JPH10319384A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH10319384A JPH10319384A JP9131514A JP13151497A JPH10319384A JP H10319384 A JPH10319384 A JP H10319384A JP 9131514 A JP9131514 A JP 9131514A JP 13151497 A JP13151497 A JP 13151497A JP H10319384 A JPH10319384 A JP H10319384A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置とく
に、液晶表示パネルを背面から照射する背面光源に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly to a back light source for illuminating a liquid crystal display panel from the back.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置の液晶表示パネルは、通常
２枚の偏光板間に液晶を挟持して、液晶の旋光性を利用
して光変調を行い表示画像を得る。液晶分子の配置角度
と視認角度の相対的角度によって、液晶の旋光性、複屈
折性は異なる。したがって、液晶表示装置では、視角依
存性が大きく、視角による輝度、コントラスト比の変化
及び、多階調表示の際に反転現象も発生するという問題
点がある。従って、このような視角依存性に起因したユ
ーザサイドの問題点（視野角範囲が狭いという問題点）
を改善する多くの提案がなされている。2. Description of the Related Art In a liquid crystal display panel of a liquid crystal display device, a liquid crystal is usually sandwiched between two polarizing plates, and light modulation is performed by utilizing the optical rotation of the liquid crystal to obtain a display image. The optical rotation and birefringence of the liquid crystal differ depending on the relative angle between the arrangement angle of the liquid crystal molecules and the viewing angle. Therefore, the liquid crystal display device has a problem in that the viewing angle is largely dependent on the viewing angle, the brightness and the contrast ratio change depending on the viewing angle, and the inversion phenomenon occurs during multi-gradation display. Therefore, a problem on the user side due to such viewing angle dependency (a problem of a narrow viewing angle range).
Many suggestions have been made to improve.
【０００３】その例として、特開昭６３−１０６６２４
号公報、特開平４−２１２９２８号公報、特開平５−２
７２４２号公報などに記載されているように、ＴＮ型液
晶の配向を画素内で異ならせた液晶表示装置がある。ま
た、特開昭６０−２９１８号公報には、ＴＮ型液晶にお
いて、光散乱粒子を散在させた層を設置する液晶表示装
置が記載されている。さらに、特開昭６２−５５６２４
号公報には、前面基板の偏光板側に薄膜の光散乱層を形
成したり、光散乱板を密着設置することにより、視野角
範囲を拡大した液晶表示装置が記載されている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-106624 discloses
JP, JP-A-4-212928, JP-A-5-25-2
As described in Japanese Patent No. 7242 or the like, there is a liquid crystal display device in which the orientation of a TN type liquid crystal is made different in a pixel. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-2918 discloses a liquid crystal display device in which a layer in which light scattering particles are dispersed is provided in a TN type liquid crystal. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-55624
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157210 discloses a liquid crystal display device in which a viewing angle range is enlarged by forming a thin light scattering layer on a polarizing plate side of a front substrate or by closely attaching a light scattering plate.
【０００４】しかしこれらの特許公開公報においては、
視野角を広くする利点と視野角を狭くする利点との峻別
を怠り、即ち、視野角を広げる点（より見えやすくする
点）に開発の力点をおき、視野角を狭くも広くもできる
液晶表示装置の必要性を教示も示唆もしていない。例え
ば、液晶表示装置を搭載した携帯用のパーソナルコンピ
ュータを使用する場合、液晶表示装置が広視野角を有し
ていると、隣席の他人に表示内容を知られる危険性を伴
う。従って、使用状況に応じて、隣席の他人に表示内容
を秘匿したり又は開示したりするように、視野角を狭く
も広くもできる液晶表示装置があれば、便利である。However, in these patent publications,
A liquid crystal display that can narrow and widen the viewing angle by neglecting the distinction between the advantage of widening the viewing angle and the advantage of narrowing the viewing angle, that is, placing emphasis on development at the point of widening the viewing angle (making it easier to see). It does not teach or suggest the need for a device. For example, in the case of using a portable personal computer equipped with a liquid crystal display device, if the liquid crystal display device has a wide viewing angle, there is a risk that the display contents may be known to another person in the next seat. Therefore, it is convenient if there is a liquid crystal display device that can narrow or widen the viewing angle so that the display content is kept secret or disclosed to others in the next seat according to the use situation.
【０００５】そこで、特開平５−７２５２９号公報で
は、図１６に示すように、視野角依存性のある液晶表示
パネルの上部に、外部からの電気信号により光の透過、
散乱を制御する散乱型液晶層を備えた液晶表示装置が記
載されている。特開平５−７２５２９号公報によれば、
散乱型液晶層の散乱の度合を大きくしたときには、全視
角方向の輝度を平均化することができ、広範囲の視角方
向にわたって輝度、コントラスト比がほぼ一定に保たれ
る一方、散乱型液晶層の散乱の度合を小さくしたときに
は、必要な一定の視角範囲において、良好な表示を得る
ことができる点が言及されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72529, as shown in FIG. 16, the transmission of light by an external electric signal is performed on the upper part of a liquid crystal display panel having a viewing angle dependence.
A liquid crystal display device having a scattering type liquid crystal layer for controlling scattering is described. According to JP-A-5-72529,
When the degree of scattering of the scattering type liquid crystal layer is increased, the brightness in all viewing angle directions can be averaged, and the brightness and contrast ratio are kept almost constant over a wide range of viewing angle directions, while the scattering of the scattering type liquid crystal layer is maintained. It is mentioned that when the degree of is reduced, good display can be obtained in a required constant viewing angle range.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−７２５２９号公報にあっては、図１６に示すとお
り、画像の表示を行う液晶表示パネルの上に散乱型液晶
層を設置しているので、散乱型液晶層の散乱の度合を大
きくした場合に、全視角方向の輝度を平均化し、これに
より、隣接する画素あるいは、近傍の画素間で混色が起
きるという問題を有する。これは視認上は画像の“ぼ
け”となって現われ、画像の輪郭のシャープさが損なわ
れることになる。なお、特開平５−７２５２９号公報の
請求項には、散乱型液晶層を液晶表示パネルの下に設け
た構成をも包含させている。この構成であれば、“ぼ
け”という問題を解消できるが、面光源から発した光の
散乱性の影響を直接的に受けて、散乱型液晶層の視野角
制御が制約されるといった別の問題が発生する。However, in JP-A-5-72529, a scattering type liquid crystal layer is provided on a liquid crystal display panel for displaying an image as shown in FIG. In addition, when the degree of scattering of the scattering type liquid crystal layer is increased, the luminance in all viewing angle directions is averaged, thereby causing a problem that color mixing occurs between adjacent pixels or adjacent pixels. This visually appears as "blur" of the image, and the sharpness of the outline of the image is impaired. The claims of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72529 also include a configuration in which a scattering type liquid crystal layer is provided below a liquid crystal display panel. With this configuration, the problem of "blur" can be solved, but another problem is that the viewing angle control of the scattering type liquid crystal layer is restricted directly due to the scattering of the light emitted from the surface light source. Occurs.
【０００７】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、視野角範囲の広狭を、使用状
況に応じて効果的に変更することができる液晶表示装置
を得ることを第一の目的としている。また、画像の“ぼ
け”のない良好な画質の得られる液晶表示装置を得るこ
とを第二の目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of effectively changing the range of the viewing angle range according to the use condition. One purpose. It is a second object of the present invention to provide a liquid crystal display device which can obtain good image quality without "blur" of an image.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる液晶表
示装置においては、外部信号に応じた画像を表示する液
晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置され
た光源と、液晶表示パネルと光源との間の光路上に配置
され、背面から入射される光の散乱と透過を制御できる
光散乱層と、液晶表示パネルと光源の間の光路上に配置
され、背面から入射される光を集光して前面に出射する
集光層を備えたものである。また、光散乱層と集光層と
の間には、光拡散度の低い光拡散シートが配置されてい
るものである。また、外部信号に応じた画像を表示する
液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置さ
れた光源と、液晶表示パネルと光源との間に配置され、
背面から入射される光の散乱と透過を制御できる光散乱
層を備え、光源の発光面には、この発光面に垂直にかつ
互いに平行に配置されている複数の平板からなる遮光板
が設けられているものである。In a liquid crystal display device according to the present invention, a liquid crystal display panel for displaying an image corresponding to an external signal, a light source disposed on the back of the liquid crystal display panel, and a liquid crystal display panel are provided. A light-scattering layer arranged on the optical path between the light source and the light scattering layer capable of controlling the scattering and transmission of light incident from the back, and arranged on the optical path between the liquid crystal display panel and the light source to reduce the light incident from the rear. It has a light-collecting layer that collects light and emits it to the front. Further, a light diffusion sheet having a low light diffusion degree is arranged between the light scattering layer and the light condensing layer. A liquid crystal display panel that displays an image corresponding to an external signal; a light source disposed on the back of the liquid crystal display panel; and a liquid crystal display panel disposed between the liquid crystal display panel and the light source.
