JP5349591B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、特に直視型の表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶表示パネル、バックライト装置、液晶表示パネルに各種の電気信号を供給する回路や電源、およびこれらを収容する筐体を備えている。液晶表示パネルは、複数の画素が配列された表示領域と、その周辺の額縁領域とを有している。表示領域には、画素電極やＴＦＴが設けられている。額縁領域には、シール部や駆動回路実装部等が設けられている。額縁領域には画素が配列されていないので、額縁領域は表示に寄与しない。液晶表示装置は、狭額縁化されてきているが、額縁領域は、原理的に無くすことはできない。

複数の表示パネルを配列することによって大画面を構成すると、表示パネルの額縁領域は表示に寄与しないので、画像に継ぎ目が生じてしまう。そこで、継ぎ目が無い画像を表示するために、特許文献１および２には、表示パネルの観察者側に透光性カバーを設けた表示装置が開示されている。この透光性カバーのエッジ部分は、観察者側の表面が屈曲した部分を有している。屈曲した部分はレンズとして機能するので、以下では「レンズ部」ということにする。透光性カバーのレンズ部は、表示パネルの額縁領域と、表示領域内の額縁領域に隣接する領域の一部に重なるように設けられている。表示領域のうち、レンズ部と重なる部分を「周辺表示領域」という。周辺表示領域に配列された画素から出射された光は、レンズ部によって額縁領域側へ屈折される。その結果、額縁領域の前面にも画像が表示され、画面全体として継ぎ目が無い画像が表示される。

特開平５−１８８８７３号公報 特表２００４−５２４５５１号公報

本発明者は、額縁が視認され難い新規な表示装置を実現することを検討した。表示パネルの周辺表示領域および額縁領域にレンズ部が重なるように、特許文献１および２に記載のレンズ部を有する透光性カバーを配置すると、表示パネルの額縁領域を見え難くすることができる。しかしながら、透光性カバーの位置合わせ精度またはレンズ部の観察者側表面の形状精度が低いと、後に詳述するように、レンズ部の端辺に、場所によって異なる色が表示され、観察者に違和感を与えることがわかった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、表示パネルの額縁領域を見え難くするとともに、観察者に与えられる違和感が抑制された表示装置を提供することにある。

本発明の直視型の表示装置は、第１の方向に延びる複数の画素列を含む表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有し、前記表示領域と前記額縁領域との間に前記第１の方向に延びる境界が存在する表示パネルと、前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーとを備え、前記複数の画素列は、前記境界に隣接する第１画素列と、前記第１画素列に隣接する第２画素列と、前記第２画素列に隣接する第３画素列とを有し、前記第１画素列と、前記第２画素列と、前記第３画素列とは互いに色が異なり、前記透光性カバーは、前記境界を跨ぐように配置されたレンズ部であって、前記表示領域から出射された光の一部を前記額縁領域の側に屈折させるレンズ部を有し、前記第１画素列と、前記第２画素列と、前記第３画素列とを含む、前記表示パネルの部分と、前記レンズ部との間に光拡散構造が設けられている。

ある実施形態において、前記光拡散構造は、前記表示パネルの前記額縁領域の一部と、前記額縁領域の前記一部に隣接する前記表示領域内の周辺表示領域の一部とを含む領域に重なる位置に配置されている。

ある実施形態において、前記光拡散構造は、前記表示領域の側に、前記表示領域の側から前記額縁領域の側に向かって、光拡散度が連続的または段階的に大きくなるように形成された低光拡散領域を有する。

ある実施形態において、前記複数の画素列は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に互いに隣接するように配列されており、前記光拡散構造は、前記第２の方向の光拡散度が、前記第１の方向の光拡散度より大きい。

ある実施形態において、前記光拡散構造として、光散乱フィルムが設けられている。

ある実施形態において、前記光拡散構造として、レンチキュラレンズが設けられている。

ある実施形態において、前記光拡散構造は、ヘイズ値が３０％以上７０％未満である光拡散粘着剤を含む。

本発明によると、表示パネルの額縁領域を見え難くするとともに、観察者に与えられる違和感が抑制された表示装置が提供される。

本発明による実施形態の液晶表示装置１００の模式的な断面図である。 液晶表示装置２００の模式的な断面図である。 液晶表示装置２００の模式的な斜視図である。 （ａ）は、液晶表示装置２００の領域２００Ａの端部付近を模式的に示す拡大断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、液晶表示装置２００の領域２００Ｂの端部付近を模式的に示す拡大断面図である。 液晶表示装置１００の端部付近を模式的に示す拡大断面図である。 液晶表示装置１００Ａの模式的な断面図である。 液晶表示装置１００Ｂの模式的な断面図である。 液晶表示装置１００Ｃの模式的な断面図である。 光学フィルム積層体７０の模式的な断面図である。 透光性カバー２０Ｆの模式的な断面図である。 透光性カバー２０Ｇの模式的な断面図である。 上金型９２および下金型９４の模式的な断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、透光性カバー２０Ｇの製造方法を説明するための模式的な断面図である。 液晶表示装置１００Ｈの模式的な断面図である。 光拡散構造６０Ｈの模式的な断面図である。 液晶表示装置１００Ｉの模式的な断面図である。 （ａ）は、第１低光拡散部分６２ａにおける光拡散構造６０Ｉの模式的な断面図であり、（ｂ）は、第２低光拡散部分６２ｂにおける光拡散構造６０Ｉの模式的な断面図であり、（ｃ）は、高光拡散領域６４における光拡散構造６０Ｉの模式的な断面図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置５００Ａの模式的な部分断面図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置５００Ｂの模式的な平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置５００Ｂに用いられる液晶表示装置５００ａの構成を示す図であり、（ａ）は模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）における線２０Ｂ−２０Ｂ’に沿った模式的な断面図である。 液晶表示パネル５００の端部の模式的な上面図である。 液晶表示装置５００ａの端部の模式的な断面図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置７００Ａの模式的な断面図である。 液晶表示装置７００Ａの端部付近を模式的に示す拡大断面図である。 観察者から見た液晶表示装置７００Ａを模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、液晶表示装置１００の模式的な断面図である。図１に示すように、液晶表示装置１００は、唯一の液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０の観察者側に配置された透光性カバー２０と、光拡散構造６０と、上側偏光板３２と、下側偏光板３４と、バックライト装置４０とを備える。

液晶表示パネル１０は、表示領域１０Ａと表示領域１０Ａの外側に設けられた額縁領域１０Ｆとを有する。表示領域１０Ａには、複数の画素が行方向および行方向に垂直な列方向にマトリクス状に配置されている。ここで、図１は列方向（図１における紙面に垂直な方向。以下、「第１の方向」ともいう。）に垂直な平面で切って得られる液晶表示装置１００の断面図である。図１には、行方向（図１における紙面に水平な方向。以下、「第２の方向Ｄ２」ともいう。）に沿って配列された画素の断面が示されている。本実施形態では、列方向に並ぶ複数の画素の列を、列ごとに「画素列」と称する。表示領域１０Ａには、第１の方向に延びる複数の画素列１８が、行方向に並んでいる。表示領域１０Ａと額縁領域１０Ｆとの間には、第１の方向に延びる境界が存在する。複数の画素列１８は、表示領域１０Ａと額縁領域１０Ｆとの境界に隣接する第１画素列１８ａと、第１画素列１８ａに隣接する第２画素列１８ｂと、第２画素列１８ｂに隣接する第３画素列１８ｃとを含む。第１画素列１８ａと、第２画素列１８ｂと、第３画素列１８ｃとは互いに色が異なる。例えば、第１画素列１８ａ、第２画素列１８ｂ、および第３画素列１８ｃは、それぞれ、青、緑および赤である。すなわち、液晶表示パネル１０の画素配列は、Ｒ、Ｇ、Ｂの縦ストライプ配列である。

透光性カバー２０は、レンズ部２２と平板部２４とを有している。レンズ部２２は、液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆと、額縁領域１０Ｆに隣接する表示領域１０Ａ内の周辺表示領域１０Ｄとを含む領域に重なる位置に配置されている。周辺表示領域１０Ｄから出射される光をレンズ部２２によって外側（額縁領域１０Ｆ側）に屈折させることによって、周辺表示領域１０Ｄに形成される画像を周辺表示領域１０Ｄおよび額縁領域１０Ｆから構成される領域に拡大する。液晶表示パネル１０には額縁領域１０Ｆが存在するが、液晶表示パネル１０の観察者側にレンズ部２２を有する透光性カバー２０を設けることによって、額縁領域１０Ｆを見え難くすることができる。レンズ部２２の好ましい形状については後述する。

光拡散構造６０は、第１画素列１８ａ、第２画素列１８ｂ、および第３画素列１８ｃを含む、液晶表示パネル１０の部分とレンズ部２２との間に設けられている。液晶表示装置１００は、光拡散構造６０が設けられているので、以下に示すようにレンズ部２２の端辺２２ｄにおける違和感を抑制することができる。

