(57)【要約】【課題】画質を向上させることができる画質向上部材を提供する。【解決手段】画質向上部材２０は、入射光の光軸Ｊと直交する第一方向に屈折率分布を有し、入射光のうち第一方向に振動する光を集光する一軸異方性の液晶レンズ２２と、液晶レンズ２２から出射された光を透過させるための複数の開口部２４ａ１を有するブラックマトリクス２４ａが形成された、透光性を有する第一透明基板２１と、第一透明基板２１に配置されており、光軸Ｊの方向から見たときに第一方向と直交する第二方向に吸収軸を有する第一偏光板２３とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の光軸と直交する第一方向に屈折率分布を有し、前記入射光のうち前記第一方向に振動する光を集光する一軸異方性の光学レンズと、
前記光学レンズから出射された光を透過させるための複数の第一開口部を有するブラックマトリクスが形成された、透光性を有する第一基板と、
前記第一基板に配置されており、前記光軸の方向から見たときに前記第一方向と直交する第二方向に吸収軸を有する第一偏光板とを備える
画質向上部材。
【請求項２】
前記光学レンズは、液晶分子を有し、当該液晶分子の配列が固定化されている液晶レンズである
請求項１に記載の画質向上部材。
【請求項３】
前記ブラックマトリクスの開口率は、３０％以下である
請求項１又は２に記載の画質向上部材。
【請求項４】
前記複数の第一開口部のうち隣接して配置された２つの第一開口部において、
一方の第一開口部には、第一色のカラーフィルタが配置され、
他方の第一開口部には、前記第一色とは異なる第二色のカラーフィルタが配置され、
前記光学レンズは、前記一方の第一開口部に向けて前記第一方向に振動する光を集光する第一レンズ部と、前記他方の第一開口部に向けて前記第一方向に振動する光を集光する第二レンズ部とを有し、
前記第一レンズ部と前記第二レンズ部とは、同波長の光が入射したときの焦点距離が異なる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画質向上部材。
【請求項５】
前記第一レンズ部と前記第二レンズ部とは、互いに厚みが異なる
請求項４に記載の画質向上部材。
【請求項６】
前記第一レンズ部と前記第二レンズ部とは、互いに液晶分子の配列が異なる
請求項４に記載の画質向上部材。
【請求項７】
前記ブラックマトリクスは、前記第一基板における前記光学レンズと対向する第一主面に配置されており、
前記第一偏光板は、前記第一主面と反対側の第二主面に配置されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の画質向上部材。
【請求項８】
コリメート光を出射するバックライトと、
前記コリメート光が入射する液晶層を有する液晶パネルと、
前記液晶層を透過した前記コリメート光が前記入射光として入射する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画質向上部材とを備える
液晶表示装置。
【請求項９】
前記画質向上部材は、さらに、前記ブラックマトリクスと前記第一偏光板との間に配置されたλ／４位相差板であって、前記光軸の方向から見たときに、前記ブラックマトリクスに形成された前記複数の第一開口部のそれぞれと重なる位置に複数の第二開口部が形成されたλ／４位相差板を有する
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画質向上部材は、さらに、前記ブラックマトリクスと前記第一偏光板との間に配置された第一のλ／４位相差板を有し、
前記液晶パネルは、ＶＡモードの液晶パネルであり、さらに、前記液晶層と前記バックライトとの間に配置された、透光性を有する第二基板と、前記第二基板の前記バックライト側に配置された第二偏光板と、前記第二基板と前記第二偏光板との間に配置された第二のλ／４位相差板とを有し、
前記第一のλ／４位相差板の遅相軸と前記第二のλ／４位相差板の遅相軸とは、前記光軸の方向から見たときに、直交している
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記バックライトは、互いに発光色が異なる第一光、第二光、及び、第三光を独立して出射する
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画質向上部材、及び、当該画質向上部材を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルを用いた液晶表示装置において、画質を向上させるための種々の検討が行われている。例えば、特許文献１には、コリメート光源と、液晶層と、蛍光体層及び光拡散層と、液晶層と蛍光体層及び光拡散層との間に配置され、液晶層からの光を集光して蛍光体層及び光拡散層に出射するマイクロレンズとを備える液晶表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置では、視角特性は向上するものの、コントラストの改善効果が小さい。そのため、液晶表示装置においては、さらに画質を向上させることが望まれる。
【０００５】
そこで、本開示では、このような課題を解決するためになされたものであり、画質を向上させることができる画質向上部材、及び、液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る液晶表示装置は、入射光の光軸と直交する第一方向に屈折率分布を有し、前記入射光のうち前記第一方向に振動する光を集光する一軸異方性の光学レンズと、前記光学レンズから出射された光を透過させるための複数の第一開口部を有するブラックマトリクスが形成された、透光性を有する第一基板と、前記第一基板に配置されており、前記光軸の方向から見たときに前記第一方向と直交する第二方向に吸収軸を有する第一偏光板とを備える。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る液晶表示装置は、コリメート光を出射するバックライトと、前記コリメート光が入射する液晶層を有する液晶パネルと、前記液晶層を透過した前記コリメート光が前記入射光として入射する、上記の画質向上部材とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、画質を向上させることができる画質向上部材、及び、液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る液晶レンズにおける屈折率分布を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る画質向上部材を作製するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る画質向上部材の作製を説明するための模式図である。
【図８】図８は、実施の形態１の変形例１に係る画質向上部材の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図９】図９は、実施の形態１の変形例２に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１の変形例３に係る画質向上部材の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例４に係る画質向上部材の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態にについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、構成要素の接続形態、ステップ、及び、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【００１２】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表しており、Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。説明の便宜上、前後方向をＸ軸方向と一致させ、左右方向をＹ軸方向と一致させ、上下方向をＺ軸方向と一致させ、重力方向（下方向）をＺ軸マイナス方向と一致させているが、この対応付けは、本開示に係る液晶表示装置の製造時又は使用時における姿勢を限定するものではない。また、例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Ｘ軸方向から見ることを意味する。なお、Ｘ軸は、画質向上部材への入射光の光軸と平行な方向であり、「平面視」とは光軸の方向から見るとも言える。また、例えば、以下の実施の形態において、「断面視」とは、液晶表示装置がＸＹ平面と平行な面で切断された切断面をＺ軸方向から見ることを意味する。
