(57)【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を含む液晶セルと、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、
前記液晶セルの光入射側に配置され、前記液晶セ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異方的に拡散させて光の射出方向を制御する光制御部材と、を備え、
前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、が概ね一致するように前記光制御部材が配置され、
前記光制御部材が、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光吸収層と、を備え、
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光吸収層の層厚よりも大きい、液晶表示装置。
【請求項２】
前記基材の法線方向から見た前記光拡散部の平面形状が長軸と短軸とを有し、
前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記短軸方向と略一致している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の光拡散部が前記基材の一面にストライプ状に配置され、
前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記複数の光拡散部が配列された方向と略一致している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の前記反射面の傾斜角度が場所によって異なる請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記照明装置の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向における前記照明装置から射出される光の拡散角が４０°以上６０°以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記照明装置の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向と、が概ね一致している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶セルと、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、
前記液晶セルの光入射側に配置され、前記液晶セ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異方的に拡散させて光の射出方向を制御する光制御部材と、を備え、
前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、が概ね一致するように前記光制御部材が配置され、
前記光制御部材が、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吸収層と、前記基材の一面のうち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光吸収層の層厚よりも大きい、液晶表示装置。
【請求項８】
前記光拡散部は、液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向に対応する第１の反射面と、前記第１の反射面と反対側の第２の反射面と、を有し、
前記第１の反射面の傾斜角度と前記第２の反射面の傾斜角度とが異なる請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１の反射面の傾斜角度が前記第２の反射面の傾斜角度よりも大きい請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記光吸収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７に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記光吸収層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、楕円もしくは楕円に内接する形状である請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記光吸収層の短軸方向と、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、が概ね一致している請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
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もしくは形状が他の光吸収層の寸法もしくは形状と異なる請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
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長軸が他の光吸収層の長軸と異なる方向を向いている請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記複数の光吸収層のうち、少なくとも一つの光吸収層が他の光吸収層の少なくとも一部と連結している請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記光吸収層の長軸方向の長さが１００μｍ以下である請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記光吸収層の長軸方向の長さが４０μｍ以下である請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記光拡散部の前記反射面の傾斜角度が連続的に変化しており、前記反射面の断面形状が曲線状の傾斜面である請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記光拡散部の前記反射面が複数の異なる傾斜角度を有しており、前記反射面の断面形
状が折れ線状の傾斜面である請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記照明装置が、１軸指向性を有する光を射出する請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記照明装置が、２軸指向性を有する光を射出する請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向が、前記液晶パネルの表示画面の垂直方向に略一致している請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記液晶パネルが、異なる色の表示を行う複数のサブ画素からなる画素を有し、前記サブ画素が概ね長方形状であり、
前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記サブ画素の短辺方向と略一致している請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記光制御部材の光射出側に、入射した光を散乱させる光散乱部材がさらに設けられている請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
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または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記液晶層と前記偏光板との間に位相差板が設けられている請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記位相差板にはディスコティック液晶が含まれており、
前記位相差板の法線方向から見て前記ディスコティック液晶が傾斜する方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とのなす角度が概ね４５°である請求項２６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。
本願は、２０１２年４月２日に、日本に出願された特願２０１２−０８４１３７号及びに２０１２年７月２０日に、日本に出願された特願２０１２−１６１４９４号基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【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。液晶表示装置の視野角を改善する手段の一つとして、位相差板などの光学補償板を用いる方法が知られており、種々の位相差板が提案されている。【０００３】
例えば下記の特許文献１には、ツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ，以下、ＴＮと略記する）モードの液晶セルと、液晶セルの双方の面に配置された一対の偏光板と、液晶セルと偏光板との間にそれぞれ配置されたポジティブＡ型位相差層と、を備えた液晶表示装置が開示されている。また、下記の特許文献２には、負の誘電異方性を有する液晶層を備えた液晶セルと、液晶セルの双方の面に配置された一対の偏光板と、一対の偏光板と液晶セルとの間の少なくとも一方に設けられた位相差補償素子としての２軸性フィルムと、を備えた液晶表示装置が開示されている。【０００４】
液晶表示装置の視野角を改善する他の手段として、液晶パネルからの射出光を散乱させる部材を液晶パネルの視認側に備える構成が提案されている。例えば下記の特許文献３には、断面略Ｖ字状の複数の溝を１次元方向および２次元方向のいずれかに並列に形成した光拡散層を有する光拡散シートを液晶パネルの視認側に備えた透過型表示装置が開示されている。【０００５】
特許文献４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。
特許文献５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】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４８０７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５１８号公報
【特許文献３】特開２０００−３５２６０８号公報
【特許文献４】特開２００２−９０５２７号公報
【特許文献５】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】
【０００７】
特許文献２の２軸性位相差板によれば、液晶層の位相差を有効に補償しつつ、位相差板のコストダウンを図ることができる。しかしながら、この種の２軸性位相差板を、例えば特許文献１のＴＮモードの液晶パネルに組み合わせると、画面縦方向の輝度の変化が大きくなる。その原因は、ＴＮモードの液晶セルでは液晶分子がツイストしながら配向しているため、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。この改善策として、液晶セルの視認側に等方散乱フィルムを配置することが考えられる。しかしながら、等方散乱フィルムを用いたとしても光の拡散が不十分であり、輝度視野角を十分に広げることはできない。【０００８】
特許文献３の光拡散シートは、複数の溝が一定の方向に形成されていることで異方性の光拡散を呈するものである。しかしながら、液晶セルの視野角特性を考慮することなく上記の光拡散シートを用いたとしても、輝度視野角特性の改善にはつながらない。【０００９】
特許文献４および５の光学補償偏光板を、ＴＮ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。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。【００１０】
本発明のいくつかの態様は、輝度視野角特性に優れた液晶表示装置を実現することを目的とする。本発明のいくつかの態様は、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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、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が液晶セルと、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、前記液晶セルの光入射側に配置され、前記液晶セ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異方的に拡散させる光制御部材と、を備え、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、が概ね一致するように前記光制御部材が配置されている。【００１２】
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異方的に拡散させて光の射出方向を制御する光制御部材と、を含み、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相対的に大きい方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、が概ね一致するように前記光制御部材が配置されている。【００１３】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記液晶パネルの法線方向から見て、前記液晶パネルの白表示輝度の視野角依存性を示す複数の等輝度曲線のうち、少なくとも白表示輝度が相対的に高い等輝度曲線が回転非対称の形状を有し、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向は、前記回転非対称の形状を有する等輝度曲線によって囲まれた領域が相対的に狭い方位角方向であってもよい。【００１４】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記光制御部材が、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光吸収層と、を備え、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光吸収層の層厚よりも大きくてもよい。【００１５】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記基材の法線方向から見た前記光拡散部の平面形状が長軸と短軸とを有し、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記短軸方向と略一致していてもよい。【００１６】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記複数の光拡散部が前記基材の一面にストライプ状に配置され、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記複数の光拡散部が配列された方向と略一致していてもよい。【００１７】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記光吸収層が、前記基材の一面に点在して設けられた複数の光吸収層を有し、前記基材の法線方向から見た前記光吸収層の平面形状が長軸と短軸とを有し、前記複数の光吸収層の前記長軸方向が概ね一方向に揃っており、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記複数の光吸収層の前記短軸方向と略一致していてもよい。【００１８】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の前記反射面の傾斜角度が場所によって異なってもよい。【００１９】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記照明装置の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向における前記照明装置から射出される光の拡散角が４０°以上６０°以下であってもよい。【００２０】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記照明装置の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向と、が概ね一致していてもよい。【００２１】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光制御部材が、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吸収層と、前記基材の一面のうち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光吸収層の層厚よりも大きくてもよい。【００２２】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光拡散部は、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向に対応する第１の反射面と、前記第１の反射面と反対側の第２の反射面と、を有し、前記第１の反射面の傾斜角度と前記第２の反射面の傾斜角度とが異なってもよい。【００２３】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記液晶パネルから射出された光が前記第１の反射面に向けて斜めに入射するとき、前記第１の反射面の傾斜角度が前記第２の反射面の傾斜角度よりも大きくてもよい。【００２４】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光吸収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。【００２５】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光吸収層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、楕円もしくは楕円に内接する形状であってもよい。【００２６】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光吸収層の短軸方向と、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と、が概ね一致していてもよい。【００２７】
本発明の一態様における液晶表示装置では、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もしくは形状が他の光吸収層の寸法もしくは形状と異なっていてもよい。【００２８】
