JP5818719B2 - 表示装置および異方性散乱体 - Google Patents

Description

本開示は表示装置および異方性散乱体に関する。より具体的には、表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体と、この異方性散乱体を使用した画像表示部を備えた表示装置に関する。

外光の反射率を制御することによって画像を表示する反射型の画像表示部が知られている。例えば、反射型の液晶表示パネルは外光を反射する反射電極などを備えており、液晶材料層によって外光の反射率を制御することによって画像を表示する。反射型の画像表示部を備えた表示装置は外光を利用して画像を表示するので、低消費電力化、薄型化、軽量化が達成でき、例えば携帯端末用として利用されている。

反射型の画像表示部を備えた表示装置にあっては、画像表示部の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせることによって、所定の観測位置に対する反射率を高めてカラー表示化に伴う反射率低下による視認性低下を補うといったことや、所定の観測位置から外れた場所から画像が観察されることを妨げるといったことができる。例えば、特開２００４−１１００５５号公報には、異方性散乱体として指向性散乱フィルムを液晶表示パネルの前面に配置した表示装置が記載されている。

特開２００４−１１００５５号

異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えた表示装置にあっては、画像表示部が同一階調の画像を表示したとしても、画像観察者が観察する光の強さは、外光の入射角度の値や出射角度の値によって変化する。従って、画像表示部のサイズが大きくなるほど、画像観察者は観察する光の強さに不均一を感じ、画質が金属光沢的であるといった印象を受ける。

従って、本開示の目的は、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができる、表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体、あるいは、表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるための異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えた表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の異方性散乱体は、
表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体であって、
面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成されている異方性散乱体である。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるための異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えており、
同一階調の画像が表示された表示領域を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるように、異方性散乱体の光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている表示装置である。

本開示の異方性散乱体にあっては、異方性散乱体の面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成されている。また、異方性散乱体を備えた本開示の表示装置にあっては、同一階調の画像が表示された表示領域を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるように、異方性散乱体の光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている。従って、画像観察者が観察する光の強さの不均一から起因する金属光沢的であるといった印象を軽減することができる。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置の模式的な斜視図である。 図２の（Ａ）は、反射型の画像表示部の構造を説明するための模式的な斜視図である。図２の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。図２の（Ｃ）及び（Ｄ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の配置を説明するための模式的な斜視図である。 図３は、反射型の画像表示部の模式的な断面図である。 図４の（Ａ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。図４の（Ｂ）は、参考例に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。 図５の（Ａ）は、異方性散乱体における入射光と散乱光の関係を説明するための模式図である。図５の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体における散乱中心軸の変化を説明するための模式図である。 図６の（Ａ）は、平行な外光が入射する場合の表示装置と画像観察者との位置関係を説明するための模式図である。図６の（Ｂ）は、参考例に係る異方性散乱体を用いた場合に画像観察者が画質を金属光沢的であると感ずることを説明するための模式的なグラフである。図６の（Ｃ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体を用いることによって、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができることを説明するための模式的なグラフである。 図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体の製造方法を説明するための模式図である。 図８は、変形例に係る反射型の画像表示部の模式的な断面図である。 図９の（Ａ）は、第２の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。図９の（Ｂ）は、第２の実施形態に係る異方性散乱体の製造方法を説明するための模式図である。 図１０の（Ａ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の境界が明瞭である場合の、異方性散乱体に入射する光の散乱特性を説明するための模式的な断面図である。図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）は、受光角度と光の透過率の関係を示したグラフである。 図１１の（Ａ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の境界が不明瞭である場合の、異方性散乱体に入射する光の散乱特性を説明するための模式的な断面図である。図１１の（Ｂ）及び（Ｃ）は、受光角度と光の透過率の関係を示したグラフである。 図１２の（Ａ）は、平行な外光が入射する場合の表示装置と画像観察者との位置関係を説明するための模式図である。図１２の（Ｂ）は、参考例に係る異方性散乱体を用いた場合に画像観察者が画質を金属光沢的であると感ずることを説明するための模式的なグラフである。図１２の（Ｃ）は、第２の実施形態に係る異方性散乱体を用いることによって、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができることを説明するための模式的なグラフである。 図１３は、読書ライトのような照明装置を備えた表示装置の構造を説明するための模式的な断面図である。 図１４は、照明装置を備えた表示装置と画像観察者との位置関係を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示に係る表示装置および異方性散乱体、全般に関する説明
２．第１の実施形態
３．第２の実施形態（その他）

