JPH1039286A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH1039286A
JPH1039286A JP8191161A JP19116196A JPH1039286A JP H1039286 A JPH1039286 A JP H1039286A JP 8191161 A JP8191161 A JP 8191161A JP 19116196 A JP19116196 A JP 19116196A JP H1039286 A JPH1039286 A JP H1039286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal cell
mla
display device
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP8191161A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoyuki Suzuki
基之 鈴木
Tetsuo Uchida
哲夫 内田
Tomoko Mikami
友子 三上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP8191161A priority Critical patent/JPH1039286A/en
Publication of JPH1039286A publication Critical patent/JPH1039286A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the contrast from being lowered while remarkably reducing visual angle dependence by a microlens array sheet (MAL) by controlling the angle dependence of the transmissivity of a liquid crystal cell so as to have a specific ratio when it is expressed in the change rate of a contrast ratio in the range of specific angles arround the normal direction of a display surface. SOLUTION: This liquid crystal cell is the arrangement body of liquid crystal optical shutters in which light beam transmissivity is changed by changing oriented states of liquid crystals while impressing an electric field or passing a current in an arbitrary display unit. An MLA 10 is constituted by arranging minute unit lenses in a plane shape and mounted on the observation surface of the liquid crystal cell. The angle dependence of the transmissivity of the liquid crystal cell in the arrangement direction of the minute unit lenses of this MLA is controlled within 50% when it is expressed by the change rate of the contrast ratio in the range of ±15 degrees arround the normal direction of the display surface. Consequently, the contrast ratio is prevented from being lowered by the mounting of the MAL 10 and the visual field enlarging effect of the MLA 10 is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。
[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、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
させることによって光線透過率や反射率を変化させる液
晶光シャッタの配列体を用いて表示された画像を観察す
るものであり、パソコン、ワープロ、テレビ受像機、携
帯電子機器、ゲーム機、車載用情報表示装置、各種情報
表示装置として広く使われている。
2. Description of the Related Art In recent years, a liquid crystal display device uses an electro-optical effect of liquid crystal molecules, that is, optical anisotropy (refractive index anisotropy), orientation, fluidity, dielectric anisotropy, and the like, to provide an arbitrary display. It observes images displayed using an array of liquid crystal optical shutters that changes the light transmittance and reflectivity by changing the alignment state of the liquid crystal by applying an electric field or applying electricity to the unit, and it can be used for personal computers, word processors, It is widely used as a television receiver, a portable electronic device, a game machine, an in-vehicle information display device, and various information display devices.

【0003】液晶表示装置の表示原理として、約90度
ねじられたネマチック液晶層に印加する電圧を制御し
て、液晶層の旋光性の変化を偏光素子と組み合わせて表
示を行うツイステッドネマチック液晶が、その表示性能
の高さから広く用いられている。
As a display principle of a liquid crystal display device, a twisted nematic liquid crystal that performs display by controlling a voltage applied to a nematic liquid crystal layer twisted by about 90 degrees and combining a change in the optical rotation of the liquid crystal layer with a polarizing element is known. It is widely used because of its high display performance.

【0004】しかし、液晶表示装置には、観察方向によ
って表示品位が変化する視角依存性があり、特にツイス
テッドネマチック液晶の場合、表示明暗が反転したり、
色調が変化するといった問題、すなわち視野角がせまい
という問題があった。
However, a liquid crystal display device has a viewing angle dependency in which the display quality changes depending on the viewing direction. In particular, in the case of a twisted nematic liquid crystal, the display brightness is reversed,
There is a problem that the color tone changes, that is, a problem that the viewing angle is narrow.

【0005】また、偏光素子と液晶セルの間に複屈折異
方性をもつ光学補償素子を配することで液晶セルの視角
依存性が変化することは知られている。
It is known that the viewing angle dependency of a liquid crystal cell is changed by disposing an optical compensation element having birefringence anisotropy between a polarizing element and a liquid crystal cell.

【0006】また液晶セルの観察面に装着された微小単
位レンズを面状に配列したマイクロレンズアレイシート
とによって、視野角の広い液晶表示装置が得られること
が、特開平5−249453号公報等によって知られて
いる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-249453 discloses that a liquid crystal display device having a wide viewing angle can be obtained by using a microlens array sheet in which minute unit lenses mounted on an observation surface of a liquid crystal cell are arranged in a plane. Is known by:

【0007】さらにまたマイクロレンズアレイシートと
して、第1物質層と、該第1物質層より小さい屈折率を
持つ第2物質層が2つの平行な平面に挟まれ、第1物質
層と第2物質層の界面が凹面および/または凸面形状を
なすことによってレンズとして機能する微小単位レンズ
を面状に配列したものとし、かつ該マイクロレンズアレ
イシートの第2物質層側を液晶セルに向け、第1物質層
側を観察方向側に向けて装着することによって、画質の
劣化を抑えながら視野角が拡大された液晶表示装置が得
られることが特開平6−27454号公報等によって知
られている。
Further, as a microlens array sheet, a first material layer and a second material layer having a lower refractive index than the first material layer are sandwiched between two parallel planes, and the first material layer and the second material layer A micro unit lens functioning as a lens by forming a concave and / or convex surface at the interface of the layers is arranged in a plane, and the second material layer side of the micro lens array sheet is turned to the liquid crystal cell, It is known from JP-A-6-27454 and the like that a liquid crystal display device having an enlarged viewing angle can be obtained by mounting the material layer side to the observation direction side while suppressing deterioration in image quality.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術でのマイクロレンズアレイシートを観察面に装着する
だけでは、視角依存性は大きく低減されるものの、表示
品位の低下が見られた。すなわち、最も観察頻度の高い
表示面法線方向(以下、単に「正面」あるいは「画面の
正面」という)から観察したときの画質が低下するとい
う問題があった。
However, by simply mounting the microlens array sheet according to the prior art on the observation surface, the viewing angle dependency is greatly reduced, but the display quality is reduced. That is, there is a problem that the image quality when viewed from the normal direction of the display surface, which is the most frequently observed (hereinafter, simply referred to as “front” or “front of screen”), is deteriorated.

