JP2011027764A - 光拡散部材、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出射面に対する所定角度内で、良好な視野角特性を得る
【解決手段】ＴＩＲシート１０は、光を入射する入射面と、当該入射面から入射した入射光を拡散して外部に出射する出射面とを備え、ＴＩＲシート１０の上記出射面には、入射光を透過する高屈折率部１２と、入射光を全反射または一部吸収する低屈折率部１４とが交互に配されており、高屈折率部１２と交互に配されている方向の低屈折率部１４の断面は、ＴＩＲシート１０の出射面側に底辺が配され、ＴＩＲシート１０の入射面側に上記底辺に対する頂角が配された三角形となっており、ＴＩＲシート１０の上記出射面の面積に対する上記出射面に配された透過部の面積の割合をＴＩＲ開口率とすると、上記頂角の角度と、上記ＴＩＲ開口率とは、視野角０°〜６０°内での出射γ値の最低値が２以上となるように決定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、視野角に対する視野角特性を向上させる光拡散部材、及び液晶表示装置に関する。

液晶表示装置など、画像を表示するディスプレイの視野角を向上させるために、画像の表示面に、視野角を向上させるための光拡散部材としてのＴＩＲ（Total Internal Reflection）シートを設ける構成が検討されている。

このような光拡散部材としては、例えば、特許文献１に光拡散層が開示されている。特許文献１に開示された光拡散層について、図２１を用いて説明する。

図２１は、従来技術の光拡散層１００の構成を表す断面図である。

図２１に示すように、光拡散層１００の図面の右側には、光拡散層１００に光を入射させる映像光源が配置され、図面の左側には観察者が位置する。そして、光拡散層１００は、観察者側から映像光源方向に順に、拡散剤入りシート１０１、断面形状が略台形とする単位レンズ１０２、ベースシート１０３が張り合わされている。さらに、隣接する単位レンズ１０２・１０２間の斜辺に挟まれた断面形状三角形の部分は、単位レンズ１０２の屈折率より低い屈折率を有する低屈折率物質で埋められた低屈折率部１０４が配置されている。

映像光源側から単位レンズ１０２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ１０１は、そのまま光拡散層１００の内部を直進して通過し、観察者に至る。映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に入射した垂直光Ｌ１０２は、単位レンズ１０２と低屈折率部１０４との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像光源側から単位レンズ１０２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ１０３は、斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。斜辺に所定以上の大きな角度をもって入射する迷光Ｌ１０４は、単位レンズ１０２と低屈折率部１０４との屈折率差によっても反射されることなく低屈折率部１０４の内部に入光する。低屈折率部１０４は着色されており、迷光は低屈折率部１０４にて吸収され、観察者側に至ることはない。

そして、断面形状が略台形である単位レンズ１０２の下底を入光部、斜面を全反射部、上底を出射部とし台形の上底の長さをＴ、高さをＨ、全反射部をなす斜辺が出光部の法線となす角度をθとした場合、以下の関係が成り立つように構成されている。
ｓｉｎ（９０°−θ）＞Ｎ２／Ｎ１
Ｎ１＜１／ｓｉｎ２θ
かつ
０＜Ｈ＜Ｔ／（ｔａｎ（２θ＋１０°）−ｔａｎθ）
このような構成により、迷光により表面輝度が低下したりコントラストが低下したりすることがなく、角度依存性が少なく、外光の散乱反射の少ない光拡散層を実現している。

特開２００３−５０３０７号公報（２００３年２月２１日公開）

しかしながら、上述のような従来技術は、低屈折率部１０４で反射される光（垂直光Ｌ１０２、光Ｌ１０３）の利用効率および拡散性に重点をおいた設計となっているが、視野角のγ特性を改善することができないという課題が生じる。

これについて、図２２を用いて説明する。

図２２は、光拡散層を表示面に配置した液晶表示装置の構成を表す断面図である。図２２に示すように、液晶表示装置１５０は、バックライト１３０と、液晶パネル１２０と、光拡散層１００とを備えている。なお、図２２では、光拡散層１００に配されている拡散剤入りシート１０１及びベースシート１０３の図示は省略している。バックライト１３０から発光された光は、液晶パネル１２０、光拡散層１００の順に透過し、光拡散層１００から、液晶表示装置１５０の外部に出射する。

光拡散層１００から外部へと出射する光には主に、低屈折率部１０４で反射された光である低屈反射光Ｌ１１２（例えば図１７での垂直光Ｌ１０２、光Ｌ１０３）と、低屈折率部１０４で反射されず、直接、出射する直抜け光Ｌ１１１（例えば図２１での垂直光Ｌ１０１）との２種類のパスが存在する。

低屈反射光Ｌ１１２は、低屈折率部１０４で反射されることにより進行角が大きくなり、単位レンズ１０２から光拡散層１００の外部へと出射するパスである。一方、直抜け光Ｌ１１１は、低屈折率部１０４で反射されず光拡散層１００の外部へと出射するパスであり、光拡散層１００への入射角に対して、光拡散層１００からの出射角が、低屈反射光Ｌ１１２ほど変化しない。

通常、液晶パネルの視野角特性は、正面での特性と斜め視野角での特性の差で表されることが多く、これらの差が生じる主な原因は、液晶分子自体の配向は同じでも、正面と斜め視野角では、液晶分子の見かけ上の傾きあるいは方位角に差が発生し、実効的なリタデーションの差が発生してしまうことにある。従って、より視野角が大きくなるほど正面との差が大きくなり、視野角特性は悪化することになる。

ここで、図２２に示す低屈反射光Ｌ１１２と、直抜け光Ｌ１１１とで、光拡散層１００からの出射角が同じであるとすると、直抜け光Ｌ１１１と比較して低屈反射光Ｌ１１２の方が、液晶パネルを通過する際の進行角としては小さく、つまりは正面との実効的なリタデーションの差が小さいため、視野角特性としては良好な光である。一方、光拡散層１００から、低屈反射光１１０と同じ出射角で出射する直抜け光１１１は、低屈反射光１１０と比較して、液晶パネルを通過する際の進行角としては大きく、つまりは正面との実効的なリタデーションの差が大きいため、視野角特性としては好ましくない光である。視野角によって、これら２種類の光（低屈反射光１１０及び直抜け光１１１）の存在確率が異なり、角度によっては、視野角特性の改善効果が得られない場合がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の角度での当該出射面からの出射光の特性を、正面への出射光の特性に近づけ、視野角特性を改善することである。

上記の課題を解決するために、本発明の光拡散部材は、光を入射するための入射面と、当該入射面から入射した入射光を拡散して外部に出射するための出射面とを備えた光拡散部材であって、上記光拡散部材の上記出射面には、入射光を透過するための透過部と、入射光を全反射または吸収するための反射吸収部とが交互に配されており、上記透過部と交互に配されている方向の上記反射吸収部の断面は、上記光拡散部材の出射面側に底辺が配され、上記光拡散部材の入射面側に上記底辺に対する頂角が配された三角形となっており、上記光拡散部材の上記出射面の面積に対する上記出射面に配された透過部の面積の割合を開口率としたとき、上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように、上記頂角と、上記開口率とが決定されていることを特徴とする。

