(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔をおいて配置されるバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、を具備する液晶表示装置において、
前記液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する前記液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す特性曲線がほぼ直線となり、前記特性曲線がほぼ一定の傾きとなる領域での前記特性曲線の傾きは、前記液晶表示装置の表示画面と直交する方向を基準正面方向とする場合における当該基準正面方向で0.85〜0.9であり、かつ、前記液晶表示装置の前記基準正面方向となす角度が45°である角度方向で0.65〜0.70であり、
前記拡散層は、内面拡散を行うものであり、平行光を垂直に入射した時に前記液晶表示装置の前記基準正面方向となす角度が35度〜55度の角度範囲に入射光のうちの11〜15％の光が含まれるように入射光が拡散される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビジョン（液晶ＴＶ）など液晶を用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示装置は、フラットパネル表示装置に代表される表示装置である。透過型の液晶表示装置は、軽く、薄く、かつ、低消費電力であることから液晶ＴＶ、カーナビゲーション、パソコン用モニター、ノートＰＣ又はＦＡ等に幅広く使用されてきており、この中で、近年、特にテレビジョン（ＴＶ）としての利用が広まってきている。
【０００３】
このような液晶表示装置では、正面から観たときの画像の階調特性は、例えば、図２の実線に示すようなものとなる。普通、画像の主な部分を再生する明るさの範囲で、入力信号の輝度対数値に対する出力画像輝度の対数値がほぼ直線となり、ほぼ一定となるよる領域での特性曲線の傾きがほぼ１になるように設定されている。なお、ここで入力信号の輝度値と書いているが、これは入力される信号の値そのものではなく、規格に対応した補正を行った値のことであり、例えばNTSCの場合は、入力信号値の2.2乗に比例する値のことを示す。
【０００４】
一方、従来からTV用の表示装置として広く用いられているCRTの画像の階調特性は、例えば、図３に示すようなものとなる。CRTも、画像の主な部分を再生する明るさの範囲で、入力信号の輝度対数値に対する出力画像輝度の対数値はほぼ直線となり、その特性曲線の傾きはほぼ１になるように設定されている。
【０００５】
ところで、普通、TVはリビングなどの明るい部屋で用いられるが、この場合、外光が表示画面で反射されることによって生じるノイズの影響が生じる。液晶TVでは、この影響は小さくほとんどノイズは乗らないが、CRTは表面が黒でなくグレイに見えることからも分かるように影響が大きい。普通の明室は150〜300ルクス程度の明るさとなるが、その場合にCRTの表面は５〜１０cd/m2程度の明るさになる。このため、明室で見るときのCRTの階調特性には、このバイアスが乗り、例えば、図４に示すようになり、特性曲線の傾きが小さくなったのと同等な状態になる。部屋の明るさなどでバイアスが変わるため、若干のバラつきがあるが特性曲線の傾きは0.8程度になる。それで、同じ信号の画像に対して、液晶表示装置とCRT表示装置では、表示される画像が違ってくる。
【０００６】
本来は、液晶表示装置のほうが、黒のしまりも良く、信号に対しても忠実に明るさを表現しているので、液晶表示装置の方が自然な画像になるはずである。しかし、テレビ番組などを制作する場合に、マスターモニターにＣＲＴが用いられることが多く、また、家庭ではＣＲＴを用いているところが多いことから、多くのテレビコンテンツはＣＲＴに合せた形で作られている。このため、ＣＲＴ用のテレビコンテンツは、CRTで観たときに自然な画像が得られ、液晶表示装置で正面から観たときには、特性曲線の傾きが高くなりすぎるため不自然でどぎつい感じの画像になってしまうという問題がある。
【０００７】
これを解決するためには、表示装置の表示画面をこの表示画面と直交する方向を基準正面方向とする場合における当該基準正面方向から観たときの特性曲線の傾きを1.0から落とし0.8に近づければ良いと考えられる。しかし、このようにすると、次のような問題が生じる。
【０００８】
ＴＶは、基準正面方向だけでなく斜め方向からも観察され、基準正面方向となす角度が45°くらいまでの斜め方向からも普通に観察される（特に、部屋のコーナーに置いたときなど）。ところで、液晶ＴＶに多く用いられている垂直配向型（VA）の液晶は、横方向から観たときに特性曲線の傾きが大きく低下するという特徴があり、基準正面方向の特性曲線の傾きが1.0のときにこの基準正面方向と45°の角度をなす斜め方向での特性曲線の傾きは例えば図２の点線のように0.6くらいまで低下する。垂直配向型（VA）の液晶表示装置は、特許文献１等で提案されている。
