WO2020194718A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2020194718A1
WO2020194718A1 PCT/JP2019/013817 JP2019013817W WO2020194718A1 WO 2020194718 A1 WO2020194718 A1 WO 2020194718A1 JP 2019013817 W JP2019013817 W JP 2019013817W WO 2020194718 A1 WO2020194718 A1 WO 2020194718A1
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WO
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light
liquid crystal
display device
optical filter
crystal display
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PCT/JP2019/013817
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English (en)
French (fr)
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温子 川端
山田　晋太郎
中川　英樹
近藤　克己
俊弘 山下
Original Assignee
堺ディスプレイプロダクト株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Definitions

  • This disclosure relates to a liquid crystal display device.
  • color gamuts of the human-visible color gamut RS such as the color gamut RI in the chromaticity diagram of the CIE (International Commission on Illumination) 1931 color space shown in FIG. 7, are displayed. It is desired to display the reproduced image.
  • color reproducibility is the area of the area (hereinafter, referred to as "color gamut") surrounded by a straight line connecting the coordinates of the colors displayed by each sub-pixel of the display device in the chromaticity diagram of the CIE1931 color space. It is determined that the larger the area of this region, the better the color reproducibility.
  • the color gamut RI is ITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunication Sector) Recommendation BT. It is a color gamut defined in 2020.
  • the density of the color filter By increasing the density of the color filter, the color reproducibility of the image on the liquid crystal display device can be improved. However, increasing the density of the color filter is not very practical because it causes a decrease in the light transmittance of the liquid crystal panel.
  • quantum dot phosphor By using the quantum dot phosphor described above, the color reproducibility of the image in the "front view” seen by the viewer from the front on the liquid crystal display device is remarkably improved. However, the color reproducibility of the image in "oblique view” viewed by the viewer from a position other than the front is very low. In the first place, quantum dot phosphors are disadvantageous in terms of price and environment.
  • an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having significantly improved color reproducibility of an image in front view without using a quantum dot phosphor. To do.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a display surface for displaying an image and a back surface opposite to the display surface, a light source for irradiating white light toward the back surface of the liquid crystal panel, and the above. It is arranged between the liquid crystal panel and the light scattering layer, and is included in the light from the liquid crystal panel, and is arranged between the light scattering layer having the light entering surface facing the display surface and the light emitting surface opposite to the display surface of the liquid crystal panel. It includes an optical filter that blocks the transmission of light in a specific wavelength band.
  • the liquid crystal display device 10 includes a light source 1, a liquid crystal panel 2, an optical filter 3, and a light scattering layer 4, and the light from the light source 1 is a liquid crystal panel in these members. 2.
  • the optical filter 3 and the light scattering layer 4 are arranged so as to transmit in this order.
  • the light source 1 emits white light L1 from the exit surface 1a toward the back surface 2a of the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel 2 displays an image of the transmitted transmitted light L2R, L2G, and L2B on the display surface 2b.
  • the optical filter 3 hinders the transmission of light in a specific wavelength band included in the transmitted light L2R, L2G, and L2B transmitted through the liquid crystal panel 2.
  • the light scattering layer 4 scatters the transmitted light L3R, L3G, and L3B that have passed through the optical filter 3.
  • the light source 1 is preferably a planar light source arranged so as to face the liquid crystal panel 2, but is not limited to this, and may be a micro LED array in which a large number of micro LEDs are arranged at a narrow pitch. .. As shown in FIG. 3, the light source 1 includes a light source unit 11 that emits white light L11 and an optical sheet 12 that adjusts the traveling direction of the light.
  • the light source unit 11 may be a direct type or an edge light type.
  • the light source unit 11 includes, for example, a blue LED and a white LED including a phosphor layer containing a particulate phosphor. Such a white LED can reduce the power consumption of the light source unit 11. Further, such a white LED can drive the light source unit 11 by using only the drive circuit for the blue LED.
  • the light source unit 11 is configured as a white LED that generates white light L11 by emitting light from a blue LED and fluorescence from a phosphor. Even if the light source unit 11 is configured to emit white light L11 by a cold cathode fluorescent tube (CCFL), it emits white light L11 generated by a red LED, a green LED, and a blue LED. It may be configured as follows.
  • the phosphor layer provided on the white LED includes a phosphor and a binder compound for dispersing the phosphor.
  • the phosphor layer comprises a layer that seals the blue LED contained in the white LED, or a film that is arranged separately from the blue LED.
  • the binder compound used for the phosphor layer include epoxy (EP) -based resin, urea (UF) -based resin, silicone (SI) -based resin, polyamide (PA) -based resin, polycarbonate (PC) -based resin, and polyester ( Examples thereof include PEs) -based resins and acrylic (MMA) -based resins.
  • the phosphor contained in the phosphor layer one or two or more fluorescent substances that emit fluorescence such as green, yellow, and red can be selected.
  • the green phosphor and the red phosphor may be used in combination, or only the yellow phosphor may be used.
  • a phosphor that emits fluorescence corresponding to the color of the sub-pixel of the liquid crystal display device is preferable. For example, as shown in FIG. 1, when the color filter 22 includes a red filter 22R, a green filter 22G, and a blue filter 22B, it fluoresces green light and red light other than blue light emitted from the LED.
  • the green phosphor examples include an EU-activated Sr-SIALON-based phosphor (for example, Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 : Eu 2+ ) and an Eu-activated ⁇ -SIAlON-based phosphor (Si 6-z). Al z O z N 8-z : Eu 2+ (0 ⁇ z ⁇ 4.2)) and the like.
  • the yellow phosphor examples include a Ce-activated YAG-based phosphor (for example, Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ ) and an Eu-activated ⁇ -SiAlON-based phosphor (M x (Si, Al) 12 (O).
  • red phosphor examples include an Eu-activated CASN-based phosphor (for example, CaAlSiN 3 : Eu 2+ ) and an Mn-activated KSF-based phosphor (for example, K 2 SiF 6 : Mn 4+ ).
  • the phosphor layer contains K 2 SiF 6 : Mn 4+ as a red phosphor and Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 : as a green phosphor. It is preferable that Eu 2+ contains Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ as a yellow phosphor.
  • the monochromatic light L2R, L2G and L2B which is the transmitted light of the color filter 22 described later and the monochromatic light L3R, L3G and L3B which are the transmitted light of the optical filter 3 are white so as to be obtained at an appropriate peak wavelength and brightness.
  • Each component of green light, blue light, and red light contained in the light L11 (hereinafter, also referred to as a first light, a second light, and a third light, respectively) is adjusted.
  • the adjustment of each component contained in the white light L11 can be appropriately performed, for example, by changing the type and concentration of the phosphor constituting the phosphor layer.
  • the obtained white light L11 preferably contains a first light having a peak wavelength in the range of 520 nm to 540 nm and a second light having a peak wavelength in the range of 445 nm to 455 nm, preferably having a peak wavelength in the range of 620 nm to 640 nm. It is more preferable to further include a third light having a peak wavelength within the range.
  • the optical sheet 12 included in the light source 1 has an entrance surface 12a facing the exit surface 11a of the light source unit 11 and an exit surface 12b opposite the entrance surface 12a, and the light source unit 11 and the liquid crystal panel 2 It is placed between and.
  • the optical sheet 12 is made of, for example, a prism sheet. Then, by adjusting the apex angle ⁇ of the prism shape formed on the entrance surface 12a of the optical sheet 12 to approximately 65 ° to 90 °, the white light L1 is generated by the emission surface 1a of the light source 1 (the optical sheet in FIG. 3). The light is focused so as to approach the normal of the light emitting surface 12b) of 12.
  • the focused white light L1 has a luminance distribution C including a steep peak as compared with the luminance distribution N in the configuration in which the optical sheet 12 is not provided (FIG. 4).
  • the light source 1 is used as a condensing light source by including a prism sheet.
  • the light source 1 in the present embodiment is focused with the white light L1 so that its optical axis approaches the normal line of the exit surface 1a of the light source 1.
  • the polar angle (total width) of the light at which the normalized brightness in the brightness distribution C of the white light L1 is 0.5 or more. Is preferably in the range of ⁇ 32 ° to + 32 °, and more preferably in the range of -12.5 ° to + 12.5 °.
  • the light incident on the liquid crystal panel 2 from the light source 1 it is preferable that the light having a normalized luminance of 0.5 or more is incident at an incident angle of 32 ° or less, and the incident angle is 12.5 ° or less. More preferably, it is configured to be incidental. However, it is not limited to this.
  • the term "polar angle" is used in the xy plane defined by the front-back direction (horizontal direction (x direction) and vertical direction (y direction) of the liquid crystal panel) of the liquid crystal display device when viewed from the viewer.
  • An angle ⁇ at which the vector indicating the state of oblique viewing is inclined toward the xy plane with respect to the vertical z direction) is intended. That is, the normal direction of the liquid crystal panel is a polar angle of 0 °.
  • the term "azimuth” is intended to be an angle ⁇ in which an image of the vector projected onto the xy plane is rotated from the positive direction of the x-axis, and the positive direction of the x-axis is an azimuth of 0 °. Further, when the azimuth is referred to with respect to the light source, the azimuth of the light source incorporated in the liquid crystal display device in a state parallel to the liquid crystal panel is intended.
  • FIGS. 8A and 8B The polar angles and azimuths intended herein are shown in FIGS. 8A and 8B.
  • the polar angle in the ⁇ ° direction is defined as + (plus) ⁇
  • the polar angle in the ⁇ + 180 ° direction is defined as ⁇ (minus) ⁇ .
  • the optical sheet 12 includes, for example, a base film made of polyethylene terephthalate (PET) resin and a prism layer made of acrylic (MMA) resin or polycarbonate (PC) resin formed on the surface of the base film. I'm out.
  • a plurality of optical sheets 12 may be used.
  • a plurality of optical plates such as a light diffusing plate that diffuses light may be provided.
  • the light entering surface 12a of the optical sheet 12 has a prism shape, but for example, the light emitting surface 12b may have a prism shape.
  • both the light entering surface 12a and the light emitting surface 12b may have a prism shape.
  • the prism sheet 12 may have a plurality of additional functions such as a function of diffusing light.
  • the member used for condensing is not particularly limited and may be a light guide plate, a microlens sheet, a louver film or the like.
  • the light source 1 configured in this way emits the focused white light L1 toward the back surface 2a of the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes the liquid crystal panel 2 adopting the VA method, the liquid crystal display device 10 has the configuration described later, so that the light is well scattered and the backscattering is suppressed. As a result, the liquid crystal display device 10 has an excellent viewing angle and contrast ratio.
  • the liquid crystal panel 2 includes a TFT substrate on which a TFT (Thin Film Transistor) and pixel electrodes are formed, and a CF substrate on which a color filter and counter electrodes are formed (not shown).
  • the main surfaces of the TFT substrate and the CF substrate constitute a back surface (backlight side) 2a and a display surface (viewer side) 2b of the liquid crystal panel 2, respectively. Then, the liquid crystal layer 21 containing the liquid crystal composition 21 m is held between these two substrates that are bonded to each other.
  • the liquid crystal panel 2 is arranged between the light source 1 and the optical filter 3, and includes a liquid crystal layer 21 and a color filter 22.
  • the back surface 2a of the liquid crystal panel 2 faces the exit surface 1a of the light source 1
  • the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 faces the surface opposite to the back surface 2a, and faces the entrance surface 3a of the optical filter 3.
  • White light L1 emitted from the light source 1 is incident on the back surface 2a.
  • the transmittance of the white light L1 is controlled by changing the director of the liquid crystal composition 21 m.
  • the white light L1 transmitted through the liquid crystal layer 21 is converted into monochromatic light L2R, L2G, and L2B. An image is displayed on the display surface 2b according to the combination of these monochromatic lights L2R, L2G, and L2B.
  • a liquid crystal display device 10 that employs a VA display mode is used.
  • the VA type liquid crystal display device has advantages that the front contrast ratio in a dark place is high, the response is fast, and the image is less colored.
  • liquid crystal composition 21 m a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is used as the liquid crystal composition 21 m.
  • a liquid crystal composition may be a mixture of a compound having a negative dielectric anisotropy and a compound having a neutral dielectric anisotropy.
  • Examples of compounds whose dielectric anisotropy shows a negative value include, for example.
  • R and R' are ⁇ C n H 2n + 1 (alkyl group) or ⁇ OC n H 2n + 1 (alkoxy group).
  • the above-mentioned compound is only an example of a compound having a negative dielectric anisotropy, and the compound used in the liquid crystal composition used in the present embodiment is not limited thereto.
  • the director of the liquid crystal composition 21 m contained in the liquid crystal layer 21 is substantially perpendicular to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 when no voltage is applied (the liquid crystal composition 21 m described on the right side of the liquid crystal layer 21 in FIG. 1).
  • the liquid crystal panel 2 is controlled to be tilted significantly with respect to the display surface 2b (normally black).
  • the expression "the director of the liquid crystal composition is substantially vertical” is arranged in a state where the director of the liquid crystal composition has a constant inclination (pre-tilt angle) with respect to the vertical direction of the substrate. Including what you are doing.
  • the directors of the liquid crystal composition can be arranged in a state of being pre-tilted at 0.5 ° or more and 5 ° or less with respect to the direction perpendicular to the substrate when no voltage is applied.
  • the color filter 22 included in the liquid crystal panel 2 is arranged so as to face the optical filter 3, and is provided in each of the R (red) subpixel, the G (green) subpixel, and the B (blue) subpixel. It includes a red filter 22R, a green filter 22G, and a blue filter 22B.
  • the color filter 22 may further include a yellow filter, a cyan color filter, and a magenta color filter according to the configuration of the sub-pixels, and includes an uncolored portion (or a transparent portion) in order to display white. It may be included.
  • the optical filter 3 has an incoming light surface 3a facing the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 and an outgoing light surface 3b that is opposite to the light incoming surface 3a and faces the light entering surface 4a of the light scattering layer 4. There is. In this way, the optical filter 3 is arranged between the liquid crystal panel 2 and the light scattering layer 4.
  • the optical filter 3 prevents the transmission of light in the first wavelength band between the wavelengths of blue light and the wavelength of green light and light in the second wavelength band between the wavelengths of green light and the wavelength of red light. It is configured in.
  • the first wavelength band includes a wavelength band of at least 495 nm to 500 nm, and is, for example, a wavelength band of 475 nm to 500 nm, 480 nm to 510 nm, and the like.
  • the second wavelength band includes a wavelength band of at least 580 nm to 585 nm, and is, for example, a wavelength band of 550 nm to 600 nm, 550 nm to 615 nm, and the like.
  • the optical filter 3 includes a first optical filter provided with a band cut filter and a second optical filter provided with a band cut filter.
  • the first optical filter and the second optical filter may be formed on different substrates (FIG. 2A) or may be formed on a single substrate (FIG. 2B). Further, the first optical filter 31 and the second optical filter 32 shown in FIG. 2A may be in contact with each other or separated from each other.
  • a "band-stop filter” like a notch filter, cuts (or attenuates to a very low level) only certain narrow frequency signals and passes non-cutting signals.
  • a filter is intended, and is generally used synonymously with a band stop filter, a band removal filter, and the like.
  • the optical filter 3A shown in FIG. 2A includes a first optical filter 31 that hinders the transmission of light in the first wavelength band and a second optical filter 32 that hinders the transmission of light in the second wavelength band.
  • the first optical filter 31 includes a band cut filter made of the first dielectric multilayer film 311 and the second optical filter 32 includes a band cut filter made of the second dielectric multilayer film 321.
  • the first optical filter 31 includes a translucent first substrate 310 and a first dielectric multilayer film 311.
  • the first dielectric multilayer film 311 includes a plurality of high refractive index dielectric layers 31a1 to 31an and a plurality of low refractive index dielectric layers 31b1 to 31bn.
