(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基材と、
前記基材の一面に点在して形成された複数の遮光部と、
前記基材の一面において前記遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を備え、
前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、
前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光部の厚さよりも大きく、
前記遮光部と前記光拡散部の側面とで区画される空間が中空部であり、
前記複数の遮光部に対応する複数の前記中空部のうち、少なくとも一部の前記光入射端面側の中空部の開口の少なくとも一部に、前記光拡散部の一部が前記開口の内側に向けて突出した庇状の突起部を有することを特徴とする光制御部材。
【請求項２】
前記突起部が、前記光拡散部の前記光入射端面側の庇形状であることを特徴とする請求項１に記載の光制御部材。
【請求項３】
前記突起部が、前記光入射端面からわずかに窪んでいることを特徴とする請求項１に記載の光制御部材。
【請求項４】
前記複数の遮光部が、前記基材の一面の法線方向から見て非周期的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項５】
前記複数の遮光部のうち、少なくとも一つの遮光部の寸法が他の遮光部の寸法と異なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項６】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項７】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、前記異方性形状に加えて、等方性形状を少なくとも含むことを特徴とする請求項６に記載の光制御部材。
【請求項８】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、多角形を少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項９】
前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、曲線と直線とからなる形状を少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１０】
前記中空部に、空気もしくは不活性ガスが満たされていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１１】
前記光拡散部の複数の側面のうち、少なくとも１つの側面の傾斜角度と他の側面の傾斜角度とが異なることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１２】
前記光拡散部の側面の傾斜角度が、前記光射出端面と前記光入射端面との間で場所によって異なることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１３】
前記光拡散部の側面は、連続的に変化する傾斜角度を有する、断面形状が曲線状の傾斜面であることを特徴とする請求項１２に記載の光制御部材。
【請求項１４】
前記光拡散部の側面は、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であることを特徴とする請求項１２に記載の光制御部材。
【請求項１５】
前記光拡散部の光射出側に、前記光拡散部から射出された光を散乱させる光散乱層をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１６】
前記遮光部が、光吸収性顔料、光吸収性染料、カーボンブラックの少なくとも一つを含有する黒色樹脂、または金属、もしくは金属酸化物の多層膜からなることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１７】
前記基材の前記一面と反対側の面に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられたことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の光制御部材。
【請求項１８】
表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を備え、
前記視野角拡大部材が、請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の光制御部材で構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
前記表示体と前記視野角拡大部材とが、接着剤を介して接合されたことを特徴とする請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記視野角拡大部材の視認側に、情報入力装置が設けられたことを特徴とする請求項１８または１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記表示体が、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、を備え、
前記光源が指向性を有する光を射出することを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記光変調素子が、液晶表示素子であることを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
光透過性を有する基材の一面に、複数の遮光部を点在して形成する工程と、
前記基材の一面に、前記複数の遮光部を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
前記遮光部および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記遮光部の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射する工程と、
前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記ネガ型感光性樹脂層における前記遮光部の形成領域に、前記基材の一面に平行な平面で切断した断面積が前記遮光部側で大きく、前記遮光部から離れるにつれて漸次小さくなる形状の中空部を形成するとともに、前記遮光部の形成領域以外に光拡散部を形成する工程と、
前記中空部の前記遮光膜と反対側の端面の中空部の開口の少なくとも一部に、前記光拡散部の一部が前記開口の内側に向けて突出した庇状の突起部を備えたことを特徴とする光制御部材の製造方法。
【請求項２４】
前記ネガ型感光性樹脂層に照射する光として、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光を用いることを特徴とする請求項２３に記載の光制御部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御部材およびその製造方法、表示装置に関する。
本願は、２０１２年４月１８日に、日本に出願された特願２０１２−０９５１３６号に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、テレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭いことが知られている。そのため、視野角を広げるための様々な工夫がなされている。その一つとして、液晶パネル等の表示体から射出される光の拡散角度を制御するための部材（以下、光制御部材と称する）を表示体の視認側に備える構成が提案されている。【０００３】
例えば下記の特許文献１には、複数の光拡散リブを有するベース基体と、吸光性接着剤が設けられた透光性シールドと、を備えた背面投写型スクリーンが開示されている。この背面投写型スクリーンは、複数の光拡散リブ間の空間に吸光性接着剤が部分的に充填された構成を有している。下記の特許文献２には、光拡散層に断面がＶ字状の溝が設けられ、溝の一部に光吸収層が設けられた光拡散シートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５１７９２９号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載の背面投写型スクリーンにおいては、隣接する光拡散リブ間の僅かな空間に設けられた吸光性接着剤により、ベース基体の光拡散リブと透光性シールドとが接着されている。そのため、光拡散リブと透光性シールドとの密着性が低く、光拡散リブと透光性シールドとが剥離するおそれがあった。また、このスクリーンの製造工程において、光拡散リブと透光性シールドとの接触面、すなわち、光が透過する経路上に吸光性接着剤が残り、光の利用効率が低下するおそれがあった。【０００６】
上記の特許文献２に記載の光拡散シートにおいては、製造プロセス中で、光吸収層を形成した遮光性シートと溝を有する光拡散層を高い精度で貼り合わせる必要がある。そのため、貼り合わせ工程の処理時間が長くなり、生産性が低下するおそれがある。また、遮光性シートと光拡散層との貼り合わせのずれが生じた場合、特許文献１と同様、光の利用効率が低下するおそれがあった。【０００７】
本発明のいくつかの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、機械的な強度が高く、光利用効率の低下が生じることなく、光の拡散角度を制御可能な光制御部材を提供することを目的とする。また、生産性の高い光制御部材の製造方法を提供することを目的とする。また、上記の光制御部材を備え、表示品位に優れた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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様における光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に点在して形成された複数の遮光部と、前記基材の一面において前記遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を備え、前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有し、前記光拡散部が、前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光部の厚さよりも大きく、前記遮光部と前記光拡散部の側面とで区画される空間が中空部であり、前記複数の遮光部に対応する複数の前記中空部のうち、少なくとも一部の前記中空部の開口の少なくとも一部に、前記光拡散部の一部が前記開口の内側に向けて突出した突起部を有する。基材の一面において前記遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部とは、概ね遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部を含むものである。「概ね遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部」とは、一部分が遮光部に重なった状態に形成された光拡散部を含むことを意味する。【０００９】
