(57)【要約】【課題】本発明は、視角依存性が小さい液晶表示装置を提供する。また、液晶表示装置の視角依存性を小さくするために用いる光制御部材を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶層の液晶分子のダイレクタが第１の方向であって互いに逆の向きを向く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が、互いに直交するとともに、第１の方向に対して実質的に４５°の角度をなし、液晶層の２つのドメインは第１の方向に分割されるとともに、互いの面積が異なっており、第１のドメインに対する第２のドメインの面積比が、１より大きく４より小さい範囲である。また、光制御部材を備えることにより、液晶パネルでは改善できなかった角度範囲の視角特性を改善する。【選択図】図６
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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、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第１の方向であって互いに逆の向きを向く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が、互いに直交するとともに、前記第１の方向に対して実質的に４５°の角度をなし、
前記液晶層の２つのドメインは前記第１の方向に分割されるとともに、互いの面積が異なっており、第１のドメインに対する第２のドメインの面積比が、１より大きく４より小さい範囲である、液晶表示装置。
【請求項２】
第１のドメインの面積Ｓ１と第２のドメインの面積Ｓ２との面積比が１：２である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【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多く、前記第１の方向への光の射出が少ない特性を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの光射出側に配置された光制御部材をさらに備え、
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、もしくは前記一方の偏光板の吸収軸と４５°未満の角度をなす直線部分を有する二等辺三角形であり、前記二等辺三角形の底辺がドメイン境界と平行である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記平面形状が多角形、楕円形あるいは菱形であり、長軸あるいは長いほうの対角線が前記ドメイン境界と平行である、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ドメイン境界が、前記画素を区画するブラックマトリクスあるいは前記液晶パネルの金属配線と重なっている、請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の方向で隣接する前記画素のうち、一方の前記画素の前記第１のドメインにおける前記液晶分子と、他方の前記画素の前記第２のドメインにおける前記液晶分子とのダイレクタが、前記第１の方向であって互いに同じ向きに配向している、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素には容量配線が接続されており、
前記容量配線が前記画素の境界またはドメイン境界に配置されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記容量配線と、前記容量配線に平行する前記金属配線と、の間に前記第１のドメインが配置されている、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
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、もしくは前記一方の偏光板の吸収軸と４５°未満の角度をなす直線部分を有する二等辺三角形であり、前記二等辺三角形の底辺がドメイン境界と平行である、光制御部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置および光制御部材に関する。
【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、視角特性が良好な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、視角依存性の高い方位角を有しており、視角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、上記の課題を解決するためになされたものであり、視角依存性が小さい液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、液晶表示装置の視角依存性を小さくするために用いる光制御部材を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）．本発明の一態様における液晶表示装置は、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、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第１の方向であって互いに逆の向きを向く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が、互いに直交するとともに、前記第１の方向に対して実質的に４５°の角度をなし、前記液晶層の２つのドメインは前記第１の方向に分割されるとともに、互いの面積が異なっており、第１のドメインに対する第２のドメインの面積比が、１より大きく４より小さい範囲である。
【０００９】
（２）．本発明の一態様における液晶表示装置において、第１のドメインの面積Ｓ１と第２のドメインの面積Ｓ２との面積比が１：２である構成としてもよい。
【００１０】
（３）．本発明の一態様における液晶表示装置において、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多く、前記第１の方向への光の射出が少ない特性を有する構成としてもよい。
【００１１】
（４）．（１）〜（３）の本発明の一態様における液晶表示装置において、前記液晶パネルの光射出側に配置された光制御部材をさらに備え、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、もしくは前記一方の偏光板の吸収軸と４５°未満の角度をなす直線部分を有する二等辺三角形であり、前記二等辺三角形の底辺がドメイン境界と平行である構成としてもよい。
【００１２】
（５）．の本発明の一態様における液晶表示装置において、前記平面形状が多角形、楕円形あるいは菱形であり、長軸あるいは長いほうの対角線が前記ドメイン境界と平行である構成としてもよい。
【００１３】
（６）．本発明の一態様における液晶表示装置において、前記ドメイン境界が、前記画素を区画するブラックマトリクスあるいは前記液晶パネルの金属配線と重なっている構成としてもよい。
【００１４】
（７）．（１）〜（６）の本発明の一態様における液晶表示装置において、前記複数の画素は、前記第１の方向において、互いの前記第１のドメインどうしおよび前記第２のドメインどうしが隣り合うように配置されている構成としてもよい。
【００１５】
（８）．（１）〜（７）の本発明の一態様における液晶表示装置において、前記画素には容量配線が接続されており、前記容量配線が前記画素の境界またはドメイン境界に配置されている構成としてもよい。
【００１６】
（９）．本発明の一態様における液晶表示装置において、前記容量配線と、前記容量配線に平行する前記金属配線と、の間に前記第１のドメインが配置されている構成としてもよい。
【００１７】
