JP2000306409A - バックライト装置およびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高コスト化につながる複雑なバックライト光
学系を用いずに、視野角による階調の反転、色調の変化
といった視野角依存性が少なく、かつ、表示装置として
充分な輝度の得られる方位、視野角の範囲を、消費電力
低減のために必要に応じて選択可能な液晶表示装置を提
供する。 【解決手段】 本発明に基づく液晶表示装置は、指向性
光源１０から出た光を導光板出射面１５に向けて出射す
る非散乱性の反射面を有するプリズム部形成導光板９と
を含むバックライト装置と、透過型液晶パネル１とを含
む、液晶表示装置である。さらに必要に応じて、適当な
出射方向、拡散の角度を有する透過型拡散板１９をも含
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示特性の優れた
バックライト装置および液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量・省スペースに加
えて低消費電力などのメリットがある。

【０００３】しかし、液晶表示装置では、一般に、見る
方向によって、階調が反転したり、色調が変化したり、
コントラストが大きく低下したりするといった視野角依
存性の問題がある。図９に通常のバックライト付き液晶
表示装置を示す。蛍光管５としての冷陰極蛍光ランプか
ら導光板４にそのエッジ面を通って入射した光は、導光
板下面のパターン印刷白色ドット７で散乱反射される。
散乱反射によって広がりをもった光は、導光板４表面か
ら出射した後、拡散シート３とプリズムシート２により
ある程度集光されるが、依然かなりの広がりを持った光
として透過型液晶パネル１に入射される。すなわち、透
過型液晶パネル１には様々な角度で光が入射し透過す
る。

【０００４】一方、一般的に、透過型液晶パネル１に対
して斜め方向に透過する光は、法線方向に透過する光と
比べて、液晶層より受ける複屈折効果等が異なる。

【０００５】したがって、印加電圧に応じて透過率が変
化する性質を利用して制御される透過率が、視野角によ
っては目標値とは著しく異なったものとなってしまう。
たとえば、通常用いられているＴＮモード液晶を用いた
液晶表示パネル（以下、「ＴＮ型液晶表示パネル」とい
う。）では、画像信号（印加電圧）に応じて正しく制御
された階調（輝度の程度）の得られる範囲は、方位（液
晶表示装置を観察する方向、上下左右など）によっては
±１５°程度の視野角（液晶パネル正面の法線と視線の
なす角度）の範囲に限られる。このため、視野角や方位
によっては、階調が反転したり、色調が変化したり、コ
ントラストが大きく低下したりするという問題がある。

【０００６】このような視野角依存性の問題を改善する
技術としては、（１）光位相差板による光学的補償方
式、（２）１つの画素を複数に分割して印加電圧もしく
は液晶の配向を変えて方位によって異なる視角依存性を
平均化する画素分割方式、（３）ＩＰＳ方式などといっ
た視野角依存性が少ない新しい液晶動作モード方式が開
発され、実用化されつつある。しかし、光学的補償方式
では全方位の視覚特性改善は難しく、画素分割方式では
製造工程が複雑になる問題があり、ＩＰＳ方式でも開口
率が大きくできない等の問題がある。

【０００７】一方、１人で使用することを想定した小型
の液晶表示装置では、必要な範囲の角度のみにバックラ
イト照明を集光すれば電力の節約になり、また、正面輝
度も向上する。しかし、現状のバックライトでは、十分
な集光は難しく、ある程度の集光に止まり、透過型液晶
表示パネル１の電気光学特性（印加電圧−透過率特性）
の点から使用できない範囲や必要でない角度へもバック
ライト光が入射されており、バックライトの消費電力が
増大するという問題もある。

【０００８】これらの問題に対して、本質的に方位依存
性が無く、視野角依存性も少ない方式として、コリメー
トバックライト方式（特開平６−９５０９９号公報およ
び1995 SID International Symposium Digest of Techn
ical Papers P793、（１９９５年５月２３日）、Societ
y of Information Display、（米）、S. Zimmermanet.
al.、Viewing-Angle-Enhancement System for LCDs）
が知られている。これらのコリメートバックライト方式
の液晶表示装置は、良好な電気光学特性を示す液晶パネ
ル面の法線方向にのみ光を出射するコリメートバックラ
イトを備え、広い視野角特性を得るため、液晶パネルの
表示面上に透過型拡散板を備えた液晶表示装置である。

