JPH05196927A - 液晶表示装置及び導光板 - Google Patents

液晶表示装置及び導光板

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JPH05196927A
JPH05196927A JP4027383A JP2738392A JPH05196927A JP H05196927 A JPH05196927 A JP H05196927A JP 4027383 A JP4027383 A JP 4027383A JP 2738392 A JP2738392 A JP 2738392A JP H05196927 A JPH05196927 A JP H05196927A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
display device
crystal display
image
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Application number
JP4027383A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Hara
和孝 原
Yasuo Fujimura
保夫 藤村
Seiji Umemoto
清司 梅本
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な表示状態で見れる視野角の広い液晶表
示装置、及びそれに好適な導光板を得ること。 【構成】 液晶パネル(4)の視認側に、マイクロレン
ズ(32)をアレイした導光板(3)を配置して液晶像
を倒立等倍像として取り出すようにした液晶表示装置、
及び球状のマイクロレンズ(32)を樹脂(31)によ
り固定してアレイ化した導光板(3)。 【効果】 見る角度によるコントラストや色相の変化等
を防止できて、鮮明さに優れる良好な表示状態で見るこ
とができる視野角、ないし視認性に優れる液晶表示装置
が得られ、光拡散板を介し視野角を拡大できて液晶表示
装置の前面のほぼ全方向から良好な表示状態で見れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、良好な表示を示す視野
角の広さに優れる液晶表示装置、及びそれに好適な導光
板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に例示の如く、液晶43を透
明電極付きガラス板42で封止した液晶セル44に偏光
板41や位相差板45を接着してなる液晶パネル4の後
方に拡散光を出射する光源5を有する液晶表示装置が知
られていた。
【0003】しかしながら、大画面を近距離で見る場合
や多人数で他方向から一画面を見る場合のように、画面
を見る角度によって視認性が大きくバラツキ、コントラ
ストの低下や表示の反転、あるいは色相の変化などが発
生し、良好な表示状態で見ることができる視野角が狭い
問題点があつた。かかる視認性のバラツキは、液晶の組
成や偏光板、位相差板を種々取り替えても解決されない
液晶そのものが原因する本質的なものであるとされてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な表示
状態で見ることができる視野角の広い液晶表示装置、及
びそれに好適な導光板の開発を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、液晶パネルの
視認側に、マイクロレンズをアレイした導光板を配置し
て液晶像を倒立等倍像として取り出すようにしたことを
特徴とする液晶表示装置、及び球状のマイクロレンズを
樹脂により固定してアレイ化したことを特徴とする導光
板を提供するものである。
【0006】
【作用】上記の構成により、導光板を介して液晶パネル
を透過した種々の方向に進む画像形成用の光線より液晶
層を垂直、ないしそれに近い角度で透過した光線のみを
取り出すことができる。かかる取り出し光は、液晶の光
学特性が光入射角に依存することに基づく、すなわち光
の入射角の相違による視認性のバラツキが防止されたも
ので、良好な表示状態を示して視認性に優れる画像を形
成する。
【0007】一方、前記により取り出した光線を遮光部
を介し異なる画素からの光線をカットしてクロストーク
を防止しつつ光拡散板上に結像させ、その光拡散板を介
して拡散させることにより良好な表示品位を有する画像
光線を広域に提供することができる。その結果、視角に
よるコントラストの低下や表示の反転、あるいは色相の
変化などが抑制され、良好表示の視野角、ないし視認性
が向上し、画像の伝送域を拡大できて良好な視認域を拡
大することができる。
【0008】
【実施例】図1、図2に本発明のそれぞれ他の実施例を
示した。1が光拡散板、2が遮光部、3が導光板、4が
液晶パネル、5が光源である。なお液晶パネル4は、液
晶セル44の両側に偏光板41を接着したものからな
り、液晶セル44は液晶43を透明電極付きガラス板4
2で封止したものからなる。
【0009】図1において液晶パネル4は、480×6
40画素の10インチ版からなり、画素サイズは約0.
