(57)【要約】【課題】高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な光制御部材を提供する。【解決手段】光透過性を有する基材と、基材の一面に点在して形成された複数の光吸収層と、基材の一面において前記光吸収層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を含み、光拡散部が、基材側に光射出端面を有するとともに基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、光拡散部の光入射端面から光射出端面までの高さが光吸収層の厚みよりも大きく、基材の一面の法線方向から見て、光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、複数の光吸収層は、第２の領域の少なくとも一部に配置され、基材の一面側から第２の領域に入射し、複数の光吸収層によって吸収されずに基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域の面内で異なっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基材と、
前記基材の一面に点在して形成された複数の光吸収層と、
前記基材の一面において前記光吸収層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を含み、
前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、
前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記光吸収層の厚みよりも大きく、
前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、
前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっている光制御部材。
【請求項２】
前記複数の光吸収層は前記第２の領域の一部に配置され、前記第２の領域の残りの一部には前記複数の光吸収層は配置されていない請求項１に記載の光制御部材。
【請求項３】
前記複数の光吸収層のうち一部の光吸収層には、前記光吸収層を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記光吸収層において前記貫通孔が設けられた部分には、前記光拡散部が設けられていない請求項１または２に記載の光制御部材。
【請求項４】
前記複数の光吸収層には、厚みの異なる複数の光吸収層が含まれている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項５】
前記光吸収層と前記光拡散部の側面とで区画される空間が中空部であり、前記中空部に、空気もしくは不活性ガスが満たされている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項６】
前記複数の光吸収層が、前記基材の一面の法線方向から見て非周期的に配置されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項７】
前記複数の光吸収層のうち、少なくとも一つの光吸収層の寸法が他の光吸収層の寸法と異なる請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項８】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項９】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、前記異方性形状に加えて、等方性形状を少なくとも含む請求項８に記載の光制御部材。
【請求項１０】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、多角形を少なくとも含む請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１１】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、曲線と直線とからなる形状を少なくとも含む請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１２】
前記光拡散部の複数の側面のうち、少なくとも１つの側面の傾斜角度と他の側面の傾斜角度とが異なる請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１３】
前記光拡散部の側面の傾斜角度が、前記光射出端面と前記光入射端面との間で場所によって異なる請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１４】
前記光拡散部の側面は、連続的に変化する傾斜角度を有する、断面形状が曲線状の傾斜面である請求項１３に記載の光制御部材。
【請求項１５】
前記光拡散部の側面は、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面である請求項１３に記載の光制御部材。
【請求項１６】
前記光拡散部の光射出側に、前記光拡散部から射出された光を散乱させる光散乱層をさらに含む請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１７】
前記光吸収層が、光吸収性顔料、光吸収性染料、カーボンブラックの少なくとも一つを含有する黒色樹脂、または金属、もしくは金属酸化物の多層膜からなる請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１８】
前記基材の前記一面と反対側の面に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられている請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１９】
表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、
前記視野角拡大部材が、請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の光制御部材で構成されている表示装置。
【請求項２０】
前記表示体と前記視野角拡大部材とが、接着剤を介して接合されている請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記視野角拡大部材の視認側に、情報入力装置が設けられている請求項１９または２０に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記表示体が、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、を備え、
前記光源が指向性を有する光を射出する請求項１９ないし２１のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記光変調素子が、液晶表示素子である請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２４】
光透過性を有する基材の一面に、複数の光吸収層を点在して形成する工程と、
前記基材の一面に、前記複数の光吸収層を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
前記基材の一面と反対側の面の側に、前記光吸収層の形成領域以外の領域に重なるよう複数のマスク材を点在して配置する工程と、
前記光吸収層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面の側から、前記複数のマスク材を介して、前記光吸収層の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程と、
前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有する光拡散部を、前記基材の一面に形成する工程と、
前記複数のマスク材を除去する工程と、を含み、
前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、
前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっている光制御部材の製造方法。
【請求項２５】
光透過性を有する基材の一面に、複数の光吸収層を点在して形成する工程と、
前記基材の一面に、前記複数の光吸収層を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
前記光吸収層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記光吸収層の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程と、
前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有する光拡散部を、前記基材の一面に形成する工程と、
前記複数の光吸収層のうち少なくとも一部の光吸収層を除去する工程と、を含み、
前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、
前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっている光制御部材の製造方法。
【請求項２６】
前記ネガ型感光性樹脂層に照射する光として、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光を用いる請求項２４または２５に記載の光制御部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御部材およびその製造方法、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等をはじめとする携帯型電子機器、テレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭いことが知られている。そのため、視野角を広げるための様々な工夫がなされている。その一つとして、液晶パネル等の表示体から射出される光の拡散角度を制御するための部材（以下、光制御部材と称する）を表示体の視認側に備える構成が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光拡散層に断面がＶ字状の溝が設けられ、溝の一部に光吸収層が設けられた光拡散シートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の光拡散シートを液晶表示装置に適用した場合、液晶パネル等の表示体から射出される光には、光拡散シートの光拡散層に入射する光と、溝に入射する光とが含まれる。このうち、光拡散層に入射し、光拡散層を透過した光が視認側に射出される。一方、溝に入射した光は光吸収層に吸収されるため、視認側に射出されない。このように、高いコントラストを得ようとすると、視認側に射出される光量が少なくなり、輝度が低下してしまう。
その結果、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得るのが難しい、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な光制御部材およびその製造方法、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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）すなわち、本発明の第一の態様に係る光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に点在して形成された複数の光吸収層と、前記基材の一面において前記光吸収層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を含み、前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記光吸収層の厚みよりも大きく、前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっている。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の光制御部材では、前記複数の光吸収層は前記第２の領域の一部に配置され、前記第２の領域の残りの一部には前記複数の光吸収層は配置されていなくてもよい。
