JP2013228528A - Light control film, display device, and method for manufacturing light control film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コントラストを改善して表示品質を向上させることが可能な光制御フィルム、表示装置、および光制御フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a light control film capable of improving contrast and improving display quality, a display device, and a method for manufacturing a light control film.
液晶表示装置は、薄型テレビや携帯電話の表示部などに広く用いられている。こうした液晶表示装置の特性として、表示面を正面から見た場合には優れた表示特性を有するものの、斜め方向から見た場合にはコントラストが低下し視認性が悪くなりやすい。あるいは、階調表示において、明るさが逆転する階調反転等が起こり表示特性が悪くなるということもある。このため、良好な視認性で画面を観察可能な、いわゆる視野角が狭いという課題があった。 Liquid crystal display devices are widely used for display portions of flat-screen televisions and mobile phones. As a characteristic of such a liquid crystal display device, it has excellent display characteristics when the display surface is viewed from the front, but when viewed from an oblique direction, the contrast is lowered and visibility is likely to deteriorate. Alternatively, in gradation display, gradation inversion or the like in which brightness is reversed occurs, and display characteristics may deteriorate. For this reason, there is a problem that a so-called viewing angle is narrow so that the screen can be observed with good visibility.
このため、従来より、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。
例えば、特許文献１には、複数の単位レンズを備えた光拡散シートが記載されている。この光拡散シートにおける単位レンズは、一次元または二次元方向に形成され、入射光の一部がその内面で全反射する全反射部を備えるとともに、所定の屈折率Ｎ１を有する材料にて高屈折率部が形成されている。また、これら単位レンズどうしの間には、所定の屈折率Ｎ２を有する材料が存在している。
For this reason, conventionally, various methods have been proposed to widen the viewing angle range in which the screen can be observed with good visibility.
For example,
それぞれの単位レンズは断面形状が略台形であって、台形の下底を入光部、斜辺前記全反射部、上底を出光部とし、全反射部をなす斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、θが、Ｎ１，Ｎ２と特定の関係を有するように構成し、隣接する単位レンズに挟まれた低屈折率部の断面形状が、略三角形であって入光部の先端が所定の曲率を持つ湾曲形状、もしくは略台形であって入光部の上底が下底に対して平行かまたは傾斜している形状を成している。 Each unit lens has a substantially trapezoidal cross section. The lower base of the trapezoid is the light incident part, the oblique side is the total reflection part, the upper base is the light emission part, and the oblique side that forms the total reflection part is the normal line of the light emission part. When the angle is θ, θ is configured to have a specific relationship with N1 and N2, and the cross-sectional shape of the low refractive index portion sandwiched between adjacent unit lenses is substantially triangular, and the incident portion The tip has a curved shape having a predetermined curvature, or a substantially trapezoidal shape, and the upper base of the light incident portion is parallel or inclined with respect to the lower base.
このような構成の光拡散シートによって、出光面の法線に平行な入射光を、単位レンズの斜辺にて全反射し、出光面においては反射を起こすことなく観察者側に出光することができ、輝度とコントラストが高い光拡散シートを得ることができるとされている。 With the light diffusing sheet having such a structure, incident light parallel to the normal line of the light exit surface is totally reflected on the hypotenuse of the unit lens, and can be emitted to the viewer side without causing any reflection on the light exit surface. It is said that a light diffusion sheet having high brightness and contrast can be obtained.
しかしながら、上述した特許文献１に開示された発明では、隣接する単位レンズに挟まれた低屈折率部の断面形状が、入光部の先端が所定の曲率を持つ湾曲形状、もしくは略台形で入光部側に幅をもつ場合、低屈折率部に直接入射する光が着色された低屈折率部に吸収されて出射面側から出射されることがない。このため、光拡散シートの光利用効率の悪化による出射光量の低下を招き、表示装置に用いた場合には画面が暗くなってしまうという課題があった。
However, in the invention disclosed in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、幅広い視野角範囲でコントラストを改善して表示品質を向上させることが可能な光制御フィルム、表示装置、および光制御フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light control film, a display device, and a light control film manufacturing method capable of improving contrast and improving display quality in a wide viewing angle range. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような光制御フィルム、表示装置、および光制御フィルムの製造方法を提供した。
即ち、本発明の光制御フィルムは、光透過性の基材と、該基材の一面の一部領域に配された光拡散部と、前記一部領域を除く残余領域に配された遮光層と、を少なくとも備え、
前記光拡散部は、前記基材の一面に接する光出射端面と、該光出射端面から厚み方向に遠ざかった光入射端面との間で、前記遮光層よりも厚みが厚くなるように形成されるとともに、前記光出射端面の面積が前記光入射端面の面積よりも小さくなるように形成され、
前記遮光層と前記光拡散部の外周面とで区画される空間には、前記光拡散部の構成材料よりも屈折率が低い低屈折率材料を有する低屈折率部が形成され、
前記光出射端面側における単位面積あたりの前記遮光層の占める面積をＳ１、前記光出射端面における単位面積あたりの前記光拡散部の占める面積をＡ１、前記光入射端面側における単位面積あたりの前記低屈折率部の開口面積をＳ２、とした時に、式１、式２を共に満たす形状となるように前記光拡散部および前記遮光層を形成したことを特徴とする。
That is, the light control film of the present invention includes a light-transmitting base material, a light diffusion portion disposed in a partial region of one surface of the base material, and a light shielding layer disposed in a remaining region excluding the partial region. And at least comprising
The light diffusion portion is formed to be thicker than the light shielding layer between a light emitting end face in contact with one surface of the substrate and a light incident end face away from the light emitting end face in the thickness direction. And an area of the light emitting end face is formed to be smaller than an area of the light incident end face,
In a space defined by the light shielding layer and the outer peripheral surface of the light diffusion portion, a low refractive index portion having a low refractive index material having a refractive index lower than that of the constituent material of the light diffusion portion is formed,
The area occupied by the light shielding layer per unit area on the light emitting end face side is S1, the area occupied by the light diffusion portion per unit area on the light emitting end face is A1, and the low per unit area on the light incident end face side When the opening area of the refractive index portion is S2, the light diffusing portion and the light shielding layer are formed so as to have a shape satisfying both
前記遮光層は、前記基材の一面に複数個、点在して形成され、前記低屈折率部は、前記光入射端面側から前記遮光層に向かって広がる傾斜面を成すことを特徴とする。 A plurality of the light shielding layers are formed in a scattered manner on one surface of the base material, and the low refractive index portion forms an inclined surface that spreads from the light incident end surface side toward the light shielding layer. .
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、少なくとも長軸と短軸とを有している異方形状で形成されていることを特徴とする。 The planar shape of the portion where the light shielding layer is in contact with one surface of the substrate is formed in an anisotropic shape having at least a major axis and a minor axis.
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、等方性形状と異方性形状とが混在して形成されていることを特徴とする。 The planar shape of the portion where the light-shielding layer is in contact with one surface of the substrate is formed by mixing isotropic and anisotropic shapes.
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、多角形で形成されていることを特徴とする。 The planar shape of the portion where the light shielding layer is in contact with one surface of the base material is formed in a polygonal shape.
前記遮光層が前記基材の一面に接する部分の平面形状が、曲線と直線とからなる形状で形成されていることを特徴とする。 The planar shape of the portion where the light shielding layer is in contact with one surface of the substrate is formed in a shape composed of a curve and a straight line.
前記低屈折率材料は空気もしくは不活性ガスであることを特徴とする。 The low refractive index material is air or an inert gas.
前記光拡散部は、前記基材の一面に複数個配され、少なくとも１つの光拡散部の傾斜面は、他の光拡散部の傾斜面と傾斜角度が異なっていることを特徴とする。 A plurality of the light diffusing portions are arranged on one surface of the base material, and the inclined surface of at least one light diffusing portion is different in inclination angle from the inclined surfaces of other light diffusing portions.
前記光拡散部の傾斜面の傾斜角度は、前記光出射端面と前記光入射端面との間で漸増、ないし漸減することを特徴とする。 The inclination angle of the inclined surface of the light diffusing portion is gradually increased or decreased between the light emitting end surface and the light incident end surface.
前記基材と光拡散部との間に、更に光散乱体を含む光散乱層が配されていることを特徴とする。 A light scattering layer including a light scatterer is further disposed between the base material and the light diffusion portion.
前記基材の他面側に重ねて、更に光散乱体を含む光散乱層が配されていることを特徴とする。 A light scattering layer containing a light scatterer is further disposed on the other surface side of the substrate.
前記遮光層は、光吸収性顔料、光吸収性染料、カーボンブラックの少なくとも一つを含有する黒色樹脂、または金属、もしくは金属酸化物の多層膜からなることを特徴とする。 The light-shielding layer is made of a light-absorbing pigment, a light-absorbing dye, a black resin containing at least one of carbon black, or a multilayer film of metal or metal oxide.
本発明の表示装置は、前記各項記載の光制御フィルムと、該光制御フィルムに接合された表示体と、を備えたことを特徴とする。 A display device according to the present invention includes the light control film according to any of the above items and a display body bonded to the light control film.
前記表示体は、表示画像を形成する複数の画素を有し、互いに隣接する前記光拡散部どうしの最大ピッチが、前記表示体の前記画素間のピッチよりも小さくなるように前記光拡散部を配したことを特徴とする。 The display body includes a plurality of pixels that form a display image, and the light diffusion portion is arranged such that a maximum pitch between the light diffusion portions adjacent to each other is smaller than a pitch between the pixels of the display body. It is characterized by having arranged.
前記表示体は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、を有し、前記光源が指向性を有する光を射出することを特徴とする。 The display body includes a light source and a light modulation element that modulates light from the light source, and the light source emits light having directivity.
前記表示体は、液晶表示素子であることを特徴とする。 The display body is a liquid crystal display element.
本発明の光制御フィルムの製造方法は、前記各項記載の光制御フィルムの製造方法であって、前記基材に重ねて前記遮光層を形成する工程と、前記遮光層に前記基材を露呈させる開口を形成する工程と、前記遮光層をマスクとして、前記開口に対して、前記光散乱体が複数、拡散して配された光拡散部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。 The method for producing a light control film of the present invention is a method for producing a light control film according to any one of the above items, wherein the light shielding layer is formed on the base material, and the base material is exposed to the light shielding layer. And a step of forming a light diffusion portion in which a plurality of the light scatterers are diffused and arranged with respect to the opening, using the light shielding layer as a mask. To do.
前記光制御フィルムの製造方法における前記遮光層は、黒色樹脂、黒色インク、金属、または金属と金属酸化物との多層膜のうちのいずれかを用いることを特徴とする。 The light shielding layer in the method for producing a light control film uses any one of black resin, black ink, metal, or a multilayer film of metal and metal oxide.
本発明によれば、幅広い視野角範囲でコントラストを改善して表示品質を向上させることが可能な光制御フィルム、表示装置、および光制御フィルムの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the light control film which can improve display quality by improving contrast in a wide viewing angle range, a display apparatus, and a light control film can be provided.
以下、図面を参照して、本発明に係る光制御フィルム、表示装置、および光制御フィルムの製造方法について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, with reference to drawings, the light control film concerning the present invention, a display device, and the manufacturing method of a light control film are explained. The following embodiments are specifically described for better understanding of the gist of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for the sake of convenience. Not necessarily.
以下、本発明に係る光制御フィルムを備えた表示装置の第１実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。なお、本実施形態では、表示装置として透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。 Hereinafter, 1st Embodiment of the display apparatus provided with the light control film which concerns on this invention is described using FIGS. In the present embodiment, an example of a liquid crystal display device including a transmissive liquid crystal panel as the display device will be described.
図１は、本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図１（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１を斜め下方（背面側）から見た斜視図であり、図１（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置の断面図である。
本実施形態の液晶表示装置１（表示装置）は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、バックライト２（光源）と第１偏光板３と液晶パネル４（光変調素子）と第２偏光板５とを有する液晶表示体６（表示体）と、光制御フィルム７（視野角拡大部材、光拡散部材）と、から構成されている。図１（Ｂ）では、液晶パネル４を模式的に１枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。観察者は、光制御フィルム７が配置された図１（Ｂ）における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、光制御フィルム７が配置された側を視認側と称し、バックライト２が配置された側を背面側と称する。
FIG. 1 is a schematic view showing a liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 1A is a perspective view of the liquid
As shown in FIGS. 1A and 1B, the liquid crystal display device 1 (display device) of the present embodiment includes a backlight 2 (light source), a first
本実施形態の液晶表示装置１においては、指向性の光（照明光）を出射するバックライト２から射出された光を液晶パネル４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４から射出された光が光制御フィルム７を透過すると、射出光の角度分布が光制御フィルム７に入射する前よりも広がった状態となって光が光制御フィルム７から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
In the liquid
以下、液晶パネル４の具体的な構成例について説明する。
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が、本発明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。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルや反射型液晶パネルであっても良く、更には、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）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。
Hereinafter, a specific configuration example of the
Here, an active matrix transmissive liquid crystal panel is described as an example, but a liquid crystal panel applicable to the present invention is not limited to an active matrix transmissive liquid crystal panel. The liquid crystal panel applicable to the present invention may be, for example, a transflective (transmissive / reflective) liquid crystal panel or a reflective liquid crystal panel. Further, each pixel is a switching thin film transistor (Thin Film Transistor, hereinafter). It may be a simple matrix type liquid crystal panel not provided with (abbreviated as TFT).
