JPH0627453A - 液晶ディスプレイ用光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 偏光素子層とマイクロレンズアレイ層が複合
された光学素子であって、偏光素子層を観察面側にし
て、液晶ディスプレイの液晶層より観察面側に配置す
る。 【効果】 液晶ディスプレイの視野角が飛躍的に拡大さ
れ、複数人で観察する場合や観察角度が制限されている
場合などに於いても、全く不都合なく表示を観察するこ
とが出来るようになる。この結果、液晶表示素子の最大
の問題であった表示品位に対する不満、不都合を解消す
るとともに、従来不可能であった新しい用途にも展開す
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ用光
学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】直視型の液晶ディスプレイの視野角（後
述）を拡大するために、液晶ディスプレイとマイクロレ
ンズアレイなどの光学素子を組み合わせることが提案さ
れている。

【０００３】液晶ディスプレイの観察面側にレンズなど
の光線透過方向を制御する光学素子を組み合わせて視野
角を拡大する方法としては、平凹レンズ群を配する方法
（特開昭５３−２５３９９公報）、多面体レンズを配す
る方法（特開昭５６−６５１７５公報）、プリズム状突
起透明板を配する方法（特開昭６１−１４８４３０公
報）、液晶セルの表示単位にそれぞれレンズを設ける方
法（特開昭６２−５６９３０公報、特開平２−１０８０
９３公報）などがあり、さらにこれらに加え透過型ディ
スプレイの場合に背面光源の光線出射方向を制御する手
段を付加するもの（特開昭５８−１６９１３２公報、特
開昭６０−２０２４６４公報、特開昭６３−２５３３２
９公報）などがある。

【０００４】液晶ディスプレイにマイクロレンズアレイ
を組み合わせた際に、レンズ面に於ける直接反射によっ
て表示像が見えにくくなる欠点を解消する技術としては
該レンズ表面に反射防止多層膜などによる無反射コート
膜を設けることが提案されている（特開昭５６−６５１
７５公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶ディスプレイは、
観察方向によって表示品位が変化するという欠点を持っ
ている。一般的には表示面の法線方向から観察した時に
最も良好な表示品位が得られるように設定されているの
で、表示面の法線方向と観察方向のなす角度が大きくな
るほど表示品位が低下し、ある角度を超えると観察者が
容認できる範囲を超えてしまうという欠点、すなわち良
好な表示品位の得られる視野角が小さい（以下、単に
「視野角が狭い」ということがある）という欠点を持っ
ている。

【０００６】視野角が狭いという欠点は、比較的単純な
構成で生産性に優れ大容量表示が可能という優れた特長
を持つためパーソナルワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータなどに多用されるスーパーツイステッドネマ
チックモードにおいて特に顕著で、ディスプレイ表示面
の法線方向から２０度から５０度（表示面に対して上下
方向、左右方向などによって異なる）の方向から観察し
た場合、表示内容が殆ど判読できなくなることが多い。
このため、事実上複数人で観察することができず、液晶
ディスプレイの応用展開の妨げとなっている。

【０００７】この欠点を解消するために、液晶ディスプ
レイの観察面にマイクロレンズアレイ等の光学素子を設
けることが提案されているが、いずれも実用性に乏しく
視野角の問題を解消するに至っていない。

【０００８】この理由は、本発明者の検討によれば、従
来提案されてきた方法では液晶ディスプレイの表示品位
を著しく低下してしまうという欠点があったためであ
る。すなわち、従来提案されている平凹レンズ群、平板
マイクロレンズアレイ、多面体レンズ群、レンチキュラ
ーレンズ、プリズム板を配する方法では、液晶ディスプ
レイの外部から入射する光線を強く散乱反射するので、
通常の室内照明などの外部からの入射光（以下、単に
「外光」ということがある）がある場合には画面全体が
白っぽくなり、最明色表示部分と最暗色表示部分のコン
トラスト比が低下し表示が見にくくなるという欠点があ
る。すなわち、液晶ディスプレイを正面（表示面の法線
方向）から観察した時の表示品位が低下するとともに、
表示面の法線方向と観察方向のなす角度が大きくなるほ
ど顕著になり、ある角度以上では殆ど表示内容が判読で
きなくなるもので、結果的に当初の目的である視野角を
拡大することができていなかった。さらにこの欠点は、
マイクロレンズアレイの視野角拡大効果が大きいほど顕
著となるという相関があり、液晶ディスプレイの視野角
を拡大することをさらに困難なものにしていた。

