WO2007013313A1

WO2007013313A1 - 透過型液晶表示装置

Info

Publication number: WO2007013313A1
Application number: PCT/JP2006/314079
Authority: WO
Inventors: Kimitaka Nomura; Ippei Inoh
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-02-01

Abstract

　本発明の透過型液晶表示装置（１００）は、光を出射するバックライト（２００）と、バックライト（２００）から出射された光を変調する液晶表示パネル（３００）とを備える。液晶表示パネル（３００）は、第１透明基板（３１１）と、第１透明基板（３１１）よりもバックライト（２００）から離れた位置に設けられた第２透明基板（３２１）と、第１透明基板（３１１）と第２透明基板（３２１）との間に設けられた液晶層（３３０）と、第２透明基板（３２１）と液晶層（３３０）との間に設けられた光拡散素子（３２２）とを有する。

Description

明細書

透過型液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶層を通過した光を拡散する光拡散素子を備えた透過型液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点を有することから、テレビ、コンピュータ、携帯端末等のディスプレイに利用されている。液晶表示装置の液晶表示パネルは、 CRT (ブラウン管）や PDP (プラズマディスプレイパネル）などの自発光型表示パネルとは異なり、液晶表示パネル自体は発光しないため、表示の際に液晶表示パネルに入射する光に応じて、液晶表示装置は主に 3つのタイプに分類される。 3 つのタイプの液晶表示装置とは、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置および透過反射両用型液晶表示装置である。透過型液晶表示装置および透過反射両用型液晶表示装置では、液晶表示パネルの背面側にバックライトが設けられており、液晶表示パネル力 Sバックライトから出射された光を変調することによって画像の表示が行われる。

[0003] 液晶表示パネルとして種々の方式が知られている力一部の方式（例えば、 TNモードゃ STNモードの液晶層を用いる方式）は、視野角が狭いという欠点を有している。液晶表示パネルの視野角特性を改善するための代表的な技術として、液晶表示パネルに位相差板を付加することが知られているが、それとは別の技術として、液晶表示パネルの観察者側にレンチキュラーレンズシートを配置し、指向性 (平行度)の高 Vヽ光を液晶表示パネルの液晶層に入射させ、液晶層を通過した光を液晶表示パネルの前面に配置されたレンチキュラーレンズシートによって拡散させることも知られている（例えば特許文献 1)。

[0004] 図 23は、従来の透過型液晶表示装置 1100を示す模式的な断面図である。透過型液晶表示装置 1100は、光を出射するバックライト 1200と、ノックライト 1200から出射された光を変調する液晶表示パネル 1300とを備えている。 [0005] 液晶表示パネル 1300は、背面基板 1310と、前面基板 1320と、背面基板 1310と前面基板 1320との間に設けられた液晶層 1330と、背面基板 1310の背面側に貼り合わせられた第 1偏光板 1340と、前面基板 1320の観察者側に貼り合わせられた第 2偏光板 1350と、第 2偏光板 1350よりも観察者側に設けられたレンチキュラーレンズシート 1360とを有している。なお、図 23には特に示していないが、背面基板 1310 では透明基板上に電極等が積層されており、前面基板 1320では別の透明基板上に電極、ブラックマトリクス等が積層されている。また、背面基板 1310の電極と前面基板 1320の電極とが重なる部分によって表示単位である個々の画素が規定されている。

[0006] 透過型液晶表示装置 1100は以下のように製造される。まず、背面基板 1310および前面基板 1320を貼り合わせ、その間に液晶を注入して液晶層 1330を形成する。

[0007] また、第 1偏光板 1340、第 2偏光板 1350、レンチキュラーレンズシート 1360を用意する。第 1偏光板 1340および第 2偏光板 1350のそれぞれは、偏光子と、偏光子を保護する 2枚のフィルムとを含む。一般的に偏光子は、ヨウ素などの二色性染料を吸着させた PVA (ポリビュルアルコール）フィルムを加熱しながら一軸延伸して、 PV Aの高分子を配向させることにより二色性染料を一方向に配向させることによって形成されている。

[0008] 次いで、背面基板 1310の背面側に第 1偏光板 1340を位置決めして、所定の圧力をかけて第 1偏光板 1340を背面基板 1310に貼り合わせる。また、前面基板 1320の観察者側に第 2偏光板 1350を位置決めして、所定の圧力をかけて第 2偏光板 1350 を前面基板 1320に貼り合わせる。さらに、第 2偏光板 1350に対してレンチキュラーレンズシート 1360を載置する。

[0009] ノックライト 1200から出射される光の輝度は、表示面法線方向（正面方向）において著しく強くなつている。つまり、ノックライト 1200から出射される光には、高い指向性が付与されている。また、液晶表示パネル 1300は、表示面法線方向に平行に入射する光にっ、て最もコントラスト比が高くなるように設計されて、るので、上述したような指向性の高い光を液晶層 1330に入射させることによって、コントラスト比を向上させることができる。また、液晶層 1330を通過した光は、レンチキュラーレンズシート 13 60によって拡散されるので、それによつて視野角が広がる。このようにして、透過型液晶表示装置 1100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。特許文献 1：特開平 9 - 22011号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、従来の透過型液晶表示装置 1100では画像がそれほど鮮明に表示されず、透過型液晶表示装置 1100はその解像度ほど精細な表示をすることができないという問題が生じる。

[0011] 透過型液晶表示装置 1100では指向性の高、バックライト 1200を用いて、るが、画素に対して斜め方向に入射する光を完全になくすことはできない。そのため、画素に対して斜め方向に入射してレンチキュラーレンズシート 1360によって観察者の方向に拡散される光が存在する。この場合、ある画素に対して垂直方向に入射してレンチキユラ一レンズシート 1360を通過した光と、別の画素に対して斜め方向に入射してレンチキュラーレンズシート 1360によって観察者の方向に拡散された光との両方が観察者に到達し、観察者には、両方の光が 1つの画素の光として認識されてしまい、結果として、観察者には、透過型液晶表示装置 1100の表示がぼけてみえることになる。

[0012] 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、表示ぼけを抑制した透過型液晶表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0013] 本発明の透過型液晶表示装置は、光を出射するバックライトと、前記バックライトから出射された光を変調する液晶表示パネルとを備える。前記液晶表示パネルは、第 1透明基板と、前記第 1透明基板よりも前記バックライトから離れた位置に設けられた第 2透明基板と、前記第 1透明基板と前記第 2透明基板との間に設けられた液晶層と、前記第 2透明基板と前記液晶層との間に設けられた光拡散素子とを有する。

