CN101861543B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的液晶显示装置，具有：液晶显示面板；以及光扩散层，其具有第1主面和第2主面，使第1主面朝向液晶显示面板的观看者侧的表面来配置，光扩散层具有由第1折射率N₁的第1物质形成的第1区域和由第2折射率N₂(＜N₁)的第2物质形成的多个第2区域，第2区域是在第1区域内在与第2主面平行的面内的1个方向以规定间距P来配置的，并且，各第2区域在与第1区域之间形成有相对于第2主面的法线倾斜α°的界面，设从α和N₁以及N₂求出的入射角为θ′，从第2主面到液晶显示面板的观看者侧的基板的液晶层侧的表面为止的距离为Lt时，a＝tanθ′×Lt，设标准观看距离为Lb时，以θ_B＝tan^-1(a/Lb)表示的θ_B为1.7分以下。根据本发明，使用利用全反射的光扩散层来改善直视型液晶显示装置的视野角特性。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及在液晶显示面板的观看者侧具有光扩散层的直视型液晶显示装置。 

背景技术

液晶显示装置不是自发光型的显示装置，因此除了一部分反射型的以外，必须向液晶显示面板提供用于显示的光的背面照明装置(所谓背光单元)。液晶显示面板的背面(与观看者侧相反的一侧)所设置的背光单元大致分为边光型和直下型。边光型是使从在导光板侧面所配置的光源(冷阴极管(CCFT：Cold Cathode FluorescentTube)、LED)出射的光在导光板内传播并且在液晶显示面板侧将其导出的方式。直下型的结构是在液晶显示面板的背面排列多个光源，从光源出射的光不通过导光板而入射到液晶显示面板。 

液晶显示装置存在显示的观看效果随观看方向而不同的问题，即视野角特性较差的问题。这是由于液晶层存在折射率各向异性，液晶层的有效相位差(延迟)随观看方向而不同所造成的。 

作为提高液晶显示装置的视野角特性的方法之一，公知如下方法：控制背光源的光的指向性(平行度)，使对视野角特性不带来坏影响的入射光多数都入射到液晶显示面板，用微透镜(阵列)使通过了液晶显示面板的光全方位地扩散(例如专利文献1)。 

专利文献1：日本特开平9-127309号公报 

专利文献2：日本特开2003-50307号公报 

专利文献3：日本特开平11-242225号公报 

发明内容

发明要解决的问题

然而，在使用上述微透镜的情况下，形成凹凸状外形的微透镜或者在平坦的层内形成规定形状的折射率分布的微透镜(也称为 “平板微透镜”)都存在如下问题：难以控制透镜形状，难以精密控制透镜凸部的厚度与粘结层的厚度之比，和/或难以高精度地控制光通量的分布。特别是形成凹凸状外形的透镜，存在如下问题：难以高精度地均匀地粘合于显示面板，另外，透镜特性会随着埋入粘结层中的部分的大小、形状的不同而变化，达不到实用的程度。并且，还有不能消除透镜界面处的后方散射的问题。 

另一方面，利用全反射的光扩散片是公知的(专利文献2)。专利文献2中公开的光扩散片是背投型显示装置用扩散片，用于使从显示面板出射的平行度高的影像光扩散。 

本发明者研究了为了扩大直视型液晶显示装置的视野角而将利用全反射的光扩散层设置在直视型液晶显示面板的观看者侧的结构，发现了如下应用于直视型时特有的问题：多重像和视野角特性的极角依存性中的局部性(某极角处的)色度变化(色度的蓝移)会被观察到。另外，这里说的“利用全反射的光扩散层”不是意味着仅利用全反射，而是意味着至少利用全反射，用于显示的光包含全反射光和其它反射光。 

本发明是为了解决上述问题而完成的，其主要目的是使用利用全反射的光扩散层来改善直视型液晶显示装置的视野角特性。 

用于解决问题的方案

本发明的液晶显示装置，具有：液晶显示面板，其具备一对偏光板；以及第1光扩散层，其设置在上述液晶显示面板的观看者侧，具有互相对置的第1主面和第2主面，使上述第1主面朝向上述液晶显示面板的观看者侧的表面来配置，上述第1光扩散层具有第1区域和多个第2区域，所述第1区域由具有第1折射率N₁的第1物质形成，所述多个第2区域由具有比上述第1折射率小的第2折射率N₂的第2物质形成，上述多个第2区域是在上述第1区域内在与上述第2主面平行的面内的1个方向上以规定间距P来配置的，并且，上述多个第2区域各自在与上述第1区域之间形成了相对于上述第2主面的法线倾斜α°的多个界面， 

设 

[公式1] 

${\mathrm{\θ}}^{\′}=90-{\sin }^{-1}(\frac{N_2}{N_1}\×\cos \mathrm{\α})-\mathrm{\α},$

设从上述第2主面到基板的液晶层侧的表面为止的距离为Lt，且所述基板是上述液晶显示面板所具有的观看者侧的基板， 

将a表示为 

[公式2] 

a＝tanθ′×Lt， 

设上述液晶显示面板的标准观看距离为Lb、设θ_B为区分多重像光和实像光的角度时，以 

[公式3] 

${\mathrm{\θ}}_B={\tan }^{-1}\left(\frac{a}{\mathrm{Lb}}\right)$

表示的θ_B为1.7分以下。更优选θ_B为1.0分以下。 

在一个实施方式中，上述第2区域各自近似于等腰三角形，所述等腰三角形在上述第2主面侧具有底边，在上述第1主面侧具有顶点，顶角为2α。 

在一个实施方式中，设上述等腰三角形的高度为H，n为2以上的整数时，满足 

[公式4] 

$H\≤\frac{P}{\tan 2\mathrm{\α}+\tan \mathrm{\α}}$

和 

[公式5] 

$\cos \left[\mathrm{\α}(2n-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}.$

在一个实施方式中，上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状。 

一个实施方式的液晶显示装置还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第1光扩散层的观看者侧。 

在一个实施方式中，在上述第1光扩散层的观看者侧具有第2光扩散层，上述第2光扩散层具有第1区域和多个第2区域，所述第1区域由具有第1折射率N₁的第1物质形成，所述多个第2区域由具有比上述第1折射率小的第2折射率N₂的第2物质形成，上述多个第2区域是在上述第1区域内在与上述第2主面平行的面内的1个方向上以规定间距P来配置的，并且，上述多个第2区域各自在与上述第1区域之间形成有相对于上述第2主面的法线倾斜α°的多个界面。 

在一个实施方式中，上述第2区域各自近似于等腰三角形，所述等腰三角形在上述第2主面侧具有底边，在上述第1主面侧具有顶点，顶角为2α。 

在一个实施方式中，设上述等腰三角形的高度为H′，n′为2以上的整数时，满足 

[公式6] 

$H^{\′}\≤\frac{P}{\tan 2\mathrm{\α}+\tan \mathrm{\α}}$

和 

[公式7] 