A light-scattering layer capable of controlling the scattering and transmission of light incident from the back is provided, and on the light-emitting surface of the light source, a light-shielding plate composed of a plurality of flat plates arranged perpendicular to the light-emitting surface and parallel to each other is provided. Is what it is.
【０００９】また、遮光板を形成する複数の平板は、発
光面の中央付近で狭く、端部にいくほど広い間隔に配置
されているものである。さらに、光散乱層は、集光層と
液晶表示パネルとの間に配置されているものである。ま
た、液晶表示パネルは、第一及び第二の基板とこの第一
及び第二の基板の間に挟持された液晶層を有すると共
に、光散乱層は、第一及び第二の基板と、この第一及び
第二の基板の間に挟持されている光散乱部材を有し、液
晶表示パネルの第二の基板と光散乱層の第一の基板とは
共用されているものである。また、光散乱層と液晶表示
パネルとの間には、光拡散度の低い光拡散シートが配置
されているものである。The plurality of flat plates forming the light-shielding plate are narrow near the center of the light-emitting surface and are arranged at wider intervals toward the ends. Further, the light scattering layer is disposed between the light collecting layer and the liquid crystal display panel. In addition, the liquid crystal display panel has first and second substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates, and the light scattering layer includes the first and second substrates and the first and second substrates. It has a light scattering member sandwiched between the first and second substrates, and the second substrate of the liquid crystal display panel and the first substrate of the light scattering layer are shared. Further, a light diffusion sheet having a low light diffusion degree is disposed between the light scattering layer and the liquid crystal display panel.
【００１０】さらにまた、光散乱層と液晶表示パネルと
の間には、光散乱層の光射出面及び液晶表示パネルの光
入射面の屈折率とほぼ同一の屈折率を有する接着層が設
けられているものである。また、集光層は、光散乱層と
液晶表示パネルとの間に配置されているものである。ま
た、光散乱層と光源との間には、光源の発光面及び光散
乱層の光入射面の屈折率とほぼ同一の屈折率を有する接
着層が設けられているものである。Further, an adhesive layer having a refractive index substantially the same as that of the light exit surface of the light scattering layer and the light incident surface of the liquid crystal display panel is provided between the light scattering layer and the liquid crystal display panel. Is what it is. The light-collecting layer is disposed between the light-scattering layer and the liquid crystal display panel. Further, between the light scattering layer and the light source, an adhesive layer having a refractive index substantially the same as the refractive index of the light emitting surface of the light source and the light incident surface of the light scattering layer is provided.
【００１１】加えて、光散乱層は、電圧の印加によって
光の散乱と透過が制御され、印加される電圧が高いほど
光の透過率が高くなる特性を有するものである。また、
光散乱層は、散乱型液晶層を有するものである。また、
散乱型液晶層は、高分子中に液晶分子を多数分散したも
のである。In addition, the light-scattering layer has a characteristic that the scattering and transmission of light are controlled by the application of a voltage, and that the higher the applied voltage, the higher the light transmittance. Also,
The light scattering layer has a scattering type liquid crystal layer. Also,
The scattering type liquid crystal layer is obtained by dispersing a large number of liquid crystal molecules in a polymer.
【００１２】さらにまた、散乱型液晶層は、網目状高分
子中に液晶を含ませたものである。また、光源は、電圧
の印加によって散乱光を発光するエレクトロルミネッセ
ンスパネルであるものである。また、光源は、ランプ管
とこのランプ管からの光を拡散する導光板を有するもの
である。Further, the scattering type liquid crystal layer is a layer in which a liquid crystal is contained in a network polymer. The light source is an electroluminescent panel that emits scattered light when a voltage is applied. The light source has a lamp tube and a light guide plate for diffusing light from the lamp tube.
【００１３】[0013]
実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
液晶表示装置を示す図で、図１（ａ）は斜視図、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。図におい
て、１は２枚のガラス基板と、それらに挟持された液晶
層を有し、外部の信号源からの信号に応じた画像を表示
する液晶表示パネル、２は液晶表示パネル１の下部（光
源側）に配置された散乱性液晶層、３は散乱性液晶層２
の下部に配置されたレンズシート、４はレンズシート３
の下部に配置された導光板、５はランプ管で、導光板４
に光を照射することで、液晶表示パネル１を背面から照
射する。６はランプ管５をおおうよう配置された光反射
フィルム、７は導光板４の背面に設けられた光拡散層で
あり、４〜７は光源を形成している。なお、図におい
て、１〜４は分離して示されているが、実際は密着して
いる。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. In the drawing, reference numeral 1 denotes a liquid crystal display panel having two glass substrates and a liquid crystal layer sandwiched therebetween, and displaying an image corresponding to a signal from an external signal source, and 2 denotes a lower portion of the liquid crystal display panel 1 ( A scattering liquid crystal layer disposed on the light source side);
The lens sheet 4 disposed below the lens sheet 4 and the lens sheet 3
The light guide plate 5 disposed below the light guide plate 5 is a lamp tube.
The liquid crystal display panel 1 is illuminated from behind by irradiating the liquid crystal panel with light. Reference numeral 6 denotes a light reflecting film disposed so as to cover the lamp tube 5, reference numeral 7 denotes a light diffusion layer provided on the back surface of the light guide plate 4, and reference numerals 4 to 7 form light sources. In the figure, although 1 to 4 are shown separately, they are actually in close contact.
【００１４】散乱型液晶層２は、２枚のガラス基板と、
それに挟持された散乱型液晶からなり、２枚のガラス基
板の内側には透明電極が形成され、それぞれの透明電極
は導線によって外部から電圧が印加される。散乱型液晶
は高分子中に数μｍの液晶分子を多数分散したものや、
網目状高分子中に液晶を含ませたものなどがある。製作
法としては、高分子と液晶を共通溶媒に溶解し、面状の
透明電極が形成されたガラス基板上に塗布し、溶媒を蒸
発させた後、もう１枚の透明電極付ガラス基板を重ねあ
わせ、周囲を樹脂などで封止する方法、面状の透明電極
が形成された一対のガラス基板を十数μｍの間隙をもっ
て重ね合せ、周囲を樹脂などで封止したセル状のパネル
に、液晶と重合成モノマの混合溶液を注入し、紫外線の
照射などにより、モノマを重合させる方法などがある。The scattering type liquid crystal layer 2 comprises two glass substrates,
A transparent electrode is formed inside the two glass substrates, and a transparent electrode is formed inside the two glass substrates, and a voltage is applied to each transparent electrode from the outside by a conductive wire. The scattering type liquid crystal has a large number of liquid crystal molecules of several μm dispersed in a polymer,
Examples include a network polymer in which a liquid crystal is included. As a manufacturing method, a polymer and a liquid crystal are dissolved in a common solvent, coated on a glass substrate on which a planar transparent electrode is formed, the solvent is evaporated, and then another glass substrate with a transparent electrode is laminated. In addition, a method of sealing the periphery with a resin or the like, a pair of glass substrates on which a planar transparent electrode is formed, with a gap of more than 10 μm, and a liquid crystal panel And a method of injecting a mixed solution of a monomer and a polysynthetic monomer and polymerizing the monomer by irradiation of ultraviolet rays.
