CN202614963U - 光扩散部件和显示装置 - Google Patents

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前田强
菅野透
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夏普株式会社
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Abstract

本实用新型提供一种光扩散部件和显示装置。光扩散部件具备:具有透光性的基材;在基材的一个面形成的多个光扩散部;在基材的一个面,在与光扩散部的形成区域不同的区域形成的遮光层;和光散射体。光扩散部在基材侧具有光射出端面,并且在与基材侧的相反的一侧具有面积比光射出端面的面积大的光入射端面。光扩散部的从光入射端面到上述光射出端面的高度比上述遮光层的层厚大。光散射体比所述光扩散部更靠光射出侧地配置。

Description

光扩散部件和显示装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及光扩散部件和显示装置。
背景技术
[0002] 作为以便携电话机等为代表的便携式电子设备或电视机、个人计算机等的显示器,广泛使用液晶显示装置。可是,液晶显示装置通常来自正 面的视认性优异,不利的一个面是视角狭窄,这些都是一直以来所共知的,用于扩展视角的各种研究正在进行中。作为其一,考虑在显示体的观看侧设置用于使从液晶面板等显示体射出的光扩散的部件(以下称为光扩散部件)的结构。
[0003] 例如,在专利文献I中公开了一种具备基膜层、配置在基膜层上的光学功能片层和配置在光学功能片层上的含扩散材料层的光学片。在该光学片中,光学功能片层构成为具有沿着基膜层的上表面并列地形成的大致梯形形状的棱镜部,在棱镜部间的大致楔形部分配置有光吸收部。
[0004] 专利文献I :日本特开2010-145469号公报实用新型内容
[0005] 实用新型要解决的课题
[0006] 在专利文献I记载的光学片制造时,在将粘结剂树脂填入楔形部分时,存在在棱镜部即光透过的路径上残留粘结剂树脂、光的透过率下降的情况。而且,由于槽并列地形成在一维方向上,因此光仅沿单轴方向扩散。另外,由于光扩散层具有规则的结构,因此在显示图像时,会产生光的干涉引起的莫尔条纹,显示品质下降。
[0007] 本实用新型是为了解决上述的课题而完成的,其目的在于,提供一种不使制造工艺复杂化就能够得到所期望的光扩散性能的光扩散部件及其制造方法。另外,其目的在于提供一种具备上述的光扩散部件且显示品质优异的显示装置。
[0008] 用于解决课题的手段
[0009] 为了实现上述的目的,本实用新型的一个方式的光扩散部件,包括:具有透光性的基材;在上述基材的一个面形成的多个光扩散部;在上述基材的一个面,在与上述光扩散部的形成区域不同的区域形成的遮光层;和光散射体,上述光扩散部在上述基材侧具有光射出端面,并且在与上述基材侧相反的一侧具有面积比上述光射出端面的面积大的光入射端面,上述光扩散部的从上述光入射端面到上述光射出端面的高度比上述遮光层的层厚大,上述光散射体比上述光扩散部更靠光射出侧地配置。
[0010] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,上述光散射体包含于上述基材的至少一部分。
[0011] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,上述基材的至少一部分构成为:使得从上述基材的至少一部分的与上述光扩散部相反的一侧的面射入,并由上述光散射体反射或折射而改变行进方向后的光进行前向散射(前方散射)。[0012] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,在上述基材的一个面的相反一侧的面还设置有防眩处理层,上述防眩处理层构成为包含上述光散射体。
[0013] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,还具备比上述基材更靠光射出侧地形成的层,上述光散射体包含于比上述基材更靠光射出侧地形成的层。
[0014] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,比上述基材更靠光射出侧地形成的层构成为:使得从比上述基材更靠光射出侧地形成的层的与上述光扩散部相反的一侧的面射入,并由上述光散射体反射或折射而改变行进方向后的光进行前向散射。
[0015] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,在上述基材的一个面的相反一侧的面还设置有防眩处理层,上述防眩处理层构成为包含上述光散射体。 [0016] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个光扩散部分散地配置,上述遮光层连续地形成于与上述光扩散部的形成区域不同的区域。
[0017] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个光扩散部非周期地配置。
[0018] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个光扩散部具有相互相同的形状。
[0019] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个光扩散部具有相互不同的多种尺寸、形状中的至少一种。
[0020] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,在上述多个光扩散部间的间隙存在空气。
[0021] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,上述多个光扩散部中,至少一个光扩散部的侧面的倾斜角度与其他光扩散部的侧面的倾斜角度不同。
[0022] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,上述多个光扩散部中,至少一个光扩散部的侧面的倾斜角度根据场所而不同。
[0023] 本实用新型的一个方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述光扩散部的平面形状为圆形、椭圆形或多边形。
[0024] 本实用新型另一方式的光扩散部件,包括:具有透光性的基材;在上述基材的一个面分散地形成的多个遮光层;和在上述基材的一个面,在与上述遮光层的形成区域不同的区域形成的光扩散部,上述光扩散部在上述基材侧具有光射出端面,并且在与上述基材侧相反的一侧具有面积比上述光射出端面的面积大的光入射端面,上述光扩散部的从上述光入射端面到上述光射出端面的高度比上述遮光层的层厚(厚度)大,比上述光扩散部更靠光射出侧地配置有光散射体。
[0025] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,上述光散射体包含于上述基材的至少一部分或比上述基材更靠光射出侧地形成的层中的至少一个层。
[0026] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时上述多个遮光层分散地配置,上述光扩散部连续地形成于上述遮光层的形成区域以外的区域。
[0027] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个遮光层非周期地配置。
[0028] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个遮光层具有相互相同的形状。
[0029] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述多个遮光层具有相互不同的多种尺寸、形状中的至少一种。
[0030] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,在上述遮光层的形成区域形成有由上述光扩散部的形成区域划分而成的中空部,在上述中空部存在空气。
[0031] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,从上述基材的一个面的法线方向看时,上述遮光层的平面形状为圆形、椭圆形或多边形。
[0032] 本实用新型另一方式的光扩散部件中,在上述基材的一个面的相反一侧的面,设置有反射防止层、带电防止层、防眩处理层、防污处理层中的至少一个。 [0033] 本实用新型的另一方式的光扩散部件的制造方法,包括:在具有透光性并且至少一部分包含光散射体的基材的一个面,形成具有开口部的遮光层的工序;在上述基材的一个面,以覆盖上述遮光层的方式形成具有透光性的负型感光性树脂层的工序;从形成有上述遮光层和上述负型感光性树脂层的上述基材的一个面的相反一侧的面,通过上述遮光层的开口部,将上述负型感光性树脂层曝光的工序;和将上述曝光结束后的上述负型感光性树脂层显影,在上述基材的一个面形成多个光扩散部的工序,上述多个光扩散部在上述基材侧具有光射出端面,并且在与上述基材侧相反的一侧具有面积比上述光射出端面的面积大的光入射端面。
[0034] 本实用新型的另一方式的光扩散部件的制造方法中,作为上述遮光层的材料,使用黑色树脂、黑色墨液、金属单体以及金属单体与金属氧化物的多层膜中的任一种。
[0035] 本实用新型的另一方式的显示装置,包括:显示体;和视角扩大部件,其设置于上述显示体的观看侧,使光以从上述显示体射入的光的角度分布比入射前更广的状态射出,上述视角扩大部件包括本实用新型的光扩散部件。
[0036] 本实用新型的另一方式的显示装置中,上述显示体具有形成显示图像的多个像素,上述光扩散部件的上述多个光扩散部中的相邻的光扩散部间的最大间距比上述显示体的上述像素间的间距小。
[0037] 本实用新型的另一方式的显示装置中,上述显示体具有形成显示图像的多个像素,上述光扩散部件的多个遮光层中的相邻的遮光层间的最大间距比上述显示体的上述像素间的间距小。
[0038] 本实用新型的另一方式的显示装置中,在上述视角扩大部件的观看侧设置有信息输入装置。
[0039] 本实用新型的另一方式的显示装置中,上述显示体具有光源和对来自上述光源的光进行调制的光调制元件,上述光源射出具有指向性的光。
[0040] 本实用新型的另一方式的显示装置中,上述显示体为液晶显示元件。
[0041] 实用新型效果
[0042] 根据本实用新型的方式,能够提供一种不使制造工艺复杂化就能够得到所期望的光扩散性能的光扩散部件及其制造方法。根据本实用新型的方式,能够提供一种具备上述的光扩散部件且显示品质优异的显示装置。
附图说明[0043] 图IA是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0044] 图IB是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0045] 图2是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的液晶面板的截面图。
[0046] 图3A是用于对本实用新型第一实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0047] 图3B是用于对本实用新型第一实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0048] 图4是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的截面图。
[0049] 图5A是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序 的立体图。
[0050] 图5B是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0051] 图5C是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0052] 图是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0053] 图5E是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0054] 图5F是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0055] 图6A是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的第一变形例的立体图。
