JP2003114424A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2003114424A JP2003114424A JP2002225440A JP2002225440A JP2003114424A JP 2003114424 A JP2003114424 A JP 2003114424A JP 2002225440 A JP2002225440 A JP 2002225440A JP 2002225440 A JP2002225440 A JP 2002225440A JP 2003114424 A JP2003114424 A JP 2003114424A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶パネルの照明効率を維持しつつ視野角依
存性に応じた照明構造を提供する。 【解決手段】 液晶パネル1は、対向配置された少なく
とも一方の内面に透明電極を有する一対の基板とこの基
板間に挟持された液晶層を有する。各基板の外面に第1
の偏光板2及び第2の偏光板3が配置されている。光源
光を液晶パネル1の法線方向にまとめて指向性を持たせ
ることにより、液晶パネル1の法線方向に対しておよそ
60°より狭い範囲に限定された広がりを有する照明光
を含む平行光に近い出射光分布を有する指向性バックラ
イト4を第1の偏光板2を介して液晶パネル1の裏面側
に配置するとともに、光拡散板5を第2の偏光板3に隣
接して液晶パネル1の表面側に配する。
存性に応じた照明構造を提供する。 【解決手段】 液晶パネル1は、対向配置された少なく
とも一方の内面に透明電極を有する一対の基板とこの基
板間に挟持された液晶層を有する。各基板の外面に第1
の偏光板2及び第2の偏光板3が配置されている。光源
光を液晶パネル1の法線方向にまとめて指向性を持たせ
ることにより、液晶パネル1の法線方向に対しておよそ
60°より狭い範囲に限定された広がりを有する照明光
を含む平行光に近い出射光分布を有する指向性バックラ
イト4を第1の偏光板2を介して液晶パネル1の裏面側
に配置するとともに、光拡散板5を第2の偏光板3に隣
接して液晶パネル1の表面側に配する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の照明
構造に関する。
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置はフラットな構造や低消費
電力に特徴があり、電卓、時計は勿論、車載用パネル、
計測表示からOA機器、テレビ等へと実用化され普及し
つつある。液晶表示装置は非発光性である為暗所での使
用に不便である。見易さの向上及び暗所での使用を可能
にする目的で表示面を均一に背面照明するバックライト
が開発されており、例えば「鶴原,日経ニューマテリア
ル(1987)21」に記載されている。液晶表示装置
の見易さは周囲光の明るさによって変わり、反射型では
見易さが周囲光に大きく左右されるが、バックライト付
きの透過型では背面照明される事によって周囲光が低レ
ベルの場合でも視認性が低下しない。特に周囲光が昼間
の太陽光の明るさから夜間まで変わる車載用パネル等の
屋外用液晶表示装置では、見易さを一定に保つ為にバッ
クライト付きの透過型である事が必須である。
電力に特徴があり、電卓、時計は勿論、車載用パネル、
計測表示からOA機器、テレビ等へと実用化され普及し
つつある。液晶表示装置は非発光性である為暗所での使
用に不便である。見易さの向上及び暗所での使用を可能
にする目的で表示面を均一に背面照明するバックライト
が開発されており、例えば「鶴原,日経ニューマテリア
ル(1987)21」に記載されている。液晶表示装置
の見易さは周囲光の明るさによって変わり、反射型では
見易さが周囲光に大きく左右されるが、バックライト付
きの透過型では背面照明される事によって周囲光が低レ
ベルの場合でも視認性が低下しない。特に周囲光が昼間
の太陽光の明るさから夜間まで変わる車載用パネル等の
屋外用液晶表示装置では、見易さを一定に保つ為にバッ
クライト付きの透過型である事が必須である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した様に液晶表示
装置は低消費電力である事に大きな利点がある。しかし
ながら背面照明用のバックライトに多大の消費電力が費
やされる場合にはその利点が減殺される。従って、照明
効率の良いバックライトが望まれており、平行光に近い
出射光分布を有する指向性に優れたバックライトが利用
される場合もある。一方液晶表示装置には液晶分子配列
に関連して種々の動作モードがある。広く利用されてい
るツイストネマティックモード(TN)、スーパーツイ
ストネマテックモード(STN)あるいは複屈折モード
(ECB)等の場合光透過率に視野角依存性がある。図
31にTNモードの視野角依存性を示す。表示面の法線
に対して45°傾いた方向に対する光透過率を測定した
グラフである。法線を中心として360°全方位の透過
率変化が示されている。図から明らかな様に3方向に対
しては良好な透過率が得られるものの残る1方向の透過
率は極端に悪くなっており顕著な視野角依存性がある。
液晶表示装置を指向性バックライトで照明すると入射光
は略直進する。従って表側から表示面を観察した場合斜
め方向に出射される光量は比較的少ない。この為視野角
依存性のある液晶表示装置では斜めから観察した場合の
明度が低下し極端に視認性が悪化するという課題あるい
は問題点がある。
装置は低消費電力である事に大きな利点がある。しかし
ながら背面照明用のバックライトに多大の消費電力が費
やされる場合にはその利点が減殺される。従って、照明
効率の良いバックライトが望まれており、平行光に近い
出射光分布を有する指向性に優れたバックライトが利用
される場合もある。一方液晶表示装置には液晶分子配列
に関連して種々の動作モードがある。広く利用されてい
るツイストネマティックモード(TN)、スーパーツイ
ストネマテックモード(STN)あるいは複屈折モード
(ECB)等の場合光透過率に視野角依存性がある。図
31にTNモードの視野角依存性を示す。表示面の法線
に対して45°傾いた方向に対する光透過率を測定した
グラフである。法線を中心として360°全方位の透過
率変化が示されている。図から明らかな様に3方向に対
しては良好な透過率が得られるものの残る1方向の透過
率は極端に悪くなっており顕著な視野角依存性がある。
液晶表示装置を指向性バックライトで照明すると入射光
は略直進する。従って表側から表示面を観察した場合斜
め方向に出射される光量は比較的少ない。この為視野角
依存性のある液晶表示装置では斜めから観察した場合の
明度が低下し極端に視認性が悪化するという課題あるい
は問題点がある。
【0004】図32はTNモードで中間調表示を行なっ
た場合の視野角依存性を示すグラフである。ノーマリホ
ワイトモードで駆動電圧をパラメータにとってある。
のカーブは駆動電圧が0Vの場合であり、以下、のカ
ーブは2V、のカーブは2.5V、のカーブは3.
0V、のカーブは3.5V、のカーブは4.0Vで
ある。横軸に仰角θをとっており、縦軸に透過率Tをと
ってある。透過率については駆動電圧が0Vで仰角θが
0°の場合の値を100%に設定している。グラフから
明らかな様に、中間調表示を行なった場合斜め方向から
観察すると、仰角θが30°以上の領域で表示濃度が反
転するという問題点がある。特にカラー表示を行なった
場合には色調が変化してしまう。
た場合の視野角依存性を示すグラフである。ノーマリホ
ワイトモードで駆動電圧をパラメータにとってある。
のカーブは駆動電圧が0Vの場合であり、以下、のカ
ーブは2V、のカーブは2.5V、のカーブは3.
