(57)【要約】【課題】本発明は、視野角依存性の小さい広視野角表示システムを提供する。【解決手段】本発明の広視野角表示システムは、液晶パネルと、液晶パネルの光射出側に配置された光制御部材と、を有する液晶表示装置を備え、液晶パネルは、液晶層の液晶分子のダイレクタが所定の方向であって互いに逆の向きを向く、少なくとも２つのドメインを有する複数の画素を備え、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸とは互いに直交しており、一方の偏光板の吸収軸と２つの液晶分子のダイレクタとが成す角度φ１、φ２は、それぞれ５０°＜φ１＜６０°、２３０°＜φ２＜２４０°、もしくは１２０°＜φ１＜１３０°、３００°＜φ２＜３１０°の範囲内にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の垂直配向膜を有する第１の基板と、第２の垂直配向膜を有する第２の基板と、前記第１の垂直配向膜と前記第２の垂直配向膜との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された第２の偏光板と、を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの光射出側に配置された光制御部材と、を有する液晶表示装置を備え、
前記液晶パネルは、前記液晶層の液晶分子のダイレクタが所定の方向であって互いに逆の向きを向く、少なくとも２つのドメインを有する複数の画素を備え、
前記第１の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板の吸収軸とは互いに直交しており、一方の偏光板の吸収軸と前記２つの液晶分子のダイレクタとが成す角度φ１、φ２は、それぞれ５０°＜φ１＜６０°、２３０°＜φ２＜２４０°、もしくは１２０°＜φ１＜１３０°、３００°＜φ２＜３１０°の範囲内にある、広視野角表示システム。
【請求項２】
前記一方の偏光板の吸収軸は、広視野角な第１の方向に対して第１ダイレクタ方向とは逆方位に６７．５°の角度をなしており、
前記第１の方向が前記液晶パネルの０°―１８０°方向と一致している、請求項１に記載の広視野角表示システム。
【請求項３】
前記液晶パネルの光入射側に配置された照明装置をさらに備え、
前記照明装置は、前記第１の方向に交差する第２の方向への光の射出が少なく、前記第１の方向への光の射出が多い特性を有する、請求項１または２に記載の広視野角表示システム。
【請求項４】
前記光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の第１の面に設けられた光拡散部と、前記第１の面のうち前記基材の法線方向から見て前記光拡散部と重ならない位置に設けられた遮光部と、前記基材の法線方向から見て前記遮光部と一部重なる位置に設けられ、前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率部と、を備え、
前記光拡散部は、前記基材側に位置する光射出端面と、前記基材側と反対側に位置する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面との間に位置する傾斜面と、を有し、
前記基材の法線方向から見て、前記遮光部の平面形状が、前記第１の偏光板および前記第２の偏光板のうちの一方の偏光板の吸収軸と平行な直線部分、もしくは前記第１の方向と４５°未満の角度をなす直線部分を有する請求項２または３に記載の広視野角表示システム。
【請求項５】
前記平面形状が多角形あるいは菱形である、請求項４に記載の広視野角表示システム。
【請求項６】
前記平面形状が楕円形状あるいは円形状である、請求項４に記載の広視野角表示システム。
【請求項７】
前記光制御部材として回折フィルムを用いる、請求項１から３のいずれか一項に記載の広視野角表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広視野角表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン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。昨今は特にディスプレイの高精細化が進み、従来のフルハイビジョン映像（１９２０Ｐｉｘｅｌ×１０８０Ｐｉｘｅｌ）に対し、縦横４倍の解像度を有するスーパーハイビジョン映像（７６８０Ｐｉｘｅｌ×４３２０Ｐｉｘｅｌ）に対応したディスプレイの開発が進んでいる。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。このため、良好な視認性で画面を観察可能な視野角範囲を広げる様々な手法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、視野特性が良好なＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置及びＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１３２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、１つの画素内を４つ以上の多数のドメインに分割する場合、視野角範囲を広げることができる一方、ドメイン間に生じる暗線、ドメインの分割のために必要な配線等の影響により液晶セルの透過率が低下し、セル内の構造が複雑になる、という欠点がある。暗線の幅や配線の幅は画素のサイズによって大きくは変わらないため、画素のサイズが小さくなる高精細ディスプレイでは、結果的にその影響が大きくなる。その一方、１つの画素におけるドメインの数を減らした場合、例えばドメインの数を２個としたＶＡモードの液晶表示装置の場合、ドメインの数が４個以上である場合と比べれば、液晶セルの透過率は向上し、セル内の構造は簡単になる。ドメインの数が２個の場合、それぞれのドメインに含まれる液晶分子の長軸の平均的な方向は、電圧印加時において互いに１８０°異なる方向である。以下、本明細書では、液晶分子の長軸に平行な方向のことをダイレクタと称する。
【０００６】
電圧印加時に液晶分子が液晶表示装置の画面の上下方向に倒れると仮定すると、液晶表示装置を左右方向から斜めに見た場合は、液晶表示装置を正面から見た場合と比較しても、表示画像に大きな変化はない。その一方、この液晶表示装置を上下方向から斜めに見た場合は、液晶表示装置を正面から見た場合と比較して、表示画像の色変化が大きい。つまり、１つの画素に２個のドメインを有するＶＡモード液晶表示装置は、視野角依存性の高い方位角を有しており、視野特性の方位角依存性が大きい、という問題がある。
【０００７】
本発明の一つの態様は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、視野角依存性の小さい広視野角表示システムを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明における一態様の広視野角表示システムは、第１の垂直配向膜を有する第１の基板と、第２の垂直配向膜を有する第２の基板と、前記第１の垂直配向膜と前記第２の垂直配向膜との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第１の偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された第２の偏光板と、を含む液晶パネルと、前記液晶パネルの光射出側に配置された光制御部材と、を有する液晶表示装置を備え、前記液晶パネルは、前記液晶層の液晶分子のダイレクタが所定の方向であって互いに逆の向きを向く、少なくとも２つのドメインを有する複数の画素を備え、前記第１の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板の吸収軸とは互いに直交しており、一方の偏光板の吸収軸と前記２つの液晶分子のダイレクタとが成す角度φ１、φ２は、それぞれ５０°＜φ１＜６０°、２３０°＜φ２＜２４０°、もしくは１２０°＜φ１＜１３０°、３００°＜φ２＜３１０°の範囲内にある。
【０００９】
（２）本発明における一態様の広視野角表示システムにおいて、前記一方の偏光板の吸収軸は、広視野角な第１の方向に対して第１ダイレクタ方向とは逆方位に６７．５°の角度をなしており、前記第１の方向が前記液晶パネルの０°―１８０°方向と一致している構成としてもよい。
【００１０】
（３）本発明における一態様の広視野角表示システムは、前記液晶パネルの光入射側に配置された照明装置をさらに備え、前記照明装置は、前記第１の方向に交差する第２の方向への光の射出が少なく、前記第１の方向への光の射出が多い特性を有する構成としてもよい。
【００１１】
（４）本発明における一態様の広視野角表示システムは、前記光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の第１の面に設けられた光拡散部と、前記第１の面のうち前記基材の法線方向から見て前記光拡散部と重ならない位置に設けられた遮光部と、前記基材の法線方向から見て前記遮光部と一部重なる位置に設けられ、前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率部と、を備え、前記光拡散部は、前記基材側に位置する光射出端面と、前記基材側と反対側に位置する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面との間に位置する傾斜面と、を有し、前記基材の法線方向から見て、前記遮光部の平面形状が、前記第１の偏光板および前記第２の偏光板のうちの一方の偏光板の吸収軸と平行な直線部分、もしくは前記第１の方向と４５°未満の角度をなす直線部分を有する構成としてもよい。
【００１２】
（５）本発明における一態様の広視野角表示システムは、前記平面形状が多角形あるいは菱形である構成としてもよい。
【００１３】
（６）本発明における一態様の広視野角表示システムは、前記平面形状が楕円形状あるいは円形状である構成としてもよい。
【００１４】
（７）（１）〜（３）の本発明における一態様の広視野角表示システムは、前記光制御部材として回折フィルムを用いる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複雑な回路構造を適用することなく、視野角依存性の小さい液晶表示装置を備えた広視野角表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の断面図。
【図２】第１実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図。
【図３】液晶パネルの縦断面図。