上記構成により、上記光拡散部材は、入射面からの入射光を拡散して、出射面から外部へと出射する。また、上記出射面には、入射光を透過する透過部と、入射光を全反射または吸収するための反射吸収部とが、交互に配されている。このため、上記出射面から出射する光（出射光）には、上記入射面から入射し、上記反射吸収部で全反射、または一部が吸収されて上記透過部の出射面から外部へと出射する反射光と、上記入射面から入射し、上記反射吸収部では反射または吸収されず、直接、上記透過部の出射面から外部へと出射する直接光とが存在することになる。

上記反射吸収部の上記透過部と交互に配されている方向の断面は、底辺が上記出射面側に配され、上記底辺に対する頂角が入射面側に配された三角形となっている。

このため、頂角と、上記開口率とを制御することで、この三角形の形状を制御し、上記出射光のうち、上記反射光と、上記直接光との割合を決定することができる。このように、上記反射光と、上記直接光との割合を決定することで、視野角に対するγ値を制御することができる。

そこで、上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように、上記頂角と、上記開口率とが決定されている。

これにより、出射面の垂線に対して６０°以内で、特定の角度での当該出射面からの出射光の特性を、正面への出射光の特性に近づけ、視野角特性を改善することができる。

上記頂角の角度のとりうる範囲の上限値をαｍａｘとし、上記頂角の角度のとりうる範囲の下限値をαｍｉｎとしたとき、
αmax＝２３９．６×γ_orgθ45 ³−１１２１．８×γ_orgθ45 ²＋１７６８．５×γ_orgθ45−９１０．８
αmin＝−９４．６×γ_orgθ45 ³＋４３２．４×γ_orgθ45 ²−６６８．０×γ_orgθ45＋３６８．０
であることが好ましい。

上記構成によると、頂角をαmin以上αmax以下とすることで、上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように頂角を決定することができる。このため、特定の角度での当該出射面からの出射光の特性を、正面への出射光の特性に近づけ、視野角特性を改善することができる。

上記頂角の角度のとりうる範囲の上限値は３５°であり、上記頂角の角度のとりうる範囲の下限値をαｍｉｎとしたとき、
αmin＝−９４．６×γ_orgθ45 ³＋４３２．４×γ_orgθ45 ²−６６８．０×γ_orgθ45＋３６８．０
であることが好ましい。

上記構成によると、頂角をαmin以上３５°以下とすることで、特定の角度での当該出射面からの出射光の特性を、正面への出射光の特性に近づけ、視野角特性を改善することに加え、光拡散部材の内部での光束ロスを抑えることができる。

上記頂角の角度は、２１°以上２３°以下であることが好ましい。

上記構成によると、上記光の入射面から入射する入射光のγ特性や、上記開口率に依存すること無く頂角を決定することができる。

上記開口率の値のとりうる範囲の上限値をＡｐとし、上記開口率の値のとりうる範囲の下限値はゼロより大きい場合、
Ａｐ＝１０５．８×γ_orgθ45−１１５．９
であることが好ましい。

上記構成により、開口率の値をゼロより大きく、Ａｐ以下とすることで、上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下とすることができる。

本発明の液晶表示装置は、上記光拡散部材が表示面に配されている液晶表示パネルを備えていることが好ましい。

ここで、出射面の垂線に対して６０°以内は、一般的に、液晶表示装置などの画像を視認する視認角度の範囲内である。このため、上記構成により、一般的な視認角度の範囲内で、良好な視認性を得ることができる。

上記液晶表示パネルは、当該液晶表示パネルの表示面の垂線方向のγ値を２．２としたとき、上記表示面の垂線に対して４５°のγ値が１．４〜２．０であることが好ましい。

上記構成により、より確実に視認角度の範囲内で、良好な視認性を得ることができる液晶表示装置を構成することができる。

本発明の光拡散部材は、光を入射するための入射面と、当該入射面から入射した入射光を拡散して外部に出射するための出射面とを備えた光拡散部材であって、上記光拡散部材の上記出射面には、入射光を透過するための透過部と、入射光を全反射または一部吸収するための反射吸収部とが交互に配されており、上記透過部と交互に配されている方向の上記反射吸収部の断面は、上記光拡散部材の出射面側に底辺が配され、上記光拡散部材の入射面側に上記底辺に対する頂角が配された三角形となっており、上記光拡散部材の上記出射面の面積に対する上記出射面に配された透過部の面積の割合を開口率としたとき、上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように、上記頂角と、上記開口率とが決定されている。

このため、出射面の垂線に対して６０°以内で、当該出射面からの出射光の特性を、正面への出射光の特性に近づけ、視野角特性を改善することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置の構成を表す断面図である。 本発明の液晶表示装置の構成を表す断面図である。 本発明のＴＩＲシートの構成を表す斜視図である。 液晶パネルの表示面にＴＩＲシートを配した液晶表示装置と、液晶パネルの表示面にＴＩＲシートを配していない液晶表示装置との視野角に対する視野角γ特性を表す図である。 （ａ）は、頂角が小さい低屈折率部を配置したＴＩＲシートを透過する低屈反射光の反射の様子を表し、（ｂ）は（ａ）より頂角を大きくした低屈折率部を配置したＴＩＲシートを透過する低屈反射光の反射の様子を表す図である。 頂角を変更した場合の視野角に対する視野角γ特性を表す図である。 色々な元パネル視野角γ特性での、頂角に対するＴＩＲ視野角γ特性の最低値の変化を示している。 各元パネル視野角γ特性と、頂角の上限値及び頂角の下限値との関係を表した図である。 、元パネル視野角γ特性が１．５５の液晶パネルに対して、頂角２２°のＴＩＲシートを配した場合の視野角γ特性を示している。 （ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．７５の液晶パネルに対して、頂角２２°のＴＩＲシートを使用した場合の視野角γ特性を示している。 （ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．５５、頂角が２２°での視野角に対する各パスの存在率を表す図である。 （ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．７５、頂角が２２°での視野角に対する各パスの存在率を表す図である。 色々な元パネル視野角γ特性での、ＴＩＲ開口率に対するＴＩＲ視野角γ特性の最低値の変化を表す図である。 各元パネルγ特性に対するＴＩＲ開口率の上限値を表す図である。 （ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシートの頂角を２０°、ＴＩＲ開口率を６５％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光と、低屈反射光とのそれぞれの存在率を表した図である。 （ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシートの頂角を２２°、ＴＩＲ開口率を６９％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光と、低屈反射光とのそれぞれの存在確率を表した図である。 （ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシートの頂角を２４°、ＴＩＲ開口率を６４％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光と、低屈反射光とのそれぞれの存在確率を表した図である。 元パネル視野角γ特性が１．５５の場合の頂角と、ＴＩＲ開口率との関係を表す図である。 元パネル視野角γ特性を変化させた場合の頂角とＴＩＲ開口率の上限値との関係を表す図である。 （ａ）は本来表示すべき階調を表示している画素の様子を表し、（ｂ）は空間的に分割した画素の様子を表し、（ｃ）は時間的に分割した画素の様子を表す図である。 従来技術の光拡散層の構成を表す断面図である。 従来技術の光拡散層を表示面に配置した液晶表示装置の構成を表す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（各用語の定義）
まず、本明細書中に記載している下記の用語について、以下のように定義する。

