JPH11258698A

JPH11258698A - 画像表示装置及び光拡散シート

Info

Publication number: JPH11258698A
Application number: JP10080470A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Matsushita; 智彦松下; Masayuki Shinohara; 正幸篠原; Shigeru Aoyama; 茂青山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズアレイと遮光部材を用いることによ
り、画像表示装置のコントラスト、視野角及び輝度（光
利用効率）及び解像度を改善する。【解決手段】液晶表示パネル２４の前方に光拡散シー
ト２５を配置する。光拡散シート２５は、多数のマイク
ロレンズ３２ａを配列されたマイクロレンズアレイシー
ト２８の前面に光吸収性の遮光部材２９を設けたもので
ある。マイクロレンズ３２ａは画素２７と一致させて同
じ周期で配列されている。遮光部材２９はマイクロレン
ズ３２ａ間を覆っており、遮光部材２９はマイクロレン
ズ３２ａの中心部で窓３３を開口されている。画素２７
から出た光は、マイクロレンズ３２ａで集光されて窓３
３を通過し、マイクロレンズアレイシート２８から外部
へ出射される際に拡散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のよ
うな画像表示装置と、当該画像表示装置に用いられる光
拡散シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置１の構造を図１に示
す。この液晶表示装置１は、面光源装置２と、プリズム
シート３と、液晶表示パネル４と、拡散板５とから構成
されている。まず、面光源装置２を説明する。くさび形
をした導光板６は、メタクリル樹脂やポリカーボネイト
樹脂等の屈折率の大きな透明樹脂からなり、導光板６の
下面には反射板７が対向配置され、導光板６の光入射側
端面８には、冷陰極線管のような光源９と、導光板６と
反対側へ出射された光源９の光を反射して導光板６の光
入射側端面８へ向かわせるためのリフレクタ１０が配置
されている。

【０００３】しかして、光源９を点灯させると、光入射
側端面８から導光板６内部に入射した光ｒは、導光板６
の上面と下面で反射を繰り返し（導光板６の下面から漏
れた光ｒは反射板７によって反射され、再び導光板６内
に戻る）、全反射の臨界角よりも小さな入射角で導光板
６の光出射面（上面）１１に入射した光ｒが光出射面１
１から外部へ出射される。この結果、導光板６の光出射
面１１全体からはほぼ均一に光ｒが出射される。

【０００４】面光源装置２の上には、プリズムシート３
が重ねられ、その上には液晶表示パネル４と拡散板５が
配設されている。導光板６の光出射面１１に対して比較
的大きな出射角で出射された光ｒはプリズムシート３に
よって液晶表示パネル４とほぼ垂直な方向へ光軸方向を
変換され、液晶表示パネル４を下面から照射する。この
とき液晶表示パネル４の各画素がオン、オフ制御されて
おり、液晶表示パネル４の各画素を透過した光ｒによっ
て画像が生成される。

【０００５】こうして液晶表示パネル４を通過した光ｒ
は液晶表示パネル４と垂直な方向に揃えられているの
で、直接液晶表示パネル４を見ると前方からしか見え
ず、斜め方向からは見えにくい。そのため、液晶表示パ
ネル４の前面に拡散板５を置き、図１に示す拡散光の指
向特性のように、液晶表示パネル４を透過した光ｒを斜
め方向へも拡散させ、斜め方向からも画像が見えるよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに液晶表示パネル４の前面に拡散板５を置くと、図２
に示すように、液晶表示装置１の前面に外光が入射した
とき、拡散板５の表面で外光がそのまま正反射するため
にコントラストが劣化し、その方向からの視認性が悪く
なるという問題があった。

【０００７】また、液晶表示装置１の視野角を広くする
ためには、図３（ａ）に示すように、拡散板５に含まれ
る拡散材１２を多くして拡散効果を高くすればよいが、
拡散材１２を多くすると、拡散板５による光の吸収率が
高くなり、光利用効率（輝度）が低下する。逆に、拡散
材１２を少なくすると、図３（ｂ）に示すように、拡散
板５による光の吸収は小さくなるが、光の拡散効果が悪
くなるというという問題があった。