【００１５】図２は、この発明の実施の形態１による液
晶表示装置の散乱型液晶の動作原理を示す図である。図
３は、この発明の実施の形態１による液晶表示装置のレ
ンズシートの斜視図である。図において、３は図１にお
けるものと同じものである。図４は、レンズシートの断
面図である。図５は、この発明の実施の形態１による液
晶表示装置のランプ管から導光板に進行する光の光路図
である。図において、４は図１におけるものと同じもの
である。図６は、この発明の実施の形態１による液晶表
示装置の輝度の視野角特性図である。FIG. 2 is a diagram showing the operating principle of the scattering type liquid crystal of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a lens sheet of the liquid crystal display according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 3 is the same as in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the lens sheet. FIG. 5 is an optical path diagram of light traveling from the lamp tube to the light guide plate of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 4 is the same as in FIG. FIG. 6 is a view showing viewing angle characteristics of luminance of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【００１６】以下、実施の形態１の動作について説明す
る。図２に示す散乱型液晶の動作原理では、電極間に電
圧を印加しないときは図２（ａ）のように液晶分子はラ
ンダムな向きで、周囲の高分子との屈折率が異なり、界
面で散乱を起こす。電圧を印加したときは、図２（ｂ）
のように液晶の向きがそろい、周囲の高分子との屈折率
が同一になり透過状態となる。なお、透過、散乱の程度
は、印加する電圧の大きさに依存し、印加電圧が大きい
ほど、透過率は高くなる。図３、図４に示すレンズシー
ト３は、表面に微小なレンズやプリズムが形成された透
明シートであり、レンズシート３の下面から斜め方向に
入射した光を屈折させ、上面から法線方向に射出させる
もので、散乱光に対しては、集光作用を有する。図４の
頂角αの大きさによって集光度は制御でき、例えば、α
＝１００度に対して、α＝９０度とすると、集光作用は
より強くできる。このような集光作用をもつレンズシー
ト３としては、例えば、住友スリーエム製のＢＥＦII９
０／５０などが使用できる。The operation of the first embodiment will be described below. According to the principle of operation of the scattering type liquid crystal shown in FIG. 2, when no voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal molecules have a random orientation as shown in FIG. Cause scattering. When a voltage is applied, FIG.
As shown in the figure, the directions of the liquid crystals are uniform, and the refractive index of the liquid crystal becomes the same as that of the surrounding polymer, so that the liquid crystal is in a transmission state. Note that the degree of transmission and scattering depends on the magnitude of the applied voltage, and the higher the applied voltage, the higher the transmittance. The lens sheet 3 shown in FIGS. 3 and 4 is a transparent sheet having fine lenses and prisms formed on the surface, refracts light incident obliquely from the lower surface of the lens sheet 3, and normalizes the light from the upper surface. It emits light and has a light collecting effect on scattered light. The condensing degree can be controlled by the size of the apex angle α in FIG.
If α = 90 degrees with respect to = 100 degrees, the light collecting effect can be further enhanced. Examples of the lens sheet 3 having such a light condensing function include BEFII9 manufactured by Sumitomo 3M Limited.
0/50 can be used.
【００１７】レンズシート３と散乱型液晶層２との組み
合わせによって、実施の形態１にあっては、以下の具体
的な効果を有する。まず、導光板４の液晶表示パネル１
側の表面から散乱光が発せられる動作について説明す
る。ランプ管５から発せられた光は、導光板４の端面か
ら入射し、導光板４内の全体に導かれる。図５は、ラン
プ管５からの光の光路図で、空気の屈折率をｎ、導光板
４の屈折率をｎ´、空気層から導光板４への光に入射角
をｉ、射出角をｉ´、導光板４から空気層への射出角を
ｉ”とする。スネルの法則より、ｓｉｎｉ”＝（（ｎ´
／ｎ）2 ｓｉｎｉ）1/2 であり、一般にｎ´／ｎ＞１で
あるので、これを満たすｉ”は存在しない。すなわち導
光板４の光は、空気層との界面で全反射し、導光板４内
からは射出せず、導光板４内の全体で反射が繰り返され
る。このような、導光板４内部から空気層への光の入射
角は臨界角とよばれる。ここで、図１（ｂ）のように導
光板４の下面に光拡散層７が形成されている場合、この
界面で光が屈折し、導光板４内から空気層界面への入射
角が小さくなり、すなわち臨界角以下になり、導光板４
から光が射出される。この射出角は０度〜９０度の任意
の角度であり、散乱光となる。The combination of the lens sheet 3 and the scattering type liquid crystal layer 2 has the following specific effects in the first embodiment. First, the liquid crystal display panel 1 of the light guide plate 4
The operation in which scattered light is emitted from the surface on the side will be described. The light emitted from the lamp tube 5 enters from the end face of the light guide plate 4 and is guided to the whole inside the light guide plate 4. FIG. 5 is an optical path diagram of light from the lamp tube 5, where n is the refractive index of air, n 'is the refractive index of the light guide plate 4, i is the incidence angle of light from the air layer to the light guide plate 4, and i is the emission angle. i ′, and the exit angle from the light guide plate 4 to the air layer is i ″. From Snell's law, sini ″ = ((n ′)
/ N) 2 sini) 1/2 and, in general, n ′ / n> 1, so there is no i ″ that satisfies this. That is, the light of the light guide plate 4 is totally reflected at the interface with the air layer, The light is not emitted from the inside of the light guide plate 4 and is repeatedly reflected throughout the inside of the light guide plate 4. Such an incident angle of light from the inside of the light guide plate 4 to the air layer is called a critical angle. When the light diffusion layer 7 is formed on the lower surface of the light guide plate 4 as shown in FIG. 1B, light is refracted at this interface, and the angle of incidence from the inside of the light guide plate 4 to the air layer interface is reduced, that is, the critical angle is reduced. Light guide plate 4
Light is emitted from. This exit angle is an arbitrary angle of 0 to 90 degrees and becomes scattered light.
【００１８】この散乱光は、レンズシート３に達する
と、レンズシート３の表面に形成された光屈折層によっ
て、表面に対し法線方向に屈折する。これは散乱光が集
光され、表面に対し法線方向に進む光が多くなることを
意味する。この集光された光は、散乱型液晶層２に入射
し、散乱型液晶層２を透過する間に、再び散乱し、液晶
表示パネル１に入射、透過し、最終的に観測者に視認さ
れる。液晶表示パネル１から発する光は、散乱型液晶層
２に印加する電圧が大きいほど、散乱成分が少なく、画
面の正面方向に集光され、散乱型液晶層２に印加する電
圧が小さいと、散乱成分が多く、画面の正面以外の方向
に発せられる。When the scattered light reaches the lens sheet 3, it is refracted in a direction normal to the surface by the light refraction layer formed on the surface of the lens sheet 3. This means that the scattered light is collected and more light travels in the direction normal to the surface. The collected light is incident on the scattering type liquid crystal layer 2 and is scattered again while transmitting through the scattering type liquid crystal layer 2, is incident on the liquid crystal display panel 1 and is transmitted, and is finally visually recognized by an observer. You. The light emitted from the liquid crystal display panel 1 has a smaller scattering component as the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is larger, and is collected in the front direction of the screen. Many components are emitted in directions other than the front of the screen.
【００１９】図６には、実施の形態１による液晶表示装
置の輝度の視野角特性が示されている。細線は、散乱型
液晶層２に十分大きい電圧を印加し、透過状態にしたと
きの視野角特性である。レンズシート３としては、集光
性の十分高いものを用いており、視野角範囲は狭く、例
えばθの角度方向では輝度が極めて低く、表示画像を視
認することは困難である。太線は、散乱型液晶層２に印
加する電圧を小さくし、散乱状態にしたときの視野角特
性である。集光性の高いレンズシート３を用いている
が、散乱型液晶層２が集光された光を散乱させるため、
正面方向以外の視野角方向にも光が射出し、視野角は広
くなる。なお、レンズシート３は導光板４からの光を平
行光にして、これによって、散乱型液晶層２の制御を容
易にすることができるという効果も兼ね備えている。即
ち、収束光または発散光を入射光に用いると、電圧が印
加された場合（図２（ｂ）の場合）でも、視野角の大き
い方向に進行する光が存在し、視認者に観測されるた
め、視野角を狭めることに限界がある。さらに、散乱型
液晶層２内で、電界方向（画面に対して法線方向）以外
の方向に進行する光は、液晶層と高分子層の境界面で、
僅かに光拡散が生じるので、やはり視野角を狭めること
に限界がある。FIG. 6 shows viewing angle characteristics of luminance of the liquid crystal display device according to the first embodiment. The thin line shows the viewing angle characteristics when a sufficiently large voltage is applied to the scattering type liquid crystal layer 2 to make it in a transmission state. As the lens sheet 3, a sufficiently high light-collecting property is used, and the viewing angle range is narrow. For example, the luminance is extremely low in the angle direction of θ, and it is difficult to visually recognize a display image. The bold line shows the viewing angle characteristics when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is reduced to be in a scattering state. Although the lens sheet 3 having a high light-collecting property is used, since the scattering type liquid crystal layer 2 scatters the collected light,
Light is also emitted in viewing angle directions other than the front direction, and the viewing angle is widened. Note that the lens sheet 3 also has an effect that the light from the light guide plate 4 is converted into parallel light, whereby the control of the scattering type liquid crystal layer 2 can be facilitated. That is, when the convergent light or the divergent light is used for the incident light, even when a voltage is applied (in the case of FIG. 2B), light traveling in the direction of a large viewing angle exists and is observed by a viewer. Therefore, there is a limit in narrowing the viewing angle. Further, in the scattering type liquid crystal layer 2, light traveling in directions other than the direction of the electric field (the direction normal to the screen) is reflected at the interface between the liquid crystal layer and the polymer layer.
