JPH09146093A - 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
照明装置およびそれを用いた液晶表示装置Info
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- JPH09146093A JPH09146093A JP7305821A JP30582195A JPH09146093A JP H09146093 A JPH09146093 A JP H09146093A JP 7305821 A JP7305821 A JP 7305821A JP 30582195 A JP30582195 A JP 30582195A JP H09146093 A JPH09146093 A JP H09146093A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】照明装置からの光利用効率を向上させ、指向性
をある程度緩和して視野角を拡大しても、正面輝度の低
下が少ない高光利用効率の照明装置の提供。 【解決手段】光源24からの光を導光させる導光体27
と、該導光体上に少なくとも1枚の拡散シート23およ
び少なくとも1枚のレンズアレイシート21を配置した
照明装置であって、前記拡散シートおよび/またはレン
ズアレイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい
屈折率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚
の透明媒体1を配置した照明装置。
をある程度緩和して視野角を拡大しても、正面輝度の低
下が少ない高光利用効率の照明装置の提供。 【解決手段】光源24からの光を導光させる導光体27
と、該導光体上に少なくとも1枚の拡散シート23およ
び少なくとも1枚のレンズアレイシート21を配置した
照明装置であって、前記拡散シートおよび/またはレン
ズアレイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい
屈折率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚
の透明媒体1を配置した照明装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶テレビ、コン
ピュータ用液晶ディスプレイ等に用いられる液晶表示素
子の背面に設ける平面状照明装置に係り、特に、視野角
が広く、低消費電力で明るい表示を得るための照明装置
と、これを用いた直視型液晶表示装置に関する。
ピュータ用液晶ディスプレイ等に用いられる液晶表示素
子の背面に設ける平面状照明装置に係り、特に、視野角
が広く、低消費電力で明るい表示を得るための照明装置
と、これを用いた直視型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置、特にカラー液晶表
示装置の技術進歩は目覚ましく、CRTに劣らぬ表示品
質のディスプレイが見られるようになった。さらに、ノ
ート型パーソナルコンピュータの普及に伴い、バックラ
イト(照明装置)は直視型カラー液晶表示装置における
必須デバイスと云うことができる。
示装置の技術進歩は目覚ましく、CRTに劣らぬ表示品
質のディスプレイが見られるようになった。さらに、ノ
ート型パーソナルコンピュータの普及に伴い、バックラ
イト(照明装置)は直視型カラー液晶表示装置における
必須デバイスと云うことができる。
【0003】カラー液晶表示装置は、大別してTFT
(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス駆
動のTN(ツイストネマチック)液晶表示装置と、マル
チプレックス駆動のSTN(スーパーツイステッドネマ
チック)液晶表示装置との2方式がある。
(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス駆
動のTN(ツイストネマチック)液晶表示装置と、マル
チプレックス駆動のSTN(スーパーツイステッドネマ
チック)液晶表示装置との2方式がある。
【0004】これらの照明装置に要求される輝度レベル
は、その用途によって様々であるが、特にカラーのノー
ト型パーソナルコンピュータでは要求輝度だけでなく薄
型、軽量、低消費電力が至上課題である。
は、その用途によって様々であるが、特にカラーのノー
ト型パーソナルコンピュータでは要求輝度だけでなく薄
型、軽量、低消費電力が至上課題である。
【0005】そこで、従来のラップトップ型やノート型
パーソナルコンピュータに用いられている液晶表示装置
用の照明装置は、その消費電力を低減させるために、平
面状照明装置にレンズアレイシート(三角錐型レンズを
ストライプ状に形成したもの)を用いて指向性を持た
せ、正面の輝度を向上させている(特公平1−3780
1号公報)。
パーソナルコンピュータに用いられている液晶表示装置
用の照明装置は、その消費電力を低減させるために、平
面状照明装置にレンズアレイシート(三角錐型レンズを
ストライプ状に形成したもの)を用いて指向性を持た
せ、正面の輝度を向上させている(特公平1−3780
1号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のSTNモードや
TNモードを用いた液晶表示装置は視野角が狭く、照明
装置の指向性は液晶素子の視野角特性より広いため殆ど
問題とならなかった。
TNモードを用いた液晶表示装置は視野角が狭く、照明
装置の指向性は液晶素子の視野角特性より広いため殆ど
問題とならなかった。
【0007】しかし、最近、広視野角の液晶表示装置の
開発が活発になり、アルチドメイン、ランダムドメイン
等様々な広視野角方式の液晶表示装置が発表されてい
る。
開発が活発になり、アルチドメイン、ランダムドメイン
等様々な広視野角方式の液晶表示装置が発表されてい
る。
【0008】このような、広視野角パネルにおいては、
その照明装置の指向性を大きくし正面の輝度を上げる
と、照明装置の輝度が視角角度に依存して急激に低下
し、実質的な視野角が狭くなってしまうので、液晶パネ
ルを広視野角化した効果がない。
その照明装置の指向性を大きくし正面の輝度を上げる
と、照明装置の輝度が視角角度に依存して急激に低下
