JP2002107717A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高指向性の光源を用いて表示品位の優れた液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の透過型液晶表示装置は、液晶表
示素子２と、液晶表示素子２の背面に配置された光源１
と、液晶表示素子２を挟むように配置された偏光手段２
ｉ、２ｊと、液晶表示素子の前面側における偏光手段２
ｊの前面側に配置された光拡散手段３とを備えている。
光源１および光拡散手段３は、 【数５】 ＢＬ（θ）：光源の出射角θ−輝度特性 ＬＣ（θ）：液晶表示素子の明状態での入射角θ−透過
率特性 ＤＩＦ（ａ、θ）：光拡散手段の受光角ａでの入射角θ
−透過率特性 を満足するように設計されている。
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の透過型液晶表示装置は、液晶表
示素子２と、液晶表示素子２の背面に配置された光源１
と、液晶表示素子２を挟むように配置された偏光手段２
ｉ、２ｊと、液晶表示素子の前面側における偏光手段２
ｊの前面側に配置された光拡散手段３とを備えている。
光源１および光拡散手段３は、 【数５】 ＢＬ（θ）：光源の出射角θ−輝度特性 ＬＣ（θ）：液晶表示素子の明状態での入射角θ−透過
率特性 ＤＩＦ（ａ、θ）：光拡散手段の受光角ａでの入射角θ
−透過率特性 を満足するように設計されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッ
サ、ノート型パソコン等のオフィスオートメーション
（ＯＡ）機器や、各種映像機器及びゲーム機器、テレビ
受像機等に使用される直視型液晶表示装置に関する。
サ、ノート型パソコン等のオフィスオートメーション
（ＯＡ）機器や、各種映像機器及びゲーム機器、テレビ
受像機等に使用される直視型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサ、テレビ受像機などに使用される表示装置（ディス
プレイ）は、従来よりＣＲＴ（ブラウン管）方式が多用
されてきたが、最近これらの電子機器の小型化、薄型
化、軽量化の要求に従い平面型表示装置が多く用いられ
るようになってきた。いくつかの方式の平面型表示装置
が開発されているが、この中でも液晶表示装置は低消費
電力などの利点を持つので広く用いられるようになっ
た。
ッサ、テレビ受像機などに使用される表示装置（ディス
プレイ）は、従来よりＣＲＴ（ブラウン管）方式が多用
されてきたが、最近これらの電子機器の小型化、薄型
化、軽量化の要求に従い平面型表示装置が多く用いられ
るようになってきた。いくつかの方式の平面型表示装置
が開発されているが、この中でも液晶表示装置は低消費
電力などの利点を持つので広く用いられるようになっ
た。
【０００３】液晶表示装置は、液晶分子の電気光学効
果、すなわち光学異方性（屈折率異方性）、配向性、流
動性および誘電異方性などを利用して、表示装置内の任
意の表示単位に電界印加或いは通電して光線透過率や反
射率を変化させて表示するものである。表示装置には、
表示装置に表示された像を直接観察する直視型表示装置
と、表示像を正面或いは背面からスクリーンに投影して
観察する投射型表示装置がある。
果、すなわち光学異方性（屈折率異方性）、配向性、流
動性および誘電異方性などを利用して、表示装置内の任
意の表示単位に電界印加或いは通電して光線透過率や反
射率を変化させて表示するものである。表示装置には、
表示装置に表示された像を直接観察する直視型表示装置
と、表示像を正面或いは背面からスクリーンに投影して
観察する投射型表示装置がある。
【０００４】直視型液晶表示装置は、その表示様式によ
ってダイナミックスキャッタリングモード、ツイステッ
ドネマティックモード、スーパーツイステッドネマティ
ックモード、ポリマー分散モード、強誘電液晶モード、
ホメオトロピックモード、ゲストホストモードなどがあ
る。また、その駆動方式によりセグメント駆動、単純マ
トリックス駆動、アクティブマトリックス駆動などの駆
動方式が開発されている。これらのうち、表示単位数の
少ない場合はセグメント駆動のツイステッドネマティッ
クモードが、また表示単位が多い場合は単純マトリック
ス駆動によるスーパーツイステッドネマティックモード
が多く使われている。
ってダイナミックスキャッタリングモード、ツイステッ
ドネマティックモード、スーパーツイステッドネマティ
ックモード、ポリマー分散モード、強誘電液晶モード、
ホメオトロピックモード、ゲストホストモードなどがあ
る。また、その駆動方式によりセグメント駆動、単純マ
トリックス駆動、アクティブマトリックス駆動などの駆
動方式が開発されている。これらのうち、表示単位数の
少ない場合はセグメント駆動のツイステッドネマティッ
クモードが、また表示単位が多い場合は単純マトリック
ス駆動によるスーパーツイステッドネマティックモード
が多く使われている。
【０００５】液晶表示装置は、文字、図形等の情報を表
示するものであるが、近年、表示内容の大容量化の要求
に伴い、微少の表示単位を縦横に配列し任意の情報を表
示する、いわゆるドットマトリクス方式の表示形式が多
用されている。
示するものであるが、近年、表示内容の大容量化の要求
に伴い、微少の表示単位を縦横に配列し任意の情報を表
示する、いわゆるドットマトリクス方式の表示形式が多
用されている。
【０００６】直視型液晶表示装置は、光シャッタ機能を
持つ液晶セルを核として、必要に応じて背後から照明す
る背面光源や観察面の外光反射を防ぐ反射防止膜などを
組み合わせて構成されている。液晶表示装置の観察方向
による表示品位の変化を小さくし、良好な表示品位の得
られる視野角を拡大する技術としては、液晶表示セル内
部の構成を改良する方法と、液晶セル外部の構成を改良
する方法に大別できる。前者には、液層分子を改質する
方法、偏光手段や液晶配向方向などの配置を最適化する
方法、液晶表示装置の内部に複数枚の複屈折を持つフィ
ルムを配置する方法、基板に微細な凹凸を設ける方法、
駆動方法を工夫する方法などが提案されている。また後
者では、液晶表示セルとレンズあるいは光線透過方向制
御手段などを組み合わせる方法などが提案されている。
持つ液晶セルを核として、必要に応じて背後から照明す
る背面光源や観察面の外光反射を防ぐ反射防止膜などを
組み合わせて構成されている。液晶表示装置の観察方向
による表示品位の変化を小さくし、良好な表示品位の得
られる視野角を拡大する技術としては、液晶表示セル内
部の構成を改良する方法と、液晶セル外部の構成を改良
する方法に大別できる。前者には、液層分子を改質する
方法、偏光手段や液晶配向方向などの配置を最適化する
方法、液晶表示装置の内部に複数枚の複屈折を持つフィ
ルムを配置する方法、基板に微細な凹凸を設ける方法、
駆動方法を工夫する方法などが提案されている。また後
者では、液晶表示セルとレンズあるいは光線透過方向制
御手段などを組み合わせる方法などが提案されている。
【０００７】液晶表示セルの観察面側にレンズなどの光
線透過方向を制御する光拡散手段を組み合わせて視野角
を拡大する方法としては、背面光源の発光指向性および
液晶層から微少単位レンズまでの距離、液晶セルの表示
単位の微小単位レンズ配列方向の表示単位の配列ピッチ
との関係を満たすことによってレンズによる画像のボケ
を低減する方法（特開平８−２０１７９６号公報）や、
液晶表示セルとレンズ凸部領域を粘着剤または接着剤層
を介して接着する場合にレンズの高さ、ピッチ、接着部