本発明の一態様における光制御部材は、前記複数の遮光部が、前記基材の一面の法線方向から見て非周期的に配置されていてもよい。【００１０】
本発明の一態様における光制御部材は、前記複数の遮光部のうち、少なくとも一つの遮光部の寸法が他の遮光部の寸法と異なってもよい。【００１１】
本発明の一態様における光制御部材は、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含んでもよい。【００１２】
本発明の一態様における光制御部材は、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、前記異方性形状に加えて、等方性形状を少なくとも含んでもよい。【００１３】
本発明の一態様における光制御部材は、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、多角形を少なくとも含んでもよい。【００１４】
本発明の一態様における光制御部材は、前記基材の一面の法線方向から見た前記複数の遮光部の平面形状が、曲線と直線とからなる形状を少なくとも含んでもよい。【００１５】
本発明の一態様における光制御部材は、前記中空部に、空気もしくは不活性ガスが満たされていてもよい。【００１６】
本発明の一態様における光制御部材は、前記光拡散部の複数の側面のうち、少なくとも１つの側面の傾斜角度と他の側面の傾斜角度とが異なってもよい。【００１７】
本発明の一態様における光制御部材は、前記光拡散部の側面の傾斜角度が、前記光射出端面と前記光入射端面との間で場所によって異なってもよい。【００１８】
本発明の一態様における光制御部材は、前記光拡散部の側面は、連続的に変化する傾斜角度を有する、断面形状が曲線状の傾斜面であってもよい。【００１９】
本発明の一態様における光制御部材は、前記光拡散部の側面は、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であってもよい。【００２０】
本発明の一態様における光制御部材は、前記光拡散部の光射出側に、前記光拡散部から射出された光を散乱させる光散乱層をさらに備えてもよい。【００２１】
本発明の一態様における光制御部材は、前記遮光部が、光吸収性顔料、光吸収性染料、カーボンブラックの少なくとも一つを含有する黒色樹脂、または金属、もしくは金属酸化物の多層膜からなってもよい。【００２２】
本発明の一態様における光制御部材は、前記基材の前記一面と反対側の面に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられてもよい。【００２３】
本発明の他の態様における表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を備え、前記視野角拡大部材が、本発明の光制御部材で構成されている。【００２４】
本発明の他の態様における表示装置は、前記表示体と前記視野角拡大部材とが、接着剤を介して接合されてもよい。【００２５】
本発明の他の態様における表示装置は、前記視野角拡大部材の視認側に、情報入力装置が設けられてもよい。【００２６】
本発明の他の態様における表示装置は、前記表示体が、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、を備え、前記光源が指向性を有する光を射出してもよい。【００２７】
本発明の他の態様における表示装置は、前記光変調素子が液晶表示素子であってもよい。【００２８】
本発明のさらに他の態様における光制御部材の製造方法は、光透過性を有する基材の一面に、複数の遮光部を点在して形成することと、前記基材の一面に、前記複数の遮光部を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成することと、前記遮光部および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記遮光部の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して光を照射することと、前記光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記ネガ型感光性樹脂層における前記遮光部の形成領域に、前記基材の一面に平行な平面で切断した断面積が前記遮光部側で大きく、前記遮光部から離れるにつれて漸次小さくなる形状の中空部を形成することと、を備える。【００２９】
本発明のさらに他の態様における光制御部材の製造方法は、前記ネガ型感光性樹脂層に照射する光として、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光を用いてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のいくつかの態様によれば、機械的な強度が高く、光利用効率の低下が生じることなく、光の拡散角度を制御可能な光制御部材を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、生産性の高い光制御部材の製造方法を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、上記の光制御部材を備え、表示品位に優れた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】液晶表示装置に用いるバックライトの断面図である。
【図３】液晶表示装置に用いる液晶パネルを示す断面図である。
【図４Ａ】液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図４Ｂ】液晶パネルの動作を説明するための図である。
【図５】液晶表示装置に用いる光制御フィルムを示す斜視図である。
【図６Ａ】光制御フィルムの断面図である。
【図６Ｂ】光制御フィルムを光射出側から見た平面図である。
【図６Ｃ】光制御フィルムを光入射側から見た平面図である。
【図７Ａ】光制御フィルムの光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。
【図７Ｂ】光制御フィルムの光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。
【図８Ａ】バックライトの輝度角度特性を示す図である。
【図８Ｂ】バックライトの輝度角度特性を説明するための図である。
【図８Ｃ】バックライトの輝度角度特性を説明するための図である。
【図９Ａ】光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。
【図９Ｂ】光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。
【図９Ｃ】光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。
【図９Ｄ】光制御フィルムの製造工程を示す斜視図である。
【図１０Ａ】光制御フィルムの遮光部の配置を説明するための図である。
【図１０Ｂ】光制御フィルムの遮光部の配置を説明するための図である。
【図１０Ｃ】光制御フィルムの遮光部の配置を示す図である。
【図１１Ａ】光制御フィルムの作用を説明するための模式図である。
【図１１Ｂ】光制御フィルムの作用を説明するための模式図である。
【図１２】光制御フィルムの表面ＳＥＭ写真である。
【図１３】光制御フィルムの断面ＳＥＭ写真である。
【図１４Ａ】第２実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
【図１４Ｂ】第２実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
【図１５】光制御フィルムの他の例を示す平面図である。
【図１６Ａ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｂ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｃ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｄ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｅ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｆ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｇ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｈ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｉ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１６Ｊ】遮光部の形状の他の例を示す平面図である。
【図１７】第３実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
【図１８Ａ】光制御フィルムの他の例を示す断面図である。
【図１８Ｂ】光制御フィルムの他の例を示す断面図である。
【図１９Ａ】光制御フィルムのさらに他の例を示す断面図である。
【図１９Ｂ】光制御フィルムのさらに他の例を示す断面図である。
【図２０】第４実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図２１】第５実施形態の光制御フィルムの製造装置の一例を示す斜視図である。
【図２２Ａ】光制御フィルムの製造装置の要部を示す斜視図である。
【図２２Ｂ】光制御フィルムの製造装置の要部を示す斜視図である。
【図２３】突起部が形成されやすい条件を説明するための光制御フィルムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
〔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１３を用いて説明する。
本実施形態では、表示体として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。
【００３３】
図１は、本実施形態の液晶表示装置１を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、バックライト２（照明装置）と、第１偏光板３と、液晶パネル４と、第２偏光板５と、光制御フィルム６（光制御部材）と、から構成されている。図１では、液晶パネル４を模式的に１枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
【００３４】
観察者は、光制御フィルム６が配置された図１における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。以下の説明では、光制御フィルム６が配置された側を視認側と称し、バックライト２が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。
【００３５】
