JP4693556B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示パネルから出射した光を拡散するための光拡散素子を備えた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device including a light diffusing element for diffusing light emitted from a liquid crystal display panel.

近年、携帯型電話機やPDA(Personal Digital Assistant)に代表される携帯型電子機器が広く利用されている。携帯型電子機器の表示部には、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する液晶表示装置が用いられている。   In recent years, portable electronic devices represented by portable telephones and PDAs (Personal Digital Assistants) have been widely used. A liquid crystal display device having advantages such as thinness, light weight, and low power consumption is used for a display portion of a portable electronic device.

液晶表示装置は、CRTやPDP(プラズマディスプレイパネル)などの自発光型の表示装置とは異なり、表示素子自体は発光しない。そのため、透過型の液晶表示装置では、液晶表示素子の背面側にバックライトと呼ばれる照明素子が設けられており、この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われる。   Unlike a self-luminous display device such as a CRT or PDP (plasma display panel), a liquid crystal display device does not emit light. Therefore, in a transmissive liquid crystal display device, an illumination element called a backlight is provided on the back side of the liquid crystal display element, and the liquid crystal display element controls the amount of transmitted illumination light from the backlight for each pixel. The image is displayed by.

液晶表示装置としては、種々の方式のものが知られている。しかしながら、一部の方式(例えば、TN型やSTN型の液晶表示素子を用いる方式)は、視野角が狭いという欠点を有しており、それを解決するために様々な技術開発が行なわれている。   Various types of liquid crystal display devices are known. However, some methods (for example, a method using a TN type or STN type liquid crystal display element) have a disadvantage that the viewing angle is narrow, and various technical developments have been made to solve the problem. Yes.

液晶表示装置の視野角特性を改善するための代表的な技術として、光学補償板を付加する方式がある。また、特許文献1、2および3に開示されているように、バックライトから出射された光をその指向性(平行度)を高めた上で液晶表示素子に入射させ、液晶表示素子を通過した光を液晶表示素子の前面に配置された光拡散素子によって拡散させる方式も知られている。   As a typical technique for improving the viewing angle characteristics of a liquid crystal display device, there is a method of adding an optical compensator. Further, as disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3, the light emitted from the backlight is made incident on the liquid crystal display element after increasing its directivity (parallelism) and passed through the liquid crystal display element. A system in which light is diffused by a light diffusing element disposed in front of the liquid crystal display element is also known.

図19に、特許文献1に開示されている液晶表示装置500を示す。液晶表示装置500は、液晶表示パネル520と、液晶表示パネル520の背面側に配置されたバックライト510と、液晶表示パネル520の観察者側に配置されたレンチキュラレンズシート530とを備えている。   FIG. 19 shows a liquid crystal display device 500 disclosed in Patent Document 1. The liquid crystal display device 500 includes a liquid crystal display panel 520, a backlight 510 disposed on the back side of the liquid crystal display panel 520, and a lenticular lens sheet 530 disposed on the viewer side of the liquid crystal display panel 520.

バックライト510は、光源501と、光源501から出射した光を液晶表示パネル520に導く導光板502と、導光板502から漏れた光を導光板502側に反射する反射層504とを有している。導光板502は、液晶表示パネル520に向けて光を出射する出射面と、出射面に対向する裏面とを有し、裏面に複数のプリズム502aが形成されている。   The backlight 510 includes a light source 501, a light guide plate 502 that guides light emitted from the light source 501 to the liquid crystal display panel 520, and a reflective layer 504 that reflects light leaking from the light guide plate 502 toward the light guide plate 502. Yes. The light guide plate 502 has an emission surface that emits light toward the liquid crystal display panel 520 and a back surface facing the emission surface, and a plurality of prisms 502a are formed on the back surface.

光源501から出射した光は、導光板502内を伝搬する途中で、裏面のプリズム502aによって液晶表示パネル520側に反射され、出射面から出射する。裏面のプリズム502aは、出射面に対して互いに異なる所定の角度で傾斜した2つの傾斜面を有しており、そのことによって、バックライト510から出射する光は、表示面法線方向(正面方向)における強度が著しく強くなっている。つまり、バックライト510から出射する光は、高い指向性を付与されている。   The light emitted from the light source 501 is reflected on the liquid crystal display panel 520 side by the prism 502a on the back surface while propagating through the light guide plate 502, and is emitted from the emission surface. The prism 502a on the back surface has two inclined surfaces inclined at predetermined angles different from each other with respect to the emission surface, so that the light emitted from the backlight 510 is in the normal direction of the display surface (front direction). ) Is significantly stronger. That is, the light emitted from the backlight 510 is given high directivity.

液晶表示パネル520は、表示面法線方向に平行に入射する光について最もコントラスト比が高くなるような設計がなされているので、上述したような指向性の高い光を液晶表示パネル520に入射させることによって、コントラスト比を向上することができる。また、液晶表示パネル520を通過した光は、レンチキュラレンズシート530によって拡散されるので、それによって視野角が広がる。このようにして、液晶表示装置500では、高コントラスト比と広視野角特性の両方を実現している。   Since the liquid crystal display panel 520 is designed to have the highest contrast ratio with respect to light incident in parallel to the normal direction of the display surface, light having high directivity as described above is incident on the liquid crystal display panel 520. As a result, the contrast ratio can be improved. In addition, the light that has passed through the liquid crystal display panel 520 is diffused by the lenticular lens sheet 530, thereby widening the viewing angle. In this way, the liquid crystal display device 500 achieves both a high contrast ratio and a wide viewing angle characteristic.

特許文献2および3に開示されている液晶表示装置についても、特許文献1に開示されている液晶表示装置と同様に、指向性の高い光を液晶層に入射させ、液晶層で変調された光を光拡散素子によって拡散することにより、表示品位を向上させている。特許文献2には、光拡散素子としてウェーブレンズフィルムが開示されており、特許文献3には、球状の微細粒子を含む光拡散素子が開示されている。
特開平9−22011号公報 特許第2809089号公報 特許第3517975号公報
As for the liquid crystal display devices disclosed in Patent Documents 2 and 3, similarly to the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1, light having high directivity is incident on the liquid crystal layer and modulated by the liquid crystal layer. Is diffused by the light diffusing element to improve display quality. Patent Document 2 discloses a wave lens film as a light diffusing element, and Patent Document 3 discloses a light diffusing element including spherical fine particles.
JP-A-9-22011 Japanese Patent No. 2809089 Japanese Patent No. 3517975

しかしながら、上記特許文献1、2および3に開示されている液晶表示装置では、表示がぼやけるという問題が発生してしまう。以下、表示がぼやける原因を説明する。   However, in the liquid crystal display devices disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3, the problem of blurred display occurs. The reason why the display is blurred will be described below.

既に述べたように、コントラスト比を高くするためには、できるだけ指向性の高い光を液晶層に入射させることが好ましい。つまり、液晶層に対して垂直に入射する光をできるだけ多くし、液晶層に対して斜めに入射する光をできるだけ少なくすることが好ましい。ところが、当然ながら、実際には、液晶層に対して斜めに入射する光も少なからず存在し、液晶層への入射角が大きな光も存在する。液晶層への入射角が大きな光は、液晶層や位相差板によって十分に変調されない光である。そのため、このような光が光拡散素子によって正面方向に拡散されてしまうと、表示がぼやけてしまう。   As already described, in order to increase the contrast ratio, it is preferable that light having as high directivity as possible is incident on the liquid crystal layer. That is, it is preferable to increase the light incident on the liquid crystal layer perpendicularly as much as possible and reduce the light incident obliquely on the liquid crystal layer as much as possible. However, as a matter of course, in reality, there is not a little light incident obliquely on the liquid crystal layer, and there is also light having a large incident angle on the liquid crystal layer. Light having a large incident angle to the liquid crystal layer is light that is not sufficiently modulated by the liquid crystal layer or the retardation plate. Therefore, when such light is diffused in the front direction by the light diffusing element, the display is blurred.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光拡散素子による表示のぼやけが低減され、高品位の表示を行うことが可能な液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can reduce display blur due to a light diffusing element and perform high-quality display.

本発明による液晶表示装置は、光源と、前記光源から出射した光を変調する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルよりも観察者側に配置された光拡散素子とを備えた液晶表示装置であって、前記光拡散素子は、特定の角度範囲内の角度で入射する光を他の角度で入射する光よりも強く拡散し、前記特定の角度範囲は、表示面法線方向に平行な第1の面内と表示面法線方向に平行で前記第1の面に交差する第2の面内とで異なっており、前記第1の面内における前記特定の角度範囲をA、前記第2の面内における前記特定の角度範囲をB、前記第1の面内において前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をC、前記第2の面内において前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をDとしたとき、前記第1の面内における前記特定の角度範囲Aと前記第2の面内における前記特定の角度範囲Bとの比A/Bが、前記第1の面内における前記視角範囲Cと前記第2の面内における前記視角範囲Dとの比C/Dに略等しく、そのことによって上記目的が達成される。   A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a light source, a liquid crystal display panel that modulates light emitted from the light source, and a light diffusing element that is disposed closer to the viewer than the liquid crystal display panel. The light diffusing element diffuses light incident at an angle within a specific angle range more strongly than light incident at another angle, and the specific angle range is a first parallel to the normal direction of the display surface. And the second plane that is parallel to the normal direction of the display surface and intersects the first plane, and the specific angle range in the first plane is A, the second plane The specific angle range in the plane is B, the viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more in the first plane is C, and the contrast ratio of the liquid crystal display panel is in the second plane. When the viewing angle range is 1 or more, The ratio A / B between the specific angle range A in the first plane and the specific angle range B in the second plane is such that the viewing angle range C in the first plane and the second plane Is approximately equal to the ratio C / D with the viewing angle range D, thereby achieving the above object.

