JPH0682781A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0682781A JPH0682781A JP4237238A JP23723892A JPH0682781A JP H0682781 A JPH0682781 A JP H0682781A JP 4237238 A JP4237238 A JP 4237238A JP 23723892 A JP23723892 A JP 23723892A JP H0682781 A JPH0682781 A JP H0682781A
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- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- display panel
- light
- contrast ratio
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
- G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示装置の視角を大きくしたときのコン
トラスト比の反転を防止して、拡散板により平均化して
もコントラスト比の低下を抑え、画面の視認性を良好に
する。 【構成】 液晶表示パネル２と、その背面に、前記液晶
表示パネル２の通常の視角方向にほぼ平行な平行光線を
発する光源３を配置すると共に、前記液晶表示パネル２
の前面に拡散板４を設けて一定方向のみからきた光を拡
散させて平均化し、コントラスト比を向上する。
トラスト比の反転を防止して、拡散板により平均化して
もコントラスト比の低下を抑え、画面の視認性を良好に
する。 【構成】 液晶表示パネル２と、その背面に、前記液晶
表示パネル２の通常の視角方向にほぼ平行な平行光線を
発する光源３を配置すると共に、前記液晶表示パネル２
の前面に拡散板４を設けて一定方向のみからきた光を拡
散させて平均化し、コントラスト比を向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関する。
さらに詳しくは、液晶表示装置の正面からの見る角度
（視角）を変えた広い視角の範囲で、表示される文字ま
たは図形などのコントラスト比（液晶層がＯＮ時の光の
透過率／液晶層がＯＦＦ時の光の透過率）を向上し、良
好な視認性がえられる液晶表示装置に関する。
さらに詳しくは、液晶表示装置の正面からの見る角度
（視角）を変えた広い視角の範囲で、表示される文字ま
たは図形などのコントラスト比（液晶層がＯＮ時の光の
透過率／液晶層がＯＦＦ時の光の透過率）を向上し、良
好な視認性がえられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は透明導電膜で電極が形成
された２枚の透明基板のあいだに液晶材料が封入され、
その前後に偏光板が配置されると共に、拡散板が配置さ
れ、液晶表示パネルの背面には光源が設けられている。
された２枚の透明基板のあいだに液晶材料が封入され、
その前後に偏光板が配置されると共に、拡散板が配置さ
れ、液晶表示パネルの背面には光源が設けられている。
【０００３】この液晶表示装置21は、図５に分解図で示
されるように、液晶表示パネル22の裏面にＥＬセルなど
からなるバックライト23が設けられ、図示してない駆動
回路により各画素の光の透過を制御し、液晶表示パネル
22に文字または図形などを表示させている。また、前記
バックライト23と液晶表示パネル22とのあいだには、液
晶表示パネル22全体に均一な強さの光を照射するための
拡散板24が設けられることがある。拡散板24は、アクリ
ル樹脂またはポリ塩化ビニル樹脂などで、白色顔料が混
入されるか、表面が粗面にされた透明樹脂からなり、透
過光を散乱させる作用がある。
されるように、液晶表示パネル22の裏面にＥＬセルなど
からなるバックライト23が設けられ、図示してない駆動
回路により各画素の光の透過を制御し、液晶表示パネル
22に文字または図形などを表示させている。また、前記
バックライト23と液晶表示パネル22とのあいだには、液
晶表示パネル22全体に均一な強さの光を照射するための
拡散板24が設けられることがある。拡散板24は、アクリ
ル樹脂またはポリ塩化ビニル樹脂などで、白色顔料が混
入されるか、表面が粗面にされた透明樹脂からなり、透
過光を散乱させる作用がある。
【０００４】さらに液晶表示パネル22の視角（表示画面
の法線方向とのなす角）特性（すなわち、見る角度によ
って画面のコントラスト比が変わる特性）を解消するた
めに、前記液晶表示パネル22の前面にも前記拡散板24と
