JP3431763B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/02—Number of plates being 2
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- G02F2413/08—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation
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- G02F2413/12—Biaxial compensators
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ワードプロセッサ
やパーソナルコンピュータなどのＯＡ（オフィスオート
メーション）機器に採用されているディスプレイや、Ｃ
ＲＴ（陰極線管）の代わりとして提案されている液晶モ
ニターに用いられる大型のＳＴＮ（スーパツイステッド
ネマティック）型液晶表示装置に関する。
やパーソナルコンピュータなどのＯＡ（オフィスオート
メーション）機器に採用されているディスプレイや、Ｃ
ＲＴ（陰極線管）の代わりとして提案されている液晶モ
ニターに用いられる大型のＳＴＮ（スーパツイステッド
ネマティック）型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術のＳＴＮ型液晶表示装置は、一
対の偏光板と、一対の偏光板の間に挟まれて配置される
液晶表示素子と、偏光板と液晶表示素子との間に少なく
とも１枚配置される位相差板と、たとえば観測者側であ
る偏光板の外方側に配置される光拡散板とを含んで構成
される。液晶表示素子は、一対のガラス基板と、ガラス
基板の間に挟まれて配置される液晶層と、ガラス基板の
液晶層側の各表面に形成された透明電極と、透明電極の
液晶層側の各表面に形成された配向膜とを含んで構成さ
れる。液晶表示装置の観測者側とは反対側にバックライ
トシステムが配置され、バックライトシステムは液晶表
示装置側からプリズムシート、拡散シート、導光板、光
源の順に各構成部材が配置される。
対の偏光板と、一対の偏光板の間に挟まれて配置される
液晶表示素子と、偏光板と液晶表示素子との間に少なく
とも１枚配置される位相差板と、たとえば観測者側であ
る偏光板の外方側に配置される光拡散板とを含んで構成
される。液晶表示素子は、一対のガラス基板と、ガラス
基板の間に挟まれて配置される液晶層と、ガラス基板の
液晶層側の各表面に形成された透明電極と、透明電極の
液晶層側の各表面に形成された配向膜とを含んで構成さ
れる。液晶表示装置の観測者側とは反対側にバックライ
トシステムが配置され、バックライトシステムは液晶表
示装置側からプリズムシート、拡散シート、導光板、光
源の順に各構成部材が配置される。
【０００３】ＳＴＮ型液晶表示装置の課題として広視角
化が挙げられている。液晶表示装置の下に配置されたバ
ックライトシステムは、一般的に表示面に対して垂直な
方向の輝度である正面輝度を向上させるために、プリズ
ムシートを１枚または２枚含んで構成される。プリズム
シートを１枚配置するごとに、正面輝度は約７０％向上
する。しかしながら、溝の長手方向に直交する方向への
光の拡散は、プリズムシートの溝の頂角の角度に依存す
るので、プリズムシートに形成されている溝の構造上の
影響によって、視角が狭くなるという問題が生じる。視
角が狭くなる現象を解決するために、光拡散板や３次元
方向の屈折率を制御した３次元位相差板を用いて広視角
化する従来技術がある。
化が挙げられている。液晶表示装置の下に配置されたバ
ックライトシステムは、一般的に表示面に対して垂直な
方向の輝度である正面輝度を向上させるために、プリズ
ムシートを１枚または２枚含んで構成される。プリズム
シートを１枚配置するごとに、正面輝度は約７０％向上
する。しかしながら、溝の長手方向に直交する方向への
光の拡散は、プリズムシートの溝の頂角の角度に依存す
るので、プリズムシートに形成されている溝の構造上の
影響によって、視角が狭くなるという問題が生じる。視
角が狭くなる現象を解決するために、光拡散板や３次元
方向の屈折率を制御した３次元位相差板を用いて広視角
化する従来技術がある。
【０００４】特開平６−１９４６４８号公報や特表平７
−５０９３２７号公報に開示された技術は、前記光拡散
板を利用している。特開平６−１９４６４８号公報で
は、液晶表示素子の背面側に、上面がプリズム面、下面
が平滑面であるプリズムシートが配置され、液晶表示素
子のバックライトシステムとは反対側に、光拡散板が配
置される。プリズムシートによって進行方向を所定の方
向に揃えられた光は、光拡散板によって、全方面に拡散
され、広い視角範囲にわたってある程度同等のコントラ
ストや色調の画像情報を得ている。
−５０９３２７号公報に開示された技術は、前記光拡散
板を利用している。特開平６−１９４６４８号公報で
は、液晶表示素子の背面側に、上面がプリズム面、下面
が平滑面であるプリズムシートが配置され、液晶表示素
子のバックライトシステムとは反対側に、光拡散板が配
置される。プリズムシートによって進行方向を所定の方
向に揃えられた光は、光拡散板によって、全方面に拡散
され、広い視角範囲にわたってある程度同等のコントラ
ストや色調の画像情報を得ている。
【０００５】特表平７−５０９３２７号公報では、液晶
表示素子の背面側に反射手段または拡散手段を設け、液
晶表示素子の表側にテーパ付き導波管を配置している。
表示素子の背面側に反射手段または拡散手段を設け、液
晶表示素子の表側にテーパ付き導波管を配置している。
【０００６】特開平５−１５７９１１号公報に開示され
た技術は、前記３次元位相差板を利用している。当該技
術は、液晶表示装置の少なくとも片側に屈折率をｎｘ＞
ｎｚ＞ｎｙと設定した複屈折性フィルムを使用した３次
元位相差板を少なくとも１枚介して偏光板を配置してい
る。
た技術は、前記３次元位相差板を利用している。当該技
術は、液晶表示装置の少なくとも片側に屈折率をｎｘ＞
ｎｚ＞ｎｙと設定した複屈折性フィルムを使用した３次
元位相差板を少なくとも１枚介して偏光板を配置してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の液晶表示装
置では、光拡散板や３次元位相差板を用いて視角を改善
することによって、広い範囲にわたりほぼ同等のコント
ラストや色調の画像情報を得ている。しかしながら、従
来の光拡散板や３次元位相差板を利用した技術では、正
面方向への入射光をも全方向に拡散させているので、正
面方向のコントラストが低下する。また正面輝度を確保
するため、バックライトシステムにプリズムシートを利
用した場合、視角は激減する。
置では、光拡散板や３次元位相差板を用いて視角を改善
することによって、広い範囲にわたりほぼ同等のコント
ラストや色調の画像情報を得ている。しかしながら、従
来の光拡散板や３次元位相差板を利用した技術では、正
面方向への入射光をも全方向に拡散させているので、正
面方向のコントラストが低下する。また正面輝度を確保
するため、バックライトシステムにプリズムシートを利
用した場合、視角は激減する。
【０００８】本発明の目的は、正面方向のコントラスト
を確保しながら広い視角特性が得られる液晶表示装置を
提供することである。
を確保しながら広い視角特性が得られる液晶表示装置を
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の偏光板
と、偏光板間に介在されるＳＴＮ型の液晶表示素子と、
液晶表示素子から出射した光を予め定められる特定方向
に拡散する光拡散板と、少なくとも光出射側の偏光板と
液晶表示素子との間に介在され、前記光拡散板では拡散
しない方向の視角を改善する位相差板とを含んで構成さ
れる液晶表示装置において、前記光拡散板は、光出射側
の偏光板と該偏光板に近接する位相差板との間に配置さ
れてなり、屈折率が互いに異なる領域をそれぞれ有する
２枚のフィルムを積層して構成され、該領域は、フィル
ムの法線方向に対して前記特定方向に５５°以上７５°
以下の範囲に傾斜した方向に平行に設けられ、各フィル
ムの前記角度は、法線方向を中心として互いに反対方向
に設定されることを特徴とする液晶表示装置である。本
発明に従えば、一方の偏光板側から入射した光は、液晶
表示素子を透過して光出射側の位相差板に到達する。位
相差板は、光拡散板では拡散しない方向、たとえば特定
方向と直交する方向の視角を改善する。位相差板を透過
した光は、光拡散板に到達する。光拡散板は、入射した
光の正面コントラストを確保し、かつ予め定められる特
定方向へ光を拡散する。たとえば、光拡散板は左右方向
へ光を拡散し、位相差板は上下方向の視角を改善する。
このような光拡散板と位相差板とを含んで液晶表示装置
を構成することによって、充分な正面コントラストを保
持したまま、充分に広い視角特性を得ることができる。
前記光拡散板は、光出射側の偏光板と該偏光板に近接す
る位相差板との間に配置されることによって、正面コン
トラストを確保して広い視角特性を得ることができると
ともに光拡散板を保護することができる。また、このよ
うな配置は、光拡散板が位相差を持たない場合、すなわ
ち指向性を持たない場合に適している。さらに前記光拡
散板は上述のようにして構成され、２枚のフィルムの傾
斜方向に光が拡散される。すなわち光拡散板の法線方向
に沿って入射した光は、拡散されずにそのまま出射し、
正面コントラストを確保する。法線方向に対して傾斜し
た方向に入射した光は、前記傾斜方向を５５°以上７５
°以下の範囲で特定方向と一致させることによって、特
定方向に拡散されて視角が拡大される。