【0009】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消
し、マイクロレンズアレイシートによって視角依存性が
大きく低減された液晶表示装置でありながら、コントラ
スト低下のない優れた液晶表示装置を提供せんとするも
のである。
The present invention has been made to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a liquid crystal display device in which the viewing angle dependency is greatly reduced by the microlens array sheet, but which does not cause a decrease in contrast. Things.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、つぎのような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の液晶表示装置は、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
化させることによって、光線透過率を変化させる液晶光
シャッタの配列体である液晶セルと、該液晶セルの観察
面に装着された該微小単位レンズを面状に配列して構成
されているマイクロレンズアレイシートとを有する透過
型液晶表示装置であって、該マイクロレンズアレイシー
トの微小単位レンズ配列方向における該液晶セルの透過
率の角度依存性が、表示面の法線方向を中心に±15度
の範囲でのコントラスト比の変化率で表わしたとき、5
0%以内に制御されていることを特徴とするものであ
る。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, the liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal cell which is an array of liquid crystal optical shutters that changes the alignment of the liquid crystal by applying an electric field or applying an electric current to an arbitrary display unit, thereby changing the light transmittance. A microlens array sheet, which is formed by arranging the microunit lenses mounted on the observation surface of the liquid crystal cell in a planar manner, the microlens array sheet comprising: a microunit of the microlens array sheet. When the angle dependence of the transmittance of the liquid crystal cell in the lens array direction is represented by the change ratio of the contrast ratio in a range of ± 15 degrees around the normal direction of the display surface, 5
It is characterized by being controlled within 0%.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、マイクロレンズアレイ
シートによって視角依存性が大きく低減された液晶表示
装置でも、コントラスト低下を起こさない液晶表示装置
が提供できないものか、鋭意検討したところ、使用する
液晶セルの透過率の角度依存性を、特定な条件、すなわ
ち、表示面の法線方向を中心に±15度の範囲でのコン
トラスト比の変化率で表わしたとき、50%以内に制御
すると、意外にも、かかる課題を一挙に解決することを
究明したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is intended to provide a liquid crystal display device in which the viewing angle dependence is greatly reduced by a microlens array sheet, and that a liquid crystal display device which does not cause a decrease in contrast cannot be provided. When the angle dependency of the transmittance of the liquid crystal cell is represented by a specific condition, that is, a change ratio of the contrast ratio in a range of ± 15 degrees around the normal direction of the display surface, when controlled within 50%, Surprisingly, they have sought to solve these problems at once.

【0012】本発明において、「液晶表示装置」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ことによって光線透過率や反射率
を変化させる液晶光シャッタの配列体を用いて表示され
た画像を、実寸のまま直接観察する画像表示装置をい
う。
In the present invention, a "liquid crystal display device" is an optional device that utilizes the electro-optic effect of liquid crystal molecules, that is, optical anisotropy (refractive index anisotropy), orientation, fluidity, dielectric anisotropy, and the like. An image displayed directly using an array of liquid crystal optical shutters that changes the light transmittance or reflectivity by changing the alignment state of the liquid crystal by applying or applying an electric field to the display unit Refers to a display device.

【0013】さらに「液晶セル」とは該液晶光シャッタ
の配列体をいう。
Further, a "liquid crystal cell" refers to an array of the liquid crystal optical shutters.

【0014】また、液晶セルの表示単位とは、該液晶表
示装置に表示される表示内容の最小単位であり、例えば
多くのモノクローム表示の液晶表示装置の場合は、1つ
の液晶光シャッタが表示単位に相当し、またカラー液晶
表示装置の場合は、赤緑青等の各原色を表示する液晶光
シャッタ3つで構成される単位が表示単位となる。
The display unit of the liquid crystal cell is the minimum unit of the display content displayed on the liquid crystal display device. For example, in the case of a liquid crystal display device of many monochrome displays, one liquid crystal light shutter is used as a display unit. In the case of a color liquid crystal display device, a unit constituted by three liquid crystal optical shutters for displaying respective primary colors such as red, green and blue is a display unit.

【0015】本発明に於いて、「マイクロレンズアレイ
シート」(以下、「MLA」という)とは、微小単位レ
ンズすなわちレンズ機能を持つ微小な単位部分(以下、
「マイクロレンズ単位」あるいは、単に「レンズ単位」
という)を面状に配列したものである。
In the present invention, a “microlens array sheet” (hereinafter, referred to as “MLA”) is a minute unit lens, that is, a minute unit portion having a lens function (hereinafter, “MLA”).
"Micro lens unit" or simply "lens unit"
Are arranged in a plane.

【0016】さらにここで「レンズ機能を持つ」とは、
一般の単凸レンズ、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。言うまで
もなく、光散乱性の粒子を添加した層や表面に形成され
た無秩序な凹凸によって光拡散性が与えられた、いわゆ
る一般の「拡散板」「光散乱板」等は入射した光線をラ
ンダムに散乱するので、本発明で言う「制御された任意
の方向へ屈折」することはできないので本発明に用いる
ことはできない。
Here, "having a lens function" means that
Unlike a general monoconvex lens or monoconcave lens, it is not necessary to have a fixed focal point, but it is only necessary to have a function of refracting an incident light beam in an arbitrary controlled direction. Needless to say, so-called general `` diffusion plates '' and `` light scattering plates '', which are provided with light diffusing properties by disordered irregularities formed on the layer or surface to which light-scattering particles are added, randomly transmit incident light. Since it is scattered, it cannot be used in the present invention because it cannot be "refracted in any controlled direction" in the present invention.

【0017】本発明に用いるMLAとしては、単位レン
ズが2つの平行な平面に挟まれた第1物質層と、該第1
物質層より小さい屈折率を持つ第2物質層の界面が凹面
および/または凸面形状をなすことによってレンズとし
て機能するものが好ましい。凹凸面の形状としては、レ
ンチキュラーレンズのように円弧などの曲線を平行移動
させた軌跡で示される曲面を一方向に配列した1次元レ
ンズアレイシートと、矩型、三角形、六角形などの低面
をもつドーム状の曲面を縦横に配列した2次元レンズア
レイシートがある。また、種々の角度、曲率を持つ平面
および/または曲面が組み合わされた多面体形状をした
ものでもよい。
The MLA used in the present invention includes a first material layer in which a unit lens is sandwiched between two parallel planes,
It is preferable that the second material layer having a refractive index smaller than the material layer has a concave surface and / or a convex surface to function as a lens. As the shape of the uneven surface, a one-dimensional lens array sheet in which curved surfaces represented by trajectories obtained by translating a curve such as an arc like a lenticular lens are arranged in one direction, and a low surface such as a rectangular, a triangle, a hexagon, etc. There is a two-dimensional lens array sheet in which dome-shaped curved surfaces having vertical and horizontal lines are arranged vertically and horizontally. Further, it may have a polyhedral shape in which planes and / or curved surfaces having various angles and curvatures are combined.

【0018】ここで、第1物質層を構成する第1物質と
第2物質層を構成する第2物質はそれぞれ実質的に透明
な物質である。第1物質としてはガラス材料、透明プラ
スティック材料などが好ましく用いられる。また第2物
質としては、第1物質より屈折率の小さいものであれば
良くガラス材料、透明プラスティック材料のほか、水な
どの液体や空気などの気体を用いることができる。
Here, the first material constituting the first material layer and the second material constituting the second material layer are substantially transparent materials, respectively. As the first substance, a glass material, a transparent plastic material, or the like is preferably used. As the second substance, any substance having a lower refractive index than that of the first substance may be used. In addition to a glass material and a transparent plastic material, a liquid such as water or a gas such as air can be used.

