WO2010150615A1

WO2010150615A1 - 表示装置及び多層基板

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Publication number: WO2010150615A1
Application number: PCT/JP2010/058903
Authority: WO
Inventors: 山田信明; 櫻木一義; 藤井暁義; 田口登喜生
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-12-29
Also published as: US8917369B2; US20120147303A1; CN102460283B; CN102460283A

Abstract

本発明は、反射光の低減が実現された表示装置を提供する。また、本発明は、屈折率が互いに異なる複数の層を有する場合であっても、光の反射率が低減される多層基板を提供する。本発明の表示装置は、表示画面を通り抜けて内部構造に入射した光のうち、内部構造で反射する光の反射率が、１．０％未満である表示装置である。また、本発明の多層基板は、第一の層、及び、第一の層に隣接して配置された第二の層を有する多層基板であって、上記第二の層の屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面から、第一の層と反対方向に向かって、第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化している多層基板である。

Description

表示装置及び多層基板

本発明は、表示装置及び多層基板に関する。

近年多く用いられているテレビジョン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器が備える表示装置は、通常、ガラス等の基板を土台として作製されるものであり、この基板上に回路素子、制御素子、カラーフィルタ等が配置されて表示装置は完成する。

例えば、液晶表示装置は、ガラス等の透明基板と、透明基板上に形成されたカラーフィルタとを備えている。カラーフィルタを設けることで表示光を着色させることが可能であるため、カラーフィルタを備える液晶表示装置は、カラー画像を表示することができる。そして、このようなカラーフィルタ及び透明基板は、透明基板がより表示面側に、カラーフィルタがより液晶表示装置の内面側に設置されている。

色が異なるカラーフィルタ間には、通常、表示画像のコントラストを向上させるための遮光膜が配置される。遮光膜としては、例えば、金属薄膜が用いられる。しかしながら、一般に金属は反射率が高いことから、カラーフィルタを備える基板側から表示装置を観察したときに、金属薄膜からなる遮光膜によって反射した周囲の光が表示画像のコントラストを低下させることがある。

これに対する改善策としては、透明基板と金属遮光膜との間に、透明基板の屈折率と金属遮光膜の屈折率との間の屈折率をもつ膜を設ける方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１においては、透明基板の材料としてガラスが用いられており、反射防止を図るための膜として透明無機薄膜が用いられており、透明無機薄膜の材料の例として、ＴｉＯ（酸化チタン）等が開示されている。また、金属遮光膜の材料としては、Ｃｒ（クロム）等が開示されている。

特開平５－１９６８０９号公報

しかしながら、本発明者らが検討を行ったところ、上記特許文献１のように透明基板と金属遮光膜との間に透明無機薄膜を配置したとしても、透明基板と透明無機薄膜との境界、及び、透明無機薄膜と金属遮光膜との境界において、外光の反射が起こってしまうことが明らかとなった。

その理由としては、上記特許文献１に基づく層構造が、空気層（屈折率：１）、ガラス層（屈折率：１．５）、ＴｉＯ層（屈折率：２．３５）及びＣｒ層（屈折率：３．０８）が積層されて構成されたものであり、断続的に異なる屈折率をもつ複数の層を含んでしまっていることが考えられる。光の反射は、屈折率の異なる媒質間を透過する際に、媒質間の境界でも起こり、その媒質間の境界に入射した光の反射率は、それぞれの媒質の屈折率差の二乗と屈折率の和の二乗の比とで決まる。したがって、各層の屈折率が断続的に異なっていると、透明基板（ガラス）と透明無機薄膜（ＴｉＯ）との境界では、透明基板の屈折率と透明無機薄膜の屈折率との相違に起因する光の反射が起こり、透明無機薄膜（ＴｉＯ）と金属遮光膜（Ｃｒ）との界面では、透明無機薄膜の屈折率と金属遮光膜の屈折率との相違に起因する光の反射が起こるため、結果として、充分に光の反射防止効果を得ることができない。

また、特許文献１のように透明基板上の全体に透明無機薄膜を配置すると、金属遮光膜が配置された領域のみならず、表示光が透過する画素領域においても新たに反射光を生じさせてしまうため、全体としてかえって反射光を増加させてしまうことにもなる。

反射光が増加すると、本来表示光として用いられる光（例えば、液晶表示装置のバックライトから出射された光）と、外光が反射してできた光とが混合したときに、本来用いられるべき表示光が著しく阻害される。例えば、明室におけるコントラストの低下を引き起こすことになり、表示品位が低下する。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、反射光の低減が実現された表示装置を提供することを目的とするものである。また、屈折率が互いに異なる複数の層を有する場合であっても、光の反射率が低減される多層基板を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、表示装置の明室におけるコントラストの低下を妨げる手段について種々検討したところ、表示装置の構造に基づく反射に着目した。表示のコントラスト比を低下させる原因としては、黒表示時に起こる光漏れが一般的に知られているが、明室でのコントラスト比の低下については、表示装置の構造に基づく反射が大きく影響することを見いだした。具体的には、表示画面における表面反射がコントラスト比の低下に強い影響を及ぼすが、一方で、表面反射を抑制すると、表示装置の内部構造に基づく反射が明室でのコントラスト比の低下に大きく影響することを見いだすとともに、表示装置の内部構造の反射率を一定以下に低減することで、明室での表示のコントラスト比を向上させることが可能であることを見いだした。

すなわち、本発明は、表示画面を通り抜けて内部構造に入射した光のうち、内部構造で反射する光の反射率が、１．０％未満である表示装置である。本明細書において反射率とは、より詳細には正反射率と拡散反射率とを足し合わせた値をいい、ＸＹＺ表色系に基づく三刺激値のＹ値が相当する。表示画面とは、実際に映像が映し出される画面であり、外光が表示装置の内部に入光する経路となる領域でもある。表示画面を通り抜けて表示装置の内部に入った光は、表示装置の内部構造の反射率の高い部材の表面で反射し、再度表示画面を通り抜けて外界へ出射する。このような反射光は、表示のコントラスト比を下げる原因となる。表示のコントラスト比が下がる要因としては、黒色を表示する場合に起こる光漏れが挙げられる。この場合は、液晶表示装置のようなパネルの背後に光源を持った表示装置において、特に暗い環境で顕著となる。つまり暗い環境、例えば周りに光源がない暗室や、映画館のような弱い光源があるような環境で黒を表示したとき、パネルの背後の光源からの光が観察者側に漏れてくることによって、白表示と黒表示の比（コントラスト比）が下がることがこれに相当する。このような背面光源（バックライト）からの光が漏れることは、周囲の暗さよりも、黒表示のほうが明るく見えることで認識され、一般に黒が浮くと言われる。一方、周囲が明るい環境下においてコントラスト比を向上させるためには、表示装置の構造に起因する反射光の低減が効果的であり、表面反射の低減以外に、特に、これまで注目されていなかった表示装置の内部構造での反射（以下、内部反射ともいう。）を抑制することが効果的である。これにより、周囲が明るい環境下においても優れたコントラスト比をもつ表示装置を得ることができる。

これは以下のように考えると分かりやすい。周囲環境が明るい場合、つまり表示装置の周りに光源や２次光源となるような白い壁等があると、これらは表示装置の表示画面に写りこむことがある。このようなとき、表示装置の表示画面に映し出された画像は見えにくくなる。丁度窓や白い壁が表示画面に写りこんで画像が見えなくなる状態である。この写り込みは、表示装置の表面での反射のみならず、表示装置の内部からの反射（表示装置内部を構成する部材による反射）も寄与している。また、表示装置が黒を表示していれば、写り込んでいるものがよりはっきりと見え、黒表示とは認識できない。このようにして白表示と黒表示の比（コントラスト比）は極端に下がることとなる。このような状態では表示装置の表示画面に写り込みが起こることを抑制しなければ、周囲が明るい環境下でコントラスト比を上げることはできない。

ここで、本発明の表示装置の内部反射の定義について説明する。明所でのコントラスト比は表示装置がどれだけ外光を反射するかに大きく依存する。この表示装置に関わる反射を表示装置の構造に起因する表面反射と内部反射とに分けて考える。表面反射とは、表示装置の表示画面の最表面における反射を指し、内部反射とは表示画面の最表面から表示装置の内部に入った光の表示装置内部での反射を指す。例えば、表示画面を構成する部材が基板にフィルムを貼り付けたようなものであれば、フィルム最表面の反射が表面反射であり、内部反射が、フィルムの最表面から内側に入った光の、フィルムと基板との境界等で引き起こされる反射を指す。

つまり、内部反射は表示装置を構成する各種材料が接する界面で屈折率が不連続面であることに伴う反射が起因して生じるものであり、表示装置の内部構造に使われている電極等の金属部分による反射、積層される酸化物や有機物のこれら層をなしている各層の界面における反射もこれに相当する。

図１は、本発明の表示装置の構造に起因する反射の様子を示す概念図である。図１に示すように、本発明の表示装置は、表示画面を構成する表面基材１１１と内部構造を構成する内部基材１１２とを構成要素として有する。より詳細には、表面基材１１１の外界側の表面が表示画面を構成する。表面基材１１１の外側から入射する光１０１は、表面基材１１１の外界側の表面で反射する成分１０２と、表面基材１１１を透過する成分１０３とに分けられる。そして、表面基材１１１を透過した成分１０３は、更に、表示装置の内部構造が有する反射率の高い部材の表面で反射して観察面側に向かう成分（内部反射成分）１０４と、表示装置の内部構造をそのまま透過する成分とに分けられる。このうち、内部反射成分１０４は、表示装置の内部の構造に基づく成分であり、内部基材１１２の構造に起因する反射成分のみならず、外界側の表面以外の表面基材１１１の構造に起因する反射成分も含む。すなわち、表示装置の構造に基づく反射を全ての反射成分としたときに、内部反射成分は、全ての反射成分から表面基材１１１の外界側の表面で反射する成分を除いた成分となる。

次に、本発明の表示装置が液晶表示装置である場合の内部反射の定義についてより詳細に説明する。図２は、本発明の表示装置が液晶表示装置である場合の、本発明の表示装置の構造に起因する反射の様子を示す概念図である。図２に示すように、本発明の表示装置（液晶表示装置）は、表示画面を構成する基板（観察面側基板）１２１と、内部構造を構成する基板（背面側基板）１２２とからなる一対の基板を備える。また、上記一対の基板間には、液晶層１２３が形成されている。観察面側基板１２１側から入射する光１０１は、観察面側基板１２１の外界側の表面で反射する成分１０２と、観察面側基板１２１を透過する成分１０３とに分けられる。そして、観察面側基板１２１を透過した成分１０３は、更に、液晶表示装置の内部構造が有する反射率の高い部材の表面で反射して観察面側に向かう成分（内部反射成分）１０４と、液晶表示装置の内部構造をそのまま透過する成分とに分けられる。このうち、内部反射成分１０４は、液晶表示装置の内部の構造に基づく成分であり、背面側基板１２２の構造に起因する反射成分のみならず、観察面側基板１２１の外界側の表面以外の構造に起因する反射成分も含む。すなわち、液晶表示装置の構造に基づく反射を全ての反射成分としたときに、内部反射成分は、全ての反射成分から観察面側基板１２１の外界側の表面で反射する成分を除いた成分となる。

ここで、本発明の液晶表示装置が透過型又は反射透過両用型の液晶表示装置の場合、背面側基板１２２の更に背面側にはバックライトが存在する。そして、背面側基板１２２を透過した光がバックライトにまで到達すると、その成分の一部はバックライトの構造に基づき反射され、観察面側基板１２１を通り抜けて外部に抜けることもありうる。本発明の内部反射の定義に基づけばこのような光もまた内部反射に含まれることになる。ただし、例えば、観察面側基板１２１及び背面側基板１２２にそれぞれ一つずつ偏光板が設けられ、該一対の偏光板の偏光軸が互いにクロスニコルの関係にある場合には、実際には、このようなバックライトの構造に基づく反射光は、本発明の内部反射成分としては無視できるものとみなすことができる。これは、黒表示の際に光は、これら２つの偏光板によってほとんどの光が吸収されることになるからである。つまり黒表示状態での外光は２枚の偏光板で吸収されるためバックライト側に通り抜けないのである。なお、このように互いにクロスニコルの関係にある２つの偏光板を、液晶層を挟持する一対の基板のそれぞれに配置することは、コントラスト比の向上の観点からも好ましい。また、これらのことから、互いにクロスニコルの関係にある２つの偏光板を液晶層を挟んで有する透過型又は半透過型の液晶表示装置の内部反射の反射率については、液晶表示パネルによる内部反射の反射率と同じと評価することができる。

一方、上記偏光板配置における黒表示以外の状態では、表及び裏の偏光板のクロスニコル状態は崩れるので、バックライトからの光が透過するのと同じく外光の一部も表及び裏の偏光板を通過し、バックライト側に入る。このためバックライトによる反射光が新たに加わる可能性があるが、外光よりもバックライトからより多くの光が出射されているので、この反射光はバックライトからの光全体と比べると、ごく小さいものとして無視することができる。

本発明は、このような内部反射成分に着目したものであり、表示装置の内部構造で反射する光の反射率が１．０％未満であるときに大きなコントラスト比の改善効果を得ることができる。一般的な液晶表示装置における内部構造に基づく反射率は１．６～２．０％のものが多く、これに対してコントラスト比の優れた改善効果を得るためには、内部反射率が少なくとも１．０％未満である必要がある。また、上記内部構造で反射する光の反射率は、０．５％未満であることが好ましく、これにより、周囲がかなり明るい環境下においても表示のコントラスト比が高く維持され、高い表示品位を有する表示装置が得られることになる。

また、上述のように本発明の表示装置は、表面反射の抑制のための処理がなされた場合に、特に好適に用いられる。したがって、本発明の表示装置においては、上記表示画面は、最表面に低反射層を有していることが好ましく、特に、上記低反射層は、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有することが好ましい。本明細書において低反射層とは、反射率が１．５％以下の層をいう。本発明で用いられる低反射層としては、例えば、多層基板の表面で反射した光と低反射層の表面で反射した光とを互いに干渉させて打ち消すことにより反射率を低減させるＬＲ（Ｌｏｗ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）フィルム及びＡＲ（Ａｎｔｉ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）フィルム、低反射層の表面に設けられた凹凸構造を利用して外光を散乱させることにより防眩効果を奏するＡＧ（Ａｎｔｉ　Ｇｌａｒｅ：防眩）フィルムとＬＲフィルムとの両方の特徴を有するＡＧＬＲフィルム、並びに、隣り合う頂点間の幅が可視光波長（３８０ｎｍ）以下の複数の凸部を表面に有するモスアイフィルムが挙げられる。モスアイフィルムの表面を構成するモスアイ構造によれば、外界（空気）と隣接する界面からの屈折率の変化を擬似的に連続なものとし、屈折率界面に関係なく光のほぼ全てを透過させることができるので、表面反射率を実質的に０に近づけることができる。具体的にモスアイフィルムは、表面反射率を０．３％以下にすることが可能である。また、干渉作用の低反射膜とは異なり、モスアイ構造では反射率特性が入射波長に依存し難く、可視光領域全域にわたって反射率を０．３％以下とすることが可能である。更に、表面反射率が低いほど内部反射の寄与する割合が相対的に増えるため、本発明の内部反射を低減した構造を持つ表示装置は、表面反射率が低くなるほど効果があり、よってモスアイ構造をもった低反射層と共に用いると効果的である。

本発明が適用可能な表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、無機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置、ブラウン管表示装置等が挙げられ、後述するように、液晶層を直線偏光が通過する直線偏光モードの液晶表示装置であることがより好ましい。

本発明の表示装置の特徴は、表面にレンズを有する撮像素子に対しても応用することができる。上述の表示装置の場合と同様、撮像素子もまた、内部構造として配線及び電極を有し、更に受光レンズを有している。内部構造に基づく反射光は、撮像素子とレンズ双方で互いに反射を繰り返す迷光となるため、反射光の低減は、高いコントラスト比をもつ映像を撮像する上で効果的である。撮像素子と表示装置とでは、光が入光する領域が表示画面と撮像レンズとで異なっているが、内部構造の定義については、同じである。

また、本発明による内部構造の反射率の低減手段は、液晶表示装置の場合では、直線偏光モードに適用すると特に有効である。液晶表示装置の光の制御モードとしては、液晶層を通過する光が直線偏光である直線偏光モードと、液晶層を通過する光が円偏光である円偏光モードとの大きく２つが挙げられる。円偏光は、円偏光板を使用することで得られる。

円偏光板は直線偏光板にλ／４の位相差板を組み合わせて作られる。直線偏光板は液晶層を挟むようにしてパネルの表側及び裏側に一対設けられるが、パネルの表側及び裏側のいずれにおいても、直線偏光板は液晶層からより遠い側に、λ／４の位相差板は液晶層からより近い側に、それぞれ配置される。円偏光モードの場合、円偏光板を通して内部に入った光の反射光は、反射の際に入射光と回転方向が逆回転の円偏光になる。したがって、反射光が再度入射側のλ／４板に入ると、直線偏光板に入射した時とはクロスニコルの状態になるため、直線偏光板で吸収されてしまう。よって円偏光板を用いた液晶表示装置では、偏光板自らの構造のために内部で反射される光が吸収されてしまうため、内部反射は実質的にあまり関係ない。

ところが、円偏光モードの場合、λ／４板の波長依存性や、λ／４板に対して光が斜め方向から入射することにより完全に光が円偏光に変換されないといった理由により、直線偏光モードよりもコントラスト比が低くなりがちである。したがって、ＴＶのような高コントラスト比が望まれる液晶表示装置には、円偏光モードよりも直線偏光モードが好適であり、このときに内部の反射を低減することが特に効果的である。つまり直線偏光モードでは、液晶表示装置の内部で反射した反射光は、円偏光板モードの場合のように円偏光板によって吸収されることはなく、直線偏光板を通り抜けて観察者側に出射し、観察者に反射光を視認させることになるため、このような反射光の影響を低減させることに意味がある。

