JP7322101B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
1≦h11≦{a/(tanθ11)} ・・・(式1-1)
1≦h11≦{a/(tanθ11)} ・・・(式1-1)
θ11-θ21>10° ・・・(式2-1)
本明細書中、「観察面側」とは、高分子分散型液晶表示装置の画面(表示面)に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、高分子分散型液晶表示装置の画面(表示面)に対してより遠い側を意味する。
図1は、実施形態1の液晶表示装置の断面模式図の一例である。図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の液晶パネル11と、上記光源としての第一の光源31Xと、第二の液晶パネル12と、バックライト50とを備える。
Δε=(液晶成分(液晶分子)の長軸方向の誘電率)-(液晶成分(液晶分子)の短軸方向の誘電率) (L)
1≦h11≦{a/(tanθ11)} ・・・(式1-1)
1≦h12≦{a/(tanθ12)} ・・・(式1-2)
h11=h12 ・・・(式1-3)
θ11=θ12 ・・・(式1-4)
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態1と重複する内容については説明を省略する。本実施形態は、第一の光源31Xと第二の液晶パネル12との間に背面側光源を備えることを除いて、実施形態1と実質的に同じである。
1≦h11≦{a/(tanθ11)} ・・・(式1-1)
θ11-θ21>10° ・・・(式2-1)
1≦h12≦{a/(tanθ12)} ・・・(式1-2)
θ12-θ22>10° ・・・(式2-2)
1≦h12≦{a/(tanθ12)} ・・・(式1-2)
θ12-θ22>10° ・・・(式2-2)
h21=h22 ・・・(式2-3)
θ21=θ22 ・・・(式2-4)
図7は、変形例1の液晶表示装置の断面模式図である。図7は、図6中のY1-Y2線に沿った断面模式図である。図7に示すように、第一の液晶パネル11は、第一の基板100の背面側に透明樹脂板20を備えていてもよい。第一の液晶パネル11が透明樹脂板20を備えることにより、第一の液晶パネル11の強度を高めることができる。透明樹脂板20は、第一の支持基板110と同じサイズであっても、第一の支持基板110よりも大きいサイズであってもよい。透明樹脂板20としては、例えば、アクリル板が挙げられる。
図8は、変形例2の液晶表示装置の断面模式図である。図8に示すように、液晶表示装置1は、第一の液晶パネル11の観察面側に遮光ルーバ13を備えていてもよい。このような態様とすることにより、斜め方向から液晶表示装置を観察したときに、光源(特に、光源を構成するLED)が見えないように遮光することができる。
図10A~図10Dは、変形例3の液晶表示装置の断面模式図の一例である。図10A~図10Dに示すように、第一の液晶パネル11は、更に、第一の支持基板110の背面側及び第二の支持基板210の観察面側の少なくとも一方に、正面視において光を透過させ、斜め視において光を散乱させる機能を有する異方性光拡散フィルム14を備えていてもよい。このような態様とすることにより、散乱状態におけるパネル中央部の輝度の低下をより抑えることができる。
実施例1-1の液晶表示装置として、図1に示す上記実施形態1の液晶表示装置を作製した。
h11=h12=8cm
a=20cm
b=10cm
θ11=θ12=68°
図14は、実施例1-2の液晶表示装置の断面模式図である。図15Aは、実施例1-2の液晶表示装置が備える遮光ルーバーシートの、透過率の角度依存性を示すグラフである。図15Bは、図15Aに示すグラフの四角で囲んだ領域における拡大図である。図15Cは、実施例1-2の液晶表示装置が備える遮光ルーバーシートの、透過率の角度依存性の測定方法を示す模式図である。
図16は、実施例1-3の液晶表示装置の断面模式図である。図17は、光学フィルムの透過率の角度依存性の測定方法を示す模式図である。第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を配置したこと以外は、実施例1-1と同様にして、図16に示す実施例1-3の液晶表示装置1を作製した。
図18は、実施例1-4の液晶表示装置の断面模式図である。第二の液晶パネル12において、第四の支持基板910の観察面側に異方性光反射フィルム15を配置し、異方性光反射フィルム15の両端に第一のミラー61X及び第二のミラー61Yを配置し、第一の光源31X及び第二の光源31Yからの光を背面側に向けて出射させ、θ11=θ12=75°に設定したこと以外は、実施例1-1と同様にして、図18に示す実施例1-4の液晶表示装置1を作製した。