し、実質的な視野角が狭くなってしまうので、液晶パネ
ルを広視野角化した効果がない。
【0009】本発明の第1の目的は、上記課題を解決す
るため、照明装置からの光利用効率を向上させ、指向性
をある程度緩和して視野角を拡大しても、正面輝度の低
下が少ない高光利用効率の照明装置を提供することにあ
る。
るため、照明装置からの光利用効率を向上させ、指向性
をある程度緩和して視野角を拡大しても、正面輝度の低
下が少ない高光利用効率の照明装置を提供することにあ
る。
【0010】また、本発明の第2の目的は、上記照明装
置を用いた液晶表示装置を提供することにある。
置を用いた液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
明の要旨は次のとおりである。
【0012】その第1は、光源からの光を導光させる導
光体と、該導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよ
び少なくとも1枚のレンズアレイシートを配置した照明
装置であって、前記拡散シートおよび/またはレンズア
レイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい屈折
率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚の透
明媒体が配置されている照明装置にある。
光体と、該導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよ
び少なくとも1枚のレンズアレイシートを配置した照明
装置であって、前記拡散シートおよび/またはレンズア
レイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい屈折
率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚の透
明媒体が配置されている照明装置にある。
【0013】上記の透明媒体は、前記拡散シートおよび
/またはレンズアレイシートの接着層を兼ねていてもよ
い。また、透明媒体の屈折率としては1.3〜1.4のも
のが好ましく、透明媒体が接着層を兼ねていてもよい。
/またはレンズアレイシートの接着層を兼ねていてもよ
い。また、透明媒体の屈折率としては1.3〜1.4のも
のが好ましく、透明媒体が接着層を兼ねていてもよい。
【0014】また、本発明の前記レンズアレイシート
は、三角錐型レンズの頂角が70度〜120度であるこ
とが望ましい。
は、三角錐型レンズの頂角が70度〜120度であるこ
とが望ましい。
【0015】前記透明媒体を介在させることにより、各
構成シートの界面でのフレネル反射による反射損失を低
減し光の利用効率を向上させることができる。
構成シートの界面でのフレネル反射による反射損失を低
減し光の利用効率を向上させることができる。
【0016】また、界面でのフレネル反射を低減させて
いるために、レンズアレイシートによる集光効果が空気
層のときに比べて弱まる。従って、レンズアレイシート
の頂角を変えることで、光の指向性を調整することがで
きる。つまり、液晶素子の視野角特性に合わせて、照明
装置の指向性を調整することができる。
いるために、レンズアレイシートによる集光効果が空気
層のときに比べて弱まる。従って、レンズアレイシート
の頂角を変えることで、光の指向性を調整することがで
きる。つまり、液晶素子の視野角特性に合わせて、照明
装置の指向性を調整することができる。
【0017】本発明においては、前記レンズアレイシー
トを2枚以上重ねっても、前記透明媒体を介在させるこ
とにより界面の反射を低減できるので損失が少なく、指
向性を持たせることができる。
トを2枚以上重ねっても、前記透明媒体を介在させるこ
とにより界面の反射を低減できるので損失が少なく、指
向性を持たせることができる。
【0018】第2は、前記の照明装置を液晶表示素子の
背面に配置した液晶表示装置にある。液晶表示素子の視
野角特性に合わせた指向性の照明装置を用いることによ
り、低消費電力で高輝度の液晶表示装置を得ることがで
きる。
背面に配置した液晶表示装置にある。液晶表示素子の視
野角特性に合わせた指向性の照明装置を用いることによ
り、低消費電力で高輝度の液晶表示装置を得ることがで
きる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の照明装置の導光体上に形
成した拡散シートとレンズアレイシートの各界面に設け
た透明媒体が、反射率を低減し、光の利用効率を向上さ
せる原理について説明する。
成した拡散シートとレンズアレイシートの各界面に設け
た透明媒体が、反射率を低減し、光の利用効率を向上さ
せる原理について説明する。
【0020】従来、一般の液晶表示装置に用いられるい
る照明装置は、導光体の端面に反射板を備えた冷陰極管
を配置し、導光体上に拡散シートと2枚のレンズアレイ
シートを重ねた構成のものである。つまり、各シート間
には空気層があるために、拡散シートから出た光は第1
のレンズアレイシートに入射するときに界面で反射し、
拡散シートや導光体側に戻り、損失となる。第1のレン
ズアレイシートから出射した光も第2のレンズアレイシ
ートに入射するときに一部反射し、拡散シート、導光体
に戻り損失となる。
る照明装置は、導光体の端面に反射板を備えた冷陰極管
を配置し、導光体上に拡散シートと2枚のレンズアレイ
シートを重ねた構成のものである。つまり、各シート間
には空気層があるために、拡散シートから出た光は第1
のレンズアレイシートに入射するときに界面で反射し、
拡散シートや導光体側に戻り、損失となる。第1のレン
ズアレイシートから出射した光も第2のレンズアレイシ
ートに入射するときに一部反射し、拡散シート、導光体
に戻り損失となる。
【0021】レンズアレイシートには一般にポリカーボ
ネートが用いられており、その屈折率は1.586で、
空気層からの入射光は垂直入射でも5%程度の反射があ
り、斜め入射に対してはさらに大きくなる。そこで、例
えば、屈折率1.4の透明媒体を各シート間に挿入する
と、垂直入射の反射率を1%以下にすることができ、反
射による損失を小さくすることができる。
ネートが用いられており、その屈折率は1.586で、
空気層からの入射光は垂直入射でも5%程度の反射があ
