JP6103377B2 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光拡散部材を備えた表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、例えば、携帯電話機等の携帯型電子機器や、テレビジョン、パーソナルコンピュータなどのディスプレイとして広く用いられている。ところで、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭いといった特性を一般的に有している。このため、液晶表示装置では、視野角を広げるための様々な工夫が従来より行われている。その工夫の一つとして、液晶パネル（表示体）の視認側に光拡散部材を配置し、この光拡散部材を用いて液晶パネルの視認側から射出される光を拡散させることが行われている（例えば、特許文献１を参照。）。

下記の特許文献１には、光拡散層に断面がＶ字状の溝が設けられ、溝の一部に光吸収層が設けられた光拡散シート（光拡散部材）が開示されている。光拡散シートにおいて、光拡散層の光入射側及び光射出側には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる透明なシートが配置されている。この構成により、光入射側から光拡散層に対して垂直に入射した光の一部は、溝の壁面で全反射した後、光射出側から拡散した状態で射出される。

特開２０００−３５２６０８号公報

ところで、上記の光拡散シートにおいて、溝の壁面で光を全反射させるためには、溝の内部と外部との界面における屈折率差を大きくすることが望ましい。上記の光拡散シートでは、隣接する溝の間に空間（空気層）が存在しているため、高屈折率側となる透明なシートと、低屈折率側となる空気層との間で屈折率差を最大とすることができる。

しかしながら、光拡散シートを液晶パネルに貼合した際に、溝部の内側に接着剤が侵入すると、この溝の壁面と接着剤との界面で屈折率差が低下することになる。この場合、貼合前よりも光拡散シートの光拡散機能が低下してしまう。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、表示体に光拡散部材を接着層を介して貼合したときに、この光拡散部材の光拡散機能が低下することを抑制した表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。

（１） 本発明の第１の態様における表示装置の製造方法は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる光拡散部材と、前記表示体と前記光拡散部材との間に介在される接着層と、を含み、前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の前記表示体と対向する面に所定の高さで形成された光拡散部と、前記基材の前記表示体と対向する面のうち前記光拡散部以外の領域に前記光拡散部の高さよりも小さい厚みで形成された遮光層と、を有し、前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を有し、前記接着層が、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤からなる表示装置を製造する際に、前記接着剤に前記活性化エネルギーを照射することによって形成された半固体状態の前記接着層に前記光拡散部材を貼合した後に、更なる前記活性化エネルギーの照射を行うことによって硬化した前記接着層に前記光入射端面を接着することによって、前記光拡散部と前記遮光層との間に形成される空間の前記遮光層から前記光入射端面に至る高さよりも前記接着層の厚みを小さくすることを特徴とする。

（２） 本発明の第２の態様における表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる光拡散部材と、前記表示体と前記光拡散部材との間に介在される接着シートと、を含み、前記接着シートが、光透過性を有する基材と、前記基材の両面に形成された接着層と、を有し、前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の前記表示体と対向する面に所定の高さで形成された光拡散部と、前記基材の前記表示体と対向する面のうち前記光拡散部以外の領域に前記光拡散部の高さよりも小さい厚みで形成された遮光層と、を有し、前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を有し、前記接着層よりも弾性率の高い前記基材によって、前記光拡散部材を圧着させたときの前記接着シートの剛性を確保しながら、前記光入射端面が前記接着シートの一方の接着層に接着されることによって、前記光拡散部と前記遮光層との間に形成される空間の前記遮光層から前記光入射端面に至る高さよりも前記接着層の厚みが小さくなっていることを特徴とする。

（３） 前記（２）に記載の表示装置において、前記光拡散部材は、前記光拡散部の前記光射出端面と前記光入射端面との間に形成される側面のうち、その面積が大きくなる方位よりも、その面積が小さくなる方位において、光の拡散力が相対的に高くなる方位異方性を有する構成であってもよい。

（４） 前記（３）に記載の表示装置において、前記光拡散部材は、前記方位異方性の方位角方向が異なった光拡散部を有する構成であってもよい。

以上のように、本発明の態様によれば、表示体に光拡散部材を接着層を介して貼合したときに、この光拡散部材の光拡散機能が低下することを抑制した表示装置及びその製造方法を提供することが可能である。

本発明の一実施形態として示す液晶表示装置の斜視図である。 同、液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 同、液晶表示装置が備える液晶パネルの概略構成を示す断面図である。 同、液晶表示装置が備える光拡散部材の概略構成を示す図である。 同、光拡散部材の光拡散部を透過する光の経路を説明するための図である。 同、光拡散部材の視野角拡大効果を説明するための図である。 同、光拡散部材の製造工程を示すフローチャートである。 同、光拡散部材の製造工程を順次説明するための斜視図である。 同、光拡散部材の光拡散部の配置を説明するための図である。 同、光拡散部の形成工程を説明するための図である。 同、光拡散部材の製造装置の一例を示す斜視図である。 同、製造装置の要部を示す斜視図である。 第１の実施形態として示す光拡散部材の液晶パネルに接着層を介して貼合された状態を示す断面図である。 空間の高さよりも接着層の厚みが大きい場合の光拡散部の側面に入射した入射光の光路を示す断面図である。 空間の高さよりも接着層の厚みが小さい場合の光拡散部の側面に入射した入射光の光路を示す断面図である。 第２の実施形態として示す光拡散部材の液晶パネルに接着層を介して貼合された状態を示す断面図である。 第３の実施形態として示す光拡散部材の液晶パネルに接着シートを介して貼合された状態を示す断面図である。 第１の構成例として示す光拡散部材の斜視図である。 同、光拡散部材の断面図である。 第２の構成例として示す光拡散部材の斜視図である。 同、光拡散部材の断面図である。 同、光拡散部材の変形例である。 同、光拡散部材の別の構成例を示す平面図である。 第３の構成例として示す光拡散部材の斜視図である。 同、光拡散部材の断面図である。 同、光拡散部材の変形例である。 同、光拡散部材の別の構成例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
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。

（液晶表示装置）
先ず、本発明の一実施形態として、図１（Ａ），（Ｂ）及び図２に示す液晶表示装置１について説明する。なお、図１（Ａ）は、液晶表示装置１を上方から見た斜視図である。図１（Ｂ）は、液晶表示装置１を下方から見た斜視図である。図２は、液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。

液晶表示装置１は、図１（Ａ），（Ｂ）及び図２に示すように、バックライト２と、第１の偏光板３と、液晶パネル４と、第２の偏光板５と、光拡散部材７とを概略備えている。このうち、光拡散部材７を除く、バックライト２、第１の偏光板３、液晶パネル４及び第２の偏光板５は、液晶表示体６を構成している。なお、以下の説明では、光拡散部材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。