［本開示に係る表示装置および異方性散乱体、全般に関する説明］
本開示の異方性散乱体、あるいは、本開示の表示装置を構成する異方性散乱体（以下、これらを単に、本開示の異方性散乱体と呼ぶ場合がある）にあっては、面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成されている。光の散乱特性の変化を好適に設定することによって、異方性散乱体を含む反射型の画像表示部において、同一階調の画像が表示された表示領域を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるようにすることができる。ここで、「画像の輝度が均一」とは、厳密に均一である場合の他、実使用上において均一である場合も含む。

本開示の異方性散乱体にあっては、光の散乱中心軸が面内方向において連続的に変化するように構成されている構造とすることができる。

この場合において、異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、異方性散乱体の厚み方向に対して低屈折率領域と高屈折率領域との境界が成す角度は、面内方向において連続的に変化するように構成されている構成とすることができる。低屈折率領域と高屈折率領域における屈折率の差は、通常、０．０１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましく、０．１０以上であることが更に好ましい。

ここで、散乱中心軸とは、それを中心として、入射する光の異方散乱特性が略対称性となる軸をいう。換言すれば、最も散乱する光の入射方向に延びる軸である。散乱中心軸の軸方向と異方性散乱体の面の法線方向とがなす角を散乱中心軸の極角と呼ぶ。本開示の異方性散乱体においては、基本的に、散乱中心軸は異方性散乱体の面の法線方向から傾斜している。尚、説明の都合上、散乱中心軸を異方性散乱体の面に投影した方向はＹ方向と平行であるとして説明するが、これは例示に過ぎない。

あるいは又、本開示の異方性散乱体にあっては、光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成されている構造とすることができる。

この場合において、異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、低屈折率領域と高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が、面内方向において連続的に変化するように構成されている構造とすることができる。

異方性散乱体は、光反応性の化合物を含む組成物などを用いて構成することができる。例えば、光重合の前後である程度の屈折率変化を示す組成物と光重合開始剤から成る基材に、所定の方向から光を照射することによって、異方性散乱体を得ることができる。組成物を構成する材料は、ラジカル重合性やカチオン重合性の官能基を有するポリマー等といった公知の光反応性の材料から、光反応をした部分とそうでない部分とである程度の屈折率変化を生ずる材料を適宜選択して用いればよい。光重合開始剤として、例えば、ラジカル重合性化やカチオン重合性の官能基を有する材料を光照射によって重合させることができる公知の材料を使用することができる。

あるいは又、屈折率の異なる２種類以上の材料を混合した組成物を使用することができる。例えば、光反応性の化合物と光反応性のない高分子化合物とを混合した組成物から成る基材に、所定の方向から紫外線などの光を照射することによって、異方性散乱体を得ることもできる。光反応性のない高分子化合物は、例えば、アクリル樹脂やスチレン樹脂などといった公知の材料から適宜選択して用いればよい。光反応性の化合物を２種類混合した組成物としてもよい。

上記の組成物から成る基材は、例えば、高分子材料から成るフィルム状の基体の上に、組成物を公知の塗布方法などにより塗布することで得ることができる。

異方性散乱体を構成する材料や製造方法にもよるが、光反応をした部分とそうでない部分とは、例えば、後述する図２の（Ｃ）に示すようにそれぞれルーバー状の領域を形成する構成であってもよいし、あるいは又、後述する図２の（Ｄ）に示すように、柱状領域とそれを取り巻く周辺領域を形成する構成であってもよい。

本開示に係る表示装置を構成する反射型の画像表示部として、反射型の液晶表示パネルや電子ペーパーを挙げることができる。反射型の液晶表示パネルは、外光を反射する反射電極などを備えており、液晶材料層によって外光の反射率を制御することにで画像を表示する。また、電子ペーパーは、例えば白色と黒色の顔料を画像のパターンに応じて移動させるなどといった動作によって、表面の反射率を変えて画像を表示する。動画やカラー画像を表示するといった観点からは、反射型の画像表示部として、反射型の液晶表示パネルを用いる構成が好ましい。

より具体的には、画像表示部は、前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む反射型の液晶表示パネルから成り、異方性散乱体は、前面基板側に配置されている構成とすることができる。