【０００９】一例として、特開平６−９５０９９号公報
に開示された、マイクロレンズアレイ６４を設けたバッ
クライト装置の構造の断面図を図１０に示し、平面図を
図１１に示す。その作用を図１２を参照して説明する。
導光板４内を全反射を繰り返して導光され、散乱性のパ
ターン印刷白色ドット７に到達した光は、全反射条件を
乱され導光板４の表面から出射される。パターン印刷白
色ドット７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、パターン印刷白色ドット７からマ
イクロレンズ６５に入射した放射光は平行光線に屈折さ
れる。この構造では、このようにしてバックライト光に
指向性を与えている。

【００１０】すなわち、これらのコリメートバックライ
ト方式の液晶表示装置においては、特殊な光学系を用
い、バックライト光がほぼ平行光線になるように指向性
を与え、指向性のあるバックライト光を透過型液晶パネ
ル１（図９参照）に対して法線方向に入射させる。これ
により、透過型液晶パネル１を大きく斜めに透過する光
線をなくし、ほぼ全ての光線が液晶パネルを、本来の電
気光学特性を発揮するほぼ法線方向に透過するようにし
ている。透過型液晶パネル１を透過した光線は、透過型
拡散板（図示省略）により出射角が広げられる。その結
果、表示装置としては、全方位で視野角による、階調レ
ベルの反転や色調の変化の問題をなくすことができ、視
野角によるコントラストの低下も小さくできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これまで知られている
コリメートバックライト方式の液晶表示装置において
は、バックライト光に指向性を与えるため、その導光板
４の出射面にマイクロレンズアレイ６４などのようなマ
イクロ光学素子のアレイを設けていたが、その製造工程
は複雑で、コストの増大をもたらすという問題があっ
た。

【００１２】また、マイクロ光学素子のアレイによって
出射光が平行光線となるため、視野角を広げるために透
過型拡散板を用いているが、透過型拡散板を用いること
によって正面輝度が低下するという問題があった。その
ため、正面輝度を一定に保つためには、バックライトの
輝度を上げる必要があり、消費電力の増大をもたらし
た。

【００１３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、コストの増大をも
たらす複雑な光学系を用いずに、階調の反転、色調の変
化といった視野角依存性が少なく、かつ、消費電力低減
を実現するために、表示装置として充分な輝度が得られ
る方位および視野角の範囲を必要に応じて選択可能な液
晶表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、非散乱性の反
射面を有する導光板と指向性光源とを利用したバックラ
イト装置と、透過型液晶パネルとを含む液晶表示装置、
また、必要に応じて拡散の程度／方向が制御可能な透過
型拡散層をさらに備える液晶表示装置が、上記目的を達
成できることを見出し、完成するに至った。

【００１５】上記目的を達成するため、本発明に基づく
バックライト装置は、指向性光源と、上記指向性光源か
ら出た光を導光板出射面に向けて反射する非散乱性の反
射面を有する導光板とを含む。

【００１６】すなわち、従来の蛍光ランプなどよりなる
光源の代わりに、指向性を持った光源を使用することと
し、通常の導光板における散乱性反射タイプのパターン
印刷白色ドットの代わりに、非散乱性の反射面により導
光板内の光を出射させることとしている。

【００１７】上記構成を採用することにより、従来の散
乱性のパターン印刷白色ドットを印刷もしくは成形した
導光板では、散乱により光源の指向性が乱されるのに対
して、本発明においては、非散乱性の反射面を有する導
光板を用いることとしたため、高コスト化につながるマ
イクロレンズアレイなどの複雑な光学系を用いなくと
も、導光板にエッジ面から入射した指向性を持った光を
導光板出射面から法線方向にその指向性を失うことなく
バックライト光として出射することができる。

【００１８】また、本発明に基づく液晶表示装置は、指
向性光源と、上記指向性光源から出た光を導光板出射面
に向けて反射する非散乱性の反射面を有する導光板と、
上記導光板出射面から出射した光を透過させる透過型液
晶パネルとを含む。