【０００８】さらには、拡散板５を用いると、液晶表示
パネル４の隣接する画素を通過した光ｒが拡散板５で拡
散されて同じ方向へ導かれるので、液晶表示装置１の解
像度が劣化するという問題があった。すなわち、図４
（ｂ）に示すように、液晶表示パネル４の画素１３を通
過する光のパワーは広がりを持っているので、画素領域
に対応する出射角度±α゜よりも大きな角度で出射され
た光ｒは、図４（ａ）のように隣接する画素領域へ出射
され、隣接する画素１３を通過した光ｒどうしが混合
し、液晶表示装置１の解像度を低下させる原因となって
いた。

【０００９】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、拡散板に代
えてレンズアレイを用いることにより、画像表示装置の
コントラスト、視野角及び輝度（光利用効率）及び解像
度を改善することにある。

【００１０】

【発明の開示】請求項１に記載の画像表示装置は、各画
素から出た光によって画像を生成する画像表示パネルを
備えた画像表示装置において、前記画像表示パネルの光
出射側に、各画素に対応する複数のレンズからなるレン
ズアレイを配置し、該レンズ間に対応する位置に遮光部
材を設けたことを特徴としている。

【００１１】このような画像表示装置にあっては、画像
表示装置の画素を通過した光はレンズアレイを構成する
各レンズによって集光されて遮光部材の開口を通過した
後、当該開口から前方へ出射される際、広い出射範囲に
広がるようにできる。従って、拡散材を用いた従来例の
ように光の利用効率を低下させることなく、効率よく光
を拡散させて画像表示装置の視野角を広げることがで
き、斜め方向や横方向からの視認性を良好にできる。

【００１２】また、外光を遮光部材で吸収することによ
って外光の反射を防止することができ、しかも、遮光部
材の開口を通過する光はレンズによって集光されている
ので、遮光窓の開口を非常に小さくすることができ、外
光の反射を低減することができる。この結果、外光下に
おけるコントラストを良好にでき、画質を向上させるこ
とができる。

【００１３】さらに、拡散材を用いた従来例のように光
吸収がなく、しかも遮光部材の開口が小さくても、画素
から出た光をレンズで集光させて遮光部材の開口を通過
させることができるので、光の利用効率が高く、画面の
輝度が向上する。

【００１４】さらに、画素間は遮光部材によって区切ら
れているので、隣接する画素からの光（迷光）が混合す
ることを防止することができ、画像の解像度を向上させ
ることができる。

【００１５】請求項２に記載の実施態様は、請求項１記
載の画像表示装置において、前記レンズアレイのレンズ
周期が、前記画像表示パネルの画素周期の１／２以下で
あることを特徴としている。

【００１６】かかる条件を満足させることにより、画像
にモアレ縞が発生するのを抑制でき、画質を向上させる
ことができる。

【００１７】請求項３に記載の実施態様は、請求項１記
載の画像表示装置において、前記遮光部材により形成さ
れた開口の中心が、前記画像表示パネルの画素中心から
偏位していることを特徴としている。

【００１８】画像表示装置のバックライトとして用いら
れる面光源装置は、その光源の配置などのために光の出
射方向が偏っていることがある。その場合、その偏った
方向で遮光部材に達する光は、反対方向に傾いた光より
も光量が多く、隣接する開口からはその偏った方向で光
の漏れが多くなる。そのため、面光源装置から出る光の
偏っている方向で画像の解像度が悪くなったり、見る方
向によって画像の解像度が異なったりすることがある。

【００１９】これに対し、請求項３のように遮光部材の
開口を光量の偏っている方向の光が出射される方向へ偏
位させれば、遮光部材の開口から出る光の分布を均等に
でき、特定の方向における解像度の低下、方向による解
像度のバラツキなどを解決できる。