【図４】液晶表示装置のドライバーおよびタイミングコントローラー（ＴＣＯＮ）の配線模式図。
【図５】液晶表示装置の画像表示領域の拡大図。
【図６】光制御部材を視認側から見た斜視図。
【図７】光制御部材の模式図。
【図８】１つの遮光層を示す平面図。
【図９】極角と方位角の定義を説明するための図。
【図１０】液晶表示装置の正面図。
【図１１】液晶表示装置に含まれるＶＡモードの液晶を含む画素と、光制御部材との配置関係を示す模式図。
【図１２】実施形態における偏光板の吸収軸と液晶分子のダイレクタとの方位関係を示す図。
【図１３】液晶表示装置の視角特性と偏光板の吸収軸および液晶分子のダイレクタとの方位関係を示す図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、各偏光板の吸収軸に対する液晶分子のダイレクタの方位関係の例示を示す図。
【図１５】（ａ）〜（ｆ）は、各種の形状および配置を有する遮光層と光の反射の様子を示す図。
【図１６】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図１７】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図１８】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図１９】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図２０】表示パネル面から見た視角特性を示す図。
【図２１】従来の液晶表示装置における偏光板の吸収軸と液晶分子のダイレクタとがなす角度を示す図。
【図２２】従来の構成の液晶表示装置の方位角：０°−１８０°において、極角θを変化させた場合のガンマ特性を示すグラフ。
【図２３】第１実施形態の液晶表示装置における偏光板とダイレクタとのなす角度を示す図。
【図２４】光制御部材を備えない、本実施形態の液晶パネルの左右方向（方位角：０°−１８０°）において、極角θを変化させた場合のガンマ特性を示すグラフ。
【図２５】液晶分子のダイレクタと偏光板の吸収軸とがなす角度（極角６０°）に対する、セル透過率Ｔ［％］および最も視角特性が良い方向のｌｏｃａｌγ特性の関係を示すグラフ。
【図２６】（ａ）〜（ｄ）は、光制御部材を備えていない、実施例（本システム）の液晶パネルおよび比較例（従来システム）において、左右方向（方位角：０°−１８０°）、上下方向（方位角：９０°−２７０°）に、それぞれ極角θを変化させた場合のガンマ特性を示すグラフ。
【図２７】式（１）によって算出された値をグラフ化したもの。
【図２８】光制御部材を備えた、実施例の液晶パネル及び比較例の液晶パネルにおいて、方位角φ：９０°−２７０°方向へ極角θを変化させた場合のガンマ特性を示すグラフ。
【図２９】（ａ）は、液晶パネルのサブ画素と光制御部材の遮光層とを示す図、（ｂ）は、光制御部材における１つの遮光層の最短距離における寸法を示す図。
【図３０】遮光パターン径と、形成可能な光拡散部におけるテーパ角度と、の関係を示すグラフ。
【図３１】（ａ）は、平面視菱形の遮光層を示す図であり、（ｂ）は、平面視交線形の遮光層を示す図である。
【図３２】第２実施形態におけるバックライトの配向特性を示すグラフ。
【図３３】（ａ），（ｂ）は、第３実施形態のシステムにおける遮光層の平面形状を示す図。
【図３４】表示画面における上下左右の視角特性を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［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３１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、スーパーハイビジョン（７６８０Ｐｉｘｅｌ×４３２０Ｐｉｘｅｌ）映像の表示に対応し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。
【００１８】
図１は、第１実施形態の液晶表示装置の断面図である。
図２は、第１実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。
図１および図２に示すように、本実施形態の広視野角表示システムは、液晶パネル２と、バックライト（照明装置）８と、光制御部材９と、を備えている。液晶パネル２は、下位偏光板（第２の偏光板）３と、下位相差フィルム４と、液晶セル５と、上位相差フィルム６と、上位偏光板（第１の偏光板）７と、を有する液晶表示装置１を含む。図１および図２では、液晶セル５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。
本実施形態のバックライト８は、特許請求の範囲の照明装置に対応する。
【００１９】
観察者は、光制御部材９を介して液晶表示装置１の表示画像を見る。以下の説明では、光制御部材９が配置された側を視認側と称する。バックライト８が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、ｘ軸は、液晶表示装置１の画面の水平方向と定義する。ｙ軸は、液晶表示装置１の画面の垂直方向と定義する。ｚ軸は、液晶表示装置１の厚さ方向と定義する。さらに、画面の水平方向は、観察者が液晶表示装置１を正対して見たときの左右方向に対応する。画面の垂直方向は、観察者が液晶表示装置１を正対して見たときの上下方向に対応する。
【００２０】
本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト８から射出された光を液晶パネル２で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル２から射出された光が光制御部材９を透過すると、射出光の配光分布が光制御部材９に入射する前より広がった状態となり、光制御部材９から光が射出される。
【００２１】
以下、液晶パネル２の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本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２は、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであっても良い。さらには、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ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。以下、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をＴＦＴと略記する。
【００２２】
図３は、液晶パネル２の縦断面図である。
図３に示すように、液晶セル５は、ＴＦＴ基板（第１の基板）１０と、カラーフィルター基板１２と、液晶層１１と、を有している。ＴＦＴ基板１０は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板（第２の基板）１２は、ＴＦＴ基板１０に対向して配置されている。液晶層１１は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間に挟持されている。
本実施形態のＴＦＴ基板１０は、特許請求の範囲の第１の基板に対応する。本実施形態のカラーフィルター基板１２は、特許請求の範囲の第２の基板に対応する。
【００２３】
液晶層１１は、ＴＦＴ基板１０と、カラーフィルター基板１２と、枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。シール部材は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。
【００２４】
本実施形態の液晶パネル２は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，  垂直配向）モードで表示を行う。液晶層１１には誘電率異方性が負の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間には、スペーサー１３が配置されている。スペーサー１３は球状あるいは柱状の部材である。スペーサー１３は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間の間隔を一定に保持する。
【００２５】
ＴＦＴ基板１０を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面には、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４としては、例えばガラス基板を用いることができる。
本実施形態のＴＦＴ１９は、特許請求の範囲のスイッチング素子に対応する。
【００２６】
透明基板１４上には、半導体層１５が形成されている。半導体層は、例えばインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）を含む４元混晶半導体材料で構成されている。半導体層の材料としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系４元混晶半導体の他、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。
【００２７】
透明基板１４上には、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。
ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
【００２８】
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。
【００２９】
ゲート絶縁膜２０上には、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
【００３０】
第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とには、コンタクトホール２２およびコンタクトホール２３が、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通して形成されている。
ソース電極１７は、コンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。ドレイン電極１８は、コンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。
【００３１】
第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
【００３２】