ある好適な実施形態において、前記第1の面と前記第2の面とは略直交する。   In a preferred embodiment, the first surface and the second surface are substantially orthogonal.

ある好適な実施形態において、前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲は、前記第1の面内において最も広く、且つ、前記第2の面内において最も狭く、前記光拡散素子が光を強く拡散する前記特定の角度範囲は、前記第1の面内において最も広く、且つ、前記第2の面内において最も狭い。   In a preferred embodiment, a viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more is the widest in the first plane and the narrowest in the second plane, and the light diffusion element is The specific angle range in which light is strongly diffused is the widest in the first plane and the narrowest in the second plane.

ある好適な実施形態において、前記第1の面内における前記特定の角度範囲Aは、前記第1の面内における前記視角範囲Cと略等しいかまたはそれよりも狭く、前記第2の面内における前記特定の角度範囲Bは、前記第2の面内における前記視角範囲Dと略等しいかまたはそれよりも狭い。   In a preferred embodiment, the specific angular range A in the first plane is substantially equal to or narrower than the viewing angle range C in the first plane, and in the second plane. The specific angle range B is substantially equal to or narrower than the viewing angle range D in the second plane.

ある好適な実施形態において、前記特定の角度範囲内の角度で入射する光に対する前記光拡散素子のヘイズ値が5以上である。   In a preferred embodiment, the light diffusing element has a haze value of 5 or more with respect to light incident at an angle within the specific angle range.

ある好適な実施形態において、前記光拡散素子は、複数のプリズムを含み、前記複数のプリズムのそれぞれの前記第1の面に平行な断面と前記第2の面に平行な断面とが互いに異なる形状を有している。   In a preferred embodiment, the light diffusing element includes a plurality of prisms, and a cross section parallel to the first surface and a cross section parallel to the second surface of each of the plurality of prisms are different from each other. have.

ある好適な実施形態において、前記光拡散素子は、それぞれが異方的に光を拡散し、且つ、相互に異なる光拡散特性を有する複数の異方拡散層を含む。   In a preferred embodiment, the light diffusing element includes a plurality of anisotropic diffusion layers each diffusing light anisotropically and having different light diffusion characteristics.

ある好適な実施形態において、前記液晶表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有する。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display panel includes a pair of substrates and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates.

ある好適な実施形態において、前記液晶表示パネルは、少なくとも1つの位相差補償素子をさらに有する。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display panel further includes at least one phase difference compensation element.

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記光拡散素子よりも観察者側に配置された第1の偏光素子を備える。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display device according to the present invention includes a first polarizing element disposed closer to the viewer than the light diffusing element.

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記液晶層と前記光拡散素子との間に配置された第2の偏光素子を備え、前記第1の偏光素子の透過軸と、前記第2の偏光素子の透過軸とは略平行である。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display device according to the present invention includes a second polarizing element disposed between the liquid crystal layer and the light diffusing element, the transmission axis of the first polarizing element, The transmission axis of the second polarizing element is substantially parallel.

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記液晶層に対して観察者側とは反対側に設けられた第3の偏光素子を備える。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display device according to the present invention includes a third polarizing element provided on the opposite side to the observer side with respect to the liquid crystal layer.

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記光源を含む照明素子を備える。   In a preferred embodiment, the liquid crystal display device according to the present invention includes an illumination element including the light source.

ある好適な実施形態において、前記照明素子は、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が、表示面法線方向における輝度の13%以下となるような配光分布を有する。   In a preferred embodiment, the illumination element has a light distribution such that luminance in a direction forming an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction of the display surface is 13% or less of luminance in the normal direction of the display surface. Have

ある好適な実施形態において、前記照明素子は、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が、表示面法線方向における輝度の3%以下となるような配光分布を有する。   In a preferred embodiment, the illumination element has a light distribution such that luminance in a direction forming an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction of the display surface is 3% or less of luminance in the normal direction of the display surface. Have

ある好適な実施形態において、前記照明素子は、前記光源から出射した光の指向性を制御する指向性制御素子を有している。   In a preferred embodiment, the illumination element includes a directivity control element that controls the directivity of light emitted from the light source.

本発明による液晶表示装置が備える光拡散素子は、特定の角度範囲内の角度で入射する光を他の角度で入射する光よりも強く拡散する。つまり、光拡散素子は、光拡散特性に入射角依存性を有している。また、光拡散素子が光を強く拡散する上記特定の角度範囲(高拡散角度範囲)は、表示面法線方向に平行な第1の面内と表示面法線方向に平行で第1の面に交差する第2の面内とで異なっている。つまり、高拡散角度範囲は、方位角依存性を有している。   The light diffusing element included in the liquid crystal display device according to the present invention diffuses light incident at an angle within a specific angle range more strongly than light incident at another angle. That is, the light diffusing element has an incident angle dependency on the light diffusion characteristics. Further, the specific angle range (high diffusion angle range) in which the light diffusing element diffuses light strongly is in the first plane parallel to the display surface normal direction and parallel to the display surface normal direction. It differs in the 2nd surface which cross | intersects. That is, the high diffusion angle range has azimuth angle dependency.

さらに、高拡散角度範囲の方位角依存性は、光変調部のコントラスト特性に応じて設定されている。具体的には、第1の面内における高拡散角度範囲をA、第2の面内における高拡散角度範囲をB、第1の面内において液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をC、第2の面内において液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をDとしたとき、高拡散角度範囲Aと高拡散角度範囲Bとの比A/Bが、視角範囲Cと視角範囲Dとの比C/Dに略等しい。   Furthermore, the azimuth angle dependency of the high diffusion angle range is set according to the contrast characteristics of the light modulator. Specifically, the high diffusion angle range in the first plane is A, the high diffusion angle range in the second plane is B, and the viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more in the first plane. Where C is the viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more in the second plane, and the ratio A / B between the high diffusion angle range A and the high diffusion angle range B is the viewing angle range C Is substantially equal to the ratio C / D of the viewing angle range D.

上述したように、本実施形態における光拡散素子は、光拡散特性に三次元的な異方性を有しており、さらに、この三次元的な異方性は、光変調部で変調された光の特性に応じて設定されている。そのため、本発明による液晶表示装置では、表示のぼやけが効果的に防止され、高品位の表示を容易に実現することができる。   As described above, the light diffusing element in the present embodiment has a three-dimensional anisotropy in the light diffusion characteristics, and the three-dimensional anisotropy is modulated by the light modulation unit. It is set according to the characteristics of light. Therefore, in the liquid crystal display device according to the present invention, display blurring is effectively prevented, and high-quality display can be easily realized.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

図1に、本実施形態における液晶表示装置100を示す。液晶表示装置100は、図1に示すように、照明素子(バックライト)10と、照明素子10から出射した光を変調する液晶表示パネル20と、液晶表示パネル20よりも観察者側に配置された光拡散素子30とを備えている。   FIG. 1 shows a liquid crystal display device 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 is disposed on the viewer side with respect to an illumination element (backlight) 10, a liquid crystal display panel 20 that modulates light emitted from the illumination element 10, and the liquid crystal display panel 20. The light diffusing element 30 is provided.

液晶表示パネル20は、一対の基板21および22と、これらの間に設けられた液晶層23とを有する。以下では、液晶層23に対して照明素子10側に配置された基板21を「背面基板」と呼び、液晶層23に対して照明素子10とは反対側(つまり観察者側)に配置された基板22を「前面基板」と呼ぶ。   The liquid crystal display panel 20 includes a pair of substrates 21 and 22 and a liquid crystal layer 23 provided therebetween. Below, the board | substrate 21 arrange | positioned at the illumination element 10 side with respect to the liquid crystal layer 23 is called a "back substrate", and is arrange | positioned with respect to the liquid crystal layer 23 on the opposite side (namely, observer side). The substrate 22 is referred to as a “front substrate”.

背面基板21および前面基板22の液晶層23側の表面には、液晶層23に電圧を印加するための電極や、液晶層23に含まれる液晶分子の配向方向を規定するための配向膜(いずれも不図示)が形成されている。また、本実施形態では、前面基板22の液晶層23側にカラーフィルタ24が設けられている。   On the surface of the back substrate 21 and the front substrate 22 on the liquid crystal layer 23 side, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 23 and an alignment film for defining the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 23 (whichever (Not shown) is also formed. In the present embodiment, the color filter 24 is provided on the liquid crystal layer 23 side of the front substrate 22.

背面基板21の照明素子10側には、位相差補償素子25および偏光板26がこの順に設けられており、前面基板22の観察者側にも、位相差補償素子27および偏光板28がこの順に設けられている。位相差補償素子25および27としては、公知の種々の位相差板が用いられる。なお、位相差補償素子の個数や配置はここで例示したものに限定されない。   A phase difference compensation element 25 and a polarizing plate 26 are provided in this order on the illumination element 10 side of the rear substrate 21, and a phase difference compensation element 27 and a polarizing plate 28 are provided in this order also on the viewer side of the front substrate 22. Is provided. As the phase difference compensating elements 25 and 27, various known phase difference plates are used. The number and arrangement of the phase difference compensation elements are not limited to those exemplified here.