【０００９】原理的には液晶ディスプレイの背面光源の
輝度を増大することによって、表示品位を低下させる外
光よりも圧倒的に強い光量を背面から照射することによ
って、外光の反射による悪影響を無視できるレベルにす
ることはできるが、この場合、背面光源の出力を大きな
ものにする必要があり、液晶ディスプレイの小型、軽
量、薄型、低消費電力という大きな特徴が失われるた
め、実用性がなくなる。

【００１０】本発明者の検討によれば、レンズ面に無反
射コート層を設ける方法によっても、この欠点は殆ど解
消されない。これは、無反射コート層は原理的にある特
定の一方向からの入射光に対してのみ有効に働くので、
観察角度を変えると無反射化効果が減少あるいは消滅す
るという特性を持っており、液晶ディスプレイなどあら
ゆる角度から観察されるものに適用するのには無理があ
るためである。

【００１１】反射防止コートと呼ばれているものの中に
は、表面にランダムな微細な凹凸を設けるいわゆるノン
グレア処理（マット処理）も含まれることがあるが、こ
の方法は正反射を抑える効果しかないので、レンズ表面
に適用しても効果がないことは言うまでもない。

【００１２】なお液晶ディスプレイの視野角が狭いとい
う欠点は、液晶ディスプレイの原理的な問題であるた
め、液晶セル内部の改良によって視野角を拡大すること
は限界があり充分な効果は得られていない。

【００１３】本発明の目的は、上記の欠点を解消し、外
光がある通常の使用環境下においても充分な視野角拡大
効果のある液晶ディスプレイ用光学素子を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の欠点を
解消するため、液晶ディスプレイの液晶層よりも観察面
側に用いられる光学素子であって、該光学素子は少なく
とも微小単位レンズを面状に配列したマイクロレンズア
レイ層と偏光素子層からなり、該偏光素子層は該マイク
ロレンズアレイ層より液晶ディスプレイの観察面側に設
けられるものであることを特徴とする液晶ディスプレイ
用光学素子としたものである。

【００１５】本発明に於いて、液晶ディスプレイとは液
晶分子の電気光学効果、すなわち光学異方性（屈折率異
方性）、配向性、流動性および誘電異方性などを利用
し、任意の表示単位に電界印加あるいは通電して液晶の
配向状態を変化させるようにした液晶層と該液晶層の前
後に配された偏光素子を組み合わせて光線透過率や反射
率を変化させる光シャッタを配列した液晶セルを用いて
表示を行うものをいう。さらにここでは、該液晶セルに
表示される表示像を直接観察する形式の、いわゆる直視
型液晶ディスプレイのことを言うものとする。

【００１６】本発明に於いてマイクロレンズアレイ（以
下、ＭＬＡということがある）とは、凸レンズ機能およ
び／または凹レンズ機能を有する多数のレンズ機能を持
つ微小な単位部分を、ある周期をもって面状に配列した
ものである。これには、半円柱などの１側面が平面の柱
状立体を、該平面側面を配列面と一致させて一方向に配
列した１次元ＭＬＡと、矩型、三角形、六角形などの平
面低面をもつ立体を縦横に配列した２次元ＭＬＡがあ
る。

【００１７】従来のレンチキュラーレンズ、平板マイク
ロレンズアレイなどのマイクロレンズアレイだけでは、
上述したように液晶ディスプレイの表面に装着して視野
角を拡大しようとしても、外光の反射によって画面全体
が白っぽくなり、特に斜め方向から観察すると殆ど表示
内容が判読できなくなってしまう。

【００１８】本発明者は上記の欠点に鑑み詳細な検討を
行った結果、該マイクロレンズアレイの観察面側に設け
た偏光素子と組み合わせることによって解消できること
を発見し、本発明を完成したものである。

