WO2020084768A1

WO2020084768A1 - 光拡散部材および液晶表示装置

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Publication number: WO2020084768A1
Application number: PCT/JP2018/039893
Authority: WO
Inventors: 伸明池中; 吉田　幸生; 中川　英樹; 俊弘山下; 近藤　克己
Original assignee: Sakai Display Products Corp
Current assignee: Sakai Display Products Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2021-04-26

Abstract

本発明は、光拡散部材およびその利用に関する。本発明の一実施形態は、互いに対向する第１面および第２面を有する基材と、基材の第２面の所定領域に積層された第１層と、第２面の第１層を除く領域に積層された第２層と、第２層に積層された第３層と、を備え、第３層は、第２層との界面から第３層の表面にわたって延び、第１材料からなる第１部と、第１部を除く領域を占め、第２材料からなる第２部と、が形成されており、第２層および第３層の、第１面に垂直な断面形状は、基材から離れる向きに沿って広がるテーパー形状であり、第１材料は、第２材料よりも屈折率が大きく、第２層は、複数の光散乱粒子が分散されたバインダー樹脂からなり、第３層におけるテーパー角は、２０°以下である。

Description

光拡散部材および液晶表示装置

　本発明は、光拡散部材および液晶表示装置に関する。

　液晶表示装置の表示方式として現在普及しているものには、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式などがある。ＶＡ方式の液晶表示装置では、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と比べて、正面から視たときのコントラスト比（正面ＣＲ）が高いが、視野角が劣る。

　液晶表示装置の色視野角依存性を改善する試みとして、液晶パネルを透過した光を拡散させる技術が提案されている（特許文献１、２）。特許文献１では、樹脂内に散乱体が分散された光散乱層を液晶パネルの表示面に配置して、液晶パネルを透過した光を散乱させている。特許文献２では、光の全反射を利用する光拡散部材と、バインダー樹脂の内部に多数の光散乱体を分散させた拡散層とから構成された視野角拡大フィルムを用いることによって、液晶パネルを透過した光を拡散させている。特許文献２の視野角拡大フィルムは、暗所での正面ＣＲが高くかつ視野角の広い液晶表示装置を提供するだけでなく、液晶表示装置における表示のボヤケを改善している。特許文献３、非特許文献１～２の問題点は後述される。

特開２００８－５８３８６号公報国際公開第２０１３／６１９６４号特許第５８５９９２８号公報

S. Ochi, et al.,"Development of Wide Viewing VA-LCD System by Utilizing Microstructure Film"IDW16, 472-475 (2016) S. Kubota,"薄型テレビの人間工学設計ガイドライン", JEITA主催ＦＰＤの人間工学シンポジウム2012.3.9, (2012), 4B.

　しかしながら、特許文献１の光散乱層は、拡散層での外光の戻り光によって液晶表示装置の明所での正面ＣＲを低下させる。特許文献２の視野角拡大フィルムもまた、液晶表示装置の明所での正面ＣＲを低下させてしまう。

　本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、特許文献２の視野角拡大フィルムに匹敵する機能を有しつつ、明所での正面ＣＲが優れた液晶表示装置を実現する光拡散部材および該光拡散部材を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の一実施形態に関する光拡散部材は、互いに対向する第１面および第２面を有する基材と、前記基材の前記第２面の所定領域に積層された第１層と、前記第２面の前記第１層を除く領域に積層された第２層と、前記第２層に積層された第３層と、を備え、前記第３層は、前記第２層との界面から前記第３層の表面にわたって延び、第１材料からなる第１部と、前記第１部を除く領域を占め、第２材料からなる第２部と、が形成されており、前記第２層および前記第３層の、前記第１面に垂直な断面形状は、前記基材から離れる向きに沿って広がるテーパー形状であり、前記第１材料は、前記第２材料よりも屈折率が大きく、前記第２層は、複数の光散乱粒子が分散されたバインダー樹脂からなり、前記第３層におけるテーパー角は、２０°以下である。

　このような構成によれば、第３層に入った光は、第１部で全反射によって拡散され、その後、第２層に向かって進む。第２層において、光は、散乱され、その後、基材の第１面から出光される。第２層では、光は概ね前方へ散乱し、後方への散乱が低減される。その結果、本実施形態の光拡散部材が採用された液晶表示装置は、優れた暗所コントラスト比、広い視野角（色視野角および輝度視野角）、優れた明所コントラスト比のすべてを達成する。特に、光拡散部材は、第２層にもテーパー面が形成されている。そのため、光は、第３層だけでなく、第２層においても全反射による拡散が生じる。その結果、本実施形態の光拡散部材が採用された液晶表示装置は、特許文献３の光拡散部材よりも優れた視野角（色視野角および輝度視野角）を示し得る。さらに、第２層にもテーパー面が形成されていることにより、特許文献３の構造であれば第１層で吸収されてしまう光のうちの一部が第２層のテーパー面で全反射し、その結果、光線透過率が向上する。

