JP2014092662A - 表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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表示装置、および表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】表示体と、表示体の視認側に接着層を介して配置され、表示体から射出された光を表示体の法線方向から見た方位角方向において拡散させる光制御フィルムと、を備え、光制御フィルムが、光透過性を有する基材と、基材の一面の一部領域に配された光拡散部と、一部領域を除く残余領域に配された遮光層と、を有し、光拡散部は、基材側に光射出端面を有するとともに、基材側とは反対側に光射出端面よりも大きい面積の光入射端面を有し、遮光層は、光射出端面と光入射端面との間の離間距離よりも薄く、且つ基材の周縁部において基材の平面視形状の外周の少なくとも一部に接して形成されており、外周に接する遮光層と光拡散部の外周面とで区画される空間が樹脂材料で充填されている表示装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置および表示装置の製造方法に関するものである。

従来、薄型テレビや携帯電話の表示部に用いられる表示装置として、液晶表示装置が知られている。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、斜め方向から見た場合に、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。すなわち液晶表示装置は、良好な視認性で画面を観察可能な範囲（いわゆる視野角範囲）が狭いという課題を有している。

このため、従来、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、これら単位レンズ同士の間には、所定の屈折率Ｎ２を有する材料が存在している。

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、斜辺を前記全反射部、上底を出光部としている。単位レンズは、全反射部をなす斜辺と、出光部の法線と、がなす角度をθとした場合、角度θおよび屈折率Ｎ１，Ｎ２が、入光部から単位レンズ内に入った光に対して全反射条件を満たすように構成されている。

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。

特開２００５−１１４９５３号公報

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に材料が充填されており、入手しうる材料のうちＮ２の最小値は１．３０とされている。角度θは、Ｎ１とＮ２との比に基づいて定まるため、Ｎ２の値に制約があると、角度θの取りうる値にも制約が生じる。入光部から単位レンズに入る光は、斜面で反射し拡散するため、角度θに制約が生じると、光の拡散角度に制約が生じることとなり、視野角範囲が広がりにくいこととなる。

また、液晶表示装置以外の表示装置においても、視野角特性を改善したいという要求がある。

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表示装置、およびこのような表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一形態は、表示体と、前記表示体の視認側に接着層を介して配置され、前記表示体から射出された光を前記表示体の法線方向から見た方位角方向において拡散させる光制御フィルムと、を備え、前記光制御フィルムが、光透過性を有する基材と、前記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、を有し、前記光拡散部は、前記基材側に光射出端面を有するとともに、前記基材側とは反対側に前記光射出端面よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記遮光層は、前記光射出端面と前記光入射端面との間の離間距離よりも薄く、且つ前記基材の周縁部において前記基材の平面視形状の外周の少なくとも一部に接して形成されており、前記外周に接する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が樹脂材料で充填されている表示装置を提供する。

本発明の一形態においては、前記光拡散部の形成材料と、前記空間を充填している樹脂材料と、は異なる材料であることが好ましい。

本発明の一形態においては、少なくとも前記光制御フィルムおよび前記接着層に接し、前記光制御フィルムの周囲を囲むように円環状に設けられた封止部を有し、前記空間を充填している樹脂材料が、前記封止部の形成材料であることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記封止部が、前記基材の側面から前記基材の光拡散部が形成されていない側の面まで連続して設けられていることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記表示体が、液晶パネルであり、前記封止部が、前記液晶パネルの前記視認側に配置された第２偏光板の側面をさらに覆っていることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記封止部が、前記液晶パネルの前記視認側とは反対に配置された第１偏光板の側面をさらに覆っていることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記封止部が、前記第１偏光板の側面から前記第１偏光板の上面まで連続して設けられていることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記空間を充填している樹脂材料が、前記接着層の形成材料であることが好ましい。

本発明の一形態においては、前記空間を充填している樹脂材料は、前記光拡散部の形成材料よりも低い屈折率を有することが好ましい。

本発明の一形態は、表示体と、前記表示体の視認側に接着層を介して配置され、前記表示体から射出された光を前記表示体の法線方向から見た方位角方向において拡散させる光制御フィルムと、を備える表示装置の製造方法であって、前記表示体の前記視認側の面であって、前記光制御フィルムと平面的に重なる領域である接着領域に、前記光制御フィルムを配置して接着する工程と、前記接着領域の周縁部に接着材料を配置し、前記接着材料を硬化させる工程と、を有し、前記光制御フィルムは、光透過性を有する基材と、前記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、前記基材の周縁部において前記遮光層と重なる空隙と、を有し、前記硬化させる工程では、前記接着領域の周縁部に配置した前記接着材料を前記空隙の内部に充填する表示装置の製造方法を提供する。

本発明の一形態においては、前記接着材料は、前記光拡散部の形成材料よりも低い屈折率を有することが好ましい。

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表示装置、およびこのような表示装置の製造方法を提供することができる。