第２層間絶縁膜２４上には、画素電極２５が形成されている。第２層間絶縁膜２４には、コンタクトホール２６が第２層間絶縁膜２４を貫通して形成されている。画素電極２５は、コンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。
画素電極２５の材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。
【００３３】
この構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、ＴＦＴ１９がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。なお、ＴＦＴ１９の形態としては、図３に示したトップゲート型ＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。
【００３４】
画素電極２５を覆うように、第２層間絶縁膜２４上の全面に第１の垂直配向膜２７が形成されている。第１の垂直配向膜２７は、液晶層１１を構成する液晶分子を垂直配向させる配向規制力を有している。本実施形態では、光配向技術を用いて第１の垂直配向膜２７に配向処理を施している。つまり、本実施形態では、第１の垂直配向膜２７として光配向膜を用いている。
【００３５】
一方、カラーフィルター基板１２を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、第２の垂直配向膜３４が順次形成されている。
【００３６】
ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
【００３７】
カラーフィルター３１には、１個の画素を構成する色の異なる副画素毎に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの色素が含まれている。ＴＦＴ基板１０上の一つの画素電極２５に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が対向して配置されている。なお、カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としてもよい。例えば、黄色（Ｙ）を加えた４色構成としてもよいし、白色（Ｗ）を加えた４色構成としてもよいし、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）を加えた６色構成としてもよい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
対向電極３３上の全面に第２の垂直配向膜３４が形成されている。第２の垂直配向膜３４は、液晶層１１を構成する液晶分子を垂直配向させる配向規制力を有している。本実施形態では、光配向技術を用いて第２の垂直配向膜３４に配向処理を施している。つまり、本実施形態では、第２の垂直配向膜３４として光配向膜を用いている。
【００４１】
図１に戻り、照明装置であるバックライト８は、光源３６と、導光体３７と、を備えている。光源３６は、導光体３７の端面に配置されている。光源３６としては、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。
本実施形態のバックライト８は、エッジライト型のバックライトである。なお、これに限られず、直下型のバックライトを用いてもよい。
【００４２】
導光体３７は、光源３６から射出された光を液晶パネル２に導く機能を有する。導光体３７の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料が用いられる。
【００４３】
光源３６から導光体３７の端面に入射した光は、導光体３７の内部を全反射して伝播し、導光体３７の上面（光射出面）から概ね均一な強度で射出される。本実施形態では図示はしないが、導光体３７の上面には、散乱シート及びプリズムシートが配置されており、導光体３７の下面には、散乱シートが配置されている。導光体３７の上面から射出された光は、散乱シートにより散乱した後、プリズムシートによって集光され、概ね平行化されて射出される。散乱シートとしては、白色ＰＥＴを用いてもよい。プリズムシートとしては、例えば、住友３Ｍ社製のＢＥＦシート（商品名）を用いてもよい。
【００４４】
本実施形態において、バックライト８は指向性を有していなくてもよい。本実施形態のバックライト８としては、光の射出方向を制御して、指向性がある程度緩やかに設定されたバックライト（以下、通常バックライトと称することがある）を用いる。なお、本実施形態において、バックライト８が指向性を有していても構わない。
【００４５】
バックライト８と液晶セル５との間には、下位偏光板３が設けられている。下位偏光板３は、液晶セル５に入射する光の偏光状態を制御する偏光子として機能する。液晶セル５と光制御部材９との間には、上位偏光板７が設けられている。上位偏光板７は、液晶セル５から射出された光の透過状態を制御する検光子として機能する。詳しくは後述するが、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１と下位偏光板３の吸収軸Ｐ２とは、図２に示すように、クロスニコルの配置となっている。
【００４６】
下位偏光板３と液晶セル５との間には、光の位相差を補償するための下位相差フィルム４が設けられている。上位偏光板７と液晶セル５との間には、光の位相差を補償するための上位相差フィルム６が設けられている。
本実施形態の位相差フィルム（下位相差フィルム４、上位相差フィルム６）としては、例えばＴＡＣフィルムが用いられる。ここでは、Ｎｚ係数が２．２５の位相差フィルムを用いた。
【００４７】
続いて、本実施形態の液晶表示装置１の駆動方法について説明する。
本実施形態の液晶表示装置１はスーパーハイビジョンの映像を表示するため、水平方向：７６８０Ｐｉｘｅｌ×垂直方向：４３２０Ｐｉｘｅｌの画素を有している。
図４は、液晶表示装置１のドライバーおよびタイミングコントローラー（ＴＣＯＮ）の配線模式図を表している。
本実施形態の液晶表示装置１は４個のＴＣＯＮ８０を有しており、４つのＴＣＯＮ８０はそれぞれ画面８３の右上領域、左上領域、右下領域、左下領域のソースドライバー８１およびゲートドライバー８２への入力信号を制御している。
【００４８】
図５は、液晶表示装置１の画像表示領域の拡大図である。
図５に示すように、ＴＦＴ基板１０には、複数の画素ＰＸがマトリクス状に配置されている。画素ＰＸは、表示の基本単位である。ＴＦＴ基板１０には、複数のソースバスラインＳＢが、互いに平行に延在するように形成されている。ＴＦＴ基板１０には、複数のゲートバスラインＧＢ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ＧＢは、複数のソースバスラインＳＢと直交している。ＴＦＴ基板１０上には、複数のソースバスラインＳＢと複数のゲートバスラインＧＢとが格子状に形成されている。
隣接するソースバスラインＳＢと隣接するゲートバスラインＧＢとによって区画された矩形状の領域が一つの画素ＰＸとなる。ソースバスラインＳＢは、ＴＦＴのソース電極に接続されている。ゲートバスラインＧＢは、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
【００４９】
本実施形態の液晶表示装置１では、１列の画素ＰＸに対して２本のソースバスラインＳＢ１，ＳＢ２が形成されており、１本目のソースバスラインＳＢ１に奇数行目（Ｌｉｎｅ１，３，…）の画素ＰＸが接続され、２本目のソースバスラインＳＢ２に偶数行目（Ｌｉｎｅ２，４，…）の画素ＰＸが接続されている。スキャンする際にゲートバスラインＧＢは２本ずつ選択され、２行ずつ同時に画素ＰＸへ信号が書き込まれる。本実施形態では、ＲＧＢの３つのサブ画素によって１つの画素ＰＸが構成されている。
【００５０】
外部から映像信号が入力されると、映像信号は４つに分かれて４つのＴＣＯＮ８０に供給され、かつゲートバスラインＧＢは２本ずつ同時選択される。そのため、最初のタイミングで１行目、２行目、２１６１行目、２１６２行目に映像が表示され、続いて３行目、４行目、２１６３行目、２１６４行目…と４行ずつ映像が表示され、最後の４３２０行目のゲートバスラインＧＢが選択された後は再び上から次の映像信号を書きこんでいく。
【００５１】
駆動方法は、前記の４ライン同時書き込みに限らず、配線容量が十分に小さく、かつ液晶の応答速度が十分に早い場合は１ラインずつ上からスキャンしてもかまわない。
【００５２】
次に、光制御部材９について詳細に説明する。
図６は、光制御部材を視認側から見た斜視図である。図７は、光制御部材の模式図である。図７において、左側上段は光制御部材の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００５３】
光制御部材９は、図６に示すように、基材３９と、複数の遮光層（遮光部）４０と、光拡散部４１と、複数の中空部（低屈折率部）４２と、を備えている。複数の遮光層４０は、基材３９の第１の面３９ａ（視認側と反対側の面）に形成されている。光拡散部４１は、基材３９の第１の面３９ａのうち、遮光層４０の形成領域以外の領域に形成されている。逆に言えば、遮光層４０は、第１の面３９ａのうち、基材３９の法線方向から見て光拡散部４１と重ならない位置に設けられている。中空部４２は、基材３９の法線方向から見て遮光層４０と一部重なる位置に設けられている。
【００５４】
光制御部材９は、図１に示すように、光拡散部４１を上位偏光板７に向け、基材３９を視認側に向けて上位偏光板７上に配置される。光制御部材９は、接着剤層４３を介して上位偏光板７に固定される。
【００５５】
基材３９には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。基材３９は、製造プロセスにおいて、後で遮光層４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となる。基材３９は、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、液晶表示装置全体の厚みを厚くする必要が生じるからである。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に、例えば厚さが１００μｍの透明樹脂製基材を用いる。
【００５６】
遮光層４０は、基材３９の第１の面３９ａの法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層４０は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。
【００５７】