【０００９】
特性曲線の傾きは高すぎる場合のみでなく低すぎる場合にも画像は不自然になり、低すぎる場合には、白っぽくなったり眠たい感じになったりする。だいたい特性曲線の傾きが0.6を切るくらいになると、画像はかなり不自然さがめだつようになる。基準正面方向の特性曲線の傾きが落とされた場合、例えば、基準正面方向の特性曲線の傾きが図５の実線のように0.9にされた場合に、VAの液晶表示装置で基準正面方向と45°の角度をなす斜め方向での特性曲線の傾きは図５の点線のように0.5程度にまで低下する。このため、実線のように0.9にされた場合に、VAの液晶表示装置で基準正面方向と45°の角度をなす斜め方向から観たときの画像が、かなり白っぽく眠たい感じになり、不自然な画像として観えてしまう。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２４１１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来の液晶表示装置においては、明るい部屋で観察する場合に、CRT表示装置では画像の階調特性が違うため、CRTに対応するように作られているＣＲＴ用のＴＶコンテンツを、液晶表示装置で正面から観たときの液晶表示装置の画像が不自然になるという問題がある。また、従来の液晶表示装置においては、正面から自然に観えるようにγ値を下げると、横方向から観た画像が非常に不自然になるという問題がある。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、液晶表示装置で横方向から観たときの画像を従来の装置の画像の程度に維持しながら、正面から画像を観たときの画像をCRTの画像に近づけて、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合に自然な画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明に係る液晶表示装置は、垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔をおいて配置されるバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、を具備する液晶表示装置において、前記液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する前記液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す特性曲線がほぼ直線となり、前記特性曲線がほぼ一定の傾きとなる領域での前記特性曲線の傾きは、前記液晶表示装置の表示画面と直交する方向を基準正面方向とする場合における当該基準正面方向で0.85〜0.9であり、かつ、前記液晶表示装置の前記基準正面方向となす角度が45°である角度方向で0.65〜0.70であり、
前記拡散層は、内面拡散を行うものであり、平行光を垂直に入射した時に前記液晶表示装置の前記基準正面方向となす角度が35度〜55度の角度範囲に入射光のうちの11〜15％の光が含まれるように入射光が拡散されることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明によれば、液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す特性曲線の傾きは、液晶表示装置の表示画面と直交する方向を基準正面方向とする場合における当該基準正面方向で0.85〜0.9であり、かつ、液晶表示装置の前記基準正面方向となす角度が45°である角度方向で0.65〜0.70であるため、液晶表示装置で横方向から観たときの画像を従来の装置の画像の程度に維持しながら、正面から画像を観たときの画像をCRTの画像に近づけて、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合に自然な画像を得ることができる。
また、拡散層の拡散の度合いが適切であるため液晶表示装置で横方向から観たときの画像を従来の装置の画像の程度に維持しながら、正面から画像を観たときの画像をCRTの画像に近づけて、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合により自然な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶表示装置で横方向から観たときの画像を従来の装置の画像の程度に維持しながら、正面から画像を観たときの画像をCRTの画像に近づけて、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合に自然な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に記述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、垂直配向型（VA）の液晶パネル１と、バックライト装置２と、２つの偏光板３、４と、拡散層５と、を具備している。