【０００９】
（３）上記（１）または（２）に記載の光制御部材では、前記複数の光吸収層のうち一部の光吸収層には、前記光吸収層を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記光吸収層において前記貫通孔が設けられた部分には、前記光拡散部が設けられていなくてもよい。
【００１０】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記複数の光吸収層には、厚みの異なる複数の光吸収層が含まれていてもよい。
【００１１】
（５）上記（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記光吸収層と前記光拡散部の側面とで区画される空間が中空部であり、前記中空部に、空気もしくは不活性ガスが満たされていてもよい。
【００１２】
（６）上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記複数の光吸収層が、前記基材の一面の法線方向から見て非周期的に配置されていてもよい。
【００１３】
（７）上記（１）ないし（６）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記複数の光吸収層のうち、少なくとも一つの光吸収層の寸法が他の光吸収層の寸法と異なってもよい。
【００１４】
（８）上記（１）ないし（７）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含んでもよい。
【００１５】
（９）上記（８）に記載の光制御部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、前記異方性形状に加えて、等方性形状を少なくとも含んでもよい。
【００１６】
（１０）上記（１）ないし（９）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、多角形を少なくとも含んでもよい。
【００１７】
（１１）上記（１）ないし（９）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の光吸収層の平面形状が、曲線と直線とからなる形状を少なくとも含んでもよい。
【００１８】
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記光拡散部の複数の側面のうち、少なくとも１つの側面の傾斜角度と他の側面の傾斜角度とが異なってもよい。
【００１９】
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記光拡散部の側面の傾斜角度が、前記光射出端面と前記光入射端面との間で場所によって異なってもよい。
【００２０】
（１４）上記（１３）に記載の光制御部材では、前記光拡散部の側面は、連続的に変化する傾斜角度を有する、断面形状が曲線状の傾斜面であってもよい。
【００２１】
（１５）上記（１３）に記載の光制御部材では、前記光拡散部の側面は、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であってもよい。
【００２２】
（１６）上記（１）ないし（１５）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記光拡散部の光射出側に、前記光拡散部から射出された光を散乱させる光散乱層をさらに含んでもよい。
【００２３】
（１７）上記（１）ないし（１６）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記光吸収層が、光吸収性顔料、光吸収性染料、カーボンブラックの少なくとも一つを含有する黒色樹脂、または金属、もしくは金属酸化物の多層膜からなってもよい。
【００２４】
（１８）上記（１）ないし（１７）のいずれか一項に記載の光制御部材では、前記基材の前記一面と反対側の面に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられていてもよい。
【００２５】
（１９）本発明の第二の態様に係る表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、前記視野角拡大部材が、上記（１）ないし（１８）のいずれか一項に記載の光制御部材で構成されている。
【００２６】
（２０）上記（１９）に記載の表示装置では、前記表示体と前記視野角拡大部材とが、接着剤を介して接合されていてもよい。
【００２７】
（２１）上記（１９）または（２０）に記載の表示装置では、前記視野角拡大部材の視認側に、情報入力装置が設けられていてもよい。
【００２８】
（２２）上記（１９）ないし（２１）のいずれか一項に記載の表示装置では、前記表示体が、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、を備え、前記光源が指向性を有する光を射出してもよい。
【００２９】
（２３）上記（２２）に記載の表示装置では、前記光変調素子が、液晶表示素子であってもよい。
【００３０】
（２４）本発明の第三の態様に係る光制御部材の製造方法は、光透過性を有する基材の一面に、複数の光吸収層を点在して形成する工程と、前記基材の一面に、前記複数の光吸収層を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、前記基材の一面と反対側の面の側に、前記光吸収層の形成領域以外の領域に重なるよう複数のマスク材を点在して配置する工程と、前記光吸収層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面の側から、前記複数のマスク材を介して、前記光吸収層の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程と、  前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有する光拡散部を、前記基材の一面に形成する工程と、前記複数のマスク材を除去する工程と、を含み、前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっていてもよい。
【００３１】
（２５）本発明の第四の態様に係る光制御部材の製造方法は、光透過性を有する基材の一面に、複数の光吸収層を点在して形成する工程と、前記基材の一面に、前記複数の光吸収層を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、前記光吸収層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記光吸収層の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程と、前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有する光拡散部を、前記基材の一面に形成する工程と、前記複数の光吸収層のうち少なくとも一部の光吸収層を除去する工程と、を含み、前記基材の一面の法線方向から見て、前記光射出端面が配置された領域を第１の領域とし、前記光射出端面が配置されていない領域を第２の領域としたときに、前記複数の光吸収層は、前記第２の領域の少なくとも一部に配置され、前記基材の一面側から前記第２の領域に入射し、前記複数の光吸収層によって吸収されずに前記基材を透過した光の単位面積当たりの光量は、前記第２の領域の面内で異なっていてもよい。
【００３２】
（２６）上記（２４）または（２５）に記載の光制御部材の製造方法では、前記ネガ型感光性樹脂層に照射する光として、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光を用いてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能な光制御部材およびその製造方法、表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】バックライトの断面図である。
【図３】液晶パネルを示す断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図５】光制御フィルムを示す斜視図である。
【図６】（Ａ）光制御フィルムの断面図、（Ｂ）光制御フィルムを光射出側から見た平面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）第１の領域と第２の領域とを説明するための図である。
【図８】光制御フィルムの製造方法のフローチャートである。
【図９】（Ａ）〜（Ｇ）光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）光制御フィルムの光吸収層の配置を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）光制御フィルムの作用を説明するための模式図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）光制御フィルムの効果を説明するための模式図である。
【図１３】（Ａ）第２実施形態の光制御フィルムの断面図、（Ｂ）光制御フィルムを光射出側から見た平面図である。
【図１４】光制御フィルムの製造方法のフローチャートである。
【図１５】（Ａ）〜（Ｅ）光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【図１６】（Ａ）第３実施形態の光制御フィルムの断面図、（Ｂ）光制御フィルムを光射出側から見た平面図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）第４実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
【図１８】光制御フィルムの他の例を示す平面図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｊ）光吸収層の形状の他の例を示す平面図である。
【図２０】第５実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）光制御フィルムの他の例を示す断面図である。
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）光制御フィルムの他の例を示す断面図である。
【図２３】第６実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２４】第７実施形態の光制御フィルムの製造装置の一例を示す斜視図である。
【図２５】（Ａ）、（Ｂ）光制御フィルムの製造装置の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００３６】
[第１実施形態]
図１は、本実施形態の液晶表示装置１を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト２（照明装置）と、第１偏光板３と、液晶パネル４と、第２偏光板５と、光制御フィルム６（光制御部材）と、を備えている。図１では、液晶パネル４を模式的に１枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
