JP2012128016A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度及び輝度均斉度が高く、軽量で、且つ低コストな液晶表示装置を提供する。
【解決手段】光源１、液晶パネル３、及び光源１と液晶パネル３との間に設けられた光学素子４を備える液晶表示装置１００において、光学素子４がその光源側に面を有し光源側の面５Ｌに複数の凸部５１を備える透明層５と、透明層５より液晶パネル側に位置する拡散層６とを備え、光学素子４はさらに透明層５の内部又は透明層５の拡散層側の面上のいずれかに位置し、遮光部７１及び開口７２を有した遮光層７を含み、遮光層７は、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率が、光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率より小さくなるように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、通常、光源及び液晶パネルを含み、光源からの光を液晶パネルを介して出光させることにより、画像を表示する。かかる液晶表示装置においては、液晶パネルへ入光する光の輝度が高いことに加え、表示面全体において輝度が均斉であることが求められる。そのため、液晶表示装置において、光源と液晶パネルとの間にさらに拡散板及び輝度向上フィルム等の各種の光学部材を設け、光源からの光をこれらの光学部材を介して液晶パネルに入光させることが知られている（例えば特許文献１）。

特表２００８−５１７３２６号公報

前記各種の光学部材を多数重ねて設けることにより、輝度均斉度を高めることができる。しかしながらそのように多数の光学部材を光源と液晶パネルとの間に設けると輝度が低下するおそれがある。また、液晶表示装置の組み立て工程が複雑になり、さらにかかる光学部材自体が重く厚くなり且つそれを保持する液晶表示装置の他の部材が複雑になることにより、液晶表示装置の寸法及び重量が増加する。特に、可撓性のフィルム等の、形態を保持することが困難な部材は、液晶表示装置への設置が困難であり、且つ装置内でその形態を保持させるための支持部材を複雑なものとする。

本発明の目的は、輝度及び輝度均斉度が高く、軽量で、且つ低コストな液晶表示装置を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するため検討した結果、液晶表示装置の光源と液晶パネルとの間に、複数の光学部材を特定の態様で組み合わせてなる光学素子を採用することにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明によれば、下記〔１〕〜〔１４〕が提供される。

〔１〕 光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える液晶表示装置であって、
前記光学素子は、その光源側に面を有し前記光源側の面に複数の凸部を備える透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを備え、
前記光学素子はさらに、
前記透明層の内部又は前記透明層の拡散層側の面上のいずれかに位置し、遮光部及び開口を有した遮光層を含み、
前記遮光層は、
前記光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における前記遮光層の開口率が、前記光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における前記遮光層の開口率より小さくなるよう配置された、液晶表示装置。
〔２〕 前記遮光層の遮光部の少なくとも一部が、前記複数の凸部の、前記光学素子主面の法線方向上に配置された、〔１〕に記載の液晶表示装置。
〔３〕 前記複数の凸部が、その長手方向が前記光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有する、〔１〕又は〔２〕に記載の液晶表示装置。
〔４〕 前記遮光層が複数の前記遮光部を有し、前記遮光部が、前記柱状形状の長手方向と平行に整列する細長い遮光部である、〔３〕に記載の液晶表示装置。
〔５〕 前記光源が、互いに平行に整列する線状光源であり、前記光源の長手方向が、前記柱状形状の長手方向と平行である、〔３〕又は〔４〕に記載の液晶表示装置。
〔６〕 前記液晶パネルの表示面が矩形であり、前記遮光部の長手方向が、前記矩形の長辺方向と平行である、〔３〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
〔７〕 前記複数の凸部が、面内の２方向以上の方向に整列して配置されている、〔１〕又は〔２〕に記載の液晶表示装置。
〔８〕 前記凸部が、多角錐、多角錐の頂部が欠けた形状、円錐、円錐の頂部が欠けた形状、楕円錐、楕円錐の頂部が欠けた形状、球の一部、又は楕円回転体の一部である、〔７〕に記載の液晶表示装置。
〔９〕 前記遮光層の遮光部を前記光学素子主面に平行な面で切った断面形状と、前記遮光部から最も近い前記凸部を前記光学素子主面に平行な面で切った断面形状とが相似している、〔７〕又は〔８〕に記載の液晶表示装置。
〔１０〕 前記光学素子と前記液晶パネルとの間に、輝度向上フィルムをさらに備える、〔１〕〜〔９〕のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
〔１１〕 前記輝度向上フィルムと、前記光学素子とが一体化している、〔１０〕に記載の液晶表示装置。
〔１２〕 前記輝度向上フィルムと前記光学素子との一体化が接着によってなされている、〔１１〕に記載の液晶表示装置。
〔１３〕 前記輝度向上フィルムが、面内に分布した複数の点状の接合点で前記光学素子と一体化されている、〔１１〕又は〔１２〕に記載の液晶表示装置。
〔１４〕 前記輝度向上フィルムが、面内に分布した複数の線状の接合点で前記光学素子と一体化されている、〔１１〕又は〔１２〕に記載の液晶表示装置。

本発明の液晶表示装置は、輝度及び輝度均斉度を良好に向上させることができ、軽量で、且つ低コストな装置とすることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の、線状光源の長手方向に垂直な断面を概略的に示す縦断面図である。 図２は、図１に示した本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置における光学素子の一部を概略的に示す斜視図である。 図３は、図１及び図２に示した液晶表示装置における光学素子を、図１の断面と平行な断面において拡大して示す縦断面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図６は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図７は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図８は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図９は、本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置における光学素子を概略的に示す部分斜視図である。 図１０は、本発明の第８の実施形態に係る液晶表示装置の、線状光源の長手方向に垂直な断面を概略的に示す縦断面図である。 図１１は、本発明の第９の実施形態に係る液晶表示装置の、線状光源の長手方向に垂直な断面を概略的に示す縦断面図である。 図１２は、図１１に示す液晶表示装置における粘着層の一態様をより具体的に示す斜視図である。 図１３は、図１１に示す液晶表示装置における粘着層の一態様をより具体的に示す斜視図である。 図１４は、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す縦断面図である。 図１５は、図１４に示す液晶表示装置における点状光源の配置を示す斜視図である。 図１６は、本発明の別の実施形態における、点状光源の配列方法の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本発明の液晶表示装置は、光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える。また前記光学素子は、その光源側に面を有し前記光源側の面に複数の凸部を備える透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを備える。前記光学素子はさらに、前記透明層の内部又は前記透明層の拡散層側の面上のいずれかに位置し、遮光部及び開口を有した遮光層を含む。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の、線状光源の長手方向に垂直な断面を概略的に示す縦断面図である。
図１に示すように、液晶表示装置１００は、線状光源である光源１、光源１からの光を反射する反射板２、及び液晶パネル３を備え、光源１と液晶パネル３との間に光学素子４を備えている。光学素子４は、その光源側に透明層下面５Ｌを有する透明層５と、透明層５より液晶パネル側に位置する拡散層６とを有している。光学素子４は、その最外層に位置する主面として透明層下面５Ｌ及び拡散層上面６Ｕを有する。透明層下面５Ｌは光源側に面し、拡散層上面６Ｕは液晶パネル側に面している。したがって、光学素子４の透明層下面５Ｌ及び拡散層上面６Ｕはそれぞれ、光学素子４の光入射面及び光出射面として機能するようになっている。

なお、本明細書では、縦断面図及び斜視図において、液晶表示装置１００を、その表示面を水平に上向けに置いた状態で説明する。したがって、各層の「上」側は、より表示面に近い側を、「下」側は、より表示面に遠い側を、また「水平」方向は表示面に平行な方向をそれぞれ表す。また、本発明において、構成要素の方向が「平行」とは、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。

図１に示す本発明の第１実施形態において、光源１は、細長い形状を有する線状光源である。光源１は適切な支持部材（不図示）で支持されることにより、反射板２及び光学部材４等の他の部材とは離隔して設けられている。また、本実施形態では光源１は複数個設けられていて、これらは互いに平行に整列している。かかる線状光源としては、例えば冷陰極管、熱陰極管等の陰極管を用いることができるが、冷陰極管であることが好ましい。

反射板２としては、例えば既知の白色の反射シート等の、入射した光を反射及び拡散することができる部材を用いることができる。

液晶パネル３は適切な枠部材（不図示）で光源１から離隔した位置に支持される。本実施形態では液晶パネル３の表示面は矩形に形成され、その矩形の長手方向は線状光源である光源１の長手方向と平行に設定されている。

光源１と液晶パネル３との間には透明層５及び拡散層６を備えた光学素子４が設けられていて、光源１から出射した光は光学素子４の透明層下面５Ｌに入射するようになっている。この際、透明層下面５Ｌのうち光源１の上方の領域においては、矢印Ａ１で示すように、光学素子主面の法線方向に沿って直近の光源１から光が入射し、比較的入射光の量が多い。一方、透明層下面５Ｌのうち光源１の上方から離れた領域においては、矢印Ａ２で示すように、光の進行方向は光学素子主面の法線方向から傾き、比較的入射光の量が少ない。そのため、従来の構成ではこれらの光が直接液晶パネル３に入射すれば表示面に輝度ムラが生じていた。しかし、本実施形態の液晶表示装置１００においては、後に説明する通り、光学素子４により輝度ムラが改善される。

