JP3807944B2 - 表示装置および照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視角特性が良好な表示装置、およびそれに用いられる照明装置に関し、特に、出射角に応じて輝度に偏りを有する光を出射する照明装置と光拡散手段とを利用して広視野角化を実現した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力という特徴を有しているため、ＯＡ用機器、車載用テレビ、ビデオカメラ用モニタ等において広く使用されている。液晶表示装置は、ＣＲＴ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、あるいはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）というような表示装置とは異なり、表示素子自体は発光しない。このため、透過型の液晶表示装置では、液晶表示素子の背面にバックライトと呼ばれる面状の照明装置が設けられており、バックライトからの照明光の透過光量を液晶表示素子が画素ごとに制御することによって画像の表示が行なわれる。
【０００３】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤと呼ぶ）としては、ツイステッドネマティック（ＴＮ）型およびスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）型の液晶表示素子を用いるものが知られている。これらの液晶表示素子は、一対の基板間で液晶分子をツイスト（捩れ）配向させた液晶層と、これを挟んで液晶層の後方と前方に配置された一対の偏光板とによって構成されている。バックライトからの照明光のうち後方の偏光板を透過して液晶層に入射した光（偏光）は、液晶分子の配向状態に応じて偏光方向が回転する。また、前方の偏光板は、所定の偏光方向を有する光のみを選択的に透過させるように機能する。従って、液晶分子の配向状態を制御すれば、前方の偏光板を透過する光量を制御することができる。
【０００４】
しかし、ＴＮ型、ＳＴＮ型の液晶表示素子を用いるＬＣＤは、画像を見る角度（視角）によって画質が大きく変化し、例えば、コントラストが大きく変化したり、中間調の輝度や色調が変化して正常な画像が得られなくなってしまうという問題を有していた。
【０００５】
このような画質の視角依存性は、画像を見る方向（方位）に応じて異なる。例えば、図２１に示すように中間調の表示を行なうとき、液晶層中央部の液晶分子ＬＣ１が基板面に対して傾いた状態（液晶分子ＬＣ２）となった場合において、液晶分子の回転動作（または立ち上がり動作）が生じる面Ｓ４内において基板に対して所定の斜め方向から入射された偏光Ｃは、Ｓ４の面内で液晶分子（液晶層）を通過するために、液晶分子が有する複屈折性の角度依存性の影響を強く受けることになる。このため、視角に応じた光量の変化が大きくなる。
【０００６】
一方、正面方向の偏光Ａ、および面Ｓ４に垂直な面Ｓ３内において斜め方向から入射される偏光Ｂは、常に、液晶分子の長軸を横切るように液晶層を通過するため、液晶分子が有する複屈折性の角度依存性の影響を弱く受けることになる。このため、視角に応じた光量の変化が小さくなる。
【０００７】
したがって、観察者が偏光ＡおよびＢを観察する場合には、液晶分子の配向状態に対応した中間調の表示を安定して観察することができるのに対し、偏光Ｃを観察する場合、偏光ＡおよびＢを観察したときと同じような中間調の表示が行なわれず、明表示と暗表示との反転が生じやすいという問題があった。
【０００８】
これに対して、上述のような視角依存性を低減して広視野角化を実現するために、照明装置から出射された照明光の指向性（平行性）を高めるとともに、液晶表示素子の前方に光拡散手段が配置されたＬＣＤ（例えば、特開平７−２３９４６７号公報に記載）が知られている。このようなＬＣＤでは、液晶表示素子に入射される入射角の大きい照明光の輝度を低減することによって得られた所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を光拡散手段を用いて拡散することによって広視野角化を実現している。
【０００９】
以下、図１３を参照しながら、特開平７−２３９４６７号公報に記載の従来の画像表示装置を説明する。図１３に示すように、従来の画像表示装置４００は、面光源４１１およびプリズムフィルム４１４を備えた照明装置４１０と、液晶表示素子４３０と、ウェーブレンズフィルム４４０とを備える。
【００１０】
画像表示装置４００において、プリズムフィルム４１４は、プリズムが形成された面が面光源４１１と対向しない側に配置され、光を屈折、反射することによって、光出射面においてプリズムの稜線４１４ａが延びる方向ｙと直交する方向ｘで規定される方向において、高指向性の出射角特性を発現させる。すなわち照明装置４１０は、光出射面に対して垂直に交わる面のうち、方向ｘに平行な面において、図において矢印Ｕで示すように平行性が向上した照明光を出射する。
【００１１】
なお、本明細書では、上述のような照明装置の光出射面に対して垂直に交わる面を「垂直面」と言う。例えば図２２に示すように、光出射面Ｓxy（ｘｙ平面）から方位角φおよび出射角θを有する光ＬＴが出射される場合、この光ＬＴを、「方向Ｄφに平行な垂直面（または方向Ｄφに広がる垂直面）」において出射された光と呼ぶ。また、方向Ｄφは、面Ｓxy内における方位角φによって規定される方向であるため、方位Ｄφと言う場合がある。なお、「光出射面」とは、プリズム等が設けられることで凹凸を有している面であっても、光を出射する面の全体を平面として見なすことで形成される仮想的な面を意味する。
【００１２】
液晶表示素子４３０は、照明装置４１０から照射された光の透過率を画素毎に制御することによって画像を表示するが、平行性が向上された光が入射されるため、所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を表示することができる。ただし、液晶表示素子４３０から出射される表示光は、プリズムフィルム４１４に形成されたプリズムの稜線４１４ａに直交する方向ｘに平行な垂直面において高指向性の出射角特性を有している。これに対し、ウェーブレンズフィルム４４０が設けられており、プリズムの稜線４１４ａの延びる方向とウェーブレンズの稜線の延びる方向４４０ａとが略一致するように配置されている。ウェーブレンズフィルム４４０は、ウェーブレンズの稜線４４０ａと直交する方向ｘに平行な垂直面において光を拡散させる作用を有しているため、液晶表示素子４３０を通過した表示光を、その出射角特性が低減されるように拡散する。このようにして表示装置４００は、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。
【００１３】
また、特開平８−３０４６３１号公報に記載の画像表示装置５００は、図１４に示すように、光源５１１、光反射シート５１２、導光体５１３、およびプリズムフィルム５１４からなる照明装置５１０と、液晶表示素子５３０と、レンチキュラーレンズフィルム５４０とによって構成される。
【００１４】
上記画像表示装置５００では、プリズムフィルム５１４はプリズム形成面が導光体５１３と対向するように配置され、プリズムでの光の屈折または反射によって、プリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面において平行性が向上した高指向性の出射角特性を有する光が液晶表示素子５３０に照射される。液晶表示素子５３０を透過した光はレンチキュラーレンズフィルム５４０によってレンチキュラーレンズの稜線と直交する方向の垂直面において拡散される。このように画像表示装置５００も、プリズムの稜線の方向とレンチキュラーレンズの稜線の方向とを略一致させることによって、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。
【００１５】
また、特開平２−１１８５１８号公報には、図１５に示すように、光源６１１、球面鏡６１２、レンズ６１４を有する照明装置６１０と、液晶表示素子６３０、および光拡散手段６４０とによって構成される画像表示装置６００が記載されている。
【００１６】
上記画像表示装置６００では、光源６１１からの光がレンズ６１４で屈折されることによって、液晶表示素子６３０にはレンズ６１４の延びる方向ｙに垂直な方向ｘに平行な垂直面において平行性の向上した光が照射される。液晶表示素子６３０を通過した光は光拡散手段６４０によって拡散される。この光拡散手段６４０は、例えば、ウェーブレンズフィルムなどによって構成されており、上記方向ｘに平行な垂直面において光を拡散させるように機能する。このようにして、画像表示装置６００では、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。なお、レンズ６１４はフレネルレンズとすることも可能である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の画像表示装置では、画像表示面内の特定の方位で、視角が大きくなるにしたがって表示光の輝度が低下してしまうという現象が発生していた。以下、その理由を説明する。
【００１８】
図１６は、上記特開平７−２３９４６７号公報に記載の画像表示装置４００（図１３参照）の照明装置４１０が備えるプリズムフィルム４１４を示す。上述のように、プリズムフィルム４１４の光出射面に対して垂直で、かつ、プリズムの稜線と直交する方向に広がる平面▲１▼において、面光源４１１からの照明光は効率よく屈折、反射され、高指向性の出射角特性を有する光が出射される。
【００１９】
一方、プリズムフィルム４１４の光出射面となす角度が小さい平面▲３▼では、平面▲１▼におけるよりも、面光源４１１からの照明光は反射され易く、プリズムフィルム４１４を透過する光量が低下する。これは、照明光に対するプリズムフィルム４１４の見かけの角度が大きくなるため、プリズムフィルム４１４の光出射面において入射角の大きい照明光は表面反射され易いからである。なお、プリズムフィルム４１４と為す角度が平面▲１▼よりも小さく平面▲３▼よりも大きい平面▲２▼においては、平面▲１▼におけるよりも透過光量が少なく、平面▲３▼におけるよりも透過光量が多くなる。
【００２０】
その結果、プリズムの稜線方向に広がる垂直面（すなわち、プリズムフィルム４１４の光出射面に対して垂直に交わる面のうち、プリズムの稜線方向ｙに平行な面）においても、出射角が大きくなるにしたがって出射光量が減少することになる。これにより、プリズムの稜線方向に広がる垂直面においても出射光は出射角に応じて輝度に偏りを有する。
【００２１】
具体的な例として、照明装置４１０にプリズムフィルム４１２として住友スリーエム株式会社製の“ＢＥＦ（商品名）”を配置した場合の出射角特性を図１７（ａ）および（ｂ）に示す。図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、照明光は、プリズムの稜線に直交する方向に広がる垂直面でも平行な方向に広がる垂直面でも高い指向性を有していることがわかる。すなわち、これらの互いに直交する垂直面のいずれにおいても、プリズムフィルム４１４から出射される光の輝度は、出射角に応じて偏りを有している。
【００２２】
一方、ウェーブレンズフィルム４４０はウェーブレンズの稜線がプリズムフィルム４１４のプリズムの稜線と平行に配置され、稜線と直交する方向に広がる垂直面において光を拡散するが、稜線方向に広がる垂直面では実質的に光を拡散しない。したがって、液晶表示素子４３０で変調されウェーブレンズフィルム４４０を通過した画像は、所望のコントラスト、中間調、色調を有し、ウエーブレンズの稜線と直交する方位においては、視角に応じた表示光の輝度変化が少なく、観察者は画像を良好に観察することができるが、稜線と平行な方位においては、視角が大きくなるにしたがって表示光の輝度が低下し、目視が困難となってしまう。
【００２３】
また、前記特開平７−２３９４６７号公報には、液晶表示素子の前面（観察者側表面）において、２枚のウェーブレンズフィルムをそれぞれのウェーブレンズの稜線が直交するように配置した画像表示装置も開示されている。この場合、液晶表示素子で表示された画像は２枚のウェーブレンズフィルムによって、直交する２つの垂直面において拡散されるので、いずれの方位からも一定の輝度で画像を観察することが可能である。しかし、この構成では、周囲からの光が２枚のウェーブレンズフィルムで反射、散乱されることによって、液晶表示素子で表示される画像に悪影響を及ぼし、画像の表示品位が著しく低下してしまうという問題が発生する。
【００２４】
また、前記特開平８−３０４６３１号公報の画像表示装置５００における照明装置５１０でも、プリズムフィルム５１４のプリズムの屈折、反射によってプリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面において出射光に高指向性の出射角特性が生じるとともに、稜線と平行な方向に広がる垂直面でも出射角が大きくなるにしたがって光量が減少する。
【００２５】
具体的に、プリズムフィルム５１４に三菱レイヨン株式会社製の“ダイヤアートＳ１６５（商品名）”を使用した場合の照明光の出射角特性を図１８（ａ）および（ｂ）に示す。図１８（ａ）および（ｂ）からわかるように、プリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面では出射光が非常に高い指向性を有するとともに、稜線と平行な方向に広がる垂直面でも高い指向性が有していることがわかる。
【００２６】
