JP3912112B2

JP3912112B2 - Light diffuser and liquid crystal display device

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Publication number: JP3912112B2
Application number: JP2002003189A
Authority: JP
Inventors: 進高橋; ルイス・マヌエル・ムリジョ−モラ; 英明本間
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003207610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光拡散体およびこの光拡散体を用いた表示装置に係り、更に詳しくは、拡散光が黄色味を帯びることなく、かつ明るい表示画面を実現することができる光拡散体およびその光拡散体を適用した表示装置に関する。
表示画像の視域を制御する光拡散体が適用される表示装置としては、液晶表示装置（反射型／透過型）が代表的であるが、本発明はそれに限るものではなく、自己発光型の画像表示素子を有する表示装置にも適用することが可能である。
以降は、主として反射型液晶表示装置の場合について説明する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型の液晶表示装置において、広い視域を実現するために、画像表示素子である液晶パネル表面に光拡散体が用いられている（特開平１１−２３７５０２号公報）。
これら光拡散体は一般に、どの方向の入射光に対しても同じように拡散する等方性のものであるために、液晶表示装置の再生時に、光が入射する際と出射する際の２度に渡って光が拡散するため、特に高精細な表示画像を視覚するにあたり、像のボケやコントラストの低下が目立ち問題となっていた。
【０００３】
そこで、特開平１１−３５２４７０号公報に開示されているように、液晶表示装置の観察側に、フロントディフューザと称して、特定範囲の入射角度での入射光のみに対して光拡散を生じて出射し、それ以外の入射角度での入射光に対しては光拡散を生じず単に透過させるような特性（異方性＝入射角度選択性）を持つ光拡散体を用いる技術が提案されている。
このような異方性拡散体を用いることによって、光が入射する際にのみ光拡散が生じ、液晶パネルで高精細な表示画像パターンが規定された後の出射時には光拡散が生じないようにすることができ、フロントディフューザに起因するボケの発生およびコントラストの低下を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような光拡散体およびそれを適用した液晶表示装置では、以下のような問題がある。
異方性光拡散体は、主に回折散乱やレイリー散乱によって光を拡散するために、拡散光が黄色く着色する場合が多く、また、横方向からの入射光に対しての拡散性が小さくなるという問題がある。黄色味の生じる原因は、青成分（短波長）の光が大きく散乱し、補色関係にある黄色成分の光が余り散乱せずに観察者に至るためである。
従って、異方性光拡散体を用いた液晶表示装置もまた、黄色味を帯びたり像が暗くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、異方性を有する光拡散体の表面もしくはその近傍を、等方性拡散を生じる凹凸構造とすることによって光拡散特性を調整することによって、黄色味を帯びることなく、かつ、明るい表示画面を実現することが可能な光拡散体およびそれを適用した表示装置を提供することを目的とする。
尚、本明細書においては、拡散と散乱，拡散体と拡散板などは、同義語として混在して用いることもある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
入射光の入射角度に依存して出射光の拡散性が変化する異方性を有する光拡散体において、入射光の入射角度に依存せずに出射光が拡散するように作用する凹凸構造を、前記光拡散体の少なくとも一方の表面に形成したことを特徴とする光拡散体である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
前記凹凸構造が、光拡散体の出射光側に形成されることを特徴とする請求項１記載の光拡散体である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
前記凹凸構造が、光拡散体の入射光側に形成されることを特徴とする請求項１記載の光拡散体である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、
前記凹凸構造が、ヘーズ値６０以下の拡散を示すことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光拡散体である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、
前記凹凸構造の深さが、５μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光拡散体である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５の何れかに記載の光拡散体を、画像表示素子の観察側に配置したことを特徴とする表示装置である。
【００１２】
本発明の光拡散体を用いることによって、ボケを低減してコントラストを向上することができ、明るい表示画面を実現することができると共に、視覚される表示画像の色つきが低減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施形態を図１から図６を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光拡散体の構成の一例を示す断面図である。
すなわち、第１の実施形態に係る光拡散体は、異方性拡散体１の表面に凹凸構造２を設けた構成としたものである。
そして、同図に示すように、異方性拡散体１側から入射光を導き入れ、凹凸構造２側から出射光を取り出すようにしている。
【００１４】
尚、図２に示すように、異方性拡散体１自体の表面が凹凸構造である必要はなく、異方性拡散体１の表面に隣接して設けた表面層３に凹凸構造２を設けた構成として良い。
【００１５】
このように構成した光拡散体に光が入射した場合の拡散のメカニズムについて図３から図５を用いて説明する。
図３は、入射光の入射角度の違いによる出射光の散乱状態を示すもので、曲線Ｂは、表面の凹凸構造による散乱状態を示しており、入射光の入射角αに対する依存性が殆どなく、どの入射角αで入射してきた入射光に対してもほぼ同程度の拡散度（％）であるという特性を有する。
【００１６】
一方、曲線Ａは、異方性拡散体による散乱状態を示しており、特定の入射角α₁で入射してきた入射光のみを強く拡散させ、その他の入射角で入射してきた入射光に対しては余り拡散させないという特性を有する。
【００１７】
ここで、異方性拡散体１の凹凸面５側から透過した光は、その凹凸面５で、弱い拡散を生じる。凹凸面５での拡散は、異方性のない（等方性の）拡散であり、この凹凸面５での拡散が強いと、この拡散体の異方性が損なわれるので、ヘーズ値で６０以下の弱い拡散を示す方が望ましい。