  • the thickness of each layer corresponds to 1/4 of the wavelength ⁇ 1 of the light in the first wavelength band in which transmission should be hindered.
  • the second optical filter 32 includes a translucent second substrate 320 and a second dielectric multilayer film 321.
  • the second dielectric multilayer film 321 is composed of a plurality of high refractive index dielectric layers 32c1 to 32cn and a plurality of low refractive index dielectric layers 32d1 to 32dn.
  • the high refractive index dielectric layers 32c1 to 32cn and the low refractive index dielectric layers 32d1 to 32dn have an optical distance n in which the thickness of each layer corresponds to 1/4 of the wavelength ⁇ 2 in the second wavelength band in which transmission should be hindered. It is laminated a plurality of times alternately (a set consisting of one high refractive index dielectric layer and one low refractive index dielectric layer) so as to have ⁇ d.
  • the optical filter 3A By replacing one of the first optical filter 31 and the second optical filter 32, one of the first wavelength band and the second wavelength band can be easily changed to a desired wavelength band. Further, since both the first dielectric multilayer film 311 and the second dielectric multilayer film 321 can be formed extremely thin, the optical filter 3A can be formed thin.
  • the substrate 310 of the first optical filter 31 and the substrate 320 of the second optical filter 32 include, for example, an inorganic glass substrate made of quartz (SiO 2 ), a polycarbonate (PC) resin, a polyester (PEs) resin, or acrylic.
  • a polymer film or the like made of a (MMA) -based resin or the like can be used.
  • the low refractive index dielectric layers 31b1 to 31bn and 32d1 to 32dn are, for example, an inorganic dielectric material such as SiO 2 (refractive index: 1.45 to 1.47) or MgF 2 (refractive index: 1.38), or , Polyfluoride vinylidene (PVDF) -based resin (refractive index: 1.43) or polymethylmethacrylate (PMMA) -based resin (refractive index: 1.49) and the like.
  • the refractive indexes of the low refractive index dielectric layers 31b1 to 31bn and 32d1 to 32dn are preferably 1.2 or more and less than 1.5.
  • the high refractive index dielectric layers 31a1 to 31an and 32c1 to 32cn are inorganic dielectrics such as TiO 2 (refractive index: 2.2 to 2.5) or Ta 2 O 3 (refractive index: 2 to 2.3). It includes a body material or an organic dielectric material such as a polyethylene naphthalate (PEN) -based resin (refractive index: 1.64) or a polyethylene (PE) -based resin (refractive index: 1.51).
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PE polyethylene
  • the optical filter 3B shown in FIG. 2B includes a first dielectric multilayer film 331 and a second optical filter 332.
  • the first dielectric multilayer film 331 hinders the transmission of light in the first wavelength band
  • the second dielectric multilayer film 332 hinders the transmission of light in the second wavelength band.
  • the first dielectric multilayer film 331 has a structure similar to that of the first dielectric multilayer film 311 in the optical filter 3A, and has a high refractive index dielectric layers 33a1 to 33an and a low refractive index dielectric.
  • the layers 33b1 to 33bn are alternately laminated.
  • the first dielectric multilayer film 332 has a structure similar to that of the second dielectric multilayer film 321 in the optical filter 3A, and has a high refractive index dielectric layer 33c1 to 33cn and a low refractive index dielectric layer 33d1 to. 33dns are alternately laminated.
  • the optical filter 3B is formed by laminating such a band cut filter including the first dielectric multilayer film 331 and the second dielectric multilayer film 332 on the translucent substrate 330.
  • optical filter 3B can be configured as one member, the number of steps required for manufacturing and mounting the optical filter 3 having desired characteristics is reduced.
  • the same substrate as the substrates 310 and 320 described above may be adopted.
  • the high refractive index dielectric layers 33c1 to 33cn the same ones as those of the high refractive index dielectric layers 31a1 to 31an and 32c1 to 32cn described above may be used, and the low refractive index dielectric layers 33d1 to 33dn may be used.
  • the same as the low refractive index dielectric layers 31b1 to 31bn and 32d1 to 32dn described above may be used.
  • the optical filters 3A and 3B do not necessarily have to be provided with substrates 310, 320, 330, and the optical filters 3A and 3B are all made of only the first dielectric multilayer film and the second dielectric multilayer film. It may be formed.
  • AR Anti-Reflection
  • the optical filters 3A and 3B may include a third optical filter that blocks the transmission of a part of light in the third wavelength band including a wavelength band of at least 405 nm to 410 nm, and further has a wavelength of at least 670 nm to 675 nm.
  • a fourth optical filter that blocks transmission of a part of the fourth wavelength band including the band may be provided.
  • the third wavelength band is preferably, for example, a wavelength band of 430 nm or less
  • the fourth wavelength band is preferably, for example, a wavelength band of 650 nm or more.
  • the order in which the first optical filter 31 and the second optical filter 32 are arranged and the order in which the first dielectric multilayer film 331 and the second dielectric multilayer film 332 are arranged are the embodiments shown in FIGS. 2A and 2B. It is not limited to, and may be changed as appropriate. Further, although the substrates 310, 320, and 330 are arranged above the optical filter in FIGS. 2A and 2B, they may be arranged below the optical filter.
  • the light scattering layer 4 has an incoming light emitting surface 4a facing the light emitting surface 3b of the optical filter 3 and an light emitting surface 4b opposite to the light emitting surface 4a so as to cover the light emitting surface 3b of the optical filter 3. It is located in.
  • the light emitted from the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 is transmitted to the light scattering layer 4 from the light incoming surface 4a after passing through the optical filter 3, and is expanded beyond the angular distribution when the light is emitted from the liquid crystal panel 2. It is output from the light emitting surface 4b of the light scattering layer 4. That is, the light scattering layer 4 has a function of scattering incoming light internally and emitting scattered light generated inside.
  • the light scattering layer 4 including the light scattering particles 41 that scatter light and the binder compound 42 for containing the light scattering particles 41 returns to the viewer side among the external light from the viewer side. It is preferable to significantly reduce the light (also referred to as return light (including reflected light)). Therefore, in the light scattering layer 4, a particle layer that spreads along the plane direction of the light emitting surface 3b of the optical filter 3 and is concentrated in a region of 1 to 80% of the thickness of the entire light scattering layer 4 is formed. It is preferable that it is. That is, in the light scattering layer 4, it is preferable that the light scattering particles 41 form a concentrated particle layer at a specific position rather than being uniformly dispersed in the binder compound 42.
  • the thickness of the particle layer is preferably 1.5 to 5.0 times, more preferably 1.5 to 4.0 times, and 1.5 to 4.0 times the above-mentioned average particle diameter of the light-scattering particles. It is more preferably 3.0 times.
  • the thickness of the particle layer formed in the light scattering layer is preferably about 3.0 to 10.0 ⁇ m. It is more preferably about 3.0 to 8.0 ⁇ m, and even more preferably about 3.0 to 6.0 ⁇ m.
  • the particle layer is located at a position in contact with the light entering surface 4a of the light scattering layer 4 or is arranged proximal to the light emitting surface 4b, and is separated from both the light entering surface 4a and the light emitting surface 4b. Although it may be arranged at a vertical position, it is preferable that it is not in contact with the light emitting surface 4b.
  • the light scattering layer containing the concentrated particle layer is made as thin as possible on the base material, then removed from the base material, and a separately prepared polymer layer is prepared.
  • a layer made of a binder compound constituting a light scattering layer may be laminated.
  • the light scattering layer removed from the base material may be attached to another member (for example, a polarizing file attached to a liquid crystal panel).
  • the light scattering layer may be formed directly on the polarizing film.
  • the fraction having the above-mentioned average particle diameter has a volume of 60% or more and 96% or less of the total volume of the light-scattering particles contained in the light-scattering layer. It is preferably 65% or more and 96% or less, and further preferably 75% or more and 96% or less.
  • the volume of the fraction having an average particle diameter of 0.1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less is the entire light scattering particles contained in the light scattering layer. It is preferably 4% or more and 40% or less of the volume, more preferably 4% or more and 35% or less, and further preferably 4% or more and 25% or less.
  • the term "particle” is intended to have a particle size of 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less (also referred to as particle size).
  • the shape of the particles may be spherical or non-spherical.
  • spherical is intended to have a shape in which the ratio of the longest dimension to the shortest dimension of a particle in three-dimensional space is less than 1.2, and “non-spherical” is the longest in three-dimensional space of a particle.
  • a shape in which the ratio of the dimension to the shortest dimension exceeds 1.2 is intended.
  • particle size is used equivalently to "particle size", and for spherical particles, the particle size is intended, and for non-spherical particles, the longest or shortest dimension in the three-dimensional space of the particles is used. Intended.
  • the light scattering particles 41 are blended to scatter the light that has entered the light scattering layer 4.
  • the material of the light scattering particles 41 include alumina (aluminum oxide), hollow silica, aluminum, barium sulfate, titanium oxide, silicon oxide, white lead (basic lead carbonate), zinc oxide, zinc, melamine resin, and acrylic. Examples thereof include, but are not limited to, resins and polystyrene-based resins.
  • the light scattering particles 41 preferably have a property of scattering the light entering the light scattering layer 4 from the rear (backlight side) to the front (viewer side). In the liquid crystal display device to which the light scattering layer 4 is applied, the decrease in the total light transmittance in the light scattering layer 4 is suppressed, and the viewing angle is widened.
  • a material having a refractive index different from that of the light scattering particles 41 is used.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVC polyvinylidene chloride
  • PC polycarbonate
  • PE Polyethylene
  • PS Polystyrene
  • PA Polyethylene
  • SI Silicone
  • U Uria
  • EP Epoxy
  • PP Polypropylene
  • CA Cellulose acetate
  • PVDC Polyvinylidene chloride
  • the difference between the refractive index of the binder compound 42 and the refractive index of the light scattering particles 41 is preferably 0.15 or more and 1.0 or less, preferably 0.15 or more and 0.30. It is more preferably 0.20 or more, and further preferably 0.30 or less.
  • the refractive index of the binder compound 42 may be larger or smaller than the refractive index of the light scattering particles 41, and the absolute value of the refractive index difference may satisfy the above range. If the absolute value of the refractive index difference is too small, it becomes difficult to obtain a wide viewing angle, and if the absolute value of the refractive index difference is too large, it is necessary to reduce the particle concentration or thin the light scattering layer 4. Become.
  • the binder compound 42 is preferably PMMA, PVA, PVC, PC, PB, PP, CA, and is PMMA, PVA, PVC, PB, PP, CA. Is more preferable.
  • the binder compound 42 is preferably PMMA, PVA, PVC, PC, PB, PP, CA, and more preferably PVA, PVC, PC, PB.
  • the binder compound 42 is preferably PMMA, PVA, PP, or CA, and more preferably CA.
  • the average particle size of the light scattering particles 41 is preferably 1.5 ⁇ m or more and 6.0 ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ m or more and 3.5 ⁇ m or less, and 1.5 ⁇ m or more and 2. It is more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the mode of the particle size of the light scattering particles 41 is preferably 1.75 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less, more preferably 1.75 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, and 1.75 ⁇ m or more. It is more preferably 2.25 ⁇ m or less.
  • the light scattering layer is formed by applying a liquid binder compound containing light scattering particles on the main surface of the base material and then drying it.
  • Preferred base materials for producing the light scattering layer in the present disclosure include, but are not limited to, triacetyl cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), and cycloolefin polymer (COP).
  • the coating method on the substrate is not particularly limited as long as it can form a film with a desired thickness with high accuracy.
  • a gravure coating method a reverse coating method, a knife coating method, a dip coating method, etc.
  • Spray coating method air knife coating method, spin coating method, roll coating method, printing method, immersion pulling method, curtain coating method, die coating method, casting method, bar coating method, extrusion coating method, E-type coating method, etc. Be done.
  • the average film thickness of the light scattering layer is preferably 4 to 220 ⁇ m, more preferably 4 to 50 ⁇ m, and even more preferably 4 to 15 ⁇ m. If it is too thin, sufficient hardness cannot be obtained, and if it is too thick, processing becomes difficult.
  • the ratio of the light scattering particles 41 to the dry light scattering layer 4 is preferably 10 to 50% by volume, and more preferably 10 to 30% by volume. If the amount of light scattering particles 41 contained in the light scattering layer 4 after drying is too small, the scattering in the light scattering layer 4 is reduced, and the viewing angle cannot be widened. Further, if the number of light scattering particles 41 contained in the light scattering layer 4 after drying is too large, multiple scattering occurs in the light scattering layer 4, and a wide viewing angle cannot be obtained.
  • the contact surface 1m 2 of the dry light scattering layer 4 with the light emitting surface 3b The total volume of the light scattering particles 41 contained in the corresponding particle layer is preferably 4.5 ⁇ 10 -7 m 3 to 3.6 ⁇ 10 -6 m 3 , and 6.0 ⁇ 10 -7 m 3 to 2. 3 ⁇ 10 -6 m 3 is more preferable, and 7.5 ⁇ 10 -7 m 3 to 1.5 ⁇ 10 -6 m 3 is even more preferable.
  • the light scattering particles are preferably translucent, but as long as they have the property of scattering the light entering from the rear (backlight side) and emitting light to the front (viewer side). It may be a scatterer or a reflector that does not absorb light, and its shape may be, for example, a spherical shape, an elliptical spherical shape, a flat plate shape, a polygonal cube, or the like, and the size of the light scattering particles may be uniform or non-uniform.
  • the shape of the light-scattering particles is not particularly limited and may be spherical or non-spherical (for example, flat, spindle-shaped, etc.), but is preferably spherical.
  • the shape and average particle size of the light-scattering particles can be appropriately changed by controlling the stirring speed and time of the mixture containing the light-scattering particles, the binder compound and the solvent.
  • the stirring speed and time of the mixture containing the light-scattering particles, the binder compound and the solvent For example, to obtain spherical particles, it is necessary to successfully separate the individual particles without the agglomerated particles being crushed.
  • in the dispersion using a bead mill it is sufficient to realize a gentle dispersion in which the kinetic energy of the beads is suppressed.
  • fine beads may be used as the beads to be added to the mixture, or the mixture (including beads) may be agitated at a low peripheral speed, and the mixture containing the fine beads may be used. It is more preferable to stir at a low peripheral speed, and it is more preferable to appropriately add a dispersant in order to uniformly disperse the solid particles in the binder solution.
  • the light scattering layer is formed by performing the following steps (i)-(iv): (I) Add light scattering particles and binder compound to the solvent; (Ii) The resulting mixture is stirred to perform gentle dispersion to prepare a uniform dispersion; (Iii) The obtained dispersion is applied to a base material and spread over the entire surface; (Iv) Place the coated substrate in a constant temperature bath (eg, 60 ° C. for 20 minutes). By such a procedure, a light scattering layer including a particle layer made of spherical light diffusing particles can be obtained in a dry state on a substrate. A small amount of dispersant may be added to the dispersion when the dispersion is carried out.
  • the dispersion liquid does not contain an inorganic filler (for example, silica) that suppresses precipitation.
  • Drying may be performed at room temperature, but when drying is performed in an environment higher than room temperature, the drying temperature may be set lower than the melting point of the base material in order to avoid deformation of the base material (polymer film). preferable.
  • a solvent having a boiling point lower than the melting point of the base material is preferably used in the present disclosure.
  • PMMA is used as the base material
  • solvents having a boiling point lower than the melting point of PMMA are known in the art.
  • the drying temperature is preferably lower than 100 ° C., more preferably room temperature to 80 ° C., and further preferably room temperature to 60 ° C. ..
  • the return of external light is remarkably reduced by using a light scattering layer having such a particle layer. That is, the light scattering layer in the present disclosure can be an antireflection layer. This cannot be derived only from the viewpoint of forward scatter and backscatter.