【００２０】請求項４に記載の実施態様は、請求項１記
載の画像表示装置において、前記遮光部材により形成さ
れる開口の寸法は、前記画像表示パネルの画素から出射
される全光パワーの１０％ないし５０％のパワーの光を
透過するようになっていることを特徴としている。

【００２１】実験によれば、遮光部材の開口から出射さ
れる光が請求項４の条件を満たすように遮光部材を設計
すれば、光のロスを最小に抑える効果と解像度を向上さ
せる効果との兼ね合いが最良の状態となった。

【００２２】請求項５に記載の光拡散シートは、複数の
レンズを配列したレンズアレイと、該レンズアレイのレ
ンズ間に対応する位置に配置された遮光部材とからなる
ことを特徴としている。

【００２３】この光拡散シートを画像表示パネルの前方
に配置すれば、画像表示装置の輝度を向上させながら視
野角を向上させることができ、さらにコントラストと解
像度を向上させることができる。

【００２４】請求項６に記載の実施態様は、請求項５記
載の光拡散シートにおいて、前記遮光部材により形成さ
れた開口の中心が、前記レンズアレイのレンズ中心から
偏位していることを特徴としている。

【００２５】この光拡散シートを画像表示装置に用いれ
ば、請求項３の場合と同様の理由により、遮光部材の開
口から出る光の分布を均等にでき、画像表示装置におけ
る特定の方向での解像度の低下、方向による解像度のバ
ラツキなどを解決できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図５は本発明
の一実施形態による液晶表示装置２１を示す概略断面図
である。この液晶表示装置２１にあっては、面光源装置
２２の光出射面１１に対向させてプリズムシート２３を
配置し、プリズムシート２３の前面に液晶表示パネル２
４と光拡散シート２５を積み重ねるようにして対向させ
ている。ここで、面光源装置２２は、例えば従来例にお
いて説明した面光源装置２と同じものであって、面光源
装置２２の光出射面１１全体からはほぼ均一な光を出射
する。なお、面光源装置２２においては、従来例の面光
源装置２と同じ構成要素には、同一の符号を付すことに
より重複した説明を省略する。

【００２７】プリズムシート２３は、透明樹脂製シート
の表面に、一方向に延びた三角プリズム状のパターン２
６をそれと直交する方向に一定周期毎に配列したもので
ある。面光源装置２２の光出射面１１からは、プリズム
シート２３の裏面に平行に近い光が出射されるが、光出
射面１１から出射された光ｒは、プリズムシート２３を
通過する際に各三角プリズム状のパターン２６で屈折や
内部反射等の作用を受けることにより、プリズムシート
２３に垂直な方向にほぼ揃った光ｒとしてプリズムシー
ト２３を透過させられる。

【００２８】液晶表示パネル２４は、透過型のものであ
れば特にどのような構造であってもよい。図５では概略
のみ示しているが、例えば内面に透明電極（ＩＴＯ）及
び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を
形成されたガラス基板と、内面に全面透明電極やカラー
フィルタ等を形成されたガラス基板とを対向させ、その
間に液晶材料を封止し、各画素２７で液晶材料に印加す
る電圧をオン／オフ制御することにより光ｒを透過させ
たり遮蔽したりし、液晶表示パネル２４全体で画像を生
成させるものである。また、一般に、各画素２７間には
配線などが見えないようにするために、ブラックマトリ
クス（図示せず）が形成されている。

【００２９】光拡散シート２５は、図６に示すように、
マイクロレンズアレイシート２８の前面に光吸収性の遮
光部材２９を設けたものである。マイクロレンズアレイ
シート２８は、透明樹脂からなる屈折率（ｎ₁＞ｎ₂）の
異なる２種のシート３０，３１を一体成形もしくは貼り
合わせたものであって、両シート３０，３１間には、球
面状をした多数のマイクロレンズ３２ａを画素２７と同
じ周期で配列したマイクロレンズアレイ３２が形成され
ている。この光拡散シート２５は、各マイクロレンズ３
２ａの光軸が液晶表示装置２１の対応する画素２７の中
心と一致するよう配置されている。

