JPS628129A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JPS628129A JPS628129A JP60147708A JP14770885A JPS628129A JP S628129 A JPS628129 A JP S628129A JP 60147708 A JP60147708 A JP 60147708A JP 14770885 A JP14770885 A JP 14770885A JP S628129 A JPS628129 A JP S628129A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- angle
- fresnel lens
- display device
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- Pending
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄型で均一な高いコントラストを有する液晶
表示装置に関する。
表示装置に関する。
第２図は従来の液晶表示装置を観測した場合の図で、１
は液晶表示パネル、４はそのパネルを観測する場所を示
している。ぽから明らかな様に液晶表示パネル１の表示
面積が増えるに従って視角２、Ｓの差が拡大する。１２
インチＯＲＴに匹敵するパネルサイズの場合その視角差
は、１５°〜３０°にも達する。第１図は、視角を変え
た場合の駆動電圧（横軸）〜反射強度（縦軸）のグラフ
で、曲線５はパネル面に対して垂直方向から見た場合の
カーブ、曲線６は上記垂直方向から１５゜ずれた方向か
ら見た場合のカーブ、曲線７は同じく５０°ずれた方向
から見た場合のカーブである。第１図から明らかな様に
同じ駆動電圧ＶｏＮを印加した場合でも視角方向により
Ａ、Ｂ、Ｃの様に表示濃さが異なる。又、非点灯部の表
示濃さもＡ／ 、Ｂｌ 、（３１に示す様に濃さが
異なり、この事は表示体を観測した場合、画面の上から
下にかけて次第に表示が濃く（又は暗く）なる事を示し
、このように大型ドツトディスプレイに於ては表示面全
面に渡りて均一な表示外観が得られない欠点がありた。
は液晶表示パネル、４はそのパネルを観測する場所を示
している。ぽから明らかな様に液晶表示パネル１の表示
面積が増えるに従って視角２、Ｓの差が拡大する。１２
インチＯＲＴに匹敵するパネルサイズの場合その視角差
は、１５°〜３０°にも達する。第１図は、視角を変え
た場合の駆動電圧（横軸）〜反射強度（縦軸）のグラフ
で、曲線５はパネル面に対して垂直方向から見た場合の
カーブ、曲線６は上記垂直方向から１５゜ずれた方向か
ら見た場合のカーブ、曲線７は同じく５０°ずれた方向
から見た場合のカーブである。第１図から明らかな様に
同じ駆動電圧ＶｏＮを印加した場合でも視角方向により
Ａ、Ｂ、Ｃの様に表示濃さが異なる。又、非点灯部の表
示濃さもＡ／ 、Ｂｌ 、（３１に示す様に濃さが
異なり、この事は表示体を観測した場合、画面の上から
下にかけて次第に表示が濃く（又は暗く）なる事を示し
、このように大型ドツトディスプレイに於ては表示面全
面に渡りて均一な表示外観が得られない欠点がありた。
更に点灯部と非点灯部との間の表 □示コントラスト
比も視角方向によって異なる。第１図に於る８は表示面
に対して垂直方向から見た場合のコントラスト、９は同
じく垂直軸に対し１５°方向から見た場合のコントラス
ト、１０は同じく３０°方向から見た場合のコントラス
トを示す。図から明らかな様に角度が大きくなる程、駆
動電圧〜反射強度のカーブの急峻性が増しフントラスト
は向上する。
比も視角方向によって異なる。第１図に於る８は表示面
に対して垂直方向から見た場合のコントラスト、９は同
じく垂直軸に対し１５°方向から見た場合のコントラス
ト、１０は同じく３０°方向から見た場合のコントラス
トを示す。図から明らかな様に角度が大きくなる程、駆
動電圧〜反射強度のカーブの急峻性が増しフントラスト
は向上する。
以上の様に従来の液晶表示装置に於ては表示面の場所の
違いによる表示濃度の違い、ならびにコントラストの違
いが発生しており、大きな問題となってきた。
違いによる表示濃度の違い、ならびにコントラストの違
いが発生しており、大きな問題となってきた。
本発明の目的は、上述した表示面の点灯及び非点灯部の
濃度ムラをなくし全面均一表示外観を有する液晶表示装
