JPH1184357A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH1184357A
JPH1184357A JP9243185A JP24318597A JPH1184357A JP H1184357 A JPH1184357 A JP H1184357A JP 9243185 A JP9243185 A JP 9243185A JP 24318597 A JP24318597 A JP 24318597A JP H1184357 A JPH1184357 A JP H1184357A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
lens sheet
display device
backlight unit
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JP9243185A
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English (en)
Inventor
Hisatomo Ota
久智 太田
Yasushi Ouchida
裕史 大内田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の視角特性を決定するバックラ
イトユニットの光学特性に注目し、画面表示の広視野角
と狭視野角の特性を簡易に使い分けることができる液晶
表示装置を提供する。 【解決手段】 バックライトユニット1と、該ユニット
1上に配置される液晶表示パネル2と、前記バックライ
トユニット1と液晶表示パネル2とのあいだに設けられ
る第1のレンズシートS1と、前記バックライトユニッ
ト1、液晶表示パネル2および第1のレンズシートS1
を収納するフレーム3からなる液晶表示装置であって、
前記第1のレンズシートS1を該レンズシートS1とは
集光性が異なる第2のレンズシートS2に切り替える切
替手段Aを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。さらに詳しくは、画面表示の広視野角と狭視野角を
簡易に使い分けることができる液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の視覚特性は、液晶表示パ
ネルおよびバックライトユニットの光学的特性で決定さ
れる。とくに従来の装置では、表示画面の大画面化に伴
って、液晶の屈折率異方性によってもたらされる視角依
存性(表示画面の斜め方向のコントラスト低下)を低減
し、視野角を広げる広視野角化に重点が置かれている。
【0003】ところが、最近、液晶表示装置において、
前記視野依存性を積極的に活用し、低消費電力や高輝度
化などを図るために、バックライトと液晶表示パネルと
のあいだに特定形状または特定角度をしたレンズシート
を2枚重ねにし、狭視野角にした技術が提案されている
(特開平6−250172号公報、特開平7−3187
06号公報、特開平8−271894号公報または特開
平9−80429号公報など)。
【0004】しかし、これらの技術では、レンズシート
が常時固定配置されているため、たとえばユーザの用途
に応じて視野角を使い分けたいというニーズにこたえら
れない。
【0005】これに対し、図12に示すように、電極5
0、51を有する一対の基板52、53間に挟持された
旋光性、複屈折性をもつ液晶層54と、旋光性、複屈折
性をもつ液晶層54の両面から挟むように配置された一
対の偏光子55、56と、一対の電極57、58を有す
る基板52、59間に挟持された散乱性を制御できる液
晶層60を偏光子55の視認方向もしくは反視認方向に
配置した二層構造の液晶表示素子に、液晶への電圧を印
加するための手段を備えた液晶表示装置がある(特開平
5−72529号公報参照)。かかる装置においては、
散乱性を制御できる液晶の両側の一対の電極に電圧を印
加することにより、散乱性を制御できる液晶の散乱性を
制御して、視角範囲を任意に設定できる。散乱性を制御
できる液晶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全視角方向にわたっ
て輝度、コントラスト比、色相はほぼ一定に保たれる。
一方、散乱性を制御できる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
示をうることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平5−72529号公報記載の液晶表示装置では、液
晶表示パネル上に光散乱性を制御するための基板や透明
電極などからなる素子を別途設けているため、液晶表示
装置が大きくなるとともに、構造が複雑になって製造コ
ストが高くなるという問題がある。
【0007】本発明は、叙上の事情に鑑み、液晶表示装
置の視角特性を決定するバックライトユニットの光学特
性に注目し、画面表示の広視野角と狭視野角の特性を簡
易に使い分けることができる液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、バックライトユニットと、該ユニット上に配置され
る液晶表示パネルと、前記バックライトユニットと液晶
表示パネルとのあいだに設けられる第1のレンズシート
と、前記バックライトユニット、液晶表示パネルおよび
第1のレンズシートを収納するフレームからなる液晶表
示装置であって、前記第1のレンズシートを該レンズシ