バックライト２は、例えば発光ダイオードや冷陰極管等からなる光源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。光源３６は、導光体３７の端面に配置されている（エッジライト型という。）。また、光源３６は、導光体３７の直下に配置された構成であってもよい（直下型という。）

本実施形態では、指向性を持たせたバックライト２を用いることが望ましい。このような指向性を持たせたバックライト２を用いることで、光の射出方向を制御し、光拡散部材７に対してコリメート又は略コリメートした光を入射させる。これにより、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。バックライト２には、導光板３７内に形成する反射パターンの形状や配置等を最適化することで、指向性を持たせることが可能である。

第１の偏光板３は、偏光子として機能するものであり、バックライト２と液晶パネル４との間に配置されている。一方、第２の偏光板５は、検光子として機能するものであり、液晶パネル４と光拡散部材７との間に配置されている。

液晶パネル４は、例えば透過型液晶パネルである。また、液晶パネル４には、透過型に限らず、半透過型（透過・反射兼用型）や反射型の液晶パネルを用いてもよい。液晶パネル４は、アクティブマトリクス型の液晶パネルであり、各画素の動作を切り替えるスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を備えている。また、液晶パネル４は、アクティブマトリクス型に限らず、スイッチング素子を備えていない単純マトリクス型の液晶パネルであってもよい。

光拡散部材７は、液晶パネル４の視認側から射出される光を拡散させることによって、視野角を拡大させるもの（視野角拡大フィルム）であり、液晶パネル４の視認側（第２の偏光板５）に設けられている。

以上のような構成を有する液晶表示装置１では、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から射出された光が光拡散部材７を透過して射出されるときに、この光拡散部材７に入射する前よりも射出光の角度分布が広がった状態となる。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認することが可能である。

（液晶パネル）
次に、液晶パネル４の具体的な構成について図３を参照して説明する。なお、図３は、液晶パネル４の概略構成を示す断面図である。

液晶パネル４は、図３に示すように、ＴＦＴ基板（素子基板ともいう。）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（対向基板ともいう。）１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に配置された液晶層１１とを概略備えている。

液晶層１１は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間の周囲をシール部材（図示せず。）で封止し、その間に液晶を注入することによって、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持されている。また、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、その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。なお、表示モードについては、ＶＡモードに限らず、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードや、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなど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並んで配置されている。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共に、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、且つ、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。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、若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上には、ゲート電極１６を覆うように第１の層間絶縁膜２１が形成されている。第１の層間絶縁膜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、若しくはこれらの積層膜等が用いられる。第１の層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７及びドレイン電極１８が形成されている。ソース電極１７は、第１の層間絶縁膜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の層間絶縁膜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及びドレイン電極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の層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７及びドレイン電極１８を覆うように第２の層間絶縁膜２４が形成されている。第２の層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１の層間絶縁膜２１と同様の材料、若しくは有機絶縁性材料が用いられる。

第２の層間絶縁膜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の層間絶縁膜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。すなわち、この画素電極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、第２の層間絶縁膜２４上には、画素電極２５を覆うように全面に亘って配向膜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に示したトップゲート型のＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型のＴＦＴであってもよい。

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、若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。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よい。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０及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及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。

（光拡散部材）
次に、光拡散部材７の具体的な構成について図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。なお、図４（Ａ）は、光拡散部材７の概略構成を示す断面図である。図４（Ｂ）は、光拡散部材７を視認側から見た平面図である。図４（Ｃ）は、光拡散部材７を背面側から見た平面図である。なお、図４中に示すｘ軸は、液晶パネル４の画面の水平方向を示し、ｙ軸は、液晶パネル４の画面の垂直方向を示し、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向を示すものとする。

光拡散部材７は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光透過性を有する基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された光制御層７ａとを概略備えている。光制御層７ａは、液晶パネル４からの光を拡散させて光の射出方向を制御するものであり、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の光拡散部４０と、遮光層（光吸収部）４１とから構成されている。

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フィルムを用いることが好ましい。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には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いてもよい。但し、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の厚さが厚くなるほど、表示のボヤケが生じる虞があるからである。本実施形態では、基材３９の一例として、厚さが１００μｍの透明樹脂フィルムを用いている。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。全光線透過率を９０％以上とすることで、十分な透明性が得られる。

複数の光拡散部４０は、光拡散部材７において光の透過に寄与する部分であり、基材３９の主面の法線方向から見てランダムに並んで配置されている。複数の光拡散部４０は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性及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。全光線透過率を９０％以上とすることで、十分な透明性が得られる。

各光拡散部４０は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が円形であり、基材３９側の面（光射出端面という。）４０ａの面積が小さく、基材３９と反対側の面（光入射端面という。）４０ｂの面積が大きく、基材３９側から基材３９と反対側に向けて水平断面の面積が漸次拡大している。したがって、この光拡散部４０は、基材３９側から基材３９と反対側に向けて、側面４０ｃが逆テーパー状に傾斜した円錐台形状を有している。

なお、光拡散部４０の側面４０ｃの傾斜角（光入射端面４０ｂと側面４０ｃとのなす角）は一例として８０°程度である。但し、光拡散部４０の側面４０ｃの傾斜角度は、光拡散部材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。

遮光層４１は、光拡散部４０の側面４０ｃから漏れ出た光を遮光（吸収）するものであり、基材３９の光拡散部４０が形成された側の面のうち、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及び感光性を有する有機材料で構成されている。遮光層４１には、この他にも、例えばＣｒ（クロム）等の金属膜や、Ｃｒと酸化Ｃｒとの多層膜等を用いてもよい。

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。したがって、光拡散部４０と遮光層４１との間には、空間４３が形成され、この空間４３には、空気層が存在している。

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、所望の視野角が得られない、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。

以上のような構成を有する光拡散部材７は、図２に示すように、液晶表示体６の視認側に配置されている。すなわち、基材３９の他面を視認側に向けた状態で、光拡散部４０が接着層４２を介して第２の偏光板５に貼合されている。

液晶表示装置１では、このような光拡散部材７を液晶表示体６の視認側に配置することによって、液晶パネル４の視認側から射出される光を拡散させながら、視野角を拡大させることができる。

ここで、光拡散部材７の光拡散部４０を透過する光の光路について図５（Ａ）を用いて説明する。
光入射端面４０ｂから光拡散部４０の内部に入射した光ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ，ＬＤのうち、側面４０ｃに臨界角を超える角度で入射した光ＬＢ，ＬＣは、側面４０ｃで全反射しながら、光拡散部４０の内部を透過し、光射出端面４０ａから光拡散部４０の外部へと射出される。また、側面４０ｃに入射しなかった入射光ＬＡは、そのまま光拡散部４０の内部を透過し、光射出端面４０ａから光拡散部４０の外部へと射出される。

