(57)【要約】  液晶パネルを斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた液晶表示装置を提供する。  一対の基板と、一対の基板間に挟持された液晶層と、液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置され、液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、液晶パネルの光射出側に配置され、液晶パネルから射出された光を液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における照明装置の１／３全幅が６０°以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、
前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、
前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の遮光層と、前記基材の一面のうち前記遮光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、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、
前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上である液晶表示装置。
【請求項２】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、
前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、
前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を含み、
前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、
前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上である液晶表示装置。
【請求項３】
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が９０°以上である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光拡散部材は、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させて光の射出方向を制御する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、楕円もしくは長方形である請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記遮光層の短軸方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項７または８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記遮光層の長軸方向の長さＢ１と短軸方向の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２が１．１以上２．５以下である請求項７ないし９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記基材の法線方向から見て前記遮光層の形成領域の面積Ｓ１と前記基材の一面の面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上０．４以下である請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶パネルの表示モードがツイステッドネマチックモードである請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記液晶パネルのドメイン構造がモノドメイン構造もしくはマルチドメイン構造である請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記光拡散部材の光射出側に、入射した光を散乱させる光散乱部材が設けられている請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【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、もしくはテレビジョン、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、表示画面を正面から見たときに優れた表示特性を発揮する。一方、表示画面を斜め方向から見たときにはコントラストが低下し視認性が悪くなりやすい。あるいは、階調表示において明るさが逆転する階調反転等が起こることがある。このため、良好な視認性で画面を観察可能な視野角範囲を広げる様々な手法が提案されている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、液晶セルと、光学補償偏光板と、を備えた液晶表示装置が開示されている。光学補償偏光板は、液晶セルの光入射側もしくは光射出側のうち少なくとも一方の側に配置されている。光学補償偏光板は、偏光板と、複屈折層と、散乱異方性フィルムと、を有する。
また、下記の特許文献２には、液晶表示パネルと、光拡散シートと、を備えた液晶表示装置が開示されている。光拡散シートは、液晶表示パネルの光射出側に配置されている。光拡散シートは、低屈折率領域と、高屈折率領域と、を有する。低屈折率領域は、断面形状が二等辺三角形に近似される。高屈折率領域は、低屈折率領域の周辺に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９０５２７号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０４４５２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の光学補償偏光板を、ツイステッドネマチック（Twisted Nematic，以下、ＴＮと略記する）モードの液晶表示装置に適用すると、画面縦方向の輝度の変化が大きくなるという課題がある。その原因は、ＴＮモードの液晶表示装置は液晶分子がツイストしながら配向しており、画面を観察する角度と階調とによって液晶のリタデーションが異なるためである。また、液晶表示装置の視認側に上記の光拡散シートを配置したとしても、光を十分に拡散させることはできない。【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、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた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】
【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、本発明の一態様における液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の遮光層と、前記基材の一面のうち前記遮光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、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上である。【０００８】
（２）本発明の一態様における液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を含み、前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上である。【０００９】
（３）上記（１）または（２）に記載の液晶表示装置では、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致していてもよい。【００１０】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が９０°以上であってもよい。【００１１】
（５）上記（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記光拡散部材は、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させて光の射出方向を制御してもよい。【００１２】
（６）上記（５）に記載の液晶表示装置では、前記光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致していてもよい。【００１３】
（７）上記（１）に記載の液晶表示装置では、前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状であってもよい。【００１４】
（８）上記（７）に記載の液晶表示装置では、前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、楕円もしくは長方形であってもよい。【００１５】
（９）上記（７）または（８）に記載の液晶表示装置では、前記遮光層の短軸方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致していてもよい。【００１６】
（１０）上記（７）ないし（９）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記遮光層の長軸方向の長さＢ１と短軸方向の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２が１．１以上２．５以下であってもよい。【００１７】
（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記基材の法線方向から見て前記遮光層の形成領域の面積Ｓ１と前記基材の一面の面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上０．４以下であってもよい。【００１８】
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記液晶パネルの表示モードがツイステッドネマチックモードであってもよい。【００１９】
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記液晶パネルのドメイン構造がモノドメイン構造もしくはマルチドメイン構造であってもよい。【００２０】
（１４）上記（１）ないし（１３）のいずれか一項に記載の液晶表示装置では、前記光拡散部材の光射出側に、入射した光を散乱させる光散乱部材が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の態様によれば、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた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】
