JP2008064835A - 液晶映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見る角度によって色変化（カラーシフト）が生じることを確実に抑制可能な液晶映像表示装置を提供する。
【解決手段】電圧を印加していない状態で液晶分子が垂直配向した垂直配向型液晶セル６を備える液晶映像表示装置Ａであって、画像を表示する正面Ａ１側から、可視光に対してＭｉｅ散乱を起こす内面拡散体を有する拡散層３ａ、検光子４、第一の二軸性位相差光学素子５、垂直配向型液晶セル６、第二の二軸性位相差光学素子７、偏光子８、正面Ａ１の輝度を向上させるような輝度向上フィルム１０が順に積層配置されて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電圧を印加していない状態で液晶分子が垂直配向した垂直配向型液晶セルを備える液晶テレビ等の液晶映像表示装置に関する。

従来、例えば液晶テレビ、カーナビゲーション、パソコン用モニタなどに具備される液晶映像表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルに対向配置されてこの液晶パネルに光を照射するバックライトとを備えて構成されている。また、液晶パネルは、例えば、棒状の液晶分子からなる液晶及び挟んだ液晶に電圧を印加するための電極を備えた一対の基板からなる液晶セルと、液晶セルを挟むように配置され、それぞれ一方向の振動の光のみを透過させる一対の偏光板（検光子及び偏光子）と、液晶映像表示装置の画像を表示する正面（前面）側に配置された一方の偏光板（検光子）及び一方の基板の間に介装したＲＧＢのカラーフィルターとを備えて構成されている。

また、この種の液晶映像表示装置は、電圧の印加状態に応じた液晶分子の配列方向（配向）の違いにより、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型、ＩＳＰ（In Plane Switching）型、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）型などに分類される。このうち、ＴＮ型の液晶映像表示装置は、電圧が印加されていない状態で、液晶分子が基板に対して垂直な方向を軸に９０度にねじれて配列（ねじれ配向）され、この状態でバックライトから照射して他方の偏光板（偏光子）を透過した光が、液晶分子のねじれ配列に沿って進み、一方の偏光板を透過する。一方、電圧を印加すると、液晶分子の配列が電界に沿う垂直方向に変化し、この垂直方向に配列した液晶分子に沿って進んだ光が一方の偏光板で遮断される。そして、このように電圧の印加状態に応じて変化する液晶分子の配列及び光の透過状態により、画像の表示／非表示が制御される。

しかしながら、このＴＮ型の液晶映像表示装置では、電圧の印加時に液晶分子の配列が垂直方向の一方向に揃うため、垂直方向の光は完全に遮断されるが、斜め方向の光が遮断されずに漏れてしまう。このため、液晶映像表示装置を正面と正対する方向及び斜め方向のそれぞれの方向から見た場合に、各方向で光の透過量が異なって、見え方が大きく変わってしまう（すなわち視野角が小さい）という問題があった。また、液晶分子をねじれ配向しているため、位相差フィルム（位相差光学素子）を用いて偏光を補正するようにしても、一方向だけコントラストの反転が生じてしまうという欠点があった。

また、ＶＡ型の液晶映像表示装置は、電圧を印加していない状態で液晶分子が垂直方向に配列（垂直配向）され、電圧を印加すると液晶分子の配列方向が基板に平行な水平方向に変化して光を透過させる。このように電圧を印加していない状態で液晶分子を垂直配向することにより、ＴＮ型と比較して、コントラストが高く、黒の部分の階調も再現し易くなる。しかしながら、このＶＡ型の液晶映像表示装置においても、斜め方向から見たときに画面が白っぽく見えるなど、見る角度によってガンマ（階調特性）が変化して、やはり見る角度によって色変化が生じるという問題があった。また、このＶＡ型の液晶映像表示装置に位相差フィルムを適用した場合においても、液晶が垂直配向している状態のときにのみその効果が得られ、途中の階調に対しては偏光を補正することができないため、見る角度によって階調が変化することに対して効果が得られず、特に中間階調で短波長（４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の青色に対する色変化を解消することができない。