　さらに、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置は、上記光拡散部材と、対向して貼り合せられた第１基板および第２基板と、これらの間に保持され、液晶組成物を含む液晶層と、を備えた表示パネル、ならびに、光源を備える光源部を備え、前記液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に前記第１基板および前記第２基板に対してほぼ垂直であり、前記光源部は、光源からの光を集光して前記第１基板へ向けて出光する光集光部材を備え、前記第２基板は、前記光拡散部材の前記第３層と接触している。

　このような構成において、液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に第１基板および第２基板に対してほぼ垂直である。そして、光源部から出射されて光拡散部材の第３層に入った光は、第１部において全反射によって拡散され、その後、第２層に向かって進む。光は、第２層において散乱し、その後、基材の第１面から出光される。第２層では、光は概ね前方へ散乱するため、後方への散乱が低減される。その結果、本発明の一実施形態の液晶表示装置は、優れた暗所コントラスト比、広い視野角（色視野角および輝度視野角）に加え、優れた明所コントラスト比を達成する。

　本発明によれば、特許文献２等に開示された視野角拡大フィルムに匹敵する機能を有しつつ、明所での正面ＣＲが優れた液晶表示装置を実現する光拡散部材および該光拡散部材を備えた液晶表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に関する光拡散部材の模式的な断面図である。図２は、本発明の一実施形態に関する光拡散部材の製造方法の一例を示す模式的な概略図である。図３は、本発明の一実施形態に関する光拡散部材の製造方法の一例を示す模式的な概略図である。図４は、本発明の一実施形態に関する液晶表示装置の模式的な概略図である。

＜光拡散部材＞
　以下、図面を参照し、本発明の一実施形態の光拡散部材が説明される。図１は、本実施形態の光拡散部材１の模式的な断面図である。なお、以下に説明される実施形態における各構成要素の材質、形状、それらの相対的な位置関係等は、いずれも例示である。そのため、本実施形態の光拡散部材１は、これらの例示に限定されない。

　本実施形態の光拡散部材１は、おもて面（第１面の一例）２１およびその反対面である背面（第２面の一例）２２を有する基材２と、基材２の背面２２の所定領域に積層された遮光層３（第１層の一例）と、遮光層３を回避しつつ基材２の背面２２を覆う散乱層４（第２層の一例）と、散乱層４に積層された拡散層５（第３層の一例）とを備える。図１に示されるように、光拡散部材１は、散乱層４および拡散層５を貫くようにテーパー部５２が形成されている。テーパー部５２は、一方の端部が光拡散部材１の外部に開いており、他方の端部が基材２の背面２２に配置された遮光層３によって塞がれている。すなわち、遮光層３とテーパー部５２とは、基材２の厚み方向において概ね整列している。以下、それぞれについて説明する。

　基材２を構成する材料は特に限定されない。基材を構成する材料は、熱可塑性ポリマー、熱硬化性樹脂、光重合性樹脂などの樹脂類であることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、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であることがより好ましい。本実施形態では、ＰＥＴからなる基材２が用いられている。

　おもて面２１は、後述する散乱層４および拡散層５によって拡散された光が取り出される出光面である。基材２の厚みは特に限定されない。

　遮光層３は、基材２の背面２２の所定領域に積層される層であり、基材２のおもて面２１が受容した外部光（光拡散部材１の外側からの光）の一部を吸収することにより、明所におけるコントラスト比（ＣＲ）の低下を防止する。遮光層３は、クロム、クロム／酸化クロム等の金属からなる多層膜、また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などで形成されている。本実施形態では、ブラックレジストからなる遮光層３が用いられている。

　遮光層３の厚みは特に限定されない。遮光層３の厚みは、入る光を充分吸収できる範囲内で可能な限り薄いことが好ましい。遮光層３の厚みは、１５０ｎｍ程度であってもよい。遮光層３の厚みが上記を満たすことによって、得られる光拡散部材１は、拡散した光の遮光層３の側面での吸収を抑制し、光利用効率を確保できる。なお、遮光層３は、散乱層４よりも薄い。

