JPH0553100A - 液晶デイスプレイ装置 - Google Patents
液晶デイスプレイ装置Info
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- JPH0553100A JPH0553100A JP3236878A JP23687891A JPH0553100A JP H0553100 A JPH0553100 A JP H0553100A JP 3236878 A JP3236878 A JP 3236878A JP 23687891 A JP23687891 A JP 23687891A JP H0553100 A JPH0553100 A JP H0553100A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光散乱型液晶を用いて、コントラスト比の高
い良好な画像品質をもった直視型のディスプレイを提供
する。 【構成】 光源３０と、第１の駆動電極１３を設けた第
１の透明基板１１および光散乱型液晶層１５ならびに第
２の駆動電極１４を設けた第２の透明基板１２とからな
る液晶表示部１０と、液晶層を透過した光を拡散する拡
散表示手段４０とが積み重ねられ、駆動制御手段２０か
ら前記光散乱型液晶層の配向を制御する電圧を第１の駆
動透明電極と第２の駆動透明電極との間に印加するよう
にした液晶ディスプレイ装置において、液晶表示部と光
源との間に光源からの光の照射角度を制限する第１の照
射角制限手段５０を設け、液晶表示部と拡散表示手段と
の間に光源からの光の照射角度を制限する第２の照射角
制限手段６０を設けた。
い良好な画像品質をもった直視型のディスプレイを提供
する。 【構成】 光源３０と、第１の駆動電極１３を設けた第
１の透明基板１１および光散乱型液晶層１５ならびに第
２の駆動電極１４を設けた第２の透明基板１２とからな
る液晶表示部１０と、液晶層を透過した光を拡散する拡
散表示手段４０とが積み重ねられ、駆動制御手段２０か
ら前記光散乱型液晶層の配向を制御する電圧を第１の駆
動透明電極と第２の駆動透明電極との間に印加するよう
にした液晶ディスプレイ装置において、液晶表示部と光
源との間に光源からの光の照射角度を制限する第１の照
射角制限手段５０を設け、液晶表示部と拡散表示手段と
の間に光源からの光の照射角度を制限する第２の照射角
制限手段６０を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光分散型の液晶を利
用した直視型のディスプレイ装置に関する。
用した直視型のディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイ装置として、ネ
マチック型の液晶を用いるディスプレイ装置が知られて
いる。しかし、このネマチック型の液晶を用いるディス
プレイでは、偏向板を用いるため、光の透過率が１０％
以下と低く、バックライトのエネルギー効率が悪い。そ
のため、コントラストも低い。また、液晶パネルの前後
に偏向板を必要とすることや、液晶を配向させるための
配向膜が必要であり構造が複雑であるという問題があっ
た。
マチック型の液晶を用いるディスプレイ装置が知られて
いる。しかし、このネマチック型の液晶を用いるディス
プレイでは、偏向板を用いるため、光の透過率が１０％
以下と低く、バックライトのエネルギー効率が悪い。そ
のため、コントラストも低い。また、液晶パネルの前後
に偏向板を必要とすることや、液晶を配向させるための
配向膜が必要であり構造が複雑であるという問題があっ
た。
【０００３】一方、偏光板を必要としない、光散乱型の
液晶が研究されている。この光散乱型の液晶では光の透
過率が８０〜９０％であり、光の利用効率が高い。この
光散乱型の液晶の例として高分子中にネマチック液晶を
分散させた液晶分散ポリマーがある。この素子に電界を
かけてＯＮ状態にすると、液晶が一様に配向するため、
入射光は散乱されずに直進する。一方、素子に電界をか
けないＯＦＦ状態では液晶がランダムに配向するため、
入射光は散乱される。この光散乱型の液晶は、その光散
乱特性のため光学系に散乱された光をさえぎるための絞
りがある投射型ディスプレイとしてのみ用いられてき
た。この投射型ディスプレイは、ＯＦＦ状態の液晶に入
射し散乱された光がこの絞りによりさえぎられてスクリ
ーンに届かないため、高いコントラスト比を得ることが
できる。しかし、この光散乱型液晶を用いて、直視型の
ディスプレイを実現しようとして、従来のネマチック型
