JP2000221309A - 光拡散体とそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
光拡散体とそれを用いた液晶表示装置Info
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- JP2000221309A JP2000221309A JP11026531A JP2653199A JP2000221309A JP 2000221309 A JP2000221309 A JP 2000221309A JP 11026531 A JP11026531 A JP 11026531A JP 2653199 A JP2653199 A JP 2653199A JP 2000221309 A JP2000221309 A JP 2000221309A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特定範囲の角度での入射光のみを拡散透過させ
る異方性（入射角度選択性）を持ち、光拡散の範囲（出
射角度選択性）を、垂直方向と水平方向で別々に制御で
きる構成であり、分光（波長分散）を伴わず、観察位置
によって表示光の色が変化しない光拡散体とそれを用い
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】１方向（水平または垂直）にのみ拡散性を
持ち、前記と直交する方向（垂直または水平）には拡散
性を持たない異方性を持つ２つの光拡散体を用い、それ
らを相互に補足し合う拡散性を持つように組み合わせ、
２方向（水平および垂直）に拡散性を持たせた構成の拡
散シートを採用する。
る異方性（入射角度選択性）を持ち、光拡散の範囲（出
射角度選択性）を、垂直方向と水平方向で別々に制御で
きる構成であり、分光（波長分散）を伴わず、観察位置
によって表示光の色が変化しない光拡散体とそれを用い
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】１方向（水平または垂直）にのみ拡散性を
持ち、前記と直交する方向（垂直または水平）には拡散
性を持たない異方性を持つ２つの光拡散体を用い、それ
らを相互に補足し合う拡散性を持つように組み合わせ、
２方向（水平および垂直）に拡散性を持たせた構成の拡
散シートを採用する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光の入射角度に応
じて拡散性が異なる（あるいは、光拡散にあたり光の入
射角度に選択性を持つ）と共に、拡散光の出射角度にも
選択性を持つような光拡散体と、それを適用して表示画
像の視認性（明るさやコントラストなど）を向上した
り、消費電力の軽減が実現される液晶表示装置に関す
る。
じて拡散性が異なる（あるいは、光拡散にあたり光の入
射角度に選択性を持つ）と共に、拡散光の出射角度にも
選択性を持つような光拡散体と、それを適用して表示画
像の視認性（明るさやコントラストなど）を向上した
り、消費電力の軽減が実現される液晶表示装置に関す
る。
【０００２】尚、本願においては、上記２種類（入射角
度選択性と出射角度選択性）の角度選択性を含めて、以
後の説明で「異方性」なる用語を用いると共に、同義語
の「光拡散」と「光散乱」の用語を混在して用いる。
度選択性と出射角度選択性）の角度選択性を含めて、以
後の説明で「異方性」なる用語を用いると共に、同義語
の「光拡散」と「光散乱」の用語を混在して用いる。
【０００３】上記の液晶表示装置としては、バックライ
トやエッジライトなどの特殊光源を必要とせず、周辺光
（日光や室内照明光など）からの反射光を表示光とする
タイプの「反射型液晶表示装置」や、前記の特殊光源を
擁するタイプの「透過型液晶表示装置」が含まれる。
トやエッジライトなどの特殊光源を必要とせず、周辺光
（日光や室内照明光など）からの反射光を表示光とする
タイプの「反射型液晶表示装置」や、前記の特殊光源を
擁するタイプの「透過型液晶表示装置」が含まれる。
【０００４】
【従来の技術】液晶表示装置では、観察の際の視野角を
確保する（すなわち、表示装置の前面には、明るく表示
画像を見せる）ことや、表示画面の全面に渡って均一な
明るさで表示画像を見えるようにする目的で、装置の前
面に光散乱フィルムを配置することが行なわれている。
従来の光散乱フィルムとしては、表面をマット状に加工
した樹脂フィルムや、内部に拡散性微粒子を分散した樹
脂フィルムなどが用いられている。
確保する（すなわち、表示装置の前面には、明るく表示
画像を見せる）ことや、表示画面の全面に渡って均一な
明るさで表示画像を見えるようにする目的で、装置の前
面に光散乱フィルムを配置することが行なわれている。
従来の光散乱フィルムとしては、表面をマット状に加工
した樹脂フィルムや、内部に拡散性微粒子を分散した樹
脂フィルムなどが用いられている。
【０００５】従来のマット状に加工した樹脂フィルムや
内部に拡散性微粒子を含有するフィルムの場合、入射光
の入射角度に依存した散乱性の変化といった機能を持た
せることは原理上困難であり、現実的にそのような機能
は持ち合わせていない。
内部に拡散性微粒子を含有するフィルムの場合、入射光
の入射角度に依存した散乱性の変化といった機能を持た
せることは原理上困難であり、現実的にそのような機能
は持ち合わせていない。
