JPH0580207A - 広視野角液晶表示装置 - Google Patents
広視野角液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH0580207A JPH0580207A JP3242269A JP24226991A JPH0580207A JP H0580207 A JPH0580207 A JP H0580207A JP 3242269 A JP3242269 A JP 3242269A JP 24226991 A JP24226991 A JP 24226991A JP H0580207 A JPH0580207 A JP H0580207A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- layer
- display device
- rays
- crystal display
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】広い視野角を得るために画素の表示側に各画素
ごとに凹レンズ状構造の透明層を設けている。 【効果】本発明の液晶表示装置は、液晶層を通過した先
が凹レンズ状の高屈折率層と低屈折率層の界面を通過す
るため視野角が広くなる。
ごとに凹レンズ状構造の透明層を設けている。 【効果】本発明の液晶表示装置は、液晶層を通過した先
が凹レンズ状の高屈折率層と低屈折率層の界面を通過す
るため視野角が広くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に視野角が広い単純マトリクス液晶表示装置ないしア
クティブ・マトリクス液晶表示装置に関する。
特に視野角が広い単純マトリクス液晶表示装置ないしア
クティブ・マトリクス液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置は、数μｍの厚さの
液晶層を挟んで配向膜層、透明電極層、カラーフィルタ
層（カラー液晶表示装置の場合）、トランジスタ（アク
ティブ・マトリクス型の場合）、ガラス層、偏光板など
から形成されている。液晶層に対しては両面から駆動電
圧が印加され、その電圧レベルに対応して液晶のコンフ
ィギュレーションが変化することによって、その中を通
過する偏光の向きが変化し、そのため偏光板を通過して
外部に出る偏光の透過率が変化する。この偏光の透過率
の大小に対応して表示画面が形成される。
液晶層を挟んで配向膜層、透明電極層、カラーフィルタ
層（カラー液晶表示装置の場合）、トランジスタ（アク
ティブ・マトリクス型の場合）、ガラス層、偏光板など
から形成されている。液晶層に対しては両面から駆動電
圧が印加され、その電圧レベルに対応して液晶のコンフ
ィギュレーションが変化することによって、その中を通
過する偏光の向きが変化し、そのため偏光板を通過して
外部に出る偏光の透過率が変化する。この偏光の透過率
の大小に対応して表示画面が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、上記のように液晶層のコンフィギュレーションに応
じた光透過率の変化によって画面表示を行っているので
あるが、この場合の問題になるのは液晶の複屈折現象で
ある。液晶は複屈折性を有しており、液晶分子の長軸
（ダイレクタ）方向とダイレクタに直角な方向とで異な
る屈折を持つのが通常である。複屈折性の有る媒質に一
定方向に揃えられた偏光が入射した場合、その偏光の方
向とダイレクタの方向とが一致した場合、あるいは垂直
である場合には偏光はその方向を変えずに進行し、もし
ダイレクタのコンフィギュレーションが光の進行方向に
沿って捩れている場合は入射光はダイレクタの捩れに沿
ってその偏光方向を変化させながら液晶中を進行する。
は、上記のように液晶層のコンフィギュレーションに応
じた光透過率の変化によって画面表示を行っているので
あるが、この場合の問題になるのは液晶の複屈折現象で
ある。液晶は複屈折性を有しており、液晶分子の長軸
（ダイレクタ）方向とダイレクタに直角な方向とで異な
る屈折を持つのが通常である。複屈折性の有る媒質に一
定方向に揃えられた偏光が入射した場合、その偏光の方
向とダイレクタの方向とが一致した場合、あるいは垂直
である場合には偏光はその方向を変えずに進行し、もし
ダイレクタのコンフィギュレーションが光の進行方向に
沿って捩れている場合は入射光はダイレクタの捩れに沿
ってその偏光方向を変化させながら液晶中を進行する。
【０００４】しかし、入射する偏光の方向がダイレクタ
とそれ以外の角度を成す時は、偏光は液晶中を進行する