  • a translucent polymer film may be used as the base material and is peeled off from the base material.
  • a glass substrate, a metal plate, or the like may be adopted as a base material.
  • a release layer may be provided between the light scattering layer and the base material in order to separate the light scattering layer from the base material, but light scattering from the base material
  • the layer separation method is not limited to this.
  • a glass substrate is used as the base material, it is preferable, but not limited to, a laser lift-off method is used in order to separate the light scattering layer from the base material.
  • the light scattering layer may be peeled off immediately after being formed on the base material (without going through other steps), the adhesion between the light scattering layer and the base material does not have to be strong.
  • the adhesion between the light scattering layer and the base material is not strong, it can be mechanically peeled off using a knife edge or the like. Such a mechanical peeling procedure is applicable regardless of whether the substrate is glass, metal or polymer film.
  • the adhesion between the light scattering layer and the base material can be adjusted by adjusting the formation conditions of the light scattering layer or by subjecting the base material to a surface treatment (water repellent treatment or the like).
  • the light scattering layer 4 in the present disclosure may have a function of expanding the angular distribution of light emitted from the light emitting surface 4b rather than the angular distribution of light incident on the light entering surface 4a, and light scattering
  • the structure is not limited to the structure using the particles 41 and the binder compound 42. Structures having such a function are known in the art. Further, a film in which the surface of the translucent base material is subjected to uneven processing may be used as the light scattering layer 4.
  • the liquid crystal display device has a wide viewing angle (color viewing angle and luminance viewing angle) because it has the above-described configuration.
  • the color viewing angle and the luminance viewing angle are both defined as follows.
  • the color viewing angle is the color when viewed from a polar angle of 0 ° with respect to the display device (front view) and the color when viewed from a direction tilted with respect to the display device (polar angle ⁇ ⁇ 0 °) (oblique view).
  • the difference from the color is evaluated by the color difference ⁇ u'v'.
  • the color viewing angle is measured using a two-dimensional Fourier transform optical goniometer (manufactured by ELDIM Co., Ltd., product number: Ezcontlast) under the condition that light from other than the measurement part is not incident. It can be evaluated by the calculated color difference ⁇ u'v'.
  • the color difference ⁇ u'v' is defined by the following equation.
  • the luminance viewing angle is the brightness when viewed from a polar angle of 0 ° with respect to the display device (front view) and when viewed from a direction tilted with respect to the display device (polar angle ⁇ ⁇ 0 °) (oblique view). This is an evaluation of the difference from the brightness.
  • the brightness viewing angle is set to the front surface (0) using a two-dimensional Fourier conversion optical goniometer (manufactured by ELDIM Co., Ltd., product number: Ezcontlast) under the condition that light from other than the measurement portion is not incident. It can be evaluated by measuring the angle of oblique viewing (extreme angle), which is 1/3 of the brightness measured at °).
  • the luminance viewing angle in the present disclosure is preferably a value with reference to the above-mentioned literature (the above-mentioned angle exhibiting 1/3 of the luminance is ⁇ 42.5 ° or more).
  • the light scattering layer 4 may have a translucent polymer film as a base material. If the polymer film 33 has high birefringence, interference colors may occur in the oblique direction, so that the polymer film 33 preferably has low birefringence. Further, the polymer film is preferably a zero retardation film in which a phase difference does not occur between the x-axis direction and the y-axis direction. Examples of such a polymer film include, but are not limited to, a film made of a triacetyl cellulose (TAC) -based resin.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the functional layer (region excluding the polymer film) of the light scattering layer 4 may be directly attached to the liquid crystal panel 2, or the polymer film of the light scattering layer 4 in which the functional layer and the polymer film are attached.
  • the functional layer may be attached to the liquid crystal panel 2.
  • liquid organic polymer compound precursor of acrylic resin
  • the film thickness after drying is 6 ⁇ m and the particle concentration is 15 to 18% by volume.
  • a functional layer is formed.
  • such a functional layer is directly attached to the liquid crystal panel 2.
  • the return of external light is suppressed, and as a result, the front contrast ratio in a bright place is very good.
  • this liquid crystal display device had a wide viewing angle.
  • the white light L1 including the first light (green light), the second light (blue light), and the third light (red light) is the emission surface 1a of the light source 1. Is emitted from.
  • the non-condensing white light L11 emitted from the light source unit 11 is refracted by the incoming surface 12a of the optical sheet 12 in which the prismatic apex angle ⁇ is adjusted as described above. Will be done. Therefore, when exiting from the prism plate 12, the white light L1 approaches the normal of the emission surface 1a of the light source 1 (the emission surface 12b of the optical sheet 12) as shown in the luminance distribution C shown in FIG. It is white light focused on.
  • the white light L1 emitted from the light source 1 enters the liquid crystal layer 21 from the back surface 2a of the liquid crystal panel 2. Then, the transmittance of the white light L1 is controlled according to the director of the liquid crystal composition in each sub-pixel (G-sub pixel, B-sub-pixel, R-sub-pixel). Next, the white light L1 is emitted from the liquid crystal layer 21 as transmitted light L21, L22, and L23 at each sub-pixel.
  • the director of the liquid crystal composition of the liquid crystal layer 21 in each sub-pixel is directed in a predetermined direction. It is controlled to. Therefore, in the same sub-pixel, the angle formed by the liquid crystal composition 21 m and the white light L1 is constant, so that the brightness and the traveling direction of the transmitted lights L21, L22, and L23 do not vary.
  • the director of the liquid crystal composition of the liquid crystal layer 21 is parallel to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 (long-axis direction of the liquid crystal composition 21 m).
  • the liquid crystal composition 21m is oriented so as to be aligned in a direction parallel to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2. Therefore, the angle formed by the long axis direction of the liquid crystal composition 21 m and the traveling direction of the white light L1 is about 90 °.
  • the white light L1 passes through the liquid crystal layer 21 as transmitted light L22 whose brightness is hardly attenuated.
  • the director of the liquid crystal composition of the liquid crystal layer 21 forms an acute angle (about 45 ° in the figure) with respect to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal composition 21m is oriented (so that the long axis direction of the liquid crystal composition 21m is aligned with the direction forming an acute angle with respect to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2). Therefore, the angle formed by the long axis direction of the liquid crystal composition 21 m and the traveling direction of the white light L1 is an acute angle. As a result, the white light L1 passes through the liquid crystal layer 21 as transmitted light L21 whose brightness is halved.
  • the director of the liquid crystal composition of the liquid crystal layer 21 is perpendicular to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2 (the length of the liquid crystal composition 21 m).
  • the liquid crystal composition 21m is oriented so that the axial direction is aligned in the direction perpendicular to the display surface 2b of the liquid crystal panel 2. Therefore, the angle formed by the long axis direction of the liquid crystal composition 21 m and the traveling direction of the white light L1 is about 0 °. As a result, the transmitted light L23 transmitted through the liquid crystal layer 21 is almost nonexistent.
  • the white lights L21, L22, and L23 emitted from the liquid crystal layer 21 pass through the green filter 22G, the blue filter 22B, and the red filter 22R, respectively, and form monochromatic lights L2G, L2B, and L2R from the display surface 2b of the liquid crystal panel 2. Get out.
  • the red light L2R which is the transmitted light of the color filter 22 of the white light L23 is also almost nonexistent.
  • the green light L2G, the blue light L2B, and the red light L2R enter the optical filter 3 from the light entry surface 3a, and the transmission of light in the wavelength band described above is hindered, so that the green light L3B whose spectrum is narrowed, respectively.
  • the high refractive index dielectric layers 31a1 to 31an constituting the first dielectric multilayer film 311 of the first optical filter 31 and the second dielectric multilayer film 321 of the second optical filter 32.
  • the refractive index or thickness of each layer of 31 bn and 32d1 to 32dn are adjusted, respectively.
  • the full wavelength width (hereinafter, "1/3 brightness") becomes 1/3 of the peak brightness.
  • the wavelength width is preferably 10 nm or more and 40 nm or less.
  • the wavelength width of 1/3 brightness is 10 nm or more and 40 nm or less, and the third light transmitted through the optical filter 3 is used.
  • the wavelength width of 1/3 brightness is preferably 5 nm or more and 35 nm or less.
  • the full wavelength width is halved of the peak brightness (hereinafter, referred to as “1/2 brightness wavelength width”). Is preferably 20 nm to 50 nm.
  • the wavelength widths of 1/2 luminance are 15 nm to 25 nm and 5 nm to 20 nm, respectively. It is preferable to have.
  • the region of light whose brightness is attenuated to half or less by passing through the optical filter 3 is preferably 475 nm or more and 505 nm or less in the first wavelength band, and 540 nm or more and 605 nm or less in the second wavelength band. ..
  • the spectra of the green light L3G, the blue light L3B, and the red light L3R are appropriately narrowed, so that the green light exhibits a spectrum advantageous for improving the color reproducibility of the image displayed on the liquid crystal display device 10.
  • L3G, blue light L3B and red light L3R can be obtained.
  • blue-green light including green light L3G and blue light L3B having a narrow spectrum is obtained.
  • the green light L3G, the blue light L3B, and the red light L3R whose spectra are narrowed by passing through the optical filter 3 enter the light scattering layer 4 from the light entering surface 4a, respectively, and the scattered light L4G scattered by the light scattering particles 41. , L4B, L4R exit from the light emitting surface 4b.
  • the light emitted from the light source 1 travels in a certain direction until it enters the light scattering layer 4, and is spread by the light scattering layer 4.
  • the green light L3G, the blue light L3B, and the red light L3R whose spectra are narrowed depend on the difference in refractive index between the light scattering particles 41 of the light scattering layer 4 and the binder compound 42 and the particle size of the light scattering particles 41, respectively. Is scattered.
  • the chromaticity of the first light (green light L4G) transmitted through the light scattering layer 4 along the normal direction of the liquid crystal panel 2 is the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space. ), It is preferable that the X coordinate is within the chromaticity range represented by 0.125 or more and 0.268 or less and the Y coordinate is 0.679 or more and 0.799 or less.
  • the chromaticity of the second light (blue light L4B) transmitted through the light scattering layer 4 along the normal direction of the liquid crystal panel 2 is the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, and the X coordinate is It is preferably within the chromaticity range represented by 0.152 or more and 0.155 or less and the Y coordinate is 0.020 or more and 0.055 or less.
  • the chromaticity of the third light (red light L4R) transmitted through the light scattering layer 4 along the normal direction of the liquid crystal panel 2 is the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, and the X coordinate is It is preferably within the chromaticity range represented by 0.674 or more and 0.706 or less, and the Y coordinate is 0.294 or more and 0.308 or less.
  • the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment capable of obtaining monochromatic lights L4G, L4B, and L4R having such chromaticity can display an image with improved color reproducibility in front view.
  • the color reproducibility in the front view is remarkably improved.
  • the direction in which the liquid crystal display device 10 is viewed from the viewer in a predetermined direction is within the range of 0 ° to 60 °) in the left-right direction (azimuth angle is 0 ° or 180 °).
  • the green light corresponding to No. 4 in the first light (ColorChecker (N. Funabiki et al., IDW'08, pp.2147-2150 (2008) Table 1)) emitted from the light scattering layer 4 toward).
  • the chromaticity of L4G' is represented by the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, where the X coordinate is 0.290 or more and 0.295 or less, and the Y coordinate is 0.406 or more and 0.423 or less. It is preferably within the range of chromaticity. Further, in the present embodiment, a predetermined direction (direction in which the polar angle is within the range of 0 ° to 60 °) in the left-right direction (azimuth angle is 0 ° or 180 °) of the liquid crystal display device 10 when viewed from the viewer.
  • the chromaticity of the second light blue light L4B'corresponding to No.
  • the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space is the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, and the X coordinate is It is preferable that the chromaticity range is 0.192 or more and 0.203 or less, and the Y coordinate is 0.135 or more and 0.161 or less. Further, in the present embodiment, a predetermined direction (direction in which the polar angle is within the range of 0 ° to 60 °) in the left-right direction (azimuth angle is 0 ° or 180 °) of the liquid crystal display device 10 when viewed from the viewer.
  • the chromaticity of the third light red light L4R'corresponding to No.
  • the liquid crystal display device 10 capable of obtaining monochromatic light L4G', L4B', and L4R'with such chromaticity can display an image with improved color reproducibility in oblique viewing.
  • the liquid crystal display device having the configuration of one embodiment of the present disclosure is also excellent in color reproducibility in oblique view. That is, the liquid crystal display device according to the embodiment of the present disclosure not only has high color reproducibility of an image in front view, but also has an oblique view (azimuth angle of 0 ° or 180 ° and polar angle of 0 ° to 90 °). The color reproducibility of the image in) is not inferior to the color reproducibility of the image in front view (the difference is small).
  • Example 1 An optical filter that blocks the transmission of white light emitted from a light source containing a blue LED, an Sr-SIALON phosphor, and a KSF phosphor in the wavelength bands of 480 nm to 510 nm and 550 nm to 600 nm (Keihin Kogaku Kogyo Co., Ltd.
  • the transmission spectrum SK2 was measured using an optical spectrum measuring device (EZContrast manufactured by ELDIM Co., Ltd.) after transmitting the notch filter manufactured by Co., Ltd. (FIG. 5). Then, in the arrangement shown in FIG.
  • Comparative Example 1 Using an optical spectrum measuring device (EZContrast manufactured by ELDIM Co., Ltd.) without transmitting white light emitted from a light source containing a blue LED, an Sr-SIALON phosphor, and a KSF phosphor through the optical filter.
  • the transmission spectrum SK1 was measured (FIG. 5). Then, in the arrangement shown in FIG. 1, a liquid crystal display device in which this light source and the same liquid crystal panel as in Example 1 were arranged was produced.
  • Example 2 the chromaticity of the red light, green light, and blue light of each subpixel transmitted through the liquid crystal panel is measured, and the chromaticity diagram of the CIE1931 color space (x, The chromaticity coordinates (0.674, 0.309), (0.255, 0.669), and (0.152, 0.064) at y) were obtained. The triangle connecting these three coordinates was defined as the color gamut RK1 (FIG. 6).
  • Example 2 the chromaticity of the red light, green light, and blue light of each subpixel transmitted through the liquid crystal panel is measured, and the chromaticity diagram of the CIE1931 color space (x, The chromaticity coordinates (0.695, 0.287), (0.172, 0.726), and (0.152, 0.069) in y) were obtained. The triangle connecting these three coordinates was defined as the color gamut RQ (FIG. 6).
  • Example 1 a spectrum SK2 in which red light, green light, and blue light were separated was obtained as in the spectrum SQ when a quantum dot phosphor was used. Moreover, in the spectrum SK2, the spectral spectra of red light, green light and blue light were steeper than those in the spectrum SQ. Further, as shown in FIG. 6, the color gamut RK2 was wider than the color gamut RQ when the quantum dot phosphor was used.
  • Table 1 shows the ratio of the area of each color gamut (RQ, RK1, RK2) to the area of the color gamut RI (color gamut specified in ITU-R Recommendation BT.2020) (hereinafter referred to as coverage rate).
  • coverage rate the ratio of the area of each color gamut (RQ, RK1, RK2) to the area of the color gamut RI (color gamut specified in ITU-R Recommendation BT.2020) (hereinafter referred to as coverage rate).
  • Example 2 The backlight used in the commercially available display PN-V701 (manufactured by Sharp Corporation), the same liquid crystal panel as in Example 1, and a light scattering layer (thickness 5.7 ⁇ m, light scattering particles: average particle diameter 1.94 ⁇ m).
  • No. 1 in ColorChecker The azimuths of the three colors of blue light, green light, and red light corresponding to 3 to 5 are constant (0 ° or 180 °) with reference to the left-right direction and the normal direction of the liquid crystal display device when viewed from the viewer.