【０００６】表面をマット状に加工した光散乱フィルム
の場合、フィルム表面をサンドブラスター処理のように
物理的に加工してマット面を形成したり、あるいは、酸
性またはアルカリ性の溶液による溶解処理により化学的
にマット面を形成する。従って光の散乱性を制御するこ
とが難しく、また縦と横の散乱性を変えるといったこと
も出来ないため、光散乱に異方性を持たせることもでき
ない。
の場合、フィルム表面をサンドブラスター処理のように
物理的に加工してマット面を形成したり、あるいは、酸
性またはアルカリ性の溶液による溶解処理により化学的
にマット面を形成する。従って光の散乱性を制御するこ
とが難しく、また縦と横の散乱性を変えるといったこと
も出来ないため、光散乱に異方性を持たせることもでき
ない。
【０００７】内部に拡散性微粒子を分散した光散乱フィ
ルムにおいても、散乱性を制御するために、拡散材の屈
折率，大きさ，形状などを制御する試みも為されている
が、技術的に難易度が高く、実用上、十分であるとは言
えないのが現状である。
ルムにおいても、散乱性を制御するために、拡散材の屈
折率，大きさ，形状などを制御する試みも為されている
が、技術的に難易度が高く、実用上、十分であるとは言
えないのが現状である。
【０００８】従って、上記の光散乱フィルムでは、光散
乱の入射角度選択性がなく、光散乱の異方性も無いかも
しくは少ないため、表示装置に使用した際に、不必要な
散乱光が生じ、結果として表示の明るさやコントラスト
の低下或いは表示画像のぼけを招くという問題点があ
る。
乱の入射角度選択性がなく、光散乱の異方性も無いかも
しくは少ないため、表示装置に使用した際に、不必要な
散乱光が生じ、結果として表示の明るさやコントラスト
の低下或いは表示画像のぼけを招くという問題点があ
る。
【０００９】一方、光散乱に異方性を持つ散乱板を用い
た反射型液晶表示装置に係る提案として、特開平８−２
０１８０２号公報が公知である。上記公報に開示された
散乱板は、後方散乱特性がほとんどなく前方散乱特性が
強い散乱板であり、液晶表示装置への入射光あるいは液
晶表示装置からの出射表示光のどちらか一方を選択的に
散乱させる特性を有する。
た反射型液晶表示装置に係る提案として、特開平８−２
０１８０２号公報が公知である。上記公報に開示された
散乱板は、後方散乱特性がほとんどなく前方散乱特性が
強い散乱板であり、液晶表示装置への入射光あるいは液
晶表示装置からの出射表示光のどちらか一方を選択的に
散乱させる特性を有する。
【００１０】上記公報では、散乱板の構成は具体的に説
明されておらず、「透明微細粒子を透明な重合性高分子
で固めたもの」とだけ記載されている。このような散乱
板では、上述した「内部に拡散性微粒子を分散した光散
乱フィルム」と同様に、散乱特性に異方性（前方か後方
か）を持たせられたとしても、縦と横の散乱特性までも
制御するのは難しい。
明されておらず、「透明微細粒子を透明な重合性高分子
で固めたもの」とだけ記載されている。このような散乱
板では、上述した「内部に拡散性微粒子を分散した光散
乱フィルム」と同様に、散乱特性に異方性（前方か後方
か）を持たせられたとしても、縦と横の散乱特性までも
制御するのは難しい。
【００１１】また、散乱板としてホログラムを用いた透
過型液晶表示装置に係る提案として、特開平９−１５２
６０２号公報が公知である。上記提案は、バックライト
を有する液晶表示装置からの出射表示光を散乱させるも
のであり、散乱板としてホログラムを採用しているた
め、散乱特性に異方性を持たせることも容易であり、縦
と横の散乱特性も制御することも容易ではあるが、必然
的に分光（波長分散）を伴ってしまうため、観察する視
点を移動するに応じて、表示光の色が変化して視覚され
ることになる。
過型液晶表示装置に係る提案として、特開平９−１５２
６０２号公報が公知である。上記提案は、バックライト
を有する液晶表示装置からの出射表示光を散乱させるも
のであり、散乱板としてホログラムを採用しているた
め、散乱特性に異方性を持たせることも容易であり、縦
と横の散乱特性も制御することも容易ではあるが、必然
的に分光（波長分散）を伴ってしまうため、観察する視
点を移動するに応じて、表示光の色が変化して視覚され
ることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶表示装
置に適用する場合、異方性（入射角度選択性，出射角度
選択性）を制御することが容易であり、分光（波長分
散）を伴わず、観察位置によって表示光の色が変化しな
い光拡散体とそれを用いた液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
置に適用する場合、異方性（入射角度選択性，出射角度
選択性）を制御することが容易であり、分光（波長分
散）を伴わず、観察位置によって表示光の色が変化しな
い光拡散体とそれを用いた液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
【００１３】すなわち、特定範囲の角度での入射光のみ
を拡散透過させる異方性（入射角度選択性）を光拡散シ
ートに持たせ、例えば、装置への光の入射時に光拡散が
生じ、出射時には光拡散が生じないようにすることで、
不要な光拡散を無くし、画素ずれによる２重像を防ぐよ
うにすると共に、光拡散の範囲（出射角度選択性）を、
垂直方向（上下）と水平方向（左右）で別々に制御でき
