JPH0766119B2 - Transmissive liquid crystal display device - Google Patents
Transmissive liquid crystal display deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、広範囲な視野で鮮明な画像表示を可能とした
透過型液晶表示装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transmissive liquid crystal display device capable of displaying a clear image in a wide field of view.
従来の透過型液晶表示装置は、表示パネルの後部に設け
られた光源からの光を、表示パネルで変調し、観視者の
目に到達させるという表示方法であった。The conventional transmissive liquid crystal display device has a display method in which light from a light source provided at the rear portion of the display panel is modulated by the display panel and reaches the eyes of a viewer.
しかし前述の技術では、液晶が屈折率異方性を持つこと
や、時分割駆動のデューティ比を大きくした場合には、
液晶の応答が制限されることから有効な表示の視野角が
狭く、ある角度内以外の方向では、画素間のクロストー
クが表われ、コントラストの低下や、カラー表示の場合
には色ずれや色の反転等が生じ、画質が低下してしまう
という問題点を有する。However, in the above-mentioned technique, when the liquid crystal has a refractive index anisotropy or when the duty ratio of the time division drive is increased,
Since the response of the liquid crystal is limited, the effective display viewing angle is narrow, and crosstalk between pixels appears in directions other than a certain angle, resulting in reduced contrast, and in the case of color display, color shift or color However, there is a problem that the image quality is deteriorated due to the inversion of the image.
そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、広範囲な視野角を持ち、画素
間のクロストークのない鮮明な画像表示を提供するとこ
ろにある。Therefore, the present invention solves such a problem,
Its purpose is to provide a clear image display having a wide viewing angle and no crosstalk between pixels.
本発明の透過型液晶表示装置は、マトリクス型液晶表示
パネルと、光源と、前記マトリクス型液晶表示パネルの
前記光源からの光を出射する側に設けた前記マトリクス
型液晶パネルの明視方向と同一方向の成分の光のみを選
択透過するための光制御部と、前記光制御部の前記マト
リクス型表示パネルと対峙する面に設けた前記選択透過
された光を拡散するマイクロレンズとを有する透過型液
晶表示装置であり、前記光制御部は、光透過部と遮光部
とからなり、前記マトリクス型液晶表示パネルに対して
左右方向の前記明視方向外の光を遮断する第１のルーバ
ーと、光透過部と遮光部とからなり、前記マトリクス型
液晶パネルに対して上下方向の前記明視方向外の光を遮
断する第２のルーバーとの組み合わせにより、光透過部
と遮光部がマトリクス形状を有してなり、前記光透過部
と前記遮光部のピッチは前記マトリクス型液晶表示パネ
ルの画素より小さく、前記マイクロレンズは、前記マト
リクス型液晶パネルの各画素に対応して設けられている
ことを特徴とする。A transmissive liquid crystal display device of the present invention has a matrix liquid crystal display panel, a light source, and the same viewing direction as that of the matrix liquid crystal panel provided on the side of the matrix liquid crystal display panel that emits light from the light source. Transmission type having a light control unit for selectively transmitting only light of a directional component, and a microlens provided on a surface of the light control unit facing the matrix type display panel for diffusing the selectively transmitted light In the liquid crystal display device, the light control unit includes a light transmission unit and a light shielding unit, and a first louver that blocks light outside the clear viewing direction in the left-right direction with respect to the matrix type liquid crystal display panel, The matrix having a light transmitting portion and a light shielding portion is combined with a second louver that blocks light outside the clear viewing direction in the vertical direction with respect to the matrix type liquid crystal panel. The light-transmitting portion and the light-shielding portion have a pitch smaller than a pixel of the matrix type liquid crystal display panel, and the microlens is provided corresponding to each pixel of the matrix type liquid crystal panel. It is characterized by being
本発明の上記の構成によれば、光制御部は第２図に示す
ような原理に基づく。全方向拡散の光は遮光部11によっ
て制限され、Ａ−Ｂ間の角度θ内の角度の光のみに制御
される。この角度θは遮光部11の長さｌと開口長ｔによ
って決定される。According to the above configuration of the present invention, the light control section is based on the principle as shown in FIG. The omnidirectional diffused light is limited by the light shielding portion 11, and is controlled to only the light having an angle within the angle θ between A and B. This angle θ is determined by the length 1 of the light shield 11 and the opening length t.
