JP2003005181A - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal displayInfo
- Publication number
- JP2003005181A JP2003005181A JP2001214265A JP2001214265A JP2003005181A JP 2003005181 A JP2003005181 A JP 2003005181A JP 2001214265 A JP2001214265 A JP 2001214265A JP 2001214265 A JP2001214265 A JP 2001214265A JP 2003005181 A JP2003005181 A JP 2003005181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- crystal display
- display device
- backlight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 82
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 10
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 透過表示モードでも反射表示モードでも共に
輝度が向上する液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 互いに対向する基板間に液晶が挟持され
た液晶表示素子3と、液晶表示素子の視覚側に設けられ
た上偏光板1と、液晶表示素子の背後に設けられた下偏
光板4と、下偏光板の背後に設けられたバックライト6
とを備える液晶表示装置であって、特定角度範囲で入射
した光を散乱し、それ以外の角度で入射された光を透過
する指向性拡散層を下偏光板とバックライトの間に設け
る構成とした。さらに、指向性拡散層は特定角度範囲で
入射した光を散乱させ、その散乱光を特定方向に向ける
機能を有するので、指向性拡散層の指向方向で最も効率
よく明るくすることが可能になる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a liquid crystal display device whose luminance is improved in both the transmissive display mode and the reflective display mode. SOLUTION: A liquid crystal display element 3 in which liquid crystal is sandwiched between substrates facing each other, an upper polarizing plate 1 provided on the visual side of the liquid crystal display element, and a lower polarizing plate 4 provided behind the liquid crystal display element. And a backlight 6 provided behind the lower polarizer.
A liquid crystal display device comprising: a directional diffusion layer that scatters light incident at a specific angle range and transmits light incident at other angles between the lower polarizing plate and the backlight. did. Further, since the directional diffusion layer has a function of scattering light incident in a specific angle range and directing the scattered light in a specific direction, it is possible to make the directional diffusion layer brightest most efficiently in the directional direction.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、時計、携帯電話、
オーディオ、電子機器等に使用される液晶表示装置に関
し、液晶表示装置の輝度を向上する構成に係るものであ
る。詳しくは、使用環境の光である外光を利用する反射
型表示と、バックライト等の照明光を利用する透過型表
示との両方の表示が可能な液晶表示装置に関するもので
ある。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a watch, a mobile phone,
The present invention relates to a liquid crystal display device used in audio equipment, electronic equipment, etc., and relates to a configuration for improving the brightness of the liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device that is capable of displaying both a reflective display that uses external light that is the light of the usage environment and a transmissive display that uses illumination light such as a backlight.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置に用いられる液晶パネル
(LCD)は、一般に、TN(ツイステッドネマティッ
ク)型またはSTN(スーパーツイステッドネマティッ
ク)型の液晶が用いられ、液晶分子がツイスト配向した
液晶層を挟んで互いに対向する2枚の基板を主要な構成
としている。そして、液晶パネルの前面側と背面側には
それぞれ偏光板が配置されている。このような構成の液
晶表示装置は、電界や電流や温度上昇によって液晶分子
の配列状態や相変化が起こり、液晶状態での光の干渉、
散乱、回折、旋光、選択散乱、吸収などの光学的性質が
変化することを表示の動作原理としているものである。
そして、それぞれの基板に画素を形成するために設けら
れた電極間に電圧を印加して液晶層を制御することによ
り、表示を実現している。また、液晶パネルは非発光性
のため、一般には反射板やバックライトが用いられてい
る。2. Description of the Related Art A liquid crystal panel (LCD) used in a liquid crystal display device generally uses a TN (twisted nematic) type or STN (super twisted nematic) type liquid crystal, in which liquid crystal molecules sandwich a twisted liquid crystal layer. The main structure is two substrates facing each other. Polarizing plates are arranged on the front side and the back side of the liquid crystal panel, respectively. In the liquid crystal display device having such a configuration, an alignment state or phase change of liquid crystal molecules occurs due to an electric field, a current, or a temperature rise, and light interference in the liquid crystal state occurs
The operation principle of the display is to change optical properties such as scattering, diffraction, optical rotation, selective scattering, and absorption.
Then, a display is realized by applying a voltage between electrodes provided for forming pixels on each substrate to control the liquid crystal layer. Further, since the liquid crystal panel does not emit light, a reflector or a backlight is generally used.
【0003】液晶表示装置には、明所でも暗所でも表示
が観察できるように、自然光や室内光等の外光を利用す
る反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する
透過型表示との両方の表示モードを行うものがある。こ
のような液晶表示装置の構成としては、液晶パネルの背
後に半透過板とバックライトを備えた構成が一般的に知
られており、半透過型の表示装置と称されている。以下
に、半透過型のSTN液晶表示装置の構造について、図
9、10を参照して説明する。図9は外光を利用して表
示を観察する反射型表示の場合を示し、図10はバック
ライトの照射光を利用して表示を観察する透過型表示の
場合を示している。The liquid crystal display device includes a reflective display that uses external light such as natural light and room light and a transmissive display that uses illumination light from a backlight so that the display can be observed in both bright and dark places. Some have both display modes. As a configuration of such a liquid crystal display device, a configuration in which a transflective plate and a backlight are provided behind a liquid crystal panel is generally known and is called a transflective display device. The structure of the transflective STN liquid crystal display device will be described below with reference to FIGS. FIG. 9 shows a case of a reflection type display in which the display is observed by using external light, and FIG. 10 shows a case of a transmission type display in which the display is observed by using the irradiation light of the backlight.
【0004】図示するように、液晶パネル3は液晶層を
挟んで対向する基板により構成されており、この液晶パ
ネル3の上側に上偏光板1が、下側に下偏光板4がそれ
ぞれ設けられている。上偏光板1と下偏光板4は、それ
ぞれ特定方向の直線偏光のみを選択的に透過または吸収
するものである。As shown in the figure, the liquid crystal panel 3 is composed of substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. An upper polarizing plate 1 is provided on the upper side of the liquid crystal panel 3 and a lower polarizing plate 4 is provided on the lower side thereof. ing. Each of the upper polarizing plate 1 and the lower polarizing plate 4 selectively transmits or absorbs only linearly polarized light in a specific direction.
【0005】ここで、液晶パネル3の光学的異方性を補
償する補償板2が、上偏光板1と液晶パネル3の間に設
けられている。この補償板2はSTN型液晶装置では一
般的に使用されている。また、下偏光板4の背後には半
透過板5が設けられ、さらにその半透過板5の背後にバ
ックライト6が設けられている。A compensating plate 2 for compensating the optical anisotropy of the liquid crystal panel 3 is provided between the upper polarizing plate 1 and the liquid crystal panel 3. This compensator 2 is generally used in STN type liquid crystal devices. A semi-transmissive plate 5 is provided behind the lower polarizing plate 4, and a backlight 6 is provided behind the semi-transmissive plate 5.
【0006】このような構成の液晶表示装置において、
外光を利用して液晶パネル3を表示させる場合には、図
9に示したように、上偏光板1に入射した入射光は、補
償板2、液晶パネル3、下偏光板4を通過し、そのうち
の一部の光は半透過板5で反射される。半透過板5で反
射された光は、再度、下偏光板4、液晶パネル3、補償
板2、上偏光板1を通って観察者に届く。これにより、
液晶パネル3に表示された情報を見ることができる。In the liquid crystal display device having such a structure,
When the liquid crystal panel 3 is displayed using external light, as shown in FIG. 9, the incident light incident on the upper polarizing plate 1 passes through the compensating plate 2, the liquid crystal panel 3, and the lower polarizing plate 4. A part of the light is reflected by the semi-transmissive plate 5. The light reflected by the semi-transmissive plate 5 reaches the observer again through the lower polarizing plate 4, the liquid crystal panel 3, the compensating plate 2 and the upper polarizing plate 1. This allows
The information displayed on the liquid crystal panel 3 can be seen.