本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト２から射出された光を液晶パネル４で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル４から射出された光が光制御フィルム６を透過すると、射出光の配光分布（拡散角度分布）が光制御フィルム６に入射する前より広がった状態となって、光が光制御フィルム６から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【００３６】
以下、液晶パネル４の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明するが、本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。
【００３７】
図３は、液晶パネル４の縦断面図である。
液晶パネル４は、図３に示すように、スイッチング素子基板としてのＴＦＴ基板９と、ＴＦＴ基板９に対向して配置されたカラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持された液晶層１１と、を有している。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。本実施形態の液晶パネル４は、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードで表示を行うものであり、液晶層１１には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、これら基板間の間隔を一定に保持するための球状のスペーサー１２が配置されている。
【００３８】
本発明の液晶表示装置は、表示モードとして、上記のＴＮモードに限らず、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，垂直配向）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ-Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等を用いることができる。なお、本実施形態では、ＴＮモードの液晶パネルを用いた例を挙げる。
【００３９】
ＴＦＴ基板９には、表示の最小単位領域である画素（図示せず）がマトリクス状に複数配置されている。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在するように形成される。ＴＦＴ基板９には、複数のゲートバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在し、かつ、複数のソースバスラインと直交するように形成されている。したがって、ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成される。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、後述するＴＦＴのソース電極に接続され、ゲートバスラインは、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
【００４０】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面に、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４には、例えばガラス基板を用いることができる。透明基板１４上に、例えばＣＧＳ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｇｒａｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：連続粒界シリコン）、ＬＰＳ（Ｌｏｗ-ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ-Ｓｉｌｉｃｏｎ：低温多結晶シリコン）、α−Ｓｉ（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：非結晶シリコン）等の半導体材料からなる半導体層１５が形成されている。また、透明基板１４上に、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
ゲート絶縁膜２０上には、半導体層１５と対向するようにゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６の材料としては、例えばＷ（タングステン）／ＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。
【００４１】
ゲート絶縁膜２０上に、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。ソース電極１７は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。
【００４２】
同様に、ドレイン電極１８は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
【００４３】
第２層間絶縁膜２４上に、画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。よって、画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。画素電極２５の材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ，インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。
【００４４】
上記の構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、ＴＦＴ１９がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。この配向膜２７は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。ＴＦＴの形態としては、図３に示したトップゲート型ＴＦＴであっても良いし、ボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００４５】
一方、カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、配向膜３４が順次形成されている。ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光を遮断する機能を有している。ブラックマトリクス３０は、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれている。Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が、ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に対向して配置されている。
【００４６】
平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。平坦化層３２上には、対向電極３３が形成されている。対向電極３３の材料としては、画素電極２５と同様の透明導電性材料が用いられる。対向電極３３上の全面に、水平配向規制力を有する配向膜３４が形成されている。カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としても良い。
【００４７】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４と第１偏光板３との間には、第１位相差板１３が設けられている。カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９と第２偏光板５との間には、第２位相差板８が設けられている。これら第１位相差板１３、第２位相差板８は、液晶層１１により生じる光の位相差を補償するためのものである。
【００４８】
図２に示すように、バックライト２は、発光ダイオード、冷陰極管等の光源３６と、アクリル樹脂等からなる導光体３７と、リフレクター３５と、反射シート３８と、プリズムシート５０と、を備えている。光源３６は、平面形状が矩形状の導光体３７の一つの端面３７ａに配置され、導光体３７の端面３７ａに向けて光を射出する。導光体３７は、端面３７ａから入射した光を内部で伝搬させつつ、前面３７ｂから射出させる。リフレクター３５は、光源３６から射出される光のうち、導光体３７の端面３７ａ以外の方向に向けて射出される光を、導光体３７の端面３７ａに向けて反射させる。反射シート３８は、導光体３７の背面３７ｃから射出される光を反射させ、導光体３７の背面３７ｃから再入射させる。プリズムシート５０は、互いに平行に配置された複数の三角柱状のプリズム構造体４２ａを備えている。プリズムシート５０は、導光体３７の前面３７ｂから光が入射したとき、この光の進行方向を液晶パネル４の法線方向に近い方向に変えて射出させる。本実施形態のバックライト２は、光源３６が導光体３７の端面３７ａに配置されたエッジライト型のバックライトである。
【００４９】
本実施形態のバックライト２は、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトである。具体的には、導光体３７の厚みは光源３６が配置された端面３７ａから反対側の端面３７ｄに向けて漸次薄くなっている。すなわち、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとは互いに平行でなく、導光体３７を側面から見た形状は楔状である。導光体３７の端面３７ａから入射した光は、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとの間で反射を繰り返しつつ内部をｙ軸方向に進行する。仮に導光板が平行平板であったとすると、導光板の前面および背面に対する光の入射角は何回反射を繰り返しても一定である。これに対して、本実施形態のように、導光体３７が楔状である場合、導光体３７の前面３７ｂおよび背面３７ｃで光が１回反射する毎に入射角が小さくなる。
【００５０】
このとき、例えば導光体３７を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光体３７の前面３７ｂにおける臨界角、すなわち導光体３７を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Ｓｎｅｌｌの法則から約４２°となる。
導光体３７に入射した直後の光が前面３７ｂに入射した際、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌは前面３７ｂで全反射する。その後、光Ｌが前面３７ｂと背面３７ｃとの間で全反射を繰り返し、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌは外部空間に射出される。したがって、光Ｌは導光体３７の前面３７ｂに対して略一定の射出角度をもって射出する。このように、バックライト２は、ｙｚ平面内において狭い配光分布を有し、ｙｚ平面内での指向性を持つ。一方、バックライト２は、ｘｚ平面内においてはｙｚ平面内での配光分布よりも広い配光分布を有し、ｘｚ平面内での指向性を持たない。
