JP2008083294A - Diffuser, and diffusion film, polarizing plate, and liquid crystal image display device provided with diffuser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光を散乱(拡散)することにより、液晶映像表示装置の輝度の低下を抑制し、見る角度の違いによって色変化が少ない液晶映像表示装置を形成しうる拡散体及びこれを備えた拡散フィルム及び偏光フィルム並びに液晶映像表示装置に関する。 The present invention includes a diffuser capable of suppressing a decrease in luminance of a liquid crystal image display device by scattering (diffusing) light and forming a liquid crystal image display device with little color change due to a difference in viewing angle, and the same. The present invention relates to a diffusion film, a polarizing film, and a liquid crystal image display device.
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液晶セル基板の間に介装したRGBのカラーフィルターと、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と、を備えて構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal image display device provided in, for example, a liquid crystal television, a car navigation system, a personal computer monitor, and the like includes a liquid crystal panel and a backlight that is disposed opposite to the liquid crystal panel and emits light to the liquid crystal panel. ing. The liquid crystal panel includes, for example, a liquid crystal cell composed of a pair of substrates provided with electrodes for applying a voltage to liquid crystal composed of rod-shaped liquid crystal molecules and sandwiched liquid crystal, and a front surface for displaying an image of a liquid crystal image display device ( An RGB color filter interposed between one liquid crystal cell substrate arranged on the front side) and a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the liquid crystal cell and transmitting only light in one direction of vibration. It is prepared for.
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、IPS(In Plane Switching)型、OCB(Optically Compensated Bend)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を透過した光(入射光)が、液晶分子のねじれ配列に沿って進むことによりその振動の方向が一方の偏光板の透過軸と同方向に変化してこの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。 In addition, this type of liquid crystal image display device has a TN (Twisted Nematic) type, a VA (Vertical Alignment) type, and an IPS (In Plane Switching) type depending on a difference in alignment direction (alignment) of liquid crystal molecules according to a voltage application state. Type, OCB (Optically Compensated Bend) type, etc. Among these, in the TN type liquid crystal image display device, liquid crystal molecules are twisted and arranged at 90 degrees (twisted orientation) about a direction perpendicular to the substrate in a state where no voltage is applied. The light irradiated from the light and transmitted through the other polarizing plate (incident light) travels along the twisted arrangement of liquid crystal molecules, so that the direction of vibration changes to the same direction as the transmission axis of one polarizing plate. It passes through one polarizing plate. On the other hand, when a voltage is applied, the alignment of the liquid crystal molecules changes in the vertical direction along the electric field, and the light traveling along the liquid crystal molecules aligned in the vertical direction is blocked by one polarizing plate. The display / non-display of the image is controlled by the arrangement of the liquid crystal molecules and the light transmission state that change in accordance with the voltage application state.
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、リタデーションフィルム(二軸性の屈折率異方性を有するフィルム)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。 However, in this TN type liquid crystal image display device, the alignment of the liquid crystal molecules is aligned in one vertical direction when a voltage is applied, so that the vertical light is completely blocked, but the oblique light is not blocked. Will leak. For this reason, when the liquid crystal display device is viewed from the direction facing the front and the oblique direction, the amount of transmitted light is different in each direction, and the appearance changes greatly (that is, the viewing angle is small). ). In addition, since the liquid crystal molecules are twisted, even if the polarization is corrected using a retardation film (a film having biaxial refractive index anisotropy), the contrast is inverted only in one direction. There was a drawback.
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、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リタデーション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。 In the VA liquid crystal display device, liquid crystal molecules are arranged in a vertical direction (vertical alignment) without applying a voltage, and when a voltage is applied, the arrangement direction of the liquid crystal molecules changes in a horizontal direction parallel to the substrate. To transmit light. By vertically aligning the liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied in this way, the contrast is higher than that of the TN type, and the gradation of the black portion can be easily reproduced. However, even in this VA type liquid crystal display device, there is a problem that the gamma (gradation characteristics) changes depending on the viewing angle and the color changes depending on the viewing angle, such as the screen looks whitish when viewed from an oblique direction. there were. In addition, even when a retardation film is applied to the VA liquid crystal display device, the effect is obtained only when the liquid crystal is vertically aligned, and the polarization is corrected for intermediate gradations. Therefore, no effect is obtained with respect to the change in gradation depending on the viewing angle, and the color change for blue having a short wavelength (400 nm to 500 nm) cannot be eliminated particularly in the intermediate gradation.
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。
On the other hand, for example, the liquid crystal image display device disclosed in
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。
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。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。
However, in the liquid crystal image display device disclosed in
一方、防眩機能を有する拡散フィルム(防眩性フィルム)が実用化されているが、この種の拡散フィルムは、色補正機能を有していないため、やはり色変化を十分に抑制することはできない。 On the other hand, although a diffusion film having an antiglare function (antiglare film) has been put into practical use, since this type of diffusion film does not have a color correction function, it is still possible to sufficiently suppress color change. Can not.
したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、液晶映像表示装置、特にVA型の液晶テレビなどの液晶映像表示装置に対し、見る角度によって色変化や階調変化が生じることを抑制できる拡散体及びこれを備える拡散フィルム及び偏光フィルム並びに液晶映像表示装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and color changes and gradation changes occur depending on the viewing angle with respect to a liquid crystal image display device, particularly a liquid crystal image display device such as a VA type liquid crystal television. It is an object of the present invention to provide a diffuser capable of suppressing the above, a diffusion film and a polarizing film including the same, and a liquid crystal image display device.
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。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の拡散体は、垂直配向型の液晶パネルを備える液晶映像表示装置に用いられ、前記液晶パネルの画像を表示する正面側に配置されて、前記正面側からの観察角度を変えた際に生じる前記画像の色変化を抑制するための拡散体であって、前記正面に直交する正面方向に入射した平行光線の光が透過した際に、10%以上の前記光が前記正面方向に対し35度〜55度の角度範囲に拡散し、7%以下の前記光が前記正面方向に対し60度〜90度の角度範囲に拡散する拡散特性を備えることを特徴とする。 The diffuser of the present invention is used in a liquid crystal image display device including a vertical alignment type liquid crystal panel, and is disposed on the front side that displays an image of the liquid crystal panel, and changes the observation angle from the front side. A diffuser for suppressing the color change of the generated image, and when parallel light beams incident in a front direction orthogonal to the front surface are transmitted, 10% or more of the light is 35 in the front direction. It is characterized in that it has a diffusion characteristic that diffuses in an angle range of ˜55 °, and that 7% or less of the light diffuses in an angle range of 60˜90 degrees with respect to the front direction.
また、本発明の拡散フィルムは、垂直配向型の液晶パネルの画像を表示する正面側に配置されて、前記液晶パネルに入射した光を拡散させるための拡散フィルムであって、プラスチック基材フィルム上に上記の拡散体を備えて形成されていることを特徴とする。 In addition, the diffusion film of the present invention is a diffusion film that is disposed on the front side that displays an image of a vertically aligned liquid crystal panel and diffuses light incident on the liquid crystal panel. It is characterized by being provided with the above diffuser.
さらに、本発明の偏光フィルムは、垂直配向型の液晶パネルの画像を表示する正面側に配置されて、前記液晶パネルに入射した光を偏光させるための偏光フィルムであって、画像を表示する前記正面側に上記の拡散体を備えることを特徴とする。 Furthermore, the polarizing film of the present invention is a polarizing film that is disposed on the front side that displays an image of a vertically aligned liquid crystal panel and polarizes light incident on the liquid crystal panel, and displays the image. The diffuser is provided on the front side.
また、本発明の液晶映像表示装置は、垂直配向型の液晶パネルを備える液晶映像表示装置であって、前記液晶パネルの画像を表示する正面側に上記の拡散体を備えることを特徴とする。 In addition, a liquid crystal image display device according to the present invention is a liquid crystal image display device including a vertical alignment type liquid crystal panel, and includes the above-described diffuser on the front side displaying an image of the liquid crystal panel.
本発明の拡散体及び拡散フィルム及び偏光フィルム並びに液晶映像表示装置によれば、拡散体が、平行光線の入射光が透過した際に、正面方向に対し、35度〜55度の角度範囲に10%以上の入射光が拡散する拡散特性を備えることによって、画像を異なる観察角度から見た場合においても、色変化が生じることを抑制することができる。また、正面方向に対し、60度〜90度の角度範囲に7%以下の入射光が拡散する拡散特性を備えることによって、画像の正面輝度の低下を抑制することができる。よって、本発明によれば、どこから見ても、きれいな画像を表示することが可能な液晶映像表示装置を提供することができる。 According to the diffusing body, the diffusing film, the polarizing film, and the liquid crystal image display device of the present invention, the diffusing body has an angle range of 35 to 55 degrees with respect to the front direction when incident light of parallel rays is transmitted. By providing a diffusion characteristic in which more than% of incident light diffuses, it is possible to suppress a color change even when an image is viewed from different observation angles. Further, by providing diffusion characteristics in which incident light of 7% or less diffuses in an angle range of 60 degrees to 90 degrees with respect to the front direction, it is possible to suppress a decrease in the front luminance of the image. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal image display device capable of displaying a clear image from any place.
以下、図1から図14を参照し、本発明の一実施形態に係る拡散体及びこれを備えた拡散フィルム及び偏光フィルム並びに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や階調変化を抑制する拡散体及びこれを備えた拡散フィルム及び偏光フィルム並びに液晶映像表示装置に関するものである。 Hereinafter, a diffuser according to an embodiment of the present invention, a diffusion film including the same, a polarizing film, and a liquid crystal image display device will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a liquid crystal image display device such as a liquid crystal television including a VA type liquid crystal panel in which liquid crystal molecules are vertically aligned, and in particular, a diffuser that suppresses a color change and a gradation change depending on a viewing angle, and a diffusion including the diffuser The present invention relates to a film, a polarizing film, and a liquid crystal image display device.