第１実施形態の液晶表示装置１Ａの斜視図である。 液晶パネル４の縦断面図である。 バックライト２の説明図である。 液晶パネル４の駆動の様子を示す説明図である。 光制御フィルムを有する液晶表示装置１Ａを示す説明図である。 指向性バックライトの輝度角度特性を示す図である。 光制御フィルム６Ａの製造方法を示す工程図である。 光制御フィルム６Ｂの製造方法を示す工程図である。 光制御フィルムの一部構成を製造する製造装置を示す概略構成図である。 製造装置５００における露光装置５０６の部分の説明図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す工程図である。 第２実施形態の液晶表示装置１Ｂを示す断面図である。 第２実施形態の液晶表示装置１Ｃを示す断面図である。 第３実施形態の液晶表示装置１Ｄを示す断面図である。 第３実施形態の液晶表示装置１Ｅを示す断面図である。 変形例における光制御フィルム６Ｃの断面図である。 変形例の液晶表示装置１Ｆの断面図である。 変形例の液晶表示装置１Ｇの断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１１を用いて説明する。本実施形態では、表示体として透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置（表示装置）１Ａの例を挙げて説明する。なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１は、本実施形態の液晶表示装置１Ａの斜視図である。図に示すように、本実施形態の液晶表示装置１Ａは、第１偏光板３と、液晶パネル（表示体）４と、第２偏光板５と、光制御フィルム６と、を有している。さらに、液晶表示装置１Ａは、バックライト２（照明装置）を有している。図では、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６が配置された側から液晶表示装置１Ａの表示を見ることになる。以下の説明では、液晶表示装置１Ａにおいて光制御フィルム６が配置された側を、液晶表示装置の「視認側」と称する。また、以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１Ａの画面と平行な方向、ｙ軸は液晶表示装置１Ａの画面と平行な方向においてｘ軸と直交する方向、ｚ軸は液晶表示装置１Ａの厚さ方向、と定義する。

本実施形態の液晶表示装置１Ａにおいては、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から射出された光は、光制御フィルム６を透過すると、液晶パネル４の表示面の法線方向からみた方位角方向において拡散し、光制御フィルム６から射出される。「方位角方向において拡散」とは、液晶パネル４の表示面の法線方向から射出光の配光分布（拡散角度分布）が光制御フィルム６に入射する前より広がった状態となることである。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。

以下、液晶パネル４の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明するが、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よい。

図２は、液晶パネル４の縦断面図である。図では、説明を容易にするため、液晶パネル４と接する第１偏光板３および第２偏光板５も合わせて図示してある。

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。本実施形態の液晶パネル４は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）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正の液晶が用いられる。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。

本発明の液晶表示装置は、表示モードとして、上記のＴＮモードに限らず、ＶＡ（Vertical Alignment, 垂直配向）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等を用いることができる。なお、本実施形態では、ＴＮモードの液晶パネルを用いた例を挙げる。

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。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。

ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面に、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には、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、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。また、透明基板１４上に、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。

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。

ゲート絶縁膜２０上に、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。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。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。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が用いられる。

第２層間絶縁膜２４上に、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が用いられる。第２層間絶縁膜２４上には、さらに、画素電極２５を覆って配向膜２７が形成されている。

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を遮断する機能を有している。ブラックマトリクス３０は、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。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。Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が、ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に対向して配置されている。

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。対向電極３３上の全面に、水平配向規制力を有する配向膜３４が形成されている。カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としてもよい。

ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４と第１偏光板３との間には、第１位相差板１３が設けられている。カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９と第２偏光板５との間には、第２位相差板８が設けられている。これら第１位相差板１３、第２位相差板８は、液晶層１１により生じる光の位相差を補償するためのものである。

図３は、バックライトの一例を示す説明図である。図に示すように、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、アクリル樹脂等からなる導光体３７と、リフレクター３５と、反射シート３８と、プリズムシートＰＳと、を備えている。光源３６は、平面形状が矩形状の導光体３７の一つの端面３７ａに面して配置され、導光体３７の端面３７ａに向けて光を射出する。導光体３７は、端面３７ａから入射した光を内部で伝搬させつつ、前面３７ｂから射出させる。リフレクター３５は、光源３６から射出される光のうち、導光体３７の端面３７ａ以外の方向に向けて射出される光を、導光体３７の端面３７ａに向けて反射させる。反射シート３８は、導光体３７の背面３７ｃから射出される光を反射させ、導光体３７の背面３７ｃから再入射させる。プリズムシートＰＳは、互いに平行に配置された複数の三角柱状のプリズム構造体を備えている。プリズムシートＰＳは、導光体３７の前面３７ｂから光が入射したとき、この光の進行方向を液晶パネル４の法線方向に近い方向に変えて射出させる。本実施形態のバックライト２は、光源３６が導光体３７の端面３７ａに配置されたエッジライト型のバックライトである。

図３に示すバックライト２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である。具体的には、導光体３７の厚みは光源３６が配置された端面３７ａから反対側の端面３７ｄに向けて漸次薄くなっている。すなわち、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとは互いに平行でなく、導光体３７を側面から見た形状は楔状である。導光体３７の端面３７ａから入射した光は、導光体３７の前面３７ｂと背面３７ｃとの間で反射を繰り返しつつ内部をｙ軸方向に進行する。仮に導光板が平行平板であったとすると、導光板の前面および背面に対する光の入射角は何回反射を繰り返しても一定である。これに対して、本実施形態のように、導光体３７が楔状である場合、導光体３７の前面３７ｂおよび背面３７ｃで光が１回反射する毎に入射角が小さくなる。

