JPH05142538A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH05142538A JPH05142538A JP3305811A JP30581191A JPH05142538A JP H05142538 A JPH05142538 A JP H05142538A JP 3305811 A JP3305811 A JP 3305811A JP 30581191 A JP30581191 A JP 30581191A JP H05142538 A JPH05142538 A JP H05142538A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
特に、光源と導光体とを含んでなるバックライトを有す
る液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device,
In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device having a backlight including a light source and a light guide.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の液晶表示素子のツイステッドネマ
チックタイプと言われるものは、2枚の電極基板間に正
の誘電異方性を有するネマチック液晶による90°ねじ
れたらせん構造を有し、かつ両電極基板の外側には一対
の偏光板をその偏光軸(あるいは吸収軸)が、電極基板
に隣接する液晶分子の軸に対し直交あるいは平行になる
ように配置するものであった(特公昭51−13666
号公報)。2. Description of the Related Art A conventional twisted nematic type liquid crystal display device has a 90 ° twisted helix structure formed by a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between two electrode substrates. A pair of polarizing plates is arranged outside the electrode substrate so that the polarization axis (or absorption axis) thereof is orthogonal or parallel to the axis of the liquid crystal molecules adjacent to the electrode substrate (Japanese Patent Publication No. 51- 13666
Publication).
【0003】このようなねじれ角90°の液晶表示素子
では、液晶層に印加される電圧対液晶層の透過率の変化
の急峻性γ、視角特性の点で問題があり、時分割数(走
査電極の数に相当)は64が実用的限界であった。しか
し、近年の液晶表示素子に対する画質改善と表示情報量
増大要求に対処するため、一対の偏光板間に挟持された
液晶分子のねじれ角αを180°より大にし、この液晶
層への印加電圧による液晶層の複屈折効果の変化を検出
する構成とすることにより時分割駆動特性を改善して時
分割数を増大することがティー・ジェイ・シェフェー
ル、ジェイ・ネイリングによるアプライド フィジクス
レター 45、No.10、1021、1984「ア ニュー ハイリー
マルティプレクサ」(Applied Physics Letter、T.J.
Scheffer、J.Nehring:“A new、highly multiplexabl
e liquid crystal display”)に論じられ、スーパーツ
イステッド複屈折効果型(SBE)液晶表示装置が提案
されている。In such a liquid crystal display device having a twist angle of 90 °, there are problems in the steepness γ of the change in the transmittance of the liquid crystal layer with respect to the voltage applied to the liquid crystal layer and in the viewing angle characteristics. The practical limit was 64 for the number of electrodes). However, in order to cope with recent demands for improving image quality and increasing the amount of display information for liquid crystal display elements, the twist angle α of liquid crystal molecules sandwiched between a pair of polarizing plates is set to be larger than 180 °, and the voltage applied to this liquid crystal layer is increased. Applied physics by TJ Schaefer and J. Nailing to improve the time-division drive characteristics and increase the number of time-divisions by adopting a configuration that detects changes in the birefringence effect of the liquid crystal layer due to
Letter 45, No. 10, 1021, 1984 "Ann Hailey
Multiplexer "(Applied Physics Letter, T.J.
Scheffer, J. Nehring: “A new, highly multiplexabl
e liquid crystal display ”), and a super twisted birefringence effect (SBE) liquid crystal display device has been proposed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、冷陰極蛍光灯等の光源と、この光源に近接して配置
した導光体とからなるバックライトが、液晶セルの表示
画面側と反対側に重ねて配置されている。このような液
晶表示装置のバックライトは、例えば、実開平3−63
123号公報に記載されている。In a liquid crystal display device, a backlight composed of a light source such as a cold cathode fluorescent lamp and a light guide arranged close to the light source is opposite to the display screen side of the liquid crystal cell. It is arranged on the side. The backlight of such a liquid crystal display device is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-63.
No. 123 publication.
【0005】この従来技術においては、光源の光が入射
する導光体の入光面と対向する面を、外側に凸の曲面状
の反射面とすることにより、導光体の反射光率を向上さ
せ、バックライトの発光効率を向上させようとするもの
である。しかし、導光体の入光面と対向する面だけを曲
面状の反射面とするだけで、導光体の側面(すなわち、
入光面と隣接する側面のうち、導光体表面の発光面と導
光体裏面の反射面を除く2つの側面)、および該側面に
当たる光については考慮されていなかったので、導光体
の反射光率、すなわち、バックライトの発光効率が充分
ではなかった。In this conventional technique, the light-reflecting rate of the light guide is made to be a reflection surface having a convex curved surface on the surface facing the light entrance surface of the light guide on which the light from the light source enters. It is intended to improve the luminous efficiency of the backlight. However, the side surface of the light guide body (that is,
Of the side surfaces adjacent to the light incident surface, two side surfaces excluding the light emitting surface on the light guide surface and the reflection surface on the back surface of the light guide) and the light hitting the side surfaces are not taken into consideration. The reflected light rate, that is, the luminous efficiency of the backlight was not sufficient.
【0006】本発明の目的は、導光体の反射光率を向上
させ、バックライトの全体的な光量を増加させ、バック
ライトの発光効率を向上させることができる液晶表示装
置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving the light reflectance of the light guide, increasing the overall light amount of the backlight, and improving the light emission efficiency of the backlight. is there.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、導光体の入光面と対向する面の他、この
入光面と隣接する側面のうち、発光面と反射面を除く側
面、および該側面に当たる光に注目してなされたもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention is directed to a light emitting surface and a reflection surface of a side surface adjacent to a light incident surface of a light guide member, and a side surface adjacent to the light incident surface. This is done by paying attention to the side surface other than the surface and the light hitting the side surface.
