JP2007201997A - Image display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To view a television image to be viewed under a variety of environments as a real image with little tired feeling even under any environment by adjusting the image suitably and automatically fitting the image to a nature to which human eyes are adapted according to a brightness of the environment when an image display apparatus (especially, liquid crystal television set) is viewed. <P>SOLUTION: The image display apparatus combines a light scattering film having grainy fine areas (internal scattering bodies) with different refractive indexes so as to scatter the light in a visible ray wavelength area more intensively according to a grain size (Mie scattering) to a polarizing film and applies it to a liquid crystal display element. The apparatus has a change of gamma of 0.5 or less in a range of 45° from a front face, keeps a contrast of 1:50 or more and is provided with a measuring device which measures an illuminance of a viewing environment. The apparatus is provided with a means to change a gradation characteristic according to the measured illuminance. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を拡散することにより、液晶表示装置の輝度の低下を抑制し、見る角度により色の変化の少ない液晶表示装置等を形成しうる色補正可能な拡散体に関し、特に垂直配向された液晶セルとともに用いた場合、液晶表示装置を斜め方向から見た際のガンマ特性の変化による色変化を補償し、短波長側の光をより強く散乱し、平行光線透過率の高く後方散乱の少なく、散乱角度が広い拡散体(Mie散乱)に関し、さらには、この拡散体を用いた偏光素子に関し、そして、これを適用した、ボケが少なく、コントラストが高く、明るく、階調の変化、色変化の少ない液晶表示装置に関するものであり、特に液晶テレビのような手軽に高画質映像を視聴しうる薄型液晶映像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a color-correctable diffuser that can suppress a decrease in luminance of a liquid crystal display device by diffusing light and can form a liquid crystal display device with little color change depending on the viewing angle, and is particularly vertically aligned. When used with a liquid crystal cell, it compensates for color changes due to changes in gamma characteristics when the liquid crystal display is viewed from an oblique direction, scatters light on the short wavelength side more strongly, and has high parallel light transmittance and high backscattering. The present invention relates to a diffuser having a small scattering angle (Mie scattering), and further to a polarizing element using this diffuser, and applying this, there is little blur, high contrast, bright, gradation change, color The present invention relates to a liquid crystal display device with little change, and more particularly to a thin liquid crystal display device that can easily watch high-quality images such as a liquid crystal television.

透過型液晶表示装置は、フラットパネルディスプレイに代表される表示素子であり、軽く、薄く、低消費電力であることから液晶テレビ,カーナビゲーション,パソコン用モニター,ノートPC,FA等に幅広く使用されており、特に近年、テレビ用途として、広く用いられるようになっている。   A transmissive liquid crystal display device is a display element typified by a flat panel display and is widely used in liquid crystal televisions, car navigation systems, personal computer monitors, notebook PCs, FAs, etc. because it is light, thin, and has low power consumption. In particular, in recent years, it has been widely used as a television application.

現在までにTN方式,OCB方式,VA方式,IPS方式などの配向方式の液晶が開発されてきた。
このうち、TN(ツイストネマチック)型の配向の液晶では、ねじれた配向であるため、リタデーションフィルムにおいて偏光を補正しても、一方向だけコントラストの反転が起こってしまうという欠点があり、様々な方向から見ることが想定されるテレビには、あまり適していない。
TN方式では、液晶が90°ねじれて配向している。
To date, alignment type liquid crystal such as TN mode, OCB mode, VA mode, and IPS mode has been developed.
Among them, TN (twisted nematic) type liquid crystal has a twisted orientation, and therefore, there is a disadvantage that even if the polarization is corrected in the retardation film, contrast inversion occurs in only one direction. It is not very suitable for TVs that are supposed to be viewed from.
In the TN system, the liquid crystal is twisted by 90 ° and aligned.

一方、液晶が180°ねじれているOCB方式がある。
この方式では、視野角も広く、応答性の高く、光学特性は良い。
但し、ベント配向が、スプレイ配向の2つの安定状態を持つため、安定した動作のものを作製するのが非常に難しい。
On the other hand, there is an OCB method in which the liquid crystal is twisted 180 °.
This method has a wide viewing angle, high responsiveness, and good optical characteristics.
However, since the vent orientation has two stable states of the spray orientation, it is very difficult to produce a stable operation.

また、視域の問題を解決するため、IPS型の配向の液晶ディスプレイが知られている。
しかし、IPSは、応答性が比較的低い、暗部が潰れやすい、製造コストが高いと言われている。
In addition, in order to solve the problem of the viewing zone, an IPS type liquid crystal display with an orientation is known.
However, IPS is said to be relatively low in responsiveness, easily dark areas are crushed, and expensive to manufacture.

