JPH11311778A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH11311778A JPH11311778A JP10085484A JP8548498A JPH11311778A JP H11311778 A JPH11311778 A JP H11311778A JP 10085484 A JP10085484 A JP 10085484A JP 8548498 A JP8548498 A JP 8548498A JP H11311778 A JPH11311778 A JP H11311778A
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- crystal display
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/133536—Reflective polarizers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】輝度が高い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】導光板に、導光板入射面からの光を透過面
方向に所定の角度に変化させるための複数の小凹部から
なるドットを形成し、そのドットの配置、大きさ、断面
傾斜角を適切に制御することにより、光出射面から適切
な角度分布をもった照明光を表示素子に向かって照射で
きるようにした。さらに、必要に応じて、拡散シート、
コレステリック液晶フィルム、１／４位相板と組み合わ
せることもできる。
方向に所定の角度に変化させるための複数の小凹部から
なるドットを形成し、そのドットの配置、大きさ、断面
傾斜角を適切に制御することにより、光出射面から適切
な角度分布をもった照明光を表示素子に向かって照射で
きるようにした。さらに、必要に応じて、拡散シート、
コレステリック液晶フィルム、１／４位相板と組み合わ
せることもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、背面照明装置（バ
ックライト）等の液晶表示装置用部材を用いた液晶表示
装置に関する。
ックライト）等の液晶表示装置用部材を用いた液晶表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年パーソナルコンピュータの小型化が
推進され、ラップトップ形といわれる携帯可能な機種が
広く普及している。このラップトップ形においては、そ
の表示は通常液晶装置が用いられているが、近年のカラ
ー表示化に伴い、液晶表示板の背後に光源を配設し、表
示面全体を裏側から照明するようにした背面照明装置形
の表示装置が普及している。このような表示装置の背面
照明装置としての光源は輝度が高く、しかも輝度のムラ
がなく平面全体を照明する必要がある。輝度を向上させ
るためには、光源の輝度を上げれば簡単であるが、ラッ
プトップ形のパーソナルコンピュータ等においては電池
などを駆動源としているために光源の輝度を上げるのは
限界があり、従来有効な方法がなかった。
推進され、ラップトップ形といわれる携帯可能な機種が
広く普及している。このラップトップ形においては、そ
の表示は通常液晶装置が用いられているが、近年のカラ
ー表示化に伴い、液晶表示板の背後に光源を配設し、表
示面全体を裏側から照明するようにした背面照明装置形
の表示装置が普及している。このような表示装置の背面
照明装置としての光源は輝度が高く、しかも輝度のムラ
がなく平面全体を照明する必要がある。輝度を向上させ
るためには、光源の輝度を上げれば簡単であるが、ラッ
プトップ形のパーソナルコンピュータ等においては電池
などを駆動源としているために光源の輝度を上げるのは
限界があり、従来有効な方法がなかった。
【０００３】従来の液晶表示素子用エッヂライト方式の
照明装置としては、特開平４−１６２００２号公報、特
開平６−６７００４号公報に記載の如く、図２に示した
ように、光源１として冷陰極管や熱陰極管等のランプを
使用し、これを透過性材料からなる導光板２の端面に配
し、導光板２の下面に光を散乱させる光散乱層３及び光
を反射させる反射板４、導光板２の上面に照明面の輝度
を面全体に渡って均一化するための光散乱効果を有する
乳白色の合成樹脂からなる拡散板５が設けられている。
更にその上面には、拡散光をある程度収束して、表示装
置の正面の輝度を向上させるための第１集光板６および
第２集光板７が配置されている。光散乱層には、図３に
示すように導光板２の表面に酸化チタン等の光散乱物質
を用いた複数のインクドット８が用いられている。光源
１からの光強度は、光源１から遠ざかるに従って低下す
るので、インクドット８の面積は、図３に示すように光
源１から遠ざかるに従い大きくなるなるように形成され
ている。
照明装置としては、特開平４−１６２００２号公報、特
開平６−６７００４号公報に記載の如く、図２に示した
ように、光源１として冷陰極管や熱陰極管等のランプを
使用し、これを透過性材料からなる導光板２の端面に配
し、導光板２の下面に光を散乱させる光散乱層３及び光
を反射させる反射板４、導光板２の上面に照明面の輝度
を面全体に渡って均一化するための光散乱効果を有する
乳白色の合成樹脂からなる拡散板５が設けられている。
更にその上面には、拡散光をある程度収束して、表示装
置の正面の輝度を向上させるための第１集光板６および
第２集光板７が配置されている。光散乱層には、図３に
示すように導光板２の表面に酸化チタン等の光散乱物質
を用いた複数のインクドット８が用いられている。光源
１からの光強度は、光源１から遠ざかるに従って低下す
るので、インクドット８の面積は、図３に示すように光
源１から遠ざかるに従い大きくなるなるように形成され
ている。
【０００４】以上述べたように、従来の照明装置では、
光源１から出射された光は、導光板２に導かれ、光散乱
層に含まれる光散乱物質８により散乱され、その後拡散
板を通過して液晶素子に照射される構成になっており、
光散乱の損失による輝度低下の問題がある。
光源１から出射された光は、導光板２に導かれ、光散乱
層に含まれる光散乱物質８により散乱され、その後拡散
板を通過して液晶素子に照射される構成になっており、
光散乱の損失による輝度低下の問題がある。
【０００５】これらを解決するために、特開平９−２６
９４８９号公報に示すようなインクレス導光板がある。
これは、導光板表面に小凸部や小凹部を形成し、これに
よって光を反射させ、液晶素子を照明するものである。
しかし、その形状や分布は最適化されておらず、輝度向
上の余地があった。
９４８９号公報に示すようなインクレス導光板がある。
これは、導光板表面に小凸部や小凹部を形成し、これに
よって光を反射させ、液晶素子を照明するものである。
しかし、その形状や分布は最適化されておらず、輝度向
上の余地があった。
【０００６】更に、液晶表示装置の輝度向上に関する隘
路の一つとして、偏光フィルタの透過率が挙げられる。
偏光フィルタは、液晶セルとバックライトの間に配置
し、所定の偏光光を液晶セルに入射させる機能を有した
素子である。偏光フィルタは、一般的には、ミセルを一
定方向に配列した高分子フィルムのミセル管に二色性物
質を吸着することにより製造することができる。ここで
高分子フィルムとしては、ポリビニルアルコールを使用
し、これを、異なる速度で回転するローラの間で一定方
向に約３〜５倍延伸する。延伸されたＰＶＡのミセル
は、延伸方向に配列し、配列したフィルムは強い複屈折
性を有する。二色性を付与するための物質としては、沃
素などのハロゲン物質、染料があり、延伸したフィルム
に上記物質を吸着することにより、偏光特性が発現す
る。上記偏光フィルタは、容易に偏光分離機能が得られ
るが、その透過率は原理的に二色性物質を用いているた
め、透過する偏光光と直交する偏光光を吸収することか
ら、透過率は５０％以下と小さい。従って、偏光フィル
タで５０％以上の光エネルギが損失することになり、液
晶表示素子の輝度を著しく低下させているのが現状であ
る。
路の一つとして、偏光フィルタの透過率が挙げられる。
偏光フィルタは、液晶セルとバックライトの間に配置
し、所定の偏光光を液晶セルに入射させる機能を有した
素子である。偏光フィルタは、一般的には、ミセルを一
定方向に配列した高分子フィルムのミセル管に二色性物
質を吸着することにより製造することができる。ここで
高分子フィルムとしては、ポリビニルアルコールを使用
し、これを、異なる速度で回転するローラの間で一定方
向に約３〜５倍延伸する。延伸されたＰＶＡのミセル
は、延伸方向に配列し、配列したフィルムは強い複屈折