$\cos \left[\mathrm{\α}({2n}^{\′}-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}.$

在一个实施方式中，上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状，上述第2光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的垂直方向排列成条状。 

一个实施方式的液晶显示装置还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第2光扩散层的观看者侧。 

在一个实施方式中，从与上述第2主面垂直的方向看上述第1光扩散层时，上述多个第1区域各自为大致圆形，排列成正方格子状或最密装填状。 

在一个实施方式中，优选400nm至800nm的波长范围中的N₁/N₂的最大值和最小值的差为上述波长范围中的N₁/N₂的平均值的0.02倍以下。 

在一个实施方式中，上述第2区域还包括吸收可见光的物质。 

在一个实施方式中，上述规定间距P为该方向上的像素间距的3/4以下。 

发明效果 

根据本发明，能够使用利用全反射的光扩散层(光扩散片)来改善直视型液晶显示装置的视野角特性。在本发明的液晶显示装置中，光扩散层所导致的多重像不易被看到。根据本发明，只要将光扩散层配置在液晶显示面板的观看者侧的规定位置就能够改善视野角特性。本发明适用于公知的所有液晶显示面板。例如，不仅适用于视野角特性差的TN模式的液晶显示面板，并且适用于视野角特性好的VA模式的液晶显示面板。还适用于具备在像素内设有取向方向互相不同的液晶区域的取向分割构造和/或在像素内设有呈互相不同的亮度的副像素的像素分割(多像素)构造的液晶显示面板。 

附图说明

图1是本发明的实施方式的液晶显示装置100的示意性分解截面图。 

图2是本发明的实施方式的液晶显示装置100的示意性分解立体图。 

图3是本发明的实施方式的其它的液晶显示装置110的示意性分解立体图。 

图4是用于说明光扩散层10的结构和功能的图。 

图5的(a)和(b)是表示各种从光扩散层出射的光的扩散特性的图，(a)是从背光单元出射的光的半值角Δθ₅₀为±10°的情况，(b)是从背光单元出射的光的半值角Δθ₅₀为±35°情况。 

图6的(a)～(d)是表示以往的MVA模式的液晶显示装置的γ特性 的视野角依存性的图。 

图7的(a)～(d)是表示本发明的实施方式的MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角依存性的图。 

图8的(a)～(d)是表示本发明的实施方式的MVA模式的其它液晶显示装置的γ特性的视野角依存性的图。 

图9是表示以往的液晶显示装置的色差的图。 

图10是表示本发明的实施方式的液晶显示装置的色差的图。 

图11的(a)和(b)是表示本发明的其它光扩散层的图，(a)是其它光扩散层的立体图，(b)是再其它扩散层的正面图。 

图12的(a)和(b)是用于说明使用了本发明的实施方式的光扩散层的情况下能够看到的多重像的图，(a)是示意性截面图，(b)是示意性平面图。 

图13是实验地求出多重像出现的位置a的厚度(L+H)依存性的结果的图。 

图14是表示示出多重像的实测结果的线轮廓的一个例子的图。 

图15的(a)和(b)分别是本发明的实施方式的其它液晶显示装置100A和110A的示意性分解立体图。 

附图标记说明：

10、10A、10B：光扩散片、光扩散层(全反射扩散层)；12、12a、12b：高折射率区域(第1区域)；12s：界面(全反射面)；14：低折射率区域(第2区域)；20：MVA模式的液晶显示面板；20a：观看者侧的玻璃基板；30：背光单元；40：光散射层(扩散反射层)；100、110、100A、110A：液晶显示装置；302a：垂直入射光；302b：仅经过1次全反射而出射的光(垂直入射光)；304a、306a：斜入射光；304b：经过2次全反射而出射的光(斜入射光的一部分)；306b：仅经过1次全反射而出射的光(斜入射光的一部分)。 

具体实施方式

下面，参照附图来说明具备本发明的实施方式的光扩散层的液晶显示装置的结构和特性。本发明的液晶显示装置是观看者直接观 看从显示面出射的光的直视型液晶显示装置。 

参照图1和图2来说明本发明的实施方式的光扩散片10和具备它的液晶显示装置100的结构和特性。图1是液晶显示装置100的示意性分解截面图，图2是液晶显示装置100的示意性分解立体图。 

在此例示VA模式的液晶显示装置。与以往的TN模式相比，利用垂直取向型液晶层的VA模式的液晶显示装置具有改善了的视野角特性。垂直取向型液晶层由未施加电压时的液晶分子的预倾角为85°以上90°以下的垂直取向膜和介电各向异性为负的向列相液晶材料构成。VA模式的液晶显示装置，特别是专利文献3记载的MVA模式的液晶显示装置，视野角特性优良，被广泛采用。在MVA模式中，在互相正交的2个方向配置有直线状的取向限制部件(狭缝或肋条)，在取向限制部件之间，形成代表各畴的导向偶极子的方位角相对于配置在正交尼科耳中的偏光板的偏振光轴(透过轴)成45度的4个液晶畴。当将方位角的0度设为表的表盘的3点钟方向，将逆时针方向设为正时，4个畴的导向偶极子的方位角为45度、135度、225度、315度。相对于偏振光轴为45度方向的直线偏振光不被偏光板吸收，因此从透过率的观点来看是最优选的。这样，MVA模式的液晶显示装置具有在1个像素中形成4个畴的结构(4分割取向构造或简称4D构造)，因此具有改善了的视野角特性。然而，对于MVA模式的液晶显示装置还希望γ特性的视野角特性的进一步改善，在下面的实施方式中，说明通过设置光扩散层来进一步改善MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角特性的例子。 

液晶显示装置100具备光扩散片10、液晶显示面板20以及背光单元30。在此，例示使用具备相位差板的MVA模式的液晶显示面板20的情况。为了参考，在本说明书中引用专利文献3中公开的全部内容。另外，相位差板也可以使用公知的相位差板。 

光扩散片10具有互相对置的第1主面和第2主面，具有1个光扩散层10，该1个光扩散层10将第1主面朝向VA模式的液晶显示面板的观看者侧的表面来配置。在此表示光扩散片10仅由1个光扩散层10构成的例子，但是，也可以在光扩散层10的液晶显示面板20侧(光 入射侧)设置基膜(未图示)。另外，也可以在光扩散层10的观看者侧(光出射侧)设置抗炫层、抗反射层、低反射层或防止反射层(都未图示)。当然，也可以根据需要，组合其中任意2个以上。光扩散片10和液晶显示面板20通过粘结层(未图示)而粘合。一般地，在液晶显示面板20两侧的最表面设有偏光板，因此光扩散片10会粘合在观看者侧的偏光板上。在此，也将在液晶显示面板20上粘贴光扩散片10而成的装置(不具有背光单元30的装置)称为液晶显示装置。 