一方、側面４０ｃに臨界角以下の角度で入射した入射光ＬＤは、側面４０ｃで全反射せずに側面４０ｃから光拡散部４０の外部へと射出された後、遮光層４１で吸収される。これにより、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を防ぐことができる。

しかしながら、側面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くなる。そこで、液晶表示装置１では、上述した指向性を持たせたバックライト２を用いて、側面４０ｃに対して臨界角を超える角度で光を入射させることが行われる。

具体的に、側面４０ｃに対して臨界角を超える角度で光を入射させるための側面４０ｃの傾斜角について、図５（Ｂ）を用いて説明する。
光拡散部４０の側面４０ｃと光射出端面４０ａとのなす角は、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４０の側面４０ｃの法線ＣＬに対して臨界角を超える角度θ’［°］に設定される。

また、光拡散部４０の側面４０ｃと光軸ＯＡに直交する光射出端面４０ａとのなす角度θは、光拡散部４０の側面４０ｃが光射出端面４０ａと交わる点を点Ｐ、光軸ＯＡに平行な入射光ＶＲの側面４０ｃへの入射点を点Ｑ、光射出端面４０ａに対する垂線のうちで点Ｑを通る垂線と光射出端面４０ａ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）°であるから、光拡散部４０の側面４０ｃ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４０の側面４０ｃ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。

光拡散部材７では、隣接する光拡散部４０の間に空気層（空間４３）が存在しているため、光拡散部４０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４０の側面４０ｃは透明アクリル樹脂と空気層との界面となる。ここで、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層が存在する場合が最大となる。したがって、この光拡散部材７では、スネル（Snell）の法則より臨界角が最も小さくなり、光拡散部４０の側面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。

ここで、光拡散部材７が有する視野角拡大効果について、図６（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
図６（Ａ）に示すように、光入射端面４０ｂから光拡散部４０の内部に入射した光のうち、光拡散部４０の中心付近において光入射端面４０ｂに対して略垂直に入射した光Ｌ１は、光拡散部４０の側面４０ｃで全反射することなく、光拡散部４０をそのまま直進して透過する。

また、光拡散部４０の周縁部において光入射端面４０ｂに対して略垂直に入射した光Ｌ２は、臨界角よりも大きい入射角で光拡散部の側面４０ｃに入射するため、光拡散部４０の側面４０ｃで全反射する。全反射した光は、光拡散部４０の光射出端面４０ａで屈折し、光射出端面４０ａの法線方向に対して大きな角度をなす方向に射出される。

一方、光拡散部４０の光入射端面４０ｂに対して斜めに入射した光Ｌ３は、臨界角よりも小さい入射角で光拡散部４０の側面４０ｃに入射するため、光拡散部４０の側面４０ｃを透過し、遮光層４１で吸収される。

以上の作用により、図６（Ｂ）に示すように、光拡散部材７に対して略垂直に入射した光Ｌ１，Ｌ２は、光拡散部材７に入射する前よりも角度分布が広がった状態で光拡散部材７から射出される。したがって、観察者が液晶表示装置１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、液晶表示装置１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。このため、観察者は全ての方位で良好な表示を視認できる。すなわち、この光拡散部材７の使用によって液晶表示装置１の視野角を拡大することができる。

一方、光拡散部材７に対して斜めに入射した光Ｌ３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。光拡散部材７は、このような光を遮光層４１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。

一般に、ストライプや格子等のような規則性のあるパターン同士を重ね合わせた場合、各パターンの周期が僅かにずれると、干渉縞模様（モアレ）が視認されることが知られている。例えば、複数の光拡散部がマトリクス状に配列された光拡散部材と、複数の画素がマトリクス状に配列された液晶パネルとを重ね合わせたとすると、光拡散部材の光拡散部による周期パターンと液晶パネルの画素による周期パターンとの間でモアレが発生し、表示品位を低下させる虞がある。

これに対して、本実施形態の光拡散部材７を用いた液晶表示装置１では、複数の光拡散部４０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。

（光拡散部材の製造方法）
次に、光拡散部材７の製造方法について、図７〜図９を参照して説明する。
なお、図７は、光拡散部材７の製造工程を示すフローチャートである。図８は、光拡散部材７の製造工程を順次説明するための斜視図である。図９は、光拡散部材７の光拡散部４０の配置を説明するための図である。図１０は、光拡散部４０の形成工程を説明するための図である。

光拡散部材７を製造する際は、先ず、図７に示すステップＳ１において、基材３９の一面に遮光層材料を塗布する。具体的には、図８（Ａ）に示すように、例えば、１０ｃｍ角で厚さが１００μｍのトリアセチルセルロース製の基材３９を用意する。そして、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スピンコート法を用いて塗布することによって、膜厚１５０ｎｍの塗膜４４を形成する。その後、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する。

次に、図７に示すステップＳ２において、塗膜４４に対してフォトマスクを用いた露光を行う。具体的には、図８（Ａ）に示すように、複数の遮光パターン４７がランダムに配置されたフォトマスク４５を用いて、塗膜４４に光に対して露光を行う。

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を行う。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ^２とする。本実施形態では、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４７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４７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。このため、隣接する遮光パターン４７間の間隔（ピッチ）は一定でないが、複数の遮光パターン４７間の間隔を平均した平均間隔は２５μｍである。

また、遮光パターン４７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。

ここで、複数の遮光パターン４７がランダムに配置されたフォトマスク４５を設計する手法の一例について、図９（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。
フォトマスク４５の設計については、先ず、図９（Ａ）に示すように、フォトマスク４５の全体を縦ｍ個（例えば６個）、横ｎ個（例えば６個）からなるｍ×ｎ個（例えば３６個）の領域４６に分割する。

次に、図９（Ｂ）の左側に示すように、分割した１つの領域４６において、遮光パターン４７の形状に対応する円を最密充填となるように配置したパターンを作製する。

次に、図９（Ｂ）の右側の３つに示すように、ランダム関数を用いて、例えば各円の中心座標等、各円の位置の基準となる位置データに揺らぎを持たせ、複数種類（例えばＡ，Ｂ，Ｃの３種類のパターン）の位置データを作製する。

次に、図９（Ｃ）に示すように、作製した複数種類の位置データＡ，Ｂ，Ｃをｍ×ｎ個の領域に対してランダムに割り当てる。例えば、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣが３６個の領域４６にランダムに出現するように、各位置データＡ，Ｂ，Ｃを各領域４６に割り当てる。