性を有する。二色性を付与するための物質としては、沃
素などのハロゲン物質、染料があり、延伸したフィルム
に上記物質を吸着することにより、偏光特性が発現す
る。上記偏光フィルタは、容易に偏光分離機能が得られ
るが、その透過率は原理的に二色性物質を用いているた
め、透過する偏光光と直交する偏光光を吸収することか
ら、透過率は５０％以下と小さい。従って、偏光フィル
タで５０％以上の光エネルギが損失することになり、液
晶表示素子の輝度を著しく低下させているのが現状であ
る。
【０００７】これを改良する手段として、反射型偏光性
フィルムを用いる方法が提案されている。反射型偏光性
フィルムは、コレステリック液晶フィルム等のように、
特定の種類の偏光成分を通過させて、それ以外の偏光成
分を反射させる性質を持つフイルムである。すなわち、
導光板を経由して出た無偏光の自然光を反射型偏光性フ
ィルムに入れ、特定の偏光成分のみ透過させ、それ以外
の偏光成分を反射させる。その後、反射された偏光成分
が反射板で再び反射し、偏光状態を変化させて再度反射
型偏光性フィルムに入れ、特定の偏光成分のみ透過させ
る。これを繰り返すことにより、光のほぼ全成分を利用
できる。
フィルムを用いる方法が提案されている。反射型偏光性
フィルムは、コレステリック液晶フィルム等のように、
特定の種類の偏光成分を通過させて、それ以外の偏光成
分を反射させる性質を持つフイルムである。すなわち、
導光板を経由して出た無偏光の自然光を反射型偏光性フ
ィルムに入れ、特定の偏光成分のみ透過させ、それ以外
の偏光成分を反射させる。その後、反射された偏光成分
が反射板で再び反射し、偏光状態を変化させて再度反射
型偏光性フィルムに入れ、特定の偏光成分のみ透過させ
る。これを繰り返すことにより、光のほぼ全成分を利用
できる。
【０００８】具体的には、特開平３−４５９０６号公
報、特開平６−２８１８１４号公報に記載のように、反
射型偏光性フィルムであるコレステリック液晶フィルム
を用いる方法が提案されている。コレステリック液晶フ
ィルムは、コレステリック規則性を持つポリマー材料の
光学的能動層からなる。コレステリック液晶フィルム
は、光源より導光板を経由して出た無偏光の自然光を、
コレステリック層のらせん方向と同じ方向の円偏光成分
のみ透過し、逆方向の円偏光成分を反射する。従って、
図１６に示すような構成にすると、反射された円偏光成
分が反射板で再び反射されて戻され、自然光に近い状態
に戻して再度コレステリック液晶フィルムに入る。これ
を繰り返すことにより、光のほぼ全成分を利用できる。
このコレステリック液晶フィルムの出光面に１／４位相
板を重ねると、円偏光成分が直線偏光に変換され、液晶
表示装置の背面発光装置として用いることができる。
報、特開平６−２８１８１４号公報に記載のように、反
射型偏光性フィルムであるコレステリック液晶フィルム
を用いる方法が提案されている。コレステリック液晶フ
ィルムは、コレステリック規則性を持つポリマー材料の
光学的能動層からなる。コレステリック液晶フィルム
は、光源より導光板を経由して出た無偏光の自然光を、
コレステリック層のらせん方向と同じ方向の円偏光成分
のみ透過し、逆方向の円偏光成分を反射する。従って、
図１６に示すような構成にすると、反射された円偏光成
分が反射板で再び反射されて戻され、自然光に近い状態
に戻して再度コレステリック液晶フィルムに入る。これ
を繰り返すことにより、光のほぼ全成分を利用できる。
このコレステリック液晶フィルムの出光面に１／４位相
板を重ねると、円偏光成分が直線偏光に変換され、液晶
表示装置の背面発光装置として用いることができる。
【０００９】コレステリック液晶フィルムを用いた液晶
表示装置の輝度は、理論上、通常の偏光フィルター使用
の液晶表示装置の２倍となる。しかし、現在主流になり
つつあるインクドット方式導光板と、コレステリック液
晶フィルムを組み合わせた場合、前述のように散乱によ
る損失や、コレステリック液晶フィルム介し反射して導
光板に再入射した円偏光がインクドットで拡散反射し散
乱による損失が発生し、かつ偏光状態も解消されてしま
うため、再出射光として利用されにくい。また印刷ドッ
トは、その大きさがかなり大きく、ドット見えを防ぐた
め拡散板を併用する必要があり、その輝度向上効果はさ
らに低下する。正面輝度を向上させ、出射光の角度分布
を適正化するプリズムシートと組み合わせた場合、その
輝度向上効果は、１０％程度しかない。
表示装置の輝度は、理論上、通常の偏光フィルター使用
の液晶表示装置の２倍となる。しかし、現在主流になり
つつあるインクドット方式導光板と、コレステリック液
晶フィルムを組み合わせた場合、前述のように散乱によ
る損失や、コレステリック液晶フィルム介し反射して導
光板に再入射した円偏光がインクドットで拡散反射し散
乱による損失が発生し、かつ偏光状態も解消されてしま
うため、再出射光として利用されにくい。また印刷ドッ
トは、その大きさがかなり大きく、ドット見えを防ぐた
め拡散板を併用する必要があり、その輝度向上効果はさ
らに低下する。正面輝度を向上させ、出射光の角度分布
を適正化するプリズムシートと組み合わせた場合、その
輝度向上効果は、１０％程度しかない。
【００１０】これに対して、特開平９−１０２２０９号
公報に記載のように、導光板底面にグレーティング溝を
形成した導光板と、コレステリック液晶フィルムを組み
合わせた方式が提案されている。この方式は、散乱によ
る損失が少なく輝度が高く、輝度向上効果も印刷ドット
に比べて高い。
公報に記載のように、導光板底面にグレーティング溝を
形成した導光板と、コレステリック液晶フィルムを組み
合わせた方式が提案されている。この方式は、散乱によ
る損失が少なく輝度が高く、輝度向上効果も印刷ドット
に比べて高い。
【００１１】しかし、グレーティング溝を形成した導光
板は、Ｘ方向の輝度分布の制御が困難であり、金型加工
費や納期の問題も大きいと予想される。さらに、面荒れ
の問題から、真鍮等の軟金属を金型材料として使うこと
が多く量産性が低い懸念がある。さらに、周期的に形成
されたグレーティング溝と液晶セルとの間でモアレが発
生しやすいことも予想される。またグレーティング溝
は、その周期がかなり大きく、拡散板を併用する必要が
あり、その輝度向上効果はさらに低下する懸念がある。
正面輝度を向上させ、出射光の角度分布を適正化するプ
リズムシートと組み合わせた場合、その輝度向上効果
は、２０％程度しかない。
板は、Ｘ方向の輝度分布の制御が困難であり、金型加工
費や納期の問題も大きいと予想される。さらに、面荒れ
の問題から、真鍮等の軟金属を金型材料として使うこと
が多く量産性が低い懸念がある。さらに、周期的に形成
されたグレーティング溝と液晶セルとの間でモアレが発
生しやすいことも予想される。またグレーティング溝
は、その周期がかなり大きく、拡散板を併用する必要が
あり、その輝度向上効果はさらに低下する懸念がある。
正面輝度を向上させ、出射光の角度分布を適正化するプ
リズムシートと組み合わせた場合、その輝度向上効果
は、２０％程度しかない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の装置で
は、光源からの光をインクドットによる散乱を用いて液
晶素子側に照射するため、散乱時の損失やインクによる
光の吸収があり、効率向上には限界がある。また、イン
クレス導光板に関しては、その形状や分布は最適化され
ておらず、輝度向上の余地があった。インクドット方式
の導光板とコレステリック液晶フィルムとの組み合わせ
においては、その輝度向上効果は１０％程度と低い。グ
レーティング溝を形成した導光板とコレステリック液晶
フィルムを組み合わせにおいては、その輝度向上効果は
２０％程度と高いが、輝度分布の制御や導光板の製造が
困難である。本発明は、このような現状を打開するため
になされたもので、従来の欠点を改善して、光源の輝度
を上げることなく輝度の向上を図ることのできる液晶表
示装置を提供することを目的とする。
は、光源からの光をインクドットによる散乱を用いて液
晶素子側に照射するため、散乱時の損失やインクによる
光の吸収があり、効率向上には限界がある。また、イン
クレス導光板に関しては、その形状や分布は最適化され
ておらず、輝度向上の余地があった。インクドット方式
の導光板とコレステリック液晶フィルムとの組み合わせ
においては、その輝度向上効果は１０％程度と低い。グ
レーティング溝を形成した導光板とコレステリック液晶
フィルムを組み合わせにおいては、その輝度向上効果は
２０％程度と高いが、輝度分布の制御や導光板の製造が
困難である。本発明は、このような現状を打開するため
になされたもので、従来の欠点を改善して、光源の輝度