この場合において、異方性散乱体は、複数の散乱部材が積層されて構成されており、少なくとも１つの散乱部材における光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている構造とすることができる。

反射型の液晶表示パネルは、例えば、透明共通電極を備えた前面基板、画素電極を備えた背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置された液晶材料層などから成る。画素電極が光を反射する構成であってもよいし、透明画素電極と反射膜の組み合わせによって、反射膜が光を反射するといった構成であってもよい。液晶表示パネルの動作モードは、反射型の表示動作に支障がない限り特に限定するものではない。例えば、所謂ＶＡモードやＥＣＢモードで駆動される液晶表示パネルを用いることができる。

尚、反射型と透過型の両方の特性を有する半透過型の画像表示部として、例えば、画素内に反射型の表示領域と透過型の表示領域の両方を有する半透過型の液晶表示パネルが周知である。場合によっては、このような半透過型の画像表示部であってもよい。即ち、「反射型の画像表示部」には「半透過型の画像表示部」も含まれる。

画像表示部の形状は特に限定するものではなく、横長の矩形状であってもよいし縦長の矩形状であってもよい。画像表示部の画素（ピクセル）の数Ｍ×Ｎを（Ｍ，Ｎ）で表記したとき、例えば横長の矩形状の場合には（Ｍ，Ｎ）の値として、（６４０，４８０）、（８００，６００）、（１０２４，７６８）等の画像表示用解像度の幾つかを例示することができ、縦長の矩形状の場合には相互に値を入れ替えた解像度を例示することができるが、これらの値に限定するものではない。

画像表示部を駆動する駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子などを用いて構成することができる。

本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本開示に係る表示装置および異方性散乱体に関する。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置の模式的な斜視図である。

図１に示すように、表示装置１００は、画素１２が配列された表示領域１１を有する反射型の画像表示部１を備えている。画像表示部１は、反射型の液晶表示パネルから成り、筐体４０内に組み込まれている。画像表示部１は、図示せぬ駆動回路などにより駆動される。尚、図１においては、筐体４０の一部を切り欠いて示した。表示領域１１には、例えば太陽光などの外光が入射する。説明の都合上、表示領域１１はＸ−Ｙ平面と平行であり、画像を観察する側が＋Ｚ方向であるとする。

図２の（Ａ）は、反射型の画像表示部の構造を説明するための模式的な斜視図である。図２の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。図２の（Ｃ）及び（Ｄ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の配置を説明するための模式的な斜視図である。

図２の（Ａ）に示す画像表示部１は、後述する図３に示すように、前面基板１８、背面基板１４、及び、前面基板１８と背面基板１４との間に配置されている液晶材料層１７を含む、反射型の液晶表示パネルから成る。図２の（Ａ）に示す符号１０は、図３に示す前面基板１８、背面基板１４、及び、前面基板１８と背面基板１４との間に配置されている液晶材料層１７を含む液晶表示パネルの部分を示す。異方性散乱体２０は、前面基板１８側に配置されている。図２の（Ａ）に示す符号３０は、図３に示す１／４波長板３１、１／２波長板３２、及び、偏光板３３を含む液晶表示パネルの部分を示す。

画像表示部１は矩形状であり、辺を参照番号１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄで表す。辺１３Ｃは手前側の辺であり、辺１３Ａは辺１３Ｃに対向する辺である。例えば、辺１３Ａ，１３Ｃは約１２［ｃｍ］、辺１３Ｂ，１３Ｄは約１３［ｃｍ］といった値であるが、これは例示に過ぎない。

異方性散乱体２０は、例えばその厚さが０．０２〜０．５［ｍｍ］程度、好ましくは、その厚さが０．０３〜０．２［ｍｍ］程度のシート状（フィルム状）である。異方性散乱体２０は、面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成されている。後述する図５を参照して後で詳しく説明するが、第１の実施形態では、光の散乱中心軸が面内方向において連続的に変化するように構成されている。

より具体的には、同一階調の画像が表示された表示領域１１を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるように、異方性散乱体２０の光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている。

図２の（Ｂ）に示すように、異方性散乱体２０の面内方向の領域は、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とが例えばミクロンオーダーで混在する領域として形成されている。尚、図示の都合上、図２等においては、異方性散乱体２０の下地となる透明なフィルム等の表示を省略した。