3mm角である。液晶パネル4の視認側には導光板3と光
拡散板1が順次配置されており、背面側には冷陰極管か
らなる光源5が配置されている。
【0010】導光板3は、直径0.3mm、屈折率1.6
のプラスチック球からなるマイクロレンズ32を屈折率
約1.5のメタクリル系樹脂31中に封止して、液晶パ
ネル4における各画素に対応するようアレイ化した基板
からなる。導光板3の視認側には遮光部2が設けられて
おり、それはフィルム状薄型切断機にて基板(3)に幅
30μm、深さ0.5mmの溝を画素サイズに対応させて
格子上に形成し、その溝に黒色樹脂を充填して形成した
ものである。
【0011】導光板3におけるマイクロレンズ32の配
置は、光拡散板1の面上に液晶像の倒立等倍像を得るた
め受像側と結像側とが同じ間隔になる位置とされてい
る。すなわち光拡散板1は、マイクロレンズ32の中心
から液晶面(43)までの距離と同じ1.6mm間隔で液
晶面とは反対側に配置されている。液晶パネル4の表面
(41)から光拡散板1までの距離は約2.6mmであ
る。なお樹脂中の球からなるマイクロレンズの焦点距離
(f)は、式:f=(r×n2)/{2(n2−n1)×
1}に基づいて算出することができる。なお式中のr
はマイクロレンズの半径、n1は樹脂の屈折率、n2はマ
イクロレンズの屈折率である。
【0012】図2に例示の実施例は、液晶表示装置を薄
型化するため導光板3を小径(0.1mm)のマイクロレ
ンズ33を用いて焦点距離が短くなるように形成したも
のである。これにより、液晶面(43)から光拡散板1
までの距離を短縮でき、実施例では液晶パネル4の表面
(41)から光拡散板1までの距離を約1mmとすること
ができて、図1に示した液晶表示装置の約1/3の厚さ
に薄型化できた。
【0013】本発明において用いる液晶パネル、ないし
液晶セルについては特に限定はなく、公知物のいずれも
用いうる。一般的な液晶パネル等の例としては、ツイス
トネマチック型やスーパーツイストネマチック型、ホモ
ジニアス型、薄膜トランジスタ型のもの、またアクティ
ブマトリクス駆動型や単純マトリクス駆動型のものなど
があげられる。
【0014】液晶セルに付設される偏光板の一般的なも
のとしては、ポリビニルアルコールの如き親水性高分子
からなるフィルムをヨウ素の如き二色性染料で処理して
延伸したものや、ポリ塩化ビニルの如きプラスチックフ
ィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからな
る偏光フィルム、ないしそれを保護フィルムでカバーし
たものなどがあげられる。なお偏光板は、液晶セルの片
側又は両側に配置される。
【0015】位相差板は、液晶セルによる複屈折光を補
償する目的などで必要に応じて用いられる。位相差板
は、例えば高分子フィルムを一軸、ないし二軸等で延伸
処理してなる複屈折性フィルムやその積層体などとして
得ることができる。位相差板も液晶セルの片側又は両側
に配置することができる。
【0016】導光板は、液晶像を倒立等倍像として取り
出すためのものである。好ましい導光板は、少なくとも
液晶パネルの画素単位で液晶像を倒立等倍像に変換しう
るものである。従って液晶パネルの画素サイズ以下の大
きさのマイクロレンズが好ましく用いられる。画素単位
での液晶像の倒立等倍像への変換は、図1の実施例の如
く画素とほぼ同じ大きさのマイクロレンズを液晶パネル
の各画素に対応させてアレイ化した導光板を用いること
により達成することができる。図2の実施例の如く画素
よりも小さいマイクロレンズを液晶パネルの各画素に2
個以上対応させてアレイ化した導光板は、取り込み光線
を液晶層をより垂直に近い角度で透過したものに絞り込
めて、画像の鮮明化に有利である。
【0017】導光板の形成は、例えば上記の如くマイク
ロレンズを目的とする間隔で配置し、それに液状樹脂を
展開して固定することによりアレイ化する方法、あるい
はプラスチックシートやガラス板などからなる支持ベー
スにレンズとなる凸部等を形成配列する方法など適宜な
方法で形成してよく、マイクロレンズが必要な間隔で可
及的に平面的に配列していればよい。用いるマイクロレ
ンズは、液晶像を倒立像に変換しうるものであればよ
い。一般には、ガラスやプラスチック等の透明物質から
なる球レンズの如き凸レンズが用いられる。なお用いる
マイクロレンズの大きさは、前記の如く液晶パネルにお
ける画素等に応じて適宜に決定される。
【0018】遮光部は、マイクロレンズを透過した各画
素からの画像形成光線が相互に混合して画像がクロスト
ークすることを防止するためのものであり、導光板のマ
イクロレンズの外側に液晶パネルの画素に対応させて設
けられる。遮光部の一般的な形態は、格子状、ハニカム
状、三角形等の液晶パネルの画素形状に応じた開口形状