図２は、液晶パネル４の縦断面図である。
液晶パネル４は、図２に示すように、スイッチング素子基板としてのＴＦＴ基板９と、ＴＦＴ基板９に対向して配置されたカラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持された液晶層１１と、を有している。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の液晶パネル４は、例えばＶＡ（Vertical Alignment, 垂直配向）モードで表示を行うものであり、液晶層１１には誘電率異方性が負の垂直配向液晶が用いられる。
ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、これら基板間の間隔を一定に保持するための球状のスペーサー１２が配置されている。なお、表示モードについては、上記のＶＡモードに限らず、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ(Fringe Field Sweitching)モード等を用いることができる。
The
A
ＴＦＴ基板９には、表示の最小単位領域である画素（図示せず）がマトリクス状に複数配置されている。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在するように形成されるとともに、複数のゲートバスライン（図示せず）が、互いに平行に延在し、かつ、複数のソースバスラインと直交するように形成されている。
On the
したがって、ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成され、隣接するソースバスラインと隣接するゲートバスラインとによって区画された矩形状の領域が一つの画素となる。ソースバスラインは、後述するＴＦＴのソース電極に接続され、ゲートバスラインは、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
Therefore, on the
ＴＦＴ基板９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。透明基板１４上には、例えば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）等の半導体材料からなる半導体層１５が形成されている。
A
As the transparent substrate 14, for example, a glass substrate can be used. On the transparent substrate 14, for example, a semiconductor material such as CGS (Continuous Grain Silicon), LPS (Low-temperature Poly-Silicon), α-Si (Amorphous Silicon), etc. A
また、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を用いることができる。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。
A
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を用いることができる。
A first interlayer insulating film 21 is formed on the
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。ソース電極１７は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。同様に、ドレイン電極１８は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール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。
A
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を用いることができる。第１層間絶縁膜２１上に、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を用いることができる。
As a material for the
第２層間絶縁膜２４上には、画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。よって、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を用いることができる。
A
これらの構成によって、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。また、画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。この配向膜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。なお、ＴＦＴの形態としては、図２に示したボトムゲート型ＴＦＴであっても良いし、トップゲート型ＴＦＴであっても良い。
With these configurations, when the scanning signal is supplied through the gate bus line and the
一方、カラーフィルター基板１０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、配向膜３４が順次形成されている。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している。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。
On the other hand, a
カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれている。ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５には、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良い。
The
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。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。また、対向電極３３上の全面には、垂直配向規制力を有する配向膜３４が形成されている。
The
図１（Ｂ）を参照して、バックライト２は、発光ダイオード、冷陰極管等の光源３６と、光源３６から射出された光の内部反射を利用して液晶パネル４に向けて射出させる導光板３７と、を有している。バックライト２は、光源が導光体の端面に配置されたエッジライト型でも良く、光源が導光体の直下に配置された直下型でも良い。
Referring to FIG. 1B, the
本実施形態で用いるバックライト２としては、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトを用いることが望ましい。後述する光制御フィルム７の光拡散部にコリメートまたは略コリメートした光を入射させるような指向性バックライトを用いることでボヤケを少なくし、光の利用効率を高めることができる。
As the
上記の指向性バックライト２は、導光板３７内に形成する反射パターンの形状や配置を最適化することで実現できる。または、バックライト上にルーバーを配置することで指向性を実現しても良い。また、バックライト２と液晶パネル４との間には、偏光子として機能する第１偏光板３が設けられている。また、液晶パネル４と光制御フィルム７との間には、偏光子として機能する第２偏光板５が設けられている。
The
次に、本発明の一実施形態である光制御フィルムについて詳細に説明する。
図３（Ａ）は、光制御フィルムを示す断面図である。また、図３（Ｂ）は、光制御フィルムを出射面側から見たときの平面図である。
光制御フィルム７は、図１および図３（Ａ）に示すように、光透過性の基材３９と、基材３９の一面３９ａ（視認側と反対側の面）の一部領域に配された光拡散部４０と、この光拡散部４０が配された一部領域を除いた残余領域に配された遮光層４１と、光拡散部４０の傾斜面（外周面）４０ｃおよび遮光層４１とで区画された低屈折率部４２と、を備えている。
Next, the light control film which is one embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a light control film. FIG. 3B is a plan view when the light control film is viewed from the exit surface side.
As shown in FIGS. 1 and 3A, the
この光制御フィルム７は、図１（Ｂ）に示すように、光拡散部４０が設けられた側を第２偏光板５に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板５上に配置されている。即ち、基材３９の他面３９ｂ側が、液晶表示体６（表示体）からの光（画像光）を観察者に向けて出射させる出射側となる。
As shown in FIG. 1 (B), the
光透過性の基材３９としては、一般に、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂などの樹脂類など光透過性材料が用いられる。アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等などからなる適宜な透明樹脂製の基材を用いることができる。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）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。
As the
基材３９は、後述する製造プロセスにおいて、後で遮光層４１や光拡散部４０の材料を塗布する際の下地となるものであり、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としては、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。
The
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、表示のボヤケが生じる虞があるからである。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、一例として厚さが１００μｍのＰＥＴフィルムを用いる。
However, it is preferable that the thickness of the
光拡散部４０は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン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。これら樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合した透明樹脂製の混合物を用いることができる。さらに、重合開始剤は安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような各種の追加成分を含んでいてもよい。その他、特許第４１２９９９１号記載の材料を用いることができる。また、光拡散部４０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。
The
図１に示すように、光拡散部４０を基材３９の一面と平行な面（ｘｙ平面）で切断したときの水平断面は、例えば円形である。この光拡散部４０の直径は例えば２０μｍ程度である。複数の光拡散部４０は全て同一の直径であってもよいし、異なる直径のものが混在していても良い。また、光拡散部４０の水平断面は、円形以外にも、楕円形、矩形、不定形など、任意の形状をもつように形成することができる。
As shown in FIG. 1, the horizontal cross section when the
こうした光拡散部４０は、基材３９の一面３９ａに接する光射出端面４０ａの面積が、液晶表示体６（表示体）と接する光入射端面４０ｂよりも小さく、かつ、基材３９から離れるにつれて水平断面の面積が徐々に大きくなっている。また、光拡散部４０は光射出端面４０ａから光入射端面４０ｂに向けて、遮光層４１よりも厚みが厚くなるように形成されている。即ち、光拡散部４０は、基材３９側から見たとき、いわゆる逆テーパ状の円錐台形の形状を有している。
In such a
光拡散部４０は、光制御フィルム７において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部４０に入射した光は、光拡散部４０の光射出端面４０ａから光入射端面４０ｂに向かって広がる、即ち傾斜角度が漸増するテーパ状の傾斜面（外周面）４０ｃで全反射しつつ、光拡散部４０の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。
The
図１に示すように、光拡散部４０を複数設ける場合、基材３９上に点在して配置すればよい。複数の光拡散部４０を基材３９上に点在して形成することにより、遮光層４１は基材３９上に一連に繋がった状態で形成される。
As shown in FIG. 1, when a plurality of light diffusing
また、複数の光拡散部４０は、基材３９の主面の法線方向から見てランダムに（非周期的に）配置されている。したがって、隣接する光拡散部４０間のピッチは一定ではないが、隣接する光拡散部４０間のピッチを平均した平均ピッチは２５μｍに設定されている。
Further, the plurality of
遮光層４１は、図１および図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、基材３９の一面３９ａのうち、光拡散部４０が形成された一部領域を除いた残余領域を覆うように形成されている。遮光層４１は、一例として、ブラックレジスト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。遮光層４１としては、このほか、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒなど金属単体、金属酸化物、もしくは金属単体と金属酸化物との多層膜等の金属膜、黒色インクに用いられるような顔料・染料、黒色樹脂、多色のインクを混合して黒色インクとしたもの等、遮光性を有する材料を用いていれば良い。
As shown in FIG. 1, FIG. 3A, and FIG. 3B, the
遮光層４１の層厚は、光拡散部４０の光入射端面４０ｂから光射出端面４０ａまでの厚み（高さ）よりも小さく設定されている。本実施形態の場合、遮光層４１の層厚は一例として１５０ｎｍ程度であり、光拡散部４０の光入射端面４０ｂから光射出端面４０ａまでの高さは一例として２５μｍ程度である。
The thickness of the
低屈折率部４２は、光拡散部４０の傾斜面４０ｃおよび遮光層４１とで区画された空間、即ち複数の光拡散部４０間の間隙に、光拡散部４０よりも屈折率が低い低屈折率材料を有する。こうした低屈折率材料は、光拡散部４０の構成材料に応じて選択されれば良いが、例えば気体、一例として空気や、アルゴン、窒素などの不活性ガスを挙げることができる。
The low
なお、基材３９の屈折率と光拡散部４０の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、例えば基材３９の屈折率と光拡散部４０の屈折率とが大きく異なっていると、光入射端面４０ｂから入射した光が光拡散部４０から射出しようとする際に光拡散部４０と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じて、所望の光拡散角度が得られない、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。
In addition, it is desirable that the refractive index of the
光制御フィルム７は、図１（Ｂ）に示したように、基材３９が視認側に向くように配置されるため、円錐台状の光拡散部４０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４０ａとなり、面積の大きい方の面が光入射端面４０ｂとなる。また、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角θ（光射入射端面４０ｂと傾斜面４０ｃとのなす角）は、４１度〜８９度の範囲に設定される。一例として、傾斜面４０ｃの傾斜角θは８０°に設定される。ただし、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度は、光制御フィルム７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。
As shown in FIG. 1B, the
本実施形態の場合、隣接する光拡散部４０間には空気が介在しているため、光拡散部４０を例えばアクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４０の傾斜面４０ｃはアクリル樹脂と空気との界面となる。仮に光拡散部４０の周囲に他の低屈折率材料があるとしても、光拡散部４０の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。したがって、Snellの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部４０の傾斜面４０ｃ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。
In the case of the present embodiment, since air is interposed between the adjacent
ただし、光拡散部４０の光入射端面４０ｂに対して９０度から大きくずれた角度で入射する光は、光拡散部４０の傾斜面４０ｃに対して臨界角以下の角度で入射し、全反射することなく光拡散部４０の傾斜面４０ｃを透過する。それでも、光拡散部４０の形成領域以外の領域に遮光層４１が設けられているため、光拡散部４０の傾斜面４０ｃを透過した光は遮光層４１で吸収される。そのため、表示のボヤケが生じたり、コントラストが低下したりすることはない。しかしながら、光拡散部４０の傾斜面４０ｃを透過する光が増えると、光量のロスが生じ、輝度の高い画像が得られない。そこで、本実施形態の液晶表示装置１においては、光拡散部４０の傾斜面４０ｃに臨界角以下で入射しないような角度で光を射出するバックライト、いわゆる指向性を有するバックライトを用いることが好ましい。
However, light that is incident on the light
図３３（Ａ）は、指向性バックライトの輝度角度特性を示す図である。この図は、指向性バックライトから出射される光に関して、横軸が出射角度（°）、縦軸が輝度（cd/m2）を示している。今回用いた指向性バックライトは、出射されるほぼ全ての光が出射角度±３０°以内におさまっていることが分かる。この指向性バックライトと光制御フィルムを組み合わせることで、ボヤケを少なくし、光の利用効率の高い構成を実現できる。 FIG. 33A shows luminance angle characteristics of a directional backlight. In this figure, regarding the light emitted from the directional backlight, the horizontal axis indicates the emission angle (°), and the vertical axis indicates the luminance (cd / m 2 ). It can be seen that in the directional backlight used this time, almost all the emitted light falls within an emission angle of ± 30 °. By combining this directional backlight and the light control film, it is possible to reduce the blur and realize a configuration with high light use efficiency.
図３３（Ｂ）に示すようにθ1 : バックライトからの出射角度, θ2 : 光拡散部４０のテーパ角度と定義する。光拡散部４０に入射した光Ｌａはテーパ部で全反射を起こし、基材３９表面から視認側へ出射されるが、入射角度の大きい光Ｌｂは、テーパ部で全反射せず透過し、入射光の損失が発生する場合がある。
As shown in FIG. 33 (B), θ 1 is defined as the emission angle from the backlight, and θ 2 is defined as the taper angle of the
図３３（Ｃ）にバックライトからの出射角度と臨界角となるテーパ角度の関係を示す。
例えば、バックライトからの出射角度３０°の光は、透明樹脂屈折率ｎ＝１．６の光拡散部４０が５７°未満のテーパ角度の場合、テーパ形状で全反射せずに透過し、光の損失が発生する。出射角度±３０°以内の光を損失無く、テーパ形状で全反射させるためには、光拡散部４０のテーパ角度は５７°以上９０°未満が望ましい。一例として、光拡散部４０の屈折率が１．５の時、光拡散部の斜辺で全反射し、視認者側へ出射させるためには、傾斜面４０ｃの傾斜角度θの範囲は６９°以上、９０°未満となる。
FIG. 33C shows the relationship between the emission angle from the backlight and the taper angle as the critical angle.