照明装置５１０からの照明光を受け、液晶表示素子５３０を通過して表示された画像は、レンチキュラーレンズフィルム５４０によってレンチキュラーレンズの稜線と直交する方位において拡散されるため、この方位において所望の表示品位を有する画像が広い視角範囲で表示される。しかし、レンチキュラーレンズの稜線と平行な方位においては視角に応じた表示光の輝度変化が大きく、視角が大きいと画像の観察が困難である。
【００２７】
前記特開平２−１１８５１８号公報の画像表示装置６００における照明装置６１０でも、照明光の出射角特性はレンズ６１４の稜線と直交する方向に非常に高い指向性を有するとともに、稜線と平行な方向においても指向性が付与されている。
【００２８】
また、稜線方向に広がる垂直面における出射光の出射角特性は、レンズ６１４の厚さが最大となる中央部とレンズ６１４の厚さが最小となる端部とでは異なる。なぜなら、図１９に示すように、レンズ６１４の中央部では水平面ＰＨに対するレンズ面の傾きが小さく照明光はレンズ６１４を透過しやすいが、レンズの端部Ｐ２に近づくにつれレンズ面の傾きが大きくなり、レンズ面に対する光の入射角が大きくなるため、照明光の光量が減少するためである。レンズ６１４を通過した後の照明光の出射角特性を図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示す。図２０（ｂ）に示すように、レンズの稜線に平行な方向において、レンズ６１４の中央部におけるよりも端部における方が高い指向性を有する光を出射する。
【００２９】
照明装置６１０からの照明光を液晶表示素子６３０で変調することによって形成される画像は、ウェーブレンズフィルムやレンチキュラーレンズフィルムといった光拡散手段６４０によって１つの方位において拡散されて所望の表示品位で観察されるが、この方位と直交する方位では視角に応じた表示光の輝度変化が大きく、視角が大きいと輝度が著しく低下する。また、レンズの中央部と端部とで輝度変化が異なって観察されてしまう。このため、画像を観察する場合、画面の中央部と端部とで視角に応じた輝度の低下率に異なりが生じ、画面上の位置に応じて輝度が異なる画像が観察される。
【００３０】
以上説明したように、従来の画像表示装置では、指向性の高い光を液晶表示素子に入射させることによって入射光を所望の状態に変調することはできるが、液晶表示素子からの出射光（表示光）を、任意の方位において広い視角範囲で適切に観察することは困難であった。
【００３１】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、何れの方位においても、広い視角範囲で所望の表示品位を有する画像を表示することができる表示装置を提供することを目的とする。
【００３２】
本発明の他の目的は、上記表示装置において適切に用いられる面状照明装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、出射角に応じて輝度に偏りを有する高指向性の光を出射する照明装置と、前記照明装置から出射した光を光変調することができる表示素子と、前記照明装置と前記表示素子との間に配置された第１の光拡散手段と、前記表示素子の前記第１の光拡散手段が配置された側とは反対側に配置された第２の光拡散手段とを備え、前記第１の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面に対して垂直な第１の面において、他の面におけるよりも光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させ、前記第２の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面内に対して垂直であり、かつ、前記第１の面と交差する第２の面において、他の面におけるよりも前記光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させる。
【００３４】
好ましい実施形態において、前記第１の面と前記第２の面とは略直交する。
【００３５】
好ましい実施形態において、前記第１の光拡散手段は、前記第２の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない。
【００３６】
好ましい実施形態において、前記第２の光拡散手段は、前記第１の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない。
【００３７】
好ましい実施形態において、前記表示素子の、前記第１の面における光変調角度は、前記第２の面における光変調角度よりも広い。
【００３８】
好ましい実施形態において、前記表示素子は、厚さ方向において捩れた配列状態を取り得る複数の液晶分子から形成される液晶層と、前記液晶層を挟持する一対の偏光子とを備える。
【００３９】
好ましい実施形態において、前記液晶層の厚さ方向中央部に位置する液晶分子は、電圧を印加することによって前記第２の面内で動く。
【００４０】
好ましい実施形態において、前記第１の拡散手段は、光透過性の材料から形成されており、前記第１の拡散手段を透過した光を前記第１の拡散手段の光出射面において屈折または反射させることができる。
【００４１】
好ましい実施形態において、前記第１の拡散手段は、互いに平行に延びている複数のレンズを有する。
【００４２】
好ましい実施形態において、前記複数のレンズは、前記照明装置の出射面内で前記第１の面が延びる方向によって規定される第１の方向に沿って延びている。
【００４３】
好ましい実施形態において、前記第１の光拡散手段は、前記第２の面における特定の入射角範囲の光のみを拡散する。
【００４４】
本発明の照明装置は、出射角に応じて輝度に偏りを有する光を出射する面状照明装置であって、前記照明装置の光出射面に対して垂直な第１の面において出射角に応じた輝度の偏りを有するとともに、前記照明装置の光出射面内に対して垂直で前記第１の面と交差する第２の面において前記第１の面におけるよりも出射角に応じた輝度の偏りが低減した光を出射する。
【００４５】
好ましい実施形態において、照明装置は、前記第２の面において、他の面におけるよりも光の輝度の偏りを低減するように光を拡散させ、かつ、前記第１の面において、前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない光拡散手段を備える。
【００４６】
また、本発明の表示装置は、上記面状照明装置と、前記面状照明装置から出射した光を光変調することができる表示素子と、前記表示素子を透過した光を拡散する光拡散手段とを備え、前記光拡散手段は、前記第１の面において、他の面におけるよりも前記光の輝度の偏りを低減するように光を拡散させる。
【００４７】
以下、本発明の作用を説明する。
【００４８】
本発明の画像表示装置は、照明装置から出射された高指向性の光を第１拡散手段によって第１の垂直面内において拡散させた後に表示素子に入射させ、表示素子によって所望の状態に光変調された光を、第２の拡散手段で第２の垂直面内において拡散させることによって、画像を表示している。このようにすれば、互いに交差する第１の垂直面と第２の垂直面との両方で表示光は拡散されるので、いずれの方向から観察した場合であっても、視野角に応じた輝度の変化が少なく、比較的明るい画像を観察することができる。本発明では、表示素子の出射側表面に、上記第１および第２の拡散手段を設けたのではなく、表示素子を挟むようにこれらが配置されているので、拡散手段において周囲光の反射などが生じて画像品質を低下させることはない。また、表示素子に入射される光は、第１の拡散手段によって、第１の垂直面内において拡散されているが、この拡散方向を適切に選択すれば、拡散された光を表示素子において所望の状態に光変調することが可能であるので、画像の品質を低下させることなく、広視野角化を実現することができる。
【００４９】
なお、本明細書において「表示素子の光変調角度」とは、表示素子に種々の角度で光が入射される場合において、表示素子が入射光を所望の状態（すなわち、正面方向の光を変調したときの表示に対して、明表示と暗表示との反転が生じず、同様の画像を表示し得る状態）に光変調させることができる入射角範囲の広さ程度を意味する。例えば、ＴＮ型またはＳＴＮ型の表示素子では、特に中間調表示を行なう場合、液晶分子の捩れ（螺旋の向き、液晶分子の螺旋開始位置）や、液晶分子の屈折率異方性などによって、ある角度以上の入射角で入射した光は所望の状態に変調されない。本明細書では、表示素子の入射面に実質的に垂直な或る面において比較的小さい入射角であっても光が所望の状態に変調されない場合、光変調角度が狭いと言い、比較的大きい入射角であっても光が所望の状態に変調される場合、光変調角度が広いと言う。なお、「光変調」の用語は、光振幅変調、光位相変調、光偏向などを含み、出射光の輝度の大きさを制御し得る光学的作用を広く意味するものとする。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００５１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の画像表示装置（液晶表示装置）１００を示す。画像表示装置１００は、出射角に応じて輝度に偏りを有する高指向性の光を出射する照明装置１１０と、所定の面内において光を拡散させる第１の光拡散手段１２０と、入射光を画素毎に所望の状態に変調させることができる液晶表示素子１３０と、所定の面内において光を拡散させる第２の光拡散手段１４０とを備える。液晶表示素子１３０は、第１の光拡散手段１２０と第２の光拡散手段１４０との間に挟まれる。
【００５２】
本実施形態では、液晶表示素子１３０として、従来のＴＮ型液晶表示素子が用いられている。すなわち、液晶表示素子１３０は、厚さ方向において捩れた配列状態を取り得る複数の液晶分子から形成される液晶層と、この液晶層を挟むように配置された一対の偏光板とを有している。液晶表示素子１３０では、液晶層に印加する電圧を画素毎に制御することで画素領域の光透過率を変化させ、これによって所望の画像を表示することができる。
【００５３】
照明装置１１０は、複数の光源１１１と、光反射シート１１２と、光拡散板１１３と、指向性制御手段１１４とから構成されている。照明装置１１０の指向性制御手段１１４としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のプリズムフィルム“ＢＥＦ”を使用することができる。複数の光源１１１からは、輝度の角度依存性が低い低指向性の光が出射されるが、指向性制御手段１１４によって照明光に指向性が付与される。
【００５４】
また、第１の光拡散手段１２０および第２の光拡散手段１４０としては、例えば公知のレンチキュラーレンズシート（例えば、大日本印刷社製のＵＣＳシート）を使用することができる。レンチキュラーレンズシートよりも薄く、他の光学部材と一体的に形成され得るレンチキュラーレンズフィルムを用いてもよい。なお、第２の光拡散手段（第２のレンチキュラーレンズフィルムまたはシート）１４０の稜線方向とプリズムフィルム（指向性制御手段）１１４の稜線方向とを略平行に配置し、第１の光拡散手段（第１のレンチキュラーレンズフィルムまたはシート）１２０の稜線方向をこれらに直交して配置している。ここでは、図示するように、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０の稜線が延びる方向をｘ方向とし、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０のレンチキュラーレンズ（およびプリズムフィルム１１４のプリズム）の稜線が延びる方向（ｘ方向と直交する方向）をｙ方向とする。また、これらの方向ｘ，ｙと直交する方向をｚ方向とする。本実施形態では、ｘ方向とｙ方向とが直交する。
【００５５】
図２（ａ）および（ｂ）は、照明装置１１０から出射される照明光の出射角特性と、照明装置１１０からの照明光が第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０によって拡散された後の光の出射角特性示す。図２（ａ）は、プリズムフィルム１１４の光出射面（ｘｙ平面）に対して垂直に交わる面のうち、プリズムフィルム１１４のプリズムの稜線と直交する方向ｘに広がる垂直面（ｘｚ平面）における出射角特性を示す。また、図２（ｂ）は、プリズムの稜線と平行な方向ｙに広がる垂直面（ｙｚ平面）における出射角特性を示す。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、照明装置１１０からの照明光は、指向性制御手段として設けられたプリズムフィルム１１４の作用によって、ｘ方向に広がる垂直面（ｘｚ平面または第２の面）において高指向性の出射角特性を有している。なお、ここでは、輝度として、正面方向の輝度を１としたときの相対輝度が示されている。また、上述のように、入射角の大きい光はプリズムフィルム１１４で表面反射されやすいため、図２（ｂ）に示すように、照明装置１１０からの照明光はｙ方向に広がる垂直面（ｙｚ平面または第１の面）においても指向性を有する。
【００５７】
一方、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される光は、図２（ｂ）に示すように、ｙｚ平面において、指向性が低減されている。これは、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０が、レンチキュラーレンズの稜線に直交する方向ｙに広がる垂直面（ｙｚ平面）において、出射角に応じた輝度の偏りを低減するように光を拡散する作用を有するからである。また、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０は、稜線に平行な方向に広がる垂直面（ｘｚ平面）においては実施的に光を拡散しないため、図２（ａ）に示すように、この垂直面において出射光は高い指向性を有する。この結果、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される照明光は、ｘｚ平面において高指向性の出射角特性を有するが、ｙｚ平面においては輝度変化が緩やかな出射角特性を有する。
