WO2015190164A1

WO2015190164A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2015190164A1
Application number: PCT/JP2015/060499
Authority: WO
Inventors: 有理子 ▲高▼田; 結城　昭正; 貴典奥村; 佐竹　徹也; 太郎熊谷
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-12-17
Also published as: JP5905173B1; DE112015002741T5; CN106462000A; JPWO2015190164A1; US11131876B2; US20170052408A1; DE112015002741B4; CN106462000B

Abstract

　液晶表示装置（１）は、液晶パネル（１０）、前面保護板（１２）および光路変更部（１３）を備えて構成される。液晶パネル（１０）は、複数の画素が配置される平面形状の表示面（４１）を有する。前面保護板（１２）は、液晶パネル（１０）の表示面（４１）に対向して配置される。光路変更部（１３）は、前面保護板（１２）の出射面（１２ａ）から、出射面（１２ａ）よりも後面側に位置する最も近い空気層（１６）までの間に配置される。光路変更部（１３）は、光路変更部（１３）への入射光の光路を、前面保護板（１２）の出射面（１２ａ）から出射されるときの出射角度が広がるように変更する。これによって、観察者は、より広い角度方向から画像を視認することができるようになる。

Description

液晶表示装置

　本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、湾曲した画像の表示が可能な液晶表示装置に関する。

　液晶表示装置は、軽量、薄型、および低消費電力の特徴を生かして、パーソナルコンピュータに代表される携帯情報機器などに使用されている平面型の表示装置である。

　液晶表示装置は、画素電極を有するアレイ基板と、共通電極を有するカラーフィルタ基板とを互いに貼り合せた一対の基板間に液晶を狭持させた液晶パネルを含んで構成される。液晶表示装置は、画素電極と共通電極との間に電圧を印加して液晶の分子配向方向を変化させて、液晶を通過する光の透過率を制御することによって画像の表示を行う。

　アレイ基板およびカラーフィルタ基板を構成する基板としては、たとえば、平面形状の表面を有する平行平板状の基板（以下「平面基板」という場合がある）が用いられる。液晶表示装置のデザイン性の観点から、液晶表示装置に用いられる平面基板を任意の曲率に湾曲させることなどによって、湾曲した画像を液晶表示装置に表示させることが要求されている。

　このような要求に対して、基板にプラスチックなどの可撓性材料を適用する方法、ガラス基板を薄く加工することによって、基板の湾曲化を可能とし、液晶表示装置を湾曲形状に変形させて固定する方法などの種々の方法が提案されている。

　たとえば、液晶パネルよりも剛性が高く、湾曲した辺に液晶パネルの曲率を保持する溝を有する筐体を用いた液晶表示装置、液晶パネルをバックライトユニットなどと共に挟持するフレームを湾曲形状とした液晶表示装置などが提案されている。

　しかし、これらの液晶表示装置では、液晶パネルの四隅の周辺に表示むらが発生するという問題がある。この問題に対する対策が提案されているが、いずれの対策においても、部分的に表示不良が発生する場合があるという問題がある。また額縁部分が大きくなるという問題がある。

　また、大画面の液晶パネルを湾曲させた場合は、アレイ基板の曲率半径とカラーフィルタ基板の曲率半径との差によって、湾曲方向に位置ずれが起こるので、光漏れなどの表示不良が発生するという問題がある。

　これらの問題は、平行平板状の液晶パネルを湾曲化するときに発生する問題である。これらの湾曲化による問題を生じさせることなく、湾曲した画像を表示するための技術が、たとえば特許文献１～３に開示されている。

　たとえば、特許文献１には、平行平板状の表示素子と、表示素子に近接して配置される光学素子とを備え、非平面形状の表示面を有する表示装置が開示されている。光学素子としては、たとえば、表示素子から入射する画像光を、非平面形状の出射面に光伝送するファイバーなどが用いられている。

　特許文献２には、平行平板状の液晶パネルなどの光調整部と、曲面状または屈曲面状の表示面を有する発光体層とを備える表示装置が開示されている。

　特許文献３には、平行平板状の複数の表示パネルを、湾曲した光透過性の基材の後面に固定して構成され、湾曲した表示面を有する発光表示装置が開示されている。

　特許文献１に開示される構成では、平面形状の表示面の画像を、光の直進性が高い光学素子によって非平面形状の出射面に伝送するので、出射面に対して観察方向の角度（以下「観察角度」という場合がある）が大きい場合には、画像を認識することができないという問題がある。

　また、特許文献２に開示される構成では、液晶パネルなどの平面形状の光調整部の画素の位置と、曲面状の表示面の各発光体の位置とを、表示装置を平面的に見たときに重なるように対応させている。したがって、表示装置を平面的に見たときの観察角度からずれた角度からは、画像が正しく認識できないという問題がある。

　特許文献３に開示される構成では、湾曲した光透過性の基材と表示パネルとの間に空気層があるので、外光反射が強いという問題、および基材の影が表示パネルに映ってしまうという問題がある。また、なめらかな湾曲画像とするためには、表示パネルの湾曲方向のサイズを小さくする必要があるので、遮光性の接着部材の設置個数が多くなり、見栄えが悪化するという問題がある。

　これらの問題に対して、平行平板状の液晶パネルの前面に、観察者側が非平面形状の表面を有する保護板を設置した液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置によれば、観察者には、保護板の厚みに応じて、液晶パネルの画像が浮き上がった虚像が見える。これは、保護板のレンズ効果であり、観察者は、この虚像を、湾曲した液晶パネルの画像として認識する。

　この液晶表示装置では、液晶パネル、および液晶パネルを保持する筺体部分の複雑な設計などが不要な単純な構造で、湾曲した画像の表示を実現することができる。

特開２００９－１０４１１２号公報特開２０１０－７８７６１号公報特開２０１０－２５６７６９号公報

　前述のように、平行平板状の液晶パネルの前面に、観察者側が非平面形状である保護板を設置して、湾曲形状の画像を視認させる液晶表示装置では、液晶パネルに対して出射面の角度が大きい場合、または出射面に対する観察角度が大きい場合に、観察者が画像を視認できないという問題がある。

　本発明の目的は、視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を非平面形状の表示面に表示することができる液晶表示装置を提供することである。

　本発明の液晶表示装置は、矩形状の第１基板と、前記第１基板よりも観察者側の位置に前記第１基板に対向して配置される矩形状の第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とによって狭持される液晶と、前記第１基板の前記液晶に対向する側と反対側の表面に貼付された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶に対向する側と反対側の表面に貼付された第２偏光板とを含み、複数の画素が配置される矩形状の表示領域が形成される平面形状の表示面を有する液晶パネルと、前記液晶パネルよりも観察者側の位置に前記液晶パネルの前記表示面に対向して配置され、前記表示面に対向する側と反対側の表面が非平面形状の出射面となる前面保護板とを備え、前記前面保護板の前記出射面から、前記出射面よりも後面側に位置する最も近い空気層までの間に、入射光の光路を、前記入射光が前記出射面から出射されるときの出射角度が広がるように変更する光路変更部を備えることを特徴とする。