【００３７】
観察者は、光制御フィルム６が配置された図１における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。以下の説明では、光制御フィルム６が配置された側を視認側と称し、バックライト２が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。
【００３８】
本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト２から射出された光を液晶パネル４で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル４から射出された光が光制御フィルム６を透過すると、射出光の配光分布（拡散角度分布）が光制御フィルム６に入射する前より広がった状態となって、光が光制御フィルム６から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【００３９】
以下、液晶パネル４の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明するが、本発明に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであっても良く、更には、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。
【００４０】
図３は、液晶パネル４の縦断面図である。
液晶パネル４は、図３に示すように、スイッチング素子基板としてのＴＦＴ基板９と、ＴＦＴ基板９に対向して配置されたカラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持された液晶層１１と、を有している。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。本実施形態の液晶パネル４は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モードで表示を行うものであり、液晶層１１には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、これら基板間の間隔を一定に保持するための球状のスペーサー１２が配置されている。
【００４１】
本発明の液晶表示装置は、表示モードとして、上記のＴＮモードに限らず、ＶＡ（Vertical Alignment, 垂直配向）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等を用いることができる。なお、本実施形態では、ＴＮモードの液晶パネルを用いた例を挙げる。
【００４２】
ＴＦＴ基板９には、表示の最小単位領域である画素（図示せず）がマトリクス状に複数配置されている。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在するように形成されるとともに、複数のゲートバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在し、かつ、複数のソースバスラインと直交するように形成されている。したがって、ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成され、隣接するソースバスラインと隣接するゲートバスラインとによって区画された矩形状の領域が一つの画素となる。ソースバスラインは、後述するＴＦＴのソース電極に接続され、ゲートバスラインは、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
【００４３】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面に、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４には、例えばガラス基板を用いることができる。透明基板１４上に、例えばＣＧＳ（Continuous Grain Silicon：連続粒界シリコン）、ＬＰＳ（Low-temperature Poly-Silicon：低温多結晶シリコン）、α−Ｓｉ（Amorphous Silicon：非結晶シリコン）等の半導体材料からなる半導体層１５が形成されている。また、透明基板１４上に、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
ゲート絶縁膜２０上には、半導体層１５と対向するようにゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６の材料としては、例えばＷ（タングステン）／ＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。
【００４４】
ゲート絶縁膜２０上に、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。ソース電極１７は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。
【００４５】
同様に、ドレイン電極１８は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
【００４６】
第２層間絶縁膜２４上に、画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。よって、画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。画素電極２５の材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。
【００４７】
上記の構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、ＴＦＴ１９がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。この配向膜２７は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。ＴＦＴの形態としては、図３に示したトップゲート型ＴＦＴであっても良いし、ボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００４８】
一方、カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、配向膜３４が順次形成されている。ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光を遮断する機能を有している。ブラックマトリクス３０は、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれている。Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が、ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に対向して配置されている。
【００４９】
平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。平坦化層３２上には、対向電極３３が形成されている。対向電極３３の材料としては、画素電極２５と同様の透明導電性材料が用いられる。対向電極３３上の全面に、水平配向規制力を有する配向膜３４が形成されている。カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としても良い。
【００５０】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４と第１偏光板３との間には、第１位相差板１３が設けられている。カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９と第２偏光板５との間には、第２位相差板８が設けられている。これら第１位相差板１３、第２位相差板８は、液晶層１１により生じる光の位相差を補償するためのものである。
【００５１】
図２に示すように、バックライト２は、発光ダイオード、冷陰極管等の光源３６と、アクリル樹脂等からなる導光体３７と、リフレクター３５と、反射シート３８と、プリズムシート５０と、を備えている。光源３６は、平面形状が矩形状の導光体３７の一つの端面３７ａに配置され、導光体３７の端面３７ａに向けて光を射出する。導光体３７は、端面３７ａから入射した光を内部で伝搬させつつ、前面３７ｂから射出させる。リフレクター３５は、光源３６から射出される光のうち、導光体３７の端面３７ａ以外の方向に向けて射出される光を、導光体３７の端面３７ａに向けて反射させる。反射シート３８は、導光体３７の背面３７ｃから射出される光を反射させ、導光体３７の背面３７ｃから再入射させる。プリズムシート５０は、互いに平行に配置された複数の三角柱状のプリズム構造体５０ａを備えている。プリズムシート５０は、導光体３７の前面３７ｂから光が入射したとき、この光の進行方向を液晶パネル４の法線方向に近い方向に変えて射出させる。本実施形態のバックライト２は、光源３６が導光体３７の端面３７ａに配置されたエッジライト型のバックライトである。
【００５２】
本実施形態のバックライト２は、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトである。具体的には、導光体３７の厚みは光源３６が配置された端面３７ａから反対側の端面３７ｄに向けて漸次薄くなっている。すなわち、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとは互いに平行でなく、導光体３７を側面から見た形状は楔状である。導光体３７の端面３７ａから入射した光は、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとの間で反射を繰り返しつつ内部をｙ軸方向に進行する。仮に導光板が平行平板であったとすると、導光板の前面および背面に対する光の入射角は何回反射を繰り返しても一定である。これに対して、本実施形態のように、導光体３７が楔状である場合、導光体３７の前面３７ｂおよび背面３７ｃで光が１回反射する毎に入射角が小さくなる。
【００５３】
このとき、例えば導光体３７を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光体３７の前面３７ｂにおける臨界角、すなわち導光体３７を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Snellの法則から約４２°となる。
導光体３７に入射した直後の光が前面３７ｂに入射した際、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌは前面３７ｂで全反射する。その後、光Ｌが前面３７ｂと背面３７ｃとの間で全反射を繰り返し、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌは外部空間に射出される。したがって、光Ｌは導光体３７の前面３７ｂに対して略一定の射出角度をもって射出する。このように、バックライト２は、ｙｚ平面内において狭い配光分布を有し、ｙｚ平面内での指向性を持つ。一方、バックライト２は、ｘｚ平面内においてはｙｚ平面内での配光分布よりも広い配光分布を有し、ｘｚ平面内での指向性を持たない。
【００５４】
図１に示すように、バックライト２と液晶パネル４との間には、偏光子として機能する第１偏光板３が設けられている。ここで、ｘ軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表すとすると、第１偏光板３の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。液晶パネル４と光制御フィルム７との間には、検光子として機能する第２偏光板５が設けられている。第２偏光板５の透過軸Ｐ２は、第１偏光板３の透過軸Ｐ１と直交するように配置されており、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板３の透過軸Ｐ１と第２偏光板５の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。