ここで光学素子主面の法線方向とは、本実施形態では光学素子４の光入射面である透明層下面５Ｌの法線方向をいう。透明層下面５Ｌには凸部５１（後述する）が形成されているため透明層下面５Ｌは厳密には平面ではないが、本実施形態においては透明層下面５Ｌから凸部５１を除去した平面を仮定し、当該平面の法線方向を光学素子主面の法線方向とする。ただし通常は、透明層下面５Ｌから凸部５１を除去したと仮定した平面は光学素子４の光出射面である拡散層上面６Ｕと平行になるため、拡散層上面６Ｕの法線方向を光学素子主面の法線方向として扱えば足りる。

図２は、図１に示した本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００における光学素子４の一部を概略的に示す斜視図である。図２に示すように、光学素子４は透明層５と拡散層６とを有し、透明層５はその上側の面５Ｕにおいて拡散層６と接している。一方、透明層５の下面５Ｌには、その長手方向が光学素子主面と平行に延長している柱状形状の凸部５１が複数形成されている。

凸部５１の各々は、線状光源である光源１の長手方向に平行に延在している。後述する原理により、本実施形態では柱状形状の凸部５１の長手方向に直交する方向で特に顕著に輝度ムラの低減効果が得られることから、液晶表示装置１００では、従来、輝度ムラが大きかった前記の方向（即ち、光源１の長手方向に直交する方向）において、効果的に輝度ムラを低減することが可能になっている。
さらに、凸部５１をその長手方向に垂直な面で切断した断面は半楕円形状となっている。したがって、凸部５１の表面は滑らかな曲面で形成され、その中央部からその左右端部にいくにしたがい、光学素子主面に対し次第に傾斜するように形成されている。

光学素子４はさらに遮光層７を有する。本実施形態の遮光層７は、透明層５の内部に位置し、光学素子主面と平行に所定の間隔を空けて並んで形成された複数の遮光部７１を有している。遮光部７１同士の間は遮光部７１が存在しない開口７２となっており、透明層下面５Ｌから入射した光は、遮光部７１を透過できず、開口７２を透過できるようになっている。
なお本実施形態では、遮光部７１は互いに平行に整列した細長い形状の層として形成されている。遮光部７１の細長い形状は、その長手方向が線状光源である光源１の長手方向及び液晶パネル３の表示面の矩形の長手方向と平行である。したがって、開口７２の長手方向も、線状光源１の長手方向及びの表示面の矩形の長手方向と平行となっている。

前記の遮光層７は、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率が、光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率より小さくなるよう配置されている。なお、前記の光学的な観察を行う際の光の波長は、光源１の発光波長とすればよい。
ここで「開口率」とは、光学素子４の遮光層７が設けられた領域を、光源側のある方向から光学的に観察した場合において、その視野において開口が形成されている部分が占める割合をいう。開口率が高い程、遮光部７１に妨げられず遮光層７を透過する光の量が多くなる。したがって、開口率が高い程、遮光層７を透過する光の量は多くなり、遮光層７が存在しない場合の透過光の量に近づくことになる。
さらに前記の「光学的に観察する」とは、空気と透明層５との境界での屈折が反映されるように前記の開口率の測定を行うことをいう。前述のように透明層下面５Ｌには前記の凸部５１が形成されているため、凸部５１の表面は位置に応じた角度で傾斜している。したがって、透明層下面５Ｌに入射する光の入射角は、透明層５に入射する以前の光の進行方向及び透明層下面５Ｌへの入射位置により異なる。透明層下面５Ｌに入射する光は、入射角に応じて凸部５１の表面において異なる角度で屈折することになるため、空気と透明層５との間の屈折が反映された開口率は、透明層が存在しないと仮定した場合の開口率とは異なることになる。

図３は、図１及び図２に示した液晶表示装置１００における光学素子４を、図１の断面と平行な断面において拡大して示す縦断面図である。なお、図３の図示においては、透明層下面５Ｌより上側の部分は透明層５の内部であり、透明層下面５Ｌより下側の部分は透明層５の下の空気層である。また、図３において一点鎖線Ｎは光学素子主面の法線を表す。
図３に示すように、光源１（図１参照。）から出射した光Ｌ１，Ｌ２は、透明層下面５Ｌに入射すると、空気と透明層５との屈折率差により屈折し、進行方向が変化する。この際、凸部５１の表面は光学素子主面に対して位置に応じた角度で傾斜しているため、例え同じ位置に入射する光であっても、その光が透明層下面５Ｌへの入射する以前の進行方向に応じて入射角及び屈折角は異なり、ひいては透明層５内での進行方向は異なる。このため、遮光層７において、光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光が透明層下面５Ｌにて屈折してから到達する位置と、光学素子主面の法線方向から傾いた方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光が透明層下面５Ｌにて屈折してから到達する位置とは異なるようになる。本実施形態では、光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光Ｌ１が到達する位置の大部分には遮光部７１を形成し（即ち、開口７２を小さくし）、光学素子主面の法線方向から傾いた方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光Ｌ２が到達する位置の大部分には開口７２を形成する（即ち、遮光部７１を小さくする）ことにより、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすようにしている。

このような構成により、光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光Ｌ１は、その大部分が遮光部７１により遮られ、遮光層７を透過する光Ｌ１の量は相対的に少なくなるようになっている。一方、光学素子主面の法線方向から傾いた方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光Ｌ２は、その大部分が開口７２を透過できるため、遮光層７を透過する光Ｌ２の量は相対的に多くなるようになっている。即ち、透明層下面５Ｌへ入射する光の入射位置に応じた入射光の量のムラを遮光層７が均斉化するように機能する。したがって、透明層５から拡散層６へは均斉化された光が入射し、さらに拡散層６で拡散されてから液晶パネル３へ入射することになるため、液晶表示装置１００の輝度均斉度を向上させることが可能となっている。この際、従来のように輝度ムラの均斉化のために光学部材を多数積層させる必要が無いため、通常は、従来技術と比較して輝度を向上させることも可能である。

前記のように光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きくなる方向は、少なくとも１方向が存在すればよいが、その傾斜角度の範囲は大きいことが好ましい。具体的に、好ましくは２０°以上、より好ましくは３０°以上の広い傾斜角度範囲に亘って、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きいことが望ましい。液晶表示装置１００の輝度均斉度をより高めるためである。ここで傾斜角度とは、光学素子主面の法線方向から傾いた方向に沿って前記の観察をする場合に、その傾いた方向と光学素子主面の法線方向とがなす角度のことをいう。

また、前記のように光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きくなる方向は、光学素子主面の法線方向から２０°〜７５°傾斜している範囲に存在することが好ましい。液晶表示装置１００の輝度均斉度をより安定して向上させるためである。

前記の開口率の具体的な値は液晶表示装置１００に求められる画質等に応じて一様ではないが、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率は、通常５％以上、好ましくは７％以上、より好ましくは１０％以上であり、通常２５％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１５％以下である。
また、光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率は、通常２５％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上であり、通常７０％以下、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下である。
さらに、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率に対する、光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における遮光層７の開口率の比は、１より大きければよいが、好ましくは１．２以上、より好ましくは１．３以上であり、通常２．５以下、好ましくは２．２以下、より好ましくは２．０以下である。

遮光層７の開口率が前記の要件を満たす限り、遮光層７における遮光部７１と開口７２の位置は任意である。通常、前記の開口率を調整する場合には、凸部５１と遮光部７１及び開口７２との相対位置を調整しながら遮光層７の配置を決めるようにすればよい。具体的には、図３に示すように、遮光部７１が凸部５１の上方に位置するよう、遮光部７１を配置することが好ましい。この際、遮光部７１の少なくとも一部が凸部５１の上方に位置すれば好ましいが、遮光部７１の全部が凸部５１の上方に位置することがより好ましい。なお、ここで凸部５１の上方とは、凸部５１の光学素子主面の法線方向上の位置をいう。光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光は、通常、屈折により凸部５１の上方の位置に進行することになるため、当該上方の位置に遮光部７１を配置すれば、光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射した光を安定して遮ることができるからである。

また、本実施形態のように凸部５１が光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有している場合、遮光部７１は前記凸部５１の柱状形状の長手方向と平行に整列する形状を有することが好ましく、中でも凸部５１の柱状形状の長手方向と平行に延在して整列する細長い形状を有することがより好ましい。これにより、柱状形状の凸部５１で屈折させられた光を遮光部７１で的確に遮ることが可能となり、液晶表示装置１００の輝度均斉度を効果的に向上させることができるからである。

遮光部７１は、光を吸収する材料であってもよいが、光を拡散し反射することができ、光を吸収する割合が低い材料であることがより好ましい。遮光部７１を、光を拡散し反射することができる材料で形成することによって、開口７２を透過しなかった光は下向きに反射し、反射板２などでさらに反射され再び上向きに進み、その少なくとも一部は開口７２を通過する。これにより、光の進行方向が大きく拡散され、これによって液晶表示装置１００の輝度均斉度をさらに向上させることができる。また、遮光部７１が吸収する光の割合を低くし反射する割合を高めることにより、光の損失を低く抑えることができ、その結果、輝度が高い画像表示装置１００を実現できる。

本実施形態においては、上記の作用により、遮光層７に到達した光のうち、遮光層７に到達する際の角度が光学素子主面の法線方向に近い光の多くは遮光層７において遮られ、遮光層７に到達する際の角度が光学素子主面の法線方向から傾斜した光の多くは遮光層７を透過することとなる。したがって、光源１と遮光層７との間に、光を拡散させるものがなるべく少ないことが好ましい。具体的には、透明層５は、そのヘイズが低いほうが好ましい。また、光源１と透明層５との間には光を拡散させる部材がなるべく少ないことが好ましく、光源１と透明層５との間には空間のみがあり、光源１から光学素子４の方向へ出射した光は空気以外のものを介さずに直接透明層５に入射するようにすることがより好ましい。

