JPH0743712A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0743712A
JPH0743712A JP5190570A JP19057093A JPH0743712A JP H0743712 A JPH0743712 A JP H0743712A JP 5190570 A JP5190570 A JP 5190570A JP 19057093 A JP19057093 A JP 19057093A JP H0743712 A JPH0743712 A JP H0743712A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
panel
display device
light emitting
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP5190570A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiyoshi Mikami
明義 三上
Katsuji Okibayashi
勝司 沖林
Kosuke Terada
幸祐 寺田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0743712A publication Critical patent/JPH0743712A/ja
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  • Liquid Crystal (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置の小形、薄形、軽量といった特
徴を活かしつつ、背面光源の輝度分布の均一および低消
費電力化を実現した、仮想現実感システムに好適に用い
られる液晶表示装置を提供する。 【構成】 たとえば仮想現実感システムに用いられる液
晶表示装置1は、ガラス基板6を共用して、その両面に
液晶パネル4、ELパネル7がそれぞれ形成され、前記
ガラス基板6の液晶パネル4側に拡散シート5が介在さ
れて形成される視覚ディスプレイ2が、フレーム3に固
定されて眼鏡状に形成されて構成されている。前記拡散
シート5の拡散作用によって、液晶パネル4の背面光源
であるELパネル7が発した光を、前記液晶パネル4の
全面に均一輝度で照射させることができ、低消費電力の
液晶表示装置1が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルを表示手段
として用いる液晶表示装置に関し、特に、いわゆる仮想
現実感システムに好適に用いられる液晶表示装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、仮想現実感システム、いわゆるバ
ーチャルリアリティシステムが若年層をはじめ、様々な
世代の人々の間で大変な関心を集めている。このシステ
ムは、体感ゲームのみならず、仮想の技術訓練や、遠隔
操作システムなどにも採用され、今後、多方面にわたっ
て応用されるものと思われる。
【0003】現在、仮想現実感システムの高解像度カラ
ーディスプレイとして超小形CRTが用いられている
が、将来的な仮想現実感システムの応用範囲の拡大に
は、表示装置の薄形および軽量化が不可欠である。前記
超小形CRTに代表される表示装置は、比較的大形かつ
重いので、特に薄形、軽量化が重要とされる眼鏡型表示
装置への利用の検討はなされていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術による
と、超小形CRTは、高電圧で加速された電子ビームを
使用するので、装置の奥行き寸法が大きく、単位体積当
りの重量も大きいので、眼鏡型表示装置への利用は困難
である。
【0005】また、液晶パネルと蛍光灯とを組合せて表
示装置として利用する場合、眼鏡型に成形することはで
きるが、液晶パネルの薄形、軽量、小形といった特徴を
活かすことが困難である。すなわち、光導波路や光ファ
イバを用いて、蛍光灯からの白色光を液晶表示装置の背
面へ導く間接照射法が検討されているが、装置が複雑に
なるだけでなく、ファイバの分光特性の不均一性に起因
して、白色発光の輝度およびカラー色調分布の均一性が
充分に得られないという問題がある。
【0006】さらにまた、液晶表示装置の軽量化を実現
するには、電源供給システムの小形化が不可欠であり、
また、それに伴いバックライトの消費電力の低減が必要
である。
【0007】本発明の目的は、液晶表示装置の有する小
形、薄形、軽量といった特徴を活かしつつ、輝度分布の
均一性を高め、低消費電力化を実現することができる液
晶表示装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、光透過形の液