  • the chromaticity at the polar angles of 0 °, 30 °, 45 °, and 60 ° was measured using a spectrocolorimeter (SR-LEDW manufactured by TOPCON).
  • the light scattering layer was prepared as follows: 35 g of alumina particles (Pyrococcus 2 ⁇ m manufactured by Baikowski Japan Co., Ltd.) and 88 g of acrylic resin (Boncoat CF-8700 manufactured by DIC Corporation) with a small amount of dispersant. It was added to 149 g of water. The mixture was stirred to perform gentle dispersion to prepare a uniform alumina dispersion emulsion. 3 g of an alumina-dispersed emulsion was placed on the easy-adhesion surface (300 cm 2 ) of a PET film (Lumilar T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) and spread over the entire surface using a 0.67 mil applicator. The applied PET film was placed in a constant temperature bath (DRA630DB manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) at 60 ° C. for 20 minutes to obtain a dried light scattering layer on the PET film.
  • alumina particles Polyrococcus 2 ⁇ m manufactured by Baikowski Japan Co.
  • the areas of the four triangles obtained when the measured chromaticity was shown in the chromaticity coordinates in the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space were obtained. Further, regarding the light after passing through the light scattering layer, the pole of the light whose brightness (that is, normalized brightness) normalized to the maximum brightness (brightness at a polar angle of 0 °) 1 is 0.5 or more. The maximum value (11.9 °) of the angle (absolute value) was within the range of 0 ° or more and 32 ° or less.
  • Example 3 As shown in FIG. 1, a light source produced by inserting three diffusion sheets into the light emitting surface of the same backlight as in Example 2, a liquid crystal panel same as in Example 2, and an optical filter used in Example 1 are shown. The arranged liquid crystal display device was used. Similar to Example 2, among the components of the light transmitted through the optical filter, No. 1 in ColorChecker. The azimuths are constant (0 ° or 180 °) and the polar angles are 0 °, 30 °, 45 °, and 60 ° for the three colors of blue light, green light, and red light corresponding to 3 to 5, respectively. The chromaticity in the above was measured using a spectrophotometer (SR-LEDW manufactured by TOPCON).
  • SR-LEDW manufactured by TOPCON
  • the areas of the four triangles obtained when the measured chromaticity was shown in the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space were obtained. Further, regarding the light after passing through the liquid crystal panel (light received by the light scattering layer), the maximum value (33.5 °) of the polar angle (absolute value) of the light whose normalized brightness is 0.5 or more is , 0 ° or more and 32 ° or less.
  • the color gamut of the displayed image is significantly improved, and the ITU-R recommendation BT. It was found that a color gamut comparable to the color gamut RI defined in 2020 can be displayed. Moreover, it was found that this liquid crystal display device has a wide color viewing angle, and the color gamut does not become so narrow even if the polar angle becomes large. On the other hand, in the liquid crystal display device (Comparative Example 3) using a non-condensing light source, the color viewing angle is narrow, and the color gamut of the displayed image becomes narrower as the polar angle becomes larger.
  • the area of the triangle at the polar angle of 60 ° is It is 60% or more of the area of the triangle when the polar angle is 0 °, but in a liquid crystal display device using a non-concentrating light source, the area of the triangle when the polar angle is 30 ° is when the polar angle is 0 °. It was found that it was about 50% of the area of the triangle, and the area of the triangle when the polar angle was 60 ° was about 10% of the area of the triangle when the polar angle was 0 °.
  • the luminance distribution in the liquid crystal display device using the condensing light source and the light scattering layer is narrower to some extent than the luminance distribution in the liquid crystal display device using the non-condensing light source, but it is oblique. It was found that the brightness change caused by vision was within the permissible range (within the range of the brightness change required for the liquid crystal display device). As described above, it was confirmed that the difference between the color reproducibility of the image in the front view and the color reproducibility of the image in the oblique view is reduced by using the condensing type light source and the light scattering layer. ..
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel having a display surface for displaying an image and a back surface opposite to the display surface, a light source that emits white light toward the back surface of the liquid crystal panel, and the liquid crystal.
  • a specific light scattering layer having a light entering surface facing the display surface of the panel and a light emitting surface opposite to the display surface, which is arranged between the liquid crystal panel and the light scattering layer, and is included in the light from the liquid crystal panel. It is provided with an optical filter that blocks the transmission of light in the wavelength band of.
  • the transmission of light in a specific wavelength band is hindered, so that the spectrum is narrowed after the light is transmitted through the optical filter.
  • Blue light, green light and red light can be obtained.
  • the viewing angle of the liquid crystal display device is widened. Further, not only the color reproducibility of the image in front view is remarkably improved, but also a liquid crystal display device with less deterioration in color reproducibility due to oblique viewing can be obtained.
  • the white light includes a first light having a peak wavelength in the range of 520 nm to 540 nm and a second light having a peak wavelength in the range of 445 nm to 455 nm.
  • the optical filter prevents the transmission of light in the first wavelength band including at least the range of 495 nm to 500 nm, and the brightness is 1/3 of the first light transmitted through the optical filter.
  • the wavelength width of the light is 40 nm or less, and the wavelength width of 1/3 brightness of the second light transmitted through the optical filter is preferably 40 nm or less.
  • the transmission of the light in the first wavelength band between the first light which is green light and the second light which is blue light is hindered, so that the spectrum is narrowed.
  • One light and a second light can be obtained. Therefore, the color reproducibility of the display in which the first light or the second light is used is improved. Further, since the spectra of the first light and the second light transmitted through the optical filter are narrowed, the color reproducibility of the image recognized by the viewer is greatly improved.
  • the optical filter may include a first dielectric multilayer film that hinders the transmission of light in the first wavelength band.
  • the optical filter can be formed thin.
  • the white light further contains a third light having a peak wavelength in the range of 620 nm to 640 nm.
  • the color gamut that can be displayed is expanded by the mixed light of the first light, the second light, and the third light. .. Therefore, the color reproducibility of the liquid crystal display device is improved.
  • the transmission of light in the second wavelength band including the range of at least 580 nm to 585 nm is further hindered by the optical filter, and the third light transmitted through the optical filter is further blocked.
  • the wavelength width of 1/3 brightness is preferably 35 nm or less.
  • the transmission of yellow light between the first light, which is green light, and the third light, which is red light, is hindered, so that the first light having a narrowed spectrum and the first light have a narrowed spectrum.
  • a third light can be obtained. Therefore, the color reproducibility of the display in which the first light or the third light is used is improved.
  • the optical filter may further include a second dielectric multilayer film that hinders the transmission of light in the second wavelength band.
  • the optical filter can be formed thin.
  • the wavelength width of 1/2 luminance of the first light transmitted through the optical filter is 20 nm to 50 nm.
  • the spectrum of the first light, which is green light is narrowed, so that the color reproducibility of the display represented by using the first light is further improved.
  • the white light is generated by a blue LED and a phosphor.
  • the power consumption of the light source can be reduced.
  • the phosphors are K 2 SiF 6 : Mn 4+ , Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 : Eu 2+ , and Y 3 Al 5 O 12 : Ce. It preferably contains at least one selected from the group consisting of 3+ .
  • the desired fluorescence can be produced at low cost.