したがって、本発明の表示装置において上記表示装置は、液晶表示装置であること、すなわち、上記内部構造は、観察面側から背面側に向かって、第一の基板と、液晶層と、第二の基板とをこの順に積層して備えることが好ましく、上記第一の基板及び第二の基板は、いずれも偏光板を備え、上記偏光板を透過し、液晶層を透過する光は、直線偏光であることがより好ましい。なお、本明細書において「直線偏光」とは、光の進行方向と対峙する方向から見たときに、実質的に一直線上を振動する偏光をいう。液晶層を透過する光を直線偏光とするためには、第一の基板が備える偏光板と第二の基板が備える偏光板との間には、これらの間に光の偏光状態を変換させるものを配置しないことが好ましく、具体的には、表示画面に対して垂直の方向から見たときの位相差が、可視光中心波長である５５０ｎｍに対してその約１／４である９５～１９５ｎｍの範囲である位相差構造物を、第一の偏光板と第二の偏光板との間に配置しないことが好ましい。

次に、本発明者らは、具体的に表示装置の内部反射を低減する手法について種々検討したところ、屈折率が互いに異なる複数の層を有する基板における、各層間の屈折率の変化に着目した。そして、各層間の屈折率を層単位で断続的に変化させるのではなく、少なくとも各層の界面における屈折率はそれぞれ実質的に同一とし、かつ一つの層内で屈折率を、途切れることなく連続的に変化させることにより、光が屈折率の変化の影響を受けなくなり、それぞれ屈折率の異なる複数の材料で構成された各層間をそのまま光が透過することを見いだした。そして、透過率が大幅に向上した結果、反射率が大きく低減されることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、第一の層、及び、第一の層に隣接して配置された第二の層を有する多層基板であって、上記第二の層の屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面から、第一の層と反対方向に向かって、第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化している多層基板（以下、本発明の第一の多層基板ともいう。）でもある。

本発明の第一の多層基板は、第一の層、及び、第一の層に隣接して配置された第二の層を有する。第一の層及び第二の層のいずれも、層として定型を有するもの（固体）である限り、その材料は、単体、無機化合物及び有機化合物のいずれにも限定されない。

上記第二の層の屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面から、第一の層と反対方向に向かって、第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化している。すなわち、上記第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面における屈折率と実質的に同一であり、第一の層と第二の層との、各層の界面における屈折率差が大きい場合に、第一の層と第二の層との境界で生じる光の反射量が大きくなるため、少なくとも互いが隣接する層の各界面における各層の屈折率は第一の層と第二の層とで実質的に同一としている。本明細書において「屈折率が実質的に同一である」とは、光の反射が生じない程度に屈折率差が許容可能な範囲を含み、具体的には屈折率差が０．０４以下であることが光の反射を防止する観点から好ましく、上記屈折率差は、０．０１以下であることがより好ましい。

本明細書において「屈折率が連続的に変化」とは、第二の層の屈折率を第二の層の厚み方向を横軸としたとき、例えば縦軸にある波長における屈折率をプロットした屈折率分布が途切れることなく傾斜した滑らかな線が得られることをいい、傾斜角度は領域によって異なっていてもよい。このときの波長領域は可視光（３８０～７８０ｎｍ）が望ましい。また、上記プロットによって得られる滑らかな線は、直線に限定されず、曲線であってもよいが、好ましくは、均一な角度をもって傾斜している直線である。更に、変化の傾向は、増加であっても減少であってもいずれであってもよい。

本発明の第一の多層基板の構成によれば、屈折率の異なる材料で構成される複数の層が積層した構造をもつ場合であっても、該複数の層間をほとんどの光が透過することとなるので、光の反射を防止することが可能であり、例えば、本発明の多層基板を表示装置を構成する基板として用いることで、光の反射によるコントラストの低下が抑制された表示装置を作製することができる。

本発明の第一の多層基板の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

本発明の第一の多層基板の好適な形態としては、（１）上記多層基板は、更に、第二の層に隣接した配置された第三の層を有し、上記第二の層の屈折率は、第二の層の第三の層と隣接する界面まで、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を終点として連続的に変化している形態、（２）上記第一の層の第二の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されている形態、（３）第二の層が、第一の層と隣接する界面における屈折率と異なる屈折率をもつ粒子を含み、上記粒子の第二の層内での濃度は、第一の層と反対方向に向かって連続的に変化している形態が挙げられる。なお、これら（１）～（３）の形態は、必要に応じて適宜組み合わせることが可能であり、これらを組み合わせることで、単独で用いた場合と比べて更なる反射防止効果を得ることができる。

本発明の第一の多層基板の好適な形態（１）は、第一の層及び第二の層のみならず、第二の層上に、更に第三の層を有する形態である。第三の層は、層として定型を有するもの（固体）である限り、その材料は、単体、無機化合物及び有機化合物のいずれにも限定されない。上記第二の層と第三の層とが互いに隣接する各界面におけるそれぞれの屈折率の関係は、上記第一の層と第二の層との間の関係と同様である。そのため、第二の層上に形成された第三の層がこのような特徴を有することで、第二の層と第三の層との境界においても、ほとんどの光が通り抜けることとなり、結果として、第一の層から第三の層までを光が透過しやすくなることになり、反射防止特性に優れた多層基板を得ることができる。また、同様に、このような特徴をもつ追加の層を更に形成した場合にも、同様に反射防止効果を得ることができる。

また、第一の多層基板の好適な形態（１）としては、第三の層の屈折率は、第三の層の第二の層と隣接する界面から、第二の層と反対方向に向かって、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化していることが挙げられる。これにより、例えば、第三の層に隣接して第三の層と異なる屈折率をもつ更なる追加の層を形成する場合であっても、第三の層と上記追加の層との境界で反射光が発生することを抑制しやすくなる。

本発明の第一の多層基板の好適な形態（２）は、第一の層が有する２つの面のうち、第二の層と逆側の面上に、上述のモスアイフィルムを配置する形態である。上述のように、モスアイ構造を設けることで、第一の層の、第二の層側と逆側の領域、すなわち、外界（空気層）と、第一の層との間での屈折率の変化を連続的にすることが可能となるので、ほとんどの光が、外界（空気層）と、第一の層との間の境界を透過することになり、反射率が大きく低減されることになる。

本発明の第一の多層基板の好適な形態（３）は、第二の層が、第一の層を構成する材料と異なる屈折率をもつ粒子を含んでいる形態であり、具体的には、（ｉ）上記第一の層の屈折率が上記第三の層の屈折率より低い場合、上記第二の層は、上記第一の層と隣接する領域の屈折率よりも高い屈折率をもつ粒子を含み、上記粒子の第二の層内での濃度は、第一の層と反対方向に向かって連続的に増加している形態、及び、（ｉｉ）上記第一の層の屈折率が上記第の三層の屈折率より高い場合、上記第二の層は、上記第一の層と隣接する領域の屈折率よりも低い屈折率をもつ粒子を含み、上記粒子の第二の層内での濃度は、第一の層と反対方向に向かって連続的に増加している形態が挙げられる。

上記第二の層に含まれる粒子は、第一の層の屈折率と異なる屈折率を有しているため、第二の層内での粒子の濃度分布を調節することで、第二の層内の屈折率分布を調節することができる。本明細書において「屈折率が連続的に変化」とは、第二の層の屈折率を第二の層の厚み方向を横軸としたとき、例えば縦軸にある波長における屈折率をプロットした屈折率分布が途切れることなく傾斜した滑らかな線が得られることをいい、傾斜角度は領域によって異なっていてもよい。このときの波長領域は可視光（３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）が望ましい。また、上記プロットによって得られる滑らかな線は、直線に限定されず、曲線であってもよいが、好ましくは、均一な角度をもって傾斜している直線である。したがって、上記第二の層が、上記第一の層と隣接する領域の屈折率よりも高い屈折率をもつ粒子を含んでいる場合は、該粒子をより第一の層から遠ざけることで、第一の層と反対方向に屈折率が連続的に増加している構造を得ることができ、第一の層と第二の層との互いの界面における屈折率差が大きく減少する。また、上記第二の層が、上記第一の層と隣接する領域の屈折率よりも低い屈折率をもつ粒子を含んでいる場合は、該粒子をより第一の層から遠ざけることで、第一の層と反対方向に屈折率が連続的に減少している構造を得ることができ、第一の層と第二の層との境界で起こる反射が大きく減少する。

このように、第二の層内での粒子の濃度分布を調節することで、第二の層内での屈折率が連続的に変化するように調節することができ、断続的に屈折率が異なっている場合と比較して、反射防止特性が大幅に改善された多層基板が得られることになる。以下、第一の多層基板の好ましい形態（１）に関する、より好ましい形態について詳述する。

上記第二の層は、上記粒子を包含する媒質を含み、上記媒質の屈折率は、上記第一の層の第二の層と隣接する界面の屈折率であることが好ましい。上記第二の層が、上記第一の層と隣接する領域の屈折率よりも高い屈折率をもつ粒子、及び、該粒子を包含する媒質の２つの構成要素を含む場合には、該媒質の屈折率を第一の層の第二の層と隣接する領域の屈折率と実質的に同一とすることで、上記粒子を除く第二の層が、第一の層の第二の層と隣接する領域の屈折率と実質的に同一の屈折率をもつことになるので、残りの、上記粒子の濃度分布を調節するのみで、容易に、第一の層と反対方向に向かって屈折率が連続的に変化している第二の層を形成することができる。

上記粒子は、黒色又は透明であることが好ましい。黒色は、他の色に比べて光を吸収する特性を有しているので、上記粒子を黒色とすることで、反射光の量を低減させることが可能となる。また、上記粒子を透明とすることで、他の色を用いた場合と比べて光の透過性を向上させることができるので、光の反射量を低減させることが可能となる。なお、粒子の色が他の色に着色されていると、例えば、多層基板に対し光を透過させる場合には、透過光に色付きが生じてしまうことがある。

上記第二の層は、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子を含むことが好ましい。上記ナノ粒子の形状は特に限定されない。本明細書において粒径とは、ナノ粒子のうち最も大きい部分の径をいう。このような粒径は、例えば、光学顕微鏡を用いて計測することができる。なお、上記ナノ粒子の粒径は、２０ｎｍ以上であることが好ましい。第二の層に対し、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子を更に含ませることで、第二の層内での屈折率の変化をより光学的に平均化することができ、より均一な傾斜をもつ屈折率分布を得ることができる。なお、このようなナノ粒子の粒径が可視光波長の下限（３８０ｎｍ）よりも大きくなると、逆に、反射率が増加してしまう。

また、本発明は、第四の層、及び、第四の層に隣接して配置された第五の層を含む多層基板であって、上記第四の層は、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を第五の層側の表面に有し、上記第五の層は、上記複数の凸部の間を埋める複数の凹部を第四の層側の表面に有する多層基板（以下、本発明の第二の多層基板ともいう。）でもある。第四の層及び第五の層のいずれも、層として定型を有するもの（固体）である限り、その材料は、単体、無機化合物及び有機化合物のいずれにも限定されない。

上記第四の層の表面に形成された複数の凸部のそれぞれは、略錐状であり、すなわち、先端方向に向かって徐々に幅が小さくなっていく形状を有している。つまり、第四の層の表面はモスアイ構造で構成されている。また、上記第五の層は、該複数の凸部の間を埋める複数の凹部を第四の層側の表面に有し、すなわち、第五の層の表面はモスアイ構造と対称的な構造で構成されている。上述のように、光の反射は、屈折率の異なる媒質間を透過する際にその媒質間の境界においても起こる。このような反射は屈折率の不連続界面で起こるが、このときの光の反射量は、それぞれの媒質の屈折率差の二乗と屈折率の和の二乗の比とで決まる。モスアイ構造はその形状により屈折率の不連続界面を連続的に繋ぐ効果を果たすため、このように互いに隣接する層がモスアイ構造とそれと対称的な構造とで構成される領域においては、第四の層の屈折率から第五の層の屈折率まで、屈折率が連続的に変化することになり、第四の層の凸部と第五の層の凹部とがかみ合わさった領域を透過する光が受ける屈折率の不連続性は解消され、第四の層と第五の層との境界をほとんどの光が通り抜けることとなり、第四の層と第五の層との境界で生じる反射率が大きく減少する。

本発明の第二の多層基板においては、上記本発明の第一の多層基板と同様、第四の層が有する２つの面のうち、第五の層と逆側の面上に、上述のモスアイフィルムを配置することが好ましい。すなわち、上記第四の層の第五の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることが好ましい。これにより、外界（空気層）と、第四の層との間での屈折率の変化を連続的にすることが可能となるので、ほとんどの光が、外界（空気層）と、第四の層との間の境界を透過することになり、反射率が大きく低減されることになる。

更に、本発明は、第六の層と、第七の層と、第六の層と第七の層との間に配置された中間層とを含む多層基板であって、上記中間層の屈折率は、第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とを結ぶように連続的に変化している多層基板（以下、本発明の第三の多層基板ともいう。）でもある。第六の層及び第七の層のいずれも、層として定型を有するもの（固体）である限り、その材料は、単体、無機化合物及び有機化合物のいずれにも限定されない。第六の層と第七の層との間に配置された中間層の屈折率が第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とをつなぐように連続的に変化することで、これらの層を透過する光が受ける屈折率の不連続性は解消され、第六の層と中間層との境界、及び、中間層と第七の層との境界をほとんどの光が通り抜けることとなり、反射率が大きく減少する。

本発明の第三の多層基板においては、上記本発明の第一の多層基板及び第二の多層基板と同様、第六の層が有する２つの面のうち、第七の層と逆側の面上に、上述のモスアイフィルムを配置することが好ましい。すなわち、上記第六の層の第七の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることが好ましい。これにより、外界（空気層）と、第六の層との間での屈折率の変化を連続的にすることが可能となるので、ほとんどの光が、外界（空気層）と、第六の層との間の境界を透過することになり、反射率が大きく低減されることになる。

また、本発明の第三の多層基板においては、上記中間層は、第七の層の屈折率をもつ粒子を含み、上記粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に増加していることが好ましい。また、本発明の第三の多層基板においては、上記中間層は、第六の層の屈折率をもつ粒子を含み、上記粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に減少していることが好ましい。

上記中間層が第六の層又は第七の層と異なる屈折率を有する粒子を含んでいる場合には、中間層内での粒子の濃度分布を調節することで、中間層内の屈折率分布を調節することができる。したがって、上記第七の層の屈折率が、上記第六の層の屈折率よりも高い場合には、第七の層の屈折率と同じ屈折率をもつ粒子を中間層に含有させ、該粒子をより第六の層から遠ざけ、かつ第七の層に近づけることで、第六の層と反対方向に屈折率が連続的に増加している構造を得ることができ、かつ中間層により、第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とを結ぶことができる。また、上記第七の層の屈折率が、上記第六の層の屈折率よりも低い場合には、第六の層の屈折率と同じ屈折率をもつ粒子を中間層に含有させ、該粒子をより第六の層に近づけ、かつ第七の層から遠ざけることで、第六の層と反対方向に屈折率が連続的に減少している構造を得ることができ、かつ中間層により、第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とを結ぶことができる。

このように、中間層内での粒子の濃度分布を調節することで、容易に中間層内での屈折率が連続的に変化するように調節することができ、断続的に屈折率が異なっている場合と比較して、反射防止特性が大幅に改善された多層基板が得られることになる。

上記粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に増加している場合には、上記中間層は、上記粒子を包含する媒質を含み、上記媒質の屈折率は、上記第六の層の屈折率であることが好ましい。また、上記粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に減少している場合には、上記中間層は、上記粒子を包含する媒質を含み、上記媒質の屈折率は、上記第七の層の屈折率であることが好ましい。

上記中間層が、上記第七の層の屈折率をもつ粒子、及び、該粒子を包含する媒質の２つの構成要素を含む場合には、該媒質の屈折率を第六の層の屈折率とすることで、上記粒子を除く中間層が、第六の層の屈折率をもつことになるので、残りの、上記粒子の濃度分布を調節するのみで、中間層の屈折率を、第六の層と反対方向に向かって連続的に変化させ、かつ第七の層の屈折率と連結させることができる。

上記中間層が、上記第六の層の屈折率をもつ粒子、及び、該粒子を包含する媒質の２つの構成要素を含む場合には、該媒質の屈折率を第七の層の屈折率とすることで、上記粒子を除く中間層が、第七の層の屈折率をもつことになるので、残りの、上記粒子の濃度分布を調節するのみで、中間層の屈折率を、第六の層と反対方向に向かって連続的に変化させ、かつ第七の層の屈折率と連結させることができる。

上記中間層は、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子を含むことが好ましい。上記ナノ粒子の形状は特に限定されない。このような粒径は、例えば、光学顕微鏡を用いて計測することができる。なお、上記ナノ粒子の粒径は、２０ｎｍ以上であることが好ましい。中間層に対し、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子を更に含ませることで、中間層内での屈折率の変化をより光学的に平均化することができ、より均一な傾斜をもつ屈折率分布を得ることができる。なお、このようなナノ粒子の粒径が可視光波長の下限（３８０ｎｍ）よりも大きくなると、逆に、反射率が増加してしまう。

以下、本発明の表示装置の内部構造の好ましい形態について説明する。なお、以下の形態は、撮像素子の内部構造に用いた場合であっても同様の効果を得ることができる。

上記内部構造は、上記多層基板（本発明の第一～第三のいずれかの多層基板）を備えることが好ましい。本発明の表示装置において内部構造で反射する光の反射率を、１．０％未満、更に、０．５％未満まで低減するために、上述した本発明の多層基板を本発明の表示装置に適用することは非常に有効である。