の幅との関係を満たすことよってレンズによる外光反射
を低減する方法（特開平７−１２０７４３号公報）があ
る。
線透過方向を制御する光拡散手段を組み合わせて視野角
を拡大する方法としては、背面光源の発光指向性および
液晶層から微少単位レンズまでの距離、液晶セルの表示
単位の微小単位レンズ配列方向の表示単位の配列ピッチ
との関係を満たすことによってレンズによる画像のボケ
を低減する方法（特開平８−２０１７９６号公報）や、
液晶表示セルとレンズ凸部領域を粘着剤または接着剤層
を介して接着する場合にレンズの高さ、ピッチ、接着部
の幅との関係を満たすことよってレンズによる外光反射
を低減する方法（特開平７−１２０７４３号公報）があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２０１７９６号公報には、画像のボケが認識できな
い条件として、表示単位の列ピッチを大きく、液晶層か
ら微少単位レンズまでの距離を短く、背面光源の発光指
向性を向上させることが提示されているが、微少単位レ
ンズの特性についてはなんら開示されていない。よって
この技術を用いても微少レンズの特性に歪が生じれば、
背面光源の発光指向性が高くなった場合、微少レンズの
歪な光学特性を反映し十分な表示特性が得られない。例
えばどれだけ理想的な光学特性を有する微小レンズを作
製できたとしても、接着層を介して微小レンズを液晶表
示素子に貼り合わせる際、接着層と微小レンズとの接触
状態が変化しやすく、どうしても光学特性に歪が生じて
しまう。これは、接着層の屈性率と微小レンズの屈折率
が同じような大きさを持つため、接着層に埋まった微小
レンズの先端部分がレンズとして正常に機能しなくなる
ためである。この場合、背面光源の発光指向性が高い
と、微小レンズの光学特性の歪が液晶表示装置の表示特
性に影響を与えてしまう。
８−２０１７９６号公報には、画像のボケが認識できな
い条件として、表示単位の列ピッチを大きく、液晶層か
ら微少単位レンズまでの距離を短く、背面光源の発光指
向性を向上させることが提示されているが、微少単位レ
ンズの特性についてはなんら開示されていない。よって
この技術を用いても微少レンズの特性に歪が生じれば、
背面光源の発光指向性が高くなった場合、微少レンズの
歪な光学特性を反映し十分な表示特性が得られない。例
えばどれだけ理想的な光学特性を有する微小レンズを作
製できたとしても、接着層を介して微小レンズを液晶表
示素子に貼り合わせる際、接着層と微小レンズとの接触
状態が変化しやすく、どうしても光学特性に歪が生じて
しまう。これは、接着層の屈性率と微小レンズの屈折率
が同じような大きさを持つため、接着層に埋まった微小
レンズの先端部分がレンズとして正常に機能しなくなる
ためである。この場合、背面光源の発光指向性が高い
と、微小レンズの光学特性の歪が液晶表示装置の表示特
性に影響を与えてしまう。
【０００９】特開平７−１２０７４３号公報に開示され
ている技術によれば、背面光源の発光指向性が高い場合
でも、レンズ光学特性に歪が生じないようにすることは
可能である。しかし、この文献に開示されている技術に
したがって歪とならないレンズ光学特性を実現するため
には、実際にはレンズピッチ／接着部幅を５以上にする
必要が有り、この構成とするための接着幅の制御が非常
に困難になると言った課題が有る。
ている技術によれば、背面光源の発光指向性が高い場合
でも、レンズ光学特性に歪が生じないようにすることは
可能である。しかし、この文献に開示されている技術に
したがって歪とならないレンズ光学特性を実現するため
には、実際にはレンズピッチ／接着部幅を５以上にする
必要が有り、この構成とするための接着幅の制御が非常
に困難になると言った課題が有る。
【００１０】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、指向性の高い光源を用いながら、視野角が
広く、表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目
的とする。
ものであり、指向性の高い光源を用いながら、視野角が
広く、表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の透過型液晶表示
装置は、ギャップを介して対向配置されており、内面側
に透明電極が形成された一対の透明絶縁性基板と、前記
ギャップ内に注入された液晶とを備える液晶表示素子
と、液晶表示素子の背面側に配置された光源と、液晶表
示素子の前面側に配置された光拡散手段とを備えている
透過型液晶表示装置であって、光源の発光指向性と光拡
散手段の歪とを調整することによって
装置は、ギャップを介して対向配置されており、内面側
に透明電極が形成された一対の透明絶縁性基板と、前記
ギャップ内に注入された液晶とを備える液晶表示素子
と、液晶表示素子の背面側に配置された光源と、液晶表
示素子の前面側に配置された光拡散手段とを備えている
透過型液晶表示装置であって、光源の発光指向性と光拡
散手段の歪とを調整することによって
【００１２】
【数２】
【００１３】を満足するように光源および液晶表示素子
が設計されている。ここで、ＢＬ（θ）は光源の出射角
θ−輝度特性、ＬＣ（θ）は液晶表示素子の明状態での
入射角θ−透過率特性、Ｄｉｆ（ａ、θ）は光拡散手段
の受光角ａでの入射角θ−透過率特性である。
が設計されている。ここで、ＢＬ（θ）は光源の出射角
θ−輝度特性、ＬＣ（θ）は液晶表示素子の明状態での
入射角θ−透過率特性、Ｄｉｆ（ａ、θ）は光拡散手段
の受光角ａでの入射角θ−透過率特性である。
【００１４】好ましい実施形態においては、前記光拡散
手段と前記第二の偏光手段との間には接着層が形成され
ており、光拡散手段は、第一の高さの凸部を有する第一
の単位レンズ部と第一の高さよりも低い第二の高さの凸
部を有する第二の単位レンズ部とを含むレンズシートで
あり、レンズシートは第一の単位レンズ部で接着層に接
着されている。
手段と前記第二の偏光手段との間には接着層が形成され
ており、光拡散手段は、第一の高さの凸部を有する第一
の単位レンズ部と第一の高さよりも低い第二の高さの凸
部を有する第二の単位レンズ部とを含むレンズシートで
あり、レンズシートは第一の単位レンズ部で接着層に接
着されている。
【００１５】好ましい実施形態において、前記レンズシ
ートの前記第一の単位レンズ部は前記接着層と接着され
ており、前記第二のレンズ部は非接着であり、第一の単
位レンズ部の光学特性をｇ（ａ、θ）、その割合をｎ、
第二の単位レンズ部の光学特性をｆ（ａ、θ）、その割
合を１−ｎとしたときに、Ｄｉｆ（ａ、θ）＝ｎ×ｇ
（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）の光学特性を有
するレンズシートが前記式を満足する。
ートの前記第一の単位レンズ部は前記接着層と接着され
ており、前記第二のレンズ部は非接着であり、第一の単
位レンズ部の光学特性をｇ（ａ、θ）、その割合をｎ、
第二の単位レンズ部の光学特性をｆ（ａ、θ）、その割
合を１−ｎとしたときに、Ｄｉｆ（ａ、θ）＝ｎ×ｇ
（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）の光学特性を有
するレンズシートが前記式を満足する。
【００１６】前記光源は、液晶表示素子の前面に垂直な
方向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が１５°以
下となる指向性を有していることが好ましい。
方向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が１５°以
