JPH10123511A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行なうこと
なく、簡単な構成で広視野角化を実現することができる
液晶表示装置を提供する。 【解決手段】液晶素子１０の出射側に、裏面から入射し
て表面側に出射する光のうち、特定の方向に沿った垂直
面Ｈに対し一方の方向に傾いた方向からある角度範囲内
の入射角で入射した光が散乱して出射する指向散乱性を
有し、かつ入射光が散乱して出射し始める散乱開始入射
角が５°〜１０°であり、入射光が散乱して出射する散
乱入射角範囲Ｓが３０°より大きい特性をもった散乱板
１５を、その散乱入射角範囲Ｓを含む方向を所定の方向
に向けて設けることにより、液晶表示装置の視野角Ｂ
を、散乱板１５の散乱入射角範囲Ｓを含む方向とは反対
の方向に広げた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置としては、一般に、ＴＮ
（ツイステッドネマティック）型またはＳＴＮ（スーパ
ーツイステッドネマティック）型のものが利用されてい
る。これらの液晶表示装置は、液晶分子がツイスト配向
した液晶層を有する液晶セルをはさんで一対の偏光板を
配置した液晶素子の背後に、一般にバックライトと呼ば
れる平面状光源を配置した構成となっている。

【０００３】ところで、上記ＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表
示装置は、その液晶素子の表示特性に液晶セルの液晶分
子の配向状態によって決まる方向性があり、表示を観察
する方向に応じて表示特性が変化するそのため、視野角
（表示を良好なコントラストで観察できる観察角範囲）
が狭いという問題をもっている。

【０００４】これは、液晶セルのΔｎ・ｄ（液晶の屈折
率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値が観察方向によ
って見かけ上変化するためであり、したがって、液晶セ
ルの両基板の内面にそれぞれ設けられている電極間への
印加電圧が同じであっても、つまり基板面に対する液晶
分子の立上がり角が同じであっても、光の透過率が観察
方向によって異なるから、上記液晶素子の電圧−透過率
特性には観察方向依存性がある。

【０００５】この電圧−透過率特性の観察方向依存性
は、前記電極間への印加電圧を、液晶のしきい値電圧Ｖ
thと、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に近い状態ま
で立上がり配向する電圧Ｖa との間で段階的に制御し
て、明るさに階調をもたせた階調表示を行なうときにも
問題となっており、この階調表示においては、中間調の
表示の明るさが観察方向によって大きく変化する。

【０００６】そして、液晶素子には、その電圧−透過率
特性の観察方向依存性によって決まる固有の視角（表示
が最もコントラストの高い状態で観察される観察角）が
あり、その視角の方向の付近から表示を観察したときの
コントラストは高いが、視角方向からある程度ずれた方
向から観察すると、コントラストが著しく低下し、また
階調の反転を生じてしまう。

【０００７】なお、液晶素子の視角は、真正面方向（画
面に対して垂直な方向）よりも一方の方向に若干傾いた
方向にあり、したがって、真正面方向から液晶素子の視
角がある側に傾いた方向への視野角はある程度広いが、
反対方向への視野角が狭い。

【０００８】そこで従来から、上記液晶表示装置の視野
角を改善する手段として、画素分割法が提案されてい
る。この画素分割法には、電圧制御方式と、配向制御方
式とがある。

【０００９】電圧制御方式は、液晶セルの一方の基板の
電極を各画素ごとに複数の電極に分割しておき、その各
分割電極と他方の基板の電極との間にそれぞれ異なる電
圧値の駆動電圧を印加することにより、液晶分子の立上
がり角を画素の各領域において異ならせて、これらの領
域の視野角を互いに異ならせたものであり、視野角が異
なる複数の領域が合成されて観察されるようにして、電
圧−透過率特性の観察方向依存性を小さくしたものであ
る。

【００１０】また、配向制御方式は、各画素をそれぞれ
複数の領域に区分して、その各領域ごとに液晶分子の配
向状態を異ならせることにより、これらの領域の視野角
を互いに異ならせ、視野角が異なる複数の領域が合成さ
れて観察されるようにして、電圧−透過率特性の観察方
向依存性を小さくしたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電圧制御
方式は、各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号
を供給しなければならないため、液晶表示装置の駆動制
御が複雑になってしまうという問題をもっている。

【００１２】一方、配向制御方式は、電圧制御方式のよ
うな複雑な駆動制御は不要であるが、液晶セルに、液晶
分子を画素の各領域ごとに異なる配向状態で配向させる
ための配向処理を施さなければならないため、液晶セル
の製造における配向処理が複雑になって、製造コストが
高くなるという問題をもっている。

