(57)【要約】【課題】垂直方向または水平方向のいずれか一方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、垂直方向または水平方向のいずれか一方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、複数の絵素が、２絵素以上の周期で、前記一方において屈曲して配置されており、屈曲角βは２０°以上９０°未満である。【選択図】  図１
2009216990.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、垂直方向または水平方向のいずれか一方に延びるストライプ構造を有する光拡散層と
を有し、
前記複数の絵素は、２絵素以上の周期で、前記一方において屈曲して配置されており、屈曲角は２０°以上９０°未満である、液晶表示装置。
【請求項２】
前記屈曲角は４５°未満である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記光拡散層は垂直方向に延びるストライプ構造を有する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
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主面は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いずれか一方において所定のピッチで配置されている、請求項１から３のいずれか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せる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、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１３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１３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、垂直方向または水平方向のいずれか一方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、垂直方向または水平方向のいずれか一方に延びるストライプ構造を有する光拡散層とを有し、前記複数の絵素は、２絵素以上の周期で、前記一方において屈曲して配置されており、屈曲角は２０°以上９０°未満である。
【００１２】
ある実施形態において、前記屈曲角は４５°未満である。
【００１３】
ある実施形態において、前記光拡散層は垂直方向に延びるストライプ構造を有する。
【００１４】
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主面は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いずれか一方において所定のピッチで配置されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明よると、垂直方向または水平方向のいずれか一方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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。絵素の配列パターン２２ａにおいて、複数の絵素は２絵素以上の周期で垂直方向において屈曲して配置されており、屈曲角βは２０°以上９０°未満である。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。
【００１８】
以下では、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を用いた場合を例に、本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を説明するが、本発明による実施形態の液晶表示装置はこれに限られない。水平方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層を用い、絵素を２絵素以上の周期で水平方向において屈曲して配置してもよい。この場合にも屈曲角βは２０°以上９０°未満である。水平方向に延びるストライプ構造を有する光拡散層は垂直方向の視野角を拡大する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。但し、絵素の配列は、後に詳述するように、光拡散層３０ａが有するストライプ構造３２ａが延びる方向に２絵素以上の周期で屈曲した配列を有するように改変される。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
まず、モアレの発生条件について説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
d(Pm*Ln)=[(n×k×sinα)2+(n×k×cosα-m)2]1/2×a/sinα     ・・・（１）
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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
【００３５】
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。
【００３６】
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、傾斜角αを２０°以上にすれば、ｋの値によらずモアレを認識されないようにできることがわかる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１３に示す比較例の液晶表示装置３００が得られる。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の配列パターン（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。
【００４４】
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。
【００４５】
図１に示したように、本発明による実施形態の液晶表示装置１００が有する液晶表示パネル２０ａにおいて、複数の絵素は、２絵素以上の周期で、垂直方向において屈曲して配置されており、屈曲角βは２０°以上９０°未満である。液晶表示パネル２０ａは２絵素周期で屈曲している。
【００４６】
液晶表示パネル２０ａの１つの絵素は、通常の絵素が水平方向のピッチｘと垂直方向のピッチｙとの積ｘ×ｙで表される矩形であるのに対して、図８に示すように、垂直方向に対して角度β（屈曲角という。）だけ傾斜した平行四辺形の形状を有している。また、図２に示したＢＭ列の配列ピッチａは屈曲角βを用いてｘ×ｃｏｓβと表すことができる。
【００４７】
屈曲角βは、図２における傾斜角αに相当するので、モアレの発生を低減するためには、屈曲角βを２０°以上とすればよいことが分かる。また、屈曲角βの上限はモアレ低減に関しては特に制限は無く、９０°未満であれば良い。但し、絵素形状の歪みの表示への影響を考慮すると、屈曲角βは以下の条件を満足することが好ましい。
【００４８】
通常、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、図９に示すような絵素（ドット）が数個連なった絵素群である。１つのカラー表示画素を構成する複数の絵素のそれぞれは原色を表示する。典型的には、１つのカラー表示画素は、赤絵素、緑絵素および青絵素で構成される。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。
【００４９】
