JPH09230317A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH09230317A JPH09230317A JP8040235A JP4023596A JPH09230317A JP H09230317 A JPH09230317 A JP H09230317A JP 8040235 A JP8040235 A JP 8040235A JP 4023596 A JP4023596 A JP 4023596A JP H09230317 A JPH09230317 A JP H09230317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- crystal panel
- display device
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べて、解像度を向上するとともに明
るさを増大でき画質の向上した画面表示を行える液晶表
示装置を提供する。 【解決手段】 液晶層4の画素により形成された画像が
拡散スクリーン7に到達するまでの距離を短くして、隣
接する画素を通過した光が拡散スクリーン7上で混じり
合いにくくする。
るさを増大でき画質の向上した画面表示を行える液晶表
示装置を提供する。 【解決手段】 液晶層4の画素により形成された画像が
拡散スクリーン7に到達するまでの距離を短くして、隣
接する画素を通過した光が拡散スクリーン7上で混じり
合いにくくする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナル・コン
ピュータなどの情報やテレビなどの映像を液晶パネルに
より表示する液晶表示装置に関するものである。
ピュータなどの情報やテレビなどの映像を液晶パネルに
より表示する液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、ブラウン管に代
わるフラットディスプレイとして、パーソナル・コンピ
ュータやワードプロセッサなどの情報機器の表示端末
や、テレビやビデオ装置などの映像表示機器に広く利用
されるようになっており、その需要は急速に増大してき
ている。
わるフラットディスプレイとして、パーソナル・コンピ
ュータやワードプロセッサなどの情報機器の表示端末
や、テレビやビデオ装置などの映像表示機器に広く利用
されるようになっており、その需要は急速に増大してき
ている。
【0003】液晶を用いた表示には多くのモードが提案
されているが、現在広く用いられているものは、アクテ
ィブマトリクス型ではTNモードであり、単純マトリク
ス型ではSTNモードである。これらの表示モードは、
実用上多くの利点を持っているが、動作原理上の一つの
欠点として視野角特性が悪く、特に中間調表示を行った
場合に視野角特性が大幅に低下するという問題がある。
されているが、現在広く用いられているものは、アクテ
ィブマトリクス型ではTNモードであり、単純マトリク
ス型ではSTNモードである。これらの表示モードは、
実用上多くの利点を持っているが、動作原理上の一つの
欠点として視野角特性が悪く、特に中間調表示を行った
場合に視野角特性が大幅に低下するという問題がある。
【0004】この問題を解決する1つの考え方として、
例えば特開昭58−169132号公報に示されるよう
に、背面光源を平行光照射装置とし、液晶パネルの観察
面側に光拡散スクリーンを設けることにより、上記問題
を解決する技術が開示されている。
例えば特開昭58−169132号公報に示されるよう
に、背面光源を平行光照射装置とし、液晶パネルの観察
面側に光拡散スクリーンを設けることにより、上記問題
を解決する技術が開示されている。
【0005】図14はその構成を示す断面図であり、図
14において、61は平行光照射装置、62は液晶パネ
ル、63は光拡散スクリーンであり、光拡散スクリーン
63としては凹レンズや拡散性光透過板が用いられてい
る。この構成により、液晶パネル62に入射する光の方
向を限定して液晶パネル62の特定方向の視野角特性の
みを用いて表示を行う一方で、この光を光拡散スクリー
ン63により拡散して表示を行っているため、あらゆる
方向から良好な特性の表示を見ることができる。
14において、61は平行光照射装置、62は液晶パネ
ル、63は光拡散スクリーンであり、光拡散スクリーン
63としては凹レンズや拡散性光透過板が用いられてい
る。この構成により、液晶パネル62に入射する光の方
向を限定して液晶パネル62の特定方向の視野角特性の
みを用いて表示を行う一方で、この光を光拡散スクリー
ン63により拡散して表示を行っているため、あらゆる
方向から良好な特性の表示を見ることができる。
【0006】また、国際特許公報WO−95/0158
4には、上記の液晶表示装置などに用いられる光拡散ス
クリーンの構成が開示されている。図15はその光拡散
スクリーンの構成と動作原理を示す断面図であり、図1
5において、図面の左側にある液晶パネル(図示せず)
から光拡散スクリーン71に入射した光76は、テーパ
付の光ファイバー72の界面74の全反射により、その
進路を変えて図面の右側である観察者側に出射する。こ
のとき、全反射の回数と角度が入射光によって違うの
で、出射光は拡散光となる。
4には、上記の液晶表示装置などに用いられる光拡散ス
クリーンの構成が開示されている。図15はその光拡散
スクリーンの構成と動作原理を示す断面図であり、図1
5において、図面の左側にある液晶パネル(図示せず)
から光拡散スクリーン71に入射した光76は、テーパ
付の光ファイバー72の界面74の全反射により、その
進路を変えて図面の右側である観察者側に出射する。こ
のとき、全反射の回数と角度が入射光によって違うの
で、出射光は拡散光となる。
【0007】この光拡散スクリーン71は、光ファイバ
ー72の間隙73には黒色粒子からなる光吸収体75が
配置され、液晶パネルからの入射光のうちスクリーン法
線から大きく外れた光77や外部光を吸収し、表示コン
トラストを高く保っている。
ー72の間隙73には黒色粒子からなる光吸収体75が
配置され、液晶パネルからの入射光のうちスクリーン法
線から大きく外れた光77や外部光を吸収し、表示コン
トラストを高く保っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、液晶パネルの背面光を平行光として前面に拡散
スクリーンなどの拡散素子を設けた従来の液晶表示装置
においては、光源からの光が完全な平行光でないため、
拡散スクリーン上で隣接する画素からの光が混じり合