下となる指向性を有していることが好ましい。
【００１７】前記光源が液晶表示素子の前面に垂直な方
向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が５°以下と
なる指向性を有しているとき、前記光拡散手段は、Ｄｉ
ｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）は０．４以
上となる光学特性を有していることが好ましい。
向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が５°以下と
なる指向性を有しているとき、前記光拡散手段は、Ｄｉ
ｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）は０．４以
上となる光学特性を有していることが好ましい。
【００１８】本発明のレンズシートは、液晶表示素子の
前面側に配置される光学部材に対して接着層を介して貼
り付けられるレンズシートであって、第一の高さの凸部
を有する第一の単位レンズ部と、第一の高さよりも低い
第二の高さの凸部を有する第二の単位レンズ部とを含
む。
前面側に配置される光学部材に対して接着層を介して貼
り付けられるレンズシートであって、第一の高さの凸部
を有する第一の単位レンズ部と、第一の高さよりも低い
第二の高さの凸部を有する第二の単位レンズ部とを含
む。
【００１９】レンズシートは、受光角ａでの入射角θ−
透過率特性をＤｉｆ（ａ、θ）とした場合に、Ｄｉｆ
（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）が０．４以上
となる光学特性を有していることが好ましい。
透過率特性をＤｉｆ（ａ、θ）とした場合に、Ｄｉｆ
（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）が０．４以上
となる光学特性を有していることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】図面を参照しながら、本発明の基
本原理を説明する。
本原理を説明する。
【００２１】図１に示すように、背面光源１から出射角
θで出射された光は液晶表示素子２に入射角θで入射し
た後、液晶表示素子２を透過して出射角θで出射する。
液晶表示素子２を透過した光は、その後、さらに光拡散
手段３に入射角θで入射することになる。この入射角θ
で光拡散手段３に入射した光は様々な角度に拡散して出
射されることになる。このときの光拡散手段３に入射角
θで入射した光と光拡散手段３を透過して出射角ａで観
察した光の強度比をＤｉｆ（ａ、θ）とし、液晶表示素
子２の入射角θの透過率特性をＬＣ（θ）とする。ま
た、背面光源１については、正面輝度の半分の輝度にな
る出射角度をＢＬ（θ）とし、これを用いて光源1の指
向性を表すものとする。
θで出射された光は液晶表示素子２に入射角θで入射し
た後、液晶表示素子２を透過して出射角θで出射する。
液晶表示素子２を透過した光は、その後、さらに光拡散
手段３に入射角θで入射することになる。この入射角θ
で光拡散手段３に入射した光は様々な角度に拡散して出
射されることになる。このときの光拡散手段３に入射角
θで入射した光と光拡散手段３を透過して出射角ａで観
察した光の強度比をＤｉｆ（ａ、θ）とし、液晶表示素
子２の入射角θの透過率特性をＬＣ（θ）とする。ま
た、背面光源１については、正面輝度の半分の輝度にな
る出射角度をＢＬ（θ）とし、これを用いて光源1の指
向性を表すものとする。
【００２２】このときの、ある角度ｂで観察した出射輝
度は
度は
【００２３】
【数３】
【００２４】と表すことができる。よって、角ｂの出射
輝度と（ｂ＋１０°）方向の出射輝度の比、すなわちパ
ネル出射輝度（ｂ＋１０°）／パネル出射輝度（ｂ）が
１に近いほど輝度の視角依存が少ない理想的な表示装置
と言える。この比がどの程度で表示不良と感じるかを本
願発明者らが視認性評価にて確認した結果、０．５以上
が望ましいことがわかった。
輝度と（ｂ＋１０°）方向の出射輝度の比、すなわちパ
ネル出射輝度（ｂ＋１０°）／パネル出射輝度（ｂ）が
１に近いほど輝度の視角依存が少ない理想的な表示装置
と言える。この比がどの程度で表示不良と感じるかを本
願発明者らが視認性評価にて確認した結果、０．５以上
が望ましいことがわかった。
【００２５】また、液晶表示装置の表示特性は正面方向
（ｂ＝０°）付近が最も重要視されている。このため、
好ましい表示特性の液晶表示装置を得るためには、背面
光源１の指向性、液晶表示素子２の透過率特性、および
光拡散手段３の光学特性が次の式を満足する必要が有る
ことを見出した。
（ｂ＝０°）付近が最も重要視されている。このため、
好ましい表示特性の液晶表示装置を得るためには、背面
光源１の指向性、液晶表示素子２の透過率特性、および
光拡散手段３の光学特性が次の式を満足する必要が有る
ことを見出した。
【００２６】
【数４】
【００２７】図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら具体例
を説明する。
を説明する。
【００２８】図２Ａの（ａ）および（ｂ）は背面光源１
の出射輝度特性の例を示しており、（ｃ）および（ｄ）
は光拡散手段の光学特性（ここでは光拡散特性）の例を
示している。また図２Ａ（ｅ）は液晶表示素子２の透過
率特性を示している。
の出射輝度特性の例を示しており、（ｃ）および（ｄ）
は光拡散手段の光学特性（ここでは光拡散特性）の例を
示している。また図２Ａ（ｅ）は液晶表示素子２の透過
率特性を示している。
【００２９】図２Ｂの（ａ）から（ｄ）は、図２Ａに示
された特性を有する背面光源、光拡散手段、および液晶
表示素子を組み合わせた場合の出射輝度を示している。
すなわち、図２Ｂ（ａ）は図２Ａ（ａ）の出射輝度特性
の背面光源、つまり指向性が低いほうの背面光源−液晶
表示素子−図２Ａ（ｃ）の光拡散特性の光拡散手段の組
み合わせ、図２Ｂ（ｂ）は指向性が低いほうの背面光源
−液晶表示素子−図２Ａ（ｄ）の光拡散手段、つまりよ
り歪んだ光拡散特性を有する光拡散手段の組み合わせ、
図２Ｂ（ｃ）は指向性が高いほうの背面光源（図２Ａ
（ｂ））−液晶表示素子−光拡散特性に歪が少ない方の
光拡散手段（図２Ａ（ｃ））の組み合わせ、図２Ｂ
（ｄ）は指向性が高いほうの背面光源（図２Ａ（ｂ））
−液晶表示素子−光拡散特性がより歪んでいる光拡散手
段（図２Ａ（ｄ））の組み合わせに対応する。
された特性を有する背面光源、光拡散手段、および液晶
表示素子を組み合わせた場合の出射輝度を示している。
すなわち、図２Ｂ（ａ）は図２Ａ（ａ）の出射輝度特性
の背面光源、つまり指向性が低いほうの背面光源−液晶
表示素子−図２Ａ（ｃ）の光拡散特性の光拡散手段の組
み合わせ、図２Ｂ（ｂ）は指向性が低いほうの背面光源
−液晶表示素子−図２Ａ（ｄ）の光拡散手段、つまりよ
り歪んだ光拡散特性を有する光拡散手段の組み合わせ、
図２Ｂ（ｃ）は指向性が高いほうの背面光源（図２Ａ
（ｂ））−液晶表示素子−光拡散特性に歪が少ない方の
光拡散手段（図２Ａ（ｃ））の組み合わせ、図２Ｂ
（ｄ）は指向性が高いほうの背面光源（図２Ａ（ｂ））
−液晶表示素子−光拡散特性がより歪んでいる光拡散手
段（図２Ａ（ｄ））の組み合わせに対応する。
【００３０】これらの図から、背面光源の発光指向性が
高く、光拡散手段が歪んだ特性を持つ場合において、出
射輝度が歪んだ特性を示すことがわかる。この結果から
もわかるように、歪んだ特性とそうでない特性は背面光
