WO2013061907A1

WO2013061907A1 - 表示装置

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Publication number: WO2013061907A1
Application number: PCT/JP2012/077206
Authority: WO
Inventors: 俊植木; 一義櫻木; 恵美山本; 透菅野; 前田　強; 昇平勝田; 豪鎌田
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-05-02
Also published as: JP2015004696A

Abstract

　表示装置は、バックライトと、光変調素子と、光拡散部材と、を備える。バックライトから第１の方向に射出され、光拡散部材の光反射面で１回反射されて光拡散部材の光射出面から射出角度βで射出される光を１回反射光とし、バックライトから第２の方向に射出され、光反射面で反射されずに光射出面から１回反射光と同一方向に射出される光を０回反射光とし、バックライトから第１の方向に射出される光の強度をＩ１（β）とし、バックライトから第２の方向に射出される光の強度をＩ０（β）とし、Ｉ１（β）とＩ０（β）とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）としたときに、βが５０°であるときのＩｌａｒｇｅ（β）とＩｓｍａｌｌ（β）との比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２以下である。

Description

表示装置

　本発明は、表示装置に関する。
　本願は、２０１１年１０月２４日に、日本に出願された特願２０１１－２３３１５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　表示装置の視野角改善方法として、光拡散部材を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１には、光拡散部材が光変調素子の視認側に配置されたプロジェクターが開示されている。特許文献１の光拡散部材は、面方向に配列された複数の円錐台状の単位レンズによって構成されている。単位レンズの底面は光入射面であり、単位レンズの上面は光射出面であり、単位レンズの側面は光反射面となっている。特許文献１の光拡散部材では、単位レンズの側面に入射した光を全反射させることによって、光拡散部材に垂直に入射した光を広角方向に拡散させている。

特許第４１３６３３９号公報

　特許文献１の光拡散部材は、プロジェクターに適用されるものであるため、光変調素子からの光（表示光）は光拡散部材に対して概ね垂直に入射する。しかし、バックライトを備えた直視型の表示装置に光拡散部材を適用する場合には、バックライトからの光は極角方向に分布を持って光拡散部材に入射する。そのため、光拡散部材の設計は、バックライトからの光の角度分布に基づいて最適化されなければならない。

　例えば、バックライトから斜めに射出されて光拡散部材の内部を斜めに通過した光の中には、単位レンズの側面で全反射されて単位レンズの上面から射出された光（１回反射光）と、単位レンズの側面で反射されずにそのまま単位レンズの上面から射出された光（０回反射光）と、が含まれる。このように光のパスが異なる２つの光が同一方向に射出されると、二重像が発生し、表示の視認性が低下する場合がある。

　本発明の態様における目的は、二重像による視認性の低下を抑制可能な表示装置を提供することにある。

　本発明の一態様における表示装置は、バックライトと、前記バックライトから射出された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子の視認側に設けられ、前記光変調素子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、を備える。前記光拡散部材は、光反射面と、光射出面と、を備える。前記光反射面は、前記光拡散部材に垂直に入射する光を反射して前記光拡散部材から斜めに射出させる。前記光射出面は、前記光反射面で反射され又は前記光反射面で反射されずに前記光拡散部材の内部を透過した光が射出される。前記バックライトから第１の方向に射出され、前記光反射面で１回反射されて前記光射出面から射出角度βで射出される光を１回反射光とし、前記バックライトから第２の方向に射出され、前記光反射面で反射されずに前記光射出面から前記１回反射光と同一方向に射出される光を０回反射光とし、前記バックライトから前記第１の方向に射出される光の強度をＩ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出される光の強度をＩ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ｉ０（β）とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）としたときに、前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）との比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２以下である。

　５０°以上７０°以下の任意のβにおいて、前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２以下であってもよい。

　前記光変調素子は、前記バックライトから射出された光を変調して画像を形成する画像形成面を有し、前記画像形成面の同一箇所から射出され前記光拡散部材の光射出面から射出角度βで射出される前記１回反射光と前記０回反射光の光軸間の距離をＷ（β）としたときに、前記βが５０°であるときの前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）と前記Ｗ（β）との積Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が１００μｍ以下であってもよい。

　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が１００μｍ以下であってもよい。

　前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２よりも大きくなる前記βの角度範囲が１３°未満であってもよい。

　前記バックライトから前記第１の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射する光の割合をＡ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射しない光の割合をＡ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ａ１（β）との積Ｉ１（β）×Ａ１（β）を前記１回反射光の強度Ｉ１（β）′とし、前記Ｉ０（β）と前記Ａ０（β）との積Ｉ０（β）×Ａ０（β）を前記０回反射光の強度Ｉ０（β）′とし、前記Ｉ１（β）′と前記Ｉ０（β）′とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）′とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）′としたときに、前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′との比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２以下であってもよい。

　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２以下であってもよい。

　前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２よりも大きくなる前記βの角度範囲が１３°未満であってもよい。

　前記光変調素子は、前記バックライトから射出された光を変調して画像を形成する画像形成面を有し、前記画像形成面の同一箇所から射出され前記光拡散部材の光射出面から射出角度βで射出される前記１回反射光と前記０回反射光の光軸間の距離をＷ（β）とし、前記バックライトから前記第１の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射する光の割合をＡ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射しない光の割合をＡ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ａ１（β）との積Ｉ１（β）×Ａ１（β）を前記１回反射光の強度Ｉ１（β）′とし、前記Ｉ０（β）と前記Ａ０（β）との積Ｉ０（β）×Ａ０（β）を前記０回反射光の強度Ｉ０（β）′とし、前記Ｉ１（β）′と前記Ｉ０（β）′とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）′とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）′としたときに、前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′との比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｗ（β）との積Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００μｍ以下であってもよい。

　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００μｍ以下であってもよい。

　前記バックライトは、射出角度が大きくなるに従って射出される光の強度が単調に減少する配光特性を備えていてもよい。

　前記バックライトは、射出角度が５０°以上で射出される光の全強度が、射出角度が０°で射出される光の強度の１０％未満であってもよい。

　前記光射出面に対する前記光反射面の傾斜角を前記光反射部材全体で平均化した平均の傾斜角αは７３°以上８５°以下であってもよい。

　本発明の一態様における表示装置は、さらに前記光拡散部材の前記光変調素子が配置された側とは反対側に設けられ、前記光拡散部材から入射した光を拡散させる拡散層を含んでいてもよい。

　本発明の態様によれば、二重像による視認性の低下を抑制可能な表示装置が提供される。

第１実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。光変調素子の断面図である。光拡散部材の断面図である。二重像の発生原理を説明する図である。光軸間の距離と表示光射出角度との関係を示す図である。１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度との関係を示す図である。光拡散部材に入射した光のうち１回反射光として射出される光の割合と０回反射光として射出される光の割合を説明する図である。光拡散部材への光の入射角度と、１回反射光として射出される光の割合および０回反射光として射出される光の割合と、の関係を示す図である。バックライトＢＬ０を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と、１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の光の強度との関係を示す図である。バックライトＢＬ１を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と、１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の強度との関係を示す図である。バックライトＢＬ０を用いて「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字からなる画像を表示し、その画像を表示光射出角度が５０．６°の方向から観察したときの写真である。バックライトＢＬ１を用いて「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字からなる画像を表示し、その画像を表示光射出角度が５０．６°の方向から観察したときの写真である。バックライトＢＬ２を用いた場合の１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と当該１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度との関係を示す図である。バックライトＢＬ２を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の光の強度との関係を示す図である。人間の視角特性と二重像の見え方との関係を説明する図である。表示光射出角度と二重像パラメーターとの関係を示す図である。光軸間の距離と表示光射出角度との関係を示す図である。バックライトＢＬ１を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度との関係を示す図である。バックライトＢＬ３を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度との関係を示す図である。バックライトＢＬ２を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度と１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度との関係を示す図である。光拡散部材の製造方法の一例を示す図である。光拡散部材の製造方法の一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。遮光層のパターンの一例を示す図である。光入射端面側の斜面の傾斜角と光射出端面側の斜面の傾斜角とが異なるような傾斜角の分布を備えた光拡散部材の一例を示す図である。光入射端面側の斜面の傾斜角と光射出端面側の斜面の傾斜角とが異なるような傾斜角の分布を備えた光拡散部材の一例を示す図である。光拡散部の斜面の傾斜角の測定方法を説明する図である。光拡散部の斜面の傾斜角の測定結果の一例を示す図である。