い、表示の解像度が低下してしまったり、拡散スクリー
ンの光吸収層に一部の表示光が吸収されてしまうことに
より、表示の輝度が低減してしまうという問題点を有し
ていた。
ように、液晶パネルの背面光を平行光として前面に拡散
スクリーンなどの拡散素子を設けた従来の液晶表示装置
においては、光源からの光が完全な平行光でないため、
拡散スクリーン上で隣接する画素からの光が混じり合
い、表示の解像度が低下してしまったり、拡散スクリー
ンの光吸収層に一部の表示光が吸収されてしまうことに
より、表示の輝度が低減してしまうという問題点を有し
ていた。
【0009】本発明は、上記問題点を解決するもので、
従来に比べて、解像度を向上するとともに明るさを増大
することができ、画質の向上した画面表示を行うことが
できる液晶表示装置を提供する。
従来に比べて、解像度を向上するとともに明るさを増大
することができ、画質の向上した画面表示を行うことが
できる液晶表示装置を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項1に記載の液晶表示装置は、2枚
の透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前
記液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡
散スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側
と反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を
発するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板を、
前記観察側の透明基板の厚みを背面側の透明基板より薄
く形成して構成する。
めに、本発明の請求項1に記載の液晶表示装置は、2枚
の透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前
記液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡
散スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側
と反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を
発するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板を、
前記観察側の透明基板の厚みを背面側の透明基板より薄
く形成して構成する。
【0011】この構成によると、液晶層の画素により形
成された画像が拡散スクリーンに到達するまでの距離を
短くして、隣接する画素を通過した光が拡散スクリーン
上で混じり合いにくくする。
成された画像が拡散スクリーンに到達するまでの距離を
短くして、隣接する画素を通過した光が拡散スクリーン
上で混じり合いにくくする。
【0012】請求項3に記載の液晶表示装置は、2枚の
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトと、前記液晶パネルと拡散スクリーン
との間に配置され、前記液晶パネルの画素に対応するレ
ンズを有するレンズプレートとを有する構成とする。
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトと、前記液晶パネルと拡散スクリーン
との間に配置され、前記液晶パネルの画素に対応するレ
ンズを有するレンズプレートとを有する構成とする。
【0013】この構成によると、液晶層の各画素を通過
した光をそれに対応する拡散スクリーンの位置に結像さ
せて、そこから拡散した像を表示することにより、液晶
層の他の画素を通過した光が混じり合うことをなくす。
した光をそれに対応する拡散スクリーンの位置に結像さ
せて、そこから拡散した像を表示することにより、液晶
層の他の画素を通過した光が混じり合うことをなくす。
【0014】また、出射側の焦点が入射側の焦点より長
くなるようにレンズ系を構成することにより、拡散スク
リーンに入る光の角度分布が小さくして、国際特許公報
WO−95/01584に示されたような斜め光吸収特
性をもつ拡散スクリーンを用いる場合の表示輝度を向上
する。
くなるようにレンズ系を構成することにより、拡散スク
リーンに入る光の角度分布が小さくして、国際特許公報
WO−95/01584に示されたような斜め光吸収特
性をもつ拡散スクリーンを用いる場合の表示輝度を向上
する。
【0015】請求項4に記載の液晶表示装置は、2枚の
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板のうち
の観察側の透明基板を、その内側に基板法線方向の反射
材を備えて構成する。
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板のうち
の観察側の透明基板を、その内側に基板法線方向の反射
材を備えて構成する。
【0016】この構成によると、液晶層を通過した光の
うち基板垂直方向からはずれた方向に進むものが反射材
により観察面側基板を反射されながら伝わるため、液晶
層の画素により形成された画像が混じり合うことなく拡
散スクリーンに到達する。
うち基板垂直方向からはずれた方向に進むものが反射材
により観察面側基板を反射されながら伝わるため、液晶
層の画素により形成された画像が混じり合うことなく拡
散スクリーンに到達する。
【0017】請求項5に記載の液晶表示装置は、2枚の
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板のうち
の少なくとも一方の透明基板を、その内側に基板法線方
向の吸収材を備えて構成する。
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記2枚の透明基板のうち
の少なくとも一方の透明基板を、その内側に基板法線方
向の吸収材を備えて構成する。
【0018】この構成によると、液晶層の画素に入射す
る光あるいは液晶層の画素を通過した光のうち基板垂直
方向からはずれた方向に進むものが吸収されるため、液
晶層の画素により形成された画像が混じり合うことなく
拡散スクリーンに到達する。
る光あるいは液晶層の画素を通過した光のうち基板垂直
方向からはずれた方向に進むものが吸収されるため、液
晶層の画素により形成された画像が混じり合うことなく
拡散スクリーンに到達する。
【0019】請求項6に記載の液晶表示装置は、2枚の