【0007】次に、バックライトの光を利用して液晶パ
ネル3を表示させる場合を図10に基づいて説明する。
バックライト6が照射する照明光の一部は半透過板5を
通過する。この通過した光はさらに下偏光板4を透過し
て液晶パネル3にその背面から入射され、表示パネルの
前方に出射される。出射された光は、補償板2、上偏光
板1を通過して観察者に届く。これにより、液晶パネル
3に表示された情報を見ることができる。Next, a case where the liquid crystal panel 3 is displayed using the light of the backlight will be described with reference to FIG.
A part of the illumination light emitted by the backlight 6 passes through the semi-transmissive plate 5. The transmitted light further passes through the lower polarizing plate 4, enters the liquid crystal panel 3 from the rear surface thereof, and is emitted in front of the display panel. The emitted light passes through the compensating plate 2 and the upper polarizing plate 1 and reaches the observer. As a result, the information displayed on the liquid crystal panel 3 can be viewed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】外光とバックライト光
の両方を利用できるように、反射と透過を行う半透過板
を使用した液晶表示装置では、以下のような問題点があ
った。すなわち、半透過板の反射の割合を高めると透過
の割合が低くなるため、外光を利用するときは明るくな
るが、バックライトを使用するときは暗くなる。逆に、
半透過板の透過の割合を高めると反射の割合が低くなる
ため、バックライトを利用するときは明るくなるが、外
光を使用するときは暗くなる。このように、上述の構成
の液晶表示装置では、外光とバックライトの双方に対し
て、共に明るくすることができないという問題点があっ
た。The liquid crystal display device using a semi-transmissive plate that reflects and transmits light so that both external light and backlight light can be used has the following problems. That is, when the reflection rate of the semi-transmissive plate is increased, the transmission rate is decreased, so that it becomes bright when using external light, but becomes dark when using a backlight. vice versa,
When the transmissivity of the semi-transmissive plate is increased, the rate of reflection is decreased, so that it becomes bright when a backlight is used, but becomes dark when external light is used. As described above, the liquid crystal display device having the above-described configuration has a problem that it is not possible to make both the outside light and the backlight bright.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、互いに対向する基板間に液晶が挟持され
た液晶表示素子と、液晶表示素子の視覚側と背後にそれ
ぞれ設けられた上偏光板および下偏光板と、下偏光板の
背後に設けられたバックライトを備える液晶表示装置に
おいて、特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外
の角度で入射した光を透過する指向性拡散層を、下偏光
板とバックライトの間に設ける構成とした。このような
構成により、特定角度範囲の入射角で入射する外光なら
びにバックライトからの照明光をともに効率よく利用し
て表示することが可能になる。そのため、輝度の高い、
明るく表示品位の良い液晶表示装置が簡単な構成で容易
に実現できる。In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display element in which liquid crystal is sandwiched between substrates facing each other, and is provided on the visual side and the back of the liquid crystal display element, respectively. In a liquid crystal display device including an upper polarizing plate, a lower polarizing plate, and a backlight provided behind the lower polarizing plate, a direction that scatters light incident in a specific angle range and transmits light incident in other angles. The characteristic diffusion layer was provided between the lower polarizing plate and the backlight. With such a configuration, it is possible to efficiently use and display both the external light incident at an incident angle within a specific angle range and the illumination light from the backlight. Therefore, high brightness,
A bright and good-quality liquid crystal display device can be easily realized with a simple configuration.
【0010】次に、指向性拡散層により散乱された散乱
光が特定方向に指向性をもって集光するように指向性拡
散層を構成した。このような構成により、特定方向に光
が効率よく集光されることとなる。そのため、特定方向
から観察したときに極めて明るい、高輝度の表示が可能
になる。Next, the directional diffusion layer was constructed so that the scattered light scattered by the directional diffusion layer was condensed with directivity in a specific direction. With such a configuration, light is efficiently condensed in a specific direction. Therefore, it is possible to display an extremely bright and high-luminance image when viewed from a specific direction.
【0011】次に、指向性拡散層は、指向性拡散層を通
過した拡散光を集光する方向が液晶表示素子の最適視角
と一致するように構成されることとした。このような構
成により、最適視角に光が効率よく集光されることとな
る。そのため、最適視角で観察したときに極めて明るい
表示が実現できる。Next, the directional diffusion layer is configured so that the direction in which the diffused light that has passed through the directional diffusion layer is condensed matches the optimum viewing angle of the liquid crystal display element. With such a configuration, light is efficiently condensed at the optimum viewing angle. Therefore, an extremely bright display can be realized when observed at the optimum viewing angle.
【0012】さらに、指向性拡散層とバックライトとの
間に、特定方向の直線偏光のみを透過しそれ以外の光を
反射する反射偏光子を設ける構成とした。このような構
成により、従来観測者が観測できなかった成分の光が、
反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバック
ライト間の多重反射によって、液晶表示素子の前面側へ
射出される可能性が生じることになる。すなわち、従来
は観測者が観測できなかった成分の光が、液晶表示装置
からの散乱光の一部として利用できることとなるため、
さらに光の利用効率が高くなり、より高輝度の表示が実
現できる。Further, a reflective polarizer for transmitting only linearly polarized light in a specific direction and reflecting the other light is provided between the directional diffusion layer and the backlight. With this configuration, the light of the component that the observer could not observe,
There is a possibility that the light is emitted to the front side of the liquid crystal display element due to reflection by the reflective polarizer or multiple reflection between the reflective polarizer and the backlight. That is, since the light of the component that cannot be conventionally observed by the observer can be used as a part of the scattered light from the liquid crystal display device,
Further, the efficiency of light utilization is increased, and display with higher brightness can be realized.
【0013】また、反射偏光子の透過軸方向と下偏光板
の透過軸方向を平行に一致させることとした。このよう
な構成により、指向性反射フィルムの透過やバックライ
トでの反射により偏光方向が変換されてしまった成分
が、反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバ
ックライト間の多重反射によって、液晶表示素子の前面
側へ射出され。液晶表示装置からの散乱光の一部として
利用できることとなる。そのため、さらに光の利用効率
が高くなり、より高輝度の表示が実現できる。Further, the transmission axis direction of the reflective polarizer and the transmission axis direction of the lower polarizing plate are made to coincide with each other. With such a configuration, the component whose polarization direction has been converted by the transmission of the directional reflective film or the reflection by the backlight is reflected by the reflective polarizer, or by the multiple reflection between the reflective polarizer and the backlight, It is emitted to the front side of the liquid crystal display element. It can be used as a part of the scattered light from the liquid crystal display device. Therefore, the light utilization efficiency is further increased, and higher brightness display can be realized.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明による液晶表示装置は、互
いに対向する基板間に液晶が挟持された液晶表示素子
と、液晶表示素子の視覚側に設けられた上偏光板と、液
晶表示素子の背後に設けられた下偏光板と、下偏光板の
背後に設けられたバックライトとを備えるとともに、特
定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外の角度で入
射された光を透過する指向性拡散層を下偏光板とバック
ライトの間に設ける構成とした。このような構成の液晶
表示装置を外光により観察する場合、特定角度範囲で入
射した光は指向性拡散層で散乱される。指向性拡散層は
特定角度範囲で入射した光を散乱させ、その散乱光を特
定方向に向ける機能を有している。そして、指向性拡散
層の構成を変えることにより、その散乱光が指向する方
向を調整することができ、指向性拡散層の特性が任意に
設定できる。したがって、液晶表示素子の視角方向に適
応するように指向性拡散層の指向方向を設定することに
よって、液晶表示素子の視角方向で最も効率よく明るく
することが可能になる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display element in which liquid crystal is sandwiched between substrates facing each other, an upper polarizing plate provided on the visual side of the liquid crystal display element, and a liquid crystal display element. A direction that includes a lower polarizing plate provided behind and a backlight provided behind the lower polarizing plate, scatters light incident in a specific angle range, and transmits light incident at other angles. The structure in which the property diffusion layer is provided between the lower polarizing plate and the backlight is adopted. When observing the liquid crystal display device having such a structure with external light, light incident in a specific angle range is scattered by the directional diffusion layer. The directional diffusion layer has a function of scattering light incident in a specific angle range and directing the scattered light in a specific direction. By changing the configuration of the directional diffusion layer, the direction in which the scattered light is directed can be adjusted, and the characteristics of the directional diffusion layer can be set arbitrarily. Therefore, by setting the directivity direction of the directional diffusion layer so as to be adapted to the viewing angle direction of the liquid crystal display element, it is possible to make the liquid crystal display element brightest most efficiently in the viewing angle direction.