【００１９】本発明の光学素子の断面を見た構成模式図
の一例を図１に示す。また、本発明の光学素子を用いた
液晶ディスプレイの断面を見た構成模式図の一例を図２
に示す。なお、図１中、透明プラスチック基材１及び透
明粘着剤層４は本発明の光学素子にとって必須ではな
い。

【００２０】本発明の光学素子の液晶ディスプレイへの
適用に於いて、その態様には大別して二つの態様があ
る。すなわち、一つは光シャッタ機能を持つ液晶セルの
観察面側に本発明の光学素子を設ける態様であり、もう
一つは液晶セルの観察面側の偏光素子の代わりに本発明
の光学素子を用いる態様である。これらのうち、視野角
を拡大する効果が大きい点では前者の態様が好ましい
が、部品点数を少なく抑えながら実用的な視野角拡大効
果が得られる点では後者の態様も好ましいことがある。

【００２１】本発明の光学素子を液晶セルの観察面側に
設ける場合には、本発明の光学素子の偏光素子の偏光方
向は、液晶セルを最も透過率の高い状態にしたときに、
最も透過率が高くなるような方向に配置することが好ま
しい。この方向は、液晶セルの観察面側の偏光素子と本
発明の光学素子の偏光素子に挟まれるマイクロレンズア
レイなどの素子に全体として実質的に旋光性がないもの
である場合は、液晶セルの観察面側の偏光素子の偏光軸
方向と一致する。

【００２２】本発明に於いてマイクロレンズアレイ（以
下、ＭＬＡということがある）とは、レンズ機能を持つ
微小な単位部分を、ある周期をもって面状に配列したも
のである。これには、半円柱などの１側面が平面の柱状
立体を、該平面側面を配列面と一致させて一方向に配列
した１次元ＭＬＡと、矩型、三角形、六角形などの平面
低面をもつ立体を縦横に配列した２次元ＭＬＡがある。

【００２３】ここで「微小な」単位部分とは、単位部分
（単位レンズ）の大きさに対して配列体（ＭＬＡ）が充
分に大きいことをいい、ここでは配列体が１００以上の
単位部分からなる時に、単位部分が微小であるというも
のとする。

【００２４】さらにここで「レンズ機能を持つ」とは、
通常の単凸レンズ、単凹レンズなどのように、ある決ま
った焦点を有する必要はなく、入射する光線を制御され
た任意の方向へ屈折させる機能があれば良い。

【００２５】本発明に於いてＭＬＡの機能面は実質的に
１つの連続曲面で形成されることが好ましい。面の連続
性については、製造時あるいは使用時に形成された表面
の傷や微細な突起、段差などによって不連続な面となっ
ていても、ディスプレイに装着して観察する状態に於い
て表示品位の欠陥とならないものであれば良い。

【００２６】ここで連続曲面とは、２つ以上の曲面が交
差する交線が存在しないことをいうが、この交線部分も
曲率半径がゼロの曲面ということもできるので、混乱を
避けるため、ここでは単位レンズ配列周期の５％以下の
曲率半径をもつ部分のないものと定義する。

【００２７】さらにここで機能面とは、レンズ機能を発
現せしめている屈折率の変化する点の集合として定義さ
れ、レンズ群が均一な屈折率をもつ物質で作られている
場合は該レンズ群の表面形状が機能面となり、ガラス平
板内部など透過性の平面状基板内部に屈折率分布を持た
せることによってレンズ機能を発現させる平板ＭＬＡな
どに於いては、レンズ機能部分と基材部分の境界面とな
る。

【００２８】このようなレンズ機能面とするために、１
つの微小単位レンズ部分には、レンズ機能面のレンズ側
に曲率中心を持つ凸レンズ機能部分と、反対側に曲率中
心を持つ凹レンズ機能部分を合わせ持ち、かつそれらの
レンズ機能面が１つの曲面で連続していることが好まし
い。なお、１つの連続曲面を形成していれば一部に平面
が含まれることは差し支えないことは言うまでもない。