【００３０】また、光吸収性の遮光部材２９（例えば、
ブラックマトリクスと同じような黒色塗料で形成された
マスク）は、マイクロレンズアレイシート２８の前面
に、マイクロレンズ３２ａ間の領域を覆うようにして格
子状に成膜されている。遮光部材２９は、図６から分か
るように、各マイクロレンズ３２ａの光軸付近の領域だ
けが開口されており、マイクロレンズ３２ａと同じ周期
で多数の窓３３が開口されており、当該窓３３からはマ
イクロレンズアレイシート２８が露出している。

【００３１】なお、遮光部材２９は、マイクロレンズア
レイシート２８の前面全体に遮光材料を塗布した後、エ
ッチングによって窓３３を開口してもよく、金型上に所
定パターンに印刷された遮光部材２９をマイクロレンズ
アレイシート２８上に転写してもよく、あるいは遮光部
材２９をマイクロレンズアレイシート２８上にスクリー
ン印刷して形成してもよい。

【００３２】しかして、このような構造の液晶表示装置
２１にあっては、プリズムシート２３によって液晶表示
装置２１にほぼ垂直に入射され、液晶表示装置２１の画
素２７を透過した光ｒは、図７に示すように、光拡散シ
ート２５のマイクロレンズ３２ａで遮光部材２９の窓３
３へ集光された後、屈折により当該窓３３から広い出射
角をもって出射される。従って、このようなマイクロレ
ンズアレイ３２を用いた光拡散シート２５を液晶表示パ
ネル２４の前面に配置することにより、液晶表示パネル
２４から出た光を広い範囲に拡散させることができ、液
晶表示装置２１の視野角を広くでき、斜め方向からの視
認性を向上させることができる。

【００３３】しかも、このような光拡散シート２５を用
いれば、光の広がり（拡散範囲）を広くしても、拡散材
を含有した拡散板５のように光吸収が大きくなって液晶
表示装置２１の輝度が低下することがない。むしろ、レ
ンズ作用によって画素２７を通過した光ｒを遮光部材２
９の窓３３に集光させることができるので、光利用効率
が向上して輝度が向上し、光を効率良く拡散させること
ができる。また、拡散材の分布の不均一による拡散具合
のムラもなく、均一に光を拡散させることができる。

【００３４】また、液晶表示パネル２４から出た光ｒは
マイクロレンズ３２ａによって遮光部材２９の窓３３に
集光されるので、遮光部材２９の窓３３を小さくするこ
とができる。従って、液晶表示装置２１に差し込んだ外
光の大部分は、図８に示すように、遮光部材２９によっ
て吸収され、窓３３から露出している樹脂表面でわずか
な外光が反射されるだけとなる。よって、反射した外光
が目に入って画像のコントラストが低下することがな
く、外光下でのコントラストが向上する。

【００３５】さらに、画素２７に対応する領域の中間は
遮光部材２９によって覆われているので、図７に２点鎖
線で示す光ｒ₁ように、隣接する画素２７を透過した光
が重なり合う領域の光は遮光部材２９によって遮光さ
れ、外部へ漏れなくなる。このため隣接する画素２７を
通った光が混合されなくなり、画像の解像度が向上す
る。

【００３６】（第２の実施形態）図９は本発明の別な実
施形態による液晶表示装置４１を示す一部省略した断面
図である（面光源装置２２及びプリズムシート２３を省
略する；以下の実施形態においても同じ）。この液晶表
示装置４１においては、マイクロレンズアレイシート２
８の光出射側面の、遮光部材２９の窓３３から露出して
いる領域に微細な凹凸パターン４２を形成している。こ
のように、マイクロレンズアレイシート２８の、窓３３
からの露出面に凹凸パターン４２を形成すれば、窓３３
から出射される光が凹凸パターン４２で散乱されるの
で、光利用効率（輝度）を低下させることなく、より視
野角を広げることができる。