  • the chromaticity of the first light emitted from the light scattering layer through the liquid crystal panel is the X coordinate in the chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space. Is preferably within the chromaticity range represented by 0.125 or more and 0.268 or less, and the Y coordinate is 0.679 or more and 0.799 or less.
  • the chromaticity of the second light emitted from the light scattering layer through the liquid crystal panel is the X coordinate in the chromaticity diagram (x, y) of the CIE 1931 color space. Is preferably within the chromaticity range represented by 0.152 or more and 0.155 or less, and the Y coordinate is 0.020 or more and 0.055 or less.
  • the chromaticity of the third light emitted from the light scattering layer through the liquid crystal panel is the X coordinate in the chromaticity diagram (x, y) of the CIE 1931 color space. Is preferably within the chromaticity range represented by 0.674 or more and 0.706 or less, and the Y coordinate is 0.294 or more and 0.308 or less.
  • the light scattering layer exits in a direction in which the azimuth angle is 0 ° or 180 ° and the polar angle is within the range of 0 ° to 60 °.
  • the chromaticity of the first light is a chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, in which the X coordinate is 0.290 or more and 0.295 or less, and the Y coordinate is 0.406 or more and 0.423 or less. It is preferably within the chromaticity range represented.
  • the light scattering layer exits in a direction in which the azimuth angle is 0 ° or 180 ° and the polar angle is within the range of 0 ° to 60 °.
  • the chromaticity of the second light is a chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, in which the X coordinate is 0.192 or more and 0.203 or less, and the Y coordinate is 0.135 or more and 0.161 or less. It is preferably within the chromaticity range represented.
  • the light scattering layer exits in a direction in which the azimuth angle is 0 ° or 180 ° and the polar angle is within the range of 0 ° to 60 °.
  • the chromaticity of the third light is a chromaticity diagram (x, y) of the CIE1931 color space, in which the X coordinate is 0.424 or more and 0.468 or less, and the Y coordinate is 0.294 or more and 0.298 or less. It is preferably within the chromaticity range represented.
  • Liquid crystal display device Liquid crystal panel 2a Back surface 2b Display surface 21m Liquid crystal composition 3 Optical filters 311 and 331 First dielectric multilayer film 321 and 332 Second dielectric multilayer film 4 Light scattering layer 42 Binder compound 4a Light input surface 4b Emitting surface L1, L11 White light

Abstract

液晶表示装置（１０）は、画像を表示する表示面（２ｂ）およびその反対面である背面（２ａ）を有する液晶パネル（２）と、白色光を液晶パネル（２）の背面（２ａ）へ向けて照射する光源（１）と、液晶パネル（２）の表示面（２ｂ）を向く入光面（４ａ）およびその反対面である出光面（４ｂ）を有する光散乱層（４）と、液晶パネル（２）と光散乱層（４）との間に配置され、液晶パネル（２）からの光に含まれる特定の波長帯域の光の透過を妨げる光学フィルタ（３）とを備えている。

Description

液晶表示装置
　本開示は、液晶表示装置に関する。
　液晶表示装置では、図７に示されるＣＩＥ（国際照明委員会）１９３１色空間の色度図内の色域ＲＩのような、人間が視認し得る色域ＲＳに関して、そのほぼ全ての色域を再現した画像を表示することが望まれている。このような色再現性は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図内における、表示装置の各サブ画素が表示する色の座標を結んだ直線に囲まれる領域（以下、「色域」という。）の面積によって表現され、この領域の面積が大きいほど色再現性が優れていると判定される。また、色域ＲＩは、ＩＴＵ－Ｒ（国際電気通信連合の無線通信部門）勧告ＢＴ．２０２０に規定される色域である。
　カラーフィルタを高濃度化すれば、液晶表示装置の画像の色再現性を高めることができる。しかし、カラーフィルタの高濃度化は、液晶パネルの光透過率の低下を招くのであまり実用的でない。
　また、液晶表示装置のバックライトを改善することによって、画像の色再現性を高めることが試みられている。例えば、画像の色再現性を高めるために、青色光を出射する青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、青色光に励起されることによって緑色および赤色の蛍光をそれぞれ発する２種類の発光性の金属微粒子（量子ドット蛍光体ともいう。）とを用いた白色光源を液晶表示装置のバックライトに用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第６０９２４４６号公報
　上述した量子ドット蛍光体が用いられることにより、液晶表示装置での正面から視認者が視た「正面視」での画像の色再現性が格段に向上している。しかし、正面でない位置から視認者が視た「斜め視」での画像の色再現性は非常に低い。そもそも、量子ドット蛍光体は価格面および環境面で不利である。
　本開示は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的は、量子ドット蛍光体を用いることなく正面視での画像の色再現性を格段に向上させた液晶表示装置を提供することにある。
　本開示の一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する表示面およびその反対面である背面を有する液晶パネルと、白色光を前記液晶パネルの前記背面へ向けて照射する光源と、前記液晶パネルの前記表示面を向く入光面およびその反対面である出光面を有する光散乱層と、前記液晶パネルと前記光散乱層との間に配置され、前記液晶パネルからの光に含まれる特定の波長帯域の光の透過を妨げる光学フィルタとを備えている。
　本開示によれば、正面視での画像の色再現性が格段に向上した液晶表示装置を、量子ドット蛍光体を用いることなく提供することができる。
本開示の一実施形態に係る液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられる光学フィルタを模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられる光学フィルタを模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられる光源を模式的に示す断面図である。 集光型の光源による出射光と非集光型バックライトによる出射光の輝度分布を示すグラフである。 蛍光体の種類の違いおよび光学フィルタの有無によるスペクトルの違いを示すグラフである。 蛍光体の種類の違いおよび光学フィルタの有無による色域の違いを示すグラフである。 液晶表示装置の規格によって規定される色域と、人間の視認し得る色域とを示すＣＩＥ１９３１色空間の色度図である。 本開示の一実施形態における角度（極角と方位角）に関する定義を示す図である。 本開示の一実施形態における角度（極角）に関する定義を示す図である。
　図面を参照しながら本開示の一実施形態に係る液晶表示装置が説明される。
（本開示の一実施形態に係る液晶表示装置の構成）
　図１～４に、本実施形態に係る液晶表示装置の断面図が示されている。図１に示されるように、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、光源１、液晶パネル２、光学フィルタ３および光散乱層４を備え、これらの部材は、光源１からの光が液晶パネル２、光学フィルタ３および光散乱層４の順で透過するように配置されている。
　光源１は、白色光Ｌ１を液晶パネル２の背面２ａへ向けて出射面１ａから出射する。液晶パネル２は、透過した透過光Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｇ、Ｌ２Ｂによる画像をその表示面２ｂに表示する。光学フィルタ３は、液晶パネル２を透過した透過光Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｇ、Ｌ２Ｂに含まれる特定の波長帯域の光の透過が妨げる。光散乱層４は、光学フィルタ３を透過した透過光Ｌ３Ｒ、Ｌ３Ｇ、Ｌ３Ｂを散乱させる。
　光源１は、液晶パネル２と対向するように配置された面状光源であることが好ましいがこれに限定されず、多数のマイクロＬＥＤが狭ピッチで配列されたマイクロＬＥＤアレイであっていてもよい。光源１は、図３に示されるように、白色光Ｌ１１を出射する光源部１１と、光の進行方向を調整する光学シート１２とを備えている。光源部１１は、直下型であってもエッジライト型であってもよい。
　光源部１１は、例えば、青色ＬＥＤと、粒子状の蛍光体を含む蛍光体層とを備えた白色ＬＥＤを含んでいる。このような白色ＬＥＤは、光源部１１の消費電力を小さくすることができる。また、このような白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤ用の駆動回路のみを用いることによって光源部１１を駆動させることができる。この場合、光源部１１は、青色ＬＥＤからの発光および蛍光体からの蛍光によって白色光Ｌ１１を生成する白色ＬＥＤとして構成されている。なお、光源部１１は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）によって白色光Ｌ１１を出射するように構成されていても、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤと、青色ＬＥＤとよって生成された白色光Ｌ１１を出射するように構成されていてもよい。
　白色ＬＥＤに備えられた蛍光体層は、蛍光体と、蛍光体を分散させるためのバインダー化合物とを備えている。蛍光体層は、白色ＬＥＤに含まれる青色ＬＥＤを封止する層、または、青色ＬＥＤと分けて配置されるフィルムからなる。蛍光体層に用いられるバインダー化合物としては、例えば、エポキシ（ＥＰ）系樹脂、ユリア（ＵＦ）系樹脂、シリコーン（ＳＩ）系樹脂、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、ポリエステル（ＰＥｓ）系樹脂、または、アクリル（ＭＭＡ）系樹脂などが挙げられる。
　蛍光体層に含まれる蛍光体は、緑色、黄色、赤色などの蛍光を発する蛍光物質の１つまたは２つ以上が選択され得る。青色ＬＥＤと蛍光体との組合せによって白色光を得るために、緑色蛍光体および赤色蛍光体が組み合せて用いられてもよく、黄色蛍光体のみが用いられてもよい。カラーフィルタ２２での色の損失を考慮すると、液晶表示装置のサブ画素の色に対応する蛍光を発する蛍光体が好ましい。例えば、図１に示されるように、カラーフィルタ２２が、赤色フィルタ２２Ｒと、緑色フィルタ２２Ｇと、青色フィルタ２２Ｂとからなる場合、ＬＥＤから出射される青色光以外の緑色光および赤色光を蛍光する蛍光体を用いることが好ましい。緑色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ付活Ｓｒ－ＳＩＡＬＯＮ系蛍光体（例えば、Ｓｒ3Ｓｉ13Ａｌ3Ｏ2Ｎ21：Ｅｕ2+）、Ｅｕ付活β－ＳＩＡｌＯＮ系蛍光体（Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z：Ｅｕ2+（０＜ｚ≦４．２））などが挙げられる。黄色蛍光体としては、例えば、Ｃｅ付活ＹＡＧ系蛍光体（例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+）、Ｅｕ付活α－ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体（Ｍx（Ｓｉ，Ａｌ）12（Ｏ，Ｎ）16：Ｅｕ2+（Ｍ：アルカリ（土類）金属、０＜ｘ≦２））などが挙げられる。赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ付活ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+）、Ｍｎ付活ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+）などが挙げられる。
　このように、本実施形態では、上述したような種々の蛍光体を含む蛍光体層を用いた光源を採用することができる。特に、蛍光スペクトルが狭く、かつ、安価であるという観点から、蛍光体層は、赤色蛍光体としてＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+を、緑色蛍光体としてＳｒ3Ｓｉ13Ａｌ3Ｏ2Ｎ21：Ｅｕ2+を、黄色蛍光体としてＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+を含むことが好ましい。
　また、後述するカラーフィルタ２２の透過光である単色光Ｌ２Ｒ、Ｌ２ＧおよびＬ２Ｂならびに光学フィルタ３の透過光である単色光Ｌ３Ｒ、Ｌ３ＧおよびＬ３Ｂが、適切なピーク波長および輝度で得られるように、白色光Ｌ１１に含まれる緑色光、青色光および赤色光の各成分（以下、それぞれ、第１の光、第２の光および第３の光ともいう。）が調整される。白色光Ｌ１１に含まれる各成分の調整は、例えば、蛍光体層を構成する蛍光体の種類および濃度を変更することによって適宜行われ得る。
　得られる白色光Ｌ１１は、５２０ｎｍ～５４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第１の光と、４４５ｎｍ～４５５ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第２の光とを含むことが好ましく、６２０ｎｍ～６４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第３の光をさらに含むことがより好ましい。
　光源１に含まれる光学シート１２は、光源部１１の出射面１１ａを向く入光面１２ａと、入光面１２ａの反対面である出光面１２ｂを有しており、光源部１１と液晶パネル２との間に配置されている。光学シート１２は、例えば、プリズムシートからなる。そして、光学シート１２の入光面１２ａに形成されたプリズム形状の頂角θをおおよそ６５°～９０°に調整することによって、白色光Ｌ１は、光源１の出射面１ａ（図３では光学シート１２の出光面１２ｂ）の法線に近付くように集光される。この集光された白色光Ｌ１は、光学シート１２が設けられていない構成における輝度分布Ｎと比べて、急峻なピークを含む輝度分布Ｃを有している（図４）。
　光源から出る光の極角が３２°よりも大きくなる場合、その光源は非集光光源である。そこで、本実施形態では、プリズムシートを含むことによって光源１を集光光源にしている。
　このように、本実施形態における光源１は、その光軸が光源１の出射面１ａの法線に近付くように白色光Ｌ１が集光されている。この集光された白色光Ｌ１において、白色光Ｌ１が液晶パネル２の背面２ａに入る際の、白色光Ｌ１の輝度分布Ｃにおける正規化輝度が０．５以上となる光の極角（全幅）が－３２°～＋３２°の範囲内であることが好ましく、－１２．５°～＋１２．５°の範囲内であることがより好ましい。すなわち、光源１から液晶パネル２に入射する光のうち正規化輝度０．５以上の光を入射角３２°以下で入射するように構成されていることが好ましく、入射角１２．５°以下で入射するように構成されていることがより好ましい。しかし、これに限定されない。
　なお、本明細書中において、用語「極角」は、視認者から視て液晶表示装置の前後方向（液晶パネルの左右方向（ｘ方向）および上下方向（ｙ方向）によって規定されるｘｙ平面に垂直なｚ方向）を基準に、斜め視の状態を示すベクトルが上記ｘｙ平面へ向けて傾斜した角度θが意図される。すなわち、液晶パネルの法線方向は極角０°である。
　また、用語「方位角」は、上記ベクトルを上記ｘｙ平面上に射影した像がｘ軸正方向から回転した角度φが意図され、ｘ軸正方向は方位角０°である。また、光源に関して方位角に言及される場合、液晶パネルと平行な状態で液晶表示装置に組み込まれた光源の出射面における方位が意図される。
　本明細書中で意図される極角および方位角を、図８Ａおよび図８Ｂに示す。ここでは、極角θ＝０°を基準として、φ°方向における極角を＋（プラス）θで規定し、φ＋１８０°方向における極角を－（マイナス）θと規定する。
　光学シート１２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂からなる基材フィルムと、基材フィルムの表面に形成されたアクリル（ＭＭＡ）系樹脂またはポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂からなるプリズム層とを含んでいる。なお、図３では、１枚の光学シート１２のみが示されているが、光学シート１２は複数枚であってもよい。例えば、プリズムシートの他に、光を拡散させる光拡散板などの光学板が複数備えられていてもよい。また、図３では、光学シート１２の入光面１２ａがプリズム形状を有しているが、例えば、出光面１２ｂがプリズム形状を有してもよい。また、例えば、入光面１２ａおよび出光面１２ｂの両方がプリズム形状を有していてもよい。さらに、プリズムシート１２は、光を拡散させる機能などの複数の付加的な機能を備えたものであってもよい。