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記拡散スクリーンを、光
ファイバー構造とし、前記バックライトからの表示光の
入射側に各光ファイバーに対応するレンズを備えて構成
する。
透明基板に挟持された液晶層をもつ液晶パネルと、前記
液晶パネルに対して、使用者の観察側に配置された拡散
スクリーンと、前記液晶パネルに対して、前記観察側と
反対側の背面側に配置され、前記観察側に略平行光を発
するバックライトとを有し、前記拡散スクリーンを、光
ファイバー構造とし、前記バックライトからの表示光の
入射側に各光ファイバーに対応するレンズを備えて構成
する。
【0020】この構成によると、拡散スクリーンに入射
する表示光を光ファイバー部に集光させ、拡散スクリー
ン上の光吸収部で吸収される光を少なくする。
する表示光を光ファイバー部に集光させ、拡散スクリー
ン上の光吸収部で吸収される光を少なくする。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。
液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。
【0022】第1の実施の形態の液晶表示装置について
説明する。図1は第1の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図1において、1は略平
行光を発生するバックライト、4は液晶層であり、背面
側の基板3と観察者側の基板5とによって挟持されてい
る。2,6は偏光板、7は液晶層4を通ってきた略平行
光を拡散して表示する拡散スクリーンである。基板3,
5には表示のための画素電極(図示せず)が形成され、
液晶層4に画素を形成している。
説明する。図1は第1の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図1において、1は略平
行光を発生するバックライト、4は液晶層であり、背面
側の基板3と観察者側の基板5とによって挟持されてい
る。2,6は偏光板、7は液晶層4を通ってきた略平行
光を拡散して表示する拡散スクリーンである。基板3,
5には表示のための画素電極(図示せず)が形成され、
液晶層4に画素を形成している。
【0023】以上のように構成された液晶表示装置につ
いて、その動作を以下に説明する。図1において、バッ
クライト1から発せられた光は略平行光であり、偏光板
2,基板3,液晶層4,基板5,偏光板6をほぼ垂直に
通過する。液晶層4には画素電極を通じて電圧が印加さ
れ画像情報の表示を行っている。表示光は、液晶層4を
ほぼ垂直に通過した光のみであり、非常にコントラスト
の高いものとなっている。この表示光が拡散スクリーン
7に入射して拡散され、あらゆる方向から高いコントラ
ストの表示を見ることができる。ここで、バックライト
1からの光は完全な平行光である必要はなく、実用上は
集光効率などの面から数度から十数度の幅を持った光と
なっている。
いて、その動作を以下に説明する。図1において、バッ
クライト1から発せられた光は略平行光であり、偏光板
2,基板3,液晶層4,基板5,偏光板6をほぼ垂直に
通過する。液晶層4には画素電極を通じて電圧が印加さ
れ画像情報の表示を行っている。表示光は、液晶層4を
ほぼ垂直に通過した光のみであり、非常にコントラスト
の高いものとなっている。この表示光が拡散スクリーン
7に入射して拡散され、あらゆる方向から高いコントラ
ストの表示を見ることができる。ここで、バックライト
1からの光は完全な平行光である必要はなく、実用上は
集光効率などの面から数度から十数度の幅を持った光と
なっている。
【0024】この構成により、表示光のコントラスト
は、われわれの計算によると、液晶層4を通過する光が
法線方向から10度以内の光のみである場合には、薄膜
トランジスタを用いた液晶表示装置(以下、TFT−L
CDと略記する)で100対1以上、超ねじれネマティ
ック型の液晶表示装置(以下、STN−LCDと略記す
る)で50対1以上となり、実用上十分なコントラスト
が得られる。
は、われわれの計算によると、液晶層4を通過する光が
法線方向から10度以内の光のみである場合には、薄膜
トランジスタを用いた液晶表示装置(以下、TFT−L
CDと略記する)で100対1以上、超ねじれネマティ
ック型の液晶表示装置(以下、STN−LCDと略記す
る)で50対1以上となり、実用上十分なコントラスト
が得られる。
【0025】しかしながら、バックライト1からの光が
完全な平行光でない場合には、液晶層4に形成された画
素から拡散スクリーン7に到達するまでに、観察者側の
基板5と偏光板6を通過する間に隣接する画素からの光
がある程度混じり合ってしまう。
完全な平行光でない場合には、液晶層4に形成された画
素から拡散スクリーン7に到達するまでに、観察者側の
基板5と偏光板6を通過する間に隣接する画素からの光
がある程度混じり合ってしまう。
【0026】図2は、この様子を説明するためのもので
ある。図2には、隣接する画素11,12のそれぞれの
中央部を通過した光が拡散スクリーン7上で混じり合
い、ディスプレイの解像度がほぼ半分となる条件が示さ
れている。
ある。図2には、隣接する画素11,12のそれぞれの
中央部を通過した光が拡散スクリーン7上で混じり合
い、ディスプレイの解像度がほぼ半分となる条件が示さ
れている。
【0027】背面側の偏光板2に角度θ0 で入射した光
13,14は、それぞれの界面で屈折し、偏光板2,
6、基板3,5、液晶層4をそれぞれの屈折率に応じた
角度で伝わって行く。ガラス製の基板3,5と偏光板
2,6と液晶の各屈折率は通常1.5程度とほぼ等しい
ので、図2では、これらをすべて屈折率n1 と考え、こ
れらの層を光は角度θ1 で伝わるものとしている。この
とき、θ0 とθ1 の間には次の関係(式1)が成り立
つ。
13,14は、それぞれの界面で屈折し、偏光板2,
6、基板3,5、液晶層4をそれぞれの屈折率に応じた
角度で伝わって行く。ガラス製の基板3,5と偏光板
2,6と液晶の各屈折率は通常1.5程度とほぼ等しい
ので、図2では、これらをすべて屈折率n1 と考え、こ
れらの層を光は角度θ1 で伝わるものとしている。この
とき、θ0 とθ1 の間には次の関係(式1)が成り立
つ。
【0028】
【数1】
【0029】画素ピッチをp、観察者側の基板5と偏光
板6の厚みの和をdとし、液晶層4の厚みは数μm程度
と薄いのでこれを無視すると、隣接画素の中央部を角度
θ1で通過した光が拡散スクリーン7上で混じり合わな
い条件は次式(式2)のようになる。
板6の厚みの和をdとし、液晶層4の厚みは数μm程度
と薄いのでこれを無視すると、隣接画素の中央部を角度