【0015】さらに、指向性拡散層とバックライトとの
間に、特定方向の直線偏光のみを透過しそれ以外の光を
反射する反射偏光子を設ける構成とした。このような構
成により、従来観測者が観測できなかった成分の光が、
反射偏光子による反射、あるいは、反射偏光子とバック
ライト間の多重反射によって、下偏光板を通過して液晶
表示素子に入射され、液晶表示素子の前面側へ射出され
ることになる。すなわち、従来観測者が観測できなかっ
た成分の光が、液晶表示装置からの散乱光の一部として
利用できることとなる。そのため、透過表示モードや反
射表示モードの場合でも、さらに光の利用効率が高くな
り、より高輝度の表示が実現できる。Further, a reflective polarizer for transmitting only linearly polarized light in a specific direction and reflecting the other light is provided between the directional diffusion layer and the backlight. With this configuration, the light of the component that the observer could not observe,
Due to reflection by the reflective polarizer or multiple reflection between the reflective polarizer and the backlight, the light passes through the lower polarizing plate and enters the liquid crystal display element, and is emitted to the front surface side of the liquid crystal display element. That is, the light of the component that cannot be conventionally observed by the observer can be used as a part of the scattered light from the liquid crystal display device. Therefore, even in the transmissive display mode and the reflective display mode, the light utilization efficiency is further increased, and a display with higher brightness can be realized.
【0016】[0016]
【実施例】以下、図面を参照して本発明にかかる液晶表
示装置の実施例を説明する。Embodiments of the liquid crystal display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】(実施例1)図1及び図2は、本実施例に
おける液晶表示装置の断面構造を示す模式図である。特
に、図1は外光を利用した状態を示し、図2はバックラ
イトによる照明光を利用した状態を示す。(Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 are schematic views showing a sectional structure of a liquid crystal display device in this embodiment. In particular, FIG. 1 shows a state where external light is used, and FIG. 2 shows a state where illumination light from a backlight is used.
【0018】図示するように、液晶が封入された液晶パ
ネル3の上側に上偏光板1が、下側に下偏光板4がそれ
ぞれ設けられている。ここで、液晶パネル3は液晶を透
明基板に挟持させた構造で液晶分子をツイストさせた液
晶表示素子である。また、STN型の液晶層を液晶パネ
ルに用いた場合には、液晶パネルの光学的異方性を補償
する補償板が上偏光板1と液晶パネル3の間に設けられ
る。下偏光板4の背後に指向性拡散層として指向性拡散
フィルム7が配置される。さらに、指向性拡散フィルム
7の背後にバックライト6を配置する。以下には、ST
N型の液晶表示素子を具体的に説明するが、TN型の液
晶表示素子を用いた場合でも補償板の作用を除いて基本
的に同一である。As shown in the figure, an upper polarizing plate 1 is provided on the upper side of a liquid crystal panel 3 in which liquid crystal is sealed, and a lower polarizing plate 4 is provided on the lower side thereof. Here, the liquid crystal panel 3 is a liquid crystal display element in which liquid crystal molecules are twisted in a structure in which liquid crystal is sandwiched between transparent substrates. When the STN type liquid crystal layer is used for the liquid crystal panel, a compensator for compensating the optical anisotropy of the liquid crystal panel is provided between the upper polarizing plate 1 and the liquid crystal panel 3. Behind the lower polarizing plate 4, a directional diffusion film 7 is arranged as a directional diffusion layer. Further, the backlight 6 is arranged behind the directional diffusion film 7. Below is the ST
The N-type liquid crystal display element will be specifically described, but the same principle is applied to the case where a TN-type liquid crystal display element is used except for the action of the compensating plate.
【0019】上偏光板1、補償板2及び下偏光板4は、
液晶表示素子3の光学異方性を補償する角度に配置させ
る。液晶表示素子は、ほぼ正面が最適な視角となるよう
に設定され、最適視角の前後15度くらいの視角範囲で
観察できるように設計されている。そのため、指向性拡
散フィルム7には、厚み方向(法線方向)からの入射光
に対してはほぼ透過し、入射角5〜15度の光に対して
は効率よく厚み方向すなわち指向性拡散フィルム7の正
面に拡散光を集め、臨界角度である約20度以上の入射
光に対してはほぼ透過する特性を持つものを利用する。
指向性拡散フィルムはフィルム母材中に母材とは異なる
屈折率の部位を設けた構成であり、例えば、フォトポリ
マーにマスクを用いて部分的に感光させることによって
作成される。このように作成されたポリマーフィルム
は、感光部と非感光部で屈折率が異なるため指向性拡散
フィルムとしての機能を備えるようになる。バックライ
ト6には白色光を発光するLEDを光源とするバックラ
イトを使用した。一般に、バックライトは図8に示すよ
うに、光源11からの照射光をその前面に導く導光板1
2と、導光板の背後に設けられた反射層13と、導光板
から出る光を拡散して輝度ムラを抑えるために設けられ
た拡散板14を備えている。導光板にはその上側あるい
は反射層側に光を均一に照射するための処理を施しても
良い。The upper polarizing plate 1, the compensating plate 2 and the lower polarizing plate 4 are
The liquid crystal display element 3 is arranged at an angle that compensates for the optical anisotropy. The liquid crystal display element is set so that the front side has an optimum viewing angle, and is designed so that it can be observed within a viewing angle range of about 15 degrees before and after the optimum viewing angle. Therefore, the directional diffusion film 7 substantially transmits the incident light from the thickness direction (normal direction), and efficiently transmits the light having an incident angle of 5 to 15 degrees in the thickness direction, that is, the directional diffusion film. A diffused light is collected on the front surface of No. 7 and has a characteristic of almost transmitting the incident light having a critical angle of about 20 degrees or more.
The directional diffusion film has a structure in which a portion having a refractive index different from that of the base material is provided in the base material of the film, and is formed by, for example, partially exposing a photopolymer using a mask. The polymer film thus prepared has a function as a directional diffusion film because the refractive index of the light-sensitive area is different from that of the non-light-sensitive area. As the backlight 6, a backlight having an LED that emits white light as a light source was used. In general, a backlight is a light guide plate 1 that guides light emitted from a light source 11 to its front surface, as shown in FIG.
2, a reflection layer 13 provided behind the light guide plate, and a diffusion plate 14 provided to diffuse the light emitted from the light guide plate and suppress uneven brightness. The light guide plate may be subjected to a treatment for uniformly irradiating the light on the upper side or the reflection layer side.