【0019】このような第1物質および第2物質の層は
2つの平行な平面に挟まれる。また、その界面を凹面お
よび/または凸面とする。このような形にすることによ
って、液晶表示装置としたときに視野角拡大効果を得る
ことができ、特に、第2物質層側を液晶セル側に、第1
物質層側を観察者側にして装着することによって、大き
な視野角拡大効果が得られる。
The layers of such first and second materials are sandwiched between two parallel planes. The interface is a concave surface and / or a convex surface. By adopting such a shape, it is possible to obtain a viewing angle widening effect when a liquid crystal display device is formed.
A large viewing angle widening effect can be obtained by mounting the material layer side with the observer side.

【0020】図2ないし図5に、本発明に用いるMLA
が1次元の場合の形状例を示す。図2および図3はカマ
ボコ状の柱状立体を一方向に配列した例であり、外光反
射を抑えるために遮光層6がレンズ配列面に形成されて
いる。また図4および図5は第1物質と第2物質の界面
を連続曲面としたMLAの例である。このような連続曲
面の界面の場合には、その単位レンズの第1物質層と第
2物質層の界面は凹面と凸面を合わせ持つものとなる。
図2ないし図5において、第1物質層1および第2物質
層2の、互いの界面3とは異なる面4、5は、互いに平
行な平面である。図2および図4のMLAの場合、単位
レンズ配列方向は紙面左右方向である。また図6ないし
図8に、本発明に用いるMLAが2次元の場合の形状例
を示す。図2および図3に示した1次元のMLAと同様
に外光反射を抑えるために遮光層6がレンズ配列面に形
成されている。このような2次元MLAの場合、単位レ
ンズ配列方向は、紙面左右方向および紙面上下方向の直
交する2つの軸である。ここで平面とは、レンズとして
機能する面となる凹凸面に比較して実質的に平面である
ことを言い、ここでは凹凸面の高さに対して平均粗さR
aが5分の1以下であるとき平面であるというものとす
る。また平行であるとは、同様に凹凸の大きさに対して
実質的に平行であることを言う。
FIGS. 2 to 5 show the MLA used in the present invention.
Shows a shape example in the case where is one-dimensional. FIG. 2 and FIG. 3 are examples in which a columnar three-dimensional body is arranged in one direction, and a light-shielding layer 6 is formed on the lens arrangement surface to suppress reflection of external light. 4 and 5 show examples of the MLA in which the interface between the first substance and the second substance is a continuous curved surface. In the case of such an interface having a continuous curved surface, the interface between the first material layer and the second material layer of the unit lens has both a concave surface and a convex surface.
2 to 5, surfaces 4 and 5 of the first material layer 1 and the second material layer 2 different from the interface 3 are planes parallel to each other. In the case of the MLA of FIGS. 2 and 4, the unit lens arrangement direction is the horizontal direction on the paper. 6 to 8 show examples of shapes when the MLA used in the present invention is two-dimensional. As in the one-dimensional MLA shown in FIGS. 2 and 3, a light-shielding layer 6 is formed on the lens array surface to suppress reflection of external light. In the case of such a two-dimensional MLA, the unit lens arrangement direction is two axes orthogonal to each other in the horizontal direction on the paper and the vertical direction in the paper. Here, the flat surface means a substantially flat surface as compared with the uneven surface serving as a lens, and here, the average roughness R is relative to the height of the uneven surface.
When a is equal to or less than one-fifth, it is assumed to be a plane. Also, being parallel means that it is substantially parallel to the size of the unevenness.

【0021】1次元のMLAは、組み合わされる液晶セ
ルの視野角のうち表示画面の一方向の視野角(画面上下
方向あるいは左右方向など)を、より広いものとしたい
場合に用いる。例えば、液晶セルが一方向には広い視野
角をもつTN型(ツイステッドネマチック型)液晶セルの
場合に、それと直交する方向に単位レンズを配列した1
次元MLAを組み合わせることで、あらゆる方向に対し
て広い視野角を持った液晶表示装置を得ることができ
る。また、液晶表示装置の用途が一方向のみの視野角の
広さを要求する場合は要求される視野角方向に単位レン
ズが配列した1次元MLAを用いる。
The one-dimensional MLA is used when it is desired to widen the viewing angle in one direction of the display screen (the vertical direction or the horizontal direction of the screen) among the viewing angles of the liquid crystal cells to be combined. For example, in a case where the liquid crystal cell is a TN (twisted nematic) liquid crystal cell having a wide viewing angle in one direction, unit lenses are arranged in a direction orthogonal to the TN type.
By combining the dimensional MLA, a liquid crystal display device having a wide viewing angle in every direction can be obtained. When the application of the liquid crystal display device requires a wide viewing angle in only one direction, a one-dimensional MLA in which unit lenses are arranged in the required viewing angle direction is used.

【0022】このようなMLAは、その第2物質層を液
晶セル側、第1物質層側を観察面側にして、液晶セルの
観察面に装着すると大きな視野角拡大効果が得られる。
When such an MLA is mounted on the observation surface of a liquid crystal cell with the second material layer facing the liquid crystal cell and the first material layer facing the observation surface, a large viewing angle expanding effect can be obtained.

【0023】本発明の液晶表示装置は、上記のようなM
LAを、液晶セルの観察面に装着することを一つの構成
要件としているが、MLAの構造と液晶表示装置の使用
環境によっては、液晶表示装置の観察面から入射する外
光が凹凸面で反射することにより液晶表示装置表示画像
が見にくくなることがある。このような場合には、ML
Aに適切な外光反射防止機能を付与することができる。
The liquid crystal display device of the present invention has the M
One component is to mount the LA on the observation surface of the liquid crystal cell. However, depending on the structure of the MLA and the usage environment of the liquid crystal display device, external light incident from the observation surface of the liquid crystal display device is reflected by the uneven surface. This may make it difficult to see the display image on the liquid crystal display device. In such a case, ML
A can be provided with an appropriate external light reflection preventing function.

【0024】該外光反射防止機能としては、次のような
方法によるものが本発明に使用可能であるが、これに限
定されない。
The external light reflection preventing function according to the following method can be used in the present invention, but is not limited thereto.

【0025】(1)外光の反射経路であって、液晶セル
側からMLAに入射する画像光の経路でない任意の部分
を黒色に着色し外光反射を遮断する方法。ここで「画像
光の経路でない任意の部分」とは、液晶セルから出射さ
れるいずれの光束も通過しない部分のことではなく、液
晶セルから良好な表示画像をもって出射された光束が通
過しない部分のことをいう。
(1) A method of coloring any part of the reflection path of external light, which is not the path of the image light incident on the MLA from the liquid crystal cell side, black to block the reflection of external light. Here, “any part that is not the path of the image light” does not mean a part through which any light flux emitted from the liquid crystal cell does not pass, but a part through which a light flux emitted from the liquid crystal cell with a good display image does not pass. That means.

