JP2002107706A

JP2002107706A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002107706A
Application number: JP2000302519A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fujimori; 孝一藤森; Yozo Narutaki; 陽三鳴瀧; Yoji Yoshimura; 洋二吉村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】表示品位に優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の基板１０および２０と、一対の基
板１０および２０の間に設けられた液晶層３０と、液晶
層３０の観察者側に設けられた偏光板１５と、偏光板１
５の観察者側に設けられた防眩層１６と、液晶層３０と
防眩層１６との間に設けられた拡散層１４とを備え、マ
トリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装
置であって、拡散層１４は、防眩層１６と複数の画素と
によるモアレの発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、表示品位に優れた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電
力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳やゲー
ム機などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備え
たカメラ一体型ＶＴＲなどに広く用いられている。

【０００３】液晶表示装置は、ＣＲＴ（ブラウン管）や
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などとは異なり、自
ら発光する自発光型の表示装置ではないため、液晶パネ
ルの背後に蛍光管などの照明装置（いわゆるバックライ
ト）を配置して、そこから入射される光を用いて表示す
る方法（「透過型」と呼ばれる。）や、バックライトの
代わりに反射板を設置し、周囲光を利用して表示する方
法（「反射型」と呼ばれる。）が一般的に用いられてい
る。

【０００４】また、上述の透過型および反射型の両方の
機能を併せ持ち、バックライトからの光および／または
周囲光を用いて表示を行う表示装置として、半透過型お
よび透過反射両用型（以下、「両用型」と記す。）の液
晶表示装置が、提案されている。

【０００５】例えば、特開平７−３３３５９８号公報に
開示されている半透過型液晶表示装置は、入射光をある
反射率および透過率で反射および透過する半透過反射膜
を備えている。

【０００６】また、特開平１１−１０１９９２号公報に
開示されている両用型液晶表示装置は、表示画素ごとに
外光を用いて反射モードの表示を行う反射領域とバック
ライトからの光を用いて透過モードの表示を行う透過領
域とを備えている。

【０００７】上述のように液晶表示装置は、光の利用の
仕方に応じて透過型、反射型、半透過型および透過反射
両用型に大別され、それぞれの利点を生かして種々の用
途に用いられている。

【０００８】しかしながら、上述の液晶表示装置はいず
れも、周囲光が液晶パネルの表面で鏡面反射（正反射）
することによって周囲の像が写り込み、視認性が低下す
るという問題を有している。

【０００９】この問題を解決する手段として、液晶パネ
ルの観察者側の表面にアンチグレア（ＡＧ）膜といわれ
る防眩層を設けることが一般に行われている。ＡＧ膜
は、膜表面に凹凸を設けた透明膜であり、光を拡散反射
（散乱）するので、周囲光の液晶パネル表面での鏡面反
射が抑制され、周囲の像の写り込みがなく視認性が良い
表示が実現される。なお、現在実用化されている液晶表
示装置の多くは、偏光モードで表示を行うための偏光板
を備えており、ＡＧ膜はこの偏光板の表面に一体として
形成されることが多い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶表
示装置の小型化・高精細化が著しい近年、小型・高精細
の液晶表示装置にＡＧ膜を設けた場合、周囲の像の写り
込みは低減するものの、表示にざらつきが発生するとい
う問題があり、この表示不良は周囲光が強いほど顕著に
なるため、晴天下の屋外などでの使用時に表示品位が低
下してしまう。

【００１１】本願発明者は、上述の問題を解決すべく鋭
意検討した結果、この表示不良が、凹凸状の表面を有す
るＡＧ膜（防眩層）とマトリクス状に配置された複数の
画素とによるモアレの発生に起因していることを見出し
た。モアレは、複数の周期構造が重畳されたときに生じ
る光の干渉に起因する。

【００１２】なお、特開平９−２５８０１３号公報に
は、液晶表示装置の表示品位を低下させずに視野角を拡
大させるための、凹凸状の表面を有する拡散板が開示さ
れており、この拡散板が設けられた液晶表示装置におい
ては、この拡散板とカラーフィルター等とによるモアレ
縞が発生しない、という記載がある。しかしながら、こ
の拡散板が液晶表示装置のこの拡散板以外の構成要素同
士によるモアレの発生を抑制するという記載はなく、Ａ
Ｇ膜と複数の画素とによるモアレの発生についても言及
されていない。さらに、本願発明者は、この拡散板を備
えた小型・高精細の液晶表示装置において、表示のざら
つきが発生することを確認している。

【００１３】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、表示品位に優れた液晶表示装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられた
液晶層と、前記液晶層の観察者側に設けられた偏光板
と、前記偏光板の観察者側に設けられた防眩層と、前記
液晶層と前記防眩層との間に設けられた拡散層と、を備
え、マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶
表示装置であって、前記拡散層は、前記防眩層と前記複
数の画素とによるモアレの発生を抑制し、そのことによ
って上記目的が達成される。

【００１５】前記複数の画素は１２０μｍ以下のピッチ
で配列されていてもよい。

【００１６】前記防眩層は表面に凹凸形状を有し、透明
材料から形成されていることが好ましい。

【００１７】前記拡散層は前記液晶層と前記偏光板との
間に配置されていることが好ましい。

【００１８】前記拡散層は前記偏光板と前記防眩層との
間に配置されていてもよい。

【００１９】前記拡散層のヘイズ値は２０％以上７０％
以下であることが好ましい。

【００２０】前記拡散層および前記防眩層のヘイズ値の
合計は３０％以上８０％以下であることが好ましい。

【００２１】前記拡散層は平坦な表面を有することが好
ましい。

【００２２】前記拡散層と前記液晶層との距離は、０．
２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であることが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、本発
明は以下の実施形態に限定されるものではない。（実施の形態１）図１に本発明による実施形態１の液晶
表示装置１００を模式的に示す。