（１０）．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、もしくは前記一方の偏光板の吸収軸と４５°未満の角度をなす直線部分を有する二等辺三角形であり、前記二等辺三角形の底辺がドメイン境界と平行である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複雑な回路構造を適用することなく、視角依存性の小さい液晶表示装置を提供することができる。また、本発明の一つの態様によれば、液晶表示装置の視角依存性を小さくするために用いる光制御部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における液晶パネルの縦断面図。
【図２】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３】液晶表示装置の画像表示領域の拡大図。
【図４】極角と方位角の定義を説明するための図。
【図５】液晶表示装置の正面図。
【図６】（ａ）は、ドメイン分割比率を示す断面図、（ｂ），（ｃ）は、２ドメインＶＡ構造における液晶分子の配向の様子を示す図。
【図７】ドメインの分割比率が１：１で均等である比較例の液晶表示装置の方位角φ：０°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８】ドメインの分割比率が１：１で均等である比較例の液晶表示装置の方位角φ：９０°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９】ドメインの分割比率が１：２で不均等である第１本実施形態の液晶表示装置の方位角φ：９０°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１０】表示パネル面から見た視角を示しており、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図。
【図１１】（ａ）は、２ドメインＶＡ構造の従来の液晶パネルにおけるドメイン分割比率「１：１」を示す図、（ｂ）は、従来の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：１」）の液晶表示装置における、上下左右の視角特性を示す正面図、（ｃ）は、第１実施形態の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：２」）液晶パネルにおける、上下方向の視角特性を示す正面図。
【図１２】従来の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：１」）の液晶表示装置における、上下方向の視角特性を示す断面図。
【図１３】第１実施形態の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：２」）とその上下方位における視角特性を示す図。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：１」の場合の上下方向におけるガンマ視角特性を示すグラフ。
【図１５】（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：２」の場合の上下方向におけるガンマ視角特性を示すグラフ。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：４」の場合のガンマ視角特性を示すグラフ。
【図１７】第２実施形態におけるバックライトの配光特性を示すグラフ。
【図１８】第２実施形態における、下方向の正面近くの極角範囲で光束を減らし過ぎない場合のバックライトの配向特性を示すグラフ。
【図１９】第３実施形態の液晶表示装置の断面図。
【図２０】光制御部材を視認側から見た斜視図。
【図２１】光制御部材の模式図。
【図２２】複数の遮光部のうちの一つの遮光部を示す平面図。
【図２３】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２４】（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２５】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図２６】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図２７】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図２８】光制御部材の製造工程を、順を追って示す斜視図。
【図２９】第３実施形態における液晶表示装置が備える液晶パネルと光制御部材の概略構成を模式的に示す図。
【図３０】第３実施形態における液晶表示装置の上下方位における視角特性を示す断面図。
【図３１】光制御部材の遮光部による光転換方向を示す図。
【図３２】光制御部材において転換された光束と、液晶パネルから射出された光束とを示す図。
【図３３】（ａ）は、平面視菱形を呈する遮光部を有する光制御部材による視野角改善効果を示す図であり、（ｂ）は、平面視二等辺三角形を呈する遮光部を有する光制御部材による視野角改善効果を示す図。
【図３４】第３実施形態の液晶表示装置における変形例を示す図。
【図３５】（ａ），（ｂ）は、従来の液晶パネルにおけるドメイン分割の配置と構成を示す図。
【図３６】（ａ），（ｂ）は、第４実施形態の液晶パネルのドメイン分割の配置と構成を示す図。
【図３７】隣接する画素のドメインの配置を示す図。
【図３８】第５実施形態における液晶表示装置における１画素の構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
また、以下の説明において、採光装置の位置関係（上下、左右、前後）については、採光装置の使用時における位置関係（上下、左右、前後）に基づくものとし、特に説明がない限りは、図面においても、採光装置の位置関係は、紙面に対する位置関係と一致するものとする。
【００２１】
［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１６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。
【００２２】
図１は、第１実施形態における液晶表示装置の断面図である。
図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶パネル２と、バックライト８と、を備えている。液晶パネル２は、第１偏光板（第２の偏光板）３と、第１位相差フィルム４と、液晶セル５と、第２位相差フィルム６と、第２偏光板（第１の偏光板）７と、を備えている。図１では、液晶セル５を模式的に図示しているが、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。
【００２３】
観察者は、上位偏光板７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、上位偏光板７が配置された側を視認側と称し、バックライト（照明装置）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。
【００２４】
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。
【００２５】
（液晶パネル）
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。
【００２６】
図１に示すように、液晶セル５は、ＴＦＴ基板１０と、カラーフィルター基板１２と、液晶層１１と、を有している。ＴＦＴ基板１０は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板１２は、ＴＦＴ基板１０に対向して配置されている。液晶層１１は、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルター基板１２との間に挟持されている。
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。
【００２７】