【0026】(2)凹凸面表面に光学多層薄膜による無
反射コーティングを施す方法 (3)マイクロレンズアレイの各単位レンズを着色し、
画像光経路長よりも外光反射経路長が長いことを利用し
て外光反射の影響を低減する方法 (4)マイクロレンズアレイの各単位レンズの第1物質
の凸部分頂部領域を液晶セルに密着させ、外光を液晶セ
ル内部へ進行せしめる方法 (5)第1物質層の凹凸面表面に沿って、第1物質層よ
り屈折率の高い第1’物質層を設け、外光を第1’物質
層内に封じ込める方法 なお(5)の場合、本発明の第2の構成要件であるML
Aの第1物質層と第2物質層の界面が存在しなくなる部
分が生じるが、本発明においては第1’物質層と第2物
質層の界面を、広い意味で第1物質層と第2物質層の界
面とみなすものとする。
(2) A method of applying an anti-reflection coating with an optical multilayer thin film on the uneven surface (3) Coloring each unit lens of the microlens array,
Method of Reducing the Effect of External Light Reflection by Using External Light Reflection Path Length Longer Than Image Light Path Length (4) The top area of the convex portion of the first material of each unit lens of the microlens array is formed in the liquid crystal cell. (5) A first material layer having a refractive index higher than that of the first material layer is provided along the uneven surface of the first material layer, and the external light is applied to the first material layer. 'Method of encapsulating in the material layer In the case of (5), ML which is the second constituent requirement of the present invention
Although there is a portion where the interface between the first material layer and the second material layer of A does not exist, in the present invention, the interface between the first material layer and the second material layer is referred to in a broad sense as the first material layer and the second material layer. It shall be regarded as the interface of the material layer.

【0027】上記の方法のうち、得られる効果の点から
いえば、(1)、(4)、(5)の方法が好ましく、さ
らに(1)の方法が最も好ましく採用される。
Of the above methods, the methods (1), (4), and (5) are preferable, and the method (1) is the most preferable, from the viewpoint of the obtained effects.

【0028】本発明の液晶表示装置は、透過率の角度依
存性が、表示面法線方向を中心に±15度の範囲でのコ
ントラスト比の変化率が50%以内である液晶セルを用
いることが重要である。
The liquid crystal display device of the present invention uses a liquid crystal cell in which the angle dependence of the transmittance is within 50% within a range of ± 15 degrees around the normal to the display surface. is important.

【0029】ここでコントラスト比とは、正面から見た
ときに最も透過率の高い状態(これを「白表示状態」と
いう)の透過率を、同じく正面から見たときに最も透過
率の低い状態(これを「黒表示状態」という)の透過率
で除した数値で、この角度依存性とは、表示面の法線方
向からある角度各向いた方向でのコントラスト比が、そ
の角度の関数として変化することをいう。
Here, the contrast ratio refers to the state of transmission with the highest transmittance when viewed from the front (this state is referred to as "white display state"), and the state with the lowest transmission when viewed from the front. The angle dependence is a numerical value obtained by dividing the transmittance by the transmittance of the display screen (referred to as “black display state”). The contrast ratio in each direction at a certain angle from the normal direction of the display surface is a function of the angle. To change.

【0030】また、マイクロレンズなどが装着されてい
て、ここを透過する際に光が屈折する場合「透過率」が
測定できないので、この場合は背面に基準となる光源を
おいて、白表示状態と黒表示状態における輝度の比で代
用する。
Further, when a microlens or the like is mounted and the light is refracted when transmitting therethrough, the “transmittance” cannot be measured. In this case, the reference light source is placed on the back surface and the white display state is obtained. And the luminance ratio in the black display state.

【0031】ただし、本発明において、ある角度θでの
コントラスト比とは、θ+5度で測定したコントラスト
比とθ−5度で測定したコントラスト比の平均値をいう
ものとする。これは、実際の液晶表示装置の使用におい
て、観察者の画面に対する視角が画面上の位置によって
異なっているため、実際に観察者が認識するコントラス
ト比に近似した数値を得るためである。
However, in the present invention, the contrast ratio at a certain angle θ means an average value of the contrast ratio measured at θ + 5 degrees and the contrast ratio measured at θ-5 degrees. This is because, in actual use of the liquid crystal display device, since the viewing angle of the observer with respect to the screen differs depending on the position on the screen, a value close to the contrast ratio actually recognized by the observer is obtained.

【0032】また、「コントラスト比の変化率が50%
以内である」とは、この角度範囲内で測定したを100
%としたときに、最大値に対する最小値の変化率の絶対
値が50%以下であること、すなわち式で表せば下記
(1)式で示される値が50以下であることをいう。な
お、本発明において、コントラスト比の角度依存性は、
表示面法線方向を0度として5度きざみで測定するもの
とする。
Further, "the rate of change of the contrast ratio is 50%
Is within 100 "measured within this angular range.
% Means that the absolute value of the rate of change of the minimum value with respect to the maximum value is 50% or less, that is, the value represented by the following equation (1) is 50 or less. In the present invention, the angle dependence of the contrast ratio is
The measurement is performed in increments of 5 degrees with the normal direction of the display surface being 0 degree.

【0033】 Rcr=(Max−Min)/Max×100……(1) ここで、Rcrはコントラスト比の変化率、Maxはコ
ントラスト比の最大値、Minはコントラスト比の最小
値を表す。
Rcr = (Max−Min) / Max × 100 (1) Here, Rcr represents a change ratio of the contrast ratio, Max represents a maximum value of the contrast ratio, and Min represents a minimum value of the contrast ratio.

【0034】このような液晶セルを用いることによっ
て、MLAと組み合わせた際に視野角を大きなものとし
ながら正面の画質低下、とくにコントラストの低下を抑
えることができる。この液晶セル特性と効果の関係は、
MLAの拡散特性や透過特性に依らない。
By using such a liquid crystal cell, when combined with the MLA, the viewing angle can be made large and the deterioration of the image quality in the front, in particular, the deterioration of the contrast can be suppressed. The relationship between the liquid crystal cell characteristics and the effect is as follows.
It does not depend on the diffusion characteristics or transmission characteristics of MLA.

【0035】本発明に用いる液晶セルとするためには、
ツイステッドネマチック液晶の場合、光学異方性層、と
くに厚み方向や3次元的に傾いた方向に複屈折軸をもつ
層を1層ないし数層、偏光素子の間に介在させる方法が
ある。またツイステッドネマチック液晶以外の液晶表示
モードを用いることも妨げない。
In order to make the liquid crystal cell used in the present invention,
In the case of a twisted nematic liquid crystal, there is a method in which one or several layers having an optically anisotropic layer, particularly a layer having a birefringent axis in a thickness direction or a direction inclined three-dimensionally, are interposed between the polarizing elements. Also, it does not prevent using a liquid crystal display mode other than the twisted nematic liquid crystal.