[0014] ある実施形態において、前記光拡散素子は、複数のレンズを有するレンズシート、または、複数のプリズムを有するプリズムシートを含む。

[0015] ある実施形態において、前記光拡散素子は、榭脂と、前記榭脂中に分散された粒子とを有する光拡散フィルムを含む。

[0016] ある実施形態において、前記光拡散素子は、榭脂と、前記榭脂中に分散されたガラスファイバーとを有する光拡散フィルムを含む。

[0017] ある実施形態において、前記光拡散素子は、前記第 2透明基板と一体的に形成されている。

[0018] ある実施形態において、前記光拡散素子および前記第 2透明基板は、同じガラス基板から形成されている。

[0019] ある実施形態において、前記光拡散素子は光硬化性榭脂から形成されている。

[0020] ある実施形態において、前記光拡散素子は凹凸状の表面を有する。

[0021] ある実施形態において、前記光拡散素子は光を異方的に拡散する。

[0022] ある実施形態において、前記光拡散素子は、第 1方向および前記第 1方向とほぼ直交する第 2方向に光を拡散し、前記第 1方向の光拡散性は前記第 2方向の光拡散性と異なる。

[0023] ある実施形態において、前記光拡散素子は、 70%以上 88%以下のヘイズ値を有する。

[0024] ある実施形態において、前記光拡散素子は、 88%のヘイズ値を有する。

[0025] ある実施形態にぉ、て、前記液晶表示パネルは、前記液晶層と前記バックライトとの間に設けられた第 1偏光素子と、前記液晶層に対して前記バックライトとは反対側に設けられた第 2偏光素子とをさらに有する。

[0026] ある実施形態において、前記第 1偏光素子は、前記液晶層と前記第 1透明基板との間に配置されている。

[0027] ある実施形態において、前記第 1偏光素子は、前記第 1透明基板と前記バックライトとの間に配置されている。

[0028] ある実施形態において、前記第 2偏光素子は、前記光拡散素子と前記液晶層との間に配置されている。

[0029] ある実施形態において、前記第 1偏光素子および前記第 2偏光素子の少なくとも一方はフレキソ印刷によって形成される。

[0030] ある実施形態において、前記液晶表示パネルは、カラーフィルタ層をさらに有する [0031] ある実施形態において、前記カラーフィルタ層は、前記液晶層と前記光拡散素子との間に配置されている。

[0032] ある実施形態にぉ、て、前記液晶表示パネルは、位相差補償板をさらに有する。

[0033] ある実施形態において、前記液晶層は STNモードの液晶層である。

[0034] ある実施形態において、前記液晶表示パネルは、ねじれ位相差板をさらに有する。

[0035] ある実施形態において、前記バックライトが出射する光は、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力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。

[0036] ある実施形態において、前記バックライトが出射する光は、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。

発明の効果

[0037] 本発明の透過型液晶表示装置によれば、表示ぼけを抑制し、より精細な表示を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明による透過型液晶表示装置の第 1実施形態を示す模式図である。

[図 2]第 1実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

[図 3]従来の透過型液晶表示装置における画素およびレンチキュラーレンズシートを通過する光を示す模式図である。

[図 4]第 1実施形態の透過型液晶表示装置における画素および光拡散素子を通過する光を示す模式図である。

[図 5]第 1実施形態の透過型液晶表示装置における画素および光拡散素子を通過する光を示す模式図である。

[図 6]第 1実施形態の透過型液晶表示装置における光拡散素子の模式的な断面図である。

[図 7]第 1実施形態の透過型液晶表示装置における別の光拡散素子の模式的な断面図である。

[図 8]第 1実施形態の透過型液晶表示装置におけるさらに別の光拡散素子の模式的な断面図である。

[図 9] (a)および (b)は、第 1実施形態の透過型液晶表示装置におけるさらに別の光拡散素子の模式的な断面図である。

圆 10]第 1実施形態の透過型液晶表示装置におけるバックライトの模式的な断面図である。

圆 11]バックライトの全反射型プリズムシートの機能を説明するための模式図である。

[図 12] (a)、（b)および (c)は、バックライトから出射される光の配光分布を示すグラフである。

圆 13]第 1実施形態の透過型液晶表示装置において配光分布異方性を有するバックライトと光拡散異方性を有する光拡散素子とを組み合わせて、透過型液晶表示装置における視野角特性の異方性を低減することを説明するための図である。

圆 14]本発明による透過型液晶表示装置の第 2実施形態における光拡散素子の製造方法を説明するための模式図である。

[図 15] (a)〜 (d)は、本発明による透過型液晶表示装置の第 3実施形態における光拡散素子の製造方法を説明するための模式図である。

[図 16] (a)〜 (e)は、本発明による透過型液晶表示装置の第 4実施形態における光拡散素子の製造方法を説明するための模式図である。

圆 17]本発明による透過型液晶表示装置の第 5実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

[図 18]本発明による透過型液晶表示装置の第 6実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

[図 19]本発明による透過型液晶表示装置の第 7実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

[図 20]本発明による透過型液晶表示装置の第 8実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

圆 21]本発明による透過型液晶表示装置の第 9実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

[図 22]本発明による透過型液晶表示装置の第 10実施形態における液晶表示パネルを示す模式的な断面図である。

圆 23]従来の透過型液晶表示装置を示す模式的な断面図である。

符号の説明

[0039] 100 透過型液晶表示装置

200 ノックライ卜

300 液晶表示パネル

310 背面基板

311 第 1透明基板

312 第 1偏光素子

313 ねじ相差板

314 第 1オーバーコー -ト層

315 第 1電極

316 第 1配向膜

320 j面基板

321 第 2透明基板

322 光拡散素子

323 カラーフィルタ層

324 第 2偏光素子

325 第 2オーバーコー -ト層

326 第 2電極

327 第 2配向膜

330 揿 S¾層

発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下に、図面を参照して、本発明の透過型液晶表示装置を説明する。

[0041] (実施形態 1)

図 1は、本発明による透過型液晶表示装置の第 1実施形態を示す模式図である。本実施形態の透過型液晶表示装置 100は、光を出射するバックライト 200と、バックライト 200から出射された光を変調する液晶表示パネル 300とを備える。透過型液晶表示装置 100では、指向性の高いバックライト 200を用いている。液晶表示パネル 3 00が表示すべき画像等に応じて画素毎に通過する光の量を制御することにより、画像等が表示される。

[0042] 図 2は、液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。液晶表示パネル 300 は、背面基板 310と、背面基板 310よりもバックライト 200から離れた位置に設けられた前面基板 320と、背面基板 310と前面基板 320との間に設けられた液晶層 330とを有する。液晶層 330は、 STNモードの液晶層である。

[0043] 背面基板 310では、透明基板 311上に、偏光素子 312、ねじ; tl^立相差板 313、ォ一バーコート層 314、電極 315および配向膜 316が順に積層されている。図 2には、電極 315を層状に示している力実際には、電極 315である複数のストライプ状の電極が平行に配置されて、る。

[0044] また、前面基板 320では、透明基板 321上に、光拡散素子 322、カラーフィルタ層 323、偏光素子 324、オーバーコート層 325、電極 326および配向膜 327が順に積層されている。図 2には、電極 326を層状に示している力実際には、電極 326である複数のストライプ状の電極は、電極 315が配置された方向とは直交する方向に、互いに平行に配置されている。