角度θを10゜以下程度になるようにｌとｔを定めれば、
Ａ−Ｂ間の角度をもつ光は、Ｃの水平方向の光に比べて
割合が非常に小さいので、ほぼ水平方向の光のみに出射
光を制御することが可能である。この遮光部11を連続的
に積層することで第１図（ｃ）のようなルーバーを形成
することができこのルーバーを複数枚組み合わせたり、
第３図のようにルーバーに角度を設けることにより、任
意の一方向成分のみの光を取り出すことができる。If l and t are set so that the angle θ is less than 10 °,
Since the ratio of light having an angle between A and B is extremely smaller than that of light in the horizontal direction of C, it is possible to control the emitted light to only light in the horizontal direction. A louver as shown in FIG. 1 (c) can be formed by continuously stacking the light-shielding portions 11, and combining a plurality of louvers,
By providing the louver with an angle as shown in FIG. 3, it is possible to extract light of only one directional component.
光制御部９を通過した光は非常に指向性が強いため、表
示としては視野角の小さいものなので、個々の画素に対
応したマイクロレンズ10によって選択された光を広範囲
に拡散する。ルーバーによってほぼ平行な光に制御され
ているので、クロストークのない拡散が可能である。な
お、視野角はマイクロレンズ10の曲率によって決定され
る。Since the light passing through the light control unit 9 has a very strong directivity and has a small viewing angle for display, the light selected by the microlens 10 corresponding to each pixel is diffused in a wide range. Since the light is controlled to be almost parallel by the louver, crosstalk-free diffusion is possible. The viewing angle is determined by the curvature of the microlens 10.
第１図は、本発明の一実施例を示す図であり、（ａ），
（ｂ）は表示パネルの側面図及び正面図である。（ｃ）
は光制御部９の詳細図であり、（ｄ）は光路図である。
以下本発明の透過型液晶表示装置について図面に従って
説明する。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
(B) is a side view and a front view of the display panel. (C)
Is a detailed view of the light control unit 9, and (d) is an optical path diagram.
The transmissive liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図（ａ）の１から８で構成される従来と同様なドッ
トマトリクスの表示パネルの前面に、第１図（ｃ）に示
されるルーバーを組み合わせた光制御部９と、個々の画
素に対応したマイクロレンズ10を設けることで液晶表示
装置を構成している。A light control unit 9 in which a louver shown in FIG. 1 (c) is combined with an individual pixel is provided on the front surface of a display panel having a dot matrix similar to the conventional one configured by 1 to 8 in FIG. 1 (a). A liquid crystal display device is configured by providing the corresponding microlens 10.
第１図（ｃ）の光制御部９は、遮光部11と光透過部12を
多層に積層したルーバーで、ルーバーの方向を90゜ずら
した２枚のルーバーを組合わせたものである。前述の作
用の効果から、光制御部９の前部のルーバーで左右方
向、後部のルーバーで上下方向の斜めの光を遮断する。
すると、光制御部９の面に対してはほぼ垂直な光の成分
のみを取り出すことができる。The light control unit 9 in FIG. 1 (c) is a louver in which a light shielding unit 11 and a light transmitting unit 12 are laminated in multiple layers, and is a combination of two louvers whose louver directions are shifted by 90 °. Due to the effect of the above-described operation, the front louver of the light control unit 9 blocks the oblique light in the left-right direction and the rear louver blocks the oblique light in the vertical direction.
Then, it is possible to extract only the component of light that is substantially perpendicular to the surface of the light control unit 9.