このとき、例えば導光体３７を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光体３７の前面３７ｂにおける臨界角、すなわち導光体３７を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Ｓｎｅｌｌの法則から約４２°となる。
導光体３７に入射した直後の光が前面３７ｂに入射した際、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌは前面３７ｂで全反射する。その後、光Ｌが前面３７ｂと背面３７ｃとの間で全反射を繰り返し、前面３７ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌは外部空間に射出される。したがって、光Ｌは導光体３７の前面３７ｂに対して略一定の射出角度をもって射出する。このように、バックライト２は、ｙｚ平面内において狭い配光分布を有し、ｙｚ平面内での指向性を持つ。一方、バックライト２は、ｘｚ平面内においてはｙｚ平面内での配光分布よりも広い配光分布を有し、ｘｚ平面内での指向性を持たない。

図１に示すように、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。ここで、ｘ軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表すとすると、第１偏光板３の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。液晶パネル４と光制御フィルム６との間には、検光子として機能する第２偏光板５が設けられている。第２偏光板５の透過軸Ｐ２は、第１偏光板３の透過軸Ｐ１と直交するように配置されており、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板３の透過軸Ｐ１と第２偏光板５の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。

ＴＦＴ基板９の配向膜２７には、配向制御方向が１３５°−３１５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜２７の配向制御方向を矢印Ｈ１で示す。一方、カラーフィルター基板１０の配向膜３４には、配向制御方向が４５°−２２５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。図１において、配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２で示す。

図４は、液晶パネル４の駆動の様子を示す説明図である。
図４（Ａ）に示すように、液晶パネル４が有する一対の電極（図２に示す画素電極２５と対向電極３３）の間に電圧が印加されていないときには、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で９０°ツイストした状態となる。このとき、不図示のバックライトから第１偏光板３に光を入射すると、入射する光に含まれる互いに直交した直線偏光ＬＰ１，ＬＰ２のうち直線偏光ＬＰ１は、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過する。その後、直線偏光ＬＰ１は、偏光面が液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転し、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示（いわゆるノーマリーホワイト）となる。

一方、図４（Ｂ）に示すように、画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されたときには、液晶層１１を構成する液晶分子Ｍは２つの配向膜２７，３４間で電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、不図示のバックライトから第１偏光板３に光を入射すると、入射する光に含まれる直線偏光のうち直線偏光ＬＰ１は、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板３を透過する。しかし、液晶層１１において直線偏光ＬＰ１の偏光面は回転しないため、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板５を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。
以上のように、画素毎に電圧の印加／無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。

次に、本発明の一実施形態である光制御フィルムを有する表示装置、表示装置の製造方法について、さらに詳細に説明する。図５は、本実施形態の液晶表示装置１Ａを示す説明図である。図５（Ａ）は、光制御フィルム６を有する液晶表示装置１Ａを示す断面図である。図５（Ｂ）は、光制御フィルム６を示す断面図である。図５（Ｃ），（Ｄ）は、本実施形態の液晶表示装置が有する光制御フィルム６を射出面側から見たときの平面図である。

図５（Ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１Ａは、液晶パネル４の両面に、それぞれ第１偏光板３と第２偏光板５とを有し、さらに表示側に配置された第２偏光板５に接して、光制御フィルム６が設けられている。液晶パネル４は、一対の基板（ＴＦＴ基板９、カラーフィルター基板１０）に挟持された液晶層１１および液晶層１１の周囲を囲むシール部材１１Ｘを有している。

図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、光制御フィルム６は、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とで区画された空隙部（空間）４２と、を備えている。光制御フィルム６は、接着層４３を介して第２偏光板５に接着されている。

この光制御フィルム６は、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、液晶パネル４からの光（画像光）を観察者に向けて射出する射出側となる。

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。例えば、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群から選ばれる１種以上の透明樹脂製の基材を用いることができる。中でも、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。基材３９は、光透過性を有するならば、上記光透過性材料を２種以上用いて形成されていてもよい。

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よい。

ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、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。

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。

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、液晶パネル４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。

光拡散部４０は、光制御フィルム６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。

遮光層４１は、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よい。

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（光入射端面４０ｂと光射出端面４０ａとの間の離間距離よりも薄く）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。

空隙部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間の空隙である。空隙部４２には、光拡散部４０よりも屈折率が低い低屈折率材料が充填されている。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よいが、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。

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。

このような光拡散部４０は、図５（Ｃ）に示す光制御フィルム６Ａのように、複数の遮光層４１が基材３９上に点在して配置されることとすることで、基材３９上に一連に繋がった状態で形成されることとしてもよい。このような光制御フィルム６Ａでは、図中符号βで示す位置のように、遮光層４１が基材３９の周縁部に接していることがある。

図では、光制御フィルム６Ａが有する遮光層４１の平面視形状が、円形であることとして示しているが、これに限らず、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。

また、図５（Ｄ）に示す光制御フィルム６Ｂのように、複数の光拡散部４０が、基材３９上に点在して配置されることとしてもよい。この場合、遮光層４１は、基材３９上に一連に繋がった状態で形成され、基材３９の周縁部においては、遮光層４１が基材３９の周縁部に接して形成されることとなる。

光制御フィルム６Ｂが有する光拡散部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、図５（Ｄ）に示すように異なる直径のものが混在していてもよい。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。