本実施形態の液晶映像表示装置Aには、液晶パネル1及びこの液晶パネル1に光(入射光)Sを照射するバックライト2が具備されており、液晶パネル1は、図1に示すように、平板状のVA型液晶セル3の両面にそれぞれこの液晶セル3を挟むように偏光フィルム4、5を積層配置して構成されている。そして、この液晶パネル1は、一方の偏光フィルム4の前面4aを液晶映像表示装置Aの正面(前面)A1側に配し、他方の偏光フィルム5の背面5a側に、他方の偏光フィルム5、液晶セル6、一方の偏光フィルム4の順に平行光線の光Sを透過させるようにバックライト2を配して設けられている。
The liquid crystal image display apparatus A of the present embodiment includes a
一対の偏光フィルム4、5のうち、前記一方の偏光フィルム4は、偏光層7が透明のプラスチック基材フィルム8とプラスチック基材フィルム9に挟持されて形成されるとともに、液晶映像表示装置Aの正面A1側に配されたプラスチック基材フィルム8の一方の面8a上に、内面散乱体10aを分散配置して形成された拡散体10が積層形成されている。ここで、本実施形態では、一方の偏光フィルム4の構成要素である拡散体10及びこの拡散体10が積層されるプラスチック基材フィルム8によって、拡散フィルム11が構成される。一方、前記他方の偏光フィルム5は、偏光層7が2枚のプラスチック基材フィルム8、9に挟持されて形成されている。
Among the pair of polarizing
本発明の拡散体10は、液晶表示装置の正面(前面)A1側にあるプラスチック基材フィルム8とプラスチック基材フィルム9に挟持された偏光層7よりも正面A1側に設けられる。図1の実施形態では、拡散フィルム11が偏光フィルム4の一部を構成するものとしたが、この拡散フィルム11は、偏光フィルム4と分離して用いられてもよい。
The
拡散フィルム(偏光フィルム4、5)11のプラスチック基材フィルム8、9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であり、透明なプラスチック基材フィルムであれば、特にその材質を限定する必要はない。
The
一方、本実施形態において、拡散体10は、図1に示すように、放射線硬化型樹脂(媒体)10bに内面散乱体(粒子)10aが分散配置されて形成されている。ここで、内面散乱体10bは、放射線硬化型樹脂10bの光Sの屈折率と異なる屈折率を有しており、このような内面散乱体10aが放射線硬化型樹脂10bに分散配置されることで、拡散体10内には、内面散乱体10a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、この内面散乱体10aにより、バックライト2から照射されて拡散体10を透過する光Sが散乱(Mie散乱)される。なお、内面散乱体10aは、放射線硬化型樹脂10b中(拡散体10中)に均一に分散配置されていても、偏在していてもよい。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the
また、放射線硬化型樹脂10b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。
The radiation
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。 The monomer constituting the acrylate is preferably methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) ) Acrylate, phenyl (meth) acrylate, and the like.
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)アクリレートなどが挙げられる。 A polyfunctional monomer may be used in combination. For example, as the polyfunctional monomer, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) Examples include acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol di (meth) acrylate.
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。 Examples of polyester oligomers include adipic acid and glycol (ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, polybutylene glycol, etc.) and triol (glycerin, trimethylolpropane, etc.), sebacic acid, glycol, and triol. And polyadipate polyol, which is a condensation product with polysebacate polyol, and the like.
また、放射線硬化型樹脂10b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。
Moreover, in order to advance the polymerization of the radiation
溶媒には、例えば、メチルエチルケトン、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、イソプロパノール等のアルコール類などを例示することができる。 Examples of the solvent include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and methyl isobutyl ketone, esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, aromatic compounds such as toluene and xylene, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, methanol And alcohols such as ethanol and isopropanol.
一方、本実施形態の内面散乱体10aは、例えば、粉末ガラス、ガラスビーズ、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム、各種粘土等の無機粉末または、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ポリウレタン、メラミン樹脂等の各種ポリマーからなる架橋または未架橋の有機系微粒子等の樹脂粉末等であり、中空粒子、多孔粒子、複合粒子などでもよい。また、適宜2種類以上の内面散乱体10aを放射線硬化型樹脂10b内に分散配置させて、拡散体10が形成されてもよい。
On the other hand, the
上記の放射線硬化型樹脂10bと内面散乱体10aからなる拡散体10を備えた拡散フィルム11は、放射線硬化型樹脂10bと内面散乱体10aを混合した混合溶液(塗液)をプラスチック基材フィルム8の一方の面8aに、例えば、ダイコータ、スピンコータ、ロールコータ、カーテンコータ、スクリーン印刷等の従来の塗布方式により塗布し、乾燥後に、EB(Electron Beam)や紫外線等の放射線を照射することにより硬化させて形成される。
The
そして、このように形成される本実施形態の拡散体10は、図1に示すように、正面A1に直交する正面方向Tに入射した平行光線の光Sが透過した際に、10%以上の光Sが正面方向Tに対し35度〜55度の角度範囲θ1に拡散し、7%以下の光Sが正面方向Tに対し60度〜90度の角度範囲θ2に拡散する拡散特性を備えて形成されている。
And the
ついで、上記の構成からなる拡散体10及びこれを備えた拡散フィルム11及び偏光フィルム4並びに液晶映像表示装置Aの作用及び効果について説明する。