を上げることなく輝度の向上を図ることのできる液晶表
示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置では、導光板内導波光の進行
方向を所定の方向に変換させるための複数の小凹部（以
下ドットと称す）を形成した導光板を用い、そして、そ
の平面形状、断面傾斜角を適切に制御する。また、導光
板の下面に反射板を配置する。さらに、必要に応じて適
切なプリズム頂角を有したプリズムシートを配置して、
光出射面から適切な角度分布をもった照明光を表示素子
に向かって照射できるようにする。さらに、モアレの発
生を防ぐために、ドットの配置を、一定の制約条件を満
たし、かつランダムに配置形成した部材を用いる。ま
た、ドットの密度を所定の密度分布にすることにより、
出射光の輝度分布の均一化を図る。さらに、必要に応じ
て反射型偏光性フィルム（コレステリック液晶フィルム
と１／４位相板等）を導光板出射面と液晶ユニットの間
に配置し輝度向上を図るものである。
に、本発明の液晶表示装置では、導光板内導波光の進行
方向を所定の方向に変換させるための複数の小凹部（以
下ドットと称す）を形成した導光板を用い、そして、そ
の平面形状、断面傾斜角を適切に制御する。また、導光
板の下面に反射板を配置する。さらに、必要に応じて適
切なプリズム頂角を有したプリズムシートを配置して、
光出射面から適切な角度分布をもった照明光を表示素子
に向かって照射できるようにする。さらに、モアレの発
生を防ぐために、ドットの配置を、一定の制約条件を満
たし、かつランダムに配置形成した部材を用いる。ま
た、ドットの密度を所定の密度分布にすることにより、
出射光の輝度分布の均一化を図る。さらに、必要に応じ
て反射型偏光性フィルム（コレステリック液晶フィルム
と１／４位相板等）を導光板出射面と液晶ユニットの間
に配置し輝度向上を図るものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例の斜視図
を示す。本発明に用いる光源装置では、導光板内導波光
の進行方向を所定の方向に変換させるため、導光板下面
９の表面に、複数の小凹部であるドット１０を形成す
る。ドットとは、図１に示すように、導光板下面の平坦
部１１（ドット底部１２を除く導光板光出射面１３に対
する角度５゜以下の面）に存在するドット底部とドット
斜面部１４からなる小凹部である。（ただし、図１は導
光板内部より見た図のため、小凸部に見えている。）図
４は、以下の説明で用いる導光板２の方向を説明した図
である。光源１を線状光源に近似した場合、これに対し
て垂直な平面を導光板断面１５、これに対して平行な方
向をＸ方向１６、これに対して垂直かつ導光板光出射面
１３に対して平行な方向をＹ方向１７とする。
を示す。本発明に用いる光源装置では、導光板内導波光
の進行方向を所定の方向に変換させるため、導光板下面
９の表面に、複数の小凹部であるドット１０を形成す
る。ドットとは、図１に示すように、導光板下面の平坦
部１１（ドット底部１２を除く導光板光出射面１３に対
する角度５゜以下の面）に存在するドット底部とドット
斜面部１４からなる小凹部である。（ただし、図１は導
光板内部より見た図のため、小凸部に見えている。）図
４は、以下の説明で用いる導光板２の方向を説明した図
である。光源１を線状光源に近似した場合、これに対し
て垂直な平面を導光板断面１５、これに対して平行な方
向をＸ方向１６、これに対して垂直かつ導光板光出射面
１３に対して平行な方向をＹ方向１７とする。
【００１５】図５は、本発明の導光板２内を進行する導
光板導波光の光線軌跡を示したものである。光源１から
の光は、導光板光源側端面１８で導光板入射光１９とし
て導光板２に入射し、導光板導波光２０となり、他方の
端面２１に向かって、導光板下面と導光板出射面１３で
全反射を繰り返しながら進行する。導波光２０のうちド
ット傾斜面２２に入射した光２３は、反射して導光板出
射面１３にあたり、そこで屈折して導光板出射面１３か
ら出射光２４として出射する。そして、反射しなかった
光はドット斜面透過光２５となり、反射板４で反射して
再び導光板２に入射し、その一部は光出射面１３から出
射し、残りは再び導光板導波光２０となる。従って、ド
ットを適正に配置することにより、導波光２０を徐々に
導光板２から出射させて液晶表示素子を照明することが
できる。
光板導波光の光線軌跡を示したものである。光源１から
の光は、導光板光源側端面１８で導光板入射光１９とし
て導光板２に入射し、導光板導波光２０となり、他方の
端面２１に向かって、導光板下面と導光板出射面１３で
全反射を繰り返しながら進行する。導波光２０のうちド
ット傾斜面２２に入射した光２３は、反射して導光板出
射面１３にあたり、そこで屈折して導光板出射面１３か
ら出射光２４として出射する。そして、反射しなかった
光はドット斜面透過光２５となり、反射板４で反射して
再び導光板２に入射し、その一部は光出射面１３から出
射し、残りは再び導光板導波光２０となる。従って、ド
ットを適正に配置することにより、導波光２０を徐々に
導光板２から出射させて液晶表示素子を照明することが
できる。
【００１６】図６は、適するドットの形状を示した図で
ある。本発明のドット底部１２を導光板光出射面１３に
正射影した形状（以下平面形状という）は、実質的な長
方形あるいは、図６に示すように頂点の丸み２６を持た
せた実質的な長方形（以下略矩形と言う）が適してい
る。これは、ドット反射面２２の面積を、同じドット底
面の面積を持つ円や正方形に対して増加させることがで
きるため、ドットの数を減らせるからである。すなわ
ち、ドット分布の自由度も向上し、マスクやドット座標
データ作成も容易となる。また、頂点の丸み２６は、散
乱を減らし、正面輝度を高めるのに効果がある。なお、
図６に示すように、ドット底部を長方形で近似した場合
の長辺の長さをドット長さ２８、短辺の長さをドット幅
２９とする。
ある。本発明のドット底部１２を導光板光出射面１３に
正射影した形状（以下平面形状という）は、実質的な長
方形あるいは、図６に示すように頂点の丸み２６を持た
せた実質的な長方形（以下略矩形と言う）が適してい
る。これは、ドット反射面２２の面積を、同じドット底
面の面積を持つ円や正方形に対して増加させることがで
きるため、ドットの数を減らせるからである。すなわ
ち、ドット分布の自由度も向上し、マスクやドット座標
データ作成も容易となる。また、頂点の丸み２６は、散
乱を減らし、正面輝度を高めるのに効果がある。なお、
図６に示すように、ドット底部を長方形で近似した場合
の長辺の長さをドット長さ２８、短辺の長さをドット幅
２９とする。
【００１７】ドットの配置方向は、ドット長辺の斜面３
０がＸ方向１６に実質的に平行になるように配置する。
このように配置するのは、ドット長辺の斜面３０の方が
ドット短辺の斜面３１より面積が広いため、効率的に光
源１からの光を反射できるためである。
０がＸ方向１６に実質的に平行になるように配置する。
このように配置するのは、ドット長辺の斜面３０の方が
ドット短辺の斜面３１より面積が広いため、効率的に光
源１からの光を反射できるためである。
【００１８】ドットの大きさは、ドット長さ２８が８０
〜８００μｍであることが望ましい。その理由は、上記
長さ２８が８００μｍより大となると、パソコン等のユ
ーザーが液晶表示装置を眺めた場合、文字や図柄によっ
ては、導光板に形成したドットの形状が見えてしまい
（ドット見え）、文字、図の判別の妨げとなるためであ
る。また上記長さ２８が８０μｍより小となると、ドッ
トの数が多くなりすぎ、マスクやドット座標データ作成
が困難となる。なお、マスク製作のコストを考えると、
その最適値は１００μｍ以上であり、表示品位を考慮す
ると３００μｍ以下が望ましい。
〜８００μｍであることが望ましい。その理由は、上記
長さ２８が８００μｍより大となると、パソコン等のユ
ーザーが液晶表示装置を眺めた場合、文字や図柄によっ
ては、導光板に形成したドットの形状が見えてしまい
（ドット見え）、文字、図の判別の妨げとなるためであ
る。また上記長さ２８が８０μｍより小となると、ドッ
トの数が多くなりすぎ、マスクやドット座標データ作成
が困難となる。なお、マスク製作のコストを考えると、
その最適値は１００μｍ以上であり、表示品位を考慮す
ると３００μｍ以下が望ましい。
【００１９】ドット幅２９は、６０μｍ以下であること
が望ましい。その理由は、上記長さ２９が６０μｍより
大となると、ドット面積に占めるドット斜面部１４の割
合が低下し、十分な反射面を得ることが困難となるから
である。さらに、導光板２の４隅においても十分な輝度
を得るためには、上記長さ２９を４５μｍ以下とするの