For example, light having an emission angle of 30 ° from the backlight is transmitted without being totally reflected in a tapered shape when the
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、光制御フィルム７は、光出射端面側（即ち、基材３９の一面３９ａ）における単位面積あたりの遮光層４１の占める面積をＳ１、光出射端面４０ａにおける単位面積あたりの光拡散部４０の占める面積をＡ１、光入射端面側（即ち、光制御フィルム７が液晶表示体６と接する面）における単位面積あたりの低屈折率部４２の開口面積をＳ２、とした時に、式１、式２を共に満たす形状となるように光拡散部４０および遮光層４１を形成する。式１は、光出射側開口率が５０％以下であることを示しており、式２は遮光層４１に入光して吸収される光のロスを２０％未満にできることを示している。これにより、光制御フィルム７を備えた液晶表示装置１（表示装置）の全光束量とコントラストを低下させることなく、光の利用効率の低下も抑制することが可能となる。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the
ここでいう単位面積とは、１枚の光制御フィルム７全体の面積であればよく、また、１枚の光制御フィルム７を複数の領域に分割し、そのうちの一領域の面積を単位面積としても良い。そして、面積Ｓ１は、こうした単位面積内に含まれる遮光層４１の面積値、遮光層４１が複数領域に分かれている場合には、それら複数の遮光層４１の面積を全て総和した値であればよい。また、面積Ａ１は、上述した単位面積内に含まれる光出射端面４０ａにおける光拡散部４０の面積値、光拡散部４０が複数領域に分かれている場合には、それら複数の光拡散部４０の面積を全て総和した値であればよい。更に、面積Ａ２は、上述した単位面積内に含まれる光入射端面側における低屈折率部４２の開口面積値、低屈折率部４２が複数領域に分かれている場合には、それら複数の低屈折率部４２の面積を全て総和した値であればよい。
Here, the unit area may be the area of the entire
図３（Ａ）に示すように、バックライト２から液晶パネルを介して光制御フィルム７に入射された光（画像光）Ｌのうち、光拡散部４０の中心に入射した光Ｌｃは、そのまま光拡散部４０の内部を直進して透過し、基材３９の他面３９ｂ（出射面）側から視認者に向けて出射する。一方、光拡散部４０の端部付近の位置、即ち、基材３９側から平面視すると遮光層４１と重なる位置から入射した光Ｌｅは、光拡散部４０と低屈折率部４２との屈折率差によって全反射し、所定の角度をもって視認者側へ出射する。
As shown in FIG. 3A, out of the light (image light) L incident on the
なお、ここでいう、光利用効率（％）とは（視認者側へ出射された全光束／バックライトを含む表示部から出射された全光束）×１００とする。こうした光利用効率のロスを低減するためには、遮光層４１の面積及び光拡散部４０の傾斜面（外周面）４０ｃの傾斜角度に対して、一定の厚さを有する光拡散部４０が必要となる。
Here, the light utilization efficiency (%) is (total luminous flux emitted toward the viewer / total luminous flux emitted from the display unit including the backlight) × 100. In order to reduce such a loss of light use efficiency, the
また、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの内部で全反射しても視認者側へ出射されなかったり、全反射されることなく光拡散部４０を抜けて遮光層４１で吸収されたりしてしまう場合がある。そのため、傾斜面４０ｃの傾斜角度に対して、光拡散部４０の厚み（高さ）と光出射端面４０ａとの関係（アスペクト）を定める必要がある。
In addition, even if the light is totally reflected inside the
光拡散部４０の傾斜面４０ｃは直線状である以外に、例えば、場所によって傾斜角度が異なっていたり、少なくとも１つの光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度が他の光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度と異なっている場合、光学測定によって平均値やピーク値から判断される角度をその傾斜面４０ｃの傾斜角度とすればよい。
The
本実施形態の光制御フィルム７では、遮光層４１の占める面積Ｓ１と、光出射端面４０ａにおける光拡散部４０の占める面積Ａ１とが、上述した式１を満たす場合、光制御フィルム７の開口率が５０％以下ということを示している。図３４（ａ）に、従来技術であるＶＡパネルを用いた液晶表示装置と、本実施形態の光制御フィルム７を適用したＴＮパネルを用いた表示装置における、方位角９０°−２７０°（図３４（ｂ）参照）での視野角輝度特性の変化を示した。なお、ここでいう視野角輝度特性とは、光制御フィルムの出射面に対して垂直な方向（出射面に正対した方向）の輝度に対して、ある角度から見たときの輝度変化の度合いを表している。
In the
図３４（ａ）に示す検証結果のグラフによれば、従来技術の視野角輝度特性の変化に対して、開口率が４５％、５０％である光制御フィルムを貼合した表示装置では、輝度変化がなだらかに変化していることがわかる。これに対して、開口率が５５％である光制御フィルムを貼合した表示装置の場合には、従来技術よりも急激に視野角輝度が変化している。つまり、光制御フィルムの開口率を５０％以下にすれば、従来技術の液晶表示装置よりも視野角輝度変化が改善され、広視野角な表示装置を得ることが可能になることを示している。 According to the graph of the verification result shown in FIG. 34 (a), in the display device in which the light control film having an aperture ratio of 45% and 50% is bonded to the change in the viewing angle luminance characteristics of the conventional technique, the luminance It can be seen that the change is gradually changing. On the other hand, in the case of a display device in which a light control film having an aperture ratio of 55% is bonded, the viewing angle luminance changes more rapidly than in the prior art. That is, when the aperture ratio of the light control film is set to 50% or less, the viewing angle luminance change is improved as compared with the liquid crystal display device of the prior art, and a display device having a wide viewing angle can be obtained. .
このように、式１を満たした光制御フィルム７を用いることによって、指向性バックライトから出射された光のうち、５０％以下の光を正面に出射し、残りの光の大部分を正面から傾いた広角方向へ拡散することができ、広視野角に対応した、視野角輝度特性の変化がなだらかな表示装置を実現することが可能になる。
In this way, by using the
また、本実施形態の光制御フィルム７では、遮光層４１の占める面積Ｓ１と、光入射端面側における低屈折率部４２の開口面積Ｓ２と、光出射端面４０ａにおける光拡散部４０の占める面積Ａ１とが、上述した式２を満たす場合、指向性バックライトから出射された光のうち、８０％以上の光を視認者側へ出射できることを示している。一般的にＴＮパネルの透過率を１００とした場合、ＶＡパネルの透過率は８０程度である。つまりＴＮパネルに光制御フィルムを貼合した場合に、ＶＡパネルと同等以上の透過率を確保するためには、光制御フィルムの光利用効率が８０％以上となる必要がある。
In the
これにより、式２を満たす光制御フィルム７を用いることによって、遮光層に吸収される光の損失を抑え、バックライトの大部分の光を出射させることが可能となる。なお、これら遮光層４１の占める面積Ｓ１、光入射端面側における低屈折率部４２の開口面積Ｓ２、光出射端面４０ａにおける光拡散部４０の占める面積Ａ１の関係が、下記の式３を満たすようにすることが、より一層好ましい。
Thereby, by using the
そして、本実施形態の光制御フィルム７では、これら式１および式２を共に満たすことによって、広視野角に対応した視野角輝度特性の変化がなだらかで、かつ、遮光層に吸収される光の損失を抑えた高輝度な光制御フィルムを実現することができる。
In the
また、本実施形態の光制御フィルム７では、光拡散部４０内に光Ｌｃが０°の角度で入射した場合において、Ｌｃは光拡散部４０を直進して視認者側へ出射される。光拡散部４０は光出射端面４０ａから光入射端面４０ｂに向かうにつれて断面積が広がっており、光拡散部４０の端部付近の位置、即ち、基材３９側から平面視すると遮光層４１と重なる位置から入射した光Ｌｅは、傾斜面４０ｃで全反射して光拡散部４０の光出射端面４０ａから視認者側へ拡散されて出射される。
Further, in the
これによって、光制御フィルム７を備えた液晶表示装置１（表示装置）の全光束量とコントラストを低下させることなく、光の利用効率の低下も抑制することが可能となる。
一例として、図４に示すような、断面が真円を成す円錐台形の光拡散部４０に着目して、光の出射条件を示す。この光拡散部４０の光出射端面４０ａにおける直径をＬ２、光拡散部４０の厚みをｄ、光出射端面４０ａの外縁と厚みｄの中点における垂線との交点までの距離をＬ１、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角をθとする。
この場合、光拡散部４０の光出射端面４０ａにおける表面積Ａ１は、
Ａ１＝π（Ｌ２／２）２で示される。
また、光拡散部４０の光入射端面４０ｂにおける表面積Ａ２は、
Ａ２＝π（２Ｌ１＋Ｌ２／２）２で示される。
As a result, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency without reducing the total light flux amount and contrast of the liquid crystal display device 1 (display device) including the
As an example, focusing on a frustoconical
In this case, the surface area A1 of the light emitting
A1 = π (L2 / 2) 2
Further, the surface area A2 of the light
A2 = π (2L1 + L2 / 2) 2
光出射端面４０ａから見て、光拡散部４０の厚みｄの半分（ｄ／２）以内の傾斜面４０ｃに入射した光Ｌｅが、傾斜面４０ｃに対して１回だけ反射して光出射端面４０ａから出射するには、
Ｌ１＋Ｌ２＝（ｄ／２）ｔａｎ（１８０−２θ）を満たす必要がある。
一例として、ｄ＝２０μｍ、θ＝８０°とした場合、Ｌ１＝１．７６μｍ、Ｌ２＝１．８８μｍ、Ａ１＝２．７７μｍ２、Ａ２＝６２．６２μｍ２となる。
つまり、厚みｄ／２以下の傾斜面４０ｃに入射した光が光出射端面４０ａから出射するには、
（Ａ２−Ａ１）／Ａ２×１００≦９５．５８（％）となる必要がある。
The light Le incident on the
It is necessary to satisfy L1 + L2 = (d / 2) tan (180-2θ).
As an example, when d = 20 μm and θ = 80 °, L1 = 1.76 μm, L2 = 1.88 μm, A1 = 2.77 μm 2 , and A2 = 62.62 μm 2 .
That is, in order for light incident on the
It is necessary to satisfy (A2-A1) /A2×100≦95.58 (%).
上述した実施形態の光制御フィルム７では、基材３９の他面３９ｂから直接、視認者に向けて光（画像光）を出射させていたが、基材３９の他面３９ｂに重ねて、更に拡散フィルムを設けて、光をより効率的に拡散させる構成も好ましい。
図５（Ａ）、（Ｂ）は、第一実施形態の変形例における光制御フィルムの作用を説明する断面図である。
図５（Ａ）に示すように、この光制御フィルム７では、基材３９の他面３９ｂに重ねて、更に拡散フィルム（光散乱層）５０を形成している。拡散フィルム５０は、基材３９の他面（視認側の面）３９ｂに粘着層５１により固定されている。拡散フィルム５０は、例えばアクリル樹脂等のバインダー樹脂の内部に多数のアクリルビーズ等の光散乱体５２が分散されて構成されている。当該拡散フィルム５０の厚みは一例として２０μｍ程度であり、球状の光散乱体５２の球径は０．５〜２０μｍ程度であり、粘着層５１の厚みは一例として２５μｍ程度である。なお、拡散フィルム５０は、等方拡散材である。拡散フィルム５０は、光拡散部４０で拡散された光を等方的に拡散しさらに広角に広げる。
In the
5A and 5B are cross-sectional views for explaining the operation of the light control film in the modification of the first embodiment.
As shown in FIG. 5A, in this
なお、光散乱体５２は、これに限らず、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどからなる樹脂片、ガラスビーズ等の適宜な透明の物質で構成されていてもよい。
The
また、これら透明な物質以外でも、光の吸収の無い散乱体、反射体を用いることができる。あるいは、光散乱体５２を光拡散部４０内に拡散させた気泡としてもよい。個々の光散乱体５２の形状は、例えば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体など、各種形状に形成することができる。光散乱体５２のサイズも均一あるいは不均一になるように形成されていればよい。
In addition to these transparent substances, scatterers and reflectors that do not absorb light can be used. Or it is good also as the bubble which diffused the light-scattering
本実施形態において、拡散フィルム（光散乱層）５０は防眩処理層（アンチグレア層）をも兼ねている。防眩処理層は例えば基材３９にサンドブラスト処理やエンボス処理等を施すことによって形成することもできるが、本実施形態においては基材３９に複数の光散乱体５２を含む層を形成することにより防眩処理を施している。この構成によれば、拡散フィルム５０が防眩処理層として機能するので、新たに防眩処理層を設ける必要がない。よって、装置の簡素化、薄型化を図ることができる。
In the present embodiment, the diffusion film (light scattering layer) 50 also serves as an antiglare treatment layer (antiglare layer). The antiglare layer can be formed by, for example, subjecting the
なお、本実施形態では、拡散フィルム（光散乱層）５０が基材３９の他面（視認側の面）３９ｂ側に形成されているが、これに限らない。例えば、拡散フィルム（光散乱層）５０を基材３９の一面３９ａと光拡散部４０との間に拡散フィルム５０を設けることも好ましい。この場合、拡散フィルム５０自体に剛性を持たせて、基材の機能を兼ねた構成としてもよい。あるいは、粘着層５１そのものが光拡散性を有していてもよい。例えば、粘着層５１に多数の光散乱体を分散させることにより実現することができる。
In the present embodiment, the diffusion film (light scattering layer) 50 is formed on the other surface (surface on the viewing side) 39b side of the
粘着層５１としては、ゴム系やアクリル系、シリコーン系やビニルアルキルエーテル系、ポリビニルアルコール系やポリビニルピロリドン系、ポリアクリルアミド系やセルロース系等の粘着剤など、接着対象に応じた適宜な粘着性物質を用いることができる。特に、透明性や耐候性等に優れる粘着性物質が好ましく用いる。なお粘着層５１は、実用に供するまでの間、セパレータなどを仮着して保護しておくことが好ましい。
As the
本実施形態の場合、光拡散部４０の光入射端面４０ｂに対して垂直に入射する光Ｌｃは、光拡散部４０で拡散した後、拡散フィルム５０でさらに拡散する。このため、拡散フィルム５０からは様々な角度の光が射出される。
このように、本実施形態の場合、光制御フィルム７の最表面には拡散フィルム５０が配置されているため、光の拡散角度を１つに集中させないようにできる。その結果、光制御フィルム７の光拡散特性をよりなだらかにすることができ、広い視野角で明るい表示が得られる。
In the present embodiment, the light Lc incident perpendicularly to the light
Thus, in the case of this embodiment, since the
また、本実施形態において、光制御フィルム７は、拡散フィルム５０が、当該拡散フィルム５０の光拡散部４０と反対側の面５０ｆから入射し、バインダー樹脂などの基材と光散乱体５２との界面で反射、もしくは光散乱体５２で屈折して進行方向が変更された光が、前方散乱するように構成されている。
In the present embodiment, the
なお、図５（Ｂ）において、拡散フィルム５０の面５０ｆに向けて入射する外光Ｌｓが拡散フィルム５０において前方散乱する光を実線の矢印で示す。比較のため、後方散乱する光を破線の矢印で示したが、この種の光を生じないようにする。このような全反射条件は、例えば、拡散フィルム５０に含まれる光散乱体５２の粒子の大きさを適宜変更することにより、満足させることができる。
In FIG. 5B, light that is scattered forward by the external light Ls incident on the
次に、図１に示した光制御フィルムの製造方法について、図６を用いて説明する。
以下では、光制御フィルム７の製造工程を中心に説明する。
最初に、図６（Ａ）に示すように、１０ｃｍ角で厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートの基材３９を準備し、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に遮光層材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４４を形成する。
次いで、上記の塗膜４４を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜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。
Next, the manufacturing method of the light control film shown in FIG. 1 is demonstrated using FIG.