θ1で通過した光が拡散スクリーン7上で混じり合わな
い条件は次式(式2)のようになる。
【0030】
【数2】
【0031】前述したように、液晶層4を通過する光が
法線方向から10度以内である場合には良好なコントラ
スト特性が得られるので、θ1 =10゜の場合について
考えると、式1よりθ0 =15゜となる。また、パーソ
ナルコンピュータや液晶テレビに用いられる通常の液晶
ディスプレイではRGB3原色を1組と考えた場合の画
素ピッチは0.3mm程度であるので、式2よりd=
0.86mmとなる。液晶表示装置におけるdの値が式
2で求められた値の半分以下である場合には、解像度の
低下はほとんどない。
法線方向から10度以内である場合には良好なコントラ
スト特性が得られるので、θ1 =10゜の場合について
考えると、式1よりθ0 =15゜となる。また、パーソ
ナルコンピュータや液晶テレビに用いられる通常の液晶
ディスプレイではRGB3原色を1組と考えた場合の画
素ピッチは0.3mm程度であるので、式2よりd=
0.86mmとなる。液晶表示装置におけるdの値が式
2で求められた値の半分以下である場合には、解像度の
低下はほとんどない。
【0032】この計算に基づいて、集光角が15度のバ
ックライト1を用い、観察者側の基板5と偏光板6の厚
みの和dが0.43mm以下となるように、基板5に厚
み0.2mmのガラス基板を、偏光板6に厚み0.18
mmのものを用いたところ、コントラストが高く解像度
の良好な液晶表示装置を得ることができた。
ックライト1を用い、観察者側の基板5と偏光板6の厚
みの和dが0.43mm以下となるように、基板5に厚
み0.2mmのガラス基板を、偏光板6に厚み0.18
mmのものを用いたところ、コントラストが高く解像度
の良好な液晶表示装置を得ることができた。
【0033】これらの厚みがさらに薄い場合には解像度
が一層向上する。例えば、基板5の厚みを0.15mm
とし、偏光板6に厚み0.12mmのものを用いれば、
さらに良好な解像度の表示を行うことができる。光源側
の偏光板2には厚み0.18mmのものを用い、基板3
には厚み0.7mmの通常のガラス基板を用いた。TF
T−LCDを用いる場合には、薄膜トランジスタは基板
3の側に形成した。
が一層向上する。例えば、基板5の厚みを0.15mm
とし、偏光板6に厚み0.12mmのものを用いれば、
さらに良好な解像度の表示を行うことができる。光源側
の偏光板2には厚み0.18mmのものを用い、基板3
には厚み0.7mmの通常のガラス基板を用いた。TF
T−LCDを用いる場合には、薄膜トランジスタは基板
3の側に形成した。
【0034】なお、偏光板2と基板3の厚みは解像度と
は関係がないので、より厚いものを用いることも可能で
あり、基板3を厚くすれば液晶パネルの強度を高めるこ
とができる。基板3の厚みはパネル重量の面から10m
m以下が望ましく、2mmから5mmの間がさらに望ま
しい。
は関係がないので、より厚いものを用いることも可能で
あり、基板3を厚くすれば液晶パネルの強度を高めるこ
とができる。基板3の厚みはパネル重量の面から10m
m以下が望ましく、2mmから5mmの間がさらに望ま
しい。
【0035】なお、上記の説明では液晶層4,基板5,
偏光板6の屈折率が等しいものとしたが、これらの媒質
の屈折率が異なる場合には、それぞれの屈折率をn4 、
n5、n6 とし、各層を通過する光の角度をθ4 、θ
5 、θ6 とするとこれらの間には次の関係(式3,式
4,式5)が成り立つ。
偏光板6の屈折率が等しいものとしたが、これらの媒質
の屈折率が異なる場合には、それぞれの屈折率をn4 、
n5、n6 とし、各層を通過する光の角度をθ4 、θ
5 、θ6 とするとこれらの間には次の関係(式3,式
4,式5)が成り立つ。
【0036】
【数3】
【0037】さらに、解像度が低下しないための条件
は、基板5の厚みをd5 とし偏光板6の厚みをd6 とす
ると、(式6)となる。
は、基板5の厚みをd5 とし偏光板6の厚みをd6 とす
ると、(式6)となる。
【0038】
【数4】
【0039】以下は前述の説明と同様に、液晶層4を通
過する光の角度θ4 が10度として、式6が満たされる
ように各層の厚みを定めればよい。第2の実施の形態の
液晶表示装置について説明する。
過する光の角度θ4 が10度として、式6が満たされる
ように各層の厚みを定めればよい。第2の実施の形態の
液晶表示装置について説明する。
【0040】図3は第2の実施の形態における液晶表示
装置の構成を示す断面図である。この液晶表示装置は、
第1の実施の形態の液晶表示装置における拡散スクリー
ン7の観察者の側に透明基板8を付加することにより、
液晶パネルの強度を向上させたものである。透明基板8
の上には、必要に応じて無反射層9が設けられる。無反
射層9は微粒子の混入等により光を散乱させるものや、
薄膜の干渉を用いたものなどを用いることができる。
装置の構成を示す断面図である。この液晶表示装置は、
第1の実施の形態の液晶表示装置における拡散スクリー
ン7の観察者の側に透明基板8を付加することにより、
液晶パネルの強度を向上させたものである。透明基板8
の上には、必要に応じて無反射層9が設けられる。無反
射層9は微粒子の混入等により光を散乱させるものや、
薄膜の干渉を用いたものなどを用いることができる。
【0041】この液晶表示装置においては、観察者側の
基板5が薄い場合にも、透明基板8が補強材としての働
きをするため、液晶パネルの強度を十分に保つことがで
きる。このため、基板5の厚みを50μm程度にまで薄
くしても光源側の基板3を厚くする必要がなく、基板3
に厚み0.7mmのガラス基板を用いることができる。
透明基板8の厚みは、パネル重量の面から10mm以下
が望ましく、1mmから5mmの間がさらに望ましい。
基板5が薄い場合にも、透明基板8が補強材としての働
きをするため、液晶パネルの強度を十分に保つことがで
きる。このため、基板5の厚みを50μm程度にまで薄
くしても光源側の基板3を厚くする必要がなく、基板3
に厚み0.7mmのガラス基板を用いることができる。
透明基板8の厚みは、パネル重量の面から10mm以下
が望ましく、1mmから5mmの間がさらに望ましい。
【0042】第3の実施の形態の液晶表示装置について
説明する。図4は第3の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図4において、前述の実
施の形態の液晶表示装置に示したものと同一の部材には
同じ番号を付けて説明を省略する。21は偏光板6と拡
散スクリーン7の間に設けられたレンズプレートであ
