JPH11119217A

JPH11119217A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11119217A
Application number: JP9283682A
Authority: JP
Inventors: Satoru Shinsenji; 哲秦泉寺; Takafumi Kashiwagi; 隆文柏木; Hisanori Yamaguchi; 久典山口; Hideki Matsukawa; 秀樹松川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細、大画面の液晶表示装置において、画
面の上下方向で均一な輝度分布を得ること。【解決手段】液晶パネルを照光するバックライトにお
いて、輝度分布を中央より上又は下よりの位置で最大と
なり、その上下方向で徐々に低下するようにした。これ
には、バックライトの輝度分布を反射板の調整により制
御したり、カラーフィルタの開口幅を制御することによ
り実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータや表示モニターなどのＯＡ機器などに用いられ、
視野角に対する輝度分布の特性を改善した液晶表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在フラットパネルディスプレイとし
て、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬデ
ィスプレイ等が実用化され、その用途も幅広いものとな
ってきている。例えば、液晶ディスプレイ（液晶表示装
置）の主要部品である液晶パネルは、ＣＲＴに比べて、
画面サイズ、画素数において劣っている面があるが、重
量や体積において携帯性に優れていると言える。現在、
液晶表示装置はノート型パソコンやワープロでよく用い
られている。これらの用途の液晶表示装置では、サイズ
は１０〜１２インチ程度であり、画素数は６４０×４８
０ドット、又は６００×８００ドットのものが多い。画
素数の点では、液晶パネルはＣＲＴと比較すると劣る
が、ディスプレイとして機能的に優れた表示能力を有す
るものとなっている。

【０００３】図８はこのような従来例の液晶パネル（液
晶表示素子）の構成を示すもので、特に単純マトリクス
型カラーＳＴＮの液晶パネルの断面図である。図８にお
いて、信号電極基板６上に透明電極４ｂ、配向膜層５ｂ
がこの順に形成されている。信号電極基板６と対向する
走査電極基板１上には、カラーフィルタ層２、ブラック
マトリクス１６が形成されている。更にその上には、平
滑性を得るために有機物から成る透明樹脂層３が設けら
れ、更に透明電極４ａ、配向膜層５ａがこの順に形成さ
れている。このように構成された上下の電極基板は、粒
子状のスペーサ１５を介し、基板の周辺に印刷されたシ
ール樹脂１４で電極基板間のギャップを一定に保つよう
に接着されている。そしてそのギャップ中に液晶１３が
封入され、カラー液晶パネルが構成されている。

【０００４】今後、ＳＴＮでは１２型〜１７型の画面サ
イズが開発され、表示容量もＳＶＧＡからＸＧＡ、ＳＸ
ＧＡへと進化し、液晶表示装置はＣＲＴの代替モニター
になりつつある。従って、その表示品位も従来に比べ、
高いレベルが要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に液
晶表示装置の大画面化や高表示容量化を実現するだけで
は、液晶パネルの視野角依存性の影響により、表示面内
で均一な明るさを得ることができない。液晶表示装置が
卓上型のコンピュータ又はワードプロセッサの表示装置
として利用される場合、液晶パネルは一般にデスク面に
対してほぼ垂直に設置される。ここでは、使用者から見
て液晶パネルの上部を上方向と呼び、下部を下方向と呼
ぶ。

【０００６】特に中間調表示と呼ばれるように、液晶層
に十分に電圧が印加されない表示状態において、例えば
上下方向で使用者の視角が変化する液晶表示装置では、
図９に示すように画面の上下方向で視野角の依存性が生
じる。例えば液晶パネル面と使用者の視線とのなす角度
をθとすると、通常の視線（視角）が液晶パネルの下方
向にあり、そのときの角度θが９０°に近いときは、液
晶パネルの輝度は、角度θがこれより小さく、画面上部
を見る場合より相対的に大きくなる。このように角度θ
が変化すると、使用者に視認される輝度に著しい差が現
れ、表示品位を著しく低下させる原因となっていた。

