(57)【要約】【課題】マルチドメイン垂直配向型液品表示装置の表示装置及び偏光子が提供されている。【解決手段】表示装置は、液晶表示装置、第１偏光子、第２偏向子及び回折光学要素を有する。第１偏光子は第１基板上に備えられる。第２偏向子は、第２基板とバックライトモジュールとの間に備えられる。回折光学要素は、第１回折格子を有し、第１偏光子の光出射側に備えられる。第１回折格子の方位角は、基準としての第１偏光子の吸収軸からカウントされる。【選択図】図１
2013041277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
バックライトモジュールと、
第１基板、第２基板及び液晶層を有する液晶パネルであって、前記被晶層は、前記第１基板と前記第Ｚ基板との間に備えられ、複数の液晶モジュールを有する、液晶パネルと、
を有する、液晶表示装置であり、
電界が印加されないときに、複数の液晶モジュールは、前記第１基板及び前記第２基板の表面に対して略垂直であり、又は、前記複数の液晶モジュールは、前記第１基板及び前記第２基板の表面と、略６０°に等しい又はそれ以上のプレチルト角を有し、
電界が液晶層に印加されるときに、前記液晶モジュールは、前記電界により液晶傾斜方向に傾斜される、液晶表示モジュール；
前記第１基板上に備えられた第１偏光子；
前記第２基板と前記バックライトモジュールとの間に備えられた第２偏光子であって、前記第１偏光子の偏光方向は、前記第２偏向子の偏光方向に対して略垂直である、第２偏向子；並びに
第１回折格子を有し、前記第１偏光子の光出射側に備えられている回折光学要素であって、前記第１回折格子の方位角は、基準としての前記第１偏光子の吸収角からの角度である、回折光学要素；
を有する表示装置。
【請求項２】
前記第１回折格子の前記方位角は０±１５°の範囲内又は９０±１０°の範囲内にある、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０±６０°の範囲内にある、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０±２０°の範囲内にある、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０°乃至−３０°の範囲内にある、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１回折格子の前記方位角は−８０°乃至−４０°の範囲内にある、請求項５に記載の表示装置．
【請求項７】
前記第１回折格子の前記方位角は−６０°乃至−４０°の範囲内又は６０°乃至４０°の範囲内にある、請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記回折光学要素は更に、第２回折格子を有し、前記第１回折格子の前記方位角は前記第２回折格子の方位角とは異なる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１回折格子の前記方位角は前記第２回折格子の方位角と９０°だけ異なる、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１回折格子の前記方位角は０±１５°の範囲内又は９０±１０°の範囲内にある、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１回折格子の前記方位角は０°乃至１０５°の範囲内にある、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１回折格子の前記方位角は０°乃至６０°の範囲内にある、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１回折格子の前記方位角は２０°乃至６０°の範囲内にある、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記回折光学要素は更に、第３回折格子を有し、前記第３回折格子の方位角は前記第１回折格子の前記方位角及び前記第２回折格子の前記方位角とは異なる、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１回折格子の前記方位角は前記第２回折格子の前記方位角から４５°だけ異なり、前記第１回折格子の前記方位角は前記第３回折格子の前記方位角から１３５°だけ異なる、請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１回折格子の前記方位角は、４５±９０°の範囲内又は−４５±９０°の範囲内にある、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１回折格子の前記方位角は４５±１５°の範囲内又は−４５±１０°の範囲内にある、請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０±６０°の範囲内にある、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０±２０°の範囲内にある、請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記第１回折格子の前記方位角は−９０°乃至−３０°の範囲内にある、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１回折格子の前記方位角は−７０°乃至−３０°の範囲内にある、請求項２０に記載の表示装置。
【請求項２２】
マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置のための偏光子であって：
光吸収軸を有する第１偏光子；及び
第１回折格子を有し、前記第１偏光子の側に備えられた回折光学要素であって、前記第１回折格子の格子方向と前記光吸収軸との間の夾角は０±１５°の範囲内又は９０°±１０°の範囲内にある、回折光学要素；
を有する偏光子。
【請求項２３】
前記回折光学要素は更に、第２回折格子を有し、前記第１回折格子の前記格子方向は前記第２回折格子の格子方向とは異なり、前記第１回折格子の格子方向と前記第２回折格子の前記格子方向との間の夾角は略９０°である、請求項２２に記載の偏光子。
【請求項２４】
前記回折光学要素は更に、第３回折格子を有し、前記第３回折格子の前記格子方向は前記第１回折格子の格子方向及び第２回折格子の格子方向とは異なる、請求項２２に記載の偏光子。
【請求項２５】
前記第１回折格子の前記格子方向と前記第２回折格子の前記格子方向との間の夾角は略４５°であり、前記第１回折格子の前記格子方向と前記第３回折格子の前記格子方向との間の夾角は略１３５°である、請求項２４に記載の偏光子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、表示装置に関し、特に、回折光学要素を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の名称が“空間光変調装置及びプロジェクタ”である特願２００３―３０２９５４号においては、高コントラストの投影画像を有し、低コストで、簡単な構造であるプロジェクタについて開示されている。ＴＦＴ基板及び対向基板の対と、ＴＦＴ基板と対向基板と間に挿入された液晶と、を有し、ＴＦＴ基板側から変調光を発するように画像信号に従って対向基板側からの入射光を変調する空間光変調装置は、ＴＦＴ基板の光出射側に偏光させるウェッジプリズムを有する。発明の名称が“Ｉｍａｇｅ  ｄｉｓｐｌａｙ  ａｐｐａｒａｔｕｓ”である欧州特許第０５６７９９５Ａ１明細書においては、画像表示装置であって、二次元パターンで配置された複数のドット形状のピクチャ要素と、装置から出射する画像状光線が中を進む光路に備えられている回折格子と、を有する液晶表示パネルについて開示されている。現在、画像表示装置には主に、液晶表示装置、プラズマ表示装置、ＯＬＥＤ表示装置、電子ペーパー表示装置等がある。液晶表示装置は非自発光表示装置であり、故に、画像を表示するためには、拡散膜、増輝膜等の光学膜を介して均一な平面形状を有する液晶表示パネルに入射する光を生成するバックライト光源が通常、必要である。
【０００３】
垂直配向型又はマルチドメイン垂直配向型液晶表示装置などの従来の広い視野角の液晶表示装置は広い視野角を有する。しかしながら、一部の特定な観察角度でそれにより表示される画像は改善されることを必要とする。例えば、左側ビュー、右側ビュー及び前方ビューの異なる観察角度においては画像の色及び輝度に明らかに差異がある。更に、そのような画像の色及び輝度の差異は、視野角が増加するにつれて、大きくなる。左上側、左下側、右上側、右下側の一部の特定の視野角においては、画像ずれの問題はより深刻である。更に、コントラストが低下する問題も、光漏れにより生じる。
【０００４】
従って、画像の色、輝度などの差異などの画像品質の問題を改善するための表示装置が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００３―３０２９５４号
【特許文献２】欧州特許第０５６７９９５Ａ１明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
表示装置が備えられる。表示装置は、液晶表示装置、第１偏光子、第２偏光子及び回折光学要素を有する。液晶表示装置はバックライトモジュール及び液晶パネルを有する。液晶パネルは、第１基板、第２基板及び液晶層を有する。液晶層は、第１基板と第２基板との間に備えられる。液晶層は液晶分子を有する。電界が液晶層に印加されないとき、液晶分子は第１基板及び第２基板の表面に対して実質的に垂直である、又は、それらの分子は、第１基板及び第２基板の表面との、６０°に実質的に等しい又はそれより大きいプレチルト角を有する。電界が液晶層に印加されるとき、液晶分子は、その電界により液晶傾斜方向に傾斜される。第１偏光子は、第１基板上に備えられる。第２偏光子は、第２基板とバックライトモジュールとの間に備えられる。第１偏光子の偏光方向は、第２偏光子の偏光方向に対して略垂直である。回折光学要素は第１回折格子を有し、第１偏光子の光出射側に備えられる。第１回折格子の方位角は、標準的には第１偏光子の吸収軸からカウントされる。
【０００７】
マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置についての偏光子が備えられる。その偏光子は、第１偏光子及び回折光学要素を有する。第１偏光子は光吸収軸を有する。回折光学要素は、第１回折格子を有し、第１偏光子の側面に備えられる。第１回折格子の格子方向と光吸収軸との間の夾角は、０±１５°の範囲内又は９０±１０°の範囲内にある。
【０００８】