一方、透明層５よりも液晶パネル側においては、光の拡散を低減する必要はなくむしろ所望の輝度均斉度を得るためにある程度以上の光の拡散を発生させることが好ましい。そのため、拡散層６を厚くすることについて制限は無く、拡散層６を光学素子４の自重を支えることができる程度に厚くしても光学的機能が損なわれない。この観点から、光学素子４はその自重を支えることができる程度の自己保持性を有することが好ましい。これにより、光学素子４を支える液晶表示装置周辺部の支持部材（不図示）の構造を軽量且つ簡略なものとすることができ、結果として液晶表示装置１００の軽量化を図ることができる。

また本実施形態では、遮光層７の遮光部７１の長手方向（即ち、開口７２の長手方向）と、線状光源である光源１の長手方向とが平行である。このように細長い遮光部７１の長手方向と光源１の長手方向とが平行であることにより、輝度ムラが最も大きい方向である、光源１の長手方向と垂直な方向（図１及び図３における図中の左右方向）における輝度ムラを、光学素子４が効果的に低減することができる。さらに、本実施形態では光源１の長手方向と液晶パネル３の表示面の矩形の長辺方向とが平行であることから、遮光部７１の長手方向と前記表示面の矩形の長辺方向とも平行となり、表示面の矩形の短辺方向（即ち、矩形の長辺方向と直交する方向）でも輝度ムラを効果的に低減できる。

ここで図３を参照して凸部５１の寸法の具体的な範囲を説明すると、凸部５１の高さＨ_５１は、好ましくは２０μｍ〜３００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。また、凸部５１の幅Ｗ_５１は、好ましくは１００μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは２００μｍ〜５００μｍである。さらに、凸部５１の形成間隔（隣り合う凸部の最も突出した部分間の距離）Ｐ_５１は、好ましくは１００μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは２００μｍ〜５００μｍである。このような寸法にすることにより、光が多方向に分解され、輝度ムラを低減できる。

また、遮光部の幅Ｗ_７１は、１０μｍ〜４００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。また、遮光層の開口の幅Ｗ_７２は、１００μｍ〜８００μｍであることが好ましく、２００μｍ〜６００μｍであることがより好ましい。かかる所定以上の幅とすることにより、遮光層を容易に形成することができ、またかかる所定以下の幅とすることにより、目視で観察した際の液晶表示装置１００の輝度均斉度を効果的に改善することができる。

さらに、遮光部７１の幅Ｗ_７１は、凸部５１の幅Ｗ_５１に対する比（Ｗ_５１／Ｗ_７１）が、１〜５０となることが好ましく、３〜２０となることがより好ましい。このような寸法の遮光部７１が凸部５１の拡散層側に存在することで、光学素子主面の法線方向から傾いた方向に沿って透明層下面５Ｌに入射する光Ｌ２の大部分が開口７２を透過でき、輝度ムラを低減できる。

また、遮光部７１の透明層下面５Ｌからの距離Ｌ_７１は、１００μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、３００μｍ〜８００μｍであることがより好ましい。これにより、開口率を制御できるという利点が得られる。

光学素子４全体の厚さは、好ましくは０．１〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５ｍｍである。この範囲の厚さとすることにより、光学素子４の光学的性能及び自己支持能などの機械的性能の両方を良好にすることができる。

透明層５、拡散層６及び遮光層７を有する光学素子４の製造方法としては、例えば下記製造方法（１）〜（３）の方法を採用することができる。
製造方法（１）：所望の断面を有する形状に、拡散層６を形成する樹脂、透明層５を形成する樹脂及び遮光層７を形成する材料を共押出する。
製造方法（２）：遮光層７を備える透明層５、及び拡散層６を別々に成形し、これらを熱融着させる。
製造方法（３）：遮光層７を備える透明層５、及び拡散層６を別々に成形し、これらを粘着層（図示せず）を介して接着する。

上記製造方法（１）は、例えば図１に示す断面が得られるような押出成形用ダイスを調製し、それを用いて共押出を行なうことにより行なうことができる。

上記製造方法（２）及び製造方法（３）において、遮光層７を備える透明層５を得る方法としては、例えば下記方法（４）〜（７）を採用することができる。
方法（４）：所望の断面を有する形状に、透明層５を形成する樹脂及び遮光層７を形成する材料を共押出する。
方法（５）：透明層５を成形した後、その表面に遮光層７を形成する材料の層を貼付、塗布、印刷などにより設け、必要に応じて当該層を硬化させる。
方法（６）：透明層５の一部を構成する樹脂成形体を成形し、その表面に遮光層７を形成する材料の層を貼付、塗布、印刷などにより設け、必要に応じて当該層を硬化させ、さらにその上に透明層５の残りの一部を構成する樹脂成形体を設ける。
方法（７）：方法（４）〜（６）を組み合わせて行なう。
第１実施形態における遮光層７のように、透明層５の内部に存在する遮光層７は、上記方法（４）又は（６）により得ることができる。

〔第２〜第４実施形態〕
本発明において、光学素子の透明層の凸部が有する形状は、上に説明したもののみならず、他の形状としてもよい。凸部の形状が変化すると形状変化に伴って凸部表面の傾斜角度も変化し、透明層下面での屈折後の光の進行方向も変化する。このため、凸部の形状が変化すると、遮光層の開口率等が変化して画像表示装置の輝度及び輝度均斉度も変化することになる。しかし、いずれの場合であっても遮光層の開口率が前記の要件を満たすように遮光部の位置及び面積等を設定することにより、第１の実施形態と同様に、画像表示装置の輝度及び輝度均斉度の向上という効果を奏することができる。それらの例として、図４〜図６を参照して、本発明の第２〜第４実施形態について説明する。本発明の第２〜第４の実施形態に係る液晶表示装置は、それぞれ、透明層５に形成された凸部の形状がそれぞれ図４〜図６に示す通り変更されたほかは、第１の実施形態と同様である。

図４に示す本発明の第２実施形態において、透明層５の凸部５２は、その長手方向が光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有する点では第１実施形態の凸部５１と同様であるが、凸部５２をその長手方向に垂直な面で切断した断面は三角形状となっている。したがって、凸部５２の表面は平面で形成され、各平面は一定の角度で傾斜している。凸部５２の表面がこのように平面で形成されている場合であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。

図５に示す本発明の第３実施形態において、透明層５の凸部５３は、その長手方向が光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有する点では第１実施形態の凸部５１と同様であるが、凸部５３をその長手方向に垂直な面で切断した断面は台形となっている。したがって、凸部５３の表面の一部は光学素子主面に対して傾斜しているが、別の一部は光学素子主面に対して平行となっている。光学素子主面に対して平行な面では光学素子主面の法線方向に沿って入射する光を屈折させることはできないが、少なくとも光学素子主面に対して傾斜している面で前記の光学素子主面の法線方向に沿って入射する光を屈折させることが可能である。このため、凸部５３の表面の一部がこのように光学素子主面に対して平行に形成されている場合であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。

図６に示す本発明の第４実施形態において、透明層５の凸部５４は、その長手方向が光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有する点では第１実施形態の凸部５１と同様であるが、凸部５４をその長手方向に垂直な面で切断した断面は、透明層５の下方の空気層との界面が滑らかに連続する波形となる形状になっている。したがって、凸部５４の表面は、隣り合う凸部５４との間で滑らかに連続する曲面を有する形状となっており、また、その曲面の一部は上に凸になっている。このような形状の凸部５４であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。

〔第５〜第７実施形態〕
本発明において、光学素子の透明層の凸部が有する形状は、上に説明したもののみならず、その長手方向が光学素子主面と平行に延長している柱状形状以外の形状であっても同様に効果を発揮できる。さらに、遮光層７の遮光部７１の形状も、上に説明したもの以外の形状にすることができる。それらの例として、図７〜図９を参照して、本発明の第５〜第７実施形態について説明する。本発明の第５〜第７の実施形態に係る液晶表示装置は、それぞれ、透明層５に形成された凸部の形状がそれぞれ図７〜図９に示す通り変更されたほかは、第１の実施形態と同様である。

図７に示す本発明の第５実施形態において、透明層５の凸部５５は、その液晶パネル側を底面とし光源側を頂点とした四角錘形状を有している。したがって、凸部５５の表面はいずれも光学素子主面に対して傾斜した平面となっている。このように、凸部５５が光学素子主面と平行に延長した柱状形状以外の形状であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。

また、凸部５５が光学素子主面と平行に延長した柱状形状以外の形状である場合、凸部５５は面内の２方向以上の方向に整列して配置されることが好ましい。本実施形態では、凸部５５は、液晶パネル３（図１参照。）の表示面の矩形の長辺方向及び短辺方向という２方向に整列して隙間無く配置されている。第１〜第４実施形態のような柱状形状の凸部５１〜５４では主に凸部５１〜５４の長手形状と垂直な方向における輝度ムラを低減させるようにしていたが、本実施形態では前記表示面の矩形の長辺方向及び短辺方向という２方向の両方において輝度ムラを効果的に低減することが可能となる。

さらに、遮光部７１を光学素子主面に平行な面で切った断面形状と、その遮光部７１から最も近い凸部５５を光学素子主面に平行な面で切った断面形状とは、相似形とすることが好ましい。本実施形態でも、前記の両断面形状はいずれも正方形であり、相似している。これにより、光学素子主面の法線方向に沿って透明層下面５Ｌに入射し凸部５５の表面で屈折した光を遮光部７１で効果的に遮ることができ、液晶表示装置の輝度均斉度を効果的に高めることが可能である。