光扩散层10包括具有第1折射率N₁的第1物质和具有比第1折射率小的第2折射率N₂的第2物质，第2物质形成有多个第2区域14(低折射率区域)，该多个第2区域14各自在与第2主面垂直的截面上的形状近似于在第2主面侧具有底边、在第1主面侧具有顶点的等腰三角形。多个第2区域14在由第1物质形成的第1区域(高折射率区域)12内，在与第2主面平行的面内的至少1个方向，以规定间距P被配置。在高折射率区域12和低折射率区域14的界面12s，从高折射率区域侧以临界角以上的角度入射的光被全反射。 

如参照图4所后述的那样，在此例示的光扩散层10的低折射区域的等腰三角形，满足规定条件，因此与光扩散层10的主面垂直(入射角的绝对值为0°至0.1°不到)地入射的光302a在光扩散层10内仅被全反射1次之后从光扩散层10出射到观看者侧(出射光302b)。以相对于主面倾斜的角度(入射角的绝对值为0.1°以上)入射的光的一部分304a在光扩散层10内被全反射n次(n为2以上的整数)以上(图1中n＝2)之后从光扩散层出射到观看者侧(出射光304b)。另外，以相对于主面倾斜的角度(入射角的绝对值为0.1°以上)入射的光的另一部分306a在光扩散层10内仅被全反射1次之后从光扩散层10向观看者侧出射(出射光306b)。其结果，上述至少1个方向的视野角特性(以上述至少1个方向规定的方位角处的极角(θ)依存性)会提高。这样，光扩散层10利用全反射使光扩散，因而也称为“全反射扩散层”。此外，用于显示的光不限于全反射光。 

另外，光扩散层利用了全反射，因而与利用透镜的折射作用的情况相比，不易受形状的影响，并且，低折射率区域具有与等腰三 角形近似的简单形状，因而还具有容易制造的优点。并且，光扩散层的互相对置的主面(表面)互相平行，能够容易地与液晶显示面板的表面粘合。另外，与液晶显示面板粘合的面仅由高折射率区域构成，因此粘合对光扩散层内的全反射特性丝毫没有影响。 

在此，如图2所示，从与光扩散层10的主面垂直的方向看时，多个第2区域14各自都是在垂直方向延伸的矩形，多个第2区域14沿着水平方向排列成条状。图1与图2的水平方向的截面图对应。从图1可知，光扩散层10能够提高水平方向的视野角特性(即水平方向的极角(θ)依存性)。根据用途，在很多MVA型液晶显示面板20中，当将显示面看作表的表盘时，4个畴的导向偶极子的方位角设为45度、135度、225度、315度，在正交尼科耳中配置的一对偏光板的偏振光轴(透过轴)被配置成一方与显示面的垂直方向(12点钟-6点钟方向)大致平行，另一方与水平方向(3点钟-9点钟方向)大致平行。对于液晶显示装置，根据用途所要求的视野角特性是不同的。因此，设有沿着需要大视野角特性的方向排列多个矩形的第2区域14而成的光扩散层10，所述多个矩形的第2区域14在与需要大视野角特性的方向正交的方向上延伸，由此能够有效地提高视野角特性。一般而言，水平方向的视野角特性受重视，使用图2所示的沿着水平方向排列多个在垂直方向上延伸的矩形的第2区域14而成的光扩散层是有效的。 

另外，如图3的示意性的分解立体图的液晶显示装置110所示，也可以设置光扩散层10A和10B。在此，光扩散层10A与液晶显示装置100的光扩散层10相同，光扩散层10B沿着垂直方向成条状地排列多个在水平方向上延伸的矩形的第2区域14。这样，加设光扩散层10B，能够提高垂直方向的视野角特性。当然，为了专门提高垂直方向的视野角特性，也可以省略光扩散层10A，仅设置光扩散层10B。 

下面，参照图4来说明光扩散层10的结构和功能的详细情况。在以下的说明中，为了简化，液晶显示面板20的主面和光扩散层10的主面平行，忽略它们的界面和与使它们粘合的粘结层(未图示)的 界面处的光的折射。另外，以下的说明即使考虑上述折射，基本上也是成立的。 

在此，如图4所示，设低折射率区域14的间距为P，等腰三角形的高度为H，顶角为2α。从与光扩散层10垂直的方向(图4中Δθ＝0)入射的光302a仅有1次全反射，因此当假定设计条件为最苛刻的情况时，需要满足在低折射率区域14的顶点全反射的光不入射到相邻的低折射率区域14而从光扩散层10的表面出射(出射光302b)的条件，因此成为 

[公式8] 

$H\≤\frac{P}{\tan 2\mathrm{\α}+\tan \mathrm{\α}}---\left(1\right)$

另外，需要满足从斜方向(|Δθ|＞0°)入射到光扩散层10的光进行1次全反射的条件，即 

[公式9] 

$N_1\cos \{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\Δ\θ}}{N_1}\right)+\mathrm{\α}\}>N_2---\left(2\right)$

(参照图1中的入射光306a和出射光306b)。 

并且，为了使从斜方向(|Δθ|＞0°)入射到光扩散层10的光的一部分304a进行2次全反射而从光扩散层10出射(出射光304b)，需要θ₂满足在界面12s产生全反射的条件。 

θ₂由 

[公式10] 

${\mathrm{\θ}}_2={\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\Δ\θ}}{N_1}\right)+2\mathrm{\α}---\left(3\right)$

给出，因此根据斯奈尔定律，高折射率区域(第1区域：N₁)12和低折射率区域(第2区域：N₂)14的界面12s的全反射条件成为 

[公式11] 

N₁sin(90°-θ₂-α)＝N₁cos(θ₂+α)＞N₂            (4) 

因此，将θ₂代入，成为 

[公式12] 

$N_1\cos ({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\Δ\θ}}{N_1}\right)+3\mathrm{\α})>N_2---\left(5\right)$

实际上，在式(5)中，产生2次全反射的光的入射角Δθ不是平行光(不是Δθ＝0°)，而是与平行光无限接近的Δθ的区域的光，因此可以认为 

[公式13] 

$\underset{\mathrm{\Δ\θ}\→0}{\lim }{N}_1\cos ({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\Δ\θ}}{N_1}\right)+3\mathrm{\α})=N_1\cos \left(3\mathrm{\α}\right)>N_2$

∴ $\cos \left(3\mathrm{\α}\right)>\frac{N_2}{N_1}---\left(6\right)$

因此，作为光扩散层(全反射扩散层)10的设计，在使用一定指向性下具有半值角Δθ₅₀的背光单元的情况下，为了使在与液晶显示面板相对垂直的方向(Δθ＝0)的光仅进行1次全反射，并且斜方向的光(|Δθ|＞0)的一部分进行2次全反射，设计成满足上述式(1)和(6)。这样，不仅是斜光的1次全反射，并且2次全反射光也能够得到有效的利用，能够得到大视野角特性。 

另外，在使斜入射光的一部分进行n次以上(n≥2)全反射的情况下，上述式(6)可扩展为 

[公式14] 

$\cos \left[\mathrm{\α}(2n-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}$ (n为2以上的整数)       (7) 