【００１９】上記構成を採用することによって、指向性
を持ったバックライトにより、透過型液晶パネルの電気
光学特性の良好な法線方向のみにバックライト光を入射
させることとなるため、正面輝度が高く、視野角によっ
て階調の反転や色調の変化がほとんどない液晶表示装置
を提供することができる。

【００２０】さらに、本発明に基づく液晶表示装置の他
の局面においては、上記透過型液晶パネルを透過した光
の出射角度を拡大するための透過型拡散層を含む。

【００２１】上記構成を採用することによって、所望の
視野角・方位に応じた透過型拡散層を選択することによ
って光の出射角度を広げることや、方位を変更すること
が可能であるので、必要な視野角・方位を確保すること
ができる。また、これは既に電気光学特性の良好な入射
方向で透過型液晶パネルを透過した後の光であるので、
視野角によって階調の反転や色調の変化が問題となるこ
とはほとんどない。所望の透過型拡散層の選択により、
必要な視野角内においては充分な輝度を確保しつつ、不
必要な角度への出射を省くことができるため、従来方法
に比べて消費電力の低減も可能となる。

【００２２】さらに、本発明に基づく液晶表示装置にお
いて好ましくは、上記導光板が、導光板出射面の対向面
に、上記指向性光源から出た光が上記導光板に入射する
面に実質的に平行な方向に線状に配置されたプリズム部
を有する、プリズム部形成導光板であり、上記プリズム
部は反射により導光板内の光を導光板外に出射させる鏡
面を有する。

【００２３】上記構成を採用することによって、プリズ
ム部を設けることとしたため、上記指向性光源から出た
光を導光板出射面に向けて反射する非散乱性の反射面を
容易に設けることができ、上記導光板の内部を通過する
光を効率良く反射させることができる。

【００２４】一方、上記構成を採用することによって、
非散乱性の反射面として鏡面を用いることとしたため、
反射角度に制限がなくなり、光源の指向性を失うことな
く導光板出射面から法線方向に光を出射させるような導
光板の設計が容易となる。したがって、プリズムシート
などが全く不要となる。

【００２５】さらに、本発明に基づく液晶表示装置にお
いて好ましくは、上記プリズム部が上記導光板の内部に
向けて窪んだ形状のプリズム状溝部、または、上記導光
板の外部に向けて突き出た形状のプリズム状凸部となっ
ている。

【００２６】上記構成を採用することによって、指向性
光源の指向性を損なうことなく、光を透過型液晶パネル
の法線方向に入射させることができ、視野角による階調
の反転、色調の変化のない、表示画像が得られる。

【００２７】さらに、本発明に基づく液晶表示装置にお
いて好ましくは、上記指向性光源は指向性発光ダイオー
ドであることが望ましい。

【００２８】上記構成を採用することによって、指向性
をもった光を効率良く得ることができ、また、ＴＮ型液
晶表示パネルなどに適した±１５°以内の出射角を得る
ことが容易である。その結果、特殊な構造の光学素子ア
レイ等を用いない簡単な構造のコリメートバックライト
を提供し、視野角による階調の反転、色調の変化がな
く、高い正面輝度が得られる。

【００２９】さらに、本発明に基づく液晶表示装置にお
いて好ましくは、上記透過型拡散層は透過型ホログラフ
ィック拡散板である。

【００３０】上記構成を採用することによって、必要に
応じた方位・視野角にのみ、表示装置として充分な輝度
をもって出射させることができる。その結果、無駄な角
度への出射を省くことができ、消費電力の低減が可能と
なる。

【００３１】本発明に基づく液晶表示装置は、上述した
ように、非散乱性の反射面を有する導光板と指向性光源
の組み合わせによるバックライト装置を用い、必要に応
じて透過型拡散層を組み合わせることにより、視野角に
よる階調の反転や色調の変化の問題が無い画像が得られ
る。さらに、必要に応じて表示装置として充分な輝度が
得られる視野角の範囲を選択することによって消費電力
の低減が可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しつつ、詳細に説明する。