本明細書における上記の及び他の特徴については、制限的でない実施形態についての以下の詳述により十分に理解できる。以下の詳細説明は、添付図を参照している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に従ったディスプレイの三次元の図である。
【図２】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図３】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図４】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図５】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図６】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図７】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図８】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図９】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１０】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１１】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１２】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１３】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１４】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１５】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１６】実施形態における回折光学要素の回折領域を示す図である。
【図１７】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図１８】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図１９】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２０】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２１】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２２】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２３】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２４】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２５】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２６】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２７】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２８】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図２９】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図３０】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図３１】実施形態における回折光学要素を示す図である。
【図３２】一実施形態における表示装置の断面図である。
【図３３Ａ−１】電界が液晶層に印加されない、実施形態における表示装置の基板及び液晶層の三次元図である。
【図３３Ａ−２】電界が液晶層に印加されない、実施形態における表示装置の基板及び液晶層の三次元図である。
【図３３Ｂ−１】電界が液晶層に印加されない、実施形態における表示装置の基板及び液晶層の三次元図である。
【図３３Ｂ−２】電界が液晶層に印加されない、実施形態における表示装置の基板及び液晶層の三次元図である。
【図３４Ａ】液晶層に印加された電界による液晶方位角を有する液晶分子を示す図である。
【図３４Ｂ−１】電界が液晶層に印加された、表示装置の基板及び液晶層の三次元図である。
【図３４Ｂ−２】電界が液晶層に印加された、表示装置の基板及び液晶層の平面図である。
【図３５】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図３６】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図３７】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図３８】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図３９】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図４０】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図４１】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図４２】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図４３】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図４４】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図４５】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図４６】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図４７】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図４８】回折光学要素が単独の方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示す図である。
【図４９】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図５０】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図５１】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図５２】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図５３】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図５４】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図５５】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図５６】回折光学要素が２つの方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示す図である。
【図５７】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図５８】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図５９】偏光子の偏光方向と回折光学要素との間の関係を示す図である。
【図６０】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図６１】０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図６２】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の白状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図６３】９０°で一定の方位角ψ及び種々の複数の天頂角θで検出される表示装置の黒状態における輝度及びコントラストを示す図である。
【図６４】回折光学要素が３つの方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
００２５
図１は、本発明の一実施形態に従った表示装置の三次元の図である。図２乃至８及び図１７乃至３１は、実施形態における回折光学要素を示している。図９乃至１６は、実施形態における回折光学要素の回折領域を示している。図３２は、一実施形態における表示装置の断面図である。図３３Ａ−１及び３３Ｂ−１は、電界が液晶層に印加されていない実施形態における表示装置の基板及び液晶層の三次元の図を示している。図３３Ａ−２及び３３Ｂ−２は、電界が液晶層に印加されていない実施形態における表示装置の基板及び液晶層の平面図を示している。図３４Ａは、液晶層に印加された電界により液晶方位角を有する液晶分子を示している。図３４Ｂ−１は、電界が液晶層に印加された表示装置の基板及び液晶層の三次元の図を示している。図３４Ｂ−２は、電界が液晶層に印加された表示装置の基板及び液晶層の平面図を示している。図３５−４３、４９−５１及び５７−５９は、偏光子の偏光方向と回折光学要素の間の関係を示している。図４４、５２及び６０は、０°で一定の方位角及び種々の複数の天頂角ψにおいて検出される表示装置の白状態の輝度及びコントラストを示している。図４５、５３及び６１は、０°で一定の方位角及び種々の複数の天頂角ψにおいて検出される表示装置の黒状態の輝度及びコントラストを示している。図４６、５４及び６２は、９０°で一定の方位角及び種々の複数の天頂角ψにおいて検出される表示装置の白状態の輝度及びコントラストを示している。図４７、５５及び６３は、９０°で一定の方位角及び種々の複数の天頂角ψにおいて検出される表示装置の黒状態の輝度及びコントラストを示している。図４８は、回折光学要素が単独の方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示している。図５６は、回折光学要素が２つの方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示している。図６４８は、回折光学要素が３つの方位角方向を有する回折格子を有し、回折光学要素が種々の複数の天頂角ψで配列された回折光学要素を有する表示装置の正面において検出された黒状態の輝度及び中心コントラストの曲線を示している。