　本発明の液晶表示装置によれば、液晶パネルと前面保護板とを備えて液晶表示装置が構成される。液晶パネルは、矩形状の第１基板と、第１基板よりも観察者側の位置に第１基板に対向して配置される矩形状の第２基板と、第１基板と第２基板とによって狭持される液晶と、第１基板の液晶に対向する側と反対側の表面に貼付された第１偏光板と、第２基板の液晶に対向する側と反対側の表面に貼付された第２偏光板とを含み、複数の画素が配置される矩形状の表示領域が形成される平面形状の表示面を有する。前面保護板は、液晶パネルよりも観察者側の位置に液晶パネルの表示面に対向して配置され、表示面に対向する側と反対側の表面が非平面形状の出射面となる。

　液晶表示装置は、前面保護板の出射面から、出射面よりも後面側に位置する最も近い空気層までの間に、光路変更部を備える。光路変更部は、入射光の光路を、前面保護板の出射面から出射されるときの出射角度が広がるように変更する。

　光路変更部を設けることによって、前面保護板内の光の進行方向を広げることが可能となり、出射角度を広げることができる。これによって、非平面形状の画像を、比較的広い角度から視認することができる。したがって、視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を非平面形状の表示面に表示することができる液晶表示装置を実現することができる。

　本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１の構成を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１を構成するパネルユニット１００の構成を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１を構成するパネルユニット１００の構成を示す斜視図である。液晶表示装置１を前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に切断した状態の構成を示す断面図である。光路変更部の一例である入光構造１８付近を拡大して示す断面図である。出射角度φ_２と出射面角度θとの関係の一例を示すグラフである。出射角度φ_２と、光路変更部１３の最大傾斜角θ_ｄとの関係の一例を示すグラフである。本発明の他の実施の形態である液晶表示装置５１の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施の形態である液晶表示装置６１の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６２の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６３の構成を示す断面図である。本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６４の構成を示す断面図である。前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に切断した状態の構成を示す断面図である。本発明の第４の実施の形態である液晶表示装置２の構成を示す断面図である。本発明の第４の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置７３の構成を示す断面図である。本発明の第５の実施の形態である液晶表示装置８０の構成を示す断面図である。本発明の第５の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置８０Ａの構成を示す断面図である。２枚の液晶パネル１０を備える液晶表示装置９０の構成の一例を示す斜視図である。

　＜第１の実施の形態＞
　図１は、本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１の構成を示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１を構成するパネルユニット１００の構成を示す平面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置１を構成するパネルユニット１００の構成を示す斜視図である。図２では、理解を容易にするために、粘着材１１および前面保護板１２の図示を省略する。

　図１および以降の図は、模式的に示したものであり、各図に示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、各図では、表示画素パターンおよび膜の構成の図示を省略している。特記する場合を除いて、液晶表示装置の全体の構成は、全ての実施の形態において共通である。

　液晶表示装置１は、パネルユニット１００およびバックライトユニット１７を備えて構成される。パネルユニット１００は、液晶パネル１０、粘着材１１、前面保護板１２および光路変更部１３を備えて構成される。

　液晶パネル１０は、図２に示すように、複数の画素が配置される平面形状の表示面４１を有する。液晶パネル１０の表示面４１は、液晶パネル１０の視認側の表面に形成される。図２では図示を省略するが、前面保護板１２は、液晶パネル１０の表示面４１である前面に配置される。具体的には、前面保護板１２は、液晶パネル１０の表示面４１に対向して配置される。

　前面保護板１２は、図３に示すように、液晶パネル１０の表示面４１に対向する側とは反対側に、非平面形状の出射面１２ａを有する。前面保護板１２は、液晶パネル１０の表示面４１に対向する側に、液晶パネル１０の表示面４１に沿った形状の表面を有する。すなわち、前面保護板１２の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、液晶パネル１０の表示面１０に沿った形状となっている。本実施の形態では、液晶パネル１０の表示面４１は、平面形状であり、前面保護板１２の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、平面形状、具体的には平面形状の表示面４１に沿った平面形状である。

　前面保護板１２と液晶パネル１０とは、粘着材１１によって貼り合せられる。前面保護板１２は、観察者側から見た表面である出射面１２ａの形状が、たとえば凹面状に湾曲した形状である。前面保護板１２の出射面１２ａが湾曲している方向（以下「湾曲方向」という場合がある）における断面図を、たとえば後述する図４に示す。

　液晶パネル１０は、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；略称：ＴＦＴ）をスイッチング素子に用いて動作される液晶パネルである。液晶パネル１０は、これに限定されず、他のスイッチング素子を用いて動作されるものであってもよい。

　パネルユニット１００は、図１に示すように、液晶パネル１０の表示面４１側とは反対側に、アレイ基板２０に対向して、光源であるバックライトユニット１７を備えている。図１では、光路変更部１３を、左下がりの斜線のハッチングを付して示している。

　パネルユニット１００およびバックライトユニット１７を構成する部品は、パネルユニット１００の面内方向および断面方向にずれないように、周辺部分で固定されて、液晶表示装置１を構成している。

　具体的に述べると、液晶パネル１０は、スイッチング素子が配置されているアレイ基板２０と、アレイ基板２０に対向して配置されるカラーフィルタ基板３０とを備えて構成される。アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０とは、シール材４０によって貼り合わされる。

　シール材４０は、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０との間に挟まれている。したがって、図２では、シール材４０は、カラーフィルタ基板３０を透視して図示され、破線で示されている。

　シール材４０は、たとえば樹脂から成る。シール材４０は、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０とを含んで構成される液晶パネル１０の表示面４１に対応する領域を囲うようなパターンに形成されている。

　図１に示す液晶４３は、図２に示すシール材４０によって囲まれ、かつ、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０との間に形成される隙間に注入されている。また、図２では図示を省略しているが、液晶４３を注入するための注入口がシール材４０のパターンとして形成され、さらに注入口が封止剤によって封止されている。

　アレイ基板２０は、図１に示すように、第１基板２１と第１偏光板２２とを備える。第１基板２１は、透明基板、具体的には透光性を有する絶縁性基板、たとえばガラス基板によって構成される。

　図示は省略するが、アレイ基板２０は、第１基板２１の厚み方向の表面のうち、液晶４３に対向する側の表面に、表示面４１に対応する領域に液晶４３を配向させる配向膜、配向膜の下部に設けられて液晶４３を駆動する電圧を印加する画素電極、画素電極との間に電界を生じさせて液晶４３を駆動する共通電極、画素電極に電圧を供給するＴＦＴなどのスイッチング素子、スイッチング素子を覆う絶縁膜、スイッチング素子に信号を供給する配線であるゲート配線およびソース配線などを有している。

　図２に示すように、アレイ基板２０は、表示面４１に対応する領域の外の領域に、スイッチング素子に供給される信号を外部から受け入れる端子４２などを有している。液晶パネル１０は、駆動信号を送信する駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）などを装備した制御基板１５を備えている。端子４２と制御基板１５とは、フレキシブルフラットケーブル（Flexible Flat Cable；略称：ＦＦＣ）１４を介して、電気的に接続されている。

　アレイ基板２０は、図１に示すように、第１基板２１の厚み方向の液晶４３に対向する側と反対側の表面（以下、単に「液晶４３に対向する側と反対側の表面」という場合がある）に、第１偏光板２２を有している。すなわち、第１偏光板２２は、第１基板２１の液晶４３に対向する側と反対側の表面に、不図示の粘着材を介して貼り付けられている。

　カラーフィルタ基板３０は、第２基板３１と第２偏光板３２とを備える。カラーフィルタ基板３０は、アレイ基板２０よりも前面保護板１２側に配置される。したがって、第２基板３１は、アレイ基板２０の第１基板２１よりも前面保護板１２側に設けられる。第２基板３１は、第１基板２１に対向して配置される。液晶４３は、第１基板２１および第２基板３１に挟持される。