これに対し、例えば特許文献１に開示された液晶映像表示装置は、バックライト（面光源）と、液晶パネルと、偏光板と、位相差フィルムと、光拡散層とで構成されている。この液晶映像表示装置においては、光拡散層を付加することで、位相差フィルムにより斜め方向の黒浮きを抑え、光拡散層で階調反転を無くして、コントラストが高く、特に下方向での階調反転のない広視野な表示を可能にしている。

また、例えば特許文献２に開示されるような、偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている少なくとも２層の反射偏光子（ａ）の間に、位相差層（ｂ）が配置されている偏光素子（Ａ）を用いて、拡散光源の平行光化を行なったバックライトシステムと、平行光化された光線が透過する液晶セルと、液晶セルの両側に配置された偏光板（検光子及び偏光子）と、液晶セルの視認側に配置された、透過した光線を拡散する視野角拡大層とを備えて構成した液晶映像表示装置がある。この液晶映像表示装置においては、上記のバックライトシステムによって、コントラストが最も高く色再現性が良好な視野角領域にのみ出射光線を集束する、すなわち、斜め方向に抜ける光線を正面方向に集束させてこの光線を平均化することで、階調反転や色調変化の耐性が高い、視野角特性良好な液晶映像表示装置を得るようにしている。
特開平１０−１０５１３号公報 特開２００４−４７６３号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された液晶映像表示装置においては、視野角を拡大することができ、且つ階調反転を防止することができる反面、異なる方向から見た際の色変化（カラーシフト）を十分に抑制することができない。また、特許文献２に開示された液晶映像表示装置においても、光を正面方向に集束させるためのバックライトシステムの構造が複雑であるために高価になってしまう。また、光のロスも多くなってしまう。さらに、この液晶映像表示装置を開示した特許文献２は、特に、拡散フィルムの構成を特定するものではなく、色補正効果への言及がないため、異なる方向から見た際の色変化を十分に抑制できるとは判断できない。

また、カラーシフトを抑えるために、液晶パネルの前面（正面）に拡散フィルムを設けた場合、この拡散フィルムが色補正効果を備えるものではないために、やはり色変化を十分に抑制することができないばかりか、この拡散フィルムによる光の拡散によって、正面の黒輝度（すなわち黒を表示した際の正面における透過率）が、図１５に示すように、広範囲の波長に対し全体的に上がってしまい、斜めから見たときの黒浮きが生じてしまうという問題があった。

したがって、本発明は、上記事情を鑑み、見る角度によって色変化（カラーシフト）が生じることを確実に抑制可能な液晶映像表示装置を提供することを目的する。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の液晶映像表示装置は、観察者側から、拡散体、検光子、二軸性位相差光学素子、垂直配向型液晶セル、二軸性位相差光学素子、偏光子、バックライトを少なくともこの順に備える液晶映像表示装置において、該拡散体が、可視光に対して後方散乱が少なく、散乱角度が広く、波長依存性を有するようなＭｉｅ散乱を起こす内面拡散体を備えて形成され、前記検光子及び偏光子が、クロスニコルであり、２つの前記二軸性位相差光学素子の遅相軸が、前記検光子または偏光子の吸収軸と直交して配置され、前記垂直配向型液晶セルの欠点である黒表示時の斜めからの光モレを抑制するように前記二軸性位相差光学素子で前記液晶セルの位相差を補償し、中間階調でのカラーシフトを前記拡散体で抑制することを特徴とする。

また、本発明の液晶映像表示装置においては、前記液晶映像表示装置を黒表示させた際の光の透過率スペクトルが、可視光の範囲において極小値をもつことが望ましい。

さらに、本発明の液晶映像表示装置においては、前記２つの二軸性位相差光学素子が同じ位相差を有することがより望ましい。

また、本発明の液晶映像表示装置において、前記液晶セルの背面に、正面の輝度を向上させるような輝度向上フィルムを備えることがさらに望ましい。

本発明の液晶映像表示装置によれば、拡散体として可視光に対して後方散乱が少なく、散乱角度が広く、波長依存性を有するようなＭｉｅ散乱を起こす内面拡散体を用い、前記検光子及び偏光子をクロスニコルとし、ノーマリーブラックで用いられ、２つ二軸性位相差光学素子の遅相軸を、検光子、または偏光子の吸収軸と直交して配置することにより、垂直配向型液晶に特有の斜めから画像を見た際の色変化（カラーシフト）を観察者（観察面、正面）側に配置した拡散体で抑制し、さらに２つの二軸性位相差光学素子によって、垂直配向型液晶セルを備えた液晶映像表示装置の欠点である斜めの光モレを補償することができ、確実に斜めから見たときの黒浮きを抑制して高いコントラストを得ることが可能になる。