【００１８】
また、この凹凸面５での拡散は、凹凸形状に起因する屈折の作用が強く影響して光の方向が変化する方が望ましい。凹凸構造２が細かいと、レイリー散乱や回折散乱などを生じてしまい拡散光に着色が生じるためである。これらの凹凸の主構造は５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以上であることが望ましい。
【００１９】
従って、図４に示すように、入射光が、異方性拡散体が高い拡散度を示す入射角α₁で異方性拡散体１に入射した場合には、異方性拡散体１は、この入射光を効率良く散乱する。そして、異方性拡散体１で散乱された入射光の各成分が、凹凸構造２に入射する。この凹凸構造２は、異方性拡散体１で散乱された入射光の各成分を更に、その入射角によらず、ほぼ同程度に拡散する。
【００２０】
尚、入射角αとは、図４に示すように、光拡散体の入射面（図４の場合、異方性拡散体が該当する。）の法線方向Ｐに対する角度のことである。
【００２１】
一方、図５に示すように、入射光が、異方性拡散体１が、ほとんど入射光を散乱しない入射角α₂で異方性拡散体１に入射した場合には、異方性拡散体１は、この入射光を殆ど散乱しない。このため、異方性拡散体１に入射した入射光は、異方性拡散体１をほとんど拡散がないまま透過し、凹凸構造２に入射する。この凹凸構造２は、このようにして入射した入射光を、その入射角によらず、ほぼ同程度に拡散する。
尚、実際は、異方性拡散体１と凹凸構造２とが密着している構成であるが、拡散状態を分かりやすくするため、図４および図５ともに、異方性拡散体１と凹凸構造２とが、隔離しているように記載している。しかし、密着した場合、隔離した場合であっても、上述したようなメカニズムで入射光は、同様に拡散する。
【００２２】
すなわち、本実施形態に係る光拡散体は、図６のグラフ（Ａ＋Ｂ）に示すように、図３の曲線Ａに示す異方性拡散体１の特性と、図３の曲線Ｂに示す凹凸構造２の特性との中間的な特性を示す。つまり、特定の入射角α₁に対して高い拡散度を有する異方性拡散体１の特性を備え、かつ、高拡散度と低拡散度との差が異方性拡散体の場合よりも小さい。
【００２３】
また、異方性拡散体１と凹凸構造２との両方を備えていることから、入射角αの全域に亘った拡散度が、異方性拡散体単体、または凹凸構造単体の拡散度よりもそれぞれ大きい。
上述するような特性は、異方性拡散体１の厚みと、凹凸構造２の凹凸の深さを変えることによって調節可能である。すなわち、異方性拡散体１の厚みを厚くし、凹凸構造２の凹凸の深さ浅くすることによって、光拡散体の特性が、より異方性拡散体１の特性に近いものとなり、逆に、凹凸構造２の凹凸を深くし、異方性拡散体１の厚みを薄くすることによって、光拡散体の特性が、より凹凸構造２の特性に近いものとなる。
【００２４】
具体的には、異方性拡散体１の厚みに対して、凹凸構造２の深さを、３０％以下とすると、異方性拡散体の傾向が強いものとなり、異方性拡散体１の厚みに対して、凹凸構造２の深さを、３０％以上にすると、拡散特性が凹凸形状に近いものとなる。
【００２５】
次に、以上のように構成した本実施態に係る光拡散板の作用について説明する。
図４に示すように、異方性拡散体１が高い拡散度を示す入射角α₁で、異方性拡散体１に入射した入射光は、まず、異方性拡散体１において効率良く散乱され、この散乱された各成分は、凹凸構造２に入射する。そして、凹凸構造２において更に散乱されて、凹凸構造２から出射光（拡散光）として出射する。凹凸構造２は、入射した光をその入射角によらずほぼ同程度に拡散するので、凹凸構造２に入射した各成分は、効率よく拡散される。
すなわち、入射光が、異方性拡散体１が高い拡散度を示す入射角α₁で、異方性拡散体１に入射した入射光は、効率よく拡散された後に、凹凸構造２から出射される。
【００２６】
一方、図５に示すように、入射光が、異方性拡散体１がほとんど入射光を散乱しない入射角α₂で、異方性拡散体１に入射した場合には、入射光は異方性拡散体１においてほんの僅かな成分のみが散乱されて凹凸構造２に入射する。このようにして凹凸構造２に入射した成分は、凹凸構造２において散乱されて、凹凸構造２から出射光（拡散光）として出射する。
すなわち、入射光が、異方性拡散体が低い拡散度を示す入射角α₂で、異方性拡散体１に入射した入射光は、凹凸構造２単体の場合よりも若干拡散された後に、凹凸構造２から出射される。
つまり、本実施の形態に係る光拡散体の特性は、図６の曲線（Ａ＋Ｂ）に示すように、図３の曲線Ａに示す異方性拡散体の特性と、図の曲線Ｂに示す凹凸構造の特性との中間的な特性となる。
すなわち、高い拡散度をもたらす入射角の範囲が拡大されつつ、高拡散度と低拡散度との差が異方性拡散体の場合よりも小さくなり、拡散の強さが緩和される。
【００２７】
また、異方性拡散体と凹凸構造との両方を備えていることから、入射角αの全域に亘った拡散度が、異方性拡散体単体、または凹凸構造単体の拡散度よりもそれぞれ大きくなる。
拡散の強さが強い異方性拡散体では、従来技術で説明したように、拡散された光が黄色く着色するという問題が発生するが、本実施の形態に係る光拡散体では、上述したように、レイリー散乱の強さが緩和されることによって、黄色味が低下した拡散光が得られる。また、入射角αの全域に亘って拡散度が高くなるので、横方向から鋭角的に入射した入射光も効率よく拡散される。
特定の入射角α₁に対する拡散度が高いという異方性のメリットは、従来技術においても説明したように、このような光拡散体を液晶表示装置に適用した場合に、液晶表示におけるボケの低減、およびコントラストの向上をもたらすということである。本実施の形態に係る光拡散体は、このような異方性の特性を保ちつつ、拡散光の黄色味を低下し、かつ、横方向から鋭角的に入射した入射光であっても効率よく拡散することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態を図７から図１１を用いて説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光拡散体の一例を示す断面構成図である。
すなわち、第２の実施形態に係る光拡散体は、凹凸構造１２が、異方性拡散体１１の表面に有する構成としたものである。そして、第１の実施形態の光拡散体とは逆に、凹凸構造１２側から入射光を導き入れ、異方性拡散体１１側から出射光を取り出すようにしている。
異方性拡散体１の凹凸面５から透過した光は、その凹凸面１５で、弱い拡散を生じる。この凹凸面１５での拡散は異方性のない拡散である。この凹凸面１５での拡散が強いと、この拡散体の異方性が損なわれる為、ヘーズ値で６０以下の弱い拡散を示す方が望ましい。
【００２９】
また、この凹凸面１５での拡散は、凹凸形状に起因する屈折の作用が強く影響して光の方向が変化する方が望ましい。凹凸構造１５が細かいと、レイリー散乱や回折散乱などを生じてしまい拡散光に着色が生じるためである。これらの凹凸構造１２の主構造は、５μｍ以上であることが好ましく、さらに好ましくは、１０μｍ以上である事が望ましい。
尚、異方性拡散体１１自体の表面が凹凸構造１２である必要はなく、図８に示すように、異方性拡散体１１の表面に隣接した表面層１３に凹凸構造１２が存在しても良い。