したがって、フォトマスク４５を個々の領域４６毎に見ると、各領域４６の遮光パターン４７の配置は、位置データＡ、位置データＢ、位置データＣの何れかのパターンに当てはまる。このため、全領域で全ての遮光パターン４７が全くランダムに配置されている訳ではないが、フォトマスク４５の全体を見ると、複数の遮光パターン４７はランダムに配置されることになる。

次に、図７に示すステップＳ３において、露光後の塗膜４４に対して現像を行う。具体的には、図８（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の現像を行った後、１００℃で乾燥させる。これにより、基材３９の一面に複数の円形の開口部４１ａを有する遮光層４１が形成される。

開口部４１ａは、次工程の光拡散部４０の形成領域に対応する。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、本実施形態の遮光パターン４７と光透過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。若しくは、蒸着法や印刷法等を用いて遮光層４１を形成してもよい。

次に、図７に示すステップＳ４において、基材３９の一面に光拡散部材料を塗布する。具体的には、図８（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ことによって、膜厚２５μｍの塗膜４８を形成する。その後、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。

次に、図７に示すステップＳ５において、塗膜４８に対して背面露光を行う。具体的には、図８（Ｄ）に示すように、基材３９を上下反転し、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を照射しながら露光を行う。

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を行う。露光量は５００ｍＪ／ｃｍ^２とする。また、拡散光Ｆは、例えば露光装置から射出された平行光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置することで得ることができる。その後、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。

次に、図７に示すステップＳ６において、露光後の塗膜４８に対して現像を行う。具体的には、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４８の現像を行った後、１００℃でポストベークする。これにより、基材３９の一面に複数の光拡散部４０が形成される。

以上のような工程を経ることによって、光拡散部材７を得ることができる。光拡散部材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、光拡散部材に求められる光拡散機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。

本実施形態では、上記光拡散部４０を形成する工程において、遮光層４１をマスクとして基材３９の背面側から光を照射しているため、光拡散部４０が遮光層４１の開口部４１ａの位置に自己整合（セルフアライン）した状態で形成される。その結果、図１０（Ａ）に示すように、光拡散部４０と遮光層４１とが密着した状態となってこれらの間に隙間ができず、コントラストを確実に維持することができる。

一方、上記光拡散部４０を形成する工程において、仮に透明ネガレジストからなる塗膜４８側からフォトマスクを介して光を照射したとすると、微小サイズの遮光層４１を形成した基材３９とフォトマスクとのアライメント調整が非常に困難であり、ずれが生じることが避けられない。その結果、図１０（Ｂ）に示すように、光拡散部４０と遮光層４１との間に隙間Ｓができ、隙間Ｓから光が漏れることによってコントラストが低下する虞がある。

また、遮光層４１を基材３９に設けない場合、光拡散部材７に入射する外光も散乱する。外光散乱が発生すると明所での視認性が低下するのに加え、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。これらを防止するために、遮光層４１を基材３９に配置する。

なお、本実施形態では、基材３９を上下反転した上で塗膜４８に対して露光を行う場合について説明したが、製造装置によっては基材３９を上下反転させずに、基材３９側から露光が行う構成とすることも可能である。

また、本実施形態では、遮光層４１や光拡散層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。

作製された光拡散部材７は、図２に示すように、液晶表示体６に貼合される。すなわち、基材３９を視認側に向けて、光拡散部４０を第２の偏光板５に対向させた状態で、第２の偏光板５の面上に形成された接着層４２を介して光拡散部材７が第２の偏光板５に貼合される。
以上のような工程を経ることによって、液晶表示装置１を作製することができる。

液晶表示体６の製造工程については、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４の両面に、光学接着剤等を用いて第１の偏光板３と第２の偏光板５とをそれぞれ貼り合わせる。以上のような工程を経ることによって、液晶表示体６が作製される。

なお、ＴＦＴ基板９やカラーフィルター基板１０の製造方法については、従来から公知の方法が用いられるため、その説明を省略するものとする。

（光拡散部材の製造装置）
次に、図１１及び図１２に示す光拡散部材７の製造装置５０の一例について説明する。
なお、図１１は、この製造装置５０の構成を示す斜視図である。図１２は、この製造装置５０の要部を示す斜視図である。

この製造装置５０は、図１１に示すように、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５０は、遮光層４１の形成に、上記フォトマスク４５を用いたフォトリソグラフィー法に代えて、印刷法を用いている。

製造装置５０は、基材３９を送り出す送出ローラー５１が一端側に設けられ、基材３９を巻き取る巻取ローラー５２が他端側に設けられることによって、送出ローラー５１側から巻取ローラー５２側に向けて基材３９を移動させる構成となっている。

基材３９の上方には、送出ローラー５１側から巻取ローラー５２側に向けて印刷装置５３、第１乾燥装置５４、塗布装置５５、現像装置５６、第２乾燥装置５７が順次配置されている。

印刷装置５３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５４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５５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５６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５７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の偏光板５と貼り合わせ、光拡散部材７を偏光板と一体化させてもよい。

基材３９の下方には、露光装置５８が配置されている。露光装置５８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１２（Ａ），（Ｂ）は、製造装置５０のうち、露光装置５８の部分だけを取り出して示す図である。

露光装置５８は、図１２（Ａ）に示すように、複数の光源５９を備えている、露光装置５８では、基材３９の進行に伴って、各光源５９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よい。一方、露光装置５８は、図１２（Ｂ）に示すように、基材３９の進行に伴って、各光源５９からの拡散光Ｆの射出角度が徐々に変化してもよい。このような露光装置５８を用いることにより、光拡散部４０の側面４０ｃの傾斜角度を所望の角度に制御することができる。

〔第１の実施形態〕
ところで、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１では、図１３に示すように、光拡散部４０と遮光層４１との間に形成される空間４３の遮光層４１から光入射端面４０ｂに至る高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さくなっている（Ｔ＞Ｄ）。これにより、液晶表示体６に光拡散部材７を貼合したときに、この光拡散部材７の光拡散機能が低下することを抑制している。

具体的に、この光拡散部材７では、光拡散部４０の側面４０ｃで入射光を全反射させるため、光拡散部４０の側面４０ｃを挟んだ内側と外側との界面における屈折率差を大きくすることが望ましい。

光拡散部材７では、光拡散部４０と遮光層４１との間に形成される空間４３に空気層が存在している。これにより、側面４０ｃを挟んで高屈折率側となる光拡散部４０と、低屈折率側となる空気層との間で屈折率差を最大とすることができる。

一方、空間４３内に接着層４２が侵入した場合、光拡散部４０の側面４０ｃと接着層４２との間で屈折率差が低下することになる。この場合、貼合前よりも光拡散部材７の光拡散機能が低下することになる。