【００１３】
また、本明細書において、等しい、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【００１４】
（実施の形態１）
［１−１.液晶表示装置の構成］
まず、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示す図である。なお、図２及び図３では、液晶表示装置１００が備える各構成要素のうち、液晶パネル１０、画質向上部材２０、接着層３０及びバックライト４０のみを図示している。また、図２及び図３に示される矢印は、バックライト４０から出射する光を模式的に示している。
【００１５】
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置１００は、静止画像又は動画像等の画像（映像）を表示するための画像表示装置の一例であって、液晶パネル１０と、画質向上部材２０と、接着層３０と、バックライト４０と、筐体５０と、スタンド６０とを備える。図２及び図３に示すように、液晶表示装置１００において、画質向上部材２０、液晶パネル１０及びバックライト４０は、この順に配置される。
【００１６】
液晶パネル１０は、ユーザが視認する画像を表示する。本実施の形態において、液晶パネル１０は、カラー画像を表示する。液晶パネル１０は、画像が表示される画像表示領域として、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。また、液晶パネル１０の駆動方式は、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であるが、これに限るものではなく、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式又はＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等であってもよい。以下では、液晶パネル１０は、ＴＮ方式である例について説明する。また、液晶パネル１０は、電圧が印加されていない場合に遮光状態となる「ノーマリーブラック」と呼ばれる方式である例について説明するが、電圧が印加されていない場合に透過状態となる「ノーマリーホワイト」と呼ばれる方式であってもよい。
【００１７】
液晶パネル１０は、バックライト４０から出射されたコリメート光を透過させる。
【００１８】
画質向上部材２０は、液晶表示装置１００が表示する画像の画質を向上させるための部材である。画質向上部材２０には、液晶パネル１０から出射されたコリメート光（例えば、後述する液晶層１２を透過したコリメート光）が入射する。画質向上部材２０は、当該コリメート光の偏光方向に応じて当該コリメート光の集光度合いを制御することで、画質を向上させる。
【００１９】
画質向上部材２０は、液晶パネル１０覆うように配置される板状又はフィルム状の部材である。画質向上部材２０の詳細は、後述する。
【００２０】
接着層３０は、液晶パネル１０及び画質向上部材２０の間に配置され、液晶パネル１０と画質向上部材２０とを貼り合わせるための接着部材である。接着層３０は、液晶パネル１０と画質向上部材２０との間の空間を埋めるように配置される。接着層３０は、液晶パネル１０から出射されたコリメート光を拡散させずに透過させる。接着層３０は、例えば、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）等の接着剤である。なお、接着層３０の厚みは、特に限定されない。
【００２１】
バックライト４０は、液晶パネル１０に向けて光を照射する。本実施の形態では、バックライト４０は、液晶パネル１０に向けて所望のコリメート光ＢＬを出射する。バックライト４０は、例えば、光源部と、光源部から出射された光をコリメートする集光素子（例えば、コリメートレンズ）とを有する。この場合、集光素子としては、光源から出射された光をコリメートすることができる任意の適切な集光素子が採用され得る。なお、光源自体がコリメート光を出射する場合には、集光素子は省略されてもよい。
【００２２】
なお、ここでのコリメート光とは、完全な平行光のほか、実質的な平行光（例えば、若干の集光光及び発散光）も含む概念である。つまり、ここでのコリメートとは、光源部からの光を集光素子によって画質向上部材２０へ導くことを指し、無限遠方へのコリメートに限るものではない。
【００２３】
バックライト４０は、液晶パネル１０の背面側（例えば、Ｘ軸マイナス側）に配置される。言い換えると、バックライト４０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を発光素子とするＬＥＤバックライトであるが、これに限るものではない。また、バックライト４０は、直下型であってもよいし、エッジ型であってもよい。
【００２４】
筐体５０は、液晶パネル１０、画質向上部材２０及びバックライト４０などを保持する保持部材である。筐体５０は、画質向上部材２０の前面以外の部分を覆う。筐体５０は、例えば、ポリカーボネートやポリスチレン等の樹脂、又は、アルミニウム合金等の金属により構成される。
【００２５】
スタンド６０は、各構成要素が収容された筐体５０を保持する保持部材である。
【００２６】
ここで、液晶表示装置１００の構成について、さらに図４及び図５を参照しながら詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。図４は、図２の破線で囲まれる領域ＩＶを拡大して示している。
【００２７】
まず、液晶パネル１０について説明する。図４に示すように、液晶パネル１０は、一対の第二透明基板１１と、液晶層１２と、第二偏光板１３とを有する。なお、図４では、便宜上、ハッチングを省略している。以降の断面図においても、同様である。
【００２８】
一対の第二透明基板１１の各々は、例えばガラス基板であり、互いに対面するように配置されている。本実施の形態において、一対の第二透明基板１１のうちバックライト４０側に位置する第二透明基板１１がＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を形成するためのＴＦＴ基板であるＴＦＴ基板１１ａであり、一対の第二透明基板１１のうちバックライト４０側とは反対側に位置する第二透明基板１１が対向基板１１ｂである。
【００２９】
ＴＦＴ基板１１ａの液晶層１２側の面には、ＴＦＴ又は配線等が設けられたＴＦＴ層１４が形成されている。また、ＴＦＴ層１４の平坦化層上には、液晶層１２に電界を印加するための画素電極１５が形成されている。なお、ＴＦＴ基板１１ａは、透光性を有する第二基板の一例である。
【００３０】
対向基板１１ｂの液晶層１２側の面には、対向電極１６が形成されている。ＴＦＴ、画素電極及び対向電極等は、画素ごとに形成されている。また、画素電極及び対向電極を覆うように配向膜（図示しない）が形成されている。
【００３１】
液晶層１２は、一対の第二透明基板１１の間に封止されている。具体的には、ＴＦＴ基板１１ａに形成された配向膜と対向基板１１ｂに形成された配向膜との間に封止されている。液晶層１２の液晶材料は、駆動方式に応じて適宜選択することができる。液晶層１２には、バックライト４０から出射されたコリメート光が入射する。
【００３２】