【００５８】
図３は、液晶表示装置１００を通過する光の指向性の変化を模式的に示す図である。図示するように、照明装置１１０からの出射光は、ｘ方向に広がる垂直面（第２の面）Ｓ２およびｙ方向に広がる垂直面（第１の面）Ｓ１との両方において、高指向性を有する。また、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０は、第１の面Ｓ１において輝度の偏りを低減させるように照明光を拡散させる。このとき、第２の面Ｓ２においては照明光を拡散させない。その結果、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から液晶表示素子１３０には、第２の面Ｓ２において平行性が比較的高く、かつ、第１の面Ｓ１において平行性が比較的低い光が照射される。
【００５９】
液晶表示素子１３０は、入射光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。ただし、本実施形態の液晶表示素子１３０はＴＮ型液晶表示素子であるため、図２１に示したように、光の入射角度だけでなく、光の入射方向（方位）に応じても、光変調の作用が異なる。以下、図２１を参照しながら、液晶表示素子１３０における光の変調作用を説明する。
【００６０】
通常、液晶表示装置は、正面方向において所望の画像を表示するように設定されているため、液晶表示素子の正面方向からの偏光Ａが所望の状態に変調されるように液晶分子の配向状態が制御される。この状態において、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４に垂直な面Ｓ３内において斜め方向から入射した偏光Ｂは、その入射角が比較的大きい場合にも、偏光Ａと同様に変調される。従って、液晶表示素子が面Ｓ３において所望の状態に光変調することができる入射角範囲（本明細書では、光変調角度と呼ぶ）は広い。
【００６１】
一方、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４内において斜め方向から入射した偏光Ｃは、その入射角が比較的小さくても、偏光Ａと異なる状態に変調されやすい。例えば、偏光Ａでは、寝た状態の液晶分子ＬＣ１を通過するときの方が、面Ｓ４内で傾いた状態の液晶分子ＬＣ２を通過するときよりも偏光方向の回転性が高いのに対し、偏光Ｃでは、寝た状態の液晶分子ＬＣ１を通過するときの方が、面Ｓ４内で傾いた状態の液晶分子ＬＣ２を通過するときよりも偏光方向の回転性が低い。その結果、偏光Ａの方向（正面方向）では明るく見える画素領域が偏光Ｃの方向では暗く見え、逆に、偏光Ａの方向では暗く見える画素領域が偏光Ｃの方向では明るく見えるという、明暗の反転が生じ得る。
【００６２】
このような現象が生じるため、液晶表示素子が面Ｓ４において入射光を所望の状態に変調することができる入射角範囲は狭くなる。従って、本実施形態の液晶表示素子では、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４における光変調角度は、面Ｓ４に垂直な面Ｓ３における光変調角度よりも狭い。
【００６３】
再び図３を参照する。上述のように、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される光は、レンチキュラーレンズの稜線方向に平行な第２の面Ｓ２において高指向性の出射角特性を有している。本実施形態の液晶表示素子１３０は、この第２の面Ｓ２において、液晶層の厚さ方向中央部に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がるように配置されている。すなわち、液晶表示素子１３０における光変調角度が狭い面Ｓ４と、レンチキュラーレンズフィルム１２０における高指向性の光を出射する面Ｓ２とを平行に配置している。
【００６４】
このようにすれば、液晶表示素子１３０には、第２の面Ｓ２において高指向性の出射角特性を有する光が入射されるため、液晶表示素子１３０において所望でない状態に光が変調されることが防止される。また、第１の面Ｓ１において入射光の指向性は低減しているが、この面Ｓ１における液晶表示素子１３０の光変調角度は比較的広いため、適切に光変調させることができる。従って、所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を表示することが可能になる。
【００６５】
ただし、液晶表示素子１３０によって変調された光（表示光）は、第２の面Ｓ２において高い指向性を有しているため、この面の広がる方位（すなわちｘ方向）において、視角に応じた表示光の輝度変化が大きい。これに対し、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０は第２の面Ｓ２において表示光を拡散し、視角に応じた表示光の輝度変化を解消する。これにより、所望の表示品位および明るさを有する画像を、任意の方位において、広い視角範囲で表示することが可能になる。また、本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶表示素子１３０の前方において複数の拡散手段が設けられていないので、周囲光が反射して表示品位を低下させることもない。なお、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０の拡散作用によって第１の面Ｓ１において表示光は拡散されるため、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０は、第１の面Ｓ１において実質的に光を拡散させなくてもよい。
【００６６】
図４（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置１００における視角に応じた表示光の輝度変化と、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０が設けられていない従来の画像表示装置における視角に応じた表示光の輝度変化とを比較して示す。図４（ａ）および（ｂ）からわかるように、本実施形態の画像表示装置１００では、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０を設けたことによって正面方向での表示光の輝度は従来の装置に比べて低下するが、いずれの方位においても視角に応じた表示光の輝度変化が少ない良好な画像が表示されていることがわかる。
【００６７】
なお、本実施形態の画像表示装置において、照明装置１１０が備える指向性制御手段であるプリズムフィルムの稜線の方向は、本実施形態と異なる方向に配置されていてもよい。なぜならば、前述のようにプリズムフィルムを通過した照明光はプリズムの稜線と直交する方向に広がる面においても平行な方向に広がる面においても高指向性の出射角特性を有するからである。
【００６８】
また、照明装置としては、高指向性の出射角特性を有する照明光を出射できるものであれば、種々の構成を有するものを使用することが可能である。照明装置の指向性制御手段としては、プリズムフィルム以外にも、レンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。
【００６９】
また、第１の光拡散手段は、所定の垂直面（または方位）において他の垂直面におけるよりも輝度の偏り（すなわち指向性）を低減するように光を拡散できる機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することが可能である。第１の光拡散手段として、ウェーブレンズフィルムなどを用いてもよい。また、第１の光拡散手段は、上記所定の垂直面において入射角の小さい光は拡散せずに入射角の大きな光は拡散する機能を有するものであっても良い。
【００７０】
第２の光拡散手段についても第１の光拡散手段と同様に、所定の垂直面（において他の垂直面におけるよりも輝度の偏りを低減するように光を拡散できる機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することが可能である。
【００７１】
また、照明光を有効に利用するために、液晶表示素子１３０と照明装置１１０との間（好ましくは、液晶表示素子１３０と第１の拡散手段１２０との間）において、偏光選択反射手段を設けてもよい。偏光選択反射手段としては、住友スリーエム株式会社製の“ＤＢＥＦ”などを適用することができる。偏光選択反射手段は、液晶表示素子１１０に入射する所定方向の偏光を透過する一方で、これと直交する方向の偏光は反射する機能を有する光学手段である。反射された光は、再び照明装置内で反射され、偏光方向を変化させた後に偏光選択反射手段に向かう。このため、液晶表示素子に入射する光の量を増加させることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図５は、実施形態２の画像表示装置２００を示す。画像表示装置２００は、照明装置２１０と、第１の光拡散手段２２０と、液晶表示素子２３０と、第２の光拡散手段２４０とを備える。
【００７３】
実施形態２の画像表示装置２００が実施形態１の画像表示装置１００と異なる点は照明装置の構成である。実施形態２の照明装置２１０は、光源２１１、光反射シート２１２、導光体２１３、および指向性制御手段２１４によって構成される。照明装置２１０は、エッジライト方式の照明装置であり、蛍光管などから形成される光源２１１からの光を導光体２１３によって液晶表示素子２３０に向けて出射する。光反射シート２１２は、光源２１１からの光を反射することで、光の利用効率を向上させるように機能する。また、照明装置２１０の指向性制御手段２１４としては三菱レイヨン株式会社製のプリズムフィルム“ダイヤアートＳ１６５”を使用している。
【００７４】
第１の光拡散手段２２０、第２の光拡散手段２４０としては実施形態１と同様にレンチキュラーレンズフィルムを用いている。また、実施形態１と同様、指向性制御手段（プリズムフィルム）２１４の稜線方向と、第２のレンチキュラーレンズフィルム（第２の光拡散手段）２４０の稜線方向とを略平行（ｙ方向）に配置させ、第１のレンチキュラーレンズフィルム（第１の光拡散手段）２２０の稜線方向（ｘ方向）をこれらと直交するように配置させている。
【００７５】
図６（ａ）および（ｂ）は、照明装置２１０から出射される照明光の出射角特性と、照明装置２１０からの照明光が第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０によって拡散された後の光の出射角特性示す。図６（ａ）は、プリズムフィルム２１４のプリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面（ｘｚ平面）における出射角特性を示す。また、図６（ｂ）は、プリズムの稜線と平行な方向に広がる垂直面（ｙｚ平面）における出射角特性を示す。
【００７６】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、照明装置２１０からの照明光は、プリズムフィルム２１４の作用によって、プリズムの稜線に平行なｘｚ平面（第２の面）において非常に高い指向性を有するとともに、プリズムの稜線と直交するｙｚ平面（第１の面）においても高い指向性を有する。
【００７７】
一方、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０を通過したあとの照明光は、図６（ａ）に示すようにｘｚ平面において非常に高い指向性を有するが、図６（ｂ）に示すようにｙｚ平面においては出射角に応じた輝度の変化をほとんど有していない。
【００７８】
液晶表示素子２３０には、照明装置２１０から出射された後に第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０によって所定の方位で拡散された照明光が入射され、液晶表示素子２３０は、この照明光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。本実施形態においても実施形態１と同様に、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０が光を拡散する垂直面（第１の面）と、液晶表示素子２３０における光変調角度が比較的広い垂直面とが平行に位置するように、液晶表示素子２３０を配置させている。これにより、入射光を所望の状態に変調させることができる。
【００７９】
また、液晶表示素子２３０からの表示光は、第２のレンチキュラーレンズフィルム２４０によって、第２の面において拡散される。これにより、何れの方位においても、広い視角範囲で所定の表示品位であるうえに視角に応じた輝度変化の少ない画像を提供することができる。
【００８０】
図７（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置２００における視角による表示光の輝度変化と、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０が設けられていない従来の画像表示装置における視角による表示光の輝度変化を比較して示す。図７（ａ）および（ｂ）からわかるように、本実施形態の画像表示装置２００では、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０を設けたことによって正面方向での輝度は低下するが、いずれの方位においても視角に応じた表示光の輝度変化が少ない良好な画像が表示されていることがわかる。