る構成に分け、それらを組み合わせることにより、結果
的に観察位置で明るく高コントラストで高精細な表示が
できるような液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
を拡散透過させる異方性（入射角度選択性）を光拡散シ
ートに持たせ、例えば、装置への光の入射時に光拡散が
生じ、出射時には光拡散が生じないようにすることで、
不要な光拡散を無くし、画素ずれによる２重像を防ぐよ
うにすると共に、光拡散の範囲（出射角度選択性）を、
垂直方向（上下）と水平方向（左右）で別々に制御でき
る構成に分け、それらを組み合わせることにより、結果
的に観察位置で明るく高コントラストで高精細な表示が
できるような液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の光拡散体は、特定範囲の角度で入射する光を拡散透過
し、前記角度以外で入射する光は拡散せずに透過するよ
うな入射角度選択性を有する光拡散体において、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ２つの光拡散体を用い、それらを相互に補足し合
う拡散性を持つように組み合わせ、２方向（水平および
垂直）に拡散性を持たせた構成であることを特徴とす
る。
の光拡散体は、特定範囲の角度で入射する光を拡散透過
し、前記角度以外で入射する光は拡散せずに透過するよ
うな入射角度選択性を有する光拡散体において、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ２つの光拡散体を用い、それらを相互に補足し合
う拡散性を持つように組み合わせ、２方向（水平および
垂直）に拡散性を持たせた構成であることを特徴とす
る。
【００１５】請求項２に記載の光拡散体は、入射角度選
択性を有する２つの光拡散体として、フィルム内部に、
屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布するこ
とにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されて
おり、且つその屈折率の異なる部分が、フィルムの厚さ
方向に対して傾斜して層状に分布している構造である光
散乱フィルムであって、上記傾斜方向に沿った角度で入
射する光に対しては、光散乱が生じ、上記傾斜方向とは
垂直な角度で入射する光に対しては、単なる透明フィル
ムとして機能するような光散乱フィルムを用いることを
特徴とする請求項１記載の光拡散体である。
択性を有する２つの光拡散体として、フィルム内部に、
屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布するこ
とにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されて
おり、且つその屈折率の異なる部分が、フィルムの厚さ
方向に対して傾斜して層状に分布している構造である光
散乱フィルムであって、上記傾斜方向に沿った角度で入
射する光に対しては、光散乱が生じ、上記傾斜方向とは
垂直な角度で入射する光に対しては、単なる透明フィル
ムとして機能するような光散乱フィルムを用いることを
特徴とする請求項１記載の光拡散体である。
【００１６】請求項３に記載の液晶表示装置は、印加電
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、請求項
１または２に記載の光拡散体を配置した構成である。
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、請求項
１または２に記載の光拡散体を配置した構成である。
【００１７】請求項４に記載の液晶表示装置は、印加電
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ光拡散体を配置し、前記液晶パネルの背面側（観
察者と反対側）に、上記の光拡散体とは拡散性が直交し
て異方性の異なる光透過性の光拡散体、およびさらに背
面側に光反射体を配置した構成である。
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ光拡散体を配置し、前記液晶パネルの背面側（観
察者と反対側）に、上記の光拡散体とは拡散性が直交し
て異方性の異なる光透過性の光拡散体、およびさらに背
面側に光反射体を配置した構成である。
【００１８】請求項５に記載の液晶表示装置は、印加電
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ光拡散体を配置し、前記液晶パネルの背面側（観
察者と反対側）に、上記の光拡散体とは拡散性が直交し
て異方性の異なる反射性の光拡散体を配置した構成であ
る。
圧に応じて透過／非透過を変調することで表示パターン
を決定する液晶パネルの前面側（観察者側）に、１方向
（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と直交す
る方向（垂直または水平）には拡散性を持たない異方性
を持つ光拡散体を配置し、前記液晶パネルの背面側（観
察者と反対側）に、上記の光拡散体とは拡散性が直交し
て異方性の異なる反射性の光拡散体を配置した構成であ
る。
【００１９】請求項６に記載の液晶表示装置は、バック