【００１３】この発明は、複雑な駆動制御や複雑な配向
処理を行なうことなく、簡単な構成で広視野角化を実現
することができる液晶表示装置を提供することを目的と
したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、液晶分子がツイスト配向した液晶層を有する液晶セ
ルをはさんで一対の偏光板を配置した液晶素子と、この
液晶素子の出射側に設けられた散乱板とを備え、前記散
乱板は、その裏面から入射して表面側に出射する光のう
ち、散乱板面に垂直で特定の方向に沿った面に対し一方
の方向に傾いた方向からある角度範囲内の入射角で入射
した光が散乱して出射する指向散乱性を有するものであ
って、前記散乱板面に垂直な方向からの光の入射角を０
°としたとき、入射光が散乱して出射し始める散乱開始
入射角が５°〜１０°であり、入射光が散乱して出射す
る散乱入射角範囲が３０°より大きい特性をもってお
り、この散乱板が、その散乱入射角範囲を含む方向を所
定の方向に向けて設けられていることを特徴とするもの
である。

【００１５】この発明の液晶表示装置によれば、液晶素
子を出射する光のうち、上記散乱板に対してその散乱入
射角範囲を含む方向から前記散乱入射角範囲内の角度で
入射した光が散乱して出射するため、前記液晶素子がも
っている電圧−透過率特性の観察方向依存性が緩和さ
れ、液晶表示装置の視野角、つまり階調の反転がなく、
しかも良好なコントラストで表示を観察できる視角の範
囲が、前記液晶素子がもっている視野角よりも広くな
る。

【００１６】この視野角が広くなる方向は、散乱板の散
乱入射角範囲を含む方向とは反対の方向であり、したが
って、前記散乱板を、その散乱入射角範囲を含む方向を
視野角を広げたい方向とは反対の方向に向けて設けれ
ば、所望の方向に視野角を広げることができる。

【００１７】また、この液晶表示装置では、前記散乱板
として、その板面に垂直な方向からの光の入射角を０°
としたとき、入射光が散乱して出射し始める散乱開始入
射角が５°〜１０°で、入射光が散乱して出射する散乱
入射角範囲が３０°より大きい特性のものを用いている
ため、液晶表示装置の視野角をより効果的に広げること
ができる。

【００１８】そして、この発明は、液晶素子の出射側に
上記散乱板を設けることによって視野角を広くしたもの
であるから、従来の電圧制御方式や配向制御方式のよう
に複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行なうことなく、
簡単な構成で広視野角化を実現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明は、液晶素子の出射側に
散乱板を設けることによって広視野角化を実現したもの
であり、前記散乱板として、その裏面から入射して表面
側に出射する光のうち、散乱板面に垂直で特定の方向に
沿った面に対し一方の方向に傾いた方向からある角度範
囲内の入射角で入射した光が散乱して出射する指向散乱
性を有し、前記散乱板面に垂直な方向からの光の入射角
を０°としたとき、入射光が散乱して出射し始める散乱
開始入射角が５°〜１０°であり、入射光が散乱して出
射する散乱入射角範囲が３０°より大きい特性のものを
用い、この散乱板を、その散乱入射角範囲を含む方向を
所定の方向に向けて設けることにより、液晶表示装置の
視野角を、前記散乱板の散乱入射角範囲を含む方向とは
反対の方向に広げたものである。

【００２０】この発明において、前記散乱板は、液晶素
子の出射側であれば、出射側偏光板と液晶セルとの間に
配置しても、前記出射側偏光板の出射面に配置してもよ
いが、散乱板での光の散乱による表示画像のにじみを少
なくするには、出射側偏光板と液晶セルとの間に散乱板
を設けるのが好ましい。

【００２１】また、前記散乱板の散乱入射角範囲は、３
０°より大きければ任意の角度範囲でよいが、望ましい
散乱入射角範囲は６０°以下であり、より好ましい散乱
入射角範囲はほぼ５０°である。

【００２２】さらに、この発明において、前記散乱板は
１枚だけ備えてもよいが、液晶素子の出射側に２枚の散
乱板を、それぞれの散乱入射角範囲を含む方向を互いに
異なる方向に向けて配置すれば、液晶表示装置の視野角
を２つの方向に広げることができる。