上記内部構造は、観察面側から背面側に向かって、第一の基板と、液晶層と、第二の基板とをこの順に積層して備える液晶表示パネルであることが好ましい。言い換えれば、この形態は、本発明の表示装置を液晶表示装置に適用した形態であり、観察面側とは表示画面側を意味する。液晶表示装置は通常、液晶層を挟持する一対の基板を有し、上記一対の基板に、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、電極、配線、半導体素子等の部材が設けられる。このような部材は、反射率の高い部材を含んでおり、また、異なる材料で形成された複数の層からなる積層部においては、上記複数の層の材料の屈折率がそれぞれ異なることに起因して、上記複数の層の境界で光の反射が起こりやすいという特徴を有するため、本発明の特徴は、液晶表示装置に好適に適用される。

上記第一の基板及び／又は第二の基板は、上記多層基板（本発明の第一～第三のいずれかの多層基板）であることが好ましい。本発明の多層基板を液晶表示装置に適用することで、液晶表示装置の内部反射を低減させることが可能となり、明るい周囲環境の下でも優れたコントラスト比を有する液晶表示装置を得ることができる。なお、上記第一の基板及び第二の基板の例としては、第一の基板がカラーフィルタ基板で、第二の基板がアレイ基板である形態、及び、第一の基板が透明基板で、第二の基板がカラーフィルタ及び画素電極の両方を備えるカラーフィルタオンアレイ基板である形態が挙げられる。

上記内部構造は、酸化銅、酸化銀、窒化チタン及び酸化タンタルからなる群より選択されるいずれか一つの材料で表面が構成された導電層を少なくとも一つ備えることが好ましい。表示装置の内部構造が備える各種配線及び薄膜トランジスタが有する電極の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の、低抵抗の金属を用いることが導電性及び信頼性の観点から好ましいが、このような材料は高い反射率を有する。これに対し、酸化銅は黒色であり、銅の単体に比べて光を吸収しやすいため、反射率が低い。同様に、酸化銀は黒色であり、銀の単体に比べて光を吸収しやすく、窒化チタンは黒色であり、チタンの単体に比べて光を吸収しやすく、酸化タンタルは黒色であり、タンタルの単体に比べて光を吸収しやすい。したがって、これらの材料は、表示装置の内部反射を抑制する上で効果的である。また、これらの材料は、それぞれが互いに組み合わせて用いられることが好ましく、例えば、チタンが好適な箇所については窒化チタンを用い、タンタルが好適な箇所については酸化タンタルを用いるといった工夫が好適であり、これにより、表示装置の内部反射をより効率的に低減させることができる。

上記内部構造は、アルミニウムを材料とする導電層と、該アルミニウムを材料とする導電層よりも観察面側に位置するチタン、タンタル、モリブデン及びマグネシウムからなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層との積層構造を少なくとも一つ備えることが好ましい。アルミニウムを導電層として用いる場合、アルミニウム膜の表面にはヒロック（微小突起）が生じやすいので、アルミニウム膜の表面上に更に異なる材料の導電層を設けることが好ましい。アルミニウム膜の表面上に設けられる導電層としては、チタン、タンタル、モリブデン又はマグネシウムを材料とする導電層が挙げられ、これらを有することで、単にアルミニウムのみを材料とする導電層と比べ、３０～４０％反射率を低減することができ、これにより、表示装置の内部反射の抑制効果を得ることができる。また、これらの材料は、適宜それぞれが互いに組み合わせて用いられることが好ましく、例えば、ある箇所ではアルミニウム上にモリブデンが積層され、他のある場所では、アルミニウム上にマグネシウムが積層されるといった構成としてもよく、これにより、表示装置の内部反射をより効率的に低減させることができる。

上記内部構造は、酸化又は窒化された、シリコン及びアルミニウム－シリコン合金からなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層を備えることが好ましい。このような導電層は、酸素と窒素とが混合したガス雰囲気下での成膜が容易であり、かつ、形成された膜は、反射率の低い部材として機能する。

上記内部構造は、アルミニウム、銅、銀及びニッケルからなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層を少なくとも一つ備え、かつ上記導電層と重畳する領域に遮光膜を備え、上記遮光膜は、導電層よりも観察面側に位置することが好ましい。内部構造に用いられる導電層の反射率が高い場合であっても、反射率の高い部材よりも観察面側に反射率の低い部材が配置されることで、内部構造に基づく反射は抑制される。上記遮光膜としては、導電層をフォトリソグラフィー法によってパターニングする際に用いられる感光性樹脂であり、上記感光性樹脂は、黒色顔料を含むことが、製造効率の観点から好ましい。例えば、導電層が配線として用いられる場合に上記導電層は精密なパターニングが必要となるが、パターニングに用いるレジスト（感光性樹脂）に対し黒色顔料を混入させておき、エッチング工程によって配線加工を施した後、レジストを剥離せずにそのまま残しておくことで、レジストを反射率を低減させるための部材として効率的に用いることができる。上記黒色顔料は、カーボン粒子又は窒化チタン粒子であることが、製造効率及び低反射性の観点から好ましい。また、これらの材料は、適宜それぞれが互いに組み合わせて用いられることが好ましく、例えば、アルミニウムを材料とする導電層と重畳する領域、及び、銅を材料とする導電層と重畳する領域のそれぞれに遮光膜を形成することが好適であり、これにより、表示装置の内部反射をより効率的に低減させることができる。

更に、黒色顔料を含む上記感光性樹脂は、上記パターニングのレジストとして使用されるばかりでなく、導電層を含む積層構造を持つアレイ基板が完成した後に塗布され、塗布された側（膜の表面側）と反対側から露光されることによりアレイ基板の配線や電極層上にのみ残されたものであってもよい。この場合は、完成したアレイ基板の配線パターンが黒色顔料を含む感光性樹脂をパターニングのマスクとして用いられるため、新たにマスクを増やすことなくアレイ基板上に遮光膜を形成することが出来る点で有利である。

本発明の表示装置において、上述の配線、電極等の表面で起こる反射の反射率を低減するための各処理は、それぞれ組み合わせて用いられることが好ましい。これらの組み合わせにより、より本発明の表示装置の内部構造で反射する光の反射率を、１．０％未満、更に、０．５％未満まで低減させることが効率的となる。

本発明の表示装置によれば、周囲が明るい環境下においても高いコントラスト比を有する表示装置を得ることができる。また、本発明の多層基板によれば、複数の層の界面で起こる光の反射を抑制することができる。

本発明の表示装置の構造に起因する反射の様子を示す概念図である。本発明の液晶表示装置の構造に起因する反射の様子を示す概念図である。実施形態１の多層基板のガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態１のモスアイフィルムが積層で構成される場合の断面模式図である。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、凸部の単位構造が円錐状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、凸部の単位構造が四角錐状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、底点から頂点に近づくほど傾斜が緩やかであり、先端が尖っている形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、底点から頂点に近づくほど傾斜が緩やかであり、先端が丸みを帯びている形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、底点から頂点に近づくほど傾斜が急峻であり、先端が丸みを帯びている形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、底点から頂点に近づくほど傾斜が急峻であり、先端が尖っている形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、凸部の底点の高さが隣り合うもの同士で異なり、隣り合う凸部の間に鞍部及び鞍点が存在している形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、隣り合う凸部の接点が複数存在し、隣り合う凸部の間に鞍部及び鞍点が存在している形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの斜視図であり、隣り合う凸部の接点が複数存在し、隣り合う凸部の間に鞍部及び鞍点が存在している形状である場合を示す。実施形態１のモスアイフィルムの凸部の斜視図であり、凸部がドーム型であり鞍部及び鞍点を有する場合の拡大図である。実施形態１のモスアイフィルムの凸部の斜視図であり、凸部が針型であり鞍部及び鞍点を有する場合の拡大図である。実施形態１のモスアイフィルムの凸部の平面模式図である。図１６におけるＡ－Ａ’線に沿った断面、及び、図１６におけるＢ－Ｂ’線に沿った断面を示す模式図である。屈折率を断続的に変化させるＢＭのシミュレーションの測定結果を示しており、測定画面、及び、ＢＭの断面模式図を示す。屈折率を連続的に変化させるＢＭのシミュレーションの測定結果を示しており、測定画面、及び、ＢＭの断面模式図を示す。実施形態２の多層基板のガラス基板及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態３の多層基板のガラス基板、モスアイフィルム、中間樹脂層及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム、中間樹脂層及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態４の多層基板のガラス基板、中間層及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム、中間層及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態５の多層基板のモスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスを抜き出した模式図であり、モスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、更に外界（空気）を含めた屈折率分布を示している。実施形態６の多層基板のモスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム、カラーフィルタ層、中間樹脂層及びブラックマトリクスの配置構成を示している。比較形態１の多層基板のガラス基板、透明無機薄膜及びブラックマトリクスを抜き出した模式図であり、ガラス基板、透明無機薄膜及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、更に外界（空気）を含めた屈折率分布を示している。実施形態７の液晶表示装置の断面模式図である。実施形態７の液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス方式のアレイ基板の平面模式図である。ＳＣＩモードの反射光の測定の様子を示す模式図である。ＳＣＥモードの反射光の測定の様子を示す模式図である。実施形態７の液晶表示装置を分光顕微鏡を用いて観察したときの画素単位の平面模式図である。液晶表示装置Ａ及び液晶表示装置Ｂにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ａ及び液晶表示装置Ｃにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄ及び液晶表示装置Ｅにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄ及び液晶表示装置Ｆにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄ及び液晶表示装置Ｇにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄ及び液晶表示装置Ｈにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄ及び液晶表示装置Ｉにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｊ及び液晶表示装置Ｋにおける周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
実施形態１は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態１の多層基板は、本発明の第二の多層基板である。実施形態１の多層基板は、偏光板、ガラス基板（透明基板）、モスアイフィルム、カラーフィルタ層、ブラックマトリクス（ＢＭ：Ｂｌａｃｋ　Ｍａｔｒｉｘ）、及び、共通電極を有している。

図３は、実施形態１の多層基板のガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態１では、モスアイフィルム１３が本発明の第四の層に相当し、ＢＭ１２が本発明の第五の層に相当する。

モスアイフィルム１３は、ナノインプリント形成用のアクリル系ＵＶ樹脂（例えば、ウレタンアクリレート）で構成されている。ＢＭ１２は、ＢＭ１２の黒色を示すカーボンブラック粒子と、カーボンブラック粒子を包含するバインダー樹脂（媒質）とを含んで構成されている。ガラスの屈折率は約１．５であり、ナノインプリント形成用のアクリル系ＵＶ樹脂の屈折率は約１．５である。バインダー樹脂の屈折率は約１．５であり、カーボンブラック粒子の屈折率は約２．０であるが、ＢＭ１２が含むカーボンブラック粒子は、ＢＭ１２を構成する層内で均一に分布している。そのため、ＢＭ１２全体として見たときには、屈折率は、バインダー樹脂とカーボンブラック粒子とを平均化した約１．８である。

バインダー樹脂の材料としては、例えば、アクリル系、メタクリル系樹脂、エンチオール系樹脂、及び、これらの単一又は複合系のナノインプリント形成用のＵＶ重合性樹脂が挙げられる。また、バインダー樹脂での屈折率を調整することは、次の観点で有用である。（ｉ）多層構成でガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの屈折率分布を設計した場合に、例えば、カーボンブラック粒子の屈折率に合わせてバインダー樹脂の屈折率を調整して複合系の構成（カーボンブラック粒子とバインダー樹脂）を選択することが可能となる。例えば、バインダー樹脂の材料として、狙いとなる複合系での平均屈折率（約１．５）よりも平均屈折率が低い材料を選択して調整する場合等が想定できる。（ｉｉ）同様に、分散させるカーボンブラック粒子等の種類が複数におよび、その平均屈折率が狙いの約２．０よりも小さくなった場合等には、バインダー樹脂の屈折率を当該目標値よりも大きく設定することで、ＢＭ１２全体としての屈折率の調整が可能となる。

図３に示すように、ガラス基板１１とＢＭ１２との間には、モスアイフィルム１３が配置されている。モスアイフィルム１３の表面には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部が形成されており、微小な周期をもつ凹凸構造（モスアイ構造）を構成している。これら凸部（モスアイ構造の単位構造）の一つ一つは、先端から底部に向かって屈折率が連続的に増加している構造を有している。一方、ＢＭ１２は、モスアイフィルム１３の複数の凸部の間を埋めるように形成されており、したがって、ＢＭ１２は、モスアイ構造と対称的な構造を有している。より具体的には、ＢＭ１２のモスアイフィルム１３側の表面には、モスアイフィルム１３の有する凸部と対称な構造をもつ凹部が複数形成されている。

モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域は、互いに屈折率が異なる２つの層が合わさった領域となり、かつ該領域の厚みが大きくなるにつれ、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部との体積比がそれぞれ規則的に変動している。また、モスアイフィルム１３の各凸部の頂点間の幅が可視光波長以下であるため、その体積比の変動は小さい。これにより、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域は屈折率が連続的に変化している領域となり、図３に示すようなグラフを得ることができる。

モスアイフィルムの屈折率は約１．５であり、ＢＭ１２の屈折率は約１．８である。また、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域において屈折率が約１．５から約１．８まで変化しているため、実施形態１の多層基板全体としてみれば、ガラス基板１１からＢＭ１２までが断続的な屈折率の変化がない構成となっている。したがって、実施形態１の多層基板の構成によれば、ガラス基板１１、モスアイフィルム１３及びＢＭ１２を光がそのまま透過することになり、これにより反射率低減の効果を得ることができる。また、実施形態１においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子によって吸収されやすい。なお、このような実施形態１の構成は、２つの層によって屈折率が連続的に変化した領域を形成している点にも一つの特徴がある。

以下、モスアイフィルムの表面構造について、詳述する。実施形態１において用いられるモスアイフィルムは、隣り合う凸部の頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を表面に有する。すなわち、実施形態１のモスアイフィルムは、隣り合う凸部の頂点の間隔（非周期構造の場合の隣り合う凸部の幅）又はピッチ（周期構造の場合の隣り合う凸部の幅）が可視光波長以下である凸部が複数存在する構造を有している。なお、実施形態１における各凸部は、その配列に規則性を有していない場合（非周期性配列）に不要な回折光が生じないという利点があり、より好ましい。

図４は、実施形態１のモスアイフィルムが積層で構成される場合の断面模式図である。モスアイフィルムの構造は、単層であっても積層であってもよい。図４に示すように積層で構成される場合は、複数の凸部が表面に構成された凹凸部１３ａと、該凹凸部１３ａを支持する支持部１３ｂとが異なる材料の膜で構成されていてもよい。また、支持部１３ｂの凹凸部１３ａ側の面と逆側の面上には、基材とモスアイフィルムを接着するための接着部１３ｃを有していてもよい。ただし、この場合、凹凸部１３ａ、支持部１３ｂ、接着部１３ｃを構成する各材料は、いずれも実質的に同一の屈折率を有している必要がある。

モスアイフィルムの凹凸部を構成する材料としては、例えば、光ナノインプリントや熱ナノインプリントを行うことが可能な、一定条件で硬化性を示す樹脂が挙げられ、上述したように、特に、精密なパターニングを行う光ナノインプリントを行うことが可能なアクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂等の光硬化性樹脂が好ましい。

モスアイフィルムの支持部１３ｂを構成する材料としては、例えば、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン系高分子（代表的にはノルボルネン系樹脂等である製品名「ゼオノア」（日本ゼオン株式会社製）、製品名「アートン」（ＪＳＲ株式会社製）等）のポリオレフィン系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエステル、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂材料等を用いることができる。

モスアイフィルムの接着部１３ｃを構成する材料は、特に限定されない。モスアイフィルムの支持部１３ｂと接着部１３ｃとの間には、密着性を上げるためのアンカー処理層、ハードコート層等が形成されていてもよい。

モスアイフィルムの凸部一つあたりの形状について詳述する。図５～１０は、実施形態１のモスアイフィルムの斜視図である。図５は凸部の単位構造が円錐状のときを示し、図６は凸部の単位構造が四角錐状のときを示し、図７は、底点から頂点に近づくほど傾斜が緩やか（ドーム型）であり、先端が尖っている形状、図８は、底点から頂点に近づくほど傾斜が緩やか（ドーム型）であり、先端が丸みを帯びている形状、図９は、底点から頂点に近づくほど傾斜が急峻（針型）であり、先端が丸みを帯びている形状、図１０は、底点から頂点に近づくほど傾斜が急峻（針型）であり、先端が尖っている形状を示す。図５～１０に示すように、モスアイフィルムの表面構造において、凸部の頂上部は頂点ｔであり、各凸部同士が接する点が底点ｂである。図５～１０に示すように、モスアイフィルムの表面構造を構成する凸部の隣り合う頂点間の幅ｗは、凸部の頂点ｔからそれぞれ垂線を同一平面上まで下ろしたときの二点間の距離で示される。また、モスアイ構造の頂点から底点までの高さｈは、凸部の頂点ｔから底点ｂの位置する平面まで垂線を下ろしたときの距離で示される。

実施形態１のモスアイフィルムにおいて、モスアイフィルムの表面構造の隣り合う凸部の頂点間の幅ｗは３８０ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。また、モスアイフィルムの凹凸構造の頂点から底点までの高さｈは、１００ｎｍ～３００ｎｍであることが好ましい。なお、図５～１０においては、凸部の単位構造として円錐状、四角錐状、ドーム型及び針型の形状を例示したが、実施形態１における凹凸構造は、頂点及び底点が形成され、かつ可視光波長以下に幅が制御された凹凸構造であれば、その単位構造は特に限定されない。また、例えば、各型の斜面が階段状のステップのある形状を有していてもよい。