光拡散素子30は、前面基板22の観察者側に設けられた偏光板28上に配置されている。この光拡散素子30は、液晶表示パネル20から出射した光を拡散する。本実施形態では、光拡散素子30よりも観察者側にさらに偏光板41が設けられている。   The light diffusing element 30 is disposed on a polarizing plate 28 provided on the observer side of the front substrate 22. The light diffusing element 30 diffuses light emitted from the liquid crystal display panel 20. In the present embodiment, a polarizing plate 41 is further provided on the viewer side with respect to the light diffusing element 30.

以下では、表記の簡単さのために、光拡散素子30よりも観察者側に配置された偏光板41を「第1の偏光板」と称し、光拡散素子30と液晶層23との間に配置された偏光板28を「第2の偏光板」と称し、液晶層23と照明素子10との間(液晶層23に対して観察者側とは反対側)に配置された偏光板26を「第3の偏光板」と称する。   Hereinafter, for the sake of simplicity of description, the polarizing plate 41 disposed on the viewer side with respect to the light diffusing element 30 is referred to as a “first polarizing plate” and is interposed between the light diffusing element 30 and the liquid crystal layer 23. The disposed polarizing plate 28 is referred to as a “second polarizing plate”, and the polarizing plate 26 disposed between the liquid crystal layer 23 and the illumination element 10 (on the side opposite to the viewer side with respect to the liquid crystal layer 23). This will be referred to as “third polarizing plate”.

第1の偏光板41および第2の偏光板28は、それぞれの透過軸が互いに略平行となるように配置されている。また、第3の偏光板26は、液晶表示パネル20の表示モードに応じ、その透過軸が第1の偏光板41および第2の偏光板28の透過軸と所定の角度をなすように配置されている。   The first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 28 are arranged so that their transmission axes are substantially parallel to each other. Further, the third polarizing plate 26 is arranged so that its transmission axis forms a predetermined angle with the transmission axes of the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 28 according to the display mode of the liquid crystal display panel 20. ing.

照明素子10から出射した光を液晶表示パネル20で変調することによって、第1の偏光板41および第2の偏光板28を通過して観察者側に出射する光の量が画素ごとに制御され、そのことによって画像の表示が行われる。本願明細書では、液晶表示パネル20の構成要素のうち光に位相差を与えて光を変調するもの、すなわち液晶層23、位相差補償素子25および27を総称して「光変調部」と呼ぶ。   By modulating the light emitted from the illumination element 10 by the liquid crystal display panel 20, the amount of light emitted to the viewer side through the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 28 is controlled for each pixel. As a result, an image is displayed. In the present specification, among the components of the liquid crystal display panel 20, those that modulate light by giving a phase difference to the light, that is, the liquid crystal layer 23 and the phase difference compensation elements 25 and 27 are collectively referred to as “light modulator”. .

図2に、照明素子10の具体的な構成の一例を示す。図2に示す照明素子10は、光源1と、光源1から出射した光を液晶表示パネル20に導く導光板2とを有している。光源1は、例えば発光ダイオード(LED)や冷陰極管である。導光板2には、光源1から出射して導光板2内部に入射した光を液晶表示パネル20側に出射させるための構造が形成されている。例えば、導光板2の2つの主面のうちの少なくとも一方に、プリズムやシボが形成されている。   FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the lighting element 10. The illumination element 10 shown in FIG. 2 includes a light source 1 and a light guide plate 2 that guides light emitted from the light source 1 to the liquid crystal display panel 20. The light source 1 is, for example, a light emitting diode (LED) or a cold cathode tube. The light guide plate 2 has a structure for emitting light emitted from the light source 1 and entering the light guide plate 2 to the liquid crystal display panel 20 side. For example, a prism or a texture is formed on at least one of the two main surfaces of the light guide plate 2.

照明素子10は、さらに、導光板2から出射した光の指向性を制御するプリズムシート3を有している。指向性制御素子として機能するこのプリズムシート3は、導光板2と液晶表示パネル20との間に設けられている。   The illumination element 10 further includes a prism sheet 3 that controls the directivity of light emitted from the light guide plate 2. The prism sheet 3 functioning as a directivity control element is provided between the light guide plate 2 and the liquid crystal display panel 20.

プリズムシート3は、導光板2側の主面上に形成された複数のプリズム3aを有しており、図3に示すように、導光板2から出射した光を全反射現象を利用して表示面法線方向に向ける。このように、導光板2から出射した光は、プリズムシート3によって高い指向性を付与される。なお、ここで例示したプリズムシート3は、「全反射型プリズムシート」とも呼ばれる。また、導光板2として、主面に法線ベクトル理論に基づいてマイクロレンズアレイが形成された導光板を用いると、マイクロレンズでの全反射により導光板内を伝搬する光を効率よく全反射型プリズムシート(指向性制御素子)3に出射することができるので好ましい。   The prism sheet 3 has a plurality of prisms 3a formed on the main surface on the light guide plate 2 side, and displays the light emitted from the light guide plate 2 using a total reflection phenomenon, as shown in FIG. Direct in the surface normal direction. Thus, the light emitted from the light guide plate 2 is given high directivity by the prism sheet 3. The prism sheet 3 exemplified here is also referred to as a “total reflection prism sheet”. Further, when a light guide plate having a microlens array formed on the main surface based on the normal vector theory is used as the light guide plate 2, light propagating in the light guide plate is efficiently totally reflected. Since it can radiate | emit to the prism sheet (directivity control element) 3, it is preferable.

照明素子10から出射する光が高い指向性を有していると、液晶層23を通過する光を一様に変調することができる(つまり液晶層23を通過する光に一様なリタデーションを与えることができる)ので、液晶分子の屈折率異方性に起因した表示品位の視角依存性を低減することができる。液晶層23を通過した光は、そのままでは指向性が高く、輝度に大きな偏りを有している(表示面法線方向の輝度が著しく高く、斜め方向の輝度が低い)が、光変調部よりも観察者側に配置された光拡散素子30によって拡散されることにより、輝度の偏りを低減され、そのことによって視野角が広がる。   If the light emitted from the illumination element 10 has high directivity, the light passing through the liquid crystal layer 23 can be uniformly modulated (that is, the light passing through the liquid crystal layer 23 is given uniform retardation). Therefore, the viewing angle dependency of the display quality due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules can be reduced. The light passing through the liquid crystal layer 23 has high directivity as it is and has a large bias in luminance (the luminance in the normal direction of the display surface is extremely high and the luminance in the oblique direction is low). In addition, by being diffused by the light diffusing element 30 arranged on the viewer side, the luminance deviation is reduced, and the viewing angle is thereby widened.

本実施形態における光拡散素子30の機能を図4、図5(a)および(b)を参照しながら説明する。図4は、光拡散素子30を模式的に示す斜視図である。図4中には、表示面に平行で互いに直交する2つの方向XおよびYと、表示面に垂直な方向(表示面法線方向)Zとを示している。また、図5(a)は、図4中の方向XおよびZに平行な断面を示す図であり、図5(b)は、図4中の方向YおよびZに平行な断面を示す図である。   The function of the light diffusing element 30 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5 (a), and (b). FIG. 4 is a perspective view schematically showing the light diffusing element 30. In FIG. 4, two directions X and Y that are parallel to the display surface and orthogonal to each other, and a direction (display surface normal direction) Z perpendicular to the display surface are shown. 5A is a diagram showing a cross section parallel to directions X and Z in FIG. 4, and FIG. 5B is a diagram showing a cross section parallel to directions Y and Z in FIG. is there.

光拡散素子30は、図4に示すように、光変調部で変調された光を拡散させる。このとき、光拡散素子30は、図5(a)および(b)に示すように、特定の角度範囲で入射する光を他の角度で入射する光よりも強く拡散する。具体的には、光拡散素子30は、比較的小さな入射角(入射光が表示面法線方向となす角)で入射する光を強く拡散し、比較的大きな入射角で入射する光を弱く拡散する。   As shown in FIG. 4, the light diffusing element 30 diffuses the light modulated by the light modulation unit. At this time, as shown in FIGS. 5A and 5B, the light diffusing element 30 diffuses light incident at a specific angle range more strongly than light incident at another angle. Specifically, the light diffusing element 30 strongly diffuses light incident at a relatively small incident angle (angle formed by the incident light and the normal direction of the display surface), and weakly diffuses light incident at a relatively large incident angle. To do.

光拡散素子30は、光拡散特性に上述したような入射角依存性を有しているので、液晶層23に大きな入射角で入射した光をほとんど拡散することなく、液晶層23に垂直に入射した光や小さな入射角で入射した光を拡散することができる。そのため、液晶層23に大きな入射角で入射した光が正面方向に拡散されることによる表示のぼやけが防止される。   Since the light diffusing element 30 has the above-described incident angle dependency on the light diffusing characteristic, the light incident on the liquid crystal layer 23 at a large incident angle is hardly diffused and is incident on the liquid crystal layer 23 vertically. Diffused light and incident light with a small incident angle. Therefore, blurring of the display due to the light incident on the liquid crystal layer 23 having a large incident angle being diffused in the front direction is prevented.