図19は、実施例1-5の液晶表示装置の断面模式図である。第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を配置し、第二の液晶パネル12において、第四の支持基板910の観察面側に異方性光反射フィルム15を配置し、異方性光反射フィルム15の両端に第一のミラー61X及び第二のミラー61Yを配置し、第一の光源31X及び第二の光源31Yからの光を背面側に向けて出射させ、h11=h12=4cm、b=5cm、θ11=θ12=75°に設定したこと以外は、実施例1-1と同様にして、図19に示す実施例1-5の液晶表示装置1を作製した。
h11=h12=8cm、b=10cm、θ11=θ12=68°に設定したこと以外は、実施例1-5と同様にして、実施例1-6の液晶表示装置1を作製した。
図20は、実施例2-1の液晶表示装置の断面模式図である。第一の背面側光源32X及び第二の背面側光源32Yを備えたこと以外は、実施例1-1と同様の構成を有する、図20に示す実施例2-1の液晶表示装置1を作製した。θ21=θ22=57°に設定した。
図21は、実施例2-2の液晶表示装置の断面模式図である。第一の液晶パネル11の観察面側に、実施例1-2で使用したものと同様の遮光ルーバ13を配置したこと以外は、実施例2-1と同様にして図21に示す実施例2-2の液晶表示装置を作製した。
図10Cに示すように、第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-3の液晶表示装置1を作製した。実施例2-3では、異方性光拡散フィルム14として、上記異方性光拡散フィルム1-aを用いた。
図10Dに示すように、第一の液晶パネル11において、第二の支持基板210の観察面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-4の液晶表示装置1を作製した。実施例2-4では、異方性光拡散フィルム14として、上記異方性光拡散フィルム1-aを用いた。
図10Cに示すように、第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-5の液晶表示装置1を作製した。実施例2-5では、異方性光拡散フィルム14として、下記表3の光学特性を有する異方性光拡散フィルム1-bを用いた。下記表3は、異方性光拡散フィルム1-bの透過率の角度依存性を示している。
図10Dに示すように、第一の液晶パネル11において、第二の支持基板210の観察面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-6の液晶表示装置1を作製した。実施例2-6では、異方性光拡散フィルム14として、上記異方性光拡散フィルム1-bを用いた。
図10Cに示すように、第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-7の液晶表示装置1を作製した。実施例2-7では、異方性光拡散フィルム14として、下記表4の光学特性を有する異方性光拡散フィルム1-cを用いた。下記表4は、異方性光拡散フィルム1-cの透過率の角度依存性を示している。
図10Dに示すように、第一の液晶パネル11において、第二の支持基板210の観察面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-8の液晶表示装置1を作製した。実施例2-8では、異方性光拡散フィルム14として、上記異方性光拡散フィルム1-cを用いた。
図10Cに示すように、第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-9の液晶表示装置1を作製した。実施例2-9では、異方性光拡散フィルム14として、下記表5の光学特性を有する異方性光拡散フィルム1-dを用いた。下記表5は、異方性光拡散フィルム1-dの透過率の角度依存性を示している。
図10Dに示すように、第一の液晶パネル11において、第二の支持基板210の観察面側に異方性光拡散フィルム14を設けたこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-10の液晶表示装置1を作製した。実施例2-10では、異方性光拡散フィルム14として、上記異方性光拡散フィルム1-dを用いた。
第二の液晶パネル12において、第四の支持基板910の観察面側に異方性光反射フィルム15を配置したこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-11の液晶表示装置1を作製した。実施例2-11では、異方性光反射フィルム15として、上記表2の光学特性を示す異方性光反射フィルムを用いた。
第一の液晶パネル11において、第一の支持基板110の背面側に異方性光拡散フィルム14を配置し、第二の液晶パネル12において、第四の支持基板910の観察面側に異方性光反射フィルム15を配置したこと以外は、実施例2-1と同様にして実施例2-12の液晶表示装置1を作製した。
