JP5916245B2 - 液晶表示装置、光制御フィルム、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置、光制御フィルム、表示装置に関する。
本願は、２０１１年１２月２７日に、日本に出願された特願２０１１−２８４８４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

携帯電話機等をはじめとする携帯型電子機器、もしくはテレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭いことが従来から知られている。そのため、視野角を広げるための様々な工夫の一つとして、液晶パネル等の表示体から出射される光を拡散させるための部材（以下、光拡散部材と称する）を表示体の視認側に備える構成が考えられる。

例えば、光拡散部材を、特定の角度範囲内の角度で入射する光を他の角度で入射する光よりも強く拡散し、光拡散特性に入射角依存性を有するように構成するとともに、その光拡散角度範囲が方位角依存性を有するように、すなわち、光拡散特性に三次元的な異方性を有するように構成している（特許文献１参照）。

一方、光拡散部材を、光拡散特性が異方性を持つように構成した場合であっても、光拡散部の間隙である中空部に遮光部がない場合は、外光によるコントラストの低下が生じる虞があった。また、外光反射を抑制するために、偏光板を最表面に設けた場合は、光の利用率が低下する虞があった。

特開２００７−７１９１６号公報

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであって、外光反射を抑制するとともに、特定方位からの視野角拡大効果の大きい液晶表示装置、光制御フィルム、表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の液晶表示装置は、光源と、前記光源から出射した光を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルよりも視認者側に配置された全反射を用いた光制御フィルムと、を備えた液晶表示装置であって、前記光制御フィルムは、透明基材と遮光層と光拡散部とを備え、前記光拡散部の層厚が、前記遮光層の厚さよりも大きく、前記光拡散部が、前記透明基材側に光出射端面を有するとともに、前記透明基材側と反対側に前記光出射端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部間隙に前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率材料が存在し、異方的に光を拡散するフィルムであることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項２記載の光制御フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に点在して形成された複数の遮光層と、前記基材の一面において前記遮光層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を備え、前記光拡散部の層厚が、前記遮光層の厚さよりも大きく、前記光拡散部が、前記基材側に光出射端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光出射端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部間隙に前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率材料が存在していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、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。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、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。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、多角形で形成されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項２記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、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。

前記課題を解決するために、請求項７記載の光制御フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面において前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を備え、前記光拡散部の層厚が、前記遮光層の厚さよりも大きく、前記光拡散部が、前記基材側に光出射端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光出射端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部間隙に前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率材料が存在していることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、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。

請求項９記載の発明は、請求項７記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、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。

請求項１０記載の発明は、請求項７記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、多角形で形成されていることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項７記載の光制御フィルムにおいて、前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、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。

請求項１２記載の発明は、請求項２ないし１１のいずれか一項に記載の光制御フィルムにおいて、前記光拡散部の間隙に空気もしくは不活性ガスが充填されているか、または前記光拡散部の間隙が真空状態であることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項２ないし１１のいずれか一項に記載の光制御フィルムにおいて、前記光拡散部よりも視認側の一面に光散乱体を含む光拡散層が配置されていることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項２ないし１１のいずれか一項に記載の光制御フィルムにおいて、前記遮光層が光吸収性顔料、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。

請求項１５記載の発明は、請求項２ないし１１のいずれか一項に記載の光制御フィルムにおいて、前記光拡散部の間隙と前記光拡散部との界面が、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であることを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項２ないし１１のいずれか一項に記載の光制御フィルムにおいて、前記光拡散部の間隙と前記光拡散部との界面が、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であることを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項２ないし１６のいずれか一項に記載の光制御フィルムを用いたことを特徴とする表示装置である。

請求項１８記載の発明は、請求項２ないし１６のいずれか一項に記載の光制御フィルムを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明によれば、視認者側から、透明基材、遮光部、光拡散層の順で構成された全反射の光制御フィルムを液晶パネルに貼合し、外光反射を抑制するとともに、係る全反射を用いた光制御フィルムにおいて、光拡散層の開口部形状が非対称である構造体とし、特定方位からの視野角拡大効果の大きい液晶表示装置を得ることができる。

第１実施形態の液晶表示装置を示す斜視図である。 液晶表示装置の断面図である。 液晶表示装置の断面図である。 液晶表示装置における液晶パネルを示す断面図である。 液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状及び光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。 液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状及び光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。 液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状及び光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。 液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 光制御フィルムの作用を説明するための模式図である。 光制御フィルムの作用を説明するための模式図である。 指向性バックライトの輝度分布を説明するための図である。 指向性バックライトの輝度分布を説明するための図である。 指向性バックライトの輝度分布を説明するための図である。 光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。 光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。 光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。 光制御フィルムの製造工程を、順を追って示す斜視図である。 第２実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第２実施形態の液晶表示装置における指向性バックライトの輝度分布を説明するための図である。 第３実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第３実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第３実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第４実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第５実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の形状を説明するための図である。 第５実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの遮光部の変形例を説明するための図である。 第６実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状を説明するための図である。 第６実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状及び光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。 第６実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状及び光拡散部の側面での光の反射を説明するための図である。 第７実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状を説明するための図である。 第７実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状を説明するための図である。 第８実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状を説明するための図である。 第９実施形態の液晶表示装置における光制御フィルムの光拡散部の形状を説明するための図である。 光拡散シートの変形例を示す断面図である。 光拡散シートの変形例を示す断面図である。 光拡散シートの他の変形例を示す断面図である。 光拡散シートの他の変形例を示す断面図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