同種の拡散板25が設けられることがある。この拡散板25
により、液晶表示パネル22の透過光は再度拡散される。
そのためコントラストが平均化される。
の法線方向とのなす角）特性（すなわち、見る角度によ
って画面のコントラスト比が変わる特性）を解消するた
めに、前記液晶表示パネル22の前面にも前記拡散板24と
同種の拡散板25が設けられることがある。この拡散板25
により、液晶表示パネル22の透過光は再度拡散される。
そのためコントラストが平均化される。
【０００５】たとえば、液晶表示パネル22の法線方向と
画面を見る方向のなす角度θに対するコントラスト比と
の関係は、図６に示されるグラフのようになる。
画面を見る方向のなす角度θに対するコントラスト比と
の関係は、図６に示されるグラフのようになる。
【０００６】このグラフによると液晶表示パネル22を透
過した直後のコントラスト比の分布（図中の曲線26）
は、視角方向θ0 を極大として正負の方向になだらかに
減少し、上方から見る（角度が負の方向から見る）とコ
ントラスト比が１より小さくなっているのがわかる。こ
こでコントラスト比が１より大きい角度の範囲ではＯＮ
時の明るさがＯＦＦ時の明るさより明るいことを意味
し、反対にコントラスト比が１より小さい角度の範囲で
はＯＦＦ時の方がＯＮ時より明るい、つまり反転してい
ることを意味する。
過した直後のコントラスト比の分布（図中の曲線26）
は、視角方向θ0 を極大として正負の方向になだらかに
減少し、上方から見る（角度が負の方向から見る）とコ
ントラスト比が１より小さくなっているのがわかる。こ
こでコントラスト比が１より大きい角度の範囲ではＯＮ
時の明るさがＯＦＦ時の明るさより明るいことを意味
し、反対にコントラスト比が１より小さい角度の範囲で
はＯＦＦ時の方がＯＮ時より明るい、つまり反転してい
ることを意味する。
【０００７】一方、拡散板25を透過したのちのコントラ
スト比の分布（図中の曲線２７）では、すべての角度の
範囲でほぼ一定のコントラスト比に平均化されているの
がわかる。
スト比の分布（図中の曲線２７）では、すべての角度の
範囲でほぼ一定のコントラスト比に平均化されているの
がわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、叙上のごとく
コントラスト比の高い方向への光と低い方向への光が平
均化されるとき、コントラスト比の低い範囲、とくに、
コントラスト比が１以下の領域の影響で、平均化された
コントラスト比は、全範囲にわたって低下してしまい、
かえって、画面の視認性を低下させる原因になる。
コントラスト比の高い方向への光と低い方向への光が平
均化されるとき、コントラスト比の低い範囲、とくに、
コントラスト比が１以下の領域の影響で、平均化された
コントラスト比は、全範囲にわたって低下してしまい、
かえって、画面の視認性を低下させる原因になる。
【０００９】本発明は、叙上の問題を解消するためにな
されたものであり、平均化によるコントラスト比の低下
を抑えることにより、画面の視認性を良好にすることが
できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
されたものであり、平均化によるコントラスト比の低下
を抑えることにより、画面の視認性を良好にすることが
できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に配置
され、該液晶表示パネルの一定角度方向にほぼ平行な平
行光線を発する光源と、前記液晶表示パネルの前面に配
置された拡散板とからなることを特徴としている。
は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に配置
され、該液晶表示パネルの一定角度方向にほぼ平行な平
行光線を発する光源と、前記液晶表示パネルの前面に配
置された拡散板とからなることを特徴としている。
【００１１】
【作用】本発明の液晶表示装置では、光源を液晶表示パ
ネルのある一定角度の方向（通常よく見える角度の視角
方向）にほぼ平行な光としてバックライトから照射し、
そのほかの方向の光は液晶層に投入されないようにし、
とくに反転を発生させる方向の光をカットしている。そ
の結果、ある視角方向の光のみを選択的に液晶表示パネ
ル内に取り込み、液晶表示パネルを透過した光を、液晶
表示パネル前面の拡散板で拡散させることによりコント
ラスト比を平均化させ、かつ、コントラスト比の低下を
抑えることができ、広い範囲の方向から、画面の表示を
はっきりと見ることができる。
ネルのある一定角度の方向（通常よく見える角度の視角
方向）にほぼ平行な光としてバックライトから照射し、
そのほかの方向の光は液晶層に投入されないようにし、