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。

なお、本明細書において「周縁部」とは、基材３９や光制御フィルム６を平面視したときの輪郭（平面視形状の外周）の内側であって、輪郭に接する近傍の領域を指す。

このように、光制御フィルム６において、遮光層４１が基材３９の周縁部に接していると、遮光層４１と平面的に重なる空隙部４２は、基材３９の周縁部において基材３９の外周に接することとなる。図５（Ｃ）に示す光制御フィルム６Ａにおいては、空隙部４２が基材３９の外周の一部に接し、図５（Ｄ）に示す光制御フィルム６Ｂにおいては、空隙部４２が基材３９の外周全体に接している。

このような光制御フィルム６（６Ａ，６Ｂ）は、第２偏光板５の上に配置したときに、基材３９の周縁部の空隙部４２で、基材３９と光拡散部４０とが剥離しやすい。

しかし、本実施形態の表示装置では、基材３９の周縁部において、空隙部４２に接着層４３が充填され充填部４８を形成しており、剥離しにくくなっている。また、充填された接着層４３により光制御フィルム６が封止されるため、空隙部４２への水分や異物の侵入を防ぐことができ、液晶表示装置１Ａの信頼性を高めることができる。

接着層４３は、光透過性を有する樹脂材料（接着材料）を用いて形成する。接着層４３の形成材料としては、硬化性樹脂が好ましく、熱硬化性樹脂であってもよく光硬化性樹脂であってもよい。接着層４３の形成材料としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などを挙げることができる。

接着層４３の形成材料の一部は、図中符号αで示す破線部のように、光制御フィルム６の周縁部に位置する空隙部４２内に充填され、充填部４８を形成している。充填部４８は、遮光層４１に接している。このような構成となっていることで、光制御フィルム６の周縁部においては、基材３９と光拡散部４０との剥離を抑制し、光制御フィルム６の信頼性を高めることができ、これにより液晶表示装置１Ａの信頼性を高めることができる。

充填部４８の形成材料は、光透過性であっても不透明であっても構わない。また、充填部４８の形成材料は、光拡散部４０の形成材料と同じ材料であっても異なる材料であっても構わないが、光透過性を有し、光拡散部４０の形成材料よりも低い屈折率を有することが好ましい。これにより、充填部４８と接する光拡散部４０において、光拡散部４０と充填部４８との界面で好適に光を反射させることができる。

このような光制御フィルム６において、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角θ（光入射端面４０ｂと傾斜面４０ｃとのなす角）は、例えば、４１°〜８９°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６から射出される光を十分に拡散させることが可能な角度であれば、特に限定されない。

本実施形態の場合、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の周囲を他の低屈折率材料で充填したとしても、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。

ただし、光拡散部４０の光入射端面４０ｂに対して９０°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にくい。そこで、本実施形態の液晶表示装置１Ａにおいては、図３に示したバックライト２のような指向性を有するバックライトを用い、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させるとよい。

図６は、指向性バックライトの説明図である。
図６（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射出される光に関して、横軸が射出角度（°）、縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。図に示した指向性バックライトは、射出されるほぼ全ての光が射出角度±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。

図６（Ｂ）に示すようにθ₁ : バックライトからの射出角度, 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表面から視認側へ射出されるが、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。

図６（Ｃ）にバックライトからの射出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射出角度３０°の光は、光拡散部４０の形成材料である透明樹脂の屈折率がｎ＝１．５であり、光拡散部４０のテーパ角度が６０°未満の場合、テーパ形状で全反射せずに透過し、光の損失が発生する。射出角度±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６０°以上〜９０°未満が望ましい。

このような指向性を有するバックライトを用いることで、光量のロスが生じにくく、輝度の高い画像が得られやすくなる。

次に、本実施形態の表示装置が有する光制御フィルム６の製造方法を説明する。図７，８は、光制御フィルムの製造方法を示す工程図である。なお、図７，８の説明においては、各構成の具体的な寸法を記載するが、これらの数値は一例であって、発明の効果を損なわない限り、必要物性や設計要求に応じて適宜変更可能である。

図７は、図５（Ｃ）に示したような、複数の遮光層４１が基材３９上に点在して配置されている光制御フィルム６Ａの製造方法を示す工程図である。

このような光制御フィルムの製造方法においては、まず図７（Ａ）に示すように、例えば、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の一面に遮光部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４４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し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４４が形成される。

次いで、露光装置を用い、複数の開口部４６が形成されたフォトマスク４５Ａを介して塗膜４４に光ＬＲ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／ｃｍ^２とする。

開口部４６は、フォトマスク４５Ａの内部にランダムに配置された平面視形状が円形の開口部と、フォトマスク４５Ａの周縁部に配置された円形から一部が欠けた形状の開口部と、を含んでいる。円形の開口部は、直径２０μｍである。

このフォトマスク４５Ａを介してブラックネガレジストの塗膜４４に光ＬＲを照射する。フォトマスク４５Ａを介して露光することにより、塗膜４４内にはランダムに配置された複数の開口部４６に対応した潜像が形成される。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、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℃で乾燥することで、平面視形状が円形および円形から一部が欠けた形状の複数の遮光層４１を基材３９の一面に形成する。露光で用いたフォトマスク４５Ａの開口部４６の位置は、遮光層４１の形成位置に対応する。

フォトマスク４５Ａの複数の開口部４６は、主として、それぞれ直径が異なる数十μｍ程度の円形のパターンであり、隣接する開口部４６間の間隔（ピッチ）も数十μｍ程度でそれぞれ異なる。ただし、開口部４６間のピッチは液晶パネル４の画素の間隔（ピッチ、例えば１５０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの遮光層４１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。

