JPH07104276A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH07104276A
JPH07104276A JP5253061A JP25306193A JPH07104276A JP H07104276 A JPH07104276 A JP H07104276A JP 5253061 A JP5253061 A JP 5253061A JP 25306193 A JP25306193 A JP 25306193A JP H07104276 A JPH07104276 A JP H07104276A
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conjugate
crystal layer
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Toshiaki Okamura
岡村俊朗
Seiichiro Tabata
田端誠一郎
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Olympus Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示画像のボケを生じさせずに視野角依存性
を減らした液晶表示装置。 【構成】 複数の画素により映像を表示する表示面１６
と、表示面１６と反対側の裏面側に配され、表示面１６
に対し略垂直な略平行光束を表示面１６の各画素に入射
させるバックライト１１とを有する液晶表示装置におい
て、表示面１６の表示側にマイクロレンズアレイ２０を
配し、マイクロレンズアレイ２０により形成された表示
面１６と共役な面近傍に拡散素子２１を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に、表示画像のボケを生じさせずに視野角依存性を減
らした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、液晶セルを２枚の偏光
板で挟んで、電界印加を制御することで、透過光をオン
・オフして画像を表示させるものである。しかし、その
表示の視野角依存性が高く、特定の角度範囲内でしか表
示が見えない。そこで、従来、表示装置の表示面側に複
数の凹凸部を設けて、液晶層を直進して来た光を拡散さ
せることにより、視野角依存性を減らしていた（実開平
４−７２２２１号）。
【０００３】液晶としてツイストネマチック（ＴＮ）液
晶を用いるこのようなカラー液晶表示装置の分解斜視図
を図５に示す。図５において、光源１側から、光源１、
偏光板５、ガラス板６、電極板９、液晶層７、電極板
９、ガラス板６、偏光板５、カラーフィルター３、凹凸
部４の順で配置し、液晶層７としてＴＮ液晶すなわち、
液晶分子を９０°捩じったものを用いている。この中、
光源１以外は一体に重ね合わされており、何れか一方の
電極板９は画素単位で分離されており、それに応じて液
晶層７が液晶セルとして機能的に分離されており、各液
晶セルにはカラーフィルター３の何れか１つの色のフィ
ルターが対応して配置されている。
【０００４】このような液晶表示装置において、光源１
より発生した光は光源側の偏光板５で所定方向の直線偏
光に変換され、液晶層７の状態、すなわち、電圧が印加
されていない場合は、液晶分子が９０°捩じれ配置にな
っており、その捩じれに従って入射光の偏光面が回転し
て別の偏光板５に達し、この偏光板５が光源側の偏光板
５と透過軸が直交している場合はこれを通過し、カラー
フルター３を経て凹凸部４に達し、凹凸部４において微
小な多数の透明凸部又は凹部により光がある程度拡散さ
れ、視野角が拡がることが可能となり、この液晶表示装
置の視野角依存性が小さくなる。なお、２枚の偏光板
５、５が上記の透過軸配置の場合、液晶層７に電圧が印
加されると、液晶分子の長軸が液晶層７に略垂直に整列
され、入射光は偏光面の回転を受けずそのまま通過する
ため、別の偏光板５で遮断され、その部分は黒く表示さ
れる。なお、凹凸部４の各々の凸部又は凹部の形状は、
例えば図６（Ａ）、（Ｂ）に斜視図と断面図を示すよう
に、凹レンズ状になっているものでもよく、図６
（Ｃ）、（Ｄ）に斜視図と断面図を示すように、凸レン
ズ状になっているものでもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな配置において、液晶層７と拡散部材４の間には液晶
層７を挟むガラス板６が存在し、このガラス板６は厚み
を持つため、拡散部材４の拡散面を液晶層７から離して
配置しなければならない。そのため、表示面から離間し
て配置した拡散部材４により画像がボケてしまう問題点
があった。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決して、その目的は、表示画像のボケを生じさせずに視
野角依存性を減らした液晶表示装置を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の液晶表示装置は、複数の画素により映像を表示する
表示面と、前記表示面と反対側の裏面側に配され、前記
表示面に対し略垂直な略平行光束を前記表示面の各画素
に入射させるバックライトとを有する液晶表示装置にお
いて、前記表示面の表示側にマイクロレンズアレイを配
し、前記マイクロレンズアレイにより形成された前記表
示面と共役な面近傍に拡散素子を配置したことを特徴と
するものである。
【０００８】
【作用】本発明においては、表示面の表示側にマイクロ
レンズアレイを配し、マイクロレンズアレイにより形成
された表示面と共役な面近傍に拡散素子を配置したの
で、画像のボケを引き起こさずに液晶表示装置の視野角
依存性を減らすことができる。また、拡散素子を上記共
役面から若干離間して配置することにより、画素を目立
たなくすることもできる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照にして本発明の液晶表示装
置を実施例に基づいて説明する。図１に１実施例の断面
図を示す。本発明においては、液晶表示装置の表示面上
にマイクロレンズアレイを配置し、このマイクロレンズ
アレイによって形成される画素表示面の像面、すなわ
ち、画素表示面と共役な面近傍に拡散板を配置して、画
像のボケを防止することを原理とする。図１において、
バックライト１１側から順に、バックライト１１、ルー
バー１２、偏光板１３、カバーガラス１４、透明電極１