晶パネルと、前記液晶パネルの背後側に配置され、複数
のエレクトロルミネッセンス素子から成るバックライト
用のELパネルと、前記液晶パネルとELパネルとの間
に、ELパネルからの光を拡散するための拡散部材を設
けることを特徴とする液晶表示装置である。
【0009】また本発明の前記ELパネルは、パターン
化された透明電極の形成された透明基板と、該透明基板
に対向配置される金属電極との間に、RGBの三原色の
発光成分を含む単一の白色発光層を封入して構成され、
前記金属電極は前記発光層の発光領域よりも大きな面積
に形成されることを特徴とする。
【0010】さらにまた本発明の前記ELパネルは、パ
ターン化された透明電極の形成された透明基板と、該透
明基板に対向配置される金属電極との間に、RGBの三
原色の各発光層が同一平面上に並置された状態で封入さ
れて構成され、前記金属電極は前記発光層の発光領域よ
りも大きな面積に形成されることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明に従えば、液晶パネルとEL(エレクト
ロルミネッセンス素子)パネルとを一体化し、前記EL
パネルから放射された光が前記液晶パネルの背面光源と
なる液晶表示装置において、たとえば拡散シートで実現
される拡散部材を、前記液晶パネルとELパネルとの間
に組込む。
【0012】したがって、薄形、軽量に構成することが
できるとともに、液晶パネルの全面を均一輝度で照射す
ることができ、低消費電力な液晶表示装置が実現され
る。これによって、たとえば仮想現実感システムに好適
に用いられる眼鏡型液晶表示装置への応用が可能とな
る。
【0013】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す液晶表示装
置1の斜視図であり、図2は図1中の切断面線A−Aか
ら見た断面図である。前記液晶表示装置1は、大略的
に、眼鏡状の外形を有し、たとえば、仮想現実感システ
ムの画像表示装置として用いられる。眼鏡において、レ
ンズに当たる部分には視覚ディスプレイ2が配され、図
示しないビスなどでフレーム3に固定される。視覚ディ
スプレイ2は、前記液晶表示装置1の使用者に臨む面か
ら外方側へ、液晶パネル4、拡散シート5、ガラス基板
6、ELパネル7の順に構成される。
【0014】液晶パネル4は、前記液晶表示装置1の使
用者に臨む面から外方側へ、偏光板8a、ガラス基板
9、透明電極10a、配向膜11a、液晶12、配向膜
11b、透明電極10b、偏光板8bの順で構成され
る。前記液晶パネル4の外方側表面には、たとえばポリ
エステルフィルムから成る拡散シート5が設けられ、さ
らにその外方側には液晶パネル4とELパネル7とに共
用されるガラス基板6が積層される。
【0015】前記ガラス基板6の液晶パネル4とは反対
側の表面に配置されるELパネル7は、ガラス基板6の
外方側から、ITO(Indium-Tin Oxide)膜などの透明
導電膜から成る透明電極13が形成され、さらにその上
面にSiO2・Si3N4膜から成る第1絶縁層15と、
ZnS・Mn膜から成る発光層16と、Si3N4・Al
2O3膜から成る第2絶縁層17とから成るEL膜14が
積層され、最も外方側には、たとえばAlなどの金属か
ら成る金属電極18が形成されて構成されている。
【0016】前記EL膜14の第1絶縁層15および第
2絶縁層17と、透明電極13とは、高周波スパッタ法
によって形成される。また、前記EL膜14の発光層1
6は、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、もしくはCVD
(Chemical VaporDeposition)法にて形成される。
【0017】したがって、ELパネル7からの照明光
を、前記液晶表示装置1の使用者側から取出すことがで
きるような、液晶パネル4とELパネル7とが一体化し
た視覚ディスプレイ2が実現する。また、一般的にガラ
ス基板6の厚さは約1mm、該ガラス基板6を含む液晶
パネル4の全厚は3.5mm、ELパネル7の厚さが約
1.1mmであるので、視覚ディスプレイ2としての全
厚は遠近両用眼鏡とほぼ同程度の厚さの約4.6mmに
抑えることができるので、図1に示すような眼鏡型の液
晶画像表示装置1が、充分に軽量かつ薄形で実現され
る。
【0018】本実施例では、液晶パネル4とELパネル
7との間に拡散シート5を設けることによって、背面光
源であるELパネル7からの光を均一に拡散することが
できるので、輝度分布が均一で、低消費電力な背面光源
を備える液晶表示装置1が実現可能となる。
【0019】また、本実施例において、拡散シート5の
代わりに拡散板を用いても同様の効果を得ることができ
る。
【0020】図3は本発明の第2実施例である視覚ディ
スプレイ2aの断面図であり、図4は前記視覚ディスプ