同様に、視域の問題を解決するため、垂直配向型(VA型)の液晶ディスプレイが知られている。
このVA型液晶は、TNやIPSが水平に配向しているのに対して、垂直に配向しているので、コントラストが高く、黒の部分の階調も再現もしやすい。
また、応答性,透過率,製造コストの面で、TN型には、劣るが、IPSよりは比較的製造し易いと言われている。
しかし、見る角度によって、ガンマが変化してしまい、斜めからみると、白っちゃけて見えてしまい、見る角度によって、色が変化してしまう欠点がある。
Similarly, in order to solve the problem of the viewing zone, a vertical alignment type (VA type) liquid crystal display is known.
In this VA type liquid crystal, TN and IPS are aligned horizontally, whereas they are aligned vertically, so that the contrast is high and the gradation of the black portion is easy to reproduce.
Also, in terms of responsiveness, transmittance, and manufacturing cost, it is said that it is relatively easy to manufacture than IPS, although it is inferior to TN type.
However, the gamma changes depending on the viewing angle, and when viewed from an oblique angle, the gamma changes and the color changes depending on the viewing angle.

ガンマとは、階調の特性を表す数値であり、このガンマ特性を正しく表示しないと、グレースケールが色付いたり、微妙な中間域の色再現が正確でなかったりと、画像上問題が発生する現象を招く。   Gamma is a numerical value that represents the characteristics of the gradation. If this gamma characteristic is not displayed correctly, gray scales may be colored or subtle intermediate colors may not be accurately reproduced. Invite.

テレビでは、モニターなどとは異なり、様々な角度から、中間階調を多く有するような映像を見るため、どの方向からみても、階調が崩れず、色変化の少ない表示装置が求められている。
また一方で、薄型テレビの大型化が顕著であり、違和感があるような画像を視覚すると、そのまま眼の疲労感に直結してしまう。
Unlike a monitor, a television needs to display a video with many intermediate gradations from various angles. Therefore, there is a demand for a display device that has little gradation and no color change from any direction. .
On the other hand, an increase in the size of a flat-screen television is remarkable, and viewing an image with a sense of incongruity directly leads to eye fatigue.

このような薄型大画面のテレビは、手軽に良質な映像を楽しむことを最大の目的としており、その日の気分や視聴する時間帯,コンテンツにより視聴環境が様々に変化する。
一方、人間の感じ方は、外部の明るさに影響を非常に受けることが知られており、その環境の明るさにより最適な画像表示が異なってくるため、視聴環境によっては、疲労感のある映像となったり、メリハリのない映像となったりしてしまい、すべての視聴環境に適応した画像というのは、表示できない。
Such a large-screen television has the main purpose of easily enjoying high-quality video, and the viewing environment varies depending on the mood of the day, the viewing time zone, and the content.
On the other hand, human feeling is known to be very affected by external brightness, and the optimal image display varies depending on the brightness of the environment, so there is a feeling of fatigue depending on the viewing environment. An image suitable for all viewing environments cannot be displayed because it may be a video or an image with no sharpness.

映画やスライドを表示する際のガンマを、表現したいガンマより約1.5倍にした方がより自然に見え、白と黒のコントラストは1:1000程度あるのが望ましいという研究報告もある。(非特許文献1参照)
”The Theory ofthe Photographic Process” T.H.James
Some research reports indicate that it is more natural to make the gamma when displaying movies and slides about 1.5 times the gamma that you want to express, and that the contrast between white and black is about 1: 1000. (See Non-Patent Document 1)
“The Theory of the Photographic Process” THJames

また明るい部屋では、濃度で2,つまり、1:100しか認識できないので、あまりガンマを高くし且つ暗い部分に色を表示すると、暗い部分の表示がつぶれてしまい、奥行き感が損なわれる。
これは、網膜の周辺からの刺激が抑制神経を伝わって網膜の中心付近に神経に伝わることによるものと言われている。
そこで、適切な画質の調整をユーザー自ら行う事が考えられるが、テレビが様々な人に使用される事を鑑みると非常に煩雑となってしまい、すべての人が適切に行えるとは考え難い。
In a bright room, only a density of 2, that is, 1: 100 can be recognized. Therefore, if the gamma is set too high and a color is displayed in a dark part, the display of the dark part is crushed and the sense of depth is lost.
It is said that this is because stimulation from the periphery of the retina is transmitted to the nerve near the center of the retina through the inhibitory nerve.
In view of this, it is conceivable that the user adjusts the image quality appropriately. However, in view of the fact that the television is used by various people, it becomes very complicated and it is difficult to think that all people can appropriately perform the adjustment.