図22は、比較例1の液晶表示装置の断面模式図である。実施例1-1と同様にして作製した第一の液晶パネル11の背面側に、OCA等の接着部材80を介してバックライト50Rを配置して、比較例1の液晶表示装置1RFを作製した。バックライト50Rは、導光板52Rの端面にLED光源51Rを備えていた。
上記実施例及び比較例について、透明状態における透過率、散乱状態におけるパネル中央部の正面輝度、パネル中央部の正面コントラスト、及び、斜め視からのLED目玉の見え方について評価を行った。結果を下記表6に示す。
<透明状態における透過率>
トプコン社製の輝度計(SR-UL1)を用いて、通常のバックライト(液晶表示装置用光源)上に各実施例及び比較例の19型の第一の液晶パネルを電圧無印加状態で配置した場合の輝度、及び、上記バックライト上に何も配置しない場合の輝度を測定した。第一の液晶パネルを電圧無印加状態で配置した場合の輝度を、上記バックライト上に何も配置しない場合の輝度で除することにより、透明状態における透過率を求めた。輝度の測定では、光源としてハロゲンランプを用い、受光角は2°に、測定波長は約550nmに設定した。
通常のバックライト(液晶表示装置用光源)上に各実施例及び比較例の19型の第一の液晶パネルを配置し、第一の液晶パネルと上記トプコン社製の輝度計との間の距離を約50cmに設定し、暗室下における散乱状態での輝度(白輝度)及び透明状態での輝度を測定した。散乱状態での輝度を、散乱状態におけるパネル中央部の正面輝度とした。また、散乱状態での輝度を透明状態での輝度で除することにより、パネル中央部の正面コントラストを求めた。輝度の測定では、光源としてハロゲンランプを用い、受光角は2°に、測定波長は約550nmに設定した。
目視にて、赤色のLED31R、緑色のLED31G及び青色のLED31Bの輝線が視認できるかどうかで主観評価を行った。
◎:非常に良好
〇:良好
△:標準
×:悪い
1B、1G、1R:入力階調データ
1b、1g、1r:印加階調データ
4:画素形成部
11:第一の液晶パネル
11A:表示部
11P:背面側の主面
11X:一方の端辺部分
11Y:他方の端辺
12:第二の液晶パネル
13:遮光ルーバ
14:異方性光拡散フィルム
15:異方性光反射フィルム
20:透明樹脂板
31X:第一の光源
31Y:第二の光源
32X:第一の背面側光源
32Y:第二の背面側光源
31B、31G、31R:LED(発光ダイオード)
40:TFT(薄膜トランジスタ)
42:液晶容量
43:補助容量
45:補助容量電極
46:画素容量
50、50R:バックライト
51R:LED光源
52R:導光板
61X:第一のミラー
61Y:第二のミラー
62X:第三のミラー
62Y:第四のミラー
63X:第五のミラー
63Y:第六のミラー
70X:第一の輝度上昇フィルム
70Y:第二の輝度上昇フィルム
80:接着部材
100:第一の基板
110:第一の支持基板
120、620:画素電極
131:ルーバ層
132:透明フィルム
200:第二の基板
210:第二の支持基板
220、930:共通電極
300:高分子分散液晶
310:ポリマーネットワーク
320:液晶成分
410:第一の配向膜
420:第二の配向膜
510:第一の偏光板
520:第二の偏光板
600:第三の基板
610:第三の支持基板
710:第三の配向膜
720:第四の配向膜
800:液晶層
900:第四の基板
910:第四の支持基板
920:カラーフィルタ層
1000:前処理部
1100:信号分離回路
1200:データ補正回路
1300(R):赤色フィールドメモリ
1300(G)緑色フィールドメモリ
1300(B):青色フィールドメモリ
1311:遮光層
1312:透明層
2000:タイミングコントローラ
3100:ゲートドライバ
3200:ソースドライバ
3300:LEDドライバ
4011:屈折率が相対的に低い領域
4012、4012´:屈折率が相対的に高い領域
4012a、4012a´:柱状物
4014:屈曲部
4020:第一の内部構造
4020a、4030a:カラム構造
4020b、4030b:ルーバ構造
4030:第二の内部構造
4050:光拡散層
DIN:入力画像信号
DV:デジタル映像信号
GCK:ゲートクロック信号
GSP:ゲートスタートパルス信号
GL、GL1~GLm:ゲート線
LS:ラッチストローブ信号
S1:LEDドライバ制御信号
S2:光源制御信号
SCK:ソースクロック信号
SL、SL1~SLn:ソース線
SSP:ソーススタートパルス信号
Claims (12)
- 観察面側から背面側に向かって順に、
第一の液晶パネルと、光源と、背面側光源と、第二の液晶パネルと、を備え、
前記第一の液晶パネルは、ポリマーネットワーク及び液晶成分を含む高分子分散液晶を備え、