レイ2aの一部を切欠いて示す斜視図である。視覚ディ
スプレイ2aは、第1実施例の視覚ディスプレイ2と類
似の構造であるので、同一の部材には同一の参照符号を
用いる。本実施例は、前述の第1実施例における視覚デ
ィスプレイ2の液晶パネル4の使用者側の表面にマイク
ロカラーフィルタ19を備え、さらに、透明電極13a
をストライプ状にパターン化して形成するとともに、背
面の金属電極18の外方側表面にシールガラス20を備
えたことを特徴とする。
【0021】マイクロカラーフィルタ19は、たとえ
ば、アクリル系樹脂に顔料を分散させる方式によって作
成され、ELパネル7aからの照明光を該マイクロカラ
ーフィルタ19を透過させることによって、視覚ディス
プレイ2a上にカラー表示を行うことができる。また、
シールガラス20は、前記視覚ディスプレイ2aの最も
外方側の表面に臨む面に配され、ELパネル7aが放射
した光を使用者側に反射し、漏光を防止するとともに発
光効率の向上を図る。
【0022】たとえばITO膜から成る透明電極13a
は、ガラス基板6の外方側表面に一定の間隔を有してス
トライプ状に形成される。前記透明電極13aの外方側
表面には、第1絶縁層15と、SrS・Ce、Eu膜か
ら成る発光層21と、第2絶縁層17とを積層し、さら
に、金属電極18を、真空蒸着法によって、前記発光層
21の発光領域よりも大きい面積である全面に形成す
る。前記透明電極13aは、前述のとおりストライプ状
に形成されているので、発光領域には非発光の部分が存
在し、ストライプ状に発光する。前記拡散シート5に前
述のストライプ状の放射光を透過させると、該拡散シー
ト5の光拡散作用によって均一な照明を得ることができ
る。本実施例では、SrS・Ce、Eu発光層21の代
りに、SrS・Ce/ZnS・Mn発光層や、SrS・
Ce/CaS・Eu発光層などを用いてもよい。
【0023】ここで、従来技術で用いられている透明電
極と金属電極とを共に全面に形成して拡散シートを使用
しない方式「パネルA」と、本実施例に示すような透明
電極を規則的に配して、拡散シートを使用した方式「パ
ネルB」とにおける、発光輝度、消費電力、発光効率お
よび絶縁破壊特性の比較を表1に示す。なお、パネル
A,パネルBともに200Hz、200Vの交流パルス
電圧の同一条件で駆動する。なお、評価に用いたサンプ
ルサイズは30mm×40mmである。
【0024】
【表1】
【0025】上記表1より、発光輝度では、パネルBの
フィルファクタが1以下であることと、拡散シートの光
透過率が100%でないことに起因すると思われる低下
が見られる。また、パネルBのパネルAに対する消費電
力比率は、フィルファクタに依存して73%に低下して
いる。しかし、発光効率はパネルBの方が26%上まわ
っており、同一輝度での比較では、パネルBの消費電力
が約21%低くなる。したがって、パネルBの方がパネ
ルAに比べて効率の良い照明が行われることが理解され
る。
【0026】このことから、透明電極13aを規則性を
有してストライプ状に配すると、透明電極13aの端部
から隣合う透明電極へ発せられた光がEL膜14aの内
部を伝播し、背面の金属電極18で反射され、その反射
光が全面に出射されるものと思われ、光の取出し効率を
改善することができる。さらに、透明電極13a同士の
間隔および透明電極13aの幅を改善することによっ
て、より一層の発光効率の向上が可能であると考えられ
る。この効果を得るためには、背面の金属電極18に
は、発光領域よりも面積が大きく、かつ光の反射率が良
好な金属材料を用いることが重要である。本実施例で
は、Al金属膜を使用したが、Ag、Ni、Ptなどの
金属膜を用いても有効である。
【0027】また、パネルAで見られる破壊孔がパネル
Bでは見られないが、これは、透明電極の等価抵抗の増
大によって、電極に蓄積された静電エネルギが破壊部分
に投入される際にエネルギ密度が小さくなり、破壊が生
じにくくなるか、または、たとえ破壊が生じたとして
も、極めて小規模なものに留まるためであると考えられ
る。
【0028】したがって、本実施例では、拡散シート5
が、透明電極13aのストライプ状の配置によって生じ
るELパネル7aの非発光部分を補うように均一に光を
拡散し、形成すべき透明電極13aの面積が格段に小さ
くてすむので、前記第1実施例の効果に加えて、低コス
ト化を図ることができる。さらに、マイクロカラーフィ
ルタ19を設けることによって、カラー表示が可能とな
る。
【0029】図5は、本発明の第3実施例である視覚デ
ィスプレイ2bの断面図である。視覚ディスプレイ2b
は図3の視覚ディスプレイ2aと類似の構造であるの
で、同一の部材には同一の参照符号を用いる。本実施例
の特徴は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各E