源の発光指向性と光拡散手段の拡散特性の影響を強く受
ける。
高く、光拡散手段が歪んだ特性を持つ場合において、出
射輝度が歪んだ特性を示すことがわかる。この結果から
もわかるように、歪んだ特性とそうでない特性は背面光
源の発光指向性と光拡散手段の拡散特性の影響を強く受
ける。
【００３１】図３は、背面光源の発光指向性と光拡散手
段の拡散特性とがどのような関係の場合にパネル出射輝
度の特性が良好となるかを示している。図３のグラフ内
の実線から上の領域が、出射輝度の特性が良好となる領
域、すなわち上記式（１）が満たされており、良好な表
示特性が得られる領域である。
段の拡散特性とがどのような関係の場合にパネル出射輝
度の特性が良好となるかを示している。図３のグラフ内
の実線から上の領域が、出射輝度の特性が良好となる領
域、すなわち上記式（１）が満たされており、良好な表
示特性が得られる領域である。
【００３２】図３のグラフの横軸は、０°方向における
出射輝度の半分の輝度となる角度（本明細書では、「Ｂ
Ｌ半値角」と称する。）を表している。ＢＬ半値角は背
面光源の発光指向性を示し、その数値が大きいほど指向
性が低い。これに対し、図３のグラフの縦軸は、入射角
０°で入射した光が正面（０°）で受光される光と入射
角１０°で入射した光が正面（０°）で受光される光の
比、つまりＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０
°）を表している。Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ
（０°、０°）は光拡散手段の光拡散特性を示してお
り、その数値が大きくなるほど光拡散手段の歪は小さく
なる。
出射輝度の半分の輝度となる角度（本明細書では、「Ｂ
Ｌ半値角」と称する。）を表している。ＢＬ半値角は背
面光源の発光指向性を示し、その数値が大きいほど指向
性が低い。これに対し、図３のグラフの縦軸は、入射角
０°で入射した光が正面（０°）で受光される光と入射
角１０°で入射した光が正面（０°）で受光される光の
比、つまりＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０
°）を表している。Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ
（０°、０°）は光拡散手段の光拡散特性を示してお
り、その数値が大きくなるほど光拡散手段の歪は小さく
なる。
【００３３】図３から、ＢＬ半値角が約１５°よりも大
きい場合には、光拡散手段の光拡散特性は表示品位に大
きく影響しないことがわかる。これに対して、ＢＬ半値
角が約１５°以下である場合には光拡散手段の光拡散特
性が表示品位に影響を与え、ＢＬ半値角が小さくなるほ
ど、つまり背面光源の指向性が高くなるほど、歪の小さ
い光拡散手段が必要となることがわかる。この図から
は、Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）の
値が０．４以上となるように光拡散手段の光学特性を調
整すれば、ＢＬ半値角が約５°以下となるような指向性
の極めて高い背面光源を用いても良好な表示特性が得ら
れることがわかる。
きい場合には、光拡散手段の光拡散特性は表示品位に大
きく影響しないことがわかる。これに対して、ＢＬ半値
角が約１５°以下である場合には光拡散手段の光拡散特
性が表示品位に影響を与え、ＢＬ半値角が小さくなるほ
ど、つまり背面光源の指向性が高くなるほど、歪の小さ
い光拡散手段が必要となることがわかる。この図から
は、Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）の
値が０．４以上となるように光拡散手段の光学特性を調
整すれば、ＢＬ半値角が約５°以下となるような指向性
の極めて高い背面光源を用いても良好な表示特性が得ら
れることがわかる。
【００３４】次に、これまで述べた条件を満足するよう
な光拡散手段について検討する。
な光拡散手段について検討する。
【００３５】すでに述べたように、どれだけ理想的な光
学特性を有する光拡散手段を作製することができても、
光拡散手段の接着によって光拡散手段のレンズ先端部が
接着層に埋まり、その部分が正常なレンズとしては機能
しなくなるため、光学特性に歪が生じてしまう。したが
って、上述したような条件を満足する歪の少ない光学特
性を持った光拡散手段を液晶表示装置内で実現するため
には、光拡散手段と接着層との接着面（接着領域）を狭
くすることが考えられる。しかし、上記式（１）を満た
すには、その接着面を非常に狭く制御する必要があり、
これを安定して実現することは困難である。
学特性を有する光拡散手段を作製することができても、
光拡散手段の接着によって光拡散手段のレンズ先端部が
接着層に埋まり、その部分が正常なレンズとしては機能
しなくなるため、光学特性に歪が生じてしまう。したが
って、上述したような条件を満足する歪の少ない光学特
性を持った光拡散手段を液晶表示装置内で実現するため
には、光拡散手段と接着層との接着面（接着領域）を狭
くすることが考えられる。しかし、上記式（１）を満た
すには、その接着面を非常に狭く制御する必要があり、
これを安定して実現することは困難である。
【００３６】このため本実施形態においては、光拡散手
段として、接着部としてのレンズ部と非接着部としての
レンズ部とを有するレンズシートを用い、このレンズシ
ート全体としての光学特性が上述の条件を満足するよう
に設計する。
段として、接着部としてのレンズ部と非接着部としての
レンズ部とを有するレンズシートを用い、このレンズシ
ート全体としての光学特性が上述の条件を満足するよう
に設計する。
【００３７】図４に、本発明の液晶表示装置で好適に用
いられる光拡散手段（レンズシート）３の一例を示す。
このレンズシート３は、図４に示すように高さの異なる
単位レンズを有するレンチキュラーレンズである。この
レンズシート３の場合、レンズ高さが相対的に高い単位
レンズが、図５に示す第二の偏光手段２ｊの前面に形成
された接着層４を介して、レンズシート３と第二の偏光
手段２ｊとを固着する役割を果たす。レンズ高さが相対
的に低い単位レンズは、接着層４とは実質的に接触して
いないことが好ましい。
いられる光拡散手段（レンズシート）３の一例を示す。
このレンズシート３は、図４に示すように高さの異なる
単位レンズを有するレンチキュラーレンズである。この
レンズシート３の場合、レンズ高さが相対的に高い単位
レンズが、図５に示す第二の偏光手段２ｊの前面に形成
された接着層４を介して、レンズシート３と第二の偏光
手段２ｊとを固着する役割を果たす。レンズ高さが相対
的に低い単位レンズは、接着層４とは実質的に接触して
いないことが好ましい。
【００３８】レンズシートの接着部（相対的に高い方の
単位レンズが形成されている部分）と非接着部（相対的
に低い方の単位レンズが形成されている部分）とは相互
に異なる光学特性を有するため、レンズシート全体とし
ての光学特性は、接着部のレンズの光学特性と非接着部
のレンズの光学特性を重畳したものとなる。したがっ
て、接着部と非接着部の割合（面積割合）を変えること
で光拡散手段３の光学特性を制御することができ、上記
式（１）を満足させることが比較的容易に行なわれる。
単位レンズが形成されている部分）と非接着部（相対的
に低い方の単位レンズが形成されている部分）とは相互
に異なる光学特性を有するため、レンズシート全体とし
ての光学特性は、接着部のレンズの光学特性と非接着部
のレンズの光学特性を重畳したものとなる。したがっ
て、接着部と非接着部の割合（面積割合）を変えること