「γ特性」「γ値」とは、液晶パネルの表示階調に対する輝度の特性（階調‐輝度特性）またはその特性を数値で表したものである。

「正面γ特性」、「正面γ値」とは、液晶パネルの正面での階調‐輝度特性、またその特性を数値で表したものを指す。全階調範囲で一つの数値で表す場合は、近似値を用いるものとする。液晶パネルそのものの固有の特性というより、目的の特性になるように回路などを調整するものであり、どの正面γ特性ならば良いというものではない。一般的には２．２近傍に調整される。

なお、本明細書中では、さらに、液晶パネルに対して正面以外の方向でのγ特性を定義するが、それらは、液晶パネルに対して正面でのγ特性を２．２に設定した場合でのγ特性あるいはγ値とする。この液晶パネルに対して正面でのγ特性を２．２に設定する方法としては、回路を調整してもよいが、回路を調整せずにデータ上で換算するだけでもよい。

「視野角γ特性」、「視野角γ値」とは、液晶パネルの斜め視野角での階調-輝度特性、またその特性を数値で表したものを指す。全階調範囲で一つの数値を表す場合は、近似値を用いる。本明細書中では、正面γ値を２．２にした場合での、斜め視野角でのγ特性と定義する。正面γ特性を規格化することで、視野角γ特性は、液晶パネルそのものの固有の特性となり、液晶パネルの視野角性能の指標の一つとなる。ＶＡモードなどでは、視野角が大きいほど、視野角γ値は正面γ値２．２に比べて、より小さくなる傾向がある。

「（視野角）γシフト」とは、正面γ特性に対する視野角γ特性のズレを指す。γシフトが小さいというのは、視野角性能がよいということである。但し、γシフトだけで、全ての視野角性能を表せるものではない。つまり、γシフトは、視野角性能を表す指標のうちの一つである。本明細書中では、このγシフトが小さい液晶表示装置を提案している。異なる液晶パネル間で、前記視野角γ値を比べれば、γシフトの程度の差、つまりは視野角性能の差が比較できる。一般的にＩＰＳモードの方がＶＡモードよりγシフトが小さい。

「元パネル視野角γ特性」、「元パネル視野角γ値」とは、本明細書では、ＴＩＲシートを配置しない状態での液晶パネルそのものの視野角γ特性、またはその特性を数値で表したもののことを指す。「元パネル視野角γ特性」、「元パネル視野角γ値」は、正面γ値を２．２にした場合の、視野角４５°（代表値として視野角４５°を用いるものとする）での視野角γ特性（γ値としては全階調範囲でのγ値）と定義する。

つまりは、ＴＩＲで特性改善する前の元パネルの視野角性能ということになる。数値が２．２に近いほどγシフトは小さく、視野角性能はよい。一般的なＶＡモードでは１．４〜１．６５程度、画素分割法などで視野角性能を改善したＶＡモードでは１．６〜１．８５程度である。なお、本明細書中では、「元パネル視野角γ特性」、「元パネル視野角γ値」をγ_orgθ45と表すことにする。

「ＴＩＲ視野角γ特性」、「ＴＩＲ視野角γ値」とは、本明細書中では、液晶パネル上（液晶パネルの表示面）にＴＩＲシートを配置した状態での視野角γ特性、またはその特性を数値で表したものことを指す。「ＴＩＲ視野角γ特性」、「ＴＩＲ視野角γ値」は、正面γ値を２．２にした場合の、各々の視野角での視野角γ特性（γ値としては全階調範囲での近似値）と定義する。つまりはＴＩＲで特性改善した後の液晶パネルの視野角性能ということになる。数値が２．２に近いほどγシフトは小さく、視野角性能はよい。なお、本明細書中では、「ＴＩＲ視野角γ特性」、「ＴＩＲ視野角γ値」は、γ_tirθ30、γ_tirθ45などと表すことにする。

「ＴＩＲ視野角γ最小値」とは、本明細書中では、ディスプレイの一般的な視認角度である視野角０°〜６０°の範囲での、ＴＩＲ視野角γ値の最小値と定義する。主観評価によると、正面γ値を２．２に規格化した場合に、その正面γ特性に対して視野角γ値が２．０以上であれば、感覚的なγシフトは感じられないので、ＴＩＲ視野角γ値が２．０以上であれば、液晶表示装置として視野角性能が良好であるといえる。なお、本明細書中では、「ＴＩＲ視野角γ最小値」はγ_tirminと表すことにする。また、「ＴＩＲ視野角γ最小値」は「ＴＩＲ視野角γ特性の最低値」と称する場合がある。
（液晶表示装置の構成）
次に、図２、３を用い、表示面に光拡散部材が配された液晶表示装置５０の構成について説明する。

図２は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表す断面図である。

図３は、本実施の形態に係るＴＩＲシート１０の構成を表す斜視図である。

図２に示すように液晶表示装置５０は、光源としてのバックライト３０と、画像を表示する液晶パネル２０と、入射する光を拡散するＴＩＲシート１０（光拡散部材）とを備えている。

液晶パネル２０の両面それぞれには、裏偏光板２２と、表偏光板２１とが配されている。そして、バックライト３０は、液晶パネル２０の裏偏光板２２が配されている面と、裏偏光板２２を介して対向配置されている。また、ＴＩＲシート１０は、表偏光板２１の表面に配されている。つまり、ＴＩＲシート１０は、表偏光板２１を介して、液晶パネル２０の表面に配されている。

バックライト３０から発光された光は、裏偏光板２２を介して、液晶パネル２０の入射面側から、液晶パネル２０に入射する。この液晶パネル２０に入射した光は、液晶パネル２０の出射面側から表偏光板２１を介してＴＩＲシート１０に入射する。そして、ＴＩＲシート１０に入射した光は、ＴＩＲシート１０によって拡散されて、観察者へと出射する。液晶パネル２０の光の出射面が、画像等を観察者へと表示する表示面である。

バックライト３０、表偏光板２１、裏偏光板２２は、一般的に使用されているものを本実施の形態でも使用することができる。

液晶パネル２０は、ＴＦＴなどのアクティブ素子が配された素子基板と、カラーフィルタが配された対向基板とが、液晶層を介して対向配置されている。液晶パネル２０は、一般的に使用されているものを本実施の形態でも使用することができ、例えば、ＶＡ、ＭＶＡ、ＰＳＡ、４ＤＲＴＮ、ＰＶＡ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＴＮなど、さまざまな液晶パネルを用いることができる。なお、液晶パネル２０を元パネルと称する場合がある。この液晶パネル２０は、表示面の垂線方向のγ値を２．２としたとき、表示面の垂線（正面視野）に対して４５°のγ値が１．４〜２．０程度であることが好ましい。

ＴＩＲシート１０は、液晶パネル２０から出射される光を入射面から入射し、当該ＴＩＲシート１０の入射面から入射した入射光を拡散して、出射面から観測者側の外部へと出射する。ＴＩＲシート１０内の出射面側には、入射光を透過する高屈折率部１２（透過部）と、入射光を入射角条件により全反射あるいは吸収する低屈折率部１４（反射吸収部）とが交互に配されている。

