JPH1195201A

JPH1195201A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1195201A
Application number: JP9258131A
Authority: JP
Inventors: Toru Okauchi; 亨岡内; Eiichiro Okuda; 英一郎奥田; Shiro Asakawa; 史朗浅川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＤＬＣの照明時の白濁を低減する。【解決手段】照明器から表示パネルへ入射する照明光
の光路上に偏光素子を設け、照明光を直線偏光とし、液
晶分子の光軸の振動成分の光を照明光中から除去する。
照明光を直線偏光にし、ＰＤＬＣ層への照明光の偏光方
向制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高分子分散型液晶表
示機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高分子分散型液晶（以下ＰＤＬＣと称
す）の表示機としての応用例では、投射型表示機やペー
パーライクなモノクロの反射型表示機が主であった。Ｐ
ＤＬＣは、透明な高分子マトリクス中に液晶分子を分散
させたもので、厚み１０μｍ程度のＰＤＬＣ層を形成
し、厚み方向に電圧を印加すると液晶分子が電場方向に
配向しＰＤＬＣ層は透明になる。

【０００３】一方、液晶分子が配向していない状態では
白濁状態になる。この白濁状態と透明状態をシャッター
として応用したのが投射型表示機であり、透明部の背景
を黒色にし、白濁の白と透明部の黒で表示像を形成する
のがモノクロの反射型表示機である。

【０００４】ＰＤＬＣの第３の応用として、電圧印加時
にＰＤＬＣ層が透明になることを積極的に活用したシー
スルーの表示機が開発された。図１１及び図１２はＰＤ
ＬＣを用いたシースルー表示機の従来例である。昼間な
ど外光が十分に得られる場合は、ＰＤＬＣ層は外光の散
乱光により十分な表示輝度が得られる。しかし、夜間な
ど十分な外光が得られない場合は、図１１や図１２に示
すように照明器を用いて、表示パネルを照明する。図１
１ではＰＤＬＣパネルの下後方に置いた光源（冷陰極
管）からの光をシリンドリカルレンズで絞り、ＰＤＬＣ
層を照明する。

【０００５】図１１の様に光源をパネルの下後方に配す
ることにより、観測者の視野から光源が外れ、シースル
ーの表示機を実現できる。

【０００６】また、図１２ではＰＤＬＣパネル背面に導
光板を密着させ、導光板の下端には光源（冷陰極管）を
配する。光源からの光は導光板とＰＤＬＣパネル内を、
空気との界面で全反射を繰り返しながら導光される。

【０００７】しかし、ＰＤＬＣの白濁部に到達した光は
そこで散乱され、観測者に白い表示像として観察され
る。図１２では光源が観測者には全く見えないため、完
全なシースルー表示機を構成することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】光源が観測者から見え
ないようにするには、表示機を見ている観測者の視線か
ら大きく外れた位置に光源を置き、そこからＰＤＬＣ層
に照明光を照射しなければならない。

【０００９】従って、照明光は表示パネルに対し浅い角
度（ＰＤＬＣ面と照明光の成す角が小さい）で入射す
る。ＰＤＬＣ層の透明部分を考えると、液晶分子は電場
によって表示パネル面に垂直に配向しているため、液晶
分子の光軸と平行な振動面の照明光が多量に透明部分に
入射する。ＰＤＬＣは液晶分子の光軸と垂直な方向の屈
折率と高分子マトリクスの屈折率がマッチングしている
ため透明になる。

【００１０】逆に、液晶分子の光軸方向の屈折率と高分
子マトリクスの屈折率はマッチングしていないため、液
晶分子の光軸と平行な振動面の照明光はＰＤＬＣ層によ
り散乱される。この事により、透明部分にヘイズと呼ば
れる薄い白濁が現れる。

【００１１】以上のような理由で、従来のＰＤＬＣを利
用した照明器付きのシースルー表示機では、夜間照明の
際に透明部分に発生するヘイズによって、クリア感がそ
こなわれ、コントラストが低下する一因でもあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、第１の表示機では偏光素子により、表示パネルに照
射する照明光から基板電極面と垂直な振動成分を除去し
た。