【０００７】上記の問題を解決する方法として、例えば
特開平２ー７９０２２号公報に開示されている方法があ
る。ここでは、光源の輝度分布を不均一化するという提
案がなされているが、実現が困難な上に、実現したとし
てもコストアップになる欠点があった。

【０００８】さらに、大画面化で明るい表示を実現する
ために、バックライトの高輝度化を行う必要がある。し
かし、長時間に渡って液晶パネルを照光すると、バック
ライト付近で発生する熱により、液晶の閾値電圧が低下
してしまう。このため、バックライト付近での液晶パネ
ルの透過率が上昇し、図１０に示すように画面の上下方
向に輝度むらが生じる。これも表示品位を低下する原因
となっていた。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、大画面及び高容量の表示を行
う液晶パネルを設けたときに、輝度を均一にして表示で
きる液晶表示装置を実現することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本願の請求項１記載の発明は、信号電極基板と
走査電極基板間に液晶層を狭持して、走査電極の両側よ
り同じタイミングで同じ走査信号が印加され、且つ主た
る視角方向が上方向である液晶パネルと、前記液晶パネ
ルを背後から照光するバックライトと、を具備する液晶
表示装置であって、前記液晶パネルの表示面に対し垂直
方向の輝度分布が中央より上側の位置で最大となり、そ
の上下方向に対して徐々に輝度を低下させたことを特徴
とするものである。

【００１１】また本願の請求項２記載の発明は、信号電
極基板と走査電極基板間に液晶層を狭持して、走査電極
の両側より同じタイミングで同じ走査信号が印加され、
且つ主たる視角方向が下方向である液晶パネルと、前記
液晶パネルを背後から照光するバックライトと、を具備
する液晶表示装置であって、前記液晶パネルの表示面に
対し垂直方向の輝度分布が中央より下側の位置で最大と
なり、その上下方向に対して徐々に輝度を低下させたこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また本願の請求項３記載の発明は、請求１
項の液晶表示装置において、前記バックライトは、前記
液晶パネルに対し垂直方向の輝度分布が、前記液晶パネ
ルの中央より上側の位置で最大となり、その上下方向に
対して徐々に輝度が低下することを特徴とするものであ
る。

【００１３】また本願の請求項４記載の発明は、請求項
２の液晶表示装置において、前記バックライトは、前記
液晶パネルに対し垂直方向の輝度分布が、前記液晶パネ
ルの中央より下側の位置で最大となり、その上下方向に
対して徐々に輝度が低下することを特徴とするものであ
る。

【００１４】また本願の請求項５記載の発明は、請求項
１の液晶表示装置において、前記液晶パネルは、表示面
に対し垂直方向の透過率分布が、中央より上側の位置で
最大となり、その上下方向に対して徐々に透過率が低下
することを特徴とするものである。

【００１５】また本願の請求項６記載の発明は、請求項
２の液晶表示装置において、前記液晶パネルは、表示面
に対し垂直方向の透過率分布が、中央より下側の位置で
最大となり、その上下方向に対して徐々に透過率が低下
することを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態にお
ける液晶表示装置について、図１〜図６を用いて説明す
る。

【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の液晶表示装置の外観を示す斜視図であり、＋Ｙ方
向を上方向とし、−Ｙ方向を下方向とする。また図２は
各実施の形態における液晶表示装置の構成を示す断面図
であり、従来例と同一部分は同一の符号を付けて説明す
る。

【００１８】図２において、走査電極基板１は、カラー
フィルタ２、透明樹脂層３、透明電極４ａ、配向膜層５
ａが順次形成された基板である。また信号電極基板６
は、透明電極４ｂ、配向膜層５ｂが順次形成された基板
である。走査電極基板１と信号電極基板６とを、夫々図
示のようなラビング方向とし、ラビング角度の交差角が
７０度になるように貼り合わせ、その間隙にカイラル添
加剤（ＣＭ４３：チッソ社製）を添加した液晶１３を充
填し、シール樹脂１４で封止する。そして図１に示すよ
うに、信号電極基板６の信号電極、及び走査電極基板１
の走査電極に対してＴＡＢ実装を行い、駆動信号印加用
のＩＣを乗せたフィルムキャリア７を接続する。さらに
これらのフィルムキャリア７を回路基板８に接続し、視
角方向が上方向となる液晶パネルを作成する。この場合
前述した角度θが液晶パネルの上方向で小さくなるもの
とする。尚、走査電極を左右両側より同時駆動すること
で、左右方向の輝度バランスを保持する。