図３に示すように本実施の形態では、低屈折率部１４は高屈折率部１２の出射面側にスリット状に形成されている。そして、低屈折率部１４は高屈折率部１２より屈折率が小さい材料からなり、例えば、カーボンなどの顔料や、染料などによって所定の濃度となるように着色されている。

そして、高屈折率部１２と交互に配されている方向の低屈折率部１４の断面は、ＴＩＲシート１０の出射面に底辺が配され、ＴＩＲシート１０の内部であって、上記底辺と対向する位置に、上記底辺に対する頂角が配された三角形となっている。つまり、低屈折率部１４の頂角は、高屈折率部１２と接する低屈折率部１４の斜面間の角度である。

また、ＴＩＲシート１０の出射面の面積に対する上記出射面に高屈折率部１２の面積の割合をＴＩＲ開口率（開口率）とする。

そして、高屈折率部１２の出射面には、光を拡散する光拡散剤を含む光拡散層１１が配されており、高屈折率部１２の光の入射側には、ベースシート１３が配されている。光拡散層１１、ベースシート１３は、高屈折率部１２と略同じ屈折率の材料からなる。

なお、図３の例では、説明のために、光拡散層１１と、高屈折率部１２と、ベースシート１３とを離して記載しているが、実際には、これらは、張り合わされているものである。また、ＴＩＲシート１０は、光拡散層１１を省略した構成としてもよい。
（ＴＩＲシート内の光の進行経路）
次に、図１を用い、本実施の形態に係る液晶表示装置５０のＴＩＲシート１０を透過する透過光について説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置５０の構成を表す断面図である。なお、図１の例では、上述した、光拡散層１１、ベースシート１３、表偏光板２１、裏偏光板２２の記載は省略している。

バックライト３０から発光された光は、バックライト３０と、液晶パネル２０との隙間を介して、液晶パネル２０に入射する。そして液晶パネル２０に入射した光は、液晶パネル２０の出射面からＴＩＲシート１０へと入射する。

ここで、ＴＩＲシート１０に入射した後、ＴＩＲシート１０の外部に出射される光には、低屈折率部１４で全反射または一部が吸収されて、ＴＩＲシート１０の外部に出射する光（反射光）と、低屈折率部１４に入射せず（つまり低屈折率部１４で反射や吸収されず）、直接、高屈折率部１２からＴＩＲシート１０の外部へ出射する光（直接光）とが存在する。

このように、低屈折率部１４で反射してＴＩＲシート１０の外部へと出射する光が低屈反射光Ｌ２（反射光）であり、低屈折率部１４で全反射や吸収されず、直接、ＴＩＲシート１０の外部へ出射する光が直抜け光Ｌ１（直接光）である。換言すると、直抜け光Ｌ１は、低屈折率部１４が存在することによる、光拡散の効果を受けない光と表現できる。

これら、直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２との視野角に対する比率を制御することにより、ＴＩＲシート１０の出射面から出射する光の視野角γ特性を向上させることができる。この、直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２との比率は、（i）元パネル（液晶パネル２０）の視野角γ特性（ii）低屈折率部１４の頂角α（iii）ＴＩＲシート１０のＴＩＲ開口率によって決定される。

つまり、これら（i）〜（iii）のパラメータを制御することで、液晶表示装置５０の視野角γ特性を制御することができる。

この液晶表示装置５０のγ特性は、ＴＩＲシート１０の出射面の垂線方向（つまり正面視野）でのγ値が２．２であり、上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように、上記頂角αと、上記ＴＩＲ開口率とが決定されていることが好ましい。これにより、一般的な視認角度の範囲内で、良好な視認性を得ることができる。

以下、上記（i）〜（iii）のそれぞれの具体的な制御方法について説明する。
（ＴＩＲシートによる視野角改善効果）
まず、液晶パネル２０の表示面にＴＩＲシート１０を配することによる視野角改善効果の一例について説明する。

図４は、液晶パネルの表示面にＴＩＲシートを配した液晶表示装置と、液晶パネルの表示面にＴＩＲシートを配していない液晶表示装置との視野角に対する視野角γ特性を表す図である。

両方とも元パネルである液晶パネル２０としては、一般的なＶＡモードの液晶パネルを用い、元パネル視野角γ特性（正面γ値を２．２にした場合の、視野角４５°での視野角γ特性）が１．５５のものを用いている。

そして、一方は、液晶パネル２０の表示面にＴＩＲシート１０を配していない通常パネルを用いたＴＩＲ無しの液晶表示装置であり、他方は、液晶パネル２０の表示面にＴＩＲシート１０を配しているＴＩＲ有りの液晶表示装置５０である。ＴＩＲシート１０はＴＩＲ開口率３５％、頂角２２°のものを用いている。

図４に示すように、ＴＩＲ無しの液晶表示装置では、正面γ値が２．２と一定であるのに対して、視野角が大きくなるとともに、視野角γ値が小さくなっていく。つまり、ＴＩＲ無しの液晶表示装置では、視野角が大きくなるとともに、γシフトが大きくなっていく。

これに対し、ＴＩＲ有りの液晶表示装置５０では、視野角が０°〜６０°の範囲内で、視野角γ特性が２．０を下回ることはない。この視野角が０°〜６０°の範囲内は、一般的に液晶表示装置を視認する角度範囲であり、視野角が０°〜６０°以内で視野角γ値を２．０以上に保持すれば、良好な視野角特性となる。

つまり、ＴＩＲ視野角γ最小値γ_tirmin＝２とすることで、視野角が０°〜６０°以内において、液晶表示装置５０で良好な視野角特性を得ることができる。なお、良好な視野角特性を得るための視野角γ値の最低値を２とすることは、主観評価により決定している。
（頂角の影響）
次に、図５、６を用い、頂角の影響について説明する。頂角の大きさが変化すると、視野角γ特性の改善効果も変化する。

図５（ａ）は、頂角が小さい低屈折率部１４を配置したＴＩＲシート１０を透過する低屈反射光Ｌ２の反射の様子を表し、（ｂ）は（ａ）より頂角を大きくした低屈折率部１４を配置したＴＩＲシート１０を透過する低屈反射光Ｌ２の反射の様子を表す図である。

図６は、頂角を変更した場合の視野角に対する視野角γ特性を表す図である。

図５（ａ）に示すように、低屈折率部１４の頂角が小さいと、低屈反射光Ｌ２が低屈折率部１４の斜辺で反射する角度が小さくなる。つまり、低屈反射光Ｌ２の、ＴＩＲシート１０への入射角に対するＴＩＲシート１０からの出射角の変化が小さい。このため、視野角６０°などの高視野角側で視野角γ特性が小さくなる。

例えば、頂角を１７°に設定した場合、図６の領域Ａに示すように、視野角６０°での視野角γ特性が２．０より小さくなる。

このように、頂角が小さすぎると、高視野角側への光拡散性が不十分となり、元々視野角γ特性が悪い高視野角側の視野角γ特性の改善効果が小さくなる。

図５（ｂ）に示すように、低屈折率部１４の頂角が大きいと、低屈反射光Ｌ２が低屈折率部１４の斜辺で反射する角度も大きくなる。つまり、低屈反射光Ｌ２の、ＴＩＲシート１０への入射角に対するＴＩＲシート１０からの出射角の変化が大きい。