　散乱層４は、後述する拡散層５によって拡散された光を受容し、この入光（進入した光）を散乱させる。散乱層４は、バインダー樹脂４１を含む。バインダー樹脂４１中には複数の光散乱粒子４２が分散されている。本実施形態では、バインダー樹脂４１および複数の光散乱粒子４２からなる散乱層４が、上記した遮光層３と拡散層５との間に設けられている。

　散乱層４は、特に前方（すなわち基材２へ向かう方向）に散乱させる性質（前方散乱性）を具備することが好ましい。このような光拡散部材１を用いた液晶表示装置は、全光線透過率が向上し、後方散乱が低減している。そのため、液晶表示装置は、特に明所コントラスト比が向上されている。

　バインダー樹脂４１は特に限定されない。バインダー樹脂は、光透過性および感光性を有する有機材料（アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等）で構成されていることが好ましく、透明樹脂の混合物（上記樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合したもの）が用いられることがより好ましい。また、バインダー樹脂４１は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような成分をさらに含んでもよい。

　バインダー樹脂４１の屈折率は、添加される光散乱粒子４２との組み合わせによって適宜決定される。本実施形態では、屈折率が１．４９であるポリメチルメタクリレートが用いられている。

　光散乱粒子４２は、散乱層４に進入した光を散乱させるために配合される。光散乱粒子４２は特に限定されない。一例を挙げると、光散乱粒子４２は、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどからなる樹脂片、あるいは、ガラスビーズ等の適宜な透明の物質で構成されていてもよい。また、これら透明な物質以外であっても、光散乱粒子４２は、光の吸収の無い散乱体、反射体を用いることができる。あるいは、光拡散部内に拡散させた気泡を光散乱粒子４２とみなしてもよい。個々の光散乱粒子４２の形状は、たとえば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体など、各種形状に形成することができる。光散乱粒子４２のサイズも均一あるいは不均一になるように形成されていればよい。光散乱粒子４２は、併用されてもよい。上述したように、光散乱粒子４２は、散乱層４に入光した光を特に前方（すなわち基材２側）に散乱させる性質を有することが好ましい。このような性質は、光散乱粒子の平均粒径および濃度による影響が大きい。なお、このような散乱（いわゆるミー散乱）は、光の波長の１／１０倍から１０倍の長さである平均粒径を有する粒子による光の散乱である。

　光散乱粒子４２の平均粒径は、０．５μｍ以上であることが好ましく、０．８μｍ以上であることがより好ましい。また、光散乱粒子４２の平均粒径は、５μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以下であることがより好ましい。平均粒径が上記範囲内であることによって、光散乱粒子４２は、散乱層４に進入した光を特に前方に散乱させやすい。その結果、得られた光拡散部材１では、全光線透過率が向上し、後方散乱が低減している。したがって、光拡散部材１が適用された液晶表示装置において、明所コントラスト比が維持されつつ、視野角（特に輝度視野角）が向上されている。

　光散乱粒子４２の濃度は、バインダー樹脂４１に対して５体積％以上であることが好ましい。また、光散乱粒子４２の濃度は、バインダー樹脂４１に対して５０体積％以下であることが好ましい。光散乱粒子４２の濃度が上記範囲内であることによって、光散乱粒子４２は、散乱層４に進入した光を特に前方に散乱させやすい。その結果、得られた光拡散部材１は、全光線透過率が向上し、後方散乱が低減している。したがって、光拡散部材１が適用された液晶表示装置は、明所コントラスト比が維持されつつ、視野角（特に輝度視野角）が向上されている。

　光散乱粒子４２を構成する材料の屈折率は、バインダー樹脂４１との組み合わせによって適宜決定される。一例を挙げると、屈折率１．４９のバインダー樹脂が用いられる場合、上記材料の屈折率は、１．２０以上であることが好ましく、１．３０以上であることがより好ましい。また、上記材料の屈折率は、２．７５以下であることが好ましく、１．９０以下であることがより好ましい。本実施形態では、屈折率が１．５９である架橋ポリスチレンが光散乱粒子４２を構成する材料として用いられている。

　上記材料の屈折率とバインダー樹脂４１の屈折率との差は、０．０１以上であることが好ましく、０．０３以上であることがより好ましい。また、光散乱粒子４２の屈折率とバインダー樹脂４１の屈折率との差は、１．２５以下であることが好ましく、０．３０以下であることがより好ましい。屈折率の差が上記範囲内であることによって、散乱層４は、入光を好適に散乱させやすい。