　第２基板３１は、透明基板、具体的には透光性を有する絶縁性基板、たとえばガラス基板によって構成される。図示は省略するが、カラーフィルタ基板３０は、第２基板２２の厚み方向の液晶４３に対向する側の表面（以下、単に「液晶４３に対向する側の表面」という場合がある）に、液晶４３を配向させる配向膜、配向膜の下部に設けられるカラーフィルタおよび遮光層などを有している。

　また、カラーフィルタ基板３０は、第２基板３１の液晶４３に対向する側と反対側の表面に、第２偏光板３２を有している。すなわち、第２偏光板３２は、第２基板３１の液晶４３に対向する側と反対側の表面に、不図示の粘着材を介して貼り付けられている。

　アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０とは、両基板間の距離を一定の距離に保持する不図示のギャップ材を介して貼り合わされている。ギャップ材としては、基板上に散布された粒状のギャップ材を用いてもよいし、いずれか一方の基板上に樹脂をパターニングして形成された柱状のギャップ材を用いてもよい。

　本実施の形態では、光路変更部１３は、液晶パネル１０の前面保護板１２に対向する側とは反対側の表面、具体的にはアレイ基板２０の液晶４３に対向する側と反対側の表面に設けられる。より詳細には、光路変更部１３は、アレイ基板２０を構成する第１偏光板２２の第１基板２１に対向する表面とは反対側の表面に設けられる。

　液晶パネル１０と前面保護板１２との間には、粘着材１１が充填されている。粘着材１１は、後述する充填媒体に相当する。粘着材１１は、空気層１６よりも屈折率が高くなっている。

　液晶パネル１０は、以下のように動作する。制御基板１５から電気信号が入力されると、画素電極および共通電極に駆動電圧が加わり、駆動電圧に合わせて液晶４３の分子の方向が変わる。そして、バックライトユニットから発せられた光が、アレイ基板２０、液晶４３およびカラーフィルタ基板３０を介して、観察者側に透過されるか、または遮断される。これによって、液晶パネル１０の表示面４１に映像などが表示される。

　液晶パネル１０は、本実施の形態では、アレイ基板２０に共通電極と画素電極とを設け、両電極間に、つまり横方向に液晶４３に対して電界をかける横電界方式を用いた面内スイッチング（In-Plane Switching；略称：ＩＰＳ）モードの液晶パネルである。液晶パネル１０は、これに限定されず、他の動作モードで動作してもよい。たとえば、液晶パネル１の動作モードは、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ツイステッドネマティック（Twisted Nematic；略称：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマティック（Super Twisted Nematic；略称：ＳＴＮ）モード、または強誘電性液晶モードであってもよい。

　また、液晶パネル１０の駆動方法は、たとえば、単純マトリックス方式であってもよいし、アクティブマトリックス方式などであってもよい。本実施の形態では、液晶パネル１０は、透過型の液晶パネルであるが、これに限定されず、反射型であってもよいし、または両者の機能を併せ持つ半透過型であってもよい。

　液晶パネル１０は、以下のようにして製造される。アレイ基板２０は、ガラス基板などの第１基板２１の液晶４３に対向する側の表面に、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターンニング、エッチングなどのパターン形成工程を繰り返し用いて、スイッチング素子、画素電極、端子、およびトランスファ電極などを形成することによって製造される。また、カラーフィルタ基板３０は、アレイ基板２０と同様に、ガラス基板などの第２基板３１の液晶４３に対向する側の表面に、カラーフィルタおよび共通電極などを形成することによって製造される。

　次に、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０とを貼り合せるまでの工程について説明する。まず、基板洗浄工程において、画素電極が形成されているアレイ基板２０を洗浄する。次に、配向膜材料塗布工程において、アレイ基板２０の液晶４３に対向する側の表面に、たとえば印刷法によって配向膜の材料となるポリイミドから成る有機膜を塗布し、ホットプレートなどによって焼成処理して乾燥させる。

　その後、配向膜材料が塗布されたアレイ基板２０に対して配向処理を行い、配向膜を形成する。また、カラーフィルタ基板３０についても、洗浄、有機膜の塗布、および配向処理を行うことによって、配向膜を形成する。

　続いて、シール材４０を形成するシール材塗布工程において、アレイ基板２０またはカラーフィルタ基板３０の液晶４３に対向する側の表面に、シール材４０となる樹脂の塗布処理を行う。シール材４０には、たとえばエポキシ系接着剤などの熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いる。

　以上のようにして準備されたアレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０とは、互いに対向するよう配置され、各々の基板２０，３０に形成された液晶パネル１０の画素がそれぞれ対応するように位置合わせがされて、貼り合わされる。

　以上のようにして貼り合わされたアレイ基板２０およびカラーフィルタ基板３０に対して、シール材４０の硬化処理が行われる。この硬化処理の工程は、たとえばシール材４０の材質に合わせて熱を加えることによって、または紫外線を照射することによって行われる。

　次に、セル分断工程において、貼り合わせた基板２０，３０を個々の液晶パネル１０に対応する個別セルに分断する。セル分断工程の後に、液晶注入工程で、真空中で液晶注入口から液晶４３を注入する。さらに、封止工程において、たとえば光硬化型樹脂を液晶注入口部に塗布し、光を照射することによって、液晶注入口の封止が行われる。

　続いて、偏光板貼り付け工程において、アレイ基板２０およびカラーフィルタ基板３０の外側に、第１偏光板２２および第２偏光板３２を貼り付ける。さらに、制御基板実装工程において、制御基板１５を実装し、液晶パネル１０が完成する。

　次に、液晶表示装置１のパネルユニット１００とその組み立て工程について述べる。以上のようにして作製された液晶パネル１０と前面保護板１２との間を、界面反射を防ぐために、空気よりも屈折率の高い媒体（以下「充填媒体」という場合がある）で埋める。

　充填媒体は、たとえば、接着材、粘着材、またはシートなどのボンディング材である。本実施の形態では、充填媒体として、粘着材、たとえば粘着シートを用いる。この場合、ローラー装置などを用いて、前面保護板１２に粘着シートを貼付けて、次に前面保護板１２と液晶パネル１０との貼付け部分を加圧しながら貼り付けていく。

　そして、このようにして形成されたパネルユニット１００に、図１に示すバックライトユニット１７などと不図示の筐体とを組み付ける。これによって、平面形状の表示面４１を有する液晶パネル１０を実装した湾曲型の液晶表示装置１が完成する。

　本実施の形態では、表示面４１が長辺方向は約２５０ｍｍで、短辺方向は約２００ｍｍの液晶パネル１０を、曲率半径が４００ｍｍであり、短辺方向で前面に凹状となるように湾曲させた湾曲型の液晶表示装置１とする。これは一例であって、液晶パネル１０は、いかなる大きさでもよく、湾曲方向が長辺方向であってもよい。また液晶パネル１０は、いかなる曲率半径でもよく、前面に凹状でもよいし、前面に凸状でもよい。また液晶パネル１０は、曲率が一定でない放物線のような形状に湾曲させているものでもよい。さらに液晶パネル１０は、湾曲方向が面内で一方向でなくてもよい。

