JP2009063845A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネル２００にて一方の基板２０１の側から他方の基板２０２の側へ照明された照明光が透過することによって画素領域において表示される表示画像に、「ぎらつき」と「ざらつき」とが生ずることを防止し、画像品質を向上する。
【解決手段】光が散乱して透過する光散乱層４００を、一方の基板２０１において照明光が照明される面の側に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。特に、本発明は、液晶パネルにおいて一対の基板が対面している面にて、複数の画素が設けられた画素領域において、一方の基板の側から他方の基板の側へ照明された照明光が透過することによって、画像表示が実施される液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。このため、液晶表示装置は、携帯電話、デジタルカメラなどのモバイル用途等、種々の用途における電子機器にて多く使用されている。

液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを有しており、たとえば、液晶パネルの背面側に設けられたバックライトなどの照明装置によって照明された照明光を、液晶パネルが画素領域において変調する。そして、その変調されて透過した照明光によって、液晶パネルの正面側にて、画像の表示が実施される。

この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画像を表示する画素領域においては、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、画素電極とが、マトリクス状に配置されている。そして、その画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に印加する電圧を可変し、その画素を透過する光の透過率を制御して、その照明光が変調され、上記のように、画像表示が実施される。

このような液晶パネルを用いた液晶表示装置においては、画面に表示する画像にスジやモアレなどが発生し、画像品質が低下する不具合が生ずる場合がある。特に、画素を高精細化することに伴って、光漏れが生じ、その光が互いに干渉しやすくなるので、上記の不具合の発生が顕在化する場合がある。

この不具合を改善する方法として、光が散乱して透過する光散乱層を設けることが提案されている。たとえば、光を散乱させる光散乱粒子を含む光散乱粒子層を、光散乱層として用い、その光散乱粒子層を、液晶パネルにて観察者に観察される側の面に設置している。ここでは、液晶パネルと、偏光板などの光学フィルムとの間に介在するように、光散乱層を設けている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００３−１０７４４０号公報 特開平０６−３４７６１７号公報

図９は、液晶表示装置において表示画面全面に黒表示をした際の画像を示す図である。

図９（ａ）に示すように、液晶表示装置の表示画面にてラスター表示する画像においては、たとえば、画面の中央部分にスジやモアレが発生する場合がある。そして、図９（ｂ）と図９（ｃ）とに示すように、観察者が目を移動した場合においては、その目の移動に追従して、スジやモアレが移動するように観察される。具体的には、図９（ｂ）に示すように、観察者が目を上方へ移動した場合においては、その目の移動に追従して、スジやモアレが上方へ移動するように観察される。そして、図９（ｃ）に示すように、観察者が目を下方へ移動した場合においては、その目の移動に追従して、スジやモアレが下方へ移動するように観察される。

図１０は、画素密度（画素ピッチ）が異なる液晶パネルを用いた場合について測定した視角特性を示す図である。図１０において、図１０（ａ）は、画素密度が２２９ｐｐｉ（１９２０×４８０）の液晶パネルの場合について測定した黒輝度視角特性図である。また、図１０（ｂ）は、画素密度が１１４ｐｐｉ（９６０×２２０）の液晶パネルの場合について測定した黒輝度視角特性図である。ここで、図１０（ａ），（ｂ）において、上段の図は、ビュー・コーンであり、全方向の視角特性を示している。そして、図１０（ａ），（ｂ）において、下段の図は、上段の図の上下方向における視角特性を示しており、縦軸が、輝度Ｉを示し、横軸が、視野角Ψを示している。

図１０（ａ），（ｂ）の下段のグラフにおいて点線で囲った領域にて示されているように、上下方向での視角特性に関して、高い画素密度である２２９ｐｐｉの液晶パネルを用いた場合は、低い画素密度である１１４ｐｐｉの液晶パネルを用いた場合と比較して、小さなピークが多く出現している。このため、特に、高い画素密度の液晶パネルを用いた場合においては、図９に示したように、画像にスジやモアレが高い頻度で発生すると考えられる。この測定では、高い画素密度である２２９ｐｐｉの液晶パネルを用いた場合は、２〜３本のスジが発生したのに対し、低い画素密度である１１４ｐｐｉの液晶パネルを用いた場合は、１本のスジが発生した。