光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、光拡散部４１の全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。
【００５８】
図７に示すように、光拡散部４１は、光射出端面４１ａと、光入射端面４１ｂと、反射面（傾斜面）４１ｃと、を有する。光射出端面４１ａは、基材３９に接する面である。光入射端面４１ｂは、光射出端面４１ａと対向する面である。反射面４１ｃは、光拡散部４１のテーパ状の傾斜面である。反射面４１ｃは、光入射端面４１ｂから入射した光を反射する面である。本実施形態では、全ての光拡散部４１において、光入射端面４１ｂの面積は、光射出端面４１ａの面積よりも大きい。
【００５９】
光拡散部４１は、光制御部材９において光の透過に寄与する部分である。図７の左下に示すように、光拡散部４１に入射した光のうち、光Ｌ１は、反射面４１ｃで反射されることなく光射出端面４１ａから射出される。光拡散部４１に入射した光のうち、光Ｌ２は、光拡散部４１の反射面４１ｃで全反射しつつ、光拡散部４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、光射出端面４１ａから射出される。
【００６０】
光制御部材９は、基材３９が視認側に向くように配置される。そのため、光拡散部４１の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面４１ａとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面４１ｂとなる。
【００６１】
光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度（光入射端面４１ｂと反射面４１ｃとのなす角度θｃ）は、一例として７５°〜９０°程度である。ただし、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度θｃは、光制御部材９から射出する際に、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態において、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は一定になっている。
【００６２】
光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さｔ１は、遮光層４０の層厚ｔ２よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層４０の層厚ｔ２は、一例として１５０ｎｍ程度である。光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さｔ１は、一例として１０〜２０μｍ程度である。光拡散部４１の反射面４１ｃと遮光層４０とにより囲まれた部分は、中空部４２となっている。中空部４２には空気が存在している。
【００６３】
なお、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、以下による。例えば、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とが大きく異なる場合を考える。この場合、光入射端面４１ｂから入射した光が光拡散部４１から射出する際に、光拡散部４１と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じる虞があるからである。
【００６４】
本実施形態の場合、中空部４２（光拡散部の外部）には空気が介在している。そのため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の反射面４１ｃは、透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部４２を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部４１の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。
したがって、Ｓｎｅｌｌの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部４１の反射面４１ｃで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
本実施形態の中空部４２は、特許請求の範囲の低屈折率部に対応する。
【００６５】
本実施形態の光制御部材９は、図７の左上に示すように、複数の遮光層４０が、基材３９の第１の面３９ａに点在して設けられている。基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状は、細長い菱形である。すなわち、遮光層４０は、長軸と短軸とを有する異方性形状を呈する。
【００６６】
図８に示すように、遮光層４０の平面形状である菱形の短軸寸法Ｂ２に対する長軸寸法Ｂ１の比（Ｂ１／Ｂ２）は、例えば１以上かつ３以下である。遮光層４０の長軸寸法Ｂ１は、例えば１０〜２０μｍであり、遮光層４０の短軸寸法Ｂ２は、例えば５〜１０μｍである。本実施形態の光制御部材９では、それぞれの遮光層４０において、短軸寸法Ｂ２自体、長軸寸法Ｂ１自体は異なるものの、短軸寸法Ｂ２に対する長軸寸法Ｂ１の比は概ね等しい。
【００６７】
基材３９の第１の面３９ａの全面積に対する遮光層４０の占有面積の割合（被覆率）は、例えば５％〜５０％である。
【００６８】
図７の左下、右上に示すように、遮光層４０の下方に相当する部分は、四角錐台状の中空部４２となる。光制御部材９は、複数の遮光層４０に対応して複数の中空部４２を有している。複数の中空部４２以外の部分には、光拡散部４１が一体に連なって設けられている。
【００６９】
光制御部材９では、遮光層４０の平面形状をなす菱形の長軸方向は、上記第一の方向と一致していることが望ましく、本実施形態では概ねｘ軸方向に揃っている。以下、菱形の長軸方向を遮光層４０の長軸方向と称することがある。遮光層４０の平面形状をなす菱形の短軸方向は、概ねｙ軸方向に揃っている。以下、菱形の短軸方向を遮光層４０の短軸方向と称することがある。光拡散部４１の反射面４１ｃは遮光層４０の平面形状をなす菱形の各辺に対応することから、光拡散部４１の反射面４１ｃの向きを考えると、光拡散部４１の反射面４１ｃのうち、ｘ軸方向およびｙ軸方向に平行な反射面４１ｃの割合は極めて少なく、ｘ軸方向およびｙ軸方向と角度をなす反射面４１ｃが大半を占める。そのため、光の進行方向をｘｙ平面上に射影して見ると、ｘ軸方向から入射して反射面４１ｃで反射した光Ｌｘはｙ軸方向へ進行し、ｙ軸方向から入射して反射面４１ｃで反射した光Ｌｙはｘ軸方向へ進行する割合が大きい。さらに後述するように、上記２種類の光を比べると、遮光層４０の長軸と平行なｘ軸方向から短軸と平行なｙ軸方向へ向けて拡散される光Ｌｘが大きい。
【００７０】
なお、遮光層４０の平面形状は、一部に円形、楕円形、多角形、半円等の形状が含まれていても良い。また、遮光層４０の一部が重なって形成されていても良い。
【００７１】
以下に、光制御部材９とＶＡモードの液晶パネル２を組み合わせた場合の効果について説明する。
図９は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図９に示すように、液晶表示装置１の画面の法線方向Ｅを基準とした観察者の視線方向Ｆのなす角度を極角θとする。ｘ軸の正方向（０°方向）を基準とした観察者の視線方向Ｆを画面上に射影したときの線分Ｇの方向のなす角度を方位角φとする。
【００７２】
図１０は、液晶表示装置１の正面図である。
図１０に示すように、液晶表示装置１の画面において、水平方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向とする。垂直方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向とする。
また、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２と上位偏光板７の吸収軸Ｐ１とは互いに直交する。本実施形態において、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２は、液晶表示装置１の上記０°−１８０°方向に対して、方位角φ：６７．５°-２４７．５°方向に配置され、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１は、液晶表示装置１の上記０°−１８０°方向に対して、方位角φ：１５７．５°-３３７．５°方向に配置される。
【００７３】
図２に示したように、下位相差フィルム４の吸収軸は、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２と同じ方位に配置され、上位相差フィルム６の吸収軸は、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１と同じ方位に配置されている。
【００７４】
図１１は、液晶表示装置１に含まれるＶＡモードの液晶を含むサブ画素５０と、光制御部材９との配置関係を示す模式図である。
実際には図１に示すように、サブ画素５０上に光制御部材９が配置されるが、図示の都合上、図１１ではサブ画素５０と光制御部材９とを並列して記載している。また、サブ画素５０の右側には、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２および上位偏光板７の吸収軸Ｐ１を図示した。
【００７５】
本実施形態におけるサブ画素５０は、一つのサブ画素５０を第１ドメイン５０ａと第２ドメイン５０ｂの２つのドメインに分割したＶＡ構造、いわゆる２ドメインＶＡ構造を採用している。ここでは、長方形の画素を長手方向に平行な直線で２分割し、縦長のドメインとしている。サブ画素５０に含まれる液晶分子５１は、電圧を印加しない状態においてほぼ垂直に配向している。図１１では、液晶分子５１を円錐状に記載している。円錐の頂点は、液晶分子５１の背面側の端部を意味する。円錐の底面は、液晶分子５１の視認側の端部を示している。
【００７６】
本実施形態において、液晶分子５１のダイレクタの方向は、液晶分子５１の長軸方向を意味し、液晶分子５１のダイレクタの向きは、液晶分子５１の背面側の端部から視認側の端部へ向かう向きと定義する。液晶分子５１のダイレクタを符号Ｄの矢印で示す。
本実施形態における液晶分子５１のダイレクタの方向は、図１１に示すように、画素の長辺方向もしくはドメインの長辺方向に対して所定の角度で傾斜している。
【００７７】