液晶層１１は、ＴＦＴ基板（第１の基板）１０と、カラーフィルター基板（第２の基板）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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１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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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サブ画素毎に、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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の視認側には、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。後述するように、下位偏光板３の吸収軸と上位偏光板７の吸収軸とは、クロスニコルの配置となっている。
【００５０】
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第１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第２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（第１位相差フィルム４、第２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。
【００５１】
（液晶表示装置の駆動方法）
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２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。
【００５２】
図３は、液晶表示装置１の画像表示領域の拡大図である。
図３に示すように、ＴＦＴ基板１０には、複数の画素５０がマトリクス状に配置されている。画像表示領域は、ＲＧＢを基本単位とした画素構造である。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５０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。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１では、１列の画素５０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５０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５０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５０へ信号が書き込まれる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
図４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４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。
【００５７】
図５は、液晶表示装置１の正面図である。
図５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。本実施形態において、下位偏光板３の吸収軸Ｐ１は、方位角φ：４５°−２２５°方向に配置され、上位偏光板７の吸収軸Ｐ２は、方位角φ：１３５°−３１５°方向に配置される。
【００５８】
図６（ａ）は、ドメイン分割比率を示す断面図である。図６（ｂ），（ｃ）は、２ドメインＶＡ構造における液晶分子の配向の様子を示す図である。
本実施形態における画素５０は、図６（ａ）に示すように、一つの画素５０を第１のドメイン５０ａと第２のドメイン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、長方形の画素を短手方向に平行な直線で２分割し、互いの面積比が不均等とされたドメインとされている。第１のドメイン５０ａの面積Ｓ１と、第２のドメイン５０ｂの面積Ｓ２との面積比が１：２となっており、第１のドメイン５０ａよりも第２のドメイン５０ｂの面積の方が大きい。なお、ドメインの分割比率は１：２に限られず、第１のドメイン５０ａに対する第２のドメイン５０ｂの面積比が１より大きく４より小さい範囲であればよい。
【００５９】
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のダイレクタを図６（ａ）に符号Ｄの矢印で示す。液晶分子５１のダイレクタの方向は、画素の長辺方向もしくはドメインの長辺方向と一致する。各画素５０に含まれる液晶分子５１は、図６（ｂ）に示すように、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。
【００６０】
電圧が印加されると、図６（ｃ）に示すように、第１のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、図４に示した方位角φ：９０°−２７０°（第１の方向）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、図６（ｃ）に示すように、第１のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１は、方位角φ：９０°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のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１は、方位角φ：２７０°における極角θが０°より大きくなるよう傾いている。
【００６１】
このように液晶分子５１を配向することにより、図４及び図６（ｃ）に示すように、第１のドメイン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：９０°でかつ極角が９０°に近づくように倒れる。第２のドメイン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：２７０°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のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、方位角φ：９０°−２７０°方向において、互いに１８０°異なる方向に倒れる。なお、第１配向膜２７および第２配向膜３４近傍の液晶分子５１は、第１配向膜２７および第２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。
【００６２】
よって、第１のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、液晶分子５１の視認側の端部どうしがドメイン境界Ｊとは反対側に向くように傾いて、ドメイン境界Ｊを中心に上下対称（図６（ｃ）においては左右対称）に配向する。
【００６３】
図７は、ドメインの分割比率が１：１で均等である比較例の液晶表示装置の方位角φ：０°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７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、２５５階調での輝度を１００％として規格化した輝度を示す。図７では、極角θ：０°、１５°、３０°、４５°、６０°におけるガンマ特性を示す。
図７に示されるように、画素を有する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比較的小さい。
【００６４】
図８は、ドメインの分割比率が１：１で均等である比較例の液晶表示装置の方位角φ：９０°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８では、極角θ：０°、１５°、３０°、４５°、６０°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は、図６（ａ）に示したように、９０°−２７０°方向とする。
図８に示されるように、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、ガンマ特性の変化が大きい。図７と比較した場合、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。