【００５１】
図１に示すように、バックライト２と液晶パネル４との間には、偏光子として機能する第１偏光板３が設けられている。ここで、ｘ軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表すとすると、第１偏光板３の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。液晶パネル４と光制御フィルム７との間には、検光子として機能する第２偏光板５が設けられている。第２偏光板５の透過軸Ｐ２は、第１偏光板３の透過軸Ｐ１と直交するように配置されており、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板３の透過軸Ｐ１と第２偏光板５の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。
【００５２】
ＴＦＴ基板９の配向膜２７には、配向制御方向が１３５°−３１５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜２７の配向制御方向を矢印Ｈ１で示す。一方、カラーフィルター基板１０の配向膜３４には、配向制御方向が４５°−２２５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２で示す。
【００５３】
液晶パネル４の画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されていないときには、図４Ａに示すように、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で９０°ツイストした状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過した直線偏光ＬＰ１の偏光面が液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転し、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
【００５４】
画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されたときには、図４Ｂに示すように、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過した直線偏光の偏光面は回転しないため、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。以上のように、画素毎に電圧の印加／無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。
【００５５】
次に、光制御フィルム６について詳細に説明する。
図５は、光制御フィルム６を視認側から見た斜視図である。図６Ａは、光制御フィルム６の断面図であり、図６Ｂは、光制御フィルム６を光射出側から見た平面図であり、図６Ｃは、光制御フィルム６を光入射側から見た平面図、である。
【００５６】
光制御フィルム６は、図５に示すように、基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の遮光部４０と、基材３９の一面に形成された光拡散部４１と、から構成されている。光制御フィルム６は、光拡散部４１が設けられた側を第２偏光板５に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板５上に接着材層４２により固定されている。
【００５７】
光透過性の基材３９としては、一般に、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂などの樹脂類など光透過性材料が用いられる。アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等などからなる適宜な透明樹脂製の基材を用いることができる。例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。
【００５８】
基材３９は、後述する製造プロセスにおいて、後で遮光部４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となるものであり、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、表示のボヤケが生じるおそれがあるからである。また、基材３９の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、基材３９の一例として厚さが１００μｍの透明樹脂製基材であるＰＥＴフィルムを用いる。
【００５９】
図６Ａ、図６Ｂに示すように、複数の遮光部４０が、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に点在するように形成されている。本実施形態では、基材３９の法線方向から見たときの各遮光部４０の平面形状は円形である。複数の遮光部４０は、大きさが異なり、種々の直径を有している。複数の遮光部４０は、非周期的、具体的にはランダムに配置されている。
【００６０】
遮光部４０は、一例として、カーボンブラックを含有するブラックレジスト等の光吸収性および感光性を有する黒色の顔料、染料、樹脂等からなる層で構成されている。カーボンブラックを含有する樹脂等を用いた場合、遮光部４０を構成する膜を印刷工程で成膜できるため、材料使用量が少ない、スループットが高い等の利点が得られる。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。この種の金属膜もしくは多層膜を用いた場合、これらの膜の光学密度が高いため、薄膜で十分に光を吸収するという利点が得られる。
【００６１】
図６Ａに示すように、光拡散部４１が、基材３９の一面における遮光部４０の形成領域以外の領域に形成されている。光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。これら樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合した透明樹脂製の混合物を用いることができる。さらに、重合開始剤は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような各種の追加成分を含んでいてもよい。その他、特許第４１２９９９１号記載の材料を用いることができる。また、透明樹脂の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。光拡散部４１の高さ（厚さ）は遮光部４０の厚さよりも十分大きく設定されている。本実施形態の場合、光拡散部４１の高さは一例として２５μｍ程度であり、遮光部４０の厚さは一例として１５０ｎｍ程度である。
【００６２】
遮光部４０の形成領域には、基材３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積が遮光部４０側で大きく、遮光部４０から離れるにつれて漸次小さくなる形状の空間である中空部４３が形成されている。すなわち、中空部４３は、基材３９側から見たとき、いわゆる順テーパ状の円錐台状の形状を有している。中空部４３の内部は空気で満たされている。したがって、基材３９の一面側において中空部４３以外の部分、すなわち透明樹脂が連続して壁状に存在する部分が、光の拡散に寄与する光拡散部４１である。光拡散部４１に入射した光は、光拡散部４１と中空部４３との界面４１ｃで全反射しつつ、光拡散部４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、基材３９を介して外部に射出される。
【００６３】
図６Ａ、図６Ｃに示すように、複数の遮光部４０に対応する複数の中空部４３のうち、少なくとも一部の中空部４３の開口の少なくとも一部において、光拡散部４１の一部が開口の内側に向けて突出している。すなわち、光拡散部４１の基材３９と反対側の端部が庇状に突出している。以下の説明では、光拡散部４１の一部が開口の内側に向けて突出した部分を突起部４４と称する。本実施形態の場合、図６Ｃに示すように、複数の中空部４３のうち、直径が比較的小さい一部の中空部４３に突起部４４が形成されており、直径が比較的大きい残りの中空部４３には突起部４４が形成されていない。ただし、複数の中空部４３のうち、いずれの中空部４３に突起部４４が形成されているかは任意でよく、全ての中空部４３に突起部４４が形成されていてもよい。
【００６４】
本実施形態の場合、一部の中空部４３（図６Ａに符号４３ａで示す中空部）においては、突起部４４が開口の中心までは達しておらず、中空部４３の中心は開口している。
すなわち、一部の中空部４３の開口は、突起部４４の存在により小さく窄まっているものの、完全に塞がってはいない。また、他の中空部４３（図６Ａに符号４３ｂで示す中空部）においては、突起部４４が開口の中心まで延在し、中空部４３の開口が完全に塞がっている。さらに他の中空部４３（図６Ａに符号４３ｃで示す中空部）においては、突起部４４が存在していない。このように、３種類の中空部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが混在した構成でもよいし、少なくとも突起部４４を有する１種類もしくは２種類の中空部４３ａ，４３ｂを含む構成でもよい。なお、図５においては、図面が見にくくなるため、突起部４４の図示を省略した。
【００６５】
光制御フィルム６は、図５に示したように、基材３９が視認側に向くように配置されるため、図７Ａに示すように、光拡散部４１の互いに平行な２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（基材３９に接する側の面）が光射出端面４１ｂとなり、面積の大きい方の面（基材３９と反対側の面）が光入射端面４１ａとなる。光拡散部４１の側面４１ｃ（光拡散部４１と中空部４３との界面）の傾斜角度θ（光射出端面４１ｂと側面４１ｃとのなす角）は４１°〜８９°の範囲に設定される。特に、傾斜角度θは６０°〜８５°程度が好ましい。ただし、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度は、入射光の損失がそれ程大きくなく、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態では、図６Ａに示すように、光拡散部４１の複数の側面４１ｃの傾斜角度θがそれぞれ異なる。
以下の説明では、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度θを、光拡散部４１のテーパ角度θとも言う。
【００６６】