[0056] 图6B是表示本实用新型第一实施方式的液晶显示装置的第一变形例的截面图。
[0057] 图7A是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0058] 图7B是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0059] 图8A是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0060] 图SB是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0061] 图SC是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0062] 图8D是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0063] 图SE是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0064] 图8F是表示本实用新型第二实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0065] 图9A是表示本实用新型第三实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0066] 图9B是表示本实用新型第三实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0067] 图IOA是用于对本实用新型第三实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0068] 图IOB是用于对本实用新型第三实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0069] 图IlA是用于对本实用新型第三实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0070] 图IlB是用于对本实用新型第三实施方式的视角扩大膜的作用进行说明的示意图。
[0071] 图12是表示本实用新型第四实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0072] 图13A是表示本实用新型第四实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的截面图。 [0073] 图13B是表示本实用新型第四实施方式的视角扩大膜的制造所使用的光掩模的平面图。
[0074] 图14A是表示本实用新型第四实施方式的视角扩大膜的曝光工序的作用的截面图。
[0075] 图14B是表示本实用新型第四实施方式的视角扩大膜的曝光工序的作用的截面图。
[0076] 图15是表示本实用新型第五实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0077] 图16是表示本实用新型第五实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的截面图。
[0078] 图17是表示本实用新型第六实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0079] 图18是表示本实用新型第六实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的平面图。
[0080] 图19A是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0081] 图19B是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0082] 图19C是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0083] 图19D是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0084] 图19E是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0085] 图19F是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0086] 图19G是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0087] 图19H是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0088] 图191是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。
[0089] 图19J是表示本实用新型第六实施方式的视角扩大膜的光扩散部的另一例的平面图。[0090] 图20A是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0091] 图20B是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0092] 图21A是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0093] 图21B是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0094] 图21C是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0095] 图21D是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工 序的立体图。
[0096] 图21E是表示本实用新型第七实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0097] 图22A是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0098] 图22B是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0099] 图22C是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0100] 图22D是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0101] 图22E是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0102] 图22F是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0103] 图22G是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0104] 图22H是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0105] 图221是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0106] 图22J是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的遮光层的另一例的平面图。
[0107] 图23A是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的第一变形例的立体图。
[0108] 图23B是表示本实用新型第七实施方式的视角扩大膜的第一变形例的截面图。
[0109] 图24A是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0110] 图24B是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0111] 图25A是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0112] 图25B是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0113] 图25C是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0114] 图2邪是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0115] 图25E是表示本实用新型第八实施方式的液晶显示装置的视角扩大膜的制造工序的立体图。
[0116] 图26A是表示本实用新型第九实施方式的液晶显示装置的立体图。
[0117] 图26B是表示本实用新型第九实施方式的液晶显示装置的截面图。 [0118] 图27是表示本实用新型第十实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0119] 图28是表示视角扩大膜的制造装置之一例的立体图。
[0120] 图29A是表示视角扩大膜的制造装置的主要部分的立体图。
[0121] 图29B是表示视角扩大膜的制造装置的主要部分的立体图。
[0122] 图30A是表示指向性背光源的亮度角度特性的图。
[0123] 图30B是表示来自背光源的光透过视角扩大膜的情形的示意图。
[0124] 图30C表示来自背光源的出射角度和成为临界角的锥角度之间的关系。
[0125] 附图标记说明
[0126] 1、1B、1C、1D、1E、1F、101、101A、101B、101C、84 液晶显示装置(显示装置)
[0127] 2背光源(光源)
[0128] 4液晶面板(光调制元件)
[0129] 6液晶显示体(显示体)
[0130] 7、7A、7B、7C、7D、7E、7F、107、107A、107B、107C 视角扩大膜(光扩散部件、视角扩
大部件)
[0131 ] 39、50B、150B 基材
[0132] 40、40C、40D、40E、40F、40G、40H、40I、40J、40K、40L、40M、40N、40P、140、140A、140C
光扩散部
[0133] 40a、40Ca、40Da、40Ea、40Fa、140a、140Ca 光射出端面
[0134] 40b、40Cb、40Db、40Eb、40Fb、140b、140Cb 光入射端面
[0135] 40c、40Cc、40Ec、40Dc、140c、140Cc 侧面
[0136] 41、41C、41D、41E、41F、141、141A、141C、141G、141H、141I、141J、141K、141L、141M、141NU41P遮光层
[0137] 48涂膜(负型感光性树脂层)
[0138] 52、52B、152B 光散射体
[0139] 85触摸面板(信息输入装置)
具体实施方式
[0140][第一实施方式]
[0141] 下面,利用图I〜图5对本实用新型的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,作为显示体,以具备透过型液晶面板的液晶显示装置为例进行说明。[0142] 另外,在下面的全部的附图中,为了便于看各构成要素,有时使尺寸的缩尺随着构成要素而改变来表示。
[0143] 图IA是从斜下方(背面侧)看本实施方式的液晶显示装置I的立体图。图IB是本实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0144] 如图IA和图IB所示,本实施方式的液晶显示装置I (显示装置)包括液晶显示体6 (显示体)和视角扩大膜7 (视角扩大部件、光扩散部件),所述液晶显示体6具有背光源2 (光源)、第一偏光板3、液晶面板4 (光调制兀件)和第二偏光板5。在图IB中,将液晶面板4示意地图示为一块板状,但是对其详细的构造在后面进行描述。观察者从配置有视角扩大膜7的图IB中的液晶显示装置I的上侧观看显示。由此,在下面的说明中,将配置有视角扩大膜7的一侧称为观看侧,将配置有背光源2的一侧称为背面侧。