ここで、図２〜４を参照して、光拡散構造を有しない液晶表示装置２００において、透光性カバー２０の位置合わせ精度またはレンズ部２２の形状精度が低いと、観察者が違和感をおぼえる理由を説明する。

図２は、液晶表示装置２００の模式的な断面図であり、図３は、液晶表示装置２００の模式的な斜視図である。図２は、第１の方向（図３に「Ｄ１」で示す方向）に垂直な平面で切って得られる液晶表示装置２００の断面図である。液晶表示装置２００は、光拡散構造６０を有しない点で図１に示した液晶表示装置１００と異なる。液晶表示装置１００と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。以下、説明のため、液晶表示装置２００を、表示領域１０Ａと額縁領域１０Ｆとの境界に垂直な平面で２つの領域に分けて考える。図３に示すように、２つの領域を、領域２００Ａおよび２００Ｂと称する。

まず、図４（ａ）および（ｂ）を参照して、液晶表示装置２００において、透光性カバー２０の位置合わせずれにより、領域２００Ａではレンズ部２２の端辺２２ｄが液晶表示パネル１０の端辺１０ｄと重なり、領域２００Ｂではレンズ部２２の端辺２２ｄが液晶表示パネル１０の端辺１０ｄより内側に存在した場合について説明する。

図４（ａ）は、領域２００Ａにおける、液晶表示装置２００のレンズ部２２付近の模式的な断面図である。図４（ａ）に示すように、第１画素列１８ａから出た光はレンズ部２２によって屈折され、端辺２２ｄから出射される。従って、領域２００Ａにおけるレンズ部２２の端辺２２ｄからは青色の光が出射される。

図４（ｂ）は、領域２００Ｂにおける、液晶表示装置２００のレンズ部２２付近の模式的な断面図である。レンズ部２２の端辺２２ｄが液晶表示パネル１０の端辺１０ｄより内側に存在すると、図４（ｂ）に示すように、レンズ部２２の端辺２２ｄからは、第１画素列１８ａより内側にある第２画素列１８ｂから出射した光が出射される。従って、領域２００Ｂでは、レンズ部２２の端辺２２ｄからは緑色の光が出射される。

このように、領域２００Ａにおけるレンズ部２２の端辺２２ｄには青色が表示されるのに対し、領域２００Ｂにおけるレンズ部２２の端辺２２ｄには緑色が表示される。従って、端辺２２ｄには、場所によって異なる色が表示されるので、観察者が違和感をおぼえる。

次に、領域２００Ｂにおけるレンズ部２２の出射面の形状精度が低く、領域２００Ａにおけるレンズ部２２（図４（ａ））の出射面より領域２００Ｂにおけるレンズ部２２’の出射面の曲率が大きい場合について説明する。

領域２００Ｂにおけるレンズ部２２’付近の断面図を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、レンズ部２２’の出射面の曲率が領域２００Ａにおけるレンズ部２２の出射面（図４（ｃ）に破線で示す。）の曲率より大きいと、レンズ部２２’の端辺２２ｄ’からは、第１画素列１８ａより内側の第２画素列１８ｂから出た光が出射される。すなわち、領域２００Ｂの端辺２２ｄ’からは緑色の光が出射される。一方、図４（ａ）を参照して説明したように、領域２００Ａではレンズ部２２の端辺２２ｄから青色の光が出射される。従って、端辺２２ｄには、場所によって異なる色が表示されるので、観察者が違和感をおぼえる。

本実施形態の液晶表示装置１００は、光拡散構造６０を有するので、観察者が違和感をおぼえることが抑制される。光拡散構造６０は、光拡散構造６０に入射した光を拡がるように出射させる。言い換えると、光拡散構造６０は、光拡散構造６０に入射した光を、入射角度範囲よりも大きな角度範囲で出射させるものであれば良く、光の散乱、拡散反射、あるいは屈折のいずれを利用するものでも良い。光拡散構造６０として、例えば、光散乱フィルムを用いることができる。光散乱フィルムは、例えば、支持体と、支持体の両面に形成された粘着層を有するフィルムであって、支持体の少なくとも一方の面に形成された粘着層に微細粒子が混入されたフィルムである。また、光拡散構造６０として、例えば、レンチキュラレンズなどのレンズを用いることができる。光拡散構造の他の例は後述する。

液晶表示装置１００においては、図５に示すように、液晶表示パネル１０の第１画素列１８ａ、第２画素列１８ｂ、および第３画素列１８ｃから出た光は、光拡散構造６０を通ってレンズ部２２に入射するので、拡散されてレンズ部２２に入射する。光拡散構造６０は、第１画素列１８ａ、第２画素列１８ｂ、および第３画素列１８ｃから出た光を、複数の画素列１８が延びる方向（第１の方向）に垂直な方向である第２の方向Ｄ２に拡散させる。拡散されてレンズ部２２に入射した青、緑および赤色の光は混合される。従って、レンズ部２２の端辺２２ｄには、青、緑、および赤色が混合した色が表示されるので、レンズ部２２の端辺２２ｄにおいて、場所によって異なる色が表示されることが抑制される。従って、液晶表示装置１００においては、上述した、観察者がおぼえる違和感が抑制される。

上記では、３つの画素列の観察者側に光拡散構造６０が設けられる例を示したが、光拡散構造は、例えば、４つ以上の画素列の観察者側に設けられてもよい。また、画素列の色は、青、緑および赤でなくてもよい。

液晶表示装置１００の液晶表示パネル１０は、公知の任意の液晶表示パネルであってよく、例えばＴＦＴ型のＶＡモードの液晶表示パネルであってもよい。図１に示すように、液晶表示パネル１０は、上基板１１および下基板１２を有し、上基板１１と下基板１２との間には液晶層１３が設けられている。下基板１２には、例えばＴＦＴや画素電極が設けられ、上基板１１には、例えばカラーフィルタ層や対向電極が設けられている。上基板１１の上方および下基板１２の下方には、それぞれ、上側偏光板３２および下側偏光板３４が配置される。液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆには、シール部１６や駆動回路等が形成されている。

また、液晶表示装置１００は透過型であり、バックライト装置４０を備えている。バックライト装置４０は、例えば、ＬＥＤと、導光板と、拡散板やプリズムシート等の光学シートから構成される、エッジライト方式と呼ばれるバックライト装置である。

表示パネルとしては、液晶表示パネルに限られず、例えば、ＰＤＰ用表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、電気泳動表示パネル等を用いることもできる。また、上側偏光板３２および下側偏光板３４は必要でなければ省略してもよい。また、液晶表示装置１００の液晶表示パネル１０は透過型の表示パネルであり、液晶表示装置１００はバックライト装置４０を備えるが、バックライト装置４０は、必要でなければ省略してもよい。

次に、光拡散構造が設けられる位置の他の例を説明する。図１に示した液晶表示装置１００の光拡散構造６０は、第１画素列１８ａ、第２画素列１８ｂ、および第３画素列１８ｃを含む、液晶表示パネル１０の部分に設けられているが、図６に示す液晶表示装置１００Ａのように、光拡散構造６０Ａが額縁領域１０Ｆおよび周辺表示領域１０Ｄを含む領域に設けられていてもよい。すなわち、光拡散構造はレンズ部２２が配置される領域全体に設けられていてもよい。

また、レンズ部が４辺に設けられた表示装置では、２辺のレンズ部が設けられる領域に光拡散構造を設けてもよいし、４辺全てに光拡散構造を設けてもよい。図２〜４を参照して説明したように、透光性カバーの位置合わせ精度またはレンズ部の形状精度が低いと、画素列に平行な方向（第１の方向Ｄ１）に延びるレンズ部の端辺に、場所によって異なる色が表示される。従って、２辺のレンズ部が設けられる領域に光拡散構造を設けるときは、少なくとも画素列に平行な２辺に設けることが好ましい。

なお、同一の色の画素が第１の方向Ｄ１に垂直な方向（すなわち、第２の方向Ｄ２）に並んでいる横ストライプ配列の表示パネルを備える表示装置においては、透光性カバーの位置合わせ精度またはレンズ部の形状精度が低いと、第２の方向Ｄ２に延びるレンズ部の端辺に場所によって異なる色が表示される。従って、カラーフィルタが横ストライプ配列である表示パネルを備える表示装置においては、光拡散構造は、第２の方向Ｄ２に延びる２辺のレンズ部が設けられる領域に設けることが好ましい。

また、光拡散構造は、表示領域１０Ａおよび額縁領域１０Ｆを含む領域に設けてもよい。例えば、図７に示す液晶表示装置１００Ｂのように、上側偏光板３２の表面全体に重なるように光拡散構造６０Ｂを設けてもよい。すなわち、光拡散構造は、透光性カバー２０が配置される領域全体に設けられていてもよい。

なお、光拡散構造が設けられた部分では、画像のボケや表示のコントラスト比の低下が目立つことがある。従って、光拡散構造が設けられる部分は小さいほうが好ましい。従って、液晶表示装置１００および１００Ａは、液晶表示装置１００Ｂに比べ、光拡散構造が設けられる領域が小さいので有利である。