【００１３】第２の表示機では表示パネル照明用の導光
式照明器の導光板への入射部に偏光素子を設け、導光面
に対して垂直な振動成分の導光を除去した。

【００１４】第３の表示機では第２の表示機の導光式照
明器の導光板において、入射部以外の端面に光吸収層を
設け、端面に到達した導光を吸収させた。

【００１５】第４の表示機では第２の表示機の導光式照
明器の導光板において、導光板端面に反射防止層を設
け、端面に到達した導光を導光板外へ放射させた。

【００１６】第５の表示機では第２の表示機の導光式照
明器の導光板において、入射部に表示部の表示面に平行
で導光方向に垂直方向への光の広がりを制御する光学系
を取り付けた。

【００１７】第６の表示機では第５の表示機の導光方向
制御用の光学素子として、ルーバーの方向が導光板面と
垂直となる様にルーバーフィルムを取り付けた。

【００１８】第７の表示機では第５の表示機の導光方向
制御用の光学素子として、プリズムの稜線方向が導光板
面と垂直となる様にプリズムシートを取り付けた。

【００１９】第８の表示機では第５の表示機の導光方向
制御用の光学素子として、シリンダの軸方向が導光板面
と垂直となる様にレンチキュラーレンズを取り付けた。

【００２０】第９の表示機では第５の表示機の導光方向
制御用の光学素子としてフレネルレンズを取り付けた。

【００２１】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は実施の形態１における液晶表示
機の表示パネルおよび照明器の構成を示している。図１
に示す表示パネル１００は２枚のガラス基板１０１とそ
の間に挟まれたＰＤＬＣ層１０３より構成され、ガラス
基板１０１のＰＤＬＣ層１０３に面した面には透明電極
１０２が設けてある。

【００２２】また、透明電極１０２には交流電源１０８
が接続されている。表示パネル１００の下後方には照明
器１１３が設けてある。これは観測者の視野に直接光源
が入り観測者が幻惑されずにシースルー性を確保するた
めである。夜間は表示パネル１００をこの照明器１１３
で照明する。照明器１１３は冷陰極管１０４・反射板１
０５・シリンドリカルレンズ１０６より構成されてい
る。照明器１１３の前面には偏光素子１０７が置かれて
いる。

【００２３】次に実施の形態１における液晶表示機の動
作を説明する。交流電源１０８で透明電極１０２に電圧
を印加すると、ＰＤＬＣ層１０３にはＡ方向に電場が印
加される。透明電極１０２はパターンニング（図示せ
ず）されているため、ＰＤＬＣ層１０３でも電場が印加
される部分と印加されない部分がある。電場が印加され
る部分はＰＤＬＣ層１０３内の液晶分子がＡ方向に配向
され、電場の印加されない部分は液晶分子の方向がアト
ランダムになる。表示パネル１００をＡ方向から観察す
ると、電場が印加されている部分の液晶分子はＡ方向に
配向されている。この部分では液晶分子周囲のポリマー
と液晶分子の屈折率マッチングが取れているため透明に
なる。

【００２４】しかし、電場が印加されていない部分では
Ａ方向に配向されていない液晶分子があり、この液晶分
子周囲ではポリマーと液晶分子の屈折率マッチングが取
れていないため、ＰＤＬＣ層１０３に入射する光を散乱
するため白濁する。このように、ＰＤＬＣを利用したパ
ネルでは透明なバック１１１の中に、白い像１１２で表
示像を形成するか、又は白いバックの中に透明な像で表
示像を形成する。

【００２５】図２を用いて夜間の照明を行った場合を説
明する。図２はＰＤＬＣ層１０３の部分拡大図で、表示
パネル１００と照明器からの入射光２０１の位置関係を
示している。ＰＤＬＣ層１０３は透明な高分子マトリク
ス１１４中に液晶分子ドロップレット１１０が分散して
いる構造をなす。