【００８１】
なお、本発明の画像表示装置においても、高指向性の光を照射することができる限り照明装置として種々の形態のものを用いることができ、指向性制御手段としては、プリズムフィルムやレンズ、フレネルレンズなどを適宜に用いることができる。
【００８２】
また、第１の拡散手段および第２の拡散手段としては、所定の方位において他の方位におけるよりも指向性を低減するように光を拡散する機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することができる。
【００８３】
さらに、実施形態１と同様に、液晶表示素子２３０の背面に偏光選択反射手段を設けることによって、照明光を有効に利用するようにしてもよい。
【００８４】
（実施形態３）
図８は、実施形態３の画像表示装置３００を示す。画像表示装置３００は、照明装置３１０と、第１の光拡散手段３２０と、液晶表示素子３３０と、第２の光拡散手段３４０とを備える。
【００８５】
画像表示装置３００が実施形態１の画像表示装置１００と異なる点は、照明装置の構成および第１の光拡散手段の構成である。以下、本実施形態の照明装置３１０および第１の光拡散手段３２０について説明する。
【００８６】
照明装置３１０は、複数の光源３１１と、光反射シート３１２と、指向性制御手段３１４とによって構成されている。本実施形態では、照明装置３１０の指向性制御手段３１４として、表面に複数のフレネルレンズを形成した透明基材を用いた。複数のフレネルレンズのそれぞれは複数の光源３１１のそれぞれに対応しており、各レンズの中央部３１４ｃは、水平面に対する傾きが比較的小さい面を有し、端部３１４ｅは、水平面に対する傾きが比較的大きい面を有している。各光源３１１からの光は透明基板に形成された各レンズによって屈折され、指向性の高い出射角特性を有する照明光が照射される。なお、フレネルレンズの稜線に直交する方向をｘ方向とし、稜線と平行な方向（フレネルレンズの延びる方向）をｙ方向とする。
【００８７】
また、第１の光拡散手段３２０としては、所定の方位における所定の入射角範囲の光のみを拡散する機能を有する光学素子を用いている。具体的には、住友化学株式会社製の“ルミスティー（商品名）”を用いている。“ルミスティー”は、ｘｚ平面において光を拡散せず、ｙｚ平面において、例えば、入射角が±２０°〜±７０°の範囲の光を選択的に拡散する。このように、第１の光拡散手段３２０は、ｙｚ平面において、比較的出射角の大きい光のみを拡散するように拡散角度範囲が選択されていることが望ましい。
【００８８】
また、第２の光拡散手段３４０としては、実施形態１と同様に、レンチキュラーレンズフィルムを用いている。レンチキュラーレンズフィルム３４０は、レンチキュラーレンズの稜線がｙ方向と平行になるように配置されており、ｘｚ平面において光を拡散する。
【００８９】
図１０（ａ）および（ｂ）は、照明装置３１０から照射される照明光の出射角特性を示す。図１０（ａ）および（ｂ）からわかるように、照明装置３１０から出射された照明光の出射角特性は、ｘｚ平面（第２の面）において非常に高い指向性を有するとともに、ｙｚ平面（第１の面）においても高い指向性を有する。また、ｙｚ平面では、指向性制御手段３１４において設けられたレンズの中央部３１４ｃに比べて、端部３１４ｅの方がより高い指向性を有する光を出射する。
【００９０】
また、第１の光拡散手段である“ルミスティー”３２０を通過したあとの照明光は、図９（ａ）に示すようにｘｚ平面において非常に高い指向性を有するが、図９（ｂ）に示すようにｙｚ平面において指向性が低下している。
【００９１】
また、図９（ｂ）と図１０（ｂ）とを比較すればわかるように、“ルミスティー”３２０を通過した光は、レンズの中央部と端部とにおいて出射角特性がより類似する。このように、特定範囲の入射角の光のみを拡散する拡散手段を用いれば、正面方向での照明光の輝度をさほど低下させることなく、ｙｚへ位面における指向性を低下させることができる。
【００９２】
液晶表示素子３３０には、照明装置３１０から出射され、“ルミスティー”３２０によって所定の方位で拡散された照明光が入射され、液晶表示素子３３０は、この照明光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。本実施形態においても実施形態１と同様に、第１の拡散手段３２０が光を拡散する垂直面（第１の面）と、液晶表示素子３３０における光変調角度が比較的広い垂直面とが平行に位置するように、液晶表示素子３３０を配置させている。これにより、入射光を所望の状態に変調させることができる。
【００９３】
また、液晶表示素子３３０からの表示光は、第２の拡散手段３４０によって、第２の面において拡散される。これにより、何れの方位においても、広い視角範囲で所定の表示品位であるうえに視角に応じた輝度変化の少ない画像を提供することができる。
【００９４】
図１１（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置３００における視角による表示光の輝度変化を示し。図１２（ａ）および（ｂ）は、第１の光拡散手段３２０が配置されていない従来の画像表示装置における視角による表示光の輝度変化を示す。
【００９５】
図１２（ｂ）からわかるように、従来の画像表示装置ではｙ方向において視角による表示光の輝度変化が大きく、かつ、指向性制御手段３１４に形成されたレンズの中央部と端部とでは輝度変化が異なっている。この結果、例えば、視角±７０°において、レンズ端部の表示光の輝度はレンズ中央部の半分以下となってしまい、レンズの部分に対応した明暗が観察されてしまう。
【００９６】
これに対し、図１１（ｂ）からわかるように、本実施の形態の画像表示装置３００では“ルミスティー”３２０を配置することによって、ｙ方向の表示光の視角に応じた輝度変化が緩やかとなるとともにレンズの中央部と端部とで輝度変化が大きくは異なっていない。この結果、例えば、視角±７０°においてレンズの中央部と端部で表示光の輝度はほぼ等しくなり、良好な画像を表示することができる。
【００９７】
なお、本実施形態の画像表示装置において、照明装置３１０における光反射シート３１２は、光源３１１に応じて球面、曲面などの形状を有していても良い。また、第１の光拡散手段として用いた“ルミスティー”３２０が拡散する光の入射角の範囲は、本実施形態での角度範囲に限らず、照明装置３１０からの照明光の出射角特性に応じて適宜設定することができる。
【００９８】
また、本発明の画像表示装置においても、高指向性の光を照射することができる限り照明装置として種々の形態のものを用いることができ、指向性制御手段としては、プリズムフィルムやレンズ、フレネルレンズなどを適宜に用いることができる。また、第１の拡散手段および第２の拡散手段としては、所定の方位において他の方位におけるよりも指向性を低減するように光を拡散する機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することができる。さらに、実施形態１と同様に、液晶表示素子２３０の背面に偏光選択反射手段を設けることによって、照明光を有効に利用するようにしてもよい。
【００９９】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明の表示装置は、光出射面に垂直な第１の垂直面において高指向性を有するとともに、第１の面と交差する第２の垂直面において第１の垂直面におけるよりも指向性が低い光を出射することができる面状照明装置を用いて構成されていてもよい。この面状照明装置は、例えば、実施形態１の照明装置１１０の光出射面において、第１の光拡散手段１２０と同様の機能を有する光学素子を設けることによって実現できる。このような面状照明装置を用いる場合、上述のような第１の光拡散手段を設ける必要なく、照明装置の上方において、光変調機能を有する表示素子と、上記第１の垂直面において他の面におけるよりも輝度の偏りを低減するように光を拡散する光拡散手段とを設けることで表示装置を構成することができる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の表示装置によれば、照明装置から出射された光を、第１拡散手段によって所定の方位で拡散させた後に表示素子に入射させ、表示素子によって変調された光を第２拡散手段によって上記方位とは異なる方位で拡散させるので、何れの方位（例えば、表示パネルの上下方向および左右方向）においても広い視角範囲で良好な画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における表示装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１における照明装置からの出射光と第１の光拡散手段からの出射光との輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図３】本発明の実施形態１における表示装置を通過する光の指向性の変化を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１における表示装置の視角特性を従来の表示装置と比較して示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図５】本発明の実施形態２における表示装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２における照明装置からの出射光と第１の光拡散手段からの出射光との輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図７】本発明の実施形態２における表示装置の視角特性を従来の表示装置と比較して示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図８】本発明の実施形態３における表示装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態３における第１の光拡散手段からの出射光の輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１０】本発明の実施形態３における照明装置からの出射光の輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１１】本発明の実施形態３における表示装置の視角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図１２】従来の表示装置の視角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図１３】従来の表示装置を示す斜視図である。
【図１４】従来の他の表示装置を示す斜視図である。
【図１５】従来のさらに他の表示装置を示す斜視図である。
【図１６】従来の表示装置の照明装置が備えるプリズムフィルムの作用を説明するための図である。
【図１７】図１３に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１８】図１４に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１９】図１５に示した従来の表示装置の指向性制御手段を示す斜視図である。
【図２０】図１５に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図２１】ツイステッドネマティック型液晶表示素子を模式的に示す斜視図である。
【図２２】或る面から光が出射する場合における、光出射面に対して垂直な面および出射光の方位を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 液晶表示装置
１１０ 照明装置
１１１ 光源
１１２ 光反射シート
１１３ 光拡散板
１１４ 指向性制御手段
１２０ 第１の光拡散手段
１３０ 液晶表示素子
１４０ 第２の光拡散手段
２００ 液晶表示装置
２１０ 照明装置
２１１ 光源
２１２ 光反射シート
２１３ 導光体
２１４ 指向性制御手段
２２０ 第１の光拡散手段
２３０ 液晶表示素子
２４０ 第２の光拡散手段
３００ 液晶表示装置
３１０ 照明装置
３１１ 光源
３１２ 光反射シート
３１４ 指向性制御手段
３２０ 第１の光拡散手段
３３０ 液晶表示素子
３４０ 第２の光拡散手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、視角特性が良好な表示装置、およびそれに用いられる照明装置に関し、特に、出射角に応じて輝度に偏りを有する光を出射する照明装置と光拡散手段とを利用して広視野角化を実現した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力という特徴を有しているため、ＯＡ用機器、車載用テレビ、ビデオカメラ用モニタ等において広く使用されている。液晶表示装置は、ＣＲＴ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、あるいはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）というような表示装置とは異なり、表示素子自体は発光しない。このため、透過型の液晶表示装置では、液晶表示素子の背面にバックライトと呼ばれる面状の照明装置が設けられており、バックライトからの照明光の透過光量を液晶表示素子が画素ごとに制御することによって画像の表示が行なわれる。