図７Ｂに示すように、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度θは、光軸ＯＡと平行または略平行に入射した光Ｌを全反射させるように、光拡散部４１の側面４１ｃの法線ＣＬに対して臨界角を超える角度θ’（単位は度）に設定される。また、光拡散部４１の側面４１ｃと光軸ＯＡに直交する光射出端面４１ｂとのなす角度θは、光拡散部４１の側面４１ｃが光射出端面４１ｂと交わる点を点Ｐ、光軸ＯＡに平行な入射光Ｌの側面４１ｃへの入射点を点Ｑ、光射出端面４１ｂに対する垂線のうちで点Ｑを通る垂線と光射出端面４１ｂとの交点を点Ｒとすると、角ＱＰＲで表すことができる。このとき、角ＰＱＲの値は（９０−θ）°であるから、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度θは点Ｑにおける入射光Ｌの入射角θ’と同じ角度となる。したがって、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度θは上記臨界角を超える角度で形成されている。
【００６７】
本実施形態の場合、中空部４３には空気が存在しているため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の側面４１ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、光拡散部４１と中空部４３との界面の屈折率差は、中空部４３が空気で充填されている場合が、他の一般的な低屈折率材料で充填されている場合と比べて最も大きい。したがって、Ｓｎｅｌｌの法則より、中空部４３が空気で充填されている場合、光拡散部４１の側面４１ｃで光が全反射する入射角範囲は最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。なお、中空部４３には、空気に代えて、アルゴン、窒素等の不活性ガスが充填されていても良い。もしくは、中空部４３の内部が真空状態であっても良い。これらの場合も、上記の効果が得られる。
【００６８】
基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、例えば基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とが大きく異なっていると、光入射端面４１ａから入射した光が光拡散部４１から射出しようとする際に光拡散部４１と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じて、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の現象が生じるおそれがあるからである。
【００６９】
図７Ａの矢印ＬＢおよびＬＣに示す光のように、光拡散部４１の側面４１ｃに対して臨界角を超える角度で入射した入射光は、光拡散部４１の側面４１ｃで全反射して光拡散部４１を透過し、観察者側へ射出される。また、図７Ａの矢印ＬＡに示す光のように、側面４１ｃに入射することなく光拡散部４１を透過する入射光は、そのまま観察者側へ射出される。一方、図７Ａの矢印ＬＤで示す光のように、臨界角以下の角度で入射した入射光は光拡散部４１の側面４１ｃで全反射せず、光拡散部４１の側面４１ｃを透過する。
【００７０】
本実施形態の場合、光拡散部４１以外の領域に光吸収性を有する遮光部４０が設けられているので、光拡散部４１の側面４１ｃを透過した光は遮光部４０で吸収される。そのため、迷光などによって表示のボヤケが生じたり、コントラストが低下したりすることはない。しかしながら、光拡散部４１の側面４１ｃを透過する光が増えると、視認側に射出される光量が少なくなり、輝度の高い画像が得られない。そこで、本実施形態の液晶表示装置１においては、光拡散部４１の側面４１ｃ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、いわゆる指向性バックライトを用いることが好ましい。
【００７１】
図８Ａは、指向性バックライトの輝度角度特性を示す図である。図８Ａは、指向性バックライトから射出される光に関して、横軸が射出角度（°）、縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示している。本実施形態で用いた指向性バックライトは、射出される略全ての光の射出角度が±３０°以内におさまっていることが分かる。このような指向性バックライトからなるバックライト２と光制御フィルム６とを組み合わせることで、ボヤケを少なくし、光の利用効率を向上することができる。
【００７２】
図８Ｂに示すように、θ1をバックライト２からの光の射出角度、 θ2を光拡散部４１のテーパ角度、と定義する。光拡散部４１に入射した光ＬＣは、側面４１ｃで全反射を起こし、基材３９表面から視認側へ射出される。ところが、上述したように、側面４１ｃに対する入射角度の大きい光ＬＤは、側面４１ｃで全反射せずに透過し、入射光の損失が発生する場合がある。
【００７３】
そこで、光の損失を最小限にするためには、光拡散部４１のテーパ角度を適切に設定する必要がある。
図８Ｃは、バックライト２からの射出角度と臨界角となるテーパ角度の関係を示すグラフである。
例えば、バックライト２からの射出角度３０°の光は、屈折率ｎ＝１．５の光拡散部４１が６０°未満のテーパ角度の場合、側面４１ｃで全反射せずに透過し、光の損失が発生する。したがって、射出角度±３０°以内の光を損失無く、側面４１ｃで全反射させるためには、光拡散部４１のテーパ角度は６０°以上〜９０°未満が望ましい。
【００７４】
次に、上記構成の液晶表示装置１の製造方法について説明する。
液晶パネル４の製造工程の概略を説明すると、最初に、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板９のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１０のカラーフィルター３１が形成された側の面とを対向させて配置し、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。そして、このようにしてできた液晶パネル４の両面に、光学接着剤等を用いて第１位相差板１３、第１偏光板３、第２位相差板８、第２偏光板５をそれぞれ貼り合わせる。以上の工程を経て、液晶パネル４が完成する。
なお、ＴＦＴ基板９やカラーフィルター基板１０の製造方法には従来から公知の方法が用いられるため、説明を省略する。
【００７５】
以下、光制御フィルム６の製造方法を中心に説明する。
最初に、図９Ａに示すように、厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートの基材３９を準備し、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に遮光部材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４５を形成する。
次いで、上記の塗膜４５を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜４５のプリベークを行う。これにより、ブラックネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【００７６】
次いで、露光装置を用い、平面形状が円形の複数の開口パターン４６が形成されたフォトマスク４７を介して塗膜４５に光ＬＲを照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２とする。本実施形態のフォトマスク４７は、図９Ａに示すように、平面形状が円形の複数の開口パターン４６がランダムに配置されている。このフォトマスク４７を介してブラックネガレジストの塗膜４５に光ＬＲを照射し、現像することによって、図９Ｂに示すように、基材３９上にランダムに配置された複数の遮光部４０が形成される。
【００７７】
ここで、複数の開口パターン４６がランダムに配置されたフォトマスク４７を設計する手法の一例について説明する。
最初に、図１０Ａに示すように、フォトマスク４７の全体を縦ｍ個（例えば６個）、横ｎ個（例えば６個）からなるｍ×ｎ個（例えば３６個）の領域４８に分割する。
【００７８】
次に、図１０Ｂに示すように、前の工程で分割した１つの領域４８において、開口パターン４６の形状に対応する円を最密充填となるように配置したパターンを作成する（図１０Ｂの左側の図）。次に、ランダム関数を用いて例えば各円の中心座標等、各円の位置の基準となる位置データに揺らぎを持たせ、複数種類（例えばＡ，Ｂ，Ｃの３種類のパターン）の位置データを作製する（図１０Ｂの右側の３つの図）。
【００７９】
次に、図１０Ｃに示すように、前の工程で作製した複数種類の位置データＡ，Ｂ，Ｃをｍ×ｎ個の領域４８に対してランダムに割り当てる。例えば、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣが３６個の領域４８にランダムに出現するように、各位置データＡ，Ｂ，Ｃを各領域４８に割り当てる。したがって、フォトマスク４７を個々の領域４８毎に見ると、各領域４８の開口パターン４６の配置は、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣのいずれかのパターンに当てはまり、全領域４８で全ての開口パターン４６が全くランダムに配置されている訳ではない。しかしながら、フォトマスク４７の全体を見ると、複数の開口パターン４６はランダムに配置されている。
以上の手順により、フォトマスク４７を設計することができる。
【００８０】
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９Ｂに示すように、平面形状が円形の複数の遮光部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部４０をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部４３を形成する。そのため、フォトマスク４７の開口パターン４６の位置が中空部４３の形成位置に対応する。円形の遮光部４０は次工程の光拡散部４１の非形成領域（中空部４３）に対応する。
【００８１】
フォトマスク４７の複数の開口パターン４６は、それぞれ直径が異なる数１０μｍ程度の円形のパターンであり、隣接する開口パターン４６間の間隔（ピッチ）も数１０μｍ程度でそれぞれ異なる。ただし、開口パターン４６間のピッチは液晶パネル４の画素の間隔（ピッチ、例えば１５０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの遮光部４０が形成されるので、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。
【００８２】
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部４０を形成したが、この構成に代えて、本実施形態の開口パターン４６と遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法や印刷法、インクジェット法等を用いて遮光部４０を直接形成しても良い。
【００８３】
次いで、図９Ｃに示すように、スピンコート法を用いて、遮光部４０の上面に光拡散部材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布し、膜厚２５μｍの塗膜４９を形成する。
次いで、上記の塗膜４９を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４９のプリベークを行う。これにより、透明ネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【００８４】