の直視型液晶ディスプレイと同じ構造のバックライトと
液晶パネルを重ねた構造の直視型ディスプレイを作成し
ても、液晶のＯＦＦ状態での散乱された光が観測されて
しまうため、高いコントラスト比をもつ画像を得ること
ができなかった。
液晶が研究されている。この光散乱型の液晶では光の透
過率が８０〜９０％であり、光の利用効率が高い。この
光散乱型の液晶の例として高分子中にネマチック液晶を
分散させた液晶分散ポリマーがある。この素子に電界を
かけてＯＮ状態にすると、液晶が一様に配向するため、
入射光は散乱されずに直進する。一方、素子に電界をか
けないＯＦＦ状態では液晶がランダムに配向するため、
入射光は散乱される。この光散乱型の液晶は、その光散
乱特性のため光学系に散乱された光をさえぎるための絞
りがある投射型ディスプレイとしてのみ用いられてき
た。この投射型ディスプレイは、ＯＦＦ状態の液晶に入
射し散乱された光がこの絞りによりさえぎられてスクリ
ーンに届かないため、高いコントラスト比を得ることが
できる。しかし、この光散乱型液晶を用いて、直視型の
ディスプレイを実現しようとして、従来のネマチック型
の直視型液晶ディスプレイと同じ構造のバックライトと
液晶パネルを重ねた構造の直視型ディスプレイを作成し
ても、液晶のＯＦＦ状態での散乱された光が観測されて
しまうため、高いコントラスト比をもつ画像を得ること
ができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの光散乱型
液晶を用いて、コントラスト比の高い良好な画像品質を
もった直視型のディスプレイを提供することにある。
液晶を用いて、コントラスト比の高い良好な画像品質を
もった直視型のディスプレイを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、光散
乱型液晶を用いて、直視型ディスプレイを実現するため
に次のような手段を用いた。まず、液晶表示部の背面か
ら光を照射する光源と液晶パネルの間に光の照射角度を
制限する照射角制限手段をおいて液晶パネルに入射する
光の入射角を制限する。他方液晶パネルと拡散表示板の
間に光源からの光の照射角度を制限する第２の照射角制
限手段を設けて液晶パネルを出て拡散表示板に到達する
光の出射角を制限する。上記の構成の照射角制限手段と
して、入射角制限格子および出射角制限格子を用いるこ
とができる。また、照射角制限手段として、透明なガラ
スまたはプラスティクからなる入射角制限ファイバー束
および出射角制限ファイバー束を用いることもできる。
これらの照射角制限手段を用いることによって、コント
ラスト比の高い良好な画像品質をもった光散乱型液晶を
用いた直視型のディスプレイを作製することが可能にな
った。
乱型液晶を用いて、直視型ディスプレイを実現するため
に次のような手段を用いた。まず、液晶表示部の背面か
ら光を照射する光源と液晶パネルの間に光の照射角度を
制限する照射角制限手段をおいて液晶パネルに入射する
光の入射角を制限する。他方液晶パネルと拡散表示板の
間に光源からの光の照射角度を制限する第２の照射角制
限手段を設けて液晶パネルを出て拡散表示板に到達する
光の出射角を制限する。上記の構成の照射角制限手段と
して、入射角制限格子および出射角制限格子を用いるこ
とができる。また、照射角制限手段として、透明なガラ
スまたはプラスティクからなる入射角制限ファイバー束
および出射角制限ファイバー束を用いることもできる。
これらの照射角制限手段を用いることによって、コント
ラスト比の高い良好な画像品質をもった光散乱型液晶を
用いた直視型のディスプレイを作製することが可能にな
った。
【０００６】
「実施例１」本発明の第１の実施例を図１を用いて説明
する。実施例１は、第１および第２の照射角制限手段を
それぞれ入射角制限格子および出射角制限格子で構成し
た例である。
する。実施例１は、第１および第２の照射角制限手段を
それぞれ入射角制限格子および出射角制限格子で構成し
た例である。
【０００７】ディスプレイ装置１は、液晶表示部１０と
して周知の高分子中にネマチック液晶を分散させた液晶
分散ポリマー１５を使用した光散乱型液晶パネルを利用
し、光源３０、入射角制限格子５０、光散乱型液晶表示
部１０、出射角制限格子６０、拡散表示板４０の順に重
ねて構成される。液晶表示部の背面から光を照射する光
源３０として、面発光体のＥＬパネルや、冷陰極管の光
を反射板を用いて面状にしたものが使用される。照射角
制限手段５０，６０として、断面形状が正方形、三角
形、六角形、円などの格子構造で所定の長さのものを使