に伴って方向を回転させ、従って表示部の偏光板に達す
る偏光の角度は必ずしも一定していない。このためこの
ような角度で入射した光は駆動電圧をオン及びオフを選
んだ時の透過率に大きな差がなく、表示コントラストが
悪くなる。このような理由から、液晶表示装置において
は通過光の角度によって表示コントラストが異なり、従
って良好なコントラストを得られる角度は限られて来
る。
とそれ以外の角度を成す時は、偏光は液晶中を進行する
に伴って方向を回転させ、従って表示部の偏光板に達す
る偏光の角度は必ずしも一定していない。このためこの
ような角度で入射した光は駆動電圧をオン及びオフを選
んだ時の透過率に大きな差がなく、表示コントラストが
悪くなる。このような理由から、液晶表示装置において
は通過光の角度によって表示コントラストが異なり、従
って良好なコントラストを得られる角度は限られて来
る。
【０００５】液晶表示装置においては、このような領域
を液晶表示表面に対する上下左右の角度で表すのが通例
であり、このような角度を視野角と呼ぶ。視野角を設定
する際のコントラストの基準としては、例えばアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置においては１０ないし２０
という値を用いることが多い。アクティブマトリクス型
液晶表示装置においては、コントラスト１０以上の基準
で左右視野角は５０〜６０°、上下視野角は２０〜３０
°が通常である。このような視野角では値が小さすぎ、
特に上下の視野角の不足が問題である。この程度の視野
角の液晶表示装置においては、少し上あるいは下から画
面を見ると、著く低画質の画面しか見ることができな
い。
を液晶表示表面に対する上下左右の角度で表すのが通例
であり、このような角度を視野角と呼ぶ。視野角を設定
する際のコントラストの基準としては、例えばアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置においては１０ないし２０
という値を用いることが多い。アクティブマトリクス型
液晶表示装置においては、コントラスト１０以上の基準
で左右視野角は５０〜６０°、上下視野角は２０〜３０
°が通常である。このような視野角では値が小さすぎ、
特に上下の視野角の不足が問題である。この程度の視野
角の液晶表示装置においては、少し上あるいは下から画
面を見ると、著く低画質の画面しか見ることができな
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、広い視野を得るために画素の表示側に凹レンズ状の
透明層を有することを特徴としている。
は、広い視野を得るために画素の表示側に凹レンズ状の
透明層を有することを特徴としている。
【０００７】
【作用】従来の表示装置においては、液晶層を通過した
平行光線はそのまま平行状態で外に出ていた。しかし、
本発明においては平行光線は凹レンズ状の層を通過する
際に外側に広げられて外部に出る。従って、これまで狭
い視野角に対応していた良コントラストの光線がより広
角度に広がり、従って広視野角が実現される。ここで用
いられる凹レンズ状透明層としては、ガラス、透明プラ
スチック等の単なる凹レンズ状構造物であっても良い
し、あるいは屈折率が異なる２層構造で、内側の高屈折
率の側の材料が凹レンズ状の構造をとる物であっても良
い。
平行光線はそのまま平行状態で外に出ていた。しかし、
本発明においては平行光線は凹レンズ状の層を通過する
際に外側に広げられて外部に出る。従って、これまで狭
い視野角に対応していた良コントラストの光線がより広
角度に広がり、従って広視野角が実現される。ここで用
いられる凹レンズ状透明層としては、ガラス、透明プラ
スチック等の単なる凹レンズ状構造物であっても良い
し、あるいは屈折率が異なる２層構造で、内側の高屈折
率の側の材料が凹レンズ状の構造をとる物であっても良
い。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の縦断面図である。１は液
晶層でありその上部に透明電極層２が形成されており、
その上部にカラーフィルタ層３が形成されており、その
上部に高屈折率凹レンズ層４が形成されており、その上
部に低屈折率層５が形成されており、その上部に偏光板
６が接着されている。その上部は外部である。実線の矢
印で描かれた線は、本発明において液晶表示装置を通過
する光線の光路であり、一方破線で描かれた線は従来技
術による液晶表示装置を通過する光線の光路である。
る。図１は本発明の一実施例の縦断面図である。１は液
晶層でありその上部に透明電極層２が形成されており、
その上部にカラーフィルタ層３が形成されており、その