Next, functions and effects of the
ここで、一般に、本実施形態と同様に、液晶パネル1の正面A1側(観察者側)に拡散体(拡散フィルム11)10を設けた場合には、バックライト2から照射した平行光線の光Sが、他方の偏光フィルム5、液晶セル3、一方の偏光フィルム4の順に透過して正面A1から外部に出射するが、このとき、一方の偏光フィルム(拡散フィルム11)4の拡散体10によって、この光Sの一部が、正面方向Tに対し、斜め方向に拡散されて出射される。これにより、液晶映像表示装置Aの画面に表示された画像は、平均化された光Sによって表示される。
Here, generally, in the same manner as in the present embodiment, when the diffuser (diffusion film 11) 10 is provided on the front surface A1 side (observer side) of the
しかしながら、ただ単に拡散体を設けるだけでは、効果的に色変化を抑制することはできず、この色変化の抑制は、適切な拡散特性を備えた拡散体を設けることによって達成される。すなわち、拡散特性が異なる拡散体をそれぞれ設けて、試験色としてCIE(国際照明委員会)1974で規定された8試験色の色を液晶映像表示装置で表示させ、液晶映像表示装置の正面A1に正対した正面方向Tで観察されるCIE1976UCS(Uniform Color Space)の色度座標(u0’,v0’)と、正面方向Tから角度をつけて(斜め方向)で観察されるCIE1976UCSの色度座標(u1’,v1’)とから、異なる観察角度における色差(色変化の大きさ)Δu’v’を下式で求めた場合、
Δu’v’={(u1’−u0’)2+(v1’−v0’)2}0.5
図2に示すように、拡散体の拡散特性の違いによって、最大0.09の色差Δu’v’の違い、すなわち見る角度によって大きな色変化が生じてしまう。
However, simply providing a diffuser cannot effectively suppress the color change, and the suppression of the color change is achieved by providing a diffuser having appropriate diffusion characteristics. That is, diffusers having different diffusion characteristics are provided, and eight test colors defined by the CIE (International Lighting Commission) 1974 are displayed as test colors on the liquid crystal display device, and are displayed on the front surface A1 of the liquid crystal display device. CIE1976UCS (Uniform Color Space) chromaticity coordinates (u 0 ′, v 0 ′) observed in the frontal direction T facing the CIE 1976UCS color observed at an angle from the frontal direction T (oblique direction) When the color difference (magnitude of color change) Δu′v ′ at different observation angles is obtained from the degree coordinates (u 1 ′, v 1 ′) by the following equation:
Δu′v ′ = {(u 1 ′ −u 0 ′) 2 + (v 1 ′ −v 0 ′) 2 } 0.5
As shown in FIG. 2, due to the difference in diffusion characteristics of the diffuser, a large color change occurs depending on the difference in color difference Δu′v ′ of 0.09 at the maximum, that is, the viewing angle.
また、図3は、拡散特性の異なる拡散体A〜Eをそれぞれ設置して、異なる観察角度方向における拡散光強度を測定した結果を示しており、表1は、各拡散体A〜Eを設置したときの色差Δu’v’の最大値及び正面輝度の低下率を示している。この結果から、拡散する光Sの拡散角度が小さく、この拡散角度が20度以下程度しかない拡散体Aにおいては、色変化を抑制する効果がほとんど得られない(色差Δu’v’が大きい)ことが確認され、また、最も拡散光が広い範囲に拡がる拡散体Eよりも拡散角度の拡がりが小さい拡散体Dで色差Δu’v’が小さくなることが確認される。これにより、拡散体は、拡散光を広い範囲に拡散させるだけでなく、適切な方向に強く拡散させることが色変化を抑制するために重要であることが確認できる。また、図3及び表1の結果から、拡散角度45度近傍において拡散光強度が大きくなる拡散体ほど、色差Δu’v’が小さくなる傾向が認められる。 FIG. 3 shows the results of measuring diffused light intensity in different observation angle directions by installing diffusers A to E having different diffusion characteristics, and Table 1 shows each diffuser A to E installed. The maximum value of the color difference Δu′v ′ and the reduction rate of the front luminance are shown. From this result, in the diffuser A where the diffusion angle of the diffusing light S is small and the diffusion angle is only about 20 degrees or less, the effect of suppressing the color change is hardly obtained (the color difference Δu′v ′ is large). It is also confirmed that the color difference Δu′v ′ is smaller in the diffuser D having a smaller diffusion angle than the diffuser E in which the diffused light spreads over the widest range. Thereby, it can be confirmed that the diffuser not only diffuses the diffused light in a wide range but also strongly diffuses in an appropriate direction in order to suppress the color change. Further, from the results of FIG. 3 and Table 1, it is recognized that the color difference Δu′v ′ tends to be smaller as the diffuser has a larger diffused light intensity near the diffusion angle of 45 degrees.