[0145] 在本实施方式的液晶显示装置I中,由液晶面板4对从背光源2射出的光进行调制,利用调制后的光,来显示规定的图像和文字等。·另外,当从液晶面板4射出的光透过视角扩大膜7时,射出光的角度分布成为比射入视角扩大膜7之前广的状态,光从视角扩大膜7射出。由此,观察者能够观看具有广视角的显示。
[0146] 下面,对液晶面板4的具体结构进行说明。
[0147] 在此,以有源矩阵方式的透过型液晶面板为例进行说明,但是能够应用于本实施方式的液晶面板不限于有源矩阵方式的透过型液晶面板。能够应用于本实施方式的液晶面板也可以为例如半透过型(透过、反射兼用型)液晶面板和反射型液晶面板,而且,也可以为各像素不具备开关用膜晶体管(Thin Film Transistor,以下简称为TFT)的单纯矩阵方式的液晶面板。
[0148] 图2是液晶面板4的纵截面图。
[0149] 如图2所示,液晶面板4具有TFT基板9、彩色滤光片基板10和液晶层11。TFT基板9作为开关元件基板设置于液晶面板4。彩色滤光片基板10与TFT基板9相对配置。液晶层11夹持在TFT基板9与彩色滤光片基板10之间。液晶层11被封入由TFT基板9、彩色滤光片基板10、将TFT基板9和彩色滤光片基板10隔开规定的间隔贴合的框状的密封部件(未图示)包围的空间内。
[0150] 本实施方式的液晶面板4例如以VA(Vertical Alignment,垂直取向)模式进行显示,液晶层11使用介电常数各向异性为负的垂直取向液晶。
[0151] 在TFT基板9和彩色滤光片基板10之间配置有用于将这两个基板间的间隔保持为一定的球状的间隔物12。另外,关于显示模式,不局限于上述的VA模式,能够使用TN(Twisted Nematic,扭曲向列)模式、STN(Super Twisted Nematic,超级扭曲向列)模式、IPS (In-Plane Switching,面内开关)模式等。
[0152] 在TFT基板9呈矩阵状地配置有多个显示的最小单位区域即像素(未图示)。在TFT基板9以相互平行地延伸的方式形成多个源极总线(未图示),并且以相互平行地延伸且与多个源极总线正交的方式形成有多个栅极总线(未图示)。因此,在TFT基板9上,呈格子状地形成有多个源极总线和多个栅极总线,由相邻的源极总线和相邻的栅极总线划分而成的矩形状的区域成为一个像素。源极总线与后述的TFT的源极电极连接,栅极总线与TFT的栅极电极连接。
[0153] 在构成TFT基板9的透明基板14的液晶层11侧的面形成有TFT19,该TFT19具有半导体层15、栅极电极16、源极电极17、漏极电极18等。
[0154] 作为透明基板14,能够使用例如玻璃基板。在透明基板14上形成有包含例如CGS(Continuous Grain Silicon :连续晶界娃)、LPS(Low-temperature Poly-Silicon :低温多晶娃)、α -Si (Amorphous Silicon :非晶娃)等半导体材料的半导体层15。
[0155] 另外,在透明基板14上以覆盖半导体层15的方式形成有栅极绝缘膜20。作为栅极绝缘膜20的材料,能够使用例如硅氧化膜、硅氮化膜或两者的叠层膜等。在栅极绝缘膜20上以与半导体层15相对的方式形成有栅极电极16。作为栅极电极16的材料,使用例如W(钨)/TaN(氮化钽)的叠层膜、Mo(钥)、Ti(钛)、A1(铝)等。
[0156] 在栅极绝缘膜20上以覆盖栅极电极16的方式形成有第一层间绝缘膜21。作为第一层间绝缘膜21的材料,能够使用例如硅氧化膜、硅氮化膜或两者的叠层膜等。 [0157] 在第一层间绝缘膜21上形成有源极电极17和漏极电极18。源极电极17经由将第一层间绝缘膜21和栅极绝缘膜20贯通的接触孔22,与半导体层15的源极区域连接。同样,漏极电极18经由将第一层间绝缘膜21和栅极绝缘膜20贯通的接触孔23,与半导体层15的漏极区域连接。作为源极电极17和漏极电极18的材料,能够使用与上述的栅极电极16同样的导电性材料。在第一层间绝缘膜21上以覆盖源极电极17和漏极电极18的方式形成有第二层间绝缘膜24。作为第二层间绝缘膜24的材料,能够使用与上述的第一层间绝缘膜21同样的材料或有机绝缘性材料。
[0158] 在第二层间绝缘膜24上形成有像素电极25。像素电极25经由贯通第二层间绝缘膜24的接触孔26,与漏极电极18连接。由此,像素电极25以漏极电极18作为中继用电极,与半导体层15的漏极区域连接。作为像素电极25的材料,能够使用例如IT0(IndiumTin Oxide,铟锡氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide,铟锌氧化物)等透明导电性材料。根据该结构,在通过栅极总线供给扫描信号、TFT19成为导通状态时,通过源极总线供给到源极电极17的图像信号经半导体层15、漏极电极18被供给到像素电极25。另外,以覆盖像素电极25的方式在第二层间绝缘膜24上的整个面形成有取向膜27。该取向膜27具有使构成液晶层11的液晶分子垂直取向的取向限制力。此外,作为TFT的形态,既可以为图2所示的底栅型TFT,也可以为顶栅型TFT。
[0159] 另一方面,在构成彩色滤光片基板10的透明基板29的液晶层11 一侧的面,依次形成有黑色矩阵30、彩色滤光片31、平坦化层32、对置电极33、取向膜34。黑色矩阵30具有在像素间区域隔断光的透过的功能。黑色矩阵30由例如Cr(铬)、Cr/氧化Cr的多层膜等使金属或碳粒子分散于感光性树脂中所得到的光致抗蚀剂形成。
[0160] 彩色滤光片31含有红色(R)、绿色(G)、蓝色⑶的各颜色的色素。R、G、B中的任一个的彩色滤光片31与TFT基板9上的一个像素电极25相对配置。此外,彩色滤光片31也可以采用R、G、B这三个颜色以上的多颜色构成。
[0161] 平坦化层32包括覆盖黑色矩阵30和彩色滤光片31的绝缘膜。平坦化层32具有缓和由黑色矩阵30和彩色滤光片31产生的台阶来平坦化的功能。在平坦化层32上形成有对置电极33。作为对置电极33的材料,使用与像素电极25同样的透明导电性材料。另夕卜,在对置电极33上的整个面形成有具有垂直取向限制力的取向膜34。
[0162] 返回到图1B,背光源2具有:发光二极管、冷阴极管等光源36 ;和利用从光源36射出的光的内部反射而使光向液晶面板4射出的导光板37。背光源2既可以为光源配置于导光体的端面的边光型,也可以为光源配置于导光体的正下方的正下方型。作为本实施方式使用的背光源2,优选使用控制光的射出方向、具有指向性的背光源即所谓的指向性背光源。通过使用使准直或大致准直的光射入后述的视角扩大膜7的光扩散部那样的指向性背光源,能够减少模糊,提高光的利用效率。上述的指向性背光源能够通过使形成于导光板37内的反射图案的形状和配置最佳化来实现。另外,也可以通过在背光源上配置格栅(louver)来实现指向性。另外,在背光源2和液晶面板4之间设置有作为偏振子发挥功能的第一偏光板3。另外,在液晶面板4和视角扩大膜7之间设置有作为偏振子发挥功能的第二偏光板5。
[0163] 下面,对视角扩大膜7进行详细说明。
[0164] 图3A是视角扩大膜7的截面图。
[0165] 如图I和图3A所不,视角扩大膜7包括:基材39、形成于基材39的一个面(与观看侧相反一侧的面)的多个光扩散部40、形成于基材39的一个面的遮光层41和由粘接层 51固定于基材39的另一个面(观看侧的面)的扩散膜50。如图IB所示,该视角扩大膜7以使设置有光扩散部40的一侧朝向第二偏光板5、使基材39的一侧朝向观看侧的姿势配置于第二偏光板5上。
[0166] 作为基材39,通常使用热塑性聚合物和热固化性树脂、光聚合性树脂等树脂类等。能够使用包含丙烯酸系聚合物、烯烃系聚合物、乙烯系聚合物、纤维素系聚合物、酰胺系聚合物、氟系聚合物、聚氨酯系聚合物、硅系聚合物、酰亚胺(亚胺)系聚合物等的适当的透明树脂制的基材。例如,优选使用三乙酰基纤维素(TAC)膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、环烯烃聚合物(COP)膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、聚醚砜(PES)膜、聚酰亚胺(PD膜等透明树脂制的基材。在后述的制造工艺中,基材39成为在后面涂布遮光层41和光扩散部40的材料时的基底,需要具备制造工艺中的热处理工序的耐热性和机械强度。因此,作为基材39,除树脂制的基材以外,也可以使用玻璃制的基材等。但是,基材39的厚度优选无损耐热性和机械强度的程度地薄。其理由是,基材39的厚度越厚,越有可能产生显示的模糊。另外,基材39的总光线透过率优选以JIS K7361-1的规定为90%以上。当总光线透过率为90%以上时,能够得到充分的透明性。在本实施方式中,作为一个例子,使用厚度为IOOym的PET膜。
[0167] 光扩散部40包含例如丙烯酸树脂和环氧树脂、硅树脂等具有透光性和感光性的有机材料。能够使用在这些树脂中混合有聚合引发剂、偶联剂、单体、有机溶剂等的透明树脂制的混合物。而且,聚合引发剂也可以含有如稳定剂、禁止剂、可塑剂、荧光增白剂、脱模齐U、链转移剂、其他光聚合性单体等那样的各种追加成分。此外,还能够使用专利第4129991号记载的材料。另外,光扩散部40的总光线透过率优选以JIS K7361-1的规定为90%以上。当总光线透过率为90%以上时,能够得到充分的透明性。
[0168] 如图IA所示,用与基材39的一个面平行的面(xy平面)将光扩散部40切断时的水平截面为圆形。光扩散部40的直径为例如20 μ m左右。多个光扩散部40都为同一直径,光扩散部40的成为光射出端面40a的基材39 —侧的水平截面的面积小,随着远离基材39,水平截面的面积逐渐变大。即,光扩散部40在从基材39 —侧看时,具有所谓的倒锥状的圆锥台状的形状。
[0169] 光扩散部40是在视角扩大膜7中有助于光透过的部分。即,射入光扩散部40的光由光扩散部40的锥状的侧面40c进行全反射,且在光扩散部40的内部以大致封闭的状态进行导光并射出。
[0170] 如图IA所示,多个光扩散部40分散地配置在基材39上。通过多个光扩散部40分散地形成在基材39上,遮光层41连续地形成在基材39上。
[0171] 另外,多个光扩散部40在从基材39的主面的法线方向看时,随机地(非周期地)配置。因此,相邻的光扩散部40间的间距不固定,但是将相邻的光扩散部40间的间距平均而得到的平均间距设定为例如25 μ m。
[0172] 如图1A、图IB和图3A所示,遮光层41在基材39的形成有光扩散部40 —侧的面中的、多个光扩散部40的形成区域以外的区域形成。作为一个例子,遮光层41由黑色抗蚀剂等具有光吸收性和感光性的有机材料构成。作为遮光层41,除此以外,只要使用Cr (铬)和Cr/氧化Cr等金属单体、金属氧化物、或金属单体与金属氧化物的多层膜等金属膜、将用作黑色墨液的颜料、染料、黑色树脂、多颜色的墨液混合而制成黑色墨液的材料等具有遮光 性的材料即可。
[0173] 遮光层41的层厚设定为比光扩散部40的从光入射端面40b到光射出端面40a的高度小。在本实施方式的情况下,遮光层41的层厚作为一个例子为150nm左右,光扩散部40的从光入射端面40b到光射出端面40a的高度作为一个例子为75 μ m左右。因此,多个光扩散部40间的间隙,在与基材39的一个面接触的部分存在有遮光层41,在其以外的部分
存在空气。
[0174]另外,基材39的折射率和光扩散部40的折射率优选为大致同等。其理由是,例如,当基材39的折射率和光扩散部40的折射率有较大差异时,在从光入射端面40b入射的光要从光扩散部40射出时,就会在光扩散部40和基材39的界面产生不需要的光的折射和反射,有可能产生得不到所期望的光扩散角度且射出光的光量减少等现象。
[0175] 如图IB所示,视角扩大膜7以基材39朝向观看侧的方式配置,因此圆锥台状的光扩散部40的两个相对面中,面积小的一个面成为光射出端面40a,面积大的一个面成为光入射端面40b。另外,光扩散部40的侧面40c的倾斜角(光射出端面40a和侧面40c所成的角)作为一个例子为80°左右。但是,光扩散部40的侧面40c的倾斜角度如果是从视角扩大膜7射出时能够充分地使入射光扩散的角度,就不作特别限定。