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、本実施形態の開口部４６と遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法や印刷法、インクジェット法等を用いて遮光層４１を直接形成してもよい。

次いで、図７（Ｃ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層４１の上面に光拡散部の形成材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布する。次いで、上記の塗膜４９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４９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し、膜厚２５μｍの塗膜４９が形成される。

次いで、基材３９側から遮光層４１をマスクとして塗膜４９に拡散光である光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／ｃｍ^２とする。露光装置から射出された平行光を拡散光として基材３９に照射する手段としては、例えば露光装置から射出された光の光路上にヘイズ（Ｈｚ）値が５０程度の拡散板を配置する方法が挙げられる。拡散光である光Ｆで露光を行うことにより、塗膜４９は、遮光層４１間の開口部から放射状に露光される。
その後、上記の塗膜４９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４９のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。

次いで、図７（Ｄ）に示すように、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４９の現像を行い、１５０℃でポストベークし、複数の空隙部４２を有する光拡散部４０を基材３９の一面に形成する。本実施形態では、図７（Ｃ）に示したように、拡散光である光Ｆを用いて露光を行っているので、塗膜４９を構成する透明ネガレジストが遮光層４１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、順テーパ状の空隙部４２が形成され、光拡散部４０は逆テーパ状の形状となる。

光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度は光Ｆの拡散の度合いや露光量で制御できる。ここで用いる光Ｆとしては、平行光、拡散光、または特定の射出角度における強度が他の射出角度における強度と異なる光（すなわち特定の射出角度に強弱を有する光）、を用いることができる。

平行光を用いた場合、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度が例えば６０°〜８５°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光を用いた場合には、傾斜角度が連続的に変化する、断面形状が曲線状の傾斜面となる。特定の射出角度に強弱を有する光を用いた場合には、その強弱に対応した斜面角度を有する傾斜面となる。

このように、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光制御フィルム６の光拡散性を、目的とする視認性が得られるように調整することが可能となる。

以上の工程を経て、本実施形態の表示装置が有する光制御フィルム６Ａが完成する。

図８は、図５（Ｄ）に示したような、複数の光拡散部４０が基材３９上に点在して配置されている光制御フィルム６Ｂの製造方法を示す工程図である。

このような光制御フィルムの製造方法においては、まず図８（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し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４４が形成される。

次いで、図８（Ｂ）に示すように、露光装置を用い、複数の開口部４６が設けられたフォトマスク４５Ｂを介して塗膜４４に光ＬＲ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／ｃｍ^２とする。

フォトマスク４５Ｂは、平面視形状が円形の複数の開口部４６がランダムに配置されている。複数の開口部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、隣接する開口部４６間の間隔（ピッチ）は一定でないが、複数の開口部４６間の間隔を平均した平均間隔は２５μｍである。

開口部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。

次いで、図８（Ｃ）に示すように、上記のフォトマスク４５Ｂ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℃で乾燥して、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。露光で用いたフォトマスク４５Ｂの開口部４６の位置は、光拡散部４０の形成位置に対応する。

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、本実施形態の開口部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を直接形成してもよい。

次いで、図８（Ｄ）に示すように、スピンコート法を用いて、遮光層４１の上面に光拡散部の形成材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布する。次いで、上記の塗膜４９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４９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し、膜厚２５μｍの塗膜４９が形成される。

次いで、基材３９側から遮光層４１をマスクとして塗膜４９に拡散光である光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／ｃｍ^２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（Ｈｚ）値が５０程度の拡散板を配置すればよい。拡散光で露光を行うことにより、塗膜４９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４９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４９のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。

次いで、図８（Ｅ）に示すように、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４９の現像を行い、１５０℃でポストベークし、複数の光拡散部４０を基材３９の一面に形成する。複数の光拡散部４０の間の空隙は、空隙部４２である。

以上の工程を経て、本実施形態の表示装置が有する光制御フィルム６Ｂ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よい。

図９は光制御フィルムを製造する製造装置の一例を示す概略構成図である。図９に示す製造装置５００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５００は、上述のフォトマスク４５Ａを用いたフォトリソグラフィー法に代えて、印刷法を用いて遮光層４１を形成する。

製造装置５００は、一端に基材３９を送り出す送出ローラー５０８が設けられ、他端に基材３９を巻き取る巻取ローラー５０９が設けられており、基材３９が送出ローラー５０８側から巻取ローラー５０９側に向けて搬送する構成となっている。

基材３９の上方には、送出ローラー５０８側から巻取ローラー５０９側に向けて（基材３９の搬送方向に沿って）印刷装置５０１、第１乾燥装置５０２、塗布装置５０３、現像装置５０４、第２乾燥装置５０５が、順次配置されている。

また、塗布装置５０３と現像装置５０４との間の領域には、基材３９の下方に、露光装置５０６が配置されている。

印刷装置５０１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５０２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５０３は、遮光層４１上に透明ネガレジストを塗布して塗膜４９を形成するためのものである。現像装置５０４は、露光後の透明ネガレジストを現像液によって現像し、空隙部４２を形成するためのものである。第２乾燥装置５０５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と貼り合わせ一体化させてもよい。

露光装置５０６は、基材３９側から透明ネガレジストの塗膜４９の露光を行うためのものである。図１０は、製造装置５００のうち、露光装置５０６の部分だけを取り出して示す図である。