【００２２】
【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】液晶表示装置の断面図である。
【図３】液晶パネルの縦断面図である。
【図４】光拡散部材を示す斜視図である。
【図５】光拡散部材の平面図である。
【図６】遮光層の平面視の大きさを説明するための図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図８】極角と方位角の定義を説明するための図である。
【図９】液晶表示装置の正面図である。
【図１０】バックライトの極角輝度特性を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）光拡散部材の製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【図１２】第２実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１３】光散乱フィルムの特性を示す図である。
【図１４】第３実施形態の光拡散部材の平面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）第４実施形態の遮光層の平面図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）第５実施形態の液晶パネルのドメイン構造を示す図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）比較例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）実施例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図１９】比較例及び実施例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図２０】遮光層の形成領域の面積比を変化させたときの極角輝度特性を示す図である。
【図２１】遮光層の長軸の長さと短軸の長さとの比を変化させたときの極角輝度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１１（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
本実施形態では、透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
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。
【００２４】
図１は本実施形態の液晶表示装置を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。図２は液晶表示装置の断面図である。
本実施形態の液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、液晶パネル２と、バックライト８（照明装置）と、光拡散部材９と、を備えている。液晶パネル２は、第１偏光板３と、第１位相差フィルム４（位相差板）と、液晶セル５と、第２位相差フィルム６（位相差板）と、第２偏光板７と、を備えている。図１では、液晶セル５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。
【００２５】
観察者は、光拡散部材９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、光拡散部材９が配置された側を視認側と称する。バックライト８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軸は液晶表示装置の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置の厚さ方向、と定義する。
【００２６】
本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト８から射出された光を液晶パネル２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２から射出された光が光拡散部材９を透過すると、射出光の配光分布が光拡散部材９に入射する前より広がった状態となって光が光拡散部材９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。
【００２７】
以下、液晶パネル２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。ただし、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い。さらには、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。
【００２８】
図３は、液晶パネル２の縦断面図である。
図３に示すように、液晶セル５は、ＴＦＴ基板１０と、カラーフィルター基板１２と、液晶層１１と、を有している。ＴＦＴ基板１０は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板１２は、ＴＦＴ基板１０に対向して配置されている。液晶層１１は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間に挟持されている。
【００２９】
液晶層１１は、ＴＦＴ基板１０と、カラーフィルター基板１２と、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。シール部材は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。
【００３０】
本実施形態の液晶パネル２は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モードで表示を行う。
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１０とカラーフィルター基板１２との間には、スペーサー１３が配置されている。スペーサー１３は球状或いは柱状である。スペーサー１３は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間の間隔を一定に保持する。
【００３１】
本発明の液晶パネル２の表示モードは上記のＴＮモードに限らない。例えば、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）モード等を用いてもよい。これらの表示モードにおいても、配向膜のラビング方向によっては、表示画像を斜めから見たときに、階調反転が生じることがあるためである。
【００３２】
図示はしないが、ＴＦＴ基板１０には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。画素は、表示の最小単位領域である。ＴＦＴ基板１０には、複数のソースバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。ＴＦＴ基板１０には、複数のゲートバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。複数のゲートバスラインは、複数のソースバスラインと直交している。ＴＦＴ基板１０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ている。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、ＴＦＴ１９のソース電極１７に接続されている。ゲートバスラインは、ＴＦＴ１９のゲート電極１６に接続されている。
【００３３】
ＴＦＴ基板１０を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面には、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としては、例えばガラス基板を用いることができる。
【００３４】
透明基板１４上には、半導体層１５が形成されている。半導体層１５の材料としては、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）等の半導体材料が用いられる。
【００３５】
透明基板１４上には、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。  
【００３６】
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。
【００３７】
ゲート絶縁膜２０上には、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。
【００３８】
第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とには、コンタクトホール２２およびコンタクトホール２３が、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通して形成されている。ソース電極１７は、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。ドレイン電極１８は、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。
【００３９】
第１層間絶縁膜２１上には、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。
【００４０】
第２層間絶縁膜２４上には、画素電極２５が形成されている。第２層間絶縁膜２４には、コンタクトホール２６が第２層間絶縁膜２４を貫通して形成されている。画素電極２５は、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。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。
【００４１】
この構成により、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。また、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。なお、ＴＦＴ１９の形態としては、図３に示したボトムゲート型ＴＦＴであっても良いし、トップゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００４２】
一方、カラーフィルター基板１２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。
【００４３】
ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス３０は、例えば、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。
【００４４】
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。ＴＦＴ基板１０上の一つの画素電極２５に、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が対向して配置されている。なお、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
対向電極３３上の全面に配向膜３４が形成されている。この配向膜３４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。
【００４８】
図１に戻り、バックライト８は、光源３６と、導光体３７と、を備えている。光源３６は、導光体３７の端面に配置されている。光源３６としては、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。
本実施形態のバックライト８は、エッジライト型のバックライトである。
【００４９】
導光体３７は、光源３６から射出された光を液晶パネル２に導く機能を有する。導光体３７の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料が用いられる。
【００５０】
光源３６から導光体３７の端面に入射した光は、導光体３７の内部を全反射しつつ伝播し、導光体３７の上面（光射出面）から概ね均一な強度で射出される。図示はしないが、導光体３７の上面には、散乱シート及びプリズムシートが配置されている。導光体３７の上面から射出された光は、散乱シートにより散乱した後、プリズムシートによって集光され、概ね平行化されて射出される。プリズムシートとしては、例えば、住友３Ｍ社製のＢＥＦ（商品名）が用いられる。
【００５１】
本実施形態のバックライト８は、指向性バックライトを用いていない。本実施形態のバックライト８としては、光の射出方向を制御して、指向性がある程度緩やかに設定されたバックライト（以下、低指向性バックライトと称することがある）を用いる。低指向性バックライトの輝度分布については、後述する。
【００５２】
バックライト８と液晶セル５との間には、第１偏光板３が設けられている。第１偏光板３は、偏光子として機能する。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。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。
【００５３】
液晶セル５と光拡散部材９との間には、第２偏光板７が設けられている。第２偏光板７は、偏光子として機能する。第２偏光板７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いる。第２偏光板７の透過軸Ｐ２は、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７の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。
【００５４】
第１偏光板３と液晶セル５との間には、第１位相差フィルム４が設けられている。第１位相差フィルム４の遅相軸Ｋ１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いる。位相差フィルム４の遅相軸Ｋ１は、４５°−２２５°方向に設定されている。
【００５５】
第２偏光板７と液晶セル５との間には、第２位相差フィルム６が設けられている。第２位相差フィルム６の遅相軸Ｋ２は、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と直交するように配置されている。位相差フィルム６の遅相軸Ｋ２は、１３５°−３１５°方向に設定されている。
【００５６】
本実施形態の位相差フィルム（第１位相差フィルム４、第２位相差フィルム６）としては、富士フィルム社製のＷＶフィルムが用いられる。
【００５７】
次に、光拡散部材９について詳細に説明する。
図４は、光拡散部材９を視認側から見た斜視図である。
【００５８】
光拡散部材９は、図４に示すように、基材３９と、複数の遮光層４０と、光拡散部４１と、を備えている。複数の遮光層４０は、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成されている。光拡散部４１は、基材３９の一面のうち遮光層４０の形成領域以外の領域に形成されている。
【００５９】
光拡散部材９は、図２に示すように、光拡散部４１が設けられた側を第２偏光板７に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板７上に配置される。光拡散部材９は、接着剤層４３を介して第２偏光板７に固定される。
【００６０】
基材３９には、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。基材３９は、製造プロセスにおいて、後で遮光層４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となる。基材３９は、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虞があるからである。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、一例として厚さが１００μｍの透明樹脂製基材を用いる。
【００６１】
遮光層４０は、基材３９の主面の法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層４０は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。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。
【００６２】
光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ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。また、光拡散部４１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。
【００６３】
光拡散部４１は、光射出端面４１ａと、光入射端面４１ｂと、反射面４１ｃと、を有する。光射出端面４１ａは、基材３９に接する面である。光入射端面４１ｂは、光射出端面４１ａと対向する面である。反射面４１ｃは、光拡散部４１のテーパ状の側面である。反射面４１ｃは、光入射端面４１ｂから入射した光を反射する面である。光入射端面４１ｂの面積は、光射出端面４１ａの面積よりも大きい。
【００６４】
光拡散部４１は、光拡散部材９において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部４１に入射した光は、光拡散部４１の反射面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、射出される。
【００６５】
光拡散部材９は、基材３９が視認側に向くように配置される。そのため、光拡散部４１の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面４１ａとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面４１ｂとなる。
【００６６】
光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度（光入射端面４１ｂと反射面４１ｃとのなす角度）は、７５°以上８５°以下が好ましい。本実施形態では、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度が８５°である。ただし、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は、光拡散部材９から射出する際に、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。本実施形態において、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は一定になっている。
【００６７】
光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは、遮光層４０の層厚よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層４０の層厚は一例として１５０ｎｍ程度である。光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは一例として２０μｍ程度である。光拡散部４１の反射面４１ｃと遮光層４０とにより囲まれた部分は、中空部４２となっている。中空部４２には空気が存在している。
【００６８】
なお、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、以下による。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る場合を考える。この場合、光入射端面４１ｂから入射した光が光拡散部４１から射出する際に、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ることがある。この場合、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虞があるからである。
【００６９】
本実施形態の場合、中空部４２（光拡散部４１の外部）には空気が介在している。そのため、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の反射面４１ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部４２を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部４１の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。したがって、Snellの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部４１の反射面４１ｃで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。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。
【００７０】
図５は、光拡散部材９の模式図である。図５において、左側上段は光拡散部材９の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００７１】