【００２４】液晶表示装置１００は、カラーフィルタ基
板１０と、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０
とＴＦＴ基板２０との間に設けられた液晶層３０とを有
し、ＴＦＴ基板２０側に設けられたバックライト９０か
らの光を用いて表示を行う透過型の液晶表示装置であ
る。

【００２５】カラーフィルタ基板１０は、透明基板（例
えばガラス基板）１１の液晶層３０側に設けられたカラ
ーフィルタ１２と、カラーフィルタ１２上に透明導電材
料（例えばＩＴＯ）を用いて形成された対向電極１３
と、透明基板１１の観察者側に設けられた拡散層１４
と、拡散層１４上に設けられた偏光板１５と、偏光板１
５上に設けられた防眩層１６とを有している。

【００２６】ＴＦＴ基板２０は、透明基板（例えばガラ
ス基板）２１の液晶層３０側に設けられたソース配線、
ゲート配線およびＴＦＴ（いずれも不図示）と、ＴＦＴ
のドレイン電極に電気的に接続された透明導電層（例え
ばＩＴＯ層）からなる画素電極（不図示）と、透明基板
２１のバックライト９０側に設けられた偏光板２２とを
有している。

【００２７】液晶層３０としては、偏光モードの表示が
可能な液晶層が用いられ、例えばＴＮ（ツイストネマチ
ック）モードの液晶層が用いられる。

【００２８】カラーフィルタ基板１０上に設けられた対
向電極１２と、ＴＦＴ基板２０上に設けられた画素電極
とが対向する領域が「画素」を規定し、液晶表示装置１
００は、マトリクス状に配列された複数の画素を有して
いる。本実施形態においては、画素の配列は、図２に示
すようなストライプ配列であり、横方向（画素の短手方
向）の画素ピッチＨは約９０μｍで縦方向（画素の長手
方向）の画素ピッチＶは約２７０μｍである。

【００２９】液晶表示装置１００の観察者側の表面に設
けられた防眩層１６は、透明材料から形成されており、
表面に凹凸形状を有しているので、主に観察者側から入
射する外光（周囲光）を拡散反射（散乱）する。従っ
て、液晶表示装置１００の表面での周囲光の鏡面反射が
抑制され、その結果、周囲の像の写り込みがなく視認性
の良い表示が実現される。

【００３０】従来の液晶表示装置、特に画素ピッチ（横
方向または縦方向のピッチのいずれか）が１２０μｍ以
下の液晶表示装置においては、上述のような表示を実現
するために防眩層を設けた場合、表示画面にざらつきが
発生することが問題となっていた。本願発明者は、この
表示不良が、凹凸形状を有する防眩層と、マトリクス状
に配列された複数の画素とによるモアレの発生に起因し
ていることを見出し、本発明に想到した。

【００３１】本発明による液晶表示装置１００が有する
拡散層１４は、防眩層１６とマトリクス状に配列された
複数の画素とによるモアレの発生を抑制する機能を有し
ており、そのことによってざらつきのない表示が実現さ
れる。

【００３２】つまり、本発明による液晶表示装置１００
においては、液晶層３０と防眩層１６との間に拡散層１
４が設けられているので、バックライト９０から入射し
て液晶層３０を透過する光は、観察者側に出射する前に
拡散層１４を透過し、拡散層１４によって散乱される。
従って、防眩層１６とマトリクス状に配列された複数の
画素とによるモアレの発生が抑制され、その結果、ざら
つきのない表示が実現される。

【００３３】上述の拡散層１４は、無色透明な基材（例
えばアクリル系樹脂）中に、この基材の屈折率と異なる
屈折率を有する微粒子（例えばＳｉＯ₂）を分散混合し
た材料を用いて形成されていることが好ましい。上述の
微粒子の平均粒径は約０．５μｍ〜約１０μｍの範囲内
であることが好ましく、平均粒径が約０．５μｍより小
さいと十分な拡散効果が得られず、約１０μｍを超える
と拡散層１５全体が厚くなるので均一な膜厚制御および
微粒子の分布制御が難しい。微粒子の添加量（重量）
は、所望される拡散性（ヘイズ値）を得るように、基材
との屈折率差、平均粒径、比重などを考慮して適宜設定
すればよい。

【００３４】この拡散層１４は、他の部材（例えば偏光
板）の表面上に薄膜として形成されていてもよいし、自
己支持型のフィルムとして形成されていてもよい。ま
た、拡散性と接着性とを有する材料を用いて、拡散層兼
接着層として形成されていてもよい。拡散層兼接着層と
して拡散層１４を形成する場合、拡散層１４の厚さは、
拡散層１４の取り扱い易さ（ハンドリング性）や不良発
生時のリワーク性の観点から約５μｍ〜約５０μｍの範
囲内であることが好ましい。また、拡散層１４は、拡散
層１４の両側に配置される層または基板との密着性向上
および後方散乱の低減の観点から、平坦な表面を有して
いることが好ましい。さらに、拡散層１４は感光性を有
していてもよく、フォトリソグラフィプロセス等により
適宜パターニングを行ってもよい。但し、作業性等の観
点から、表示面のほぼ全面に設けることが好ましく、接
着層を兼ねることが好ましい。

【００３５】拡散層１４は、上述のように光を散乱する
機能（以下、「拡散機能」と記す。）を有しており、こ
の拡散機能は拡散層１４の光学的な特性に依存する。拡
散層１４の光学的な特性を示す物性値の１つとして、以
下の式で算出されるヘイズ値があり、拡散層１４はヘイ
ズ値が大きいほど拡散機能が強い。ヘイズ値：Ｈ（％）＝（拡散透過率／全光線透過率）・１００防眩層１６と複数の画素とによるモアレの発生を防止
し、表示のざらつきの発生を抑制するためには、拡散層
１４の拡散機能が十分強いことが必要であるが、拡散機
能が強すぎると表示画像のぼけが生じる。適度な拡散機
能を有する、すなわち、適切なヘイズ値を有する拡散層
１４を用いることで、表示のざらつきおよび表示画像の
ぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。

