JPH10123495A - Liquid crystal display - Google Patents
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- JPH10123495A JPH10123495A JP8279511A JP27951196A JPH10123495A JP H10123495 A JPH10123495 A JP H10123495A JP 8279511 A JP8279511 A JP 8279511A JP 27951196 A JP27951196 A JP 27951196A JP H10123495 A JPH10123495 A JP H10123495A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
するものである。[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置としては、一般に、TN
(ツイステッドネマティック)型またはSTN(スーパ
ーツイステッドネマティック)型のものが利用されてい
る。これらの液晶表示装置は、液晶分子がツイスト配向
した液晶層を有する液晶セルをはさんで一対の偏光板を
配置した液晶素子の背後に、一般にバックライトと呼ば
れる平面状光源を配置した構成となっている。2. Description of the Related Art As a liquid crystal display device, TN is generally used.
(Twisted nematic) type or STN (super twisted nematic) type is used. These liquid crystal display devices have a configuration in which a planar light source generally called a backlight is arranged behind a liquid crystal element in which a pair of polarizing plates are arranged with a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned. ing.
【0003】ところで、上記TN型やSTN型の液晶表
示装置は、その液晶素子の表示特性に液晶セルの液晶分
子の配向状態によって決まる方向性があり、表示を観察
する方向に応じて表示特性が変化するそのため、視野角
(表示を良好なコントラストで観察できる観察角範囲)
が狭いという問題をもっている。In the above-mentioned TN type or STN type liquid crystal display device, the display characteristics of the liquid crystal element have directionality determined by the alignment state of liquid crystal molecules in a liquid crystal cell, and the display characteristics are changed according to the direction in which display is observed. Viewing angle (observation angle range where display can be observed with good contrast)
Has the problem of being narrow.
【0004】これは、液晶セルのΔn・d(液晶の屈折
率異方性Δnと液晶層厚dとの積)の値が観察方向によ
って見かけ上変化するためであり、したがって、液晶セ
ルの両基板の内面にそれぞれ設けられている電極間への
印加電圧が同じであっても、つまり基板面に対する液晶
分子の立上がり角が同じであっても、光の透過率が観察
方向によって異なるから、上記液晶素子の電圧−透過率
特性には観察方向依存性がある。This is because the value of Δn · d (the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the thickness d of the liquid crystal layer) of the liquid crystal cell apparently changes depending on the observation direction. Even if the applied voltage between the electrodes provided on the inner surface of the substrate is the same, that is, even if the rising angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate surface is the same, the light transmittance differs depending on the observation direction. The voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal element has an observation direction dependency.
【0005】この電圧−透過率特性の観察方向依存性
は、前記電極間への印加電圧を、液晶のしきい値電圧V
thと、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に近い状態ま
で立上がり配向する電圧Va との間で段階的に制御し
て、明るさに階調をもたせた階調表示を行なうときにも
問題となっており、この階調表示においては、中間調の
表示の明るさが観察方向によって大きく変化する。[0005] The dependence of the voltage-transmittance characteristic on the observation direction is determined by changing the voltage applied between the electrodes to the threshold voltage V of the liquid crystal.
There is also a problem when performing gradation display in which gradation is provided by controlling stepwise between th and a voltage Va at which liquid crystal molecules rise and align to a state almost perpendicular to the substrate surface. In this gradation display, the brightness of the display of the halftone greatly changes depending on the observation direction.
【0006】そして、液晶素子には、その電圧−透過率
特性の観察方向依存性によって決まる固有の視角(表示
が最もコントラストの高い状態で観察される観察角)が
あり、その視角の方向の付近から表示を観察したときの
コントラストは高いが、視角方向からある程度ずれた方
向から観察すると、コントラストが著しく低下し、また
階調の反転を生じてしまう。The liquid crystal element has a unique viewing angle (viewing angle at which display is observed in the highest contrast state) determined by the viewing direction dependence of the voltage-transmittance characteristic. Although the contrast when viewing the display from is high, when viewed from a direction deviated to some extent from the viewing angle direction, the contrast is significantly reduced, and the grayscale is inverted.
【0007】なお、液晶素子の視角は、正面方向(画面
に対して垂直な方向)に対して一方の方向に若干傾いた
方向にあり、したがって、正面方向から液晶素子の視角
がある方向の視野角範囲はある程度広いが、反対方向の
視野角範囲が狭い。The viewing angle of the liquid crystal element is in a direction slightly inclined in one direction with respect to the front direction (perpendicular to the screen). The angle range is somewhat wide, but the viewing angle range in the opposite direction is narrow.
【0008】そこで従来から、上記液晶表示装置の視野
角を改善する手段として、画素分割法が提案されてい
る。この画素分割法には、電圧制御方式と、配向制御方
式とがある。Therefore, conventionally, a pixel division method has been proposed as a means for improving the viewing angle of the liquid crystal display device. The pixel division method includes a voltage control method and an alignment control method.
【0009】電圧制御方式は、液晶セルの一方の基板の
電極を各画素ごとに複数の電極に分割しておき、その各
分割電極と他方の基板の電極との間にそれぞれ異なる電
圧値の駆動電圧を印加することにより、液晶分子の立上
がり角を画素の各領域において異ならせて、これらの領
域の視野角を互いに異ならせたものであり、視野角が異
なる複数の領域が合成されて観察されるようにして、電
圧−透過率特性の観察方向依存性を小さくしたものであ
る。In the voltage control method, an electrode on one substrate of a liquid crystal cell is divided into a plurality of electrodes for each pixel, and driving of different voltage values is performed between each divided electrode and an electrode on the other substrate. By applying a voltage, the rising angles of the liquid crystal molecules are made different in each region of the pixel, and the viewing angles of these regions are made different from each other.A plurality of regions having different viewing angles are synthesized and observed. Thus, the dependence of the voltage-transmittance characteristic on the observation direction is reduced.
【0010】また、配向制御方式は、各画素をそれぞれ
複数の領域に区分して、その各領域ごとに液晶分子の配
向状態を異ならせることにより、これらの領域の視野角
を互いに異ならせ、視野角が異なる複数の領域が合成さ
れて観察されるようにして、電圧−透過率特性の観察方
向依存性を小さくしたものである。In the alignment control method, each pixel is divided into a plurality of regions, and the alignment state of liquid crystal molecules is made different for each of the regions, so that the viewing angles of these regions are made different from each other. A plurality of regions having different angles are synthesized and observed, so that the dependence of the voltage-transmittance characteristics on the observation direction is reduced.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電圧制御
方式は、各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号
を供給しなければならないため、液晶表示装置の駆動制
御が複雑になってしまうという問題をもっている。However, in the above-described voltage control method, it is necessary to supply drive signals having different voltage values to each of the divided electrodes, so that the drive control of the liquid crystal display device becomes complicated. Have.
【0012】一方、配向制御方式は、電圧制御方式のよ
うな複雑な駆動制御は不要であるが、液晶セルに、液晶
分子を画素の各領域ごとに異なる配向状態で配向させる
ための配向処理を施さなければならないため、液晶セル
の製造における配向処理が複雑になって、製造コストが
高くなるという問題をもっている。On the other hand, the alignment control method does not require complicated drive control such as a voltage control method, but the liquid crystal cell is provided with an alignment process for aligning liquid crystal molecules in different alignment states for each pixel region. Since it must be performed, there is a problem that the alignment process in the production of the liquid crystal cell is complicated and the production cost is increased.
【0013】この発明は、複雑な駆動制御や複雑な配向
処理を行なうことなく、簡単な構成で広視野角化を実現
することができる液晶表示装置を提供することを目的と
したものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can realize a wide viewing angle with a simple configuration without performing complicated drive control and complicated alignment processing.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、液晶分子がツイスト配向した液晶層を有する液晶セ
ルをはさんで一対の偏光板を配置した液晶素子の出射側
に、一方の面に外膨らみに彎曲する微小な曲面凸部を密
に並べて形成した屈折拡散板を設けてなり、前記液晶素
子を出射した光が、前記屈折拡散板の各曲面凸部で屈折
され、広角度範囲に拡散して出射することを特徴とする
ものである。According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned, and a liquid crystal element having a pair of polarizing plates disposed on one side of a liquid crystal element. A refraction diffusion plate formed by densely arranging minute curved surface convex portions curved to the outer bulge, light emitted from the liquid crystal element is refracted by each curved surface convex portion of the refraction diffusion plate, and a wide angle range is provided. And is emitted.