このように構成した光拡散体に光が入射した場合の拡散のメカニズムについて図９から図１１を用いて説明する。
【００３０】
既に図３で説明したように、曲線Ｂに示したように、凹凸構造は、入射光の入射角αに対する依存性がほとんどなく、どの入射角で入射してきた入射光に対してもほぼ同程度の拡散度（％）に拡散させるという特性を有する。一方、図３の曲線Ａに示すように、異方性拡散体は、特定の入射角で入射してきた入射光のみを強く拡散させ、その他の入射角で入射してきた入射光に対しては余り拡散させないという特性を有する。
従って、図９に示すように、入射光が、異方性拡散体１１が高い拡散度を示す入射角α₁で凹凸構造１２に入射した場合には、まず凹凸構造１２が、この入射光を効率良く散乱する。そして、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分が異方性拡散体１１に入射すると、異方性拡散体１１は、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分のうち、入射角α₁の近傍で異方性拡散体に入射した成分を効率よく拡散し、その他の入射角で入射した成分については、殆ど拡散することなく透過させる。
【００３１】
一方、図１０に示すように、入射光が、異方性拡散体１１が高い拡散度を示さない入射角α₂で凹凸構造１２に入射した場合、まず凹凸構造１２は、この入射光を効率良く散乱する。そして、この場合も、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分が、異方性拡散体１１に入射するが、異方性拡散体１１は、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分のうち、入射角α₁の近傍で異方性拡散体１１に入射した成分を効率よく拡散し、その他の入射角で入射した成分については、ほとんど拡散することなく透過させる。
【００３２】
なお、実際は、異方性拡散体１１と凹凸構造１２とが密着している構成であるが、拡散状態をわかりやすくするため、図９および図１０ともに、異方性拡散体１１と凹凸構造１２とが、隔離しているように記載している。しかし、密着した場合、隔離した場合であっても、上述したようなメカニズムで入射光は、同様に拡散する。
すなわち、本実施形態に係る光拡散体は、図１１の曲線（Ｂ＋Ａ）に示すように、図３の曲線Ａに示す異方性拡散体の特性と、図３の曲線Ｂに示す凹凸構造の特性との中間的な特性を示す。
つまり、特定の入射角α₁に対して若干高い拡散度を有する異方性拡散体１１の特性を備え、かつ、高拡散度と低拡散度との差が異方性拡散体の場合よりも小さい。ただし、異方性拡散体１１には、凹凸構造１２によって等方散乱された光の各成分が入射するために、入射光の光拡散体への入射角αに対する拡散度の依存性は小さい。したがって、図６に示すような第１の実施形態の場合、拡散度特性に比べて、異方性拡散体の特性は緩和される。
【００３３】
また、異方性拡散体１１と凹凸構造１２との両方を備えていることから、入射角αの全域に亘った拡散度が、異方性拡散体単体、または凹凸構造単体の拡散度よりもそれぞれ大きい。
上述するような特性は、異方性拡散体１１と凹凸構造１２との厚みを変えることによって調節可能である。すなわち、異方性拡散体１１の厚みを厚くし凹凸構造１２の深さを浅くすることによって、光拡散体の特性が、より異方性拡散体の特性に近いものとなり、逆に、凹凸構造１２の深さを浅くし異方性拡散体１１の厚みを厚くすることによって、光拡散体の特性が、より凹凸構造の特性に近いものとなる。
【００３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る光拡散板の作用について説明する。
図９に示すように、異方性拡散体１１が高い拡散度を示す入射角α₁で、凹凸構造に入射した入射光は、まず、凹凸構造１２によって効率良く散乱され、この散乱された光の各成分は、異方性拡散体１１に入射する。異方性拡散体１１では、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分のうち、入射角α₁の近傍で異方性拡散体１１に入射した成分のみが効率よく散乱され、その他の入射角で入射した成分については、ほとんど拡散されず透過する。
【００３５】
同様に、図１０に示すように、異方性拡散体１１が低い拡散度を示す入射角α₂で、凹凸構造１２に入射した入射光もまた、まず、凹凸構造１２によって効率良く散乱され、この散乱された光の各成分は、異方性拡散体１１に入射する。異方性拡散体１１では、凹凸構造１２で散乱された入射光の各成分のうち、入射角α₁の近傍で異方性拡散体１１に入射した成分のみが効率よく散乱され、その他の入射角で入射した成分については、ほとんど拡散されず透過する。
すなわち、入射光が、異方性拡散体１１が高い拡散度を示す入射角α₁で入射した場合であっても、また、異方性拡散体１１が低い拡散度を示す入射角α₂で入射した場合であっても、凹凸構造１２によって拡散された入射光の成分のうち、入射角α₁で異方性拡散体１１に入射する成分のみが異方性拡散体１１で拡散され、その他の入射角で異方性拡散体１１に入射した成分はほとんどがそのまま拡散されることなく透過される。
【００３６】
ただし、入射光が入射角α₁で凹凸構造１２に入射した場合の方が、入射角α₂で凹凸構造１２に入射した場合よりも、入射角α₁で異方性拡散体１１に入射する成分の割合が大きいので、図１１に示すように、僅かに異方性拡散体の特性を示す。
つまり、本実施の形態に係る光拡散体の特性は、図１１の曲線（Ｂ＋Ａ）に示すように、図３の曲線Ｂに示す凹凸構造に僅かに異方性拡散体の特性を備えたものとなる。
【００３７】
このように、本実施の形態に係る光拡散体の異方性の特性は、図６の曲線（Ａ＋Ｂ）に示すような第１の実施の形態に係る光拡散体１よりも小さいので、用途に応じて第１の実施の形態に係る光拡散体と使い分けることができる。
例えば、同じ程度の異方性を得るためには、第１の実施の形態に係る光拡散体の方が、第２の実施の形態に係る光拡散体よりも、異方性拡散体の厚みを薄くできるため、黄色味が緩和されるという特徴を持つ。
【００３８】
この異方性拡散体の持つ特性の強弱は、凹凸構造と異方性拡散体との厚みを変化させることによって調節可能である。すなわち、異方性拡散体の持つ特性を強調したい場合には、異方性拡散体の厚みを厚くすることによって、また、異方性拡散体の持つ特性を強調したくない場合、すなわち、より凹凸構造のもつ特性にその特性を近づけたい場合には、凹凸構造の凹凸を深くすることによって実現される。
第１および第２の実施の形態で説明したような凹凸構造と異方性拡散体とを少なくとも備えた光拡散板を用いることによって、所望の拡散度特性を実現するような拡散板を製作することが可能となる。すなわち、凹凸構造の拡散度特性に対して異方性拡散体の持つ特性を強調したい場合には、本実施の形態に示す光拡散体のように、入射光の入射側に凹凸構造を配置すれば良い。
【００３９】