Since light diffusion occurs slightly, there is still a limit in reducing the viewing angle.
【００２０】また、レンズシート３は複数枚重ね、集光
性をさらに高めておくこともできる。また、導光板４の
光拡散層７は、導光板４の裏面に形成したが、液晶表示
パネル１側に形成することもできる。さらに、ランプ管
５からの光は、導光板４の端面から入射するようにした
が、光拡散層７の下に、一本または複数本のランプ管を
配置した構成にすることもできる。さらに、レンズシー
ト３と散乱型液晶層２との間または、散乱型液晶層２と
液晶表示パネル１との間に拡散度の弱い光拡散シートを
設けておくこともできる。これは、レンズシート３の表
面に形成されている微細なレンズやプリズムの連続構造
と、液晶表示パネル１の画素の連続構造との干渉による
縞模様（一般にモワレ縞と呼ばれる）の発生を防ぐもの
である。Further, a plurality of lens sheets 3 can be stacked to further enhance the light collecting property. Further, the light diffusion layer 7 of the light guide plate 4 is formed on the back surface of the light guide plate 4, but may be formed on the liquid crystal display panel 1 side. Furthermore, although the light from the lamp tube 5 is made to enter from the end face of the light guide plate 4, a configuration in which one or a plurality of lamp tubes are arranged below the light diffusion layer 7 may be adopted. Further, a light diffusion sheet having a low degree of diffusion may be provided between the lens sheet 3 and the scattering type liquid crystal layer 2 or between the scattering type liquid crystal layer 2 and the liquid crystal display panel 1. This prevents the occurrence of a fringe pattern (generally called Moiré fringe) due to interference between the continuous structure of fine lenses and prisms formed on the surface of the lens sheet 3 and the continuous structure of pixels of the liquid crystal display panel 1. It is.
【００２１】以上のように特開平５−７２５２９号公報
では、散乱型液晶層による散乱度合が、液晶表示装置の
視野角特性に直接影響を与えるのに対して、実施の形態
１によれば、散乱型液晶層２による輝度の変化を介して
間接的に視角特性に影響を与えることになる。さらに、
レンズシート３によって平行光を作り出し、これにより
視角制御特性を高めている。従って、（１）散乱型液晶
層２に印加する電圧に依存して変化する輝度を介して、
視野角特性を自在に調整することができる。（２）視認
者は液晶表示パネル１の表示面から射出された光を直接
観測するので、隣接する画素あるいは、近傍の画素間で
光が混じり合うことによる“ぼけ”のないシャープな画
像が得られる。As described above, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72529, the degree of scattering by the scattering type liquid crystal layer directly affects the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device. The viewing angle characteristics are indirectly affected through the change in luminance caused by the scattering type liquid crystal layer 2. further,
Parallel light is produced by the lens sheet 3, thereby enhancing the viewing angle control characteristics. Therefore, (1) through the luminance that changes depending on the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2,
The viewing angle characteristics can be freely adjusted. (2) Since the viewer directly observes the light emitted from the display surface of the liquid crystal display panel 1, a sharp image without "blurring" due to light mixing between adjacent pixels or adjacent pixels is obtained. Can be
【００２２】実施の形態２．図７は、この発明の実施の
形態２による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図７において、１〜６は図１に示すものと同一のもので
ある。実施の形態１との主な差異点は、導光板４に光拡
散層を設けていない点と、散乱型液晶層２の上にレンズ
シート３を配置した点にあり、その作用については、後
で詳しく述べる。８は透明接着剤であり、導光板４や散
乱型液晶層２を構成しているガラス基板と屈折率が実質
的に同一のもので、導光板４と散乱型液晶層２とを空気
層なく密着させている。なお、ここで実質的に同一と
は、実施の形態２の作用、効果を奏する限り、近似値を
も含むことを意味し、後に述べる理由により、同一に近
いほど好ましい。図８は、図７のうち導光板４、透明接
着剤８、散乱型液晶層２の構成を詳細に示したものであ
る。散乱型液晶層２は２枚のガラス基板９、１０と、そ
れらに挟持された散乱型液晶１１を有している。Embodiment 2 FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention.
7, 1 to 6 are the same as those shown in FIG. The main differences from the first embodiment are that the light guide plate 4 has no light diffusion layer and that the lens sheet 3 is disposed on the scattering type liquid crystal layer 2. Will be described in detail. Reference numeral 8 denotes a transparent adhesive having a refractive index substantially the same as that of the light guide plate 4 and the glass substrate forming the scattering type liquid crystal layer 2, and the light guide plate 4 and the scattering type liquid crystal layer 2 are separated from each other by an air layer. We adhere. Here, the term “substantially the same” means that an approximation is included as long as the operation and effect of the second embodiment are exhibited, and it is more preferable that the values are close to the same for the reason described later. FIG. 8 shows the details of the configuration of the light guide plate 4, the transparent adhesive 8, and the scattering type liquid crystal layer 2 in FIG. The scattering type liquid crystal layer 2 has two glass substrates 9 and 10 and a scattering type liquid crystal 11 sandwiched therebetween.
【００２３】まず、図７及び図８に示す液晶表示装置の
製造方法について、詳細に説明する。第一に、導光板４
上に透明接着剤８を塗布する。（以下、塗布法とい
う）。なお、透明接着剤８の粘度を適切に調整すること
によって、スキージ法のような印刷方式でも、ロールコ
ート法のような転写方式でも、スピンコート法のような
遠心力を利用した膜形成法でも、塗布することが可能で
ある。透明接着剤８の材質は、その屈折率がガラス基板
の屈折率と同程度のものであれば、有機材料でも無機材
料でもよい。また、塗布法によって透明接着剤８の層を
形成する方式の他、例えば、フィルム状の透明接着シー
トを別途用意して、そのシートを貼り付けるという方法
を採用することも可能である（以下、貼り付け法とい
う）。First, a method of manufacturing the liquid crystal display device shown in FIGS. 7 and 8 will be described in detail. First, the light guide plate 4
A transparent adhesive 8 is applied on top. (Hereinafter, referred to as a coating method). By properly adjusting the viscosity of the transparent adhesive 8, a printing method such as a squeegee method, a transfer method such as a roll coating method, or a film forming method using centrifugal force such as a spin coating method can be used. , Can be applied. The material of the transparent adhesive 8 may be an organic material or an inorganic material as long as its refractive index is substantially the same as that of the glass substrate. In addition to the method of forming the layer of the transparent adhesive 8 by a coating method, for example, a method of separately preparing a film-shaped transparent adhesive sheet and affixing the sheet may be adopted (hereinafter, referred to as a method). Pasting method).
【００２４】塗布法では、塗布液中のエアーの混入と、
塗布時のエアーの巻き込みを管理すれば、空気層のない
理想的な膜形成を行えるという利点がある反面、ガラス
基板と同程度の屈折率を有する材料の選定に制限があ
り、かつ、均一な膜を得ることが難しいという欠点も併
せ持つ。一方、貼り付け法では、材料の選定は比較的容
易で、均一な膜を得やすいものの、貼り付け時のエアー
の噛みこみを防止する必要がある。さらに、一対のガラ
ス基板９、１０に挟まれた散乱型液晶１１を有する散乱
型液晶層２を別途、製造する。そして、透明接着剤８の
層を介して、導光板４と、散乱型液晶層２とを結合した
後、散乱型液晶層２上にレンズシート３と、液晶表示パ
ネル１とを設置する。In the coating method, mixing of air in the coating liquid and
If the entrainment of air during application is controlled, there is an advantage that an ideal film can be formed without an air layer, but on the other hand, there is a limitation in selecting a material having a refractive index equivalent to that of a glass substrate, and a uniform It also has the disadvantage that it is difficult to obtain a film. On the other hand, in the sticking method, although the selection of the material is relatively easy and a uniform film can be easily obtained, it is necessary to prevent air from being caught at the time of sticking. Further, a scattering type liquid crystal layer 2 having a scattering type liquid crystal 11 sandwiched between a pair of glass substrates 9 and 10 is separately manufactured. After bonding the light guide plate 4 and the scattering type liquid crystal layer 2 via the layer of the transparent adhesive 8, the lens sheet 3 and the liquid crystal display panel 1 are placed on the scattering type liquid crystal layer 2.