Below, it demonstrates centering on the manufacturing process of the
First, as shown in FIG. 6A, a polyethylene
Next, the
次いで、露光装置を用い、図６（Ｂ）に示すように、複数の遮光パターン４６が設けられたフォトマスク４５を介して塗膜４４に光Ｅ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。
Next, using an exposure apparatus, as shown in FIG. 6B, the
本実施形態の場合、次工程で遮光層４１をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、光拡散部４０を形成するため、フォトマスク４５の遮光パターン４６の位置が光拡散部４０の形成位置に対応する。複数の遮光パターン４６は全て直径２０μｍの円形パターンであり、ランダムに配置されている。
そのため、隣接する遮光パターン４６間の間隔（ピッチ）は一定でないが、複数の遮光パターン４６間の間隔を平均した平均間隔は２５μｍである。
In the case of this embodiment, in the next step, the transparent negative resist is exposed using the
Therefore, although the interval (pitch) between the adjacent
遮光パターン４６の平均間隔は液晶パネル４の画素の間隔（ピッチ）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つの光拡散部４０が形成されるので、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。
The average interval between the
上記のフォトマスク４５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４４の現像を行い、１００℃で乾燥し、図６（Ｃ）に示すように、複数の円形の開口部を有する遮光層４１を基材３９の一面に形成する。円形の開口部は次工程の光拡散部４０の形成領域に対応する。
After the exposure using the
なお、本実施形態では、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって遮光層４１を形成したが、この構成に代えて、本実施形態の遮光パターン４６と光拡散部とが反転したフォトマスクを用いれば、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、インクジェット法等を用いてパターニングした遮光層４１を直接形成しても良い。
In the present embodiment, the
次いで、図６（Ｄ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層４１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し、膜厚２５μｍ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をホットプレート上に載置し、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。
Next, as shown in FIG. 6D, a transparent negative resist made of an acrylic resin is applied to the upper surface of the
次いで、基材３９側から遮光層４１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６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光工程では、平行光または拡散光を用いる。また、露光装置から射出された平行光を拡散光Ｆとして基材３９に照射する手段としては、露光装置から射出された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置すれば良い。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４８は、遮光層４１間の開口部から放射状に露光され、光拡散部４０の逆テーパ状の側面が形成される。
その後、上記の塗膜４８を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、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。
Next, the
Thereafter, the
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、１５０℃でポストベークし、図６（Ｅ）に示すように、複数の光拡散部４０を基材３９の一面に形成する。
Next, the
以上の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム７が完成する。なお、上記の例では遮光層４１や光拡散部４０の形成時に液状のレジストを塗布することとしたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを基材３９の一面に貼付するようにしても良い。
Through the above steps, the
この後、表示装置を製造する場合には、上記工程にて完成した光制御フィルム７を、図２に示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部４０を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶表示体６に貼付する。
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。
Then, when manufacturing a display apparatus, the light-
Through the above steps, the liquid
本実施形態の光制御フィルムおよびこれを備えた表示装置によれば、図３（Ａ）に示すように、光拡散部４０の端部付近の位置、即ち、基材３９側から平面視すると遮光層４１と重なる位置から入射した光Ｌｅは、傾斜面４０ｃで全反射して光拡散部４０の光出射端面４０ａから視認者側へ、入射する前よりも角度分布が広がった状態で射出される。したがって、観察者が液晶表示体（表示装置）６の正面方向（法線方向）から視線を傾けていっても良好な表示を視認することができる。特に本実施形態の場合、光拡散部４０の平面形状が円形であるため、液晶表示体６の画面の法線方向を中心とした全ての方位に角度分布が広がる。そのため、観察者は全ての方位で良好な表示を視認することができる。
According to the light control film of the present embodiment and the display device including the light control film, as shown in FIG. The light Le incident from the position overlapping with the
そして、光制御フィルム７は、光出射端面側（即ち、基材３９の一面３９ａ）における単位面積あたりの遮光層４１の占める面積をＳ１、光出射端面４０ａにおける単位面積あたりの光拡散部４０の占める面積をＡ１、光入射端面側（即ち、光制御フィルム７が液晶表示体６と接する面）における単位面積あたりの低屈折率部４２の開口面積をＳ２、とした時に、式１、式２を共に満たす形状となるように光拡散部４０および遮光層４１を形成することによって、開口率を５０％以下にして広視野角に対応した視野角輝度特性の変化がなだらかで、かつ、光利用効率が８０％以上の高輝度な光制御フィルムを実現することが可能となる。
The
なお、複数の光拡散部４０は、少なくとも一部において連結していても良い。これにより、各光拡散部４０が倒れにくくなり、光制御フィルム７の形態安定性が向上する。また、光制御フィルム７に入射した光が遮光層４１に吸収される割合が小さくなるため、光の利用効率を更に向上させることができる。
In addition, the some light-
[第１実施形態の第１変形例]
図７は、上記実施形態の液晶表示装置の第１変形例を示す模式図である。図７（Ａ）は本変形例の液晶表示装置１Ａの斜視図であり、図７（Ｂ）は本変形例の液晶表示装置１Ａの断面図である。
上記実施形態では、拡散フィルム５０が基材３９の他面（視認側の面）に配置されていたが、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す光制御フィルム７Ａのように、拡散フィルム５０が基材３９の一面（視認側と反対側の面）に配置されていてもよい。すなわち、拡散フィルム５０が、光拡散部４０よりも光射出側に配置されていればよい。本変形例では、拡散フィルム５０が、基材３９の一面に粘着層５１を介して固定されており、拡散フィルム５０の一面（視認側と反対側の面）に光拡散部４０および遮光層４１が形成された構成となっている。
[First Modification of First Embodiment]
FIG. 7 is a schematic view showing a first modification of the liquid crystal display device of the above embodiment. FIG. 7A is a perspective view of a liquid
In the said embodiment, although the
この構成においても、モアレが生じることがなく、表示品位を維持することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。 Even in this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, in which moire does not occur and display quality can be maintained.
[第２実施形態]
以下、第２実施形態について、図８、図９を用いて説明する。図８は、本発明に係る光制御フィルムを備えた表示装置を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。図９（Ａ）は、本実施形態の液晶表示装置の平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
本実施形態の液晶表示装置２０１（表示装置）は、図８および図９（Ｂ）に示すように、バックライト２０２（光源）と第１偏光板２０３と第１位相差板２１３と液晶パネル２０４（光変調素子）と第２位相差板２０８と第２偏光板２０５とを有する液晶表示体２０６（表示体）と、光制御フィルム２０７（視野角拡大部材、光拡散部材）と、から構成されている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a perspective view of a display device provided with the light control film according to the present invention as viewed obliquely from above (viewing side). FIG. 9A is a plan view of the liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 9A.
As shown in FIGS. 8 and 9B, the liquid crystal display device 201 (display device) of this embodiment includes a backlight 202 (light source), a first
この第２実施形態における光制御フィルム２０７は、図８および図９（Ｂ）に示すように、基材２３９と、基材２３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の遮光層２４０と、この遮光層２４０に重なる部分に配された低屈折率部２４２と、遮光層２４０および低屈折率部２４２からなる柱状体が配された一部領域を除いた残余領域に配された透明樹脂層２４１（光拡散部）と、から構成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9B, the
つまり、この第２実施形態では、第１実施形態において光透過領域とされた台形円錐状の光拡散部に相当する部分を、光を透過させない遮光層２４０を配し、第１実施形態において遮光領域とされた遮光層２４０の形成部分に相当する領域を、光を透過させる透明樹脂層２４１（光拡散部）としたものである。従って、遮光層２４０は、基材２３９の一面２３９ａに複数個、点在して形成され、低屈折率部２４２は、光入射端面側から遮光層２３９に向かって広がる台形円錐状の傾斜面２４２ａで区画される。
In other words, in the second embodiment, the light-
この第２実施形態の光制御フィルム２０７においても、透明樹脂層２４１（光拡散部）の光出射端面２４１ａ側における単位面積あたりの遮光層２４０の占める面積をＳ１、光出射端面２４１ａにおける単位面積あたりの透明樹脂層２４１（光拡散部）の占める面積をＡ１、光入射端面側（即ち、光制御フィルム２０７が液晶表示体２０６（表示体）６と接する面）における単位面積あたりの低屈折率部２４２の開口面積をＳ２、とした時に、式１、式２を共に満たす形状となるように透明樹脂層２４１（光拡散部）および遮光層２４０を形成する。
Also in the
第二実施形態における面積Ｓ１は、単位面積内に複数個、点在して形成された遮光層２４１の面積を全て総和した値であればよい。また、面積Ａ１は、単位面積から遮光層２４１の面積の総和Ｓ１を引いた値、即ち透明樹脂層２４１（光拡散部）が露出している面積値であればよい。更に、面積Ａ２は、単位面積内に含まれる光入射端面側における低屈折率部２４２の開口面積を全て総和した値であればよい。
The area S1 in the second embodiment may be a value obtained by summing all areas of the light shielding layers 241 formed in a unit area and scattered in plural. The area A1 may be a value obtained by subtracting the total area S1 of the light shielding layers 241 from the unit area, that is, an area value where the transparent resin layer 241 (light diffusion portion) is exposed. Furthermore, the area A2 may be a value obtained by summing all the opening areas of the low
なお、ここでいう単位面積とは、１枚の光制御フィルム２０７全体の面積であればよく、また、１枚の光制御フィルム２０７を任意の複数の領域に分割し、そのうちの一領域の面積を単位面積としても良い。
Here, the unit area may be the area of the entire
このような第２実施形態の光制御フィルム２０７であっても、式１、式２を共に満たす形状となるように遮光層２４０と透明樹脂層２４１（光拡散部）とを形成することによって、開口率を５０％以下にして広視野角に対応した視野角輝度特性の変化がなだらかで、かつ、光利用効率が８０％以上の高輝度な光制御フィルム２０７を実現することが可能となる。
Even in the
本実施形態の光制御フィルム２０７を備えた液晶表示装置１（表示装置）の一例として、例えば、基材２３９上に占める遮光層２４０の割合が５０％において、遮光層２４０の１ドット半径を１０μｍ、透明樹脂層２４１（光拡散部）の傾斜面の傾斜角度θを８０°としたとき、遮光層２４０に吸収される光のロスを５０％以下とするためには透明樹脂層２４１（光拡散部）の高さは２０μｍ以上にする必要がある。
As an example of the liquid crystal display device 1 (display device) including the
透明樹脂層２４１（光拡散部）の高さが２０μｍの時、遮光層２４０に重なる位置に入射した光のうち、吸収される光の割合は４２％（光制御フィルム２０７の光利用効率７９％）であり、本実施形態の光制御フィルム２０７を用いることによって、明るく、光利用効率の高く、かつ高視野角の表示装置を実現できる。一方、光拡散部の厚さが１５μｍの時には５４％（光制御フィルムの光利用効率７３％）となり、光利用効率が悪くなり、暗い表示装置となってしまった。
When the height of the transparent resin layer 241 (light diffusing portion) is 20 μm, the proportion of absorbed light out of the light incident on the position overlapping the
[第３実施形態]
以下、本発明の第３実施形態について、図１０、図１１を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、基材に光散乱体が含まれている点が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図１０は、本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図１０（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１Ｂの斜視図であり、図１０（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置１Ｂの断面図である。
図１１（Ａ）〜（Ｆ）は、光制御フィルムを、製造工程順を追って示す断面図である。
図１０、図１１（Ａ）〜（Ｆ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment only in that a light scatterer is included in the base material. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 10 is a schematic view showing the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 10A is a perspective view of the liquid
11A to 11F are cross-sectional views showing the light control film in the order of the manufacturing process.