【００２６】透明電極１０２に交流電源１０８で電圧を
印加すると、ＰＤＬＣ層１０３にはＡ方向に電場が印加
され、液晶分子ドロップレット１１０内の液晶分子の光
軸がＡ方向を向く。液晶分子は光軸方向の振動面の光に
対する屈折率と、光軸に垂直方向の振動面の光に対する
屈折率が異なり、高分子マトリクス１１４の屈折率は光
軸に垂直方向の振動面の光に対する屈折率と等しい。

【００２７】ＰＤＬＣ層１０３への入射光２０１の振動
面を考えると、偏光素子１０７が無い場合、入射光２０
１にはＣ方向の振動成分やＤ方向（紙面と垂直）の振動
成分の光が含まれる。Ｃ方向の振動成分は更にＣｘ方向
成分とＣｙ方向成分とに分解できる。Ｃｘ方向はＡ方向
で、Ｃｙ方向はＡ方向と垂直である。図２から判るよう
に、入射光２０１とＡ方向のなす角をθとすると、θが
小さい場合はＣｘ方向成分も小さいが、θが大きくなる
につれてＣｘ方向成分の光が増す。Ｃｘ方向の光に対す
る液晶分子の屈折率は高分子マトリクス１１４の屈折率
と異なるため、液晶分子ドロップレット１１０と高分子
マトリクス１１４の界面で散乱され白濁を生じる。

【００２８】ここで、図１でシースルー表示機における
照明器のレイアウトを考えると、表示パネル１００の観
測者の視界に照明光か直接入らないようにするには、照
明器１１３からの入射光とＡ方向のなす角を大きくしな
ければならない。即ち、図２のθが大きくなり、Ｃｘ方
向成分の光が増加する。

【００２９】しかし、図１の照明器１１３の照明光が表
示パネル１００に入射する前に偏光方向１０９の偏光素
子１０７を設けると、図２に示すようにＰＤＬＣ層１０
３への入射光２０１はＤ方向成分となるため、角θが大
きくなってもＣｘ方向成分の光が無いため白濁は発生し
ない。即ち、夜間照明により白濁を生じないシースルー
表示機を実現できる。

【００３０】（実施の形態２）図３は実施の形態２にお
ける液晶表示機の表示パネルおよび照明器の構成を示し
ている。表示パネル１００は図１のものと同構造で、透
明電極１０２には交流電源１０８が接続されている。図
３の照明器は導光方式で、透明な導光板３０１が表示パ
ネル１００の背面に取り付けられ、導光板３０１の下端
面には偏光方向がＡ方向と垂直な偏光素子３０７が取り
付けられ、その下には光源である冷陰極管１０４と反射
板３０５が取り付けられている。このような導光方式の
照明器を用いることにより、光源を観測者から完全に見
えなくでき、しかも表示パネル１００と照明器を一体化
でき、コンパクトなシースルー表示器を実現できる。

【００３１】次に、実施の形態２における液晶表示機の
動作について説明する。表示パネル１００のＰＤＬＣ層
１０３が透明になるメカニズムは、実施の形態１で説明
したものと全く同様である。

【００３２】ここでは照明系についてのみ説明する。冷
陰極管１０４から出た光３０２は無偏光であるため、Ｃ
方向成分の光や、Ａ方向と垂直なＤ方向成分の光も含
む。Ｃ方向の成分は、表示パネル面に垂直な方向Ａの振
動成分を含む。冷陰極管１０４を出た光３０２は偏光素
子３０７を通過し、Ｄ方向の成分のみの偏光３０３とな
って導光板３０１と表示パネル１００のＰＤＬＣ層１０
３の透明領域を、反射を繰り返しながら導光される。こ
のときのＰＤＬＣ層１０３とＰＤＬＣ層１０３へ入射す
る導光３０３の関係を図２に当てはめて考える。ここ
で、導光３０３は入射光２０１に対応する。