さらに、図5(a)と図5(b)とを比較すればわかるように、光拡散素子30が光を強く拡散する角度範囲(「高拡散角度範囲」と呼ぶ。)は、方向XおよびZに平行な面内と方向YおよびZに平行な面内とで異なっている。つまり、光拡散素子30の高拡散角度範囲は、表示面内における方位に応じて異なっている。言い換えると、光拡散素子30の高拡散角度範囲は、方位角依存性を有している。本実施形態では、方向XおよびZに平行な面内における高拡散角度範囲が最も広く、方向YおよびZに平行な面内における高拡散角度範囲が最も狭い場合を例示している。   Further, as can be seen by comparing FIG. 5A and FIG. 5B, the angle range in which the light diffusing element 30 diffuses light strongly (referred to as “high diffusion angle range”) is the direction X and There is a difference between a plane parallel to Z and a plane parallel to directions Y and Z. That is, the high diffusion angle range of the light diffusing element 30 varies depending on the orientation in the display surface. In other words, the high diffusion angle range of the light diffusing element 30 has azimuth angle dependency. In the present embodiment, the case where the high diffusion angle range in the plane parallel to the directions X and Z is the widest and the high diffusion angle range in the plane parallel to the directions Y and Z is the smallest is illustrated.

上述したように、本実施形態における光拡散素子30は、その光拡散特性に入射角依存性を有しているとともに、その高拡散角度範囲が方位角依存性を有している。つまり、光拡散素子30は、光拡散特性に三次元的な異方性を有している。さらに、この三次元的な異方性は、後述するように、光変調部で変調された光の特性に応じて設定されている。そのため、本実施形態における液晶表示装置100では、表示のぼやけが効果的に防止され、高品位の表示を容易に実現することができる。以下、光変調部で変調された光の特性と、光拡散特性の三次元的な異方性との関係を詳しく説明する。   As described above, the light diffusing element 30 in the present embodiment has the incident angle dependency in the light diffusion characteristic, and the high diffusion angle range has the azimuth angle dependency. That is, the light diffusing element 30 has three-dimensional anisotropy in the light diffusing characteristic. Further, the three-dimensional anisotropy is set according to the characteristics of the light modulated by the light modulation unit, as will be described later. Therefore, in the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment, display blurring is effectively prevented, and high-quality display can be easily realized. Hereinafter, the relationship between the characteristics of the light modulated by the light modulation unit and the three-dimensional anisotropy of the light diffusion characteristics will be described in detail.

本願発明者は、光変調部で変調された光の特性を評価するパラメータとして、白表示状態の輝度と黒表示状態の輝度との比すなわちコントラスト比に着目し、光変調部のコントラスト特性に応じて光拡散素子30の高拡散角度範囲を設定することにより、表示品位を大きく向上できることを見出した。   The inventor of the present application pays attention to the ratio between the luminance in the white display state and the luminance in the black display state, that is, the contrast ratio as a parameter for evaluating the characteristic of the light modulated by the light modulation unit, and according to the contrast characteristic of the light modulation unit. It has been found that the display quality can be greatly improved by setting the high diffusion angle range of the light diffusing element 30.

図6に、光変調部のコントラスト特性の一例を示す。図6は、表示面内における方位とコントラスト比との関係を示す図であり、図6においてハッチングが付されている部分は、コントラスト比が1以上である視角範囲を示している。この部分を、以下ではコントラストコーンと呼ぶ。   FIG. 6 shows an example of contrast characteristics of the light modulator. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the orientation in the display surface and the contrast ratio. The hatched portion in FIG. 6 shows a viewing angle range in which the contrast ratio is 1 or more. This portion is hereinafter referred to as a contrast cone.

図6からもわかるように、コントラストコーンは、表示面内における方位によってその幅が異なっている。図6に示す例では、コントラストコーンは、方向Xに沿った幅が最も広く、方向Yに沿った幅が最も狭い。このように、光変調部のコントラスト特性は方位角依存性を有している。   As can be seen from FIG. 6, the width of the contrast cone differs depending on the orientation in the display surface. In the example shown in FIG. 6, the contrast cone has the widest width along the direction X and the narrowest width along the direction Y. As described above, the contrast characteristics of the light modulator have azimuth dependency.

コントラスト比が1未満であるということは、黒表示状態の輝度が白表示状態の輝度よりも高いということであり、光が光変調部で好適に変調されないことを表している。これに対し、コントラスト比が1以上であるということは、光が光変調部で好適に変調されることを表している。そのため、コントラストコーンの方位角依存性に応じて、光拡散素子30の高拡散角度範囲の方位角依存性を設定することによって、表示のぼやけを効果的に改善することができる。   A contrast ratio of less than 1 means that the luminance in the black display state is higher than the luminance in the white display state, and that light is not suitably modulated by the light modulation unit. On the other hand, a contrast ratio of 1 or more indicates that light is suitably modulated by the light modulation unit. Therefore, by setting the azimuth angle dependency of the high diffusion angle range of the light diffusing element 30 according to the azimuth angle dependency of the contrast cone, display blur can be effectively improved.

光拡散素子30の光拡散特性は、具体的には、表示面法線方向に平行なある面(「第1の面」と称する。)内における高拡散角度範囲をA(図5(a)参照)、表示面法線方向に平行で第1の面に交差する面(「第2の面」と称する。)内における高拡散角度範囲をB(図5(b)参照)、第1の面および第2の面内におけるコントラスト比が1以上である視角範囲をそれぞれCおよびD(図6参照)としたとき、AとBとの比A/BがCとDとの比C/Dに略等しくなるように設定されている。つまり、コントラストコーンの幅が相対的に狭い方向においては、光拡散素子30の高拡散角度範囲も相対的に狭く、コントラストコーンの幅が相対的に広い方向においては、光拡散素子30の高拡散角度範囲も相対的に広い。そのため、光拡散素子30は、光変調部で好適に変調されなかった光をあまり拡散せずに、光変調部で好適に変調された光を拡散することができ、表示のぼやけを効果的に改善することができる。なお、本実施形態では、第1の面と第2の面とが略直交する場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。   Specifically, the light diffusing characteristic of the light diffusing element 30 is defined as a high diffusion angle range A (see FIG. 5A) in a certain plane parallel to the normal direction of the display surface (referred to as “first surface”). Reference), a high diffusion angle range in a plane (referred to as “second plane”) that is parallel to the normal direction of the display plane and intersects the first plane (refer to FIG. 5B), When the viewing angle ranges in which the contrast ratio in the plane and the second plane is 1 or more are C and D (see FIG. 6), the ratio A / B of A and B is the ratio C / D of C and D. Is set to be approximately equal to That is, in the direction in which the width of the contrast cone is relatively narrow, the high diffusion angle range of the light diffusion element 30 is also relatively narrow, and in the direction in which the width of the contrast cone is relatively wide, the high diffusion of the light diffusion element 30. The angle range is also relatively wide. Therefore, the light diffusing element 30 can diffuse light that is suitably modulated by the light modulating unit without diffusing light that has not been suitably modulated by the light modulating unit, thereby effectively preventing display blurring. Can be improved. In the present embodiment, the case where the first surface and the second surface are substantially orthogonal to each other is illustrated, but the present invention is not limited to this.

表示のぼやけを改善する効果を高くするためには、第1の面内における高拡散角度範囲Aは、第1の面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Cと略等しいかそれよりも狭いことが好ましく、第2の面内における高拡散角度範囲Bは、第2の面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Dと略等しいかそれよりも狭いことが好ましい。このような構成とすることによって、実質的にコントラストコーン内の光(コントラスト比が1以上の視角範囲の光)のみを強く拡散することができ、表示のぼやけをいっそう効果的に改善することができる。   In order to increase the effect of improving display blurring, the high diffusion angle range A in the first plane is substantially equal to or narrower than the viewing angle range C in which the contrast ratio in the first plane is 1 or more. The high diffusion angle range B in the second plane is preferably substantially equal to or narrower than the viewing angle range D having a contrast ratio in the second plane of 1 or more. By adopting such a configuration, it is possible to substantially diffuse only light within the contrast cone (light in a viewing angle range with a contrast ratio of 1 or more), and to effectively improve display blur. it can.

続いて、光変調部のコントラスト特性と光拡散素子30の光拡散特性との好ましい関係をより具体的に説明する。図7、図8および図9に、光変調部のコントラストコーンと光拡散素子30の光拡散特性との好ましい組み合わせの例を示す。図7(a)、図8(a)および図9(a)が光変調部のコントラストコーンを示しているのに対し、図7(b)、図8(b)および図9(b)は、光拡散素子30の光拡散特性を示している。図7(b)、図8(b)および図9(b)には、第1の面(方向XおよびZに平行な平面)内におけるヘイズ値の入射角依存性が曲線L1で示されており、第2の面(方向YおよびZに平行な平面)内におけるヘイズ値の入射角依存性が曲線L2で示されている。 Next, a preferable relationship between the contrast characteristics of the light modulation unit and the light diffusion characteristics of the light diffusion element 30 will be described more specifically. 7, 8, and 9 show examples of preferable combinations of the contrast cone of the light modulation unit and the light diffusion characteristics of the light diffusion element 30. 7 (a), 8 (a) and 9 (a) show the contrast cone of the light modulator, whereas FIGS. 7 (b), 8 (b) and 9 (b) show the contrast cone. The light diffusion characteristics of the light diffusing element 30 are shown. In FIG. 7B, FIG. 8B, and FIG. 9B, the dependence of the haze value on the incident angle in the first surface (a plane parallel to the directions X and Z) is indicated by a curve L 1. and has incident angle dependency of haze in the (a plane parallel to the direction Y and Z) the second surface is shown by the curve L 2.