ここで、明るい部屋とは、100〜300lux/cm2程度の部屋を指し、暗い部屋とは、50lux/cm2以下の間接照明が主体のような部屋を指す。
さらには、店頭にテレビが展示される際は、非常に明るい環境の中に置かれ、しかも、購買者の目を引く必要があるため、画像としては、彩度の高いものが望まれているが、そのような画像をそのままリビングに持ち込むと非常に疲れる映像になってしまう。
Here, the bright room refers to a room of about 100 to 300 lux / cm 2, and the dark room refers to a room mainly composed of indirect illumination of 50 lux / cm 2 or less.
Furthermore, when a television is displayed at a store, it is placed in a very bright environment, and it is necessary to attract the attention of the buyer. Therefore, a highly saturated image is desired. However, when such an image is brought into the living room as it is, it becomes a very tired image.

従来、映画,スライドなどを暗室で視聴する際のフィルムの濃度を考慮して、視覚される映像画質を向上させる取組みは行なわれていたが、テレビ映像については、光学フィルムにより最適なガンマ特性を制御して映像画質を向上させる旨は示唆されていない。
本発明は、映像表示装置(特に、液晶テレビ)の視覚にあたって、人間の眼が環境の明るさに応じて適応する性質に合わせて、画像を適切に自動的に調節することによって、様々な環境下で視聴されるテレビをどのような環境でも疲労感も少なく、よりリアルな映像を視覚可能とすることを主目的とし、明るい店頭展示状態においては、輝度の低下,コントラストの低下,ボケを抑制しつつ、見る角度による階調の変化,色変化を抑制する色補正可能な拡散体を適用した好適な画質(色)の表示が可能な映像表示装置を提供し、ユーザーの購買意欲の向上を促そうとするものである。
Conventionally, efforts have been made to improve the visual image quality in consideration of the film density when watching movies, slides, etc. in a dark room. There is no suggestion to control to improve image quality.
According to the present invention, when a video display device (particularly, a liquid crystal television) is viewed, various images can be obtained by automatically adjusting an image in accordance with the property that the human eye adapts according to the brightness of the environment. The main objective is to make the TV watched below less tiring in any environment and make it possible to see more realistic images. In bright storefront display conditions, brightness, contrast, and blur are suppressed. At the same time, it provides a video display device capable of displaying a suitable image quality (color) using a diffuser capable of color correction that suppresses changes in gradation and color depending on the viewing angle, and improves users' willingness to purchase. It is something that you want to encourage.

本発明による映像表示装置は、
粒子径に応じて可視光波長域の光をより強く散乱(Mie散乱)するような屈折率の異なる粒子状の微細な領域(内面散乱体)を有する光散乱フィルムを、偏光フィルムと組み合わせて液晶表示素子に適用してなる映像表示装置であり、
正面から45°の範囲で階調のガンマの変化が0.5以内であり、コントラストが1:50以上を保ち、
視聴環境の照度を計測できる計測器を備えており、計測された照度に応じて、階調特性を変化させる手段を備えることを特徴とする。
An image display device according to the present invention includes:
A light-scattering film with a fine particle area (inner surface scatterer) with different refractive index that scatters light in the visible wavelength range more strongly according to the particle diameter (Mie scattering) is combined with a polarizing film to produce liquid crystal A video display device applied to a display element,
In the range of 45 ° from the front, the change in gradation gamma is within 0.5 and the contrast is kept at 1:50 or more,
A measuring instrument capable of measuring the illuminance of the viewing environment is provided, and means for changing gradation characteristics according to the measured illuminance is provided.

暗室下,間接照明下,明室下,店頭表示など、色々な照度環境下で広い範囲に光を拡散し、比較的平行光線透過率の高い拡散体として、粒子径に応じて可視光波長域の光をより強く散乱(Mie散乱)するような屈折率の異なる粒子状の微細な領域(内面散乱体)を有する光散乱フィルムを用い、
上記フィルムを偏光フィルムと組み合わせて液晶表示素子に適用して、観察者側の偏光層のさらに前面に配置することにより、
映像表示装置(液晶テレビ)を見る角度に応じた色変化,コントラスト低下,ボケ,正面での輝度低下が認識できないほど小さく視覚され、特に垂直配向型液晶で特筆される、暗部の表現力,低コストなどの特徴を一層生かした液晶テレビが実現される。
As a diffuser with relatively high parallel light transmittance, visible light wavelength range depending on the particle size under various illumination conditions such as dark room, indirect lighting, bright room, storefront display, etc. Using a light scattering film having a fine particle area (inner scatterer) with a different refractive index that scatters light (Mie scattering) more strongly,
By applying the above film to a liquid crystal display element in combination with a polarizing film and disposing it further on the front side of the polarizing layer on the viewer side,
Color change according to the viewing angle of the video display device (liquid crystal television), contrast reduction, blur, and brightness reduction at the front are so small that they cannot be recognized. A liquid crystal television that takes advantage of features such as cost will be realized.