【０００３】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤと呼ぶ）としては、ツイステッドネマティック（ＴＮ）型およびスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）型の液晶表示素子を用いるものが知られている。これらの液晶表示素子は、一対の基板間で液晶分子をツイスト（捩れ）配向させた液晶層と、これを挟んで液晶層の後方と前方に配置された一対の偏光板とによって構成されている。バックライトからの照明光のうち後方の偏光板を透過して液晶層に入射した光（偏光）は、液晶分子の配向状態に応じて偏光方向が回転する。また、前方の偏光板は、所定の偏光方向を有する光のみを選択的に透過させるように機能する。従って、液晶分子の配向状態を制御すれば、前方の偏光板を透過する光量を制御することができる。
【０００４】
しかし、ＴＮ型、ＳＴＮ型の液晶表示素子を用いるＬＣＤは、画像を見る角度（視角）によって画質が大きく変化し、例えば、コントラストが大きく変化したり、中間調の輝度や色調が変化して正常な画像が得られなくなってしまうという問題を有していた。
【０００５】
このような画質の視角依存性は、画像を見る方向（方位）に応じて異なる。例えば、図２１に示すように中間調の表示を行なうとき、液晶層中央部の液晶分子ＬＣ１が基板面に対して傾いた状態（液晶分子ＬＣ２）となった場合において、液晶分子の回転動作（または立ち上がり動作）が生じる面Ｓ４内において基板に対して所定の斜め方向から入射された偏光Ｃは、Ｓ４の面内で液晶分子（液晶層）を通過するために、液晶分子が有する複屈折性の角度依存性の影響を強く受けることになる。このため、視角に応じた光量の変化が大きくなる。
【０００６】
一方、正面方向の偏光Ａ、および面Ｓ４に垂直な面Ｓ３内において斜め方向から入射される偏光Ｂは、常に、液晶分子の長軸を横切るように液晶層を通過するため、液晶分子が有する複屈折性の角度依存性の影響を弱く受けることになる。このため、視角に応じた光量の変化が小さくなる。
【０００７】
したがって、観察者が偏光ＡおよびＢを観察する場合には、液晶分子の配向状態に対応した中間調の表示を安定して観察することができるのに対し、偏光Ｃを観察する場合、偏光ＡおよびＢを観察したときと同じような中間調の表示が行なわれず、明表示と暗表示との反転が生じやすいという問題があった。
【０００８】
これに対して、上述のような視角依存性を低減して広視野角化を実現するために、照明装置から出射された照明光の指向性（平行性）を高めるとともに、液晶表示素子の前方に光拡散手段が配置されたＬＣＤ（例えば、特開平７−２３９４６７号公報に記載）が知られている。このようなＬＣＤでは、液晶表示素子に入射される入射角の大きい照明光の輝度を低減することによって得られた所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を光拡散手段を用いて拡散することによって広視野角化を実現している。
【０００９】
以下、図１３を参照しながら、特開平７−２３９４６７号公報に記載の従来の画像表示装置を説明する。図１３に示すように、従来の画像表示装置４００は、面光源４１１およびプリズムフィルム４１４を備えた照明装置４１０と、液晶表示素子４３０と、ウェーブレンズフィルム４４０とを備える。
【００１０】
画像表示装置４００において、プリズムフィルム４１４は、プリズムが形成された面が面光源４１１と対向しない側に配置され、光を屈折、反射することによって、光出射面においてプリズムの稜線４１４ａが延びる方向ｙと直交する方向ｘで規定される方向において、高指向性の出射角特性を発現させる。すなわち照明装置４１０は、光出射面に対して垂直に交わる面のうち、方向ｘに平行な面において、図において矢印Ｕで示すように平行性が向上した照明光を出射する。
【００１１】
なお、本明細書では、上述のような照明装置の光出射面に対して垂直に交わる面を「垂直面」と言う。例えば図２２に示すように、光出射面Ｓxy（ｘｙ平面）から方位角φおよび出射角θを有する光ＬＴが出射される場合、この光ＬＴを、「方向Ｄφに平行な垂直面（または方向Ｄφに広がる垂直面）」において出射された光と呼ぶ。また、方向Ｄφは、面Ｓxy内における方位角φによって規定される方向であるため、方位Ｄφと言う場合がある。なお、「光出射面」とは、プリズム等が設けられることで凹凸を有している面であっても、光を出射する面の全体を平面として見なすことで形成される仮想的な面を意味する。
【００１２】
液晶表示素子４３０は、照明装置４１０から照射された光の透過率を画素毎に制御することによって画像を表示するが、平行性が向上された光が入射されるため、所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を表示することができる。ただし、液晶表示素子４３０から出射される表示光は、プリズムフィルム４１４に形成されたプリズムの稜線４１４ａに直交する方向ｘに平行な垂直面において高指向性の出射角特性を有している。これに対し、ウェーブレンズフィルム４４０が設けられており、プリズムの稜線４１４ａの延びる方向とウェーブレンズの稜線の延びる方向４４０ａとが略一致するように配置されている。ウェーブレンズフィルム４４０は、ウェーブレンズの稜線４４０ａと直交する方向ｘに平行な垂直面において光を拡散させる作用を有しているため、液晶表示素子４３０を通過した表示光を、その出射角特性が低減されるように拡散する。このようにして表示装置４００は、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。
【００１３】
また、特開平８−３０４６３１号公報に記載の画像表示装置５００は、図１４に示すように、光源５１１、光反射シート５１２、導光体５１３、およびプリズムフィルム５１４からなる照明装置５１０と、液晶表示素子５３０と、レンチキュラーレンズフィルム５４０とによって構成される。
【００１４】
上記画像表示装置５００では、プリズムフィルム５１４はプリズム形成面が導光体５１３と対向するように配置され、プリズムでの光の屈折または反射によって、プリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面において平行性が向上した高指向性の出射角特性を有する光が液晶表示素子５３０に照射される。液晶表示素子５３０を透過した光はレンチキュラーレンズフィルム５４０によってレンチキュラーレンズの稜線と直交する方向の垂直面において拡散される。このように画像表示装置５００も、プリズムの稜線の方向とレンチキュラーレンズの稜線の方向とを略一致させることによって、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。
【００１５】
また、特開平２−１１８５１８号公報には、図１５に示すように、光源６１１、球面鏡６１２、レンズ６１４を有する照明装置６１０と、液晶表示素子６３０、および光拡散手段６４０とによって構成される画像表示装置６００が記載されている。
【００１６】
上記画像表示装置６００では、光源６１１からの光がレンズ６１４で屈折されることによって、液晶表示素子６３０にはレンズ６１４の延びる方向ｙに垂直な方向ｘに平行な垂直面において平行性の向上した光が照射される。液晶表示素子６３０を通過した光は光拡散手段６４０によって拡散される。この光拡散手段６４０は、例えば、ウェーブレンズフィルムなどによって構成されており、上記方向ｘに平行な垂直面において光を拡散させるように機能する。このようにして、画像表示装置６００では、所望の表示品位を有する画像を広い視角範囲で表示するようにしている。なお、レンズ６１４はフレネルレンズとすることも可能である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の画像表示装置では、画像表示面内の特定の方位で、視角が大きくなるにしたがって表示光の輝度が低下してしまうという現象が発生していた。以下、その理由を説明する。
【００１８】
図１６は、上記特開平７−２３９４６７号公報に記載の画像表示装置４００（図１３参照）の照明装置４１０が備えるプリズムフィルム４１４を示す。上述のように、プリズムフィルム４１４の光出射面に対して垂直で、かつ、プリズムの稜線と直交する方向に広がる平面▲１▼において、面光源４１１からの照明光は効率よく屈折、反射され、高指向性の出射角特性を有する光が出射される。
【００１９】
一方、プリズムフィルム４１４の光出射面となす角度が小さい平面▲３▼では、平面▲１▼におけるよりも、面光源４１１からの照明光は反射され易く、プリズムフィルム４１４を透過する光量が低下する。これは、照明光に対するプリズムフィルム４１４の見かけの角度が大きくなるため、プリズムフィルム４１４の光出射面において入射角の大きい照明光は表面反射され易いからである。なお、プリズムフィルム４１４と為す角度が平面▲１▼よりも小さく平面▲３▼よりも大きい平面▲２▼においては、平面▲１▼におけるよりも透過光量が少なく、平面▲３▼におけるよりも透過光量が多くなる。
【００２０】
その結果、プリズムの稜線方向に広がる垂直面（すなわち、プリズムフィルム４１４の光出射面に対して垂直に交わる面のうち、プリズムの稜線方向ｙに平行な面）においても、出射角が大きくなるにしたがって出射光量が減少することになる。これにより、プリズムの稜線方向に広がる垂直面においても出射光は出射角に応じて輝度に偏りを有する。
【００２１】
具体的な例として、照明装置４１０にプリズムフィルム４１２として住友スリーエム株式会社製の“ＢＥＦ（商品名）”を配置した場合の出射角特性を図１７（ａ）および（ｂ）に示す。図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、照明光は、プリズムの稜線に直交する方向に広がる垂直面でも平行な方向に広がる垂直面でも高い指向性を有していることがわかる。すなわち、これらの互いに直交する垂直面のいずれにおいても、プリズムフィルム４１４から出射される光の輝度は、出射角に応じて偏りを有している。
【００２２】
一方、ウェーブレンズフィルム４４０はウェーブレンズの稜線がプリズムフィルム４１４のプリズムの稜線と平行に配置され、稜線と直交する方向に広がる垂直面において光を拡散するが、稜線方向に広がる垂直面では実質的に光を拡散しない。したがって、液晶表示素子４３０で変調されウェーブレンズフィルム４４０を通過した画像は、所望のコントラスト、中間調、色調を有し、ウエーブレンズの稜線と直交する方位においては、視角に応じた表示光の輝度変化が少なく、観察者は画像を良好に観察することができるが、稜線と平行な方位においては、視角が大きくなるにしたがって表示光の輝度が低下し、目視が困難となってしまう。
【００２３】
また、前記特開平７−２３９４６７号公報には、液晶表示素子の前面（観察者側表面）において、２枚のウェーブレンズフィルムをそれぞれのウェーブレンズの稜線が直交するように配置した画像表示装置も開示されている。この場合、液晶表示素子で表示された画像は２枚のウェーブレンズフィルムによって、直交する２つの垂直面において拡散されるので、いずれの方位からも一定の輝度で画像を観察することが可能である。しかし、この構成では、周囲からの光が２枚のウェーブレンズフィルムで反射、散乱されることによって、液晶表示素子で表示される画像に悪影響を及ぼし、画像の表示品位が著しく低下してしまうという問題が発生する。
【００２４】
また、前記特開平８−３０４６３１号公報の画像表示装置５００における照明装置５１０でも、プリズムフィルム５１４のプリズムの屈折、反射によってプリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面において出射光に高指向性の出射角特性が生じるとともに、稜線と平行な方向に広がる垂直面でも出射角が大きくなるにしたがって光量が減少する。
【００２５】
具体的に、プリズムフィルム５１４に三菱レイヨン株式会社製の“ダイヤアートＳ１６５（商品名）”を使用した場合の照明光の出射角特性を図１８（ａ）および（ｂ）に示す。図１８（ａ）および（ｂ）からわかるように、プリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面では出射光が非常に高い指向性を有するとともに、稜線と平行な方向に広がる垂直面でも高い指向性が有していることがわかる。
【００２６】
照明装置５１０からの照明光を受け、液晶表示素子５３０を通過して表示された画像は、レンチキュラーレンズフィルム５４０によってレンチキュラーレンズの稜線と直交する方位において拡散されるため、この方位において所望の表示品位を有する画像が広い視角範囲で表示される。しかし、レンチキュラーレンズの稜線と平行な方位においては視角に応じた表示光の輝度変化が大きく、視角が大きいと画像の観察が困難である。
【００２７】
前記特開平２−１１８５１８号公報の画像表示装置６００における照明装置６１０でも、照明光の出射角特性はレンズ６１４の稜線と直交する方向に非常に高い指向性を有するとともに、稜線と平行な方向においても指向性が付与されている。
【００２８】
また、稜線方向に広がる垂直面における出射光の出射角特性は、レンズ６１４の厚さが最大となる中央部とレンズ６１４の厚さが最小となる端部とでは異なる。なぜなら、図１９に示すように、レンズ６１４の中央部では水平面ＰＨに対するレンズ面の傾きが小さく照明光はレンズ６１４を透過しやすいが、レンズの端部Ｐ２に近づくにつれレンズ面の傾きが大きくなり、レンズ面に対する光の入射角が大きくなるため、照明光の光量が減少するためである。レンズ６１４を通過した後の照明光の出射角特性を図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示す。図２０（ｂ）に示すように、レンズの稜線に平行な方向において、レンズ６１４の中央部におけるよりも端部における方が高い指向性を有する光を出射する。