前記光源は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対して斜め方向から光を照射し、
前記背面側光源は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対して斜め方向から光を照射することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第一の液晶パネルは、フィールドシーケンシャルカラー方式で画像を表示し、
前記光源は、互いに異なる色で発光する複数の発光素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第一の液晶パネルは、更に、薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記第一の液晶パネルの長辺の長さを2a[cm]とすると、
前記第一の液晶パネルと前記第二の液晶パネルとの距離はa[cm]以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記光源は、第一の光源であり、かつ、前記第一の液晶パネルの互いに向かい合う一対の端辺部分のうち一方の端辺部分に対応して設けられ、
更に、前記第一の液晶パネルと前記第二の液晶パネルとの間であって、前記一対の端辺部分のうち他方の端辺部分に対応して設けられた第二の光源を備え、
前記第二の光源は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対して斜め方向から光を照射し、
前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対する前記第一の光源からの光の入射角は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対する前記第二の光源からの光の入射角と同じであることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記背面側光源は、第一の背面側光源であり、かつ、前記第一の液晶パネルの互いに向かい合う一対の端辺部分のうち一方の端辺部分に対応して設けられ、
更に、前記光源と前記第二の液晶パネルとの間であって、前記一対の端辺部分のうち他方の端辺部分に対応して設けられた第二の背面側光源を備え、
前記第二の背面側光源は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対して斜め方向から光を照射し、
前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対する前記第一の背面側光源からの光の入射角は、前記第一の液晶パネルの背面側の主面に対する前記第二の背面側光源からの光の入射角と同じであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記第一の液晶パネルは、更に、前記高分子分散液晶の背面側に配置された第一の支持基板と、前記高分子分散液晶の観察面側に配置された第二の支持基板と、を備えることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の液晶パネルは、更に、前記第一の支持基板と前記高分子分散液晶との間、及び、前記第二の支持基板と前記高分子分散液晶との間の少なくとも一方に設けられた配向膜を備え、
前記配向膜は、前記液晶成分を当該配向膜の表面に対して平行に配向させる水平配向膜であることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶成分は、正の誘電率異方性を有することを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記第一の液晶パネルは、更に、前記第一の支持基板の背面側に設けられた透明樹脂板を備えることを特徴とする請求項7~9のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第一の液晶パネルは、更に、前記第一の支持基板の背面側及び前記第二の支持基板の観察面側の少なくとも一方に、正面視において光を透過させ、斜め視において光を散乱させる機能を有する異方性光拡散フィルムを備えることを特徴とする請求項7~10のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記第二の液晶パネルは、背面側から観察面側に向かって順に、第三の支持基板と、液晶層と、第四の支持基板と、正面視において光を透過させ、斜め視において光を反射させる機能を有する異方性光反射フィルムと、を備えることを特徴とする請求項1~11のいずれかに記載の液晶表示装置。
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