L発光成分を、同一平面上に透明電極13aに対応して
ストライプ状に配したRGB発光層22を、前記第2実
施例におけるEL膜14の発光層21で示すようなRG
Bの三原色の各発光成分を含む単一の白色発光層の代り
に設けたことである。
【0030】前記RGB発光層22は、透明電極13a
を任意に選択して、各発光成分を個別に駆動することが
でき、さらにRGB成分の1つだけを抽出することがで
きるようにした。放射された単色光は、拡散シート5で
均一に拡散され、液晶パネル4の内方側表面の全面に照
射される。すべての発光成分を一度に駆動すると、白色
発光が得られる。各発光成分を液晶パネル4の走査信号
と同期して個別に駆動することで第2実施例で用いたマ
イクロカラーフィルタ19などのような特別な部材を必
要とせずにカラー表示を行うことができるので、より一
層薄形で軽量な視覚ディスプレイ2bが実現できる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶パネ
ルの背面光源としてELパネルを用いることによって、
液晶表示装置の薄形、軽量化が可能となる。また、液晶
パネルとELパネルとの間に拡散部材を設けることによ
って、発光の効率の改善および輝度分布の均一性が得ら
れ、低消費電力の液晶表示装置が実現する。さらにま
た、背面光源としてELパネルを用いるので、たとえば
ELパネルを3原色の発光成分で構成し、それらの発光
成分を個別に駆動することによって、カラー表示のため
に特別な部材を必要とせず、より薄形で軽量な液晶表示
装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す液晶表示装置1の斜
視図である。
【図2】前記液晶表示装置1に用いられる視覚ディスプ
レイ2の断面図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す視覚ディスプレイ2
aの断面図である。
【図4】前記視覚ディスプレイ2aの一部を切欠いて示
す斜視図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す視覚ディスプレイ2
bの断面図である。
【符号の説明】
1 液晶表示装置 2,2a,2b 視覚ディスプレイ 4 液晶パネル 5 拡散シート 6 ガラス基板 7,7a,7b ELパネル 13,13a 透明電極 14,14a,14b EL膜 15 第1絶縁層 16,21 発光層 17 第2絶縁層 18 金属電極 19 マイクロカラーフィルタ 20 シールガラス 22 RGB発光層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光透過形の液晶パネルと、 前記液晶パネルの背後側に配置され、複数のエレクトロ
    ルミネッセンス素子から成るバックライト用のELパネ
    ルと、 前記液晶パネルとELパネルとの間に、ELパネルから
    の光を拡散するための拡散部材を設けることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記ELパネルは、パターン化された透
    明電極の形成された透明基板と、該透明基板に対向配置
    される金属電極との間に、RGBの三原色の発光成分を
    含む単一の白色発光層を封入して構成され、前記金属電
    極は前記発光層の発光領域よりも大きな面積に形成され
    ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記ELパネルは、パターン化された透
    明電極の形成された透明基板と、該透明基板に対向配置
    される金属電極との間に、RGBの三原色の各発光層が
    同一平面上に並置された状態で封入されて構成され、前
    記金属電極は前記発光層の発光領域よりも大きな面積に
    形成されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装
    置。
JP5190570A 1993-07-30 1993-07-30 液晶表示装置 Pending JPH0743712A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580224B2 (en) 2000-06-05 2003-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Backlight for color liquid crystal, color liquid crystal display device, and EL element for backlight of color liquid crystal device
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