【0036】図9は、従来より広く使われているツイス
テッドネマチック液晶(ねじれ角90度)の視角依存性
を示す図である。図からわかるとおり黒表示状態におい
てある方向で透過率が急激に上がるためコントラスト比
が急激に低下し、大きな視角依存性が生じている。
FIG. 9 is a diagram showing the viewing angle dependence of a twisted nematic liquid crystal (twist angle 90 °) which has been widely used conventionally. As can be seen from the figure, in a black display state, the transmittance sharply increases in a certain direction, so that the contrast ratio sharply decreases, and large viewing angle dependence occurs.

【0037】このような液晶セルにMLAを装着する
と、視角依存性(観察する角度に対する表示状態変化の
度合い)は大きく低減することができるが、正面から観
察したときのコントラストが低下してしまう。図10
は、図9に示した特性を持つ液晶セルの観察面に図2に
示したMLAを装着した場合の、MLA装着前後のコン
トラスト比の視角依存性を示したものであり、視角依存
性は小さくなっているが、正面のコントラスト比が低下
している。
When an MLA is mounted on such a liquid crystal cell, the viewing angle dependency (the degree of change in the display state with respect to the viewing angle) can be greatly reduced, but the contrast when viewed from the front is reduced. FIG.
9 shows the viewing angle dependency of the contrast ratio before and after the MLA is mounted when the MLA shown in FIG. 2 is mounted on the observation surface of the liquid crystal cell having the characteristics shown in FIG. 9, and the viewing angle dependency is small. However, the front contrast ratio is low.

【0038】これに対して、図1に示した本発明の液晶
表示装置は、液晶セルとして同様のツイステッドネマチ
ック液晶を用いているが、表示面法線方向に光軸を持つ
光学異方性層を併用することによって本発明の要件を満
足する液晶セルを用い、図2に示したMLAを、液晶セ
ル観察面側に装着したものである。
On the other hand, the liquid crystal display device of the present invention shown in FIG. 1 uses the same twisted nematic liquid crystal as the liquid crystal cell, but has an optically anisotropic layer having an optical axis in the normal direction of the display surface. A liquid crystal cell that satisfies the requirements of the present invention is used together with the above, and the MLA shown in FIG. 2 is mounted on the liquid crystal cell observation surface side.

【0039】この結果、図11に示すように、MLA装
着によるコントラスト比低下が抑えられ、かつ同時にM
LAによる視野角拡大効果を維持した高画質・広視野角
液晶表示装置となった。液晶セルのコントラスト比視角
依存性を図11に併せて示した。
As a result, as shown in FIG. 11, a decrease in the contrast ratio due to the mounting of the MLA is suppressed, and
The liquid crystal display device has a high image quality and a wide viewing angle while maintaining the viewing angle enlarging effect of the LA. FIG. 11 also shows the viewing angle dependence of the contrast ratio of the liquid crystal cell.

【0040】本発明の液晶表示装置の代表的な構成を図
1に示す。本発明の液晶表示装置の観察面表面となる
面、例えば図2ないし図8に示した構成のMLAにおけ
る第1物質層側の表面4、あるいは図1に示した構成の
場合のMLA10観察面表面などには、必要に応じて、
従来の液晶ディスプレイの観察面表面になされているよ
うな、帯電防止処理、表面硬度化処理(ハードコート)
や光学多層薄膜による反射防止(アンチリフレクショ
ン)処理、防眩(ノングレア)処理などを施すことがで
きる。
FIG. 1 shows a typical configuration of the liquid crystal display device of the present invention. A surface to be an observation surface of the liquid crystal display device of the present invention, for example, the surface 4 on the first material layer side in the MLA having the configuration shown in FIGS. 2 to 8, or an MLA 10 observation surface surface in the case of the configuration shown in FIG. For example, if necessary,
Antistatic treatment, surface hardening treatment (hard coat), as is done on the observation surface of conventional liquid crystal displays
And anti-reflection (anti-reflection) treatment and anti-glare (non-glare) treatment with an optical multilayer thin film.

【0041】また、MLAを液晶セルに装着しやすくす
るために、第2物質層もしくは、第2物質層を貫通した
第1物質層の凸部分頂部を粘着性もしくは接着性を持つ
物質で形成したり、第2物質の表面もしくは第1物質層
の凸部分頂部に粘着性もしくは接着性を持つ物質層を追
加することもできる。
Further, in order to make it easy to mount the MLA on the liquid crystal cell, the second material layer or the top of the convex portion of the first material layer penetrating the second material layer is formed of an adhesive or adhesive material. Alternatively, a material layer having tackiness or adhesiveness may be added to the surface of the second material or the top of the convex portion of the first material layer.

【0042】MLAが形成される基材は、使用方法に応
じて選ぶことができるし、また必須のものではないが、
最も汎用性が高いのは、ガラスや透明プラスティックフ
ィルムを基材としたMLAを用いる方法である。この場
合、取り扱いやすさやレンズ面の形成が比較的容易であ
ることから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。また、液晶ディスプレイに装着される
偏光フィルムにMLA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
ムの場合に、該保護フィルムにあらかじめMLAを形成
したものを用いてMLA付き偏光フィルムとして用いる
ことは、従来の液晶ディスプレイの製造工程に全く手を
加えることなく本発明のMLAを装着した液晶ディスプ
レイを製造できる点で好ましい。
The substrate on which the MLA is formed can be selected according to the method of use, and is not essential.
The most versatile is a method using MLA based on glass or a transparent plastic film. In this case, it is preferable to use a transparent plastic film as the base material because it is easy to handle and the formation of the lens surface is relatively easy. In addition, MLA can be formed in a polarizing film mounted on a liquid crystal display. Especially,
In the case of a polarizing film having a structure in which a protective film is overlaid on a polarizer, using a protective film in which MLA has been formed in advance and using it as a polarizing film with MLA requires no additional steps in the conventional liquid crystal display manufacturing process. This is preferable in that a liquid crystal display equipped with the MLA of the present invention can be manufactured without addition.

【0043】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、1表示単位に対して、2つ以上のレン
ズが対応していることが好ましい。これによって、ML
A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。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
いることが好ましく、さらに好ましくは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である。
The size and position of the unit lens of the MLA used in the present invention can be selected according to the size of the display unit of the liquid crystal cell, and two or more lenses correspond to one display unit. Is preferred. Thereby, ML
It is possible to suppress the occurrence of moire due to interference between the lens arrangement pitch of A and the display unit pitch of the cell. More preferably, four or more unit lenses correspond to one dot, and more preferably, eight or more unit lenses correspond to one display unit.