【００５５】
ＴＦＴ基板９の配向膜２７には、配向制御方向が１３５°−３１５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜２７の配向制御方向を矢印Ｈ１で示す。一方、カラーフィルター基板１０の配向膜３４には、配向制御方向が４５°−２２５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２で示す。
【００５６】
液晶パネル４の画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されていないときには、図４（Ａ）に示すように、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で９０°ツイストした状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過した直線偏光ＬＰ１の偏光面が液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転し、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
【００５７】
画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されたときには、図４（Ｂ）に示すように、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過した直線偏光の偏光面は回転しないため、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。以上のように、画素毎に電圧の印加／無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。
【００５８】
次に、光制御フィルム６について詳細に説明する。
図５は、光制御フィルム６を視認側から見た斜視図である。図６（Ａ）は、光制御フィルム６の断面図であり、図６（Ｂ）は、光制御フィルム６を光射出側から見た平面図である。
【００５９】
光制御フィルム６は、図５に示すように、基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の光吸収層４０と、基材３９の一面に形成された光拡散部４１と、から構成されている。光制御フィルム６は、光拡散部４１が設けられた側を第２偏光板５に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板５上に接着材層４２により固定されている。
【００６０】
光透過性の基材３９としては、一般に、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂などの樹脂類など光透過性材料が用いられる。アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等などからなる適宜な透明樹脂製の基材を用いることができる。例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。
【００６１】
基材３９は、後述する製造プロセスにおいて、後で光吸収層４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となるものであり、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、表示のボヤケが生じるおそれがあるからである。また、基材３９の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、基材３９の一例として厚さが１００μｍの透明樹脂製基材であるＰＥＴフィルムを用いる。
【００６２】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の光吸収層４０が、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に点在するように形成されている。本実施形態では、基材３９の法線方向から見たときの各光吸収層４０の平面形状は円形である。複数の光吸収層４０は、大きさが異なり、種々の直径を有している。複数の光吸収層４０は、非周期的、具体的にはランダムに配置されている。
【００６３】
光吸収層４０は、一例として、カーボンブラックを含有するブラックレジスト等の光吸収性および感光性を有する黒色の顔料、染料、樹脂等からなる層で構成されている。カーボンブラックを含有する樹脂等を用いた場合、光吸収層４０を構成する膜を印刷工程で成膜できるため、材料使用量が少ない、スループットが高い等の利点が得られる。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。この種の金属膜もしくは多層膜を用いた場合、これらの膜の光学密度が高いため、薄膜で十分に光を吸収するという利点が得られる。
【００６４】
図６（Ａ）に示すように、光拡散部４１が、基材３９の一面における光吸収層４０の形成領域以外の領域に形成されている。光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。これら樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合した透明樹脂製の混合物を用いることができる。さらに、重合開始剤は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような各種の追加成分を含んでいてもよい。その他、特許第４１２９９９１号記載の材料を用いることができる。また、透明樹脂の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。光拡散部４１の高さ（厚さ）は光吸収層４０の厚さよりも十分大きく設定されている。本実施形態の場合、光拡散部４１の高さは一例として２５μｍ程度であり、光吸収層４０の厚さは一例として１５０ｎｍ程度である。
【００６５】
光吸収層４０の形成領域には、基材３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積が光吸収層４０側で大きく、光吸収層４０から離れるにつれて漸次小さくなる形状の空間である中空部４３が形成されている。すなわち、中空部４３は、基材３９側から見たとき、いわゆる順テーパ状の円錐台状の形状を有している。中空部４３の内部は空気で満たされている。したがって、基材３９の一面側において中空部４３以外の部分、すなわち透明樹脂が連続して壁状に存在する部分が、光の拡散に寄与する光拡散部４１である。光拡散部４１に入射した光は、光拡散部４１と中空部４３との界面４１ｃで全反射しつつ、光拡散部４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、基材３９を介して外部に射出される。
【００６６】
光制御フィルム６は、図５に示したように、基材３９が視認側に向くように配置されるため、図６（Ａ）に示すように、光拡散部４１の互いに平行な２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（基材３９に接する側の面）が光射出端面４１ｂとなり、面積の大きい方の面（基材３９と反対側の面）が光入射端面４１ａとなる。光拡散部４１の側面４１ｃ（光拡散部４１と中空部４３との界面）の傾斜角度θ（光射出端面４１ｂと側面４１ｃとのなす角）は４１°〜８９°の範囲に設定される。特に、傾斜角度θは６０°〜８５°程度が好ましい。ただし、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度は、入射光の損失がそれ程大きくなく、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態では、図６（Ａ）に示すように、光拡散部４１の複数の側面４１ｃの傾斜角度θがそれぞれ異なる。
【００６７】
本実施形態の場合、中空部４３には空気が存在しているため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の側面４１ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、光拡散部４１と中空部４３との界面の屈折率差は、中空部４３が空気で充填されている場合が、他の一般的な低屈折率材料で充填されている場合と比べて最も大きい。したがって、Snellの法則より、中空部４３が空気で充填されている場合、光拡散部４１の側面４１ｃで光が全反射する入射角範囲は最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。なお、中空部４３には、空気に代えて、アルゴン、窒素等の不活性ガスが充填されていても良い。もしくは、中空部４３の内部が真空状態であっても良い。これらの場合も、上記の効果が得られる。
【００６８】
基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、例えば基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とが大きく異なっていると、光入射端面４１ａから入射した光が光拡散部４１から射出しようとする際に光拡散部４１と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じて、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じるおそれがあるからである。
【００６９】
図７（Ａ）に示すように、基材３９の一面の法線方向から見て、光拡散部４１の光射出端面４１ｂが配置された領域を第１の領域ＳＡ１とする。一方、図７（Ｂ）に示すように、光拡散部４１の光射出端面４１ｂが配置されていない領域を第２の領域ＳＡ２とする。
【００７０】
本実施形態において、第２の領域ＳＡ２は複数の円形領域ＳＡ２ａにより形成されている。複数の光吸収層４０は、第２の領域ＳＡ２の一部に配置されている。第２の領域ＳＡ２の残りの一部には、複数の光吸収層４０は配置されていない。
【００７１】
具体的には、複数の光吸収層４０は、複数の円形領域ＳＡ２ａのうちの一部の円形領域ＳＡ２ａに配置されている。残りの一部の円形領域ＳＡ２ａには、複数の光吸収層４０は配置されていない。すなわち、第２の領域ＳＡ２の面内において、光吸収率がゼロの領域が存在することとなる。ただし、第２の領域ＳＡ２において、光吸収層４０が、複数の円形領域ＳＡ２ａのうちいずれの円形領域ＳＡ２ａに配置されているかは任意でよい。
【００７２】
これにより、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射した光のうち光吸収層４０が配置された円形領域ＳＡ２ａに入射した光は、光吸収層４０によって吸収される。一方、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射した光のうち光吸収層４０が配置されていない円形領域ＳＡ２ａに入射した光は、基材３９を透過する。基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射し、複数の光吸収層４０によって吸収されずに基材３９を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域ＳＡ２の面内で異なる。
【００７３】
次に、上記構成の液晶表示装置１の製造方法について説明する。