本発明の一態様における液晶表示装置では、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長軸が他の光吸収層の長軸と異なる方向を向いていてもよい。【００２９】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記複数の光吸収層のうち、少なくとも一つの光吸収層が他の光吸収層の少なくとも一部と連結していてもよい。【００３０】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光吸収層の長軸方向の長さが１００μｍ以下であってもよい。【００３１】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光吸収層の長軸方向の長さが４０μｍ以下であってもよい。【００３２】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光拡散部の前記反射面の傾斜角度が連続的に変化しており、前記反射面の断面形状が曲線状の傾斜面であってもよい。【００３３】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光拡散部の前記反射面が複数の異なる傾斜角度を有しており、前記反射面の断面形状が折れ線状の傾斜面であってもよい。【００３４】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記照明装置が、１軸指向性を有する光を射出してもよい。【００３５】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記照明装置が、２軸指向性を有する光を射出してもよい。【００３６】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向が、前記液晶パネルの表示画面の垂直方向に略一致していてもよい。【００３７】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記液晶パネルが、異なる色の表示を行う複数のサブ画素からなる画素を有し、前記サブ画素が概ね長方形状であり、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向が、前記サブ画素の短辺方向と略一致していてもよい。【００３８】
本発明の一態様における液晶表示装置は、前記光制御部材の光射出側に、入射した光を散乱させる光散乱部材がさらに設けられていてもよい。  【００３９】
本発明の一態様における液晶表示装置では、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。【００４０】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記液晶層と前記偏光板との間に位相差板が設けられていてもよい。【００４１】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記位相差板にはディスコティック液晶が含まれており、前記位相差板の法線方向から見て前記ディスコティック液晶が傾斜する方位角方向と、前記光制御部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とのなす角度が概ね４５°であってもよい。【００４２】
本発明の一態様における液晶表示装置では、前記光制御部材の光射出側に、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】
【００４３】
本発明のいくつかの態様によれば、輝度視野角特性に優れた液晶表示装置が実現できる。本発明のいくつかの態様によれば、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】
【００４４】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】液晶表示装置における液晶セルと偏光板の断面図である。
【図３Ａ】液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図３Ｂ】液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図４】液晶表示装置における光制御フィルムを示す斜視図である。
【図５】光制御フィルムにおける光の振る舞いを説明するための図である。
【図６】光制御フィルムと従来の等方散乱フィルムの光拡散特性を比較した図である。
【図７】極角と方位角の定義を説明するための図である。
【図８Ａ】液晶表示装置の正面図である。
【図８Ｂ】白表示時の輝度視野角特性を示す等輝度曲線を示す図、である。
【図９】液晶表示装置におけるバックライトの強度分布を示すグラフである。
【図１０】本実施形態の液晶表示装置の輝度視野角特性を示す図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の輝度視野角特性を示す図である。
【図１２Ａ】光制御フィルムの第１変形例を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】光制御フィルムの第１変形例を示す平面図である。
【図１３】光制御フィルムの第２変形例を示す平面図である。
【図１４】第１、第２変形例の光制御フィルムの光拡散特性の一例を示す図である。
【図１５Ａ】光制御フィルムの第３変形例を示す平面図である。
【図１５Ｂ】光制御フィルムの第４変形例を示す平面図である。
【図１５Ｃ】光制御フィルムの第５変形例を示す平面図、である。
【図１６】第２実施形態の液晶表示装置におけるバックライトの強度分布を示すグラフである。
【図１７】第３実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの断面図である。
【図１８】第４実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１９】クロストークの発生原理を説明するための図である。
【図２０】第５実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２１】第６実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２２】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２３】液晶表示装置の断面図である。
【図２４】液晶パネルの縦断面図である。
【図２５】光制御フィルムを示す斜視図である。
【図２６】光制御フィルムの平面図である。
【図２７Ａ】遮光層の平面視の大きさを説明するための図である。
【図２７Ｂ】遮光層の平面視の大きさを説明するための図である。
【図２８】特許文献１に記載されている液晶表示装置における、白表示時のコントラスト視野角特性を示す図である。
【図２９Ａ】液晶表示装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。
【図２９Ｂ】液晶表示装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。
【図３０Ａ】位相差フィルムに含まれるディスコティック液晶が傾斜する方位角方向を示す図である。
【図３０Ｂ】位相差フィルムに含まれるディスコティック液晶が傾斜する方位角方向を示す図である。
【図３０Ｃ】位相差フィルムに含まれるディスコティック液晶が傾斜する方位角方向を示す図である。
【図３１Ａ】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３１Ｂ】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３１Ｃ】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３１Ｄ】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３２】第２実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図３３】光散乱フィルムの特性を示す図である。
【図３４Ａ】第３実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図３４Ｂ】第３実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図３５Ａ】傾斜角度が異なる反射面での光の反射を説明するための図である。
【図３５Ｂ】傾斜角度が異なる反射面での光の反射を説明するための図である。
【図３６Ａ】第４実施形態の液晶表示装置におけるバックライトの強度分布を示すグラフである。
【図３６Ｂ】第４実施形態の液晶表示装置におけるバックライトの強度分布を示すグラフである。
【図３７】第５実施形態の光制御フィルムの平面図である。
【図３８Ａ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３８Ｂ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３８Ｃ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３８Ｄ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３８Ｅ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３８Ｆ】第６実施形態の遮光層の平面図である。
【図３９Ａ】第７実施形態の光制御フィルムの平面図である。
【図３９Ｂ】第７実施形態の光制御フィルムの平面図である。
【図３９Ｃ】第７実施形態の光制御フィルムの平面図である。
【図３９Ｄ】第７実施形態の光制御フィルムの平面図である。
【図４０Ａ】第８実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図４０Ｂ】第８実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図４１Ａ】光拡散部の反射面の傾斜角度と面積率との関係を説明するための図である。
【図４１Ｂ】光拡散部の反射面の傾斜角度と面積率との関係を説明するための図である。
【図４２Ａ】第９実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図４２Ｂ】第９実施形態の光制御フィルムの断面図である。
【図４３Ａ】比較例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４３Ｂ】比較例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４４Ａ】比較例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４４Ｂ】比較例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４５Ａ】比較例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４５Ｂ】比較例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４６Ａ】比較例３の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４６Ｂ】比較例３の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４７Ａ】実施例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４７Ｂ】実施例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４８Ａ】実施例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４８Ｂ】実施例１の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４９Ａ】実施例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図４９Ｂ】実施例２の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図５０Ａ】実施例３の液晶表示装置を用い、開口率を５０％に設定したときの階調輝度特性を示す図である。
【図５０Ｂ】実施例３の液晶表示装置を用い、開口率を５０％に設定したときの階調輝度特性を示す図である。
【図５１Ａ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５１Ｂ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５１Ｃ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５１Ｄ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５２Ａ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５２Ｂ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５２Ｃ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５２Ｄ】実施例３の液晶表示装置を用いたときの方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
【図５３Ａ】実施例４の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図５３Ｂ】実施例４の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図５４Ａ】実施例５の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【図５４Ｂ】実施例５の液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔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。
【００４６】
図１は本実施形態の液晶表示装置を斜め上方（視認側）から見た分解斜視図である。
本実施形態の液晶表示装置１１は、図１に示すように、光制御フィルム１２（光制御部材）と、液晶パネル１１３と、から構成されている。液晶パネル１１３は、第１偏光板１３と、第１位相差板１４と、液晶セル１５と、第２位相差板１６と、第２偏光板１７と、バックライト１８（照明装置）と、から構成されている。図１では、液晶セル１５を構成するＴＦＴ基板１９と、カラーフィルター基板１１０と、液晶層１１１とを模式的に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
【００４７】
観察者は、光制御フィルム１２が配置された図１における液晶表示装置１１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１２が配置された側を視認側もしくは前面側と称し、バックライト１８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１１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１１の厚さ方向、と定義する。
【００４８】
本実施形態の液晶表示装置１１においては、バックライト１８から射出された光を液晶パネル５で画素毎に変調し、画素毎に変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。液晶パネル１１３から射出された光が光制御フィルム１２を透過すると、射出光の配光分布が光制御フィルム１２に入射する前より広がった状態となり、その光が光制御フィルム１２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。
【００４９】
以下、液晶パネル１１３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、本実施形態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。本実施形態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。
【００５０】
図２は、液晶パネル１１３の縦断面図である。
液晶パネル１１３を構成する液晶セル１５は、図２に示すように、ＴＦＴ基板１９と、カラーフィルター基板１１０と、液晶層１１１と、を有している。ＴＦＴ基板１９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１１０は、ＴＦＴ基板１９に対向して配置される。液晶層１１１は、ＴＦＴ基板１９とカラーフィルター基板１１０との間に挟持される。液晶層１１１は、ＴＦＴ基板１９と、カラーフィルター基板１１０と、ＴＦＴ基板１９と、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１９とカラーフィルター基板１１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。本実施形態の液晶セル１５は、例えばＴＮモードで表示を行うものであり、液晶層１１１には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板１９とカラーフィルター基板１１０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柱状のスペーサー１１２が配置されている。スペーサー１１２は例えば樹脂製であり、フォトリソグラフィー技術により形成されている。なお、図２において、スペーサー１１２の形状が柱状であるが、後述する図２４に示すように、スペーサー１１２（図２４においては、スペーサー２１３）は、球状であっても構わない。
【００５１】
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、後の実施形態で例示する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。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。ただし、本実施形態では、ＴＮモードの液晶セル１５を用いた例を挙げる。
【００５２】
ＴＦＴ基板１９には、複数の画素（図示せず）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１９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ている。ＴＦＴ基板１９には、複数のゲートバスライン（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１９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は、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ている。ゲートバスラインは、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
【００５３】
ＴＦＴ基板１９を構成する透明基板１１４の液晶層１１１側の面に、半導体層１１５、ゲート電極１１６、ソース電極１１７、ドレイン電極１１８等を有するＴＦＴ１１９が形成されている。透明基板１１４には、例えばガラス基板を用いることができる。透明基板１１４上には、半導体層１１５が形成されている。半導体層１１５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。透明基板１１４上に、半導体層１１５を覆うようにゲート絶縁膜１２０が形成されている。ゲート絶縁膜１２０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１２０上には、半導体層１１５と対向するようにゲート電極１１６が形成されている。ゲート電極１１６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。
【００５４】
