JPH05297366A

JPH05297366A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH05297366A
Application number: JP4052308A
Authority: JP
Inventors: Masao Obata; 雅夫小羽田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】光透過界面での反射による光損失を抑える。【構成】液晶表示板１０の後面または前面、拡散フイ
ルム１４の後面または前面、導光板１１の前面または光
入射端面に、溶剤可溶型透明フツ素化合物製の反射防止
膜２１〜２４を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、背面照明を有する受光
型液晶表示装置に関し、特に高輝度対応の液晶表示装置
に係る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、背面照明（バツクライトシステ
ム）を有する液晶表示装置には、大別して、直下型方式
とライトガイド方式がある。

【０００３】直下型方式は、図６の如く、液晶表示板１
の後方に複数の光源２を設け、光源２と液晶表示板１の
間に、光調整用フイルム３と、輝度を均一化させるため
の拡散板４とを設け、さらに光源２の後方に、光源２か
らの光を有効に拡散板４側に反射させる反射板５を設け
た構成となつている。

【０００４】一方、ライトガイド方式では、図７の如
く、ポリメチルメタアクリレ−ト（ＰＭＭＡ）を主にし
た導光板６（ライトガイド）の前面に拡散フイルム７を
設け、導光板６の後面に光散乱効果を有するインク材料
８（ＴｉＯ_２）を塗布し、その後面に高反射フイルム９
を設け、さらに光源２をリフレクタ２ａで覆つた構造と
なつている。

【０００５】なお、図中１ａは液晶表示板１の偏光板で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のバツクライトシ
ステムにおいて、直下型方式では、高輝度化が実現でき
るが、光源２のランプすじによる輝度むらが発生するこ
とと、液晶表示装置のユニツト厚が大きくなる等の欠点
がある。これより、輝度の均一化を実現するためには、
複数（例えば、冷陰極ランプ使用で四本以上）の光源２
を使用しなければならず、そのために消費電力も大きく
なつてしまう。

【０００７】また、ライトガイド方式においては、この
方式では、輝度均整度は良好であり、薄型化対応できる
が、高輝度対応のバツクライトを実現するのは直下型方
式に比較して困難であり、相当電力を消費しない限り高
輝度化が困難である。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑み、低消費電力化
対応で高輝度化を実現し得る液晶表示装置の提供を目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１〜５によ
る課題解決手段は、図１，５の如く、液晶表示板１０
と、該液晶表示板１０の後方に平行に配される導光板１
１と、該導光板１１の両端部に配された光源１２と、導
光板１１での後方への光を液晶表示板１０側へ反射させ
る反射シート１３と、照明面の輝度を面全体にわたつて
均一化するための拡散シート１４とを備えた液晶表示装
置において、前記液晶表示板１０の前面または後面、前
記導光板１１の前面または光入射端面、および前記拡散
シート１４の前面または後面のうち、少なくとも一の光
透過界面に、反射率を緩和するための反射防止膜２１，
２２，２３，２４が形成されたものである。

【００１０】本発明請求項６〜８による課題解決手段
は、図４の如く、液晶表示板１０と、該液晶表示板１０
の後方に所定間隔を持つて配された複数の光源１２と、
該光源１２からの後方への光を液晶表示板１０側へ反射
させる反射板３３と、前記光源１２および液晶表示板１
０の間で光を拡散する拡散板３４とを備えた液晶表示装
置において、前記液晶表示板１０の前面または後面、お
よび前記拡散板３４の前面または後面のうち、少なくと
も一の光透過界面に、反射率を緩和するための反射防止
膜２１，２２が形成されたものである。

【００１１】本発明請求項９による課題解決手段は、請
求項１または請求項６記載の反射防止膜２１〜２４は、
溶剤可溶型透明フツ素化合物が使用されたものである。

【００１２】

【作用】上記請求項１〜９による課題解決手段におい
て、光源１２からの光は、導光板１１，反射シート１３
または反射板３３を経たのち、拡散シート１４または拡
散板３４にて拡散され、液晶表示板１０の後面に照射さ
れる。

【００１３】このとき、反射防止膜２１〜２４によつ
て、各部材１１，１３，１４，３３，３４の光透過界面
における光反射率を緩和し、光損失を低減する。

【００１４】

【実施例】

（第一実施例）図１は本発明の第一実施例のライトガイ
ド型液晶表示装置の断面模式図、図２は反射防止膜での
光の進路を示す要部拡大断面図、図３は界面における光
入射角と光透過率の関係を示す図である。

【００１５】図示の如く、本実施例のライトガイド型液
晶表示装置は、液晶表示板１０と、該液晶表示板１０の
後方に平行に配される導光板１１と、該導光板１１の両
端部に配された光源１２と、導光板１１での後方への光
を液晶表示板１０側へ反射させる反射シート１３と、照
明面の輝度を面全体にわたつて均一化するための拡散シ
ート１４とを備え、前記液晶表示板１０の前面か後面の
少なくとも一方、前記拡散シート１４の前面か後面の少
なくとも一方、および導光板１１の光入射端面に、界面
での反射率を緩和する反射防止膜２１，２２，２３が夫
々形成されたものである。