　本実施の形態では、液晶表示装置１は、前述のように、平面形状の表示面４１を有する液晶パネル１０の前面に、観察者側の表面である出射面１２ａが非平面形状の前面保護板１２が重ねられている。これによって、観察者は、液晶パネル１０の平面形状の表示面４１に表示される画像を、湾曲形状に視認することができる。

　このような液晶表示装置１において、液晶パネル１０に対する前面保護板１２の出射面１２ａの角度（以下「出射面角度」という場合がある）θが過度に大きくなった場合、または出射面１２ａに対する観察角度が過度に大きくなった場合には、観察者が画像となる光を視認することができず、暗部として見えてしまうことがあるという問題がある。

　この問題を詳しく説明するために、本実施の形態の液晶表示装置１の構造におけるバックライトユニット１７の光源から観察者までの光の進行方向について述べる。図４は、液晶表示装置１を前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に切断した状態の構成を示す断面図である。図４は、図３の切断面線Ａ－Ａにおける断面図に相当する。図４では、理解を容易にするために、液晶表示装置１の光路変更部１３は、図示を省略している。図５は、光路変更部の一例である入光構造１８付近を拡大して示す断面図である。図４および図５を用いて、本実施の形態における発明の効果を説明する。

　本実施の形態では、液晶パネル１０、前面保護板１２、および液晶パネル１０と前面保護板１２との間を埋める充填媒体である粘着材１１の屈折率は等しく、ｎ（ｎ＞１）と仮定する。本実施の形態の入光構造１８の最大傾斜角をθ_ｄとする。

　また、バックライトユニット１７から出射された光（以下「バックライト光」という場合がある）が液晶パネル１０に入射する角度（以下、単に「入射角度」という場合がある）をφ_０とする。バックライト光が液晶パネル１０、前面保護板１２、および液晶パネル１０と前面保護板１２との間を埋める充填媒体である粘着材１１に入射して進行する角度（以下、単に「進行角度」という場合がある）をφ_１とする。バックライト光が前面保護板１２から出射する角度（以下、単に「出射角度」という場合がある）をφ_２とする。

　ここで、入射角度φ_０、進行角度φ_１および出射角度φ_２は、液晶パネル１０の表示面４１に垂直な方向の角度を０°と定義する。前面保護板１２の出射面角度θおよび最大傾斜角θ_ｄは、液晶パネル１０の表示面４１に平行な方向の角度を０°と定義する。

　ここで、屈折率がｎ_ａの媒質から屈折率がｎ_ｂの媒質に向かって、角度φ_ａで境界に入射して角度φ_ｂで出射する場合のスネルの法則は、以下の式（１）に示すように表される。進行角度φ_１および出射角度φ_２は、式（１）を用いると、それぞれ以下の式（２）および式（３）に示すように表すことができる。

　本実施の形態の対策を行っていない場合は、前記の式（２）における最大傾斜角θ_ｄに０を代入する。入射角度φ_０が０°以上９０°未満（０°≦φ_０＜９０°）の範囲において、入射界面での屈折によって、前面保護板１２の内部では屈折率ｎに依存した進行角度φ_１の方向に光が進行する。

　さらに光は、屈折率ｎと出射面角度θとに依存した方向へ出射する。たとえば屈折率ｎがｎ＝１．５で、出射面角度θがθ＝２０°である前面保護板１２の出射面１２ａは、入射光の入射角度φ_０の極角（以下「入射極角φ_０」という場合がある）がφ_０＝８９．９°のとき、出射角度φ_２がφ_２≒５３．８７°となる。つまり、光は、出射角度φ_２に相当する液晶パネル１０の表示面４１に垂直な方向からの角度が５３．８７°よりも大きい方向には出射されないので、その方向からは画像を視認することができず、暗部として認識されてしまう。

　図６は、出射角度φ_２と出射面角度θとの関係の一例を示すグラフである。図６では、屈折率ｎがｎ＝１．４～１．７の場合について、出射光の極角（以下「出射極角」という場合がある）が最大となる方向における出射角度φ_２の出射面角度θに対する依存性を示す。

　図６では、屈折率ｎが１．４（ｎ＝１．４）の場合を、記号「◇」で示される実線で表す。屈折率ｎが１．５（ｎ＝１．５）の場合を、記号「□」で示される実線で表す。屈折率ｎが１．６（ｎ＝１．６）の場合を、記号「△」で示される実線で表す。屈折率ｎが１．７（ｎ＝１．７）の場合を、記号「×」で示される実線で表す。

　入射極角φ_０が約９０°（φ_０≒９０°）のとき、出射角度φ_２は最大となる。図６から、屈折率ｎが１．４，１．５，１．６，１．７（ｎ＝１．４，１．５，１．６，１．７）のいずれの場合も、出射面角度θが大きくなるほど、出射角度φ_２が小さくなることが判る。

　前述の暗部として認識されるという問題を解決するために、本実施の形態では、前面保護板１２内を進行する光の角度を広げるという対策をとる。具体的には、光路変更部１３を設けて、光路変更部１３に入射した入射光の光路を、入射光が前面保護板１２内を通過して前面保護板１２の出射面１２ａから出射されるときの出射角度φ_２が広がるように変更する。

　本実施の形態では、前述の図１の断面図に示すように、パネルユニット１００を構成する液晶パネル１０の後面側の表面、すなわち第１偏光板２２の厚み方向の、第１基板２１に対向する側と反対側の表面（以下、単に「第１基板２１に対向する側と反対側の表面」という場合がある）に、光路変更部１３を設ける。具体的には、光路変更部１３として、図５の断面図に示すように、最大傾斜角をθ_ｄとする入光構造１８を設ける。

　光路変更部１３の一例である入光構造１８は、たとえば図３の斜視図に示すように、液晶パネル１０の後面側である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に作り込まれる。具体的には、入光構造１８は、前面保護板１２の湾曲方向に対して面内で垂直な方向に稜線を持つレンチキュラーレンズ構造として作り込まれる。これによって、前面保護板１２の内部での光の進行角度φ_１を大きくすることができるので、結果として出射角度φ_２を大きくすることができる。したがって、広視野角で画像を視認することができるようになる。

　ただし、前面保護板１２内の光の進行角度φ_１を、予め定める角度よりも大きくすると、前面保護板１２の出射面１２ａで全反射して光が出射されなくなってしまう。

　図７は、出射角度φ_２と、光路変更部１３の最大傾斜角θ_ｄとの関係の一例を示すグラフである。図７では、光路変更部１３が入光構造１８であり、出射面角度θがθ＝１０°～４０°の場合について、出射角度φ_２の光路変更部１３の最大傾斜角θ_ｄに対する依存性を示す。入射極角φ_０としては、約９０°（φ_０≒９０°）を代入する。

　図７では、出射面角度θが１０°（θ＝１０°）の場合を、記号「◇」で示される実線で表す。出射面角度θが２０°（θ＝２０°）の場合を、記号「□」で示される実線で表す。出射面角度θが３０°（θ＝３０°）の場合を、記号「△」で示される実線で表す。出射面角度θが４０°（θ＝４０°）の場合を、記号「×」で示される実線で表す。

　図７に示すように、光路変更部１３の最大傾斜角度θ_ｄを、出射面角度θがθ＝１０°の場合は約１０°、θ＝２０°の場合は約２４°、θ＝３０°の場合は約４２°よりもそれぞれ大きくすると、全反射が起こるので、光路変更部１３を設けていない場合と比較してバックライト光の利用効率が低下してしまう。