ここで、空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが大きい場合（Ｔ＜Ｄ）の光拡散部４０の側面４０ｃに入射した入射光Ｌ’の光路を図１４に示す。一方、本実施形態のように、空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さい場合（Ｔ＞Ｄ）の光拡散部４０の側面４０ｃに入射した入射光Ｌの光路を図１５に示す。

図１４及び図１５に示すように、接着層４２の弾性率が同じであれば、接着層４２の厚みＤが小さいほど、液晶表示体６に光拡散部材７を圧着させたときの光拡散部４０の間から空間４３内に侵入する接着層４２の量を減らすことができる。また、空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さい場合には、空間４３内が接着層４２で完全に埋まることがない。

したがって、図１４に示す空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが大きい場合（Ｔ＜Ｄ）の空間４３内に侵入した接着層４２の厚みｄ’は、図１５に示す空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さい場合（Ｔ＞Ｄ）の空間４３内に侵入した接着層４２の厚みｄよりも大きくなる（ｄ’＞ｄ）。

このため、図１４に示す空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが大きい場合（Ｔ＜Ｄ）は、光拡散部４０の側面４０ｃに入射した入射光Ｌ’が、接着層４２の侵入部分において全反射せずに、側面４０ｃを透過して遮光層４１で吸収されることになる。この場合、光射出端面４０ａから入射光Ｌを取り出すことができないため、その分だけ表示の明るさが低下することになる。

これに対して、図１５に示す空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さい場合（Ｔ＞Ｄ）は、光拡散部４０の側面４０ｃに入射した入射光Ｌを、空気層（空間４３）との界面で全反射させることができる。この場合、光の利用効率を高めることができ、良好な視野角特性を得ることができる。

本実施形態の液晶表示装置１では、このような知見に基づいて、空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤを小さくしている。これにより、液晶表示体６に光拡散部材７を貼合したときに、接着層４２の空間４３内への侵入を抑制しながら、この光拡散部材７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置１では、図１６に示すように、接着層４２として、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を用いている。

具体的に、このような接着剤としては、光硬化型の接着剤や、熱硬化型の接着剤などを好適に用いることができる。本実施形態では、このような接着剤を液晶表示体６の第２の偏光板５の面上に塗布した後、接着剤に対して紫外光（ＵＶ光）などの光照射又は加熱を行うことによって、半固体状態の接着層４２を形成する。そして、この半固体状態の接着層４２を介して光拡散部材７を第２の偏光板５に貼合した後、更なる光照射又は加熱を行うことによって、接着層４２を硬化させる。

本実施形態の液晶表示装置１では、このような活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を接着層４２に用いることによって、液晶表示体６に光拡散部材７を貼合したときに、接着層４２の空間４３内への侵入を抑制しながら、この光拡散部材７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。したがって、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光の利用効率を高めると共に、良好な視野角特性を得ることができる。

また、接着層４２として、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を用いた場合は、上述した空間４３の高さＴよりも接着層４２の厚みＤを小さくする（Ｔ＞Ｄ）場合に限らず、光拡散部材７を第２の偏光板５に貼合するのに十分な接着層４２の厚みを確保することができる。

さらに、接着層４２の材料については、この接着層４２の空間４３内への侵入を抑制するため、光拡散部４０の材料との親和性が低いものを用いることが望ましい。

〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置１では、図１７に示すように、上記接着層４２の代わりに、接着シート４９を用いている。具体的に、この接着シート４９は、光透過性を有する基材４９ａと、基材４９ａの両面に形成された接着層４９ｂ，４９ｃとを有している。基材４９ａには、基材３９と同じものを用いることができる。また、接着層４９ｂ，４９ｃには、上記接着層４２と同じものを用いることができる。

本実施形態では、このような接着シート４９を挟んで光拡散部材７を第２の偏光板５に貼合する。この場合、接着シート４９の光拡散部材７と貼合される側の接着層４９ｂの厚みと、接着シート４９の第２の偏光板５と貼合される側の接着層４９ｃの厚みとをそれぞれ小さくすることができる。また、接着層４９ｂ，４９ｃよりも弾性率の高い基材４９ａによって、光拡散部材７を圧着させたときの接着シート４９の剛性を確保することできる。

本実施形態の液晶表示装置１では、このような接着シート４９を用いることによって、液晶表示体６に光拡散部材７を貼合したときに、接着層４９ｂの空間４３内への侵入を抑制しながら、この光拡散部材７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。したがって、本実施形態の液晶表示装置１によれば、光の利用効率を高めると共に、良好な視野角特性を得ることができる。

（光拡散部材の別の構成例）
次に、上記液晶表示装置１が備える光拡散部材の別の構成例について説明する。
なお、以下の説明では、上記液晶表示装置１及び上記光拡散部材７と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

〔第１の構成例〕
先ず、第１の構成例として図１８及び図１９に示す光拡散部材１０７について説明する。
なお、図１８は、光拡散部材１０７の構成を示す斜視図である。図１９は、光拡散部材１０７の構成を示す断面図である。

光拡散部材１０７は、上記光拡散部材７が備える光拡散部４０と遮光層４１との形成領域が逆転している構成である。具体的に、この光拡散部材１０７は、図１８及び図１９に示すように、基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された光制御層１０７ａとを概略備えている。光制御層１０７ａは、液晶パネル４からの光を拡散させて光の射出方向を制御するものであり、基材３９の一面に形成された複数の遮光層４１と、基材３９の一面において遮光層４１の形成領域以外の領域に形成された光拡散部１４０と、基材３９の一面において遮光層４１の形成領域に形成された中空部１４３とから構成されている。

複数の遮光層４１は、基材３９の一面の法線方向から見て点在して配置されている。光拡散部１４０は、遮光層４１の形成領域以外の領域に連続して形成されている。複数の遮光層４１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。複数の遮光層４１に対応する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。

遮光層４１の間隔（ピッチ）は液晶パネル４の画素の間隔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。

中空部１４３は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が円形であり、基材３９側の面積が大きく、基材３９と反対側の面の面積が小さく、基材３９側から基材３９と反対側に向けて水平断面の面積が徐々に小さくなっている。すなわち、中空部１４３は、基材３９側から見たとき、側面がテーパー状に傾斜した円錐台形状を有している。

中空部１４３の内部は、空気層が存在する空間である。光拡散部１４０は、中空部１４３以外の部分により構成される。光拡散部１４０は、光の透過に寄与する部分であり、透明樹脂が連続して存在することで構成される。

光拡散部１４０の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（基材３９に接する側の面）が光出射端面１４０ａとなり、面積の大きい方の面（基材３９と反対側の面）が光入射端面１４０ｂとなる。

