WO2015137396A1 - 光拡散部材、光拡散部材作製用母材、これを用いた表示装置、および光拡散部材の製造方法 - Google Patents

光拡散部材、光拡散部材作製用母材、これを用いた表示装置、および光拡散部材の製造方法 Download PDF

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前田 強
昇平 勝田
恵美 山本
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Definitions

  • the present invention relates to a light diffusing member, a base material for producing a light diffusing member, a display device using the same, and a method for manufacturing the light diffusing member.
  • Liquid crystal display devices are widely used as displays for portable electronic devices such as cellular phones, televisions, personal computers, and the like.
  • a liquid crystal display device is excellent in visibility from the front, but has a narrow viewing angle. Therefore, various devices have been made to widen the viewing angle.
  • a configuration has been proposed in which a member for controlling the diffusion angle of light emitted from a display body such as a liquid crystal panel is provided on the viewing side of the display body.
  • a member for controlling the light diffusion angle is hereinafter referred to as a light diffusion member.
  • Patent Document 1 discloses a light diffusion sheet in which a groove having a V-shaped cross section is provided in the light diffusion layer, and a light absorption layer is provided in a part of the groove.
  • a transparent sheet made of polyethylene terephthalate (PET) or the like is disposed on the light incident side and light emission side of the light diffusion layer. A part of the light incident perpendicular to the light diffusion layer is totally reflected on the wall surface of the groove and then emitted. Thereby, the light emitted from the light diffusion sheet is diffused.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Patent Document 2 includes a discotic compound between a liquid crystal cell and a polarizing layer for the purpose of improving contrast in a twisted nematic (hereinafter abbreviated as TN) mode liquid crystal display device. Disposing an optical compensation film containing a liquid crystal compound is disclosed.
  • TN twisted nematic
  • One aspect of the present invention is made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a light diffusing member capable of realizing a display device having a wide angle range in which a high-contrast display can be visually recognized.
  • One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a light diffusing member that can easily manufacture this type of light diffusing member.
  • One aspect of the present invention is to provide a base material for producing a light diffusing member which is an original plate for producing this type of light diffusing member.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device having a wide angle range in which a high-contrast display can be visually recognized.
  • a light diffusing member includes a light diffusing film, a polarizing film, and a retardation film, and the light diffusing film has light transmittance.
  • the light diffusing film has light transmittance. 1 base material, a light diffusion portion provided on the first surface of the first base material, and a light shielding layer provided in a region other than the formation region of the light diffusion portion on the first surface of the first base material
  • the light diffusing unit includes a light emitting end face that contacts the first base material, and a light incident end face that faces the light emitting end face and has an area larger than the area of the light emitting end face.
  • the height from the light incident end face to the light exit end face is larger than the thickness of the light shielding layer, and the polarizing film is a second base having light transmissivity disposed on the light incident end face side of the light diffusion portion.
  • Polarized light having a material, a transmission axis and an absorption axis provided on the first surface of the second base material
  • the retardation film comprises a third base material having light transmittance disposed on the side opposite to the side on which the light diffusion film of the polarizing film is disposed, and a third base material of the third base material.
  • the optically negative uniaxial birefringent body may be a polymer of a discotic compound.
  • the azimuth angle between the slow axis of the retardation layer and the transmission axis of the polarizing layer may be approximately 45 °.
  • the polarizing film further includes a fourth base material that sandwiches the polarizing layer between the second base material, the third base material, and the fourth base material.
  • the material may be bonded.
  • the polarizing layer and the third base material may be bonded.
  • the member interposed between the polarizing film and the first base material is a refractive index between the refractive index of the polarizing film and the refractive index of the first base material. May have a rate.
  • the light diffusing member according to one aspect of the present invention may include a buffer layer between the light diffusing portion of the light diffusing film and the polarizing film.
  • the light shielding layer includes a plurality of light shielding layers arranged in a scattered manner as viewed from the normal direction of the first surface of the first base material.
  • the light diffusion portion may be provided continuously in a region other than the formation region of the light shielding layer.
  • the plurality of light shielding layers may be disposed aperiodically when viewed from the normal direction of the first surface of the first base material.
  • the plurality of light shielding layers may include light shielding layers having different sizes.
  • a hollow portion partitioned by the light diffusing portion may be formed in the formation region of the light shielding layer, and air may exist in the hollow portion.
  • the planar shape of the light shielding layer viewed from the normal direction of the first surface of the first base material may be a circle, an ellipse, or a polygon.
  • the inclination angle of the side surface of one light diffusing portion may vary depending on the location.
  • At least one of an antireflection layer, an antistatic layer, an antiglare treatment layer, and an antifouling treatment layer is provided on the second surface of the first base material. Also good.
  • the light shielding layer may be composed of any one of black resin, black ink, a single metal, or a laminated film of a single metal and a metal oxide.
  • a display device is provided with a display body and a light diffusion unit that is provided on the light emission side of the display body and emits light with a wider angular distribution of light incident from the display body than before the incidence.
  • a light diffusing member according to one aspect of the present invention.
  • the display body includes a plurality of pixels that form a display image, and among the light diffusion portions of the light diffusion member, between the adjacent light diffusion portions.
  • the maximum pitch may be smaller than the pitch between the pixels of the display body.
  • the base material for producing a light diffusing member includes a plurality of light diffusing member forming regions including a light diffusing film, a polarizing film, and a retardation film, and the light diffusing film has light transmittance.
  • a first base material having, a light diffusion portion provided on the first surface of the first base material, and a first surface of the first base material provided in a region other than the formation region of the light diffusion portion.
  • a light-shielding layer, and the light diffusing portion is in contact with the first base material, and a light-incident end surface facing the light-emitting end surface and having an area larger than the area of the light-emitting end surface; And a height from the light incident end surface to the light emitting end surface is larger than a thickness of the light shielding layer, and the polarizing film is disposed on the light incident end surface side of the light diffusing portion and has a light transmitting property.
  • a polarizing layer wherein the retardation film is disposed on the opposite side of the polarizing film from the side on which the light diffusion film is disposed, and has a light transmitting property.
  • a retardation layer provided on the first surface of the material and made of a layer in which the orientation direction of the optically negative uniaxial birefringent body is different in the thickness direction, and the slow axis of the retardation layer is , In the orientation between the transmission axis and the absorption axis of the polarizing layer.
  • a region where the light shielding layer and the light diffusing portion do not exist may be provided on a peripheral portion of the first surface of the first base material.
  • the method for producing a light diffusing member includes a first base material having light permeability, a light diffusing portion provided on a first surface of the first base material, and the first base material.
  • a light shielding layer provided in a region of the first surface other than the region where the light diffusing portion is formed, the light diffusing portion facing the first base material, and facing the light emitting end surface
  • a light incident end face having an area larger than an area of the light emitting end face, and a light diffusion film having a height from the light incident end face to the light emitting end face larger than a thickness of the light shielding layer is manufactured.
  • a step of producing a polarizing film comprising a step, a second substrate having light permeability, and a polarizing layer provided on the first surface of the second substrate and having a transmission axis and an absorption axis; A third base material having optical transparency and an optically negative uniaxial birefringence provided on the first surface of the third base material
  • a retardation film comprising a phase difference layer composed of layers having different body orientation directions in the thickness direction; and a slow axis of the retardation layer between a transmission axis and an absorption axis of the polarizing layer.
  • a light diffusing member capable of realizing a display device having a wide angle range in which a high contrast display can be visually recognized.
  • a method of manufacturing a light diffusing member that can easily manufacture this type of light diffusing member can be provided.
  • the front view of a liquid crystal display device it is a figure which shows the arrangement
  • 2nd figure which shows the manufacturing process of a light-diffusion film.
  • 2nd figure which shows the manufacturing process of retardation film.
  • FIGS. 1 to 18D An example of a liquid crystal display device including a transmissive liquid crystal panel will be described as a display device.
  • the “liquid crystal panel” in the present embodiment corresponds to a “display body” in the claims.
  • the scale of the size may be changed depending on the component.
  • FIG. 1 is a perspective view of the liquid crystal display device of the present embodiment as viewed obliquely from above (viewing side).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a backlight 2, a first polarizing film 3, a first retardation film 4, a liquid crystal panel 5, and a light diffusing member 6. It is equipped with.
  • each member is drawn apart to make it easy to see the drawing.
  • the light diffusion member 6 includes a light diffusion film 7, a second polarizing film 8, and a second retardation film 9. It is a member.
  • the liquid crystal panel 5 is schematically illustrated as a single plate, but the detailed structure thereof will be described later.
  • the observer sees the display from the upper side of the liquid crystal display device 1 in FIG. 1 where the light diffusing member 6 is arranged.
  • the side on which the light diffusing member 6 is disposed is referred to as a viewing side
  • the side on which the backlight 2 is disposed is referred to as a back side.
  • the x axis is defined as the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display device 1
  • the y axis is defined as the vertical direction of the screen of the liquid crystal display device 1
  • the z axis is defined as the thickness direction of the liquid crystal display device 1.
  • the light emitted from the backlight 2 is modulated by the liquid crystal panel 5 and a predetermined image, character, or the like is displayed by the modulated light. Further, when the light emitted from the liquid crystal panel 5 passes through the light diffusing member 6, the light distribution of the emitted light (diffusion angle distribution) becomes wider than before entering the light diffusing member 6. Injected from the diffusing member 6. Thereby, the observer can visually recognize the display with a wide viewing angle.
  • liquid crystal panel LCD panel
  • an active matrix transmissive liquid crystal panel will be described as an example.
  • a liquid crystal panel applicable to the present invention is not limited to an active matrix transmissive liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel applicable to the present invention may be, for example, a transflective type (transmission / reflection type) liquid crystal panel.
  • a simple matrix type liquid crystal panel in which each pixel does not include a switching thin film transistor hereinafter abbreviated as TFT may be used.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the liquid crystal panel 5.
  • the liquid crystal panel 5 includes a TFT substrate 49, a color filter substrate 10, and a liquid crystal layer 11.
  • the TFT substrate 49 functions as a switching element substrate.
  • the color filter substrate 10 is disposed to face the TFT substrate 49.
  • the liquid crystal layer 11 is sandwiched between the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10.
  • the liquid crystal layer 11 is sealed in a space surrounded by the TFT substrate 49, the color filter substrate 10, and a frame-shaped seal member (not shown).
  • the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10 are bonded to each other with a predetermined interval by a seal member.
  • the liquid crystal panel 5 of this embodiment performs display in, for example, the TN mode.
  • a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used for the liquid crystal layer 11.
  • a spacer 12 is disposed between the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10.
  • the spacer 12 is spherical or columnar.
  • the spacer 12 keeps the distance between the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10 constant.
  • the display mode of the liquid crystal panel 5 of the present invention is not limited to the above TN mode. For example, a VA (Vertical Alignment) mode, an STN (Super Twisted Nematic) mode, an IPS (In-Plane Switching) mode, an FFS (Fringe Field Switching) mode, or the like may be used.
  • the TFT substrate 49 has a plurality of pixels arranged in a matrix.
  • a pixel is a minimum unit area of display.
  • a plurality of source bus lines are formed on the TFT substrate 49 so as to extend in parallel to each other.
  • a plurality of gate bus lines are formed on the TFT substrate 49 so as to extend in parallel to each other.
  • the plurality of gate bus lines are orthogonal to the plurality of source bus lines.
  • a plurality of source bus lines and a plurality of gate bus lines are formed in a lattice pattern.
  • a rectangular area defined by adjacent source bus lines and adjacent gate bus lines is one pixel.
  • the source bus line is connected to the source electrode 17 of the TFT 19.
  • the gate bus line is connected to the gate electrode 16 of the TFT 19.
  • a TFT 19 having a semiconductor layer 15, a gate electrode 16, a source electrode 17, a drain electrode 18 and the like is formed on the surface of the transparent substrate 14 constituting the TFT substrate 49 on the liquid crystal layer 11 side.
  • a transparent substrate 14 for example, a glass substrate can be used.
  • a semiconductor layer 15 is formed on the transparent substrate 14. Examples of the material of the semiconductor layer 15 include semiconductors such as CGS (Continuous Grain Silicon), LPS (Low-temperature Poly-Silicon), ⁇ -Si (Amorphous Silicon). Material is used.
  • a gate insulating film 20 is formed on the transparent substrate 14 so as to cover the semiconductor layer 15.
  • a material of the gate insulating film 20 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof is used.
  • a gate electrode 16 is formed on the gate insulating film 20 so as to face the semiconductor layer 15.
  • a laminated film of W (tungsten) / TaN (tantalum nitride), Mo (molybdenum), Ti (titanium), Al (aluminum), or the like is used.
  • a first interlayer insulating film 21 is formed on the gate insulating film 20 so as to cover the gate electrode 16.
  • a material of the first interlayer insulating film 21 for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof is used.
  • a source electrode 17 and a drain electrode 18 are formed on the first interlayer insulating film 21.
  • a contact hole 22 and a contact hole 23 are formed in the first interlayer insulating film 21 and the gate insulating film 20 so as to penetrate the first interlayer insulating film 21 and the gate insulating film 20.
  • the source electrode 17 is connected to the source region of the semiconductor layer 15 through the contact hole 22.
  • the drain electrode 18 is connected to the drain region of the semiconductor layer 15 through the contact hole 23.
  • the same conductive material as that for the gate electrode 16 is used.
  • a second interlayer insulating film 24 is formed on the first interlayer insulating film 21 so as to cover the source electrode 17 and the drain electrode 18.
  • the same material as the first interlayer insulating film 21 described above or an organic insulating material is used.
  • a pixel electrode 25 is formed on the second interlayer insulating film 24.
  • a contact hole 26 is formed through the second interlayer insulating film 24 in the second interlayer insulating film 24.
  • the pixel electrode 25 is connected to the drain electrode 18 through the contact hole 26.
  • the pixel electrode 25 is connected to the drain region of the semiconductor layer 15 using the drain electrode 18 as a relay electrode.
  • a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) is used.
  • the image signal supplied to the source electrode 17 through the source bus line passes through the semiconductor layer 15 and the drain electrode 18 to form a pixel electrode. 25.