上述した液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂは、いずれも、光拡散構造が上側偏光板３２と透光性カバー２０との間に設けられる例を示したが、図８に示す液晶表示装置１００Ｃのように、光拡散構造６０Ｃが、上側偏光板３２と液晶表示パネル１０との間に設けられていてもよい。光拡散構造６０Ｃが上側偏光板３２の下に設けられていると、上側偏光板３２の上に設けられている場合に比べ、光拡散構造の表面における外光の反射が小さいという利点がある。一方、図１に示した液晶表示装置１００のように、透過型の表示パネル（液晶表示パネル１０）とバックライト装置４０とを備える表示装置においては、光拡散構造６０が上側偏光板３２の上に設けられていると、バックライト装置４０から出射された光は、下側偏光板３４、表示パネル１０、および上側偏光板３２を通ってから光拡散構造６０に入射し拡散されるので、図８に示した液晶表示装置１００Ｃのように光拡散構造６０Ｃが上側偏光板３２の下に設けられている場合に比べ、透過表示のコントラスト比の低下が少ないという利点がある。

次に、光拡散構造の例を説明する。

光拡散構造として、上述したように光散乱フィルムを用いることができる。光散乱フィルムとしては、例えば、支持体と、支持体の両面に形成された粘着層とを有し、支持体の少なくとも片面の粘着層に微粒子が混入されているものを用いることができる。

図７に示した、透光性カバー２０の裏面および上側偏光板３２の表面に接する、液晶表示装置１００Ｂの光拡散構造６０Ｂとして、光散乱フィルムを用いるときは、例えば以下のようにして設けることができる。

まず、平板ステージに液晶表示パネル１０と、上側偏光板３２とを有する表示パネルユニットを固定する。

次に、光散乱フィルムの一方の粘着層（以下、「第１粘着層」ともいう。）を上側偏光板３２の表面に固定する。第１粘着層に剥離処理が施された保護フィルムが貼り付けられているときは、保護フィルムを剥離しながら上側偏光板３２の表面に光散乱フィルムを貼り付ける。

続いて、光散乱フィルムの他方の粘着層（以下、「第２粘着層」ともいう。）の表面に、他の平板ステージに固定された透光性カバー２０を固定する。第２粘着層に保護フィルムが貼り付けられているときは、保護フィルムを剥離した後に透光性カバー２０を第２粘着層の表面に固定する。こうして、上側偏光板３２の表面および透光性カバー２０の裏面に接するように光散乱フィルムが設けられた液晶表示装置１００Ｂが得られる。

光散乱フィルムとしては、例えば、株式会社巴川製紙所の拡散粘着を施したフィルムを用いることができる。

なお、表示装置が上側偏光板３２を有しないときは、液晶表示パネル１０の表示面に対し、上記と同様の方法で、光散乱フィルムを貼り付ければよい。上記の工程は、上側偏光板３２の表面（または液晶表示パネル１０の表示面）と光散乱フィルムとの間や、光散乱フィルムと透光性カバー２０の裏面との間に気泡が混入しないように、真空下で行うことが好ましい。また、上記の工程の後、光散乱フィルムと透光性カバー２０との密着性、および光散乱フィルムと上側偏光板３２との密着性を高めるために、加熱や加圧を行ってもよい。また、例えば、図６に示した液晶表示装置１００Ａの光拡散構造６０Ａのように、光拡散構造を上側偏光板３２の一部に設けるときは、あらかじめ光拡散構造を設ける領域の大きさに合わせて形成した光散乱フィルムを位置合わせして貼り付けてもよい。例えば、液晶表示装置１００Ａの光拡散構造６０Ａは、レンズ部２２が配置される領域の大きさと同じ大きさとなるように形成した光散乱フィルムを、レンズ部２２が配置される位置に位置合わせして貼り付けることにより設けてもよい。

上述した方法では、光散乱フィルムの一方の面（裏面）を上側偏光板３２の表面に固定した後、光散乱フィルムの他方の面（表面）に透光性カバー２０を固定する例を示したが、先に透光性カバー２０の裏面に光散乱フィルムを固定してから、上側偏光板３２の表面に固定してもよい。光拡散構造をあらかじめ透光性カバー２０の裏面に設ける他の例は後述する。

図７に示した液晶表示装置１００Ｂの光拡散構造６０Ｂとして、拡散粘着剤を用いて、上側偏光板３２の表面および透光性カバー２０の裏面に接するように拡散粘着層を形成してもよい。拡散粘着剤は、粘着剤（樹脂材料）中に、屈折率が粘着剤と異なる微粒子を分散した材料である。拡散粘着剤は、例えば、株式会社巴川製紙所から入手できる。

液晶表示装置１００Ｂの光拡散構造６０Ｂとして拡散粘着層を用いたときの、ヘイズ値とレンズ部の端辺に生じる違和感との関係を評価した。ヘイズ値は３０％、５０％、および７０％とし、拡散粘着層を有しない液晶表示装置の評価結果と併せて表１に示す。拡散粘着層のヘイズ値は、例えば、拡散粘着層の厚さを変化させることや、粘着剤中に分散させる微粒子の粒径、屈折率、充填率等を変化させることにより調整することができる。なお、拡散粘着層の厚さは、０．２ｍｍ未満であることが好ましい。拡散粘着層の厚さが０．２ｍｍ以上であると、観察者に拡散粘着層の側面が見えてしまうことがあるので好ましくない。また、拡散粘着層の厚さが０．２ｍｍ以上であると、観察者が視差を感じることがあるので好ましくない。ここでは、拡散粘着層の厚さを２５μｍとした。

表１において、○は違和感が生じなかったことを示し、×は違和感が生じたことを示し、△は違和感が少し生じたことを示す。

表１に示すように、光拡散構造を有しない表示装置では、違和感が生じた。ヘイズ値が３０％であるときは違和感が少し生じたが、５０％以上で違和感が生じなかった。従って、光拡散構造として用いる拡散粘着層のヘイズ値は、３０％以上であることが好ましい。また、ヘイズ値が７０％であると、外光の反射により、表示が白っぽく見え、コントラスト比の低下が確認された。従って、拡散粘着層のヘイズ値は、７０％未満であることが好ましい。なお、ヘイズ値が７０％であっても、暗室においては、外光の反射が無くコントラスト比の低下は確認されなかった。

なお、「ヘイズ値」とは「曇り度」を示す値である。ヘイズ値は、全光線透過率をＴｔ（％）とし、拡散透過率をＴｄ（％）とした場合、以下の式で定義される。
ヘイズ値（％）＝（Ｔｄ／Ｔｔ）×１００

ここで、全光線透過率Ｔｔは、入射光（平行光線）強度に対する拡散透過光および平行透過光の合計強度の比率である。また、拡散透過率Ｔｄは、入射光（平行光線）強度に対する拡散透過光の強度の比率である。ヘイズ値が小さいほど光拡散構造の明度は増し、ヘイズ値が大きいほど光拡散構造の曇り度が強くなる。ここでは、光拡散構造のヘイズ値を積分球式光線透過率測定装置（例えば日本電色工業社製のヘイズメータＮＤＨ２０００）によって測定した。

図８に示した液晶表示装置１００Ｃのように、上側偏光板３２と液晶表示パネル１０との間に設けられた光拡散構造６０Ｃを有する液晶表示装置は、図９に示すような光学フィルム積層体７０を液晶表示パネル１０の表示面に貼り付けることによっても実現できる。図９は、光学フィルム積層体７０の模式的な断面図である。光学フィルム積層体７０は、上側偏光板３２と、上側偏光板３２の下に粘着層７２を介して貼り付けられた位相差フィルム７４と、光拡散構造７６と、光拡散構造７６の下に設けられた保護フィルム７８とを有する。保護フィルム７８は剥離処理されている。光学フィルム積層体７０を、例えば、保護フィルム７８を剥離しながら液晶表示パネル１０の表示面に貼り付けることにより、上側偏光板３２と液晶表示パネル１０との間に設けられた光拡散構造６０Ｃを有する液晶表示装置１００Ｃが得られる。なお、光拡散構造７６は、拡散粘着剤を用いて形成されていることが好ましい。光拡散構造７６を拡散粘着剤で形成することにより、光拡散構造としての機能と、粘着層としての機能とを兼ねることができるので、別途粘着層を形成する必要が無く、コストを抑制できる。なお、位相差フィルム７４を省略するときは、上側偏光板３２の下に拡散粘着剤を付与して形成された光拡散構造が設けられた光学フィルム積層体を用いればよい。