【0015】この液晶表示装置によれば、液晶素子を出
射した光が前記屈折拡散板の各曲面凸部で屈折され、広
角度範囲に拡散して出射するため、電圧−透過率特性の
観察方向依存性が緩和され、視野角、つまり階調の反転
がなくしかも良好なコントラストで表示を観察できる視
角の範囲が、前記液晶素子がもっている視野角よりも広
くなる。According to this liquid crystal display device, the light emitted from the liquid crystal element is refracted by the respective convex portions of the refraction / diffusion plate and diffused and emitted over a wide angle range. The dependence is reduced, and the range of the viewing angle, that is, the range of the viewing angle in which the display can be observed with good contrast without inversion of the gradation and with good contrast, is wider than the viewing angle of the liquid crystal element.
【0016】そして、この発明は、液晶素子の出射側に
上記屈折拡散板を設けることによって視野角を広くした
ものであるから、従来の電圧制御方式や配向制御方式の
ように複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行なうことな
く、簡単な構成で広視野角化を実現することができる。In the present invention, the viewing angle is widened by providing the above-mentioned refraction / diffusion plate on the exit side of the liquid crystal element, so that complicated drive control and control like the conventional voltage control method and alignment control method are performed. A wide viewing angle can be realized with a simple configuration without performing complicated alignment processing.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】この発明は、液晶素子の出射側
に、一方の面に外膨らみに彎曲する微小な曲面凸部を密
に並べて形成した屈折拡散板を設けることによって広視
野角化を実現したものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a wide viewing angle by providing, on the emission side of a liquid crystal element, a refraction / diffusion plate formed on one surface of a liquid crystal element, on which fine curved convex portions curved in an outward bulge are densely arranged. It has been realized.
【0018】この発明においては、液晶素子を出射した
光が前記屈折拡散板の各曲面凸部で屈折され、広角度範
囲に拡散して出射するため、正面方向(画面に対して垂
直な方向)に出射する光量がある程度減少するが、前記
屈折拡散板の各曲面凸部の間、あるいは各曲面凸部の頂
面に、非拡散透過領域を設けておけば、この領域に入射
した光が拡散されることなく正面方向に出射するため、
正面方向への出射光量の減少を補償して、正面方向から
観察したときの表示画像の輝度およびコントラストも充
分高くすることができる。In the present invention, since the light emitted from the liquid crystal element is refracted by each curved convex portion of the refraction / diffusion plate and is emitted in a wide angle range and emitted, the front direction (the direction perpendicular to the screen) is obtained. However, if a non-diffuse transmission region is provided between the curved convex portions of the refraction / diffusion plate or on the top surface of each curved convex portion, the light incident on this region is diffused. Because it is emitted in the front direction without being
By compensating for the decrease in the amount of emitted light in the front direction, the brightness and contrast of the display image when viewed from the front direction can be sufficiently increased.
【0019】また、前記屈折拡散板の各曲面凸部は、直
線状の凸条であるか、あるいは、基部の外形がほぼ方形
でありその各辺を底辺とする4つの側面がそれぞれ外膨
らみに彎曲している山状突起であるのが望ましく、前記
各曲面凸部が前者の凸条であれば、拡散板面に対して垂
直で前記曲面凸部の頂点を通る面に対して一方の方向と
他方の方向との相反する2方向に視野角を広げることが
でき、また前記各曲面凸部が後者の山状突起であれば、
4方向に視野角を広げることができる。Each of the convex portions of the curved surface of the refraction / diffusion plate is a linear ridge, or the base has a substantially rectangular outer shape, and four side surfaces having the respective sides as bases are each formed with an outer bulge. It is preferable that the convexities are curved mountain-shaped projections, and if each of the curved convex portions is the former convex stripe, one direction is perpendicular to the diffusion plate surface and passes through a vertex of the curved convex portion. And the viewing angle can be widened in two directions opposite to each other, and if each of the curved convex portions is the latter mountain-shaped projection,
The viewing angle can be expanded in four directions.
【0020】なお、前記屈折拡散板として、その各曲面
凸部が前記凸条であるものを用いる場合、液晶素子の出
射側に2枚の屈折拡散板を、それぞれの凸条の長さ方向
を互いにほぼ直交させて配置すれば、4方向に視野角を
広げることができる。In the case where the refraction / diffusion plate is formed such that each curved convex portion is the above-mentioned protuberance, two refraction / diffusion plates are provided on the emission side of the liquid crystal element, and the length direction of each protuberance is used. If they are arranged almost perpendicular to each other, the viewing angle can be widened in four directions.
【0021】さらに、この発明において、前記液晶素子
の背後に平面状光源を配置し、この光源と前記液晶素子
との間に、前記光源からの照射光の正面輝度を高めるた
めの集光体を設ければ、高輝度の光を液晶素子に照射し
てその出射光を屈折拡散板に入射させることができ、し
たがって、屈折拡散板を出射する拡散光の輝度を高くし
て、画面をより明るくすることができる。Further, in the present invention, a planar light source is disposed behind the liquid crystal element, and a light collector for increasing the front luminance of light emitted from the light source is provided between the light source and the liquid crystal element. With this arrangement, it is possible to irradiate the liquid crystal element with high-luminance light and make the emitted light incident on the refraction / diffusion plate. Therefore, the luminance of the diffused light emitted from the refraction / diffusion plate is increased to make the screen brighter. can do.
【0022】[0022]
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例を示す液晶表
示装置の側面図である。この実施例の液晶表示装置は、
液晶素子10と、この液晶素子10の出射側に設けられ
た屈折拡散板15とを備えたものであり、前記液晶素子
10の背後には、この液晶素子10に光を照射する平面
状光源30が配置されるとともに、この光源30と前記
液晶素子10との間に、前記光源30からの照射光の正
面輝度を高めるための集光体34が設けられている。FIG. 1 is a side view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. The liquid crystal display device of this embodiment is
It comprises a liquid crystal element 10 and a refraction / diffusion plate 15 provided on the emission side of the liquid crystal element 10. A flat light source 30 for irradiating the liquid crystal element 10 with light is provided behind the liquid crystal element 10. Are arranged, and a condensing body 34 is provided between the light source 30 and the liquid crystal element 10 for increasing the front luminance of the irradiation light from the light source 30.
【0023】前記液晶素子10は、液晶分子がツイスト
配向した液晶層を有する液晶セル11をはさんで一対の
偏光板13,14を配置したものであり、前記液晶セル
11は、枠状のシール材(図示せず)を介して接合した
一対の透明基板12a,12b間にネマティック液晶を
封入して構成されている。The liquid crystal element 10 has a pair of polarizing plates 13 and 14 sandwiched between a liquid crystal cell 11 having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twisted, and the liquid crystal cell 11 has a frame-shaped seal. Nematic liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates 12a and 12b joined via a material (not shown).
【0024】なお、前記液晶セル11は、例えばアクテ
ィブマトリックス方式のカラー画像表示セルであり、そ
の内部構造は図示しないが、一方の基板の内面には、複
数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ対応するス
イッチング素子(例えば薄膜トランジスタ)がマトリッ
クス状に配列形成されるとともにその上に配向膜が設け
られており、他方の基板の内面には、各画素にそれぞれ
対応する複数の色のカラーフィルタと一枚膜状の対向電
極とが形成されるとともにその上に配向膜が設けられて
いる。The liquid crystal cell 11 is, for example, a color image display cell of an active matrix type. Although the internal structure is not shown, a plurality of pixel electrodes and these pixel electrodes are provided on the inner surface of one substrate. Corresponding switching elements (for example, thin film transistors) are arranged in a matrix and an alignment film is provided thereon. On the inner surface of the other substrate, a color filter of a plurality of colors corresponding to each pixel is formed. A sheet-like counter electrode is formed, and an alignment film is provided thereon.