[0176] 在本实施方式的情况下,由于在相邻的光扩散部40间存在空气,因此当由例如丙烯酸树脂形成光扩散部40时,光扩散部40的侧面40c成为丙烯酸树脂和空气的界面。假设由其他低折射率材料将光扩散部40的周围充填,光扩散部40的内部和外部的界面的折射率差,与外部存在任何低折射率材料的情况相比存在空气的情况下为最大。因此,根据Snell定律,在本实施方式的结构中,临界角成为最小,光在光扩散部40的侧面40c进行全反射的入射角范围成为最大。其结果是,能够进一步抑制光的损失,得到较高的亮度。
[0177] 但是,相对于光扩散部40的光入射端面40b以较大地偏离90度的角度射入的光,相对于光扩散部40的侧面40c以临界角以下的角度射入,不会进行全反射,而是透过光扩散部40的侧面40c。尽管如此,由于在光扩散部40的形成区域以外的区域设置有遮光层41,因此透过光扩散部40的侧面40c的光被遮光层41吸收。因此,既不会产生显示的模糊,又不会使对比度下降。但是,当透过光扩散部40的侧面40c的光增加时,就会产生光量损失,得不到亮度高的图像。因此,在本实施方式的液晶显示装置I中,优选使用以在临界角以下不射入光扩散部40的侧面40c这样的角度射出光的背光源,即所谓的具有指向性的背光源。
[0178] 图30A是表示指向性背光源的亮度角度特性的图。图30A关于从指向性背光源出射的光,横轴表示出射角度(° ),纵轴表示亮度(cd/m2)。可知,本次使用的指向性背光源将出射的大致全部的光收敛在出射角度±30°以内。通过将该指向性背光源和视角扩大膜组合,能够实现减少模糊且光的利用率高的结构。
[0179] 图30B是表示来自背光源的光透过视角扩大膜的情形的示意图,如图30B所示,定义Θ I :从背光源的出射角度,定义Θ 2 :光透过部40的锥角度。射入光透过部40的光La在锥部发生全反射,从基材39表面向观看侧射出,但入射角度大的光Lb有时不由锥部进行全反射地透过,产生入射光的损失。
[0180] 图30C表示来自背光源的出射角度和成为临界角的锥角度的关系。
[0181] 例如,来自背光源的出射角度为30°的光在透明树脂折射率η = 1.6的光透过 部40为不到57°的锥角度的情况下,在锥形状不发生全反射地透过,产生光的损失。为了使出射角度±30°以内的光不损失地在锥形状发生全反射,优选光扩散部40的锥角度为57°以上〜不到90°。
[0182] 如图IB所示,扩散膜50由粘接层51固定于基材39的另一个面(观看侧的面)。扩散膜50通过在例如丙烯酸树脂等粘结剂树脂的内部分散有许多丙烯酸珠等光散射体52而构成。扩散膜50的厚度作为一个例子为20 μ m左右。球状的光散射体52的球径为O. 5μπι〜20μπι左右。粘接层51的厚度作为一个例子为25 μ m左右。另外,扩散膜50为各向同性扩散件。扩散膜50将由光扩散部40扩散的光各向同性地扩散,进一步广角地扩散。
[0183] 另外,光散射体52不局限于此,也可以由树脂片、玻璃珠等适当的透明的物质构成,该树脂片包括:丙烯酸系聚合物、烯烃系聚合物、乙烯系聚合物、纤维素系聚合物、酰胺系聚合物、氟系聚合物、聚氨酯系聚合物、硅系聚合物、酰亚胺系聚合物等。另外,除这些透明的物质以外,也能够使用没有光吸收的散射体、反射体。或者,也可以采用使光散射体52为在光扩散部40内扩散的气泡。各光散射体52的形状能够形成为例如球形、椭球形、平板形、多边形立方体等各种形状。光散射体52的尺寸也只要以均匀或不均匀的方式形成即可。
[0184] 在本实施方式中,扩散膜50也兼作防眩处理层(防眩层)。防眩处理层也能够通过例如对基材39实施喷砂处理和压花处理等而形成,但在本实施方式中,通过在基材39形成包含多个光散射体52的层,来实施防眩处理。根据该结构,由于扩散膜50作为防眩处理层发挥功能,因此不需要重新设置防眩处理层。由此,能够实现装置的简化、薄型化。
[0185] 另外,在本实施方式中,扩散膜50配置在粘接层51的外侧,但不局限于此,例如,也可以使粘接层51自身具有光扩散性。例如,能够通过使许多光散射体分散于粘接层51来实现。作为粘接层51,能够使用橡胶系和丙烯酸系、硅系和烷基乙烯基醚系、聚乙烯醇系和聚乙烯吡咯烷酮系、聚丙烯酰胺系和纤维素系等粘接剂等与粘接对象对应的适当的粘接性物质。特别优选使用透明性和耐久性等优异的粘接性物质。另外,粘接层51优选在直到供实际使用为止的期间,临时粘贴分隔物等进行保护。
[0186] 在本实施方式的情况下,如图3A所示,在视角扩大膜7的最表面配置有扩散膜50。由此,相对于光扩散部40的光入射端面40b垂直射入的光L由光扩散部40扩散,然后由扩散膜50进一步扩散。因此,从扩散膜50射出各种角度的光。
[0187] 与此相对,如图3B所示,在未配置有扩散膜的视角扩大膜7X的情况下,相对于光扩散部40X的光入射端面40Xb垂直射入的光L集中于特定的扩散角度而射出。其结果是,不能使光在大角度范围内均匀地扩散,仅在特定的视角能够进行明亮的显示。
[0188] 这样,在本实施方式的情况下,由于在视角扩大膜7的最表面配置有扩散膜50,因此不会使光的扩散角度集中成一个。其结果是,能够使视角扩大膜7的光扩散特性更加平缓,能够得到广视角且明亮的显示。
[0189]另外,在本实施方式中,视角扩大膜7以扩散膜50构成为,使得从扩散膜50的光扩散部40的相反一侧的面50f射入,在粘结剂树脂等基材和光散射体52的界面反射或者在光散射体52折射从而改变行进方向后的光进行前向散射。这种全反射条件能够通过例 如对扩散膜50所含的光散射体52的粒子的大小进行适当变更来满足。
[0190] 图4是本实施方式的视角扩大膜的截面图。
[0191] 如图4所示,在本实施方式的情况下,视角扩大膜7的扩散膜50构成为在扩散膜50的面50f,使从面50f射入内部且由光散射体52改变行进方向后的光进行Mie散射,不发生所谓的后向散射(反向散射)。由此,能够抑制显示品质和对比度的下降。
[0192] 接着,利用图5对上述结构的液晶显示装置I的制造方法进行说明。
[0193] 以下,以视角扩大膜7的制造工序为中心进行说明。
[0194] 当先对液晶显示体6的制造工序的概略进行说明时,首先,分别制作TFT基板9和彩色滤光片基板10。然后,使TFT基板9的形成有TFT19的面和彩色滤光片基板10的形成有彩色滤光片31的面相对配置,且将TFT基板9和彩色滤光片基板10通过密封部件贴合。然后,向由TFT基板9、彩色滤光片基板10和密封部件围成的空间内注入液晶。然后,利用光学粘接剂等,在这样形成的液晶面板4的两面分别贴合第一偏光板3、第二偏光板5。经过以上工序,完成液晶显示体6。
[0195] 另外,由于TFT基板9和彩色滤光片基板10的制造方法使用现有公知的方法,因此省略说明。
[0196] 首先,如图5A所示,准备IOcm见方且厚度为100 μ m的聚对苯二甲酸乙二醇酯的基材39,利用旋转涂布法,在该基材39的一个面涂布含有碳的黑色负性抗蚀剂(blacknegative resist)作为遮光层材料,形成膜厚150nm的涂膜44。
[0197] 接下来,将形成有上述的涂膜44的基材39载置在加热板上,以90°C的温度,进行涂膜的预焙烘。由此,黑色负性抗蚀剂中的溶剂挥发。
[0198] 接下来,利用曝光装置,如图5B所示,经由设置有多个遮光图案46的光掩模45,向涂膜44照射光E,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nm的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为100mJ/cm2。在本实施方式的情况下,在下个工序中,以遮光层41为掩模,进行透明负性抗蚀剂的曝光,形成光扩散部40,因此光掩模45的遮光图案46的位置与光扩散部40的形成位置对应。多个遮光图案46全都是直径20 μ m的圆形图案,且随机地配置。
[0199] 因此,相邻的遮光图案46间的间隔(间距)不固定,但将多个遮光图案46间的间隔平均所得到的平均间隔为25 μ m。[0200] 遮光图案46的平均间隔优选比液晶面板4的像素的间隔(间距)小。由此,在像素内至少形成一个光扩散部40,因此例如,在与移动设备等使用的像素间距小的液晶面板组合时,能够实现广视角化。
[0201] 利用上述的光掩模45进行了曝光以后,利用专用的显影液,进行包含黑色负性抗蚀剂的涂膜44的显影,以100°C进行干燥,如图5C所示,将具有多个圆形开口部的遮光层41形成在基材39的一个面。圆形开口部与下个工序的光扩散部40的形成区域对应。
[0202] 另外,在本实施方式中,通过使用黑色负性抗蚀剂的光刻法形成了遮光层41,但是如果代替该结构,使用本实施方式的遮光图案46和光透过部反转后的光掩模,则也能够使用正性抗蚀剂。或者,也可以利用蒸镀法和印刷法、喷墨法等,直接形成图案化的遮光层41。
[0203] 接下来,如图所示,利用旋转涂布法,在遮光层41的上表面涂布包含丙烯酸树脂的透明负性抗蚀剂以作为光扩散部材料,形成膜厚25 μ m的涂膜48。接下来,将形成有上述的涂膜48的基材39载置在加热板上,以95°C的温度,进行涂膜48的预焙烘。由此,透明负性抗蚀剂中的溶剂挥发。
[0204] 接下来,以遮光层41为掩模,从基材39侧向涂膜48照射扩散光F,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nm的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为600mJ/cm2。在曝光工序中,使用平行光或扩散光。另外,作为使从曝光装置射出的平行光成为扩散光F而照射到基材39的装置,在从曝光装置射出的光的光路上配置雾度(haze)为50左右的扩散板即可。通过用扩散光F进行曝光,涂膜48从遮光层41间的开口部被放射状地曝光,形成光扩散部40的倒锥状的侧面。
[0205] 其后,将形成有上述的涂膜48的基材39载置在加热板上,以95°C的温度,进行涂膜48的曝光后烘烤(PEB)。
[0206] 接下来,利用专用的显影液,进行包含透明负性抗蚀剂的涂膜48的显影,以100°C进行显影后烘烤,如图5E所示,将多个光扩散部40形成在基材39的一个面。
[0207]接下来,如图5F所示,将许多丙烯酸珠等光散射体52分散于丙烯酸树脂等粘结剂树脂的内部而构成的扩散膜50经由粘接层51配置在基材39的另一个面。
[0208] 经过以上的工序,完成本实施方式的视角扩大膜7。视角扩大膜7的总光线透过率优选为90%以上。当总光线透过率为90%以上时,能够得到充分的透明性,能够充分发挥对视角扩大膜要求的光学性能。总光线透过率根据JIS K7361-1的规定。
[0209] 另外,在上述的例子中,在遮光层41和光扩散部40的形成时,涂布液状的抗蚀剂,但也可以将膜状的抗蚀剂粘贴在基材39的一个面,来代替该结构。
[0210] 最后,如图2所示,利用光学粘接剂等,将完成后的视角扩大膜7以使基材39朝向观看侧且使光扩散部40与第二偏光板5相对的状态,粘贴于液晶显示体6。
[0211] 通过以上的工序,完成本实施方式的液晶显示装置I。
[0212] 根据本实施方式,如图3A所示,射入视角扩大膜7的光L以角度分布比射入视角扩大膜7以前更广的状态从视角扩大膜7射出。因此,即使观察者的视线偏离液晶显示体6的正面方向(法线方向)也能够观看良好的显示。特别是,在本实施方式的情况下,光扩散部40的平面形状为圆形,因此以液晶显示体6的画面的法线方向为中心的全方位地扩大角度分布。因此,观察者能够全方位地观看良好的显示。
[0213] 另一方面,相对于视角扩大膜7倾斜地射入的光L是倾斜地透过液晶面板4的光,是与所期望的双折射相位差(retardation)不同的光,所谓的成为使显示对比度下降的主要原因的光。本实施方式的视角扩大膜7用遮光层41将这种光切断,因此能够提高显示的对比度。而且,相对于视角扩大膜7从观看侧射入的外部光也由遮光层41切断,因此能够抑制外部光的散射,能够提高明亮场所的显示的观看性。
[0214] 通常,在使条纹和格子等这样有规则性的图案彼此重合的情况下,已知当各图案的周期稍微错开时,观看到干涉条纹(莫尔条纹)图形。例如,当矩阵状地排列有多个光扩散部的视角扩大膜和矩阵状地排列有多个像素的液晶面板重合时,在视角扩大膜的光扩散部的周期图案和液晶面板的像素的周期图案之间产生莫尔条纹,有可能使显示品质降低。与此相对,根据本实施方式的液晶显示装置1,由于平面且随机地配置有多个光扩散部40,因此不会在与液晶面板4的像素的规则的排列之间产生干涉的莫尔条纹,能够维持显示品质。