拡散体として広い拡散範囲に光を拡散（散乱）できるものを用いた場合には、外光も散乱してしまい、特に明室下で液晶映像表示装置を使用した際に、黒の浮きが目立ってしまうが、本発明の液晶映像表示装置においては、この拡散体が、Ｍｉｅ散乱を起こす内面拡散体を備えて形成されているため、後方散乱が少なく、散乱角度が広く、波長依存性を有するような内面拡散体を用いることで、広い拡散範囲を備えつつ黒の浮きを確実に抑制することが可能になる。

さらに、液晶映像表示装置を黒表示させた際の光の透過率スペクトルに可視光の範囲において極小値をもたせることにより、黒輝度を特に低下させることが可能となる。

さらに、２つの二軸性位相差光学素子が同じ位相差を有することにより、波長による位相差の影響を抑制することが可能となる。

さらに、バックライト側に配置されることになる輝度向上フィルムを備えることによって、最も液晶パネルの性能のでる正面方向に光を集光させることができ、このように集光した光を拡散体で拡散させることで、より性能の高い液晶映像表示装置を得ることができる。

以下、図１から図１４を参照し、本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置について説明する。本実施形態は、液晶分子を垂直配向したＶＡ型の液晶パネルを備える例えば液晶テレビなどの液晶映像表示装置に関し、特に見る角度による色変化を抑制した液晶映像表示装置に関するものである。

本実施形態の液晶映像表示装置Ａには、図１に示すように、液晶パネル１及びこの液晶パネル１に光を照射するバックライト（バックライトユニット）２を備えて構成されている。また、液晶パネル１は、画像を表示する液晶映像表示装置Ａの正面Ａ１側から、可視光に対してＭｉｅ散乱を起こす内面拡散体を有する拡散層３ａを備えた拡散体３、検光子４、第一の二軸性位相差光学素子５、垂直配向型液晶セル６、第二の二軸性位相差光学素子７、偏光子８、偏光子保護フィルム９がこの順に積層配置されて構成されており、偏光子８とバックライト２の間に、輝度向上フィルム１０が配置されている。

拡散体３は、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィン系フィルムなどの透明なプラスチック基材フィルム３ｂ上に、放射線硬化型樹脂に内面拡散体を分散配置して形成した拡散層３ａが積層されて形成されている。このとき、拡散層３ａは、３〜５０μｍ、好ましくは３〜３０μｍの厚さでプラスチック基材フィルム３ｂに塗工して形成されることが望ましい。また、内面拡散体は、放射線硬化型樹脂の光の屈折率と異なる屈折率を有しており、このような内面拡散体がバインダーの放射線硬化型樹脂に分散配置されることで、拡散層３ａ内には、内面拡散体からなる屈折率の異なる複数の微細な領域が形成されている。そして、この内面拡散体により、内面拡散体の粒子径に応じて、バックライト２から照射されて輝度向上フィルム１０、保護フィルム９、偏光子８、第二の二軸性位相差光学素子７、垂直配向型液晶セル６、第一の二軸性位相差光学素子５、検光子４を通じてこの拡散層３ａを透過する可視光の波長範囲のうち短波長の光がより強く（選択的に）散乱（Ｍｉｅ散乱）される。なお、内面拡散体は、放射線硬化型樹脂中（拡散層３ａ中）に均一に分散配置されていても、偏在していてもよい。

放射線硬化型樹脂は、好ましくはアクリレート系官能基を持つもの、さらに好ましくは、ポリエステルアクリレート、或いはウレタン（メタ）アクリレートである。ここで、ポリエステルアクリレートは、好ましくは、ポリエステル系ポリオールのオリゴマーのアクリレートまたはメタアクリレート（本明細書においては以下アクリレート及び／又はメタアクリレートを単に（メタ）アクリレートと記載する）あるいはその混合物から構成される。また、ウレタンアクリレートは、ポリオール化合物をジイソシアネート化合物からなるオリゴマーをアクリレート化したものから構成される。また、酢酸ビニル系樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、シリコン（メタ）アクリレート、スチレン系樹脂、セルロース誘導体、脂環式オレフィン系樹脂などであってもよい。