【００３３】このとき、導光３０３は導光板３０１と表
示パネル１００の比較的薄い厚みの中を導光されるた
め、Ａ方向と入射光２０１のなす角θは大きくなる。し
かし、図３に示す様に導光板３０１への入射の際、偏光
板３０７によって白濁の原因であるＣ方向成分の光が除
去されている。このため、導光３０３にはＣ方向成分の
光が少なく、照明光による白濁を大きく低減でき、しか
も図１に示す構造よりもコンパクトなシースルー表示器
を実現できる。

【００３４】（実施の形態３）図４は実施の形態３にお
ける液晶表示機の表示パネルおよび照明器の構成を示し
ている。図４に示す表示機も実施の形態２と同様、導光
方式の照明器を備えたシースルーな液晶表示機である。
表示パネル１００は実施の形態２と全く同様の構成であ
り、表示パネル１００の背面には導光板３０１が設けら
れ、導光板３０１の下端面には偏光素子３０３と冷陰極
管１０４・反射板３０５が実施の形態２と同様に取り付
けられている。しかし、実施の形態２とはことなり、導
光板３０１において偏光素子３０７を取り付けた下端面
以外の端面には光吸収層４０１を設けている。

【００３５】次に実施の形態３の動作について説明す
る。実施の形態３において、表示パネル１００や偏光素
子３０３・冷陰極管１０４の動作は実施の形態２と全く
同様である。しかし、ここでは冷陰極管１０４からの照
明光の動きをもっと厳密に説明する。照明光が導光され
るのは実施の形態２でも述べたように、導光板３０１と
表示パネル１００のＰＤＬＣ層１０３の透明領域を導光
する。導光板３０１と表示パネル１００とを合わせた厚
みは、導光板３０１の背面や表示パネル１００の表示面
の面積に対してかなり薄いため、冷陰極管１０４からの
照明光の大部分は、導光板３０１の表裏面や表示パネル
１００の表示面など偏光素子３０７の偏光軸を含む平面
でのみ反射され導光される。

【００３６】この場合は導光される光の偏光軸は偏光板
３０７で偏光された方向が保存されるため、図２の角θ
の大きさに関りなく白濁は発生しない。しかし、冷陰極
管１０４が発生する光は冷陰極管表面からの散乱光と考
えられるため、入射光４０３の様に導光板３０１に入射
した後、導光板３０１の横端面４０４に到達するものが
存在する。

【００３７】仮に、横側面４０４で入射光４０３が反射
されると、入射時の偏光方向Ｅは反射後にＦ方向となっ
て偏光方向が保存されず、白濁を発生する可能性があ
る。通常の夜間ではこの白濁は全く問題にならないレベ
ルであるが、表示機が完全な暗闇の中に置かれる場合
や、光源が通常の冷陰極管と異なる高輝度光源を用いた
ような特殊な条件では現実の問題となる。

【００３８】この様子を図５で説明する。図５の入射光
５０１が図４の入射光４０３に対応し、反射面５０３が
横端面４０４に、偏光方向５０５がＥ方向に、反射後の
偏光方向５０６がＦ方向にそれぞれ対応する。Ｙ−Ｚ面
が表示パネル１００の表示面方向であり、５０４は入射
光５０１の反射面５０３への入射面である。

【００３９】入射光５０１の偏光方向５０５と入射面５
０４のなす角が０度又は９０度でない場合、入射光５０
１の振動成分は入射面に平行なＰ波成分と垂直なＳは成
分に分解される。一般にＰ波成分とＳ波成分の反射率は
異なるため、反射光５０２の偏光方向５０６は入射光５
０１の偏光方向５０５に対して回転する。図４に戻って
考えると、斜め方向の入射光４０３の横端面４０４への
入射面と偏光方向Ｅはのなす角は、一般に０度でも９０
度でもないため、もし入射光４０３が横端面４０４で反
射すれば、偏光方向が変化し白濁が発生する。

【００４０】しかし、導光板３０１の下端面以外には光
吸収層を設けているので、横端面に到達した光は反射す
ることなく吸収されるため白濁は発生しない。このよう
に、導光板３０１の端面に光吸収層を設けることによ
り、表示機が完全な暗闇の中に置かれる場合や、光源が
通常の冷陰極管と異なる高輝度光源を用いたような特殊
な条件でも、白濁を生じないシースルー液晶表示機を実
現できる。