が望ましい。なお、下限に関しては、マスクと露光機と
レジストの精度の問題となるが、安価なマスクや露光機
が使用できる２０μｍ以上が望ましい。さらに好ましく
は３０μｍ以上である。
が望ましい。その理由は、上記長さ２９が６０μｍより
大となると、ドット面積に占めるドット斜面部１４の割
合が低下し、十分な反射面を得ることが困難となるから
である。さらに、導光板２の４隅においても十分な輝度
を得るためには、上記長さ２９を４５μｍ以下とするの
が望ましい。なお、下限に関しては、マスクと露光機と
レジストの精度の問題となるが、安価なマスクや露光機
が使用できる２０μｍ以上が望ましい。さらに好ましく
は３０μｍ以上である。
【００２０】ドットの深さは、５〜２０μｍが適正であ
る。その理由は、２０μｍ以上の深さを得るためには、
粘度の高いレジストを用いなければならず、ドット形成
面の平坦部の平面性が低下することや、導光板２を形成
する際、転写性が低下し、所望のドット形状を形成しに
くくなるためである。一方ドットの深さが５μｍより小
であると、ドット斜面部１４のドット面積に占める割合
が低下して、所望の輝度を得ることができなくなるため
である。なお、液状レジストを使用することを考慮する
と、上記厚さは６〜１２μｍ程度が最適である。
る。その理由は、２０μｍ以上の深さを得るためには、
粘度の高いレジストを用いなければならず、ドット形成
面の平坦部の平面性が低下することや、導光板２を形成
する際、転写性が低下し、所望のドット形状を形成しに
くくなるためである。一方ドットの深さが５μｍより小
であると、ドット斜面部１４のドット面積に占める割合
が低下して、所望の輝度を得ることができなくなるため
である。なお、液状レジストを使用することを考慮する
と、上記厚さは６〜１２μｍ程度が最適である。
【００２１】本発明の断面傾斜角度は、２０〜３５゜が
適し、最適値は２８±４゜である。ここで、図７用いて
断面傾斜角度を説明する。図７は、ドットの中心を通り
図４の導光板切断面１５に平行なドット切断面によるド
ット断面形状である。このように切断面を定めるのは、
ドット長辺の斜面３０が光の進路変更を行う時より有効
に作用するためである。
適し、最適値は２８±４゜である。ここで、図７用いて
断面傾斜角度を説明する。図７は、ドットの中心を通り
図４の導光板切断面１５に平行なドット切断面によるド
ット断面形状である。このように切断面を定めるのは、
ドット長辺の斜面３０が光の進路変更を行う時より有効
に作用するためである。
【００２２】断面傾斜角度を求める時は、以下の方法で
算出する。図７に示すように、ドット深さを３等分し、
三等分線と光源側の斜面の交点を、各々Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４とする。つぎにＰ２とＰ３を通る直線３２とド
ット底面１２のなす角を求め、これを断面傾斜角とす
る。上記のように断面傾斜角を定義するのは、この角度
がプロセス条件のばらつきを受けやすく管理に用いやす
いこと、さらにこの部分が光の出射効率に大きく影響す
るためである。
算出する。図７に示すように、ドット深さを３等分し、
三等分線と光源側の斜面の交点を、各々Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４とする。つぎにＰ２とＰ３を通る直線３２とド
ット底面１２のなす角を求め、これを断面傾斜角とす
る。上記のように断面傾斜角を定義するのは、この角度
がプロセス条件のばらつきを受けやすく管理に用いやす
いこと、さらにこの部分が光の出射効率に大きく影響す
るためである。
【００２３】以上のように計算した断面傾斜角度を上記
範囲に規定するのは、導光板光出射面１３からの光の出
射角度分布を適正化すると同時に、必要以上に斜めから
出射する光の量を抑制して、正面輝度のを向上するため
である。すなわち、断面傾斜角が３５゜を越えると、ド
ット斜面で全反射する光の割合が低下し効率が落ちる。
また、２０゜より小さくすると、ドット斜面で反射した
光と導光板出射面のなす角度が十分に大きくならず、出
射光の出射角が大きくなってしまい効率が低下する。
範囲に規定するのは、導光板光出射面１３からの光の出
射角度分布を適正化すると同時に、必要以上に斜めから
出射する光の量を抑制して、正面輝度のを向上するため
である。すなわち、断面傾斜角が３５゜を越えると、ド
ット斜面で全反射する光の割合が低下し効率が落ちる。
また、２０゜より小さくすると、ドット斜面で反射した
光と導光板出射面のなす角度が十分に大きくならず、出
射光の出射角が大きくなってしまい効率が低下する。
【００２４】本発明においては、ドットの光源に垂直な
方向の断面形状において、そのドットの底部が実質的に
直線であることが望ましい。これは、ここを直線にする
ことにより、傾斜の緩やかな斜面を減少させることがで
きるため、不必要な反射を減少させ、設計を容易にでき
るからである。以上のように、小凹部のドットを最適化
することにより、円形ドット、正方形ドットに比較して
１０％、インクドットなどに比較して、２０％以上の輝
度向上が可能である。
方向の断面形状において、そのドットの底部が実質的に
直線であることが望ましい。これは、ここを直線にする
ことにより、傾斜の緩やかな斜面を減少させることがで
きるため、不必要な反射を減少させ、設計を容易にでき
るからである。以上のように、小凹部のドットを最適化
することにより、円形ドット、正方形ドットに比較して
１０％、インクドットなどに比較して、２０％以上の輝
度向上が可能である。
【００２５】本発明では、ドットの斜面による反射屈折
により光を導光板２の外に誘導し、それ以外の部分の正
反射を用いて光を導光板２内の隅々に行き渡らせてい
る。従って、導光板の斜面部の表面粗さを小さくするこ
とにより、反射屈折時の損失を低減し、輝度向上を図る
ことができる。導光板平坦部の表面粗さは、斜面部より
小となるので特に斜面部の表面粗さを小さく抑えること
が重要である。図８は、導光板のドットの斜面部（Ｐ２
とＰ３の間の斜面）の面粗さと正面輝度の関係を示した
図である。このように、Ｒａは、０．４μｍ以下が望ま
しい。
により光を導光板２の外に誘導し、それ以外の部分の正
反射を用いて光を導光板２内の隅々に行き渡らせてい
る。従って、導光板の斜面部の表面粗さを小さくするこ
とにより、反射屈折時の損失を低減し、輝度向上を図る
ことができる。導光板平坦部の表面粗さは、斜面部より
小となるので特に斜面部の表面粗さを小さく抑えること
が重要である。図８は、導光板のドットの斜面部（Ｐ２
とＰ３の間の斜面）の面粗さと正面輝度の関係を示した
図である。このように、Ｒａは、０．４μｍ以下が望ま
しい。
【００２６】ドットの密度は、輝度分布の均一化を図る
ために、光源１に近いほどドット密度を小にすることが
望ましい。具体的には、導光板Ｙ方向１７の長さが１９
１ｍｍ±２０ｍｍ、導光板２の入光部の厚さ２．３ｍｍ
±０．５ｍｍ、導光板２の光源１から最も遠い部分の厚
さ１．３ｍｍ±０．３ｍｍの場合、導光板中央部のＹ方
向分布が図９に示すように、［Ｙ＝光源からの距離／導
光板Ｙ方向の長さ］とした時、０．０５＜Ｙ＜０．９５
の範囲において、ハッチングで示す範囲３３に反射有効
面積比があるようにするのが望ましい。
ために、光源１に近いほどドット密度を小にすることが
望ましい。具体的には、導光板Ｙ方向１７の長さが１９
１ｍｍ±２０ｍｍ、導光板２の入光部の厚さ２．３ｍｍ
±０．５ｍｍ、導光板２の光源１から最も遠い部分の厚
さ１．３ｍｍ±０．３ｍｍの場合、導光板中央部のＹ方
向分布が図９に示すように、［Ｙ＝光源からの距離／導
光板Ｙ方向の長さ］とした時、０．０５＜Ｙ＜０．９５
の範囲において、ハッチングで示す範囲３３に反射有効
面積比があるようにするのが望ましい。
【００２７】具体的には、０．０５＜Ｙ＜０．９５の範
囲内において、Ｋ1Ｙ5＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ3Ｙ3＋Ｋ4Ｙ2＋Ｋ5
Ｙ1＋Ｋ6＋Ｃ１＜反射有効面積比＜Ｋ1Ｙ5＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ
3Ｙ3+K4Ｙ2＋Ｋ5Ｙ1＋Ｋ6＋Ｃ２を満たすように反射有
効面積比を定める。ただし、 Ｋ1＝−０．２３３０３３５， Ｋ2＝＋０．７４９７２
３０，Ｋ3＝−０．６３７５１２６， Ｋ4＝＋０．１８
７５４８１，Ｋ5＝−０．００１１０１８， Ｋ6＝＋
０．０２９８９４１，Ｃ１＝−０．００４，
Ｃ２＝＋０．００４である。
囲内において、Ｋ1Ｙ5＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ3Ｙ3＋Ｋ4Ｙ2＋Ｋ5