一方、異方性拡散体の持つ拡散度特性を緩和したい場合には、第１の実施の形態に示す光拡散体のように、入射光の入射側に異方性拡散体を配置すれば良い。更に、各々の光拡散体において凹凸構造の深さを深くすることによって、より異方性拡散体の持つ特性を緩和することができ、また、異方性拡散体の厚みを厚くすることによってより異方性拡散体の持つ特性を強調することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
すなわち、第１および第２の実施形態では、少なくとも異方性拡散体と凹凸構造とを組み合わせてなる光拡散体について説明したが、光入射角αに対する拡散度特性として、所望の拡散度特性を実現するために、１つの異方性拡散体の両側を凹凸構造とすることによって光拡散体を構成するようにしても良い。このように複数の異方性拡散体や凹凸構造を適宜組み合わせることによって構成される光拡散体も、本発明の一変形例として本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施形態を図１２から図１３を用いて説明する。
本発明の第３の実施形態では、第１の実施の形態に係る光拡散体、および第２の実施の形態に係る光拡散体を適用した液晶表示装置について説明する。
すなわち、図１２及び図１３は、それぞれ、第１の実施形態に係る光拡散体（図１、図２参照）、および第２の実施形態に係る光拡散体（図７、図８参照）を適用した液晶表示装置の層構成の一例を示す断面図である。
これらの液晶表示装置は、偏光板２０と、粘着材２１と、位相差板２２と、光拡散体２３と、ガラス２４と、透明電極２５と、液晶層２６と、反射電極２７とを積層して成る。
図１２、および図１３における光拡散体２３は、第１の実施形態に係る光拡散体（図１、図２参照）、または第２の実施形態に係る光拡散体（図７、図８参照）に相当する。
図１２に示す液晶表示装置は、ガラス２４の上部に光拡散体２３の凹凸面を、粘着材２１を介して貼りつけた例である。更にこの光拡散体２３の上部には、粘着材を２１介して位相差板２２を配置している。
【００４２】
図１３に示す液晶表示装置は、入射光側に光拡散体３３の凹凸面を配置した例である。
次に、以上のように構成した本実施形態に係る液晶表示装置の作用について説明する。
拡散の強さが強い異方性拡散体では、拡散された光が黄色く着色するという問題が発生するが、第１および第２の実施の形態に係る光拡散体では、拡散の強さを緩和することによって、黄色味を低下させた拡散光が得られる。また、入射角αの全域に亘った拡散度も高くなるので、横方向から鋭角的に入射した入射光も効率よく拡散される。
従って、このような効果を奏する光拡散体を適用した本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示におけるボケが低減されるとともに、コントラストの向上がもたらされる。また、横方向から鋭角的に入射した入射光であっても効率よく拡散されるので、明るい表示画面が実現される。
【００４３】
上述したように、本実施形態に係る液晶表示装置においては、上記のような作用により、液晶表示におけるボケを低減し、コントラストを向上することができる。更に、明るい表示画面を実現することができる。
【００４４】
本実施形態に係る液晶表示装置においては、上記のような作用により、液晶表示装置におけるボケを軽減し、コントラストを向上させることができ、更に、明るい画像表示を実現させることができる。また、散乱によって、液晶表示装置の視域を拡大する効果も持つ。
本実施形態では、光拡散体の有する凹凸構造が、液晶パネルの前面偏光板より背面側（液晶層側）に配置されている場合について例示したが、前記凹凸構造は偏光板よりも前面側に配置されていても良い。凹凸構造が、液晶パネルの前面偏光板より背面側にあった場合、液晶ディスプレイ前面に汚れがつきにくく、掃除をしやすいという利点があり、光拡散体には紫外線が直接当たらないため、耐環境的な利点も有することになる。
【００４５】
対して、上記凹凸構造が、液晶パネルの前面偏光板より前面側にあった場合、凹凸構造との界面が粘着剤である必要がなく、凹凸構造と空気層が接することになる。
一般に、ガラスや樹脂の屈折率が１．５前後であり、空気の屈折率が１．０前後であることから、粘着剤と凹凸構造との屈折率差よりも、空気層と凹凸構造との屈折率差の方が大きくなり、微細な凹凸構造によって高い拡散が得られると共に、凹凸構造とは異なった屈折率を持つ粘着剤を選択する必要がないため、粘着剤の選択肢の範囲が広がる。
さらには、表示装置前面での表面反射成分も拡散により減少する効果も生じる。
以上、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる実施形態の構成に限定されるものではない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、等方性の光拡散板と異方性の光拡散板とを光学的に重ね合わせることによって光拡散特性を調整することができる。
以上により、黄色味を帯びることなく、かつ、明るい表示画面を実現することが可能な光拡散体、およびその光拡散体を適用した液晶表示装置を実現することができる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光拡散体の一例を示す断面図。
【図２】第１の実施の形態に係る光拡散体の変形例を示す断面図。
【図３】等方性拡散体および異方性拡散体における光入射角と拡散度との関係を示す説明図。
【図４】第１の実施の形態に係る光拡散体における光拡散メカニズムを説明する説明図。
【図５】第１の実施の形態に係る光拡散体における光拡散メカニズムを説明する説明図。
【図６】第１の実施の形態に係る光拡散体における光入射角と拡散度との関係を示す説明図。
【図７】第２の実施の形態に係る光拡散体の一例を示す断面図。
【図８】第２の実施の形態に係る光拡散体の変形例を示す断面図。
【図９】第２の実施の形態に係る光拡散体における光拡散メカニズムを説明する説明図。
【図１０】第２の実施の形態に係る光拡散体における光拡散メカニズムを説明する説明図。
【図１１】第２の実施の形態に係る光拡散体における光入射角と拡散度との関係を示す説明図。
【図１２】第３の実施の形態に係る液晶表示装置の層構成の一例を示す断面図。
【図１３】第３の実施の形態に係る液晶表示装置の層構成の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１，１１，２３…異方性散乱体
２，１２…凹凸構造
３，１３…表面層
５，１５…凹凸面
２０…偏光板
２１…粘着剤
２２…位相差板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light diffuser and a display device using the light diffuser, and more particularly, a light diffuser capable of realizing a bright display screen without causing the diffused light to be yellowish and the light thereof. The present invention relates to a display device to which a diffuser is applied.