【００３６】表１に、液晶表示装置１００において拡散
層１４のヘイズ値を変化させたときの、表示のざらつき
および画像のぼけについて目視評価を行った結果を示
す。［表１］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ ○ ◎ ３０ ◎ ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ◎ ６０ ◎ ○ ７０ ◎ × なお、この目視評価は、以下の条件下で行った。まず、
拡散層１４のヘイズ値は積分球式光線透過率測定装置
（ヘイズメーター）を用いてＪＩＳ規格Ｋ７１０５に準
じて測定した。また、液晶モジュールとして２型カラー
ＴＦＴ−ＬＣＤモジュールを用い、防眩層１６として日
東電工社製ＡＧＴ１（ヘイズ値が約１５％）を用いた。
上述のモジュールの観察者側の透明基板１１の厚さは約
０．７ｍｍであり、拡散層１４はこの透明基板１１と偏
光板１５との接着層を兼ねてこの透明基板１１の直上に
設けられているので、液晶層３０と拡散層１４との距離
は約０．７ｍｍである。光源には表面輝度が５０００ｃ
ｄ／ｍ²の水銀系白色バックライトを用いた。この目視
評価においては拡散層１４のヘイズ値は基材に混ぜる微
粒子の添加量を変化させることにより変化させた。そし
て、表示画面には小さな絵柄と文字を表示するものと
し、被験者は無作為に抽出された年齢が２０代〜５０代
の男女３０人である。

【００３７】また、表１における表示のざらつき、画像
のぼけに関する目視評価の判定基準は次の通りである。

【００３８】＜表示のざらつき＞ ◎：被験者の７０％以上が「ざらつきがほとんどわから
ない」 ○：被験者の４０％以上が「ざらつきが多少あるものの
気にならない」 ×：被験者の４０％以上が「ざらつきが明らかに観察さ
れ表示品位として耐えられない」＜画像のぼけ＞ ◎：被験者の７０％以上が「画像のぼけが全く気になら
ない」 ○：被験者の４０％以上が「画像のぼけがほとんど気に
ならない」 ×：被験者の４０％以上が「画像のぼけが明らかに観察
され表示品位として耐えられない」表１からわかるように、ヘイズ値が約２０％以上約７０
％以下の拡散層を用いると、表示のざらつきおよび画像
のぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。
特に、ヘイズ値が約３０％以上約６０％以下の拡散層を
用いると、表示のざらつきおよび画像のぼけの発生がさ
らに抑制された一層高品位の表示が実現される。ヘイズ
値が約２０％未満の拡散層を用いると、画像のぼけは生
じないものの、防眩層と複数の画素とによるモアレの発
生を十分に抑制できず、表示のざらつきが発生する。ま
た、ヘイズ値が約７０％を超えると、表示のざらつきは
発生しないものの、拡散機能が強すぎるので画像のぼけ
が生じる。

【００３９】このように、適切なヘイズ値を有する拡散
層１４を用いることによって、高品位の表示が実現され
る。

【００４０】拡散層１４の光学的な特性は上述のように
ヘイズ値を用いて示すことができるが、防眩層１６の光
学的な特性もヘイズ値を用いて示すことができ、防眩層
１６はヘイズ値が大きいほど、周囲光を拡散反射（ある
いは散乱）する機能が強い。

【００４１】また、防眩層１６として用いられるアンチ
グレア（ＡＧ）膜は、一般に、ヘイズ値が大きくなるほ
ど、その表面の凹凸形状のピッチ（平均山谷間隔）が小
さい。例えば、ヘイズ値が７％のＡＧ膜のピッチは、平
均すると約１００μｍ〜約１５０μｍの分布を有し、ヘ
イズ値が２５％のＡＧ膜のピッチは、平均すると約４０
μｍ〜約５０μｍの分布を有している。そのため、ヘイ
ズ値が比較的大きいＡＧ膜を防眩層１６として用いる
と、防眩層１６の凹凸形状のピッチと画素ピッチとの差
が大きくなるので、防眩層１６と複数の画素とによるモ
アレの発生に起因する表示のざらつきは比較的軽度であ
る。

【００４２】それ故、ヘイズ値が比較的大きいＡＧ膜を
防眩層１６として用いた場合は、ヘイズ値が比較的小さ
い（拡散機能が比較的弱い）拡散層１４を用いても、モ
アレの発生を十分に抑制できる。また、これとは逆に、
ヘイズ値が比較的小さいＡＧ膜を防眩層１６として用い
た場合は、ヘイズ値が比較的大きい（拡散機能が比較的
強い）拡散層１４を用いることが好ましい。

【００４３】表２に、拡散層１４および防眩層１６のヘ
イズ値の合計を変化させたときの、表示のざらつきおよ
び画像のぼけについて目視評価を行った結果を示す。な
お、この目視評価においても、防眩層１６として日東電
工社製ＡＧＴ１（ヘイズ値が約１５％）を用い、その他
の実験条件および判定基準も表１における実験条件およ
び判定基準と同じである。［表２］防眩層及び拡散層のヘイズ値の合計（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ × ◎ ３０ ○ ◎ ３５ ◎ ◎ ４５ ◎ ◎ ５５ ◎ ◎ ６５ ◎ ◎ ７５ ◎ ○ ８０ ◎ ○ ８５ ◎ × 表２からわかるように、拡散層１４および防眩層１６の
ヘイズ値の合計が約３０％以上約８０％以下であると、
表示のざらつきおよび画像のぼけの発生が抑制された高
品位の表示が実現される。特に、ヘイズ値の合計が約３
５％以上約６５％以下であると、表示のざらつきおよび
画像のぼけの発生がさらに抑制された一層高品位の表示
が実現される。ヘイズ値の合計が約３０％未満である
と、画像のぼけは生じないものの、防眩層１６と複数の
画素とによるモアレの発生を十分に抑制できず、表示の
ざらつきが発生する。また、ヘイズ値の合計が約８０％
を超えると、表示のざらつきは発生しないものの、拡散
機能が強すぎるので画像のぼけが生じる。