ートとは集光性が異なる第2のレンズシートに切り替え
る切替手段を備えてなることを特徴とする。
【0009】また本発明の液晶表示装置は、バックライ
トユニットと、該ユニット上に配置される液晶表示パネ
ルと、前記バックライトユニットと液晶表示パネルとの
あいだに設けられる第1のレンズシートと、前記バック
ライトユニット、液晶表示パネルおよび第1のレンズシ
ートを収納するフレームからなる液晶表示装置であっ
て、前記第1のレンズシートを該レンズシートとは集光
性が異なる第2のレンズシートに交換できるように、前
記フレームに取出口が設けられてなることを特徴として
いる。
【0010】また本発明の液晶表示装置は、バックライ
トユニットと、該ユニット上に配置される液晶表示パネ
ルと、前記バックライトユニットと液晶表示パネルとの
あいだに設けられる第1のレンズシートと、前記バック
ライトユニット、液晶表示パネルおよび第1のレンズシ
ートを収納するフレームからなる液晶表示装置であっ
て、前記第1のレンズシートとは集光性が異なる第2の
レンズシートを挿入できるように、前記フレームに挿入
口が設けられてなることを特徴としている。
【0011】さらに本発明の液晶表示装置は、バックラ
イトユニットと、該ユニット上に配置される液晶表示パ
ネルと、前記バックライトユニットと液晶表示パネルと
のあいだに設けられるレンズシートと、前記バックライ
トユニット、液晶表示パネルおよびレンズシートを収納
するフレームからなる液晶表示装置であって、前記レン
ズシートの集光性を変更させる手段を備えてなることを
特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の液晶表示装置を説明する。
【0013】図1は本発明の液晶表示装置の一実施の形
態を示す断面図、図2は図1におけるレンズシートの一
例を示す部分斜視図、図3は図1におけるレンズシート
の他の実施の形態を示す断面図、図4は図1におけるレ
ンズシートのさらに他の実施の形態を示す断面図、図5
は本発明の液晶表示装置の他の実施の形態を示す液晶表
示装置を示す断面図、図6は図5におけるレンズシート
の他の実施の形態を示す断面図、図7は本発明の液晶表
示装置のさらに他の実施の形態を示す平面図、図8は図
7における液晶表示装置の断面図、図9は本発明の液晶
表示装置のさらなる他の実施の形態を示す断面図、図1
0は本発明の液晶表示装置のさらなる他の実施の形態を
示す断面図、図11はI−I方向から見たレンズシート
と支持体の平面図である。
【0014】一般に、視野角特性は視角を変化させたと
きの白階調と黒階調の輝度比すなわちコントラスト比で
定義されている。ところが、人間の視感度を考えたと
き、見易さを左右するファクタとしてはコントラスト比
だけではない。したがって、本発明は、見易さのファク
タとして輝度差(白階調と黒階調の輝度の差)に注目し
たものである。液晶表示装置におけるレンズシートは、
バックライトユニットからの光を効率よく利用するため
に集光させるものであるが、本発明は、レンズシートの
集光度を極端に上げることで、実質的な狭視野特性を実
現するものである。この結果、斜め方向ではコントラス
ト比(白階調と黒階調の輝度比)は変化しないが、正面
輝度に対し斜め方向での輝度は低くなるため、斜め方向
での白階調と黒階調との輝度差も小さくなり、実質的に
視野角が狭くなる。このとき、レンズシートの集光特性
のみを変更させればよいので、変更が比較的容易であ
り、かつ、液晶パネルの視野特性は変更されないため、
狭い視野角モードにしたときにも液晶の屈折率異方性に
起因する階調反転などの問題は生じない。
【0015】本発明の液晶表示装置は、図1に示すよう
に、バックライトユニット1と、該ユニット1上に配置
される液晶表示パネル2と、前記バックライトユニット
1と液晶表示パネル2とのあいだに設けられる第1のレ
ンズシートS1と、前記バックライトユニット1、液晶
表示パネル2および第1のレンズシートS1を収納する
フレーム3とから構成されており、前記第1のレンズシ
ートS1を該レンズシートS1とは集光性が異なる第2
のレンズシートS2に切り替える切替手段Aを備えてい
る。
【0016】前記バックライトユニット1としては、蛍
光管4と導光板5から構成されるものを用いることがで
きる。また前記液晶表示パネル2としては、シール材6
を介して貼り合わされた、カラーフィルターが形成され
たガラス基板7とTFTアレイが形成されたガラス基板
8と、両ガラス基板7、8のあいだの隙間に封入された
液晶9と、前記両ガラス基板7、8の側面にそれぞれ貼
り付けられたカラーフィルタ側偏光板10およびTFT
側偏光板11とから構成されているものを用いることが
できる。
【0017】前記切替手段Aとしては、互いに指向性
(集光性)の異なる、広視野角用レンズシートS1と狭
視野角用レンズシートS2をベルト状の帯状体12に連
結し、ローラ13の一方をモータ(図示せず)により回
すことで、2枚のレンズシートS1およびS2を交換で
きる構造にするのが好ましい。レンズシートS1、S2
は、図2に示すように、三角形プリズムを複数個平行に
配置した面を平滑面を有する透明フィルムであって、こ
の三角形プリズムの頂角θを所定の角度に設定すること
によって、平滑面に入射した光を、望ましい光学特性
(輝度、集光性)にして三角形プリズムから出射させる
ことができる。たとえば頂角θとして、広視野角のばあ
い、θ=60°前後、狭視野角のばあい、θ=70〜1