第二偏光板１３は、樹脂材料からなるシート状の偏光フィルムであり、ＴＦＴ基板１１ａの外面（液晶層１２側とは反対側の面）に貼り合わされている。本実施の形態では、第二偏光板１３の吸収軸は、Ｙ軸方向と平行な方向である。
【００３３】
次に、画質向上部材２０について説明する。画質向上部材２０は、第一透明基板２１と、液晶レンズ２２と、第一偏光板２３とを有する。
【００３４】
第一透明基板２１は、例えばガラス基板であり、カラーフィルタ２４ｂが形成されたカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）であり、第一透明基板２１の液晶パネル１０側の第一主面２１ａには、ブラックマトリクス２４ａ及びカラーフィルタ２４ｂを有する画素形成層２４が形成されている。第一主面２１ａは、液晶レンズ２２と対応する面である。
【００３５】
また、第一透明基板２１の第一主面２１ａと反対側の第二主面２１ｂには、第二偏光板が２３配置されている。なお、第一透明基板２１が、透光性を有する第一基板の一例である。
【００３６】
なお、第一透明基板２１に対する画素形成層２４（例えば、ブラックマトリクス２４ａ）及び第二偏光板２３の配置は、これに限定されない。第一透明基板２１は、画素形成層２４と第二偏光板２３とを有していればよい。例えば、第一透明基板２１の一方の主面に画素形成層２４及び第二偏光板２３が配置されていてもよい。なお、液晶レンズ２２を透過した光は、例えば、画素形成層２４及び第二偏光板２３のうち画素形成層２４を先に透過する。
【００３７】
画素形成層２４は、第一透明基板２１と液晶レンズ２２との間に配置されている。つまり、ブラックマトリクス２４ａ及びカラーフィルタ２４ｂは、第一透明基板２１と液晶レンズ２２との間に配置されている。
【００３８】
ブラックマトリクス２４ａには、画素を構成するマトリクス状の複数の開口部２４ａ１が形成されている。つまり、複数の開口部２４ａ１の各々は、複数の画素の各々に対応している。ブラックマトリクス２４ａは、例えば、各開口部２４ａ１の平面視形状が矩形状となるように格子状に形成されている。また、各開口部２４ａ１の断面視形状は、液晶レンズ２２から第一透明基板２１に向かうにつれ開口幅が減少する台形状である。つまり、開口部２４ａ１の開口面積は、液晶レンズ２２から第一透明基板２１に向かうにつれて小さくなる。なお、開口部２４ａ１は、第一開口部の一例である。
【００３９】
上記のように、第一透明基板２１の第一主面２１ａには、液晶レンズ２２から出射された光を透過させるための複数の開口部２４ａ１を有するブラックマトリクス２４ａが配置されている。
【００４０】
平面視において、開口部２４ａ１の面積は、ブラックマトリクス２４ａの面積以下である。ブラックマトリクス２４ａの開口率は、５０％以下であり、例えば、３０％以下である。また、外光ＥＬの影響を低減する観点から、開口率は低いとよく、例えば、２０％以下であってもよい。なお、開口率は、ブラックマトリクス２４ａを平面視したときのブラックマトリクス２４ａ及び開口部２４ａ１の面積と開口部２４ａ１の面積との比率で表される。また、外光ＥＬとは、バックライト４０からの光以外に画質向上部材２０に入射する光のことであり、例えば、画質向上部材２０の第一偏光板２３側の面から入射する光である。外光ＥＬは、例えば、太陽光や照明光などである。
【００４１】
カラーフィルタ２４ｂは、ブラックマトリクス２４ａの開口部２４ａ１の内部に形成されている。カラーフィルタ２４ｂは、例えば、赤色用のカラーフィルタ（第一色のカラーフィルタの一例）、緑色用のカラーフィルタ（第二色のカラーフィルタの一例）、及び、青色用のカラーフィルタ（第三色のカラーフィルタの一例）によって構成されている。各色のカラーフィルタはサブ画素を構成している。
【００４２】
なお、液晶表示装置１００がモノクロ画像を表示する表示装置である場合、カラーフィルタ２４ｂは設けられなくてもよい。この場合、画素形成層２４は、各開口部２４ａ１の内部に透光性の樹脂が配置されていてもよい。また、カラーフィルタが、別の場所に設けられる場合、例えば、カラーフィルタが液晶パネル１０の対向基板１１ｂに設けられる場合も、画素形成層２４は、カラーフィルタ２４ｂを備えていなくてもよい。
【００４３】
液晶レンズ２２は、液晶パネル１０から入射した所定の光を集光する機能を有する。つまり、液晶レンズ２２は、凸レンズに似た機能を有する。各開口部２４ａ１の配置位置及び断面形状は、液晶レンズ２２の焦点距離などに応じて、適宜決定される。なお、所定の光とは、液晶レンズ２２の分布方向と平行な方向に振動する光であり、例えば、第一偏光板２３の吸収軸と直交する方向に振動する光である。また、分布方向とは、コリメート光ＢＬ（入射光の一例）の光軸Ｊと直交する方向（Ｙ軸方向であり、第一方向の一例）である。
【００４４】
具体的には、液晶レンズ２２は、分布方向と平行な方向に振動する光を集光して出射する一軸異方性の光学レンズである。液晶レンズ２２は、液晶分子２２ａ及び当該液晶分子２２ａが分散された樹脂層２２ｂを有する。液晶分子２２ａは、所定の配向状態で、樹脂層２２ｂ内に固定されている。つまり、液晶レンズ２２は、液晶分子２２ａの配向状態を電圧に応じて動的に制御することができない。樹脂層２２ｂは、熱硬化型の樹脂材料又は光硬化型の樹脂材料などにより形成される。
【００４５】
液晶分子２２ａは、例えば、誘電率異方性が正の液晶材料である。液晶分子２２ａは、屈折率異方性（複屈折性）を有している。すなわち、光学軸に平行に振動する光に対する屈折率ｎｅと、光学軸に垂直に振動する光に対する屈折率ｎｏとが異なっている。液晶分子２２ａは、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏの値の大きい液晶分子であるとよい。一例として、ｎｅは１．６であり、ｎｏは１．５であるが、これに限定されない。また、樹脂層２２ｂは、透光性を有する熱硬化型又は光硬化型の樹脂材料により構成される。
【００４６】
上記のように、本実施の形態に係る液晶レンズ２２は、屈折率異方性のある液晶分子２２ａを有し、当該液晶分子２２ａは、配列が固定化されている。つまり、液晶レンズ２２は、外部からの刺激（例えば、電圧）によらず、常にグリンレンズ構造を有する。また、画質向上部材２０は、液晶レンズ２２に電界を印加して液晶分子２２ａの配向方向を動的に制御するための電極等を有していない。
【００４７】
液晶分子２２ａの配向方向の変化にしたがって、液晶レンズ２２の屈折率が変化する。そのため、液晶レンズ２２は、コリメート光ＢＬの光軸Ｊと直交する方向（分布方向）に屈折率分布を有する。液晶分子２２ａの長辺方向がＸ軸と水平に配置されるほど、その位置における液晶レンズ２２の屈折率が低くなり、長辺方向がＹ軸と水平に配置されるほど、その位置における液晶レンズ２２の屈折率が高くなる。
【００４８】
ここで、液晶レンズ２２の屈折率分布について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態に係る液晶レンズ２２における屈折率分布を示す図である。
【００４９】
図５に示すように、図５の左側に位置するカラーフィルタ２４ｂを例に説明すると、液晶分子２２ａは、Ｙ軸プラス側からＹ軸マイナス側に向かう方向に屈折率ｎが低い状態から高い状態となり、また低い状態に戻るような配向状態を有する。屈折率が低い部分に入射した分布方向のコリメート光Ｌ２は、屈折率が高い方向に光経路が曲げられるので、液晶レンズ２２により集光される。
【００５０】
１つのカラーフィルタ２４ｂ（又は開口部２４ａ１）に光を集光するために液晶分子２２ａが配向された部分を液晶レンズ２２のレンズ部２５とすると、液晶レンズ２２は、カラーフィルタ２４ｂ１（又は開口部２４ａ１）ごとにレンズ部２５を有する。カラーフィルタ２４ｂ１（又は開口部２４ａ１）とレンズ部２５とは、一対一に設けられる。これにより、Ｙ軸方向に偏光する光がレンズ部２５に入射した場合、当該光を当該レンズ部２５に対応するカラーフィルタ２４ｂに向けて集光することができる。
【００５１】