【００４４】このように、用いる防眩層１６に応じた適
切なヘイズ値を有する拡散層１４を用いることによっ
て、高品位の表示が実現される。但し、液晶表示装置の
最表面に設けられ表面に凹凸を有する防眩層１６のヘイ
ズ値は、約５％〜約３０％の範囲にあることが好まし
く、約７％〜約２５％の範囲にあることがさらに好まし
い。防眩層１６のヘイズ値が、約５％より小さいと周囲
の像の写り込みを十分に抑制できず、約３０％を超える
と表示画像がぼやけてしまう。また、ヘイズ値が約３０
％を超えると、防眩層１６の表面での反射が大きくな
り、画面が白化してコントラスト比の低下を招く。

【００４５】なお、拡散層１４および防眩層１６のヘイ
ズ値の合計とは、拡散層１４と防眩層１６とを光が連続
して通過する配置で測定されたヘイズ値である。この値
は、拡散層１４と防眩層１６とのそれぞれに対して個別
に測定されたヘイズ値の合計よりもやや小さい値とな
る。表２におけるヘイズ値の合計は、拡散層１４／偏光
板１５／防眩層１６の配置に対して測定されたヘイズ値
であり、拡散層１４および防眩層１６のそれぞれのヘイ
ズ値の単純な合計（算術和）は、上記ヘイズ値よりも約
５％〜約１０％大きくなる。例えば、表２におけるヘイ
ズ値の合計として示した２０％および３０％は、個別の
ヘイズ値の単純な合計で示すとそれぞれ約２５％および
約３５％となる。

【００４６】また、拡散層１４と液晶層３０との距離
も、モアレの発生の抑制に大きな影響を与える。表３に
拡散層１４と液晶層３０との距離を変化させたときの、
表示のざらつきおよび画像のぼけについて目視評価を行
った結果を示す。なお、この目視評価においては、ヘイ
ズ値が約５０％の拡散層１４と、ヘイズ値が約１５％の
防眩層１６とを用いた。また、拡散層１４と液晶層３０
との距離（本実施形態においては、カラーフィルタ１２
のブラックマトリクス（不図示）と拡散層１４との距
離）は、透明基板１１の厚さを調整することによって変
化させた。拡散層１４は、表１における目視評価と同様
に透明基板１１と偏光板１５との間に配置した。但し、
距離が約０ｍｍの場合は、透明基板１１とカラーフィル
タ１２との間に配置した。その他の実験条件および判定
基準は表１における実験条件および判定基準と同じであ
る。

【００４７】なお、本実施形態においては、拡散層１４
を透明基板１１の観察者側に配置し、透明基板１１の厚
さを変化させることによって液晶層３０と拡散層１４と
の距離を変化させたが、拡散層１４を透明基板１１の液
晶層３０側に配置してもよく、その場合にも液晶層３０
と拡散層１４との距離を変化させることが可能である。［表３］拡散層と液晶層との距離（ｍｍ）表示のざらつき画像のぼけ０ × ◎ ０．２ ○ ◎ ０．４ ◎ ◎ ０．５ ◎ ◎ ０．７ ◎ ◎ １．１ ◎ ◎ １．４ ◎ ○ １．６ ◎ × 表３からわかるように、拡散層１４と液晶層３０との距
離が約０．２ｍｍ以上約１．４ｍｍ以下であると、表示
のざらつきおよび画像のぼけの発生が抑制された高品位
の表示が実現される。特に、拡散層１４と液晶層３０と
の距離が約０．４ｍｍ以上約１．１ｍｍ以下であると、
表示のざらつきおよび画像のぼけの発生がさらに抑制さ
れた一層高品位の表示が実現される。拡散層１４と液晶
層３０との距離が約０．２ｍｍ未満であると、画像のぼ
けは生じないものの、防眩層１６と複数の画素とによる
モアレの発生を十分に抑制できず、表示のざらつきが発
生する。また、拡散層１４と液晶層３０との距離が約
１．４ｍｍを超えると、表示のざらつきは発生しないも
のの、拡散機能が強すぎるため（あるいは視差が大きく
なるため）、画像のぼけが生じる。

【００４８】このように、拡散層１４と液晶層３０との
距離が適切な距離となるように、拡散層１４および液晶
層３０を配置することによって、高品位の表示が実現さ
れる。

【００４９】本発明の液晶表示装置１００においては、
拡散層１４は液晶層３０と偏光板１５との間に配置され
ているので、液晶層３０と拡散層１４との距離が比較的
短い構成とすることが容易である。従って、画像のぼけ
の発生をより容易に抑制することができる。

【００５０】また、上述のように拡散層１４は液晶層３
０と偏光板１５との間に配置されているので、周囲光が
拡散層１４に到達する時点で入射光の一部は偏光板で吸
収されている。また、拡散層１４で発生する後方散乱光
は、出射するときも偏光板を介するので後方散乱がかな
り低減される。従って、後方散乱が抑制されてコントラ
スト比の高い表示が実現される。

【００５１】なお、本実施形態においては、図２に示し
たように、画素の配列がストライプ配列の場合について
説明したが、勿論、図３に示すようなデルタ配列であっ
てもよく、画素ピッチも本実施形態の値に限定されな
い。