り、斜め入射に対してはさらに大きくなる。そこで、例
えば、屈折率1.4の透明媒体を各シート間に挿入する
と、垂直入射の反射率を1%以下にすることができ、反
射による損失を小さくすることができる。
【0022】また、この時、レンズアレイシート上に空
気層より屈折率の高い透明媒体を配置することにより、
指向性が弱まり広視野角の照明装置が得られる。
気層より屈折率の高い透明媒体を配置することにより、
指向性が弱まり広視野角の照明装置が得られる。
【0023】通常の反射防止膜は、表面と裏面とで反射
の位相が打ち消し合うようにするため、光の波長の4分
の1の膜厚に制御されている。この時、可視光全域で打
ち消し合うようにするためには、透明媒体の屈折率の波
長分散が可視光全域で、位相が打ち消し合うようにしな
ければいけない。しかし、このようなものを選択するこ
とは極めて容易でない。
の位相が打ち消し合うようにするため、光の波長の4分
の1の膜厚に制御されている。この時、可視光全域で打
ち消し合うようにするためには、透明媒体の屈折率の波
長分散が可視光全域で、位相が打ち消し合うようにしな
ければいけない。しかし、このようなものを選択するこ
とは極めて容易でない。
【0024】また、光の波長により反射率が異なるため
に色が生ずる。特に、斜めに入射すると位相差が垂直入
射時と異なるため色が生じ易い。従って、波長オーダで
膜厚を制御しないと干渉により色が生ずる。
に色が生ずる。特に、斜めに入射すると位相差が垂直入
射時と異なるため色が生じ易い。従って、波長オーダで
膜厚を制御しないと干渉により色が生ずる。
【0025】本発明は完全に反射を無くすことではな
く、空気層との界面での反射を低減するため、前記のよ
うな低屈折率の透明媒体を挿入することにある。従っ
て、干渉色が出ない程度の膜厚(5μm以上)のもので
よく、その膜厚も高精度の制御の必要がないので、低コ
ストで反射率を低減することができる。
く、空気層との界面での反射を低減するため、前記のよ
うな低屈折率の透明媒体を挿入することにある。従っ
て、干渉色が出ない程度の膜厚(5μm以上)のもので
よく、その膜厚も高精度の制御の必要がないので、低コ
ストで反射率を低減することができる。
【0026】また、多層膜とすることで全可視光の位相
が打ち消し合い反射を低減することができる。
が打ち消し合い反射を低減することができる。
【0027】従来のSTN型またはTN型の液晶表示装
置に用いる場合は、レンズアレイシートの頂角を小さく
することで、従来と同じ指向性で、正面輝度を上げるこ
とができる。
置に用いる場合は、レンズアレイシートの頂角を小さく
することで、従来と同じ指向性で、正面輝度を上げるこ
とができる。
【0028】本発明によれば、従来の界面での損失を無
くすことができ、光の利用効率を向上させることができ
る。
くすことができ、光の利用効率を向上させることができ
る。
【0029】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【0030】
〔実施例 1〕本発明の液晶表示装置用の照明装置の一
例を図1に示す。導光体27として、透明アクリル樹脂
を用い、裏面に均一性が得られるように白色インクがド
ット状にランプ24から離れるに従い、白色インクドッ
トの面積比が大きくなるように印刷,形成されている。
例を図1に示す。導光体27として、透明アクリル樹脂
を用い、裏面に均一性が得られるように白色インクがド
ット状にランプ24から離れるに従い、白色インクドッ
トの面積比が大きくなるように印刷,形成されている。
【0031】また、導光体27裏面には白色の導光体用
反射板26、冷陰極線管からなるランプ24には銀のラ
ンプ用反射板25を備えている。
反射板26、冷陰極線管からなるランプ24には銀のラ
ンプ用反射板25を備えている。
【0032】導光体27上に拡散シート23、低屈折率
透明媒体3、レンズアレイシート22(住友スリーエム
製BEF−90:ピッチ51μm、頂角90度)、低屈
折率透明媒体2、レンズアレイシート21(住友スリー
エム製BEF−100:ピッチ31μm、頂角100
度)、低屈折率透明媒体1を積層配置し、その上に液晶
パネル10を配置した。
透明媒体3、レンズアレイシート22(住友スリーエム
製BEF−90:ピッチ51μm、頂角90度)、低屈
折率透明媒体2、レンズアレイシート21(住友スリー
エム製BEF−100:ピッチ31μm、頂角100
度)、低屈折率透明媒体1を積層配置し、その上に液晶
パネル10を配置した。
【0033】なお、上記の低屈折率透明媒体1,2,3
としては、三井・デュポンフロロケミカル製TEFLO
N AF 1600(屈折率約1.31)を用い、低屈
折率透明媒体2,3はレンズアレイシート22,23の
プリズムの頂点から30μm、低屈折率透明媒体1はレ
ンズアレイシート21のプリズムの頂点から10μmの
厚さに形成した。上記の構成にすることにより、界面で
の反射を低減でき、光利用効率を向上することができ
る。
としては、三井・デュポンフロロケミカル製TEFLO
N AF 1600(屈折率約1.31)を用い、低屈
折率透明媒体2,3はレンズアレイシート22,23の
プリズムの頂点から30μm、低屈折率透明媒体1はレ
ンズアレイシート21のプリズムの頂点から10μmの
厚さに形成した。上記の構成にすることにより、界面で
の反射を低減でき、光利用効率を向上することができ
る。
【0034】図2は、図1における界面での反射率が低
減し光利用効率が向上することを説明する模式図であ
る。図2の左側半分は従来の構成を示し、各シート間は
空気層205,206であり、右側半分には、本発明の
構成を示し、各シート間に低屈折率透明媒体2,1が配
置されている。図2は、図1の一部の層を模式的に示し
たもので、その他の層についても同様のことが云える。
減し光利用効率が向上することを説明する模式図であ
る。図2の左側半分は従来の構成を示し、各シート間は
空気層205,206であり、右側半分には、本発明の
構成を示し、各シート間に低屈折率透明媒体2,1が配
置されている。図2は、図1の一部の層を模式的に示し
たもので、その他の層についても同様のことが云える。
【0035】従来は、拡散シートからの出射光60は、
レンズアレイシート21に入射するとき一部界面で反射
された反射光61、レンズアレイシート21(プリズ