図示した各実施例では、いずれも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の例を挙げて説明する。

［第１実施形態］
（１）液晶表示装置の概略構成
（１．１）液晶表示装置の全体構成
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図７Ｄを用いて説明する。図１は、本実施形態の液晶表示装置を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。図２Ａおよび図２Ｂ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および図２Ａに示すように、バックライト２（光源）と、第１偏光板３と第１位相差板１３と液晶層１１およびカラーフィルター基板１０を挟持する一対のガラス基板４と第２位相差板８と第２偏光板５とを有する液晶パネル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および図２Ａおよび図２Ｂでは、液晶層およびカラーフィルター等を挟持する一対のガラス基板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で図３を用いて説明する。観察者は、光制御フィルム７が配置された図２Ａ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。

本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト２から出射された光を液晶パネル６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６から出射された光が光制御フィルム７を透過すると、出射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から出射される。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。

（１．２）液晶パネルの構成
以下、液晶パネル６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（パッシブマトリックス方式）の液晶パネルであっても良い。

図３は、液晶パネル６の縦断面図である。
液晶パネル６は、図３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）モード等を用いることができる。

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。従って、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。この構成により、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３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。

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おり、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おり、ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に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。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おり、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、垂直配向規制力を有する配向膜３４が形成されている。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。

（１．３）バックライトの構成
図２Ａ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、光源３６から出射した光を液晶表示パネル４に導く導光板３７から成る。導光板３７は、液晶表示パネル６に向けて光を出射する出射面と、出射面に対向する裏面とを有し、裏面には複数のプリズムが形成されている（不図示）。裏面のプリズムは、出射面に対して互いに異なる所定の角度で傾斜した２つの傾斜面を有し（不図示）、バックライト２から出射する光は、表示面法線方向における強度が強く、高い指向性を有している。

なお、バックライト２は、このように光源３６が導光板３７の端面に配置されたエッジライト型でも良いし、光源が導光体の直下に配置された直下型でも良い。
本実施形態で用いるバックライト２には、光の出射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の光拡散部に対して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、さらに光の利用効率を高めることができる。上記の指向性バックライトの輝度分布については、後述する。

一対のガラス基板４のバックライト２側には、偏光子として機能する第１偏光板３が設けられている。一対のガラス基板４と光拡散シート７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１偏光板３と一対のガラス基板４との間、第２偏光板５と一対のガラス基板４との間には、光の位相差を補償するための第１位相差板１３、第２位相差板８がそれぞれ設けられている（図２Ａ参照）。

（２）光制御フィルムの構成
以下、光制御フィルム７について詳細に説明する。
光制御フィルム７は、図１および図２Ａに示すように、透明基材３９と、透明基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の遮光部４０と、透明基材３９の一面に形成された光拡散層４１（光透過性材料層）と、から構成されている。この光制御フィルム７は、図２Ａに示すように、光拡散層４１が設けられた側を第２偏光板５に向け、透明基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板５上に粘着層４２により固定されている。

透明基材３９には、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。透明基材３９は、後述する製造プロセスにおいて、遮光部４０や光拡散層４１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、透明基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。また、透明基材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の透明樹脂製基材を用いる。

複数の遮光部４０が、図１に示すように、透明基材３９の一面（視認側と反対側の面）に点在するように形成されている。ここで、ここで、ｘ軸を液晶パネル６の画面に対して平行な面内の所定の方向、ｙ軸を前記面内においてｘ軸と直交する方向、ｚ軸を液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。
図４Ａに示すように、本実施形態では、光制御フィルム７をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、例えば楕円形で代表されるような上下左右に非対称のドット形状に形成されている。すなわち、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向の遮光層幅が広く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の遮光層幅が狭いドット形状となっている（図４Ａ参照）。

そのため、光制御フィルム７を断面方向で見た場合は、方位角０度−１８０度方向は光拡散部の側面積（図４Ｂ参照）が、方位角９０度−２７０度方向の光拡散部の側面積（図４Ｃ参照）よりも小さくなっている。従って、本実施例に係る光制御フィルム７によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。

なお、遮光部４０の平面形状としては、概ねある方位、例えば方位角９０度−２７０度方位と直交した形状であれば、その周縁形状が凹凸であっても良い（図４Ｄ参照）。
非対称のドット径としては、特に一定の大きさに限定されるものではなく、様々な大きさのドット径の形状が混在していても良い。更に、その配置は規則的な配置に限定されるものではなく、周期的な配置に限定されるものでもない。また、各遮光部４０のドットは重なって形成されていても良い。

遮光部４０は、一例として、カーボンブラックを含有するブラックレジスト等の光吸収性および感光性を有する黒色の顔料、染料、樹脂等からなる層で構成されている。カーボンブラックを含有する樹脂等を用いた場合、遮光部４０を構成する膜を印刷工程で成膜できるため、材料使用量が少なく、スループットが高い等の利点が得られる。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。この種の金属膜もしくは多層膜を用いた場合、これらの膜の光学密度が高いため、薄膜で十分に光を吸収するという利点が得られる。

光拡散層４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ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。
また、光拡散層４１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。光拡散層４１の層厚は遮光部４０の厚さよりも十分大きく設定されている。本実施形態の場合、光拡散層４１の層厚は一例として２５μｍ程度であり、遮光部４０の層厚は一例として１５０ｎｍ程度である。