図１０（Ａ）に示すように、露光装置５０６は、複数の光源５０７を備えており、基材３９の搬送に伴って、各光源５０７からの光Ｆの強度が徐々に弱くなる等、光Ｆの強度が変化してもよい。あるいは、露光装置５０６は、図１０（Ｂ）に示すように、基材３９の搬送に伴って、各光源５０７からの光Ｆの射出角度が徐々に変化してもよい。図１０（Ｂ）では、基材３９の搬送方向に沿って、拡散光である光Ｆの光線軸（拡散光の光線束の中心軸）が、徐々に基材３９の搬送方向に傾くように、光Ｆの射出角度が変化することとして示している。このような露光装置５０６を用いることにより、光拡散部４０の傾斜面４０ｃの傾斜角度を所望の角度に制御することができる。

最後に、光拡散部４０が形成された基材３９を、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、光透過性を有する樹脂材料（接着材料）を用いて不図示の液晶パネル４に貼付する。

製造装置５００を用いて基材３９上に光拡散部４０を形成したもの（原反）を液晶パネル４に貼付する際には、原反から適宜裁断することで光制御フィルムを製造して用いる。原反を裁断する際、原反では遮光層４１がランダムに形成されているため、高確率で（実用的にはほぼ確実に）遮光層４１と重なって原反を裁断することとなる。したがって、原反を裁断して得られる光制御フィルムでは、遮光層４１と重なる空隙部４２が基材３９の周縁部に接して形成されることとなる。

ここでは、図５（Ｃ）に示した光制御フィルム６Ａに対応した、複数の遮光層４１が基材３９上に点在して配置されている光制御フィルムを製造する例を示したが、上記製造装置を用いて図５（Ｄ）に示した光制御フィルム６Ｂに対応した、複数の光拡散部４０が基材３９上に点在して配置されている光制御フィルムを製造することも可能である。

図１１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す工程図である。図１１では、光制御フィルムとして、複数の光拡散部４０が基材３９上に点在して配置されているもの（光制御フィルム６Ｂ）を例に説明する。

図１１（Ａ）および図１１（Ｃ）は各工程の概略斜視図であり、図１１（Ｂ）および図１１（Ｄ）は、各工程の断面図である。なお、図１１（Ｃ），（Ｄ）は一つの工程を示す。

まず、図１１（Ａ）に示すように、光制御フィルム６Ｂを液晶パネル４上の第２偏光板５に重ねて貼付する際、光制御フィルム６Ｂが貼付される領域（接着領域ＡＲ）に接着材料４３Ａを塗布する。

次いで、図１１（Ｂ）に示すように、光制御フィルム６Ｂを液晶パネル４の接着領域ＡＲに押し付けて接着する。その後、接着領域ＡＲの周縁部に接着材料４３Ｂを配置する。接着領域の周縁部に配置した接着材料４３Ｂは、光制御フィルム６Ｂにおいて基材３９の周縁部に位置する空隙部４２に充填される。接着材料４３Ａ，４３Ｂが熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂である場合、図１１（Ｃ）（Ｄ）に示すように、必要に応じて、加熱または光照射を行って樹脂の硬化を促進するエネルギー（熱または光）を供給し、接着材料４３Ａ，４３Ｂを硬化させる。

その際、接着領域ＡＲに配置した接着材料４３Ａは、硬化し、接着層４３を形成する。また、接着領域の周縁部に配置した接着材料４３Ｂは、光制御フィルム６Ｂにおいて基材３９の周縁部に位置する空隙部４２にも充填された状態で硬化し、充填部４８を形成する。
以上のようにして液晶表示装置１Ａを製造する。

以上のような構成の表示装置によれば、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たものとなる。また、光制御フィルムの基材の剥離を抑制し、信頼性が高い装置とすることができる。

以上のような構成の表示装置の製造方法によれば、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た装置を容易に製造することが可能となる。

なお、本実施形態においては、指向性バックライトを用いることとして説明したが、もちろん指向性がないバックライトを用いても幅広い視野角範囲でコントラストを改善し、表示品質を向上させることができる。

また、本実施形態においては、接着材料４３Ａを塗布して光制御フィルム６Ｂを貼付した後に、周縁部に接着材料４３Ｂを充填することとしたが、これに限らない。例えば、接着材料４３Ａを塗布する際に、接着材料４３Ａを接着領域ＡＲの内部よりも周縁部に相対的に多く配置した上で、光制御フィルム６Ｂを貼付すると、予め接着領域ＡＲの周縁部に多く配置した接着材料４３Ａが光制御フィルム６Ｂにおいて基材３９の周縁部に位置する空隙部４２に充填され、充填部４８を形成することができる。この場合、得られる表示装置においては、周縁部の空隙部４２を充填している樹脂材料は、接着層４３の形成材料である接着材料４３Ａになる。

［第２実施形態］
図１２，１３は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の説明図であり、図５（Ａ）に対応する図である。本実施形態の液晶表示装置１Ｂ、１Ｃは、第１実施形態の液晶表示装置１Ａと一部共通しているため、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１２に示す液晶表示装置１Ｂは、基材３９の周縁部、光制御フィルム６の周縁部に位置する光拡散部４０および遮光層４１と、接着層４３とを、側面から覆って封止するモールド樹脂（封止部）４７を有している。モールド樹脂４７は、硬化性樹脂を用いることができる。