　散乱層４の厚みは、遮光層３よりも厚ければよい。本実施形態において、散乱層４の厚みは５μｍ程度である。

　拡散層５は、散乱層４に積層されており、入光を内部で全反射によって拡散させ、散乱層４に向かって進ませる。拡散層５は、散乱層４と接するおもて面とその反対面である背面を有しており、このおもて面から背面までの間を光拡散部５１（第１部の一例）が充填しており、散乱層４へ向けてテーパー部５２（第２部の一例）が光拡散部５１の一部を貫いている。

　光拡散部５１は、光拡散性樹脂（第１材料の一例）からなり、入光を全反射させる。光拡散性樹脂は、光透過性および感光性を有する有機材料（たとえばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等）で構成されていることが好ましい。また、光拡散性樹脂は、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよく、ポリマーブレンドであってもよい。光拡散性樹脂は、併用されてもよい。光拡散性樹脂は、適宜、可塑剤等を含んでもよい。また、光拡散性樹脂は、上記した散乱層４のバインダー樹脂４１と同じ材料であってもよい。光拡散性樹脂およびバインダー樹脂４１が同じ材料である場合、散乱層４および拡散層５を作製する際の製造工程が、簡略化される。また、光拡散性樹脂およびバインダー樹脂４１が同じ材料である場合、光拡散部材１は、光が拡散層５から散乱層４に入る際の屈折や後方散乱を考慮しなくてもよい。

　光拡散性樹脂の屈折率は、拡散層５のうち光拡散部５１を除く領域を構成する材料（本実施形態ではテーパー部５２を構成する材料、すなわち空気）の屈折率よりも大きければよい。本実施形態では、屈折率が１．４９であるポリメチルメタクリレートが用いられている。

　光拡散部５１は、上記基材２のおもて面２１に垂直な方向における断面形状が、基材２から離れる向き（図１におけるＡ１方向と逆方向）に沿って広がるテーパー形状である。言い換えると、光拡散部５１は、後述する略逆円錐台状のテーパー部５２が拡散層５に形成されていることによって、テーパー面５３が形成されている。このような光拡散部５１を有することによって、拡散層５に入射した光は、光拡散部５１のテーパー面５３において全反射されやすく、拡散されやすい。光拡散部５１におけるテーパー角は、２０°以下であることが好ましく、１５°以下であることがより好ましい。テーパー角が２０°以下であることによって、光拡散部５１がどのような材料で構成される場合であっても、光を全反射させやすい。なお、本実施形態において、テーパー角は、上記基材２のおもて面２１に対する垂直方向からの傾きである。

　テーパー部５２は、拡散層５において上記光拡散部５１を除く領域である。本実施形態において、テーパー部５２は、散乱層４および拡散層５を厚み方向に貫通するように形成されている。テーパー部５２の一方の端部は、光拡散部材１の外部に開いた第１開口を形成しており、他方の端部は、基材２の背面２２に配置された遮光層３によって塞がれた第２開口を形成している。第１開口の開口面積は、第２開口の開口面積よりも小さい。そのため、テーパー部５２は、略逆円錐台状である。

　本実施形態のテーパー部５２には、空気（第２材料の一例）が存在する。これに代えて、テーパー部５２は、他の材料が充填されてもよい。他の材料は、上記した光拡散性樹脂（第１材料）の屈折率よりも小さな屈折率である材料であればよい。一例を挙げると、他の材料は、フッ素系樹脂である。ただし、空気は、コスト面および製造面から、最も好適である。

　本実施形態の光拡散部材１は、拡散層５のみでなく、散乱層４にもテーパー部５２が形成されている。そのため、光拡散部材１に入った光は、拡散層５の光拡散部５１のテーパー面５３だけでなく、散乱層４の側面においても全反射され得る。その結果、本実施形態の光拡散部材１は、たとえば液晶表示装置に適用される場合において、より優れた視野角および輝度を達成し得る。

　また、拡散層５の厚みは特に限定されない。本実施形態においては厚み２５μｍの拡散層５が用いられている。

　以上、本実施形態の光拡散部材１は、拡散層５が受容した光（図１における矢印Ａ２）を光拡散部５１によって全反射して拡散し、その後、散乱層４に入り得る。散乱層４において、光は、充分に散乱され、その後、基材２のおもて面２１から出光される（図１における矢印Ａ３）。散乱層４において、光は概ね前方へ散乱し、後方への散乱が低減される。特に、本実施形態の光拡散部材１は、拡散層５のみにテーパー面５３が形成されているのではなく、散乱層４にもテーパー面が形成されている。そのため、光は、拡散層５だけでなく、散乱層４においても拡散される。その結果、光拡散部材１は、たとえば液晶表示装置に適用される場合において、優れた暗所コントラスト比、色視野角に加え、優れた輝度視野角および明所コントラスト比のすべてを達成する。さらに特許文献３の構造では遮光層３の下に散乱層４がある。このとき光線はテーパー部５２の上を通り、遮光層３に吸収されてしまう。しかしながら、本実施形態の光拡散部材１は、図１に示されるように、テーパー部５２が遮光層３に接している。そのため、光拡散部材１は、散乱された光の一部が全反射されることにより、遮光層３に吸収される光が減少し、光線透過率を向上できる。