【００１９】
バックライト装置２は、液晶パネル１と所定間隔をおいて配置されている。バックライト装置２は、液晶パネル１の方向に光を放射するものである。２つの偏光板３、４は、液晶パネル１とバックライト装置２との間と液晶パネル１の光出射側とに配置されている。光拡散層５は、液晶パネル１の光出射側であって偏光板４の光出射側に配置されている。拡散層５は、内面拡散を行うものである。
【００２０】
偏光板３は、バックライト装置２からの光を受けてその偏光軸にあった方向の光のみを透過させる。液晶パネル１は、偏光板３からの光を受けて光の偏光面を回転させ、偏光板４の偏光軸にあった成分の光を射出する。偏光板４は、液晶パネル１からの光を受けてその偏光軸にあった方向の光のみを透過させる。液晶パネル１による偏光面の回転の仕方によって偏光板４を通過する光の強さが変化するため、この強弱によって画像の明暗を表示するようになっている。拡散層５は、偏光板４からの光を受けてこの光の一部を拡散して拡散光を出射する。拡散層５の表面は、液晶表示装置の表示画面を構成している。
【００２１】
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、入力信号の輝度の対数値に対する液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す特性曲線は所定範囲内の領域でほぼ一定の傾きとなるようなカーブを描き、前記特性曲線がほぼ一定の傾きとなる領域での前記特性曲線の傾きが、液晶表示装置の表示画面と直交する方向を基準正面方向（矢印Ａで示す方向）とする場合における当該基準正面方向で0.8〜0.9であり、かつ、液晶表示装置の基準正面方向となす角度が45°である角度方向で0.65〜0.8である。この基準正面方向となす角度が所定角度である角度方向は、例えば、矢印Ｂ方向で示される。
【００２２】
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置においては、拡散層５が基準正面方向に進む光と斜め方向に進む光を平均化するので、従来のVA液晶を用いた表示装置と比較して観察方向に対する特性曲線の傾きの変化を小さくすることができる。このため、表示画面の画像を基準正面方向から観た場合の特性曲線の傾きを少し小さくしても、表示画面の画像を斜め方向から観たときの画像が不自然にならない。
【００２３】
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置においては、基準正面方向の特性曲線の傾きを0.8〜0.9としている。特性曲線の傾きとしては、CRTを明室で観るときの特性曲線の傾きである0.8に近い自然な画像に近づくが、この構成でも斜め方向から観た場合の特性曲線の傾きは少し低下するので、基準正面方向の特性曲線の傾きを少し高めにする場合がある。ただし、基準正面方向の特性曲線の傾きは、高くしすぎると、基準正面方向から観る正面画像が従来の表示装置とほとんど変わらなくなるので、違いがでる値として0.8と1.0の間である0.9以下にするのが良い。
【００２４】
ここで、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置において特性曲線の傾きの変化を抑えるために用いる拡散層５は何でも良いというわけではなく、特定の拡散特性を持っている必要がある。この拡散層５の拡散特性としては、特開２００７−２４１１８９号公報に記載されている色化を抑える場合とほぼ同じで、拡散層５の光入射側の表面にこの表面と直交する正面方向から平行光を入射するときに基準正面方向となす角度が45°である方向に射出される拡散光の強度がある程度以上に高くなるような特性が必要である。
【００２５】
拡散層５の光入射側の表面に拡散層５の表面と直交する正面方向から平行光を入射するときに、すなわち、平行光を垂直に入射するときに、基準正面方向となす角度が45°に近い35〜55°の方向に射出される光の割合に対して、液晶表示装置を基準正面方向から観察した場合の階調特性の特性曲線の傾きを0.9とし、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観察したときの特性曲線の傾きがどのように変化するかを測定した実験値を次の表１に示す。
【００２６】
表１
0005169516.tif 000002
【００２７】
この表１から基準正面方向となす角度が35〜55°である角度方向に射出される光が大きいほど、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観察したときの特性曲線の傾きの低下が抑えられることが分かる。従来のVA液晶を用いたＴＶでは基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観察したときに特性曲線の傾きは、機種によって若干異なり0.6〜0.7くらいになっている。従来装置と同程度以上の値であることが望まれるため、その間の0.65以上と考えると、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に用いる拡散層５は、この拡散層５の光入射側の表面にこの表面と直交する正面方向から平行光を入射したときに基準正面方向となす角度が35〜55°である角度方向に10％以上の拡散光が射出されるような特性を持つようなものが適している。