００２６
図１を参照するに、回折光学要素２が、画像を表示する表示装置１０の光出射側に備えられている。表示装置１０は、タッチパネルを構成するタッチ要素などの他の要素が組み込まれることが可能である、回折光学要素２は、反射防止膜又はタッチパネルなどの他の要素と共に用いられ、画像を表示するための表示装置１０の光出射側に備えられることが可能である。実施形態においては、表示装置１０は、垂直配向型／マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置である。実施形態においては、表示装置１０の光出射側における偏光子（図示せず）の吸収軸は、表示装置１０の長い側面に対して平行であり、故に、液晶表示装置１０の光出射側における偏光子の吸収軸は、方位角を画定するＸ軸として画定されることが可能である。表示装置１０の光入射側における偏光子の吸収軸はそのＸ軸に対して略垂直である。他の実施形態においては、表示装置１０の光入射側における偏光子（図示せず）の吸収軸は表示装置の短い側面に対して平行であり、表示装置１０の光出射側における偏光子の吸収軸は、方位角を画定するためのＹ軸として画定される。光入射側における偏光子の吸収軸はそのＸ軸に対して略垂直である。実施形態においては、回折光学要素２は偏光子と共に用いられることが可能である。また、回折光学要素２は、２つの偏光子間に備えられることが可能である。回折光学要素２は、表示装置１０から出射される光を回折させるための位相格子などの格子を有する膜であることが可能である。下の説明においては、表示装置１０の光出射側における偏光子（図示せず）の吸収軸は、方位角を画定するためのＸ軸に対して用いられる。更に、液晶表示装置に対する観察角度は、球座標における天頂角θ及び方位角ψにより表される。方位角ψは、Ｘ軸からのＸ−Ｙ平面における夾角を表す。天頂角θは、Ｘ−Ｙ平面に対して垂直なＺ軸からの夾角を表す。正の夾角は、反時計方向の夾角を表し、負の夾角は、時計方向の夾角を表す。
【００１１】
バックライトモジュールが、液晶表示装置のための面光源を提供するように、液晶パネルの側面に備えられる。直下側バックライト又はサイド型バックライトが用いられることが可能である。
【００１２】
図２を参照するに、実施形態においては、回折光学要素３２は、互いに間隔を置いている格子領域４３及び格子領域５３を有する。回折光学要素３２の格子領域４３及び格子領域５３以外の“通常領域（又は、非格子領域）”は、低い回折効果をもたらす領域である。特に、格子領域４３及び格子領域５３は、特定の方向を有する格子領域４３及び格子領域５３を透過する光に対して１００：１より小さい全非０次回折光（入射方向と異なる出射方向を有する光）に対する全０次回折光（入射方向と同じ出射方向を有する光）の強度比の高い回折効果をもたらす。“通常領域（又は、非格子領域）”は、光の進入量を増加させるように、“通常領域（又は、非格子領域）”を透過する光に対して１００：１より大きい全非０次回折光（入射方向と異なる出射方向を有する光）に対する全０次回折光（入射方向と同じ出射方向を有する光）の強度比の低い回折効果をもたらす。また、殆どの光は“通常領域（又は、非格子領域）”を透過しない。即ち、光非透過性領域は、“通常領域（又は、非格子領域）”と同様の効果を有し得る。格子領域４３及び格子領域５３は列状に配列されている。格子領域４３及び格子領域５３はそれぞれ、回折格子４４及び回折格子５４を有する。回折格子４４及び回折格子５４はそれぞれ、一定の周期を有し、方向（方位角）が揃っている。一定の周期を有する回折格子４４は、回折格子４４の波の頂点（又は波の谷）の接続線がそれらの接続線間で実質的に一定のギャップ長を有することを表す。一定の周期を有する回折格子５４は、回折格子５４の波の頂点（又は波の谷）の接続線がそれらの接続線間で実質的に一定のギャップ長を有することを表す。
【００１３】
回折光学要素の形成に関しては、台湾国特許第９９１１９９４９号明細書に記載されている。
【００１４】
実施形態においては、回折格子の方向は、回折格子構造の波の頂点（又は波の谷）の接続線の方向である、換言すれば、稜線（溝）の方向である。実施形態においては、格子領域の回折格子の方向を実線で表している。回折格子の方向とＸ軸との間の夾角は回折格子の方位角τである。一実施形態においては、回折格子の周期は波の頂点間の最近接のギャップ長（又は、最近接の波の谷間のギャップ長）を表す。例えば、回折格子４４の周期Ｄ１は１μｍであり、格子領域４３の回折格子構造の波の頂点間のギャップ長が１μｍであることを表している。回折格子５４の周期Ｄ２は１μｍであることが可能である。回折格子４４の方向は、回折格子５４の方向とは異なる。回折格子４４の方向は、回折格子５４の方向に対して垂直であることが可能である。この場合、例えば、回折格子４４の方位角τ１は９０°である。回折格子５４の方位角は０°である。格子領域４３及び格子領域５３は、例えば、２８μｍ乃至２９μｍである直径Ｋ１及び直径Ｋ２のそれぞれを有する球形状を有することが可能である。回折格子の材料の屈折率は約１．４９であることが可能である。回折格子構造の波の頂点と波の谷との間の高さは約０．４μｍである。例えば、その材料の屈折率、波の頂点間のギャップ長、又は回折格子構造の波の頂点と波の谷との間の高さは、特定の方向を有する回折格子構造を透過する光に対して１００：１より小さい全非０次回折光（１５°以上の偏光角度だけ入射方向と異なる出射方向を有する光）に対する全０次回折光（入射光と同じ出射方向を有する光）の強度比の高い回折効果をもたらすように、適切に設計されている。非格子領域は、非格子領域を透過する光に対して１００：１より大きい全非０次回折光（１５°以上の偏光角度だけ入射方向と異なる出射方向を有する光）に対する全０次回折光（入射光と同じ出射方向を有する光）の強度比の低い回折効果をもたらすように、適切に設計されている。非０格子領域の設計方法については、ここでは、詳細に説明しない。
【００１５】
他の実施形態においては、単独の格子領域は、同じ方位角及び種々の周期を有する回折格子を有することが可能である。例えば、単独の格子領域は、実質的に１μｍ及び０．５μｍの、波の頂点（又は、波の谷）の接続線間の２種類の最近接のギャップ長を有する回折格子を有する。格子領域の面積は、回折光学要素の面積の１７．５乃至９４％を占めることが可能である。
【００１６】
図２を参照するに、交互に配置されている格子領域４３及び格子領域５３により構成される線において、格子領域４３と格子領域５３との間の最近接のギャップ長は一定である、又は実際の要求に従って可変であることが可能である。例えば、格子領域４３及び格子領域５３の最近接のギャップ長Ｓ１、Ｓ２は、１μｍ乃至１５μｍの範囲内であって、例えば、１μｍ、９μｍ又は１５μｍであることが可能である。他の実施形態においては、ギャップ長Ｓ１は９μｍであり、ギャップ長Ｓ２は１５μｍである。他の実施形態においては、格子領域４３と格子領域５３との間の最近接のギャップ長は、０である、又は負である、即ち、格子領域４３及び格子領域５３はそれらの間で重なり合う領域を有する、ことが可能である。他の実施形態においては、格子領域４３間の又は格子領域５３間の最近接のギャップ長は０又は負であり得る、即ち、格子領域４３はそれらの間で重なり合いを有する、又は格子領域５３はそれらの間で重なり合いを有する。
００３３
図２を参照するに、例えば、格子領域４３により構成される線又は格子領域５３により構成される線において、格子領域４３間の最近接のギャップ長又は格子領域５３間の最近接のギャップ長が、実際の要求に従って、一定又は可変であるように調節されることが可能である。一実施形態においては、格子領域４３間の最近接のギャップ長Ｓ４又は格子領域５３間の最近接のギャップ長Ｓ５はそれぞれ、１μｍ乃至１５μｍの範囲内にある、例えば、１μｍ及び１３μｍである。他の実施形態においては、格子領域４３間の最近接のギャップ長Ｓ４又は格子領域５３間の最近接のギャップ長Ｓ５は、０である、又は負である、即ち、格子領域４３及び格子領域５３はそれらの間で重なり合う領域を有する、ことが可能である。他の実施形態においては、格子領域４３間の又は格子領域５３間の最近接のギャップ長は０又は負であり得る、即ち、格子領域４３はそれらの間で重なり合いを有する、又は格子領域５３はそれらの間で重なり合いを有する。
【００１７】
図３の回折光学要素６２は、回折光学要素６２が一定の方位角の回折格子７４を有する格子領域７３を有する点で、図２の回折光学要素とは異なっている。図４の回折光学要素８２は、回折光学要素８２が異なる方位角を有する回折格子９４、１０４及び１１４をそれぞれ有する格子領域９３、１０３及び１１３を有する点で、図２における回折光学要素３２とは異なっている。例えば、回折格子９４の方位角τ２は１３５°であり、回折格子１０４の方位角は０°であり、回折格子１１４の方位角τ３は４５°である。
【００１８】
図５の回折光学要素１２２は、格子領域１３３及び格子領域１４３がそれぞれ、列状に配置され、格子領域１３３及び格子領域１４３が鉛直方向において互い違いに配置されている点で、図２の回折光学要素とは異なっている。
【００１９】
図６の回折光学要素１５２は、すべての回折領域１６３及び回折領域１７３が互い違いに配置されている点で、図２の回折光学要素３２とは異なっている。
【００２０】
図７の回折光学要素１８２は、格子領域１９３の回折格子１９４及び格子領域２０３の回折格子２０４が０°及び９０°以外の方位角を有する点で、図２の回折光学要素とは異なっている。例えば、回折格子１９４の方位角τ４は４５°である。回折格子２０４の方位角τ５は１３５°である。
【００２１】
一実施形態においては、回折光学要素は、４つの回折格子の方向を少なくとも有する回折領域をそれぞれ、有することが可能である。図８を参照するに、例えば、回折光学要素１９２の回折格子１７４の方位角は０°である。回折格子１８４の方位角τ６は４５°である。回折格子２１４の方位角τ７は９０°である。更に、回折格子２３４の方位角τ８は１３５°である。他の実施形態では、４種類以上の方位角の回折格子を有する回折光学要素において、異なる方位角を有する格子領域が互い違いに配置されることが可能である。
【００２２】