ゲート絶縁膜１２０上に、ゲート電極１１６を覆うように第１層間絶縁膜１２１が形成されている。第１層間絶縁膜１２１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１２１上に、ソース電極１１７およびドレイン電極１１８が形成されている。第１層間絶縁膜１２１とゲート絶縁膜１２０とには、コンタクトホール１２２およびコンタクトホール１２３が、第１層間絶縁膜１２１とゲート絶縁膜１２０とを貫通して形成されている。ソース電極１１７は、コンタクトホール１２２を介して半導体層１１５のソース領域に接続されている。ドレイン電極１１８は、コンタクトホール１２３を介して半導体層１１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１１７およびドレイン電極１１８の材料としては、上述のゲート電極１１６と同様の導電性材料が用いられる。第１層間絶縁膜１２１上に、ソース電極１１７およびドレイン電極１１８を覆うように第２層間絶縁膜１２４が形成されている。第２層間絶縁膜１２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜１２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
【００５５】
第２層間絶縁膜１２４上に、画素電極１２５が形成されている。第２層間絶縁膜１２４には、コンタクトホール１２６が第２層間絶縁膜１２４を貫通して形成されている。画素電極１２５はコンタクトホール１２６を介してドレイン電極１１８に接続されている。画素電極１２５は、ドレイン電極１１８を中継用電極として半導体層１１５のドレイン領域に接続されている。画素電極１２５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。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、ＴＦＴ１１９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１１７に供給された画像信号が、半導体層１１５、ドレイン電極１１８を経て画素電極１２５に供給される。また、画素電極１２５を覆うように第２層間絶縁膜１２４上の全面に配向膜１２７が形成されている。この配向膜１２７は、液晶層１１１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、ＴＦＴの形態としては、図２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。
【００５６】
一方、カラーフィルター基板１１０を構成する透明基板１２９の液晶層１１１側の面には、ブラックマトリクス１３０、カラーフィルター１３１、平坦化層１３２、対向電極１３３、配向膜１３４が順次形成されている。ブラックマトリクス１３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有しており、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１３１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１９上の一つの画素電極１２５にＲ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター１３１が対向して配置されている。なお、カラーフィルター１３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としても良い。
【００５７】
平坦化層１３２は、ブラックマトリクス１３０およびカラーフィルター１３１を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層１３２は、ブラックマトリクス１３０およびカラーフィルター１３１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１３２上には対向電極１３３が形成されている。対向電極１３３の材料としては、画素電極１２５と同様の透明導電性材料が用いられる。対向電極１３３上の全面に、配向膜１３４が形成されている。この配向膜１３４は、液晶層１１１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。
本実施形態の場合、カラーフィルター１３１の３色であるＲ，Ｇ，Ｂは、図１に示すように、液晶パネル５の表示画面の水平方向（横方向）に並んでいる。
【００５８】
図１では図示を省略したが、バックライト１８は、例えば発光ダイオード、冷陰極管等の光源と、導光板と、リフレクターと、反射シートと、プリズムシートと、を備えている。
光源は、導光板の一つの端面に配置される。導光板は、端面から入射した光を内部で伝搬させつつ、前面から射出させる。このように、バックライトとしては、光源が導光板の端面に配置されたエッジライト型のバックライトを用いることができる。もしくは、導光板を持たず、複数の光源が液晶セル１５の背面側に配列された直下型のバックライトを用いることもできる。
【００５９】
図１に示すように、光制御フィルム１２と液晶セル１５との間には、偏光子として機能する第１偏光板１３が設けられている。ここで、ｘ軸の正方向を基準として反時計回りに見た角度で各光学軸の方位角方向を表すものとする。第１偏光板１３の透過軸Ｐ１１は４５°−２２５°方向に設定されている。液晶セル１５とバックライト１８との間には、偏光子として機能する第２偏光板１７が設けられている。第２偏光板１７の透過軸Ｐ１２は、第１偏光板１３の透過軸Ｐ１１と直交するように配置され、１３５°−３１５°方向に設定されている。第１偏光板１３の透過軸Ｐ１１と第２偏光板１７の透過軸Ｐ１２とは、クロスニコルの配置となっている。
【００６０】
第１偏光板１３と液晶セル１５との間には、第１位相差板１４が設けられている。第１位相差板１４の遅相軸Ｔ１１は、第１偏光板１３の透過軸Ｐ１１と直交するように配置され、１３５°−３１５°方向に設定されている。第２偏光板１７と液晶セル１５との間には、第２位相差板１６が設けられている。第２位相差板１６の遅相軸Ｔ１２は、第２偏光板１７の透過軸Ｐ１１と直交するように配置され、４５°−２２５°方向に設定されている。
【００６１】
次に、光制御フィルム１２について詳細に説明する。
図４は、光制御フィルム１２を視認側の斜め上方から見た斜視図である。
光制御フィルム７は、図４に示すように、基材１３９と、複数の光拡散部１４０と、光吸収層（遮光層ともいう）１４１と、から構成されている。複数の光拡散部１４０は、基材１３９の一面（視認側と反対側の面）に形成される。光吸収層１４１は、基材１３９の一面に形成される。光制御フィルム１２は、光拡散部１４０が設けられた側を第１偏光板１３に向け、基材１３９の側を視認側に向けて第１偏光板１３上に配置される。光制御フィルム１２は、接着剤層（図示せず）を介して第１偏光板１３に固定される。
【００６２】
基材１３９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１３９は、製造プロセスにおいて、後で光吸収層１４１や光拡散部１４０の材料を塗布する際の下地となるため、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。このことから、基材１３９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１３９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１３９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１３９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。
【００６３】
光拡散部１４０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る。光拡散部１４０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からである。光拡散部１４０は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が長方形であり、光射出端面となる基材１３９側の長方形の面積が小さく、光入射端面となる基材１３９と反対側の長方形の面積が大きく、基材１３９側から基材１３９と反対側に向けて水平断面の面積が徐々に大きくなっている。すなわち、光拡散部１４０は、基材１３９側から見たとき、いわゆる逆テーパ状の四角錐台状の形状を有している。光拡散部１４０の光射出端面１４０ｂおよび光入射端面１４０ａに接する側面１４０ｃは、光射出端面１４０ｂおよび光入射端面１４０ａに対して傾斜している。側面（反射面ともいう）１４０ｃは、光入射端面１４０ａから入射した光を反射させる反射面として機能する。以下の説明では、光拡散部１４０の側面を反射面１４０ｃと称する。
【００６４】
複数の光拡散部１４０は、同一方向に延在して所定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。すなわち、複数の光拡散部１４０は、ストライプ状に形成されている。本実施形態において、光拡散部１４０の延在方向は、図１に示すように、液晶パネル１１３の表示画面の水平方向（横方向）に一致している。なお、図１では、光拡散部１４０と光吸収層１４１の配置のみをストライプ状に示した。
以下の説明では、光拡散部１４０の延在方向に平行な方向をａ−ｂ方向と表し、光拡散部１４０の延在方向に垂直な方向をｃ−ｄ方向と表す。
【００６５】
光拡散部１４０は、光制御フィルム１２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１４０に入射した光は、光拡散部１４０のテーパ状の反射面１４０ｃで全反射しつつ、光拡散部１４０の内部に閉じこめられた状態で導光し、射出される。
【００６６】
光制御フィルム１２は、基材１３９が視認側に向くように配置されるため、四角錐台状の光拡散部１４０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１４０ｂとなり、面積の大きい方の面が光入射端面１４０ａとなる。また、光拡散部１４０の反射面１４０ｃの傾斜角（図５の光入射端面１４０ａと反射面１４０ｃとのなす角α１）は一例として８０°程度である。ただし、反射面１４０ｃの傾斜角度α１は、光制御フィルム１２から射出する際に光が所望の角度に拡散するように設定されればよく、特に限定されない。
【００６７】
光吸収層１４１は、基材１３９の一面のうち、複数の光拡散部１４０の形成領域以外の領域に形成されている。したがって、本実施形態の場合、複数の光吸収層１４１はストライプ状に形成されている。光吸収層１４１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。光吸収層１４１の層厚は、光拡散部１４０の光入射端面１４０ａから光射出端面１４０ｂまでの高さよりも小さく設定されている。本実施形態の場合、光吸収層１４１の層厚は一例として１５０ｎｍ程度であり、光拡散部１４０の光入射端面１４０ａから光射出端面１４０ｂまでの高さは一例として２０μｍ程度である。複数の光拡散部１４０間の間隙は、基材１３９の一面に接する部分には光吸収層１４１が存在し、その他の部分には空気１４３が存在している。
【００６８】
基材１３９の屈折率と光拡散部１４０の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、基材１３９の屈折率と光拡散部１４０の屈折率とが大きく異なっていると、光拡散部１４０から光が射出しようとする際に光拡散部１４０と基材１３９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虞があるからである。
【００６９】
本実施形態の場合、隣接する光拡散部１４０間には空気１４３が介在しているため、光拡散部１４０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１４０の反射面１４０ｃは透明アクリル樹脂と空気１４３との界面となる。光拡散部１４０の周囲を空気１４３以外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１４０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１４３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１４０の反射面１４０ｃ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の矢印ＬＢ１およびＬＣ１に示すように、光拡散部１４０の反射面１４０ｃに対して臨界角を超える角度で入射した入射光は、反射面１４０ｃで全反射して光拡散部１４０を透過して観察者側へ射出される。また、図５の矢印ＬＡ１に示すように、反射面１４０ｃに入射することなく光拡散部１４０の中央部を垂直に透過する入射光は、そのまま観察者側へ射出される。
一方、図５の矢印ＬＤ１で示すように、光拡散部１４０の反射面１４０ｃに対して臨界角以下の角度で入射した入射光は全反射せず、光拡散部１４０の反射面１４０ｃを透過する。このとき、光拡散部１４０の形成領域以外の領域に光吸収層１４１が設けられているため、光拡散部１４０の反射面１４０ｃを透過した光は光吸収層１４１で吸収される。しかしながら、光拡散部１４０の反射面１４０ｃを透過する光が増えると、光量のロスが生じ、輝度の高い画像が得られない。そのため、光拡散部１４０の反射面１４０ｃに臨界角以下で入射しないような角度で光を射出するバックライト、いわゆる指向性を有するバックライトを用いることが好ましい。
【００７１】
本実施形態の光制御フィルム１２の光拡散の異方性について説明する。
光拡散部１４０の延在方向に平行な方向（図４のａ−ｂ方向）から光拡散部１４０を見たときには、図５を用いて説明したように、光制御フィルム１２の光拡散部１４０に入射した光は、反射面１４０ｃで反射し、光拡散部１４０に入射する前よりも広い角度に拡散して光制御フィルム１２から射出される。その一方、光拡散部１４０の延在方向に垂直な方向（図４のｃ−ｄ方向）から光拡散部１４０を見たときには、長く延在した光拡散部１４０の両端にしか反射面が存在しない。したがって、光拡散部１４０は、光拡散部１４０の延在方向に平行な方向には光の拡散作用をほとんど持たない。すなわち、本実施形態の光制御フィルム１２は、ｃ−ｄ方向、すなわち光拡散部１４０の延在方向に垂直な方向（複数の光拡散部１４０の配列方向）に強い拡散性を持ち、ａ−ｂ方向、すなわち光拡散部１４０の延在方向に平行な方向には拡散性をほとんど持たない。光制御フィルム１２は、このような光拡散の異方性を呈する。
【００７２】
ここで、以下の説明で使用する極角、方位角について説明する。
図７に示すように、液晶表示装置１１の画面の法線方向Ｅ１を基準とした観察者の視線方向Ｆ１のなす角度を極角θとし、ｘ軸の正方向（０°方向）を基準とした観察者の視線方向Ｆ１を画面上に射影したときの線分Ｇ１の方向のなす角度（０°方向から反時計回りに見た角度）を方位角φとする。
【００７３】
図６は、本実施形態の光制御フィルム１２と従来の等方散乱フィルムの光拡散特性の一例を比較した図である。図６の横軸は極角［度］を示し、図６の縦軸は拡散光の強度［相対値］を示す。図６中の実線は、本実施形態の光制御フィルム１２の光拡散特性を示す。図６中の破線は、従来の等方散乱フィルムの光拡散特性を示す。
【００７４】
図６において、本実施形態の光制御フィルム１２の光拡散特性は、本発明者らが実際にシミュレーションを行って得たものである。シミュレーションソフトとして、Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓを使用した。計算のパラメーターとして、光拡散部１４０の光入射端面１４０ａの開口幅（図５中の符号Ｗ１１）を９μｍ、光射出端面１４０ｂの開口幅（図５中の符号Ｗ１２）を１５μｍ、光拡散部１４０の高さ（図５中の符号Ｄ１）を２０μｍ、反射面１４０ｃの傾斜角度（図５中の符号α１）を８１．５°、光射出端面１４０ｂの開口率を６０％、と設定した。
【００７５】
従来の等方散乱フィルムにおいては、光散乱の度合いがいずれの方位角方向においても変わらない。したがって、光拡散特性は、図６に破線で示すように、極角０°を中心としたピークを有し、±１０°程度の範囲内に拡散光の強度の高い領域が対称的に分布している。等方散乱フィルムの場合、光は全体的に拡散するものの、広角側に大きく拡がることはない。等方散乱フィルムは散乱度を高めていけば輝度視野角は改善するが、表示画像のボヤケ感が強くなる。その結果、表示品位が低下する。
【００７６】
これに対し、本実施形態の光制御フィルム１２のシミュレーション結果において、光拡散特性は、図６に実線で示すように、極角０°を中心としたより狭い範囲内に拡散光の強度が最も高いピーク値を示す領域を有する。さらに、光拡散部１４０の反射面１４０ｃで反射した光が広角側に拡散する作用により、極角が±３０°の近傍に拡散光の強度の高い領域（ピーク値１に対して０．３程度の強度を示す領域）が現れた。この作用により、後述するように、液晶パネル１１３の輝度視野角特性と最適に組み合わせることで、表示品位を高めることができる。
【００７７】
図１に戻って、ＴＦＴ基板１９の配向膜には、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。配向膜の配向制御方向を矢印Ｒ１２で示す。カラーフィルター基板１１０の配向膜には、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。配向膜の配向制御方向を矢印Ｒ１１で示す。
【００７８】
本実施形態のバックライト１８は、１軸指向性を有する光を射出する。すなわち、バックライト１８は、直交する２つの方位角方向において配光分布が異なる。図９は、バックライト１８の強度分布を示すグラフである。図９の横軸は、極角［度］を示す。図９の縦軸は、強度［相対値］を示す。バックライト１８の方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）の配光分布は広く、方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）の配光分布は狭い。
【００７９】
ＴＮモードの液晶パネル１１３の動作について説明する。
図３Ａ、３Ｂは、液晶パネル１１３の動作を説明するための図である。
図３Ａは、液晶パネル１１３（図３Ａ、３Ｂに示す画素電極１２５と対向電極１３３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３Ｂは、液晶パネル１１３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３Ａ、３Ｂでは、便宜上、第１位相差フィルム１６、第２位相差フィルム１４の図示を省略する。符号Ｍは、液晶層１１１を構成する液晶分子である。
画素電極１２５と対向電極１３３との間に電圧が印加されていないときには、図３Ａに示すように、液晶層１１１を構成する液晶分子Ｍは、２つの配向膜１２７，１３４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Ｐ１２を有する第２偏光板１７を透過した直線偏光の偏光面が液晶層１１１の持つ旋光性により９０°回転し、光は４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ１１を有する第１偏光板１３を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
【００８０】
画素電極１２５と対向電極１３３との間に電圧が印加されたときには、図３Ｂに示すように、液晶層１１１を構成する液晶分子Ｍは、２つの配向膜１２７，１３４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Ｐ１２を有する第２偏光板１７を透過した直線偏光の偏光面は回転しないため、光は４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ１１を有する第１偏光板１３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。
【００８１】
ところが、白表示時に液晶分子Ｍが９０°ツイストした状態で配向しているため、観察する角度と階調によって液晶のリタデーションが異なる。これにより、白表示の輝度は観察する角度によって異なる。