【００２５】つぎに、動作について説明する。ランプ管
５から発せられた光は、導光板４内の全体に導かれ、透
明接着剤８、下側ガラス基板９内を直進し、散乱型液晶
１１表面に達する。ここで、透明接着剤８の屈折率は、
導光板４及び、散乱型液晶層２を構成しているガラス基
板９の屈折率と実質的に同一であるため、それぞれの界
面でほぼ直進する。これらの屈折率は同一に近いほど、
それぞれの界面での反射、屈折が少なく効率よく直進で
きる。散乱型液晶１１が完全な透過状態（電圧印加の状
態）である場合、導光板４からの光は、散乱型液晶１１
内を屈折せずに進行し、上側のガラス基板１０に達す
る。ここで、実施の形態１と同様の原理により、このガ
ラス基板１０と空気層の界面への光入射角は臨界角以上
であるので、光は射出されない。散乱型液晶層２への印
加電圧をやや弱くすると、導光板４からの光が散乱型液
晶１１面に達したとき、光は屈折され、上側のガラス基
板１０と空気層の界面の臨界角以下となり、散乱型液晶
層２から射出される。この散乱光は、レンズシート３に
より、正面方向に集光され、液晶表示パネル１通過後、
観測者に視認される。Next, the operation will be described. Light emitted from the lamp tube 5 is guided to the entire inside of the light guide plate 4, travels straight through the transparent adhesive 8 and the lower glass substrate 9, and reaches the surface of the scattering type liquid crystal 11. Here, the refractive index of the transparent adhesive 8 is
Since the refractive index of the light guide plate 4 and the refractive index of the glass substrate 9 constituting the scattering type liquid crystal layer 2 are substantially the same, the light travels substantially straight at each interface. The closer these refractive indices are to one another,
There is little reflection and refraction at each interface, and it can travel straight. When the scattering type liquid crystal 11 is in a completely transmitting state (state in which a voltage is applied), light from the light guide plate 4 is
It travels without refraction inside and reaches the upper glass substrate 10. Here, according to the same principle as in the first embodiment, since the light incident angle on the interface between the glass substrate 10 and the air layer is equal to or larger than the critical angle, no light is emitted. When the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is slightly reduced, when the light from the light guide plate 4 reaches the surface of the scattering type liquid crystal 11, the light is refracted, and is equal to or less than the critical angle of the interface between the upper glass substrate 10 and the air layer. Are emitted from the scattering type liquid crystal layer 2. This scattered light is converged in the front direction by the lens sheet 3 and after passing through the liquid crystal display panel 1,
Observed by observers.
【００２６】次に、散乱型液晶層２への印加電圧がさら
に弱いとき、導光板４から散乱型液晶層２を通過してレ
ンズシート３に入射する散乱光はさらに多くなる。この
散乱光はレンズシート３により、正面方向に集光される
が、集光されずに液晶表示パネル１に入射する光も多く
存在する。この場合は、正面方向に対し、視角が大きい
方向にも光が発するため、視野角範囲は広くなる。以上
にように、散乱型液晶層２に印加する電圧が大きい場合
は、液晶表示パネル１から発し、視野角の大きい方向へ
進む光は少なく、視野角範囲が狭くなると共に、散乱型
液晶層２に印加する電圧が小さい場合は、液晶表示パネ
ル１から発し、視野角の大きい方向へ進む光は多く、視
野角範囲が大きくなり、散乱型液晶層２に印加する電圧
の大きさによって輝度の視野角特性を自在に調整するこ
とができる。なお、視認者は液晶表示パネル１の表示面
から射出された光を直接観測する点での効果は、実施の
形態１と同じである。実施の形態２では、光拡散層を必
要としないので、コストの面で、実施の形態１よりも有
利と言える。Next, when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is further weakened, the amount of scattered light that passes through the scattering type liquid crystal layer 2 from the light guide plate 4 and enters the lens sheet 3 further increases. This scattered light is collected in the front direction by the lens sheet 3, but there is also a large amount of light that is incident on the liquid crystal display panel 1 without being collected. In this case, light is also emitted in a direction with a large viewing angle with respect to the front direction, so that the viewing angle range is wide. As described above, when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is large, the amount of light emitted from the liquid crystal display panel 1 and traveling in the direction of a large viewing angle is small, and the viewing angle range is narrowed. When the voltage applied to the liquid crystal display panel 1 is small, a large amount of light is emitted from the liquid crystal display panel 1 and travels in the direction of a large viewing angle, and the viewing angle range is large. The angular characteristics can be freely adjusted. The effect that the viewer directly observes the light emitted from the display surface of the liquid crystal display panel 1 is the same as that of the first embodiment. Since the second embodiment does not require a light diffusion layer, it can be said that it is more advantageous than the first embodiment in terms of cost.
【００２７】実施の形態３．図９は、この発明の実施の
形態３による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
図において１〜６、８は図７におけるものと同じもので
あるが、透明接着剤８は液晶表示パネル１と散乱型液晶
層２を接着する。７は図１におけるものと同様の光拡散
層である。図１０は、図９のうち散乱型液晶層２、透明
接着剤８、液晶表示パネル１の構成を詳細に示したもの
である。図において、１、２、８〜１１は実施の形態２
に示すものと同一である。１２は液晶表示パネル１の下
側ガラス基板、１３は上側ガラス基板、１４は下側ガラ
ス基板１２と上側ガラス基板１３により挟持された液晶
層である。液晶表示パネル１と散乱型液晶層２は、実施
の形態２と同様の塗布法または貼り付け法により、接続
が可能である。Embodiment 3 FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention.
In the figure, 1 to 6 and 8 are the same as those in FIG. 7, but the transparent adhesive 8 bonds the liquid crystal display panel 1 and the scattering type liquid crystal layer 2. 7 is a light diffusion layer similar to that in FIG. FIG. 10 shows the configuration of the scattering type liquid crystal layer 2, the transparent adhesive 8, and the liquid crystal display panel 1 in FIG. 9 in detail. In the figure, 1, 2, 8 to 11 are the second embodiment.
Are the same as those shown in FIG. Reference numeral 12 denotes a lower glass substrate of the liquid crystal display panel 1, 13 denotes an upper glass substrate, and 14 denotes a liquid crystal layer sandwiched between the lower glass substrate 12 and the upper glass substrate 13. The liquid crystal display panel 1 and the scattering type liquid crystal layer 2 can be connected by the same coating method or bonding method as in the second embodiment.
【００２８】このように構成された液晶表示装置におい
て、導光板４から発した光は、実施の形態１と同様の動
作により集光され、散乱型液晶１１に達する。この光は
散乱型液晶層２への印加電圧の大きさにより、散乱の度
合が制御され、そのまま角度を変えることなく、液晶表
示パネル１へ入射し、上側ガラス基板１３から発し、観
測者に視認される。輝度の視野角特性は、実施の形態１
と同様に、散乱型液晶層２に印加する電圧の大きさによ
って制御できる。実施の形態３では、散乱型液晶層２と
液晶表示パネル１が空気層なく密着しているので、液晶
表示パネル１に入射する光が、液晶表示パネル１の下側
ガラス基板１２で反射されることなく、散乱光が効率よ
く液晶表示パネル１に入射し、観測者に視認される光量
が大きくなる。以上では、散乱型液晶層２の上側ガラス
基板１０と液晶表示パネル１の下側ガラス基板１２を、
透明接着剤８で接合したが、散乱型液晶層２の上側ガラ
ス基板１０と液晶表示パネル１の下側ガラス基板１２を
一枚のガラス基板で兼用することもできる。In the liquid crystal display device thus configured, light emitted from the light guide plate 4 is condensed by the same operation as in the first embodiment, and reaches the scattering type liquid crystal 11. The degree of scattering is controlled by the magnitude of the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2, and the light is incident on the liquid crystal display panel 1 without changing its angle, emitted from the upper glass substrate 13, and visually recognized by an observer. Is done. The viewing angle characteristics of luminance are described in Embodiment 1.
