(57)【要約】【課題】垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層を液晶表示パネルの観察者側に備えた直視型の液晶表示装置におけるモアレの発生を、表示品位を損なうことなく抑制する。【解決手段】本発明の液晶表示装置１００は、バックライトユニット１０と、行および列を有するマトリクス状に配列された絵素（ドット）の配列パターン２２ａを有する液晶表示パネル２０ａと、液晶表示パネルの観察者側に配置され、垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層３０ａとを有する。絵素の配列パターン２２ａにおいて、列は垂直方向に平行であって、行方向のピッチは列方向のピッチよりも長い。【選択図】  図１
2009251195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニットと、
行および列を有するマトリクス状に配列された複数の絵素を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの観察者側に配置され、垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層と
を有し、
前記列は垂直方向に平行であって、前記複数の絵素の配列における行方向のピッチは列方向のピッチよりも長い、液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の絵素は、前記列方向に隣接する３以上の絵素で１つのカラー表示画素を構成し、前記複数の絵素の配列における行方向のピッチは列方向のピッチの略３倍以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光拡散層は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、前記第１主面を前記液晶表示パネルの観察者側の表面に向けて配置されており、第１屈折率Ｎ１を有する第１物質と、第１屈折率よりも小さい第２屈折率Ｎ２を有する第２物質とを含み、
前記第２物質は、前記第２主面に垂直な断面におけるそれぞれの形状が前記第２主面側に底辺を有し前記第１主面側に頂点を有する二等辺三角形に近似される複数の第２領域を形成しており、前記複数の第２領域は、前記第１物質から形成された第１領域内に、前記第２主面に平行な面内の水平方向において所定のピッチで配置されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルの観測者側に光拡散層を有する直視型の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、自発光型の表示装置ではないので、一部の反射型を除いて、表示のための光を液晶表示パネルに供給する背面照明装置（いわゆるバックライトユニット）を必要とする。液晶表示パネルの背面（観察者側とは反対側）に設けられるバックライトユニットは、エッジライト型と直下型に大別される。エッジライト型は、導光板の側面に配置された光源（冷陰極管（ＣＣＦＴ：Cold Cathode Fluorescent Tube）やＬＥＤ）から出射された光を導光板内を伝播させるとともに液晶表示パネル側に取り出す方式である。直下型は、液晶表示パネルの背面に複数の光源を配列し、導光板を介することなく、光源から出射された光が液晶表示パネルに入射するように構成されている。
【０００３】
液晶表示装置には、観察方向によって表示の見え方が異なるという問題、すなわち視野角特性が劣るという問題がある。これは、液晶層に屈折率異方性が存在し、液晶層の実効的な位相差（リタデーション）が観察方向によって異なることに起因している。
【０００４】