ここで、液晶の特性が最も良く、最も画質のやよい視角
がパネルに対して垂直であれば、光制御部９によって、
最も表示に有効な光の成分のみを取り出すことができ
る。しかし、この光は強い指向性を持つため、このまま
では可視角が狭くて表示に適さない。そこで、個々の画
素に対応したマイクロレンズ10を用いて広角に拡散させ
る。第１図（ｄ）がその光路図であり、イ・１〜イ・3,
ロ・１〜ロ・３は、画像視認に十分な距離のある観視者
（イ），（ロ）に到達する光の光路である。後部の光源
は全方向拡散なのでハやニのような斜めの光成分もある
が光制御部９によって遮断され、画像表示に最も有効な
光の成分のみを選択し、マイクロレンズ10で拡散してい
る。また、光制御部９を通過した光は、ほぼ平行である
ため、マイクロレンズ10を用いた場合にも、画素間での
クロストークが表われず、マイクロレンズ10の曲率で決
定される可視角の範囲内の（イ）−（ロ）間では、鮮明
な画像表示を得ることができる。Here, if the liquid crystal has the best characteristics and the viewing angle with the best image quality is vertical to the panel, the light control unit 9
Only the most effective light component for display can be extracted. However, since this light has a strong directivity, it is not suitable for display as it is because the visible angle is narrow. Therefore, the micro lens 10 corresponding to each pixel is used to diffuse the light at a wide angle. FIG. 1 (d) is an optical path diagram thereof, and includes a.1 to a.3,
B-1 to b-3 are optical paths of light reaching the viewers (a) and (b) having a sufficient distance for image recognition. Since the light source in the rear part is omnidirectionally diffused, there is an oblique light component such as C and D, but it is blocked by the light control unit 9, and only the most effective light component for image display is selected and diffused by the microlens 10. There is. Further, since the light that has passed through the light control unit 9 is substantially parallel, crosstalk between pixels does not appear even when the microlens 10 is used, and the visible angle determined by the curvature of the microlens 10 is not shown. A clear image display can be obtained between (a) and (b) within the range.
光制御部９のルーバーの材料としては、ガラス、シリコ
ンゴム、ポリメチルメタクリレート、ポリジエチレング
リコールビスアリルカーボネード、ポリスチレン、ポリ
塩化ビニール、セルロース系プラスチック、UVエポキシ
樹脂、ゼラチン等の光透過率のすぐれたプラスチック
類、ゴム類、ガラス類を、カレンダー法、射出法等によ
ってフィルム状に薄くして光透過部12に用いる、遮光部
11は、黒色を印刷する方法や、金属を蒸着する方法等に
よるが、光制御部９の全体の光透過量を十分に得るため
に、光透過部12の厚さに比べ10分の１以下の厚さにする
ことが重要となる。As the material of the louver of the light control unit 9, glass, silicon rubber, polymethylmethacrylate, polydiethylene glycol bisallylcarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, cellulosic plastic, UV epoxy resin, gelatin, etc., having excellent light transmittance. A light-shielding part, which is made by thinning plastics, rubbers, and glasses into a film by a calendar method, an injection method, etc.
Although 11 depends on the method of printing black, the method of depositing metal, etc., in order to obtain a sufficient amount of light transmission of the entire light control unit 9, the thickness is less than 1/10 of the thickness of the light transmission unit 12. It is important to make the thickness of.
このような遮光部11と光透過部12を多層に積層し、圧縮
・圧延行程を加え、光の干渉等で画質を低下させないよ
うに画素の大きさに比べ十分小さなピッチにして、積層
方向に垂直に切断することで第１図（ｃ）のルーバーを
作成する。Such a light-shielding portion 11 and a light-transmitting portion 12 are laminated in multiple layers, a compression / rolling process is added, and the pitch is set sufficiently smaller than the pixel size so as not to deteriorate the image quality due to light interference etc. The louver of FIG. 1 (c) is created by cutting it vertically.
マイクロレンズ10は、第１図（ｂ）の個々の画素である
信号電極６の面積にそれぞれ対応し、ガラス類、プラス
チック類等で、光透過率が高く、屈折率の高い材料で作
成する。The microlenses 10 correspond to the areas of the signal electrodes 6 which are the individual pixels in FIG. 1B, and are made of a material such as glass or plastic having a high light transmittance and a high refractive index.