このように、液晶レンズ２２は、屈折率分布によって、液晶レンズ２２に入射した光を集光することができる。すなわち、液晶レンズ２２は、屈折率分布型レンズ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ  Ｌｅｎｓ：ＧＲＩＮレンズ）であり、凸レンズなどのようにレンズの形状でレンズ効果を得るものではない。
【００５２】
なお、断面視において、開口部２４ａ１の液晶レンズ２２側の長さは、レンズ部２５の長さより小さい。開口部２４ａ１は、開口面積が液晶レンズ２２から第一透明基板２１に向かって漸次小さくなるように形成されている。平面視において、開口部２４ａ１の液晶レンズ２２側の開口面の面積は、レンズ部２５の面積より小さい。また、平面視において、開口部２４ａ１とレンズ部２５とは、平面視における中心が互いに重なるように配置される。なお、開口部２４ａ１の形状は上記に限定されず、集光された光を透過することができる形状であればよい。
【００５３】
なお、各レンズ部の厚みｄは、レンズ部のピッチｐ、焦点距離、並びに、屈折率ｎｅ及びｎｏなどにより適宜決定される。各レンズ部の厚みｄのそれぞれは、例えば、等しくてもよい。各レンズ部の厚みｄは、例えば、数μｍ〜数百μｍである。
【００５４】
図４を再び参照して、第一偏光板２３は、樹脂材料からなるシート状の偏光フィルムであり、第一透明基板２１の外面（液晶レンズ２２側とは反対側の面）に貼り合わされている。本実施の形態では、第一偏光板２３の吸収軸は、Ｚ軸方向と平行な方向である。第一偏光板２３の吸収軸は、例えば、光軸Ｊから見たときに平面視において、液晶レンズ２２の分布方向と直交する方向（第二方向の一例）である。
【００５５】
また、第一偏光板２３と第二偏光板１３とは、偏光方向が互いに直交するように配置されている。つまり、第二偏光板１３と第一偏光板２３とは、クロスニコルで配置されている。この場合、第二偏光板１３の吸収軸は、例えば、平面視において、液晶レンズ２２の分布方向と平行な方向である。
【００５６】
なお、バックライト４０は、液晶レンズ２２の液晶分子２２ａの波長分散による画像への影響を抑制する観点から、ＲＧＢタイプのＬＥＤ又はレーザなどを有し、各色が独立して出射可能なように制御されるとよい。バックライト４０は、例えば、赤色光（第一光の一例）、緑色光（第二光の一例）、及び、青色光（第三光の一例）を独立して出射できるとよい。つまり、バックライト４０は、狭帯域の光を出射可能であるとよい。狭帯域とは、例えば、中心波長に対する半値幅が当該中心波長±３０ｎｍ程度の波長の広がりを意味する。
【００５７】
液晶レンズに入射する光が波長の広がりを持っていないことで、液晶分子２２ａの波長分散による表示への影響を低減することができる。
【００５８】
なお、上記では、画質向上部材２０は、第一偏光板２３、第一透明基板２１、画素形成層２４、及び、液晶レンズ２２がこの順に直接積層される構成である例について説明したが、これに限定されない。画質向上部材２０は、各構成要素の間に、別の構成要素（例えば、位相差板など）を有していてもよい。
【００５９】
［１−２.画質が向上するメカニズム］
次に、画質向上部材２０により画質が向上するメカニズムについて、図４を参照しながら説明する。図４では、２つの画素のうち、紙面上における左側の画素が明るい表示を行う明表示画素であり、紙面上における右側の画素が暗い表示を行う暗表示画素である例を示している。この明表示画素と暗表示画素とを用いて、説明する。なお、明表示画素と暗表示画素とは、液晶層１２における液晶の配向状態が異なる。なお、明表示とは、所定以上の明るさの表示を意味し、暗表示とは、所定未満の明るさの表示を意味する。暗表示とは、例えば、黒表示であってもよい。
【００６０】
まず、明表示画素について、説明する。図４に示すように、バックライト４０から出射されたコリメート光ＢＬは、第二偏光板１３に入射する。第二偏光板１３の吸収軸はＹ軸と方向と平行であるので、Ｙ軸方向と直交する方向（Ｚ軸方向）の光（直線偏光）が第二偏光板１３を透過する。第二偏光板１３を透過したコリメート光Ｌ１は、液晶層１２で９０°ねじられる。
【００６１】
そして、液晶層１２で９０°ねじられたコリメート光Ｌ２（Ｙ軸方向の直線偏光）は、液晶レンズ２２に入射する。コリメート光Ｌ２は、液晶層１２を当該液晶層１２の法線方向（Ｘ軸方向）に透過した光である。ここで、コリメート光Ｌ２の振動方向と液晶レンズ２２の屈折率分布を有する分布方向とは平行な関係にあり、図４の例ではＹ軸に平行な方向である。なお、コリメート光Ｌ２は、画質向上部材２０に入射する入射光の一例である。また、コリメート光Ｌ２の光軸は、バックライト４０から出射されたコリメート光ＢＬの光軸Ｊと平行な方向である。
【００６２】
液晶レンズ２２は、分布方向に振動するコリメート光Ｌ２が入射すると、レンズ効果により当該コリメート光Ｌ２を集光する。集光されたコリメート光Ｌ２は、第一透明基板２１及び第一偏光板２３を透過し、液晶表示装置１００から出射される。
【００６３】
液晶層１２を法線方向に透過したコリメート光Ｌ２が、液晶レンズ２２の作用により各方向に出射される。つまり、液晶表示装置１００を出射した出射光Ｌ４は、液晶層１２を法線方向に透過した光である。よって、液晶表示装置１００を法線方向に出射する光（以降において、正面出射光とも記載する）と、法線方向に対して交差する方向に出射する出射光（以降において、斜め出射光とも記載する）とは、色及び輝度が同じである。そのため、液晶表示装置１００は、正面から見ても斜め方向から見ても、色及び輝度が同じである画像を表示することができる。
【００６４】
例えば、バックライトが拡散光を出射する光源である場合、液晶表示装置の液晶層を法線方向に透過した光により、正面出射光が主に形成され、液晶層を法線方向と交差する方向に透過した光により、斜め出射光が主に形成される。つまり、正面出射光と斜め出射光とが、液晶層を異なる方向に透過した光により形成される。これにより、液晶層を透過するときの方向（例えば、液晶分子の光学軸に対する光の入射角度）に起因する出射光の色及び輝度の差が生じる。よって、液晶表示装置の正面出射光と、斜め出射光とは、色及び輝度が異なる。そのため、そのような液晶表示装置は、正面から見ても斜め方向から見ても、色及び輝度が同じである画像を表示することができない。
【００６５】
一方、液晶表示装置１００が画質向上部材２０を備えることで、明表示を行う場合に、液晶レンズ２２のレンズ効果により、各方向に出射される出射光の色及び輝度を同じにすることができるので、液晶表示装置１００の視角性能を向上させることができる。
【００６６】
次に、暗表示画素について、説明する。図４に示すように、第二偏光板１３を透過したコリメート光Ｌ１は、明表示画素の場合と同じ光である。当該コリメート光Ｌ１は、液晶層１２でねじられない。つまり、液晶層１２を通過する前後でコリメート光Ｌ１の状態は、変化しない。液晶層１２に電圧が印加されることで液晶分子２２ａが立ち上がり、液晶分子２２ａの長辺方向が法線方向と平行に近い状態となるためである。
【００６７】
そして、液晶層１２でねじられなかったコリメート光Ｌ１は、液晶レンズ２２に入射する。コリメート光Ｌ１は、液晶層１２を法線方向（Ｘ軸方向）に透過した光である。ここで、コリメート光Ｌ１の振動方向と液晶レンズ２２の屈折率分布を有する分布方向とは直交な関係にある。なお、コリメート光Ｌ１は、画質向上部材２０に入射する入射光の一例である。また、コリメート光Ｌ１の光軸は、バックライト４０から出射されたコリメート光ＢＬの光軸Ｊと平行な方向である。
【００６８】
液晶レンズ２２は、一軸異方性を有する光学レンズであるので、分布方向に直交する方向に振動するコリメート光Ｌ１が入射しても、レンズ効果を生じない。つまり、コリメート光Ｌ１は、液晶レンズ２２の影響を受けないので集光しない。集光されなかったコリメート光Ｌ１の多くは、ブラックマトリクス２４ａで吸収される。また、集光されなかったコリメート光Ｌ１であって、開口部２４ａ１を透過したコリメート光は、振動方向が第一偏光板２３の吸収軸と平行であるので、第一偏光板２３によりその多くが吸収される。よって、暗表示を行う画素から出射される出射光Ｌ５を効果的に抑制することができる。例えば、法線方向と交差する方向の出射光Ｌ５を、特に効果的に抑制することができる。
【００６９】