Ｙ1＋Ｋ6＋Ｃ１＜反射有効面積比＜Ｋ1Ｙ5＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ
3Ｙ3+K4Ｙ2＋Ｋ5Ｙ1＋Ｋ6＋Ｃ２を満たすように反射有
効面積比を定める。ただし、 Ｋ1＝−０．２３３０３３５， Ｋ2＝＋０．７４９７２
３０，Ｋ3＝−０．６３７５１２６， Ｋ4＝＋０．１８
７５４８１，Ｋ5＝−０．００１１０１８， Ｋ6＝＋
０．０２９８９４１，Ｃ１＝−０．００４，
Ｃ２＝＋０．００４である。
【００２８】反射有効面積比をこの様な分布にすること
により、液晶表示装置全面で均一な輝度を得ることがで
きる。この時、反射有効面積比は、（数１）を用いて計
算する。このように反射有効面積比を用いてドット密度
分布を規定するのは、図６に示す光源１から遠い方のド
ット長辺の斜面やドット底面１２やドット短辺の斜面３
１は、ほとんど光を取り出す機能を持たないため、単純
にドット密度やドット専有率を用いるのに比べて、ドッ
トの大きさや形状を変化させた時の設計変更がやりやす
いためである。
により、液晶表示装置全面で均一な輝度を得ることがで
きる。この時、反射有効面積比は、（数１）を用いて計
算する。このように反射有効面積比を用いてドット密度
分布を規定するのは、図６に示す光源１から遠い方のド
ット長辺の斜面やドット底面１２やドット短辺の斜面３
１は、ほとんど光を取り出す機能を持たないため、単純
にドット密度やドット専有率を用いるのに比べて、ドッ
トの大きさや形状を変化させた時の設計変更がやりやす
いためである。
【００２９】
【数１】
【００３０】ドットの平面的配置は、ランダムであるこ
とが望ましい。その理由は、本発明のドットが微細であ
るため、液晶表示装置を構成するその他の部材例えば液
晶セル、カラーフィルタ、ＴＦＴパターン、ブラックス
トライプ等の規則的パターンと干渉して発生するモアレ
を防止するためである。
とが望ましい。その理由は、本発明のドットが微細であ
るため、液晶表示装置を構成するその他の部材例えば液
晶セル、カラーフィルタ、ＴＦＴパターン、ブラックス
トライプ等の規則的パターンと干渉して発生するモアレ
を防止するためである。
【００３１】本発明の導光板と反射型偏光性フィルム
（コレステリック液晶フィルムと１／４位相板）を組み
合わせた背面照明装置は、インクドットを用いた導光板
とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板の組み合
わせた背面照明装置や、グレーティング溝を形成した導
光板とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板を組
み合わせた背面照明装置に比べて、輝度向上効果が大き
い。さらに、本発明の導光板は、グレーティング溝を形
成した導光板に比較して製造が容易であり、本発明の導
光板とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板を組
み合わせるのが望ましい。
（コレステリック液晶フィルムと１／４位相板）を組み
合わせた背面照明装置は、インクドットを用いた導光板
とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板の組み合
わせた背面照明装置や、グレーティング溝を形成した導
光板とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板を組
み合わせた背面照明装置に比べて、輝度向上効果が大き
い。さらに、本発明の導光板は、グレーティング溝を形
成した導光板に比較して製造が容易であり、本発明の導
光板とコレステリック液晶フィルムと１／４位相板を組
み合わせるのが望ましい。
【００３２】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。 （実施例１）図１は、本発明の液晶表示装置に用いる背
面照明装置の斜視図、図６は、実施例のドット（小凹
部）の形状説明図である。本実施例では、ドット長さ２
８を２００μｍ、ドット幅２９を４０μｍ、ドット深さ
を８μｍとした。この背面照明装置は、光源１、導光板
２、反射板４を最小構成要素としており、導光板２に
は、その下面にドットが形成されている。また、ドット
は、ランダムに配置されている。その一部のドット配置
を図１０に示す。このような配置にすることにより、モ
アレの発生を防止できる。また、本実施例では、最小構
成要素に加えて拡散板と２枚の集光板を使用している。
する。 （実施例１）図１は、本発明の液晶表示装置に用いる背
面照明装置の斜視図、図６は、実施例のドット（小凹
部）の形状説明図である。本実施例では、ドット長さ２
８を２００μｍ、ドット幅２９を４０μｍ、ドット深さ
を８μｍとした。この背面照明装置は、光源１、導光板
２、反射板４を最小構成要素としており、導光板２に
は、その下面にドットが形成されている。また、ドット
は、ランダムに配置されている。その一部のドット配置
を図１０に示す。このような配置にすることにより、モ
アレの発生を防止できる。また、本実施例では、最小構
成要素に加えて拡散板と２枚の集光板を使用している。
【００３３】図１１は、実施例で作製した導光板２のド
ット断面形状を示したものである。断面傾斜角は２８゜
である。図１２は、本実施例の断面傾斜角と導光板の平
均輝度を示した図である。図１２から分かるように、ド
ット断面傾斜角は、２０〜３５゜が適切であり、最適値
は２８±３゜である。図１３は、ドットの反射有効面積
比の分布を示した図である。
ット断面形状を示したものである。断面傾斜角は２８゜
である。図１２は、本実施例の断面傾斜角と導光板の平
均輝度を示した図である。図１２から分かるように、ド
ット断面傾斜角は、２０〜３５゜が適切であり、最適値
は２８±３゜である。図１３は、ドットの反射有効面積
比の分布を示した図である。
【００３４】（実施例２）図１７は、コレステリック液
晶フィルムを用いた液晶表示装置の構成図である。図１
７中の導光板に本発明の導光板を用いた場合（実施例
２）、インクドット方式の導光板を組み合わせた場合
（比較例１）、グレーティング方式の導光板を組み合わ
せた場合（比較例２）の輝度向上効果を比較検討した。
晶フィルムを用いた液晶表示装置の構成図である。図１
７中の導光板に本発明の導光板を用いた場合（実施例
２）、インクドット方式の導光板を組み合わせた場合
（比較例１）、グレーティング方式の導光板を組み合わ
せた場合（比較例２）の輝度向上効果を比較検討した。
【００３５】図１８は、上記の実施例２におけるＸ方向
とＹ方向の輝度分布と、実施例２の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも２０％程度の輝度向上効果がある。
とＹ方向の輝度分布と、実施例２の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも２０％程度の輝度向上効果がある。
【００３６】図１９は、上記の比較例１におけるＸ方向
とＹ方向の輝度分布と、比較例１の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも１０％程度の輝度向上効果がある。
とＹ方向の輝度分布と、比較例１の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも１０％程度の輝度向上効果がある。
【００３７】図２０は、上記の比較例２におけるＸ方向
とＹ方向の輝度分布と、実施例１の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも２０％程度の輝度向上効果がある。
とＹ方向の輝度分布と、実施例１の構成からコレステリ
ック液晶フィルムとλ/４板をはずした場合のＸ方向と
Ｙ方向の輝度分布を示したグラフである。Ｘ方向とＹ方
向いずれも２０％程度の輝度向上効果がある。
【００３８】このように、本発明による導光板を用いた
ほうが、インクドット方式導光板よりも、コレステリッ
ク液晶フィルムによる輝度向上効果が高い。また、グレ
ーティング方式導光板と同等の輝度向上効果がある。さ
らに本発明による導光板を用いた液晶表示装置の輝度
は、コレステリック液晶フィルムを用いない場合でもイ
ンクドット方式に対して１０％以上高く、グレーティン
グ方式とは同等以上である。さらに、グレーティング方
式は、面内輝度分布の均一化や金型製造の困難さなど製
造上の問題が多く、本発明の方が優れている。
ほうが、インクドット方式導光板よりも、コレステリッ
ク液晶フィルムによる輝度向上効果が高い。また、グレ