液晶表示装置の視野角特性を向上させる方法の１つとして、バックライト光の指向性（平行度）を高くすることによって液晶表示パネルに入射する光が法線方向からずれることによる視野角特性の低下を抑制し、液晶表示パネルの観察者側の表面に設けた光拡散層（例えば、マイクロレンズアレイ、レンチキュラーレンズ、プリズムシート）によって液晶表示パネルを通過した光を拡散させる方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記のように液晶表示パネルを通過した光を液晶表示パネルの前面に配置されたレンチキュラーレンズなどで拡散しようとした場合、液晶表示パネルの周期的に配列された絵素パターン（ＢＭパターンなど）とレンチキュラーレンズなどの周期的なパターンとの間でモアレが発生してしまい、表示品位が低下することがある。モアレは、２つの周期的なパターンの重なりによって生じるものであり、モアレの発生を回避する方法として、一方のパターンに対して他方のパターンをある程度の角度だけずらすという方法が知られている。
【０００６】
例えば、液晶表示装置のバックライト用の光学シート、例えば垂直方向に延びる稜線を有するプリズムが水平方向に複数個配列されたプリズムシートは、上記と同様に液晶表示パネルの絵素パターンとの間でモアレを発生することがある。従来は、プリズムシートの稜線を絵素の周期的な配列の方向（垂直方向または水平方向）に対して傾斜させることによって、モアレの発生を抑制している（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１２７３０９号公報
【特許文献２】特開平８−６８９９７号公報
【特許文献３】特開２００６−２７６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、液晶表示パネルの前面に（観察者側に）光拡散層を設ける場合に、上述の従来技術のように、例えばプリズムシートの稜線を垂直方向に対して傾斜させて配置すると（図１２の比較例参照）、液晶表示装置の光学特性の垂直方向に関する対称性が低下するという問題が発生する。すなわち、視野角特性が左右で非対称になるという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献３には、光学シートを傾斜させず、表示パネルの絵素の配列を傾斜させることによってモアレを低減する方法が開示されている。しかしながら、この方法を採用すると、傾斜角が大きい場合には、表示が不自然になるという問題がある。
【０００９】
以下で詳細に説明するように、本発明者の検討によると、モアレを十分に低減するためには、２０°以上の傾斜角（図１２中のθ）が必要であり、上記の２つの従来技術の方法ではいずれも表示品位の低下が顕著となってしまう。
【００１０】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされた発明であり、その目的は、垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層を液晶表示パネルの観察者側に備えた直視型の液晶表示装置におけるモアレの発生を、表示品位を損なうことなく抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、バックライトユニットと、行および列を有するマトリクス状に配列された複数の絵素を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの観察者側に配置され、垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層とを有し、前記列は垂直方向に平行であって、前記複数の絵素の配列における行方向のピッチは列方向のピッチよりも長い。
【００１２】
ある実施形態において、前記複数の絵素は、前記列方向に隣接する３以上の絵素で１つのカラー表示画素を構成し、前記複数の絵素の配列における行方向のピッチは列方向のピッチの略３倍以上である。
【００１３】
ある実施形態において、前記光拡散層は、互いに対向する第１主面および第２主面を有し、前記第１主面を前記液晶表示パネルの観察者側の表面に向けて配置されており、第１屈折率Ｎ１を有する第１物質と、第１屈折率よりも小さい第２屈折率Ｎ２を有する第２物質とを含み、前記第２物質は、前記第２主面に垂直な断面におけるそれぞれの形状が前記第２主面側に底辺を有し前記第１主面側に頂点を有する二等辺三角形に近似される複数の第２領域を形成しており、前記複数の第２領域は、前記第１物質から形成された第１領域内に、前記第２主面に平行な面内の水平方向において所定のピッチで配置されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明よると、垂直方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層を液晶表示パネルの観察者側に備えた直視型の液晶表示装置におけるモアレの発生を、表示品位を損なうことなく、抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明による実施形態の液晶表示装置の構成と特性を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１６】
