JPH1164610A - 光拡散板およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過方向により異なる光の拡散度合いを有す
る光反射板と、それを使用した液晶表示装置を得ること
を課題とする。 【解決手段】 光拡散板は、所定の厚みを有し、該厚み
の方向の一方の面から他方の面に透過する光を拡散する
度合いと、該他方の面から該一方の面に透過する光を拡
散する度合とが互いに異なるように設定される。反射型
液晶表示装置は、上述の光拡散板と、液晶セルと、光反
射板とを有し、該液晶セルが前記光拡散板と前記光反射
板との間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過する光を適当に拡
散させるための光拡散板に関し、特に反射型液晶表示装
置に使用するのに好適な光拡散板の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は反射型液晶表示装置の構造を示す
断面図である。液晶層をガラス基板等で挟持した液晶セ
ル１０の外側の一方に反射板１１が配置される。液晶セ
ル１０の外側の他方には偏光板１２が配置され、さらに
その外側に光拡散板１３が配置されている。ＳＴＮ（ス
ーパーツイストネマティック）型液晶セルのような複屈
折制御型の液晶セルでは、反射板１１での入射光ａと反
射光ｂとの間で均一な偏光状態の変化が必要であるの
で、反射板１１は鏡面反射でなくてはならない。特に、
反射率向上を目的として偏光板１２を１枚しか用いない
形式の液晶セルでは鏡面反射板は必須となる。一方、光
拡散板１３は、液晶表示装置の表示面側（観察者１４
側）に配置され、液晶セル１０を通過した光をある程度
散乱させて、反射板１１の鏡面反射により観察者の顔な
どが写り込むことを防止するために必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】反射板１１での写り込
みを防止するために、光拡散板１３の拡散度を高くする
と、光拡散板１３への外からの入射光ａに対する散乱
（後方散乱）が大きくなるので、液晶表示装置全体とし
ての反射率とコントラストとを劣化させてしまう。しか
し、これを避けるために逆に光拡散板１３の拡散度を低
くすると写り込みの問題が深刻になる。従って、現状で
はある程度反射率とコントラストとを犠牲にして拡散度
をある程度高くして写り込みを対策している。

【０００４】本発明の目的は、反射率とコントラストと
の低下を少なくし、写り込みの問題を解決して表示品位
のよい反射型液晶表示装置に好適な光拡散板を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による光拡散板
は、所定の厚みを有し、該厚みの方向の一方の面から他
方の面に透過する光を拡散する度合いと、該他方の面か
ら該一方の面に透過する光を拡散する度合とが互いに異
なるように設定される。

【０００６】本発明による反射型液晶表示装置は、上述
の光拡散板と、液晶セルと、光反射板とを有し、該液晶
セルが前記光拡散板と前記光反射板との間に配置され
る。

【０００７】

【作用】厚さ方向に光の拡散度合いが変化する光拡散板
により、光の透過方向によって光の散乱する度合いの異
なる光拡散板が得られることを見出した。

【０００８】光拡散板での光の透過方向によって光の散
乱する度合いが異なるので、液晶セルへの入射光に対し
ては散乱が少なく、反射板からの反射光が液晶セルを通
過した光に対しては散乱を大きくさせるように設定する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】現在液晶表示装置に用いられてい
る光拡散板は、全体が均質であって光拡散板の両面のど
ちらの側から入射してきた光に対しても拡散度が同じで
ある。本発明においては、光の透過方向によって光を拡
散する度合いを異ならせた光拡散特性が非対称な構造を
採用する。

【００１０】図１は、本発明の実施例による、光拡散板
の作用を説明するための断面図である。光拡散板１は、
観測者２側から入射する光ａに対する拡散度合いが小さ
く、反射板で反射して液晶セルを通過した光ｂに対する
拡散度合いが大きい。従って、入射光ａは光拡散板１で
あまり散乱を受けずに透過する。装置全体としての反射
率とコントラストとを劣化することが少ない。反射光ｂ
は光拡散板１で散乱を充分受けるために、鏡面反射によ
る観測者２の写り込みは見えなくなる程度にできる。

【００１１】

【実施例】図１のような、光の透過方向により散乱度が
異なるような光拡散板１は、図２（Ａ）〜（Ｄ）の断面
図で示すような構造を持つことにより実現可能である。
なお、図２において、いずれも図の左側が観測者側で、
図の右側が反射板側（液晶セル側）である。