【0044】ここで、1表示単位に対する単位レンズの
個数n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、それぞれ定義され
る。
Here, the number n of unit lenses for one display unit is defined by the following equation (2) for a one-dimensional MLA and by the following equation (3) for a two-dimensional MLA.

【0045】n=N/(L/l) ・・・(2) n=N/(A/a) ・・・(3) ここで、Nは液晶表示装置の有効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。
N = N / (L / l) (2) n = N / (A / a) (3) where N is a unit lens on the effective display surface of the liquid crystal display device. L is the length of the liquid crystal cell in the one-dimensional MLA unit lens array direction, l is the length of one display unit of the liquid crystal cell that contributes to display in the lens array direction, A is the area of the LCD display surface, a is the area of a portion contributing to display in one display unit of the liquid crystal cell. These equations show the average number of lenses corresponding to the display unit portion excluding the portion that does not directly contribute to the display such as the wiring space on the LCD display surface.

【0046】本発明の液晶表示装置は、背面光源を有す
る場合には、該背面光源として、液晶セルの有効視野角
範囲に該背面光源から出射される全光束の80%以上を
出射する背面光源を用いることが好ましい。
When the liquid crystal display device of the present invention has a back light source, the back light source emits at least 80% of the total luminous flux emitted from the back light source within the effective viewing angle range of the liquid crystal cell when the back light source is provided. It is preferable to use

【0047】ここで液晶セルの有効視野角範囲とは、液
晶セルを観察した時に良好な表示品位が得られる視野角
範囲のことを言い、ここでは最良の表示品位が得られる
観察方向での最大のコントラスト比に対して、1/5の
コントラスト比が得られる観察方向の範囲とする。
Here, the effective viewing angle range of the liquid crystal cell refers to a viewing angle range in which a good display quality is obtained when the liquid crystal cell is observed. Here, the maximum viewing angle range in the viewing direction in which the best display quality is obtained. Of the observation direction in which a contrast ratio of 1/5 is obtained with respect to the contrast ratio of.

【0048】このような指向性を持つ背面光源とするこ
とによって得られる効果は二つあり、一つは蛍光管など
の光源体から出射される光束が有効に利用できる点であ
る。すなわち本発明の液晶表示装置は、レンズアレイシ
ート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。そこで、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。
There are two effects obtained by using a back light source having such directivity. One is that a light beam emitted from a light source such as a fluorescent tube can be used effectively. That is, in the liquid crystal display device of the present invention, the individual unit lenses of the lens array sheet refract the light flux transmitted in the direction in which the display quality of the liquid crystal cell is inferior, so that the observation is not affected and, at the same time, a good display is achieved. Since the luminous flux transmitted in the indicated direction can be observed from various directions, the back light source without directivity, which has been generally used conventionally, is emitted at a large angle with respect to the normal direction of the display surface. No luminous flux is used. Therefore, by giving directivity to the light beam emitted from the rear light source, the light beam emitted from the light source can be used effectively.

【0049】さらに、もう一つの効果は表示画像のにじ
みを防止することができる点である。本発明の液晶表示
装置は観察面にレンズアレイシートを装着しており、そ
れはできるだけ液晶セルに近接させて設けられることが
好ましいものであるが、液晶セルの液晶層の表示単位と
レンズアレイシートの凹凸面の間には一般に液晶を封入
するための基板や偏光素子の厚みに相当する距離がある
ため、充分に近接させることができないことが多い。こ
のため、液晶セルの1つの表示単位を透過した光束は、
該表示単位部分に相当する単位レンズ部分だけでなく、
やや離れた位置にある単位レンズにも達し、単位レンズ
の効果で液晶セルの1つの表示単位の輪郭が、ぼやけな
がら大きくなったように観察されるため表示画像がにじ
んだように観察される。これに対し、指向性を持った背
面光源を用いると、液晶層の表示単位部分とレンズアレ
イシートの凹凸面の間に多少距離があっても、該表示単
位部分を透過した光束には指向性があるので、主に相当
する単位レンズ部分だけにしか到達しないので、上記の
ように表示画像がにじむことがない。ただし、液晶表示
装置の用途によっては、ある程度表示画像をにじませた
方が好ましいこともあり、この場合は背面光源の指向性
をコントロールすることで対応が可能である。
Further, another effect is that blurring of a displayed image can be prevented. In the liquid crystal display device of the present invention, a lens array sheet is mounted on an observation surface, and it is preferable that the lens array sheet is provided as close to the liquid crystal cell as possible. In general, there is a distance corresponding to the thickness of the substrate or the polarizing element for enclosing the liquid crystal between the concave and convex surfaces, so that it is often impossible to bring the liquid crystal sufficiently close. Therefore, the luminous flux transmitted through one display unit of the liquid crystal cell is
Not only the unit lens part corresponding to the display unit part,
The image reaches the unit lens at a slightly distant position, and the effect of the unit lens causes the outline of one display unit of the liquid crystal cell to be observed as blurred and enlarged, so that the displayed image is observed as blurred. On the other hand, when a directional back light source is used, even if there is some distance between the display unit portion of the liquid crystal layer and the uneven surface of the lens array sheet, the luminous flux transmitted through the display unit portion has directivity. Therefore, since the light reaches only the corresponding unit lens portion, the displayed image does not blur as described above. However, depending on the application of the liquid crystal display device, it may be preferable to blur the displayed image to some extent. In this case, it is possible to cope by controlling the directivity of the back light source.

【0050】本発明の液晶表示装置が特に表示画像のに
じみを小さく抑えることが求められる場合には、該背面
光源の発光指向性と液晶セルの表示単位の微小単位レン
ズ配列方向の表示単位の配列ピッチの関係に於いて下記
(4)式を満足することが好ましい。
In the case where the liquid crystal display device of the present invention is particularly required to suppress blurring of a displayed image, the light emission directivity of the back light source and the arrangement of display units in the direction of the lens unit in the unit of a small unit of display unit of the liquid crystal cell. It is preferable that the following relationship (4) is satisfied in the relationship of the pitch.

【0051】p ≧ dtan χ ・・・(4) ここで、p(mm)は、液晶セルの表示単位の微小単位
レンズ配列方向に於ける長さ、すなわち表示単位の配列
ピッチを表す。ただし、液晶セルがカラー表示を行うな
どの目的で複数の画素を以って1ドットを形成するとき
は、1ドットを表示単位とする。またd(mm)は、液
晶層から微小単位レンズまでの距離であり、χは背面光
源上の、ある1点に於いて、最大輝度を示す方向から微
小単位レンズ配列方向に傾けていったときに、輝度が最
大輝度の半分になるまでの角度を表す。
P ≧ dtan ・ ・ ・ (4) Here, p (mm) represents the length of the display unit of the liquid crystal cell in the direction of the minute unit lens arrangement, that is, the arrangement pitch of the display unit. However, when a liquid crystal cell forms one dot with a plurality of pixels for the purpose of performing color display or the like, one dot is used as a display unit. Further, d (mm) is the distance from the liquid crystal layer to the minute unit lens, and Δ is when a certain point on the back light source is inclined from the direction showing the maximum luminance to the minute unit lens arrangement direction. Represents an angle until the luminance becomes half of the maximum luminance.