このため、視野角６０°などの高視野角側で視野角γ特性が大きくなる。しかし、視野角３０°近傍での視野角γ特性が大きく低下してしまう。例えば、頂角を２６°に設定した場合、図６の領域Ｂに示すように、視野角３０°近傍での視野角γ特性が２．０より小さくなる。

このように、頂角が大きすぎると、光拡散性が向上することにより、視野角６０°近傍の高視野角側の視野角γ特性の改善効果大きくなるが、中間付近の視野角３０°近傍の視野角での視野角γ特性が大きく低下する。これは、ＴＩＲシート１０を液晶パネル２０の表示面に配している液晶表示装置５０特有の課題である。

このように、頂角は大きすぎても小さすぎても十分な視野角改善効果が得られないので、良好な視野角改善効果を得るためには、最適な頂角を設定する必要がある。

（頂角の設定範囲）
上述したように、液晶表示装置５０で、ＴＩＲ視野角γ特性は、（i）元パネル（液晶パネル２０）の視野角γ特性（ii）低屈折率部１４の頂角α（iii）ＴＩＲシート１０のＴＩＲ開口率によって決定される。

従って、使用する液晶パネル２０の視野角γ特性に応じて、ＴＩＲシート１０における低屈折率部１４の頂角およびＴＩＲ開口率を設計する必要がある。

上述したように、頂角は、大きすぎても小さすぎても、ＴＩＲシート１０による視野角改善効果が小さくなる。つまり、頂角が大きすぎる範囲または頂角が小さすぎる範囲は、ＴＩＲ開口率をどのように調整しても、十分な視野角改善効果が得られない頂角の範囲といえる。

従って、液晶表示装置５０で最適な視野角特性を得るには、まず、液晶パネル２０の視野角γ特性に対して、最適な頂角の範囲を決定する必要がある。

図７は、色々な元パネル視野角γ特性での、頂角に対するＴＩＲ視野角γ特性の最低値の変化を示している。

図７の横軸は低屈折率部１４の頂角を表している。図７の縦軸は、視野角０°〜６０°内でのＴＩＲ視野角γ最小値を表している。

図７に示すように、元パネル視野角γ特性の違いによらず、頂角が２１°〜２３°付近で、ＴＩＲ視野角γ最小値が極大値となり、それよりも頂角が大きくなると共に、ＴＩＲ視野角γ最小値は小さくなり、ある頂角の値で２．０を下回る。また逆に、頂角が小さくなる場合も同様である。それぞれの元パネル視野角γ特性において、ＴＩＲ視野角γ最小値γ_tirmin＝２．０以上となるように頂角を設定する必要がある。

つまり、図７で、各元パネル視野角γ特性を表すグラフで、ＴＩＲ視野角γ最小値が２となる頂角の範囲を設定すれば、視野角０°〜６０°内で、２以上のＴＩＲ視野角γ特性を得られることになる。

換言すると、図７で、各元パネル視野角γ特性のＴＩＲ視野角γ最小値γ_tirmin＝２．０となる頂角のうち、値が大きい方が頂角の上限値であり、値が小さい方が頂角の下限値となる。

この、各元パネル視野角γ特性と、頂角の上限値及び下限値との関係を表すと図８の図のようになる。

図８は、図７で示した関係から、各元パネル視野角γ特性と、頂角の上限値及び頂角の下限値との関係を表した図である。

頂角の設定範囲は、図８に示すように、各元パネルγ特性のそれぞれで、頂角の上限値から頂角の下限値までの範囲内であればよい。

図８に示すように、元パネル視野角γ特性が良いほど（つまり元パネル視野角γ特性が２．２に近いほど）頂角の上限値から下限値までの幅が広く、頂角の取りえる範囲は広い。このように元パネルγ特性に対する頂角の上限値αmaxと、元パネルγ特性に対する頂角の下限値αminとを式で表すと、以下の（１）式、（２）式のようになる。
頂角の上限値：αmax＝２３９．６×γ_orgθ45 ³−１１２１．８×γ_orgθ45 ²＋１７６８．５×γ_orgθ45−９１０．８・・・（１）
頂角の下限値：αmin＝−９４．６×γ_orgθ45 ³＋４３２．４×γ_orgθ45 ²−６６８．０×γ_orgθ45＋３６８．０・・・・・・（２）
例えば、γ_orgθ45＝１．５５の場合（１）式より頂角の上限値αmax＝２７．４９、（２）式より頂角の下限値αmin＝１９．１６となる。また、γ_orgθ45＝１．７５の場合（１）式より頂角の上限値αmax＝３２．６７、（２）式より頂角の下限値αmin＝１６．２３となる。

ここで、頂角の値の決定を簡単にするために、頂角を自然数とする場合は、（１）式から算出されるαmaxの値の小数点以下は切り捨てとする。また、（２）式から算出されるαminの値の小数点以下は切り上げとする。

また、頂角の上限値は、一般的な樹脂（高屈折率部１２の屈折率１．５８程度、低屈折率部１４の屈折率１．５０程度）を使用する場合、光束ロスを抑えるために、（１）式を満たし、さらに３５°以下程度が好ましい。

加えて、図７で示したように、元パネル視野角γ特性の違いによらず、頂角が２１°〜２３°付近で、ＴＩＲ視野角γ最小値が極大値となる。ＴＩＲ視野角γ特性は値が大きい方が視野角特性がよいので、図８の網掛け部分に示すように、頂角が２１°〜２３°の範囲内が、頂角の最適範囲である。つまり、頂角を２１°〜２３°に設定すれば、元パネル視野角γ特性に依存せず、最適なＴＩＲ視野角γ特性、つまりＴＩＲ視野角γ最小値γ_tirminを２以上とすることができる。
（直抜け光とＴＩＲ開口率との関係）
図１を用いて、直抜け光Ｌ１と、ＴＩＲ開口率との関係について説明する。

上述したように、ＴＩＲシート１０を透過する光には、低屈折率部１４で反射してＴＩＲシート１０の外部へと出射する低屈反射光Ｌ２と、低屈折率部１４に入射せず、直接、ＴＩＲシート１０の外部へ出射する直抜け光Ｌ１とが存在する。

ここで、ＴＩＲシート１０の出射面に対する出射角度が同じである直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２とを比較すると、低屈反射光Ｌ２の方が、液晶パネル２０中を透過する際の進行角が、液晶パネル２０の表示面に対して垂直に近いので、正面と比較して液晶分子の見かけ上の傾きあるいは方位角の差が小さく、つまりは実効的なリタデーションの差が小さくなる。このため、直抜け光Ｌ１に比べて、低屈反射光Ｌ２の方が、視野角特性としては良好な光である。

一方、直抜け光Ｌ１は、液晶パネル２０中を透過する際、液晶パネル２０の表示面に対するの進行角が大きいので、正面と比較して液晶分子の見かけ上の傾きあるいは方位角の差が大きく、つまりは実効的なリタデーションの差が大きくなる。このため、低屈反射光Ｌ２に比べて、直抜け光Ｌ１は、視野角特性としては好ましくない光である。