図１１は、液晶モードが異なる液晶表示装置について測定した視角特性を示す図である。図１１において、図１１（ａ）は、液晶モードがＴＮ（ツイステッド・ネマチック）モードである場合について測定した視角特性図である。また、図１１（ｂ）は、液晶モードがＶＡ（垂直配向）およびＥＣＢ（電界制御複屈折）（全方向）モードである場合について測定した視角特性図である。また、図１１（ｃ）は、液晶モードがＥＣＢ（一方向）である場合について測定した視角特性図である。ここで、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、上段の図は、全方向の視角特性を示している。そして、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、下段の図は、上段の図の上下方向における視角特性を示しており、縦軸が、輝度Ｉを示し、横軸が、視野角Ψを示している。

図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）の下段のグラフにおいて点線で囲った領域にて示されているように、液晶モードがＴＮモードとＶＡモードの場合には、暗黒輝度の光漏れが少なく、光漏れによる干渉が減少しているために、小さなピークの出現頻度が少ないのに対して、ＥＣＢモードにおいては、小さなピークの出現頻度が多い。このため、特に、ＥＣＢモードにおいては、光漏れに起因して、画像にスジやモアレが高い頻度で発生すると考えられる。

このように、液晶パネルが高い画素密度であって、液晶モードがＥＣＢモードである場合には、画像にスジやモアレなどの不具合が顕在化することが見出されている。

このため、画面に表示する画像にスジやモアレなどが発生することを改善するために、上述したように、光散乱層を液晶パネルに設けることが提案されている。

図１２は、液晶パネルに光散乱層が設けられた液晶表示装置の要部を示す断面図である。

図１２に示すように、液晶表示装置１００ｃにおいて、光散乱層４００は、ＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２と液晶層２０３とを含む液晶パネル２００にて、観察者に観察される側の面である正面側に設けられている。具体的には、光散乱層４００は、位相差板３２１および偏光板３２２を含む第２の光学フィルム３２０と、カラーフィルタ基板２０２との間に介在するように設けられている。たとえば、ヘイズ（Ｈａｚｅ）値が６０％になるように、この光散乱層４００が設けられている。ここでは、光散乱層４００は、たとえば、接着材料を含むように構成されており、カラーフィルタ基板２０２と第２の光学フィルム３２０との間において、その接着材料によってカラーフィルタ基板２０２と第２の光学フィルム３２０とを接着するように構成されている。

そして、図１２に示すように、液晶パネル２００においては、バックライト３００から照射された照明光が、位相差板３１１および偏光板３１２を含む第１の光学フィルム３１０を介して、ＴＦＴアレイ基板２０１に入射し、その背面から受けた照明光を画素領域ＰＡにおいて液晶層２０３が変調する。そして、その変調された照明光が、光散乱層４００および第２の光学フィルム３２０を介して、正面側に出射し、画素領域ＰＡにおいて画像が表示される。

図１３は、液晶パネルに光散乱層を設けた場合において、液晶表示装置が画面全面に黒表示をした際の画像を示す図である。

図１３に示すように、上記のように液晶表示装置を構成することによって、画像にスジやモアレなどが発生することが改善される。

図１４は、光散乱層を設置した場合と設置しない場合とにおける液晶表示装置について測定した視角特性を示す図である。図１４において、図１４（ａ）は、光散乱層を設置しない場合について測定した視角特性図である。また、図１４（ｂ）は、光散乱層を設置した場合について測定した視角特性図である。ここで、図１４（ａ），（ｂ）において、上段の図は、全方向の視角特性を示している。そして、図１４（ａ），（ｂ）において、下段の図は、上段の図の上下方向における視角特性を示しており、縦軸が、輝度Ｉを示し、横軸が、視野角Ψを示している。

図１４（ａ），（ｂ）の下段のグラフにおいて点線で囲った領域にて示されているように、光散乱層を設置しない場合には、小さなピークの出現頻度が多いのに対して、光散乱層を設置した場合においては、小さなピークの出現頻度が少ない。これから判るように、光散乱層によって光が散乱され、黒輝度の振幅が小さくなるため、画像にスジやモアレなどが発生することが改善される。

しかしながら、上記のように光散乱層が設けられた液晶パネルを用いた場合においては、表示画像に「ぎらつき」と「ざらつき」が生じる場合がある。

図１５は、光散乱層が設けられた液晶パネルを用いた場合において、「ぎらつき」または「ざらつき」が生じた表示画像を示す図である。図１５において、図１５（ａ）は、「ぎらつき」が生じた表示画像を示し、図１５（ｂ）は、「ざらつき」が生じた表示画像を示している。