【0008】すなわち、本発明の液晶表示装置は、光源
と、上記光源の光が入射する入光面を上記光源に近接し
て配置した導光体と、上記導光体の表面に設けた発光面
と、上記導光体の裏面に設けた反射面とを含んでなるバ
ックライトを、液晶セルの表示画面側と反対側に配置し
た液晶表示装置において、上記導光体の上記入光面と対
向する面、並びに上記入光面と隣接する側面のうち、上
記発光面と上記反射面を除く側面を、外側に凸の曲面状
の反射面としたことを特徴とする。That is, the liquid crystal display device of the present invention includes a light source, a light guide body having a light-incident surface on which the light of the light source is incident in the vicinity of the light source, and light emission provided on the surface of the light guide body. A liquid crystal display device in which a backlight including a surface and a reflection surface provided on the back surface of the light guide is disposed on the side opposite to the display screen side of the liquid crystal cell. Among the opposing surfaces and the side surfaces adjacent to the light incident surface, the side surfaces excluding the light emitting surface and the reflective surface are curved reflective surfaces convex outward.
【0009】[0009]
【作用】本発明の液晶表示装置では、導光体の入光面と
対向する面、並びに入光面と隣接する側面のうち、発光
面と反射面を除く側面を、外側に凸の曲面状の反射面と
したので、導光体の反射光率を向上させ、バックライト
の発光効率を向上させることができる。In the liquid crystal display device of the present invention, the surface of the light guide facing the light entrance surface and the side surfaces adjacent to the light entrance surface except for the light emitting surface and the reflection surface are curved outwardly. Since it is a reflective surface, the light reflectance of the light guide can be improved and the light emission efficiency of the backlight can be improved.
【0010】[0010]
【実施例】次に、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0011】図1(a)は、本発明の一実施例の液晶表
示装置のバックライトの斜視図、図1(b)は、図1
(a)のB−B線で切断した断面図、図1(c)は、図
1(a)のC−C線で切断した断面図である。FIG. 1 (a) is a perspective view of a backlight of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is FIG.
1A is a cross-sectional view taken along the line BB, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG.
【0012】65は液晶セル(後述の図9参照)の下
(表示画面側と反対側)に配置されるバックライト、3
6は光源である冷陰極蛍光灯、37は冷陰極蛍光灯36
に近接して配置したアクリル板等からなる導光体であ
る。すなわち、バックライト65は、冷陰極蛍光灯36
の光源と、導光体37からなる。66は冷陰極蛍光灯3
6の光が入射する導光体37の入光面、67は導光体3
7から発せられる光を拡散する拡散シート、68は導光
体37の発光面、69は導光体37の光を発光面68に
反射させる反射シート、70は導光体37の反射面、7
1は導光体37の入光面66と対向する面に設けた反射
シート、72は導光体37の入光面66と隣接する側面
に設けた反射シート、73は導光体37中のある一点で
ある。Reference numeral 65 denotes a backlight, which is arranged below the liquid crystal cell (see FIG. 9 described later) (on the side opposite to the display screen side).
6 is a cold cathode fluorescent lamp as a light source, 37 is a cold cathode fluorescent lamp 36
It is a light guide body made of an acrylic plate or the like arranged close to. That is, the backlight 65 is the cold cathode fluorescent lamp 36.
And a light guide 37. 66 is a cold cathode fluorescent lamp 3
The light-entering surface of the light guide 37 on which the light of 6 enters, 67 is the light guide 3
7 is a diffusion sheet for diffusing the light emitted from 7; 68 is a light emitting surface of the light guide body 37; 69 is a reflecting sheet for reflecting the light of the light guide body 37 to the light emitting surface 68; 70 is a reflection surface of the light guide body 37;
Reference numeral 1 denotes a reflection sheet provided on a surface of the light guide body 37 that faces the light entrance surface 66, 72 a reflection sheet provided on a side surface of the light guide body 37 adjacent to the light entrance surface 66, and 73 of the light guide body 37. There is one point.
【0013】すなわち、本実施例では、導光体37の入
光面66と対向する面、並びに入光面66と隣接する側
面のうち、発光面68と反射面70を除く側面を、外側
に凸の曲面状に形成し、この各曲面の外側にそれぞれ反
射シート71、72を該曲面に沿って湾曲して設けた。
なお、曲面は、図1(b)、(c)に示すように、断面
形状が半円状になるように形成してある。In other words, in the present embodiment, the surface of the light guide 37 facing the light incident surface 66 and the side surfaces adjacent to the light incident surface 66 except the light emitting surface 68 and the reflective surface 70 are outward. It was formed into a convex curved surface, and the reflection sheets 71 and 72 were provided on the outside of each curved surface so as to be curved along the curved surface.
The curved surface is formed to have a semicircular cross section as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c).
【0014】このような構成により、冷陰極蛍光灯36
から入光面66を通って導光体37に入射し、これらの
3つの側面に当たる光をできる限り発光面68の方へ反
射させることにより、導光体37の反射光率を向上させ
ることができ、バックライト65から発する全体的な光
量を増加させ、バックライトの発光効率を向上させるこ
とができる。図1(c)の73は導光体37中のある一
点で、点73からの光が導光体37の側面で反射する様
子を例示している。With such a configuration, the cold cathode fluorescent lamp 36
The light incident on the light guide 37 through the light incident surface 66 and reflected on the three side surfaces toward the light emitting surface 68 as much as possible can improve the reflectance of the light guide 37. Therefore, it is possible to increase the overall amount of light emitted from the backlight 65 and improve the light emission efficiency of the backlight. Reference numeral 73 in FIG. 1C is a certain point in the light guide 37, and illustrates an example in which light from the point 73 is reflected by the side surface of the light guide 37.