【0025】上記液晶素子10は、例えば、液晶セル1
1の液晶分子のツイスト角をほぼ90°とし、一対の偏
光板13,14をその透過軸を互いにほぼ直交させるか
あるいはほぼ平行にして配置したTN型のものであり、
この実施例では、正面方向(画面に垂直な方向)に対し
て画面の下縁方向に若干傾いた方向に視角の方向Fがく
るように設計したものを用いている。The liquid crystal element 10 is, for example, a liquid crystal cell 1
1 is a TN type in which the twist angle of the liquid crystal molecules is substantially 90 °, and a pair of polarizing plates 13 and 14 are arranged so that their transmission axes are substantially orthogonal to each other or substantially parallel to each other;
In this embodiment, a design is used in which the viewing angle direction F is oriented in a direction slightly inclined toward the lower edge of the screen with respect to the front direction (direction perpendicular to the screen).
【0026】すなわち、この液晶素子10は、画面の横
軸に対して、液晶セル11の入射側基板12aの近傍に
おける液晶分子の配向方向を出射側から見て右回りにほ
ぼ45°の方向、出射側基板12bの近傍における液晶
分子の配向方向を出射側から見て左回りにほぼ45°の
方向とし、液晶の分子を、入射側基板12aから出射側
基板12bに向かい出射側から見て右回りにほぼ90°
のツイスト角でツイスト配向させるとともに、入射側お
よび出射側の偏光板13,14を、その透過軸が前記液
晶セル11の入射側および出射側基板12a,12bの
近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ平行させ
るかまたはほぼ直交させて設けたものであり、この液晶
素子10の視角の方向Fは、画面に垂直で前記画面の横
軸(図において紙面に垂直な方向)に沿った面Hに対し
て画面の下縁方向に若干傾いた方向にある。That is, in the liquid crystal element 10, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the incident side substrate 12a of the liquid crystal cell 11 is approximately 45 ° clockwise with respect to the horizontal axis of the screen when viewed from the emission side. The orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the emission side substrate 12b is set to a direction of approximately 45 ° counterclockwise when viewed from the emission side, and the liquid crystal molecules are directed from the incidence side substrate 12a to the emission side substrate 12b and viewed from the emission side to the right. Around 90 ° around
And the transmission axes of the polarizers 13 and 14 on the incident side and the exit side with respect to the orientation direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the incident side and the exit side substrates 12a and 12b of the liquid crystal cell 11. The viewing angle direction F of the liquid crystal element 10 is perpendicular to the screen and is a plane H along the horizontal axis of the screen (the direction perpendicular to the plane of the paper in the figure). With respect to the lower edge of the screen.
【0027】また、液晶素子10の出射側に設けられた
屈折拡散板15は、アルリル系樹脂等からなる透明フィ
ルムの一方の面に、その全面にわたって、外膨らみに彎
曲する微小な曲面凸部16を密に並べて形成したもので
あり、この実施例では、前記曲面凸部16を、拡散板の
幅方向(図において紙面に垂直な方向)に沿った直線状
の凸条としたものを用いている。Further, the refraction diffusion plate 15 provided on the emission side of the liquid crystal element 10 has a small curved convex portion 16 which is curved to the outside bulge on one surface of a transparent film made of an allyl resin or the like. In this embodiment, the curved surface protruding portions 16 are formed as linear protruding lines along the width direction of the diffusion plate (the direction perpendicular to the paper surface in the figure). I have.
【0028】図2は前記屈折拡散板15の一部分の側面
図であり、この実施例では、前記曲面凸部(直線状の凸
条)の断面形状をほぼ半円形とし、この曲面凸部16を
隙間なく並べて互いに平行に形成している。FIG. 2 is a side view of a part of the refraction / diffusion plate 15. In this embodiment, the cross-sectional shape of the curved convex portion (linear convex line) is substantially semicircular, and the curved convex portion 16 is formed. They are arranged parallel to each other without any gap.
【0029】そして、この実施例では、前記屈折拡散板
15を、その曲面凸部形成面を液晶素子10の出射面に
対向させるとともに、前記各曲面凸部16の長さ方向を
上記液晶素子10の画面の横軸と平行にして配置してい
る。In this embodiment, the refraction / diffusion plate 15 is formed such that the surface on which the curved convex portions are formed is opposed to the exit surface of the liquid crystal element 10 and the length direction of each curved convex portion 16 is set to the length of the liquid crystal element 10. Are arranged parallel to the horizontal axis of the screen.
【0030】なお、この屈折拡散板15は、液晶素子1
0の出射側偏光板14から僅かに離間させて設けても、
各曲面凸部16の頂部を前記出射側偏光板14の外面に
接触させて設けてもよい。The refraction / diffusion plate 15 is connected to the liquid crystal element 1.
0 even if it is provided slightly away from the exit-side polarizing plate 14,
The top of each curved convex portion 16 may be provided in contact with the outer surface of the emission-side polarizing plate 14.
【0031】一方、液晶素子10の背後に配置された平
面状光源30は、液晶素子10の表示領域全体に対向す
る導光板31と、この導光板31の両方の端面にそれぞ
れ対向させて配置された光源ランプ32と、これらの光
源ランプ32の背後に設けられたリフレクタ33とから
なっている。On the other hand, the planar light source 30 disposed behind the liquid crystal element 10 is disposed so as to face the entire display area of the liquid crystal element 10 and both end faces of the light guide plate 31 so as to face each other. And a reflector 33 provided behind these light source lamps 32.
【0032】上記導光板31は、裏面全体に散乱反射面
を形成したアルリル系樹脂等からなる透明板であり、前
記光源ランプ32からの光は、導光板31にその端面か
ら取り込まれてこの導光板31内を導かれ、その表面全
体から光輝度がほぼ均一な散乱光となって出射する。The light guide plate 31 is a transparent plate made of an allyl-based resin or the like having a scattering reflection surface formed on the entire back surface. Light from the light source lamp 32 is taken into the light guide plate 31 from an end face thereof and is guided by the light guide plate 31. The light is guided through the light plate 31 and emitted from the entire surface thereof as scattered light having substantially uniform light brightness.
【0033】また、上記光源30と液晶素子10との間
に設けられた集光体34は、光源30から照射される光
(散乱光)を集光して液晶素子10に入射するものであ
り、前記光源30からの照射光は、導光板31の幅方向
(導光方向に対して直交する方向)への広がりが小さ
く、導光板31の長さ方向(導光方向に沿った方向)へ
の広がりが大きい光であるため、この実施例では、集光
板34としてアルリル系樹脂等からなる透明シートの表
面全体に微細幅の帯状プリズム部をその幅方向に連続さ
せて形成したプリズムシートを用い、この集光板(プリ
ズムシート)34をその各帯状プリズム部の長さ方向を
前記導光板の幅方向とほぼ平行にして設けて、光源30
からの照射光を導光板31の長さ方向への広がりが小さ
くなるように集光し、前記照射光の正面輝度を高めてい
る。The light collector 34 provided between the light source 30 and the liquid crystal element 10 collects light (scattered light) emitted from the light source 30 and enters the liquid crystal element 10. The irradiation light from the light source 30 has a small spread in the width direction of the light guide plate 31 (direction perpendicular to the light guide direction), and extends in the length direction of the light guide plate 31 (direction along the light guide direction). In this embodiment, since the light is a light having a large spread, a prism sheet formed by forming a strip-shaped prism portion having a fine width continuously in the width direction on the entire surface of a transparent sheet made of an allyl resin or the like is used as the light collector 34. The light collecting plate (prism sheet) 34 is provided so that the length direction of each band-shaped prism portion is substantially parallel to the width direction of the light guide plate.
Irradiation light from the light guide plate 31 is condensed so as to be less spread in the length direction of the light guide plate 31, and the front luminance of the irradiation light is increased.
【0034】なお、図1では、集光体34を平面状光源
30に近接させて設けているが、この集光体34は、光
源30の出射面(導光板31の表面)に貼付けて設けて
も、液晶素子10の入射側偏光板13に貼付けて設けて
もよい。In FIG. 1, the light collector 34 is provided close to the planar light source 30, but the light collector 34 is attached to the emission surface of the light source 30 (the surface of the light guide plate 31). Alternatively, it may be provided by sticking to the incident side polarizing plate 13 of the liquid crystal element 10.