因此在使斜入射光的一部分进行n次以上全反射的情况下，设计成满足上述式(1)和(7)。 

另外，毋容置疑，需要满足最终条件：在高折射率区域12(折射率N₁)与空气的界面，光不全反射，而是折射，从高折射率区域12出射。因此，对于在高折射率区域12和低折射率区域14的界面12s进行n次全反射的光，需要满足 

[公式15] 

$N_1\sin \{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\&Delta;\&theta;}}{N_1}\right)+2\mathrm{n\&alpha;}\}<1$ (n次全反射n为1以上的整数)(8) 

当满足上述式(1)和式(6)或式(1)和式(7)时，当将从背光单元30出射的光的强度分布的最大强度设为100％、将强度为10％的角度设为±Δθ₁₀时，如果设计成±Δθ₁₀满足上述式(1)和式(6)或式(1)和式(7)，则通过液晶显示面板20而出射的光在光扩散层10中能够得到有效(90％以上)的利用，因此是优选的。该情况下，作为将从背光30出射的光聚光的部件，可广泛地使用公知的光学元件。例如，可使用棱镜片、棱镜片与扩散反射板(光散射板)的一体构造物、隔栅或逆棱镜。另外，在本说明书中，在设有它们的情况下，包含它们而称为背光单元。 

另外，从背光单元出射的光的指向性不必一定要设计成满足上述条件。只要从不满足上述条件的角度入射的光如后述的那样由低折射率区域14吸收，就不影响视野角特性。 

下面，参照图5来说明使用了附带下面3个参数组A、B以及C的特征的光扩散层(分别称为光扩散层A、B以及C)的情况下的光的扩散特性的差异。光扩散层A满足上述条件，而光扩散层B和C不满足上述条件。 

A：N₁＝1.55，N₂＝1.40，α＝8.0°，P＝50μm，H＝110μm 

B：N₁＝1.55，N₂＝1.50，α＝8.0°，P＝50μm，H＝110μm 

C：N₁＝1.55，N₂＝1.50，α＝6.0°，P＝50μm，H＝155μm 

图5的(a)表示，具有半值角Δθ₅₀＝±10°的指向性的光从背光单元 入射到光扩散层A和B时，从光扩散层10出射的光的扩散特性。在此所示的扩散特性是低折射率区域14以规定间距排列的方向的出射光强度的极角依存性，与液晶显示装置的视野角特性相当。光扩散层A能够有效地利用在光扩散层内进行了2次全反射的光，结果表明，与光扩散层B相比，出射光的强度分布涉及大角度范围。 

然而，1次全反射光的峰值和2次全反射光的峰值显著地呈现在图5的(a)的光扩散层A的出射光强度分布中。由于这些峰值的原因，观看者会对视野角特性产生不连续感。因此，为了防止这种情况，优选降低入射到光扩散层的光的指向性，即，加大半值角Δθ₅₀。图5的(b)表示从背光单元出射的光的半值角Δθ₅₀为±35°时的扩散特性的结果。从图5的(b)可知，满足上述条件的光扩散层A的出射光强度分布比光扩散层B和C的广，并且，不具有图5的(a)中看到的明显的峰值。因此，能够抑制观看者对视野角特性产生不连续感的情况。 

其次，参照图6、图7以及图8来说明以往的MVA模式的液晶显示装置和本发明的实施方式的MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角依存性(极角依存性)。图6～图8所示的图的横轴是要显示的灰度级(输入灰度级，0～255灰度级)，纵轴是所显示的灰度级。任一个液晶显示装置都被设计成从正面观看时能够得到γ＝2.2的曲线。 

图6的(a)～(d)是表示以往的MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角依存性的图。该以往的液晶显示装置具备相位差板。图7的(a)～(d)是表示在具有图6的(a)～(d)的视野角特性的以往的MVA型液晶显示装置中仅设有1片满足上述条件的光扩散层10的、本发明的实施方式的MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角依存性的图，该液晶显示装置具有与图2所示的液晶显示装置100相同的结构。图8的(a)～(d)是表示在具有图6的(a)～(d)的视野角特性的以往的MVA型液晶显示装置中设有2片满足上述条件的光扩散层10的、本发明的实施方式的MVA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角依存性的图，该液晶显示装置具有与图3所示的液晶显示装置110相同的结构。分别是(a)表示左右方向，(b)表示上下方向，(c)表示45° 方向，(d)表示135°方向的极角θ依存性。方位角是3点钟方向为0°，逆时针方向为正。 

从图6的(a)可知，以往的液晶显示装置在任一个方位角方向都是随着极角θ变大，白浮(显示比本来要显示的亮度高的亮度的现象)变得显著。该倾向在上下方向(垂直方向)最显著，其次是在左右方向(水平方向)显著。图中未表示，但是，在液晶层的延迟大的情况下，在靠近最高灰度级的区域会出现灰度级反转(亮度随着提高灰度级而减小的情况)。 

相比之下，从看图7的(a)～(d)可知，在本发明的实施方式的液晶显示装置中，左右方向的视野角特性得到显著的改善。即，在该液晶显示装置所具有的光扩散层10(参照图2)中，低折射率区域14延伸的方向是垂直方向，作为与该方向正交的方向的水平方向(左右方向)的视野角特性得到显著的改善。在此所示例子的光扩散层的上述参数是N₁＝1.59，N₂＝1.40，α＝8.0°，P＝50μm，H＝110μm。即，根据本发明的实施方式，左右方向的白浮得到极大的改善，斜方向(极角＞0°)的灰度级特性也成为接近γ＝2.2的值。并且，本实施方式的液晶显示装置的光扩散层是在水平方向排列着在垂直方向延伸的多个低折射区域，但是，是使排列方向相对于总线倾斜±1°以上而配置的。倾斜的方向可以是顺时针方向或者逆时针方向中的任意一个，在此是在逆时针方向倾斜。其发挥防止后述的莫尔条纹的效果，并且还发挥改善图7的(c)所示的45°方向的视野角特性的效果。 

并且，观察图8的(a)～(d)可知，在低折射率区域14于水平方向和垂直方向上排列成条状地设有2个光扩散层的液晶显示装置(参照图3)中，改善了上下方向和水平方向的视野角特性，并且改善了45°方向和135°方向的视野角特性，所有方位的视野角特性成为接近γ＝2.2的值。 

此外，从在此所用的背光单元出射的光的半值角Δθ₅₀是±35°左右，包含使视野角特性下降的光。因此，使半值角Δθ₅₀为±25°以下，甚至使Δθ₅₀为±15°以下，就能够使斜视角(|θ|＞0°)处的灰度级特性也成为接近γ＝2.2的值。此外，减小半值角Δθ₅₀会有图5的(a)所示 的视野角特性的不连续感，因此不一定需要减小半值角Δθ₅₀。另外，像后述的那样，在采用使低折射率区域14吸收对光扩散层10的入射角大的光的结构的情况下，不一定需要提高从背光单元出射的光的指向性(减小半值角)。 