本実施形態の光拡散部材９は、図５の左側上段に示すように、複数の遮光層４０が、基材３９の一面に点在して設けられている。基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状は細長い楕円形である。遮光層４０は、長軸と短軸とを有している。ここで、長軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの長い軸とする。短軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの短い軸とする。本実施形態の光拡散部材９では、それぞれの遮光層４０において長軸の長さに対する短軸の長さの比が概ね等しい。
【００７２】
基材３９の法線方向から見て、遮光層４０の形成領域の面積をＳ１とする。基材３９の一面の面積をＳ２とする。遮光層４０の形成領域の面積Ｓ１と基材３９の一面の面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上０．４以下である。ここで、遮光層４０の形成領域の面積は、基材３９の一面に点在して設けられた複数の遮光層４０の形成領域をすべて足し合わせた領域の面積である。以下の説明においては、遮光層４０の形成領域の面積Ｓ１と基材３９の一面の面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を単に遮光層４０の形成領域の面積比と称することがある。本実施形態では、遮光層４０の形成領域の面積比Ｓ１／Ｓ２が０．３である。
【００７３】
図５の左側下段、右側上段に示すように、遮光層４０の下方に相当する部分が楕円錐台状の中空部４２となる。光拡散部材９は複数の中空部４２を有している。複数の中空部４２以外の部分には、光拡散部４１が連なって設けられている。
【００７４】
本実施形態の光拡散部材９では、それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の長軸方向（以下、遮光層の長軸方向と称することがある）が概ねＸ方向に揃っている。それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の短軸方向（以下、遮光層の短軸方向と称することがある）が概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部４１の反射面４１ｃの向きを考えると、光拡散部４１の反射面４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。したがって、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向は、遮光層４０の短軸方向であるＹ方向となる。
【００７５】
なお、遮光層４０の平面形状は、円形、多角形、半円等の形状が含まれていても良い。また、遮光層４０の一部が重なって形成されていても良い。
【００７６】
図６は、遮光層４０の平面視の大きさを説明するための図である。
図６は、複数の遮光層４０のうちの一つの遮光層４０を示す平面図である。
【００７７】
図６に示すように、遮光層４０の長軸方向の長さをＢ１とする。遮光層４０の短軸方向の長さをＢ２とする。遮光層４０の長軸方向の長さＢ１と短軸方向の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２が１．１以上２．５以下であることが好ましい。
【００７８】
本実施形態では、遮光層４０の長軸方向の長さＢ１が２０μｍである。遮光層４０の短軸方向の長さＢ２が１０μｍである。遮光層４０の長軸方向の長さＢ１と短軸方向の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２が２である。
【００７９】
図１に戻り、ＴＦＴ基板１０の配向膜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１２の配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２で示す。
【００８０】
配向膜２７には、配向制御方向Ｈ１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。一方、配向膜３４には、配向制御方向Ｈ２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。
【００８１】
図７（Ａ）、（Ｂ）は、液晶パネル２の動作を説明するための図である。
図７（Ａ）は、液晶パネル２（図３に示す画素電極２５と対向電極３３との間）に電圧が印加されていないとき（電圧無印加時）の状態を示す図である。図７（Ｂ）は、液晶パネル２に一定の電圧を印加したとき（電圧印加時）の状態を示す図である。なお、図７（Ａ）、（Ｂ）では、便宜上、第１位相差フィルム４、第２位相差フィルム６の図示を省略する。符号Ｍは、液晶層１１を構成する液晶分子である。
【００８２】
電圧無印加時には、図７（Ａ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、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の偏光面が、液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転する。これにより、第１偏光板３を透過した直線偏光が、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
【００８３】
電圧印加時には、図７（Ｂ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、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。そのため、第１偏光板３を透過した直線偏光は、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。
【００８４】
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。
【００８５】
ところが、以下に説明するように、表示画像のコントラスト比は見る角度により異なる。
【００８６】
図８は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図８に示すように、液晶表示装置１の画面の法線方向Ｅを基準とした観察者の視線方向Ｆのなす角度を極角θとする。ｘ軸の正方向（０°方向）を基準とした観察者の視線方向Ｆを画面上に射影したときの線分Ｇの方向のなす角度を方位角φとする。
【００８７】
図９は、液晶表示装置１の正面図である。
図９に示すように、液晶表示装置１の画面において、水平方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向とする。方位角φ：０°−１８０°方向は、端的にいうと左右方向である。具体的には、方位角φ：０°−１８０°方向は、地面に対して水平な軸に沿った方向である。垂直方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向とする。方位角φ：９０°−２７０°方向は、端的にいうと上下方向である。具体的には、方位角φ：９０°−２７０°方向は、地面に対して垂直な軸に沿った方向である。
【００８８】
図９に示す方位角方向を定義したとき、特許文献１の液晶表示装置では、液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の方位角φ：２７０°方向の透過率変化が大きい。そのため、表示画像を方位角φ：２７０°方向の側から観察すると、表示画像の視認性が悪くなるという課題があった。
【００８９】
そこで、本実施形態では、表示画像を方位角φ：２７０°方向の側から観察しても、表示画像の視認性が良い状態を維持できるよう、以下の構成を採用している。
【００９０】
図１０は、本実施形態の液晶表示装置１におけるバックライト８の極角輝度特性を示す図である。図１０は、方位角φ：０°−１８０°方向と方位角φ：９０°−２７０°方向とにおける輝度分布を極座標で表した図である。図１０において、横軸は極角θ[°]である。縦軸は正面方向における表示輝度を１として表した規格化輝度である。
【００９１】
前述したように、本実施形態のバックライト８は、光の射出方向を制御して、指向性がある程度緩やかに設定された低指向性バックライトである。
【００９２】
図１０に示すように、方位角φ：０°−１８０°方向においては、輝度が高い角度範囲が相対的に広い。これに対して、方位角φ：９０°−２７０°方向においては、輝度が高い角度範囲が相対的に狭い。すなわち、方位角φ：０°−１８０°方向においては、バックライト８の輝度変化が最も小さい。一方、方位角φ：９０°−２７０°方向においては、極角方向のバックライト８の輝度変化が最も大きい。
【００９３】
ここで、バックライト８の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅とする。図１０において、符号ＦＷ１は方位角φ：０°−１８０°方向におけるバックライト８の１／３全幅である。符号ＦＷ２は方位角φ：９０°−２７０°方向におけるバックライト８の１／３全幅である。
【００９４】
本実施形態では、バックライト８の極角輝度特性においてバックライト８の方位角φ：０°−１８０°方向における１／３全幅ＦＷ１が６０°以上である。具体的には、方位角φ：０°−１８０°方向におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ１が１００°である。一方、方位角φ：９０°−２７０°方向におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ２が７０°である。
【００９５】
ここで、「バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向」を、方位角ごとの極角・輝度カーブを測定・図示した際にカーブの傾きが大きい方向とする。
「バックライト８の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向」を、方位角ごとの極角・輝度カーブを測定・図示した際にカーブの傾きが小さい方向とする。
「液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向」を、ＴＮ方式においては「明視方向」とする。また、ＶＡ方式の１分割配向及び２分割配向においては「ダイレクタの倒れる方向と垂直な方向」とする。なお、ダイレクタとは、配向主軸の方向（ネマチック液晶において分子長軸の平均的に揃う方向）である。
【００９６】
本実施形態では、「バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向」は、方位角φ：９０°−２７０°方向である。