【0035】上記液晶表示装置は、液晶素子10の出射
側に上記屈折拡散板15を設けることによって広視野角
化を実現したものであり、この液晶表示装置によれば、
液晶素子を出射した光が、図2に矢線で示したように前
記屈折拡散板15の各曲面凸部16で屈折され、広角度
範囲に拡散して出射するため、電圧−透過率特性の観察
方向依存性が緩和される。The liquid crystal display device achieves a wide viewing angle by providing the refraction diffusion plate 15 on the emission side of the liquid crystal element 10. According to this liquid crystal display device,
The light emitted from the liquid crystal element is refracted by the curved convex portions 16 of the refraction / diffusion plate 15 as shown by arrows in FIG. 2 and diffuses and exits over a wide angle range. The observation direction dependency is reduced.
【0036】すなわち、液晶素子10の電圧−透過率特
性には観察方向依存性があるが、この液晶素子10の出
射側に上記屈折拡散板15を設けておけば、液晶素子1
0を出射した光が広角度範囲に拡散して出射するため、
観察角の変化に対する透過率の変化の度合が小さくな
る。That is, although the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal element 10 has an observation direction dependency, if the refraction diffusion plate 15 is provided on the exit side of the liquid crystal element 10, the liquid crystal element 1
Since the light that has emitted 0 is diffused and emitted over a wide angle range,
The degree of change of the transmittance with respect to the change of the observation angle becomes small.
【0037】一方、液晶素子10には、その電圧−透過
率特性の観察方向依存性によって決まる固有の視角があ
り、その視角方向Fからある程度ずれた方向から観察す
ると、コントラストが著しく低下し、また階調の反転を
生じてしまうが、この液晶素子10の出射側に前記屈折
拡散板15を設けて前記電圧−透過率特性の観察方向依
存性を緩和してやることにより、液晶表示装置の視野
角、つまり階調の反転がなく、しかも良好なコントラス
トで表示を観察できる視角の範囲が、液晶素子10がも
っている視野角よりも広くなる。On the other hand, the liquid crystal element 10 has a unique viewing angle determined by the dependence of the voltage-transmittance characteristic on the viewing direction, and when viewed from a direction slightly deviated from the viewing angle direction F, the contrast is remarkably reduced. Although inversion of gradation occurs, the refraction / diffusion plate 15 is provided on the emission side of the liquid crystal element 10 to reduce the viewing direction dependency of the voltage-transmittance characteristic, so that the viewing angle of the liquid crystal display device, That is, the range of the viewing angle in which the display can be observed with good contrast without grayscale inversion is wider than the viewing angle of the liquid crystal element 10.
【0038】この視野角が広くなる方向は、屈折拡散板
15を出射する光の拡散方向であり、この実施例では、
前記屈折拡散板15の各曲面凸部16を直線状の凸条と
しているため、屈折拡散板15を出射する光が、拡散板
面に対して垂直で曲面凸部16の頂点を通る面に対して
一方の方向と他方の方向とに拡散し、前記一方の方向と
他方の方向との相反する2方向に視野角が広くなる。The direction in which the viewing angle is widened is the direction in which the light exiting the refraction / diffusion plate 15 is diffused.
Since each curved convex portion 16 of the refraction diffusion plate 15 is formed as a linear ridge, light emitted from the refraction diffusion plate 15 is perpendicular to the diffusion plate surface and passes through a vertex of the curved convex portion 16. Thus, the light is diffused in one direction and the other direction, and the viewing angle is increased in two opposite directions of the one direction and the other direction.
【0039】そして、この実施例では、液晶素子10と
して、正面方向に対して画面の下縁方向に若干傾いた方
向に視角の方向Fがくるように設計したものを用いてい
るため、この液晶素子10は、正面方向から画面の下縁
方向の視野角範囲がある程度広く、画面の上縁方向の視
野角範囲が狭い視野角をもっているが、前記屈折拡散板
15を、その各曲面凸部16の長さ方向を前記液晶素子
10の画面の横軸と平行にして配置すれば、液晶表示装
置の視野角を、画面の下縁方向にさらに広げるととも
に、画面の上縁方向にも大幅に広げることができる。In this embodiment, since the liquid crystal element 10 is designed such that the direction F of the viewing angle is in a direction slightly inclined toward the lower edge of the screen with respect to the front direction, this liquid crystal element 10 is used. The element 10 has a viewing angle range from the front direction to the lower edge direction of the screen to some extent, and a viewing angle range to the upper edge direction of the screen is narrow. Is arranged in parallel with the horizontal axis of the screen of the liquid crystal element 10, the viewing angle of the liquid crystal display device is further widened in the lower edge direction of the screen and greatly expanded also in the upper edge direction of the screen. be able to.
【0040】図1において、Aは上記液晶素子10の視
野角を示し、Bは前記液晶素子10の出射側に上記屈折
拡散板15を設けた液晶表示装置の視野角を示してお
り、この液晶表示装置の視野角Bは、液晶素子10の視
野角Aに比べて、画面の下縁方向(液晶素子10の視角
がある方向)にも、画面の上縁方向(液晶素子10の視
角がある方向とは反対の方向)にも大幅に広くなってい
る。In FIG. 1, A indicates the viewing angle of the liquid crystal element 10, and B indicates the viewing angle of a liquid crystal display device provided with the refractive diffusion plate 15 on the exit side of the liquid crystal element 10. The viewing angle B of the display device is also lower than the viewing angle A of the liquid crystal element 10 in the lower edge direction of the screen (the direction in which the viewing angle of the liquid crystal element 10 is present) and in the upper edge direction of the screen (the viewing angle of the liquid crystal element 10 is higher). Direction is opposite to the direction).
【0041】なお、この実施例例では、前記屈折拡散板
15の各曲面凸部16の断面形状を、ほぼ半円形、つま
り、曲面凸部16の頂点を境にして左右対象な曲面をも
った形状としているため、屈折拡散板15を出射する光
が、拡散板面に対して垂直で曲面凸部16の頂点を通る
面に対して一方の方向と他方の方向とにほぼ同じ角度範
囲で拡散するが、液晶素子10の視角方向Fは正面方向
に対して若干傾いた方向にあるため、前記屈折拡散板1
5による光の拡散によって広がった液晶表示装置の視野
角Bは、正面方向から液晶素子10の視角がある方向へ
の視野角範囲の方が、反対方向の視野角範囲よりもある
程度広い。In this embodiment, the cross-sectional shape of each curved convex portion 16 of the refraction diffusion plate 15 is substantially semicircular, that is, a curved surface symmetrical to the left and right with the vertex of the curved convex portion 16 as a boundary. Due to the shape, the light emitted from the refraction diffusion plate 15 is diffused in substantially the same angle range in one direction and the other direction with respect to a surface perpendicular to the diffusion plate surface and passing through the apex of the curved convex portion 16. However, since the viewing angle direction F of the liquid crystal element 10 is slightly inclined with respect to the front direction, the refraction diffusion plate 1
The viewing angle B of the liquid crystal display device that has been widened by the diffusion of light by 5 is somewhat wider in the viewing angle range from the front direction to the direction in which the viewing angle of the liquid crystal element 10 is present than in the opposite direction.
【0042】そして、上記液晶表示装置は、液晶素子1
0の出射側に屈折拡散板15を設けることによって視野
角を広くしたものであるから、従来の電圧制御方式や配
向制御方式のように複雑な駆動制御や複雑な配向処理を
行なうことなく、簡単な構成で広視野角化を実現するこ
とができる。Then, the liquid crystal display device has a liquid crystal element 1
Since the viewing angle is widened by providing the refraction / diffusion plate 15 on the exit side of the light emitting element 0, it is easy to perform complicated drive control and complicated alignment processing unlike the conventional voltage control method and alignment control method. With a simple configuration, a wide viewing angle can be realized.