図１５（ａ），（ｂ）に示すように、光散乱層が設けられた液晶パネルを用いた場合においては、表示画像の全体において輝度が不均一になり、表示画像に「ぎらつき」と「ざらつき」が観察される場合がある。

これは、光散乱層として設置した光散乱粒子層に含まれる光散乱粒子の数が、画素単位ごとに均一でなく、ばらつくことに起因すると考えられる。また、この他に、光散乱粒子層に含まれる光散乱粒子によって液晶パネルの側へ散乱された光が、液晶パネルに設けられた金属配線によって反射され、観察者に観察される側から出射することに起因すると考えられる。

このため、画素が高精細になるに従って、光散乱粒子の数は、画素間においてバラツキが大きくなり、さらに、液晶パネルに設けられる金属配線の数も増えるため、この不具合の発生が顕在化する。

このように、光散乱層を液晶パネルに設けた場合においては、その光散乱層に起因して、画像品質が低下する不具合が生ずる場合がある。

したがって、本発明は、表示画像の画像品質を向上することが可能な液晶表示装置を提供する。

本発明は、第１基板と、前記第１基板に対して間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とが対面している間に設けられている液晶層とを含む液晶パネルを有し、前記第１基板と前記第２基板とが対面している面にて複数の画素が設けられた画素領域において、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ照明された照明光が透過し画像が表示される液晶表示装置であって、前記画素領域において、光が散乱して透過する光散乱層を、さらに有し、前記光散乱層は、前記第１基板において前記照明光が照明される面の側に設けられている。

本発明においては、液晶パネルの第２基板において、照明光が出射され、観察者によって表示画像が観察される側の面ではなく、第１基板において照明光が照明される面の側に、光散乱層が設けられている。このため、表示画像において、「ぎらつき」と「ざらつき」が生ずることが防止される。

本発明によれば、表示画像の画像品質を向上することが可能な液晶表示装置を提供することができる。

本発明にかかる実施形態の一例について説明する。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。

液晶表示装置１００は、図１に示すように、液晶パネル２００と、バックライト３００と、第１の光学フィルム３１０と、第２の光学フィルム３２０と、光散乱層４００を有する。

各部について順次説明する。

液晶パネル２００に関して説明する。

液晶表示装置１００において液晶パネル２００は、たとえば、駆動方式がアクティブマトリクス方式であって、液晶の動作モードがＥＣＢモードであり、画素密度が２４１ｐｐｉになるように形成されたものであり、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２と液晶層２０３とを有する。この液晶パネル２００においては、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２とが間隔を隔てるように対面して貼り合わされている。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。

また、本実施形態においては、液晶パネル２００は、透過型であって、ＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２とが対面している面にて複数の画素が設けられた画素領域ＰＡにおいて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側からカラーフィルタ基板２０２の側へ、バックライト３００が照明した照明光が透過するように構成されている。

そして、液晶パネル２００においては、図１に示すように、第１の光学フィルム３１０と第２の光学フィルム３２０とが、液晶パネル２００の両面側に設置されている。つまり、第１の光学フィルム３１０と第２の光学フィルム３２０とが、液晶パネル２００を介して互いに対面するように設けられている。ここでは、第１の光学フィルム３１０がＴＦＴアレイ基板２０１の側である背面側に配置され、第２の光学フィルム３２０がカラーフィルタ基板２０２の側である正面側に配置されている。

そして、液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１の側である背面側に位置するようにバックライト３００が配置されており、ＴＦＴアレイ基板２０１においてカラーフィルタ基板２０２に対面していない側である背面に、バックライト３００から出射された照明光が照明される。

また、図１に示すように、液晶パネル２００は、画像を表示する画素領域ＰＡを含み、その液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト３００が照明した照明光を、第１の光学フィルム３１０を介して背面から受ける。本実施形態においては、図１に示すように、液晶パネル２００は、バックライト３００から照射された照明光が、第１の光学フィルム３１０の他に、光散乱層４００を介して、ＴＦＴアレイ基板２０１に入射する。そして、液晶パネル２００は、その背面から受けた光を画素領域ＰＡにおいて液晶層２０３が変調する。そして、その変調された照明光が、第２の光学フィルム３２０を介して、正面側に出射し、画素領域ＰＡにおいて画像が表示される。

図２は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。また、図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の画素領域ＰＡにて形成される回路の要部を示す回路図である。