また、図4は、拡散角度45度における色差Δu’v’の最大値が0.045程度(0.046〜0.047)を示す、すなわち色変化を抑制できる複数の拡散体F〜Jを抽出し、これら拡散体F〜Jをそれぞれ設けて正面方向Tの平行光線の光Sを入射した際の斜め方向における拡散光強度を測定した結果を示している。この結果から、拡散光の拡がり方は、それぞれの拡散体F〜Jによって大きく異なるが、拡散角度45度近傍においてはほぼ同等の拡散光強度を示すことが認められ、やはりこの45度近傍の角度が色変化の抑制に対して大きく影響していることが確認された。 FIG. 4 shows a plurality of diffusers F to J in which the maximum value of the color difference Δu′v ′ at a diffusion angle of 45 degrees is about 0.045 (0.046 to 0.047), that is, the color change can be suppressed. The result of having extracted and diffusing body FJ each and having measured the diffused light intensity in the diagonal direction when the light S of the parallel ray of the front direction T injects is shown. From this result, it is recognized that the spreading method of the diffused light is greatly different depending on each of the diffusers F to J. However, it is recognized that the diffused light intensity is almost equal in the vicinity of the diffusion angle of 45 degrees. Has been confirmed to have a great influence on the suppression of color change.
一方、一般に、拡散体を設けた場合には、表示した画像の正面輝度が低下するという問題が発生する。表2は、図4に示した拡散角度45度における色差Δu’v’の最大値が0.045程度(0.046〜0.047)となる複数の拡散体F〜Jをそれぞれ設けた場合における色差Δu’v’及び正面輝度低下率を示している。これら図4及び表2から、拡散光の拡がりが大きい拡散体ほど、正面輝度の低下が大きくなり、特に60度以上の範囲で拡散光強度が大きいもの(60度以上の範囲への拡がり方が大きい拡散体E)ほど、輝度低下が激しいことが確認された。 On the other hand, in general, when a diffuser is provided, there arises a problem that the front luminance of the displayed image is lowered. Table 2 shows a case where a plurality of diffusers FJ each having a maximum color difference Δu′v ′ of about 0.045 (0.046 to 0.047) at a diffusion angle of 45 degrees shown in FIG. 4 are provided. The color difference Δu′v ′ and the front luminance reduction rate are shown. From these FIG. 4 and Table 2, the diffuser having a larger spread of diffused light has a greater reduction in frontal luminance, and particularly has a large diffused light intensity in a range of 60 degrees or more (how to spread to a range of 60 degrees or greater). It was confirmed that the larger the diffuser E), the more severe the brightness decrease.
これに対し、図5は、色差Δu’v’が異なるが、輝度低下が約20%で同程度を示す複数の拡散体K〜Nの観察角度に対する拡散光強度を示している。この結果から、拡散角度が45度近傍において、拡散光強度が大きく異なるが、60度以上の拡散光強度がほぼ同程度となることが確認でき、これにより、輝度低下には拡散角度60度以上の拡散光強度が大きく影響することが確認された。 On the other hand, FIG. 5 shows the diffused light intensity with respect to the observation angles of a plurality of diffusers K to N that have different color differences Δu′v ′ but exhibit the same degree of decrease in luminance at about 20%. From this result, it can be confirmed that the diffused light intensity is greatly different in the vicinity of the diffusion angle of 45 degrees, but the diffused light intensity of 60 degrees or more is almost the same. It was confirmed that the intensity of diffused light greatly affected.
ここで、拡散体を設けることによる正面輝度の低下には、2つの原因が考えられ、まず一つには、一般に液晶テレビ等の液晶映像表示装置は、正面方向Tに光Sを集中(集光)させる場合が多く、拡散体によって光Sの拡がりが大きくなると、横方向へ回り込む光Sが増大し、これにより、正面輝度の低下を招く。また、もう一つの原因としては、図6に示すように、拡散体で拡散される光Sの一部が大きな拡散角度で拡散されて、表面(正面A1)に対して全反射角度より大きくなってしまい、表面A1で反射されて外部に出射されず、このような拡散光の存在により正面輝度が低下することが挙げられる。 Here, there are two possible causes for the decrease in the front luminance due to the provision of the diffuser. First, a liquid crystal image display device such as a liquid crystal television generally concentrates (collects) the light S in the front direction T. When the spread of the light S is increased by the diffuser, the light S that circulates in the lateral direction increases, thereby causing a reduction in front luminance. As another cause, as shown in FIG. 6, a part of the light S diffused by the diffuser is diffused at a large diffusion angle, and becomes larger than the total reflection angle with respect to the surface (front surface A1). In other words, it is reflected by the surface A1 and is not emitted to the outside, and the front luminance is lowered due to the presence of such diffused light.
これらのことから、拡散角度が45度近傍に強い拡散光が存在し、60度以上の方向には拡散光が少なくなるような拡散特性を持つ拡散体を設置することで、正面輝度の低下が少なく、観察角度の違いによる色変化を効率的に抑制できると判断される。 For these reasons, there is strong diffused light near a diffusion angle of 45 degrees, and a diffuser having a diffusion characteristic that reduces diffused light in a direction of 60 degrees or more reduces the front luminance. Therefore, it is judged that the color change due to the difference in the observation angle can be efficiently suppressed.