そして視野角によって、直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２との存在比率が異なり、ＴＩＲ視野角特性を改善しようとしても、視野角の範囲によっては、ＴＩＲ視野角特性の改善効果が小さい領域が発生することになる。このような、ＴＩＲ視野角特性の改善効果が小さい視野角の範囲内では、視認性が悪くなる。

例えば、視野角が０°〜（α／２）°の範囲では、低屈反射光Ｌ２は存在せず、直抜け光Ｌ１のみがＴＩＲシート１０から出射するので、ＴＩＲ視野角特性の改善効果が全くない範囲となる。すなわち、液晶パネル２０のγ特性となる。但し、視野角が０°〜（α／２）°の範囲では、視野角の角度自体が小さいので、γ特性自体はよい状態である。

そして、視野角が（α／２）°より大きくなるに伴い、ＴＩＲシート１０から出射される光のうち、直抜け光Ｌ１の存在比率が減少し、低屈反射光Ｌ２の存在比率が増加する。

すなわち、液晶表示装置５０としての視野角γ特性は、低屈反射光Ｌ２と直抜け光Ｌ１との比率（低屈反射光Ｌ２／直抜け光Ｌ１）と、元パネル視野角γ特性とから決定されることになる。

そして、中間付近である視野角３０°近傍では、元パネルである液晶パネル２０の視野角特性が大きく悪化し始める領域であり、かつ、直抜け光Ｌ１の存在比率がまだ十分に大きいので、最も視野角γ特性が悪くなる傾向がある。

また、直抜け光Ｌ１の存在比率はＴＩＲ開口率による影響が大きく、ＴＩＲ開口率がある程度小さいと、高視野角側での直抜け光Ｌ１の存在比率が小さくなり、視野角３０°付近よりも視野角６０°の方が特性が良くなるという現象を起こる。つまり、ＴＩＲ開口率を決定することにより、液晶表示装置５０の視野角特性を決定することができる。
（ＴＩＲ開口率の影響）
次に、図９、図１０（ａ）（ｂ）を用い、ＴＩＲ開口率の影響について説明する。

ここで、同じＶＡモードの液晶パネル２０を用いた場合でも、画素分割駆動方式を適用するなどして、元パネル視野角γ特性を１．５５から１．７５に向上させることができる。なお、この画素分割駆動方式については後述する。

図９は、元パネル視野角γ特性が１．５５の液晶パネル２０に対して、頂角２２°のＴＩＲシート１０を使用した場合の視野角γ特性を示している。

図９に示すように、ＴＩＲ開口率４０％では、視野角０°〜６０°に全範囲で視野角γ特性が２．０以上であり、良好な視野角特性といえる。ＴＩＲ開口率４０％では、視野角２５°近傍でＴＩＲ視野角γ最小値となるが、当該最小値でも２以上であるので良好な視野角特性となっている。

一方、図９に示すように、ＴＩＲ開口率６０％では、視野角３０°付近で、ＴＩＲ視野角γ最小値となり、当該最小値が２．０を下回るので、良好な視野角特性とはいえない。

図１０（ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．７５の液晶パネル２０に対して、頂角２２°のＴＩＲシート１０を使用した場合の視野角γ特性を示している。

図１０（ａ）に示すように、ＴＩＲ開口率６５％では、視野角０°〜６０°に全範囲で視野角γ特性が２．０以上であり、良好な視野角特性といえる。ＴＩＲ開口率６５％では、視野角４０°近傍でＴＩＲ視野角γ最小値となるが、当該最小値でも２以上であるので良好な視野角特性となっている。

一方、図１０（ｂ）に示すように、ＴＩＲ開口率７５％では、視野角４５°近傍で、ＴＩＲ視野角γ最小値となり、当該最小値が２．０を下回るので良好な視野角特性とはいえない。
（各パスの存在率）
図１１（ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．５５、頂角が２２°での視野角に対する各パスの存在率を表す図であり、（ａ）はＴＩＲ開口率４０％の場合を表し、（ｂ）はＴＩＲ開口率６０％の場合を表している。

図１２（ａ）（ｂ）は、元パネル視野角γ特性が１．７５、頂角が２２°での視野角に対する各パスの存在率を表す図であり、（ａ）はＴＩＲ開口率６５％の場合を表し、（ｂ）はＴＩＲ開口率７５％の場合を表している。

各パスの存在率とは、バックライト３０（ＢＬ）から出射した光の輝度を１とした場合に、ＴＩＲシート１０から出射される光の直抜け光Ｌ１、及び低屈反射光Ｌ２の各パスの輝度の相対値を表している。

元パネル視野角γ特性が１．５５、頂角が２２°の場合、図１１（ａ）に示すように、ＴＩＲ開口率４０％では、視野角３０°近傍での各パスの存在率（低屈反射光Ｌ２の存在比率／直抜け光Ｌ１の存在比率）は１．０程度である。一方、図１１（ｂ）に示すように、ＴＩＲ開口率６０％では、視野角３０°近傍での各パスの存在率（低屈反射光Ｌ２の存在比率／直抜け光Ｌ１の存在比率）は０．３程度と、ＴＩＲ開口率が４０％の場合と比べて、各パスの存在率がかなり小さくなっている。

上述したように、液晶パネル２０を透過する際に、液晶パネル２０の表示面に対してより垂直に近い光である低屈反射光Ｌ２は、直抜け光Ｌ１と比べて視野角特性としては良い光なので、ＴＩＲ開口率６０％の場合と比較して、低屈反射光Ｌ２の存在比率が大きいＴＩＲ開口率４０％の方が、視野角３０°付近の視野角γ特性が低下することを小さくすることができるので、全視野角範囲（視野角０°〜６０°内）に渡り、良好なγ特性となる。

また、元パネル視野角γ特性が１．７５、頂角が２２°の場合、図１２（ａ）に示すように、ＴＩＲ開口率６５％では、視野角４０°近傍での各パスの存在率（低屈反射光Ｌ２の存在比率／直抜け光Ｌ１の存在比率）は０．５程度である。一方、図１２（ｂ）に示すように、ＴＩＲ開口率７５％では、視野角４５°近傍での各パスの存在率（低屈反射光Ｌ２の存在比率／直抜け光Ｌ１の存在比率）は０．３程度とかなり小さくなっている。

このように、元パネル視野角γ特性が１．７５、頂角が２２°の場合でも、ＴＩＲ開口率７５％の場合と比較して、低屈反射光Ｌ２の存在比率が大きいＴＩＲ開口率６５％の方が、視野角４５°付近の視野角γ特性が低下することを小さくすることができるので、全視野角範囲（視野角０°〜６０°内）に渡り、良好なγ特性となる。
（ＴＩＲ開口率の設定範囲）
図１３は、色々な元パネル視野角γ特性での、ＴＩＲ開口率に対するＴＩＲ視野角γ特性の最低値（ＴＩＲ視野角γ最小値）の変化を表す図である。なお、頂角は最適値の範囲内である２２°としている。