用する。この格子は金属の薄い板を正方形や三角形や六
角形の形に格子状に組んだものや、細いチューブを束ね
たものなどにより構成される。これらの、格子に強度を
もたせるために、格子を透明な樹脂中に埋め込んで固め
る方法をとることもできる。格子の内面は反射が起きな
いような黒色の非光沢面に加工しておく。
して周知の高分子中にネマチック液晶を分散させた液晶
分散ポリマー１５を使用した光散乱型液晶パネルを利用
し、光源３０、入射角制限格子５０、光散乱型液晶表示
部１０、出射角制限格子６０、拡散表示板４０の順に重
ねて構成される。液晶表示部の背面から光を照射する光
源３０として、面発光体のＥＬパネルや、冷陰極管の光
を反射板を用いて面状にしたものが使用される。照射角
制限手段５０，６０として、断面形状が正方形、三角
形、六角形、円などの格子構造で所定の長さのものを使
用する。この格子は金属の薄い板を正方形や三角形や六
角形の形に格子状に組んだものや、細いチューブを束ね
たものなどにより構成される。これらの、格子に強度を
もたせるために、格子を透明な樹脂中に埋め込んで固め
る方法をとることもできる。格子の内面は反射が起きな
いような黒色の非光沢面に加工しておく。
【０００８】照射角制限手段の作用を図２を用いて以下
に説明する。図示のように、格子の径をｈ、長さをＬと
すると格子を通ったあとの液晶に入射する光の最大入射
角ａは、 ａ＝ａｒｃ ｔａｎ（ｈ／Ｌ）・・・・・・・・・・・・・（１） で表され、光源３０から出た光は入射角制限格子５０を
通ることにより、液晶への入射角はａに制限される。格
子の径ｈは、ディスプレイの画素ピッチに基づいて決め
られ、画素ピッチ（通常０．３ｍｍ程度）の数分の１か
ら（０．１ｍｍ）、数十分の１に（０．０３ｍｍ程度）
に決められる。格子の長さＬは所望のコントラストが得
られるよう、この格子を通過する光の入射角ａが数度か
ら１０度前後となるように、上記（１）式より決められ
る。
に説明する。図示のように、格子の径をｈ、長さをＬと
すると格子を通ったあとの液晶に入射する光の最大入射
角ａは、 ａ＝ａｒｃ ｔａｎ（ｈ／Ｌ）・・・・・・・・・・・・・（１） で表され、光源３０から出た光は入射角制限格子５０を
通ることにより、液晶への入射角はａに制限される。格
子の径ｈは、ディスプレイの画素ピッチに基づいて決め
られ、画素ピッチ（通常０．３ｍｍ程度）の数分の１か
ら（０．１ｍｍ）、数十分の１に（０．０３ｍｍ程度）
に決められる。格子の長さＬは所望のコントラストが得
られるよう、この格子を通過する光の入射角ａが数度か
ら１０度前後となるように、上記（１）式より決められ
る。
【０００９】格子を用いた照射角制限手段の具体的な構
造例を図３に示す。この例では、格子５１はアルミニウ
ムの薄板５２をハニカムコア状に形成したものであっ
て、その内壁はコントラストの低下を引き起こす入射角
の大きな光の反射を防ぐために黒色化処理がなされてい
る。また、コア内部には透明樹脂５３が充填されて格子
に強度を与えている。光散乱型液晶としては液晶分散ポ
リマーを用いる。この液晶分散ポリマー１５が通常のネ
マチック液晶と同じように透明電極１３，１４を着膜し
たガラス基板１１，１２の間に注入されて光散乱型液晶
パネル１０を構成している。拡散表示手段４０として
は、ガラス板やプラスチック板をスリガラス状に加工す
るか、レンチキュラーレンズ状に加工したものを用い
る。入射角制限格子５１を通った光は液晶表示部１０に
入る。光散乱型液晶は画素に電圧がかかっているかいな
いかにより、光の散乱特性が変わる。図１の下半分に示
されるように電圧がかかっているＯＮ状態の画素では、
液晶は一定方向に揃うため、入射した光は散乱されずに
そのまま直進する。図１の上半分に示されるように電圧
がかかっていないＯＦＦ状態の画素では、液晶はランダ
ムな方向を向くため、入射した光は散乱される。液晶１
０を通った光は出射角制限格子６０に入る。液晶のＯＮ
状態の画素部分を通った光は、散乱されずに直進して出
射角制限格子６０を通り、拡散表示板４０に至る。液晶
のＯＦＦ状態の画素部分を通り散乱された光は、出射角
制限格子への入射角が大きいために、大部分の光は出射
角制限格子を通ることができない。そのため、ＯＦＦ状
態の画素に対応する位置の拡散表示板に光は到達しな
い。このようにして、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のコントラ
ストを得ることができる。
造例を図３に示す。この例では、格子５１はアルミニウ