図１に、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の模式的な分解斜視図を示す。液晶表示装置１００は、バックライトユニット１０と、行および列を有するマトリクス状に配列された絵素（ドット）の配列パターン２２ａを有する液晶表示パネル２０ａと、液晶表示パネル２０ａの観察者側に配置され、垂直方向に延びるストライプ構造３２ａを有する光拡散層３０ａとを有する。液晶表示パネル２０ａの絵素の配列パターン２２ａにおいて、列は垂直方向に平行であって、行方向のピッチは列方向のピッチよりも長い。垂直方向に延びるストライプ構造３２ａを有する光拡散層３０ａは水平方向の視野角を拡大する。
【００１７】
バックライトユニット１０は、バックライトユニット１０から出射される光の指向性（平行度）が高く、視野角特性に悪影響を与えない光を主に液晶表示パネル２０ａに入射させる構造を有するものが好ましい。
【００１８】
液晶表示パネル２０ａは、例えばＴＮモードである。ＴＮモードは比較的価格が安く、本発明によって広視野角化することによって付加価値を高めることができる。もちろん、液晶表示パネル２０ａの表示モードは、ＴＮモードに限定されず、ＶＡモードや他の公知の表示モードの液晶表示パネルを広く用いることができる。
【００１９】
液晶表示パネル２０ａが有する複数の絵素のそれぞれは原色（例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ））を表示する。カラー表示の最小単位である画素（以下、これを「カラー表示画素」という。）は、数個の絵素（ドット）が連なった絵素群で構成される。一般に、１つのカラー表示画素は３以上の絵素を含む。ここでは、列方向に隣接する３つの絵素（Ｒ絵素、Ｇ絵素およびＢ絵素）で１つのカラー表示画素を構成している。なお、１つのカラー表示画素は典型的にはここで例示したように、Ｒ絵素、Ｇ絵素およびＢ絵素で構成されるが、最近では、４以上の多原色で１つのカラー表示画素を構成する液晶表示パネルも知られている、また、この場合には同じ原色を表示する絵素が２以上含まれる場合もある。
【００２０】
一般に、１つのカラー表示画素は略正方形とされる。従って、絵素の配列パターンにおいて、カラー表示画素を構成する絵素の配列方向におけるピッチは、それと交差する方向におけるピッチよりも短い。従来は、一般に、図１２に示す比較例の液晶表示装置３００が有する液晶表示パネル２０ｂのように、絵素の配列パターン２２ｂは行方向（水平方向）に配列された絵素がカラー表示画素を構成する。この場合、各原色の絵素が列方向（垂直方向）に配列されるので、縦ストライプパターンと呼ばれる。縦ストライプパターンでは、絵素の行方向のピッチは列方向のピッチよりも短い。カラー表示画素を正方形とすると、列方向のピッチは行方向のピッチの３倍となる。
【００２１】
これに対し、実施形態の液晶表示装置１００が有する液晶表示パネル２０ａの絵素の配列パターン２２ａでは、列方向（垂直方向）に配列された絵素がカラー表示画素を構成する。従って、絵素の配列パターン２２ａは、各原色の絵素が行方向（水平方向）に配列される、横ストライプパターンである。横ストライプパターンでは、絵素の列方向のピッチは行方向のピッチよりも短い。カラー表示画素を正方形とすると、行方向のピッチは列方向のピッチの３倍となる。このように、横ストライプパターンを採用することによってモアレを効果的に低減することができる。その理由については後述する。
【００２２】
なお、ここではカラー表示が可能な液晶表示装置について説明するが、本発明はこれに限られず、もちろんモノクロ表示の液晶表示装置にも適用可能であり、横長の絵素を採用すれば同じ効果を得ることができる。
【００２３】