【0043】また、上記実施例では、液晶素子10の背
後に平面状光源30を配置し、この光源30と液晶素子
10との間に、光源30からの照射光の正面輝度を高め
るための集光体(プリズムシート)34を設けているた
め、高輝度の光を液晶素子10に照射してその光を屈折
拡散板15に入射させることができ、したがって、屈折
拡散板15を出射する光の輝度を散乱光も含めて高くし
て、より明るい表示を得ることができる。In the above embodiment, the planar light source 30 is disposed behind the liquid crystal element 10, and a light source for improving the front luminance of the light emitted from the light source 30 is provided between the light source 30 and the liquid crystal element 10. Since the light body (prism sheet) 34 is provided, it is possible to irradiate the liquid crystal element 10 with high-intensity light and to make the light incident on the refraction / diffusion plate 15. By increasing the luminance including the scattered light, a brighter display can be obtained.
【0044】なお、上記屈折拡散板15の曲面凸部16
の形成ピッチは任意に選べばよいが、そのピッチは小さ
い方がよく、より望ましくは、各曲面凸部16のピッチ
を液晶素子10の画素ピッチと等しくして、液晶素子1
0の各行(または列)の画素にそれぞれ1つずつの曲面
凸部16を対応させるのがよい。The convex portion 16 of the refraction diffusion plate 15 has a curved surface.
May be arbitrarily selected, but it is better that the pitch is small. More preferably, the pitch of each curved convex portion 16 is made equal to the pixel pitch of the liquid crystal element 10, and the liquid crystal element 1 is formed.
It is preferable that one curved convex portion 16 is associated with each pixel of each row (or column) of 0.
【0045】また、上記屈折拡散板15は、その入射面
(上記実施例では曲面凸部16の形成面)と出射面の一
方または両方に、その全体にわたって反射防止コーティ
ングを施したものが望ましく、屈折拡散板15の入射面
に反射防止コーティングを施しておけば、液晶素子10
を出射する光を有効に屈折拡散板15に導入することが
できるし、また屈折拡散板15の出射面に反射防止コー
ティングを施しておけば、外部光の表面反射を無くすこ
とができるため、表示画像のコントラストを向上させる
ことができる。Preferably, the refraction / diffusion plate 15 is provided with an antireflection coating on one or both of the entrance surface (the surface on which the curved convex portion 16 is formed in the above embodiment) and the exit surface. If an anti-reflection coating is applied to the incident surface of the refraction diffusion plate 15, the liquid crystal element 10
Can be effectively introduced into the refraction / diffusion plate 15, and if an antireflection coating is applied to the exit surface of the refraction / diffusion plate 15, surface reflection of external light can be eliminated. Image contrast can be improved.
【0046】さらに、上記屈折拡散板15の曲面凸部1
6の断面形状は、ほぼ半円形に限らず、その曲面が楕円
面または放物面等である形状であってもよい。また、前
記曲面凸部16は、その頂点を境にして左右非対象な曲
面をもった形状であってもよく、曲面凸部16がこのよ
うな形状であれば、屈折拡散板15を出射する光が拡散
板面に対して垂直で曲面凸部16の頂点を通る面に対し
て一方の方向と他方の方向とに異なる角度範囲で拡散す
るため、前記相反する2方向のうち、いずれかの方向の
視野角の広がりをより大きくすることができる。Further, the curved convex portion 1 of the refraction diffusion plate 15 is used.
The cross-sectional shape of 6 is not limited to a substantially semicircular shape, and may be a shape whose curved surface is an elliptical surface or a paraboloid. Further, the curved convex portion 16 may have a shape having a curved surface that is asymmetrical with respect to the apex as a boundary, and if the curved convex portion 16 has such a shape, the light is emitted from the refraction diffusion plate 15. Since light is diffused in a different angle range in one direction and the other direction with respect to a plane perpendicular to the diffusion plate surface and passing through the apex of the curved convex portion 16, any one of the two opposite directions may be used. The spread of the viewing angle in the direction can be further increased.
【0047】なお、上記実施例では、上記屈折拡散板1
5を、その曲面凸部16の長さ方向を液晶素子10の画
面の横軸と平行にして配置したが、この屈折拡散板15
は、その曲面凸部16の長さ方向を他の方向に向けて配
置してもよく、例えば、液晶素子10に、正面方向に対
して画面の下縁方向に若干傾いた方向に視角の方向Fが
くるように設計したものを用い、前記屈折拡散板15
を、その曲面凸部16の長さ方向を画面の縦軸と平行に
して配置すれば、画面の上下方向の視野角は液晶素子1
0がもっている視野角とほぼ同じであるが、左右方向の
視野角が大きく広がった液晶表示装置を得ることができ
る。In the above embodiment, the refraction diffusion plate 1
5 is arranged such that the length direction of the curved convex portion 16 is parallel to the horizontal axis of the screen of the liquid crystal element 10.
May be arranged such that the length direction of the curved convex portion 16 is oriented in another direction. For example, the liquid crystal element 10 may have a viewing angle in a direction slightly inclined toward the lower edge of the screen with respect to the front direction. F that is designed so that F comes
Are arranged so that the length direction of the curved convex portion 16 is parallel to the vertical axis of the screen, the viewing angle in the vertical direction of the screen becomes
Although the viewing angle is almost the same as 0, it is possible to obtain a liquid crystal display device in which the viewing angle in the left-right direction is greatly widened.
【0048】さらに、上記実施例では、屈折拡散板15
の曲面凸部16が形成された面を液晶素子10の出射面
に対向させて配置したが、この屈折拡散板15は、曲面
凸部形成面とは反対の面を液晶素子10の出射面に対向
させて配置してもよい。Further, in the above embodiment, the refraction diffusion plate 15
The surface on which the curved convex portion 16 is formed is disposed so as to face the emission surface of the liquid crystal element 10, and the refraction diffusion plate 15 has a surface opposite to the curved convex portion formed surface on the emission surface of the liquid crystal element 10. They may be arranged to face each other.
【0049】また、上記屈折拡散板15は、上記実施例
のものに限らず、次のような構成のものを用いてもよ
い。図3は上記屈折拡散板15の第1の変形例を示す一
部分の側面図であり、この屈折拡散板15は、その出射
面に、各曲面凸部16の境界部にそれぞれ対応させてカ
ーボン膜等からなる遮光マスク(ブラックマスク)17
を設けて、表示画像の鮮明度を向上させたものである。The refraction / diffusion plate 15 is not limited to the one described in the above embodiment, but may have the following configuration. FIG. 3 is a partial side view showing a first modified example of the refraction / diffusion plate 15. The refraction / diffusion plate 15 has a carbon film formed on an emission surface thereof so as to correspond to a boundary between the curved convex portions 16. Light-shielding mask (black mask) 17 made of
Is provided to improve the sharpness of the displayed image.
【0050】なお、この変形例のように屈折拡散板15
の出射面に各曲面凸部16の境界部にそれぞれ対応させ
て遮光マスク17を設ける場合は、この屈折拡散板15
の曲面凸部16を含む厚さDを、曲面凸部16および遮
光マスク17の形成ピッチPの1.5倍以下(D≦1.
5P)にするのが好ましく、このようにすれば、各曲面
凸部16で屈折された光の出射面での広がり幅を遮光マ
スク17の間隔よりも小さくして、ほとんどの光を遮光
マスク17の間から出射させてやることができるため、
遮光マスク17での光の吸収を極く少なくして、遮光マ
スク17を設けたことによる表示画像の輝度低下を防ぐ
ことができる。Note that, as in this modification, the refraction diffusion plate 15
In the case where light-shielding masks 17 are provided on the light-exiting surface so as to correspond to the boundary portions of the curved convex portions 16, respectively,
The thickness D including the curved convex portion 16 is not more than 1.5 times the formation pitch P of the curved convex portion 16 and the light shielding mask 17 (D ≦ 1.
5P). In this case, the spread width of the light refracted by each curved surface convex portion 16 on the emission surface is made smaller than the interval between the light-shielding masks 17, and most of the light is removed from the light-shielding masks 17. Because it can be emitted from between
The absorption of light by the light-shielding mask 17 is extremely reduced, so that it is possible to prevent a decrease in luminance of a display image due to the provision of the light-shielding mask 17.