光拡散部材１０７では、隣接する光拡散部１４０の間に空気層（中空部１４３）が介在しているため、光拡散部１４０を例えばアクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部１４０の側面１４０ｃはアクリル樹脂と空気層との界面となる。これにより、光拡散部１４０に入射した光は、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の内部に略閉じ込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。

したがって、光拡散部材１０７では、スネル（Snell）の法則より、臨界角が最も小さくなり、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、上記基材３９及び光拡散部１４０の屈折率は、それぞれ略同等であることが望ましい。これらの屈折率が大きく異なっていると、例えば光入射端面１４０ｂから入射した光が光拡散部１４０から基材３９に光が入射する際に光拡散部１４０と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じてしまう。すなわち、所望の光拡散角度が得られない、或いは射出光の光量が減少する等といった問題が生じるおそれがあるが、上述のように屈折率を略同等とすることで上記問題の発生を防止することができる。

また、光拡散部材１０７では、光を全反射するため、光拡散部１４０の周囲を低屈折率状態としてもよく、空気層に代えて、中空部１４３内に窒素等の不活性ガスが充填されている状態としてもよい。若しくは、中空部１４３内が真空状態や大気圧よりも減圧された状態であってもよい。

以上のような構成を有する光拡散部材１０７は、上記光拡散部材７と同様に、液晶表示体６の視認側に配置される。すなわち、基材３９の他面を視認側に向けた状態で、光拡散部１４０が接着層４２又は接着シート４９を介して第２の偏光板５に貼合される。

液晶表示装置１では、上記光拡散部材７の代わりに光拡散部材１０７を備える場合でも、上記第１乃至第３の実施形態と同様の構成により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、この光拡散部材１０７を液晶表示体６に貼合する際は、上記第１の実施形態のように、光拡散部１４０と遮光層４１との間に形成される中空部１４３の遮光層４１から光入射端面１４０ｂに至る高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さくすることが好ましい。また、上記第２の実施形態のように、接着層４２として、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を用いることが好ましい。また、上記第３の実施形態のように、接着シート４９を挟んで光拡散部材１０７を第２の偏光板５に貼合することが好ましい。

これにより、液晶表示体６に光拡散部材１０７を貼合したときに、接着層４２又は接着シート４９の接着層４９ｂの中空部１４３内への侵入を抑制しながら、この光拡散部材１０７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。したがって、このような光拡散部材１０７を備える液晶表示装置１によれば、光の利用効率を高めると共に、良好な視野角特性を得ることができる。

〔第２の構成例〕
次に、第２の構成例として図２０及び図２１に示す光拡散部材２０７について説明する。
なお、図２０は、光拡散部材２０７の構成を示す斜視図である。図２１は、光拡散部材２０７の構成を示す模式図であり、図２１中の左側上段には、光拡散部材２０７の平面図、図２１中の左側下段には、Ａ−Ａ切断線に沿った光拡散部材２０７の断面図、図２１中の右側上段には、Ｂ−Ｂ切断線に沿った光拡散部材２０７の断面図を示す。

光拡散部材２０７は、上記光拡散部材７が備える光拡散部４０の形状を方位異方性のない円錐台形状から方位異方性を有した楕円錐台形状とした構成である。具体的に、この光拡散部材２０７は、図２０及び図２１に示すように、基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された光制御層２０７ａとを概略備えている。光制御層２０７ａは、液晶パネル４からの光を拡散させて光の射出方向を制御するものであり、基材３９の一面に形成された複数の光拡散部２４０と、遮光層４１とから構成されている。

複数の光拡散部２４０は、基材３９の一面に点在して設けられている。基材３９の法線方向から見た光拡散部２４０の平面形状は、細長い楕円形であり、長軸と短軸とを有している。なお、本実施形態では、大きさの異なる光拡散部２４０が点在しているものの、各光拡散部２４０における長軸の長さに対する短軸の長さの比が概ね等しい。なお、複数の光拡散部２４０は、大きさの異なるものに限らず、大きさの同じものであってもよい。

光拡散部２４０は、基材３９側の光射出端面２４０ａの面積が小さく、基材３９と反対側の光入射端面２４０ｂの面積が大きく、基材３９側から基材３９と反対側に向けて水平断面の面積が漸次拡大している。したがって、この光拡散部２４０は、基材３９側から基材３９と反対側に向けて、側面２４０ｃが逆テーパー状に傾斜した楕円錐台形状を有している。また、基材３９の一面における複数の光拡散部２４０以外の部分には、遮光層４１が連なって設けられている。したがって、光拡散部２４０と遮光層４１との間には、空間４３が形成され、この空間４３には、空気層が存在している。

光拡散部材２０７では、各光拡散部２４０の平面形状をなす楕円の長軸方向が概ねＸ方向に揃っている。一方、各光拡散部２４０の平面形状をなす楕円の短軸方向が概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部２４０の側面２４０ｃの向きを考えると、光拡散部２４０の側面２４０ｃのうち、Ｘ方向に沿った側面２４０ｃの面積の割合は、Ｙ方向に沿った側面２４０ｃの面積の割合よりも多い。このため、Ｘ方向に沿った側面２４０ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った側面２４０ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。

したがって、この光拡散部材２０７は、光を異方的に拡散させる方位異方性を有し、光射出端面２４０ａと光入射端面２４０ｂとの間に形成される側面２４０ｃのうち、その面積が大きくなる方位よりも、その面積が小さくなる方位において、光の拡散力が相対的に高くなっている。すなわち、この光拡散部材２０７は、Ｙ方向において強い方位異方性を有している。以下、この方位異方性が相対的に強くなる方向を「方位角方向」という。

以上のような構成を有する光拡散部材２０７は、上記光拡散部材７と同様に、液晶表示体６の視認側に配置される。すなわち、基材３９の他面を視認側に向けた状態で、光拡散部２４０が接着層４２又は接着シート４９を介して第２の偏光板５に貼合される。

液晶表示装置１では、上記光拡散部材７の代わりに光拡散部材２０７を備える場合でも、上記第１乃至第３の実施形態と同様の構成により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、この光拡散部材２０７を液晶表示体６に貼合する際は、上記第１の実施形態のように、光拡散部２４０と遮光層４１との間に形成される中空部１４３の遮光層４１から光入射端面２４０ｂに至る高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さくすることが好ましい。また、上記第２の実施形態のように、接着層４２として、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を用いることが好ましい。また、上記第３の実施形態のように、接着シート４９を挟んで光拡散部材２０７を第２の偏光板５に貼合することが好ましい。

これにより、液晶表示体６に光拡散部材２０７を貼合したときに、接着層４２又は接着シート４９の接着層４９ｂの空間４３への侵入を抑制しながら、この光拡散部材２０７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。したがって、このような光拡散部材２０７を備える液晶表示装置１によれば、光の利用効率を高めると共に、良好な視野角特性を得ることができる。