【００１２】図２（Ａ）に示す光拡散板１は、透明な媒
質中２０中に媒質２０の屈折率と異なる屈折率の粒子２
１が多数混入している。粒子２１の混入密度は、図２
（Ａ）で模式的に示すように、観測者側に近い方がより
小さく、液晶セル側に近い方がより大きくなるように分
布させている。この実施例では、観測者側（左側）から
入射する光に対する拡散度合いが小さく、反射板で反射
して液晶セルを通過し、右側から入射する光に対する拡
散度合いが大きい。

【００１３】図２（Ｂ）に示す光拡散板１は、透明な媒
質２０中に媒質２０の屈折率と異なる屈折率の粒子２２
ａ，２２ｂが多数混入している。図２（Ｂ）で模式的に
示すように、観測者側に近い側ほど混入した粒子２２ａ
の粒径は大きく、液晶セル側に近い方に混入した粒子２
２ｂの粒径がより小さくなるように粒子を分布させてい
る。この実施例でも、観測者側（左側）から入射する光
に対する拡散度合いが小さく、反射板で反射して液晶セ
ルを通過した右側から入射する光に対する拡散度合いが
大きい。

【００１４】図２（Ｂ）の実施例の光拡散板は、例え
ば、１ミクロンの粒径を有するプラスティック粒子（ア
クリル樹脂よりも比重が小さい。）と、１５ミクロンの
粒径を有するガラスビーズ（アクリル樹脂よりも比重が
大きい。）とを紫外線硬化型のアクリル樹脂の透明媒質
中に混在させ、全体を１００ミクロンの厚さの平板状に
成形して、重力により２種類の異なる粒径の粒子を独立
に分離分布させた後、紫外線を照射して硬化させること
により完成させる。この実施例では、２種類の異なる粒
径の粒子を用いたが、それ以上の種類の粒径を用いて観
測者側から液晶セル側に向かって粒径が徐々に小さくな
るように分布させてもよい。

【００１５】図２（Ｃ）の実施例の光拡散板は、互いに
光の拡散度の異なる二つの光拡散層２３、２４が厚みの
方向に積層して形成されている。拡散層２３の方が拡散
層２４よりも光の拡散する度合いが小さい。この場合、
個々の光拡散層２３あるいは２４は、それぞれ図２
（Ａ）や（Ｂ）の実施例のように混入粒子密度を異なら
せたり、あるいは粒子径を変えたりして異なる光拡散度
を得ることができる。

【００１６】なお、積層する拡散層の数は２層に限ら
ず、それ以上の異なる拡散度の層を積層することもでき
る。この実施例でも、観測者側（左側）から入射する光
に対する拡散度合いが小さく、反射板で反射して液晶セ
ルを通過した右側から入射する光に対する拡散度合いが
大きい。

【００１７】図２（Ｄ）の実施例の光拡散板は、ガラス
板あるいはプラスティック板を観測者に近い側の表面２
５の表面粗さと、反対の液晶セルに近い裏面２６の表面
粗さとが異なるように表面処理して形成している。この
場合、表面２５の表面粗さよりも裏面２６の表面粗さの
方が大きい。

【００１８】この実施例でも、観測者側（左側）から入
射する光に対する拡散度合いが小さく、反射板で反射し
て液晶セルを通過した右側から入射する光に対する拡散
度合いが大きい。

【００１９】図３は、以上説明した構造の光拡散板を用
いた垂直配向型ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モ
ード液晶表示素子の構造を断面図で示す。ガラス基板３
０、３１で垂直配向液晶３２が挟持される。下側の基板
３０の内側に金属（アルミ等）の鏡面反射板３３が形成
されている。反射板３３は電極としても機能する。表示
面側には偏光板３４と、上述の実施例による光拡散板３
５が設けられる。

【００２０】図３の左側が電圧無印加時の液晶の配列状
態を示し、右側が電圧印加時の液晶の配列状態を示す。
なお、電極や配向膜等は図示を省略してある。光拡散板
３５は、図２（Ａ）〜（Ｄ）のいずれのものでもよい
が、図２（Ａ）〜（Ｄ）の実施例の右側の面が図３の液
晶セルの基板３１に対向するように配置する。

【００２１】上記の実施例による光拡散板を使用した液
晶表示装置と、比較のために従来の拡散が均一な光拡散
板を使用しただけで他は本発明の実施例と同様な構造の
液晶表示装置とを作成して、両者の表示性能を目視で比
較検討した所、以下のような結果を得た。

【００２２】 従来構造のもので、光拡散の度合いの
小さな光拡散板を用いたものでは、鏡面反射板での観測
者の顔の写り込みが激しく非常に品位が悪いものであっ
た。

【００２３】 従来構造のもので、光拡散の度合いの
大きな光拡散板を用いたものでは、鏡面反射板での観測
者の顔の写り込みは無くなったものの、光拡散板自体で
の後方拡散が大きいため、コントラストが低く品位が悪
いものであった。