Similarly to the above, the control can be performed by the magnitude of the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2. In the third embodiment, since the scattering liquid crystal layer 2 and the liquid crystal display panel 1 are in close contact with each other without an air layer, light incident on the liquid crystal display panel 1 is reflected by the lower glass substrate 12 of the liquid crystal display panel 1. Without this, the scattered light efficiently enters the liquid crystal display panel 1, and the amount of light visually recognized by the observer increases. In the above, the upper glass substrate 10 of the scattering type liquid crystal layer 2 and the lower glass substrate 12 of the liquid crystal display panel 1
Although the bonding is performed with the transparent adhesive 8, the upper glass substrate 10 of the scattering type liquid crystal layer 2 and the lower glass substrate 12 of the liquid crystal display panel 1 may be shared by a single glass substrate.
【００２９】この場合の製作方法を以下に説明する。ま
ず、電極が形成された一対のガラス基板１２、１３間に
液晶が封入された液晶表示パネル１を作製する。なお、
偏光板は、上側ガラス基板１３にのみ貼付しておく。こ
の工程までは通常の液晶表示パネルと同様の方法によ
る。次に、液晶表示パネル１の下側ガラス基板１２に透
明電極付偏光板を貼付する。なお、透明電極付偏光板
は、偏光板の表面（液晶表示パネル１との貼付面でない
面）に蒸着などにより透明電極を面状に形成したもので
ある。さらに、高分子と液晶と共通溶媒の溶液を、この
透明電極面に塗布し、溶媒を蒸発させた後、もう一枚の
透明電極付ガラス基板を重ねあわせ、周囲を樹脂などで
封止する。以上にように、散乱型液晶層２の上側ガラス
基板１０と液晶表示パネル１の下側ガラス基板１２を一
枚のガラス基板で兼用した場合は、部品点数、製作工程
数が削減できる。The manufacturing method in this case will be described below. First, a liquid crystal display panel 1 in which liquid crystal is sealed between a pair of glass substrates 12 and 13 on which electrodes are formed is manufactured. In addition,
The polarizing plate is attached only to the upper glass substrate 13. Up to this step, a method similar to that of a normal liquid crystal display panel is used. Next, a polarizing plate with a transparent electrode is attached to the lower glass substrate 12 of the liquid crystal display panel 1. The polarizing plate with a transparent electrode is one in which a transparent electrode is formed in a planar shape on the surface of the polarizing plate (the surface that is not the surface to be attached to the liquid crystal display panel 1) by vapor deposition or the like. Further, a solution of a polymer, a liquid crystal and a common solvent is applied to the surface of the transparent electrode, and after the solvent is evaporated, another glass substrate with a transparent electrode is overlaid, and the periphery is sealed with a resin or the like. As described above, when the upper glass substrate 10 of the scattering type liquid crystal layer 2 and the lower glass substrate 12 of the liquid crystal display panel 1 are shared by one glass substrate, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced.
【００３０】実施の形態４．図１１は、この発明の実施
の形態４による液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。図において、１〜３は図１に示すものと同一のもの
である。１５はエレクトロルミネッセント（以下「Ｅ
Ｌ」とする）パネルである。図１２は、エレクトロルミ
ネッセントパネルの構成を示す断面図である。図におい
て、１８はガラス基板、１９はガラス基板１８上に形成
された透明電極、２０は発光層、２１は誘電体層、２２
はアルミ背面電極、２３はアルミ背面電極２２をおおう
樹脂コーティング層である。発光層２０は、活性剤を添
加したＺｎＳなどの蛍光体粉末を誘電体の中に分散さ
せ、透明電極１９上に塗布する。このＥＬパネルの両電
極間に、交流電圧を印加すると、発光層２０から散乱光
が発せられる。活性剤としてＰｒＦ３を用いた場合に
は、ＥＬの発光色は白色となる。図１２ではガラス基板
１８が最下層にあるが、図１１の構成中では、上下を反
転させ、光が発せられるガラス基板１８が上側になるよ
うに設置する。なお、実施の形態４の他の構成は、実施
の形態１〜３と同様に構成できる。Embodiment 4 FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, 1 to 3 are the same as those shown in FIG. 15 is electroluminescent (hereinafter referred to as “E
L ”) panel. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the electroluminescent panel. In the figure, 18 is a glass substrate, 19 is a transparent electrode formed on the glass substrate 18, 20 is a light emitting layer, 21 is a dielectric layer, 22
Is an aluminum back electrode, and 23 is a resin coating layer covering the aluminum back electrode 22. The light emitting layer 20 is obtained by dispersing a phosphor powder such as ZnS to which an activator is added in a dielectric and applying the phosphor powder on the transparent electrode 19. When an AC voltage is applied between both electrodes of the EL panel, scattered light is emitted from the light emitting layer 20. When PrF3 is used as the activator, the EL emission color is white. In FIG. 12, the glass substrate 18 is in the lowermost layer, but in the configuration of FIG. 11, the glass substrate 18 is turned upside down so that the glass substrate 18 from which light is emitted is placed on the upper side. Note that other configurations of the fourth embodiment can be configured in the same manner as the first to third embodiments.
【００３１】ＥＬパネル１５から発せられた散乱光は、
レンズシート３により集光され、散乱型液晶層２に達す
る。この光は散乱型液晶層２への印加電圧の大きさによ
り、散乱の度合が制御され、液晶表示パネル１へ入射
し、観測者に視認される。輝度の視野角特性は、実施の
形態１と同様に、散乱型液晶層２に印加する電圧の大き
さによって制御できる。The scattered light emitted from the EL panel 15 is
The light is condensed by the lens sheet 3 and reaches the scattering type liquid crystal layer 2. The degree of scattering of this light is controlled by the magnitude of the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2, and the light enters the liquid crystal display panel 1 and is visually recognized by an observer. The viewing angle characteristics of the luminance can be controlled by the magnitude of the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 as in the first embodiment.
【００３２】実施の形態５．図１３は、この発明の実施
の形態５による液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。図において、１〜７は図１に示すものと同一のもの
である。１６は導光板４に設けられた視野角制限用の遮
光ユニットである。図１４は、視野角制限用の遮光ユニ
ットを示す斜視図である。図において、１７はつや消し
の黒などの光吸収性の塗料が塗布された方形の薄板の遮
光板である。遮光ユニット１６は、遮光板１７を一定間
隔で平行に配置したものである。一つの遮光板１７の長
さは、液晶表示パネル１の表示領域の縦辺よりもやや大
きい程度で、高さおよび、隣り合う遮光板１７間の距離
は、以下に述べる動作の説明での計算に従い、所望の視
野角範囲に合わせ、あらかじめ決定しておく。遮光板１
７の厚さは表示画像に支障をもたらさないだけ、十分薄
いことが望ましい。なお、各遮光板１７は細い連結棒に
よって、表示画像の領域の外側で連結されている。Embodiment 5 FIG. 13 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, 1 to 7 are the same as those shown in FIG. Reference numeral 16 denotes a light shielding unit provided on the light guide plate 4 for limiting a viewing angle. FIG. 14 is a perspective view showing a light shielding unit for limiting a viewing angle. In the drawing, reference numeral 17 denotes a rectangular thin light-shielding plate coated with a light-absorbing paint such as matte black. The light shielding unit 16 has light shielding plates 17 arranged in parallel at regular intervals. The length of one light shield 17 is slightly larger than the vertical side of the display area of the liquid crystal display panel 1, and the height and the distance between adjacent light shields 17 are calculated in the following description of the operation. Is determined in advance according to the desired viewing angle range. Shield plate 1
It is desirable that the thickness of 7 is sufficiently small so as not to hinder the display image. The light shielding plates 17 are connected by a thin connecting rod outside the display image area.
【００３３】図１５は、実施の形態５による液晶表示装
置の動作を示したものである。図において、１〜７、１
７は図１３におけるものと同一のものである。実線の矢
印は、散乱型液晶層２への印加電圧が十分大きいときの
導光板４からの散乱光の光路である。この光路よりも、
視野角の大きい方向に進む光は、遮光板１７により遮光
され、液晶表示パネル１には入射されず、観測者には視
認されない。すなわち、表示画像が視認可能な視野角特
性範囲は０〜θ０の範囲に制限される。次に散乱型液晶
層２への印加電圧が小さいとき、導光板４からの光は、
散乱型液晶層２に到達したときに、屈折され、破線の方
向に進む光が生じる。この場合表示画像が視認可能な視
野角範囲は０〜θ１の範囲に拡大する。FIG. 15 shows an operation of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment. In the figure, 1 to 7, 1
7 is the same as that in FIG. The solid arrow indicates the optical path of the scattered light from the light guide plate 4 when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is sufficiently large. Than this light path,
Light traveling in the direction of a large viewing angle is shielded by the light-shielding plate 17, is not incident on the liquid crystal display panel 1, and is not visually recognized by an observer. That is, the viewing angle characteristic range in which the display image can be visually recognized is limited to the range of 0 to θ0. Next, when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is small, the light from the light guide plate 4
When the light reaches the scattering type liquid crystal layer 2, light that is refracted and travels in the direction of the broken line is generated. In this case, the viewing angle range in which the display image can be viewed is expanded to the range of 0 to θ1.