10 and 11A to 11F, the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
第１実施形態では、拡散フィルム５０が基材３９の他面（視認側の面）に配置されていた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｂでは、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基材に拡散フィルムが配置されておらず、基材そのものが拡散フィルムとして機能する。すなわち、基材５０Ｂの内部に多数の光散乱体５２Ｂが分散されている。
In the first embodiment, the
本実施形態の光制御フィルム７Ｂの製造工程においては、最初に、図１１（Ａ）に示すように、内部に多数の光散乱体５２Ｂが分散された基材５０Ｂを準備する。
In the manufacturing process of the
次いで、図１１（Ｂ）に示すように、スピンコート法を用いて、この基材５０Ｂの一面に遮光層材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、塗膜４４を形成する。次いで、上記の塗膜４４を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、塗膜のプリベークを行う。
Next, as shown in FIG. 11B, a black negative resist containing carbon as a light shielding layer material is applied to one surface of the
次いで、露光装置を用い、図１１（Ｃ）に示すように、複数の遮光パターン４６が設けられたフォトマスク４５を介して塗膜４４に光Ｅを照射し、露光を行う。
Next, using an exposure apparatus, as shown in FIG. 11C, the
上記のフォトマスク４５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４４の現像を行い、乾燥し、図１１（Ｄ）に示すように、複数の円形の開口部を有する遮光層４１を基材５０Ｂの一面に形成する。円形の開口部は次工程の光拡散部４０の形成領域に対応する。
After exposure using the
次いで、図１１（Ｅ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層４１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し、塗膜４８を形成する。
次いで、上記の塗膜４８を形成した基材５０Ｂをホットプレート上に載置し、塗膜４８のプリベークを行う。
Next, as shown in FIG. 11E, a transparent negative resist made of an acrylic resin is applied to the upper surface of the
Next, the
次いで、基材５０Ｂ側から遮光層４１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６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光工程では、平行光または拡散光を用いる。なお、本実施形態では、基材５０Ｂの内部に光散乱体５２Ｂが分散されているので、露光装置から射出された光は基材５０Ｂを通過後に拡散光となって塗膜４８に到達する。
Next, the
そのため、基材５０Ｂを所定のヘイズ値に設定することにより、拡散光Ｆとして基材５０Ｂに照射する手段として、露光装置から射出された光の光路上に拡散板を配置する必要が無くなる。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４８は、遮光層４１間の開口部から放射状に露光され、光拡散部４０の逆テーパ状の側面が形成される。
その後、上記の塗膜４８を形成した基材５０Ｂをホットプレート上に載置し、塗膜４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
Therefore, by setting the
Thereafter, the
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、ポストベークし、図１１（Ｆ）に示すように、複数の光拡散部４０を基材５０Ｂの一面に形成する。
以上の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム７Ｂが完成する。
Next, the
Through the above steps, the
最後に、完成した光制御フィルム７Ｂを、図１０（Ｂ）に示すように、基材５０Ｂを視認側に向け、光拡散部４０を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶表示体６に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置１Ｂが完成する。
Finally, as shown in FIG. 10 (B), the completed
Through the above steps, the liquid
本実施形態の液晶表示装置１Ｂによれば、基材５０Ｂそのものが拡散フィルムとして機能するので、新たに粘着層や拡散フィルムを設ける必要がない。よって、装置の簡素化、薄型化を図ることができる。また、光制御フィルム７Ｂの製造工程において基材５０Ｂが拡散板としても機能するので、光拡散部４０を形成する際に露光装置から射出された光の光路上に拡散板を配置する必要もない。よって、製造工程の簡略化を図ることができる。
According to the liquid
[第４実施形態]
以下、本発明の第４実施形態について、図１２〜図１４を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部の構成が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図１２は本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図１２（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１Ｃの斜視図であり、図１２（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置１Ｃの断面図である。
図１３（Ａ）、（Ｂ）および図１４（Ａ）、（Ｂ）は光制御フィルムの作用を説明するための図である。
また、図１２、図１３（Ａ）、（Ｂ）、図１４（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Fourth embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the light diffusion portion of the light control film is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 12 is a schematic view showing the liquid crystal display device of this embodiment. FIG. 12A is a perspective view of the liquid
FIGS. 13A and 13B and FIGS. 14A and 14B are views for explaining the operation of the light control film.
In FIG. 12, FIG. 13 (A), (B), FIG. 14 (A), and (B), the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the details thereof The detailed explanation is omitted.
第１実施形態では、複数の光拡散部４０は全て同一の寸法であった。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｃでは、図１２（Ａ）に示すように、複数の光拡散部４０Ｃの寸法（直径）が異なっている。例えば複数の光拡散部４０Ｃの直径は１５〜２５μｍの範囲で分布している。すなわち、複数の光拡散部４０Ｃが複数種類の寸法を有している。また、複数の光拡散部４０Ｃは、第１実施形態と同様、平面的にランダムに配置されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
In the first embodiment, the plurality of
本実施形態の場合、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）に示すように、光拡散部４０Ｃのｘｙ平面における断面形状は第１実施形態の光拡散部４０（図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）参照）と同様の円形である。したがって、ｘｚ平面内において光制御フィルム７Ｃが光の角度分布を拡大する作用も第１実施形態と同様である。ところが、第１実施形態では複数の光拡散部４０が全て同一の寸法であったのに対し、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）に示すように、本実施形態では複数の光拡散部４０Ｃの寸法が異なっている。図１３（Ｂ）に示すように、光拡散部４０が一定形状であると、光透過部分（光拡散部）の割合を増やすために光拡散部のピッチを狭めても、遮光部分（遮光層）が広く残る。その結果、遮光層で遮光される光の割合が大きくなる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 13A and 14A, the cross-sectional shape of the
また、図１４（Ｂ）に示すように、一定形状の光拡散部４０をランダムに配置すると、複数の光拡散部４０が直線に並んでしまう部分が生じる。これに対し、図１４（Ａ）に示すように、サイズの異なる形状の光拡散部４０Ｃをランダムに配置すると、複数の光拡散部４０Ｃが直線に並ぶ割合が少なくなる。
Further, as shown in FIG. 14B, when the
つまり、複数の光拡散部の寸法を複数の種類としたり、ランダムに変えたりすることで、例えば径が大きい円形の光拡散部の間を径が小さい円形の光拡散部で埋めるなどして、光拡散部の配置密度を高めることができる。その結果、遮光層で遮光される光の割合を小さくし、光の利用効率を高めることができる。 In other words, by changing the dimensions of the plurality of light diffusing portions into a plurality of types or randomly changing, for example, filling the space between the circular light diffusing portions with a large diameter with a circular light diffusing portion with a small diameter, etc. The arrangement density of the light diffusion parts can be increased. As a result, the ratio of light shielded by the light shielding layer can be reduced and the light utilization efficiency can be increased.
本実施形態の液晶表示装置１Ｃによれば、複数の光拡散部４０Ｃがランダムに配置されていることに加え、光拡散部４０Ｃの大きさも異なるため、光の回折現象によるモアレ縞をより確実に抑制することができる。
According to the liquid
[第５実施形態]
以下、本発明の第５実施形態について、図１５〜図１７を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部の形状が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図１５は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
図１６（Ａ）は本実施形態の光制御フィルム７Ｄの断面図であり、図１６（Ｂ）は、光制御フィルムの製造に用いるフォトマスクを示す平面図である。
図１７は、本実施形態の光制御フィルムの製造方法を説明するための図である。
また、図１５、図１６（Ａ）、（Ｂ）、図１７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the shape of the light diffusion portion of the light control film is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of this embodiment.
FIG. 16A is a cross-sectional view of the
FIG. 17 is a view for explaining the method for producing the light control film of the present embodiment.
In FIG. 15, FIG. 16 (A), (B), and FIG. 17, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
第１実施形態では、複数の光拡散部は全て同一の形状であった。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｄでは、図１５および図１６（Ａ）に示すように、複数の光拡散部４０Ｄにおいて、光射出端面４０Ｄａの寸法（遮光層４１Ｄの開口部の寸法）が異なり、側面４０Ｄｃの傾斜角度も異なっている。すなわち、複数の光拡散部４０Ｄ全体を見ると、複数の光拡散部４０Ｄの光射出端面４０Ｄａが複数種類の寸法を有し、複数の光拡散部４０Ｄの側面４０Ｄｃが複数種類の傾斜角度を有している。また、複数の光拡散部４０Ｄで側面４０Ｄｃの傾斜角度が異なることに伴って、光入射端面４０Ｄｂの寸法も異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
In the first embodiment, all of the plurality of light diffusion portions have the same shape. On the other hand, in the
図１６（Ｂ）に示すように、遮光層４１の形成時に用いるフォトマスク６９は、複数の遮光パターン７０の寸法が異なり、直径が５〜２５μｍの範囲で分布している。このフォトマスク６９を用いて遮光層４１Ｄを形成すると、複数の開口部の寸法が異なる遮光層４１Ｄが得られる。その後、図１７（Ａ）に示すように、遮光層４１Ｄをマスクとして基材３９側から透明ネガレジストからなる塗膜４８の露光を行うと、図１７（Ａ）の符号Ａで示した箇所のように、遮光層４１Ｄの開口部４１Ｄａの寸法が大きい箇所では拡散光Ｆのうち、基材３９に対して大きな入射角で入射する光が遮光層４１Ｄによって遮光されにくい。そのため、この箇所では基材３９に対して大きな入射角で入射する光が塗膜４８の露光に寄与するため、図１７（Ｂ）に示すように、光拡散部４０Ｄの側面４０Ｄｃの傾斜角度が急になる。
As shown in FIG. 16B, the
一方、図１７（Ａ）の符号Ｂで示した箇所のように、遮光層４１Ｄの開口部４１Ｄａの寸法が小さい箇所では大きな入射角で入射する光が遮光層４１Ｄによって遮光されやすい。そのため、この箇所では基材３９に対して大きな入射角で入射する光が塗膜４８の露光に寄与できないため、図１７（Ｂ）に示すように、光拡散部４０Ｄの側面４０Ｄｃの傾斜角度が緩やかになる。
On the other hand, light incident at a large incident angle is likely to be shielded by the
このように、遮光層４１Ｄの開口部４１Ｄａの寸法を異ならせることによって光拡散部４０Ｄの光射出端面４０Ｄａの寸法を異ならせるばかりでなく、側面４０Ｄｃの傾斜角度も異ならせることができる。勿論、第１実施形態のように、拡散光の拡散角度を場所によって変化させても良い。
As described above, by changing the size of the opening 41Da of the
本実施形態の液晶表示装置１Ｄによれば、複数の光拡散部４０Ｄの側面４０Ｄｃの傾斜角度が互いに異なっているので、光の全反射角度の範囲を、側面４０Ｄｃの傾斜角度が異なる複数の光拡散部４０Ｄの間で補間し合って広げることができる。その結果、角度を変えて液晶表示装置１Ｄを観察した際に観察角度に応じて輝度がなだらかに変化し、視野角特性を向上することができる。
According to the liquid
なお、本実施形態では、光拡散部４０Ｄの側面４０Ｄｃの傾斜角度を複数種類としたため、輝度がなだらかに変化して好ましい。ただし、少なくとも一部の光拡散部の傾斜角度を他の光拡散部と異ならせ、２種類の傾斜角度を設定するだけでも、視野角特性の向上効果は得られる。
In addition, in this embodiment, since the inclination angle of the side surface 40Dc of the
[第６実施形態]
以下、本発明の第６実施形態について、図１８、図１９を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部の形状が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図１８は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
図１９は本実施形態の光制御フィルムの断面図である。
なお、図１８、図１９において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the shape of the light diffusion portion of the light control film is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of this embodiment.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the light control film of this embodiment.
In FIG. 18 and FIG. 19, the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
上記の第１実施形態においては、一つの光拡散部に着目したときに、光拡散部の側面は一定の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｅは、図１８および図１９に示すように、各光拡散部４０Ｅの側面４０Ｅｃが光射出端面４０Ｅａから光入射端面４０Ｅｂにかけて凸状になだらかに湾曲しており、傾斜角度が場所によって異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
In the first embodiment, when attention is paid to one light diffusing portion, the side surface of the light diffusing portion has a constant inclination angle. On the other hand, in the
本実施形態の液晶表示装置１Ｅにおいても、モアレが生じることがなく、表示品位を維持できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the liquid
また、光拡散部の側面の傾斜角度が一定である場合、画面の水平方向もしくは垂直方向に沿って観察角度を変えたときに、観察角度によっては表示ムラが視認される場合がある。この表示ムラ対策として、第４実施形態では複数の光拡散部全体で側面が複数種類の傾斜角度を有していた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｅでは、個々の光拡散部４０Ｅにおいても、側面４０Ｅｃの場所によって傾斜角度が異なっているため、側面の傾斜角度が一定である場合に比べて光の反射角度分布が広がる。これにより、観察角度に応じて輝度がなだらかに変化し、視野角特性を向上できる。
Further, when the inclination angle of the side surface of the light diffusing unit is constant, display unevenness may be visually recognized depending on the observation angle when the observation angle is changed along the horizontal direction or the vertical direction of the screen. As a countermeasure against this display unevenness, in the fourth embodiment, the side surfaces of the plurality of light diffusing portions have a plurality of types of inclination angles. On the other hand, in the
[第７実施形態]
以下、本発明の第７実施形態について、図２０、図２１を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部の形状が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図２０は本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
図２１は本実施形態の光制御フィルムを示す平面図である。
なお、図２０、図２１において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Seventh embodiment]
The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the shape of the light diffusion portion of the light control film is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of this embodiment.