と、偏光板間に介在されるＳＴＮ型の液晶表示素子と、
液晶表示素子から出射した光を予め定められる特定方向
に拡散する光拡散板と、少なくとも光出射側の偏光板と
液晶表示素子との間に介在され、前記光拡散板では拡散
しない方向の視角を改善する位相差板とを含んで構成さ
れる液晶表示装置において、前記光拡散板は、光出射側
の偏光板と該偏光板に近接する位相差板との間に配置さ
れてなり、屈折率が互いに異なる領域をそれぞれ有する
２枚のフィルムを積層して構成され、該領域は、フィル
ムの法線方向に対して前記特定方向に５５°以上７５°
以下の範囲に傾斜した方向に平行に設けられ、各フィル
ムの前記角度は、法線方向を中心として互いに反対方向
に設定されることを特徴とする液晶表示装置である。本
発明に従えば、一方の偏光板側から入射した光は、液晶
表示素子を透過して光出射側の位相差板に到達する。位
相差板は、光拡散板では拡散しない方向、たとえば特定
方向と直交する方向の視角を改善する。位相差板を透過
した光は、光拡散板に到達する。光拡散板は、入射した
光の正面コントラストを確保し、かつ予め定められる特
定方向へ光を拡散する。たとえば、光拡散板は左右方向
へ光を拡散し、位相差板は上下方向の視角を改善する。
このような光拡散板と位相差板とを含んで液晶表示装置
を構成することによって、充分な正面コントラストを保
持したまま、充分に広い視角特性を得ることができる。
前記光拡散板は、光出射側の偏光板と該偏光板に近接す
る位相差板との間に配置されることによって、正面コン
トラストを確保して広い視角特性を得ることができると
ともに光拡散板を保護することができる。また、このよ
うな配置は、光拡散板が位相差を持たない場合、すなわ
ち指向性を持たない場合に適している。さらに前記光拡
散板は上述のようにして構成され、２枚のフィルムの傾
斜方向に光が拡散される。すなわち光拡散板の法線方向
に沿って入射した光は、拡散されずにそのまま出射し、
正面コントラストを確保する。法線方向に対して傾斜し
た方向に入射した光は、前記傾斜方向を５５°以上７５
°以下の範囲で特定方向と一致させることによって、特
定方向に拡散されて視角が拡大される。
【００１０】
【００１１】また本発明は、前記光拡散板は、光出射側
の偏光板の外方側に配置されてなり、互いに間隔をあけ
て設けられる複数のＶ字状でかつ長細状の凹所を表面に
有する延伸した高分子フィルムから成り、該凹所はその
頂角が３０°以上５０°以下の範囲に設定され前記特定
方向とは直交する方向に延びて形成されていることを特
徴とする液晶表示装置である。本発明に従えば、前記光
拡散板は、光出射側の偏光板の外方側に配置される。こ
の配置は、光拡散板が位相差を持つ場合、すなわち指向
性を持つ場合に適しており、光拡散板と光出射側の偏光
板との位相差によって生じる着色を防止することができ
る。光拡散板のＶ字状でかつ長細状の凹所は、その頂角
が３０°以上５０°以下の範囲に設定され、前記特定方
向と直交する方向に延びて形成される。光拡散板に対し
て法線方向に入射した光は、凹所を通過しない場合、拡
散されずにそのまま出射して正面コントラストを確保す
る。凹所を通過する場合、入射した光は特定方向に拡散
され、視角が拡大される。
の偏光板の外方側に配置されてなり、互いに間隔をあけ
て設けられる複数のＶ字状でかつ長細状の凹所を表面に
有する延伸した高分子フィルムから成り、該凹所はその
頂角が３０°以上５０°以下の範囲に設定され前記特定
方向とは直交する方向に延びて形成されていることを特
徴とする液晶表示装置である。本発明に従えば、前記光
拡散板は、光出射側の偏光板の外方側に配置される。こ
の配置は、光拡散板が位相差を持つ場合、すなわち指向
性を持つ場合に適しており、光拡散板と光出射側の偏光
板との位相差によって生じる着色を防止することができ
る。光拡散板のＶ字状でかつ長細状の凹所は、その頂角
が３０°以上５０°以下の範囲に設定され、前記特定方
向と直交する方向に延びて形成される。光拡散板に対し
て法線方向に入射した光は、凹所を通過しない場合、拡
散されずにそのまま出射して正面コントラストを確保す
る。凹所を通過する場合、入射した光は特定方向に拡散
され、視角が拡大される。
【００１２】
【００１３】
【００１４】また本発明は、前記位相差板の３次元方向
の屈折率ｎｘ，ｎｙ，ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係
を有し、前記光拡散板で拡散された光の拡散方向と、光
拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す角が、６０
°以上８０°以下の範囲に選ばれることを特徴とする。 本発明に従えば、前述したような関係を有する３次元位
相差板を最適な位置関係で範囲に配設することによっ
て、左右対称に拡大された視角特性を得ることができ
る。
の屈折率ｎｘ，ｎｙ，ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係
を有し、前記光拡散板で拡散された光の拡散方向と、光
拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す角が、６０
°以上８０°以下の範囲に選ばれることを特徴とする。 本発明に従えば、前述したような関係を有する３次元位
相差板を最適な位置関係で範囲に配設することによっ
て、左右対称に拡大された視角特性を得ることができ
る。
【００１５】また本発明は、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／
（ｎｘ−ｎｙ）で表され、前記位相差板の仰角変化に対
するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、
波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下の
範囲に選ばれることを特徴とする。 本発明に従えば、上述したようなＮｚ値を有する３次元
位相差板を用いることによって、全方向に対してバラン
ス良く拡大された視角特性を得ることができる。
（ｎｘ−ｎｙ）で表され、前記位相差板の仰角変化に対
するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、
波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下の
範囲に選ばれることを特徴とする。 本発明に従えば、上述したようなＮｚ値を有する３次元
位相差板を用いることによって、全方向に対してバラン
ス良く拡大された視角特性を得ることができる。
【００１６】また本発明は、前記位相差板は、一軸延伸
したフィルムから成り、前記光拡散板で拡散された光の
拡散方向と、光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との
成す角が、２０°以上３０°以下の範囲に選ばれること
を特徴とする。本発明に従えば、一軸延伸位相差板を最
適な位置関係で配設することによって、バランス良く拡
大された視角特性を得ることができる。
したフィルムから成り、前記光拡散板で拡散された光の
拡散方向と、光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との
成す角が、２０°以上３０°以下の範囲に選ばれること
を特徴とする。本発明に従えば、一軸延伸位相差板を最
適な位置関係で配設することによって、バランス良く拡
大された視角特性を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
ある液晶表示装置１の構成を示す断面図である。液晶表
示装置１は、液晶表示素子２と、３次元位相差板３，４
と、偏光板５，６と、光拡散板７とを含んで構成され
る。偏光板５，６の間には、ＳＴＮ型の液晶表示素子２
が配置される。３次元位相差板３，４は、たとえば偏光
板５，６と液晶表示素子２との間にそれぞれ配置され
る。光拡散板７は、観測者側である偏光板５の外方側に
配置される。
ある液晶表示装置１の構成を示す断面図である。液晶表
示装置１は、液晶表示素子２と、３次元位相差板３，４
と、偏光板５，６と、光拡散板７とを含んで構成され
る。偏光板５，６の間には、ＳＴＮ型の液晶表示素子２
が配置される。３次元位相差板３，４は、たとえば偏光
板５，６と液晶表示素子２との間にそれぞれ配置され
る。光拡散板７は、観測者側である偏光板５の外方側に
配置される。
【００１８】前記液晶表示素子２は、液晶分子９を含む
液晶層８と、配向膜１０，１１と、透明電極１２，１３
と、透光性を有するガラス基板１４，１５とを含んで構
成される。ガラス基板１４，１５の間に液晶層８が配置
される。ガラス基板１４，１５の液晶層８側の各表面に
は、それぞれ透明電極１２，１３が形成される。また、
ガラス基板１４，１５の透明電極１２，１３が形成され
た各表面には、ほぼ全面にわたって配向膜１０，１１が
それぞれ形成される。
液晶層８と、配向膜１０，１１と、透明電極１２，１３
と、透光性を有するガラス基板１４，１５とを含んで構
成される。ガラス基板１４，１５の間に液晶層８が配置
される。ガラス基板１４，１５の液晶層８側の各表面に
は、それぞれ透明電極１２，１３が形成される。また、
ガラス基板１４，１５の透明電極１２，１３が形成され
た各表面には、ほぼ全面にわたって配向膜１０，１１が
それぞれ形成される。
【００１９】透明電極１２，１３は、たとえばＩＴＯ
（インジウム錫酸化物）から成り、優れた導電性を有す
る。配向膜１０，１１は、たとえばポリイミド樹脂から
成り、その表面にはガラス基板１４，１５の間に挟まれ
た液晶層８の液晶分子９の配向方向を規制するために、
たとえばラビング処理によって配向処理が施されてい