液晶パネル４の製造工程の概略を説明すると、最初に、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板９のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１０のカラーフィルター３１が形成された側の面とを対向させて配置し、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。以上の工程を経て、液晶パネル４が完成する。
そして、このようにしてできた液晶パネル４の両面に、光学接着剤等を用いて第１位相差板１３、第１偏光板３、第２位相差板８、第２偏光板５をそれぞれ貼り合わせる。
なお、ＴＦＴ基板９やカラーフィルター基板１０の製造方法には従来から公知の方法が用いられるため、説明を省略する。
【００７４】
光制御フィルム６の製造工程の概略を説明すると、光透過性を有する基材３９の一面に、複数の光吸収層４０を点在して形成する工程（図８に示すステップＳ１）と、基材３９の一面に、複数の光吸収層４０を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程（図８に示すステップＳ２）と、基材３９の一面と反対側の面の側に、光吸収層４０の形成領域以外の領域に重なるよう複数のマスク材ＭＳを点在して配置する工程（図８に示すステップＳ３）と、光吸収層４０およびネガ型感光性樹脂層を形成した基材３９の一面と反対側の面の側から、複数のマスク材ＭＳを介して、光吸収層４０の形成領域以外の領域の基材３９を通してネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程（図８に示すステップＳ４）と、光の照射が終わったネガ型感光性樹脂層を現像し、基材３９側に光射出端面４１ｂを有するとともに基材３９側と反対側に光射出端面４１ｂの面積よりも大きい面積の光入射端面４１ａを有する光拡散部４１を、基材３９の一面に形成する工程（図８に示すステップＳ５）と、複数のマスク材ＭＳを除去する工程（図８に示すステップＳ６）と、を含む。
【００７５】
これにより、図７（Ａ）、（Ｂ）に示したように、複数の光吸収層４０は、第２の領域ＳＡ２の一部に配置され、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射し、複数の光吸収層４０によって吸収されずに基材３９を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域ＳＡ２の面内で異なることとなる。
【００７６】
以下、光制御フィルム６の製造工程について具体的に説明する。
最初に、図９（Ａ）に示すように、厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートの基材３９を準備し、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に光吸収層の形成材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４５を形成する。
次いで、上記の塗膜４５を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜４５のプリベークを行う。これにより、ブラックネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【００７７】
次いで、露光装置を用い、平面形状が円形の複数の開口パターン４６が形成されたフォトマスク４７を介して塗膜４５に光ＬＲを照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２とする。本実施形態のフォトマスク４７は、図９（Ａ）に示すように、平面形状が円形の複数の開口パターン４６がランダムに配置されている。このフォトマスク４７を介してブラックネガレジストの塗膜４５に光ＬＲを照射し、現像することによって、図９（Ｂ）に示すように、基材３９上にランダムに配置された複数の光吸収層４０が形成される（図８に示すステップＳ１）。
【００７８】
ここで、複数の開口パターン４６がランダムに配置されたフォトマスク４７を設計する手法の一例について説明する。
最初に、図１０（Ａ）に示すように、フォトマスク４７の全体を縦ｍ個（例えば６個）、横ｎ個（例えば６個）からなるｍ×ｎ個（例えば３６個）の領域４８に分割する。
【００７９】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、前の工程で分割した１つの領域４８において、開口パターン４６の形状に対応する円を最密充填となるように配置したパターンを作成する（図１０（Ｂ）の左側の図）。次に、ランダム関数を用いて例えば各円の中心座標等、各円の位置の基準となる位置データに揺らぎを持たせ、複数種類（例えばＡ，Ｂ，Ｃの３種類のパターン）の位置データを作製する（図１０（Ｂ）の右側の３つの図）。
【００８０】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、前の工程で作製した複数種類の位置データＡ，Ｂ，Ｃをｍ×ｎ個の領域４８に対してランダムに割り当てる。例えば、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣが３６個の領域４８にランダムに出現するように、各位置データＡ，Ｂ，Ｃを各領域４８に割り当てる。したがって、フォトマスク４７を個々の領域４８毎に見ると、各領域４８の開口パターン４６の配置は、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣのいずれかのパターンに当てはまり、全領域４８で全ての開口パターン４６が全くランダムに配置されている訳ではない。しかしながら、フォトマスク４７の全体を見ると、複数の開口パターン４６はランダムに配置されている。
以上の手順により、フォトマスク４７を設計することができる。
【００８１】
上記のフォトマスク４７を用いて露光を行った後、専用の現像液を用いてブラックネガレジストからなる塗膜４５の現像を行い、１００℃で乾燥し、図９（Ｂ）に示すように、平面形状が円形の複数の光吸収層４０を基材３９の一面に形成する。本実施形態の場合、次工程でブラックネガレジストからなる光吸収層４０をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部４３を形成する。そのため、フォトマスク４７の開口パターン４６の位置が中空部４３の形成位置に対応する。円形の光吸収層４０は次工程の光拡散部４１の非形成領域（中空部４３）に対応する。
【００８２】
フォトマスク４７の複数の開口パターン４６は、それぞれ直径が異なる数１０μｍ程度の円形のパターンであり、隣接する開口パターン４６間の間隔（ピッチ）も数１０μｍ程度でそれぞれ異なる。ただし、開口パターン４６間のピッチは液晶パネル４の画素の間隔（ピッチ、例えば１５０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの光吸収層４０が形成されるので、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。
【００８３】
本実施形態では、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって光吸収層４０を形成したが、この構成に代えて、本実施形態の開口パターン４６と遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法や印刷法、インクジェット法等を用いて光吸収層４０を直接形成しても良い。
【００８４】
次いで、図９（Ｃ）に示すように、スピンコート法を用いて、光吸収層４０の上面に光拡散部材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布し、膜厚２５μｍの塗膜４９を形成する（図８に示すステップＳ２）。
次いで、上記の塗膜４９を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４９のプリベークを行う。これにより、透明ネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【００８５】
次いで、図９（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー法を用いて、基材３９の一面と反対側の面に、光吸収層４０の形成領域以外の領域に重なるよう複数のマスク材ＭＳを点在して配置する（図８に示すステップＳ３）。
【００８６】
本実施形態では、複数のマスク材ＭＳを、基材３９の一面と反対側の面に直接配置したが、これに限らない。例えば、基材３９の一面と反対側の面から所定距離だけ離間した位置に配置してもよい。また、複数のマスク材ＭＳを基材３９側に配置してもよいし、露光装置側（例えば露光装置の光射出面）に配置してもよい。複数のマスク材ＭＳは、基材３９の一面と反対側の面の側に配置すればよい。
【００８７】
次いで、図９（Ｅ）に示すように、複数のマスク材ＭＳを介して、基材３９側から光吸収層４０をマスクとして塗膜４９に拡散光Ｆを照射し、露光を行う（図８に示すステップＳ４）。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光装置から射出された平行光を拡散光Ｆとして基材３９に照射する手段としては、例えば露光装置から射出された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置すれば良い。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４９は、光吸収層４０間の開口部から放射状に露光され、光拡散部４１の逆テーパ状の側面４１ｃが形成される。
その後、上記の塗膜４９を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４９のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【００８８】
次いで、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４９の現像を行い、１００℃でポストベークし、図９（Ｆ）に示すように、複数の中空部４３を有する光拡散部４１を基材３９の一面に形成する（図８に示すステップＳ５）。
【００８９】
本実施形態では、図９（Ｅ）に示したように、拡散光Ｆを用いて露光を行っているので、塗膜４９を構成する透明ネガレジストが光吸収層４０の非形成領域から外側に広がるように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部４３が形成され、光拡散部４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度は拡散光Ｆの拡散の度合いで制御できる。
【００９０】
ここで用いる光Ｆとして、拡散光、もしくは平行光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光、すなわち特定の射出角度に強弱を有する光を用いることができる。平行光を用いた場合、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度が例えば６０°〜８５°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光Ｆを用いた場合には、傾斜角度が連続的に変化する、断面形状が曲線状の傾斜面となる。特定の射出角度に強弱を有する光を用いた場合には、その強弱に対応した斜面角度を有する傾斜面となる。このように、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光制御フィルム６の光拡散性を、目的とする視認性が得られるように調整することが可能となる。
【００９１】
上記の製造工程において、平面寸法が異なる光吸収層４０を形成することに伴い、平面寸法が異なる中空部４３が形成される。
【００９２】
次いで、図９（Ｇ）に示すように、エッチングにより複数のマスク材ＭＳを除去する（図８に示すステップＳ６）。