また、光拡散部材２０７は、光拡散部２４０の方位角方向を液晶パネル４における視野角特性改善方向と一致させている。本実施形態では、液晶パネル４における視野角特性改善方向がＹ方向であるため、このＹ方向と光拡散部材２０７の方位角方向とが一致している。これにより、液晶パネル４における視野角特性改善方向に光を良好に拡散させることができ、明るく視認性に優れた画像を表示することができる。

なお、光拡散部材２０７の方位角方向については、上述したＹ方向に限定されるものではなく、液晶パネル４の視野角特性改善方向に合わせて適宜変更することが可能である。

また、光拡散部材２０７は、上述した光拡散部２４０の方位角方向が一方向に揃った構成に限定されるものではなく、例えば図２２に示すように、方位異方性の方位角方向が異なった光拡散部２４０ａ，２４０ｂを有する構成であってもよい。この場合、方位異方性の方位角方向が異ならせることによって、液晶パネル４の視野角特性改善方向を多角化することができる。

また、液晶表示装置１は、上記光拡散部材７，２０７のような構成に限らず、例えば図２３に示すように、上述した円形の光拡散部４０と楕円形の光拡散部２４０とが混在する光拡散部材を備えた構成とすることも可能である。さらに、光拡散部４０，２４０の形状については、このような円形や楕円形に限らず、対称又は非対称な多角形とすることも可能である。

〔第３の構成例〕
次に、第２の構成例として図２４及び図２５に示す光拡散部材３０７について説明する。
なお、図２４は、光拡散部材３０７の構成を示す斜視図である。図２５は、光拡散部材３０７の構成を示す模式図であり、図２５中の左側上段には、光拡散部材３０７の平面図、図２５中の左側下段には、Ａ−Ａ切断線に沿った光拡散部材３０７の断面図、図２５中の右側上段には、Ｂ−Ｂ切断線に沿った光拡散部材３０７の断面図を示す。

光拡散部材３０７は、上記光拡散部材２０７が備える光拡散部２４０と遮光層４１との形成領域が逆転している構成である。具体的に、この光拡散部材３０７は、図２４及び図２５に示すように、基材３９と、基材３９の一面（視認側と反対側の面）に形成された光制御層３０７ａとを概略備えている。光制御層３０７ａは、液晶パネル４からの光を拡散させて光の射出方向を制御するものであり、基材３９の一面に形成された複数の遮光層４１と、基材３９の一面において遮光層４１の形成領域以外の領域に形成された光拡散部３４０と、基材３９の一面において遮光層４１の形成領域に形成された中空部３４３とから構成されている。

複数の遮光層４１は、基材３９の一面の法線方向から見て点在して配置されている。光拡散部１４０は、遮光層４１の形成領域以外の領域に連続して形成されている。複数の遮光層４１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。複数の遮光層４１に対応する位置に形成される複数の中空部３４３も基材３９上にランダムに配置されている。

遮光層４１の間隔（ピッチ）は液晶パネル４の画素の間隔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。

中空部３４３は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が楕円形であり、基材３９側の面積が大きく、基材３９と反対側の面の面積が小さく、基材３９側から基材３９と反対側に向けて水平断面の面積が徐々に小さくなっている。すなわち、中空部３４３は、基材３９側から見たとき、側面がテーパー状に傾斜した楕円錐台形状を有している。なお、本実施形態では、大きさの異なる中空部３４３が点在しているものの、各中空部３４３における長軸の長さに対する短軸の長さの比が概ね等しい。なお、複数の中空部３４３は、大きさの異なるものに限らず、大きさの同じものであってもよい。

中空部３４３の内部は、空気層が存在する空間である。光拡散部３４０は、中空部３４３以外の部分により構成される。光拡散部３４０は、光の透過に寄与する部分であり、透明樹脂が連続して存在することで構成される。

光拡散部３４０の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（基材３９に接する側の面）が光出射端面３４０ａとなり、面積の大きい方の面（基材３９と反対側の面）が光入射端面３４０ｂとなる。

光拡散部材３０７では、隣接する光拡散部３４０の間に空気層（中空部３４３）が介在しているため、光拡散部３４０を例えばアクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部３４０の側面３４０ｃはアクリル樹脂と空気層との界面となる。これにより、光拡散部３４０に入射した光は、光拡散部３４０と中空部３４３との界面で全反射しつつ、光拡散部３４０の内部に略閉じ込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。

したがって、光拡散部材３０７では、スネル（Snell）の法則より、臨界角が最も小さくなり、光拡散部３４０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、上記基材３９及び光拡散部３４０の屈折率は、それぞれ略同等であることが望ましい。これらの屈折率が大きく異なっていると、例えば光入射端面３４０ｂから入射した光が光拡散部３４０から基材３９に光が入射する際に光拡散部３４０と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じてしまう。すなわち、所望の光拡散角度が得られない、或いは射出光の光量が減少する等といった問題が生じるおそれがあるが、上述のように屈折率を略同等とすることで上記問題の発生を防止することができる。

また、光拡散部材３０７では、光を全反射するため、光拡散部３４０の周囲を低屈折率状態としてもよく、空気層に代えて、中空部３４３内に窒素等の不活性ガスが充填されている状態としてもよい。若しくは、中空部３４３内が真空状態や大気圧よりも減圧された状態であってもよい。

光拡散部材３０７では、各中空部３４３の平面形状をなす楕円の長軸方向が概ねＸ方向に揃っている。一方、各光中空部３４３の平面形状をなす楕円の短軸方向が概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部３４０の側面３４０ｃの向きを考えると、光拡散部３４０の側面３４０ｃのうち、Ｘ方向に沿った側面３４０ｃの割合はＹ方向に沿った側面３４０ｃの割合よりも多い。このため、Ｘ方向に沿った側面３４０ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った側面３４０ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。

したがって、この光拡散部材３０７は、光を異方的に拡散させる方位異方性を有し、光射出端面３４０ａと光入射端面３４０ｂとの間に形成される側面３４０ｃのうち、その面積が大きくなる方位よりも、その面積が小さくなる方位において、光の拡散力が相対的に高くなっている。すなわち、この光拡散部材３０７は、Ｙ方向において強い方位異方性を有している。

以上のような構成を有する光拡散部材３０７は、上記光拡散部材７と同様に、液晶表示体６の視認側に配置される。すなわち、基材３９の他面を視認側に向けた状態で、光拡散部３４０が接着層４２又は接着シート４９を介して第２の偏光板５に貼合される。