【００２３】さらにまた、この発明において、前記液晶
素子の背後に平面状光源を配置し、この光源と前記液晶
素子との間に、前記光源からの照射光の正面輝度を高め
るための集光体を設ければ、高輝度の光を液晶素子に照
射してその光を散乱板に入射させることができ、したが
って、散乱板を出射する光の輝度を散乱光も含めて高く
して、より明るい表示を得ることができる。

【００２４】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す液晶表
示装置の側面図である。この実施例の液晶表示装置は、
液晶素子１０と、この液晶素子１０の出射側に設けられ
た散乱板１５とを備えたものであり、前記液晶素子１０
の背後には、この液晶素子１０に光を照射する平面状光
源２０が配置されるとともに、この光源２０と前記液晶
素子１０との間に、前記光源２０からの照射光の正面輝
度を高めるための集光体２４が設けられている。

【００２５】前記液晶素子１０は、液晶分子がツイスト
配向した液晶層を有する液晶セル１１をはさんで一対の
偏光板１３，１４を配置したものであり、前記液晶セル
１１は、枠状のシール材（図示せず）を介して接合した
一対の透明基板１２ａ，１２ｂ間にネマティック液晶を
封入して構成されている。

【００２６】なお、前記液晶セル１１は、例えばアクテ
ィブマトリックス方式のカラー画像表示セルであり、そ
の内部構造は図示しないが、一方の基板の内面には、複
数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ対応するス
イッチング素子（例えば薄膜トランジスタ）がマトリッ
クス状に配列形成されるとともにその上に配向膜が設け
られており、他方の基板の内面には、各画素にそれぞれ
対応する複数の色のカラーフィルタと一枚膜状の対向電
極とが形成されるとともにその上に配向膜が設けられて
いる。

【００２７】上記液晶素子１０は、例えば、液晶セル１
１の液晶分子のツイスト角をほぼ９０°とし、一対の偏
光板１３，１４をその透過軸を互いにほぼ直交させるか
あるいはほぼ平行にして配置したＴＮ型のものであり、
この実施例では、画面に垂直で前記画面の横軸（図にお
いて紙面に垂直な方向）に沿った面Ｈに対してある程度
画面の下縁方向に傾いた方向に視角の方向Ｆがくるよう
に設計したものを用いている。

【００２８】すなわち、この液晶素子１０は、画面の横
軸に対して、液晶セル１１の入射側基板１２ａの近傍に
おける液晶分子の配向方向を出射側から見て右回りにほ
ぼ４５°の方向、出射側基板１２ｂの近傍における液晶
分子の配向方向を出射側から見て左回りにほぼ４５°の
方向とし、液晶の分子を、入射側基板１２ａから出射側
基板１２ｂに向かい出射側から見て右回りにほぼ９０°
のツイスト角でツイスト配向させるとともに、入射側お
よび出射側の偏光板１３，１４を、その透過軸が前記液
晶セル１１の入射側および出射側基板１２ａ，１２ｂの
近傍における液晶分子の配向方向に対してほぼ平行させ
るかまたはほぼ直交させて設けたものであり、この液晶
素子１０の視角の方向Ｆは、画面に垂直で前記横軸に沿
った面Ｈに対してある程度画面の下縁方向に傾いた方向
にある。

【００２９】また、液晶素子１０の出射側に設けられた
散乱板１５は、その裏面から入射して表面側に出射する
光のうち、散乱板面に垂直で特定の方向に沿った面ｈに
対し一方の方向に傾いた方向からある角度範囲の入射角
で入射する光が散乱して出射する指向散乱性を有する光
学フィルムであり、散乱板面（フィルム面）に垂直な方
向からの光の入射角を０°としたとき、入射光が散乱し
て出射し始める散乱開始入射角が５°〜１０°であり、
入射光が散乱して出射する散乱入射角範囲Ｓが３０°よ
り大きい特性をもっている。なお、この実施例では、前
記散乱入射角範囲Ｓがほぼ５０°の散乱板を用いてい
る。

【００３０】すなわち、上記散乱板１５は、特定の方向
から特定の角度範囲内の入射角で入射する光に対して散
乱性を示し、その範囲外からの入射光に対してはほとん
ど散乱性を示さないものであり、この実施例で用いた散
乱板１５は、その板面に垂直で特定の方向に沿った面ｈ
に対して一方の方向に５°〜１０°傾いた方向から前記
面ｈに対して前記一方の方向に５５°〜６０°傾いた方
向までの間のほぼ５０°の角度範囲内の入射角で入射す
る光が散乱して出射し、その範囲外からの入射光ははほ
とんど散乱せずに出射する特性をもっている。