[0215] 而且,在形成光扩散部40的工序中,假设利用光掩模从包含透明负性抗蚀剂的涂膜48侧进行曝光时,形成有微小尺寸的遮光层41的基材39和光掩模的对准很困难,不可避免地产生偏离。其结果是,在光扩散部40和遮光层41之间形成间隙,通过从该间隙漏光, 对比度有可能下降。与此相对,在本实施方式的情况下,以遮光层41为掩模,从基材39的背面侧照射光,因此光扩散部40以自对准(自调整)的状态形成于遮光层41的开口部的位置。其结果是,成为光扩散部40和遮光层41密接的状态,不会在两者之间形成间隙,能够可靠地维持对比度。
[0216] 另外,光扩散部40也可以至少在一部分进行连结。由此,各光扩散部40难以倾倒,视角扩大膜7的形态稳定性提高。另外,射入视角扩大膜7的光被遮光层41吸收的比例变小,因此光的利用率提闻。
[0217][第一实施方式的第一变形例]
[0218] 图6A和图6B是表示上述实施方式的液晶显示装置的第一变形例的示意图。图6A是本变形例的液晶显示装置IA的立体图。图6B是本变形例的液晶显示装置IA的截面图。
[0219] 在上述实施方式中,扩散膜50配置于基材39的另一个面(观看侧的面),但也可以如图6A和图6B所示的视角扩大膜7A那样,扩散膜50配置于基材39的一个面(观看侧的相反侧的面)。即,扩散膜50只要配置在比光扩散部40更靠光射出侧即可。在本变形例中,成为如下所述的结构,即,扩散膜50经由粘接层51固定于基材39的一个面,在扩散膜50的一个面(观看侧的相反侧的面)形成有光扩散部40和遮光层41。
[0220] 在该结构中,也能够不产生莫尔条纹,得到能够维持显示品质的与第一实施方式同样的效果。
[0221][第二实施方式]
[0222] 下面,利用图7A〜图8F对本实用新型的第二实施方式进行说明。
[0223] 本实施方式的液晶显不装置的基本结构与第一实施方式相同,基材含有光散射体这一点与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0224] 图7A和图7B是表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。图7A是本实施方式的液晶显示装置IB的立体图。图7B是本实施方式的液晶显示装置IB的截面图。
[0225] 图8A〜图8F是表示视角扩大膜的制造工序的截面图。[0226] 在图7〜图8F中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0227] 在第一实施方式中,扩散膜50配置于基材39的另一个面(观看侧的面)。与此相对,在本实施方式的视角扩大膜7B中,如图7A和图SB所示,在基材未配置有扩散膜,而是基材自身作为扩散膜发挥功能。即,在基材50B的内部分散有许多光散射体52B。
[0228] 在本实施方式的视角扩大膜7B的制造工序中,首先,如图8A所示,准备在内部分散有许多光散射体52B的基材50B。
[0229] 接下来,如图SB所示,利用旋转涂布法,在该基材50B的一个面涂布含有碳的黑色负性抗蚀剂以作为遮光层材料,形成涂膜44。接下来,将形成有上述的涂膜44的基材39载置在加热板上,进行涂膜的预焙烘。
[0230] 接下来,利用曝光装置,如图8C所示,经由设置有多个遮光图案46的光掩模45,向涂膜44照射光E,进行曝光。 [0231] 利用上述的光掩模45进行了曝光以后,利用专用的显影液,进行包含黑色负性抗蚀剂的涂膜44的显影,并进行干燥,如图8D所示,将具有多个圆形开口部的遮光层41形成在基材50B的一个面。圆形开口部与下个工序的光扩散部40的形成区域对应。
[0232] 接下来,如图8E所示,利用旋转涂布法,在遮光层41的上表面涂布包含丙烯酸树脂的透明负性抗蚀剂以作为光扩散部材料,形成涂膜48。
[0233] 接下来,将形成有上述的涂膜48的基材50B载置在加热板上,进行涂膜48的预焙烘
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[0234] 接下来,以遮光层41为掩模,从基材50B侧向涂膜48照射扩散光F,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nm的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为600mJ/cm2。在曝光工序中,使用平行光或扩散光。另外,在本实施方式中,由于在基材50B的内部分散有光散射体52B,因此从曝光装置射出的光通过基材50B以后,成为扩散光而到达涂膜48。因此,通过将基材50B设定为规定的雾度值,作为变成扩散光F而照射到基材50B的装置,不需要在从曝光装置射出的光的光路上配置扩散板。通过用扩散光F进行曝光,涂膜48从遮光层41间的开口部被放射状地曝光,形成光扩散部40的倒锥状的侧面。
[0235] 其后,将形成有上述的涂膜48的基材50B载置在加热板上,进行涂膜48的曝光后烘烤(PEB)。
[0236] 接下来,利用专用的显影液,进行包含透明负性抗蚀剂的涂膜48的显影,然后进行显影后烘烤,如图8F所示,将多个光扩散部40形成在基材50B的一个面。
[0237] 经过以上的工序,完成本实施方式的视角扩大膜7B。
[0238] 最后,如图7B所示,利用光学粘接剂等,将完成后的视角扩大膜7B以使基材50B朝向观看侧且使光扩散部40与第二偏光板5相对的状态,粘贴于液晶显示体6。
[0239] 通过以上的工序,完成本实施方式的液晶显示装置1B。
[0240] 根据本实施方式的液晶显示装置1B,由于基材50B自身作为扩散膜发挥功能,因此不需要新设置粘接层及扩散膜。因而,能够实现装置的简化、薄型化。另外,在视角扩大膜7B的制造工序中,基材50B也作为扩散板发挥功能,因此在形成光扩散部40时,也不需要在从曝光装置射出的光的光路上配置扩散板。因而,能够实现制造工序的简化。[0241][第三实施方式]
[0242] 下面,利用图9A〜图IIB对本实用新型的第三实施方式进行说明。本实施方式的液晶显不装置的基本结构与第一实施方式相同,视角扩大膜的光扩散部的结构与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0243] 图9A和图9B是表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。图9A是本实施方式的液晶显示装置IC的立体图。图9B是本实施方式的液晶显示装置IC的截面图。
[0244] 图IOA〜图IlB是用于对视角扩大膜的作用进行说明的图。
[0245] 另外,在图9〜图IlB中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0246] 在第一实施方式中,多个光扩散部40全都是同一尺寸。与此相对,在本实施方式 的视角扩大膜7C中,如图9A所示,多个光扩散部40C的尺寸(直径)不同。例如,多个光扩散部40C的直径以15〜25 μ rn的范围分布。即,多个光扩散部40C具有多种尺寸。另夕卜,多个光扩散部40C与第一实施方式同样,平面且随机地配置。其他结构与第一实施方式同样。
[0247] 在本实施方式的情况下,如图IOA和图IlA所示,光扩散部40C的xy平面的截面形状是与第一实施方式的光扩散部40(参照图IOB和图11B)同样的圆形。因此,在Xz平面内,视角扩大膜7C扩大光的角度分布的作用也与第一实施方式同样。可是,在第一实施方式中,多个光扩散部40全都为同一尺寸,与此相对,如图IOA和图IlA所不,在本实施方式中,多个光扩散部40C的尺寸不同。如图IOB所示,当光扩散部40为一定形状时,为了增大光透过部分(光扩散部)的比例,即使减小光扩散部的间距,也会大面积地残留遮光部分(遮光层)。其结果是,由遮光层遮挡的光的比例增大。
[0248] 另外,如图IlB所示,当随机地配置一定形状的光扩散部40时,产生多个光扩散部40直线地并列的部分。与此相对,如图IlA所示,当随机地配置尺寸不同的形状的光扩散部40C时,多个光扩散部40C直线地并列的比例减小。即,通过将多个光扩散部的尺寸设为多种,或随机地变化,例如,能够由直径小的圆形的光扩散部填充直径大的圆形的光扩散部之间,能够提高光扩散部的配置密度。其结果是,能够减小由遮光层遮挡的光的比例,能够提高光的利用效率。
[0249] 根据本实施方式的液晶显示装置1C,除随机地配置有多个光扩散部40C以外,光扩散部40C的大小也不同,因此能够更可靠地抑制光的衍射现象造成的莫尔条纹。
[0250][第四实施方式]
[0251] 下面,利用图12〜图14B对本实用新型的第四实施方式进行说明。本实施方式的液晶显不装置的基本结构与第一实施方式相同,视角扩大膜的光扩散部的形状与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0252] 图12是表示本实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0253] 图13A是本实施方式的视角扩大膜7D的截面图。图13B是表示视角扩大膜的制造所使用的光掩模的平面图。
[0254] 图14A和图14B是用于对本实施方式的视角扩大膜的制造方法进行说明的图。[0255] 另外,在图12〜图14B中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0256] 在第一实施方式中,多个光扩散部全都是同一形状。与此相对,在本实施方式的视角扩大膜7D中,如图12和图13A所示,在多个光扩散部40D中,光射出端面40Da的尺寸(遮光层41D的开口部的尺寸)不同,侧面40Dc的倾斜角度也不同。即,当看多个光扩散部40D整体时,多个光扩散部40D的光射出端面40Da具有多种尺寸,多个光扩散部40D的侧面40Dc具有多种倾斜角度。另外,在多个光扩散部40D中,随着侧面40Dc的倾斜角度不同,光入射端面40Db的尺寸也不同。其他结构与第一实施方式同样。
[0257] 如图13B所示,遮光层41的形成时使用的光掩模69的多个遮光图案70的尺寸不同,直径以5〜25 μ m的范围分布。当利用该光掩模69形成遮光层41D时,能够得到多个开口部的尺寸不同的遮光层41D。其后,如图14A所示,当以遮光层41D为掩模从基材39侧进行包含透明负性抗蚀剂的涂膜48的曝光时,如图14A的附图标记A所示的部位那样,在遮光层41D的开口部41Da的尺寸大的部位,扩散光F中,相对于基材39以较大的入射角射入的光难以由遮光层41D遮光。因此,在该部位,相对于基材39以较大的入射角射入的光 有助于涂膜48的曝光,因此如图14B所示,光扩散部40D的侧面40Dc的倾斜角度变陡。
[0258] 另一方面,如图14A的附图标记B所示的部位那样,在遮光层41D的开口部41Da的尺寸小的部位,以较大的入射角射入的光容易由遮光层41D遮挡。因此,在该部位,相对于基材39以较大的入射角射入的光不能有助于涂膜48的曝光,因此如图14B所示,光扩散部40D的侧面40Dc的倾斜角度变平缓。
[0259] 这样,通过使遮光层41D的开口部41Da的尺寸不同,不仅能够使光扩散部40D的光射出端面40Da的尺寸不同,而且还能够使侧面40Dc的倾斜角度不同。当然,也可以如第一实施方式那样,使扩散光的扩散角度因场所而变化。
[0260] 根据本实施方式的液晶显示装置1D,多个光扩散部40D的侧面40Dc的倾斜角度互不相同,因此能够在侧面40Dc的倾斜角度不同的多个光扩散部40D之间互补地扩大光的全反射角度的范围。其结果是,在改变角度观察液晶显示装置ID时,亮度随着观察角度而平缓地变化,能够提高视角特性。
[0261]另外,在本实施方式中,优选将光扩散部40D的侧面40Dc的倾斜角度设为多种,因此亮度平缓地变化。但是,至少使一部分光扩散部的倾斜角度与其他光扩散部不同,即使仅设定两种倾斜角度,也能够得到视角特性的提高效果。
[0262][第五实施方式]
[0263] 下面,利用图15、图16对本实用新型的第五实施方式进行说明。
[0264] 本实施方式的液晶显示装置的基本结构与第一实施方式相同,视角扩大膜的光扩散部的形状与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0265] 图15是表示本实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0266] 图16是本实施方式的视角扩大膜的截面图。