【００３３】（実施の形態１） （装置の構成）以下、本実施の形態における液晶表示装
置の構成について、図１を参照して説明する。図１に示
す液晶表示装置は、指向性光源１０、プリズム部として
鏡面反射面１８（図５参照）を有するプリズム状溝部１
７を形成したプリズム部形成導光板９から構成されるバ
ックライト装置と、透過型液晶パネル１とを備える。こ
こでプリズム状溝部１７とは、導光板内部に向けて窪ん
だ形状のプリズム部の意味である。

【００３４】透過型液晶パネル１としては、図２に示す
ように、ガラス基板上に各画素電極毎にＴＦＴ素子を形
成したＴＦＴアレイ基板１２とカラーフィルターおよび
対向透明電極を形成した対向基板１３との間に、ネマチ
ック液晶１１を９０°ツイスト配向した状態で封入し、
上面および下面に偏光板１４をクロスニコル状に張り付
けたＴＮ型液晶パネルを用いた。指向性光源１０として
は、指向性発光ダイオード（以下、「指向性ＬＥＤ」と
いう。）を用いた。

【００３５】本発明のプリズム部形成導光板９は、屈折
率１．４９のアクリル板が用いられる。図３に示すよう
に、プリズム部形成導光板９の導光板出射面１５の対向
面１６に、指向性光源１０からの光がプリズム部形成導
光板９に入射する面である導光板入射エッジ面２１（図
１参照）と、実質的に平行な方向に、プリズム状溝部１
７を線状に形成した後、溝内部の傾斜面にはアルミニウ
ムをスパッタリングすることにより鏡面反射面１８を形
成した。溝内部の傾斜面の傾斜角（対向面１６と交差す
る角度）は４５°とした。なお、図３は、プリズム部形
成導光板９の一部分を取り出して模式的に表示したもの
である。

【００３６】図４に指向性光源１０として用いた指向性
ＬＥＤの出射光輝度の出射角依存性を示す。９０％以上
の出射光量が出射角±１５゜以内である。

【００３７】（作用)本発明の実施の形態における指向
性ＬＥＤによる指向性光源１０から出た光のプリズム部
形成導光板９内の光路を、図５に示す。指向性光源１０
から導光板入射エッジ面２１（図１参照）にその法線方
向に対して±１５°で入射した光は、屈折率１．４９の
アクリル板内では±１０°の指向性の光となり、プリズ
ム部形成導光板９内を全反射しながら進行する。プリズ
ム状溝部１７に入射した光は、傾斜角４５°の鏡面反射
面１８によって、指向性を保ったままで、導光板出射面
１５の法線方向に向きを変え、屈折率１．０の空気中に
±１５°の指向性をもった光として導光板出射面１５か
ら出射する。

【００３８】（効果）すなわち、プリズム状溝部１７の
溝の内面の傾斜角を４５°に設定し、溝の内面を鏡面反
射面１８とすることにより、指向性光源１０からの光は
その指向性を失うことなく、透過型液晶表示パネル１に
その法線方向で入射することができ、正面輝度が高く、
視野角による階調の反転、色調の変化がない表示が得ら
れた。

【００３９】（装置の他の構成）本実施の形態では、指
向性光源１０として、指向性ＬＥＤを用いたが、一定の
指向性をもった光を発する光源であれば他のものによっ
ても同様の結果を得ることが可能である。

【００４０】指向性光源１０としては、通常の冷陰極蛍
光ランプおよびランプリフレクターよりなる光源の前に
一定の角度以内にのみ光を透過する遮光スリット板を配
置することによっても得られるが、指向性発光ダイオー
ドが光の利用効率の観点で望ましい。このような指向性
を持った発光ダイオード（ＬＥＤ）は、赤、緑、青およ
び白色の樹脂モールドＬＥＤランプとして市販されてお
り、ＬＥＤチップを基板に実装後、樹脂で指向性を持つ
形にモールド成形したものを指向性光源１０として用い
ることも可能である。

【００４１】透過型液晶パネル１については、透過型の
液晶パネルであれば足り、用いる液晶パネルについては
特に限定はないが、最も一般的に利用されているが視野
角特性に問題があるＴＮ型液晶パネルおよびＳＴＮ型液
晶パネルを用いる場合には特に、本発明の利用が期待さ
れる。