光拡散層４１における遮光部４０の形成領域には、透明基材３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積が遮光部４０側で大きく、遮光部４０から離れるにつれて漸次小さくなる形状の中空部４３が形成されている。すなわち、中空部４３は、透明基材３９側から見たとき、いわゆる順テーパ状の円錐台状の形状を有している。中空部４３の内部は空気層となっている。光拡散層４１の中空部４３以外の部分、すなわち透明樹脂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り、以下の説明では、光拡散層４１の中空部４３以外の部分を光拡散部４４とも言う。光拡散部４４に入射した光は、光拡散部４４と中空部４３との界面で全反射しつつ、光拡散部４４の内部に略閉じ込められた状態で導光し、透明基材３９を介して外部に出射される。

光制御フィルム７は、図２Ａに示したように、透明基材３９が視認側に向くように配置されるため、図５Ａに示すように、光拡散部４４の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（透明基材３９に接する側の面）が光出射端面４４ａとなり、面積の大きい方の面（透明基材３９と反対側の面）が光入射端面４４ｂとなる。光拡散部４４の側面４４ｃ（光拡散部４４と中空部４３との界面）の傾斜角度θ（光出射端面４４ａと側面４４ｃとのなす角）は６０°〜９０°程度が好ましい。ただし、光拡散部４４の側面４４ｃの傾斜角度は、入射光の損失がそれ程大きくなく、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。

図５Ｂに示すように、光拡散部４４の側面４４ｃと光出射端面４４ａとのなす角θは、光軸ＯＡと平行または略平行に入射した光を全反射させるように、光拡散部４４の側面４４ｃの法線ＣＬに対して臨界角を超える角度θ’（単位は度）に設定される。また、光拡散部４４の側面４４ｃと光軸ＯＡに直交する光出射端面４４ａとのなす角度θは、光拡散部４４の側面４４ｃが光出射端面４４ａと交わる点を点Ｐ、光軸ＯＡに平行な入射光ＶＲの側面４４ｃへの入射点を点Ｑ、光出射端面４４ａに対する垂線のうちで点Ｑを通る垂線と光出射端面４４ａとの交点を点Ｒとすると、角ＱＰＲで表すことができる。このとき、角ＰＱＲの値は（９０−θ）度であるから、光拡散部４４の側面４４ｃの傾斜角θは点Ｑにおける入射光ＶＲの入射角θ’と同じ角度となる。したがって、光拡散部４４の側面４４ｃの傾斜角θは上記臨界角を超える角度で形成されている。

本実施形態の場合、中空部４３には空気が存在しているため、光拡散部４４を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４４の側面４４ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、光拡散部４４の内部と外部との界面の屈折率差は、中空部４３が空気で充填されている場合が、光拡散部４４の周囲が他の一般的な低屈折率材料で構成されている場合よりも大きい。

したがって、スネルの法則より、光拡散部４４の側面４４ｃ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、本発明において、低屈折率材料が存在しているとは、光を全反射可能にするため、光拡散部４４の周囲を低屈折率状態とすることを示している。そのため、中空部４３には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されている状態も含むものとする。
もしくは、中空部４３の内部が真空状態や大気よりも減圧状態であっても良い。

図５Ａの矢印ＬＢおよびＬＣに示すように、臨界角を超える角度で入射した入射光は、側面４４ｃで全反射して光拡散部４４を透過して観察者側へ出射される。また、図５Ａの矢印ＬＡに示すように、側面４４ｃに入射することなく光拡散部４４を透過する入射光は、そのまま観察者側へ出射される。一方、図５Ａの矢印ＬＤで示すように、臨界角以下の角度で入射した入射光は全反射せず、光拡散部４４の側面４４ｃを透過する。

本実施形態の場合、光拡散部４４以外の領域に光吸収性を有する遮光部４０が設けられているので、光拡散部４４の側面４４ｃを透過した光は遮光部４０で吸収される。そのため、迷光などによって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虞はない。しかしながら、光拡散部４４の側面４４ｃを透過する光が増えると、視認側に出射される光量が少なくなり、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４４の側面４４ｃに臨界角以下で入射しないような角度で光を出射するバックライト、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。

なお、図２Ａに示した光制御フィルム７における光拡散部４４の中空部４３を成すテーパー形状の角度は、互いに異なる複数の角度のものか混在している。しかし、図２Ｂに示した光制御フィルム９０のように、光拡散部９４の中空部９３を成すテーパー形状の角度が、互いに同一となるように形成することも好ましい。

（３）指向性バックライトの輝度分布
図６Ａは、本実施例に用いた異方的な指向性バックライト２の輝度分布を示している。すなわち、極角方向は外側から中心に向かうにしたがって輝度が高く、かつ、図中に実線で示した方位角０度−１８０度よりも図中に点線で示した方位角９０度−２７０度の方位が出射する光量が少ない。また、図６Ｂは、係る指向性バックライト２の輝度分布を極座標図として示している。図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向では略対称な輝度分布であるのに対し、図中点線で示した方位角９０度−２７０度方向では非対称となっており、方位角９０度の方位が方位角２７０度の方位よりも出射する光量が少ない。

なお、図６Ｃに極角と方位角の関係を示す。バックライト２から光制御フィルム７の法線方向と出射光とのなす角度を極角、光制御フィルムと平行な面内での半時計方向の、基準となす角度を方位角と定義して説明している。