る。
（インジウム錫酸化物）から成り、優れた導電性を有す
る。配向膜１０，１１は、たとえばポリイミド樹脂から
成り、その表面にはガラス基板１４，１５の間に挟まれ
た液晶層８の液晶分子９の配向方向を規制するために、
たとえばラビング処理によって配向処理が施されてい
る。
【００２０】配向膜１０，１１がそれぞれ形成されたガ
ラス基板１４，１５は、該基板間で液晶分子９が２６０
°のねじれ構造を取るように配向処理方向が選ばれて貼
合わせられている。液晶層８の液晶材料には、たとえば
正の誘電率異方性を有するネマティック液晶に、ねじれ
方向を規制するために必要なカイラル物質として、コレ
ステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料が
用いられる。液晶層８の屈折率異方性Δｎは、混合液晶
材料によってたとえば０．１４３とされ、液晶層８の厚
みは、たとえば６．０μｍに設定される。
ラス基板１４，１５は、該基板間で液晶分子９が２６０
°のねじれ構造を取るように配向処理方向が選ばれて貼
合わせられている。液晶層８の液晶材料には、たとえば
正の誘電率異方性を有するネマティック液晶に、ねじれ
方向を規制するために必要なカイラル物質として、コレ
ステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料が
用いられる。液晶層８の屈折率異方性Δｎは、混合液晶
材料によってたとえば０．１４３とされ、液晶層８の厚
みは、たとえば６．０μｍに設定される。
【００２１】３次元位相差板３，４は、３次元方向でそ
れぞれ屈折率が異なり、３方向の主屈折率をｎｘ，ｎ
ｙ，ｎｚとして、面内に含まれる方向の屈折率をｎｘ，
ｎｙ（ｎｘ＞ｎｙ）とし、厚み方向の屈折率をｎｚとす
ると、３方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙに設定され
る。
れぞれ屈折率が異なり、３方向の主屈折率をｎｘ，ｎ
ｙ，ｎｚとして、面内に含まれる方向の屈折率をｎｘ，
ｎｙ（ｎｘ＞ｎｙ）とし、厚み方向の屈折率をｎｚとす
ると、３方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙに設定され
る。
【００２２】また、３次元位相差板３，４の遅相軸方向
の仰角の変化に対応するリタデーション変化の割合を３
次元方向の屈折率を用いて、係数Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）
／（ｎｘ−ｎｙ）と規定し、波長λが６３３ｎｍのとき
にＮｚ＝０．３である３次元位相差板３，４が用いられ
る。このような３次元位相差板３，４は、たとえば日東
電工製フィルムや住友化学製フィルムを使用し、ポリカ
ーボネイトを材質とし、リタデーション値が４３５ｎｍ
のもので実現できる。
の仰角の変化に対応するリタデーション変化の割合を３
次元方向の屈折率を用いて、係数Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）
／（ｎｘ−ｎｙ）と規定し、波長λが６３３ｎｍのとき
にＮｚ＝０．３である３次元位相差板３，４が用いられ
る。このような３次元位相差板３，４は、たとえば日東
電工製フィルムや住友化学製フィルムを使用し、ポリカ
ーボネイトを材質とし、リタデーション値が４３５ｎｍ
のもので実現できる。
【００２３】なお、前記Ｎｚ値は、全方向にバランスの
良い視角特性を得るため０．２以上０．４以下の範囲に
選ぶことが好ましい。偏光板５，６は、単体透過率が、
たとえば４５％に選ばれ、偏光度が、たとえば９９．９
％に選ばれる。
良い視角特性を得るため０．２以上０．４以下の範囲に
選ぶことが好ましい。偏光板５，６は、単体透過率が、
たとえば４５％に選ばれ、偏光度が、たとえば９９．９
％に選ばれる。
【００２４】光拡散板７は、ポリカーボネイトを延伸し
たフィルム、たとえば日東電工製ＨＭＷフィルムで実現
できる。本形態の光拡散板７は、高分子材料を延伸して
形成されるので位相差を有する。したがって偏光板５の
液晶表示素子２側に配置した場合、位相差により着色す
るので、偏光板５の外方側に配置される。
たフィルム、たとえば日東電工製ＨＭＷフィルムで実現
できる。本形態の光拡散板７は、高分子材料を延伸して
形成されるので位相差を有する。したがって偏光板５の
液晶表示素子２側に配置した場合、位相差により着色す
るので、偏光板５の外方側に配置される。
【００２５】図２は、光拡散板７の断面斜視図である。
光拡散板７の観測者側の表面１６には、Ｖ字状でかつ長
細状のくぼみ１７が多数形成され、液晶表示素子２側の
表面１８は平滑面である。くぼみ１７は、観測者側の表
面１６にくぼみ１７の長手方向を一定方向に揃えて多数
配置される。たとえばくぼみ１７の頂角θ１は３０°以
上５０°以下の範囲に設定され、くぼみ１７の深さｄは
約２μｍに設定され、隣接するくぼみ１７間の間隔Ｌは
約１μｍに設定され、１ｃｍ2あたり約１５万個以上の
くぼみ１７が表面１６内に均等に分布される。
光拡散板７の観測者側の表面１６には、Ｖ字状でかつ長
細状のくぼみ１７が多数形成され、液晶表示素子２側の
表面１８は平滑面である。くぼみ１７は、観測者側の表
面１６にくぼみ１７の長手方向を一定方向に揃えて多数
配置される。たとえばくぼみ１７の頂角θ１は３０°以
上５０°以下の範囲に設定され、くぼみ１７の深さｄは
約２μｍに設定され、隣接するくぼみ１７間の間隔Ｌは
約１μｍに設定され、１ｃｍ2あたり約１５万個以上の
くぼみ１７が表面１６内に均等に分布される。
【００２６】光拡散板７の表面１８から垂直に入射した
光１９，２１のうちの、くぼみ１７を透過する光１９
が、たとえばくぼみ１７を構成する一側面１７ａに垂直
な軸２０に対して入射角θ２で入射すると、スネルの法
則に従って、軸２０に対してθ２とは異なる出射角θ３
の方向へ拡散される。したがって、くぼみ１７の長手方
向とは直交する方向に光を拡散することができる。ま
た、くぼみ１７を透過しない光２１は、屈折せずに正面
方向へ出射する。
光１９，２１のうちの、くぼみ１７を透過する光１９
が、たとえばくぼみ１７を構成する一側面１７ａに垂直
な軸２０に対して入射角θ２で入射すると、スネルの法
則に従って、軸２０に対してθ２とは異なる出射角θ３
の方向へ拡散される。したがって、くぼみ１７の長手方
向とは直交する方向に光を拡散することができる。ま
た、くぼみ１７を透過しない光２１は、屈折せずに正面
方向へ出射する。
【００２７】図３は、液晶表示装置１の各構成部材の配
設条件を示す図である。矢印Ｐ１はガラス基板１４に形
成されている配向膜１０の液晶分子配向軸を示し、矢印
Ｐ２はガラス基板１５に形成されている配向膜１１の液
晶分子配向軸を示し、矢印Ｐ３は光拡散板７の視角拡大
方向、すなわち前記くぼみ１７の長手方向とは直交する
方向を示し、矢印Ｐ４は偏光板５の吸収軸方向を示し、
矢印Ｐ５は偏光板６の吸収軸方向を示し、矢印Ｐ６は３
次元位相差板３の遅相軸方向を示し、矢印Ｐ７は３次元
位相差板４の遅相軸方向を示す。
設条件を示す図である。矢印Ｐ１はガラス基板１４に形
成されている配向膜１０の液晶分子配向軸を示し、矢印
Ｐ２はガラス基板１５に形成されている配向膜１１の液
晶分子配向軸を示し、矢印Ｐ３は光拡散板７の視角拡大
方向、すなわち前記くぼみ１７の長手方向とは直交する
方向を示し、矢印Ｐ４は偏光板５の吸収軸方向を示し、
矢印Ｐ５は偏光板６の吸収軸方向を示し、矢印Ｐ６は３
次元位相差板３の遅相軸方向を示し、矢印Ｐ７は３次元
位相差板４の遅相軸方向を示す。
【００２８】液晶表示装置１を光拡散板７側から見たと
き、１２時−６時方向（上下方向）の軸２２と、９時−
３時方向（左右方向）の軸２３を基準として、矢印Ｐ１
は軸２３から時計まわりに４０°の方向に配設され、矢
印Ｐ２は軸２２から時計まわりに５０°の方向に配設さ
れ、矢印Ｐ３は軸２３の軸上の方向に配設され、矢印Ｐ
４は軸２２から時計まわりに８５°の方向に配設され、
矢印Ｐ５は軸２２から時計まわりに５°の方向に配設さ
れ、矢印Ｐ６は軸２２から時計まわりに２５°の方向に
配設され、矢印Ｐ７は軸２２から反時計まわりに２５°
の方向に配設される。３次元位相差板３の遅相軸方向Ｐ
６と、光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との成す角は、視
角特性を左右対称にするために６０°以上８０°以下の
範囲に設定することが好ましい。
き、１２時−６時方向（上下方向）の軸２２と、９時−
３時方向（左右方向）の軸２３を基準として、矢印Ｐ１
は軸２３から時計まわりに４０°の方向に配設され、矢
印Ｐ２は軸２２から時計まわりに５０°の方向に配設さ
れ、矢印Ｐ３は軸２３の軸上の方向に配設され、矢印Ｐ
４は軸２２から時計まわりに８５°の方向に配設され、
矢印Ｐ５は軸２２から時計まわりに５°の方向に配設さ
れ、矢印Ｐ６は軸２２から時計まわりに２５°の方向に
配設され、矢印Ｐ７は軸２２から反時計まわりに２５°
の方向に配設される。３次元位相差板３の遅相軸方向Ｐ
６と、光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との成す角は、視
角特性を左右対称にするために６０°以上８０°以下の
範囲に設定することが好ましい。
【００２９】図４は、液晶表示装置１に組合わせて用い
られるバックライトシステム２４の構成を示す図であ
る。バックライトシステム２４は、たとえば直下型方式
で実現され、光源２５と、導光板２６と、拡散シート２
７と、プリズムシート２８，２９とを含んで構成され
る。
られるバックライトシステム２４の構成を示す図であ
る。バックライトシステム２４は、たとえば直下型方式
で実現され、光源２５と、導光板２６と、拡散シート２