第３図は、光制御部９の他の実施例である。液晶表示パ
ネルの明視方向、つまりコントラストや画質の最も良好
な方向は、液晶の特性によってさまざまな角度を持つ。
そこで第３図のようにある角度をもったルーバーを組み
合わせることで、それぞれの液晶表示パネルの特性に合
う、最も表示に有効な光成分を選択することが可能にな
る。FIG. 3 shows another embodiment of the light control unit 9. The clear viewing direction of the liquid crystal display panel, that is, the direction with the best contrast and image quality, has various angles depending on the characteristics of the liquid crystal.
Therefore, by combining louvers having a certain angle as shown in FIG. 3, it becomes possible to select the most effective light component for display that matches the characteristics of each liquid crystal display panel.
第４図及び第５図も、光制御部９の他の構成を示す図で
ある。第４図は遮光部11をハニカム構造にしたものであ
り、第５図は遮光部11を格子状にしたものである。前述
のルーバー同様に角度を設け、液晶の特性に最適な角度
をとれば、ルーバー同様の効果が得られる。4 and 5 are also diagrams showing another configuration of the light control unit 9. FIG. 4 shows the light shielding portion 11 having a honeycomb structure, and FIG. 5 shows the light shielding portion 11 in a lattice shape. If the angle is set similarly to the above-mentioned louver and the angle is optimal for the characteristics of the liquid crystal, the same effect as the louver can be obtained.
材料としては遮光部11を薄い金属はくで作成し、光透過
部12は前述のルーバーと同様の光透過率の高いプラスチ
ック類、ゴム類、ガラス類、あるいは中空である。As the material, the light-shielding portion 11 is made of a thin metal foil, and the light-transmitting portion 12 is made of plastic, rubber, glass or the like having a high light transmittance similar to that of the above-mentioned louver, or hollow.
以上述べてきたように、本発明は、液晶パネルの明視方
向と同一方向の成分の光のみを選択透過するように、光
透過部と遮光部とからなりマトリクス型液晶表示パネル
の左右方向の前記明視方向外の光を遮断する第１のルー
バーと、上下方向の明視方向外の光を遮断する第２のル
バーとの組み合わせによりなり、マトリクス形状を有し
てなる光制御部を有してなるので、色ずれのない、コン
トラストが良好である表示画像を得ることができるとい
う効果を有する。As described above, according to the present invention, the matrix type liquid crystal display panel is provided with a light-transmitting portion and a light-shielding portion in the left-right direction so as to selectively transmit only the component light in the same direction as the clear-view direction of the liquid crystal panel. The first louver that blocks light outside the clear viewing direction and the second louver that blocks light outside the clear viewing direction in the vertical direction are combined, and a light control unit having a matrix shape is provided. Therefore, there is an effect that it is possible to obtain a display image having good contrast without color shift.
更に、光透過部と遮光部のピッチは、マトリクス型液晶
表示パネルの画素より小さいので、光の干渉が起こら
ず、表示特性の良好な液晶表示装置を得ることができ
る。Furthermore, since the pitch of the light transmitting portion and the light shielding portion is smaller than the pixel of the matrix type liquid crystal display panel, light interference does not occur, and a liquid crystal display device having good display characteristics can be obtained.
又、光制御部のマトリクス型表示パネルと対峙する面に
設けた前記選択透過された光を拡散するマイクロレンズ
をマトリクス型液晶パネルの画素毎に設けているので、
明視方向に選択した光を高い分解能で拡散することがで
き、マトリクス型表示パネルの視野角を広げることがで
きるという格段の効果を有する。In addition, since the microlens provided on the surface of the light control unit facing the matrix type display panel to diffuse the selectively transmitted light is provided for each pixel of the matrix type liquid crystal panel,
It has a remarkable effect that the light selected in the clear viewing direction can be diffused with a high resolution and the viewing angle of the matrix type display panel can be widened.