【００５２】また、本実施形態においては、図１に示し
たように、拡散層１４が液晶層３０と偏光板１５との間
に配置されている場合について説明したが、図４に示す
ように、拡散層１４は偏光板１５と防眩層１６との間に
配置されていてもよい。このような構成を採用すると、
拡散層１４が偏光板１５よりも観察者側に設けられてい
るため、バックライトから入射して液晶層３０を透過す
る光は、偏光板１５に入射する前に拡散層１４によって
偏光面を乱されることがない。従って、黒表示状態にお
ける光漏れが抑制され、その結果、高コントラスト比の
表示が実現される。

【００５３】さらに、拡散層１４は、偏光板１５と透明
基板１１とを接着する接着層を兼ねても（あるいは、接
着層に含まれても）よい。勿論、拡散層１４と別に接着
層が設けられていてもよいし、フィルムとして形成され
た拡散層１４が偏光板１５と一体化されていてもよい。
また、観察者側に設けられる透明基板１１に、拡散層１
４としての機能を有するものを用いてもよい。（実施形態２）図５に本発明による実施形態２の液晶表
示装置２００を模式的に示す。なお、以下の図面におい
ては、実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符
号を用いて示している。

【００５４】液晶表示装置２００は、カラーフィルタ基
板１０と、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０
とＴＦＴ基板２０との間に設けられた液晶層３０とを有
し、ＴＦＴ基板２０側に設けられたバックライト９０か
らの光および／または周囲光を用いて表示を行う透過反
射両用型の液晶表示装置である。

【００５５】カラーフィルタ基板１０は、透明基板（例
えば厚さが約０．７ｍｍのガラス基板）１１の液晶層３
０側に設けられたカラーフィルタ１２と、カラーフィル
タ１２上に透明導電材料（例えばＩＴＯ）を用いて形成
された対向電極１３と、透明基板１１の観察者側に設け
られた拡散層１４と、拡散層１４上に設けられた偏光板
１５と、偏光板１５上に設けられた防眩層１６とを有し
ている。

【００５６】ＴＦＴ基板２０は、透明基板（例えばガラ
ス基板）２１のバックライト側に設けられた偏光板２２
と、透明基板２１の液晶層３０側に設けられたソース配
線、ゲート配線およびＴＦＴ（いずれも不図示）と、Ｔ
ＦＴのドレイン電極に電気的に接続された画素電極２３
とを有している。

【００５７】この画素電極２３は、図５および図６に示
すように、透明導電材料（例えばＩＴＯ）を用いて形成
された透明電極２４と、高反射率金属（例えばＡｌ）を
用いて形成された反射電極２５とから構成されており、
反射電極２５は表面に凹凸形状を有し、拡散反射層とし
ても機能する。反射電極２５の凹凸表面で拡散反射され
た光を用いることによって、ペーパーホワイトの反射モ
ード表示が実現される。さらに、反射電極２５の上方の
液晶層３０の厚さが、透明電極２４の上方の液晶層３０
の厚さの約１／２になるように、反射電極２５の下方の
層間絶縁膜２６は、透明電極２４の下方の層間絶縁膜
（不図示）よりも厚く形成されている。

【００５８】液晶層３０としては、偏光モードの表示が
可能な液晶層が用いられ、例えば、ＴＮ（ツイストネマ
チック）モードやＥＣＢモードの表示が可能な液晶層が
用いられる。

【００５９】カラーフィルタ基板１０上に設けられた対
向電極１２と、ＴＦＴ基板２０上に設けられた画素電極
２３とが対向する領域が画素を規定し、液晶表示装置２
００は、マトリクス状に配列された複数の画素を有して
いる。本実施形態においては、画素の配列はストライプ
配列であり、横方向（画素の短手方向）の画素ピッチが
約７２．５μｍで縦方向（画素の長手方向）の画素ピッ
チが約１３８．５μｍである。また、透明電極２４の横
方向の長さは約３８μｍ、縦方向の長さは約８２μｍで
あり、透明電極２４と反射電極２５との面積比は約６：
４である。さらに、透明電極２４は画素の中央部に設け
られている。

【００６０】液晶表示装置２００の観察者側の表面に設
けられた防眩層１６は、透明材料から形成されており、
表面に凹凸形状を有しているので、光を拡散反射（散
乱）する。従って、液晶表示装置２００の表面での鏡面
反射が抑制され、その結果、写り込みがなく視認性の良
い表示が実現される。

【００６１】従来の液晶表示装置、特に画素ピッチが１
２０μｍ以下の液晶表示装置においては、上述のような
表示を実現するために防眩層を設けた場合、表示画面に
ざらつきが発生することが問題となっていた。とりわ
け、画素ごとに外光を反射する反射部とバックライトか
らの光を透過する透過部とが形成されている透過反射両
用型液晶表示装置においては、この表示不良が一層顕著
になる。この理由を以下に説明する。

【００６２】透過反射両用型液晶表示装置においては、
画素ごとに透過部と反射部とが形成されているので、複
数の画素が周期的なパターンで配列されているととも
に、複数の透過部（透明電極）および複数の反射部（反
射電極）もそれぞれ周期的なパターンで配列されてい
る。従って、防眩層と、複数の画素、複数の透過部およ
び複数の反射部と、によるモアレが発生し、その結果、
表示不良が顕著になっていると考えられる。また、透過
部および反射部が形成する周期構造のピッチが画素ピッ
チよりも小さいことも表示不良を顕著にしている要因で
あると思われる。

【００６３】本発明による液晶表示装置２００が有する
拡散層１４は、上述のモアレの発生を抑制する機能を有
しており、そのことによってざらつきのない表示が実現
される。