FIG. 21 is a plan view showing the light control film of this embodiment.
20 and 21, the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
第１実施形態では、光拡散部の各光拡散部は略円錐台形状であり、光入射端面、光射出端面の平面形状はともに円形であった。これに対して、本実施形態の光制御フィルム７Ｆにおいて、各光拡散部４０Ｆは、図２０、図２１に示すように、八角錐台形状であり、光入射端面４０Ｆｂ、光射出端面４０Ｆａの平面形状はともに八角形である。各光拡散部４０Ｆの平面形状である八角形の８本の辺のうち、互いに平行な２辺を１組とした４組の辺は、ｘ軸に平行な方向、ｙ軸に平行な方向、ｘ軸と４５°の角度をなす方向（ｘ軸の正方向を基準として反時計回りに見た角度）、ｘ軸と１３５°の角度をなす方向、をそれぞれ向くように配置されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。上記構成の光制御フィルム７Ｆを作製するには、遮光層４１Ｆの形成工程において、八角形の遮光パターンを有するフォトマスクを用いれば良い。
In the first embodiment, each light diffusion portion of the light diffusion portion has a substantially truncated cone shape, and the planar shapes of the light incident end surface and the light emission end surface are both circular. On the other hand, in the
本実施形態の液晶表示装置１Ｆにおいても、モアレが生じることがなく、表示品位を維持できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the liquid
さらに、第１実施形態によれば、光拡散部の平面的な形状が円形であるため、液晶表示体６の法線方向を中心として全方位に光が拡散し、全方位に視野角拡大効果が発揮される。これに対して、本実施形態によれば、光拡散部４０Ｆの平面的な形状が八角形であり、上述の４組の辺が、ｘ軸に平行な方向、ｙ軸に平行な方向、ｘ軸と４５°の角度をなす方向、ｘ軸と１３５°の角度をなす方向をそれぞれ向いているため、光が上記の４つの方位に集中して拡散する。
Furthermore, according to the first embodiment, since the planar shape of the light diffusing portion is circular, the light diffuses in all directions around the normal direction of the liquid
そのため、液晶表示装置で視野角特性が特に重要視されている、画面の水平方向、垂直方向、および斜め方向において視野角拡大効果が発揮される。なお、光拡散部４０Ｆの平面的な形状は八角形に限ることなく、その他の多角形を採用することができる。その場合、多角形の形状および辺の配置に応じて光が特定の方向に集中して拡散するため、特定の観察方位において優れた視野角拡大効果を発揮する液晶表示装置が提供できる。
Therefore, the viewing angle expansion effect is exhibited in the horizontal, vertical, and oblique directions of the screen, where the viewing angle characteristics are particularly important in liquid crystal display devices. The planar shape of the
なお、第１実施形態では、図２２（Ａ）に示すように、平面形状が円形である光拡散部４０の例を示したが、例えば図２２（Ｂ）に示すように、平面形状が正方形である光拡散部４０Ｇを用いても良い。あるいは、図２２（Ｃ）に示すように、平面形状が正八角形である光拡散部４０Ｈを用いても良い。あるいは、図２２（Ｄ）に示すように、正方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の光拡散部４０Ｉを用いても良い。あるいは、図２２（Ｅ）に示すように、２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の光拡散部４０Ｊを用いても良い。
In the first embodiment, as shown in FIG. 22A, an example of the
あるいは、図２２（Ｆ）に示すように、細長い楕円形状の光拡散部４０Ｋを用いても良い。あるいは、図２２（Ｇ）に示すように、細長い長方形状の光拡散部４０Ｌを用いても良い。あるいは、図２２（Ｈ）に示すように、細長い八角形状の光拡散部４０Ｍを用いても良い。あるいは、図２２（Ｉ）に示すように、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の光拡散部４０Ｎを用いても良い。あるいは、図２２（Ｊ）に示すように、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の光拡散部４０Ｐを用いても良い。さらに、図２２（Ａ）〜（Ｊ）の形状が複数の方向に回転していてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 22F, an elongated elliptical
例えば図２２（Ｂ）に示す正方形状の光拡散部４０Ｇであれば、正方形の各辺に垂直な方向に向けて光が拡散する。また、図２２（Ｇ）に示す長方形状の光拡散部４０Ｌであれば、長辺に垂直な方向への光の拡散が短辺に垂直な方向への光の拡散よりも強くなる。そのため、辺の長さによって垂直方向（上下方向）と水平方向（左右方向）とで光の拡散の強さが異なる光制御フィルムを実現できる。このように、視野角の異方性が要求される場合、光拡散部の形状を適宜変えることで異なる光拡散特性を得ることができる。
For example, in the case of the square-shaped
[第８実施形態]
以下、本発明の第８実施形態について、図２３、図２４を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光制御フィルムの光拡散部および遮光層の構成が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図２３は、本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図２３（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１０１の斜視図であり、図２３（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置１０１の断面図である。
図２４（Ａ）〜（Ｅ）は、光制御フィルムを、製造工程順を追って示す断面図である。
図２３、図２４（Ａ）〜（Ｅ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Eighth embodiment]
Hereinafter, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configurations of the light diffusion portion and the light shielding layer of the light control film are different from those of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 23 is a schematic diagram showing the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 23A is a perspective view of the liquid
24A to 24E are cross-sectional views showing the light control film in order of the manufacturing process.
23 and FIGS. 24A to 24E, the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
第１実施形態では、基材３９の一面に形成された複数の光拡散部４０と、基材３９の一面において光拡散部４０の形成領域以外の領域に形成された遮光層４１と、を備え、複数の光拡散部４０が基材３９の一面の法線方向から見て点在して配置され、遮光層４１が光拡散部４０の形成領域以外の領域に連続して形成されていた。
In the first embodiment, a plurality of
これに対して、本実施形態の光制御フィルム１０７は、基材３９の一面に形成された複数の遮光層１４１と、基材３９の一面において遮光層１４１の形成領域以外の領域に形成された光拡散部１４０と、を備え、複数の遮光層１４１が基材３９の一面の法線方向から見て点在して配置され、光拡散部１４０が遮光層１４１の形成領域以外の領域に連続して形成されている。
On the other hand, the
複数の遮光層１４１は、基材３９上に点在してランダムに（非周期的に）配置されている。それに伴い、複数の遮光層１４１と同一の位置に形成される複数の中空部１４３も基材３９上にランダムに配置されている。
The plurality of light shielding layers 141 are scattered on the
本実施形態では、各遮光層１４１を基材３９の法線方向から見たときの平面形状は円形である。各遮光層１４１の直径は例えば１０μｍである。複数の遮光層１４１は全て同一の直径となっている。複数の遮光層１４１が基材３９上に点在して形成されたことにより、本実施形態の光拡散部１４０は基材３９上に連続して形成されている。
In the present embodiment, the planar shape when each
光制御フィルム１０７における遮光層１４１の形成領域には、基材３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積が遮光層１４１側で大きく、遮光層１４１から離れるにつれて漸次小さくなる形状の中空部１４３が形成されている。すなわち、中空部１４３は、基材３９側から見たとき、いわゆる順テーパ状の略円錐台状の形状を有している。中空部１４３の内部には空気が存在している。光制御フィルム１０７の中空部１４３以外の部分、すなわち光拡散部１４０が連続して存在する部分は光の透過に寄与する部分である。光拡散部１４０に入射した光は、当該光拡散部１４０と中空部１４３との界面で全反射しつつ、光拡散部１４０の内部に略閉じこめられた状態で導光し、基材３９を介して外部に出射される。
In the
本実施形態の場合、中空部１４３には空気が存在しているため、光拡散部１４０を例えば透明樹脂で形成したとすると、光拡散部１４０の側面１４０ｃは透明樹脂と空気との界面となる。ここで、光拡散部１４０の内部と外部との界面の屈折率差は、中空部１４３に空気がある方が、光拡散部１４０の周囲に他の一般的な低屈折率材料がある場合よりも大きい。したがって、Ｓｎｅｌｌの法則より、光拡散部１４０の側面１４０ｃで光が全反射する入射角範囲が広い。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。
なお、中空部１４３には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが存在していても良い。もしくは、中空部１４３の内部が真空状態であっても良い。
In the case of this embodiment, since air exists in the
The
次に、上記構成の液晶表示装置１０１の製造方法について、図２４を用いて説明する。
以下では、光制御フィルム１０７の製造工程を中心に説明する。
Next, a manufacturing method of the liquid
Hereinafter, the manufacturing process of the
最初に、図２４（Ａ）に示すように、１０ｃｍ角で厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートの基材３９を準備し、スピンコート法を用いて、この基材３９の一面に遮光層材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４４を形成する。
次いで、上記の塗膜４４を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜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。
First, as shown in FIG. 24 (A), a polyethylene
Next, the
次いで、露光装置を用い、平面形状が円形の複数の開口パターン１４６が形成されたフォトマスク１４５を介して塗膜４４に光Ｅ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。
Next, exposure is performed by irradiating the
図２４（Ａ）に示すように、遮光層１４１の形成時に用いるフォトマスク１４５は、ランダムに配置された複数の円形の開口パターン１４６を有している。このフォトマスク１４５を設計する際には、最初に開口パターン１４６を一定のピッチで規則的に配置しておき、次にランダム関数を用いて例えば開口パターン１４６の中心点等、各開口パターン１４６の基準位置データに揺らぎを持たせ、開口パターン１４６の位置をばらつかせることにより、ランダムに配置された複数の開口パターン１４６を有するフォトマスク１４５を製作することができる。
As shown in FIG. 24A, the
上記のフォトマスク１４５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４４の現像を行い、１００℃で乾燥し、図２４（Ｂ）に示すように、平面形状が円形の複数の遮光層１４１を基材３９の一面に形成する。本実施形態の場合、次工程でブラックネガレジストからなる遮光層１４１をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部１４３を形成する。そのため、フォトマスク１４５の開口パターン１４６の位置が中空部１４３の形成位置に対応する。円形の遮光層１４１は次工程の光拡散部１４０の非形成領域（中空部１４３）に対応する。複数の開口パターン１４６は全て直径１０μｍの円形のパターンである。
After exposure using the
なお、本実施形態では、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって遮光層１４１を形成したが、この構成に代えて、本実施形態の開口パターン１４６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パターニングした遮光層１４１を直接形成しても良い。
In the present embodiment, the
次いで、図２４（Ｃ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層１４１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し、膜厚２５μｍ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をホットプレート上に載置し、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。
Next, as shown in FIG. 24C, by using a spin coating method, a transparent negative resist made of an acrylic resin is applied to the upper surface of the
次いで、基材３９側から遮光層１４１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６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光工程では、平行光または拡散光を用いる。
Next, the
また、露光装置から射出された平行光を拡散光Ｆとして基材３９に照射する手段として、露光装置から射出された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置する。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４８は、遮光層１４１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１４３が形成され、光拡散部１４０の中空部１４３と面する部分には逆テーパ状の側面が形成される。
その後、上記の塗膜４８を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、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。
Further, as means for irradiating the
Thereafter, the
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、１５０℃でポストベークし、図２４（Ｄ）に示すように、複数の中空部１４３を有する光拡散部１４０を基材３９の一面に形成する。
Next, the
次いで、図２４（Ｅ）に示すように、多数のアクリルビーズ等の光散乱体５２がアクリル樹脂等のバインダー樹脂の内部に分散されて構成された拡散フィルム５０を、粘着層５１を介して基材３９の他面に配置する。
Next, as shown in FIG. 24E, a
以上の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム１０７が完成する。なお、上記の例では遮光層１４１や光拡散部１４０の形成時に液状のレジストを塗布することとしたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを基材３９の一面に貼付するようにしても良い。
Through the above steps, the
最後に、完成した光制御フィルム１０７を、図２３（Ｂ）に示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部１４０を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶表示体６に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置１０１が完成する。
Finally, as shown in FIG. 23 (B), the completed
The liquid
本実施形態の液晶表示装置１０１においても、所望の光拡散性能が発揮できる光制御フィルムを、製造プロセスを複雑にすることなく作製できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the liquid
また、この構成によれば、複数の遮光層１４１が平面的にランダムに配置されているため、液晶パネル４の画素の規則的配列との間で干渉によるモアレが生じることがなく、表示品位を維持することができる。
Further, according to this configuration, since the plurality of light shielding layers 141 are randomly arranged in a plane, moire due to interference does not occur with the regular arrangement of the pixels of the