【００２９】
照明装置６１０からの照明光を液晶表示素子６３０で変調することによって形成される画像は、ウェーブレンズフィルムやレンチキュラーレンズフィルムといった光拡散手段６４０によって１つの方位において拡散されて所望の表示品位で観察されるが、この方位と直交する方位では視角に応じた表示光の輝度変化が大きく、視角が大きいと輝度が著しく低下する。また、レンズの中央部と端部とで輝度変化が異なって観察されてしまう。このため、画像を観察する場合、画面の中央部と端部とで視角に応じた輝度の低下率に異なりが生じ、画面上の位置に応じて輝度が異なる画像が観察される。
【００３０】
以上説明したように、従来の画像表示装置では、指向性の高い光を液晶表示素子に入射させることによって入射光を所望の状態に変調することはできるが、液晶表示素子からの出射光（表示光）を、任意の方位において広い視角範囲で適切に観察することは困難であった。
【００３１】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、何れの方位においても、広い視角範囲で所望の表示品位を有する画像を表示することができる表示装置を提供することを目的とする。
【００３２】
本発明の他の目的は、上記表示装置において適切に用いられる面状照明装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、出射角に応じて輝度に偏りを有する高指向性の光を出射する照明装置と、前記照明装置から出射した光を光変調することができる表示素子と、前記照明装置と前記表示素子との間に配置された第１の光拡散手段と、前記表示素子の前記第１の光拡散手段が配置された側とは反対側に配置された第２の光拡散手段とを備え、前記第１の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面に対して垂直な第１の面において、他の面におけるよりも光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させ、前記第２の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面内に対して垂直であり、かつ、前記第１の面と交差する第２の面において、他の面におけるよりも前記光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させる。
【００３４】
好ましい実施形態において、前記第１の面と前記第２の面とは略直交する。
【００３５】
好ましい実施形態において、前記第１の光拡散手段は、前記第２の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない。
【００３６】
好ましい実施形態において、前記第２の光拡散手段は、前記第１の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない。
【００３７】
好ましい実施形態において、前記表示素子の、前記第１の面における光変調角度は、前記第２の面における光変調角度よりも広い。
【００３８】
好ましい実施形態において、前記表示素子は、厚さ方向において捩れた配列状態を取り得る複数の液晶分子から形成される液晶層と、前記液晶層を挟持する一対の偏光子とを備える。
【００３９】
好ましい実施形態において、前記液晶層の厚さ方向中央部に位置する液晶分子は、電圧を印加することによって前記第２の面内で動く。
【００４０】
好ましい実施形態において、前記第１の拡散手段は、光透過性の材料から形成されており、前記第１の拡散手段を透過した光を前記第１の拡散手段の光出射面において屈折または反射させることができる。
【００４１】
好ましい実施形態において、前記第１の拡散手段は、互いに平行に延びている複数のレンズを有する。
【００４２】
好ましい実施形態において、前記複数のレンズは、前記照明装置の出射面内で前記第１の面が延びる方向によって規定される第１の方向に沿って延びている。
【００４３】
好ましい実施形態において、前記第１の光拡散手段は、前記第２の面における特定の入射角範囲の光のみを拡散する。
【００４４】
本発明の照明装置は、出射角に応じて輝度に偏りを有する光を出射する面状照明装置であって、前記照明装置の光出射面に対して垂直な第１の面において出射角に応じた輝度の偏りを有するとともに、前記照明装置の光出射面内に対して垂直で前記第１の面と交差する第２の面において前記第１の面におけるよりも出射角に応じた輝度の偏りが低減した光を出射する。
【００４５】
好ましい実施形態において、照明装置は、前記第２の面において、他の面におけるよりも光の輝度の偏りを低減するように光を拡散させ、かつ、前記第１の面において、前記光の輝度の偏りを実質的に低減しない光拡散手段を備える。
【００４６】
また、本発明の表示装置は、上記面状照明装置と、前記面状照明装置から出射した光を光変調することができる表示素子と、前記表示素子を透過した光を拡散する光拡散手段とを備え、前記光拡散手段は、前記第１の面において、他の面におけるよりも前記光の輝度の偏りを低減するように光を拡散させる。
【００４７】
以下、本発明の作用を説明する。
【００４８】
本発明の画像表示装置は、照明装置から出射された高指向性の光を第１拡散手段によって第１の垂直面内において拡散させた後に表示素子に入射させ、表示素子によって所望の状態に光変調された光を、第２の拡散手段で第２の垂直面内において拡散させることによって、画像を表示している。このようにすれば、互いに交差する第１の垂直面と第２の垂直面との両方で表示光は拡散されるので、いずれの方向から観察した場合であっても、視野角に応じた輝度の変化が少なく、比較的明るい画像を観察することができる。本発明では、表示素子の出射側表面に、上記第１および第２の拡散手段を設けたのではなく、表示素子を挟むようにこれらが配置されているので、拡散手段において周囲光の反射などが生じて画像品質を低下させることはない。また、表示素子に入射される光は、第１の拡散手段によって、第１の垂直面内において拡散されているが、この拡散方向を適切に選択すれば、拡散された光を表示素子において所望の状態に光変調することが可能であるので、画像の品質を低下させることなく、広視野角化を実現することができる。
【００４９】
なお、本明細書において「表示素子の光変調角度」とは、表示素子に種々の角度で光が入射される場合において、表示素子が入射光を所望の状態（すなわち、正面方向の光を変調したときの表示に対して、明表示と暗表示との反転が生じず、同様の画像を表示し得る状態）に光変調させることができる入射角範囲の広さ程度を意味する。例えば、ＴＮ型またはＳＴＮ型の表示素子では、特に中間調表示を行なう場合、液晶分子の捩れ（螺旋の向き、液晶分子の螺旋開始位置）や、液晶分子の屈折率異方性などによって、ある角度以上の入射角で入射した光は所望の状態に変調されない。本明細書では、表示素子の入射面に実質的に垂直な或る面において比較的小さい入射角であっても光が所望の状態に変調されない場合、光変調角度が狭いと言い、比較的大きい入射角であっても光が所望の状態に変調される場合、光変調角度が広いと言う。なお、「光変調」の用語は、光振幅変調、光位相変調、光偏向などを含み、出射光の輝度の大きさを制御し得る光学的作用を広く意味するものとする。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００５１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の画像表示装置（液晶表示装置）１００を示す。画像表示装置１００は、出射角に応じて輝度に偏りを有する高指向性の光を出射する照明装置１１０と、所定の面内において光を拡散させる第１の光拡散手段１２０と、入射光を画素毎に所望の状態に変調させることができる液晶表示素子１３０と、所定の面内において光を拡散させる第２の光拡散手段１４０とを備える。液晶表示素子１３０は、第１の光拡散手段１２０と第２の光拡散手段１４０との間に挟まれる。
【００５２】
本実施形態では、液晶表示素子１３０として、従来のＴＮ型液晶表示素子が用いられている。すなわち、液晶表示素子１３０は、厚さ方向において捩れた配列状態を取り得る複数の液晶分子から形成される液晶層と、この液晶層を挟むように配置された一対の偏光板とを有している。液晶表示素子１３０では、液晶層に印加する電圧を画素毎に制御することで画素領域の光透過率を変化させ、これによって所望の画像を表示することができる。
【００５３】
照明装置１１０は、複数の光源１１１と、光反射シート１１２と、光拡散板１１３と、指向性制御手段１１４とから構成されている。照明装置１１０の指向性制御手段１１４としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のプリズムフィルム“ＢＥＦ”を使用することができる。複数の光源１１１からは、輝度の角度依存性が低い低指向性の光が出射されるが、指向性制御手段１１４によって照明光に指向性が付与される。
【００５４】
また、第１の光拡散手段１２０および第２の光拡散手段１４０としては、例えば公知のレンチキュラーレンズシート（例えば、大日本印刷社製のＵＣＳシート）を使用することができる。レンチキュラーレンズシートよりも薄く、他の光学部材と一体的に形成され得るレンチキュラーレンズフィルムを用いてもよい。なお、第２の光拡散手段（第２のレンチキュラーレンズフィルムまたはシート）１４０の稜線方向とプリズムフィルム（指向性制御手段）１１４の稜線方向とを略平行に配置し、第１の光拡散手段（第１のレンチキュラーレンズフィルムまたはシート）１２０の稜線方向をこれらに直交して配置している。ここでは、図示するように、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０の稜線が延びる方向をｘ方向とし、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０のレンチキュラーレンズ（およびプリズムフィルム１１４のプリズム）の稜線が延びる方向（ｘ方向と直交する方向）をｙ方向とする。また、これらの方向ｘ，ｙと直交する方向をｚ方向とする。本実施形態では、ｘ方向とｙ方向とが直交する。
【００５５】
図２（ａ）および（ｂ）は、照明装置１１０から出射される照明光の出射角特性と、照明装置１１０からの照明光が第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０によって拡散された後の光の出射角特性示す。図２（ａ）は、プリズムフィルム１１４の光出射面（ｘｙ平面）に対して垂直に交わる面のうち、プリズムフィルム１１４のプリズムの稜線と直交する方向ｘに広がる垂直面（ｘｚ平面）における出射角特性を示す。また、図２（ｂ）は、プリズムの稜線と平行な方向ｙに広がる垂直面（ｙｚ平面）における出射角特性を示す。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、照明装置１１０からの照明光は、指向性制御手段として設けられたプリズムフィルム１１４の作用によって、ｘ方向に広がる垂直面（ｘｚ平面または第２の面）において高指向性の出射角特性を有している。なお、ここでは、輝度として、正面方向の輝度を１としたときの相対輝度が示されている。また、上述のように、入射角の大きい光はプリズムフィルム１１４で表面反射されやすいため、図２（ｂ）に示すように、照明装置１１０からの照明光はｙ方向に広がる垂直面（ｙｚ平面または第１の面）においても指向性を有する。
【００５７】
一方、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される光は、図２（ｂ）に示すように、ｙｚ平面において、指向性が低減されている。これは、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０が、レンチキュラーレンズの稜線に直交する方向ｙに広がる垂直面（ｙｚ平面）において、出射角に応じた輝度の偏りを低減するように光を拡散する作用を有するからである。また、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０は、稜線に平行な方向に広がる垂直面（ｘｚ平面）においては実施的に光を拡散しないため、図２（ａ）に示すように、この垂直面において出射光は高い指向性を有する。この結果、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される照明光は、ｘｚ平面において高指向性の出射角特性を有するが、ｙｚ平面においては輝度変化が緩やかな出射角特性を有する。
【００５８】
図３は、液晶表示装置１００を通過する光の指向性の変化を模式的に示す図である。図示するように、照明装置１１０からの出射光は、ｘ方向に広がる垂直面（第２の面）Ｓ２およびｙ方向に広がる垂直面（第１の面）Ｓ１との両方において、高指向性を有する。また、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０は、第１の面Ｓ１において輝度の偏りを低減させるように照明光を拡散させる。このとき、第２の面Ｓ２においては照明光を拡散させない。その結果、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から液晶表示素子１３０には、第２の面Ｓ２において平行性が比較的高く、かつ、第１の面Ｓ１において平行性が比較的低い光が照射される。
【００５９】