【００２４】 本発明の実施例のものは、鏡面反射板
での写り込みが無く、コントラストも充分な品位の良い
ものであった。

【００２５】 本発明の実施例のものは、従来のどの
光拡散板を使用したものよりも顔の写り込みとコントラ
ストにおいて優れたものであった。

【００２６】本発明の実施例による光拡散板は、垂直配
向型ＥＣＢモード液晶表示装置以外にも、ＳＴＮ型、Ｏ
ＣＢ型、ＨＡＮ型、水平配向ＥＣＢ型、ＴＮ型、あるい
はＦＬＣ型のあらゆる種類の液晶表示装置に対して有効
であることは明らかである。

【００２７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。

【００２８】

【発明の効果】光拡散板での光の透過方向によって光の
拡散する度合いが異なるので、液晶セルへの入射光に対
しては拡散が少なく、反射板からの反射光が液晶セルを
通過した光に対しては拡散を大きくさせるように設定す
ることができる。そのため、反射型液晶表示装置に対し
て使用すると、反射板での写り込みをなくし、コントラ
スト性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による光拡散板の作用を説明す
る概念図である。

【図２】本発明のいくつかの実施例の光拡散板の構造を
示す断面図である。

【図３】本発明の光拡散板を使用した垂直配向型ＥＣＢ
モード液晶表示装置の断面図である。

【図４】反射型液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 光拡散板 ２ 観測者 ２０ 透明媒質 ２１、２２ａ，２２ｂ 粒子 ２３，２４ 光拡散層

フロントページの続き (72)発明者 小林 駿介 東京都練馬区西大泉３−13−40

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の厚みを有し、該厚みの方向の一方
   の面から他方の面に透過する光を拡散する度合いと、該
   他方の面から該一方の面に透過する光を拡散する度合と
   が互いに異なる光拡散板。
2. 【請求項２】 前記一方の面から前記他方の面に透過す
   る光を拡散する度合いが、前記他方の面から前記一方の
   面に透過する光を拡散する度合よりも小さい請求項１記
   載の光拡散板。
3. 【請求項３】 透明な媒質と、該媒質中に混入された前
   記媒質の屈折率と異なる屈折率の粒子とを含み、前記粒
   子の混入密度が前記厚みの方向に関して変化するように
   前記粒子が該媒質中に分布している請求項１と２のいず
   れか記載の光拡散板。
4. 【請求項４】 前記粒子の混入密度を前記厚み方向の一
   方の面から他方の面に向かって変化させた請求項３記載
   の光拡散板。
5. 【請求項５】 前記粒子の混入密度を前記厚み方向の一
   方の面に近い側よりも、前記他方の面に近い側を高くし
   た請求項４記載の光拡散板。
6. 【請求項６】 透明な媒質と、該媒質中に混入された前
   記媒質の屈折率と異なる屈折率の粒子とを含み、前記厚
   みの方向に関して前記粒子の粒径が異なるように前記粒
   子が該媒質中に分布している請求項１と２のいずれか記
   載の光拡散板。
7. 【請求項７】 前記厚み方向の一方の面に近い側に混入
   した前記粒子の粒径が、前記厚み方向の他方の面に近い
   側に混入した前記粒子の粒径よりも大きい請求項６記載
   の光拡散板。
8. 【請求項８】 前記厚み方向の一方の面の表面粗さと、
   他方の面の表面粗さとが異なる請求項１と２のいずれか
   記載の光拡散板。
9. 【請求項９】 前記一方の面の表面粗さが、前記他方の
   面の表面粗さよりも小さい請求項８記載の光拡散板。
10. 【請求項１０】 前記厚みの方向に積層した複数の光拡
    散層を有し、前記複数の光拡散層は透過光を拡散する度
    合いが互いに異なる請求項１と２のいずれか記載の光拡
    散板。
11. 【請求項１１】 該厚みの方向の一方の面に近い光拡散
    層の透過光を拡散する度合よりも、前記他方の面に近い
    光拡散層の透過光を拡散する度合いの方が大きい請求項
    １０記載の光拡散板。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載の
    光拡散板と、液晶セルと、光反射板とを有し、該液晶セ
    ルが前記光拡散板と前記光反射板との間に配置された反
    射型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記光拡散板において、前記光拡散板
    から前記液晶セルの方向に向かって透過する光が拡散す
    る度合いが、前記液晶セルから前記光拡散板に方向に向
    かって透過する光が拡散する度合いよりも小さい請求項
    １２記載の液晶表示装置。