置を提供する事にある。
濃度ムラをなくし全面均一表示外観を有する液晶表示装
置を提供する事にある。
本発明の他の目的は、上述した視角方向の違いによるコ
ントラスト差をなくシ、全面に渡って良好な表示コント
ラストが均一に得られる液晶表示装置を提供する事にあ
る。
ントラスト差をなくシ、全面に渡って良好な表示コント
ラストが均一に得られる液晶表示装置を提供する事にあ
る。
本発明は載乗の液晶表示パネル上に鋸歯刃状の断面形状
を有するフレネルレンズを重ね合わせ、光路屈折させる
とともに、上記鋸歯角を連続的に変え、上記屈折角を表
示面上で連続的に変化させどの場所から表示面を一測し
ても均一なコントラス１、光学濃度が得られる事を特徴
としている。
を有するフレネルレンズを重ね合わせ、光路屈折させる
とともに、上記鋸歯角を連続的に変え、上記屈折角を表
示面上で連続的に変化させどの場所から表示面を一測し
ても均一なコントラス１、光学濃度が得られる事を特徴
としている。
第４図は、液晶表示パネル１２上に本発明に基づくフレ
ネルレンズ１１を重ね合わせた断面図で、バックライト
からの発射光１５は液晶表示パネル１２を透過した後、
フレネルレンズ１１で屈折され、観察者１４の眼に入る
。今、角度１５を＃、、１６を０４．１７を０３．１８
をθ冨、１９を０１ （パネルに垂直な線とのなす角）
、そして鋸歯角を図のようにψとおくと、 θ１千ψ−θ、（１） ｉθ、＝％・５ｉｆｌθ、（２） （％はフレネルレンズ１１の空気に対する屈折率、本発
明に於てはアクリル樹脂を用い悴＝１４９） θＳ；ψ−８４（８） ％ｓｉｎθ４ ｍｓムθｍ （４）の式が成り立
つ。
ネルレンズ１１を重ね合わせた断面図で、バックライト
からの発射光１５は液晶表示パネル１２を透過した後、
フレネルレンズ１１で屈折され、観察者１４の眼に入る
。今、角度１５を＃、、１６を０４．１７を０３．１８
をθ冨、１９を０１ （パネルに垂直な線とのなす角）
、そして鋸歯角を図のようにψとおくと、 θ１千ψ−θ、（１） ｉθ、＝％・５ｉｆｌθ、（２） （％はフレネルレンズ１１の空気に対する屈折率、本発
明に於てはアクリル樹脂を用い悴＝１４９） θＳ；ψ−８４（８） ％ｓｉｎθ４ ｍｓムθｍ （４）の式が成り立
つ。
ここで、鋸歯角ψを変えた場合についてそれぞれ、入射
角θ６に対する観察者への入射角０８を、（１）〜（４
）式を使い求め、その結果を第５図に示す。
角θ６に対する観察者への入射角０８を、（１）〜（４
）式を使い求め、その結果を第５図に示す。
ここで第３図に示す様に一定の入射角２０で入った光の
みが表示面全面にわたって観察者の眼２ａに入射する様
にフレネルレンズ２７を設置ｉするには、ポイント２４
に於る鋸歯角は、θ、（２゜）＝５ｏ’ 、θ１（２
２）＝１０’を充たすように鋸歯角ψを約３７．８’に
すればよい事が上式ならびに第５図から判る。又、同様
にポイント２５では入射角θ、（２０）＝−５０’
、θ１ （２２）＝２５°を充たす為には鋸歯角ψを
約９°にすればよい。
みが表示面全面にわたって観察者の眼２ａに入射する様
にフレネルレンズ２７を設置ｉするには、ポイント２４
に於る鋸歯角は、θ、（２゜）＝５ｏ’ 、θ１（２
２）＝１０’を充たすように鋸歯角ψを約３７．８’に
すればよい事が上式ならびに第５図から判る。又、同様
にポイント２５では入射角θ、（２０）＝−５０’
、θ１ （２２）＝２５°を充たす為には鋸歯角ψを
約９°にすればよい。
上述した様にフレネルレンズの鋸歯角ψをポイント２４
からポイント２５に渡うて９°から５７゜８６迄連続的
に変化させれば、常にバックライトからの入射光角度ｎ
ｏ″′方向から液晶パネルを透過した光のみが観測者の
眼２３に入射する。これにより第１図に示す様に観測者
の眼には表示面全面に渡りてカーブ７で示されるコント
ラスト曲線の特性が得られる。従ってコントラスト１０
が全面均一に得られ、表示面の場所によるコンドラスジ
差、及び、表示濃淡のムラが防止できる。
からポイント２５に渡うて９°から５７゜８６迄連続的
に変化させれば、常にバックライトからの入射光角度ｎ
ｏ″′方向から液晶パネルを透過した光のみが観測者の
眼２３に入射する。これにより第１図に示す様に観測者
の眼には表示面全面に渡りてカーブ７で示されるコント
ラスト曲線の特性が得られる。従ってコントラスト１０
が全面均一に得られ、表示面の場所によるコンドラスジ
差、及び、表示濃淡のムラが防止できる。