ムの薄板５２をハニカムコア状に形成したものであっ
て、その内壁はコントラストの低下を引き起こす入射角
の大きな光の反射を防ぐために黒色化処理がなされてい
る。また、コア内部には透明樹脂５３が充填されて格子
に強度を与えている。光散乱型液晶としては液晶分散ポ
リマーを用いる。この液晶分散ポリマー１５が通常のネ
マチック液晶と同じように透明電極１３，１４を着膜し
たガラス基板１１，１２の間に注入されて光散乱型液晶
パネル１０を構成している。拡散表示手段４０として
は、ガラス板やプラスチック板をスリガラス状に加工す
るか、レンチキュラーレンズ状に加工したものを用い
る。入射角制限格子５１を通った光は液晶表示部１０に
入る。光散乱型液晶は画素に電圧がかかっているかいな
いかにより、光の散乱特性が変わる。図１の下半分に示
されるように電圧がかかっているＯＮ状態の画素では、
液晶は一定方向に揃うため、入射した光は散乱されずに
そのまま直進する。図１の上半分に示されるように電圧
がかかっていないＯＦＦ状態の画素では、液晶はランダ
ムな方向を向くため、入射した光は散乱される。液晶１
０を通った光は出射角制限格子６０に入る。液晶のＯＮ
状態の画素部分を通った光は、散乱されずに直進して出
射角制限格子６０を通り、拡散表示板４０に至る。液晶
のＯＦＦ状態の画素部分を通り散乱された光は、出射角
制限格子への入射角が大きいために、大部分の光は出射
角制限格子を通ることができない。そのため、ＯＦＦ状
態の画素に対応する位置の拡散表示板に光は到達しな
い。このようにして、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のコントラ
ストを得ることができる。
【００１０】「実施例２」本発明の第２の実施例を図４
を用いて説明する。実施例２は、第１および第２の照射
角制限手段をそれぞれ入射角制限ファイバー束および出
射角制限ファイバー束で構成した例でありその他は実施
例１と大差なく構成されている。
を用いて説明する。実施例２は、第１および第２の照射
角制限手段をそれぞれ入射角制限ファイバー束および出
射角制限ファイバー束で構成した例でありその他は実施
例１と大差なく構成されている。
【００１１】発明によるディスプレイは次のような構成
となっている。液晶表示部として光散乱型液晶パネル１
０を利用し、光源３０、入射角制限ファイバー束５５、
光散乱型液晶パネル１０、出射角制限ファイバー束６
５、拡散表示板４０の順に重ねた構造をとる。光源３０
には面発光体のＥＬパネルや、冷陰極管の光を反射板を
用いて、面状の発光にしたものを使う。入射角及び出射
角制限ファイバー束５５，６５はガラスまたは透明なプ
ラスチック材料からなる。ファイバー束の具体的な構造
を図７に示す。ファイバー束５５は、ガラスまたは透明
プラスチックからなるファイバー５６を束ねたものであ
り、ファイバーとファイバーの間にはファイバー材料よ
り屈折率が低く光吸収率の大きなファイバー周辺材料５
７で埋められ固定されており、強度が付与されるととも
に、入射角がψTHより大きな光が充分減衰するようにな
されている。ファイバー束に使うファイバーの径ｒは、
ディスプレイの画素ピッチ（通常０．３ｍｍ程度）の数
分の１（１００ミクロン程度）から数十分の１に（１０
ミクロン程度）決められる。ファイバーの長さＬはこの
ファイバーを通った光のうち、その入射角がψTHより大
きい光がファイバー内で十分減衰するのに必要な長さに
される。このファイバー周辺材料５７はガラスまたはプ
ラスチック材料からできており、その屈折率がファイバ
ーの屈折率より少し低めのものを用いる。また、これら
の材料は着色材料を用いて、光吸収が大きくなるように
しておく。
となっている。液晶表示部として光散乱型液晶パネル１
０を利用し、光源３０、入射角制限ファイバー束５５、
光散乱型液晶パネル１０、出射角制限ファイバー束６
５、拡散表示板４０の順に重ねた構造をとる。光源３０
には面発光体のＥＬパネルや、冷陰極管の光を反射板を
用いて、面状の発光にしたものを使う。入射角及び出射
角制限ファイバー束５５，６５はガラスまたは透明なプ
ラスチック材料からなる。ファイバー束の具体的な構造
を図７に示す。ファイバー束５５は、ガラスまたは透明
プラスチックからなるファイバー５６を束ねたものであ
り、ファイバーとファイバーの間にはファイバー材料よ
り屈折率が低く光吸収率の大きなファイバー周辺材料５
７で埋められ固定されており、強度が付与されるととも
に、入射角がψTHより大きな光が充分減衰するようにな
されている。ファイバー束に使うファイバーの径ｒは、
