JPH08234183A

JPH08234183A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH08234183A
Application number: JP7065069A
Authority: JP
Inventors: Jiyunya Teruhira; 淳也輝平
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】複数方向からのコントラストが良好な液晶表
示素子を提供する。【構成】フロント基板２の前面側に、プリズム４を各
画素の列に対向するように配置する。プリズム４の形状
は、三角柱状であり、１つの周側面をフロント基板２の
前面と平行となるように配置する。このような構成とす
ることにより、各画素を通過した光がプリズム４で２方
向に分光され、液晶表示素子に向かって２方向から見た
場合のコントラストが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワードプロセッサやテレビ等の電子機器
のディスプレイとして用いられる液晶表示素子は、通
常、一対のガラス基板をシール材を介して対向配置さ
せ、各ガラス基板の対向面には表示電極をそれぞれ形成
すると共に液晶分子の配向方向を規制するための配向膜
を被覆し、シール材の両基板に囲まれた空間内に液晶を
封入してなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示素子は、ブラウン管ディスプレイ（ＣＲ
Ｔ）に比べて視野角が狭いという問題点がある。このた
め、例えば車載用ナビゲーションシステムのモニターに
液晶表示素子を用いると、図８に示すように、液晶表示
素子の正面のコントラストのみが良好で、液晶表示素子
に向かって例えば右側の運転席側と、向かって左側の助
手席側とでは、コントラストが低く、表示が見にくい等
の問題点があった。また、他の電子機器のディスプレイ
として液晶表示素子を用いる場合でも、広い視野角であ
ることが望まれている。この発明は、あらゆる液晶表示
素子の視野角を簡単な手段で広くし、しかも利用目的に
見合う視野角特性が得られる液晶表示素子を提供するこ
とを、その目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、相対向する面の表示領域にそれぞれ表示電極が
設けられた、一対のフロント基板とリヤ基板との間に液
晶が封入されてなる液晶表示素子において、前記フロン
ト基板側に前記液晶を介して出射される光を複数の方向
に分光する分光手段を設けたことを特徴としている。請
求項２記載の発明は、前記分光手段が、前記表示領域の
各画素に対向するように配設されていることを特徴とし
ている。請求項３記載の発明は、前記分光手段が、前記
フロント基板の前面に設けられた多面体のプリズムであ
り、前記プリズムの一側周面が前記フロント基板の前面
と平行をなすことを特徴としている。請求項４記載の発
明は、前記プリズムが、前記一側周面と平行な対向面を
有していることを特徴としている。請求項５記載の発明
は、前記分光手段が、多角錐形状のプリズムであり、か
つ底面が前記フロント基板の前面と平行をなすことを特
徴としている。請求項６記載の発明は、前記分光手段
が、前記フロント基板の後面に形成した溝であることを
特徴としている。