【0020】このような構成の液晶表示装置を、液晶表
示装置のほぼ正面から(すなわち、法線方向から)外光
を利用した反射モード表示で観察する場合について図1
を用いて説明する。外部から入射した光は上偏光板1、
補償板2によって偏光分離、楕円偏光変換が行われ、液
晶表示素子3によって直線偏光に戻され、入射した角度
をほぼ維持しつつ下偏光板4から出射される。出射され
た光のうち、一部の光は指向性拡散フィルムの界面で反
射され、残りの光は指向性反射フィルムを通過する。こ
のとき、指向性反射フィルム7の作用により通過した光
は拡散光となるとともに、指向性拡散フィルム7の厚み
方向(法線方向)へ集められる。このようにして指向性
反射フィルムを通過した光はバックライト6の表面また
は反射層で反射され、再び指向性拡散フィルム7を通過
する。このときにも通過する光は指向性拡散フィルムの
厚み方向(法線方向)へ集められ、法線方向に対してほ
ぼ0度で下偏光板に入射する。ここで、最初に指向性反
射フィルムを通過した段階でバックライト6にほぼ法線
方向から入射するように集められた光もあり、この光は
そのままバックライトの表面または反射層で反射され
る。この反射光は指向性拡散フィルム7の法線方向に対
してほぼ0度で指向性拡散フィルムに入射するため、効
率良く指向性拡散フィルム7を透過する。いずれにし
ろ、再度指向性拡散フィルムを通過して下偏光板に向か
う光は、法線方向に対してほぼ0度で下偏光板に入射す
ることになる。そして、下偏光板4、液晶表示素子3、
補償板2を入射したときと逆の変換が行われ、上側偏光
板1より出射される。このように、指向性拡散フィルム
の臨界角以内で液晶表示装置に入射する外光は法線方向
(この場合、液晶表示素子の視角方向、すなわち、観測
方向)に集められて出射することになる。FIG. 1 shows the case of observing the liquid crystal display device having such a structure in a reflection mode display using external light from almost the front of the liquid crystal display device (that is, from the normal direction).
Will be explained. The light incident from the outside is the upper polarizing plate 1,
Polarization separation and elliptically-polarized light conversion are performed by the compensating plate 2, the linearly polarized light is returned by the liquid crystal display element 3, and the light is emitted from the lower polarizing plate 4 while substantially maintaining the incident angle. Part of the emitted light is reflected at the interface of the directional diffusion film, and the rest of the light passes through the directional reflection film. At this time, the light passing through the action of the directional reflection film 7 becomes diffused light and is collected in the thickness direction (normal direction) of the directional diffusion film 7. The light that has passed through the directional reflection film in this manner is reflected by the surface of the backlight 6 or the reflective layer, and passes through the directional diffusion film 7 again. Even at this time, the light passing therethrough is collected in the thickness direction (normal direction) of the directional diffusion film and is incident on the lower polarizing plate at approximately 0 degrees with respect to the normal direction. Here, some light is collected so as to enter the backlight 6 almost from the normal direction when it first passes through the directional reflective film, and this light is reflected as it is on the surface of the backlight or the reflective layer. This reflected light is incident on the directional diffusion film at approximately 0 degrees with respect to the normal line direction of the directional diffusion film 7, and therefore efficiently passes through the directional diffusion film 7. In any case, the light passing through the directional diffusion film and traveling toward the lower polarizing plate is incident on the lower polarizing plate at approximately 0 degrees with respect to the normal direction. Then, the lower polarizing plate 4, the liquid crystal display element 3,
The reverse conversion is performed when the light enters the compensating plate 2, and the light is emitted from the upper polarizing plate 1. In this way, external light that enters the liquid crystal display device within the critical angle of the directional diffusion film is collected and emitted in the normal direction (in this case, the viewing angle direction of the liquid crystal display element, that is, the observation direction). .
【0021】上述したように、外光は効率良く液晶表示
装置の法線方向に集められるので、外光を利用した反射
モードで明るい表示が実現でき、良好な表示特性を得る
ことができる。As described above, since the external light is efficiently collected in the normal direction of the liquid crystal display device, bright display can be realized in the reflection mode utilizing the external light and good display characteristics can be obtained.
【0022】また、ここでバックライトの表面に拡散板
が設けられていると、液晶表示素子を通過した入射光は
バックライトの表面(すなわち、拡散板の表面)で拡散
反射することになるため、液晶層と反射部位の距離が小
さくなリ、いわゆる視差を減少する効果が生じる。その
ため、影のない表示が実現できる。一方、バックライト
の表面に拡散板が設けられていない場合、すなわち、導
光板が露出している場合には、導光板の厚み分の視差は
生じるものの、指向性拡散フィルムで集光された光が拡
散板で拡散することがないため、指向性拡散フィルムの
集光効果が妨げられることがなくなる。そのため、非常
に明るい表示が実現できる。If a diffusing plate is provided on the surface of the backlight, incident light passing through the liquid crystal display element will be diffusely reflected on the surface of the backlight (ie, the surface of the diffusing plate). The effect of reducing the distance between the liquid crystal layer and the reflection portion, that is, so-called parallax, is produced. Therefore, a display without shadow can be realized. On the other hand, when the surface of the backlight is not provided with a diffusion plate, that is, when the light guide plate is exposed, the parallax corresponding to the thickness of the light guide plate occurs, but the light condensed by the directional diffusion film is used. Is not diffused by the diffusion plate, so that the light condensing effect of the directional diffusion film is not disturbed. Therefore, a very bright display can be realized.
【0023】また、バックライトに用いる導光板は位相
差が少ない方が良い。導光板には偏光板により直線偏光
された光が入射する。導光板に位相差があると導光板で
楕円偏光に変換されて反射層により反射され、再度偏光
板を通過する際に着色されることになる。その結果、位
相差がある部分だけ暗くなってしまう。特に、バックラ
イトに拡散板が設けられていない場合には、この現象が
顕著に目立つようになるので、導光板に位相差が少ない
ことが必要となる。通常、導光板は光源からの照射光
(すなわち、横方向の光)を導いて前面全体から出射す
る。したがって、均一に面発光させるために、導光板に
横方向からの光を拡散させる機能を持たせることもあ
る。しかしながら、本発明のように指向性拡散フィルム
をバックライトの前面側に設ける場合には、導光板はそ
の厚み方向に散乱のない透明なものが好ましい。導光板
に散乱性があると、指向性拡散フィルムで集光された入
射光が散乱してしまい、指向性拡散フィルムの集光効果
を妨げることになるため、表示が暗くなってしまう。導
光板に散乱特性がなければ指向性拡散フィルムの集光効
果が有効に働くこととなり、極めて明るい表示が実現で
きる。Further, the light guide plate used for the backlight preferably has a small phase difference. Light linearly polarized by the polarizing plate enters the light guide plate. If the light guide plate has a phase difference, it is converted into elliptically polarized light by the light guide plate, reflected by the reflection layer, and colored when passing through the polarizing plate again. As a result, only the part having the phase difference becomes dark. In particular, when the backlight is not provided with a diffusion plate, this phenomenon becomes noticeable, and thus it is necessary for the light guide plate to have a small phase difference. Usually, the light guide plate guides the irradiation light (that is, the light in the lateral direction) from the light source and emits the light from the entire front surface. Therefore, the light guide plate may be provided with a function of diffusing the light from the lateral direction in order to uniformly emit the surface light. However, when the directional diffusion film is provided on the front surface side of the backlight as in the present invention, it is preferable that the light guide plate is transparent without scattering in the thickness direction. When the light guide plate has a scattering property, the incident light collected by the directional diffusion film is scattered, which hinders the light collecting effect of the directional diffusion film, resulting in a dark display. If the light guide plate does not have a scattering characteristic, the light condensing effect of the directional diffusion film works effectively, and an extremely bright display can be realized.
【0024】また、バックライトの反射層は鏡面が良
い。指向性拡散フィルムで集光された光が鏡面反射され
て再度指向性拡散フィルムに入って集光されるので、視
角方向で特に明るくなる。鏡面でない反射層、例えばマ
ットの反射層だと、反射の際に指向性拡散フィルムで集
光された光が散乱してしまい、集光効果が落ちることに
なる。The reflective layer of the backlight has a good mirror surface. Since the light condensed by the directional diffusion film is specularly reflected and enters the directional diffusion film again and is condensed, it becomes particularly bright in the viewing angle direction. If the reflection layer is not a mirror surface, for example, a matte reflection layer, the light condensed by the directional diffusion film is scattered at the time of reflection, and the light collection effect is deteriorated.