ライトやエッジライトなどの特殊な光源がなく、液晶パ
ネルの背面側（観察者とは反対側）に配置した反射体で
反射する周辺光を、液晶パネルで変調して表示光とする
タイプの反射型液晶表示装置であることを特徴とする請
求項３〜５の何れかに記載の液晶表示装置である。
ライトやエッジライトなどの特殊な光源がなく、液晶パ
ネルの背面側（観察者とは反対側）に配置した反射体で
反射する周辺光を、液晶パネルで変調して表示光とする
タイプの反射型液晶表示装置であることを特徴とする請
求項３〜５の何れかに記載の液晶表示装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を説
明する。図１は、本発明の請求項１に係る光拡散体の一
形態を示す説明図である。
明する。図１は、本発明の請求項１に係る光拡散体の一
形態を示す説明図である。
【００２１】同図の左側から光が入射し、光拡散体を透
過して右側に出射する。光拡散体は、光拡散体２（特定
範囲の角度で入射する光を垂直方向に拡散透過する）と
光拡散体４（特定範囲の角度で入射する光を水平方向に
拡散透過する）とが、相互に補足し合う拡散性を持つよ
うに組み合わせて構成される。
過して右側に出射する。光拡散体は、光拡散体２（特定
範囲の角度で入射する光を垂直方向に拡散透過する）と
光拡散体４（特定範囲の角度で入射する光を水平方向に
拡散透過する）とが、相互に補足し合う拡散性を持つよ
うに組み合わせて構成される。
【００２２】同図に示すように、光拡散体２は、特定範
囲の角度Ａで入射する光１については垂直方向に拡散透
過するが、それ以外の角度（例えば、角度Ｂ）で入射す
る光１’については拡散させずにそのまま透過すること
になる。
囲の角度Ａで入射する光１については垂直方向に拡散透
過するが、それ以外の角度（例えば、角度Ｂ）で入射す
る光１’については拡散させずにそのまま透過すること
になる。
【００２３】光拡散体２，４の入射角度選択性の一例
を、図２のグラフに示す。光の入射方向（平面）と光拡
散体（平面）とがなす角度が、−６０°〜０°である場
合には、光拡散体は入射光に対して「透明体」のように
機能し、拡散機能は発揮しない。上記角度が３０°〜６
０°では、およそ９０％の高い拡散効率を奏する。
を、図２のグラフに示す。光の入射方向（平面）と光拡
散体（平面）とがなす角度が、−６０°〜０°である場
合には、光拡散体は入射光に対して「透明体」のように
機能し、拡散機能は発揮しない。上記角度が３０°〜６
０°では、およそ９０％の高い拡散効率を奏する。
【００２４】拡散効率や拡散角度は、光拡散体に要求さ
れる特性に応じて異なるように設定される。
れる特性に応じて異なるように設定される。
【００２５】図３は、垂直方向に光拡散を行なう光拡散
体（以下、「垂直拡散体」と称することとする。水平に
ついても同様である。）に対して、Ａ，Ｂ，Ｃの３方向
から照明した際の光学機能を示す説明図である。Ａ，
Ｂ，Ｃの３方向は、水平方向ではそれぞれ入射方向は異
なるが、光拡散体に対して垂直方向では同一平面に存在
するため、何れの入射光に対しても、垂直方向での入射
角度選択性の上では同一角度であり、同様に垂直方向に
光拡散することになる。
体（以下、「垂直拡散体」と称することとする。水平に
ついても同様である。）に対して、Ａ，Ｂ，Ｃの３方向
から照明した際の光学機能を示す説明図である。Ａ，
Ｂ，Ｃの３方向は、水平方向ではそれぞれ入射方向は異
なるが、光拡散体に対して垂直方向では同一平面に存在
するため、何れの入射光に対しても、垂直方向での入射
角度選択性の上では同一角度であり、同様に垂直方向に
光拡散することになる。
【００２６】図４は、印加電圧に応じて透過／非透過を
変調することで表示パターンを決定する液晶パネル８の
前後（前面側と背面側）に、垂直拡散体２と水平拡散体
４を一体積層せずに別々に配置した液晶表示装置の構成
（請求項４に対応）を概略的に示す説明図である。
変調することで表示パターンを決定する液晶パネル８の
前後（前面側と背面側）に、垂直拡散体２と水平拡散体
４を一体積層せずに別々に配置した液晶表示装置の構成
（請求項４に対応）を概略的に示す説明図である。
【００２７】同図では、説明の便宜上、構成要素をそれ
ぞれ離間させて示しているが、実際には、それらは一体
的に密着積層される。同図は、液晶パネル８の前面側に
は垂直拡散体２が、背面側には水平拡散体４が配置され
る場合の説明図である。
ぞれ離間させて示しているが、実際には、それらは一体
的に密着積層される。同図は、液晶パネル８の前面側に
は垂直拡散体２が、背面側には水平拡散体４が配置され
る場合の説明図である。
【００２８】液晶表示装置の前面側から入射する周辺光
１が、垂直拡散体２の入射角度選択性と合致すると、入
射光は、垂直方向に扇状に拡がるように拡散透過する。
１が、垂直拡散体２の入射角度選択性と合致すると、入
射光は、垂直方向に扇状に拡がるように拡散透過する。
【００２９】垂直方向に扇状に拡がった拡散透過光が液
晶パネル８を通過した後、水平拡散体４に達し、水平拡
散体４に対して水平方向では同一平面に存在する前記透
過光が、水平拡散体４の入射角度選択性と合致すると、
入射光（扇状の拡散透過光）は、さらに水平方向にも拡
がって拡散透過することになり、同図に示すように、１
本の光線として入射した光は、垂直・水平の双方に扇状
に拡がった表示光６となる。
晶パネル８を通過した後、水平拡散体４に達し、水平拡