【００３１】そして、この散乱板１５は、その散乱入射
角範囲Ｓを含む方向（散乱板面に垂直で特定の方向に沿
った面ｈに対して一方の方向）を所定の方向に向けて設
けられている。

【００３２】この実施例では、前記散乱板１５を、その
散乱入射角範囲Ｓを含む方向を液晶素子１０の画面の上
縁方向に向けた状態、つまり液晶素子１０の視角がある
側とは反対の方向に向けた状態で設けている。また、こ
の実施例では、散乱板１５を、液晶素子１０の出射側偏
光板１４と液晶セル１１との間に配置している。

【００３３】一方、液晶素子１０の背後に配置された平
面状光源２０は、液晶素子１０の表示領域全体に対向す
る導光板２１と、この導光板２１の両方の端面にそれぞ
れ対向させて配置された光源ランプ２２と、前記導光板
２１および光源ランプ２２の背後に設けられたリフレク
タ２３とからなっている。

【００３４】上記導光板２１は、アルリル系樹脂等から
なる透明板であり、前記光源ランプ２２からの光は、導
光板２１にその端面から取り込まれてこの導光板２１内
を導かれ、その表面全体から光輝度がほぼ均一な散乱光
となって出射する。

【００３５】また、上記光源２０と液晶素子１０との間
に設けられた集光体２４は、光源２０から照射される光
（散乱光）を集光して液晶素子１０に入射するものであ
り、前記光源２０からの照射光は、導光板２１の幅方向
（導光方向に対して直交する方向）への広がりが小さ
く、導光板２１の長さ方向（導光方向に沿った方向）へ
の広がりが大きい光であるため、この実施例では、集光
板２４としてアルリル系樹脂等からなる透明シートの表
面全体に微細幅の帯状プリズム部をその幅方向に連続さ
せて形成したプリズムシートを用い、この集光板（プリ
ズムシート）２４をその各帯状プリズム部の長さ方向を
前記導光板の幅方向とほぼ平行にして設けて、光源２０
からの照射光を導光板２１の長さ方向への広がりが小さ
くなるように集光し、前記照射光の正面輝度を高めてい
る。

【００３６】なお、図１では、集光体２４を平面状光源
２０に近接させて設けているが、この集光体２４は、光
源２０の出射面（導光板２１の表面）に貼付けて設けて
も、液晶素子１０の入射側偏光板１３に貼付けて設けて
もよい。また、図１では、散乱板１５の散乱入射角範囲
Ｓを図示するために、光源２０を液晶素子１０から離し
て示したが、光源２０と液晶素子１０との間隔はできる
だけ小さくするのが望ましい。

【００３７】上記液晶表示装置は、液晶素子１０の出射
側に散乱板１５を設けることによって広視野角化を実現
したものであり、この液晶表示装置によれば、液晶素子
１０を出射する光のうち、前記散乱板１５に対してその
散乱入射角範囲Ｓを含む方向から前記散乱入射角範囲Ｓ
内の角度で入射した光が散乱して出射するため、液晶素
子１０がもっている電圧−透過率特性の観察方向依存性
が緩和される。

【００３８】すなわち、液晶素子１０の電圧−透過率特
性には観察方向依存性があるが、この液晶素子１０の出
射側に上記散乱板１５を設けておけば、この散乱板１５
に対してその散乱入射角範囲Ｓを含む方向から前記散乱
入射角範囲Ｓ内の角度で入射した光が散乱して出射する
ため、その散乱光の出射方向から表示を観察したときの
観察角の変化に対する透過率の変化の度合が小さくな
り、この方向における電圧−透過率特性が緩和される。

【００３９】そして、液晶素子１０には、その電圧−透
過率特性の観察方向依存性によって決まる固有の視角が
あり、その視角方向Ｆからある程度ずれた方向から観察
すると、極く狭い範囲の観察角の変化によっても表示の
明るさが極端に変化し、コントラスト低下や階調反転を
生じてしまうが、この液晶素子１０の出射側に散乱板１
５を設けて前記電圧−透過率特性の観察方向依存性を緩
和することにより、液晶表示装置の視野角、つまり階調
の反転がなく、しかも良好なコントラストで表示を観察
できる視角の範囲が、液晶素子１０がもっている視野角
よりも広くなる。