　なお、集光に用いられる部材としてプリズムシートを例に挙げて説明したが、集光に用いられる部材は特に限定されず、導光板、マイクロレンズシート、ルーバーフィルム等であってもよい。
　本実施形態に係る液晶表示装置１０では、このように構成された光源１が、集光された白色光Ｌ１を液晶パネル２の背面２ａへ向けて出射する。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、ＶＡ方式が採用された液晶パネル２を備えるにもかかわらず、後述した構成を有することにより、光が良好に散乱されておりかつ後方散乱が抑制されており、その結果、液晶表示装置１０は、視野角およびコントラスト比が優れている。
　液晶パネル２は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）および画素電極が形成されているＴＦＴ基板と、カラーフィルタおよび対向電極が形成されているＣＦ基板を備えている（図示せず）。ＴＦＴ基板およびＣＦ基板の主面は、それぞれ液晶パネル２の背面（バックライト側）２ａおよび表示面（視認者側）２ｂを構成している。そして、液晶組成物２１ｍを含む液晶層２１が、対向して貼り合せられたこれら二枚の基板の間に保持されている。
　液晶パネル２は、図１に示されるように、光源１と光学フィルタ３との間に配置されており、液晶層２１とカラーフィルタ２２とを備えている。液晶パネル２の背面２ａは、光源１の出射面１ａを向き、液晶パネル２の表示面２ｂは、背面２ａの反対面であり、光学フィルタ３の入光面３ａを向く。背面２ａには、光源１から出射された白色光Ｌ１が入射する。液晶層２１では、液晶組成物２１ｍのダイレクタを変化させることによって白色光Ｌ１の透過度が制御される。カラーフィルタ２２では、液晶層２１を透過した白色光Ｌ１が単色光Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｇ、Ｌ２Ｂに変換される。これらの単色光Ｌ２Ｒ、Ｌ２ＧおよびＬ２Ｂの組合せに応じて、表示面２ｂに画像が表示される。
　本実施形態では、ＶＡ方式の表示モードが採用された液晶表示装置１０が用いられている。ＶＡ方式の液晶表示装置は、暗所での正面コントラスト比が高く、応答が速く、画像に着色が少ないという利点がある。
　本実施形態において、液晶組成物２１ｍとして、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としては、例えば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 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。
　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、下記構造式が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　式中、Ｒ、Ｒ’は、－ＣnＨ2n+1（アルキル基）または－Ｏ－ＣnＨ2n+1（アルコキシ基）である。
　上述した化合物は、誘電異方性が負の値を示す化合物としての一例に過ぎず、本実施形態に用いられる液晶組成物に用いられる化合物はこれらに限定されない。
　液晶層２１に含まれる液晶組成物２１ｍのダイレクタは、電圧無印加時に液晶パネル２の表示面２ｂに対して、ほぼ垂直（図１の液晶層２１にて右方に記載された液晶組成物２１ｍに対応）となり、電圧印加時に液晶パネル２の表示面２ｂに対して大きく傾斜するように制御される（ノーマリーブラック）。
　なお、本実施形態において、「液晶組成物のダイレクタがほぼ垂直である」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。
　液晶パネル２に含まれるカラーフィルタ２２は、光学フィルタ３に対向するように配置されており、Ｒ（赤）サブ画素、Ｇ（緑）サブ画素、およびＢ（青）サブ画素にそれぞれ設けられた赤色フィルタ２２Ｒ、緑色フィルタ２２Ｇおよび青色フィルタ２２Ｂを備えている。カラーフィルタ２２はさらに、黄色フィルタ、シアン色フィルタ、マゼンタ色フィルタを、サブ画素の構成に対応させて含んでもよく、白色表示をさせるために、着色されていない部分（または、透明な部分）を含んでいてもよい。
　光学フィルタ３は、液晶パネル２の表示面２ｂを向く入光面３ａと、入光面３ａの反対面であって、光散乱層４の入光面４ａを向く出光面３ｂとを有している。このように、光学フィルタ３は、液晶パネル２と光散乱層４との間に配置されている。
　光学フィルタ３は、青色光の波長と緑色光の波長との間の第１波長帯域の光、および緑色光の波長と赤色光の波長との間の第２波長帯域の光の透過を妨げるように構成されている。第１波長帯域は、少なくとも４９５ｎｍ～５００ｎｍの波長帯域を含み、例えば、４７５ｎｍ～５００ｎｍ、４８０ｎｍ～５１０ｎｍ等の波長帯域である。第２波長帯域は、少なくとも５８０ｎｍ～５８５ｎｍの波長帯域を含み、例えば、５５０ｎｍ～６００ｎｍ、５５０ｎｍ～６１５ｎｍ等の波長帯域である。
　光学フィルタ３は、バンドカットフィルタを備えた第１光学フィルタと、バンドカットフィルタを備えた第２光学フィルタとを含んでいる。第１光学フィルタおよび第２光学フィルタは、異なる基板上に形成されている態様（図２Ａ）であっても、単一の基板上に形成されている態様（図２Ｂ）であってもよい。また、図２Ａに示される第１光学フィルタ３１および第２光学フィルタ３２は、接していても離れていてもよい。
　本明細書中で使用される場合、「バンドカットフィルタ」は、ノッチフィルタのように、特定の狭い周波数の信号だけをカット（または非常に低いレベルにまで減衰）し、カットする信号以外を通すフィルタが意図され、一般にはバンドストップフィルタ、帯域除去フィルタ等と同義で用いられる。
　図２Ａに示される光学フィルタ３Ａは、第１波長帯域の光の透過を妨げる第１光学フィルタ３１と、第２波長帯域の光の透過を妨げる第２光学フィルタ３２とを含んでいる。第１光学フィルタ３１は、第１誘電体多層膜３１１からなるバンドカットフィルタを備えており、第２光学フィルタ３２は、第２誘電体多層膜３２１からなるバンドカットフィルタを備えている。
　光学フィルタ３Ａにおいて、第１光学フィルタ３１は、透光性の第１基板３１０と、第１誘電体多層膜３１１とを備えている。第１誘電体多層膜３１１は、複数の高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎおよび複数の低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎを含んでいる。高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎおよび低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎは、各層の厚さが、透過が妨げられるべき第１波長帯域の光の波長λ１の１／４に相当する光学的距離ｎ×ｄ（ｎ：誘電体層の屈折率、ｄ：誘電体層の厚さ）となるように、交互に（１層の高屈折率誘電体層および１層の低屈折率誘電体層からなるセット）複数回積層されている。
　また、光学フィルタ３Ａにおいて、第２光学フィルタ３２は、透光性の第２基板３２０と、第２誘電体多層膜３２１とを備えている。第２誘電体多層膜３２１は、複数の高屈折率誘電体層３２ｃ１～３２ｃｎおよび複数の低屈折率誘電体層３２ｄ１～３２ｄｎからなる。高屈折率誘電体層３２ｃ１～３２ｃｎおよび低屈折率誘電体層３２ｄ１～３２ｄｎは、各層の厚さが、透過が妨げられるべき第２波長帯域の波長λ２の1／４に相当する光学的距離ｎ×ｄとなるように、交互に（１層の高屈折率誘電体層および１層の低屈折率誘電体層からなるセット）複数回積層されている。
　第１光学フィルタ３１および第２光学フィルタ３２の一方を取り換えることによって、第１波長帯域または第２波長帯域の一方を所望の波長帯域に容易に変更することができる。また、第１誘電体多層膜３１１および第２誘電体多層膜３２１はいずれも極めて薄く形成され得るので、光学フィルタ３Ａを薄型に形成することができる。
　第１光学フィルタ３１の基板３１０および第２光学フィルタ３２の基板３２０には、例えば、石英（ＳｉＯ2）などからなる無機ガラス基板、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、ポリエステル（ＰＥｓ）系樹脂、またはアクリル（ＭＭＡ）系樹脂などからなるポリマーフィルム等が用いられ得る。
　低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎ、３２ｄ１～３２ｄｎは、例えば、ＳｉＯ2（屈折率：１．４５～１．４７）もしくはＭｇＦ2（屈折率：１．３８）などの無機誘電体材料、または、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）系樹脂（屈折率：１．４３）もしくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系樹脂（屈折率：１．４９）などの有機誘電体材料を含む。低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎ、３２ｄ１～３２ｄｎの屈折率は、１．２以上、１．５未満であることが好ましい。
　高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎ、３２ｃ１～３２ｃｎは、例えば、ＴｉＯ2（屈折率：２．２～２．５）もしくはＴａ2Ｏ3（屈折率：２～２．３）などの無機誘電体材料、または、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）系樹脂（屈折率：１．６４）もしくはポリエチレン（ＰＥ）系樹脂（屈折率：１．５１）などの有機誘電体材料を含む。高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎ、３２ｃ１～３２ｃｎの屈折率は、１．５以上、２．５以下であることが好ましい。
　図２Ｂに示される光学フィルタ３Ｂは、第１誘電体多層膜３３１および第２光学フィルタ３３２を含んでいる。第１誘電体多層膜３３１は、第１波長帯域の光の透過を妨げ、第２誘電体多層膜３３２は、第２波長帯域の光の透過を妨げる。
　光学フィルタ３Ｂにおいて、第１誘電体多層膜３３１は、光学フィルタ３Ａにおける第１誘電体多層膜３１１と類似した構造を有しており、高屈折率誘電体層３３ａ１～３３ａｎおよび低屈折率誘電体層３３ｂ１～３３ｂｎが交互に積層されている。また、第１誘電体多層膜３３２は、光学フィルタ３Ａにおける第２誘電体多層膜３２１と類似した構造を有しており、高屈折率誘電体層３３ｃ１～３３ｃｎおよび低屈折率誘電体層３３ｄ１～３３ｄｎが交互に積層されている。このような第１誘電体多層膜３３１および第２誘電体多層膜３３２を含むバンドカットフィルタが、透光性の基板３３０上に積層されることによって、光学フィルタ３Ｂが形成されている。
　光学フィルタ３Ｂは、一部材として構成することができるので、所望の特性を有する光学フィルタ３の製造および取付けに必要とされる工程数が低減される。
　基板３３０には、上述した基板３１０、３２０と同様のものが採用されればよい。また、高屈折率誘電体層３３ｃ１～３３ｃｎには、上述した高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎ、３２ｃ１～３２ｃｎと同様のものが用いられればよく、低屈折率誘電体層３３ｄ１～３３ｄｎには、上述した低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎ、３２ｄ１～３２ｄｎと同様のものが用いられればよい。なお、光学フィルタ３Ａおよび３Ｂには、基板３１０、３２０、３３０が必ずしも設けられていなくてもよく、光学フィルタ３Ａおよび３Ｂはいずれも、第１誘電体多層膜および第２誘電体多層膜のみから形成されていてもよい。
　また、第１光学フィルタ３１、第２光学フィルタ３２および光学フィルタ３Ｂの少なくとも１つの入光面に、光の反射を防止するための低屈折率材料（例えばＭｇＦ2）からなるＡＲ（Anti-Reflection）コート層が設けられていてもよい。さらに、光学フィルタ３Ａおよび３Ｂは、少なくとも４０５ｎｍ～４１０ｎｍの波長帯域を含む第３波長帯域の光の一部の透過を妨げる第３光学フィルタを備えていてもよく、さらに、少なくとも６７０ｎｍ～６７５ｎｍの波長帯域を含む第４波長帯域の一部の透過を妨げる第４光学フィルタを備えていてもよい。この場合、第３波長帯域は、例えば、４３０ｎｍ以下の波長帯域であることが好ましく、第４波長帯域は、例えば、６５０ｎｍ以上の波長帯域であることが好ましい。
　また、第１光学フィルタ３１と第２光学フィルタ３２とを配置させる順序、第１誘電体多層膜３３１と第２誘電体多層膜３３２とを配置させる順序は、図２Ａおよび図２Ｂに示される態様に限定されず、適宜変更されてもよい。また、基板３１０、３２０、３３０は図２Ａおよび図２Ｂにて光学フィルタの上方に配置されているが、光学フィルタの下方に配置されていてもよい。
　光散乱層４は、光学フィルタ３の出光面３ｂを向く入光面４ａと、入光面４ａの反対面である出光面４ｂとを有しており、光学フィルタ３の出光面３ｂを覆うように配置されている。液晶パネル２の表示面２ｂから出射された光は、光学フィルタ３を透過した後に、入光面４ａから光散乱層４へインプットされ、液晶パネル２から出射された際の角度分布よりも拡げられて光散乱層４の出光面４ｂからアウトプットされる。すなわち、光散乱層４は、入光を内部で散乱し、内部で生じた散乱光を出光する機能を有している。
　本開示において、光を散乱させる光散乱粒子４１と、光散乱粒子４１を内包するためのバインダー化合物４２とを備えた光散乱層４は、視認者側からの外光のうち視認者側へ戻る光（戻り光（反射光を含む。）ともいう。）を顕著に低減することが好ましい。そのために、光散乱層４には、光学フィルタ３の出光面３ｂの面方向に沿って拡がりかつ光散乱層４全体の厚さの１～８０％の領域内に濃縮している粒子層が形成されていることが好ましい。すなわち、光散乱層４において、光散乱粒子４１は、バインダー化合物４２に均一に分散しているよりも、特定の位置に濃縮された粒子層を形成していることが好ましい。
　粒子層の厚さは、光散乱粒子の上述した平均粒子径の１．５～５．０倍であることが好ましく、１．５～４．０倍であることがより好ましく、１．５～３．０倍であることがさらに好ましい。例えば、光散乱層に含まれる光散乱粒子の平均粒子径が約２．０μｍの場合、光散乱層に形成される粒子層の厚さは約３．０～１０．０μｍであることが好ましく、約３．０～８．０μｍであることがより好ましく、約３．０～６．０μｍであることがさらに好ましい。
　粒子層は、光散乱層４の入光面４ａに接した位置に配置されていても、出光面４ｂの近位に配置されていても、入光面４ａおよび出光面４ｂのどちらからも離れた位置に配置されていてもよいが、出光面４ｂに接していないことが好ましい。
　なお、粒子層を光散乱層の所望の位置に配置させるには、濃縮された粒子層を含む光散乱層を基材上に可能な限り薄く作製した後に基材から取り外し、別途作製したポリマー層（例えば、光散乱層を構成するバインダー化合物からなる層）に積層すればよい。また、基材から取り外された光散乱層は、別の部材（例えば液晶パネルに貼り付けられた偏光ファイル）に取り付けられてもよい。あるいは、光散乱層は、偏光フィルム上に直接的に作製されてもよい。
　このような粒子層に含まれる光散乱粒子のうち、上述した平均粒子径を有する画分は、その容積が、光散乱層に含まれる光散乱粒子全体の容積の６０％以上、９６％以下であることが好ましく、より好ましくは６５％以上、９６％以下であり、さらに好ましくは７５％以上、９６％以下である。
　また、このような粒子層に含まれる光散乱粒子のうち、平均粒子径が０．１μｍ以上、１．５μｍ以下である画分は、その容積が、光散乱層に含まれる光散乱粒子全体の容積の４％以上、４０％以下であることが好ましく、より好ましくは４％以上、３５％以下、さらに好ましくは４％以上、２５％以下である。
　本明細書中で使用される場合、用語「粒子」は０．１μｍ以上、２０μｍ以下の粒径（粒子の寸法ともいう。）を有するものが意図される。粒子の形状は球形であっても非球形であってもよい。本明細書中において、「球形」は、粒子の三次元空間における最長寸法と最短寸法との比が１．２未満である形状が意図され、「非球形」は、粒子の三次元空間における最長寸法と最短寸法との比が１．２を超える形状が意図される。なお、本明細書中において用語「粒径」は「粒子サイズ」と等価に用いられ、球形の粒子では粒子径が意図され、非球形の粒子では粒子の三次元空間における最長寸法または最短寸法が意図される。
　粒子サイズを測定するには、以下の手順に従えばよい：
［１］顕微鏡の暗視野にて光散乱層をその主面の法線方向から撮影する（スケールも併せて保存する）；
［２］描画ソフトにて１の写真上に粒子と同じサイズの球形（または非球形）のオブジェクトを描く（撮影した粒子の外縁をトレースする）；
［３］２で描いたオブジェクトを１つずつ離す（４以降で使用する画像解析ソフトＩｍａｇｅＪは２つ以上重なっていると正確な値が出ないため）；
［４］３のデータを画像解析ソフトＩｍａｇｅＪで読みこむ；
［５］画像解析ソフトＩｍａｇｅＪによる解析の結果として、粒子の数量ならびに粒子サイズの最大値および最小値が得られる。なお、このような粒子サイズの測定方法は、粒子の形状が球形であるか非球形であるかを問わない。
　光散乱粒子４１は、光散乱層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４１の材料としては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、中空シリカ、アルミニウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、鉛白（塩基性炭酸鉛）、酸化亜鉛、亜鉛、メラミン樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等が挙げられるがこれらに限定されない。光散乱粒子４１は、後方（バックライト側）から光散乱層４に入光した光を前方（視認者側）に散乱させる性質を有することが好ましい。このような光散乱層４が適用された液晶表示装置では、光散乱層４における全光線透過率の低下が抑制されているとともに、視野角が広くなっている。
　バインダー化合物４２の材料としては、その屈折率が光散乱粒子４１のものと異なる材料が用いられ、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、シリコーン（ＳＩ）、ユリア（ＵＦ）、エポキシ（ＥＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、酢酸セルローズ（ＣＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などの有機高分子化合物が挙げられるがこれらに限定されない。
　本開示の光散乱層４において、バインダー化合物４２の屈折率と光散乱粒子４１の屈折率との差が０．１５以上、１．０以下であることが好ましく、０．１５以上、０．３０以下であることがより好ましく、０．２０以上、０．３０以下であることがさらに好ましい。なお、バインダー化合物４２の屈折率は光散乱粒子４１の屈折率よりも大きくても小さくてもよく、屈折率差の絶対値が上記範囲を満たしていればよい。屈折率差の絶対値が小さすぎると広い視野角を得ることが困難になり、屈折率差の絶対値が大きすぎると粒子濃度を下げたり、光散乱層４を薄くしたりすることが必要になる。
　例えば、光散乱粒子４１としてアルミナが用いられる場合、バインダー化合物４２は、ＰＭＭＡ、ＰＶＡ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＢ、ＰＰ、ＣＡであることが好ましく、ＰＭＭＡ、ＰＶＡ、ＰＶＣ、ＰＢ、ＰＰ、ＣＡであることがより好ましい。光散乱粒子４１として中空シリカが用いられる場合、バインダー化合物４２は、ＰＭＭＡ、ＰＶＡ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＢ、ＰＰ、ＣＡであることが好ましく、ＰＶＡ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＢであることがより好ましい。光散乱粒子４１としてメラミン樹脂が用いられる場合、バインダー化合物４２は、ＰＭＭＡ、ＰＶＡ、ＰＰ、ＣＡであることが好ましく、ＣＡであることがより好ましい。