【０００５】

【作用】請求項１記載の発明においては、フロント基板
側に分光手段が設けられているため、リヤ基板側から液
晶を介して入射する光を分光手段で分光する作用があ
る。このため、液晶表示素子の視野角が広がり分光され
た光の進む方向からの視認性が向上する。請求項３記載
の発明においては、多面体プリズムの一側周面（平面）
が前記フロント基板の前面と平行をなすように配置され
ているため、他の周面が液晶側から入射する光を複数の
方向に屈折させて分光し、各方向から液晶表示素子を見
た場合のコントラストを向上させる作用がある。特に、
請求項３記載の発明では、プリズムが表示領域の画素の
各列に対向するように配設されているため、このプリズ
ムに覆われている各画素からでる光は同じ複数の方向に
分光され、他の画素の列においても同様の分光が行われ
て、液晶表示素子全体としては複数方向でのコントラス
トが向上する。請求項４記載の発明においては、プリズ
ムは、一側周面と平行な対向面を有しているので、液晶
側からプリズムに入射した光のうち、プリズムの側面
（斜面）に入射した光はそれぞれの側面で屈折されると
ともに、一側周面に入射した光は対向面から略直進して
出射される。このため、光が正面を含む複数の方向に分
光されて、液晶表示素子のコントラストを複数の方向で
向上させる作用がある。請求項５記載の発明において
は、分光手段が多角錐形状のプリズムであり、かつ底面
が前記フロント基板の前面と平行をなすように配置され
ているため、液晶側からの光がプリズムの側面（斜面）
でそれぞれ屈折され、各方向からのコントラストが向上
する。このため、例えば液晶表示素子に向かって広い範
囲からの視認性を向上させることができる。請求項６記
載の発明においては、分光手段がフロント基板の後面に
形成した溝であるため、フロント基板側の厚さが増加す
るのを抑制する作用がある。また、この溝の形状や、こ
の溝に埋め込む材料とフロント基板の構成材料との屈折
率を制御することで分光する光の方向を適宜決定するこ
とができる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明に係る液晶表示素子の詳細を
図面に示す各実施例に基づいて説明する。（実施例１）図１は、本発明を適用した実施例１の液晶
表示素子を示す斜視図である。この液晶表示素子は、透
明なガラスや樹脂等からなる、リヤ基板１とフロント基
板２を備え、これらリヤ基板１、フロント基板２の間に
液晶３が封入され、フロント基板２の前面に分光手段と
してのプリズム４が配設されて大略構成されている。

【０００７】リヤ基板１の後面には、リヤ偏光板５が設
けられており、このリヤ偏光板５の後方に図示しないバ
ックライトが配置されている。このリヤ基板１の前面に
は、透明な導電材料でなる画素電極６がマトリクス状に
設けられている。それぞれの画素電極６には、スイッチ
ング素子としての薄膜トランジスタ（図示省略する）が
接続され、その薄膜トランジスタには走査線および信号
線などが接続されている。そして、これら画素電極６等
の形成されたリヤ基板１の前面には、リヤ配向膜７が形
成されている。

【０００８】一方、フロント基板２の後面には、リヤ基
板１に形成した画素電極６に対向するＲ（レッド）、Ｇ
（グリーン）、Ｂ（ブルー）のカラーフィルタ８が形成
されている。このカラーフィルタ８は、それぞれの色フ
ィルタの部分が画素電極６の列毎に対向するように細長
く形成され、それぞれの色の部分が相隣接するように形
成されている。また、カラーフィルタ８の後面には全面
に保護膜９が形成され、この保護膜９の後面には例えば
ＩＴＯなどの透明な導電性材料でなる共通電極１０が全
面に形成されている。さらに、共通電極１０の後面には
フロント配向膜１１が全面に形成されている。そして、
フロント基板２の前面には、フロント偏光板１２が設け
れている。さらに、フロント偏光板１２の前面には、カ
ラーフィルタ８のそれぞれの細長い色フィルタの部分に
対向するように、分光手段としての、三角柱形状のプリ
ズム４が設けられている。このプリズム４は、３つの周
側面のうちの１つの周側面がフロント基板２の前面に平
行をなすように配置され、断面が二等辺三角形となる形
状である。このように、プリズム４をカラーフィルタ８
のそれぞれの色フィルタの部分に対向するように配置し
たため、プリズム４はリヤ基板１側に形成した画素電極
６の列に対向配置された位置関係になる。

【０００９】リヤ基板１とフロント基板２とをそれぞれ
の配向膜が対向するように、図示しないシール材を介し
て貼り合わせた後、リヤ配向膜７、フロント配向膜１１
およびシール材とで形成される空間に液晶３を封入する
ことにより、図１に示すような液晶表示素子が構成され
る。