実施形態１のモスアイフィルムにおいて凸部は、複数の配列性を有していてもよく、更には配列性がなくてもよい。すなわち、凸部同士が接する点である底点が隣り合う凸部同士で同じ高さとなっている形態に限らない。例えば、図１１～図１３に示すように、各凸部同士が接する表面上の点（接点）の高さが複数存在する形態であってもよい。このとき、これらの形態には鞍部が存在している。鞍部とは、山の稜線のくぼんだ所をいう。ここで、一つの頂点ｔを有する凸部を基準としてみたときに、その頂点ｔよりも低い位置にある接点は複数存在して鞍部を形成しており、本明細書では、任意の凸部の周りにある最も低い位置にある接点を底点ｂとし、頂点ｔよりも下に位置し、かつ底点ｂよりも上にあって鞍部の平衡点となる点を鞍点ｓともいう。この場合には、凸部の頂点間の距離ｗが隣り合う頂点間の幅に相当し、頂点から底点までの垂直方向の距離ｈが凸部の高さに相当することになる。

以下、より詳細に説明する。一つの頂点を有する凸部を基準としてみたときに、隣り合う凸部の接点は複数存在しており、頂点ｔよりも低い位置にあって鞍部（鞍点）を形成している場合の例を用いて示す。図１４及び図１５は、実施形態１のモスアイフィルムの凸部を詳細に示した斜視模式図である。図１４は、ドーム型であり、鞍部及び鞍点を有する場合の拡大図であり、図１５は、針型であり、鞍部及び鞍点を有する場合の拡大図である。図１４及び図１５に示すように、凸部の一つの頂点ｔに対して、その頂点ｔよりも低い位置にある隣り合う凸部の接点は複数存在している。図１４及び図１５を比較して分かるように、ドーム型と針型とでは、鞍部の高さは、針型においてより低く形成されやすい。

図１６は、実施形態１のモスアイフィルムの凸部の平面模式図である。図１６に示す白丸の点が頂点を表し、黒丸の点が底点を表し、白四角が鞍部の鞍点を表している。図１６に示すように、一つの頂点を中心として同心円上に底点と鞍点とが形成されている。図１６では模式的に、一つの円上に６つの底点と６つの鞍点とが形成されたものを示しているが、実際にはこれに限定されず、より不規則なものも含まれる。白丸（○）が頂点を表し、白四角（□）が鞍点を表し、黒丸（●）が底点を表している。

図１７は、図１６におけるＡ－Ａ’線に沿った断面、及び、図１６におけるＢ－Ｂ’線に沿った断面を示す模式図である。頂点がａ２，ｂ３，ａ６，ｂ５で表され、鞍部がｂ１，ｂ２，ａ４，ｂ４，ｂ６で表され、底点がａ１，ａ３，ａ５，ａ７で表されている。このとき、ａ２とｂ３との関係、及び、ｂ３とｂ５との関係が、隣り合う頂点同士の関係となり、ａ２とｂ３との間の距離、及び、ｂ３とｂ５との間の距離が、隣り合う頂点間の幅ｗに相当する。また、ａ２と、ａ１又はａ３との間の距離、ａ６と、ａ５又はａ７との間の距離が、凸部の高さｈに相当する。

図４～図１５においては、複数の凸部は、全体として可視光波長以下の周期の繰り返し単位をもって並んで配置されている形態を示しているが、周期性を有していない部分があってもよく、全体として周期性を有していなくてもよい。また、複数の凸部のうちの任意の一つの凸部と、その隣り合う複数ある凸部との間のそれぞれの幅は、互いに異なっていてもよい。周期性を有していない形態では、規則配列に起因する透過及び反射の回折散乱が生じにくいという性能上の利点と、パターンを製造しやすいという製造上の利点を有する。更に、図１１～図１７に示すように、モスアイフィルムにおいては、一つの凸部に対し、その周りに頂点よりも低く、かつ高さの異なる複数の接点が形成されていてもよい。なお、モスアイフィルムの表面は、ナノオーダーの凹凸よりも大きな、ミクロンオーダー以上の凹凸を有していてもよく、すなわち、二重の凹凸構造を有していてもよい。

モスアイフィルム１３の作製方法について詳述する。モスアイフィルム１３を作製するに当たっては、まず、隣り合う底点間の幅が可視光波長以下の複数の凹部を表面に有する金型を用意する必要がある。このような金型の一例としては、アルミニウムの表面を陽極酸化処理することによって得られる、多数の穴が形成されたアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）基板が挙げられる。具体的には、アルミニウム基板を用意し、陽極酸化法とエッチング法とを複数回繰り返すことで、上記隣り合う底点間の幅が可視光波長以下であり、かつ金型の内部に向かって先細りの形状（テーパ形状）をもつ複数の凹部を有する金型を作製することができる。

陽極酸化の条件は、例えば、シュウ酸０．６ｗｔ％、液温５℃、８０Ｖの印加電圧とし、陽極酸化時間を２５秒とする条件が挙げられる。陽極酸化時間を調節することで、形成される凹部の大きさに違いが生まれる。エッチングの条件は、例えば、リン酸１ｍｏｌ／ｌ、液温３０℃、２５分とする条件が挙げられる。

そして、モスアイフィルムの基材となる表面の平らな硬化性樹脂膜を用意し、上記基材の表面に対し上記複数の凹部を表面に有する金型の表面を押し当てながら、光照射処理、熱処理等の必要な硬化処理を行うことで、モスアイフィルム１３は作製することができる。

なお、モールドの基板はガラスに限られず、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属材料や、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状オレフィン系高分子（代表的にはノルボルネン系樹脂等である製品名「ゼオノア」（日本ゼオン株式会社製）、製品名「アートン」（ＪＳＲ株式会社製）等）のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等の樹脂材料であってもよい。また、アルミニウムを成膜した基板の代わりに、アルミニウムのバルク基板を用いてもよい。なお、金型の形状は、平板状であってもロール（円筒）状であってもよい。金型を用いて基材上に微細凹凸を形成（複製）する具体的な方法としては、２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏ－ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ法）、熱プレス法（エンボス法）、射出成形法、ゾルゲル法等の複製法、微細凹凸賦形シートのラミネート法、微細凹凸層の転写法等の各種方法を、反射防止物品の用途及び基材の材料等に応じて適宜選択すればよい。金型の深さ及び転写物の高さ、並びに、金型の凹部の幅及び転写物の凸部の幅は、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）を用いて測定することができる。

そして、このようにして作製されたモスアイフィルム１３をガラス基板１１上に配置し、スピンコート法、ＤＦＲ（ドライフィルム）法等の製膜法とフォトリソグラフィー法とを用いてＢＭ１２の材料をモスアイフィルム１３上に塗布することで、実施形態１の多層基板が備えるＢＭ１２を作製することができる。実施形態１の多層基板を液晶表示装置のカラーフィルタ基板として用いる場合には、ＢＭ１２のパターニング形状は、サブ画素の外枠に対応した、一定の範囲（サブ画素領域）の周りを囲い込む形状とすることが好ましい。これにより、ＢＭ１２が各色のカラーフィルタ間、すなわち、サブ画素間の仕切り部材となり、各色のカラーフィルタ層間の境界で起こる混色や光漏れを防ぐことができる。更に、ＢＭ１２によって区画された領域に対し、例えば、インクジェット法等により、ＢＭ１２で仕切られた領域内に適切な色層材料を吐出し、該色層材料を硬化させることで、容易にカラーフィルタ層を形成することができる。

以下、実施形態１の多層基板を備える液晶表示装置の、ＢＭの反射率低減効果を示すシミュレーション結果について説明する。本シミュレーションは、シミュレーションソフトＧ－ＳＯＬＶＥＲ（Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｓｏｌｖｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ社製）を用いて行った。図１８は、屈折率を断続的に変化させるＢＭのシミュレーションの測定結果を示しており、測定画面、及び、ＢＭの断面模式図である。図１９は、屈折率を連続的に変化させるＢＭのシミュレーションの測定結果を示しており、測定画面、及び、ＢＭの断面模式図を示す。

図１８に示すように、屈折率を断続的に変化させるＢＭ９２は、平坦な表面を持つガラス基板９１上に配置されて用いられ、平坦な表面をもつ。図１８に示すように、本シミュレーションは、このようなガラス基板９１及びＢＭ９２の平面に対して垂直の方向から光が入射してきたときの反射率（％）を測定している。

図１９に示すように、屈折率を連続的に変化させるＢＭ９２は、ガラス基板上に錐状（ピラミッド状）に、すなわち、断面形状が三角形状となるように形成されて用いられている。また、ＢＭ９２の凹凸の隙間を埋めるように樹脂層９３が配置されている。図１９に示すように、本シミュレーションは、このようなガラス基板の平面に対して垂直の方向から光が入射してきたときの反射率（％）を測定している。

シミュレーションの条件は以下のとおりである。入射光としては無偏光を用い、観測光としては正反射光のみを観測した。ガラス基板９１の屈折率は１．５とし、ＢＭ９２の屈折率は２．０－ｉとし、樹脂層９３の屈折率は１．５とした。なお、ここでのｉは、消光（吸光係数）を表す虚数部であり、吸収のある物質に付く値である。また、ＢＭ９２の高さを２００ｎｍとし、ＢＭ９２のピッチを２００ｎｍとした。シミュレーション波長は４００～８００ｎｍの範囲で５０ｎｍ刻みで測定した。シミュレーションの結果は以下に示す表１のとおりである。

表１に示された結果のうち、人間の視覚に最も作用する波長５５０ｎｍでの反射率を比較すると、従来の液晶表示装置では０．０９４３４であったのに対し、本実施形態における液晶表示装置では、０．００００１４という結果が得られ、反射率が約１／６５００に低減されたことが確認できた。なお、本シミュレーションでは正反射率のみを算出したが、更に拡散反射率を含む反射率全体もまた、同様の原理で反射率の低減効果を得ることができる。

（実施形態２）
実施形態２は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態２の多層基板は、本発明の第一の多層基板である。実施形態２の多層基板は、偏光板、ガラス基板、カラーフィルタ層、ブラックマトリクス、及び、共通電極を備えている。

図２０は、実施形態２の多層基板のガラス基板及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態２では、ガラス基板（透明基板）１１が本発明の第一の層に相当し、ＢＭ１２が本発明の第二の層に相当する。ＢＭ１２は、ＢＭ１２の黒色を示すカーボンブラック粒子３１と、カーボンブラック粒子３１を包含するバインダー樹脂（媒質）３２とを含んで構成されている。ガラスの屈折率は約１．５であり、バインダー樹脂３２の屈折率は約１．５であり、カーボンブラック粒子３１の屈折率は約２．０である。なお、カーボンブラック粒子の粒径は、約１００ｎｍ以下である。

図２０に示すように、実施形態２においてＢＭ１２は、カーボンブラック粒子３１のほかに、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子３４を有している。ナノ粒子３４の粒径は２０～３８０ｎｍであり、可視光波長以下の粒径を有している。ナノ粒子３４の形状は特に限定されず、球形、多角形、不定形のいずれであってもよい。ナノ粒子３４をＢＭ１２内に混在させることで、ＢＭ１２内の屈折率をより光学的に平均化することができ、より均一な傾斜をもつ屈折率分布を有するＢＭ１２を形成することができるようになる。ナノ粒子３４は、黒色又は透明であることが好ましい。

図２０に示すように、ＢＭ１２が含むカーボンブラック粒子３１は、ＢＭ１２を構成する層の中でも、よりガラス基板１１から遠ざかる位置により高い分布を有している。そのため、ＢＭ１２内におけるカーボンブラック粒子３１の濃度は、ガラス基板１１から遠ざかるにつれて連続的に増加したものとなっており、これにより、図２０に示すように、ＢＭ１２内の屈折率は、ガラス基板１１から遠ざかるにつれて、すなわち、ガラス基板１１と反対方向に向かって、連続的に増加したものとなっている。具体的には、バインダー樹脂３２の屈折率は、ガラス基板１１の屈折率と同じ約１．５であり、カーボンブラック粒子３１の屈折率は、ガラス基板１１の屈折率及びバインダー樹脂３２の屈折率よりも高い約２．０である。このことから、カーボンブラック粒子３１の濃度勾配を厚み方向に連続的に変化させることで、ガラス基板１１及びＢＭ１２の積層体の屈折率の変化を連続的に変化したものとすることができ、図２０のようなグラフを得ることができる。

実施形態２の多層基板の構成によれば、ガラス基板１１を通り抜けてきた光は、ガラス基板１１とＢＭ１２との境界で反射が起こりにくい。これは、図２０に示すように、ＢＭ１２の屈折率が、ガラス基板１１のＢＭ１２と隣接する界面から、ガラス基板１１と反対方向に向かって、ＢＭ１２のガラス基板１１と隣接する界面における屈折率を起点として、断続的ではなく連続的に変化しているためであり、これにより、ガラス基板１１を透過した光のほとんどは、ガラス基板１１及びＢＭ１２内を通り抜けることになる。また、実施形態２においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子３１が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子３１によって吸収されやすい。

このように、実施形態２の多層基板の構成によれば、ガラス基板上に、ガラス基板の屈折率と大きく異なる屈折率をもつカーボンブラック粒子を含むブラックマトリクスを形成する場合であっても、多層基板内に断続的な屈折率の変化が起こる領域が形成されず、その結果、光の反射率が低減された多層基板が得られることになる。なお、このような実施形態２の構成は、２つの層によって屈折率が連続的に変化した領域を作製している点にも一つの特徴がある。

（実施形態３）
実施形態３は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態３の多層基板は、本発明の第二の多層基板である。実施形態３の多層基板は、偏光板、ガラス基板、モスアイフィルム、中間樹脂層、カラーフィルタ、ブラックマトリクス（ＢＭ）、及び、共通電極を有している。

図２１は、実施形態３の多層基板のガラス基板、モスアイフィルム、中間樹脂層及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム、中間樹脂層及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態３では、モスアイフィルム１３が本発明の第四の層に相当し、中間樹脂層１４が本発明の第五の層に相当する。モスアイフィルム１３は、ナノインプリント形成用のアクリル系ＵＶ硬化樹脂等で構成されている。中間樹脂層１４は、含硫黄系又は含ハロゲン系のＵＶ硬化樹脂で構成されており、例えば、スピンコート法とフォトリソグラフィー法とで作製することができる。ＢＭ１２は、ＢＭ１２の黒色を示すカーボンブラック粒子と、カーボンブラック粒子を包含するバインダー樹脂（媒質）とを含んで構成されている。ガラスの屈折率は約１．５であり、含硫黄系又は含ハロゲン系のＵＶ硬化樹脂の屈折率は約１．８である。バインダー樹脂の屈折率は約１．５であり、カーボンブラック粒子の屈折率は約２．０であるが、ＢＭ１２が含むカーボンブラック粒子は、ＢＭ１２を構成する層内で均一に分布している。そのため、ＢＭ１２全体として見たときには、屈折率は、バインダー樹脂とカーボンブラック粒子とを平均化した約１．８である。バインダー樹脂の材料としては、実施形態１で示したものと同様のものを用いることができる。ＢＭ１２の屈折率と同じ約１．８の屈折率をもつ中間樹脂層の材料としては、ＵＶ硬化型樹脂（例えば、含硫黄系又は含ハロゲン系の高屈折率ＵＶ樹脂を用いた単一又は複合系の重合体を含む光学用途の材料）が挙げられる。具体的には、含硫黄系（メタ）アクリレートとイソボルニル（メタ）アクリレートの共重合体を含む材料が挙げられる。その他、中間樹脂層として用いることが可能な材料としては、有機無機ナノ複合材料（ＴｉＯ_２微粒子分散）樹脂等の高屈折率膜形成塗布液ＴＩ－４４（ラサ工業株式会社製）等を含む樹脂材料が挙げられる。

図２１に示すように、ガラス基板１１と中間樹脂層１４との間には、モスアイフィルム１３が配置されている。モスアイフィルム１３の表面には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部が形成されている。また、各凸部は先端から底部に向かって屈折率が連続的に増加している構造を有している。中間樹脂層１４は、モスアイフィルム１３の有する凸部と対称な構造をもつ凹部を有する。そのため、図２１に示すように、モスアイフィルムと中間樹脂層１４とがかみ合わさった領域は、屈折率が連続的に増加している領域となる。

ガラス基板１１の屈折率は約１．５であり、モスアイフィルム１３の屈折率は約１．５であり、中間樹脂層１４の屈折率は約１．８であり、ＢＭ１２の屈折率は約１．８である。また、モスアイフィルム１３の凸部と中間樹脂層１４の凹部とがかみ合わさった領域において屈折率が約１．５から約１．８まで変化しているため、実施形態３の多層基板全体としてみれば、ガラス基板１１からＢＭ１２までが断続的な屈折率の変化がない構成となっている。したがって、実施形態３の多層基板の構成によれば、ガラス基板１１、モスアイフィルム１３及びＢＭ１２を光がそのまま透過することになり、これにより反射率低減の効果を得ることができる。また、実施形態３によれば、ＢＭ１２を直接モスアイフィルム１３上に形成しなくてよいので、ＢＭ１２の厚みの調整、製法の選択等の自由度が向上する。

なお、実施形態３においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子によって吸収されやすい。

（実施形態４）
実施形態４は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態４の多層基板は、本発明の第一の多層基板及び第三の多層基板である。実施形態４の多層基板は、偏光板、ガラス基板、中間層、カラーフィルタ、ブラックマトリクス（ＢＭ）、及び、共通電極を有している。

図２２は、実施形態４の多層基板のガラス基板、中間層及びブラックマトリクスの部分を抜き出した模式図であり、ガラス基板、モスアイフィルム、中間層及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、これらの屈折率分布を示している。実施形態３では、ガラス基板１１が本発明の第一の層に相当し、中間層２５が本発明の第二の層に相当し、ＢＭ１２が本発明の第三の層に相当する。また、ガラス基板１１が本発明の第六の層に相当し、中間層２５が本発明の中間層に相当し、ＢＭ１２が本発明の第七の層に相当する。中間層２５は、ガラス基板１１の屈折率と異なる透明粒子３３と、該透明粒子３３を包含するバインダー樹脂（媒質）３２とを含んで構成されている。ガラス基板１１の屈折率は約１．５であり、バインダー樹脂の屈折率は約１．５であり、透明粒子の屈折率は約１．８であり、ＢＭ１２が含むカーボンブラック粒子は約２．０である。カーボンブラック粒子はＢＭ１２を構成する層内で均一に分布している。そのため、ＢＭ１２全体として見たときには、屈折率は、バインダー樹脂とカーボンブラック粒子とを平均化した約１．８である。このような透明粒子の材料としては、アクリル系樹脂等が挙げられる。また、透明粒子の粒径は、約１００ｎｍ以下である。