【0015】図2は本発明になる液晶表示装置62を上
側から見た場合の電極基板上における液晶分子の配列方
向(例えばラビング方向)、液晶分子のねじれ方向、偏
光板の偏光軸(あるいは吸収軸)方向、および複屈折効
果をもたらす部材の光学軸方向を示し、図3は本発明に
なる液晶表示装置62の要部斜視図を示す。FIG. 2 shows an arrangement direction (for example, rubbing direction) of liquid crystal molecules on an electrode substrate when the liquid crystal display device 62 according to the present invention is viewed from above, a twisting direction of liquid crystal molecules, and a polarization axis (or absorption) of a polarizing plate. The (axial) direction and the optical axis direction of the member that brings about the birefringence effect are shown, and FIG. 3 is a perspective view of a main part of the liquid crystal display device 62 according to the present invention.
【0016】液晶分子のねじれ方向10とねじれ角θ
は、上電極基板11上の配向膜21のラビング方向6と
下電極基板12上の配向膜22のラビング方向7および
上電極基板11と下電極基板12の間に挟持される正の
誘電異方性を有するネマチック液晶層50に添加される
旋光性物質の種類と量によって規定される。Twisting direction 10 of liquid crystal molecules and twist angle θ
Is the rubbing direction 6 of the alignment film 21 on the upper electrode substrate 11, the rubbing direction 7 of the alignment film 22 on the lower electrode substrate 12, and the positive dielectric anisotropy sandwiched between the upper electrode substrate 11 and the lower electrode substrate 12. It is defined by the type and amount of the optical rotatory substance added to the nematic liquid crystal layer 50 having the property.
【0017】図3において、液晶層50を挟持する2枚
の上、下電極基板11、12間で液晶分子がねじれたら
せん状構造をなすように配向させるには、例えばガラス
からなる透明な上、下電極基板11、12上の、液晶に
接する、例えばポリイミドからなる有機高分子樹脂から
なる配向膜21、22の表面を、例えば布などで一方向
にこする方法、いわゆるラビング法が採られている。こ
のときのこする方向、すなわちラビング方向、上電極基
板11においてはラビング方向6、下電極基板12にお
いてはラビング方向7が液晶分子の配列方向となる。こ
のようにして配向処理された2枚の上、下電極基板1
1、12をそれぞれのラビング方向6、7が互いにほぼ
180度から360度で交叉するように間隙d1をもた
せて対向させ、2枚の電極基板11、12を液晶を注入
するための切欠け部51を備えた枠状のシール剤52に
より接着し、その間隙に正の誘電異方性をもち、旋光性
物質を所定量添加されたネマチック液晶を封入すると、
液晶分子はその電極基板間で図中のねじれ角θのらせん
状構造の分子配列をする。なお31、32はそれぞれ例
えば酸化インジウム又はITO(Indium TinOxide)か
らなる透明な上、下電極である。このようにして構成さ
れた液晶セル60の上電極基板11の上側に複屈折効果
をもたらす部材(以下複屈折部材と称す。藤村他「ST
N−LCD用位相差フィルム」、雑誌電子材料1991
年2月号第37−41頁)40が配設されており、さら
にこの部材40および液晶セル60を挟んで上、下偏光
板15、16が設けられる。In FIG. 3, in order to align the liquid crystal molecules between the two upper and lower electrode substrates 11 and 12 sandwiching the liquid crystal layer 50 so as to form a twisted spiral structure, a transparent upper layer made of, for example, glass is used. A method of rubbing the surfaces of the alignment films 21 and 22 made of an organic polymer resin made of polyimide, for example, in contact with the liquid crystal on the lower electrode substrates 11 and 12 with a cloth in one direction, that is, a so-called rubbing method is adopted. ing. The rubbing direction at this time, that is, the rubbing direction, the rubbing direction 6 in the upper electrode substrate 11, and the rubbing direction 7 in the lower electrode substrate 12 are the alignment directions of the liquid crystal molecules. The two upper and lower electrode substrates 1 that have been subjected to the orientation treatment in this manner
1 and 12 are opposed to each other with a gap d 1 so that the rubbing directions 6 and 7 intersect each other at approximately 180 ° to 360 °, and two electrode substrates 11 and 12 are notched for injecting liquid crystal. When a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and having a predetermined amount of an optical rotatory substance is enclosed in the gap by sealing with a frame-shaped sealant 52 having a portion 51,
The liquid crystal molecules have a helical molecular arrangement with a twist angle θ in the figure between the electrode substrates. Reference numerals 31 and 32 are transparent upper and lower electrodes made of, for example, indium oxide or ITO (Indium Tin Oxide). A member that produces a birefringence effect on the upper electrode substrate 11 of the liquid crystal cell 60 thus configured (hereinafter referred to as a birefringence member. Fujimura et al., "ST
N-LCD retardation film ", magazine electronic material 1991
February issue, pages 37-41) 40, and further upper and lower polarizing plates 15 and 16 sandwiching the member 40 and the liquid crystal cell 60.