係る異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、本実施例に係る方位角９０度−２７０度の光拡散が強い、すなわち出射する光量が多い光制御フィルム７と組み合わせることで、視野角の向上を図ることが可能になる。

（４）光制御フィルムの製造方法
次に、上記構成の液晶表示装置１を構成する光制御フィルム７の製造工程を中心に、その製造方法について説明する。
液晶パネル６の製造工程の概略を先に説明すると、最初に、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板９のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１０のカラーフィルター３１が形成された側の面とを対向させて配置し、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。そして、このようにしてできた液晶パネルの両面に、光学接着剤等を用いて第１位相差板１３、第１偏光板３、第２位相差板８、第２偏光板５をそれぞれ貼り合わせる。以上の工程を経て、液晶パネル６が完成する。
なお、ＴＦＴ基板９やカラーフィルター基板１０の製造方法は常法によれば良く、その説明を省略する。

最初に、図７Ａに示すように、厚さが１００μｍのトリアセチルセルロースの基材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が含有されたブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜４５を形成する。
次いで、上記の塗膜４５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４５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。

次いで、露光装置を用い、平面形状が例えば楕円形状の複数の開口パターン４６が形成されたフォトマスク４７を介して塗膜４５に光Ｌ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。

上記のフォトマスク４７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４５の現像を行い、１００℃で乾燥し、図７Ｂに示すように、平面形状が例えば楕円形の複数の遮光部４０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部４０をマスクとして透明ネガレジストの露光を行い、中空部４３を形成する。そのため、フォトマスク４７の開口パターン４６の位置が中空部４３の形成位置に対応する。

楕円形の遮光部４０は次工程の光拡散部４４の非形成領域（中空部４３）に対応する。
複数の開口パターン４６は全て楕円形のパターンであり、その長径と短径は様々の大きさから構成されている。隣接する開口パターン４６間の間隔（ピッチ）も、その配置は規則的ではなく、周期的な配置でもないが、開口パターン４６の間隔（ピッチ）は液晶パネル６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。

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部４０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、蒸着法や印刷法等を用いて遮光部４０を直接形成しても良い。

次いで、図７Ｃに示すように、スピンコート法を用いて、遮光部４０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。

次いで、基材３９側から遮光部４０をマスクとして塗膜４８に光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５００ｍＪ／ｃｍ^２とする。
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。

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、１００℃でポストベークし、図７Ｄに示すように、複数の中空部４３を有する透明樹脂層４１を基材３９の一面に形成する。本実施形態では、図７Ｃに示したように、拡散光を用いて露光を行っているので、塗膜４８を構成する透明ネガレジストが遮光部４０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４３が形成され、光拡散部４４は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４４の側面４４ｃの傾斜角度は拡散光の拡散の度合いで制御できる。

ここで用いる光Ｆとして、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の出射角度における強度が他の出射角度における強度と異なる光、すなわち特定の出射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４４の側面４４ｃの傾斜角度が例えば６０°〜９０°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。特定の出射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４４の側面４４ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光拡散シート７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。
なお、露光装置から出射された平行光を光Ｆとして基材３９に照射する手段の一つとして、例えば露光装置から出射された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置し、拡散板を介して光を照射する。

以上、図７Ａないし図７Ｄ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。光制御フィルム７の全光線透過率は、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、光拡散シート７に求められる光学性能を十分に発揮できる。全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１の規定によるものである。なお、本実施形態では、液体状のレジストを用いる例を挙げたが、この構成に代えて、フィルム状のレジストを用いても良い。

最後に、完成した光制御フィルム７を、図２Ａに示すように、基材３９を視認側に向け、光拡散部４４を第２偏光板５に対向させた状態で、粘着層４２を介して液晶パネル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。

（５）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態の光制御フィルム７の視野角拡大効果について、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図６Ａ、および図４Ｂを用いて説明する。
図４Ａに示すように、本実施形態では、光制御フィルム７をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、例えば楕円形で代表されるような上下左右に非対称のドット形状に形成されている。すなわち、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向の遮光層幅が広く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の遮光層幅が狭いドット形状となっている（図４Ａ参照）。
また、遮光部４０は一定の大きさに限定されるものではなく、様々な大きさのドット径の形状が混在している。更に、その配置は一定の規則性や周期性をもったものではなく、ランダムである。そのため、光制御フィルム７を断面方向で見た場合は、方位角０度−１８０度方向は光拡散部４４の側面積（図４Ｂ参照）が、方位角９０度−２７０度方向の光拡散部４４の側面積（図４Ｃ参照）よりも小さくなっている。

従って、本実施形態に係る光制御フィルム７によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。

一方、図６Ａ、図６Ｂに示すように、本実施例に用いた指向性バックライト２の輝度分布として、極角方向は外側から中心に向かうにしたがって輝度が高く、かつ、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方位よりも図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方位のほうが出射する光量が少ない場合は、方位角９０度−２７０度方向は、指向性が強いため、液晶パネル６を通過後、強く拡散させる必要がある。
そこで、バックライトの指向性が高い方位角９０度−２７０度方位と、光制御フィルムの拡散が強い方位である方位角９０度−２７０度方位とを組み合わせることで、方位角９０度−２７０度方向に視野角拡大効果が大きい液晶表示装置を実現することが可能となる。