【００４１】（実施の形態４）同じく、図４を用いて実
施の形態４を説明する。実施の形態３では入射光４０３
が横端面４０４に到達した際、反射を無くすため光吸収
層４０１を設けた。しかし、反射光を無くせば実施の形
態３の議論がそのまま成立する。実施の形態４では光吸
収層４０１の代わりに無反射層４０２を設けることによ
っても反射光を解消することができ、表示機が完全な暗
闇の中に置かれる場合や、光源が通常の冷陰極管と異な
る高輝度光源を用いたような特殊な条件でも、白濁を生
じないシースルー液晶表示機を実現できる。

【００４２】（実施の形態５）図６は実施の形態５にお
ける液晶表示機の表示パネルおよび照明器の構成を示し
ている。図６に示す表示機も実施の形態２と同様、導光
方式の照明器を備えたシースルーな液晶表示機である。
表示パネル１００は実施の形態２と全く同様の構成であ
り、表示パネル１００の背面には導光板３０１が設けら
れ、導光板３０１の下端面には偏光素子３０３と冷陰極
管１０４・反射板３０５が実施の形態２と同様に取り付
けられている。実施の形態２と異なる点は、偏光素子３
０３と冷陰極管１０４の間に拡散抑制光学素子６０１を
設けた点である。

【００４３】次に実施の形態５の動作について説明す
る。実施の形態３でも述べたように、冷陰極管１０４か
らの照明光は散乱光であり、導光板３０１に斜めに入射
した入射光が横端面で反射されると、偏光方向が回転す
ることにより白濁が発生する。

【００４４】前記のように、冷陰極管１０４の表面上の
点Ｐから出た光を考える。冷陰極管からの放射光は散乱
光であるため、Ａ方向と垂直方向にも広がる。そこで、
Ａ方向と垂直方向に広がった光を、拡散抑制光学素子６
０１によって入射光６０２・６０２の様に広がりを抑制
すると、導光板３０１の横端面４０４に到達する入射光
を大幅に低減できる。拡散抑制光学素子６０１が具備す
る特性を説明する。先ず（ア）方向から見た場合の特性
を図６−（ア）に示す。冷陰極管１０４上の点Ｐから左
右に射出された光は、拡散抑制光学素子６０１によって
ほぼ導光方向に対し平行に制御され、偏光素子３０３を
経て導光板３０１の下端面に入射する。

【００４５】他方、（イ）方向から見た場合の特性を図
６−（イ）に示す。図６−（イ）の示す特性は表示機の
厚み方向の特性である。図からも判るように、拡散抑制
光学素子６０１は表示機の厚み方向には光を制御しな
い。これは、厚み方向に広がった光の到達する先は表示
面と平行な面であり、導光の偏光方向が回転しないため
白濁の原因とならないためである。

【００４６】このように、表示面の横方向の光の広がり
を抑える拡散抑制光学素子６０１を偏光素子３０３と冷
陰極管１０４の間に設けることにより、導光板の横端面
での反射光を解消することができ、表示機が完全な暗闇
の中に置かれる場合や、光源が通常の冷陰極管と異なる
高輝度光源を用いたような特殊な条件でも、白濁を生じ
ないシースルー液晶表示機を実現できる。

【００４７】（実施の形態６）図７は実施の形態６にお
ける液晶表示機の導光方式の照明器の構成を示してい
る。照明器の構成は実施の形態５と同様で、導光板３０
１の下端面に偏光素子３０３が設けられ、その下には冷
陰極管１０４と反射板（図示せず）がある。また、偏光
素子３０３と冷陰極管１０４の間にはルーバーフィルム
７０１がある。ルーバーフィルムとは透明樹脂７０３中
に光吸収性のマイクロルーバー７０２が等間隔に並んだ
構造の光学素子である。そして、ルーバーフィルム７０
１の取付はマイクロルーバー７０２が表示機の厚み方向
になるように行う。