［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態の表示装置１の概略構成を示す図である。

　表示装置１は、表示体６と、視野角拡大部材７と、を備えている。視野角拡大部材７は、表示体６の視認側に設けられ、表示体６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。

　表示体６は、バックライト２と、バックライト２からの光を変調する光変調素子４と、を備えている。

　バックライト２は、光の射出方向を制御してｚ方向に指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトである。バックライト７は、光変調素子４に対してｚ方向にコリメートされた光を入射させるようになっている。表示装置１では、バックライト２から光変調素子４に対して垂直に光を入射させ、光変調素子４を透過した光を視野角拡散部材７で広角方向に拡散させることで、広い視野角範囲でコントラストの高い画像を表示できるようになっている。

　光変調素子４は、第１偏光板３と、ＴＦＴ基板９と、液晶層１１と、カラーフィルター基板１０と、第２偏光板５と、を備えたアクティブマトリクス方式の透過型光変調素子である。カラーフィルター基板１０には、例えば、Ｙ方向に延びる赤色、緑色および青色からなる複数のカラーフィルター３１が互いに隣接して配置されている。

　視野角拡大部材７は、光拡散部材７０と、拡散層８と、を備えている。

　光拡散部材７０は、光透過性の基材３９上に複数の光拡散部４０を互いに隣接して配置したものである。光拡散部４０は、例えば、ｘ方向に延びる逆テーパ形状の突起部として構成されている。光拡散部４０は、光拡散部４０に垂直に入射した光の一部をテーパ状の側面で反射し、残りの光の一部をそのまま透過することで、表示体６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。基材３９の光拡散部４０が形成されていない部分には、隣接する光拡散部４０間からの光漏れを防止するために、遮光層４１が形成されている。拡散層８は、例えばアクリル樹脂等のバインダー樹脂の内部に、球径が０．５μｍ～２０μｍ程度の多数のアクリルビーズ等の光散乱体を分散させたものである。拡散層８は、光拡散部材７０から入射した光を等方的に拡散しさらに広角に広げる役割を果たす。

　図２は、光変調素子４の断面図である。

　光変調素子４は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、液晶層１１と、を備えている。カラーフィルター基板１０は、ＴＦＴ基板９に対向して配置される。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持される。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、これら基板間の間隔を一定に保持するための球状のスペーサー１２が配置されている。液晶層１１の表示方式としては、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式など任意の表示方式を用いることができる。

　ＴＦＴ基板９は、ガラス等の透明基板１４を基板本体として備えている。透明基板１４の液晶層１１側の面には、図示略の複数のソースバスラインと図示略の複数のゲートバスラインとが互いに直交する方向に格子状に形成されている。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表示の最小単位領域である一つの画素となっている。透明基板１４の液晶層１１側の面には、各画素に対応して、半導体層１５、ゲート絶縁膜２０、ゲート電極１６、ソース電極１７およびドレイン電極１８を有する画素スイッチング用のＴＦＴ１９が形成されている。ソース電極１７はソースバスラインに接続されており、ゲート電極１６はゲートバスラインに接続されている。

　ソース電極１７およびドレイン電極１８は、ゲート絶縁膜２０を覆う第１層間絶縁膜２１上に形成されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８は、第１層間絶縁膜２１およびゲート絶縁膜２０を厚み方向に貫通するコンタクトホール２２，２３を介して半導体層１５のソース領域およびドレイン領域にそれぞれ接続されている。ドレイン電極１８上には、ソース電極１７、ドレイン電極１８および第１層間絶縁膜２１を覆う第２層間絶縁膜２４が形成され、第２層間絶縁膜２４上に画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２層間絶縁膜２４を厚み方向に貫通するコンタクトホール２６を介してドレイン電極１８と接続されている。

　カラーフィルター基板１０は、ガラス等の透明基板２９を基板本体として備えている。
　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。カラーフィルター３１には、赤色の色素を含む赤色カラーフィルター（Ｒ）、緑色の色素を含む緑色カラーフィルター（Ｇ）および青色の色素を含む青色カラーフィルター（Ｂ）を含む３種類のカラーフィルターが含まれている。ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５には、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。液晶層１１を透過した光は、カラーフィルター３１によって着色されてカラー画像として射出される。そのため、透明基板２９の液晶層１１側の面、すなわち、カラーフィルター３１と透明基板２９との間の界面が、画像が形成される画像形成面となる。

　図３は、光拡散部材７０の断面図である。

　光拡散部材７０は、基材３９と、複数の光拡散部４０と、遮光層４１と、を備えている。基材３９は、光透過性を有する。複数の光拡散部４０は、光透過性である。複数の光拡散部４０は、基材３９の一面（表示体６側の面）に形成される。遮光層４１は、基材３９の一面において光拡散部４０の形成領域以外の領域に形成される。光拡散部材７０は、図１に示したように、光拡散部４０が設けられた側を第２偏光板５に向け、基材３９の側を視認側に向けて第２偏光板５上に配置されている。

　光拡散部４０は、基材３９から表示体６側に突出する突起形状を有している。光拡散部４０の屈折率は、基材３９の屈折率と略同等である。基材３９上には、ｙ方向に延びる複数のストライプ状の光拡散部４０がｘ方向に互いに間隔を空けて配置されている。光拡散部４０は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が細長い長方形である。光拡散部４０は、光射出端面となる基材３９側の面４０ａの面積は、光入射端面となる基材３９と反対側の面４０ｂの面積よりも小さい逆テーパ状の形状を有している。垂直断面（ｙｚ断面）で見ると、光拡散部４０は、基材３９側の面を上底、基材３９とは反対側の面を下底とする台形形状であり、上底が光射出端面４０ａ、下底が光入射端面４０ｂ、斜面（側面）が光反射面４０ｃとなっている。光拡散部４０に入射した光は、光拡散部４０の側面（光反射面４０ｃ）で全反射しつつ、光拡散部４０の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。

　複数の光拡散部４０は、基材３９の主面の法線方向（ｚ方向）から見てランダムに（非周期的に）配置されている。光拡散部４０の光入射端面４０ｂの短手方向の幅Ｐ１、隣接する光拡散部４０間のピッチＰ２、および、光反射面４０ｃの水平面（ｘｙ平面）に対する傾斜角αは、それぞれ所定の分布を持って形成されている。光拡散部材７０全体の平均で見ると、光入射端面４０ｂの幅Ｐ１は１０μｍ程度であり、隣接する光拡散部４０間のピッチＰ２は２０μｍ程度であり、光反射面４０ｃの傾斜角αは８０°程度である。なお、光反射面４０ｃの傾斜角αは、光拡散部材７０に対して垂直に（すなわちｚ方向に）入射した光が光反射面４０ｃで全反射されるような角度であればよい。また、隣接する光拡散部４０同士が少なくとも一部において連結していてもよい。

　遮光層４１は、ブラックレジスト等の光吸収性を有する有機材料で構成されている。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７５μｍ程度である。したがって、複数の光拡散部４０間の間隙において基材３９の一面に接する部分には遮光層４１が存在し、それ以外の部分には空気が存在している。

　光拡散部材７０は水平方向（ｘｙ平面）に広がるシート形状を有している。光拡散部４０の光入射端面４０ｂは、光拡散部材７０の光入射面となっている。光拡散部４０の光反射面４０ｃは、光拡散部材７０の光反射面となっている。基材３９の表示体６とは反対側の主面３９ａは光拡散部材７０の光射出面となっている。