【００８２】
図８Ａに示すように、液晶表示装置１１の画面１１４において水平方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）とし、垂直方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）とする。このとき、液晶パネル５の方位角方向における輝度分布、いわゆる輝度視野角特性は、図８Ｂに示すようになる。すなわち、等輝度曲線は回転非対称の形状であり、方位角φ：０°−１８０°方向に長く延び、方位角φ：９０°−２７０°方向につぶれた形状を呈する。言い換えると、本実施形態の液晶パネル１１３の輝度視野角は、方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）において相対的に狭く、方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）において相対的に広い。図８Ｂを含め、以下の図面においても、視野角輝度特性を、同じ輝度を結んだ等高線で表しており、中心に近いほど輝度が高いことを示している。
【００８３】
ここで、輝度視野角特性は、液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化ともいうことができる。すなわち、本実施形態の液晶パネル１１３は、方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）において、極角方向の光透過率の変化が相対的に大きく、方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）において極角方向の光透過率の変化が相対的に小さい。
【００８４】
本実施形態においては、液晶パネル１１３の輝度視野角が狭い方位角方向と、光制御フィルム１２の拡散性が強い方位角方向と、を方位角９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）に向けて一致させる。このとき、バックライト１８の配光分布が狭い方位角方向と、液晶セル１５と偏光板の輝度視野角が狭い方位角方向（光制御フィルム１２の拡散性が強い方位角方向）は一致させる。逆に言えば、液晶セル１５と偏光板の輝度視野角が広い方位角方向と、バックライト１８の配光分布が広い方位角方向と、を一致させる。
【００８５】
このように、液晶パネル１１３の輝度視野角が狭い方位角方向に光制御フィルム１２の拡散性が強い方位角方向を一致させたことにより、液晶表示装置１１から当該方位角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。また、液晶セル１５と偏光板の輝度視野角が広い方位角方向にバックライト１８の配光分布が広い方向を一致させているため、液晶セル１５の輝度視野角が良好な方位角方向の輝度の低下が抑えられる。その結果、当該方位角方向における液晶セル１５の輝度視野角の狭さが改善され、輝度視野角特性に優れた液晶表示装置を実現できる。
【００８６】
本実施形態の液晶表示装置１１における白表示時の輝度視野角特性の測定結果を図１０に示す。
測定は、上下の基板間で液晶分子が９０°ツイストしたＴＮモードの液晶パネルで行った。測定は以下の条件で行った。下側基板のラビング方向は、１３５°→３１５°方向とした。上側基板のラビング方向は、４５°→２２５°方向とした。液晶層のリタデーション（Δｎｄ）は約３９０ｎｍ（緑色光の透過率が最大）であった。上下の偏光板としてヨウ素偏光板を用いた。上側偏光板の吸収軸は、４５°−２２５°方向とした。下側偏光板の吸収軸は、１３５°−３１５°方向とした。上下の位相差板は、２軸位相差板であった。ＮＺ係数（＝（ｎｓ−ｎｚ）／（ｎｓ−ｎｆ）、ｎｓ：遅相軸方向の屈折率、ｎｆ：進相軸方向の屈折率、ｎｚ：ｚ軸方向の屈折率）は、約２．８であった。面内位相差は、約６０ｎｍ、上側位相差板の遅相軸は１３５°−３１５°方向とした。下側位相差板の遅相軸は４５°−２２５°方向とした。
【００８７】
液晶パネルの輝度視野角特性は、図８Ｂに示したように、等輝度曲線が方位角φ：０°−１８０°方向に長く延び、輝度視野角が、方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）において相対的に狭く、方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）において相対的に広くなっていた。これに対し、液晶パネルに光制御フィルムを組み合わせた液晶表示装置全体での輝度視野角特性は、図１０に示すように、輝度が高い領域が９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）に広がり、輝度視野角特性、特に画面上下方向の輝度視野角特性が改善できることが確認された。
【００８８】
比較例として、同一の液晶パネルに等方散乱フィルムを組み合わせた液晶表示装置の白表示時の輝度視野角特性のシミュレーション結果を図１１に示す。上述したように、等方散乱フィルムは、光は全体的に拡散させるものの、広角側に大きく拡散させる作用は持っていない。その結果、図１１は図８Ｂからほとんど変わっておらず、等方散乱フィルムを組み合わせたとしても、液晶パネルの持つ偏った輝度視野角特性を改善することはできないことが判った。
【００８９】
［光制御フィルムの第１変形例］
上記実施形態の液晶表示装置に用いた光制御フィルムに代えて、以下に示す光制御フィルムを用いても良い。
図１２Ａは、第１変形例の光制御フィルム１５０を示す斜視図である。図１２Ｂは、第１変形例の光制御フィルム１５０を示す平面図である。
【００９０】
上記実施形態の光制御フィルム１２の場合、複数の光拡散部１４０は、ストライプ状に形成されていた。これに対して、本変形例の光制御フィルム１５０では、図１２Ａ、１２Ｂに示すように、複数の光吸収層１５１が、基材１３９の一面に点在して設けられている。基材１３９の法線方向から見た光吸収層１５１の平面形状は、細長い楕円形であり、長軸と短軸とを有している。光吸収層１５１の下方に相当する部分が楕円錐台状の空間となり、この空間に空気１４３が存在している。光制御フィルム１５０は空気が存在する複数の空間を有しており、複数の空間以外の部分に連続した光拡散部１５２が設けられている。
【００９１】
図１２Ｂに示すように、複数の光吸収層１５１の長軸方向は、概ねａ−ｂ方向に揃っている。複数の光吸収層１５１の短軸方向は、概ねｃ−ｄ方向に揃っている。このことから、光拡散部１５２の反射面１５２ｃの向きを考えると、光拡散部１５２の反射面１５２ｃのうち、ａ−ｂ方向に沿った反射面１５２ｃの割合は、ｃ−ｄ方向に沿った反射面１５２ｃの割合よりも多い。そのため、ａ−ｂ方向に沿った反射面１５２ｃで反射してｃ−ｄ方向に拡散する光Ｌａｂ１は、ｃ−ｄ方向に沿った反射面１５２ｃで反射してａ−ｂ方向に拡散する光Ｌｃｄ１よりも多くなる。したがって、光制御フィルム１５０の拡散性が相対的に強い方位角方向は、光吸収層１５１の短軸方向であるｃ−ｄ方向となる。言い換えると、ａ−ｂ方向は光拡散構造の周期の長い方向であり、ｃ−ｄ方向は光拡散構造の周期の短い方向ということもできる。よって、光制御フィルム１５０の拡散性が相対的に強い方位角方向は、光拡散構造の周期の短い方向であるｃ−ｄ方向とも言える。
【００９２】
［光制御フィルムの第２変形例］
図１３は、第２変形例の光制御フィルム１６０を示す平面図である。
上記第１変形例においては、光吸収層１５１の形状は楕円形であったのに対し、本変形例の光制御フィルム１６０は、図１３に示すように、基材の法線方向から見た光吸収層１６１の平面形状は、細長い長方形である。複数の光吸収層１６１の長軸（長辺）方向は、概ねａ−ｂ方向に揃っている。複数の光吸収層１６１の短軸（短辺）方向は、概ねｃ−ｄ方向に揃っている。したがって、本変形例の場合も第１変形例と同様、光制御フィルム１６０の拡散性が相対的に強い方位角方向は、光吸収層１６１の短軸方向であるｃ−ｄ方向となる。光吸収層１６１の下方は四角錐台状の空間となり、それ以外の領域が光拡散部１６２となる。
【００９３】
第１、第２変形例の光制御フィルム１５０，１６０の場合、第１実施形態の光制御フィルム１２と異なり、光吸収層１５１，１６１の長軸方向（ａ−ｂ方向）にも弱い拡散性を示す。そして、ｃ−ｄ方向に拡散する光がａ−ｂ方向に拡散する光よりも多くなるため、光拡散特性は例えば図１４に示すようになる。光拡散特性は、極角０°を中心として拡散光の強度が最も高いピーク値を示す領域を有する。さらに、光拡散部１５２，１６２の反射面で反射した光が広角側に拡散する作用により、極角が±２０〜３０°の付近に拡散光の強度の高い領域が現れる。この広角側のピークを方向別に見ると、ｃ−ｄ方向の光の強度がａ−ｂ方向の光の強度よりも高い。
【００９４】
［光制御フィルムの第３変形例］
図１５Ａは、第３変形例の光制御フィルム１６５を示す平面図である。本変形例の光制御フィルム１６５のように、光吸収層１６６の平面形状は、第１変形例ほど細長くなく、円に近い楕円形であってもよい。円に近くても楕円である限り、光吸収層１６６は長軸と短軸を持つ。したがって、本変形例の光制御フィルム１６５の場合も、拡散性が相対的に強い方位角方向は、光吸収層１６６の短軸方向であるｃ−ｄ方向となる。光吸収層１６６の下方は楕円錐台状の空間となり、それ以外の領域が光拡散部１６７となる。
【００９５】
［光制御フィルムの第４変形例］
図１５Ｂは、第４変形例の光制御フィルム１７０を示す平面図である。本変形例の光制御フィルム１７０のように、全ての光吸収層１７１ａ，１７１ｂが必ずしも同じ方向を向いている必要はなく、一部の光吸収層１７１ａが他の光吸収層１７１ｂと異なる方向を向いて配置されていてもよい。本変形例の光制御フィルム１７０の場合、大部分の光吸収層１７１ｂは、長軸方向がａ−ｂ方向、短軸方向がｃ−ｄ方向を向いている。そのため、光制御フィルム１７０の拡散性が相対的に強い方位角方向は、大部分の光吸収層１７１ｂの短軸方向であるｃ−ｄ方向となる。光吸収層１７１ａ，１７１ｂの下方は楕円錐台状の空間となり、それ以外の領域が光拡散部１７２となる。
【００９６】
［光制御フィルムの第５変形例］
図１５Ｃは、第５変形例の光制御フィルム７５を示す平面図である。本変形例の光制御フィルム１７５のように、必ずしも全ての光吸収層１７６ａ，１７６ｂの平面形状が同じである必要はなく、異なる平面形状を有する光吸収層１７６ｂが混在していてもよい。本変形例の光制御フィルム１７５の場合、光吸収層１７６ａ，１７６ｂの平面形状は異なるものの、長軸方向がａ−ｂ方向、短軸方向がｃ−ｄ方向を向いている。そのため、本変形例の光制御フィルム１７５の場合も、拡散性が相対的に強い方位角方向は、複数の光吸収層の短軸方向であるｃ−ｄ方向となる。光吸収層１７６ａ，１７６ｂの下方は空間となり、それ以外の領域が光拡散部１７７となる。
【００９７】
以上例示した第１変形例〜第５変形例の光制御フィルム１５０，１６０，１６５，１７０，１７５を用いた場合も、拡散性が相対的に強い方位角方向を液晶パネル１１３の輝度視野角が狭い方位角方向に一致させることによって、輝度視野角特性の改善が図れる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００９８】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１６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、バックライトの配光特性が第１実施形態と異なる。
図１６は、本実施形態の液晶表示装置に用いるバックライトの強度分布を示すグラフである。図１６の横軸は、極角［°］である。図１６の縦軸は、強度［相対値］である。
【００９９】
第１実施形態のバックライト１８は、図９に示したように、１軸指向性を有し、バックライト１８の方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）の配光分布は広く、方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）の配光分布は狭いものであった。これに対し、本実施形態のバックライトは、図１６に示したように、２軸指向性を有するバックライトである。方位角φ：０°−１８０°方向（ａ−ｂ方向）の配光分布と方位角φ：９０°−２７０°方向（ｃ−ｄ方向）の配光分布とはともに狭く、一致している。さらに言えば、これら２軸以外の全ての方位角方向においても、配光分布が狭く、指向性を有している。
【０１００】
本実施形態においても、光制御フィルムと液晶パネルとの配置を最適化したことにより輝度視野角特性の改善が図れる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに第１実施形態と異なり、バックライトから、液晶パネルの輝度視野角が広い方位角方向にも絞った光が照射される。これにより、液晶表示装置の画面正面方向の輝度を高めることができる。
【０１０１】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１７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。
図１７は、本実施形態の液晶表示装置に用いる光制御フィルムを示す断面図である。
図１７において、第１実施形態で用いた図４、図５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。
【０１０２】
上記第１実施形態においては、一つの光拡散部１４０に着目したときに、光拡散部１４０の反射面１４０ｃは場所によらずに一定の傾斜角度を有していた。これに対し、本実施形態の光制御フィルム１８０は、図１７に示すように、光拡散部１８２の反射面１８２ｃが光射出端面１８２ｂから光入射端面１８２ａにかけて外側に凸となるようになだらかに湾曲している。すなわち、反射面１８２ｃの傾斜角度が一つの光拡散部１８２の中で場所によって異なっている。符号１８１は、光吸収層を示す。
【０１０３】
本実施形態においても、光制御フィルム１８０と液晶パネル１１３との配置を最適化したことにより輝度視野角特性の改善が図れる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０４】
また、第１実施形態のように光拡散部１４０の反射面１４０ｃ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輝度ムラが視認される場合がある。これに対して、本実施形態の光制御フィルム１８０では、個々の光拡散部１８２において反射面１８２ｃの場所によって傾斜角度が異なっている。
そのため、反射面の傾斜角度が一定である場合に比べて光の反射角度分布が広がる。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。
【０１０５】
なお、本実施形態では、一つの光拡散部１８２の中で反射面１８２ｃの傾斜角度を変化させる例を挙げたが、この構成に代えて、一つの光拡散部では反射面の傾斜角度を一定にし、一つの画素内に含まれる複数の光拡散部間で反射面の傾斜角度を変化させてもよい。一つの光拡散部で反射面の傾斜角度を変化させるのには限界があり、例えば６５°〜８５°といった広い範囲で傾斜角度を変化させようとすると、光拡散部の作製が難しい。また、角度の制御も困難である。その場合、複数の光拡散部間で反射面の傾斜角度を変化させるようにすれば、光拡散部が作製し易く、角度の制御が容易になる。
【０１０６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１８、図１９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、カラーフィルターの配置が第１実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。図１９は、クロストークの発生原理を説明するための図である。
図１８、図１９において、第１実施形態で用いた図１、図５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。
【０１０７】
第１実施形態では、カラーフィルター１３１の３色であるＲ，Ｇ，Ｂは、図１に示すように、液晶パネル１１３の表示画面の水平方向（横方向）に並んでいた。これに対して、本実施形態の液晶表示装置１９０では、図１８に示すように、カラーフィルター１３１の３色であるＲ，Ｇ，Ｂは、液晶パネル１１３の表示画面の垂直方向（縦方向）に並んでいる。すなわち、１つの画素を構成するＲに対応するサブ画素、Ｇに対応するサブ画素、Ｂに対応するサブ画素のそれぞれが横長に配置される。
これ以外の構成は第１実施形態と同様である。
【０１０８】
本実施形態においても、光制御フィルム１２と液晶パネル１１３との配置を最適化したことにより輝度視野角特性の改善が図れる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
ところで、第１実施形態の構成を採用すると、場合によってはクロストークが発生するおそれがある。クロストークとは、同じ情報が異なる経路を通って観察者の目に入ることにより、観察者に多重像が見える現象である。
以下、クロストークの原因について説明する。
【０１１０】
図１９に示すように、特定の画素ＰＸ１から液晶パネル１１３の法線方向Ｖ１に対して角度θ２で射出された光ＬＡ１が、反射面１４０ｃで反射することなく光拡散部１４０を透過し、光制御フィルム１２を射出する際に屈折して液晶パネル１１３の法線方向Ｖ１に対して角度α１をなす方向に進行し、観察者の目に到達するものとする。この光ＬＡ１を０回反射光と称する。また、特定の画素ＰＸ１から液晶パネル１１３の法線方向Ｖ１に対して角度θ１１で射出された光ＬＢ１が、光拡散部１４０の反射面１４０ｃで反射し、光制御フィルム１２を射出する際に屈折して液晶パネル１１３の法線方向に対して角度α１をなす方向に進行し、観察者の目に到達するものとする。この光ＬＢ１を１回反射光と称する。
【０１１１】
図１９の例のように、０回反射光ＬＡ１と１回反射光ＬＢ１とが異なる経路を通って同時に観察者の目に入るとき、クロストークが生じる。ここで、０回反射光ＬＡ１の射出位置と１回反射光ＬＢ１の射出位置との距離Ｗ１１が小さい程、屈折した後の０回反射光ＬＡ１と１回反射光ＬＢ１との距離Ｗ２１が小さくなり、両方の光が目に入りやすくなる。第１実施形態においては、液晶セル１５の輝度視野角とバックライト１８の配光特性とが画面の横方向に広く、各色に対応するサブ画素が縦長に形成されているため、クロストークは発生しやすい。これに対して、本実施形態では、液晶セル１５の輝度視野角とバックライト１８の配光特性とが画面の横方向に広い点は同じであっても、各色に対応するサブ画素が横長に形成されているため、クロストークは発生しにくくなる。その結果、表示品位を高めることができる。
【０１１２】
［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、光制御部材の構成が第１実施形態と異なる。
図２０は、本実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
図２０において、第１実施形態で用いた図１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。
【０１１３】
第１実施形態の液晶表示装置１１は、光制御部材として、複数の光拡散部１４０が基材１３９上にストライプ状に形成された光制御フィルム１２を備えていた。この構成に代えて、本実施形態の液晶表示装置１９５は、図２０に示すように、光制御部材として、異方性散乱フィルム１９６を備えている。異方性散乱フィルム１９６は、表面に複数の凹凸構造が非周期的に形成されたフィルム状の部材である。個々の凹凸は、一つの軸方向に延伸しており、面内で互いに直交する２つの軸方向での凹凸の平均ピッチが異なるように形成されている。異方性散乱フィルムは、このような構成により、互いに直交する２つの軸方向で異なる散乱性を有するものとなる。
【０１１４】