ディスプレイの画素ピッチ（通常０．３ｍｍ程度）の数
分の１（１００ミクロン程度）から数十分の１に（１０
ミクロン程度）決められる。ファイバーの長さＬはこの
ファイバーを通った光のうち、その入射角がψTHより大
きい光がファイバー内で十分減衰するのに必要な長さに
される。このファイバー周辺材料５７はガラスまたはプ
ラスチック材料からできており、その屈折率がファイバ
ーの屈折率より少し低めのものを用いる。また、これら
の材料は着色材料を用いて、光吸収が大きくなるように
しておく。
【００１２】照射角制限ファイバーの作用を図５および
図６を用いて以下に説明する。入射角制限ファイバー束
５５と出射角制限ファイバー束６５とはその構造および
原理が同じなので、ここではこの二つを照射角制限ファ
イバーとする。第５図は、照射角制限ファイバーに入射
する光が、ファイバー壁面で全反射する場合を示す。図
の左側から、光線が屈折率Ｎ1（Ｎ1＝１．０）の空気中
を通り屈折率Ｎ2のファイバー部に入射角θ1で入射する
と、ファイバー表面で光は屈折し入射角θ2でファイバ
ー中を進行する。各屈折率と入射角の関係は Ｎ1・ｓｉｎθ1＝Ｎ2・ｓｉｎθ2・・・・・・・・・・・・（２） で表わされる。ファイバー中を角θ2で進行する入射光
は、 θ2＋ψ1＝π／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） の関係にある入射角ψ1でファイバー壁面に入射する。
ファイバー周辺をファイバーの屈折率Ｎ2より低い屈折
率Ｎ3 Ｎ2＞Ｎ3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） を有するファイバー周辺材料５７により囲んである。フ
ァイバー壁面に入射した光線はファイバー壁面で全反射
をして、ファイバーのもう一方の端面に入射角θ2で入
り、ファイバー端面で屈折して、出射角θ1で空気中に
出て行く。この間、光線はファイバー壁面で何回か反射
を繰り返すが、全反射のため光の減衰はない。ファイバ
ー壁面に入射した光線が壁面で全反射するための条件
は、 Ｎ2・ｓｉｎψ1≧Ｎ3・ｓｉｎ（π／２）・・・・・・・・・（５） で表され、この式から、全反射を起こすときの壁面への
入射角ψTHは ψTH＝ａｒｃ ｓｉｎ(Ｎ3／Ｎ2）・・・・・・・・・・・・（６） となる。第６図は、入射角制限ファイバーに入射した光
が、ファイバー壁面で全反射しない場合を示す。第５図
と同様に、図の左側から、光線が屈折率Ｎ1（Ｎ1＝１．
０）の空気中を通り屈折率Ｎ2のファイバー部に入射角
θ3で入射する。ファイバー表面で光は屈折し入射角θ4
でファイバーの中を進行する。各屈折率と入射角の関係
は、 Ｎ1・ｓｉｎθ3＝Ｎ2・ｓｉｎθ4・・・・・・・・・・・・・（７） 式で表わされる。入射光は、 θ4＋ψ3＝π／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） の関係にある入射角ψ3でファイバー壁面に入射する。
ファイバー壁面で光線が全反射しない条件は、 Ｎ2・ｓｉｎψ3＜Ｎ3・ｓｉｎ（π／２） ・・・・・・・・・・（９） で表され、この条件を見たしたときファイバー壁面に入
射した光は全反射せずに一部は屈折して、出射角ψ4の
角度でファイバー周辺材料５７に入る。 Ｎ2・ｓｉｎψ3＝Ｎ3・ｓｉｎψ4・・・・・・・・・・・・・（１０） 周辺材料に入射しない光は、ファイバー壁面で反射し
て、引き続きファイバー中を進む。ファイバー周辺材料
５７に入った光は周辺材料の光吸収が大きいために減衰
してしまい、再びファイバー５６中に入ってくることは
ない。一部壁面で反射した光は、壁面で一部がファイバ
ー周辺部剤５７に入りながら反射を繰り返すうちにやは
り減衰してしまい、ファイバーの光を取り出す側の端面
から出るときには光強度は著しく弱くなっている。
図６を用いて以下に説明する。入射角制限ファイバー束
５５と出射角制限ファイバー束６５とはその構造および
原理が同じなので、ここではこの二つを照射角制限ファ
イバーとする。第５図は、照射角制限ファイバーに入射
する光が、ファイバー壁面で全反射する場合を示す。図
の左側から、光線が屈折率Ｎ1（Ｎ1＝１．０）の空気中
を通り屈折率Ｎ2のファイバー部に入射角θ1で入射する
と、ファイバー表面で光は屈折し入射角θ2でファイバ
ー中を進行する。各屈折率と入射角の関係は Ｎ1・ｓｉｎθ1＝Ｎ2・ｓｉｎθ2・・・・・・・・・・・・（２） で表わされる。ファイバー中を角θ2で進行する入射光