【００６４】つまり、本発明による透過反射両用型の液
晶表示装置２００においては、液晶層３０と防眩層１６
との間に拡散層１４が設けられているので、バックライ
ト９０から入射して液晶層３０を透過する光と、観察者
側から入射して反射電極２５によって反射され、液晶層
３０を透過する光とは、観察者側に出射する前に拡散層
１４を透過し、拡散層１４によって散乱される。従っ
て、防眩層１６と複数の画素とによるモアレ、防眩層１
６と複数の透過部とによるモアレ、および、防眩層１６
と複数の反射部とによるモアレの発生が抑制され、その
結果、ざらつきのない表示が実現される。

【００６５】液晶表示装置２００においては、拡散層１
４は、接着性を有する光散乱性材料（例えば、日東電工
社製ディフューザー）を用いて形成されており、透明基
板１１と偏光板１５とを接着する接着層としても機能す
る。上述の材料を用いて拡散層１４を厚さ約３０μｍに
形成した場合、拡散層１４のヘイズ値は約３５％であ
る。

【００６６】表４に、液晶表示装置２００において、拡
散層１４のヘイズ値を変化させたときの表示のざらつき
および画像のぼけの目視評価の結果を示す。なお、表４
における目視評価の実験条件および判定基準は、用いる
光源以外は表１における目視評価の実験条件および判定
基準と同じである。両用型の液晶表示装置においては、
透過モードの表示および反射モードの表示の両方の目視
評価が必要であるが、反射モードよりも透過モードの方
が、モアレによるざらつきが気になりやすい。従って、
ここでは反射モードの目視評価を行った。外光（周囲
光）の光源としては、太陽光を擬似的に再現し、且つ、
光源を一定にするために、５００００ルクスの照度が得
られる光源ボックスを作製して用いた。また、以下の表
４には、反射モードの目視評価の結果を示すが、透過モ
ードの目視評価も行ったところ、同様の結果が得られ
た。透過モードの目視評価においては、表１における目
視評価で用いた水銀系白色バックライトを用いた。［表４］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ × ◎ ３０ ◎ ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ○ ６０ ◎ ○ ７０ ◎ × ８０ ◎ × 表４からわかるように、ヘイズ値が約３０％以上約６０
％以下の拡散層を用いると、表示のざらつきおよび画像
のぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。

【００６７】上述の目視評価においては、防眩層１６と
してヘイズ値が約１５％のＡＧ膜を用いたが、より大き
いヘイズ値を有するＡＧ膜（例えば、ヘイズ値が約２５
％の日東電工社製ＡＧＳ１）を用いる場合には、拡散機
能が比較的弱い（ヘイズ値が比較的小さい）拡散層１４
を用いても、防眩層１６と複数の画素とによるモアレを
十分に抑制できる。また、より小さいヘイズ値を有する
ＡＧ膜（例えば、ヘイズ値が約７％の日東電工社製ＡＧ
３０）を用いる場合には、拡散機能が比較的強い（ヘイ
ズ値が比較的大きい）拡散層１４を用いることが好まし
い。

【００６８】また、本実施形態においては、反射電極と
透明電極との面積比が約６：４の場合について説明した
が、これに限定されず、図７（ａ）および（ｂ）に示す
ように任意の面積比としてもよい。

【００６９】本願発明者は、上述の液晶表示装置２００
において透過部（透明電極）をより小さく、例えば、透
明電極の横方向の長さを約３１μｍ、縦方向の長さを約
４５μｍとし、反射電極と透明電極との面積比が約９：
１になるように設定した場合、表示不良がより顕著にな
ることを実験的に確認している。そのため、透過部のサ
イズを上述のように設定する場合は、拡散機能が比較的
強い（ヘイズ値が比較的大きい）拡散層１４を用いるこ
とが好ましい。

【００７０】表５に、透過部を上述のように設定した液
晶表示装置２００において、拡散層１４のヘイズ値を変
化させたときの、表示のざらつきおよび画像のぼけの目
視評価の結果を示す。なお、表５における目視評価の実
験条件および判定基準は、表４における目視評価の実験
条件および判定基準と同じである。［表５］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ × ◎ ３０ × ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ◎ ６０ ◎ ◎ ７０ ◎ × ８０ ◎ × 表５からわかるように、透過部を上述のように設定した
場合、ヘイズ値が約４０％以上約６０％以下の拡散層を
用いると、表示のざらつきおよび画像のぼけの発生が抑
制された高品位の表示が実現される。

【００７１】なお、本実施形態においては、画素の配列
がストライプ配列の場合について説明したが、勿論、デ
ルタ配列であってもよく、画素ピッチの値も本実施形態
の値に限定されない。また、透過部を画素の中央部以外
に設けてもよく、複数の透過部を設けてもよい。

【００７２】また、透明基板１１と偏光板１５との間に
位相差板が設けられていてもよく、透明基板１１、接着
層、位相差板、接着層、偏光板１５の順に積層し、２つ
の接着層のうち少なくとも１つの接着層を、接着層とし
て機能する拡散層１４としてもよい。

【００７３】さらに、本実施形態においては、拡散層１
４が接着層としても機能する場合について説明したが、
勿論、接着層として機能しなくてもよい。（実施形態３）図８に、本発明による実施形態３の液晶
表示装置３００を模式的に示す。

【００７４】液晶表示装置３００は、カラーフィルタ基
板１０と、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０
とＴＦＴ基板２０との間に設けられた液晶層３０とを有
し、周囲光を用いて表示を行う反射型の液晶表示装置で
ある。

【００７５】カラーフィルタ基板１０は、透明基板（例
えばガラス基板）１１の液晶層３０側に設けられたカラ
ーフィルタ１２と、カラーフィルタ１２上に透明導電材
料（例えばＩＴＯ）を用いて形成された対向電極１３
と、透明基板１１の観察者側に設けられた拡散層１４
と、拡散層１４上に設けられた偏光板１５と、偏光板１
５上に設けられた防眩層１６とを有している。