例えば、液晶表示装置がコリメート光を出射するバックライトと、液晶レンズに替えて光を集光するマイクロレンズアレイとを備える場合、液晶層を透過したコリメート光（例えば、図４に示す液晶層１２を透過したコリメート光Ｌ１）は、マイクロレンズアレイで集光される。このような液晶表示装置によれば、暗表示画素であっても、液晶表示装置から正面及び斜め方向に出射光が出射される。つまり、法線方向と交差する方向の出射光を抑制することができない。よって、マイクロレンズアレイを備える液晶表示装置においては、暗表示を行う場合にも、マイクロレンズアレイのレンズ効果が生じることで、斜め出射光を抑制することができないので、斜め方向のコントラスト比を向上させることが難しい。
【００７０】
一方、液晶表示装置１００は、一軸異方性の液晶レンズ２２を有する画質向上部材２０を備えることで、暗表示を行う場合に、液晶レンズ２２のレンズ効果が生じないので、斜め出射光を抑制することができる。つまり、斜め方向のコントラスト比を向上させることができる。画質向上部材２０は、さらに、法線方向と平行な方向に液晶レンズ２２を透過したコリメート光Ｌ１の多くをブラックマトリクス２４ａで吸収することができるので、正面出射光を抑制することができる。よって、正面のコントラスト比を向上させることができる。
【００７１】
上記のように、液晶表示装置１００が画質向上部材２０を備えることで、暗表示を行う場合に、液晶レンズ２２のレンズ効果が生じないこと及び開口率が低いブラックマトリクス２４ａを有していることにより、正面出射光及び斜め出射光の双方を抑制することができるので、液晶表示装置１００の正面及び斜め方向のコントラスト比を向上させることができる。特に、斜め方向のコントラスト比を向上させることができる。
【００７２】
また、ブラックマトリクス２４ａの開口率は、例えば、３０％以下であることで、第一偏光板２３を透過した外光ＥＬをブラックマトリクス２４ａにより効果的に吸収することができる。よって、液晶表示装置１００を屋外又は明るい部屋で使用するときの視認性を向上させることができる。
【００７３】
［１−３.画質向上部材の製造方法］
次に、上記のような画質向上部材２０の製造方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態に係る画質向上部材２０を作製するためのフローチャートである。図７は、本実施の形態に係る画質向上部材２０の作製を説明するための模式図である。
【００７４】
図６に示すように、まず、ブラックマトリクス２４ａ（ＢＭ）が形成された基板（第一透明基板２１）を準備する（Ｓ１０）。液晶表示装置１００がカラー表示を行う表示装置である場合、ステップＳ１０では、ブラックマトリクス２４ａ及びカラーフィルタ２４ｂが形成された第一透明基板２１を準備する（図７の（ａ）を参照）。なお、ブラックマトリクス２４ａ及びカラーフィルタ２４ｂの形成方法は、特に限定されない。例えば、印刷等により形成される。
【００７５】
そして、液晶レンズ２２を形成するための液晶を封入する（Ｓ２０）。ステップＳ２０は、例えば、ＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）などの既知の液晶封入プロセルにより行われてもよい。具体的には、図７の（ｂ）に示すように、液晶分子２２ａを含む樹脂材料２２ｂ１を画素形成層２４上に滴下し、真空状態で電界を印加するための電界用基板７０と貼り合わせる。電界用基板７０は、基材７１及び７２と、当該基材７１及び７２に挟まれた配線層７３とを有する。また、基材７１には、液晶分子２２ａに電界を印加するための電極７１ａが形成されている。なお、図示していないが、電極７１ａに対する対向電極も配置される。
【００７６】
なお、この時点で、液晶分子２２ａは、例えば、一様に配向している。また、樹脂材料２２ｂ１を密閉するための枠状のシール材が形成されていてもよい。
【００７７】
そして、液晶分子２２ａに電界を印加する（Ｓ３０）。所望の集光特性を得るために必要な電界が印加される。これにより、液晶分子２２ａは、図７の（ｃ）に示すように、所望の集光特性を得るような配向状態となる。
【００７８】
そして、液晶分子２２ａに電界を印加した状態で、樹脂材料２２ｂ１を硬化する（Ｓ４０）。例えば、熱及び光の少なくとも一方により、樹脂材料２２ｂ１を硬化する。これにより、樹脂層２２ｂが形成される。また、樹脂材料２２ｂ１が硬化することで、液晶分子２２ａの配向状態も固定される。樹脂層２２ｂが形成されると、電界用基板７０は、取り外される。これにより、図７の（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向に屈折率分布を有する液晶レンズ２２が形成される。
【００７９】
そして、第一透明基板２１の画素形成層２４が形成された第一主面２１ａと逆側の第二主面２１ｂに、偏光板を貼り付ける（Ｓ５０）。具体的には、第一偏光板２３の吸収軸と液晶レンズ２２の分布方向とが直交するように、第一偏光板２３は、第二主面２１ｂに貼り付けられる（図７の（ｅ）を参照）。
【００８０】
上記により、本実施の形態に係る画質向上部材２０が作製される。本実施の形態に係る液晶レンズ２２は、光学状態が動的に変化しない静的なレンズである。なお、液晶表示装置１００は、上記で作製された画質向上部材２０と液晶パネル１０とが接着層３０を介して貼り合わされることで作製される。例えば、接着層３０は、液晶レンズ２２とＴＦＴ基板１１ａとを貼り合わせる。
【００８１】
なお、画質向上部材２０の製造方法は、一軸異方性を有する液晶レンズ２２を備える画質向上部材２０を作製できれば、上記の方法に限定されない。
【００８２】
［１−４.効果など］
以上のように、本実施の形態に係る画質向上部材２０は、コリメート光Ｌ１及びＬ２（入射光の一例）の光軸Ｊと直交するＹ軸方向（第一方向の一例）に屈折率分布を有し、コリメート光Ｌ１及びＬ２のうちＹ軸方向に振動するコリメート光Ｌ２（光の一例）を集光する一軸異方性の液晶レンズ２２（光学レンズの一例）と、液晶レンズ２２から出射された光を透過させるための複数の開口部２４ａ１（第一開口部の一例）を有するブラックマトリクス２４ａが形成された、透光性を有する第一透明基板２１（第一基板の一例）と、第一透明基板２１に配置されており、光軸Ｊの方向から見たときにＹ軸方向と直交するＺ軸方向（第二方向の一例）に吸収軸を有する第一偏光板２３とを備える。
【００８３】
これにより、液晶レンズ２２は、Ｙ軸方向に振動する光が入射すると、レンズ効果により当該光を集光し、第一偏光板２３から各方向に出射することができる。また、液晶レンズ２２は、Ｙ軸と直交する方向（Ｚ軸方向）に振動する光が入射すると、レンズ効果が生じないことにより当該光を集光せずに透過させる。当該光は、ブラックマトリクス２４ａに吸収される。なお、当該光の一部は、開口部２４ａ１を透過するが、第一偏光板２３に吸収される。つまり、液晶レンズ２２にＹ軸と直交する方向（Ｚ軸方向）に振動する光が入射すると、斜め方向及び正面方向に進む光が第一偏光板２３から出射されることを抑制することができる。
【００８４】
これらにより、例えば、画質向上部材２０を液晶パネル１０に貼り付けて用いる場合、液晶パネルが明表示を行うときにＹ軸方向の光が液晶パネル１０から画質向上部材２０に入射されることで、視角性能を向上させることができる。また、液晶パネル１０が暗表示を行うときにＺ軸方向の光が液晶パネル１０から画質向上部材２０に入射されることで、斜め方向及び正面方向に光が出射されることを抑制することができ、斜め方向及び正面におけるコントラスト比を向上させることができる。
【００８５】
さらに、画質向上部材２０がブラックマトリクス２４ａを備えることで、外光をブラックマトリクス２４ａにより吸収させることができるので、液晶パネル１０による画像の視認性を向上させることができる。
【００８６】
よって、画質向上部材２０は、液晶パネル１０に取り付けられることで、画質を向上させることができる。
【００８７】
また、光学レンズは、液晶分子２２ａを有し、当該液晶分子２２ａの配列が固定化されている液晶レンズ２２である。
【００８８】