液晶パネル２００において画素領域ＰＡは、図２に示すように、画素Ｐがマトリクス状に配列されるように複数設けられている。ここでは、図２に示すように、ｘ方向とｙ方向とのそれぞれに、複数の画素Ｐが並ぶように配置されている。

この画素領域ＰＡにおいては、図３に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、対向電極２３と画素電極１１１と画素スイッチング素子１１２と保持容量素子１１３とが設けられている。そして、さらに、この画素領域ＰＡにおいては、走査配線２１１と、信号配線２１２と、保持容量配線２１３とが設けられている。

ここでは、対向電極２３と画素電極１１１とが、液晶層２０３を挟んで対面するように設けられており、対向電極２３と画素電極１１１との間において電位差が生ずるように駆動され、画素領域ＰＡに設けられている液晶層２０３に電圧が印加される。そして、これにより、画素領域ＰＡにおいて光が透過する割合が制御され、画像表示が実施される。

一方で、画素領域ＰＡの周囲に位置する周辺領域ＣＡにおいては、ゲートドライバ（図示なし）とソースドライバ（図示なし）とが形成されている。ゲートドライバは、図３に示すように、垂直方向ｙに並んだ複数の走査配線２１１のそれぞれに接続され、その垂直方向ｙに並んだ走査配線２１１のそれぞれに、順次、走査信号を供給する。また、ソースドライバは、図３に示すように、水平方向ｘに並んだ複数の信号配線２１２のそれぞれに接続され、その水平方向ｘに並んだ信号配線２１２のそれぞれに、順次、データ信号を供給する。

液晶パネル２００を構成する各部について説明する。

液晶パネル２００においてＴＦＴアレイ基板２０１は、たとえば、石英、ガラス、プラスチックなどのように、光を透過する絶縁体の基板によって構成されている。ＴＦＴアレイ基板２０１は、上述したように、カラーフィルタ基板２０２に間隔を隔てるように対面しており、そのカラーフィルタ基板２０２に対面する側の面には、図示を省略しているが、図３に示した構成要素において、画素電極１１１が形成されている。また、上記のほかに、画素スイッチング素子１１２と、保持容量素子１１３と、走査配線２１１と、信号配線２１２と、保持容量配線２１３とが、ＴＦＴアレイ基板２０１においてカラーフィルタ基板２０２に対面する側の面の画素領域ＰＡに形成されている。そして、周辺領域ＣＡにおいては、ゲートドライバ（図示なし）とソースドライバ（図示なし）とが形成されている。

ＴＦＴアレイ基板２０１において画素電極１１１は、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いて形成された透明電極である。画素電極１１１は、図３に示すように、画素領域ＰＡにおいて、ｘ方向と、そのｘ方向に略直交するｙ方向とに、複数がマトリクス状に並ぶように形成されている。そして、複数の画素電極１１１は、それぞれに対応するように画素スイッチング素子１１２が設けられ、その画素スイッチング素子１１２のドレイン電極に接続されており、画素スイッチング素子１１２を介して信号配線２１２から供給されるデータ信号を、表示電圧として液晶層２０３に印加するように構成されている。

ＴＦＴアレイ基板２０１において画素スイッチング素子１１２は、図３に示すように、複数の画素電極１１１のそれぞれに対応するように、ｘ方向とｙ方向とにマトリクス状に複数が設けられている。画素スイッチング素子１１２は、たとえば、ＴＦＴであって、たとえば、チャネル領域が多結晶シリコンの半導体の薄膜を用いて形成されている。この画素スイッチング素子１１２であるＴＦＴにおいては、ゲート電極が走査配線２１１に接続されており、ゲートドライバ（図示なし）から、走査配線２１１を介して、走査信号がゲート電極に入力され、画素スイッチング素子１１２が駆動制御される。また、ソース電極が信号配線２１２に接続されており、信号配線２１２を介してソースドライバ（図示なし）からソース電極にデータ信号が供給される。また、さらに、画素スイッチング素子１１２は、ドレイン電極が画素電極１１１と保持容量素子１１３とに接続されており、ゲート電極に走査信号が印加されてオン状態になった場合には、ドレイン電極から画素電極１１１と保持容量素子１１３とにデータ信号を印加する。