【0018】液晶50における液晶分子のねじれ角θは
180度から360度の範囲の値を採り得るが好ましく
は200度から300度であるが、透過率−印加電圧カ
ーブのしきい値近傍の点灯状態が光を散乱する配向とな
る現象を避け、優れた時分割特性を維持するという実用
的な観点からすれば、230度から270度の範囲がよ
り好ましい。この条件は基本的には電圧に対する液晶分
子の応答をより敏感にし、優れた時分割特性を実現する
ように作用する。また優れた表示品質を得るためには液
晶層50の屈折率異方性Δn1とその厚さd1の積Δn1
・d1は好ましくは0.5μmから1.0μm、より好ま
しくは0.6μmから0.9μmの範囲に設定することが
望ましい。The twist angle θ of the liquid crystal molecules in the liquid crystal 50 can take a value in the range of 180 ° to 360 °, but is preferably 200 ° to 300 °, but lighting near the threshold value of the transmittance-applied voltage curve. From the practical viewpoint of avoiding the phenomenon that the state becomes an orientation that scatters light and maintaining excellent time division characteristics, the range of 230 to 270 degrees is more preferable. This condition basically makes the response of the liquid crystal molecules to the voltage more sensitive and acts to realize excellent time division characteristics. In order to obtain excellent display quality and the refractive index anisotropy [Delta] n 1 of the liquid crystal layer 50 a product [Delta] n 1 of the thickness d 1
-D 1 is preferably set in the range of 0.5 μm to 1.0 μm, more preferably 0.6 μm to 0.9 μm.
【0019】複屈折部材40は液晶セル60を透過する
光の偏光状態を変調するように作用し、液晶セル60単
体では着色した表示しかできなかったものを白黒の表示
に変換するものである。このためには複屈折部材40の
屈折率異方性Δn2とその厚さd2の積Δn2・d2が極め
て重要で、好ましくは0.4μmから0.8μm、より好
ましくは0.5μmから0.7μmの範囲に設定する。The birefringent member 40 acts so as to modulate the polarization state of the light passing through the liquid crystal cell 60, and converts what could be colored display by the liquid crystal cell 60 alone into black and white display. Thus the birefringent member 40 refractive index anisotropy [Delta] n 2 and is extremely important product [Delta] n 2 · d 2 of a thickness d 2, preferably 0.8μm from 0.4 .mu.m, more preferably 0.5μm To 0.7 μm.
【0020】さらに、本発明になる液晶表示装置62は
複屈折による楕円偏光を利用しているので偏光板15、
16の軸と、複屈折部材40として一軸性の透明複屈折
板を用いる場合はその光学軸と、液晶セル60の電極基
板11、12の液晶配列方向6、7との関係が極めて重
要である。Further, since the liquid crystal display device 62 according to the present invention utilizes the elliptically polarized light due to the birefringence, the polarizing plate 15,
When the uniaxial transparent birefringent plate is used as the birefringent member 40, the relationship between the 16 axes and the liquid crystal alignment directions 6 and 7 of the electrode substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 60 is extremely important. ..
【0021】図2で上記の関係の作用効果について説明
する。図2は、図3の構成の液晶表示装置を上から見た
場合の偏光板の軸、一軸性の透明複屈折部材の光学軸、
液晶セルの電極基板の液晶分子軸配列方向の関係を示し
たものである。The operation and effect of the above relationship will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an axis of a polarizing plate, an optical axis of a uniaxial transparent birefringent member, when the liquid crystal display device having the configuration of FIG. 3 is viewed from above.
3 shows the relationship between the alignment directions of liquid crystal molecule axes of an electrode substrate of a liquid crystal cell.
【0022】図3において、5は一軸性の透明複屈折部
材40の光学軸、6は複屈折部材40とこれに隣接する
上電極基板11の液晶分子軸配列方向、7は下電極基板
12の液晶配列方向、8は上偏光板15の吸収軸あるい
は偏光軸、9は下偏光板16の吸収軸あるいは偏光軸で
あり、角度αは上電極基板11の液晶配列方向6と一軸
性の複屈折部材40の光学軸5とのなす角度、角度βは
上偏光板15の吸収軸あるいは偏光軸8と一軸性の透明
複屈折部材40の光学軸5とのなす角度、角度γは下偏
光板16の吸収軸あるいは偏光軸9と下電極基板12の
液晶配列方向7とのなす角度である。In FIG. 3, 5 is the optical axis of the uniaxial transparent birefringent member 40, 6 is the alignment direction of the liquid crystal molecular axes of the birefringent member 40 and the upper electrode substrate 11 adjacent thereto, and 7 is the lower electrode substrate 12. The liquid crystal alignment direction, 8 is the absorption axis or polarization axis of the upper polarization plate 15, 9 is the absorption axis or polarization axis of the lower polarization plate 16, and the angle α is uniaxial birefringence with the liquid crystal alignment direction 6 of the upper electrode substrate 11. The angle β formed by the optical axis 5 of the member 40 is the angle formed by the absorption axis or polarization axis 8 of the upper polarizing plate 15 and the optical axis 5 of the uniaxial transparent birefringent member 40, and the angle γ is the lower polarizing plate 16. Is the angle between the absorption axis or polarization axis 9 of the liquid crystal and the liquid crystal alignment direction 7 of the lower electrode substrate 12.
【0023】ここで本明細書における角α、β、γの測
り方を定義する。図7において、複屈折部材40の光学
軸5と上電極基板の液晶配列方向6との交角を例にとっ
て説明する。光学軸5と液晶配列方向6との交角は図7
に示す如く、φ1およびφ2で表わすことが出来るが、本
明細書においてはφ1、φ2のうち小さい方の角を採用す
る。すなわち、図7(a)においてはφ1<φ2であるか
ら、φ1を光学軸5と液晶配列方向6との交角αとし、
図7(b)においてはφ1>φ2だからφ2を光学軸5と
液晶配列方向6との交角αとする。勿論φ1=φ2の場合
はどちらを採っても良い。Here, how to measure the angles α, β and γ in this specification will be defined. In FIG. 7, the intersection angle between the optical axis 5 of the birefringent member 40 and the liquid crystal alignment direction 6 of the upper electrode substrate will be described as an example. The intersection angle between the optical axis 5 and the liquid crystal alignment direction 6 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 , it can be represented by φ 1 and φ 2 , but in the present specification, the smaller corner of φ 1 and φ 2 is adopted. That is, since φ 1 <φ 2 in FIG. 7A, φ 1 is the intersection angle α between the optical axis 5 and the liquid crystal alignment direction 6,
Since φ 1 > φ 2 in FIG. 7B, φ 2 is defined as an intersection angle α between the optical axis 5 and the liquid crystal alignment direction 6. Of course, either one may be adopted when φ 1 = φ 2 .