【００２９】図３ないし図１２に、本発明に於けるＭＬ
Ａのレンズ面形状の例を示す。図３ないし図５は、六角
形の低面を持つ微小単位レンズをハニカム状に配列した
２次元ＭＬＡの例である。また図６及び図７は、円柱側
面の一部分を配列した１次元ＭＬＡの例である。また、
図８ないし図１２は機能面が実質的に１つの連続曲面で
形成されたＭＬＡの例である。

【００３０】ＭＬＡの単位レンズ部分（以下、単にレン
ズということがある）の機能は、該単位レンズ部分の配
列された面に対して、垂直な方向から単位レンズ部分に
入射する平行光線を、制御された散乱角度をもって拡大
出射する機能が必要である。

【００３１】ここで「制御された散乱角度を持つ」と
は、ＭＬＡの配列面法線方向から入射する平行光線の単
位レンズ部分を透過して散乱しながら進行する透過光の
強度分布を、単位レンズの大きさに対して充分大きい距
離をもって測定した時、法線方向からの角度の増加に対
して９０度未満のある角度（これを「散乱角度」とい
う）に於いて明確に強度が減少する角度が存在すること
を言う。

【００３２】すなわち、単位レンズの凹レンズ機能部分
では、レンズ部分を透過した平行光束は、レンズ形状に
従った散乱角度をもって拡大されるし、凸レンズ機能部
分では一旦焦点に集束された後、拡大される。微小単位
レンズが凹レンズ機能部分と凸レンズ機能部分の双方を
備える場合、両者の散乱角度は同一である必要はない
が、できるだけ近似させることが好ましい。

【００３３】一般に、液晶セルの観察方向による表示品
位の変化は、観察方向とセル観察面の法線方向がなす角
度が一定であっても、観察方向が該法線を軸として回転
することによっても発生する。すなわち、セルの正面か
ら観察方向を移動する方向によって（表示面に対した時
の左方向、右方向、上方向、下方向など）、視野角は異
なるのが一般的である。あるいは、液晶ディスプレイの
使用目的によっては左右方向の視野角を拡大したいなど
優先的に一方向の視野角を拡大すべき場合もある。この
ような場合、レンズの機能を、液晶セルの各方向の視野
角特性、あるいは求める視野角拡大方向について、各方
向によって異なる散乱角度を持つように設計することに
よって、さらに高い表示品位を持つ液晶ディスプレイと
することができる。

【００３４】例えば、図３および図８に示したような２
次元ＭＬＡでは、液晶ディスプレイに装着した時、上下
左右各方向について視野角が拡大されるが、図６および
図１１に示したような１次元ＭＬＡによれば、配列方向
（図２左上正面図では紙面左右方向）にのみ視野角を拡
大することができる。

【００３５】本発明に用いられるＭＬＡの単位レンズの
大きさと位置は、液晶セルの表示単位の大きさによって
選ぶことができる。液晶ディスプレイがドットマトリク
ス方式である場合、１つの表示単位と単位レンズの対応
関係には２つの好ましい態様がある。ひとつは、液晶セ
ルの１表示単位にそれぞれ１つの単位レンズが正確に対
応しているもので、もうひとつは１表示単位に対して、
２つ以上のレンズが対応しているものである。これによ
って、ＭＬＡのレンズ配列ピッチとセルの表示単位ピッ
チの干渉によるモアレの発生を抑えることができる。こ
れらのうち後者の態様が、精密な位置合わせが不要であ
り、かつ何種類かのドットサイズを持つセルに対して同
一のＭＬＡが使えるようになることから生産性が向上す
る点で好ましい。さらに好ましくは１ドットに対して４
つ以上の単位レンズが対応しているこのが好ましく、さ
らには１表示単位に対して８つ以上の単位レンズが対応
していることが好ましい。ここで、１表示単位に対する
単位レンズの個数ｎの定義は１次元ＭＬＡの場合は下記
（２）式で、２次元ＭＬＡの場合は下記（３）式で定義
される。