[0045] なお、本明細書の以下の説明において、液晶層 330よりもバックライト 200側にある透明基板 311、偏光素子 312、オーバーコート層 314、電極 315および配向膜 316 を、第 1透明基板 311、第 1偏光素子 312、第 1オーバーコート層 314、第 1電極 315 および第 1配向膜 316とよぶ。また、液晶層 330に対してバックライト 200とは反対側にある透明基板 321、偏光素子 324、オーバーコート層 325、電極 326および配向膜 327を第 2透明基板 321、第 2偏光素子 324、第 2オーバーコート層 325、第 2電極 326および第 2配向膜 327とよぶ。

[0046] 本実施形態の透過型液晶表示装置 100はパッシブマトリクス駆動型であり、第 1電極 315は列電極であり、第 2電極 326は行電極である。第 1電極 315と第 2電極 326 とが重なる部分によって表示単位である個々の画素が規定される。また、本実施形態の透過型液晶表示装置 100において液晶表示パネル 300はノーマリーブラック方式の表示を行うので、液晶層 330とバックライト 200との間に設けられた第 1偏光素子 3 12の透過軸は、液晶層 330に対してバックライト 200とは反対側に設けられた第 2偏光素子 324の透過軸と実質的に直交するように配置されている。なお、本明細書において、背面基板 310とは、第 1透明基板 311およびその上に設けられた構成要素を含むものを意味し、前面基板 320とは、第 2透明基板 321およびその上に設けられた構成要素を含むものを意味する。

[0047] ノックライト 200から出射された光を液晶表示パネル 300が変調することによって、液晶表示パネル 300を通過する光の量が画素ごとに制御され、それにより画像が表示される。本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、指向性の高いバックライト 2 00を用いるとともに、光拡散素子 322がバックライト 200から出射された指向性の高い光を拡散することによって、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。なお、光拡散素子 322のヘイズ値は、例えば、 70%以上 88%以下であり、最適値は 88%である。

[0048] 上述した従来の透過型液晶表示装置 1100では、レンチキュラーレンズシート 136 0が前面基板 1320よりも観察者側に配置されていたのに対して、本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320が光拡散素子 322を有しており、光拡散素子 322は第 2透明基板 321と液晶層 330との間に配置されている。以下に、図 3〜図 5を参照して、従来の透過型液晶表示装置 1100に対する本実施形態の透過型液晶表示装置 100の利点を説明する。

[0049] 図 3は、従来の透過型液晶表示装置 1100において画素およびレンチキュラーレンズシート 1360を通過する光を示す模式図である。図 3には順に配置された画素 1〜 4を示しており、画素 1〜4は、前面基板 1320に設けられたブラックマトリクス（図示せず）に対応する部分において分離されている。

[0050] ここで、観察者が正面方向から透過型液晶表示装置 1100の画素 1付近を観察する場合を説明する。上述したように、透過型液晶表示装置 1100では指向性の高いノックライト 1200を用いている力画素に対して斜め方向に入射する光を完全になくすことはできない。したがって、画素に対して斜め方向に入射してレンチキュラーレンズシート 1360によって観察者の方向に拡散される光が存在する。

[0051] 図 3に示すように、画素 2〜4に対して斜め方向に入射した光は、画素 2〜4を通過した後、レンチキュラーレンズシート 1360まで斜め方向に直進し、レンチキュラーレンズシート 1360によって拡散される。拡散された光のうちのある成分は、透過型液晶表示装置 1100の画素 1付近を正面方向から観察している観察者に到達する。そのため、正面方向から画素 1付近を観察している観察者には、画素 1に対して垂直方向に入射して画素 1を通過した光、および、画素 2〜4に対して斜め方向に入射してレンチキユラ一レンズシート 1360によって観察者の方向に拡散された光の両方力画素 1の光として認識されることになり、その結果、観察者には、透過型液晶表示装置 1 100の表示がぼけてみえてしまい、透過型液晶表示装置 1100は、その解像度ほど精細な表示をすることができない。なお、透過型液晶表示装置 1100では指向性の高、バックライト 1200を用 Vヽて、るため、画素 2〜4を斜めに通過して透過型液晶表示装置 1100の画素 1付近を観察する観察者に到達する光のうち画素 1に近、画素 2を通過した光の割合が最も大きぐ画素 1から離れるほど、その画素を通過する光の割合は小さくなる。

[0052] 図 4は、本実施形態の透過型液晶表示装置 100において画素および光拡散素子 3 22を通過する光を示す模式図である。図 4にも順に配置された画素 1〜4を示しており、画素 1〜4は、前面基板 320に設けられたブラックマトリクス（図示せず）に対応する部分にぉ、て分離されて、る。

[0053] ここでも、観察者が正面方向から透過型液晶表示装置 100の画素 1付近を観察する場合を説明する。透過型液晶表示装置 100でも、画素に対して斜め方向に入射して光拡散素子 322によって観察者の方向に拡散される光が存在する。しかしながら、透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320が液晶層 330と第 2透明基板 321との間に設けられた光拡散素子 322を有しており、従来の透過型液晶表示装置 1100と比べて、画素力も光拡散素子 322までの距離が短い。

[0054] したがって、図 4に示すように、画素 1に対して垂直方向に入射して液晶層 330を通過した光、および、画素 2に対して斜め方向に入射して光拡散素子 322によって拡散された光が観察者に認識されるものの、画素 3〜4に対して斜め方向に入射して光拡散素子 322によって拡散された光は画素 1付近を正面方向から観察する観察者には、画素 1の光として認識されない。これは、画素 3〜4に対して斜め方向に入射した光が光拡散素子 322まで直進しても、光拡散素子 322の画素 1に対応する部分まで到達できないからである。これにより、観察者が画素 3〜4を通過した光を画素 1の光と認識することがなくなり、透過型液晶表示装置 100の表示ぼけを抑制することができ、透過型液晶表示装置 100はより精細な表示をすることができる。

[0055] なお、表示ぼけをさらに抑制するためには、図 5に示すように、画素と光拡散素子 3 22との距離がさらに短く（理想的には、ほぼゼロに）することが好ましい。これにより、透過型液晶表示装置 100は、その解像度に応じた精細な表示を行うことができる。

[0056] 本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320が光拡散素子 322を有している。本実施形態における光拡散素子 322は、図 6に示すように、半円柱状の複数のレンチキュラーレンズ 31を有するレンチキュラーレンズシートである。この光拡散素子 322において、複数のレンチキュラーレンズ 31を含むレンズ層 30a上には平坦化層 30bが形成されており、レンズ層 30aの屈折率 nと平坦化層 30bの屈折率 n

1 2 とは、 n < nの関係を満足するように設定されている。

1 2

[0057] 液晶層 330を通過して光拡散素子 322に入射した光は、レンチキュラーレンズ 31 によって異方的に拡散される。このように光拡散素子が光を異方的に拡散することを、本明細書において、光拡散素子が光拡散異方性を有するという。レンチキュラーレンズ 31は、主にその延設方向に直交する方向に光を拡散させ、延設方向に平行な方向には光を拡散しない。したがって、レンチキュラーレンズ 31の延設方向は、バックライト 200から出射される光の配光分布に応じて適宜設定する。レンチキュラーレンズ 31の延設方向は、例えば、図 10を参照して後述するプリズムシート 203のプリズム 203aの延設方向と略直交するように設定されて!、る。