「バックライト８の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向」は、方位角φ：０°−１８０°方向である。
「液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向」は、方位角φ：９０°−２７０°方向である。
【００９７】
なお、本実施形態では、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向、すなわち、方位角φ：０°−１８０°方向におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ１が１００°であるが、これに限らない。方位角φ：０°−１８０°方向におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ１が６０°以上であればよい。好ましくは、方位角φ：０°−１８０°方向におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ１が９０°以上であるのがよい。
【００９８】
本実施形態では、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、を概ね一致させている。
【００９９】
なお、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向とは、完全に一致する必要はなく、概ね一致していればよい。一般に液晶表示装置の組立て工程において、液晶パネルとバックライトとの位置合わせの回転方向のずれは５°程度以内と考えられる。したがって、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向とが５°程度ずれている場合も、本発明の技術範囲に含まれる。
【０１００】
図１及び図２に示したように、液晶パネル２の光射出側に光拡散部材９を配置している。本実施形態では、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向（図５に示す、遮光層４０の短軸方向であるＹ方向）と、光拡散部材９の液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、を概ね一致させている。
【０１０１】
なお、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向と、光拡散部材９の液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向とは、完全に一致する必要はなく、概ね一致していればよい。一般に液晶表示装置の組立て工程において、液晶パネルと光拡散部材との位置合わせの回転方向のずれは５°程度以内と考えられる。したがって、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向と、光拡散部材９の液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向とが５°程度ずれている場合も、本発明の技術範囲に含まれる。
【０１０２】
すなわち本実施形態では、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向と、を概ね一致させている。
【０１０３】
（液晶表示装置の製造方法）
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、光拡散部材９の製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【０１０４】
上記構成の液晶表示装置１を構成する光拡散部材９の製造工程を中心に、その製造方法について説明する。
液晶パネル２の製造工程の概略を先に説明する。最初に、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板１０のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１２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。そして、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２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。そして、このようにしてできた液晶セル５の両面に、光学接着剤等を用いて第１位相差フィルム４、第１偏光板３、第２位相差フィルム６、第２偏光板７をそれぞれ貼り合わせる。以上の工程を経て、液晶パネル２が完成する。
なお、ＴＦＴ基板１０やカラーフィルター基板１２の製造方法は常法によれば良く、その説明を省略する。
【０１０５】
最初に、図１１（Ａ）に示すように、厚さが１００μｍのトリアセチルセルロースの基材３９を準備する。次いで、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に遮光部材料としてカーボンが含有されたブラックネガレジストを塗布する。これにより、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。
【０１０６】
次いで、露光装置を用い、平面形状が例えば楕円形状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Ｌ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。
【０１０７】
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１１（Ｂ）に示すように、平面形状が例えば楕円形の複数の遮光層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遮光層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４２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４２の形成位置に対応する。
【０１０８】
楕円形の遮光層４０は次工程の光拡散部４１の非形成領域（中空部４２）に対応する。複数の開口パターン４６は全て楕円形のパターンである。開口パターン４６の長径と短径は様々の大きさから構成されている。隣接する開口パターン４６間の間隔（ピッチ）の配置は、規則的でもなく、周期的でもない。開口パターン４６の間隔（ピッチ）は液晶パネル２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つの遮光層４０が形成される。そのため、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。
【０１０９】
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遮光層４０を形成したが、これに限らない。この他に、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、蒸着法や印刷法等を用いて遮光層４０を直接形成しても良い。
【０１１０】
次いで、図１１（Ｃ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層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する。これにより、膜厚２０μｍの塗膜４８を形成する。
次いで、上記の塗膜４８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４８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。
【０１１１】
次いで、基材３９側から遮光層４０をマスクとして塗膜４８に光Ｆ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５００ｍＪ／ｃｍ２とする。  
その後、上記の塗膜４８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４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【０１１２】
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４８の現像を行い、１００℃でポストベークし、図１１（Ｄ）に示すように、複数の中空部４２を有する透明樹脂層４１を基材３９の一面に形成する。本実施形態では、図１１（Ｃ）に示したように、拡散光を用いて露光を行っているので、塗膜４８を構成する透明ネガレジストが遮光層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４２が形成される。光拡散部４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は拡散光の拡散の度合いで制御できる。
【０１１３】
ここで用いる光Ｆとして、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の出射角度における強度が他の出射角度における強度と異なる光、すなわち特定の出射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の反射面４１ｃの傾斜角度が例えば６０°〜９０°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光を用いた場合には、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。特定の出射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の反射面４１ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光拡散部材９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。
なお、露光装置から出射された平行光を光Ｆとして基材３９に照射する手段の一つとして、例えば露光装置から出射された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置し、拡散板を介して光を照射する。
【０１１４】
以上、図１１（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経て、本実施形態の光拡散部材９が完成する。光拡散部材９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、光拡散部材９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。
【０１１５】
