JPH08248403A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH08248403A JPH08248403A JP7053102A JP5310295A JPH08248403A JP H08248403 A JPH08248403 A JP H08248403A JP 7053102 A JP7053102 A JP 7053102A JP 5310295 A JP5310295 A JP 5310295A JP H08248403 A JPH08248403 A JP H08248403A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- display device
- panel
- lens
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表示画面を白化させたり、液晶パネルの表示
画素の周期性とレンズアレイの周期性とによりモアレを
発生させることなく、視野角を拡大する液晶表示装置を
提供する。 【構成】 ドットマトリックス液晶表示パネル３の観察
面側に、多数の微小レンズ群４（または交互に連続する
凹レンズおよび凸レンズ）を設けてなる液晶表示装置で
あって、液晶表示パネルの縦横方向における微小レンズ
の大きさが液晶パネル３の表示画素よりも小さく、か
つ、微小レンズ群の配置がランダムであることを特徴と
する。微小レンズ群の配置が液晶表示パネルの表示画素
では概ね最密状に配置されているか、または概ね格子状
に配置されていると、液晶パネル内で点灯した画素は複
数の回折像に分かれ、いわゆるブラックマトリックスか
らも光が発したかのようになり、画素間の不連続を解消
した滑らかな画像とすることができる。
画素の周期性とレンズアレイの周期性とによりモアレを
発生させることなく、視野角を拡大する液晶表示装置を
提供する。 【構成】 ドットマトリックス液晶表示パネル３の観察
面側に、多数の微小レンズ群４（または交互に連続する
凹レンズおよび凸レンズ）を設けてなる液晶表示装置で
あって、液晶表示パネルの縦横方向における微小レンズ
の大きさが液晶パネル３の表示画素よりも小さく、か
つ、微小レンズ群の配置がランダムであることを特徴と
する。微小レンズ群の配置が液晶表示パネルの表示画素
では概ね最密状に配置されているか、または概ね格子状
に配置されていると、液晶パネル内で点灯した画素は複
数の回折像に分かれ、いわゆるブラックマトリックスか
らも光が発したかのようになり、画素間の不連続を解消
した滑らかな画像とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タ、ワードプロセッサ、ビデオカメラ、テレビ受信機、
カーナビゲーションシステムなどに利用される直視型の
液晶表示装置に関する。
タ、ワードプロセッサ、ビデオカメラ、テレビ受信機、
カーナビゲーションシステムなどに利用される直視型の
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】テレ
ビ受信機で代表される液晶表示装置は、液晶セルの両面
に偏光板が配置された液晶パネルと、観察側とは反対側
に配置された光源とで構成されている。該液晶表示装置
の画質、コントラストは観察方向と液晶パネル面の法線
方向とのなす角度により大きく左右され、良好な画質の
得られる視野角が狭いという問題点がある。この問題点
を解決するため、液晶表示パネルの観察側に多面体レン
ズを配置した液晶表示装置（特開昭５６−６５１７５号
公報参照）、凹レンズ群を配置した液晶表示装置（特開
昭５３−２５３９９号公報参照）などが提案されてい
る。
ビ受信機で代表される液晶表示装置は、液晶セルの両面
に偏光板が配置された液晶パネルと、観察側とは反対側
に配置された光源とで構成されている。該液晶表示装置
の画質、コントラストは観察方向と液晶パネル面の法線
方向とのなす角度により大きく左右され、良好な画質の
得られる視野角が狭いという問題点がある。この問題点
を解決するため、液晶表示パネルの観察側に多面体レン
ズを配置した液晶表示装置（特開昭５６−６５１７５号
公報参照）、凹レンズ群を配置した液晶表示装置（特開
昭５３−２５３９９号公報参照）などが提案されてい
る。
【０００３】しかしながら、従来の液晶表示装置では表
示画面が白化したり、液晶パネルの表示画素の周期性と
レンズアレイの周期性とによりモアレが発生するという
問題点を持っていた。
示画面が白化したり、液晶パネルの表示画素の周期性と
レンズアレイの周期性とによりモアレが発生するという
問題点を持っていた。
【０００４】本発明は、上記の問題点を解決し、画質を
落とさずに視野角を拡大する液晶表示装置を提供するこ
とにある。
落とさずに視野角を拡大する液晶表示装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、ドットマトリックス液晶表示パネルの観察面側に、
多数の微小凹レンズ群または凸レンズ群を設けてなる液
晶表示装置であって、液晶表示パネルの縦横方向におけ
る微小レンズの大きさが液晶パネルの表示画素の大きさ