これにより、液晶レンズ２２に電界等を印加する必要なく、レンズ効果を生じさせることができる。よって、画質を向上させる画質向上部材２０を簡易な構成で実現することができる。
【００８９】
また、ブラックマトリクス２４ａの開口率は、３０％以下である。
【００９０】
これにより、画質向上部材２０の外側から入射した外光を効果的に吸収することができる。つまり、外光による画質の低下をさらに抑制することができる。
【００９１】
また、ブラックマトリクス２４ａは、第一透明基板２１における液晶レンズ２２と対向する第一主面２１ａに配置されており、第一偏光板２３は、第一主面２１ａと反対側の第二主面２１ｂに配置されている。
【００９２】
これにより、ブラックマトリクス２４ａが第一主面２１ａに配置されている場合に比べ、ブラックマトリクス２４ａと液晶レンズ２２との距離が近くなる。よって、液晶表示装置１００は、広範囲な出射角度θを維持しつつ、かつブラックマスク２４ａの開口率を下げることができる。
【００９３】
また、以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置１００は、コリメート光ＢＬを出射するバックライト４０と、コリメート光が入射する液晶層１２を有する液晶パネル１０と、液晶層１２を透過したコリメート光Ｌ２が入射光として入射する、画質向上部材２０とを備える。
【００９４】
これにより、液晶表示装置１００は、明表示を行う場合、液晶レンズ２２のレンズ効果により、視角性能を向上させることができる。また、液晶表示装置１００は、暗表示を行う場合、液晶レンズ２２がレンズ効果を生じないことにより、正面及び斜め方向のコントラスト比を向上させることができる。よって、液晶表示装置１００によれば、画質を向上させることができる。
【００９５】
また、バックライト４０は、互いに発光色が異なる第一光、第二光、及び、第三光を独立して出射する。
【００９６】
これにより、バックライト４０から出射される光は、狭帯域の光となるので、液晶分子２２ａの波長分散による表示への影響を低減することができる。
【００９７】
（実施の形態１の変形例１）
次に、さらに外光の影響を低減することができる画質向上部材について、変形例１及び２で説明する。まずは、変形例１に係る画質向上部材１２０について、図８を参照しながら説明する。図８は、本変形例に係る画質向上部材１２０の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。なお、液晶パネル１０の駆動方式は、特に限定されないが、ＶＡモード、ＴＮモード又はＩＰＳモードなどである。
【００９８】
図８に示すように、本変形例に係る画質向上部材１２０は、実施の形態１に係る画質向上部材２０に加えてさらに、第一偏光板２３と画素形成層２４との間にλ／４位相差板２６を備える。本変形例では、λ／４位相差板２６は、第一透明基板２１と画素形成層２４との間に配置されている。
【００９９】
λ／４位相差板２６には、開口部２４ａ１に対応する開口部２６ａが形成されている。具体的には、複数の開口部２６ａは、平面視において、ブラックマトリクス２４ａに形成された複数の開口部２４ａ１のそれぞれと重なる位置に形成されている。言い換えると、ブラックマトリクス２４ａを覆うようにλ／４位相差板２６が形成される。λ／４位相差板２６の開口率は、例えば、ブラックマトリクス２４ａの開口率と同じである。λ／４位相差板２６の開口率は、例えば、３０％以下である。
【０１００】
開口部２６ａの断面形状は、λ／４位相差板２６が液晶レンズ２２からのコリメート光が出射される経路上に配置されていなければ特に限定されず、矩形状であってもよいし、画素形成層２４から第一偏光板２３に向かって漸次大きくなるような台形状に形成されていてもよい。
【０１０１】
透光性樹脂２６ｂは、λ／４位相差板２６の開口部２６ａの内部に形成されている。
【０１０２】
上記のような画質向上部材１２０に外光ＥＬ１が入射した場合について説明する。第一偏光板２３に外光ＥＬ１が入射すると、第一偏光板２３の吸収軸と直交する方向（図８の例では、Ｙ軸方向であり、入射偏光方向とも記載する）の光が透過する。第一偏光板２３を透過した外光ＥＬ２は、λ／４位相差板２６を透過することで、円偏光となる。円偏光となった外光ＥＬ３は、ブラックマトリクス２４ａに入射する。このとき、一部の外光ＥＬ３は、ブラックマトリクス２４ａに吸収されずに反射する。
【０１０３】
反射された外光ＥＬ３は、再度λ／４位相差板２６を透過することで、第一偏光板２３と透過したときと直交する方向（図８の例では、Ｚ軸方向であり、出射偏光方向とも記載する）の外光ＥＬ４（直線偏光）となる。つまり、第一偏光板２３を透過した外光ＥＬ２は、λ／４位相差板２６を２回通過することで、入射偏光方向と直交する出射偏光方向に振動する光となる。出射偏光方向は、第一偏光板２３の吸収軸と平行な方向なので、ブラックマトリクス２４ａに吸収されずに反射した外光ＥＬ３は、第一偏光板２３で吸収される。そのため、外光ＥＬ１に起因して画質向上部材１２０から出射される出射光Ｌ５を抑制することができる。
【０１０４】
以上のように、本変形例に係る画質向上部材１２０は、さらに、ブラックマトリクス２４ａと第一偏光板２３との間に配置されたλ／４位相差板２６であって、平面視において（光軸Ｊの方向から見たときの一例）、ブラックマトリクス２４ａに形成された複数の開口部２４ａ１（第一開口部の一例）のそれぞれと重なる位置に複数の開口部２６ａ（第二開口部の一例）が形成されたλ／４位相差板２６を有する。
【０１０５】
これにより、画質向上部材１２０に入射した外光ＥＬ１が画質向上部材１２０内部で反射され画質向上部材１２０から出射されることを抑制することができる。また、λ／４位相差板２６は、ブラックマトリクス２４ａの開口部２４ａ１と重なる位置に開口部２６ａが形成されているので、λ／４位相差板２６が明表示を行うときの出射光に影響を及ぼすことがない。よって、画質向上部材１２０は、明表示における画像品位を維持したまま、外光ＥＬ１の影響をさらに低減することができる。
【０１０６】
（実施の形態１の変形例２）
次に、変形例２に係る画質向上部材について、図９を参照しながら説明する。図９は、本変形例に係る画質向上部材２２０を備える液晶表示装置３００の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。なお、液晶パネル２１０の駆動方式は、ＶＡモードである。
【０１０７】
図９に示すように、本変形例に係る液晶表示装置３００は、実施の形態１に係る液晶表示装置１００に加えてさらに、λ／４位相差板２７及び２８を備える。
【０１０８】
画質向上部材２２０は、さらに、第一偏光板２３と画素形成層２４（例えば、ブラックマトリクス２４ａ）との間にλ／４位相差板２７を有する。本変形例では、λ／４位相差板２７は、第一透明基板２１と画素形成層２４との間に配置されている。λ／４位相差板２７は、第一のλ／４位相差板の一例である。なお、λ／４位相差板２７は、第一偏光板２３に含まれていてもよい。
【０１０９】
液晶パネル２１０は、さらに、ＴＦＴ基板１１ａと第二偏光板１３との間にλ／４位相差板２８を有する。λ／４位相差板２８は、第二のλ／４位相差板の一例である。なお、λ／４位相差板２８は、第二偏光板１３に含まれていてもよい。
【０１１０】
そして、λ／４位相差板２７の遅相軸とλ／４位相差板２８の遅相軸とは、平面視において、直交している。
【０１１１】
λ／４位相差板２７及びλ／４位相差板２８はともに、開口部が形成されていない。そのため、平面視において開口部２４ａ１と重なる位置にも、λ／４位相差板２７及びλ／４位相差板２８が配置される。λ／４位相差板２７は、画素形成層２４を覆うように、つまりブラックマトリクス２４ａ及びカラーフィルタ２４ｂ（又は開口部２４ａ１）を覆うように配置される。
【０１１２】
このような液晶表示装置３００において、外光の影響を抑制するメカニズムは、変形例１と同じである。
【０１１３】