異方性散乱体２０は、光反応性の化合物を含む組成物などを用いて構成されている。異方性散乱体２０は、例えば、図２の（Ｃ）に示すように、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２がルーバー状に形成されている構成であってもよいし、図２の（Ｄ）に示すように、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とが、柱状領域とそれを取り巻く周辺領域を形成する構成であってもよい。図２の（Ｄ）では、例えば光反応をした組成物が柱状領域状に高屈折率化する場合の例を示した。
。

図２の（Ｃ）では、各低屈折率領域２１の厚み方向の幅や、各高屈折率領域２２の厚み方向の幅が一定であるように表したが、これは例示に過ぎない。同様に、図２の（Ｄ）においても、各柱状領域の形状が同一であるように表したが、これも例示に過ぎない。

図２（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように、異方性散乱体２０の内部において、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とは、斜め方向に形成されている。後述する図５に示すように、異方性散乱体２０の散乱中心軸Ｓは、表示装置１００の観察面の法線方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに傾斜しているが、定性的には、その軸方向は低屈折率領域２１と高屈折率領域２２の延在方向に概ね倣う方向にあると考えられる。更に、この場合、散乱中心軸ＳをＸ−Ｙ平面上に投影した方位は、図２の（Ｃ）に示す場合には、ルーバー状の領域が延びる方向に直交する方向、図２の（Ｄ）に示す場合には、柱状領域をＸ−Ｙ平面に投影したときにその影が延びる方向にあると考えられる。

説明の都合上、ここでは、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とは図２の（Ｃ）に示すようにルーバー状に形成されており、それらルーバー状の領域が延びる方向はＸ方向に平行であるとする。

図３を参照して、画像表示部１の構造について説明する。例えばガラス材料から成る背面基板１４の上には、アクリル樹脂等の高分子材料から成る平坦化膜１５が形成されており、その上に、アルミニウム等の金属材料から成る反射電極１６が形成されている。反射電極１６は、その表面が鏡面状に形成され、各画素１２に対応して設けられている。信号線と反射電極１６との電気的な接続を制御するために、各画素１２に対応してＴＦＴ等の素子が接続されている。尚、図３においてはＴＦＴや信号線などの種々の配線の図示を省略した。

例えばガラス材料から成る前面基板１８には、ＩＴＯ等の透明導電性材料から成る図示せぬ共通電極が設けられている。カラー表示の場合には、画素１２は副画素の組から成り、各副画素に対応してカラーフィルター等が設けられる。尚、図示の都合上、図３にあっては、共通電極などの表示を省略した。

前面基板１８と背面基板１４との間には、液晶材料層１７が配置されている。符号１７Ａは、液晶材料層１７を構成する液晶分子を模式的に示す。液晶材料層１７は、図示せぬスペーサ等によって、所定の条件において、光が往復すると液晶材料層１７が１／２波長板として作用するような厚さに設置されている。

前面基板１８の液晶材料層１７側とは反対側の面には、異方性散乱体２０が配置されており、更に、その上に、１／４波長板３１、１／２波長板３２、及び、偏光板３３が配置されている。

外部から入射した光は、偏光板３３によって所定の方向の直線偏光となった後に、１／２波長板３２によって偏光面が９０度回転し、その後、１／４波長板３１によって円偏光となる。円偏光となった光は液晶材料層１７を透過して反射電極１６によって反射した後、液晶材料層１７を透過して、異方性散乱体２０によって散乱した後、１／４波長板３１および１／２波長板３２を透過して偏光板３３に達する。画素電極などに印加する電圧を制御して、液晶材料層１７における液晶分子１７Ａの配向状態を制御することによって、反射電極１６によって反射した光が偏光板３３を透過する量を制御することができる。

図４の（Ａ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。図４の（Ｂ）は、参考例に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。

低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とはＺ軸に対して傾斜して形成されている。そして、異方性散乱体２０の厚み方向に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度は、面内方向において連続的に変化するように構成されている。

第１の実施形態に係る異方性散乱体２０にあっては、異方性散乱体２０の厚み方向（Ｚ方向）に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度が、−Ｙ方向側の端部から＋Ｙ方向側の端部に近づくほど増加するように構成されている。即ち、図４の（Ａ）に示すように、−Ｙ方向側の端部（図２の（Ａ）における辺１３Ｃ側）で角度θ₁、中央部で角度θ₂（＞θ₁）、＋Ｙ方向側の端部（図２の（Ａ）における辺１３Ａ側）で角度θ₃（＞θ₂）となるように構成されている。