また、この構成によれば、光制御フィルム１０７に設けられた複数の中空部１４３が孤立しており、光拡散部１４０となる部分は面内で連続した形状となっている。これにより、例えば光の拡散の度合いを高めるために中空部１４３の密度を高めて光拡散部１４０の体積を小さくしても、光拡散部１４０と基材３９との接触面積が十分に確保できるため、光拡散部１４０と基材３９との密着力が強い。そのため、外力等による光拡散部１４０の欠陥が生じ難く、所望の光拡散機能を果たすことができる。
Moreover, according to this structure, the some
また、遮光層１４０をマスクとして基材３９の背面側から透明樹脂層に光Ｆを照射しているため、光拡散部１４０が遮光層１４１の非形成領域に自己整合（セルフアライン）した状態で形成される。その結果、光拡散部１４０と遮光層１４１とが重なることがなく、光透過率を確実に維持することができる。また、精密なアライメント作業が不要なため、製造に要する時間を短縮できる。
Further, since the light F is applied to the transparent resin layer from the back side of the
また、この構成によれば、各中空部１４３の体積が同一であるため、透明樹脂層を現像する際に除去される樹脂の体積が一定となる。このため、各中空部１４３が形成される工程で各中空部１４３の現像スピードが一定となり、所望のテーパ形状を形成できる。その結果、光制御フィルム１０７の微細形状の均一性が高くなり、歩留まりが向上する。
Moreover, according to this structure, since the volume of each
なお、本実施形態では、図２５（Ａ）に示すように、平面形状が円形である遮光層１４１の例を示したが、例えば図２５（Ｂ）に示すように、平面形状が正方形である遮光層１４１Ｇを用いても良い。あるいは、図２５（Ｃ）に示すように、平面形状が正八角形である遮光層１４１Ｈを用いても良い。あるいは、図２５（Ｄ）に示すように、正方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の遮光層１４１Ｉを用いても良い。あるいは、図２５（Ｅ）に示すように、２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の遮光層１４１Ｊを用いても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 25A, an example of the
あるいは、図２５（Ｆ）に示すように、細長い楕円形状の遮光層１４１Ｋを用いても良い。あるいは、図２５（Ｇ）に示すように、細長い長方形状の遮光層１４１Ｌを用いても良い。あるいは、図２５（Ｈ）に示すように、細長い八角形状の遮光層１４１Ｍを用いても良い。あるいは、図２５（Ｉ）に示すように、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の遮光層１４１Ｎを用いても良い。あるいは、図２５（Ｊ）に示すように、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の遮光層１４１Ｐを用いても良い。さらに、図２５（Ａ）〜（Ｊ）の形状が複数の方向に回転していてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 25F, an elongated oval
本実施形態の遮光層１４１の平面形状は図２５（Ａ）に示すような円形であるから、光拡散部１４０の側面１４０ｃ、すなわち反射面の断面形状も円形である。したがって、光拡散部１４０の側面１４０ｃで反射した光は３６０度、全ての方位に向けて拡散する。これに対して、例えば図２５（Ｂ）に示す正方形状の遮光層１４１Ｇであれば、正方形の各辺に垂直な方向に向けて光が拡散する。また、図２５（Ｇ）に示す長方形状の遮光層１４１Ｌであれば、長辺に垂直な方向への光の拡散が短辺に垂直な方向への光の拡散よりも強くなる。
Since the planar shape of the
そのため、辺の長さによって垂直方向（上下方向）と水平方向（左右方向）とで光の拡散の強さが異なる光拡散シートを実現できる。また、図２５（Ｃ）に示す八角形状の遮光層１４１Ｈであれば、特に液晶表示装置で視野角特性が重要視されている垂直方向と水平方向と斜め４５度方向とに集中して光を拡散させることができる。このように、視野角の異方性が要求される場合、遮光部の形状を適宜変えることで異なる光拡散特性を得ることができる。
Therefore, it is possible to realize a light diffusion sheet having different light diffusion strengths in the vertical direction (up and down direction) and the horizontal direction (left and right direction) depending on the length of the side. In the case of the octagonal
[第８実施形態の変形例]
図２６は、上記実施形態の光制御フィルムの変形例を示す模式図である。図２６（Ａ）は本変形例の光制御フィルム１０７Ａの斜視図であり、図２６（Ｂ）は本変形例の光制御フィルム１０７Ａの断面図である。
上記実施形態では、複数の遮光層１４１を基材３９の一面にそれぞれ独立して形成したが、図２６（Ａ）、（Ｂ）に示す光制御フィルム１０７Ａのように、複数の遮光層１４１Ａが少なくとも一部において連結していても良い。本変形例では、隣り合う２つの遮光層１４１Ａが連結しており、連結された遮光層１４１Ａの形成領域に形成された中空部１４３Ａも一部がつながる構成となっている。また、図２６（Ｂ）に示すように、中空部１４３Ａが光拡散部１４０Ａによって塞がれていてもよい。
[Modification of Eighth Embodiment]
FIG. 26 is a schematic view showing a modification of the light control film of the above embodiment. FIG. 26A is a perspective view of the
In the above embodiment, the plurality of light shielding layers 141 are independently formed on one surface of the
この構成においても、光拡散部１４０Ａと基材３９との接触面積が十分に確保できるため、光拡散部１４０Ａと基材３９との密着力が強い。また、光拡散部１４０Ａが連結していると、光制御フィルム１０７Ａに入射した光が遮光層１４１Ａに吸収される割合が小さくなるため、光の利用効率が向上する。
Also in this configuration, a sufficient contact area between the
[第９実施形態]
以下、本発明の第９実施形態について、図２７、図２８を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第８実施形態と同一であり、基材に光散乱体が含まれている点が第８実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図２７は、本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図２７（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１０１Ｂの斜視図であり、図２７（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置１０１Ｂの断面図である。
図２８（Ａ）〜（Ｅ）は、光制御フィルムを、製造工程順を追って示す断面図である。
図２７、図２８（Ａ）〜（Ｅ）において、第８実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Ninth Embodiment]
The ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the eighth embodiment, and is different from the eighth embodiment only in that a light scatterer is included in the base material. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 27 is a schematic diagram showing the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 27A is a perspective view of the liquid
28A to 28E are cross-sectional views showing the light control film in the order of the manufacturing process.
27 and 28A to 28E, the same reference numerals are given to the same components as those used in the eighth embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
第８実施形態では、拡散フィルム５０が基材３９の他面（視認側の面）に配置されていた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム１０７Ｂでは、図２７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基材に拡散フィルムが配置されておらず、基材そのものが拡散フィルムとして機能する。すなわち、基材１５０Ｂの内部に多数の光散乱体１５２Ｂが分散されている。
In the eighth embodiment, the
本実施形態の光制御フィルム１０７Ｂの製造工程においては、最初に、図２８（Ａ）に示すように、内部に多数の光散乱体１５２Ｂが分散された基材１５０Ｂを準備する。
In the manufacturing process of the
次いで、図２８（Ｂ）に示すように、スピンコート法を用いて、この基材１５０Ｂの一面に遮光層材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、塗膜４４を形成する。次いで、上記の塗膜４４を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、塗膜のプリベークを行う。
Next, as shown in FIG. 28B, a black negative resist containing carbon as a light shielding layer material is applied to one surface of the
次いで、露光装置を用い、複数の開口パターン１４６が設けられたフォトマスク１４５を介して塗膜４４に光Ｅを照射し、露光を行う。
Next, using an exposure apparatus, the
上記のフォトマスク１４５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４４の現像を行い、乾燥し、図２８（Ｃ）に示すように、平面形状が円形の複数の遮光層１４１を基材１５０Ｂの一面に形成する。
After the exposure using the
次いで、図２８（Ｄ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層１４１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し、塗膜４８を形成する。次いで、上記の塗膜４８を形成した基材１５０Ｂをホットプレート上に載置し、塗膜４８のプリベークを行う。
Next, as shown in FIG. 28D, a transparent negative resist made of an acrylic resin is applied to the upper surface of the
次いで、基材１５０Ｂ側から遮光層１４１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６００ｍＪ／ｃｍ２とする。露光工程では、平行光または拡散光を用いる。なお、本実施形態では、基材１５０Ｂの内部に光散乱体１５２Ｂが分散されているので、露光装置から射出された光は基材１５０Ｂを通過後に拡散光となって塗膜４８に到達する。
Next, the
そのため、基材１５０Ｂを所定のヘイズ値に設定することにより、拡散光Ｆとして基材１５０Ｂに照射する手段として、露光装置から射出された光の光路上に拡散板を配置する必要が無くなる。拡散光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４８は、遮光層１４１の非形成領域から外側へ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１４３が形成され、光拡散部１４０の中空部１４３と面する部分には逆テーパ状の側面が形成される。
その後、上記の塗膜４８を形成した基材１５０Ｂをホットプレート上に載置し、塗膜４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。
Therefore, by setting the
Thereafter, the
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、ポストベークし、図２８（Ｅ）に示すように、複数の中空部１４３を有する光拡散部１４０を基材１５０Ｂの一面に形成する。
以上の工程を経て、本実施形態の光制御フィルム１０７Ｂが完成する。
Next, the
Through the above steps, the
最後に、完成した光制御フィルム１０７Ｂを、図２７（Ｂ）に示すように、基材１５０Ｂを視認側に向け、光拡散部１４０を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶表示体６に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置１０１Ｂが完成する。
Finally, as shown in FIG. 27B, the completed
Through the above steps, the liquid
本実施形態の液晶表示装置１０１Ｂによれば、基材１５０Ｂそのものが拡散フィルムとして機能するので、新たに粘着層や拡散フィルムを設ける必要がない。よって、装置の簡素化、薄型化を図ることができる。また、光制御フィルム１０７Ｂの製造工程において基材１５０Ｂが拡散板としても機能するので、光拡散部１４０を形成する際に露光装置から射出された光の光路上に拡散板を配置する必要もない。よって、製造工程の簡略化を図ることができる。
According to the liquid
[第１０実施形態]
以下、本発明の第１０実施形態について、図２９を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第８実施形態と同一であり、光制御フィルムの遮光層の構成が第８実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光制御フィルムについてのみ説明する。
図２９は本実施形態の液晶表示装置を示す模式図である。図２９（Ａ）は本実施形態の液晶表示装置１０１Ｃの斜視図であり、図２９（Ｂ）は本実施形態の液晶表示装置１０１Ｃの断面図である。
また、図２９において、第８実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Tenth embodiment]
The tenth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of the eighth embodiment, and only the configuration of the light shielding layer of the light control film is different from that of the eighth embodiment. Therefore, in this embodiment, description of the basic composition of a liquid crystal display device is abbreviate | omitted, and only a light control film is demonstrated.
FIG. 29 is a schematic diagram showing the liquid crystal display device of this embodiment. FIG. 29A is a perspective view of the liquid
Also, in FIG. 29, the same reference numerals are given to the same components as those used in the eighth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
第８実施形態では、複数の遮光層１４１は全て同一の寸法であった。これに対して、本実施形態の光制御フィルム１０７Ｃでは、図２９（Ａ）に示すように、複数の遮光層１４１Ｃの寸法（直径）が異なっている。例えば複数の遮光層１４１Ｃの直径は１０〜２５μｍの範囲で分布している。すなわち、複数の遮光層１４１Ｃが複数種類の寸法を有している。また、複数の遮光層１４１Ｃは、第８実施形態と同様、平面的にランダムに配置されている。また、複数の中空部１４３Ｃのうち、少なくとも一つの中空部１４３Ｃの体積は他の中空部１４３Ｃの体積と異なっている。その他の構成は第８実施形態と同様である。
In the eighth embodiment, all of the plurality of light shielding layers 141 have the same dimensions. On the other hand, in the
本実施形態の場合、複数の遮光層１４１Ｃがランダムに配置されていることに加え、遮光層１４１Ｃの大きさも異なるため、光の回折現象によるモアレ縞をより確実に抑制することができる。また、少なくとも一つの中空部１４３Ｃの体積は他の中空部１４３Ｃの体積と異なっているため、遮光層の配置密度を高めて光拡散性を高めることができる。
In the case of the present embodiment, in addition to the plurality of light shielding layers 141C being randomly arranged, the size of the
[第１１実施形態]
以下、本発明の第１１実施形態について、図３０を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、タッチパネルを備えた点が第１実施形態と異なるのみである。したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、タッチパネルの構成についてのみ説明する。
図３０は、本実施形態の液晶表示装置８４を示す断面図である。
なお、図３０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Eleventh embodiment]
The eleventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the point provided with the touch panel is different from the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the description of the basic configuration of the liquid crystal display device is omitted, and only the configuration of the touch panel will be described.