５、液晶層１６、透明電極１７、カバーガラス１８、偏
光板１９、マイクロレンズアレイ２０、拡散板２１が順
に配置される。バックライト１１からマイクロレンズア
レイ２０までは一体に配置してよいが、拡散板２１は離
間して配置される。また、マイクロレンズアレイ２０
は、その各マクロレンズが液晶セル各々に整列するよう
に配置される。
【００１０】このような配置において、バックライト１
１からの光は、ルーバー１２によりある程度開口数が絞
られて、偏光板１３、カバーガラス１４、透明電極１５
を経て液晶層１６に入る。液晶層１６から出た光は、透
明電極１７、カバーガラス１８、偏光板１９を経てマイ
クロレンズアレイ２０に達し、各表示画素は、点線で示
すように、マイクロレンズによりその共役距離だけ離れ
た位置に結像される。すなわち、液晶層に表示された画
像が少し離れた位置に結像される。この画像は、液晶層
１６に垂直に近い角度で入射した光だけで結像されてい
るので、コントラストが高い。しかし、垂直から外れた
方向からは見えない。
【００１１】そこで、この画像が形成されている共役面
に拡散板２１を配置し、視野各依存性の高い表示光を図
示のように広い角度に拡散させるようにすることによ
り、視野角依存性が少なくなり、かつ、拡散板２１が配
置されている面が画素表示面と共役な面であるため、表
示画像がボケない。なお、拡散板２１としては、単にガ
ラス板を砂摺りした物や、従来技術で説明した図６のよ
うな凹凸部等でもよく、また、その他あらゆる拡散板２
１が使用できる。また、図２に平面図を示したように、
６角形やその他の外形で格子方向も異ならせて微細周期
で周期的に並べた回折格子は、拡散光の方向を制御でき
るので、拡散板２１としてはより効果的である。
【００１２】また、開口数が絞られて表示面に対し略垂
直な略平行光束による照明は、ルーバー１２を用いなく
とも、例えば図３に示すように、点光源２２からの発散
光をコンデンサレンズ２３でピンホール２４上に集光
し、ピンホール２４から出た発散光をコリメータレンズ
２５で平行にし、これを上記の偏光板１３から拡散板２
１でなる液晶表示装置３０のバックライトとして用いて
もよく、その他、開口数をある程度絞れる照明装置であ
れば、如何なる照明装置でも使用できる。なお、本発明
において、バックライトとして表示面に対し略垂直な略
平行光束を用いる理由は、仮に一般的な面光源を用いる
と、図１に一点鎖線で示したようなスキュー光線が存在
するため、隣接する液晶セルからの光も拡散板２１に入
射して、表示画像の解像力が低下してしまうのに対し、
このような略平行光束を用いると、上記のようなスキュ
ー光線がなく、他の液晶セルからの光の混入がなくな
り、画像の解像力がよくなるためである。
【００１３】さて、次の実施例として、図４に示すよう
に、拡散板２１をマイクロレンズアレイ２０による結像
面Ｐから若干遠くへ離して配置することにより、個々の
表示画素がボケてそのエッジが不鮮明になると共に、隣
接する画素同士のがこのボケにより接触して画素間のデ
ットスペースがなくなるため、画素が目立たなくなる。
【００１４】さらに、図４において、拡散板２１として
図２に示したような回折格子を用いて、これを結像面Ｐ
からマイクロレンズアレイ２０に近づく方向又は離れる
方向へ若干離して配置する場合、高次の回折光により視
野角依存性が少なくなると共に、回折格子２１で回折さ
れた低次の０次、±１次光等により、１つの画素は０次
像、＋１次像、−１次像と分離され、０次像に対して図
示のようにΔだけ両側にズレて重なって見える。したが
って、拡散板２１として用いる回折格子を図２の場合の
ように複数の異なる格子方向を有するものとすれば、０
次像の周囲に多数の±１次像が放射方向にズレて重畳し
たものとして見え、画素の高周波数成分がカットされる
と共に、このズレ量Δを画素間のデットスペースを埋め
るように選択することにより、各画素内の表示部分と非
表示部分との明暗が分離像相互が重なることによりぼや
け、各画素が目立たなくなる。これにより、画素が目立
たなくなる分、観察者に見やすい画面となり、また、目
の疲労感も減少させることができる。
【００１５】以上、本発明の液晶表示装置をいくつかの
実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、マイ
クロレンズアレイの代わりに、結像性のあるホログラム
又はフレネルゾーンプレートのアレイを用いてもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶表示装置によると、表示面の表示側にマイクロレ
ンズアレイを配し、マイクロレンズアレイにより形成さ
れた表示面と共役な面近傍に拡散素子を配置したので、
画像のボケを引き起こさずに液晶表示装置の視野角依存
性を減らすことができる。また、拡散素子を上記共役面
から若干離間して配置することにより、画素を目立たな
くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の１実施例の断面図であ
る。
【図２】回折格子を用いる拡散板の平面図である。
【図３】照明装置の１実施例の光路図である。
【図４】別の実施例の断面図である。
【図５】従来例の分解斜視図である。
【図６】従来例の凹凸部の形状を示す斜視図と断面図で
ある。
【符号の説明】
１１…バックライト １２…ルーバー １３…偏光板 １４…カバーガラス １５…透明電極 １６…液晶層 １７…透明電極 １８…カバーガラス １９…偏光板 ２０…マイクロレンズアレイ ２１…拡散板 ２２…点光源 ２３…コンデンサレンズ ２４…ピンホール ２５…コリメータレンズ ３０…液晶表示装置 Ｐ…結像面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の画素により映像を表示する表示面
    と、前記表示面と反対側の裏面側に配され、前記表示面
    に対し略垂直な略平行光束を前記表示面の各画素に入射
    させるバックライトとを有する液晶表示装置において、
    前記表示面の表示側にマイクロレンズアレイを配し、前
    記マイクロレンズアレイにより形成された前記表示面と
    共役な面近傍に拡散素子を配置したことを特徴とする液
    晶表示装置。
JP5253061A 1993-10-08 1993-10-08 液晶表示装置 Pending JPH07104276A (ja)

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