【0025】以上のことから、バックライトは拡散板を
用いずに構成し、バックライトの導光板には位相差が少
なく、また、厚み方向に散乱性のないものを用い、導光
板の背面に鏡面反射層を設けることにより、指向性拡散
フィルムの機能が十分に生かせることとなり、反射モー
ドの表示を極めて明るくすることができる。このような
構成として散乱する部位を極力少なくすると特定方向か
ら観察してピンポイントで極めて明るい表示となる。あ
る程度の視角範囲で明るくするには、散乱する部材を部
分的に用いればよい。例えば、バックライト表面に拡散
板を設けたり、マット反射層を用いる構成により、明る
さ(輝度)の最大値は劣るものの明るく観察できる範囲
(視角範囲)は広がることになる。From the above, the backlight is constructed without using the diffusion plate, and the light guide plate of the backlight has a small phase difference and is not scattering in the thickness direction. By providing the specular reflection layer, the function of the directional diffusion film can be fully utilized, and the display in the reflection mode can be made extremely bright. With such a configuration, if the scattered portion is reduced as much as possible, the display becomes pinpoint and extremely bright when observed from a specific direction. In order to make it bright within a certain viewing angle range, a scattering member may be partially used. For example, by providing a diffusion plate on the surface of the backlight or using a matte reflection layer, the maximum range of brightness (luminance) is inferior, but the brightly observable range (viewing angle range) is widened.
【0026】次に、本発明の構成の液晶表示装置におい
て、バックライトの照射光を使用した透過モードの表示
の場合を図2に基づき説明する。Next, in the liquid crystal display device having the constitution of the present invention, the case of displaying in the transmissive mode using the irradiation light of the backlight will be described with reference to FIG.
【0027】バックライト6からの照明光のうち、法線
方向に出射された成分はほぼそのまま指向性拡散フィル
ム7を通過する。法線方向以外の成分のうち0度〜20
度で入射した照明光は、指向性拡散フィルム7によって
拡散光に変換されると共に、法線方向に集められる。そ
の結果、バックライト6からの照明光の大部分は下偏光
板4に法線方向から入射されることとなる。入射された
照明光は下偏光板4によって直線偏光に変換され、液晶
パネル3で楕円偏光変換、さらに補償板2で直線偏光変
換され、上偏光板1から出射される。その結果、バック
ライトからの光は効率良く液晶表示装置の法線方向に集
められる。そのため、バックライトの照明光を利用した
透過モードでも明るい表示が得られ、良好な表示特性を
実現できた。このように、本願発明の構成、すなわち、
液晶表示素子の背後に設けられた下偏光板とバックライ
トとの間に、特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ
以外の角度で入射された光を透過する指向性拡散層を設
ける構成によれば、反射表示でも透過表示でもともに明
るい表示が可能になる。Of the illumination light from the backlight 6, the components emitted in the normal direction pass through the directional diffusion film 7 almost as they are. 0 to 20 of components other than the normal direction
The illuminating light incident at a degree is converted into diffused light by the directional diffusion film 7 and is collected in the normal direction. As a result, most of the illumination light from the backlight 6 is incident on the lower polarizing plate 4 in the normal direction. The incident illumination light is converted into linearly polarized light by the lower polarizing plate 4, converted into elliptically polarized light by the liquid crystal panel 3, further converted into linearly polarized light by the compensating plate 2, and emitted from the upper polarizing plate 1. As a result, the light from the backlight is efficiently collected in the normal direction of the liquid crystal display device. Therefore, a bright display was obtained even in the transmissive mode using the illumination light of the backlight, and good display characteristics could be realized. Thus, the configuration of the present invention, that is,
A configuration in which a directional diffusion layer that scatters light incident in a specific angle range and transmits light incident in other angles is provided between the lower polarizing plate provided behind the liquid crystal display element and the backlight. According to this, bright display is possible in both reflective display and transmissive display.
【0028】ここで、本実施例に用いた指向性拡散フィ
ルムを簡単に説明する。図5は、本発明に係る指向性拡
散フィルムの構造を示すものである。図6は指向性拡散
フィルムに入射した光の光路を模式的に表している。指
向性拡散フィルム7は、フォトポリマーの材質を元に、
感光されていない非感光部60と感光により生じた感光
部50とが隣接するように構成される。感光部50は、
厚み方向に筒上に延びた形状である。感光部50と非感
光部60とは互いに屈折率が異なっている。そのため、
図6に示すように、感光部50に臨界角以内から入射し
た光80は非感光部60との界面で反射を繰り返して、
光80は法線方向に寄せ集められた散乱光となる。ま
た、厚み方向に対して垂直に入射した光70は、感光部
50で屈折されることなく感光部50を透過する。一
方、臨界角度を越えて入射された光90は、その入射さ
れた角度のまま感光部50と非感光部60を透過する。
このように、図5及び図6の構成の指向性拡散フィルム
によれば、臨界角以内の入射光を効率よく法線方向に集
められる。Here, the directional diffusion film used in this embodiment will be briefly described. FIG. 5 shows the structure of the directional diffusion film according to the present invention. FIG. 6 schematically shows the optical path of light incident on the directional diffusion film. The directional diffusion film 7 is based on the material of photopolymer,
The non-exposed portion 60 which is not exposed to light and the exposed portion 50 caused by exposure are adjacent to each other. The photosensitive section 50 is
The shape extends on the cylinder in the thickness direction. The photosensitive section 50 and the non-photosensitive section 60 have different refractive indexes. for that reason,
As shown in FIG. 6, the light 80 incident on the photosensitive portion 50 from within the critical angle is repeatedly reflected at the interface with the non-photosensitive portion 60,
The light 80 becomes scattered light gathered in the normal direction. Further, the light 70 incident perpendicularly to the thickness direction passes through the photosensitive section 50 without being refracted by the photosensitive section 50. On the other hand, the light 90 that has entered beyond the critical angle passes through the photosensitive section 50 and the non-photosensitive section 60 at the incident angle.
As described above, according to the directional diffusion film having the configuration of FIGS. 5 and 6, incident light within the critical angle can be efficiently collected in the normal direction.
【0029】ここで、感光部と非感光部の屈折率の差を
変えることにより、臨界角を変えることができる。ま
た、感光部50の分布密度、レイアウト、あるいは、径
や長さ等の寸法を調整することで、散乱度や指向方向を
任意に設定することが可能である。Here, the critical angle can be changed by changing the difference in refractive index between the light-sensitive area and the non-light-sensitive area. Further, by adjusting the distribution density, the layout, or the dimensions such as the diameter and the length of the photosensitive section 50, it is possible to arbitrarily set the scattering degree and the directivity direction.
【0030】次に、本実施例で用いた指向性拡散フィル
ムの光学的特性について説明する。図7は、光の入射角
度に対するフィルムの透過性を表しており、光の入射角
度を横軸、透過率を縦軸としている。ここで、指向性拡
散フィルム7に対して垂直に入射する光を入射角度の0
度の光とする。また、0度からある方向をプラス、反対
の方向をマイナスとする。図示するように、指向性拡散
フィルムは入射角ゼロ度の光に対して高い透過率を示
し、入射角が大きくなるにしたがって透過率が低下し、
散乱性が大きくなる。そして、入射角度が10度付近で
透過率は最小になり、散乱性が最大となる。さらに入射
角度が大きくなると、徐々に透過率は上昇し、入射角度
が20度を超えると透過率は急激に上昇し、それに連れ
て散乱性が失われていく。この角度が臨界角度である。
したがって、臨界角度の20度から90度の入射角度で
指向性拡散フィルムに入射した光は、殆ど散乱されずに
透過する。マイナス側もプラス側と対称的な特性を示
す。Next, the optical characteristics of the directional diffusion film used in this example will be described. FIG. 7 shows the transmittance of the film with respect to the incident angle of light, where the incident angle of light is the horizontal axis and the transmittance is the vertical axis. Here, the light that is vertically incident on the directional diffusion film 7 has an incident angle of 0.