明るい部屋(100〜300lux/cm2の明室環境)にテレビが置かれている場合は、コントラストを1:50程度にして、表示したい階調のガンマと同じ階調のガンマで表示を行なうことが好ましい。
このような表示を行なうためには、斜めから見た際でも、コントラストが十分に保たれていないと、斜めから観察した際に、より黒の浮きが大きくなってしまい、不具合がある。
また、ガンマ特性が寝る傾向があると、これも望ましい特性が得られないため、これも少ない方が良い。
When a TV is placed in a bright room (bright room environment of 100 to 300 lux / cm 2), the contrast should be set to about 1:50 and display can be performed with the same gamma as the gamma to be displayed. preferable.
In order to perform such display, if the contrast is not sufficiently maintained even when viewed from an oblique direction, there is a problem in that the black float becomes larger when viewed from an oblique direction.
Also, if the gamma characteristic has a tendency to fall, a desirable characteristic cannot be obtained.

薄暗い間接照明の部屋(50lux/cm2以下の暗室環境)では、表示したい階調のガンマ1.3〜1.6倍程度とすることが適切である。
その際には、100cd/m2以下の明るさを抑えると黒浮きも抑えられて、眼への負担も抑えられると考えられるのでより望ましい。
In a room with dim indirect lighting (a dark room environment of 50 lux / cm 2 or less), it is appropriate to set the gamma to be about 1.3 to 1.6 times the gradation to be displayed.
In that case, it is more desirable to suppress the brightness of 100 cd / m 2 or less because it is considered that the black float is suppressed and the burden on the eyes can be suppressed.

店頭で展示されるような環境(300lux/cm2以上)では、より彩度の高い表示をすることによって、購買者の目を引くようにすることが望まれる。   In an environment (300 lux / cm 2 or more) such as that displayed at a store, it is desirable to make the purchaser's eye-catching by displaying with higher saturation.

これまでの液晶テレビ,プラズマテレビでは、このような階調調整機構を搭載したものはなく、どのような環境下でも、コントラストを最大限に活かすような階調表現になっているため、明るいところで見ると、黒い部分がつぶれてしまっていた。   Conventional LCD TVs and plasma TVs are not equipped with such a gradation adjustment mechanism, and are designed to express the gradation to make the most of the contrast in any environment. When I looked, the black part was crushed.

逆に、このような階調表現は、暗室環境では有効に機能していたと言えるが、実際には、明室環境で視覚することを前提としているので、そのような表現では、逆に硬すぎる表現となってしまう。
このような表現は、小さなディスプレイでは、若干の違和感を感じる程度で、疲労を感じるほどではないが、ディスプレイが大型化していけば、違和感および疲労感を一層強く感じることになる。
テレビ映像について、明室環境と暗室環境での望ましい階調特性(入力信号=NTSC)を、図1のグラフに示す。
On the other hand, it can be said that such gradation expression functioned effectively in a dark room environment, but in reality, it is presumed to be visible in a bright room environment. It becomes an expression.
Such an expression can feel a little uncomfortable on a small display and not so much fatigue, but if the display becomes larger, the feeling of discomfort and fatigue will become stronger.
A desirable gradation characteristic (input signal = NTSC) in a bright room environment and a dark room environment is shown in the graph of FIG.

<実施形態1>
粒子径に応じて可視光波長域の光をより強く散乱(Mie散乱)するような屈折率の異なる粒子状の微細な領域(内面散乱体)を有する光散乱フィルムを、垂直配向型の液晶テレビに配置した際の、角度変化に応じたコントラスト変化を、図2のグラフに示す。
<Embodiment 1>
Vertically-aligned liquid crystal televisions with light-scattering films that have particulate regions (inner surface scatterers) with different refractive indices that scatter light in the visible wavelength range more strongly (Mie scattering) depending on the particle diameter FIG. 2 is a graph showing the contrast change corresponding to the change in angle when arranged in the graph.

このような十分なコントラスト特性を持った液晶に対して、50lux以下では、フルの階調を用いてガンマを従来の1.5倍相当、NTSCの信号は2.2を想定しているため、入力信号に対して3.3にすると良い。   For a liquid crystal having such a sufficient contrast characteristic, it is assumed that at 50 lux or less, the gamma is equivalent to 1.5 times the conventional value using full gradation, and the NTSC signal is 2.2. The input signal should be 3.3.

また、150lux/cm2〜250lux/cm2では、本来のNTSCの信号の想定されているガンマである2.2とするように想定した。
この50lux/cm2と150/cm2の間は、ガンマを1.5から2.2の間で、漸近的に変化することを想定した。
Further, in 150 lux / cm 2 to 250 lux / cm 2, it was assumed to be 2.2 which is a gamma assumed for the original NTSC signal.
It was assumed that the gamma varied asymptotically between 1.5 and 2.2 between 50 lux / cm 2 and 150 / cm 2.