【００１９】次に、発光源となるバックライト１０Ａを
液晶パネルの下側（−Ｚ方向）に設置し、液晶表示装置
を作成する。このときにバックライト１０Ａの輝度は、
図２に示すように導光体１２の裏側に形成される反射層
１１の形状によって調整される。反射層１１は透明樹脂
の導光体１２の裏面に、例えば反射率の高い樹脂をドッ
ト状に印刷することにより形成される。このドットサイ
ズやドットピッチを＋Ｙ、−Ｙ方向に沿って変化させる
ことで、バックライトの輝度分布を制御できる。図３は
実施の形態１の液晶表示装置におけるバックライトの輝
度分布を示すもので、垂直方向の輝度分布が画面中央部
より上方にかけて最大となり、画面上部と画面下部で輝
度が低下するようにした。

【００２０】こうして作成された液晶表示装置をバック
ライト１０Ａを用いて点灯表示し、その表示品位を評価
したところ、面内での視角依存による輝度依存性が、バ
ックライト１０の輝度分布により補正され、液晶パネル
の輝度の均一性が向上していることが確認された。ま
た、長時間点灯時におけるバックライト近傍での輝度む
らも軽減されていることが確認された。

【００２１】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態の液晶表示装置の構成は図１、図２に示すものと同一
である。

【００２２】まず、カラーフィルタ２Ａ、透明樹脂層
３、透明電極４ａ、配向膜層５ａが順次形成された走査
電極基板１を設け、透明電極４ｂ、配向膜層５ｂが順次
形成された信号電極基板６を設ける。そしてラビング角
度の交差角が７０度になるように走査電極基板１と信号
電極基板６とをシール樹脂１４を用いて貼り合わせる。
次に、その間隙にカイラル添加剤（ＣＭ４３：チッソ社
製）を添加した液晶１３を充填し、信号電極基板６の信
号電極及び走査電極基板１の走査電極に対してＴＡＢ実
装を行う。そして駆動信号印加用のＩＣを乗せたフィル
ムキャリア７を接続し、更にフィルムキャリア７を回路
基板８に接続する。こうして図１に示すような視角方向
が上方向となる液晶パネルを作成する。

【００２３】その際、カラーフィルタ２Ａを作成すると
きに、カラーフィルタ間に形成するブラックマトリクス
１６Ａの線幅を画面の上下方向で変化させる。具体的に
は中央より上側の位置でブラックマトリックスの線幅を
最少にし、その上下方向に対して線幅を大きくする。こ
うしてカラーフィルタ２Ａの垂直方向の開口率を変える
ことにより、図４に示すような垂直方向に透過率分布を
持つ液晶パネルを作成した。

【００２４】次に、発光源となるバックライト１０を液
晶パネルの下方に設置し、液晶表示装置を作成した。こ
の場合のバックライト１０は、バックライト１０Ａと異
なり、その反射面の反射率をＹ方向に対して変化させる
必要はない。

【００２５】こうして作成された液晶表示装置を点灯表
示し、その表示品位を評価したところ、液晶パネルの面
内での視角依存による輝度依存性が、液晶パネル自身の
透過率分布により補正され、輝度の均一性が向上してい
ることが確認された。また、長時間点灯時におけるバッ
クライト近傍での輝度むらも軽減されていることが確認
された。

【００２６】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態の液晶表示装置の断面構成は図２に示すものと同一で
ある。しかし、液晶パネルの配向方向は図１に示すもの
と異なる。本実施の形態の液晶表示装置の外観斜視図を
図５に示す。