0V、のカーブは3.5V、のカーブは4.0Vで
ある。横軸に仰角θをとっており、縦軸に透過率Tをと
ってある。透過率については駆動電圧が0Vで仰角θが
0°の場合の値を100%に設定している。グラフから
明らかな様に、中間調表示を行なった場合斜め方向から
観察すると、仰角θが30°以上の領域で表示濃度が反
転するという問題点がある。特にカラー表示を行なった
場合には色調が変化してしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は照明効率を維持しつつ斜め方向に対
しても十分な表示明度を与える事のできる照明構造を提
供する事を目的とする。この目的を達成する為に、本発
明にかかる液晶表示装置は、対向配置された少なくとも
一方の内面に透明電極を有する一対の基板とこの基板間
に挟持された液晶層を有する液晶パネルを備えるととも
に、光源光を該液晶パネルの法線方向にまとめて指向性
を持たせることにより、液晶パネルの法線方向に対して
およそ60℃より狭い範囲に限定された広がりを有する
照明光を含む平行光に近い出射光分布を有する指向性バ
ックライトを前記液晶パネルの裏面側に配置し、且つ光
拡散板を前記液晶パネルの表面側に配置する構成とし
た。
題に鑑み、本発明は照明効率を維持しつつ斜め方向に対
しても十分な表示明度を与える事のできる照明構造を提
供する事を目的とする。この目的を達成する為に、本発
明にかかる液晶表示装置は、対向配置された少なくとも
一方の内面に透明電極を有する一対の基板とこの基板間
に挟持された液晶層を有する液晶パネルを備えるととも
に、光源光を該液晶パネルの法線方向にまとめて指向性
を持たせることにより、液晶パネルの法線方向に対して
およそ60℃より狭い範囲に限定された広がりを有する
照明光を含む平行光に近い出射光分布を有する指向性バ
ックライトを前記液晶パネルの裏面側に配置し、且つ光
拡散板を前記液晶パネルの表面側に配置する構成とし
た。
【0006】請求項1にかかる液晶パネルは液晶分子配
列の変化を透過光量変化として取り出す為に一対の偏光
板により挟持された構造を有している。この場合液晶パ
ネルの裏面側に設けられた一方の偏光板を介して指向性
バックライトを配置するとともに、液晶パネルの表面側
に設けられた他方の偏光板に隣接して光拡散板を配置す
る。光拡散板は該他方の偏光板の前方あるいは後方の何
れかに配置される。
列の変化を透過光量変化として取り出す為に一対の偏光
板により挟持された構造を有している。この場合液晶パ
ネルの裏面側に設けられた一方の偏光板を介して指向性
バックライトを配置するとともに、液晶パネルの表面側
に設けられた他方の偏光板に隣接して光拡散板を配置す
る。光拡散板は該他方の偏光板の前方あるいは後方の何
れかに配置される。
【0007】本発明は種々の構造を有する液晶パネルに
対して適用可能であるが、特にプラズマアドレス液晶表
示装置に対して好適である。請求項2にかかるプラズマ
アドレス液晶表示装置は、内面に第1電極あるいは信号
電極が配された第1の基板あるいは液晶セル基板と、内
面に該信号電極と直交する様に配された第2電極あるい
はプラズマ電極を有し前記信号電極と対向する様に配置
された第2の基板あるいはプラズマセル基板と、両基板
の間に挿入された液晶層と、この液晶層とプラズマセル
基板の間に設けられたイオン化可能なガスを封入するプ
ラズマ室からなる表示パネルを備えている。隣接するプ
ラズマ電極間の放電により前記ガスを選択的にイオン化
し、このイオン化ガスの局在した放電領域を走査単位と
して信号電極と放電領域の交差部に位置する液晶層を駆
動する。この走査単位はプラズマセル基板の内表面にス
トライプ状に形成された隔壁によって区画化されてい
る。
対して適用可能であるが、特にプラズマアドレス液晶表
示装置に対して好適である。請求項2にかかるプラズマ
アドレス液晶表示装置は、内面に第1電極あるいは信号
電極が配された第1の基板あるいは液晶セル基板と、内
面に該信号電極と直交する様に配された第2電極あるい
はプラズマ電極を有し前記信号電極と対向する様に配置
された第2の基板あるいはプラズマセル基板と、両基板
の間に挿入された液晶層と、この液晶層とプラズマセル
基板の間に設けられたイオン化可能なガスを封入するプ
ラズマ室からなる表示パネルを備えている。隣接するプ
ラズマ電極間の放電により前記ガスを選択的にイオン化
し、このイオン化ガスの局在した放電領域を走査単位と
して信号電極と放電領域の交差部に位置する液晶層を駆
動する。この走査単位はプラズマセル基板の内表面にス
トライプ状に形成された隔壁によって区画化されてい
る。
【0008】
【0009】応用例として、請求項3にかかる表示装置
は、光拡散板に隣接してタブレットを配設する事により
画像表示に重ねて文字や図形等を手書き入力する事がで
きる。
は、光拡散板に隣接してタブレットを配設する事により
画像表示に重ねて文字や図形等を手書き入力する事がで
きる。
【0010】本発明によれば平行光に近い出射光分布を
有する指向性バックライトを用いて液晶パネルを効率的
に照明している。又液晶パネルの表面側に光拡散板を配
置している。これにより略垂直入射した照明光は液晶パ
ネルを通過した後拡散出射され斜め方向にも十分な光量
分布が得られる。従って視野角依存性のある液晶パネル
に対しても実用的なレベルで斜め方向の表示明度が得ら
れ視認性が改善できる。特に前述したプラズマアドレス
液晶表示装置の場合にはプラズマセル基板側にストライ
プ状の隔壁が設けられている。仮に、無指向性のバック
ライトを用いた場合には隔壁によって遮断される照明光
の割合が高くなり効率的でない。指向性バックライトを
用いると斜め入射光成分が少ないので隔壁側部によって
遮断されない。一方、プラズマセルの上側に配置された
液晶セルを通過した照明光は光拡散板により斜め方向に
も分散されるので実用的なレベルの視認性が保証でき
る。
有する指向性バックライトを用いて液晶パネルを効率的
に照明している。又液晶パネルの表面側に光拡散板を配
置している。これにより略垂直入射した照明光は液晶パ
ネルを通過した後拡散出射され斜め方向にも十分な光量
分布が得られる。従って視野角依存性のある液晶パネル
に対しても実用的なレベルで斜め方向の表示明度が得ら
れ視認性が改善できる。特に前述したプラズマアドレス
液晶表示装置の場合にはプラズマセル基板側にストライ
プ状の隔壁が設けられている。仮に、無指向性のバック
ライトを用いた場合には隔壁によって遮断される照明光
の割合が高くなり効率的でない。指向性バックライトを
用いると斜め入射光成分が少ないので隔壁側部によって
遮断されない。一方、プラズマセルの上側に配置された
液晶セルを通過した照明光は光拡散板により斜め方向に
も分散されるので実用的なレベルの視認性が保証でき
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施例を詳細に説明する。図1は本発明にかかる液晶
表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。図1
の(A)に示す様に液晶パネル1の両面には一対の偏光
板2,3が配置されている。実際には液晶パネルの両面
に貼着しても良い。液晶パネル1の裏面側には一方の偏
光板2を介してバックライト4が配置されている。この
バックライト4は扁平形状を有しており、平行光に近い
出射光分布の指向性照明光を液晶パネル1に入射する。
なおここでいう指向性照明光は完全な平行光に加えて液
晶パネルの法線方向に対しておよそ60°より狭い範囲
に限定された広がりを有する照明光をも含むものであ
る。一方液晶パネル1の表面側には他方の偏光板3を介
して光拡散板5が配置されている。この光拡散板5は液
晶パネル1を通過した指向性の照明光を拡散出射し無指
向性の光に変換するものである。この様にすると液晶パ
ネル1を表面側斜め方向から観察した場合にも十分な表
示明度が得られる為視認性が改善できる。
な実施例を詳細に説明する。図1は本発明にかかる液晶
表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。図1
の(A)に示す様に液晶パネル1の両面には一対の偏光
板2,3が配置されている。実際には液晶パネルの両面
に貼着しても良い。液晶パネル1の裏面側には一方の偏
光板2を介してバックライト4が配置されている。この
バックライト4は扁平形状を有しており、平行光に近い
出射光分布の指向性照明光を液晶パネル1に入射する。
なおここでいう指向性照明光は完全な平行光に加えて液
晶パネルの法線方向に対しておよそ60°より狭い範囲
に限定された広がりを有する照明光をも含むものであ
る。一方液晶パネル1の表面側には他方の偏光板3を介
して光拡散板5が配置されている。この光拡散板5は液
晶パネル1を通過した指向性の照明光を拡散出射し無指
向性の光に変換するものである。この様にすると液晶パ
ネル1を表面側斜め方向から観察した場合にも十分な表
示明度が得られる為視認性が改善できる。
【0012】図1の(B)は変形例を示す。基本的に図
1の(A)に示す構造と同一であるが、偏光板3と光拡
散板5の位置関係が逆転している。実際の組み立て構造