【0024】本発明になる液晶表示装置においては角度
α、β、γが極めて重要である。In the liquid crystal display device according to the present invention, the angles α, β and γ are extremely important.
【0025】角度αは好ましくは50度から90度、よ
り好ましくは70度から90度に、角度βは好ましくは
20度から70度、より好ましくは30度から60度
に、角度γは好ましくは0度から70度、より好ましく
は0度から50度に、それぞれ設定することが望まし
い。The angle α is preferably 50 to 90 degrees, more preferably 70 to 90 degrees, the angle β is preferably 20 to 70 degrees, more preferably 30 to 60 degrees, and the angle γ is preferably. It is desirable to set each to 0 to 70 degrees, and more preferably to 0 to 50 degrees.
【0026】なお、液晶セル60の液晶層50のねじれ
角θが180度から360度の範囲内にあれば、ねじれ
方向10が時計回り方向、反時計回り方向のいずれであ
っても、上記角α、β、γは上記範囲内にあればよい。If the twist angle θ of the liquid crystal layer 50 of the liquid crystal cell 60 is in the range of 180 ° to 360 °, the above angle is satisfied regardless of whether the twist direction 10 is clockwise or counterclockwise. α, β, and γ may be in the above range.
【0027】なお、図3においては、複屈折部材40が
上偏光板15と上電極基板11の間に配設されている
が、この位置の代りに、下電極基板12と下偏光板16
との間に配設しても良い。この場合は図3の構成全体を
倒立させた場合に相当する。In FIG. 3, the birefringent member 40 is arranged between the upper polarizing plate 15 and the upper electrode substrate 11, but instead of this position, the lower electrode substrate 12 and the lower polarizing plate 16 are provided.
It may be arranged between and. This case corresponds to the case where the entire configuration of FIG. 3 is inverted.
【0028】実施例1 基本構造は図2および図3に示したものと同様である。
図4において、液晶分子のねじれ角θは240度であ
り、一軸性の透明複屈折部材40としては平行配向(ホ
モジェニアス配向)した、すなわちねじれ角が0度の液
晶セルを使用した。ここで液晶層の厚みd(μm)と旋光
性物質が添加された液晶材料のらせんピッチp(μm)の
比d/pは0.67とした。配向膜21、22は、ポリ
イミド樹脂膜で形成しこれをラビング処理したものを使
用した。このラビング処理を施した配向膜がこれに接す
る液晶分子を基板面に対して傾斜配向させるチルト角(p
retilt角)は4度である。上記一軸性透明複屈折部材4
0のΔn2・d2は約0.6μmである。一方液晶分子が
240度ねじれた構造の液晶層50のΔn1・d1は約
0.8μmである。Example 1 The basic structure is the same as that shown in FIGS.
In FIG. 4, the twist angle θ of the liquid crystal molecules is 240 degrees, and as the uniaxial transparent birefringent member 40, a liquid crystal cell having a parallel orientation (homogeneous orientation), that is, a twist angle of 0 degree was used. Here, the ratio d / p of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the helical pitch p (μm) of the liquid crystal material added with the optical rotatory substance was set to 0.67. The alignment films 21 and 22 were formed of a polyimide resin film and used after being rubbed. The alignment film that has been subjected to this rubbing treatment tilts the liquid crystal molecules that are in contact with the alignment film with respect to the substrate surface with a tilt angle (p
The retilt angle) is 4 degrees. The uniaxial transparent birefringent member 4
Δn 2 · d 2 of 0 is about 0.6 μm. On the other hand, Δn 1 · d 1 of the liquid crystal layer 50 having a structure in which the liquid crystal molecules are twisted by 240 degrees is about 0.8 μm.
【0029】このとき、角度αを約90度、角度βを約
30度、角度γを約30度とすることにより、上、下電
極31、32を介して液晶層50に印加される電圧がし
きい値以下のときには光不透過すなわち黒、電圧がある
しきい値以上になると光透過すなわち白の白黒表示が実
現できた。また、下偏光板16の軸を上記位置より50
度から90度回転した場合は、液晶層50への印加電圧
がしきい値以下のときには白、電圧がしきい値以上にな
ると黒の、前記と逆の白黒表示が実現できた。At this time, by setting the angle α to about 90 degrees, the angle β to about 30 degrees, and the angle γ to about 30 degrees, the voltage applied to the liquid crystal layer 50 via the upper and lower electrodes 31 and 32 is increased. When the voltage is below the threshold, light non-transmission, that is, black, and when the voltage exceeds a certain threshold, light transmission, that is, white and black display is realized. In addition, the axis of the lower polarizing plate 16 is 50
When rotated 90 degrees from 90 degrees, white and black display, which is white when the voltage applied to the liquid crystal layer 50 is equal to or lower than the threshold and black when the voltage is equal to or higher than the threshold, can be realized.