７と、プリズムシート２８，２９とを含んで構成され
る。
【００３０】光源２５は、たとえば冷陰極管によって実
現され、液晶表示装置１の長辺方向に平行に配置され
る。導光板２６は、アクリル板から成り、光源２５の液
晶表示装置１側に配置される。拡散シート２７は、ポリ
カーボネイトまたはポリエチレンテレフタレートから成
り、上面に多数のＶ字状ストライプ溝を平行に配列形成
したプリズム面を有し、導光板２６の液晶表示装置１側
に配置される。
現され、液晶表示装置１の長辺方向に平行に配置され
る。導光板２６は、アクリル板から成り、光源２５の液
晶表示装置１側に配置される。拡散シート２７は、ポリ
カーボネイトまたはポリエチレンテレフタレートから成
り、上面に多数のＶ字状ストライプ溝を平行に配列形成
したプリズム面を有し、導光板２６の液晶表示装置１側
に配置される。
【００３１】プリズムシート２８，２９は、アクリル樹
脂またはポリエチレンテレフタレートから成り、拡散シ
ート２７と液晶表示装置１との間に配置される。拡散シ
ート２７側のプリズムシート２８には、長辺方向３０ａ
に平行に溝が形成され、液晶表示装置１側のプリズムシ
ート２９には、パネルとの光の干渉を防ぐために長辺方
向３０ａに対して、直交する短辺方向から５°程度右に
傾けた方向３０ｂに平行に溝が形成される。
脂またはポリエチレンテレフタレートから成り、拡散シ
ート２７と液晶表示装置１との間に配置される。拡散シ
ート２７側のプリズムシート２８には、長辺方向３０ａ
に平行に溝が形成され、液晶表示装置１側のプリズムシ
ート２９には、パネルとの光の干渉を防ぐために長辺方
向３０ａに対して、直交する短辺方向から５°程度右に
傾けた方向３０ｂに平行に溝が形成される。
【００３２】続いて、液晶表示装置１とバックライトシ
ステム２４とを組合せたときの動作について述べる。バ
ックライトシステム２４において、照明光源２５として
用いられる冷陰極管は線光源であり、放射された光は均
一性がなく、光源２５から遠去かるにつれて輝度が低下
するので、導光板２６によって導光板内部の多重反射を
利用して、光源２５から継続的に発せられる光を面全体
へ一様に導く。面全体へ導かれた光は、拡散シート２７
によって拡散され、正面方向に向けて出射される。導光
板２６と拡散シート２７とによって線光源から面光源化
された光は、液晶表示装置１の光入射面に均一な光とし
て照射される。
ステム２４とを組合せたときの動作について述べる。バ
ックライトシステム２４において、照明光源２５として
用いられる冷陰極管は線光源であり、放射された光は均
一性がなく、光源２５から遠去かるにつれて輝度が低下
するので、導光板２６によって導光板内部の多重反射を
利用して、光源２５から継続的に発せられる光を面全体
へ一様に導く。面全体へ導かれた光は、拡散シート２７
によって拡散され、正面方向に向けて出射される。導光
板２６と拡散シート２７とによって線光源から面光源化
された光は、液晶表示装置１の光入射面に均一な光とし
て照射される。
【００３３】このとき面光源化された光は、液晶表示装
置１に到達する前に正面輝度を向上させるためにプリズ
ムシート２８，２９を透過する。プリズムシート２８，
２９は、拡散シート２７から発せられた面光源の光に、
プリズムシートに形成された溝方向３０ａ，３０ｂによ
って指向性を持たせ、正面輝度を高めて液晶表示装置１
に照射させる。
置１に到達する前に正面輝度を向上させるためにプリズ
ムシート２８，２９を透過する。プリズムシート２８，
２９は、拡散シート２７から発せられた面光源の光に、
プリズムシートに形成された溝方向３０ａ，３０ｂによ
って指向性を持たせ、正面輝度を高めて液晶表示装置１
に照射させる。
【００３４】プリズムシート２８，２９は正面輝度を向
上させるために配置されるが、プリズムシート２８，２
９による光の拡散は、該シートの溝の頂角の角度に依存
するので、視角が狭くなるという問題が生じる。本形態
では、液晶表示装置１内に光拡散板７や３次元方向の屈
折率を制御した３次元位相差板３，４を最適な条件で配
設することで視角を拡大し、視角特性を改善している。
上させるために配置されるが、プリズムシート２８，２
９による光の拡散は、該シートの溝の頂角の角度に依存
するので、視角が狭くなるという問題が生じる。本形態
では、液晶表示装置１内に光拡散板７や３次元方向の屈
折率を制御した３次元位相差板３，４を最適な条件で配
設することで視角を拡大し、視角特性を改善している。
【００３５】液晶表示装置１において、偏光板６に照射
されたバックライトシステム２４からの光は、互いに直
交する２つの偏光成分に分けられ、一方の成分が吸収ま
たは分散されることによって、他方の成分の光だけが透
過する。偏光板６を透過した光は、３次元位相差板４に
入射する。３次元位相差板は、遅相軸方向の仰角に対応
するリタデーション変化を自由にコントロールできるの
で、係数Ｎｚを変化させることによって、２次元位相差
板よりも視角を広くすることができる。したがって３次
元位相差板４を透過することによって、１２時−６時方
向の視角が改善される。
されたバックライトシステム２４からの光は、互いに直
交する２つの偏光成分に分けられ、一方の成分が吸収ま
たは分散されることによって、他方の成分の光だけが透
過する。偏光板６を透過した光は、３次元位相差板４に
入射する。３次元位相差板は、遅相軸方向の仰角に対応
するリタデーション変化を自由にコントロールできるの
で、係数Ｎｚを変化させることによって、２次元位相差
板よりも視角を広くすることができる。したがって３次
元位相差板４を透過することによって、１２時−６時方
向の視角が改善される。
【００３６】液晶層８の液晶分子９は、電圧無印加時に
は配向膜１０，１１によってねじれて配列する。ガラス
基板１５側から入射した光は、光学的な異方性を有する
液晶分子９の配列に沿って、光の施光性によってねじら
れ、ガラス基板１４を透過する。ガラス基板１４を透過
した光は、３次元位相差板３によって３次元位相差板４
と同様にして１２時−６時方向の視角が改善される。３
次元位相差板３を透過した光は、偏光板５によってたと
えば透過される。
は配向膜１０，１１によってねじれて配列する。ガラス
基板１５側から入射した光は、光学的な異方性を有する
液晶分子９の配列に沿って、光の施光性によってねじら
れ、ガラス基板１４を透過する。ガラス基板１４を透過
した光は、３次元位相差板３によって３次元位相差板４
と同様にして１２時−６時方向の視角が改善される。３
次元位相差板３を透過した光は、偏光板５によってたと
えば透過される。
【００３７】透明電極１２，１３間に電圧を印加して、
液晶層８に電界を生じさせた電圧印加時には、液晶分子
９の長軸方向がガラス基板１４，１５に対して垂直な方
向に移行する。移行した液晶分子９の分子配列は、電圧
無印加時の分子配列状態とは異なり、偏光板６から入射
した光は、偏光板５によって遮断される。このように電
界によって入射光の透過／遮断を制御して、画像を表示
させることができる。
液晶層８に電界を生じさせた電圧印加時には、液晶分子
９の長軸方向がガラス基板１４，１５に対して垂直な方
向に移行する。移行した液晶分子９の分子配列は、電圧
無印加時の分子配列状態とは異なり、偏光板６から入射
した光は、偏光板５によって遮断される。このように電
界によって入射光の透過／遮断を制御して、画像を表示
させることができる。
【００３８】偏光板５を透過した光は、光拡散板７によ
って９時−３時方向に拡散される。光拡散板７のくぼみ
１７のない部分に垂直に入射した光は、そのまま出射さ
れるので、正面コントラストの低下を防ぐことができ
る。光拡散板７のくぼみ１７のある部分に入射した光
は、前述したようにスネルの法則に従って、３次元位相
差板３，４によって視角が改善されなかった９時−３時
方向に拡散される。
って９時−３時方向に拡散される。光拡散板７のくぼみ
１７のない部分に垂直に入射した光は、そのまま出射さ
れるので、正面コントラストの低下を防ぐことができ
る。光拡散板７のくぼみ１７のある部分に入射した光
は、前述したようにスネルの法則に従って、３次元位相
差板３，４によって視角が改善されなかった９時−３時
方向に拡散される。
【００３９】このように配設条件を最適化することによ
って、光拡散板７による視角拡大方向と３次元位相差板
３，４による視角拡大方向のバランスを取り、正面コン
トラストを確保しながら、全方向への広視角化が可能と
なる。
って、光拡散板７による視角拡大方向と３次元位相差板
３，４による視角拡大方向のバランスを取り、正面コン
トラストを確保しながら、全方向への広視角化が可能と
なる。
【００４０】図５は、本発明の第２実施形態である液晶
表示装置１ａの構成を示す断面図である。液晶表示装置
１ａは、前記液晶表示装置１と同様に液晶表示素子２と
位相差板３，４と、偏光板５，６と、光拡散板７ａとを
含んで構成される。光拡散板７ａ以外の構成は、図１と
同様であり、構成部材、配置軸、各構成部材の配設条
件、およびバックライトシステムの配置は、第１実施形
態と同様である。第１実施形態と異なる点は、位相差を
持たない光拡散板７ａをたとえば外部からの衝撃から保
護することを目的として、偏光板５と３次元位相差板３
との間に挟んで配置していることである。したがって液
晶表示装置１ａは、観測者側から偏光板５、光拡散板７
ａ、３次元位相差板３、液晶表示素子２、３次元位相差
板４、偏光板６の順序で積層して配置される。
表示装置１ａの構成を示す断面図である。液晶表示装置
１ａは、前記液晶表示装置１と同様に液晶表示素子２と
位相差板３，４と、偏光板５，６と、光拡散板７ａとを
含んで構成される。光拡散板７ａ以外の構成は、図１と
同様であり、構成部材、配置軸、各構成部材の配設条
件、およびバックライトシステムの配置は、第１実施形