アクリレートを構成する単量体としては、好ましくは、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレートなどがある。

また、多官能モノマーを併用してもよく、例えば、多官能モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、フィニル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

ポリエステル系オリゴマーとしては、例えば、アジピン酸とグリコール（エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコールなど）やトリオール（グリセリン、トリメチロールプロパンなど）、セバシン酸とグリコールやトリオールとの縮合生成物であるポリアジペートポリオールや、ポリセバシエートポリオールなどが挙げられる。

また、放射線硬化型樹脂の重合を効率良く進行させるために、重合開始剤（Ｉ）を配合してもよく、この重合開始剤（Ｉ）は、特に限定を必要とするものではなく、活性エネルギーを照射した際に、ラジカルを発生する化合物であればよい。例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパンー１−オン、２−メチル［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシー１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンゾフェノン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル１−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が使用できる。 重合開始剤（Ｉ）の配合量は、放射線硬化型樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部、更に好ましくは１〜５重量部である。

溶媒には、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等のアルコール類などを例示することができ、適時、ポリマーに適した溶剤を選択して用いることができる。そして、放射線硬化型樹脂と原料モノマーと溶剤は、それぞれ１種用いても複数種用いてもよい。

一方、本実施形態の内面拡散体は、例えば、シリカ粒子、スチレン粒子、メラミン粒子、アクリル粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、これらの中空粒子または複合粒子などを用いることができる。また、これら粒子を単独で単分散で用いてもよいし、複数組み合わせてもよい。なお、この内面拡散体の含有量は、質量（拡散層３ａの質量）で、３％〜５０％であることが好ましい。

ここで、放射線硬化型樹脂の光の屈折率と異なる屈折率を有する内面拡散体が、その粒子径に応じて可視光の波長範囲のうち短波長をより強く散乱（Ｍｉｅ散乱）し、後方散乱も少なく、広い範囲に散乱（Ｍｉｅ散乱）する際に、可視光の波長範囲のうち、どの程度の波長の光が散乱し、どの程度の波長の光が散乱されないかは、散乱断面積によって規定されるものであり、これは、内面拡散体の粒子径と散乱因子に比例して規定されるものである。

図２は、屈折率が１．５の放射線硬化型樹脂（媒体）と屈折率が１．６の内面拡散体とからなる拡散層３ａに、波長５５０ｎｍの光を照射した際の内面拡散体の粒子径と散乱効率・比率の関係を示している。この図から、粒子径が０．１μｍ〜０．２μｍでは、急激に後方散乱が増大することが確認され、急激に後方散乱を増大させるこのような小さい粒子径の内面拡散体を多く含有した場合には、画像のコントラストが低下することになる。

また、図３は、異なる波長の光を照射した際の内面拡散体の粒子径と散乱効率の関係を示しており、この図から、粒子径を３μｍよりも大きくした場合には、短波長の光だけでなく全体の範囲の波長が散乱することが確認され、このような３μｍよりも大きな粒子径の内面拡散体を多く含むと、輝度や鮮明度の低下を招くことになる。

さらに、図４は、粒子径の異なる内面拡散体に対する散乱角度と相対散乱強度の関係を示したものであり、この図から、粒子径が大きくなるほどに散乱角度が小さくなることが確認され、粒子径が小さな内面拡散体を多く含むことにより、階調、色補正の効果が高まることが確認される。

これにより、内面拡散体は、短波長領域を強く散乱させる、且つ散乱角度を大きくして階調、色補正の効果を得ることなどを考慮して、その粒子径が０．５〜１．０μｍ程度であることが望ましい。