としては、液晶パネル1の表面に光拡散板5を貼り付け
た後その上に偏光板3を重ねて貼着する事になる。
1の(A)に示す構造と同一であるが、偏光板3と光拡
散板5の位置関係が逆転している。実際の組み立て構造
としては、液晶パネル1の表面に光拡散板5を貼り付け
た後その上に偏光板3を重ねて貼着する事になる。
【0013】本発明は視野角依存性のある液晶パネルと
指向性バックライトと光拡散板を組み合わせた点に技術
的な特徴がある。個々の部品としては従来構造のものを
採用する事もできるが、この組み合わせ自体は新規であ
り顕著な技術的効果を有する。特に液晶パネルとして以
下に説明するプラズマアドレス液晶表示パネルを用いた
場合には固有の効果がある。なお、以下の構造を有する
プラズマアドレス液晶表示パネルは出願人の先行開発に
かかるものであり新規性を備えている。図2に示す様
に、このパネルは液晶セル11とプラズマセル12と両
者の間に介在する誘電体シートからなる共通の中間板1
3とを積層したフラットパネル構造を有する。液晶セル
11は表面側のガラス基板14を用いて構成されてお
り、その内側主面には透明導電膜からなる複数本の信号
電極15が互いに平行に形成されている。基板14はス
ペーサ16を用いて所定の間隙を介し中間板13に接着
されている。間隙内には液晶層17が充填されている。
指向性バックライトと光拡散板を組み合わせた点に技術
的な特徴がある。個々の部品としては従来構造のものを
採用する事もできるが、この組み合わせ自体は新規であ
り顕著な技術的効果を有する。特に液晶パネルとして以
下に説明するプラズマアドレス液晶表示パネルを用いた
場合には固有の効果がある。なお、以下の構造を有する
プラズマアドレス液晶表示パネルは出願人の先行開発に
かかるものであり新規性を備えている。図2に示す様
に、このパネルは液晶セル11とプラズマセル12と両
者の間に介在する誘電体シートからなる共通の中間板1
3とを積層したフラットパネル構造を有する。液晶セル
11は表面側のガラス基板14を用いて構成されてお
り、その内側主面には透明導電膜からなる複数本の信号
電極15が互いに平行に形成されている。基板14はス
ペーサ16を用いて所定の間隙を介し中間板13に接着
されている。間隙内には液晶層17が充填されている。
【0014】一方プラズマセル12は裏面側の基板18
を用いて構成されている。基板18の内側主面上には信
号電極15に直交する複数のプラズマ電極19が形成さ
れており、交互にアノード20及びカソード21として
機能し対をなす。基板18の内表面には各電極対を区画
化する為にストライプ状の隔壁22が形成されている。
隔壁22の頂部は中間板13に当接している。基板18
はフリットシール23を用いて中間板13に接着されて
いる。両者の間には気密封止されたプラズマ室24が形
成される。このプラズマ室24は隔壁22によって分割
されており個々に走査単位となる放電領域を構成する。
この気密なプラズマ室24の内部にはイオン化可能なガ
スが封入されている。ガス種は例えばヘリウム、ネオ
ン、アルゴンあるいはこれらの混合気体から選ぶ事がで
きる。各走査単位を構成する分割されたプラズマ室24
と駆動単位を構成する信号電極15とは互いに直交して
おりその交差部にマトリクス状の画素が規定される。
を用いて構成されている。基板18の内側主面上には信
号電極15に直交する複数のプラズマ電極19が形成さ
れており、交互にアノード20及びカソード21として
機能し対をなす。基板18の内表面には各電極対を区画
化する為にストライプ状の隔壁22が形成されている。
隔壁22の頂部は中間板13に当接している。基板18
はフリットシール23を用いて中間板13に接着されて
いる。両者の間には気密封止されたプラズマ室24が形
成される。このプラズマ室24は隔壁22によって分割
されており個々に走査単位となる放電領域を構成する。
この気密なプラズマ室24の内部にはイオン化可能なガ
スが封入されている。ガス種は例えばヘリウム、ネオ
ン、アルゴンあるいはこれらの混合気体から選ぶ事がで
きる。各走査単位を構成する分割されたプラズマ室24
と駆動単位を構成する信号電極15とは互いに直交して
おりその交差部にマトリクス状の画素が規定される。
【0015】かかる構成を有する表示パネルにおいて
は、プラズマ放電が行なわれるプラズマ室24を線順次
で切り換え走査するとともに、この走査に同期して液晶
セル側の信号電極15に画像信号を印加する事により表
示駆動が行なわれる。プラズマ室24内にプラズマ放電
が発生すると内部は略一様にアノード電位になり一ライ
ン毎の画素選択が行なわれる。即ち、プラズマ室24は
サンプリングスイッチとして機能する。プラズマサンプ
リングスイッチが導通した状態で各画素に画像信号が印
加されると、サンプリングホルードが行なわれ画素の点
灯もしくは消灯が制御できる。プラズマサンプリングス
イッチが非導通状態になった後にも画像信号はそのまま
画素内に保持される。
は、プラズマ放電が行なわれるプラズマ室24を線順次
で切り換え走査するとともに、この走査に同期して液晶
セル側の信号電極15に画像信号を印加する事により表
示駆動が行なわれる。プラズマ室24内にプラズマ放電
が発生すると内部は略一様にアノード電位になり一ライ
ン毎の画素選択が行なわれる。即ち、プラズマ室24は
サンプリングスイッチとして機能する。プラズマサンプ
リングスイッチが導通した状態で各画素に画像信号が印
加されると、サンプリングホルードが行なわれ画素の点
灯もしくは消灯が制御できる。プラズマサンプリングス
イッチが非導通状態になった後にも画像信号はそのまま
画素内に保持される。
【0016】このパネル構造は上述した様にストライプ
パタン状の隔壁22を備えている。このパネルを指向性
バックライトで裏面側から照明すると直進する入射光は
隔壁によって遮られる事なく液晶セル11を効率的に照
射できる。無指向性のバックライトを用いた場合には斜
め入射成分が隔壁22の側部によって遮断され照明効率
が悪化する。但し、この場合であっても無指向性バック
ライトとストライプ状隔壁22を有するプラズマセル1
2の積層構造は等価的に指向性バックライトとなる。従
って光拡散板と組み合わせる事により、液晶セル11の
視野角依存性を改善できる。
パタン状の隔壁22を備えている。このパネルを指向性
バックライトで裏面側から照明すると直進する入射光は
隔壁によって遮られる事なく液晶セル11を効率的に照
射できる。無指向性のバックライトを用いた場合には斜
め入射成分が隔壁22の側部によって遮断され照明効率
が悪化する。但し、この場合であっても無指向性バック
ライトとストライプ状隔壁22を有するプラズマセル1
2の積層構造は等価的に指向性バックライトとなる。従
って光拡散板と組み合わせる事により、液晶セル11の
視野角依存性を改善できる。
【0017】次に本発明の実施を容易にする為に指向性
バックライトの具体例を挙げる。図3に示したフィルム
は信越ポリマー株式会社の開発にかかるもので、例えば
直下型無指向性バックライトの表面に配置して無指向性
照明光を指向性照明光に変換する機能を有する。このフ
ィルムは高透明なシリコーンゴム帯状体31内に黒色の
微細なシリコーンゴム帯状体32が平行配列された微細
構造を有し、表裏を二層のポリカーボネートフィルム
(PCフィルム)33で被覆している。黒色シリコーン
ゴム帯状体32のピッチ及びフィルム厚みにより透過光
の角度的な範囲が設定され所望の可視範囲を有する指向
性照明が得られる。可視範囲は例えば液晶セルの視野角
依存性に合わせて120°程度に設定される。
バックライトの具体例を挙げる。図3に示したフィルム
は信越ポリマー株式会社の開発にかかるもので、例えば
直下型無指向性バックライトの表面に配置して無指向性
照明光を指向性照明光に変換する機能を有する。このフ
ィルムは高透明なシリコーンゴム帯状体31内に黒色の
微細なシリコーンゴム帯状体32が平行配列された微細
構造を有し、表裏を二層のポリカーボネートフィルム
(PCフィルム)33で被覆している。黒色シリコーン
ゴム帯状体32のピッチ及びフィルム厚みにより透過光
の角度的な範囲が設定され所望の可視範囲を有する指向
性照明が得られる。可視範囲は例えば液晶セルの視野角
依存性に合わせて120°程度に設定される。
【0018】図4に指向性バックライトの他の例を示
す。エッジライト型で三菱レーヨン東京研究所から提案
されている。板状の導光体41の両端に一対の冷陰極管
42が配置されている。導光体41の表面にはプリズム
板43が取り付けられているとともに、裏面には金属反
射フィルム44が設けられている。冷陰極管42から放
射された光は導光体41に導かれた後プリズム板43を
介して出射され指向性の照明光が得られる。
す。エッジライト型で三菱レーヨン東京研究所から提案
されている。板状の導光体41の両端に一対の冷陰極管
42が配置されている。導光体41の表面にはプリズム
板43が取り付けられているとともに、裏面には金属反
射フィルム44が設けられている。冷陰極管42から放
射された光は導光体41に導かれた後プリズム板43を
介して出射され指向性の照明光が得られる。
【0019】図5は、図4に示したエッジ型バックライ