ついで、拡散角度が45度近傍の拡散光と、60度以上の方向の拡散光とを、どの程度の拡散光強度にすれば、正面輝度の低下が少なく、観察角度の違いによる色変化を効率的に抑制できる拡散体が得られるかを検討する。 Next, the intensity of the diffused light with a diffused angle in the vicinity of 45 degrees and diffused light in the direction of 60 degrees or more is reduced to reduce the front luminance, and the color change due to the difference in viewing angle is efficient. To obtain a diffuser that can be effectively controlled.
ここで、前述の図2に示すように、一般のVA型の液晶パネルを備えた液晶映像表示装置では、試験色としてCIE1974で規定された8試験色の色を液晶映像表示装置で表示させて測定した色差(色変化の大きさ)Δu’v’が、最大0.09となることから、この約半分の0.045程度(0.046〜0.047)の色差(色変化の大きさ)Δu’v’となる図4に示した拡散体F〜Jに対し、観察角度に対する拡散光の割合をそれぞれ測定した結果を図7に示す。また、表3に、各拡散体F〜Jでの観察角度θ1が35度〜55度の範囲に拡散する拡散光の割合を示す。 Here, as shown in FIG. 2 described above, in a liquid crystal image display device having a general VA type liquid crystal panel, eight test colors defined by CIE1974 are displayed on the liquid crystal image display device as test colors. Since the measured color difference (color change magnitude) Δu′v ′ is 0.09 at the maximum, the color difference (color change magnitude is about 0.045 (0.046 to 0.047), which is about half of this. FIG. 7 shows the results of measuring the ratio of diffused light with respect to the observation angle for the diffusers F to J shown in FIG. 4 having Δu′v ′. Table 3 shows the ratio of diffused light that diffuses in the range where the observation angle θ1 of each of the diffusers F to J is 35 degrees to 55 degrees.
これらの結果から、色差Δu’v’が0.045程度となり色変化を抑えることができる拡散体F〜Jでは、多少のばらつきは認められるが、全拡散光のうち観察角度35度〜55度の範囲に拡散される拡散光が、10〜12%程度であることが確認された。これにより、観察角度35度〜55度の範囲に全拡散光に対して10%以上の拡散光を拡散するような拡散特性を拡散体(本実施形態の拡散体10)が備えることで、従来に対し色変化を半分以下にする効果的な色変化の抑制性能が具備されることが確認された。
From these results, the diffusers F to J, which have a color difference Δu′v ′ of about 0.045 and can suppress the color change, show some variation, but the observation angle of 35 to 55 degrees out of the total diffused light. It was confirmed that the diffused light diffused in the range of about 10 to 12%. As a result, the diffusion body (the
一方、図8は、正面輝度低下率が30%前後となる拡散体O〜Rにおける斜め方向の拡散光の割合を示している。また、表4は、図8のそれぞれの拡散体O〜Rでの観察角度60度〜90度の範囲に拡散する拡散光の割合を示している。 On the other hand, FIG. 8 shows a ratio of diffused light in an oblique direction in the diffusers O to R in which the front luminance reduction rate is about 30%. Table 4 shows the ratio of diffused light diffused in the range of observation angles of 60 degrees to 90 degrees with the respective diffusers O to R in FIG.
これらの結果から、全拡散光に対し8%程度の拡散光が観察角度60度〜90度の範囲に拡散される拡散特性を拡散体が備えると、正面輝度の低下率を30%程度に抑えることができ、7%以下にすることで、確実に正面輝度の低下率を30%以下にできることが確認された。 From these results, when the diffuser has diffusion characteristics in which about 8% of the diffused light is diffused in the observation angle range of 60 to 90 degrees, the reduction rate of the front luminance is suppressed to about 30%. It was confirmed that the reduction rate of the front luminance can be reliably reduced to 30% or less by setting it to 7% or less.
したがって、以上の結果に基づき、図1に示した本実施形態の拡散体10及びこれを備える拡散フィルム11及び偏光フィルム4並びに液晶映像表示装置Aにおいては、拡散体10が、正面方向Tに対し35度〜55度の角度範囲θ1に10%以上の光Sが拡散し、60度〜90度の角度範囲θ2に7%以下の光Sが拡散する拡散特性を備えて形成されていることによって、従来の液晶映像表示装置と比較し、30%以下の若干の正面輝度低下は生じるものの、ほぼ半分以下となるように色変化を抑制することができる。よって、どこから見てもきれいな画像が観察できる液晶映像表示装置Aを得ることが可能になる。
Therefore, based on the above results, in the
なお、本発明は、上記の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、拡散フィルム11の拡散体10が放射線硬化型樹脂10bと内面散乱体(粒子)10aとで構成されているものとしたが、内面散乱体10aは粒子状物質である必要はなく、例えば液状の内面散乱体が分散されるように放射線硬化型樹脂10bと混ぜ合わせて形成されてもよい。この場合には、内面散乱体10a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)に応じて光Sを散乱(Mie散乱)させることになる。これに加えて、内面散乱体10aが分散配置される媒体は、放射線硬化型樹脂10b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。
In addition, this invention is not limited to said one Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in this embodiment, the
本発明の拡散体は、液晶表示装置の正面側に設けられる偏光層よりも正面側に設けられていればよい。本実施形態では、拡散フィルム11が偏光フィルム4の一部を構成するものとしたが、この拡散フィルム11は、偏光フィルム4と分離して用いられてもよい。
The diffuser of this invention should just be provided in the front side rather than the polarizing layer provided in the front side of a liquid crystal display device. In the present embodiment, the
ついで、以下に、本発明の実施例1を具体的に説明する。但し、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Next, Example 1 of the present invention will be specifically described below. However, the present invention is not limited to this embodiment.