また、このような液晶表示装置３００において、暗表示を行う場合について説明する。第二偏光板１３を透過した直線偏光は、λ／４位相差板２８を透過することで楕円偏光となる。当該楕円偏光は、ＶＡモード用の液晶層１２を透過する。このとき、ＶＡモード用の液晶層１２は、暗表示を行うとき（液晶分子２２ａの光学軸（長辺方向）がＸ軸に平行に配列しているとき）は、液晶層１２の法線方向（正面方向）にリタデーションを有さない。つまり、暗表示を行うとき、液晶層１２に入射した楕円偏光は、屈折率が一様な空間を透過することになるので、楕円偏光のまま液晶層１２を透過する。そして、液晶レンズ２２により楕円偏光が集光されてカラーフィルタ２４ｂを透過しλ／４位相差板２７に入射する。λ／４位相差板２７とλ／４位相差板２８との遅相軸が直交しているので、楕円偏光は、λ／４位相差板２７を透過することで直線偏光に戻る。そして、λ／４位相差板２７を透過した直線偏光は、第一偏光板２３で吸収される。よって、液晶表示装置３００は、暗表示を行うときの表示品位に影響を与えることなく、外光の影響を抑制することができる。
【０１１４】
以上のように、本変形例に係る画質向上部材２２０は、さらに、ブラックマトリクス２４ａと第一偏光板２３との間に配置されたλ／４位相差板２７（第一のλ／４位相差板の一例）を有する。液晶パネル２１０は、ＶＡモードの液晶パネルであり、さらに、液晶層１２とバックライト４０との間に配置された、透光性を有するＴＦＴ基板１１ａ（第二基板の一例）と、ＴＦＴ基板１１ａのバックライト４０側に配置された第二偏光板１３と、ＴＦＴ基板１１ａと第二偏光板１３との間に配置されたλ／４位相差板２８（第二のλ／４位相差板の一例）とを有する。そして、λ／４位相差板２７の遅相軸とλ／４位相差板２８の遅相軸とは、平面視において（光軸Ｊの方向から見たときの一例）、直交している。
【０１１５】
これにより、ＶＡモードの液晶パネル１０である場合、λ／４位相差板２８を配置することで、λ／４位相差板２７に開口部を形成しなくてもよくなるので、λ／４位相差板２７を容易に設けることができる。よって、画像の品位を維持したまま、外光の影響を抑制することができる画質向上部材２２０を容易に作製することができる。
【０１１６】
（実施の形態１の変形例３）
次に、さらに液晶レンズ２２に含まれる液晶分子２２ａの波長分散を考慮した画質向上部材について、変形例３及び４で説明する。液晶分子２２ａの波長分散の影響により、光の波長ごとに液晶レンズ２２による光の集光度合いが異なる。例えば、隣り合って配置された２つのカラーフィルタが互いに色が異なるフィルタである場合、２つのカラーフィルタから出射される光の出射角度（図４に示す出射角度θ）が異なることがある。そのため、２つのカラーフィルタが両方とも明表示を行う画素のカラーフィルタである場合、２つのカラーフィルタそれぞれから出射された光の強度比が、液晶表示装置の正面と斜め方向とで異なってしまうことがある。これにより、正面と斜め方向から見た場合に、表示が異なるように見えることがある。変形例３及び４では、このような現象を低減することで、さらに液晶表示装置の画質を向上させることができる画質向上部材について説明する。具体的には、対応するカラーフィルタの色が異なるレンズ部（例えば、後述する第一レンズ部と第二レンズ部）同士において、同波長の光が入射したときの焦点距離を異ならせる。以下、詳細に説明する。
【０１１７】
まずは、変形例３に係る画質向上部材について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本変形例に係る画質向上部材４２０の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。カラーフィルタ２４ｂ１とカラーフィルタ２４ｂ２とは、互いに色が異なるカラーフィルタである。カラーフィルタ２４ｂ１は、第一色のカラーフィルタの一例であり、カラーフィルタ２４ｂ２は、第二色のカラーフィルタの一例である。
【０１１８】
図１０に示すように、画質向上部材３２０は、実施の形態１に係る画質向上部材２０の液晶レンズ２２に替えて、液晶レンズ３２２を備える。液晶レンズ３２２は、カラーフィルタ２４ｂ１が配置される開口部２４ａ１に向けて光を集光する第一レンズ部３２２ａ１と、カラーフィルタ２４ｂ２が配置される開口部２４ａ１に向けて光を集光する第二レンズ部３２２ａ２とを有する。また、画質向上部材３２０は、さらに、実施の形態１に係る画質向上部材２０に加えて、液晶レンズ３２２の第一偏光板２３と反対側の面（Ｘ軸マイナス側の面）に、平坦化層３２９を備える。
【０１１９】
各レンズ部から出射される光の出射範囲θは、各レンズ部の厚みにより調整することができる。レンズ部の厚みを厚くすることで、出射範囲θを広げることができる。そのため、本変形例では、第一レンズ部３２２ａ１と第二レンズ部３２２ａ２とにおける光が透過する方向の長さ（Ｘ軸方向の長さであり、厚み）を互いに異なるように設定している。図１０の例では、第一レンズ部３２２ａ１の厚みｄ１は、第二レンズ部３２２ａ２の厚みｄ２より薄くなるように設定している。
【０１２０】
厚みｄ１と厚みｄ２とは、第一レンズ部３２２ａ１から出射される出射光Ｌ１１の出射範囲θ１と第二レンズ部３２２ａ２から出射される出射光Ｌ１２の出射範囲θ２とが等しくなるように設定される。
【０１２１】
平坦化層３２９は、画質向上部材３２０を液晶パネル１０と貼り合わせるために、画質向上部材３２０の液晶パネル１０と貼り合わせる側の表面を平坦化するために設けられる。平坦化層３２９は、例えば、透光性を有する樹脂材料から構成される。なお、厚みｄ１と厚みｄ２との厚みの差が接着層３０で吸収可能である場合、平坦化層３２９は設けられなくてもよい。
【０１２２】
画素形成層２４がカラーフィルタ２４ｂ１及びカラーフィルタ２４ｂ２の双方と色が異なるカラーフィルタ（第三色のカラーフィルタの一例）を有する場合、当該カラーフィルタに対応するレンズ部（第三レンズ部の一例）と、第一レンズ部３２２ａ１と、第二レンズ部３２２ａ２とは、互いに厚みが異なるように各レンズ部の厚みが設定されてもよい。なお、カラーフィルタの色が同じであるレンズ部の厚みは、等しく形成される。
【０１２３】
なお、液晶レンズ３２２は、例えば、図７の（ｂ）などに示す電界用基板７０の基材７１の樹脂材料２２ｂ１と接触する側の面（Ｘ軸プラス側の面）の形状を液晶レンズ３２２のＸ軸マイナス側の面（段差がある面）に対応した形状とすることで、作製可能である。基材７１の形状を変更するだけで、図６に示すフローチャートに工程を追加することなく、図１０に示す液晶レンズ３２２を作製することができる。
【０１２４】
以上のように、本変形例に係る画質向上部材４２０は、複数の開口部２４ａ１（第一開口部の一例）のうち隣接して配置された２つの開口部２４ａ１において、一方の開口部２４ａ１には、カラーフィルタ２４ｂ１（第一色のカラーフィルタの一例）が配置され、他方の開口部２４ａ１には、カラーフィルタ２４ｂ２（第二色のカラーフィルタの一例）が配置される。そして、液晶レンズ３２２は、一方の開口部２４ａ１に向けてＹ軸方向（第一方向の一例）に振動する光を集光する第一レンズ部３２２ａ１と、他方の開口部２４ａ１に向けてＹ軸方向に振動する光を集光する第二レンズ部３２２ａ２とを有し、第一レンズ部３２２ａ１と第二レンズ部３２２ａ２とは、同波長の光が入射したときの焦点距離が異なる。例えば、第一レンズ部３２２ａ１と第二レンズ部３２２ａ２とは、互いに厚みｄ１、ｄ２が異なる。
【０１２５】
これにより、第一レンズ部３２２ａ１を透過した光の出射範囲θ１と第二レンズ部３２２ａ２を透過した光の出射範囲θ２とを、所望の画像品位を得るためにそれぞれ個別に調整することができる。例えば、液晶分子２２ａの波長分散の影響による画像品位の低下を抑制する場合、出射範囲θ１及びθ２が等しくなるように第一レンズ部３２２ａ１及び第二レンズ部３２２ａ２の焦点距離を決定するとよい。なお、第一レンズ部３２２ａ１の厚みｄ１と第二レンズ部３２２ａ２の厚みｄ２とを異ならせることで、焦点距離を制御可能である。
【０１２６】
例えば、カラーフィルタ２４ｂ１がカラーフィルタ２４ｂ２より長波長側の色のカラーフィルタである場合、第一レンズ部３２２ａ１の焦点距離を第二レンズ部３２２ａ２の焦点距離より小さくするとよい。
【０１２７】
（実施の形態１の変形例４）