【００４０】この視野角が広くなる方向は、散乱板１５
の散乱入射角範囲Ｓを含む方向とは反対の方向、つまり
前記散乱入射角範囲Ｓ内の角度で入射した光が散乱して
出射する方向であり、この実施例では、散乱板１５をそ
の散乱入射角範囲Ｓを含む方向を、液晶素子１０の視角
がある側、つまり画面の下縁方向に向けて設けているた
め、真正面方向から画面の下縁方向への視野角を広げる
ことができる。

【００４１】また、この実施例では、上記散乱板１５と
して、その板面に垂直な方向からの光の入射角を０°と
したとき、入射光が散乱して出射し始める散乱開始入射
角が５°〜１０°で、入射光が散乱して出射する散乱入
射角範囲Ｓがほぼ５０°と大きい特性のものを用いてい
るため、液晶表示装置の視野角をより効果的に広げるこ
とができる。

【００４２】図１において、Ａは上記液晶素子１０の視
野角を示し、Ｂは前記液晶素子１０の出射側に上記散乱
板１５を設けた液晶表示装置の視野角を示しており、こ
の液晶表示装置は、真正面方向から画面の上縁方向、つ
まり液晶素子１０の視角がある側とは反対の方向への視
野角は液晶素子１０の視野角Ａと同程度であるが、真正
面方向から画面の下縁方向（液晶素子１０の視角がある
側）への視野角が、液晶素子１０の視野角Ａに比べて大
幅に広くなっている。

【００４３】図２および図３は、散乱板１５を備えない
液晶表示装置と上記実施例の液晶表示装置とに階調1 〜
階調8 の８階調の表示を行わせたときの、真正面方向か
ら画面の下縁方向（液晶素子１０の視角がある側）にお
ける観察角−透過率特性図であり、図２は散乱板１５を
備えない液晶表示装置の特性を示し、図３は実施例の液
晶表示装置の特性を示している。

【００４４】図２の観察角−透過率特性のように、散乱
板１５を備えない液晶表示装置は、真正面方向から画面
の下縁方向への観察角（θ）の変化に対する透過率の変
化が、観察角が約１５°を越えると低階調側において階
調の反転が生じるとともに、観察角が大きくなるにつれ
て中間調の明るさが大きく低下する特性であり、したが
って、階調の反転がなく、しかも良好なコントラストで
表示を観察できる視角の範囲が狭い。なお、この液晶表
示装置は、観察角が４０°近くになると、高階調の明る
さが急激に落ち込んで、画面全体が暗くなってしまう。

【００４５】これに対して、散乱開始入射角が５°〜１
０°で、散乱入射角範囲がほぼ５０°の散乱板１５を備
えた上記実施例の液晶表示装置の観察角−透過率特性
は、図３のように、５０°付近の観察角でも階調の反転
がなく、また観察角が大きくなるのにともなう各階調の
明るさの変化も緩やかであり、したがって、５０°近く
の広い観察角範囲にわたって、十分な明るさおよびコン
トラストの画像が観察される。

【００４６】このように、上記実施例の液晶表示装置
は、散乱板１５を備えないものに比べて、観察角−透過
率特性が大幅に改善されており、したがって視野角が広
くなる。

【００４７】そして、上記液晶表示装置は、液晶素子１
０の出射側に散乱板１５を設けることによって視野角を
広くしたものであるから、従来の電圧制御方式や配向制
御方式のように複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行な
うことなく、簡単な構成で広視野角化を実現することが
できる。

【００４８】また、上記実施例では、液晶素子１０の背
後に平面状光源２０を配置し、この光源２０と液晶素子
１０との間に、光源２０からの照射光の正面輝度を高め
るための集光体（プリズムシート）２４を設けているた
め、高輝度の光を液晶素子１０に照射してその光を散乱
板１５に入射させることができ、したがって、散乱板１
５を出射する光の輝度を散乱光も含めて高くして、より
明るい表示を得ることができる。

【００４９】なお、上記第１の実施例では、散乱板１５
を、その散乱入射角範囲Ｓを含む方向を液晶素子１０の
視角がある側とは反対の方向（画面の上縁方向）に向け
て設けているが、この散乱板１５は、散乱入射角範囲Ｓ
を含む方向を他の方向に向けて設けてもよく、視野角が
広くなる方向は、前記散乱板１５の散乱入射角範囲Ｓを
含む方向とは反対の方向であるため、散乱板１５を散乱
入射角範囲Ｓを含む方向を視野角を広げたい方向とは反
対の方向に向けて設ければ、所望の方向に視野角を広げ
ることができる。