とくに反転を発生させる方向の光をカットしている。そ
の結果、ある視角方向の光のみを選択的に液晶表示パネ
ル内に取り込み、液晶表示パネルを透過した光を、液晶
表示パネル前面の拡散板で拡散させることによりコント
ラスト比を平均化させ、かつ、コントラスト比の低下を
抑えることができ、広い範囲の方向から、画面の表示を
はっきりと見ることができる。
【００１２】
【実施例】つぎに図面を参照しながら、本発明の液晶表
示装置の説明を行う。
示装置の説明を行う。
【００１３】図１は、本発明の液晶表示装置の一実施例
を示す概略説明図、図２は図１の液晶表示装置のレンズ
の透過前後の視角方向による光の強度を示す図、図３は
通常の無指向性光源より発する光を液晶表示パネルに透
過させたとき、すなわち表示パネルの有するコントラス
ト比の分布を示す図、図４は図１の液晶表示パネルを透
過した光のコントラスト比の分布を示す図である。
を示す概略説明図、図２は図１の液晶表示装置のレンズ
の透過前後の視角方向による光の強度を示す図、図３は
通常の無指向性光源より発する光を液晶表示パネルに透
過させたとき、すなわち表示パネルの有するコントラス
ト比の分布を示す図、図４は図１の液晶表示パネルを透
過した光のコントラスト比の分布を示す図である。
【００１４】図１に示されるように本発明の液晶表示装
置１は、液晶表示パネル２の背面に光源３が設けられる
とともに液晶表示パネル２の前面に液晶表示パネル２を
透過した光を拡散させる拡散板４が設けられて構成され
る。
置１は、液晶表示パネル２の背面に光源３が設けられる
とともに液晶表示パネル２の前面に液晶表示パネル２を
透過した光を拡散させる拡散板４が設けられて構成され
る。
【００１５】光源３は、発光部５と、その発光部５から
発せられた光を指向性を有する平行光線にする集光部６
とから構成されている。光源３の光軸の方向は、液晶表
示パネル２の画面の法線方向と一定角度（視角方向
θ0 ）だけ傾けられて設定されている。この光源３によ
り、液晶表示パネル２の全面にわたって、視角方向θ0
だけ傾けられた平行光線が発せられる。
発せられた光を指向性を有する平行光線にする集光部６
とから構成されている。光源３の光軸の方向は、液晶表
示パネル２の画面の法線方向と一定角度（視角方向
θ0 ）だけ傾けられて設定されている。この光源３によ
り、液晶表示パネル２の全面にわたって、視角方向θ0
だけ傾けられた平行光線が発せられる。
【００１６】なお、光源３を構成している発光部５は、
電球、蛍光灯、ＬＥＤまたはＥＬセルなどからなり、ま
た集光部６は、１つの凸レンズまたは、複数の凸レンズ
および凹レンズが組み合わされたレンズ群、その他平面
型フレネルレンズ、放物面状の反射鏡などからなる。な
お図１では簡略化のため、光源３は発光部５を電球、集
光部６を１つの凸レンズにより構成されている例で示し
たが本発明はこれに限定されるものではない。
電球、蛍光灯、ＬＥＤまたはＥＬセルなどからなり、ま
た集光部６は、１つの凸レンズまたは、複数の凸レンズ
および凹レンズが組み合わされたレンズ群、その他平面
型フレネルレンズ、放物面状の反射鏡などからなる。な
お図１では簡略化のため、光源３は発光部５を電球、集
光部６を１つの凸レンズにより構成されている例で示し
たが本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】また、拡散板４は、従来の拡散板と同様に
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂またはポリ塩化ビニル
樹脂などがらなり、白色顔料が混入されたり、表面を粗
面にした透明樹脂で、透過光を散乱させる作用がある。
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂またはポリ塩化ビニル
樹脂などがらなり、白色顔料が混入されたり、表面を粗
面にした透明樹脂で、透過光を散乱させる作用がある。
【００１８】つぎに本発明の液晶表示装置の作用を図１
の説明図および図２〜４のグラフを参照しながら説明す
る。
の説明図および図２〜４のグラフを参照しながら説明す
る。
【００１９】まず、光源３の発光部５から発せられた光
は、集光部６を透過して平行化され視角方向θ0 だけ傾
けられた平行光線になる。図２のグラフに示されるよう
に、集光部６に透過される前の光の強度分布（図２の曲
線７）は、視角方向の広い範囲にわたってほぼ一定で
（視角θ0 の方向でやや強い）、無指向性の光である。
しかし、集光部６を透過したのちの光の強度の分布（図
２の曲線８）は、視角方向θ0 の近傍のみに集中し、そ
れより離れた方向への光の強度はほとんど０になる。ま