【００３６】 ｎ＝Ｎ／（Ｌ／ｌ） ・・・・・・（２） ｎ＝Ｎ／（Ａ／ａ） ・・・・・・（３） ここで、ＮはＬＣＤ表示面上にある単位レンズの総数、
Ｌは液晶セルの１次元ＭＬＡ単位レンズ配列方向の長
さ、ｌは液晶セルの１表示単位のうち表示に寄与する部
分のレンズ配列方向の長さ、ＡはＬＣＤ表示面の面積、
ａは液晶セルの１表示単位のうち表示に寄与する部分の
面積である。これらの式は、ＬＣＤ表示面の配線スペー
スなどの表示には直接寄与しない部分を除いた表示単位
部分に対応しているレンズの、平均の個数を示すもので
ある。

【００３７】本発明の光学素子は、上記のようなＭＬＡ
と偏光素子を複合化したものである。

【００３８】本発明に於いて、偏光素子とは一方向の偏
光成分のみを透過する光学素子であり、一般に偏光板、
偏光フィルム、偏光フィルターなどとも呼ばれる。

【００３９】本発明の光学素子は、液晶ディスプレイに
用いられる際にはＭＬＡ側の面を液晶層側に、偏光素子
側を観察面側にして用いる。このように配置することに
よって、液晶ディスプレイの視野角を拡大しながら、Ｍ
ＬＡに於ける外光の散乱反射を抑えコントラスト比の低
下を最小限に抑えることができる。

【００４０】本発明の光学素子に用いるマイクロレンズ
アレイは、従来のレンチキュラーレンズやフレネルレン
ズの製造方法を応用することによって得ることができ
る。

【００４１】すなわち、あらかじめ求めるレンズ形状が
刻印された雌金型を用意し、樹脂などを充填してシート
表面上に転写する方法、同様の金型を用意し樹脂を注入
して基材部分とレンズ群部分を同時に成形する方法、紫
外線硬化樹脂などの光硬化樹脂をプラスティックフィル
ムなどの基材上に均一に塗布し求める部位のみに光線を
照射して硬化させた後、不要部分を除去する方法、プラ
スティックフィルム表面を機械的に切削してレンズ形状
を作成する方法、およびこれらを組合せた方法などが挙
げられるが、これらに限定されるものではない。

【００４２】これらのうち、連続的な製造でき生産性が
良く精密な加工ができる点で、金型に紫外線硬化樹脂を
充填し基材上に転写しながら紫外線を照射して硬化せし
める方法が好ましい。

【００４３】ＭＬＡが作られる基材としては、透明なガ
ラス、プラスティックフィルムなどを用いることができ
るが、透明なプラスティックフィルムを基材とすること
が好ましい。このとき、該フィルムはできるだけ複屈折
が小さいものを用いることが好ましい。また、液晶セル
表面に直接形成することもできるし、偏光フィルムにＭ
ＬＡを作り込むこともできる。特に、偏光子に保護フィ
ルムを重ね合わせた構造の偏光フィルムにＭＬＡを直接
形成することが、最も効率が高く好ましい。

【００４４】本発明の光学素子が適用される液晶ディス
プレイとしては、ドット状の表示単位を縦横に配列した
液晶セルによって大容量の情報を表示できるドットマト
リクス方式のものが、視野角を拡大することによる複数
人での観察を可能にすることによって得られる効果が大
きい点で好ましい。

【００４５】本発明の光学素子を用いた液晶ディスプレ
イを、背面光源をもつ透過型とする場合、背面光源の光
束出射方向は、蛍光管などの光源から出射された光束を
レンズ、プリズムなどの手段を用いた指向性を持つもの
であることが、光源から出射される光束の有効利用の点
と、さらに広い視野角を確保できる点で好ましい。すな
わち、本発明は、ＭＬＡの個々の単位レンズによって、
液晶セルの表示品位の悪い方向に透過してきた光束を屈
折させて観察に影響がでないようにすると同時に、良好
な表示を示す方向に透過してきた光束を、種々の方向か
ら観察できるようにしているので、従来より一般的に用
いられている指向性のない背面光源では表示面の法線方
向に対し大きな角度で出射された光束は利用していな
い。このため、あらかじめレンズ、プリズムなどによっ
て、背面光源からの出射光束に指向性をもたせることに
よって、光源から出射される光束を有効に利用できるこ
とになる。光ファイバーシートやルーバーなどによって
も指向性の光束を得ることが出来るが、これらの方法
は、不要な光束を吸収することによって指向性を得てい
るため、光源出射光束の有効利用にはならず、好ましく
ない。