A typical example of a display device to which a light diffuser for controlling the viewing area of a display image is applied is a liquid crystal display device (reflection type / transmission type). However, the present invention is not limited to this, and a self-luminous type display device. The present invention can also be applied to a display device having an image display element.
Hereinafter, the case of the reflective liquid crystal display device will be mainly described.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a reflective liquid crystal display device, a light diffuser has been used on the surface of a liquid crystal panel, which is an image display element, in order to realize a wide viewing zone (Japanese Patent Laid-Open No. 11-237502).
These light diffusers are generally isotropic that diffuses in the same way with respect to incident light in any direction. Therefore, at the time of reproduction of a liquid crystal display device, the light diffuser is twice when incident and emitted. Since the light diffuses over a wide range, especially when a high-definition display image is viewed, blurring of the image and a decrease in contrast are conspicuous problems.
[0003]
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-352470, on the observation side of the liquid crystal display device, called a front diffuser, light diffusion occurs only for incident light at an incident angle within a specific range and is emitted. However, a technique using a light diffuser having a characteristic (anisotropy = incident angle selectivity) has been proposed in which incident light at other incident angles is simply transmitted without causing light diffusion.
By using such an anisotropic diffuser, light diffusion occurs only when light enters, and light diffusion does not occur during emission after a high-definition display image pattern is defined on the liquid crystal panel. It is possible to prevent the occurrence of blur due to the front diffuser and the decrease in contrast.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the light diffuser as described above and the liquid crystal display device to which the light diffuser is applied have the following problems.
The anisotropic light diffuser diffuses light mainly by diffraction scattering and Rayleigh scattering, so the diffused light is often colored yellow, and the diffusibility to incident light from the lateral direction is reduced. There is. The cause of yellowness is that light of the blue component (short wavelength) is largely scattered, and the light of the yellow component having a complementary color relationship is not scattered so much and reaches the observer.
Therefore, the liquid crystal display device using the anisotropic light diffuser also has a problem that it becomes yellowish or the image becomes dark.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and adjusts the light diffusion characteristics by making the surface of the light diffuser having anisotropy or the vicinity thereof an uneven structure that generates isotropic diffusion. Accordingly, an object of the present invention is to provide a light diffuser capable of realizing a bright display screen without being yellowish and a display device to which the light diffuser is applied.
In the present specification, diffusion and scattering, diffuser and diffusion plate, etc. may be used as synonyms.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1
In the light diffuser having anisotropy in which the diffusibility of the outgoing light changes depending on the incident angle of the incident light, the concavo-convex structure that acts to diffuse the outgoing light without depending on the incident angle of the incident light, The light diffuser is formed on at least one surface of the light diffuser.
[0007]
The invention described in claim 2
The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure is formed on an outgoing light side of the light diffusing body.
[0008]
The invention described in claim 3
The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure is formed on an incident light side of the light diffusing body.
[0009]
The invention according to claim 4
The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure exhibits diffusion having a haze value of 60 or less.
[0010]
The invention described in claim 5
The light diffuser according to any one of claims 1 to 4, wherein the depth of the concavo-convex structure is 5 µm or more.
[0011]
The invention described in claim 6
6. A display device comprising the light diffuser according to claim 1 arranged on the observation side of an image display element.
[0012]
By using the light diffuser of the present invention, blur can be reduced and contrast can be improved, a bright display screen can be realized, and coloring of a visually displayed display image can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the light diffuser according to the first embodiment of the present invention.
That is, the light diffuser according to the first embodiment has a structure in which the uneven structure 2 is provided on the surface of the anisotropic diffuser 1.
As shown in the figure, incident light is introduced from the anisotropic diffuser 1 side, and outgoing light is extracted from the concavo-convex structure 2 side.
[0014]
As shown in FIG. 2, the surface of the anisotropic diffuser 1 itself does not need to have an uneven structure, and the uneven structure 2 is provided on the surface layer 3 provided adjacent to the surface of the anisotropic diffuser 1. Good configuration.
[0015]
A diffusion mechanism when light enters the light diffuser configured as described above will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows the scattering state of the outgoing light due to the difference in the incident angle of the incident light, and the curve B shows the scattering state due to the uneven structure on the surface, and there is almost no dependence on the incident angle α of the incident light. , It has a characteristic that the diffusivity (%) is approximately the same for incident light incident at any incident angle α.
[0016]
On the other hand, the curve A shows the scattering state by the anisotropic diffuser, and the specific incident angle α ₁ Only the incident light that has been incident on is strongly diffused, and the incident light that is incident at other incident angles is not diffused much.
[0017]
Here, the light transmitted from the uneven surface 5 side of the anisotropic diffuser 1 causes weak diffusion on the uneven surface 5. Diffusion on the concavo-convex surface 5 is non-anisotropic (isotropic) diffusion, and if the diffusion on the concavo-convex surface 5 is strong, the anisotropy of the diffuser is impaired. It is desirable to show the following weak diffusion.
[0018]
In addition, it is desirable that the diffusion on the uneven surface 5 changes the direction of light due to the strong influence of refraction caused by the uneven shape. This is because if the concavo-convex structure 2 is fine, Rayleigh scattering, diffraction scattering, and the like occur, and the diffused light is colored. The main structure of these irregularities is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more.
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 4, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser exhibits a high degree of diffusion. ₁ When the light is incident on the anisotropic diffuser 1, the anisotropic diffuser 1 scatters the incident light efficiently. Then, each component of incident light scattered by the anisotropic diffuser 1 enters the concavo-convex structure 2. The concavo-convex structure 2 further diffuses each component of incident light scattered by the anisotropic diffuser 1 to substantially the same degree regardless of the incident angle.
[0020]
As shown in FIG. 4, the incident angle α is an angle with respect to the normal direction P of the incident surface of the light diffuser (in the case of FIG. 4, an anisotropic diffuser corresponds).
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 1 hardly scatters the incident light. ₂ When the light is incident on the anisotropic diffuser 1, the anisotropic diffuser 1 hardly scatters this incident light. For this reason, the incident light that has entered the anisotropic diffuser 1 passes through the anisotropic diffuser 1 with little diffusion and enters the concavo-convex structure 2. The concavo-convex structure 2 diffuses the incident light incident in this way to substantially the same degree regardless of the incident angle.
Actually, the anisotropic diffuser 1 and the concavo-convex structure 2 are in close contact with each other. However, in order to make the diffusion state easy to understand, both the anisotropic diffusing body 1 and the concavo-convex structure 2 are shown in FIGS. Are described as isolated. However, the incident light is diffused in the same manner by the mechanism described above, even if it is in close contact or isolated.