　したがって、光路変更部１３の最大傾斜角度θ_ｄが、液晶パネル１０の表示面４１に対する前面保護板１２の出射面角度θに対して、以下の式（４）の関係を満たす必要がある。ここで、０＜θ＜９０°、０＜θ_ｄ＜９０°である。

　以上に述べたように、本実施の形態によれば、平面形状の表示面４１を有する液晶パネル１０と、液晶パネル１０の前面である表示面４１に対向して配置され、表示面４１に対向する側とは反対側に非平面形状の出射面１２ａを有する前面保護板１２とを備えて、液晶表示装置１が構成される。本実施の形態の液晶表示装置１は、前記保護板１２と液晶パネル１０との間を埋める充填媒体として、粘着材１１を備える。

　本実施の形態では、液晶表示装置１は、液晶パネル１０の後面側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、光路変更部１３を備える。光路変更部１３は、前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に垂直な方向に稜線を有するレンチキュラーレンズ形状に形成される。光路変更部１３を設けることによって、前面保護板１２内の光の進行方向を広げることが可能となり、前面保護板１２の出射面１２ａからの光の出射角度を広げることができる。

　これによって、非平面形状の画像を、比較的広い角度から視認することができる。したがって、視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置１の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　本実施の形態では、液晶パネル１０と前面保護板１２との間には、空気層よりも屈折率が高い充填媒体である粘着材１１が充填されている。このような構成の液晶表示装置１に前述の形状の光路変更部１３を設けることによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置１の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　本実施の形態では、光路変更部１３は、液晶パネル１０の表示面４１とは反対側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に設けられる。これによって、広視野角に画像を表示しつつ、混色およびコントラストの低下を防ぐことができる表示品位の高い液晶表示装置１を実現することができる。

　また本実施の形態では、前面保護板１２の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、平面形状である。これによって、前面保護板１２に入射する光が散乱されることを防ぐことができるので、前面保護板１２に入射する光を、容易に、前面保護板１２の出射面１２ａの所望の位置から出射させることができる。

　また本実施の形態では、光路変更部１３は、入射光を屈折させるように構成される。これによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置１の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　また本実施の形態では、光路変更部１３は、液晶パネル１０の前面保護板１２に対向する側とは反対側に凸面を有し、稜線の方向が、前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に垂直な方向であるレンチキュラーレンズ形状の入光構造１８である。光路変更部１３である入光構造１８の最大傾斜角度θ_ｄは、前面保護板１２の出射面１２ａと液晶パネル１０の表示面４１との成す角度である出射面角度θに対して、前記式（４）の関係を満たす。

　これによって、光の進行角度を、前面保護板１２の内部で全反射されない角度まで広げることができる。したがって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置１の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　以上に述べた本実施の形態では、特に効果が顕著にみられる前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向における光の進行角度について詳しく説明したが、湾曲方向からずれた方位角の方向においても同様の効果が得られ、出射面に対して大きな角度（極角度）方向から画像を視認できるようになる。

　湾曲方向に対して厳密に９０°の方位角の方向では、本実施の形態における光路変更部１３のように、面内方位角依存のある形状の光路変更部を設けても効果は得られない。しかし、実際には、観察者の目では、湾曲方向に対して厳密に９０°の方位角の方向の光を感知できないので、問題にならない。

　＜第２の実施の形態＞
　前述のように、第１の実施の形態においては、図１および図３に示すように、液晶パネル１０の後面側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、出射面１２ａとなる前面保護板１２の表面の湾曲方向に垂直な方向に稜線を有するレンチキュラーレンズ形状の入光構造１８を光路変更部１３として形成している。

　光路変更部１３として形成される入光構造１８の形状は、レンチキュラーレンズ形状に限定されない。たとえば、本実施の形態では、入光構造１８は、ドット形状、具体的には、液晶パネル１０の前面保護板１２に対向する側とは反対側に凸面を有するドット形状である。このように入光構造１８は、レンチキュラーレンズ形状であってもよいし、ドット形状であってもよい。

　本実施の形態のように、光路変更部１３として形成する入光構造１８をドット形状にすることによって、前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に関係なく、光路変更部１３を設置することができる。これによって、前面保護板１２の出射面１２ａの非平面形状が３次元的な場合にも対応することができ、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置１の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　以上に述べた第１および第２の実施の形態の液晶表示装置１は、図１および図３に示すように、液晶パネル１０の後面側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、前述の形状を有する入光構造１８が光路変更部１３として形成される構成であるが、液晶表示装置の構成は、これに限定されない。

　図８は、本発明の他の実施の形態である液晶表示装置５１の構成を示す断面図である。本発明の他の実施の形態では、たとえば図８に示すように、液晶パネル１０の後面側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、前述の形状を有する入光構造１８を光路変更部１３として形成することに代えて、前述の光路変更部１３と同様に入射光を拡散する機能を有するフィルム（以下「拡散フィルム」という場合がある）５０を入光構造として貼付してもよい。拡散フィルム５０は、光路変更部として機能する。

　拡散フィルム５０としては、ヘイズ値が２０以上である高ヘイズ値のフィルムが使用される。拡散フィルム５０のヘイズ値は、３０以上であることが好ましい。ここで、ヘイズ値とは、全光線透過率（Ｔｔ）と拡散透過率（Ｔｄ）とを用いて、（Ｔｄ／Ｔｔ）×１００［単位：％］で表される値である。全光線透過率（Ｔｔ）は、試料を透過した光線の全量を表す。拡散透過率（Ｔｄ）は、入射光軸から２．５°以上外れた光の透過率を表す。

　以上のように、ヘイズ値が２０以上である高ヘイズ値の拡散フィルム５０を光路変更部として用いることによって、前面保護板１２の内部の光の進行角度を十分に広げることができる。したがって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置を、確実に実現することができる。

　以上に述べた第１および第２の実施の形態では、液晶パネル１０の第１偏光板２２の、第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、光路変更部１３または拡散フィルム５０を配置し、前面保護板１２内の光の進行角度を広げて、出射面１２ａからの出射光角度を広げる構成にしたが、このような構成に限らない。前面保護板１２の出射面１２ａに、光路変更部１３または拡散フィルム５０を配置し、出射面１２ａからの出射光角度を広げる構成にしてもよい。

　このように第１および第２の実施の形態では、入射光を屈折させるように構成される光路変更部１３、または入射光を散乱させるように構成される拡散フィルム５０は、（ａ１）前面保護板１２の出射面１２ａ、および（ａ２）液晶パネル１０の表示面４１とは反対側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面のいずれかに配置されればよい。

　光路変更部１３または拡散フィルム５０を前記（ａ１）および（ａ２）のいずれかに配置することによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　＜第３の実施の形態＞
　前述の第１および第２の実施の形態においては、図１および図３に示すように、液晶パネル１０の後面側の表面である、第１偏光板２２の第１基板２１に対向する側と反対側の表面に、光路変更部１３として入光構造１８が配置された構成としている。これに限定されず、たとえば図９に示すように、前面保護板１２から液晶パネル１０Ａまでの密着された部材のいずれかが、入射光を散乱させるように構成される内部散乱構造として、光路変更部６０を有する構成としてもよい。

　図９は、本発明の第３の実施の形態である液晶表示装置６１の構成を示す断面図である。前述の第１および第２の実施の形態の液晶表示装置１と同一の構成については、同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。