ＴＦＴアレイ基板２０１において保持容量素子１１３は、図３に示すように、複数の画素電極１１１のそれぞれに対応するように、ｘ方向とｙ方向とに複数がマトリクス状に形成されている。ここでは、保持容量素子１１３は、一対の電極で誘電体膜を挟むように構成されており、一方の電極が画素スイッチング素子１１２のドレイン電極に接続され、他方の電極が保持容量配線２１３に接続されている。保持容量素子１１３は、液晶層２０３による静電容量と並列になるように形成されており、液晶層２０３に印加されるデータ信号による電荷を保持する。

ＴＦＴアレイ基板２０１において走査配線２１１は、図３に示すように、ｘ方向に延在するように形成されており、ｘ方向に並ぶ画素スイッチング素子１１２に接続している。また、走査配線２１１は、ｙ方向に並ぶ画素スイッチング素子１１２に対応するように、複数がｙ方向に間隔を隔てて並んで形成されている。たとえば、走査配線２１１は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。そして、走査配線２１１は、ゲートドライバ（図示なし）に接続されており、画素電極１１１の行を順次、時分割で選択するように、ゲートドライバ（図示なし）から出力される走査信号を、画素スイッチング素子１１２に供給する。

ＴＦＴアレイ基板２０１において信号配線２１２は、図３に示すように、ｙ方向に延在するように形成されており、ｙ方向に並ぶ画素スイッチング素子１１２に接続している。また、信号配線２１２は、ｘ方向に並ぶ画素スイッチング素子１１２に対応するように、複数がｘ方向に間隔を隔てて並んで形成されている。たとえば、信号配線２１２は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。そして、信号配線２１２は、ソースドライバ（図示なし）に接続されており、ソースドライバ（図示なし）から出力されるデータ信号を、画素電極１１１に画素スイッチング素子１１２を介して供給する。

ＴＦＴアレイ基板２０１において保持容量配線２１３は、図３に示すように、ｘ方向に延在するようにＴＦＴアレイ基板２０１に形成されており、保持容量素子１１３に接続している。保持容量配線２１３は、ｙ方向に並ぶ保持容量素子１１３に対応するように、複数がｙ方向に間隔を隔てて並んで形成されている。たとえば、保持容量配線２１３は、アルミニウムなど金属材料を用いて形成されている。そして、保持容量配線２１３は、一端が保持容量素子１１３に接続されており、他端が対向電極２３に接続されている。

液晶パネル２００においてカラーフィルタ基板２０２は、たとえば、石英、ガラス、プラスチックなどのように、光を透過する絶縁体の基板によって構成されている。カラーフィルタ基板２０２は、上述したように、ＴＦＴアレイ基板２０１に間隔を隔てるように対面しており、そのＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面には、図示を省略しているが、対向電極２３が形成されている。

カラーフィルタ基板２０２において対向電極２３は、たとえば、ＩＴＯを用いて形成された透明電極である。ここでは、対向電極２３は、複数の画素電極１１１に共通する共通電極として、カラーフィルタ基板２０２の全面にベタ状に形成されている。

また、カラーフィルタ基板２０２においては、ブラックマトリクス層（図示なし）とカラーフィルタ層（図示なし）とが設けられている。ブラックマトリクス層およびカラーフィルタ層は、カラーフィルタ基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面において、対向電極２３とカラーフィルタ基板２０２との間に介在するように形成されている。カラーフィルタ層は、たとえば、赤フィルタ層と緑フィルタ層と青フィルタ層とが一組として構成されている。カラーフィルタ層を構成する赤フィルタ層と緑フィルタ層と青フィルタ層とのそれぞれは、ブラックマトリクス層によって画素Ｐのそれぞれに対応するように区画された領域にパターン加工され、バックライト３００から照射された光を着色する。

液晶パネル２００において液晶層２０３は、図１に示すように、カラーフィルタ基板２０２とＴＦＴアレイ基板２０１との間に挟まれるように設けられている。ここでは、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２とが互いに対面する面に形成された配向膜（図示なし）によって液晶分子が配向されている。そして、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１の画素電極１１１と、カラーフィルタ基板２０２の対向電極２３との間において印加される電圧に基づいて、その配向状態が変化し、光を透過する光学特性が変化する。

バックライト３００に関して説明する。

液晶表示装置１００においてバックライト３００は、図１に示すように、液晶パネル２００の背面に対面するように設置されており、液晶パネル２００の画素領域ＰＡに照明光を照明する。バックライト３００は、たとえば、ＬＥＤなどを含む光源（図示なし）と、その光源から出射された光を面状の光に変換する導光板（図示なし）とを有しており、液晶パネル２００の画素領域ＰＡの全面に白色光を平面光として照明する。