[0022]
That is, as shown in the graph (A + B) of FIG. 6, the light diffuser according to the present embodiment has the characteristics of the anisotropic diffuser 1 shown by the curve A of FIG. 3 and the uneven structure shown by the curve B of FIG. The characteristic intermediate | middle with the characteristic of 2 is shown. That is, a specific incident angle α ₁ However, the difference between the high diffusivity and the low diffusivity is smaller than that of the anisotropic diffuser.
[0023]
Further, since both the anisotropic diffuser 1 and the concavo-convex structure 2 are provided, the diffusivity over the entire area of the incident angle α is larger than the diffusivity of the anisotropic diffuser alone or the concavo-convex structure alone. Each is big.
The characteristics as described above can be adjusted by changing the thickness of the anisotropic diffuser 1 and the depth of the unevenness of the uneven structure 2. That is, by increasing the thickness of the anisotropic diffuser 1 and decreasing the depth of the unevenness of the uneven structure 2, the characteristics of the light diffuser become closer to those of the anisotropic diffuser 1. By making the unevenness of the uneven structure 2 deeper and reducing the thickness of the anisotropic diffuser 1, the characteristics of the light diffuser become closer to those of the uneven structure 2.
[0024]
Specifically, when the depth of the concavo-convex structure 2 is 30% or less with respect to the thickness of the anisotropic diffuser 1, the tendency of the anisotropic diffuser becomes strong. When the depth of the concavo-convex structure 2 is 30% or more with respect to the thickness, the diffusion characteristics are close to the concavo-convex shape.
[0025]
Next, the operation of the light diffusing plate according to this embodiment configured as described above will be described.
As shown in FIG. 4, the incident angle α at which the anisotropic diffuser 1 exhibits a high degree of diffusion. ₁ Thus, the incident light incident on the anisotropic diffuser 1 is first efficiently scattered in the anisotropic diffuser 1, and each scattered component is incident on the concavo-convex structure 2. Then, the light is further scattered in the concavo-convex structure 2 and emitted from the concavo-convex structure 2 as outgoing light (diffused light). Since the concavo-convex structure 2 diffuses the incident light to substantially the same degree regardless of the incident angle, each component incident on the concavo-convex structure 2 is diffused efficiently.
That is, the incident light α has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 1 exhibits a high diffusivity. ₁ Thus, the incident light incident on the anisotropic diffuser 1 is emitted from the concavo-convex structure 2 after being efficiently diffused.
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 1 hardly scatters the incident light. ₂ Thus, when the light is incident on the anisotropic diffuser 1, only a slight component of the incident light is scattered in the anisotropic diffuser 1 and enters the concavo-convex structure 2. The component incident on the concavo-convex structure 2 in this manner is scattered in the concavo-convex structure 2 and is emitted from the concavo-convex structure 2 as outgoing light (diffused light).
That is, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser exhibits a low diffusion rate ₂ Thus, the incident light incident on the anisotropic diffuser 1 is emitted from the concavo-convex structure 2 after being slightly diffused compared to the case of the concavo-convex structure 2 alone.
That is, the characteristics of the light diffuser according to the present embodiment are the characteristics of the anisotropic diffuser indicated by the curve A in FIG. 3 and the irregularities indicated by the curve B in the figure, as indicated by the curve (A + B) in FIG. It becomes an intermediate characteristic with the characteristic of the structure.
That is, the range of the incident angle that brings about a high diffusivity is expanded, the difference between the high diffusivity and the low diffusivity is smaller than that in the case of the anisotropic diffuser, and the diffusion intensity is relaxed.
[0027]
Moreover, since both the anisotropic diffuser and the concavo-convex structure are provided, the diffusivity over the entire area of the incident angle α is larger than the diffusivity of the anisotropic diffuser alone or the concavo-convex structure alone. Become.
In the anisotropic diffuser having a strong diffusion strength, as described in the prior art, there is a problem that the diffused light is colored yellow, but in the light diffuser according to the present embodiment, as described above. In addition, the intensity of Rayleigh scattering is alleviated, so that diffused light with a reduced yellowness can be obtained. In addition, since the diffusivity increases over the entire incident angle α, incident light incident at an acute angle from the lateral direction is also diffused efficiently.
Specific incident angle α ₁ As described in the prior art, the merits of anisotropy with a high degree of diffusion with respect to the liquid crystal display can reduce blur and improve contrast in a liquid crystal display when such a light diffuser is applied to a liquid crystal display device. It is to bring. The light diffuser according to the present embodiment reduces the yellowishness of the diffused light while maintaining such an anisotropic characteristic, and is efficient even for incident light that is incident at an acute angle from the lateral direction. Can diffuse.
[0028]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram showing an example of a light diffuser according to the second embodiment of the present invention.
That is, the light diffuser according to the second embodiment is configured such that the concavo-convex structure 12 has on the surface of the anisotropic diffuser 11. Contrary to the light diffuser of the first embodiment, incident light is introduced from the concave-convex structure 12 side and outgoing light is extracted from the anisotropic diffuser 11 side.
Light transmitted from the uneven surface 5 of the anisotropic diffuser 1 causes weak diffusion on the uneven surface 15. The diffusion on the uneven surface 15 is diffusion without anisotropy. If the diffusion on the uneven surface 15 is strong, the anisotropy of the diffuser is impaired. Therefore, it is desirable that the haze value shows a weak diffusion of 60 or less.
[0029]
In addition, it is desirable that the diffusion on the uneven surface 15 changes the direction of light due to the strong influence of refraction caused by the uneven shape. This is because if the concavo-convex structure 15 is fine, Rayleigh scattering, diffraction scattering, or the like occurs, and the diffused light is colored. The main structure of the concavo-convex structure 12 is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more.
Note that the surface of the anisotropic diffuser 11 itself does not need to be the uneven structure 12, and the uneven structure 12 exists in the surface layer 13 adjacent to the surface of the anisotropic diffuser 11, as shown in FIG. Also good.
A diffusion mechanism when light enters the light diffuser configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0030]
As already described with reference to FIG. 3, the concavo-convex structure has almost no dependency on the incident angle α of the incident light as shown by the curve B, and is almost the same for the incident light incident at any incident angle. It has the characteristic of diffusing to the degree of diffusion (%). On the other hand, as shown by curve A in FIG. 3, the anisotropic diffuser strongly diffuses only incident light incident at a specific incident angle, and is not so much for incident light incident at other incident angles. It has the property of not being diffused.