最後に、完成した光拡散部材９を、図２に示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部４１を第２偏光板７に対向させた状態で、接着剤層４３を介して液晶パネル２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。
【０１１６】
本実施形態に係る液晶表示装置１においては、前述したように低指向性バックライトを用いている。この場合、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向（方位角φ：０°−１８０°方向）におけるバックライト８の１／３全幅ＦＷ１が１００°であるため、光拡散部材９に対してある程度広がった光が入射する。そのため、光拡散部材９からは、指向性の高いバックライトを用いる場合に比べて、角度分布が広がった状態の光が射出される。これにより、見え難いところから射出される光と見え易いところから射出される光とを混在させ、輝度変化の度合いを平均化できる。したがって、観察者が液晶表示装置１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。
【０１１７】
さらに、本実施形態においては、バックライト８の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、が概ね一致している。これにより、バックライト８から射出される光のうち相対的に指向性が高い光を強く拡散させることができる。その結果、方位角φ：９０°−２７０°方向における液晶パネル２の輝度視野角の狭さが改善される。したがって、輝度視野角特性に優れた液晶表示装置１を提供することができる。
【０１１８】
さらに、光拡散部材９の拡散性が最も強い方位角方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、が概ね一致している。そのため、液晶表示装置１から方位角φ：９０°−２７０°方向に射出される光が、他の方位角方向に射出される光に比べて、広角に拡散する。これにより、方位角φ：９０°−２７０°方向と他の方位角方向との間で、輝度変化の度合いを平均化できる。そのため、白表示時のコントラスト視野角特性において、輝度ピークが特定の方位角方向にずれることが抑制される。つまり、輝度分布の対称性を高めることができる。したがって、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた液晶表示装置１を提供することができる。
【０１１９】
一般に、ストライプや格子等のような規則性のあるパターン同士を重ね合わせた場合、各パターンの周期が僅かにずれると、干渉縞模様（モアレ）が視認されることが知られている。例えば複数の光拡散部がマトリクス状に配列された光拡散部材と複数の画素がマトリクス状に配列された液晶パネルとを重ね合わせたとすると、光拡散部材の光拡散部による周期パターンと液晶パネルの画素による周期パターンとの間でモアレが発生し、表示品位を低下させる虞がある。
【０１２０】
これに対し、本実施形態の液晶表示装置１においては、複数の遮光層４０が平面的にランダムに配置されている。光拡散部４１が遮光層４０の形成領域以外の領域に形成されている。そのため、液晶パネル２の画素の規則的配列との間で干渉によるモアレが生じることがなく、表示品位を維持することができる。
【０１２１】
本実施形態では、複数の遮光層４０の配置をランダムとしたが、必ずしも複数の遮光層４０の配置がランダムである必要はない。複数の遮光層４０の配置が非周期的であれば、モアレの発生を抑えることができる。さらに、状況や用途に応じて多少のモアレの発生が許容される場合には、複数の遮光層４０が周期的に配置されていても良い。
【０１２２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１２及び図１３を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置１０１の基本構成は第１実施形態と同一であり、光散乱フィルム１０２を備えた点が第１実施形態と異なる。
図１２は、本実施形態の液晶表示装置１０１の断面図である。
図１２において、第１実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
本実施形態の液晶表示装置１０１は、図１２に示すように、光拡散部材９の光射出側に、さらに光散乱フィルム１０２（光散乱部材）を備えている。
【０１２４】
光散乱フィルム１０２は、バインダー樹脂１０３の内部に複数の光散乱体１０４が分散されたものである。バインダー樹脂１０３としては、例えばアクリル樹脂等が用いられる。光散乱体１０４としては、例えばアクリルビーズ等が用いられる。光散乱フィルム１０２は、接着剤層１０５により、基材３９の視認側の面に固定されている。
【０１２５】
図１３は、光散乱フィルム１０２の特性を示す図である。この特性は、大塚電子社製のＬＣＤ評価装置（製品名；ＬＣＤ−５２００）を用いて、光散乱フィルム１０２の一面（基材３９の側の面）に対して垂直に投光したときの特性である。図１３において、横軸は極角θ[°]である。縦軸は、光散乱フィルム１０２の一面に波長５５０ｎｍの光を垂直に投光したときに光散乱フィルム１０２を透過した光の強度（透過強度）である。
図１３に示すように、光散乱フィルム１０２の透過強度の特性は、方位角方向に対して等方的である。
【０１２６】
なお、光散乱フィルム１０２は、光拡散部材９と同様、光を異方的に散乱させるものであってもよいし、光を等方的に散乱させるものであってもよい。この種の光散乱フィルム１０２の使用により、光拡散部材９で拡散しきれなかった光を十分に拡散させることができる。
【０１２７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１４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、光拡散部材３０９に複数の光拡散部３４１が配置されている点が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光拡散部材３０９について説明する。
【０１２８】
図１４は、光拡散部材３０９の模式図である。図１４において、左側上段は光拡散部材３０９の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【０１２９】
本実施形態の光拡散部材３０９は、図１４の左側上段に示すように、複数の光拡散部３４１が、基材３３９の一面に点在して設けられている。基材３３９の法線方向から見た光拡散部３４１の平面形状は細長い楕円形である。光拡散部３４１は、長軸と短軸とを有している。
【０１３０】
図１４の左側下段、右側上段に示すように、遮光層３４０の下方に相当する部分が中空部３４２となる。この中空部３４２に空気が存在している。光拡散部材３０９は空気が存在する連続した中空部３４２を有している。中空部３４２以外の部分には、光拡散部３４１が点在して設けられている。
【０１３１】
複数の光拡散部３４１の長軸方向は概ねＸ方向に揃っている。複数の光拡散部３４１の短軸方向は概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部３４１の反射面３４１ｃの向きを考えると、光拡散部３４１の反射面３４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面３４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面３４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面３４１ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った反射面３４１ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。したがって、光拡散部材３０９の拡散性が最も強い方位角方向は、光拡散部３４１の短軸方向であるＹ方向となる。
【０１３２】
本実施形態においては、液晶パネル２の光射出側に光拡散部材３０９を配置し、さらに、光拡散部材３０９の液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光拡散部材３０９の拡散性が最も強い方位角方向（光拡散部３４１の短軸方向であるＹ方向）と、を概ね一致させる。
【０１３３】
係る光拡散部材３０９を使用した場合であっても、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた表示画像を実現することができる。
【０１３４】
なお、光拡散部３４１の平面形状は、円形、多角形、半円等の形状が含まれていても良い。また、光拡散部３４１の開口部同士が重なって形成されていても良い。
【０１３５】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１５（Ａ）〜（Ｃ）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、光拡散部材における遮光層の形状が第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、遮光層について説明する。
【０１３６】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の遮光層の平面図である。
図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本実施形態の遮光層の形状は長軸と短軸とを有する異方性形状である。  
【０１３７】
具体的には、図１５（Ａ）に示す遮光層４４０Ａの形状は、長方形である。図１５（Ｂ）に示す遮光層４４０Ｂの形状は、長方形の角が丸みを帯びた形状である。図１５（Ｃ）に示す遮光層４４０Ｃの形状は、長方形の角の丸みを大きくした形状（小判形）である。
【０１３８】
本実施形態においては、遮光層４４０Ａ〜４４０Ｃの短軸方向と、液晶パネル２に一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、を概ね一致させる。
【０１３９】
本実施形態の遮光層４４０Ａ〜４４０Ｃを用いても、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた表示を得ることができる。
【０１４０】
なお、遮光層の形状は、本実施形態の形状に限らない。遮光層の形状は、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状であればよい。遮光層の形状が楕円や長方形以外の形状である場合、長軸及び短軸は以下のように定義される。長軸は、基材の法線方向から見た遮光層の平面形状において方位ごとの長さを測定したときに最も長さの長い軸とする。短軸は、基材の法線方向から見た遮光層の平面形状において方位ごとの長さを測定したときに最も長さの短い軸とする。