　図４は、二重像の発生原理を説明する図である。

　図４において、「Ｐｘ」は、画素を示している。「Ｐ」は、画素Ｐｘのピッチを示している。「ＦＧ」は、表示体において画像が形成される画像形成面を示している。符号Ｌ１と符号Ｌ０は、画像形成面ＦＧの同一箇所から別々の光路を通って光拡散部材７０の光射出面３９ａから同一方向に射出される２つの光を示している。「Ｗ」は、光射出面３９ａから射出された光Ｌ１および光Ｌ０の光軸間の距離を示している。

　前述のように、表示装置１では、ｚ方向に指向性を有する指向性のバックライトが用いられているが、バックライトから射出される光は完全な平行光ではなく、ある程度の角度分布を持った光となっている。この場合、光射出面３９ａから斜め方向に射出される光の中には、バックライトから別々の光路を通って互いに同一方向に射出される複数の光が含まれている。代表的な光路としては、バックライトから第１の方向に射出され、光拡散部４０の光反射面４０ｃで一回反射されて光射出面３９ａから所定の射出角度βで射出される光路と、バックライトから第２の方向に射出され、光拡散部４０の光反射面４０ｃで１回も反射されずに光射出面３９ａから所定の射出角度βで射出される光路がある。本実施形態では、前者の光路を通る光を１回反射光Ｌ１と呼び、後者の光路を通る光を０回反射光Ｌ０と呼ぶ。１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０の光軸間の距離Ｗが画素ＰｘのピッチＰよりも十分に広く、且つ、１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０の強度比が小さいと、観察者において１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０が二重像として認識される。

　画像形成面ＦＧの同一箇所から射出された１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０の光軸間の距離Ｗ（β）は、下記の式（１）で近似される。式（１）中、θ１は、１回反射光Ｌ１の光拡散部材内の進行角（１回反射光Ｌ１の光軸と光射出面３９ａの法線とのなす角）である。θ０は、０回反射光Ｌ０の光拡散部材内の進行角（０回反射光Ｌ０の光軸と光射出面３９ａの法線とのなす角）である。Ｔは、画像形成面ＦＧから光射出面３９ａまでのｚ方向の距離である。βは、１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０の光射出面３９ａからの射出角度（１回反射光Ｌ１および０回反射光Ｌ０の光軸と光射出面３９ａの法線とのなす角度；表示光射出角度）である。αは、光拡散部４０の光反射面４０ｃの光射出面３９ａに対する傾斜角である。ｎＨは、液晶パネルおよび光拡散部材の屈折率である。ｎＬは光拡散部４０間に介在する空気層（低屈折率部）の屈折率である。

　図５は、式（１）において、α＝８１°、ｎL＝１、ｎＨ＝１．５、Ｔ＝９００μｍとした場合の、光軸間の距離Ｗ（β）と表示光射出角度βとの関係を示す図である。なお、光拡散部のｚ方向の厚みは２０μｍ、下底のｙ方向の幅は２５μm、アスペクト比（光拡散部のｚ方向の厚み：下底のｙ方向の幅）は０．８：１とする。

　光軸間の距離Ｗ（β）は、表示光射出角度βが０°から１３．５°の間は０である。光軸間の距離Ｗ（β）は、表示光射出角度βが１３．５°から５２．６°の間は、表示光射出角度βが大きくなるにつれて徐々に大きくなって最大値をとる。光軸間の距離Ｗ（β）は、表示光射出角度βが５２．６°から９０°の間は、表示光射出角度βが大きくなるにつれて徐々に小さくなり、９０°で０となる。

　二重像は、１回反射光と０回反射光とが共存しないと発生しない性質のものであり、表示光射出角度βが０°～１３．５°の間は１回反射光が出射されないので二重像は観察されない。表示光射出角度βが１３．５°よりも大きくなると、１回反射光と０回反射光の進行角が大きくなるに従って光軸間の距離Ｗ（β）も大きくなり、表示光射出角度βが５０°付近で最大となって二重像が最も見え易い状態となるが、その後は光軸間の距離Ｗ（β）は減少に転じる。光拡散部材内には１回反射光と０回反射光の進行角が０°～±４１．８°の光線しか存在しないため、光拡散部のアスペクト比が０．８：１程度であれば表示光射出角度βが９０°に至るまで１回反射光は０回反射光と共存し得る。光拡散部のアスペクト比が大きい場合（例えば２：１程度）には、表示光射出角度βが９０°に至る前に０回反射光が存在しなくなり、二重像が観察されなくなる場合もある。

　図６は、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬ（バックライトの光射出面の法線（ｚ軸）とバックライトから射出される光の光軸との成す角度）との関係を示す図である。符号２０１は、０回反射光の表示光射出角度βと０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号２０２は、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。図６では、バックライトＢＬ０とバックライトＢＬ１の配光分布（バックライト光の射出角度とバックライト光の射出強度との関係を示す分布）を併せて図示している。符号２０３は、バックライトＢＬ０の配光分布を示す。符号２０４は、バックライトＢＬ１の配光分布を示す。

　前述のように、二重像は１回反射光と０回反射光の光軸間の距離が大きいだけでは見える状態にならない。ある特定の表示光射出角度βにおいて、光軸間の距離Ｗ（β）が大きく、かつ二重像の元となる１回反射光と０回反射光の強度が拮抗している場合に初めて見える状態となる。そこで、１回反射光と０回反射光の強度比について検討する。

　図６において、０回反射光では基本的にバックライト射出時の射出角度θＢＬと表示光射出角度βとは等しいので、横軸の値と縦軸の値は常に等しくなっている。１回反射光は、ｚ軸に対して傾斜した光拡散部の光反射面で反射され、さらに光拡散部材の光射出端面と外部の空気層との界面で屈折した光であるので、横軸と縦軸の値は必ずしも等しくならない。図６を見ると、表示光射出角度βで射出される０回反射光と１回反射光の由来を知ることができる。例えば、表示光射出角度β＝５０°で光拡散部材から射出された光のうち、1回反射光はバックライト射出時の射出角度θＢＬが２０°、０回反射光はバックライト射出時の射出角度θＢＬが５０°の光であることが分かる。

　図６には、バックライトの配光分布を併せて図示しているので、１回反射光と０回反射光のバックライト射出時の光の強度をある程度知ることができる。二重像は、ある特定の表示光射出角度βにおいて０回反射光と１回反射光が同時に同程度の強度で観察されるために発生する現象である。そのため、表示光射出角度βにおける０回反射光のバックライト射出時の光の強度と１回反射光のバックライト射出時の光の強度との比が十分に大きければ、強度の小さいほうの光は強度の大きいほうの光の影像として認識されない。

　ここで、バックライトから第１の方向に射出された光のうち光拡散部材の光反射面で反射されて光拡散部材の光射出面から表示光射出角度βで射出された光を１回反射光とする。バックライトから第２の方向に射出された光のうち光拡散部材の光反射面で反射されずに光拡散部材の光射出面から表示光射出角度βで射出された光を０回反射光とする。この場合、１回反射光と０回反射光の強度比は、バックライトから第１の方向に射出される光の強度Ｉ１（β）とバックライトから第２の方向に射出される光の強度Ｉ０（β）との強度比として近似することができる。Ｉ０（β）とＩ１（β）のうち、強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）とすると、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）が十分に小さければ、強度の小さいほうの光は強度の大きいほうの光の影像として認識されない。

　図６には、光反射面の傾斜角αが８１°の光拡散部材に対して、従来から使われている指向性の低いバックライトＢＬ０から指向性の高いバックライトＢＬ１に換えた場合の強度Ｉｓｍａｌｌ（β）と強度Ｉｌａｒｇｅ（β）の変化の様子が図示されている。バックライトＢＬ１は、例えば、５０°よりも大きな射出角度θＢＬで射出された光を光吸収板などにより吸収することにより、広角方向に射出される光の強度をバックライトＢＬ０よりも大きく減じたものである。後述するように、バックライトＢＬ０の場合、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）がＩｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝１６／７０＝０．２２程度で、十分な強度比がなく、二重像が観察されたが、バックライトＢＬ１においてはＩｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝８／７０＝０．１１で、十分な強度比が得られ、二重像は観察されなかった。