また、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶の明視方向である方位角２７０度に、非対称な配光特性、例えば、方位角９０度−２７０度方位の指向性が高い指向性バックライトと方位角９０度−２７０度方位に強い光拡散特性を有する光制御フィルムとを組み合わせることで、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶表示装置で発生する、中間調表示の際の明暗反転（諧調反転）現象や、真っ黒な画面が発生する、いわゆる黒潰れ現象を改善することができる。

また、光制御フィルム７に対して斜めに入射した光Ｌ３（図４Ｂ、図４Ｃ参照）は、液晶パネル４を斜めに透過した光であり、所望のリタデーションと異なる光、いわゆる表示のコントラストを低下させる要因となる光である。本実施形態の光制御フィルム７は、このような光を遮光部４０でカットすることで表示のコントラストを高めることができる。

従来の光制御フィルムにおいては、個々の光拡散部が孤立しており、例えば光の拡散の度合いを高めるために光拡散部の密度を高め、光拡散層を微細化すると、光拡散部と基材との接触面積が小さくなる。その結果、光拡散部と基材との密着力が弱くなり、外力等により光拡散部の剥離、転倒等の欠陥が生じ、所望の光拡散機能が果たせなくなっていた。

これに対して、本実施形態の光制御フィルム７においては、光拡散層４１に設けられた複数の中空部４３が孤立しており、光拡散部４４となる光透過性材料層部分は面内で連続した形状となっている。これにより、光拡散部４４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４４と基材３９との密着力が従来よりも強く、外力等による光拡散部４４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。

なお、基材３９に遮光部４０を設けなかったとすると、光制御フィルム７に視認側から入射する外光が中空部４３等で反射を繰り返し、これが視認側に散乱光として観測されてしまう。このような外光による散乱は明所での視認性を著しく低下させる。これにより、黒表示時に黒色が白っぽく見える「黒浮き」が発生してコントラストが低下してしまい、好適な画像の観察を行うことができない。これに対し、本実施形態の光制御フィルム７では、基材３９に複数の遮光部４０を設けたことにより、これらの問題を解消することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図８Ａおよび図８Ｂ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、光制御フィルムの遮光部４０の配置が第１実施形態と異なる。また、組み合わせる指向性バックライトが第１実施形態と異なり、等方の輝度分布を有している。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、光制御フィルム及び指向性バックライトについてのみ説明する。また、図８Ａ、図８Ｂ及び以下の説明において、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。

（１）光制御フィルムの構成
図８Ａに示すように、本実施形態では、光制御フィルム５０をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、第１実施形態と同様に、例えば楕円形で代表されるような上下左右に非対称のドット形状に形成されているが、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向の遮光層幅が狭く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の遮光層幅が広いドット形状として配置されている。
従って、本実施例に係る光制御フィルム５０によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が多く、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が少なくなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。

（２）指向性バックライトの輝度分布
図８Ｂは、本実施形態において、上述した光制御フィルム５０と組み合わされる指向性バックライトの輝度分布を示す。すなわち、極角方向は外側から中心に向かうにしたがって輝度が高く、かつ、図中の実線で示した方位角０度−１８０度及び図中の点線で示した方位角９０度−２７０度のいずれの方位も略対称な輝度分布を示しており、出射される光量は略均一で等方的である。

（３）第２実施形態の作用・効果
本実施形態では、係る等方的な指向性バックライト２に、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が多く、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が少なくなる光制御フィルム５０を組み合わせて液晶表示装置１を構成することで、方位角０度−１８０度方向に視野角拡大効果を大きく持たせることができる。
係る液晶表示装置を、例えば、車載用ナビゲーションシステムの情報表示部材に適用することで、画像表示の視野角を拡大し、左右方向からの視認性を向上させることができる。

なお、第１実施形態と同様に、遮光部４０の平面形状としては、概ねある方位、例えば方位角０度−１８０度方位と直交した形状であれば、その周縁形状が凹凸であっても良い。非対称のドット径としては、特に一定の大きさに限定されるものではなく、様々な大きさのドット径の形状が混在していていても良い。更に、その配置は規則的な配置に限定されるものではなく、周期的な配置に限定されるものでもない。また、各遮光部のドットは重なって形成されていても良い。

本実施形態の光制御フィルム５０においても、光制御フィルム５０に対して斜めに入射した光を遮光部４０でカットすることで表示のコントラストを高めることができる、また、光拡散部４４となる光透過性材料層部分は面内で連続した形状となっていることから、光拡散部４４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４４と基材３９との密着力が強く、外力等による光拡散部４４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、更に、基材３９に複数の遮光部４０を設けたことにより、光制御フィルム５０に視認側から入射する外光が中空部４３等で反射を繰り返し、これが視認側に散乱光として観測されてしまうことを防止しコントラストの低下を防止できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図９Ａ〜図９Ｃ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、第２実施形態と同一であり、光制御フィルムの遮光部の構成が第１、第２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。
また、図９Ａ〜図９Ｃ及び以下の説明において、第１、第２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。

（１）光制御フィルムの構成
第１、第２実施形態では、複数の遮光部４０は全て、その長径方向が特定の方位に配置されていた。例えば、第１実施形態では、長径方向が図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向、第２実施形態では、長径方向が図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向に配置されていた。これに対して、本実施形態の光制御フィルム５１では、図９Ａに示すように、光制御フィルム５１をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、等方的な円形状及び種々の異方性の方位を持つドット形状として配置されている。