　本実施の形態の液晶表示装置６１は、液晶パネル１０Ａのアレイ基板２０Ａを構成する第１基板２１と第１偏光板２２との間に、内部散乱構造として、光路変更部６０を有する。すなわち、アレイ基板２０Ａは、第１基板２１、光路変更部６０および第１偏光板２２を備えて構成される。このアレイ基板２０Ａと、カラーフィルタ基板３０と、液晶４３とを備えて、液晶パネル１０Ａが構成される。

　本実施の形態では、光路変更部６０は、粘着材によって構成される。光路変更部６０は、液晶パネル１０Ａのアレイ基板２０Ａの第１基板２１に第１偏光板２２を貼り付けるための粘着材の内部に散乱粒子を含有させることによって形成される。すなわち、光路変更部６０は、液晶パネル１０Ａの第１基板２１と第１偏光板２２とを貼り付ける粘着材内に配置される。

　散乱粒子の材料は、無機材料でもよいし、有機材料でもよい。散乱粒子としては、散乱粒子を含有させる部材よりも高い屈折率を有するもの、本実施の形態では、散乱粒子を含有させる粘着材よりも高い屈折率を有するものを使用する。

　また散乱粒子の粒径が１００ｎｍよりも小さいと、光路変更部６０における光の散乱が不十分であるので、散乱粒子の粒径は、１００ｎｍ以上であることが好ましい。具体的には、たとえば２００ｎｍの粒径のアクリルビーズを散乱粒子として用いる。散乱粒子の断面形状は、本実施の形態では真円形状である。散乱粒子の断面形状は、これに限定されず、楕円形状またはその他の形状でもよい。

　このように、散乱粒子と、散乱粒子を含有させる部材、本実施の形態では粘着材との屈折率の差、ならびに散乱粒子の粒径、断面形状などの形状および密度を調整することによって、光路変更部６０のヘイズ値を、たとえば３０にする。光路変更部６０のヘイズ値は、２０以上であることが好ましく、３０以上であることがさらに好ましい。

　以上のように本実施の形態では、液晶パネル１０Ａのアレイ基板２０Ａを構成する第１基板２１と第１偏光板２２との間の粘着材に散乱粒子を含有させることによって、第１基板２１と第１偏光板２２との間に、内部散乱構造として、光路変更部６０が形成される。これによって、比較的簡単に、かつ低コストに光路変更部６０を設けることができる。

　図１０は、本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６２の構成を示す断面図である。前述の実施の形態の液晶表示装置と同一の構成については、同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。

　前述の図９に示す液晶表示装置６１では、アレイ基板２０Ａを構成する第１基板２１と第１偏光板２２との間に光路変更部６０が設けられているが、光路変更部６０は、図１０に示す液晶表示装置６２のように、カラーフィルタ基板３０Ａを構成する第２基板３１と第２偏光板３２との間に設けられてもよい。

　図１０に示す液晶表示装置６２は、液晶パネル１０Ｂのカラーフィルタ基板３０Ａを構成する第２基板３１と第２偏光板３２との間に、内部拡散構造として、光路変更部６０を有する。カラーフィルタ基板３０Ａは、第２基板３１、光路変更部６０および第２偏光板３２を備えて構成される。このカラーフィルタ基板３０Ａと、アレイ基板２０と、液晶４３とを備えて、液晶パネル１０Ｂが構成される。

　図１０に示す液晶表示装置６２において、光路変更部６０は、前述の第３の実施の形態における光路変更部６０と同様に、粘着材によって構成される。光路変更部６０は、液晶パネル１０Ｂのカラーフィルタ基板３０Ａの第２基板３１に第２偏光板３２を貼り付けるための粘着材の内部に散乱粒子を含有させることによって形成される。すなわち、光路変更部６０は、液晶パネル１０Ｂの第２基板３１と第２偏光板３２とを貼り付ける粘着材内に配置される。

　図１１は、本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６３の構成を示す断面図である。図１１に示す液晶表示装置６３は、前述の実施の形態の液晶表示装置と同一の構成については、同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。

　前述の図９および図１０に示す液晶表示装置６１，６２では、液晶パネル１０Ａの第１基板２１に第１偏光板２２を貼り付けるための粘着材、または液晶パネル１０Ｂの第２基板３１に第２偏光板３２を貼り付けるための粘着材に、散乱粒子を含有させて光路変更部６０を形成している。これに代えて、図１１に示すように、前面保護板１２と液晶パネル１０との間を埋める充填媒体に、散乱粒子を含有させて、光路変更部１１Ａを形成してもよい。

　図１１に示す液晶表示装置６３は、前面保護板１２と液晶パネル１０との間、具体的には、前面保護板１２と液晶パネル１０の第２偏光板３２との間に、内部散乱構造として、光路変更部１１Ａを有する。光路変更部１１Ａは、前面保護板１２と液晶パネル１０との間の充填媒体内、具体的には、前面保護板１２と液晶パネル１０の第２偏光板３２との間の充填媒体内に配置される。

　充填媒体は、たとえば粘着材である。光路変更部１１Ａは、たとえば、前述の図９および図１０に示す光路変更部６０と同様に、粘着材によって構成される。光路変更部１１Ａは、液晶パネル１０に前面保護板１２を貼り付けるための粘着材の内部に散乱粒子を含有させることによって形成される。

　たとえば、粘着材は粘着シートであり、光路変更部１１Ａは、粘着シートによって構成される。光路変更部１１Ａが粘着シートで構成される場合、粘着シートに散乱粒子を含有させることによって、光路変更部１１Ａが形成される。

　図１２は、本発明の第３の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置６４の構成を示す断面図である。前述の実施の形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して、共通する説明を省略する。

　図１２に示す液晶表示装置６４は、第１偏光板２２と、第１偏光板２２の後面側に貼り付けられた低反射フィルムなどの光学フィルム６６との間に、光路変更部６５を有する。このように、光路変更部６５は、第１偏光板２２と、第１偏光板２２の後面側に貼り付けた低反射フィルムなどの光学フィルム６６との間の粘着材に、散乱粒子を含有させることによって形成されてもよい。

　光路変更部６５である、散乱粒子を含有させた粘着材と、低反射フィルムなどの光学フィルム６６とを、液晶パネル１０の第１偏光板２２に貼付する作業は、比較的簡単である。また、低反射フィルムなどの光学フィルム６６は、様々な偏光板に後付けすることができるので、設計の自由度が高い。

　したがって、図１２に示す構成にすることによって、比較的簡単に、かつ設計の自由度を低下させることなく、光路変更部６５を形成することができる。図１２に示す構成では、光学フィルム６６は、光路変更部６５である粘着材を保護する役割も有する。

　光路変更部は、図９～図１２に示す構成に限定されるものではなく、たとえば、液晶パネル１０内の画素近傍に散乱粒子などの散乱部材を配置することによって内部散乱構造として形成されてもよい。

　以上のように本実施の形態では、光路変更部６０，１１Ａは、内部散乱構造として、入射光を散乱させるように構成され、（ｂ１）図９に示す液晶パネル１０Ａの第１基板２１と第１偏光板２２とを貼り付ける粘着材内、（ｂ２）図１０に示す第２基板３１と第２偏光板３２とを貼り付ける粘着材内、（ｂ３）図１１に示す液晶パネル１０と前面保護板１２との間の充填媒体内、または（ｂ４）液晶パネル１０内の画素近傍に配置される。これによって、比較的簡単に、かつ低コストに光路変更部６０，１１Ａを設けることができる。