また、250lux/cm2以上では、彩度を上げ、よりリアリティより、望ましい画像を表示するように設定することによって、店頭展示の際にも、よりアイキャッチ効果が高い映像を表示すことができる。
このようなガンマ特性表示をするためには、どの角度から見ても、ガンマ特性が変化せず、また、黒浮きもある程度抑えられた表示装置である必要がるため、透過型の垂直配向型の液晶パネルの前側偏光板の偏光層の前面に光学フィルムとして、以下の条件を満たすようなものを配置して実現した。
Further, at 250 lux / cm 2 or more, by setting so as to increase the saturation and display a more desirable image than reality, it is possible to display a video with a higher eye-catching effect even during store display.
In order to display such a gamma characteristic, it is necessary to provide a display device in which the gamma characteristic does not change from any angle and the black floating is suppressed to some extent. This was realized by placing an optical film that satisfies the following conditions on the front surface of the polarizing layer of the front polarizing plate of the liquid crystal panel.

このような拡散フィルムを配置すると、正面方向でのコントラストは、低下してしまい、1:300程度に落ちてしまう。
しかし、間接照明下のような薄明かりの中であれば、これ以上、黒の輝度を落としても、認識できず、濃度換算で言えば、2.5は維持されるので、暗い環境下でも、十分である。
むしろ、斜めから見た際に最大で、1:20程度まで、コントラストが低下してしまう点は、テレビの視聴環境を考えると、問題があると考られ、この点は改善が望まれる。
When such a diffusion film is arranged, the contrast in the front direction decreases, and falls to about 1: 300.
However, if it is in a dim light such as under indirect lighting, even if the luminance of black is reduced further, it cannot be recognized. In terms of density, 2.5 is maintained, so even in a dark environment ,It is enough.
Rather, the point that the contrast is lowered to about 1:20 at the maximum when viewed from an oblique direction is considered to be problematic in view of the viewing environment of the television, and this point should be improved.

・後方散乱
テレビの視聴には、明室下が推奨されていることから、コントラストを語る場合に、明室下の条件下で考えた場合、光を拡散させ液晶表示装置の明室下でのコントラストを十分確保するには、明室では、暗室下と比較し、ディスプレイの暗部に対する感度が鈍くなる事を考慮し、コントラストとしては、100:1以上のコントラストは、ほとんど知覚できない。そのため、コントラストとして、100:1あれば十分である。
ところで、現在の液晶テレビは白色の輝度が400cd/m2以上ある。
このとき、コントラスト100を得るためには、黒の輝度を4cd/m2以下に抑えれば良い。
・ Backscattering Under the bright room is recommended for TV viewing. When talking about contrast, when considering the conditions under the bright room, light is diffused and the liquid crystal display device is under the bright room. In order to ensure sufficient contrast, in contrast to the dark room, in the bright room, considering that the sensitivity to the dark part of the display becomes dull, contrast of 100: 1 or higher is hardly perceivable. Therefore, 100: 1 is sufficient as the contrast.
By the way, the current liquid crystal television has a white luminance of 400 cd / m 2 or more.
At this time, in order to obtain the contrast 100, the luminance of black may be suppressed to 4 cd / m 2 or less.

ここで、外光による黒輝度の上昇を考える。
通常の室内環境においては、100〜300lux/m2であり、明るい部屋の場合を考え、ディスプレイからの反射が、理想拡散板である場合には、300/3.14=95cd/m2となる。
一方、液晶ディスプレイに黒を表示した場合それ自体の輝度として、白輝度の1/400程度の輝度を有しており、約1cd/m2の輝度となる。
ここで、液晶ディスプレイの反射率が、理想拡散板の3%である場合、輝度は、2.9cd/m2となるので、この場合、通常のリビングのような明室下でも、十分なコントラストが得られる。
また、通常のリビング等では、部屋の中心付近に照明光源があり、部屋の壁際にテレビをおくのが一般的である。
このことから、想定されるディプレイに入射する照明光の入射角度をとしては、約45度照明が妥当と考える。上記条件と合わせると、45度照明,0度測定の反射率が、標準白色板に対して3%以下であれば、明室下でも十分なコントラストが得られることになる。
Here, an increase in black luminance due to external light is considered.
In a normal indoor environment, it is 100 to 300 lux / m 2. Considering the case of a bright room, if the reflection from the display is an ideal diffuser, 300 / 3.14 = 95 cd / m 2. .
On the other hand, when black is displayed on the liquid crystal display, the luminance is about 1/400 of the white luminance, which is about 1 cd / m 2 .
Here, when the reflectance of the liquid crystal display is 3% of the ideal diffusion plate, the luminance is 2.9 cd / m 2. In this case, sufficient contrast is obtained even in a bright room such as a normal living room. Is obtained.
In a normal living room or the like, an illumination light source is generally located near the center of the room, and a television is generally placed near the wall of the room.
From this, about 45 degree illumination is considered appropriate as the incident angle of the illumination light incident on the assumed display. When combined with the above conditions, if the reflectivity of 45 degree illumination and 0 degree measurement is 3% or less with respect to the standard white plate, sufficient contrast can be obtained even in a bright room.