これに対し、参考例の異方性散乱体２０Ａにあっては、異方性散乱体２０Ａの厚み方向に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度は、略一定の角度に設定されている。例えば、図４の（Ｂ）に示すように、異方性散乱体２０Ａにおける位置に関わらず、その角度は角度θ₁で略一定となるように構成されている。

図５の（Ａ）は、参考例の異方性散乱体における入射光と散乱光の関係を説明するための模式図である。図５の（Ｂ）は、第１の実施形態に係る異方性散乱体における散乱中心軸の変化を説明するための模式図である。

図５の（Ａ）の（ａ）に示すように、異方性散乱体における低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が延びる方向に概ね倣う方向から光が入射した場合、光は散乱して出射する。これに対し、図５の（Ａ）の（ｂ）に示すように、異方性散乱体における低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が延びる方向と略直交する方向から光が入射した場合、光はそのまま透過する。参考例の異方性散乱体２０Ａにあっては、上述したように、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度が略一定の角度に設定されているので、その散乱中心軸Ｓは、異方性散乱体２０Ａにおける位置に関わらず略一定となる。

一方、第１の実施形態に係る異方性散乱体２０にあっては、異方性散乱体２０の厚み方向（Ｚ方向）に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度が、−Ｙ方向側の端部から＋Ｙ方向側の端部に近づくほど増加するように構成されている。これによって、面内方向において光の散乱特性が連続的に変化する。具体的には、図５の（Ｂ）に示すように、散乱中心軸Ｓは、異方性散乱体２０におけるＹ方向の位置変化に応じて連続的に変化する。

図６の（Ａ）は、平行な外光が入射する場合の表示装置と画像観察者との位置関係を説明するための模式図である。具体的には、外光の入射方向と画像表示部１の法線方向とが角度αを成すようにした状態で、表示領域１１から距離ＬＺ離れた場所で画像観察者が画像を観察する場合の状態を示している。

画像表示部１のＹ方向の長さを符号ＹＤで表すとき、図に示す角度βは、β＝ｔａｎ^-1（ＹＤ／ＬＺ）といった式で定まる。従って、長さＹＤが長くなるほど、角度βの値も大きくなる。

異方性散乱体２０を参考例の異方性散乱体２０Ａと入れ替えた構成の参考例の画像表示部１’にあっては、同一階調の画像を表示している状態において、入射角がαの光に対する反射光のプロファイルが、図６の（Ｂ）のような特性を示す。この場合、図６の（Ａ）の点Ｂにおける反射光の強度は、点Ａにおける反射光の強度よりも相対的に強くなる。従って、画像観察者は観察する光の強さに不均一を感じ、画質が金属光沢的であるといった印象を受ける。また、点Ａと点Ｂにおける反射光の強度の差は、画像表示部１’のサイズが大きくなるほど大きくなるので、定性的には、画像表示部１のサイズが大きくなるほど、画質が金属光沢的であるといった印象は強くなる。

これに対し、図５の（Ｂ）に示す第１の実施形態の異方性散乱体２０を用いた画像表示部１にあっては、散乱中心軸Ｓが連続的に変化するので、点Ｂにおける反射光のプロファイルが変化する。これによって、図６の（Ｃ）に示すように、点Ｂにおける反射光の強度は点Ａにおける反射光の強度に近づくので、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができる。

尚、異方性散乱体の厚み方向に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度をどのように連続的に変化させるかは、画像表示部の設計や仕様に応じて、適宜好適な条件を実験等に求めて設定すればよい。

第１の実施形態の異方性散乱体２０は、例えば、ＰＥＴフィルム等の基体の上に光重合性化合物を含む光反応性の組成物を塗布した基材２０’に、入射角が連続的に変化するように紫外線等の光を照射することで製造することができる。

例えば、図７の（Ａ）に示すように、基材２０’を曲面状に曲げた状態で、一定方向に光を照射する光照射装置５０Ａから光を照射する等して、異方性散乱体２０を製造することができる。この場合には、基材２０’を曲げる条件を調整することによって、異方性散乱体２０の散乱中心軸Ｓの変化を調整することができる。