図８に示す本発明の第６実施形態において、透明層５の凸部５６は、四角錘の頂部が欠けた形状を有している以外は、第５実施形態と同様である。この場合、凸部５６の表面の一部は光学素子主面に対して平行となる。しかし、前述のように、このような形状の凸部５６であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。

図９に示す本発明の第７実施形態において、透明層５の凸部５７が球の一部の形状を有し、また遮光部７１を光学素子主面に平行な面で切った断面形状とその遮光部７１から最も近い凸部５７を光学素子主面に平行な面で切った断面形状とが両方とも円形となって相似している以外は、第５実施形態と同様である。このような形状の凸部５７であっても、遮光層７の開口率が前記の要件を満たすことにより、本発明の効果を得ることができる。さらに、第５実施形態では表示面の２方向で輝度ムラを低減させるようにしていたが、本実施形態では、表示面中の全ての方向において輝度ムラを低減させることが可能である。

凸部の形状として、光学素子主面と平行に延長した柱状形状以外の形状の例をさらに挙げると、多角錐、多角錐の頂部が欠けた形状、円錐、円錐の頂部が欠けた形状、楕円錐、楕円錐の頂部が欠けた形状、又は楕円回転体の一部などが挙げられる。透明層の凸部をこれらの形状に形成した場合も、前記の第５〜第７実施形態と同様の効果を奏することができる。

〔第８実施形態〕
上に述べた本発明の実施形態においては遮光層７を透明層５の内部に設けたが、遮光層７を透明層５の拡散層側の面上に設けることもできる。以下において、その例として本発明の第８の実施形態について説明する。図１０に示す通り、本発明の第８実施形態において、液晶表示装置２００は遮光層７として、第１実施形態において透明層５の内部に位置していた遮光層７に代えて、透明層５の拡散層側の面である透明層上面５Ｕに位置する遮光層７を有するほかは、第１の実施形態と同様である。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に液晶表示装置２００の輝度均斉度を向上させることが可能である。

〔第９実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。図１１は、本発明の液晶表示装置の第９の実施形態に係る液晶表示装置の、線状光源の長手方向に垂直な断面を概略的に示す縦断面図である。図１１において、液晶表示装置３００は、液晶パネル３と光学素子４との間に輝度向上フィルム８をさらに備えるほかは、第１の実施形態と同様である。

輝度向上フィルム８は、入射した光のうち所定の偏光を透過しその他の偏光を反射する機能を有する。かかる輝度向上フィルム８としては、入射面である下面８Ｌから入射した光のうち一部を液晶パネル３に必要な偏光として出射面である上面８Ｕより出射し、それ以外の光は出射せずに反射するものを適宜選択することができる。輝度向上フィルム８において反射した偏光は、反射板２などの他の部材において再び拡散及び反射し、そのうちの少なくとも一部は偏光状態を変化させてから再び輝度向上フィルム８の下面８Ｌに入射する。したがって、液晶パネル３と光学素子４との間に輝度向上フィルム８を有することにより、液晶パネル３に必要な偏光を多く供給することができ、その結果液晶表示装置３００の輝度をさらに向上させることができる。

かかる輝度向上フィルム８としては、既知の種々の輝度向上フィルムを用いることができる。好ましい例として、円偏光分離素子と１／４波長板とを有する偏光積層体を用いることができる。かかる偏光積層体は、円偏光分離素子において所定の円偏光のみを選択的に透過させそれ以外の偏光を反射させる。円偏光分離素子を透過した円偏光は１／４波長板において直線偏光に変換することができ、これにより、液晶パネル３に、液晶パネル３に必要な直線偏光を多く供給することができる。

本実施形態では、輝度向上フィルム８は、拡散層６の上面６Ｕ上に、粘着層８Ａを介して設けることで光学素子４と一体化されている。輝度向上フィルム８を拡散層６上に設ける態様としては、例えば、輝度向上フィルム８と拡散層６とを接着する態様が挙げられ、具体的には下記の態様（１）〜（２）等を挙げることができる。
態様（１）：拡散層上面６Ｕと輝度向上フィルム下面８Ｌの界面全面とを粘着層を介して接着させる態様。
態様（２）：図１１に示す通り、拡散層上面６Ｕと輝度向上フィルム下面８Ｌとの間の一部の領域のみに粘着層８Ａを設けて接着し、その他の領域は空気を介する態様。

輝度向上フィルム８の光学機能の発現のためには、その入射面（本実施形態では下面８Ｌ）は空気層との界面であることが好ましいため、上記態様（２）が特に好ましい。上記態様（２）は、さらに具体的には例えば、下記の態様（２−１）及び（２−２）とすることができる。
態様（２−１）：粘着層８Ａを設ける領域を線状に設け、面６Ｕ内に分布した複数の線状の接合点で光学素子４と輝度向上フィルム８とを一体化する態様。
態様（２−２）：粘着層８Ａを設ける領域を点状に設け、面６Ｕ内に分布した複数の点状の接合点で光学素子４と輝度向上フィルム８とを一体化する態様。

上記態様（２−１）は、例えば、図１２に示す通り、拡散層６の上面６Ｕ上に、平行な線状に粘着層８Ａ１を設け、これを介して輝度向上フィルム８を接着する態様とすることができる。上記態様（２−２）は、例えば、図１３に示す通り、拡散層６の上面６Ｕ上に、縦横に整列した複数の点において点状の粘着層８Ａ２を設け、これを介して輝度向上フィルム８を接着する態様とすることができる。

〔第１０実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す縦断面図である。図１４において、液晶表示装置４００は、光源として図１に示す線状光源１に代えて、点状光源９を有するほかは、第１実施形態と同様である。

本実施形態において、点状光源９はＬＥＤ等の点状の発光体から出光する光源であり、反射板２上に設置されている。反射板２の面上において点状光源９を配置する態様は特に限定されないが、本実施形態においては、図１５に示す通り、点状光源９は反射板２上の反射面２Ｕ上に縦横方向（即ち、それぞれ矩形表示面の長手方向及び短手方向に平行な方向）に離隔して整列した配置されている。

図１４に示す通り、このような点状光源９を用いた場合においても、線状光源１を用いた場合と同様に、透明層下面５Ｌのうち点状光源９の上方の領域においては矢印Ａ１で示すように、光学素子主面の法線方向に沿って直近の点状光源９から光が入射し、比較的入射光の量が多い。一方、透明層下面５Ｌのうち点状光源９の上方から離れた領域においては、矢印Ａ２で示すように、光の進行方向は光学素子主面の法線方向から傾き、比較的入射光の量が少ない。さらに、線状光源１を用いた場合では線状光源の長手方向に沿った方向では入射光のムラは少なくなるが、点状光源９を図１５に示すような態様で離隔して整列させた場合、表示面内の長手方向及び短手方向において入射光のムラが生じることになる。したがって、このような複数方向のムラを解消する観点から、点状光源を用いる場合、第５〜第７実施形態で説明したように、面内の２方向以上の方向に整列して配置される遮光部７１を備えるものを使用することが好ましい。

〔その他の実施形態〕
本発明の液晶表示装置では、上記第１〜第１０の実施形態のそれぞれで示した特徴を、さらに互いに組み合わせたものとすることもできる。例えば、第２〜第８及び第１０の実施形態において、第９の実施形態において設けたものと同様の輝度向上フィルムを設けた構造とし、輝度をさらに向上させることができる。

また、上に述べた各実施形態においては、遮光部７１間の距離を均等にした例を示したが、遮光部７１間の距離を不均一にしてもよい。さらに、遮光層７は２層以上設けるようにしても構わない。

また、上記各実施形態において、冷陰極管を設ける代わりに、図１６に示すように、反射板２の反射面２Ｕ上に、ＬＥＤ等の点状光源９を一方向に密に整列した列を複数列設けることもできる。この場合、点状光源が密に整列した列の延長方向を、冷陰極管の長手方向に相当するものとして、上記各実施形態と同様の液晶表示装置を構成することができる。

〔各構成要素〕
次に、本発明の液晶表示装置における各構成要素の好ましい例をより具体的に説明する。

（１．光学素子）
本発明において、光学素子は少なくとも透明層と拡散層と遮光層とを備える。

（１．１．拡散層）
拡散層は、当該層の一面に入射した光の経路を拡散させ、他の一面から拡散させた態様で出射させる機能を有する層である。具体的には、ヘイズが好ましくは７０〜１００％、より好ましくは８０〜９５％の層とすることができる。
拡散層の全光線透過率は、好ましくは３０〜８０％、より好ましくは４０〜７０％とすることができる。

拡散層の形状は、平板状の形状とすることができる他、必要に応じて、その表面に凹凸を有するものであってもよい。
拡散層の厚さは、特に限定されないが０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。
拡散層の材質は、拡散の機能を発現する任意の材質とすることができるが、好ましくは透明樹脂及び拡散剤を含む層とすることができる。

本発明において透明樹脂としてはＪＩＳ Ｋ７３６１−１により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂を用いることができ、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸のことを表す。これらの中で、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体を１０％以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体または脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が０．２５％以下、即ち０〜０．２５％である樹脂が、吸湿による変形が少ないので、反りの少ない大型の拡散層を得ることができる点で好ましい。脂環式構造を有する樹脂は、流動性が良好であり、大型の拡散層を効率よく製造し得る点でさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂と拡散剤とを混合した組成物は、拡散層に必要な高透過性と高拡散性とを兼ね備え、色度が良好なので、好適に用いることができる。

