JPH0950029A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Publication number
JPH0950029A
JPH0950029A JP7202237A JP20223795A JPH0950029A JP H0950029 A JPH0950029 A JP H0950029A JP 7202237 A JP7202237 A JP 7202237A JP 20223795 A JP20223795 A JP 20223795A JP H0950029 A JPH0950029 A JP H0950029A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
sheet
display device
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP7202237A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasumasa Okada
安正 岡田
Koichi Kubo
晃一 久保
Akihisa Miura
明久 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP7202237A priority Critical patent/JPH0950029A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右の視野角および正面輝度を保持しなが
ら、上下方向の視野角を容易に拡大することができ、ク
ロストークの発生しない液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶セル1の前面に視野角調整シート9
が配置され、液晶セル1の後面に光制御シート11,導
光板5,光反射板6が順次配置されると共に、導光板5
の一側に蛍光管7が配設され、蛍光管7に平行な凹凸稜
線を有する凹凸面が導光板5側の光制御シート11に形
成され、視野角調整シート9は蛍光管7に垂直方向に所
定間隔を置いて配列されたレンズ部9aを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲な視野で、
鮮明な画像表示を可能とした液晶表示装置に関し、特
に、エッジライト型TN液晶表示装置に適用して有効な
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の液晶表示装置は、薄型
化、低消費電力化の点で有利であるが、視野角の狭さが
欠点である。視野角とは、画像を良好に識別できる角度
範囲のことである。表示画面を正面からみると良好な画
像が得られるが、正面からずれて斜め方向からみると、
諧調反転、コントラストの低下が生じ画像が識別できな
くなってしまう(写真のネガ状態)。
【0003】液晶表示装置では、この現象が正面から少
しずれて観察するだけで発生する。TN液晶では、通常
は左右方向の視野角を優先して液晶セルを組み立ててい
るため、特に上下方向の視野角が狭くなっている。そこ
で、視野角を拡大した液晶表示装置について、いろいろ
な報告がなされている。一つには、液晶表示の視野角の
狭さが液晶の配向状態に大きく左右されていることに着
目し、液晶の配向状態を変化させた新しい液晶セルなど
が提案されている。しかし、液晶セルの製造プロセスが
複雑になり、安定性、再現性の面からみても欠点が多
く、実現性に欠ける。
【0004】また、図2に示すように、液晶セル1の前
面、つまり観察者側に液晶セル1を透過してきた光をレ
ンズ効果で拡散させ視野角を広げるマイクロレンズ2が
配置され、液晶セル1の後面には観察者側に光を集光さ
せるプリズムシート3,光拡散板4,導光板5,光反射
板6が順次配置され、導光板5の一側に蛍光管7が配設
された液晶表示装置が、たとえば特開平5−11930
8号公報および特開平6−27455号公報に開示され
ている。
【0005】また、図3に示すように、液晶セル1の前
面に液晶セル1を透過してきた光をレンズ効果で拡散さ
せ視野角を広げるマイクロレンズ2が配置され、液晶セ
ル1の後面にマイクロルーバー8,観察者側に光を集光
させるプリズムシート3,光拡散板4,導光板5,光反
射板6が順次配置され、導光板5の一側に蛍光管7が配
設された液晶表示装置が提案されている。
【0006】この液晶表示装置では、蛍光管7からの光
は、マイクロルーバー8によって制限され、略平行光線
となって液晶セル1に入射するため、画素間のクロスト
ークの少ない鮮明な画質を得ることができるが、視野角
が狭くなるので、液晶セル1の前面に配設されたマイク