【００１６】前記液晶表示板１０は、液晶層の前後両面
に透明電極板が配され、さらに偏光板１０ａが積層され
てなるもので、格子状に配列された複数の透明絵素電極
にて液晶層の分子を配光軸周りに回転させて駆動する。

【００１７】前記導光板１１は、図１の如く、例えば全
光線透過率９３％、屈折率ｎ＝１．４９のアクリル樹脂
が使用され、長さ寸法２０５ｍｍ、幅寸法１５５ｍｍ、
厚さ寸法６．０ｍｍの平板状に形成されている。

【００１８】前記光源１２は、例えば、消費電力が５Ｗ
駆動のフイラメント等の発光体と、これを覆う外装管と
からなる直管型の熱陰極管等が使用されており、その直
径は４．１ｍｍ、管面輝度は１５０００ｎｔに夫々設定
されている。なお、図１中、１２ａは、光源１２からの
導光板１１と逆側への光を導光板１１側へ反射させる光
源反射体である。

【００１９】前記反射シート１３は、ＴｉＯ_２等の光散
乱材１３ａが塗布された樹脂シートが使用され、前記導
光板１１の後面に接着されている。

【００２０】前記拡散シート１４は、乳白色の樹脂フイ
ルムが使用されている。

【００２１】前記反射防止膜２１，２２，２３は、屈折
率が１．３４の溶剤可溶型透明フツ素樹脂等が使用さ
れ、厚み２μｍの薄厚にコーテイングされている。

【００２２】ここで、該反射防止膜２１，２２，２３を
用いる場合と用いない場合の透過率について、拡散シー
トを例にあげて説明する。

【００２３】まず、図７に示す従来では、拡散シートに
単層膜を形成するため、拡散シートから空気中へ光が進
入する際の入射角θ１と、同じく屈折角θ２との関係
は、拡散フイルムの屈折率を１．５８、空気の屈折率を
１．００とすると、スネルの法則から次のようになる。

【００２４】ｓｉｎθ１＝（１／１．５８）×ｓｉｎθ２ …（１）また、一般に、二個の媒質間の界面における光線反射率
ρは次の（２）式の通りである。

【００２５】

【数１】

【００２６】（２）式において、θｉにθ１を、θｏに
θ２を代入し、（１）式との連立方程式を解くことによ
り、従来の光線反射率ρ_０を計算すればよい。

【００２７】次に、図１の本実施例の場合を考察する。
ここで、透明フツ素樹脂２２の屈折率が１．３４である
場合、図２の如く、拡散シート１４と反射防止膜２２と
の界面において、拡散シートから反射防止膜２２内へ光
が進入する際の入射角θ１と、同じく屈折角θＨとの間
には（３）式の関係が成立する。

【００２８】ｓｉｎθ１＝（１．３４／１．５８）×ｓｉｎθＨ …（３）また、（２）式のθｉにθ１を、θｏにθＨを代入し、
（３）式との連立方程式を解くことにより、拡散シート
１４と反射防止膜２２との界面での光線反射率ρ_Aを計
算する。

【００２９】つぎに、反射防止膜２２から空気中へ光が
進入する際の入射角θＨと、同じく屈折角θ２との間に
は（４）式の関係が成立する。

【００３０】ｓｉｎθＨ＝（１／１．３４）×ｓｉｎθ２ …（４）また、（２）式のθｉにθＨを、θｏにθ２を代入し、
（４）式との連立方程式を解くことにより、反射防止膜
２２と空気中との界面での光線反射率ρ_Bを計算する。

【００３１】そして、全体の光線透過率Ｔを（５）式に
より求める。

【００３２】Ｔ＝（１−ρ_Ａ）・（１−ρ_Ｂ）×１００ …（５）このＴと、最終的な出射角θ２との関係を図示すると、
図３のようになる。図中、Ａは本実施例での透過率、Ｂ
は従来例での透過率を示している。このように、フツ素
樹脂コーテイングにより、界面を透過する光の入射角範
囲を、従来より約３．３％アツプさせることができ、か
つ夫々の入射角度の光の透過率を全体的に２５％程向上
できた。

【００３３】このことは、拡散シート１４での反射防止
膜２２のみならず、液晶表示板１０に形成した反射防止
膜２１や、導光板１１の光入射端面に形成した反射防止
膜２３についても同様である。

【００３４】このように、反射防止処理２１〜２３によ
つて、各部材１０，１１，１４の界面での反射損失を低
減し、光源１２からの光の透過率を高めることができ、
その分、光利用効率を向上させることができる。したが
つて、従来と同じ低消費電力で高輝度対応の液晶表示装
置を実現することができる。

【００３５】（第二実施例）図４は本発明の第二実施例
の直下型液晶表示装置の断面模式図である。図示の如
く、本実施例の直下型液晶表示装置は、液晶表示板１０
と、該液晶表示板１０の後方に配された二個の光源１２
と、該光源１２からの後方への光を液晶表示板１０側へ
反射させるアルミニウム製の反射板３３と、前記光源１
２および液晶表示板１０の間で光を拡散する拡散板３４
とを備え、前記液晶表示板１０の後面と、拡散板３４の
前面または後面に、界面での反射率を緩和する反射防止
膜２１，２２が夫々形成されたものである。なお、図中
３５は、光源１２からの直射光による局部的な輝度を制
限する光量調整体である。