上述したように、光拡散構造はあらかじめ透光性カバー２０の裏面に設けられていてもよい。例えば、上述した拡散粘着剤をあらかじめ透光性カバー２０の裏面に付与して光拡散構造を設けてもよい。また、光拡散構造をあらかじめ透光性カバー２０の裏面に設けるときは、光拡散構造を別部材とせず、図１０に示す、裏面を凹凸面とした透光性カバー２０Ｆを用いてもよい。図１０に示すように、透光性カバー２０Ｆは、レンズ部２２Ｆと平板部２４Ｆとを有する。レンズ部２２Ｆの裏面２６Ｆ、および平板部２４Ｆの裏面２８Ｆには、凹凸構造が形成されている。凹凸構造として、例えば、アンチグレア機能を発揮する凹凸構造を形成してもよい。アンチグレア機能を発揮する凹凸構造は、例えば、裏面２６Ｆおよび２８Ｆに、球径数μｍの粒子を含有した樹脂を塗布して形成することができる。透光性カバー２０Ｆは、例えば、レンズ部２２Ｆの裏面２６Ｆの凹凸構造および平板部２４Ｆの裏面２８Ｆの凹凸構造が反転された凹凸構造を有する金型を用いて、射出成型により作製することができる。また、透光性カバー２０Ｆは、裏面が平坦である透光性カバーを用意し、裏面に対しサンドブラスト法によって凹凸構造を形成することによっても得られる。

レンズ部が設けられる領域のみに光拡散構造を設けるときは、図１１に示す、レンズ部２２Ｇの裏面２６Ｇのみに凹凸構造が設けられた透光性カバー２０Ｇを用いることができる。透光性カバー２０Ｇは、液晶表示装置１００Ｂのように、レンズ部２２が配置される領域のみに光拡散構造６０Ｂが設けられた表示装置に用いることができる。透光性カバー２０Ｇのような、あらかじめ光拡散構造が形成された透光性カバーを用いると、透光性カバーと光拡散構造とを別部材とする場合に比べ、位置合わせ工程が不要であるという利点が得られる。

透光性カバー２０Ｇは、例えば、図１２に示すように、透光性カバー２０Ｇの観察者側表面の形状が反転された形状を有する上金型９２と、透光性カバー２０Ｇのレンズ部２２Ｇに対応する領域に凹凸構造が設けられた下金型９４とを用いて射出成型により作製することができる。下金型９４には、例えば、サンドブラストやエッチングにより凹凸構造を形成することができる。

また、透光性カバー２０Ｇは、裏面が平坦な透光性カバーに対し、サンドブラスト法を用いて作製することもできる。まず、図１３（ａ）に示すように、裏面が平坦な透光性カバー２０Ｇ’を用意する。続いて、図１３（ｂ）に示すように、平板部２４Ｇ’の裏面にレジスト９６を形成する。その後、図１３（ｃ）に示すように、サンドブラスト法によって、レンズ部２２Ｇの裏面２６Ｇに凹凸構造を形成する。その後、平板部２４Ｇの裏面からレジスト９６を剥離する。こうして、図１１に示した透光性カバー２０Ｇが得られる。

ここで、光拡散構造６０から出射される光の角度分布の広がりの程度を「光拡散度」と称することとする。光拡散度は、例えば光拡散構造６０から出射される光の強度分布の半値角（ＦＷＨＭ）を用いて評価することができる。半値角とは、出射光強度が法線方向の出射光強度の１／２となる角度の幅を意味する。

光拡散構造として、上述した「光拡散度」に異方性がある光拡散構造を用いることもできる。ここで、本発明において、光拡散度に異方性があるとは、交差する２つの方向の光拡散度が異なることをいう。

図１４に、光拡散度に異方性がある光拡散構造６０Ｈ（斜線で示す。）を有する液晶表示装置１００Ｈの模式的な斜視図を示す。液晶表示装置１００Ｈは、第１の方向Ｄ１に平行なレンズ部２２を有する透光性カバー２０と、液晶表示パネル１０とを備える。光拡散構造６０Ｈは、レンズ部２２が配置される領域に設けられている。光拡散構造６０Ｈの第２の方向Ｄ２における光拡散度は、第１の方向Ｄ１における光拡散度より大きい。なお、図１４には図示していないが、図１に示した液晶表示装置１００と同様に、液晶表示装置１００Ｈの液晶表示パネル１０の表示領域には、第１の方向に延びる複数の画素列が並んでいる。複数の画素列は第１の方向Ｄ１に垂直な第２の方向Ｄ２に互いに隣接するように配列されている。

光拡散構造６０Ｈから出射される光線を、図１４に模式的に示す。図１４には、液晶表示装置１００Ｈの第２の方向Ｄ２に延びる２辺のうち、図１４において左側の辺に設けられた光拡散構造６０Ｈに入射し第１の方向Ｄ１に拡散される光と、図１４において右側の辺に設けられた光拡散構造６０Ｈに入射し、第２の方向Ｄ２に拡散される光を模式的に示す。図１４に示すように、光拡散構造６０Ｈから出射される光の角度範囲は、第１の方向Ｄ１より第２の方向Ｄ２のほうが大きい。図５を参照して説明したように、光拡散構造は、光拡散構造に入射した光を画素列が延びる方向（第１の方向Ｄ１）に垂直な方向（第２の方向Ｄ２）に拡散させることにより違和感を抑制することができる。光拡散構造６０Ｈは、第１の方向Ｄ１の光拡散度より第２の方向Ｄ２（行方向）の光拡散度が大きいので、効果的に違和感を抑制できる。

光拡散度に異方性がある光拡散構造６０Ｈとして、例えば、レンチキュラレンズを用いることができる。レンチキュラレンズとしては、例えば日本特殊光学樹脂社製のレンチキュラレンズを用いることができる。図１５は、レンチキュラレンズを用いた光拡散構造６０Ｈの模式的な斜視図である。図１５に示すように、レンチキュラレンズを用いた光拡散構造６０Ｈは、複数のかまぼこ状（半円柱状）のレンズ８０（以下、「レンズ８０」ともいう。）が平行に配列された構造を有している。レンチキュラレンズは、屈折作用により光を拡散させることができる。かまぼこ状のレンズ８０は、長軸方向の光拡散度が、レンズ８０の長軸方向に直交する方向の光拡散度と異なり、長軸方向に直交する方向の光拡散度が長軸方向の光拡散度より大きい。従って、図１５に示すように、かまぼこ状のレンズ８０の長軸方向が第１の方向Ｄ１と一致するように、光拡散構造６０Ｈを配置することにより、効果的に違和感を抑制することができる。

レンチキュラレンズを用いた光拡散構造６０Ｈとして、例えば、レンチキュラレンズの形状を有するレンズシートを用いることができる。また、上述した、裏面に凹凸構造が設けられた透光性カバー２０Ｇと同様に、裏面がレンチキュラレンズの形状となるように形成された透光性カバーを用いてもよい。裏面がレンチキュラレンズの形状を有する透光性カバーは、例えば射出成型によって作製できる。

レンズ８０のピッチＰ₀の好ましい大きさを検討した実験結果を表２に示す。ここで、レンズ８０のピッチＰ₀は、図１５に示すように、レンズ８０の長軸方向（第１の方向Ｄ１）に直交する方向（第２の方向Ｄ２）における幅である。ピッチＰ₀を０．０２ｍｍ、０．０３ｍｍ、および０．０４ｍｍの３通りとした表示装置において、違和感が生じるかを評価した。ピッチが異なる３通りの表示装置においては、レンズ８０の曲率半径はいずれも０．０２ｍｍとし、中心角の大きさを変えることによって、レンズのピッチＰ₀を変えた。○、△および×は、表１と同様である。

表２に示すように、ピッチが０．０２ｍｍであると、違和感が少し生じたが、ピッチが０．０３ｍｍ以上では違和感は生じなかった。従って、光拡散構造６０Ｈとしてレンチキュラレンズを用いるときは、レンズのピッチが０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．０３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

また、光拡散度に異方性がある光拡散構造として、互いに交差する２つの方向において、光拡散度が異なるように形成された凹凸構造を表面に有するレンズ拡散板を用いることができる。このようなレンズ拡散板としては、ルミニット社製のレンズ拡散板を用いることができる。ルミニット社製のレンズ拡散板は、表面にミクロンレベルの凹凸構造が配置されており、屈折作用によって光を拡散することができる。ルミニット社製のレンズ拡散板は、凹凸構造の形状により、互いに交差する２つの方向において、光拡散度を異ならせている。

また、光拡散度に異方性がある光拡散構造として、互いに直交する２つの方向の光拡散度が異なる棒状分子配向フィルムを用いることができる。棒状分子配向フィルムとして、例えば、特開２００７−１０７９８号公報に記載の異方性散乱フィルムを用いることができる。特開２００７−１０７９８号公報に記載の異方性散乱フィルムには、少なくとも２種の非相溶性の樹脂を用いて、少なくともフィルムの表層部に棒状で一方向に配向した島相が存在する海−島構造が形成されている。非相溶性の樹脂の組合せとして、例えば、オレフィン系樹脂とポリエステル樹脂との組合せを用いることができる。特開２００７−１０７９８号公報に記載の異方性散乱フィルムは、島相の配向方向に比べ、島相の配向方向に直交する方向の光拡散度が大きい。

また、棒状分子配向フィルムとして、特開２００６−２５１３９５号公報に記載の異方性散乱シートを用いることができる。特開２００６−２５１３９５号公報に記載の異方性散乱シートは、互いに屈折率が異なる連続相と分散相とを有し、分散相のアスペクト比が１より大きく、分散相の長手方向が一方向に配向した異方性光散乱層を有する。特開２００６−２５１３９５号公報に記載の異方性散乱シートは、分散相の長手方向の光拡散度より、長手方向に直交する方向の光拡散度が大きい。