一実施形態においては、単独の格子領域の回折格子方向は１つの方向のみに限定されるものではない。単独の格子領域は、種々の方位角の回折格子を有することが可能である。更に、格子領域は、図２乃至８に示す球形状に限定されるものではない。例えば、実施形態においては、４種類の回折格子方向を有する単独の格子領域は、正方形形状（図９）、長方形形状（図１０）又は他の幾何学的形状を有することが可能である。例えば、３種類の回折格子方向を有する単独の格子領域は、正三角形形状（図１１）、二等辺三角形形状（図１２）、非二等辺三角形形状（図１３）を有することが可能である。例えば、複数種類の回折格子方向を有する単独の格子領域は、正五角形形状（図１４）又は他の五角形形状、正八角形形状（図１５）又は他の八角形形状、楕円形形状（図１６）又は他の曲線による形状、若しくは他の適切な形状を有することが可能である。更に、多角形形状の格子による効果により、また、異なる方向の格子の組み合わせが得られ、故に、本開示は、多角形形状の格子に限定されるものではない。
【００２３】
一部の実施形態においては、回折光学要素２１２は、図１７に示す格子領域を有する。図１７を参照するに、一実施形態においては、格子領域２２３の周期Ｔは２０〜２５０μｍである。格子領域２２３の幅Ｗは１９μｍ乃至２３７．５μｍの範囲内にある。回折格子２２４の周期Ｎは１μｍである。回折格子２２４間のギャップ長Ｍは１μｍ乃至１２．５μｍの範囲内にある。他の実施形態においては、格子領域２２３間のギャップ長は０又は負であり得る。負のギャップ長は、隣接する格子領域２２３がそれらの間で重なり合う領域を有することを意味する。回折格子２２４の方位角は９０°である。
【００２４】
図１８の回折光学要素２１２Ａは、格子領域２２３Ａの回折格子２２４Ａの方位角が０°である点で、図１７の回折光学要素２１２と異なる。他の実施形態においては、格子領域は、図１８に示すように、格子領域２２３Ａのストライプ形状に限定されるものではなく、図１９に示すように、格子領域間に一定のギャップ長を有する矩形形状パターンを有することが可能であり、それらの矩形形状パターンは、図２０に示すように、格子領域間に種々のギャップ長を有することが可能であり、図２１に示すように、矩形形状パターンが互い違いに配置されることが可能であり、図２２に示すように、矩形形状パターンがランダムに配置されることが可能であり、図２３に示すように、ひし形形状パターンが一定のギャップ長を有することが可能であり、図２４に示すように、ひし形形状パターンが種々のギャップ長を有することが可能であり、図２５に示すように、ひし形形状パターンがランダムに配置されることが可能であり、図２６に示すように、ひし形形状パターンがランダムに配置されることが可能であり、図２７に示すように、種々の形状のパターンの組み合わせが可能である。一部の実施形態においては、図２７に示すパターンが、任意に変えられる、又は上下逆に配置されることが可能である。実施形態においては、格子領域のパターンは、実際の要求に適切に従って変えられることが可能である。
【００２５】
図２８を参照するに、回折光学要素２３２はまた、回折格子２４４、回折格子２５４を有することが可能である。回折光学要素２３２はまた、互いに重なり合う回折格子２４４を有する格子領域及び回折格子２５４を有する格子領域の結果とみなされ得る。一実施形態においては、回折光学要素２６２は、図２９に示す格子領域２７３及び格子領域２８３を有する。回折光学要素２９２は、図３０に示す回折領域３０３及び回折領域３１３も有することが可能である。
【００２６】
回折光学要素の格子領域は、秩序的な配置に限定されるものではなく、実際の要求に従った無秩序的な配置に適合されることが可能である。図３１を参照するに、例えば、回折光学要素３２２は、格子領域３３３、格子領域３４３、格子領域３６３及び格子領域３７３を無秩序的に有することも、可能である。
【００２７】
実施形態においては、複数の回折光学要素は、実際の要求に従って用いられるように、重ね合わされることが可能である。異なる複数の回折光学要素が、互いに異なる同じパターン、即ち、同じ形状又は同じ回折格子を有する格子領域を重ね合わせることにより、若しくは、互いに異なるパターン、即ち、異なる特徴の異なる形状又は異なる格子を有する格子領域を重ね合わせることにより、配置されることが可能である。図２を参照するに、例えば、１つの回折光学要素３２を他の回折光学要素３２と重ね合わせる場合、その１つの回折光学要素３２の格子領域５３は、他の回折光学要素３２の格子領域４３と重ね合わされ、その１つの回折光学要素３２の格子領域４３は、他の回折光学要素３２の格子領域５３と重ね合わされる。例えば、レーザ光源を用いて、レーザビームの入射角が図２に示す単独のレーザ回折光学要素３２に対して垂直であるとき、２つの方向、例えば、０°／１８０°又は９０°／２７０°の回折光が生成される。逆に、レーザ光源を用いて、レーザビームの入射角がマルチレイヤ回折光学要素により構成される積層構造に対して垂直であるとき、送信光は、シングルレイヤ回折光学要素により生成されるように、回折方向を有するばかりでなく、送信光は、斜め方向等の他の回折方向を有する。この原因は、斜め方向についての付加的な周期構造からのものである。更に、光源に近接する１つの格子領域は垂直入射光を回折し、その回折光は、光源から離れたもう１つの格子領域により更に回折される。それら２つの回折領域の方位角は異なる。光源に隣接する格子領域から出射され、光源に隣接する格子領域に対して垂直であり、その格子領域内に出射される光から生成される回折光は、光源から離れた格子領域により更に回折されることが仮定されている。従って、２つの方向、例えば、０°／１８０°又は９０°／２７０°の回折光がシングルレイヤ回折光学要素により生成されるだけでなく、他の斜め方向、例えば、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の付加的な回折光が生成される。
【００２８】
実施形態においては、種々の層の回折光学要素により構成される積層構造が、実際の要求に従って同じパターンの複数の格子領域を重ね合わせることにより構成されることが可能である。図２を参照するに、一実施形態においては、例えば、１つの回折光学要素３２が他の回折光学要素と重ね合わされる。１つの回折光学要素３２の格子領域４３が、他の回折光学要素３２の格子領域４３と重ね合わされる。１つの回折光学要素３２の格子領域５３は、他の回折光学要素３２の格子領域５３と重ね合わされる。それにより、回折効果を高めることができる。
【００２９】
実施形態においては、回折光学要素は、表示装置の条件及び効果に従って調節される。
【００３０】
図３２を参照するに、実施形態においては、表示装置４１０は、垂直配向型／マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置などの液晶表示装置である。表示装置４１０は、バックライトモジュール４１１，液晶パネル４２７、偏光子４１５及び偏光子４２５を有する。液晶パネル４２７はバックライトモジュール４１１に備えられている。例えば、液晶パネル４２７は、薄膜トランジスタ基板４１６、液晶層４１８及びカラーフィルタ基板４２１を有する。薄膜トランジスタ基板４１６及びカラーフィルタ基板４２１は、電極層４１７及び電極層４１９のそれぞれを有することが可能である。一部の実施形態においては、配向膜（図示せず９は、電極層４１７及び電極層４１９上に備えられることが可能である。液晶層４１８は、薄膜トランジスタ基板４１６とカラーフィルタ基板４２１との間に備えられる。偏光子４１５は、薄膜トランジスタ基板４１６とバックライトモジュール４１１との間（液晶パネル４２７の光入射側）に備えられることが可能である。偏光子４２５はカラーフィルタ基板４２１上（液晶パネル４２７の光出射側）に備えられることが可能である。回折光学要素４０２は偏光子４２５の光出射側に備えられることが可能である。他の実施形態（図示せず）においては、回折光学要素４０２は、カラーフィルタ基板４２１上に、又はカラーフィルタ基板４２１と偏光子４２５との間に備えられることが可能である。回折光学要素４０２は、偏光子４２５に対向して又は偏光子４２５とは反対側に波頂構造を位置付けることにより備えられる。回折光学要素４２５は更に、回折機能を有する他の要素、例えば、反射防止膜、スクラッチ耐性膜などと積層することが可能である。
【００３１】
液晶層４１８の液晶分子４２８の方向は、液晶層４１８における電界の状態を変えることにより、変えられ得る。実施形態においては、電界が液晶層４１８に印加されないとき、例えば、電極層４１７及び電極層４１９（図３２）に印加される電圧が共に０であるとき、図３３Ａ−１の断面図及び図３３Ａ−２の平面図に示すように、液晶分子４２８は、薄膜トランジスタ基板４１６の表面及びカラーフィルタ基板４２１の表面に対して略垂直である。電界が、例えば、電極層４１７及び電極層４１９のそれぞれに異なる電圧を印加することにより、液晶層４１８に印加されるとき、液晶分子４２８は、その電界により液晶方位角を有するように液晶傾斜方向に傾斜される。液晶分子は、電極層に対する液晶傾斜角度を有する。他の実施形態においては、電界が印加されないときに、薄膜トランジスタ基板４１６に隣接する液晶分子４２８は、６０°に等しい又はそれより大きいプレチルト角ＰＡを有し、薄膜トランジスタ基板４１６の表面と接することが可能であり、薄膜トランジスタ基板４１６から離れている液晶分子は、図３３Ｂ−１の断面図及び図３３Ｂ−２の平面図に示すように、次第に、薄膜トランジスタ基板４１６及びカラーフィルタ基板４２１に対してより垂直性が高い傾向にある。他の実施形態（図示せず）においては、カラーフィルタ基板４２１に隣接する液晶分子４２８は、６０°に等しい又はそれより大きいプレチルト角を有し、カラーフィルタ基板４２１の表面に接することが可能であり、カラーフィルタ基板４２１から離れた液晶分子４２８は、次第に、薄膜トランジスタ基板４１６及びカラーフィルタ基板４２１に対してより垂直性が高い傾向にある。他の実施形態（図示せず）においては、薄膜トランジスタ基板４１６及びカラーフィルタ基板４２１に隣接する液晶分子４２８は、６０°に等しい又はそれのり大きいプレチルト角を有し、薄膜トランジスタ基板４１６の表面及びカラーフィルタ基板４２１のそれぞれに接することが可能である。プレチルト角を有する液晶分子４２８の場合、電界が、例えば、電極層４１７及び電極層４１９のそれぞれに異なる電圧を印加することによって電位差を適用することにより、液晶層４１８に印加されるときに、液晶分子４２８は、液晶傾斜方向に傾斜され、電界及びプレチルト角による効果のために電極層に対する液晶方位角及び液晶傾斜方向をより迅速に有するようになる。一実施形態においては、カラーフィルタ基板４２１上の偏光子の吸収軸が、方位角を画定するためのＸ軸として用いられ、カラーフィルタ基板４２１などの基板に対する液晶傾斜方向の方位角は、図３４Ａに示すように、液晶方位角Ｑとして画定される。換言すれば、液晶方位角Ｑは、液晶分子４２８の先端からカラーフィルタ基板４２１などの基板の表面の方への投影方向とＸ軸との間の夾角である。