特に、カラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置に
おける効果は絶大であり、マトリクス型の透過型液晶表
示装置であれば、前述の効果を有する。In particular, the effect of the color liquid crystal display device using the color filter is great, and the above-mentioned effect is obtained in the case of the matrix type transmissive liquid crystal display device.
第１図は本発明の透過型液晶表示装置の一実施例を示し
た図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は光
制御部９の詳細図、（ｄ）は断面図である。 第２図は光制御部９の原理図である。 第３図は光制御部９のその他の実施例を示す詳細図。 第４図および第５図はその他の構成例を示す詳細図。 1,8……偏向板 2,7……板ガラス ３……走査電極 ４……液晶封止材 ５……液晶 ６……信号電極 ９……光制御部 10……マイクロレンズ 11……遮光部 12……光透過部 （イ），（ロ）……観視者 イ・１〜イ・3,ロ・１〜ロ・3,ハ，ニ,A,B,Cはそれぞれ
光路を表わす。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a transmissive liquid crystal display device of the present invention. (A) is a side view, (b) is a front view, (c) is a detailed view of a light control section 9, (d). ) Is a cross-sectional view. FIG. 2 is a principle diagram of the light control unit 9. FIG. 3 is a detailed view showing another embodiment of the light control unit 9. 4 and 5 are detailed diagrams showing other configuration examples. 1,8 ...... Deflection plate 2,7 ...... Plate glass 3 ...... Scan electrode 4 ...... Liquid crystal sealing material 5 ...... Liquid crystal 6 ...... Signal electrode 9 ...... Light control part 10 ...... Micro lens 11 ...... Light shielding part 12 …… Light-transmitting part (a), (b) …… Viewers a-1 to a-3, b-1 to b-3, c, d, A, B, and C respectively represent the optical path.
Claims (1)
前記マトリクス型液晶表示パネルの前記光源からの光を
出射する側に設けた前記マトリクス型液晶パネルの明視
方向と同一方向の成分の光のみを選択透過するための光
制御部と、前記光制御部の前記マトリクス型表示パネル
と対峙する面に設けた前記選択透過された光を拡散する
マイクロレンズとを有する透過型液晶表示装置であり、 前記光制御部は、光透過部と遮光部とからなり、前記マ
トリクス型液晶表示パネルに対して左右方向の前記明視
方向外の光を遮断する第１のルーバーと、光透過部と遮
光部とからなり、前記マトリクス型液晶パネルに対して
上下方向の前記明視方向外の光を遮断する第２のルーバ
ーとの組み合わせにより、光透過部と遮光部がマトリク
ス形状を有してなり、 前記光透過部と前記遮光部のピッチは前記マトリクス型
液晶表示パネルの画素より小さく、 前記マイクロレンズは、前記マトリクス型液晶パネルの
各画素に対応して設けられていることを特徴とする透過
型液晶表示装置。1. A matrix type liquid crystal display pulse, a light source,
A light control unit provided on the side of the matrix type liquid crystal display panel that emits light from the light source for selectively transmitting only light of a component in the same direction as the clear viewing direction of the matrix type liquid crystal panel; Is a transmissive liquid crystal display device having a microlens provided on a surface facing the matrix type display panel facing the matrix type display panel and diffusing the selectively transmitted light, wherein the light control section includes a light transmitting section and a light shielding section. And a first louver that blocks light outside the clear viewing direction in the left-right direction with respect to the matrix-type liquid crystal display panel, a light transmitting portion, and a light-shielding portion, and the vertical direction with respect to the matrix-type liquid crystal panel. In combination with the second louver that blocks light outside the clear viewing direction, the light transmitting portion and the light shielding portion have a matrix shape, and the pitch between the light transmitting portion and the light shielding portion is the matrix. Smaller than the pixel of the scan type liquid crystal display panel, the microlenses, a transmission type liquid crystal display device, characterized in that are provided corresponding to each pixel of said matrix type liquid crystal panel.
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Family Cites Families (2)
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-
1985
- 1985-09-06 JP JP60197418A patent/JPH0766119B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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