【0030】図5は図4の構成で角度αを変化させたと
きの1/200デューティで時分割駆動時のコントラス
ト変化を示したものである。角度αが90度近傍では極
めて高いコントラストを示していたものが、この角度か
らずれるにつれて低下する。しかも角度αが小さくなる
と点灯部、非点灯部ともに青味がかり、角度αが大きく
なると非点灯部は紫、点灯部は黄色になり、いずれにし
ても白黒表示は不可能となる。角度βおよび角度γにつ
いてもほぼ同様の結果となるが、角度γの場合は前記し
たように50度から90度近く回転すると逆転の白黒表
示となる。FIG. 5 shows a change in contrast during time-division driving at 1/200 duty when the angle α is changed in the configuration of FIG. Although the contrast was extremely high in the vicinity of the angle α of 90 °, it decreased as the angle deviated. Moreover, when the angle α becomes small, both the lit part and the non-lit part become bluish, and when the angle α becomes large, the non-lit part becomes purple and the lit part becomes yellow, and in any case black and white display is impossible. Similar results are obtained for the angle β and the angle γ, but in the case of the angle γ, as described above, when the image is rotated from 50 degrees to 90 degrees, the black and white display is reversed.
【0031】実施例2 基本構造は実施例1と同様である。ただし、液晶層50
の液晶分子のねじれ角は260度、Δn1・d1は約0.
65μm〜0.75μmである点が異なる。一軸性透明
複屈折部材40として使用している平行配向液晶層のΔ
n2・d2は実施例1と同じ約0.58μmである。液晶
層の厚みd1(μm)と旋光性物質が添加されたネマチッ
ク液晶材料のらせんピッチp(μm)との比はd/p=
0.72とした。Example 2 The basic structure is the same as that of Example 1. However, the liquid crystal layer 50
The twist angle of the liquid crystal molecule is 260 degrees, and Δn 1 · d 1 is about 0.
The difference is 65 μm to 0.75 μm. Δ of the parallel alignment liquid crystal layer used as the uniaxial transparent birefringent member 40
n 2 · d 2 is about 0.58 μm as in the first embodiment. The ratio of the thickness d 1 (μm) of the liquid crystal layer to the helical pitch p (μm) of the nematic liquid crystal material to which the optically active substance is added is d / p =
It was set to 0.72.
【0032】このとき、角度αを約100度、角度βを
約35度、角度γを約15度とすることにより、実施例
1と同様の白黒表示が実現できた。また下偏光板の軸の
位置を上記値より50度から90度回転することにより
逆転の白黒表示が可能である点もほぼ実施例1同様であ
る。角度α、β、γのずれに対する傾向も実施例1とほ
ぼ同様である。At this time, by setting the angle α to about 100 degrees, the angle β to about 35 degrees, and the angle γ to about 15 degrees, the monochrome display similar to that of the first embodiment can be realized. It is also similar to the first embodiment in that the reverse black and white display is possible by rotating the position of the axis of the lower polarizing plate from the above value by 50 to 90 degrees. The tendency with respect to the deviation of the angles α, β, and γ is almost the same as that of the first embodiment.
【0033】上記いずれの実施例においても一軸性透明
複屈折部材40として、液晶分子のねじれのない平行配
向液晶セルを用いたが、むしろ20度から60度程度液
晶分子がねじれた液晶層を用いた方が角度による色変化
が少ない。このねじれた液晶層は、前述の液晶層50同
様、配向処理が施された一対の透明基板の配向処理方向
を所定のねじれ角に交差するようにした基板間に液晶を
挟持することによって形成される。この場合、液晶分子
のねじれ構造を挟む2つの配向処理方向の挟角の2等分
角の方向を複屈折部材の光軸として取扱えばよい。ま
た、複屈折部材40として、透明な高分子フィルムを用
いても良い(この際一軸延伸のものが好ましい)。この
場合高分子フィルムとしてはPET(ポリエチレン テ
レフタレート)、アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネ
イトが有効である。In each of the above embodiments, a parallel alignment liquid crystal cell having no twist of liquid crystal molecules was used as the uniaxial transparent birefringent member 40, but rather a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twisted by about 20 to 60 degrees is used. There is less color change depending on the angle. Like the above-mentioned liquid crystal layer 50, this twisted liquid crystal layer is formed by sandwiching a liquid crystal between a pair of transparent substrates that have been subjected to the alignment treatment so that the alignment treatment directions intersect a predetermined twist angle. It In this case, the bisected direction of the two orientation treatment directions sandwiching the twisted structure of the liquid crystal molecules may be treated as the optical axis of the birefringent member. A transparent polymer film may be used as the birefringent member 40 (uniaxially stretched film is preferable at this time). In this case, PET (polyethylene terephthalate), acrylic resin film, and polycarbonate are effective as the polymer film.
【0034】さらに以上の実施例においては複屈折部材
は単一であったが、図3において複屈折部材40に加え
て、下電極基板12と下偏光板16との間にもう一枚の
複屈折部材を挿入することもできる。この場合はこれら
複屈折部材のΔn2・d2を再調整すればよい。Further, although the single birefringent member is used in the above embodiment, in addition to the birefringent member 40 in FIG. 3, another birefringent member is provided between the lower electrode substrate 12 and the lower polarizing plate 16. It is also possible to insert a bending member. In this case, Δn 2 · d 2 of these birefringent members should be readjusted.
【0035】実施例3 基本構造は実施例1と同様である。ただし図8に示す如
く、上電極基板11上に赤、緑、青のカラーフィルタ3
3R、33G、33B、各フィルター同志の間に光遮光
膜33Dを設けることにより、多色表示が可能になる。Example 3 The basic structure is the same as that of Example 1. However, as shown in FIG. 8, the red, green, and blue color filters 3 are provided on the upper electrode substrate 11.
By providing the light shielding film 33D between the filters 3R, 33G, 33B and the respective filters, multicolor display is possible.
【0036】なお、図8においては、各フィルタ33
R、33G、33B、光遮光膜33Dの上に、これらの
凹凸の影響を軽減するため絶縁物からなる平滑層23が
形成された上に上電極31、配向膜21が形成されてい
る。In FIG. 8, each filter 33
A smoothing layer 23 made of an insulating material is formed on the R, 33G, 33B, and the light shielding film 33D to reduce the influence of these irregularities, and then an upper electrode 31 and an alignment film 21 are formed.