【００６５】
このように、ドメインの分割比率が１：１で均等である比較例の液晶表示装置において、方位角φ：０°−１８０°方向における視角特性と方位角φ：９０°−２７０°方向における視角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。
【００６６】
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。その一方、方位角φ：９０°−２７０°方向において観察者の視点の極角θを変化させると、液晶分子の長軸方向に視点を動かすことになり、さらに、液晶分子が倒れる方向に沿って視点を動かすことになるため、液晶分子の複屈折差が大きい。
【００６７】
図９は、ドメインの分割比率が１：２で不均等である第１実施形態の液晶表示装置１の方位角φ：９０°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９において、横軸は階調を示し、縦軸は規格化輝度を示す。図９では、極角θ：０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°におけるガンマ特性を示す。
図９のグラフによれば、図８に示すドメインの分割比率が１：１で均等である液晶表示装置の場合と比較して、極角θ：３０°以下では極角θに依存したガンマ特性の変化が小さくなっていることがわかる。このことから、方位角φ：２７０°において、正面に近い極角θ：３０°以下の範囲では斜め方向から液晶表示装置１を見た場合の色変化が緩和されるということがわかる。
【００６８】
なお、図９においては、方位角φ：９０°におけるガンマ特性の変化を示しているが、方位角φ：２７０°におけるガンマ特性の変化も図９と同等である。その理由は、本実施形態における画素の構成が２ドメインＶＡ方式を採用していることにある。各ドメイン５０ａ，５０ｂにおいて液晶分子５１は、方位角φ：９０°−２７０°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ため、方位角φ：９０°におけるガンマ特性は、方位角φ：２７０°におけるガンマ特性と同等となる。同様に、図７において方位角φ：０°におけるガンマ特性の変化を示しているが、方位角φ：１８０°におけるガンマ特性の変化も図７と同等である。また、図８において方位角φ：９０°におけるガンマ特性の変化を示しているが、方位角φ：２７０°におけるガンマ特性の変化も図８と同等である。
【００６９】
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。
人間の眼は横長かつ水平に左右２つ並んでいることから、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１０は、表示パネル面から見た視角を示しており、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。
【００７０】
図１０に示すように、人間の左右方位における視野角は４２°程度である。また、下方位における視野角が３５°であるのに対し、上方位における視野角は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野角特性が重要となる。
【００７１】
図１１（ａ）は、２ドメインＶＡ構造の従来の液晶パネルにおけるドメイン分割比率「１：１」を示す図である。図１１（ｂ）は、従来の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：１」）の液晶表示装置における、上下左右の視角特性を示す正面図である。図１２は、従来の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：１」）の液晶表示装置における、上下方向の視角特性を示す断面図である。また、図１１（ｃ）は、第１実施形態の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：２」）液晶パネルにおける、上下方向の視角特性を示す正面図である。
【００７２】
従来の液晶パネルは、図１１（ａ）に示すように、ドメイン分割比率を１：１とした２ドメインＶＡ構造を採用し、液晶分子５１を上下方向に配向させている。この場合、左右方向では良好な視角特性が得られるが、上下方向の視角特性は良好とは言えない。また、図１２に示すように、正面方向（図１２中の矢印Ａで示す極角範囲）における視角特性は良好である。
しかしながら、特に、極角２０°〜３０°（図１１（ｂ）中の符号Ｒ１で示す極角範囲）では、正面（０°）に対して色変化が非常に大きい。ガンマ曲線の中間調の浮きが大きく、白っぽく見える現象が生じていた。
【００７３】
このように従来の構成では、上下方向における極角３０°以下の方位（図１１（ｂ）中の符号Ｒ１で示す方位）における視角特性を改善することができない。そのため、液晶パネルの視角特性の改善が必要であった。
【００７４】
図１３は、第１実施形態の２ドメインＶＡ構造（ドメイン分割比率「１：２」）とその上下方位における視角特性を示す図である。
本実施形態では、下方側における極角３０°以下（図１３中の矢印Ｂで示す極角範囲）の視角特性を液晶パネルで改善する構成となっている。図１３に示すように、本実施形態では２ドメインの分割比率を１：２に変更し、不均等な面積比にすることによって、上下方位におけるいずれか一方の視角特性を大きく改善することが可能である。なお、左右方位における視角特性は変わらない。
【００７５】
図１３に示すように、第１のドメイン５０ａおよび第２のドメイン５０ｂのうち、面積の広い第２のドメイン５０ｂ側を下方に向けて配置することによって、下方側から液晶パネルを視認した際に、図１２に示すような分割比率１：１の従来の構成よりも、面積比率の大きい第２のドメイン５０ｂ側の液晶分子５１の短軸が多く見えることになる。そのため、液晶分子５１における位相差が小さくなる。正面に対して液晶分子５１による位相差の変化が小さくなれば、正面での輝度及び色味を保つことができる。よって本実施形態では、下方側の視角特性を改善することが可能である。
【００７６】
次に、２ドメインの分割比率とガンマ視角特性との関係について述べる。
図１４（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：１」の場合の上下方向におけるガンマ視角特性を示すグラフである。図１５（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：２」の場合の上下方向におけるガンマ視角特性を示すグラフである。図１６（ａ），（ｂ）は、ドメイン分割比率が「１：４」の場合のガンマ視角特性を示すグラフである。ここで、図１４〜図１６において、縦軸は輝度規格化値を示し、横軸は階調を示している。本実施形態では、中間調（１２８階調）の表示に着目して比較する。
【００７７】
以下において、方位角φ：０°、極角θ：０°の方向を「正面方向」とし、方位角φ：９０°、極角θ：３０°の方向を「斜め上方」とし、方位角φ：２７０°、極角θ：３０°の方向を「斜め下方」とする。
【００７８】
図１４（ａ），図１５（ａ），図１６（ａ）に示すように、ドメイン分割比率が大きくなるほど、表示画面に対して斜め上方のガンマ特性が、正面方向のガンマ特性から離れていることがわかる。このことから、液晶表示装置１を斜め上方から見た場合の色変化は改善されていないことが分かる。つまり、白浮きや沈みなどの表示不良が生じてしまうため、視角特性がいいとは言えない。
【００７９】
一方、図１４（ｂ），図１５（ｂ），図１６（ｂ）に示すように、ドメイン分割比率が大きくなるほど、斜め下方のガンマ特性が、正面方向のガンマ特性に近づいていることが分かる。このことから、斜め下方から液晶表示装置１を見た場合の色変化が改善されるということがわかる。さらに、ドメイン分割比率が「１：４」よりも大きい場合には、斜め下方のガンマ特性のグラフ曲率が、正面方向のガンマ特性のグラフ曲率に対して大きくなってしまう。
【００８０】
このように、２ドメインＶＡ方式の液晶パネル２においてドメイン比率を１：２とすることにより、液晶分子５１のダイレクタの方向である方位角φ：９０°−２７０°方向における視角特性が改善される。