【００４６】背面光源に指向性の光源を用いる場合、そ
の指向性は、背面光源から出射される光束の６０％以
上、より好ましくは８０％以上が、組み合わされる液晶
セルの視野角範囲に出射されていることが好ましい。

【００４７】本発明の光学素子を液晶ディスプレイに組
み込む方法としては、最終的に液晶ディスプレイとなっ
た時点で本発明の構成要件を満足する形に組み込まれて
いれば良いので、ＭＬＡと偏光素子の複合体を予め用意
しておき液晶セルに組み付ける方法のほか、別々に用意
されたＭＬＡと偏光素子を液晶セルに順番に組み付ける
方法、あるいは液晶セルの観察面側の偏光素子に予め本
発明の光学素子を組み込んでおき、従来の液晶ディスプ
レイの製造工程に全く変更を加えることなく本発明の光
学素子を組み込む方法など、いくつかの方法が考えら
れ、いずれであっても構わない。

【００４８】また、液晶ディスプレイの見やすさを改良
するために従来より行われている各種の方法、例えば液
晶ディスプレイ観察面の表面粗面化による防眩処理（ノ
ングレア処理）などを本発明の光学素子に組み合わせて
用いることは好ましいものである。

【００４９】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明
する。

【００５０】実施例 （１）光学素子の作成 波板状表面に刻印された金型をつくり、この金型に紫外
線硬化樹脂（硬化後の屈折率１．５）を充填し、さらに
この上に透明なアセテートフィルム（厚さ８０μｍ）を
重ね合わせて、高圧水銀灯によって紫外線を照射して樹
脂を仮硬化せしめたのち金型よりとりはずし、再度、レ
ンズ形成面より紫外線を照射して本硬化させて、図６に
示した形状の本発明の１次元ＭＬＡをもつＭＬＡ付きフ
ィルムを作成した。

【００５１】このＭＬＡの断面形状は凸状の円弧が連続
したもので、配列周期は５０μｍ、最低点と最高点の差
（山の高さ）１５μｍとした。また、単位レンズの配列
方向は液晶ディスプレイとして組み上がった時に表示面
の左右方向となるようにした。

【００５２】このＭＬＡ付きフィルムのＭＬＡを形成し
た反対の面に液晶ディスプレイ用偏光フィルム（表面ノ
ングレア処理付き）を貼り合わせ、本発明の光学素子を
作成した。このとき、偏光フィルムの偏光軸は、装着す
る液晶セルの観察面側の偏光フィルムの偏光軸方向と一
致させた。

【００５３】（２）液晶ディスプレイの作成および評価 市販のパーソナルコンピュータに搭載されたスーパーツ
イステッド液晶モノクロディスプレイ（表示色ブルーモ
ード、画面サイズ対角約１０インチ、画素数縦４００×
横６４０、ドットピッチ２９０μｍ、バックライト付
き）を液晶セルとして用意し、この液晶セルの観察面側
に（１）で作成した本発明の光学素子を、レンズ形成面
を内側（液晶セル側）にして取り付けた。

【００５４】このようにして得た本発明の光学素子を装
着した液晶ディスプレイ（これをディスプレイ１とす
る）を、該光学素子を装着する前の従来の液晶ディスプ
レイ（これをディスプレイ２とする）、および（１）で
作成した偏光フィルムを貼り合わせる前のＭＬＡ付きフ
ィルムを同じ液晶セルに装着した液晶ディスプレイ（こ
れをディスプレイ３とする）を比較対象として評価し
た。

【００５５】評価方法はディスプレイ表示面の法線方向
（正面）および左６０度から観察し表示品位を観察して
行った。評価は、通常の使用環境である室内照明下およ
び暗室内で行った。結果は表１にまとめて示した。