Accordingly, as shown in FIG. 9, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 exhibits a high diffusivity. ₁ When the light enters the concavo-convex structure 12, the concavo-convex structure 12 first scatters the incident light efficiently. When each component of incident light scattered by the concavo-convex structure 12 enters the anisotropic diffuser 11, the anisotropic diffuser 11 has an incident angle among the components of incident light scattered by the concavo-convex structure 12. α ₁ The component incident on the anisotropic diffuser in the vicinity of is efficiently diffused, and components incident at other incident angles are transmitted with little diffusion.
[0031]
On the other hand, as shown in FIG. 10, the incident light has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 does not exhibit high diffusivity. ₂ When the light enters the concavo-convex structure 12, the concavo-convex structure 12 first scatters the incident light efficiently. In this case as well, each component of incident light scattered by the concavo-convex structure 12 is incident on the anisotropic diffuser 11, and the anisotropic diffuser 11 Of components, incident angle α ₁ The component incident on the anisotropic diffuser 11 in the vicinity of is efficiently diffused, and components incident at other incident angles are transmitted with little diffusion.
[0032]
Actually, the anisotropic diffuser 11 and the concavo-convex structure 12 are in close contact with each other. However, in order to make the diffusion state easy to understand, the anisotropic diffuser 11 and the concavo-convex structure 12 are both shown in FIGS. Are described as isolated. However, the incident light is diffused in the same manner by the mechanism described above, even if it is in close contact or isolated.
That is, the light diffuser according to the present embodiment has the characteristics of the anisotropic diffuser indicated by the curve A in FIG. 3 and the uneven structure indicated by the curve B in FIG. 3, as indicated by the curve (B + A) in FIG. Shows intermediate characteristics.
That is, a specific incident angle α ₁ However, the difference between the high diffusivity and the low diffusivity is smaller than that of the anisotropic diffuser. However, since each component of the light isotropically scattered by the concavo-convex structure 12 is incident on the anisotropic diffuser 11, the dependence of the diffusion degree on the incident angle α of the incident light to the light diffuser is small. Therefore, in the case of the first embodiment as shown in FIG. 6, the characteristics of the anisotropic diffuser are relaxed compared to the diffusivity characteristics.
[0033]
Moreover, since both the anisotropic diffuser 11 and the concavo-convex structure 12 are provided, the diffusivity over the entire area of the incident angle α is larger than the diffusivity of the anisotropic diffuser alone or the concavo-convex structure alone. Each is big.
The characteristics as described above can be adjusted by changing the thicknesses of the anisotropic diffuser 11 and the concavo-convex structure 12. That is, by increasing the thickness of the anisotropic diffuser 11 and decreasing the depth of the concavo-convex structure 12, the characteristics of the light diffuser become closer to those of the anisotropic diffuser. By reducing the depth 12 and increasing the thickness of the anisotropic diffuser 11, the characteristics of the light diffuser become closer to those of the concavo-convex structure.
[0034]
Next, the operation of the light diffusing plate according to the present embodiment configured as described above will be described.
As shown in FIG. 9, the incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 exhibits a high diffusivity. ₁ The incident light that has entered the concavo-convex structure is first efficiently scattered by the concavo-convex structure 12, and each component of the scattered light is incident on the anisotropic diffuser 11. In the anisotropic diffuser 11, the incident angle α out of the components of the incident light scattered by the concavo-convex structure 12. ₁ Only the component incident on the anisotropic diffuser 11 in the vicinity of is scattered efficiently, and the component incident at other incident angles is hardly diffused and transmitted.
[0035]
Similarly, as shown in FIG. 10, the incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 exhibits a low diffusivity. ₂ Thus, the incident light that has entered the concavo-convex structure 12 is also efficiently scattered by the concavo-convex structure 12, and each component of the scattered light is incident on the anisotropic diffuser 11. In the anisotropic diffuser 11, the incident angle α out of the components of the incident light scattered by the concavo-convex structure 12. ₁ Only the component incident on the anisotropic diffuser 11 in the vicinity of is scattered efficiently, and the component incident at other incident angles is hardly diffused and transmitted.
That is, the incident light α has an incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 exhibits a high diffusivity. ₁ The incident angle α at which the anisotropic diffuser 11 exhibits a low diffusivity ₂ The incident angle α out of the components of the incident light diffused by the concavo-convex structure 12 is ₁ Thus, only the component incident on the anisotropic diffuser 11 is diffused by the anisotropic diffuser 11, and most components incident on the anisotropic diffuser 11 at other incident angles are transmitted without being diffused. .
[0036]
However, incident light is incident angle α ₁ Is incident on the concavo-convex structure 12 at an incident angle α ₂ The incident angle α is greater than that when the light enters the concavo-convex structure 12 at ₁ Since the ratio of the component incident on the anisotropic diffuser 11 is large, the characteristics of the anisotropic diffuser are slightly shown in FIG.
In other words, the characteristics of the light diffuser according to the present embodiment are as shown in the curve (B + A) of FIG. 11, and the uneven structure shown in the curve B of FIG. It becomes.
[0037]
Thus, since the anisotropic characteristic of the light diffuser according to the present embodiment is smaller than that of the light diffuser 1 according to the first embodiment as shown by the curve (A + B) in FIG. Accordingly, the light diffuser according to the first embodiment can be used properly.
For example, in order to obtain the same degree of anisotropy, the thickness of the anisotropic diffuser is greater in the light diffuser according to the first embodiment than in the light diffuser according to the second embodiment. Since it can be made thinner, it has the characteristic that the yellow color is alleviated.
[0038]
The strength of the characteristics of the anisotropic diffuser can be adjusted by changing the thickness of the uneven structure and the anisotropic diffuser. That is, if you want to emphasize the characteristics of the anisotropic diffuser, increase the thickness of the anisotropic diffuser, and if you do not want to emphasize the characteristics of the anisotropic diffuser, When it is desired to bring the characteristic close to the characteristic of the concavo-convex structure, it is realized by deepening the concavo-convex structure.
By using a light diffusing plate having at least the concavo-convex structure and the anisotropic diffuser as described in the first and second embodiments, a diffusing plate that realizes a desired diffusivity characteristic is manufactured. It becomes possible. That is, when it is desired to emphasize the characteristics of the anisotropic diffuser with respect to the diffusivity characteristics of the concavo-convex structure, the concavo-convex structure is arranged on the incident light incident side like the light diffuser shown in this embodiment. It ’s fine.