従来の２ドメインＶＡ方式（ドメイン比率「１：１」）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°方向の視角特性は良好なものであった。
これに対し、本実施形態のようにドメイン比率を「１：２」とすることにより、さらに方位角φ：９０°−２７０°方向における２７０°（下方）側の視角特性が改善され、方位角による視角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角特性を改善することができる。
以上述べたように、本実施形態の液晶パネルを備えることにより、視角依存性の小さい液晶表示装置を提供することができる。
【００８１】
なお、先の記載では最良の実施形態として、第１のドメイン５０ａに対する第２のドメイン５０ｂの面積比を１：２としたが、これに関わらず、第１のドメイン５０ａに対する第２のドメイン５０ｂの面積比が１より大きく４より小さい範囲であればよい。
【００８２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の液晶表示装置について説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は、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、先の実施形態と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１６と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００８３】
図１７は、第２実施形態におけるバックライトの配光特性を示すグラフである。図中、縦軸に輝度、横軸に射出光の極角を示す。
本実施形態におけるバックライトは、左右方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向に多くの光を射出し、上下方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向に射出する光が少ない特性を有している。例えば、図  に示すように、従来のバックライトの配光特性に比べて、本実施形態のバックライトの配向特性は上下方向における輝度が低下しており、上下方向への射出光が少なくなっている。
【００８４】
基本的に、液晶パネルは左右方向に優れた視角特性を有している。そのため、バックライトは、左右方向に多くの光を射出するように構成し、輝度分布が左右方向に強い特性を有していることが好ましいと考えられる。そのため、表示画面のうち、視角特性に優れた正面や左右方向に集光させて輝度を高める一方、視覚特性が良くない上下方向の光を減らして輝度を低くすることで、上下方向における色変化を目立たなくすることができる。このように、バックライトから射出される光束の配分を効率的に利用することによって優れた表示の行える液晶表示装置が得られる。
【００８５】
図１８は、下方向の正面に近い領域のみの輝度を向上させる場合のバックライトの配向特性を示すグラフである。
図１８に示すように、左右方向に集光させるとともに上下方向への射出光を減らす一方、下方向の正面付近の射出光は減らしすぎないようにする。第１実施形態で液晶パネル２における上下片側の視角特性が改善される方向でのバックライト８の光束を極端に少なくしないことで、上または下方向での正面近くの極角範囲で、輝度の明るい良好な見映えとなる。
【００８６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の液晶表示装置について説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、光制御部材を備える点において異なる。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１６と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００８７】
図１９は、第３実施形態の液晶表示装置の断面図である。
図１９に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、上述した液晶パネル２と、バックライト８と、さらに光制御部材９と、を備えている。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。
【００８８】
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。
液晶パネル２は、先の実施形態と同様のものでドメイン比率が「１：２」とされている。
【００８９】
（光制御部材）
次に、光制御部材９について詳細に説明する。
図２０は、光制御部材９を視認側から見た斜視図である。図２１は、光制御部材９の模式図である。図２１において、左側上段は光制御部材９の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図２２は、複数の遮光部のうちの１つの遮光部を示す平面図である。
【００９０】
光制御部材９は、図２０に示すように、基材３９と、複数の遮光部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。複数の遮光部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、遮光部４０の形成領域以外の領域に形成されている。逆に言えば、遮光部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部４０と一部重なる位置に設けられている。
【００９１】
光制御部材９は、図１９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。
【００９２】
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、後で遮光部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。
【００９３】
遮光部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。遮光部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。
【００９４】
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。
【００９５】
図２１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。
【００９６】
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２１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。
【００９７】
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。
【００９８】
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８０°±５°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。
【００９９】
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、遮光部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、遮光部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と遮光部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。
【０１００】
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。
【０１０１】
本実施形態の場合、中空部４２（光拡散部４１の外部）には空気が介在している。そのため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の反射面４１ｃは、透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部４２を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部４１の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