【0052】このような指向性を持つ背面光源とするた
めには、蛍光管などの光源から出射された光束をフレネ
ルレンズ、フレネルプリズムなどの手段を用いる方法
や、反射鏡として微小反射面を組み合わせたマルチリフ
レクタを用いる手段、光ファイバーシートやルーバーな
どによって不要な光束を吸収する手段などがあり、また
これらに限られないが、これらの内、蛍光管などの光源
の出射光を有効に利用する点と薄型化、軽量化がしやす
い点で微小レンズや微小プリズムをシート状に配列した
フレネルシートを、背面光源の液晶セルに近接する発光
面に設ける方法が好ましい。
In order to obtain a rear light source having such directivity, a light beam emitted from a light source such as a fluorescent tube is converted into a light using a means such as a Fresnel lens or a Fresnel prism, or a combination of a minute reflecting surface as a reflecting mirror. There is a means that uses a multi-reflector, a means that absorbs unnecessary light flux with an optical fiber sheet or a louver, etc., and is not limited to these. Among them, a point that effectively uses light emitted from a light source such as a fluorescent tube. It is preferable to provide a Fresnel sheet in which microlenses and microprisms are arranged in a sheet shape on the light-emitting surface close to the liquid crystal cell of the back light source because it is easy to reduce the thickness and weight.

【0053】[0053]

【実施例】本発明を、実施例によりさらに詳細に説明す
るが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでは
ない。 (1)液晶セルの準備 市販のパーソナルコンピューターに搭載されたツイステ
ッドネマチック液晶TFTカラーディスプレイ(画面対
角10.4インチ、画素数縦480ドット×横640ド
ット、バックライト付き)を比較例用の液晶セル1とし
て用意した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (1) Preparation of a liquid crystal cell A twisted nematic liquid crystal TFT color display (screen diagonal 10.4 inches, pixel number 480 dots by width 640 dots, with backlight) mounted on a commercially available personal computer is a liquid crystal for a comparative example. Prepared as cell 1.

【0054】また、この液晶セルの観察面に装着された
偏光フィルムを一旦はがし、2枚のガラス板間に垂直配
向状態で液晶層が保持された厚み方向に光軸を持つ光学
異方性層を間に介して偏光フィルムを元の状態に戻して
貼り合わせ、実施例に用いる液晶セル2を用意した。
An optically anisotropic layer having an optical axis in the thickness direction in which the polarizing film mounted on the observation surface of the liquid crystal cell is once peeled off and the liquid crystal layer is held in a vertically aligned state between two glass plates. Then, the polarizing film was returned to the original state and bonded together to prepare a liquid crystal cell 2 used in Examples.

【0055】液晶セル1の視角依存性は、図9および図
10に示したものであり、液晶セル2の視角依存性は図
11に示したものである。
The viewing angle dependency of the liquid crystal cell 1 is shown in FIGS. 9 and 10, and the viewing angle dependency of the liquid crystal cell 2 is shown in FIG.

【0056】また、法線方向を中心に測定したコントラ
スト比、およびコントラスト比の変化率を表1に示す。
Table 1 shows the contrast ratio measured around the normal direction and the rate of change of the contrast ratio.

【0057】[0057]

【表1】 (2)MLAの準備 パターンのピッチが48μmの非円筒側面形状の溝が掘
られた金型を用意し、これに透明な紫外線硬化型樹脂
(硬化後の屈折率1.48)を、厚みの25μmの易接
着化コーティング処理されたポリエチレンテレフタレー
トフィルム(東レ(株)製)と前記金型との間に充填
し、紫外線をフィルム側から照射し紫外線硬化型樹脂を
硬化せしめた。
[Table 1] (2) Preparation of MLA A mold in which a groove having a non-cylindrical side surface with a pattern pitch of 48 μm was dug was prepared, and a transparent ultraviolet-curable resin (refractive index after curing 1.48) was added thereto. A space was filled between the mold and a polyethylene terephthalate film (manufactured by Toray Industries, Inc.) having a coating thickness of 25 μm which had been subjected to an easy-adhesion treatment, and ultraviolet rays were irradiated from the film side to cure the ultraviolet curable resin.

【0058】市販のカーボンブラック添加黒色レジスト
(東京応化工業(株)製)を、得られた金型/紫外線効
果樹脂層/フィルム積層体のフィルム表面にスピンコー
タを用いて塗布し、乾燥した後、ストライプ状のパター
ン(パターンのピッチ48μm)を持ったフォトマスク
を介して高圧水銀灯によって紫外線を露光し、現像液に
よって未硬化部分を溶解除去した。
A commercially available black resist containing carbon black (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to the film surface of the obtained mold / ultraviolet effect resin layer / film laminate using a spin coater and dried. Ultraviolet light was exposed by a high-pressure mercury lamp through a photomask having a stripe pattern (pattern pitch: 48 μm), and an uncured portion was dissolved and removed by a developer.

【0059】この際、金型とフォトマスクに記されたア
ライメントマークを重ね合わせることで遮光層の中心線
が前記金型の稜線に一致するように、幅25μmの遮光
層を形成した。
At this time, a light-shielding layer having a width of 25 μm was formed by superimposing the alignment mark on the photomask with the mold so that the center line of the light-shielding layer coincided with the ridge line of the mold.

【0060】次に、ここで得られた遮光層/マイクロレ
ンズ複合体の遮光層側を厚さ0.8mmのアクリル平板
(透明プラスティック基板)に貼り合わせて、図2およ
び図3に示した形状のMLAを作成した。
Next, the light-shielding layer side of the light-shielding layer / microlens composite obtained here was bonded to an acrylic flat plate (transparent plastic substrate) having a thickness of 0.8 mm to obtain the shape shown in FIGS. MLA was prepared.

【0061】(3)液晶表示装置の作成と評価 上記(1)で得られた液晶セル1および2に(2)で得
られたMLAのレンズ凹凸が形成された面を液晶セル
側、遮光層が形成された面を観察面側にして、液晶セル
観察面表面に装着した。このとき装着方向は、単位レン
ズの配列方向を画面上下方向とした。
(3) Preparation and Evaluation of Liquid Crystal Display Device The surfaces of the liquid crystal cells 1 and 2 obtained in (1) above, on which the lens irregularities of the MLA obtained in (2) were formed, were placed on the liquid crystal cell side and the light-shielding layer. The liquid crystal cell was mounted on the observation surface of the liquid crystal cell with the surface on which the was formed facing the observation surface. At this time, the mounting direction was the vertical direction of the screen in the arrangement direction of the unit lenses.