で光拡散手段３の光学特性を制御することができ、上記
式（１）を満足させることが比較的容易に行なわれる。
【００３９】より具体的には、接着部の単位レンズの光
学特性をｇ（ａ、θ）、その割合（面積割合）をｎ、非
接着の単位レンズの光学特性をｆ（ａ、θ）、その割合
を１−ｎとすると、レンズシート全体の光学特性は、ｎ
×ｇ（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）となる。こ
のレンズシート全体の光学特性を上記式（１）において
Ｄｉｆ（ａ、θ）と置き換えた場合に上記式（１）が満
たされれば、良好な表示品位の液晶表示装置が得られ
る。
学特性をｇ（ａ、θ）、その割合（面積割合）をｎ、非
接着の単位レンズの光学特性をｆ（ａ、θ）、その割合
を１−ｎとすると、レンズシート全体の光学特性は、ｎ
×ｇ（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）となる。こ
のレンズシート全体の光学特性を上記式（１）において
Ｄｉｆ（ａ、θ）と置き換えた場合に上記式（１）が満
たされれば、良好な表示品位の液晶表示装置が得られ
る。
【００４０】図６は、レンズシート全体の光学特性が接
着部レンズの光学特性および割合ｎに依存してどのよう
に変化するかを具体的に示している。図６におけるグラ
フの縦軸は、レンズシート全体の光学特性を示すＤｉｆ
（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）であり、横軸
は割合ｎである。ここで、Ｄｉｆ（ａ、θ）＝ｎ×ｇ
（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）が成立してい
る。
着部レンズの光学特性および割合ｎに依存してどのよう
に変化するかを具体的に示している。図６におけるグラ
フの縦軸は、レンズシート全体の光学特性を示すＤｉｆ
（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）であり、横軸
は割合ｎである。ここで、Ｄｉｆ（ａ、θ）＝ｎ×ｇ
（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）が成立してい
る。
【００４１】Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、
０°）がどのような値を示せば良いかは背面光源のＢＬ
半値角によって変化する。図３からわかるように、例え
ばＢＬ半値角１０°であれば、Ｄｉｆ（０°、１０°）
／Ｄｉｆ（０°、０°）は０．２以上が望ましい。
０°）がどのような値を示せば良いかは背面光源のＢＬ
半値角によって変化する。図３からわかるように、例え
ばＢＬ半値角１０°であれば、Ｄｉｆ（０°、１０°）
／Ｄｉｆ（０°、０°）は０．２以上が望ましい。
【００４２】接着部レンズの光学特性ｇ（０°、１０
°）／ｇ（０°、０°）が決まっている場合、割合ｎを
調節することにより、レンズシート全体の光学特性Ｄｉ
ｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）を制御する
ことが可能である。いま、接着部レンズの光学特性ｇ
（０°、１０°）／ｇ（０°、０°）ｇ＝０．１と仮定
すると、図６から、ｎ≦０．７とすれば、Ｄｉｆ（０
°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）を０．２以上にす
ることができることがわかる。
°）／ｇ（０°、０°）が決まっている場合、割合ｎを
調節することにより、レンズシート全体の光学特性Ｄｉ
ｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）を制御する
ことが可能である。いま、接着部レンズの光学特性ｇ
（０°、１０°）／ｇ（０°、０°）ｇ＝０．１と仮定
すると、図６から、ｎ≦０．７とすれば、Ｄｉｆ（０
°、１０°）／Ｄｉｆ（０°、０°）を０．２以上にす
ることができることがわかる。
【００４３】図４に示すような構造のレンズシートを採
用すれば、接着部レンズの光学特性ｇ（０°、１０°）
／ｇ（０°、０°）が低い場合（例えば０．０５）で
も、割合ｎを適切に選択すれば、レンズシート全体の光
学特性、すなわちＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０
°、０°）の値を大きくすることが可能である。
用すれば、接着部レンズの光学特性ｇ（０°、１０°）
／ｇ（０°、０°）が低い場合（例えば０．０５）で
も、割合ｎを適切に選択すれば、レンズシート全体の光
学特性、すなわちＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ（０
°、０°）の値を大きくすることが可能である。
【００４４】逆に、全部のレンズの高さが実質的に等し
い従来のレンズシート（ｎ＝１）を用いると、図６から
わかるように、ｇ（０°、１０°）／ｇ（０°、０°）
を高く（例えば０．２以上に）する必要があり、そのた
めには、レンズ先端部と接着層との接触領域を極めて小
さくするようにしてレンズシートの貼り付けを行なわな
ければならなくなる。これは実際上困難であり、その結
果、従来のレンズシートを用いて式（１）を満足させる
ことは難しい。
い従来のレンズシート（ｎ＝１）を用いると、図６から
わかるように、ｇ（０°、１０°）／ｇ（０°、０°）
を高く（例えば０．２以上に）する必要があり、そのた
めには、レンズ先端部と接着層との接触領域を極めて小
さくするようにしてレンズシートの貼り付けを行なわな
ければならなくなる。これは実際上困難であり、その結
果、従来のレンズシートを用いて式（１）を満足させる
ことは難しい。
【００４５】次に、本発明の一実施の形態における液晶
表示装置を従来の構成の液晶表示装置と比較しながら説
明する。なお、本発明の液晶表示装置の構成は以下に説
明する構成に限定されないことに留意されたい。
表示装置を従来の構成の液晶表示装置と比較しながら説
明する。なお、本発明の液晶表示装置の構成は以下に説
明する構成に限定されないことに留意されたい。
【００４６】まず、従来の液晶表示装置の構成を図７に
示す。従来の液晶表示装置は、図７に示すように、背面
光源１と液晶表示素子２と光拡散層３とで構成されてい
る。背面光源１は冷陰極型蛍光ランプ１ａからの入射光
を均一に面上に出射する導光体１ｂ、背面側への光を出
射面に反射する拡散反射シート１ｃ、出射光を集光させ
るルーバーシート１ｄにより構成される。
示す。従来の液晶表示装置は、図７に示すように、背面
光源１と液晶表示素子２と光拡散層３とで構成されてい
る。背面光源１は冷陰極型蛍光ランプ１ａからの入射光
を均一に面上に出射する導光体１ｂ、背面側への光を出
射面に反射する拡散反射シート１ｃ、出射光を集光させ
るルーバーシート１ｄにより構成される。
【００４７】液晶表示素子２は、透明ガラス基板２ａ上
にマトリクス状に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ素
子」という。）２ｂと透明電極２ｃと配向膜２ｄとが形
成されたアクティブマトリクス基板２１と、透明電極２
ｅとカラーフィルター２ｆと配向膜２ｇが形成されたカ
ラーフィルター基板２２とを有し、これらの透明基板２
１、２２間にツイスト角がほぼ９０度のツイステッドネ
マティック（以下、「ＴＮ」という。）液晶材料からなる
液晶層２ｈが封止されている。液晶層２ｈは正の誘電率
異方性を有する液晶材料よりなる。透明基板２１、２２