【0051】図4は上記屈折拡散板15の第2の変形例
を示す一部分の側面図であり、この屈折拡散板15は、
その各曲面凸部16の幅を図2および図3のものよりも
僅かに小さくし、これらの曲面凸部16の間に、拡散板
の出射面と平行な平坦面からなる微小幅の非拡散透過領
域18を設けて、屈折拡散板15の正面方向にも充分な
量の光を出射させてやるようにしたものである。FIG. 4 is a partial side view showing a second modification of the refraction / diffusion plate 15.
The width of each curved convex portion 16 is slightly smaller than that of FIGS. 2 and 3, and a small width non-diffusion formed of a flat surface parallel to the emission surface of the diffusion plate is provided between these curved convex portions 16. The transmission region 18 is provided so that a sufficient amount of light is emitted also in the front direction of the refraction diffusion plate 15.
【0052】すなわち、上記液晶表示装置においては、
液晶素子10を出射した光が屈折拡散板15の各曲面凸
部16で屈折され、広角度範囲に拡散して出射するた
め、正面方向(画面に対して垂直な方向)に出射する光
量がある程度減少するが、この変形例のように、屈折拡
散板15の各曲面凸部16の間に非拡散透過領域18を
設けておけば、この領域18に入射した光が拡散される
ことなく正面方向に出射するため、正面方向への出射光
量の減少を補償することができ、したがって、正面方向
から観察したときの表示画像の輝度およびコントラスト
も充分高くすることができる。That is, in the above liquid crystal display device,
Since the light emitted from the liquid crystal element 10 is refracted by the respective curved convex portions 16 of the refraction / diffusion plate 15 and is diffused and emitted in a wide angle range, the amount of light emitted in the front direction (perpendicular to the screen) is limited to some extent. However, if a non-diffuse transmission area 18 is provided between the curved convex portions 16 of the refraction / diffusion plate 15 as in this modification, light incident on the area 18 is not diffused in the front direction. As a result, it is possible to compensate for a decrease in the amount of emitted light in the front direction, and therefore, it is possible to sufficiently increase the brightness and contrast of the display image when observed from the front direction.
【0053】図5は上記屈折拡散板15の第3の変形例
を示す一部分の側面図であり、この屈折拡散板15は、
その各曲面凸部16の間に設ける非拡散透過領域18
を、円弧状に彎曲する凹面として、正面輝度およびコン
トラストをさらに改善したものである。FIG. 5 is a partial side view showing a third modification of the refraction / diffusion plate 15.
Non-diffused transmission area 18 provided between each curved convex portion 16
Is a concave surface curved in an arc shape to further improve front luminance and contrast.
【0054】すなわち、図6は前記第3の変形例の屈折
拡散板15の非拡散透過領域18の拡大図であり、前記
非拡散透過領域18が彎曲凹面であれば、この領域18
に入射する光のうち、拡散板の出射面に対して垂直な方
向からの入射光が正面方向に出射するとともに、斜め方
向からの入射光が図に矢線で示すように前記彎曲凹面で
屈折して集光し、その光も正面方向に出射するため、正
面方向から観察したときの表示画像の輝度およびコント
ラストをさらに高くすることができる。That is, FIG. 6 is an enlarged view of the non-diffuse transmission area 18 of the refraction / diffusion plate 15 of the third modification.
Out of the light incident on the diffusing plate, the incident light from the direction perpendicular to the exit surface of the diffusion plate exits in the front direction, and the incident light from the oblique direction is refracted by the curved concave surface as shown by the arrow in the figure. Then, the light is emitted in the front direction, so that the brightness and contrast of the display image when observed from the front direction can be further increased.
【0055】図7は上記屈折拡散板15の第4の変形例
を示す一部分の側面図であり、この屈折拡散板15は、
その各曲面凸部16の頂面を拡散板の出射面と平行な平
坦面とし、この平坦面を非拡散透過領域19としたもの
である。FIG. 7 is a partial side view showing a fourth modification of the refraction / diffusion plate 15.
The top surface of each curved convex portion 16 is a flat surface parallel to the emission surface of the diffusion plate, and this flat surface is a non-diffusion transmission region 19.
【0056】この変形例の屈折拡散板15を用いれば、
その各曲面凸部16の頂面の非拡散透過領域18に入射
した光が拡散されることなく正面方向に出射するため、
正面方向への出射光量の減少を補償して、正面方向から
観察したときの表示画像の輝度およびコントラストも充
分高くすることができる。By using the refraction / diffusion plate 15 of this modification,
Since the light incident on the non-diffuse transmission region 18 on the top surface of each curved surface convex portion 16 is emitted in the front direction without being diffused,
By compensating for the decrease in the amount of emitted light in the front direction, the brightness and contrast of the display image when viewed from the front direction can be sufficiently increased.
【0057】上記第4の変形例の屈折拡散板15を使用
する場合は、図8に示した拡散板配置例のように、屈折
拡散板15の各曲面凸部16の頂面の非拡散透過領域1
9を、液晶素子10の出射側偏光板14の外面に、拡散
板15および偏光板14の屈折率とほぼ等しい光屈折率
(拡散板15と偏光板14の屈折率が異なる場合は、両
者のほぼ中間の屈折率)を有する透明接着剤20を用い
て接着するのが望ましい。When the refraction diffusion plate 15 of the fourth modified example is used, the non-diffuse transmission of the top surface of each curved convex portion 16 of the refraction diffusion plate 15 is performed as in the example of disposition of the diffusion plate shown in FIG. Area 1
9 is provided on the outer surface of the output side polarizing plate 14 of the liquid crystal element 10 with a light refractive index substantially equal to the refractive index of the diffusing plate 15 and the polarizing plate 14 (when the refractive index of the diffusing plate 15 and the polarizing plate 14 is different, It is desirable to use a transparent adhesive 20 having a substantially intermediate refractive index).
【0058】このように拡散板15を配置すれば、前記
出射側偏光板14と接着剤20との界面、および前記接
着剤20と各曲面凸部16の非拡散透過領域19との界
面での光の反射が少なくなり、前記非拡散透過領域19
に入射した光がほとんどロスを生じることなく出射する
ため、正面輝度およびコントラストをより効果的に改善
することができる。By arranging the diffusion plate 15 in this manner, the interface between the output side polarizing plate 14 and the adhesive 20 and the interface between the adhesive 20 and the non-diffusion transmission region 19 of each curved convex portion 16 are formed. Light reflection is reduced, and the non-diffuse transmission region 19 is reduced.
Since the light incident on the light source is emitted with almost no loss, the front luminance and the contrast can be more effectively improved.
【0059】なお、上記第4の変形例では、屈折拡散板
15の各曲面凸部16の頂面に設けた非拡散透過領域1
8を平坦面としたが、この非拡散透過領域18は彎曲凹
面としてもよく、このようにすれば、斜め方向からの入
射光が前記彎曲凹面で屈折集光して正面方向に出射する
ため、正面方向から観察したときの表示画像の輝度およ
びコントラストをさらに高くすることができる。この場
合は、屈折拡散板15を、出射側偏光板14から僅かに
離間させるか、あるいは各曲面凸部16の最も突出する
部分(彎曲凹面の両側部)を前記出射側偏光板14の外
面に接触させて設ければよい。In the fourth modification, the non-diffuse transmission region 1 provided on the top surface of each curved convex portion 16 of the refraction diffusion plate 15 is provided.
Although 8 is a flat surface, the non-diffuse transmission region 18 may be a curved concave surface. In this case, incident light from an oblique direction is refracted and condensed by the curved concave surface and exits in the front direction. The brightness and contrast of the display image when observed from the front direction can be further increased. In this case, the refraction / diffusion plate 15 is slightly separated from the emission-side polarizing plate 14, or the most protruding portions (both sides of the curved concave surface) of each curved convex portion 16 are attached to the outer surface of the emission-side polarizing plate 14. What is necessary is just to provide in contact.
【0060】なお、上記実施例では、第1の実施例の液
晶表示装置は、相反する2方向に視野角を広げたもので
あるが、この実施例で用いた屈折拡散板15を2枚用い
れば、4方向に視野角を広げることができる。In the above embodiment, the liquid crystal display device of the first embodiment is such that the viewing angle is widened in two opposite directions, but two refraction diffusion plates 15 used in this embodiment are used. For example, the viewing angle can be increased in four directions.