[0058] 図 6には、光拡散素子 322に凸レンズ 31が設けられている構成を例示したが、図 7 に示すように、光拡散素子 322に凹レンズ 31 'を設けてもよい。また、光拡散素子 32 2として、複数のプリズムを有するプリズムシートを用いてもよい。あるいは、光拡散素子 322として、図 8に示すように内部散乱を利用した光拡散フィルムを用いてもよ!、。光拡散フィルム（「ディフューザ」と呼ばれることもある）は、図 8に一部を拡大して示すように、榭脂 33と、榭脂 33中に分散された粒子 34とを有する。なお、粒子 34は榭脂 33とは異なる屈折率を有している。

[0059] あるいは、光拡散素子 322として、図 9 (a)および図 9 (b)に示すように、上述した光拡散フィルム 30Bとレンズシート 30または 30Aとを組み合わせたものを用いてもよ!ヽ。あるいは、光拡散フィルム 30Bとプリズムシートとを組み合わせたものを用いてもよい。レンズシートやプリズムシートが異方的に光を拡散するのに対して、光拡散フィルム 30Bは、比較的等方的に光を拡散する。そのため、これらを組み合わせて用いることにより、所望の配光分布を容易に実現することができる。

[0060] 上述したように、光拡散素子 322は、異なる拡散機能を奏する複数の光拡散層が積層されたものであってもよい。複数の光拡散層は、例えば粘着剤を介して接合されている。複数の光拡散層および粘着剤は、観察者側ほど屈折率が低くなるように屈折率が設定されて、ることが好ま、。

[0061] また、透過型液晶表示装置 100では、指向性の高いバックライト 200が用いられている。以下に、バックライト 200について説明する。

[0062] 図 10は、バックライト 200の模式的な断面図である。バックライト 200は、光源 201と、光源 201から出射された光を伝搬する導光板 202と、導光板 202から出射された光の指向性を変化させるプリズムシート 203とを有している。

[0063] 光源 201は、例えば発光ダイオード (LED)または冷陰極管である。導光板 202は、光源 201から出射されて導光板 202内部を伝搬した光を液晶表示パネル 300側に出射するように構成されている。例えば、導光板 202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。

[0064] プリズムシート 203は、導光板 202と液晶表示パネル 300との間に設けられており、指向性制御素子として機能する。プリズムシート 203は、導光板 202側の主面上に形成された複数のプリズム 203aを有しており、図 11に示すように、全反射現象を利用して導光板 202から出射された光を表示面法線方向（正面方向）に向ける。このように、導光板 202から出射された光には、プリズムシート 203によって高い指向性が付与される。なお、ここで示したプリズムシート 203は、「全反射型プリズムシート」とも呼ばれる。また、導光板 202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ことが好ましい。このような導光板を用いることにより、マイクロレンズでの全反射により導光板 202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） 203に出射することができる。

[0065] バックライト 200から出射された光が高い指向性を有していると、液晶層 330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 330を通過する光に一様なリタデーシヨ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野角依存性を低減することができる。また、液晶層 330を通過した光は、そのままでは指向性が高ぐ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ぐ斜め方向の輝度が低い）が、光拡散素子 322によって拡散されることにより、輝度の偏りが低減され、視野角が広がる。

[0066] なお、図 10〜図 11を参照して上述したバックライト 200は例示にすぎず、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、ノックライト 200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。

[0067] 図 12 (a)〜図 12 (c)は、ノックライト 200の配光分布を示すグラフである。グラフの横軸は出射される光の角度を示し、縦軸は輝度を示している。ここで、 0° は表示面法線方向を示す。図 12 (a)および図 12 (b)に、ノックライト 200の好ましい配光分布の例を示す。図 12 (a)に示す配光分布では、表示面法線方向における輝度力 Sもっとも高ぐ角度の絶対値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 12 ( 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おり、表示面法線方向からの角度の絶対値が 30° を越えると輝度が低くなる

[0068] 図 12 (a)および図 12 (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バックライト 200を用いることによって、優れた表示品位が得られる。

[0069] 配光分布の他の例を図 12 (c)に示す。図 12 (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バックライト 200を用いる場合であっても、液晶層 330およびねじ; ^立相差板 313による光学補償 (視野角補償)のパターン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。

[0070] 図 12 (c)に示した程度の指向性は、例えば、図 10に示した全反射型プリズムシート 203を備えたバックライト 200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 12 (a)および図 12 (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ノックライトを用いることによつて実現できる。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ユラマイクロプリズムが設けられたエッジライト型のノ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、開口部を介して光源から出射された光を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。

[0071] 以下に、再び図 2を参照して本実施形態の透過型液晶表示装置 100における液晶表示パネル 300の製造方法を説明する。

[0072] 背面基板 310は、以下に示すように製造される。まず、第 1透明基板 311を用意する。第 1透明基板 311は、例えば、ガラス基板である。

[0073] 次いで、第 1透明基板 311上に第 1偏光素子 312を形成する。第 1偏光素子 312は、後述する工程において高温にさらされる（例えば、 100°Cで 1時間加熱処理される）ので、耐熱性に優れていることが好ましい。液晶表示装置用の一般的な偏光板は、ョゥ素を含む PVAフィルムを偏光子として用いて、るので、耐熱性が十分でな、ものが多い。そのため、このような偏光板を用いる場合には、耐熱性の高い仕様のもの（例えば、日東電工社製の偏光板 Q 12)を用いることが好ま、。

[0074] あるいは、フレキソ印刷によって第 1偏光素子 312を形成してもよい。このような偏光素子は塗布型偏光板ともよばれ、その形成方法は、例えば、特開 2004— 54125号公報および特開 2004 - 246092号公報に開示されて、る。これらの公報に開示された方法によれば、米国 Optiva社の開発した二色性染料の水溶液をインキとして用いる。この二色性染料水溶液はリオトロピック液晶を形成するものである。フレキソ印刷によって剪断力を与えながらこのインキをガラス基板に印刷すると、二色性染料の分子を一定方向に配向させることができる。次いでインキを乾燥させて水を蒸発させる。これにより、配向度はさらに向上する。次いで、インキを BaCl水溶液で処理する

3

ことにより分子同士を架橋させて、水に溶けず機械的な強度の高い偏光板を形成する。このように、フレキソ印刷によって第 1偏光素子 312を形成することができる。

[0075] あるいは、線幅 100nm、線間 lOOnmの例えばクロムからなる金属微細スリットを電子ビーム法で第 1透明基板 311の表面に形成することによって、第 1偏光素子 312を形成してもよい。この場合、スリットが延びる方向と平行な偏光方向の光が吸収され、スリットと直交する偏光方向の光が透過する。

[0076] 次いで、第 1偏光素子 312上にねじれ位相差板 313を形成する。ねじれ位相差板 313は、光が液晶層 330を通過するときに生じる位相差を補償するためのものである。ねじ;^立相差板 313として、特開平 3— 291601号公報に開示されているように、ネマチック液晶を硬化したものである新日本石油（エネォス)社製の LCフィルムを用いることがでさる。