よりも小さく、かつ、微小レンズ群の配置がランダムで
あることを特徴とする。本発明では、例えば、微小レン
ズ群の配置は液晶表示パネルの表示画素では概ね最密状
に配置されているか、または概ね格子状に配置されてい
る。
は、ドットマトリックス液晶表示パネルの観察面側に、
多数の微小凹レンズ群または凸レンズ群を設けてなる液
晶表示装置であって、液晶表示パネルの縦横方向におけ
る微小レンズの大きさが液晶パネルの表示画素の大きさ
よりも小さく、かつ、微小レンズ群の配置がランダムで
あることを特徴とする。本発明では、例えば、微小レン
ズ群の配置は液晶表示パネルの表示画素では概ね最密状
に配置されているか、または概ね格子状に配置されてい
る。
【０００６】本願の請求項４の発明は、ドットマトリッ
クス液晶表示パネルの観察面側に、多数の微小な凹レン
ズおよび凸レンズを交互に連続して設けてなる液晶表示
装置であって、微小凹レンズおよび凸レンズの配置がラ
ンダムであることを特徴とする。本発明では、微小凹レ
ンズおよび凸レンズの大きさを液晶パネルの表示画素の
大きさよりも小さくすることができる。また、本発明で
は、例えば、微小凹レンズおよび凸レンズの配置は液晶
パネルの表示画素内では概ね格子状に配置されている。
クス液晶表示パネルの観察面側に、多数の微小な凹レン
ズおよび凸レンズを交互に連続して設けてなる液晶表示
装置であって、微小凹レンズおよび凸レンズの配置がラ
ンダムであることを特徴とする。本発明では、微小凹レ
ンズおよび凸レンズの大きさを液晶パネルの表示画素の
大きさよりも小さくすることができる。また、本発明で
は、例えば、微小凹レンズおよび凸レンズの配置は液晶
パネルの表示画素内では概ね格子状に配置されている。
【０００７】
【作用】本発明においては、液晶パネルを出射した光
は、微小凹レンズまたは凸レンズ（または交互に配置さ
れた微小凹レンズおよび凸レンズ）により屈曲拡散され
るため、微小レンズ群がない液晶パネルよりも出射光の
広がりが大きくなり、視野角が拡大される。また、微小
レンズ群がランダムに配置されているため、液晶パネル
の画素配列とのモアレも心配する必要がない。
は、微小凹レンズまたは凸レンズ（または交互に配置さ
れた微小凹レンズおよび凸レンズ）により屈曲拡散され
るため、微小レンズ群がない液晶パネルよりも出射光の
広がりが大きくなり、視野角が拡大される。また、微小
レンズ群がランダムに配置されているため、液晶パネル
の画素配列とのモアレも心配する必要がない。
【０００８】さらに、微小レンズの大きさが液晶パネル
の表示画素よりも小さく、表示画素内では最密状または
格子状に配列されている場合には、微小レンズは回折格
子としての作用を果たすため、液晶パネル内で点灯した
画素は複数の回折像に分かれる。したがって、画素間の
光を発しない部分、いわゆるブラックマトリックスから
も光が発したかのようになり、画素間の不連続を解消し
連続した滑らかな画像とすることができる。
の表示画素よりも小さく、表示画素内では最密状または
格子状に配列されている場合には、微小レンズは回折格
子としての作用を果たすため、液晶パネル内で点灯した
画素は複数の回折像に分かれる。したがって、画素間の
光を発しない部分、いわゆるブラックマトリックスから
も光が発したかのようになり、画素間の不連続を解消し
連続した滑らかな画像とすることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例における液晶表示装
置の断面構造を示したものである。この液晶表示装置に
おいては、光源１を発した光は表裏両面に偏光板２を配
した液晶パネル３を透過するか、または液晶パネル３で
遮断され、制御される。光源側とは反対の観察側には多
数の微小凹レンズ群４が配置される。微小凹レンズ群の
レンズ面は、偏光板側、または観察者側のどちらを向い
ていてもよい。微小凹レンズ群のレンズ面を観察者側に
向けた場合の出射光の進行方向を模式的に図２および図
３に示す。図２および図３で示すように、微小凹レンズ
群が無い液晶パネルの視野角θ１は微小凹レンズ群４に
より視野角θ２まで拡がる。この拡大された視野角は、
微小凹レンズ群の屈折率（ｎ）、曲率（Ｒ）、微小凹レ
ンズ群中の１つのレンズの半径（ｒ）により調整するこ
とができる。例えば、凹レンズを仮定した場合、１つの
凹レンズの焦点距離は、 ｆ＝Ｒ／（ｎ−１） で求められる。Ｒ＝６０μｍ、ｒ＝３０μｍ、ｎ＝１．
５の場合、このレンズに平行光つまり視野角０°の光が
入射した場合、光の最大出射角度は１４°となる。つま
り視野角は２８°に拡大される。
置の断面構造を示したものである。この液晶表示装置に
おいては、光源１を発した光は表裏両面に偏光板２を配
した液晶パネル３を透過するか、または液晶パネル３で
遮断され、制御される。光源側とは反対の観察側には多
数の微小凹レンズ群４が配置される。微小凹レンズ群の
レンズ面は、偏光板側、または観察者側のどちらを向い
ていてもよい。微小凹レンズ群のレンズ面を観察者側に
向けた場合の出射光の進行方向を模式的に図２および図
３に示す。図２および図３で示すように、微小凹レンズ
群が無い液晶パネルの視野角θ１は微小凹レンズ群４に
より視野角θ２まで拡がる。この拡大された視野角は、