【００２７】図２に示すように、カラーフィルタ２、透
明樹脂層３、透明電極４ａ、配向膜層５ａが順次形成さ
れた走査電極基板１を設け、透明電極４ｂ、配向膜層５
ｂが順次形成された信号電極基板６を設ける。そしてラ
ビング角度の交差角が７０度になるように走査電極基板
１と信号電極基板６とをシール樹脂１４を用いて貼り合
わせる。次に、その間隙にカイラル添加剤（ＣＭ４３：
チッソ社製）を添加した液晶１３を充填し、信号電極基
板６の信号電極及び走査電極基板１の走査電極の両側に
対してＴＡＢ実装を行う。そして、駆動信号印加用のＩ
Ｃを乗せたフィルムキャリア７を接続し、さらにフィル
ムキャリア７を回路基板８に接続する。こうして図５に
示すように視角方向が下方向（−Ｙ方向）となる液晶パ
ネルを作成する。この場合の液晶表示装置は、使用者の
眼から見て下方に設置されることを想定している。

【００２８】次に、発光源となるバックライト１０Ｂを
液晶パネルの下側に設置して液晶表示装置を作成する。
このときにバックライト１０Ｂの輝度は、導光体１２の
裏側の反射層１１の形状より調整される。具体的には導
光体１２の裏面に印刷する樹脂のドットサイズを、画面
中央から下部にかけて最大とするか、ドットピッチを画
面中央から下部にかけて最も密にする。そしてその上下
方向に対してドットサイズを小さくするか、ドットピッ
チを粗にする。こうして図６に示すような垂直方向の輝
度分布特性が得られた。

【００２９】こうして作成された液晶表示装置を点灯表
示して、その表示品位を評価したところ、液晶パネルの
面内での視角依存による輝度依存性が、バックライト輝
度分布により補正され、輝度の均一性が向上しているこ
とが確認された。また、長時間点灯時におけるバックラ
イト近傍での輝度むらも軽減されていることが確認され
た。

【００３０】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４における液晶表示装置について説明する。本実施の形
態の液晶表示装置の構成は図２、図５に示すものと同一
である。

【００３１】まず、カラーフィルタ２Ｂ、透明樹脂層
３、透明電極４ａ、配向膜層５ａが順次形成された走査
電極基板１を設け、透明電極４ｂ、配向膜層５ｂが順次
形成された信号電極基板６を設ける。そしてラビング角
度の交差角が７０度になるように走査電極基板１と信号
電極基板６とを貼り合わせる。次に、その間隙にカイラ
ル添加剤（ＣＭ４３：チッソ社製）を添加した液晶１３
を充填し、信号電極基板６の信号電極及び走査電極基板
１の走査電極の両側に対してＴＡＢ実装を行う。そし
て、駆動信号印加用のＩＣを乗せたフィルムキャリア７
を接続し、更にフィルムキャリア７を回路基板８に接続
する。こうして視角方向が下方向となる液晶パネルを作
成する。その際、カラーフィルタ２Ｂを作成するときに
カラーフィルタ２Ｂ間に形成するブラックマトリクス１
６の線幅を画面中央より下部にかけて最小にし、その上
下方向で大きくする。こうしてカラーフィルタ２の垂直
方向の開口率を変化させた。図７に本実施の形態の液晶
パネルの垂直方向の透過率分布を示す。

【００３２】次に、発光源となるバックライト１０を液
晶パネルの下方に設置し、液晶表示装置を作成した。こ
の場合のバックライト１０は、バックライト１０Ａと異
なり、その反射面の反射率をＹ方向に対して変化させる
必要はない。

【００３３】こうして作成された液晶表示装置を点灯表
示し、その表示品位を評価したところ、液晶パネルの面
内での視角依存による輝度依存性が液晶パネルの透過率
分布により補正され、輝度の均一性が向上していること
が確認された。また、長時間点灯時におけるバックライ
ト近傍での輝度むらも軽減されていることが確認され
た。

