JPH052235B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は視角依存性を軽減した液晶デイスプレ
イに関する。

〔従来の技術〕

低消費電力で駆動のできる表示素子としての液
晶デイスプレイの用途は増々広がり、近年では
CRデイスプレイやカラーTV受像管に代るもの
としての期待が高まり多くの研究成果が発表され
ている。現在、液晶デイスプレイの多くは、応答
速度が速い、コントラスト比が高いという理由か
らツイステツド・ネマテイツク型液晶を用いてい
る。第７図に透過型ツイステツド・ネマテイツク
型液晶デイスプレイの表示原理の例を示す。透過
型液晶デイスプレイは、ON，OFF状態によつて
光の透過を制御する機能を持つ最小単位（以下、
これを画素と呼ぶ）によつて構成される。画素は
偏光軸が平行になる様な方向に向かい合わされた
２枚の偏光板７０３の間に２枚の基板７０２上に
設けられた透明電極７０４とねじれて配向させた
ツイステツド・ネマテイツク液晶７０５とが設け
られて構成される。ON状態では第７図のａの様
に透明電極７０４に電位が印加され液晶７０５が
立つた状態となり、光源７００からの光はここを
透過できる。しかし、OFF状態では同図の(b)の
様に液晶７０５は２枚の透明電極７０４の間で、
90゜ねじれて配向し、このねじれた液晶分子に沿
つて光源７００からの光は90゜偏光軸が回転する
のでもう一方の偏光板を透過できなくなる。液晶
デイスプレイは、この画素を多数組み合わせ、各
点におけるON.OFFを制御することで画像を構
成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の液晶デイスプレイは、偏光板７
０３を利用して光の透過を制御している。しかし
ながら、偏光板には偏光面に斜めに入射した光は
うまく偏光できないという性質があり、第８図に
示すように、液晶デイスプレイ８１１に対し光源
８００から斜めに入射する光８１２は画素８０６
がOFF状態でも透過し、そのためにこの液晶デ
イスプレイ８１１は視野面の見る角度により画質
特にコントラストが変るという視野角依存性が大
きいという欠点がある。

したがつて、視野面に対して垂直以外の角度か
ら見た場合、正規の制御量とは異なる透過光量と
なり、画質を低下させる問題を有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した従来の液晶デイスプレイは、視野面に
対して垂直以外の角度から見た場合の画質（コン
トラスト）低下の原因となる斜め方向に透過する
光を防ぐ構造を持つていない。これに対し本発明
は、液晶デイスプレイ視野面にフイルターを有
し、そのフイルターの内壁面もしくはそれ自体が
可視光域での吸収が大きい材質で出来た穴を、液
晶デイスプレイの画素数以上、液晶デイスプレイ
の視野面に対して垂直に有し、前記液晶デイスプ
レイの視野面と接する面の反射側に光の散乱面を
有した厚さが前記穴の最長平面長さの0.7以上で
あるフイルターを前記液晶デイスプレイの視野面
に接して設けることにより、前記斜め方向に透過
する光を吸収し、垂直に透過する光を散乱させて
どの方向からでも同じ画質で見ることができるよ
うにしたものである。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例によるフイルター付
液晶デイスプレイの構成を示す模式的概念図を示
す透明電極１０４が設けられた２枚の電極基板１
０２間にツイステツド・ネマテイツク液晶１０５
が充填され、両面に偏光板１０３が設けられてい
る。一方の偏光板１０３の側に光源１００が設け
られ、他方の偏光板１０３は液晶デイスプレイの
視野面１１４となつている。この視野面１１４に
接して、視角依存性を改善するフイルター１０１
を設けている。

次に、視角依存性を改善するフイルター１０１
の詳細な構造について第２図に用いて説明する。

第２図はフイルター付液晶デイスプレイの模式
的な部分拡大斜視図である２枚の電極基板２０２
に設けた偏光板２０３はその偏光軸が同じ方向を
向くように平行に配置してある。

透明電極２０４は、偏光板２０３の内側にそれ
ぞれａmm×ｂmmの大きさに向い合うように成形し
たものである。ツイステツド・ネマテイツク液晶
２０５は偏光板２０３の間に封入し、ラビングに
よつて結晶軸が視野面側の偏光板面とその反射側
の偏光板面で90゜向きが異なり、かつ視野面と反
対側の偏光板面では偏光軸と結晶軸が同じ方向を
向く様に配向させてある。

透明電極２０４に電場を印加するとツイステツ
ド・ネマテイツク液晶２０５分子は立ち、光を透
過する。透過する部分は透明電極２０４の大きさ
にほぼ等しいと考えられ、視野面にはａmm×ｂmm
の大きさの画素２０６ができる。本実施例ではこ
の画素２０６に一対一で対応する穴を持つフイル
ター２０１を液晶デイスプレイの視野面（図では
上側の偏光板２０３の表面）に接して設ける（図
では説明のためフイルターと視野面は離して記載
してある）。フイルター２０１はフレーム２０７
と散乱面２０９によつて構成されている。フレー
ム２０７は、黒色のABS樹脂を型を用いて画素
２０６に１対１で対応するａmm×ｂmmの開口径の
垂直穴を持つ厚さｈmmの板状に成形したものであ
る。ここではａ＝ｂ＝0.5（mm）に対し、ｈ＝１
（mm）とし穴１ケの穴サイズの0.7以上した。表面
２１５に設けられた散乱面２０９は、フレーム２
０７に透明樹脂２０８を充填した後散乱面に仕上
げたものである。透明樹脂２０８は少なくとも散
乱面２０９を満せばよくフレーム２０７内の深さ
方向全体に満ちていていなくてもよい。また、散
乱面２０９は平坦な散乱面でなくてもよい。また
穴の形は正方形でなくてもよい。