微小凹レンズ群の屈折率（ｎ）、曲率（Ｒ）、微小凹レ
ンズ群中の１つのレンズの半径（ｒ）により調整するこ
とができる。例えば、凹レンズを仮定した場合、１つの
凹レンズの焦点距離は、 ｆ＝Ｒ／（ｎ−１） で求められる。Ｒ＝６０μｍ、ｒ＝３０μｍ、ｎ＝１．
５の場合、このレンズに平行光つまり視野角０°の光が
入射した場合、光の最大出射角度は１４°となる。つま
り視野角は２８°に拡大される。
【００１０】本発明においてはレンズがランダムに配置
されているため、曲率半径Ｒが同一でもレンズの半径ｒ
が個々のレンズにより異なり、全てのレンズ特性を同一
にすることはできない。しかしレンズの大きさが表示画
素よりも小さいため、視野角特性は表示画素単位中およ
びその周辺に存在するレンズ群による効果が平均化され
たものとなる。従って、個々のレンズの特性が異なって
いても、ある程度の個数のレンズ群（例えば、画素９個
分の面積中に含まれるレンズ）の特性が同程度であれ
ば、視野角が拡大されなくなることはない。なお、個々
のレンズの曲率半径Ｒは異なっていてもよい。また、微
小レンズは、凹レンズおよび凸レンズのいずれであって
も視野角拡大の効果が得られる。
されているため、曲率半径Ｒが同一でもレンズの半径ｒ
が個々のレンズにより異なり、全てのレンズ特性を同一
にすることはできない。しかしレンズの大きさが表示画
素よりも小さいため、視野角特性は表示画素単位中およ
びその周辺に存在するレンズ群による効果が平均化され
たものとなる。従って、個々のレンズの特性が異なって
いても、ある程度の個数のレンズ群（例えば、画素９個
分の面積中に含まれるレンズ）の特性が同程度であれ
ば、視野角が拡大されなくなることはない。なお、個々
のレンズの曲率半径Ｒは異なっていてもよい。また、微
小レンズは、凹レンズおよび凸レンズのいずれであって
も視野角拡大の効果が得られる。
【００１１】本発明では、図４で示すように液晶パネル
３の表示画素５の周期性のある配列に対して微小レンズ
群がランダムな配列を有しているため、モアレが発生す
ることはない。さらに、図５で示すように微小レンズ群
の配列が表示画素内で周期性を有する場合には、微小レ
ンズで回折効果を生じるため、表示画素の回折光６によ
って、光を発しないブラックマトリックス７を補完し、
不連続な画像を解消することもできる。
３の表示画素５の周期性のある配列に対して微小レンズ
群がランダムな配列を有しているため、モアレが発生す
ることはない。さらに、図５で示すように微小レンズ群
の配列が表示画素内で周期性を有する場合には、微小レ
ンズで回折効果を生じるため、表示画素の回折光６によ
って、光を発しないブラックマトリックス７を補完し、
不連続な画像を解消することもできる。
【００１２】本発明の他の実施例における液晶表示装置
の断面構造図６に示す。この液晶表示装置においては、
光源側とは反対の観察側に多数の微小凹レンズおよび凸
レンズ８を交互に連続して配置している。微小レンズ群
のレンズ面を観察者側に向けた場合、出射光の進行方向
を模式的に図７に示す。図７で示されるように、図２お
よび図３の場合と同様、微小レンズ群が無い液晶パネル
の視野角θ１は微小レンズ群４により視野角θ２まで拡
がる。この実施例の液晶表示装置においても、微小レン
ズ群の配列が、表示画素内で周期性を有すれば、表示画
素のブラックマトリックス７による不連続な画像を解消
することができる。
の断面構造図６に示す。この液晶表示装置においては、
光源側とは反対の観察側に多数の微小凹レンズおよび凸
レンズ８を交互に連続して配置している。微小レンズ群
のレンズ面を観察者側に向けた場合、出射光の進行方向
を模式的に図７に示す。図７で示されるように、図２お
よび図３の場合と同様、微小レンズ群が無い液晶パネル
の視野角θ１は微小レンズ群４により視野角θ２まで拡
がる。この実施例の液晶表示装置においても、微小レン
ズ群の配列が、表示画素内で周期性を有すれば、表示画
素のブラックマトリックス７による不連続な画像を解消
することができる。
【００１３】なお、本発明において、微小凹レンズ群ま
たは凸レンズ群（もしくは交互に連続する凹レンズおよ
び凸レンズ）は、平面側を偏光板側に向け、これと貼り
合わせることで、偏光板と空気との間および微小レンズ
群と空気との間での光の反射を抑えることができ、光の
透過率を向上させることができる。また、微小レンズ群
のレンズ側を偏光板側に向けることで、水の付着による
レンズ機能の低下を防ぐこともできる。
たは凸レンズ群（もしくは交互に連続する凹レンズおよ
び凸レンズ）は、平面側を偏光板側に向け、これと貼り
合わせることで、偏光板と空気との間および微小レンズ
群と空気との間での光の反射を抑えることができ、光の
透過率を向上させることができる。また、微小レンズ群
のレンズ側を偏光板側に向けることで、水の付着による
レンズ機能の低下を防ぐこともできる。
【００１４】本発明で利用する液晶パネルとしては、単
純マトリックス駆動方式のもの、アクティブマトリック
ス駆動方式のものなどが用いられ、液晶のモードはツイ
ストネマテイック型、スーパーツイストネマテイック型
などが代表的なものとして挙げられる。
純マトリックス駆動方式のもの、アクティブマトリック
ス駆動方式のものなどが用いられ、液晶のモードはツイ