下面，参照图9和图10，说明色度变化特性。图9是以往的液晶显示装置的色差，图10是本发明的实施方式的液晶显示装置的色差。在图10中，实施了抑制后述的视野角特性的极角依存性中的局部性(某极角处的)色度变化(色度的蓝移)的对策。以往的液晶显示装置具有图6所示的γ特性的视野角依存性，实施方式的液晶显示装置具有图8所示的γ特性的视野角依存性。图9和图10表示从水平方向观看时的色度，表示极角θ为45°和60°的结果。图9和图10表示麦克贝思图上的色度随视角的变化(与θ＝0°的色度的差)，左起到第18号的蓝绿色(cyan)是有彩色的，从第19号的白色(white)到第24号的黑色(black)是无彩色的，最右面是平均值。 

如图9所示，在以往的液晶显示装置中，关于极角θ＝45°处的各色的色度变化，u′v′色度坐标中的色差Δu′v′大的情况存在，与此相对如图10所示，在本发明的实施方式的液晶显示装置中，色差Δu′v′为0.01以下，成为小的值。 

本发明的实施方式的光扩散层不限于上述光扩散层，例如，也可以采用图11的(a)和(b)所示的光扩散层。 

图11的(a)所示的光扩散层10具有在互相正交的方向上设置成正方格子状的低折射率区域14a和14b，用1个光扩散层实现图3的光扩散层10A和10B。 

在图11的(b)所示的光扩散层10中，从与主面垂直的方向看时，大致圆形的高折射率区域12排列成最密装填状，在其间隙中设有低折射率区域14c。低折射率区域14c的与纸面垂直的截面的形状为等腰三角形(纸面跟前为底面，纸面里头具有顶点)。图11的(b)所示的光扩散层10具有与图11的(a)的光扩散层同等的作用效果。在图11的(b)的光扩散层10中的高折射率区域12的排列中，行方向的间隔Mx和列方向的间隔My的比满足Mx∶My＝2∶3^-2的关系，光扩散层10 的光出射侧的主面(纸面)中的光折射率区域的填充率最大。 

在上述光扩散层中，低折射率区域在某方向上的与主面垂直的截面的形状与等腰三角形近似，具有参照图4说明了的规定关系，因此具有光的利用效率高，并且视野角特性的改善效果好的优点，但是，本发明的实施方式的液晶显示装置的光扩散层不限于此。即，不仅可以使用光扩散层A，还可以使用光扩散层B和C。 

光扩散层10具有由具有第1折射率N₁的第1物质形成的第1区域和由具有第2折射率N₂的第2物质形成的多个第2区域，多个第2区域在与第2主面平行的面内的1个方向上以规定间距P被配置在第1区域内，并且，多个第2区域各自在与第1区域之间形成相对于第2主面的法线倾斜α°的多个界面即可。作为光扩散层10，也可以使用专利文献2中记载的光扩散层(光扩散片)。其中，专利文献2中记载的光扩散层是作为背投型显示装置用途的扩散片，是仅使与入射角为0°以上10°以下的范围的平行光接近的光有效地进行1次全反射的结构，因此在光的扩散特性上产生不连续感(与图5的(a)相比，不连续感大)，且视野角特性的改善效果小。实际的背投型显示装置是在这样的利用全反射的光扩散片正面(观测者侧)设置雾度值高的光散射层，由此缓解扩散特性的不连续感。 

如上所述，只要将利用全反射的光扩散层设置在液晶显示面板的观看者侧，就能够改善VA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角特性。然而，如上所述，可以看出，当将利用全反射的光扩散层设置在直视型液晶显示面板的观看者侧时，会产生多重像被看到的应用于直视型的情况下特有的问题。 

下面，参照图12的(a)和(b)，说明使用了本发明的实施方式的光扩散层的情况下看到的多重像。 

如图12的(a)示意性地表示的，在从背光单元出射的光中存在以|θ′|＞0°且不满足在光扩散层中全反射条件的角度出射的光，因此会看到θ′＝0°的光所形成的实像(1次像)和以|θ′|＞0°的角度入射的光所形成的多重像(2次像)。这是由于以|θ′|＞0°的角度入射到光扩散层10的光在与以θ′＝0°入射的光从光扩散层10的高折射率区域12a出射 的位置起偏离距离a(μm)偏离的位置向正面方向出射所造成的。以|θ′|＞0°的角度入射到光扩散层10的光从高折射率区域12a入射到低折射率区域14内，在那里折射，向正面方向出射。从与显示面垂直的方向看，如图12的(b)所示，液晶显示装置的1像素量的线点亮时，会看到实像和多重像。 

在图12的(a)中，L₁是基膜16的厚度，L₂是玻璃基板20a的厚度和偏光板的厚度的和，L₃是从光扩散层10的高折射率物质(第1物质)的底面到低折射率物质(第2物质)的顶点为止的距离。 

在此所示的θ′是表示液晶显示面板20的观看者侧的玻璃基板20a和偏光板(因为薄而未图示)中的光的行进方向的角度，入射到基膜16时折射，再入射到高折射率区域12时折射，成为小于θ′的角度，但是，它们之间的折射率差小。另外，没有考虑经过折射而使入射角变小的情况，因此在此求出的条件是比实际苛刻的条件。 

上述多重像是如下这样造成的：从高折射率区域12入射到低折射率区域14的光的一部分(以比临界角小的角度入射的光)在界面12s不进行全反射而是发生折射，入射到低折射率区域14，在与显示面垂直的方向上出射。 

在直视型液晶显示装置中，从背光单元出射的光是扩散光，因此存在满足下式关系的成分(平行光成分)，并且 

[公式16] 

N₁cosα＞N₂

斜入射光(Δθ＞0)的一部分的成分不满足下式： 

[公式17] 

N₁cos(θ′+(2n-1)α)＞N₂(n为1以上的整数)。 

即，斜入射光的一部分的成分在界面12s不进行全反射，而是发生折射，入射到低折射率区域14。 

该问题是只有存在相对于主面倾斜的界面(高折射率区域/低折射区域)才会产生的问题，不仅是在使用满足参照图4说明的规定 关系的光扩散层的情况下，在使用专利文献2中记载的光扩散层的情况下也会产生。 

本发明的液晶显示装置能够解决该问题。以下说明使得使用了利用全反射的光扩散层的直视型液晶显示装置中产生的多重像难以被看到的结构和作用。 

可以考虑使多重像成为不为人视觉识别的程度的对策。视力是作为分辨能力而被测量的，即能够将相邻的两个点分辨为不同的点的能力，此时所用的是兰氏(Landolt)环。视力以能够识别的最小视角的倒数来表示，将能够确认1分(1分是1度的1/60的角度)的视角的视力规定为视力1.0。假如能够确认的最小视角为2分则视力是0.5。一般的视力检查的距离是离视力表5米，而以与视力1.0相当的兰氏环分辨为不同的点或线的情况为1.5mm的距离。顺便说一下，1.5mm相当于相隔5米的地方的视角为1分。 