【００４８】次に、実施の形態６の動作について説明す
る。冷陰極管１０４からＹ方向にも広がりを持った散乱
光（入射光）７０４が放射される。この入射光がルーバ
ーフィルム７０１に入射すると、マイクロルーバー７０
２にほぼ平行な光７０５は透明樹脂７０３の部分を通っ
てルーバーフィルム７０１を通過し、偏光素子３０３で
Ｙ方向に偏光された後、導光板３０１に入射光７０６と
して入射する。しかし、Ｙ方向に斜めにルーバーフィル
ム７０１に入射した光は、マイクロルーバー７０２に吸
収されフーバーフィルム７０１を通過しない。

【００４９】従って、導光板３０１に入射する偏光はＹ
方向の広がりが非常に少ないので、導光板３０１の横端
面４０４での反射光が非常に少なく、偏光方向の回転に
よる白濁が発生しない。従って、表示機が完全な暗闇の
中に置かれる場合や、光源が通常の冷陰極管と異なる高
輝度光源を用いたような特殊な条件でも、白濁を生じな
いシースルー液晶表示機を実現できる。

【００５０】（実施の形態７）図８（ア）は実施の形態
７における液晶表示機の導光方式の照明器の構成を示し
ている。照明器の構成は実施の形態５と同様で、導光板
３０１の下端面に偏光素子３０３が設けられ、その下に
は冷陰極管１０４と反射板（図示せず）がある。また、
偏光素子３０３と冷陰極管１０４の間にはプリズムシー
ト８０１がある。プリズムシートとは透明樹脂シートの
片面に三角プリズム上の凹凸を等間隔でストライプ状に
形成された構造の光学素子である。プリズムシート８０
１の取付はプリズムの稜線８０２が表示機の厚み方向に
なるように行う。

【００５１】次に、実施の形態７の動作について説明す
る。冷陰極管１０４からＹ方向にも広がりを持った散乱
光７０４が放射される。この散乱光７０４がプリズムシ
ート８０１入射すると、プリズムシート８０１のプリズ
ム面でからはＹ方向に広がりの少ない透過光８０５が放
射され、偏光素子３０３でＹ方向に偏光された後、導光
板３０１に入射光８０６として入射する。この様子を図
８（イ）に示す。プリズムシート８０１の下面には種々
の方向に入射光７０４が入射する。

【００５２】しかし、プリズム面からはＹ方向に対しψ
の広がりを持った光８０５しか放射されない。他の方向
の光８０７は図のようにプリズム面で反射され、プリズ
ムシート８０１の下面から放射される。プリズム面から
放射される光の広がり角ψはプリズムの頂角によって設
定することができる。

【００５３】このように、プリズムシートによって導光
板３０１に入射する偏光のＹ方向の広がりを小さくする
ことにより、導光板３０１の横端面４０４での反射光を
減少できる。その結果、偏光方向の回転による白濁の発
生を抑制できる。

【００５４】従って、表示機が完全な暗闇の中に置かれ
る場合や、光源が通常の冷陰極管と異なる高輝度光源を
用いたような特殊な条件でも、白濁を生じないシースル
ー液晶表示機を実現できる。

【００５５】（実施の形態８）図９（ア）は実施の形態
８における液晶表示機の導光方式の照明器の構成を示し
ている。照明器の構成は実施の形態５と同様で、導光板
３０１の下端面に偏光素子３０３が設けられ、その下に
は冷陰極管１０４と反射板（図示せず）がある。また、
偏光素子３０３と冷陰極管１０４の間にはレンチキュラ
ーレンズ９０１がある。レンチキュラーレンズは透明樹
脂シートの片面に蒲鉾型の凹凸を形成し、シリンドリカ
ルレンズを多数等間隔に並べた構造をしている。レンチ
キュラーレンズ９０１の取付はシリンドリカルレンズの
軸方向が表示機の厚み方向になるように行う。