[0077] 次いで、ねじれ位相差板 313上に第 1オーバーコート層 314を形成する。次いで、第 1オーバーコート層 314の平坦化された表面上に第 1電極 315を形成する。第 1電極 315は ITO力形成されて!、る。第 1電極 315である複数のストライプ状の電極は、互いに平行に配置されている。

[0078] 次いで、第 1電極 315上に第 1配向膜 316を形成する。第 1配向膜 316はポリイミドから形成されている。第 1配向膜 316は、ポリイミドを成膜した後、高温で焼成し、ラビング処理を行うことによって形成される。このようにして背面基板 310が製造される。

[0079] なお、上述した第 1偏光素子 312は耐熱性を有しているので、背面基板 310において第 1配向膜 316の形成時に第 1偏光素子 312が高温にさらされても、第 1偏光素子 312の性能が劣化することを避けることができる。

[0080] また、前面基板 320は、以下に示すように製造される。まず、第 2透明基板 321を用意する。第 2透明基板 321は、例えば、ガラス基板である。次いで、第 2透明基板 32 1上に、図 6〜図 9に示した光拡散素子 322を形成する。 [0081] 次いで、光拡散素子 322上にカラーフィルタ層 323を形成する。カラーフィルタ層 3 23は赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタを含んでおり、例えば、インクジェット法によって形成される。次いで、カラーフィルタ層 323上に第 2偏光素子 324を形成する。この第 2偏光素子 324は、第 1偏光素子 312と同様の方法で形成される。

[0082] 次いで、第 2偏光素子 324上に第 2オーバーコート層 325を形成する。次いで、第 2 オーバーコート層 325の平坦ィ匕された表面上に第 2電極 326を形成する。第 2電極 3 26は ITOから形成されている。第 2電極 326である複数のストライプ状の電極は、互いに平行に配置されている。次いで、第 1配向膜 316と同様に、第 2電極 326上に第 2配向膜 327を形成する。このようにして前面基板 320が形成される。

[0083] 次いで、背面基板 310と前面基板 320とを所定の間隔だけ離れた状態で貼り合わせ、背面基板 310と前面基板 320との間に液晶を注入して、 STNモードの液晶層 3 30を形成する。背面基板 310および前面基板 320は、第 1電極 315であるストライプ状の電極が第 2電極 326であるストライプ状の電極とほぼ直交するように、貼り合わせられる。

[0084] 以上のようにして、液晶表示パネル 300が製造される。なお、上述した透過型液晶表示装置 100では、第 1オーバーコート層 314および第 2オーバーコート層 325を設けることにより、平坦ィ匕された表面に第 1電極 315および第 2電極 326を形成している力第 1オーバーコート層 314および第 2オーバーコート層 325を省略してもよい。

[0085] 本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320が光拡散素子 322を有しているので、背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後に光拡散素子を第 2透明基板に高精度に位置決めしなくてもよぐまた、圧力をかけて貼り合わせ強度を確保しなくてもよい。また、本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、ねじれ位相差板 313を用いているので、一枚の位相差板によって光学補償を行うことができる。

[0086] また、本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320がカラーフィルタ層 323を有しており、カラーフィルタ層 323は液晶層 330よりも観察者側に配置されている。カラーフィルタ層 323は、所定の波長の光のみを透過し、それ以外の光を吸収するので、透過型液晶表示装置 100の外部から第 2透明基板 321を透過して液晶層 330に入射する外光を減らすことができ、これにより、外光に起因するコントラスト比の低下を抑制することができる。

[0087] また、本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、前面基板 320において光拡散素子 322を第 2偏光素子 324よりも観察者側に配置している。一般に、光拡散素子 322が光を拡散すると、光の偏光方向を変化させてしまうことがあるが、本実施形態の透過型液晶表示装置 100では、光拡散素子 322を第 2偏光素子 324よりも観察者側に配置していることから、光が第 2偏光素子 324を通過する前に光拡散素子 32 2が光の偏光方向を変化させることを防ぐことができる。

[0088] なお、図 3〜図 5を参照して上述したように、本実施形態の透過型液晶表示装置 10 0では、画素と光拡散素子 322との距離を短くすることにより、表示がぼけることを抑制しているが、本実施形態の透過型液晶表示装置 100において、画素と、第 1偏光素子 312、第 2偏光素子 324、および Zまたは、ねじれ位相差板 313との距離を短くすることが好ましい。これにより、これらの素子に対して斜め方向に入射する光の影響を抑制することができる。

[0089] なお、ノックライト 200は、一般的には、厳密に等方的な光を出射することができず、異方的な配光分布の光を出射する。上述したような光拡散異方性を有する光拡散素子 322と、配光分布が異方的な光を出射するノックライトユニット 200とを組み合わせて用いることにより、透過型液晶表示装置 100における視野角特性の異方性を低減することができる。図 13を参照してこのことを説明する。なお、本明細書において、配光分布が異方的な光を出射するバックライトを、配光分布異方性を有するバックライトという。

[0090] 図 13のバックライト光に示すように、ノックライト 200から出射される光の配光分布は異方的である。ここでは、 X方向において輝度の高い角度範囲が狭ぐ y方向において輝度の高い角度範囲が広くなつており、このバックライト 200から出射される光を直接観察した場合、 X方向の視野角が狭ぐ y方向の視野角が広い。ここで、 X方向は、観察者が表示面を正面方向から観察するときの左右方向であり、 y方向は、観察者が表示面を正面方向から観察するときの上下方向である。すなわち、 X方向は y方向と直交している。

[0091] また、光拡散異方性を有する光拡散素子 322は、光拡散素子 322に対して垂直方向に入射された等方的な光を異方的に拡散する。ここでは、光拡散素子 322によつて拡散された光の輝度は、図 13の拡散光に示すように、 X方向において輝度の高い角度範囲が広ぐ y方向において輝度の高い角度範囲が狭い。したがって、等方的な光を受けて光拡散素子 322によって拡散された光を観察する場合、 X方向の視野角は広ぐ y方向の視野角は狭!、。

[0092] 透過型液晶表示装置 100では、配光分布異方性を有するバックライト 200と光拡散異方性を有する光拡散素子 322とを組み合わせて用いることにより、図 13の合成光に示すように、透過型液晶表示装置 100からほぼ等方性の光が出射されることになる。このようにして、配光分布異方性を有するバックライト 200と光拡散異方性を有する光拡散素子 322とを組み合わせて用いることにより、透過型液晶表示装置 100における視野角特性の異方性を低減することができる。

[0093] あるいは、用途によっては、透過型液晶表示装置 100における視野角特性は異方的であってもよい。例えば、図 8に示した光拡散フィルムを光拡散素子 322として用いることにより、ノックライト 200から異方的に出射された光は、光拡散素子 322によつて等方的に拡散され、透過型液晶表示装置 100における視野角特性を異方的にすることがでさる。

[0094] (実施形態 2)