例如，在以兰氏环为基准的视力1.0(以视角表示则为1.0分)的情况下，如果观测者离液晶显示面板为50cm，则可进行150μm(准确而言145μm)的识别。因此，当a为150μm以下时，能够有效地抑制看到多重像的情况。即，在将L和H相加所得的距离看作总距离的情况下，满足tanθ′*(L+H)＜150μm的条件即可。另外，进行了主观评价的结果，得到了：在观测者离液晶显示面板为50cm的情况下，作为a的值，只要是250μm以下就能够容许这样的结果。将其以视角表示，则为1.7分以下。 

在此，以采用图3所示的结构而提高了左右方向(水平方向)的视野角特性的液晶显示装置为例进行说明。即，第1光扩散层10A配置在比第2光扩散层10B靠近液晶显示面板20的一侧，第1光扩散层10A的多个第2区域(均为矩形的区域)14沿着液晶显示面板20的水平方向排列成条状，第2光扩散层10B的多个第2区域(均为矩形的区域)14沿着液晶显示面板20的垂直方向排列成条状。一对偏光板(未图示)的一方的偏振光轴配置在水平方向，另一方的偏振光轴配置在垂直方向。液晶显示面板20可以是上述VA模式，也可以是其它显示模式。 

如图12的(a)所示，第1光扩散层10A隔着基膜16被配置在液晶显示面板20的观看者侧。第2光扩散层10B也可以隔着基膜被配置在第2光扩散层10B和第1光扩散层10A之间，但是，为了防止多重像，优选在第2光扩散层10B和第1光扩散层10A之间不隔着基膜。 

在图12的(a)中，考虑到L和H(低折射率区域14的高度)的合计距离的情况下，a可以记作tanθ′*(L+H)。因此，越减小L+H的值，a就越小，多重像就越难以识别。与光扩散层10B相比，与液晶显示面板20更靠近的光扩散层10A能够减小L+H，因此能够使水平方向的多重像难以识别。人眼是左右排列配置的，因此容易看到水平方向的多重像。因此，为了使多重像难以视觉识别，优选在靠近液晶面板20的一侧配置光扩散层10A，在光扩散层10A中，在垂直方向延伸的低折射率区域在水平方向排列成条状。 

另外，如图12的(a)所示，光扩散层10B的L的值包括液晶显示面板20的观看者侧的玻璃基板20a、偏光板(未图示)、基膜16和光扩散层10A的光扩散层10，因此必然会比设置在液晶显示面板20附近的光扩散层10A的L的值大。当然，毋容置疑，也优选观看者侧所配置的光扩散层10B满足上述条件。另外，如果使用图11的(a)和(b)所示的光扩散层，则对于水平方向和垂直方向两者都有难以看到多重像的优点。 

图13表示实验性地求出多重像出现的位置a的厚度(L+H)依存性的结果。另外，图14表示示出多重像的实测结果的线轮廓的一个例子。图14的横轴是位置，纵轴是亮度。按照图14的结果制作了图13的图。 

在图14中，在液晶显示装置中仅显示一条白显示的线(点亮RGB)，用CCD照相机拍摄其亮度，通过图像处理运算测量亮度的截面轮廓。在实测值方面，L₁分别为0、50、75、100、190μm这5种，L₂为500、900μm这2种(偏光板的厚度固定为200μm)，L₃为30μm，计10种，图14中作为一个例子，表示没有光扩散层、L+H＝830和L+H＝1230μm的3个线轮廓。在图14中，没有光扩散层则不产生多重像。即，不产生多重像所造成的亮度峰值。L+H＝830和L+H＝1230μm 时，如图14中的下箭头所示，出现了多重像所造成的亮度峰值。即，在这些亮度线轮廓中，多重像峰值间的距离的一半的距离相当于a。 

在图13中，◇表示改变了厚度L+H时的实测值a，实线是a的计算值，a＝tanθ′*(L+H)。图中的计算值A、B所用的θ′采用当从光扩散层的低折射区域的等腰三角形的底边侧(图12的(a)中的上)入射平行光时，根据在极角0°和极角θ′(在空气中为极角Δθ)的位置看到的亮度的峰值中的在θ′看到的亮度的峰值而求出的θ′。如上所述，该θ′可以在实测中求出，不过，理论上在正面方向(极角0度方向)能够造成2重像的光通量的θ′也可以根据以下的式(9)求出。 

[公式18] 

${\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}=90-{\sin }^{-1}(\frac{N_2}{N_1}\&times;\cos \mathrm{\&alpha;})-\mathrm{\&alpha;}$

在图13中，实测值(测量波长：550nm)为N₁＝1.59，N₂＝1.45。计算值A为N₁＝1.59，N₂＝1.45。计算值B为N₁＝1.59，N₂＝1.49。α均为8°。 

在图13所示的实测值中，L ₁分别为0、50、75、100、190μm的5种，L₂为500、900μm的2种(偏光板的厚度固定在200μm)，L₃为30μm。因此，L是它们的组合的和，计10种实测值。H为110μm。根据图13，实测值和计算值A呈现良好的一致。另外，由于这种一致，也可以定量地理论地确切考虑计算值B。 

根据图13可知，在计算值A的情况下，为了使a为150μm以下，即，设θ_B为区分多重像光和实像光的角度，Lb为观看距离时，为了使θ_B＝tan^-1(a/Lb)为1.0分(1分为1°/60)以下，优选使总厚度(有时表示为Lt)L+H为480μm以下。例如，为了使L+H为480μm以下，可以是L₁为0μm，L₂为360μm(玻璃基板的厚度为260μm，偏光板厚度为100μm)，L₃为10μm，H为110μm这样的组合。当然不限于此，只要能够使L+H为480μm以下，以任何组合来实现都可以。还可以看出，在计算值B的情况下，当使a为150μm以下，则优选使总厚度L+H为600μm以下。该情况下也是，不限于此，任何组合都可以。 

另外，按照主观评价的结果，为了使a为250μm以下，即，使θ_B为1.7分以下，优选对于计算值A，使总厚度L+H为800μm以下，对于计算值B，为980μm以下。该情况下也是，总厚度L+H以任何组合来实现都可以。在采用图3所示的结构、重视左右方向的视野角特性的情况下，这样就能够有效地抑制左右方向的2重像的产生，不会导致显示特性的恶化。 

并且，当采用图3所示的结构时，具有2片光扩散层10A和10B。因此，该情况下优选使总厚度(2L₁+L₂+2L₃+2H)为先前所示的各个情况下的数值以下。该情况下也是，任何组合都可以。这样，即使在重视左右方向的视野角特性的情况下，也不仅能够有效地抑制左右方向的2重像的产生，并且还能够有效地抑制上下方向的视野角特性中的2重像，在全方位都不会导致显示特性恶化。 