【００５６】次に、実施の形態８の動作について説明す
る。冷陰極管１０４からＹ方向にも広がりを持った散乱
光（入射光）７０４が放射される。この入射光７０４が
レンチキュラーレンズ９０１に入射すると、レンチキュ
ラーレンズ９０１のレンズ面でからはＹ方向に広がりの
少ない透過光９０５が放射され、偏光素子３０３でＹ方
向に偏光された後、導光板３０１に入射光９０６として
入射する。

【００５７】この様子を図９（イ）に示す。レンチキュ
ラーレンズ９０１はＹ方向には凸レンズ形状であるた
め、個々のシリンドリカルレンズの焦点の位置に冷陰極
管１０４を配置すると、レンチキュラーレンズ９０１か
らはＹ方向には平行光が原理的には取り出せる。現実に
は完全な平行光の実現は困難であるが、種々の方向の入
射光に対しＹ方向の広がりが非常に小さい透過光９０５
を得ることができる。

【００５８】一方、表示機の厚み方向にはレンチキュラ
ーレンズは集光能力が無いため、入射光７０４の広がり
でそのまま放射される。

【００５９】このように、レンチキュラーレンズによっ
て導光板３０１に入射する偏光のＹ方向の広がりを小さ
くすることにより、導光板３０１の横端面４０４での反
射光を減少できる。その結果、偏光方向の回転による白
濁の発生を抑制できる。従って、表示機が完全な暗闇の
中に置かれる場合や、光源が通常の冷陰極管と異なる高
輝度光源を用いたような特殊な条件でも、白濁を生じな
いシースルー液晶表示機を実現できる。

【００６０】（実施の形態９）図１０は実施の形態９に
おける液晶表示機の導光方式の照明器の構成を示してい
る。照明器の構成は実施の形態５と同様で、導光板３０
１の下端面に偏光素子３０３が設けられ、その下には冷
陰極管１０４と反射板（図示せず）がある。ここで、導
光板３０１の下端面は角αだけ表示パネル方向に傾けら
れている。また、偏光素子３０３と冷陰極管１０４の間
にはフレネルレンズ１００１がある。

【００６１】次に、実施の形態９の動作について説明す
る。冷陰極管１０４からＹ方向にも広がりを持った散乱
光（入射光）７０４が放射される。この入射光７０４が
フレネルレンズ１００１に入射すると、フレネルレンズ
１００１のレンズ面でからはＸ方向・Ｙ方向に広がりの
少ない透過光１００５が放射され、偏光素子３０３でＹ
方向に偏光された後、導光板３０１に入射光１００６と
して入射する。

【００６２】ここで用いるフレネルレンズ１００１はＸ
方向・Ｙ方向共に凸レンズ形状であるため、個々の凸レ
ンズの焦点の位置に冷陰極管１０４を配置すると、フレ
ネルレンズ１００１からは平行光が原理的には取り出せ
る。、現実には完全な平行光の実現は困難であるが、種
々の方向の入射光に対し広がりが非常に小さい放射光１
００５を得ることができる。このフレネルレンズ１００
１はＸ方向にも集光能力を有する。

【００６３】このため、フレネルレンズ１００１を表示
パネルの取付面１００２方向に傾けることにより、表示
面を均一に照明することができる。逆に、Ｚ方向の照度
分布を傾き角αを調節することにより変化させることも
できる。

【００６４】このように、フレネルレンズによって導光
板３０１に入射する偏光の広がりを小さくし、表示面方
向にレンズを傾けることにより、導光板３０１の横端面
４０４での反射光を減少できる。その結果、偏光方向の
回転による白濁の発生を抑制できる。

【００６５】従って、表示機が完全な暗闇の中に置かれ
る場合や、光源が通常の冷陰極管と異なる高輝度光源を
用いたような特殊な条件でも、白濁を生じないシースル
ー液晶表示機を実現できる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、夜間にＰ
ＤＬＣを用いたシースルー液晶表示パネルの照明を行っ
ても白濁が生じず、クリアーでコントラストの高い表示
像を実現できるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示機の構
成説明図