また、図５は、粒子径が０．５μｍの内面拡散体と媒体との屈折率差と散乱効率の関係を示しており、この図から、屈折率差が０．０５以下であると、極端に全散乱因子が小さくなることが確認され、屈折率差が０．６〜０．８以上になると、後方散乱が急激に増大することが確認される。このため、屈折率差が０．０５以下の場合には、拡散層３ａによる光の拡散効果が得られなくなり、屈折率差が０．６〜０．８以上の場合には、画像のコントラストが低下することになる。よって、内面拡散体と媒体との屈折率差は、０．０５〜０．６とすることが、視野角を拡大しつつ画像のコントラストの低下を抑制する点から望ましい。

そして、上記の放射線硬化型樹脂と内面拡散体からなる拡散層３ａを備えた拡散体３は、可視光のうち、短波長の青色の光をより多く散乱することによって、液晶パネル１の色変化及び黒浮きを低減させ、ギラツキを抑制する層となる。

一方、検光子４及び偏光子８は、図６に示すように、クロスニコルに配置されている。また、液晶セル６は、カラーフィルターを備えた一方の基板６ａとＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えた他方の基板６ｂとで液晶分子（液晶）６ｃを挟むように形成されており、図７に示すように、電圧が印加されていない状態で、液晶分子６ｃが垂直に配向され、図８に示すように、電圧が印加された状態で、液晶分子６ｃが倒れる。この液晶セル６においては、図７の液晶分子６ｃが垂直配向した状態で、液晶セル６で偏光が影響を受けず透過率が低い状態となり、液晶映像表示装置Ａの画面（正面Ａ１）には、黒が表示される。また、図８の電圧を印加して液晶分子６ｃが倒れた状態では、偏光が回転して液晶映像表示装置Ａの画面（正面Ａ１）に白が表示される。なお、図７と図８の液晶分子６ｃの状態の中間、すなわち図６よりも液晶分子６ｃの傾斜が小さい状態で、中間階調が画面に表示される。

また、本実施形態において、第一の二軸性位相差光学素子５は、検光子保護フィルム兼位相差補償フィルム等から構成され、第二の二軸性位相差光学素子７は、位相差保護フィルム兼偏光子保護フィルム等から構成されている。さらに、第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７は、同じ位相差を備えるように形成されるとともに、図６に示すように、それぞれの遅相軸を検光子４（または偏光子８）の吸収軸と直交（または平行）させて配置されている。さらに、本実施形態において、第二の二軸性位相差光学素子７は、遅相軸が偏光子８の吸収軸と直交するように配置されている。

バックライト２は、冷陰極管とされ、この上に、すなわち液晶パネル１との間に集光性を付与するための輝度向上フィルム（ＢＥＦ：Brightness Enhancement Filmや、粒子を塗布したもの、位相差フィルムを利用したもの等）１０が設けられている。この輝度向上フィルム１０によって、バックライト２から照射した光を集光し、すなわち、斜め方向の光を少なくして、液晶映像表示装置Ａの正面Ａ１における輝度を高めることができる。

ついで、上記の構成からなる液晶映像表示装置Ａの作用及び効果について説明する。

ここで、図９は、ＶＡ型の液晶セル（ＶＡ）６に斜めから光が入射した際の偏光の状態を、ポアンカレ球状での挙動として示した図である。この図において、Ｐ１は、バックライト２から照射した光が輝度向上フィルム１０を透過した状態で偏光している入射光の偏光状態を示し、Ｐ２は、液晶セル（ＶＡ）６を透過した後の偏光状態を示している。また、Ｅは、検光子４と直交する光の座標を表しており、Ｐ２とＥとのずれの分だけ黒表示の時に光モレが生じることを示している。この図に示すように、液晶セル６に斜めから入射した光は、液晶セル６を透過することによって偏光が回り、検光子４と直交する状態から大きく変化する（ずれる）ため、多くの光モレが生じ黒を表示した画面を斜めから見た際に黒浮きが生じてしまう。

これに対し、第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７を設けた場合には、図９と同様に偏光の状態をポアンカレ球状での挙動として示した図１０に示すように、光の状態を検光子４と直交するように偏光状態を補償して、黒の光モレを低減することが可能になる。このとき、第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７が、それぞれ、二軸性を有するとともに同じ位相差を備えるように形成され、且つそれぞれの遅相軸を検光子４または偏光子８の吸収軸と直交（または平行）させて配置されていることによって、上記のように、黒の光モレを低減することが可能になる。さらに、第二の二軸性位相差光学素子７の遅相軸を、偏光子８の吸収軸と直交させることにより、確実に黒の光モレを低減することが可能になる。