又、このよりなフレネルレンズを用いれば第３図に示す
様に見る方向を２６に変えても表示面の均一性は確保で
きる。
様に見る方向を２６に変えても表示面の均一性は確保で
きる。
上述した実施例に於てはフレネルレンズ３３の凹凸面を
観察者側に配置したが、逆にパネル側に向けても同様な
効果は確保できる。＃Ｉ６図は７レネル凹凸面をパネル
５４側に向けた場合で、角度２８．２９，３０，３１．
５２Ｔｔそれぞれθ、。
観察者側に配置したが、逆にパネル側に向けても同様な
効果は確保できる。＃Ｉ６図は７レネル凹凸面をパネル
５４側に向けた場合で、角度２８．２９，３０，３１．
５２Ｔｔそれぞれθ、。
０！ 、θＳ＊’４＊’ｌとおき、フレネルレンズの鋸
歯角を９とおくと次式が成立する。
歯角を９とおくと次式が成立する。
ｓｕ＃１ ＝ｓ ・５ｉｎ０１ （１）０、＝θ、
＋ψ （２） 算・３−０１＝ｓｉａθ、（８） θ、二〇、−ψ （４） ここで、いろいろな鋸歯角ψに於て、パネルへの光の入
射角θ、に対する観察者への出射角θ１の関係を（１）
〜（４）式で求めグラフ化した図が第７図である。図か
ら明らかな様にパネルへの入射光θ６が常に３０°の光
のみが観察者の眼に入るようにする為にはフレネルレン
ズ３３の鋸歯角（ψ）を０６から４０°の範囲で連続的
に変化させればよい事が判る。
＋ψ （２） 算・３−０１＝ｓｉａθ、（８） θ、二〇、−ψ （４） ここで、いろいろな鋸歯角ψに於て、パネルへの光の入
射角θ、に対する観察者への出射角θ１の関係を（１）
〜（４）式で求めグラフ化した図が第７図である。図か
ら明らかな様にパネルへの入射光θ６が常に３０°の光
のみが観察者の眼に入るようにする為にはフレネルレン
ズ３３の鋸歯角（ψ）を０６から４０°の範囲で連続的
に変化させればよい事が判る。
又、フレネルレンズの凹凸ピッチは液晶表示ドツトピッ
チの整数分の１で出来る限り細かく、更に７レネルの凹
凸ラインは液晶表示のドツトラインの方向と一致させる
事が、モアレ縞を防ぐ点で重要である。又、更にフレネ
ルレンズの凹凸ピッチを均一にせず、ピッチをランダム
に取ると、よリモアレ縞を目立たなくする事が可能であ
る。
チの整数分の１で出来る限り細かく、更に７レネルの凹
凸ラインは液晶表示のドツトラインの方向と一致させる
事が、モアレ縞を防ぐ点で重要である。又、更にフレネ
ルレンズの凹凸ピッチを均一にせず、ピッチをランダム
に取ると、よリモアレ縞を目立たなくする事が可能であ
る。
以上説明した様に本発明に於ては、フレネルレンズを液
晶表示パネルと観察者の間に挿入し、更に該フレネルレ
ンズの鋸歯角を場所により変える事により （１） 液晶表示面全面にわたって均一なコントラス
トを持った液晶表示装置が得られる。
晶表示パネルと観察者の間に挿入し、更に該フレネルレ
ンズの鋸歯角を場所により変える事により （１） 液晶表示面全面にわたって均一なコントラス
トを持った液晶表示装置が得られる。
（２） 液晶表示面全面にわたって表示濃度の均一な
液晶表示装置が提供できる。
液晶表示装置が提供できる。
（８）液晶表示面に対し後斜方方向よりの光を観察者の
眼に入る様にフレネルレンズ角を調整すれば、真正面か
らの観察者にも良好なフントラスト比をもった液晶表示
装置が提供できる。
眼に入る様にフレネルレンズ角を調整すれば、真正面か
らの観察者にも良好なフントラスト比をもった液晶表示
装置が提供できる。
（４） フレネルレンズの凹凸ピッチと表示ドツトピッ
チを調整又は、ランダムピッチ設置ｔする事によりモア
レ縞の発生のない良好な液晶表示が得られる。
チを調整又は、ランダムピッチ設置ｔする事によりモア
レ縞の発生のない良好な液晶表示が得られる。
第１図は、一般的な液晶表示体の電気光学特性グラフ。
５は表示面に対し垂直方向から見た電気光学特性カーブ
。６は同じく垂直方向から１５″方向、７は同じく５０
°方向から見た電気光学特性カーブ。 第２図は、従来の液晶表示に於る視角差を説明する図。 １・・・・・・液晶パネル 第５図は本発明の実施例に基づく説明図２７・・・・・
・本発明に基づくフレネルレンズ第４図は、本発明の第
一の実施例の説明図１１…・・・フレネルレンズ １２・・・・・・液晶表示パネル 第５図は、本発明の第１の実施例にもとづくフレネルレ
ンズの鋸歯角を変更した時の液晶パネルへの光入射角と
、フレネルレンズからの光出射角の関係を示したグラフ
。 第６図は、本発明の第２の実施例の説明図。 ＢＢ−・・・・・本発明にもとづくフレネルレンズ３４