本実施形態の光制御部材９は、図２１の左上に示すように、複数の遮光部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部４０の平面形状は、細長い菱形である。すなわち、遮光部４０は、長軸と短軸とを有する異方性形状を呈する。
【０１０４】
基材３９の第１の面３９ａの全面積に対する遮光部４０の占有面積の割合は、例えば３０％±１０％である。
【０１０５】
図２１の左下、右上に示すように、遮光部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、複数の遮光部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。
【０１０６】
本実施形態の光制御部材９では、遮光部４０の平面形状をなす菱形の長いほうの対角線方向は、概ねｘ軸方向に揃っている。以下、菱形の長いほうの対角線方向を遮光部４０の長軸方向と称することがある。遮光部４０の平面形状をなす菱形の短いほうの対角線方向は、概ねｙ軸方向に揃っている。以下、菱形の短いほうの対角線方向を遮光部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は遮光部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、遮光部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。
【０１０７】
なお、遮光部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、遮光部４０の一部が重なって形成されていても良い。
【０１０８】
（遮光層）
図２２は、複数の遮光部４０のうちの一つの遮光部４０を示す平面図である。
光制御部材９において、遮光部４０の平面視の大きさは、ある程度小さくした方がよい。その理由は、遮光部４０の平面視の大きさが大きすぎると、観察者が液晶表示装置１の表示画像を見たときに、遮光部４０がドットとして認識されてしまうおそれがあるからである。
【０１０９】
図２２に示すように、遮光部４０の長軸方向の長さをＢ１とし、遮光部４０の短軸方向の長さをＢ２とする。遮光部４０の平面形状である菱形の短いほうの対角線寸法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。遮光部４０の長軸寸法Ｂ１は、例えば１０〜２０μｍであり、遮光部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、それぞれの遮光部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。
【０１１０】
遮光部４０がドットとして認識されにくくするためには、遮光部４０の長軸方向の長さＢ１が１００μｍ以下であることが好ましい。
【０１１１】
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２３は、液晶表示装置１に含まれるＶＡモードの液晶を含む画素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１９に示すように、液晶パネル２に光制御部材９が配置されるが、図示の都合上、図２３では画素５０と光制御部材９とを並列して記載している。また、画素５０の右側には、下位偏光板３の吸収軸Ｐ１および上位偏光板７の吸収軸Ｐ２を図示した。
【０１１２】
図２３に示す本実施形態における画素５０は、先の実施形態と同様に、一つの画素５０における第１のドメイン５０ａの面積Ｓ１と、第２のドメイン５０ｂの面積Ｓ２との面積比は１：２となっており、第１のドメイン５０ａよりも第２のドメイン５０ｂの面積の方が大きい。
【０１１３】
図２３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。円錐の底辺は、液晶分子５１の視認側の端部を示している。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のダイレクタを図２３中の符号Ｄの矢印で示す。液晶分子５１のダイレクタの方向は、画素の長辺方向もしくはドメインの長辺方向と一致する。
【０１１４】
図２３に示すように、第１のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、方位角φ：９０°−２７０°方向（第１の方向）において、互いに１８０°異なる方向に傾いて配向している。つまり、第１のドメイン５０ａに含まれる液晶分子５１と第２のドメイン５０ｂに含まれる液晶分子５１とは、液晶分子５１の視認側の端部どうしがドメイン境界とは反対側に向くように傾いて、ドメイン境界を中心に上下対称に配向する。
【０１１５】
このように、２ドメインＶＡ方式（ドメイン比率「１：２」）を採用した液晶パネル２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°方向における視角特性が改善され、方位角による視角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角特性を改善することができる。
【０１１６】
本実施形態では、図２３に示すように、電圧印加時に液晶分子５１が倒れる方向、すなわち液晶分子のダイレクタの方向Ｄと光制御部材９の遮光部４０の短軸方向とが、概ね一致するように光制御部材９が配置されている。液晶分子のダイレクタの方向Ｄと下位偏光板３および上位偏光板７の吸収軸Ｐ１，Ｐ２は４５°の角度をなすため、光制御部材９の遮光部４０の短軸方向と下位偏光板３および上位偏光板７の吸収軸Ｐ１，Ｐ２とは４５°の角度をなす。
【０１１７】
言い換えると、基材３９の法線方向から見て、遮光部４０の平面形状である菱形は、下位偏光板３および上位偏光板７のうちの一方の偏光板の吸収軸Ｐ１，Ｐ２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２４を用いて説明する。
【０１１８】
図２４（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２４（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。
【０１１９】
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２４（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２４（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。
【０１２０】
ところが、本実施形態の光制御部材９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２４（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。
【０１２１】
これに対して、図２４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、本実施形態のように、菱形の遮光部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２４（Ｃ）に示すように、反射面４１ｃが遮光部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２４（Ｄ）に示すように、実際の反射面４１ｃは、遮光部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。
【０１２２】
比較例として、図２４（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、本実施形態と異なり、菱形の遮光部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２４（Ｅ）に示すように、反射面４１ｃが遮光部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２４（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。