は、 θ2＋ψ1＝π／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） の関係にある入射角ψ1でファイバー壁面に入射する。
ファイバー周辺をファイバーの屈折率Ｎ2より低い屈折
率Ｎ3 Ｎ2＞Ｎ3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） を有するファイバー周辺材料５７により囲んである。フ
ァイバー壁面に入射した光線はファイバー壁面で全反射
をして、ファイバーのもう一方の端面に入射角θ2で入
り、ファイバー端面で屈折して、出射角θ1で空気中に
出て行く。この間、光線はファイバー壁面で何回か反射
を繰り返すが、全反射のため光の減衰はない。ファイバ
ー壁面に入射した光線が壁面で全反射するための条件
は、 Ｎ2・ｓｉｎψ1≧Ｎ3・ｓｉｎ（π／２）・・・・・・・・・（５） で表され、この式から、全反射を起こすときの壁面への
入射角ψTHは ψTH＝ａｒｃ ｓｉｎ(Ｎ3／Ｎ2）・・・・・・・・・・・・（６） となる。第６図は、入射角制限ファイバーに入射した光
が、ファイバー壁面で全反射しない場合を示す。第５図
と同様に、図の左側から、光線が屈折率Ｎ1（Ｎ1＝１．
０）の空気中を通り屈折率Ｎ2のファイバー部に入射角
θ3で入射する。ファイバー表面で光は屈折し入射角θ4
でファイバーの中を進行する。各屈折率と入射角の関係
は、 Ｎ1・ｓｉｎθ3＝Ｎ2・ｓｉｎθ4・・・・・・・・・・・・・（７） 式で表わされる。入射光は、 θ4＋ψ3＝π／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８） の関係にある入射角ψ3でファイバー壁面に入射する。
ファイバー壁面で光線が全反射しない条件は、 Ｎ2・ｓｉｎψ3＜Ｎ3・ｓｉｎ（π／２） ・・・・・・・・・・（９） で表され、この条件を見たしたときファイバー壁面に入
射した光は全反射せずに一部は屈折して、出射角ψ4の
角度でファイバー周辺材料５７に入る。 Ｎ2・ｓｉｎψ3＝Ｎ3・ｓｉｎψ4・・・・・・・・・・・・・（１０） 周辺材料に入射しない光は、ファイバー壁面で反射し
て、引き続きファイバー中を進む。ファイバー周辺材料
５７に入った光は周辺材料の光吸収が大きいために減衰
してしまい、再びファイバー５６中に入ってくることは
ない。一部壁面で反射した光は、壁面で一部がファイバ
ー周辺部剤５７に入りながら反射を繰り返すうちにやは
り減衰してしまい、ファイバーの光を取り出す側の端面
から出るときには光強度は著しく弱くなっている。
【００１３】以上の原理により、ファイバー束の中に光
線を通すと、ファイバーの内壁で全反射を起こす角度ψ
TH以上の角度で入射した光のみが、ファイバーの光取り
出し側の端面より出てくる。このファイバー束５５，６
５を光源３０と光散乱型液晶１０の間及び、光散乱型液
晶１０と拡散表示板４０の間に置くことにより、ＯＦＦ
状態の液晶からの散乱光を拡散表示板に届かないように
することができ、直視型のディスプレイを実現すること
ができる。入射角制限ファイバー束５５を通った光は液
晶表示部１０に入る。光散乱型液晶は画素に電圧がかか
っているかいないかにより、光の散乱特性が変わる。図
４の下半分に示されるように電圧がかかっているＯＮ状
態の画素では、液晶は一定方向に揃うため、入射した光
は散乱されずにそのまま直進する。図４の上半分に示さ
れるように電圧がかかっていないＯＦＦ状態の画素で
は、液晶はランダムな方向を向くため、入射した光は散
乱される。液晶１０を通った光は出射角制限ファイバー
束６５に入る。液晶のＯＮ状態の画素部分を通った光
は、散乱されずに直進して出射角制限ファイバー束６５
を通り、拡散表示板４０に至る。液晶のＯＦＦ状態の画
素部分を通り散乱された光は、出射角制限ファイバー束
への入射角が大きいために、大部分の光は出射角制限フ
ァイバー束を通ることができない。そのため、ＯＦＦ状
態の画素に対応する位置の拡散表示板に光は到達しな
い。このようにして、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のコントラ
ストを得ることができる。
線を通すと、ファイバーの内壁で全反射を起こす角度ψ
TH以上の角度で入射した光のみが、ファイバーの光取り
出し側の端面より出てくる。このファイバー束５５，６
５を光源３０と光散乱型液晶１０の間及び、光散乱型液
晶１０と拡散表示板４０の間に置くことにより、ＯＦＦ
状態の液晶からの散乱光を拡散表示板に届かないように
することができ、直視型のディスプレイを実現すること