モールド樹脂４７の一部は、光制御フィルム６の周縁部に位置する空隙部４２内に充填されて充填部４８を形成している。充填部４８は、遮光層４１に接している。このような構成となっていることで、光制御フィルム６の周縁部においては、基材３９と光拡散部４０との剥離を抑制するとともに、光制御フィルム６の空隙部４２への水分や異物の侵入を防ぐことができ、液晶表示装置１Ｂの信頼性を高めることができる。

モールド樹脂４７は、光透過性であっても不透明であっても構わないが、光透過性を有し、光拡散部４０の形成材料よりも低い屈折率を有することが好ましい。これにより、充填部４８と接する光拡散部４０において、光拡散部４０と充填部４８との界面で好適に光を反射させることができる。

図に示すように、モールド樹脂４７は、光制御フィルム６の基材３９の側面から基材３９の光拡散部４０が形成されていない側の面（他面３９ｂ）まで連続して設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、モールド樹脂４７が他面３９ｂまで設けられていない構成と比べ、基材３９をより強固に保持し、剥離を抑制することができる。

また、図１３に示す液晶表示装置１Ｃのように、モールド樹脂４７が第２偏光板５の側端面をさらに覆って設けられることとしても構わない。

［第３実施形態］
図１４，１５は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の説明図であり、図５（Ａ）に対応する図である。

図１４に示す液晶表示装置１Ｄでは、モールド樹脂４７が、基材３９の周縁部、光制御フィルム６の周縁部に位置する光拡散部４０、遮光層４１、接着層４３、第２偏光板５、液晶パネル４、第１偏光板３を側面から覆って封止している。これにより、光制御フィルム６において基材３９の剥離を抑制することができるとともに、光制御フィルム６の空隙部４２への水分や異物の侵入を防ぐことができ、液晶表示装置１Ｄの信頼性を高めることができる。但し、本構成時にはモールド樹脂４７は、少なくとも液晶パネルと制御基板を接続するフレキシブルケーブル部分は避けるように封止する。

また、モールド樹脂４７が液晶パネル４の側面も覆うため、液晶パネル４への水分侵入を防ぐことができ、液晶表示装置１Ｄの信頼性を高めることができる。

図に示すように、モールド樹脂４７は、光制御フィルム６の基材３９の側面から基材３９の光拡散部４０が形成されていない側の面（他面３９ｂ）まで連続して設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、モールド樹脂４７が他面３９ｂまで設けられていない構成と比べ、基材３９をより強固に保持し、剥離を抑制することができる。

また、図１５に示す液晶表示装置１Ｅのように、モールド樹脂４７が第１偏光板３の側面から上面まで連続して設けられていることとしても構わない。このような構成では、モールド樹脂４７が、液晶表示装置１Ｅを構成する全構成の側面を一体に覆っていることから、モールド樹脂４７により各部材が強固に保持され、信頼性が高い装置とすることができる。但し、本構成時にはモールド樹脂４７は、少なくとも液晶パネルと制御基板を接続するフレキシブルケーブル部分は避けるように封止する。

（変形例１）
なお、上述した実施形態の表示装置が有する光制御フィルム６Ａ，６Ｂでは、基材３９の他面３９ｂから直接、視認者に向けて光（画像光）を射出させていたが、基材３９の他面３９ｂに重ねて、更に機能層を設けることとしてもよい。機能層としては、光散乱層、反射防止層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層などを挙げることができる。

図１６（Ａ）、（Ｂ）は、第一実施形態の変形例における表示装置が有する光制御フィルム６Ｃの作用を説明する断面図である。ここでは、基材３９の他面３９ｂに重ねて光散乱層を設け、光をより効率的に拡散させ、視野角輝度特性を更に改善する構成について説明する。

図１６（Ａ）に示すように、この光制御フィルム６Ｃ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。光散乱層５０は、フィルム状の部材が基材３９の他面３９ｂに粘着層５１により固定され形成されている。光散乱層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。当該光散乱層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、光散乱層５０は、等方拡散材である。光散乱層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。

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。

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。

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、光散乱層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。

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との間に光散乱層５０を設けることも好ましい。この場合、光散乱層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。

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。

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、光散乱層５０でさらに拡散する。このため、光散乱層５０からは様々な角度の光が射出される。
このように、本変形例の場合、光制御フィルム６Ｃの最表面には光散乱層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６Ｃ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。

また、本変形例において、光制御フィルム６Ｃは、光散乱層５０が、当該光散乱層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。

なお、図１６（Ｂ）において、光散乱層５０の面５０ｆに向けて入射する外光Ｌｓが光散乱層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、光散乱層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。

図１７は、図１６で示した光制御フィルム６Ｃを備える液晶表示装置１Ｆの断面図であり、図１２に対応する図である。ここでは、上述の図１２に対応する構成を説明するが、光制御フィルム６Ｃは、上記図１３〜図１５のような構成の液晶表示装置にも適用することができる。

図に示すように、光制御フィルム６Ｃの周囲をモールド樹脂４７で囲んで封止する場合には、モールド樹脂４７が光散乱層５０の端部を覆って光制御フィルム６Ｃの基材３９の側面から基材３９の光拡散部４０が形成されていない側の面（他面３９ｂ）まで連続して設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、モールド樹脂４７が他面３９ｂまで設けられていない構成と比べ、基材３９および光散乱層５０をより強固に保持し、剥離を抑制することができる。