【００４２】先にも述べたように、一般的なＴＮモード
を用いた液晶パネルでは、印加電圧に応じた本来の透過
率の得られる範囲は、方位によっては±１５°程度の視
野角内である。したがって、その場合、バックライト光
は、視野角特性の点から使用できない角度への入射を避
けるため、±１５°以内の光出射角を有することが必要
である。そして、このような出射光がほぼ±１５°以内
にコリメートされたバックライトは、非散乱性の反射面
を有する導光板と指向性光源を用いれば、集光のための
マイクロレンズアレイなどの複雑な光学系を用いること
なく、単純な構造の導光板においても得ることができ
る。

【００４３】本実施の形態では、プリズム部形成導光板
９の材料をアクリル樹脂としたが、透明な材料であれ
ば、他の材料を用いてもよい。また、鏡面反射面１８の
形成方法として、アルミニウムのスパッタリングを用い
たが、他に、銀などのスパッタリングまたはアルミニウ
ムまたは銀の蒸着などで鏡面を形成してもよい。

【００４４】（実施の形態２） （装置の構成）本発明の実施の形態における液晶表示装
置の構成は、図６に示すように、透過型拡散層として透
過型拡散板１９を透過型液晶パネル１の視認側に重ねて
配置した以外は、実施の形態１と同様である。透過型拡
散板１９としては、市販のポリエステル基材に透明拡散
ビーズをコートした透過型拡散板１９（恵和商工株式会
社製「オパルス」）を使用した。

【００４５】（効果）これにより、実施の形態１に比べ
て正面輝度は若干低いものの、視野角による階調の反
転、色調の変化がなく、表示装置を斜め方向から観察し
た場合にも充分な表示輝度が得られた。

【００４６】ここで、透過型拡散層とは、充分な輝度に
おいて広視野角が必要な場合、平行光に近い狭い角度で
透過型液晶パネルを透過出射した光を拡散させて、用途
に応じて、表示装置として充分な輝度の得られる視野角
の範囲を拡大させるための層であって、その実現のため
に用いる拡散板に特に限定はない。しかし、透過型拡散
層として、分散した微粒子の反射による散乱型の拡散層
を用いた場合、バックスキャッタや吸収により、透過率
が低下し、望ましくない。

【００４７】このため、透過型拡散層としては、幾何光
学的な屈折による散乱を利用した拡散層が望ましい。こ
のような拡散層として、透明基材に凸凹部を設けた拡散
板が使用可能である。すなわち、透明樹脂板またはシー
トの表面にエンボス加工や射出成形により凸凹の形状を
形成した拡散板や、透明樹脂フィルムにミクロンサイズ
の透明樹脂ビーズを散布接着させた表面ビーズコートフ
ィルム透過型拡散板が市販されている。また、透明基材
に屈折率の異なる透明微粒子を分散させた拡散層も使用
可能である。シリカや透明樹脂ビーズを高分子の透明樹
脂に分散させた後、透明基板に塗布もしくシート化する
他、たとえばポリスチレンのアクリルモノマー溶液を塗
布し、重合硬化相分離させるなど高分子の相分離系を利
用することによっても得られる。

【００４８】拡散の程度すなわち、表示装置として充分
な輝度が得られる視野角の範囲は、これら拡散板の表面
凸凹の形状／程度もしくは分散透明微粒子の屈折率／充
填率などによって制御される。一般に、透明基材に屈折
率の異なる透明微粒子を分散させた拡散層の方が、表面
凸凹形状による拡散板に比べて屈折界面を多くできるた
め、拡散する角度を大きくできる。これらの拡散層は、
通常液晶パネルの偏光板の上すなわち、視認側の最外層
に設けられるが、外光の乱反射により、画面が白けた
り、視差によりシャープネスが低下したりするため、拡
散度が小さい拡散層は、視認側偏光板の直下もしくは、
液晶パネルのカラーフィルター上など液晶セルの内部に
設けることも可能である。また、最外層で用いる場合、
外光の反射を軽減するために低屈折率のフッ素系樹脂等
を表面にコートすることも可能である。