从上述式(9)可知，改变N₁和N₂值则上述值也会改变，因此也要根据结构来决定L+H的最佳值即可。 

此外，液晶显示装置是根据其用途来决定标准观看距离。例如，在显示器用途下为50cm左右。另外，一般而言，可以认为液晶显示装置的标准观看距离只要比像素间形成的黑矩阵(BM)不能被清楚地识别的距离长即可。例如，当BM的宽度为50μm时，最小的观看距离是θ_B为1.7分时要求10cm，θ_B为1.0分时要求18cm。 

(其它对策1) 

如果通过在低折射率区域14中混合具有吸收可见光的性质的材料来吸收入射到低折射率区域14的光的话，能够有效地防止多重像的产生。作为吸收可见光的材料，例如优选使用炭黑或者使用蓝颜料和红颜料的混合物。优选可见光的吸收率为95％以上，更优选99％以上。 

(其它对策2) 

为了使得入射到低折射率区域14的光不在与显示面垂直的方向上出射，要在低折射率区域14不使光折射。因此，根据式(2)，作为n次全反射来考虑，满足 

[公式19] 

$N_1\cos \{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin \mathrm{\&Delta;\&theta;}}{N_1}\right)+\mathrm{n\&alpha;}\}>N_2$ (n为1以上的整数) 

的条件即可。例如，Δθ为约27°。因此，如果使从背光单元出射的全部光通量进入27°以内则能够极大地减少多重像。并且，在还考虑到n＝2的光的情况下，使背光单元的全部光通量进入13°以内，则原理上就能够使多重像不为视觉识别。 

可以将上述其它对策1和2独立地或者组合起来采用。另外，为消除这样的多重像的问题，优选提高背光的指向性(减小半值角)，但是，当过分地提高背光的指向性时，产生图5的(a)所示的1次全反射光和2次全反射光的峰值显著地出现所造成的视野角特性的不连续感，因此为了有效地抑制多重像的产生，优选优先采用其它对策1。 

如上所述，只是将利用全反射的光扩散层设置在液晶显示面板的观看者侧，就能够改善VA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角特性，并且能够通过控制从液晶层到光扩散层的第2主面为止的距离、其它对策1、2来解决多重像的问题。但是可以看出，在应用于直视型的情况下，会产生视野角的极角依存性中的局部性(某极角处的)色度变化(色度的蓝移)这种特有的问题。 

该问题除了使用出射扩散光的背光单元之外，还由于第1物质的折射率N₁和第2物质的折射率N₂存在波长分散而造成。即，原因是：从背光单元出射的某光通量Δθ通过液晶显示面板入射到光扩散层的第1区域(折射率N₁)的光，在与第2区域(折射率N₂)之间的倾斜的界面是否满足(公式9)的式与光的波长有关。 

即，即使是相同入射角，根据该光的波长，是全反射还是部分反射是会变化的。在部分反射的情况下，一部分光在界面折射而入射到第2区域内。这是由于材料本身的折射率存在波长分散(波长依存性)所造成的。例如，在使用了N₁＝1.59，N₂＝1.50，α＝8.0°的光扩散层的情况下，从背光单元以约30°的倾斜度出射的光通过液晶显示面板，在第1区域内作为θ′＝约18°的光而存在，在观测者侧作为约 60°的光而出射。在第1区域和第2区域的界面，并不是所有波长区域都进行全反射，而是也有进行部分反射的波长区域。因此，反射率与波长有关，从背光单元出射的光的光谱在通过光扩散片而放射到观测者侧的情况下会发生变化，导致颜色变化。 

可以看出，当改写作为全反射条件的(公式9)的式，则成为 

[公式20] 

$\cos ({\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}+\mathrm{\&alpha;})>\frac{N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}$

在此，λ是波长。因此，折射率成为波长的函数，因此是否进行全反射与波长有关。此外，不考虑波长依存性时的折射率由波长550nm的光所对应的折射率来代表。 

在不满足上式的全反射的情况下成为部分反射，因此当将光的偏振光设为S偏振光时，反射率R成为， 

[公式21] 

$R={\left(\frac{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;\cos (90-{\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}-\mathrm{\&alpha;})-N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_3}{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;\cos (90-{\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}-\mathrm{\&alpha;})+N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;\cos {\mathrm{\&theta;}}_3}\right)}^2$

$={\left(\frac{\frac{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}\&CenterDot;\sin ({\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}+\mathrm{\&alpha;})-\cos {\mathrm{\&theta;}}_3}{\frac{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}\&CenterDot;\sin ({\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}+\mathrm{\&alpha;})+\cos {\mathrm{\&theta;}}_3}\right)}^2$

其中，θ₃是向第2区域折射时的折射角， 

[公式22] 

${\mathrm{\&theta;}}_3={\sin }^{-1}[\frac{N_1\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{N_2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}\&CenterDot;\cos ({\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}+\mathrm{\&alpha;})]$

θ₃＝90°相当于全反射。因此，如果N₁和N₂的比与波长无关而是固定的，反射率R就不会随波长而变化。反射率R与波长无关就是从背光单元出射的光的光谱不随高折射率区域12和低折射率区域14的界面12s处的反射而变化，因而显示色不变化。

一般而言，材料的折射率的波长分散分为无波长分散(折射率与波长无关，大致固定)、正分散(波长越长折射率越低)或逆分散(波长越长折射率越高)。其中，无波长分散和正分散是主要的。该折射率的波长分散可以用柯西的分散式来表述。 

在此采纳的视野角特性的极角依存性中的局部性(上述极角60°处的)色度的蓝移在正分散和正分散或者正分散和无波长分散的组合中显著地产生。这是因为，在N₁和N₂均为正分散的情况下，波长越长，N₁和N₂的折射率差越小。即，波长越长越难满足(公式20)的式的关系，因而波长越长反射率越低。因此，通过了光扩散层时，谱会变化，该情况下会产生色度的蓝移。 

在考虑到折射率的波长分散的情况下，为了使N₁和N₂的比固定，优选对于N₁和N₂中的任意一个，都采用无波长分散的材料。并且，对于N₁和N₂中的任意一个，在采用正分散的材料的情况下，按N₁和N₂的比在可见光的波长范围(400nm以上800nm以下)中成为一定的方式来选择材料即可。具体而言，可见光的波长范围中的N₁/N₂的最大值和最小值的差为可见光的波长范围中的N₁/N₂的平均值的0.02倍以下即可。这样的材料可酌情选择。 

或者，如果按N₁＝1.59、N₂＝1.40的组合的方式来进行能够满足2次全反射的条件的折射率的设定，则即使不将N₁和N₂的比在可见光的波长范围设为固定，也能够抑制色度的蓝移。 

在此，说明了S偏振光，对于P偏振光也可以同样考虑。 

因此，根据以上情况，只是将利用全反射的光扩散层设置在液晶显示面板的观看者侧，就能够改善VA模式的液晶显示装置的γ特性的视野角特性，并且能够通过控制从液晶层到光扩散层的第2主面的距离、其它对策1、2来解决多重像的问题。并且，使N₁和N₂的比与波长无关，而固定，就能够抑制视野角特性的极角依存性中的局部性色度变化。 