トの出射光量角度分布を示す。導光体41の表面からは
大部分の光が法線方向から約60°以上の方向に出射さ
れる。このままの状態では、バックライトの正面から見
ると約10〜20%の光しか出ない為極めて暗い。プリ
ズム板43の屈折を利用して導光体41からの出射光を
法線方向にまとめ指向性を持たせる事により非常に明る
い面光源を得る事ができる。
トの出射光量角度分布を示す。導光体41の表面からは
大部分の光が法線方向から約60°以上の方向に出射さ
れる。このままの状態では、バックライトの正面から見
ると約10〜20%の光しか出ない為極めて暗い。プリ
ズム板43の屈折を利用して導光体41からの出射光を
法線方向にまとめ指向性を持たせる事により非常に明る
い面光源を得る事ができる。
【0020】ところで、図3に示した指向性バックライ
トは平行光を取り出す為に、光透過部と光吸収部を交互
に配列したシートを利用し光出射方向を制限している。
この構造では必ずしも光源光の利用効率が良くない為、
実際の使用に当っては十分な表示明度を得る事が難しい
場合もある。又、図4に示した指向性バックライトの構
造ではプリズム板を利用している。この場合、ストライ
プ状に配列された個々のプリズムと直交する方向に関し
ては平行光を得る事ができない。従って、表示画像は出
射光の拡がり分ぼけが生じる惧れがある。以上の点に鑑
み、本発明にかかる液晶表示装置に対して特に好適な構
造を有する指向性バックライトを以下に説明する。図6
に示す様に、本指向性バックライトは、導光板61とそ
の端面に配置された一対の蛍光管62,63から構成さ
れている。導光板61はその表面側にマイクロレンズア
レイ64を備えているとともに、その裏面側には個々の
マイクロレンズ65の中心と整合する光散乱性の点状パ
タン66を備えている。この点状パタン66はマイクロ
レンズ65の焦点位置に配置されている。即ち、導光板
61の厚みは、マイクロレンズ65の焦点が導光板底面
に一致する様に設定されている。
トは平行光を取り出す為に、光透過部と光吸収部を交互
に配列したシートを利用し光出射方向を制限している。
この構造では必ずしも光源光の利用効率が良くない為、
実際の使用に当っては十分な表示明度を得る事が難しい
場合もある。又、図4に示した指向性バックライトの構
造ではプリズム板を利用している。この場合、ストライ
プ状に配列された個々のプリズムと直交する方向に関し
ては平行光を得る事ができない。従って、表示画像は出
射光の拡がり分ぼけが生じる惧れがある。以上の点に鑑
み、本発明にかかる液晶表示装置に対して特に好適な構
造を有する指向性バックライトを以下に説明する。図6
に示す様に、本指向性バックライトは、導光板61とそ
の端面に配置された一対の蛍光管62,63から構成さ
れている。導光板61はその表面側にマイクロレンズア
レイ64を備えているとともに、その裏面側には個々の
マイクロレンズ65の中心と整合する光散乱性の点状パ
タン66を備えている。この点状パタン66はマイクロ
レンズ65の焦点位置に配置されている。即ち、導光板
61の厚みは、マイクロレンズ65の焦点が導光板底面
に一致する様に設定されている。
【0021】図7は、図6に示した指向性バックライト
の平面形状を示す。前述した様に、個々のマイクロレン
ズ65の中心と点状パタン66の中心は互いに一致して
いる。マイクロレンズアレイ64は凸レンズあるいはフ
レネルレンズが2次元方向に整列した構造を有する。導
光板61の両端には蛍光管62,63が装着されてい
る。蛍光管の周囲は反射板67で覆われている。点状パ
タン66は例えば白色顔料膜から構成されており、導光
板61に導かれる光源光の全反射を乱す機能を有する。
の平面形状を示す。前述した様に、個々のマイクロレン
ズ65の中心と点状パタン66の中心は互いに一致して
いる。マイクロレンズアレイ64は凸レンズあるいはフ
レネルレンズが2次元方向に整列した構造を有する。導
光板61の両端には蛍光管62,63が装着されてい
る。蛍光管の周囲は反射板67で覆われている。点状パ
タン66は例えば白色顔料膜から構成されており、導光
板61に導かれる光源光の全反射を乱す機能を有する。
【0022】図8は、図6及び図7に示した指向性バッ
クライトの作用を説明する為の模式図である。蛍光管
(図示せず)から出射した光源光は導光板61に入射し
た後、全反射を繰り返し導光される。この全反射は導光
板61の材料の屈折率で決定される臨界角より大きな入
射光に発生する。ここで、白色顔料膜等の光拡散層から
なる点状パタン66に到達した光は、全反射条件が乱さ
れ、導光板61の表面から光が放射される。点状パタン
66は対応するマイクロレンズ65に対してその焦点位
置にあるので、マイクロレンズ65に入射した放射光線
は平行光に屈折される。かかる構造により、光源光の利
用効率が極めて高い指向性バックライトを得る事ができ
る。
クライトの作用を説明する為の模式図である。蛍光管
(図示せず)から出射した光源光は導光板61に入射し
た後、全反射を繰り返し導光される。この全反射は導光
板61の材料の屈折率で決定される臨界角より大きな入
射光に発生する。ここで、白色顔料膜等の光拡散層から
なる点状パタン66に到達した光は、全反射条件が乱さ
れ、導光板61の表面から光が放射される。点状パタン
66は対応するマイクロレンズ65に対してその焦点位
置にあるので、マイクロレンズ65に入射した放射光線
は平行光に屈折される。かかる構造により、光源光の利
用効率が極めて高い指向性バックライトを得る事ができ
る。
【0023】図9は、図6に示した指向性バックライト
の製造方法を示す工程図である。この構造では、導光板
の裏面側に沿ってマイクロレンズの中心と整合する様に
点状パタンを精度良く形成する必要がある。その為、マ
イクロレンズアレイ自体をマスクとしてセルフアライメ
ントにより点状パタンを形成する方法を考案した。先
ず、工程Aに示す様に、導光板91の表面にポジレジス
ト92を全面的に塗布し乾燥する。次に、工程Bにおい
て、導光板91に予め作成したマイクロレンズアレイ9
3を重ねる。そして、マイクロレンズアレイ93側から
露光処理を施す。個々のマイクロレンズに入射した光は
収束し、ポジレジスト92上にスポット集光され、その
部分のみが感光する。次に、工程Cにおいて現像処理を
施すとポジレジスト92の感光部分のみが除去される。
続いて工程Dにおいて導光板91表面に白色顔料94を
塗布し乾燥する。その後、工程Eにおいて導光板91の
裏面側から全面的に再露光を行ない残されたポジレジス
ト92を全て感光させる。最後に工程Fにおいて再び現
像処理を行ないポジレジストを全て剥離する。この結
果、導光板91の表面にはマイクロレンズアレイに対し
てセルフアライメントされた白色顔料の点状パタン95
が形成される事になる。本例では、導光板として3mmの
板厚を有するアクリルを用いた。又、マイクロレンズア
レイとして平均径が2.2mmで焦点距離が3mmのマイク
ロレンズを備えたものを用いた。又、ポジレジストとし
て東京応化製のPMERを用い、現像液としてアルカリ
溶液(KOH 1%)を使用した。
の製造方法を示す工程図である。この構造では、導光板
の裏面側に沿ってマイクロレンズの中心と整合する様に
点状パタンを精度良く形成する必要がある。その為、マ
イクロレンズアレイ自体をマスクとしてセルフアライメ
ントにより点状パタンを形成する方法を考案した。先
ず、工程Aに示す様に、導光板91の表面にポジレジス
ト92を全面的に塗布し乾燥する。次に、工程Bにおい
て、導光板91に予め作成したマイクロレンズアレイ9
3を重ねる。そして、マイクロレンズアレイ93側から
露光処理を施す。個々のマイクロレンズに入射した光は
収束し、ポジレジスト92上にスポット集光され、その
部分のみが感光する。次に、工程Cにおいて現像処理を
施すとポジレジスト92の感光部分のみが除去される。
続いて工程Dにおいて導光板91表面に白色顔料94を
塗布し乾燥する。その後、工程Eにおいて導光板91の
裏面側から全面的に再露光を行ない残されたポジレジス
ト92を全て感光させる。最後に工程Fにおいて再び現
像処理を行ないポジレジストを全て剥離する。この結
果、導光板91の表面にはマイクロレンズアレイに対し
てセルフアライメントされた白色顔料の点状パタン95
が形成される事になる。本例では、導光板として3mmの
板厚を有するアクリルを用いた。又、マイクロレンズア
レイとして平均径が2.2mmで焦点距離が3mmのマイク
ロレンズを備えたものを用いた。又、ポジレジストとし
て東京応化製のPMERを用い、現像液としてアルカリ
溶液(KOH 1%)を使用した。
【0024】図10は、図6及び図7に示した指向性バ
ックライトの変形例を示す模式的な断面図である。基本
原理は同様であるが、点状パタンとして白色顔料膜を塗
布する代わりに、導光板101の裏面側に凸状の点状パ
タン102を形成してある。この点状パタンに接面する
様に光拡散板103が配置されている。一方、導光板1
01の表面側には点状パタン102と整合する様にマイ
クロレンズアレイ104が搭載されている。さらに、導
光板101の両端側には光源として蛍光管105,10