光拡散層３０ａは、例えば、レンチキュラーレンズまたはプリズムシートである。レンチキュラーレンズの場合、垂直方向に延びる複数の半円柱状レンズが水平方向にストライプ状に配列される。プリズムシートの場合、垂直方向に延びる、断面が三角形の複数のプリズムが水平方向にストライプ状に配列される。プリズムシートの中でも、本出願人による特願２００７−２５９３５８号に記載されている全反射を利用した光拡散シート（「全反射光拡散シート」ということがある。）を用いることが好ましい。また、特開２００３−５０３０７号公報に記載されているプロジェクターのスクリーン用の光拡散層を用いることもできる。特願２００７−２５９３５８号および特開２００３−５０３０７号公報の開示内容の全てを本明細書に参考のために援用する。
【００２４】
次に、図２を参照して、液晶表示パネルと液晶表示パネルの前面に配置される光拡散層との間に発生するモアレについて説明する。
【００２５】
モアレは、液晶表示パネルが有する周期的なパターンと、光拡散層が有する周期的なパターンとが重なり合った場合に、新たに発生する疎密のパターンに起因する。液晶表示パネルの絵素は、行および列を有するマトリクス状に配列されている。すなわち、絵素は行方向および列方向にそれぞれ周期的なパターンを有している。一般に、液晶表示パネルでは、行方向および列方向において隣接する絵素間には遮光層（「ブラックマトリクス（ＢＭ）」といわれる。）が設けられており、ブラックマトリクスの開口部が絵素に対応する。
【００２６】
図２において、線Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐ５は絵素２２のパターンを構成するブラックマトリクスの各列を表しており、任意のＢＭ列をＰｍ（ｍは整数）で表す。また、図２中の線Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、・・・Ｌ５は、光拡散層の垂直方向に延びる構造単位（例えば遮光部であり、「遮光列」という。）を表しており、任意の遮光列をＬｎで表す（ｎは整数）。ここで、ＢＭ列Ｐｍは遮光列Ｌｎとαの角度（「傾斜角」ということがある。）を成している。ＢＭ列Ｐｍと遮光列Ｌｎとの交点をＰｍ＊Ｌｎと表す。
【００２７】
まず、モアレの発生条件について説明する。
【００２８】
図２において基準交点Ｐ０＊Ｌ０を点○とする。この基準交点の近傍には、例えばＰ１＊Ｌ１、Ｐ１＊Ｌ２など他の交点Ｐｍ＊Ｌｎ（図２中に■で示す）が存在する。
【００２９】
ここで、液晶表示パネルが有するＢＭ列の配列パターンのピッチ（ここでは行方向）をａ、光拡散層の遮光列の配列パターンのピッチをａ×ｋとする（「×」は乗算を表す。）。ｋはＢＭ列の配列パターンのピッチに対する遮光列の配列パターンのピッチの比を表す実数である。任意のＢＭ列Ｐｍは遮光列Ｌｎとαの角度を成しているので、基準交点Ｐ０＊Ｌ０と近傍の交点Ｐｍ＊Ｌｎとの距離をｄ（Ｐｍ＊Ｌｎ）で表すと、上記の関係から、下式（１）が得られる。
d(Pm*Ln)=[(n×k×sinα)2+(n×k×cosα-m)2]1/2×a/sinα   ・・・（１）
【００３０】
この場合、種々検討した結果、モアレは、このｄ（Ｐｍ＊Ｌｎ）が最小となるｍおよびｎの条件下（但し、１≦ｍ≦３、１≦ｎ≦３）で、Ｐ０＊Ｌ０とＰｍ＊Ｌｎとを結ぶ直線に平行に発生する。またこのときのモアレのピッチｍｐは、Ｐ０＊Ｌ０とＰｍ＊Ｌｎとを結ぶ直線と、Ｐ０＊Ｌ１とＰｍ＊Ｌｎ＋１とを結ぶ直線の距離となる。
【００３１】
図２において、基準交点Ｐ０＊Ｌ０と最短の距離にある交点はＰ１＊Ｌ１であり、モアレ（明部と暗部によって構成される縞の暗部）はＰ０＊Ｌ０とＰ１＊Ｌ１とを結ぶ直線Ａ−Ａ’に平行に発生する。また、モアレのピッチｍｐは、直線Ａ−Ａ’と、Ｐ０＊Ｌ１とＰ１＊Ｌ２とを結ぶ直線Ｂ−Ｂ’との距離ｍｐとなる。
【００３２】
なお、条件によってはｍまたはｎが４以上でｄ（Ｐｍ＊Ｌｎ）が最小となる場合もあるが、この場合、モアレが発生したとしても、その明部と暗部とのコントラスト比が小さいので、モアレ（縞）として認識されない。従って、１≦ｍ≦３および１≦ｎ≦３の場合だけを考慮すればよいことになる。
【００３３】
上述のような原理でモアレは発生しているので、ＢＭ列の配列ピッチ（一般的には絵素の配列）ａ、遮光列の配列ピッチ（一般的には光拡散層のストライプ構造の配列ピッチ）ａ×ｋ、これら２つの配列の成す角度αなどが変化するとモアレの発生状況も変化することになる。言い換えると、これらを最適化することでモアレの発生を低減することができる。