　また、光散乱粒子４１の平均粒子径は、１．５μｍ以上、６．０μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以上、３．５μｍ以下であることがより好ましく、１．５μｍ以上、２．５μｍ以下であることがさらに好ましい。そして、光散乱粒子４１の粒子径の最頻値は、１．７５μｍ以上、３．０μｍ以下であることが好ましく、１．７５μｍ以上、２．５μｍ以下であることがより好ましく、１．７５μｍ以上、２．２５μｍ以下であることがさらに好ましい。
　光散乱層は、光散乱粒子を含んだ液状のバインダー化合物を基材の主面上に塗布し、その後乾燥させることによって形成される。本開示における光散乱層の作製に好ましい基材としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）が挙げられるがこれらに限定されない。
　基材上への塗布方法としては、所望の厚みで精度良く成膜することが可能な方法であれば特に限定されず、例えば、グラビアコート法、リバースコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法、Ｅ型塗布方法などが挙げられる。
　光散乱層の平均膜厚は、４～２２０μｍであることが好ましく、４～５０μｍであることがより好ましく、４～１５μｍであることがさらに好ましい。薄すぎると十分な硬度が得られず、厚すぎると加工が困難になる。
　このような塗布量に基づけば、乾燥した光散乱層４に対する光散乱粒子４１の割合は、１０～５０容積％であることが好ましく、１０～３０容積％であることがより好ましい。乾燥後の光散乱層４に含まれる光散乱粒子４１が少なすぎると、光散乱層４での散乱が少なくなり、視野角を拡げることができない。また、乾燥後の光散乱層４に含まれる光散乱粒子４１が多すぎると、光散乱層４での多重散乱が生じ、広い視野角を得ることができなくなる。
　なお、乾燥した光散乱層４に対する光散乱粒子４１の割合や、光散乱層４の平均膜厚が上述した範囲である場合、乾燥した光散乱層４の出光面３ｂとの接触面１ｍ2に対応する粒子層に含まれる光散乱粒子４１の総容積は、４．５×１０-7ｍ3～３．６×１０-6ｍ3が好ましく、６．０×１０-7ｍ3～２．３×１０-6ｍ3がより好ましく、７．５×１０-7ｍ3～１．５×１０-6ｍ3がさらに好ましい。
　また、本開示において、光散乱粒子は、透光性であることが好ましいが、後方（バックライト側）から入光した光を散乱させて前方（視認者側）へ出光する性質を有する限り、光の吸収の無い散乱体、反射体であってもよく、その形状は、例えば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体などであり得、光散乱粒子のサイズは均一または不均一であり得る。すなわち、光散乱粒子の形状は特に限定されず、球形、非球形（例えば扁平状、紡錘状等）であり得るが、球形であることが好ましい。
　なお、光散乱粒子の形状および平均粒子径は、光散乱粒子、バインダー化合物および溶剤を含む混合物の撹拌速度および時間を制御することによって適宜変更し得る。例えば、球形の粒子を得るには、凝集した粒子が破砕されることなく個々の粒子を首尾よく分離させることが必要である。そのためには、ビーズミルを用いた分散において、ビーズの運動エネルギーを抑制した穏やかな分散を実現してやればよい。この穏やかな分散には、例えば、混合物に投入するビーズとして微小なビーズを採用したり、混合物（ビーズを含む。）を低周速で撹拌したりすればよく、微小なビーズを投入した混合物を低周速で撹拌することがより好ましく、固体粒子をバインダー溶液に均一に分散させるために分散剤を適宜添加することがより好ましい。
　一実施形態において、光散乱層は以下の工程（ｉ）～（iv）を行うことによって生成される：
（ｉ）光散乱粒子およびバインダー化合物を溶剤に添加する；
（ii）得られた混合物を撹拌して穏やかな分散を実行して、均一な分散液を調製する；
（iii）得られた分散液を基材に塗布して面全体に拡げる；
（iv）塗布後の基材を恒温槽に配置する（例えば６０℃で２０分間）。このような手順によって、球形の光拡散粒子による粒子層を含む光散乱層を、基材上に乾燥された状態で得ることができる。なお、分散を実行する際に、分散液に少量の分散剤が加えられてもよい。
　上述した粒子層（沈殿層）を首尾よく形成させるには、乾燥が完了するまでに光散乱粒子を沈殿させることが必要である。そのために、沈殿を速やかに完了させることが可能な粒子および溶剤がこれらの比重（密度）に基づいて適宜選択される。なお、沈殿を抑制する無機フィラー（例えばシリカ）を分散液中に含有させないことが好ましい。
　乾燥は室温で行われればよいが、室温よりも高い環境下で乾燥が行われる場合、基材（ポリマーフィルム）の変形を避けるために乾燥温度を基材材料の融点よりも低く設定することが好ましい。
　また、このような温度範囲で乾燥を行うために、基材材料の融点よりも低い沸点を有する溶剤が本開示において好適に用いられる。基材としてＰＭＭＡが用いられる場合、ＰＭＭＡの融点よりも低い沸点を有する溶剤は当該分野で公知である。例えば、基材および溶剤としてそれぞれＰＭＭＡおよび水系溶剤が用いられる場合、乾燥温度は１００℃よりも低いことが好ましく、室温～８０℃であることがより好ましく、室温～６０℃であることがさらに好ましい。
　本開示では、このような粒子層を有した光散乱層を用いることによって外光の戻り（戻り光）が顕著に低減されている。すなわち、本開示における光散乱層は反射防止層であり得る。このことは、前方散乱および後方散乱の観点のみから導き出せることではない。
　光散乱層を生成する際に用いられる基材は、光散乱層の一部として液晶表示装置で用いられる場合、透光性のポリマーフィルムが基材として用いられればよく、基材から剥離された光散乱層が液晶表示装置で用いられる場合、ガラス基板、金属板等が基材として採用されてもよい。
　基材としてポリマーフィルムが用いられた場合は、光散乱層を基材から剥離するために、光散乱層と基材との間に剥離層が設けられてもよいが、基材からの光散乱層の分離手法はこれに限定されない。基材としてガラス基板が用いられた場合は、光散乱層を基材から剥離するために、レーザリフトオフ法を用いることが好ましいがこれに限定されない。特に、光散乱層が基材上に形成された後すぐに（他の工程を経ることなく）剥離されてもよい場合は、光散乱層と基材との密着力は強くなくてもよい。光散乱層と基材との密着力が強くない場合には、ナイフエッジなどを用いて機械的に剥離することもできる。このような機械的な剥離手順は、基材がガラスであっても金属であってもポリマーフィルムであっても適用可能である。光散乱層と基材との密着力は、光散乱層の形成条件を調整したり、基材に表面処理（撥水処理等）を行ったりすることによって調整することができる。
　なお、本開示における光散乱層４は、入光面４ａに入射される光の角度分布よりも出光面４ｂから出射される光の角度分布が拡げられる機能を有していればよく、光散乱粒子４１およびバインダー化合物４２を用いた構造に限定されない。このような機能を有する構造物は当該分野で公知である。また、透光性の基材の表面に凹凸加工が施されたフィルムが、光散乱層４として使用されてもよい。
　本開示に係る液晶表示装置は、上述した構成を有していることにより、視野角（色視野角および輝度視野角）が広い。なお、本明細書中において、色視野角および輝度視野角は、いずれも以下のとおり定義付けられる。
　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。本開示における色視野角は、文献（S. Ochi, et al., “Development of Wide Viewing VA-LCD System by Utilizing Microstructure Film” IDW16, 472-475 (2016)）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。
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　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（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、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。本開示における輝度視野角は、上記文献を参考にした値（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。
　光散乱層４は、透光性のポリマーフィルムを基材として有していてもよい。ポリマーフィルム３３は、複屈折性が高いと斜め方向において干渉色が生じる可能性があるため、複屈折性が低いことが好ましい。また、ポリマーフィルムは、ｘ軸方向とｙ軸方向との間で位相差が生じないゼロ位相差フィルムであることが好ましい。このようなポリマーフィルムとしては、例えば、トリアセチルセルロース（TAC）系樹脂からなるフィルムが挙げられるが、これに限定されない。例えば、光散乱層４の機能層（ポリマーフィルムを除く領域）のみが、液晶パネル２に直接貼り付けられてもよいし、機能層およびポリマーフィルムが貼り合わされてなる光散乱層４の、ポリマーフィルムまたは機能層が、液晶パネル２に貼り付けられてもよい。
　例えば、アルミナ粉末を含む液状の有機高分子化合物（アクリル樹脂の前駆体）を３０μｍの厚さで塗布および乾燥させることによって、乾燥後の膜厚が６μｍで粒子濃度が１５～１８容積％である機能層が形成される。一実施形態に係る液晶表示装置では、このような機能層が液晶パネル２に直接的に貼り付けられている。このような液晶表示装置では、外光の戻りが抑制されており、その結果、明所での正面コントラスト比は非常に良好であった。また、この液晶表示装置は広い視野角を有していた。
（本開示の一実施形態に係る液晶表示装置１０内の光の伝播）
　次に、本開示の一実施形態に係る液晶表示装置１０における光の伝播が、図１～４を参照しながら説明される。ここでは、液晶表示装置１０の１画素が、青緑色（赤色光の輝度：緑色光の輝度：青色光の輝度＝０：１：２）を表示する場合の光の伝播が説明される。
　まず、図１に示されるように、第１の光（緑色光）、第２の光（青色光）、および第３の光（赤色光）を含む白色光Ｌ１が、光源１の出射面１ａから出射される。ここで、図３に示されるように、光源部１１から出る非集光の白色光Ｌ１１は、上述したようにプリズム形状の頂角θが調整されている光学シート１２の入光面１２ａで屈折される。このため、プリズム板１２から出る際には、白色光Ｌ１は、図４に示される輝度分布Ｃのように、光源１の出射面１ａ（光学シート１２の出光面１２ｂ）の法線に近付くように集光された白色光となっている。
　次に、光源１から出射された白色光Ｌ１は、液晶パネル２の背面２ａから液晶層２１に入る。そして、各サブ画素（Ｇサブ画素、Ｂサブ画素、Ｒサブ画素）における液晶組成物のダイレクタに応じて、白色光Ｌ１の透過度が制御される。次いで、白色光Ｌ１は、各サブ画素にて透過光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３として液晶層２１から出る。ＶＡ方式の液晶表示装置１０に適用される本実施形態では、液晶層２１への印加電圧をサブ画像毎に制御することによって、各サブ画素における液晶層２１の液晶組成物のダイレクタを所定の方向に制御している。そのため、同じサブ画素においては、液晶組成物２１ｍと白色光Ｌ１とのなす角度は一定となるので、透過光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の輝度および進行方向は、ばらつかない。
　図１のＢサブ画素（図１の左側部分）においては、液晶層２１の液晶組成物のダイレクタが液晶パネル２の表示面２ｂに対して平行となるように（液晶組成物２１ｍの長軸方向が液晶パネル２の表示面２ｂに対して平行な方向に揃うように）、液晶組成物２１ｍが配向されている。そのため、液晶組成物２１ｍの長軸方向と白色光Ｌ１の進行方向とがなす角度は約９０°となる。その結果、白色光Ｌ１は、殆ど輝度が減衰していない透過光Ｌ２２として液晶層２１を透過する。
　また、図１のＧサブ画素（図１の中央部分）においては、液晶層２１の液晶組成物のダイレクタが液晶パネル２の表示面２ｂに対して鋭角（図中約４５°）をなすように（液晶組成物２１ｍの長軸方向が液晶パネル２の表示面２ｂに対して鋭角をなす方向に揃うように）、液晶組成物２１ｍが配向されている。そのため、液晶組成物２１ｍの長軸方向と白色光Ｌ１の進行方向とがなす角度は鋭角となる。その結果、白色光Ｌ１は、輝度が半減した透過光Ｌ２１として液晶層２１を透過する。
　そして、図中のＲサブ画素（図１の右側部分）においては、液晶層２１の液晶組成物のダイレクタが液晶パネル２の表示面２ｂに対して垂直となるように（液晶組成物２１ｍの長軸方向が液晶パネル２の表示面２ｂに対して垂直な方向に揃うように）、液晶組成物２１ｍが配向されている。そのため、液晶組成物２１ｍの長軸方向と白色光Ｌ１の進行方向とがなす角度は約０°となる。その結果、液晶層２１を透過した透過光Ｌ２３は、殆ど存在しない。
　その後、液晶層２１から出た白色光Ｌ２１、Ｌ２２およびＬ２３は、それぞれ緑色フィルタ２２Ｇ、青色フィルタ２２Ｂおよび赤色フィルタ２２Ｒを透過して、単色光Ｌ２Ｇ、Ｌ２ＢおよびＬ２Ｒとして液晶パネル２の表示面２ｂから出る。なお、上述したように、白色光Ｌ２３は殆ど存在しないため、白色光Ｌ２３のカラーフィルタ２２の透過光である赤色光Ｌ２Ｒも殆ど存在しない。ここでは、カラーフィルタ２２の透過光は、複数の単色光が組み合された光（赤色光Ｌ２Ｒの輝度：緑色光Ｌ２Ｇの輝度：青色光Ｌ２Ｂの輝度＝０：１：２）である青緑色光となる。
　次に、緑色光Ｌ２Ｇ、青色光Ｌ２Ｂおよび赤色光Ｌ２Ｒは、光学フィルタ３に入光面３ａから入り、上述した波長帯域の光の透過が妨げられることによって、それぞれスペクトルが狭められた緑色光Ｌ３Ｂ、青色光Ｌ３Ｂおよび赤色光Ｌ３Ｒとして、出光面３ｂから出る。図２Ａに示される光学フィルタ３Ａにおいて、第１光学フィルタ３１の第１誘電体多層膜３１１および第２光学フィルタ３２の第２誘電体多層膜３２１を構成する高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎ、３２ｃ１～３２ｃｎおよび低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎ、３２ｄ１～３２ｄｎの対（ｎ１，ｎ２）の数や、高屈折率誘電体層３１ａ１～３１ａｎ、３２ｃ１～３２ｃｎおよび低屈折率誘電体層３１ｂ１～３１ｂｎ、３２ｄ１～３２ｄｎの各層の屈折率または厚さを調整することによって、第１波長帯域および第２波長帯域が、それぞれ調整される。
　このような調整を行うことによって、光学フィルタ３を透過した第１の光である緑色光Ｌ３Ｇの分光スペクトルにおいて、そのピーク輝度の１／３の輝度となる波長全幅（以下、「１／３輝度の波長幅」という。）が、１０ｎｍ以上、４０ｎｍ以下となることが好ましい。また、光学フィルタ３を透過した第２の光である青色光Ｌ３Ｂの分光スペクトルにおいて、１／３輝度の波長幅が、１０ｎｍ以上、４０ｎｍ以下であり、光学フィルタ３を透過した第３の光である赤色光Ｌ３Ｒの分光スペクトルにおいて、１／３輝度の波長幅が、５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下となることが好ましい。さらに、光学フィルタ３を透過した第１の光である緑色光Ｌ３Ｇの分光スペクトルにおいて、そのピーク輝度の１／２の輝度となる波長全幅（以下、「１／２輝度の波長幅」という。）は、２０ｎｍ～５０ｎｍであることが好ましい。
　また、光学フィルタ３を透過した第２の光である青色光Ｌ３Ｂおよび第３の光である赤色光Ｌ３Ｒの分光スペクトルにおいて、１／２輝度の波長幅は、それぞれ１５ｎｍ～２５ｎｍおよび５ｎｍ～２０ｎｍであることが好ましい。
　光学フィルタ３を透過することによって輝度が半分以下に減衰する光の領域は、第１の波長帯域では、４７５ｎｍ以上、５０５ｎｍ以下、第２の波長帯域では、５４０ｎｍ以上、６０５ｎｍ以下であることが好ましい。
　このように、緑色光Ｌ３Ｇ、青色光Ｌ３Ｂおよび赤色光Ｌ３Ｒが、それぞれそのスペクトルが適切に狭められるので、液晶表示装置１０に表示される画像の色再現性の向上に有利なスペクトルを呈する緑色光Ｌ３Ｇ、青色光Ｌ３Ｂおよび赤色光Ｌ３Ｒを得ることができる。この例では、スペクトルが狭められた緑色光Ｌ３Ｇおよび青色光Ｌ３Ｂを含む青緑色の光が得られる。
　光学フィルタ３を透過することによってスペクトルが狭められた緑色光Ｌ３Ｇ、青色光Ｌ３Ｂおよび赤色光Ｌ３Ｒはそれぞれ、光散乱層４に入光面４ａから入り、光散乱粒子４１に散乱された散乱光Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｒとして出光面４ｂから出る。このように、各サブ画素において、光源１から出射された光は光散乱層４に入るまで一定方向に進行し、光散乱層４で広げられる。スペクトルが狭められた緑色光Ｌ３Ｇ、青色光Ｌ３Ｂおよび赤色光Ｌ３Ｒはそれぞれ、光散乱層４の光散乱粒子４１とバインダー化合物４２との間での屈折率差および光散乱粒子４１の粒子サイズに応じて散乱される。
　本開示の一実施形態では、液晶パネル２の法線方向に沿って光散乱層４を透過した第１の光（緑色光Ｌ４Ｇ）の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１２５以上、０．２６８以下、Ｙ座標が０．６７９以上、０．７９９以下で表される色度範囲内であることが好ましい。また、液晶パネル２の法線方向に沿って光散乱層４を透過した第２の光（青色光Ｌ４Ｂ）の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１５２以上、０．１５５以下、Ｙ座標が０．０２０以上、０．０５５以下で表される色度範囲内であることが好ましい。さらに、液晶パネル２の法線方向に沿って光散乱層４を透過した第３の光（赤色光Ｌ４Ｒ）の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．６７４以上、０．７０６以下、Ｙ座標が０．２９４以上、０．３０８以下で表される色度範囲内であることが好ましい。このような色度の単色光Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｒを得ることができる本実施形態に係る液晶表示装置１０は、正面視での色再現性が向上した画像を表示し得る。
　このように、本開示の一実施形態の構成を有する液晶表示装置では、正面視での色再現性が格段に向上している。
　本開示の一実施形態では、視認者から視て液晶表示装置１０の左右方向（方位角が０°または１８０°）における所定の向き（極角が０°から６０°までの範囲内である方向）へ向けて光散乱層４を出た第１の光（ＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒ（N. Funabiki et al., IDW'08, pp.2147-2150 (2008)のTable 1）におけるＮｏ．４に対応する緑色光Ｌ４Ｇ’）の色度が、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．２９０以上、０．２９５以下、Ｙ座標が０．４０６以上、０．４２３以下で表される色度範囲内であることが好ましい。また、本実施形態では、視認者から視て液晶表示装置１０の左右方向（方位角が０°または１８０°）における所定の向き（極角が０°から６０°までの範囲内である方向）へ向けて光散乱層４を出た第２の光（ＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒにおけるＮｏ．３に対応する青色光Ｌ４Ｂ’）の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１９２以上、０．２０３以下、Ｙ座標が０．１３５以上、０．１６１以下で表される色度範囲内であることが好ましい。さらに、本実施形態では、視認者から視て液晶表示装置１０の左右方向（方位角が０°または１８０°）における所定の向き（極角が０°から６０°までの範囲内である方向）へ向けて光散乱層４を出た第３の光（ＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒにおけるＮｏ．３に対応する赤色光Ｌ４Ｒ’）の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．４２４以上、０．４６８以下、Ｙ座標が０．２９４以上、０．２９８以下で表される色度範囲内であることが好ましい。このような色度の単色光Ｌ４Ｇ’、Ｌ４Ｂ’、Ｌ４Ｒ’を得ることができる本実施形態に係る液晶表示装置１０は、斜め視での色再現性が向上した画像を表示し得る。