　このように、バックライトＢＬ１では、広角側に射出される光量をできるだけカットし、表示光射出角度βにおける強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）が、二重像が最も見え易い５０°以上７０°以下の表示光射出角度βの全範囲において０．２以下となるようにすることで、斜めからの二重像が見え難くなる効果が認められた。

　図７は、光拡散部４０に入射した光のうち１回反射光Ｌ１として射出される光の割合Ａ１と０回反射光Ｌ０として射出される光の割合Ａ０を示す図である。図８は、斜面４０ｃの傾斜角αを８１°、上底４０ａのｙ方向の幅を１８μm、下底４０ｂのｙ方向の幅を２４μm、光拡散部４０のｚ方向の厚みを２０μmとした場合の、光拡散部４０への光の入射角度θと前記割合Ａ０およびＡ１との関係を示す図である。符号２１１は、光拡散部４０への光の入射角度θと前記割合Ａ０との関係を示す。符号２１２は、光拡散部４０への光の入射角度θと前記割合Ａ１との関係を示す。

　なお、Ａ１は、光拡散部４０に入射角θで入射した光が光拡散部４０の上底４０ａおよび斜面４０ｃを見込む面積のうち斜面４０ｃを見込む面積の割合と言い換えることができる。Ａ０は、光拡散部４０に入射角θで入射した光が光拡散部４０の上底４０ａおよび斜面４０ｃを見込む面積のうち上底４０ａを見込む面積の割合と言い換えることができる。また、図７において、符号４０ｃ′は、光拡散部４０の斜面のうち光が入射しない側の斜面を示している。なお、Ａ１およびＡ０は、表示光射出角度βによって変化するため、以下の説明では、Ａ１およびＡ０を表示光射出角度βの関数Ａ１（β）およびＡ０（β）として記載する。

　１回反射光Ｌ１と０回反射光Ｌ０の強度を精度良く議論するには、光拡散部４０の内部を斜め方向に進行する光が、光拡散部４０の斜面４０ｃおよび上底４０ａに入射する面積の割合Ａ１（β）およびＡ０（β）を考慮する必要がある。

　図８に示すように、光拡散部４０の上底４０ａを見込む面積の割合Ａ０（β）は、斜面４０ｃに遮られない範囲（入射角度θが０°から９°の範囲）でｃｏｓ則に従って変化するが、入射角度θが９°よりも大きな角度では減少率が大きくなる。光拡散部４０の屈折率が１．５の場合は、考慮する光の入射角度θは±４２°の範囲でよい。光拡散部４０ではアスペクト比が０．８：１程度となっているので、４２°でも上底４０ａを見込む面積の割合Ａ０（β）はゼロにならないが、アスペクト比が高い場合は４２°に至る前に上底４０ａを見込む面積の割合Ａ０（β）がゼロになる場合もある。

　光拡散部４０の斜面４０ｃを見込む面積の割合Ａ１（β）は、斜面４０ｃの傾き角である（－（９０－α））＝－９°を起点として値が大きくなり始め、入射角θが－９°から４２°の範囲で、入射角θの増加に伴って徐々に大きくなる。光拡散部４０内を進行する光の進行角（＝入射角θ）によって光拡散部４０の上底４０ａおよび斜面４０ｃを見込む面積の割合は変化するので、０回反射光および1回反射光の強度もこの面積の割合を考慮して算出することが望ましい。

　例えば、下底４０ｂに入射した光のうち、上底４０ａに入射する光が０回反射光Ｌ０となり、斜面４０ｃに入射した光が１回反射光Ｌ１となるので、下底４０ｂに入射した光のうち、０回反射光Ｌ０となる光の割合はＡ０（β）となり、１回反射光Ｌ１となる光の割合はＡ１（β）となる。よって、０回反射光Ｌ０のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′は、図６のグラフから得られる強度Ｉ０（β）にＡ０（β）を掛けた値Ｉ０（β）×Ａ０（β）として近似でき、１回反射光Ｌ１のバックライト射出時の光の強度Ｉ１（β）′は、図６のグラフから得られる強度Ｉ１（β）にＡ１（β）を掛けた値Ｉ１（β）×Ａ１（β）として近似できる。強度Ｉ０（β）′と強度Ｉ１（β）′のうち、強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）′とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）′とすると、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′が十分に小さければ、強度の小さいほうの光は強度の大きいほうの光の影像として認識されない。

　図９は、バックライトＢＬ０を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと、１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′，Ｉ１（β）′との関係を示す図である。符号２２１は、０回反射光の表示光射出角度βと、０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′との関係を示す。符号２２２は、１回反射光の表示光射出角度βと、１回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ１（β）′との関係を示す。図１０は、バックライトＢＬ１を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと、１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′，Ｉ１（β）′との関係を示す図である。符号２３１は、０回反射光の表示光射出角度βと、０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′との関係を示す。符号２３２は、１回反射光の表示光射出角度βと、１回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ１（β）′との関係を示す。

　図９に示すように、バックライトＢＬ０を用いた場合には、表示光射出角度βが３０°～７０°の広い範囲で０回反射光と1回反射光の強度が拮抗しており、この角度範囲で二重像が見えてしまう懸念がある。これはバックライトＢＬ０では、図６に示したように、射出角度θＢＬが５０°よりも大きくなっても光が強く射出されており、これが原因となって表示光射出角度βが大きくなっても０回反射光の強度がなかなか低下せず、広い角度範囲において両者の強度が拮抗してしまうことが原因となっている。

　図１０に示すように、バックライトＢＬ１を用いた場合には、表示光射出角度βが５０°よりも大きい角度で０回反射光の強度が減じられ、１回反射光に対して十分小さな強度比となっている。また、０回反射光と１回反射光の強度が拮抗する角度範囲がバックライトＢＬ０を用いた場合よりも狭まっている。これはバックライトＢＬ１では、図６に示したように、広角方向に射出されるバックライト光の強度が光吸収板などにより大きく減じられているため、表示光射出角度βが大きくなったときに０回反射光の強度が速やかに低下し、１回反射光との間で十分な強度比が得られることが原因となっている。この結果、最も二重像が見え易い表示光射出角度β＝５０°付近における二重像が消失するとともに、二重像が確認される角度範囲が大きく狭まり、二重像の低減に大きな効果が発揮される。

　図１１は、バックライトＢＬ０を用いて「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字からなる画像を表示し、その画像を表示光射出角度β＝５０．６°の方向から観察したときの写真である。図１２は、バックライトＢＬ１を用いて「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字からなる画像を表示し、その画像を表示光射出角度β＝５０．６°の方向から観察したときの写真である。なお、β＝５０．６°の方向から観察した結果は、β＝５０°の方向から観察した結果と概ね一致するため、以下の説明ではβ＝５０．６°の方向から観察した結果を、β＝５０°の方向から観察した結果として評価する。

　図１１に示すように、バックライトＢＬ０を用いた場合には、「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字が多重にぼやけている。像が明りょうな二重ではなく多重になっているのは、光反射面の傾斜角αが均一ではなく、傾斜角αが光拡散部材の面内で分布を持っているためであると考えられる。一方、図１２に示すように、バックライトＢＬ１を用いた場合には、図１１において多重化されていた像が消えて、くっきりとした文字が表示された。図１１における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は０．２３であり、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′は０．３９である。図１２における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、０．１１であり、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′は０．２０である。以上のことから、バックライトの配光分布と光拡散部材の配光分布とを制御し、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′を小さく抑えることが、二重像の低減に極めて大きな効果を有することが確認された。

　表１は、バックライトＢＬ０を用いて表示した画像の観察方向（１回反射光と０回反射光の表示光射出角度β）を０°から７９．８°まで変化させたときの各種パラメーターの値を示している。表２は、バックライトＢＬ１を用いて表示した画像の観察方向を０°から７９．８°まで変化させたときの各種パラメーターの値を示している。表１および表２において、表示する画像は、図１１および図１２と同じ「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字である。太枠は、二（多）重像が見えた範囲を示している。表１および表２において、空欄となっている部分は、１回反射光が存在しないために、パラメーターの値を演算していない部分である。