ロレンズ2により視野角が確保される。なお、かかる液
晶表示装置は、たとえば特開平4−9818号公報およ
び特開昭61−284731号公報に開示されている。
【0007】また、図4に示すように、液晶セル1の前
面にマイクロルーバー8,液晶セル1を透過してきた光
をレンズ効果で拡散させ視野角を広げるマイクロレンズ
2が順次配置され、液晶セル1の後面に観察者側に光を
集光させるプリズムシート3,光拡散板4,導光板5,
光反射板6が順次配置され、導光板5の一側に蛍光管7
が配設された液晶表示装置が提案されている。
【0008】この液晶表示装置では、蛍光管7からの光
は、マイクロルーバー8により制限され、略平行光とな
って観察者に届くため、クロストークのない鮮明な画像
を得ることができる反面、視野角が狭くなるので、マイ
クロレンズ2により視野角が確保されている。かかる液
晶表示装置は、たとえば特開昭62−56930号公報
に開示されている。
【0009】さらに、液晶セルの前面に偏光板を介して
球形粒子をシート上に配列させて各粒子の頂上部以外を
遮光層で被覆した光拡散板が配置され、液晶セルの後面
に偏光板を介してマイクロレンズ,導光板が順次配置さ
れ、視野角の拡大を行なう液晶表示装置が、たとえば特
開平6−95099号公報に開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した液
晶表示装置においては、次のような問題点があることが
本発明者により見い出された。 (1)すなわち、特開平5−119308号公報および
特開平6−27455号公報に開示された液晶表示装置
において、プリズムシート3を具備するバックライト
は、±50〜70°付近に出射する比較的大きいピーク
が存在するため、液晶セル1の前面でマイクロレンズ2
を用いて視野角を拡大する場合、クロストークを起こ
し、鮮明な画像が得られない。
【0011】(2)また、特開平4−9818号公報、
特開昭61−284731号公報および特開昭62−5
6930号公報に開示された液晶表示装置は、マイクロ
ルーバー8を使用しているため、平行光線が入射してく
るとしても、光量は3割程度以上低下してしまう。バッ
クライトからの光は平行光のみであるはずもなく、光量
は3割以上低下する。そのため、蛍光管7の出力を増加
させなくてはならず、低消費電力の利点が損なわれる。
【0012】(3)また、特開平6−95099号公報
に開示された液晶表示装置は、指向性の強いバックライ
トにするために2次元配列のマイクロレンズを用いてい
るが、その設計および製造が難しい。また、液晶セル前
面で全方位に拡散させて視野角を得ているため、正面の
輝度は極端に低くなってしまう。TN液晶では、左右の
視野角より、上下方向の視野角を広げなければならない
ので、左右の方向についても指向性の強いバックライト
とするのは、液晶表示装置の構成、設計を複雑にするだ
けである。また、球形粒子を用いた光拡散板では、バッ
クライトからの光は全くの平行光にならないため、球体
を用いて光を一点に集めることは不可能で、多くの光を
遮光層で吸収されてしまう。そのため、低消費電力の利
点が損なわれる。
【0013】(4)さらに、(1)〜(3)のいずれの
場合も、液晶表示装置に入れる光線は少なくとも上下方
向に広がりを持たなければならず、その光線を得るため
に多くの損失を生じる。 本発明の目的は、前述した問題点に鑑み、左右の視野角
および正面輝度を保持しながら、上下方向の視野角を容
易に拡大することができ、クロストークの発生しない液
晶表示装置を提供することにある。
【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの前面に視野角調整
シートが配置され、前記液晶セルの後面に光制御シー
ト,導光板,光反射板が順次配置されると共に、前記導
光板の一側に光源が配設され、前記光源に平行な凹凸稜
線を有する凹凸面が前記導光板側の前記光制御シートに
形成され、前記視野角調整シートは前記光源に垂直方向
に所定間隔を置いて配列されたレンズ部を有するもので
ある。
【0016】本発明では、視野角調整シートは、観察者
側偏光板と液晶セルの間または観察者側偏光板の外側に
配設してもよい。前者の場合は、画素との距離が近くな
るので、視差が小さくなり、表示は鮮明となる。この場
合は偏光板に挟まれるため、光学歪みは小さくなくては
ならない。光学歪みが大きいと、コントラストの低下を
発生させ、カラー表示の場合には、色まで変化してしま
うからである。面内位相差、フィルム法線に対して30
°方向の位相差が共に50nm以下であればよい。
【0017】光制御シートおよび視野角調整シートのピ
ッチは、画素ピッチの1/(整数+0.1)〜1/(整
数+0.9)倍の範囲で、かつ光制御シートおよび視野