例えば、表示装置４１０がシングルドメイン垂直配向型液晶表示装置であるとき、一種類のみの液晶方位角Ｑが得られ、単独の種類の液晶傾斜方向と光出射側の偏光子の吸収軸との間の夾角は４５°である。例えば、対称液晶方位角は、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°である。表示装置４１０が２ドメイン垂直配向型液晶表示装置であるとき、２種類の液晶方位角Ｑが��時に得られ、２種類の液晶傾斜方向間と光出射側の偏光子の吸収軸との間の夾角は両者ともに、４５°である。例えば、対称液晶方位角は、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°である。また、対称液晶方位角は、４５°及び２２５°、又は１３５°及び３１５°である。表示装置４１０がマルチドメイン垂直配向型液晶表示装置であるとき、種々の種類の液晶方位角Ｑが同時に得られることが理解できる。例えば、対称液晶方位角は、図３４Ｂ−１の断面図及び図３４Ｂ−２の平面図に示すように、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°であり、他の液晶方位角も可能である。更に、ある電圧が装置に印加されるときに、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°の液晶方位角を有する一のグループ４ドメインの液晶傾斜角は、４５°、１３５°、２２５°及び３１５°の液晶方位角をまた有する他のグループ４ドメインの液晶傾斜角と異なる、８ドメイン垂直配向型液晶表示装置の技術を通常用いると、マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置は、低い色ずれを有し得る。
【００３２】
一部の実施形態においては、回折光学要素は、表示装置４１０（図３３Ａ、３３Ｂ）の液晶分子４２８に従って設計されている。
【００３３】
一部の実施形態においては、回折光学要素は、表示装置４１０の配向膜に従って設計されている。
【００３４】
一部の実施形態においては、回折光学要素は偏光子の配置に従って設計される。図３５を参照するに、実施形態においては、システムの方位角は、標準として光出射側の偏光子の吸収軸を用いて、画定される。従って、光出射側の偏光子、即ち、上方偏光子の偏光方向４４５の方位角ｇ１は９０°であり、即ち、その偏光子の透過軸の方位角は９０°であり、その偏光子の吸収軸の方位角は０°（Ｘ軸に対して平行）である。バックライトモジュールに隣接する偏光子、即ち、下方偏光子の偏光方向４５５の方位角は０°であり、即ち、その偏光子の透過軸は０°であり、その偏光子の吸収軸の方位角は９０°（Ｘ軸に対して垂直）である。図２の回折光学要素３２に類似している回折光学要素４６２は、０°の方位角を有する格子方向を有する回折格子４７４及び９０°の方位角を有する格子方向を有する回折格子４８４をそれぞれ有する、格子領域４７３及び格子領域４８３を有する。回折格子４８３の密度は、回折格子４７３の密度に等しいより又はそれより高い。この場合、格子領域４７３により構成される行の長い軸方向の方位角及び格子領域４８３により構成される行の長い軸方向の方位角は０°である。互い違いに配置されている格子領域４７３及び格子領域４８３により構成される列の長い軸方向の方位角は９０°である。
【００３５】
図３６に示す実施形態は、図３５の格子領域４７３と類似する格子領域４９３と、図３５の格子領域４８３と類似する格子領域５０３とが互い違いに配置されている点で、図３５に示す実施形態とは異なる。この場合、格子領域４９３により構成される行の長い軸方向４９６の方位角及び格子領域５０３により構成される行の長い軸方向４９７の方位角は０°である。互い違いに配置されている格子領域４９３及び格子領域５０３により構成される列の長い軸方向の方位角は６０°である。図３７に示す実施形態は、図３５における格子領域４７３に類似する格子領域５１３及び図３５における格子領域４８３に類似する格子領域５２３が互い違いに配置されている点で、図３５に示す実施形態とは異なる。この場合、互い違いに配置されている格子領域５１３及び格子領域５２３により構成される行の長い軸方向の方位角は０°である。互い違いに配置されている格子領域５１３及び格子領域５２３により構成される列の長い軸方向の方位角は９０°である。
【００３６】
図３８を参照するに、光出射側の、図３３における偏光子４２５のような偏光子の偏光方向５０５の方位角は９０°であり、即ち、偏光子４２５の透過軸の方位角は９０°である、又は偏光子４２５の吸収軸の方位角は０°である。バックライトモジュールに隣接する、図３２における偏光子４１５のような偏光子の偏光方向５１５の方位角は０°であり、即ち、偏光子４５５の透過軸の方位角は０°である、又は偏光子４５５の吸収軸の方位角は９０°である。図４の回折光学要素８２に類似する回折光学要素５２２は、例えば、１３５°の方位角を有する格子方向を有する回折格子５３４、０°の方位角を有する格子方向を有する回折格子５４４、及び４５°の方位角を有する格子方向を有する回折格子５５４をそれぞれ有する、格子領域５３３、格子領域５４３及び格子領域５５３を有する。
【００３７】
図３９を参照するに、光出射側の、図３２における偏光子４２５のような偏光子の偏光方向５４５の方位角は９０°であり、即ち、偏光子の透過軸の方位角は９０°である、又は偏光子の吸収軸の方位角は４５°である。バックライトモジュールに隣接する、図３２における偏光子４１５のような偏光子の偏光方向５５５の方位角は０°であり、即ち、偏光子の透過軸の方位角は０°である、又は偏光子の吸収軸の方位角は９０°である。図７の回折光学要素１８２に類似する回折光学要素５６２は、１３５°の方位角を有する格子方向を有する回折格子５７４、及び４５°の方位角を有する格子方向を有する回折格子５８４をそれぞれ有する、格子領域５７３及び格子領域５８３を有する。
【００３８】
図４０を参照するに、光出射側の、図３２における偏光子４２５のような偏光子の偏光方向６０５の方位角は９０°である。バックライトモジュールに隣接する、図３２における偏光子４１５のような偏光子の偏光方向６１５の方位角は０°である。用いるための回折光学要素６２２は、図４０の回折光学要素２９２に類似していて、種々の格子方向を有する回折格子６０４、及び９０°の方位角を有する格子方向を有する回折格子６１４をそれぞれ有する、格子領域６０３及び格子領域６１３を有する。
【００３９】
第１実験例
実験では、図１７に示すような回折光学要素２１２（Ｔ＝１２４μｍ、Ｗ＝１１７μｍ、Ｎ＝１μｍ、Ｍ＝７μｍ）を有する、Ｖ２６０Ｂ３―ＬＥ１型液晶表示装置（ＣＨＩＭＥＩ  ＩＮＮＯＬＵＸ  ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製）を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用い、それにおいて、光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°であり、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°である。液晶表示装置の白状態及び黒状態が、回折光学要素２１２の反時計方向回転の５°間隔で測定される。更に、コントラスト値（白状態（２５５階調）輝度／黒状態（０階調）輝度）と、各々の階調の正規化輝度（各々の階調についての輝度／白状態（２５５階調）輝度）とが演算される。それらのデータは表１に示されている。表１に示す結果から、表示装置は、回折格子２２４の方位角は０±１５°の範囲内又は９０±１０°の範囲内にあるために、より高いコントラスト値（７０％より高い）を有することが理解できる。
【００４０】
【表１】
2013041277.tif 000003
特徴のための測定方法は、回折格子の角度を調節するステップと、正規化輝度差分を得るように０°の天頂角における表示装置の正規化輝度と４５°又は６０°の天頂角における表示装置の輝度との間の差分を測定するステップとを有する。回折光学要素を用いない表示装置は１つの比較例である。
【００４１】
観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．６６％）が１１２階調にあるという試験結果が示されている。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（４５，０）の条件についての観察基準として１１２階調をとる。実施形態における回折光学要素２１２と表示装置の正規化輝度との間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子２２４の方位角は、正規化輝度値がすべて改善された−９０°乃至−３０°の範囲内にあり得る、又はθが４５°及び０°での正規化輝度差分の最適値の変動度合いが１０％以下である、−９０°乃至−７０°の範囲内にあり得る。表１は、回折光学要素２１２の対称性であって、回折格子２２４の方位角が−９０±６０°の範囲内又は−９０±２０°の範囲内にあることを示す、対称性を示している。詳細には、例えば、表２Ａの結果から、回折光学要素２１２の回折格子２２４の方位角が−９０°からのずれが大きくなるにつれて、θ＝４５°及びθ＝０°における１１２階調の正規化輝度値間の差分値が大きくなることが理解できる。そのずれが約−３０°であるとき、差分値は最大値（１４．２０％）を有するが、比較例の差分値（１５．６６％）より尚も小さい。
【００４２】
試験結果はまた、観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例のθ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２６．３３％）は１０４階調にあることを示している。従って、この試験結果は、（θ，ψ）＝（６０，０）の条件についての観察基準として１０４階調をとる。実施形態における回折光学要素２１２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子２２４の方位角は、正規化輝度差分が尚も容認可能である−９０乃至−３０°の範囲内にある、又は、正規化輝度差分が許容値の範囲内にある−９０乃至−７０°の範囲内にある。表１は、回折格子２２４の方位角が−９０±６０°の範囲内にあり得る又は−９０±２０°の範囲内にあり得ることを示す、回折光学要素２１２の対称性を示している。詳細には、例えば、表２Ａの結果から、回折光学要素２１２の回折格子２２４の方位角としてθ＝４５°、６０°及びθ＝０°の１０４階調の正規化輝度値間の差分値が、−９０°からよりずれていることが理解できる。そのずれは約３０°であるため、差分値は最大値（２４．５１％）を有するが、比較例の差分値（２６．３３％）より尚も小さい。
【００４３】