図２２に示すように、実施形態４においてバインダー樹脂３２は、透明粒子３３のほかに、可視光波長以下の粒径をもつナノ粒子３４を有している。ナノ粒子３４としては、実施形態２と同様のものを用いることができる。ナノ粒子３４を中間層２５内に混在させることで、中間層２５内の屈折率をより光学的に平均化することができ、より均一な傾斜をもつ屈折率分布を有する中間層２５を形成することができるようになる。

図２２に示すように、ガラス基板１１とＢＭ１２との間には、中間層２５が配置されている。また、中間層２５が含む透明粒子３３は、中間層２５の中でも、よりガラス基板１１から遠ざかる位置により高い分布を有している。そのため、中間層２５内における透明粒子３３の濃度は、ガラス基板１１から遠ざかるにつれて連続的に増加したものとなっており、これにより、図２２に示すように、中間層２５内の屈折率は、ガラス基板１１から遠ざかるにつれて、すなわち、ガラス基板１１と反対方向に向かって、連続的に増加したものとなっている。具体的には、バインダー樹脂３２の屈折率は、ガラス基板１１の屈折率と同じ約１．５であり、透明粒子３３の屈折率は、ガラス基板１１の屈折率及びバインダー樹脂３２の屈折率よりも高く、かつＢＭの屈折率と同じ約１．８である。このことから、透明粒子３３の濃度勾配を厚み方向に連続的に変化させることで、図２２に示すようなガラス基板１１からＢＭ１２までの屈折率の変化を連続的に変化したものとすることができ、かつガラス基板１１の屈折率とＢＭ１２の屈折率とを連結させるようなグラフを得ることができる。

実施形態４の多層基板の構成によれば、ガラス基板１１を通り抜けてきた光は、ガラス基板１１と中間層２５との境界、及び、中間層２５とＢＭ１２との境界で反射が起こりにくい。これは、図２２に示すように、中間層２５の屈折率が、中間層２５のガラス基板１１と隣接する界面から中間層２５のＢＭ１２と隣接する界面まで、ガラス基板１１の中間層２５と隣接する界面における屈折率の値を起点とし、中間層２５のＢＭ１２と隣接する界面における屈折率の値を終点として断続的ではなく連続的に変化しているためである。また、言い換えれば、中間層２５の屈折率は、ガラス基板１１の屈折率とＢＭ１２の屈折率とを結ぶように連続的に変化しているためである。これにより、ガラス基板１１を透過した光のほとんどは、ガラス基板１１と中間層２５との境界を通り抜け、更に、中間層２５を透過した光のほとんどは、中間層２５とＢＭ１２との境界を通り抜け、ＢＭ１２を通り抜けることになる。また、実施形態４においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子によって吸収されやすい。

このように、実施形態４の多層基板の構成によれば、ガラス基板上に、ガラス基板の屈折率と大きく異なる屈折率をもつＢＭを形成する場合であっても、ガラス基板とＢＭとの間にこれらの屈折率を結ぶ中間層を配置しているので、多層基板内に断続的な屈折率の変化が起こる領域が形成されず、その結果、光の反射率が低減された多層基板が得られることになる。なお、このような実施形態４の構成は、３つの層によって屈折率が連続的に変化した領域を形成している点にも一つの特徴がある。

（実施形態５）
実施形態５は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態５の多層基板は、実施形態１の多層基板の外界側（観察面側）の表面に、更に、低反射層を配置した形態である。すなわち、実施形態５の多層基板は、低反射層、偏光板、ガラス基板、カラーフィルタ層、ブラックマトリクス、及び、共通電極を有している。

実施形態５で用いられる低反射層としては、例えば、多層基板の表面で反射した光と低反射層の表面で反射した光とを互いに干渉させて打ち消すことにより反射率を低減させるＬＲ（Ｌｏｗ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）フィルム及びＡＲ（Ａｎｔｉ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）フィルム、低反射層の表面に設けられた凹凸構造を利用して外光を散乱させることにより防眩効果を奏するＡＧ（Ａｎｔｉ　Ｇｌａｒｅ：防眩）フィルムとＬＲフィルムとの両方の特徴を有するＡＧＬＲフィルム、並びに、上述のように、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を形成し、多層基板の、外界（空気）と隣接する界面での屈折率の変化を擬似的に連続なものとし、屈折率界面に関係なく光のほぼ全てを透過させるモスアイフィルムが挙げられる。以下、低反射層としてモスアイフィルムを用いた場合について詳述する。

図２３は、実施形態５の多層基板のモスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスを抜き出した模式図であり、モスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、更に外界（空気）を含めた屈折率分布を示している。実施形態５では、モスアイフィルム１３が本発明の第四の層に相当し、ブラックマトリクス（ＢＭ）が本発明の第五の層に相当する。ガラス基板１１のモスアイフィルム１３側と逆側の面上に配置されたモスアイフィルム１５は、ナノインプリント形成用のアクリル系ＵＶ樹脂で構成されている。ＢＭ１２は、ＢＭ１２の黒色を示すカーボンブラック粒子と、カーボンブラック粒子を包含するバインダー樹脂（媒質）とを含んで構成されている。ガラスの屈折率は約１．５であり、ナノインプリント形成用のアクリル系ＵＶ樹脂の屈折率は約１．５であり、バインダー樹脂の屈折率は約１．５であり、カーボンブラック粒子の屈折率は約２．０であるが、ＢＭ１２が含むカーボンブラック粒子は、ＢＭ１２を構成する層内で均一に分布している。そのため、ＢＭ１２全体として見たときには、屈折率は、バインダー樹脂とカーボンブラック粒子とを平均化した約１．８である。

図２３に示すように、実施形態５においては、ガラス基板１１と外界（空気）１０との間に、モスアイフィルム１５が配置されている。モスアイフィルムの構成及び作製方法については、実施形態１で示したものと同様である。

図２３に示すように、ガラス基板１１とＢＭ１２との間には、モスアイフィルム１３が配置されている。モスアイフィルム１３の表面には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部が形成されており、微小な周期をもつ凹凸構造（モスアイ構造）を構成している。これら凸部（モスアイ構造の単位構造）の一つ一つは、先端から底部に向かって屈折率が連続的に増加している構造を有している。一方、ＢＭ１２は、モスアイフィルム１３の複数の凸部の間を埋めるように形成されており、したがって、ＢＭ１２は、モスアイ構造と対称的な構造を有している。より具体的には、ＢＭ１２のモスアイフィルム１３側の表面には、モスアイフィルム１３の有する凸部と対称な構造をもつ凹部が複数形成されている。

モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域は、互いに屈折率が異なる２つの層が合わさった領域となり、かつ該領域の厚みが大きくなるにつれ、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部との体積比がそれぞれ規則的に変動している。また、モスアイフィルム１３の各凸部の頂点間の幅が可視光波長以下であるため、その体積比の変動は小さい。これにより、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域を、屈折率が連続的に変化している領域とすることができ、図２３に示すようなグラフを得ることができる。

空気層の屈折率は約１．０であり、モスアイフィルムの屈折率は約１．５であり、空気層とモスアイフィルムの凸部とがかみ合わさった領域において屈折率は約１．０から約１．５まで変化している。また、モスアイフィルムの屈折率は約１．５であり、ＢＭ１２の屈折率は約１．８であり、モスアイフィルム１３の凸部とＢＭ１２の凹部とがかみ合わさった領域において屈折率は約１．５から約１．８まで変化している。したがって、実施形態５の多層基板全体としてみれば、空気層１０からＢＭ１２までが断続的な屈折率の変化がない構成となっている。

したがって、実施形態５の多層基板の構成によれば、空気層１０、モスアイフィルム１５、ガラス基板１１、モスアイフィルム１３及びＢＭ１２を光がそのまま透過することになり、これにより反射率低減の効果を得ることができる。また、実施形態５においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子によって吸収されやすい。

（実施形態６）
実施形態６は、液晶表示装置が備えるカラーフィルタ基板として用いることができる多層基板である。また、実施形態６の多層基板は、本発明の第二の多層基板である。実施形態６の多層基板は、モスアイフィルム（低反射層）、偏光板、ガラス基板、モスアイフィルム、カラーフィルタ層、中間樹脂層、ブラックマトリクス、及び、共通電極を有している。

図２４は、実施形態６の多層基板のモスアイフィルム（低反射層）、ガラス基板、モスアイフィルム、カラーフィルタ層、中間樹脂層及びブラックマトリクスの配置構成を示している。実施形態６では、モスアイフィルム１３が本発明の第四の層に相当し、カラーフィルタ層４１及び中間樹脂層１４が第五の層に相当する。カラーフィルタ層４１としては、バインダー樹脂に所望の色をもつ顔料を分散させたもの、所望の色をもつ染料を添加したものを用いることができる。ガラス基板１１のＢＭ１２側に位置するモスアイフィルム１３、中間樹脂層１４、及び、ＢＭ１２については、実施形態４で示したものと同様のものを用いることができる。ガラス基板１１のＢＭ１２側と反対側に位置するモスアイフィルム１５は、実施形態５で示したものと同様のものを用いることができる。なお、中間樹脂層１４は、ＢＭ１２とともにパターニングすることが製造効率の観点から好ましい。

図２４に示すように、ガラス基板１１と中間樹脂層１４との間には、モスアイフィルム１３が配置されている。モスアイフィルム１３の表面には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部が形成されている。また、各凸部は先端から底部に向かって屈折率が連続的に増加している構造を有している。中間樹脂層１４及びカラーフィルタ層４１は、モスアイフィルム１３の有する凸部と対称な構造をもつ凹部を有する。そのため、モスアイフィルムの凸部と中間樹脂層１４の凹部とがかみ合わさった領域、及び、モスアイフィルムの凸部とカラーフィルタ層４１の凹部とがかみ合わさった領域は、屈折率が連続的に増加している領域となる。

ガラス基板１１の屈折率は約１．５であり、モスアイフィルム１３の屈折率は約１．５であり、中間樹脂層１４の屈折率は約１．８であり、カラーフィルタ層４１の屈折率は約１．８であり、ＢＭ１２の屈折率は約１．８である。また、モスアイフィルム１３の凸部と中間樹脂層１４の凹部とがかみ合わさった領域において屈折率が約１．５から約１．８まで変化しており、かつモスアイフィルム１３の凸部とカラーフィルタ層４１の凹部とがかみ合わさった領域において屈折率が約１．５から約１．８まで変化しているため、実施形態６の多層基板全体としてみれば、ガラス基板１１からＢＭ１２までが、中間樹脂層１４と重複する領域、及び、カラーフィルタ層４１と重複する領域のいずれにおいても、断続的な屈折率の変化がない構成となっている。

したがって、実施形態６の多層基板の構成によれば、ガラス基板１１、モスアイフィルム１３、中間樹脂層１４及びＢＭ１２を光がそのまま透過することになり、かつガラス基板１１、モスアイフィルム１３、カラーフィルタ層４１及びＢＭ１２を光がそのまま透過することになるので、広い範囲で反射率低減の効果を得ることができる。また、実施形態６によれば、ＢＭ１２を直接モスアイフィルム１３上に形成しなくてよいので、ＢＭ１２の厚みの調整、製法の選択等の自由度が向上する。

また、実施形態６においては、ＢＭ１２を構成する粒子として黒色を有するカーボンブラック粒子が用いられているため、ＢＭ１２を透過しない成分は、カーボンブラック粒子によって吸収されやすい。

（比較形態１）
本発明の多層基板と従来の多層基板とを比較するために、以下、従来の多層基板を比較形態１の多層基板として詳述する。比較形態１の多層基板は、カラーフィルタ基板として用いられる。

図２５は、比較形態１の多層基板のガラス基板、透明無機薄膜、及び、ブラックマトリクスを抜き出した模式図であり、ガラス基板、透明無機薄膜及びブラックマトリクスの配置構成、並びに、更に外界（空気）を含めた屈折率分布を示している。

図２５に示すように、比較形態１の多層基板は、ガラス基板１１、透明無機薄膜５１及びブラックマトリクス（ＢＭ）５２をこの順に積層した構成を有しており、ガラス基板１１のＢＭ５２側と逆側の面は外界（空気）１０と隣接している。透明無機薄膜５１は酸化チタン（ＴｉＯ）で構成されており、ＢＭ５２はクロム（Ｃｒ）で構成されている。図２５に示すように、外界（空気）１０の屈折率は約１．０であり、ガラス基板１１の屈折率は約１．５であり、透明無機薄膜５１の屈折率は約２．３５であり、ＢＭ５２の屈折率は約３．０８である。

比較形態１の構成では、屈折率の異なる複数の層の各層内での屈折率はそれぞれ均一であるため、多層基板全体として見たときには、各層の界面を境界として断続的な屈折率変化が生じている。そのため、外界１０とガラス基板１１との境界、ガラス基板１１と透明無機薄膜５１との境界、及び、透明無機薄膜５１とＢＭ１２との境界において、それぞれ一定量の光が反射する。この反射光により、比較形態１の多層基板を、例えば、液晶表示装置に適用した場合、本来表示光として用いられるバックライトから出射された光と、外光が反射してできた光とが混合され、本来用いられるべき表示光の影響が著しく阻害され、明室におけるコントラストの低下を引き起こすことになる。

（実施形態７）
実施形態７は、本発明の液晶表示装置である。図２６は、実施形態７の液晶表示装置の断面模式図である。図２６に示すように、実施形態７の液晶表示装置は、観察面側（表示画面側）から背面側に向かってカラーフィルタ基板（多層基板）２１、液晶層２２及びアレイ基板（対向基板）２３をこの順に備えている。液晶層２２に含まれる液晶材料としては特に限定されず、液晶の配向モードも、ねじれネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、面内スイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ－ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等、特に限定されない。

カラーフィルタ基板２１は、ガラス基板１１を備え、ガラス基板１１の両面のうち、液晶層２２側の面上にカラーフィルタ層４１及びＢＭ１２を備える。カラーフィルタ層４１としては、例えば、赤のカラーフィルタ層４１Ｒ、緑のカラーフィルタ層４１Ｇ、及び、青のカラーフィルタ層４１Ｂの３色の組み合わせが挙げられるが、カラーフィルタ層としては、黄色、シアン、マゼンタを用いたものであってもよく、４色以上の組み合わせとしてもよい。ＢＭ１２は、各カラーフィルタ層４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂのそれぞれの間に配置されている。

カラーフィルタ層４１及びＢＭ１２上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化スズ）等の金属酸化物で構成された共通電極１７が形成されている。共通電極１７を形成することで、液晶層２２に対して所望の電圧を印加することが可能となる。共通電極１７は、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成することができる。また、共通電極１７上に配向膜を配置することで、液晶分子のプレチルト角を制御することができる。

カラーフィルタ基板２１は、ガラス基板１１の両面のうち、液晶層と逆側の面上に偏光板１６を備える。偏光板１６は直線偏光板であり、その構成としては、例えば、ある一方向に延伸されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Ｐｏｌｙ　Ｖｉｎｙｌ　Ａｌｃｏｈｏｌ）系のフィルムに、ヨウ素錯体、二色性色素等を吸着させ、更に、ＴＡＣ（Ｔｒｉ　Ａｃｅｔｙｌ　Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ：トリアセチルセルロース）フィルム等の保護フィルムを両面に貼り付けたものを用いることができる。なお、偏光板１６の液晶層２２側の面上には、λ／４板、λ／２板等の位相差板は貼り付けられていない。

アレイ基板２３は、液晶層２２内に含まれる液晶分子の配向性を制御するための配線、電極、半導体素子等を備える基板であり、制御方式としては、例えば、アクティブマトリクス方式、及び、パッシブマトリクス方式が挙げられる。

図２７は、実施形態７の液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス方式のアレイ基板の平面模式図である。アクティブマトリクス方式のアレイ基板２３であれば、ガラス基板上に、相互に平行に伸びる複数のゲート配線７１及び保持容量（ＣＳ）配線７３と、ゲート配線７１及び保持容量（ＣＳ）配線７３と交差し、かつ相互に平行に伸びる複数のソース配線７２とが配置される。また、ゲート配線７１とソース配線７２との各交差部には、半導体素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）７３が配置される。

図２７で示される平面模式図は、赤、緑及び青の３つのサブ画素からなる１つの画素を表している。ゲート配線７１とソース配線７２とで囲まれる領域が、１つのサブ画素に相当し、各サブ画素に対して、それぞれ２つの画素電極６５と２つのＴＦＴ６３とが配置されている。１つの画素電極６５は、１つのＴＦＴ６３によって制御されているため、１つのサブ画素が複数の領域に分割されていることになる。これにより、より精密な表示の制御が可能となる。なお、１つの画素を構成するサブ画素は、黄、シアン、マゼンタを含む３色であってもよく、これらのいずれかを含めた４色以上であってもよい。

ＣＳ配線７３は、サブ画素の中央を横切って配置されており、かつサブ画素の中央部分で幅広に形成されている。ＴＦＴ７３は、三端子型の電界効果トランジスタであり、半導体層のほかに、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の３つの電極を有する。ゲート電極はゲート配線７１と、ソース電極はソース配線７２とそれぞれ接続される。また、ドレイン電極からはサブ画素の中央に向かって延伸された配線（以下、ドレイン引き出し配線ともいう。）７４が形成されており、ドレイン引き出し配線７４は、ＣＳ配線７３と重畳する領域で延伸部分よりも広い面積をもち、絶縁膜を介して重畳するＣＳ配線７３との間で一定量の保持容量を形成することができる。また、画素電極６５は、絶縁膜内に設けられたコンタクト部６６を介してＴＦＴ６３のドレイン電極と接続されており、画素電極６５単位で液晶印加電圧のオン及びオフが制御される。なお、これら配線及び電極は、必要に応じて絶縁膜を介してそれぞれが分断されている。