ーティング方式導光板と同等の輝度向上効果がある。さ
らに本発明による導光板を用いた液晶表示装置の輝度
は、コレステリック液晶フィルムを用いない場合でもイ
ンクドット方式に対して１０％以上高く、グレーティン
グ方式とは同等以上である。さらに、グレーティング方
式は、面内輝度分布の均一化や金型製造の困難さなど製
造上の問題が多く、本発明の方が優れている。
【００３９】表１は、本発明の液晶表示装置と上記比較
例の液晶表示装置についてコレステリック液晶フィルム
の有無での輝度変化と問題点をまとめた表である。
例の液晶表示装置についてコレステリック液晶フィルム
の有無での輝度変化と問題点をまとめた表である。
【００４０】
【表１】
【００４１】このように、本発明による導光板は、従来
のインクドット方式にコレステリック液晶フィルムを使
用した液晶表示装置と同等の輝度を有し、コスト的にも
優位である。さらに高輝度化が必要な場合は、本発明に
よる導光板とコレステリック液晶フィルムの組み合わせ
た液晶表示装置が最も優れている。なお、コレステリッ
ク液晶フィルム以外の反射型偏光性フィルムを用いて
も、同様の効果を得ることができる。
のインクドット方式にコレステリック液晶フィルムを使
用した液晶表示装置と同等の輝度を有し、コスト的にも
優位である。さらに高輝度化が必要な場合は、本発明に
よる導光板とコレステリック液晶フィルムの組み合わせ
た液晶表示装置が最も優れている。なお、コレステリッ
ク液晶フィルム以外の反射型偏光性フィルムを用いて
も、同様の効果を得ることができる。
【００４２】次に、本発明の背面照明装置用導光板の製
造方法を説明する。導光板の製造方法としては、金型を
製作し、プラスチック成形して製造する。導光板の小凹
部からなるドットの数は、１２．１インチ導光板で５０
万個〜２００万個と膨大な数になるため、以下に述べる
製造方法を適用するのがよい。
造方法を説明する。導光板の製造方法としては、金型を
製作し、プラスチック成形して製造する。導光板の小凹
部からなるドットの数は、１２．１インチ導光板で５０
万個〜２００万個と膨大な数になるため、以下に述べる
製造方法を適用するのがよい。
【００４３】図１４は、その製造方法を示したプロセス
図である。この製造方法は、（１）基板３４にホトレジ
スト３５を形成する工程、（２）ドットのパターンを有
したホトマスク３６を上記基板３４上に配置し、マスク
３６の上方から紫外線３７を照射した後、ホトレジスト
を現像して基板３４上にドットのパターンを形成する工
程、（３）パターン上に金属メッキを施し、メッキ層３
８からなるスタンパ３９を形成する工程、（４）上記ス
タンパ３９を用いて、導光板２をプラスチック成形する
工程、を有することを特徴とする。
図である。この製造方法は、（１）基板３４にホトレジ
スト３５を形成する工程、（２）ドットのパターンを有
したホトマスク３６を上記基板３４上に配置し、マスク
３６の上方から紫外線３７を照射した後、ホトレジスト
を現像して基板３４上にドットのパターンを形成する工
程、（３）パターン上に金属メッキを施し、メッキ層３
８からなるスタンパ３９を形成する工程、（４）上記ス
タンパ３９を用いて、導光板２をプラスチック成形する
工程、を有することを特徴とする。
【００４４】ここで、基板３４としては、鏡面研磨した
ガラス板等が用いられる。ホトレジスト３５を形成する
前に、シラン系の接着性向上剤をあらかじめ塗布してお
くことができる。ホトレジスト材料としては、液状ある
いはフィルム状のポジ型、ネガ型材料が使用可能であ
る。その形成方法としては、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法がある。ホトレジストの厚さをコン
トロールすることにより小凹部の深さを変化させること
が可能である。また、露光、現像、アニール条件を工夫
することにより、断面傾斜角度をコントロールすること
ができる。ホトマスク３６は、クロムマスク、フィルム
マスク、エマルジョンマスクなど、各種のマスクが使用
可能であり、あらかじめ設計したドットの大きさ、数、
分布等のデータを作成しておき、電子ビーム、レーザビ
ーム等により描画することにより作成することができ
る。メッキ層３８を形成する前に、導電膜を形成してお
くと、メッキのむらがなくなり、良好なメッキ層３８す
なわちスタンパ３９が形成できる。導電層、メッキ層の
材料としては、種々の金属が使用できるが、均一性、機
械的性能の点でＮｉが最適な材料である。得られたメッ
キ層３８は、基板３４から物理的に容易に剥離すること
が可能であり、必要に応じて、研磨仕上げしてスタンパ
３９として使用する。
ガラス板等が用いられる。ホトレジスト３５を形成する
前に、シラン系の接着性向上剤をあらかじめ塗布してお
くことができる。ホトレジスト材料としては、液状ある
いはフィルム状のポジ型、ネガ型材料が使用可能であ
る。その形成方法としては、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法がある。ホトレジストの厚さをコン
トロールすることにより小凹部の深さを変化させること
が可能である。また、露光、現像、アニール条件を工夫
することにより、断面傾斜角度をコントロールすること
ができる。ホトマスク３６は、クロムマスク、フィルム
マスク、エマルジョンマスクなど、各種のマスクが使用
可能であり、あらかじめ設計したドットの大きさ、数、
分布等のデータを作成しておき、電子ビーム、レーザビ
ーム等により描画することにより作成することができ
る。メッキ層３８を形成する前に、導電膜を形成してお
くと、メッキのむらがなくなり、良好なメッキ層３８す
なわちスタンパ３９が形成できる。導電層、メッキ層の
材料としては、種々の金属が使用できるが、均一性、機
械的性能の点でＮｉが最適な材料である。得られたメッ
キ層３８は、基板３４から物理的に容易に剥離すること
が可能であり、必要に応じて、研磨仕上げしてスタンパ
３９として使用する。
【００４５】得られたスタンパ３９は、例えば射出成形
機の母型にマグネット、真空チャック等で固定し、導光
板２をプラスチック成形する。以上においては、射出成
形機により導光板２を製作する方法を示したが、これ以
外の方法として、押し出し成形、圧縮成形、真空成形等
で導光板２を成形することが可能である。
機の母型にマグネット、真空チャック等で固定し、導光
板２をプラスチック成形する。以上においては、射出成
形機により導光板２を製作する方法を示したが、これ以
外の方法として、押し出し成形、圧縮成形、真空成形等
で導光板２を成形することが可能である。
【００４６】導光板２を構成する材料としては、透明な
プラスチック材料全般が使用可能である。具体例として
は、アクリル系プラスチック、ポリカーボネート樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリウレタン系樹脂、紫外線硬化
型のプラスチック材料がある。このうちアクリル系材料
は、透明性、価格、成形性の点で優れており、本発明に
適した材料である。
プラスチック材料全般が使用可能である。具体例として
は、アクリル系プラスチック、ポリカーボネート樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリウレタン系樹脂、紫外線硬化
型のプラスチック材料がある。このうちアクリル系材料
は、透明性、価格、成形性の点で優れており、本発明に
適した材料である。
【００４７】次に、液晶表示装置の構成を説明する。図
１５に本発明の液晶表示装置の要部構成を示している。
背面照明装置の上面には、偏向板、液晶セル、共通電
極、カラーフィルタ、偏光板が設置される。この構成は
液晶表示装置の一般例を示したものであり、表示装置の
用途によっては、背面照明装置を含めて、種々の構成が
考えられる。例えば、パーソナルコンピュータのディス
クトップ型液晶表示装置、あるいはテレビモニタには、
特に広い視野角が要求されるが、この場合には、照明光
を散乱させて視野角を拡大させる拡散板を適当な位置に
配置することができる。また、プリズムシートを配置し
て、更に指向性の高い照明光を液晶セルに照射したあ
と、視野角を広げるために光拡散効果のあるシートを配
置したり、光出射面を加工して光散乱機能を持たせて視
野角を広げることもできる。光源１の具体例としては、
冷陰極管、熱陰極管、タングステンランプ、キセノンラ
ンプ、メタルハライドランプ、などが挙げられる。通
常、冷陰極管のような低温系の光源が望ましい。
１５に本発明の液晶表示装置の要部構成を示している。
背面照明装置の上面には、偏向板、液晶セル、共通電
極、カラーフィルタ、偏光板が設置される。この構成は