本実施例は、本発明に係る正面方向Tに対し35度〜55度の角度範囲θ1に10%以上の光Sが拡散し、60度〜90度の角度範囲θ2に7%以下の光Sが拡散する拡散特性を備えた拡散体10を具備することによって、液晶映像表示装置Aの色変化や正面輝度低下を抑制可能であることを、具体例を示して実証するものである。
In this embodiment, 10% or more of light S diffuses in an angle range θ1 of 35 to 55 degrees with respect to the front direction T according to the present invention, and 7% or less of light S in an angle range θ2 of 60 to 90 degrees. It will be demonstrated with a specific example that the color change of the liquid crystal image display device A and the decrease in the front luminance can be suppressed by providing the
本実施例では、メチルエチルケトン(MEK)に、酢酸ビニル樹脂と、ある種のアクリル系モノマー、UV光に対する開始剤を溶かして、これらをTACフィルム(プラスチック基材フィルム8)上に塗工し、UV光を露光した後に、オーブンにより加熱を行なって拡散フィルム11を形成した。なお、本実施例では、このような方法で約20μmの厚みの拡散体10を形成している。
In this example, a vinyl acetate resin, a certain acrylic monomer, and an initiator for UV light are dissolved in methyl ethyl ketone (MEK), and these are coated on a TAC film (plastic base film 8). After exposure to light, the
そして、このように形成した拡散フィルム11に対し、垂直に平行光の光Sを入射し、透過して出射した拡散光の強度を、Eldim社製のEZ Contrastを用いて測定した。図9は、このようにして測定した拡散角度に対する拡散光強度を示しており、この図9の結果を基に、観察角度と光量比率の関係を求めた結果を図10に示す。これら図9及び図10の結果を基に、観察角度35度〜55度の角度範囲θ1の光Sの割合を求めたところ、約11.2%となり、また、観察角度60度〜90度の角度範囲θ2の光Sの割合は、約4%であった。
And the light S of the parallel light perpendicularly entered the diffused
そして、このような拡散フィルム11を、図1に示すように、VA型液晶パネル1に設けて、液晶映像表示装置Aの画面に試験色としてCIE1974で規定された8試験色の色を表示させ、色差Δu’v’を求めたところ、図11の結果が得られた。なお、本実施例の拡散体を備えていない従来の液晶パネル(元の液晶パネル)の観察角度と光量比率は、前述の図2に示す通りであり、この元の液晶パネルでは色差Δu’v’の最大値が約0.09であるのに対し、本実施例の拡散フィルム11を設けた場合には、色差Δu’v’の最大値が約0.046であった。
Then, as shown in FIG. 1, such a
また、このときの正面輝度は、元の液晶パネルが約420cdであるのに対し、本実施例の拡散フィルム11を設けた場合には、約350cdとなり、約16%の輝度低下で抑えることができた。
In addition, the front luminance at this time is about 350 cd when the original liquid crystal panel is about 420 cd, and is provided with the
さらに、実際に画像を観察してみたところ、見る角度に対する色や、階調の変化、また正面A1から見たときの輝度低下など、ほぼ気にかからない程度の良好な画像を観察することが可能であった。 Furthermore, when actually observing the image, it is possible to observe a good image that is almost unnoticeable, such as a change in color and gradation with respect to the viewing angle, and a decrease in luminance when viewed from the front A1. Met.
これにより、正面方向Tに対し35度〜55度の角度範囲θ1に10%以上の光Sが拡散し、60度〜90度の角度範囲θ2に7%以下の光Sが拡散する拡散特性を備えた拡散体10を具備することによって、液晶映像表示装置Aの色変化や正面輝度低下を抑制可能であることが実証された。
Thereby, 10% or more of light S diffuses in an angle range θ1 of 35 to 55 degrees with respect to the front direction T, and 7% or less of light S diffuses in an angle range θ2 of 60 to 90 degrees. It was proved that the color change of the liquid crystal image display device A and the decrease in front luminance can be suppressed by providing the provided
ついで、本発明の実施例2を具体的に説明する。但し、本発明は、本実施例に限定されるものではない。 Next, Example 2 of the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to this embodiment.