図１１に示すように、第１ドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２ドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、液晶表示装置１の上記０°−１８０°方向に対し、方位角φ：１２２．５°−３０２．５°方向において、互いに１８０°異なる方向に傾いて配向している。具体的には、第１ドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１は、方位角φ：１２２．５°における極角θが０°より大きくなるよう傾いている。第２ドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１は、方位角φ：３０２．５°における極角θが０°より大きくなるよう傾いている。
【００７８】
このように液晶分子５１を配向することにより、第１ドメイン５０ａにおいて、電圧印加時の液晶層１１の厚さ方向の中央部では、液晶分子５１が方位角φ：１２２．５°でかつ極角が９０°に近づくように倒れる。第２ドメイン５０ｂにおいて、電圧印加時の液晶層１１の厚さ方向の中央部では、液晶分子５１が方位角φ：３０２．５°でかつ極角が９０°に近づくように倒れる。つまり、電圧印加時の液晶層１１の厚さ方向の中央部では、第１ドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２ドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、方位角φ：１２２．５°−３０２．５°方向において、互いに１８０°異なる方向に倒れる。なお、第１の垂直配向膜２７および第２の垂直配向膜３４近傍の液晶分子５１は、第１の垂直配向膜２７および第２の垂直配向膜３４によって配向が規制されているため、電圧印加時においてもほぼ垂直のままである。
【００７９】
ここで、互いに直交する下位偏光板３の吸収軸Ｐ２および上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対する液晶分子５１のダイレクタの方位関係について述べる。
図１２は、本実施形態における偏光板の吸収軸と液晶分子のダイレクタとの方位関係を示す図である。図１３は、液晶表示装置の視角特性と偏光板の吸収軸および液晶分子のダイレクタとの方位関係を示す図である。
【００８０】
図１２に示すように、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１がなす角度φ１は、５０°＜φ１＜６０°の範囲内にある。また、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して第２ドメイン５０ｂの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ２のなす角度φ２は、２３０°＜φ２＜２４０°の範囲内にある。
【００８１】
この場合、最も視角特性が良い方位は、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して、方位角φ：１１２．５°−２９２．５°方向となる。そのため、液晶表示装置１に適用する場合には、視角特性が良い方位（広視野角の第１の方向）が方位角：０°−１８０°方位となるように、偏光板３，７および位相差フィルム４，６を反時計回りに所定の角度、回転させて配置する。本実施形態では反時計回りに６７．５°回転させ、図１３に示すような配置にする。
【００８２】
本実施形態では、図１３に示すように、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１がなす角度φ１は、５０°＜φ１＜６０°の範囲内にある。言い換えれば、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１がなす角度φ３は、３０°＜φ３＜４０°の範囲内にある。
【００８３】
言い換えると、基材３９の法線方向から見て、遮光層４０の平面形状である菱形は、最も視角特性が良くなる方位と４５°未満の角度をなす直線部分を有している。本実施形態の場合、この直線部分は菱形の４辺に対応する。この場合、光の進行方向をｘｙ平面上に射影して見ると、ｘ軸方向から入射して反射面４１ｃで反射した光Ｌｘはｙ軸方向へ進行し、ｙ軸方向から入射して反射面４１ｃで反射した光Ｌｙはｘ軸方向へ進行する割合が大きい。さらに、ｘ軸方向から入射してｙ軸方向に進行する光Ｌｘの量と、ｙ軸方向から入射してｘ軸方向に進行する光Ｌｙの量と、を比較すると、ｘ軸方向から入射してｙ軸方向に進行する光Ｌｘの量が、ｙ軸方向から入射してｘ軸方向に進行する光Ｌｙよりも多い。
この理由を以下、図１５を用いて説明する。
【００８４】
なお、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２および上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対する液晶分子５１のダイレクタの方位関係は、上述した関係に限られない。図１４（ａ）〜（ｃ）に、上述した関係以外の、各偏光板の吸収軸に対する液晶分子５１のダイレクタの方位関係について例示する。
【００８５】
図１４（ａ）に示すように、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子のなす角度φ１が、１２０°＜φ１＜１３０°の範囲内にある場合、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して第２ドメイン５０ｂの液晶分子５１のなす角度φ２は、３００°＜φ１＜３１０°の範囲内にある。
【００８６】
この場合、最も視角特性が良い方位は、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して、方位角φ：６７．５°−２４７．５°方位となる。図示を省略するが、液晶表示装置に適用する場合には、視角特性が良い第１の方向が方位角：０°−１８０°方位となるように、偏光板３，７および位相差フィルム４，６を時計回りに６７．５°回転させて配置する。
【００８７】
図１４（ｂ）に示すように、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子のダイレクタの方向Ｄ１のなす角度φ１が、５０°＜φ１＜６０°の範囲内にある場合、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して第２ドメイン５０ｂの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ２のなす角度φ２は、２３０°＜φ２＜２４０°の範囲内にある。
【００８８】
この場合、最も視角特性が良い方位は、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して、方位角φ：−６７．５°−１１２．５°方位である。図示を省略するが、液晶表示装置に適用する場合には、視角特性が良い第１の方向が方位角：０°−１８０°方位となるように、偏光板３，７及び位相差フィルム４，６を時計回りに２２．５°回転させて配置する。
【００８９】
図１４（ｃ）に示すように、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して第１ドメイン５０ａの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１のなす角度φ１が、１２０°＜φ１＜−１３０°の範囲内にある場合、上位偏光板７の吸収軸Ｐ２に対して第２ドメイン５０ｂの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ２のなす角度φ２は、３００°−３１０°の範囲内にある。
【００９０】
この場合、最も視角特性が良い方位は、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２に対して、方位角φ：６７．５°−２４７．５°方位である。図示を省略するが、液晶表示装置に適用する場合には、視角特性が良い第１の方向が方位角：０°−１８０°方位となるように、偏光板３，７及び位相差フィルム４，６を反時計回りに２２．５°回転させて配置する。
【００９１】
図１５（ａ）〜（ｆ）は、各種の形状および配置を有する遮光層と光の反射の様子を示している。図１５（ａ）〜（ｆ）においては、光の進行方向を矢印で示しているが、この矢印は光の進行方向をｘｙ平面上に射影して示したものであり、実際の光の進行方向はｚ軸方向の成分を有している。角度φ１〜φ６は、ｘｙ平面上に射影したときの光の入射方向と射出方向とのなす角度である。
【００９２】
例えばｘ軸方向から入射する光の方位角方向の進行方向を変えるためには、ｘ軸に対して０°より大きく、９０°より小さい角度をなす反射面があればよい。
最初に、図１５（ａ）に示すように、正方形の一辺をｘ軸およびｙ軸に対して４５°回転させた平面形状の遮光層１４０を考える。この場合、反射面１４１ｃは、ｘ軸に対して４５°の角度をなす。仮に反射面１４１ｃが遮光層１４０の形成面に対して垂直方向に図１５（ａ）の紙面の奥側に向かって配置されていたとする。この場合、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面１４１ｃに入射した光Ｌ１は、反射面１４１ｃで反射してｘｙ平面上で９０°方向を変え、ｙ軸に平行な方向に進行する。すなわち、ｘｙ平面上に射影した光Ｌ１の入射方向と射出方向とのなす角度φ１は９０°である。
【００９３】
ところが、本実施形態の光制御部材に即して考えると、反射面１４１ｃは、遮光層１４０に対して垂直方向に配置されているのではなく、図１５（ｂ）に示すように、紙面の奥側に向かって遮光層１４０の外形形状を示す実線の正方形の内側に示した破線の正方形（中空部の外形）に向けて斜めに傾斜している。この場合、角度φ２は９０°よりも小さくなり、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面１４１ｃに入射した光Ｌ２は、反射面１４１ｃで反射した後、ｙ軸に平行な方向には進まず、ｙ軸に平行な方向よりもｘ軸の負側に傾いた方向に進む。
【００９４】
これに対して、図１５（ｃ）、（ｄ）に示すように、本実施形態のように、菱形の遮光層４０を長軸方向がｘ軸方向を向くように配置した場合を考える。この場合、図１５（ｃ）に示すように、反射面４１ｃが遮光層４０の形成面に対して垂直方向に配置されていると仮定すると、角度φ３は９０°よりも大きく、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面４１ｃに入射した光Ｌ３は、反射面４１ｃで反射した後、ｙ軸に平行な方向には進まず、ｙ軸に平行な方向よりもｘ軸の正側に傾いた方向に進む。ところが、図１５（ｄ）に示すように、実際の反射面４１ｃは、遮光層４０の外形形状を示す実線の菱形の内側に示した破線の菱形（中空部の外形）に向けて斜めに傾斜している。これにより、角度φ４を９０°にすることができ、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面１４１ｃに入射した光Ｌ４は、反射面１４１ｃで反射した後、ｙ軸に平行な方向に進む。