脂環式構造を有する樹脂は、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する樹脂である。機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有する樹脂が特に好ましい。脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン、シクロアルキン）構造などを挙げることができる。機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が特に好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、一つの脂環式構造あたり通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱性及び光拡散板の成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと、耐熱性が低下する傾向がある。なお、脂環式構造を有する樹脂中における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。

脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系単量体の開環重合体及びノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、並びにこれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン系重合体；（２）単環の環状オレフィン系重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン系重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体、並びにこれらの水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素系重合体；などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体及びビニル脂環式炭化水素系重合体が好ましく、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物がさらに好ましい。

拡散層に用いられる拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物等を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等を用いることができる。これらの中で、ポリスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂若しくはこれらの架橋物からなる微粒子は、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がないので、特に好適に用いることができる。ポリシロキサン系樹脂の架橋物からなる微粒子は、耐熱性により優れるので、さらに好適に用いることができる。

拡散層に用いられる拡散剤の形状は、特に限定されないが、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光の拡散方向を等方的にすることのできる球状のビーズが好ましい。

拡散層における拡散剤の含有割合は、特に限定されず、上記の好ましいヘイズなどの値が得られる任意の割合とすることができるが、上記透明樹脂及び拡散剤の合計に対する拡散剤の割合として、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．２〜５重量％とすることができる。

（１．２．透明層）
本発明において、透明層を構成する材料は、光が当該材料を透過しやすく、且つ光を拡散しにくいものが好ましい。具体的には、厚さ２ｍｍの平板としたときに、ヘイズが３０％以下、全光線透過率が７０％以上となる材料であることが好ましい。

透明層の形状は、その光源側の面に凸部を有する板状の形状とすることができる。また必要に応じて、透明層の拡散層側の面にも凹凸を有していてもよい。
透明層の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。
透明層の材質は、透明層としての機能を発現する任意の材質とすることができるが、好ましくは前述の透明樹脂を含む層とすることができる。

（１．３．遮光層）
本発明において、遮光層は、入射した光の少なくとも一部を遮光（即ち吸収又は反射）しうる層とすることができる。即ち、遮光層は、入射する全ての光を遮光するものでなくてもよく、必要に応じて、遮光層の一部又は全部を、入射する光の一部のみを遮光する層とすることもできる。

遮光層の遮光の態様は、入射した光の少なくとも一部を反射する態様であることが好ましい。反射された光は、反射板等により反射されて再び光学素子に到達し、その一部は遮光層の開口を透過し得るので、吸収の割合が少なく反射の割合が多いことにより、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。反射は、鏡面反射でもよく、拡散を伴う反射であってもよいが、液晶表示装置の輝度均斉度を向上させる観点からは、拡散を伴う反射であることが好ましい。

遮光層を構成する材料としては、例えば、透明樹脂に遮光性粒子が分散したものが挙げられる。透明樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましい。遮光性粒子は、例えばチタニア、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの金属酸化物微粒子、カーボン粒子、着色顔料、樹脂微粒子、ガラス微粒子等を使用することができる。遮光層を形成するには、透明樹脂に対して通常５重量％〜３０重量％の遮光性粒子を含有すればよい。

遮光層の厚さは、０．１μｍ〜１ｍｍとすることが好ましく、１μｍ〜０．１ｍｍであることがより好ましい。

（１．４．その他の層）
光学素子には、本発明の効果を著しく損なわない限り透明層、拡散層及び遮光層以外の層を設けてもよい。その例を挙げると、粘着層、接着層、拡散粘着層等が挙げられる。

（２．輝度向上フィルム）
上に述べた通り、好ましい例において、輝度向上フィルムは円偏光分離素子及び１／４波長板を有する偏光積層体である。

（２．１．１／４波長板）
円偏光を直線偏光に変換するための１／４波長板においては、その正面方向のリターデーションＲｅ（以下、「Ｒｅ」と略記することがある。）を透過光の波長の略１／４とすることができる。ここで、透過光の波長範囲は、輝度向上フィルムに求められる所望の範囲とすることができ、具体的には例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、正面方向のリターデーションＲｅが透過光の略１／４波長であるとは、Ｒｅ値が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲であることをいう。このようなリターデーション値を有することにより、偏光変換機能、即ち円偏光を直線偏光に変換する機能を発現することができる。

また、１／４波長板は、厚み方向のリターデーションＲｔｈ（以下、「Ｒｔｈ」と略記することがある。）が０ｎｍ未満であることが望ましい。厚み方向のリターデーションＲｔｈの値は、透過光の波長範囲の中心値において、好ましくは−３０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、より好ましくは−５０ｎｍ〜−３００ｎｍとすることができる。このようなＲｅ値及びＲｔｈを有する光学異方性素子を採用することにより、輝度を向上させ輝度ムラを低減させながら、出射光の色ムラをも低減させることができる。
ここで、前記正面方向のリターデーションＲｅは、式Ｉ：Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈは、式ＩＩ：Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率であり、ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。
なお、前記正面方向のリターデーションＲｅ及び厚み方向のリターデーションＲｔｈは、市販の位相差測定装置を用いて、光学異方性素子を長手方向及び幅方向に１００ｍｍ間隔（長手方向又は横方向の長さが２００ｍｍに満たない場合は、その方向へは等間隔に３点指定する）で、全面にわたり、格子点状に測定を行い、その平均値とする。

本発明に用いる１／４波長板としては、フィルム状のポリマーを延伸してなる延伸フィルムを用いることができる。好ましい例として、スチレン系樹脂層を含む樹脂フィルムを延伸してなる１／４波長板を挙げることができ、より好ましくは、以下に述べる光学異方性素子を挙げることができる。

１／４波長板を構成する光学異方性素子の材質は、特に限定されないが、スチレン系樹脂からなる層を有するものを好ましく用いることができる。ここでスチレン系樹脂とは、スチレン構造を繰り返し単位の一部又は全部として有するポリマー樹脂であり、ポリスチレン、又は、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンなどのスチレン系単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどのその他の単量体との共重合体などを挙げることができる。これらの中で、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体を好適に用いることができる。

光学異方性素子に用いるスチレン系樹脂の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンの重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは１５，０００〜２５０，０００、より好ましくは２０，０００〜２００，０００である。

前記光学異方性素子は、好ましくは、前記スチレン系樹脂からなる層と、他の熱可塑性樹脂を含む層との積層構造を有する。当該積層構造を有することにより、スチレン系樹脂による光学的特性と、他の熱可塑性樹脂による機械的強度とを兼ね備えた素子とすることができる。他の熱可塑性樹脂としては、脂環式オレフィンポリマー、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、アクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、メタクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式オレフィンポリマーやメタクリル樹脂を好適に用いることができる。

脂環式オレフィンポリマーは、主鎖及び／または側鎖にシクロアルカン構造又はシクロアルケン構造を有する非晶性のオレフィンポリマーである。具体的には、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン系重合体がより好ましい。これらの脂環式構造を有する樹脂は、特開平０５−３１０８４５号公報、特開平０５−０９７９７８号公報、米国特許第６，５１１，７５６号公報に記載されているものが挙げられる。

ノルボルネン系重合体としては、具体的にはノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素化物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。

メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルを主成分とする重合体であり、メタクリル酸エステルの単独重合体や、メタクリル酸エステルとその他の単量体との共重合体が挙げられる。メタクリル酸エステルとしては、通常、メタクリル酸アルキルが用いられる。共重合体とする場合は、メタクリル酸エステルと共重合するその他の単量体としては、アクリル酸エステルや、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物などが用いられる。

本発明に用いる光学異方性素子の好ましい具体的態様として、ポリスチレン樹脂からなるフィルム（ａ層）の両面に、他の熱可塑性樹脂からなるフィルム（ｂ層）を積層してなる複層フィルムを延伸してなる延伸複層フィルムを挙げることができる。以下、この具体的態様について説明する。

前記ａ層を構成するポリスチレン樹脂としては、上記「スチレン系樹脂」と同様のものを用いることができる。

ａ層を構成するポリスチレン樹脂は、ガラス転移温度が１２０℃以上であることが好ましく、１２０〜２００℃であることがより好ましく、１２０〜１４０℃であることがさらに好ましい。

本発明において、前記ポリスチレン樹脂及び前記他の熱可塑性樹脂は、それらのガラス転移温度をそれぞれＴｇ（ａ）（℃）及びＴｇ（ｂ）（℃）としたとき、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２０℃の関係を満たすことが好ましい。このような関係を満たすことにより、延伸した際にポリスチレン樹脂からなるａ層に有効に光学的異方性を与え、良好な光学異方性素子を得ることができる。

ａ層の材料である前記ポリスチレン樹脂及びｂ層の材料である前記他の熱可塑性樹脂を積層して、複層フィルムに成形する方法は、特に限定されないが、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法、ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法、及びコーティング成形方法などの公知の方法が適宜利用され得る。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、使用する前記ポリスチレン樹脂、及び前記他の熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択され得る。

複層フィルムは、前記ａ層の両面に、前記ｂ層を積層してなる。ａ層とｂ層の間には、接着層や粘着層を設けることができるが、ａ層とｂ層とを直接に積層させる（つまり、ｂ層／ａ層／ｂ層の３層構成の積層体とする）ことが好ましい。また、複層フィルムにおいて、前記ａ層及びその両面に積層されたｂ層の厚みは特に制限はないが、好ましくはそれぞれ１０〜３００μｍ及び１０〜４００μｍとすることができる。