また、光拡散構造は、表示領域１０Ａの側に、表示領域１０Ａの側から額縁領域１０Ｆの側に向かって、光拡散度が連続的または段階的に大きくなるように形成された低光拡散領域を有していてもよい。図１６に、低光拡散領域６２を有する光拡散構造６０Ｉを備える液晶表示装置１００Ｉの模式的な断面図を示す。光拡散構造６０Ｉは、表示領域１０Ａの側に設けられた低光拡散領域６２と、低光拡散領域６２の外側（額縁領域１０Ｆの側）に設けられた高光拡散領域６４とを有する。低光拡散領域６２は、表示領域１０Ａの側に設けられた第１低光拡散部分６２ａと、第１低光拡散部分６２ａより額縁領域１０Ｆの側にあり、第１低光拡散部分６２ａより光拡散度が大きい第２低光拡散部分６２ｂとを有する。高光拡散領域６４の光拡散度は、第２低光拡散部分６２ｂの光拡散度より大きい。

光拡散構造が設けられている領域は、光拡散構造が設けられていない領域に比べ、表示のコントラスト比が低い。従って、光拡散構造が設けられている領域と光拡散構造が設けられていない領域との境界があるときは、境界において表示のコントラスト比の変化が目立つことがある。液晶表示装置１００Ｉの光拡散構造６０Ｉは低光拡散領域６２を有するので、光拡散構造がある領域と無い領域との光拡散度の差を小さくすることができる。従って、光拡散構造がある領域と光拡散構造が無い領域との境界におけるコントラスト比の変化を目立たなくすることができる。

光拡散構造６０Ｉとして、領域によってピッチの大きさが異なるレンチキュラレンズを用いることができる。図１７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、第１低光拡散部分６２ａ、第２低光拡散部分６２ｂ、および高光拡散領域６４における光拡散構造６０Ｉの模式的な断面図を示す。光拡散構造６０Ｉの第１低光拡散部分６２ａ、第２低光拡散部分６２ｂ、および高光拡散領域６４には、それぞれ、複数のかまぼこ状レンズ８２ａ、８２ｂ、および８４が配列されている。かまぼこ状レンズ８２ａ、８２ｂ、および８４は、いずれも曲率半径は同じであるが、互いにピッチの大きさ（長軸に直交する方向の幅の大きさ）が異なる。ここで、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、かまぼこ状レンズ８２ａ、８２ｂ、および８４のピッチの大きさを、それぞれＰ_2a、Ｐ_2b、およびＰ₄と称することとする。Ｐ_2a＜Ｐ_2b＜Ｐ₄とすれば、表示領域１０Ａの側から額縁領域１０Ｆの側に向かって、光拡散度を段階的に大きくすることができる。例えば、曲率半径をいずれも０．０２ｍｍとし、Ｐ_2a＝０．０２ｍｍ、Ｐ_2b＝０．０３ｍｍ、Ｐ₄＝０．０４ｍｍとしてもよい。

図１７に示した光拡散構造６０Ｉは、光拡散度が３段階で大きくなるように形成する例を示したが、これに限られない。例えば、第２低光拡散部分６２ｂの光拡散度と高光拡散領域６４の光拡散度とを等しくすることによって、光拡散度が２段階で大きくなる光拡散構造とすることもできる。また、光拡散度が４段階以上で変化するようにしてもよいし、連続的に変化するように形成してもよい。光拡散度が連続的に変化する光拡散構造として、例えば、かまぼこ状レンズのピッチの大きさを連続的に変化させたレンチキュラレンズを用いることができる。

また、レンチキュラレンズのかまぼこ状レンズの曲率半径の大きさを連続的または段階的に変化させることによっても、光拡散度を連続的または段階的に変化させることができる。なお、曲率半径を変化させるよりピッチを変化させるほうが、同じ切削刃物で製造できる点で容易である。

また、例えば拡散粘着層のヘイズ値を連続的または段階的に変化させることによっても、表示のコントラスト比の変化を目立たなくすることができる。例えば、上述した光拡散構造６０Ｉにおいて、第１低光拡散部分６２ａ、第２低光拡散部分６２ｂ、および高光拡散領域６４のヘイズ値をこの順に大きくなるように（すなわち、第１低光拡散部分６２ａのヘイズ値＜第２低光拡散部分６２ｂのヘイズ値＜高光拡散領域６４のヘイズ値、となるように）ヘイズ値の異なる複数の拡散粘着層を設けてもよい。

［レンズ部の形状］
ここで、レンズ部２２の観察者側表面２２ａの形状を説明する。レンズ部２２の観察者側表面（「正面側表面」ともいう。）２２ａは、周辺表示領域１０Ｄに配列された画素から出射された光を観察者側に屈折させるレンズ面である。例えば、レンズ部２２の正面側表面２２ａは、液晶表示パネル１０の表示面１０ａに垂直で且つ第１の方向と直交する平面との交線が円弧である。また、観察者側表面２２ａと、表示面１０ａに垂直で且つ第１の方向と直交する平面との交線は、円弧ではない曲線であってもよい。特に、国際公開第２００９／１５７１５０号に記載の非球面関数によって規定される曲線であることが好ましい。参考のために、国際公開第２００９／１５７１５０号の開示内容の全てを本明細書に援用する。

例えば、周辺表示領域１０Ｄに形成する画像を、中央表示領域１０Ｂに形成する画像と比較して画像圧縮率ａだけ圧縮して形成し、レンズ部２２の観察者側表面２２ａ上に、周辺表示領域１０Ｄに形成される画像を１／ａ倍に拡大して表示するようなレンズ部２２の観察者側表面２２ａの形状は、以下のように求めることができる。

非球面関数ｆ（ｘ）として、以下の関数を用いる。
f(x)=h-cx²/(1+(1-(1+k)c²x²)^1/2)+A₄x⁴+A₆x⁶+A₈x⁸+A₁₀x¹⁰
ここで、
ｃ：レンズ部２２の曲率（曲率半径の逆数）
ｈ：平板部２４の厚さ
ｋ：円錐定数（「コーニック定数」又は「ｃｏｎｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ」ともいう。）
である。ｘは、レンズ部２２の観察者側表面２２ａ上の各点の第２の方向Ｄ２における位置を示し、中央表示領域１０Ｂ側を零（０）とし、額縁領域１０Ｆ側ほど数値が大きくなる。

例えば、
周辺表示領域１０Ｄの幅Ｌ１：１２ｍｍ
額縁領域１０Ｆの幅Ｌ２：３ｍｍ
画像圧縮率ａ：０.８
平板部２４の厚さｈ：１３ｍｍ
曲率半径（レンズ部２２の曲率ｃの逆数、１／ｃ）：２３ｍｍ
レンズ部２２の屈折率ｎ：１．４９（アクリル樹脂）
とすると、
ｋ＝１．１５
Ａ₄＝−７．８６×１０^-7
Ａ₆＝１．８９×１０^-8
Ａ₈＝−１．６２×１０^-10
Ａ₁₀＝４．９５×１０^-13
となる。

また、ｋの値は下記の式で与えられる。
k=89.918a⁴-194.57a³+159.82a²-57.099a+7.1865

なお、画像圧縮率が小さい（例えばａ＜０．７）と、１／ａの値が大きくなり、各画素は大きく拡大される。このため、画素と画素の間にあるブラックマトリクスが目立って見えてしまうことがあり、表示不良となる場合が多い。また画像圧縮率が大きい（例えばａ＞０．９）と、額縁領域の幅に対して大きいレンズ部が必要となるために、あまり好ましくない。例えば、画像圧縮率ａ＝０．９５のとき、ａ＝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）＝０．９５であるから、レンズ部の幅（Ｌ１＋Ｌ２）は額縁領域の幅Ｌ２の２０倍となる。上記の例のように額縁領域の幅Ｌ２が３ｍｍであれば、レンズ部の幅Ｌ１＋Ｌ２が６０ｍｍとなる。例えば携帯電話用の表示装置等では、装置の幅が６０ｍｍ以下である場合が多く、レンズ部の幅Ｌ１＋Ｌ２が６０ｍｍのレンズ部材を配置できない。従って、画像圧縮率ａは０．７〜０．９程度が好ましい。上記の式から、画像圧縮率ａ＝０．７、０．９における円錐定数ｋは、それぞれｋ≒０．３８、２．４と算出されるので、円錐定数ｋの好ましい範囲は、０．３８以上２．４以下である。

上記ｋの値を用いて上記非球面関数ｆ（ｘ）を求め、ｆ（ｘ）で表される正面側表面２２ａを有するレンズ部２２を作製すれば、周辺表示領域１０Ｄおよび額縁領域１０Ｆに、歪みが無い画像を表示することができる。

上述した実施形態の液晶表示装置はいずれも唯一の液晶表示パネルを有しているが、本発明による実施形態の液晶表示装置は上述の例に限られず、複数の液晶表示パネルをタイリングしてもよい。