【００４９】（実施の形態３） （装置の構成）本実施の形態における液晶表示装置の構
成は、基本的構成は実施の形態１と同様である。ただ
し、プリズム部としてプリズム状溝部１７を設けた実施
の形態１のプリズム部形成導光板９の代わりに、プリズ
ム部として図７に示すようなプリズム状凸部２０を導光
板出射面１５の対向面１６に設け、そのプリズム面をア
ルミニウムのスパッタによって鏡面反射面１８としたプ
リズム部形成導光板９を用いた。プリズム面の傾斜角
（対向面１６と交差する角度）は４２．５°とした。

【００５０】（作用）本発明の実施の形態における指向
性光源１０からの光のプリズム部形成導光板９内の光路
を、図８に示す。指向性光源１０から導光板入射エッジ
面２１（図１参照）にその法線方向に対して±１５°で
入射した光は、屈折率１．４９のアクリル板内では±１
０°の指向性の光となり、プリズム部形成導光板９内を
全反射しながら進んで行く。導光板９内を全反射で進む
±１０°の指向性をもった光のうち、導光板出射面１５
で全反射した０から−１０°の光が傾斜角４２．５°の
プリズム状凸部２０の鏡面反射面１８に入射し得るが、
これは±５°の指向性をもった光とみなすことができ、
この光はプリズム状凸部２０の鏡面反射面１８に入射し
たとき、導光板出射面１５の法線方向に向きを変え、屈
折率１．０の空気中に約±７．５°の指向性をもった光
として出射する。

【００５１】（効果）すなわち、プリズム面の傾きを４
２．５°に設定し、鏡面反射面１８とすることにより、
±１５°の指向性光源１０からの光は、導光板入射エッ
ジ面２１に垂直な面内では±７．５°の指向性を持ち、
導光板入射エッジ面２１と平行な面内では光源の指向性
±１５°が保たれた状態で、透過型液晶表示パネル１に
垂直方向で入射しており、正面輝度が高く、視野角によ
る階調の反転、色調の変化がない表示が得られた。

【００５２】なお、本発明においては、導光板出射面か
ら法線方向に出射する光の指向性として望まれる値は約
±１５°以内であるが、これを実現するための、指向性
光源の必要な指向性は、用いる導光板によって定まる。
鏡面反射においては、その指向性の角度範囲の変化は無
いため、プリズム状溝部の傾斜面を鏡面反射面とした導
光板を用いる場合は、導光板入射エッジ面の法線方向に
対してその出射光の８０％以上が±１５°より狭い範囲
の広がりを有するといったおおよその指向性をもった光
源が必要である。また、プリズム状凸部の傾斜面を鏡面
反射面とする導光板を用いる場合は、鏡面反射面に入射
し得るのは直前に導光板出射面で全反射した光に限られ
るため、指向性光源は、その出射光の８０％以上が導光
板入射エッジ面の法線方向に対して±３０°より狭い範
囲の広がりを有するおおよその指向性をもった光源であ
れば足りる。

【００５３】（実施の形態４）一般に、透過型拡散層を
用い、全方位において視野角を広げた場合、輝度が全体
的に低下する傾向がある。このため、特定方位のみ広視
野角化が必要な場合、拡散方位、拡散角を制御可能な透
過型ホログラフィック拡散板の使用が可能である。この
ような拡散板はアクリルやポリカーボネートなどのプラ
スチック表面にエンボス加工を施すこと、または射出成
形加工によって得られる。この拡散板は、米国Physical
Optics Corporation社から市販されている。

【００５４】そこで、本実施の形態ではこの拡散板を用
いることとした。 （装置の構成）本実施の形態における液晶表示装置の構
成は次の要件以外は実施の形態２の構成と同一である。
すなわち、実施の形態２の構成では拡散ビーズ塗布型の
透過型拡散板１９を用いているが、本実施の形態におい
ては、ポリカーボネートシート上に微細凸凹をランダム
に転写することによりホログラムパターンが形成された
透過型ホログラフィック拡散板（米国Physical Optics
Corporation製、「ビーム成形ディヒューザー」、拡散
角水平６０°、垂直１０°）を透過型液晶パネル１の前
面に配置した。