散体４に対して水平方向では同一平面に存在する前記透
過光が、水平拡散体４の入射角度選択性と合致すると、
入射光（扇状の拡散透過光）は、さらに水平方向にも拡
がって拡散透過することになり、同図に示すように、１
本の光線として入射した光は、垂直・水平の双方に扇状
に拡がった表示光６となる。
【００３０】同図で、水平拡散体４の背面側に配置され
ているのは反射体９であり、装置に入射する周辺光を観
察者側に表示光６として反射させるための部材である。
表示光を得る際、バックライトやエッジライトなどの特
殊光源を用いず、周辺光の反射光を利用する反射型液晶
表示装置（請求項５に対応）では、反射体９が必須とな
る。
ているのは反射体９であり、装置に入射する周辺光を観
察者側に表示光６として反射させるための部材である。
表示光を得る際、バックライトやエッジライトなどの特
殊光源を用いず、周辺光の反射光を利用する反射型液晶
表示装置（請求項５に対応）では、反射体９が必須とな
る。
【００３１】水平拡散体４での拡散透過は、反射体９に
至る以前であっても、反射体５から反射した後でも、ま
た、その双方であっても構わない。すなわち、液晶パネ
ル８で規定された表示画像が観察者に至る直前に表示光
６が拡散されると、表示画像がぼけて視覚されることに
なり、液晶パネル８で規定される画像が高精細なパター
ンである場合、弊害が大きい。
至る以前であっても、反射体５から反射した後でも、ま
た、その双方であっても構わない。すなわち、液晶パネ
ル８で規定された表示画像が観察者に至る直前に表示光
６が拡散されると、表示画像がぼけて視覚されることに
なり、液晶パネル８で規定される画像が高精細なパター
ンである場合、弊害が大きい。
【００３２】そのため、液晶パネル８の前面では、周辺
光の入射時のみに拡散される必要があり、表示光の出射
時には拡散されてはならないが、表示装置の厚さ（垂直
拡散体２〜反射体５までの距離）が小さい場合には、上
記弊害は解消される。液晶パネル８の背面では、拡散時
点が反射体９の前後の何れであっても、液晶パネル８に
反射光が達する前のことであり、表示画像のぼけについ
ては、一切の問題とならない。
光の入射時のみに拡散される必要があり、表示光の出射
時には拡散されてはならないが、表示装置の厚さ（垂直
拡散体２〜反射体５までの距離）が小さい場合には、上
記弊害は解消される。液晶パネル８の背面では、拡散時
点が反射体９の前後の何れであっても、液晶パネル８に
反射光が達する前のことであり、表示画像のぼけについ
ては、一切の問題とならない。
【００３３】図４は、液晶パネルの前面側に垂直拡散体
・背面側に水平拡散体が配置される構成についての説明
であったが、前面側に水平拡散体・背面側に垂直拡散体
が配置される構成であっても良い。
・背面側に水平拡散体が配置される構成についての説明
であったが、前面側に水平拡散体・背面側に垂直拡散体
が配置される構成であっても良い。
【００３４】図５は、液晶表示装置の他の実施形態（請
求項５に対応）を示す説明図である。図５では、液晶パ
ネルの前面側に垂直拡散体を配置するが、液晶パネルの
背面側には入射角度選択性および異方性を有する「透過
性の光拡散体」は配置せず、異方性を有する「反射性の
光拡散体４’」を配置する。
求項５に対応）を示す説明図である。図５では、液晶パ
ネルの前面側に垂直拡散体を配置するが、液晶パネルの
背面側には入射角度選択性および異方性を有する「透過
性の光拡散体」は配置せず、異方性を有する「反射性の
光拡散体４’」を配置する。
【００３５】上記の「光反射性シート」は、反射方向を
制御するため、反射面にエンボス加工による凹凸を形成
するなどして得られる。反射方向の異方性は、前面側の
垂直拡散体に直交するものである。
制御するため、反射面にエンボス加工による凹凸を形成
するなどして得られる。反射方向の異方性は、前面側の
垂直拡散体に直交するものである。
【００３６】また、図示はしないが、垂直拡散体と水平
拡散体を一体積層した光拡散体を、液晶パネルの前面側
に配置する構成の液晶表示装置（請求項３に対応）とす
ることも可能である。
拡散体を一体積層した光拡散体を、液晶パネルの前面側
に配置する構成の液晶表示装置（請求項３に対応）とす
ることも可能である。
【００３７】この場合、上述したように、液晶パネル８
の前面で表示光の出射時に拡散が行なわれると、表示画
像がぼけて視覚されるため、２つの光拡散体（垂直・水
平）は、周辺光の入射時にのみ拡散が行なわれる様に設
定されるが、上記と同様に、表示装置の厚さ（光拡散体
〜反射体までの距離）が小さい場合には、ぼけの弊害は
解消される。
の前面で表示光の出射時に拡散が行なわれると、表示画
像がぼけて視覚されるため、２つの光拡散体（垂直・水
平）は、周辺光の入射時にのみ拡散が行なわれる様に設
定されるが、上記と同様に、表示装置の厚さ（光拡散体
〜反射体までの距離）が小さい場合には、ぼけの弊害は
解消される。
【００３８】尚、上述した光拡散体として、ホログラム
で必然的に付随する分光による着色を回避すると共に、
所定の異方性・入射角度選択性を奏するものとして、ス
ペックルを記録した光拡散体（請求項２に対応）が好適
である。
で必然的に付随する分光による着色を回避すると共に、
所定の異方性・入射角度選択性を奏するものとして、ス
ペックルを記録した光拡散体（請求項２に対応）が好適
である。