　表１に示すように、バックライトＢＬ０を用いて画像を表示した場合には、表示光射出角度βが３０．９°～７０．７°の範囲で二（多）重像が見えることが確認された。このときの強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．２５～０．５９で０．２よりも大きく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は大部分の範囲で１００を超えていた。発明者らの検討によれば、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００以下であれば、多くの場合二重像は確認できないレベルとなることが分かっている。特に表示光射出角度βが５０．６°のときには、図１１に示したように二重像がはっきり視認されたが、この角度５０．６°では強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２よりも大きく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００を超えていた。なお、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′のパラメーター（二重像パラメーター）の意義については後述する。

　一方、表２に示すように、同じ光拡散部材をバックライトＢＬ１と組み合わせた場合には、二（多）重像が見える範囲は３０°から４０°の範囲であり、広角側での二重像の見え方が大きく改善し、二重像が見える角度範囲が大幅に狭まった。特に表示光射出角度βが５０．６°のときには、図１２に示したように二重像は視認されなかったが、この角度５０．６°では強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２以下であり、かつＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００よりも小さな値であった。
　さらに、二重像が確認されなかった表示光射出角度β＝５０．６°以上の角度範囲では、強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２以下であり、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は１００以下であり、二重像の見える範囲とこれらのパラメーターとの間に相関関係があることがわかった。

　図１３は、同じ光拡散部材をバックライトＢＬ２と組み合わせた場合の１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと前記１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す図である。符号２４１は、０回反射光の表示光射出角度βと、前記０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号２４２は、１回反射光の表示光射出角度βと、前記１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。図１３では、バックライトＢＬ１とバックライトＢＬ２の配光分布を併せて図示している。符号２４３は、バックライトＢＬ１の配光分布を示す。符号２４４は、バックライトＢＬ２の配光分布を示す。図１４は、バックライトＢＬ２を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′，Ｉ１（β）′との関係を示す図である。符号２５１は、０回反射光の表示光射出角度βと０回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ０（β）′との関係を示す。符号２５２は、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の光の強度Ｉ１（β）′との関係を示す。

　図１３に示すように、バックライトＢＬ２は、バックライトＢＬ１に比べて配光分布の半値幅や配光分布の裾の拡がりの角度が狭められている。バックライトＢＬ２の場合、射出角度θＢＬが３０°付近から射出強度が減じられて低い強度となっている。これに伴い表示光射出角度βも３０°付近より大きい角度で０回反射光の強度が減じられて１回反射光に対して十分小さな強度比となる。また、図１４に示すように、０回反射光と１回反射光の強度が拮抗する角度範囲がバックライトＢＬ１よりもさらに狭まっている。この結果、表示光射出角度β＝３０°付近から二重像がさらに見え難くなるとともに、その確認される角度範囲が大きく狭まり、二重像低減に大きな効果が発揮される。

　表３は、バックライトＢＬ２を用いて表示した画像の観察方向（１回反射光と０回反射光の表示光射出角度β）を０°から７９．８°まで変化させたときの各種パラメーターの値を示している。表３において、表示する画像は、図１１および図１２と同じ「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字である。太枠は、二（多）重像が見えた範囲を示している。表３において、空欄となっている部分は、１回反射光が存在しないために、パラメーターの値を演算していない部分である。

　表３に示すように、同じ光拡散部材をバックライトＢＬ２と組み合わせた場合には、さらに二重像の見え方が改善し、ほぼ全域で二重像は確認できなかった。表示光射出角度βが５０．６°では二重像は視認されなかったが、この角度５０．６°では強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２以下であり、かつＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００よりも小さな値であった。発明者らが確認したところ、二重像が改善した角度では強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値および強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２よりも小さな値であり、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は８５よりも小さかった。

　図１５は、人間の視角特性と二重像の見え方との関係を説明する図である。

　上述の説明では、１回反射光と０回反射光を１つの眼で見たときの二重像の見え方を議論した。しかし、実際には人は左右の２つの眼で映像を見るので、両眼に二重像が見える条件になっていなければ二重像は確かなものとして認識されず、あまり気にならない。

　例えば、人Ｕがモニター１０１（パーソナルコンピューターのモニターのほか、スマートフォンやタブレット端末の表示部などを含む）を見る場合を想定して右眼Ｅ１と左眼Ｅ２が何度異なった角度から映像を見ているのかを計算する。一般的な使用形態として、モニター１０１と人Ｕの眼Ｅ１，Ｅ２との距離をおよそ３０ｃｍ、人Ｕの両眼Ｅ１，Ｅ２の間隔を平均７ｃｍとすると、右眼Ｅ１と左眼Ｅ２は１３°異なる角度から表示画像を見ることになる。よって、二重像を完全に無くしてやらなくとも、それが見える角度範囲を１３°以内程度に狭めてやれば、その見え具合は大きく改善する。表１ないし表３において数字以上に二重像改善効果が得られた背景には、このような人の視角特性も影響していると考えられる。

　図１５では、表示装置をモニター１０１として利用する場合を説明したので、表示装置と人との距離を３０ｃｍとしたが、この距離は、表示装置をどのような形態で利用するかによって変わってくる。例えば、表示装置を据え置き型のテレビとして利用する場合には、表示装置と人との距離は３０ｃｍよりも長くなる。二重像は、表示装置と人との距離が長くなるほど見え難くなるが、表示画像を直視するという利用形態では、表示装置と人との距離３０ｃｍよりも短くなることは殆どないので、３０ｃｍの距離で二重像が見え難くなるように構成されていれば、概ねどのような利用形態で表示装置を利用しても、二重像の発生は抑えられる。

　このことから、直視型の表示装置では、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値またはＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２よりも大きくなる表示光射出角度βの角度範囲は１３°未満であることが好ましく、また、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値またはＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００μｍよりも大きくなる表示光射出角度βの角度範囲は１３°未満であることが好ましい。なお、「１３°未満」とは、連続した表示光射出角度βの範囲が１３°未満であることを意味する。こうすることで、仮に二重像が消えない角度範囲が残っていたとしても、二重像を両眼で確認しにくくすることができる。

　図１６は、表示光射出角度βと二重像パラメーターＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′との関係を示す図である。符号２６１は、バックライトＢＬ０の表示光射出角度βと二重像パラメーターＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′との関係を示す。符号２６２は、バックライトＢＬ１の表示光射出角度βと二重像パラメーターＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′との関係を示す。符号２６３は、バックライトＢＬ２の表示光射出角度βと二重像パラメーターＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′との関係を示す。なお、光拡散部材としては、光反射面の傾斜角αが８１°の光拡散部材を用いており、この光拡散部材とバックライトＢＬ０、バックライトＢＬ１およびバックライトＢＬ２とを組み合わせた場合の二重像の見え方については、表１ないし表３に示している。

　前述のように、二重像は１回反射光と０回反射光の光軸間の距離が大きいだけでは見える状態にならない。ある特定の表示光射出角度βにおいて、光軸間の距離Ｗ（β）が大きく、かつ二重像の元となる１回反射光と０回反射光の強度が拮抗している場合に初めて見える状態となる。よって、二重像の発生程度は、１回反射光と０回反射光との強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′と光軸間の距離Ｗ（β）との積Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′によってある程度推定することができる。Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が大きければ二重像ははっきり確認され、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が小さければ小さいほど見え難くなると考えられる。

　図１６に示すように、αが８１°の光拡散部材を用いた場合、バックライトＢＬ０との組み合わせでは、表示光射出角度βが３０°～７０°の広い範囲でＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が大きな値を示すが、広角方向の射出光量を減じたバックライトＢＬ１と組み合わせた場合には、５０°よりも大きな表示光射出角度βにおいてＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が低減される。また、バックライトの指向性を高めてさらに広角方向の射出光量を減じたバックライトＢＬ２と組み合わせた場合には、より低角側においてＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が低減され、結果として広い視野角範囲でＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が低減された表示装置となる。