具体的には、バックライト３００は、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１とカラーフィルタ基板２０２とにおいて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に位置するように配置されている。そして、ＴＦＴアレイ基板２０１においてカラーフィルタ基板２０２に対面していない側の面である背面に、その平面光を照射する。つまり、バックライト３００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側からカラーフィルタ基板２０２の側へ向うように照明光を照明する。

第１の光学フィルム３１０に関して説明する。

液晶表示装置１００において第１の光学フィルム３１０は、図１に示すように、位相差板３１１と偏光板３１２とを含み、液晶パネル２００のＴＦＴアレイ基板２０１において、バックライト３００から照明された照明光が照明される面である背面の側に設けられている。具体的には、第１の光学フィルム３１０は、光散乱層４００を介して、液晶パネル２００の背面に対面するように設置されている。本実施形態においては、第１の光学フィルム３１０は、位相差板３１１と偏光板３１２とが積層された積層フィルムであり、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から、位相差板３１１と偏光板３１２とが、順次、並ぶように設置されている。

第２の光学フィルム３２０に関して説明する。

液晶表示装置１００において第２の光学フィルム３２０は、図１に示すように、位相差板３２１と偏光板３２２とを含み、液晶パネル２００のカラーフィルタ基板２０２において、バックライト３００から照明された照明光が出射される面である正面の側に、液晶パネル２００の正面に対面するように設置されている。本実施形態においては、第２の光学フィルム３２０は、位相差板３２１と偏光板３２２とが積層された積層フィルムであり、カラーフィルタ基板２０２の側から、位相差板３２１と偏光板３２２とが、順次、並ぶように設置されている。

光散乱層４００に関して説明する。

液晶表示装置１００において光散乱層４００は、液晶パネル２００の画素領域ＰＡにおいて、光が散乱して透過するように構成されており、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において、バックライト３００が照射した照明光が照明される面である裏面の側に設けられている。光散乱層４００は、ヘイズ値が、たとえば、４５％程度になるように形成されている。

本実施形態においては、光散乱層４００は、光を散乱させる光散乱粒子を含む光散乱粒子層として形成されている。たとえば、光散乱粒子として、アクリル粒子などの材料を用いて、光散乱層４００が形成されている。

また、光散乱層４００は、接着材料を含むように構成されており、ＴＦＴアレイ基板２０１と第１の光学フィルムとの間において、ＴＦＴアレイ基板２０１と第１の光学フィルム３１０とを接着している。たとえば、接着材料として、アクリルポリマーなどの材料を用いて、光散乱層４００が形成されている。つまり、いわゆる「ヘイズのり」を用いて、光散乱層４００が形成されている。

上記のように光散乱層４００を液晶パネル２００の裏面側に設置した液晶表示装置１００について、画像表示を実施したところ、「ぎらつき」と「ざらつき」の発生が抑制された。

図４は、本発明にかかる実施形態１において、「ぎらつき」と「ざらつき」の発生が抑制される要因を説明するために液晶表示装置１００の要部を示す斜視図である。図４において、図４（ａ）は、本実施形態と異なり、光散乱層４００を液晶パネル２００の正面側に設置した場合を示している。一方、図４（ｂ）は、光散乱層４００を液晶パネル２００の背面側に設置した場合を示している。

図４（ａ）に示すように、本実施形態と異なり、光散乱層４００を液晶パネル２００の正面側に設置した場合においては、液晶パネル２００を透過した光ｈ１は、光散乱層４００に含まれる光散乱粒子によって液晶パネル２００の側へ散乱される場合がある。このため、光散乱層４００によって液晶パネル２００の側へ散乱された光ｈ２が、液晶パネル２００のＴＦＴアレイ基板２０１において、走査配線２１１，信号配線２１２，保持容量配線２１３として設けられた金属配線ＫＨによって反射されて、観察者に観察される正面側から出射する場合がある。よって、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられた金属配線ＫＨによって反射される光ｈ３が、観察者に観察される正面側から出射する光に混入するため、表示画像の全体において輝度が不均一になり、「ぎらつき」と「ざらつき」の発生が表示画像において生ずると考えられる。