  • An alignment film 27 is formed on the entire surface of the second interlayer insulating film 24 so as to cover the pixel electrode 25.
  • the alignment film 27 has an alignment regulating force that horizontally aligns the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 11.
  • the form of the TFT 19 may be the top gate type TFT shown in FIG. 3 or the bottom gate type TFT.
  • a black matrix 30, a color filter 31, a planarizing layer 32, a counter electrode 33, and an alignment film 34 are sequentially formed on the surface of the transparent substrate 29 constituting the color filter substrate 10 on the liquid crystal layer 11 side.
  • the black matrix 30 has a function of blocking light transmission in the inter-pixel region.
  • the black matrix 30 is formed of, for example, a metal such as Cr (chromium) or a Cr / Cr oxide multilayer film, or a photoresist in which carbon particles are dispersed in a photosensitive resin.
  • the color filter 31 contains pigments of red (R), green (G), and blue (B) colors.
  • One color filter 31 of R, G, and B is arranged to face one pixel electrode 25 on the TFT substrate 49. Note that the color filter 31 may have a multicolor configuration of three or more colors of R, G, and B.
  • the planarization layer 32 is composed of an insulating film that covers the black matrix 30 and the color filter 31.
  • the planarizing layer 32 has a function of smoothing and leveling a step formed by the black matrix 30 and the color filter 31.
  • a counter electrode 33 is formed on the planarization layer 32.
  • As the material of the counter electrode 33 a transparent conductive material similar to that of the pixel electrode 25 is used.
  • An alignment film 34 is formed on the entire surface of the counter electrode 33.
  • the alignment film 34 has an alignment regulating force that horizontally aligns the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 11.
  • the backlight 4 includes a light source 36 such as a light emitting diode or a cold cathode tube, and a light guide plate 37 that guides the light emitted from the light source 36 to the liquid crystal panel 5.
  • the light guide plate 37 has an emission surface that emits light toward the liquid crystal panel 5 and a back surface that faces the emission surface, and a plurality of prisms are formed on the back surface (not shown).
  • the back prism has two inclined surfaces (not shown) inclined at predetermined angles different from each other with respect to the emission surface, and the light emitted from the backlight 2 has a high intensity in the normal direction of the display surface and is high. Has directivity.
  • the backlight 2 may be an edge light type in which the light source 36 is arranged on the end face of the light guide plate 37 as described above, or may be a direct type in which the light source is arranged directly under the light guide.
  • a backlight having a directivity by controlling the light emitting direction that is, a so-called directional backlight.
  • a directional backlight that allows collimated or substantially collimated light to enter the light diffusing portion 41 of the light diffusing member 6, blurring can be reduced and the light utilization efficiency can be further increased.
  • the luminance distribution of the directional backlight will be described later.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the light diffusing member 6.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the light diffusion film 7.
  • the light diffusing member 6 has a configuration in which a light diffusing film 7, a second polarizing film 8, and a second retardation film 9 are laminated via an adhesive layer 51.
  • the light diffusion film 7 includes a first base material 39, a plurality of light shielding layers 40, and a light diffusion portion 41.
  • the plurality of light shielding layers 40 are formed on the first surface 39 a (the back side surface) of the first base material 39.
  • the light diffusion portion 41 is formed in a region other than the formation region of the light shielding layer 40 on the first surface 39 a of the first base material 39.
  • the light diffusion film 7 has a posture in which the side where the light diffusion portion 41 is provided is directed to the second polarizing film 8 side and the first base material 39 side is directed to the viewing side. It is arranged on the second polarizing film 8. The light diffusion film 7 is fixed to the second polarizing film 8 via the adhesive layer 51.
  • the first base material 39 for example, a base made of a transparent resin such as a triacetyl cellulose (TAC) film, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethylene naphthalate (PEN), or polyethersulfone (PES) film.
  • a material is preferably used.
  • the 1st base material 39 becomes a foundation
  • the first base material 39 needs to have heat resistance and mechanical strength in a heat treatment step during the manufacturing process. Therefore, for the first base material 39, a glass base material or the like may be used in addition to the resin base material.
  • the thickness of the first base material 39 is thin enough not to impair heat resistance and mechanical strength. The reason is that there is a possibility that display blur may occur as the thickness of the first base material 39 increases.
  • the total light transmittance of the first base material 39 is preferably 90% or more in accordance with JIS K7361-1. When the total light transmittance is 90% or more, sufficient transparency can be obtained.
  • a transparent resin substrate having a thickness of 100 ⁇ m is used as an example.
  • the light shielding layer 40 is randomly arranged as viewed from the normal direction of the main surface of the first base material 39.
  • the light shielding layer 40 is made of an organic material having light absorption and photosensitivity such as black resist and black ink.
  • a metal film such as Cr (chromium) or a Cr / Cr oxide multilayer film may be used.
  • the organic material which comprises the light shielding layer 40 may contain the ultraviolet absorber which absorbs an ultraviolet-ray.
  • the light diffusing section 41 is made of an organic material having optical transparency and photosensitivity such as acrylic resin and epoxy resin. Further, the total light transmittance of the light diffusing portion 41 is preferably 90% or more in accordance with JIS K7361-1. When the total light transmittance is 90% or more, sufficient transparency can be obtained.
  • the light diffusing unit 41 includes a light emitting end surface 41 a, a light incident end surface 41 b, and a reflecting surface 41 c.
  • the light emission end surface 41 a is a surface in contact with the first base material 39.
  • the light incident end surface 41b is a surface facing the light emitting end surface 41a.
  • the reflection surface 41 c is a tapered side surface of the light diffusion portion 41.
  • the reflection surface 41c is a surface that reflects light incident from the light incident end surface 41b.
  • the area of the light incident end face 41b is larger than the area of the light exit end face 41a.
  • the light diffusion part 41 is a part that contributes to the transmission of light in the light diffusion film 7. That is, the light incident on the light diffusing unit 41 is totally reflected by the reflection surface 41 c of the light diffusing unit 41, and is guided and emitted while being substantially confined inside the light diffusing unit 41.
  • the light diffusion film 7 is disposed so that the first base material 39 faces the viewing side. Therefore, of the two opposing surfaces of the light diffusing portion 41, the surface with the smaller area becomes the light emission end surface 41a. The surface with the larger area becomes the light incident end surface 41b.
  • the inclination angle of the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 (the angle formed between the light incident end surface 41b and the reflection surface 41c) is preferably 75 ° or more and 85 ° or less. In the present embodiment, the inclination angle of the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 is 75 °. However, the inclination angle of the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 is not particularly limited as long as it is an angle capable of sufficiently diffusing incident light when emitted from the light diffusion member 6. In the present embodiment, the inclination angle of the reflection surface 41c of the light diffusing unit 41 is constant.
  • the height from the light incident end surface 41 b to the light emitting end surface 41 a of the light diffusion portion 41 is set to be larger than the layer thickness of the light shielding layer 40.
  • the layer thickness of the light shielding layer 40 is about 150 nm as an example.
  • the height from the light incident end surface 41b of the light diffusion portion 41 to the light emitting end surface 41a is about 20 ⁇ m.
  • a portion surrounded by the reflection surface 41 c of the light diffusion portion 41 and the light shielding layer 40 is a hollow portion 42.
  • the refractive index of the first base material 39 and the refractive index of the light diffusion portion 41 are substantially equal.
  • the reason is as follows. For example, consider a case where the refractive index of the first base material 39 and the refractive index of the light diffusion portion 41 are greatly different. In this case, when light incident from the light incident end surface 41 b exits from the light diffusion portion 41, unnecessary light refraction or reflection may occur at the interface between the light diffusion portion 41 and the first base material 39. In this case, there is a possibility that problems such as failure to obtain a desired viewing angle and a decrease in the amount of emitted light may occur.
  • the light diffusion portion 41 is formed of, for example, a transparent acrylic resin
  • the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 becomes an interface between the transparent acrylic resin and air.
  • the hollow portion 42 may be filled with another low refractive index material.
  • the difference in the refractive index at the interface between the inside and the outside of the light diffusing portion 41 is maximized when air is present rather than when any low refractive index material is present outside. Therefore, according to Snell's law, the critical angle is the smallest in the configuration of the present embodiment, and the incident angle range in which the light is totally reflected by the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 is the widest. As a result, light loss is further suppressed, and high luminance can be obtained.
  • the presence of a low refractive index material indicates that the periphery of the light diffusion portion 41 is in a low refractive index state so that light can be totally reflected.
  • the hollow portion 42 includes a state in which an inert gas such as nitrogen is filled instead of air.
  • the inside of the hollow portion 42 may be in a vacuum state or a reduced pressure state than the atmosphere.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the light diffusion film 6.
  • the upper left side is a plan view of the light diffusion film 6.
  • the lower left side is a cross-sectional view along the line AA in the plan view of the upper left side.
  • the upper right stage is a cross-sectional view along the line BB in the plan view of the upper left stage.
  • the light diffusion film 6 is provided with a plurality of light shielding layers 40 scattered on one surface of the first base material 39.
  • the planar shape of the light shielding layer 40 viewed from the normal direction of the first base material 39 is an ellipse.
  • the light shielding layer 40 has a major axis and a minor axis.
  • the long axis is the longest axis in the planar shape of the light shielding layer 40 viewed from the normal direction of the first base material 39.
  • the short axis is the shortest axis in the planar shape of the light shielding layer 40 viewed from the normal direction of the first base material 39.
  • the ratio of the length of the short axis to the length of the long axis in each light shielding layer 40 is approximately equal.
  • a portion corresponding to the lower part of the light shielding layer 40 is an elliptic frustum-shaped hollow part 42.
  • the light diffusing member 6 has a plurality of hollow portions 42.
  • a light diffusion portion 41 is continuously provided in a portion other than the plurality of hollow portions 42.
  • the major axis direction of the ellipse forming the planar shape of each light shielding layer 40 is substantially aligned with the X direction.
  • the major axis direction of the ellipse may be referred to as the major axis direction of the light shielding layer.
  • the minor axis direction of the ellipse forming the planar shape of each light shielding layer 40 is substantially aligned with the Y direction.
  • the minor axis direction of the ellipse may be referred to as the minor axis direction of the light shielding layer.
  • the ratio of the reflection surface 41c along the X direction out of the reflection surface 41c of the light diffusion portion 41 is the proportion of the reflection surface 41c along the Y direction. More than. Therefore, the light Ly reflected by the reflecting surface 41c along the X direction and diffused in the Y direction is larger than the light Lx reflected by the reflecting surface 41c along the Y direction and diffused in the X direction.
  • the azimuthal direction Vs with the strongest diffusibility of the light diffusing member 6 is the Y direction which is the short axis direction of the light shielding layer 40.
  • the polar angle direction is arbitrary. The definition of polar angle and azimuth will be described later.
  • the ratio of the reflecting surface along the X direction is equal to the ratio of the reflecting surface along the Y direction among the reflecting surfaces of the light diffusion portion. For this reason, the light reflected by the reflecting surface along the X direction and diffused in the Y direction is equal to the light reflected by the reflecting surface along the Y direction and diffused in the X direction. That is, when viewed from the normal direction of the substrate, the light is reflected isotropically from the reflecting surface. Therefore, there is no azimuthal direction in which the light diffusing member has the strongest diffusibility.
  • the second polarizing film 8 has a configuration in which the second base material 52, the polarizing layer 53, and the fourth base material 54 are laminated in this order from the light diffusion film 7 side.
  • the second base material 52 and the fourth base material 54 are light transmissive.
  • the second base material 52 is disposed on the light incident end face 41 b side of the light diffusion portion 41 of the light diffusion film 7.
  • the polarizing layer 53 has a transmission axis and an absorption axis that are orthogonal to each other, and is provided on the first surface of the second substrate 52.
  • the fourth substrate 54 sandwiches the polarizing layer 53 with the second substrate 52.
  • the second base material 52 and the fourth base material 54 a film made of a transparent resin such as TAC, PET, PC, PEN, PES or the like is preferably used.
  • the second base material 52 and the fourth base material 54 may be the same base material or different base materials.
  • a TAC film having a thickness of 100 ⁇ m is used for the second base material 52 and the fourth base material 54.
  • the polarizing layer 53 is composed of, for example, a polyvinyl alcohol layer in which iodine is adsorbed and oriented.
  • the second retardation film 9 has a configuration in which the third base material 55 and the retardation layer 56 are laminated in this order from the second polarizing film 8 side.
  • the third substrate 55 is disposed on the opposite side of the second polarizing film 8 from the side on which the light diffusion film 7 is disposed.
  • the third substrate 55 has light transparency.
  • the retardation layer 56 is composed of an optically negative uniaxial birefringent material provided on the first surface 55 a of the third base material 55. In the retardation layer 56, the orientation direction of the birefringent body is different in the thickness direction.
  • the third substrate 55 of the second retardation film 9 is bonded to the fourth substrate 54 of the second polarizing film 8 via the adhesive layer 51.
  • the third base material 55 a film made of a transparent resin such as TAC, PET, PC, PEN, PES or the like is preferably used.
  • the third base material 55 may be the same base material as the second base material 52 and the fourth base material 54, or may be a different base material.
  • a TAC film having a thickness of 100 ⁇ m is used for the third substrate 55.
  • the retardation layer 56 is composed of, for example, a layer in which discotic liquid crystal compounds that are optically negative uniaxial birefringent materials are hybrid-aligned.
  • a first polarizing film 3 and a first retardation film 4 are provided in this order from the backlight 2 side between the backlight 2 and the liquid crystal panel 5.
  • the first retardation film 4 is bonded to the liquid crystal panel 5 via the adhesive layer 51.
  • the first polarizing film 3 is bonded to the first retardation film 4 via the adhesive layer 51.
  • the configuration of the first polarizing film 3 is the same as that of the second polarizing film 8 described above.
  • the configuration of the first retardation film 4 is the same as that of the second retardation film 9 described above. Therefore, this structure is obtained by removing the light diffusion film 7 from the light diffusion member 6 provided on the viewing side, that is, the laminate of the second polarizing film 8 and the second retardation film 9 is the backlight 2.
  • the configuration is the same as that provided upside down between the liquid crystal panel 5.
  • the first polarizing film 3 functions as a polarizer.