図１３に示すように、元パネル視野角γ特性の違いによらず、ＴＩＲ開口率が大きくなると共に、ＴＩＲ視野角γ特性の最低値は減少し、あるＴＩＲ開口率の値で、ＴＩＲ視野角γ最小値が２．０を下回る。これは、視野角３０°付近のＴＩＲ視野角γ特性が悪くなる（２．０を下回る）ためである。また、逆に、元パネル視野角γ特性の違いによらず、ＴＩＲ開口率が小さくなると共に、ＴＩＲ視野角γ特性の最低値は値が増加する。

各元パネル視野角γ特性において、ＴＩＲ視野角γ最小値が２．０以上となるようにＴＩＲ開口率を設定する必要がある。つまり、ＴＩＲ開口率の上限値は、各元パネル視野角γ特性におけるＴＩＲ視野角γ最小値が２となるときのＴＩＲ開口率の値である。

図１４は、各元パネルγ特性に対するＴＩＲ開口率の上限値を表す図である。元パネル視野角γ特性が良いほど（つまり、２．２に近いほど）、ＴＩＲ開口率の取りえる範囲は広い。元パネルγ特性に対するＴＩＲ開口率の上限値Ａｐは、以下の（３）式で表される。
ＴＩＲ開口率の上限値：Ａｐ＝１０５．８×γ_orgθ45−１１５．９・・・（３）
なお、ＴＩＲ開口率の決定を簡単にするためにＡｐを自然数とする場合は、小数点以下は切り捨てるものとする。

また、元パネルγ特性に対するＴＩＲ開口率は０（ゼロ）より大きければ、視野角特性の改善効果を得ることができる。

例えば、γ_orgθ45＝１．５５の場合（３）式よりＴＩＲ開口率の上限値Ａｐ＝４８となるのでＴＩＲ開口率を０（ゼロ）より大きく、４８％以下とすることにより、良好な視野角特性をえることができる。

また、γ_orgθ45＝１．７５の場合（３）式よりＴＩＲ開口率の上限値Ａｐ＝６９となるので、ＴＩＲ開口率を０（ゼロ）より大きく、６９％以下とすることにより、良好な視野角特性をえることができる。

ここで、ＴＩＲ視野角γ特性が２．０であることは、良好な視野角特性を得るために許容できる範囲の最低値であり、好ましくは、ＴＩＲ視野角γ特性は２．２の値に近い方がよい。つまり、ＴＩＲ開口率を小さくすることで、ＴＩＲ視野角γ特性を２．２に近づけることができる。

しかし、ＴＩＲ開口率は値が大きい方が、ＴＩＲシート１０を透過することによる光束ロスが小さいので、ＴＩＲ開口率は上限値であることが好ましい。つまり、ＴＩＲ開口率は、上限値であるＡｐが最適値である。

（具体例）
以下に、図１５（ａ）（ｂ）〜図１７（ａ）（ｂ）を用いて、元パネル視野角γ特性が１．７５の場合の頂角と、ＴＩＲ開口率とを変化させた場合の、視野角γ特性および各パス存在率の変化の様子を表す。

図１５（ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシート１０の頂角を２０°、ＴＩＲ開口率を６５％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２とのそれぞれの存在率を表した図である。

図１６（ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシート１０の頂角を２２°、ＴＩＲ開口率を６９％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２とのそれぞれの存在確率を表した図である。

図１７（ａ）は、元パネルγ特性が１．７５である液晶パネルに配するＴＩＲシート１０の頂角を２４°、ＴＩＲ開口率を６４％とした場合の視野角と、視野角γ特性との関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）での直抜け光Ｌ１と、低屈反射光Ｌ２とのそれぞれの存在確率を表した図である。

上述したように、元パネル視野角γ特性γ_orgθ45＝１．７５のときに、頂角が取りうる範囲は１９°以上２７°以下である。また、ＴＩＲ開口率の取りうる範囲は、０（ゼロ）より大きく、６９％以下である。

図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１７（ａ）に示す例での頂角およびＴＩＲ開口率は、全て、頂角の取りうる範囲は１９°以上２７°以下、ＴＩＲ開口率の取りうる範囲、０（ゼロ）より大きく、６９％以下であるので、視野角０°〜６０°での視野角γ特性が何れも２以上となっている。

図１５（ａ）に示すように、ＴＩＲシート１０の頂角を２０°、ＴＩＲ開口率を６５％とした場合、視野角６０°で視野角γ特性が最低値の２となる。当該最低値での各パス存在率は、図１５（ｂ）に示すように、視野角６０°で、直抜け光Ｌ１の存在確率が約０．１６で、低屈反射光Ｌ２の存在率が約０．１５なので、存在率＝約１．０７となる。

図１６（ａ）に示すように、ＴＩＲシート１０の頂角を２２°、ＴＩＲ開口率を６９％とした場合、視野角４０°で視野角γ特性が最低値の２となる。当該最低値での各パス存在率は、図１６（ｂ）に示すように、視野角４０°で、直抜け光Ｌ１の存在比率が約０．４７で、低屈反射光Ｌ２の存在比率が約０．１７なので、存在率＝約２．７６となる。

図１７（ａ）に示すように、ＴＩＲシート１０の頂角を２４°、ＴＩＲ開口率を６４％とした場合、視野角３５°で視野角γ特性が最低値の２となる。図１７（ｂ）に示すように、視野角３５°では、直抜け光Ｌ１の存在比率が約０．４７で、低屈反射光Ｌ２の存在比率が約０．１３なので、存在率＝約３．６２となる。
（頂角とＴＩＲ開口率との関係）
次に、図１８を用い、頂角とＴＩＲ開口率との関係を表す。

図１８は、元パネル視野角γ特性が１．５５の場合の頂角と、ＴＩＲ開口率との関係を表す図である。

図１９は、元パネル視野角γ特性を変化させた場合の頂角とＴＩＲ開口率の上限値との関係を表す図である。

図１８に示すように、元パネル視野角γ特性が１．５５の場合、頂角が大きくなるにつれ、ＴＩＲ開口率の上限値が低下している。ＴＩＲ開口率は値が大きいほうが好ましいので、図１８に示す例では、頂角の好ましい値は、（２）式から算出された下限値であるαmin＝１９．１６〔°〕である。頂角の値を自然数とした場合は、頂角が２０°で、ＴＩＲ開口率５６％が好ましい。

元パネル視野角γ特性を変化させた場合の頂角とＴＩＲ開口率の上限値との関係は、図１９のようになる。

ここで、図１９に示すように、頂角が２１°を超える場合と、２１°以下の場合とで、各曲線の形状が異なっている。つまり、頂角２１°は、各曲線の変曲点となっている。

ＴＩＲシート１０などの光拡散部材を、液晶パネルの表示面に配していない一般的な液晶パネルは、視野角が大きくなるほど、視野角γ特性は悪くなる。

一方、本実施の形態の液晶表示装置５０では、液晶パネル２０の表面にＴＩＲシート１０を配していているので、元パネルγ特性、ＴＩＲ開口率、頂角などの条件によっては、視野角６０°近傍より、視野角３０°近傍の方が出射γ値が小さくなる場合がある。これは、ＴＩＲシート１０の光拡散性によるもので、特に、頂角が大きく影響することになる。

例えば、視野角γ特性が１．５５の場合のように、頂角をαmin以下である例えば、１９°とするとＴＩＲ開口率を調整しても視野角０°〜６０°の範囲内で、視野角γ特性を全て２以上とすることができなくなる。