図１８に本発明による実施形態の直視型の液晶表示装置５００Ａの模式的な断面図を示す。液晶表示装置５００Ａは、複数の液晶表示パネルをタイリングした表示装置であり、２つの液晶表示パネル１０および１０’を有している。ここでは、液晶表示パネル１０、１０’が互いに隣接するように配置された液晶表示装置を例示する。なお、液晶表示パネル１０および１０’に代えて、液晶表示パネル１０が筐体に収められた液晶表示ユニットと、液晶表示パネル１０’が筐体に収められた液晶表示ユニットとが互いに隣接するように配置されたものを用いることもできる。

液晶表示パネル１０、１０’は、複数の画素が配列された表示領域１０Ａ、１０Ａ’と表示領域１０Ａ、１０Ａ’の外側にある額縁領域１０Ｆ、１０Ｆ’とを有する。表示に寄与しない領域を総称して非表示領域１０ＦＦと称することとする。非表示領域１０ＦＦには、額縁領域１０Ｆ、１０Ｆ’が含まれ、これらの間隙または接続部が存在する場合には、これら間隙や接続部も含まれる。液晶表示パネル１０、１０’の表示領域１０Ａ、１０Ａ’には、第１の方向（図１８における紙面に垂直な方向）および第１の方向に垂直で表示パネル１０、１０’の表示面１９、１９’に平行である第２の方向（図１８において、Ｄ２で示す方向）にマトリクス状に複数の画素が配置されている。画素は、第１の方向と第２の方向それぞれに、等ピッチで配列されている。

液晶表示パネル１０は、上基板１１および下基板１２を有し、上基板１１と下基板１２との間には液晶層１３が設けられている。上基板１１には、例えばカラーフィルタ層や対向電極が形成されており、下基板１２には、例えば透明電極がマトリクス状に形成されているほか、ＴＦＴやバスライン、これらに信号を供給するための駆動回路等が設けられている。また、液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆには、液晶層１３を上基板１１と下基板１２との間に保持しておくためのシール部１６や、画素を駆動するための駆動回路等が含まれる。液晶表示パネル１０’には、液晶表示パネル１０と同様に、上基板１１’、下基板１２’、液晶層１３’、シール部１６’が設けられている。

液晶表示パネル１０、１０’の観察者側には、透光性カバー１４、１４’が配置されている。透光性カバー１４、１４’は、レンズ部１４１、１４１’と平板部１４２、１４２’とを有する。レンズ部１４１、１４１’と平板部１４２、１４２’とは観察者側表面の形状が互いに異なる。

レンズ部１４１は、液晶表示パネル１０の、表示領域１０Ａと額縁領域１０Ｆとの間の、第１の方向に延びる境界を跨ぐように配置されている。レンズ部１４１’も同様に、液晶表示パネル１０’の、表示領域１０Ａ’と額縁領域１０Ｆ’との間の、第１の方向に延びる境界を跨ぐように配置されている。言い換えると、レンズ部１４１は、額縁領域１０Ｆの一部と、額縁領域１０Ｆの一部に第２の方向Ｄ２に隣接する、表示領域１０Ａ内の周辺表示領域１０Ｄの一部とを含む領域の観察者側に配置されている。レンズ部１４１’も同様に、額縁領域１０Ｆ’の一部と、額縁領域１０Ｆ’の一部に第２の方向Ｄ２に隣接する、表示領域１０Ａ’内の周辺表示領域１０Ｄ’の一部とを含む領域の観察者側に配置されている。

液晶表示パネル１０、１０’の中央表示領域１０Ｂ、１０Ｂ’に配列された画素から出る光は、平板部１４２、１４２’に入射し、平板部１４２、１４２’内を液晶表示パネル１０、１０’の表示面１９、１９’に垂直な方向に直進して観察者側に出射され、表示面１９、１９’に垂直な方向に進む。周辺表示領域１０Ｄ、１０Ｄ’に配列された画素から出る光は、レンズ部１４１、１４１’に入射し、外側（液晶表示パネル１０と１０’との境界線側）へ屈折して観察者側に出射され、表示面１９、１９’に垂直な方向に進む。このようにして、液晶表示パネル１０、１０’の周辺表示領域１０Ｄ、１０Ｄ’から出射された光が屈折することにより、額縁領域１０Ｆ、１０Ｆ’の前面に画像が表示される。従って、額縁領域１０Ｆおよび１０Ｆ’、すなわちタイリングした場合に画像の継ぎ目として見える非表示領域１０ＦＦを視認されないようにすることができる。

透光性カバー１４および１４’のそれぞれのレンズ部１４１、１４１’の表面形状は、例えば図１に示した透光性カバー２０のレンズ２２の表面形状と同様に設計される。例えば、レンズ部１４１、１４１’の観察者側表面１４１１、１４１１’と、表示パネル１０、１０’の表示面１９、１９’に垂直で且つ第１の方向と直交する平面との交線１４１２、１４１２’を、上述した国際公開第２００９／１５７１５０号に記載の非球面関数によって規定される曲線となるようにレンズ部１４１、１４１’が設計される（国際公開第２００９／１５７１５０号参照）。

例えば、図１に示した液晶表示装置１００における液晶表示パネル１０および透光性カバー２０に代えて、液晶表示装置５００Ａを用い、透光性カバー１４および１４’の額縁領域の形状をレンズ部２２と同じにし、液晶表示パネルと透光性カバーとの間に光拡散構造が設けられる構成とすれば、タイリングした液晶表示パネルを備え、額縁が視認され難く違和感が抑制された直視型の液晶表示装置が得られる。

さらに、図１９に示す液晶表示装置５００Ｂのように、液晶表示装置５００ａを２方向にタイリングすることもできる。図１９に、本発明による実施形態の液晶表示装置５００Ｂの模式的な平面図を示す。また、図２０（ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置５００Ｂに用いられる液晶表示装置５００ａの構成を示す図であり、図２０（ａ）は模式的な平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）における線２０Ｂ−２０Ｂ’に沿った模式的な断面図である。また、図２１に、液晶表示パネル５００の端部の模式的な上面図を示し、図２２に液晶表示装置５００ａの端部の模式的な断面図を示す。

液晶表示装置５００ａを縦方向および横方向の２方向にタイリング（２×２）することにより、図１９に示す大画面の液晶表示装置５００Ｂを得ることができる。図１９には、各液晶表示装置５００ａ上に配置された透光性カバーのレンズ部の屈曲形状を等高線で示している。

液晶表示装置５００Ｂにおいて、継ぎ目が無い表示を実現するためには、各液晶表示パネル５００の表示領域５２０に対して横方向（第１の方向Ｄ１）および縦方向（第２の方向Ｄ２）の境界部分に加えて、そのいずれにも含まれない角部に存在する非表示領域５３８（図１９に太斜線を付して示す。）を見え難くすることが好ましい。非表示領域５３８を見え難くするには、各液晶表示パネル５００の角部の上に、例えば回転体の一部で表される形状のレンズ部を有する透光性カバーを設ければよい（特願２００８−３２２９６４号参照）。参考のために、特願２００８−３２２９６４号の開示内容の全てを本明細書に援用する。以下に、図２０から図２２を参照して、液晶表示装置５００ａの構成を説明する。

図２０（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示装置５００ａは、液晶表示パネル５００と、液晶表示パネル５００の観察者側に配置された透光性カバー６００とを備える。液晶表示パネル５００は、複数の画素が行および列を有するマトリクス状に配列された表示領域５２０と、表示領域５２０の外側に設けられた額縁領域５３０とを有する。表示領域５２０は、額縁領域５３０に隣接する周辺表示領域５２５と、周辺表示領域５２５以外の領域の中央表示領域５２４から構成されている。透光性カバー６００は、平板部６５０とレンズ部６１０とを有している。

液晶表示パネル５００の周辺表示領域５２５とは、表示領域５２０の内、その観察者側に透光性カバー６００のレンズ部６１０が配置される領域をいい、平板部６５０は中央表示領域５２４上に配置される。周辺表示領域５２５から出射される光をレンズ部６１０によって屈折させることによって、周辺表示領域５２５に形成される画像を周辺表示領域５２５および額縁領域５３０から構成される領域に拡大する。

ここで、行方向を第１の方向Ｄ１とし、列方向を第２の方向Ｄ２とすると、表示領域５２０と額縁領域５３０との間には、第１の方向Ｄ１に延びる第１境界線Ｂ１、および第１境界線Ｂ１と交差し第２の方向Ｄ２に延びる第２境界線Ｂ２が存在する。周辺表示領域５２５と中央表示領域５２４との間には、第１の方向Ｄ１に延びる第３境界線Ｂ３と、第３境界線Ｂ３と交差し第２の方向Ｄ２に延びる第４境界線Ｂ４が存在する。

周辺表示領域５２５は、第３境界線Ｂ３と第４境界線Ｂ４とが交差する点Ｃを通り第１境界線Ｂ１に直交する直線Ｌ１と、点Ｃを通り第２境界線Ｂ２に直交する直線Ｌ２と、第１境界線Ｂ１と、第２境界線Ｂ２とで囲まれた第１周辺表示部分５２１を有する。