前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムを延伸してなる。前記延伸複層フィルムは、ａ層の延伸により設けられたＡ層、及びｂ層の延伸により設けられたＢ層を含むことができる。前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムのｂ層／ａ層／ｂ層の３層構造の積層体を延伸してなり、Ｂ層／Ａ層／Ｂ層の３層構造の延伸フィルムであることが好ましい。
当該延伸は、好ましくは一軸延伸又は斜め延伸により行うことができ、さらに好ましくはテンターによる一軸延伸又は斜め延伸により行うことができる。

光学異方性素子の正面方向リターデーションＲｅや厚み方向のリターデーションＲｔｈは、延伸温度や延伸倍率等の延伸条件を適宜調整することにより製造することができる。延伸温度は、前記Ｔｇ（ａ）−１０℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋２０℃が好ましく、前記Ｔｇ（ａ）−５℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋１５℃の範囲であることがより好ましい。延伸倍率は、１．０５〜３０倍が好ましく、１．１〜１０倍であることがより好ましい。延伸温度や延伸倍率が、上記範囲を外れると、配向が不十分で屈折率異方性、ひいてはリターデーションの発現が不十分になったり、積層体が破断したりするおそれがある。

光学異方性素子の厚みは、好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは５０〜６００μｍである。

（２．２．円偏光分離素子）
本発明において、円偏光分離素子としては、以下に述べるコレステリック樹脂層を好ましく用いることができる。
本発明において、コレステリック樹脂層は、樹脂層形成用の適切な基材上にコレステリック液晶組成物の塗膜を設け、前記塗膜を硬化してなる層である。

本発明において、コレステリック樹脂層の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．２以上であり、より好ましくは０．２２以上である。このような高いΔｎ値を有することにより、高い輝度向上効果を得ながら、斜め方向から観察した際の色相変化を小さくすることができる。このような高いΔｎ値を有するコレステリック樹脂層は、後述するコレステリック液晶組成物（Ｘ）のような液晶組成物を用いることにより形成することができる。

本発明において用いるコレステリック液晶組成物とは、液晶性化合物を含有し、コレステリック液晶相を呈しうるものである。
本発明において、コレステリック樹脂層が有するコレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造は光学的にカイラルな構造となる。

コレステリック樹脂層は、円偏光分離機能を有する。すなわち、ある特定波長域の左回転若しくは右回転の円偏光を透過し、それ以外の円偏光を反射する機能を有する。本発明においては、この円偏光分離機能を可視光の全波長領域にわたって発揮するコレステリック樹脂層を備えることが好ましい。例えば、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０ｎｍ）のいずれの波長域の光についても円偏光分離機能を有するコレステリック樹脂層であることが好ましい。

円偏光分離機能を発揮する波長は、コレステリック樹脂におけるらせん構造のピッチに依存する。らせん構造のピッチとは、らせん構造において分子軸の方向が平面を進むに従って少しずつ角度がずれていき、そして再びもとの分子軸方向に戻るまでの平面法線方向の距離のことである。このらせん構造のピッチの大きさを変えることによって、円偏光分離機能を発揮する波長を変えることができる。

本発明に用いるコレステリック樹脂層は、重合性液晶性化合物を含むコレステリック液晶組成物を、後述する硬化の処理において重合して得ることができる。かかる層は、液晶性化合物の分子配向を呈したまま硬化した非液晶性の樹脂層となる。なお、ここで便宜上液晶組成物と称する材料は、２以上の物質の混合物のみならず、単一の物質からなる材料をも包含する。

本発明に用いるコレステリック樹脂層としては、例えば、（ｉ）らせん構造のピッチの大きさを段階的に変化させたコレステリック樹脂層、（ii）らせん構造のピッチの大きさを連続的に変化させたコレステリック樹脂層等が挙げられる。

（ｉ）らせん構造のピッチを段階的に変化させたコレステリック樹脂層は、例えば、青色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層、緑色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層することによって得ることができる。また、反射される円偏光の中心波長が４７０ｎｍ、５５０ｎｍ、６４０ｎｍ、及び７７０ｎｍであるコレステリック樹脂層をそれぞれ作製し、これらのコレステリック樹脂層を任意に選択し、反射光の中心波長の順序で３〜７層積層することによって得ることができる。らせん構造のピッチの大きさが異なるコレステリック樹脂層を積層する場合には、各コレステリック樹脂層で反射する円偏光の回転方向が同じであることが好ましい。また、らせん構造のピッチの大きさが異なるコレステリック樹脂層の積層順序は、らせん構造のピッチの大きさで、昇順又は降順になるようにすることが、視野角の広い液晶表示装置を得るために好ましい。これらコレステリック樹脂層の積層は、単に重ね置いただけでもよいし、粘着剤や接着剤を介して固着させてもよい。

（ii）らせん構造のピッチの大きさを連続的に変化させたコレステリック樹脂層は、その製法によって特に制限されないが、このようなコレステリック樹脂層の製法の好ましい例としては、コレステリック樹脂層を形成するための重合性液晶性化合物を含有するコレステリック液晶組成物を、好ましくは配向膜等の他の層上に塗布して液晶組成物の層を得、次いで１回以上の、光照射及び／又は加温処理により当該層を硬化する方法が挙げられる。当該コレステリック液晶組成物の好ましい態様としては、下記に詳述するコレステリック液晶組成物（Ｘ）を挙げることが出来る。

前記コレステリック液晶組成物（Ｘ）は、好ましくは、１分子中に少なくとも２つ以上の反応性基を有する棒状液晶性化合物を含有する。
前記棒状液晶性化合物としては、式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ^3Ｘ−Ｃ^3Ｘ−Ｄ^3Ｘ−Ｃ^5Ｘ−Ｍ−Ｃ^6Ｘ−Ｄ^4Ｘ−Ｃ^4Ｘ−Ｒ^4Ｘ 式（１）
（式（１）中、Ｒ^3Ｘ及びＲ^4Ｘは反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ^3Ｘ及びＤ^4Ｘは単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のメチレン基及びアルキレン基等の二価の飽和炭化水素基、並びに炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ^3Ｘ〜Ｃ^6Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＯＯ−、及び−ＣＨ₂ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＯＯ−、及び−ＣＨ₂ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）

前記、メソゲン基Ｍが有しうる置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−Ｏ−Ｒ^5Ｘ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^5Ｘ、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ^5Ｘ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ^5Ｘ、−ＮＲ^5Ｘ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^5Ｘ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ^5ＸＲ^７Ｘ、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ^5ＸＲ^７Ｘを表す。ここで、Ｒ^5Ｘ及びＲ^７Ｘは、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ^6Ｘ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ^6Ｘ−、−ＮＲ^6Ｘ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ^6Ｘは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。前記「置換基を有してもよい炭素数１〜１０個のアルキル基」における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜６個のアルコキシ基、炭素原子数２〜８個のアルコキシアルコキシ基、炭素原子数３〜１５個のアルコキシアルコキシアルコキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニル基、炭素原子数２〜７個のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
本発明において、該棒状液晶性化合物は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、式（１）において、メソゲン基Ｍを中心として、Ｒ^3Ｘ−Ｃ^3Ｘ−Ｄ^3Ｘ−Ｃ^5Ｘ−と−Ｃ^6Ｘ−Ｄ^4Ｘ−Ｃ^4Ｘ−Ｒ^4Ｘが異なる構造のことをいう。該棒状液晶性化合物として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。

重合性液晶化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物（Ｂ１）〜（Ｂ９）が挙げられるが、本発明における重合性液晶化合物は下記の化合物に限定されるものではない。

本発明において、前記コレステリック液晶組成物（Ｘ）等のコレステリック液晶組成物は、必要に応じて任意に架橋剤、光重合開始剤、界面活性剤、カイラル剤、溶媒、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を含有することができる。

前記透明樹脂等のフィルムからなる基材の表面上に、必要に応じて配向膜を設け、さらに必要に応じてコロナ放電処理ラビング処理等の処理を施し、この面上にコレステリック樹脂組成物の塗膜を設け、さらに必要に応じて配向処理及び／又は硬化の処理を行うことにより、コレステリック樹脂層を得ることができる。

前記配向処理は、例えば塗膜を５０〜１５０℃で０．５〜１０分間加温することにより行うことができる。当該配向処理を施すことにより、塗膜中のコレステリック液晶組成物を良好に配向させることができる。

前記硬化の処理は、１回以上の光照射と加温処理との組み合わせにより行うことができる。加温条件は、具体的には例えば、温度は通常４０〜２００℃、好ましくは５０〜２００℃、さらに好ましくは５０〜１４０℃、時間は通常１秒〜３分、好ましくは５〜１２０秒とすることができる。本発明において光照射に用いる光とは、可視光のみならず紫外線及びその他の電磁波をも含む。光照射は、具体的には例えば波長２００〜５００ｎｍの光を０．０１秒〜３分照射することにより行うことができる。また、例えば０．０１〜５０ｍＪ／ｃｍ²の微弱な紫外線照射と加温とを複数回交互に繰り返し、反射帯域の広い円偏光分離素子とすることもできる。光照射は塗布面側から行ってもよいし、基材側から行ってもよい。上記の微弱な紫外線照射等による反射帯域の拡張を行った後に、例えば５０〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ²といった比較的強い紫外線を照射し、液晶性化合物を完全に重合させ、コレステリック樹脂層とすることができる。上記の反射帯域の拡張及び強い紫外線の照射は、空気下で行ってもよく、又はその工程の一部又は全部を、酸素濃度を制御した雰囲気（例えば、窒素雰囲気下）中で行うこともできる。