【0037】実施例4 実施例3による液晶表示装置62と、この液晶表示装置
62を駆動するための駆動回路と、光源をコンパクトに
一体にまとめた液晶表示モジュール63である。Embodiment 4 A liquid crystal display module 62 in which a liquid crystal display device 62 according to Embodiment 3, a drive circuit for driving the liquid crystal display device 62, and a light source are compactly integrated.
【0038】図9はその分解斜視図を示すものである。
液晶表示装置62を駆動するIC34は、中央に液晶表
示装置62を嵌め込む為の窓部を備えた枠状体のプリン
ト基板35に搭載される。液晶表示装置62を嵌め込ん
だプリント基板35はプラスチックモールドで形成され
た枠状体42の窓部に嵌め込まれ、これに金属製フレー
ム41を重ね、その爪43を枠状体42に形成されてい
る切込み44内に折り曲げることによりフレーム41を
枠状体42に固定する。FIG. 9 shows an exploded perspective view thereof.
The IC 34 that drives the liquid crystal display device 62 is mounted on a frame-shaped printed circuit board 35 that has a window for fitting the liquid crystal display device 62 in the center. The printed circuit board 35 in which the liquid crystal display device 62 is fitted is fitted in the window portion of the frame-shaped body 42 formed by plastic molding, the metal frame 41 is superposed on this, and the claws 43 are formed on the frame-shaped body 42. The frame 41 is fixed to the frame-like body 42 by bending it into the notch 44.
【0039】液晶表示装置62の上下端に配置される冷
陰極蛍光灯36、この冷陰極蛍光灯36からの光を液晶
表示セル60に均一に照射させるためのアクリル板から
なる導光体37、金属板に白色塗料を塗布して形成され
た反射板38、導光体37からの光を拡散する乳白色の
拡散板39が図9の順序で、枠状体42の裏側からその
窓部に嵌め込まれる。冷陰極蛍光灯36を点灯する為の
インバータ電源回路(図示せず)は枠状体42の右側裏
部に設けられた凹部(図示せず。反射板38の凹所45
に対向する位置にある。)に収納される。拡散板39、
導光体37、冷陰極蛍光灯36および反射板38は、反
射板38に設けられている舌片46を枠状体42に設け
られている小口47内に折り曲げることにより固定され
る。なお、導光体37の側面74は、外側に凸の曲面状
の反射面となっている(図1参照。反射シートは図示省
略)。A cold cathode fluorescent lamp 36 arranged at the upper and lower ends of the liquid crystal display device 62, a light guide 37 made of an acrylic plate for uniformly irradiating the liquid crystal display cell 60 with light from the cold cathode fluorescent lamp 36, A reflecting plate 38 formed by applying white paint to a metal plate, and a milky white diffusing plate 39 for diffusing light from the light guide 37 are fitted into the window portion from the back side of the frame-shaped body 42 in the order of FIG. Be done. An inverter power supply circuit (not shown) for lighting the cold cathode fluorescent lamp 36 is provided with a recess (not shown) provided on the back side of the right side of the frame-shaped body 42. The recess 45 of the reflector 38 is provided.
It is in a position opposite to. ). Diffusion plate 39,
The light guide 37, the cold cathode fluorescent lamp 36, and the reflector 38 are fixed by bending a tongue piece 46 provided on the reflector 38 into a small opening 47 provided on the frame-shaped body 42. The side surface 74 of the light guide 37 is a curved reflective surface that is convex outward (see FIG. 1; a reflective sheet is not shown).
【0040】実施例5 実施例4による液晶表示モジュール63をラップトップ
パソコンの表示部に使用したものである。Embodiment 5 The liquid crystal display module 63 according to Embodiment 4 is used in the display section of a laptop personal computer.
【0041】図10にそのブロックダイアグラムを、図
11にラップトップパソコン64に実装した図を示す。
マイクロプロセッサ49で計算した結果を、コントロー
ル用LSI48を介して駆動用IC34で液晶表示モジ
ュール63を駆動するものである。FIG. 10 shows the block diagram, and FIG. 11 shows the block diagram mounted on the laptop personal computer 64.
The result calculated by the microprocessor 49 is to drive the liquid crystal display module 63 by the drive IC 34 via the control LSI 48.
【0042】以上説明したように、上記実施例によれ
ば、優れた時分割駆動特性を有し、さらに白黒および多
色表示を可能にする電界効果型液晶表示装置を実現する
ことができる。As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to realize the field effect liquid crystal display device having excellent time-division driving characteristics and capable of monochrome and multicolor display.
【0043】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、上記図1に示した実施
例では、光源として、冷陰極蛍光灯36を使用したが、
熱陰極蛍光灯等の他の光源を用いてもよい。また、導光
体37の曲面状に形成した側面の断面形状は、図1
(b)、(c)に示したように、半円に限らず、例えば
円の一部(弦)やだ円等の曲面でもよく、あるいは発光
効率は減少するがその側面の一部をこのような曲面とし
てもよい。また、曲面状に形成した側面を反射面とする
方法も、図1のように反射シート71、72を曲面の外
側に沿って設ける構成に限らず、例えば導光体37の外
側に沿って反射枠体を設ける等、曲面の外側に反射面が
存在すればよい。また、導光体37の形状も図1に示し
たような略直方体に限定されず、例えば多角柱等でも本
発明は適用可能である。さらに、上記実施例では、単純
マトリクスの液晶表示装置に適用した例を示したが、T
FT(薄膜トランジスタ)等をスイッチング素子として
用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にも
適用可能である。Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. .. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the cold cathode fluorescent lamp 36 is used as the light source,
Other light sources such as hot cathode fluorescent lamps may be used. The cross-sectional shape of the curved side surface of the light guide 37 is as shown in FIG.