【００２８】
ところで、特性曲線の傾きの変化だけを見れば、基準正面方向となす角度が35〜55°である角度方向に拡散する光が強いほど良いことになるが、このような拡散層５を配置する場合には、正面のコントラストが低下する。
拡散層５の拡散が強いものほど正面コントラスト低下は大きくなり、低下の値は用いる液晶パネル１の条件及び位相差フィルムなどによって変わるため、一概には言えないが、約40〜70％程度になる。約40〜70％である低下値は、出力レベルでのコントラストの低下割合としてはかなり大きい。
【００２９】
ただ、普通の液晶ＴＶでは正面のコントラストは1000程度あるため、40〜70％だけコントラストが低下しても、300〜600程度のコントラストが残っている。明るい部屋で人が普通に画像を見る場合には、40〜100程度のコントラストがあれば、十分に黒が締まりメリハリのある画像であると感じる。このため、拡散層５によってコントラストが低下しても、一つ一つの画像については十分な画質が得られる。
【００３０】
ＴＶなどの映像コンテンツの場合には、場面ごとに画像の明るさが変わる。このため、表現できる画像範囲がどの程度であるか考える必要がある。従来の液晶表示装置では正面のコントラストが1000程度なので、その全範囲が特性曲線の傾き1.0で表現できるならば、入力信号の輝度値でコントラストが1000（10３）に相当する範囲の表現は可能となる。
【００３１】
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置では、基準正面方向の特性曲線の傾きを0.8〜0.9にしているが、例えば、基準正面方向の特性曲線の傾きが0.9であるときには、入力信号の輝度値でコントラストが1000（10３）に相当する範囲を表現するためには、10 (3×0.9)=502となるので、正面のコントラストが約500あれば表現が可能になる。
また、基準正面方向の特性曲線の傾きが0.8にされたときには、入力信号の輝度値でコントラストが1000（10３）に相当する範囲を表現するために、正面のコントラストは約250あれば表現が可能になる（10 (3×0.8)=252）。
【００３２】
このため、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置では、拡散層５によってコントラストが低下しても、基準正面方向の特性曲線の傾きを適切に選ぶことにより、入力信号の輝度値として同程度の範囲が表現可能となる。
【００３３】
以上述べてきたように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置においては、横方向から観たときの画像を従来の液晶ＴＶの画像と同程度に維持しながら、正面から画像を観たときの画像をCRTに近づけて、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合に、より自然で製作者の意図に近い画像が得られるようにすることができる。
【００３４】
なお、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置では、拡散層５を用いるため、斜め方向から観たときの色変化も小さくなるという利点がある。また、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置では、観察方向として基準正面方向となす角度が45°以上である角度方向に対しても特性曲線の傾きの変化を抑えられるので、大きい角度の斜め方向から液晶表示装置を観察する場合にも、従来の装置より自然な画質が得られるという利点もある。
【００３５】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１について、図面を参照して説明する。
本本発明の実施例１に係る液晶表示装置として、図１に示す本発明の実施の形態１の直配向型（VA）の液晶パネル１、バックライト装置２及び２つの偏光板３、４と同じ構成を有する市販の液晶ＴＶが用いられた。偏光板４の表面に内面散乱の拡散層５が粘着剤により貼り合されて、図１に示したような構成の液晶表示装置が構成された。
【００３６】
ここで用いた拡散層５は、例えば、粒子系及び屈折率などの条件を整えて、樹脂中にフィラーを分散させて作成される。今回の拡散層５は、屈折率が約１．４６のUV硬化樹脂中に、屈折率が約１．５７であって粒子径が０．1μｍのフィラーを分散させて、TACフィルム上に塗工し、UV光を露光することで作成された。
【００３７】