　表１ないし表３に示した二重像の確認結果と比較すると、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値と二重像の見え方との間には一定の相関が認められることがわかる。例えば、表２に示したように、バックライトＢＬ１を用いたときには、表示光射出角度βが５０．６°以上の角度範囲で二重像が見えなくなり、表３に示したように、バックライトＢＬ２を用いたときには、表示光射出角度βが３９．３°以上の角度範囲で二重像が見えなくなる。よって、この結果を図１６のグラフと比較すると、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００以下のときに概ね二重像が認識されなくなることがわかる。

　以上のように、本実施形態の表示装置１では、バックライト２の配光分布と光拡散部材７０の配光分布とを制御することで、二重像がもっとも見え易い表示光射出角度β＝５０°付近における１回反射光と０回反射光の強度比を小さく抑えている。そのため、二重像による視認性の低下を抑制可能な表示装置を提供することができる。

　また、本実施形態の表示装置１では、光拡散部材７０の視認側に拡散層８を設置し、光拡散部材７０から入射した光を等方的に拡散している。そのため、拡散層８から同一方向に射出される光の中には、光拡散部材７０から表示光射出角度がβで射出された１回反射光および０回反射光のほか、光拡散部材７０から表示光射出角度がβとは異なる角度で射出された１回反射光および０回反射光が含まれるようになる。そのため、拡散層８を設けない場合と比較して、二重像が形成されにくくなり、表示の視認性が向上する。

［第２実施形態］
　図１７は、α＝７７°（符号２７１），８１°（符号２７２），８５°（符号２７３）、ｎL＝１、ｎＨ＝１．５、Ｔ＝９００μｍとした場合の、光軸間の距離Ｗ（β）と表示光射出角度βとの関係を示す図である。なお、光拡散部のｚ方向の厚みは２０μｍ、下底のｙ方向の幅は２５μm、アスペクト比（光拡散部のｚ方向の厚み：下底のｙ方向の幅）は０．８：１とする。

　第１実施形態では、傾斜角αが８１°の光拡散シートに対してバックライトの出射角度特性を二重像が見え難くなるように最適化する例を述べたが、この最適化は光拡散部材側でも行うことができる。

　光軸間の距離Ｗ（β）は、前述した式（１）で表されるので、傾斜角αが小さくなる方向は光軸間の距離Ｗ（β）を小さくする方向に働く。式（１）から予測される通り、傾斜角αが小さくなる方向は光軸間の距離Ｗ（β）を小さくする方向に働く。この方向は二重像が見え難くなる方向である。傾斜角α以外のパラメーターを変化させた場合も、二重像の見え方が変化する。基本的に光軸間の距離Ｗ（β）が小さくなる方向への光拡散部材の設計変更は二重像を見えにくくする方向に働くため、例えば、Ｔは小さい方が好ましく、ｎＨは大きい方が好ましい。

　図１８は、バックライトＢＬ１を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す図である。符号２９１は、０回反射光の表示光射出角度βと０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号２９２は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８５°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号２９３は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８１°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号２９４は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが７７°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。図１８では、バックライトＢＬ１の配光分布（符号２９５で示す）を併せて図示している。

　傾斜角αが小さくなると、１回反射光の曲線は図の下方にシフトしてゆき、表示光射出角度β=５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値も小さくなる。よって、二重像としては見え難くなる。

　例えば、傾斜角αが８５°の場合は、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝８／３７＝０．２１程度で、十分な強度比がなく、二重像が観察されたが、傾斜角αが８１°の光拡散部材と組み合わせて用いた場合には、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝８／７０＝０．１１となり、十分な強度比が得られ、二重像は観察されなかった。傾斜角αが７７°の光拡散部材と組み合わせて用いた場合も、表示光射出角度βが５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝８／９４＝０．０９となり、十分な強度比が得られ、二重像は観察されなかった。

　同じバックライトであっても光拡散部の傾斜角αの大きさによっては強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）が十分に小さくなる場合と小さくならない場合とがある。
　傾斜角αを小さくすれば強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は小さくなり、二重像は見えにくくなるが、傾斜角αを小さくし過ぎるとバックライトからの射出光が光拡散部材で全反射されて射出しなくなり、表示装置の明るさが低下する。例えばバックライトから射出角度θＢＬ＝１０°で射出された光は、傾斜角αが７３°以下になると全反射により射出できなくなる。

　図１９は、バックライトＢＬ３を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す図である。符号３０１は、０回反射光の表示光射出角度βと０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３０２は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８５°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３０３は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８１°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３０４は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが７７°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。図１９では、バックライトＢＬ３の配光分布（符号３０５で示す）を併せて図示している。

　バックライトＢＬ３を傾斜角αが８５°の光拡散部材と組み合わせて用いた場合には、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝６．９／１８＝０．３８程度で、十分な強度比がなく、二重像が観察されたが、バックライトＢＬ３を傾斜角αが７７°の光拡散部材と組み合わせて用いた場合には、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）＝６．９／９０＝０．０８となり、十分な強度比が得られ、二重像は観察されなかった。

　バックライトＢＬ３は、バックライトＢＬ１に比べて配光分布の半値幅が狭いが、配光分布の裾の広がりが広く、広角方向においてもある程度の強さの光が射出されている。そのため、傾斜角αが大きい光拡散部材を用いた場合には、表示光射出角度β＝５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は大きくなり、傾斜角αが小さい光拡散部材を用いた場合には、表示光射出角度βが５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は小さくなる。同じバックライトを用いた場合でも、傾斜角αの値によっては強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）が十分に小さくなる場合と小さくならない場合とがある。バックライトの配光分布に合わせて光拡散部材の傾斜角αを適切に制御すれば、二重像の発生の程度を低減することができる。

　以上はバックライトＢＬ１およびバックライトＢＬ３を用いた時の議論であって、より指向性の高いバックライトを用いた場合は、傾斜角αが８５°であっても表示光射出角度β＝５０°において二重像が確認されない場合もあり得る。

　図２０は、バックライトＢＬ２を用いた場合の、１回反射光および０回反射光の表示光射出角度βと１回反射光および０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す図である。符号３１１は、０回反射光の表示光射出角度βと０回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３１２は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８５°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３１３は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが８１°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。符号３１４は、光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αが７７°である場合の、１回反射光の表示光射出角度βと１回反射光のバックライト射出時の射出角度θＢＬとの関係を示す。図２０では、バックライトＢＬ２の配光分布（符号３１５で示す）を併せて図示している。符号３１６は、バックライトＢＬ２の配光分布を示す。
また、比較のために、バックライトＢＬ３の配光分布を併せて図示している。

　バックライトＢＬ２は、バックライトＢＬ３に比べて配光分布の半値幅や配光分布の裾の拡がりの角度が狭められている。バックライトＢＬ２では、表示光射出角度βが５０°となる０回反射光のバックライト射出時の光の強度は略ゼロである。そのため、傾斜角αが８５°の光拡散部材を用いた場合でも、表示光射出角度βが５０°における強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）は十分小さくなり、二重像は観察され難い。

　表４、表５および表６は、それぞれ傾斜角αが８５°、８１°および７７°の光拡散部材をバックライトＢＬ３と組み合わせて表示した画像の観察方向（１回反射光と０回反射光の表示光射出角度β）を０°から７９．８°まで変化させたときの各種パラメーターの値を示している。表７、表８および表９は、それぞれ傾斜角αが８５°、８１°および７７°の光拡散部材をバックライトＢＬ２と組み合わせて表示した画像の観察方向（１回反射光と０回反射光の表示光射出角度β）を０°から７９．８°まで変化させたときの各種パラメーターの値を示している。表４ないし表９において、表示する画像は、図１１および図１２と同じ「ＳＨＡＲＰ（登録商標）」の文字である。太枠は、二（多）重像が見えた範囲を示している。表４ないし表９において、空欄となっている部分は、１回反射光が存在しないために、パラメーターの値を演算していない部分である。