【００９３】
以上、図９（Ａ）〜（Ｇ）の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム６が完成する。
光制御フィルム６の全光線透過率は、９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られ、光制御フィルム６に求められる光学性能を十分に発揮できる。全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定によるものである。なお、本実施形態では、液体状のレジストを用いる例を挙げたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを用いても良い。
【００９４】
最後に、完成した光制御フィルム６を、基材３９を視認側に向け、光拡散部４１を第２偏光板５（図３参照）に対向させた状態で、接着剤層４２（図５参照）を介して液晶パネル４に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置１が完成する。
【００９５】
光制御フィルム６の視野角拡大効果について、図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
図１１（Ａ）に示すように、液晶パネル４から射出され、光制御フィルム６に入射した光のうち、光拡散部４１の中心付近において光入射端面４１ａに対して略垂直に入射した光Ｌ１は、光拡散部４１の側面４１ｃで全反射することなく、光拡散部４１をそのまま直進して透過する。また、光拡散部４１の周縁部において光入射端面４１ａに対して略垂直に入射した光Ｌ２は、臨界角よりも大きい入射角で光拡散部４１の側面４１ｃに入射するため、光拡散部４１の側面４１ｃで全反射する。全反射した光は、その後、光拡散部４１の光射出端面４１ｂでさらに屈折し、光射出端面４１ｂの法線方向に対して大きな角度をなす方向に射出される。一方、光拡散部４１の光入射端面４１ａに対して臨界角よりも小さい入射角で入射した光Ｌ３は、光拡散部４１の側面４１ｃを透過し、光吸収層４０で吸収される。
【００９６】
以上の作用により、図１１（Ｂ）に示すように、光制御フィルム６に対して略垂直に入射した光Ｌ１，Ｌ２は、光制御フィルム６に入射する前よりも角度分布が広がった状態で光制御フィルム６から射出される。したがって、観察者が液晶パネル４の正面方向（法線方向）から視線を傾けていっても良好な表示を視認することができる。特に本実施形態の場合、光拡散部４１の側面４１ｃ（反射面）の平面形状が円形であるため、液晶パネル４の画面の法線方向を中心とした全ての方位に角度分布が広がる。そのため、観察者は全ての方位で良好な表示を視認できる。すなわち、光制御フィルム６の使用によって液晶パネル４の視野角を拡大することができる。一方、光制御フィルム６に対して斜めに入射した光Ｌ３は、液晶パネル４を斜めに透過した光であり、所望のリタデーションと異なる光、いわゆる表示のコントラストを低下させる要因となる光である。本実施形態の光制御フィルム６は、このような光を光吸収層４０でカットすることで表示のコントラストを高めることができる。
【００９７】
上述したように、光制御フィルム６に光が入射した場合、光は光拡散部４１と中空部４３との界面での屈折率差によって全反射し、所定の拡散角度をもって観察者側に射出される。
【００９８】
さらに、本実施形態に係る光制御フィルム６の効果について図１２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。液晶パネルを透過して光制御フィルムに入射する光には、光拡散部の光入射端面に入射する光と、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中空部に入射する光とが含まれる。
【００９９】
図１２（Ａ）に示すように、中空部４３Ｘのそれぞれに光吸収層４０Ｘが配置されていると、中空部４３Ｘに入射した光が光吸収層４０Ｘに吸収される。中空部４３Ｘのそれぞれに光吸収層４０Ｘを配置することは、高いコントラストを得ようとする点では好ましい。しかしながら、視認側に射出される光量が少なくなり、輝度が低下してしまうという問題がある。
【０１００】
これに対し、本実施形態の光制御フィルム６においては、複数の中空部４３のうちの一部の中空部４３には光吸収層４０が配置されていない。そのため、図１２（Ｂ）に示すように、中空部４３のそれぞれに光が入射しても、一部の中空部４３に入射した光は光吸収層４０に吸収されずにそのまま射出される。これにより、視認側に射出される光量が少なくなることを抑えることができる。このように、本実施形態によれば、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能となる。
【０１０１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１３〜図１５を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの構成が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図１３（Ａ）は、光制御フィルム１０６の断面図であり、図１３（Ｂ）は、光制御フィルム１０６を光射出側から見た平面図である。
図１３（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０２】
本実施形態の光制御フィルム１０６においては、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の光吸収層１４０のうち一部の光吸収層１４０には、光吸収層１４０を厚み方向に貫通する貫通孔１４０ｈが設けられている。光吸収層１４０において貫通孔１４０ｈが設けられた部分には、光拡散部４１が設けられていない。
【０１０３】
これにより、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射した光のうち、貫通孔１４０ｈが設けられていない円形領域ＳＡ２ａに入射した光は、光吸収層１４０によって吸収される。一方、貫通孔１４０ｈが設けられた円形領域ＳＡ２ａに入射した光については、その一部は光吸収層１４０に吸収されるが、残りの一部は貫通孔１４０ｈを介して基材３９を透過する。基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射し、複数の光吸収層１４０によって吸収されずに基材３９を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域ＳＡ２の面内で異なる。
【０１０４】
次に、上記構成の光制御フィルム１０６の製造方法について説明する。なお、第１実施形態に係る光制御フィルム６の製造工程と共通する工程については詳細な説明を省略する。
光制御フィルム１０６の製造工程の概略を説明すると、光透過性を有する基材３９の一面に、複数の光吸収層１４０を点在して形成する工程（図１４に示すステップＳ１１）と、基材３９の一面に、複数の光吸収層１４０を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程（図１４に示すステップＳ１２）と、光吸収層１４０およびネガ型感光性樹脂層を形成した基材３９の一面と反対側の面から、光吸収層１４０の形成領域以外の領域の基材３９を通してネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程（図１４に示すステップＳ１３）と、光の照射が終わったネガ型感光性樹脂層を現像し、光拡散部４１を基材３９の一面に形成する工程（図１４に示すステップＳ１４）と、複数の光吸収層１４０のうち一部の光吸収層１４０を除去する工程（図１４に示すステップＳ１５）と、を含む。
【０１０５】
これにより、図１３（Ｂ）に示したように、複数の光吸収層１４０は、第２の領域ＳＡ２の一部に配置され、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射し、複数の光吸収層１４０によって吸収されずに基材３９を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域ＳＡ２の面内で異なることとなる。
【０１０６】
以下、光制御フィルム１０６の製造工程について具体的に説明する。
最初に、図１５（Ａ）に示すように、基材３９を準備し、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に塗膜４５を形成する。次いで、塗膜４５のプリベークを行う。これにより、ブラックネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【０１０７】
次いで、露光装置を用い、フォトマスク４７を介して塗膜４５に光ＬＲを照射し、露光を行う。このフォトマスク４７を介して塗膜４５に光ＬＲを照射し、現像することによって、図１５（Ｂ）に示すように、基材３９上に複数の光吸収層１４０が形成される（図１４に示すステップＳ１１）。
【０１０８】
次いで、図１５（Ｃ）に示すように、スピンコート法を用いて、光吸収層１４０の上面に透明ネガレジストを塗布し、塗膜４９を形成する（図１４に示すステップＳ１２）。
次いで、塗膜４９のプリベークを行う。これにより、透明ネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【０１０９】
次いで、基材３９側から光吸収層１４０をマスクとして塗膜４９に拡散光Ｆを照射し、露光を行う（図１４に示すステップＳ１３）。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４９は、光吸収層１４０間の開口部から放射状に露光され、光拡散部４１の逆テーパ状の側面４１ｃが形成される。
その後、塗膜４９のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【０１１０】
次いで、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４９の現像を行い、ポストベークし、図１５（Ｄ）に示すように、複数の中空部４３を有する光拡散部４１を基材３９の一面に形成する（図１４に示すステップＳ１４）。
【０１１１】
次いで、図１５（Ｅ）に示すように、アッシングにより複数の光吸収層１４０のうちの一部の光吸収層１４０を除去する（図１４に示すステップＳ１５）。本実施形態では、一部の光吸収層１４０に対して、光吸収層１４０の厚み方向に貫通する貫通孔１４０ｈを形成する。
【０１１２】
以上、図１５（Ａ）〜（Ｅ）の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム１０６が完成する。
【０１１３】
本実施形態の光制御フィルム１０６においては、複数の中空部４３のうちの一部の中空部４３に配置された光吸収層１４０には貫通孔１４０ｈが設けられている。そのため、中空部４３のそれぞれに光が入射しても、一部の中空部４３に入射した光は光吸収層１４０に吸収されずに貫通孔１４０ｈを介して射出される。これにより、視認側に射出される光量が少なくなることを抑えることができる。
このように、本実施形態においても、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１６（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの構成が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図１６（Ａ）は、光制御フィルム２０６の断面図であり、図１６（Ｂ）は、光制御フィルム２０６を光射出側から見た平面図である。
図１６（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１４】