【００３４】散乱型液晶層２への印加電圧を十分大きく
し、視野角を最小にしたときの範囲は、遮光板１７の高
さと配列の間隔により適当な値に設定することが可能で
ある。すなわち遮光板１７の高さが大きく、配列の間隔
を小さくするほど視野角範囲は狭く、遮光板１７の高さ
が小さく、配列の間隔を大きくするほど視野角範囲は広
くなる。例えば、遮光板１７の高さをｈ、隣り合う遮光
板１７間の距離をｗとしたとき、ｗ／ｈ＝ｔａｎθ０の
関係があるので、所望の視野角特性範囲の値θ０によっ
て、ｗとｈの比が決定できる。液晶表示装置の薄型性を
損なわないためには、ｈはできるだけ小さいことが望ま
しいため、ｗも小さくし、従って、多くの遮光板１７を
設置する。また、複数の遮光板１７の間隔は一定であっ
ても、一定でなくてもよく、例えば、画面の中央付近で
は狭く、端の方ほど広くすることもできる。この場合
は、液晶の透過率の視野角特性の関係で、液晶表示画面
を中央の正面から見たときに、端の方ほど暗くなるとい
う輝度むらを解消することができる。The range when the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2 is sufficiently increased and the viewing angle is minimized can be set to an appropriate value according to the height of the light shielding plate 17 and the interval between the arrangements. In other words, the viewing angle range becomes narrower as the height of the light blocking plate 17 is increased and the spacing between the arrays is reduced, and the viewing angle range is increased as the height of the light blocking plate 17 is reduced and the spacing between the arrays is increased. For example, when the height of the light shielding plate 17 is h and the distance between the adjacent light shielding plates 17 is w, there is a relationship of w / h = tan θ0. Therefore, w and h are determined by the value θ0 of the desired viewing angle characteristic range. Can be determined. In order not to impair the thinness of the liquid crystal display device, h is desirably as small as possible. Therefore, w is also reduced, and therefore, many light shielding plates 17 are provided. Further, the interval between the plurality of light-shielding plates 17 may or may not be constant. For example, the interval may be narrow near the center of the screen and wider near the edge. In this case, due to the relationship of the viewing angle characteristics of the transmittance of the liquid crystal, it is possible to eliminate luminance unevenness in which the liquid crystal display screen becomes darker toward the edges when viewed from the front in the center.
【００３５】また、液晶表示パネル１と散乱型液晶層２
とは、実施の形態１または実施の形態３のいずれの構成
によってもよい。以上のように実施の形態５によれば、
輝度の視野角範囲は、散乱型液晶層２への印加電圧の大
きさにより、自在に制御できるうえ、視野角を最小にし
たときの範囲をあらかじめ適当な値に設定することが可
能となる。The liquid crystal display panel 1 and the scattering type liquid crystal layer 2
May be based on any of the configurations of the first embodiment and the third embodiment. According to Embodiment 5 as described above,
The viewing angle range of the luminance can be freely controlled by the magnitude of the voltage applied to the scattering type liquid crystal layer 2, and the range when the viewing angle is minimized can be set to an appropriate value in advance.
【００３６】[0036]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。外部信
号に応じた画像を表示する液晶表示パネルと、この液晶
表示パネルの背面に配置された光源と、液晶表示パネル
と光源との間の光路上に配置され、背面から入射される
光の散乱と透過を制御できる光散乱層と、液晶表示パネ
ルと光源の間の光路上に配置され、背面から入射される
光を集光して前面に出射する集光層を備えたので、光散
乱層を制御することにより、視野角特性を調節すること
ができると共に、集光層を用いたことにより、隣接する
画素あるいは近傍の画素間でぼけのない画像が得られ
る。また、光散乱層と集光層との間には、光拡散度の低
い光拡散シートが配置されているので、光散乱層と集光
層との干渉による縞模様の発生を防止することができ
る。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. A liquid crystal display panel for displaying an image in accordance with an external signal, a light source disposed on the back of the liquid crystal display panel, and a light scattering disposed on an optical path between the liquid crystal display panel and the light source and incident from the rear. And a light-scattering layer that can control transmission and a light-scattering layer that is disposed on the optical path between the liquid crystal display panel and the light source, and that collects light incident from the back and emits it to the front. , The viewing angle characteristics can be adjusted, and the use of the light-collecting layer can provide an image without blur between adjacent pixels or between neighboring pixels. Further, since a light diffusion sheet having a low degree of light diffusion is disposed between the light scattering layer and the condensing layer, it is possible to prevent the occurrence of a stripe pattern due to interference between the light scattering layer and the condensing layer. it can.
【００３７】また、外部信号に応じた画像を表示する液
晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面に配置され
た光源と、液晶表示パネルと光源との間に配置され、背
面から入射される光の散乱と透過を制御できる光散乱層
を備え、光源の発光面には、この発光面に垂直にかつ互
いに平行に配置されている複数の平板からなる遮光板が
設けられているので、光散乱層を制御することにより、
視野角特性を調節することができると共に、遮光板によ
って視野角を最小にしたときの範囲をあらかじめ適当な
値に設定することが可能である。また、遮光板を形成す
る複数の平板は、発光面の中央付近で狭く、端部にいく
ほど広い間隔に配置されているので、液晶表示パネルの
輝度むらを防ぐことができる。Further, a liquid crystal display panel for displaying an image corresponding to an external signal, a light source disposed on the back of the liquid crystal display panel, and a light disposed between the liquid crystal display panel and the light source and incident from the rear. The light-emitting surface of the light source is provided with a light-shielding plate composed of a plurality of flat plates arranged perpendicular to the light-emitting surface and parallel to each other. By controlling the layers,
The viewing angle characteristics can be adjusted, and the range when the viewing angle is minimized by the light shielding plate can be set in advance to an appropriate value. Further, since the plurality of flat plates forming the light shielding plate are narrow near the center of the light emitting surface and are arranged at wider intervals toward the ends, uneven brightness of the liquid crystal display panel can be prevented.
【００３８】さらに、光散乱層は、集光層と液晶表示パ
ネルとの間に配置されているので、光散乱層と液晶表示
パネルとの間に接着層を設けたり、基板を共用させたり
することができる。また、液晶表示パネルは、第一及び
第二の基板とこの第一及び第二の基板の間に挟持された
液晶層を有すると共に、光散乱層は、第一及び第二の基
板と、この第一及び第二の基板の間に挟持されている光
散乱部材を有し、液晶表示パネルの第二の基板と光散乱
層の第一の基板とは共用されているので、部品点数や製
造工程の削減が可能である。また、光散乱層と液晶表示
パネルとの間には、光拡散度の低い光拡散シートが配置
されているので、光散乱層と液晶表示パネルとの干渉に
よる縞模様の発生を防止することができる。Further, since the light-scattering layer is disposed between the light-condensing layer and the liquid crystal display panel, an adhesive layer is provided between the light-scattering layer and the liquid crystal display panel, or the substrate is shared. be able to. In addition, the liquid crystal display panel has first and second substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates, and the light scattering layer includes the first and second substrates and the first and second substrates. It has a light scattering member sandwiched between the first and second substrates, and since the second substrate of the liquid crystal display panel and the first substrate of the light scattering layer are shared, the number of parts and manufacturing The number of processes can be reduced. In addition, since a light diffusion sheet having a low light diffusion degree is disposed between the light scattering layer and the liquid crystal display panel, it is possible to prevent a stripe pattern from being generated due to interference between the light scattering layer and the liquid crystal display panel. it can.
【００３９】さらにまた、光散乱層と液晶表示パネルと
の間には、光散乱層の光射出面及び液晶表示パネルの光
入射面の屈折率とほぼ同一の屈折率を有する接着層が設
けられているので、光散乱層と液晶表示パネルとを空気
層の介在なく密着させることができ、効率よく光路を形
成することができる。また、集光層は、光散乱層と液晶
表示パネルとの間に配置されているので、光散乱層と光
源との間に接着層を設けることができる。Further, between the light scattering layer and the liquid crystal display panel, an adhesive layer having a refractive index substantially the same as that of the light exit surface of the light scattering layer and the light incident surface of the liquid crystal display panel is provided. Accordingly, the light scattering layer and the liquid crystal display panel can be brought into close contact with each other without the interposition of an air layer, and an optical path can be efficiently formed. Further, since the light-collecting layer is disposed between the light-scattering layer and the liquid crystal display panel, an adhesive layer can be provided between the light-scattering layer and the light source.