態と同様である。第１実施形態と異なる点は、位相差を
持たない光拡散板７ａをたとえば外部からの衝撃から保
護することを目的として、偏光板５と３次元位相差板３
との間に挟んで配置していることである。したがって液
晶表示装置１ａは、観測者側から偏光板５、光拡散板７
ａ、３次元位相差板３、液晶表示素子２、３次元位相差
板４、偏光板６の順序で積層して配置される。
【００４１】図６は、光拡散板７ａの断面図である。光
拡散板７ａは、たとえば住友化学製ルミスティーを使用
し、屈折率が互いに異なる２種類の領域３１，３２をそ
れぞれ有する２枚のフィルム３３，３４を積層して構成
される。領域３１，３２は、フィルムの法線方向３５に
対して所定の角度θ４だけ傾斜した方向に平行に設定さ
れる。各フィルム３３，３４の所定の角度θ４は、フィ
ルムの法線方向３５を中心として互いに反対方向に設定
される。フィルム３３，３４を設定する際、各領域３
１，３２は、屈折率が同じ領域どうしを合わせて配置し
てもよいし、合わさずに配置しても構わない。いずれの
配置によっても同じ効果を得ることができる。また角度
θ４は、５５°以上７５°以下の範囲に選ぶことが好ま
しく、本実施形態では角度θ４は、６５°に選ばれる。
拡散板７ａは、たとえば住友化学製ルミスティーを使用
し、屈折率が互いに異なる２種類の領域３１，３２をそ
れぞれ有する２枚のフィルム３３，３４を積層して構成
される。領域３１，３２は、フィルムの法線方向３５に
対して所定の角度θ４だけ傾斜した方向に平行に設定さ
れる。各フィルム３３，３４の所定の角度θ４は、フィ
ルムの法線方向３５を中心として互いに反対方向に設定
される。フィルム３３，３４を設定する際、各領域３
１，３２は、屈折率が同じ領域どうしを合わせて配置し
てもよいし、合わさずに配置しても構わない。いずれの
配置によっても同じ効果を得ることができる。また角度
θ４は、５５°以上７５°以下の範囲に選ぶことが好ま
しく、本実施形態では角度θ４は、６５°に選ばれる。
【００４２】光拡散板７ａに法線方向３５から入射した
光は、そのままの状態を保ち法線方向３５に出射し、正
面コントラストを確保する。光拡散板７ａに角度θ４と
平行に入射した光３６は、ブラッグ回析によって拡散
し、９時−３時方向の視角を拡大する。各フィルム３
３，３４は、それぞれ一方向に入射した光しか視角を拡
大できないので、積層して配置することによって、視角
を９時−３時方向に拡大している。
光は、そのままの状態を保ち法線方向３５に出射し、正
面コントラストを確保する。光拡散板７ａに角度θ４と
平行に入射した光３６は、ブラッグ回析によって拡散
し、９時−３時方向の視角を拡大する。各フィルム３
３，３４は、それぞれ一方向に入射した光しか視角を拡
大できないので、積層して配置することによって、視角
を９時−３時方向に拡大している。
【００４３】図７は、第１比較例である液晶表示装置１
ｂの構成を示す断面図である。液晶表示装置１ｂは、液
晶表示素子２と、３次元位相差板３，４と、偏光板５，
６とを含んで構成される。各構成部材、配置軸およびバ
ックライトシステムの配置は、第１実施形態と同様であ
る。第１実施形態と異なる点は、光拡散板７が配置され
ないことである。
ｂの構成を示す断面図である。液晶表示装置１ｂは、液
晶表示素子２と、３次元位相差板３，４と、偏光板５，
６とを含んで構成される。各構成部材、配置軸およびバ
ックライトシステムの配置は、第１実施形態と同様であ
る。第１実施形態と異なる点は、光拡散板７が配置され
ないことである。
【００４４】図８は、液晶表示装置１ｂの各構成部材の
配設条件を示す図である。矢印Ｐ８はガラス基板１４に
形成されている配向膜１０の液晶分子配向軸を示し、矢
印Ｐ９はガラス基板１５に形成されている配向膜１１の
液晶分子配向軸を示し、矢印Ｐ１０は偏光板５の吸収軸
方向を示し、矢印Ｐ１１は偏光板６の吸収軸方向を示
し、矢印Ｐ１２は３次元位相差板３の遅相軸方向を示
し、矢印Ｐ１３は３次元位相差板４の遅相軸方向を示
す。各構成部材の配設条件は、第１実施形態と同様であ
る。
配設条件を示す図である。矢印Ｐ８はガラス基板１４に
形成されている配向膜１０の液晶分子配向軸を示し、矢
印Ｐ９はガラス基板１５に形成されている配向膜１１の
液晶分子配向軸を示し、矢印Ｐ１０は偏光板５の吸収軸
方向を示し、矢印Ｐ１１は偏光板６の吸収軸方向を示
し、矢印Ｐ１２は３次元位相差板３の遅相軸方向を示
し、矢印Ｐ１３は３次元位相差板４の遅相軸方向を示
す。各構成部材の配設条件は、第１実施形態と同様であ
る。
【００４５】図９は、第２比較例である液晶表示装置１
ｃの構成を示す断面図である。液晶表示装置１ｃは、第
１実施形態と同様に液晶表示素子２と、３次元位相差板
３，４と、偏光板５，６と、光拡散板７ｃとを含んで構
成される。各構成部材、配置軸およびバックライトシス
テムの配置は、第１実施形態と同様である。第１実施形
態と異なる点は、光拡散板７ｃが指光性を持たないフィ
ルムであり、光を全方向に拡散することによって視角を
拡大していることである。各構成部材の配設条件は、第
１実施形態と同じである。
ｃの構成を示す断面図である。液晶表示装置１ｃは、第
１実施形態と同様に液晶表示素子２と、３次元位相差板
３，４と、偏光板５，６と、光拡散板７ｃとを含んで構
成される。各構成部材、配置軸およびバックライトシス
テムの配置は、第１実施形態と同様である。第１実施形
態と異なる点は、光拡散板７ｃが指光性を持たないフィ
ルムであり、光を全方向に拡散することによって視角を
拡大していることである。各構成部材の配設条件は、第
１実施形態と同じである。
【００４６】次に第１および第２の実施形態と第１比較
例とのイソコントラストカーブによる視角特性の評価結
果について述べる。
例とのイソコントラストカーブによる視角特性の評価結
果について述べる。
【００４７】図１０は、コントラストＣｏ＝４が得られ
る第１実施形態および第１比較例のイソコントラストカ
ーブを表すグラフである。曲線の内方がＣｏ＞４の範囲
であり、曲線の外方がＣｏ＜４の範囲である。イソコン
トラストカーブでは、表示面の１２時方向を０°とし、
３時方向を９０°とし、６時方向を１８０°とし、９時
方向を２７０°として表している。イソコントラストカ
ーブの中心点を表示面に対して垂直方向の０°とし、円
の中心から放射状に描かれている円によって、０°から
５０°までの視角範囲の傾きを表している。
る第１実施形態および第１比較例のイソコントラストカ
ーブを表すグラフである。曲線の内方がＣｏ＞４の範囲
であり、曲線の外方がＣｏ＜４の範囲である。イソコン
トラストカーブでは、表示面の１２時方向を０°とし、
３時方向を９０°とし、６時方向を１８０°とし、９時
方向を２７０°として表している。イソコントラストカ
ーブの中心点を表示面に対して垂直方向の０°とし、円
の中心から放射状に描かれている円によって、０°から
５０°までの視角範囲の傾きを表している。
【００４８】図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）は、第１実施
形態において３次元位相差板３，４の係数Ｎｚを０．１
〜０．５まで０．１ずつ変化したときの結果を示し、図
１０（Ｆ）は第１比較例の結果を示す。光拡散板７を設
けた図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）に示される結果の方
が、光拡散板７を設けない図１０（Ｆ）に示される結果
よりも広い視角範囲が得られることが判る。また係数Ｎ
ｚが０．２〜０．４の場合に全方向でバランスの良い視
角特性が得られることが判る。したがって係数Ｎｚは
０．２以上０．４以下の範囲に設定することが好まし
い。
形態において３次元位相差板３，４の係数Ｎｚを０．１
〜０．５まで０．１ずつ変化したときの結果を示し、図
１０（Ｆ）は第１比較例の結果を示す。光拡散板７を設
けた図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）に示される結果の方
が、光拡散板７を設けない図１０（Ｆ）に示される結果
よりも広い視角範囲が得られることが判る。また係数Ｎ
ｚが０．２〜０．４の場合に全方向でバランスの良い視
角特性が得られることが判る。したがって係数Ｎｚは
０．２以上０．４以下の範囲に設定することが好まし
い。
【００４９】図１１は、第１実施形態の液晶表示装置１
において、３次元位相差板３，４の係数Ｎｚ＝０．３と
したときに、３次元位相差板３の遅相軸方向Ｐ６と光拡
散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化させたとき
のコントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカ
ーブを表すグラフである。図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）
は、前記交差角を５０°〜９０°まで１０°ずつ変化し
たときの結果を示す。前記交差角を６０°〜８０°に設
定した場合、左右対称なイソコントラストカーブが得ら
れることが判る。交差角が５０°あるいは９０°の場合
では、バランスの悪いイソコントラストカーブが得られ
ることが判る。したがって、良い視角特性を得るために
は、視角特性が左右対称となる６０°以上８０°以下の
範囲に交差角を設定することが好ましい。
において、３次元位相差板３，４の係数Ｎｚ＝０．３と
したときに、３次元位相差板３の遅相軸方向Ｐ６と光拡
散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化させたとき
のコントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカ
ーブを表すグラフである。図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）
は、前記交差角を５０°〜９０°まで１０°ずつ変化し
たときの結果を示す。前記交差角を６０°〜８０°に設
定した場合、左右対称なイソコントラストカーブが得ら
れることが判る。交差角が５０°あるいは９０°の場合
では、バランスの悪いイソコントラストカーブが得られ
ることが判る。したがって、良い視角特性を得るために
は、視角特性が左右対称となる６０°以上８０°以下の
範囲に交差角を設定することが好ましい。
【００５０】図１２は、第２実施形態の液晶表示装置１
ａの３次元位相差板３，４の係数Ｎｚを変化させたとき
のコントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカ
ーブを表す図である。図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）は、
係数Ｎｚを０．１〜０．５まで０．１ずつ変化したとき
の結果を示す。図１０に示される結果と同様に、係数Ｎ
ｚが０．２〜０．４の場合に全方向でバランスの良い視
角特性が得られることが判り、係数Ｎｚは、０．２以上
０．４以下の範囲に設定することが好ましい。
ａの３次元位相差板３，４の係数Ｎｚを変化させたとき
のコントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカ
ーブを表す図である。図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）は、
係数Ｎｚを０．１〜０．５まで０．１ずつ変化したとき
の結果を示す。図１０に示される結果と同様に、係数Ｎ
ｚが０．２〜０．４の場合に全方向でバランスの良い視
角特性が得られることが判り、係数Ｎｚは、０．２以上
０．４以下の範囲に設定することが好ましい。
【００５１】次の表１は、第１および第２比較例と第１
および第２実施形態との正面コントラストおよびその比
率を示す。比率は、第１比較例の正面コントラストを１
００％としている。従来技術の光拡散板を利用した第２
比較例では、正面コントラストが５０％〜６０％に減少
するのに対し、第１実施形態では８８％、第２実施形態
では９４％の正面コントラストを確保している。
および第２実施形態との正面コントラストおよびその比
率を示す。比率は、第１比較例の正面コントラストを１
００％としている。従来技術の光拡散板を利用した第２
比較例では、正面コントラストが５０％〜６０％に減少
するのに対し、第１実施形態では８８％、第２実施形態
では９４％の正面コントラストを確保している。
【００５２】
【表１】
【００５３】また次の表２は、第１比較例と第１および
第２実施形態との１２時−６時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。１２時−６時方向において１２時側
に「−」を付して表示している。改善率は、第１比較例
の視角範囲を１とした比率で表しており、第１実施形態
では１．４７以上、第２実施形態では１．７２以上の改
善率が得られている。
第２実施形態との１２時−６時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。１２時−６時方向において１２時側
に「−」を付して表示している。改善率は、第１比較例
の視角範囲を１とした比率で表しており、第１実施形態
では１．４７以上、第２実施形態では１．７２以上の改
善率が得られている。
【００５４】
【表２】
【００５５】さらに次の表３は、第１比較例と第１およ
び第２実施形態との９時−３時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。９時−３時方向において９時側に
「−」を付して表示している。改善率は、第１比較例の
視角範囲を１とした比率で表しており、第１および第２
実施形態ではともに１．５２以上の改善率が得られてい
る。
び第２実施形態との９時−３時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。９時−３時方向において９時側に
「−」を付して表示している。改善率は、第１比較例の
視角範囲を１とした比率で表しており、第１および第２
実施形態ではともに１．５２以上の改善率が得られてい
る。
【００５６】
【表３】
【００５７】以上の結果より、光拡散板７，７ａと３次
元位相差板３，４を用いた第１および第２実施形態では
従来技術に対して５０％以上の視角拡大効果が得られ、
正面コントラストの低下は約１０％に抑えられることが
判る。
元位相差板３，４を用いた第１および第２実施形態では
従来技術に対して５０％以上の視角拡大効果が得られ、
正面コントラストの低下は約１０％に抑えられることが
判る。
【００５８】第３の実施形態の液晶表示装置の構成は、
図１に示される液晶表示装置１と同様である。基本とな
る構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの配
置は、第１実施形態と同様である。第１実施形態と異な
る点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いるこ
とである。一軸延伸位相差板３，４は、たとえばポリカ
ーボネイトから成り、リタデーション値は４３５ｎｍに
選ばれる。
図１に示される液晶表示装置１と同様である。基本とな
る構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの配
置は、第１実施形態と同様である。第１実施形態と異な
る点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いるこ
とである。一軸延伸位相差板３，４は、たとえばポリカ
ーボネイトから成り、リタデーション値は４３５ｎｍに
選ばれる。
【００５９】また、一軸延伸位相差板３の遅相軸方向Ｐ
６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との成す角は、比較
特性のバランスを良くするために、２０°以上３０°以
下の範囲に設定される。
６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との成す角は、比較
特性のバランスを良くするために、２０°以上３０°以
下の範囲に設定される。
【００６０】一軸延伸位相差板３，４を用いることによ
って、一軸延伸位相差板３，４と光拡散板７とによる光
の拡散方向が第１実施形態とは異なる。すなわち、一軸
延伸位相差板３，４に入射した光は、９時−３時方向に
拡大される。光拡散板７に入射した光は、一軸延伸位相
差板３，４によって広視化されなかった１２時−６時方
向に、正面コントラストを確保しながら拡大される。
って、一軸延伸位相差板３，４と光拡散板７とによる光
の拡散方向が第１実施形態とは異なる。すなわち、一軸
延伸位相差板３，４に入射した光は、９時−３時方向に
拡大される。光拡散板７に入射した光は、一軸延伸位相
差板３，４によって広視化されなかった１２時−６時方
向に、正面コントラストを確保しながら拡大される。
【００６１】第４実施形態の液晶表示装置の構成は、図
５に示される液晶表示装置１ａと同様である。基本とな
る構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの配
置は、第２実施形態と同様である。第２実施形態と異な
る点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いるこ
とである。一軸延伸位相差板３，４は、たとえばポリカ
ーボネイトから成り、リタデーション値は４３５ｎｍに
選ばれる。
５に示される液晶表示装置１ａと同様である。基本とな
る構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの配
置は、第２実施形態と同様である。第２実施形態と異な
る点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いるこ
とである。一軸延伸位相差板３，４は、たとえばポリカ
ーボネイトから成り、リタデーション値は４３５ｎｍに
選ばれる。
【００６２】各構成部材の配設条件および一軸延伸位相
差板３，４と光拡散板７ａによる光の視角拡大方向は、
第３実施形態と同様である。
差板３，４と光拡散板７ａによる光の視角拡大方向は、
第３実施形態と同様である。
【００６３】第３比較例である液晶表示装置は、基本と
なる構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの
配置は、第１比較例と同様である。第１比較例と異なる
点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いること
である。一軸延伸位相差板３，４によって、第３実施形
態と同様に９時−３時方向の視角が改善される。
なる構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの
配置は、第１比較例と同様である。第１比較例と異なる
点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いること
である。一軸延伸位相差板３，４によって、第３実施形
態と同様に９時−３時方向の視角が改善される。
【００６４】第４比較例である液晶表示装置は、基本と
なる構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの
配置は、第２比較例と同様である。第２比較例と異なる