ム)の出射出口でも同様に反射された反射光62、さら
には液晶パネル10への入射時に反射された反射光63
はそれぞれ損失となる。本発明においても、各界面で、
反射光51、52、53は存在するが、低屈折率媒体
2,1を配置することで、反射損失を従来の5分の1以
下に抑えることができた。また、低屈折率透明媒体1を
配置することで、従来の出射光64より出射光54は拡
がり、指向性が緩和される。
レンズアレイシート21に入射するとき一部界面で反射
された反射光61、レンズアレイシート21(プリズ
ム)の出射出口でも同様に反射された反射光62、さら
には液晶パネル10への入射時に反射された反射光63
はそれぞれ損失となる。本発明においても、各界面で、
反射光51、52、53は存在するが、低屈折率媒体
2,1を配置することで、反射損失を従来の5分の1以
下に抑えることができた。また、低屈折率透明媒体1を
配置することで、従来の出射光64より出射光54は拡
がり、指向性が緩和される。
【0036】図3は水平方向の照明装置からの出射光、
図4は垂直方向の照明装置からの出射光の角度特性を示
す。
図4は垂直方向の照明装置からの出射光の角度特性を示
す。
【0037】100,101は従来の照明装置の特性、
120,121は導光体上のシートが拡散シートのみの
ときの特性、110、111は本実施例の低屈折率透明
媒体を配置したときの特性を示す。従来特性100,1
01と比較して、本実施例の特性110,111は正面
の輝度が少し低下しているが、指向性を拡げることがで
きた。この時、全出射光量を測定したところ、従来の全
光量に対し本実施例の全光量は8%程度向上した。
120,121は導光体上のシートが拡散シートのみの
ときの特性、110、111は本実施例の低屈折率透明
媒体を配置したときの特性を示す。従来特性100,1
01と比較して、本実施例の特性110,111は正面
の輝度が少し低下しているが、指向性を拡げることがで
きた。この時、全出射光量を測定したところ、従来の全
光量に対し本実施例の全光量は8%程度向上した。
【0038】そこで、正面輝度を下げないためにレンズ
アレイシート21,22の頂角を70度にし、プリズム
の頂点から10μmの厚さに低屈折率透明媒体2,3を
形成した本実施例の特性112を図5に示す。
アレイシート21,22の頂角を70度にし、プリズム
の頂点から10μmの厚さに低屈折率透明媒体2,3を
形成した本実施例の特性112を図5に示す。
【0039】図5から分かるように、指向性は従来と変
わらないが、正面輝度を上げることができた。つまり、
界面での反射損失を低減することで、光利用効率を向上
させることができた。
わらないが、正面輝度を上げることができた。つまり、
界面での反射損失を低減することで、光利用効率を向上
させることができた。
【0040】図3,4の110、111の特性を持つ照
明装置のマルチドメイン法により広視野角を達成したパ
ネルを配置すると、正面の輝度差は殆ど人間の目には気
にならず、かなり広い範囲で明るい広視野角の表示を得
ることができた。
明装置のマルチドメイン法により広視野角を達成したパ
ネルを配置すると、正面の輝度差は殆ど人間の目には気
にならず、かなり広い範囲で明るい広視野角の表示を得
ることができた。
【0041】〔実施例 2〕図6は、各構成シートの導
光体側に反射防止膜4〜7を設けた照明装置の模式図で
ある。
光体側に反射防止膜4〜7を設けた照明装置の模式図で
ある。
【0042】反射防止膜としてITO(インジュームス
ズ酸化物)とSiO2(二酸化シリコン)を積層した。
また、低屈折率透明媒体として各レンズアレイシートの
プリズムの頂点から20μmの厚さ形成し、各層を隙間
無く貼り合わせた。その結果、垂直入射時の反射率が上
下界面で8%程度あったものが、1%まで低減すること
ができた。
ズ酸化物)とSiO2(二酸化シリコン)を積層した。
また、低屈折率透明媒体として各レンズアレイシートの
プリズムの頂点から20μmの厚さ形成し、各層を隙間
無く貼り合わせた。その結果、垂直入射時の反射率が上
下界面で8%程度あったものが、1%まで低減すること
ができた。
【0043】なお、各構成シートの両側に反射防止膜を
形成するとよい。反射防止膜の形成方法としては、ゾル
溶液のズピンコート、ディッピング等がコスト的に有利
であるが、蒸着、スパッタ等で形成してもよい。
形成するとよい。反射防止膜の形成方法としては、ゾル
溶液のズピンコート、ディッピング等がコスト的に有利
であるが、蒸着、スパッタ等で形成してもよい。
【0044】このように、各構成シートの導光体側に反
射防止膜を設けることで、正面輝度を図3,図4の10
0,102より10%向上できた。さらに、この各層間
に図1に示すように低屈折率媒体を挿入すると、出射角
度特性を図3の110のように広がり、かつ、正面輝度
も図3の110より高いものを得ることができた。
射防止膜を設けることで、正面輝度を図3,図4の10
0,102より10%向上できた。さらに、この各層間
に図1に示すように低屈折率媒体を挿入すると、出射角
度特性を図3の110のように広がり、かつ、正面輝度
も図3の110より高いものを得ることができた。
【0045】〔実施例 3〕本発明の照明装置を用いた
広視野角の液晶表示装置について説明する。基板として
厚さ1.1mmの表面を研磨した透明ガラス基板を2枚
用い、その一方の基板上に薄膜トランジスタを形成し、
さらにその上の最表面に絶縁膜兼用の配向膜を形成し
た。
広視野角の液晶表示装置について説明する。基板として
厚さ1.1mmの表面を研磨した透明ガラス基板を2枚
用い、その一方の基板上に薄膜トランジスタを形成し、
さらにその上の最表面に絶縁膜兼用の配向膜を形成し
た。
【0046】上記配向膜としてはポリイミドを用い、液
晶を配向させるためのラビング処理を施した。同様に他
方の基板上にもポリイミド膜を塗布,形成し、ラビング
処理した。上下基板のラビング方向は互いにほぼ平行
で、かつ、印加電界方向とのなす角度を75度とした。
晶を配向させるためのラビング処理を施した。同様に他
方の基板上にもポリイミド膜を塗布,形成し、ラビング
処理した。上下基板のラビング方向は互いにほぼ平行
で、かつ、印加電界方向とのなす角度を75度とした。
【0047】これらの基板間に、誘電率異方性が正でそ
の値が7.3であり、屈折率異方性が0.074(589