【００３９】スペックルパターンは、コヒーレント性の
良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生ずる明暗
の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不
規則な位相関係で干渉するために生ずるものである。
良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生ずる明暗
の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不
規則な位相関係で干渉するために生ずるものである。
【００４０】図６は、屈折率の異なる部分が不規則な形
状・厚さで分布して、屈折率の高低（同図では、黒と白
で表現する）からなる濃淡模様が形成された光拡散体
（光散乱フィルム）１１を示す説明図であり、左が平面
図，右が断面図である。
状・厚さで分布して、屈折率の高低（同図では、黒と白
で表現する）からなる濃淡模様が形成された光拡散体
（光散乱フィルム）１１を示す説明図であり、左が平面
図，右が断面図である。
【００４１】平面図から分かるように、屈折率の異なる
部分の形状は横長である。また、断面図から分かるよう
に、屈折率の異なる部分は、フィルムの厚さ方向に対し
て傾斜して層状に分布した構造である。図６では、屈折
率の異なる部分が、層状に傾斜している方向について
は、屈折率の分布は一様（傾斜方向では、色が変化して
いない）である。
部分の形状は横長である。また、断面図から分かるよう
に、屈折率の異なる部分は、フィルムの厚さ方向に対し
て傾斜して層状に分布した構造である。図６では、屈折
率の異なる部分が、層状に傾斜している方向について
は、屈折率の分布は一様（傾斜方向では、色が変化して
いない）である。
【００４２】図７は、別の実施形態に係る光拡散体（光
散乱フィルム）１１を示す説明図であり、左が平面図，
右が断面図である。図７では、屈折率の異なる部分の形
状は縦長であり、また、屈折率の異なる部分が、層状に
傾斜している方向については、屈折率の分布は不規則
（傾斜方向でも、色が変化している）である。
散乱フィルム）１１を示す説明図であり、左が平面図，
右が断面図である。図７では、屈折率の異なる部分の形
状は縦長であり、また、屈折率の異なる部分が、層状に
傾斜している方向については、屈折率の分布は不規則
（傾斜方向でも、色が変化している）である。
【００４３】図６・図７の光拡散体の光学特性につい
て、まず、断面図で考える。屈折率の異なる部分が層状
に分布した上記傾斜方向に沿った角度（フィルムの垂線
から角度θをなす、図の矢印１２の方向）で入射する光
に対しては、光散乱が生じることになる。
て、まず、断面図で考える。屈折率の異なる部分が層状
に分布した上記傾斜方向に沿った角度（フィルムの垂線
から角度θをなす、図の矢印１２の方向）で入射する光
に対しては、光散乱が生じることになる。
【００４４】上記傾斜方向とは垂直な角度（図の矢印１
３の方向）で入射する光に対しては、単なる透明フィル
ムとして機能し、入射光は散乱されずに出射する。
３の方向）で入射する光に対しては、単なる透明フィル
ムとして機能し、入射光は散乱されずに出射する。
【００４５】次に、平面図で考えると、屈折率の異なる
部分の形状が縦長（あるいは、横長）であると、その部
分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部
分からの出射光の光散乱特性が、横長（あるいは、縦
長）となるような異方性を持つ。図６では形状が横長で
あるから出射光は縦長に散乱し、図７では形状が縦長で
あるから出射光は横長に散乱することになる。
部分の形状が縦長（あるいは、横長）であると、その部
分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部
分からの出射光の光散乱特性が、横長（あるいは、縦
長）となるような異方性を持つ。図６では形状が横長で
あるから出射光は縦長に散乱し、図７では形状が縦長で
あるから出射光は横長に散乱することになる。
【００４６】
【発明の効果】液晶表示装置（特に、反射型液晶表示装
置）に適用する場合、異方性（入射角度選択性，出射角
度選択性）を制御することが容易であり、分光（波長分
散）を伴わず、観察位置によって表示光の色が変化しな
い光拡散体とそれを用いた液晶表示装置が提供される。
置）に適用する場合、異方性（入射角度選択性，出射角
度選択性）を制御することが容易であり、分光（波長分
散）を伴わず、観察位置によって表示光の色が変化しな
い光拡散体とそれを用いた液晶表示装置が提供される。
【００４７】すなわち、特定範囲の角度での入射光のみ
を拡散透過させる異方性（入射角度選択性）を光拡散シ
ートに持たせ、例えば、装置への光の入射時に光拡散が
生じ、出射時には光拡散が生じないようにすることで、
不要な光拡散を無くし、画素ずれによる２重像を防ぐよ
うにすると共に、光拡散の範囲（出射角度選択性）を、
垂直方向（上下）と水平方向（左右）で別々に制御でき
る構成に分け、それらを組み合わせることにより、結果
的に観察位置で明るく高コントラストで高精細な表示が
できるような液晶表示装置が実現される。
を拡散透過させる異方性（入射角度選択性）を光拡散シ
ートに持たせ、例えば、装置への光の入射時に光拡散が