実施形態 1の透過型液晶表示装置では、図 6〜図 9に示した光拡散素子 322を用いたが、本発明における光拡散素子 322はこれに限定されない。別の方法で光拡散素子 322を作製してもよい。

[0095] 本発明による透過型液晶表示装置の第 2実施形態は、別の方法で作製された別の光拡散素子 322を有する点を除いて、実施形態 1の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0096] 以下に、図 14を参照して、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300の製造方法を説明する。

[0097] まず、直径 m、長さ 20 mの円柱状のガラスファイバーを用意する。例えば、直径 10 μ mのガラスファイバーを長さ 20 μ mに分断する。次いで、ガラスファイバーを UV硬化樹脂に約 70wt%で分散させて、ガラスファイバー混合榭脂を調整する。 UV硬化榭脂として、例えば、日立化成工業株式会社製のヒタロイド 7851を用いる。また、第 2透明基板 321となるガラス基板を用意する。

[0098] 次いで、図 14に示すように、ガラス基板表面と矩形のスリット 401との距離を一定に保持したスリット 401を基板に対して相対移動させながら、ガラスファイバー混合榭脂をスリット 401から押し出し、ガラスファイバー混合榭脂をガラス基板表面に塗布する。ガラスファイバー混合榭脂を塗布した後、超高圧水銀灯 402を照射することによりガラスファイバー混合榭脂を硬化させる。これにより、スリット 401の移動方向にガラスファイバーが整列した状態で榭脂を硬化させることができる。以上のようにして、第 2 透明基板 321上に、ガラスファイバーと榭脂とを含む光拡散フィルムである光拡散素子 322が形成される。

[0099] 本実施形態において、ガラスファイバーの直径と長さとの比は 1： 2であり、光拡散素子 322がガラスファイバーを有していることから、光拡散素子 322は異方的に光を拡散する。本実施形態における光拡散素子 322は、レンチキュラーレンズとは異なり、全ての方向に光を拡散するものであり、ある方向の光拡散性が、それとは直交する別の方向の光拡散性と異なっている。したがって、本実施形態における透過型液晶表示装置によれば、いずれの方向にも光を拡散するので、光拡散素子 322の光拡散性を調整することによって、透過型液晶表示装置の視野角特性を容易に調整することがでさる。

[0100] なお、本実施形態の上述した説明では、光を異方的に拡散する光拡散素子 322を形成したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、薄い円盤状のガラスフアイバーを用いて光拡散素子 322を作製することによって、光拡散等方性の光拡散素子 322を作製することができる。

[0101] (実施形態 3)

実施形態 2の透過型液晶表示装置では、ガラスファイバーを用いて光拡散素子 32 2を作製したが、本発明はこれに限定されない。別の方法で光拡散素子 322を作製してちよい。 [0102] 本発明による透過型液晶表示装置の第 3実施形態は、別の方法で作製された別の光拡散素子 322を有する点を除いて、実施形態 2の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0103] 以下に、図 15を参照して、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300の製造方法を説明する。

[0104] まず、ガラス基板を用意する。次、で、ガラス基板にネガ型レジストを塗布し、塗布したネガ型レジストを長径 20 m短径 10 mの楕円が最密充填に配置されるように露光する。次いで、ネガ型レジストを現像すると、ガラス基板上には、図 15 (a)に示すような楕円状のネガ型レジストが残る。

[0105] 次、で、 HFを用いたドライエッチングで楕円状のネガ型レジストの間のガラス基板を深さ 5 μ mほどエッチングすると、図 15 (b)に示すように、鋭角なエッジを有する島状の楕円部が残るようにエッチピットが形成される。次いで、ネガ型レジストを剥離し、ガラス基板を HF液に浸透させると、図 15 (c)および図 15 (d)に示すように楕円のェッジが滑らかになり、ガラス基板に凹凸状の表面を有するレンズアレイが形成され、このレンズアレイは、光拡散異方性を有する光拡散素子 322として機能する。このようにして、同じガラス基板力も第 2透明基板 321および光拡散素子 322を形成することができる。

[0106] その後、光拡散素子 322上にカラーフィルタ層 323を形成する。あるいは、光拡散素子 322上に平坦ィ匕層を形成し、平坦ィ匕層上にカラーフィルタ層 323を形成してもよい。それ以降は、実施形態 1の透過型液晶表示装置における液晶表示パネルの製造方法と同様である。

[0107] 以上のように、本実施形態の透過型液晶表示装置では、 1つのガラス基板をエッチングすることにより、第 2透明基板 321と一体的に形成された光拡散素子 322を形成することができる。また、本実施形態の透過型液晶表示装置では、第 2透明基板 321 に対して光拡散素子 322を貼り合わせなくてもよ、ので、貼り合わせずれを防ぐことができる。

[0108] (実施形態 4)

実施形態 3の透過型液晶表示装置における液晶表示パネルでは、ガラス基板をェツチングすることによって光拡散素子 322を作製したが、本発明はこれに限定されない。別の方法で光拡散素子 322を作製してもよい。

[0109] 本発明による透過型液晶表示装置の第 4実施形態は、別の方法で作製された別の光拡散素子 322を有する点を除いて、実施形態 3の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0110] 以下に、図 16を参照して、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300の作製方法を説明する。

[0111] まず、寸法精度に優れた石英基板を用意し、その石英基板から、図 15を参照して説明した実施形態 3の透過型液晶表示装置における液晶表示パネルの製造方法と同様に、凹凸状の表面を有する石英基板を形成する。次いで、図 16 (a)に示すように、石英基板の凹凸状の表面に、タンタル含有比が例えば 5wt。/c^あるニッケルタンタル合金ターゲットをスパッタリングし、導電膜を形成する。次いで、図 16 (b)に示すように、導電膜上にニッケルの電铸膜を電铸処理によって形成する。電铸膜の厚さは、例えば、 300 μ mである。

[0112] 次いで、石英基板から導電膜を剥離すると、図 16 (c)に示すように、ニッケルタンタル合金の最表面を有するスタンパ 350が形成される。スタンパ 350の最表面は、レンズアレイの形状を有している。スタンパ 350は、特開平 5— 195278号公報に開示されて!/、るスタンパを用いることによって実現される。

[0113] 次いで、第 2透明基板 321となるガラス基板を用意する。ガラス基板上に光硬化榭脂を塗布し、図 16 (d)に示すように、その上からスタンパ 350を押圧して、スタンパ 35 0のレンズアレイの形状を光硬化樹脂に転写する。次いで、ガラス面カゝら露光すると、光硬化榭脂は硬化し、ガラス基板表面にレンズアレイの形状を有する光硬化榭脂が形成される。この光硬化榭脂は、光拡散異方性を有する光拡散素子 322として機能する。その後、光拡散素子 322上にカラーフィルタ層 323を形成する。あるいは、光拡散素子 322上に平坦ィ匕層を形成し、平坦ィ匕層上にカラーフィルタ層 323を形成してもよい。それ以降は、実施形態 1の透過型液晶表示装置における液晶表示パネルの製造方法と同様である。