　以上の第１～第３の実施の形態は、図１～図１２に示すように、前面保護板１２と液晶パネル１０，１０Ａ，１０Ｂとの間に、空気層よりも屈折率が高い充填媒体が充填された構造における対策の例である。

　光路変更部は、入射光を散乱または屈折させるように構成される。これによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　光路変更部は、（Ａ１）前面保護板の出射面から前面保護板の液晶パネルに対向する表面までの間、（Ａ２）充填媒体内、および（Ａ３）液晶パネルの第２偏光板の第２基板に対向する側と反対側の表面から、第１偏光板の第１基板に対向する側と反対側の表面までの間のうちのいずれかに配置されればよい。

　光路変更部を前記（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）のうちのいずれかに配置することによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置１を実現することができる。

　＜第４の実施の形態＞
　前面保護板１２と液晶パネル１０との間に空気層がある構造の場合は、液晶パネル１０に光路変更部を形成しても本発明の効果は得られない。そこで、本実施の形態では、液晶パネル１０または充填媒体１１に光路変更部を形成する代わりに、前面保護板１２に光路変更部を形成している。

　図１３は、前面保護板１２の出射面１２ａの湾曲方向に切断した状態の構成を示す断面図である。本実施の形態における発明の効果の説明図である。図１３は、図３の切断面線Ａ－Ａにおける断面図に相当する。図１３では、理解を容易にするために、光路変更部は、図示を省略している。図１４は、本発明の第４の実施の形態である液晶表示装置２の構成を示す断面図である。図１３および図１４を用いて、本実施の形態における発明の効果を説明する。

　本実施の形態では、前面保護板１２の出射面１２ａとは反対側の表面である後面に、第１の実施の形態または第２の実施の形態の光路変更部６０と同様の形状の光路変更部７１を形成する。

　前述の第１～第３の実施の形態のように、前面保護板１２と液晶パネル１０，１０Ａ，１０Ｂとが粘着材で密着される構成の場合、前面保護板１２と液晶パネル１０，１０Ａ，１０Ｂとを貼り合せる工程で、貼り合せに失敗するおそれがある。貼り合せに失敗すると、歩留まりが低下し、生産コストが上昇するおそれがある。

　本実施の形態では、液晶パネル１０と前面保護板１２との間には、空気層７０が介在しており、前面保護板１２と液晶パネル１０との間を密着させる必要がないので、より低コストで、液晶表示装置２を実現することができる。また、液晶表示装置２の歩留まりを向上させることができる。

　図１５は、本発明の第４の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置７３の構成を示す断面図である。前述の図１４に示す液晶表示装置２では、前面保護板１２の後面に、前述の第１～第３の実施の形態の光路変更部６０，１１Ａ，６５と同様の形状を有する光路変更部７１を形成している。これに代えて、図１５に示すように、前述の第１～第３の実施の形態の光路変更部６０，１１Ａ，６５と同様の機能を有する拡散フィルムなどの光学フィルムを、光路変更部７２として貼付してもよい。

　また、前面保護板１２の後面に代えて、前面保護板１２の出射面１２ａである前面に、光路変更部を形成してもよいし、光路変更部の機能を有する光学フィルムを貼付けてもよい。

　以上のように液晶パネル１０と前面保護板１２との間に空気層７０が介在している構成において、前面保護板１２の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面、または表示面４１に対向する表面と反対側の表面に光路変更部を配置することによって、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

　＜第５の実施の形態＞
　図１６は、本発明の第５の実施の形態である液晶表示装置８０の構成を示す断面図である。前述の第４の実施の形態は、前面保護板１２の後面に前述の機能を有する光路変更部７１，７２を形成するという方法であったが、代わりに、図１６に示す液晶表示装置８０のように、前面保護板１２の後面に、低反射フィルムなどの光学フィルム８２をさらに備え、その光学フィルム８２を前面保護板１２に貼付するための粘着材に散乱粒子を含有させて、光路変更部８１とする構成であってもよい。

　図１７は、本発明の第５の実施の形態における液晶表示装置の他の例である液晶表示装置８０Ａの構成を示す断面図である。図１７に示すように、前面保護板１２の出射面１２ａである前面に、低反射フィルムなどの光学フィルム８２をさらに備え、その光学フィルム８２を前面保護板１２に貼付するための粘着材に散乱粒子を含有させて、光路変更部８１とするという方法でもよい。

　本実施の形態によれば、第４の実施の形態に比べて、さらに低コスト化を図ることができる。

　また、前述の第１～第５の実施の形態の構成に代えて、前面保護板１２の前面あるいは後面にタッチパネルをさらに備え、そのタッチパネルを前面保護板１２または液晶パネル１０に貼付するための粘着材が散乱粒子を含有する構成であってもよい。この場合、散乱粒子を含有する粘着材は、光路変更部を構成する。すなわち、光路変更部は、粘着材内に配置され、入射光を散乱させるように構成される。

　このような構成にすることによって、前述のように視野角が比較的広く、表示品位が比較的高い画像を、液晶表示装置の表示面となる前面保護板１２の非平面形状の出射面１２ａに表示することができる液晶表示装置を実現することができる。

　また、以上に述べた第１～第５の実施の形態では、液晶パネル１０の枚数は１枚であるが、複数枚の液晶パネル１０を備えて、それぞれ隣り合う液晶パネル１０同士の表面が０°よりも大きく３６０°よりも小さい極角度で隣接してもよい。

　図１８は、２枚の液晶パネル１０を備える液晶表示装置９０の構成の一例を示す斜視図である。図１８では、一例として、２枚の液晶パネル１０を、液晶パネル１０の表示面同士が１４０°の極角度になるように隣接させた、一方向に湾曲した形状の液晶表示装置を示す。図１８に示すように２枚の液晶パネル１０を用いることによって、さらに湾曲形状が強調された大型の液晶表示装置９０を実現することができる。

　図１８に示すように、２枚の液晶パネル１０を隣接させて液晶表示装置９０を構成する場合、前面保護板９１は、前述の図３に示す第１の実施の形態における前面保護板１２と同様の構成の２枚の前面保護板を接続した形状となっている。液晶表示装置９０の表示面となる前面保護板９１の出射面は、非平面形状、具体的には凹曲面形状に形成される。前面保護板９１の出射面と反対側の表面は、２つの液晶パネル１０のうち、一方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する部分と、他方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する部分とに分かれている。

　前面保護板９１の一方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、一方の液晶パネル１０の表示面４１に沿った形状となっている。同様に、前面保護板９１の他方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、他方の液晶パネル１０の表示面４１に沿った形状となっている。

　図１８に示す例では、２つの液晶パネル１０の表示面４１は、いずれも平面形状である。したがって、前面保護板９１の一方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、平面形状、具体的には、一方の液晶パネル１０の表示面４１に沿った平面形状となっている。同様に、前面保護板９１の他方の液晶パネル１０の表示面４１に対向する表面は、平面形状、具体的には、他方の液晶パネル１０の表示面４１に沿った平面形状となっている。

　図１８では、２枚の液晶パネル１０を紙面に向かって上下方向に隣接させた構成の液晶表示装置９０を示したが、液晶表示装置９０は、２枚の液晶パネル１０を紙面に向かって左右方向に隣接させた構成であってもよい。このような構成の場合、前述の第１～第５の実施の形態のように液晶パネル１０または前面保護板１２には光路変更部が設けられるので、液晶表示装置９０の出射面１２ａに対する観察者の観察角度が、湾曲方向である左右方向に大きくても、また斜め方向に大きくても、観察者は画像を視認することができる。また、光路変更部に面内方位角依存性がない場合には、液晶表示装置９０の出射面１２ａに対する観察者の観察角度が上下方向に大きくても、観察者は画像を視認することができる。