　まず、バックライトＢＬ３と傾斜角αが８５°、８１°および７７°の光拡散部材とを組み合わせた場合の結果を説明する。

　表４に示すように、バックライトＢＬ３と傾斜角αが８５°の光拡散部材とを組み合わせた場合には、表示光射出角度βが３０°から７０°の範囲で二（多）重像が見えることが確認された。このときの強度比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．５０～０．９７で０．２よりも大きく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は、二重像が確認された表示光射出角度βの全範囲で１００を超えていた。特に表示光射出角度βが５０°近傍では二重像がはっきり視認されたが、この角度では、Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値およびＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値はいずれも０．２よりも大きく、且つＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００を超えていた。

　表５に示すように、バックライトＢＬ３と傾斜角αが８１°の光拡散部材とを組み合わせた場合も同様に、表示光射出角度βが３０°から７０°の範囲で二（多）重像が見えることが確認された。このときのＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．２５～０．９１で０．２よりも大きく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値もやはり全範囲で１００を超えていた。特に表示光射出角度βが５０°近傍では二重像がはっきり視認されたが、この角度では、Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．２よりも大きく、かつＷ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００を超えていた。

　一方で、表６に示すように、バックライトＢＬ３と傾斜角αが７７°の光拡散部材とを組み合わせた場合は、表示光射出角度βが４０°近傍で二（多）重像がうっすらと確認された程度で、二重像としてはその見える角度範囲および見える程度はいずれも大きく改善された。このとき、表示光射出角度βが５０°以上におけるＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．２よりも小さく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値もやはり表示光射出角度βが５０°以上の全範囲で１００を下回っていた。さらに、表示光射出角度βが５０°近傍では二重像が確認されなかったが、この角度ではＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．１８で０．２よりも小さく、かつ、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も７０で１００を下回っていた。

　傾斜角αが７７°の光拡散部材を用いた場合においてこのような差が生じるのは、この光拡散部材が、入射角２４で入射した光を９０°の方向に拡散させるという高い拡散性を持つことに由来している。二重像は１回反射光と０回反射光の光量が拮抗することによって生じるが、傾斜角αが７７°の光拡散部材では、光拡散部材に対して垂直に近い角度で入射した強度の高い光も広角方向に拡散されるため、１回反射光の強度が大きくなり、０回反射光の強度と拮抗し難くなっている。

　次に、バックライトＢＬ２と傾斜角αが８５°、８１°および７７°の光拡散部材とを組み合わせた場合の結果を説明する。

　表７ないし表９に示すように、バックライトＢＬ２を用いた場合には、どの光拡散部材と組み合わせた場合でも二重像は殆ど視認されず、バックライトＢＬ３を用いた場合に比べて大きな改善効果が得られた。いずれの光拡散部材を用いた場合でも表示光射出角度βが５０°近傍におけるＩｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値は０．２よりも小さく、Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値も１００を下回っていた。バックライトＢＬ３を用いた場合と比較してこのような差が生じるのは、バックライトＢＬ２の広角方向の射出強度がバックライトＢＬ３よりも抑えられていることに由来している。二重像は１回反射光と０回反射光の光量が拮抗することによって生じるが、バックライトの広角方向の射出強度を抑えることよって広角方向の０回反射光の光量も少なくなるため、１回反射光の光量と拮抗し難くなっている。

　図２１Ａ及び図２１Ｂは、光拡散部材７０の製造方法の一例を示す図である。

　まず、図２１Ａ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の基材３９を準備する。スピンコート法を用いて、基材３９の一面に遮光層材料としてカーボンを含有したブラックネガレジストを塗布し、膜厚１５０ｎｍの塗膜を形成する。次いで、上記の塗膜を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９０℃で塗膜のプリベークを行う。これにより、ブラックネガレジスト中の溶媒が揮発する。
　次いで、露光装置を用い、複数の遮光パターンが設けられたフォトマスクを介して前記塗膜に光を照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ^２とする。そして、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の現像を行い、１００℃で乾燥し、複数の遮光層４１を基材３９の一面に形成する。隣接する遮光層４１間の開口部４１ａは次工程の光拡散部４０の形成領域に対応する。

　遮光層４１のパターンとしては、例えば、図２２に示したものを用いることができる。
　図２２は、遮光層４１として、複数のストライプ状の黒色パターンを互いに隙間を空けて平行に形成したものである。黒色パターンのピッチｄ１（黒色パターンの中心線ｃ１間の間隔）、開口部４１ａの幅ｄ２および黒色パターンの幅ｄ３のうち少なくとも１つの要素は、黒色パターンの配列方向に対して周期性を持たないように形成されていることが好ましい。これにより、表示体と組み合わせたときに、表示体の画素との間でモアレが発生することを抑制することができる。また、黒色パターンのピッチｄ１は、表示体の画素のピッチよりも小さいことが好ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの光拡散部が形成されるようになるので、例えば、モバイル機器などに用いる画素ピッチが小さい表示体と組み合わせたときに、広視野角化を図ることができる。

　遮光層４１のパターンとしては、図２３に示したものを用いることもできる。図２３は、遮光層４１として、複数の円形の開口部４１ａを有する遮光層４１を形成したものである。開口部４１ａは、例えば、仮想線ｃ２で仮想的に区画されたハニカム構造を有する六角形の領域にそれぞれ１つずつ形成されている。開口部４１ａの直径ｄ４および開口部４１ａの中心間の間隔ｄ５のうち少なくとも１つの要素は、六角形の配列方向に対して周期性を持たないように形成されていることが好ましい。これにより、表示体と組み合わせたときに、表示体の画素との間でモアレが発生することを抑制することができる。また、開口部４１ａの中心間の間隔ｄ５は、表示体の画素のピッチよりも小さいことが好ましい。
　これにより、画素内に少なくとも１つの光拡散部が形成されるようになるので、例えば、モバイル機器などに用いる画素ピッチが小さい表示体と組み合わせたときに、広視野角化を図ることができる。

　さらに、遮光層４１のパターンとしては、図２４ないし図２７に示したものを用いることもできる。図２４は、遮光層４１として、樹木の枝のように不規則に屈曲し若しくは分岐した複数の帯状の黒色パターンを互いに隙間を空けて形成したものである。図２５は、遮光層４１として、同一の幅を有する複数のストライプ状の黒色パターンを不規則な間隔で互いに平行に形成したものである。図２６は、遮光層４１として、大きさがばらついた複数の円形の黒色パターンを互いに隙間を空けて不規則な位置に形成したものである。図２７は、遮光層４１として、大きさがばらついた複数の楕円状の開口部４１ａを互いに不規則な間隔で配置してなる遮光層を形成したものである。

　図２４ないし図２５の遮光層４１は、黒色パターンや開口部４１ａが不規則に形成されているため、表示体と組み合わせたときに、表示体の画素との間でモアレが発生することを抑制することができる。

　図２１Ａに戻って、基材３９の一面に遮光層４１を形成したら、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し、膜厚２５μｍの塗膜４８を形成する。次いで、塗膜４８を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４８のプリベークを行う。これにより、透明ネガレジスト中の溶媒が揮発する。次いで、基材３９側から遮光層４１をマスクとして塗膜４８に拡散光Ｆを照射し、露光を行う。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は５００ｍＪ／ｃｍ^２とする。また、露光装置から射出された平行光を拡散光Ｆとして基材３９に照射する手段としては、例えば露光装置から射出された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板４９を配置すればよい。

　次に、図２１Ｂに示すように、塗膜４８を形成した基材３９をホットプレート上に載置し、温度９５℃で塗膜４８のポストエクスポージャーベイク（ＰＥＢ）を行う。次いで、専用の現像液を用いて透明ネガレジストからなる塗膜４８の現像を行い、１００℃でポストベークし、複数の光拡散部４０を基材３９の一面に形成する。以上により、光拡散部材７０が完成する。

　光拡散部材７０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７０に求められる光学性能を十分に発揮できる。全光線透過率は、ＪＩＳ　Ｋ７３６１－１の規定によるものである。そして、以上のようにして形成された光拡散部材７０を、図１に示した表示体６の最前面に直接貼り付けることによって、表示装置１が完成する。