本実施例では、フイルター２０１の厚みを各穴
の長辺（円形の場合は直径）の0.7以上としたの
で、斜め方向に液晶デイスプレイを透過する光を
吸収し、ほぼ垂直に透過する光のみを散乱面で散
乱させて、どの方向からでも同じ様に見ることが
できる。

また、本実施例では画素２０６に一対一で穴が
対応しているため、解像力が低下しないというメ
リツトもある。

第３図は本発明の他の実施例を示す要部断面図
で、本実施例も第１，２図に示した一実施例と同
様に液晶デイスプレイ部３１７は偏光板３０３、
電極基板３０２、透明電極３０４及びツイステツ
ド・ネマテイツク３０５液晶から構成される。フ
イルター部３１８はフレーム３０７と散乱面３０
９及び吸収層３１０によつて構成される。フレー
ム３０７の材質は特に黒色樹脂などである必要は
なく、その他の樹脂、金属でもよい。吸収層３１
０はフレーム３０７に囲まれた穴の内壁に可視光
域での吸収が大きい黒色塗料などの物質をつけた
ものである。散乱面３０９はフレーム３０７に充
填した透明樹脂３０８の表面を散乱面に仕上げた
ものであるが、平坦でなくてもよい。又、散乱面
３０９はフイルム状に設けられた穴は３１９は空
洞のままでもよい。

本実施例では画素数以上の穴数を設けたため、
一画素に対応する透明電極３０４上に数個の穴３
１９を有する。そのために、フイルター部３１８
の厚さを薄くしても斜めに透過する光を吸収層３
１０で吸収し、ほぼ垂直に透過する光のみを散乱
面で散乱させてどの方向からでも同じ様に見るこ
とができる。また、本実施例ではフレーム材とし
て金属などの使用も可能なため、強度を上げられ
るメリツトもある。

〔発明の効果〕

次に、本発明の効果を説明する。フイルターは
第４図に示すように視野面の偏光板４０３（上
側）に垂直な穴を持ち可視光域で吸収の大きい材
質内壁層がフレーム４０７で形成されている。か
かるフイルターを液晶デイスプレイの視野面（上
側の偏光板４０３上）に接して設けることによ
り、偏光板４０３を斜めに透過してしまう光源１
００からの光を吸収できる。さらにフイルターの
視野面と接する面とは反対側の面に散乱面４０９
を設けることにより、フイルターの穴によつて選
択的に透過された視野面の偏光板に垂直あるいは
それに近い角度で受光した光を散乱することがで
きる。たとえばここで選択される光の角度の大き
さは、フイルターの厚さと穴径の大しさで決める
ことが出来る。第５図に穴が円形の場合の、穴径
（直径）／フイルターの厚さに対する最大透過角
θmax・の関係を示す。液晶デイスプレイで制御
されたほぼ垂直な透過光のみを散乱させるため、
どの角度から見てもほぼ等しい光量で見ることが
出来、どの角度でもほぼ同一のコントラストが得
られる。

つまり、本発明では、視野面の偏光板を斜めに
透過して画素の明るさを乱し、コントラスト比の
低下の原因となるような光を減衰させ、且つ、画
素によつて制御された透過光を散乱によつてどの
角度からも同じ様に見ることが出来る様になり、
第６図に示す様にコントラストの視野角依存性を
改善できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフイルター付
液晶デイスプレイの構成を示す模式的断面図であ
る。第２図は本発明の一実施例に用いたフイルタ
ーを説明するための模式的な部分的拡大斜視図で
ある。第３図は本発明の他の実施例に用いたフイ
ルターを説明するための模式的な部分的拡大斜視
図である。第４図は本発明のフイルター付液晶デ
イスプレイの効果を説明するための模式的な斜視
図である。第５図は本発明に用いたフイルターの
構造と機能を説明するためのグラフである。第６
図は本発明のフイルター付液晶デイスプレイの視
角特性を示すグラフである。第７図はａおよびｂ
は従来の液晶デイスプレイの構成を示す模式的断
面図で、同図ａはON状態のもの同図ｂはOFF状
態のものである。第８図は従来の液晶デイスプレ
イの視覚依存性を説明するための模式的な図であ
る。 １００，４００，７００，８００……光源、１
０１，２０１……フイルター、１０２，２０２，
３０２，４０２，７０２……電極基板、１０３，
２０３，３０３，４０３，７０３……偏光板、１
０４，２０４，３０４，４０４，７０４……透明
電極、１０５，２０５，３０５，４０５，７０５
……ツイステツド・ネマテイツク液晶、２０６，
８０６……画素、２０７，３０７，４０７……フ
レーム、２０８，３０８，４０８……透明樹脂、
２０９，３０９，４０９……散乱面、３１０……
吸収層、８１１……液晶デイスプレイ、８１２…
…斜め入射光、８１３……斜めから見た場合の視
点、１１４……視野面、２１５……表面、２１６
……裏面、３１７……デイスプレイ部、３１８…
…フイルター部、３１９……穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶デイスプレイ装置と、該液晶デイスプレ
   イ装置の視野面上に設けられるフイルターとを有
   し、該フイルターは前記液晶デイスプレイの画素
   に対応して有する穴を有し、前記穴の内壁面は可
   視光域で大きな吸収率を有する材質からなり、前
   記穴の前記視野面と接する側とは反対側の表面に
   散乱面を有していることを特徴とするフイルター
   付液晶デイスプレイ。 ２ 前記フイルターの前記穴は前記デイスプレイ
   の各画素の面積より小さいことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のフイルター付液晶デイス
   プレイ。 ３ 前記フイルターの前記穴の厚みは該穴の最長
   平面長さの0.7以上であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のフイルター付
   デイスプレイ。