図7(a)に示すコントラストコーンは、方向Xに沿った幅が相対的に広く、方向Yに沿った幅が相対的に狭い。このことと対応するように、図7(b)に示すように、第1の面内におけるヘイズ値の入射角依存性を表す曲線L1は、第2の面内におけるヘイズ値の入射角依存性を表す曲線L2よりもブロードな形状を有している。つまり、図7(a)に示しているように、第1の面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Cは、第2の面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Dよりも広く、また、図7(b)に示しているように、第1の面内における高拡散角度範囲Aは、第2の面内における高拡散角度範囲Bよりも広い。なお、図7(b)では、ヘイズ値が5以上の角度範囲を高拡散角度範囲として示している。 The contrast cone shown in FIG. 7A has a relatively wide width along the direction X and a relatively narrow width along the direction Y. Corresponding to this, as shown in FIG. 7B, the curve L 1 representing the incident angle dependence of the haze value in the first plane is dependent on the incident angle of the haze value in the second plane. It has a broader shape than the curve L 2 representing the property. That is, as shown in FIG. 7A, the viewing angle range C having a contrast ratio of 1 or more in the first plane is wider than the viewing angle range D having a contrast ratio of 1 or more in the second plane, Further, as shown in FIG. 7B, the high diffusion angle range A in the first plane is wider than the high diffusion angle range B in the second plane. In FIG. 7B, an angle range having a haze value of 5 or more is shown as a high diffusion angle range.

また、図7(a)および(b)を互いに比較すればわかるように、第1の面内における高拡散角度範囲Aは、同じ面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Cよりも小さい。また、第2の面内における高拡散角度範囲Bは、同じ面内におけるコントラスト比が1以上の視角範囲Dよりも小さい。   7A and 7B, the high diffusion angle range A in the first plane is smaller than the viewing angle range C having a contrast ratio of 1 or more in the same plane. Further, the high diffusion angle range B in the second plane is smaller than the viewing angle range D having a contrast ratio of 1 or more in the same plane.

このように、光拡散素子30のヘイズ値の入射角依存性をコントラストコーンの形状に応じて設定することにより、表示のぼやけを抑制して表示品位を大幅に向上することができる。   Thus, by setting the incident angle dependence of the haze value of the light diffusing element 30 according to the shape of the contrast cone, display blur can be suppressed and display quality can be greatly improved.

図8(a)および(b)に示す組み合わせや図9(a)および(b)に示す組み合わせについても、それぞれコントラストコーンの形状に応じて光拡散素子30のヘイズ値が適切に設定されているので、同様の効果が得られる。   For the combinations shown in FIGS. 8A and 8B and the combinations shown in FIGS. 9A and 9B, the haze value of the light diffusing element 30 is appropriately set according to the shape of the contrast cone. Therefore, the same effect can be obtained.

続いて、三次元的な異方性を有する光拡散素子30の具体例を説明する。   Next, a specific example of the light diffusing element 30 having three-dimensional anisotropy will be described.

図10に、図7(b)に示した光拡散特性を有する光拡散素子30の一例を示す。図10に示す光拡散素子30は、マトリクス状に配列された複数のプリズム31を含むプリズムアレイシートである。複数のプリズム31を覆うように平坦化層32が形成されている。プリズム31と平坦化層32とは、互いに屈折率が異なるように形成されている。各プリズム31は、図10に示すように切頭四角錐状(四角錐台状)である。   FIG. 10 shows an example of the light diffusing element 30 having the light diffusing characteristic shown in FIG. The light diffusing element 30 shown in FIG. 10 is a prism array sheet including a plurality of prisms 31 arranged in a matrix. A planarizing layer 32 is formed so as to cover the plurality of prisms 31. The prism 31 and the planarization layer 32 are formed so as to have different refractive indexes. Each prism 31 has a truncated quadrangular pyramid shape (quadratic pyramid shape) as shown in FIG.

プリズム31の方向XおよびZに平行な断面を図11(a)に示し、プリズム31の方向YおよびZに平行な断面を図11(b)に示す。図11(a)および(b)に示すように、プリズム31は、頂面31aおよび底面31bと、傾斜側面31c、31d、31eおよび31fとを有している。本実施形態では、図11(a)に示されている傾斜側面31cおよび31dは、いずれも底面31bに対し35°の角度で傾斜している。これに対し、図11(b)に示されている傾斜側面31eは、底面31bに対し70°の角度で傾斜し、また、同図中に示されている傾斜側面31fは、底面31bに対し45°の角度で傾斜している。   A cross section parallel to the directions X and Z of the prism 31 is shown in FIG. 11A, and a cross section parallel to the directions Y and Z of the prism 31 is shown in FIG. As shown in FIGS. 11A and 11B, the prism 31 has a top surface 31a and a bottom surface 31b, and inclined side surfaces 31c, 31d, 31e and 31f. In this embodiment, the inclined side surfaces 31c and 31d shown in FIG. 11A are both inclined at an angle of 35 ° with respect to the bottom surface 31b. In contrast, the inclined side surface 31e shown in FIG. 11 (b) is inclined at an angle of 70 ° with respect to the bottom surface 31b, and the inclined side surface 31f shown in FIG. It is inclined at an angle of 45 °.

光拡散素子30に入射した光は、傾斜側面31c、31d、31eおよび31fと平坦化層32との界面で屈折し、それによって拡散される。屈折角と入射角とは相関関係を有しているので、このようなプリズム31での屈折を利用した光拡散素子30は、光拡散特性に入射角依存性を有する。また、プリズム31の第1の面に平行な断面と第2の面に平行な断面とは互いに異なる形状を有しているので、第1の面内と第2の面内とでは高拡散角度範囲が異なる。つまり、光拡散素子30はその高拡散角度範囲に方位角依存性を有している。   The light incident on the light diffusing element 30 is refracted at the interface between the inclined side surfaces 31c, 31d, 31e and 31f and the planarizing layer 32, and is diffused thereby. Since the refraction angle and the incident angle have a correlation, the light diffusing element 30 using such refraction at the prism 31 has an incident angle dependency on the light diffusion characteristics. In addition, since the cross section parallel to the first surface of the prism 31 and the cross section parallel to the second surface have different shapes, a high diffusion angle is obtained between the first surface and the second surface. The range is different. That is, the light diffusing element 30 has azimuth angle dependency in its high diffusion angle range.

図10に示した光拡散素子30は、例えば以下のようにして作製することができる。まず、紫外線硬化型樹脂を用いてフォトリソグラフィプロセスにより、所定の形状のプリズム31を形成する。次に、プリズム31を覆うように熱硬化性樹脂をスピンコート法や第コート法などで塗布した後に熱硬化させることによって平坦化層32を形成する。例えば紫外線硬化型樹脂として屈折率が1.50程度のものを用い、熱硬化型樹脂として屈折率が1.30程度のものを用いると、屈折率差が約0.2となる。この場合、傾斜側面31c、31d、31eおよび31fに入射した正面方向(表示面法線方向)の光は、図11(a)および(b)に例示しているように、それぞれ表示面法線方向から15°、15°、35°、25°傾斜した方向に屈折する。   The light diffusing element 30 shown in FIG. 10 can be manufactured as follows, for example. First, a prism 31 having a predetermined shape is formed by a photolithography process using an ultraviolet curable resin. Next, the planarizing layer 32 is formed by applying a thermosetting resin so as to cover the prism 31 by a spin coating method, a second coating method, or the like, followed by thermosetting. For example, when an ultraviolet curable resin having a refractive index of about 1.50 is used and a thermosetting resin having a refractive index of about 1.30 is used, the refractive index difference is about 0.2. In this case, the light in the front direction (display surface normal direction) incident on the inclined side surfaces 31c, 31d, 31e, and 31f is the display surface normal line as illustrated in FIGS. 11 (a) and 11 (b). The light is refracted in directions inclined by 15 °, 15 °, 35 °, and 25 ° from the direction.

図12に、光拡散素子30の他の例を示す。図12に示す光拡散素子30は、等方的に光を拡散する等方拡散層33を平坦化層32上にさらに有している点において、図10に示した光拡散素子30と異なっている。図10に示す光拡散素子30の光拡散度は、プリズム31および平坦化層32の材料の屈折率と、傾斜側面31c、31d、31eおよび31fの傾斜角とに依存する。そのため、図10に示す光拡散素子30では、用いる材料によっては、十分に視野角を広げることが難しいこともある。図12に示すように、等方拡散層33をさらに設けることによって、プリズム31と平坦化層32との界面で拡散された光をさらに拡散し、視野角をさらに広げることが可能になる。   FIG. 12 shows another example of the light diffusing element 30. The light diffusing element 30 shown in FIG. 12 is different from the light diffusing element 30 shown in FIG. 10 in that an isotropic diffusion layer 33 that diffuses light isotropically is further provided on the planarizing layer 32. Yes. The light diffusivity of the light diffusing element 30 shown in FIG. 10 depends on the refractive indexes of the materials of the prism 31 and the planarizing layer 32 and the inclination angles of the inclined side surfaces 31c, 31d, 31e, and 31f. Therefore, in the light diffusing element 30 shown in FIG. 10, it may be difficult to sufficiently widen the viewing angle depending on the material used. As shown in FIG. 12, by further providing the isotropic diffusion layer 33, it is possible to further diffuse the light diffused at the interface between the prism 31 and the planarization layer 32 and further widen the viewing angle.