た、従来では、液晶表示パネル２の範囲外に拡散してい
た光も集光部６によって液晶表示パネル２の範囲内に収
束されるため、液晶表示パネル２に照射される光量は増
加する。
は、集光部６を透過して平行化され視角方向θ0 だけ傾
けられた平行光線になる。図２のグラフに示されるよう
に、集光部６に透過される前の光の強度分布（図２の曲
線７）は、視角方向の広い範囲にわたってほぼ一定で
（視角θ0 の方向でやや強い）、無指向性の光である。
しかし、集光部６を透過したのちの光の強度の分布（図
２の曲線８）は、視角方向θ0 の近傍のみに集中し、そ
れより離れた方向への光の強度はほとんど０になる。ま
た、従来では、液晶表示パネル２の範囲外に拡散してい
た光も集光部６によって液晶表示パネル２の範囲内に収
束されるため、液晶表示パネル２に照射される光量は増
加する。
【００２０】つぎに、視角方向θ0 だけ傾けられた平行
光線を液晶表示パネル２に透過させる。表示パネル２の
光の透過特性は、前述のように図３に示す特性を有して
おり、本発明による光源３の光を透過させると、透過後
の液晶表示パネル２のコントラスト比は、前述の図２の
曲線８と図３の曲線９との乗算となり、図４の曲線10に
よって示される分布となる。この分布は、曲線８で示さ
れる入射光と同様に視角方向θ0 の位置でコントラスト
比が最大であるが、それより大きな視角の範囲でも入射
光が殆ど０であるため、ＯＮ時とＯＦＦ時の透過光量が
非常に小さく、コントラスト比がほぼ１に近くなる。こ
の液晶表示パネル２を出た光を拡散板４により拡散する
ことにより、光は無指向性となり、θ0 方向の光強度は
弱くなるが、広い視角の範囲で高いコントラスト比をう
ることができる。このときの透過光のコントラスト比
は、図４の曲線11によって示される分布となる。この分
布は、図４の曲線10によって示される分布が平均化され
ることにより、全範囲でほぼ一定のコントラスト比にな
り、しかも従来に比べて高コントラスト比になる。した
がって、見る角度が変化しても常に画面の視認性を良好
に保つことができる。
光線を液晶表示パネル２に透過させる。表示パネル２の
光の透過特性は、前述のように図３に示す特性を有して
おり、本発明による光源３の光を透過させると、透過後
の液晶表示パネル２のコントラスト比は、前述の図２の
曲線８と図３の曲線９との乗算となり、図４の曲線10に
よって示される分布となる。この分布は、曲線８で示さ
れる入射光と同様に視角方向θ0 の位置でコントラスト
比が最大であるが、それより大きな視角の範囲でも入射
光が殆ど０であるため、ＯＮ時とＯＦＦ時の透過光量が
非常に小さく、コントラスト比がほぼ１に近くなる。こ
の液晶表示パネル２を出た光を拡散板４により拡散する
ことにより、光は無指向性となり、θ0 方向の光強度は
弱くなるが、広い視角の範囲で高いコントラスト比をう
ることができる。このときの透過光のコントラスト比
は、図４の曲線11によって示される分布となる。この分
布は、図４の曲線10によって示される分布が平均化され
ることにより、全範囲でほぼ一定のコントラスト比にな
り、しかも従来に比べて高コントラスト比になる。した
がって、見る角度が変化しても常に画面の視認性を良好
に保つことができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、必要方向のみの光をバ
ックライト光源から照射し、その透過光を拡散板で拡散
しているため、平均化によるコントラスト比の低下を抑
えることができ、常に高コントラスト比がえられ、した
がって良好な視認性を有する液晶表示装置をうることが
できる。その結果、近年開発されている液晶ＴＶなどの
高解像度の液晶表示装置の普及に寄与する。
ックライト光源から照射し、その透過光を拡散板で拡散
しているため、平均化によるコントラスト比の低下を抑
えることができ、常に高コントラスト比がえられ、した
がって良好な視認性を有する液晶表示装置をうることが
できる。その結果、近年開発されている液晶ＴＶなどの
高解像度の液晶表示装置の普及に寄与する。
【図１】本発明の一実施例を示す液晶表示装置の概略説
明図である。
明図である。
【図２】図１の液晶表示装置のレンズの透過前後の視角
方向による光の強度を示す図である。
方向による光の強度を示す図である。
【図３】無指向の光源の液晶表示パネルの有する透過光
のコントラスト比の分布を示す図である。
のコントラスト比の分布を示す図である。
【図４】図１の液晶表示パネルを透過した光のコントラ
スト比の分布を示す図である。
スト比の分布を示す図である。
【図５】従来の液晶表示装置の概略説明図である。
【図６】従来の液晶表示装置の液晶表示パネルの透過光
のコントラスト比の分布を示す図である。