本実施例は、粒子径、屈折率などの条件を整えたフィラー(内面散乱体10a)を樹脂10b中に分散させて形成した拡散体10を備えることによって、液晶映像表示装置Aの色変化や正面輝度低下を抑制可能であることを、具体例を示して実証したものである。
In the present embodiment, the color change of the liquid crystal display device A is achieved by providing the
本実施例では、例えば、アクリル系のUV硬化樹脂10b中に粒子径1μmのシリカ系フィラー10aを分散させて、TACフィルム8上に塗工し、UV光を露光することで拡散フィルム11を形成した。なお、本実施例では、このような方法で約20μmの厚みの拡散体10を形成している。
In this embodiment, for example, a
そして、このように形成した拡散フィルム11に対し、垂直に平行光線の光Sを入射し、透過して出射した拡散光の強度を、Eldim社製のEZContrastを用いて測定した。図12は、このようにして測定した拡散角度に対する拡散光強度を示しており、この図12の結果を基に、観察角度と光量比率の関係を求めた結果を図13に示す。これら図12及び図13の結果を基に、観察角度35度〜55度の角度範囲θ1の光Sの割合を求めたところ、約10.6%となり、また、観察角度60度〜90度の角度範囲θ2の光Sの割合は、約3.8%であった。
Then, the intensity of the diffused light that was vertically incident on the diffused
そして、このような拡散フィルム11を、VA型液晶パネル1に設けて、液晶映像表示装置Aの画面に試験色としてCIE1974で規定された8試験色の色を表示させ、色差Δu’v’を求めたところ、図14の結果が得られ、本実施例の拡散フィルム11を設けることによって、色差Δu’v’の最大値が約0.045になることが確認された。
Then, such a
また、このとき、正面輝度は、本実施例の拡散体10を備えていない状態で約420cdとなるのに対し、本実施例の拡散フィルム11を設けた場合には、約360cdとなり、約14%の輝度低下で抑えることができた。
Further, at this time, the front luminance is about 420 cd in the state where the
さらに、実施例1と同様に、実際に画像を観察してみたところ、見る角度に対する色や、階調の変化、また正面から見たときの輝度低下など、ほぼ気にかからない程度の良好な画像を観察することができた。 Further, as in Example 1, when actually observing the image, a good image that is almost unnoticeable, such as a change in color and gradation with respect to the viewing angle, and a decrease in luminance when viewed from the front. Was able to be observed.
これにより、本実施例の拡散フィルム(拡散体10)11においても、正面方向Tに対し35度〜55度の角度範囲θ1に10%以上の光Sが拡散し、60度〜90度の角度範囲θ2に7%以下の光Sが拡散する拡散特性を備えることによって、液晶映像表示装置Aの色変化や正面輝度低下を抑制可能であることが実証された。 Thereby, also in the diffusion film (diffuser 10) 11 of this example, 10% or more of the light S is diffused in an angle range θ1 of 35 to 55 degrees with respect to the front direction T, and an angle of 60 to 90 degrees. It has been proved that the color change of the liquid crystal image display device A and the decrease in front luminance can be suppressed by providing diffusion characteristics in which 7% or less of light S diffuses in the range θ2.
1 液晶パネル
2 バックライト
3 液晶セル
4 偏光フィルム(一方の偏光フィルム)
5 偏光フィルム(他方の偏光フィルム)
7 偏光層
8 プラスチック基材フィルム
9 プラスチック基材フィルム
10 拡散体
10a 内面散乱体
10b 放射線硬化型樹脂(媒体)
11 拡散フィルム
A 液晶映像表示装置
A1 正面(前面)
S 光
T 正面方向
θ1 角度範囲
θ2 角度範囲
DESCRIPTION OF
5 Polarizing film (the other polarizing film)
7 Polarizing
11 Diffusion film A LCD image display device A1 Front (front)
S light T front direction θ1 angle range θ2 angle range
Claims (4)
前記正面に直交する正面方向に入射した平行光線の光が透過した際に、10%以上の前記光が前記正面方向に対し35度〜55度の角度範囲に拡散し、7%以下の前記光が前記正面方向に対し60度〜90度の角度範囲に拡散する拡散特性を備えることを特徴とする拡散体。 Used in a liquid crystal image display device including a vertical alignment type liquid crystal panel, and disposed on the front side of the liquid crystal panel for displaying an image, the color change of the image that occurs when the observation angle from the front side is changed. A diffuser to suppress,
When parallel rays incident in a front direction orthogonal to the front face are transmitted, 10% or more of the light diffuses in an angle range of 35 to 55 degrees with respect to the front direction, and 7% or less of the light. Has a diffusion characteristic of diffusing in an angle range of 60 degrees to 90 degrees with respect to the front direction.
プラスチック基材フィルム上に請求項1記載の拡散体を備えて形成されていることを特徴とする拡散フィルム。 A diffusion film disposed on the front side for displaying an image of a vertical alignment type liquid crystal panel, for diffusing light incident on the liquid crystal panel,
A diffusion film comprising the diffuser according to claim 1 on a plastic substrate film.
画像を表示する前記正面側に請求項1記載の拡散体を備えることを特徴とする偏光フィルム。 A polarizing film disposed on the front side for displaying an image of a vertical alignment type liquid crystal panel and polarizing light incident on the liquid crystal panel,
A polarizing film comprising the diffuser according to claim 1 on the front side for displaying an image.
前記液晶パネルの画像を表示する正面側に請求項1記載の拡散体を備えることを特徴とする液晶映像表示装置。 A liquid crystal image display device comprising a vertical alignment type liquid crystal panel,
A liquid crystal image display device comprising the diffuser according to claim 1 on a front side displaying an image of the liquid crystal panel.
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