【００３７】（第３の実施形態）図１０は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置４３を示す一部省略
した断面図である。この液晶表示装置４３にあっては、
マイクロレンズアレイシート２８の光出射側面にもマイ
クロレンズアレイ４４を設けている。光入射側のマイク
ロレンズ３２ａと光出射側面のマイクロレンズ４４ａは
１：１に対応しており、光入射側のマイクロレンズ３２
ａは画素２７を透過した光を窓３３の近傍で集光させる
ように設計されており、光出射側面のマイクロレンズ４
４ａはレンズ作用により光の出射角を広げて視野角を向
上させるように設計されている。また、遮光部材２９
は、光出射側面においてマイクロレンズ４４ａ間の凹み
４５に埋め込むようにして形成している。

【００３８】（第４の実施形態）図１１は本発明のさら
に別な実施形態による光拡散シート２５を示す斜視図で
ある。この光拡散シート２５にあっては、マイクロレン
ズ３２ａを円筒状レンズとして１次元状に配置してマイ
クロレンズアレイ３２を形成し、遮光部材２９も帯状の
パターンを１次元方向に配列している。人間の目は左右
一対となっているから、液晶表示装置の視野角も水平方
向と縦方向とで等しくする必要はなく、むしろ縦方向よ
りも水平方向で視野角が大きくなっていることが望まし
い。よって、マイクロレンズ３２ａのパターンが均一な
方向を縦方向として水平方向（左右方向）で視野角が大
きく広がるようにすれば、光拡散シート２５の製造を容
易にすることができて製造コストを安価にできる。

【００３９】なお、図１１では光出射面側にもマイクロ
レンズアレイ４４を設けているが、これは一例であって
平面になっていてもよく、図９の実施形態のように凹凸
パターン４２を形成したものなどでもよい。

【００４０】（第５の実施形態）図１２は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置４６を示す概略断面
図である。この液晶表示装置４６にあっては、遮光部材
２９によって形成された窓３３をマイクロレンズ３２ａ
の光軸から偏らせている。

【００４１】面光源装置２２の光出射面１１からは、光
源９から離れる方向へ向けて光が出射されるから、光源
９が導光板６の１辺もしくは隣接する２辺に設けられて
いる場合には、光拡散シート２５へ入射する光の広がり
角も方向によって異なることになる。このため、画素２
７を透過して広がり角の大きな方向へ進んだ光は、隣接
する画素２７の前方へ達して隣接する画素２７を透過し
た光と混合し易くなる。

【００４２】そのため、この実施形態では、図１３に拡
大して示すように、光拡散シート２５に入射する光の広
がりが大きな向きへ遮光部材２９の縁（窓３３の内周
縁）を延長し、窓３３の中心を画素２７及びマイクロレ
ンズ３２ａの中心Ｃよりも偏位させている。この結果、
隣の画素２７に対応する領域へ入る迷光ｒ₂をより確実
に遮光部材２９で遮断できるようになり、液晶表示装置
４６の解像度を一層向上させることができる。

【００４３】（第６の実施形態）図１４は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置４７を示す概略断面
図である。この液晶表示装置４７にあっては、マイクロ
レンズアレイシート２８の下面にマイクロレンズアレイ
３２を形成してあり、マイクロレンズアレイ３２のレン
ズ周期Λを画素２７の周期Λgに対して、 Λ ＜ Λg／２ … の条件を満たすようにしている。また、遮光部材２９は
マイクロレンズアレイシート２８の上面に埋め込むよう
に形成してあり、遮光部材２９の窓３３の周期もマイク
ロレンズアレイ２８の周期に一致させている。