上部に高屈折率凹レンズ層４が形成されており、その上
部に低屈折率層５が形成されており、その上部に偏光板
６が接着されている。その上部は外部である。実線の矢
印で描かれた線は、本発明において液晶表示装置を通過
する光線の光路であり、一方破線で描かれた線は従来技
術による液晶表示装置を通過する光線の光路である。
【０００９】本発明における高屈折率凹レンズ層の材料
としてはガラス（屈折率＝１．８０）が用いられ、また
低屈折率層としてはポリメタクリル酸メチル（屈折率＝
１．４２）が用いられる。各層の厚みは液晶層が５．０
μｍ、透明電極層が０．１μｍ、カラーフィルタ層が
３．０μｍ、凹レンズ層が厚い所で１０．０μｍ、薄い
所で７．５μｍであり、低屈折率層が薄い所で９９０μ
ｍ、厚い所で９９２．５μｍであり、偏光板が１００μ
ｍである。各画素の幅は３００μｍであり、また凹レン
ズの曲率半径は最凹部で７０μｍである。
としてはガラス（屈折率＝１．８０）が用いられ、また
低屈折率層としてはポリメタクリル酸メチル（屈折率＝
１．４２）が用いられる。各層の厚みは液晶層が５．０
μｍ、透明電極層が０．１μｍ、カラーフィルタ層が
３．０μｍ、凹レンズ層が厚い所で１０．０μｍ、薄い
所で７．５μｍであり、低屈折率層が薄い所で９９０μ
ｍ、厚い所で９９２．５μｍであり、偏光板が１００μ
ｍである。各画素の幅は３００μｍであり、また凹レン
ズの曲率半径は最凹部で７０μｍである。
【００１０】図中の実線及び破線の矢印で表された光路
は、液晶層を通過する段階では同一であり、液晶層１か
ら透明電極層２に入る時の入射角がθである。ここでは
液晶表示装置の表示コントラストが１０となる角度を選
んでおり、入射角がθよりも小さい光線はコントラスト
が１０より大きくなり表示画質は良好であるが、入射角
がθよりも大きい光線はコントラストが１０より小さく
なり、表示画質は不良となる。すなわち、この入射角θ
で入った光線の描く光路が液晶表示装置の視野角と対応
することになる。
は、液晶層を通過する段階では同一であり、液晶層１か
ら透明電極層２に入る時の入射角がθである。ここでは
液晶表示装置の表示コントラストが１０となる角度を選
んでおり、入射角がθよりも小さい光線はコントラスト
が１０より大きくなり表示画質は良好であるが、入射角
がθよりも大きい光線はコントラストが１０より小さく
なり、表示画質は不良となる。すなわち、この入射角θ
で入った光線の描く光路が液晶表示装置の視野角と対応
することになる。
【００１１】破線で表される従来技術の液晶表示装置の
光路も、実線で表される本発明液晶表示装置の光路も液
晶層を通過する段階では同一であり、また液晶層を出て
透明電極層、カラーフィルタ層を通過する段階も同一で
ある。カラーフィルタ層の上部は本発明においてはガラ
スの凹レンズ層と低屈折率の層の二層構造となっている
が、従来技術ではこの両層に相当する部分が総てガラス
で形成された一層構造となっている。
光路も、実線で表される本発明液晶表示装置の光路も液
晶層を通過する段階では同一であり、また液晶層を出て
透明電極層、カラーフィルタ層を通過する段階も同一で
ある。カラーフィルタ層の上部は本発明においてはガラ
スの凹レンズ層と低屈折率の層の二層構造となっている
が、従来技術ではこの両層に相当する部分が総てガラス
で形成された一層構造となっている。
【００１２】従って、本発明においてはガラスの高屈折
率層に入った光線は凹レンズ形の界面から低屈折率層に
出る段階でこれまで平行だった光線が外側に広がるよう
な形で屈折し、さらに偏光板、外部へと出る段階でも屈
折する。一方従来技術における光線は、上述のような凹
レンズ形２層構造を通過することがなく、偏光板に達す
るまで直線的に進行し、偏光板、外部で屈折する。従っ
て、この場合外部に出た光線は平行のままであり本発明
のように外側に広がていない。
率層に入った光線は凹レンズ形の界面から低屈折率層に
出る段階でこれまで平行だった光線が外側に広がるよう
な形で屈折し、さらに偏光板、外部へと出る段階でも屈
折する。一方従来技術における光線は、上述のような凹
レンズ形２層構造を通過することがなく、偏光板に達す
るまで直線的に進行し、偏光板、外部で屈折する。従っ
て、この場合外部に出た光線は平行のままであり本発明
のように外側に広がていない。
【００１３】図に示したように、本発明における光線の
外部への出射角は最大の所でφであり、一方従来技術に
おける光線の外部への出射角は共通してφ′である。角
度φおよびφ′はそれぞれ本発明及び従来技術における
コントラスト１０の視野角に相当し、本発明の視野角φ
の方が従来技術の視野角φ′よりも大きい。