【００５６】

【表１】 以上のように、本発明の光学素子は、液晶ディスプレイ
の正面からの表示品位を低下させることなく視野角を拡
大することができ、この素子によって液晶ディスプレイ
は、従来にない広い視野角をもった液晶ディスプレイと
なっていることがわかる。

【００５７】

【発明の効果】本発明のマイクロレンズアレイによって
液晶ディスプレイの良好な表示が観察される角度、すな
わち視野角が、飛躍的に拡大される。

【００５８】すなわち単純な構成で、液晶ディスプレイ
の視野角が狭いという欠点が解消されることによって、
広い範囲の観察方向に於いて良好な表示品位が得られる
ようになり、表示を複数人で観察する場合や観察角度が
制限されている場合などに於いても、全く不都合なく表
示を観察することが出来るようになり、ＣＲＴ方式など
の他の表示方式に対しても全く遜色ない表示品位が得ら
れるようになる。

【００５９】これにより、液晶ディスプレイの本来持っ
ている薄型、軽量、低消費電力などの優れた利点を更に
活かすことができるようになり、従来より問題であった
表示品位に対する不満、不都合を解消するとともに、従
来不可能であった新しい用途にも展開することが可能と
なる。

【００６０】

【作用】液晶ディスプレイの液晶セルは観察方向によっ
て光線透過率や表示色が変化し、表示面の法線方向から
ある角度（セルの臨界視野角）を超えると観察者が容認
できる範囲を超えてしまう。

【００６１】従来のマイクロレンズアレイを用いて液晶
ディスプレイの視野角を拡大する方法では、レンズ機能
面で強く外光を拡散反射するので、液晶ディスプレイの
コントラスト比が低下するという問題があった。

【００６２】一方、本発明の光学素子はマイクロレンズ
アレイの更に観察面側に偏光素子が配されているため、
大部分の外光はこの偏光素子で吸収されレンズ機能面に
到達しないので外光散乱反射は最小限に抑えられ、一方
で液晶セルから出射される光線は該偏光素子があっても
影響を受けないのでコントラスト比の低下が最小限に抑
えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子の一例を示した模式的断面図
である。

【図２】本発明の光学素子を用いた液晶ディスプレイの
一例を示した模式的断面図である。

【図３】本発明の光学素子に用いられるマイクロレンズ
アレイの形状の一例を示した平面図である。

【図４】図３に示したマイクロレンズアレイのＶ方向矢
視図である。

【図５】図３に示したマイクロレンズアレイのVI方向矢
視図である。

【図６】本発明の光学素子に用いられるマイクロレンズ
アレイの形状の別の一例を示した平面図である。

【図７】図６に示したマイクロレンズアレイのVII 方向
矢視図である。

【図８】本発明の光学素子に用いられるマイクロレンズ
アレイの形状の別の一例を示した平面図である。

【図９】図８に示したマイクロレンズアレイのVIII方向
矢視図である。

【図１０】図８に示したマイクロレンズアレイのIX方向
矢視図である。

【図１１】本発明の光学素子に用いられるマイクロレン
ズアレイの形状の別の一例を示した平面図である。

【図１２】図１１に示したマイクロレンズアレイのＸ方
向矢視図である。

【符号の説明】

１・・・・・・偏光素子層 ２・・・・・・透明プラスティック基材 ３・・・・・・マイクロレンズアレイ層 ４・・・・・・透明粘着剤層 ５・・・・・・本発明の光学素子 ６・・・・・・偏光フィルム ７・・・・・・透明ガラス基板 ８・・・・・・透明電極 ９・・・・・・液晶層 １０・・・・・・観察方向例 １１・・・・・・マイクロレンズ １２・・・・・・マイクロレンズアレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ディスプレイの液晶層よりも観察面
   側に用いられる光学素子であって、該光学素子は少なく
   とも微小単位レンズを面状に配列したマイクロレンズア
   レイ層と偏光素子層からなり、該偏光素子層は該マイク
   ロレンズアレイ層より液晶ディスプレイの観察面側に設
   けられるものであることを特徴とする液晶ディスプレイ
   用光学素子。