　なお、本明細書において、暗所コントラスト比、色視野角、輝度視野角および明所コントラスト比は、いずれも以下のとおり定義される。

　暗所コントラスト比は、暗室で測定されるバックライト等の表示装置自体からの光のみの明表示の輝度を、暗表示の輝度で割った値である。具体的には、暗所コントラスト比は、分光放射計（トプコンテクノハウス（株）製、品番：ＳＲ－ＬＥＤＷ）を用いて、暗室で、測定部分以外からの光を遮断し、白表示時の輝度および黒表示時の輝度を測定し、両者の比を得ることによって算出することができる。本実施形態における暗所コントラスト比（暗所での正面ＣＲ）は、ＶＡ方式での通常の液晶表示装置と同等（３０００：１～５０００：１）以上であることが好ましい。

　色視野角は、表示装置に対して極角０°から視た場合（正面視）の色と表示装置に対して傾いた方向（極角θ≠０°）から視た場合（斜め視）の色との差異（色変化量）を色差Δｕ’ｖ’で評価したものである。具体的には、色視野角は、二次元フーリエ変換式光学ゴニオメーター（ＥＬＤＩＭ（株）製、品番：Ｅｚｃｏｎｔｒａｓｔ）を用いて、測定部分以外からの光が入射しないという条件下での測定値から算出された色差Δｕ’ｖ’で評価することができる。本実施形態における色視野角は、非特許文献１を参考にした値（Δｕ’ｖ’＝０．０２０）を満たすことが好ましく、その角度は極角が±３２．５°である。また色差Δｕ’ｖ’は以下の式で規定される。

　輝度視野角は、表示装置に対して極角０°から視た場合（正面視）の輝度と表示装置に対して傾いた方向（極角θ≠０°）から視た場合（斜め視）の輝度との差異を評価したものである。具体的には、輝度視野角は、二次元フーリエ変換式光学ゴニオメーター（ＥＬＤＩＭ社製、Ｅｚｃｏｎｔｒａｓｔ）を用いて、測定部分以外からの光が入射しないという条件下で、正面（０°）にて測定される輝度の１／３の輝度となる斜め視の角度（極角）を測定することによって評価し得る。本実施形態における輝度視野角は、非特許文献１を参考にした値（１／３の輝度を呈する上記角度が±４２．５°以上）であることが好ましい。

　明所コントラスト比は、ディスプレイの利用条件により近い屋内環境を想定した条件で測定される、バックライト等の表示装置の明表示の輝度を、暗表示の輝度で割った値である。具体的には、明所コントラスト比は、分光放射計（トプコンテクノハウス（株）製、ＳＲ－ＬＥＤＷ）を用いて、非特許文献２を参考に照度５０～７５ｌｘという条件で、白表示時の輝度と黒表示時の輝度の比をとることによって測定することができる。本実施形態における明所コントラスト比（明所での正面ＣＲ）の目標は、おおよそ１００：１であることが好ましい。

＜光拡散部材の製造方法＞
　図２および図３を参照し、上記実施形態の光拡散部材１の製造方法が説明される。光拡散部材１の製造方法は、機能層４０と機能層５０を１層ずつ貼付する方式１と、機能層４０と機能層５０を一度に貼付する方式２とが例示される。図２は、本発明の一実施形態の光拡散部材の製造方法（方式１）を説明する模式図である。図３は、本発明の一実施形態の光拡散部材の製造方法（方式２）を説明する模式図である。１層ずつ貼付する方式１は、光拡散部材１の作製が容易である。しかしなら、方式１は、ベースフィルムの数が多くなる。一方、一度に塗布する方法２は完成時のベースフィルムの数を減らすことができ、また工程数を減らすことができる。一方、方式２は、製造が難しい。