[0039]
On the other hand, when it is desired to relax the diffusivity characteristic of the anisotropic diffuser, the anisotropic diffuser may be arranged on the incident light incident side as in the light diffuser shown in the first embodiment. . Furthermore, by increasing the depth of the concavo-convex structure in each light diffuser, the characteristics of the anisotropic diffuser can be relaxed, and by increasing the thickness of the anisotropic diffuser, The characteristics of the anisotropic diffuser can be emphasized.
[0040]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Even if it carries out as follows, it can implement similarly.
That is, in the first and second embodiments, the light diffusing body formed by combining at least the anisotropic diffusing body and the concavo-convex structure has been described. However, as the diffusivity characteristic with respect to the light incident angle α, a desired diffusivity characteristic is obtained. In order to realize this, the light diffuser may be configured by forming an uneven structure on both sides of one anisotropic diffuser. It is understood that a light diffuser configured by appropriately combining a plurality of anisotropic diffusers and uneven structures as described above belongs to the technical scope of the present invention as a modification of the present invention.
[0041]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment of the present invention, a liquid crystal display device to which the light diffuser according to the first embodiment and the light diffuser according to the second embodiment are applied will be described.
That is, FIGS. 12 and 13 show the light diffuser according to the first embodiment (see FIGS. 1 and 2) and the light diffuser according to the second embodiment (see FIGS. 7 and 8), respectively. It is sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the applied liquid crystal display device.
In these liquid crystal display devices, a polarizing plate 20, an adhesive material 21, a retardation plate 22, a light diffuser 23, a glass 24, a transparent electrode 25, a liquid crystal layer 26, and a reflective electrode 27 are laminated. It consists of
The light diffuser 23 in FIGS. 12 and 13 is the light diffuser according to the first embodiment (see FIGS. 1 and 2) or the light diffuser according to the second embodiment (see FIGS. 7 and 8). ).
The liquid crystal display device shown in FIG. 12 is an example in which the uneven surface of the light diffuser 23 is attached to the upper part of the glass 24 via the adhesive material 21. Furthermore, a phase difference plate 22 is disposed above the light diffuser 23 via an adhesive 21.
[0042]
The liquid crystal display device shown in FIG. 13 is an example in which the uneven surface of the light diffuser 33 is arranged on the incident light side.
Next, the operation of the liquid crystal display device according to this embodiment configured as described above will be described.
The anisotropic diffuser with strong diffusion strength causes a problem that the diffused light is colored yellow, but the light diffuser according to the first and second embodiments relaxes the diffusion intensity. By doing, the diffused light which reduced yellowishness is obtained. In addition, since the diffusivity over the entire area of the incident angle α is increased, incident light incident at an acute angle from the lateral direction is also diffused efficiently.
Therefore, the liquid crystal display device according to the present embodiment to which the light diffuser exhibiting such effects is applied can reduce the blur in the liquid crystal display and improve the contrast. In addition, even incident light that is incident at an acute angle from the lateral direction is diffused efficiently, so that a bright display screen is realized.
[0043]
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the blur in the liquid crystal display can be reduced and the contrast can be improved by the operation as described above. Furthermore, a bright display screen can be realized.
[0044]
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, blurring in the liquid crystal display device can be reduced, contrast can be improved, and bright image display can be realized by the above-described operation. It also has the effect of expanding the viewing zone of the liquid crystal display device due to scattering.
In the present embodiment, the case where the uneven structure of the light diffuser is arranged on the back side (liquid crystal layer side) of the front polarizing plate of the liquid crystal panel is exemplified, but the uneven structure is on the front side of the polarizing plate. It may be arranged. When the uneven structure is on the back side of the front polarizing plate of the liquid crystal panel, there is an advantage that the front surface of the liquid crystal display is difficult to get dirty and easy to clean, and the light diffuser is not directly exposed to ultraviolet rays. It will also have some advantages.
[0045]
On the other hand, when the concavo-convex structure is on the front side of the front polarizing plate of the liquid crystal panel, the interface with the concavo-convex structure does not need to be an adhesive, and the concavo-convex structure and the air layer are in contact with each other.
In general, since the refractive index of glass or resin is around 1.5 and the refractive index of air is around 1.0, the difference between the refractive index of the pressure-sensitive adhesive and the concavo-convex structure is greater than that between the air layer and the concavo-convex structure. The difference in refractive index becomes larger, and high diffusion is obtained by the fine uneven structure, and it is not necessary to select an adhesive having a refractive index different from that of the uneven structure, so that the range of options for the adhesive is expanded.
Furthermore, there is an effect that the surface reflection component on the front surface of the display device is also reduced by diffusion.
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the structure of this embodiment.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light diffusion characteristics can be adjusted by optically superposing the isotropic light diffusion plate and the anisotropic light diffusion plate.
As described above, a light diffuser capable of realizing a bright display screen without being yellowish and a liquid crystal display device to which the light diffuser is applied can be realized.
[0047]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a light diffuser according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the light diffuser according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a light incident angle and a diffusivity in an isotropic diffuser and an anisotropic diffuser.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a light diffusion mechanism in the light diffuser according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a light diffusion mechanism in the light diffuser according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a light incident angle and a diffusivity in the light diffuser according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a light diffuser according to a second embodiment.
FIG. 8 is a sectional view showing a modification of the light diffuser according to the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a light diffusion mechanism in a light diffuser according to a second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a light diffusion mechanism in a light diffuser according to a second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the light incident angle and the diffusivity in the light diffuser according to the second embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a layer configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a layer configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 11, 23 ... anisotropic scatterer
2,12 ... Uneven structure
3, 13 ... surface layer
5, 15 ... Uneven surface
20 ... Polarizing plate
21 ... Adhesive
22 ... retardation plate

Claims

In the light diffuser having anisotropy in which the diffusibility of the outgoing light changes depending on the incident angle of the incident light,
A light diffuser characterized in that an uneven structure that acts to diffuse outgoing light without depending on the incident angle of incident light is formed on at least one surface of the light diffuser.

The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure is formed on an outgoing light side of the light diffusing body.

The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure is formed on an incident light side of the light diffusing body.

The light diffusing body according to claim 1, wherein the uneven structure exhibits diffusion having a haze value of 60 or less.

The light diffuser according to claim 1, wherein a depth of the concavo-convex structure is 5 μm or more.

A display device comprising the light diffuser according to claim 1 disposed on an observation side of an image display element.