拡散層５として、塗工膜厚を変えることにより正面から光を入射するときに、基準正面方向となす角度が35度〜55度である角度方向に約１１％の光が散乱されるような拡散特性を持つものと、約１５％の光が散乱されるような拡散特性を持つものを用意した。
【００３８】
まず、基準正面方向となす角度が35度〜55度である角度方向に約１１％の光が散乱されるような拡散層５を用いたものに対して、液晶ＴＶの明るさ、コントラストのレベルを変化させ、画像を調整することで基準正面方向から観察した時の特性曲線の傾きが約0.9となるように設定した。この場合の正面のコントラストを測定したところ、この正面のコントラストは拡散層５を配置しない場合に比べて約40％低下していた。
【００３９】
この状態において、基準正面方向から観察した場合の階調特性の特性曲線は図６の実線で示され、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観察した場合の階調特性の特性曲線は図６の点線で示される。基準正面方向から観察した場合のと特性曲線の直線部分の傾きは０.９０となっており、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観たときの傾きは０.６５となった。
【００４０】
また、本発明の実施例１に係る液晶表示装置に普通のTV画像を表示して、明るい部屋で目視により観察したところ、正面からの画像は、従来品に比べて自然な画像となっており、また、斜め方向から観た画像は従来の装置の画像と同等以上であった。
【００４１】
一方、基準正面方向となす角度が35度〜55度である角度方向に約１５％の光が散乱されるような拡散層５を用いたものに対しては、液晶ＴＶの画像を調整することで基準正面方向から観察した時の特性曲線の傾きが約0.85となるようにした。この場合の正面のコントラストを測定したところ、この正面のコントラストは拡散層５を配置しない場合に比べて約65％低下していた。
【００４２】
この状態において、基準正面方向から観察した場合の階調特性の特性曲線は図７の実線で示され、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観察した場合の階調特性の特性曲線は図７の点線で示される。基準正面方向から観察した場合の特性曲線の直線部分の傾きは０.８５となっており、基準正面方向となす角度が45°である角度方向から観たときの特性曲線の直線部分の傾きは０.７０となった。
【００４３】
また、本発明の実施例１に係る液晶表示装置に普通のTV画像を表示して、明るい部屋で目視により観察したところ、正面からの画像は、さらに自然な画像となっており、また、斜め方向から観た画像もかなり良くなっており、観察方向による画質の違いもほとんど感じないようなものになっていた。
【００４４】
また、液晶パネル１の観察者側の偏光板４より観察者側に内面拡散を用いた拡散層５を設置することにより、VAの液晶パネル１を横方向から観たときにおける色変化及び階調変化を抑えている。この場合に、横方向から画像を観た場合に、従来のVAの液晶表示装置の画像と同程度以上の画像が得られる。
【００４５】
このため、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置によれば、ＣＲＴ用のＴＶコンテンツを観る場合に、従来の液晶ＴＶに比べて、普通の明るい部屋で観賞するときに自然できれいな画像を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示すが概略図である。
【図２】従来の液晶表示装置の特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【図３】従来のCRTの特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【図４】従来のCRTを明るい部屋で観察したときの特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【図５】従来の液晶表示装置で基準正面方向においてその傾きが低下したときの特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【図６】本発明の実施例１に係る液晶表示装置の特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【図７】本発明の実施例１に係る液晶表示装置の特性曲線を説明するための特性曲線図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  液晶パネル
２  バックライト装置
３，４  偏光板
５  拡散層５
【図１】
0005169516.tif 000003
【図２】
0005169516.tif 000004
【図３】
0005169516.tif 000005
【図４】
0005169516.tif 000006
【図５】
0005169516.tif 000007
【図６】
0005169516.tif 000008
【図７】
0005169516.tif 000009