　このように、本開示の一実施形態の構成を有する液晶表示装置では、斜め視での色再現性も優れている。すなわち、本開示の一実施形態に係る液晶表示装置は、正面視での画像の色再現性が高いだけでなく、斜め視（方位角が０°または１８０°で極角が０°～９０°）での画像の色再現性が、正面視での画像の色再現性と遜色ない（差異が少ない）。
　本開示の一実施形態に係る液晶表示装置の実施例を説明するが、本開示は、これに限定されるものではない。
（実施例１）
　青色ＬＥＤと、Ｓｒ－ＳＩＡＬＯＮ蛍光体と、ＫＳＦ蛍光体とを含む光源から出射される白色光を、４８０ｎｍ～５１０ｎｍおよび５５０ｎｍ～６００ｎｍの波長帯域の光の透過を妨げる光学フィルタ（京浜光膜工業（株）製のノッチフィルタ）を透過させた後に、光スペクトル測定器（ＥＬＤＩＭ（株）製のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ）を用いて透過スペクトルＳＫ２を測定した（図５）。その後、図１に示される配置で、この光源と、市販のディスプレイ４Ｔ－Ｃ６０ＡＪ１（シャープ（株）製）に用いられている液晶パネルと、上記光学フィルタを配置した液晶表示装置を作製した。そして、分光測色器（ＴＯＰＣＯＮ製のＳＲ－ＬＥＤＷ）を用いて、光学フィルタを透過した各サブ画素の赤色光、緑色光および青色光の色度をそれぞれ測定し、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）における色度座標（０．６８２，０．３０１）、（０．１６０，０．７３７）、および（０．１５４，０．０５４）を得た。これら３座標を結んだ三角形を色域ＲＫ２とした（図６）。
（比較例１）
　青色ＬＥＤと、Ｓｒ－ＳＩＡＬＯＮ蛍光体と、ＫＳＦ蛍光体とを含む光源から出射される白色光を、上記光学フィルタに透過させずに、光スペクトル測定器（ＥＬＤＩＭ（株）製のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ）を用いて透過スペクトルＳＫ１を測定した（図５）。その後、図１に示される配置で、この光源と、実施例１と同じ液晶パネルとを配置した液晶表示装置を作製した。そして、実施例１と同じ分光測色器を用いて、液晶パネルを透過した各サブ画素の赤色光、緑色光および青色光の色度をそれぞれ測定し、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）における色度座標（０．６７４，０．３０９）、（０．２５５，０．６６９）、および（０．１５２，０．０６４）を得た。これら３座標を結んだ三角形を色域ＲＫ１とした（図６）。
（比較例２）
　青色ＬＥＤと、量子ドット蛍光体とを含む光源から出射される白色光を、上記光学フィルタに透過させずに、光スペクトル測定器（ＥＬＤＩＭ（株）製のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ）を用いて透過スペクトルＳＱを測定した（図５）。その後、図１に示される配置で、この光源と、実施例１と同じ液晶パネルを配置した液晶表示装置を作製した。そして、実施例１と同じ分光測色器を用いて、液晶パネルを透過した各サブ画素の赤色光、緑色光および青色光の色度をそれぞれ測定し、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）における色度座標（０．６９５，０．２８７）、（０．１７２，０．７２６）、（０．１５２，０．０６９）を得た。これら３座標を結んだ三角形を色域ＲＱとした（図６）。
　図５に示されるように、実施例１では、量子ドット蛍光体を用いた際のスペクトルＳＱのように赤色光、緑色光および青色光が分離されたスペクトルＳＫ２が得られた。しかも、スペクトルＳＫ２では、赤色光、緑色光および青色光の分光スペクトルがスペクトルＳＱのものよりも急峻であった。また、図６に示されるように、色域ＲＫ２は、量子ドット蛍光体を用いた際の色域ＲＱよりも広かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１に、色域ＲＩ（ＩＴＵ－Ｒ勧告ＢＴ．２０２０に規定される色域）の面積に対する各色域（ＲＱ、ＲＫ１、ＲＫ２）の面積の比率（以下、カバー率という。）を示す。このように、光学フィルタを用いることによって、液晶表示装置に表示される画像の色域が大幅に向上し（９０％超）、ＩＴＵ－Ｒ勧告ＢＴ．２０２０に規定される色域ＲＩと同程度の色域を表示し得ることがわかった。
（実施例２）
　市販のディスプレイＰＮ－Ｖ７０１（シャープ（株）製）に用いられているバックライトおよび実施例１と同じ液晶パネルと、光散乱層（厚さ５．７μｍ、光散乱粒子：平均粒子径１．９４μｍのアルミナ）と、実施例１で用いた光学フィルタとを図１に示されるように配置した液晶表示装置を用いた。光学フィルタを透過した光の成分のうちでＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒにおけるＮｏ．３～５にそれぞれ対応する青色光、緑色光および赤色光の三色について、視認者から視て液晶表示装置の左右方向および法線方向を基準として、方位角が一定（０°または１８０°）であり、かつ、極角が０°、３０°、４５°、６０°での色度を、分光測色器（ＴＯＰＣＯＮ製のＳＲ－ＬＥＤＷ）を用いてそれぞれ測定した。
　なお、光散乱層は以下のように調製した：アルミナ粒子（（株）バイコウスキージャパン製　パイロコッカス２μｍ）３５ｇ、アクリル樹脂（ＤＩＣ（株）製　ボンコートＣＦ－８７００）８８ｇを少量の分散剤とともに水１４９ｇに添加した。この混合物を撹拌して穏やかな分散を実行し、均一なアルミナ分散エマルジョンを調製した。アルミナ分散エマルジョン３ｇをＰＥＴフィルム（東レ（株）製　ルミラーＴ６０）の上記易接着面（３００ｃｍ2）に載せ、０．６７ミルのアプリケーターを用いて面全体に拡げた。塗布後のＰＥＴフィルムを恒温槽（アドバンテック東洋（株）製　ＤＲＡ６３０ＤＢ）に６０℃で２０分間配置することによってＰＥＴフィルム上に乾燥された光散乱層を得た。
　測定した色度をＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）における色度座標に示した際に得られる４つの三角形の面積を求めた。また、光散乱層を透過した後の光に関し、その最大輝度（極角０°での輝度）１に対して正規化された輝度（すなわち正規化輝度）が０．５以上となる光の極角（絶対値）の最大値（１１．９°）は、０°以上、３２°以下の範囲内であった。
（比較例３）
　実施例２と同じバックライトの出光面に拡散シートを３枚挿入して作製した光源と、実施例２と同じ液晶パネルと、実施例１で用いた光学フィルタとを図１に示されるように配置した液晶表示装置を用いた。実施例２と同様に、光学フィルタを透過した光の成分のうちでＣｏｌｏｒＣｈｅｃｋｅｒにおけるＮｏ．３～５にそれぞれ対応する青色光、緑色光および赤色光の三色について、方位角が一定（０°または１８０°）であり、かつ、極角が０°、３０°、４５°、６０°での色度を、分光測色器（ＴＯＰＣＯＮ製のＳＲ－ＬＥＤＷ）を用いてそれぞれ測定した。
　測定した色度をＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）に示した際に得られる４つの三角形の面積を求めた。また、液晶パネルを透過した後の光（光散乱層に受け取られる光）に関し、その正規化輝度が０．５以上となる光の極角（絶対値）の最大値（３３．５°）は、０°以上、３２°以下の範囲外であった。
　集光型の光源と光散乱層とを用いた液晶表示装置（実施例２）では、表示される画像の色域が大幅に向上し、ＩＴＵ－Ｒ勧告ＢＴ．２０２０に規定される色域ＲＩと同程度の色域を表示し得ることがわかった。しかも、この液晶表示装置では、色視野角が広く、極角が大きくなっても色域があまり狭くならないことがわかった。これに対して、非集光型の光源を用いた液晶表示装置（比較例３）では、色視野角が狭く、極角が大きくなるにつれて表示される画像の色域が狭くなった。
　具体的には、色度図（ｘ，ｙ）における三角形の面積を算出すると、集光型の光源と光散乱層とを用いた液晶表示装置では、極角６０°の際の三角形の面積は極角０°の際の三角形の面積の６０％以上であるが、非集光型の光源を用いた液晶表示装置では、極角３０°の際の三角形の面積が極角０°の際の三角形の面積の約５０％であり、極角６０°の際の三角形の面積は極角０°の際の三角形の面積の約１０％であることがわかった。
　また、集光型の光源と光散乱層とを用いた液晶表示装置での輝度分布は、非集光型の光源を用いた液晶表示装置での輝度分布よりも、ある程度は狭くなるものの、斜め視に起因する輝度変化として許容範囲内（液晶表示装置に求められる輝度変化の範囲内）であることがわかった。このように、集光型の光源と光散乱層とを用いることによって、正面視での画像の色再現性と斜め視での画像の色再現性との差異が低減されることが確認された。
　［まとめ］
　本開示の態様１に係る液晶表示装置は、画像を表示する表示面およびその反対面である背面を有する液晶パネルと、白色光を前記液晶パネルの前記背面へ向けて照射する光源と、前記液晶パネルの前記表示面を向く入光面およびその反対面である出光面を有する光散乱層と、前記液晶パネルと前記光散乱層との間に配置され、前記液晶パネルからの光に含まれる特定の波長帯域の光の透過を妨げる光学フィルタとを備える。
　本開示の態様１の構成によると、液晶パネルを透過した後の白色光が光学フィルタを透過する際に、特定の波長帯域の光の透過が妨げられるので、光学フィルタの透過後に、スペクトルが狭められた青色光、緑色光および赤色光を得ることができる。また、得られた光が光散乱層によって散乱されるので、液晶表示装置の視野角が広くなる。さらに、正面視での画像の色再現性が格段に向上しただけでなく、斜め視に起因する色再現性の低下が少ない液晶表示装置を得ることができる。
　本開示の態様２に係る液晶表示装置において、前記白色光が、５２０ｎｍ～５４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第１の光と、４４５ｎｍ～４５５ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第２の光とを含んでいることが好ましく、前記光学フィルタによって、少なくとも４９５ｎｍ～５００ｎｍの範囲を含む第１波長帯域の光の透過が妨げられて、前記光学フィルタを透過した前記第１の光の１／３輝度の波長幅が４０ｎｍ以下であり、前記光学フィルタを透過した前記第２の光の１／３輝度の波長幅が４０ｎｍ以下であることが好ましい。
　本開示の態様２の構成によると、緑色光である第１の光と青色光である第２の光との間の第１波長帯域の光の透過が妨げられるので、スペクトルが狭められた第１の光および第２の光を得ることできる。従って、第１の光または第２の光が用いられる表示の色再現性が向上する。また、光学フィルタを透過した第１の光および第２の光のスペクトルが狭められているので、視認者に認識される画像の色再現性が大いに向上する。
　本開示の態様３に係る液晶表示装置において、前記光学フィルタは、前記第１波長帯域の光の透過を妨げる第１誘電体多層膜を含んでいてもよい。
　本開示の態様３の構成によると、光学フィルタを薄型に形成することができる。
　本開示の態様４に係る液晶表示装置において、前記白色光が、６２０ｎｍ～６４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第３の光をさらに含むことが好ましい。
　本開示の態様４の構成によると、赤色光である第３の光をさらに含むので、第１の光、第２の光および第３の光の混合光によって表示可能な色域が拡大される。従って、液晶表示装置の色再現性が向上する。
　本開示の態様５に係る液晶表示装置において、少なくとも５８０ｎｍ～５８５ｎｍの範囲を含む第２波長帯域の光の透過が前記光学フィルタによってさらに妨げられて、前記光学フィルタを透過した前記第３の光の１／３輝度の波長幅が３５ｎｍ以下であることが好ましい。
　本開示の態様５の構成によると、緑色光である第１の光と赤色光である第３の光との間の黄色光の透過が妨げられるので、スペクトルが狭められた第１の光および第３の光を得ることができる。従って、第１の光または第３の光が用いられる表示の色再現性が向上する。
　本開示の態様６に係る液晶表示装置において、前記光学フィルタは、前記第２波長帯域の光の透過を妨げる第２誘電体多層膜をさらに含んでいてもよい。
　本開示の態様６の構成によると、光学フィルタを薄型に形成することができる。
　本開示の態様７に係る液晶表示装置において前記光学フィルタを透過した前記第１の光の１／２輝度の波長幅が２０ｎｍ～５０ｎｍであることが好ましい。
　本開示の態様７の構成によると、緑色光である第１の光のスペクトルが狭められるので、第１の光を用いて表される表示の色再現性がさらに向上する。
　本開示の態様８に係る液晶表示装置において、前記白色光が、青色ＬＥＤおよび蛍光体によって生成されていることが好ましい。
　本開示の態様８の構成によると、光源の消費電力を小さくすることができる。
　本開示の態様９に係る液晶表示装置において、前記蛍光体が、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+、Ｓｒ3Ｓｉ13Ａｌ3Ｏ2Ｎ21：Ｅｕ2+、およびＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
　本開示の態様９の構成によると、所望の蛍光を安価にて生成することができる。
　本開示の態様１０に係る液晶表示装置において、前記液晶パネルを経て前記光散乱層から出た前記第１の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１２５以上、０．２６８以下、Ｙ座標が０．６７９以上、０．７９９以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
　本開示の態様１１に係る液晶表示装置において、前記液晶パネルを経て前記光散乱層から出た前記第２の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１５２以上、０．１５５以下、Ｙ座標が０．０２０以上、０．０５５以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
　本開示の態様１２に係る液晶表示装置において、前記液晶パネルを経て前記光散乱層から出た前記第３の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．６７４以上、０．７０６以下、Ｙ座標が０．２９４以上、０．３０８以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
　本開示の態様１３に係る液晶表示装置において、方位角が０°または１８０°であり、かつ、極角が０°から６０°までの範囲内である方向へ向けて前記光散乱層から出た前記第１の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．２９０以上、０．２９５以下、Ｙ座標が０．４０６以上、０．４２３以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
　本開示の態様１４に係る液晶表示装置において、方位角が０°または１８０°であり、かつ、極角が０°から６０°までの範囲内である方向へ向けて前記光散乱層から出た前記第２の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．１９２以上、０．２０３以下、Ｙ座標が０．１３５以上、０．１６１以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
　本開示の態様１５に係る液晶表示装置において、方位角が０°または１８０°であり、かつ、極角が０°から６０°までの範囲内である方向へ向けて前記光散乱層から出た前記第３の光の色度は、ＣＩＥ１９３１色空間の色度図（ｘ，ｙ）で、Ｘ座標が０．４２４以上、０．４６８以下、Ｙ座標が０．２９４以上、０．２９８以下で表される色度範囲内であることが好ましい。
１　　光源
１０　　液晶表示装置
２　　液晶パネル
２ａ　　背面
２ｂ　　表示面
２１ｍ　　液晶組成物
３　　光学フィルタ
３１１、３３１　　第１誘電体多層膜
３２１、３３２　　第２誘電体多層膜
４　　光散乱層
４２　　バインダー化合物
４ａ　　入光面
４ｂ　　出光面
Ｌ１、Ｌ１１　　白色光

Claims (9)

  1. 　画像を表示する表示面およびその反対面である背面を有する液晶パネルと、
    　白色光を前記液晶パネルの前記背面へ向けて照射する光源と、
    　前記液晶パネルの前記表示面を向く入光面およびその反対面である出光面を有する光散乱層と、
    　前記液晶パネルと前記光散乱層との間に配置され、前記液晶パネルからの光に含まれる特定の波長帯域の光の透過を妨げる光学フィルタとを備える、液晶表示装置。
  2. 　前記白色光が、５２０ｎｍ～５４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第１の光と、４４５ｎｍ～４５５ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第２の光とを含み、
    　前記光学フィルタによって、少なくとも４９５ｎｍ～５００ｎｍの範囲を含む第１波長帯域の光の透過が妨げられており、
    　前記光学フィルタを透過した前記第１の光の１／３輝度の波長幅が４０ｎｍ以下であり、前記光学フィルタを透過した前記第２の光の１／３輝度の波長幅が４０ｎｍ以下である、請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 　前記光学フィルタは、前記第１波長帯域の光の透過を妨げる第１誘電体多層膜を含む、請求項２記載の液晶表示装置。
  4. 　前記白色光が、６２０ｎｍ～６４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第３の光をさらに含む、請求項２または３記載の液晶表示装置。
  5. 　前記光学フィルタによって、少なくとも５８０ｎｍ～５８５ｎｍの範囲を含む第２波長帯域の光の透過がさらに妨げられており、
    　前記光学フィルタを透過した前記第３の光の１／３輝度の波長幅が３５ｎｍ以下である、請求項４記載の液晶表示装置。
  6. 　前記光学フィルタは、前記第２波長帯域の光の透過を妨げる第２誘電体多層膜をさらに含む、請求項５の液晶表示装置。
  7. 　前記光学フィルタを透過した前記第１の光の１／２輝度の波長幅が２０ｎｍ～５０ｎｍである、請求項２～６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  8. 　前記白色光が、青色ＬＥＤおよび蛍光体によって生成されている、請求項１～７のいずれか１項に液晶表示装置。
  9. 　前記蛍光体が、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+、Ｓｒ3Ｓｉ13Ａｌ3Ｏ2Ｎ21：Ｅｕ2+、およびＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項８の液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352613A (ja) * 1999-06-14 2000-12-19 Fuji Photo Film Co Ltd 光学フィルターおよび反射防止膜
JP2016004141A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 シャープ株式会社 カラー表示装置
JP2018113411A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 日亜化学工業株式会社 発光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352613A (ja) * 1999-06-14 2000-12-19 Fuji Photo Film Co Ltd 光学フィルターおよび反射防止膜
JP2016004141A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 シャープ株式会社 カラー表示装置
JP2018113411A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 日亜化学工業株式会社 発光装置

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