液晶テレビにおいては、暗室下でのコントラストが十分でないといわれており、また、通常は、明室下でドラマ,ニュース,スポーツなどの番組を見ることを想定して作られている場合が多い。
一方で、映画を落ち着いた環境下で手軽に見たいという要望があるが、このような用途に液晶テレビでは、上記のような点から、ガンマ特性が淡くふれてしまうため、少しボケた印象を受けてしまう。
また、同様に輝度も明室下と同様の明るさであると、黒の輝度が浮きやすく、高いコントラストを、有した液晶パネルを用いる必要があるが、暗いところではバックライトの輝度を低下させれば、液晶パネルの輝度を低いままでも高い画質が得られる。
It is said that the contrast in a dark room is not sufficient in a liquid crystal television, and usually, it is often made assuming that a program such as a drama, news, sports, etc. is viewed in a bright room.
On the other hand, there is a desire to easily watch movies in a calm environment, but for such applications, LCD TVs have a slightly blurred impression because the gamma characteristics are lightly touched from the above points. I will receive it.
Similarly, if the luminance is the same as that under the bright room, the luminance of black tends to float, and it is necessary to use a liquid crystal panel with high contrast, but the luminance of the backlight is lowered in dark places. As a result, high image quality can be obtained even when the luminance of the liquid crystal panel remains low.

垂直配向型の液晶は、正面から見た場合と、斜めから見た場合では、配向が違って見えるため、斜めから見た場合には、ガンマが小さくなるため、色が淡く見える。
また、正面では青く、横からは黄色く見える傾向がある。
これを補正するために、負の一軸異方性を有するリタデーションフィルムを用いたりしているが、これは特定の配向き、特に黒の部分にのみ効果があるため、中間階調での補正には十分でない。
The vertical alignment type liquid crystal looks different when it is viewed from the front and when viewed from an oblique direction, and when viewed from an oblique direction, the gamma becomes smaller and the color appears pale.
Also, it tends to look blue at the front and yellow from the side.
In order to correct this, a retardation film having negative uniaxial anisotropy is used, but this has a specific orientation, and is effective only in the black part, so it can be used for correction at intermediate gradations. Is not enough.

・色変化
本発明の拡散体を適用した光学フィルムを垂直配向型の液晶の前側偏光板に配置することによって、それぞれの向きでの光が十分に混ぜ合わせられ、拡散の波長依存性の効果により色の補正が可能であり、正面と周辺との色差が、ΔU’V’で0.04以下となるようにすることにより、実質的に、色変化を知覚しないディプレイを得ることができる。
さらに厳しい品質を求められるものには、ΔU’V’で0.03以下の方が望ましい。
このとき、試験色としては、例えば、CIE1974で規定されている8試験色近傍の色を用いることができる。
また、JIS Z 8726の15試験色の近傍の色を用いても良い。
この色変化を測定するときには、すべての色を測定することは実質的に不可能であるため、このように代表的な色を測定し、色変化を測定することで、ディスプレイを評価するのは、妥当であると考えられる。
また、この拡散体を適用した光学フィルムを付加することにより一般的には、正面の輝度の低下が起こる。これを、バックライトで補正することは可能であるが、極度に低下すると補正しきれなくなるため、この拡散体を適用した光学フィルムを付加する前と比較して元の輝度の40%以内に抑えるのが妥当であると考えられる。さらに望ましくは、20%以内に抑えるのが良い。
-Color change By arranging the optical film to which the diffuser of the present invention is applied on the front polarizing plate of a vertically aligned liquid crystal, light in each direction is sufficiently mixed, and due to the effect of wavelength dependence of diffusion The color can be corrected, and by making the color difference between the front and the periphery to be 0.04 or less in ΔU′V ′, a display that does not substantially perceive a color change can be obtained.
For those demanding more stringent quality, ΔU′V ′ is preferably 0.03 or less.
At this time, as test colors, for example, colors in the vicinity of 8 test colors defined in CIE1974 can be used.
Further, colors in the vicinity of 15 test colors of JIS Z 8726 may be used.
When measuring this color change, it is virtually impossible to measure all colors, so measuring a representative color and measuring the color change in this way is what evaluates the display. Is considered reasonable.
Moreover, generally the brightness | luminance of a front surface falls by adding the optical film which applied this diffuser. Although it is possible to correct this with a backlight, it cannot be corrected if it is extremely reduced, so it is suppressed to within 40% of the original luminance compared to before adding an optical film to which this diffuser is applied. It is considered reasonable. More preferably, it should be kept within 20%.