  • the absorption axis P1 of the first polarizing film 3 is set in the 90 ° -270 ° direction.
  • the second polarizing film 8 in the light diffusing member 6 functions as an analyzer.
  • the absorption axis P2 of the second polarizing film 8 is disposed so as to be orthogonal to the absorption axis P1 of the first polarizing film 3.
  • the absorption axis P2 of the second polarizing film 8 is set in the 0 ° -180 ° direction. That is, the absorption axis P1 of the first polarizing film 3 and the absorption axis P2 of the second polarizing film 8 are arranged in a crossed Nicol manner.
  • the orientation control direction of the orientation film 27 of the TFT substrate 49 is indicated by an arrow H1.
  • the alignment control direction of the alignment film 27 of the TFT substrate 49 is referred to as an alignment control direction H1.
  • the orientation control direction of the orientation film 34 of the color filter substrate 10 is indicated by an arrow H2.
  • the alignment control direction of the alignment film 34 of the color filter substrate 10 is referred to as an alignment control direction H2.
  • the alignment film 27 is subjected to an alignment process such as rubbing so that the alignment control direction H1 is a 135 ° -315 ° direction.
  • the alignment film 34 is subjected to an alignment process such as rubbing so that the alignment control direction H2 is 45 ° to 225 °.
  • the direction of the slow axis of the first retardation film 4 is indicated by an arrow T1.
  • the direction of the slow axis of the first retardation film 4 is referred to as a slow axis direction T1.
  • the direction of the slow axis of the second retardation film 9 is indicated by an arrow T2.
  • the direction of the slow axis of the second retardation film 9 is referred to as a slow axis direction T2.
  • the first retardation film 4 is arranged such that the slow axis direction T1 is directed in the 45 ° -225 ° direction. That is, the slow axis direction T1 coincides with the orientation control direction H2.
  • the second retardation film 9 is arranged so that the slow axis direction T2 faces the 135 ° -315 ° direction. That is, the slow axis direction T2 and the orientation control direction H1 coincide.
  • the absorption axis direction P2 of the second polarizing film 8 is the 0 ° -180 ° direction
  • the transmission axis direction of the second polarizing film 8 is the 90 ° -270 ° direction.
  • the slow axis direction T2 of the second retardation film 9 is a 135 ° -315 ° direction.
  • the slow axis of the second retardation film 9 is in the direction between the transmission axis direction and the absorption axis direction of the second polarizing film 8.
  • the azimuth angle formed by the slow axis direction of the second retardation film 8 and the transmission axis of the second polarizing film 8 is 45 °.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the liquid crystal panel 5.
  • FIG. 7A is a diagram showing a state when no voltage is applied to the liquid crystal panel 5 (between the pixel electrode 25 and the counter electrode 33 shown in FIG. 3) (when no voltage is applied).
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a state when a certain voltage is applied to the liquid crystal panel 5 (when a voltage is applied).
  • the symbol M is a liquid crystal molecule constituting the liquid crystal layer 11.
  • the liquid crystal molecules M are twisted by 90 ° between the alignment film 27 and the alignment film 34 as shown in FIG. 7A.
  • the polarization plane of linearly polarized light transmitted through the first polarizing film 3 having a transmission axis in the 0 ° -180 ° direction (absorption axis P1 in the 90 ° -270 ° direction) is 90 due to the optical rotation of the liquid crystal layer 11. Rotate.
  • the linearly polarized light transmitted through the first polarizing film 3 is transmitted through the second polarizing film 8 having a transmission axis in the 90 ° -270 ° direction (absorption axis P2 in the 0 ° -180 ° direction).
  • white display is obtained when no voltage is applied.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the definition of the polar angle and the azimuth angle.
  • the angle formed by the observer's line-of-sight direction F with respect to the normal direction E of the screen of the liquid crystal display device 1 is defined as a polar angle ⁇ .
  • the angle formed by the direction of the line segment G when the line-of-sight direction F of the observer is projected on the screen with reference to the positive direction (0 ° direction) of the x-axis is defined as an azimuth angle ⁇ .
  • FIG. 9 is a front view of the liquid crystal display device 1.
  • the horizontal direction (x-axis direction) is the azimuth angle ⁇ : 0 ° -180 ° direction.
  • the direction of the azimuth angle ⁇ : 0 ° -180 ° is, in short, the left-right direction.
  • the direction of azimuth ⁇ : 0 ° -180 ° is a direction along an axis horizontal to the ground.
  • the vertical direction (y-axis direction) is the azimuth angle ⁇ : 90 ° -270 ° direction.
  • the direction of the azimuth angle ⁇ : 90 ° -270 ° is simply the vertical direction.
  • the direction of azimuth angle ⁇ : 90 ° -270 ° is a direction along an axis perpendicular to the ground.
  • FIG. 10 is a front view of the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, and the azimuth angle direction Vs in which the light diffusion member 6 is relatively strong and the absorption axis of each polarizing film (absorption of the first polarizing film 3).
  • Arrangement of axis P1, absorption axis P2 of second polarizing film 8), each retardation film (slow axis T1 of first retardation film, slow axis T2 of second retardation film), and orientation control directions H1, H2 It is a figure which shows a relationship.
  • the plurality of light shielding layers 40 are regularly arranged with the same size.
  • the front shape of the liquid crystal display device 1 of the present embodiment is a rectangle that is long in the left-right direction (horizontally long).
  • the azimuth angle direction Vs where the diffusibility of the light diffusing member 6 is relatively strong is the azimuth angle ⁇ : 90 ° -270 °.
  • the azimuth angle direction Vs where the diffusibility of the light diffusing member 6 is relatively strong and the short side of the light diffusing member 6 are substantially parallel. That is, in the present embodiment, the azimuth angle direction Vs where the diffusibility of the light diffusing member 6 is relatively strong and the absorption axis P2 of the second polarizing film 8 form an angle of approximately 90 degrees. Further, the azimuth angle direction Vs where the diffusibility of the light diffusing member 6 is relatively strong and the absorption axis P1 of the first polarizing film 3 are substantially parallel.
  • the azimuth angle direction Vs in which the light diffusing member 6 has a relatively strong diffusivity and the short side of the light diffusing member 6 do not need to be completely parallel, but may be substantially parallel.
  • the deviation in the rotational direction of the alignment between the liquid crystal panel and the polarizing plate is within about 5 °. Therefore, the azimuthal direction Vs where the diffusibility of the light diffusing member 6 is relatively strong and the short side of the light diffusing member 6 may be shifted by about 5 °.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a method for manufacturing the light diffusing member 6.
  • 12A to 12C are diagrams showing a manufacturing process of the light diffusion film 7.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams illustrating a manufacturing process of the second retardation film 9.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a bonding process of the light diffusion film 7, the second polarizing film 8, and the second retardation film 9.
  • the manufacturing method will be described focusing on the manufacturing process of the light diffusing member 6 constituting the liquid crystal display device 1 having the above configuration.
  • the outline of the manufacturing process of the liquid crystal panel 5 will be described first.
  • the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10 are respectively produced.
  • the surface of the TFT substrate 49 on which the TFT 19 is formed and the surface of the color filter substrate 10 on which the color filter 31 is formed are arranged to face each other.
  • the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10 are bonded together via a seal member.
  • liquid crystal is injected into a space surrounded by the TFT substrate 49, the color filter substrate 10, and the seal member.
  • the liquid crystal panel 5 is completed through the above steps.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 49 and the color filter substrate 10 may be a normal method, and the description thereof is omitted.
  • the light diffusion film 7 is produced (step S1 in FIG. 11).
  • a pattern of a plurality of light shielding layers 40 is formed on the first surface 39a of the first base material 39 made of, for example, a TAC film.
  • the pattern of the light shielding layer 40 is formed by the offset printing method.
  • a method of forming the pattern of the light shielding layer 40 gravure printing, mask exposure, ink jet, or the like can be used in addition to offset printing.
  • a material of the light shielding layer 40 for example, a black resin containing black or black ink is used.
  • the printing apparatus 60 conveys the long first base material 39 in the direction of arrow E by roll-to-roll, and performs a printing process in the meantime.
  • a feed roller 61 that feeds the first base material 39 is provided at one end
  • a winding roller 62 that winds the first base material 39 is provided at the other end.
  • the first base material 39 moves from the delivery roller 61 side toward the take-up roller 62 side.
  • a plate cylinder 63 and a blanket cylinder 64 are provided above the first surface 39 a of the first base material 39, and an impression cylinder 65 is provided below the first base material 39.
  • a drying device 66 for drying the printed black resin or black ink is provided on the downstream side of the plate cylinder 63 and the blanket cylinder 64.
  • a negative photosensitive resin layer is formed on the first surface 39a of the first base material 39 on which the pattern of the light shielding layer 40 is formed.
  • a method for forming the photosensitive resin layer there are methods such as laminating, slit coating, and printing of a dry film resist made of the photosensitive resin layer.
  • a photosensitive resin layer is formed by a laminating method is shown.
  • the laminating device 67 includes a first sending roller 68 that sends the first base material 39 on which the light shielding layer 40 is formed, a second sending roller 70 that sends the dry film resist 69, and a pair of A hot roller 71 and a take-up roller 74 are provided.
  • the first base material 39 delivered from the first delivery roller 68 and the dry film resist 69 delivered from the second delivery roller 70 are bonded together by a pair of hot rollers 71.
  • An exposure device 72 is provided on the downstream side of the laminating device.
  • a light source 73 that emits diffused light Q1 is provided below the first substrate 39.
  • UV light having a predetermined diffusion angle is irradiated from the second surface 39 b (lower surface) side of the first base material 39 toward the dry film resist 69.
  • the light shielding layer 40 functions as a mask, an area other than the formation area of the light shielding layer 40 in the entire area of the dry film resist 69 is exposed.
  • the developing device 74 conveys the first base material 39 with the dry film resist 69 subjected to the exposure process by roll-to-roll, and performs the development process therebetween.
  • a feed roller 75 that feeds the first base material 39 is provided at one end, and a take-up roller 76 that winds the first base material 39 is provided at the other end.
  • the first base material 39 moves from the delivery roller 75 side toward the take-up roller 76 side.
  • a developer supply device 77 that supplies the developer L is provided above the first substrate 39. Further, a washing device 78 for supplying pure water M and a drying device 79 for supplying dry air D for drying the first base material 39 wet with the pure water M are sequentially provided downstream of the developer supply device 77. It has been.
  • the exposed dry film resist 69 is developed with the developer L, and the portion where the tapered transparent resin remains is the light diffusion portion 41.
  • the developed transparent resin is washed with pure water by a water washing device 78 and dried by a drying device 79.
  • the light diffusion film 7 is produced through the above steps.
  • the 2nd phase difference film 9 is produced (step S2 of FIG. 11).
  • the alignment film 81 is formed on the first surface 55 a of the third base material 55 made of, for example, a TAC film.
  • the alignment film forming apparatus 82 conveys the long third base material 55 by roll-to-roll, and forms the alignment film 81 therebetween.
  • a feed roller 83 for feeding the third base material 55 is provided at one end, and a take-up roller 84 for winding the third base material 55 is provided at the other end.
  • the third base material 55 moves from the delivery roller 83 side toward the take-up roller 84 side.
  • a coating device 85 is provided above the first surface 55a of the third base material 55.
  • an alignment film forming material such as polyimide is applied onto the third base material 55 by the application device 85.
  • a drying device 86 is provided on the downstream side of the coating device 85.
  • the alignment film forming material after application is dried by a drying device 86.
  • a rubbing device 87 is provided on the downstream side of the drying device 86.
  • the rubbing device 87 includes a pair of rubbing rollers 88. The rotation axis of the rubbing roller 88 is disposed so as to form an angle of 45 ° with respect to the moving direction E of the third base material 55.
  • the alignment film 81 is formed on the first surface 55 a of the third base material 55.
  • the method for forming the alignment film 81 is not limited to the rubbing method, and a third alignment film is formed on the surface of the alignment film forming material by using a photo-alignment technique in which a photosensitive alignment film is applied and then aligned using polarized UV light. You may perform the orientation process of an angle of 45 degrees with respect to the moving direction E of the base material 55.
  • the retardation layer forming apparatus 90 conveys the third base material 55 with the alignment film 81 by roll-to-roll, and forms the retardation layer 56 therebetween.
  • a feed roller 91 that feeds the third base material 55 is provided at one end, and a take-up roller 92 that winds the third base material 55 is provided at the other end.
  • the third base material 55 moves from the delivery roller 91 side toward the take-up roller 92 side.
  • a coating device 93 is provided above the first surface 55 a of the third base material 55.
  • a triphenylene discotic compound having a crosslinking group at the end of the side chain is applied onto the alignment film 81 by the coating device 93.
  • a heating device 94 is provided on the downstream side of the coating device 93.
  • the discotic compound 96 after application takes a discotic nematic phase by being heated by the heating device 94.
  • the UV light L2 is irradiated onto the discotic compound 96 from the UV light source 95 to cause a crosslinking reaction.
  • the discotic compound 96 is returned to room temperature.
  • the discotic compound 96 orients the disk surface of the disk of its own shape on the alignment film 81 side toward a plane parallel to the first surface 55a of the third substrate 55, while the disk surface of the disk on the air interface side. Is oriented in a plane substantially perpendicular to the first surface 55a of the third substrate 55. That is, the discotic compound 96 adopts a spray bend hybrid orientation.
  • the second retardation film 9 and the first retardation film 4 of this type are provided on both sides of the TN mode liquid crystal layer 11, so that the alignment components of the liquid crystal layer 11 during voltage application are respectively
  • the phase difference films 9 and 4 are optically compensated.
  • the 2nd polarizing film 8 is produced (step S3 of FIG. 11).
  • the second polarizing film 8 for example, a PVA film impregnated with an iodine compound is stretched, subjected to a crosslinking treatment, washed and dried, and then used as a base material.
  • a PVA film is sandwiched between TAC films.
  • Such a general method is used for the production of the polarizing film.
  • FIG. 11 as an example of the flowchart, although described in the order of steps of “production of a light diffusion film”, “production of a retardation film”, and “production of a polarizing film”, these three types of films are separately prepared. The order of production is not particularly limited.