点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いること
である。一軸延伸位相差板３，４による視角拡大方向
は、第３実施形態と同様である。
なる構成部材、配置軸、およびバックライトシステムの
配置は、第２比較例と同様である。第２比較例と異なる
点は、位相差板３，４に一軸延伸位相差板を用いること
である。一軸延伸位相差板３，４による視角拡大方向
は、第３実施形態と同様である。
【００６５】次に第３実施形態と第３比較例とのイソコ
ントラストカーブによる視角特性の評価結果について述
べる。
ントラストカーブによる視角特性の評価結果について述
べる。
【００６６】図１３は、コントラストＣｏ＝４が得られ
るイソコントラストカーブを表すグラフである。図１３
（Ａ）は、第３比較例の結果を示し、図１３（Ｂ）は、
第３実施形態の結果を示す。一軸延伸位相差板３，４だ
けを用いて視角の改善を行った第３比較例に比べて、一
軸延伸位相差板３，４と光拡散板７とを用いた第３実施
形態では、全方向にバランスの良い広範囲の視角特性が
得られることが判る。
るイソコントラストカーブを表すグラフである。図１３
（Ａ）は、第３比較例の結果を示し、図１３（Ｂ）は、
第３実施形態の結果を示す。一軸延伸位相差板３，４だ
けを用いて視角の改善を行った第３比較例に比べて、一
軸延伸位相差板３，４と光拡散板７とを用いた第３実施
形態では、全方向にバランスの良い広範囲の視角特性が
得られることが判る。
【００６７】図１４は、第３実施形態の液晶表示装置に
おいて、一軸延伸位相差板３，４の係数Ｎｚ＝０．３と
して、一軸延伸位相差板３の遅相軸方向Ｐ６と光拡散板
７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化させたときのコ
ントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカーブ
を表すグラフである。図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、
前記交差角を１０°〜４０°まで１０°ずつ変化したと
きの結果を示す。交差角１０°と交差角４０°では、バ
ランスの悪いイソコントラストカーブが得られることが
判る。したがって左右対称のバランスの良い視角特性を
得るためには、交差角を２０°以上３０°以下の範囲に
設定することが好ましい。
おいて、一軸延伸位相差板３，４の係数Ｎｚ＝０．３と
して、一軸延伸位相差板３の遅相軸方向Ｐ６と光拡散板
７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化させたときのコ
ントラストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカーブ
を表すグラフである。図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、
前記交差角を１０°〜４０°まで１０°ずつ変化したと
きの結果を示す。交差角１０°と交差角４０°では、バ
ランスの悪いイソコントラストカーブが得られることが
判る。したがって左右対称のバランスの良い視角特性を
得るためには、交差角を２０°以上３０°以下の範囲に
設定することが好ましい。
【００６８】次の表４は第３および第４比較例と第３お
よび第４実施形態との正面コントラストおよびその比率
を示す。比率は、第３比較例の正面コントラストを１０
０％としている。第３実施形態では８０％、第４実施形
態では８８％の正面コントラストを確保している。
よび第４実施形態との正面コントラストおよびその比率
を示す。比率は、第３比較例の正面コントラストを１０
０％としている。第３実施形態では８０％、第４実施形
態では８８％の正面コントラストを確保している。
【００６９】
【表４】
【００７０】また次の表５は、第３比較例と第３および
第４実施形態との１２時−６時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。改善率は、光拡散板を配置しない第
３比較例の視角範囲を１とした比率で表しており、第３
および第４実施形態では、１．６８以上の改善率が得ら
れている。
第４実施形態との１２時−６時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。改善率は、光拡散板を配置しない第
３比較例の視角範囲を１とした比率で表しており、第３
および第４実施形態では、１．６８以上の改善率が得ら
れている。
【００７１】
【表５】
【００７２】さらに次の表６は、第３比較例と第３およ
び第４実施形態との９時−３時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。９時−３時方向については、比較的
広い基準となる第３比較例の視角範囲と同程度の視角範
囲が得られることが判る。
び第４実施形態との９時−３時方向のコントラストＣｏ
≧４の領域を示す。９時−３時方向については、比較的
広い基準となる第３比較例の視角範囲と同程度の視角範
囲が得られることが判る。
【００７３】
【表６】
【００７４】以上の結果より、光拡散板７と一軸延伸位
相差板３，４とを用いた第３および第４実施形態では、
光拡散板を用いずに一軸延伸位相差板３，４のみを用い
た第３比較例に対し、１２時−６時方向では５０％以上
の視角拡大効果が得られ、正面コントラストの低下は約
１５％程度に抑えられることが判る。
相差板３，４とを用いた第３および第４実施形態では、
光拡散板を用いずに一軸延伸位相差板３，４のみを用い
た第３比較例に対し、１２時−６時方向では５０％以上
の視角拡大効果が得られ、正面コントラストの低下は約
１５％程度に抑えられることが判る。
【００７５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光拡散板
は、入射した光の正面コントラストを確保し、特定方向
へ光を拡散する。位相差板は、光拡散板では拡散しない
方向、たとえば特定方向に直交した方向の視角を改善す
る。このような光拡散板と位相差板とを含んで液晶表示
装置を構成することによって、正面コントラストを改善
し、全方向への視角を広範囲にすることができ、大型の
液晶表示装置に要求される視角特性を得ることができ
る。また、光拡散板を光出射側の偏光板と該偏光板に近
接する位相差板との間に挟んで配置することによって、
位相差を有さない光拡散板を用いた場合であっても、正
面コントラストを確保し、広視化された視角特性を得る
ことができるとともに、光拡散板を保護することができ
る。また、光拡散板を屈折率が互いに異なる領域を有す
る２枚のフィルムを積層して構成し、広視化された視角
特性を得ることができる。
は、入射した光の正面コントラストを確保し、特定方向
へ光を拡散する。位相差板は、光拡散板では拡散しない
方向、たとえば特定方向に直交した方向の視角を改善す
る。このような光拡散板と位相差板とを含んで液晶表示
装置を構成することによって、正面コントラストを改善
し、全方向への視角を広範囲にすることができ、大型の
液晶表示装置に要求される視角特性を得ることができ
る。また、光拡散板を光出射側の偏光板と該偏光板に近
接する位相差板との間に挟んで配置することによって、
位相差を有さない光拡散板を用いた場合であっても、正
面コントラストを確保し、広視化された視角特性を得る
ことができるとともに、光拡散板を保護することができ
る。また、光拡散板を屈折率が互いに異なる領域を有す
る２枚のフィルムを積層して構成し、広視化された視角
特性を得ることができる。
【００７６】
【００７７】また本発明によれば、光拡散板を光出射側
の偏光板の外方側に配置することによって、位相差を有
する光拡散板を用いた場合であっても、正面コントラス
トを確保し、広視化された視角特性を得ることができる
とともに、光拡散板と光出射側との位相差によって生じ
る着色を防止することができる。また、光拡散板を表面
に互いに間隔をあけた複数のＶ字状でかつ長細状の凹所
を有する延伸した高分子フィルムで実現することによっ
て、広視化された視角特性を得ることができる。
の偏光板の外方側に配置することによって、位相差を有
する光拡散板を用いた場合であっても、正面コントラス
トを確保し、広視化された視角特性を得ることができる
とともに、光拡散板と光出射側との位相差によって生じ
る着色を防止することができる。また、光拡散板を表面
に互いに間隔をあけた複数のＶ字状でかつ長細状の凹所
を有する延伸した高分子フィルムで実現することによっ
て、広視化された視角特性を得ることができる。
【００７８】
【００７９】
【００８０】また本発明によれば、位相差板の３次元方
向の屈折率の関係と、光拡散板で拡散された光の視角拡
大方向と光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す
角とを最適化することによって、正面コントラストを確
保し、左右対称に広視化された視角特性を得ることがで
きる。
向の屈折率の関係と、光拡散板で拡散された光の視角拡
大方向と光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す
角とを最適化することによって、正面コントラストを確
保し、左右対称に広視化された視角特性を得ることがで
きる。
【００８１】また本発明によれば、位相差板の係数Ｎｚ
を最適化することによって、正面コントラストを確保
し、全方向に対してバランス良く広視化された視角特性
を得ることができる。
を最適化することによって、正面コントラストを確保
し、全方向に対してバランス良く広視化された視角特性
を得ることができる。
【００８２】また本発明によれば、位相差板を一軸延伸