【0062】このようにして得られた液晶表示装置1お
よび2の、 画面上下方向における正面コントラスト比、
およびその視角依存性を評価したところ、本発明の液晶
表示装置である液晶表示装置2は図11に示したとおり
90以上の正面コントラスト比が得られ、低下率は20
%強に抑えられた。また、事実上全方向からの観察にお
いて実用的な「くっきり」した表示が得られる50以上
のコントラスト比が確保されていた。一方、液晶表示装
置1は図10に示したとおり正面コントラスト比が約4
0になり、低下率は70%以上であった。
The front contrast ratio of the liquid crystal display devices 1 and 2 thus obtained in the vertical direction of the screen,
When the viewing angle dependence was evaluated, the liquid crystal display device 2 as the liquid crystal display device of the present invention obtained a front contrast ratio of 90 or more as shown in FIG.
%. In addition, a contrast ratio of 50 or more that can obtain a practical "clear" display in observation from virtually all directions was secured. On the other hand, the liquid crystal display device 1 has a front contrast ratio of about 4 as shown in FIG.
0, and the reduction rate was 70% or more.

【0063】なお、画面左右方向についてはMLAの装
着による視角依存性の変化はないが、ここで用いた液晶
セルはツイステッドネマチック液晶であるため、画面左
右方向については本来より広い視野角を持っているた
め、本発明の液晶表示装置はあらゆる方向から良好な画
像を観察することができる。
Although there is no change in the viewing angle dependency in the horizontal direction of the screen due to the mounting of the MLA, the liquid crystal cell used here is a twisted nematic liquid crystal, and therefore has a wider viewing angle in the horizontal direction of the screen. Therefore, the liquid crystal display device of the present invention can observe good images from all directions.

【0064】以上のように、本発明の液晶表示装置は、
わずかな液晶セルの特性の違いが、MLAを用いる液晶
表示装置において重要な因子であることを見出すことに
より、圧倒的な高画質・広視野角液晶表示装置となって
いることがわかる。
As described above, the liquid crystal display device of the present invention
By finding that a slight difference in the characteristics of the liquid crystal cell is an important factor in a liquid crystal display device using MLA, it can be seen that the liquid crystal display device has an overwhelmingly high image quality and a wide viewing angle.

【0065】[0065]

【発明の効果】MLAを観察面に装着した液晶表示装置
において、広視野角・高画質液晶表示装置を得ることが
できる。
According to the present invention, a liquid crystal display device having a wide viewing angle and high image quality can be obtained in a liquid crystal display device having an MLA mounted on an observation surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の液晶表示装置の一例を模式的に示す
ものである。
FIG. 1 schematically illustrates an example of the liquid crystal display device of the present invention.

【図2】 本発明の液晶表示装置に用いる1次元MLA
の一例の、1部分を拡大した概略平面図である。
FIG. 2 shows a one-dimensional MLA used in the liquid crystal display device of the present invention.
It is the schematic plan view which expanded one part of one example.

【図3】 図2に示したMLAのII矢視図である。FIG. 3 is a view of the MLA shown in FIG.

【図4】 本発明の液晶表示装置に用いるMLAの一例
の、1部分を拡大した概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view enlarging a part of an example of the MLA used in the liquid crystal display device of the present invention.

【図5】 図4に示したMLAのVII矢視図である。FIG. 5 is a view of the MLA shown in FIG.

【図6】 本発明の液晶表示装置に用いる2次元MLA
の一例の、1部分を拡大した概略平面図である。
FIG. 6 shows a two-dimensional MLA used in the liquid crystal display device of the present invention.
It is the schematic plan view which expanded one part of one example.

【図7】 図6に示したMLAのA−A’断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the MLA shown in FIG. 6;

【図8】 図6および図7に示したMLAの形状を説明
する見取り図である。
FIG. 8 is a sketch drawing for explaining the shape of the MLA shown in FIGS. 6 and 7.

【図9】 従来の液晶表示装置の視角依存性を説明する
図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the viewing angle dependency of a conventional liquid crystal display device.

【図10】 図9の特性をもつ液晶セルにMLAを装着
した液晶表示装置の特性を示す。
10 shows characteristics of a liquid crystal display device in which an MLA is mounted on a liquid crystal cell having the characteristics of FIG.

【図11】 本発明の液晶表示装置の特性および本発明
に用いる液晶セルの特性を示す。
FIG. 11 shows characteristics of a liquid crystal display device of the present invention and characteristics of a liquid crystal cell used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:MLAの第1物質層 2:MLAの第2物質層 3:凹凸面 4:第1物質層の表面 5:第2物質層の表面 6:遮光層 7:透明プラスティック基板 10:MLA 11:上側偏光板 12:光学異方性層 13:光学異方性層のガラス基板 14:表示用の液晶層 15:表示用の液晶層のガラス基板 16:下側偏光板 17:ルーバーシート 18:プリズムシート 19:導光板 20:蛍光管光源 1: First material layer of MLA 2: Second material layer of MLA 3: Uneven surface 4: Surface of first material layer 5: Surface of second material layer 6: Light shielding layer 7: Transparent plastic substrate 10: MLA 11: Upper polarizing plate 12: Optically anisotropic layer 13: Glass substrate of optically anisotropic layer 14: Liquid crystal layer for display 15: Glass substrate of liquid crystal layer for display 16: Lower polarizing plate 17: Louver sheet 18: Prism Sheet 19: Light guide plate 20: Fluorescent tube light source

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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ことによって、光線
透過率を変化させる液晶光シャッタの配列体である液晶
セルと、該液晶セルの観察面に装着された該微小単位レ
ンズを面状に配列して構成されているマイクロレンズア
レイシートとを有する透過型液晶表示装置であって、該
マイクロレンズアレイシートの微小単位レンズ配列方向
における該液晶セルの透過率の角度依存性が、表示面の
法線方向を中心に±15度の範囲でのコントラスト比の
変化率で表わしたとき、50%以内に制御されているこ
とを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal cell, which is an array of liquid crystal light shutters for changing the alignment state of liquid crystal by applying an electric field or applying an electric current to an arbitrary display unit, and a liquid crystal cell having a liquid crystal shutter. A microlens array sheet configured by arranging the microunit lenses mounted on the observation surface in a planar manner, the microlens array sheet comprising: The angle dependency of the transmittance of the liquid crystal cell is controlled to be within 50% when expressed as a change ratio of a contrast ratio within a range of ± 15 degrees with respect to the normal direction of the display surface. Liquid crystal display.
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