る。レンズプレート21には、液晶層4の各画素に対応
したレンズが形成されている。
説明する。図4は第3の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図4において、前述の実
施の形態の液晶表示装置に示したものと同一の部材には
同じ番号を付けて説明を省略する。21は偏光板6と拡
散スクリーン7の間に設けられたレンズプレートであ
る。レンズプレート21には、液晶層4の各画素に対応
したレンズが形成されている。
【0043】図5はこのレンズの作用を模式的に表した
もので、レンズプレート21に形成された各々のレンズ
22a,22b,・・・は、各画素23a,23b,・
・・から出た光25,26,27を拡散スクリーン7上
のそれぞれの画素に対応する位置に向けて屈折させる。
もので、レンズプレート21に形成された各々のレンズ
22a,22b,・・・は、各画素23a,23b,・
・・から出た光25,26,27を拡散スクリーン7上
のそれぞれの画素に対応する位置に向けて屈折させる。
【0044】観察者は、拡散スクリーン7で拡散された
画像を見るので、レンズプレート21がなく隣合う画素
の画像が混じり合った表示に比べて、良好な解像度の画
像を見ることができる。例えば、光線25と光線27
は、レンズプレート21がない場合には破線に示すよう
に直進して拡散スクリーン7の上で混じり合うが、レン
ズプレート21の作用により、実線に示すように、これ
らの光を拡散スクリーン7上で分離することができる。
画像を見るので、レンズプレート21がなく隣合う画素
の画像が混じり合った表示に比べて、良好な解像度の画
像を見ることができる。例えば、光線25と光線27
は、レンズプレート21がない場合には破線に示すよう
に直進して拡散スクリーン7の上で混じり合うが、レン
ズプレート21の作用により、実線に示すように、これ
らの光を拡散スクリーン7上で分離することができる。
【0045】なお、24は画素間隙部であり、この部分
が黒となる表示モードを用いるか、そうでない場合に
は、ブラックマトリクスなどによりこの部分を遮光する
のが、不要光がレンズに入りコントラストが低下するの
を防ぐ意味で望ましい。
が黒となる表示モードを用いるか、そうでない場合に
は、ブラックマトリクスなどによりこの部分を遮光する
のが、不要光がレンズに入りコントラストが低下するの
を防ぐ意味で望ましい。
【0046】なお、拡散スクリーン7は、必ずしも液晶
パネルの画素に対応した拡散構造を持っている必要はな
いが、液晶パネルの各画素に対応した構造を持っている
場合には、拡散性能が最も良く発揮されるように位置合
わせをすればよい。
パネルの画素に対応した拡散構造を持っている必要はな
いが、液晶パネルの各画素に対応した構造を持っている
場合には、拡散性能が最も良く発揮されるように位置合
わせをすればよい。
【0047】さらに、国際特許公報WO−95/015
84に示されたような斜め光吸収特性をもつ拡散スクリ
ーンを用いる場合には、出射光の角度分布が小さくなる
ようにレンズ系を構成すれば、拡散スクリーンに入る光
の角度分布が小さくなり、表示の輝度が向上する。
84に示されたような斜め光吸収特性をもつ拡散スクリ
ーンを用いる場合には、出射光の角度分布が小さくなる
ようにレンズ系を構成すれば、拡散スクリーンに入る光
の角度分布が小さくなり、表示の輝度が向上する。
【0048】また、観察者側の基板5と偏光板6は薄い
方が、レンズプレート21に到達するまでの光の拡散が
小さいので好ましく、第1または第2の実施の形態で述
べた構成と併用すれば効果はさらに大きなものとなる。
方が、レンズプレート21に到達するまでの光の拡散が
小さいので好ましく、第1または第2の実施の形態で述
べた構成と併用すれば効果はさらに大きなものとなる。
【0049】図5にはレンズプレート21を凸レンズ形
状のものを並べたものとして記したが、これは屈折率分
布型など他の型のレンズを用いても構わないし、レンズ
プレート21と拡散スクリーン7の間に必ずしも空隙を
設ける必要もない。
状のものを並べたものとして記したが、これは屈折率分
布型など他の型のレンズを用いても構わないし、レンズ
プレート21と拡散スクリーン7の間に必ずしも空隙を
設ける必要もない。
【0050】第4の実施の形態の液晶表示装置について
説明する。図6は第4の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図において、前述の実施
の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同じ番号
を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表示装置
では、観察者側の基板5に画素の間をほぼ垂直に区切る
反射材31を形成している。
説明する。図6は第4の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図において、前述の実施
の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同じ番号
を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表示装置
では、観察者側の基板5に画素の間をほぼ垂直に区切る
反射材31を形成している。
【0051】図7はこの反射材の作用を模式的に示した
もので、液晶層4の各画素から出射した光32,33
は、反射材31がない場合には、破線に示すように、他
の画素の領域に侵入して混じり合うが、反射材31の効
果により、互いに混じり合うことなく基板5を通過し、
偏光板6を経て拡散スクリーン7に到達する。ここで、
偏光板6には厚み120μmまたは180μmのどちら
のものを用いても解像度低下はほとんどないが、薄いも
のを用いる方がより好ましい。
もので、液晶層4の各画素から出射した光32,33
は、反射材31がない場合には、破線に示すように、他
の画素の領域に侵入して混じり合うが、反射材31の効
果により、互いに混じり合うことなく基板5を通過し、
偏光板6を経て拡散スクリーン7に到達する。ここで、
偏光板6には厚み120μmまたは180μmのどちら
のものを用いても解像度低下はほとんどないが、薄いも
のを用いる方がより好ましい。
【0052】なお、図7では反射材31が画素23に対
応して形成されているものとしたが、反射材の形成され
ているピッチは画素ピッチより短くてもかまわない。こ
の場合には画素と反射材31の位置合わせの必要がなく
なるという利点もある。
応して形成されているものとしたが、反射材の形成され