　まず、図２を参照し、方式１の製造方法が説明される。基材２に、ブラックレジストが、印刷やスリットコートといった方法で塗布される。次に、基材２は、フォトマスク（図示せず）を用いて露光（図示せず）され、ブラックレジストが硬化される。次いで、専用の現像液を用いて現像を行い、図２（Ａ）に示されるような遮光層３が形成される。

　次いで図２（Ｂ）に示されるように、ドライフィルムレジストなどの感光性を有するバインダー樹脂４１に光散乱粒子４２を内包した機能層４０が、基材２に貼り付けられる。

　次いで図２（Ｃ）に示されるように、ドライフィルムレジストなどの感光性を有する機能層５０が機能層４０に貼り付けられる。

　次いで図２（Ｄ）に示されるように、基材２の方向から遮光層３をマスクとして機能層４０および機能層５０の露光が行われる（図２（Ｄ）におけるＡ４方向）。

　最後に、専用の現像液を用いて現像が行われ、テーパー部５２を有する散乱層４および拡散層５が形成される。このとき光散乱粒子４２に露光に用いた光が当たることで光が広がる。そのため、テーパーを有するテーパー部５２部分のみ硬化しない。その結果、テーパーを有するテーパー部５２が形成される。

　次に、図３を参照し、方式２の製造方法が説明される。基材２に、ブラックレジストが、印刷やスリットコートといった方法で塗布される。次に、基材２は、フォトマスク（図示せず）を用いて露光（図示せず）され、ブラックレジストが硬化される。次いで、専用の現像液を用いて現像を行い、図３（Ａ）に示されるような遮光層３が形成される。

　次いで光散乱粒子４２が入っている層と、入っていない層の２層構造となった、ドライフィルムレジストなどの感光性を有する機能層４０ａが、基材２に貼り付けられる。図３（Ｂ）に示されるように、機能層４０および機能層５０が形成される。これにより、貼り合わせ工程が省略され得る。

　次いで図３（Ｃ）に示されるように、基材２の方向から遮光層３をマスクとして機能層４０および機能層５０の露光が行われる（図３（Ｃ）におけるＡ４方向）。

＜液晶表示装置＞
　以下、図面を参照し、本発明の一実施形態の液晶表示装置が説明される。図４は、本実施形態の液晶表示装置６の模式的な概略図である。なお、以下に説明される実施形態における各構成要素の材質、形状、それらの相対的な位置関係等は、いずれも例示である。そのため、本実施形態の液晶表示装置６は、これらの例示に限定されない。なお、本実施形態では、一例として、上記した実施形態の光拡散部材１を備える液晶表示装置６が例示される。また、光拡散部材１の説明は、適宜省略される。

　本実施形態の液晶表示装置６は、上記した実施形態の光拡散部材１と、液晶パネル７（表示パネルの一例）と、バックライトユニット８（光源を備える光源部の一例）とを備える。液晶パネル７は、対向して貼り合せられた第１基板７１および第２基板７２と、これらの間に保持され、液晶組成物を含む液晶層７３とを備える。液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に第１基板７１および第２基板７２に対してほぼ垂直である。バックライトユニット８は、光源８１からの光を集光して第１基板７１へ向けて出光する光集光部材８２を備える。第２基板７２は、光拡散部材１の拡散層５（第３層の一例）と接触している。以下、それぞれについて説明する。なお説明の明瞭化のため、図４では、第２基板７２と拡散層５とは、離間して示されている。

・液晶パネル７
　液晶パネル７は、対向して貼り合せられた第１基板７１および第２基板７２と、これらの間に保持された液晶層７３とを有する。

　第１基板７１は、後述するバックライトユニット８からの光を受ける主面（バックライト側）７１ａを含む。第２基板７２は、第１基板７１の主面７１ａと平行であり、かつ、光を射出する主面（視認側）７２ａを含む。第１基板の主面７１ａおよび第２基板の主面７２ａには、それぞれ位相差板（図示せず）が貼り付けられている。それぞれの位相差板には、偏光板（図示せず）が貼り付けられている。なお、第１基板の主面７１ａおよび第２基板の主面７２ａは、それぞれ液晶パネル７の背面（バックライト側）およびおもて面（視認側）を構成している。

　第１基板７１には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）および画素電極が、形成されている。

　第２基板７２には、対向電極が、形成されている。

　液晶層７３は、液晶組成物を含む。液晶組成物は特に限定されない。一例を挙げると、液晶組成物は、誘電異方性が負の値を示す液晶組成物が使用される。このような液晶組成物は、誘電異方性が負の値を示す化合物と、誘電異方性がニュートラルである化合物との混合物であってもよい。