液晶表示素子１３０は、入射光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。ただし、本実施形態の液晶表示素子１３０はＴＮ型液晶表示素子であるため、図２１に示したように、光の入射角度だけでなく、光の入射方向（方位）に応じても、光変調の作用が異なる。以下、図２１を参照しながら、液晶表示素子１３０における光の変調作用を説明する。
【００６０】
通常、液晶表示装置は、正面方向において所望の画像を表示するように設定されているため、液晶表示素子の正面方向からの偏光Ａが所望の状態に変調されるように液晶分子の配向状態が制御される。この状態において、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４に垂直な面Ｓ３内において斜め方向から入射した偏光Ｂは、その入射角が比較的大きい場合にも、偏光Ａと同様に変調される。従って、液晶表示素子が面Ｓ３において所望の状態に光変調することができる入射角範囲（本明細書では、光変調角度と呼ぶ）は広い。
【００６１】
一方、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４内において斜め方向から入射した偏光Ｃは、その入射角が比較的小さくても、偏光Ａと異なる状態に変調されやすい。例えば、偏光Ａでは、寝た状態の液晶分子ＬＣ１を通過するときの方が、面Ｓ４内で傾いた状態の液晶分子ＬＣ２を通過するときよりも偏光方向の回転性が高いのに対し、偏光Ｃでは、寝た状態の液晶分子ＬＣ１を通過するときの方が、面Ｓ４内で傾いた状態の液晶分子ＬＣ２を通過するときよりも偏光方向の回転性が低い。その結果、偏光Ａの方向（正面方向）では明るく見える画素領域が偏光Ｃの方向では暗く見え、逆に、偏光Ａの方向では暗く見える画素領域が偏光Ｃの方向では明るく見えるという、明暗の反転が生じ得る。
【００６２】
このような現象が生じるため、液晶表示素子が面Ｓ４において入射光を所望の状態に変調することができる入射角範囲は狭くなる。従って、本実施形態の液晶表示素子では、液晶層の厚さ方向中央に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がる面Ｓ４における光変調角度は、面Ｓ４に垂直な面Ｓ３における光変調角度よりも狭い。
【００６３】
再び図３を参照する。上述のように、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０から出射される光は、レンチキュラーレンズの稜線方向に平行な第２の面Ｓ２において高指向性の出射角特性を有している。本実施形態の液晶表示素子１３０は、この第２の面Ｓ２において、液晶層の厚さ方向中央部に位置する液晶分子ＬＣ１が立ち上がるように配置されている。すなわち、液晶表示素子１３０における光変調角度が狭い面Ｓ４と、レンチキュラーレンズフィルム１２０における高指向性の光を出射する面Ｓ２とを平行に配置している。
【００６４】
このようにすれば、液晶表示素子１３０には、第２の面Ｓ２において高指向性の出射角特性を有する光が入射されるため、液晶表示素子１３０において所望でない状態に光が変調されることが防止される。また、第１の面Ｓ１において入射光の指向性は低減しているが、この面Ｓ１における液晶表示素子１３０の光変調角度は比較的広いため、適切に光変調させることができる。従って、所望のコントラスト、中間調、色調を有する画像を表示することが可能になる。
【００６５】
ただし、液晶表示素子１３０によって変調された光（表示光）は、第２の面Ｓ２において高い指向性を有しているため、この面の広がる方位（すなわちｘ方向）において、視角に応じた表示光の輝度変化が大きい。これに対し、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０は第２の面Ｓ２において表示光を拡散し、視角に応じた表示光の輝度変化を解消する。これにより、所望の表示品位および明るさを有する画像を、任意の方位において、広い視角範囲で表示することが可能になる。また、本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶表示素子１３０の前方において複数の拡散手段が設けられていないので、周囲光が反射して表示品位を低下させることもない。なお、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０の拡散作用によって第１の面Ｓ１において表示光は拡散されるため、第２のレンチキュラーレンズフィルム１４０は、第１の面Ｓ１において実質的に光を拡散させなくてもよい。
【００６６】
図４（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置１００における視角に応じた表示光の輝度変化と、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０が設けられていない従来の画像表示装置における視角に応じた表示光の輝度変化とを比較して示す。図４（ａ）および（ｂ）からわかるように、本実施形態の画像表示装置１００では、第１のレンチキュラーレンズフィルム１２０を設けたことによって正面方向での表示光の輝度は従来の装置に比べて低下するが、いずれの方位においても視角に応じた表示光の輝度変化が少ない良好な画像が表示されていることがわかる。
【００６７】
なお、本実施形態の画像表示装置において、照明装置１１０が備える指向性制御手段であるプリズムフィルムの稜線の方向は、本実施形態と異なる方向に配置されていてもよい。なぜならば、前述のようにプリズムフィルムを通過した照明光はプリズムの稜線と直交する方向に広がる面においても平行な方向に広がる面においても高指向性の出射角特性を有するからである。
【００６８】
また、照明装置としては、高指向性の出射角特性を有する照明光を出射できるものであれば、種々の構成を有するものを使用することが可能である。照明装置の指向性制御手段としては、プリズムフィルム以外にも、レンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。
【００６９】
また、第１の光拡散手段は、所定の垂直面（または方位）において他の垂直面におけるよりも輝度の偏り（すなわち指向性）を低減するように光を拡散できる機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することが可能である。第１の光拡散手段として、ウェーブレンズフィルムなどを用いてもよい。また、第１の光拡散手段は、上記所定の垂直面において入射角の小さい光は拡散せずに入射角の大きな光は拡散する機能を有するものであっても良い。
【００７０】
第２の光拡散手段についても第１の光拡散手段と同様に、所定の垂直面（において他の垂直面におけるよりも輝度の偏りを低減するように光を拡散できる機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することが可能である。
【００７１】
また、照明光を有効に利用するために、液晶表示素子１３０と照明装置１１０との間（好ましくは、液晶表示素子１３０と第１の拡散手段１２０との間）において、偏光選択反射手段を設けてもよい。偏光選択反射手段としては、住友スリーエム株式会社製の“ＤＢＥＦ”などを適用することができる。偏光選択反射手段は、液晶表示素子１１０に入射する所定方向の偏光を透過する一方で、これと直交する方向の偏光は反射する機能を有する光学手段である。反射された光は、再び照明装置内で反射され、偏光方向を変化させた後に偏光選択反射手段に向かう。このため、液晶表示素子に入射する光の量を増加させることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図５は、実施形態２の画像表示装置２００を示す。画像表示装置２００は、照明装置２１０と、第１の光拡散手段２２０と、液晶表示素子２３０と、第２の光拡散手段２４０とを備える。
【００７３】
実施形態２の画像表示装置２００が実施形態１の画像表示装置１００と異なる点は照明装置の構成である。実施形態２の照明装置２１０は、光源２１１、光反射シート２１２、導光体２１３、および指向性制御手段２１４によって構成される。照明装置２１０は、エッジライト方式の照明装置であり、蛍光管などから形成される光源２１１からの光を導光体２１３によって液晶表示素子２３０に向けて出射する。光反射シート２１２は、光源２１１からの光を反射することで、光の利用効率を向上させるように機能する。また、照明装置２１０の指向性制御手段２１４としては三菱レイヨン株式会社製のプリズムフィルム“ダイヤアートＳ１６５”を使用している。
【００７４】
第１の光拡散手段２２０、第２の光拡散手段２４０としては実施形態１と同様にレンチキュラーレンズフィルムを用いている。また、実施形態１と同様、指向性制御手段（プリズムフィルム）２１４の稜線方向と、第２のレンチキュラーレンズフィルム（第２の光拡散手段）２４０の稜線方向とを略平行（ｙ方向）に配置させ、第１のレンチキュラーレンズフィルム（第１の光拡散手段）２２０の稜線方向（ｘ方向）をこれらと直交するように配置させている。
【００７５】
図６（ａ）および（ｂ）は、照明装置２１０から出射される照明光の出射角特性と、照明装置２１０からの照明光が第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０によって拡散された後の光の出射角特性示す。図６（ａ）は、プリズムフィルム２１４のプリズムの稜線と直交する方向に広がる垂直面（ｘｚ平面）における出射角特性を示す。また、図６（ｂ）は、プリズムの稜線と平行な方向に広がる垂直面（ｙｚ平面）における出射角特性を示す。
【００７６】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、照明装置２１０からの照明光は、プリズムフィルム２１４の作用によって、プリズムの稜線に平行なｘｚ平面（第２の面）において非常に高い指向性を有するとともに、プリズムの稜線と直交するｙｚ平面（第１の面）においても高い指向性を有する。
【００７７】
一方、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０を通過したあとの照明光は、図６（ａ）に示すようにｘｚ平面において非常に高い指向性を有するが、図６（ｂ）に示すようにｙｚ平面においては出射角に応じた輝度の変化をほとんど有していない。
【００７８】
液晶表示素子２３０には、照明装置２１０から出射された後に第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０によって所定の方位で拡散された照明光が入射され、液晶表示素子２３０は、この照明光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。本実施形態においても実施形態１と同様に、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０が光を拡散する垂直面（第１の面）と、液晶表示素子２３０における光変調角度が比較的広い垂直面とが平行に位置するように、液晶表示素子２３０を配置させている。これにより、入射光を所望の状態に変調させることができる。
【００７９】
また、液晶表示素子２３０からの表示光は、第２のレンチキュラーレンズフィルム２４０によって、第２の面において拡散される。これにより、何れの方位においても、広い視角範囲で所定の表示品位であるうえに視角に応じた輝度変化の少ない画像を提供することができる。
【００８０】
図７（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置２００における視角による表示光の輝度変化と、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０が設けられていない従来の画像表示装置における視角による表示光の輝度変化を比較して示す。図７（ａ）および（ｂ）からわかるように、本実施形態の画像表示装置２００では、第１のレンチキュラーレンズフィルム２２０を設けたことによって正面方向での輝度は低下するが、いずれの方位においても視角に応じた表示光の輝度変化が少ない良好な画像が表示されていることがわかる。
【００８１】
なお、本発明の画像表示装置においても、高指向性の光を照射することができる限り照明装置として種々の形態のものを用いることができ、指向性制御手段としては、プリズムフィルムやレンズ、フレネルレンズなどを適宜に用いることができる。
【００８２】
また、第１の拡散手段および第２の拡散手段としては、所定の方位において他の方位におけるよりも指向性を低減するように光を拡散する機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することができる。
【００８３】
さらに、実施形態１と同様に、液晶表示素子２３０の背面に偏光選択反射手段を設けることによって、照明光を有効に利用するようにしてもよい。
【００８４】
（実施形態３）
図８は、実施形態３の画像表示装置３００を示す。画像表示装置３００は、照明装置３１０と、第１の光拡散手段３２０と、液晶表示素子３３０と、第２の光拡散手段３４０とを備える。
【００８５】
画像表示装置３００が実施形態１の画像表示装置１００と異なる点は、照明装置の構成および第１の光拡散手段の構成である。以下、本実施形態の照明装置３１０および第１の光拡散手段３２０について説明する。
【００８６】
照明装置３１０は、複数の光源３１１と、光反射シート３１２と、指向性制御手段３１４とによって構成されている。本実施形態では、照明装置３１０の指向性制御手段３１４として、表面に複数のフレネルレンズを形成した透明基材を用いた。複数のフレネルレンズのそれぞれは複数の光源３１１のそれぞれに対応しており、各レンズの中央部３１４ｃは、水平面に対する傾きが比較的小さい面を有し、端部３１４ｅは、水平面に対する傾きが比較的大きい面を有している。各光源３１１からの光は透明基板に形成された各レンズによって屈折され、指向性の高い出射角特性を有する照明光が照射される。なお、フレネルレンズの稜線に直交する方向をｘ方向とし、稜線と平行な方向（フレネルレンズの延びる方向）をｙ方向とする。