[0267] 另外,在图15、图16中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0268] 在上述的第一实施方式中,在着眼于一个光扩散部时,光扩散部的侧面具有一定的倾斜角度。与此相对,如图15和图16所示,本实施方式的视角扩大膜7E的各光扩散部40E的侧面40Ec从光射出端面40Ea到光入射端面40Eb平缓地弯曲成凸状,倾斜角度因场所而不同。其他结构与第一实施方式同样。
[0269] 在本实施方式的液晶显示装置IE中,能够不产生莫尔条纹地维持显示品质,得到与第一实施方式同样的效果。
[0270] 另外,在光扩散部的侧面的倾斜角度为一定的情况下,在使观察角度沿画面的水平方向或垂直方向变化时,有时因观察角度不同会看到显示不均匀。作为该显示不均匀的对策,在第四实施方式中,多个光扩散部整体地侧面具有多种倾斜角度。与此相对,在本实施方式的视角扩大膜7E中,在各个光扩散部40E,倾斜角度也因侧面40Ec的场所而不同,因此与侧面的倾斜角度为一定的情况相比,光的反射角度分布广。由此,亮度能够随着观察角度而平缓地变化,能够提高视角特性。 [0271][第六实施方式]
[0272] 下面,利用图17〜图19J对本实用新型的第六实施方式进行说明。
[0273] 本实施方式的液晶显示装置的基本结构与第一实施方式相同,视角扩大膜的光扩散部的形状与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0274] 图17是表示本实施方式的液晶显示装置的截面图。
[0275] 图18是表示本实施方式的视角扩大膜的平面图。
[0276] 另外,在图17、图18中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0277] 在第一实施方式中,光扩散部的各光扩散部为大致圆锥台形状,光入射端面、光射出端面的平面形状都为圆形。与此相对,在本实施方式的视角扩大膜7F中,如图17、图18所示,各光扩散部40F为八角锥台形状,光入射端面40Fb、光射出端面40Fa的平面形状都为八边形。在各光扩散部40F的平面形状即八边形的八个边中,以相互平行的两个边为一组的四组边分别配置为朝向平行于X轴的方向、朝向平行于y轴的方向、朝向与X轴成45°的角度的方向(以X轴的正方向为基准,逆时针旋转看到的角度)、朝向与X轴成135°的角度的方向。其他结构与第一实施方式同样。在制作上述结构的视角扩大膜7F时,在遮光层41F的形成工序中使用具有八边形的遮光图案的光掩模即可。
[0278] 在本实施方式的液晶显示装置IF中,也能够不产生莫尔条纹地维持显示品质,得到与第一实施方式同样的效果。
[0279] 而且,根据第一实施方式,由于光扩散部的平面形状为圆形,因此光以液晶显示体6的法线方向为中心而全方位地扩散,全方位地发挥视角扩大效果。与此相对,根据本实施方式,光扩散部40F的平面形状为八边形,上述的四组边分别朝向平行于X轴的方向、平行于y轴的方向、与X轴成45°的角度的方向、与X轴成135°的角度的方向,因此光集中到上述的四个方位扩散。因此,在液晶显示装置中特别重视视角特性的画面的水平方向、垂直方向和斜方向上,发挥视角扩大效果。另外,光扩散部40F的平面形状不局限于八边形,能够采用其他多边形。在该情况下,根据多边形的形状和边的配置,光集中地在特定的方向扩散,因此能够提供在特定的观察方位上发挥优异的视角扩大效果的液晶显示装置。
[0280] 另外,在第一实施方式中,如图19A所不,表不了平面形状为圆形的光扩散部40的例子,但也可以使用例如如图19B所示那样的平面形状为正方形的光扩散部40G。或者,如图19C所示,也可以使用平面形状为正八边形的光扩散部40H。或者,如图19D所示,也可以使用使正方形的相对的两个边向外侧弯曲而成的形状的光扩散部401。或者,如图19E所示,也可以使用使两个长方形在正交的两个方向上交叉的形状的光扩散部40J。或者,如图19F所示,也可以使用细长的椭圆形状的光扩散部40K。或者,如图19G所示,也可以使用细长的长方形状的光扩散部40L。或者,如图19H所示,也可以使用细长的八边形状的光扩散部40M。或者,如图191所示,也可以使用使细长的长方形的相对的两个边向外侧弯曲的形状的光扩散部40N。或者,如图19J所示,也可以使用使纵横比不同的两个长方形在正交的两个方向上交叉的形状的光扩散部40P。另外,图19A〜图19J的形状也可以在多个方向上旋转。
[0281] 例如,如果是图19B所示的正方形状的光扩散部40G,则光向垂直于正方形的各边的方向扩散。另外,如果是图19G所示的长方形状的光扩散部40L,则向垂直于长边的方向的光的扩散比向垂直于短边的方向的光的扩散强。因此,能够实现因边的长度不同光的扩散强度在垂直方向(上下方向)和水平方向(左右方向)上不同的视角扩大膜。这样,在要求视角的各向异性的情况下,通过适当变更遮光部的形状,能够得到不同的光扩散特性。
·[0282][第七实施方式]
[0283] 下面,利用图20A〜图22J对本实用新型的第七实施方式进行说明。
[0284] 本实施方式的液晶显示装置的基本结构与第一实施方式相同,视角扩大膜的光扩散部和遮光层的结构与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0285] 图20A和图20B是表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。图20A是本实施方式的液晶显示装置101的立体图。图20B是本实施方式的液晶显示装置101的截面图。
[0286] 图21A〜图21E是表示视角扩大膜的制造工序的截面图。
[0287] 在图20〜图21E中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0288] 第一实施方式的视角扩大膜7具备:形成于基材39的一个面的多个光扩散部40 ;和在基材39的一个面,形成于光扩散部40的形成区域以外的区域的遮光层41,多个光扩散部40在从基材39的一个面的法线方向看时分散地配置,遮光层41连续地形成于光扩散部40的形成区域以外的区域。与此相对,本实施方式的视角扩大膜107具备:形成于基材39的一个面的多个遮光层141 ;和在基材39的一个面,形成于遮光层141的形成区域以外的区域的光扩散部140,多个遮光层141在从基材39的一个面的法线方向看时分散地配置,光扩散部140连续地形成于遮光层141的形成区域以外的区域。
[0289] 多个遮光层141分散且随机(非周期地)地配置在基材39上。随之,形成于与多个遮光层141相同的位置的多个中空部143也随机地配置在基材39上。
[0290] 在本实施方式中,从基材39的法线方向看各遮光层141时的平面形状为圆形。各遮光层141的直径为例如10 μ m。多个遮光层141全都成为同一直径。通过多个遮光层141分散地形成在基材39上,本实施方式的光扩散部140连续地形成在基材39上。
[0291] 在视角扩大膜107的遮光层141的形成区域形成有中空部143,该中空部143具有用平行于基材39的一个面的平面切断时的截面积在遮光层141侧较大,随着远离遮光层141逐渐变小的形状。即,中空部143在从基材39侧看时,具有所谓的顺锥状的大致圆锥台状的形状。在中空部143的内部存在空气。视角扩大膜107的中空部143以外的部分即光扩散部140连续存在的部分是有助于光透过的部分。射入光扩散部140的光在该光扩散部140和中空部143的界面全反射,并且以大致封闭的状态在光扩散部140的内部进行传导,并经由基材39射出到外部。
[0292] 在本实施方式的情况下,由于在中空部143存在空气,因此当由例如透明树脂形成光扩散部140时,光扩散部140的侧面140c成为透明树脂和空气的界面。在此,光扩散部140的内部和外部的界面的折射率差,在中空部143由空气充填时,比光扩散部140的周围由其他一般的低折射率材料充填时大。因此,由斯内尔定律可知,光在光扩散部140的侧面140c发生全反射的入射角范围大。其结果是,能够进一步抑制光的损失,能够得到高亮度。
[0293] 另外,也可以在中空部143充填有氮等惰性气体(不活泼气体),来代替空气。或者,中空部143的内部也可以为真空状态。
[0294] 接着,利用图21A〜图21E对上述结构的液晶显示装置101的制造方法进行说明。
[0295] 在下述中,以视角扩大膜107的制造工序为中心进行说明。
[0296] 首先,如图21A所示,准备IOcm见方且厚度为100 μ m的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)的基材39,利用旋转涂布法,在该基材39的一个面涂布含有碳的黑色负性抗蚀剂以作为遮光层材料,形成膜厚150nm的涂膜44。
[0297] 接下来,将形成有上述的涂膜44的基材39载置在加热板上,以90°C的温度,进行涂膜的预焙烘。由此,黑色负性抗蚀剂中的溶剂挥发。
[0298] 接下来,利用曝光装置,经由形成有平面形状为圆形的多个开口图案146的光掩模145,向涂膜44照射光E,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nm的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为100mJ/cm2。
[0299] 如图21A所不,遮光层141的形成时使用的光掩模145具有随机配置的多个圆形的开口图案146。在设计该光掩模145时,首先,将开口图案146以一定的间距规则地配置,接着,利用随机函数,例如,通过使开口图案146的中心点等各开口图案146的基准位置数据摇摆(波动),且使开口图案146的位置分散开,能够制作具有随机配置的多个开口图案146的光掩模145。
[0300] 另外,开口图案146的平均间隔优选比液晶面板4的像素的间隔(间距)小。由此,在像素内至少形成一个遮光层141,因此在与例如移动设备等使用的像素间距小的液晶面板组合时,能够实现广视角化。
[0301] 利用上述的光掩模145进行曝光以后,利用专用的显影液,进行包含黑色负性抗蚀剂的涂膜44的显影,以100°C进行干燥,如图21B所示,将平面形状为圆形的多个遮光层141形成在基材39的一个面。在本实施方式的情况下,在下个工序中,以包含黑色负性抗蚀剂的遮光层141为掩模,进行透明负性抗蚀剂的曝光,形成中空部143。因此,光掩模145的开口图案146的位置与中空部143的形成位置对应。圆形的遮光层141与下个工序的光扩散部140的非形成区域(中空部143)对应。多个开口图案146全都是直径为10 μ m的圆形图案。
[0302] 另外,在本实施方式中,通过利用黑色负性抗蚀剂的光刻法,形成遮光层141,但是,如果代替该结构,使用本实施方式的开口图案146和遮光图案反转后的光掩模,则也能够使用具有光吸收性的正性抗蚀剂。或者,也可以利用蒸镀法、印刷法等,直接形成图案化的遮光层141。
[0303] 接下来,如图21C所示,利用旋转涂布法,在遮光层141的上表面涂布包含丙烯酸树脂的透明负性抗蚀剂以作为光透过部材料,形成膜厚25 μ m的涂膜48。接下来,将形成有上述的涂膜48的基材39载置在加热板上,以95°C的温度,进行涂膜48的预焙烘。由此,透明负性抗蚀剂中的溶剂挥发。
[0304] 接下来,以遮光层141为掩模,从基材39侧向涂膜48照射扩散光F,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nm的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为600mJ/crn2。在曝光工序中,利用平行光或扩散光。另外,作为使从曝光装置射出的平行光成为扩散光F来照射到基材39的装置,在从曝光装置射出的光的光路上配置雾度为50左右的扩散板。通过用扩散光F进行曝光,涂膜48以从遮光层141的非形成区域向外侧扩大的方式被放射状地曝光,由此,形成顺锥状的中空部143,在光扩散部140的与中空部143面对的部分形成倒锥状的侧面。
[0305] 其后,将形成有上述的涂膜48的基材39载置在加热板上,以95°C的温度,进行涂膜48的曝光后烘烤(PEB)。
[0306] 接下来,利用专用的显影液,进行包含透明负性抗蚀剂的涂膜48的显影,以100°C进行显影后烘烤,如图21D所示,将具有多个中空部143的光扩散部140形成在基材39的
一个面。
[0307] 接下来,如图21E所示,将许多丙烯酸珠等光散射体52分散于丙烯酸树脂等粘结剂树脂的内部而构成的扩散膜50通过粘接层51配置在基材39的另一个面。