【００３４】尚、以上の実施の形態１，３では、バック
ライトの垂直方向に輝度分布を形成する方法として、反
射層で調整する構成としたが、フィルタを挿入する方法
など、所定の輝度分布を持たせる方法であれば、どのよ
うな方法でもよい。

【００３５】また実施の形態２，４では、液晶パネルの
透過率を調整する方法としてカラーフィルタ層の開口率
を変化させたが、液晶パネルの上にフィルタを挿入する
方法でも実現できる。

【００３６】なお、液晶パネルの上方向、下方向につい
て輝度の補正方法を述べたが、ＡＴＭのように液晶パネ
ルが使用者から見てほぼ水平に取り付けられる場合は、
下方向を手前側として解釈し、上方向を向こう側として
解釈するものとする。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶パネ
ルの走査電極を両側より駆動することで、左右方向の輝
度バランスを改善し、さらに上下方向の輝度分布を調整
することにより、視野角依存及びバックライトの熱によ
る垂直方向の輝度の不均一さを補正することができる。
こうして表示均一性の高い液晶表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１、２における液晶表示装
置の構成を示す外観図である。

【図２】本発明の実施の形態１，２，３，４における液
晶表示装置の構成を示す断面図である。

【図３】実施の形態１におけるバックライトの垂直方向
の輝度分布図である。

【図４】実施の形態２における液晶パネルの垂直方向の
透過率分布図である。

【図５】本発明の実施の形態３、４における液晶表示装
置の構成を示す外観図である。

【図６】実施の形態３におけるバックライトの垂直方向
の輝度分布図である。

【図７】実施の形態４における液晶パネルの垂直方向の
透過率分布図である。

【図８】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【図９】従来の液晶表示装置において、中間調の輝度の
視野角依存性である。

【図１０】従来の液晶表示装置において、長時間点灯時
の中間調の輝度の視角依存性である。

【符号の説明】

１走査電極基板２，２Ａ，２Ｂカラーフィルタ３透明樹脂層４ａ，４ｂ透明電極５ａ，５ｂ配向膜６信号電極基板７フィルムキャリア８回路基板９拡散板１０，１０Ａ，１０Ｂバックライト１１反射層１２導光体１３液晶１４シール樹脂１５スペーサ１６ブラックマトリクス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松川秀樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号電極基板と走査電極基板間に液晶層
を狭持して、走査電極の両側より同じタイミングで同じ
走査信号が印加され、且つ主たる視角方向が上方向であ
る液晶パネルと、前記液晶パネルを背後から照光するバックライトと、を
具備する液晶表示装置であって、前記液晶パネルの表示面に対し垂直方向の輝度分布が中
央より上側の位置で最大となり、その上下方向に対して
徐々に輝度を低下させたことを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】信号電極基板と走査電極基板間に液晶層
を狭持して、走査電極の両側より同じタイミングで同じ
走査信号が印加され、且つ主たる視角方向が下方向であ
る液晶パネルと、前記液晶パネルを背後から照光するバックライトと、を
具備する液晶表示装置であって、前記液晶パネルの表示面に対し垂直方向の輝度分布が中
央より下側の位置で最大となり、その上下方向に対して
徐々に輝度を低下させたことを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項３】前記バックライトは、前記液晶パネルに対し垂直方向の輝度分布が、前記液晶
パネルの中央より上側の位置で最大となり、その上下方
向に対して徐々に輝度が低下することを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記バックライトは、前記液晶パネルに対し垂直方向の輝度分布が、前記液晶
パネルの中央より下側の位置で最大となり、その上下方
向に対して徐々に輝度が低下することを特徴とする請求
項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶パネルは、表示面に対し垂直方向の透過率分布が、中央より上側の
位置で最大となり、その上下方向に対して徐々に透過率
が低下することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記液晶パネルは、表示面に対し垂直方向の透過率分布が、中央より下側の
位置で最大となり、その上下方向に対して徐々に透過率
が低下することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装
置。