Let the light of the degree. In addition, one direction from 0 degree is positive, and the opposite direction is negative. As shown in the figure, the directional diffusion film exhibits high transmittance for light with an incident angle of zero degree, and the transmittance decreases as the incident angle increases,
The scattering property becomes large. Then, the transmittance becomes the minimum and the scattering property becomes the maximum when the incident angle is around 10 degrees. When the incident angle further increases, the transmittance gradually increases, and when the incident angle exceeds 20 degrees, the transmittance sharply increases, and the scattering property is lost accordingly. This angle is the critical angle.
Therefore, light incident on the directional diffusion film at an incident angle of 20 to 90 degrees, which is the critical angle, is transmitted without being scattered. The minus side also shows symmetrical characteristics with the plus side.
【0031】すなわち、本実施例で用いた指向性拡散フ
ィルムは、入射角0度近傍から入射する光に対してはほ
ぼ透過し、入射角5〜15度の光に対しては効率よく散
乱・集光し、臨界角度である約20度以上の入射光に対
してはほぼ透過する特性を持っている。このように、透
過率が低く散乱性が高い入射角範囲が液晶表示素子の視
角範囲に合うように指向性拡散フィルムを設定する。That is, the directional diffusion film used in this example almost transmits light incident from an incident angle of about 0 degrees and efficiently scatters light with an incident angle of 5 to 15 degrees. It has a characteristic of condensing light and substantially transmitting it with respect to incident light having a critical angle of about 20 degrees or more. As described above, the directional diffusion film is set so that the incident angle range having low transmittance and high scattering property matches the viewing angle range of the liquid crystal display element.
【0032】上述した特性の指向性拡散フィルム7を液
晶表示装置に用いると、既に図1を用いて説明したよう
に、下偏光板4を通過した光は指向性拡散フィルム7に
より一部は反射され、残りは指向性拡散フィルム7を通
過してバックライト6で反射される。このとき、図7に
示した特性から、下偏光板4を通過して0度から20度
で指向性拡散フィルムに入射した光は指向性拡散フィル
ムにより散乱・集光されてバックライト6に向かい、バ
ックライトで反射され、再度指向性拡散フィルムを通過
する際に0度方向に集光される。そして、指向性拡散フ
ィルム7による反射光とバックライト6での反射光が合
成されて、下偏光板4、液晶パネル3、補償板2、上偏
光板1を通って観察者に認識される。このように、上偏
光板1の上方に現れる散乱光に指向性を持たせることが
できるので、外光を利用した反射表示の場合に特に明る
くすることができる。When the directional diffusion film 7 having the above-mentioned characteristics is used in a liquid crystal display device, as already described with reference to FIG. 1, the light passing through the lower polarizing plate 4 is partially reflected by the directional diffusion film 7. The remaining light passes through the directional diffusion film 7 and is reflected by the backlight 6. At this time, from the characteristics shown in FIG. 7, the light that has passed through the lower polarizing plate 4 and is incident on the directional diffusion film at 0 to 20 degrees is scattered and condensed by the directional diffusion film and is directed to the backlight 6. , Is reflected by the backlight and is condensed in the 0 degree direction when passing through the directional diffusion film again. Then, the reflected light from the directional diffusion film 7 and the reflected light from the backlight 6 are combined and passed through the lower polarizing plate 4, the liquid crystal panel 3, the compensation plate 2, and the upper polarizing plate 1 to be recognized by an observer. In this way, since the scattered light appearing above the upper polarizing plate 1 can be provided with directivity, it can be made particularly bright in the case of reflective display using external light.
【0033】(実施例2)実施例1の指向性反射フィル
ム7とバックライト6の間に反射偏光子8を用いた構成
の液晶表示装置を図3、4に示す。反射偏光子8は入射
した光のうち特定方向の直線偏光のみを選択透過、また
は選択反射する特性を持っている。下偏光板4の透過軸
と反射偏光子8の選択透過される軸方向を変化させるこ
とにより、反射偏光子で透過する光と反射する光との割
合を任意に変えることができる。本実施例2においては
下偏光板の透過軸と反射偏光子の透過軸が平行、すなわ
ち0度になる角度で配置した。(Example 2) FIGS. 3 and 4 show a liquid crystal display device having a structure in which a reflective polarizer 8 is used between the directional reflective film 7 and the backlight 6 of Example 1. The reflective polarizer 8 has a characteristic of selectively transmitting or selectively reflecting only linearly polarized light in a specific direction of incident light. By changing the transmission axis of the lower polarizing plate 4 and the axial direction of the selective transmission of the reflective polarizer 8, the ratio of the light transmitted by the reflective polarizer to the reflected light can be arbitrarily changed. In the second embodiment, the transmission axis of the lower polarizing plate and the transmission axis of the reflective polarizer are parallel to each other, that is, they are arranged at an angle of 0 degree.
【0034】上記の構成の液晶表示装置を外光による反
射モードの表示で観察する場合について、図3を用いて
説明する。外部から入射した光は上偏光板1、補償板2
によって偏光分離、楕円偏光変換が行われる。そして、
液晶パネル3によって直線偏光に戻され、下偏光板4に
入射される。下偏光板4からは下偏光板に入射した角度
をほぼ維持しつつ出射される。出射された光のうち、一
部の光は指向性拡散フィルム7の界面で拡散反射され、
残りの光は指向性反射フィルム7を通過する。このと
き、指向性反射フィルムを通過した光は指向性反射フィ
ルムの作用により拡散光となると共に、指向性拡散フィ
ルム7の厚み方向と同一方向(すなわち、入射角度が小
さくなる方向)へ集められる。ここまでは実施例1と同
様な作用効果であるが、本実施例2では、指向性拡散フ
ィルム7とバックライト6との間に反射偏光子8が配置
されている。この反射偏光子8はその選択透過軸が下偏
光板の透過軸と平行になるように設定されている。この
ため、下側偏光板4で作られた直線偏光成分の中で、指
向性反射フィルム7によって偏光方向が変換されてしま
った光は反射偏光子8を透過できない選択反射成分とな
り、反射偏光子で反射され、液晶表示装置からの散乱光
10の一部として利用できるようになる。また、反射偏
光子を透過した光のうちバックライト6での反射の際に
偏光方向が変換された成分がバックライト6と反射偏光
子8との多重反射の中で再び利用できることになる。し
たがって、実施例1に記載の液晶表示装置の反射モード
での光の利用効率から更に外光を有効に利用できるよう
になる。A case of observing the liquid crystal display device having the above-mentioned structure in the display in the reflection mode by external light will be described with reference to FIG. The light incident from the outside is the upper polarizing plate 1 and the compensating plate 2.
Polarization separation and elliptical polarization conversion are performed by. And
It is returned to linearly polarized light by the liquid crystal panel 3 and is incident on the lower polarizing plate 4. The light is emitted from the lower polarizing plate 4 while substantially maintaining the angle of incidence on the lower polarizing plate. Part of the emitted light is diffusely reflected at the interface of the directional diffusion film 7,
The remaining light passes through the directional reflection film 7. At this time, the light that has passed through the directional reflection film becomes diffused light due to the action of the directional reflection film, and is also collected in the same direction as the thickness direction of the directional diffusion film 7 (that is, the direction in which the incident angle becomes smaller). Up to this point, the same operational effects as in Example 1 are obtained, but in Example 2 the reflective polarizer 8 is arranged between the directional diffusion film 7 and the backlight 6. The reflective polarizer 8 is set so that its selective transmission axis is parallel to the transmission axis of the lower polarizing plate. Therefore, of the linearly polarized light components made by the lower polarizing plate 4, the light whose polarization direction has been converted by the directional reflection film 7 becomes a selective reflection component that cannot pass through the reflective polarizer 8 and becomes a reflective polarizer. The light is reflected by and can be used as a part of the scattered light 10 from the liquid crystal display device. Further, of the light transmitted through the reflective polarizer, the component whose polarization direction is changed when reflected by the backlight 6 can be reused in the multiple reflection between the backlight 6 and the reflective polarizer 8. Therefore, the external light can be used more effectively due to the light use efficiency in the reflection mode of the liquid crystal display device described in the first embodiment.