液晶表示装置の一般例を示したものであり、表示装置の
用途によっては、背面照明装置を含めて、種々の構成が
考えられる。例えば、パーソナルコンピュータのディス
クトップ型液晶表示装置、あるいはテレビモニタには、
特に広い視野角が要求されるが、この場合には、照明光
を散乱させて視野角を拡大させる拡散板を適当な位置に
配置することができる。また、プリズムシートを配置し
て、更に指向性の高い照明光を液晶セルに照射したあ
と、視野角を広げるために光拡散効果のあるシートを配
置したり、光出射面を加工して光散乱機能を持たせて視
野角を広げることもできる。光源１の具体例としては、
冷陰極管、熱陰極管、タングステンランプ、キセノンラ
ンプ、メタルハライドランプ、などが挙げられる。通
常、冷陰極管のような低温系の光源が望ましい。
【００４８】本発明に用いる液晶素子ないしは液晶セル
については特に限定はなく、公知の素子、パネルが使用
できる。一般的な液晶セルとしては、ツイストネマティ
ック型やスーパーツイストネマティック型、ホモジニア
ス型、薄膜トランジスタ型のもの、またアクティブマト
リックス駆動型や単純マトリックス駆動型のものなどが
挙げられる。
については特に限定はなく、公知の素子、パネルが使用
できる。一般的な液晶セルとしては、ツイストネマティ
ック型やスーパーツイストネマティック型、ホモジニア
ス型、薄膜トランジスタ型のもの、またアクティブマト
リックス駆動型や単純マトリックス駆動型のものなどが
挙げられる。
【００４９】本発明に用いる反射偏光性フィルムについ
ては、特に限定はなく、コレステリック液晶フィルム等
の公知のフィルムが使用できる。具体的には、３Ｍ社製
のＤＢＥＦ（商品名）やメルク社製のＴｒａｎｓｍａｘ
（商品名）等が利用できる。
ては、特に限定はなく、コレステリック液晶フィルム等
の公知のフィルムが使用できる。具体的には、３Ｍ社製
のＤＢＥＦ（商品名）やメルク社製のＴｒａｎｓｍａｘ
（商品名）等が利用できる。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の液晶表示装
置により、多機能かつ高性能な、輝度が向上し、輝度む
ら発生のない、安定した特性を有した液晶表示装置が得
られる。
置により、多機能かつ高性能な、輝度が向上し、輝度む
ら発生のない、安定した特性を有した液晶表示装置が得
られる。
【図１】本発明の液晶表示装置に用いる背面照明装置の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】従来のドット印刷方式導光板の断面図である。
【図３】従来のドット印刷の説明図である。
【図４】導光板の切断方向の説明図である。
【図５】本発明に用いる導光板の導光板内の光線軌跡を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図６】本発明に用いる導光板のドット形状の説明図で
ある。
ある。
【図７】本発明に用いる導光板の断面傾斜角の説明図で
ある。
ある。
【図８】本発明に用いる導光板の表面粗さＲａと正面輝
度の関係図である。
度の関係図である。
【図９】本発明に用いる導光板のドット反射有効面積比
分布図である。
分布図である。
【図１０】本発明に用いる導光板のドットランダム配置
の説明図である。
の説明図である。
【図１１】本発明に用いる導光板の断面傾斜角の説明図
である。
である。
【図１２】本発明に用いる導光板の断面傾斜角度と正面
輝度の関係図である。
輝度の関係図である。
【図１３】本発明に用いる導光板のドット反射有効面積
比分布図である。
比分布図である。
【図１４】本発明に用いる導光板の製造方法を示す工程
図である。
図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の構成図である。
【図１６】コレステリック液晶フィルムを用いた液晶表
示装置の原理説明図である。
示装置の原理説明図である。
【図１７】コレステリック液晶フィルムを用いた液晶表
示装置の構成図である。
示装置の構成図である。
【図１８】本発明の実施例２のコレステリック液晶フィ
ルムの効果の説明図である。
ルムの効果の説明図である。
【図１９】比較例１のコレステリック液晶フィルムの効
果の説明図である。
果の説明図である。
【図２０】比較例２のコレステリック液晶フィルムの効
果の説明図である。
果の説明図である。
【符号の説明】 １…光源、 ２…導光板、 ９…導光板下面、 １０…ドット、 １１…ドット形成面の平坦部、 １２…ドット底
面、 １３…導光板出射面、 １４…ドット斜面
部、 １８…導光板光源側端面、 １９…導光板入射
光、 ２０…導光板導波光、 ２１…他方の端
面、 ２２…小凹部傾斜面、 ２３…ドット斜面
に入射した光、 ２４…出射光、 ２５…ドット斜面
透過光、 ２８…ドット長さ、 ２９…ドット幅、 ３０…ドット長辺の斜面、 ３１…ドット短辺
の斜面、 ３９…スタンパ。
面、 １３…導光板出射面、 １４…ドット斜面
部、 １８…導光板光源側端面、 １９…導光板入射
光、 ２０…導光板導波光、 ２１…他方の端
面、 ２２…小凹部傾斜面、 ２３…ドット斜面
に入射した光、 ２４…出射光、 ２５…ドット斜面
透過光、 ２８…ドット長さ、 ２９…ドット幅、 ３０…ドット長辺の斜面、 ３１…ドット短辺
の斜面、 ３９…スタンパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/35 ３０８ Ｇ０９Ｆ 9/35 ３０８ (72)発明者 森 裕ニ 千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製 作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 平山 壽男 千葉県茂原市早野3350番地日立エレクトロ ニックデバイシズ株式会社内 (72)発明者 宮脇 壽嗣 千葉県茂原市早野3350番地日立エレクトロ ニックデバイシズ株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに
照射光を照射するバックライトとを具備する液晶表示装
置であって、前記バックライトが、少なくとも光源と、
一側面部が前記光源に対向して配置された導光板とから
なり、液晶セル面とほぼ平行な前記導光板の底面に小凹
部を有し、該小凹部の平面形状が略矩形であることを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、小
凹部の底部は、前記光源に平行な方向の長さが８０〜８
００μｍの範囲にあり、前記光源に垂直な方向の長さが
６０μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の液晶表示装置にお
いて、前記小凹部の深さが５〜２０μｍの範囲にあるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
示装置において、前記小凹部の断面傾斜角が２０〜３５
゜の範囲にあることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表
示装置において、前記小凹部の斜面部の面粗さがＲａ＜
０．４μｍであることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表
示装置において、前記小凹部の分布が、反射有効面積比
で、Ｙ＝光源からの距離／導光板Ｙ方向の長さとした
時、０．０５＜Ｙ＜０．９５の範囲内において、Ｋ1Ｙ5
＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ3Ｙ3＋Ｋ4Ｙ2＋Ｋ5Ｙ1＋Ｋ6＋Ｃ１＜反射
有効面積比＜Ｋ1Ｙ5＋Ｋ2Ｙ4＋Ｋ3Ｙ3＋Ｋ4Ｙ2＋Ｋ5Ｙ1
＋Ｋ6＋Ｃ２であることを特徴とする液晶表示装置。 （ただし、Ｋ1＝−０．２３３０３３５， Ｋ2＝＋０．
７４９７２３０，Ｋ3＝−０．６３７５１２６， Ｋ4＝
＋０．１８７５４８１，Ｋ5＝−０．００１１０１８，
Ｋ6＝＋０．０２９８９４１，Ｃ１＝−０．００４，
Ｃ２＝＋０．００４である。) - 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表
示装置において、前記小凹部の配置がランダムであるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表
示装置における前記小凹部の光源に垂直な方向の断面形
状において、その小凹部の底部が実質的に直線であるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表