【0061】図9はこの発明の第2の実施例を示す屈折
拡散板の配置状態図であり、この実施例は、上記第1の
実施例で用いた屈折拡散板(各曲面凸部16を直線状の
凸条としたもの)15を2枚備え、この2枚の屈折拡散
板15を、それぞれの曲面凸部16の長さ方向を互いに
直交させた状態で重ね合わせて、液晶素子(図示せず)
の出射面に配置したものである。FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of a refraction / diffusion plate according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the refraction / diffusion plate (each curved surface convex portion 16 is used) used in the first embodiment is shown. A liquid crystal device (see FIG. 1) is provided with two linearly protruding strips 15 and superposing the two refraction / diffusion plates 15 in such a manner that the length directions of the respective curved convex sections 16 are orthogonal to each other. Not shown)
Are arranged on the emission surface.
【0062】この実施例によれば、液晶素子を出射した
光が、一方の屈折拡散板15によって相反する2方向に
拡散し、さらに他方の屈折拡散板15によって前記一方
の屈折拡散板15による拡散方向と直交する方向に沿っ
た相反する2方向に拡散するため、4方向に視野角を広
げることができる。According to this embodiment, the light emitted from the liquid crystal element is diffused in two opposite directions by one refraction / diffusion plate 15 and further diffused by the one refraction / diffusion plate 15 by the other refraction / diffusion plate 15. Since the light is diffused in two opposite directions along the direction orthogonal to the direction, the viewing angle can be expanded in four directions.
【0063】また、上記実施例で用いた屈折拡散板15
は、その各曲面凸部16を直線状の凸条としたものであ
るが、次のような構成の屈折拡散板を用いれば、1枚の
屈折拡散板を備えるだけで4方向に視野角を広げること
ができる。Further, the refraction diffusion plate 15 used in the above embodiment is used.
Is such that each curved surface convex portion 16 is formed as a linear convex ridge. However, if a refraction diffusion plate having the following configuration is used, the viewing angle can be increased in four directions only by providing one refraction diffusion plate. Can be spread.
【0064】図10はこの発明の第3の実施例を示す屈
折拡散板の斜視図であり、この屈折拡散板21は、その
曲面凸部22を、基部の外形がほぼ方形でありその各辺
を底辺とする4つの側面がそれぞれ外膨らみに彎曲して
いる山状突起とし、この曲面凸部22を、縦方向および
横方向にマトリックス状に密に並べて配列形成したもの
である。FIG. 10 is a perspective view of a refraction / diffusion plate showing a third embodiment of the present invention. The refraction / diffusion plate 21 has a curved convex portion 22 which is substantially square in outer shape of a base portion and each side thereof. Are formed as mountain-like projections, each of which has four sides curved to the outside bulge, and the curved surface protruding portions 22 are densely arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions.
【0065】なお、この実施例においても、上記屈折拡
散板21の曲面凸部22の形成ピッチは任意に選べばよ
いが、そのピッチは小さい方がよく、より望ましくは、
縦方向および横方向のピッチを液晶素子10の画素ピッ
チと等しくして、液晶素子10の各画素にそれぞれ1つ
ずつの曲面凸部22を対応させるのがよい。また、この
屈折拡散板21は、その入射面と出射面の一方または両
方に、その全体にわたって反射防止コーティングを施し
たものが望ましい。In this embodiment as well, the pitch at which the curved convex portions 22 of the refraction / diffusion plate 21 are formed may be arbitrarily selected. The smaller the pitch, the better.
It is preferable that the pitch in the vertical direction and the horizontal direction is equal to the pixel pitch of the liquid crystal element 10 so that each pixel of the liquid crystal element 10 corresponds to one curved convex portion 22. Further, it is desirable that the refraction / diffusion plate 21 has an antireflection coating applied to one or both of the entrance surface and the exit surface.
【0066】また、図10に示した屈折拡散板21の曲
面凸部22は、その縦幅方向と横幅方向の断面形状をそ
れぞれ同径の半円形としたものであるが、この曲面凸部
22の縦幅方向および横幅方向の断面形状は、その曲面
が楕円面または放物面等である形状であってもよいし、
さらに頂点を境にして左右対象な曲面をもった形状であ
っても、左右非対象な曲面をもった形状であってもよ
い。The curved convex portion 22 of the refraction diffusion plate 21 shown in FIG. 10 has a semicircular cross section in the vertical width direction and the horizontal width direction, each having the same diameter. The cross-sectional shape in the vertical width direction and the horizontal width direction may be a shape whose curved surface is an elliptical surface or a paraboloid,
Further, the shape may have a curved surface symmetrical to the left and right with respect to the vertex, or may have a curved surface symmetrical to the left and right.
【0067】さらに、上記屈折拡散板15は、その曲面
凸部16を形成した面を液晶素子の出射面に対向させて
配置しも、曲面凸部形成面とは反対の面を液晶素子の出
射面に対向させて配置してもよい。Further, the refraction diffusion plate 15 may be arranged such that the surface on which the curved convex portion 16 is formed is opposed to the exit surface of the liquid crystal element. It may be arranged to face the surface.
【0068】この実施例のように、屈折拡散板21とし
て、その各曲面凸部22が、基部の外形がほぼ方形であ
りその各辺を底辺とする4つの側面がそれぞれ外膨らみ
に彎曲している山状突起であるものを用いれば、1枚の
屈折拡散板21を備えるだけで、4方向に視野角を広げ
ることができる。As in this embodiment, as the refraction / diffusion plate 21, each curved convex portion 22 has a base having a substantially rectangular outer shape, and four side surfaces each having a bottom as a base, and each of the four side surfaces is curved outwardly. If the projections are used, the viewing angle can be widened in four directions only by providing one refraction / diffusion plate 21.
【0069】この屈折拡散板21を用いたときの視野角
が広がる方向は、例えば、前記屈折拡散板21をその縦
方向にまたは横方向のいずれかを液晶素子の画面の横軸
と平行にして配置した場合で、画面の上下方向と左右方
向である。The direction in which the viewing angle is widened when the refraction / diffusion plate 21 is used may be determined, for example, by setting the refraction / diffusion plate 21 in either the vertical direction or the horizontal direction to be parallel to the horizontal axis of the screen of the liquid crystal element. When placed, they are in the vertical and horizontal directions of the screen.
【0070】なお、図10に示した屈折拡散板21は、
山状突起からなる各曲面凸部22を縦方向および横方向
にそれぞれ直線的に配列したものであるが、これらの曲
面凸部22は、各行の曲面凸部22を各列ごとに1/2
ピッチずつずらして配列してもよい。The refraction diffusion plate 21 shown in FIG.
The curved convex portions 22 formed of mountain-like projections are linearly arranged in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. These curved convex portions 22 are formed by dividing the curved convex portions 22 of each row by 列 for each column.
They may be arranged by being shifted by a pitch.
【0071】また、この実施例の屈折拡散板21も、上
述した第1の実施例で用いた屈折拡散板15の第2〜第
4の変形例のように、各曲面凸部22の間、あるいは各
曲面凸部22の頂面に、非拡散透過領域を設けることが
できるものであり、この非拡散透過領域を設けておけ
ば、正面方向への出射光量の減少を補償して、正面方向
から観察したときの表示画像の輝度およびコントラスト
も充分高くすることができる。Also, the refraction diffusion plate 21 of this embodiment has the same structure as that of the second to fourth modifications of the refraction diffusion plate 15 used in the first embodiment described above. Alternatively, a non-diffuse transmission area can be provided on the top surface of each curved convex portion 22. If this non-diffusion transmission area is provided, a decrease in the amount of emitted light in the front direction is compensated for, and The brightness and contrast of the display image when viewed from above can be sufficiently increased.