本発明において、コレステリック樹脂層の乾燥膜厚は１０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２〜７μｍ、さらにより好ましくは３〜６μｍとすることができる。膜厚を１０μｍ以下とすることにより、斜め方向から観察した際の色相の変化を低減することができ、一方２μｍ以上とすることにより、十分な反射率を得ることができる。なお、前記乾燥膜厚は、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は各層の膜厚の合計を、コレステリック樹脂層が１層である場合にはその膜厚をさす。

（３．液晶パネル）
本発明の液晶表示装置における液晶パネルとしては、既知の種々の表示モードの液晶パネルを用いることができる。例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス(ＯＣＢ)モードなどの表示モードによるものとすることができる。

〔その他〕
本発明の液晶表示装置は、前記実施形態に限定されず、本願特許請求の範囲内及びその均等の範囲内での変更を施すことができる。また、他の任意の構成要素をさらに含むことができる。例えば、前記各実施形態に係る装置において、さらに輝度および輝度均斉度を向上させるための光学部材を適宜配置してもよい。このような光学部材としては、例えば拡散シートおよびプリズムシートを挙げることができる。これらの光学部材は、例えば、光学素子と液晶パネルとの間などに設けることができる。また、液晶表示装置を構成するための筐体、通電装置等を適宜備えることができる。

以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。以下において、成分の量比に関する「部」及び「％」は、別に断らない限り重量部及び重量％を表す。

＜実施例１＞
図１０に概略的に示す構成を有する、透明層５、拡散層６及び遮光層７を有する光学素子４を備える液晶表示装置２００を作製し、評価した。

（１−１：拡散板用ペレットＡの製造）
脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ、吸水率０．０１％）９９．２重量部と、平均粒径２μｍのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子０．８重量部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して拡散板用ペレットＡを製造した。
この拡散板用ペレットＡを原料として、射出成形機（型締め力１０００ｋＮ）を用いて、両面が平滑な厚み２ｍｍで１００ｍｍ×５０ｍｍの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘイズを、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１とＪＩＳ Ｋ７１３６とに基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は６５％であり、ヘイズは９９％であった。

（１−２：拡散板の成形）
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）に装着し、上記（１−１）で得られた拡散板用ペレットＡを原料として、シリンダー温度２８０℃、金型温度８５℃の条件下で射出成形を行い、拡散層６として拡散板を成形した。得られた拡散板は、厚み２ｍｍ、４００ｍｍ×７００ｍｍの直方体形状であり、平滑な表面を有していた。

（１−３：透明板の成形）
脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ）のペレットを用意し、透明板用ペレットＢとした。
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）に装着し、上記透明板用ペレットＢを原料として、シリンダー温度２８０℃、金型温度８５℃の条件下で射出成形を行い、透明層５として透明板を成形した。
得られた透明板は、厚み１ｍｍ（凸部含む）、４００ｍｍ×７００ｍｍの直方体形状であり、一方の表面は平滑であり、他方の表面は、透明板の長手方向に平行に延長する多数の柱状形状の凸部５１を有していた。前記柱状形状の凸部５１は、その長手方向に垂直な断面の形状が半楕円形状であった。かかる凸部５１の高さは１００μｍであり、幅は３００μｍであり、凸部５１の形成間隔（隣り合う凸部５１の最も突出した部分間の距離）は３００μｍであった。

透明板の凸部５１がない側の表面に、二酸化チタンを含有するインキを塗布して塗膜を得、塗膜を乾燥させることにより遮光部７１を形成して遮光層７を設けた。遮光部７１は細長い長方形の層として形成され、凸部５１それぞれの最も突出した部分の上方の位置に形成された。また、遮光部７１は面全体に亘って複数形成され、遮光部７１はその長手方向が平行に並んで形成された。この際、遮光部７１それぞれの幅は１００μｍであり、開口７２の幅（隣り合う遮光部７１間の距離）は２００μｍであった。
この透明板では、光学素子主面の法線方向となす角（すなわち、傾斜角度）が０°である方向から光学的に観察した際の開口率は１０％であり、光学素子主面の法線方向となす角が４５°である方向から観察した際に開口率は最大となり６７％となった。さらに、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きくなる方向の角度範囲（光学素子主面の法線となす角の角度範囲。以下同様とする。）は、２０°〜７５°であった。

（１−４：光学素子の作製）
（１−２）で得た拡散板の片面と、（１−３）で得た遮光層７を有する透明板の凸部５１を有さない面とを、１０５℃に加熱した状態で貼り合わせ、熱融着を行ない、光学素子４を得た。

（１−５：液晶表示装置）
（１−４）で得た光学素子４を、光源１である冷陰極管（ハリソン東芝ライティング社製、商品名 ＭＢＶＭ１６Ｊ）及び反射板２（東レ社製、商品名Ｅ６ＳＶ）を設置したケース（不図示）上に載置した。さらに、その上に、液晶パネル３（ＶＡモード）を載置し、図１０に概略的に示す構成を有する液晶表示装置２００を作製した。得られた液晶表示装置２００において、光学素子４の透明層側の面は光源１に、拡散層側の面は液晶パネル３に面するよう配置し、且つ凸部５１及び遮光部７１の長手方向と冷陰極管の長手方向とは平行とした。冷陰極管の間隔は２４ｍｍ、冷陰極管と反射板２との距離は３ｍｍ、冷陰極管と透明層下面５Ｌとの距離は１９ｍｍとした。

得られた液晶表示装置２００を駆動させ、表示面の輝度ムラを、下記の評価基準に従って評価した。また、正面輝度を色彩輝度計（トプコンハウステクノ社製 「ＢＭ７-Ａ」）により測定した。結果を表１に示す。

（評価基準）
１：光源の位置が明らかに分かる。
２：光源の位置が分かる。
３：注視すると、光源の位置が分かる。
４：注視しても、光源の位置がほとんど分からない。
５：注視しても、光源の位置が分からない。

＜実施例２＞
（２−１：光学素子の作製）
透明層５及び遮光層７を以下の要領で作製したこと以外は実施例１と同様にして、図２に概略的に示す光学素子４を作製した。
まず、脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ）９９．５重量部と二酸化チタン０．５重量部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して遮光層用ペレットＣとした。
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）に装着し、上記透明板用ペレットＢ及び遮光層用ペレットＣを原料として、シリンダー温度２８０℃、金型温度８５℃の条件下で共押し出しして、内部に遮光層７を有する透明層５として透明板を成形した。

得られた透明板は、遮光層７が透明層５の内部に位置し、凸部５１が形成された側の表面５Ｌ（凸部５１の最も突出した部分）から遮光層７までの距離が０．７ｍｍであること以外は実施例１で製造した透明板及び遮光層７と同様の構成であった。
この透明板では、光学素子主面の法線方向となす角（すなわち、傾斜角度）が０°である方向から光学的に観察した際の開口率は１５％であり、光学素子主面の法線方向となす角が５０°である方向から観察した際に開口率は最大となり７３％となった。さらに、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きくなる方向の角度範囲は、１５°〜７０°であった。

（２−２：液晶表示装置）
光学素子として（１−４）で得た光学素子４に代えて（２−１）で得た光学素子４を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、図１に示す概略的に示す構成を有する液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
（３−１：透明板の成形）
金型部品を変更した他は、実施例１の（１−３）と同様に操作し、透明板を成形した。得られた透明板は、厚み１．５ｍｍ（凸部含む）、４００ｍｍ×７００ｍｍの直方体形状であり、一方の表面は平滑であり、他方の表面は、球の一部の形状を有するマイクロレンズからなる凸部（図９参照。）が並んだ形状を有していた。この凸部は、高さは１５０μｍであり、レンズの底面となる円の直径は３００μｍであり、凸部の形成間隔（隣り合う凸部の最も突出した部分間の距離）は５００μｍであった。

さらに、インキの塗布位置を変更したこと以外は実施例１の（１−３）と同様に操作し、透明板の凸部５１がない側の表面に遮光部７１を形成した。遮光部７１は、直径１００μｍの円形の層として形成され、凸部それぞれの最も突出した部分の上方の位置に設けられた。
この透明板では、光学素子主面の法線方向となす角（すなわち、傾斜角度）が０°である方向から光学的に観察した際の開口率は１５％であり、光学素子主面の法線方向となす角が４５°である方向から観察した際に開口率は最大となり６０％となった。さらに、光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合よりも開口率が大きくなる方向の角度範囲は、２０°〜７０°であった。

（３−２：光学素子の作製）
透明板として（３−１）で得られたものを用いた他は、実施例１の（１−４）と同様に操作し、図９に概略的に示す光学素子４を得た。

（３−３：液晶表示装置）
光学素子として（１−４）で得た光学素子４に代えて（３−２）で得た光学素子４を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
（４−１：偏光積層体の作製）
（４−１−１：基材−コレステリック樹脂層積層体の作製）
シート状基材（商品名「ゼオノアＺＦ１４−１００」、日本ゼオン株式会社製）の片面に、濡れ指数が５６ｍＮ／ｍになるようにコロナ放電処理を施した。このコロナ放電処理面に、ポリビニールアルコール（商品名「ポバールＰＶＡ２０３」、株式会社クラレ製）を＃２ワイヤーバーにて塗布し、１２０℃で５分間乾燥し、膜厚０．２μｍの乾膜を作製した。該乾膜を一方向にラビング処理することで、配向膜を有する基材を得た。