等方拡散層33は、例えば、図13に示すような、内部散乱を利用した拡散フィルムである。図13に示す拡散フィルム33(「ディフューザ」と呼ばれることもある)は、図13中に一部を拡大して示すように、樹脂材料から形成されたマトリクス33aと、マトリクス33a中に分散された粒子33bとを有する。マトリクス33aの屈折率と粒子33bの屈折率とは互いに異なっており、そのことによって、光が等方的に拡散される。   The isotropic diffusion layer 33 is a diffusion film using internal scattering as shown in FIG. 13, for example. The diffusion film 33 shown in FIG. 13 (sometimes referred to as a “diffuser”) is dispersed in the matrix 33a and a matrix 33a formed of a resin material, as shown in an enlarged view in FIG. Particles 33b. The refractive index of the matrix 33a and the refractive index of the particles 33b are different from each other, so that light is diffused isotropically.

図14に、光拡散素子30のさらに他の例を示す。図14に示す光拡散素子30は、異方的に光を拡散する4つの異方拡散層35a、35b、35cおよび35dが積層された積層構造を有している。これらの異方拡散層35a、35b、35cおよび35dは、互いに異なる光拡散特性を有している。   FIG. 14 shows still another example of the light diffusing element 30. The light diffusing element 30 shown in FIG. 14 has a laminated structure in which four anisotropic diffusing layers 35a, 35b, 35c, and 35d that diffuse light anisotropically are laminated. These anisotropic diffusion layers 35a, 35b, 35c and 35d have different light diffusion characteristics.

図15に、異方拡散層35a、35b、35cおよび35dの高拡散角度範囲を模式的に示している。図15に示すように、異方拡散層35a、35b、35cおよび35dは、それぞれ特定の方位についてのみ光を拡散する。具体的には、表示面を時計の文字盤に見立てたとき、異方性拡散層35aの高拡散角度範囲は、表示面法線方向から3時方向にθ1であり、異方性拡散層35bの高拡散角度範囲は、表示面法線方向から9時方向にθ2である。また、異方性拡散層35cの高拡散角度範囲は、表示面法線方向から12時方向にθ3であり、異方性拡散層35dの高拡散角度範囲は、表示面法線方向から6時方向にθ4である。θ1、θ2、θ3およびθ4は、光変調部のコントラストコーンに応じて適宜設定される。このように、特定の方位についてのみ光を拡散する異方性拡散層35a、35b、35cおよび35dを組み合わせることによっても、3次元的な異方性を有する光拡散素子30が得られる。異方性拡散層35a、35b、35cおよび35dとしては、例えば、住友化学社製ルミスティーを用いることができる。 FIG. 15 schematically shows the high diffusion angle range of the anisotropic diffusion layers 35a, 35b, 35c and 35d. As shown in FIG. 15, the anisotropic diffusion layers 35a, 35b, 35c and 35d each diffuse light only in a specific direction. Specifically, when the display surface is regarded as a clock face, the high diffusion angle range of the anisotropic diffusion layer 35a is θ 1 from the normal direction of the display surface to 3 o'clock, and the anisotropic diffusion layer The high diffusion angle range of 35b is θ 2 from the normal direction of the display surface to 9 o'clock. Further, the high diffusion angle range of the anisotropic diffusion layer 35c is θ 3 from the display surface normal direction to 12 o'clock, and the high diffusion angle range of the anisotropic diffusion layer 35d is 6 from the display surface normal direction. when the direction is θ 4. θ 1 , θ 2 , θ 3, and θ 4 are appropriately set according to the contrast cone of the light modulation unit. Thus, the light diffusing element 30 having three-dimensional anisotropy can also be obtained by combining the anisotropic diffusion layers 35a, 35b, 35c and 35d that diffuse light only in a specific direction. As the anisotropic diffusion layers 35a, 35b, 35c, and 35d, for example, Lumisty manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. can be used.

また、本実施形態における液晶表示装置100では、図1に示したように、光拡散素子30よりも観察者側に第1の偏光板41が配置されているので、観察者側から光拡散素子30に入射する外光(周囲光)が第1の偏光板41によって吸収され、その量が低減される。従って、光拡散素子30の表面での外光の反射や、光拡散素子30に入射した外光の、光拡散素子30と他の層との界面での全反射が低減される。そのため、表示面のぎらつきが抑制され、高品位の表示が実現される。   Further, in the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first polarizing plate 41 is arranged on the viewer side with respect to the light diffusing device 30, so that the light diffusing device from the viewer side. External light (ambient light) incident on the light is absorbed by the first polarizing plate 41, and the amount thereof is reduced. Therefore, reflection of external light on the surface of the light diffusing element 30 and total reflection of external light incident on the light diffusing element 30 at the interface between the light diffusing element 30 and other layers are reduced. Therefore, glare on the display surface is suppressed and high-quality display is realized.

また、液晶表示パネルの観察者側に光拡散素子が設けられている場合、液晶表示パネルを通過した光が光拡散素子に入射した際、後方散乱によって液晶表示パネル側に向かう光が存在する。この光は、迷光と呼ばれ、表示品位を低下させる原因となる。   Further, when the light diffusing element is provided on the viewer side of the liquid crystal display panel, when the light that has passed through the liquid crystal display panel enters the light diffusing element, there is light traveling toward the liquid crystal display panel due to backscattering. This light is called stray light and causes a reduction in display quality.

液晶表示装置100では、液晶層23と光拡散素子30との間に第2の偏光板28が配置されているので、このような迷光がこの第2の偏光板28に吸収されることによって低減される。そのため、迷光に起因した表示品位の低下が抑制される。さらに、本実施形態のように、前面基板22上にカラーフィルタ24が設けられていると、迷光の一部をカラーフィルタ24でも吸収することができるので、表示品位の低下を抑制する効果が高い。   In the liquid crystal display device 100, since the second polarizing plate 28 is disposed between the liquid crystal layer 23 and the light diffusing element 30, such stray light is reduced by being absorbed by the second polarizing plate 28. Is done. Therefore, the display quality deterioration due to stray light is suppressed. Further, when the color filter 24 is provided on the front substrate 22 as in the present embodiment, a part of the stray light can be absorbed by the color filter 24, so that the effect of suppressing deterioration in display quality is high. .

上述したように、外光の反射による表示品位の低下を抑制するための第1の偏光板41に加え、迷光による表示品位の低下を抑制するための第2の偏光板28を設ける場合には、液晶層23を通過した光を効率よく利用するためには、第1の偏光板41の透過軸と第2の偏光板28の透過軸とは略平行であることが好ましい。   As described above, in the case of providing the second polarizing plate 28 for suppressing the deterioration of display quality due to stray light in addition to the first polarizing plate 41 for suppressing the deterioration of display quality due to reflection of external light. In order to efficiently use the light that has passed through the liquid crystal layer 23, the transmission axis of the first polarizing plate 41 and the transmission axis of the second polarizing plate 28 are preferably substantially parallel.

なお、第1の偏光板41と第2の偏光板28の一方を省略してもよい。例えば、図16に示す液晶表示装置200のように、第1の偏光板41が省略されていてもよいし、図17に示す液晶表示装置300のように、第2の偏光板28が省略されていてもよい。   One of the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 28 may be omitted. For example, the first polarizing plate 41 may be omitted as in the liquid crystal display device 200 shown in FIG. 16, or the second polarizing plate 28 is omitted as in the liquid crystal display device 300 shown in FIG. It may be.

図16に示した液晶表示装置200では、光拡散素子30と液晶層23との間に設けられた偏光板28によって、迷光に起因した表示品位の低下が抑制される。一方、図17に示した液晶表示装置300では、光拡散素子30よりも観察者側に配置された偏光板41によって、表示面のぎらつきが抑制される。   In the liquid crystal display device 200 shown in FIG. 16, a deterioration in display quality due to stray light is suppressed by the polarizing plate 28 provided between the light diffusing element 30 and the liquid crystal layer 23. On the other hand, in the liquid crystal display device 300 shown in FIG. 17, glare of the display surface is suppressed by the polarizing plate 41 disposed on the viewer side with respect to the light diffusing element 30.

また、図1に示した液晶表示装置100において、第2の偏光板28に代えて、液晶層23と光拡散素子30との間に反射防止膜を配置してもよい。反射防止膜を液晶層23と光拡散素子30との間に設けることによって、迷光の反射を抑制することができ、迷光による表示品位の低下を抑制することができる。反射防止膜としては、いわゆるAR膜として公知の種々の膜を用いることができ、例えば、互いに屈折率の異なる複数の層を含む多層干渉膜を用いることができる。   In the liquid crystal display device 100 shown in FIG. 1, an antireflection film may be disposed between the liquid crystal layer 23 and the light diffusing element 30 instead of the second polarizing plate 28. By providing the antireflection film between the liquid crystal layer 23 and the light diffusing element 30, reflection of stray light can be suppressed, and deterioration of display quality due to stray light can be suppressed. As the antireflection film, various films known as so-called AR films can be used. For example, a multilayer interference film including a plurality of layers having different refractive indexes can be used.