[0308] 经过以上的工序,完成本实施方式的视角扩大膜107。视角扩大膜107的总光线透过率优选为90%以上。当总光线透过率为90%以上时,能够得到充分的透明性,能够充分发挥对视角扩大膜107要求的光学性能。总光线透过率基于JIS K7361-1的规定。
[0309] 另外,在上述的例子中,在遮光层141及光扩散部140的形成时,涂布液状的抗蚀齐U,但也可以将膜状的抗蚀剂粘贴在基材39的一个面,来代替该结构。
[0310] 最后,如图20B所示,利用光学粘接剂等,将完成后的视角扩大膜107以使基材39朝向观看侧且使光扩散部140与第二偏光板5相对的状态,粘贴于液晶显示体6。
[0311] 通过以上的工序,完成本实施方式的液晶显示装置101。
[0312] 在本实施方式的液晶显示装置101中,也能够不会使制造工艺复杂化地制作能够发挥所期望的光扩散性能的视角扩大膜,得到与第一实施方式同样的效果。
[0313] 另外,根据该结构,由于多个遮光层141平面且随机地配置,因此不会在与液晶面板4的像素的规则排列之间产生干涉造成的莫尔条纹,能够维持显示品质。
[0314] 另外,根据该结构,设置于视角扩大膜107的多个中空部143孤立,成为光扩散部140的部分为在面内连续的形状。由此,例如,即使为提高光的扩散程度而提高中空部143的密度并减小光扩散部140的体积,也能够充分确保光扩散部140和基材39的接触面积,因此光扩散部140和基材39之间的密接力强。因此,难以产生外力等造成的光扩散部140的缺陷,能够实现所期望的光扩散功能。
[0315] 另外,以遮光层140为掩模,从基材39的背面侧向透明树脂层照射光F,因此光扩散部140以自对准(自调整)的状态形成在遮光层141的非形成区域。其结果是,光扩散部140和遮光层141不重叠,能够可靠地维持透光率。另外,由于不需要精密的对准作业,因此能够缩短制造所需要的时间。
[0316] 另外,根据该结构,由于各中空部143的体积相同,因此在将透明树脂层显影时除去的树脂的体积一定。因此,在形成各中空部143的工序中,各中空部143的显影速度一定,能够形成所期望的锥形状。其结果是,视角扩大膜107的微细形状的均匀性提高,提高成品率。
[0317] 另外,在本实施方式中,如图22A所示,表示了平面形状为圆形的遮光层141的例子,但也可以使用例如如图22B所示的平面形状为正方形的遮光层141G。或者,如图22C所示,也可以使用平面形状为正八边形的遮光层141H。或者,如图22D所示,也可以使用使正方形的相对的两个边向外侧弯曲的形状的遮光层1411。或者,如图22E所示,也可以使用使两个长方形在正交的两个方向上交叉的形状的遮光层141J。或者,如图22F所示,也可以使用细长的椭圆形状的遮光层141K。或者,如图22G所示,也可以使用细长的长方形状的遮光 层141L。或者,如图22H所示,也可以使用细长的八边形状的遮光层141M。或者,如图221所示,也可以使用使细长的长方形的相对的两个边向外侧弯曲的形状的遮光层141N。或者,如图22J所示,也可以使用使纵横比不同的两个长方形在正交的两个方向上交叉的形状的遮光层141P。另外,图22A〜J的形状也可以在多个方向上旋转。
[0318] 本实施方式的遮光层141的平面形状为如图22A所示的圆形,因此光扩散部140的侧面140c即反射面的截面形状也为圆形。因此,在光扩散部140的侧面140c反射的光向360度、全方位扩散。与此相对,例如,如果是图22B所示的正方形状的遮光层141G,则光向垂直于正方形的各边的方向扩散。另外,如果是图22G所示的长方形状的遮光层141L,则向垂直于长边的方向的光的扩散比向垂直于短边的方向的光的扩散强。因此,能够实现因边的长度不同光的扩散强度在垂直方向(上下方向)和水平方向(左右方向)上不同的光扩散片。另外,如果是图22C所示的八边形状的遮光层141H,则能够使光集中地向在液晶显示装置中特别重视视角特性的垂直方向、水平方向和斜45度方向扩散。这样,在要求视角的各向异性的情况下,通过适当改变遮光部的形状,能够得到不同的光扩散特性。
[0319][第七实施方式的第一变形例]
[0320] 图23A和图23B是表示上述实施方式的视角扩大膜的第一变形例的示意图。图23A是本变形例的视角扩大膜107A的立体图。图23B是本变形例的视角扩大膜107A的截面图。
[0321] 在上述实施方式中,将多个遮光层141分别独立地形成在基材39的一个面,但也可以如图23A和图23B所示的视角扩大膜107A那样,多个遮光层141A至少在一部分进行连结。在本变形例中,相邻的两个遮光层141A连结,形成于被连结的遮光层141A的形成区域的中空部143A也成为一部分连接的结构。另外,如图23B所示,中空部143A也可以由光扩散部140A封闭。
[0322] 在该结构中,也能够充分地确保光扩散部140A和基材39的接触面积,因此光扩散部140A和基材39之间的密接力强。另外,在光扩散部140A连结时,入射到视角扩大膜107A的光被遮光层141A吸收的比例小,因此光的利用效率提高。
[0323][第八实施方式][0324] 下面,利用图24A〜图25E对本实用新型的第八实施方式进行说明。
[0325] 本实施方式的液晶显不装置的基本结构与第七实施方式相同,基材含有光散射体这一点与第七实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0326] 图24A和图24B是表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。图24A是本实施方式的液晶显示装置IOlB的立体图。图24B是本实施方式的液晶显示装置IOlB的截面图。
[0327] 图25A〜图25E是按照制造工序的顺序来表示视角扩大膜的截面图。
[0328] 在图24A〜图25E中,对与第七实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0329] 在第七实施方式中,扩散膜50配置于基材39的另一个面(观看侧的面)。与此相 对,在本实施方式的视角扩大膜107B,如图24A和图24B所示,在基材未配置有扩散膜,而是基材自身作为扩散膜发挥功能。即,在基材150B的内部分散有许多光散射体152B。
[0330] 在本实施方式的视角扩大膜107B的制造工序中,首先,如图25A所示,准备在内部分散有许多光散射体152B的基材150B。
[0331] 接下来,如图25B所示,利用旋转涂布法,在该基材150B的一个面涂布含有碳的黑色负性抗蚀剂以作为遮光层材料,形成涂膜44。接下来,将形成有上述的涂膜44的基材39载置在加热板上,进行涂膜的预焙烘。
[0332] 接下来,利用曝光装置,经由设置有多个开口图案146的光掩模145,向涂膜44照射光E,进行曝光。
[0333] 利用上述的光掩模145进行了曝光以后,利用专用的显影液,进行包含黑色负性抗蚀剂的涂膜44的显影,并进行干燥,如图25C所示,将平面形状为圆形的多个遮光层141形成在基材150B的一个面。
[0334] 接下来,如图2®所示,利用旋转涂布法,在遮光层141的上表面涂布包含丙烯酸树脂的透明负性抗蚀剂以作为光扩散部材料,形成涂膜48。接下来,将形成有上述的涂膜48的基材150B载置在加热板上,进行涂膜48的预焙烘。
[0335] 接下来,以遮光层141为掩模,从基材150B侧向涂膜48照射扩散光F,进行曝光。此时,使用的是利用波长365nm的i线、波长404nm的h线、波长436nrn的g线的混合线的曝光装置。曝光量设为600mJ/cm2。在曝光工序中,使用平行光或扩散光。另外,在本实施方式中,由于在基材150B的内部分散有光散射体152B,因此从曝光装置射出的光在通过基材150B以后成为扩散光,到达涂膜48。因此,作为通过将基材150B设定为规定的雾度值,来制成扩散光F照射到基材150B的装置,不需要在从曝光装置射出的光的光路上配置扩散板。通过用扩散光F进行曝光,涂膜48以从遮光层141的非形成区域向外侧扩展的方式被放射状地曝光。由此,形成顺锥状的中空部143,在光扩散部140的与中空部143面对的部分形成倒锥状的侧面。
[0336] 其后,将形成有上述的涂膜48的基材150B载置在加热板上,进行涂膜48的曝光后烘烤(PEB)。
[0337] 接下来,利用专用的显影液,进行包含透明负性抗蚀剂的涂膜48的显影,并进行显影后烘烤,如图25E所示,将具有多个中空部143的光扩散部140形成在基材150B的一个面。[0338] 经过以上的工序,完成本实施方式的视角扩大膜107B。
[0339] 最后,如图24B所示,利用光学粘接剂等,将完成后的视角扩大膜107B以使基材150B朝向观看侧、使光扩散部140与第二偏光板5相对的状态,粘贴于液晶显示体6。
[0340] 通过以上的工序,完成本实施方式的液晶显示装置101B。
[0341] 根据本实施方式的液晶显示装置101B,由于基材150B自身作为扩散膜发挥功能,因此不需要重新设置粘接层和扩散膜。由此,能够实现装置的简化、薄型化。另外,在视角扩大膜107B的制造工序中,基材150B也作为扩散板发挥功能,因此在形成光扩散部140时,也不需要在从曝光装置射出的光的光路上配置扩散板。因而,能够实现制造工序的简化。
[0342][第九实施方式】
[0343] 下面,利用图26A和图26B对本实用新型的第九实施方式进行说明。
[0344] 本实施方式的液晶显示装置的基本结构与第七实施方式相同,视角扩大膜的遮光 层的结构与第七实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对视角扩大膜进行说明。
[0345] 图26A和图26B是表示本实施方式的液晶显示装置的示意图。图26A是本实施方式的液晶显示装置IOic的立体图。图26B是本实施方式的液晶显示装置IOlC的截面图。
[0346] 另外,在图26中,对与第七实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0347] 在第七实施方式中,多个遮光层141全都是同一尺寸。与此相对,在本实施方式的视角扩大膜107C,如图26A所示,多个遮光层141C的尺寸(直径)不同。例如,多个遮光层141C的直径以IOym〜25μπι的范围分布。即,多个遮光层141C具有多种尺寸。另外,多个遮光层141C与第七实施方式同样,平面且随机地配置。另外,在多个中空部143C中,至少一个中空部143C的体积与其他中空部143C的体积不同。其他结构与第七实施方式同样。
[0348] 在本实施方式的情况下,除了多个遮光层141C随机(任意)地配置以外,遮光层141C的大小也不同,因此能够更可靠地抑制光的衍射现象造成的莫尔条纹。另外,由于至少一个中空部143C的体积与其他中空部143C的体积不同,因此能够提高光扩散性。
[0349][第十实施方式]
[0350] 下面,利用图27对本实用新型的第十实施方式进行说明。
[0351] 本实施方式的液晶显示装置的基本结构与第一实施方式相同,具备触摸面板这一点与第一实施方式不同。因此,在本实施方式中,省略液晶显示装置的基本结构的说明,仅对触摸面板的结构进行说明。
[0352] 图27是表示本实施方式的液晶显示装置84的截面图。
[0353] 另外,在图27中,对与第一实施方式使用的附图共同的构成要素标注同一附图标记,省略其详细的说明。
[0354] 在本实施方式的液晶显示装置84中,如图27所示,从背光源2到光扩散片7的结构与第一实施方式相同。而且,在构成光扩散片7的基材39的观看侧配置有触摸面板85 (信息输入装置)。在以下的说明中,将构成光扩散片7的基材39称为“光扩散片用基材”。
[0355] 触摸面板85在光扩散片用基材39的周缘部,通过双面胶带等粘接件86,被粘贴在光扩散片用基材39上。在触摸面板85和光扩散片用基材39之间形成有粘接件86的厚度大小的间隙。即,在触摸面板85和光扩散片用基材39之间存在空气层87。
[0356] 触摸面板85具有基材88和位置检测用电极89。在以下的说明中,将构成触摸面板85的基材88称为“触摸面板用基材”。在包括玻璃等的触摸面板用基材88的一个面,形成有包含ITO、ATO (Antimony-doped Tin Oxide (掺锑二氧化锡):掺杂有锑的锡氧化物)等透明导电材料的位置检测用电极89。位置检测用电极89是利用ΙΤ0、ΑΤ0等的溅射(喷溅)形成的,具有数百〜2kQ/ 口左右的均匀的片电阻。