【０１４１】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５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、液晶パネルのドメイン構造が第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、液晶パネルのドメイン構造について説明する。
【０１４２】
図１６（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の液晶パネルのドメイン構造を示す図である。具体的には、図１６（Ａ）に示すドメイン構造はモノドメイン構造である。図１６（Ｂ）に示すドメイン構造は、マルチドメイン構造である。
【０１４３】
ここで、モノドメイン構造とは、液晶層内に液晶の配向状態の揃った一つのドメインが形成された構造である。マルチドメイン構造とは、液晶層内に液晶の配向状態の異なる複数のドメインが形成された構造である。マルチドメイン構造は、配向膜に、液晶を異なる方向にプレチルトさせる複数の領域を設けることで形成される。「プレチルト」とは、液晶の配向方向（液晶の分子長軸方向）が配向膜の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）から若干水平な方向（ＸＹ平面と平行な方向）に傾いた状態をいう。液晶にプレチルト角を付与する方法としては、配向膜にラビング処理を行う方法や、配向膜に光配向処理を行う方法などがある。配向膜を斜方蒸着で形成しても、液晶にプレチルト角を付与することができる。
【０１４４】
液晶パネルのドメイン構造がモノドメイン構造もしくはマルチドメイン構造であっても、表示画面を斜め方向から見たときの階調反転を抑制し、視野角特性に優れた表示を得ることができる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
また、上記実施形態における光拡散部材の基材の視認側に、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。
【０１４７】
また、上記実施形態では、光拡散部もしくは空間部分の形状を楕円錐台状としたが、その他の形状であってもよい。また、光拡散部の反射面の傾斜角度は光軸を中心として必ずしも対称でなくても良い。上記実施形態のように光拡散部の形状を楕円錐台状とした場合には、光拡散部の反射面の傾斜角度が光軸を中心として線対称となるため、光軸を中心として線対称的な角度分布が得られる。これに対し、表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な角度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、光拡散部の反射面の傾斜角度を非対称にしても良い。
【０１４８】
その他、液晶表示装置の各構成部材の材料、数、配置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。例えば上記実施形態では、液晶パネルの外側に偏光板や位相差板を配置する例を示したが、この構成に代えて、液晶パネルを構成する一対の基板の内側に偏光層や位相差層を形成しても良い。
【実施例】
【０１４９】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０１５０】
本願発明者は、本発明の液晶表示装置の効果を検証するために、本発明の液晶表示装置と比較例の液晶表示装置とで階調輝度特性を比較した。以下、これらの比較結果について説明する。【０１５１】
液晶パネルは、ＴＮモードの液晶パネルを用いた。位相差フィルムは、富士フィルム社製のＷＶフィルムを用いた。  【０１５２】
「比較例１」
液晶表示装置は、光拡散部材を備えていない。バックライトは、低指向性バックライトである。比較例１の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１から光拡散部材９を除いたものが相当する。【０１５３】
「実施例１」
液晶表示装置は、光を異方的に拡散させる光拡散部材を有するものを用いた。光拡散部材における遮光層の平面視形状は楕円形である。バックライトは低指向性バックライトである。実施例１の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１に相当する。
光拡散部材のパラメータは、以下に示す通りである。遮光層の長軸の長さは２０μｍである。遮光層の短軸の長さは１０μｍである。光拡散部の屈折率は１．５である。空気層の屈折率は１．０である。光拡散部の反射面の傾斜角度は８５°である。光拡散部の高さは２０μｍである。遮光層の形成領域の面積比は０．３である。【０１５４】
比較例及び実施例について、シミュレーションを行い、極角輝度特性を確認した。シミュレーションソフトとして、Light Toolsを使用した。その結果を図１７〜図１９に示す。【０１５５】
図１７は、比較例１の液晶表示装置を用いたときの等輝度曲線である。図１８は、実施例１の液晶表示装置を用いたときの等輝度曲線である。図１９は、図１７及び図１８の等輝度曲線に対して、方位角：９０°−２７０°方向（画面縦方向）における輝度分布を極座標で表した図である。図１９において、横軸は極角[°]であり、縦軸は規格化輝度である。規格化輝度は、入力階調が最高階調（２５５階調）のときの正面方向における表示輝度を１として表した値である。【０１５６】
図１７及び図１８に示すように、「比較例１」、「実施例１」の結果から、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）においては階調反転や階調つぶれが確認されなかった。【０１５７】
しかしながら、図１７及び図１９に示すように、「比較例１」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）において階調つぶれが確認された。例えば、「比較例１」では、図１９に示すように、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が急峻に変化している。特に、極角θ：−４５°付近で階調つぶれが確認された。【０１５８】
これに対し、図１８及び図１９に示すように、「実施例１」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）においても階調反転や階調つぶれが確認されなかった。例えば、「実施例１」では、図１９に示すように、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が緩やかに変化している。【０１５９】
「比較例１」、「実施例１」の結果から、光を異方的に拡散させる光拡散部材を配置し、液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向と、を概ね一致させることにより、階調反転や階調つぶれの発生を抑制できることが分かった。【０１６０】
また、本願発明者は、本発明の液晶表示装置を構成する遮光層の形成領域の面積比Ｓ１／Ｓ２の好ましい数値範囲を検証するために、シミュレーションを行い、極角輝度特性を確認した。シミュレーションソフトとして、Light Toolsを使用した。その結果を図２０に示す。【０１６１】
図２０は、遮光層の形成領域の面積比を変化させたときの方位角：９０°−２７０°方向（画面縦方向）における極角輝度特性を示す図である。図２０において、横軸は極角[°]であり、縦軸は輝度[ｃｄ／ｍ２]である。なお、横軸において、−方向が方位角：９０°方向であり、＋方向が方位角：２７０°方向である。【０１６２】
液晶パネルは、ＴＮモードの液晶パネルを用いた。バックライトは、低指向性バックライトを用いた。【０１６３】
「光拡散部材なし」の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１から光拡散部材９を除いたものが相当する。【０１６４】
「光拡散部材あり」の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１に相当する。
光拡散部材のパラメータは、以下に示す通りである。遮光層の長軸の長さは１１μｍである。遮光層の短軸の長さは１０μｍである。光拡散部の屈折率は１．５である。空気層の屈折率は１．０である。光拡散部の反射面の傾斜角度は８５°である。光拡散部の高さは２０μｍである。遮光層の形成領域の面積比は、「Ｓ１／Ｓ２＝０．１」、「Ｓ１／Ｓ２＝０．２」、「Ｓ１／Ｓ２＝０．３」、「Ｓ１／Ｓ２＝０．４」の４種類とした。【０１６５】
図２０に示すように、「光拡散部材なし」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）において階調つぶれが確認された。例えば、「光拡散部材なし」では、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が急峻に変化している。特に、極角θ：−４５°付近で階調つぶれが確認された。【０１６６】
これに対し、「光拡散部材あり」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）においても階調反転や階調つぶれが確認されなかった。例えば、「Ｓ１／Ｓ２＝０．１」では、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が緩やかに変化している。また、「Ｓ１／Ｓ」が大きいほど、極角θ：−４５°付近の輝度が大きくなっている。「Ｓ１／Ｓ２＝０．４」では、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度変化がほぼ無くなっている。仮に、「Ｓ１／Ｓ２＞０．４」の場合は、極角θ：−４５°付近に輝度のピークが現れてしまうと考えられる。【０１６７】
以上の結果から、階調反転や階調つぶれの発生を抑制するためには、遮光層の形成領域の面積比Ｓ１／Ｓ２を、０．１以上０．４以下にすることが好ましいことが分かった。【０１６８】
また、本願発明者は、本発明の液晶表示装置を構成する遮光層の長軸の長さＢ１と短軸の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２の好ましい数値範囲を検証するために、シミュレーションを行い、極角輝度特性を確認した。シミュレーションソフトとして、Light Toolsを使用した。その結果を図２１に示す。【０１６９】
図２１は、遮光層の長軸の長さと短軸の長さとの比を変化させたときの方位角：９０°−２７０°方向（画面縦方向）における極角輝度特性を示す図である。図２１において、横軸は極角[°]であり、縦軸は輝度[ｃｄ／ｍ２]である。なお、横軸において、−方向が方位角：９０°方向であり、＋方向が方位角：２７０°方向である。【０１７０】
液晶パネルは、ＴＮモードの液晶パネルを用いた。バックライトは、低指向性バックライトを用いた。【０１７１】
「光拡散部材なし」の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１から光拡散部材９を除いたものが相当する。【０１７２】