10°とすることができる。そして蛍光管4から発せら
れた光は、導光板5によって、面内に均一に伝わり、導
光板5の表面から出射される。この出射された光は、レ
ンズシートS1または交換後のレンズシートS2によっ
て集光されたのち液晶パネル2を通って空気中に出射さ
れる。
【0018】本実施の形態によれば、レンズシートS
1、S2は三角形プリズムの頂角θの変更によって集光
性を改変できるので、レンズシートの指向性(集光性)
を2段階にすることができ、レンズシートS2に極端に
集光性の強いレンズシートを用いているため、必要が生
じたときのみ実質的に狭い視野を実現することができ
る。また、2枚のレンズシートS1、S2が内蔵されて
いるため、広視野角と狭視野角の変更が容易である。
【0019】なお、本実施の形態の液晶表示装置では、
2枚のレンズシートを切り替えるようにしているが、一
般にレンズシートはプリズム形状を用いて、1方向(垂
直方向(上下)または水平方向(左右))のみの集光性
を変化させるため、上下方向および左右方向の2枚のレ
ンズシートS1、S2を一組にして用いることが多い。
たとえば図3に示すように、それぞれ集光方向(垂直ま
たは水平)の互いに異なるレンズシートS1とレンズシ
ートS2を一組として用い、さらにレンズシートS1と
レンズシートS2に対し集光特性の異なるレンズシート
S3とレンズシートS4(集光方向(垂直または水平)
は互いに異なる)の組とをベルト状に連結し、集光性を
変更することができる。
【0020】または図4に示すように、2枚のうち、垂
直(上下)方向のレンズシートS1は導光板5に固定と
し、集光特性が互いに異なる水平(左右)方向のレンズ
シートS2とレンズシートS4はベルト状に連結し、水
平方向のみの実質的視角特性を広視野と狭視野を切り替
えることもできる。これは、実際の使用状況を考えたと
きに狭視野モードにするばあい、上下方向より左右方向
の方が見られたくないばあいが多いためである。また、
ノートブック型パソコンなどを想定すると、上下方向に
ついては可動なモジュール構造をとっていることが多い
ため、左右方向のみの狭視野角化は有効である。
【0021】つぎに本発明の液晶表示装置の他の実施の
形態を説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、図5
に示すように、集光特性の切り替えをレンズシートS1
とレンズシートS3の交換によって行なうものである。
シール材6を介してカラーフィルター側ガラス基板7お
よびTFT側ガラス基板8を貼り合わせ、液晶9が封入
され、偏光板10、11を貼り付けられた液晶パネル2
と導光板5とのあいだに配置された1枚または2枚のレ
ンズシートS1を、フレーム3に設けられた取出口14
を使って、異なる集光特性をもつ1枚または2枚のレン
ズシートS3と交換できる構造となっている。
【0022】または図6に示すように、同じく取出口1
4からレンズシートS2とレンズシートS4を交換する
ものであるが、左右方向のみの集光特性を変更する有効
性を生かし、導光板5に上下方向の集光レンズシートS
1を固定し、左右方向の集光レンズシートS2を集光性
の強弱で選択することもできる。また、導光板5に固定
されるレンズシートS1を左右方向の集光レンズとし、
レンズシートS2に上下方向の集光レンズシートS9を
用いたときには通常の視角特性を示すが、レンズシート
S2に左右方向の集光レンズシートS10を用いたとき
には上下方向は実質的視野角が広くなるが、左右方向に
は実質的狭視野角化が実現できる。
【0023】また図5〜6では、交換前後のレンズシー
トは別の場所に収納しておかなければならないが、図
7、8に示す液晶表示装置では、上下方向の集光レンズ
シートS1を導光板5に固定し、レンズシートS2を上
下方向と左右方向に切り替えるものである。上下または
左右方向の集光特性はレンズシートS2の向きで変わる
ので、レンズシートS1の集光特性の方向に対して90
°回転させるか、回転させないによって、90°回転さ
せるときは通常の視角特性になり、90°回転させない
ときには左右方向の集光特性が乗算されるため左右方向
に関して狭視野角になる。この際、レンズシートS2
は、縦にしたばあいも横にしたばあいも表示エリアの長
辺方向をカバーするためおおよそ正方形にしなければな
らず、そのまま挿入するとモジュール外形が大きくなっ
てしまうので、図8のようにレンズシートS2を液晶パ
ネル2と導光板5のあいだに挿入したときの余剰分はレ
ンズシートガイド16を用いて折り曲げ(または巻き込
み)の構造とする。
【0024】つぎに本発明の液晶表示装置のさらなる実
施の形態を説明する。図9に示すように、フレーム3に
レンズシートの挿入口15を設け、導光板5に固定した
レンズシートS1、S2上に左右方向の集光レンズシー
トS4を挿入し、左右方向のみ狭視野角化を実現するも
のである。
【0025】つぎに本発明の液晶表示装置のさらなる他
の実施の形態を説明する。図10〜11に示すように、
本実施の形態の液晶表示装置は、導光板5に固定したレ
ンズシートS1上に水平方向の集光性を決定するレンズ
シートS2の上下端に弾性力のある支持体16を取り付
け、両端から支持体16およびレンズシートS2を挟み
込んでいる2つのつまみ部17のあいだの距離をシリン
ダーなどの可動装置で変化させることにより、支持体1
6およびレンズシートS2の曲率半径をシリンダーなど
の可動装置または手動つまみなどで変化させ、左右方向
だけ狭視野角または広視野角になるようにすることがで