【００９５】
比較例として、図１５（ｅ）、（ｆ）に示すように、本実施形態と異なり、菱形の遮光層４０を長軸方向がｙ軸方向を向くように配置した場合を考える。この場合、図１５（ｅ）に示すように、反射面４１ｃが遮光層４０の形成面に対して垂直方向に配置されていると仮定すると、角度φ５は９０°よりも小さく、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面４１ｃに入射した光Ｌ５は、反射面４１ｃで反射した後、ｙ軸に平行な方向には進まず、ｙ軸に平行な方向よりもｘ軸の負側に傾いた方向に進む。ところが、図１５（ｆ）に示すように、実際の反射面４１ｃは斜めに傾斜しているため、角度φ６は角度φ５よりもさらに小さくなり、ｘ軸の負側から正側に向けて反射面１４１ｃに入射した光Ｌ６は、反射面１４１ｃで反射した後、ｙ軸に平行な方向よりもｘ軸の負側に傾いた方向に進む。
【００９６】
以上述べたように、遮光層１４０の平面形状が正方形の場合、平面形状が菱形の遮光層４０を長軸方向がｘ軸方向を向くように配置した場合、平面形状が菱形の遮光層４０を長軸方向がｙ軸方向を向くように配置した場合、の３つのケースを比較したとき、ｘ軸に平行な方向から反射面に入射してｙ軸に平行な方向に進む光の量は、平面形状が菱形の遮光層４０を長軸方向がｘ軸方向を向くように配置した場合が最も多くなる。
このことから、ｘ軸方向から入射してｙ軸方向に進行する光の量と、ｙ軸方向から入射してｘ軸方向に進行する光の量と、を比較すると、ｘ軸方向から入射してｙ軸方向に進行する光の量が、ｙ軸方向から入射してｘ軸方向に進行する光よりも多いことになる。
【００９７】
言い換えると、本実施形態の場合、方位角φ：０°−１８０°方向（第１の方向）から光制御部材９に入射した光は、菱形の遮光層４０の平面形状に対応して配置される光拡散部４１の反射面４１ｃによって反射され、方位角φ：９０°−２７０°方向（第２の方向）へ射出される。その際、光拡散部４１の傾斜角θｃが９０°よりも小さいことから（図７参照）、光の進行方向の極角θは、光制御部材９に入射する前よりも大きくなる方向へ変わる。光制御部材９を用いなかったとすると、方位角φ：９０°−２７０°方向とφ：０°−１８０°方向は視野特性の差が大きい。この問題を改善するためには、光制御部材９を用いて、方位角φ：０°−１８０°方向に進む光を視野特性の劣る方位角φ：９０°−２７０°方向へ意図的に混合すればよい。これにより、方位ごとの視野特性の差が緩和される。これにより、輝度変化のばらつきが平均化され、方位角φ：９０°−２７０°方向における極角θに依存したガンマ特性の変化を改善することができる。
【００９８】
このように、２ドメインＶＡ方式を採用した液晶表示装置に、本実施形態の光制御部材９を組み合わせることにより、液晶分子５１のダイレクタの方向である方位角φ：９０°−２７０°方向における視野特性が改善される。従来の２ドメインＶＡ方式を採用した液晶表示装置においては、液晶分子が倒れる方向と垂直な方位角φ：０°−１８０°方向の視野特性は良好なものであったが、本実施形態の光制御部材９を組み合わせることにより、さらに方位角φ：９０°−２７０°方向における視野特性が改善され、方位角による視野特性の差異が低減する、という効果が得られる。特に高精細ディスプレイにおいては、セル内の構造を複雑にすることなく、高い透過率を維持したまま視野特性を改善することができる。
【００９９】
（液晶表示装置の製造方法）
図１６〜図１９は、光制御部材９の製造工程を、順を追って示す斜視図である。
上記構成の液晶表示装置１を構成する光制御部材９の製造工程を中心に、その製造方法について説明する。
【０１００】
液晶パネル２の製造工程の概略を先に説明する。
最初に、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板１０のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１２のカラーフィルター３１が形成された側の面とを対向させて配置する。その後、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。このようにしてできた液晶セル５の両面に、光学接着剤等を用いて下位相差フィルム４、下位偏光板３、上位相差フィルム６、上位偏光板７をそれぞれ貼り合わせる。以上の工程を経て、液晶パネル２が完成する。
なお、ＴＦＴ基板１０やカラーフィルター基板１２の製造方法は常法によれば良く、その説明を省略する。
【０１０１】
光制御部材９の製造工程について説明する。
図１６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を準備する。次いで、スリットコーターを用いて、この基材３９の一面に遮光層材料としてカーボンが含有されたブラックネガレジストを塗布する。これにより、膜厚１５０ｎｍの塗膜４５を形成する。
上記の塗膜４５を形成した基材３９をヒーターで加熱し、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。
【０１０２】
露光装置を用い、平面形状が例えば菱形形状の複数の開口パターン４６が形成されたフォトマスク４７を介して塗膜４５に光Ｌを照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。
【０１０３】
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１７に示すように、平面形状が例えば菱形の複数の遮光層４０を基材３９の一面に形成する。本実施形態の場合、次工程でブラックネガレジストからなる遮光層４０をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部４２を形成する。そのため、フォトマスク４７の開口パターン４６の位置が中空部４２の形成位置に対応する。
【０１０４】
平面形状が菱形の遮光層４０は、次工程の光拡散部４１の非形成領域（中空部４２）に対応する。本例では、複数の開口パターン４６は、全て菱形のパターンである。開口パターン４６の長径と短径は様々の大きさのものから構成されている。隣接する開口パターン４６間の間隔（ピッチ）の配置は、規則的でもなく、周期的でもない。開口パターン４６の間隔（ピッチ）は液晶パネル２の画素の間隔（ピッチ、例えば６０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの遮光層４０が形成される。そのため、高精細ディスプレイと組み合わせたときに、特に広視野角化を図ることができる。
【０１０５】
本実施形態では、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって遮光層４０を形成したが、これに限らない。この他に、本実施形態の開口パターン４６と遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法や印刷法等を用いて遮光層４０を直接形成しても良い。
【０１０６】
フォトリソグラフィー法により、Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌプロセスで連続的に遮光層を形成する場合には、平板のフォトマスクに代えて、円筒状のフォトマスクと、円筒内のＵＶランプで露光するローリングマスクフォトリソグラフィー法を用いることもできる。
【０１０７】
次いで、図１８に示すように、スリットコーターを用いて、遮光層４０の上面に光拡散部材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布する。これにより、膜厚２０μｍの塗膜４８を形成する。
次いで、上記の塗膜４８を形成した基材３９をヒーターで加熱し、温度９５℃で塗膜４８のプリベークを行う。これにより、透明ネガレジスト中の溶媒が揮発する。
【０１０８】
次いで、基材３９側から遮光層４０をマスクとして塗膜４８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５００ｍＪ／ｃｍ２とする。  
その後、上記の塗膜４８を形成した基材３９をヒーターで加熱し、温度９５℃で塗膜４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
【０１０９】
次いで、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４８の現像を行い、１００℃でポストベークし、図１９に示すように、複数の中空部４２を有する光拡散部４１を基材３９の一面に形成する。光拡散部４１は、透明樹脂材料からなる。本実施形態では、図１８に示したように、拡散光Ｆを用いて露光を行っているため、塗膜４８を構成する透明ネガレジストが遮光層４０の非形成領域から外側に広がるように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部４２が形成される。光拡散部４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は拡散光Ｆの拡散の度合いで制御できる。
【０１１０】
ここで用いる光Ｆとして、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の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の反射面４１ｃの傾斜角度が例えば６０°〜９０°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光を用いた場合には、傾斜角度が連続的に変化する、断面形状が曲線状の傾斜面となる。特定の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の反射面４１ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光制御部材９の光拡散性を、目的とする視認性が得られるように調整することが可能となる。
【０１１１】
なお、露光装置から出射された平行光を光Ｆとして基材３９に照射する手段の一つとして、例えば露光装置から出射された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置し、拡散板を介して光を照射してもよい。
また、現像液を用いて現像を行う際、現像液を加圧して透明ネガレジストへ噴射して、不要なレジストの除去を促進してもよい。
