JPH07146404A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH07146404A
JPH07146404A JP5293126A JP29312693A JPH07146404A JP H07146404 A JPH07146404 A JP H07146404A JP 5293126 A JP5293126 A JP 5293126A JP 29312693 A JP29312693 A JP 29312693A JP H07146404 A JPH07146404 A JP H07146404A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal display
viewing angle
display device
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Application number
JP5293126A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Ikeda
義則 池田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶パネル及びバックライトの視野角特性の
向上を可能とした液晶表示装置を提供することとした液
晶表示装置を提供することを目的とする。 【構成】 表示すべき画像情報に対応した光の透過,遮
断を行う液晶パネル21を備えた液晶表示装置におい
て、上記液晶パネル21表面、又は液晶パネル21表面
を保護するための保護板23表面に、角度依存性を有す
る光制御フィルム22を設けてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビジョンやワ
ープロ等に用いられ、表示すべき画像情報に対応した光
の透過,遮断を行う透過型又は反射型液晶パネルを備え
た液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の液晶表示装置を、図10
乃至図13とともに説明する。
【0003】一般に、液晶テレビジョン等に用いられる
TN(Twisted Nematic)液晶は、屈折
率異方性やねじり配向などにより、表示画面を見る角度
によって見え方が違ってくる。液晶パネル正面(液晶パ
ネルに対して法線方向)を0°として、白を表示したと
きの輝度と黒を表示したときの輝度の比(コントラスト
比)が10:1になる角度を視野角と定義しているが、
アクティブマトリクス方式の液晶パネルでは、この視野
角は、上下方向で40°,左右方向で100°程度であ
る。尚、他の方式の液晶パネルにおいても、この視野角
依存性は免れぬものである。
【0004】図10は、液晶パネルのソース電圧に対す
る液晶透過率特性の一例を示す特性図である。図10に
おいて、1は白を表示する際のソース電圧、2は黒を表
示する際のソース電圧であり、3は視角0°(正面)の
ときの特性曲線、4は視角10°のときの特性曲線、5
は視角40°のときの特性曲線である。ここで、視角0
°及び10°のときは、黒表示より白表示の方が透過率
が高いが、視角40°のときは、白表示より黒表示の方
が透過率が高くなり、視角によって輝度反転が起こるこ
とがわかる。
【0005】図11は、視野角が30°である液晶パネ
ルの視角に対する相対輝度及びコントラスト比特性の一
例を示す特性図である。図11において、6は白を表示
する際の輝度特性曲線、7は黒を表示する際の輝度特性
曲線、8はコントラスト比であり視角30°でコントラ
スト比は10となる。
【0006】また、図12に液晶パネルの視角特性を示
す。図12において、矢印の長さは輝度の大きさを示
し、θは視角を示す。図12(a)は白を表示する際の
視角特性、図12(b)は黒を表示する際の視角特性を
それぞれ示している。ここで、視角0°(正面)でのコ
ントラスト比は矢印9と矢印12との比であり、100
となる。また、図10中の特性曲線5にもあるとおり、
視角40°では白表示より黒表示の方が透過率が高くな
り、矢印11より矢印14の方が長くなり、視角40°
でのコントラスト比は矢印24と矢印27との比より、
0.9となる。すなわち、コントラスト比が1以下とな
る視角では輝度反転現象が起こる。
【0007】さらに、従来の液晶表示装置においては、
バックライトの輝度向上を目的として、プリズムシート
を該プリズムシートの溝がバックライトの左右方向に対
して平行になるように配置し、上下方向の光を集光する
ものが提案されているが、上下方向の視角特性の悪化を
招来したり、構造上輝度が著しく低下する出光角度領域
において光ムラが生じたり、該プリズムシートにある傷
が見えたりする等の問題を有しており、このため、プリ
ズムシート上に更に拡散シートを装着することによって
対応している。
【0008】このときの、視角に対する相対輝度を図1
3に示す。図13において、15はプリズムシートのみ
を使用したときの特性曲線、16はプリズムシートの上
に拡散シートを装着したときの特性曲線である。尚、相