・・・・・・液晶パネル 第７図は、本発明の第２の実施例にも左づくフレネルレ
ンズ鋸歯角〜液晶パネルへの光入射角〜観察者への光入
射角の関係を示したグラフである以上
。６は同じく垂直方向から１５″方向、７は同じく５０
°方向から見た電気光学特性カーブ。 第２図は、従来の液晶表示に於る視角差を説明する図。 １・・・・・・液晶パネル 第５図は本発明の実施例に基づく説明図２７・・・・・
・本発明に基づくフレネルレンズ第４図は、本発明の第
一の実施例の説明図１１…・・・フレネルレンズ １２・・・・・・液晶表示パネル 第５図は、本発明の第１の実施例にもとづくフレネルレ
ンズの鋸歯角を変更した時の液晶パネルへの光入射角と
、フレネルレンズからの光出射角の関係を示したグラフ
。 第６図は、本発明の第２の実施例の説明図。 ＢＢ−・・・・・本発明にもとづくフレネルレンズ３４
・・・・・・液晶パネル 第７図は、本発明の第２の実施例にも左づくフレネルレ
ンズ鋸歯角〜液晶パネルへの光入射角〜観察者への光入
射角の関係を示したグラフである以上
Claims (2)
- （１）液晶表示パネル、該液晶表示パネル上に配された
鋸歯刃状の断面形状を有するフレネルレンズとから少な
くとも構成される液晶表示装置に於て、上記鋸歯角（ψ
）を１方向にほぼ連続的に変化させ、観測者の液晶表示
パネル面に於る視角変化を補正した事を特徴とする液晶
表示装置。 - （２）上記鋸歯角（ψ）を０°から５０°以内の範囲で
連続的に変化させた事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147708A JPS628129A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147708A JPS628129A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628129A true JPS628129A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15436426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60147708A Pending JPS628129A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628129A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5107357A (en) * | 1991-01-18 | 1992-04-21 | General Electric Company | Low insertion loss optical beam steerer |
| US5724108A (en) * | 1994-03-14 | 1998-03-03 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display device with a prism sheet that increases brightness in the optimum range of viewing angle |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP60147708A patent/JPS628129A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5107357A (en) * | 1991-01-18 | 1992-04-21 | General Electric Company | Low insertion loss optical beam steerer |
| US5724108A (en) * | 1994-03-14 | 1998-03-03 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display device with a prism sheet that increases brightness in the optimum range of viewing angle |
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