あるいは又、図７の（Ｂ）に示すように、基材２０’は平面状にした状態で、略放射状に光を照射する光照射装置５０Ｂから光を照射する等して、異方性散乱体２０を製造することができる。この場合には、光照射装置５０Ｂを構成する図示せぬレンズ等の光学素子を調整することによって、異方性散乱体２０の散乱中心軸Ｓの変化を調整することができる。

尚、上述の説明では、異方性散乱体２０を単独の部材として説明したが、複数の散乱部材が積層されて構成されている構造とすることもできる。

図８は、変形例に係る反射型の画像表示部の模式的な断面図である。

この変形例では、異方性散乱体は、図５の（Ａ）に示す構成の異方性散乱体２０Ａと、図５の（Ｂ）に示す構成の異方性散乱体２０とが積層されて構成されている。このような構成にあっては、少なくとも１つの異方性散乱体における光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されていればよい。

［第２の実施形態］
第２の実施形態も、本開示に係る表示装置および異方性散乱体に関する。

第２の実施形態では、異方性散乱体の光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成されている。より具体的には、異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、低屈折率領域と高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が、面内方向において連続的に変化するように構成されている。これによって、面内方向において光の散乱特性が連続的に変化する。

より具体的には、同一階調の画像が表示された表示領域１１を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるように、異方性散乱体２０の光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている。

第２の実施形態に係る表示装置２００は、第１の実施形態に対して異方性散乱体の構造が相違する他は、同一の構成である。第２の実施形態に係る表示装置２００の模式的な斜視図は、図１に示す画像表示部１を画像表示部２と読み替え、表示装置１００を表示装置２００と読み替えればよいので省略する。また、第２の実施形態に用いられる画像表示部の構造を説明するための模式的な斜視図は、図２の（Ａ）における異方性散乱体２０を異方性散乱体２２０と読み替え、画像表示部１を画像表示部２と読み替えればよいので省略する。

図９の（Ａ）は、第２の実施形態に係る異方性散乱体の構造を説明するための模式的な断面図である。

第１の実施形態において説明した異方性散乱体２０と同様に、第２の実施形態に係る異方性散乱体２２０の面内方向の領域は、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２とが例えばミクロンオーダーで混在する領域として形成されている。尚、ミクロンオーダー以下で混在する構成であってもよい。

異方性散乱体２２０の構造は、基本的には、第１の実施形態において図４の（Ｂ）を参照して説明した参考例の異方性散乱体２０Ａと同様である。但し、異方性散乱体２２０にあっては、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界付近における屈折率の変化の程度が、面内方向において連続的に変化するように構成されている点が相違する。

即ち、図９の（Ａ）に示すように、異方性散乱体２２０においても、異方性散乱体２２０の厚み方向に対して低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界が成す角度は、略一定の角度に設定されている。例えば、図４の（Ｂ）と同様に、異方性散乱体２２０における位置に関わらず、その角度は角度θ₁で略一定となるように構成されている。

しかしながら、異方性散乱体２２０にあっては、図９の（Ａ）に示すように、＋Ｙ方向側の端部（図２の（Ａ）における辺１３Ａ側）から−Ｙ方向側の端部（図２の（Ａ）における辺１３Ｃ側）に向かうに従い、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界付近における屈折率の変化の程度が緩やかになるように構成されている。

図９の（Ｂ）を参照して、異方性散乱体２２０の製造方法を説明する。異方性散乱体２２０は、例えば、ＰＥＴフィルム等の基体の上に、光重合性化合物を含む光反応性の組成物を塗布した基材２０’を所定の温度分布とした状態で、一定方向に光を照射する光照射装置５０Ａから光を照射する等して製造することができる。

ここで、異方性散乱部材２０にルーバー状の領域を形成する場合、光照射装置５０Ａから照射される光を図示せぬレンズ等を介してＸ軸方向に拡散し、Ｙ軸方向には平行である光とした光源を使用すればよい。異方性散乱部材２０に柱状領域とそれを取り巻く周辺領域を形成する場合、光照射装置５０Ａから照射される光を図示せぬレンズ等を介してＸ軸方向とＹ軸方向の両方に平行である光とした光源を使用すればよい。