【００５０】図４はこの発明の第２の実施例を示す液晶
表示装置の側面図である。この実施例は、上記散乱板１
５を、その散乱入射角範囲Ｓを含む方向を液晶素子１０
の視角がある側（画面の下縁方向）に向けて設けて、液
晶表示装置の視野角Ｂを、液晶素子１０の視角がある側
とは反対の方向に広げたものであり、その視野角Ｂは、
真正面方向から画面の下縁方向（液晶素子１０の視角が
ある側）への視野角は液晶素子１０の視野角Ａと同程度
であるが、真正面方向から画面の上縁方向（液晶素子１
０の視角がある側とは反対の方向）への視野角が、液晶
素子１０の視野角Ａに比べて大幅に広くなっている。

【００５１】なお、この第２の実施例は、散乱板１５
を、その散乱入射角範囲Ｓを含む方向を上記第１の実施
例とは反対の方向に向けて設けたものであって、その他
の構成は第１の実施例と同じであるから、重複する説明
は省略する。

【００５２】図５および図６は、散乱板１５を備えない
液晶表示装置と上記第２の実施例の液晶表示装置とに階
調1 〜階調8 の８階調の表示を行わせたときの、真正面
方向から画面の上縁方向（液晶素子１０の視角がある側
とは反対の方向）における観察角−透過率特性図であ
り、図２は散乱板１５を備えない液晶表示装置の特性を
示し、図３は実施例の液晶表示装置の特性を示してい
る。

【００５３】図５の観察角−透過率特性のように、散乱
板１５を備えない液晶表示装置は、真正面方向から画面
の上縁方向への観察角（−θ）の変化に対する透過率の
変化が、観察角が約１５°を越えると高階調側において
階調の反転が生じるとともに、観察角が大きくなるにつ
れて低階調から中間調の明るさが大きく浮き上がる特性
であり、したがって、階調の反転がなく、しかも良好な
コントラストで表示を観察できる視角の範囲が極く狭
い。なお、この液晶表示装置は、観察角が３５°近くに
なると、全ての階調の明るさが急激に落ち込んで、画面
全体が暗くなってしまう。

【００５４】これに対して、散乱開始入射角が５°〜１
０°で、散乱入射角範囲がほぼ５０°の散乱板１５を備
えた上記実施例の液晶表示装置の観察角−透過率特性
は、図６のように、５０°付近の観察角でも階調の反転
がなく、また観察角（−θ）が大きくなるのにともなう
各階調の明るさの変化も緩やかであり、したがって、５
０°近くの広い観察角範囲にわたって、十分な明るさお
よびコントラストの画像が観察される。

【００５５】図７は、散乱板１５を備えない液晶表示装
置と上記第２の実施例の液晶表示装置との、真正面方向
から画面の上縁方向（液晶素子１０の視角がある側とは
反対の方向）における観察角−コントラスト特性を比較
して示しており、破線は散乱板１５を備えない液晶表示
装置の特性を示し、実線は実施例の液晶表示装置の特性
を示している。

【００５６】この観察角−コントラスト特性図のよう
に、散乱板１５を備えない液晶表示装置は、観察角（−
θ）が小さいときのコントラストはかなり高いが、観察
角（−θ）が大きくなるのにともなってコントラストが
大きく低下する。

【００５７】これに対して、上記実施例の液晶表示装置
は、観察角（−θ）が小さいときのコントラストは散乱
板１５を備えないものに比べれば低いものの、そのコン
トラスト値は十分であるし、また、観察角（−θ）が大
きくなるのにともなうコントラストの変化が緩やかで、
５０°近くの観察角でも十分なコントラストの画像が観
察される。

【００５８】なお、上記第１および第２の実施例では、
散乱板１５は１枚だけ備えているが、液晶素子１０の出
射側に２枚の散乱板１５を、それぞれの散乱入射角範囲
Ｓを含む方向を互いに異なる方向に向けて配置すれば、
液晶表示装置の視野角を２つの方向に広げることができ
る。

【００５９】図８はこの発明の第３の実施例を示す液晶
表示装置の側面図である。この実施例は、液晶素子１０
の出射側偏光板１４と液晶セル１１との間に、同じ特性
を有する２枚の散乱板１５を互いに積層して配置すると
ともに、その一方の散乱板（図８では偏光板１４に隣接
する散乱板）１５を、その散乱入射角範囲Ｓを含む方向
を液晶素子１０の視角がある側とは反対の方向（画面の
上縁方向）に向けて設け、他方の散乱板（図８では液晶
セル１１に隣接する散乱板）１５を、その散乱入射角範
囲Ｓを含む方向を液晶素子１０の視角がある側（画面の
下縁方向）に向けて設けたものである。