  • the film bonding apparatus 97 includes a polarizing film sending roller 98, a retardation film sending roller 99, a light diffusion film sending roller 100, a pair of first bonding rollers 101, a pair of second bonding rollers 102, and a winding roller 103. It has.
  • the 2nd polarizing film 8 sent out from the polarizing film sending roller 98 and the 2nd phase difference film 9 sent out from the phase difference film sending roller 99 are by the 1st bonding roller 101. It is pasted together.
  • the second polarizing film 8 and the second retardation film 9 are attached so that the slow axis of the second retardation film 9 is in the direction between the transmission axis and the absorption axis of the second polarizing film 8. Combined. Specifically, it is bonded so that the slow axis of the second retardation film 9 and the transmission axis of the second polarizing film 8 form an angle of about 45 °.
  • the bonded body of the second polarizing film 8 and the second retardation film 9 and the light diffusion film 7 sent out from the light diffusion film sending roller 100 are bonded together by the second bonding roller 102.
  • the bonded body in which the three kinds of films are bonded is wound up by the winding roller 92.
  • the light diffusing member manufacturing base material 105 is completed in a state of being wound around the winding roller 103.
  • the base material 105 for manufacturing the light diffusing member is singulated, and a plurality of light diffusing members 6 are manufactured at once (step S5 in FIG. 11).
  • the direction of the absorption axis P2 of the light diffusion film 7 coincides with the longitudinal direction (horizontal direction) of the separated light diffusion member 6.
  • the direction of the absorption axis P1 of the first polarizing film 3 coincides with the short direction (vertical direction) of the separated light diffusion member 6. Therefore, when the light diffusing member preparation base material 105 is separated into pieces, as shown in FIG.
  • the direction of the absorption axis P2 of the light diffusion film 207 coincides with a direction that forms an angle of 45 ° with the longitudinal direction (horizontal direction) of the individual light diffusion member 206.
  • the direction of the absorption axis P1 of the first polarizing film 203 coincides with a direction that forms an angle of 45 ° with the short side direction (vertical direction) of the separated light diffusion member 206.
  • the light diffusing member manufacturing base material 205 has a 45 ° angle with the longitudinal direction and the short direction.
  • the completed light diffusing member 6 has the first base material 39 side of the light diffusing film 7 facing the viewing side, and the phase difference layer 56 side of the second retardation film 9 is directed.
  • the liquid crystal panel 5 is attached using an adhesive layer 51 made of an optical adhesive.
  • the first retardation film 4 and the first polarizing film 3 are sequentially attached to the back side of the liquid crystal panel 5 (the side facing the backlight 2).
  • the 1st phase difference film 4 and the 1st polarizing film 3 may be bonded together before affixing on the liquid crystal panel 5 similarly to the light-diffusion member 6.
  • FIG. The liquid crystal display device 1 according to this embodiment is completed through the above steps.
  • the first retardation film 3 and the second retardation film 9 made of the polymer of the discotic compound 96 are provided on the viewing side and the back side of the TN mode liquid crystal panel 5.
  • the alignment component of the liquid crystal layer 11 is optically compensated by each retardation film. Thereby, the azimuth
  • the liquid crystal panel 5 displays black, the amount of light leakage increases and the contrast decreases as the polar angle increases with respect to the front direction of the screen, that is, the normal direction of the liquid crystal panel 5.
  • the light diffusing film 7 integrated with these films is provided on the viewing side of the second retardation film 9 and the second polarizing film 8. . Therefore, as shown by reference numerals L1 and L2 in FIG. 18A, light leaking through the liquid crystal layer and reflecting during black display can be reflected to a wider angle side. In addition, a part of the light L3 emitted from the direction where the polar angle is larger at the time of black display can be totally reflected by the surface of the first base material 39 and absorbed by the light shielding layer 40. From these things, as shown to FIG. 18B, the leak light from the direction where a polar angle is large can be reduced. Further, as shown in FIG.
  • a part of the light emitted in the front direction of the screen at the time of white display can be distributed in the direction where the polar angle is larger.
  • the light diffusing member 6 of the present embodiment as shown in FIG. 18D, it is possible to realize a liquid crystal display device having a wide angle range in which a high contrast display can be visually recognized.
  • the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • the basic configuration of the light diffusing member of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the fourth base material is not used.
  • 19 to 21 the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 2, 4, and 14 used in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • the polarizing layer 53 of the second polarizing film 108 and the third base material 55 of the second retardation film 9 are in direct contact with each other. That is, the light diffusing member 106 of this embodiment has a configuration in which the fourth base material 54 and the adhesive layer 51 are removed from the light diffusing member 6 of the first embodiment.
  • the third base material 55 serves as both the base material of the second retardation film 9 and the base material of the second polarizing film 108.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 20 shows a film bonding apparatus 109 used for manufacturing the light diffusion member 106 of the second embodiment.
  • a saponification device 110 is provided on the downstream side of the retardation film delivery roller 99.
  • the second retardation film 9 is saponified with an alkaline solution supplied from the saponification apparatus 110.
  • the adhesiveness of the 3rd base material 55 (TAC film) and the polarizing layer 53 (polyvinyl alcohol layer) of the 2nd phase difference film 9 improves.
  • the second substrate 52 is saponified, The 2nd base material 52 and the polarizing layer 53 are bonded together.
  • FIG. 21 shows a liquid crystal display device 111 in which the light diffusing member 106 of the present embodiment shown in FIG. 19 is bonded to the viewing side of the liquid crystal panel 5.
  • the first retardation film 4 and the first polarizing film 112 are sequentially bonded to the back side (backlight 2 side) of the liquid crystal panel 5 from the liquid crystal panel 5 side.
  • the first retardation film 4 and the first polarizing film 112 also have a configuration in which the fourth base material 54 and the adhesive layer 51 are removed from the configuration of the first embodiment. That is, the third base material 55 serves as both the base material of the first retardation film 4 and the base material of the first polarizing film 112. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the light diffusing member 106 of the present embodiment an effect similar to that of the first embodiment that a liquid crystal display device having a wide angle range in which a high contrast display can be visually recognized can be realized.
  • the third base material 55 TAC film
  • the liquid crystal display device 111 can be thinned.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of a light diffusing member 106A according to a first modification of the first embodiment.
  • the inclination angles of the reflecting surfaces of the plurality of light diffusion portions 141 are all the same.
  • the inclination angles of the reflecting surfaces 141Ac of the plurality of light diffusing portions 141A are different.
  • the light exit end surfaces 141Aa of the plurality of light diffusion portions 141A have a plurality of types of dimensions
  • the reflection surfaces 141Ac of the plurality of light diffusion portions 141A have a plurality of types of inclination angles. have.
  • the size of the light incident end surface 141Ab is also different.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the inclination angle of the reflection surface 141c of the light diffusion portion 141 is constant.
  • the inclination angles of the reflecting surfaces 141Bc and 141Cc of the light diffusion portions 141B and 141C of this modification are different depending on the location as shown in FIGS. 23A and 23B. Specifically, the inclination angles of the respective reflecting surfaces 141Bc and 141Cc of the light diffusion portions 141B and 141C of the present modification continuously change.
  • the reflection surface 141Bc of the light diffusion portion 141B is curved outward.
  • the reflecting surface 141Cc of the light diffusing portion 141C is curved inward.
  • the light diffusibility can be improved compared to the configuration according to the first embodiment.
  • FIGS. 24A and 24B are cross-sectional views of light diffusing members 106D and 106E according to a third modification of the first embodiment, respectively.
  • the inclination angle of the reflection surface 141c of the light diffusion portion 141 is constant.
  • the inclination angles of the reflecting surfaces 141Dc and 141Ec of the light diffusion portions 141D and 141E of the present modification vary depending on the location as shown in FIGS. 24A and 24B. Specifically, each of the reflection surfaces 141Dc and 141Ec of the light diffusion portions 141D and 141E of the present modification has a plurality of different inclination angles (an inclined surface having a polygonal cross section).
  • the reflection surface 141Dc of the light diffusing portion 141D has three inclined surfaces with different inclination angles, and is convex outward.
  • the reflecting surface 141Ec of the light diffusing portion 141E has three inclined surfaces having different inclination angles, and is convex inward.
  • the light diffusibility can be improved compared to the configuration according to the first embodiment.
  • the shape of the light shielding layer 40 is an elongated oval shape as shown in FIG. 25A, but the shape of the light shielding layer 40 is not limited to this.
  • an elongated rectangular light shielding layer 40G may be used.
  • an elongated octagonal light shielding layer 40H may be used.
  • a light shielding layer 40I having a shape in which two opposing sides of a long and narrow rectangle are curved outward may be used.
  • FIG. 25A an elongated oval shape as shown in FIG. 25A
  • FIG. 25B an elongated rectangular light shielding layer 40G may be used.
  • an elongated octagonal light shielding layer 40H may be used.
  • a light shielding layer 40I having a shape in which two opposing sides of a long and narrow rectangle are curved outward may be used.
  • FIG. 25D a light shielding layer 40I having a shape in which two opposing sides of a long and narrow rectangle are curved outward
  • a light shielding layer 40J having a shape in which two rectangles having different aspect ratios intersect each other in two orthogonal directions may be used.
  • an isosceles triangular light shielding layer 40K may be used.
  • a diamond-shaped light shielding layer 40L may be used.
  • the shapes of FIGS. 25A to 25G may be rotated in a predetermined direction.
  • the planar shape of each light shielding layer 40 may be different, and a plurality of different sizes and shapes having various anisotropic orientations (see FIGS. 25A to 25G) may be mixed.
  • a configuration in which at least one of an antireflection layer, a polarizing filter layer, an antistatic layer, an antiglare treatment layer, and an antifouling treatment layer is provided on the viewing side of the first base material of the light diffusing member in the above embodiment. It is good. According to this configuration, it is possible to add a function to reduce external light reflection, a function to prevent the adhesion of dust and dirt, a function to prevent scratches, and the like according to the type of layer provided on the viewing side of the substrate. Further, it is possible to prevent deterioration of viewing angle characteristics with time.
  • the shape of the light diffusion portion or the space portion is an elliptic frustum shape, but other shapes may be used.
  • the inclination angle of the reflection surface of the light diffusion portion does not necessarily have to be symmetric about the optical axis.
  • the shape of the light diffusing part is an elliptical truncated cone as in the above embodiment, the angle of inclination of the reflecting surface of the light diffusing part is axisymmetric with respect to the optical axis. A symmetrical angular distribution is obtained.
  • the inclination angle of the reflection surface of the light diffusing unit may be asymmetric.
  • each component of the liquid crystal display device is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
  • a light-diffusion film light-shields in the 1st base material which has a light transmittance, the several light shielding layer formed in the 1st surface of a 1st base material, and the 1st surface of a 1st base material are examples of this.
  • the light diffusing film includes a first base material having light permeability, a plurality of light diffusing portions randomly formed on the first surface of the first base material when viewed from the normal direction, and a first base.
  • the first surface of the material may include a light shielding layer formed in a region other than a region where the plurality of light diffusion portions are formed. That is, the light diffusion portion formation region and the light shielding portion formation region may be reversed.
  • the present invention is applicable to various display devices such as a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, a plasma display, an LED display, and a MEMS display.