また、額縁領域５３０は、第１周辺表示部分５２１に第１境界線Ｂ１または第２境界線Ｂ２を介して隣接する第１額縁部分５３１を有している。第１額縁部分５３１は、第１境界線Ｂ１、第２境界線Ｂ２、直線Ｌ１および直線Ｌ２と液晶表示パネル５００の外縁によって規定される部分である。

透光性カバー６００のレンズ部６１０は、図２０（ｂ）に示すように屈曲した表面を有している。図２０（ａ）においては、レンズ部６１０の表面（観察者側表面）が屈曲している様子を等高線で示している。なお、ここでは簡単のために等高線の間隔を一定にしているが、これに限られない。レンズ部６１０の観察者側表面の好ましい形状については、後に詳述する。

液晶表示装置５００ａが有する透光性カバー６００のレンズ部６１０は、第１周辺表示部分５２１から出射される光を屈折させることによって、第１周辺表示部分５２１に形成される画像を第１周辺表示部分５２１および第１額縁部分５３１から構成される領域に拡大する。すなわち、図２０（ａ）に示すように、レンズ部６１０は、第１周辺表示部分５２１内の画素５７１から出射された光を、点Ｃから画素５７１に向かう方向Ｘ１に屈折させる。同様に、第１周辺表示部分５２１内の各画素から出射された光は、点Ｃからそれぞれその画素に向かう方向に屈折される。液晶表示装置５００ａの表示面に垂直な方向から画像を観察すると、液晶表示パネル５００の第１周辺表示部分５２１に形成される画像が第１周辺表示部分５２１および第１額縁部分５３１から構成される領域に拡大されて表示されることになる。すなわち、第１周辺表示部分５２１および第１額縁部分５３１の上に配置された、レンズ部６１０の部分は、第１周辺表示部分５２１から出射された光を、横方向Ｄ１でも縦方向Ｄ２でない方向（例えばＸ１）に屈折させることによって、第１額縁部分５３１を見え難くする。

以下、図２１および図２２を参照して、より詳細に説明する。

図２１は、液晶表示パネル５００の角部付近を拡大して模式的に示す上面図である。図２１に示すように、表示領域５２０と額縁領域５３０との間には、第１境界線Ｂ１と第２境界線Ｂ２が存在し、周辺表示領域５２５と中央表示領域５２４との間には、第３境界線Ｂ３と第４境界線Ｂ４が存在する。第１周辺表示部分５２１は、直線Ｌ１、直線Ｌ２、第１境界線Ｂ１および第２境界線Ｂ２で囲まれた部分である。第１額縁部分５３１は、額縁領域５３０内の、直線Ｌ１、直線Ｌ２、第１境界線Ｂ１、第２境界線Ｂ２および額縁領域５３０の外縁５３５に囲まれた部分である。

次に、図２２を参照する。図２２は、液晶表示装置５００ａのＸ１―Ｙ１平面における断面図である。ここで、Ｙ１軸は、図２１に示した点Ｃを通り、液晶表示パネル５００の表示面１９に垂直な軸である。

図２２に、表示領域５２０に配列された画素から出射された光線を破線で示す。図２２に示すように、第１周辺表示部分５２１内の画素から出射された光は、レンズ部６１０に入射し、Ｘ１方向に屈折される。このとき、レンズ部６１０に入射した光は、レンズ部６１０の観察者側表面（「出射面」ともいう。）で屈折され、第１周辺表示部分５２１および第１額縁部分５３１の上に配置された、レンズ部６１０の部分の観察者側表面から出射される。レンズ部６１０の観察者側表面から出射された光は、表示面１９に垂直な方向に直進する。従って、液晶表示装置５００ａの表示面１９に垂直な方向から画像を観察すると、液晶表示パネル５００の第１周辺表示部分５２１に形成される画像が第１周辺表示部分５２１および第１額縁部分５３１から構成される領域に拡大されて表示されるので、第１額縁部分５３１は見えない。

液晶表示装置５００ａは液晶表示パネル５００の額縁領域５３０の全ての領域に対応するレンズ部６１０を有するので、観察者には額縁領域５３０が全く見えないようにできる。しかしながら、これに限らず、額縁領域５３０の一部（例えば第１額縁部分５３１）のみを見えなくすることもできる。なお、第１額縁部分５３１のような角部以外の部分は、従来の任意の方法によって見え難くしてもよいが、透光性カバー６００として一体となったレンズ部を用いることが好ましい。

上述したように、各液晶表示装置５００ａでは、第１額縁部分５３１を見え難くすることができる。従って、図１９に示した液晶表示装置５００Ｂの非表示領域５３８は、４つの液晶表示装置５００ａの第１額縁部分５３１に含まれているので、液晶表示装置５００Ｂでは、非表示領域５３８を見え難くすることができる。

上述したように、図２０（ａ）に示した液晶表示装置５００ａでは、液晶表示パネル５００の額縁領域５３０の全ての領域に対応するレンズ部６１０を有しているので、継ぎ目が無い画像を表示することができるとともに、継ぎ目となる部分以外の額縁部分も見え難くすることができる。このため、液晶表示装置５００Ｂは、さらに大画面で表示することができる。

また、図２２では、中央表示領域５２４内の画素から出射された光線も図示している。中央表示領域５２４上に配置されている平板部６５０の出射面は、表示面１９に平行である。中央表示領域５２４から出射された光は、平板部６５０に入射し、平板部６５０内を表示面１９に垂直な方向に直進し、観察者側に出射される。

次に、レンズ部６１０のうち、第１周辺表示部分５２１上および第１額縁部分５３１上に配置された部分（第１レンズ体６１１という。）は、回転体を、回転軸を含む２つの平面で切り取って得られる立体の一部分であることが好ましい。このとき、回転軸がＹ１軸に一致するようにこの回転体の一部分が配置されていることが好ましい。すなわち、回転軸が、点Ｃを通り、第３境界線Ｂ３と第４境界線Ｂ４とに垂直となるように配置されていることが好ましい。本明細書において、回転体とは、平面図形をそれと同平面に位置する直線の周りに３６０°回転することにより得られる立体図形をいうこととする。また、この直線を回転軸ということとする。

上述した本発明による実施形態の液晶表示装置は、以下に示す液晶表示装置７００Ａのように、表示パネルの側面に配置される筐体部を有する筐体が設けられていてもよい。特に、唯一の表示パネルを備える表示装置は、以下に示す筐体が設けられていることが好ましい。図２３を参照して、液晶表示装置７００Ａを説明する。図２３に、液晶表示装置７００Ａの模式的な断面図を示す。図２３に示すように、液晶表示装置７００Ａは、唯一の液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０の観察者側に配置された透光性カバー２０と、筐体３０とを備える。

液晶表示パネル１０は、表示領域１０Ａと表示領域１０Ａの外側に設けられた額縁領域１０Ｆとを有する。液晶表示パネル１０は、公知の任意の透過型の液晶表示パネル１０であってよい。液晶表示パネル１０の下方にはバックライト装置４０が設けられている。なお、バックライト装置は、表示パネルとして有機ＥＬ表示パネル等の自発光型の表示パネルを用いるときは不要である。

透光性カバー２０は、レンズ部２２と平板部２４とを有している。透光性カバー２０のレンズ部２２は、液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆと、額縁領域１０Ｆに隣接する表示領域１０Ａ内の周辺表示領域１０Ｄとを含む領域に重なる位置に配置されている。周辺表示領域１０Ｄから出射される光をレンズ部２２によって屈折させることによって、周辺表示領域１０Ｄに形成される画像を周辺表示領域１０Ｄおよび額縁領域１０Ｆから構成される領域に拡大する。液晶表示パネル１０には額縁領域１０Ｆが存在するが、液晶表示パネル１０の観察者側にレンズ部２２を有する透光性カバー２０を設けることによって、額縁領域１０Ｆを見え難くすることができる。

筐体３０は、液晶表示パネル１０を保護することができる。本実施形態の表示装置７００Ａは、筐体３０を備えていることにより、表示パネルが塵や水にさらされるのを防止することができる。また、表示パネルに直接衝撃が加わるのを防止することもできる。以下、筐体の一部を「筐体部」と称することとする。筐体３０は、横筐体部３６と底筐体部３８とを有する。横筐体部３６は透光性であり、液晶表示パネル１０の側面１０ｂに配置されている。底筐体部３８はバックライト装置４０の下方に配置されている。

横筐体部３６は、透光性であるので、横筐体部３６の観察者側には、横筐体部３６に背面側から入射する光の一部が出射される。従って、観察者には、横筐体部３６の背景が透けて見えるので、額縁が視認され難い表示装置が実現される。