ているピッチは画素ピッチより短くてもかまわない。こ
の場合には画素と反射材31の位置合わせの必要がなく
なるという利点もある。
【0053】第5の実施の形態の液晶表示装置について
説明する。図8は第5の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図8において、前述の実
施の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同じ番
号を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表示装
置では、基板3,5に画素の間をほぼ垂直に区切る吸収
材41,42を形成している。 図9はこの吸収材の作
用を模式的に示したもので、液晶層4を通過して拡散ス
クリーン7に達する光のうち、法線方向から大きく外れ
た光44,45が吸収材41,42で吸収され、法線方
向に近い光43のみが液晶パネルを通過するるため、解
像度を低下させる光成分がなく、良好な解像度の表示が
得られる。
説明する。図8は第5の実施の形態における液晶表示装
置の構成を示す断面図である。図8において、前述の実
施の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同じ番
号を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表示装
置では、基板3,5に画素の間をほぼ垂直に区切る吸収
材41,42を形成している。 図9はこの吸収材の作
用を模式的に示したもので、液晶層4を通過して拡散ス
クリーン7に達する光のうち、法線方向から大きく外れ
た光44,45が吸収材41,42で吸収され、法線方
向に近い光43のみが液晶パネルを通過するるため、解
像度を低下させる光成分がなく、良好な解像度の表示が
得られる。
【0054】なお、吸収材41,42は、必ずしも基板
3,5の両方に形成されている必要はなく、いずれか一
方のみに形成した場合でも同様の効果を得ることができ
るが、基板5に形成する方がより解像度が高く望ましい
結果が得られる。
3,5の両方に形成されている必要はなく、いずれか一
方のみに形成した場合でも同様の効果を得ることができ
るが、基板5に形成する方がより解像度が高く望ましい
結果が得られる。
【0055】また、吸収材41,42は基板3,5を貫
通する構造である必要もなく、図10に示すように、基
板3,5の両側に形成したり、図11に示すように、基
板3,5の片側に形成してもよい。吸収材41,42を
基板の片側に形成する場合には基板のいずれの面に形成
してもかまわない。
通する構造である必要もなく、図10に示すように、基
板3,5の両側に形成したり、図11に示すように、基
板3,5の片側に形成してもよい。吸収材41,42を
基板の片側に形成する場合には基板のいずれの面に形成
してもかまわない。
【0056】また、吸収材41,42の形成されている
ピッチは画素ピッチより短くてもよく、この場合には、
光の吸収がやや増加して表示は暗くなるものの、画素と
吸収材の位置合わせの必要がなくなるという利点があ
る。
ピッチは画素ピッチより短くてもよく、この場合には、
光の吸収がやや増加して表示は暗くなるものの、画素と
吸収材の位置合わせの必要がなくなるという利点があ
る。
【0057】第6の実施の形態の液晶表示装置について
説明する。図12は第6の実施の形態における液晶表示
装置の構成を示す断面図である。図12において、前述
の実施の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同
じ番号を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表
示装置では、拡散スクリーン7にブラックマトリクス付
きの光ファイバープレートを用い、その光の入射側に各
光ファイバーに対応したレンズ51が形成されている。
説明する。図12は第6の実施の形態における液晶表示
装置の構成を示す断面図である。図12において、前述
の実施の形態に示した液晶表示装置と同一の部材には同
じ番号を付けて説明を省略する。本実施の形態の液晶表
示装置では、拡散スクリーン7にブラックマトリクス付
きの光ファイバープレートを用い、その光の入射側に各
光ファイバーに対応したレンズ51が形成されている。
【0058】図13は、このレンズの働きを示すもの
で、拡散スクリーン7に入る光のうちブラックマトリク
ス52の部分に入る光54,55が、光ファイバー部5
3に向けて偏向されるため、拡散スクリーン7中で吸収
される光が減少し、液晶表示装置の明るさが向上する。
また、拡散能力を増加させるために拡散スクリーン7の
出射面側に散乱面を設けてもよい。
で、拡散スクリーン7に入る光のうちブラックマトリク
ス52の部分に入る光54,55が、光ファイバー部5
3に向けて偏向されるため、拡散スクリーン7中で吸収
される光が減少し、液晶表示装置の明るさが向上する。
また、拡散能力を増加させるために拡散スクリーン7の
出射面側に散乱面を設けてもよい。
【0059】なお、上記の説明ではレンズが光ファイバ
ーに接触して形成されるものとしたが、これは別に形成
したレンズプレートを光ファイバーの位置に合わせて配
置してもよい。このときレンズプレートと拡散スクリー
ンの間に空気層がないように両者を貼合わせれば、界面
反射によるコントラスト低下が防止されてより望まし
い。
ーに接触して形成されるものとしたが、これは別に形成
したレンズプレートを光ファイバーの位置に合わせて配
置してもよい。このときレンズプレートと拡散スクリー
ンの間に空気層がないように両者を貼合わせれば、界面
反射によるコントラスト低下が防止されてより望まし
い。
【0060】上記の第1から第6の実施の形態の液晶表
示装置の構成は、TFT−LCD、STN−LCDなど
の多くの液晶表示モードに適用することができる。ま
た、バックライト1の集光角は、コントラストの面から
15度以内が望ましいとしたが、さらに狭い集光角のバ
ックライトを用いれば、さらに解像度の高い液晶表示装
置が得られることは言うまでもない。
示装置の構成は、TFT−LCD、STN−LCDなど
の多くの液晶表示モードに適用することができる。ま
た、バックライト1の集光角は、コントラストの面から
15度以内が望ましいとしたが、さらに狭い集光角のバ
ックライトを用いれば、さらに解像度の高い液晶表示装
置が得られることは言うまでもない。
【0061】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶層の
画素により形成された画像が拡散スクリーンに到達する
までの距離を短くして、隣接する画素を通過した光が拡
散スクリーン上で混じり合いにくくすることができる。
画素により形成された画像が拡散スクリーンに到達する
までの距離を短くして、隣接する画素を通過した光が拡
散スクリーン上で混じり合いにくくすることができる。
【0062】また、液晶層の各画素を通過した光をそれ
に対応する拡散スクリーンの位置に結像させて、そこか
ら拡散した像を表示することにより、液晶層の他の画素
を通過した光が混じり合うことをなくし、出射側の焦点
が入射側の焦点より長くなるようにレンズ系を構成する
ことにより、拡散スクリーンに入る光の角度分布が小さ
くして、国際特許公報WO−95/01584に示され
たような斜め光吸収特性をもつ拡散スクリーンを用いる
場合の表示輝度を向上することができる。
に対応する拡散スクリーンの位置に結像させて、そこか
ら拡散した像を表示することにより、液晶層の他の画素
を通過した光が混じり合うことをなくし、出射側の焦点
が入射側の焦点より長くなるようにレンズ系を構成する
ことにより、拡散スクリーンに入る光の角度分布が小さ
くして、国際特許公報WO−95/01584に示され
たような斜め光吸収特性をもつ拡散スクリーンを用いる
場合の表示輝度を向上することができる。
【0063】また、液晶層を通過した光のうち基板垂直
方向からはずれた方向に進むものが反射材により観察面
側基板を反射されながら伝わるため、液晶層の画素によ
り形成された画像が混じり合うことなく拡散スクリーン
に到達することができる。
方向からはずれた方向に進むものが反射材により観察面
側基板を反射されながら伝わるため、液晶層の画素によ
り形成された画像が混じり合うことなく拡散スクリーン
に到達することができる。
【0064】また、液晶層の画素に入射する光あるいは
液晶層の画素を通過した光のうち基板垂直方向からはず
れた方向に進むものが吸収されるため、液晶層の画素に
より形成された画像が混じり合うことなく拡散スクリー
ンに到達することができる。
液晶層の画素を通過した光のうち基板垂直方向からはず
れた方向に進むものが吸収されるため、液晶層の画素に
より形成された画像が混じり合うことなく拡散スクリー
ンに到達することができる。
【0065】また、拡散スクリーンに入射する表示光を
光ファイバー部に集光させ、拡散スクリーン上の光吸収
部で吸収される光を少なくすることができる。これらに
より、従来に比べて、解像度を向上するとともに明るさ
を増大することができ、画質の向上した画面表示を行う
ことができる。
光ファイバー部に集光させ、拡散スクリーン上の光吸収
部で吸収される光を少なくすることができる。これらに
より、従来に比べて、解像度を向上するとともに明るさ
を増大することができ、画質の向上した画面表示を行う
ことができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示装置の構
成図
成図
【図2】同実施の形態の液晶表示装置における隣接画素
からの光路の説明図
からの光路の説明図
【図3】本発明の第2の実施の形態の液晶表示装置の構
成図
成図
【図4】本発明の第3の実施の形態の液晶表示装置の構
成図
成図
【図5】同実施の形態の液晶表示装置における光路の説
明図
明図
【図6】本発明の第4の実施の形態の液晶表示装置の構
成図
成図
【図7】同実施の形態の液晶表示装置における光路の説
明図
明図
【図8】本発明の第5の実施の形態の液晶表示装置の構
成図
成図
【図9】同実施の形態の液晶表示装置における光路の説
明図
明図
【図10】同実施の形態における別の基板の構成図
【図11】同実施の形態におけるさらに別の基板の構成
図
図
【図12】本発明の第6の実施の形態の液晶表示装置の
構成図
構成図
【図13】同実施の形態の液晶表示装置における光路の
説明図
説明図
【図14】従来の液晶表示装置の構成図
【図15】同従来例の拡散スクリーンの構成図
1 バックライト 2,6 偏光板 3,5 基板 4 液晶層 7 拡散スクリーン 21 レンズプレート 31 反射材 41,42 吸収材 51 レンズプレート
Claims (6)
- 【請求項1】 2枚の透明基板に挟持された液晶層をも
つ液晶パネルと、前記液晶パネルに対して、使用者の観
察側に配置された拡散スクリーンと、前記液晶パネルに
対して、前記観察側と反対側の背面側に配置され、前記
観察側に略平行光を発するバックライトとを有し、前記
2枚の透明基板を、前記観察側の透明基板の厚みを背面
側の透明基板より薄く形成して構成した液晶表示装置。 - 【請求項2】 拡散スクリーンの観察側に第3の透明基
板を設けた請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 2枚の透明基板に挟持された液晶層をも
つ液晶パネルと、前記液晶パネルに対して、使用者の観
察側に配置された拡散スクリーンと、前記液晶パネルに
対して、前記観察側と反対側の背面側に配置され、前記
観察側に略平行光を発するバックライトと、前記液晶パ
ネルと拡散スクリーンとの間に配置され、前記液晶パネ
ルの画素に対応するレンズを有するレンズプレートとを
有する液晶表示装置。 - 【請求項4】 2枚の透明基板に挟持された液晶層をも
つ液晶パネルと、前記液晶パネルに対して、使用者の観
察側に配置された拡散スクリーンと、前記液晶パネルに
対して、前記観察側と反対側の背面側に配置され、前記
観察側に略平行光を発するバックライトとを有し、前記
2枚の透明基板のうちの観察側の透明基板を、その内側
に基板法線方向の反射材を備えて構成した液晶表示装
置。 - 【請求項5】 2枚の透明基板に挟持された液晶層をも
つ液晶パネルと、前記液晶パネルに対して、使用者の観
察側に配置された拡散スクリーンと、前記液晶パネルに
対して、前記観察側と反対側の背面側に配置され、前記
観察側に略平行光を発するバックライトとを有し、前記
2枚の透明基板のうちの少なくとも一方の透明基板を、
その内側に基板法線方向の吸収材を備えて構成した液晶
表示装置。 - 【請求項6】 2枚の透明基板に挟持された液晶層をも
つ液晶パネルと、前記液晶パネルに対して、使用者の観
察側に配置された拡散スクリーンと、前記液晶パネルに
対して、前記観察側と反対側の背面側に配置され、前記
観察側に略平行光を発するバックライトとを有し、前記
拡散スクリーンを、光ファイバー構造とし、前記バック
ライトからの表示光の入射側に各光ファイバーに対応す