次いで、基材３９側から遮光部４０をマスクとして塗膜４９に拡散光Ｆを照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光装置から射出された平行光を拡散光Ｆとして基材３９に照射する手段としては、例えば露光装置から射出された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置すれば良い。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４９は、遮光部４０間の開口部から放射状に露光され、光拡散部４１の逆テーパ状の側面４１ｃが形成される。
その後、上記の塗膜４９を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４９のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【００８５】
次いで、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４９の現像を行い、１００℃でポストベークし、図９Ｄに示すように、複数の中空部４３を有する光拡散部４１を基材３９の一面に形成する。本実施形態では、図９Ｃに示したように、拡散光Ｆを用いて露光を行っているので、塗膜４９を構成する透明ネガレジストが遮光部４０の非形成領域から外側に広がるように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部４３が形成され、光拡散部４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度は拡散光Ｆの拡散の度合いで制御できる。
【００８６】
ここで用いる光Ｆとして、拡散光、もしくは平行光、もしくは特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光、すなわち特定の射出角度に強弱を有する光を用いることができる。平行光を用いた場合、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度が例えば６０°〜８５°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光Ｆを用いた場合には、傾斜角度が連続的に変化する、断面形状が曲線状の傾斜面となる。特定の射出角度に強弱を有する光を用いた場合には、その強弱に対応した斜面角度を有する傾斜面となる。このように、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光制御フィルム６の光拡散性を、目的とする視認性が得られるように調整することが可能となる。
【００８７】
上記の製造工程において、平面寸法が異なる遮光部４０を形成することに伴い、平面寸法が異なる中空部４３が形成される。このとき、中空部４３の寸法の分布を適切に設定することにより、直径が比較的小さい一部の中空部４３では光拡散部４１を構成する塗膜４９の現像残り（バリ）が発生し、突起部４４が形成される。図２３に示すように、基材３９の一面において、遮光層４０の直径をａ、光拡散部４１の厚さをＴ、光拡散部４１の厚さの中間部位（Ｔ／２の位置）において光拡散部４１の側面４１ｃと基材３９の一面に平行な直線βとのなす角をθとしたとき、ｔａｎθ＝２Ｔ／ａの関係に近付く程、突起部４４が形成されやすくなる。図６Ｃ等に示した突起部４４の中央の孔は現像液に溶解した塗膜４９の溶液が流れ出た痕跡である。もしくは、現像後のポストベークや他の熱処理工程を加えることにより、光拡散部４１を構成する塗膜４９の角をだれさせることにより突起部４４を形成してもよい。
【００８８】
以上、図９Ａ〜図９Ｄの工程を経て、本実施形態の光制御フィルム６が完成する。
光制御フィルム６の全光線透過率は、９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られ、光制御フィルム６に求められる光学性能を十分に発揮できる。全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定によるものである。なお、本実施形態では、液体状のレジストを用いる例を挙げたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを用いても良い。
【００８９】
最後に、完成した光制御フィルム６を、図６Ａ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５に対向させた状態で、接着剤層４２を介して液晶パネル４に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置１が完成する。
【００９０】
光制御フィルム６の視野角拡大効果について、図１１Ａ、図１１Ｂを用いて説明する。
図１１Ａに示すように、液晶パネル４から射出され、光制御フィルム６に入射した光のうち、光拡散部４１の中心付近において光入射端面４１ａに対して略垂直に入射した光Ｌ１は、光拡散部４１の側面４１ｃで全反射することなく、光拡散部４１をそのまま直進して透過する。また、光拡散部４１の周縁部において光入射端面４１ａに対して略垂直に入射した光Ｌ２は、臨界角よりも大きい入射角で光拡散部４１の側面４１ｃに入射するため、光拡散部４１の側面４１ｃで全反射する。全反射した光は、その後、光拡散部４１の光射出端面４１ｂでさらに屈折し、光射出端面４１ｂの法線方向に対して大きな角度をなす方向に射出される。一方、光拡散部４１の光入射端面４１ａに対して臨界角よりも小さい入射角で入射した光Ｌ３は、光拡散部４１の側面４１ｃを透過し、遮光部４０で吸収される。
【００９１】
以上の作用により、図１１Ｂに示すように、光制御フィルム６に対して略垂直に入射した光Ｌ１，Ｌ２は、光制御フィルム６に入射する前よりも角度分布が広がった状態で光制御フィルム６から射出される。したがって、観察者が液晶パネル４の正面方向（法線方向）から視線を傾けていっても良好な表示を視認することができる。特に本実施形態の場合、光拡散部４１の側面４１ｃ（反射面）の平面形状が円形であるため、液晶パネル４の画面の法線方向を中心とした全ての方位に角度分布が広がる。そのため、観察者は全ての方位で良好な表示を視認できる。すなわち、光制御フィルム６の使用によって液晶パネル４の視野角を拡大することができる。一方、光制御フィルム６に対して斜めに入射した光Ｌ３は、液晶パネル４を斜めに透過した光であり、所望のリタデーションと異なる光、いわゆる表示のコントラストを低下させる要因となる光である。本実施形態の光制御フィルム６は、このような光を遮光部４０でカットすることで表示のコントラストを高めることができる。
【００９２】
上述したように、光制御フィルム６に光が入射した場合、光は光拡散部４１と中空部４３との界面での屈折率差によって全反射し、所定の拡散角度をもって観察者側に射出される。しかしながら、光制御フィルム貼付用の接着剤が中空部４３に流れ込み、中空部４３を埋めたとすると、光拡散部４１と中空部４３との界面での屈折率差が小さくなる。その結果、全反射することなく、光拡散部４１の側面４１ｃを透過する光の割合が多くなる。
すると、光拡散部４１の側面４１ｃを透過した光が遮光部４０に吸収されるため、光の利用効率が低下する。もしくは、光拡散部４１の側面４１ｃを透過した光が、遮光部４０に吸収されずに観察者側に射出されるため、表示のボヤケが生じる、コントラストが低下する等の問題が生じる。ここで言う「光の利用効率」とは、バックライト２から射出された全光束量に占める観察者側に射出された全光束量の割合、である。
【００９３】
上記の問題に対して、本実施形態の光制御フィルム６においては、光拡散部４１の一部が中空部４３の開口の内側に向けて突出した突起部４４を有している。すなわち、突起部４４の存在により、一部の中空部４３では開口が塞がっているか、もしくは開口があったとしても開口径が小さくなっている。そのため、図６Ａに示すように、光制御フィルム貼付用の接着剤が中空部４３に流れ込みにくくなり、接着材層４２は光拡散部４１および中空部４３の下方に形成される。これにより、光拡散部４１と中空部４３との界面での屈折率差が確保されるため、光拡散部４１の側面４１ｃを透過する光の割合を小さく抑えることができる。このように、本実施形態によれば、光利用効率の高い光制御フィルム６を実現することができる。
【００９４】
また、図６Ａにおいて、光拡散部４１の高さＴに対する突起部の厚さＤの割合は、１０％程度であることが望ましい。これにより、光拡散部４１と中空部４３との界面の面積が充分広く確保できる。その結果、光拡散部４１に入射した光を効率良く観察者側に射出させることができる。
【００９５】
従来の光制御フィルムの場合、個々の光拡散部が孤立しており、例えば光の拡散の度合いを高めるために光拡散部の密度を高め、光拡散部の寸法を小さくすると、光拡散部と液晶パネルとの接触面積が小さくなる。すると、光拡散部と液晶パネルとの密着力が弱くなり、外力等により光拡散部の剥離、転倒等が生じ、所望の光拡散機能が果たせなくなっていた。
【００９６】
これに対して、本実施形態の光制御フィルム６においては、複数の中空部４３が孤立しており、光拡散部４１は壁状に連続した形状となっている。さらに、光拡散部４１の一部が中空部４３の開口の内側に向けて突出した突起部４４を有している。これにより、光拡散部４１と液晶パネル４との接触面積を十分に確保することができる。よって、例えば光の拡散の度合いを高めるために中空部４３の密度を高めて光拡散部４１の体積を小さくしても、光拡散部４１と液晶パネル４との間の空間に接着剤を十分に行き渡らせることができる。その結果、光拡散部４１と液晶パネル４との密着力が従来よりも強くなる。これにより、外力等による光拡散部４１の光拡散部の剥離、転倒等が生じ難く、所望の光拡散機能を果たすことができる。
【００９７】
光拡散部４１をパターニングする工程において、仮に透明ネガレジストからなる塗膜４９側からフォトマスクを介して光を照射する手法を用いたとする。その場合、微小サイズの遮光部４０を形成した基材３９とフォトマスクとのアライメント調整が極めて難しく、ずれを生じることが避けられない。その結果、光拡散部４１と遮光部４０とが重なり、光透過率が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態の場合、遮光部４０をマスクとして基材３９の背面側から塗膜４９に光Ｆを照射しているため、光拡散部４１が遮光部４０の非形成領域に自己整合（セルフアライン）した状態で形成される。その結果、光拡散部４１と遮光部４０とが重なることがなく、光透過率を確実に維持することができる。
また、精密なアライメント作業が不要なため、製造に要する時間を短縮できる。
【００９８】
また、遮光部４０を基材３９に設けなかったとすると、光制御フィルム６に視認側から入射する外光が中空部４３等で反射を繰り返し、これが視認側に散乱光として観測されてしまう。このような外光による散乱は明所での視認性を著しく低下させる。これにより、黒表示時に黒色が白っぽく見える「黒浮き」が発生してコントラストが低下してしまい、好適な画像の観察を行うことができない。これに対し、本実施形態の光制御フィルム６では、複数の遮光部４０を設けたことにより、これらの問題を解消することができる。
【００９９】