実施形態７の液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス方式のアレイ基板を、図２６を用いて説明する。図２６に示すように、アレイ基板２３は、ガラス基板６１を備え、更に、液晶層側のガラス基板６１上にＴＦＴ６３及び配線６２を備えている。図２６における配線６２とは、ゲート配線、ソース配線、ＣＳ配線等を意味する。ＴＦＴ６３は、ゲート電極６３ａと、ゲート絶縁膜６４を介してゲート電極６３ａが位置する層と異なる層に配置された半導体層６３ｄと、ソース電極６３ｂと、ドレイン電極６３ｃとで構成されている。ソース電極６３ｂ及びドレイン電極６３ｃは、それぞれ半導体層６３ｄと直接電気的に接続されている。画素電極６５とＴＦＴ６３とは絶縁膜６７を介して別々の層に設けられ、絶縁膜６７内に設けられたコンタクト部６６を介して、互いに電気的に接続されている。

アレイ基板２３は、ガラス基板の液晶層と逆側の面上に偏光板６８を備える。アレイ基板２３が備える偏光板６８は、カラーフィルタ基板２１が備える偏光板１６と同様のものを用いることができるが、アレイ基板２３が備える偏光板６８の偏光軸は、カラーフィルタ基板２１が備える偏光板１６の偏光軸と略平行又は略垂直となるように配置される。

なお、このような実施形態７の液晶表示装置は、最表面にモスアイフィルム等の低反射層を有する形態、及び、液晶層を直線偏光が透過する直線偏光モードの形態に好適に用いられる。最表面に低反射層が形成されると内部反射の影響が目立つことになるため、このような内部反射の低減措置が効果的であり、直線偏光モードの場合には内部反射の要素が大きくなるため効果的であり、かつ円偏光モードの場合に比べ、高いコントラストを得ることができる。

実施形態７の液晶表示装置における内部反射について、図２６を用いて説明する。ここでの内部反射とは、外界から液晶表示装置の表示画面、すなわち、カラーフィルタ基板２１の外界側の表面を通して入射した光の、液晶表示パネル内での反射、すなわち、カラーフィルタ基板２１の外界側の表面を除くカラーフィルタ基板２１における反射、及び、アレイ基板２３における反射をいう。実施形態７において外界とカラーフィルタ基板２１との境界で起こる反射は表面反射であり、内部反射とは区別される。また、液晶層２２に起因する反射はほとんど見られない。なお、表面反射とは、液晶表示装置であれば、空気と偏光板（ＴＡＣフィルム）との境界で起こる反射を意味し、ＴＡＣフィルムの表面に反射防止膜が配置されている場合には、空気と反射防止膜（ＬＲフィルム、ＡＲフィルム、ＡＧＬＲフィルム、モスアイフィルム等）との境界で起こる反射を意味する。

カラーフィルタ基板２１の構造に起因する反射としては、ガラス基板１１とＢＭ１２との境界で起こる反射、ガラス基板１１とカラーフィルタ４１との境界で起こる反射、ＢＭ１２と共通電極１７との境界面で起こる反射、及び、カラーフィルタ４１と共通電極１７との境界面で起こる反射が挙げられる。共通電極１７の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化スズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化亜鉛）等の透光性を有する金属酸化膜が好適に用いられるが、外光の入射角度によっては、高い反射率となることがある。カラーフィルタ４１の材料としては、赤色、緑色、青色等の染料又は顔料で着色された樹脂が挙げられる。ＢＭ１２の材料としては、黒色の染料又は顔料で着色された樹脂、黒色の金属等が挙げられる。

アレイ基板２３の構造に起因する反射としては、ゲート信号線７１、ソース信号線７２、保持容量（ＣＳ）配線７３、並びに、ＴＦＴ６３が備えるゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の表面で起こる反射が挙げられる。これら各種配線及びＴＦＴが有する電極の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の、低抵抗の金属を用いることが、導電性及び信頼性の観点から好ましく、このような材料は高い反射率を有する。また、アレイ基板２３の構造に起因するその他の反射としては、画素電極の表面で起こる反射が挙げられる。画素電極もまた、共通電極と同様、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透光性を有する金属酸化膜が好適に用いられるが、外光の入射角度によっては、高い反射率となることがある。

内部反射に起因する反射率の測定方法としては、（１）分光測色計を使用する方法と、（２）分光顕微鏡を使用する方法とが挙げられる。

分光測色計を使用する方法としては、例えば、ＣＭＩ－２００２（コニカミノルタ社製）を用いて、反射率を測定する方法が挙げられる。具体的には、まず、サンプルａとして、ガラス基板の両面上に直線偏光板を貼り付けたものを用意する。直線偏光板は、偏光子となるヨウ素で染色されたＰＶＡフィルムと、ＰＶＡフィルムの表裏両面にあってこれを保護するＴＡＣフィルムとで構成されている。したがってＴＡＣフィルムの少なくとも一方は、ＰＶＡフィルムよりも外界側に配置される。直線偏光板のそれぞれは、互いに偏光軸が直交するクロスニコルの関係となるように調整する。なお、偏光子の屈折率及びＴＡＣフィルムの屈折率はいずれも１．５で同じである。

サンプルａは、屈折率の不連続面がなく、内部反射に起因する構造を含んでおらず、かつ互いにクロスニコル条件の偏光板を有するため、ガラス基板の表面に貼り付けられた偏光板を通過してサンプルａの内部に入った光は、ガラス基板の裏面に貼り付けられた偏光板で吸収される。したがって、サンプルａを分光測色計で測定した値は、サンプルａが有する直線偏光板（ＴＡＣフィルム）と空気との界面における光の反射率、すなわち、サンプルａの表面反射率を表していることになる。次に、サンプルｂとして、カラーフィルタ基板、液晶層及びアレイ基板からなる液晶表示パネルを用意する。サンプルｂにおいて、カラーフィルタ基板が備える直線偏光板、及び、アレイ基板が備える直線偏光板は、いずれもサンプルａで用いたものと同じ直線偏光板を用いる。サンプルｂを分光測色計で測定することで、サンプルｂの構造に起因する表面反射率及び内部反射率の合計が測定できるので、サンプルｂの測定結果で得られた値からサンプルａの測定結果で得られた値を差し引くことで、サンプルｂの内部反射率を測定することができる。なお、この場合、反射がどの部材によるものであるかの特定は行うことができない。

上述のＣＭＩ－２００２は、正反射光と拡散反射光とを積分球で観測するＳＣＩ（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｉｎｃｌｕｄｅ）モードと、拡散反射光のみを積分球で観測するＳＣＥ（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｅｘｃｌｕｄｅ）モードとを備える。

ここで、ＳＣＩモードとＳＣＥモードとについて詳述する。図２８は、ＳＣＩモードの反射光の測定の様子を示す模式図である。図２９は、ＳＣＥモードの反射光の測定の様子を示す模式図である。

図２８及び図２９に示すように、反射光の測定を行うに当たっては、光源８１と、測定試料８２と、測定試料８２の表面を覆うように配置された積分球８３と、反射光を受光する受光部８４とが用意される。図２８及び図２９において受光部８４は、いずれも測定試料８２の表面の法線方向に対して８°の角度となる位置に配置されている。積分球８３の内側の表面には、積分球８３の表面に到達した光をほぼ完全に拡散反射させる白い塗料（例えば、硫酸バリウム）が塗布されている。これにより、光源８１から出射され、積分球８３内に入り込んだ光は、積分球８３内の表面で拡散反射し、その結果、測定試料８２の表面に対してあらゆる角度から拡散光が降り注ぐことになる。

図２８に示されるＳＣＩモードの場合、受光部８４は、測定試料８２の表面で反射した正反射光及び拡散反射光の全てを測定する。一方、図２９に示されるＳＣＥモードの場合、積分球８３は、測定試料８２の表面の法線を対称軸として受光部８４と対称となる位置に、光トラップ部８５を有しており、光トラップ部８５に入った光は、そのまま積分球８３の外部へ抜けていく。そのため、受光部８４は、測定試料８２の表面で反射した反射光のうち、正反射光を除く残りの拡散反射光を測定することになる。

ここで述べている内部反射率は、正反射率と拡散反射率とを足し合わせたものを指す。実際には窓枠や壁が表示装置に写りこんでいる場合は正反射成分が多いが、表示装置の反射に基づく構造は必ずしも鏡面であるわけでなく、例えば、表示装置内部には薄膜回路があり、この薄膜回路の配線面は必ずしも平坦ではない。また、微細配線の繰り返しパターンによる回折も存在する。したがって、内部反射率には正反射ばかりでなく拡散反射率も含まれるものとして判断する方が適切である。このため、例えばＣＭＩ－２００２を用いて反射率を測定する場合には、ＳＣＩモードの測定結果のみを用いればよい。この場合、ＣＭ－２００２で測定される領域は画素に対して十分大きいため、測定値は表面反射も含め、表示装置の内部構造、つまり様々な構成物からの反射全てを含んで測定していることになる。

なお、正反射率のみを算出したい場合には、ＳＣＩモードの測定値（正反射率＋拡散反射率）から、ＳＣＥモードの測定値（拡散反射率）を差し引くことで得ることができる。この場合、ＣＭＩ－２００２を用いてサンプルａ及びサンプルｂを、ＳＣＩモードとＳＣＥモードとの両方のモードで、サンプルａ及びサンプルｂのそれぞれを測定する必要がある。また、正反射率は、下記式で表すことができる。
内部反射の正反射率＝ＳＣＩ（正反射率＋拡散反射率）－ＳＣＥ（拡散反射率）－Ｒｓ（直線偏光板表面の反射率）

反射率は、具体的にはＸＹＺ表色系に基づく三刺激値のＹ値、すなわち、ＣＭＩ－２００２によって測定されたＹ値が相当する。

分光顕微鏡（例えば、ＯＳＰ－２００（オリンパス社製））を使用することで、各部材の反射率を測定することもできる。図３０は、実施形態７の液晶表示装置を分光顕微鏡を用いて観察したときの画素単位の平面模式図であり、赤、緑及び青の３つのサブ画素からなる１つの画素を表している。

分光顕微鏡によれば、図３０で示される図のとおりに各部材を詳細に観察でき、観察した部分の反射率を測定することが可能である。また、ピントが合った部分の反射率を測定することができる。それゆえ、ＣＭＩ－２００２の全体としての反射率測定を構成物単位により詳細に測定し、ＣＭＩ－２００２の測定を検証できる点で分光顕微鏡は有利である。また、分光顕微鏡によれば、表面反射率の測定は不要となる。ただし、分光顕微鏡での測定は正反射成分の測定となる。

以下に、ＣＭＩ－２００２の測定と分光顕微鏡の測定の対応について述べる。図３０で示されるように、画素を観察面側から直視したときには、アレイ基板のうち、カラーフィルタ基板のＢＭ１２と重畳する領域は、黒色で覆われることになる。なお、ＢＭ１２は、ゲート配線７１のほぼ全体と、ソース配線７２のほぼ全体と、ＴＦＴ７３の全体とを覆うように配置されている。

実施形態７の液晶表示パネルを分光顕微鏡で測定した場合の内部反射となる部分の構成は、ゲート配線７１、ソース配線７２、ＣＳ配線７３、ドレイン引き出し配線７４、コンタクト部６６、画素電極６５及びＢＭ１２である。そして、これら各部材の単体反射率に面積率Ｓをかけあわせた（乗じた）ものを全て足し合わせ、得られた合計値に、パラレルニコルに配置された直線偏光板の透過率Ｔｐをかけあわせる（乗じる）ことで、内部反射の合計値を得ることができる。なお、このようにして得られた値は、正反射光の値であり、上述のＣＭＩ－２００２のＳＣＩモードの測定値から、ＳＣＥモードの測定値を差し引いた値に相当する。

表２は、内部反射の測定に用いられる要素をまとめた表である。Ｓ１～Ｓ５は、配線及び電極の反射が起こる面積全体の中で占める面積率を意味する。表２に基づけば、表示装置の内部反射の正反射率は、下記式で表すことができる。
内部反射の正反射率＝｛Σ（ｉ×Ｓ１，ｉｉ×Ｓ２，ｉｉｉ×Ｓ３，ｉｖ×Ｓ４，ｖ×Ｓ５，ｖｉ，ｖｉｉ）｝×Ｔｐ

なお、これら（１）分光測色計を使用する方法と、（２）分光顕微鏡を使用する方法とでは、実際に同じサンプルを用いて測定を行ったところ、小数点以下一桁のパーセンテージ（０．１％）の精度で正反射率の値が一致した。

以下、内部反射と表示品位との関係について説明する。まず、表示装置においてコントラスト比の大きさは、画像の鮮明性の観点から表示品位を高める上で重要である。コントラスト比が大きければ大きいほど、より画像は鮮明になる。コントラスト比は、「表示がＯＮの状態（白表示）での輝度値／表示がＯＦＦの状態（黒表示）での輝度値」から算出されるが、周囲が明るい環境下においては、表示のコントラスト比の大きさは周囲の明るさに大きく左右される。具体的には、周囲の明るさが明るければ明るいほど、よりコントラスト比は低下する。

また、周囲の明るさが同じ環境下であっても、表示装置の構造が異なれば表示装置の構造に起因する光の反射量も異なり、表示装置の構造に起因する光の反射量が表示領域におけるコントラスト比の大きさに影響する。具体的には、表示装置の構造に起因する光の反射量が大きければ大きいほど、表示画面からより多くの反射光が出射することになるため、よりコントラスト比は低下する。

実際に、内部反射率、表面反射率、及び、周囲の明るさが０Ｌｘであるときのコントラスト比（以下、暗所コントラスト比ともいう。）がそれぞれ異なる液晶表示装置Ａ～Ｉをシミュレーションし、各液晶表示装置のコントラスト比の評価を行った。

図３１～３７は、液晶表示装置Ａ～Ｉにおいて内部反射率と表面反射率とをそれぞれ異なる値で設定したときの、液晶表示装置における周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。横軸が周囲の明るさを表し、縦軸が液晶表示装置のコントラスト比の大きさを表す。一般的なリビングルームの照明による明るさは、１００～２００Ｌｘであり、曇りの日の窓際は１０００Ｌｘであり、晴れた日の窓際は２０００Ｌｘ程度である。より詳しくは、暗めのリビングルームで５０Ｌｘであり、通常のリビングルームで１００Ｌｘであり、明るめのリビングルームで２００Ｌｘである。

したがって、通常家庭で用いられる環境としては、５０～２０００Ｌｘの周囲光で見られることが実用的な範囲である。また、オフィス、駅構内、コンビニエンスストア等の掲示板では１０００Ｌｘ以上の環境下も実用範囲といえる。更に、画面への写りこみの観点で言えば、たとえ環境が１００Ｌｘ程度であったとしても、外に白い建物がある場合、白いカーテンが直接写りこんで、これを直視する場合は、実質的に３～５倍の明るさに相当することもあるので、１０００Ｌｘ程度までは実用範囲であるといえる。

図３１に示す曲線Ａ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ａ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３１に示す曲線Ｂ（◆）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｂ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。なお、ここでの表示装置の周囲の明るさは、全て平均的な反射率環境であるものとしており、より詳細には、表示装置の周囲は均一な反射率を持った完全拡散の壁に囲まれているものとしている。また照明等の光源は上方にあり、表示装置は床に対して略垂直に立てて設置してあるとしている。ある明るさにおいて表示装置の表示面には周囲の壁が写り込むが、この状態で表示面の照度を測定し、これに表面反射率と内部反射率を加えた反射率を乗じたものが表示面の反射光として、外光がない場合の黒輝度（外光がない場合（０Ｌｘ）のコントラストから求められる輝度）にこの反射光を加えたものをその周囲光における黒輝度として、白表示の輝度との比を取って、その周囲光の明るさにおけるコントラストとしている。

液晶表示装置Ａと液晶表示装置Ｂとは、内部構造、すなわち、液晶表示装置内のカラーフィルタ基板、液晶層及びアレイ基板の構成は同様であるが、表面構造が異なっている。液晶表示装置Ａが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はＬＲ（低反射コーティング）フィルムで構成されているのに対し、液晶表示装置Ｂが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はモスアイフィルムで構成されている。図３１からわかるように、液晶表示装置Ａ及び液晶表示装置Ｂはいずれも、周囲の明るさが大きくなるにつれ、よりコントラスト比の大きさが小さくなっている。液晶表示装置Ｂは、液晶表示装置Ａと比べ、表面反射率が抑えられているため、コントラスト比に若干の改善は見られるものの、大きな違いは見られない。液晶表示装置Ａにおいてコントラスト比は、一般的なリビングルームの明るさである１００Ｌｘのときに１０００まで低下しており、同様に、液晶表示装置Ｂにおいてもコントラスト比は、１００Ｌｘのときに１０００まで低下している。

図３２に示す曲線Ａ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ａ）の周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３２に示す曲線Ｃ（◆）は、内部反射率が１．０％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｃ）の周囲光の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。

液晶表示装置Ａと液晶表示装置Ｃとは、表面構造のみならず、内部構造も互いに異なっている。液晶表示装置Ａが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はＬＲフィルム（低反射コーティング）で構成されているのに対し、液晶表示装置Ｃが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はモスアイフィルムで構成されている。液晶表示装置Ｃは、液晶表示装置Ａと比べ、表面反射率のみならず内部反射率も改善されているため、コントラスト比に大きな改善が見られる。液晶表示装置Ａにおいてコントラスト比は、１００Ｌｘのときに１０００まで低下しているが、液晶表示装置Ｃにおいてコントラスト比は、１００Ｌｘのときに１０００まで低下していない。より詳細に見ると、１００Ｌｘでは液晶表示装置Ｃは液晶表示装置Ａの約１．５倍のコントラスト比を有し、１０００Ｌｘでは液晶表示装置Ｃは液晶表示装置Ａの約３倍のコントラスト比を有している。