一方、図４（ｂ）に示すように、本実施形態と同様に、光散乱層４００を液晶パネル２００の裏面側に設置した場合においては、上記と異なり、液晶パネル２００を透過した光が、再度、液晶パネル２００の側へ散乱され、金属配線ＫＨによって反射されることはない。よって、本実施形態においては、表示画像の全体において輝度が均一になり、「ぎらつき」と「ざらつき」が表示画像において生ずることが抑制されると考えられる。

図５は、本発明にかかる実施形態１において、透過率とコントラストとを測定した結果を示す図である。図５においては、本実施形態と同様に光散乱層４００を液晶パネル２００の背面側に設置した場合であって、光散乱層４００のヘイズ値を３４％になるように作製したサンプルＡと、光散乱層４００のヘイズ値を４５％になるように作製したサンプルＢとのそれぞれの結果を示している。そして、さらに、本実施形態と異なり、光散乱層４００を液晶パネル２００の正面側に設置した場合であって、光散乱層４００のヘイズ値を４５％になるように作製したサンプルＣの結果を、さらに、示している。

図５に示すように、本実施形態においては、光散乱層４００を液晶パネル２００の正面側に設置した場合と同様な透過率Ｔと、コントラストＣＲとを実現できる。

この他に、表示画像にスジやモアレが発生することを、同様に抑制できることが確認された。特に、本実施形態のように、第１の光学フィルム３１０と液晶パネル２００との間に光散乱層４００を設けた場合には、バックライト３００と第１の光学フィルム３１０との間に光散乱層４００を設けた場合と比較して、表示画像にスジやモアレが発生することを、さらに効果的に抑制できることが確認された。

以上のように、本実施形態は、光が散乱して透過する光散乱層４００を、一方の基板２０１において照明光が照明される面の側に設け、他方の基板２０１において照明光が出射される面の側に設けていない。これにより、本実施形態は、液晶パネル２００にて一方の基板２０１の側から他方の基板２０２の側へ照明された照明光が透過することによって画素領域において表示される表示画像に、スジやモアレが発生することを防止すると共に、「ぎらつき」と「ざらつき」とが生ずることを防止することができる。

したがって、本実施形態においては、画像品質を向上させることができる。

＜実施形態２＞
図６は、本発明にかかる実施形態２において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。

図６に示すように、本実施形態は、図１と比較することによって理解されるように、第１の光学フィルム３１０と、第２の光学フィルム３２０とのそれぞれの構成が異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する箇所については、説明を省略する。

本実施形態においては、図６に示すように、第１の光学フィルム３１０は、複数の位相差板３１１ａ，３１１ｂを含み、液晶パネル２００のＴＦＴアレイ基板２０１において、バックライト３００から照明された照明光が照明される面である背面の側に設けられている。たとえば、液晶パネル２００の側から、λ／４板である位相差板３１１ａと、λ／２板である位相差板３１１ｂとが順次積層するように設けられている。

また、第２の光学フィルム３２０は、図６に示すように、複数の位相差板３２１ａ，３２１ｂを含み、液晶パネル２００のカラーフィルタ基板２０２において、バックライト３００から照明された照明光が出射される面である正面の側に設けられている。たとえば、液晶パネル２００の側から、λ／４板である位相差板３２１ａと、λ／２板である位相差板３２１ｂとが順次積層するように設けられている。

このように本実施形態においては、実施形態１と同様に、光散乱層４００を液晶パネル２００の背面側に設置しているため、「ぎらつき」と「ざらつき」が表示画像において生ずることが抑制される。

したがって、本実施形態においては、画像品質を向上させることができる。

＜実施形態３＞
図７は、本発明にかかる実施形態３において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。

図７に示すように、本実施形態は、図６と比較することによって理解されるように、光散乱層４００が設けられている位置が実施形態２と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する箇所については、説明を省略する。

本実施形態においては、図７に示すように、光散乱層４００は、第１の光学フィルム３１０を構成する複数の位相差板３１１ａ，３１１ｂと、偏光板３１２との間に介在するように設けられている。

このように本実施形態においては、実施形態２と同様に、光散乱層４００を液晶パネル２００の背面側に設置しているため、「ぎらつき」と「ざらつき」が表示画像において生ずることが抑制される。