照明素子10としては、種々のバックライトを用いることができるが、より高いコントラスト比を得るためには、より指向性の高い光を出射し得るものを用いることが好ましい。具体的には、照明素子10が、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が表示面法線方向における輝度の3%以下となるような配光分布を有すると、十分に高いコントラスト比を容易に実現することができる。   Although various backlights can be used as the illumination element 10, in order to obtain a higher contrast ratio, it is preferable to use an element that can emit light with higher directivity. Specifically, the illumination element 10 has a light distribution such that the luminance in a direction that forms an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction of the display surface is 3% or less of the luminance in the normal direction of the display surface. A sufficiently high contrast ratio can be easily realized.

図18(a)および(b)に、照明素子10の好ましい配光分布の例を示す。図18(a)に示す配光分布では、表示面法線方向における輝度がもっとも高く、角度が大きくなるにつれて急に輝度が低くなる。これに対し、図18(b)に示す配光分布では、表示面法線方向から30°付近まで比較的高い輝度が保たれている。図18(a)および(b)に示す配光分布のいずれにおいても、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が表示面法線方向(0°)における輝度の3%以下である。そのため、これらのような配光分布を有する照明素子10を用いることによって、優れた表示品位が得られる。   FIGS. 18A and 18B show examples of preferable light distribution of the illumination element 10. In the light distribution shown in FIG. 18A, the luminance in the normal direction of the display surface is the highest, and the luminance suddenly decreases as the angle increases. On the other hand, in the light distribution shown in FIG. 18B, a relatively high luminance is maintained from the normal direction of the display surface to around 30 °. In both of the light distributions shown in FIGS. 18A and 18B, the luminance in the direction forming an angle of 30 ° or more with respect to the display surface normal direction is the luminance in the display surface normal direction (0 °). 3% or less. Therefore, excellent display quality can be obtained by using the illumination element 10 having such a light distribution.

配光分布の他の例を図18(c)に示す。図18(c)に示す配光分布では、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度は、表示面法線方向(0°)における輝度の8%〜13%以下である。このような配光分布の照明素子10を用いる場合であっても、光変調部(液晶層23および位相差補償素子25および27による光学変調のパターン(すなわちコントラストコーンの形状)を適宜選択することによって、十分に優れた表示品位を得ることができる。   Another example of the light distribution is shown in FIG. In the light distribution shown in FIG. 18C, the luminance in a direction that forms an angle of 30 ° or more with respect to the display surface normal direction is 8% to 13% or less of the luminance in the display surface normal direction (0 °). It is. Even when the illumination element 10 having such a light distribution is used, an optical modulation pattern (that is, the shape of the contrast cone) by the light modulation unit (the liquid crystal layer 23 and the phase difference compensation elements 25 and 27) is appropriately selected. Therefore, a sufficiently excellent display quality can be obtained.

図18(a)、(b)および(c)に示した配光分布(それぞれ配光分布A、BおよびCと称する。)と、図7(a)、図8(a)および図9(a)に示したコントラストコーン(それぞれコントラストコーンA、BおよびCと称する。)との組み合わせの適否を表1に示す。表1中、「○」は「△」よりも良好に組み合わされることを示し、「◎」はさらに良好に組み合わせられることを示している。   The light distribution shown in FIGS. 18A, 18B, and 18C (referred to as light distributions A, B, and C, respectively), FIG. 7A, FIG. 8A, and FIG. Table 1 shows the suitability of the combination with the contrast cone shown in a) (referred to as contrast cones A, B and C, respectively). In Table 1, “◯” indicates that the combination is better than “Δ”, and “◎” indicates that the combination is better.

Figure 0004693556
Figure 0004693556

表1からわかるように、図18(a)に示した配光分布Aおよび図18(b)に示した配光分布Bは、コントラストコーンA、BおよびCのいずれとも非常に良好に組み合わせられる。また、表1から、図18(c)に示した配光分布Cについては、コントラストコーンAよりもコントラストコーンBと組み合わせることが好ましく、コントラストコーンCと組み合わせることがさらに好ましいことがわかる。   As can be seen from Table 1, the light distribution A shown in FIG. 18A and the light distribution B shown in FIG. 18B are very well combined with any of the contrast cones A, B, and C. . Table 1 also shows that the light distribution C shown in FIG. 18C is preferably combined with the contrast cone B and more preferably combined with the contrast cone C than the contrast cone A.

これらのことからもわかるように、光学変調を好適に行うためには、照明素子10の配光分布の山の部分(高輝度の部分)が、コントラストコーン(コントラストコーンで示される角度範囲)に略一致するか、コントラストコーン内に位置することが好ましい。配光分布の山の部分がコントラストコーンの外にはみだすと、光学変調が好適に行えないことがある。   As can be seen from these facts, in order to suitably perform optical modulation, the peak portion (high-brightness portion) of the light distribution of the illumination element 10 becomes a contrast cone (angle range indicated by the contrast cone). It is preferable that they are substantially coincident or located within the contrast cone. If the peak portion of the light distribution distribution protrudes outside the contrast cone, optical modulation may not be performed properly.

図18(c)に示した程度の指向性は、例えば、図3に示した全反射型プリズムシート3を備えた照明素子10を用いることによって容易に実現することができる。また、図18(a)および(b)に示した程度の指向性は、米国特許第5949933号明細書や米国特許第5598281号明細書に開示されているバックライトを用いることによって実現できる。上記米国特許第5949933号明細書には、導光板の主面上にレンチキュラマイクロプリズムが設けられたエッジライト型のバックライトが開示されている。また、上記米国特許第5598281号明細書には、光源から出射した光を開口部を介してマイクロコリメータおよびマイクロレンズに入射させる直下型のバックライトが開示されている。   The directivity of the degree shown in FIG. 18C can be easily realized by using, for example, the illumination element 10 including the total reflection type prism sheet 3 shown in FIG. Further, the directivity of the degree shown in FIGS. 18A and 18B can be realized by using a backlight disclosed in US Pat. No. 5,499,933 and US Pat. No. 5,598,281. The above-mentioned US Pat. No. 5,499,933 discloses an edge light type backlight in which a lenticular microprism is provided on the main surface of a light guide plate. In addition, the above-mentioned US Pat. No. 5,598,281 discloses a direct type backlight that allows light emitted from a light source to enter a microcollimator and a microlens through an opening.

図7(a)に示したコントラストコーンは、例えば、STNモードの液晶層と、日東電工社製の位相差板NRF(Nz係数が1.0)とを組み合わせることによって実現できる。また、図7(b)に示したコントラストコーンは、例えば、STNモードの液晶層と、日東電工社製の位相差板NRZ(Nz係数が0.5〜0.8)とを組み合わせることによって実現できる。また、図7(c)に示したコントラストコーンは、例えば、STNモードの液晶層と、日東電工社製の位相差板NRZ(Nz係数が0〜0.4)とを組み合わせることによって実現できる。なお、Nz係数は、位相差板の屈折率成分nx、ny、nzの大小関係を表す指標の1つである。 The contrast cone shown in FIG. 7A can be realized by combining, for example, an STN mode liquid crystal layer and a phase difference plate NRF (Nz coefficient is 1.0) manufactured by Nitto Denko Corporation. The contrast cone shown in FIG. 7B is realized by combining, for example, an STN mode liquid crystal layer and a phase difference plate NRZ (Nz coefficient is 0.5 to 0.8) manufactured by Nitto Denko Corporation. it can. The contrast cone shown in FIG. 7C can be realized by combining, for example, an STN mode liquid crystal layer and a phase difference plate NRZ (Nz coefficient is 0 to 0.4) manufactured by Nitto Denko Corporation. Incidentally, Nz coefficient is one of the indices representing the refractive index component of the phase difference plate n x, n y, the magnitude relation of n z.

本発明によると、光拡散素子による表示のぼやけを低減し、高品位の表示を行うことができる。本発明は、透過型の液晶表示装置全般に好適に用いられ、特に、視野角特性の低い表示モード(例えば、STNモードやTNモード、ECBモード)の液晶表示装置に好適に用いられる。   According to the present invention, display blur due to the light diffusing element can be reduced, and high-quality display can be performed. The present invention is suitably used for transmissive liquid crystal display devices in general, and in particular, it is suitably used for liquid crystal display devices in display modes (for example, STN mode, TN mode, and ECB mode) with low viewing angle characteristics.

STNモードのような複屈折性を利用する表示モードでは、液晶層に斜めに入射する光による表示への悪影響が大きいので、指向性の高い光を液晶層に入射させ、液晶層で変調された光を光拡散素子によって拡散させる視野角拡大技術を用いることが好ましく、本発明を用いる意義が大きい。   In a display mode using birefringence such as the STN mode, the display is adversely affected by light obliquely incident on the liquid crystal layer. Therefore, highly directional light is incident on the liquid crystal layer and modulated by the liquid crystal layer. It is preferable to use a viewing angle widening technique in which light is diffused by a light diffusing element.