を挟むように一対の偏光板２ｉ、２ｊが配置されてい
る。
にマトリクス状に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ素
子」という。）２ｂと透明電極２ｃと配向膜２ｄとが形
成されたアクティブマトリクス基板２１と、透明電極２
ｅとカラーフィルター２ｆと配向膜２ｇが形成されたカ
ラーフィルター基板２２とを有し、これらの透明基板２
１、２２間にツイスト角がほぼ９０度のツイステッドネ
マティック（以下、「ＴＮ」という。）液晶材料からなる
液晶層２ｈが封止されている。液晶層２ｈは正の誘電率
異方性を有する液晶材料よりなる。透明基板２１、２２
を挟むように一対の偏光板２ｉ、２ｊが配置されてい
る。
【００４８】光拡散層３は一方向にのみレンズ効果があ
るレンチキュラーレンズであり、このレンチキュラーレ
ンズはレンズ支持体３ａ、レンズ部３ｂ、再帰反射を防
止する光吸収層３ｃから成り、観察者側に配置された偏
光板２ｊの外側に接着層４を介して配置され、液晶表示
装置２からの出射光を拡散している。液晶表示素子は、
画面サイズが対角１５インチ（縦：２２８．６ｍｍ、
横：３０４．８ｍｍ）、ストライプ配列で水平画素数６
４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）×垂直画素数４８０、その画素ピッ
チは、水平方向がほぼ０．１５９ｍｍ、垂直方向がほぼ
Ｐｖ０．４７６ｍｍの液晶表示素子を用いた。なお、レ
ンチキュラーレンズを配置する方向は目的に応じて選択
される。例えば上下方向の視野角を広げたい場合には、
レンチキュラーレンズの各レンズの伸びている方向が液
晶表示素子の画面水平方向になるようにレンズシートを
配置する。
るレンチキュラーレンズであり、このレンチキュラーレ
ンズはレンズ支持体３ａ、レンズ部３ｂ、再帰反射を防
止する光吸収層３ｃから成り、観察者側に配置された偏
光板２ｊの外側に接着層４を介して配置され、液晶表示
装置２からの出射光を拡散している。液晶表示素子は、
画面サイズが対角１５インチ（縦：２２８．６ｍｍ、
横：３０４．８ｍｍ）、ストライプ配列で水平画素数６
４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）×垂直画素数４８０、その画素ピッ
チは、水平方向がほぼ０．１５９ｍｍ、垂直方向がほぼ
Ｐｖ０．４７６ｍｍの液晶表示素子を用いた。なお、レ
ンチキュラーレンズを配置する方向は目的に応じて選択
される。例えば上下方向の視野角を広げたい場合には、
レンチキュラーレンズの各レンズの伸びている方向が液
晶表示素子の画面水平方向になるようにレンズシートを
配置する。
【００４９】なお、透明電極には液晶分子の配向状態を
変化させるための変調制御手段が接続されており、印加
される表示電圧による外場である電界で液晶分子の配向
形態を制御し、光強度を変調制御する。
変化させるための変調制御手段が接続されており、印加
される表示電圧による外場である電界で液晶分子の配向
形態を制御し、光強度を変調制御する。
【００５０】次に、本発明の一実施の形態における液晶
表示装置の構成を図８に示す。図７に示した従来の液晶
表示装置の構成との違いは、レンチキュラーレンズ３が
第１の単位レンズ（高さ：例えば０．０２５ｍｍ）と第
１の単位レンズよりも低い高さの第２の単位レンズ（高
さ：例えば０．０１５ｍｍ）を有しており、高さの高い
ほうの第１の単位レンズのみが接着層４を介して配置さ
れている点である。他の構成要素は図７に示す構成と同
様であるので、同じ参照符号を付して説明を省略する。
表示装置の構成を図８に示す。図７に示した従来の液晶
表示装置の構成との違いは、レンチキュラーレンズ３が
第１の単位レンズ（高さ：例えば０．０２５ｍｍ）と第
１の単位レンズよりも低い高さの第２の単位レンズ（高
さ：例えば０．０１５ｍｍ）を有しており、高さの高い
ほうの第１の単位レンズのみが接着層４を介して配置さ
れている点である。他の構成要素は図７に示す構成と同
様であるので、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００５１】次に、本構成の液晶表示装置の製造方法を
説明する。まず透明基板２１、２２上に配線、電極、カ
ラーフィルターを形成する。本実施の形態では透明基板
２１、２２として厚みが０．５ｍｍの７０５９ガラス
（コーニンググラスワークス社製）を使用し、透明電極
としてＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成した。それぞ
れの基板の上に、配線、電極、カラーフィルターを形成
する方法については、公知の方法にて行うことができる
ので詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態では、
対向電極が形成された側の基板２２にカラーフィルター
を形成しているが、カラーフィルターは基板２２上にで
はなく、基板２１上に形成することもできる。
説明する。まず透明基板２１、２２上に配線、電極、カ
ラーフィルターを形成する。本実施の形態では透明基板
２１、２２として厚みが０．５ｍｍの７０５９ガラス
（コーニンググラスワークス社製）を使用し、透明電極
としてＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成した。それぞ
れの基板の上に、配線、電極、カラーフィルターを形成
する方法については、公知の方法にて行うことができる
ので詳細な説明を省略する。なお、本実施の形態では、
対向電極が形成された側の基板２２にカラーフィルター
を形成しているが、カラーフィルターは基板２２上にで
はなく、基板２１上に形成することもできる。
【００５２】次に、配向膜として、ポリイミド配向膜を
印刷法にて形成し、１８０℃で焼成後、ラビング処理を
施した。このようにして形成した配向膜のツイスト角は
９０度である。その後、液晶層２ｈの間隔を一定に保持
するため、４．５μｍのグラスファイバースペーサーを
散布し、液晶封止層として５．３μｍのグラスファイバ
ースペーサーを混入した接着シール材をスクリーン印刷
する事により形成し、貼り合せを行った。その後、２枚
の基板間の真空脱気により液晶を注入し、ＴＮ液晶セル
を作成した後、厚みが０．２５ｍｍの偏光板２ｉ、２ｊ
を形成する。その後、偏光板２ｊ上にアクリル系の紫外
線硬化接着剤を形成し、光拡散層３を貼り付けた後、紫
外線を照射し、樹脂を硬化させる。
印刷法にて形成し、１８０℃で焼成後、ラビング処理を
施した。このようにして形成した配向膜のツイスト角は
９０度である。その後、液晶層２ｈの間隔を一定に保持
するため、４．５μｍのグラスファイバースペーサーを
散布し、液晶封止層として５．３μｍのグラスファイバ
ースペーサーを混入した接着シール材をスクリーン印刷
する事により形成し、貼り合せを行った。その後、２枚
の基板間の真空脱気により液晶を注入し、ＴＮ液晶セル
を作成した後、厚みが０．２５ｍｍの偏光板２ｉ、２ｊ
を形成する。その後、偏光板２ｊ上にアクリル系の紫外
線硬化接着剤を形成し、光拡散層３を貼り付けた後、紫
外線を照射し、樹脂を硬化させる。
【００５３】光拡散層３は、異なる高さに凹形状が繰り
返し形成された金型に日本合成ゴム（株）社製紫外線硬
化樹脂（Ｚ９００１、屈折率ｎ＝１．５９）を滴下し、
１．０Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することで基材に凸部
を転写し形成した。また、この時、レンズ支持体３ａに
は日本合成ゴム（株）社製のアートンフィルムを用い