6が取り付けられている。
ックライトの変形例を示す模式的な断面図である。基本
原理は同様であるが、点状パタンとして白色顔料膜を塗
布する代わりに、導光板101の裏面側に凸状の点状パ
タン102を形成してある。この点状パタンに接面する
様に光拡散板103が配置されている。一方、導光板1
01の表面側には点状パタン102と整合する様にマイ
クロレンズアレイ104が搭載されている。さらに、導
光板101の両端側には光源として蛍光管105,10
6が取り付けられている。
【0025】図11は、図10に示した点状パタンの形
成方法を示す工程図である。図9に示した製造方法と同
様にマイクロレンズアレイを利用してセルフアライメン
トでフォトリソグラフィを行なう。先ず工程Aにおい
て、導光板111の表面に光硬化型透明樹脂112を全
面的に塗布し乾燥する。次に、工程Bにおいてマイクロ
レンズアレイ113を介して露光処理を行ない光硬化型
透明樹脂112を感光させる。最後に工程Cにおいて現
像処理を施し、未感光部分を除去して透明樹脂の突起か
らなる点状パタン114を形成する。本例では、光硬化
型樹脂として奥野製薬製エポキシ系感光樹脂ULC−2
600を用い、現像液として炭酸ソーダ1%溶液を使用
した。本例では、点状パタン114自体に光拡散効果は
ないが、導光板に導かれた光は点状パタン凸部に接して
いる光拡散板により散乱され、マイクロレンズアレイを
介し平行光となって前方に出射される。
成方法を示す工程図である。図9に示した製造方法と同
様にマイクロレンズアレイを利用してセルフアライメン
トでフォトリソグラフィを行なう。先ず工程Aにおい
て、導光板111の表面に光硬化型透明樹脂112を全
面的に塗布し乾燥する。次に、工程Bにおいてマイクロ
レンズアレイ113を介して露光処理を行ない光硬化型
透明樹脂112を感光させる。最後に工程Cにおいて現
像処理を施し、未感光部分を除去して透明樹脂の突起か
らなる点状パタン114を形成する。本例では、光硬化
型樹脂として奥野製薬製エポキシ系感光樹脂ULC−2
600を用い、現像液として炭酸ソーダ1%溶液を使用
した。本例では、点状パタン114自体に光拡散効果は
ないが、導光板に導かれた光は点状パタン凸部に接して
いる光拡散板により散乱され、マイクロレンズアレイを
介し平行光となって前方に出射される。
【0026】図12はさらに別の変形例を示す模式的な
断面図である。導光板121の裏面側には凹部からなる
点状パタン122が形成されている。又導光板121の
両端には蛍光管123,124が取り付けられている。
導光板121の表面側にはマイクロレンズアレイ125
が搭載されており、個々のマイクロレンズ126は点状
パタン122と整合している。一方、導光板121の裏
面側には拡散板127が配置されている。蛍光管12
3,124から入射した光源光は凹部からなる点状パタ
ン122により全反射が乱され、マイクロレンズ125
を介して平行光となって前方に出射される。
断面図である。導光板121の裏面側には凹部からなる
点状パタン122が形成されている。又導光板121の
両端には蛍光管123,124が取り付けられている。
導光板121の表面側にはマイクロレンズアレイ125
が搭載されており、個々のマイクロレンズ126は点状
パタン122と整合している。一方、導光板121の裏
面側には拡散板127が配置されている。蛍光管12
3,124から入射した光源光は凹部からなる点状パタ
ン122により全反射が乱され、マイクロレンズ125
を介して平行光となって前方に出射される。
【0027】図13は、図12に示した点状パタンの形
成方法を示す模式図である。本例ではサンドブラスト法
を利用して点状パタンを形成している。導光板131の
表面に耐サンドブラスト性のポジ型感光性フィルム13
2を接着する。その後、同様にマイクロレンズアレイを
用いてセルフアライメントにより露光処理を施す。続い
て現像処理を施すとポジ型感光性フィルム132の感光
部分のみが剥離される。最後に、ノズル133を介して
研磨粒子を高圧エアーで吹きつけると物理的なエッチン
グが行なわれ点状パタンの凹部134が形成される。
成方法を示す模式図である。本例ではサンドブラスト法
を利用して点状パタンを形成している。導光板131の
表面に耐サンドブラスト性のポジ型感光性フィルム13
2を接着する。その後、同様にマイクロレンズアレイを
用いてセルフアライメントにより露光処理を施す。続い
て現像処理を施すとポジ型感光性フィルム132の感光
部分のみが剥離される。最後に、ノズル133を介して
研磨粒子を高圧エアーで吹きつけると物理的なエッチン
グが行なわれ点状パタンの凹部134が形成される。
【0028】図13に示した例ではポジ型の耐サンドブ
ラスト性レジストを用いていたが、一般的にはネガタイ
プの方が機能的に優れている。この場合には、ネガレジ
ストを使って一旦別基板にマスク材料をパタニングし、
これをマスクとして耐サンドブラスト性レジストをパタ
ニングすれば良い。この方法を図14の工程図に示す。
先ず工程Aにおいて基板141の表面に金属膜142、
ネガレジスト143を重ねて成膜する。ネガレジスト1
43に対してマイクロレンズアレイ144を介し露光処
理を施す。次に工程Bにおいて現像処理を行ない、ネガ
レジスト143の未感光部分を選択的に剥離する。次に
工程Cにおいて、パタニングされたネガレジスト143
を介し金属膜142のエッチングを行なう。工程Dにお
いてネガレジスト143を剥離しパタニングされた金属
膜からなるマスク145を形成する。工程Eにおいて導
光板146の表面にネガ型の耐サンドブラスト性レジス
ト147を全面的に被覆する。この耐サンドブラスト性
レジスト147を、前述したマスク145を介して露光
処理する事により、所望のパタニングが行なえる。以下
の工程は図13に示した通りである。本例では、耐サン
ドブラスト性レジストとして東京応化製のORDYL
BF−201を使用し、サンドブラスト用研磨粒子とし
てアルミナを使用し、ネガレジストとして東京応化製O
MR83を使用し、現像液として東京応化製OMR現像
液を使用し、リンスとして酢酸ブチルを使用した。
ラスト性レジストを用いていたが、一般的にはネガタイ
プの方が機能的に優れている。この場合には、ネガレジ
ストを使って一旦別基板にマスク材料をパタニングし、
これをマスクとして耐サンドブラスト性レジストをパタ
ニングすれば良い。この方法を図14の工程図に示す。
先ず工程Aにおいて基板141の表面に金属膜142、
ネガレジスト143を重ねて成膜する。ネガレジスト1
43に対してマイクロレンズアレイ144を介し露光処
理を施す。次に工程Bにおいて現像処理を行ない、ネガ
レジスト143の未感光部分を選択的に剥離する。次に
工程Cにおいて、パタニングされたネガレジスト143
を介し金属膜142のエッチングを行なう。工程Dにお
いてネガレジスト143を剥離しパタニングされた金属
膜からなるマスク145を形成する。工程Eにおいて導
光板146の表面にネガ型の耐サンドブラスト性レジス
ト147を全面的に被覆する。この耐サンドブラスト性
レジスト147を、前述したマスク145を介して露光
処理する事により、所望のパタニングが行なえる。以下
の工程は図13に示した通りである。本例では、耐サン
ドブラスト性レジストとして東京応化製のORDYL
BF−201を使用し、サンドブラスト用研磨粒子とし
てアルミナを使用し、ネガレジストとして東京応化製O
MR83を使用し、現像液として東京応化製OMR現像
液を使用し、リンスとして酢酸ブチルを使用した。
【0029】次に本発明にかかる液晶表示装置の他の主
要部品である光拡散板の具体例を数種類挙げる。図15
は表面分散型の光拡散板を示す。この拡散板151は光
学ガラスで構成されており、その裏面はエッチング又は
研削処理により散乱構造152を有する。
要部品である光拡散板の具体例を数種類挙げる。図15
は表面分散型の光拡散板を示す。この拡散板151は光
学ガラスで構成されており、その裏面はエッチング又は
研削処理により散乱構造152を有する。
【0030】図16は体積分散型の光拡散板を示す。こ
の拡散板161はオパールガラス等の不透明材料からな
る。この不透明材料にはコロイド粒子162が分散され
ており散乱中心となる。
の拡散板161はオパールガラス等の不透明材料からな
る。この不透明材料にはコロイド粒子162が分散され
ており散乱中心となる。
【0031】図17はマイクロレンズ板171とスリッ
ト板172とを重ねた構造を有する光拡散板を示してい
る。マイクロレンズ173に整合してスリット174が
設けられている。裏面から入射した光は個々のマイクロ
レンズにより拡散されスリットを通過する。スリット板
174は外光反射を防止する為に有効であり、表示コン
トラスト及び視認性が改善される。
ト板172とを重ねた構造を有する光拡散板を示してい
る。マイクロレンズ173に整合してスリット174が
設けられている。裏面から入射した光は個々のマイクロ
レンズにより拡散されスリットを通過する。スリット板
174は外光反射を防止する為に有効であり、表示コン
トラスト及び視認性が改善される。
【0032】図18もマイクロレンズ板181とスリッ