【００７６】ＴＦＴ基板２０は、透明基板（例えばガラ
ス基板）２１の液晶層３０側に設けられたソース配線、
ゲート配線およびＴＦＴ（いずれも不図示）と、ＴＦＴ
のドレイン電極に電気的に接続された高反射率金属層
（例えば、Ａｌ層）からなる画素電極（反射電極；不図
示）とを有している。また、この画素電極は、表面に凹
凸形状を有し、拡散反射特性を有している。

【００７７】液晶層３０としては、偏光モードの表示が
可能な液晶層が用いられ、例えばＴＮ（ツイストネマチ
ック）モードの液晶層が用いられる。

【００７８】カラーフィルタ基板１０上に設けられた対
向電極１２と、ＴＦＴ基板２０上に設けられた画素電極
２３とが対向する領域が画素を規定し、液晶表示装置２
００は、マトリクス状に配列された複数の画素を有して
いる。本実施形態においては、画素の配列はストライプ
配列であり、横方向（画素の短手方向）の画素ピッチが
約９０μｍ、縦方向（画素の長手方向）の画素ピッチが
約２７０μｍである。

【００７９】本発明による液晶表示装置３００が有する
拡散層１４は、防眩層１６とマトリクス状に配列された
複数の画素とによるモアレの発生を抑制する機能を有し
ており、そのことによってざらつきのない表示が実現さ
れる。

【００８０】つまり、本発明による液晶表示装置３００
においては、液晶層３０と防眩層１６との間に拡散層１
４が設けられているので、観察者側から入射して反射電
極によって反射され、液晶層３０を透過する光は、観察
者側に出射する前に拡散層１４を透過し、拡散層１４に
よって散乱される。従って、防眩層１６とマトリクス状
に配列された複数の画素とによるモアレの発生が抑制さ
れる。その結果、液晶表示装置１００、２００と同様
に、ざらつきのない表示が実現される。

【００８１】表６に、液晶表示装置３００において、拡
散層１４のヘイズ値を変化させたときの表示のざらつき
および画像のぼけの目視評価の結果を示す。なお、表６
における目視評価では、光源として、表４における目視
評価で用いた太陽光を再現する光源ボックスを用いた。
その他の実験条件および判定基準は、表１における目視
評価と同じである。［表６］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ × ◎ ３０ ○ ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ◎ ６０ ◎ ◎ ７０ ◎ × ８０ ◎ × 表６からわかるように、ヘイズ値が約３０％以上約６０
％以下の拡散層を用いると、表示のざらつきおよび画像
のぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。（実施形態４）図９に、本発明による実施形態４の液晶
表示装置４００を模式的に示す。

【００８２】液晶表示装置４００は、カラーフィルタ基
板１０と、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０
とＴＦＴ基板２０との間に設けられた液晶層３０とを有
し、周囲光を用いて表示を行う反射型の液晶表示装置で
ある。

【００８３】この液晶表示装置４００は、ＴＦＴ基板２
０上に設けられた反射電極２５の表面が実質的に平坦に
形成された鏡面である点以外は、実施形態３の液晶表示
装置３００と同様の構成を有している。

【００８４】本発明による液晶表示装置４００が有する
拡散層１４は、防眩層１６とマトリクス状に配列された
複数の画素とによるモアレの発生を抑制する機能を有し
ており、そのことによってざらつきのない表示が実現さ
れる。

【００８５】つまり、本発明による液晶表示装置４００
においては、液晶層３０と防眩層１６との間に拡散層１
４が設けられているので、観察者側から入射して反射電
極２５によって反射され、液晶層３０を透過する光は、
観察者側に出射する前に拡散層１４を透過し、拡散層１
４によって散乱される。従って、防眩層１６とマトリク
ス状に配列された複数の画素とによるモアレの発生が抑
制される。その結果、液晶表示装置１００、２００およ
び３００と同様に、ざらつきのない表示が実現される。

【００８６】表７に、液晶表示装置４００において、拡
散層１４のヘイズ値を変化させたときの表示のざらつき
および画像のぼけの目視評価の結果を示す。なお、表７
における目視評価の実験条件および判定基準は、表６に
おける目視評価と同じである。［表７］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ × ◎ ３０ ○ ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ◎ ６０ ◎ ◎ ７０ ◎ × ８０ ◎ × 表７からわかるように、ヘイズ値が約３０％以上約６０
％以下の拡散層を用いると、表示のざらつきおよび画像
のぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。

【００８７】上述の目視評価においては、防眩層１６と
してヘイズ値が約１５％のＡＧ膜を用いたが、より大き
いヘイズ値を有するＡＧ膜（例えば、ヘイズ値が約２５
％のＡＧ膜）を用いる場合には、ヘイズ値が比較的小さ
い（拡散機能が比較的弱い）拡散層１４を用いても、防
眩層１６と複数の画素とによるモアレを十分に抑制でき
る。また、より小さいヘイズ値を有するＡＧ膜（例え
ば、ヘイズ値が約７％のＡＧ膜）を用いる場合には、ヘ
イズ値が比較的大きい（拡散機能が比較的強い）拡散層
１４を用いることが好ましい。（実施形態５）図１０に本発明による実施形態５の液晶
表示装置５００を模式的に示す。

【００８８】液晶表示装置５００は、カラーフィルタ基
板１０と、ＴＦＴ基板２０と、カラーフィルタ基板１０
とＴＦＴ基板２０との間に設けられた液晶層３０とを有
し、ＴＦＴ基板２０側に設けられたバックライト９０か
らの光および／または周囲光を用いて表示を行う透過反
射両用型の液晶表示装置である。