図１９の各曲線から、各元γ特性に対するＴＩＲシート１０の頂角と、ＴＩＲ開口率とを、以下のように表現することもできる。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．４０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−３．７５×α^２＋１５８×α−１６３０〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．４５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−５．００×α＋１４５〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．５０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝２０°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．０７１４×α^２−２．１６×α＋１２２〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．５５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝２０°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．４２９×α^２＋１３．５×α−４１．６〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．６０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１９°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．４２９×α^２＋１５．２×α−７５．１〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．６５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１８°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．４００×α＋５２．７〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．５００×α^２＋１８．５×α−１０７〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．７０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１８°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝１．２５×α^２−４６．８×α＋４９９〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．５００×α^２＋１９．３×α−１１８〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．７５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１７°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝１．０７×α^２−３８．８×α＋４１３〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．２５０×α^２＋８．９５×α−６．７５〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．８０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１５°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．７３８×α^２−２５．４×α＋２８１〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−１．００×α＋９６．０〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．８５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１５°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．８５７×α^２−１９．１×α＋３１１〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−１．００×α＋１１１〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．９０である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１５°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．７９８×α^２−２６．４×α＋２８５〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．２５０×α^２＋１０．９×α−３５．７〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が１．９５である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１５°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．６４３×α^２−２０．４×α＋２３４〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．２５０×α^２＋１１．３×α−３９．２〔％〕以下である。

正面視野の元γ値２．２に対して、視野角４５°での元γ値が２．００である液晶パネル２０の前面に配するＴＩＲシート１０の頂角αとＴＩＲ開口率との関係は、α＝１５°以上２１°未満、かつＴＩＲ開口率＝０．３２１×α^２−８．９６×α＋１４０〔％〕以下、あるいは、α＝２１°以上、かつＴＩＲ開口率＝−０．２５０×α^２＋１１．６×α−３８．２〔％〕以下である。

（画素分割駆動について）
次に、図２０（ａ）〜（ｃ）を用い、画素分割駆動の方法について説明する。

図２０（ａ）は本来表示すべき階調を表示している画素の様子を表し、（ｂ）は空間的に分割した画素の様子を表し、（ｃ）は時間的に分割した画素の様子を表す図である。

例えば、４ドメインの垂直配向モードの液晶パネルの場合、ＭＶＡ、ＰＳＡ、４ＤＲＴＮなどによらず、正面γ特性を２．２とした場合、元パネル視野角特性は１．４０〜１．６５程度となる。この、元パネル視野角特性は、画素分割駆動を行なうことにより、向上させることができる。

画素分割駆動には、いわゆる画素分割による視野角改善と呼ばれるような、１画素内で異なる階調表示を、空間的あるいは時間的に行なう方法を用いる。

図２０（ａ）に示す表示すべき階調表示を行なう方法として、例えば、図２０（ｂ）で示すように画素内で表示階調を分割することにより、空間的に画素分割を行い、表示すべき階調表示を行う方法と、図２０（ｃ）で示すように、時間的に画素分割を行い、表示すべき階調表示を行う方法とを挙げることができる。

空間的に画素分割を行う方法としては、例えば（１）Ｃｓ駆動、（２）容量結合、（３）独立した信号線、などで画素電極自体を分割する方法を挙げることができる。また、時間的に画素分割を行なう場合、倍速で２回書き込みを行なう方法などを挙げることができる。

また、さらに、これらの方法を組み合わせることで、４分割に画素分割を行なうこともできる。

また、本発明の液晶表示装置は、以下の構成としてもよい。

正面のγ特性が２．２に対して、視野角４５°でのγ特性が１．４から２．０の特性である液晶パネルの前面に、全反射拡散シートを配置した液晶表示装置。

正面のγ特性が２．２に対して、視野角４５°でのγ特性が１．４から１．６５である、垂直配向モードの液晶パネルを用いた上記液晶表示装置。

正面のγ特性が２．２に対して、視野角４５°でのγ特性が１．６から１．８５である、空間的あるいは時間的に２分割された表示状態の平均で階調表示を行う垂直配向モードの液晶パネルを用いた上記液晶表示装置。

正面のγ特性が２．２に対して、視野角４５°でのγ特性が１．７５から２．０である、空間的あるいは時間的に３分割から４分割された表示状態の平均で階調表示を行う垂直配向モードの液晶パネルを用いた上記液晶表示装置。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、特定の視野角で視野角特性が悪くなることにより、視認性が悪くなるのを防止することができるので、視野角特性の低下を防止することが必要な画像表示装置に利用することができる。

１０ ＴＩＲシート（光拡散部材）
１２ 高屈折率部（透過部）
１４ 低屈折率部（反射吸収部）
２０ 液晶パネル
３０ バックライト
５０ 液晶表示装置

Claims (7)

1. 光を入射するための入射面と、当該入射面から入射した入射光を拡散して外部に出射するための出射面とを備えた光拡散部材であって、
   上記光拡散部材の上記出射面には、入射光を透過するための透過部と、入射光を全反射または吸収するための反射吸収部とが交互に配されており、
   上記透過部と交互に配されている方向の上記反射吸収部の断面は、上記光拡散部材の出射面側に底辺が配され、上記光拡散部材の入射面側に上記底辺に対する頂角が配された三角形となっており、
   上記光拡散部材の上記出射面の面積に対する上記出射面に配された透過部の面積の割合を開口率としたとき、
   上記出射面の垂線方向のγ値が２．２であり、
   上記出射面の垂線に対して６０°以内のγ値が２．０以上２．２以下となるように、上記頂角と、上記開口率とが決定されていることを特徴とする光拡散部材。
2. 上記頂角の角度のとりうる範囲の上限値をαｍａｘとし、上記頂角の角度のとりうる範囲の下限値をαｍｉｎとしたとき、
   αmax＝２３９．６×γ_orgθ45 ³−１１２１．８×γ_orgθ45 ²＋１７６８．５×γ_orgθ45−９１０．８
   αmin＝−９４．６×γ_orgθ45 ³＋４３２．４×γ_orgθ45 ²−６６８．０×γ_orgθ45＋３６８．０
   であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散部材。
3. 上記頂角の角度のとりうる範囲の上限値は３５°であり、上記頂角の角度のとりうる範囲の下限値をαｍｉｎとしたとき、
   αmin＝−９４．６×γ_orgθ45 ³＋４３２．４×γ_orgθ45 ²−６６８．０×γ_orgθ45＋３６８．０
   であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散部材。
4. 上記頂角の角度は、２１°以上２３°以下であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散部材。
5. 上記開口率の値のとりうる範囲の上限値をＡｐとし、上記開口率の値のとりうる範囲の下限値はゼロより大きい場合、
   Ａｐ＝１０５．８×γ_orgθ45−１１５．９
   であることを特徴とする請求項２に記載の光拡散部材。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の光拡散部材が表示面に配されている液晶表示パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
7. 上記液晶表示パネルは、当該液晶表示パネルの表示面の垂線方向のγ値を２．２としたとき、上記表示面の垂線に対して４５°のγ値が１．４〜２．０であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。

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