外部への出射角は最大の所でφであり、一方従来技術に
おける光線の外部への出射角は共通してφ′である。角
度φおよびφ′はそれぞれ本発明及び従来技術における
コントラスト１０の視野角に相当し、本発明の視野角φ
の方が従来技術の視野角φ′よりも大きい。
【００１４】実際に図のような液晶表示装置を作成し、
視野角を測定した。一方比較のために従来技術による液
晶表示装置も作成し、視野角を測定した。その結果を表
１に示す。
視野角を測定した。一方比較のために従来技術による液
晶表示装置も作成し、視野角を測定した。その結果を表
１に示す。
【００１５】
【００１６】この表から視野角が本発明では従来技術に
比べて大きくなっていることがわかる。
比べて大きくなっていることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置は液晶層を通過した光が凹レンズ状の高屈折率層−
低屈折率層界面を通過することにより、液晶表示装置の
視野角を広くする効果が有る。
装置は液晶層を通過した光が凹レンズ状の高屈折率層−
低屈折率層界面を通過することにより、液晶表示装置の
視野角を広くする効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の画素の断面図である。
１ 液晶層 ２ 透明電極層 ３ カラーフィルタ層 ４ 高屈折率凹レンズ層 ５ 低屈折率層 ６ 偏光板
Claims (1)
- 【請求項１】 画素の表示側に、各画素ごとに凹レンズ
状構造の透明層を有することを特徴とする広視野角液晶
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242269A JPH0580207A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 広視野角液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242269A JPH0580207A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 広視野角液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580207A true JPH0580207A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17086753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3242269A Pending JPH0580207A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 広視野角液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0580207A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05289072A (ja) * | 1992-02-14 | 1993-11-05 | Samsung Electron Co Ltd | 液晶表示板及びその製造方法 |
| KR100432338B1 (ko) * | 1995-03-31 | 2004-09-01 | 소니 가부시끼 가이샤 | 액정표시장치및그제조방법 |
| WO2007013313A1 (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | 透過型液晶表示装置 |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP3242269A patent/JPH0580207A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05289072A (ja) * | 1992-02-14 | 1993-11-05 | Samsung Electron Co Ltd | 液晶表示板及びその製造方法 |
| KR100432338B1 (ko) * | 1995-03-31 | 2004-09-01 | 소니 가부시끼 가이샤 | 액정표시장치및그제조방법 |
| WO2007013313A1 (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | 透過型液晶表示装置 |
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