另外，本发明的实施方式的光扩散层，如上所述，至少具有在1个方向以规定间距排列的多个低折射率区域。如公知的那样，当间距接近的周期构造被重叠配置时，产生莫尔条纹。因此，当光扩散层所具有的低折射率区域所形成的周期构造的间距和液晶显示面板的像素的周期构造的间距接近时，会产生莫尔条纹。为了有效地抑制莫尔条纹的产生并且不损害显示质量，优选低折射率区域所形成的周期构造的间距为相同方向的像素的排列间距的3/4以下，优选相对于像素的开口部配置2个以上的低折射率区域。另外，优选低折射率区域的排列方向相对于液晶显示面板所具有的总线(栅极总线、源极总线和/或CS总线)具有1°以上的倾斜度。 

图2所示的液晶显示装置100，如上所述，具有光扩散层10。光扩散层10是在垂直方向延伸的矩形的多个第2区域(低折射率区域)14沿着水平方向排列成条状，由光扩散层10来改善水平方向的视野角特性。另外，图3所示的液晶显示装置110具有光扩散层10A和10B。靠近液晶显示面板20的一方的光扩散层10A是在垂直方向延伸的矩形的多个第2区域(低折射率区域)14沿着水平方向排列成条状，靠近观看者侧的一方的光扩散层10B是在水平方向延伸的矩形的多个第2区域14沿着垂直方向排列成条状。由光扩散层10A来改善水平方向的视野角特性，由光扩散层10B来改善垂直方向的视野角特性。 

并且，也可以如图15(a)所示的液晶显示装置100A那样，在液晶显示装置100的光扩散层10的观看者侧，设置光散射层(扩散反射层)40。另外，也可以如图15(b)所示的液晶显示装置110A那样，在液晶显示装置110的光扩散层10的光扩散层10B的观看者侧，设置光散射层(扩散反射层)40。光散射层40例如由在树脂中分散与树脂相比折射率不同的粒子所得的材料形成。光散射层40发挥作为抗炫层的作用。当然，如上所述，在光扩散层10或光扩散层10B的观看者侧，此外还可以设置抗反射层、低反射层或防反射层。当然，也可以根据需要，组合其中任意2个以上。 

工业实用性

本发明可广泛地应用于公知的液晶显示装置，能够改善视野角特性。 

Claims (21)

1.一种液晶显示装置，其特征在于：

具有：

液晶显示面板，其具备一对偏光板；以及

第1光扩散层，其设置在上述液晶显示面板的观看者侧，具有互相对置的第1主面和第2主面，使上述第1主面朝向上述液晶显示面板的观看者侧的表面来配置，

上述第1光扩散层具有：

第1区域，其由具有第1折射率N₁的第1物质形成；以及

多个第2区域，其由具有比上述第1折射率小的第2折射率N₂的第2物质形成，

上述多个第2区域是在上述第1区域内在与上述第2主面平行的面内的1个方向上以规定间距P来配置的，并且，

上述多个第2区域各自在与上述第1区域之间形成有相对于上述第2主面的法线倾斜α°的多个界面，

设

[公式1]

${\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}=90-{\sin }^{-1}(\frac{N_2}{N_1}\&times;\cos \mathrm{\&alpha;})-\mathrm{\&alpha;},$

设从上述第2主面到基板的液晶层侧的表面为止的距离为Lt时，且所述基板是上述液晶显示面板所具有的观看者侧的基板，将a表示为

[公式2]

a＝tanθ′×Lt，

设上述液晶显示面板的标准观看距离为Lb、设θ_B为区分多重像光和实像光的角度时，以

[公式3]

${\mathrm{\&theta;}}_B={\tan }^{-1}\left(\frac{a}{\mathrm{Lb}}\right)$

表示的θ_B为1.7分以下。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

θ_B为1.0分以下。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2区域各自近似于等腰三角形，所述等腰三角形在上述第2主面侧具有底边，在上述第1主面侧具有顶点，顶角为2α。

4.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2区域各自近似于等腰三角形，所述等腰三角形在上述第2主面侧具有底边，在上述第1主面侧具有顶点，顶角为2α。

5.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：

设上述等腰三角形的高度为H，设n为2以上的整数时，满足

[公式4]

$H\&le;\frac{P}{\tan 2\mathrm{\&alpha;}+\tan \mathrm{\&alpha;}}$

和

[公式5]

$\cos \left[\mathrm{\&alpha;}(2n-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}.$

6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：设上述等腰三角形的高度为H，设n为2以上的整数时，满足

[公式4]

$H\&le;\frac{P}{\tan 2\mathrm{\&alpha;}+\tan \mathrm{\&alpha;}}$

和

[公式5]

$\cos \left[\mathrm{\&alpha;}(2n-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}.$

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状。

8.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第1光扩散层的观看者侧。

9.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

在上述第1光扩散层的观看者侧具有第2光扩散层，

上述第2光扩散层具有第1区域和多个第2区域，所述第1区域由具有第1折射率N₁的第1物质形成，所述多个第2区域由具有比上述第1折射率小的第2折射率N₂的第2物质形成，

上述多个第2区域是在上述第1区域内在与上述第2主面平行的面内的1个方向上以规定间距P来配置的，并且，

上述多个第2区域各自在与上述第1区域之间形成有相对于上述第2主面的法线倾斜α°的多个界面。

10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2区域各自近似于等腰三角形，所述等腰三角形在上述第2主面侧具有底边，在上述第1主面侧具有顶点，顶角为2α。

11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：

设上述等腰三角形的高度为H′，n′为2以上的整数时，满足

[公式6]

$H^{\&prime;}\&le;\frac{P}{\tan 2\mathrm{\&alpha;}+\tan \mathrm{\&alpha;}}$

和

[公式7]

$\cos \left[\mathrm{\&alpha;}(2n^{\&prime;}-1)\right]>\frac{N_2}{N_1}.$

12.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状，

上述第2光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的垂直方向排列成条状。

13.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状，

上述第2光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的垂直方向排列成条状。

14.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第1光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的水平方向排列成条状，

上述第2光扩散层的上述多个第2区域沿着上述液晶显示面板的垂直方向排列成条状。

15.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：

还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第2光扩散层的观看者侧。

16.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：

还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第2光扩散层的观看者侧。

17.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：

还具有光散射层，所述光散射层设置在上述第2光扩散层的观看者侧。

18.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

从与上述第2主面垂直的方向看上述第1光扩散层时，上述多个第1区域各自为大致圆形，排列成正方格子状或最密装填状。

19.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

400nm至800nm的波长范围中的N₁/N₂的最大值和最小值的差为上述波长范围中的N₁/N₂的平均值的0.02倍以下。

20.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2区域还包括吸收可见光的物质。

21.根据权利要求1～6中的任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述规定间距P在该方向上的像素间距的3/4以下。

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