本発明者らは、本実施形態の記載に基づく光制御フィルム６を実際に試作した。試作品の光制御フィルム６の表面ＳＥＭ写真を図１２に示し、断面ＳＥＭ写真を図１３に示す。
図１２に示すように、複数の中空部４３のうち、光入射端面側の直径が１２μｍ以下程度の中空部４３には庇状の突起部４４が形成されていることが判った。これら突起部４４の中心には、現像液に溶解した塗膜の溶液が流れ出た痕跡と思われる孔が確認できた。また、図１３に示すように、突起部４４は、図６Ａに示すように、光拡散部４１の光入射端面４１ａと同一平面内に形成されるのではなく、実際には、光拡散部４１の光入射端面４１ａからわずかに窪んだ位置に形成されることが判った。これでも中空部４３への接着剤の流れ込みを十分抑えることができた。この光制御フィルム６の使用により、突起部がない光制御フィルムと比較して、光利用効率の向上と機械的強度の向上が図れることを確認した。
【０１００】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１４Ａ、図１４Ｂを用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの構成が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図１４Ａ、図１４Ｂは、本実施形態の光制御フィルムを示す断面図である。
図１４Ａ、図１４Ｂにおいて、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態の光制御フィルム５１においては、図１４Ａ、図１４Ｂに示したように、第１実施形態の光制御フィルム６の構成に加えて、光散乱フィルム５２（光散乱層）が、基材３９の視認側の面に粘着層５３により固定されている。光散乱フィルム５２は、例えばアクリル樹脂等のバインダー樹脂の内部に多数のアクリルビーズ等の光散乱体５４が分散されたものである。光散乱フィルム５２の厚みは、一例として２０μｍ程度である。球状の光散乱体５４の直径は、一例として０．５μｍ〜２０μｍ程度である。粘着層５３の厚みは、一例として２５μｍ程度である。光散乱フィルム５２は、等方散乱材として機能する。すなわち、光散乱フィルム５２は、光拡散部４１で射出角度が制御された光を等方的に散乱し、さらに広角に広げる機能を果たす。
【０１０２】
光散乱体５４は、アクリルビーズに限らず、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどからなる樹脂片、もしくは、ガラスビーズ等の透明物質で構成されていてもよい。また、これら透明物質以外でも、光の吸収の無い散乱体、反射体を用いることができる。あるいは、光散乱体５４を光拡散部４１内に拡散させた気泡で構成してもよい。個々の光散乱体５４は、例えば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体など、各種の形状に形成されていてもよい。光散乱体５４のサイズは、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【０１０３】
本実施形態において、光散乱フィルム５２は防眩処理層（アンチグレア層）も兼ねている。防眩処理層は、例えば基材３９にサンドブラスト処理やエンボス処理等を施すことによって形成することもできる。しかしながら、本実施形態においては、基材３９の一面に複数の光散乱体５４を含む光散乱フィルム５２を貼り合わせることにより防眩処理を施している。この構成によれば、光散乱フィルム５２が防眩処理層として機能するので、新たに防眩処理層を設ける必要がない。これにより、装置の簡素化、薄型化を図ることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、光散乱フィルム５２が粘着層５３の外側に配置されているが、この構成に限らない。例えば、粘着層５３自体が光散乱性を有していてもよい。この構成は、例えば粘着層５３に多数の光散乱体を分散させることで実現できる。粘着層５３としては、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ビニルアルキルエーテル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルピロリドン系、ポリアクリルアミド系、セルロース系等の粘着剤など、接着対象に応じた粘着性物質を用いることができる。特に、透明性や耐候性等に優れる粘着性物質が好ましく用いられる。粘着層５３は、使用するまでの間、セパレータ等で保護しておくことが好ましい。
【０１０５】
本実施形態の光制御フィルム５１の場合、図１４Ａに示すように、光制御フィルム５１の最表面には光散乱フィルム５２が配置されている。そのため、光拡散部４１の光入射端面４１ａに入射した光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、光拡散部４１により射出角度が制御された後、光散乱フィルム５２により等方的に散乱する。その結果、光散乱フィルム５２からは様々な角度の光が射出される。
【０１０６】
一方、図１４Ｂに示すように、光散乱フィルム５２は、当該光散乱フィルム５２の上面（光拡散部４１と反対側の面５２ｆ）から入射し、バインダー樹脂などの基材と光散乱体５４との界面で反射、もしくは光散乱体５４で屈折して進行方向が変更された光が前方散乱するように構成されている。なお、図１４Ｂにおいて、前方散乱する光を実線の矢印で示す。比較のため、後方散乱する光を破線の矢印で示したが、この種の光を生じないようにする。このような全反射条件は、例えば、光散乱フィルム５２に含まれる光散乱体５４の粒子の大きさを適宜変更することにより、満足させることができる。
【０１０７】
本実施形態においても、機械的強度が高く、光利用効率が高い光制御フィルムを提供できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の光制御フィルム５１の場合、光制御フィルム５１の最表面に光散乱フィルム５２が配置されているため、光の拡散角度を一定の方向に集中させないようにできる。その結果、光制御フィルム５１の光拡散特性をよりなだらかにすることができ、広い視野角で明るい表示が得られる。
【０１０８】
［遮光部のパターンの変形例］
なお、上記実施形態では、遮光部の平面形状が円形である例を示したが、必ずしも円形に限るものではない。また、全ての遮光部が必ずしも同じ形状でなくてもよい。
例えば図１５に示す光制御フィルム５６は、円形の遮光部４０の他、楕円形の遮光部５７、多角形の遮光部５８を備えている。さらに、光制御フィルム５６は、隣り合う遮光部同士が繋がった形状の遮光部５９、輪郭形状の一部が欠けた遮光部６０を備えている。また、符号６１に示す遮光部のように、輪郭形状に凹凸があってもよい。表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な配光分布が要求される場合、例えば画面の上方側だけ、あるいは右側だけに視野角を広げたい等の要求がある場合には、遮光部の形状を非対称にしても良い。
【０１０９】
個々の遮光部の形状については、上記実施形態では、図１６Ａに示すように、平面形状が円形である遮光部４０の例を示した。この遮光部に代えて、例えば図１６Ｂに示すように、平面形状が正方形である遮光部６２を用いても良い。あるいは、図１６Ｃに示すように、平面形状が正八角形である遮光部６３を用いても良い。あるいは、図１６Ｄに示すように、正方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の遮光部６４を用いても良い。あるいは、図１６Ｅに示すように、２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の遮光部６５を用いても良い。
【０１１０】
あるいは、図１６Ｆに示すように、細長い楕円形状の遮光部６６を用いても良い。
あるいは、図１６Ｇに示すように、細長い長方形状の遮光部６７を用いても良い。あるいは、図１６Ｈに示すように、細長い八角形状の遮光部６８を用いても良い。あるいは、図１６Ｉに示すように、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の遮光部６９を用いても良い。あるいは、図１６Ｊに示すように、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の遮光部７０を用いても良い。
【０１１１】
すなわち、遮光部の平面形状は、図１６Ｆ〜図１６Ｊのように、長軸と短軸とを有する異方性形状を少なくとも含んでいてもよい。遮光部の平面形状は、異方性形状に加えて、図１６Ａのような等方性形状を含んでいてもよい。遮光部の平面形状は、図１６Ｂ〜図１６Ｄ、図１６Ｇ〜図１６Ｉのように、多角形を少なくとも含んでいてもよい。遮光部の平面形状は、図１６Ｄ、図１６Ｉのように、曲線と直線とからなる形状を含んでいてもよい。
【０１１２】
上記実施形態の遮光部４０の平面形状は図１６Ａに示すような円形であるから、光拡散部４１の側面４１ｃ、すなわち反射面の断面形状も円形である。したがって、光拡散部４１の側面４１ｃで反射した光は３６０度、全ての方位に向けて拡散する。これに対して、例えば図１６Ｂに示す正方形状の遮光部６２であれば、正方形の各辺に垂直な方向に向けて光が拡散する。また、図１６Ｇに示す長方形状の遮光部６７であれば、長辺に垂直な方向への光の拡散が短辺に垂直な方向への光の拡散よりも強くなる。そのため、辺の長さによって垂直方向（上下方向）と水平方向（左右方向）とで光の拡散の強さが異なる光制御フィルムを実現できる。また、図１６Ｃに示す八角形状の遮光部６３であれば、特に液晶表示装置で視野角特性が重要視されている垂直方向と水平方向と斜め４５度方向とに集中して光を拡散させることができる。このように、視野角の異方性が要求される場合、遮光部の形状を適宜変えることで異なる光拡散特性を得ることができる。
【０１１３】
［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、光制御フィルムの光拡散部の形状が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについて説明する。
図１７は、本実施形態の視野角拡大フィルムを示す断面図である。
図１７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１４】
上記の第１、第２実施形態においては、光拡散部の側面は一定の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７２は、中空部７３と光拡散部７４との界面（光拡散部７４の側面７４ｃ）の傾斜角度が連続的に変化し、光拡散部７４の断面形状が曲線状の傾斜面を有している。光制御フィルム７２は、図１７に示すように、光拡散部７４の各側面７４ｃが光射出端面７４ｂから光入射端面７４ａにかけて凸状になだらかに湾曲している。したがって、光拡散部７４の側面７４ｃの傾斜角度は場所によって異なる。本実施形態においても、複数の中空部７３のうち、少なくとも一部の中空部７３には、光拡散部７４の一部が開口の内側に向けて突出した突起部４４が形成されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１１５】