角調整シートのピッチは整数倍でない方がよい。好まし
くは1/(整数+0.5)である。このピッチであれば
モアレ縞は認識され難い。
【0018】
【作 用】前述した手段によれば、光制御シートは、凹
凸稜線を光源と平行にすることで、導光板から光源垂直
方向に分布を持った光線のみ集光され、プリズムシート
よりも集光された分布が得られる。すなわち、プリズム
シート使用時に比べ、正面輝度は1.25〜1.9倍と
なる。そのため、液晶セル前面で光を拡散させるとき
に、正面の輝度低下を最小限に抑えられる。また、プリ
ズムシート使用時に見られる、±50〜70°付近に見
られるピークもなくクロストークも少ない。また、光を
正面付近に集光できるので、バックライトの利用効率も
よい。
【0019】集光された光は、液晶セルを透過した後、
視野角調整シートで光源垂直方向に拡散される。視野角
調整シートは、そのレンズ部が光源に垂直方向に所定間
隔を置いて配列されたので、光は全方位に拡散すること
なく正面輝度を確保しながら、必要な(上下)方向にの
み視野角が広がる。さらに、光線の変化は上下方向のみ
で行なわれるため、左右方向の視野角は従来通りであ
る。また、光線の分布は一方向(上下)のみ考えればよ
いので、設計が容易であり、製造法も簡単である。
【0020】
【発明の実施の形態】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。ここで、図1は本発明の一実施例である
液晶表示装置の断面図を示す。また、実施例および従来
例を説明するための全図において同一の機能を有するも
のは同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
【0021】図1において、液晶表示装置は、長辺1灯
式エッジライト型10.4inchTFTカラー液晶表示装
置であり、画素形状はよこが280μm、たてが320
μmの長方形を呈する。さらに、液晶表示装置は、TN
液晶セル1の前面に視野角調整シート9,偏光板10が
順次配置され、TN液晶セル1の後面に偏光板10,光
制御シート11,導光板5,光反射板6が順次配置さ
れ、導光板5の一側にエッジライト型背面光源、たとえ
ば蛍光管7が配設されている。
【0022】光制御シート11の導光板5側には、蛍光
管7の長手方向に平行な凹凸稜線を有する横断面三角形
の凹凸条11aが形成されている。また、視野角調整シ
ート9の導光板5側にも、蛍光管7に垂直方向に所定間
隔を置いて複数のレンズ部9aが規則的に配列されてい
る。これら視野角調整シート9および光制御シート11
は、厚さ100μmのポリカーボネートフィルムの金型
によるプレス成形により得られた。また、ポリカーボネ
ート(屈折率1.586)を用いると、光制御シート1
1の凹凸条11aの頂角および頂角の斜面側の隣角は5
2.5°に決定できる。
【0023】また、中心部で導光板5からの輝度を測定
したところ、法線方向に対して下側に75°方向にピー
クを持つ分布となっていた。左右方向は平坦であった。
最大ピークが正面方向になるように、光制御シート11
の凹凸条11aを三角形状に設計した。光制御シート1
1のプレス成形に用いられる金型は、断面形状で、頂角
および頂角の斜面側の隣角がそれぞれ52.5°、ピッ
チが50μmであり、金型の材質はアルミで、面積22
0mm×165mm、厚さは20mmである。
【0024】また、視野角調整シート9のプレス成形に
用いられる金型は、断面形状で、曲線部の曲率半径は1
0μm、曲線部と直線部の間の曲率半径が7μmの曲線
を有し、ピッチが33μmであり、金型の材質はアルミ
で、面積230mm×175mm、厚さは20mmであ
る。プレス成形には油圧式プレス機を使用し、プレス条
件は、光制御シート11は、温度190℃、圧力50k
gf/cm2 、視野角調整シート9は、温度220℃、
圧力20kgf/cm2 である。
【0025】また、視野角調整シート9の成形は前工程
として、150℃で十分間加熱して残留応力を除去し
た。また、高温下で成形後アニールを行なったので、成
形時の応力緩和とアニールで残留応力は低下し、分布も
均一な、面内方向複屈折位相差が5nm以下で法線30
°方向複屈折位相差3nm以下の成形品を得た。従っ
て、本実施例によれば、光制御シート11は、凹凸稜線
を蛍光管7と平行にすることで、導光板5から蛍光管7
の垂直方向に分布を持った光線のみ集光され、プリズム
シート3よりも集光された分布が得られる。すなわち、
プリズムシート3の使用時に比べ、正面輝度は1.25
〜1.9倍となる。そのため、液晶セル1の前面で光を
拡散させるときに、正面の輝度低下を最小限に抑えられ
る。また、プリズムシート3の使用時に見られる、±5