棒状液晶化合物（化合物Ｂ５）２９．２３部、下記化合物７．３１部、光重合開始剤（チバスペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「ＩＲＧ９０７」）１．２０部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ７５６」）２．２２部、界面活性剤ＫＨ４０（セイミケミカル製）０．０４部、及び２−ブタノン（溶媒）６０．００部を混合し、コレステリック液晶組成物を調製した。このコレステリック液晶組成物を、上記で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の配向膜を有する面に♯１０バーにて塗布した。塗膜を１００℃で５分間配向処理し、当該塗膜に対して０．１〜４５ｍＪ／ｃｍ^２の微弱な紫外線を基材側から照射処理し、それに続く１００℃で１分間の加温処理からなるプロセスを２回繰り返した後、窒素雰囲気下で８００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を塗布面側から照射して、乾燥膜厚５．３μｍのコレステリック樹脂層を形成し、基材−配向膜−コレステリック樹脂層の層構成を有する積層体を得た。

（４−１−２：１／４波長板の作製）
メタクリル酸メチル９７．８％とアクリル酸メチル２．２％とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
特公昭５５−２７５７６号公報の実施例３に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形３層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は０．１９μｍであり、外層をも含めた粒径は０．２２μｍであった。
上記樹脂ペレット７０部と、上記ゴム粒子３０部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ガラス転移温度１０５℃）を得た。
上記メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ｂ層）、及びスチレン無水マレイン酸共重合体（ガラス転移温度１３０℃）（ａ層）を温度２８０℃で共押出成形することにより、ｂ層−ａ層−ｂ層の三層構造で、各層が４５−７０−４５（μｍ）の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度１２８℃、延伸倍率１．４倍、延伸速度１０ｍ／分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルムである１／４波長板を得た。さらにこの１／４波長板の片面を、濡れ指数が５６ｄｙｎｅ／ｃｍになるようにコロナ放電処理を施した。
得られた１／４波長板の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１１８ｎｍ、面内方向のレターデーションＲｅは１４０ｎｍであった。

（４−１−３：拡散粘着層の作製）
ポリエチレンテレフタレートセパレータ（商品名「ＰＥＴ５０ＡＬ」、リンテック（株）社製）に、ベース樹脂（商品名「ＳＫダイン２０９４」、綜研化学株式会社製、アクリル酸エステル共重合体、固形分率２５％、溶媒：酢酸エチル／２−ブタノン＝９３／７））４００部、多官能エポキシ架橋剤（商品名「Ｅ−ＡＸ」、綜研化学株式会社製）１．１部及び微粉体（商品名「ケミスノーＭＸ３００」、綜研化学株式会社製）４．３部からなる組成を有する粘着性組成物を、ギャップ２００μｍのブレードを用いて塗布し、１００℃にて２分乾燥し、膜厚２０μｍの粘着層を形成し、セパレータ−拡散粘着層の層構成を有する積層体を得た。

（４−１−４：偏光積層体）
上記（４−１−２）で得た１／４波長板のコロナ放電処理面と、上記（４−１−３）で得た積層体の拡散粘着層側の面とを貼り合わせ、１／４波長板−拡散粘着層−セパレータの層構成を有する積層体を得た。

上記（４−１−１）で得た基材−コレステリック樹脂層積層体のコレステリック樹脂層の表面に、濡れ指数６０ｍＮ／ｍになるようにコロナ放電処理を施した。（４−１−４）で得た積層体のセパレータを拡散粘着層から剥離し、露出した拡散粘着層と、上記基材−反射性偏光子積層体のコロナ放電処理面とを貼り合わせ、１／４波長板−拡散粘着層−コレステリック樹脂層−配向膜−基材の層構成を有する偏光積層体からなる輝度向上フィルムを得た。

（４−２：偏光積層体を有する光学素子の作製）
実施例１の（１−４）で得た光学素子４の拡散層側の全面に、ベース樹脂（商品名「ＳＫダイン２０９４」）４００部と架橋剤（商品名「Ｅ−ＡＸ」、綜研化学株式会社製、多官能エポキシ架橋剤）１．１部との混合物を、ギャップ２００μｍのブレードを用いて塗布し、１００℃にて２分乾燥し、膜厚２０μｍの粘着層を形成した。この粘着層に、上記（４−１−４）で得た輝度向上フィルムの基材側の面を合わせ、圧力を加えて貼り合わせ、輝度向上フィルムと一体化した光学素子を得た。得られた光学素子は、１／４波長板−拡散粘着層−コレステリック樹脂層−配向膜−基材−粘着層−拡散層−透明層の層構成を有していた。

（４−３：液晶表示装置）
（１−４）で得た光学素子４に代えて上記（４−２）で得た光学素子を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜実施例５＞
（４−２）において、拡散層６の表面への粘着層の形成パターンを変更した他は、実施例４と同様に操作し、輝度向上フィルムと一体化した光学素子を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。粘着層の形成パターンは、図１２に概略的に示す、複数の平行な線からなるパターンとした。線の方向は線状光源、遮光部及び凸部の長手方向と平行な方向とし、線の幅は０．０７ｍｍ、間隔は０．３ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

＜実施例６＞
（４−２）において、拡散層６の表面への粘着層の形成パターンを変更した他は、実施例４と同様に操作し、輝度向上フィルムと一体化した光学素子を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。粘着層の形成パターンは、図１３に概略的に示す、縦横に整列する点からなるパターンとした。縦横の点の整列方向は線状光源、遮光部及び凸部の長手方向と平行又は垂直な方向とし、点の直径は０．０５ｍｍ、間隔は０．３ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

＜比較例１＞
光学素子４に代えて、（１−２）で得た拡散板をそのまま液晶表示装置に組み込んだ他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
工程（１−３）において、押出成形において透明板用ペレットＢを押出成形して凸部を有しない平板状の透明板（厚み１ｍｍ、４００ｍｍ×７００ｍｍ）を作製し、さらに遮光層も形成しなかった他は、実施例１と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
光学素子の拡散層側に輝度向上フィルムを、全面に粘着層を形成して接着した他は、比較例２と同様に操作し、輝度向上フィルムを有する光学素子を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜比較例４＞
工程（１−３）において、透明基板の形状を比較例２と同様に凸部を有しない平板状とした他は、実施例１と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。なお、得られた液晶表示装置の光学素子は凸部が存在しない以外は実施例１と同様の構成であった。結果を表１に示す。

＜比較例５＞
工程（１−３）において、遮光層を形成しないようにした他は、実施例１と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

＜比較例６＞
工程（１−３）において、遮光部７１を形成する位置を、凸部５１同士の間の部分（即ち、凸部５１が突出していない部分）の上方の位置にした他は、実施例１と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。

比較例１，２，５，６において、正面輝度は、輝度ムラが大きすぎて評価することができなかった。

表１の結果から、本発明の光学素子を備える本発明の液晶表示装置は、輝度が高く且つ輝度ムラが少なく輝度均斉度が高いことが分かる。

１ 光源（線状光源）
２ 反射板
２Ｕ 反射面
３ 液晶パネル
４ 光学素子
５ 透明層
５Ｌ 透明層下面
５Ｕ 透明層上面
６ 拡散層
６Ｕ 拡散層上面
７ 遮光層
８ 輝度向上フィルム
８Ａ，８Ａ１，８Ａ２ 粘着層
８Ｌ 輝度向上フィルム下面
８Ｕ 輝度向上フィルム上面
９ 光源（点状光源）
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７ 凸部
７１ 遮光部
７２ 遮光層の開口
１００，２００，３００，４００ 液晶表示装置
Ｌ１，Ｌ２ 光

Claims (14)

1. 光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える液晶表示装置であって、
   前記光学素子は、その光源側に面を有し前記光源側の面に複数の凸部を備える透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを備え、
   前記光学素子はさらに、
   前記透明層の内部又は前記透明層の拡散層側の面上のいずれかに位置し、遮光部及び開口を有した遮光層を含み、
   前記遮光層は、
   前記光学素子主面の法線方向から光学的に観察した場合における前記遮光層の開口率が、前記光学素子主面の法線方向から傾いた少なくとも１の方向から光学的に観察した場合における前記遮光層の開口率より小さくなるよう配置された、液晶表示装置。
2. 前記遮光層の遮光部の少なくとも一部が、前記複数の凸部の、前記光学素子主面の法線方向上に配置された、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数の凸部が、その長手方向が前記光学素子主面と平行に延長している柱状形状を有する、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記遮光層が複数の前記遮光部を有し、
   前記遮光部が、前記柱状形状の長手方向と平行に整列する細長い遮光部である、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記光源が、互いに平行に整列する線状光源であり、
   前記光源の長手方向が、前記柱状形状の長手方向と平行である、請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶パネルの表示面が矩形であり、
   前記遮光部の長手方向が、前記矩形の長辺方向と平行である、請求項３〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の凸部が、面内の２方向以上の方向に整列して配置されている、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
8. 前記凸部が、多角錐、多角錐の頂部が欠けた形状、円錐、円錐の頂部が欠けた形状、楕円錐、楕円錐の頂部が欠けた形状、球の一部、又は楕円回転体の一部である、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記遮光層の遮光部を前記光学素子主面に平行な面で切った断面形状と、前記遮光部から最も近い前記凸部を前記光学素子主面に平行な面で切った断面形状とが相似している、請求項７又は８に記載の液晶表示装置。
10. 前記光学素子と前記液晶パネルとの間に、輝度向上フィルムをさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
11. 前記輝度向上フィルムと、前記光学素子とが一体化している、請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記輝度向上フィルムと前記光学素子との一体化が接着によってなされている、請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記輝度向上フィルムが、面内に分布した複数の点状の接合点で前記光学素子と一体化されている、請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記輝度向上フィルムが、面内に分布した複数の線状の接合点で前記光学素子と一体化されている、請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置。

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