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Abstract

 本発明の一つの態様による光拡散部材は、光拡散フィルムと、偏光フィルムと、位相差フィルムと、を備えている。光拡散フィルムは、第1基材と、光拡散部と、遮光層と、を備えている。偏光フィルムは、第2基材と、偏光層と、を備えている。位相差フィルムは、第3基材と、光学的に負の1軸性の複屈折体からなり、複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる位相差層と、を備えている。位相差層の遅相軸は、偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位にある。

Description

光拡散部材、光拡散部材作製用母材、これを用いた表示装置、および光拡散部材の製造方法
 本発明は、光拡散部材、光拡散部材作製用母材、これを用いた表示装置、および光拡散部材の製造方法に関する。
 本願は、2014年3月14日に、日本に出願された特願2014-051977号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 携帯電話機等をはじめとする携帯型電子機器、テレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭い。そのため、視野角を広げるための様々な工夫がなされている。その一つとして、液晶パネル等の表示体から射出される光の拡散角度を制御するための部材を表示体の視認側に備える構成が提案されている。光の拡散角度を制御するための部材を、以下、光拡散部材と称する。
 下記の特許文献1には、光拡散層に断面がV字状の溝が設けられ、溝の一部に光吸収層が設けられた光拡散シートが開示されている。光拡散シートにおいて、光拡散層の光入射側および光射出側にはポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる透明なシートが配置されている。光拡散層に対して垂直に入射した光の一部は、溝の壁面で全反射した後、射出される。これにより、光拡散シートから射出される光は拡散される。
 下記の特許文献2には、ツイステッド・ネマティック(Twisted Nematic、以下、TNと略記する)モードの液晶表示装置におけるコントラストの向上を目的として、液晶セルと偏光層との間に、ディスコティック化合物からなる液晶化合物を含有する光学補償フィルムを配置することが開示されている。
特開2000-352608号公報 特開2013-186210号公報
 特許文献1の光拡散シート、特許文献2の光学補償フィルムを単に用いただけでは、観察者が液晶パネルの正面に対して傾いた方向から画面を見た場合、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が狭いという課題がある。
 本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い表示装置を実現できる光拡散部材を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、この種の光拡散部材を容易に製造することができる光拡散部材の製造方法を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、この種の光拡散部材を作製する際の原版となる光拡散部材作製用母材を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い表示装置を提供することを目的の一つとする。
 上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光拡散部材は、光拡散フィルムと、偏光フィルムと、位相差フィルムと、を備え、前記光拡散フィルムは、光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部は、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きく、前記偏光フィルムは、前記光拡散部の光入射端面側に配置された光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられた透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備え、前記位相差フィルムは、前記偏光フィルムの前記光拡散フィルムが配置された側とは反対側に配置された光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられた光学的に負の1軸性の複屈折体からなり、前記複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる位相差層と、を備え、前記位相差層の遅相軸は、前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位にある。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記光学的に負の1軸性の複屈折体は、ディスコティック化合物のポリマーであってもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記位相差層の遅相軸と前記偏光層の透過軸とのなす方位角は、略45°であってもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記偏光フィルムは、前記第2基材との間で前記偏光層を挟持する第4基材をさらに備え、前記第3基材と前記第4基材とが接着されていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記偏光層と前記第3基材とが接着されていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記偏光フィルムと前記第1基材との間に介在する部材は、前記偏光フィルムの屈折率と前記第1基材の屈折率との間の屈折率を有していてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材は、前記光拡散フィルムの前記光拡散部と前記偏光フィルムとの間に緩衝層を備えていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記遮光層は、前記第1基材の前記第1面の法線方向から見て、点在して配置された複数の遮光層を有し、前記光拡散部は、前記遮光層の形成領域以外の領域に連続して設けられていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記複数の遮光層は、前記第1基材の前記第1面の法線方向から見て、非周期的に配置されていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記複数の遮光層は、互いにサイズが異なる遮光層を含んでいてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記遮光層の形成領域に、前記光拡散部によって区画された中空部が形成され、前記中空部に空気が存在していてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記第1基材の前記第1面の法線方向から見た前記遮光層の平面形状は、円形、楕円形、もしくは多角形であってもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、一つの前記光拡散部の側面の傾斜角度は、場所によって異なっていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記第1基材の第2面に、反射防止層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材において、前記遮光層は、黒色樹脂、黒色インク、金属単体、もしくは金属単体と金属酸化物との積層膜のうちのいずれかで構成されていてもよい。
 本発明の一つの態様の表示装置は、表示体と、前記表示体の光射出側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げて光を射出させる光拡散部材と、を備え、前記光拡散部材が、本発明の一つの態様の光拡散部材である。
 本発明の一つの態様の表示装置において、前記表示体は、表示画像を形成する複数の画素を有し、前記光拡散部材の複数の前記光拡散部のうち、隣接する前記光拡散部の間の最大ピッチは、前記表示体の前記画素の間のピッチよりも小さい構成であってもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材作製用母材は、光拡散フィルムと偏光フィルムと位相差フィルムとを備えた光拡散部材の形成領域を複数含み、前記光拡散フィルムは、光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部は、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きく、前記偏光フィルムは、前記光拡散部の光入射端面側に配置され、光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられ、透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備え、前記位相差フィルムは、前記偏光フィルムの前記光拡散フィルムが配置された側とは反対側に配置され、光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられ、光学的に負の1軸性の複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる層からなる位相差層と、を備え、前記位相差層の遅相軸が、前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位にある。
 本発明の一つの態様の光拡散部材作製用母材において、前記第1基材の前記第1面の周縁部に、前記遮光層および前記光拡散部が存在しない領域が設けられていてもよい。
 本発明の一つの態様の光拡散部材の製造方法は、光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部が、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きい光拡散フィルムを作製する工程と、光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられ、透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備えた偏光フィルムを作製する工程と、光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられ、光学的に負の1軸性の複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる層からなる位相差層と、を備えた位相差フィルムを作製する工程と、前記位相差層の遅相軸が前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位に位置する向きに前記位相差フィルムと前記偏光フィルムとを貼り合わせる工程と、前記偏光フィルムと前記光拡散フィルムとを貼り合わせる工程と、を備えている。
 本発明の一つの態様によれば、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い表示装置を実現可能な光拡散部材を提供できる。本発明の一つの態様によれば、この種の光拡散部材を容易に製造可能な光拡散部材の製造方法を提供できる。本発明の一つの態様によれば、この種の光拡散部材を作製する際の原版となる光拡散部材作製用母材を提供できる。本発明の一つの態様によれば、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い表示装置を提供できる。
本発明の第1実施形態の液晶表示装置を示す分解斜視図である。 第1実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 液晶パネルの断面図である。 第1実施形態の光拡散部材を示す断面図である。 光拡散フィルムを示す斜視図である。 光拡散フィルムの平面図および2つの方向から見た断面図である。 液晶パネルの動作を説明するための第1の図である。 液晶パネルの動作を説明するための第2の図である。 極角と方位角の定義を説明するための図である。 液晶表示装置の正面図である。 液晶表示装置の正面図において、偏光フィルムの吸収軸と位相差フィルムの遅相軸との配置関係を示す図である。 光拡散部材の製造方法を示すフローチャートである。 光拡散フィルムの製造工程を示す第1の図である。 光拡散フィルムの製造工程を示す第2の図である。 光拡散フィルムの製造工程を示す第3の図である。 位相差フィルムの製造工程を示す第1の図である。 位相差フィルムの製造工程を示す第2の図である。 光拡散フィルムと偏光フィルムと位相差フィルムとの貼合工程を示す図である。 第1実施形態の光拡散部材作製用母材を示す斜視図である。 視認側の偏光フィルムと位相差フィルムとの光学軸の関係を示す正面図である。 バックライト側の偏光フィルムと位相差フィルムとの光学軸の関係を示す正面図である。 従来例の光拡散部材作製用母材を示す斜視図である。 視認側の偏光フィルムと位相差フィルムとの光学軸の関係を示す正面図である。 バックライト側の偏光フィルムと位相差フィルムとの光学軸の関係を示す正面図である。 位相差フィルムの作用を説明するための図である。 光拡散フィルムの作用を説明するための図である。 黒表示時の漏れ光量を本実施形態と従来例とで比較した図である。 白表示時の光量を本実施形態と従来例とで比較した図である。 コントラスト比を本実施形態と従来例とで比較した図である。 第2実施形態の光拡散部材を示す断面図である。 光拡散部材の製造装置を示す図である。 第2実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。 第1変形例に係る光拡散部材の断面図である。 第2変形例に係る光拡散部材の第1の断面図である。 第2変形例に係る光拡散部材の第2の断面図である。 第3変形例に係る光拡散部材の第1の断面図である。 第3変形例に係る光拡散部材の第2の断面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第1の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第2の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第3の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第4の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第5の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第6の平面図である。 光拡散部材の遮光層の他の例を示す第7の平面図である。
[第1実施形態]
 以下、本発明の第1実施形態について、図1~図18Dを用いて説明する。
 本実施形態では、表示装置として、透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
 本実施形態の「液晶パネル」は、特許請求の範囲の「表示体」に相当する。
 なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
 図1は本実施形態の液晶表示装置を斜め上方(視認側)から見た斜視図である。図2は液晶表示装置の断面図である。
 本実施形態の液晶表示装置1は、図1および図2に示すように、バックライト2と、第1偏光フィルム3と、第1位相差フィルム4と、液晶パネル5と、光拡散部材6と、を備えている。図1では図面を見やすくするため、各部材を離して描いているが、光拡散部材6は、光拡散フィルム7と、第2偏光フィルム8と、第2位相差フィルム9と、が一体化された部材である。
 図1では、液晶パネル5を模式的に1枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
 観察者は、光拡散部材6が配置された図1における液晶表示装置1の上側から表示を見ることになる。以下の説明では、光拡散部材6が配置された側を視認側と称し、バックライト2が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、x軸は液晶表示装置1の画面の水平方向、y軸は液晶表示装置1の画面の垂直方向、z軸は液晶表示装置1の厚さ方向、と定義する。
 本実施形態の液晶表示装置1においては、バックライト2から射出された光を液晶パネル5で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル5から射出された光が光拡散部材6を透過すると、射出光の配光分布(拡散角度分布)が光拡散部材6に入射する前より広がった状態となって、光が光拡散部材6から射出される。
これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
(液晶パネル)
 以下、液晶パネル5の具体的な構成について説明する。
 ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本発明に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型(透過・反射兼用型)液晶パネルであっても良い。さらには、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor, 以下、TFTと略記する)を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。
 図3は、液晶パネル5の縦断面図である。
 図3に示すように、液晶パネル5は、TFT基板49と、カラーフィルター基板10と、液晶層11と、を有している。TFT基板49は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板10は、TFT基板49に対向して配置されている。液晶層11は、TFT基板49とカラーフィルター基板10との間に挟持されている。液晶層11は、TFT基板49と、カラーフィルター基板10と、枠状のシール部材(図示せず)と、によって囲まれた空間内に封入されている。TFT基板49とカラーフィルター基板10とは、シール部材により所定の間隔をおいて貼り合わせられる。
 本実施形態の液晶パネル5は、例えばTNモードで表示を行う。液晶層11には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。TFT基板49とカラーフィルター基板10との間には、スペーサー12が配置されている。スペーサー12は球状あるいは柱状である。スペーサー12は、TFT基板49とカラーフィルター基板10との間の間隔を一定に保持する。
 本発明の液晶パネル5の表示モードは上記のTNモードに限らない。例えば、VA(Vertical Alignment)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等を用いてもよい。
 図示はしないが、TFT基板49には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。
画素は、表示の最小単位領域である。TFT基板49には、複数のソースバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。TFT基板49には、複数のゲートバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。複数のゲートバスラインは、複数のソースバスラインと直交している。TFT基板49上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成されている。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一つの画素となる。ソースバスラインは、TFT19のソース電極17に接続されている。ゲートバスラインは、TFT19のゲート電極16に接続されている。