【００６０】この実施例の液晶表示装置によれば、その
視野角Ｂを、真正面方向から画面の下縁方向（液晶素子
１０の視角がある側）と画面の上縁方向（液晶素子１０
の視角がある側とは反対の方向）との両方の方向に広げ
ることができる。

【００６１】なお、この第３の実施例は、散乱開始入射
角が５°〜１０°で、散乱入射角範囲がほぼ５０°であ
る特性の２枚の散乱板１５を、それぞれの散乱入射角範
囲Ｓを含む方向を互いに逆向きにして配置したものであ
って、その他の構成は上述した第１の実施例と同じであ
るから、重複する説明は省略する。

【００６２】図９は、上記第３の実施例の液晶表示装置
に階調1 〜階調8 の８階調の表示を行わせたときの観察
角−透過率特性図であり、（ａ）は真正面方向から画面
の下縁方向（液晶素子１０の視角がある側）における観
察角−透過率特性を示し、（ｂ）は真正面方向から画面
の上縁方向（液晶素子１０の視角がある側とは反対の方
向）における観察角−透過率特性を示している。

【００６３】この観察角−透過率特性のように、上記第
３の実施例の液晶表示装置は、真正面方向から画面の下
縁方向への観察角（θ）の変化に対する透過率の変化特
性と、真正面方向から画面の上縁方向への観察角（−
θ）の変化に対する透過率の変化特性とが、いずれも、
５０°付近の観察角でも階調の反転がなく、また観察角
が大きくなるのにともなう各階調の明るさの変化も緩や
かな特性であり、したがって、真正面方向から画面の下
縁方向においても、上縁方向においても、５０°近くの
広い観察角範囲にわたって、十分な明るさおよびコント
ラストの画像が観察される。

【００６４】なお、この実施例では、２枚の散乱板１５
を、それぞれの散乱入射角範囲Ｓを含む方向を互いに逆
向きにして配置しているが、これらの散乱板１５は、そ
の散乱入射角範囲Ｓを含む方向を任意の方向に向けて配
置してもよく、例えば２枚の散乱板１５を、それぞれの
散乱入射角範囲Ｓを含む方向を互いにほぼ直交させて配
置すれば、真正面方向から一方の方向（例えば画面の下
縁方向）と、真正面方向から前記一方の方向に対してほ
ぼ９０°ずれた方向（例えば画面の右側縁方向）とに視
野角を広げることができる。

【００６５】なお、上記第１〜第３の実施例では、散乱
板１５を出射側偏光板１４と液晶セル１１との間に配置
しているが、この散乱板１５は、液晶素子の出射側であ
れば、前記出射側偏光板１４の出射面に配置してもよ
い。ただし、散乱板１５での光の散乱による表示画像の
にじみを少なくするには、上記各実施例のように、出射
側偏光板１４と液晶セル１１との間に散乱板１５を設け
るのが好ましい。

【００６６】また、上記各実施例では、散乱板１５とし
て、その板面に垂直な方向からの光の入射角を０°とし
たとき、入射光が散乱して出射し始める散乱開始入射角
が５°〜１０°であり、入射光が散乱して出射する散乱
入射角範囲Ｓがほぼ５０°である特性のものを用いてい
るが、この散乱板１５の散乱入射角範囲Ｓは、３０°よ
り大きければ任意の角度範囲でよく、前記散乱入射角範
囲Ｓが３０°より大きければ、液晶表示装置の視野角を
十分に広くすることができる。

【００６７】なお、前記散乱板１５の散乱入射角範囲Ｓ
は、３０°より大きく６０°以下の角度範囲に選ぶのが
望ましく、より好ましい散乱入射角範囲Ｓは、上記実施
例で選択したほぼ５０°である。

【００６８】さらに、上記各実施例では、液晶素子１０
の背後に平面状光源２０を配置し、この光源２０と液晶
素子１０との間に、光源２０からの照射光の正面輝度を
高めるための集光体２４を設けているが、前記集光体２
４は設けなくてもよい。