異方性散乱フィルム１９６の一例として、樹脂シートの表面の凹凸を一方向に細長く延伸させたものがあり、凹凸の延伸方向に垂直な方向が拡散性の強い方位角方向となる。したがって、本実施形態の場合、液晶パネル１１３の輝度視野角が狭い方位角方向は、異方性散乱フィルム１９６の凹凸の延伸方向に垂直な方向に一致している。異方性散乱フィルム１９６の一例として、例えばＬＣＤ用視野角拡大フィルム（商品名：ビューステップ、東洋紡績株式会社製）が挙げられる。
【０１１５】
本実施形態においても、異方性散乱フィルム１９６と液晶パネル１１３との配置を最適化したことにより輝度視野角特性の改善が図れる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図２１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、光散乱フィルムを備えた点が第１実施形態と異なる。
図２１は、本実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。
図２１において、第１実施形態で用いた図１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。
【０１１７】
本実施形態の液晶表示装置１９７は、図２１に示すように、光制御フィルム１２の光射出側に、さらに光散乱フィルム１９８（光散乱部材）を備えている。光散乱フィルム１９８は、光制御フィルム１２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１９８の使用により、光制御フィルム１２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。
【０１１８】
[第７実施形態]
以下、本発明の第７実施形態について、図２２〜図３１Ｄ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。図２２〜２４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。
【０１１９】
図２２は、本実施形態の液晶表示装置２１を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。図２３は液晶表示装置２１の断面図である。
本実施形態の液晶表示装置２１は、図２２及び図２３に示すように、液晶パネル１１３と、バックライト１８（照明装置）と、光制御フィルム２９（光制御部材）と、を備えている。液晶パネル１１３は、第１偏光板１７と、第１位相差フィルム１６（位相差板）と、液晶セル１５と、第２位相差フィルム１４（位相差板）と、第２偏光板１３と、を備えている。図２２では、液晶セル１５を模式的に１枚の板状に図示しているが、その構造については、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２０】
観察者は、光制御フィルム２９が配置された図２２における液晶表示装置２１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２９が配置された側を視認側と称する。バックライト１８が配置された側を背面側と称する。  
【０１２１】
図２２に示すように、バックライト１８は、光源２３６と、導光体２３７と、を備えている。光源２３６は、導光体２３７の端面に配置されている。光源２３６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１８は、エッジライト型のバックライトである。
【０１２２】
導光体２３７は、光源２３６から射出された光を液晶パネル１１３に導く機能を有する。導光体２３７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。
【０１２３】
光源２３６から導光体２３７の端面に入射した光は、導光体２３７の内部を全反射しつつ伝播し、導光体２３７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２３７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２３７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。
【０１２４】
本実施形態のバックライト１８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、通常バックライトと称することがある）を用いる。通常バックライトの輝度分布については、後述する。
【０１２５】
バックライト１８と液晶セル１５との間には、第１偏光板１７が設けられている。第１偏光板１７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１７の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。
【０１２６】
液晶セル１５と光制御フィルム２９との間には、第２偏光板１３が設けられている。第２偏光板１３は、偏光子として機能する。第２偏光板１３の透過軸Ｐ１１は、第１偏光板１７の透過軸Ｐ１２と直交するように配置されている。第２偏光板１３の透過軸Ｐ１１は、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板１７の透過軸Ｐ１２と第２偏光板１３の透過軸Ｐ１２とは、クロスニコルの配置となっている。
【０１２７】
第１偏光板１７と液晶セル１５との間には、第１位相差フィルム１６が設けられている。第１位相差フィルム１６の遅相軸Ｔ１２は、第１偏光板１７の透過軸Ｐ１２と直交するように配置されている。第１位相差フィルム１６の遅相軸Ｋ１は、４５°−２２５°方向に設定されている。
【０１２８】
第２偏光板１３と液晶セル１５との間には、第２位相差フィルム１４が設けられている。第２位相差フィルム１４の遅相軸Ｔ１１は、第２偏光板１３の透過軸Ｐ１１と直交するように配置されている。第２位相差フィルム１４の遅相軸Ｔ１１は、１３５°−３１５°方向に設定されている。
【０１２９】
本実施形態の位相差フィルム（第１位相差フィルム１６、第２位相差フィルム１４）としては、富士フィルム社製のＷＶフィルムが用いられる。
【０１３０】
次に、光制御フィルム２９について詳細に説明する。
図２５は、光制御フィルム２９を視認側から見た斜視図である。
【０１３１】
光制御フィルム２９は、図２５に示すように、基材２３９と、複数の遮光層（光吸収層ともいう）２４０と、光拡散部２４１と、を備えている。複数の遮光層２４０は、基材２３９の一面（視認側と反対側の面）に形成されている。光拡散部２４１は、基材２３９の一面のうち遮光層２４０の形成領域以外の領域に形成されている。
【０１３２】
光制御フィルム２９は、図２３に示すように、光拡散部２４１が設けられた側を第２偏光板１３に向け、基材２３９の側を視認側に向けて第２偏光板１３上に配置される。光制御フィルム２９は、接着剤層２４３を介して第２偏光板１３に固定される。
【０１３３】
基材２３９には、第１実施形態の基材１３９と同じ材料を用いることができる。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。
【０１３４】
遮光層２４０は、基材２３９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２４０は、第１実施形態の光吸収層１４１と同じ材料を用いることができる。
【０１３５】
光拡散部２４１は、第１実施形態の光拡散部１４０と同じ材料を用いることができる。
【０１３６】
光拡散部２４１は、光射出端面２４１ａと、光入射端面２４１ｂと、反射面２４１ｃと、を有する。光射出端面２４１ａは、基材２３９に接する面である。光入射端面２４１ｂは、光射出端面２４１ａと対向する面である。反射面２４１ｃは、光拡散部２４１のテーパ状の側面である。反射面２４１ｃは、光入射端面２４１ｂから入射した光を反射する面である。光入射端面２４１ｂの面積は、光射出端面２４１ａの面積よりも大きい。
【０１３７】
光拡散部２４１は、光制御フィルム２９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２４１に入射した光は、光拡散部２４１の反射面２４１ｃで全反射しつつ、光拡散部２４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。
【０１３８】
光制御フィルム２９は、基材２３９が視認側に向くように配置される。そのため、光拡散部２４１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２４１ａとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面２４１ｂとなる。
【０１３９】
光拡散部２４１の反射面２４１ｃの傾斜角度（光入射端面２４１ｂと反射面２４１ｃとのなす角度）は、一例として８２°程度である。ただし、光拡散部２４１の反射面２４１ｃの傾斜角度は、光制御フィルム２９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２４１の反射面２４１ｃの傾斜角度は一定になっている。
【０１４０】
光拡散部２４１の光入射端面２４１ｂから光射出端面２４１ａまでの高さは、遮光層２４０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２４０の層厚は一例として１５０ｎｍ程度である。光拡散部２４１の光入射端面２４１ｂから光射出端面２４１ａまでの高さは一例として２０μｍ程度である。光拡散部２４１の反射面２４１ｃと遮光層２４０とにより囲まれた部分は、中空部２４２となっている。中空部２４２には空気が存在している。
【０１４１】
なお、基材２３９の屈折率と光拡散部２４１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２３９の屈折率と光拡散部２４１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２４１ｂから入射した光が光拡散部２４１から射出する際に、光拡散部２４１と基材２３９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、等の現象が生じる虞があるからである。
【０１４２】
本実施形態の場合、中空部２４２（光拡散部２４１の外部）には空気が介在している。そのため、光拡散部２４１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２４１の反射面２４１ｃ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２４２を他の低屈折率材料で充填してもよい。しかしながら、光拡散部２４１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２４１の反射面２４１ｃ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。
【０１４３】
図２６は、光制御フィルム２９の模式図である。図２６において、左側上段は光制御フィルム２９の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ２−Ａ２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Ｂ２−Ｂ２線に沿った断面図である。
【０１４４】
本実施形態の光制御フィルム２９は、図２６の左側上段に示すように、複数の遮光層２４０が、基材２３９の一面に点在して設けられている。基材２３９の法線方向から見た遮光層２４０の平面形状は細長い楕円形である。遮光層２４０は、長軸と短軸とを有している。本実施形態の光制御フィルム２９では、それぞれの遮光層２４０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。
【０１４５】
図２６の左側下段、右側上段に示すように、遮光層２４０の下方に相当する部分が楕円錐台状の中空部２４２となる。光制御フィルム２９は複数の中空部２４２を有している。複数の中空部２４２以外の部分には、光拡散部２４１が連なって設けられている。
【０１４６】
本実施形態の光制御フィルム２９では、それぞれの遮光層２４０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２４０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２４１の反射面２４１ｃの向きを考えると、光拡散部２４１の反射面２４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面２４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面２４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面２４１ｃ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２４１ｃ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、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向は、遮光層２４０の短軸方向であるＹ方向となる。
【０１４７】
なお、遮光層２４０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２４０の一部が重なって形成されていても良い。
【０１４８】
図２７Ａ、２７Ｂは、遮光層２４０の平面視の大きさを説明するための図である。
図２７Ａは、複数の遮光層２４０のうちの一つの遮光層２４０を示す平面図である。図２７Ｂは、人間の視力と人間の眼で認識できる物体の大きさとの関係を示すグラフである。図２７Ｂにおいて、横軸は人間の視力である。縦軸は人間の眼で認識できる物体の大きさである。
【０１４９】
光制御フィルム２９において、遮光層２４０の平面視の大きさは、ある程度小さくした方がよい。その理由は、遮光層２４０の平面視の大きさが大きすぎると、液晶表示装置２１の表示画像において、遮光層２４０がドットとして認識されてしまう惧れがあるからである。
【０１５０】
図２７Ａに示すように、遮光層２４０の長軸方向の長さをＢ２１とする。遮光層２４０の短軸方向の長さをＢ２２とする。遮光層２４０がドットとして認識されにくくするためには、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ２１が１００μｍ以下であることが好ましい。以下、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ１を導くための方法について説明する。
【０１５１】
図２７Ｂに示すように、人間の視力と人間の眼で認識できる物体の大きさとの間には一定の関係がある。図２７Ｂに示す曲線Ｃ２よりも上方の範囲ＡＲ２１は、人間の眼で物体を認識することができる範囲である。一方、曲線Ｃ２よりも下方の範囲ＡＲ２２は、人間の眼で物体を認識することができない範囲である。この曲線Ｃ２は、以下の式により導かれる（３）式により定義される。
【０１５２】
人間の眼において、視力αは、最小視角をβ（分）としたとき、下記の（１）式により導かれる。
【０１５３】
α＝１／β  ・・・（１）
【０１５４】
最小視角βは、人間の眼で認識できる物体の大きさをＶ（ｍｍ）、人間の眼から物体までの距離をＷ（ｍ）としたとき、下記の（２）式により導かれる。
【０１５５】
β＝（Ｖ／１０００）／｛Ｗ×２π／（３６０／６０）｝  ・・・（２）
【０１５６】
上記の（１）式、（２）式により、視力αは、下記の（３）式で表される。
【０１５７】
α＝｛Ｗ×２π／（３６０／６０）｝／（Ｖ／１０００）  ・・・（３）
【０１５８】
上記の（３）式を変形すると、人間の眼で認識できる物体の大きさＶは、下記の（４）式で表される。
【０１５９】
Ｖ＝[｛Ｗ×２π／（３６０／６０）｝×１０００]／α  ・・・（４）
【０１６０】
携帯電話機等の携帯型電子機器を使用する際、人間の眼から物体までの距離Ｗは２０ｃｍ〜３０ｃｍ程度である。ここでは一例として、人間の眼から物体までの距離Ｗを２５ｃｍとする。
【０１６１】
自動車の運転免許を取得するための最低視力は０．７である。この場合、人間の眼で認識できる物体の大きさＶは１００μｍとなる。物体の大きさＶが１００μｍ以下であれば、人間の眼で物体を認識しにくくなると考えられる。すなわち、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ２１が１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、遮光層２４０が表示画像においてドットとして認識されることが抑制される。この場合、遮光層２４０の短軸方向の長さＢ２２は、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ２１よりも短く、かつ、１００μｍ以下に設定される。
【０１６２】
さらに、視力が２．０の人間の眼で認識できる物体の大きさＶは４０μｍとなる。物体の大きさＶが４０μｍ以下であれば、人間の眼では物体を殆ど認識することができないと考えられる。すなわち、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ２１が４０μｍ以下であることがより好ましい。これにより、遮光層２４０が液晶表示装置２１の表示画面においてドットとして認識されることが確実に抑制される。この場合、遮光層２４０の短軸方向の長さＢ２２は、遮光層２４０の長軸方向の長さＢ２１よりも短く、かつ、４０μｍ以下に設定される。
【０１６３】
液晶表示装置２１における表示画像のコントラスト比が、表示画像を見る角度によって異なることについて、以下に説明する。
ＴＮモードの液晶パネル１１３の動作については、図３Ａおよび３Ｂを用いて説明した通りである。図２８は、特許文献４（特開２００２−９０５２７号公報）に記載されている液晶表示装置における、白表示時のコントラスト視野角特性を示す等コントラスト曲線を示す図である。
【０１６４】
図８Ａに示すように、液晶表示装置において方位角方向を定義したとき、等コントラスト曲線は、図２８に示すようになる。７本の等コントラスト曲線は、外側から内側に向かうにつれてコントラスト比が高くなっている。７本の等コントラスト曲線のコントラスト比は、外側から順に、１本目が１００、２本目が２００、３本目が３００、４本目が３５０、５本目が４００、６本目が４５０、７本目が５００となっている。７本の等コントラスト曲線は全て回転非対称の形状である。それぞれの等コントラスト曲線は、方位角φ：９０°方向に片寄っている。すなわち、輝度ピークが方位角φ：９０°方向にずれている。
【０１６５】
なお、コントラスト比は、表示画像における白表示の輝度値／黒表示の輝度値のことである。コントラスト比が大きい程、表示画像の視認性が良いと判断できる。
【０１６６】
特許文献４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°方向の光透過率の変化が大きい。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。
【０１６７】
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。具体的には、図２２及び図２３に示したように、液晶パネル１１３の光射出側に光制御フィルム２９を配置している。さらに、光制御フィルム２９の液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向（図２６に示す、遮光層２４０の短軸方向であるＹ方向）と、を概ね一致させている。
【０１６８】
図２９Ａ、２９Ｂは、本実施形態の液晶表示装置２１におけるバックライト１８の輝度分布を示す図である。
図２９Ａは、バックライト１８の等輝度曲線である。図２９Ｂは、図２９Ａの等輝度曲線に対して、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２９Ｂ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。