表２Ａにおいては、正規化差分は、基準としての−９０°の方位角を有する回折格子を有する条件と他の回転角の方位角を有する回折格子を有する条件との間の正規化輝度差分である。
【００４４】
【表２】
2013041277.tif 000004
ψ＝４５°の観察角度においては、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．２７％）は１２８階調にある。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（４５，４５）の条件についての観察基準として１２８階調をとる。実施形態における回折光学要素２１２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子２２４の方位角は、−９０乃至３０°の範囲内にある、又は正規化輝度差分が許容値の範囲内にある、−８０乃至−４０°の範囲内にある。詳細には、例えば、表２Ｂの結果から、θ＝４５°及びθ＝０°における１２８階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素２１２の回折格子２２４の方位角が−５０°からのずれがより大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約−９０°であるとき、その差分値は最大値（１０．９８％）を有するが、比較例の差分値（１５．２７％）より小さい。
【００４５】
試験結果はまた、ψ＝４５°の観察角度においては、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２５．２０％）は１３６階調にある。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（６０，４５）の条件についての観察基準として１３６階調をとる。実施形態における回折光学要素２１２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子２２４の方位角は、正規化輝度値がすべて改善される、−９０乃至３０°の範囲内にある、又はθ＝４５°及びθ＝０°における正規化輝度差分の最適値の変動度合いは１０％以下である。表１は、回折光学要素２１２の対称性を示しているため、回折格子２２４の方位角は、−９０±６０°の範囲内、−６０±４０°の範囲内又は４０乃至６０°の範囲内にあることが可能である。詳細には、例えば、表２Ｂの結果から、θ＝６０°及びθ＝０°における１３６階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素２１２の回折格子２２４の方位角が−５０°からのずれがより大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約−９０°であるとき、その差分値は最大値（１８．４２％）を有するが、比較例の差分値（２５．５０％）より小さい。
【００４６】
表２Ｂにおいて、正規化差分値は、基準としての０°の方位角を有する回折格子を有する条件と他の回転の方位角を有する回折格子を有する条件との間の正規化輝度差分である。
【００４７】
【表３】
2013041277.tif 000005
第２実験例
実験では、図３５に示すように、回折光学要素４６２（一実施形態においては、図２を参照して、Ｓ１＝９μｍ、Ｓ２＝１５μｍ、Ｓ４＝Ｓ５＝１３μｍ、Ｄ１＝Ｄ２＝１μｍ、Ｋ１＝Ｋ２＝２８μｍ、他の実施形態においては、Ｓ１＝９μｍ、Ｓ２＝１５μｍ、Ｓ３＝９μｍ、Ｄ１＝Ｄ２＝１μｍ、Ｓ４＝Ｓ５＝４１μｍ、Ｋ１＝Ｋ２＝２８μｍ）が組み込まれたＶ２６０Ｂ３―ＬＥ１マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用い、それにおいて、光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°であり、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°である。液晶表示装置の白状態及び黒状態は、回折光学要素４６２の反時計方向回転の５°毎に測定される。更に、コントラスト値（白状態（２５５階調）輝度／黒状態（０階調）輝度）及び各々の階調（各々の階調の輝度／白状態（２５５階調）輝度）の正規化輝度が計算される。コントラスト結果に対して回折格子の角度を調節する効果について、表３に示す。
【００４８】
【表４】
2013041277.tif 000006
表３においては、０°は、図３５の配列状態に示しているように、回折領域４７３の回折格子４７４の方位角が０°であり、回折領域４８３の回折格子４８４の方位角が９０°であることを表す。表３においては、＋５°は、回折領域４７３の回折格子４７４の方位角が＋５°であり、回折領域４８３の回折格子４８４の方位角が＋９５°であることを表す。光出射側の偏光子の偏光方向の方位角は９０°に固定される。表３に示す結果から、表示装置は、回折格子７４７の方位角が０±１５°の範囲内にある又は９０°±１０°の範囲内にあるときに、より高い一定値（７０％より高い）を有することが理解できる。その特性についての測定方法は、回折格子の角度を調節するステップと、正規化輝度差分を得るように、０°の天頂角における表示装置の正規化輝度と、４５°又は６０°の天頂角における表示装置の輝度との間の差分を測定するステップと、を有する。回折光学要素を用いない表示装置は１つの比較例である。
【００４９】
試験結果は、観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．６６％）が１１２階調にあることを示している。従って、この試験結果は、（θ，ψ）＝（４５，０）の条件についての観察基準として１１２階調をとる。実施形態において回折光学要素４６２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子４７４の方位角は、０乃至−１０５°の範囲内にある。詳細には、例えば、表４Ａの結果から、回折光学要素４６２の回折格子４７４の方位角は２０°に設定されているため、θ＝４５°とθ＝０°における１１２階調の正規化輝度値間の最小差分値を有することを理解することができる。最大回折値（１４．３６°）が、回折格子４７４の方位角が実施形態において４０°に設定されているために、得られるが、それは比較例の差分値（１５．６６％）より尚も小さい。
【００５０】
試験結果はまた、観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２６．３３％）が１０４階調にあることを示している。従って、この試験結果は、（θ，ψ）＝（６０，０）の条件についての観察基準として１０４階調をとる。実施形態において回折光学要素４６２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子４７４の方位角は、正規化輝度値がすべて改善される、０乃至１０５°の範囲内にある、又は、正規化輝度値がすべて改善される、０乃至６０°の範囲内にある。詳細には、例えば、表４Ａの結果から、回折光学要素４６２の回折格子４７４の方位角が０°からより大きく外れるにつれて、θ＝４５°、６０°とθ＝０°とにおける１０４階調の正規化輝度値間の差分値が０°からより大きくずれることを理解することができる。そのずれが約６０°であるとき、差分値は最大値（２２．９３％）を有するが、それは比較例の差分値（２６．３３％）より尚も小さい。表２Ａの結果と表４Ａの結果を比較することにより、回折光学要素４７４の回転の効果が、回折光学要素２１２の回転の効果より弱いことが分かる。
【００５１】
【表５】
2013041277.tif 000007
観察角度ψ＝４５°においては、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．２７％）が１２８階調にある。従って、この試験結果は、（θ，ψ）＝（４５，４５）の条件についての観察基準として１２８階調をとる。実施形態において回折光学要素４６２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子４７４の方位角は、正規化輝度値がすべて改善される、０乃至１０５°の範囲内にある、又は、正規化輝度値がすべて改善される、２０乃至６０°の範囲内にある。詳細には、例えば、表４Ｂの結果から、回折光学要素４６２の回折格子４７４の方位角が０°からより大きく外れるにつれて、θ＝４５°とθ＝０°とにおける１２８階調の正規化輝度値間の差分値がより大きくなることを理解することができる。そのずれが約７０°であるとき、差分値は最大値（１４．６１％）を有するが、それは比較例の差分値（１５．２７％）より尚も小さい。その差分値は、方位角が９０°に達するまで、方位角が７０°からよりずれるにつれて、次第に小さくなる。その差分値は、方位角が９０°からよりずれるにつれて、次第に大きくなる。
【００５２】
試験結果はまた、観察角度ψ＝４５°において、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２５．５０％）が１３６階調にあることを示している。従って、この試験結果は、（θ，ψ）＝（６０，４５）の条件についての観察基準として１３６階調をとる。実施形態において回折光学要素４６２を有する表示装置の正規化輝度値間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子４７４の方位角は、０乃至１０５°の範囲内にある、又は２０乃至６０°の範囲内にある。詳細には、例えば、表４Ｂの結果から、回折光学要素４６２の回折格子４７４の方位角が５０°からより大きくはずれるにつれて、θ＝４５°、６０°とθ＝０°とにおける１３６階調の正規化輝度値間の差分値がより大きくなることを理解することができる。そのずれが約１０５°であるとき、差分値は最大値（２３．７７％）を有するが、それは比較例の差分値（２５．５０％）より尚も小さい。
【００５３】
表４Ｂの結果を表２Ｂの結果と比較することにより、回折光学要素４６２の回転の影響が、回折光学要素２１２の回転の影響より小さいことが分かる。
【００５４】
【表６】
2013041277.tif 000008
第３実験例