nm、20℃)のネマチック液晶組成物を挟んだ。ギャ
ップは球形のポリマービーズを基板間に分散,挟持し、
液晶封入状態で4.0μmとした。液晶層のリタデーシ
ョン(屈折率異方性×ギャップ)は0.296μmであ
る。
の値が7.3であり、屈折率異方性が0.074(589
nm、20℃)のネマチック液晶組成物を挟んだ。ギャ
ップは球形のポリマービーズを基板間に分散,挟持し、
液晶封入状態で4.0μmとした。液晶層のリタデーシ
ョン(屈折率異方性×ギャップ)は0.296μmであ
る。
【0048】2枚の偏光板(日東電工製、G1220D
U)で上記の液晶パネルを挟み、一方の偏光板の偏光透
過軸を電界方向に対し75度(ラビング方向と平行)に
設定し、他方をそれに直交させた。本実施例では低電圧
で暗状態、高電圧で明状態をとるノーマリークローズ方
式を採用した。
U)で上記の液晶パネルを挟み、一方の偏光板の偏光透
過軸を電界方向に対し75度(ラビング方向と平行)に
設定し、他方をそれに直交させた。本実施例では低電圧
で暗状態、高電圧で明状態をとるノーマリークローズ方
式を採用した。
【0049】薄膜トランジスタおよび各種電極の構造を
図7に示す。基板面に垂直方向から見た正面図と、正面
図のA−A’、B−B’における側断面図を示す。薄膜
トランジスタ素子314は画素電極304、信号電極3
03、走査電極312、およびアモルファスシリコン3
13から構成される。共通電極301と走査電極31
2、および信号電極303と画素電極304とは、それ
ぞれ同一の金属層をパターン化して構成した。
図7に示す。基板面に垂直方向から見た正面図と、正面
図のA−A’、B−B’における側断面図を示す。薄膜
トランジスタ素子314は画素電極304、信号電極3
03、走査電極312、およびアモルファスシリコン3
13から構成される。共通電極301と走査電極31
2、および信号電極303と画素電極304とは、それ
ぞれ同一の金属層をパターン化して構成した。
【0050】容量素子316は、2本の共通電極301
の間を連結する領域において、画素電極304と共通電
極301で絶縁保護膜302を挟む構造に形成した。画
素電極304は正面図において、2本の共通電極301
の間に配置されている。
の間を連結する領域において、画素電極304と共通電
極301で絶縁保護膜302を挟む構造に形成した。画
素電極304は正面図において、2本の共通電極301
の間に配置されている。
【0051】画素ピッチは横方向(信号電極間)は69
μm、縦方向(走査電極間)は207μmである。電極
幅は、複数画素にまたがる配線電極である走査電極、信
号電極、共通電極部〔走査電極312に平行(図7で横
方向)に延びた部分〕を広めにし、線欠陥を回避した。
線幅はそれぞれ10μmである。
μm、縦方向(走査電極間)は207μmである。電極
幅は、複数画素にまたがる配線電極である走査電極、信
号電極、共通電極部〔走査電極312に平行(図7で横
方向)に延びた部分〕を広めにし、線欠陥を回避した。
線幅はそれぞれ10μmである。
【0052】一方、開口率向上のために画素電極304
および共通電極301の信号電極303の長手方向に伸
びた部分の幅を狭くし、それぞれ5μm、8μmとし
た。これらの電極幅を狭くしたことで異物等の混入によ
り断線する可能性が高まるが、この場合1画素のみの部
分的欠陥ですみ線欠陥には到らない。加えて、さらに高
い開口率を実現するために、絶縁膜を介して共通電極3
01と信号電極303を若干(1μm)重ねた。これに
より、信号配線に平行な方向のブラックマトリクスは不
要になる。
および共通電極301の信号電極303の長手方向に伸
びた部分の幅を狭くし、それぞれ5μm、8μmとし
た。これらの電極幅を狭くしたことで異物等の混入によ
り断線する可能性が高まるが、この場合1画素のみの部
分的欠陥ですみ線欠陥には到らない。加えて、さらに高
い開口率を実現するために、絶縁膜を介して共通電極3
01と信号電極303を若干(1μm)重ねた。これに
より、信号配線に平行な方向のブラックマトリクスは不
要になる。
【0053】図7に示すように、走査電極312方向の
み遮光するブラックマトリクス構造とした。ブラックマ
トリクス322は図7のように電極群を付設した基板に
設けても良いし、対向基板に設けてもよい。しかし、薄
膜トランジスタ(アクティブ素子)の配置された基板に
ブラックマトリクスを設けることは、上下基板合わせが
容易で、合わせマージンを取る必要がなく、高開口率を
達成できる。
み遮光するブラックマトリクス構造とした。ブラックマ
トリクス322は図7のように電極群を付設した基板に
設けても良いし、対向基板に設けてもよい。しかし、薄
膜トランジスタ(アクティブ素子)の配置された基板に
ブラックマトリクスを設けることは、上下基板合わせが
容易で、合わせマージンを取る必要がなく、高開口率を
達成できる。
【0054】このようにして、共通電極と画素電極との
ギャップが20μm、開口率の長手方向の長さ157μ
mとなり、開口率44.0%が得られた。また、画素電
極は、320本の信号電極と160本の配線電極とによ
り320×160個とした。このようにして上下左右6
0度で階調反転がなく、広視野角のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置を得た。
ギャップが20μm、開口率の長手方向の長さ157μ
mとなり、開口率44.0%が得られた。また、画素電
極は、320本の信号電極と160本の配線電極とによ
り320×160個とした。このようにして上下左右6
0度で階調反転がなく、広視野角のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置を得た。
【0055】この液晶表示素子に図1および図6に示す
照明装置を用いることで、広視野角の液晶表示装置を達
成できた。
照明装置を用いることで、広視野角の液晶表示装置を達
成できた。
【0056】従来の液晶表示装置は視野角が狭いため
に、角度特性が広い照明装置では輝度が低下し、広視野
角の液晶表示装置を達成することができなかった。本実
施例の液晶表示素子以外に、広視野角のポリマー分散型
液晶表示素子やマルチドメイン、ランダムドメインによ
るツイストネマチック液晶表示素子に、本発明の照明装