生じ、出射時には光拡散が生じないようにすることで、
不要な光拡散を無くし、画素ずれによる２重像を防ぐよ
うにすると共に、光拡散の範囲（出射角度選択性）を、
垂直方向（上下）と水平方向（左右）で別々に制御でき
る構成に分け、それらを組み合わせることにより、結果
的に観察位置で明るく高コントラストで高精細な表示が
できるような液晶表示装置が実現される。
【００４８】
【図１】本発明の光拡散体の一形態を示す説明図。
【図２】本発明の光拡散体の入射角度選択性の一例を示
すグラフ。
すグラフ。
【図３】垂直方向に光拡散を行なう光拡散体に対して、
Ａ，Ｂ，Ｃの３方向から照明した際の光学機能を示す説
明図。
Ａ，Ｂ，Ｃの３方向から照明した際の光学機能を示す説
明図。
【図４】液晶パネルの前後（前面側と背面側）に、垂直
拡散体と水平拡散体とを一体積層せずに別々に配置した
液晶表示装置の構成を概略的に示す説明図。
拡散体と水平拡散体とを一体積層せずに別々に配置した
液晶表示装置の構成を概略的に示す説明図。
【図５】液晶表示装置の他の実施形態を概略的に示す説
明図。
明図。
【図６】屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分
布して、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成された光
拡散体を示す説明図。
布して、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成された光
拡散体を示す説明図。
【図７】別の実施形態に係る光拡散体を示す説明図。
１，１’…入射光 ２，４…光拡散体（透過性） ４’…光拡散体（反射性） ６…表示光 １１…スペックルを記録した光拡散体 １２，１３…入射光
Claims (6)
- 【請求項１】特定範囲の角度で入射する光を拡散透過
し、前記角度以外で入射する光は拡散せずに透過するよ
うな入射角度選択性を有する光拡散体において、 １方向（水平または垂直）にのみ拡散性を持ち、前記と
直交する方向（垂直または水平）には拡散性を持たない
異方性を持つ２つの光拡散体を用い、 それらを相互に補足し合う拡散性を持つように組み合わ
せ、２方向（水平および垂直）に拡散性を持たせた構成
であることを特徴とする光拡散体。 - 【請求項２】入射角度選択性を有する２つの光拡散体と
して、 フィルム内部に、屈折率の異なる部分が不規則な形状・
厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡
模様が形成されており、且つその屈折率の異なる部分
が、フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布し
ている構造である光散乱フィルムであって、 上記傾斜方向に沿った角度で入射する光に対しては、光
散乱が生じ、 上記傾斜方向とは垂直な角度で入射する光に対しては、
単なる透明フィルムとして機能するような光散乱フィル
ムを用いることを特徴とする請求項１記載の光拡散体。 - 【請求項３】印加電圧に応じて透過／非透過を変調する
ことで表示パターンを決定する液晶パネルの前面側（観
察者側）に、請求項１または２に記載の光拡散体を配置
した構成である液晶表示装置。 - 【請求項４】印加電圧に応じて透過／非透過を変調する
ことで表示パターンを決定する液晶パネルの前面側（観
察者側）に、１方向（水平または垂直）にのみ拡散性を
持ち、前記と直交する方向（垂直または水平）には拡散
性を持たない異方性を持つ光拡散体を配置し、 前記液晶パネルの背面側（観察者と反対側）に、上記の
光拡散体とは拡散性が直交して異方性の異なる光透過性
の光拡散体、およびさらに背面側に光反射体を配置した
構成である液晶表示装置。 - 【請求項５】印加電圧に応じて透過／非透過を変調する
ことで表示パターンを決定する液晶パネルの前面側（観
察者側）に、１方向（水平または垂直）にのみ拡散性を
持ち、前記と直交する方向（垂直または水平）には拡散
性を持たない異方性を持つ光拡散体を配置し、 前記液晶パネルの背面側（観察者と反対側）に、上記の
光拡散体とは拡散性が直交して異方性の異なる反射性の
光拡散体を配置した構成である液晶表示装置。 - 【請求項６】バックライトやエッジライトなどの特殊な
光源がなく、液晶パネルの背面側（観察者とは反対側）
に配置した反射体で反射する周辺光を、液晶パネルで変
調して表示光とするタイプの反射型液晶表示装置である
ことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の液晶表
示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02653199A JP3713996B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 光拡散体とそれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02653199A JP3713996B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 光拡散体とそれを用いた液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221309A true