したがって、本実施形態においては、画像品質を向上させることができる。

なお、上記の実施形態において、液晶表示装置１００は、本発明の液晶表示装置の一例である。また、上記の実施形態において、液晶パネル２００は、本発明の液晶パネルの一例である。また、上記の実施形態において、ＴＦＴアレイ基板２０１は、本発明の第１基板の一例である。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ基板２０２は、本発明の第２基板の一例である。また、上記の実施形態において、液晶層２０３は、本発明の液晶層の一例である。また、上記の実施形態において、第１の光学フィルム３１０は、本発明の光学フィルムの一例である。また、上記の実施形態において、位相差板３１１，３１１ａ，３１１ｂは、本発明の位相差板の一例である。また、上記の実施形態において、偏光板３１２は、本発明の偏光板の一例である。また、上記の実施形態において、光散乱層４００は、本発明の光散乱層の一例である。また、上記の実施形態において、画素領域ＰＡは、本発明の画素領域の一例である。

また、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、光散乱粒子を含む光散乱粒子を、光散乱層４００として設ける場合について説明したが、これに限定されない。また、接着材料を用いて光散乱層４００を形成する場合について説明したが、これに限定されない。

図８は、本発明にかかる実施形態において、光散乱層４００の断面を示す図である。

図８に示すように、表面が凹凸状になるように光散乱層４００を形成してもよい。

また、上記の実施形態においては、光学フィルムとして、位相差板を含むものを用いた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、位相差板を含まなくてもよい。

また、上記の実施形態においては、画素密度が高精細な場合について説明したが、これに限定されない。画素密度に関わりなく、上記の効果を奏することができる。また、液晶モードがＥＣＢモードである場合について、説明したが、これに限定されない。他の液晶モードにおいても、上記の効果を奏することができる。

図１は、本発明の実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。 図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の画素領域ＰＡにて形成される回路の一部を示す回路図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１において、「ぎらつき」と「ざらつき」の発生が抑制される要因を説明するために液晶表示装置１００の要部を示す斜視図である。 図５は、本発明にかかる実施形態１において、透過率とコントラストとを測定した結果を示す図である。 図６は、本発明にかかる実施形態２において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。 図７は、本発明にかかる実施形態３において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。 図８は、本発明にかかる実施形態において、光散乱層４００の断面を示す図である。 図９は、液晶表示装置において表示画面全面に黒表示をした際の画像を示す図である。 図１０は、画素密度（画素ピッチ）が異なる液晶パネルを用いた場合について測定した視角特性を示す図である。 図１１は、液晶モードが異なる液晶表示装置について測定した視角特性を示す図である。 図１２は、液晶パネルに光散乱層が設けられた液晶表示装置の要部を示す断面図である。 図１３は、液晶パネルに光散乱層を設けた場合において、液晶表示装置が画面全面に黒表示をした際の画像を示す図である。 図１４は、光散乱層を設置した場合と設置しない場合とにおける液晶表示装置について測定した視角特性を示す図である。 図１５は、光散乱層が設けられた液晶パネルを用いた場合において、「ぎらつき」または「ざらつき」が生じた表示画像を示す図である。

符号の説明

１００：液晶表示装置（液晶表示装置）、２００：液晶パネル（液晶パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０２：カラーフィルタ基板（第２基板）、２０３：液晶層（液晶層）、３００：バックライト、３１０：第１の光学フィルム（光学フィルム）、３１１，３１１ａ，３１１ｂ：位相差板（位相差板）、３１２：偏光板（偏光板）、３２０：第２の光学フィルム、３２１，３２１ａ，３２１ｂ：位相差板、３２２：偏光板、４００：光散乱層（光散乱層）、ＰＲ：画素領域（画素領域）

Claims (4)

1. 第１基板と、前記第１基板に対して間隔を隔てて対面している第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とが対面している間に設けられている液晶層とを含む液晶パネルを有し、前記第１基板と前記第２基板とが対面している面にて複数の画素が設けられた画素領域において、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ照明された照明光が透過し画像が表示される液晶表示装置であって、
   前記画素領域において、光が散乱して透過する光散乱層
   を、さらに有し、
   前記光散乱層は、前記第１基板において前記照明光が照明される面の側に設けられている
   液晶表示装置。
2. 前記第１基板において前記照明光が照明される面の側に設けられている光学フィルム
   を、さらに有し、
   前記光散乱層は、接着材料を含むように構成されており、前記第１基板と前記光学フィルムとの間において、前記接着材料によって前記第１基板と前記光学フィルムとを接着する、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光学フィルムは、偏光板を含む、
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記光学フィルムは、前記第１基板の側から位相差板と偏光板とが順次積層された積層フィルムである、
   請求項３に記載の液晶表示装置。