　このように複数の液晶パネル１０の隣り合う表示面同士の成す角度が０°よりも大きく３６０°よりも小さくなるように、複数の液晶パネル１０を配置することによって、さらに湾曲形状が強調された液晶表示装置を実現することができる。また、複数の液晶パネル１０で１つの画像を表示させることによって、比較的大きい湾曲画像を表示することができる大型の液晶表示装置を実現することができる。

　なお、前述の各実施の形態は、本発明の例示であり、本発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることが可能である。また、各実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。

　本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

　１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０　液晶表示装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　液晶パネル、１１　粘着材、１２，９１　前面保護板、１１Ａ，１３，６０，６５，７１，８１　光路変更部、１４　フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、１５　制御基板、１６，７０　空気層、１７　バックライトユニット、１８　入光構造、２０，２０Ａ　アレイ基板、２１　第１基板、２２　偏光板、３０，３０Ａ　カラーフィルタ基板、３１　第２基板、３２　偏光板、４０　シール材、４１　パネル表示面、４２　端子、４３　液晶、５０，７２　拡散フィルム、６６，８２　低反射フィルム。

Claims

　矩形状の第１基板（２１）と、前記第１基板（２１）よりも観察者側の位置に前記第１基板（２１）に対向して配置される矩形状の第２基板（３１）と、前記第１基板（２１）と前記第２基板（３１）とによって狭持される液晶（４３）と、前記第１基板（２１）の前記液晶（４３）に対向する側と反対側の表面に貼付された第１偏光板（２２）と、前記第２基板（３１）の前記液晶（４３）に対向する側と反対側の表面に貼付された第２偏光板（３２）とを含み、複数の画素が配置される矩形状の表示領域が形成される平面形状の表示面（４１）を有する液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）と、
　前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）よりも観察者側の位置に前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の前記表示面（４１）に対向して配置され、前記表示面（４１）に対向する側と反対側の表面が非平面形状の出射面となる前面保護板（１２，９１）とを備え、
　前記前面保護板（１２，９１）の前記出射面から、前記出射面よりも後面側に位置する最も近い空気層（１６，７０）までの間に、入射光の光路を、前記入射光が前記出射面から出射されるときの出射角度が広がるように変更する光路変更部（１３，６０，６５，７１，８１）を備えることを特徴とする液晶表示装置（１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０）。
　前記前面保護板（１２，９１）の前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の前記表示面（４１）に対向する表面は、平面形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置（１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０）。
　前記光路変更部（１３，６０，６５，７１，８１）は、入射光を散乱または屈折させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置（１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０）。
　前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）と前記前面保護板（１２）との間には、前記空気層（１６）よりも屈折率が高い充填媒体（１１）が充填されており、
　前記光路変更部（１３，６０，６５）は、（Ａ１）前記前面保護板（１２）の前記出射面から前記前面保護板（１２）の前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）に対向する表面までの間、（Ａ２）前記充填媒体（１１）内、および（Ａ３）前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の前記第２偏光板（３２）の前記第２基板（３１）に対向する側と反対側の表面から、前記第１偏光板（２２）の前記第１基板（２１）に対向する側と反対側の表面までの間のうちのいずれかに配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（１，５１，６１～６４）。
　前記光路変更部（１３）は、入射光を屈折させるように構成され、（ａ１）前記前面保護板（１２）の前記出射面、または（ａ２）前記第１偏光板（２２）の前記第１基板（２１）に対向する側と反対側の表面に設けられることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置（１，５１）。
　前記第１偏光板（２２）は、前記第１基板（２１）の前記液晶（４３）に対向する側と反対側の表面に、粘着材（１１）を介して貼り付けられており、
　前記第２偏光板（３２）は、前記第２基板（３１）の前記液晶（４３）に対向する側と反対側の表面に、粘着材（１１）を介して貼り付けられており、
　前記光路変更部（６０，１１Ａ）は、入射光を散乱させるように構成され、（ｂ１）前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ）の前記第１基板（２１）と前記第１偏光板（２２）とを貼り付ける前記粘着材（１１）内、（ｂ２）前記第２基板（３１）と前記第２偏光板（３２）とを貼り付ける前記粘着材（１１）内、（ｂ３）前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ）と前記前面保護板（１２）との間の充填媒体（１１）内、または（ｂ４）前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ）内の前記画素近傍に配置されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置（６１～６３）。
　前記液晶パネル（１０Ｃ）の前記第１基板（２１）の前記液晶（４３）に対向する側と反対側の表面、または前記前面保護板（１２）の前記出射面に、粘着材（１１）を介して貼付された光学フィルム（６６）を備え、
　前記光路変更部（６５）は、入射光を散乱させるように構成され、前記光学フィルム（６６）を貼付する前記粘着材（１１）内に配置されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置（６４）。
　前記液晶パネル（１０）と前記前面保護板（１２）との間には、空気層（１６，７０）が介在しており、
　前記光路変更部（７１）は、前記前面保護板（１２）の前記液晶パネル（１０）の前記表示面（４１）に対向する表面、または前記表示面（４１）に対向する表面と反対側の表面に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（２，７３）。
　前記光路変更部（１３，６０，６５，７１，８１）は、前記入射光を屈折させるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置（１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０）。
　前記液晶パネル（１０）と前記前面保護板（１２）との間には、空気層（１６，７０）が介在しており、
　前記前面保護板（１２）の前記液晶パネル（１０）に対向する表面、または前記表示面（４１）に対向する表面と反対側の表面に粘着材を介して貼付され、前記粘着材（１１）を保護する光学フィルム（８２）をさらに備え、
　前記光路変更部（８１）は、入射光を散乱させるように構成され、前記光学フィルム（８２）と前記前面保護板（１２）とを貼付する前記粘着材（１１）内に配置されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置（８０，８０Ａ）。
　前記光路変更部（１３）は、ヘイズ値が２０以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（１，５１）。
　前記光路変更部（１３）は、前記液晶パネル（１０）の前記前面保護板（１２）に対向する側とは反対側に凸面を有するドット形状または稜線の方向が前記湾曲方向に垂直な方向であるレンチキュラーレンズ形状であり、
　前記光路変更部（１３）の最大傾斜角度θ_ｄは、前記前面保護板（１２）の前記出射面と前記液晶パネル（１０）の前記表示面（４１）との成す角度である出射面角度θに対して、

の関係（ここで、前面保護板（１２）、液晶パネル（１０）、および前面保護板（１２）と液晶パネル（１０）との間の媒質の屈折率ｎは、全て等しく、１より大きい。また、出射面角度θは、０°＜θ＜９０°とする。）を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（１）。
　前記前面保護板（１２，９１）または前記液晶パネル（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）に粘着材（１１）を介して貼り付けられるタッチパネルをさらに備え、
　前記光路変更部（１３，６０，６５，７１，８１）は、入射光を散乱させるように構成され、前記粘着材（１１）内に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（１，２，５１，６１～６４，７３，８０，８０Ａ，９０）。
　複数の前記液晶パネル（１０）を備え、前記複数の液晶パネル（１０）の隣合う表示面同士の成す角度は、０°より大きく３６０°よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置（９０）。