また、従来の液晶パネルに設けられる位相差フィルムは、液晶セルの基板６ａ、６ｂ面に対して、平行で且つ互いに直交する軸ｘ、ｙに沿った屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙとし、軸ｘ、ｙに直交する軸ｚに沿った屈折率をｎｚとした場合に、位相差比Ｎｚ（Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ））が２以上とされ、通常は５〜１０程度とされている。この従来の位相差フィルムでは、図１１に示すように、透過する光の波長（三原色Ｂ、Ｒ、Ｇ）に応じて位相差フィルムでの偏光の程度が異なって波長により色付きが生じることを抑制する目的で、位相差比Ｎｚを２以上、もしくは５〜１０程度としており、すなわち、図１２に示すように、位相差フィルムの補償効果を弱めることで、色付きを抑制している。

一方、本実施形態の液晶映像表示装置Ａのように、第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７に加えて、拡散体（拡散層３ａ、拡散フィルム）３を設けることによって、図１３に示すように、画面に黒を表示した状態において、見る角度によって黒のカラーシフトが抑制される。また、本実施形態の液晶映像表示装置Ａでは、このとき、図１４に示すように、黒を表示した状態で斜めから見た際の透過率（黒輝度）を、可視光の中心波長付近で２度視野での比視感度の最も高い５５５ｎｍ近辺を中心に、この感度の半分になる、４１０ｎｍから６１０ｎｍまでの範囲で、透過率の極小値を持つことにより、黒輝度を特に低下させることが可能である。そして、拡散層３ａによって黒の色付きが強くなっても、黒の光モレが少ない位相差比Ｎｚとなる第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７を備えることが望ましく、このような第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７のそれぞれの位相差比Ｎｚは、２に近い値、好ましくは１．５〜３であることが望ましい。このとき、観察者側と、観察者と反対側の位相差補償フィルム位相差の位相差をあわせることによって、波長による位相差の影響を抑制することが可能となる。

したがって、本実施形態の液晶映像表示装置Ａにおいては、垂直配向型液晶に特有の斜めから画像を見た際の色変化（カラーシフト）を観察者（観察面、正面Ａ１）側に配置した拡散層３ａで抑制し、さらに第一及び第二の二軸性位相差光学素子５、７によって、垂直配向型液晶セル６を備えた液晶映像表示装置の欠点である斜めの光モレを補償することができ、斜めから見た際の色変化を抑え、特に黒浮きを抑えた高いコントラストを得ることが可能になる。

また、拡散層３ａとして広い拡散範囲に光を拡散（散乱）できるものを用いた場合には、外光も散乱してしまい、特に明室下で液晶映像表示装置を使用した際に、黒の浮きが目立ってしまうが、本実施形態の液晶映像表示装置Ａにおいては、この拡散層３ａが、Ｍｉｅ散乱を起こす内面拡散体を備えて形成されているため、後方散乱が少なく、散乱角度が広く、波長依存性を有するような内面拡散体を用いることで、広い拡散範囲を備えつつ黒の浮きを抑制することが可能になる。

さらに、バックライト２側に配置される輝度向上フィルム１０を備えることによって、最も液晶パネル１の性能のでる正面方向に光を集光させることができ、このように集光した光を拡散層３ａで拡散させることで、より性能の高い液晶映像表示装置Ａを得ることができる。一般に、液晶パネルの正面ではコントラストが高いため正面方向により光をバックライト側で集光して液晶パネル前面で拡散させることにより、全体としてより高いコントラストを得ることができる。

また、液晶セル６の一方の基板（前面ガラス）６ａに配置されたブラックマトリクスは、この集光度を高めることにより、隣接する液晶セルからの色のにじみを増加させることなく、細線化することが可能となるため、より開口率を上げることができる。また、同様に斜めからの光が、フォトスペーサー等により散乱される割合も減るため、全体としてコントラストを高める効果が期待できる。