しかるに、等方的な円形状及び種々の異方性の方位を持つドット形状の遮光部４０の光制御フィルム５１の全体における配置としては、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向の遮光層が長く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の遮光部４０が短く配置されている（図９Ｂ参照）。具体的には、遮光部４０の長径軸は、方位角−４５度から４５度の範囲内に配置されている。 そのため、第１実施形態で説明したように、光制御フィルム５１を断面方向で見た場合は、方位角０度−１８０度方向は光拡散部４４の側面積が、方位角９０度−２７０度方向の光拡散部４４の側面積よりも小さくなっている。
従って、本実施例に係る光制御フィルム５１によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。
なお、図９Ｃに示すように、遮光部４０の平面形状は、周縁部が凹凸した形状、三日月形状などが含まれていても良い。また、遮光部４０のドットは重なって形成されていても良い。すなわち、遮光部４０の長径方向が、方位角９０度−２７０度方向と直交する割合が光制御フィルム全体として多ければよい。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム５１を備えた液晶表示装置において、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角９０度−２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。 特に、本実施形態に係る光制御フィルム５１は、全体として方位角９０度−２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。
また、第２実施形態で説明した、等方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合は、更に連続的滑らかな視野角変化を得ることができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１０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ないし第３実施形態と同一であり、光制御フィルムの遮光部の構成が第１ないし第３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。
また、図１０及び以下の説明において、第１ないし第３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。

（１）光制御フィルムの構成
第１、第２実施形態では、複数の遮光部４０は全て、その長径方向が特定の方位に配置されていた。特に、第３実施形態においては、光制御フィルム５１をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、等方的な円形状及び種々の異方性の方位を持つドット形状として配置され、遮光部４０の長径方向が、方位角９０度−２７０度方向と直交する割合が光制御フィルム全体として多い配置とされている（図９Ａ参照）。

本実施形態の光制御フィルム５２では、図１０に示すように、光制御フィルム５２をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、多角形のドット形状として配置されている。また、各遮光部４０は、例えば図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向に対して、回転して、かつ非周期的に配置されているが、全体としては、方位角０度−１８０度方向の遮光部が長く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の遮光部が短く配置されている。

そのため、第３実施形態と同様に、光制御フィルム７を断面方向で見た場合は、方位角０度−１８０度方向は光拡散部４４の側面積が、方位角９０度−２７０度方向の光拡散部４４の側面積よりも小さくなっている。
従って、本実施例に係る光制御フィルム５２によれば、全体として方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。

なお、遮光部４０の平面形状は、全てその長径方向が方位角０度−１８０度方向である必要はなく、遮光部４０のドット形状の全体平均として、遮光部４０の長径方向が、方位角９０度−２７０度方向と直交する割合が多ければよい。また、遮光部４０のドットは重なって形成されていても良い。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム５２を備える液晶表示装置において、第３実施形態と同様に、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角９０度−２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。特に、本実施形態に係る光制御フィルム５２は、全体として方位角９０度−２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。
また同様に、第２実施形態で説明した、等方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合は、更に連続的滑らかな視野角変化を得ることができる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１１Ａ及び図１１Ｂ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ないし第４実施形態と同一であり、光制御フィルムの遮光部の構成が第１ないし第４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。
また、図１１Ａ、図１１Ｂ及び以下の説明において、第１ないし第４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。

（１）光制御フィルムの構成
本実施形態の光制御フィルム５３では、図１１Ａに示すように、光制御フィルム５３をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、半円形状のドット形状として配置されている。
従って、本実施形態に係る光制御フィルム５３によれば、全体として図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向は、等方的に拡散して出射される光量が少なく、図中の点線で示した方位角２７０度方向のみが拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位角２７０度方向の指向性が高い非対称の光拡散が実現される。
なお、遮光部４０の平面形状は、半円形上に限定されず、方位角２７０度方向が直線のドット形状であれば、例えば、半楕円形状であっても良い。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム５３を備える液晶表示装置において、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、遮光部４０の直線部と直交する方向、すなわち、方位角２７０度という特定方向の視野角の向上を図ることが可能になる。
また同様に、第２実施形態で説明した、等方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合も、方位角２７０度という特定方向の視野角の向上を図ることが可能になる。

（３）変形例
図１１Ｂに、本実施形態に係る光制御フィルムの変形例を示す。光制御フィルム５４をｚ軸方向から見たときの遮光部４０の平面形状が、半円形状のドット形状として配置されているが、遮光部４０の直線部が必ずしも方位角２７０度の方位と直交していない点で図１１Ａに示した実施形態と異なり、遮光部４０の直線部が、全体として方位角２７０度の方位と直交する割合が多い配置となっている。

従って、本変形例に係る光制御フィルム５４によれば、全体として図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向は、等方的に拡散して出射される光量が少なく、図中の点線で示した方位角２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、全体として、方位角２７０度方向の指向性が高い非対称の光拡散が実現される。

なお、遮光部４０の平面形状としての半円形形状は、半楕円形状や扇形状であっても良い。また、遮光部４０のドット形状同士が重なっていても良く、遮光部４０の直線部が方位角９０度の方位であるドット形状が含まれていても、遮光部４０のドット形状の全体平均として、遮光部４０の直線部が方位角２７０度の方位と直交する割合が多い配置であれば良い。

本実施形態の変形例に係る光制御フィルム５４を備える液晶表示装置において、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。特に、本実施形態に係る光制御フィルムは、全体として方位角２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。