ト膜182の組み合わせからなる光拡散板を示してい
る。図17の構造と異なり、マイクロレンズ183は入
射側に設けられているとともにスリット膜182は出射
側表面に一体として形成されている。
ト膜182の組み合わせからなる光拡散板を示してい
る。図17の構造と異なり、マイクロレンズ183は入
射側に設けられているとともにスリット膜182は出射
側表面に一体として形成されている。
【0033】ところで、以上に説明した図15ないし図
18に示した光拡散板構造は一般的なものであり、機能
及びコストの観点から必ずしも十分なものであるとは言
えない場合もある。そこで、本発明にかかる液晶表示装
置に採用される光拡散板として好適な構造を考案したの
で以下に説明する。図19に示す様に、本光拡散板は、
透明基材191の上に敷き並べた透明の球形粒子層19
2と、個々の球形粒子の頂部以外を被覆する遮光層19
3とを備えている。球形粒子192は例えば接着層19
4を介して透明基材191の表面に固定されている。こ
こで、透明基材191は、偏光板もしくは液晶パネルを
構成する透明ガラス基板を利用する事ができる。あるい
は、これらとは別体の透明基板を用いる事も可能であ
る。
18に示した光拡散板構造は一般的なものであり、機能
及びコストの観点から必ずしも十分なものであるとは言
えない場合もある。そこで、本発明にかかる液晶表示装
置に採用される光拡散板として好適な構造を考案したの
で以下に説明する。図19に示す様に、本光拡散板は、
透明基材191の上に敷き並べた透明の球形粒子層19
2と、個々の球形粒子の頂部以外を被覆する遮光層19
3とを備えている。球形粒子192は例えば接着層19
4を介して透明基材191の表面に固定されている。こ
こで、透明基材191は、偏光板もしくは液晶パネルを
構成する透明ガラス基板を利用する事ができる。あるい
は、これらとは別体の透明基板を用いる事も可能であ
る。
【0034】図20は、図19に示した光拡散板の平面
形状を示す。前述した様に、個々の球形粒子192の外
面は、黒色被膜材料等の遮光層193により被覆されて
おり、中心部のみに開口195が設けられている。球形
粒子192は透明であれば良く、有機材料無機材料何れ
でも差し支えない。好ましくは、球形粒子192の粒径
は、液晶パネルに設けられた画素ピッチの1/10以下
に設定されており、鮮明な画像表示が得られる様にして
いる。
形状を示す。前述した様に、個々の球形粒子192の外
面は、黒色被膜材料等の遮光層193により被覆されて
おり、中心部のみに開口195が設けられている。球形
粒子192は透明であれば良く、有機材料無機材料何れ
でも差し支えない。好ましくは、球形粒子192の粒径
は、液晶パネルに設けられた画素ピッチの1/10以下
に設定されており、鮮明な画像表示が得られる様にして
いる。
【0035】図21は透明球形粒子192の光学的な作
用を示す模式図である。球形粒子192は、その屈折率
が1.4〜2.5の範囲にある時、その一端面が焦点と
なるマイクロレンズとして作用する。従って、この球形
粒子192を透明基材191の上に敷き並べる事によっ
て量産的に低コストでマイクロレンズアレイを作成する
事が可能である。指向性バックライトから出射された光
源光は液晶パネルを通過した後、球形粒子により収束
し、その端面から散乱された形で出射する。一方、外光
についてはその大部分が黒色材料等からなる遮光層によ
り吸収され反射を抑制する事ができる。
用を示す模式図である。球形粒子192は、その屈折率
が1.4〜2.5の範囲にある時、その一端面が焦点と
なるマイクロレンズとして作用する。従って、この球形
粒子192を透明基材191の上に敷き並べる事によっ
て量産的に低コストでマイクロレンズアレイを作成する
事が可能である。指向性バックライトから出射された光
源光は液晶パネルを通過した後、球形粒子により収束
し、その端面から散乱された形で出射する。一方、外光
についてはその大部分が黒色材料等からなる遮光層によ
り吸収され反射を抑制する事ができる。
【0036】次に、図22を参照して、図19及び図2
0に示した光拡散板の製造方法を説明する。先ず工程A
において、透明基材221の上に接着層あるいは粘着層
222を塗布し、球形粒子223を散布する。続いて、
黒色顔料を分散させたポジ型レジスト224を全面的に
塗布する。ここで、透明球形粒子223としてはジビニ
ルベンゼンからなるミクロパール(積水ファインケミカ
ル製)を用いた。その平均粒径は5μmである。又、ポ
ジ型レジストとしてはノボラック樹脂に増感剤を含有さ
せた東京応化製のPMERを使用した。次に工程Bにお
いて、透明基材221の裏面側から紫外線露光を行な
う。前述したレンズ作用により、球形粒子223の中央
部のみが選択的に感光される。その後、アルカリ溶液
(KOH 1%)で現像処理を施すと、ポジ型レジスト
224の感光部分のみが剥離され、図19に示したブラ
ックマスク構造が得られる。即ち、球形粒子層をマスク
としてセルフアライメントによりブラックマスクあるい
は光吸収膜をパタニングする事ができる。
0に示した光拡散板の製造方法を説明する。先ず工程A
において、透明基材221の上に接着層あるいは粘着層
222を塗布し、球形粒子223を散布する。続いて、
黒色顔料を分散させたポジ型レジスト224を全面的に
塗布する。ここで、透明球形粒子223としてはジビニ
ルベンゼンからなるミクロパール(積水ファインケミカ
ル製)を用いた。その平均粒径は5μmである。又、ポ
ジ型レジストとしてはノボラック樹脂に増感剤を含有さ
せた東京応化製のPMERを使用した。次に工程Bにお
いて、透明基材221の裏面側から紫外線露光を行な
う。前述したレンズ作用により、球形粒子223の中央
部のみが選択的に感光される。その後、アルカリ溶液
(KOH 1%)で現像処理を施すと、ポジ型レジスト
224の感光部分のみが剥離され、図19に示したブラ
ックマスク構造が得られる。即ち、球形粒子層をマスク
としてセルフアライメントによりブラックマスクあるい
は光吸収膜をパタニングする事ができる。
【0037】図23は、図19及び図20に示した光拡
散板の変形例を示す模式的な断面図である。透明基材2
31の表面には接着層232を介して球形粒子233が
敷き並べられている。一方、透明な対向基板234の内
表面には、所定の形状にパタニングされた光吸収膜23
5が形成されている。光吸収膜235の開口部236は
個々の球形粒子233の頂部に整合している。かかる構
造を有する光吸収膜235は、同様にセルフアライメン
トでパタニング形成できる。
散板の変形例を示す模式的な断面図である。透明基材2
31の表面には接着層232を介して球形粒子233が
敷き並べられている。一方、透明な対向基板234の内
表面には、所定の形状にパタニングされた光吸収膜23
5が形成されている。光吸収膜235の開口部236は
個々の球形粒子233の頂部に整合している。かかる構
造を有する光吸収膜235は、同様にセルフアライメン
トでパタニング形成できる。
【0038】図24は、液晶パネルとタブレットを組み
合わせたペン入力機能を有する本発明の応用例を示す。
(A)に示す様に、液晶パネル241の裏面側には指向
性バックライトあるいは平行光バックライト242が配
置され、表面側には光拡散板243が搭載されている。
さらに、光拡散板243と液晶パネル241の間にはタ
ブレット244が重ねられており、表示画像に合わせた
文字や図形等の手書き入力あるいはペン入力を可能とし
ている。この場合、光拡散板243は液晶パネルの画像
を映すスクリーンとして機能する。かかる構造によれ
ば、ペン入力位置と表示画像位置の視差によるずれが生
じる事がない。図24の(B)も基本的に同一の構造を
有するが、タブレット244の位置のみが異なる。即
ち、(B)の例では、タブレット244が光拡散板24
3の上に重ねられている。なお、図示では偏光板や位相
差板が省略されている。実際には、液晶パネルとタブレ
ットの間、タブレットと光拡散板の間、光拡散板の上等
に適宜配設される。
合わせたペン入力機能を有する本発明の応用例を示す。
(A)に示す様に、液晶パネル241の裏面側には指向
性バックライトあるいは平行光バックライト242が配
置され、表面側には光拡散板243が搭載されている。
さらに、光拡散板243と液晶パネル241の間にはタ
ブレット244が重ねられており、表示画像に合わせた
文字や図形等の手書き入力あるいはペン入力を可能とし
ている。この場合、光拡散板243は液晶パネルの画像
を映すスクリーンとして機能する。かかる構造によれ
ば、ペン入力位置と表示画像位置の視差によるずれが生
じる事がない。図24の(B)も基本的に同一の構造を
有するが、タブレット244の位置のみが異なる。即
ち、(B)の例では、タブレット244が光拡散板24
3の上に重ねられている。なお、図示では偏光板や位相
差板が省略されている。実際には、液晶パネルとタブレ
ットの間、タブレットと光拡散板の間、光拡散板の上等
に適宜配設される。
【0039】図25は、タブレットの具体的な構成例を
示す模式的な断面図である。タブレットは、スペーサ2
51を介して上下一対の基板を貼り合わせた構造を有し