【図２】白濁の発生原因と解決原理の説明図

【図３】本発明の実施の形態２における液晶表示機の構
成説明図

【図４】本発明の実施の形態３における液晶表示機の構
成説明図

【図５】本発明の実施の形態４における白濁対策原理説
明図

【図６】本発明の実施の形態５における液晶表示機の構
成説明図

【図７】本発明の実施の形態６における液晶表示機の構
成説明図

【図８】本発明の実施の形態７における液晶表示機の構
成説明図

【図９】本発明の実施の形態８における液晶表示機の構
成説明図

【図１０】本発明の実施の形態９における液晶表示機の
構成説明図

【図１１】従来例における液晶表示機の第１の構成例を
示す図

【図１２】従来例における液晶表示機の第２の構成例を
示す図

【符号の説明】

１００表示パネル１０１ガラス基板１０２透明電極１０３ＰＤＬＣ層１０４冷陰極管１０５反射板１０６シリンドリカルレンズ１０７偏光素子１０８交流電源１０９偏光素子の偏光方向１１０液晶ドロップレット１１１透明部１１２白濁部１１３照明器１１４高分子マトリクス２０１入射光３０１導光板３０２冷陰極管からの入射光３０３導光板への入射光３０５反射板３０７偏光素子４０１光吸収層４０２無反射層４０３斜め方向の導光板への入射光４０４横端面５０１入射光５０２反射光５０３反射面５０４入射面５０５入射光の偏光方向５０６反射光の偏光方向６０１拡散抑制光学素子６０２導光板への入射光６０３導光板への入射光７０１ルーバーフィルム７０２マイクロルーバー７０３透明樹脂７０４冷陰極管からの入射光７０５ルーバーフィルムからの透過光７０６導光板への入射光８０１プリズムシート８０２プリズムの稜線８０５プリズムシートからの透過光８０６導光板への入射光８０７プリズムシート内での反射光９０１レンチキュラーレンズ９０５レンチキュラーレンズからの透過光９０６導光板への入射光１００１フレネルレンズ１００２表示パネル取付面１００５フレネルレンズからの透過光１００６導光板への入射光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】片側に電極を有する２枚の基板の間に高
分子分散型液晶を挟んだ構成の液晶表示部と、前記表示
部を照明する照明器を有した液晶表示機で、前記照明器
から前記表示器に至る照明光の光路途上に、前記基板上
の電極面に垂直な振動面の照明光を除去する偏光素子を
有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】片側に電極を有する２枚の基板の間に高
分子分散型液晶を挟んだ構成の液晶表示部と、前記表示
部と隣接した導光板の端部に光源を配した導光方式の照
明器を有した液晶表示機で、前記光源の光の導光板への
入射口部に導光板の前記表示部に面した表面と平行な偏
光軸の偏光フィルタを有することを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項３】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、前記照明器の導光板の照明光入射口部以外の端面に
光吸収層を有することを特徴とする、請求項２記載の液
晶表示装置。
【請求項４】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、前記照明器の導光板の端面に反射防止層を有するこ
とを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、導光板内で導光方向と垂直な方向への光の広がりを
抑制する光学系を導光板への照明光の入射口部に有する
ことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項６】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、ルーバーの方向が表示部の表示面と垂直となるよう
にルーバーフィルムを導光板への照明光の入射口部に取
り付けたことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装
置。
【請求項７】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、プリズムの稜線方向が表示部の表示面と垂直となる
ようにプリズムシートを導光板への照明光の入射口部に
取り付けたことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示
装置。
【請求項８】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、シリンダの軸方向が表示部の表示面と垂直となるよ
うにレンチキュラーレンズを導光板への照明光の入射口
部に取り付けたことを特徴とする、請求項２記載の液晶
表示装置。
【請求項９】導光方式の照明器を有した液晶表示機
で、導光板への照明光の入射口部に集光型フレネルレン
ズを取り付けたことを特徴とする、請求項２記載の液晶
表示装置。