液晶表示装置Ａ～Ｃは、いずれも白輝度が５００ｃｄ／ｃｍ^２であり、標準的な液晶ＴＶに用いられている液晶表示装置である。また、液晶表示装置Ａ～Ｃは、いずれも暗所コントラスト比が約５０００である。標準的な液晶ＴＶの暗所コントラスト比は、３０００～５０００である。また、暗所コントラスト比は、黒表示の時に漏れた光の量によって決まるものであり、内部構造の反射率の違いは大きく影響しない。

図３１及び図３２で得られた結果を考察すると、表示のコントラスト比を大幅に向上させるためには、表面反射の改善ばかりでなく、内部反射を改善することが効果的であることがわかる。

図３３に示す曲線Ｄ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｄ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３３に示す曲線Ｅ（◆）は、内部反射率が１．０％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｅ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄの暗所コントラスト比は８０００であり、液晶表示装置Ｅの暗所コントラスト比は３０００である。

図３４に示す曲線Ｄ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｄ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３４に示す曲線Ｆ（◆）は、内部反射率が０．５％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｆ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄの暗所コントラスト比は８０００であり、液晶表示装置Ｆの暗所コントラスト比は３０００である。

液晶表示装置Ｄが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はＬＲフィルム（低反射コーティング）で構成されているのに対し、液晶表示装置Ｅ及びＦが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はモスアイフィルムで構成されている。

図３３及び図３４で得られた結果を考察すると、内部反射率及び表面反射率のいずれもが低減された液晶表示装置Ｅ及びＦは、液晶表示装置Ｄに比べて暗所コントラスト比が低いにも関わらず、一般的なリビングの明るさである１００～２００Ｌｘにおいてコントラスト比がより優れていることがわかる。このことから、実使用においては、液晶表示パネルの構造に基づく光の反射が表示に大きく影響しており、優れた表示品位を得るためには、暗所でのコントラスト比の向上のみならず、液晶表示パネルの構造に基づく光の反射率を抑制することが重要となる。言い換えれば、暗所でのコントラスト比の向上は、バックライトの漏れ光の抑制の観点で液晶表示パネルの特性を表すものであり、明所でのコントラスト比の向上と、暗所でのコントラスト比の向上とは、評価軸がそれぞれ異なっているといえる。

また、液晶表示装置Ｄと液晶表示装置Ｅと液晶表示装置Ｆとを比較すると、一般的なリビングルームである周囲環境１００Ｌｘ下での使用において、液晶表示装置Ｄではコントラスト比が１０００に満たないのに対し、液晶表示装置Ｅではコントラスト比１０００を充分に超える大きさを有しており、液晶表示装置Ｆではコントラスト比１０００を大幅に超える大きさを有している。コントラスト比が１０００であるとは、周囲光の映り込みが画面の明るさの０．１％であることを示しており、液晶表示装置の周囲の物体、例えば、白色の蛍光灯、及び、観察者の白い服の映り込みが、画面の明るさに対して大きく低減されていることを示す。この値は、コントラスト比の評価を行う上での一つの指標であり、このような効果が得られることで、優れたコントラスト比を有する液晶表示装置ということができる。したがって、コントラスト比が１０００であることを一つの基準とすると、液晶表示装置Ｅは、周囲の明るさが１００～２００Ｌｘの範囲でコントラスト比１０００を超えており、一般的なリビングルームにおいて充分なコントラスト比を有しているということがわかる。また、液晶表示装置Ｆは、周囲の明るさが１００～５００Ｌｘの範囲でコントラスト比１０００を超えており、一般的なリビングルーム以上に明るい環境下においても充分なコントラスト比を維持することができることがわかる。なお、通常、リビングルームは、照明を灯していなくとも、野外が晴天の場合や、朝日が差し込むような環境下であれば、室内が１００Ｌｘ以上となることは十分ありうる。

図３５に示す曲線Ｄ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｄ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３５に示す曲線Ｇ（◆）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｇ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄの暗所コントラスト比は８０００であり、液晶表示装置Ｇの暗所コントラスト比は３０００である。

図３５からわかるように、液晶表示装置Ｄと液晶表示装置Ｇとでは、内部反射率及び表面反射率がともに同じであり、暗所コントラスト比のみが異なっている。このような２つの液晶表示装置を比較すると、周囲が暗い環境（１～５０Ｌｘ）の下では、より暗所コントラスト比の高い液晶表示装置Ｄが、液晶表示装置Ｇよりも高いコントラスト比を維持するものの、一般的なリビングルームの明るさである１００Ｌｘ付近においては、液晶表示装置Ｄ及びＧのいずれも、コントラスト比が１０００となり、１００Ｌｘ以上の更に明るい環境下においては、液晶表示装置Ｄと液晶表示装置Ｇとは、ほぼ同様のコントラスト特性を示すことが分かった。このことから、暗所コントラスト比の改善は、暗い部屋において画像をダイナミックに表現することについては効果的であるものの、リビングより明るい環境下では特に影響がないことが分かった。

図３６に示す曲線Ｄ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｄ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３６に示す曲線Ｈ（◆）は、内部反射率が０．５％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｈ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｄの暗所コントラスト比は８０００であり、液晶表示装置Ｆの暗所コントラスト比は８０００である。

図３７に示す曲線Ｄ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｄ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３７に示す曲線Ｉ（◆）は、内部反射率が１．０％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｉ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。液晶表示装置Ｇの暗所コントラスト比は８０００であり、液晶表示装置Ｉの暗所コントラスト比は８０００である。

液晶表示装置Ｇと液晶表示装置Ｈと液晶表示装置Ｉとでは、暗所コントラスト比が同じであるものの、内部反射率及び表面反射率がそれぞれ異なっている。また、液晶表示装置Ｈと液晶表示装置Ｉとでは、表面反射率が同じであるものの、内部反射率が異なっている。図３６及び図３７からわかるように、暗所コントラスト比が同じであったとしても、明るさが向上するにつれ、より内部反射率及び表面反射率が低い液晶表示装置Ｈ及び液晶表示装置Ｉは、より内部反射率及び表面反射率が高い液晶表示装置Ｇに比べ、高いコントラスト比を維持することになる。また、液晶表示装置Ｈと液晶表示装置Ｉとを比較すると、内部反射率が０．５％改善されるのみで、コントラスト比の低下の抑制に違いが出てくることがわかる。

また、図３６と図３７とをそれぞれ検討すると、内部反射率が２．０％である液晶表示装置Ｇにおいて１００Ｌｘ環境下でのコントラスト比は１０００であり、内部反射率が１．０％である液晶表示装置Ｈにおいて１００Ｌｘ環境下でのコントラスト比は２０００である。このことから、内部反射率が１．０％である液晶表示装置Ｈによれば、内部反射率が２．０％である液晶表示装置Ｇに比べ、１００Ｌｘ環境下でのコントラスト比が２倍に改善されることがわかる。また、液晶表示装置Ｈによれば、２００Ｌｘ環境下においても１０００以上のコントラスト比が確保されるので、明るいリビングにおいても、ダイナミックな画像を見ることが可能となり、内部反射率が１．０％である液晶表示装置が特に優れていることが分かる。

更に、内部反射率が０．５％である液晶表示装置Ｉにおいて１００Ｌｘ環境下でのコントラスト比は３０００である。このことから、内部反射率が０．５％である液晶表示装置Ｉによれば、内部反射率が２．０％である液晶表示装置Ｇに比べ、１００Ｌｘ環境下でのコントラスト比が３倍に改善されることがわかる。また、液晶表示装置Ｉによれば、晴れた日において直射日光の入らない窓際や、天井に何本もの蛍光灯がある明るいオフィスに相当する４００Ｌｘの環境下においても、コントラスト比１０００を得ることができる。

以上の検討をまとめると、暗所コントラスト比の設定値に関わらず、液晶表示装置の内部反射率を１．０％未満に抑制することで、通常のリビングルームに用いられる１００～２００Ｌｘの環境下において、１０００以上のコントラスト比を維持することができ、実用性に優れた液晶表示装置が得られることが分かる。また、液晶表示装置の内部反射率を０．５％以下に抑制することで、通常のリビングルーム以上に明るい２００～５００Ｌｘの環境下においても、１０００以上のコントラスト比を維持することができ、実用性により優れた液晶表示装置が得られることが分かる。なお、液晶表示装置もまた、いずれも白輝度が５００ｃｄ／ｃｍ^２であり、標準的な液晶ＴＶに用いることが可能な液晶表示装置である。

（実施形態８）
実施形態８の液晶表示装置は、コントラスト比の向上のためにバックライトの強さを領域ごとに調光する手段を更に有する点以外は実施形態７の液晶表示装置と同様である。具体的には、常時点灯しているバックライトを領域（エリア）分割しておき、バックライト輝度制御回路を別に設け、画像信号にあわせてエリアごとにバックライト光の強さを調光する液晶表示装置である。こうすることで、明るい画像エリアではバックライト輝度を上げ、暗い画像エリアではバックライト輝度を落として黒画像を沈めることが可能となり、コントラスト範囲が拡大し、画像表現をより鮮明にすることができる。実際には、広告画像のような静止画において明暗をくっきり出したい場合や、インパクトのある画像を更に強調表現する場合に効果的となる。また、暗い周囲環境の下で暗い画像を映したときのバックライト光の光漏れが原因の、画像が浮かんで見える現象を抑制することもできる。更に、バックライト光の調光を行うことで、常時点灯の場合に比べ、消費電力を抑制することもできる。

図３８は、実施形態８の液晶表示装置において内部反射率と表面反射率をそれぞれ異なる値で設定したときの、周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。図３８に示す曲線Ｊ（■）は、内部反射率が２．０％、表面反射率が１．５％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｊ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフであり、図３８に示す曲線Ｋ（◆）は、内部反射率が０．５％、表面反射率が０．２％の液晶表示装置（液晶表示装置Ｋ）の周囲の明るさ（Ｌｘ）とコントラスト比の大きさとの関係を示すグラフである。

液晶表示装置Ｊ及び液晶表示装置Ｋは、いずれも、バックライト光を調光するための手段を備えており、暗所コントラスト比が１００００００である。液晶表示装置Ｊが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はＬＲフィルム（低反射コーティング）で構成されているのに対し、液晶表示装置Ｋが備えるカラーフィルタ基板の外界側の表面はモスアイフィルムで構成されている。液晶表示装置Ｊ及び液晶表示装置Ｋによれば、周囲が１０００Ｌｘの環境下においても１００以上のコントラスト比を確保することができ、更に、液晶表示装置Ｋによれば、曇り又は日陰の野外に相当する１００００Ｌｘの環境下においても１００以上のコントラスト比を確保することができる。したがって、液晶表示装置Ｋによれば、外に向かって広告表示を行うショーウインドウの広告媒体に対しても好適に利用することができる。なお、暗所コントラスト比が１００００００であるとは、バックライトをＯＦＦにしたときの状態を意味し、黒表示での漏れ光がないため、実質的にはコントラスト比の測定が不可能な状態である。

液晶表示装置Ｊ及び液晶表示装置Ｋは、分割されたエリアごとにＯＮ及びＯＦＦを制御するものであり、画素単位でＯＮ及びＯＦＦを制御するものではない。したがって、分割された各エリア内では、液晶表示パネルのもつコントラスト性能を上げる必要があり、例えば、映画の暗いシーンを、暗い環境下で表現する場合、画像の明暗を忠実に、かつ意識的に表現するためには、暗所コントラスト比を向上させるのみならず、液晶表示装置の持つコントラスト性能を上げる必要がある。そのため、内部反射率が低減された液晶表示装置Ｋは、液晶表示装置Ｊに比べ、このようなエリア分割を行う液晶表示装置により好適といえる。

以下、液晶表示装置の内部反射を抑えるために好適な液晶表示装置の部材について、詳述する。

（実施形態９）
実施形態９の液晶表示装置は、配線又は電極に反射防止の工夫がなされたアレイ基板を備える液晶表示装置である。

アレイ基板の構造に起因する反射としては、例えば、ゲート配線、ソース配線、保持容量（ＣＳ）配線、並びに、ＴＦＴが備えるゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等の導電層の表面で起こる反射が挙げられる。これら各種配線及びＴＦＴが有する電極の材料を工夫することで、反射率を低減させることができる。

従来においては、各種配線及びＴＦＴが有する電極は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）等の金属単体、又は、これらの金属の合金が、導電性及び信頼性の観点から主に用いられていた。これに対し、例えば、銅（Ｃｕ）を酸化銅（ＣｕＯ）に、銀（Ａｇ）を酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）に、タンタル（Ｔａ）を酸化タンタル（ＴａＯ，Ｔａ_２Ｏ_３）又は窒化タンタル（ＴａＮ）に、モリブデン（Ｍｏ）を窒化モリブデン（ＭｏＮ）に、チタン（Ｎｉ）を窒化チタン（ＴｉＮ）に、それぞれ材料を変性させることで、黒色の各種配線及び電極が得られるため、液晶表示装置の内部に入射してきた光を吸収しやすくなり、液晶表示装置が備える液晶表示パネルに基づく反射率を抑制することができるようになる。なお、このように金属酸化物を用いたとしても、単体金属を用いた場合と同様の導電性及び信頼性を得ることができる。

このような金属酸化物は、導電層となる金属材料をスパッタリング法で成膜する際に、所望の導入ガスを混入させてスパッタリング成膜することで、容易に作製することができる。例えば、銅（Ｃｕ）では、銅（Ｃｕ）を材料とする導電層を所望の厚さで成膜した後、酸素をガス中に導入し、銅（Ｃｕ）と酸素とを反応させながらスパッタリングとしてそのまま成膜することで、ターゲットの交換の必要なく、かつ新たな設備の導入を抑えつつ、目的物である黒色の酸化銅（ＣｕＯ）を得ることができる。

このように酸素を導入したスパッタリング法を用いる手法は、銀（Ａｇ）においても同様に行うことができる。酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）は黒色を有するため、反射率を低減することができる。なお、銀（Ａｇ）は、エッチング性を考慮して、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）等の一種類以上の材料と合金とすることが好ましく、本実施形態において銀合金を酸化させてもよい。

導電層がアルミニウム（Ａｌ）を材料とする場合には、アルミニウム（Ａｌ）に特有の、膜表面に生じるヒロック（微小突起）を解消するために、アルミニウム膜の表面上に更に異なる材料の導電層を設けることが好ましい。このとき、アルミニウム膜の表面上に設けられる導電層として、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）又はマグネシウム（Ｍｇ）を材料とする導電層を有することで、単にアルミニウムのみを材料とする導電層と比べ、３０～４０％の反射率を低減することができる。

導電層がチタン（Ｔｉ）を材料とする場合には、窒素を導入したスパッタリング法を用いることにより、黒色の窒化チタン（ＴｉＮ）を形成することが好ましい。また、導電層がタンタル（Ｔａ）を材料とする場合には、酸素を導入したスパッタリング法を用いることにより、黒色の酸化チタン（ＴａＯ，Ｔａ_２Ｏ_３）を形成することが好ましい。また、これら窒化チタン（ＴｉＮ）及び酸化チタン（ＴａＯ，Ｔａ_２Ｏ_３）は、導電性に優れていることから、電極間の電気的な接続を確保する場合、変性層の除去が必ずしも必要とならないため、工程数の減少にも寄与する。

また、シリコン（Ｓｉ）又はアルミニウム－シリコン（Ａｌ－Ｓｉ）合金を、酸素と窒素混合ガス雰囲気下で成膜することによっても、反射率の低い導電層を得る点で好適である。　

更に、このように単体金属を金属酸化物又は金属窒化物とする形態については、それぞれを組み合わせて用いることが好ましく、例えば、一部の配線においては銅を酸化銅とし、他の一部の配線においては銀を酸化銀とする等が好ましい。

なお、このような実施形態９の液晶表示装置は、最表面にモスアイフィルム等の低反射層を有する形態、及び、液晶層を直線偏光が透過する直線偏光モードの形態に好適に用いられる。最表面に低反射層が形成されると内部反射の影響が目立つことになるため、このような内部反射の低減措置が効果的であり、直線偏光モードの場合には内部反射の要素が大きくなるため効果的であり、かつ円偏光モードの場合に比べ、高いコントラストを得ることができる。

（実施形態１０）
実施形態１０の液晶表示装置は、配線、電極等の導電層と重畳する領域に反射防止の工夫がなされたアレイ基板を備える液晶表示装置である。実施形態１０の液晶表示装置において導電層と重畳する領域には、遮光膜が形成されており、上記遮光膜が導電層よりも観察面側に位置することから、導電層の表面で生じる反射を低減することができる。

実施形態１０の液晶表示装置によれば、ゲート配線、ソース配線、保持容量（ＣＳ）配線、並びに、ＴＦＴが備えるゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等の導電層の材料として、金属単体であるアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｎｉ）等の金属単体、又は、これらの金属の合金をそのまま用いることができる。

このような遮光膜としては、配線、電極等を、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングする際に用いるレジスト（感光性樹脂）を用いることが好ましい。この場合、パターニングに用いるレジストに対し黒色顔料を混入させておき、エッチング工程によって配線加工を施した後、レジストを剥離せずにそのまま残しておくことで、上記レジストを反射率を低減させるための部材として効率的に利用することができる。上記黒色顔料は、カーボン粒子又は窒化チタン微粒子であることが、製造効率及び低反射性の観点から好ましい。