【０１１２】
以上、図１６〜図１９の工程を経て、本実施形態の光制御部材９が完成する。
光制御部材９の全光線透過率は、９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られ、光制御部材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。
【０１１３】
最後に、完成した光制御部材９を、図１に示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部４１を上位偏光板７に対向させた状態で、接着剤層を介して液晶パネル２に貼り合わせる。
【０１１４】
光制御部材９を、接着剤層を介して液晶パネル２に貼付する際、加熱加圧処理をしてもよい。加熱加圧処理を加えることにより、液晶パネル２に対する光制御部材９の密着性が向上するとともに、圧力によっては光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度が小さくなり、光拡散性を上げることができる。加熱加圧処理の方法としては、例えばオートクレーブ装置や加温ラミネーター等を用いることができる。
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。
【０１１５】
次に、液晶表示装置として左右上下に求められる視角範囲について述べる。
人間の眼は横長であることから、左右視野は広く、上下視野は狭いという特徴を有する。例えば、ＪＥＩＴＡ「フラットパネルディスプレイの人間工学シンポジウム２００３」における資料「テレビ視聴に関する人間工学ガイドライン策定へ向けてガイドライン標準化の是非とその施策（日本人間工学会 久武雄三）」では、視野角の主な調査研究結果とＩＳＯ規格要求値について示されている。図２０は、表示パネル面から見た視角特性を示しており、破線で囲む範囲は日本の家庭における画像歪みの満足限を示し、一点鎖線で囲む範囲は画像ゆがみの満足限の範囲で画像が有効視野に収まる距離から観視したときの視野角を示す。
【０１１６】
図２０に示すように、人間の左右方位における視角は４２°程度である。また、下方位における視角が３５°であるのに対し、上方位における視角は２０°弱である。よって、液晶表示装置を家庭用のテレビとして用いる場合には、上方よりも下方の視角特性が重要となる。
【０１１７】
図２１は、従来の液晶表示装置における偏光板の吸収軸と液晶分子のダイレクタとがなす角度を示す図である。
従来の液晶表示装置は、図２１に示すように、互いに直交する上位偏光板７及び下位偏光板３の各吸収軸Ｐ１，Ｐ２に対して２つの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１，Ｄ２がなす角度がそれぞれ４５°、２２５°とされている。この構成において、最も視角特性が良い方向は、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１に対して方位角：１３５°−３１５°の方位である。
【０１１８】
図２２は、従来の構成の液晶表示装置の方位角：０°−１８０°において、極角θを変化させた場合のガンマ特性を示している。図２２において、横軸は階調を示し、縦軸は規格化輝度を示す。規格化輝度とは、２５６階調での輝度を１００％として規格化した輝度を示す。図２２では、極角θ：０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°におけるガンマ特性を示す。液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１，Ｄ２は、図２１に示したように、４５°−２２５°方向とする。
図２２に示されるように、従来の液晶表示装置を方位角φ：０°−１８０°方向において極角θを変化させながら観察した場合、ガンマ特性の変化は高角度において変化が大きく、輝度浮きが生じる。
【０１１９】
図２３は、第１実施形態の液晶表示装置における偏光板とダイレクタとのなす角度を示す図である。
本実施形態の液晶表示装置１は、図２３に示したように、最も視角特性が良い方向が方位角：０°−１８０°となっている。上位偏光板７の吸収軸Ｐ１は、最も視角特性が良い方向に対して方位角：６７．５°−２４７．５°に配置され、下位偏光板３の吸収軸Ｐ２は、最も視角特性が良い方向に対して方位角：１５７．５°−３３７．５°方向に配置されている。液晶分子５１のダイレクタの方向は、図１１に示したように、１２２．５°−３０２.５°方向である。
【０１２０】
図２４は、光制御部材を備えない、本実施形態の液晶パネルの左右方向（方位角：０°−１８０°）において、極角θを変化させた場合のガンマ特性を示している。
図２４に示されるように、本実施形態の液晶パネルを方位角φ：０°−１８０°方向において極角θを変化させながら観察した場合、ガンマ特性の変化は高角度においても比較的小さく、輝度浮きが生じない。つまり、高角度においても液晶表示装置の正面方向と同じ特性を得ることができる。
【０１２１】
図２５は、液晶分子のダイレクタと偏光板の吸収軸とがなす角度（極角６０°）に対する、セル透過率［％］および最も視角特性が良い方向のｌｏｃａｌγ特性の関係を示すグラフである。
図２５に示すように、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１と液晶分子５１のダイレクタとのなす角度が４５°よりも大きくなるほどセル透過率は低下していく。本実施形態の液晶表示装置では、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１と、一方の液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１とがなす角度φ１を５０°＜φ１＜６０°の範囲内と定義したことにより、従来の構成と比較して、セル透過率７０％以上は保持される。
【０１２２】
また、最も視角特性が良い方向の極角６０°におけるｌｏｃａｌγ特性は、液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１と上位偏光板７の吸収軸Ｐ１とのなす角度φ１が５５°のときにピークとなり、角度φ１が５０〜６０°の範囲内において高い値を保持する。
以上の結果から、上位偏光板７の吸収軸Ｐ１と、２つの液晶分子５１のダイレクタの方向Ｄ１，Ｄ２とがなす角度φ１、φ２において、高透過率、最良視角特性を併せ持つ角度範囲を定義した。
【０１２３】
図２６に、光制御部材を備えていない、実施例（本システム）の液晶パネルおよび比較例（従来システム）において、左右方向（方位角：０°−１８０°）、上下方向（方位角：９０°−２７０°）に、それぞれ極角θを変化させた場合のガンマ特性を示している。
図２６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）により、実施例における液晶パネルは、比較例の液晶パネルと比較して、上下方向における視角特性を殆ど低下させることなく、左右方向の視角特性が改善されることが分かった。
【０１２４】
このように、光制御部材９を備えていない、比較例の液晶パネルにおいて、方位角φ：０°−１８０°方向における視野特性と方位角φ：９０°−２７０°方向における視野特性とが異なるのは、液晶分子が方位角φ：９０°−２７０°方向のみに倒れるよう配向していることに起因する。
【０１２５】
図２６（ａ），（ｂ）に示すように、方位角φ：０°−１８０°方向において観察者の視点の極角θを変化させた場合は、液晶分子の短軸方向に視点を動かすことになるため、液晶分子の複屈折差はそれほど大きくない。
図２６（ｃ），（ｄ）に示すように、方位角φ：９０°−２７０°方向において極角θを変化させながら観察した場合、液晶分子の長軸方向に視点を動かすことになり、液晶分子の複屈折差が大きく、ガンマ特性の変化が大きい。図２６において上下左右で比較した場合、上下方向の方が極角θに依存してガンマ特性が大きく変化することがわかる。
しかしながら、比較例の液晶パネルでは、図２６（ｂ）に示したように、上下方向に比べればわずかであるが、左右方向においても多少の極角依存が存在する。そのため、特に高階調側において多少の輝度浮きが生じ、視角特性が低下している。
【０１２６】
一方、光制御部材９を備えていない、実施例の液晶パネルにおいても、方位角φ：０°−１８０°方向の視野特性と方位角φ：９０°−２７０°方向の視野特性とが異なることについては、比較例と略同様のことが言えるが、左右方向の視角特性に関しては比較例よりも実施例の方が改善している。これは、実施例では、液晶分子が方位角φ：１２２．５°−３０２.５°方向に倒れるよう配向させたことによる。実施例では、液晶分子５１のダイレクタ方向と偏光板３，７の吸収軸Ｐ１，Ｐ２の方向とのなす角度を調整した構成となっており、これによって左右方向における視角特性が改善されると考えられる。
【０１２７】
実施例における液晶パネルのガンマ特性を数値化すると、下記の式（１）で表される。
【０１２８】
Ｌｏｃａｌ  γ＝ｌｏｇ２５５／１２８（Ｌ２５５／Ｌ１２８）  ・・・（１）
Ｌ２５５：２５５階調での輝度
Ｌ１２８：１２８階調での輝度
【０１２９】
図２７は、式（１）によって算出された値をグラフ化したものである。
図２７に示されるように、比較例の液晶パネルでは、上下方向及び左右方向のいずれにおいても、極角θが大きくなるにしたがってガンマ値が低下している。
これに対し、実施例の液晶パネルでは、上下方向におけるガンマ値に従来構成との差異はそれほどないものの、左右方向におけるガンマ値は、従来構成に比して大きく異なった。具体的には、実施例における左右方向では、極角θに関わらず、比較例の液晶パネルにおける左右方向のガンマ値よりも高いガンマ値が得られた。実施例では、極角θが大きくなるにしたがって高いガンマ値が得られ、どの極角θでも２．２に近い値が得られた。ガンマ値が２．２に近いほど、視角特性が良いと言える。
【０１３０】
本実施形態の広視野角表示システムでは、液晶パネル２における液晶分子５１のダイレクタ方向と偏光板３，７の吸収軸Ｐ１，Ｐ２の方向とのなす角度を調整することによって、液晶リタデーションと位相差フィルムの位相差が左右方向で正確に合致した構成となっている。これにより、特に高角度における輝度浮きが殆ど無くなり、左右方向における視角特性が改善されると考えられる。なお、本実施形態で使用している位相差フィルムは現在テレビ機種全般で使用されている汎用品である。
【０１３１】
さらに、光制御部材９は、左右方向の光を上下方向に拡散させることで上下方向の特性を改善することを役割とする。つまり、液晶パネル２の左右方向の特性が良くなると、光制御部材９によって上下方向の改善効果もそれに伴い向上するため、全方位角における視角特性の改善に繋がる。
【０１３２】
次に、光制御部材による視角改善効果について述べる。