【００８９】この液晶表示装置５００は、ＴＦＴ基板２
０上に設けられた反射電極２５の表面が実質的に平坦に
形成された鏡面である点以外は、実施形態２の液晶表示
装置２００と同様の構成を有している。

【００９０】本発明による液晶表示装置５００が有する
拡散層１４は、防眩層１６とマトリクス状に配列された
複数の画素とによるモアレの発生を抑制する機能を有し
ており、そのことによってざらつきのない表示が実現さ
れる。

【００９１】つまり、本発明による液晶表示装置５００
においては、液晶層３０と防眩層１６との間に拡散層１
４が設けられているので、バックライト９０から入射し
て液晶層３０を透過する光と、観察者側から入射して反
射電極２５によって反射され、液晶層３０を透過する光
とは、観察者側に出射する前に拡散層１４を透過し、拡
散層１４によって散乱される。従って、防眩層１６と複
数の画素とによるモアレの発生が抑制される。その結
果、液晶表示装置１００、２００、３００および４００
と同様にざらつきのない表示が実現される。

【００９２】表８に、液晶表示装置５００において、拡
散層１４のヘイズ値を変化させたときの表示のざらつき
および画像のぼけの目視評価の結果を示す。なお、表８
における目視評価の実験条件および判定基準は、表４に
おける目視評価と同じである。また、透過部と反射部と
の面積比は約６：４である。［表８］拡散層のヘイズ値（％）表示のざらつき画像のぼけ１５ × ◎ ２０ ○ ◎ ３０ ◎ ◎ ４０ ◎ ◎ ５０ ◎ ◎ ６０ ◎ ○ ７０ ◎ × ８０ ◎ × 表８からわかるように、ヘイズ値が約２０％以上約６０
％以下の拡散層を用いると、表示のざらつきおよび画像
のぼけの発生が抑制された高品位の表示が実現される。

【００９３】上述の目視評価においては、防眩層１６と
してヘイズ値が約１５％のＡＧ膜を用いたが、より大き
いヘイズ値を有するＡＧ膜（例えば、ヘイズ値が約２５
％のＡＧ膜）を用いる場合には、ヘイズ値が比較的小さ
い（拡散機能が比較的弱い）拡散層１４を用いても、防
眩層１６と複数の画素とによるモアレを十分に抑制でき
る。また、より小さいヘイズ値を有するＡＧ膜（例え
ば、ヘイズ値が約７％のＡＧ膜）を用いる場合には、ヘ
イズ値が比較的大きい（拡散機能が比較的強い）拡散層
１４を用いることが好ましい。

【００９４】

【発明の効果】本発明によると、防眩層と複数の画素と
によるモアレの発生が抑制され、表示品位に優れた液晶
表示装置が提供される。特に、画素ピッチが１２０μｍ
程度以下の高精細な液晶表示装置において顕著な効果を
奏する。

【００９５】本発明は、透過型、反射型、半透過型およ
び透過反射両用型のいずれの液晶表示装置にも好適に用
いることができ、特に周囲光が強い環境で使用される液
晶表示装置に好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００
を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００
の画素の配列を模式的に示す図である。

【図３】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００
の画素の他の配列を模式的に示す図である。

【図４】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００
が有するカラーフィルター基板１０の他の構成を模式的
に示す断面図である。

【図５】本発明による実施形態２の液晶表示装置２００
を模式的に示す断面図である。

【図６】本発明による実施形態２の液晶表示装置２００
が有する画素電極２３を模式的に示す図である。

【図７】本発明による実施形態２の液晶表示装置２００
が有する画素電極２３の他の構成を模式的に示す図であ
る。

【図８】本発明による実施形態３の液晶表示装置３００
を模式的に示す断面図である。

【図９】本発明による実施形態４の液晶表示装置４００
を模式的に示す断面図である。

【図１０】本発明による実施形態５の液晶表示装置５０
０を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

２ゲート配線３ソース配線４ＴＦＴ５接続電極６コンタクトホール７ゲート電極８補助容量電極９ゲート絶縁膜１０カラーフィルタ基板１１透明基板１２カラーフィルタ１３対向電極１４拡散層１５偏光板１６防眩層２０ＴＦＴ基板２１透明基板２２偏光板２３画素電極２４透明電極２５反射電極２６層間絶縁膜３０液晶層１００、２００、３００、４００、５００液晶表示
装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉村洋二大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA03 BA12 BA20 2H049 BA02 BB63 2H091 FA08X FA08Z FA23Z FA31X FA31Z FA37X FA41Z LA16 5G435 AA01 BB12 CC09 EE25 FF05 FF06 HH03 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の観察者側に設けられた偏光板と、前記偏光板の観察者側に設けられた防眩層と、前記液晶層と前記防眩層との間に設けられた拡散層と、
を備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有する
液晶表示装置であって、前記拡散層は、前記防眩層と前記複数の画素とによるモ
アレの発生を抑制する液晶表示装置。
【請求項２】前記複数の画素は１２０μｍ以下のピッ
チで配列されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記防眩層は表面に凹凸形状を有し、透
明材料から形成されている請求項１または２に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記拡散層は前記液晶層と前記偏光板と
の間に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。
【請求項５】前記拡散層は前記偏光板と前記防眩層と
の間に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。
【請求項６】前記拡散層のヘイズ値は２０％以上７０
％以下である請求項１から５のいずれかに記載の液晶表
示装置。
【請求項７】前記拡散層および前記防眩層のヘイズ値
の合計は３０％以上８０％以下である請求項１から６の
いずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記拡散層は平坦な表面を有する請求項
１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記拡散層と前記液晶層との距離は、
０．２ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である請求項１から８の
いずれかに記載の液晶表示装置。