[0114] 本実施形態の透過型液晶表示装置では、電铸法によって形成されたスタンパ 350 を用いて光拡散素子 322を形成している。したがって、ー且、液晶表示パネルサイズのスタンパを用意すれば、前面基板を製造する毎にガラス基板の表面をエッチングしなくても、光拡散素子 322を作製することができ、透過型液晶表示装置の製造コストを抑制することができる。特に、液晶表示装置のためのガラス基板の大型化が進行しており、大きなガラス基板を加工するには多大な設備投資が要求されているが、スタンパ 350を用いることにより、大きなガラス基板をカ卩ェするためのコストを抑制できる効果は大きい。

[0115] なお、上述した説明では、光硬化榭脂を露光することによって光拡散素子 322を作製したが、本実施形態はこれに限定されない。光硬化榭脂を露光する代わりに熱硬化性榭脂を加熱してもよい。あるいは、光硬化榭脂を露光する代わりに熱可塑性榭脂を押圧してもよい。

[0116] なお、光拡散素子 322は、図 6〜図 9および図 14〜図 16に示した光拡散素子に限定されるものではなぐ前面基板 320の第 2透明基板 321上に積層されるものであれば、別の方法で光拡散素子 322を作製してもよい。

[0117] (実施形態 5)

本発明による透過型液晶表示装置の第 5実施形態は、光拡散素子 322上に積層された第 2偏光素子 324、カラーフィルタ層 323の順番が入れ換わっている点を除いて、実施形態 1の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0118] 図 17は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 17に示すように、前面基板 320において、第 2透明基板 3 21上に第 2偏光素子 324が形成され、第 2偏光素子 324上にカラーフィルタ層 323 が形成されている。

[0119] このように第 2偏光素子 324とカラーフィルタ層 323との配置関係が逆になつていても、カラーフィルタ層 323は、所定の波長の光のみを透過し、それ以外の光を吸収するので、透過型液晶表示装置の外部から第 2透明基板 321を透過して液晶層 330に入射する外光を減らすことができ、これにより、外光に起因するコントラスト比の低下を抑帘 Uすることができる。

[0120] (実施形態 6) 上述した実施形態 1〜5の透過型液晶表示装置では、背面基板 310がねじれ位相差板 313を有してヽたが、本発明はこれに限定されな!ヽ。

[0121] 本発明による透過型液晶表示装置の第 6実施形態は、前面基板 320がねじれ位相差板 313を有しており、ねじれ位相差板 313が第 2偏光素子 324と第 2オーバーコート層 325との間に配置されている点を除いて、実施形態 1の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0122] 図 18は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 18に示すように、前面基板 320がねじれ位相差板 313を有しており、ねじ; 立相差板 313は、第 2偏光素子 324と第 2オーバーコート層 325との間に配置されている。このように、ねじれ位相差板 313を前面基板 320に設けてもよい。

[0123] (実施形態 7)

本発明による透過型液晶表示装置の第 7実施形態は、第 1偏光素子 312が背面基板 310の背面側に配置され、第 1オーバーコート層 314が省略されている点を除いて、実施形態 6の透過型液晶表示装置と同様の構成を有してヽる。

[0124] 図 19は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 19に示すように、背面基板 310が偏光素子を有しておらず、第 1偏光素子 312は背面基板 310の背面側に配置されている。また、背面基板 3 10は第 1オーバーコート層 314を有しておらず、第 1透明基板 311上に直接第 1電極 315が形成されている。

[0125] 本実施形態の透過型液晶表示装置では、背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後、第 1透明基板 311に対して第 1偏光素子 312を位置決めして貼り合わせる。一般に、背面基板 310において第 1配向膜 316の形成には高温の焼成を必要とするが、本実施形態の透過型液晶表示装置では、第 1配向膜 316が形成された背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後（すなわち、第 1配向膜 316を形成した後）、背面基板 310に第 1偏光素子 312を貼り合わせているため、第 1偏光素子 31 2として耐熱性の低いものを用いることができる。したがって、本実施形態の透過型液晶表示装置では、偏光度の高い PVAフィルムを第 1偏光素子 312として用いることができる。

[0126] (実施形態 8)

本発明による透過型液晶表示装置の第 8実施形態は、第 1偏光素子 312およびねじれ位相差板 313が背面基板 310の背面側に配置され、第 1オーバーコート層 314 が省略されている点を除いて、実施形態 5の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0127] 図 20は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 20に示すように、背面基板 310は偏光素子および位相差板を有しておらず、第 1偏光素子 312およびねじれ位相差板 313が、背面基板 31 0の背面側に配置されて、る。

[0128] 本実施形態の透過型液晶表示装置では、背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後、第 1透明基板 311に対してねじれ位相差板 313を位置決めして貼り合わせ、次いで、ねじれ位相差板 313に対して第 1偏光素子 312を位置決めして貼り合わせる。上述したように、背面基板 310において第 1配向膜 316の形成には高温の焼成を必要とするが、本実施形態の透過型液晶表示装置では、第 1配向膜 316が形成された背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後、背面基板 310に第 1偏光素子 312を貼り合わせているため、第 1偏光素子 312として耐熱性の低いものを用いることができる。したがって、本実施形態の透過型液晶表示装置では、偏光度の高 Vヽ PVAフィルムを第 1偏光素子 312として用いることができる。

[0129] (実施形態 9)

本発明による透過型液晶表示装置の第 9実施形態は、第 2偏光素子 324が第 2透明基板 321の観察者側に配置されている点を除いて、実施形態 6の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0130] 図 21は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 21に示すように、前面基板 320は偏光素子を有しておらず、第 2偏光素子 324が前面基板 320の観察者側に配置されている。

[0131] 本実施形態の透過型液晶表示装置では、背面基板 310と前面基板 320とを貼り合わせた後、第 2透明基板 321に対して第 2偏光素子 324を位置決めして貼り合わせる。一般に、前面基板 320の第 2配向膜 327の形成には高温の焼成を必要とするが、本実施形態の透過型液晶表示装置では、背面基板 310と第 2配向膜 327が形成された前面基板 320とを貼り合わせた後、前面基板 320に第 2偏光素子 324を貼り合わせているため、第 2偏光素子 324として耐熱性の低いものを用いることができる。したがって、本実施形態の透過型液晶表示装置では、偏光度の高い PVAフィルムを第 2偏光素子 324として用いることができる。

[0132] (実施形態 10)

上述した実施形態 1〜9の透過型液晶表示装置では、光拡散素子 322はシートまたはフィルムであった力本発明はこれに限定されない。

[0133] 本発明による透過型液晶表示装置の第 10実施形態は、粒子形状の光拡散素子 3 22がカラーフィルタ層 323に分散されている点を除いて、実施形態 1の透過型液晶表示装置と同様の構成を有している。