【００４０】また、光散乱層と光源との間には、光源の
発光面及び光散乱層の光入射面の屈折率とほぼ同一の屈
折率を有する接着層が設けられているので、光散乱層と
光源とを空気層の介在なく密着させることができ、効率
よく光路を形成することができる。また、光散乱層は、
散乱型液晶層を有するので、電圧の印加によって光の散
乱と透過を制御することができる。Since an adhesive layer having a refractive index substantially equal to the refractive index of the light emitting surface of the light source and the light incident surface of the light scattering layer is provided between the light scattering layer and the light source, The layer and the light source can be brought into close contact without the interposition of an air layer, and an optical path can be formed efficiently. Also, the light scattering layer
Since a scattering type liquid crystal layer is provided, light scattering and transmission can be controlled by applying a voltage.
【図１】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
の散乱型液晶の動作原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an operation principle of a scattering type liquid crystal of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
のレンズシートの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a lens sheet of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
のレンズシートの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a lens sheet of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
のランプ管から導光板に進行する光の光路図である。FIG. 5 is an optical path diagram of light traveling from the lamp tube to the light guide plate of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
の輝度の視野角特性図である。FIG. 6 is a view illustrating viewing angle characteristics of luminance of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態２による液晶表示装置
の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態２による液晶表示装置
における導光板と透明接着剤と散乱型液晶層の構成を示
す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a light guide plate, a transparent adhesive, and a scattering type liquid crystal layer in a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図９】 この発明の実施の形態３による液晶表示装置
の構成を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】 この発明の実施の形態３による液晶表示装
置における散乱型液晶層と透明接着剤と液晶表示パネル
の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a scattering type liquid crystal layer, a transparent adhesive, and a liquid crystal display panel in a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図１１】 この発明の実施の形態４による液晶表示装
置の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１２】 この発明の実施の形態４で用いるＥＬパネ
ルの構成を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of an EL panel used in Embodiment 4 of the present invention.
【図１３】 この発明の実施の形態５による液晶表示装
置の構成を示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１４】 この発明の実施の形態５による液晶表示装
置の遮光ユニットを示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a light shielding unit of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１５】 この発明の実施の形態５による液晶表示装
置の動作を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an operation of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment of the present invention.
【図１６】 従来の液晶表示装置を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device.
１ 液晶表示パネル、２ 散乱型液晶層、３ レンズシ
ート、４ 導光板、５ ランプ管、６ 光反射フィル
ム、７ 光拡散層、８ 透明接着剤、９，１０ ガラス
基板、１１ 散乱型液晶、１５ エレクトロルミネッセ
ントパネル、１７ 遮光板。REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid crystal display panel, 2 scattering liquid crystal layer, 3 lens sheet, 4 light guide plate, 5 lamp tube, 6 light reflection film, 7 light diffusion layer, 8 transparent adhesive, 9, 10 glass substrate, 11 scattering liquid crystal, 15 Electroluminescent panel, 17 light blocking plate.
Claims (16)
示パネル、この液晶表示パネルの背面に配置された光
源、上記液晶表示パネルと光源との間の光路上に配置さ
れ、背面から入射される光の散乱と透過を制御できる光
散乱層、上記液晶表示パネルと光源の間の光路上に配置
され、背面から入射される光を集光して前面に出射する
集光層を備えたことを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal display panel for displaying an image corresponding to an external signal, a light source disposed on the back of the liquid crystal display panel, disposed on an optical path between the liquid crystal display panel and the light source, and incident from the rear. A light-scattering layer capable of controlling the scattering and transmission of light, and a light-condensing layer disposed on an optical path between the liquid crystal display panel and the light source, for condensing light incident from the back and emitting the light to the front. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
の低い光拡散シートが配置されていることを特徴とする
請求項１記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a light diffusion sheet having a low light diffusion degree is disposed between the light scattering layer and the light condensing layer.
示パネル、この液晶表示パネルの背面に配置された光
源、上記液晶表示パネルと光源との間に配置され、背面
から入射される光の散乱と透過を制御できる光散乱層を
備え、上記光源の発光面には、この発光面に垂直にかつ
互いに平行に配置されている複数の平板からなる遮光板
が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。3. A liquid crystal display panel for displaying an image corresponding to an external signal, a light source disposed on a back surface of the liquid crystal display panel, and a light source disposed between the liquid crystal display panel and the light source for receiving light incident from the rear surface. A light-scattering layer capable of controlling scattering and transmission is provided, and the light-emitting surface of the light source is provided with a light-shielding plate including a plurality of flat plates arranged perpendicular to the light-emitting surface and parallel to each other. Liquid crystal display device.
の中央付近で狭く、端部にいくほど広い間隔に配置され
ていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the plurality of flat plates forming the light shielding plate are arranged to be narrow near the center of the light emitting surface, and to be widened toward the end.
の間に配置されていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の液晶表示装置。5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light scattering layer is disposed between the light collecting layer and the liquid crystal display panel.
とこの第一及び第二の基板の間に挟持された液晶層を有
すると共に、光散乱層は、第一及び第二の基板と、この
第一及び第二の基板の間に挟持されている光散乱部材を
有し、液晶表示パネルの第二の基板と光散乱層の第一の
基板とは共用されていることを特徴とする請求項３〜請
求項５のいずれか一項記載の液晶表示装置。6. A liquid crystal display panel includes first and second substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates, and a light scattering layer includes the first and second substrates. And a light-scattering member sandwiched between the first and second substrates, wherein the second substrate of the liquid crystal display panel and the first substrate of the light-scattering layer are shared. The liquid crystal display device according to any one of claims 3 to 5, wherein
光拡散度の低い光拡散シートが配置されていることを特
徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項記載の液晶
表示装置。7. A liquid crystal display panel comprising: a light scattering layer;
The liquid crystal display device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a light diffusion sheet having a low light diffusion degree.
光散乱層の光射出面及び液晶表示パネルの光入射面の屈
折率とほぼ同一の屈折率を有する接着層が設けられてい
ることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項
記載の液晶表示装置。8. Between the light scattering layer and the liquid crystal display panel,
An adhesive layer having a refractive index substantially the same as the refractive index of the light exit surface of the light scattering layer and the light incident surface of the liquid crystal display panel is provided. The liquid crystal display device as described in the above.
の間に配置されていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light condensing layer is disposed between the light scattering layer and the liquid crystal display panel.
光面及び光散乱層の光入射面の屈折率とほぼ同一の屈折
率を有する接着層が設けられていることを特徴とする請
求項９記載の液晶表示装置。10. An adhesive layer having a refractive index substantially equal to the refractive index of the light emitting surface of the light source and the light incident surface of the light scattering layer is provided between the light scattering layer and the light source. The liquid crystal display device according to claim 9.
散乱と透過が制御され、印加される電圧が高いほど光の
透過率が高くなる特性を有することを特徴とする請求項
１〜請求項１０のいずれか一項記載の液晶表示装置。11. The light-scattering layer is characterized in that light scattering and transmission are controlled by applying a voltage, and the light transmittance increases as the applied voltage increases. Item 11. The liquid crystal display device according to any one of items 10.
とを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。12. The liquid crystal display device according to claim 11, wherein the light scattering layer has a scattering type liquid crystal layer.
を多数分散したものであることを特徴とする請求項１２
記載の液晶表示装置。13. The scattering liquid crystal layer according to claim 12, wherein a large number of liquid crystal molecules are dispersed in a polymer.
The liquid crystal display device as described in the above.
晶を含ませたものであることを特徴とする請求項１２記
載の液晶表示装置。14. The liquid crystal display device according to claim 12, wherein the scattering type liquid crystal layer comprises a network polymer in which liquid crystal is contained.
発光するエレクトロルミネッセンスパネルであることを
特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載の
液晶表示装置。15. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light source is an electroluminescence panel that emits scattered light when a voltage is applied.
の光を拡散する導光板を有することを特徴とする請求項
１〜請求項１４のいずれか一項記載の液晶表示装置。16. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light source has a lamp tube and a light guide plate for diffusing light from the lamp tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131514A JPH10319384A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131514A JPH10319384A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10319384A true JPH10319384A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=15059830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9131514A Pending JPH10319384A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH10319384A (en) |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050322 |