 TFT基板49を構成する透明基板14の液晶層11側の面には、半導体層15、ゲート電極16、ソース電極17、ドレイン電極18等を有するTFT19が形成されている。透明基板14としては、例えばガラス基板を用いることができる。 透明基板14上には、半導体層15が形成されている。半導体層15の材料としては、例えばCGS(Continuous Grain Silicon:連続粒界シリコン)、LPS(Low-temperature Poly-Silicon:低温多結晶シリコン)、α-Si(Amorphous Silicon:非結晶シリコン)等の半導体材料が用いられる。
 透明基板14上には、半導体層15を覆うようにゲート絶縁膜20が形成されている。
ゲート絶縁膜20の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。ゲート絶縁膜20上には、半導体層15と対向するようにゲート電極16が形成されている。ゲート電極16の材料としては、例えばW(タングステン)/TaN(窒化タンタル)の積層膜、Mo(モリブデン)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)等が用いられる。
 ゲート絶縁膜20上には、ゲート電極16を覆うように第1層間絶縁膜21が形成されている。第1層間絶縁膜21の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。第1層間絶縁膜21上に、ソース電極17およびドレイン電極18が形成されている。第1層間絶縁膜21とゲート絶縁膜20とには、コンタクトホール22およびコンタクトホール23が、第1層間絶縁膜21とゲート絶縁膜20とを貫通して形成されている。ソース電極17は、コンタクトホール22を介して半導体層15のソース領域に接続されている。ドレイン電極18は、コンタクトホール23を介して半導体層15のドレイン領域に接続されている。ソース電極17およびドレイン電極18の材料としては、上述のゲート電極16と同様の導電性材料が用いられる。
 第1層間絶縁膜21上には、ソース電極17およびドレイン電極18を覆うように第2層間絶縁膜24が形成されている。第2層間絶縁膜24の材料としては、上述の第1層間絶縁膜21と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。 第2層間絶縁膜24上には、画素電極25が形成されている。第2層間絶縁膜24には、コンタクトホール26が第2層間絶縁膜24を貫通して形成されている。画素電極25は、コンタクトホール26を介してドレイン電極18に接続されている。画素電極25は、ドレイン電極18を中継用電極として半導体層15のドレイン領域に接続されている。画素電極25の材料としては、例えばITO(Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物)等の透明導電性材料が用いられる。
 この構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、TFT19がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極17に供給された画像信号が、半導体層15、ドレイン電極18を経て画素電極25に供給される。また、画素電極25を覆うように第2層間絶縁膜24上の全面に配向膜27が形成されている。この配向膜27は、液晶層11を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。なお、TFT19の形態としては、図3に示したトップゲート型TFTであっても良いし、ボトムゲート型TFTであっても良い。
 一方、カラーフィルター基板10を構成する透明基板29の液晶層11側の面には、ブラックマトリクス30、カラーフィルター31、平坦化層32、対向電極33、配向膜34が順次形成されている。ブラックマトリクス30は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス30は、例えば、Cr(クロム)やCr/酸化Crの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
 カラーフィルター31には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の色素が含まれている。TFT基板49上の一つの画素電極25に、R,G,Bのいずれか一つのカラーフィルター31が対向して配置されている。なお、カラーフィルター31は、R、G、Bの3色以上の多色構成としても良い。
 平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルター31を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルター31によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。平坦化層32上には対向電極33が形成されている。対向電極33の材料としては、画素電極25と同様の透明導電性材料が用いられる。対向電極33上の全面に配向膜34が形成されている。配向膜34は、液晶層11を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。
 図1に戻り、バックライト4は、発光ダイオード、冷陰極管等の光源36と、光源36から出射した光を液晶パネル5に導く導光板37から成る。導光板37は、液晶パネル5に向けて光を出射する出射面と、出射面に対向する裏面とを有し、裏面には複数のプリズムが形成されている(不図示)。裏面のプリズムは、出射面に対して互いに異なる所定の角度で傾斜した2つの傾斜面を有し(不図示)、バックライト2から出射する光は、表示面法線方向における強度が強く、高い指向性を有している。
 なお、バックライト2は、このように光源36が導光板37の端面に配置されたエッジライト型でも良いし、光源が導光体の直下に配置された直下型でも良い。
 本実施形態で用いるバックライト2には、光の出射方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトを用いることが望ましい。光拡散部材6の光拡散部41に対してコリメートまたは略コリメートした光を入射させるような指向性バックライトを用いることでボヤケを少なくし、さらに光の利用効率を高めることができる。上記の指向性バックライトの輝度分布については、後述する。
(光拡散部材)
 以下、光拡散部材6について詳細に説明する。
 図4は、光拡散部材6の断面図である。
 図5は、光拡散フィルム7を示す斜視図である。
 図4に示すように、光拡散部材6は、光拡散フィルム7と、第2偏光フィルム8と、第2位相差フィルム9と、が接着剤層51を介して積層された構成を有する。
 光拡散フィルム7は、図4、図5に示すように、第1基材39と、複数の遮光層40と、光拡散部41と、を備えている。複数の遮光層40は、第1基材39の第1面39a(背面側の面)に形成されている。光拡散部41は、第1基材39の第1面39aのうち、遮光層40の形成領域以外の領域に形成されている。
 光拡散フィルム7は、図2、図4に示すように、光拡散部41が設けられた側を第2偏光フィルム8側に向け、第1基材39の側を視認側に向けた姿勢で第2偏光フィルム8上に配置されている。光拡散フィルム7は、接着剤層51を介して第2偏光フィルム8に固定されている。
 第1基材39には、例えばトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。第1基材39は、製造プロセスにおいて、後に遮光層40や光拡散部41の材料を塗布する際の下地となる。第1基材39は、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、第1基材39には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いてもよい。ただし、第1基材39の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、第1基材39の厚さが厚くなる程、表示のボヤケが生じる虞があるからである。また、第1基材39の全光線透過率は、JIS K7361-1の規定で90%以上が好ましい。全光線透過率が90%以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、一例として厚さが100μmの透明樹脂製基材を用いる。
 遮光層40は、第1基材39の主面の法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層40は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。その他、Cr(クロム)やCr/酸化Crの多層膜等の金属膜を用いても良い。また、遮光層40を構成する有機材料は、紫外線を吸収する紫外線吸収物質を含んでいてもよい。
 光拡散部41は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、光拡散部41の全光線透過率は、JIS K7361-1の規定で90%以上が好ましい。全光線透過率が90%以上であると、十分な透明性が得られる。
 光拡散部41は、図4に示すように、光射出端面41aと、光入射端面41bと、反射面41cと、を有する。光射出端面41aは、第1基材39に接する面である。光入射端面41bは、光射出端面41aと対向する面である。反射面41cは、光拡散部41のテーパ状の側面である。反射面41cは、光入射端面41bから入射した光を反射する面である。光入射端面41bの面積は、光射出端面41aの面積よりも大きい。
 光拡散部41は、光拡散フィルム7において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部41に入射した光は、光拡散部41の反射面41cで全反射しつつ、光拡散部41の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。
 光拡散フィルム7は、第1基材39が視認側に向くように配置されている。そのため、光拡散部41の2つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面41aとなる。面積の大きい方の面が光入射端面41bとなる。
 光拡散部41の反射面41cの傾斜角度(光入射端面41bと反射面41cとのなす角度)は、75°以上85°以下が好ましい。本実施形態では、光拡散部41の反射面41cの傾斜角度が75°である。ただし、光拡散部41の反射面41cの傾斜角度は、光拡散部材6から射出する際に、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態において、光拡散部41の反射面41cの傾斜角度は一定になっている。
 光拡散部41の光入射端面41bから光射出端面41aまでの高さは、遮光層40の層厚よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層40の層厚は一例として150nm程度である。光拡散部41の光入射端面41bから光射出端面41aまでの高さは一例として20μm程度である。光拡散部41の反射面41cと遮光層40とにより囲まれた部分は、中空部42となっている。
 なお、第1基材39の屈折率と光拡散部41の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、以下による。例えば、第1基材39の屈折率と光拡散部41の屈折率とが大きく異なる場合を考える。この場合、光入射端面41bから入射した光が光拡散部41から射出する際に、光拡散部41と第1基材39との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じる虞があるからである。
 本実施形態の場合、中空部42(光拡散部41の外部)には空気が存在している。そのため、光拡散部41を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部41の反射面41cは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部42を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部41の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。
したがって、スネルの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部41の反射面41cで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
 なお、本実施形態において、低屈折率材料が存在するとは、光を全反射可能にするため、光拡散部41の周囲を低屈折率状態とすることを示している。そのため、中空部42には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されている状態も含むものとする。もしくは、中空部42の内部が真空状態や大気よりも減圧状態であってもよい。
 図6は、光拡散フィルム6の模式図である。図6において、左側上段は光拡散フィルム6の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のA-A線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のB-B線に沿った断面図である。
 光拡散フィルム6は、図6の左側上段に示すように、複数の遮光層40が、第1基材39の一面に点在して設けられている。第1基材39の法線方向から見た遮光層40の平面形状は、楕円形である。遮光層40は、長軸と短軸とを有している。ここで、長軸は、第1基材39の法線方向から見た遮光層40の平面形状において最も長さの長い軸とする。
短軸は、第1基材39の法線方向から見た遮光層40の平面形状において最も長さの短い軸とする。光拡散フィルム6において、各遮光層40における長軸の長さに対する短軸の長さの比は概ね等しい。
 図6の左側下段、右側上段に示すように、遮光層40の下方に相当する部分が楕円錐台状の中空部42となる。光拡散部材6は複数の中空部42を有している。複数の中空部42以外の部分には、光拡散部41が連続的に設けられている。
 各遮光層40の平面形状をなす楕円の長軸方向は、概ねX方向に揃っている。楕円の長軸方向を、以下、遮光層の長軸方向と称することがある。各遮光層40の平面形状をなす楕円の短軸方向は、概ねY方向に揃っている。楕円の短軸方向を、以下、遮光層の短軸方向と称することがある。このことから、光拡散部41の反射面41cの向きを考えると、光拡散部41の反射面41cのうち、X方向に沿った反射面41cの割合はY方向に沿った反射面41cの割合よりも多い。そのため、X方向に沿った反射面41cで反射してY方向に拡散する光Lyは、Y方向に沿った反射面41cで反射してX方向に拡散する光Lxよりも多くなる。
 したがって、光拡散部材6の拡散性が最も強い方位角方向Vsは、遮光層40の短軸方向であるY方向となる。極角方向は任意とする。なお、極角と方位角の定義については後述する。
 なお、遮光層の平面形状が円形の場合には、光拡散部の反射面のうち、X方向に沿った反射面の割合はY方向に沿った反射面の割合と等しい。そのため、X方向に沿った反射面で反射してY方向に拡散する光は、Y方向に沿った反射面で反射してX方向に拡散する光と等しくなる。つまり、基材の法線方向から見て、反射面からは光が等方的に反射されることとなる。したがって、光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向は存在しない。
 図4に戻って、第2偏光フィルム8は、第2基材52と、偏光層53と、第4基材54と、が光拡散フィルム7側からこの順に積層された構成を有する。第2基材52および第4基材54は、光透過性を有する。第2基材52は、光拡散フィルム7の光拡散部41の光入射端面41b側に配置されている。偏光層53は、互いに直交する透過軸と吸収軸とを有し、第2基材52の第1面に設けられている。第4基材54は、第2基材52との間で偏光層53を挟持する。
 第2基材52および第4基材54には、例えばTAC、PET、PC、PEN、PES等の透明樹脂製のフィルムが好ましく用いられる。第2基材52と第4基材54とは、同一の基材であってもよいし、異なる基材であってもよい。本実施形態では、第2基材52および第4基材54に、厚さが100μmのTACフィルムを用いる。偏光層53は、例えばヨウ素を吸着させ、配向させたポリビニルアルコール層で構成されている。
 第2位相差フィルム9は、第3基材55と、位相差層56とが、第2偏光フィルム8側からこの順に積層された構成を有する。第3基材55は、第2偏光フィルム8の光拡散フィルム7が配置された側とは反対側に配置されている。第3基材55は、光透過性を有する。位相差層56は、第3基材55の第1面55aに設けられた光学的に負の1軸性の複屈折体から構成されている。位相差層56は、複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる。
第2位相差フィルム9の第3基材55は、接着剤層51を介して第2偏光フィルム8の第4基材54と接着されている。
 第3基材55には、例えばTAC、PET、PC、PEN、PES等の透明樹脂製のフィルムが好ましく用いられる。第3基材55は、第2基材52および第4基材54と同一の基材であってもよいし、異なる基材であってもよい。本実施形態では、第3基材55に、厚さが100μmのTACフィルムを用いる。位相差層56は、例えば光学的に負の1軸性の複屈折体であるディスコティック液晶化合物がハイブリッド配向した層で構成されている。
 図2に戻って、バックライト2と液晶パネル5との間には、第1偏光フィルム3と第1位相差フィルム4とが、バックライト2側からこの順に設けられている。第1位相差フィルム4は、接着剤層51を介して液晶パネル5と接着されている。第1偏光フィルム3は、接着剤層51を介して第1位相差フィルム4と接着されている。第1偏光フィルム3の構成は、上述の第2偏光フィルム8と同じである。第1位相差フィルム4の構成は、上述の第2位相差フィルム9と同じである。したがって、この構成は、視認側に設けられた光拡散部材6から光拡散フィルム7を除いたもの、すなわち、第2偏光フィルム8と第2位相差フィルム9との積層体が、バックライト2と液晶パネル5との間に裏返しに設けられた構成と同等である。
 第1偏光フィルム3は、偏光子として機能する。x軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表したとき、図1に示すように、第1偏光フィルム3の吸収軸P1は90°-270°方向に設定されている。一方、光拡散部材6中の第2偏光フィルム8は、検光子として機能する。第2偏光フィルム8の吸収軸P2は、第1偏光フィルム3の吸収軸P1と直交するように配置されている。第2偏光フィルム8の吸収軸P2は、0°-180°方向に設定されている。すなわち、第1偏光フィルム3の吸収軸P1と第2偏光フィルム8の吸収軸P2とは、クロスニコルの配置となっている。
 図1において、TFT基板49の配向膜27の配向制御方向を矢印H1で示す。以下、TFT基板49の配向膜27の配向制御方向を配向制御方向H1と称する。一方、カラーフィルター基板10の配向膜34の配向制御方向を矢印H2で示す。以下、カラーフィルター基板10の配向膜34の配向制御方向を配向制御方向H2と称する。
 配向膜27には、配向制御方向H1が135°-315°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。一方、配向膜34には、配向制御方向H2が45°-225°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。
 また、第1位相差フィルム4の遅相軸の方向を矢印T1で示す。以下、第1位相差フィルム4の遅相軸の方向を遅相軸方向T1と称する。第2位相差フィルム9の遅相軸の方向を矢印T2で示す。以下、第2位相差フィルム9の遅相軸の方向を遅相軸方向T2と称する。
 第1位相差フィルム4は、遅相軸方向T1が45°-225°方向を向くように配置されている。すなわち、遅相軸方向T1と配向制御方向H2とは一致している。第2位相差フィルム9は、遅相軸方向T2が135°-315°方向を向くように配置されている。
すなわち、遅相軸方向T2と配向制御方向H1とは一致している。
 光拡散部材6に着目すると、第2偏光フィルム8の吸収軸方向P2は0°-180°方向であり、第2偏光フィルム8の透過軸方向は90°-270°方向である。第2位相差フィルム9の遅相軸方向T2は135°-315°方向である。第2位相差フィルム9の遅相軸は、第2偏光フィルム8の透過軸方向と吸収軸方向との間の方位にある。特に本実施形態の場合、第2位相差フィルム8の遅相軸方向と第2偏光フィルム8の透過軸とのなす方位角は45°である。