置を用いることができる。即ち、少なくとも30度まで
階調反転が全方位で生じない液晶表示素子に本照明装置
を用いると有効である。
に、角度特性が広い照明装置では輝度が低下し、広視野
角の液晶表示装置を達成することができなかった。本実
施例の液晶表示素子以外に、広視野角のポリマー分散型
液晶表示素子やマルチドメイン、ランダムドメインによ
るツイストネマチック液晶表示素子に、本発明の照明装
置を用いることができる。即ち、少なくとも30度まで
階調反転が全方位で生じない液晶表示素子に本照明装置
を用いると有効である。
【0057】〔実施例 4〕図8に本発明の液晶表示装
置用の照明装置の一例を示す。導光体27として透明ア
クリルを用い、裏面に光の均一性が得られるよう白色イ
ンクがドット状にランプから離れるに従い、白色インク
の面積比が大きくなるよう印刷されている。
置用の照明装置の一例を示す。導光体27として透明ア
クリルを用い、裏面に光の均一性が得られるよう白色イ
ンクがドット状にランプから離れるに従い、白色インク
の面積比が大きくなるよう印刷されている。
【0058】また、導光体27の裏面には、白色の導光
体用反射板26を、端面に銀の反射板25を配置したラ
ンプ24を設けた。導光体27上にレンズアレイシート
21(住友スリーエム製BEF−100:ピッチ31μ
m、頂角100度)、低屈折率透明媒体1(三井・デュ
ポンフロロケミカル製TEFLON AF 1600:
屈折率約1.31)を配置し、その上に液晶パネル10
を配置した。なお、低屈折率透明媒体1はレンズアレイ
シート21のプリズムの頂点から20μmの厚さに形成
した。
体用反射板26を、端面に銀の反射板25を配置したラ
ンプ24を設けた。導光体27上にレンズアレイシート
21(住友スリーエム製BEF−100:ピッチ31μ
m、頂角100度)、低屈折率透明媒体1(三井・デュ
ポンフロロケミカル製TEFLON AF 1600:
屈折率約1.31)を配置し、その上に液晶パネル10
を配置した。なお、低屈折率透明媒体1はレンズアレイ
シート21のプリズムの頂点から20μmの厚さに形成
した。
【0059】上記構成により界面での反射が低減され、
図1,2で説明したように界面での反射率を低減し光利
用効率の向上を図ることができた。具体的には、図3の
110よりも正面における輝度が若干低下したが、拡散
シートのみの特性120の約1.5倍の輝度を確保し、
110より視野角特性の良いものを得ることができた。
図1,2で説明したように界面での反射率を低減し光利
用効率の向上を図ることができた。具体的には、図3の
110よりも正面における輝度が若干低下したが、拡散
シートのみの特性120の約1.5倍の輝度を確保し、
110より視野角特性の良いものを得ることができた。
【0060】〔実施例 5〕図9に本発明の液晶表示装
置用の照明装置の一例を示す。導光体27として、透明
アクリル板を用い、裏面に均一性が得られるように白色
インクがドット状にランプから離れるに従い、白色イン
クの面積比が大きくなるように印刷されている。
置用の照明装置の一例を示す。導光体27として、透明
アクリル板を用い、裏面に均一性が得られるように白色
インクがドット状にランプから離れるに従い、白色イン
クの面積比が大きくなるように印刷されている。
【0061】また、導光体裏面には、白色の導光体用反
射板26、端面にランプ24、ランプ24の周りに銀の
ランプ用反射板25を配置した。導光体27上に集光機
能を有する集光シート30として住友化学製ルミステ
ィ、低屈折率透明媒体1を配置し、その上に液晶パネル
10を配置した。ここで、低屈折率透明媒体として、三
井・デュポンフロロケミカル製TEFLON AF 1
600(屈折率約1.31),膜厚30μmを用いた。
射板26、端面にランプ24、ランプ24の周りに銀の
ランプ用反射板25を配置した。導光体27上に集光機
能を有する集光シート30として住友化学製ルミステ
ィ、低屈折率透明媒体1を配置し、その上に液晶パネル
10を配置した。ここで、低屈折率透明媒体として、三
井・デュポンフロロケミカル製TEFLON AF 1
600(屈折率約1.31),膜厚30μmを用いた。
【0062】上記図9の構成にすることにより、図1、
2の実施例で説明したように、界面での反射率を低減し
光利用効率の向上を図ることができ、図8の構成よりも
さらに広い視野角特性を得ることができた。
2の実施例で説明したように、界面での反射率を低減し
光利用効率の向上を図ることができ、図8の構成よりも
さらに広い視野角特性を得ることができた。
【0063】〔実施例 6〕図10に本発明の液晶表示
装置用の照明装置の一例を示す。図10では導光体以下
の部分は省略してある。
装置用の照明装置の一例を示す。図10では導光体以下
の部分は省略してある。
【0064】導光体上に集光機能を有するシートとして
ファイバープレート31、低屈折率透明媒体1を配置
し、その上に液晶パネルを配置した。ファイバープレー
ト31はコア部32とクラッディング部33からなり、
コア部はクラッディング部33より屈折率が高いもので
形成されており、選択的に光はコア部32を伝搬する。
この時、ファイバープレート31からの出射角は、コア
部32とクラッディング部33の屈折率および出射側媒
体の屈折率により決定され、出射側媒体の屈折率が高い
方が出射角度を拡げることができる。
ファイバープレート31、低屈折率透明媒体1を配置
し、その上に液晶パネルを配置した。ファイバープレー
ト31はコア部32とクラッディング部33からなり、
コア部はクラッディング部33より屈折率が高いもので
形成されており、選択的に光はコア部32を伝搬する。
この時、ファイバープレート31からの出射角は、コア
部32とクラッディング部33の屈折率および出射側媒
体の屈折率により決定され、出射側媒体の屈折率が高い
方が出射角度を拡げることができる。
【0065】従って、低屈折率透明媒体として、三井・
デュポンフロロケミカル製TEFLON AF 160
0(屈折率約1.31),膜厚40μmを用いた。これ
により、空気層の場合と比較して出射角度が拡くなり広
視野角を達成できた。
デュポンフロロケミカル製TEFLON AF 160
0(屈折率約1.31),膜厚40μmを用いた。これ
により、空気層の場合と比較して出射角度が拡くなり広
視野角を達成できた。
【0066】
【発明の効果】照明装置を構成する前記各シート間に低