液晶表示装置１では、上記光拡散部材７の代わりに光拡散部材３０７を備える場合でも、上記第１乃至第３の実施形態と同様の構成により同様の効果を得ることが可能である。すなわち、この光拡散部材３０７を液晶表示体６に貼合する際は、上記第１の実施形態のように、光拡散部３４０と遮光層４１との間に形成される中空部３４３の遮光層４１から光入射端面３４０ｂに至る高さＴよりも接着層４２の厚みＤが小さくすることが好ましい。また、上記第２の実施形態のように、接着層４２として、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤を用いることが好ましい。また、上記第３の実施形態のように、接着シート４９を挟んで光拡散部材３０７を第２の偏光板５に貼合することが好ましい。

これにより、液晶表示体６に光拡散部材３０７を貼合したときに、接着層４２又は接着シート４９の接着層４９ｂの空間４３への侵入を抑制しながら、この光拡散部材３０７の光拡散機能が低下することを抑制することが可能である。したがって、このような光拡散部材３０７を備える液晶表示装置１によれば、光の利用効率を高めると共に、良好な視野角特性を得ることができる。

また、光拡散部材３０７は、光拡散部３４０の方位角方向を液晶パネル４における視野角特性改善方向と一致させている。本実施形態では、液晶パネル４における視野角特性改善方向がＹ方向であるため、このＹ方向と光拡散部材３０７の方位角方向とが一致している。これにより、液晶パネル４における視野角特性改善方向に光を良好に拡散させることができ、明るく視認性に優れた画像を表示することができる。

なお、光拡散部材３０７の方位角方向については、上述したＹ方向に限定されるものではなく、液晶パネル４の視野角特性改善方向に合わせて適宜変更することが可能である。

また、光拡散部材３０７は、上述した中空部３４３の方位角方向が一方向に揃った構成に限定されるものではなく、例えば図２６に示すように、方位異方性の方位角方向が異なった中空部３４３ａ，３４３ｂを有する構成であってもよい。この場合、方位異方性の方位角方向が異ならせることによって、液晶パネル４の視野角特性改善方向を多角化することができる。

また、液晶表示装置１は、上記光拡散部材１０７，３０７のような構成に限らず、例えば図２７に示すように、上述した円形の中空部１４３と楕円形の中空部３４０とが混在する光拡散部材を備えた構成とすることも可能である。さらに、中空部１４３，３４３の形状については、このような円形や楕円形に限らず、対称又は非対称な多角形とすることも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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、表示体として液晶パネル４を備えた液晶表示装置の例を挙げたが、これに限ることなく、表示体として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子や、プラズマディスプレイ等を備えた表示装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、光拡散部材７，１０７，２０７，３０７を液晶表示体６の第２の偏光板５上に接着する例を示したが、光拡散部材７，１０７，２０７，３０７と液晶表示体６とは必ずしも接触していなくてもよい。例えば、光拡散部材７，１０７，２０７，３０７と液晶表示体６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よい。あるいは、光拡散部材７，１０７，２０７，３０７を液晶表示体６とが離れた位置にあってもよい。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、光拡散部材７，１０７，２０７，３０７と偏光板とが接触することはない。

また、上記実施形態における光拡散部材７，１０７，２０７，３０７の基材３９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よい。この構成によれば、基材３９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。

また、上記実施形態では、光拡散部４０，１４０，２４０，３４０の形状を円錐台形状若しくは楕円錐台形状としたが、光拡散部４０，１４０，２４０，３４０の側面４０ｃ，１４０ｃ，２４０ｃ，３４０ｃの傾斜角度は光軸を中心として必ずしも対称でなくてもよい。上記実施形態のように光拡散部４０，１４０，２４０，３４０の形状を円錐台形状若しくは楕円錐台形状とした場合には、光拡散部４０，１４０，２４０，３４０の側面４０ｃ，１４０ｃ，２４０ｃ，３４０ｃの傾斜角度が光軸を中心として対称となるため、光軸を中心として対称的な角度分布が得られる。これに対して、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、若しく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４０，１４０，２４０，３４０の側面の傾斜角度を非対称にしてもよい。

その他、光拡散部材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。

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。

１…液晶表示装置（表示装置） ６…液晶表示体（表示体） ７，１０７，２０７，３０７…光拡散部材 ３９…基材、４０，１４０，２４０，３４０…光拡散部、４０ａ，１４０ａ，２４０ａ，３４０ａ…光射出端面、４０ｂ，１４０ｂ，２４０ｂ，３４０ｂ…光入射端面 ４０ｃ，１４０ｃ，２４０ｃ，３４０ｃ…側面 ４１…遮光層 ４２…接着層 ４３…空間 １４３，３４３…中空部 ４９…接着シート

Claims (4)

1. 表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる光拡散部材と、前記表示体と前記光拡散部材との間に介在される接着層と、を含み、
   前記光拡散部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の前記表示体と対向する面に所定の高さで形成された光拡散部と、前記基材の前記表示体と対向する面のうち前記光拡散部以外の領域に前記光拡散部の高さよりも小さい厚みで形成された遮光層と、を有し、
   前記光拡散部は、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を有し、
   前記接着層は、活性化エネルギーの照射により硬化する接着剤からなる表示装置を製造する際に、
   前記接着剤に前記活性化エネルギーを照射することによって形成された半固体状態の前記接着層に前記光拡散部材を貼合した後に、更なる前記活性化エネルギーの照射を行うことによって硬化した前記接着層に前記光入射端面を接着することによって、前記光拡散部と前記遮光層との間に形成される空間の前記遮光層から前記光入射端面に至る高さよりも前記接着層の厚みを小さくすることを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる光拡散部材と、前記表示体と前記光拡散部材との間に介在される接着シートと、を含み、
   前記接着シートは、光透過性を有する基材と、前記基材の両面に形成された接着層と、を有し、
   前記光拡散部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の前記表示体と対向する面に所定の高さで形成された光拡散部と、前記基材の前記表示体と対向する面のうち前記光拡散部以外の領域に前記光拡散部の高さよりも小さい厚みで形成された遮光層と、を有し、
   前記光拡散部は、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を有し、
   前記接着層よりも弾性率の高い前記基材によって、前記光拡散部材を圧着させたときの前記接着シートの剛性を確保しながら、前記光入射端面が前記接着シートの一方の接着層に接着されることによって、前記光拡散部と前記遮光層との間に形成される空間の前記遮光層から前記光入射端面に至る高さよりも前記接着層の厚みが小さくなっていることを特徴とする表示装置。
3. 前記光拡散部材は、前記光拡散部の前記光射出端面と前記光入射端面との間に形成される側面のうち、その面積が大きくなる方位よりも、その面積が小さくなる方位において、光の拡散力が相対的に高くなる方位異方性を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記光拡散部材は、前記方位異方性の方位角方向が異なった光拡散部を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。

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