 図7A、図7Bは、液晶パネル5の動作を説明するための図である。
 図7Aは、液晶パネル5(図3に示す画素電極25と対向電極33との間)に電圧が印加されていないとき(電圧無印加時)の状態を示す図である。図7Bは、液晶パネル5に一定の電圧を印加したとき(電圧印加時)の状態を示す図である。なお、図7A、図7Bにおいて、符号Mは、液晶層11を構成する液晶分子である。
 電圧無印加時には、図7Aに示すように、液晶分子Mは、配向膜27と配向膜34との間で、90°ツイストした状態となる。このとき、0°-180°方向の透過軸(90°-270°方向の吸収軸P1)を有する第1偏光フィルム3を透過した直線偏光の偏光面が、液晶層11の持つ旋光性により90°回転する。これにより、第1偏光フィルム3を透過した直線偏光が、90°-270°方向の透過軸(0°-180°方向の吸収軸P2)を有する第2偏光フィルム8を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。
 電圧印加時には、図7Bに示すように、液晶分子Mは、配向膜27と配向膜34との間で、電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、0°-180°方向の透過軸を有する第1偏光フィルム3を透過した直線偏光の偏光面は回転しない。そのため、第1偏光フィルム3を透過した直線偏光は、90°-270°方向の透過軸を有する第2偏光フィルム8を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。
 以上のように、画素毎に電圧の印加/無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。
 図8は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
 ここで、図8に示すように、液晶表示装置1の画面の法線方向Eを基準とした観察者の視線方向Fのなす角度を極角θとする。x軸の正方向(0°方向)を基準とした観察者の視線方向Fを画面上に射影したときの線分Gの方向のなす角度を方位角φとする。
 図9は、液晶表示装置1の正面図である。
 図9に示すように、液晶表示装置1の画面において、水平方向(x軸方向)を方位角φ:0°-180°方向とする。方位角φ:0°-180°方向は、端的に言うと、左右方向である。具体的には、方位角φ:0°-180°方向は、地面に対して水平な軸に沿った方向である。垂直方向(y軸方向)を方位角φ:90°-270°方向とする。方位角φ:90°-270°方向は、端的に言うと、上下方向である。具体的には、方位角φ:90°-270°方向は、地面に対して垂直な軸に沿った方向である。
 図10は、本実施形態に係る液晶表示装置1の正面図における、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、各偏光フィルムの吸収軸(第1偏光フィルム3の吸収軸P1、第2偏光フィルム8の吸収軸P2)、各位相差フィルム(第1位相差フィルムの遅相軸T1、第2位相差フィルムの遅相軸T2)、および配向制御方向H1,H2の配置関係を示す図である。なお、図9においては、便宜上、複数の遮光層40がそれぞれ同じサイズで規則的に配置されている。
 図10に示すように、本実施形態の液晶表示装置1の正面形状は、左右方向に長い(横長の)長方形である。本実施形態において、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsは、方位角φ:90°-270°方向である。これにより、液晶表示装置1において上下方向の拡散強度が大きくなり、上下方向の視認性がより改善される。
 本実施形態では、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、光拡散部材6の短辺とを概ね平行としている。すなわち、本実施形態においては、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、第2偏光フィルム8の吸収軸P2と、を概ね90度の角度をなすようにしている。また、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、第1偏光フィルム3の吸収軸P1と、を概ね平行としている。
 なお、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、光拡散部材6の短辺とは、完全に平行にする必要はなく、概ね平行となっていればよい。一般に、液晶表示装置の組立工程において、液晶パネルと偏光板との位置合わせの回転方向のずれは5°程度以内と考えられる。したがって、光拡散部材6の拡散性が相対的に強い方位角方向Vsと、光拡散部材6の短辺とが5°程度ずれていてもよい。
(液晶表示装置の製造方法)
 以下、本実施形態の液晶表示装置1の製造方法について説明する。
 図11は、光拡散部材6の製造方法を示すフローチャートである。図12A~図12Cは、光拡散フィルム7の製造工程を示す図である。図13A,図13Bは、第2位相差フィルム9の製造工程を示す図である。図14は、光拡散フィルム7と第2偏光フィルム8と第2位相差フィルム9との貼合工程を示す図である。
 上記構成の液晶表示装置1を構成する光拡散部材6の製造工程を中心に、その製造方法について説明する。
 液晶パネル5の製造工程の概略を先に説明する。最初に、TFT基板49とカラーフィルター基板10をそれぞれ作製する。その後、TFT基板49のTFT19が形成された側の面とカラーフィルター基板10のカラーフィルター31が形成された側の面とを対向させて配置する。TFT基板49とカラーフィルター基板10とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、TFT基板49とカラーフィルター基板10とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。以上の工程を経て、液晶パネル5が完成する。
 TFT基板49やカラーフィルター基板10の製造方法は通常の方法を用いればよく、その説明を省略する。
 次に、光拡散部材6の製造工程を説明する。
 まず、光拡散フィルム7を作製する(図11のステップS1)。
 光拡散フィルム7を作製する際には、最初に、例えばTACフィルムからなる第1基材39の第1面39aに複数の遮光層40のパターンを形成する。ここでは、オフセット印刷法により遮光層40のパターンを形成する例を示す。遮光層40のパターンを形成する方法としては、オフセット印刷法の他、グラビア印刷法、マスク露光法、インクジェット法などを用いることができる。遮光層40の材料として、例えばカーボンが含有された黒色樹脂、もしくは黒色インク等が用いられる。
 図12Aに示すように、印刷装置60は、長尺の第1基材39をロール・トゥー・ロールで矢印Eの方向に搬送し、その間に印刷処理を行うものである。印刷装置60において、一端には第1基材39を送り出す送出ローラー61が設けられ、他端には第1基材39を巻き取る巻取ローラー62が設けられている。第1基材39は、送出ローラー61側から巻取ローラー62側に向けて移動する。第1基材39の第1面39aの上方に版胴63とブランケット胴64とが設けられ、第1基材39の下方には圧胴65が設けられている。版胴63とブランケット胴64の下流側に、印刷された黒色樹脂、もしくは黒色インク等を乾燥するための乾燥装置66が設けられている。
 次いで、遮光層40のパターンが形成された第1基材39の第1面39a上に、ネガ型の感光性樹脂層を形成する。感光性樹脂層を形成する方法として、感光性樹脂層からなるドライフィルムレジストのラミネート、スリットコート、印刷等の方法がある。ここでは、ラミネート法により感光性樹脂層を形成する例を示す。図12Bに示すように、ラミネート装置67は、遮光層40が形成された第1基材39を送出する第1送出ローラー68と、ドライフィルムレジスト69を送出する第2送出ローラー70と、一対の熱間ローラー71と、巻取ローラー74と、が設けられている。第1送出ローラー68から送出された第1基材39と第2送出ローラー70から送出されたドライフィルムレジスト69とは、一対の熱間ローラー71により貼り合わされる。
 ラミネート装置の下流側に、露光装置72が設けられている。第1基材39の下方には、拡散光Q1を射出する光源73が設けられている。ここでは、第1基材39の第2面39b(下面)側からドライフィルムレジスト69に向けて、所定の拡散角度を有するUV光が照射される。このとき、遮光層40がマスクとして機能するため、ドライフィルムレジスト69の全領域のうち、遮光層40の形成領域以外の領域が露光される。
 図12Cに示すように、現像装置74は、露光処理が施されたドライフィルムレジスト69付きの第1基材39をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に現像処理を行うものである。現像装置74において、一端には第1基材39を送り出す送出ローラー75が設けられ、他端には第1基材39を巻き取る巻取ローラー76が設けられている。第1基材39は、送出ローラー75側から巻取ローラー76側に向けて移動する。
 第1基材39の上方には、現像液Lを供給する現像液供給装置77が設けられている。
さらに、現像液供給装置77の下流側に、純水Mを供給する水洗装置78、純水Mで濡れた第1基材39を乾燥させるための乾燥空気Dを供給する乾燥装置79が順次設けられている。感光後のドライフィルムレジスト69は現像液Lにより現像され、テーパ形状の透明樹脂が残存した部分が光拡散部41となる。現像後の透明樹脂は、水洗装置78によって純水洗浄され、乾燥装置79によって乾燥される。
 以上の工程を経て、光拡散フィルム7が作製される。
 次に、第2位相差フィルム9を作製する(図11のステップS2)。
 第2位相差フィルム9を作製する際には、最初に、例えばTACフィルムからなる第3基材55の第1面55aに配向膜81を形成する。
 図13Aに示すように、配向膜形成装置82は、長尺の第3基材55をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に配向膜81を形成するものである。配向膜形成装置82において、一端には第3基材55を送り出す送出ローラー83が設けられ、他端には第3基材55を巻き取る巻取ローラー84が設けられている。第3基材55は、送出ローラー83側から巻取ローラー84側に向けて移動する。
 第3基材55の第1面55aの上方に塗布装置85が設けられている。例えばポリイミド等の配向膜形成材料が、塗布装置85によって第3基材55上に塗布される。塗布装置85の下流側に、乾燥装置86が設けられている。塗布後の配向膜形成材料は、乾燥装置86によって乾燥される。さらに、乾燥装置86の下流側に、ラビング装置87が設けられている。ラビング装置87は、一対のラビングローラー88を備えている。ラビングローラー88の回転軸は、第3基材55の移動方向Eに対して45°の角度をなすように配置されている。ラビングローラー88の回転によって、配向膜形成材料の表面に、第3基材55の移動方向Eに対して45°の角度にラビング処理が施される。これにより、第3基材55の第1面55aに、配向膜81が形成される。なお、配向膜81の形成方法はラビング方法に限らず、光感光性配向膜を塗布した後に偏光UV光を用いて配向させる、光配向技術を用いて、配向膜形成材料の表面に、第3基材55の移動方向Eに対して45°の角度の配向処理を行っても良い。
 図13Bに示すように、位相差層形成装置90は、配向膜81付きの第3基材55をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に位相差層56を形成するものである。位相差層形成装置90において、一端には第3基材55を送り出す送出ローラー91が設けられ、他端には第3基材55を巻き取る巻取ローラー92が設けられている。第3基材55は、送出ローラー91側から巻取ローラー92側に向けて移動する。
 第3基材55の第1面55aの上方に、塗布装置93が設けられている。例えば側鎖の末端に架橋基を有するトリフェニレン系のディスコティック化合物が、塗布装置93によって配向膜81上に塗布される。塗布装置93の下流側に、加熱装置94が設けられている。塗布後のディスコティック化合物96は、加熱装置94によって加熱されることによりディスコティックネマティック相を採る。その後、UV光源95からUV光L2がディスコティック化合物96に照射されることにより架橋反応が生じ、ディスコティック化合物96の配向が固定された後、室温に戻される。このような工程により、室温においてもディスコティック化合物96の架橋反応が生じたときの配向状態が維持される。
 ディスコティック化合物96は、配向膜81側において自身の形状である円盤の盤面を第3基材55の第1面55aと平行な面内に向けて配向する一方、空気界面側においては円盤の盤面を第3基材55の第1面55aとほぼ垂直な面内に向けて配向する。すなわち、ディスコティック化合物96は、スプレイ・ベンド・ハイブリッド配向を採る。
 図17に示すように、この種の第2位相差フィルム9、第1位相差フィルム4がTNモードの液晶層11の両側に設けられることにより、電圧印加時の液晶層11の配向成分がそれぞれの位相差フィルム9,4によって光学的に補償される。
 次に、第2偏光フィルム8を作製する(図11のステップS3)。
 図示は省略するが、第2偏光フィルム8を作製する際には、例えばヨウ素化合物を含浸させたPVAフィルムを延伸させ、架橋処理を施した後、洗浄・乾燥を行い、基材となる2枚のTACフィルムでPVAフィルムを挟持する。偏光フィルムの作製には、このような一般的な手法が用いられる。
 なお、図11では、フローチャートの一例として、「光拡散フィルムの作製」、「位相差フィルムの作製」、「偏光フィルムの作製」の工程順で記載したが、これら3種のフィルムは別途作製すればよいだけであり、作製順は特に問わない。
 次に、各々作製した光拡散フィルム7と第2位相差フィルム9と第2偏光フィルム8とを貼り合わせて一体化し、光拡散部材作製用母材を作製する(図11のステップS4)。
 このとき、図14に示すようなフィルム貼合装置97を用いることができる。
 フィルム貼合装置97は、偏光フィルム送出ローラー98、位相差フィルム送出ローラー99、光拡散フィルム送出ローラー100、一対の第1貼合ローラー101、一対の第2貼合ローラー102、および巻取ローラー103を備えている。
 フィルム貼合装置97においては、偏光フィルム送出ローラー98から送り出された第2偏光フィルム8と、位相差フィルム送出ローラー99から送り出された第2位相差フィルム9と、が第1貼合ローラー101により貼り合わされる。このとき、第2偏光フィルム8と第2位相差フィルム9とは、第2位相差フィルム9の遅相軸が第2偏光フィルム8の透過軸と吸収軸との間の方位にあるように貼り合わされる。具体的には、第2位相差フィルム9の遅相軸と第2偏光フィルム8の透過軸とが略45°の角度をなすように貼り合わされる。
 次いで、第2偏光フィルム8と第2位相差フィルム9との貼合体と、光拡散フィルム送出ローラー100から送り出された光拡散フィルム7と、が第2貼合ローラー102により貼り合わされる。3種のフィルムが貼り合われた貼合体は、巻取ローラー92により巻き取られる。このようにして、光拡散部材作製用母材105は、巻取ローラー103に巻き取られた状態で完成する。
 次に、光拡散部材作製用母材105を個片化し、複数の光拡散部材6を一括して作製する(図11のステップS5)。
 本実施形態の場合、図15Bに示すように、光拡散フィルム7の吸収軸P2の方向は、個片化した光拡散部材6の長手方向(水平方向)に一致している。また、図15Cに示すように、第1偏光フィルム3の吸収軸P1の方向は、個片化した光拡散部材6の短手方向(垂直方向)に一致している。そのため、光拡散部材作製用母材105を個片化する際には、図15Aに示すように、光拡散部材作製用母材105の長手方向および短手方向と平行な切断線Sに沿って切断すれば、各光軸の方向が最適化された複数の光拡散部材6を一括して作製することができる。したがって、光拡散部材作製用母材105から複数の光拡散部材6を無駄なく切り出すことができ、一定面積の光拡散部材作製用母材105からの光拡散部材6の取れ個数を増やすことができる。
 これに対し、例えば図16Bに示すように、光拡散フィルム207の吸収軸P2の方向が、個片化した光拡散部材206の長手方向(水平方向)と45°の角度をなす方向に一致していたとする。このとき、図16Cに示すように、第1偏光フィルム203の吸収軸P1の方向は、個片化した光拡散部材206の短手方向(垂直方向)と45°の角度をなす方向に一致する。この場合、光拡散部材作製用母材を個片化する際には、図16Aに示すように、光拡散部材作製用母材205の長手方向および短手方向と45°の角度をなす方向の切断線Sに沿って切断しなければならない。この場合、光拡散部材作製用母材205のうち、光拡散部材206として使用できない切れ端が生じ、一定面積の光拡散部材作製用母材205からの光拡散部材206の取れ個数を増やすことができない。
 最後に、完成した光拡散部材6を、図2に示すように、光拡散フィルム7の第1基材39の側を視認側に向け、第2位相差フィルム9の位相差層56の側を液晶パネル5に対向させた状態で、光学接着剤からなる接着剤層51を用いて液晶パネル5に貼付する。また、液晶パネル5の背面側(バックライト2に対向する側)に、第1位相差フィルム4、第1偏光フィルム3を順次貼付する。なお、第1位相差フィルム4と第1偏光フィルム3は、光拡散部材6と同様、液晶パネル5に貼付する前に予め貼り合わせておいてもよい。
 以上の工程により、本実施形態に係る液晶表示装置1が完成する。
 上述したように、TNモードの液晶パネル5の視認側および背面側に、ディスコティック化合物96のポリマーからなる第1位相差フィルム3および第2位相差フィルム9が設けられたことにより、電圧印加時の液晶層11の配向成分が各位相差フィルムによって光学的に補償される。これにより、視野角特性の方位依存性は、より小さくなる。しかしながら、液晶パネル5の黒表示時に、画面の正面方向、すなわち、液晶パネル5の法線方向に対して極角が大きくなるにつれて光の漏れ量が多くなり、コントラストが低下する。
 これに対して、本実施形態の光拡散部材6によれば、第2位相差フィルム9、第2偏光フィルム8の視認側に、これらフィルムに一体化された光拡散フィルム7が備えられている。そのため、図18Aに符号L1、L2で示すように、液晶層を斜めに通り、黒表示時に漏れてくる光をより広角側に反射させることができる。また、黒表示時にさらに極角が大きい方向から射出される光L3の一部を第1基材39の表面で全反射させ、遮光層40で吸収させることができる。これらのことから、図18Bに示すように、極角が大きい方向からの漏れ光を低減することができる。また、図18Cに示すように、白表示時に画面の正面方向に射出される光の一部を極角がより大きい方向に振り分けることができる。その結果、本実施形態の光拡散部材6によれば、図18Dに示すように、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い液晶表示装置を実現することができる。
[第2実施形態]
 以下、本発明の第2実施形態について、図19~図21を用いて説明する。
 本実施形態の光拡散部材の基本構成は第1実施形態と同様であり、第4基材が用いられていない点のみが異なる。
 図19~図21において、第1実施形態で用いた図2、図4、図14等と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
 図19に示すように、本実施形態の光拡散部材106においては、第2偏光フィルム108の偏光層53と第2位相差フィルム9の第3基材55とが直接接している。すなわち、本実施形態の光拡散部材106は、第1実施形態の光拡散部材6から第4基材54と接着剤層51とを除いた構成を有している。言い換えると、本実施形態の光拡散部材106では、第3基材55が、第2位相差フィルム9の基材と第2偏光フィルム108の基材とを兼ねている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
 図20は、第2実施形態の光拡散部材106の製造に用いるフィルム貼合装置109を示している。
 本実施形態においては、位相差フィルム送出ローラー99の下流側に、鹸化処理装置110が設けられている。第2位相差フィルム9は、鹸化処理装置110から供給されるアルカリ溶液により鹸化処理される。これにより、第2位相差フィルム9の第3基材55(TACフィルム)と偏光層53(ポリビニルアルコール層)との密着性が向上する。また、図示を省略するが、第2偏光フィルム8においても、第2基材52と偏光層53(ポリビニルアルコール層)との密着性を向上させるため、第2基材52を鹸化処理した後、第2基材52と偏光層53とを貼り合わせる。なお、第3基材55と偏光層53との貼り合わせと第2基材52と偏光層53との貼り合わせを同時に行ってもよい。