例えば、図９に示すようなカラー表示画素２３ａのサイズは、ｘ’×ｙで表される形状となる。赤絵素、緑画素および青絵素から成る典型的なカラー表示画素では、ｘ’とｙが同程度の大きさになっている場合が多い（つまり、３ｘ＝ｘ’＝ｙ）。
【００５０】
ここで、図１０（ａ）に示す絵素の配列パターン２２ａのように、垂直方向において、２絵素の周期で屈曲して配置されている例を考える。図１０（ａ）に示す絵素の配列パターン２２ａは、屈曲角βを有する絵素を、垂直方向において１絵素毎に屈曲方向を反転している。言い換えると、ある絵素の列に注目すると、屈曲角βの絶対値は同じで、符号が一行毎に反転している。屈曲角βの符号を、例えば、反時計回りを正とすると、図１０（ａ）中の第１行の絵素は垂直方向に対して＋βの角度で屈曲しており、第２行目の絵素は−βの角度で屈曲している。
【００５１】
図１１（ａ）は、図１０（ａ）に示した絵素の配列パターン２２ａを有する液晶表示パネルにおけるある列の連続する４つ（２周期分）のカラー表示画素２３ａを示す模式図であり、カラー表示画素２３ａの水平方向（左右方向）における重心ライン２８を示した図である。
【００５２】
図１１（ａ）から容易に理解されるように、屈曲角βが大きくなると、重心ライン２８の左右方向の移動幅Δｘも大きくなる。Δｘが大き過ぎると、垂直方向に延びる直線的な画像を表示した際に、ガタガタ感のある表示になってしまうおそれがある。この表示におけるガタガタ感を抑制するためには、移動幅Δｘが１つのカラー表示画素２３ａの幅ｘ’以下であることが好ましい（Δｘ≦ｘ’）。
【００５３】
ここで、カラー表示画素２３ａの重心ライン２８の左右方向の移動幅Δｘは、ｙ×ｔａｎβで表されるので、屈曲角βは下記の式（２）の関係を満足することが好ましい。
【００５４】
β  ≦  ａｒｃｔａｎ（ｘ’／ｙ）                  ・・・（２）
【００５５】
ｘ’＝ｙである典型的なカラー表示画素を設計する場合は、屈曲角βを４５°以下にすればよいことがわかる。
【００５６】
次に、図１０（ｂ）に示す絵素の配列パターン２２ａ’について検討する。絵素の配列パターン２２ａ’は、垂直方向において、４絵素の周期で屈曲して配置されている。図１０（ｂ）に示す絵素の配列パターン２２ａ’は、屈曲角βを有する絵素を、垂直方向において２絵素毎に屈曲方向を反転している。言い換えると、ある絵素の列に注目すると、屈曲角βの絶対値は同じで、符号が２行毎に反転している。
【００５７】
図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）に示した絵素の配列パターン２２ａ’を有する液晶表示パネルにおけるある列の連続する４つ（１周期分）のカラー表示画素２３ａ’を示す模式図であり、カラー表示画素２３ａ’の水平方向（左右方向）における重心ライン２８を示した図である。
【００５８】
図１１（ｂ）から容易に理解されるように、この絵素の配列パターン２２ａ’におけるガタガタ感を抑制するためには、移動幅Δｘが１つのカラー表示画素２３ａ’の幅ｘ’以下であることが好ましい（Δｘ≦ｘ’）。
【００５９】
ここで、カラー表示画素２３ａ’の重心ライン２８の左右方向の移動幅Δｘは、２×ｙ×ｔａｎβで表されるので、屈曲角βは下記の式（３）の関係を満足することが好ましい。
【００６０】
β  ≦  ａｒｃｔａｎ（ｘ’／（２×ｙ））          ・・・（３）
【００６１】
ｘ’＝ｙである典型的なカラー表示画素を設計する場合は、屈曲角βを２６°以下にすればよいことがわかる。
【００６２】
なお、ガタガタ感のような表示特性上の問題が無ければ、屈曲角βの上限は上記のように限定されるものではなく、他の特性への影響などを考慮して屈曲角βを決定すればよく、例えば、３絵素以上毎に傾斜角が反転するような配列を採用することもできる。
【００６３】
上述したように、垂直方向または水平方向のいずれか一方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配置した液晶表示装置において、液晶表示パネルの絵素を、光拡散層のストライプ構造の延びる方向において２絵素以上の周期で屈曲し、且つ、屈曲角βを２０°以上９０°未満とすることによって、液晶表示装置としての光学特性の対称性を維持したまま、モアレを低減することができる。
【００６４】
なお、光拡散層としては、図１２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。
【００６５】
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（または垂直方向）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３０ａ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３０ａ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１２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３０ａ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。
【００６６】
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。
【００６７】
図１２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。
【００６８】
また、この光拡散層を用いる場合には、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。
【００６９】
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】
【００７０】
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】
【００７１】
【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】本発明による実施形態の液晶表示装置が有する液晶表示パネル２０ａの１つの絵素（ドット）の形状を説明するための模式図である。
【図９】本発明による実施形態の液晶表示装置が有する液晶表示パネル２０ａ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】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置が有する液晶表示パネル２０ａが有する絵素配列パターンの例を示す模式図であり、（ａ）は垂直方向に２絵素の周期で屈曲している例であり、（ｂ）は垂直方向に４絵素の周期で屈曲している例である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図１０（ａ）および（ｂ）に示した絵素配列パターンを有する液晶表示パネルにおけるある列の連続する４つのカラー表示画素を示す模式図であり、カラー表示画素の水平方向（左右方向）における重心ラインの移動量を説明するための模式図である。
【図１２】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１３】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】
【００７２】
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
２３ａ    カラー表示画素
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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【図１３】
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