ている。下側の基板は剛性を有するガラス板252から
なるとともに、上側の基板は弾性変形可能な透明プラス
チックシート253からなる。両基板の内面には所定の
形状を有する透明電極膜が形成されており、スタイラス
ペン254を用いてプラスチックシート253を弾性変
形させる事により所望の図形や文字等を入力する事がで
きる。なお、実際の使用に当っては、透明プラスチック
シート253を光拡散板で置き換える事も可能である。
示す模式的な断面図である。タブレットは、スペーサ2
51を介して上下一対の基板を貼り合わせた構造を有し
ている。下側の基板は剛性を有するガラス板252から
なるとともに、上側の基板は弾性変形可能な透明プラス
チックシート253からなる。両基板の内面には所定の
形状を有する透明電極膜が形成されており、スタイラス
ペン254を用いてプラスチックシート253を弾性変
形させる事により所望の図形や文字等を入力する事がで
きる。なお、実際の使用に当っては、透明プラスチック
シート253を光拡散板で置き換える事も可能である。
【0040】前述した様に、本実施例では光拡散板をス
クリーンとして利用し手書き入力を行なう際の視差を除
いている。この点につき、図26を参照して説明する。
液晶パネル261を上下から光拡散板262と平行光バ
ックライト263で挟持した構造においては、液晶層2
64で変調された光は光拡散板262に像を結び、これ
を観察する事になる。従って、光拡散板262は直視型
のスクリーンとして機能する。
クリーンとして利用し手書き入力を行なう際の視差を除
いている。この点につき、図26を参照して説明する。
液晶パネル261を上下から光拡散板262と平行光バ
ックライト263で挟持した構造においては、液晶層2
64で変調された光は光拡散板262に像を結び、これ
を観察する事になる。従って、光拡散板262は直視型
のスクリーンとして機能する。
【0041】一方、図27は無指向性あるいは光散乱性
のバックライト271を用いた場合の表示状態を示して
いる。この場合には光拡散板は使用しない。図示から明
らかな様に、液晶パネル272に設けられた液晶層27
3の位置に物点が形成され、これを直接観察する事にな
る。図26と図27を比較すれば明らかな様に、平行光
バックライトと光拡散板を利用した場合には画像表示位
置が観察者側に移動するのに対して、無指向性バックラ
イトを用いた場合には画像表示位置が液晶層273に止
まっている。従って、視差の観点からすると図26の構
造の方が有利である。
のバックライト271を用いた場合の表示状態を示して
いる。この場合には光拡散板は使用しない。図示から明
らかな様に、液晶パネル272に設けられた液晶層27
3の位置に物点が形成され、これを直接観察する事にな
る。図26と図27を比較すれば明らかな様に、平行光
バックライトと光拡散板を利用した場合には画像表示位
置が観察者側に移動するのに対して、無指向性バックラ
イトを用いた場合には画像表示位置が液晶層273に止
まっている。従って、視差の観点からすると図26の構
造の方が有利である。
【0042】この点を明らかにする為に、図28を参照
して従来の手書き入力機能付き液晶表示装置の構造を示
す。液晶パネル281の表面には偏光板282及びスペ
ーサ283を介してタブレット284が重ねられてい
る。
して従来の手書き入力機能付き液晶表示装置の構造を示
す。液晶パネル281の表面には偏光板282及びスペ
ーサ283を介してタブレット284が重ねられてい
る。
【0043】図29は、図28に示した従来構造の欠点
を模式的に表わした説明図である。前述した様に、散乱
型バックライトを用いた従来構造では、表示位置は液晶
層と一致している。観察者は、この表示画像を見ながら
スタイラスペンを操作してタブレットに文字や図形等を
入力する。しかしながら、タブレットと液晶層との間に
は基板厚さ分等のギャップが介在している為、タブレッ
ト入力位置と表示位置との間に視差によるずれが生じ
る。この様に、従来構造ではスタイラスペンで表示画像
を正確にアクセスする事ができないという欠点がある。
これに対して、本発明により平行光バックライトと光拡
散板を利用した場合には、この光拡散板がスクリーンと
して機能するので視差が生じない。
を模式的に表わした説明図である。前述した様に、散乱
型バックライトを用いた従来構造では、表示位置は液晶
層と一致している。観察者は、この表示画像を見ながら
スタイラスペンを操作してタブレットに文字や図形等を
入力する。しかしながら、タブレットと液晶層との間に
は基板厚さ分等のギャップが介在している為、タブレッ
ト入力位置と表示位置との間に視差によるずれが生じ
る。この様に、従来構造ではスタイラスペンで表示画像
を正確にアクセスする事ができないという欠点がある。
これに対して、本発明により平行光バックライトと光拡
散板を利用した場合には、この光拡散板がスクリーンと
して機能するので視差が生じない。
【0044】最後に図30を参照してタブレットの動作
を簡潔に説明する。タブレットには様々な構造のものが
あるが、本例では抵抗検出型のタブレットを利用してい
る。図30中、(A)はX方向における入力位置検出動
作を示し、(B)はY方向における入力位置検出動作を
示し、(C)はペンダウン検出動作を示す。図示する様
に、タブレットは上側の基板301と下側の基板302
とを貼り合わせた構造を有している。両基板の内表面に
は夫々抵抗膜が全面的に形成されている。上側の基板3
01では上下両端に接続用の電極が形成されている一
方、下側の基板302では左右両端に電気接続用の電極
が形成されている。(A)に示す様に、X方向の入力位
置を検出する時には、下側基板302の左右電極間に所
定の電圧を印加する。一方、上側基板301の一方の電
極に電圧計Vxを接続し、上下一対の抵抗膜の接触個所
における電圧値を読み取る。この電圧値Vxがスタイラ
スペンのX座標を表わしている。
を簡潔に説明する。タブレットには様々な構造のものが
あるが、本例では抵抗検出型のタブレットを利用してい
る。図30中、(A)はX方向における入力位置検出動
作を示し、(B)はY方向における入力位置検出動作を
示し、(C)はペンダウン検出動作を示す。図示する様
に、タブレットは上側の基板301と下側の基板302
とを貼り合わせた構造を有している。両基板の内表面に
は夫々抵抗膜が全面的に形成されている。上側の基板3
01では上下両端に接続用の電極が形成されている一
方、下側の基板302では左右両端に電気接続用の電極
が形成されている。(A)に示す様に、X方向の入力位
置を検出する時には、下側基板302の左右電極間に所
定の電圧を印加する。一方、上側基板301の一方の電
極に電圧計Vxを接続し、上下一対の抵抗膜の接触個所
における電圧値を読み取る。この電圧値Vxがスタイラ
スペンのX座標を表わしている。
【0045】(B)に示す様に、スタイラスペンのY座
標を読み取る場合には、上側基板301の上下両電極間
に所定の電圧を印加する。一方、下側基板302の一方
の電極に電圧計Vyを接続する。上下抵抗膜の接触個所
における電圧値Vyにより、スタイラスペン入力位置の
Y座標を読み取る事ができる。なお(C)に示す様に、
ペンダウン操作を検出する場合には、上側基板301の
片方の電極と下側基板302の片方の電極との間に所定
の電圧を加える。ペンダウン操作が行なわれると、上下
抵抗膜が互いに接触し電流が流れる。この変化を電圧計
Vpで検出する事によりペンダウンを認識できる。
標を読み取る場合には、上側基板301の上下両電極間
に所定の電圧を印加する。一方、下側基板302の一方
の電極に電圧計Vyを接続する。上下抵抗膜の接触個所
における電圧値Vyにより、スタイラスペン入力位置の
Y座標を読み取る事ができる。なお(C)に示す様に、
ペンダウン操作を検出する場合には、上側基板301の
片方の電極と下側基板302の片方の電極との間に所定
の電圧を加える。ペンダウン操作が行なわれると、上下
抵抗膜が互いに接触し電流が流れる。この変化を電圧計
Vpで検出する事によりペンダウンを認識できる。
【0046】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、液
晶パネルの裏面側に偏光板を介して平行に近い出射光分
布を有する指向性バックライトを配置するとともに、表
面側に偏光板と重ねて光拡散板を配置する構造とした。
これにより液晶パネルの効率的な背面照明が可能になる
とともに液晶パネルの視野角依存性に合わせた良好な表
示明度を得る事ができるという効果がある。。特にプラ
ズマアドレス液晶表示装置の場合にはプラズマセル基板
側にストライプ状の隔壁が設けられている。仮に、無指
向性のバックライトを用いた場合には隔壁によって遮断
される照明光の割合が高くなり効率的でない。指向性バ
ックライトを用いると斜め入射光成分が少ないので隔壁
側部によって遮断されない。一方、プラズマセルの上側
に配置された液晶セルを通過した照明光は光拡散板によ
り斜め方向にも分散されるので実用的なレベルの視認性
が保証できる。応用例として、光拡散板に隣接してタブ
レットを配設する事により画像表示に重ねて文字や図形
等を手書き入力する事ができる。
晶パネルの裏面側に偏光板を介して平行に近い出射光分
