JPH02111922A

JPH02111922A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02111922A
Application number: JP63265694A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoshida; 秀史吉田; Takeshi Kamata; 豪鎌田; Makoto Ohashi; 誠大橋; Masahiro Okabe; 岡部　正博
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1990-04-24
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JP2770350B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルに背面から光
を照射するバックライトの新規な構成に関し、液晶表示装置のカラー化手段とバックライト光源とを一
体化することを目的とし、光を全反射により内部に閉じ込める構成と、内部に光散
乱反射部材とを合わせ具備する棒状の導光部材を、複数
本平行に配設して導光体と、前記導光部材の端面に対向
配置した光源とを具備し、該光源から前記導光部材内に
導入された光が、前記導光部材内部において前記光散乱
反射部材により散乱し、該散乱光が当該導光部材の壁面
より外部に放射される如く構成したバックライト光源を
具備する構成とする。

本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルに背
面から光を照射するバックライトの新規な構成に関する
。

〔従来の技術〕

従来の液晶表示装置において、表示をカラー化するため
には、表示の最小単位である各ドツト（絵素）をＲ，Ｇ
、Ｂの３つの画素で構成し、この各画素にカラーフィル
タを組み合わせていた。

一方、表示画面を明るくし、且つ、コントラストを高め
るため、バックライト方式の液晶表示装置が実用化され
ている。このバックライト方式の一つとして、バンクラ
イト光源を導光板を使用して構成したものがある。即ち
、蛍光灯などの光を導光板の端面から導入し、内部に設
けた散乱反射手段で散乱させ、この散乱光を壁面より外
部に放出して、液晶表示パネルを裏側から照明するよう
にしたものである。

〔産業上の利用分野〕

〔発明が解決しようとする課題〕従来のカラー化手段であるカラーフィルタは、高価であ
るばかりでなく、Ｒ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタの高さが
揃わないため、液晶の透過光量変化の闇値電圧がずれる
などの問題がある。

また、従来はカラー化の手段とバックライト手段は相互
に関係なく、別個に設けられていた。そのため、液晶表
示装置の構成が複雑化し、価格低減を妨げていた。

本発明は、液晶表示装置のカラー化手段とバックライト
光源とを一体化することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］本発明の構成を第１図（ａ）〜（Ｃ）により説明する。

本発明に係るバックライト光源は、第１図（ａ）の要部
断面図に見られる如く、導光体１０の端面に対向して蛍
光灯のような光源１１を配置した構成を有する。上記導
光体１０は、同図ら）に示す如く、光ファイバのような
光を全反射させて内部に閉じ込める導光部材１３を平行
に並べて構成したものであって、内部に光を散乱反射す
る光散乱反射部材１４が設けられている。また、導光体
１０の端面と光ｒ１．１１との間には、カラーフィルタ
１２や光開閉手段等を介在させることもできる。

かかる構成としたことにより、光源１１から出た光１５
は、光散乱反射部材１４に当たって散乱し、この散乱光
１６は導光部材１３の壁面より外部に放射され、図示は
していないが、液晶パネルを背面より照明する。

上記構成で、第１図（Ｃ）に示す如＜Ｒ，Ｇ、Ｂのカラ
ーフィルタ１２−１．１２−２．１２−３．　　・・・
が設けられている場合には、各導光部材１３−１．１３
−２．１３−３゜・・・内に導入される光は、それぞれ
端面に没けられたカラーフィルタに対応してＲ，Ｇ、Ｂ
となり、液晶セルの表示電極を図示したようにストライ
ブ状の透明電極１８とし、これを各導光部材１３−１゜
１３−２．１３−３．・・・に対応して設けておけば、
各画素列はＲ，Ｇ、Ｂのいずれかの光によってのみ照明
されることとなり、液晶表示装置がカラー化される。

なお、１７は遮光手段であって、例えば金属膜をもって
構成することができ、導光部材１３から外部に放射され
る散乱光１６を反射するミラーの役割をなす。従って、
これを隣接する２つの導光部材１３間に配設すれば、隣
接する２つの導光部材１３間で光が混合するのを防止す
る。

〔作　用〕

本発明では、入射光１５はまず全反射により光を内部に
閉じ込める棒状の導光部材１３の中を外に洩れることな
く進んでいく。そして光散乱反射体１４により散乱され
て、図に参照符号１６で示す如く、外部に出てくる。