本実施形態の光制御フィルム２０６においては、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の光吸収層２４０には、厚みの異なる複数の光吸収層２４０が含まれている。このような光吸収層２４０は、エッチングやアッシングにより、複数の光吸収層２４０のうちの一部の光吸収層２４０を除去することにより作製される。
【０１１５】
例えば、厚みの最も厚い光吸収層２４０における光吸収率を９９％（光透過率１％）とし、厚みの最も薄い光吸収層２４０における光吸収率を６９％（光透過率３１％）とする。光吸収率６９％の光吸収層２４０が面積比５０％で配置されている場合、バックライト２から光吸収層２４０に入射して吸収される光の量が１５％低減される。ここで、面積比５０％とは、第２の領域ＳＡ２全体の面積比を１００％としたときの値とする。
【０１１６】
これにより、基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射した光のうち、厚みの厚い光吸収層２４０が配置された円形領域ＳＡ２ａに入射した光は、光吸収層２４０によって吸収される。一方、厚みの薄い光吸収層２４０が配置された円形領域ＳＡ２ａに入射した光については、その一部は光吸収層２４０に吸収されるが、残りの一部は光吸収層２４０を抜けて基材３９を透過する。基材３９の一面側から第２の領域ＳＡ２に入射し、複数の光吸収層２４０によって吸収されずに基材３９を透過した光の単位面積当たりの光量は、第２の領域ＳＡ２の面内で異なる。
【０１１７】
なお、光吸収層２４０の厚みは第２の領域ＳＡ２の面内で場所によって異なっていてもよい。また、光吸収層には、入射する光の波長によって光吸収率が低い層が複数種類含まれていてもよい。例えば、ＲＧＢの３色のカラーフィルターが順に配列されていてもよい。
【０１１８】
本実施形態の光制御フィルム２０６においては、複数の中空部４３のうちの一部の中空部４３に配置された光吸収層２４０の厚みが薄くなっている。そのため、中空部４３のそれぞれに光が入射しても、一部の中空部４３に入射した光については、その全部が光吸収層２４０に吸収されず、一部が光吸収層２４０を抜けて射出される。これにより、視認側に射出される光量が少なくなることを抑えることができる。
このように、本実施形態においても、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１９】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１７（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの構成が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図１７（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
図１７（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２０】
本実施形態の光制御フィルム５１においては、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示したように、第１実施形態の光制御フィルム６の構成に加えて、光散乱フィルム５２（光散乱層）が、基材３９の視認側の面に粘着層５３により固定されている。光散乱フィルム５２は、例えばアクリル樹脂等のバインダー樹脂の内部に多数のアクリルビーズ等の光散乱体５４が分散されたものである。光散乱フィルム５２の厚みは、一例として２０μｍ程度である。球状の光散乱体５４の直径は、一例として０．５〜２０μｍ程度である。粘着層５３の厚みは、一例として２５μｍ程度である。光散乱フィルム５２は、等方散乱材として機能する。すなわち、光散乱フィルム５２は、光拡散部４１で射出角度が制御された光を等方的に散乱し、さらに広角に広げる機能を果たす。
【０１２１】
光散乱体５４は、アクリルビーズに限らず、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどからなる樹脂片、もしくは、ガラスビーズ等の透明物質で構成されていてもよい。また、これら透明物質以外でも、光の吸収の無い散乱体、反射体を用いることができる。あるいは、光散乱体５４を光拡散部４１内に拡散させた気泡で構成してもよい。個々の光散乱体５４は、例えば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体など、各種の形状に形成されていてもよい。光散乱体５４のサイズは、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【０１２２】
本実施形態において、光散乱フィルム５２は防眩処理層（アンチグレア層）も兼ねている。防眩処理層は、例えば基材３９にサンドブラスト処理やエンボス処理等を施すことによって形成することもできる。しかしながら、本実施形態においては、基材３９の一面に複数の光散乱体５４を含む光散乱フィルム５２を貼り合わせることにより防眩処理を施している。この構成によれば、光散乱フィルム５２が防眩処理層として機能するので、新たに防眩処理層を設ける必要がない。これにより、装置の簡素化、薄型化を図ることができる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、光散乱フィルム５２が粘着層５３の外側に配置されているが、この構成に限らない。例えば、粘着層５３自体が光散乱性を有していてもよい。この構成は、例えば粘着層５３に多数の光散乱体を分散させることで実現できる。粘着層５３としては、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ビニルアルキルエーテル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルピロリドン系、ポリアクリルアミド系、セルロース系等の粘着剤など、接着対象に応じた粘着性物質を用いることができる。特に、透明性や耐候性等に優れる粘着性物質が好ましく用いられる。粘着層５３は、使用するまでの間、セパレータ等で保護しておくことが好ましい。
【０１２４】
本実施形態の光制御フィルム５１の場合、図１７（Ａ）に示すように、光制御フィルム５１の最表面には光散乱フィルム５２が配置されている。そのため、光拡散部４１の光入射端面４１ａに入射した光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、光拡散部４１により射出角度が制御された後、光散乱フィルム５２により等方的に散乱する。その結果、光散乱フィルム５２からは様々な角度の光が射出される。
【０１２５】
一方、図１７（Ｂ）に示すように、光散乱フィルム５２は、当該光散乱フィルム５２の上面（光拡散部４１と反対側の面５２ｆ）から入射し、バインダー樹脂などの基材と光散乱体５４との界面で反射、もしくは光散乱体５４で屈折して進行方向が変更された光が前方散乱するように構成されている。なお、図１７（Ｂ）において、前方散乱する光を実線の矢印で示す。比較のため、後方散乱する光を破線の矢印で示したが、この種の光を生じないようにする。このような全反射条件は、例えば、光散乱フィルム５２に含まれる光散乱体５４の粒子の大きさを適宜変更することにより、満足させることができる。
【０１２６】
本実施形態においても、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の光制御フィルム５１の場合、光制御フィルム５１の最表面に光散乱フィルム５２が配置されているため、光の拡散角度を一定の方向に集中させないようにできる。その結果、光制御フィルム５１の光拡散特性をよりなだらかにすることができ、広い視野角で明るい表示が得られる。
【０１２７】
［光吸収層のパターンの変形例］
なお、上記実施形態では、光吸収層の平面形状が円形である例を示したが、必ずしも円形に限るものではない。また、全ての光吸収層が必ずしも同じ形状でなくてもよい。
例えば図１８に示す光制御フィルム５６は、円形の光吸収層４０の他、楕円形の光吸収層５７、多角形の光吸収層５８を備えている。さらに、光制御フィルム５６は、隣り合う光吸収層同士が繋がった形状の光吸収層５９、輪郭形状の一部が欠けた光吸収層６０を備えている。また、符号６１に示す光吸収層のように、輪郭形状に凹凸があってもよい。表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な配光分布が要求される場合、例えば画面の上方側だけ、あるいは右側だけに視野角を広げたい等の要求がある場合には、光吸収層の形状を非対称にしても良い。
【０１２８】
個々の光吸収層の形状については、上記実施形態では、図１９（Ａ）に示すように、平面形状が円形である光吸収層４０の例を示した。この光吸収層に代えて、例えば図１９（Ｂ）に示すように、平面形状が正方形である光吸収層６２を用いても良い。あるいは、図１９（Ｃ）に示すように、平面形状が正八角形である光吸収層６３を用いても良い。あるいは、図１９（Ｄ）に示すように、正方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の光吸収層６４を用いても良い。あるいは、図１９（Ｅ）に示すように、２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の光吸収層６５を用いても良い。
【０１２９】
あるいは、図１９（Ｆ）に示すように、細長い楕円形状の光吸収層６６を用いても良い。あるいは、図１９（Ｇ）に示すように、細長い長方形状の光吸収層６７を用いても良い。あるいは、図１９（Ｈ）に示すように、細長い八角形状の光吸収層６８を用いても良い。あるいは、図１９（Ｉ）に示すように、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の光吸収層６９を用いても良い。あるいは、図１９（Ｊ）に示すように、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の光吸収層７０を用いても良い。
【０１３０】
すなわち、光吸収層の平面形状は、図１９（Ｆ）〜（Ｊ）のように、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含んでいてもよい。光吸収層の平面形状は、異方性形状に加えて、図１９（Ａ）のような等方性形状を含んでいてもよい。光吸収層の平面形状は、図１９（Ｂ）〜（Ｄ）、（Ｇ）〜（Ｉ）のように、多角形を少なくとも含んでいてもよい。光吸収層の平面形状は、図１９（Ｄ）、（Ｉ）のように、曲線と直線とからなる形状を含んでいてもよい。
【０１３１】
上記実施形態の光吸収層４０の平面形状は図１９（Ａ）に示すような円形であるから、光拡散部４１の側面４１ｃ、すなわち反射面の断面形状も円形である。したがって、光拡散部４１の側面４１ｃで反射した光は３６０度、全ての方位に向けて拡散する。これに対して、例えば図１９（Ｂ）に示す正方形状の光吸収層６２であれば、正方形の各辺に垂直な方向に向けて光が拡散する。また、図１９（Ｇ）に示す長方形状の光吸収層６７であれば、長辺に垂直な方向への光の拡散が短辺に垂直な方向への光の拡散よりも強くなる。そのため、辺の長さによって垂直方向（上下方向）と水平方向（左右方向）とで光の拡散の強さが異なる光制御フィルムを実現できる。また、図１９（Ｃ）に示す八角形状の光吸収層６３であれば、特に液晶表示装置で視野角特性が重要視されている垂直方向と水平方向と斜め４５度方向とに集中して光を拡散させることができる。このように、視野角の異方性が要求される場合、光吸収層の形状を適宜変えることで異なる光拡散特性を得ることができる。
【０１３２】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図２０を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部の形状が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図２０は、本実施形態の視野角拡大フィルムを示す断面図である。