対輝度は、特性曲線15の視角0°のときの輝度を10
0%としたときの輝度の比率である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、如何
なる方式の液晶パネルにおいても、視野角依存性は免れ
得ぬものであり、例えば、TN型液晶パネルの視野角
は、上方向で10°,下方向で30°(または、上方向
で30°,下方向で10°)と、左右方向に比べて狭
く、他の方式の液晶パネルを含め、液晶表示装置は、特
に視野角範囲外では輝度反転が起こる等、視認性が非常
に悪いものであるという問題があった。
【0010】また、バックライトの輝度向上のためにプ
リズムシートを使用するとともに、プリズムシートを使
用することによる弊害に対応するために、該プリズムシ
ート上に拡散シートを装着した場合、拡散シートにより
プリズムシートで集光した光を拡散してしまい、バック
ライトの輝度向上効果が低減してしまう。特に、正面方
向の光も拡散してしまうため、正面輝度が10〜30%
も低下してしまうという問題があった。
【0011】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、液晶パネルの視野角特性の向上及びバック
ライトの輝度特性の向上を可能とした液晶表示装置を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本願の第一の発明にかかる液晶表示装置は、表示
すべき画像情報に対応した光の透過,遮断を行う液晶パ
ネルを備えた液晶表示装置において、上記液晶パネル表
面、又は液晶パネル表面を保護するための保護板表面
に、角度依存性を有する光制御フィルムを設けてなるも
のである。
【0013】本願の第二の発明にかかる液晶表示装置
は、表示すべき画像情報に対応した光の透過,遮断を行
う液晶パネル裏面に配置され,光源から出射されるを法
線方向に集光させるプリズムシートとを有するバックラ
イト部を備えた液晶表示装置において、上記プリズムシ
ート表面に、角度依存性を有する光制御フィルムを設け
てなるものである。
【0014】
【作用】本願の第一の発明にかかる液晶表示装置では、
液晶パネル表面、又は液晶パネル表面を保護するための
保護板表面に設けた光制御フィルムにて、液晶パネルの
視野角前後の光を拡散させることによって、視角による
輝度の低下をなだらかなものとし、白を表示したときあ
る程度の輝度を維持することができるので、コントラス
ト比10以上の視野角を広げることができ、従って、液
晶パネルの視野角特性を向上させることができる。
【0015】本願の第二の発明にかかる液晶表示装置で
は、バックライト部のプリズムシート表面に設けた光制
御フィルムにて、バックライト輝度が低下する視角の前
後の光を拡散させることによって、正面輝度の低下を極
力抑えると同時に、プリズムシートの使用による視野特
性悪化を改善し、構造上輝度が著しく低下する出光角度
領域における光ムラを削減し、さらに、同出光角度領域
におけるプリズムシートの傷が見えないようにすること
ができ、従って、バックライトの輝度の視野角特性を向
上させることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の一実施例につ
いて、図1乃至図6とともに説明する。
【0017】本実施例の液晶表示装置は、図1に示すよ
うに、表示すべき画像情報に対応した光の透過,遮断を
行う液晶パネル21と、該液晶パネル21表面に設けた
光制御フィルム22と、さらに該光制御フィルム22の
表面に設けた保護板23と、上記液晶パネル21にバッ
クライト光を出射するバックライト部24とを備えてい
る。
【0018】尚、上記構成において、光制御フィルム2
2は、屈折率の異なる層が数μmの間隔で交互にブライ
ンド状に形成された高分子膜からなり、この高分子膜
は、特定の角度範囲の入射光のみを拡散透過させ、他の
角度範囲の入射光は直進透過させるという基本的光学特
性を有している。また、光拡散を起こす角度範囲は、高
分子膜作製時に任意に設定することができる。
【0019】本実施例における光制御フィルム22は、
図2に示すように、図1における液晶パネル21面の上
下方向に対する光の入射角が15〜45°の間でヘイズ
率が急激に立ち上がる特性を有している。ここで、ヘイ
ズ率が低い領域における入射光26は、図3(a)に示
すように、直線光27としてそのまま直進透過するが、
ヘイズ率が高い領域における入射光28は、図3(b)
に示すように、散乱光29として散乱,拡散透過する。
尚、ここでヘイズ率とは、光の拡散する度合いを表す数
値で、 ヘイズ率(%)=(拡散光透過率/全光線透過率)×1
00 により示され、値が高いほど透明度が低いことを表すも
のである。
【0020】図4は、図1における液晶表示画面の中心
位置25の視角に対する相対輝度特性を示す特性図であ
る。図4において、30は図1において光制御フィルム
22を設けない場合で白を表示したときの輝度特性曲
線、31は同じく図1において光制御フィルム22を設