ところで、このような棒状の導光部材１３−１．１３−
２．１３−３．　　・・・を平行に並べ、且つ、内部に
光散乱反射体１７を設けることにより、特定の導光部材
。

例えば導光部材１３−１に光源１１から入った光１５は
、その導光部材１３−１の中のみを進み、導光部材１３
−１からのみ外部に出てくる。そして、各導光部材１３
１、１３−２．１３−３．　　・・・の端面にカラーフ
ィルタ１２１、１２−２．１２−３．　　・・・が配設
されているために、各導光部材はそれぞれ異なった色の
光を外部に出す。

このことからカラーフィルをＲ，Ｇ、Ｂの順に繰り返し
配設することにより、ＲＯＢの棒状光源を繰り返し配置
したバックライト光源を実現することができる。

そして、この棒状光源に合わせて透明ストライプ状電極
１８を設けた液晶パネルを構成することにより、カラー
液晶デイスプレィが実現される。

〔実　施　例〕

以下本発明の第１の実施例を第２図（ａ）、　（ｂ）に
より説明する。

第２図（ａ）、　（ｂ）は、本発明一実施例の要部断面
図および要部斜視図である。

本実施例は、遮光膜１７を間に介在させて複数個の棒状
の導光部材１３を並べて構成した導光体１０を、対向す
る一対の絶縁性基板の一方として使用した液晶表示装置
の例である。他方の絶縁性基板は通常の如くガラス基板
４１を使用した。

上記導光体１０の端面にはカラーフィルタ１２を設け、
これに対向して蛍光灯のような光源１１を配置した。導
光部材１３は図示の如く、所定の屈折率を有するコア部
４９と、これより小さい屈折率を有するクラッド部４８
からなり、端面から導入された光を外部に洩れることな
く内部を伝播する如く構成され、更に内部に光散乱反射
板１４を設け、これにより伝播してきた光を散乱させる
よう構成されている。そして、この散乱光は図の上面よ
り外部に放射され、液晶［４５を背面から照明する。

光源１１から出た光は、第２図（ｂ）に見られるように
、各導光部材１３の端面に、Ｒ，Ｇ、Ｂのカラーフィル
タ１２−１．１２−２．１２−３が配置されているので
、このフィルタに対応する光成分のみが各導光部材１３
内に導入される。そこで、ストライプ状の表示電極１８
を各導光部材１３上に対応付けて形成しておくことによ
り、各画素列はＲ，Ｇ、Ｂのいずれか一つの色の光で照
明され、その色を呈することとなる。従って、本実施例
によれば、従来各画素ごとに設けていたカラーフィルタ
を省略することができる。

なお、各導光部材１３内部で散乱された光は、図の上面
だけでなく側面からも外部に放射され、隣接する導光部
材１３に向かうが、各導光部材１３間に設けられた遮光
膜１７で反射され、隣接導光部材１３にこの光が入りこ
むことはなく、色が混合するおそれはない。

なお、同図の４２は対向電極、４３．４６は配向膜、４
４はシール材である。

上記第１の実施例では、各導光部材１３の端部にカラー
フィルタを設けた例を説明したが、カラーフィルタを省
略し、これに変えて、導光部材１３自身の中に、特定の
波長の光を出射する蛍光材を含む構成としてもよく、或
いは、各導光部材１３を特定の色に着色しておく構成と
しても、カラー化することが可能である。

更に、第３図は本発明の第２の実施例を示す図で、前述
のカラーフィルタおよび光源に変えて、ＬＥＤ　（発光
ダイオード）６０２を各導光部材１３の端面に対向して
配設した例である。

本実施例は、複数個の導光部材１３の一つ一つに対し、
発光色が異なる光源を配設した例であって、前記第１図
の実施例と同様に液晶表示装置をカラー化できる。

以上説明した各側は、表示電極１８および導光部材１３
の双方を、ともに画素列対応に配設したものであり、こ
の両者の数は同一である。しかし、両者は目的によって
は必ずしも同数とする必要はない。

第４図は本発明の第３の実施例を示す図で、本実施例で
は、透明導電膜からなる表示電極１８と導光部材１３と
の対応関係を、キャラクタ列ごとに一定とした例である
。

表示電極１８を画素列ごとに設けることは当然であるが
、１個のキャラクタを表示するのに例えば縦横とも４８
ドツトを使用するとすると、キャラクタ列は４８画素列
で構成される。この場合、表示電極群を４８本単位でグ
ループに分け、これに対して所定数の導光部材１３を対
応させる。例えば、４本の表示電極１８に対して導光部
材１３を１本対応さ廿るとすれば、導光部材１３はキャ
ラクタ列ごとに１２本となる。この１２本の導光部材１
３を端から順にＲ２Ｏ，Ｂに対応付けておき、更に、こ
れら導光部材１３と表示電極１８との間に拡散板６１を
配設しておけば、導光部材Ｉ３から出た光は拡散板６１
内で混合し、この混合した光によって液晶層が照明され
る。