　誘電異方性が負の値を示す化合物は、たとえば、

のように、分子骨格の中央に、Ｆ原子のような電気陰性度の大きい原子が分子短軸方向に置換されている官能基を導入した化合物が挙げられる。より具体的には、このような化合物は、下記一般式（１）で示される化合物である。

　誘電異方性が負の値を示す化合物の他の例としては、Ｆ原子のような電気陰性度の大きい原子が分子短軸方向に置換されている官能基を分子末端に導入した化合物が挙げられる。より具体的には、このような化合物は、下記一般式（２）～（５）で示される化合物である。

　式中、Ｒ、Ｒ’は、－Ｃ_nＨ_2n+1（アルキル基）または－Ｏ－Ｃ_nＨ_2n+1（アルコキシ基）である。

　誘電異方性がニュートラルである化合物は、粘度を下げたり低温での液晶性を高めたりするために好適に使用される。このような化合物の例としては、下記構造式（６）が挙げられる。

　本実施形態の液晶表示装置６において、液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に第１基板７１および第２基板７２に対してほぼ垂直である。なお、本実施形態において、「液晶組成物のダイレクタが基板に対してほぼ垂直である」との表現は、液晶組成物のダイレクタが基板に鉛直な方向に対して一定の傾斜（プレチルト角）を有する状態で配列していることを含む。液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に基板に鉛直な方向との間で０．５°以上、５°以下でプレチルトした状態で配列し得る。すなわち、本実施形態の液晶パネル７は、ＶＡ方式が採用されている。

・バックライトユニット８
　バックライトユニット８は、光を出射するための部位である。バックライトユニット８は、光源８１と、光源８１からの光を集光して第１基板７１へ出光するための光集光部材８２を好適に含む。

　光源８１は液晶パネル７到達時に光の射出方向を制御して指向性を持たせられるバックライトであればよい。一例として、光源８１は、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。光源８１は、赤、青、緑色のＬＥＤが用いられてもよい。

　光集光部材８２は特に限定されない。一例を挙げると、光集光部材８２は、導光板、マイクロレンズシート、プリズムシート、ルーバーフィルム等である。

　バックライトユニット８の方式は特に限定されない。方式は、直下型方式であってもよく、エッジライト型方式であってもよい。

　液晶表示装置６全体の説明に戻り、本実施形態の液晶表示装置６によれば、バックライトユニット８から出射された光は、液晶パネル７の背面７１ａから液晶パネル７に入り、その後、液晶パネルのおもて面７２ａから出光され、次いで、光拡散部材１の拡散層５の光拡散部５１に入る。その後、光は、光拡散部５１のテーパー面５３において全反射されて拡散され、次いで散乱層４に受容される。光は、散乱層４において、その多くが前方散乱され、次いで基材２のおもて面２１から出光される。このように、本実施形態の液晶表示装置６は、ＶＡ方式が採用された液晶パネル７を備えるにもかかわらず、光が良好に散乱される。そのため、液晶表示装置６は、優れた輝度視野角を達成し得る。また、散乱層４において後方散乱が低減されているため、液晶表示装置６は、これら視野角に加え、優れた明所コントラスト比も達成し得る。

＜液晶表示装置の製造方法＞
　上記した実施形態の液晶表示装置を製造する方法は特に限定されない。一例を挙げると、液晶表示装置は、第１基板７１および第２基板７２の間に、液晶組成物を注入して液晶層７３を作製し、次いで、得られた液晶パネル７に、光拡散部材１と、バックライトユニット８とを従来公知の方法によって取り付け、作製し得る。

　以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明の一実施形態である。

　（１）互いに対向する第１面および第２面を有する基材と、前記基材の前記第２面の所定領域に積層された第１層と、前記第２面の前記第１層を除く領域に積層された第２層と、前記第２層に積層された第３層と、を備え、前記第３層は、前記第２層との界面から前記第３層の表面にわたって延び、第１材料からなる第１部と、前記第１部を除く領域を占め、第２材料からなる第２部と、が形成されており、前記第２層および前記第３層の、前記第１面に垂直な断面形状は、前記基材から離れる向きに沿って広がるテーパー形状であり、前記第１材料は、前記第２材料よりも屈折率が大きく、前記第２層は、複数の光散乱粒子が分散されたバインダー樹脂からなり、前記第３層におけるテーパー角は、２０°以下である、光拡散部材。