本実施形態においても、機械的強度が高く、光利用効率が高い光制御フィルムを提供できる、といった第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、光拡散部の側面の傾斜角度が一定である場合、画面の水平方向もしくは垂直方向に沿って観察角度を変えたときに、観察角度によっては表示ムラが視認される場合がある。この表示ムラ対策として、第１実施形態では複数の光拡散部全体で側面が複数種類の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７２では、個々の光拡散部７４においても、側面７４ｃの場所によって傾斜角度が異なっている。そのため、側面の傾斜角度が一定である場合に比べて配向分布が広がる。これにより、観察角度に応じて輝度がなだらかに変化し、視野角特性を向上できる。
【０１１７】
［光拡散部の変形例］
上記実施形態では、図１８Ａに示すように、中空部７３と光拡散部７４との界面７４ｃが中空部７３側に湾曲し、中空部７３が凹となる形状の光制御フィルム７２の例を示した。これに対して、図１８Ｂに示す光制御フィルム７６は、中空部７７と光拡散部７８との界面７８ｃが光拡散部７８側に湾曲し、中空部７７が凸となる形状である。この構成によっても、配光分布を広げることができる。
【０１１８】
あるいは、図１９Ａ、図１９Ｂに示す光制御フィルム８１，８５のように、中空部８２，８６と光拡散部８３，８７との界面（光拡散部の側面）が、複数の異なる傾斜角度を有し、光拡散部８３，８７の断面形状が折れ線状の傾斜面を有していても良い。図１９Ａに示す光制御フィルム８１は、中空部８２と光拡散部８３との界面８３ｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部８２が凹となる形状である。図１９Ｂに示す光制御フィルム８５は、中空部８６と光拡散部８７との界面８７ｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部８６が凸となる形状である。これらの構成によっても、配光分布を広げることができる。
【０１１９】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４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、タッチパネルを備えた点が第１実施形態と異なっている。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、タッチパネルの構成について説明する。
また、図２０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１２０】
本実施形態の液晶表示装置９０においては、図２０に示すように、バックライト２から光制御フィルム６までの構成は第１実施形態と同一である。そして、光制御フィルム６を構成する基材３９の視認側にタッチパネル９１（情報入力装置）が配置されている。以下の説明では、光制御フィルム６を構成する基材３９のことを「光制御フィルム用基材」と称する。タッチパネル９１は、光制御フィルム用基材３９の周縁部において両面テープ等の接着材９２によって光制御フィルム用基材３９上に貼付されている。タッチパネル９１と光制御フィルム用基材３９との間には接着材９２の厚さ分の間隙が形成されている。すなわち、タッチパネル９１と光制御フィルム用基材３９との間には空気層９３が存在している。
【０１２１】
タッチパネル９１は、基材９４と位置検出用電極９５とを有している。以下の説明では、タッチパネル９１を構成する基材９４のことを「タッチパネル用基材」と称する。ガラス等からなるタッチパネル用基材９４の一面に、ＩＴＯ、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ-ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：アンチモンがドープされた錫酸化物）等の透明導電材料からなる位置検出用電極９５が形成されている。位置検出用電極９５は、ＩＴＯ、ＡＴＯ等のスパッタリングにより形成されたものであり、数百〜２ｋΩ／□程度の一様なシート抵抗を有している。
【０１２２】
本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル９１が用いられている。静電容量方式のタッチパネル９１では、例えばタッチパネル９１を平面視したときの位置検出用電極９５の４つの角部に微小な電圧が印加されている。位置検出用電極９５上方の任意の位置に指を触れると、指を触れた点が人体の静電容量を介して接地される。これにより、接地点と４つの角部との間の抵抗値に応じて各角部での電圧が変化する。位置検出回路がこの電圧変化を電流変化として計測し、その計測値から接地点、すなわち指が触れた位置を検出する。
なお、本実施形態に適用可能なタッチパネルは静電容量方式に限ることはなく、抵抗膜方式、超音波方式、光学方式等、任意のタッチパネルが適用可能である。
【０１２３】
本実施形態の液晶表示装置９０によれば、第１実施形態と同様の光制御フィルム６を備えているので、視野角特性に優れ、さらに情報入力機能を備えた液晶表示装置を実現することができる。例えば使用者が広視野角の画像を見ながら指やペンでタッチパネル９１に触れることによって、情報処理装置等に対話形式で情報を入力することが可能になる。
【０１２４】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図２１、図２２Ａ、図２２Ｂを用いて説明する。
本実施形態では、光拡散シートの製造工程の一変形例を示す。
図２１は光拡散シート７の製造装置の一例を示す概略構成図である。
図２１に示す製造装置９８は、長尺の基材３９をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に各種の処理を行うものである。また、この製造装置９８は、遮光部４０の形成に、上述のフォトマスク４７を用いたフォトリソグラフィー法に代えて、印刷法を用いている。
【０１２５】
製造装置９８の一端に基材３９を送り出す送出ローラー９９が設けられ、他端には基材３９を巻き取る巻取ローラー１００が設けられており、基材３９は送出ローラー９９側から巻取ローラー１００側に向けて移動する構成となっている。基材３９の上方には、送出ローラー９９側から巻取ローラー１００側に向けて印刷装置１０１、第１乾燥装置１０２、塗布装置１０３、現像装置１０４、第２乾燥装置１０５が順次配置されている。基材３９の下方には、露光装置１０６が配置されている。
【０１２６】
印刷装置１０１は、基材３９上に遮光部４０を印刷するためのものである。第１乾燥装置１０２は、印刷により形成した遮光部４０を乾燥させるためのものである。塗布装置１０３は、遮光部４０上に透明ネガレジストを塗布して塗膜４９を形成するためのものである。現像装置１０４は、露光後の透明ネガレジストを現像液によって現像するためのものである。第２乾燥装置１０５は、現像後の透明レジストからなる光拡散部４１が形成された基材３９を乾燥させるためのものである。この後さらに、光拡散部４１が形成された基材３９を第２偏光板５と貼り合わせ、光制御フィルム６と第２偏光板５とを一体化させても良い。
【０１２７】
露光装置１０６は、基材３９側から透明ネガレジストの塗膜４９の露光を行うためのものである。図２２Ａ、図２２Ｂは、製造装置９８のうち、露光装置１０６の部分だけを取り出して示す図である。露光装置１０６は、図２２Ａに示すように、複数の光源１０７を備えており、基材３９の進行に伴って、各光源１０７からの拡散光Ｆの強度が徐々に弱くなる等、拡散光Ｆの強度が変化しても良い。あるいは、露光装置１０６は、図２２Ｂに示すように、基材３９の進行に伴って、各光源１０７からの拡散光Ｆの射出角度が徐々に変化しても良い。このような露光装置１０６を用いることにより、光拡散部４１の側面４１ｃの傾斜角度を所望の角度に制御することができる。
【０１２８】
なお、上記の例では遮光部４０や光拡散部４１の形成時に液状のレジストを塗布することとしたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを基材３９の一面に貼付するようにしても良い。
【０１２９】
最後に、完成した光制御フィルム６を、基材３９を視認側に向け、光拡散部４１を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶パネル４に貼付する。
以上の工程により、液晶表示装置が完成する。
【０１３０】
なお、本発明の態様における技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様における趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、表示体として液晶表示装置の例を挙げたが、これに限ることなく、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等に本発明を適用しても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態では、光制御フィルムを液晶パネルの第２偏光板上に接着する例を示したが、光制御フィルムと液晶パネルとは必ずしも接触していなくても良い。例えば、光制御フィルムと液晶パネルとの間に他の光学フィルムや光学部品等が挿入されていても良い。あるいは、光制御フィルムと液晶パネルとが離れた位置にあっても良い。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の場合には偏光板が不要であるため、光制御フィルムと偏光板とが接触することはない。
【０１３２】
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。
【０１３３】
その他、光拡散部や遮光部の配置や形状、光制御フィルムの各部の寸法や材料、製造プロセスにおける製造条件等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明のいくつかの態様は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１，９０…液晶表示装置（表示装置）、４…液晶パネル（表示体）、６，５１，５６，７２，７６，８１，８５…光制御フィルム（光制御部材、視野角拡大部材）、３９…基材、４０，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０…遮光部、４１，７４，７８，８３，８７…光拡散部、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，７３，７７，８２，８６…中空部、４４…突起部、５２…光散乱フィルム、９１…タッチパネル（情報入力装置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１６Ｉ】
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【図１６Ｊ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図１２】
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【図１３】
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