【００１０】次に、本実施例の液晶表示素子における作
用、動作を説明する。本実施例においては、リヤ偏光板
５の後方の図示しないバックライトからの光がリヤ偏光
板５に入射すると、光はリヤ偏光板５で偏光作用を受け
た後、リヤ基板１、画素電極６およびリヤ配向膜７を介
して液晶３に入射する。なお、図１においては、説明の
便宜上、光が入射される場所を２つの画素電極６の部分
のみに描いている。このとき、液晶３の、画素電極６と
共通電極１０との間の印加電圧によって制御された配向
状態に応じて、光が液晶３を通過できた場合、図１に示
すように、光はフロント配向膜１１、共通電極１０、保
護膜９、カラーフィルタ８、フロント基板２およびフロ
ント偏光板１２を通過してプリズム４に入射する。する
と、プリズム４における一方の斜面４Ａに入射した光
は、図中Ａで示す方向に屈折され、プリズム４の他方の
斜面４Ｂに入射した光は、図中Ｂで示す方向に屈折され
る。このように、１つの画素電極６および１つの色フィ
ルタの部分を通過した光は、Ａ、Ｂの２方向に分光され
る。図示しないが、他の画素でも同様な分光が行われる
ため、液晶表示素子全体としては、図２のグラフに示す
ように、例えば左右の２方向から見たときにコントラス
トが高くなる。なお、この２方向は、液晶表示素子の縦
横の配置の仕方により、上下または左右となる。このよ
うな構成の液晶表示素子を、例えば車載用ナビゲーショ
ンシステムのモニターに適用すれば、運転席側と助手席
側とから良好に表示を見ることが可能となる。

【００１１】（実施例２）図３は、本発明を適用した実
施例２の液晶表示素子を示す斜視図である。本実施例の
構成は、分光手段としてのプリズムの構造以外は上記し
た実施例１の構成と同様である。このため、同一部分に
は同一の符号を図面に付してその説明を割愛する。本実
施例は、図３に示すように、フロント偏光板１２に設け
たプリズム１３の形状が、断面が台形の四角柱状であ
り、その台形の下底となる面がフロント基板２の前面に
平行となるように配置されている。また、本実施例にお
いても、プリズム１３は画素電極６の１列と対向するよ
うに配置されている。このプリズム１３には、２つ斜面
１３Ａ、１３Ｂと、台形の上底となる上面１３Ｃとを有
しいる。このため、図３に示すように、１つの画素電極
６、１つの色フィルタの部分を通過してプリズム１３に
入射した光のうち斜面１３Ａ、１３Ｂに入射する光は図
中ＡおよびＢで示す方向にそれぞれ屈折される。また、
プリズム１３の上面１３Ｃに入射した光は、略直進して
図中Ｃで示す方向（正面）に進む。図４は、本実施例の
液晶表示素子における視角とコントラストとの関係を示
すグラフである。このグラフから判るように、本実施例
の液晶表示素子では、左右と正面でコントラストが高く
視野角が広くなっている。

【００１２】（実施例３）図５は、本発明を適用した実
施例３の液晶表示素子のフロント基板２の前面側を示し
た斜視図である。本実施例においては、図５に示すよう
に、プリズム１４を四角錐形状とし、四角錐の底面がフ
ロント基板２の前面と平行をなし、しかもこのプリズム
を１画素毎に設けている。このプリズム１４は、４つの
三角形状の斜面を有している。本実施例では、１画素か
らでた光がその４つの斜面で屈折されて４方向に分光さ
れる。このため、液晶表示素子は、４つの方向から見た
場合にコントラストが高くなり、上下、左右からの視認
性を向上させることができる。なお、本実施例における
他の構成は、上記実施例１と同様である。

【００１３】（実施例４）図６は、本発明を適用した実
施例４の液晶表示素子のフロント基板２の前面側を示し
た斜視図である。本実施例においては、図６に示すよう
に、プリズム１５を四角錐の頂部を切除したような形状
とし、その縦断面は台形状となっている。本実施例にお
いては、プリズム１５の有する４の斜面で、画素側から
でた光が屈折されると共に、１つの上面を画素側からで
た光が略直進するため、５方向に光を分光することがで
きる。このため、液晶表示素子を上下、左右および正面
方向からみた場合のコントラストを高めることができ
る。なお、本実施例の他の構成は、上記実施例４と同様
である。