以下、本発明の第６実施形態ないし第９実施形態について、図１２Ａないし図１５を用いて説明する。第６実施形態ないし第９実施形態においても、液晶表示装置１（表示装置）の基本構成は上述した第１実施形態ないし第５実施形態と同一であり、光制御フィルムの遮光部と光拡散部の構成が異なる。

具体的には、光制御フィルムは、光透過性を有する基材の一面側に複数の光拡散部が形成され、光拡散部が形成された領域以外の領域に遮光部が形成されている。すなわち、第１実施形態ないし第５実施形態の光制御フィルムとは、光拡散部と遮光部の配置が逆の構成になっている。
従って、図１２Ａないし図１５及び以下の説明において、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。

［第６実施形態］
（１）光制御フィルムの構成
図１２Ａに示すように、本実施形態では、光制御フィルム６０をｚ軸方向から見たときの光拡散部４４の平面形状が、例えば楕円形で代表されるような上下左右に非対称の形状の開口部として独立して配置されている。
そのため、光制御フィルム６０を断面方向で見た場合は、図１２Ａ中の実線で示した方位角０度−１８０度方向は光拡散部の側面積（図１２Ｂ参照）が、図１２Ａ中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の光拡散部の側面積（図１２Ｃ参照）よりも小さくなっている。従って、本実施例に係る光制御フィルム６０によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。
なお、光拡散部４４の平面形状は、円形、多角形、半円等の形状が含まれていても良い。また、光拡散部４４の開口部同士が重なって形成されていても良い。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム６０によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。
一方、本実施例に用いた指向性バックライト２の輝度分布として、極角方向は外側から中心に向かうにしたがって輝度が高く、かつ、方位角０度−１８０度よりも方位角９０度−２７０度のほうが出射する光量が少ない場合は、方位角９０度−２７０度方向は、指向性が強いため、液晶パネル６を通過後、強く拡散させる必要がある（図６Ａ、図６Ｂ参照）。

そこで、バックライトの指向性が高い方位角９０度−２７０度の方位と、光制御フィルムの拡散が強い方位である方位角９０度−２７０度方位とを組み合わせることで、方位角９０度−２７０度方向に視野角拡大効果が大きい液晶表示装置を実現することが可能となる。

［第７実施形態］
（１）光制御フィルムの構成
以下、本発明の第７実施形態について、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。
図１３Ａに示すように、本実施形態では、光制御フィルム６１をｚ軸方向から見たときの光拡散部４４の平面形状が、等方的な円形状及び種々の異方性の方位を持つドット形状を含み、図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向の開口部が長く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の開口部が短い形状として配置されている。
そのため、光制御フィルム６１を断面方向で見た場合は、第６実施形態と同様に方位角０度−１８０度方向は光拡散部の側面積（図１２Ｂ参照）が、方位角９０度−２７０度方向の光拡散部の側面積（図１２Ｃ参照）よりも小さくなっている。従って、本実施例に係る光制御フィルム６１によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。

なお、図１３Ｂに示すように、光拡散部４４の開口部形状は、周縁部が凹凸した形状、三日月形状などが含まれていても良い。また、光拡散部４４の開口部は重なって形成されていても良い。すなわち、必ずしも全ての開口部の長径方向が、方位角０度−１８０度方向である必要は無く、開口部形状の全体として、開口部の長径方向が方位角９０度−２７０度方位と直交する割合が多ければよい。更に、方位角９０度−２７０度方向に拡散を強める場合には、光拡散部４４の開口部の長径軸の配置は、方位角−４５度から４５度の範囲が好適である。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム６１を備えた液晶表示装置において、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角９０度−２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。 特に、本実施形態に係る光制御フィルムは、全体として方位角９０度−２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。
また、第２実施形態で説明した、等方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合は、更に連続的滑らかな視野角変化を得ることができる。

［第８実施形態］
（１）光制御フィルムの構成
以下、本発明の第８実施形態について、図１４を用いて説明する。
本実施形態の光制御フィルム６２では、図１４に示すように、光制御フィルム６２をｚ軸方向から見たときの光拡散部４４の平面形状が、多角形のドット形状を有する開口部として独立して配置されている。また、各開口部は、例えば図中の実線で示した方位角０度−１８０度の方向に対して、回転して、かつ非周期的に配置されているが、全体としては、方位角０度−１８０度方向の開口部が長く、図中の点線で示した方位角９０度−２７０度方向の開口部が短く配置されている。

従って、本実施例に係る光制御フィルム６２によれば、方位角０度−１８０度方向に拡散して出射される光量が少なく、方位角９０度−２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、方位によって非対称の光拡散が実現される。
なお、光拡散部４４の開口部は重なって形成されていても良い。また、必ずしも全ての開口部の長径方向が、方位角０度−１８０度方向である必要は無く、開口部形状の全体として、開口部の長径方向が方位角９０度−２７０度方位と直交する割合が多ければ良い。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム６２を備える液晶表示装置において、第７実施形態と同様に、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角９０度−２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。特に、本実施形態に係る光制御フィルム６２は、全体として方位角９０度−２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。
また同様に、第２実施形態で説明した、等方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合は、更に連続的滑らかな視野角変化を得ることができる。