【００４４】この実施形態のように、式の条件を満足
するようにマイクロレンズアレイ３２を設計すれば、モ
アレ縞の発生を軽減することができ、液晶表示装置４７
の解像度をより一層向上させることができる。

【００４５】なお、図示しないが、モアレ縞を軽減する
ためには、マイクロレンズアレイ３２のレンズ周期Λを
画素２の周期Λgと等しくしてもよい。

【００４６】（第７の実施形態）図１５は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置４８を示す一部省略
した概略断面図である。この液晶表示装置４８にあって
は、遮光部材２９の前面に偏光板４９を設けている。遮
光部材２９の前面に偏光板４９を配置することにより、
遮光部材２９を保護することができ、遮光部材１９の摩
耗や剥離を防止することができる。

【００４７】遮光部材２９を保護するためだけであれ
ば、遮光部材２９の前面にガラス板やアクリル板などの
透明板を置くだけでもよい。しかし、ガラス板やアクリ
ル板などを置くだけでは、外光反射が問題となり、明る
い場所でのコントラストが劣化する。これに対し、偏光
板４９を用いると、図１５に示すように、偏光板４９と
遮光部材２９との境界で反射する外光を約５０％カット
することができるので、明るい場所でのコントラストを
改善することができる。一方、液晶表示パネル２４を透
過した光ｒは偏光しているので、偏光板４９の偏光方向
を液晶表示パネル２４を透過した光ｒの偏光方向と一致
させておくことにより、この光ｒは約１００％透過させ
ることができ、光の利用効率（輝度）を低下させる恐れ
がない。

【００４８】（第８の実施形態）図１６は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置５０を示す一部省略
した概略断面図である。この液晶表示装置５０にあって
は、マイクロレンズアレイシート２８の前面に偏光板４
９を一体に設け、偏光板４９の表面に遮光部材２９を形
成している。

【００４９】この実施形態では、偏光板４９とマイクロ
レンズアレイシート２８とを一体化しているので、部品
点数を削減でき、組立て手間を軽減すると共に部品コス
トを安価にでき、さらに信頼性を向上させることができ
る。また、図１５の実施形態のように偏光板４９を前面
に置いただけでは、偏光板４９の表面での外光反射（フ
レネル反射）が約４％あり、この外光反射によっても画
像のコントラストが低下する。しかし、この実施形態の
ように、偏光板４９の表面に遮光部材２９を一体に設け
れば、偏光板４９の表面における外光反射を遮光部材２
９の面積比分だけカットすることができ、明るい場所で
のコントラストを向上させることができる。

【００５０】（第９の実施形態）図１７は本発明のさら
に別な実施形態による液晶表示装置５１を示す一部省略
した断面図である。この液晶表示装置５１にあっては、
光拡散シート２５を構成する遮光部材２９とマイクロレ
ンズアレイシート２８を別部材としている。すなわち、
遮光部材２９は、薄い樹脂シートに光吸収性の黒色遮光
領域５２と、窓３３になる透光領域５３とを形成したも
のである。この実施形態のように、遮光部材２９とマイ
クロレンズアレイシート２８とを別部材とすれば、遮光
部材２９が製造し易くなる。

【００５１】また、例えば図５の実施形態のように遮光
部材２９をマイクロレンズアレイシート２８の上に一体
に形成して遮光部材２９に窓３３を開口していると、遮
光部材２９がマイクロレンズアレイシート２８から飛び
出した形態になるので、遮光部材２９の窓３３の縁が欠
けやすくなり、信頼性が低下する。これに対し、この図
１７の実施形態のように、シート状の遮光部材２９をマ
イクロレンズアレイシート２８の表面に重ねるようにす
れば、遮光部材２９が欠けることがなくなり、信頼性の
向上が図られる。