【０１６９】
前述したように、本実施形態のバックライト１８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通常バックライトである。この通常バックライトの輝度分布を、方位角φを用いて視覚化したものが図２９Ａである。
【０１７０】
図２９Ａに示すように、８本の等輝度曲線は、外側から内側に向かうにつれて輝度が高くなっている。８本の等輝度曲線の輝度［ｃｄ／ｍ２］は、外側から順に、１本目が１０００、２本面が２０００、３本目が２５００、４本目が３０００、５本目が３５００、６本目が４０００、７本目が４５００、８本目が５０００である。８本の等輝度曲線は、それぞれ方位角φ：０°−１８０°方向に延びている。一方、方位角φ：９０°−２７０°方向にはつぶれている。
【０１７１】
図２９Ａ、２９Ｂ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１８の輝度変化が相対的に小さい。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１８の輝度変化が相対的に大きい。
【０１７２】
本実施形態のバックライト１８は低指向性を有する。具体的には、バックライト１８の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向におけるバックライト１８から射出される光の拡散角が概ね５０°である。以下、バックライトから射出される光の拡散角を、単に拡散角と称することがある。
【０１７３】
ここで、「拡散角」は、輝度がピーク輝度の５０％まで減衰するときのバックライト１８の射出角度α，βの差の絶対値｜α−β｜とする。本実施形態において、拡散角は、図２９Ｂに示すように、横軸の極角を射出角度とした場合、方位角φ：９０°−２７０°方向において概ね５０°となっている。
【０１７４】
なお、拡散角の範囲は４０°以上６０°以下であればよい。例えば、モバイル用途の拡散角は概ね４０°である。ＴＶ用途の拡散角は概ね５０°である。モバイル用途の拡散板とＴＶ用途の拡散シートとでは、拡散性能が異なる。また、機種によっては拡散角が概ね５４°のものもある。以上の観点から、拡散角の範囲が４０°以上６０°以下であれば、バックライト１８が低指向性を有するといえる。
【０１７５】
本実施形態では、液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向と、バックライト１８の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向と、を概ね一致させている。
【０１７６】
図３０Ａ〜３０Ｃは、位相差フィルムに含まれるディスコティック液晶ＭＤ２が傾斜する方位角方向を示す図である。図３０Ａは、ディスコティック液晶ＭＤ２の配向状態を示す側面図である。図３０Ｂは、ディスコティック液晶ＭＤ２の配向状態を示す平面図である。図３０Ｃは、ディスコティック液晶ＭＤ２が傾斜する方位角方向と光制御フィルムの拡散性が相対的に強い方位角方向との関係を示す図である。言い換えると、図３０Ｃは、第１位相差フィルム１６の配置状態を説明するための平面図である。
【０１７７】
ここでは、一例として第１位相差フィルム１６を挙げて説明する。第２位相差フィルム１４については、説明を省略する。図３０Ａの上方は、第１位相差フィルム１６における液晶層１１１に近い側に相当する。図３０Ａ、３０Ｂでは、第１位相差フィルム１６に含まれる一部のディスコティック液晶ＭＤ２に着目している。
以下の説明においては、ディスコティック液晶ＭＤ２が傾斜する方位角方向を「傾斜方位角方向」と称することがある。
【０１７８】
図３０Ａに示すように、第１位相差フィルム１６の上方に位置するディスコティック液晶ＭＤ２の長軸ＢＤ２は、第１位相差フィルム１６の法線ＮＤ２に対して斜めに傾いている。一方、第１位相差フィルム１６の下方に位置するディスコティック液晶ＭＤ２の長軸ＢＤ２は、第１位相差フィルム１６の法線ＮＤ２に対して直交している。複数のディスコティック液晶ＭＤ２のうち最も上方に位置するディスコティック液晶ＭＤ２の長軸ＢＤ２は、第１位相差フィルム１６の法線ＮＤ２に対して概ね平行である。ディスコティック液晶ＭＤ２の長軸ＭＤは、第１位相差フィルム１６の下方から上方に向かうにつれて、第１位相差フィルム１６の法線ＮＤ２に対して概ね平行になるよう徐々に傾いている。
【０１７９】
ここで、電圧無印加時に、液晶分子Ｍが、配向膜１２７と配向膜１３４との間で、９０°ツイストした状態となる場合を考える。この場合、表示画像の上下あるいは左右のコントラストの対称性を確保するためには、液晶分子Ｍ１のプレチルトの方位角方向を４５°、１３５°、２２５°、３１５°のいずれかに設定する必要がある。液晶分子Ｍ１のプレチルトの方位角方向を変えると、コントラスト視野角が回転するからである。そのため、ディスコティック液晶ＭＤの傾斜方位角方向を、液晶分子Ｍ１のプレチルトの方位角方向に対応させる。
【０１８０】
本実施形態では、図３０Ｂに示すように、第１位相差フィルム１６の法線方向から見て、ディスコティック液晶ＭＤ２の傾斜方位角方向ＪＤ２と、方位角φ：９０°−２７０°方向とのなす角度を概ね４５°に設定する。
【０１８１】
言い換えると、図３０Ｃに示すように、第１位相差フィルム１６を、ディスコティック液晶ＭＤ２の傾斜方位角方向ＪＤ２と、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）とのなす角度γが概ね４５°になるように配置する。これにより、電圧無印加時に液晶分子Ｍが９０°ツイストするＴＮモードの液晶表示装置２１において、上下あるいは左右のコントラストの対称性を確保することができる。
【０１８２】
（液晶表示装置の製造方法）
図３１Ａ〜３１Ｄは、光制御フィルム２９の製造工程を、順を追って示す斜視図である。
【０１８３】
上記構成の液晶表示装置２１を構成する光制御フィルム２９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１１３の製造工程の概略を先に説明する。最初に、ＴＦＴ基板１９とカラーフィルター基板１１０をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板１９のＴＦＴ１１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１１０のカラーフィルター１３１が形成された側の面とを対向させて配置する。そして、ＴＦＴ基板１９とカラーフィルター基板１１０とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板１９とカラーフィルター基板１１０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１５の両面に、光学接着剤等を用いて第１位相差フィルム１６、第１偏光板１７、第２位相差フィルム１４、第２偏光板１３をそれぞれ貼り合わせる。以上の工程を経て、液晶パネル１１３が完成する。
なお、ＴＦＴ基板１９やカラーフィルター基板１１０の製造方法は、常法によれば良く、その説明を省略する。
【０１８４】
最初に、図３１Ａ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２３９を準備する。次いで、スピンコート法を用いて、この基材２３９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２４５を形成する。
次いで、上記の塗膜２４５を形成した基材２３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜２４５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。
【０１８５】
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２４６が形成されたフォトマスク２４７を介して塗膜２４５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。
【０１８６】
上記のフォトマスク２４７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２４５の現像を行い、１００℃で乾燥し、図３１Ｂに示すように、平面形状が例えば楕円形の複数の遮光層２４０を基材２３９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２４０をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部２４２を形成する。そのため、フォトマスク２４７の開口パターン２４６の位置が中空部２４２の形成位置に対応する。
【０１８７】
楕円形の遮光層２４０は次工程の光拡散部２４１の非形成領域（中空部２４２）に対応する。
複数の開口パターン２４６は全て楕円形のパターンである。開口パターン２４６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２４６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２４６の間隔（ピッチ）は液晶パネル１１３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２４０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。
【０１８８】
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２４０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２４６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２４０を直接形成しても良い。
【０１８９】
次いで、図３１Ｃに示すように、スピンコート法を用いて、遮光層２４０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２４８を形成する。
次いで、上記の塗膜２４８を形成した基材２３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜２４８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。
【０１９０】
次いで、基材２３９側から遮光層２４０をマスクとして塗膜２４８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２４８を形成した基材２３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜２４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【０１９１】
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２４８の現像を行い、１００℃でポストベークし、図３１Ｄに示すように、複数の中空部２４２を有する透明樹脂層２４１を基材２３９の一面に形成する。本実施形態では、図３１Ｃ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２４８を構成する透明ネガレジストが遮光層２４０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２４２が形成される。光拡散部２４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部２４１の反射面２４１ｃの傾斜角度は拡散光の拡散の度合いで制御できる。
【０１９２】
ここで用いる光Ｆ２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２４１の反射面２４１ｃ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２４１の反射面２４１ｃ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２９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Ｆ２として基材２３９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２５０程度の拡散板を配置し、拡散板を介して光を照射する。
【０１９３】
以上、図３１Ａ〜３１Ｄの工程を経て、本実施形態の光制御フィルム２９が完成する。光制御フィルム２９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２９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。
【０１９４】
最後に、完成した光制御フィルム２９を、図２３に示すように、基材２３９を視認側に向け、光拡散部２４１を第２偏光板１３に対向させた状態で、接着剤層２４３を介して液晶パネル１１３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２１が完成する。
【０１９５】
本実施形態に係る液晶表示装置２１においては、液晶パネル１１３の光射出側に光制御フィルム２９が配置されているため、光制御フィルム２９に入射した光は、光制御フィルム２９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２９から射出される。したがって、観察者が液晶表示装置２１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。
【０１９６】
さらに、光制御フィルム２９の液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向と、が概ね一致している。そのため、液晶表示装置２１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２１を提供することができる。
【０１９７】
さらに、本実施形態においては、液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルム２９の拡散性が相対的に強い方位角方向と、バックライト１８の極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向と、が概ね一致している。これにより、バックライト１８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１１３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２１を提供することができる。
【０１９８】
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制御フィルム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、光制御フィルム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。
【０１９９】
これに対し、本実施形態の液晶表示装置２１においては、複数の遮光層２４０が平面的にランダムに配置されている。光拡散部２４１が遮光層２４０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１１３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。
【０２００】
本実施形態では、複数の遮光層２４０の配置をランダムとしたが、必ずしも複数の遮光層２４０の配置がランダムである必要はない。複数の遮光層２４０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２４０が周期的に配置されていても良い。
【０２０１】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図３２及び図３３を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置２１０１の基本構成は第７実施形態と同一であり、光散乱フィルム２１０２を備えた点が第７実施形態と異なる。
図３２は、本実施形態の液晶表示装置２１０１の断面図である。
図３２において、第１実施形態および第７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。
【０２０２】
本実施形態の液晶表示装置２１０１は、図３２に示すように、光制御フィルム２９の光射出側に、さらに光散乱フィルム２１０２（光散乱部材）を備えている。
【０２０３】
光散乱フィルム２１０２は、バインダー樹脂２１０３の内部に複数の光散乱体２１０４が分散されたものである。バインダー樹脂２１０３としては、例えばアクリル樹脂等が用いられる。光散乱体２１０４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２１０２は、接着剤層２１０５により、基材２３９の視認側の面に固定されている。
【０２０４】
図３３は、光散乱フィルム２１０２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２１０２の一面（基材２３９の側の面）に対して垂直に投光したときの特性である。図３３において、横軸は極角θ[°]である。縦軸は、光散乱フィルム２１０２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２１０２を透過した光の強度（透過強度）である。
図３３に示すように、光散乱フィルム２１０２の透過強度の特性は、方位角方向に対して等方的である。
【０２０５】
なお、光散乱フィルム２１０２は、光制御フィルム２９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２１０２の使用により、光制御フィルム２９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。
【０２０６】
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図３４Ａ、３４Ｂ及び図３５Ａ、３５Ｂ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８実施形態と同一であり、光制御フィルム２２０９の光拡散部２２４１が互いに傾斜角度が異なる反射面２２４１ｃ１，２２４１ｃ２を有する点が第８実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光制御フィルム２２０９について説明する。
【０２０７】
図３４Ａ、３４Ｂは、本実施形態の光制御フィルム２２０９の断面図である。
図３４Ａは、方位角φ：９０°−２７０°方向に沿った光制御フィルム２２０９の断面図である。図３４Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向に沿った断面において、光拡散部２２４１に対する光の入射角度、光拡散部２２４１の反射面２２４１ｃ１，２２４１ｃ２の傾斜角度、及び光拡散部２２４１から射出される光の射出角度との関係を示す図である。
図３４Ｂにおいては、便宜上、基材２２３９の図示を省略している。
【０２０８】
図３４Ｂにおいて、角度ψ１は、第１の反射面２２４１ｃ１の傾斜角度である。角度ψ２は、第２の反射面２２４１ｃ２の傾斜角度である。角度σ０は、光拡散部２２４１に入射する光の入射角度（光拡散部２２４１の高さ方向Ｔ１と光拡散部２２４１に入射する光の入射方向Ｓ０とのなす角度）である。角度σ１は、第１の反射面２２４１ｃ１で反射した光の射出角度（第１の反射面２２４１ｃ１で反射して光拡散部２２４１から射出される光の射出方向Ｓ２１と光拡散部２２４１に入射する光の入射方向Ｓ０とのなす角度）である。角度σ２は、第２の反射面２２４１ｃ２で反射した光の射出角度（第２の反射面２２４１ｃ２で反射して光拡散部２２４１から射出される光の射出方向Ｓ２２と光拡散部２２４１に入射する光の入射方向Ｓ０とのなす角度）である。