屈折率透明媒体を配置することで、各層の界面での反射
損失を低減し、光の利用効率を向上させることができ、
広視野角で実質的に正面輝度の低下がない明るい照明装
置を実現できた。
屈折率透明媒体を配置することで、各層の界面での反射
損失を低減し、光の利用効率を向上させることができ、
広視野角で実質的に正面輝度の低下がない明るい照明装
置を実現できた。
【0067】また、該照明装置を用いることにより広視
野角を要求される液晶表示装置を提供することができ
る。
野角を要求される液晶表示装置を提供することができ
る。
【図1】本発明の照明装置の一実施例を示す模式断面図
である。
である。
【図2】本発明の照明装置の効果を説明するための模式
断面図である。
断面図である。
【図3】本発明と従来例の一特性を示すグラフである。
【図4】本発明と従来例の一特性を示すグラフである。
【図5】本発明と従来例の一特性を示すグラフ図であ
る。
る。
【図6】本発明の照明装置の一実施例を示す模式断面図
である。
である。
【図7】広視野角の液晶表示素子の画素構成を示す図で
ある。
ある。
【図8】本発明の照明装置の一実施例を示す模式断面図
である。
である。
【図9】本発明の照明装置の一実施例を示す模式断面図
である。
である。
【図10】本発明の照明装置の一実施例を示す模式断面
図である。
図である。
1,2,3…低屈折率透明媒体、4,5,6,7…反射
防止膜、10…液晶パネル、21,22,…レンズアレ
イシート、23…拡散シート、24…ランプ、25…ラ
ンプ用反射板、26…導光体用反射板、27…導光体、
30…集光シート、31…ファイバープレート、32…
コア部、33…クラッディング部、100,101…従
来特性、110,111,112…本実施例の特性、30
1…共通電極、302…絶縁保護膜、303…信号電極
(ドレイン電極)、304…画素電極(ソース電極)、
305…配向膜、312…走査電極(ゲート電極)、3
13…アモルファスシリコン、314…薄膜トランジス
タ、316…容量素子、322…ブラックマトリクス。
防止膜、10…液晶パネル、21,22,…レンズアレ
イシート、23…拡散シート、24…ランプ、25…ラ
ンプ用反射板、26…導光体用反射板、27…導光体、
30…集光シート、31…ファイバープレート、32…
コア部、33…クラッディング部、100,101…従
来特性、110,111,112…本実施例の特性、30
1…共通電極、302…絶縁保護膜、303…信号電極
(ドレイン電極)、304…画素電極(ソース電極)、
305…配向膜、312…走査電極(ゲート電極)、3
13…アモルファスシリコン、314…薄膜トランジス
タ、316…容量素子、322…ブラックマトリクス。
Claims (11)
- 【請求項1】 光源からの光を導光させる導光体と、該
導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよび少なくと
も1枚のレンズアレイシートを配置した照明装置であっ
て、前記拡散シートおよび/またはレンズアレイシート
に、これらシートの屈折率よりも小さい屈折率を有し、
かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚の透明媒体が配
置されていることを特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 光源からの光を導光させる導光体と、該
導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよび少なくと
も1枚のレンズアレイシートを配置した照明装置であっ
て、前記拡散シートおよび/またはレンズアレイシート
に、これらシートの屈折率よりも小さい屈折率を有し、
かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚の透明媒体が配
置され、導光体上の前記各シートの少なくとも導光体側
に反射防止膜を設けたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項3】 前記透明媒体の屈折率が1.3〜1.4で
ある請求項1または2に記載の照明装置。 - 【請求項4】 前記レンズアレイシートの三角錐型レン
ズの頂角が70度〜120度である請求項1,2または
3に記載の照明装置。 - 【請求項5】 前記透明媒体が接着層を兼ねている請求
項1〜4のいずれかに記載の照明装置。 - 【請求項6】 光源からの光を導光させる導光体と、該
導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよび少なくと
も1枚のレンズアレイシートを配置した照明装置を液晶
表示素子の裏面に具備する直視型の液晶表示装置であっ
て、前記液晶表示素子が表示面の法線方向に対し全方位
30度において階調反転が生じない特性を有し、前記照
明装置の導光体上の前記拡散シートおよび/またはレン
ズアレイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい
屈折率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚
の透明媒体が配置されていることを特徴とする液晶表示
装置。 - 【請求項7】 光源からの光を導光させる導光体と、該
導光体上に少なくとも1枚の拡散シートおよび少なくと
も1枚のレンズアレイシートを配置した照明装置を液晶
表示素子の裏面に具備する直視型の液晶表示装置であっ
て、前記液晶表示素子が表示面の法線方向に対し全方位
30度において階調反転が生じない特性を有し、前記照
明装置の導光体上の拡散シートおよび/またはレンズア
レイシートに、これらシートの屈折率よりも小さい屈折
率を有し、かつ、可視光領域で干渉色が出ない膜厚の透
明媒体が配置され、導光体上の前記各シートの少なくと
も導光体側に反射防止膜を設けたことを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項8】 前記液晶表示素子が透明基板上に表示画
素が走査信号電極、映像信号電極、画素電極およびアク
ティブ素子により構成され、前記基板上には液晶の配向
膜が直接または絶縁層を介して形成され、液晶の配向膜
を形成したもう一方の透明基板と対向して配置され、前