【００３４】
ここで、モアレのピッチｍｐを上記のモアレ発生の原理に基づいて一般式で表す。
【００３５】
上述したように、ＢＭ列の配列ピッチをａ、遮光列の配列ピッチをａ×ｋ、これら２つの配列の成す角度をαとし、Ｐｍ＊Ｌｎ（但し、１≦ｍ≦３、１≦ｎ≦３）がＰ０＊Ｌ０との距離が最小となる隣接交点のとき、モアレのピッチｍｐは以下のように表すことができる。
【００３６】
ｍ＝ｎ＝１の場合：
mp=a×k/[(k×sinα)2+(k×cosα-1)2]1/2
ｍ≠ｎの場合（但し、１≦ｍ≦３、１≦ｎ≦３）：
mp=|m-n|×a×k/[(n×k×sinα)2+(n×k×cosα-m)2]1/2
【００３７】
具体例として、ＢＭ列の配列ピッチａ＝１００μｍのときのモアレピッチｍｐを種々のｋ（０．３３〜１．０）および傾斜角α（０〜８０°）について計算した結果を示すグラフを図３に示す。
【００３８】
図３から分かるように、モアレピッチｍｐは、ｋの値にかかわらず、傾斜角αが大きくなるとともに減少する傾向にある。ここで、モアレピッチｍｐがＢＭ列の配列ピッチａの３倍（すなわち３００μｍ）程度以下であればモアレは殆んど認識されないという主観評価の結果に基づくと、ＢＭ列の配列ピッチａ＝１００μｍのとき、モアレピッチｍｐが３００μｍ程度以下であればモアレが認識されない。すなわち、ｋの値によらずモアレを認識されないようにするためには、傾斜角αを２０°以上にする必要がある。
【００３９】
ＢＭ列の配列ピッチａが１００μｍ以外の場合でも上記の傾向は同様であり、傾斜角αを２０°以上にすればモアレを認識されないようにできる。図４から図７を参照して、ｋの値および傾斜角αが異なる場合のモアレの発生状況を検討した結果を示す。
【００４０】
図４（ａ）〜（ｄ）は、最近接交点の条件がｍ＝１、ｎ＝１であり、ｋが１．０、αが４°、８°、１２°および２０°の場合をそれぞれ示している。図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように傾斜角αが４°〜１２°では、それぞれＢＭ配列ピッチａの１４．３倍、７．２倍、４．８倍のピッチｍｐを有するモアレが見られる。これに対し、傾斜角αが２０°のときには図４（ｄ）に示すようにモアレは見られない。
【００４１】
図５（ａ）〜（ｄ）は、最近接交点の条件がｍ＝１、ｎ＝２であり、ｋが０．５、αが４°、８°、１２°および２０°の場合をそれぞれ示している。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように傾斜角αが４°および８°では、それぞれＢＭ配列ピッチａの７．２倍および３．６倍のピッチｍｐを有するモアレが見られる。これに対して、傾斜角αが１２°および２０°のときには図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すようにモアレは見られない。
【００４２】
図６（ａ）および（ｂ）は、最近接交点の条件がｍ＝１、ｎ＝３であり、ｋが０．３３、αが４°および２０°の場合をそれぞれ示している。図６（ａ）に示すように傾斜角αが４°では、ＢＭ配列ピッチａの９．４倍のピッチｍｐを有するモアレが見られる。これに対し、傾斜角αが２０°のときには図６（ｂ）に示すようにモアレは見られない。
【００４３】
図７（ａ）および（ｂ）は、最近接交点の条件がｍ＝２、ｎ＝３であり、ｋが０．７で、αが４°および２０°の場合をそれぞれ示している。図７（ａ）に示すように傾斜角αが４°では、ＢＭ配列ピッチａの４．０倍のピッチｍｐを有するモアレが見られる。これに対し、傾斜角αが２０°のときには図７（ｂ）に示すようにモアレは見られない。
【００４４】
これらの図からわかるように、ｋの値に拘わらず、傾斜角αが大きくなるにつれて、モアレピッチは小さくなり、傾斜角αが２０°ではいずれの場合にもモアレはほぼ認識できなくなる。
【００４５】
ここで、上記特許文献２に記載されているバックライトに関する技術思想を適用すると、図１２に示す比較例の液晶表示装置３００が得られる。
【００４６】