きる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
レンズシートの切り替えなどにより画面表示の広視野角
と狭視野角を簡易に使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の一実施の形態を示す断
面図である。
【図2】図1におけるレンズシートの一例を示す部分斜
視図である。
【図3】図1におけるレンズシートの他の実施の形態を
示す断面図である。
【図4】図1におけるレンズシートのさらに他の実施の
形態を示す断面図である。
【図5】本発明の液晶表示装置の他の実施の形態を示す
液晶表示装置を示す断面図である。
【図6】図5におけるレンズシートの他の実施の形態を
示す断面図である。
【図7】本発明の液晶表示装置のさらに他の実施の形態
を示す平面図である。
【図8】図7における液晶表示装置の断面図である。
【図9】本発明の液晶表示装置のさらなる他の実施の形
態を示す断面図である。
【図10】本発明の液晶表示装置のさらなる他の実施の
形態を示す断面図である。
【図11】I−I方向から見たレンズシートと支持体の
平面図である。
【図12】従来の液晶表示装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
1 バックライトユニット 2 液晶表示パネル 3 フレーム 4 蛍光管 5 導光板 6 シール材 7、8 ガラス基板 9 液晶 10、11 偏光板 12 帯状体 13 ローラ 14 取出口 15 挿入口 16 支持体 17 つまみ部 A 切替手段 S1、S2、S3、S4 レンズシート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バックライトユニットと、該ユニット上
    に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニ
    ットと液晶表示パネルとのあいだに設けられる第1のレ
    ンズシートと、前記バックライトユニット、液晶表示パ
    ネルおよび第1のレンズシートを収納するフレームから
    なる液晶表示装置であって、前記第1のレンズシートを
    該レンズシートとは集光性が異なる第2のレンズシート
    に切り替える切替手段を備えてなる液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記切替手段が、前記第1および第2の
    レンズシートを連結してなる帯状体と、該帯状体を回転
    自在にするローラと、該ローラを回転駆動させるモータ
    または手動つまみとからなる請求項1記載の液晶表示装
    置。
  3. 【請求項3】 バックライトユニットと、該ユニット上
    に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニ
    ットと液晶表示パネルとのあいだに設けられる第1のレ
    ンズシートと、前記バックライトユニット、液晶表示パ
    ネルおよび第1のレンズシートを収納するフレームから
    なる液晶表示装置であって、前記第1のレンズシートを
    該レンズシートとは集光性が異なる第2のレンズシート
    に交換できるように、前記フレームに取出口が設けられ
    てなる液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記第2のレンズシートが正方形である
    ばあい、該レンズシートの先端部を折り曲げるためのガ
    イドが設けられてなる請求項3記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 バックライトユニットと、該ユニット上
    に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニ
    ットと液晶表示パネルとのあいだに設けられる第1のレ
    ンズシートと、前記バックライトユニット、液晶表示パ
    ネルおよび第1のレンズシートを収納するフレームから
    なる液晶表示装置であって、前記第1のレンズシートと
    は集光性が異なる第2のレンズシートを挿入できるよう
    に、前記フレームに挿入口が設けられてなる液晶表示装
    置。
  6. 【請求項6】 バックライトユニットと、該ユニット上
    に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニ
    ットと液晶表示パネルとのあいだに設けられるレンズシ
    ートと、前記バックライトユニット、液晶表示パネルお
    よびレンズシートを収納するフレームからなる液晶表示
    装置であって、前記レンズシートの集光性を変更させる
    手段を備えてなる液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記手段が、前記レンズシートの上下端
    部を取り付ける支持体と、該支持体およびレンズシート
    の両端を挟持するつかみ部と、該つかみ部のあいだの距
    離を変化させる可動装置からなる請求項6記載の液晶表
    示装置。
JP9243185A 1997-09-08 1997-09-08 液晶表示装置 Pending JPH1184357A (ja)

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