記両基板により液晶層が挟侍され、前記各電極は該液晶
層に対し実質的に該基板と平行な電界が印加でき、液晶
層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手段を備
えた請求項6または7に記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記透明媒体の屈折率が1.3〜1.4で
ある請求項6,7または8に記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】 前記レンズアレイシートの三角錐型レ
ンズの頂角が70度〜120度である請求項6〜9のい
ずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項11】 前記透明媒体が接着層を兼ねている請
求項6〜10のいずれかに記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7305821A JPH09146093A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7305821A JPH09146093A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09146093A true JPH09146093A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17949782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7305821A Pending JPH09146093A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09146093A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001067915A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-16 | Hayashi Telempu Co Ltd | 面照明装置 |
KR100359970B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2002-11-07 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정 표시 장치 |
KR100813021B1 (ko) * | 2001-10-19 | 2008-03-13 | 삼성전자주식회사 | 일체형 광학 시트를 갖는 백라이트 어셈블리 및 그 일체형광학 시트의 제조방법. |
JP2009524901A (ja) * | 2005-10-17 | 2009-07-02 | アイ2アイシー コーポレイション | 表面の形をした光源を提供するための装置および方法 |
JP2009199001A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Fujifilm Corp | プリズムシート用積層フィルム、プリズムシート、及び表示装置 |
WO2010047144A1 (ja) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
JP2010152167A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
US7961278B2 (en) | 2006-11-09 | 2011-06-14 | Sony Corporation | Optical sheet stack and liquid crystal display device |
WO2011108295A1 (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-09 | シャープ株式会社 | 表示パネルおよび表示装置 |
KR101314486B1 (ko) * | 2011-07-06 | 2013-10-07 | (주)이노웍스 | 디스플레이 소자 위에 형성되는 시야각 제어 시트 |
US10182483B2 (en) | 2016-10-03 | 2019-01-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lighting apparatus |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7305821A patent/JPH09146093A/ja active Pending
Cited By (11)
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KR100359970B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2002-11-07 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정 표시 장치 |
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JP2009199001A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Fujifilm Corp | プリズムシート用積層フィルム、プリズムシート、及び表示装置 |
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KR101314486B1 (ko) * | 2011-07-06 | 2013-10-07 | (주)이노웍스 | 디스플레이 소자 위에 형성되는 시야각 제어 시트 |
US10182483B2 (en) | 2016-10-03 | 2019-01-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lighting apparatus |
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