次に、変形例４に係る画質向上部材について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本変形例に係る画質向上部材４２０の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。カラーフィルタ２４ｂ１とカラーフィルタ２４ｂ２とは、互いに色が異なるカラーフィルタである。
【０１２８】
図１１に示すように、画質向上部材４２０は、実施の形態１に係る画質向上部材２０の液晶レンズ２２に替えて、液晶レンズ４２２を備える。液晶レンズ４２２は、第一レンズ部４２２ａ１と第二レンズ部４２２ａ２とを有する。
【０１２９】
各レンズ部から出射される光の出射範囲θは、各レンズ部の液晶の配向状態により調整することができる。具体的には、出射範囲θは、液晶レンズにおける屈折率の分布を変更することにより調整可能である。そのため、本変形例では、第一レンズ部４２２ａ１と第二レンズ部４２２ａ２とは、互いに屈折率の分布が異なる。具体的には、第一レンズ部４２２ａ１と第二レンズ部４２２ａ２とは、互いに液晶分子２２ａの配列が異なる。
【０１３０】
図１１の例では、第一レンズ部４２２ａ１の屈折率分布は、第二レンズ部４２２ａ２の屈折率分布より小さい。ここでの、屈折率分布が小さいとは、レンズ部の屈折率の最大値と最小値との差が小さいことを意味する。
【０１３１】
なお、カラーフィルタの色が同じであるレンズ部の屈折率分布は、等しく形成される。
【０１３２】
なお、液晶レンズ４２２は、例えば、図７の（ｃ）などに示す電界用基板７０において、レンズ部ごとに印加する電界の傾斜などを変更することで作製可能である。印加する電界の傾斜を変更するだけで、図６に示すフローチャートに工程を追加することなく、図１１に示す液晶レンズ４２２を作製することができる。
【０１３３】
以上のように、本変形例に係る画質向上部材４２０は、第一レンズ部４２２ａ１と第二レンズ部４２２ａ２とは、互いに液晶分子２２ａの配列が異なる。
【０１３４】
これにより、液晶分子２２ａの配列を異ならせることで、第一レンズ部４２２ａ１を透過した光の出射範囲と第二レンズ部４２２ａ２を透過した光の出射範囲とを、所望の画像品位を得るためにそれぞれ個別に調整することができる。例えば、液晶分子２２ａの波長分散の影響による画像品位の低下を抑制する場合、それぞれの出射範囲が等しくなるように、第一レンズ部４２２ａ１及び第二レンズ部４２２ａ２それぞれの液晶分子２２ａの配列を決定するとよい。
【０１３５】
上記の変形例３及び４では、液晶レンズの厚み及び屈折率分布の調整（つまり、Δｎ×ｄの調整）で、液晶分子２２ａの波長分散による影響を抑制することについて説明したが、液晶分子２２ａの波長分散による影響の低減は、これ以外により実現されてもよい。例えば、実施の形態１にも記載したように、バックライト４０から出射されるコリメート光を狭帯域の光とすることで実現されてもよい。
【０１３６】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る液晶表示装置６００の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【０１３７】
図１２に示すように、液晶表示装置６００は、液晶パネル５１０とバックライト４０とを備える。液晶パネル５１０は、第二透明基板１１と、液晶層１２と、第二偏光板１３と、画質向上部材２０とを有する。つまり、液晶パネル５１０は、画質向上部材２０を含んで構成されてもよい。なお、図１２では、液晶表示装置６００は、実施の形態１に記載した画質向上部材２０を備えている例について図示しているが、各変形例に記載した画質向上部材を備えていてもよい。
【０１３８】
これにより、実施の形態１に記載した液晶表示装置１００が備える接着層３０及び対向基板１１ｂなどを省くことができるので、液晶表示装置６００の薄型化が可能となる。
【０１３９】
（その他の実施の形態）
以上、各実施の形態及び変形例（以下において、実施の形態等とも記載する）に係る画質向上部材、及び、液晶表示装置について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１４０】
例えば、上記実施の形態等における各方向の関係は、一例である。例えば、第一偏光板、第二偏光板、分布方向などは、液晶パネルの駆動方式などに応じて適宜決定されればよい。
【０１４１】
また、上記実施の形態等では、開口部の断面形状が台形状である例について説明したが、これに限定されない、開口部の断面形状は、矩形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。しかしながら、外光の影響を低減する観点から、開口部は、開口面積が液晶レンズから第一透明基板に向かって漸次小さくなるような台形状に形成されるとよい。
【０１４２】
また、上記実施の形態では、各基板はガラス基板である例について説明したが、これに限定されない。各基板は、フィルム基板であってもよい。また、各基板は、可撓性を有していてもよい。この場合、液晶レンズを構成する樹脂層は、可撓性を有する樹脂材料から構成されてもよい。
【０１４３】
また、上記実施の形態では、液晶レンズは、硬化した樹脂層内に液晶分子が配置されている構成である例について説明したが、これに限定されない。液晶レンズは、例えば、電圧に応じて液晶分子の配向状態が変更可能な構成であってもよい。この場合、液晶レンズは、液晶表示装置が画像を表示する場合、図４に示すような配向状態に制御される。液晶表示装置が画像を表示している間、液晶分子の配向状態は、変更されない。
【０１４４】
また、上記実施の形態では、液晶表示装置が備える液晶パネルは１枚である例について説明したが、これに限定されない。液晶表示装置は、複数の液晶パネルが重ね合わされて構成され。当該複数のパネルを用いて１つの画像を表示する表示装置であってもよい。つまり、画質向上部材は、複数の液晶パネルを重ねて配置した液晶パネルユニットを備える液晶表示装置にも適用可能である。
【０１４５】
また、上記実施の形態等において説明された複数の工程の順序は一例である。複数の工程の順序は、変更されてもよいし、複数の工程は、並行して実行されてもよい。
【０１４６】
その他、実施の形態等に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０、２１０、５１０    液晶パネル
１１    第二透明基板
１１ａ    ＴＦＴ基板（第二基板）
１１ｂ    対向基板
１２    液晶層
１３    第二偏光板
１４    ＴＦＴ層
１５    画素電極
１６    対向電極
２０、１２０、２２０、３２０、４２０    画質向上部材
２１    第一透明基板（第一基板）
２１ａ    第一主面
２１ｂ    第二主面
２２、３２２、４２２    液晶レンズ
２２ａ    液晶分子
２２ｂ    樹脂層
２２ｂ１    樹脂材料
２３    第一偏光板
２４    画素形成層
２４ａ    ブラックマトリクス
２４ａ１    開口部（第一開口部）
２４ｂ、２４ｂ１、２４ｂ２    カラーフィルタ
２５    レンズ部
２６    λ／４位相差板
２６ａ    開口部（第二開口部）
２６ｂ    透光性樹脂
２７    λ／４位相差板（第一のλ／４位相差板）
２８    λ／４位相差板（第二のλ／４位相差板）
３０    接着層
４０    バックライト
５０    筐体
６０    スタンド
７０    電界用基板
７１、７２    基材
７１ａ    電極
７３    配線層
１００、３００、６００    液晶表示装置
３２２ａ１、４２２ａ１    第一レンズ部
３２２ａ２、４２２ａ２    第二レンズ部
３２９    平坦化層
θ    出射角度
ｄ、ｄ１、ｄ２    厚み
ｐ    ピッチ
Ｊ    光軸
【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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