【００５２】なお、遮光部材２９の欠けを防止するため
には、図１４の実施形態のように、遮光部材２９をマイ
クロレンズアレイシート２８に埋め込むようにしてもよ
い。

【００５３】（第１０の実施形態）図１８は本発明のさ
らに別な実施形態による液晶表示装置５４を示す一部破
断した断面図である。この実施形態にあっては、マイク
ロレンズアレイシート２８と別個に形成されたシート状
の遮光部材２９のうち、窓３３となる透光領域５３に拡
散材５５を分散させている。従って、マイクロレンズア
レイ３２で拡散された光を拡散材５５でさらに拡散させ
ることができるので、視野角をより一層広くすることが
できる。

【００５４】拡散材を用いて視野角を広げるためには、
図１９に示す比較例の液晶表示装置５６のようにマイク
ロレンズアレイシート２８のシート内に拡散材５５を分
散させてもよい。しかし、マイクロレンズアレイシート
２８に拡散材５５を分散させると、拡散材５５の層が厚
くなるので、拡散材５５による光吸収のために光の利用
効率が低下する。また、図１９に示すように、画素２７
を透過した光ｒが拡散材５５で拡散されて遮光部材２９
の遮光領域５２で遮断されることが起こり、やはり光の
利用効率が低下し、画質が悪くなる。これに対し、この
実施形態のように遮光部材２９の透光領域５３に拡散材
５５を分散させれば、拡散材５５の層が薄くなるので、
拡散材５５による光吸収も小さく、また拡散材５５で拡
散された光の遮光領域による遮断も起こらず、この結果
光の利用効率を低下させたり、画質を低下させたりする
ことなく視野角を広げることができる。

【００５５】（第１１の実施形態）図２０は本発明のさ
らに別な実施形態による液晶表示装置５７を示す一部省
略した断面図である。この液晶表示装置５７にあって
は、光拡散シート２５が液晶表示パネル２４に一体的に
設けられている（あるいは、光拡散シート２５と液晶表
示パネル２４とが一体化されている）。具体的にいう
と、液晶表示パネル２４の上に光拡散シート２５を接着
剤層５８を介して接着している。このように光拡散シー
ト２５と液晶表示パネル２４とを一体化すれば、部品点
数が少なくなるので、組立工程における取り扱いが容易
になり、信頼性も向上する。

【００５６】（第１２の実施形態）図２１は本発明のさ
らに別な実施形態による液晶表示装置５９を示す一部省
略した断面図である。この液晶表示装置５９にあって
も、光拡散シート２５が液晶表示パネル２４に一体的に
設けられている。具体的にいうと、光出射面側のガラス
基板に代えて光拡散シート２５を用いて（従って、光拡
散シート２５の下面に透明電極やカラーフィルタ等を設
ける必要がある）液晶表示パネル２４を構成している。
この液晶表示装置５９にあっても、部品点数が少なくな
るので、組立工程における取り扱いが容易になり、信頼
性も向上する。

【００５７】（第１３の実施形態）図２２（ａ）は本発
明のさらに別な実施形態による光拡散シート２５を示す
一部破断した断面図である。この光拡散シート２５は、
θ゜よりも大きな入射角の光ｒを遮光部材２９によって
遮断するようにしている。

【００５８】図２２（ｂ）は液晶表示パネル２４を透過
した光の出射角度と光パワーとの関係を示す図である。
いま、液晶表示パネル２４の画素２７を透過した光の全
パワー［図２２（ｂ）の光パワーを表わす曲面の下の全
体積にあたる］をＰtotとし、液晶表示パネル２４から
出射角がθ゜以下の角度で出射される光のパワーの合計
［図２２（ｂ）の斜線を施した領域の体積にあたる］を
Ｐ（θ）とするとき、図２２（ａ）のように遮光部材２
９の窓３３の縁に達する光の出射角θ゜が、ほぼ
Ｐtot／１０≦Ｐ（θ）≦Ｐtot／２を満たすように決
めるのが好ましい。特に、Ｐ（θ）が約Ｐtot／２又は
その付近の値となるようにθ゜を決めるのが好ましい。