【００１４】（実施例５）図７は、本発明を適用した実
施例５の断面図である。本実施例は、フロント基板２の
後面に、画素の各列毎に対向するような断面Ｖ字状の溝
１２Ａを条設し、この溝１２Ａを分光手段としている。
この溝１２Ａにはカラーフィルタ８のそれぞれの色フィ
ルタの部分が埋め込まれた構造となっている。このカラ
ーフィルタ８の材料の屈折率とフロント基板２の屈折率
とが適宜調整され、溝１２Ａの界面で所定方向に光が屈
折するように設定されている。このため、本実施例にお
いても、上記実施例１と同様な分光特性が得られ、２方
向からのコントラストの良好な液晶表示素子を実現する
ことができる。また、本実施例においては、フロント基
板２の溝１２Ａにカラーフィルタ８を設け、このカラー
フィルタ８の後面にフロント偏向板１２を配置してい
る。なお、本実施例の他の構成は、上記実施例１と同様
である。

【００１５】以上、実施例１〜実施例５について説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成
の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。例え
ば、上記各実施例では、カラーフィルタ８を用いるＴＮ
液晶を用いたが、ＳＴＮ型、強誘電性型、反強誘電性
型、高分子分散型など液晶を本発明に適用することがで
きる。また、実施例３および実施例４においては、プリ
ズム１４、１５が４斜面を有する構成であるが、３斜面
または５以上の斜面を有する構成としてもよい。さら
に、実施例５においては、フロント基板２に形成した溝
がＶ字形状であったが、この形状に限定されるものでは
なく、また、画素毎に形成した斜面を有する凹部でもよ
い。また、上記各実施例は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各カラーフィル
タに応じて、プリズムを形成したがＲ、Ｇ、Ｂ各カラー
フィルタを１つの画素としてプリズムを形成してもよ
い。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、複数の方向でコントラストが高くなり、視
野角を拡大する効果を奏する。特に、本発明を車載用ナ
ビゲーションシステムに適用すると、運転席、助手席の
それぞれの方向から見易い画像が得られるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す斜視図。

【図２】実施例１の液晶表示素子における見る方向とコ
ントラストとの関係を示すグラフ。

【図３】本発明の実施例２を示す斜視図。

【図４】実施例２の液晶表示素子における見る方向とコ
ントラストとの関係を示すグラフ。

【図５】本発明の実施例３におけるフロント基板の前面
側の斜視図。

【図６】本発明の実施例４におけるフロント基板の前面
側の斜視図。

【図７】本発明の実施例５を示す断面図。

【図８】従来の液晶表示素子における方向とコントラス
トとの関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１リヤ基板２フロント基板３液晶４プリズム１３、１４、１５プリズム１２Ａ溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する面の表示領域にそれぞれ表示
電極が設けられた、一対のフロント基板とリヤ基板との
間に液晶が封入されてなる液晶表示素子において、前記フロント基板側に前記液晶を介して出射される光を
複数の方向に分光する分光手段を設けたことを特徴とす
る液晶表示素子。
【請求項２】前記分光手段は、前記表示領域の各画素
に対向するように配設されていることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記分光手段は、前記フロント基板の前
面に設けられた多面体のプリズムであり、前記プリズム
の一側周面が前記フロント基板の前面と平行をなすこと
を特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】前記プリズムは、前記一側周面と平行な
対向面を有していることを特徴とする請求項３記載の液
晶表示素子。
【請求項５】前記分光手段は、多角錐形状のプリズム
であり、かつ底面が前記フロント基板の前面と平行をな
すことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】前記分光手段は、前記フロント基板の後
面に形成した溝であることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子。