【0035】次に、本発明の構成の液晶表示装置におい
て、バックライトを使用した透過モードの場合を図4に
基づき説明する。バックライト6から出射された光のう
ち、下偏光板4の透過軸方向の光については反射偏光子
8で選択透過される。反射偏光子を透過しなかった光は
バックライト6側方向に選択反射され、バックライト6
で再び反射される。このように、理論的には反射偏光子
を透過しなかった光は反射偏光子の透過軸になるまでバ
ックライト6と反射偏光子8との間で多重反射を繰り返
すことになる。すなわち、バックライト6と反射偏光子
8との多重反射を繰り返すうちにバックライト6の光成
分の大部分は、下偏光板を通過する偏光軸の光となって
液晶パネルを経由して観測者側に射出されることとな
る。したがって、液晶表示装置のバックライト点灯時で
の視認性確保に利用できるようになる。すなわち、実施
例1での効果の他に、バックライトからの照明光の利用
効率を更に改善することができる。Next, in the liquid crystal display device having the structure of the present invention, the case of the transmissive mode using a backlight will be described with reference to FIG. Of the light emitted from the backlight 6, the light in the transmission axis direction of the lower polarizing plate 4 is selectively transmitted by the reflective polarizer 8. Light that has not passed through the reflective polarizer is selectively reflected toward the backlight 6 side,
Is reflected again. In this way, theoretically, light that has not passed through the reflective polarizer is repeatedly reflected multiple times between the backlight 6 and the reflective polarizer 8 until it reaches the transmission axis of the reflective polarizer. That is, while the multiple reflections of the backlight 6 and the reflective polarizer 8 are repeated, most of the light components of the backlight 6 become light of the polarization axis passing through the lower polarizing plate and passing through the liquid crystal panel to the observer. Will be ejected to the side. Therefore, the liquid crystal display device can be used for ensuring visibility when the backlight is turned on. That is, in addition to the effect of the first embodiment, the utilization efficiency of the illumination light from the backlight can be further improved.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による液晶
表示装置によれば、特定角度で入射して光を散乱し、そ
れ以外の角度で入射された光を透過する指向性拡散フィ
ルムを下偏光板とバックライト間に設けることにより、
特定角度で入射した光を散乱することができ、輝度を向
上させることができる。As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the directional diffusion film which is incident at a specific angle and scatters light and transmits the light incident at other angles is disposed. By providing between the polarizing plate and the backlight,
Light incident at a specific angle can be scattered and brightness can be improved.
【0037】また、散乱光が特定方向に指向性を有する
ことにより、指向性を高めることができ、輝度を高める
ことができる。Further, since the scattered light has directivity in a specific direction, the directivity can be enhanced and the brightness can be enhanced.
【0038】また、特定方向を視覚方向と一致させるこ
とにより、ユーザーが液晶表示装置を見たときに、ユー
ザーが視認する際の輝度を向上させることができる。Further, by making the specific direction coincide with the visual direction, when the user looks at the liquid crystal display device, the brightness when the user visually recognizes it can be improved.
【0039】また、反射偏光子を指向性拡散フィルムと
バックライトの間に設けることにより、バックライトの
光をより指向性拡散フィルムに集光することができるの
で、輝度を向上させることができる。Further, by providing the reflective polarizer between the directional diffusion film and the backlight, the light of the backlight can be more focused on the directional diffusion film, so that the brightness can be improved.
【0040】したがって、反射時、透過時とも明るく表
示品位の良い液晶表示装置を提供できる。それによっ
て、民生品市場で液晶表示装置が多用されているカメ
ラ、携帯電話、時計をはじめとする電子機器分野で商品
価値を高めることができる。Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display device which is bright in both reflection and transmission and has good display quality. As a result, the product value can be increased in the field of electronic devices such as cameras, mobile phones, and watches, in which liquid crystal display devices are frequently used in the consumer products market.
【図1】本発明の第1実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、外光を利用した反
射表示の場合の光路を模式的に表す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. In particular, it is a diagram schematically showing an optical path in the case of reflective display using outside light.
【図2】本発明の第1実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、バックライトを利
用した透過表示の場合の光路を模式的に表す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. In particular, it is a diagram schematically showing an optical path in the case of transmissive display using a backlight.
【図3】本発明の第2実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、外光を利用した反
射表示の場合の光路を模式的に表す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. In particular, it is a diagram schematically showing an optical path in the case of reflective display using outside light.
【図4】本発明の第2実施例に係る液晶表示装置の断面
構成を模式的に示す図である。特に、バックライトを利
用した透過表示の場合の光路を模式的に表す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. In particular, it is a diagram schematically showing an optical path in the case of transmissive display using a backlight.
【図5】指向性拡散フィルムの構造を模式的に示した図
である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of a directional diffusion film.
【図6】指向性拡散フィルムの作用を模式的に示した図
である。FIG. 6 is a view schematically showing the action of the directional diffusion film.
【図7】指向性拡散フィルムの可視角度と透過率の関係
を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a visible angle and a transmittance of a directional diffusion film.
【図8】バックライトの断面構成を模式的に表す図であ
る。FIG. 8 is a diagram schematically showing a sectional configuration of a backlight.
【図9】従来の液晶表示装置の構成を示す模式的断面図
である。外光を利用したときの状態を模式的に示した図
である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional liquid crystal display device. It is the figure which showed the state when using external light typically.
【図10】従来の液晶表示装置の構成を示す模式的断面
図である。特に、バックライトを利用したときの模式的
に示した図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional liquid crystal display device. In particular, it is a diagram schematically showing a case where a backlight is used.
【符号の説明】 1 上偏光板 2 補償板 3 液晶パネル 4 下偏光板 5 半透過反射板 6 バックライト 7 指向性拡散フィルム 8 反射偏光子 10 液晶表示装置からの出射光 50 感光層 60 非感光層[Explanation of symbols] 1 Upper polarizing plate 2 compensator 3 LCD panel 4 Lower polarizing plate 5 Semi-transmissive reflector 6 backlight 7 Directional diffusion film 8 reflective polarizer 10 Light emitted from liquid crystal display device 50 Photosensitive layer 60 non-photosensitive layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 324 G09F 9/00 324 Fターム(参考) 2H042 BA03 BA12 BA14 BA20 2H049 BA02 BA06 BB03 BB06 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA23Z FA31Z FA41Z FA50Z LA30 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 DD12 EE25 FF02 FF03 FF05 HH01 LL07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G09F 9/00 324 G09F 9/00 324 F term (reference) 2H042 BA03 BA12 BA14 BA20 2H049 BA02 BA06 BB03 BB06 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA23Z FA31Z FA41Z FA50Z LA30 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 DD12 EE25 FF02 FF03 FF05 HH01 LL07
Claims (7)
た液晶表示素子と、前記液晶表示素子の視覚側に設けら
れた上偏光板と、前記液晶表示素子の背後に設けられた
下偏光板と、前記下偏光板の背後に設けられたバックラ
イトを備える液晶表示装置において、 特定角度範囲で入射した光を散乱し、それ以外の角度で
入射された光を透過する指向性拡散層が、前記下偏光板
と前記バックライトの間に設けられたことを特徴とする
液晶表示装置。1. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between substrates facing each other, an upper polarizing plate provided on the visual side of the liquid crystal display device, and a lower polarizing plate provided behind the liquid crystal display device. In the liquid crystal display device provided with a backlight provided behind the lower polarizing plate, a directional diffusion layer that scatters light incident in a specific angle range and transmits light incident in other angles, A liquid crystal display device provided between the lower polarizing plate and the backlight.