As shown in (b) and (c), it is not limited to a semi-circle, but may be a curved surface such as a part of a circle (string) or an ellipse, or the luminous efficiency is reduced but a part of its side surface is It may be a curved surface. Further, the method of using the curved side surface as the reflecting surface is not limited to the configuration in which the reflection sheets 71 and 72 are provided along the outside of the curved surface as shown in FIG. It suffices that the reflecting surface exists outside the curved surface, such as by providing a frame body. Further, the shape of the light guide 37 is not limited to the substantially rectangular parallelepiped shown in FIG. 1, and the present invention can be applied to, for example, a polygonal prism or the like. Further, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a simple matrix liquid crystal display device is shown.
It is also applicable to an active matrix type liquid crystal display device using an FT (thin film transistor) or the like as a switching element.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、導光体の入光面と対向する面の他、入光
面と隣接する側面のうち、発光面と反射面を除く側面
を、外側に凸の曲面状の反射面としたので、バックライ
トの全体的な光量を増加することができる。その結果、
液晶表示を使用するパソコンやワープロ等の情報処理装
置の表示画面を明るく見やすくすることができる。As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, in addition to the surface of the light guide facing the light incident surface, of the side surfaces adjacent to the light incident surface, the light emitting surface and the reflective surface are provided. Since the side surface except for is a curved reflecting surface that is convex outward, it is possible to increase the total light amount of the backlight. as a result,
The display screen of an information processing device such as a personal computer or a word processor using a liquid crystal display can be made bright and easy to see.
【図1】(a)は本発明の一実施例の液晶表示装置のバ
ックライトの斜視図、(b)は(a)のB−B線で切断
した断面図、(c)は(a)のC−C線で切断した断面
図である。1A is a perspective view of a backlight of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line BB in FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by CC line.
【図2】本発明になる液晶表示装置の第一の実施例にお
ける液晶分子の配列方向、液晶分子のねじれ方向、偏光
板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関係を示した
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship among an alignment direction of liquid crystal molecules, a twisting direction of liquid crystal molecules, a direction of a polarizing plate axis, and an optical axis of a birefringent member in a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. Is.
【図3】本発明になる液晶表示装置の第一の実施例の要
部分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of essential parts of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図4】本発明になる液晶表示装置の第2の実施例にお
ける液晶分子のねじれ方向、偏向板の軸の方向および複
屈折部材の光学軸の関係を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship among a twisting direction of liquid crystal molecules, a direction of an axis of a deflecting plate, and an optical axis of a birefringent member in a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図5】本発明になる液晶表示装置の第一の実施例につ
いてのコントラスト、透過光色−交角α特性を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing the contrast and transmitted light color-crossing angle α characteristics of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図6】本発明になる液晶表示装置の第3の実施例にお
ける液晶分子の配列方向、液晶分子のねじれ方向、偏向
板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関係を示した
説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a relationship among an alignment direction of liquid crystal molecules, a twisting direction of liquid crystal molecules, a direction of an axis of a deflection plate, and an optical axis of a birefringent member in a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. Is.
【図7】交角α、β、γの測り方を説明するための図で
ある。FIG. 7 is a diagram for explaining how to measure intersection angles α, β, and γ.
【図8】本発明になる液晶表示装置の一実施例の上電極
基板部の一部切欠斜視図である。FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of an upper electrode substrate portion of an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図9】本発明になる液晶表示モジュールの分解斜視図
である。FIG. 9 is an exploded perspective view of a liquid crystal display module according to the present invention.
【図10】本発明になるラップトップパソコンの一実施
例のブロックダイアグラムである。FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of a laptop computer according to the present invention.
【図11】本発明になるラップトップパソコンの一実施
例の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of an embodiment of a laptop computer according to the present invention.
36…冷陰極蛍光灯(光源)、37…導光体、65…バ
ックライト、66…入光面、67…拡散シート、68…
発光面、69…反射シート、70…反射面、71、72
…反射シート、73…導光体中の一点。36 ... Cold cathode fluorescent lamp (light source), 37 ... Light guide, 65 ... Backlight, 66 ... Light incident surface, 67 ... Diffusion sheet, 68 ...
Light-emitting surface, 69 ... Reflective sheet, 70 ... Reflective surface, 71, 72
... Reflective sheet, 73 ... One point in the light guide.
Claims (1)
上記光源に近接して配置した導光体と、上記導光体の表
面に設けた発光面と、上記導光体の裏面に設けた反射面
とを含んでなるバックライトを、液晶セルの表示画面側
と反対側に重ねて配置した液晶表示装置において、上記
導光体の上記入光面と対向する面、並びに上記入光面と
隣接する側面のうち、上記発光面と上記反射面を除く側
面を、外側に凸の曲面状の反射面としたことを特徴とす
る液晶表示装置。1. A light source, a light guide body having a light-incident surface on which light from the light source is incident in the vicinity of the light source, a light-emitting surface provided on a surface of the light guide body, and the light guide body. In a liquid crystal display device in which a backlight including a reflection surface provided on the back surface is placed on the side opposite to the display screen side of the liquid crystal cell, the surface facing the upper writing surface of the light guide and the upper surface. A liquid crystal display device, characterized in that, of the side surfaces adjacent to the writing light surface, the side surfaces excluding the light emitting surface and the reflection surface are outwardly convex curved surface reflection surfaces.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3305811A JPH05142538A (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3305811A JPH05142538A (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05142538A true JPH05142538A (en) | 1993-06-11 |
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ID=17949653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3305811A Pending JPH05142538A (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Liquid crystal display device |
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