また、この保護フィルムを兼ねた本発明の拡散体を適用した光学フィルムの拡散層と反対面には、ハードコート処理,反射防止処理,スティッキング防止,防汚,帯電防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであっても良い。
また、屈折率異方性を有するようなリタデーションフィルムとともに用いることも可能である。
In addition, on the surface opposite to the diffusion layer of the optical film using the diffuser of the present invention, which also serves as a protective film, the purpose is hard coat treatment, antireflection treatment, anti-sticking, antifouling, antistatic, and diffusion or antiglare. It may be the one that has been subjected to the processing.
It can also be used with a retardation film having refractive index anisotropy.

このような液晶表示装置で実際には、コントラスト1:300が得られ、60°までの範囲でも、コントラストとしては、1:50が得られた。
このようにして得られた、液晶表示装置において、周辺の輝度に応じて階調のガンマを変化させる事によって視聴環境の明るさが異なる場合においても、良好な映像を視聴することができた。
In such a liquid crystal display device, a contrast of 1: 300 was actually obtained, and a contrast of 1:50 was obtained even in the range up to 60 °.
In the liquid crystal display device thus obtained, even when the brightness of the viewing environment is different by changing the gamma of the gradation according to the surrounding luminance, it was possible to view a good image.

<実施形態2>
このような表示が可能な薄型表示装置として、IPS型の液晶テレビが挙げられる。
しかしこのディスプレイも斜めから見るとコントラストが、偏光板を斜めに進むもれ光により、1:10〜1:20程度になってしまう。
このようなディスプレイでも、リタデーションフィルムを用いたり、拡散フィルムを用いて、黒浮きを抑制させる事により、同様に十分なコントラストを確保することが望ましい。
またIPSでは、VA型液晶のように、斜めからみた際に階調が軟調になることはないので、その点では、望ましい階調を表示しやすい。
このような十分なコントラスト特性を持った液晶に対して、50lux以下では、フルの階調を用いてガンマを従来の1.5倍相当、NTSCの信号は2.2を想定しているため入力信号に対して3.3にすると良い。
また、150lux/cm2〜250lux/cm2では、本来のNTSCの信号の想定されているガンマである2.2とするようことを想定した。
この50lux/cm2と150/cm2の間は、ガンマを1.5から2.2の間で、漸近的に変化することを想定した。
また、250lux/cm2以上では、彩度を上げ、よりリアリティより、望ましい画像を表示するように設定することによって、店頭展示の際にも、よりアイキャッチ効果が高い映像を表示することができる。
このようなガンマ特性表示をするためには、どの角度から見ても、ガンマ特性が変化せず、また、黒浮きもある程度抑えられた表示装置である必要がるため、透過型の垂直配向型の液晶パネルの前側偏光板の偏光層の前面に光学フィルムとして、以下の条件を満たすようなものを配置して実現した。
<Embodiment 2>
As a thin display device capable of such display, an IPS liquid crystal television can be given.
However, when this display is also viewed from an oblique direction, the contrast becomes about 1:10 to 1:20 due to light leaking obliquely through the polarizing plate.
In such a display as well, it is desirable to ensure sufficient contrast by using a retardation film or a diffusion film to suppress black float.
Further, in IPS, the gradation does not become soft when viewed from an angle as in the case of the VA liquid crystal, and in this respect, it is easy to display a desirable gradation.
For liquid crystal with such a sufficient contrast characteristic, it is assumed that at 50 lux or less, gamma is equivalent to 1.5 times the conventional using full gradation, and the NTSC signal is assumed to be 2.2. The signal should be 3.3.
Further, it was assumed that 150 lux / cm 2 to 250 lux / cm 2 is set to 2.2, which is the gamma assumed for the original NTSC signal.
It was assumed that the gamma varied asymptotically between 1.5 and 2.2 between 50 lux / cm 2 and 150 / cm 2.
Further, at 250 lux / cm 2 or more, by setting the saturation to be more desirable and displaying a more desirable image, it is possible to display a video with a higher eye-catching effect even during store display.
In order to display such a gamma characteristic, it is necessary to provide a display device in which the gamma characteristic does not change from any angle and the black floating is suppressed to some extent. This was realized by placing an optical film that satisfies the following conditions on the front surface of the polarizing layer of the front polarizing plate of the liquid crystal panel.

<実施形態3>
プラズマテレビでは、例えば最外面に光を吸収するような層を用いることによって、明るい部屋でのコントラストを向上させることができ、このようなパネルであれば、家庭のリビングなどでは、十分なコントラストが得られ、角度によって階調特性も変わらないため、このようなディスプレイにも用いることが可能である。
<Embodiment 3>
In a plasma TV, for example, by using a layer that absorbs light on the outermost surface, contrast in a bright room can be improved. With such a panel, sufficient contrast can be obtained in a living room at home. Since the obtained gradation characteristics do not change depending on the angle, it can be used for such a display.