示装置において、前記導光板の導光板出射面側に、少な
くとも反射型偏光性フィルムを配置したことを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項１０】請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶
表示装置において、前記導光板の導光板出射面側に、少
なくともコレステリック液晶フィルムを配置したことを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項１１】請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶
表示装置において、前記導光板の導光板出射面側に、少
なくともコレステリック液晶フィルムと１／４位相板を
配置したことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10085484A JPH11311778A (ja) | 1998-02-27 | 1998-03-31 | 液晶表示装置 |
| US09/257,062 US6334689B1 (en) | 1997-01-30 | 1999-02-25 | Liquid crystal display |
| TW088102877A TWI226476B (en) | 1998-02-27 | 1999-02-25 | LCD device |
| KR1019990006257A KR100315263B1 (ko) | 1998-02-27 | 1999-02-25 | 액정표시장치 |
| US10/028,824 US6530671B2 (en) | 1997-01-30 | 2001-12-28 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-46729 | 1998-02-27 | ||
| JP4672998 | 1998-02-27 | ||
| JP10085484A JPH11311778A (ja) | 1998-02-27 | 1998-03-31 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11311778A true JPH11311778A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=26386845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10085484A Pending JPH11311778A (ja) | 1997-01-30 | 1998-03-31 | 液晶表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11311778A (ja) |
| KR (1) | KR100315263B1 (ja) |
| TW (1) | TWI226476B (ja) |
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| JP2003066473A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Nec Corp | 液晶表示装置 |
| US6700634B2 (en) | 2001-11-08 | 2004-03-02 | Hitachi, Ltd. | Backlit lighting device, liquid crystal display device utilizing same, and liquid crystal display device manufacturing method |
| WO2006109920A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Korea Institute Of Industrial Technology | Manufacturing method of non-symmetric multi-curvature microlens and its application to light guide plate |
| WO2006109921A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Korea Institute Of Industrial Technology | Manufacturing method of slanted-pyramid microlens and its application to light guide plate |
| WO2006109924A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method for manufacturing a hybrid microlens |
| KR100657091B1 (ko) * | 1999-12-20 | 2006-12-12 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100451383B1 (ko) * | 2000-03-13 | 2004-10-06 | 레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션 | 표면형 광원 장치의 도광판 |
| KR100480795B1 (ko) * | 2000-04-24 | 2005-04-06 | 레디언트 옵토-일렉트로닉스 코포레이션 | 정면 광원 또는 후면 광원을 사용하는 전반사 패턴의 광-안내 패널 |
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| JPH07159623A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Daimon Seisakusho:Kk | 液晶バックライト用導光板及びそれを製造する金型 |
| JPH0973083A (ja) * | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Toshiba Corp | 照明装置及び液晶表示装置 |
| JPH0973004A (ja) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Nippon Kayaku Co Ltd | プリズムシートの積層体およびそれを利用した光源装置、液晶表示装置 |
| JPH09102209A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-04-15 | Nitto Denko Corp | 導光板、面光源装置、偏光光源装置及び液晶表示装置 |
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| JPH09281492A (ja) * | 1996-04-16 | 1997-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW377401B (en) * | 1995-06-16 | 1999-12-21 | Kuraray Co | Method of manufacturing light guide member |
| JP3402138B2 (ja) * | 1996-09-27 | 2003-04-28 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10085484A patent/JPH11311778A/ja active Pending
-
1999
- 1999-02-25 KR KR1019990006257A patent/KR100315263B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-02-25 TW TW088102877A patent/TWI226476B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100315263B1 (ko) | 2001-11-26 |
| TWI226476B (en) | 2005-01-11 |
| KR19990072927A (ko) | 1999-09-27 |
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