特定方向に指向性を有することを特徴とする請求項1に
記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the scattered light scattered by the directional diffusion layer has directivity in a specific direction.
方向と一致することを特徴とする請求項2に記載の液晶
表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the specific direction coincides with a viewing angle direction of the liquid crystal display element.
線方向を基準に0度より大きくかつ臨界角度以下であ
り、光を透過する角度範囲が0度および前記臨界角度を
越えて90度以下であることを特徴とする請求項1から
請求項3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。4. The specific angle range is greater than 0 degree and less than or equal to a critical angle with respect to the normal direction of the liquid crystal display element, and the angular range for transmitting light is 0 degree and 90 degrees beyond the critical angle. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
の間に、特定方向の直線偏光のみを透過する反射偏光子
を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいず
れか一項に記載の液晶表示装置。5. A reflective polarizer that transmits only linearly polarized light in a specific direction is provided between the directional diffusion layer and the backlight. The liquid crystal display device according to item.
光板の透過軸方向が一致することを特徴とする請求項5
に記載の液晶表示装置。6. The transmission axis direction of the reflective polarizer and the transmission axis direction of the lower polarizing plate are coincident with each other.
The liquid crystal display device according to item 1.
たないと共に、前記バックライトの反射層が鏡面反射層
であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれ
か一項に記載の液晶表示装置。7. The light guide plate of the backlight does not have a phase difference, and the reflective layer of the backlight is a specular reflective layer, according to any one of claims 1 to 6. Liquid crystal display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001214265A JP4885380B2 (en) | 2001-04-20 | 2001-07-13 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001122970 | 2001-04-20 | ||
JP2001122970 | 2001-04-20 | ||
JP2001-122970 | 2001-04-20 | ||
JP2001214265A JP4885380B2 (en) | 2001-04-20 | 2001-07-13 | Liquid crystal display |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003005181A true JP2003005181A (en) | 2003-01-08 |
JP2003005181A5 JP2003005181A5 (en) | 2008-08-21 |
JP4885380B2 JP4885380B2 (en) | 2012-02-29 |
Family
ID=26613932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001214265A Expired - Fee Related JP4885380B2 (en) | 2001-04-20 | 2001-07-13 | Liquid crystal display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4885380B2 (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005208568A (en) * | 2003-10-17 | 2005-08-04 | Seiko Instruments Inc | Liquid crystal display |
JP2006084585A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Seiko Instruments Inc | Screen and image projecting system |
JP2006084586A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Seiko Instruments Inc | Screen and image projecting system |
JP2008256930A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Reflective projection screen |
CN100443979C (en) * | 2006-01-18 | 2008-12-17 | 友达光电股份有限公司 | Flat display module |
JP2009150971A (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Transflective film laminate, optical member using the same, and liquid crystal display device |
JP2010085627A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Polarizing plate, liquid crystal panel using it, and liquid crystal display |
JP2011141393A (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Casio Computer Co Ltd | Liquid crystal display apparatus |
JP2011191780A (en) * | 2011-05-17 | 2011-09-29 | Tadashi Yamauchi | Screen and image projection system |
JP2014527190A (en) * | 2011-07-07 | 2014-10-09 | コーニング インコーポレイテッド | Surface flaw deformation for strengthening glass articles |
KR20160041753A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid Crystal Display Device |
JP2020112729A (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | 凸版印刷株式会社 | Liquid crystal display device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07244207A (en) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Toray Ind Inc | Light control article |
JPH10186360A (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Casio Comput Co Ltd | Surface light source device and liquid crystal display device using the same |
JPH1184115A (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-26 | Seiko Epson Corp | Reflector, liquid crystal device and electronic equipment |
JPH11231108A (en) * | 1998-02-10 | 1999-08-27 | Kimoto & Co Ltd | Visual field selective film with craze |
JP2000147502A (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-26 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal devices and electronic equipment |
JP2000267584A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Seiko Epson Corp | Electro-optical device |
JP2001091708A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Keiwa Inc | Optical sheet and backlight unit using the same |
JP2002318311A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Clariant (Japan) Kk | Optical film with controlled scattering and transmission characteristics |
-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001214265A patent/JP4885380B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07244207A (en) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Toray Ind Inc | Light control article |
JPH10186360A (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Casio Comput Co Ltd | Surface light source device and liquid crystal display device using the same |
JPH1184115A (en) * | 1997-09-01 | 1999-03-26 | Seiko Epson Corp | Reflector, liquid crystal device and electronic equipment |
JPH11231108A (en) * | 1998-02-10 | 1999-08-27 | Kimoto & Co Ltd | Visual field selective film with craze |
JP2000147502A (en) * | 1998-11-18 | 2000-05-26 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal devices and electronic equipment |
JP2000267584A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Seiko Epson Corp | Electro-optical device |
JP2001091708A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Keiwa Inc | Optical sheet and backlight unit using the same |
JP2002318311A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Clariant (Japan) Kk | Optical film with controlled scattering and transmission characteristics |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005208568A (en) * | 2003-10-17 | 2005-08-04 | Seiko Instruments Inc | Liquid crystal display |
JP2006084585A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Seiko Instruments Inc | Screen and image projecting system |
JP2006084586A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Seiko Instruments Inc | Screen and image projecting system |
CN100443979C (en) * | 2006-01-18 | 2008-12-17 | 友达光电股份有限公司 | Flat display module |
JP2008256930A (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Reflective projection screen |
JP2009150971A (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Transflective film laminate, optical member using the same, and liquid crystal display device |
JP2010085627A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Polarizing plate, liquid crystal panel using it, and liquid crystal display |
US8842240B2 (en) | 2010-01-06 | 2014-09-23 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display apparatus for both reflective display scheme and transmissive display scheme |
JP2011141393A (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Casio Computer Co Ltd | Liquid crystal display apparatus |
JP2011191780A (en) * | 2011-05-17 | 2011-09-29 | Tadashi Yamauchi | Screen and image projection system |
JP2014527190A (en) * | 2011-07-07 | 2014-10-09 | コーニング インコーポレイテッド | Surface flaw deformation for strengthening glass articles |
KR101828647B1 (en) * | 2011-07-07 | 2018-02-12 | 코닝 인코포레이티드 | Method for manufacturing an electronic device |
KR20160041753A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid Crystal Display Device |
KR101657518B1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-09-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid Crystal Display Device |
US9778507B2 (en) | 2014-10-08 | 2017-10-03 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
JP2020112729A (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | 凸版印刷株式会社 | Liquid crystal display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4885380B2 (en) | 2012-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4122808B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic device | |
US6975455B1 (en) | Transflective layer for displays | |
TW571159B (en) | Polarized display with wide-angle illumination | |
JP3873835B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic device | |
JP3849249B2 (en) | Liquid crystal display | |
JPH1097199A (en) | Diffused light transmission plate, source of backlight, and liquid crystal display device | |
JPH07333598A (en) | Liquid crystal display | |
JP3345755B2 (en) | Display device and electronic device using the same | |
TW200527069A (en) | Liquid crystal display device | |
KR20030091744A (en) | Liquid crystal display | |
JP2002287132A (en) | Liquid crystal display and electronic equipment | |
EP1245995A2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP4885380B2 (en) | Liquid crystal display | |
CN100520524C (en) | Liquid crystal display device | |
JP2651088B2 (en) | LCD panel | |
JP2004354818A (en) | Display device | |
WO2018176601A1 (en) | Transflective liquid crystal display apparatus | |
JP3419317B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic device using the same | |
JP3777971B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
JP2003172931A (en) | Liquid crystal display and electronic equipment | |
US20110102311A1 (en) | Backlight unit and liquid crystal display device | |
JP2002107725A (en) | Liquid crystal display | |
JP4813705B2 (en) | Liquid crystal display | |
JPS5958421A (en) | Liquid crystal display device | |
JP3899711B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080708 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080708 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091105 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110802 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141216 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4885380 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |