JPH10161096A

JPH10161096A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10161096A
Application number: JP8316468A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Shiraishi; 周一白石
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストを下げるとともに、視野角依存性を
改善した液晶表示装置を提供する。【解決手段】ガラス基板１１、１２上に透明電極１３、
１９と配向膜１５、２０とを順次積層してなる２つの透
明部材を液晶層２１を介して貼り合わせてマトリックス
状に画素を配列せしめた液晶パネル２に対して、その一
方の主面上に位相差フィルム５と光拡散フィルム３と偏
光板７とを順次設けるとともに、他方の主面上に位相差
フィルム８と偏光板９とマイクロレンズシートＭとバッ
クライト１０とを順次設けて、バックライト１０の照射
光に対するマイクロレンズシートＭの出射光を、液晶パ
ネル２に対する垂直軸から３０°以内になるように集光
せしめたカラー液晶表示装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は視野角依存性を改善
した液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＮ型およびＳＴＮ型単純マトリックス
タイプの液晶表示装置、ならびにＴＮ型アクティブマト
リックスタイプの液晶表示装置が提案され、いずれの装
置も市場にでまわっている。たとえば、ＳＴＮ型単純マ
トリックスタイプの液晶表示装置においては、対向配置
された２枚のガラス基板のそれぞれの内面に、多くの透
明電極を平行に配列し、さらに双方の平行透明電極群を
両基板間で直交するように両ガラス基板を配し、また、
各平行透明電極群上に配向膜を形成し、ネマチック型液
晶分子を両ガラス基板間で１８０°〜２７０°ツイスト
配列させた構造である。そして、両ガラス基板の外側に
は偏光板と位相差板とを配置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、ＳＴ
Ｎ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置によれば、
ネマチック型液晶分子を両ガラス基板間で１８０°〜２
７０°ツイスト配列させた構造であるために、Δｎおよ
び厚みｄが表示画面の観察方向によって変化し、これに
伴って光路差Δｎｄも変動し、その結果、表示画面の明
るさが観察方向によって変わるという視野角依存性、す
なわち（１）画面全体が白っぽい画像として認識された
り、（２）画面全体が暗くなって、画像の黒い部分で明
暗が反転する（画像反転）という問題点がある。

【０００４】この視野角依存性はＳＴＮ型単純マトリッ
クスタイプに限らず、ＴＮ型単純マトリックスタイプの
液晶表示装置やＴＮ型アクティブマトリックスタイプな
どのツイストネマチック型液晶を用いる液晶表示装置で
あれば、避けられない問題点である。

【０００５】かかる視野角依存性を解決するために、Ｓ
ＴＮ型単純マトリックスタイプにおいては、位相差板の
三次元方向（厚み方向）の屈折率を調整することがおこ
なわれ、ＴＮ型アクティブマトリックスタイプにおいて
は、分割した画素に異なる電圧−透過率特性を設ける方
法（画素分割法）、分割した画素に異なる配向方向を付
与する方法（配向分割法）、ならびに前記位相差板を改
善することも提案されている。

【０００６】しかしながら、いずれの方法も視野角依存
性に幾分、改善がみられるものの、未だ満足できる程度
にいたっておらず、視野角依存性のさらなる改善が望ま
れている。

【０００７】また、画素分割法および配向分割法では、
それら分割に要する工程と、その分割の困難性が加わっ
て、製造コストが上がるという問題点もある。

【０００８】したがって本発明者は上記事情に鑑みて鋭
意研究に努めた結果、バックライト方式の液晶表示装置
において、その導光板の上に光学フィルムであるプリズ
ム板を配設し、これによって視野角を拡大しようとした
従来の場合、光拡散フィルムにより拡散された光と、光
拡散フィルムの光拡散作用を受けないで透過してきた光
とが干渉をおこし、これによって視野角の拡大が妨げら
れるという現象があることが判明し、そこで、プリズム
板に代えてマイクロレンズシートを設けることで、単に
置換するだけの簡単な作業でもって、視野角依存性が改
善されることを知見した。

【０００９】本発明は上記知見にもとづいて完成された
ものであり、その目的は製造工程の簡略化をはかり、製
造コストを下げるとともに、視野角依存性を改善した液
晶表示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してな
る２つの透明部材をネマチック型液晶を介して貼り合わ
せてマトリックス状に画素を配列せしめてなる液晶パネ
ルに対して、一方の主面上に位相差フィルムと光拡散フ
ィルムと偏光板とを順次設けるとともに、他方の主面上
に位相差フィルムと偏光板とマイクロレンズシートとバ
ックライトとを順次設けて、そのバックライトの照射光
に対するマイクロレンズシートの出射光を、液晶パネル
に対する垂直軸から３０°以内になるように集光せしめ
たことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より詳述する。図１は本発明のＳＴＮ型単純マトリック
スタイプのカラー液晶表示装置１の断面図、図２はカラ
ー液晶表示装置１の要部拡大断面図、図３は本発明に係
るマイクロレンズシートＭの斜視図であって、半球状の
微小レンズ４が多く配列されている。図４は従来のプリ
ズム板６の斜視図である。

【００１２】図１のカラー液晶表示装置１において、２
は液晶パネル、５はポリカーボネイトなどからなる位相
差フィルム、３は光拡散フィルム、７はヨウ素系の偏光
板である。また、８はポリカーボネイトなどからなる位
相差フィルム、９はヨウ素系の偏光板、１０はバックラ
イトであって、さらにバックライト１０の導光板上にマ
イクロレンズシートＭを配しており、これらの配設にあ
たっては、アクリル系の材料（たとえばメナルアクリレ
ート、ウケルアクリレートなど）からなる粘着材を塗布
することで貼り付ける。

【００１３】また、図２に示す液晶パネル２において
は、１１はセグメント側のガラス基板、１２はコモン側
のガラス基板であって、ガラス基板１１上には、多数平
行に配列したＩＴＯからなる透明電極１３と、ＳｉＯ₂
からなるオーバーコート層１４と、一定方向にラビング
したポリイミド樹脂からなる配向膜１５とを順次形成し
ている。

【００１４】他方のガラス基板１２上には、画素ごとに
配したカラーフィルタ１６と、各カラーフィルタ１６間
に配したクロム金属のブラックマトリックス１７とを形
成している。上記カラーフィルタ１６は、顔料分散方
式、すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レ
ジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形
成している。図中のＲ、Ｇ、Ｂの各表示はそれぞれ赤、
緑、青に着色したカラーフィルタ１６であることを示
す。そして、その上にアクリル系樹脂からなるオーバー
コート層１８と、多数平行に配列したＩＴＯからなる透
明電極１９とを形成している。この透明電極１９は上記
透明電極１３と直交している。そして、透明電極１９上
に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向
膜２０を形成している。また、上記のように形成した各
ガラス基板１１、１２をたとえば２５０°の角度でツイ
ストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶層２１
を介してシール剤２２により貼り合わせる。そして、両
ガラス基板１１、１２間には、液晶層２１の厚みを一定
にするためにスペーサ２３を多数個配している。なお、
本例の液晶パネル２ではオーバーコート層１４、１８を
設けているが、それを設けなくてもよい。

【００１５】上記カラー液晶表示装置１においては、バ
ックライト１０の照射光がマイクロレンズシートＭ、偏
光板９、位相差フィルム８を通して液晶パネル２内に入
射し、さらに各種カラーフィルタ１６を通して、それぞ
れに着色され、そこからの出射光が位相差フィルム５、
光拡散フィルム３、偏光板７との順に通過し、その通過
光が人の目に投光される。

【００１６】そして、バックライト１０の照射光につい
ては、マイクロレンズシートＭを通過するに際して、微
小レンズ４により従来とくらべて集光率が一段と向上
し、その通過後のままの角度でもって液晶パネル２、さ
らに位相差フィルム５を通過し、そして、光拡散フィル
ム３にいたると、その通過に当たって進行方向が変わる
ようになっている。

【００１７】そこで、マイクロレンズシートＭを通過し
た際の輝度特性を図５に、従来のようにプリズム板を使
用して、その板を通過した際の輝度特性を図６に示す。
ただし、これらの図の横軸は視角（°）であって、これ
は図１に示すような座標軸ｘ、ｙ、ｚに対して、角度θ
（ｚ軸を基準とした傾斜角）をさす。

【００１８】双方の図を対比すると、マイクロレンズシ
ートＭを使用することで視角が±３０°以内になるよう
に集光されることがわかる。しかるに従来のプリズム板
を使用すると、±５０°以上の領域で散乱光がある。

【００１９】次に、光拡散フィルム３の特徴を図７と図
８により説明する。まず、光拡散フィルム３は図７のよ
うな光拡散方向を示し、主として角度αの範囲内に入射
された光が拡散されるという特徴がある。

【００２０】また、図８については、θが２０°以上の
範囲でバックライトから出射された光の進路を示し、ａ
は光拡散フィルム３の光拡散効果により拡散された光で
あり、ｂは光拡散フィルム３の光拡散効果を受けること
なく通過した光である。

【００２１】従来のバックライトでは、図６に示す通り
θが３０°以上の方向にも光が出射され、図８に示すよ
うに進むが、この領域の光は色反転をし、そのままで液
晶パネル２を通過した光であるために、正常な液晶表示
画面を通過した後に光拡散フィルム３により拡散された
光と干渉をおこし、視野角の拡大が妨げられていた。

【００２２】そこで、図５に示すようにθが３０°以上
の方向の出射光を削除すれば、光の干渉を防ぐことがで
き、視野角が拡大された。

【００２３】また、カラー液晶表示装置１の視野角依存
性（視角特性）を測定し、それを従来のものと対比した
ところ、図９に示すような結果が得られた。同図中、外
側の数値は方位（°）を示し、内部の数値は視野角
（°）を示す。そして、実線は本発明のカラー液晶表示
装置１の結果であり、破線は従来例である。なお、この
視野角特性は色反転が生じない視角範囲を示す。

【００２４】図９の結果から明らかな通り、本発明によ
れば、観察方向の違いによる視野角依存性を低減して視
野角をさらに広くすることができた。

【００２５】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改善などは何ら差し支えない。たとえば、上記
の各例では、いずれもＳＴＮ型単純マトリックスタイプ
のカラー液晶表示装置でもって説明しているが、そのほ
かにモノクロのＳＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶
表示装置であっても、あるいはＴＮ型単純マトリックス
タイプの液晶表示装置やＴＮ型アクティブマトリックス
タイプなどのツイストネマチック型液晶表示装置であっ
ても同様な効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、従来使用
されていたプリズム板に代えてマイクロレンズシートを
設け、そして、バックライトの照射光に対するマイクロ
レンズシートの出射光を、液晶パネルに対する垂直軸か
ら３０°以内になるように集光させたことで、視野角依
存性を改善した液晶表示装置が提供できた。

【００２７】また、本発明によれば、マイクロレンズシ
ートをプリズム板と単に置換するだけの簡単な作業でも
って、視野角依存性が改善され、これにより、製造工程
の簡略化をはかり、製造コストを下げることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の断面図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の要部拡大断面図であ
る。

【図３】本発明に係るマイクロレンズシートの斜視図で
ある。

【図４】従来使用されたいたプリズム板の斜視図であ
る。

【図５】本発明に係る輝度特性をあらわす線図である。

【図６】従来における輝度特性をあらわす線図である。

【図７】光拡散フィルムの通過光路を示す概略図であ
る。

【図８】光拡散フィルムの通過光路を示す概略図であ
る。

【図９】本発明と従来との視角特性図である。

【符号の説明】

Ｍマイクロレンズシート１カラー液晶表示装置２液晶パネル３光拡散フィルム４微小レンズ５位相差フィルム６プリズム板７、９偏光板８位相差フィルム１０バックライト１１、１２ガラス基板１３、１９透明電極１５、２０配向膜１６カラーフィルタ２１液晶層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に透明電極と配向層とを順次
積層してなる２つの透明部材をネマチック型液晶を介し
て貼り合わせてマトリックス状に画素を配列せしめてな
る液晶パネルに対して、一方の主面上に位相差フィルム
と光拡散フィルムと偏光板とを順次設けるとともに、他
方の主面上に位相差フィルムと偏光板とマイクロレンズ
シートとバックライトとを順次設けて、該バックライト
の照射光に対するマイクロレンズシートの出射光を、液
晶パネルに対する垂直軸から３０°以内になるように集
光せしめたことを特徴とする液晶表示装置。