布を有する指向性バックライトを配置するとともに、表
面側に偏光板と重ねて光拡散板を配置する構造とした。
これにより液晶パネルの効率的な背面照明が可能になる
とともに液晶パネルの視野角依存性に合わせた良好な表
示明度を得る事ができるという効果がある。。特にプラ
ズマアドレス液晶表示装置の場合にはプラズマセル基板
側にストライプ状の隔壁が設けられている。仮に、無指
向性のバックライトを用いた場合には隔壁によって遮断
される照明光の割合が高くなり効率的でない。指向性バ
ックライトを用いると斜め入射光成分が少ないので隔壁
側部によって遮断されない。一方、プラズマセルの上側
に配置された液晶セルを通過した照明光は光拡散板によ
り斜め方向にも分散されるので実用的なレベルの視認性
が保証できる。応用例として、光拡散板に隣接してタブ
レットを配設する事により画像表示に重ねて文字や図形
等を手書き入力する事ができる。
【図1】本発明にかかる液晶表示装置の基本的な構造を
示す模式的な分解側面図である。
示す模式的な分解側面図である。
【図2】本発明にかかる液晶表示装置に用いられる液晶
パネルの例を示す断面図である。
パネルの例を示す断面図である。
【図3】指向性バックライトの第1例を示す模式図であ
る。
る。
【図4】指向性バックライトの第2例を示す模式的な斜
視図である。
視図である。
【図5】図4に示すバックライトの出射光量角度分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図6】指向性バックライトの第3例を示す模式的な断
面図である。
面図である。
【図7】同じく第3例の平面図である。
【図8】図6及び図7に示した第3例の動作説明図であ
る。
る。
【図9】同じく第3例の製造工程図である。
【図10】指向性バックライトの第4例を示す模式的な
断面図である。
断面図である。
【図11】図10に示した第4例の製造工程図である。
【図12】指向性バックライトの第5例を示す模式的な
断面図である。
断面図である。
【図13】図12に示した第5例の製造方法を説明する
為の模式図である。
為の模式図である。
【図14】同じく図12に示した第5例の製造方法を説
明する為の工程図である。
明する為の工程図である。
【図15】本発明に用いられる光拡散板の第1例を示す
断面図である。
断面図である。
【図16】同じく光拡散板の第2例を示す断面図であ
る。
る。
【図17】同じく光拡散板の第3例を示す断面図であ
る。
る。
【図18】同じく光拡散板の第4例を示す断面図であ
る。
る。
【図19】同じく光拡散板の第5例を示す部分断面図で
ある。
ある。
【図20】図19に示した第5例の平面図である。
【図21】図19に示した光拡散板の動作説明図であ
る。
る。
【図22】図19に示した光拡散板の製造工程図であ
る。
る。
【図23】光拡散板の第6例を示す模式的な部分断面図
である。
である。
【図24】本発明にかかるペン入力機能付き液晶表示装
置を示す模式図である。
置を示す模式図である。
【図25】図24に示す液晶表示装置に組み込まれるタ
ブレットの一例を示す模式図である。
ブレットの一例を示す模式図である。
【図26】図24に示した液晶表示装置の動作説明図で
ある。
ある。
【図27】従来の液晶表示装置の動作説明図である。
【図28】従来のペン入力機能付き液晶表示装置を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図29】図28に示した従来のペン入力機能付き液晶
表示装置の欠点を説明する為の模式図である。
表示装置の欠点を説明する為の模式図である。
【図30】図24に示したペン入力機能付き液晶表示装
置に組み込まれるタブレットの動作説明図である。
置に組み込まれるタブレットの動作説明図である。
【図31】液晶パネルの視野角依存性を示すグラフであ
る。
る。
【図32】同じく液晶パネルの視野角依存性を示すグラ
フである。
フである。
1 液晶パネル
2 偏光板
3 偏光板
4 指向性バックライト
5 光拡散板
Claims (3)
- 【請求項1】 対向配置された少なくとも一方の内面に
透明電極を有する一対の基板とこの基板間に挟持された
液晶層を有する液晶パネルと、各基板の外面に配置され
た第1及び第2の偏光板を備えるとともに、光源光を液
晶パネルの法線方向にまとめて指向性を持たせることに
より、液晶パネルの法線方向に対しておよそ60°より
狭い範囲に限定された広がりを有する照明光を含む平行
光に近い出射光分布を有する指向性バックライトを前記
第1の偏光板を介して前記液晶パネルの裏面側に配置す
るとともに、光拡散板を前記第2の偏光板に隣接して前
記液晶パネルの表面側に配した事を特徴とする液晶表示
装置。 - 【請求項2】 内面に第1電極が配された第1の基板
と、内面に前記第1電極と直交する様に配された第2電
極を有し前記第1電極と対向する様に配置された第2の
基板と、前記第1及び第2の基板間に間挿された液晶層
と、この液晶層と前記第2の基板の間に設けられたイオ
ン化可能なガスを封入するプラズマ室とを備え、隣接す
る第2電極間の放電により前記ガスを選択的にイオン化
し、このイオン化ガスの局在した放電領域を走査単位と
して前記第1電極と前記放電領域の交差部に位置する液
晶層を駆動するとともに、前記走査単位が隔壁によって
区画化された表示パネルと、前記第1及び第2の基板の
外面にそれぞれ配された偏光板と、前記表示パネルを裏
面側から照射する為光源光を表示パネルの法線方向に対
してまとめて指向性を持たせることにより、液晶パネル
の法線方向におよそ60°より狭い範囲に限定された広
がりを有する照明光を含む平行光に近い出射光分布を有
するバックライトと、前記表示パネルの表面側に配され
た光拡散板とを備えた事を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 対向配置された少なくとも一方の内面に
透明電極を有する一対の基板とこの基板間に挟持された
液晶層を有する液晶パネルを備えるとともに、指向性バ
ックライトを前記液晶パネルの裏面側に配置し且つ、光
拡散板を前記液晶パネルの表面側に配した液晶表示装置
であって、 前記指向性バックライトは、光源光を液晶パネルの法線
方向にまとめて指向性を持たせることにより、液晶パネ
ルの法線方向に対しておよそ60°より狭い範囲に限定
された広がりを有する照明光を含む平行光に近い出射光
分布を有するとともに、 前記光拡散板に隣接して該照明光によって照明されるタ
ブレットが配設されている事を特徴とする液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002225440A JP2003114424A (ja) | 1992-04-21 | 2002-08-02 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-128257 | 1992-04-21 | ||
JP12825792 | 1992-04-21 | ||
JP2002225440A JP2003114424A (ja) | 1992-04-21 | 2002-08-02 | 液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28046592A Division JP3360851B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-09-25 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003114424A true JP2003114424A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=26463979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002225440A Pending JP2003114424A (ja) | 1992-04-21 | 2002-08-02 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003114424A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012247569A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | 光学ユニット、撮像装置、及び光学ユニットの製造方法 |
-
2002
- 2002-08-02 JP JP2002225440A patent/JP2003114424A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012247569A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | 光学ユニット、撮像装置、及び光学ユニットの製造方法 |
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