［第９実施形態］
（１）光制御フィルムの構成
以下、本発明の第９実施形態について、図１５を用いて説明する。
本実施形態の光制御フィルム６３では、図１５に示すように、光制御フィルム６３をｚ軸方向から見たときの光拡散部４４の平面形状が、半円形状のドット形状を有する開口部として独立して配置されているが、開口部の直線部は必ずしも方位角２７０度の方位と直交していない。すなわち、開口部の直線部が、全体として方位角２７０度の方位と直交する割合が多い配置となっている。

従って、本実施形態に係る光制御フィルム６３によれば、全体として図中の実線で示した方位角０度−１８０度方向は、等方的に拡散して出射される光量が少なく、図中の点線で示した方位角２７０度方向に拡散して出射される光量が多くなる。つまり、全体として、方位角２７０度方向の指向性が高い非対称の光拡散が実現される。
なお、光拡散部４４の開口部としての半円形形状は、半楕円形状や扇形状であっても良い。また、開口部同士が重なっていても良く、開口部の直線部が方位角９０度の方位である光拡散部が含まれていても、光拡散部４４の開口部の全体平均として、開口部の直線部が方位角２７０度の方位と直交する割合が多い配置であれば良い。

（２）光制御フィルムの作用・効果
本実施形態に係る光制御フィルム６３は、特に直線部と円形部とから形成されている開口部を備えているために、直線部と直交方位への光拡散が強くなる。従って、本実施形態に係る光制御フィルム６３を備える液晶表示装置において、例えば、第１実施形態で説明した、異方的な輝度分布を有した指向性バックライト２を使用した場合であっても、全体として方位角２７０度方向の視野角の向上を図ることが可能になる。特に、本実施形態に係る光制御フィルムは、全体として方位角２７０度の光拡散量を多くすることができるために、滑らかな視野角変化を得ることができる。

なお、上記実施形態では、光拡散部４４の側面の傾斜角度を一定としたが、光拡散部４４の側面の傾斜角度を場所によって異ならせても良い。例えば図１６Ａ、図１６Ｂに示す光制御フィルム７０，７１において、中空部４３と光拡散層４１との界面（光透過部の側面）が、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であっても良い。図１６Ａに示す光制御フィルム７０は、中空部４３と光拡散層４１との界面４３ｃが中空部４３側に湾曲し、中空部４３が凹となる形状である。図１６Ｂに示す光制御フィルム７１は、中空部４３と光拡散層４１との界面４３ｄが光拡散層４１側に湾曲し、中空部４３が凸となる形状である。これらの構成により、光拡散性を高めることができる。

あるいは、図１７Ａ、図１７Ｂに示す光制御フィルム８０，８１において、中空部４３と光拡散層４１との界面（光透過部の側面）が、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であっても良い。図１７Ａに示す光制御フィルム８０は、中空部４３と光拡散層４１との界面４３ｅが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部４３が凹となる形状である。図１７Ｂに示す光制御フィルム８１は、中空部４３と光拡散層４１との界面４３ｆが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、中空部４３が凸となる形状である。これらの構成により、光拡散性を高めることができる。

また、上記実施形態における光制御フィルムの透明基材の視認側に、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。

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、ＬＥＤディスプレイ、ＭＥＭＳディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。

１…液晶表示装置（表示装置）、６…液晶パネル（表示体）、７、５０、５１、５２、５３、５４、６０、６１、６２、６３、７０、７１、８０、８１…光制御フィルム（光拡散部材、視野角拡大部材）、３９…透明基材、４０…遮光部、４１…光拡散層（光透過性材料層）、４３…中空部、４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ…光拡散部。

Claims (12)

1. 光透過性を有する基材と、
   前記基材の一面に点在して形成されかつ非周期的に配置された複数の遮光層と、
   前記基材の一面において前記遮光層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、 を備え、
   前記光拡散部の層厚が、前記遮光層の厚さよりも大きく、
   前記光拡散部が、前記基材側に光出射端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光出射端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、
   前記光拡散部間隙に前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する空気又は不活性ガスが存在し、
   前記透明基材の一面の法線方向から見た平面的な形状が等方性形状をなす前記遮光層と、少なくとも長軸と短軸とを有している異方形状をなす前記遮光層と、が混在していることを特徴とする光制御フィルム。
2. 前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、多角形で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光制御フィルム。
3. 前記透明基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、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請求項１に記載の光制御フィルム。
4. 光透過性を有する基材と、
   前記基材の一面に形成されかつ非周期的に配置された複数の光拡散部と、
   前記基材の一面において前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、 を備え、
   前記光拡散部の層厚が、前記遮光層の厚さよりも大きく、
   前記光拡散部が、前記基材側に光出射端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光出射端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、
   前記光拡散部間隙に前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する空気又は不活性ガスが存在し、
   前記透明基材の一面の法線方向から見た平面的な形状が等方性形状をなす前記光拡散部と、少なくとも長軸と短軸とを有している異方形状をなす前記光拡散部と、が混在していることを特徴とする光制御フィルム。
5. 前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、多角形で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光制御フィルム。
6. 前記透明基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、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請求項４に記載の光制御フィルム。
7. 前記光拡散部よりも視認側の一面に光散乱体を含む光拡散層が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
8. 前記遮光層が光吸収性顔料、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請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
9. 前記光拡散部の間隙と前記光拡散部との界面が、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であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
10. 前記光拡散部の間隙と前記光拡散部との界面が、複数の異なる傾斜角度を有する、断面形状が折れ線状の傾斜面であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光制御フィルムを用いたことを特徴とする表示装置。
12. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光制御フィルムを用いたことを特徴とする液晶表示装置。