けない場合で黒を表示したときの輝度特性曲線、32は
図1に示す本実施例の構成における白を表示したときの
輝度特性曲線、33は同じく本実施例の構成における黒
を表示したときの輝度特性曲線である。
【0021】本実施例の構成における白を表示したとき
の輝度は、視角上方向30°までは光制御フィルム22
を設けない場合で白を表示したときの輝度よりも低い
が、それより上方(視角領域付近)になると、光制御フ
ィルム22の拡散効果により勾配(コントラスト比の落
ち込み)が緩やかになり、光制御フィルム22を設けな
い場合で白を表示したときの輝度に対して相対輝度が高
くなる。
【0022】一方、本実施例の構成における黒を表示し
たときの輝度は、視角上方向25°付近から光制御フィ
ルム22を設けない場合で黒を表示したときの輝度より
も低くなる。
【0023】図5は、図4に対応した視野角−コントラ
スト比特性を示す特性図である。図5において、34は
図4における輝度特性曲線30,31に対するコントラ
スト比特性曲線であり、視野角(コントラスト比10の
ときの角度)は30°である。35は図4における輝度
特性曲線32,33に対するコントラスト比特性曲線で
あり、視野角は40°となることがわかる。また、視角
50°においても、コントラスト比は1以上を維持する
ため、輝度反転現象は起こらない。
【0024】そしてまた、図6に本実施例における液晶
パネルの視角特性を示す。図6において、矢印の長さは
輝度の大きさを示し、θは視角を示す。図6(a)は白
を表示する際の視角特性、図6(b)は黒を表示する際
の視角特性をそれぞれ示している。ここで、視角0°
(正面)でのコントラスト比は矢印36と矢印39との
比であり、95となる。一方、視角40°でのコントラ
スト比は、光制御フィルム22の拡散効果により均一化
される方向に働くため結果的に視角30°付近の光の数
%が加わった矢印38と、同様に光制御フィルム22の
拡散効果により均一化される方向に働き結果的に輝度が
低下した矢印41との比であり、10となる。すなわ
ち、視野角が40°に広がるとともに、さらに、それ以
上の視角においても輝度反転現象は生じない。
【0025】このように、本実施例の液晶表示装置にお
いては、光制御フィルム22の光拡散効果によって、視
野角による輝度の低下をなだらかにして、ある程度の白
を表示したときの輝度を維持するので、コントラスト比
10以上の視野角を広げ、視野角特性を向上させること
ができる。
【0026】尚、上述した本発明の一実施例が、透過
型,反射型,透過反射型のいずれの液晶パネルにも適応
されることは明らかである。
【0027】次に、バックライト部に光制御フィルムを
設けた本発明の液晶表示装置の他の実施例を、例えばエ
ッジライト方式のバックライトユニットを用いた液晶表
示装置について、図7乃至図9とともに、以下に説明す
る。
【0028】本実施例の液晶表示装置におけるバックラ
イトユニットは、図7に示すように、端面に設ける光源
(図示せず)より発せられた光を反射,集光するための
反射板51と、該光源(図示せず)から出射される光束
を所定の屈折角にて屈折させる導光板52と、該導光板
52より出射される光を拡散する拡散シート53と、該
拡散シート53にて拡散された拡散光を法線方向に集光
させるプリズムシート54と、該プリズムシート54の
表面に設けた光制御フィルム55とを備えている。
【0029】尚、上記構成において、光制御フィルム5
5は、図8に示すように、光の入射角によってヘイズ率
が変化する特性を有している。すなわち、図7における
バックライトユニット出光面の上下方向に対する光の入
射角が上下共に30〜60°の間でヘイズ率が急激に立
ち上がる特性を有している。
【0030】図9は、図7におけるバックライトユニッ
トの中心位置56の視角に対する相対輝度特性を示す特
性図である。図9において、57はプリズムシートのみ
を使用したときの特性曲線、58はプリズムシートの上
に拡散シートを装着したときの特性曲線、59は本実施
例の光制御フィルム55を設けたときの特整曲線であ
る。尚、相対輝度は、特性曲線57の視角0°のときの
輝度を100%としたときの輝度の比率である。
【0031】光制御フィルム55を設けることにより、
正面輝度の低下を極力抑えると同時に、輝度が著しく低
下する出光角度領域(図9における視角45°付近)に
おいては、プリズムシートのみを使用した場合よりも高
い輝度が得られる。また、同出光角度領域において、光
制御フィルム55の拡散効果により光ムラが生じたり、
プリズムシートに傷があったとしても、その傷が目える
のを防ぐことができる。
【0032】
【発明の効果】本願の第一の発明にかかる液晶表示装置
は、上記のような構成としているので、液晶パネル表
面、又は液晶パネル表面を保護するための保護板表面に
設けた光制御フィルムにて、液晶パネルの視野角前後の
光を拡散させることによって、視角による輝度の低下を
なだらかなものとし、白を表示したときある程度の輝度
を維持することができるので、コントラスト比10以上
の視野角を広げることができ、従って、液晶パネルの視
野角特性を向上させることができる。