光反応性の組成物の反応は、基材の温度に応じてその程度が左右される。定性的には、温度が高いほど組成物の反応が促進される。従って、図９の（Ｂ）に示すように基材２０’の温度が−Ｙ方向側になる程低くなるような温度分布とすることで、図９の（Ｂ）に示すような構造の異方性散乱体２２０を得ることができる。

図１０の（Ａ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の境界が明瞭である場合の、異方性散乱体に入射する光の散乱特性を説明するための模式的な断面図である。図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）は、受光角度と光の透過率の関係を示したグラフである。また、図１１の（Ａ）は、異方性散乱体における低屈折率領域と高屈折率領域の境界が不明瞭である場合の、異方性散乱体に入射する光の散乱特性を説明するための模式的な断面図である。図１１の（Ｂ）及び（Ｃ）は、受光角度と光の透過率の関係を示したグラフである。

定性的には、異方性散乱体における低屈折率領域２１と高屈折率領域２２の境界が穏やかになる程、図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）において周囲に散乱する光の裾の部分が狭くなるように変化する。

図１２の（Ａ）は、平行な外光が入射する場合の表示装置と画像観察者との位置関係を説明するための模式図である。具体的には、外光の入射方向と画像表示部２の法線方向とが角度αを成すようにした状態で、表示領域１１から距離ＬＺ離れた場所で画像観察者が画像を観察する場合の状態を示している。位置関係は、図６の（Ａ）において説明した位置関係と同様である。

第１の実施形態において説明したように、参考例の異方性散乱体２０Ａを用いた画像表示部１’にあっては、同一階調の画像を表示している状態において、入射角がαの光に対する反射光のプロファイルが、図１２の（Ｂ）のような特性を示す。これに対し、図９の（Ａ）に示す第２の実施形態の異方性散乱体２２０を用いた画像表示部２にあっては、光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するので、点Ａにおける反射光のプロファイルが変化する。これによって、図１２の（Ｃ）に示すように、点Ａにおける反射光の強度は点Ｂにおける反射光の強度に近づくので、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができる。

尚、低屈折率領域２１と高屈折率領域２２との境界付近における屈折率の変化の程度を面内方向においてどのように連続的に変化させるかは、画像表示部の設計や仕様に応じて、適宜好適な条件を実験等に求めて設定すればよい。

尚、上述の説明では異方性散乱体２２０を単独の部材として説明したが、第１の実施形態において図８を参照して説明したと同様に、複数の散乱部材が積層されて構成されている構造とすることもできる。

以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、図１３に示す読書ライトのような照明装置６０を備えた表示装置３００にあっては、外光は、平行光線とはならず、角度分布を持って反射型の画像表示部３に入射する。

この場合には、画像表示部３と画像観察者の位置関係は、図１４に示すような関係となる。このような構成においても、入射光の角度分布を考慮した上で、異方性散乱体３２０の面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成することによって、あるいは又、光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成することによって、画質が金属光沢的であるといった印象を軽減することができる。

なお、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体であって、
面内方向において光の散乱特性が連続的に変化するように構成されている異方性散乱体。
（２）光の散乱中心軸が面内方向において連続的に変化するように構成されている上記（１）に記載の異方性散乱体。
（３）異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
異方性散乱体の厚み方向に対して低屈折率領域と高屈折率領域との境界が成す角度は、面内方向において連続的に変化するように構成されている上記（１）又は（２）に記載の異方性散乱体。
（４）光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成されている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の異方性散乱体。
（５）異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
低屈折率領域と高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度が、面内方向において連続的に変化するように構成されている上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の異方性散乱体。
（６）表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるための異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えており、
同一階調の画像が表示された表示領域を所定の観測位置から観察したときに画像の輝度が均一となるように、異方性散乱体の光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている表示装置。
（７）画像表示部は、前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む反射型の液晶表示パネルから成り、
異方性散乱体は、前面基板側に配置されている上記（６）に記載の表示装置。
（８）異方性散乱体は、複数の散乱部材が積層されて構成されており、
少なくとも１つの散乱部材における光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている上記（６）又は（７）に記載の表示装置。