液晶表示装置３００では、通常の水平方向および垂直方向にマトリクス状の絵素配列パターン（ＢＭパターン）２２ｂを有する液晶表示パネル２０ｂに対して、垂直方向（ＢＭ列の延びる方向）に対して２０°以上（θ）傾斜した遮光列３２ｂを有する光拡散層３０ｂが配置されている。このような構成を採用すると、液晶表示装置３００の表面（光拡散層３０ｂの表面）から出射される光の強度分布が、垂直方向に関して対称でなくなる。すなわち、液晶表示装置３００の光学特性の垂直方向に関する対称性は低く、観察者に違和感を与えることになる。
【００４７】
また、上記特許文献３に記載されているように、光拡散層の垂直方向に伸びる遮光列を傾斜させず、液晶表示パネルのＢＭ列（絵素の配列）を２０°以上傾斜させると、画像自体が傾斜されて表示されるので、不自然な表示として観察者に認識されるという問題がある。
【００４８】
本発明による実施形態の液晶表示装置１００においては、図１に示したように、横ストライプの絵素配列パターン２２ａを有する液晶表示パネル２０ａを用いる。すなわち、図８に示すように、列方向（垂直方向）の絵素のピッチａは行方向（水平方向）の絵素のピッチｂよりも短い。言い換えると、行方向の絵素のピッチｂは列方向の絵素のピッチａよりも長い。図８に示すカラー表示画素は、正方形であり、３×ａ＝ｂの関係を満足している。
【００４９】
一方、従来の液晶表示装置は、図９に示すように、縦ストライプの絵素配列パターン（図１２の液晶表示パネル２０ｂの絵素配列パターン２２ｂ）を有し、行方向の絵素のピッチａが列方向の絵素のピッチｂよりも短い。図９に示すカラー表示画素は、正方形であり、３×ａ＝ｂの関係を満足している。
【００５０】
ここで、図８に示した絵素配列パターンを有する、本発明による実施例の液晶表示装置１００（図１参照）と、図１の液晶表示装置１００の液晶表示パネル２０ａに代えて、図９に示した従来の絵素配列パターンを有する液晶表示パネルを備える液晶表示装置（従来例）とについて、上記ｋとモアレピッチとの関係を上記の計算式に基づいて求めた結果を図１０に示す。ここでは、ａ＝１００μｍ、ｂ＝３００μｍで、図２に示したαが１°の場合についての計算結果を示す。なお、実際の液晶表示パネルの製造ばらつきや光拡散層のアライメント誤差を考慮してもαは１°以下である。
【００５１】
図１０に示すように、従来の縦ストライプの絵素配列パターンを有する液晶表示装置においては、ｋの値が、２／３、１／２および１／３のときにモアレピッチが著しく大きな値を示しており、このときモアレが顕著に視認される。なお、上述したように、主観評価によると、モアレピッチが絵素の配列ピッチａの３倍（すなわち３００μｍ）程度以下であればモアレは殆んど認識されない。従って、ｋ＝０．４（遮光列の配列パターンのピッチ＝４０μｍ）の極近傍、またはｋ≦０．２７（遮光列の配列パターンのピッチが２７μｍ以下）においてのみモアレの発生を抑制することができる。しかしながら、４０μｍ以下のピッチの遮光列を有する光拡散層を工業的に量産することは難しい。また、モアレの発生を低減できる条件がｋ＝０．４近傍の狭い範囲であるため、行方向の絵素のピッチａが異なる機種間では共通の光拡散層を使用できず、各機種ごとに光拡散層の専用設計を行う必要があるという不都合も生じる。例えば、ピッチサイズが６０μｍの光拡散層の場合、絵素の配列ピッチａが１００〜２００μｍの機種では、モアレを発生せずに使用可能となるのは、ａ＝１５０μｍ程度の機種のみとなる。
【００５２】
これに対し、横ストライプの絵素配列パターンを有する本実施例の液晶表示装置においては、ｋ≦０．６０（遮光列の配列パターンのピッチが６０μｍ以下）の任意の値でモアレの発生を抑制することができる。特に、０．４＜ｋ≦０．６の範囲であれば、工業的に量産可能な光拡散層を用いることが出来る。また、行方向の絵素のピッチａが異なる機種間でも、共通の光拡散層を使用できる利点もある。例えば、ピッチサイズが６０μｍの光拡散層の場合、絵素の配列ピッチａが１００〜２００μｍの機種では、その全てにおいて使用可能となり、機種ごとの光拡散層の専用設計が不要となる。
【００５３】
図１に示した横ストライプの絵素配列パターンを有する液晶表示パネル２０ａは例えば以下のようにして駆動され得る。図８および図９を参照して、その駆動方法を説明する。
【００５４】