ができる。入射角制限ファイバー束５５を通った光は液
晶表示部１０に入る。光散乱型液晶は画素に電圧がかか
っているかいないかにより、光の散乱特性が変わる。図
４の下半分に示されるように電圧がかかっているＯＮ状
態の画素では、液晶は一定方向に揃うため、入射した光
は散乱されずにそのまま直進する。図４の上半分に示さ
れるように電圧がかかっていないＯＦＦ状態の画素で
は、液晶はランダムな方向を向くため、入射した光は散
乱される。液晶１０を通った光は出射角制限ファイバー
束６５に入る。液晶のＯＮ状態の画素部分を通った光
は、散乱されずに直進して出射角制限ファイバー束６５
を通り、拡散表示板４０に至る。液晶のＯＦＦ状態の画
素部分を通り散乱された光は、出射角制限ファイバー束
への入射角が大きいために、大部分の光は出射角制限フ
ァイバー束を通ることができない。そのため、ＯＦＦ状
態の画素に対応する位置の拡散表示板に光は到達しな
い。このようにして、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のコントラ
ストを得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、光分散型液晶への入射光を照
射角制限手段をもちいて制限し、光分散型液晶を通過し
た光を照射角制限手段をもちいて特定の角度のものだけ
を拡散表示板に入射させているので、光分散型液晶を用
いた、直視型のディスプレイを実現することができる。
このディスプレイは偏光板を必要としないので光の利用
効率が高く、高いコントラストの画像品質を得ることが
できる。また、製造に当たって、配向膜着膜やラビング
などのプロセスが必要無く、プロセスを簡略化でき、そ
のため、低コスト化できる。また、液晶を投下した光を
拡散表示板にあてる方式のため原理的に視野角依存性が
ない画像を得られる。
射角制限手段をもちいて制限し、光分散型液晶を通過し
た光を照射角制限手段をもちいて特定の角度のものだけ
を拡散表示板に入射させているので、光分散型液晶を用
いた、直視型のディスプレイを実現することができる。
このディスプレイは偏光板を必要としないので光の利用
効率が高く、高いコントラストの画像品質を得ることが
できる。また、製造に当たって、配向膜着膜やラビング
などのプロセスが必要無く、プロセスを簡略化でき、そ
のため、低コスト化できる。また、液晶を投下した光を
拡散表示板にあてる方式のため原理的に視野角依存性が
ない画像を得られる。
【図１】 本発明による液晶ディスプレイ装置の構造を
示す図。
示す図。
【図２】 格子の径（ｈ）と長さ（Ｌ）と最大入射角
（ａ）との関係を示す図。
（ａ）との関係を示す図。
【図３】 本発明による照射角制限格子の構造（ハニカ
ム構造の例）を示す図。
ム構造の例）を示す図。
【図４】 照射角制限ファイバーを用いた、本発明によ
る液晶ディスプレイ装置の構造を示す図。
る液晶ディスプレイ装置の構造を示す図。
【図５】 ファイバー壁面で全反射して、伝搬して行く
入射角θ1の光の場合を示す図。
入射角θ1の光の場合を示す図。
【図６】 ファイバー壁面で全反射せずに、徐々に減衰
して行く入射角θ3の光の場合を示す図。
して行く入射角θ3の光の場合を示す図。
【図７】 本発明による照射角制限ファイバ束の構造を
示す図。
示す図。
１ 液晶ディスプレイ、１０ 液晶表示部、１１，１２
透明基板、１３，１４駆動電極、１５ 光散乱型液晶
層、２０ 駆動制御手段、３０ 光源、４０拡散表示
板、５０ 入射角制限手段、５１ 照射角制限格子、５
２ ハニカムコア、５３ 透明樹脂、５５ 照射角制限
ファイバー、５６ ファイバー、５７周辺材料、６０
出射角制限手段
透明基板、１３，１４駆動電極、１５ 光散乱型液晶
層、２０ 駆動制御手段、３０ 光源、４０拡散表示
板、５０ 入射角制限手段、５１ 照射角制限格子、５
２ ハニカムコア、５３ 透明樹脂、５５ 照射角制限
ファイバー、５６ ファイバー、５７周辺材料、６０
出射角制限手段
Claims (1)
- 【請求項１】 第１の駆動透明電極を設けた第１の透明
基板、この第１の透明基板の第１の駆動透明電極に対向
して配置した第２の駆動透明電極を設けた第２の透明基
板、および前記第１の透明基板と前記第２の透明基板間
に設けた光散乱型液晶層とを有する液晶表示部と、前記
光散乱型液晶層の配向を制御する電圧を第１の駆動透明
電極と第２の駆動透明電極との間に印加する駆動制御手
段と、前記液晶表示部の一方から光を照射する光源と、