【００８７】
また、第１の光拡散手段３２０としては、所定の方位における所定の入射角範囲の光のみを拡散する機能を有する光学素子を用いている。具体的には、住友化学株式会社製の“ルミスティー（商品名）”を用いている。“ルミスティー”は、ｘｚ平面において光を拡散せず、ｙｚ平面において、例えば、入射角が±２０°〜±７０°の範囲の光を選択的に拡散する。このように、第１の光拡散手段３２０は、ｙｚ平面において、比較的出射角の大きい光のみを拡散するように拡散角度範囲が選択されていることが望ましい。
【００８８】
また、第２の光拡散手段３４０としては、実施形態１と同様に、レンチキュラーレンズフィルムを用いている。レンチキュラーレンズフィルム３４０は、レンチキュラーレンズの稜線がｙ方向と平行になるように配置されており、ｘｚ平面において光を拡散する。
【００８９】
図１０（ａ）および（ｂ）は、照明装置３１０から照射される照明光の出射角特性を示す。図１０（ａ）および（ｂ）からわかるように、照明装置３１０から出射された照明光の出射角特性は、ｘｚ平面（第２の面）において非常に高い指向性を有するとともに、ｙｚ平面（第１の面）においても高い指向性を有する。また、ｙｚ平面では、指向性制御手段３１４において設けられたレンズの中央部３１４ｃに比べて、端部３１４ｅの方がより高い指向性を有する光を出射する。
【００９０】
また、第１の光拡散手段である“ルミスティー”３２０を通過したあとの照明光は、図９（ａ）に示すようにｘｚ平面において非常に高い指向性を有するが、図９（ｂ）に示すようにｙｚ平面において指向性が低下している。
【００９１】
また、図９（ｂ）と図１０（ｂ）とを比較すればわかるように、“ルミスティー”３２０を通過した光は、レンズの中央部と端部とにおいて出射角特性がより類似する。このように、特定範囲の入射角の光のみを拡散する拡散手段を用いれば、正面方向での照明光の輝度をさほど低下させることなく、ｙｚへ位面における指向性を低下させることができる。
【００９２】
液晶表示素子３３０には、照明装置３１０から出射され、“ルミスティー”３２０によって所定の方位で拡散された照明光が入射され、液晶表示素子３３０は、この照明光の透過率を画素毎に制御して画像を表示する。本実施形態においても実施形態１と同様に、第１の拡散手段３２０が光を拡散する垂直面（第１の面）と、液晶表示素子３３０における光変調角度が比較的広い垂直面とが平行に位置するように、液晶表示素子３３０を配置させている。これにより、入射光を所望の状態に変調させることができる。
【００９３】
また、液晶表示素子３３０からの表示光は、第２の拡散手段３４０によって、第２の面において拡散される。これにより、何れの方位においても、広い視角範囲で所定の表示品位であるうえに視角に応じた輝度変化の少ない画像を提供することができる。
【００９４】
図１１（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の画像表示装置３００における視角による表示光の輝度変化を示し。図１２（ａ）および（ｂ）は、第１の光拡散手段３２０が配置されていない従来の画像表示装置における視角による表示光の輝度変化を示す。
【００９５】
図１２（ｂ）からわかるように、従来の画像表示装置ではｙ方向において視角による表示光の輝度変化が大きく、かつ、指向性制御手段３１４に形成されたレンズの中央部と端部とでは輝度変化が異なっている。この結果、例えば、視角±７０°において、レンズ端部の表示光の輝度はレンズ中央部の半分以下となってしまい、レンズの部分に対応した明暗が観察されてしまう。
【００９６】
これに対し、図１１（ｂ）からわかるように、本実施の形態の画像表示装置３００では“ルミスティー”３２０を配置することによって、ｙ方向の表示光の視角に応じた輝度変化が緩やかとなるとともにレンズの中央部と端部とで輝度変化が大きくは異なっていない。この結果、例えば、視角±７０°においてレンズの中央部と端部で表示光の輝度はほぼ等しくなり、良好な画像を表示することができる。
【００９７】
なお、本実施形態の画像表示装置において、照明装置３１０における光反射シート３１２は、光源３１１に応じて球面、曲面などの形状を有していても良い。また、第１の光拡散手段として用いた“ルミスティー”３２０が拡散する光の入射角の範囲は、本実施形態での角度範囲に限らず、照明装置３１０からの照明光の出射角特性に応じて適宜設定することができる。
【００９８】
また、本発明の画像表示装置においても、高指向性の光を照射することができる限り照明装置として種々の形態のものを用いることができ、指向性制御手段としては、プリズムフィルムやレンズ、フレネルレンズなどを適宜に用いることができる。また、第１の拡散手段および第２の拡散手段としては、所定の方位において他の方位におけるよりも指向性を低減するように光を拡散する機能を有するものであれば、種々の形態のものを使用することができる。さらに、実施形態１と同様に、液晶表示素子２３０の背面に偏光選択反射手段を設けることによって、照明光を有効に利用するようにしてもよい。
【００９９】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明の表示装置は、光出射面に垂直な第１の垂直面において高指向性を有するとともに、第１の面と交差する第２の垂直面において第１の垂直面におけるよりも指向性が低い光を出射することができる面状照明装置を用いて構成されていてもよい。この面状照明装置は、例えば、実施形態１の照明装置１１０の光出射面において、第１の光拡散手段１２０と同様の機能を有する光学素子を設けることによって実現できる。このような面状照明装置を用いる場合、上述のような第１の光拡散手段を設ける必要なく、照明装置の上方において、光変調機能を有する表示素子と、上記第１の垂直面において他の面におけるよりも輝度の偏りを低減するように光を拡散する光拡散手段とを設けることで表示装置を構成することができる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の表示装置によれば、照明装置から出射された光を、第１拡散手段によって所定の方位で拡散させた後に表示素子に入射させ、表示素子によって変調された光を第２拡散手段によって上記方位とは異なる方位で拡散させるので、何れの方位（例えば、表示パネルの上下方向および左右方向）においても広い視角範囲で良好な画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における表示装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１における照明装置からの出射光と第１の光拡散手段からの出射光との輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図３】本発明の実施形態１における表示装置を通過する光の指向性の変化を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１における表示装置の視角特性を従来の表示装置と比較して示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図５】本発明の実施形態２における表示装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２における照明装置からの出射光と第１の光拡散手段からの出射光との輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図７】本発明の実施形態２における表示装置の視角特性を従来の表示装置と比較して示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図８】本発明の実施形態３における表示装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態３における第１の光拡散手段からの出射光の輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１０】本発明の実施形態３における照明装置からの出射光の輝度に関する出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１１】本発明の実施形態３における表示装置の視角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図１２】従来の表示装置の視角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における視角特性を示し、（ｂ）は他の面における視角特性を示す。
【図１３】従来の表示装置を示す斜視図である。
【図１４】従来の他の表示装置を示す斜視図である。
【図１５】従来のさらに他の表示装置を示す斜視図である。
【図１６】従来の表示装置の照明装置が備えるプリズムフィルムの作用を説明するための図である。
【図１７】図１３に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１８】図１４に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図１９】図１５に示した従来の表示装置の指向性制御手段を示す斜視図である。
【図２０】図１５に示した従来の表示装置の照明装置からの照明光の出射角特性を示す図であり、（ａ）は或る面における出射角特性を示し、（ｂ）は他の面における出射角特性を示す。
【図２１】ツイステッドネマティック型液晶表示素子を模式的に示す斜視図である。
【図２２】或る面から光が出射する場合における、光出射面に対して垂直な面および出射光の方位を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 液晶表示装置
１１０ 照明装置
１１１ 光源
１１２ 光反射シート
１１３ 光拡散板
１１４ 指向性制御手段
１２０ 第１の光拡散手段
１３０ 液晶表示素子
１４０ 第２の光拡散手段
２００ 液晶表示装置
２１０ 照明装置
２１１ 光源
２１２ 光反射シート
２１３ 導光体
２１４ 指向性制御手段
２２０ 第１の光拡散手段
２３０ 液晶表示素子
２４０ 第２の光拡散手段
３００ 液晶表示装置
３１０ 照明装置
３１１ 光源
３１２ 光反射シート
３１４ 指向性制御手段
３２０ 第１の光拡散手段
３３０ 液晶表示素子
３４０ 第２の光拡散手段
Claims (11)
- 出射角に応じて輝度に偏りを有する高指向性の光を出射する照明装置と、
前記照明装置から出射した光を光変調することができる表示素子と、
前記照明装置と前記表示素子との間に配置された第１の光拡散手段と、
前記表示素子の前記第１の光拡散手段が配置された側とは反対側に配置された第２の光拡散手段と、を備え、
前記第１の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面に対して垂直な第１の面において、他の面におけるよりも光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させ、
前記第２の光拡散手段は、前記照明装置の光出射面内に対して垂直であり、かつ、前記第１の面と交差する第２の面において、他の面におけるよりも前記光の輝度の偏りを低減するように前記光を拡散させる表示装置。 - 前記第１の面と前記第２の面とは略直交する請求項１に記載の表示装置。
- 前記第１の光拡散手段は、前記第２の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しないことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
- 前記第２の光拡散手段は、前記第１の面における前記光の輝度の偏りを実質的に低減しないことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
- 前記表示素子の、前記第１の面における光変調角度は、前記第２の面における光変調角度よりも広い請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
- 前記表示素子は、厚さ方向において捩れた配列状態を取り得る複数の液晶分子から形成される液晶層と、前記液晶層を挟持する一対の偏光子とを備える請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
- 前記液晶層の厚さ方向中央部に位置する液晶分子は、電圧を印加することによって前記第２の面内で動く請求項６に記載の表示装置。
- 前記第１の拡散手段は、光透過性の材料から形成されており、前記第１の拡散手段を透過した光を前記第１の拡散手段の光出射面において屈折または反射させることができる請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
- 前記第１の拡散手段は、互いに平行に延びている複数のレンズを有する請求項８に記載の表示装置。
- 前記複数のレンズは、前記照明装置の出射面内で前記第１の面が延びる方向と垂直な方向に沿って延びている請求項９に記載の表示装置。
- 前記第１の光拡散手段は、前記第１の面における特定の入射角範囲の光のみを拡散する請求項１から１０のいずれかに記載の表示装置。
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