本発明の好適な実施形態における液晶表示装置100を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the liquid crystal display device 100 in suitable embodiment of this invention. 液晶表示装置100が備える照明素子(バックライト)の一例を示す側面図である。3 is a side view showing an example of an illumination element (backlight) included in the liquid crystal display device 100. FIG. 図2に示す照明素子が備える全反射型プリズムシートの機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the total reflection type prism sheet with which the illumination element shown in FIG. 2 is provided. 液晶表示装置100が備える光拡散素子の機能を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a function of a light diffusing element included in the liquid crystal display device 100. (a)および(b)は、光拡散素子の機能を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the function of a light-diffusion element. 光変調部のコントラスト特性の一例を示す図であり、表示面内における方位とコントラスト比との関係を示す図である。It is a figure which shows an example of the contrast characteristic of a light modulation part, and is a figure which shows the relationship between the azimuth | direction in a display surface, and contrast ratio. (a)および(b)は、光変調部のコントラストコーンと光拡散素子の光拡散特性との好ましい組み合わせを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the preferable combination of the contrast cone of a light modulation part, and the light-diffusion characteristic of a light-diffusion element. (a)および(b)は、光変調部のコントラストコーンと光拡散素子の光拡散特性との好ましい組み合わせを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the preferable combination of the contrast cone of a light modulation part, and the light-diffusion characteristic of a light-diffusion element. (a)および(b)は、光変調部のコントラストコーンと光拡散素子の光拡散特性との好ましい組み合わせを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the preferable combination of the contrast cone of a light modulation part, and the light-diffusion characteristic of a light-diffusion element. 光拡散素子の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of a light-diffusion element. (a)および(b)は、図10に示す光拡散素子が備えるプリズムを模式的に示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows typically the prism with which the light-diffusion element shown in FIG. 10 is provided. 光拡散素子の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a light-diffusion element. 図12に示す光拡散素子が備える等方拡散層の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the isotropic diffusion layer with which the light-diffusion element shown in FIG. 12 is provided. 光拡散素子のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a light-diffusion element. 図14に示す光拡散素子に含まれる異方拡散層の機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the anisotropic diffusion layer contained in the light-diffusion element shown in FIG. 本発明の好適な実施形態における他の液晶表示装置200を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other liquid crystal display device 200 in suitable embodiment of this invention. 本発明の好適な実施形態における他の液晶表示装置300を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other liquid crystal display device 300 in suitable embodiment of this invention. (a)、(b)および(c)は、照明素子10から出射する光の配光分布の例を示すグラフである。(A), (b) and (c) is a graph which shows the example of the light distribution of the light radiate | emitted from the illumination element 10. FIG. 従来の液晶表示装置500を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional liquid crystal display device 500 typically.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 導光板
3 プリズムシート
3a プリズム
10 照明素子(バックライト)
20 液晶表示パネル
21 背面基板
22 前面基板
23 液晶層
24 カラーフィルタ
25、27 位相差補償素子
26 偏光板(第3の偏光板)
28 偏光板(第2の偏光板)
30 光拡散素子
31 プリズム
31a プリズムの頂面
31b プリズムの底面
31c、31d、31eおよび31f プリズムの傾斜側面
32 平坦化層
33 等方拡散層
33a マトリクス
33b 粒子
35a、35b、35c、35d 異方拡散層
41 偏光板(第1の偏光板)
100、200、300 液晶表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Light guide plate 3 Prism sheet 3a Prism 10 Illumination element (backlight)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Liquid crystal display panel 21 Back substrate 22 Front substrate 23 Liquid crystal layer 24 Color filter 25, 27 Phase difference compensation element 26 Polarizing plate (3rd polarizing plate)
28 Polarizing plate (second polarizing plate)
30 Light diffusing element 31 Prism 31a Top surface of prism 31b Bottom surface of prism 31c, 31d, 31e and 31f Inclined side surface of prism 32 Flattening layer 33 Isotropic diffusion layer 33a Matrix 33b Particles 35a, 35b, 35c, 35d Anisotropic diffusion layer 41 Polarizing plate (first polarizing plate)
100, 200, 300 Liquid crystal display device

Claims (16)

光源と、
前記光源から出射した光を変調する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルよりも観察者側に配置された光拡散素子と、
を備えた液晶表示装置であって、
前記光拡散素子は、特定の角度範囲内の角度で入射する光を他の角度で入射する光よりも強く拡散し、
前記特定の角度範囲は、表示面法線方向に平行な第1の面内と表示面法線方向に平行で前記第1の面に交差する第2の面内とで異なっており、
前記第1の面内における前記特定の角度範囲をA、前記第2の面内における前記特定の角度範囲をB、前記第1の面内において前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をC、前記第2の面内において前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲をDとしたとき、
前記第1の面内における前記特定の角度範囲Aと前記第2の面内における前記特定の角度範囲Bとの比A/Bが、前記第1の面内における前記視角範囲Cと前記第2の面内における前記視角範囲Dとの比C/Dに略等しい液晶表示装置。
A light source;
A liquid crystal display panel that modulates light emitted from the light source;
A light diffusing element disposed closer to the viewer than the liquid crystal display panel;
A liquid crystal display device comprising:
The light diffusing element diffuses light incident at an angle within a specific angle range more strongly than light incident at another angle;
The specific angle range is different between a first plane parallel to the display surface normal direction and a second plane parallel to the display surface normal direction and intersecting the first surface;
The specific angle range in the first plane is A, the specific angle range in the second plane is B, and the viewing angle in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more in the first plane When the range is C, and the viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more in the second plane is D,
The ratio A / B between the specific angle range A in the first plane and the specific angle range B in the second plane is the viewing angle range C in the first plane and the second range. A liquid crystal display device substantially equal to a ratio C / D with respect to the viewing angle range D in the plane.
前記第1の面と前記第2の面とは略直交する請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first surface and the second surface are substantially orthogonal to each other. 前記液晶表示パネルのコントラスト比が1以上である視角範囲は、前記第1の面内において最も広く、且つ、前記第2の面内において最も狭く、
前記光拡散素子が光を強く拡散する前記特定の角度範囲は、前記第1の面内において最も広く、且つ、前記第2の面内において最も狭い請求項1または2に記載の液晶表示装置。
The viewing angle range in which the contrast ratio of the liquid crystal display panel is 1 or more is the widest in the first plane and the narrowest in the second plane,
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the specific angle range in which the light diffusing element diffuses light strongly is the widest in the first plane and the narrowest in the second plane.
前記第1の面内における前記特定の角度範囲Aは、前記第1の面内における前記視角範囲Cと略等しいかまたはそれよりも狭く、前記第2の面内における前記特定の角度範囲Bは、前記第2の面内における前記視角範囲Dと略等しいかまたはそれよりも狭い請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示装置。   The specific angle range A in the first plane is substantially equal to or narrower than the viewing angle range C in the first plane, and the specific angle range B in the second plane is 4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is substantially equal to or narrower than the viewing angle range D in the second plane. 前記特定の角度範囲内の角度で入射する光に対する前記光拡散素子のヘイズ値が5以上である請求項1から4のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a haze value of the light diffusing element with respect to light incident at an angle within the specific angle range is 5 or more. 前記光拡散素子は、複数のプリズムを含み、前記複数のプリズムのそれぞれの前記第1の面に平行な断面と前記第2の面に平行な断面とが互いに異なる形状を有している請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。   The light diffusing element includes a plurality of prisms, and each of the plurality of prisms has a shape in which a cross section parallel to the first surface and a cross section parallel to the second surface are different from each other. The liquid crystal display device according to any one of 1 to 5. 前記光拡散素子は、それぞれが異方的に光を拡散し、且つ、相互に異なる光拡散特性を有する複数の異方拡散層を含む請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。   6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light diffusing element includes a plurality of anisotropic diffusion layers each diffusing light anisotropically and having mutually different light diffusion characteristics. 前記液晶表示パネルは、一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とを有する請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display panel includes a pair of substrates and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates. 前記液晶表示パネルは、少なくとも1つの位相差補償素子をさらに有する請求項8に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the liquid crystal display panel further includes at least one phase difference compensation element. 前記光拡散素子よりも観察者側に配置された第1の偏光素子を備える請求項8または9に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 8, further comprising a first polarizing element disposed closer to an observer than the light diffusing element. 前記液晶層と前記光拡散素子との間に配置された第2の偏光素子を備え、
前記第1の偏光素子の透過軸と、前記第2の偏光素子の透過軸とは略平行である請求項10に記載の液晶表示装置。
A second polarizing element disposed between the liquid crystal layer and the light diffusing element;
The liquid crystal display device according to claim 10, wherein a transmission axis of the first polarizing element and a transmission axis of the second polarizing element are substantially parallel.
前記液晶層に対して観察者側とは反対側に設けられた第3の偏光素子を備える請求項9または11に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 9, further comprising a third polarizing element provided on a side opposite to the viewer side with respect to the liquid crystal layer. 前記光源を含む照明素子を備える請求項1から12のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising an illumination element including the light source. 前記照明素子は、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が、表示面法線方向における輝度の13%以下となるような配光分布を有する請求項13に記載の液晶表示装置。   The lighting device has a light distribution such that the luminance in a direction forming an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction of the display surface is 13% or less of the luminance in the normal direction of the display surface. Liquid crystal display device. 前記照明素子は、表示面法線方向に対して30°以上の角をなす方向における輝度が、表示面法線方向における輝度の3%以下となるような配光分布を有する請求項13に記載の液晶表示装置。   The lighting device has a light distribution such that the luminance in a direction forming an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction of the display surface is 3% or less of the luminance in the normal direction of the display surface. Liquid crystal display device. 前記照明素子は、前記光源から出射した光の指向性を制御する指向性制御素子を有している請求項13から15のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the illumination element includes a directivity control element that controls directivity of light emitted from the light source.
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