【００６９】また、液晶素子１０に光を照射する光源
は、上記実施例で用いた平面状光源２０に限らず、例え
ばエリクトロルミネセンスパネル等でもよいし、また光
源を任意の箇所に配置して、その光源からの照射光を、
ミラー等を備えた屈折光路を経て液晶素子１０に入射さ
せるようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置によれば、液晶
素子を出射する光のうち、この液晶素子の出射側に設け
た散乱板に対してその散乱入射角範囲を含む方向から前
記散乱入射角範囲内の角度で入射した光が散乱して出射
するため、前記液晶素子がもっている電圧−透過率特性
の観察方向依存性が緩和され、液晶表示装置の視野角、
つまり階調の反転がなく、しかも良好なコントラストで
表示を観察できる視角の範囲が、前記液晶素子がもって
いる視野角よりも広くなる。

【００７１】また、この液晶表示装置では、前記散乱板
として、その板面に垂直な方向からの光の入射角を０°
としたとき、入射光が散乱して出射し始める散乱開始入
射角が５°〜１０°で、入射光が散乱して出射する散乱
入射角範囲が３０°より大きい特性のものを用いている
ため、液晶表示装置の視野角をより効果的に広げること
ができる。

【００７２】そして、この発明は、液晶素子の出射側に
上記散乱板を設けることによって視野角を広くしたもの
であるから、従来の電圧制御方式や配向制御方式のよう
に複雑な駆動制御や複雑な配向処理を行なうことなく、
簡単な構成で広視野角化を実現することができる。

【００７３】この発明において、前記散乱板は１枚だけ
備えてもよいが、液晶素子の出射側に２枚の散乱板をそ
れぞれの散乱入射角範囲を含む方向を互いに異なる方向
に向けて配置すれば、液晶表示装置の視野角を２つの方
向に広げることができる。

【００７４】さらにまた、この発明において、前記液晶
素子の背後に平面状光源を配置し、この光源と前記液晶
素子との間に、前記光源からの照射光の正面輝度を高め
るための集光体を設ければ、高輝度の光を液晶素子に照
射してその光を散乱板に入射させることができ、したが
って、散乱板を出射する光の輝度を散乱光も含めて高く
して、より明るい表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【図２】散乱板を備えない液晶表示装置の真正面方向か
ら画面の下縁方向（液晶素子の視角がある側）における
観察角−透過率特性図。

【図３】第１の実施例の液晶表示装置の真正面方向から
画面の下縁方向における観察角−透過率特性図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【図５】散乱板を備えない液晶表示装置の真正面方向か
ら画面の上縁方向（液晶素子の視角がある側とは反対の
方向）における観察角−透過率特性図。

【図６】第２の実施例の液晶表示装置の真正面方向から
画面の上縁方向における観察角−透過率特性図。

【図７】散乱板を備えない液晶表示装置と第２の実施例
の液晶表示装置との、真正面方向から画面の上縁方向に
おける観察角−コントラスト特性を比較して示す図。

【図８】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
側面図。

【図９】第３の実施例の液晶表示装置の真正面方向から
画面の下縁方向と上縁方向における観察角−透過率特性
図。

【符号の説明】

１０…液晶素子 １１…液晶セル １３，１４…偏光板 １５…散乱板 Ｓ…散乱板の散乱入射角範囲 ２０…平面状光源 ２４…集光体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶分子がツイスト配向した液晶層を有す
   る液晶セルをはさんで一対の偏光板を配置した液晶素子
   と、この液晶素子の出射側に設けられた散乱板とを備
   え、 前記散乱板は、その裏面から入射して表面側に出射する
   光のうち、散乱板面に垂直で特定の方向に沿った面に対
   し一方の方向に傾いた方向からある角度範囲内の入射角
   で入射した光が散乱して出射する指向散乱性を有するも
   のであって、前記散乱板面に垂直な方向からの光の入射
   角を０°としたとき、入射光が散乱して出射し始める散
   乱開始入射角が５°〜１０°であり、入射光が散乱して
   出射する散乱入射角範囲が３０°より大きい特性をもっ
   ており、 この散乱板が、その散乱入射角範囲を含む方向を所定の
   方向に向けて設けられていることを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】前記散乱板の散乱入射角範囲はほぼ５０°
   であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】前記液晶素子の出射側に２枚の散乱板が、
   それぞれの散乱入射角範囲を含む方向を互いに異なる方
   向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記液晶素子の背後には平面状光源が配置
   されており、この光源と前記液晶素子との間に、前記光
   源からの照射光の正面輝度を高めるための集光体が設け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   装置。