実験では、図３８に示すように、回折光学要素５２２（Ｓ６＝１μｍ、Ｓ７＝１μｍ、Ｓ８＝１μｍ、Ｄ３＝Ｄ４＝Ｄ５＝１μｍ、Ｓ９＝Ｓ１０＝Ｓ１１＝１μｍ、Ｋ３＝Ｋ４＝Ｋ５＝２８μｍ）が組み込まれたＶ２６０Ｂ３―ＬＥ１マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用い、それにおいて、光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°であり、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°である。液晶表示装置の白状態及び黒状態は、回折光学要素５２２の反時計方向回転の５°毎に測定される。更に、コントラスト値（白状態（２５５階調）輝度／黒状態（０階調）輝度）及び各々の階調（各々の階調の輝度／白状態（２５５階調）輝度）の正規化輝度が計算される。実験結果について、表５に示す。表５においては、回折領域５３３の回折格子５３４の方位角は１３５°（−４５°とみなし得る）であり、回折領域５４３の回折格子５４４の方位角は０°であり、回折領域５５３の回折格子５５４の方位角は４５°（＋４５°）である。＋５°は、回折領域５３３の回折格子５３４の方位角が１４０°であり、回折領域５４３の回折格子５４４の方位角が５°であり、回折領域５５３の回折格子５５４の方位角が５０°であることを表している。その試験は、類推により推定されることが可能である。光出射側の偏光子の偏光方向５０５の方位角は９０°に固定される。表５に示す結果から、回折格子５４４の方位角が４５±９０°の範囲内、好適には、４５±１５°の範囲内にあるとき、又は、回折格子５４４の方位角が−４５±９０°の範囲内、好適には、−４５±１５°の範囲内にあるとき、表示装置はより高いコントラスト値を有することが理解できる。
【００５５】
【表７】
2013041277.tif 000009
その特性についての測定方法は、回折格子の角度を調節するステップと、正規化輝度差分を得るように、０°の天頂角における表示装置の正規化輝度と、特定の階調での４５°又は６０°の天頂角における表示装置の輝度との間の差分を測定するステップと、を有する。回折光学要素を用いない表示装置は１つの比較例である。
【００５６】
試験結果は、観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．６６％）が１１２階調にあることを示している。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（４５，０）の条件についての観察基準として１１２階調をとる。実施形態において回折光学要素２１２を有する表示装置の正規化輝度間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態において回折光学要素５２２を有する表示装置の正規化輝度間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子５２２の方位角は、正規化輝度差分が尚も容認可能である、−９０乃至−３０°の範囲内にあることが可能であり、又は、θ４５°及び０°における正規化輝度差分の最適値の変動度合いが１０％以下である、−９０乃至−７０°の範囲内にあることが可能である。表５は、回折格子５４４の方位角が−９０±６０°の範囲内、好適には−９０±２０°の範囲内にあることを示す、回折光学要素５２２の対称性を示している。詳細には、例えば、表６Ａの結果から、θ＝４５°及びθ＝０°の１１２階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素５２２の回折格子５４４の方位角が−９０°からのずれが大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約３０°であるとき、差分値は最大値（１０．９７％）を有するが、比較例の差分値（１５．６６％）より尚も小さい。表２Ａの結果と表６Ａの結果を比較することにより、回折光学要素５２２を回転させる効果が回折光学要素２１２を回転させる効果より小さいことが分かる。
【００５７】
試験結果はまた、観察角度ψ＝０°において、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２６．３３％）が１０４階調にあることを示している。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（６０，０）の条件についての観察基準として１０４階調をとる。実施形態において回折光学要素５２２を有する表示装置の正規化輝度間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子５４４の方位角は、正規化輝度値がすべて改善される−９０乃至−３０°の範囲内にあることが可能である、又は、θが６０°及び０°における正規化輝度差分の最適値の変動度合いが１０％以下である、−９０乃至−４０°の範囲内にあることが可能である。詳細には、例えば、表６Ａの結果から、θ＝４５°、６０°とθ＝０°とにおける１０４階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素５２２の回折格子５４４の方位角が−５０°からのずれが大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約−３０°であるとき、差分値は最大値（１５．３３％）を有するが、比較例の差分値（２６．３３％）より尚も小さい。
【００５８】
【表８】
2013041277.tif 000010
観察角度ψ＝４５°において、天頂角θ＝４５°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（１５．２７％）が１２８階調にあることを示している。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（４５，４５）の条件についての観察基準として１２８階調をとる。実施形態において回折光学要素５２２を有する表示装置の正規化輝度間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子５４４の方位角は、−９０乃至−３０°の範囲内、好適には、−７０乃至−３０°の範囲内にあることが可能である。詳細には、例えば、表６Ｂの結果から、θ＝４５°とθ＝０°とにおける１２８階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素５２２の回折格子５４４の方位角が−５０°からのずれが大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約−８０°であるとき、差分値は最大値（９．２５％）を有するが、比較例の差分値（１５．２７％）より尚も小さい。
【００５９】
試験結果はまた、観察角度ψ＝４５°において、天頂角θ＝６０°における正規化輝度と比較例の天頂角θ＝０°における正規化輝度との間の最大差分値（２５．５０％）が１３６階調にあることを示している。従って、この試験は、（θ，ψ）＝（６０，４５）の条件についての観察基準として１３６階調をとる。実施形態において回折光学要素５２２を有する表示装置の正規化輝度間の差分値は、比較例における差分値より小さい。実施形態においては、回折格子５４４の方位角は−９０乃至−３０°の範囲内にあることが可能である。詳細には、例えば、表６Ｂの結果から、θ＝６０°とθ＝０°とにおける１３６階調の正規化輝度値間の差分値が、回折光学要素５２２の回折格子５４４の方位角が−７０°からのずれが大きくなるにつれて、より大きくなることが理解できる。そのずれが約−４０°であるとき、差分値は最大値（１１．９８％）を有するが、比較例の差分値（２５．５０％）より尚も小さい。
【００６０】
【表９】
2013041277.tif 000011
第４実験例
実験では、図４１における回折光学要素７２２（図１７における回折光学要素２１２と類似している）、図４２における回折光学要素８２２及び図４３における回折光学要素９２２のそれぞれである、単独の方位角の回折格子を有する回折光学要素が組み込まれたＶ２６０Ｂ３―ＬＥ１マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置（その装置の画素は１３６６＊７６８，６０ＰＰＩであり、画素の長い辺は４２１μｍである）を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用いる。図４１の回折光学要素７２２は、−９０°にある格子領域の回折格子の方位角に対して第１実施形態の回折光学要素２１２を設定することにより得られる。図４２の回折光学要素８２２は、−４５°にある格子領域の回折格子の方位角に対して第１実施形態の回折光学要素２１２を設定することにより得られる。図４３の回折光学要素９２２は、０°にある格子領域の回折格子の方位角に対して第１実施形態の回折光学要素２１２を設定することにより得られる。更に、液晶表示装置の光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は０°に設定される。更に、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は９０°に設定される。
【００６１】
図４４は、０°の固定された方位角ψ（図１）と種々の天頂角θとを有する表示装置のコントラスト及び白状態の輝度の曲線を示している。図４５は、０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置の黒状態の輝度の曲線を示している。図４６は、９０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置のコントラスト及び白状態の輝度の曲線を示している。図４７は、９０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置の黒状態の輝度の曲線を示している。図４４乃至４７に示す結果から、測定角度の変動による白状態における輝度の変動は緩やかであるために、コントラスト差は主に、黒状態における輝度の変動によることが理解できる。図４５は、水平方向における正面視（θ＝０°）での観察結果において、即ち、方位角ψ＝０°において、表示装置は、回折格子の方位角が０°、−９０°に設定されるときに、好ましい黒状態を、即ち、黒状態におけるより低い輝度を示す。水平方向の側面視（ψ＝０°）での観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が−９０°に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。図４７は、鉛直方向の正面視（θ＝０°）での観察結果において、即ち、方位角ψ＝０°において、表示装置は、回折格子の方位角が０°、−９０°に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。鉛直方向の側面視（ψ＝９０°）での観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が０°に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。
【００６２】