以下、図２４および図２５を参照して、液晶表示装置７００Ａは額縁が視認され難いことをより詳細に説明する。

図２４は、液晶表示装置７００Ａの端部付近を模式的に示す拡大断面図である。

液晶表示パネル１０は矩形であり、表示領域１０Ａには複数の画素が行および列を有するマトリクス状に配列されている。表示領域１０Ａは、額縁領域１０Ｆに隣接する周辺表示領域１０Ｄと、周辺表示領域１０Ｄ以外の領域の中央表示領域１０Ｂから構成されている。ここで、行方向を第１の方向Ｄ１（図２４において紙面に垂直な方向。後述する図２５に示す。）とし、列方向を第２の方向Ｄ２とする。

液晶表示パネル１０は、例えば、上基板１１および下基板１２を有し、上基板１１と下基板１２との間には液晶層１３が設けられている。下基板１２には、例えばＴＦＴや画素電極が設けられ、上基板１１には、例えばカラーフィルタ層や対向電極が設けられている。上基板１１の上方および下基板１２の下方には必要に応じて偏光板が配置される。液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆには、シール部１６や駆動回路等が形成されている。バックライト装置４０は、例えば、ＬＥＤと、導光板と、拡散板やプリズムシート等の光学シートとから構成される、エッジライト方式と呼ばれるバックライト装置である。

透光性カバー２０のレンズ部２２は、液晶表示パネル１０の額縁領域１０Ｆおよび周辺表示領域１０Ｄを含む領域に重なる位置に配置されており、レンズ部２２の観察者側表面２２ａは曲面である。平板部２４は、中央表示領域１０Ｂに重なる位置に配置されており、平板部２４の出射面は液晶表示パネル１０の表示面１０ａに平行である。透光性カバー２０は矩形であり、レンズ部２２は、透光性カバー２０の４辺のうち第１の方向Ｄ１に延びる２辺に設けられている。

筐体３０の横筐体部３６は透光性であり、液晶表示パネル１０の４辺のうち第１の方向Ｄ１に延びる２辺の側面の外側に設けられている。横筐体部３６の観察者側表面３６ａおよび背面側表面３６ｃは液晶表示パネル１０の表示面１０ａに平行である。

図２４に、表示領域１０Ａに配列された画素から出射され透光性カバー２０に入射する光線、および横筐体部３６の背面側から横筐体部３６に入射する光線を破線で示す。図２４に示すように、周辺表示領域１０Ｄから出射された光は、レンズ部２２に入射し、外側（額縁領域１０Ｆの側）に屈折される。このとき、レンズ部２２に入射した光は、レンズ部２２の観察者側表面２２ａで屈折され、周辺表示領域１０Ｄおよび額縁領域１０Ｆの上に配置された、レンズ部２２の観察者側表面２２ａから出射される。レンズ部２２の観察者側表面２２ａから出射された光は、表示面１０ａに垂直な方向に直進する。従って、液晶表示パネル１０の周辺表示領域１０Ｄに形成される画像が、周辺表示領域１０Ｄおよび額縁領域１０Ｆから構成される領域に拡大されて表示されるので、額縁領域１０Ｆが見え難くなる。また、中央表示領域１０Ｂに配列された画素から出射された光は、平板部２４に入射し、表示面１０ａに垂直な方向に直進する。従って、平板部２４の観察者側には中央表示領域１０Ｂに形成される画像が表示される。横筐体部３６の背面側表面３６ｃから横筐体部３６に入射した光は、横筐体部３６内を背面側表面３６ｃに垂直な方向に直進し、観察者側表面３６ａから出射される。従って、観察者には横筐体部３６の背景が透けて見えるので、額縁が視認され難い表示装置が実現される。

レンズ部２２は第１の方向Ｄ１に延びる２辺の額縁領域上に設けられており、第１の方向Ｄ１に延びる２辺の額縁領域１０Ｆ上には画像の一部が表示される。また、横筐体部３６は液晶表示パネル１０の第１の方向Ｄ１に延びる２辺の外側に設けられており、観察者には液晶表示パネル１０の第１の方向Ｄ１に延びる２辺の外側に横筐体部３６の背景が透けて見える。従って、液晶表示装置７００Ａは、第１の方向Ｄ１に延びる２辺の額縁を見え難くすることができる。

図２５に、観察者から見た液晶表示装置７００Ａを模式的に示す。図２５には、画像が表示される領域１０１、額縁が視認される領域１０２、および背景が透けて見える領域１０３を示す。図２５に示すように、第２の方向Ｄ２に延びる２辺の額縁は視認される（額縁が視認される領域１０２）。一方、第１の方向Ｄ１に延びる２辺の額縁には横筐体部３６の背景が透けて見える（背景が透けて見える領域１０３）。すなわち、液晶表示装置７００Ａは、第１の方向Ｄ１に延びる２辺の額縁を見え難くすることができる。

上記では、横筐体部の観察者側に背景が透けて見える実施形態を示したが、横筐体部の観察者側に、表示領域に形成される画像の一部を表示しても額縁を見え難くすることができる。横筐体部の観察者側に、表示領域から出射される光の一部を出射させると横筐体部の観察者側に画像の一部を表示することができる。例えば、上記の実施形態では、レンズ部により、周辺表示領域から出射された光が外側に屈折され、表示パネルの額縁領域上に画像の一部が表示されるが、周辺表示領域から出射される光をさらに外側に屈折させることにより、横筐体部の観察者側に周辺表示領域に形成された画像の一部を表示することができる。また、横筐体部の観察者側に、画像の一部が表示される領域と背景が透けて見える領域とが存在する構成としても、額縁を見え難くすることができる。横筐体部の観察者側に、表示領域から出射された光の一部および横筐体部の背面側から入射する光を出射させると横筐体部の観察者側に、背景が透けて見える領域と画像が表示される領域とを存在させることができる。

筐体３０の底筐体部３８は、横筐体部３６と別部材としてもよいし、省略しても本発明の効果は損なわれない。また、底筐体部３８は表示に影響しないので、透光性でなくてもよい。また、横筐体部３６の観察者側表面３６ａおよび背面側表面３６ｃは表示面１０ａに平行な平面であるが、横筐体部の観察者側表面および背面側表面の形状はこれに限られない。例えば、横筐体部の観察者側表面および背面側表面の少なくとも一方を曲面としてもよい。また、透光性カバーと筐体とを別部材とせず、透光性カバーと筐体が一体に形成されたレンズ一体型筐体を用いてもよい。

また、上記の液晶表示装置７００Ａは、４辺のうち、第１の方向に延びる２辺の額縁を見え難くすることができるが、他の額縁を見え難くしてもよい。

唯一の表示パネルと、筐体と備える表示装置は、額縁領域および額縁領域の外側に設けられた筐体の一部（横筐体部）が視認されるが、横筐体部の観察者側に周辺表示領域から出射された光の一部が出射されると横筐体部の観察者側に画像の一部が表示され、また、横筐体部の観察者側に背面側から入射する光が出射されると観察者に横筐体部の背景が透けて見えるので、額縁を視認され難くすることができる。

本発明は、テレビや情報表示用の表示装置として好適に用いられる。

１０ 液晶表示パネル
１０Ａ 表示領域
１０Ｂ 中央表示領域
１０Ｄ 周辺表示領域
１０Ｆ 額縁領域
１０ｂ 表示パネルの側面
１１ 上基板
１２ 下基板
１３ 液晶層
１６ シール部
１８ 画素列
１８ａ 第１画素列
１８ｂ 第２画素列
１８ｃ 第３画素列
２０ 透光性カバー
２２ レンズ部
２４ 平板部
３２ 上側偏光板
３４ 下側偏光板
４０ バックライト装置
６０ 光拡散構造
１００ 液晶表示装置
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向

Claims (7)

1. 第１の方向に延びる複数の画素列を含む表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有し、前記表示領域と前記額縁領域との間に前記第１の方向に延びる境界が存在する表示パネルと、
   前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーとを備え、
   前記複数の画素列は、前記境界に隣接する第１画素列と、前記第１画素列に隣接する第２画素列と、前記第２画素列に隣接する第３画素列とを有し、
   前記第１画素列と、前記第２画素列と、前記第３画素列とは互いに色が異なり、
   前記透光性カバーは、前記境界を跨ぐように配置されたレンズ部であって、前記表示領域から出射された光の一部を前記額縁領域の側に屈折させるレンズ部を有し、
   前記第１画素列と、前記第２画素列と、前記第３画素列とを含む、前記表示パネルの部分と、前記レンズ部との間に光拡散構造が設けられている、直視型の表示装置。
2. 前記光拡散構造は、前記表示パネルの前記額縁領域の一部と、前記額縁領域の前記一部に隣接する前記表示領域内の周辺表示領域の一部とを含む領域に重なる位置に配置されている、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記光拡散構造は、前記表示領域の側に、前記表示領域の側から前記額縁領域の側に向かって、光拡散度が連続的または段階的に大きくなるように形成された低光拡散領域を有する、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記複数の画素列は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に互いに隣接するように配列されており、
   前記光拡散構造は、前記第２の方向の光拡散度が、前記第１の方向の光拡散度より大きい、請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記光拡散構造として、光散乱フィルムが設けられている、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記光拡散構造として、レンチキュラレンズが設けられている、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記光拡散構造は、ヘイズ値が３０％以上７０％未満である拡散粘着剤を含む、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。

Images