図２８は、光制御部材を備えた、実施例の液晶パネル及び比較例の液晶パネルにおいて、方位角φ：９０°−２７０°方向へ極角θを変化させた場合のガンマ特性を示している。
【０１３３】
［シミュレーション条件］
・テレビに使用されている一般的なバックライト（下端からのエッジ入光タイプ：導光板、レンズシート、ＢＥＦ＋ＤＢＥＦ）
・平面視におけるパターン形状が菱形とされた遮光層（寸法：短軸長さ１８μｍ、長軸長さ２７μｍ、１画素に対する遮光層４０の被覆率：３０％）
【０１３４】
上記条件の下、光制御部材９を備えたシステムでは、実施例及び比較例のいずれの構成においても、光制御部材９を備えていない構成に比べて上下方向におけるガンマ値が向上した。また、光制御部材９を備えていない場合は、実施例及び比較例におけるいずれの液晶パネルにおいても極角が大きくなるほどガンマ値が低下していたが、光制御部材９を備えている場合には、実施例及び比較例の液晶パネルのどちらも極角θが４５°以上になってもガンマ値が殆ど低下せず、変化が小さいことが分かった。特に、極角θが３０°を境にして、これよりも高角度において実施例と比較例との間でガンマ値の差が顕著となっている。光制御部材９を備えた実施例の液晶パネル２の場合、光制御部材９を備えた比較例の液晶パネルよりも、高角度において高いガンマ値が得られ、極角θが大きくなるほどガンマ値が僅かに上昇している。
【０１３５】
このように、実施例及び比較例のいずれの液晶パネルにおいても、光制御部材９を備えることによって上下方向における視角特性を改善することができるが、視野角依存の少ない実施例の液晶パネル２に光制御部材９を組み合わせることによって、より高い視角改善効果が得られることが分かった。このように、液晶パネル２側で左右方向における視角改善対策を図り、光制御部材９側で上下方向における視角改善対策を図ることによって、上下左右の全方位での視覚特性を改善することができる。
【０１３６】
次に、光制御部材に起因するザラツキ低減効果について述べる。
図２９（ａ）は、液晶パネル２のＲＧＢの各サブ画素５０Ｒ、５０Ｇ，５０Ｂと光制御部材９の遮光層４０とを示す図であり、（ｂ）は、光制御部材９における１つの遮光層４０の最短距離における寸法（以下、遮光パターン径と言う）を示す図である。図２９（ｂ）で示す符号Ｗが、遮光パターン径である。
【０１３７】
図２９（ａ）に示すように、光制御部材９の遮光層４０が画素サイズに対して大きくなるとザラツキ感が生じてしまい、ディスプレイとしての品質を低下させてしまう可能性がある。このザラツキ感は、コントラストの変動係数によって評価が可能なものである。
【０１３８】
下記の式（２）は、遮光パターン径と画素サイズとの関係を示す式である。
（遮光パターン径／画素サイズ）＝０．０７  ・・・（２）
【０１３９】
上記条件の下であれば、表示にザラツキ感は感じられない。
【０１４０】
本実施形態では、液晶パネル２の視角特性において、左右方向の高角度における視角特性が、従来の構成よりも優れており、正面から見たときと同等の視角特性を有している。そのため、従来の構成では、より正面付近の特性の良い光を上下方向の高角度に反射させるために、光拡散部４１のテーパ角度を８０°程度にする必要があったが、本実施形態の構成であれば、左右方向の高角度の光を上下方向に反射しても十分に改善効果が期待できる。つまり、光拡散部４１のテーパ角度を９０°にしても上下方向の改善効果を見込める。
【０１４１】
図３０は、遮光パターン径と、形成可能な光拡散部におけるテーパ角度と、の関係を示すグラフである。
製造プロセス上において形成可能なテーパ角度は、遮光パターン径によって図３０に示すように束縛を受ける。そのため、テーパ角度が９０°で良いとすると、遮光パターン径を１／３程度に小さくすることが可能となる。つまり、上記式（２）の値をより小さくすることが可能となり、表示におけるザラツキ感を低減させることができる。または、より高精細な液晶パネルにも対応することも可能となる。
【０１４２】
なお、本実施形態の広視野角表示システムにおける液晶表示装置１は、上述した構成に限られず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、図３１（ａ）に示すように平面視菱形の遮光層４０を用いたが、図３１（ｂ）に示すような直線をなす複数の遮光線４４ａ、４４ｂが互いに交差する交線形の遮光層４４を用いてもよい。このように、２回点対称の反射特性を有する形状であればよい。
【０１４３】
なお、菱形を呈する遮光層４０における４つの角部に丸みを付けてもよい。また、交線形の遮光層４４の場合に、遮光線４４ａ、４４ｂどうしの交点部分が丸まっていてもよい。さらに、遮光線４４ａ、４４ｂは連続した直線でなくてもよく、点線のような途切れた線であってもよい。すなわち、最も視角特性の良い方位の光を他方位へと反射できる光拡散形状が望ましい。
【０１４４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の広視野角表示システムについて説明する。
以下に示す本実施形態の広視野角表示システムの基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、バックライトの配向特性において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図１〜図３１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【０１４５】
図３２は、第２実施形態におけるバックライトの配向特性を示すグラフであって、輝度特性と射出光の極角との関係を示す。例えば、家庭用のテレビを想定した左右方向の視角特性を優先した表示システムの場合には、図３２に示すように、バックライト８の配向特性を上下方向への射出光が少なくなるように設定する。
【０１４６】
また、光制御部材９による光拡散効果との組み合わせを考慮すると、液晶パネル２における視角特性が良い方向に多くの光を射出させることによって、上下方向に射出される光は左右方向からの反射光がより支配的となる。そのため、上下方向への視角改善効果がより高くなる。
【０１４７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の広視野角表示システムについて説明する。
以下に示す本実施形態の広視野角表示システムの基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、遮光層の平面視形状において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図１〜図３１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【０１４８】
図３３（ａ），（ｂ）は、第３実施形態のシステムにおける遮光層の平面形状を示す図である。
第１実施形態の光制御部材９では、全ての遮光層４０の平面形状が菱形であった。これに対して、図３３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の光制御部材５０９Ｄでは、複数の遮光層５４０Ｄのうちの一部の遮光層５４０Ｄの形状が円形もしくは楕円形である。円形や楕円形の他、例えば六角形等、他の形状の遮光層が混在していてもよい。
【０１４９】
このように、光制御部材９における遮光層５４０Ｄの遮光パターン形状に直線形状が無く、円形もしくは楕円形の場合、菱形などの直線性があるパターン形状と比較して全方位的な改善効果は落ちるが、印刷など比較的量産に適した手段での形成が可能となる。そのため、大きなコストダウンにも繋がる。楕円形の場合、長軸の方位方向については特に規定しないが、最も視角特性が優れる方位と平行に配するほうが望ましい。
【０１５０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の広視野角表示システムについて説明する。
以下に示す本実施形態の広視野角表示システムの基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、光制御部材の代わりに視野角改善部材を用いた点において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態とは異なるについて詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図１〜図３１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【０１５１】
図３４は、表示画面における上下左右の視角特性を示す正面図である。
液晶パネル２の表示面側に設けられる光制御部材９には、視角特性が良好な方向からの光線を方向転換して、視角特性が良くない方向へ射出させることにより、全方位において視角特性を高めるという効果がある。例えば、図３４中における極角３０°以上の領域（符号Ｒ２で示す領域）の視野特性を改善できる。
【０１５２】
しかしながら、光制御部材９の構造上、上下方向における極角３０°以下の方位へは光線を転向することができない。つまり、光制御部材９では上下方向における極角３０°以下の方位における視角特性を改善することができない。そのため、本実施形態では、上述したような構成の光制御部材９に代えて視野角改善部材（光制御部材）を用い、視角特性の改善を行う構成となっている。具体的に、視野角改善部材として、サブミクロンピッチの回折格子パターンを配した回折フィルムを用いた。これにより、図３４中における極角３０°以下の領域（符号Ｒ１で示す領域）の視野特性を改善できる。視野角改善フィルムは、反射ではなく、光を回折により曲げるため、光制御部材９では改善が難しい正面付近の特性改善が可能となる。
【０１５３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１５４】
１…液晶表示装置、２…液晶パネル、３…偏光板、８…バックライト（照明装置）、９…光制御部材、１１…液晶層、２７…第１の垂直配向膜、３４…第２の垂直配向膜、３９…基材、３９ａ…第１の面、４０…遮光層（遮光部）、４１…光拡散部、４１ａ…光射出端面、４１ｂ…光入射端面、４１ｃ…反射面（傾斜面）、４２…中空部（低屈折率部）、５０…サブ画素、５１…液晶分子、Ｄ１…方向、Ｅ…法線方向、Ｐ１…上位偏光板の吸収軸、Ｐ２…下位偏光板の吸収軸、ＰＸ…画素、ＶＡ…ドメイン    
【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３３】
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【図３４】
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