【０１２３】
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部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部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部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。
【０１２４】
言い換えると、本実施形態の場合、方位角φ：０°−１８０°方向から光制御部材９に入射した光は、菱形の遮光部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２１参照）、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。上述したように、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°方向は視角角特性の差が大きい。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°方向に進む光を視角特性の劣る方位角φ：９０°−２７０°方向へ意図的に混合すればよい。これにより、方位ごとの視角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。
【０１２５】
（液晶表示装置の製造方法）
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。ここでは、図２５〜図２８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。
【０１２６】
先ず、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第１位相差フィルム４、下位偏光板３、第２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。
【０１２７】
次に、光制御部材９の製造工程について説明する。
図２５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。
【０１２８】
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。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２とする。
【０１２９】
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２６に示すように、平面形状が例えば菱形の複数の遮光部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。
【０１３０】
平面形状が菱形の遮光部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つの遮光部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。
【０１３１】
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部４０を直接形成しても良い。
【０１３２】
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。
【０１３３】
次いで、図２７に示すように、スリットコーターを用いて、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。
【０１３４】
次いで、基材３９側から遮光部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。
【０１３５】
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２８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。本実施形態では、図２７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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
以上、図２５〜図２８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。
【０１３９】
最後に、完成した光制御部材９を、図１９に示したように、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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
ここでは、遮光部４０の平面形状が菱形の構成を一例に挙げて説明したが、遮光部４０の平面形状が菱形に限らないのは上述の通りである。円形、楕円形、多角形、半円等の形状のうち、本発明者らは、平面形状が二等辺三角形の遮光部４０を備える構成が最良の形態であると考えている。よって、以下に、平面形状が二等辺三角形の遮光部４０を有する光制御部材９を備えた構成について述べることにする。
【０１４２】
図２９は、平面視二等辺三角形の遮光部を有する光制御部材をドメイン分割比率「１：２」の液晶パネルに組み合わせた構成を模式的に示す図である。基材３９と光拡散部４１は図面上省略している。図３０は、ドメイン分割比率「１：２」の液晶パネルに平面視二等辺三角形の遮光部を有する光制御部材を組み合わせてなる液晶表示装置の上下方位における視角特性を示す断面図である。図３１は、平面視二等辺三角形を呈する遮光部による光転換方向を示す図である。図３２は、図３１に示す光制御部材において転換された光線と、液晶パネルから射出された光線とを示す図である。
【０１４３】
本実施形態の液晶表示装置の光制御部材９は、図２９に示すように、平面形状が二等辺三角形を呈する遮光部４０を複数有している。遮光部４０は、平面視において、一方の偏光板の吸収軸と４５°未満の角度をなす直線部分を有する二等辺三角形であり、二等辺三角形を呈する遮光部４０の底辺４０ｂがドメイン境界Ｊと平行している。遮光部４０は、平面視二等辺三角形の底辺４０ｂ側が２つのドメインのうち視角特性の狭い方、つまり本実施形態の場合はドメイン比率の小さい方に向けて配置されている。本実施形態の液晶パネル２に設ける光制御部材９は、二等辺三角形を呈する遮光部４０の底辺４０ｂを第１のドメイン５０ａ側に向けて配置した構成とする。これにより、左右方向から入射した光を底辺４０ｂ以外の２辺に沿う空気層との界面において全反射し、光線方向を下方向の広角へ転換する。このように、平面視二等辺三角形を呈する遮光部４０を有することで、下方向への光束転換性に優れた光制御部材９となる。
【０１４４】
図２９及び図３０に示すように、液晶パネル２における２つのドメイン５０ａ、５０ｂ間では、液晶分子５１のダイレクタが９０°−２７０°方位であって互いに逆向きとなるよう設定されている。液晶分子５１は、ドメイン境界Ｊと反対側に倒れるように傾斜する。そのため、ドメイン比率の大きい第２のドメイン５０ｂ側に視角を傾けた場合に液晶分子５１の短軸が多く見えることになり、第２のドメイン５０ｂ側に広い視角特性が得られる。よって、ドメイン比率の小さい（視角特性が狭い）第１のドメイン５０ａ側が上方、ドメイン比率の大きい（視角特性が広い）第２のドメイン５０ｂ側が下方となるよう、液晶パネル２が構成されている。
【０１４５】
（液晶パネルによる視角改善効果）
図３０に示すように、液晶パネル２において、画素内で２つのドメイン比率を異ならせることによって上下方向における視角特性が非対称となり、広い視角特性が得られる方位を下方側に配置すると、下方側の極角３０°近傍の視角特性を改善することができる。
（光制御部材による視角改善効果）
図３０に示すように、液晶パネル２上に上述した光制御部材９を設けることによって、液晶パネル２では改善できない、下方側における極角３０°以上の角度範囲の視角特性を改善できる。
【０１４６】