なお、本発明は、上記の第一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、拡散層３ａが放射線硬化型樹脂と内面拡散体とで構成されているものとしたが、内面拡散体は粒子状物質である必要はなく、例えば液状の内面拡散体が分散されるように放射線硬化型樹脂と混ぜ合わせ、この混合液をプラスチック基材フィルム３ｂ上に塗布して硬化させた状態で、拡散層３ａ内に内面拡散体からなる屈折率が異なる微細な領域を形成するようにしてもよい。この場合には、内面拡散体が粒子状すなわち球状に形成される必要がなく、その大きさ（平均径）に応じて可視光の波長範囲のうち短波長がより強く散乱（Ｍｉｅ散乱）することになる。これに加えて、内面拡散体が分散配置される媒体は、放射線硬化型樹脂に限定する必要はなく、透明性を備えていれば他の物質でもよい。

さらに、拡散層３ａ（拡散体３）の表面（画面、正面Ａ１）を凹凸状に形成、すなわちこの表面にアンチグレア処理を施すことによって、表面に例えば外光が照射された場合においても、外光が反射することを防止する防眩性を付与するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置が備える拡散層の内面拡散体の粒子径と散乱効率・比率の関係を示す図である。 異なる光の波長に対する内面拡散体の粒子径と散乱効率の関係を示す図である。 異なる粒子径の内面拡散体に対する散乱角度と相対散乱強度の関係を示す図である。 内面拡散体と媒体の屈折率差と散乱効率の関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置の検光子、偏光子、第一及び第二の二軸性位相差光学素子の配置状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置が具備する垂直配向型液晶セルに電圧を印加していない状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置が具備する垂直配向型液晶セルに電圧を印加した状態を示す図である。 ＶＡ型液晶セルに斜めから光が入射した際の偏光の状態をポアンカレ球状での挙動として示した図である。 第一及び第二の二軸性位相差光学素子を備えた液晶パネルに斜めから光が入射した際の偏光の状態をポアンカレ球状での挙動として示した図である。 従来の位相差フィルムを備えた液晶パネルに斜めから光が入射した際の偏光の状態をポアンカレ球状での挙動として示した図である。 位相差比を調整した従来の位相差フィルムを備えた液晶パネルに斜めから光が入射した際の偏光の状態をポアンカレ球状での挙動として示した図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置の拡散層の有無に対する黒のカラーシフトの状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶映像表示装置に対し、黒を表示した状態で斜めから見た際の波長と黒輝度の関係を示す図である。 従来の液晶映像表示装置に対し、黒を表示した状態で斜めから見た際の波長と黒輝度の関係を示す図である。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ バックライト
３ 拡散体
３ａ 拡散層
３ｂ プラスチック基材フィルム
４ 検光子
５ 第一の二軸性位相差光学素子（二軸性位相差光学素子）
６ 液晶セル
６ａ 一方の基板
６ｂ 他方の基板
６ｃ 液晶分子（液晶）
７ 第二の二軸性位相差光学素子（二軸性位相差光学素子）
８ 偏光子
９ 偏光子保護フィルム
１０ 輝度向上フィルム
Ａ 液晶映像表示装置

Claims (4)

1. 観察者側から、拡散体、検光子、二軸性位相差光学素子、垂直配向型液晶セル、二軸性位相差光学素子、偏光子、バックライトを少なくともこの順に備える液晶映像表示装置において、
   該拡散体が、可視光に対して後方散乱が少なく、散乱角度が広く、波長依存性を有するようなＭｉｅ散乱を起こす内面拡散体を備えて形成され、前記検光子及び偏光子が、クロスニコルであり、２つの前記二軸性位相差光学素子の遅相軸が、前記検光子または偏光子の吸収軸と直交して配置され、
   前記垂直配向型液晶セルの欠点である黒表示時の斜めからの光モレを抑制するように前記二軸性位相差光学素子で前記液晶セルの位相差を補償し、中間階調でのカラーシフトを前記拡散体で抑制することを特徴とする液晶映像表示装置。
2. 前記液晶映像表示装置を黒表示させた際の光の透過率スペクトルが、可視光の範囲において極小値をもつことを特徴とする請求項１記載の液晶映像表示装置。
3. 前記２つの二軸性位相差光学素子が同じ位相差を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶映像表示装置。
4. 前記液晶セルの背面に、正面の輝度を向上させるような輝度向上フィルムを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液晶映像表示装置。

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