ストネマテイック型、スーパーツイストネマテイック型
などが代表的なものとして挙げられる。
【００１５】また、微小レンズ群は、あらかじめ用意し
た雌金型にポリカーボネート、アクリル樹脂、トリアセ
チルセルロース（ＴＡＣ）などに代表される透明フィル
ムを金型内で熱変形させ冷却した後に金型を取り外すこ
とにより得られる。また、透明フィルム上に透明樹脂を
塗布し金型内で紫外線硬化もしくは熱硬化させることで
も得られる。
た雌金型にポリカーボネート、アクリル樹脂、トリアセ
チルセルロース（ＴＡＣ）などに代表される透明フィル
ムを金型内で熱変形させ冷却した後に金型を取り外すこ
とにより得られる。また、透明フィルム上に透明樹脂を
塗布し金型内で紫外線硬化もしくは熱硬化させることで
も得られる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、視野角
が拡大され、画質低下の少ない良好な画像が得られる。
が拡大され、画質低下の少ない良好な画像が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面構成図であ
る。
る。
【図２】微小レンズ群による視野角拡大の説明図であ
る。
る。
【図３】微小レンズ群による視野角拡大の詳細説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第１の実施例を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す平面図である。
【図７】微小凹レンズおよび凸レンズによる視野角拡大
の説明図である。
の説明図である。
１ 光源 ２ 偏光板 ３ 液晶パネル ４ 微小レンズ群 ５ 表示画素 ６ 回折光 ７ ブラックマトリックス ８ 凹レンズおよび凸レンズ
フロントページの続き (72)発明者 藤沢 克也 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 林 克彦 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 中田 国彦 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内
Claims (6)
- 【請求項１】 ドットマトリックス液晶表示パネルの観
察面側に、多数の微小凹レンズ群または凸レンズ群を設
けてなる液晶表示装置であって、液晶表示パネルの縦横
方向における該微小レンズの大きさが液晶パネルの表示
画素の大きさよりも小さく、かつ、微小レンズ群の配置
がランダムであることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 微小レンズ群の配置が液晶パネルの表示
画素内では概ね最密状に配置されていることを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 微小レンズ群の配置が液晶パネルの表示
画素内では概ね格子状に配置されていることを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 ドットマトリックス液晶表示パネルの観
察面側に、多数の微小な凹レンズおよび凸レンズを交互
に連続して設けてなる液晶表示装置であって、微小凹レ
ンズおよび凸レンズの配置がランダムであることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項５】 微小凹レンズおよび凸レンズの大きさが
液晶パネルの表示画素の大きさよりも小さいことを特徴
とする請求項４記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 微小凹レンズおよび凸レンズの配置が液
晶パネルの表示画素内では概ね格子状に配置されている
ことを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053102A JPH08248403A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053102A JPH08248403A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248403A true JPH08248403A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12933434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053102A Pending JPH08248403A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248403A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-03-14 JP JP7053102A patent/JPH08248403A/ja active Pending
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