の隔壁を液晶パネルや導光板の配列方向(装置の厚さ方
向)に形成したものである。
【0019】遮光部は、上記実施例の如く導光板と一体
的に形成してもよいし、導光板と別体に形成してもよ
い。導光板と別体の遮光部は例えば、液晶パネルの画素
に対応する大きさで格子状等の突起を形成した金型等に
樹脂を注入して格子状等の溝を有する基板を形成する方
法などの適宜な方法で形成してよい。溝には必要に応じ
て黒色樹脂等からなる光吸収性物質が充填される。
【0020】クロストーク防止用の遮光部の長さ、すな
わち隔壁の長さや溝の深さ等は、液晶パネルにおける画
素サイズと、液晶面から光拡散板までの距離に基づき、
必要なクロストーク防止精度に応じて適宜に決定してよ
い。一般には、マイクロレンズ中心と光拡散板との距離
の半分以上の長さとされる。
【0021】液晶表示装置の視認側表面に設けられる光
拡散板1は、導光板3のマイクロレンズを介して光拡散
板の面上に結像する画像光を散乱させて視野角を拡大さ
せるためのものである。従って用いる光拡散板は、かか
る画像光を散乱させるものであればよく、その材質や構
造等について特に限定はない。その例としては、透明な
樹脂シート中に有機や無機の微粒子ないしフィラーを分
散させたもの、高分子又は低分子のドメインをシート状
の樹脂中に発現させたもの、高分子フィルムやガラス板
上に無機や有機の微粒子ないし繊維を分散させた樹脂層
を設けたもの、高分子フィルムやガラス板の表面を物理
的ないし化学的に粗面化処理したものなどがあげられ
る。
【0022】液晶パネルの背面に配置される光源として
は適宜なものを用いてよい。その例としては、冷陰極
管、熱陰極管、タングステンランプ、メタルハライドラ
ンプ、キセノンランプ、エレクトロルミネッセンスラン
プ等の点状発光体や面状発光体などがあげられる。冷陰
極管やエレクトロルミネッセンスランプの如き低温系の
光源が好ましく用いられる。本発明においては例えば、
光源からの光を光ファイバーや反射板等を介して液晶パ
ネルに入射させる方式などとすることもできる。
【0023】本発明において液晶パネル、導光板、それ
と別体の遮光板、光拡散板、ELランプ等の光源との各
間は、必要に応じて固着した形態とされる。界面反射に
よる表示品位の低下を抑制する点よりは固着することが
一般的に好ましい。その固着は、例えば透明な接着剤、
ないし粘着剤を用いて行うことができ、接着剤等の種類
については特に限定はない。就中、被固着体と屈折率が
同じか、近いものが好ましい。また、被固着体の光学特
性の変化防止の点より、硬化や乾燥の際に高温のプロセ
スを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥
時間を要しないものが望ましい。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、見る角度によるコント
ラストや色相の変化等を防止できて、鮮明さに優れる良
好な表示状態で見ることができる視野角、ないし視認性
に優れる液晶表示装置を得ることができる。また光拡散
板の付加により、視野角をさらに広げることができ、液
晶表示装置の前面のほぼ全方向から良好な表示状態で見
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の説明図。
【図2】他の実施例の説明図。
【図3】従来例の説明図。
【符号の説明】
1:光拡散板 2:遮光部 3:導光板 31:レンズ固定用の樹脂 32,33:マイクロレンズ(アレイ) 4:液晶パネル 41:偏光板 44:液晶セル 42:透明電極付きガラス板 43:液晶 5:光源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶パネルの視認側に、マイクロレンズ
    をアレイした導光板を配置して液晶像を倒立等倍像とし
    て取り出すようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 視認側に液晶パネルの画素に対応させて
    設けたクロストーク防止用の遮光部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。
  3. 【請求項3】 視認側の表面に光拡散板を有することを
    特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 球状のマイクロレンズを樹脂により固定
    してアレイ化したことを特徴とする導光板。
JP4027383A 1992-01-17 1992-01-17 液晶表示装置及び導光板 Pending JPH05196927A (ja)

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