　このような構成によれば、第３層が受容した光は、第１部において全反射によって拡散され、その後、第２層に向かって進む。第２層において、光は、散乱され、その後、基材の第１面から出光される。第２層において、光は概ね前方へ散乱しており、後方への散乱が低減されている。その結果、光拡散部材は、たとえば液晶表示装置に採用された場合に、視野角（色視野角および輝度視野角）に加え、優れた明所コントラスト比を示し、これらのすべてを達成することができる。特に、光拡散部材は、第２層にもテーパー面が形成されている。そのため、光は、第３層だけでなく、第２層においても拡散される。その結果、光拡散部材は、より優れた視野角および輝度を達成し得る。

　（２）前記光散乱粒子の平均粒径は、０．５～５μｍである、（１）記載の光拡散部材。

　このような構成によれば、光散乱粒子は、第２層において入光を特に前方に散乱させやすい。その結果、得られる光拡散部材は、全光線透過率がさらに向上しやすく、後方散乱が低減しやすい。したがって、光拡散部材は、たとえば液晶表示装置に適用される場合において、明所コントラスト比を維持しつつ、視野角（特に輝度視野角）を向上させやすい。

　（３）前記光散乱粒子の濃度は、前記バインダー樹脂中、５～５０体積％である、（１）または（２）記載の光拡散部材。

　このような構成によれば、光散乱粒子は、第２層において入光を特に前方に散乱させやすい。その結果、得られる光拡散部材は、全光線透過率がさらに向上しやすく、後方散乱が低減しやすい。したがって光拡散部材は、たとえば液晶表示装置に適用される場合において、明所コントラスト比を維持しつつ、視野角(特に輝度視野角)を向上させやすい。

　（４）（１）～（３）のいずれかに記載の光拡散部材と、対向して貼り合せられた第１基板および第２基板と、これらの間に保持され、液晶組成物を含む液晶層と、を備えた表示パネルと、光源を備える光源部と、を備え、前記液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に前記第１基板および前記第２基板に対してほぼ垂直であり、前記光源部は、光源からの光を集光して前記第１基板へ向けて出光する光集光部材を備え、前記第２基板は、前記光拡散部材の前記第３層と接触している、液晶表示装置。

　このような構成によれば、光源部から出射されて光拡散部材の第３層が受容した光は、第１部において全反射によって拡散され、その後、第２層に向かって進む。第２層において、光は、散乱され、その後、基材の第１面から出光される。その結果、液晶表示装置は、ＶＡ方式において、明所コントラスト比を維持しつつ、優れた暗所コントラスト比と視野角（色視野角および輝度視野角）を示し、これらのすべてを達成することができる。

　１　光拡散部材
　２　基材
　２１　おもて面（第１面）
　２２　背面（第２面）
　３　遮光層
　４　散乱層
　４１　バインダー樹脂
　４２　光散乱粒子
　５　拡散層
　５１　光拡散部
　５２　テーパー部
　６　液晶表示装置
　７　液晶パネル
　７１　第１基板
　７２　第２基板
　７３　液晶層
　８　バックライトユニット
　８１　光源
　８２　光集光部材

Claims

　互いに対向する第１面および第２面を有する基材と、
　前記基材の前記第２面の所定領域に積層された第１層と、
　前記第２面の前記第１層を除く領域に積層された第２層と、
　前記第２層に積層された第３層と、を備え、
　前記第３層は、
　　前記第２層との界面から前記第３層の表面にわたって延び、第１材料からなる第１部と、
　　前記第１部を除く領域を占め、第２材料からなる第２部と、が形成されており、
　前記第２層および前記第３層の、前記第１面に垂直な断面形状は、前記基材から離れる向きに沿って広がるテーパー形状であり、
　前記第１材料は、前記第２材料よりも屈折率が大きく、
　前記第２層は、複数の光散乱粒子が分散されたバインダー樹脂からなり、
　前記第３層におけるテーパー角は、２０°以下である、光拡散部材。
　前記光散乱粒子の平均粒径は、０．５～５μｍである、請求項１記載の光拡散部材。
　前記光散乱粒子の濃度は、前記バインダー樹脂中、５～５０体積％である、請求項１または２記載の光拡散部材。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の光拡散部材と、
　対向して貼り合せられた第１基板および第２基板と、これらの間に保持され、液晶組成物を含む液晶層と、を備えた表示パネルと、
　光源を備える光源部と、を備え、
　前記液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に前記第１基板および前記第２基板に対してほぼ垂直であり、
　前記光源部は、光源からの光を集光して前記第１基板へ向けて出光する光集光部材を備え、
　前記第２基板は、前記光拡散部材の前記第３層と接触している、液晶表示装置。