のコントラスト比の分布を示す図である。
１ 液晶表示装置 ２ 液晶表示パネル ３ 光源 ４ 拡散板
Claims (1)
- 【請求項１】 液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの
背面に配置され、該液晶表示パネルの一定角度方向にほ
ぼ平行な平行光線を発する光源と、前記液晶表示パネル
の前面に配置された拡散板とからなる液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4237238A JPH0682781A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4237238A JPH0682781A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682781A true JPH0682781A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=17012439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4237238A Pending JPH0682781A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682781A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997040417A1 (en) * | 1996-04-19 | 1997-10-30 | The Secretary Of State For Defence | Liquid crystal display |
| WO2006110380A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-19 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Liquid crystal display apparatus having non-normal collimated illumination |
| DE102022202225A1 (de) | 2022-03-04 | 2023-09-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hinterleuchtungseinheit für Displaysystem, Displaysystem, Verfahren zum Betreiben eines Displaysystems und Steuereinheit |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP4237238A patent/JPH0682781A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997040417A1 (en) * | 1996-04-19 | 1997-10-30 | The Secretary Of State For Defence | Liquid crystal display |
| WO2006110380A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-19 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Liquid crystal display apparatus having non-normal collimated illumination |
| US7295262B2 (en) | 2005-04-08 | 2007-11-13 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Display apparatus having collimated illumination |
| DE102022202225A1 (de) | 2022-03-04 | 2023-09-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Hinterleuchtungseinheit für Displaysystem, Displaysystem, Verfahren zum Betreiben eines Displaysystems und Steuereinheit |
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