図８に示したように、横ストライプの絵素配列パターンを有する液晶表示パネルにおいては、各カラー表示画素を構成する３つの絵素にそれぞれ対応して設けられたＴＦＴ（不図示）のソース電極に共通に１本のソースバスラインＳ１が接続されている。また、３つの絵素のそれぞれに対応して設けられたＴＦＴのゲート電極には、それぞれ１本のゲートバスラインＧ１、Ｇ２またはＧ３が接続されている。３つの絵素のそれぞれには、ゲートバスラインＧ１、Ｇ２またはＧ３に供給される走査電圧によって選択された、それぞれに対応する期間に共通のソースバスラインＳ１からそれぞれに対応する信号電圧（表示電圧）が供給される。
【００５５】
これに対して、図９に示した従来の縦ストライプの絵素配列を有する液晶表示パネル（図１２の液晶表示パネル２０ｂ）においては、各カラー表示画素を構成する３つの絵素にそれぞれ対応して設けられたＴＦＴ（不図示）のゲート電極は共通のゲートバスラインＧ１で走査され、３つの絵素のそれぞれに対応して設けられたＴＦＴのソース電極にそれぞれ対応する３本のソースバスラインＳ１、Ｓ２またはＳ３からそれぞれに対応する信号電圧（表示電圧）が供給される。
【００５６】
上述したように、図８の横ストライプの絵素配列パターンを有する液晶表示パネルは、図９の従来の縦ストライプの絵素配列パターンを有する液晶表示パネルに比べて、ゲートバスラインの数が３倍（１つのカラー表示画素を構成する絵素の数に対応する）になり、ソースバスラインの数が３分の１になる。従って、横ストライプの液晶表示パネルは、従来の縦ストライプの液晶表示パネルの駆動周波数の３倍の駆動周波数で駆動することになる。また、一般に、ゲートドライバに比べてソースドライバのコストは高いので、ソースドライバの数を減らすことによるコストを低減できる利点もある。
【００５７】
なお、光拡散層としては、図１１に示す液晶表示装置２００が有する光拡散層３０ａのように、特願２００７−２５９３５８号に記載の光拡散層が好ましい。
【００５８】
光拡散層３０ａは、第１屈折率Ｎ１を有する第１物質と、第１屈折率よりも小さい第２屈折率Ｎ２を有する第２物質とを含み、第２物質は、第２主面に垂直な断面におけるそれぞれの形状が第２主面側に底辺を有し第１主面側に頂点を有する二等辺三角形に近似される複数の第２領域（低屈折率領域）１４を形成している。複数の第２領域１４は、第１物質から形成された第１領域（高屈折率領域）１２内に、第２主面に平行な面内の水平方向において所定のピッチＰで配置されている。高屈折率領域１２と低屈折率領域１４との界面１２ｓに、高屈折率領域側から臨界角以上の角度で入射した光は全反射される。二等辺三角形は、所定の条件を満足するので、光拡散層１０の主面に垂直（入射角の絶対値が０°から０．１°未満）に入射する光３０２ａは、光拡散層１０内で１回だけ全反射された後に光拡散層１０から観察者側に出射される（出射光３０２ｂ）。主面に傾斜した角度（入射角の絶対値が０．１°以上）で入射する光の一部３０４ａは、光拡散層３０ａ内でｎ回（ｎは２以上の整数）以上全反射された（図１１中ではｎ＝２）後に光拡散層３０ａから観察者側に出射する（出射光３０４ｂ）。また、主面に傾斜した角度（入射角の絶対値が０．１°以上）で入射する光の他の一部３０６ａは、光拡散層１０内で１回だけ全反射された後に光拡散層３０ａから観察者側に出射される（出射光３０６ｂ）。このように、光拡散層３０ａは、全反射を利用して光を拡散させるので、「全反射拡散層」と呼ぶこともある。
【００５９】
この光拡散層３０ａは、液晶表示装置の水平または垂直方向における視野角特性（これら何れかの方位における極角（θ）依存性）を向上させる。また、この光拡散層３０ａは全反射を利用しているので、特許文献１に記載の技術のようにレンズの屈折作用を利用する場合よりも形状の影響を受け難く、さらに、低屈折率領域は二等辺三角形に近似される単純な形状を有しているので、製造し易いという利点も有している。さらに、光拡散層の互いに対向する主面（表面）は互いに平行であり、液晶表示パネルの表面に容易に貼り合わせることができる。液晶表示パネルに貼り合わせられる面は高屈折率領域だけで構成されているので、貼り合わせによって光拡散層内における全反射特性は何ら影響されない。
【００６０】
図１１において、光拡散層３０ａの液晶表示パネル２０ａ側（光入射側）にベースフィルム（不図示）を設けても良い。また、光拡散層３０ａの観察者側（光出射側）にアンチグレア層、アンチリフレクション層、ローリフレクション層または反射防止層（いずれも不図示）を設けても良い。もちろん必要に応じて、これらの任意の２つ以上を組み合わせてもよい。