【００５５】（効果）上記構成とした結果、視野角によ
る階調の反転、色調の変化がなく、正面輝度及び画面左
右方向から観察した場合にも充分な表示輝度が得られ
た。

【００５６】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明に基づいたバック
ライト装置および液晶表示装置によれば、高コスト化の
一因となる特殊な光学素子アレイを構成要素としない簡
単な構造のコリメートバックライトを用い、視野角によ
る階調の反転、色調の変化がなく、必要に応じた高輝度
／高コントラストの視野角範囲が制御可能な低消費電力
の液晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１による液晶表示装置の構成を示
す説明図である。

【図２】 実施の形態１における透過型液晶パネルの構
成を示す断面図である。

【図３】 実施の形態１における、プリズム状溝部を形
成したプリズム部形成導光板の構造を示すためにその一
部分を取り出し拡大した斜視図である。

【図４】 実施の形態１における発光ダイオードの指向
性を示すグラフである。

【図５】 実施の形態１におけるプリズム部形成導光板
の内部の光の伝搬を示す説明図である。

【図６】 実施の形態２における透過型拡散板を用いた
液晶表示装置の構成を示す説明図である。

【図７】 実施の形態３における、プリズム状凸部を形
成したプリズム部形成導光板の構造を示すためにその一
部分を取り出し拡大した斜視図である。

【図８】 実施の形態３におけるプリズム部形成導光板
の内部の光の伝搬を示す説明図である。

【図９】 従来のバックライト型液晶表示装置の構成を
示す説明図である。

【図１０】 従来のマイクロレンズアレイを用いたコリ
メートバックライト方式のバックライト装置の断面図で
ある。

【図１１】 従来のマイクロレンズアレイを用いたコリ
メートバックライト方式のバックライト装置の平面図で
ある。

【図１２】 従来のマイクロレンズアレイを用いたコリ
メートバックライト方式における光の伝搬を示す説明図
である。

【符号の説明】 １ 透過型液晶パネル、２ プリズムシート、３ 拡散
シート、４ 導光板、５ 蛍光管、６ 反射板、７ パ
ターン印刷白色ドット、８ 反射シート、９プリズム部
形成導光板、１０ 指向性発光ダイオード、１１ ネマ
チック液晶、１２ ＴＦＴアレイ基盤、１３ 対向基
板、１４ 偏光板、１５ 光射出面、１６ 対向面、１
７ プリズム状溝部、１８ 鏡面反射面、１９ 透過型
拡散板、２０ プリズム状凸部、２１ 導光板入射エッ
ジ面、６４ マイクロレンズアレイ、６５ マイクロレ
ンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA03 BA06 2H091 FA21Z FA23Z FA32X FA41Z FA45Z FB02 FC02 FC25 HA10 LA17 LA30 5F041 AA07 AA24 EE25 FF01 FF11 5G435 AA02 AA03 BB12 DD14 EE27 FF06 FF08 FF11 GG23 GG26

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性光源と、 前記指向性光源から出た光を導光板出射面に向けて反射
   する非散乱性の反射面を有する導光板とを含む、 バックライト装置。
2. 【請求項２】 指向性光源と、 前記指向性光源から出た光を導光板出射面に向けて反射
   する非散乱性の反射面を有する導光板と、 前記導光板出射面から出射した光を透過させる透過型液
   晶パネルとを含む、 液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記透過型液晶パネルを透過した光の出
   射角度を拡大するための透過型拡散層を含む、請求項２
   に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記導光板は、導光板出射面の対向面
   に、前記指向性光源から出た光が前記導光板に入射する
   面に実質的に平行な方向に線状に配置されたプリズム部
   を有する、プリズム部形成導光板であり、 前記プリズム部は、反射により導光板内の光を導光板外
   に出射させる鏡面を有する、 請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記プリズム部が前記導光板の内部に向
   けて窪んだ形状のプリズム状溝部である、請求項４に記
   載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記プリズム部が前記導光板の外部に向
   けて突き出た形状のプリズム状凸部である、請求項４に
   記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記指向性光源として指向性発光ダイオ
   ードを含む、請求項２から６のいずれかに記載の液晶表
   示装置。
8. 【請求項８】 前記透過型拡散層として透過型ホログラ
   フィック拡散板を含む、請求項３から７のいずれかに記
   載の液晶表示装置。