このように、ドメイン分割比率が「１：２」の液晶パネル２と、平面視二等辺三角形を呈する遮光部を備える光制御部材９との相乗効果により、液晶表示装置１の下方側における視角特性を極角に対して連続的に改善することができる。また、図３１に示すように、左右方向から光制御部材９に入射する光が強いほど、遮光部４０において下方側へ反射される光が増えるため、より優れた視角特性を得ることができる。さらに、図３２に示すように、液晶パネル２から下方側へ射出された光Ｌ７（光制御部材９で反射されない光）が、光制御部材９によって下方側へ反射された光Ｌ８と混ざり合って見えることになり、視角特性が良好となる。
【０１４７】
図３３（ａ）は、平面視菱形を呈する遮光部を有する光制御部材による視野角改善効果を示す図であり、図３３（ｂ）は、平面視二等辺三角形を呈する遮光部を有する光制御部材による視野角改善効果を示す図である。
【０１４８】
図３３（ａ）に示すように、平面視菱形を呈する遮光部を有する光制御部材によれば、液晶パネル２では改善できない、極角３０°以上（図３３（ａ）中の符号Ｒ２で示す極角範囲）の視角特性を改善することができる。
【０１４９】
図３３（ｂ）に示すように、平面視二等辺三角形を呈する遮光部４０を有する光制御部材９によれば、菱形の遮光部４０では改善できない極角３０°以下の視角特性を含む下方位の略全体を改善でき、視角依存性を小さくすることができる。つまり、平面視二等辺三角形を呈する遮光部４０を有する光制御部材９をドメイン分割比率が「１：２」の液晶パネルと組み合わせることで、下方向への光束転換性によって一層視角特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１５０】
［光制御部材の変形例］
図３４は、光制御部材の変形例を示す図である。
図３４に示す液晶パネル２は、２つのドメイン５０ａ、５０ｂ間における液晶分子５１の傾斜する方位が、図３０に示した液晶分子５１の傾斜する方位と異なっている。つまり、図３４に示す液晶分子５１は、電圧が印加されると、液晶分子５１の視認側の端部がドメイン境界Ｊ側に倒れるように傾斜する。そのため、第１のドメイン５０ａ側に視角を傾けた場合には、第２のドメイン５０ｂ側の液晶分子５１の短軸が多く見えることになり、視角特性が広い。一方、第２のドメイン５０ｂ側に視角を傾けた場合には、液晶分子５１の長軸が多く見えることになり、視角特性が狭い。
【０１５１】
そのため、光制御部材９は、二等辺三角形を呈する遮光部４０の底辺４０ｂを視角特性が狭い第２のドメイン５０ｂ側に向けて配置した構成とする。つまり、光制御部材９の二等辺三角形を呈する遮光部４０の頂部を上方に向けて設けることによって、上方へ多くの光を反射させることができ、液晶表示装置１の上方側の視角特性を改善することが可能である。
このように、液晶パネル２側の液晶分子５１の配向特性と、光制御部材９の構成との組み合わせ次第で、上下いずれかの方位における視角特性を改善することが可能である。
【０１５２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の液晶表示装置について説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、ドメイン分割の境界位置において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態と異なる部分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１６と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【０１５３】
図３５（ａ），（ｂ）は、従来の液晶パネルにおける１つのサブ画素内のドメイン分割の配置と構成を示す図である。図３６（ａ），（ｂ）は、本発明に係る液晶パネルの１つのサブ画素内のドメイン分割の配置と構成を示す図である。
【０１５４】
図３５（ａ）に示すように、従来の液晶パネルでは、画素領域の左右方向にドメインを２つに分割しており、サブ画素領域の長手方向（液晶パネルの上下方向）に沿ってドメイン境界Ｊが延在していた。そのため、ドメイン境界Ｊの部分には、互いに逆の向きに配向した液晶分子５１の配向の分かれ目が出現する。液晶分子５１の配向の分かれ目は、２つの偏光板３，７のうちの一方の吸収軸に沿うため、図３５（ｂ）中の破線で囲むように画素中央の上下方向に延在する２本の黒い暗線６１となって現れてしまう。これが画素の透過率および視角特性に影響していた。
【０１５５】
従来の構成に対し、本実施形態の液晶パネル２では、図３６（ａ）に示すように画素領域の上下方向に２つのドメインを分割しており、ドメイン境界Ｊが画素領域の短手方向に沿って延在する。ドメイン境界Ｊを、図３６（ｂ）に示すような画素のブラックマトリクス３０あるいは金属配線と重なるように配置する。もともと透過率に寄与しない領域に液晶ドメインの境界を配置することにより、画素領域における透過率および視角特性が向上する。
【０１５６】
図３７は、隣接する画素のドメインの配置を示す図である。
図３７に示すように、複数の画素５０は、図中の上下方向で隣接する画素のうち、一方の画素５０の第２のドメイン５０ｂにおける液晶分子５１と、他方の画素５０の第１のドメイン５０ａにおける液晶分子５１と、のダイレクタが上下方向であって互いに同じ向きに配向する。
このように、隣接する画素５０のドメイン配置を工夫することによって、ドメイン境界Ｊに発生する暗線が生じず、透過率を高めることができる。一例には、透過率を約５％高めることが可能である。
【０１５７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態の液晶表示装置について説明する。
以下に示す本実施形態の液晶表示装置の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、ドメインと金属配線との配置関係において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態と異なる部分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１６と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【０１５８】
図３８は、第５実施形態における液晶表示装置における１画素の構成を示す平面図である。
図３８に示すように、本実施形態では、画素領域の境界Ｋであって、２つのドメイン５０ａ，５０ｂのうち、分割比率の小さい第１のドメイン５０ａ側に共通容量線（容量配線）ＣＳが配置されている。これにより、ドメイン境界部分に配置されたＴＦＴ１９と共通容量線ＣＳとの接続配線５２を短くすることができる。あるいは、ドメイン境界部分に共通容量線ＣＳを配置し、画素領域の境界にＴＦＴ１９を配置してもよい。
【０１５９】
本実施形態の構成によれば、面積の小さいドメイン側に共通容量線ＣＳとゲート配線とを設けることによって、接続配線５２に起因する透過率のロスを低減することができる。
【０１６０】
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】
【０１６１】
１…液晶表示装置、２…液晶パネル、３,７…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、３０…ブラックマトリクス、３４…第２の垂直配向膜、３９…基材、３９ａ…第１の面、４０…遮光部、４０ｂ…遮光部の底辺、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…画素、５０ａ，ＶＡ…ドメイン、５０ａ…第１のドメイン、５０ｂ…第２のドメイン、５１…液晶分子、ＣＳ…共通容量線（容量配線）、Ｄ…ダイレクタの方向、Ｅ…法線方向、Ｊ…ドメイン境界、Ｐ１，Ｐ２…吸収軸、Ｓ１…第１のドメインの面積、Ｓ２…第２のドメインの面積
【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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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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