実際には、配線のコンタクト部においては、電気的コンタクトを確保する必要があること、また、ＴＦＴ等のトランジスタ上及びその近傍（トランジスタ部）では、不純物の混入を防ぐ必要があることから、このようにレジストを残す方法を用いることができない領域も存在するが、そのような場合、配線のコンタクト部上、及び、トランジスタ部上においては、レジストに対してマスク露光を行う際にハーフ露光を行い、現像工程を行うことによって配線のコンタクト部上及びトランジスタ部上のレジストの厚みを薄く形成しておき、配線エッチング後に、アッシング処理、又は、フッ素ガス等によるドライエッチング処理を行うことによって、配線のコンタクト部上及びトランジスタ部上のレジストを除去することで対応することができる。

なお、このような実施形態１０の液晶表示装置は、最表面にモスアイフィルム等の低反射層を有する形態、及び、液晶層を直線偏光が透過する直線偏光モードの形態に好適に用いられる。最表面に低反射層が形成されると内部反射の影響が目立つことになるため、このような内部反射の低減措置が効果的であり、直線偏光モードの場合には内部反射の要素が大きくなるため効果的であり、かつ円偏光モードの場合に比べ、高いコントラストを得ることができる。

（実施形態１１）
実施形態１１の液晶表示装置は、配線、電極等の導電層と重畳する領域に反射防止の工夫がなされたアレイ基板を備える液晶表示装置である。実施形態１１の液晶表示装置において導電層と重畳する領域には、光感光性のレジストが形成されており、上記光感光性のレジストが導電層よりも観察面側に位置する。

一般的な液晶表示装置の製造工程においては、液晶表示装置の一部において、開口率向上及び信頼性向上を目的として、ＴＦＴ等のトランジスタ、及び、配線の上部に、アクリル系のレジストを２～４μｍ程度塗布し、平坦な面を構成した後に、フォトリソグラフィー工程によってコンタクト部を形成し、その後、画素電極を形成している。これは図２６を用いて説明すれば、絶縁層６７が２層構造となっており、下側の絶縁層、すなわちＴＦＴ６３に接している側の絶縁層は無機絶縁層となり、上側の絶縁層、すなわち画素電極６５と接している側の絶縁層はアクリル系レジストとなっている。このような構造によれば、アクリル系レジストの厚さによってＴＦＴ６３や配線から充分な距離をとることが可能であり、また、アクリル系レジストがＴＦＴ構造や配線構造の凹凸を吸収し平坦にすることから、カップリング容量の低減と凹凸低減に伴い、画素電極をソース配線上にまで作製することが可能となる。このため、画素面積をより広くとることが可能となるので、開口率が向上する。

これら一連の工程の中には、アクリル系のレジストを用いてコンタクト部を形成した後に、再度アクリル系のレジストの全面を露光して、レジストの光感光剤の色を抜く工程がある。しかし、このとき上記露光を、レジストの前面からではなく背面の配線側から行うと、配線の影になって配線上のアクリル系レジストの色は抜けない。そして、そのままベーク工程に進むと、色が抜けなかった配線上のアクリル系レジストは更に色が濃くなる。このように、上記工程によれば、配線上に、新たに材料を塗布することなしに遮光膜を形成することができる。したがって、上記方法によれば、工程の増加の必要なく、反射率の低減を行うことができる。また、この場合、必ずしも透過率を実質的に０に落とす必要はなく、例えば、アクリル系レジストの透過率を７０％まで落としさえすれば、外部から入射して配線の表面で反射する光は、配線上の遮光膜を２度通ることになるので、実質的に５０％まで反射率は低減することとなる。

なお、このような実施形態１１の液晶表示装置は、最表面にモスアイフィルム等の低反射層を有する形態、及び、液晶層を直線偏光が透過する直線偏光モードの形態に好適に用いられる。最表面に低反射層が形成されると内部反射の影響が目立つことになるため、このような内部反射の低減措置が効果的であり、直線偏光モードの場合には内部反射の要素が大きくなるため効果的であり、かつ円偏光モードの場合に比べ、高いコントラストを得ることができる。

（実施例１）
実施例１では、上記各実施形態の画素構造を持つ液晶表示装置において内部反射率を測定した例について述べる。

なお、実際には表面の偏光板によって片側偏光が吸収されるが、ここではまず、偏光板がない状態で測定を行った上で、その後で偏光板により吸収される分を割り引く。

これは、実際の液晶表示装置の表面には、通常、偏光板が配置されるためであり、外界から液晶表示装置に入射し、内部構造で反射した光は、この偏光板を平行（パラレル）ニコル状態で（平行ニコルの偏光板を）透過することになるためである。偏光板の透過率は約４０％程度であるから、偏光板がない状態で透過率を測定した場合、偏光板による減少分を考慮する必要がある。すなわち、ランダム偏光をレファレンス（偏光板を付けずに校正）として偏光板付きの反射率を測定すると、液晶表示装置表面での偏光板の有無によって反射体に届く光量が偏光板が存在するときと偏光板が存在しないときとで異なり、偏光板が存在するときの透過率は、偏光板が存在しないときの透過率の０．４倍程度となる。よって、ここではまず、内部反射率を偏光板を含まない状態で観測し、その後に偏光板を含んだ場合の値を算出することとする。

まず、ＣＭＩ－２００２を用い、図３０で示した実施形態７の構造を持つ液晶表示装置のカラーフィルタ基板を通してＳＣＩ測定とＳＣＥ測定とを行ったところ、ＳＣＩでの測定値は２．８８％であり、ＳＣＥでの測定値は０．４８％であった。また、「ＳＣＩの測定値－ＳＣＥの測定値」を計算すると、２．４０％の反射率であった。ＣＭＩ－２００２による測定は、光源としてＤ_６５を使用し、かつ白色校正板の５５０ｎｍでの反射率に対して相対反射率として約９８％の白色校正を行った。

次に、分光顕微鏡を用いて、表示画面から表示装置を構成する各部材の反射率を求めるとともに、各部材の１画素に対する面積比を求め、１画素における反射率を計算した。

これによると、図３０のゲート配線７１の単位反射率に面積率を掛けて算出された反射率は０．１％であった。以下同様に、Ｃｓ配線７３は０．２１％、ドレイン電極（引き出し配線）７４は０．４３％、ソース配線７２は０．６４％、コンタクト部６６は０．３９％であった。これらの合計である配線メタル部の反射率は１．７７％であった。共通電極（ＩＴＯ）と、画素電極（ＩＴＯ）６５とにおける合計反射率は０．４８％であった。画素電極６５上に形成された液晶の配向状態を安定化させる樹脂部（図示せず）での反射率が０．１％あった。これらの合計である画素部での反射率は０．５８％であった。カラーフィルタ基板のブラックマトリクス部１２の反射率は０．０７％であった。

以上、配線部、画素部、ブラックマトリクス部の合計が、この表示装置の内部反射となり、２．４２％であった。これは、分光顕微鏡で構成ごとに測定したものを合計したものであるが、上述したＣＭＩ－２００２における正反射成分の反射率（２．４０％）と略一致するものであった。

なお、カラーフィルタ基板には、赤、青及び緑の三色があるが、ここではそれぞれの色で測定を実施した後、視感度にあわせて合計している。

次に、内部反射を低減する検討を実施した。ここでは、まず配線メタル部として、最表面がＡｌを材料とするドレイン、ソース、コンタクト部に着目し、最表面にＡｌではなくＴｉを用いる、すなわち、Ａｌ上にＴｉを積層することで反射率の低減を図った。これによって、各配線部の反射率が約３０％低減した。なお、ゲート部とＣｓ部の最表面はもともとＴｉである。そして、画素の下面に位置するアクリル系レジストを実施形態１１に基づき配線上のみ色を抜かないこととすることで、１．７７％の反射率を０．８０％に低減させることができた。

更に、ブラックマトリックスに実施形態１の多層基板の特徴を組み入れることで、反射率は、０．０７％から０．０２％に低減した。これによって、液晶表示装置の内部反射率２．４２％が１．４％になった。なお、実際の透過率は、この値に偏光板の透過率３８％を乗じた値である０．５４％である。

次に、実施形態１１において２層構造とした、画素電極の下部に位置する絶縁層（図２６における絶縁層６７）について、無機絶縁層成膜後、アクリル系レジスト形成前に、無機絶縁層上に黒色レジストを塗布し、ＴＦＴ側から露光することで配線をマスクにして配線上に黒色レジストパターンを形成した。露光後、黒色レジストパターン上及び無機絶縁層上にアクリル系レジストを形成した。そして最後に、アクリル系レジストの表面に対して全面露光を行い、色を抜いた。

この構成による配線上の反射率を測定したところ、反射率は０．３０％であった。したがって、配線メタル上での反射率１．７７％が０．３０％に低減できた。これによって内部反射２．４２％を０．９５％に低減させることができた。なお、実際の透過率は、この値に偏光板の透過率３８％を乗じた値である０．３６％であり、拡散反射を含めても内部反射を０．５％以下にすることができる見込みである。

そして、このような内部構造を持つ液晶表示装置の最表面にモスアイフィルムを配置し、更に最表面の反射を０．２％に押さえることによって、これらの反射対策を施していない表示装置と比較して、１００Ｌｘ環境下で写り込みの少ない見やすい画面を実現することができた。

以上、各実施形態の多層基板及び液晶表示装置を用いて本発明の表示装置の内部反射を低減させる工夫について詳細な説明を行ったが、上述のように各実施形態は互いに組み合わせることができるものであり、これらを組み合わせることで、内部反射を１％未満、更には、０．５％未満に低減することができる。そして、このようにして作製された液晶表示装置は、明所においても高いコントラスト比を有する液晶表示装置として用いることができる。

なお、本願は、２００９年６月２３日に出願された日本国特許出願２００９－１４８９４２号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１０：外界（空気）
１１：ガラス基板（透明基板）
１２：ＢＭ（ブラックマトリクス）
１３：モスアイフィルム
１３ａ：凹凸部
１３ｂ：支持部
１３ｃ：接着部
１４：中間樹脂層
１５：モスアイフィルム（低反射層）
１６：偏光板
１７：共通電極
２１：カラーフィルタ基板（多層基板）
２２：液晶層
２３：アレイ基板（対向基板）
２５：中間層
３１：カーボンブラック粒子
３２：バインダー樹脂
３３：透明粒子
４１：カラーフィルタ層
４１Ｒ：カラーフィルタ層（赤）
４１Ｇ：カラーフィルタ層（緑）
４１Ｂ：カラーフィルタ層（青）
５１：透明無機薄膜
５２：ＢＭ（ブラックマトリクス）
６１：ガラス基板（透明基板）
６２：配線（導電層）
６３：ＴＦＴ
６３ａ：ゲート電極
６３ｂ：ソース電極
６３ｃ：ドレイン電極
６３ｄ：半導体層
６４：ゲート絶縁膜
６５：画素電極
６６：コンタクト部
６７：絶縁膜
６８：偏光板
７１：ゲート配線
７２：ソース配線
７３：保持容量（ＣＳ）配線
７４：ドレイン引き出し配線
８１：光源
８２：測定試料
８３：積分球
８４：受光部
８５：光トラップ部
９１：ガラス基板
９２：ＢＭ
９３：樹脂層
１０１：観察面側基板側から入射する光
１０２：観察面側基板の外界側の表面で反射する成分
１０３：観察面側基板を透過した成分
１０４：観察面側に向かって反射する成分（内部反射成分）
１１１：表面基材
１１２：内部基材
１２１：観察面側基板
１２２：背面側基板
１２３：液晶層

Claims

表示画面を通り抜けて内部構造に入射した光のうち、内部構造で反射する光の反射率が、１．０％未満であることを特徴とする表示装置。
前記表示画面は、最表面に低反射層を有していることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記低反射層は、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
前記内部構造は、第一の層、及び、第一の層に隣接して配置された第二の層を有する多層基板を備え、
該第二の層の屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面から、第一の層と反対方向に向かって、第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化している
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。
前記多層基板は、更に、第二の層に隣接して配置された第三の層を有し、
該第二の層の屈折率は、第二の層の第三の層と隣接する界面まで、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を終点として連続的に変化している
ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
前記第三の層の屈折率は、第三の層の第二の層と隣接する界面から、第二の層と反対方向に向かって、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化していることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
前記第二の層は、前記第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率と異なる屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の第二の層内での濃度は、第一の層と反対方向に向かって連続的に変化している
ことを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の表示装置。
前記第二の層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第一の層の第二の層と隣接する領域の屈折率であることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
前記粒子は、黒色又は透明であることを特徴とする請求項７又は８記載の表示装置。
前記第一の層の第二の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項４～９のいずれかに記載の表示装置。
前記内部構造は、第四の層、及び、第四の層に隣接して配置された第五の層を含む多層基板を備え、
前記第四の層は、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を第五の層側の表面に有し、
前記第五の層は、該複数の凸部の間を埋める複数の凹部を第四の層側の表面に有する
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。
前記第四の層の第五の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
前記内部構造は、第六の層と、第七の層と、第六の層と第七の層との間に配置された中間層とを含む多層基板を備え、
該中間層の屈折率は、第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とを結ぶように連続的に変化している
ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。
前記中間層は、第七の層の屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に増加している
ことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
前記中間層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第六の層の屈折率であることを特徴とする請求項１４記載の表示装置。
前記中間層は、第六の層の屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に減少している
ことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
前記中間層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第七の層の屈折率であることを特徴とする請求項１６記載の表示装置。
前記粒子は、黒色又は透明であることを特徴とする請求項１４～１７のいずれかに記載の表示装置。
前記第六の層の第七の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項１３～１７のいずれかに記載の表示装置。
前記内部構造は、観察面側から背面側に向かって、第一の基板と、液晶層と、第二の基板とをこの順に積層して備えることを特徴とする請求項１～１９のいずれかに記載の表示装置。
前記第一の基板及び第二の基板は、いずれも偏光板を備え、
該偏光板を透過し、液晶層を透過する光は、直線偏光である
ことを特徴とする請求項２０記載の表示装置。
前記第一の基板及び／又は第二の基板は、前記多層基板であることを特徴とする請求項２１記載の表示装置。
前記内部構造は、酸化銅、酸化銀、窒化チタン及び酸化タンタルからなる群より選択されるいずれか一つの材料で表面が構成された導電層を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項１～２２のいずれかに記載の表示装置。
前記内部構造は、アルミニウムを材料とする導電層と、該アルミニウムを材料とする導電層よりも観察面側に位置するチタン、タンタル、モリブデン及びマグネシウムからなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層との積層構造を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項１～２３のいずれかに記載の表示装置。
前記内部構造は、酸化又は窒化された、シリコン及びアルミニウム－シリコン合金からなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層を備えることを特徴とする請求項１～２４のいずれかに記載の表示装置。
前記内部構造は、アルミニウム、銅、銀及びニッケルからなる群より選択されるいずれか一つを材料とする導電層を少なくとも一つ備え、かつ該導電層と重畳する領域に遮光膜を備え、
該遮光膜は、導電層よりも観察面側に位置する
ことを特徴とする請求項１～２５のいずれかに記載の表示装置。
前記遮光膜は、黒色顔料を含む感光性樹脂であることを特徴とする請求項２６記載の表示装置。
第一の層、及び、第一の層に隣接して配置された第二の層を有する多層基板であって、
該第二の層の屈折率は、第二の層の第一の層と隣接する界面から、第一の層と反対方向に向かって、第一の層の第二の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化している
ことを特徴とする多層基板。
前記多層基板は、更に、第二の層に隣接して配置された第三の層を有し、
該第二の層の屈折率は、第二の層の第三の層と隣接する界面まで、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を終点として連続的に変化している
ことを特徴とする請求項２８記載の多層基板。
前記第三の層の屈折率は、第三の層の第二の層と隣接する界面から、第二の層と反対方向に向かって、第二の層の第三の層と隣接する界面における屈折率の値を起点として連続的に変化していることを特徴とする請求項２９記載の多層基板。
前記第二の層は、前記第一の層の第二の層と隣接する領域の屈折率と異なる屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の第二の層内での濃度は、第一の層と反対方向に向かって連続的に変化している
ことを特徴とする請求項２８～３０のいずれかに記載の多層基板。
前記第二の層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第一の層の第二の層と隣接する領域の屈折率であることを特徴とする請求項３１記載の多層基板。
前記粒子は、黒色又は透明であることを特徴とする請求項３１又は３２記載の多層基板。
前記第一の層の第二の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の距離が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項２８～３３のいずれかに記載の多層基板。
第四の層、及び、第四の層に隣接して配置された第五の層を含む多層基板であって、
前記第四の層は、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下である複数の凸部を第五の層側の表面に有し、
前記第五の層は、該複数の凸部の間を埋める複数の凹部を第四の層側の表面に有する
ことを特徴とする多層基板。
前記第四の層の第五の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項３５記載の多層基板。
第六の層と、第七の層と、第六の層と第七の層との間に配置された中間層とを含む多層基板であって、
該中間層の屈折率は、第六の層の屈折率と第七の層の屈折率とを結ぶように連続的に変化している
ことを特徴とする多層基板。
前記中間層は、第七の層の屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に増加している
ことを特徴とする請求項３７記載の多層基板。
前記中間層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第六の層の屈折率であることを特徴とする請求項３８記載の多層基板。
前記中間層は、第六の層の屈折率をもつ粒子を含み、
該粒子の中間層内での濃度は、第六の層と反対方向に向かって連続的に減少している
ことを特徴とする請求項３７記載の多層基板。
前記中間層は、前記粒子を包含する媒質を含み、
該媒質の屈折率は、前記第七の層の屈折率であることを特徴とする請求項４０記載の多層基板。
前記粒子は、黒色又は透明であることを特徴とする請求項３８～４１のいずれかに記載の多層基板。
前記第六の層の第七の層と逆側の面上には、隣り合う頂点間の幅が可視光波長以下の複数の凸部を表面に有する層が配置されていることを特徴とする請求項３７～４２のいずれかに記載の多層基板。