<光散乱フィルム>
MEKで溶かした酢酸ビニルのSN−12T(ポリマーの商品名:ポバール 大阪有機社製)に、アクリルモノマーであるM−110(商品名:アロニックス 東亜合成社製)を、質量比で、5:1の割合で混合し、富士写真フイルム(株)製TACのフジタック(80μm厚)に塗工し、加熱により、溶剤を揮発させ、18μmの膜厚となるようにポリマー層を塗布し、紫外線を約500mJ/cmで照射後、120℃で10分間加熱し、相分離した光拡散体が得られた。このフィルムを15画型液晶テレビのKLV−15AP(商品名:ベガ ソニー社製)の表面に貼合した。
内面散乱体の平均粒子径は、0.4μmである。
全体の塗工液の固形分の質量比率から、内面散乱体の含有量は、約30%であるが、十分な散乱性が得られた。また、このような光学フィルムを液晶テレビの最表面に配置することにより、ΔU’V’で0.04程度に色変化を抑制することができた。
<Light scattering film>
Vinyl acetate SN-12T dissolved in MEK (Polymer product name: Poval Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) and acrylic monomer M-110 (Product name: Aronix Toagosei Co., Ltd.) in a mass ratio of 5: 1 The TAC Fujitak (80 μm thickness) manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd. was applied, the solvent was evaporated by heating, and the polymer layer was applied to a film thickness of 18 μm. After irradiation at 500 mJ / cm 2 , the mixture was heated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a phase-separated light diffuser. This film was bonded to the surface of KLV-15AP (trade name: Vega Sony) of a 15-screen type liquid crystal television.
The average particle diameter of the inner scatterer is 0.4 μm.
From the mass ratio of the solid content of the entire coating liquid, the content of the inner surface scatterer was about 30%, but sufficient scattering properties were obtained. Further, by arranging such an optical film on the outermost surface of the liquid crystal television, it was possible to suppress the color change to about 0.04 at ΔU′V ′.

このような光散乱フィルムを上側偏光板に用いた垂直配向型の液晶に適応することによって、どのような視聴覚環境でも、疲労感の少なく、メリハリの有るきれいな映像が楽しめ、設置場所をとらない薄型テレビとして利用が可能である。   By adapting such a light scattering film to the vertical alignment type liquid crystal used for the upper polarizing plate, it can be used in any audio-visual environment with less fatigue and a beautiful and clear image. It can be used as a TV.

テレビ映像について、明室環境と暗室環境での望ましい階調特性(入力信号=NTSC)を示すグラフ。The graph which shows the desirable gradation characteristic (input signal = NTSC) in a bright room environment and a dark room environment about a television image. 本発明の光散乱フィルムを、垂直配向型の液晶テレビに配置した際の、角度変化に応じたコントラスト変化を示すグラフ。The graph which shows the contrast change according to an angle change at the time of arrange | positioning the light-scattering film of this invention to the vertical alignment type liquid crystal television.

Claims (3)

粒子径に応じて可視光波長域の光をより強く散乱(Mie散乱)するような屈折率の異なる粒子状の微細な領域(内面散乱体)を有する光散乱フィルムを、偏光フィルムと組み合わせて液晶表示素子に適用してなる映像表示装置であり、
正面から45°の範囲で階調のガンマの変化が0.5以内であり、コントラストが1:50以上を保ち、
視聴環境の照度を計測できる計測器を備えており、計測された照度に応じて、階調特性を変化させる手段を備えることを特徴とする映像表示装置。
A light-scattering film with a fine particle area (inner surface scatterer) with different refractive index that scatters light in the visible wavelength range more strongly according to the particle diameter (Mie scattering) is combined with a polarizing film to produce liquid crystal A video display device applied to a display element,
In the range of 45 ° from the front, the change in gradation gamma is within 0.5 and the contrast is kept at 1:50 or more,
An image display device comprising a measuring instrument capable of measuring the illuminance of a viewing environment, and comprising means for changing gradation characteristics in accordance with the measured illuminance.
50lux/cm2以下の暗室環境においては、元の表現したい階調のガンマに対して略1.5となるように階調表示し、
100〜300lux/cm2の明室環境においては、元の表現したい階調のガンマに対して略1となるように階調表示することを特徴とする請求項1記載の映像表示装置。
In a dark room environment of 50 lux / cm2 or less, the gradation is displayed so that it is approximately 1.5 with respect to the original gamma of the gradation to be expressed.
2. An image display apparatus according to claim 1, wherein in a bright room environment of 100 to 300 lux / cm @ 2, gradation display is performed so that the original gradation to be expressed is approximately 1 with respect to gamma.
照度が300lux/cm2以上では、入力信号よりも彩度を上げて画像を表示することを特徴とする請求項1または2に記載の映像表示装置。   3. The video display device according to claim 1, wherein when the illuminance is 300 lux / cm <2> or higher, the image is displayed with higher saturation than the input signal.
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