「光拡散部材あり」の液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置１に相当する。
光拡散部材のパラメータは、以下に示す通りである。光拡散部の屈折率は１．５である。空気層の屈折率は１．０である。光拡散部の反射面の傾斜角度は８５°である。光拡散部の高さは２０μｍである。遮光層の形成領域の面積比は０．３である。遮光層の長軸の長さＢ１と短軸の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２は、「Ｂ１／Ｂ２＝１．１」、「Ｂ１／Ｂ２＝１．５」、「Ｂ１／Ｂ２＝２．０」、「Ｂ１／Ｂ２＝２．５」の４種類とした。なお、遮光層の短軸の長さＢ２は１０μｍに固定した。遮光層の長軸の長さＢ１は、１１μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍのそれぞれに設定した。【０１７３】
図２１に示すように、「光拡散部材なし」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）において階調つぶれが確認された。例えば、「光拡散部材なし」では、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が急峻に変化している。特に、極角θ：−４５°付近で階調つぶれが確認された。【０１７４】
これに対し、「光拡散部材あり」では、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）においても階調反転や階調つぶれが確認されなかった。例えば、「Ｂ１／Ｂ２＝１．１」では、極角θ：−３０°〜−６０°の輝度が緩やかに変化している。また、「Ｂ１／Ｂ２＝１．１」が大きいほど、極角θ：−４５°付近の輝度が大きくなっている。ただし、「Ｂ１／Ｂ２＝２．０」と「Ｂ１／Ｂ２＝２．５」とでは、極角θ：−４５°付近の輝度がほとんど変わらない。仮に、遮光層の長軸の長さＢ１と短軸の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２を必要以上に大きくすると、液晶を通った光が遮光層に直接入射する量が増す傾向があり、効率の低下を招くおそれがある。【０１７５】
以上の結果から、階調反転や階調つぶれの発生を抑制するためには、遮光層の長軸の長さＢ１と短軸の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２を、１．１以上２．５以下にすることが好ましいことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明は、各種ディスプレイ、携帯用電子機器等の表示部等に用いる液晶表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１７７】
１，１０１…液晶表示装置、２…液晶パネル、３…第１偏光板、４…第１位相差フィルム（位相差板）、６…第２位相差フィルム（位相差板）、７…第２偏光板、８…バックライト（照明装置）、９，３０９…光拡散部材、１１…液晶層、３９，３３９…基材、４０，３４０，４４０Ａ，４４０Ｂ，４４０Ｃ…遮光層、４１，３４１…光拡散部、４１ａ…光射出端面、４１ｂ…光入射端面、４１ｃ，３４１ｃ…反射面、１０２…光散乱フィルム（光散乱部材）、θ…極角、φ…方位角
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月29日(2016.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、
前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、
前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の遮光層と、前記基材の一面のうち前記遮光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、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、
前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上であり、
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅は、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅よりも小さく、
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している、液晶表示装置。
【請求項２】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側および光射出側に配置された一対の偏光板と、を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの光入射側に配置され、前記液晶パネルに向けて光を照射する照明装置と、
前記液晶パネルの光射出側に配置され、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において拡散させる光拡散部材と、を含み、
前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を含み、
前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、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遮光層の層厚よりも大きくなっており、
前記照明装置の極角輝度特性において輝度が最大輝度の１／３まで減衰するときの極角の全幅を１／３全幅としたとき、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が６０°以上であり、
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅は、前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅よりも小さく、
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も大きい方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している、液晶表示装置。
【請求項３】
前記照明装置の極角方向の輝度変化が最も小さい方位角方向における前記照明装置の１／３全幅が９０°以上である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光拡散部材は、前記液晶パネルから射出された光を前記液晶パネルの法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させて光の射出方向を制御する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、楕円もしくは長方形である請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記遮光層の短軸方向と、前記液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の透過率変化が最も大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項６または７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記遮光層の長軸方向の長さＢ１と短軸方向の長さＢ２との比Ｂ１／Ｂ２が１．１以上２．５以下である請求項６ないし８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記基材の法線方向から見て前記遮光層の形成領域の面積Ｓ１と前記基材の一面の面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．１以上０．４以下である請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶パネルの表示モードがツイステッドネマチックモードである請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶パネルのドメイン構造がモノドメイン構造もしくはマルチドメイン構造である請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記光拡散部材の光射出側に、入射した光を散乱させる光散乱部材が設けられている請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【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】液晶表示装置の断面図である。
【図３】液晶パネルの縦断面図である。
【図４】光拡散部材を示す斜視図である。
【図５】光拡散部材の平面図である。
【図６】遮光層の平面視の大きさを説明するための図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図８】極角と方位角の定義を説明するための図である。
【図９】液晶表示装置の正面図である。
【図１０】バックライトの極角輝度特性を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）光拡散部材の製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【図１２】第２実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１３】光散乱フィルムの特性を示す図である。
【図１４】第３実施形態の光拡散部材の平面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）第４実施形態の遮光層の平面図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）第５実施形態の液晶パネルのドメイン構造を示す図である。
【図１７】比較例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図１８】実施例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図１９】比較例及び実施例の液晶表示装置を用いたときの極角輝度特性を示す図である。
【図２０】遮光層の形成領域の面積比を変化させたときの極角輝度特性を示す図である。
【図２１】遮光層の長軸の長さと短軸の長さとの比を変化させたときの極角輝度特性を示す図である。
【国際調査報告】
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