[0134] 図 22は、本実施形態の透過型液晶表示装置における液晶表示パネル 300を示す模式的な断面図である。図 22に示すように、光拡散素子 322はカラーフィルタ層 32 3に分散されている。本実施形態の透過型液晶表示装置では、顔料分散剤であるポリイミド系のエンジニアプラスチックに顔料だけでなく光拡散素子 322を分散させた力ラーレジストを塗布し、塗布したカラーレジストにフォトリソグラフィプロセスを行うことにより、カラーフィルタ層 323を形成する。これにより、光拡散素子 322が分散された力ラーフィルタ層 323を形成することができる。ここで、光拡散素子 322は顔料分散剤とは異なる屈折率を有しており、光拡散素子 322として、例えば、アルミナ、酸化チタン、ダイアモンド粒、酸化亜鉛から形成された粒子が用いられる。

[0135] 本実施形態の透過型液晶表示装置によれば、光を拡散するためのシートまたはフイルムを形成することなく光を拡散して、視野角特性を向上させることができる。

[0136] なお、透過型液晶表示装置 100では、上述したように、 STNモードの液晶層を用いることが望ましい。 STNモードの液晶層を用いる場合、一般的に画素分割法による視野角特性を向上させることは困難であるが、本実施形態の透過型液晶表示装置 1 00によれば、 STNモードの液晶層を用いる場合であっても、前面基板 320が光拡散素子 322を有することにより、表示ぼけを抑制しつつ視野角特性を向上させることができる。

[0137] なお、透過型液晶表示装置 100において、液晶層として、 STN以外のモードの液晶層、例えば、 IPSモード、 TNモード、 ECB (Electrical Controlled Birefringe nce : 電界制御複屈折）モード、 OCB (Optically Compensated Bend 光学補償曲げ）モード、 MVA(Multi domain Vertical Alignment 多重ドメイン垂直配向）モード、双安定 TNモードおよび強誘電の液晶層を用いてもよい。

[0138] また、上述した実施形態 1〜10の透過型液晶表示装置では、 STNモードの液晶層による光の位相差を補償するために一枚のねじれ位相差板を用いた力他の液晶層による光の位相差を補償するために別の位相差補償板を用いてもょ、。

[0139] また、上述した実施形態 1〜10の透過型液晶表示装置では、ノーマリーブラック方式の液晶表示パネル 300を説明した力本発明はこれに限定されない。ノーマリーホワイト方式の液晶表示パネルを用いてもょ、。

[0140] また、上述した実施形態 1〜： L0の透過型液晶表示装置では、ノッシブマトリクス駆動型の透過型液晶表示装置を説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、アクティブマトリクス駆動型 (すなわち、背面基板がアクティブマトリクス基板であり、第 1電極が画素電極であり、前面基板が対向基板であり、第 2電極が対向電極である）の透過型液晶表示装置にも適用可能である。

[0141] また、上述した実施形態 1〜10の透過型液晶表示装置においては、液晶表示パネル 300の背面基板 310に第 1偏光素子 312を設けているが、バックライト 200として、直線偏光を選択的に出射できる装置を用いる場合には、第 1偏光素子 312を省略してもよい。ただし、簡便な構成で高い偏光度を確保する観点力は、第 1偏光素子 3 12を設ける方式が有利である。

産業上の利用可能性

[0142] 本発明によれば、広視野角特性を備え、高コントラスト比で高品位の表示が可能であるとともに、表示ぼけを抑制し、より精細な表示を行うことができる透過型液晶表示装置が提供される。

[0143] 本発明は、ノックライトを備えた透過型液晶表示装置全般に好適に用いられ、特に、視野角特性の低いモード（例えば、 STNモードや TNモード、 ECBモード）の液晶層を用いる場合に好適に適用される。 STNモードの液晶層のような複屈折性を利用する場合には、画素に斜めに入射する光に起因す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つて拡散させる視野角拡大技術を用いることが好ましぐ本発明を用いる意義が大きい

Claims

請求の範囲

[1] 光を出射するバックライトと、

前記バックライトから出射された光を変調する液晶表示パネルと

を備える、透過型液晶表示装置であって、

前記液晶表示パネルは、

第 1透明基板と、

前記第 1透明基板よりも前記バックライトから離れた位置に設けられた第 2透明基板と、

前記第 1透明基板と前記第 2透明基板との間に設けられた液晶層と、

前記第 2透明基板と前記液晶層との間に設けられた光拡散素子と

を有する、透過型液晶表示装置。

[2] 前記光拡散素子は、複数のレンズを有するレンズシート、または、複数のプリズムを有するプリズムシートを含む、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[3] 前記光拡散素子は、榭脂と、前記榭脂中に分散された粒子とを有する光拡散フィルムを含む、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[4] 前記光拡散素子は、榭脂と、前記榭脂中に分散されたガラスファイバーとを有する光拡散フィルムを含む、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[5] 前記光拡散素子は、前記第 2透明基板と一体的に形成されている、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[6] 前記光拡散素子および前記第 2透明基板は、同じガラス基板から形成されている、請求項 5に記載の透過型液晶表示装置。

[7] 前記光拡散素子は光硬化性榭脂から形成されて、る、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[8] 前記光拡散素子は凹凸状の表面を有する、請求項 5から 7のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[9] 前記光拡散素子は光を異方的に拡散する、請求項 1に記載の透過型液晶表示装置。

[10] 前記光拡散素子は、第 1方向および前記第 1方向とほぼ直交する第 2方向に光を拡散し、前記第 1方向の光拡散性は前記第 2方向の光拡散性と異なる、請求項 9に記載の透過型液晶表示装置。

[11] 前記光拡散素子は、 70%以上 88%以下のヘイズ値を有する、請求項 1から 10の

V、ずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[12] 前記光拡散素子は、 88%のヘイズ値を有する、請求項 11に記載の透過型液晶表示装置。

[13] 前記液晶表示パネルは、

前記液晶層と前記バックライトとの間に設けられた第 1偏光素子と、

前記液晶層に対して前記バックライトとは反対側に設けられた第 2偏光素子とをさらに有する、請求項 1から 12のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[14] 前記第 1偏光素子は、前記液晶層と前記第 1透明基板との間に配置されている、請求項 13に記載の透過型液晶表示装置。

[15] 前記第 1偏光素子は、前記第 1透明基板と前記バックライトとの間に配置されている

、請求項 13に記載の透過型液晶表示装置。

[16] 前記第 2偏光素子は、前記光拡散素子と前記液晶層との間に配置されている、請求項 13から 15のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[17] 前記第 1偏光素子および前記第 2偏光素子の少なくとも一方はフレキソ印刷によつて形成される、請求項 13から 16のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[18] 前記液晶表示パネルは、カラーフィルタ層をさらに有する、請求項 1から 17のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[19] 前記カラーフィルタ層は、前記液晶層と前記光拡散素子との間に配置されている、請求項 18に記載の透過型液晶表示装置。

[20] 前記液晶表示パネルは、位相差補償板をさらに有する、請求項 1から 19のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[21] 前記液晶層は STNモードの液晶層である、請求項 1から 19のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[22] 前記液晶表示パネルは、ねじ; ί! ^立相差板をさらに有する、請求項 21に記載の透過型液晶表示装置。

[23] 前記バックライトが出射する光は、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力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 1から 22のいずれかに記載の透過型液晶表示装置。

[24] 前記バックライトが出射する光は、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力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 23に記載の透過型液晶表示装置。