 図21は、図19に示す本実施形態の光拡散部材106を液晶パネル5の視認側に貼り合わせた液晶表示装置111を示している。液晶パネル5の背面側(バックライト2側)には、液晶パネル5側から第1位相差フィルム4、第1偏光フィルム112が順次貼り合わされている。これら第1位相差フィルム4および第1偏光フィルム112についても、第1実施形態の構成から第4基材54と接着剤層51とを除いた構成を有している。すなわち、第3基材55は、第1位相差フィルム4の基材と第1偏光フィルム112の基材とを兼ねている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
 本実施形態の光拡散部材106においても、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い液晶表示装置を実現できる、という第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに本実施形態の場合、液晶パネル5の視認側と背面側とで第3基材55(TACフィルム)を1枚ずつなくすことができ、液晶表示装置111の薄型化が図れる。
[第1変形例]
 図22は、第1実施形態の第1変形例に係る光拡散部材106Aの断面図である。
 第1実施形態では、複数の光拡散部141の反射面の傾斜角度は全て同一であった。これに対して、本変形例の光拡散部材106Aでは、図22に示すように、複数の光拡散部141Aの反射面141Acの傾斜角度が異なっている。すなわち、複数の光拡散部141Aの全体を見ると、複数の光拡散部141Aの光射出端面141Aaが複数種類の寸法を有し、複数の光拡散部141Aの反射面141Acが複数種類の傾斜角度を有している。複数の光拡散部141Aの反射面141Acの傾斜角度が異なることに伴い、光入射端面141Abの寸法も異なる。その他の構成は第1実施形態と同様である。
 本変形例に係る光拡散部材106Aを備えた場合も、高いコントラストの表示を視認できる角度範囲が広い液晶表示装置を実現できる、という第1実施形態と同様の効果が得られる。
[第2変形例]
 図23A、図23Bは、それぞれ第1実施形態の第2変形例に係る光拡散部材106B,106Cの断面図である。
 第1実施形態では、光拡散部141の反射面141cの傾斜角度が一定であった。
 これに対し、本変形例の光拡散部141B,141Cのそれぞれの反射面141Bc,141Ccの傾斜角度は、図23A、図23Bに示すように、場所によって異なっている。具体的には、本変形例の光拡散部141B,141Cのそれぞれの反射面141Bc,141Ccは、傾斜角度が連続的に変化している。
 図23Aに示す光拡散部材106Bにおいては、光拡散部141Bの反射面141Bcが外側に湾曲している。
 図23Bに示す光拡散部材106Cにおいては、光拡散部141Cの反射面141Ccが内側に湾曲している。
 本変形例に係る構成によれば、第1実施形態に係る構成に比べて、光拡散性を高めることができる。
[第3変形例]
 図24A、図24Bは、それぞれ第1実施形態の第3変形例に係る光拡散部材106D,106Eの断面図である。
 第1実施形態では、光拡散部141の反射面141cの傾斜角度が一定であった。
 これに対し、本変形例の光拡散部141D,141Eのそれぞれの反射面141Dc,141Ecの傾斜角度は、図24A、図24Bに示すように、場所によって異なっている。具体的には、本変形例の光拡散部141D,141Eのそれぞれの反射面141Dc,141Ecは、複数の異なる傾斜角度(断面形状が折れ線状の傾斜面)となっている。
 図24Aに示す光拡散部材106Dにおいては、光拡散部141Dの反射面141Dcが傾斜角度の異なる3つの傾斜面を有し、外側に凸となっている。
 図24Bに示す光拡散部材106Eにおいては、光拡散部141Eの反射面141Ecが傾斜角度の異なる3つの傾斜面を有し、内側に凸となっている。
 本変形例に係る構成によれば、第1実施形態に係る構成に比べて、光拡散性を高めることができる。
 なお、第1実施形態においては、遮光層40の形状を、図25Aに示すように細長い楕円形状としたが、遮光層40の形状はこれに限定されることはない。
 例えば、図25Bに示すように、細長い長方形状の遮光層40Gを用いても良い。
あるいは、図25Cに示すように、細長い八角形状の遮光層40Hを用いても良い。
あるいは、図25Dに示すように、細長い長方形の対向する2辺を外側に湾曲させた形状の遮光層40Iを用いても良い。あるいは、図25Eに示すように、縦横比が異なる2つの長方形を直交する2方向に交差させた形状の遮光層40Jを用いても良い。あるいは、図25Fに示すように、二等辺三角形状の遮光層40Kを用いても良い。あるいは、図25Gに示すように、菱形状の遮光層40Lを用いても良い。さらに、図25A~図25Gの形状が所定方向に回転していてもよい。
 また、各遮光層40の平面形状をそれぞれ異ならせ、種々の異方性の方位(図25A~図25G参照)を持つ異なる複数種類のサイズ、形状のものを混在させるようにしてもよい。
 また、上記実施形態における光拡散部材の第1基材の視認側に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つを設けた構成としてもよい。
 この構成によれば、基材の視認側に設ける層の種類に応じて、外光反射を低減する機能、塵埃や汚れの付着を防止する機能、傷を防止する機能等を付加することができ、視野角特性の経時劣化を防ぐことができる。
 なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
 例えば上記実施形態では、光拡散部もしくは空間部分の形状を楕円錐台状としたが、その他の形状であってもよい。光拡散部の反射面の傾斜角度は、光軸を中心として必ずしも対称でなくてもよい。上記実施形態のように、光拡散部の形状を楕円錐台状とした場合には、光拡散部の反射面の傾斜角度が光軸を中心として線対称となるため、光軸を中心として線対称的な角度分布が得られる。これに対し、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、光拡散部の反射面の傾斜角度を非対称にしてもよい。
 その他、液晶表示装置の各構成部材の材料、数、配置等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。例えば上記実施形態では、光拡散フィルムが、光透過性を有する第1基材と、第1基材の第1面に形成された複数の遮光層と、第1基材の第1面において遮光層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部とを備えてなるものである場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、光拡散フィルムが、光透過性を有する第1基材と、第1基材の第1面に法線方向から見てランダムに形成された複数の光拡散部と、第1基材の第1面において、複数の光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層とを備えてなるものであってもよい。すなわち、光拡散部の形成領域と遮光部の形成領域とが反転したものであってもよい。
 本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ、LEDディスプレイ、MEMSディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。
 1,111…液晶表示装置、6,106…光拡散部材、7…光拡散フィルム、8,108…第2偏光フィルム、9…第2位相差フィルム、39…第1基材、40…遮光層、41…光拡散部、52…第2基材、53…偏光層、54…第4基材、55…第3基材、56…位相差層、105…光拡散部材作製用母材。

Claims (20)

  1.  光拡散フィルムと、偏光フィルムと、位相差フィルムと、を備え、
     前記光拡散フィルムは、光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、
     前記光拡散部は、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きく、
     前記偏光フィルムは、前記光拡散部の光入射端面側に配置された光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられた透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備え、
     前記位相差フィルムは、前記偏光フィルムの前記光拡散フィルムが配置された側とは反対側に配置された光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられた光学的に負の1軸性の複屈折体からなり、前記複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる位相差層と、を備え、
     前記位相差層の遅相軸が、前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位にある光拡散部材。
  2.  前記光学的に負の1軸性の複屈折体が、ディスコティック化合物のポリマーである請求項1に記載の光拡散部材。
  3.  前記位相差層の遅相軸と前記偏光層の透過軸とのなす方位角が、略45°である請求項1または請求項2に記載の光拡散部材。
  4.  前記偏光フィルムは、前記第2基材との間で前記偏光層を挟持する第4基材をさらに備え、
     前記第3基材と前記第4基材とが接着されている請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  5.  前記偏光層と前記第3基材とが接着されている請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  6.  前記偏光フィルムと前記第1基材との間に介在する部材が、前記偏光フィルムの屈折率と前記第1基材の屈折率との間の屈折率を有する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  7.  前記光拡散フィルムの前記光拡散部と前記偏光フィルムとの間に緩衝層を備えた請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  8.  前記遮光層が、前記第1基材の前記第1面の法線方向から見て、点在して配置された複数の遮光層を有し、
     前記光拡散部が、前記遮光層の形成領域以外の領域に連続して設けられた請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  9.  前記複数の遮光層が、前記第1基材の前記第1面の法線方向から見て、非周期的に配置された請求項8に記載の光拡散部材。
  10.  前記複数の遮光層が、互いにサイズが異なる遮光層を含む請求項8または請求項9に記載の光拡散部材。
  11.  前記遮光層の形成領域に、前記光拡散部によって区画された中空部が形成され、前記中空部に空気が存在している請求項8から請求項10までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  12.  前記第1基材の前記第1面の法線方向から見た前記遮光層の平面形状が、円形、楕円形、もしくは多角形である請求項8から請求項11までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  13.  一つの前記光拡散部の側面の傾斜角度が場所によって異なる請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  14.  前記第1基材の第2面に、反射防止層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられた請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  15.  前記遮光層が、黒色樹脂、黒色インク、金属単体、もしくは金属単体と金属酸化物との積層膜のうちのいずれかで構成された請求項1から請求項14までのいずれか一項に記載の光拡散部材。
  16.  表示体と、前記表示体の光射出側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げて光を射出させる光拡散部材と、を備え、
     前記光拡散部材が、請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の光拡散部材である表示装置。
  17.  前記表示体が、表示画像を形成する複数の画素を有し、
     前記光拡散部材の複数の前記光拡散部のうち、隣接する前記光拡散部の間の最大ピッチが、前記表示体の前記画素の間のピッチよりも小さい請求項16に記載の表示装置。
  18.  光拡散フィルムと偏光フィルムと位相差フィルムとを備えた光拡散部材の形成領域を複数含み、
     前記光拡散フィルムは、光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、
     前記光拡散部は、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きく、
     前記偏光フィルムは、前記光拡散部の光入射端面側に配置され、光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられ、透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備え、
     前記位相差フィルムは、前記偏光フィルムの前記光拡散フィルムが配置された側とは反対側に配置され、光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられ、光学的に負の1軸性の複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる層からなる位相差層と、を備え、
     前記位相差層の遅相軸が、前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位にある光拡散部材作製用母材。
  19.  前記第1基材の前記第1面の周縁部に、前記遮光層および前記光拡散部が存在しない領域が設けられている請求項18に記載の光拡散部材作製用母材。
  20.  光透過性を有する第1基材と、前記第1基材の第1面に設けられた光拡散部と、前記第1基材の第1面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に設けられた遮光層と、を備え、前記光拡散部が、前記第1基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、を備え、前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の厚さよりも大きい光拡散フィルムを作製する工程と、
     光透過性を有する第2基材と、前記第2基材の第1面に設けられ、透過軸と吸収軸とを有する偏光層と、を備えた偏光フィルムを作製する工程と、
     光透過性を有する第3基材と、前記第3基材の第1面に設けられ、光学的に負の1軸性の複屈折体の配向方向が厚さ方向で異なる層からなる位相差層と、を備えた位相差フィルムを作製する工程と、
     前記位相差層の遅相軸が前記偏光層の透過軸と吸収軸との間の方位に位置する向きに前記位相差フィルムと前記偏光フィルムとを貼り合わせる工程と、
     前記偏光フィルムと前記光拡散フィルムとを貼り合わせる工程と、
     を備えた光拡散部材の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109683376A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 三星电子株式会社 显示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9863593B2 (en) * 2013-11-13 2018-01-09 Sharp Kabushiki Kaisha Daylighting film
US10162214B2 (en) * 2014-05-21 2018-12-25 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device, optical control member, and base material for manufacturing optical control member

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248121A (ja) * 2001-12-20 2003-09-05 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置
JP2009093166A (ja) * 2007-09-19 2009-04-30 Fujifilm Corp 液晶表示装置
WO2013061875A1 (ja) * 2011-10-28 2013-05-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2014024814A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 シャープ株式会社 液晶表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3702328B2 (ja) 1999-06-11 2005-10-05 大日本印刷株式会社 光拡散シート
US6372299B1 (en) * 1999-09-28 2002-04-16 General Electric Company Method for improving the oxidation-resistance of metal substrates coated with thermal barrier coatings
EP1160617B1 (en) * 2000-05-31 2004-10-13 Sony Corporation Liquid crystal display projector with improved contrast
JP4462522B2 (ja) * 2000-09-11 2010-05-12 日東電工株式会社 液晶表示装置
US7727025B2 (en) * 2007-10-09 2010-06-01 Tyco Electronics Corporation Modular electrical connector with enhanced plug interface
JP2013186210A (ja) 2012-03-06 2013-09-19 Fujifilm Corp 液晶表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248121A (ja) * 2001-12-20 2003-09-05 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置
JP2009093166A (ja) * 2007-09-19 2009-04-30 Fujifilm Corp 液晶表示装置
WO2013061875A1 (ja) * 2011-10-28 2013-05-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2014024814A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 シャープ株式会社 液晶表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109683376A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 三星电子株式会社 显示装置
CN109683376B (zh) * 2017-10-19 2023-07-18 三星电子株式会社 显示装置

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