このような構成としておき、Ｒ，Ｇ、Ｂのどの色を点灯
させるかにより、一つのキャラクタ列の色を制御するこ
とができ、その列の表示を強調するといったことが可能
である。

なお、上記説明における列を行としてもよいことは特に
言うまでもない。

また、上記第３の実施例では、遮光膜１７を各導光部材
１３間に設ける必要はな（、各キャラクタ列の境界部に
のみ設ければよく、これでキャラクタ列間で色が混じる
ことはない。

第５図は本発明の第４の実施例を示す図で、本実施例で
は、導光部材１３とカラーフィルタ１２との間に液晶シ
ャンク６３を配設した例である。

かかる構成とすることにより、液晶シャッタ６３を開閉
してバックライトの色を所望の如く制御することが可能
である。例えば、カラーフィルタＲおよびＧ部分の液晶
シャッタを閉じ、Ｂのみを開けておくと、バックライト
の色を青色とすることができる。

また、液晶シャッタ６３の開は方を調整することによっ
て、バックライトの色を自由に変えることが可能であり
、これを利用して、例えば液晶パネルの光透過スペクト
ルが平坦でないような場合にも、バックライトの色を調
整して、表示色を補正すること等もできる。

上記各実施例はすべて何らかのカラー化手段を設けた例
を説明したが、本発明はモノクロームの表示装置にも使
用できる。

即ち、導光体１０が複数個の導光部材１３から構成され
るので、導光部材１３と液晶シャッタ６３を組み合わせ
ることにより、即ち、上記第４の実施例においてカラー
フィルタを除いた構成とすることにより、各画素列の輝
度を制御することや、階調制御を行うことも可能である
。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、バックライトとカラ
ー化手段を統合することができ、各画素ごとのカラーフ
ィルタを設ける必要がなく、明るいカラー表示が実現さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の構成説明図、第２図（
ａ）、　（ｂ）は本発明の第１の実施例説明図、第３図
、第４図、第５図はそれぞれ本発明の第２、第３．第４
の実施例説明図である。図において、１０は導光体、１１は光源、１２はカラー
フィルタ、１３は棒状の導光部材、１４は光散乱反射部
材（光散乱反射板）、１５は光源から出た光、１６は散
乱光、１７は遮光手段（遮光膜）、１８は表示電極、４
５は液晶層、４８はクラッド層、４９はコア層、６１は
拡散板、６２はＬＥＤ、６３は液晶シャフタを示す。冷卓明の７４へ放明図／￥発ｅ月す２（ｋ紐例叙ＯＨの第３図斗頃りＧ月−２３／１声でｊ金側ｔｌ−ｃｉ巧図第４図＋ｂ）；＋発明″７′４＾失眺例捜明ｍ第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光を全反射により内部に閉じ込める構成と、内部
に光散乱反射部材（１４）とを合わせ具備する棒状の導
光部材（１３）を、複数本平行に配設した導光体（１０
）と、前記導光部材（１３）の端面に対向配置した光源（１１
）とを具備し、前記光源（１１）から前記導光部材（１３）内に導入さ
れた光（１５）が、前記導光部材内部において前記光散
乱反射部材（１４）により散乱し、該散乱光（１６）が
当該導光部材の壁面より外部に放射される如く構成した
バックライト光源を具備することを特徴とする液晶表示
装置。
（２）前記導光部材（１３）より放射された光が相互に
干渉することを防止するための遮光手段（１７）を、前
記導光部材間に配設したことを特徴とする請求項１記載
の液晶表示装置。
（３）前記導光部材（１３）の端面と光源（１１）との
間に、カラーフィルタ（１２）を設けたことを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。
（４）前記導光部材（１３）が所望の色に着色されてい
ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
（５）前記導光部材（１３）の内部に、所定の発光波長
を有する蛍光材を含むことを特徴とする請求項１記載の
液晶表示装置。
（６）前記互いに平行に隣接配置された複数本の導光部
材（１３）からなる導光体（１０）が、液晶を挟持する
一対の基板の一方を兼ねることを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。
（７）液晶を駆動するためのストライプ状の透明電極（
１８）が、前記各導光部材（１３）に対応して配設され
ていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
（８）前記導光部材（１３）の端面と該端面に対向して
配置された光源（１１）との間に、光路開閉手段を介在
させたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。