FIG. 30 is a cross-sectional view showing the liquid
In FIG. 30, the same components as those used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態の液晶表示装置８４においては、図３０に示すように、バックライト２から光拡散シート７までの構成は第１実施形態と同一である。そして、光拡散シート７を構成する基材３９の視認側にタッチパネル８５（情報入力装置）が配置されている。以下の説明では、光拡散シート７を構成する基材３９のことを「光拡散シート用基材」と称する。
In the liquid
タッチパネル８５は、光拡散シート用基材３９の周縁部において両面テープ等の接着材８６によって光拡散シート用基材３９上に貼付されており、タッチパネル８５と光拡散シート用基材３９との間には接着材８６の厚さ分の間隙が形成されている。すなわち、タッチパネル８５と光拡散シート用基材３９との間には空気層８７が存在している。
The
タッチパネル８５は、基材８８と位置検出用電極８９とを有している。以下の説明では、タッチパネル８５を構成する基材８８のことを「タッチパネル用基材」と称する。ガラス等からなるタッチパネル用基材８８の一面に、ＩＴＯ、ＡＴＯ（Antimony-doped Tin Oxide：アンチモンがドープされた錫酸化物）等の透明導電材料からなる位置検出用電極８９が形成されている。位置検出用電極８９は、ＩＴＯ、ＡＴＯ等のスパッタリングにより形成されたものであり、数百〜２ｋΩ／□程度の一様なシート抵抗を有している。
The
本実施形態では、静電容量方式のタッチパネル８５が用いられている。静電容量方式のタッチパネル８５では、例えばタッチパネル８５を平面視したときの位置検出用電極８９の４つの角部に微小な電圧が印加されている。位置検出用電極８９上方の任意の位置に指を触れると、指を触れた点が人体の静電容量を介して接地される。これにより、接地点と４つの角部との間の抵抗値に応じて各角部での電圧が変化する。位置検出回路がこの電圧変化を電流変化として計測し、その計測値から接地点、すなわち指が触れた位置を検出する。
なお、本実施形態に適用可能なタッチパネルは静電容量方式に限ることはなく、抵抗膜方式、超音波方式、光学方式等、任意のタッチパネルが適用可能である。
In this embodiment, a
In addition, the touch panel applicable to this embodiment is not restricted to a capacitive system, Arbitrary touch panels, such as a resistive film system, an ultrasonic system, an optical system, are applicable.
本実施形態の液晶表示装置８４によれば、第１実施形態と同様の光拡散シート７を備えているので、視野角特性に優れ、さらに情報入力機能を備えた液晶表示装置を実現することができる。例えば使用者が広視野角の画像を見ながら指やペンでタッチパネル８５に触れることによって、情報処理装置等に対話形式で情報を入力することが可能になる。
According to the liquid
図３１は光制御フィルムの製造装置の一例を示す概略構成図である。
図３１に示す製造装置１６０は、長尺の基材３９をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に各種の処理を行うものである。また、この製造装置１６０は、遮光層４１の形成に、上述のフォトマスク４５を用いたフォトリソグラフィー法に代えて、印刷法、インクジェット法を用いている。
FIG. 31 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a light control film manufacturing apparatus.
The
製造装置１６０の一端に基材３９を送り出す送出ローラー１６１が設けられ、他端には基材３９を巻き取る巻取ローラー１６２が設けられており、基材３９は送出ローラー１６１側から巻取ローラー１６２側に向けて移動する構成となっている。基材３９の上方には、送出ローラー１６１側から巻取ローラー１６２側に向けて印刷装置１６３、第１乾燥装置１６４、塗布装置１６５、現像装置１６６、第２乾燥装置１６７が順次配置されている。基材３９の下方には、露光装置１６８が配置されている。
A feeding
印刷装置１６３は、基材３９上に遮光層４１を印刷するためのものである。第１乾燥装置１６４は、印刷により形成した遮光層４１を乾燥させるためのものである。塗布装置１６５は、遮光層４１上に透明ネガレジストを塗布するためのものである。現像装置１６６は、露光後の透明ネガレジストを現像液によって現像するためのものである。第２乾燥装置１６７は、現像後の透明レジストからなる光拡散部４０が形成された基材３９を乾燥させるためのものである。この後さらに、光拡散部４０が形成された基材３９を第２偏光板５と貼り合わせ、光制御フィルムを偏光板と一体化させても良い。
The
露光装置１６８は、基材３９側から透明ネガレジストの塗膜４８の露光を行うためのものである。図３２（Ａ）、（Ｂ）は、製造装置１６０のうち、露光装置１６８の部分だけを取り出して示す図である。露光装置１６８は、図３２（Ａ）に示すように、複数の光源１６９を備えており、基材３９の進行に伴って、各光源１６９からの拡散光Ｆの強度が徐々に弱くなる等、拡散光Ｆの強度が変化しても良い。あるいは、露光装置１６８は、図３２（Ｂ）に示すように、基材３９の進行に伴って、各光源１６９からの拡散光Ｆの射出角度が徐々に変化しても良い。このような露光装置１６８を用いることにより、光拡散部４０の側面の傾斜角度を所望の角度に制御することができる。
The
なお、上記の例では遮光層４１や光拡散部４０の形成時に液状のレジストを塗布することとしたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを基材３９の一面に貼付するようにしても良い。
In the above example, the liquid resist is applied at the time of forming the
最後に、完成した光制御フィルムを、図２に示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部４０を第２偏光板５に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶表示体６に貼付する。
以上の工程により、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
Finally, as shown in FIG. 2, the completed light control film is used with an optical adhesive or the like with the
The liquid crystal display device of this embodiment is completed through the above steps.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、表示体として液晶表示装置の例を挙げたが、これに限ることなく、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等に本発明を適用しても良い。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example of a liquid crystal display device is given as the display body. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an organic electroluminescence display device, a plasma display, or the like.
また、上記実施形態では、光制御フィルムを液晶表示体の第２偏光板上に接着する例を示したが、光制御フィルムと液晶表示体とは必ずしも接触していなくても良い。
例えば、光制御フィルムと液晶表示体との間に他の光学フィルムや光学部品等が挿入されていても良い。あるいは、光制御フィルムと液晶表示体とが離れた位置にあっても良い。また、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の場合には偏光板が不要であるため、光制御フィルムと偏光板とが接触することはない。
Moreover, in the said embodiment, although the example which adhere | attaches a light control film on the 2nd polarizing plate of a liquid crystal display body was shown, the light control film and the liquid crystal display body do not necessarily need to contact.
For example, another optical film, an optical component, or the like may be inserted between the light control film and the liquid crystal display. Alternatively, the light control film and the liquid crystal display body may be in a separated position. Further, in the case of an organic electroluminescence display device, a plasma display, or the like, a polarizing plate is unnecessary, so that the light control film and the polarizing plate do not come into contact with each other.
また、上記実施形態における光制御フィルムの基材の視認側に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つを設けた構成としても良い。この構成によれば、基材の視認側に設ける層の種類に応じて、外光反射を低減する機能、塵埃や汚れの付着を防止する機能、傷を防止する機能等を付加することができ、視野角特性の経時劣化を防ぐことができる。 Further, the light control film according to the above embodiment may have a configuration in which at least one of an antireflection layer, a polarizing filter layer, an antistatic layer, an antiglare treatment layer, and an antifouling treatment layer is provided on the viewing side of the base material. good. According to this configuration, it is possible to add a function to reduce external light reflection, a function to prevent the adhesion of dust and dirt, a function to prevent scratches, and the like according to the type of layer provided on the viewing side of the substrate. Further, it is possible to prevent deterioration of viewing angle characteristics with time.
また、上記実施形態では、光拡散部を、中心軸を挟んで対称な形状としたが、必ずしも対称な形状でなくても良い。例えば表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な角度分布が要求される場合、例えば画面の上方側だけ、あるいは右側だけに視野角を広げたい等の要求がある場合には、光拡散部の側面の傾斜角度を非対称にしても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the light-diffusion part was made into the symmetrical shape on both sides of a central axis, it does not necessarily need to be a symmetrical shape. For example, when an intentionally asymmetric angular distribution is required according to the application and usage of the display device, for example, when there is a request to widen the viewing angle only on the upper side or only on the right side of the screen, light diffusion is performed. The inclination angle of the side surface of the part may be asymmetric.
また、光散乱体を含む層が複数あっても良い。
その他、光拡散部や遮光層の配置や形状、光制御フィルムの各部の寸法や材料、製造プロセスにおける製造条件等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
There may also be a plurality of layers containing light scatterers.
In addition, the specific configuration relating to the arrangement and shape of the light diffusing portion and the light shielding layer, the dimensions and materials of each portion of the light control film, the manufacturing conditions in the manufacturing process, and the like can be changed as appropriate without being limited to the above embodiment.
本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。 The present invention is applicable to various display devices such as a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and a plasma display.
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，８４…液晶表示装置（表示装置）、２…バックライト（光源）、４…液晶パネル（光変調素子）、６…液晶表示体（表示体）、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ…光制御フィルム（光拡散部材、視野角拡大部材）、３９，５０Ｂ，１５０Ｂ…基材、４０，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋ，４０Ｌ，４０Ｍ，４０Ｎ，４０Ｐ，１４０，１４０Ａ，１４０Ｃ…光拡散部、４０ａ，４０Ｃａ，４０Ｄａ，４０Ｅａ，４０Ｆａ，１４０ａ，１４０Ｃａ…光射出端面、４０ｂ，４０Ｃｂ，４０Ｄｂ，４０Ｅｂ，４０Ｆｂ，１４０ｂ，１４０Ｃｂ…光入射端面、４０ｃ，４０Ｃｃ，４０Ｅｃ，４０Ｄｃ，１４０ｃ，１４０Ｃｃ…側面、４１，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，１４１，１４１Ａ，１４１Ｃ，１４１Ｇ，１４１Ｈ，１４１Ｉ，１４１Ｊ，１４１Ｋ，１４１Ｌ，１４１Ｍ，１４１Ｎ，１４１Ｐ…遮光層、４８…塗膜（ネガ型感光性樹脂層），５２，５２Ｂ，１５２Ｂ…光散乱体，８５…タッチパネル（情報入力装置）。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記光拡散部は、前記基材の一面に接する光出射端面と、該光出射端面から厚み方向に遠ざかった光入射端面との間で、前記遮光層よりも厚みが厚くなるように形成されるとともに、前記光出射端面の面積が前記光入射端面の面積よりも小さくなるように形成され、
前記遮光層と前記光拡散部の外周面とで区画される空間には、前記光拡散部の構成材料よりも屈折率が低い低屈折率材料を有する低屈折率部が形成され、
前記光出射端面側における単位面積あたりの前記遮光層の占める面積をＳ１、前記光出射端面における単位面積あたりの前記光拡散部の占める面積をＡ１、前記光入射端面側における単位面積あたりの前記低屈折率部の開口面積をＳ２、とした時に、式１、式２を共に満たす形状となるように前記光拡散部および前記遮光層を形成したことを特徴とする光制御フィルム。
The light diffusion portion is formed to be thicker than the light shielding layer between a light emitting end face in contact with one surface of the substrate and a light incident end face away from the light emitting end face in the thickness direction. And an area of the light emitting end face is formed to be smaller than an area of the light incident end face,
In a space defined by the light shielding layer and the outer peripheral surface of the light diffusion portion, a low refractive index portion having a low refractive index material having a refractive index lower than that of the constituent material of the light diffusion portion is formed,
The area occupied by the light shielding layer per unit area on the light emitting end face side is S1, the area occupied by the light diffusion portion per unit area on the light emitting end face is A1, and the low per unit area on the light incident end face side A light control film, wherein the light diffusing portion and the light shielding layer are formed so as to have a shape satisfying both the formulas 1 and 2 when the opening area of the refractive index portion is S2.
互いに隣接する前記光拡散部どうしの最大ピッチが、前記表示体の前記画素間のピッチよりも小さくなるように前記光拡散部を配したことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。 The display body has a plurality of pixels forming a display image,
The display device according to claim 13, wherein the light diffusion portions are arranged so that a maximum pitch between the light diffusion portions adjacent to each other is smaller than a pitch between the pixels of the display body.
前記光源が指向性を有する光を射出することを特徴とする請求項１３または１４記載の表示装置。 The display body includes a light source and a light modulation element that modulates light from the light source,
15. The display device according to claim 13, wherein the light source emits light having directivity.
前記基材に重ねて前記遮光層を形成する工程と、
前記遮光層に前記基材を露呈させる開口を形成する工程と、
前記遮光層をマスクとして、前記開口に対して、前記光散乱体が複数、拡散して配された光拡散部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする光制御フィルムの製造方法。 A method for producing a light control film according to any one of claims 1 to 12,
Forming the light shielding layer on the base material;
Forming an opening for exposing the base material to the light shielding layer;
And a step of forming a light diffusing portion in which a plurality of the light scatterers are diffused and arranged with respect to the opening, using the light shielding layer as a mask.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10472885B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-11-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Daylighting member, method of manufacturing daylighting member, daylighting device, and daylighting device installation method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000352608A (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Dainippon Printing Co Ltd | Light-diffusing sheet |
| JP2001281420A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light diffusing body and method for use of the same |
| JP2003504691A (en) * | 1999-07-07 | 2003-02-04 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Rear projection screen using internal reflection and its manufacturing method |
| JP2004516525A (en) * | 2000-12-27 | 2004-06-03 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Rear projection screen with microstructure |
| JP2008501128A (en) * | 2004-05-31 | 2008-01-17 | セコニックス カンパニー リミテッド | Display optical device having tapered waveguide and method of manufacturing the same |
-
2012
- 2012-04-25 JP JP2012099961A patent/JP2013228528A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000352608A (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Dainippon Printing Co Ltd | Light-diffusing sheet |
| JP2003504691A (en) * | 1999-07-07 | 2003-02-04 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Rear projection screen using internal reflection and its manufacturing method |
| JP2001281420A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light diffusing body and method for use of the same |
| JP2004516525A (en) * | 2000-12-27 | 2004-06-03 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Rear projection screen with microstructure |
| JP2008501128A (en) * | 2004-05-31 | 2008-01-17 | セコニックス カンパニー リミテッド | Display optical device having tapered waveguide and method of manufacturing the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10472885B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-11-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Daylighting member, method of manufacturing daylighting member, daylighting device, and daylighting device installation method |
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