【0033】本願の第二の発明にかかる液晶表示装置
は、バックライト部のプリズムシート表面に設けた光制
御フィルムにて、バックライト輝度が低下する視角の前
後の光を拡散させることによって、正面輝度の低下を極
力抑えると同時に、プリズムシートの使用による視野特
性悪化を改善し、構造上輝度が著しく低下する出光角度
領域における光ムラを削減し、さらに、同出光角度領域
におけるプリズムシートの傷が見えないようにすること
ができ、従って、バックライトの輝度の視野角特性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の一実施例を示す概略説
明図である。
【図2】本発明の液晶表示装置の一実施例における光制
御フィルムの光入射角に対するヘイズ率を示す特性図で
ある。
【図3】本発明の液晶表示装置の一実施例における光制
御フィルムの光特性を示す概略説明図である。
【図4】本発明の液晶表示装置の一実施例における視角
に対する相対輝度を説明するための特性図である。
【図5】本発明の液晶表示装置の一実施例における視角
に対するコントラスト比を説明するための特性図であ
る。
【図6】本発明の液晶表示装置の一実施例における視角
に対する輝度特性を示すベクトル図である。
【図7】本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す概略
説明図である。
【図8】本発明の液晶表示装置の他の実施例における光
制御フィルムの光入射角に対するヘイズ率を示す特性図
である。
【図9】本発明の液晶表示装置の他の実施例における視
角に対する相対輝度を説明するための特性図である。
【図10】従来の液晶表示装置における液晶パネルのソ
ース電圧に対する液晶透過率を示す特性図である。
【図11】従来の液晶表示装置における液晶パネルの視
角に対する相対輝度及びコントラスト比を示す特性図で
ある。
【図12】従来の液晶表示装置における視角に対する輝
度特性を示すベクトル図である。
【図13】従来の液晶表示装置における視角に対する相
対輝度を示す特性図である。
【符号の説明】
21 液晶パネル 22 光制御フィルム 23 保護板 24 バックライト 25 中央位置 30〜33 相対輝度特性曲線 34,35 コントラスト比特性曲線 36〜41 輝度特性ベクトル 51 反射板 52 導光板 53 拡散シート 54 プリズムシート 55 光制御フィルム 56 中央位置 57〜59 相対輝度特性曲線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示すべき画像情報に対応した光の透
    過,遮断を行う液晶パネルを備えた液晶表示装置におい
    て、 上記液晶パネル表面、又は液晶パネル表面を保護するた
    めの保護板表面に、角度依存性を有する光制御フィルム
    を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 上記請求項1記載の液晶表示装置におい
    て、 光制御フィルムは、液晶パネルの視野角の前後約20°
    の領域における光のみを拡散するものであることを特徴
    とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 表示すべき画像情報に対応した光の透
    過,遮断を行う液晶パネル裏面に配置され,光源から出
    射される光を法線方向に集光させるプリズムシートとを
    有するバックライト部を備えた液晶表示装置において、 上記プリズムシート表面に、角度依存性を有する光制御
    フィルムを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 上記請求項3記載の液晶表示装置におい
    て、 光制御フィルムは、プリズムシートの視角特性により輝
    度が低下する視角の前後約20°領域における光のみを
    拡散するものであることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 表示すべき画像情報に対応した光の透
    過,遮断を行う液晶パネルと、 該液晶パネル裏面に配置され,光源から出射される光を
    法線方向に集光させるプリズムシートとを有するバック
    ライト部とを備えた液晶表示装置において、 上記液晶パネル表面、又は液晶パネル表面を保護するた
    めの保護板表面に、角度依存性を有する光制御フィルム
    を設けるとともに、 上記プリズムシート表面に、角度依存性を有する光制御
    フィルムを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
JP5293126A 1993-11-24 1993-11-24 液晶表示装置 Pending JPH07146404A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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