屈折率ｎ１は、空気の屈折率である。屈折率ｎ２は、光拡散部の屈折率である。
【０２０９】
図３４Ａに示すように、本実施形態の光拡散部２２４１は、第１の反射面２２４１ｃ１と、第２の反射面２２４１ｃ２と、を有する。第１の反射面２２４１ｃ１は、液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）において、方位角φ：９０°方向の側の反射面である。一方、第２の反射面２２４１ｃ２は、方位角φ：９０°−２７０°方向において、方位角φ：２７０°方向の側の反射面である。第２の反射面２２４１ｃ２は、第１の反射面２２４１ｃ２の反対側の反射面である。本実施形態では、第１の反射面２２４１ｃ１の傾斜角度ψ１と第２の反射面の傾斜角度ψ２とが互いに異なる。
【０２１０】
上述したように、通常バックライトの輝度分布は、方位角φ：９０°−２７０°方向で極角θ＝０°に対して非対称な輝度分布となる。このような非対称な輝度分布を持つ光が光制御フィルム２２０９に入射する場合を考える。この場合、液晶パネル１１３から射出された光が光拡散部２２４１に対して斜めに入射する。
【０２１１】
この場合、角度ψ１、σ０、σ１、屈折率ｎ１、ｎ２の関係は、下記の（５）式により定義される。角度ψ２、σ０、σ２、屈折率ｎ１、ｎ２の関係は、下記の（６）式により定義される。
【０２１２】
【数１】
0005937678.tif 000002
【０２１３】
上記の（５）式、（６）式により、角度σ１と角度σ２とが等しくなるように角度ψ１と角度ψ２とを求めることができる。
【０２１４】
図３５Ａ、３５Ｂは、傾斜角度が異なる反射面での光の反射を説明するための図である。
図３５Ａは、比較例に係る、第１の反射面２２４１Ｘｃ１の傾斜角度ψ１と第２の反射面２２４１Ｘｃ２の傾斜角度ψ２とが互いに等しい光拡散部２２４１Ｘの断面図である。図３５Ｂは、本実施形態に係る、第１の反射面２２４１ｃ１の傾斜角度ψ１と第２の反射面２２４１ｃ２の傾斜角度ψ２とが互いに異なる光拡散部２２４１の断面図である。
【０２１５】
図３５Ａに示すように、第１の反射面２２４１Ｘｃ１の傾斜角度ψ１と第２の反射面２２４１Ｘｃ２の傾斜角度ψ２とが互いに等しい光拡散部２２４１Ｘの場合を考える。この場合、液晶パネルから射出された光が光拡散部２２４１Ｘに対して方位角φ：９０°方向寄りに斜めに入射すると、第１の反射面２２４１Ｘｃ１で反射した光と第２の反射面２２４１Ｘｃ２で反射した光とが互いに異なる射出角度で射出される。このため、輝度ピークが特定の方位角方向にずれやすくなる。その結果、輝度分布の対称性を高めることが困難となる。
【０２１６】
輝度分布の対称性を高めるためには、入射光を強く拡散させたい方位角方向において、光拡散部の第１の反射面の傾斜角度と第２の反射面の傾斜角度とを異ならせる必要がある。具体的には、方位角φ：９０°−２７０°方向において、光拡散部の第１の反射面の傾斜角度と第２の反射面の傾斜角度とを互いに異ならせる。
【０２１７】
本実施形態では、図３５Ｂに示すように、第１の反射面２２４１ｃ１の傾斜角度ψ１が第２の反射面２２４１ｃ２の傾斜角度ψ２よりも大きい。この場合、液晶パネルから射出された光が光拡散部２２４１に対して方位角φ：９０°方向寄りに斜めに入射しても、第１の反射面２２４１ｃ１で反射した光と第２の反射面２２４１ｃ２で反射した光とが互いに等しい射出角度で射出される。このため、輝度ピークが特定の方位角方向にずれることを抑制し、輝度分布の対称性を高めることができる。
【０２１８】
このように第１の反射面２２４１ｃ１の傾斜角度ψと第２の反射面２２４１ｃ２の傾斜角度ψ２とが互いに異なる光拡散部２２４１を作成する方法としては、例えば、透明ネガレジストの露光時に、光源を傾けて露光する方法が挙げられる。なお、光源を傾けずに、透明ネガレジストが塗布されている基材を傾けて露光してもよい。
【０２１９】
本実施形態によれば、液晶表示装置の表示画面の上下左右方向で対称な輝度分布を持たせることができる。そのため、表示画面をどの方位角方向から見ても同じような輝度となる。これにより、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。
【０２２０】
［第１０実施形態］
以下、本発明の第１０実施形態について、図３６Ａ、３６Ｂ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７実施形態と同一であり、指向性バックライトを有する点が第７実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、指向性バックライトについて説明する。
【０２２１】
図３６Ａ、３６Ｂは、本実施形態の液晶表示装置におけるバックライトの輝度分布を示す図である。
図３６Ａは、本実施形態のバックライトの等輝度曲線である。図３６Ｂは、図３６Ａの等輝度曲線に対して、方位角φ：０°−１８０°方向と方位角φ：９０°−２７０°方向における輝度分布を極座標で表した図である。図３６Ｂ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。
【０２２２】
本実施形態のバックライトは、上述した通常バックライトに比べて正面方向の指向性を高めている。そのため、通常バックライトよりも正面輝度が１．４倍程度高い。本実施形態のバックライトは、光の射出方向を制御して、指向性が通常バックライトよりも高く設定された指向性バックライトである。この指向性バックライトの輝度分布を、方位角φを用いて視覚化したものが図３６Ａである。
【０２２３】
図３６Ａに示すように、９本の等輝度曲線は、外側から内側に向かうにつれて輝度が高くなっている。９本の等輝度曲線の輝度［ｃｄ／ｍ２］は、外側から順に、１本目が１０００、２本面が１５００、３本目が２０００、４本目が２５００、５本目が３０００、６本目が３５００、７本目が４０００、８本目が４５００、９本目が５０００である。
９本の等輝度曲線は、それぞれ方位角φ：０°−１８０°方向に延びている。一方、方位角φ：９０°−２７０°方向にはつぶれている。
【０２２４】
図３６Ａ、３６Ｂ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、バックライトの輝度変化が相対的に小さい。一方、方位角φ：９０°−２７０°方向においては、バックライトの輝度変化が相対的に大きい。
【０２２５】
本実施形態では、液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルムの拡散性が相対的に強い方位角方向と、バックライトの極角方向の輝度変化が相対的に大きい方位角方向と、を概ね一致させている。
【０２２６】
係る輝度分布を有した指向性バックライトを使用した場合であっても、上記実施形態に係る光制御フィルムと組み合わせることで、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。
【０２２７】
［第１１実施形態］
以下、本発明の第１１実施形態について、図３７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７実施形態と同一であり、光制御フィルム２３０９に複数の光拡散部２３４１が配置されている点が第７実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光制御フィルム２３０９について説明する。
【０２２８】
図３７は、光制御フィルム２３０９の模式図である。図３７において、左側上段は光制御フィルム２３０９の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＣ２−Ｃ２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Ｄ２−Ｄ２線に沿った断面図である。
【０２２９】
本実施形態の光制御フィルム２３０９は、図３７の左側上段に示すように、複数の光拡散部２３４１が、基材２３３９の一面に点在して設けられている。基材２３３９の法線方向から見た光拡散部２３４１の平面形状は細長い楕円形である。光拡散部２３４１は、長軸と短軸とを有している。
【０２３０】
図３７の左側下段、右側上段に示すように、遮光層２３４０の下方に相当する部分が中空部２３４２となる。この中空部２３４２に空気が存在している。光制御フィルム２３０９は空気が存在する連続した中空部２３４２を有している。中空部２３４２以外の部分には、光拡散部２３４１が点在して設けられている。
【０２３１】
複数の光拡散部２３４１の長軸方向は概ねＸ方向に揃っている。複数の光拡散部２３４１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２３４１の反射面２３４１ｃの向きを考えると、光拡散部２３４１の反射面２３４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面２３４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面２３４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面２３４１ｃ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２３４１ｃ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、光制御フィルム２３０９の拡散性が相対的に強い方位角方向は、光拡散部２３４１の短軸方向であるＹ方向となる。
【０２３２】
本実施形態においては、液晶パネル１１３の光射出側に光制御フィルム２３０９を配置し、さらに、光制御フィルム２３０９の液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、光制御フィルム２３０９の拡散性が相対的に強い方位角方向（光拡散部２３４１の短軸方向であるＹ方向）と、を概ね一致させる。
【０２３３】
係る光制御フィルム２３０９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。
【０２３４】
なお、光拡散部２３４１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２３４１の開口部同士が重なって形成されていても良い。
【０２３５】
［第１２実施形態］
以下、本発明の第１２実施形態について、図３８Ａ〜３８Ｆ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７実施形態と同一であり、光制御フィルムにおける遮光層の形状が楕円に内接する形状である点が第７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。
【０２３６】
図３８Ａ〜３８Ｆは、本実施形態の遮光層の平面図である。
図３８Ａ〜３８Ｆに示すように、本実施形態の遮光層の形状は楕円に内接する形状である。
【０２３７】
具体的には、図３８Ａに示す遮光層２４４０Ａの形状は、楕円に内接する四角形である。図３８Ｂに示す遮光層２４４０Ｂの形状は、楕円に内接する六角形である。図３８Ｃに示す遮光層２４４０Ｃの形状は、楕円に内接する八角形である。図３８Ｄに示す遮光層２４４０Ｄの形状は、楕円に内接する三角形である。図３８Ｅに示す遮光層２４４０Ｅの形状は、楕円に内接する十角形である。図３８Ｆに示す遮光層２４４０Ｆの形状は、楕円に内接する図形である。遮光層２４４０Ｆの中央部分は、楕円に内接する部分に比べて細い。
【０２３８】
本実施形態においては、遮光層２４４０Ａ〜２４４０Ｆの短軸方向と、液晶パネル１１３に一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向（方位角φ：９０°−２７０°方向）と、を概ね一致させる。
【０２３９】
本実施形態の遮光層２４４０Ａ〜２４４０Ｆ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。
【０２４０】
［第１３実施形態］
以下、本発明の第１３実施形態について、図３９Ａ〜３９Ｄ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７実施形態と同一であり、光制御フィルムにおける遮光層の構成が第７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。
【０２４１】
図３９Ａ〜３９Ｄは、本実施形態の光制御フィルムの平面図である。
図３９Ａ〜３９Ｄに示すように、本実施形態の光制御フィルムは、第１実施形態の光制御フィルムに対し、遮光層の構成が異なる。
【０２４２】
具体的には、第７実施形態の光制御フィルム２９では、それぞれの遮光層２４０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くなっていた。これに対し、図３９Ａに示す光制御フィルム２５０９光制御フィルム２５０９Ａには、長軸の長さに対する短軸の長さの比が異なる遮光層２５４０遮光層２５４０Ａが混在している。
【０２４３】
さらに、第７実施形態の光制御フィルム２９では、それぞれの遮光層２４０の長軸方向が方位角φ：０°−１８０°方向に配置されていた。これに対し、図３９Ｂに示す光制御フィルム２５０９Ｂでは、複数の遮光層２５４０Ｂのうちの一部の遮光層２５４０Ｂの長軸が他の遮光層２５４０Ｂの長軸と異なる方向を向いている。
【０２４４】
また、第７実施形態の光制御フィルム２９では、複数の遮光層２４０の全てが点在して配置されていた。これに対し、図３９Ｃに示す光制御フィルム２５０９Ｃでは、複数の遮光層２５４０Ｃのうちの一部の遮光層２５４０Ｃが他の遮光層２５４０Ｃの一部と連結している。
【０２４５】
また、第７実施形態の光制御フィルム２９では、複数の遮光層２４０の形状が全て楕円形状であった。これに対し、図３９Ｄに示す光制御フィルム２５０９Ｄでは、複数の遮光層２５４０Ｄのうちの一部の遮光層２５４０Ｄの形状が長方形である。
【０２４６】
本実施形態の光制御フィルム２５０９Ａ〜２５０９Ｄ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。
【０２４７】
［第１４実施形態］
以下、本発明の第１４実施形態について、図４０Ａ、４０Ｂ、図４１Ａ、４１Ｂ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７実施形態と同一であり、光制御フィルムにおける光拡散部の反射面の構成が第７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。
【０２４８】
図４０Ａ、４０Ｂは、本実施形態の光制御フィルム２６０９Ａ，２６０９Ｂの断面図である。
図４０Ａ、４０Ｂに示すように、本実施形態の光制御フィルム２６０９Ａ，２６０９Ｂは、第１実施形態の光制御フィルム２９に対し、光拡散部２６４１Ａ，６４１Ｂの反射面の構成が異なる。
【０２４９】
具体的には、第７実施形態の光制御フィルム２９では、光拡散部４０の反射面２４１ｃの傾斜角度が一定であった。これに対し、図４０Ａ、４０Ｂに示す光制御フィルム２６０９Ａ，６０９Ｂでは、光拡散部２６４１Ａ，２６４１Ｂの反射面の傾斜角度が連続的に変化している。光拡散部２６４１Ａ，２６４１Ｂの反射面の断面形状が曲線状の傾斜面である。
【０２５０】
図４０Ａに示す光制御フィルム２６０９Ａでは、光拡散部２６４１Ａの反射面２６４１Ａｃが中空部２６４２Ａ側に湾曲し、中空部２６４２Ａの反射面２６４１Ａｃ側の部分が凹となっている。
【０２５１】
図４０Ｂに示す光制御フィルム２６０９Ｂでは、光拡散部２６４１Ｂの反射面２６４１Ｂｃが中空部２６４２Ｂ側に湾曲し、中空部２６４２Ｂの反射面２６４１Ｂｃ側の部分が凸となっている。
【０２５２】
図４１Ａ、４１Ｂは、光拡散部の反射面の傾斜角度と面積率との関係を説明するための図である。
図４１Ａは、光拡散部の反射面の傾斜角度の分布が第１の反射面と第２の反射面とで同じ場合の図である。図４１Ｂは、光拡散部の反射面の傾斜角度の分布が第１の反射面と第２の反射面とで異なる場合の図である。図４１Ａ、４１Ｂにおいて、横軸は光拡散部の反射面の傾斜角度である。縦軸は光拡散部の反射面の面積率である。面積率とは、光拡散部の反射面を側方から見たときに、反射面全体の面積に対する、ある傾斜角度を有する部分の面積の比率である。本実施形態では、反射面が湾曲しているため、傾斜角度は、反射面の湾曲部分の所定位置における接線と光拡散部の光入射端面とのなす角度となる。ここでは、一例として、第１の反射面の傾斜角度ψ１が第２の反射面の傾斜角度ψ２よりも大きい場合を挙げて説明する。
【０２５３】
本実施形態において、光拡散部の反射面の傾斜角度は、メインとなる傾斜角度を中心に角度分布に幅を有する。光拡散部の反射面の傾斜角度の分布は、図４１Ａに示すように、第１の反射面の傾斜角度ψ１と第２の反射面の傾斜角度ψ２とで、それぞれ同じ傾斜分布でもよい。また、図４１Ｂに示すように、第１の反射面の傾斜角度ψ１と第２の反射面の傾斜角度ψ２とで、それぞれ異なる傾斜分布でもよい。
ただし、第１の反射面の傾斜角度ψ１の方が第２の反射面の傾斜角度ψ２よりも輝度分布の対称性に対する寄与度が大きい。そのため、輝度分布の対称性をよくするためには第１の反射面の傾斜角度ψ１の分布は狭いほうがよい。
【０２５４】
本実施形態の光制御フィルム２６０９Ａ，２６０９Ｂ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。
【０２５５】
［第１５実施形態］
以下、本発明の第１５実施形態について、図４２Ａ、４２Ｂ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１４実施形態と同一であり、光制御フィルムにおける光拡散部の反射面の構成が第１４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。
【０２５６】
図４２Ａ、４２Ｂは、本実施形態の光制御フィルム２７０９Ａ，２７０９Ｂの断面図である。
図４２Ａ、４２Ｂに示すように、本実施形態の光制御フィルム２７０９Ａ，２７０９Ｂは、第８実施形態の光制御フィルム２６０９Ａ，２６０９Ｂに対し、光拡散部の反射面の構成が異なる。
【０２５７】
具体的には、第１４実施形態の光制御フィルム２６０９Ａ，２６０９Ｂでは、光拡散部２６４１Ａ，２６４１Ｂの反射面の傾斜角度が連続的に変化しており、光拡散部２６４１Ａ，２６４１Ｂの反射面の断面形状が曲線状の傾斜面であった。これに対し、図４２Ａ、４２Ｂに示す光制御フィルム２７０９Ａ，２７０９Ｂでは、光拡散部２７４１Ａ，２７４１Ｂの反射面が複数の異なる傾斜角度を有している。光拡散部２７４１Ａ，２７４１Ｂの反射面の断面形状が折れ線状の傾斜面である。
【０２５８】
図４２Ａに示す光制御フィルム２７０９Ａでは、光拡散部２７４１Ａの反射面２７４１Ａｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部２７４２Ａの反射面２７４１Ａｃ側の部分が凹となっている。
【０２５９】
図４２Ｂに示す光制御フィルム２７０９Ｂでは、光拡散部２７４１Ｂの反射面２７４１Ｂｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部２７４２Ｂの反射面２７４１Ｂｃ側の部分が凸となっている。
【０２６０】
本実施形態の光制御フィルムを用いても、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。
【０２６１】
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、液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と光制御フィルムの拡散性が相対的に強い方位角方向とは、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み立て工程において、液晶パネルと光制御フィルムとの位置合わせの回転方向のずれは３°程度以内と考えられる。そのため、液晶パネルの輝度視野角が相対的に狭い方位角方向と光制御フィルムの拡散性が相対的に強い方位角方向とが３°程度ずれている場合も、本発明の技術範囲に含まれる。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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四角錐台状もしくは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四角錐台状もしくは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。