図２０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１３３】
上記第１実施形態においては、光拡散部の側面は一定の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７２は、中空部７３と光拡散部７４との界面（光拡散部７４の側面７４ｃ）の傾斜角度が連続的に変化し、光拡散部７４の断面形状が曲線状の傾斜面を有している。光制御フィルム７２は、図２０に示すように、光拡散部７４の各側面７４ｃが光射出端面７４ｂから光入射端面７４ａにかけて凸状になだらかに湾曲している。したがって、光拡散部７４の側面７４ｃの傾斜角度は場所によって異なる。本実施形態においても、複数の中空部７３のうち、少なくとも一部の中空部７３には、光拡散部７４の一部が開口の内側に向けて突出した突起部４４が形成されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１３４】
本実施形態においても、高い輝度及び高いコントラストを持つ表示を得ることが可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３５】
また、光拡散部の側面の傾斜角度が一定である場合、画面の水平方向もしくは垂直方向に沿って観察角度を変えたときに、観察角度によっては表示ムラが視認される場合がある。この表示ムラ対策として、第１実施形態では光拡散部の側面が複数種類の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７２では、光拡散部７４の側面７４ｃの傾斜角度が場所によって異なっている。そのため、側面の傾斜角度が一定である場合に比べて配向分布が広がる。これにより、観察角度に応じて輝度がなだらかに変化し、視野角特性を向上できる。
【０１３６】
［光拡散部の変形例］
上記実施形態では、図２１（Ａ）に示すように、中空部７３と光拡散部７４との界面７４ｃが中空部７３側に湾曲し、中空部７３が凹となる形状の光制御フィルム７２の例を示した。これに対して、図２１（Ｂ）に示す光制御フィルム７６は、中空部７７と光拡散部７８との界面７８ｃが光拡散部７８側に湾曲し、中空部７７が凸となる形状である。この構成によっても、配光分布を広げることができる。
【０１３７】
あるいは、図２２（Ａ）、（Ｂ）に示す光制御フィルム８１，８５のように、中空部８２，８６と光拡散部８３，８７との界面（光拡散部の側面）が、複数の異なる傾斜角度を有し、光拡散部８３，８７の断面形状が折れ線状の傾斜面を有していても良い。図２２（Ａ）に示す光制御フィルム８１は、中空部８２と光拡散部８３との界面８３ｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部８２が凹となる形状である。図２２（Ｂ）に示す光制御フィルム８５は、中空部８６と光拡散部８７との界面８７ｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部８６が凸となる形状である。これらの構成によっても、配光分布を広げることができる。
【０１３８】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図２３を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、タッチパネルを備えた点が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、タッチパネルの構成について説明する。
また、図２３において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１３９】
本実施形態の液晶表示装置９０においては、図２３に示すように、バックライト２から光制御フィルム６までの構成は第１実施形態と同一である。そして、光制御フィルム６を構成する基材３９の視認側にタッチパネル９１（情報入力装置）が配置されている。以下の説明では、光制御フィルム６を構成する基材３９のことを「光制御フィルム用基材」と称する。タッチパネル９１は、光制御フィルム用基材３９の周縁部において両面テープ等の接着材９２によって光制御フィルム用基材３９上に貼付されている。タッチパネル９１と光制御フィルム用基材３９との間には接着材９２の厚さ分の間隙が形成されている。すなわち、タッチパネル９１と光制御フィルム用基材３９との間には空気層９３が存在している。
【０１４０】
タッチパネル９１は、基材９４と位置検出用電極９５とを有している。以下の説明では、タッチパネル９１を構成する基材９４のことを「タッチパネル用基材」と称する。ガラス等からなるタッチパネル用基材９４の一面に、ＩＴＯ、ＡＴＯ（Antimony-doped Tin Oxide：アンチモンがドープされた錫酸化物）等の透明導電材料からなる位置検出用電極９５が形成されている。位置検出用電極９５は、ＩＴＯ、ＡＴＯ等のスパッタリングにより形成されたものであり、数百〜２ｋΩ／□程度の一様なシート抵抗を有している。
【０１４１】
本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル９１が用いられている。静電容量方式のタッチパネル９１では、例えばタッチパネル９１を平面視したときの位置検出用電極９５の４つの角部に微小な電圧が印加されている。位置検出用電極９５上方の任意の位置に指を触れると、指を触れた点が人体の静電容量を介して接地される。これにより、接地点と４つの角部との間の抵抗値に応じて各角部での電圧が変化する。位置検出回路がこの電圧変化を電流変化として計測し、その計測値から接地点、すなわち指が触れた位置を検出する。
なお、本実施形態に適用可能なタッチパネルは静電容量方式に限ることはなく、抵抗膜方式、超音波方式、光学方式等、任意のタッチパネルが適用可能である。
【０１４２】
本実施形態の液晶表示装置９０によれば、第１実施形態と同様の光制御フィルム６を備えているので、視野角特性に優れ、さらに情報入力機能を備えた液晶表示装置を実現することができる。例えば使用者が広視野角の画像を見ながら指やペンでタッチパネル９１に触れることによって、情報処理装置等に対話形式で情報を入力することが可能になる。
【０１４３】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図２４、図２５を用いて説明する。
本実施形態では、光制御フィルムの製造工程の一変形例を示す。
図２４は光制御フィルム６の製造装置の一例を示す概略構成図である。
図２４に示す製造装置５００は、長尺の基材３９をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に各種の処理を行うものである。また、この製造装置５００は、光吸収層４０の形成に、上述のフォトマスク４７を用いたフォトリソグラフィー法に代えて、印刷法を用いている。
【０１４４】
製造装置５００の一端に基材３９を送り出す送出ローラー５０８が設けられ、他端には基材３９を巻き取る巻取ローラー５０９が設けられており、基材３９は送出ローラー５０８側から巻取ローラー５０９側に向けて移動する構成となっている。基材３９の上方には、送出ローラー５０８側から巻取ローラー５０９側に向けて印刷装置５０１、第１乾燥装置５０２、塗布装置５０３、現像装置５０４、第２乾燥装置５０５が順次配置されている。基材３９の下方には、露光装置５０６が配置されている。
【０１４５】
印刷装置５０１は、基材３９上に光吸収層４０を印刷するためのものである。第１乾燥装置５０２は、印刷により形成した光吸収層４０を乾燥させるためのものである。塗布装置５０３は、光吸収層４０上に透明ネガレジストを塗布して塗膜４９を形成するためのものである。現像装置５０４は、露光後の透明ネガレジストを現像液によって現像するためのものである。第２乾燥装置５０５は、現像後の透明レジストからなる光拡散部４１が形成された基材３９を乾燥させるためのものである。この後さらに、光拡散部４１が形成された基材３９を第２偏光板５と貼り合わせ、光制御フィルム６と第２偏光板５とを一体化させても良い。
【０１４６】
露光装置５０６は、基材３９側から透明ネガレジストの塗膜４９の露光を行うためのものである。図２５（Ａ）、（Ｂ）は、製造装置５００のうち、露光装置５０６の部分だけを取り出して示す図である。露光装置５０６は、図２５（Ａ）に示すように、複数の光源５０７を備えており、基材３９の進行に伴って、各光源５０７からの拡散光Ｆの強度が徐々に弱くなる等、拡散光Ｆの強度が変化しても良い。あるいは、露光装置５０６は、図２５（Ｂ）に示すように、基材３９の進行に伴って、各光源５０７からの拡散光Ｆの射出角度が徐々に変化しても良い。このような露光装置５０６を用いることにより、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度を所望の角度に制御することができる。
【０１４７】
なお、上記の例では光吸収層４０や光拡散部４１の形成時に液状のレジストを塗布することとしたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを基材３９の一面に貼付するようにしても良い。
【０１４８】
最後に、完成した光制御フィルム６を、基材３９を視認側に向け、光拡散部４１を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶パネル４に貼付する。
以上の工程により、液晶表示装置が完成する。
【０１４９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、表示体として液晶表示装置の例を挙げたが、これに限ることなく、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等に本発明を適用しても良い。
【０１５０】
また、上記実施形態では、光制御フィルムを液晶パネルの第２偏光板上に接着する例を示したが、光制御フィルムと液晶パネルとは必ずしも接触していなくても良い。例えば、光制御フィルムと液晶パネルとの間に他の光学フィルムや光学部品等が挿入されていても良い。あるいは、光制御フィルムと液晶パネルとが離れた位置にあっても良い。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の場合には偏光板が不要であるため、光制御フィルムと偏光板とが接触することはない。
【０１５１】
また、上記実施形態における光制御フィルムの基材の視認側に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つを設けた構成としても良い。この構成によれば、基材の視認側に設ける層の種類に応じて、外光反射を低減する機能、塵埃や汚れの付着を防止する機能、傷を防止する機能等を付加することができ、視野角特性の経時劣化を防ぐことができる。
【０１５２】
その他、光拡散部や光吸収層の配置や形状、光制御フィルムの各部の寸法や材料、製造プロセスにおける製造条件等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１，９０…液晶表示装置（表示装置）、４…液晶パネル（表示体）、６，１０６，２０６，５１，５６，７２，７６，８１，８５…光制御フィルム（光制御部材、視野角拡大部材）、３９…基材、４０，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，１４０，２４０…光吸収層、４１，７４，７８，８３，８７…光拡散部、４１ａ，７４ａ…光入射端面、４１ｂ，７４ｂ…光射出端面、４１ｃ，７４ｃ…側面、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，７３，７７，８２，８６…中空部、５２…光散乱フィルム、９１…タッチパネル（情報入力装置）、１４０ｈ…貫通孔、ＭＳ…マスク材、ＳＡ１…第１の領域、ＳＡ２…第２の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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