るレンズを備えて構成した液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8040235A JPH09230317A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8040235A JPH09230317A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09230317A true JPH09230317A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12575068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8040235A Pending JPH09230317A (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09230317A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6816225B2 (en) * | 2001-06-26 | 2004-11-09 | International Business Machines Corporation | LCD cell construction by mechanical thinning of a color filter substrate |
WO2010110432A1 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日東電工株式会社 | 液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8040235A patent/JPH09230317A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6816225B2 (en) * | 2001-06-26 | 2004-11-09 | International Business Machines Corporation | LCD cell construction by mechanical thinning of a color filter substrate |
WO2010110432A1 (ja) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日東電工株式会社 | 液晶表示装置 |
JP2010250311A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-11-04 | Nitto Denko Corp | 液晶表示装置 |
US9041881B2 (en) | 2009-03-27 | 2015-05-26 | Nitto Denko Corporation | Liquid crystal display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6421103B2 (en) | Liquid-crystal display apparatus including a backlight section using collimating plate | |
US6527410B2 (en) | Illuminating device and liquid-crystal display apparatus | |
US8102487B2 (en) | Dual panel liquid crystal display device | |
US6897911B2 (en) | Light diffusing plate, liquid crystal display apparatus and rear projection apparatus | |
KR100272875B1 (ko) | 확산도광판,백라이트소스및이를사용한액정표시장치 | |
US7889289B2 (en) | Liquid crystal display device having particular prism sheet | |
WO1996023245A1 (fr) | Dispositif d'affichage a cristaux liquides | |
US6822711B1 (en) | Liquid crystal display apparatus using polarizing element transmitting one of two polarizing components crossing at right angles and reflecting the other component | |
JP2809089B2 (ja) | 透過型液晶表示装置 | |
KR20030096721A (ko) | 광경로 이동수단을 가지는 다중표시장치 | |
JP3544349B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
KR100870844B1 (ko) | 방현막을 포함하는 디스플레이 유닛 | |
KR20050071629A (ko) | 양면 투시가 가능한 액정표시장치 및 이를 이용하는휴대장치 | |
CN107945760B (zh) | 液晶显示面板及其驱动方法、显示装置 | |
JPH08220519A (ja) | 拡散スクリーン及びそれを用いた液晶表示装置 | |
JP2000122046A (ja) | 液晶表示装置 | |
JPH09146093A (ja) | 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 | |
JPH09230317A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP3220783B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JPH06160636A (ja) | バックライト及び液晶表示装置 | |
JPH1062779A (ja) | 光学素子、及び光学素子を用いた液晶表示素子及び光源及び投写型表示システム | |
JP3899717B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JPH09179113A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2000214528A (ja) | 表示装置 | |
JP2001215494A (ja) | 液晶ディスプレイ及びその高コントラスト化及び広視野角化方法 |