た。なお、レンズの作成方法は上記に限定される訳では
なく、透明基板上に形成されレジスト膜の熱弛れや、ア
クリル樹脂のインジェクション成形を用いて作成しても
良いし、ガラス基板上にイオン交換法やガラスエッチン
グ法を用いて形成しても良い。レンチキュラーレンズ
は、高さの異なる単位レンズが、液晶表示素子２に形成
された画素の水平方向に対して平行になるように繰り返
し形成され、その単位レンズのピッチＰは０．０６ｍ
ｍ、高い方のレンズの高さは０．０２５ｍｍ、低い方の
レンズの高さは０．０１５ｍｍ、焦点距離は約０．２５
ｍｍで形成した。接着部のレンズの面積割合ｎは０．２
程度とした。
返し形成された金型に日本合成ゴム（株）社製紫外線硬
化樹脂（Ｚ９００１、屈折率ｎ＝１．５９）を滴下し、
１．０Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射することで基材に凸部
を転写し形成した。また、この時、レンズ支持体３ａに
は日本合成ゴム（株）社製のアートンフィルムを用い
た。なお、レンズの作成方法は上記に限定される訳では
なく、透明基板上に形成されレジスト膜の熱弛れや、ア
クリル樹脂のインジェクション成形を用いて作成しても
良いし、ガラス基板上にイオン交換法やガラスエッチン
グ法を用いて形成しても良い。レンチキュラーレンズ
は、高さの異なる単位レンズが、液晶表示素子２に形成
された画素の水平方向に対して平行になるように繰り返
し形成され、その単位レンズのピッチＰは０．０６ｍ
ｍ、高い方のレンズの高さは０．０２５ｍｍ、低い方の
レンズの高さは０．０１５ｍｍ、焦点距離は約０．２５
ｍｍで形成した。接着部のレンズの面積割合ｎは０．２
程度とした。
【００５４】なお、ここではレンチキュラーレンズの各
レンズの方向を液晶表示素子２の画面の水平方向に対し
て平行としているが、レンチキュラーレンズの配置はこ
れには限られず、例えば、液晶表示素子２の画面の垂直
方向に対して平行としてもよい。また、配置する光拡散
手段はレンチキュラーレンズには限られず、微小な半球
状のマイクロレンズが多数形成されたマイクロレンズア
レイであってもよい。
レンズの方向を液晶表示素子２の画面の水平方向に対し
て平行としているが、レンチキュラーレンズの配置はこ
れには限られず、例えば、液晶表示素子２の画面の垂直
方向に対して平行としてもよい。また、配置する光拡散
手段はレンチキュラーレンズには限られず、微小な半球
状のマイクロレンズが多数形成されたマイクロレンズア
レイであってもよい。
【００５５】背面光源１は、冷陰極蛍光ランプ１ａ、導
光体１ｂ、拡散反射シート１ｃ、ルーバーシート１ｄに
より構成される。導光体１ｂは、入射面の厚さｔin＝４
ｍｍ、入射面と対向する面の厚さｔout＝２ｍｍとした
楔型形状である。また、導光体１ｂの出射面とは反対側
の面にはシボ印刷加工を施すとともに、拡散反射シート
１ｃを配置し、そして、導光体１ｂの出射面には、ルー
バーシート１ｄとして住友３Ｍ株式会社製のルーバーシ
ートを配置した。
光体１ｂ、拡散反射シート１ｃ、ルーバーシート１ｄに
より構成される。導光体１ｂは、入射面の厚さｔin＝４
ｍｍ、入射面と対向する面の厚さｔout＝２ｍｍとした
楔型形状である。また、導光体１ｂの出射面とは反対側
の面にはシボ印刷加工を施すとともに、拡散反射シート
１ｃを配置し、そして、導光体１ｂの出射面には、ルー
バーシート１ｄとして住友３Ｍ株式会社製のルーバーシ
ートを配置した。
【００５６】以上のように作成した本発明の一実施の形
態における液晶表示装置と従来の液晶表示装置の表示特
性を、正面輝度と正面±１０°輝度の比で評価した。下
記の表１にその結果を記載する。
態における液晶表示装置と従来の液晶表示装置の表示特
性を、正面輝度と正面±１０°輝度の比で評価した。下
記の表１にその結果を記載する。
【００５７】
【表１】
【００５８】このように、本発明によれば、発光指向性
の高い背面光源を用いる場合であっても、背面光源の指
向性と光拡散手段の光拡散特性と液晶表示素子の透過率
特性とが上記式（１）を満足するように背面光源および
光拡散手段を設計することによって、良好な表示特性が
得られることが確認された。
の高い背面光源を用いる場合であっても、背面光源の指
向性と光拡散手段の光拡散特性と液晶表示素子の透過率
特性とが上記式（１）を満足するように背面光源および
光拡散手段を設計することによって、良好な表示特性が
得られることが確認された。
【００５９】なお、上記実施形態では、光拡散手段（光
拡散層３）を偏光板２ｊに貼り付けているが、本発明は
このような実施形態に限定されない。光拡散手段は、例
えば偏光板を用いないタイプの液晶表示素子を構成して
いる透明基板の上に直接貼り付けられてもよいし、偏光
板以外の光学部材（光学フィルム）上に貼り付けられて
もよい。更には、光拡散手段を透明支持体などの上に接
着し、積層フィルムを作製した後、このような積層フィ
ルムを液晶表示素子に貼り付けるようにしてもよい。
拡散層３）を偏光板２ｊに貼り付けているが、本発明は
このような実施形態に限定されない。光拡散手段は、例
えば偏光板を用いないタイプの液晶表示素子を構成して
いる透明基板の上に直接貼り付けられてもよいし、偏光
板以外の光学部材（光学フィルム）上に貼り付けられて
もよい。更には、光拡散手段を透明支持体などの上に接
着し、積層フィルムを作製した後、このような積層フィ
ルムを液晶表示素子に貼り付けるようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、接着層を介して光拡散手段を保持する構
成でありながら、背面光源の指向性が高くとも、正面輝
度に対する正面±１０°の輝度を向上させ、表示品位を
優れたものとするすることができる。
装置によれば、接着層を介して光拡散手段を保持する構
成でありながら、背面光源の指向性が高くとも、正面輝
度に対する正面±１０°の輝度を向上させ、表示品位を
優れたものとするすることができる。
【００６１】また、本発明のレンズシートによれば、接
着層を介して光学部材に貼り付けた後もレンズシートの
光学特性に歪が生じにくく、背面光源の指向性が高い液
晶表示装置の前面側に配置する場合でも、正面輝度に対
する正面±１０°の輝度を向上させることが容易であ
る。
着層を介して光学部材に貼り付けた後もレンズシートの
光学特性に歪が生じにくく、背面光源の指向性が高い液
晶表示装置の前面側に配置する場合でも、正面輝度に対
する正面±１０°の輝度を向上させることが容易であ
る。
【図１】背面光源、液晶表示素子、および光拡散手段の
出射光路を説明するための図である。
出射光路を説明するための図である。
【図２Ａ】（ａ）および（ｂ）は背面光源の出射輝度特
性の例を示し、（ｃ）および（ｄ）は光拡散手段の光学
特性の例を示し、（ｅ）は液晶表示素子の透過率特性を
示している。
性の例を示し、（ｃ）および（ｄ）は光拡散手段の光学
特性の例を示し、（ｅ）は液晶表示素子の透過率特性を
示している。
【図２Ｂ】（ａ）から（ｄ）は、背面光源、液晶表示素
子、および光拡散手段を組み合わせた液晶表示素子の輝
度特性を示す図であり、図２Ａに示された特性を有する
背面光源、光拡散手段、および液晶表示素子を組み合わ
せた場合のパネル出射輝度を示している。
子、および光拡散手段を組み合わせた液晶表示素子の輝
度特性を示す図であり、図２Ａに示された特性を有する
背面光源、光拡散手段、および液晶表示素子を組み合わ
せた場合のパネル出射輝度を示している。
【図３】背面光源の半値角（ＢＬ半値角）および光拡散
手段の光学特性と、表示品位との関係を示す図である。