（変形例２）
また、上述した実施形態の液晶表示装置では、各断面図において光制御フィルム６の端面と第２偏光板５の端面との位置が揃っているが、この構成に限らない。ここで、端面の「位置が揃っている」とは、光制御フィルム６と第２偏光板５とが平面視において同形状且つ同じ大きさを呈しており、断面視において、光制御フィルム６と第２偏光板５との面方向における端面位置が一致していることを指す。

図１８は、変形例に係る液晶表示装置１Ｇを示す断面図であり、図１２に対応する図である。液晶表示装置１Ｇにおいては、平面視において光制御フィルム６Ｄよりも第２偏光板５の方が大きく、図１８に示すように、光制御フィルム６Ｄの端面６１が第２偏光板５の端面５９よりも内側（液晶パネル４の表示領域側）に位置している。このとき、光制御フィルム６Ｄの端面６１は、液晶パネル４の表示領域とは重ならない位置に配置されていることは言うまでもない。

液晶表示装置１Ｇにおいても、モールド樹脂４７の一部が、光制御フィルム６Ｄの周縁部に位置する空隙部４２内に充填されて充填部４８を形成している。このような構成となっていることで、光制御フィルム６Ｄの周縁部においては、基材３９と光拡散部４０との剥離を抑制するとともに、光制御フィルム６Ｄの空隙部４２への水分や異物の侵入を防ぐことができ、液晶表示装置１Ｆの信頼性を高めることができる。

また、平面視において第２偏光板５よりも大きい光制御フィルムを有する表示装置であっても、光制御フィルムの周縁部に位置する空隙部にモールド樹脂を充填することで、信頼性を高めた液晶表示装置とすることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、表示体として透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置（表示装置）の例を挙げたが、これに限らず、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ等の表示面に上述の光制御フィルムを付した表示装置であっても構わない。

１Ａ〜１Ｇ…液晶表示装置（表示装置）、３…第１偏光板、４…液晶パネル（表示体）、５…第２偏光板、６，６Ａ〜６Ｄ…光制御フィルム、Ｆ，Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，ＬＲ…光、３９…基材、３９ａ…一面、４０…光拡散部、４０ａ…光射出端面、４０ｂ…光入射端面、４０ｃ…傾斜面（外周面）、４１…遮光層、４３…接着層、４３Ａ…接着材料、４７…モールド樹脂（封止部）、４８…充填部、ＡＲ…接着領域

Claims (11)

1. 表示体と、前記表示体の視認側に接着層を介して配置され、前記表示体から射出された光を前記表示体の法線方向から見た方位角方向において拡散させる光制御フィルムと、を備え、
   前記光制御フィルムが、光透過性を有する基材と、前記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、を有し、
   前記光拡散部は、前記基材側に光射出端面を有するとともに、前記基材側とは反対側に前記光射出端面よりも大きい面積の光入射端面を有し、
   前記遮光層は、前記光射出端面と前記光入射端面との間の離間距離よりも薄く、且つ前記基材の周縁部において前記基材の平面視形状の外周の少なくとも一部に接して形成されており、
   前記外周に接する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が樹脂材料で充填されている表示装置。
2. 前記光拡散部の形成材料と、前記空間を充填している樹脂材料と、は異なる材料である請求項１に記載の表示装置。
3. 少なくとも前記光制御フィルムおよび前記接着層に接し、前記光制御フィルムの周囲を囲むように円環状に設けられた封止部を有し、
   前記空間を充填している樹脂材料が、前記封止部の形成材料である請求項２に記載の表示装置。
4. 前記封止部が、前記基材の側面から前記基材の光拡散部が形成されていない側の面まで連続して設けられている請求項３に記載の表示装置。
5. 前記表示体が、液晶パネルであり、
   前記封止部が、前記液晶パネルの前記視認側に配置された第２偏光板の側面をさらに覆っている請求項３または４に記載の表示装置。
6. 前記封止部が、前記液晶パネルの前記視認側とは反対側に配置された第１偏光板の側面をさらに覆っている請求項５に記載の表示装置。
7. 前記封止部が、前記第１偏光板の側面から前記第１偏光板の上面まで連続して設けられている請求項６に記載の表示装置。
8. 前記空間を充填している樹脂材料が、前記接着層の形成材料である請求項２に記載の表示装置。
9. 前記空間を充填している樹脂材料は、前記光拡散部の形成材料よりも低い屈折率を有する請求項２から８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 表示体と、前記表示体の視認側に接着層を介して配置され、前記表示体から射出された光を前記表示体の法線方向から見た方位角方向において拡散させる光制御フィルムと、を備える表示装置の製造方法であって、
    前記表示体の前記視認側の面であって、前記光制御フィルムと平面的に重なる領域である接着領域に、前記光制御フィルムを配置して接着する工程と、
    前記接着領域の周縁部に接着材料を配置し、前記接着材料を硬化させる工程と、を有し、
    前記光制御フィルムは、光透過性を有する基材と、前記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、前記基材の周縁部において前記遮光層と重なる空隙と、を有し、
    前記硬化させる工程では、前記接着領域の周縁部に配置した前記接着材料を前記空隙の内部に充填する表示装置の製造方法。
11. 前記接着材料は、前記光拡散部の形成材料よりも低い屈折率を有する請求項１０に記載の表示装置の製造方法。

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