前記液晶表示部の光源と反対側に設けた液晶表示部を透
過した光を錯乱する拡散表示手段とを有する液晶ディス
プレイ装置において、前記液晶表示部と光源との間に光
源からの光の照射角度を制限する第１の照射角制限手段
を設けるとともに、前記液晶表示部と拡散表示手段との
間に光源からの光の照射角度を制限する第２の照射角制
限手段を設けたことを特長とする液晶ディスプレイ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236878A JPH0553100A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 液晶デイスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236878A JPH0553100A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 液晶デイスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553100A true JPH0553100A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17007132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3236878A Pending JPH0553100A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 液晶デイスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0553100A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389002A (en) * | 1992-12-22 | 1995-02-14 | Nippondenso Co., Ltd. | Connector apparatus used for a flexible cable |
| JPH0710726U (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-14 | 帝人株式会社 | 液晶光学表示素子 |
| US5760849A (en) * | 1994-04-22 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and liquid crystal projection display device including means for controlling direction of light beams |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3236878A patent/JPH0553100A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389002A (en) * | 1992-12-22 | 1995-02-14 | Nippondenso Co., Ltd. | Connector apparatus used for a flexible cable |
| JPH0710726U (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-14 | 帝人株式会社 | 液晶光学表示素子 |
| US5760849A (en) * | 1994-04-22 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and liquid crystal projection display device including means for controlling direction of light beams |
| US5929954A (en) * | 1994-04-22 | 1999-07-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and liquid crystal projection display device having a light directivity controller of light beams |
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