　なお、図２１Ｂでは、全ての光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αを同じ角度に揃えて図示しているが、各光拡散部４０の斜面４０ｃの傾斜角αは必ずしも同じ角度に揃わない。光拡散部材７０の面内に傾斜角αの分布が形成される場合や、一つの光拡散部４０の中に光入射端面４０ｂ側の斜面の傾斜角と光射出端面４０ａ側の斜面の傾斜角とが異なるような傾斜角αの分布が形成される場合もある。

　例えば、図２８Ａのように、斜面５０ｃの傾斜角αが光射出端面５０ａ側から光入射端面５０ｂ側にかけて徐々に大きくなるような光拡散部５０を備えた光拡散部材７１や、図２８Ｂのように、斜面５３ｃの傾斜角が光拡散部５３の厚み方向に複数段階で変化した光拡散部５３を備えた光拡散部材７２が形成される場合もある。図２８Ｂでは、第１光拡散部５１と第２光拡散部５２とが光拡散部５３の厚み方向に隣接して配置され、基材３９に近い側（光射出端面５３ａ側）に設けられた第１光拡散部５１の斜面５１ｃの傾斜角α１が基材３９から遠い側（光入射端面５３ｂ側）に設けられた第２拡散部５２の斜面５２ｃの傾斜角α２よりも小さくなるように形成されている。

　これらの例では、光拡散部の斜面の傾斜角αは一定に定まらないので、傾斜角αの大きさは、光学測定によって平均値やピーク値から判断される。

　光学測定としては、図２９に示すような測定がおこなわれる。すなわち、光拡散部材７１の主面の法線方向から平行光に近い指向性のある光Ｌｐが入射し、直進する光Ｌｐ以外に光拡散部の斜面に当たって拡散した光Ｌｓがどの角度φに射出されるかで判定する。

　例えば図３０のような測定結果が得られた場合、直進光以外にφ＝±２６°においてピークが確認されているので、スネルの法則から逆算して、光拡散部材７１内に最も多く存在する傾斜角αは８１．５°であると判定される。すなわち、光拡散部材７１は、およそ８１．５°の傾斜角αを持つ光拡散部材であると判定される。図２９の光学測定で得られる傾斜角αは、各光拡散部の傾斜角を光反射部材全体で平均化した平均の傾斜角である。
　図２９では、入射光Ｌｐの拡がり角が±３°程度の白色平行光を入射して測定を行っているが、単波長のレーザー光源などを用いれば、より正確に傾斜角αの角度分布を求めることができる。なお、図７に示したＡ１（β）およびＡ０（β）の大きさは、例えば、図３０の測定結果から得られる傾斜角α（図３０のピーク値から判断された傾斜角α）と、光拡散部４０の厚みと、に基づいて算出される。

［変形形態］
　上述の実施形態では、光拡散部の形状を断面が台形のストライプ状の形状としたが、光拡散部の形状はこれに限らず、円錐台や角錐台などの錐体形状としてもよい。また、光拡散部の側面の傾斜角度は、図３０に示した例のように光軸を中心として対称でなくてもよい。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、あるい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、光拡散部の側面の傾斜角αを非対称にしてもよい。この場合にも、傾斜角αに応じて適切な配光分布を持ったバックライトを組み合わせることで、広角方向における二重像の発生を抑制することができる。

　本発明の態様は、液晶表示装置などの表示装置の分野に利用することができる。

１…表示装置、２…バックライト、４…光変調素子、８…拡散層、３９ａ…光射出面、４０ｃ…光反射面、７０…光拡散部材、ＦＧ…画像形成面、Ｌ０…０回反射光、Ｌ１…１回反射光

Claims

　バックライトと、
　前記バックライトから射出された光を変調する光変調素子と、
　前記光変調素子の視認側に設けられ、前記光変調素子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、を備え、
　前記光拡散部材は、光反射面と、光射出面と、を備え、
　前記光反射面は、前記光拡散部材に垂直に入射する光を反射して前記光拡散部材から斜めに射出させ、
　前記光射出面は、前記光反射面で反射され又は前記光反射面で反射されずに前記光拡散部材の内部を透過した光が射出される、
　前記バックライトから第１の方向に射出され、前記光反射面で１回反射されて前記光射出面から射出角度βで射出される光を１回反射光とし、前記バックライトから第２の方向に射出され、前記光反射面で反射されずに前記光射出面から前記１回反射光と同一方向に射出される光を０回反射光とし、前記バックライトから前記第１の方向に射出される光の強度をＩ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出される光の強度をＩ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ｉ０（β）とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）としたときに、
　前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）との比Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２以下である表示装置。
　５０°以上７０°以下の任意のβにおいて、前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２以下である請求項１に記載の表示装置。
　前記光変調素子は、前記バックライトから射出された光を変調して画像を形成する画像形成面を有し、
　前記画像形成面の同一箇所から射出され前記光拡散部材の光射出面から射出角度βで射出される前記１回反射光と前記０回反射光の光軸間の距離をＷ（β）としたときに、
　前記βが５０°であるときの前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）と前記Ｗ（β）との積Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が１００μｍ以下である請求項１に記載の表示装置。
　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が１００μｍ以下である請求項３に記載の表示装置。
　前記Ｉｓｍａｌｌ（β）／Ｉｌａｒｇｅ（β）の値が０．２よりも大きくなる前記βの角度範囲が１３°未満である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
　前記バックライトから前記第１の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射する光の割合をＡ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射しない光の割合をＡ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ａ１（β）との積Ｉ１（β）×Ａ１（β）を前記１回反射光の強度Ｉ１（β）′とし、前記Ｉ０（β）と前記Ａ０（β）との積Ｉ０（β）×Ａ０（β）を前記０回反射光の強度Ｉ０（β）′とし、前記Ｉ１（β）′と前記Ｉ０（β）′とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）′とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）′としたときに、
　前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′との比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２以下である請求項１に記載の表示装置。
　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２以下である請求項６に記載の表示装置。
　前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が０．２よりも大きくなる前記βの角度範囲が１３°未満である請求項６または７に記載の表示装置。
　前記光変調素子は、前記バックライトから射出された光を変調して画像を形成する画像形成面を有し、
　前記画像形成面の同一箇所から射出され前記光拡散部材の光射出面から射出角度βで射出される前記１回反射光と前記０回反射光の光軸間の距離をＷ（β）とし、前記バックライトから前記第１の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射する光の割合をＡ１（β）とし、前記バックライトから前記第２の方向に射出された光のうち前記光反射面に入射しない光の割合をＡ０（β）とし、前記Ｉ１（β）と前記Ａ１（β）との積Ｉ１（β）×Ａ１（β）を前記１回反射光の強度Ｉ１（β）′とし、前記Ｉ０（β）と前記Ａ０（β）との積Ｉ０（β）×Ａ０（β）を前記０回反射光の強度Ｉ０（β）′とし、前記Ｉ１（β）′と前記Ｉ０（β）′とのうち強度の小さいほうをＩｓｍａｌｌ（β）′とし、強度の大きいほうをＩｌａｒｇｅ（β）′としたときに、
　前記βが５０°であるときの前記Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｉｓｍａｌｌ（β）′との比Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′と前記Ｗ（β）との積Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００μｍ以下である請求項１に記載の表示装置。
　５０°以上７０°以下の任意の前記βにおいて、前記Ｗ（β）×Ｉｓｍａｌｌ（β）′／Ｉｌａｒｇｅ（β）′の値が１００μｍ以下である請求項９に記載の表示装置。
　前記バックライトは、射出角度が大きくなるに従って射出される光の強度が単調に減少する配光特性を備えている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の表示装置。
　前記バックライトは、射出角度が５０°以上で射出される光の全強度が、射出角度が０°で射出される光の強度の１０％未満である請求項１１に記載の表示装置。
　前記光射出面に対する前記光反射面の傾斜角を前記光反射部材全体で平均化した平均の傾斜角αは７３°以上８５°以下である請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の表示装置。
　さらに、前記光拡散部材の前記光変調素子が配置された側とは反対側に設けられ、前記光拡散部材から入射した光を拡散させる拡散層を含む請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の表示装置。