0〜70°付近に見られるピークもなくクロストークも
少ない。また、光を正面付近に集光できるので、バック
ライトの利用効率もよい。
【0026】集光された光は、液晶セル1を透過した
後、視野角調整シート9で蛍光管7の垂直方向に拡散さ
れる。視野角調整シート9は、そのレンズ部9aが蛍光
管7に垂直方向に所定間隔を置いて配列されたので、光
は全方位に拡散することなく正面輝度を確保しながら、
必要な(上下)方向にのみ視野角が広がる。さらに、光
線の変化は上下方向のみで行なわれるため、左右方向の
視野角は従来通りである。また、光線の分布は一方向
(上下)のみ考えればよいので、設計が容易であり、製
造法も簡単である。
【0027】従って、従来の液晶表示装置が上下の視野
角+10°、−20°であるのに対し、視野角が+50
°、−60°に広がり画像も鮮明であり、文字化けもな
かった。以上、本発明者によってなされた発明を、実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で、種々変更可能であることは、言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】本願によって開示される発明によって得
られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
本発明によれば、液晶セルの前面に光源に垂直方向に所
定間隔を置いて配列されたレンズ部を有する視野角調整
シートが配置され、光源に平行な凹凸稜線の凹凸条を導
光板側に有する光制御シートが液晶セルの後面に配置さ
れたので、左右の視野角および正面輝度を保持しなが
ら、上下方向の視野角を容易に拡大することができ、ク
ロストークの発生を防止することができる。さらに、液
晶表示装置の構造が簡単になり、設計および製造を容易
に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る液晶表示装置の断面図
である。
【図2】従来の液晶表示装置の断面図である。
【図3】従来の他の液晶表示装置の断面図である。
【図4】従来の他の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
1 液晶セル 2 マイクロレンズ 3 プリズムシート 4 光拡散板 5 導光板 6 光反射板 7 蛍光管 8 マイクロルーバー 9 視野角調整シート 9a レンズ部 10 偏光板 11 光制御シート 11a 凹凸条

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶セルの前面に視野角調整シートが配
    置され、前記液晶セルの後面に光制御シート,導光板,
    光反射板が順次配置されると共に、前記導光板の一側に
    光源が配設され、前記光源に平行な凹凸稜線を有する凹
    凸面が前記導光板側の前記光制御シートに形成され、前
    記視野角調整シートは前記光源に垂直方向に所定間隔を
    置いて配列されたレンズ部を有することを特徴とする液
    晶表示装置。
JP7202237A 1995-08-08 1995-08-08 液晶表示装置 Pending JPH0950029A (ja)

Priority Applications (1)

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JP7202237A JPH0950029A (ja) 1995-08-08 1995-08-08 液晶表示装置

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JP7202237A JPH0950029A (ja) 1995-08-08 1995-08-08 液晶表示装置

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JPH0950029A true JPH0950029A (ja) 1997-02-18

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JP (1) JPH0950029A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101295217B1 (ko) * 2006-11-17 2013-08-12 부산대학교 산학협력단 액정 표시 장치
WO2013187058A1 (ja) * 2012-06-13 2013-12-19 シチズン電子株式会社 面状照明装置及び面状照明装置を有する表示装置

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040204