JP2000221309A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3713996B2 JP3713996B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=12196078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02653199A Expired - Fee Related JP3713996B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 光拡散体とそれを用いた液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3713996B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002072188A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Toshiba Corp | 液晶表示装置 |
| JP2002107833A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Toppan Printing Co Ltd | スクリーンとそれを用いた立体表示システム |
| JP2002214409A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Toppan Printing Co Ltd | 光拡散体および液晶表示装置 |
| JPWO2004034145A1 (ja) * | 2002-10-11 | 2006-02-09 | 内田 龍男 | リアプロジェクションディスプレイ用スクリーン |
| JP2021509727A (ja) * | 2017-12-21 | 2021-04-01 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニムＳｅｅｒｅａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓ．Ａ． | 仮想可視領域をトラッキングするための表示装置および方法 |
| CN114207507A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-03-18 | Pcms控股公司 | 用于基于可调谐液晶(lc)漫射器的光场(lf)显示器的光学方法和系统 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02653199A patent/JP3713996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002072188A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Toshiba Corp | 液晶表示装置 |
| JP2002107833A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Toppan Printing Co Ltd | スクリーンとそれを用いた立体表示システム |
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| JP2021509727A (ja) * | 2017-12-21 | 2021-04-01 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニムＳｅｅｒｅａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓ．Ａ． | 仮想可視領域をトラッキングするための表示装置および方法 |
| JP7304353B2 (ja) | 2017-12-21 | 2023-07-06 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | 仮想可視領域をトラッキングするための表示装置および方法 |
| CN114207507A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-03-18 | Pcms控股公司 | 用于基于可调谐液晶(lc)漫射器的光场(lf)显示器的光学方法和系统 |
| US11917121B2 (en) | 2019-06-28 | 2024-02-27 | Interdigital Madison Patent Holdings, Sas | Optical method and system for light field (LF) displays based on tunable liquid crystal (LC) diffusers |
| CN114207507B (zh) * | 2019-06-28 | 2024-10-15 | Pcms控股公司 | 光场显示装置和由光场显示设备执行的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3713996B2 (ja) | 2005-11-09 |
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