【００３６】本実施例においても、第一実施例と同様の
効果を得られることはいうまでもない。

【００３７】（第三実施例）図５は本発明の第三実施例
のライトガイド型液晶表示装置の断面模式図である。図
示の如く、本実施例の液晶表示装置は、導光板１１の前
面に、厚さ０．１μｍの溶剤可溶型透明フツ素樹脂製の
反射防止膜２４が形成されている。また、図中２１，２
２，２３は第一実施例で説明したのと同様の反射防止膜
２４であるが、ここでは、光透過性を増すため、その厚
さを０．１μｍに設定している。その他の構成は第一実
施例と同様である。

【００３８】上記構成において、導光板１１の光入射端
面から進入した光は、導光板１１内の前後面に当たつて
全反射する。

【００３９】このうち、導光板１１の前面に照射された
光の一部は前方へ出射されるが、反射防止膜２４を設け
ることにより、図３の如く、光透過界面を透過する光の
入射角範囲を従来より約３．３％アツプできるため、特
に導光板１１の前面に対して臨界角に近い角度で照射さ
れた光を前方へ透過させることができる。ここで、一般
にライトガイド方式では、光源１２を導光板１１の側方
に配しているので、導光板１１内の光の多くは、導光板
１１内を前面に対して臨界角に近い角度で進行すること
になる。したがつて、内部を進行する光の多くを前面か
ら出射できることになり、反射防止膜２４による光量の
向上はかなり大幅なものになる。

【００４０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４１】例えば、反射防止膜２１〜２４として、上
記実施例ではその屈折率を１．３４としていたが、これ
以外に例えば屈折率が１．３８のＭｇＦ_２を用いてもよ
く、また、その膜厚は上記実施例のように２μｍや０．
１μｍに限るものでもない。

【００４２】さらに、上記実施例では、各反射防止膜２
１〜２４のいずれか二個以上を組み合わせていたが、こ
のうちの一個のみを形成するものであつてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１〜９によると、反射防止処理によつて各部材の光
透過界面での反射損失を低減し、光源からの光の透過率
を高めることができるので、直下型方式、ライトガイド
方式を問わず、従来と同じ低消費電力化対応で高輝度の
液晶表示装置を実現することができる。

【００４４】特に、反射防止膜により光透過界面を透過
する光の入射角範囲を従来より広げることができる。し
たがつて、光入射端面から導光板内に進入された光の多
くが、臨界角に近い角度で照射されるため、この光の多
くを前方へ透過させることができ、大幅な輝度向上を図
り得るといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のライトガイド型液晶表示
装置の断面模式図

【図２】反射防止膜での光の進路を示す要部拡大断面図

【図３】界面における光入射角と光透過率の関係を示す
図

【図４】本発明の第二実施例の直下型液晶表示装置の断
面模式図

【図５】本発明の第三実施例のライトガイド型液晶表示
装置の断面模式図

【図６】従来の直下型液晶表示装置の断面図

【図７】従来のライトガイド型液晶表示装置の断面図

【符号の説明】

１０液晶表示板１１導光板１２光源１３反射シート１４拡散シート２１〜２４反射防止膜３３反射板３４拡散板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示板と、該液晶表示板の後方に平
行に配される導光板と、該導光板の両端部に配された光
源と、導光板での後方への光を液晶表示板側へ反射させ
る反射シートと、照明面の輝度を面全体にわたつて均一
化するための拡散シートとを備えた液晶表示装置におい
て、前記液晶表示板、前記導光板および前記拡散シート
のうち少なくとも一の光透過界面に、反射率を緩和する
ための反射防止膜が形成されたことを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】請求項１記載の反射防止膜は、液晶表示
板の前面か後面の少なくとも一方に形成されたことを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１記載の反射防止膜は、拡散シー
トの前面か後面の少なくとも一方に形成されたことを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項４】請求項１記載の反射防止膜は、導光板の
光入射端面に形成されたことを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項５】請求項１記載の反射防止膜は、導光板の
前面に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】液晶表示板と、該液晶表示板の後方に所
定間隔を持つて配された複数の光源と、該光源からの後
方への光を液晶表示板側へ反射させる反射板と、前記光
源および液晶表示板の間で光を拡散する拡散板とを備え
た液晶表示装置において、前記液晶表示板および前記拡
散板のうち少なくとも一の光透過界面に、反射率を緩和
するための反射防止膜が形成されたことを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項７】請求項６記載の反射防止膜は、液晶表示
板の前面か後面の少なくとも一方に形成されたことを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項８】請求項６記載の反射防止膜は、拡散板の
前面か後面の少なくとも一方に形成されたことを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項９】請求項１または請求項６記載の反射防止
膜は、溶剤可溶型透明フツ素化合物が使用されたことを
特徴とする液晶表示装置。