手段の光学特性と、表示品位との関係を示す図である。
【図４】本発明による高さの異なる単位レンズを有する
レンチキュラーレンズの断面を示す図である。
レンチキュラーレンズの断面を示す図である。
【図５】本発明による第二の偏光手段、粘着層、高さの
異なる単位レンズの概略構成を示す要部断面図である。
異なる単位レンズの概略構成を示す要部断面図である。
【図６】図４に示すレンズシート全体の光学特性が接着
部レンズの光学特性および割合ｎに依存してどのように
変化するかを示すグラフである。縦軸は、レンズシート
全体の光学特性を示すＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ
（０°、０°）であり、横軸は割合ｎである。
部レンズの光学特性および割合ｎに依存してどのように
変化するかを示すグラフである。縦軸は、レンズシート
全体の光学特性を示すＤｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ
（０°、０°）であり、横軸は割合ｎである。
【図７】従来の液晶表示装置の概略構成を示す要部断面
図である。
図である。
【図８】本発明の一実施の形態における液晶表示装置の
概略構成を示す要部断面図である。
概略構成を示す要部断面図である。
１ 背面光源 １ａ 冷陰極型蛍光ランプ １ｂ 導光体 １ｃ 拡散反射シート １ｄ ルーバーシート ２ 液晶表示素子 ２ａ 透明ガラス基板 ２ｂ ＴＦＴ素子 ２ｃ 透明電極 ２ｄ 配向膜 ２ｅ 透明電極 ２ｆ 配向膜 ２ｇ カラーフィルタ ２ｈ 液晶層 ２ｉ 背面光源側偏光板 ２ｊ 表示面側偏光板 ３ 光拡散層 ３ａ レンズ支持体 ３ｂ レンズ ３ｃ 光吸収層 ４ 接着層 ２１ アクティブマトリクス基板 ２２ カラーフィルター基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水嶋 繁光 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA15 BA20 2H091 FA23Z FA26X FA31X FA37X FA41Z FA42Z GA01 HA02 HA07 HA08 HA10 HA12 JA02 LA16 LA18 MA07 5G435 AA03 BB12 BB15 CC12 DD13 EE27 EE33 FF01 FF05 FF06 FF08 FF14 GG06 GG12 GG17 GG24 LL04 LL07 LL08 LL12
Claims (7)
- 【請求項１】 ギャップを介して対向配置されており、
内面側に透明電極が形成された一対の透明絶縁性基板
と、前記ギャップ内に注入された液晶とを備える液晶表
示素子と、 液晶表示素子の背面側に配置された光源と、 液晶表示素子の前面側に配置された光拡散手段と、を備
えている透過型液晶表示装置であって、光源の発光指向
性と光拡散手段の歪とを調整することによって 【数１】 ＢＬ（θ）：光源の出射角θ−輝度特性 ＬＣ（θ）：液晶表示素子の明状態での入射角θ−透過
率特性 Ｄｉｆ（ａ、θ）：光拡散手段の受光角ａでの入射角θ
−透過率特性 を満足するように設計したことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項２】 前記光拡散手段と前記液晶表示素子との
間には接着層が形成されており、 光拡散手段は、第一の高さの凸部を有する第一の単位レ
ンズ部と第一の高さよりも低い第二の高さの凸部を有す
る第二の単位レンズ部とを含むレンズシートであり、 レンズシートは、第一の単位レンズ部で接着層に接着さ
れている、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記レンズシートの前記第一の単位レン
ズ部は前記接着層と接着されており、前記第二のレンズ
部は非接着であり、 第一の単位レンズ部の光学特性をｇ（ａ、θ）、その割
合をｎ、第二の単位レンズ部の光学特性をｆ（ａ、
θ）、その割合を１−ｎとしたときに、Ｄｉｆ（ａ、
θ）＝ｎ×ｇ（ａ、θ）＋（１−ｎ）×ｆ（ａ、θ）の
光学特性を有するレンズシートが前記式を満足する、請
求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記光源は、液晶表示素子の前面に垂直
な方向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が１５°
以下となる指向性を有している、請求項１から３のいず
れかひとつに記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記光源は、液晶表示素子の前面に垂直
な方向の出射輝度の半分の輝度となる出射角度が５°以
下となる指向性を有しており、 前記光拡散手段は、Ｄｉｆ（０°、１０°）／Ｄｉｆ
（０°、０°）が０．４以上となる光学特性を有してい
る、請求項４に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 液晶表示素子の前面側に配置される光学
部材に対して接着層を介して貼り付けられるレンズシー
トであって、 第一の高さの凸部を有する第一の単位レンズ部と、 第一の高さよりも低い第二の高さの凸部を有する第二の
単位レンズ部と、を含むレンズシート。 - 【請求項７】 受光角ａでの入射角θ−透過率特性をＤ
ｉｆ（ａ、θ）とした場合に、Ｄｉｆ（０°、１０°）
／Ｄｉｆ（０°、０°）が０．４以上となる光学特性を
有している、請求項６に記載のレンズシート。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2000293470A JP3544349B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 液晶表示装置 |
| US09/956,941 US6678019B2 (en) | 2000-09-27 | 2001-09-21 | LCD including light divergent element at front of display panel |
| TW090123470A TW548463B (en) | 2000-09-27 | 2001-09-24 | Liquid crystal display device |
| CNB01140907XA CN1174276C (zh) | 2000-09-27 | 2001-09-26 | 液晶显示装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2000293470A JP3544349B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 液晶表示装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18776253
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| JP2000293470A Expired - Lifetime JP3544349B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 液晶表示装置 |
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| TW (1) | TW548463B (ja) |
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