【００５９】実験的に検証したところでは、遮光部材２
９の窓３３から出射される光の限界入射角θ゜が上記条
件を満たすように光拡散シートを設計すれば、光のロス
を最小に抑える効果と解像度を向上させる効果との兼ね
合いが最良の状態となることが分かった。

【００６０】（テレビ、パソコン）本発明にかかる液晶
表示装置は、例えば図２３に示すような選曲部６２やア
ンテナ６３を備えた液晶テレビ６１の液晶ディスプレイ
６４として用いれば、広い視野角を有し高輝度でハイコ
ントラストの画面を得ることができるので、複数の人数
でも快適に映像を観賞することができる。また、図２４
に示すようなキーボード６６やフロッピーディスクドラ
イブ装置６７等を備えたノート型パソコン６５の液晶デ
ィスプレイ６８などに用いるのにも好ましいものであ
る。

【００６１】なお、上記各実施形態では、液晶表示装置
を例にとって説明したが、プラズマディスプレイ装置等
の画像表示装置において本発明にかかる光拡散シートを
用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例による液晶表示装置の構造を示す概略断
面図である。

【図２】従来例のコントラストに関する問題を説明する
ための図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は従来例の視野角と輝度に関する
問題を説明するための図である。

【図４】（ａ）は隣接する画素から出射された光が混合
する様子を示す図、（ｂ）は画素から出射される光のパ
ワーと出射角度との関係を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の構造
を示す概略断面図である。

【図６】同上の液晶表示装置に用いられている光拡散シ
ートを示す斜視図である。

【図７】同上の液晶表示装置において、光が拡散されて
視野角が広げられる様子を説明する図である。

【図８】同上の液晶表示装置において、外光の反射が低
減される様子を示す図である。

【図９】本発明の別な実施形態による液晶表示装置の要
部を示す概略断面図である。

【図１０】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１１】本発明のさらに別な実施形態による光拡散シ
ートを示す斜視図である。

【図１２】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の概略断面図である。

【図１３】同上の液晶表示装置の作用説明図である。

【図１４】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１５】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１６】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１７】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１８】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図１９】比較例の概略断面図である。

【図２０】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図２１】本発明のさらに別な実施形態による液晶表示
装置の要部を示す概略断面図である。

【図２２】（ａ）は本発明のさらに別な実施形態による
光拡散シートの一部破断した断面図、（ｂ）は液晶表示
パネルから出射される光のパワーの分布を示す図であ
る。

【図２３】本発明にかかる液晶表示装置を用いたテレビ
を示す斜視図である。

【図２４】本発明にかかる液晶表示装置を用いたパソコ
ンを示す斜視図である。

【符号の説明】

２４液晶表示パネル２５光拡散シート２７画素２８マイクロレンズアレイシート２９遮光部材３２マイクロレンズアレイ３２ａマイクロレンズ３３窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素から出た光によって画像を生成す
る画像表示パネルを備えた画像表示装置において、前記画像表示パネルの光出射側に、各画素に対応する複
数のレンズからなるレンズアレイを配置し、該レンズ間
に対応する位置に遮光部材を設けたことを特徴とする画
像表示装置。
【請求項２】前記レンズアレイのレンズ周期が、前記
画像表示パネルの画素周期の１／２以下であることを特
徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記遮光部材により形成された開口の中
心が、前記画像表示パネルの画素中心から偏位している
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記遮光部材により形成される開口の寸
法は、前記画像表示パネルの画素から出射される全光パ
ワーの１０％ないし５０％のパワーの光を透過するよう
になっていることを特徴とする、請求項１に記載の画像
表示装置。
【請求項５】複数のレンズを配列したレンズアレイ
と、該レンズアレイのレンズ間に対応する位置に配置さ
れた遮光部材とからなることを特徴とする光拡散シー
ト。
【請求項６】前記遮光部材により形成された開口の中
心が、前記レンズアレイのレンズ中心から偏位している
ことを特徴とする、請求項５に記載の光拡散シート。