【0072】[0072]
【発明の効果】この発明の液晶表示装置によれば、液晶
素子を出射した光が前記液晶素子の出射側に配置されて
いる屈折拡散板の各曲面凸部で屈折され、広角度範囲に
拡散して出射するため、電圧−透過率特性の観察方向依
存性が緩和され、視野角、つまり階調の反転がなくしか
も良好なコントラストで表示を観察できる視角の範囲
が、前記液晶素子がもっている視野角よりも広くなる。According to the liquid crystal display device of the present invention, the light emitted from the liquid crystal element is refracted by each curved convex portion of the refraction / diffusion plate disposed on the exit side of the liquid crystal element, and diffuses over a wide angle range. The liquid crystal element has a viewing angle range, that is, a viewing angle range in which the display can be observed with good contrast without inversion of gradation and with good contrast. It becomes wider than the viewing angle.
【0073】そして、この発明は、液晶素子の出射側に
上記屈折拡散板を設けることによって視野角を広くした
ものであるから、従来の電圧制御方式や配向制御方式の
ように複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行なうことな
く、簡単な構成で広視野角化を実現することができる。In the present invention, since the viewing angle is widened by providing the above-mentioned refraction / diffusion plate on the exit side of the liquid crystal element, complicated drive control and conventional control methods such as the conventional voltage control method and alignment control method are used. A wide viewing angle can be realized with a simple configuration without performing complicated alignment processing.
【0074】この発明においては、液晶素子を出射した
光が前記屈折拡散板の各曲面凸部で屈折され、広角度範
囲に拡散して出射するため、正面方向(画面に対して垂
直な方向)に出射する光量がある程度減少するが、前記
屈折拡散板の各曲面凸部の間、あるいは各曲面凸部の頂
面に、非拡散透過領域を設けておけば、この領域に入射
した光が拡散されることなく正面方向に出射するため、
正面方向への出射光量の減少を補償して、正面方向から
観察したときの表示画像の輝度およびコントラストも充
分高くすることができる。In the present invention, since the light emitted from the liquid crystal element is refracted by each curved convex portion of the refraction / diffusion plate and diffused and emitted in a wide angle range, the light is emitted in the front direction (the direction perpendicular to the screen). However, if a non-diffuse transmission region is provided between the curved convex portions of the refraction / diffusion plate or on the top surface of each curved convex portion, the light incident on this region is diffused. Because it is emitted in the front direction without being
By compensating for the decrease in the amount of emitted light in the front direction, the brightness and contrast of the display image when viewed from the front direction can be sufficiently increased.
【0075】また、前記屈折拡散板の各曲面凸部は、直
線状の凸条であるか、あるいは、基部の外形がほぼ方形
でありその各辺を底辺とする4つの側面がそれぞれ外膨
らみに彎曲している山状突起であるのが望ましく、前記
各曲面凸部が前者の凸条であれば、拡散板面に対して垂
直で前記曲面凸部の頂点を通る面に対して一方の方向と
他方の方向との相反する2方向に視野角を広げることが
でき、また前記各曲面凸部が後者の山状突起であれば、
4方向に視野角を広げることができる。Each of the convex portions of the curved surface of the refraction / diffusion plate is a linear convex, or the base has a substantially rectangular outer shape, and the four side surfaces having the respective sides as the bases are each formed with an outer bulge. It is preferable that the convexities are curved mountain-shaped projections, and if each of the curved convex portions is the former convex stripe, one direction is perpendicular to the diffusion plate surface and passes through a vertex of the curved convex portion. And the viewing angle can be widened in two directions opposite to each other, and if each of the curved convex portions is the latter mountain-shaped projection,
The viewing angle can be expanded in four directions.
【図1】この発明の第1の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。FIG. 1 is a side view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施例で用いた屈折拡散板の一部分の側
面図。FIG. 2 is a side view of a part of the refraction diffusion plate used in the first embodiment.
【図3】前記屈折拡散板の第1の変形例を示す一部分の
側面図。FIG. 3 is a partial side view showing a first modified example of the refractive diffusion plate.
【図4】前記屈折拡散板の第2の変形例を示す一部分の
側面図。FIG. 4 is a partial side view showing a second modified example of the refractive diffusion plate.
【図5】前記屈折拡散板の第3の変形例を示す一部分の
側面図。FIG. 5 is a partial side view showing a third modification of the refractive diffusion plate.
【図6】第3の変形例の屈折拡散板の非拡散透過領域の
拡大図。FIG. 6 is an enlarged view of a non-diffusion transmission region of a refraction diffusion plate according to a third modification.
【図7】前記屈折拡散板の第4の変形例を示す一部分の
側面図。FIG. 7 is a partial side view showing a fourth modification of the refractive diffusion plate.
【図8】第4の変形例の屈折拡散板を使用する場合の拡
散板配置例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of the arrangement of diffusion plates when a refraction diffusion plate according to a fourth modification is used.
【図9】この発明の第2の実施例を示す屈折拡散板の配
置状態図。FIG. 9 is an arrangement diagram of a refraction / diffusion plate showing a second embodiment of the present invention.
【図10】この発明の第3の実施例を示す屈折拡散板の
斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a refraction / diffusion plate showing a third embodiment of the present invention.
10…液晶素子 11…液晶セル 13,14…偏光板 15,21…屈折拡散板 16,22…曲面凸部 18,19…非拡散透過領域 20…平面状光源 34…集光体 A…液晶素子の視野角 B…液晶表示装置の視野角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal element 11 ... Liquid crystal cell 13, 14 ... Polarizing plate 15, 21 ... Refraction / diffusion plate 16, 22 ... Curved surface convex part 18, 19 ... Non-diffusion transmission area 20 ... Planar light source 34 ... Condenser A ... Liquid crystal element Viewing angle B: viewing angle of liquid crystal display
Claims (5)
る液晶セルをはさんで一対の偏光板を配置した液晶素子
の出射側に、一方の面に外膨らみに彎曲する微小な曲面
凸部を密に並べて形成した屈折拡散板を設けてなり、前
記液晶素子を出射した光が、前記屈折拡散板の各曲面凸
部で屈折され、広角度範囲に拡散して出射することを特
徴とする液晶表示装置。1. A small curved convex portion which is curved in an outward bulge on one surface on an emission side of a liquid crystal element having a pair of polarizing plates sandwiched between a liquid crystal cell having a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are twist-aligned. A liquid crystal, comprising a refraction diffusion plate formed densely arranged, wherein light emitted from the liquid crystal element is refracted by each curved surface convex portion of the refraction diffusion plate, and diffused and emitted over a wide angle range. Display device.
散透過領域が設けられていることを特徴とする請求項1
に記載の液晶表示装置。2. A non-diffusing transmission area is provided between each curved surface convex portion of the refractive diffusion plate.
3. The liquid crystal display device according to 1.
拡散透過領域が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a non-diffuse transmission region is provided on a top surface of each curved convex portion of the refractive diffusion plate.
凸条であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
つに記載の液晶表示装置。4. The method according to claim 1, wherein each of the convex portions of the curved surface of the refraction diffusion plate is a linear ridge.
The liquid crystal display device according to any one of the above.
形がほぼ方形でありその各辺を底辺とする4つの側面が
それぞれ外膨らみに彎曲している山状突起であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の液晶表
示装置。5. Each of the convex portions of the curved surface of the refraction / diffusion plate is a mountain-like projection whose base has a substantially rectangular outer shape and four side surfaces each of which has a bottom as a base. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8279511A JPH10123495A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8279511A JPH10123495A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Liquid crystal display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10123495A true JPH10123495A (en) | 1998-05-15 |
Family
ID=17612063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8279511A Pending JPH10123495A (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Liquid crystal display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10123495A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098356A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Pioneer Electronic Corp | Light transmission plate |
JP2018036652A (en) * | 2017-09-19 | 2018-03-08 | シャープ株式会社 | Display device |
US11131876B2 (en) | 2014-06-11 | 2021-09-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Liquid crystal display device with a display surface of a planar shape |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP8279511A patent/JPH10123495A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098356A (en) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Pioneer Electronic Corp | Light transmission plate |
US11131876B2 (en) | 2014-06-11 | 2021-09-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Liquid crystal display device with a display surface of a planar shape |
JP2018036652A (en) * | 2017-09-19 | 2018-03-08 | シャープ株式会社 | Display device |
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