【０２６４】
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】
【０２６５】
以下、実施例及び比較例により本発明の態様をさらに具体的に説明するが、本発明の態様は以下の実施例に限定されるものではない。【０２６６】
本発明の液晶表示装置の効果を検証するために、本発明の態様における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。【０２６７】
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。【０２６８】
「比較例１Ｂ」
液晶表示装置は、特許文献４（特開２００２−９０５２７号公報）に記載されている構成と同様のものを用いた。液晶表示装置は、液晶セルと、光学補償偏光板と、を備えている。液晶表示装置は、光制御フィルムを備えていない。バックライトは、通常バックライトである。【０２６９】
「比較例２Ｂ」
液晶表示装置は、特許文献５（国際公開第２００９／０４４５２０号）に記載されている構成と同様のものを用いた。液晶表示装置は、液晶表示パネルと、光拡散シートと、を備えている。液晶表示装置は、光制御フィルムを備えていない。バックライトは、通常バックライトである。
光拡散シートのパラメータは、以下に示す通りである。高屈折率領域の屈折率は１．５９である。低屈折率領域の屈折率は１．４０である。高屈折率領域と低屈折領域との界面の傾斜角度は８２°である。低屈折領域のピッチは５０μｍである。断面視二等辺三角形の低屈折領域の高さは１１０μｍである。開口率は５０％である。【０２７０】
「比較例３Ｂ」
液晶表示装置は、光を等方的に拡散させる光制御フィルムを有するものを用いた。光制御フィルムにおける遮光層の平面視形状は円形である。バックライトは、指向性バックライトである。
光制御フィルムのパラメータは、以下に示す通りである。遮光層の直径は２０μｍ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８２°である。光拡散部の高さは２０μｍである。開口率は５０％である。【０２７１】
「実施例１Ｂ〜５Ｂ」の液晶表示装置は、光を異方的に拡散させる光制御フィルムを有するものを用いた。光制御フィルムにおける遮光層の平面視形状は楕円形である。【０２７２】
「実施例１Ｂ」
バックライトは通常バックライトである。実施例１Ｂの液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置２１に相当する。
光制御フィルムのパラメータは、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８２°である。光拡散部の高さは２０μｍである。開口率は５０％である。【０２７３】
「実施例２Ｂ」
視認側に光散乱フィルムを備えるものを用いた。バックライトは通常バックライトである。実施例２Ｂの液晶表示装置は、第２実施形態の液晶表示装置２１０１に相当する。
光制御フィルムのパラメータは、実施例１Ｂと同じである。【０２７４】
「実施例３Ｂ」
光拡散部が互いに異なる傾斜角度を有する第１の反射面と第２の反射面とを有するものを用いた。バックライトは通常バックライトである。実施例３Ｂの液晶表示装置は、第３実施形態の液晶表示装置に相当する。
光制御フィルムのパラメータは、基本的に実施例１Ｂと同じである。しかしながら、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）における光拡散部の反射面の傾斜角度が実施例１と異なる。方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）において、方位角φ：９０°方向の反射面の傾斜角度は８８°である。方位角φ：２７０°方向の反射面の傾斜角度は７６°である。開口率は５０％に加え、６０％、７０％、８０％、９０％について設定した。【０２７５】
「実施例４Ｂ」
バックライトは指向性バックライトである。実施例４Ｂの液晶表示装置は、第１実施形態の液晶表示装置２１において、通常バックライトを指向性バックライトに替えたものに相当する。【０２７６】
「実施例５Ｂ」
バックライトは指向性バックライトである。実施例５Ｂの液晶表示装置は、第２実施形態の液晶表示装置２１０１において、通常バックライトを指向性バックライトに替えたものに相当する。【０２７７】
各比較例及び各実施例について、シミュレーションを行い、階調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４３Ａ〜図５４Ｂに示す。図４３Ａ〜図５４Ｂ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。【０２７８】
図４３Ａ、４３Ｂは、比較例１Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。図４３Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図４３Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２７９】
図４４Ａ、４４Ｂ及び図４５Ａ、４５Ｂは、比較例２Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
図４４Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図４４Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
図４５Ａは、方位角φ：４５°−２２５°方向の階調輝度特性を示す図である。図４５Ｂは、方位角φ：１３５°−３１５°方向の階調輝度特性を示す図である。【０２８０】
図４６Ａ、４６Ｂは、比較例３Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。図４６Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図４６Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２８１】
図４７Ａ、４７Ｂ及び図４８Ａ、４８Ｂは、実施例１Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。
図４７Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図４７Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
図４８Ａは、方位角φ：４５°−２２５°方向の階調輝度特性を示す図である。図４８Ｂは、方位角φ：１３５°−３１５°方向の階調輝度特性を示す図である。【０２８２】
図４９Ａ、４９Ｂは、実施例２Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。図４９Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図４９Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２８３】
図５０Ａ、５０Ｂは、実施例３Ｂの液晶表示装置を用い、開口率を５０％に設定したときの階調輝度特性を示す図である。
図５０Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図５０Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２８４】
図５１Ａ〜５１Ｄは、実施例３Ｂの液晶表示装置を用いたときの方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。
図５１Ａは、開口率を６０％に設定したときの図である。図５１Ｂは、開口率を７０％に設定したときの図である。図５１Ｃは、開口率を８０％に設定したときの図である。図５１Ｄは、開口率を９０％に設定したときの図である。【０２８５】
図５２Ａ〜５２Ｄは、実施例３Ｂの液晶表示装置を用いたときの方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。
図５２Ａは、開口率を６０％に設定したときの図である。図５２Ｂは、開口率を７０％に設定したときの図である。図５２Ｃは、開口率を８０％に設定したときの図である。図５２Ｄは、開口率を９０％に設定したときの図である。【０２８６】
図５３Ａ、５３Ｂは、実施例４Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。図５３Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図５３Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２８７】
図５４Ａ、５４Ｂは、実施例５Ｂの液晶表示装置を用いたときの階調輝度特性を示す図である。図５４Ａは、方位角φ：０°−１８０°方向（画面横方向）の階調輝度特性を示す図である。図５４Ｂは、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）の階調輝度特性を示す図である。【０２８８】
図４３Ａ〜図５４Ａに示すように、「比較例１Ｂ〜３Ｂ」、「実施例１Ｂ〜５Ｂ」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。【０２８９】
しかしながら、図４３Ｂ〜図４６Ｂに示すように、「比較例１Ｂ〜３Ｂ」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１Ｂ」では、図４３Ｂに示すように、極角θ：−４５°付近で階調つぶれが確認された。【０２９０】
これに対し、図４７Ｂ〜図５４Ｂに示すように、「実施例１Ｂ〜５Ｂ」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。【０２９１】
「比較例１Ｂ〜３Ｂ」、「実施例１Ｂ〜５Ｂ」の結果から、光を異方的に拡散させる光制御フィルムを配置し、液晶パネルに一定の電圧を印加した場合の極角方向の光透過率の変化が相対的に大きい方位角方向と、光制御フィルムの拡散性が相対的に強い方位角方向と、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。【０２９２】
さらに、図４７Ｂ及び図４９Ｂに示すように、「実施例２Ｂ」では、正面から角度をつけて液晶パネルを観察しても「実施例１Ｂ」に比べて輝度の落ち込みが小さかった。
例えば、「実施例２Ｂ」では、図４９Ｂに示すように、極角θ：−３０°付近で輝度の落ち込みが小さいことが確認された。「実施例１Ｂ」、「実施例２Ｂ」の結果から、光散乱フィルムを備えることにより、輝度変化感を小さくできることが分かった。【０２９３】
また、図４９Ｂ及び図５０Ｂに示すように、「実施例３Ｂ」では、「実施例２Ｂ」に確認されるような最大ピーク輝度以外のピーク輝度が無く、最大ピーク輝度に対して輝度分布が対称であった。「実施例２Ｂ」、「実施例３Ｂ」の結果から、方位角φ：９０°−２７０°方向（画面縦方向）における光拡散部の反射面の傾斜角度を異ならせることにより、輝度変化感をより小さくできることが分かった。【０２９４】
なお、図４７Ａ、４７Ｂ及び図５３Ａ、Ｂに示すように、「実施例４Ｂ」では、指向性バックライトを用いることにより、「実施例１Ｂ」に比べて輝度分布が狭くなった。同様に、図４９Ａ、４９Ｂ及び図５４Ａ、５４Ｂに示すように、「実施例５Ｂ」では、「実施例２Ｂｓ」に比べて輝度分布が狭くなった。
【産業上の利用可能性】
【０２９５】
本発明のいくつかの態様は、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】
【０２９６】
１１，２１，１９０，１９５，１９７，２１０１…液晶表示装置、１２，１５０，２９，１６０，１６５，１７０，１７５，１８０，２２０９，２３０９，２５０９Ａ，２５０９Ｂ，２５０９Ｃ，２５０９Ｄ，２６０９Ａ，２６０９Ｂ，２７０９Ａ，２７０９Ｂ…光制御フィルム（光制御部材）、１３…第１偏光板（偏光板）、１５…液晶セル、１７…第２偏光板（偏光板）、１８…バックライト（照明装置）、１９…ＴＦＴ基板、１１０…カラーフィルター基板、１１１…液晶層、１１３…液晶パネル、１３９，２３９，２２３９，２３３９，２６３９Ａ，２６３９Ｂ，２７３９Ａ，２７３９Ｂ…基材、１４０，１５２，１６２，１６７，１７２，１７７，１８２，２４１，２２４１，２３４１，２６４１Ａ，２６４１Ｂ，２７４１Ａ，２７４１Ｂ…光拡散部、１４１，１５１，１６１，１６６，１７１，１７６ａ，１７６ｂ，１８１，２４０，２２４０，２３４０，２４４０Ａ，２４４０Ｂ，２４４０Ｃ，２４４０Ｄ，２４４０Ｅ，２４４０Ｆ，２５４０Ａ，２５４０Ｂ，２５４０Ｃ，２５４０Ｄ，２６４０Ａ，２６４０Ｂ，２７４０Ａ，２７４０Ｂ…光吸収層（遮光層）、１９６…異方性散乱フィルム（光制御部材）、１９８，２１０２…光散乱フィルム（光散乱部材）、ＭＤ２…ディスコティック液晶、ψ１…第１の反射面の傾斜角度、ψ２…第２の反射面の傾斜角度、θ…極角、φ…方位角。
【図１】
0005937678.tif 000003
【図２】
0005937678.tif 000004
【図３Ａ】
0005937678.tif 000005
【図３Ｂ】
0005937678.tif 000006
【図４】
0005937678.tif 000007
【図５】
0005937678.tif 000008
【図６】
0005937678.tif 000009
【図７】
0005937678.tif 000010
【図８Ａ】
0005937678.tif 000011
【図８Ｂ】
0005937678.tif 000012
【図９】
0005937678.tif 000013
【図１０】
0005937678.tif 000014
【図１１】
0005937678.tif 000015
【図１２Ａ】
0005937678.tif 000016
【図１２Ｂ】
0005937678.tif 000017
【図１３】
0005937678.tif 000018
【図１４】
0005937678.tif 000019
【図１５Ａ】
0005937678.tif 000020
【図１５Ｂ】
0005937678.tif 000021
【図１５Ｃ】
0005937678.tif 000022
【図１６】
0005937678.tif 000023
【図１７】
0005937678.tif 000024
【図１８】
0005937678.tif 000025
【図１９】
0005937678.tif 000026
【図２０】
0005937678.tif 000027
【図２１】
0005937678.tif 000028
【図２２】
0005937678.tif 000029
【図２３】
0005937678.tif 000030
【図２４】
0005937678.tif 000031
【図２５】
0005937678.tif 000032
【図２６】
0005937678.tif 000033
【図２７Ａ】
0005937678.tif 000034
【図２７Ｂ】
0005937678.tif 000035
【図２９Ｂ】
0005937678.tif 000036
【図３０Ａ】
0005937678.tif 000037
【図３０Ｂ】
0005937678.tif 000038
【図３０Ｃ】
0005937678.tif 000039
【図３１Ａ】
0005937678.tif 000040
【図３１Ｂ】
0005937678.tif 000041
【図３１Ｃ】
0005937678.tif 000042
【図３１Ｄ】
0005937678.tif 000043
【図３２】
0005937678.tif 000044
【図３３】
0005937678.tif 000045
【図３４Ａ】
0005937678.tif 000046
【図３４Ｂ】
0005937678.tif 000047
【図３５Ａ】
0005937678.tif 000048
【図３５Ｂ】
0005937678.tif 000049
【図３６Ｂ】
0005937678.tif 000050
【図３７】
0005937678.tif 000051
【図３８Ａ】
0005937678.tif 000052
【図３８Ｂ】
0005937678.tif 000053
【図３８Ｃ】
0005937678.tif 000054
【図３８Ｄ】
0005937678.tif 000055
【図３８Ｅ】
0005937678.tif 000056
【図３８Ｆ】
0005937678.tif 000057
【図３９Ａ】
0005937678.tif 000058
【図３９Ｂ】
0005937678.tif 000059
【図３９Ｃ】
0005937678.tif 000060
【図３９Ｄ】
0005937678.tif 000061
【図４０Ａ】
0005937678.tif 000062
【図４０Ｂ】
0005937678.tif 000063
【図４１Ａ】
0005937678.tif 000064
【図４１Ｂ】
0005937678.tif 000065
【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
0005937678.tif 000067
【図４３Ａ】
0005937678.tif 000068
【図４３Ｂ】
0005937678.tif 000069
【図４４Ａ】
0005937678.tif 000070
【図４４Ｂ】
0005937678.tif 000071
【図４５Ａ】
0005937678.tif 000072
【図４５Ｂ】
0005937678.tif 000073
【図４６Ａ】
0005937678.tif 000074
【図４６Ｂ】
0005937678.tif 000075
【図４７Ａ】
0005937678.tif 000076
【図４７Ｂ】
0005937678.tif 000077
【図４８Ａ】
0005937678.tif 000078
【図４８Ｂ】
0005937678.tif 000079
【図４９Ａ】
0005937678.tif 000080
【図４９Ｂ】
0005937678.tif 000081
【図５０Ａ】
0005937678.tif 000082
【図５０Ｂ】
0005937678.tif 000083
【図５１Ａ】
0005937678.tif 000084
【図５１Ｂ】
0005937678.tif 000085
【図５１Ｃ】
0005937678.tif 000086
【図５１Ｄ】
0005937678.tif 000087
【図５２Ａ】
0005937678.tif 000088
【図５２Ｂ】
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【図５２Ｃ】
0005937678.tif 000090
【図５２Ｄ】
0005937678.tif 000091
【図５３Ａ】
0005937678.tif 000092
【図５３Ｂ】
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【図５４Ａ】
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【図５４Ｂ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図３６Ａ】
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