[0357] 在本实施方式中,使用静电容量方式的触摸面板85。在静电容量方式的触摸面板85中,例如,对俯视触摸面板85时的位置检测用电极89的四个角部施加微小电压。当手指触摸到位置检测用电极89上方的任意位置时,接触手指的点经由大体的静电容量而接地。由此,各角部的电压随着接地点和四个角部之间的电阻值而变化。位置检测电路将该电压变化作为电流变化来计测,然后从其计测值,来检测接地点即手指触摸的位置。
[0358] 另外,能够应用于本实施方式的触摸面板不局限于静电容量方式,电阻膜方式、超声波方式、光学方式等任意的触摸面板都能够应用。
[0359] 根据本实施方式的液晶显不装置84,由于具备与第一实施方式同样的光扩散片7,因此能够实现视角特性优异而且具备信息输入功能的液晶显示装置。例如,使用者通过看广视角的图像,并且用手指、笔触碰触摸面板85,能够以对话形式将信息输入到信息处理
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[0360] 图28是表示视角扩大膜的制造装置之一例的概略结构图。
[0361] 图28所示的制造装置150是用辊对辊来输送长的基材39,且在其间进行各种处理的装置。另外,该制造装置150在遮光层41的形成上,利用印刷法、喷墨法,来代替上述的使用光掩模45的光刻法。
[0362] 在制造装置150的一端设置有送出基材39的送出辊151,在另一端设置有卷取基材39的卷取辊152。制造装置150采用基材39从送出辊151侧向卷取辊152侧移动的结构。在基材39的上方,从送出辊151侧向卷取辊152侧依次配置有印刷装置153、第一干燥装置154、涂布装置155、显影装置156、第二干燥装置157。在基材39的下方配置有曝光装置158。印刷装置153是用于在基材39上印刷遮光层41的装置。第一干燥装置154是用于使通过印刷而形成的遮光层41干燥的装置。涂布装置155是用于在遮光层41上涂布透明负性抗蚀剂的装置。显影装置156是用于通过显影液使曝光后的透明负性抗蚀剂显影的装置。第二干燥装置157是使形成有包含显影后的透明抗蚀剂的光扩散部40的基材39干燥的装置。此后,还可以将形成有光扩散部40的基材39与第二偏光板5贴合,使视角扩大膜与偏光板一体化。
[0363] 曝光装置158是用于从基材39侧进行透明负性抗蚀剂的涂膜149、150的曝光的装置。图29A、图29B是从制造装置150中仅取出曝光装置158的部分而表示的图。如图29A所不,曝光装置158具备多个光源159,也可以米用来自各光源159的扩散光F的强度随着基材39的行进而逐渐变弱等使扩散光F的强度变化那样的结构。或者,如图29B所示,曝光装置158也可以使来自各光源159的扩散光F的射出角度随着基材39的行进而逐渐变化。通过使用这种曝光装置158,能够将光扩散部40的侧面的倾斜角度控制到所期望的角度。[0364] 另外,在上述的例子中,在遮光层41和光扩散部40的形成时,涂布液状的抗蚀剂,但是也可以将膜状的抗蚀剂粘贴在基材39的一个面,来代替该结构。
[0365] 最后,如图2所示,利用光学粘接剂等,将完成后的视角扩大膜以使基材39朝向观看侧且使光扩散部40与第二偏光板5相对的状态,粘贴于液晶显示体6。
[0366] 通过以上的工序,完成本实施方式的液晶显示装置。
[0367] 另外,本实用新型方式的技术范围不局限于上述实施方式,在不脱离本实用新型精神的范围内,能够加以种种变更。例如,在上述实施方式中,作为显示体,举出液晶显示装置的例子,但不局限于此,有机电致发光显示装置、等离子体显示器等都可以应用本实用新型。
[0368] 另外,在上述实施方式中,表示了将视角扩大膜粘接在液晶显示体的第二偏光板上的例子,但也可以不必使视角扩大膜和液晶显示体接触。 [0369] 例如,也可以在视角扩大膜和液晶显示体之间插入其他光学膜及光学部件等。或者,视角扩大膜和液晶显示体也可以位于分离的位置。另外,在有机电致发光显示装置、等离子体显示器等的情况下,不需要偏光板,因此视角扩大膜和偏光板不接触。
[0370] 另外,也可以采用在上述实施方式的视角扩大膜的基材的观看侧设置有防反射层、偏振滤光层、带电防止层、防眩处理层、防污处理层中的至少一个的结构。根据该结构,能够根据设置于基材的观看侧的层的种类,来附加降低外部光反射的功能、防止尘埃及污物附着的功能、防止损伤的功能等,能够防止视角特性的随时间的劣化。
[0371] 另外,在上述实施方式中,使光扩散部为夹着中心轴对称的形状,但也可以不必为对称的形状。例如,在根据显示装置的用途及使用方法而有意识地要求非对称的角度分布的情况下,例如,在具有希望仅在画面的上方侧或仅在右侧扩大视角等要求的情况下,也可以使光扩散部的侧面的倾斜角度为非对称。
[0372]另外,也可以具有多个含有光散射体的层。
[0373] 此外,光扩散部和遮光层的配置及形状、视角扩大膜的各部的尺寸及材料、制造工艺的制造条件等相关的具体结构不局限于上述实施方式,能够适当变更。
[0374] 本实用新型的方式能够利用于液晶显示装置、有机电致发光显示装置、等离子体显示器等各种显示装置。

Claims (34)

1. 一种光扩散部件,其特征在于,包括: 具有透光性的基材;在所述基材的一个面形成的多个光扩散部;在所述基材的一个面,在与所述光扩散部的形成区域不同的区域形成的遮光层;和光散射体, 所述光扩散部在所述基材侧具有光射出端面,并且在与所述基材侧相反的一侧具有面积比所述光射出端面的面积大的光入射端面, 所述光扩散部的从所述光入射端面到所述光射出端面的高度比所述遮光层的厚度大, 所述光散射体比所述光扩散部更靠光射出侧地配置。
2.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 所述光散射体包含于所述基材的至少一部分。
3.如权利要求2所述的光扩散部件,其特征在于: 所述基材的至少一部分构成为:使得从所述基材的至少一部分的与所述光扩散部相反的一侧的面射入,并由所述光散射体反射或折射而改变行进方向后的光进行前向散射。
4.如权利要求2所述的光扩散部件,其特征在于: 在所述基材的一个面的相反一侧的面还设置有防眩处理层, 所述防眩处理层构成为包含所述光散射体。
5.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 还具备比所述基材更靠光射出侧地形成的层, 所述光散射体包含于比所述基材更靠光射出侧地形成的层。
6.如权利要求5所述的光扩散部件,其特征在于: 比所述基材更靠光射出侧地形成的层构成为:使得从比所述基材更靠光射出侧地形成的层的与所述光扩散部相反的一侧的面射入,并由所述光散射体反射或折射而改变行进方向后的光进行前向散射。
7.如权利要求5所述的光扩散部件,其特征在于: 在所述基材的一个面的相反一侧的面还设置有防眩处理层, 所述防眩处理层构成为包含所述光散射体。
8.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个光扩散部分散地配置, 所述遮光层连续地形成于与所述光扩散部的形成区域不同的区域。
9.如权利要求8所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个光扩散部非周期地配置。
10.如权利要求8所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个光扩散部具有相互相同的形状。
11.如权利要求8所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个光扩散部具有相互不同的多种尺寸、形状中的至少一种。
12.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 在所述多个光扩散部间的间隙存在空气。
13.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 所述多个光扩散部中,至少一个光扩散部的侧面的倾斜角度与其他光扩散部的侧面的倾斜角度不同。
14.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 所述多个光扩散部中,至少一个光扩散部的侧面的倾斜角度根据场所而不同。
15.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述光扩散部的平面形状为圆形、椭圆形或多边形。
16. —种光扩散部件,其特征在于,包括: 具有透光性的基材;在所述基材的一个面分散地形成的多个遮光层;和在所述基材的一个面,在与所述遮光层的形成区域不同的区域形成的光扩散部, 所述光扩散部在所述基材侧具有光射出端面,并且在与所述基材侧相反的一侧具有面积比所述光射出端面的面积大的光入射端面, 所述光扩散部的从所述光入射端面到所述光射出端面的高度比所述遮光层的层厚大, 比所述光扩散部更靠光射出侧地配置有光散射体。
17.如权利要求16所述的光扩散部件,其特征在于: 所述光散射体包含于所述基材的至少一部分或比所述基材更靠光射出侧地形成的层中的至少一个层。
18.如权利要求16所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时所述多个遮光层分散地配置,所述光扩散部连续地形成于所述遮光层的形成区域以外的区域。
19.如权利要求18所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个遮光层非周期地配置。
20.如权利要求18所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个遮光层具有相互相同的形状。
21.如权利要求18所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述多个遮光层具有相互不同的多种尺寸、形状中的至少一种。
22.如权利要求16所述的光扩散部件,其特征在于: 在所述遮光层的形成区域形成有由所述光扩散部的形成区域划分而成的中空部, 在所述中空部存在空气。
23.如权利要求16所述的光扩散部件,其特征在于: 从所述基材的一个面的法线方向看时,所述遮光层的平面形状为圆形、椭圆形或多边形。
24.如权利要求I所述的光扩散部件,其特征在于: 在所述基材的一个面的相反一侧的面,设置有反射防止层、带电防止层、防眩处理层和防污处理层中的至少一个。
25. —种显示装置,其特征在于,包括: 显示体;和 视角扩大部件,其设置于所述显示体的观看侧,使光以从所述显示体射入的光的角度分布比入射前更广的状态射出,所述视角扩大部件包括权利要求I所述的光扩散部件。
26.如权利要求25所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体具有形成显示图像的多个像素, 所述多个光扩散部中的相邻的光扩散部间的最大间距比所述显示体的所述像素间的间距小。
27.如权利要求25所述的显示装置,其特征在于: 在所述视角扩大部件的观看侧设置有信息输入装置。
28.如权利要求25所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体具有光源和对来自所述光源的光进行调制的光调制元件, 所述光源射出具有指向性的光。
29.如权利要求25所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体为液晶显示元件。
30. 一种显示装置,其特征在于,包括: 显示体;和 视角扩大部件,其设置于所述显示体的观看侧,使光以使得从所述显示体射入的光的角度分布比入射前更广的状态射出, 所述视角扩大部件包括权利要求16所述的光扩散部件。
31.如权利要求30所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体具有形成显示图像的多个像素, 所述多个遮光层中的相邻的遮光层间的最大间距比所述显示体的所述像素间的间距小。
32.如权利要求30所述的显示装置,其特征在于: 在所述视角扩大部件的观看侧设置有信息输入装置。
33.如权利要求30所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体具有光源和对来自所述光源的光进行调制的光调制元件, 所述光源射出具有指向性的光。
34.如权利要求30所述的显示装置,其特征在于: 所述显示体为液晶显示元件。
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