１，１’，２，３・・・反射型の画像表示部、１０・・・前面基板、背面基板、及び、前面基板と背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む液晶表示パネルの部分、１１・・・表示領域、１２・・・画素、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ・・・辺、１４・・・背面基板、１５・・・平坦化膜、１６・・・反射電極、１７・・・液晶材料層、１７Ａ・・・液晶分子、１８・・・前面基板、２０，２０Ａ，２２０，３２０・・・異方性散乱体、２０’・・・基材、２１・・・低屈折率領域、２２・・・高屈折率領域、３０・・・１／４波長板、１／２波長板、及び、偏光板を含む液晶表示パネルの部分、３１・・・１／４波長板、３２・・・１／２波長板、３３・・・偏光板、４０・・・筐体、５０Ａ，５０Ｂ・・・光照射装置、６０・・・照明装置、１００，２００，３００・・・表示装置

Claims (10)

1. 表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体であって、
   光の散乱中心軸が面内方向において連続的に変化するように構成され、
   異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
   異方性散乱体の厚み方向に対して前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界が成す角度は、前記表示領域が平行な外光で照射されたとき、前記表示領域のうち観察位置から最短距離にある点Ａでの反射光の強度に対して前記点Ａとは異なる点Ｂでの反射光の強度が近づくように、面内方向の一方向において連続的に増加する異方性散乱体。
2. 前記表示領域から前記観察位置までの距離をＬＺとし、前記表示領域の一方向の長さをＹＤとし、前記観察位置および前記点Ｂを結ぶ直線と前記表示領域に対する法線とがなす角度をβとしたとき、βはβ＝ｔａｎ ^-1 （ＹＤ／ＬＺ）で表される請求項１に記載の異方性散乱体。
3. 表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるための異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えており、
   前記異方性散乱体は、光の散乱中心軸が面内方向において連続的に変化するように構成され、
   前記異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
   前記異方性散乱体の厚み方向に対して前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界が成す角度は、前記表示領域が平行な外光で照射されたとき、前記表示領域のうち観察位置から最短距離にある点Ａでの反射光の強度に対して前記点Ａとは異なる点Ｂでの反射光の強度が近づくように、面内方向の一方向において連続的に増加する表示装置。
4. 前記表示領域から前記観察位置までの距離をＬＺとし、前記表示領域の一方向の長さをＹＤとし、前記観察位置および前記点Ｂを結ぶ直線と前記表示領域に対する法線とがなす角度をβとしたとき、βはβ＝ｔａｎ ^-1 （ＹＤ／ＬＺ）で表される請求項３に記載の表示装置。
5. 前記画像表示部は、前面基板、背面基板、及び、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む反射型の液晶表示パネルから成り、
   前記異方性散乱体は、前記前面基板側に配置されている請求項３または４に記載の表示装置。
6. 前記異方性散乱体は、複数の散乱部材が積層されて構成されており、
   少なくとも１つの前記散乱部材における光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている請求項３または４に記載の表示装置。
7. 表示装置の表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるために用いられる異方性散乱体であって、
   光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成され、
   異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
   前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度は、前記表示領域が平行な外光で照射されたとき、前記表示領域のうち観察位置から最短距離にある点Ａでの反射光の強度が前記点Ａとは異なる点Ｂでの反射光の強度に近づくように、面内方向において連続的に増加する異方性散乱体。
8. 表示領域における光の散乱特性に角度依存性を持たせるための異方性散乱体を含む反射型の画像表示部を備えており、
   前記異方性散乱体は、光の散乱強度の分布が面内方向において連続的に変化するように構成され、
   前記異方性散乱体の面内方向の領域は、低屈折率領域と高屈折率領域とが混在する領域として形成されており、
   前記低屈折率領域と前記高屈折率領域との境界付近における屈折率の変化の程度は、前記表示領域が平行な外光で照射されたとき、前記表示領域のうち観察位置から最短距離にある点Ａでの反射光の強度が前記点Ａとは異なる点Ｂでの反射光の強度に近づくように、面内方向において連続的に増加する表示装置。
9. 前記画像表示部は、前面基板、背面基板、及び、前記前面基板と前記背面基板との間に配置されている液晶材料層を含む反射型の液晶表示パネルから成り、
   前記異方性散乱体は、前記前面基板側に配置されている請求項８に記載の表示装置。
10. 前記異方性散乱体は、複数の散乱部材が積層されて構成されており、
    少なくとも１つの前記散乱部材における光の散乱特性が面内方向において連続的に変化するように構成されている請求項８に記載の表示装置。

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