したフィルムで実現し、光拡散板で拡散された光の拡散
方向と光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す角
を最適化することによって、正面コントラストを確保
し、バランス良く広視化された視角特性を得ることがで
きる。
したフィルムで実現し、光拡散板で拡散された光の拡散
方向と光拡散板に近接する位相差板の遅相軸との成す角
を最適化することによって、正面コントラストを確保
し、バランス良く広視化された視角特性を得ることがで
きる。
【図１】本発明の第１実施形態である液晶表示装置１の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の光拡散板７の断面斜視図であ
る。
る。
【図３】液晶表示装置１の各構成部材の配設条件を示す
図である。
図である。
【図４】バックライトシステム２４の構成を示す斜視図
である。
である。
【図５】本発明の第２実施形態である液晶表示装置１ａ
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態の光拡散板７ａの断面図である。
【図７】第１比較例である液晶表示装置１ｂの構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図８】液晶表示装置１ｂの各構成部材の配設条件を示
す図である。
す図である。
【図９】第２比較例である液晶表示装置１ｃの構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１０】第１実施形態の３次元位相差板３，４の係数
Ｎｚを変化させたときと、第１比較例とのコントラスト
Ｃｏ＝４が得られるイソコントラストカーブを示すグラ
フである。
Ｎｚを変化させたときと、第１比較例とのコントラスト
Ｃｏ＝４が得られるイソコントラストカーブを示すグラ
フである。
【図１１】第１実施形態の３次元位相差板３，４の係数
Ｎｚ＝０．３において、３次元位相差板３の遅相軸方向
Ｐ６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化
させたときのコントラストＣｏ＝４が得られるイソコン
トラストカーブを示すグラフである。
Ｎｚ＝０．３において、３次元位相差板３の遅相軸方向
Ｐ６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変化
させたときのコントラストＣｏ＝４が得られるイソコン
トラストカーブを示すグラフである。
【図１２】第２実施形態の３次元位相差板３，４の係数
Ｎｚを変化させたときのコントラストＣｏ＝４が得られ
るイソコントラストカーブを示すグラフである。
Ｎｚを変化させたときのコントラストＣｏ＝４が得られ
るイソコントラストカーブを示すグラフである。
【図１３】第３比較例と第３実施形態においてコントラ
ストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカーブを示す
グラフである。
ストＣｏ＝４が得られるイソコントラストカーブを示す
グラフである。
【図１４】第３実施形態の３次元位相差板３，４の係数
Ｎｚ＝０．３において、一軸延伸位相差板３の遅相軸方
向Ｐ６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変
化させたときコントラストＣｏ＝４が得られるイソコン
トラストカーブを示すグラフである。
Ｎｚ＝０．３において、一軸延伸位相差板３の遅相軸方
向Ｐ６と光拡散板７の視角拡大方向Ｐ３との交差角を変
化させたときコントラストＣｏ＝４が得られるイソコン
トラストカーブを示すグラフである。
１，１ａ 液晶表示装置
２ 液晶表示素子
３，４ 位相差板
５，６ 偏光板
７，７ａ 光拡散板
１７ くぼみ
３１，３２ 領域
３３，３４ フイルム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０２Ｆ 1/13363 Ｇ０２Ｆ 1/13363
(56)参考文献 特開 平８−122755（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−104271（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−114794（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−43787（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−104272（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−347617（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−194648（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−216031（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−134252（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−288270（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−43597（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−291503（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−196927（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−196939（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−33882（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−189811（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−120484（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の偏光板と、 偏光板間に介在されるＳＴＮ型の液晶表示素子と、 液晶表示素子から出射した光を予め定められる特定方向
に拡散する光拡散板と、 少なくとも光出射側の偏光板と液晶表示素子との間に介
在され、前記光拡散板では拡散しない方向の視角を改善
する位相差板とを含んで構成される液晶表示装置におい
て、 前記光拡散板は、光出射側の偏光板と該偏光板に近接す
る位相差板との間に配置されてなり、屈折率が互いに異
なる領域をそれぞれ有する２枚のフィルムを積層して構
成され、該領域は、フィルムの法線方向に対して前記特
定方向に５５°以上７５°以下の範囲に傾斜した方向に
平行に設けられ、各フィルムの前記角度は、法線方向を
中心として互いに反対方向に設定されることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項２】 一対の偏光板と、 偏光板間に介在されるＳＴＮ型の液晶表示素子と、 液晶表示素子から出射した光を予め定められる特定方向
に拡散する光拡散板と、 少なくとも光出射側の偏光板と液晶表示素子との間に介
在され、前記光拡散板では拡散しない方向の視角を改善
する位相差板とを含んで構成される液晶表示装置におい
て、 前記光拡散板は、光出射側の偏光板の外方側に配置され
てなり、互いに間隔をあけて設けられる複数のＶ字状で
かつ長細状の凹所を表面に有する延伸した高分子フィル
ムから成り、該凹所はその頂角が３０°以上５０°以下
の範囲に設定され前記特定方向とは直交する方向に延び
て形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記位相差板の３次元方向の屈折率ｎ
ｘ，ｎｙ，ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、 前記光拡散板で拡散された光の拡散方向と、光拡散板に
近接する位相差板の遅相軸との成す角が、６０°以上８
０°以下の範囲に選ばれることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
で表され、前記位相差板の仰角変化に対するレタデーシ
ョン値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３
ｎｍのときに、０．２以上０．４以下の範囲に選ばれる
ことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記位相差板は、一軸延伸したフィルム
から成り、 前記光拡散板で拡散された光の拡散方向と、光拡散板に
近接する位相差板の遅相軸との成す角が、２０°以上３
０°以下の範囲に選ばれることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の液晶表示装置。
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1996
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-
1997
- 1997-06-17 US US08/877,521 patent/US6122026A/en not_active Expired - Lifetime
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