図４８は、種々の方位角ψの正面視での単独の方位角の回折格子を有する回折光学要素を有する表示装置の中心コントラスト及び黒状態での輝度の曲線を示している。図４８から、高い中心コントラストは、回折格子の方位角が９０−１５°（即ち、９０°から１５°減算する）乃至９０＋１５°（即ち、９０°に１５°加算する）、又は０−１５°乃至０＋１５°に設定される状態で得られることが理解できる。最大の中心コントラストは、回折格子の方位角が９０°又は０°に設定される状態で得られる。
【００６３】
第５実験例
実験では、図４９における回折光学要素１０２２（図２における回折光学要素３２と類似している）、図５０における回折光学要素１１２２及び図５１における回折光学要素１２２２のそれぞれである、単独の方位角の回折格子を有する回折光学要素が組み込まれたＶ２６０Ｂ３―ＬＥ１マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置（その装置の画素は１３６６＊７６８，６０ＰＰＩであり、画素の長い辺は４２１μｍである）を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用いる。図４９の回折光学要素１０２２は、基準として０°にある格子領域１０５３の回折格子１０５４の方位角に対して第２実施形態の回折光学要素４６２を設定することにより得られる。図５０の回折光学要素１１２２は、基準として−４５°にある格子領域１１５３の回折格子１１５４の方位角に対して第２実施形態の回折光学要素４６２を設定することにより得られる。図５１の回折光学要素１２２２は、−９０°にある格子領域１２５３の回折格子１２５４の方位角に対して第２実施形態の回折光学要素４６２を設定することにより得られる。更に、液晶表示装置の光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は０°に設定される。更に、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は９０°に設定される。
【００６４】
図５２は、０°の固定された方位角ψ（図１）と種々の天頂角θとを有する表示装置のコントラスト及び白状態の輝度の曲線を示している。図５３は、０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置の黒状態の輝度の曲線を示している。図５４は、９０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置のコントラスト及び白状態の輝度の曲線を示している。図５５は、９０°の固定された方位角ψと種々の天頂角θとを有する表示装置の黒状態の輝度の曲線を示している。図５２乃至５５に示す結果から、コントラスト差は主に、黒状態における輝度の変動によることが理解できる。図５３及び５５は、正面視（θ＝０°）での観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が０°、−９０°に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。図５３は、水平方向の側面視（ψ＝０°）での観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が０°、−９０°及び小さい天頂角θ（−２５乃至２５°）に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。図５５は、鉛直方向の側面視（ψ＝９０°）での観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が０°、−９０°及び小さい天頂角θ（−２５乃至２５°）に設定されるときに、好ましい黒状態を示す。
【００６５】
図５６は、種々の方位角ψの正面視において２種類の方位角の回折格子を有する回折光学要素を有する表示装置の中心コントラスト及び黒状態の輝度の曲線を示している。図５６から、大きい中心コントラストは、回折格子の方位角が９０−１５°（即ち、９０°から１５°減算する）乃至９０＋１５°（即ち、９０°に１５°加算する）又は−１５°乃至＋１５°に設定される状態で得られることが理解できる。大きい中心コントラストは、回折格子の方位角が９０°又は０°に設定される状態で得られる。
【００６６】
第６実験例
実験では、図５７における回折光学要素１３２２（図２における回折光学要素３２と類似している）、図５８における回折光学要素１４２２及び図５９における回折光学要素１５２２のそれぞれである、単独の方位角の回折格子を有する回折光学要素が組み込まれたＶ２６０Ｂ３―ＬＥ１マルチドメイン垂直配向型液晶表示装置（その装置の画素は１３６６＊７６８，６０ＰＰＩであり、画素の長い辺は４２１μｍである）を測定するようにＫｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−２０００を用いる。図５７の回折光学要素１３２２は、基準として０°にある格子領域１３５３の回折格子１３５４の方位角に対して第３実施形態の回折光学要素５２２を設定することにより得られる。図５８の回折光学要素１４２２は、基準として−４５°にある格子領域１４５３の回折格子１４５４の方位角に対して第３実施形態の回折光学要素５２２を設定することにより得られる。図５９の回折光学要素１５２２は、−９０°にある格子領域１５５３の回折格子１５５４の方位角に対して第３実施形態の回折光学要素５２２を設定することにより得られる。更に、液晶表示装置の光出射側の偏光子（上方偏光子）の偏光方向の方位角は９０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は０°に設定される。更に、バックライトモジュールに隣接する偏光子（下方偏光子）の偏光方向の方位角は０°に設定される、即ち、吸収軸の方向は９０°に設定される。
【００６７】
図６０は、０°の方位角ψ（図１）及び種々の天頂角８と共に、表示装置のコントラスト及び白状態における輝度の曲線を示している。図６１は、０°の方位角Ｔ（図１）及び種々の天頂角θと共に、表示装置の黒状態における輝度の曲線を示している。図６２は、９０°の方位角ψ（図１）及び種々の天頂角θと共に、表示装置のコントラスト及び白状態における輝度の曲線を示している。図６３は、９０°の方位角ψ（図１）及び種々の天頂角θと共に、表示装置の黒状態における輝度の曲線を示している。図６０乃至６３に示す結果から、コントラストの差は主に黒状態における輝度の変動によることが理解される。図６１及び６３は、正面視（θ＝０°）の観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が−４５°に設定されるときに、好適な黒状態を表すことを示している。図６１は、水平方向側面視（ψ＝０°）の観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が−９０°に、媒体の天頂角θが約２５乃至６０°、−２５乃至−６０°に設定されるときに、好適な黒状態を表すことを示している。図６３は、種々の側面視（ψ＝９０°）の観察結果において、表示装置は、回折格子の方位角が０°に、媒体の天頂角０が約２５乃至６０°、−２５乃至−６０°に設定されるときに、好適な黒状態を表すことを示している。
【００６８】
図６４は、種々の方位角ψの正面視において３種類の方位角の回折格子を有する回折光学要素を有する表示装置の中心コントラスト及び黒状態における輝度の曲線を示している。図６４から、大きい中心コントラストが、回折格子の方位角が−４０−１５°（即ち、−４０°から１５°減算する）乃至−４０＋１５°（即ち、−４０°に１５°を加算する）に設定される条件で得られることが理解される。最大の中心コントラストは、回折格子の方位角が−４０°又は５０°に設定される状態で、得られる。
【００６９】
結論として、第４実験例、第５実験例、第６実験例では、水平方向の側面視（ψ＝０°）での観察結果においては、表示装置は、回折格子の方位角が９０°に設定されるどきに、好適な黒状態を表すことを示している。鉛直方向の側面視（ψ＝９０°）での観察結果においては、表示装置は、回折格子の方位角が０°に設定されるときに、好適な黒状態を表すことを示している。
【００７０】
本明細書における開示については、例として、及び例示としての実施形態という観点から上で詳述されている一方、その開示はそれらに限定されるものではないことが理解される必要がある。それとは対照的に、種々の修正並びに類似する構成及び方法を網羅することが意図されていて、特許請求の範囲における範囲は、それらの修正並びに類似する構成及び方法をすべて網羅するように最大限広く与えられる遜要がある。
【符号の説明】
【００７１】
２  回折光学要素
１０  表示装置
３２  回折光学要素
４３  格子領域
４４  回折格子
５３  格子領域
５４  回折格子
６２  回折光学要素
７４  回折格子
８２  回折光学要素
９３  格子領域
９４  回折格子
１０３  格子領域
１０４  回折格子
１１３  格子領域
１１４  回折格子
１２２  回折光学要素
１３３  格子領域
１４３  格子領域
１５２  回折光学要素
１６３  回折領域
１７３  回折領域
１７４  回折格子
１８２  回折光学要素
１８４  回折格子
１９２  回折光学要素
１９３  格子領域
１９４  回折格子
２０３  格子領域
２０４  回折格子
２１４  回折格子
２２３  格子領域
２３４  回折格子
４０２  回折光学要素
４１０  表示装置
４１１  バックライトモジュール
４１５  偏光子
４１６  薄膜トランジスタ基板
４１７  電極層
４１８  液晶層
４１９  電極層
４２１  カラーフィルタ基板
４２５  偏光子
４２７  液晶パネル
４２８  液晶分子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ−１】
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【図３３Ａ−２】
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【図３３Ｂ−１】
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【図３３Ｂ−２】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ−１】
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【図３４Ｂ−２】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【外国語明細書】
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