【００６１】
また、この光拡散層３０ａを用いる場合には、バックライトユニット１０から出射される光の指向性（半値角Δθ５０で表す。半値角Δθ５０は光の強度分布が最大となる角を０°とするとき、強度が半分になる角（極角）が＋Δθ５０および−Δθ５０となる角を意味する。）は、±３５°以内の範囲内にあることが好ましく、±１０°超であることが好ましい。
【００６２】
なお、このとき、バックライトユニット１０から出射される光の指向性が悪い場合であっても、光拡散層に遮光部を設けることによって、視野角特性に悪影響を与える光の殆どを吸収させることができる。遮光部は、低屈折率領域に可視光を吸収する性質を有する材料を混合することによって形成され得る。可視光を吸収する材料としては、例えばカーボンブラックや、青顔料と赤顔料との混合物が好適に用いられる。可視光の吸収率は９５％以上であることが好ましく、９９％以上であることがさらに好ましい。なお、この遮光部は外部から液晶表示パネルに入射する光の反射を低減させることができるので、明るい環境下（例えば明るい室内）における表示品位を向上させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
液晶表示パネルの観測者側に光拡散層を有する直視型の液晶表示装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による実施形態の液晶表示装置１００の模式的な分解斜視図である。
【図２】モアレが発生するメカニズムを説明するための模式図である。
【図３】ＢＭ列の配列ピッチａ＝１００μｍのときのモアレピッチｍｐを種々のｋ（０．３３〜１．０）および傾斜角α（０〜８０°）について計算した結果を示すグラフである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、最近接交点条件がｍ＝１、ｎ＝１の場合のモアレ発生状態を比較する図であり、ｋが１．０で、αが４°、８°、１２°および２０°の場合をそれぞれ示す。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、最近接交点条件がｍ＝１、ｎ＝２の場合のモアレ発生状態を比較する図であり、ｋが０．５で、αが４°、８°、１２°および２０°の場合をそれぞれ示す。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、最近接交点条件がｍ＝１、ｎ＝３の場合のモアレ発生状態を比較する図であり、ｋが０．３３で、αが４°および２０°の場合をそれぞれ示す。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、最近接交点条件がｍ＝２、ｎ＝３の場合のモアレ発生状態を比較する図であり、ｋが０．７で、αが４°および２０°の場合をそれぞれ示す。
【図８】液晶表示装置１００が有する横ストライプの絵素配列パターン２２ａを有する液晶表パネル２０ａの１つのカラー表示画素の構造を説明するための模式図である。
【図９】従来の液晶表示装置３００が有する縦ストライプの絵素配列パターン２２ｂを有する液晶表パネル２０ｂの１つのカラー表示画素の構成を模式的に示す図である。
【図１０】パラメータｋとモアレピッチとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明による実施形態の液晶表示装置２００の模式的な断面図である。
【図１２】比較例の液晶表示装置３００の模式的な分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０    バックライトユニット
２０ａ、２０ｂ    液晶表示パネル
２２ａ、２２ｂ    絵素の配列パターン
２８    カラー表示画素の左右方向の重心ライン
３０ａ、３０ｂ    光拡散層
３２ａ、３２ｂ    光拡散層のストライプ構造
１００、２００、３００  液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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