JP6101981B2 - 偏光板付き光拡散部材および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光板付き光拡散部材、偏光板付き光拡散部材の製造方法、及び表示装置に関する。

携帯電話機等をはじめとする携帯型電子機器、テレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。一般に、液晶表示装置は、正面からの視認性に優れる反面、視野角が狭い。そのため、視野角を広げるための様々な工夫がなされている。その一つとして、液晶パネル等の表示体から射出される光の拡散角度を制御するための部材（以下、光拡散部材と称する）を表示体の視認側に備える構成が提案されている。

例えば、下記の特許文献１には、光拡散層に断面がＶ字状の溝が設けられ、溝の一部に光吸収層が設けられた光拡散シートが開示されている。光拡散シートにおいて、光拡散層の光入射側および光射出側にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる透明なシートが配置されている。光拡散層に対して垂直に入射した光の一部は、溝の壁面で全反射した後、射出される。これにより、光拡散シートから射出される光は拡散される。

特開２０００−３５２６０８号公報

しかしながら、上記の光拡散シートを表示装置の光射出側に配置した場合、表示装置から射出される光の偏光状態によっては、光拡散層に対して入射した光の一部が、溝の壁面で反射されずに光吸収層に吸収されてしまう。その結果、光の利用効率が低下してしまうという課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光の利用効率を向上させることができる偏光板付き光拡散部材、及び偏光板付き光拡散部材の製造方法を提供することを目的とする。また、上記の偏光板付き光拡散部材を備え、表示品位に優れた表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）すなわち、本発明の一態様における偏光板付き光拡散部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の遮光層と、前記基材の一面のうち前記遮光層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を含む光拡散部材と、前記光拡散部材の前記基材の側とは反対側に配置された偏光板と、を含み、前記光拡散部材が、前記偏光板の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させるように構成されており、前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の層厚よりも大きくなっており、前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、が概ね直交し、前記基材の一面と反対側の面に、光散乱部が部分的に形成されている。

（２）上記（１）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、少なくとも長軸と短軸とを有していてもよい。

（３）上記（２）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、楕円もしくは多角形であってもよい。

（４）上記（２）または（３）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記複数の遮光層が、前記基材の一面の法線方向から見て互いに異なる複数種類のサイズ、形状の少なくとも一を有していてもよい。

（５）上記（１）から（４）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記遮光層の形成領域には、前記光拡散部の形成領域によって区画された中空部が形成され、前記中空部に空気が存在していてもよい。

（６）本発明の一態様における偏光板付き光拡散部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を含む光拡散部材と、前記光拡散部材の前記基材の側とは反対側に配置された偏光板と、を含み、前記光拡散部材が、前記偏光板の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させるように構成されており、前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の層厚よりも大きくなっており、前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、が概ね直交し、前記基材の一面と反対側の面に、光散乱部が部分的に形成されている。

（７）上記（６）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、少なくとも長軸と短軸とを有していてもよい。

（８）上記（７）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、楕円もしくは多角形であってもよい。

（９）上記（７）または（８）に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記複数の光拡散部が、前記基材の一面の法線方向から見て互いに異なる複数種類のサイズ、形状の少なくとも一を有していてもよい。

（１０）上記（６）から（９）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記複数の光拡散部の間の間隙に空気が存在していてもよい。

（１１）上記（６）から（１０）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記光拡散部材を、前記基材の一面の法線方向と前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とを含む平面で切断した断面から見て、前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の側面の傾斜角度が他の光拡散部の側面の傾斜角度と異なっていてもよい。

（１２）上記（６）から（１１）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記光拡散部材を、前記基材の一面の法線方向と前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とを含む平面で切断した断面から見て、前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の側面の傾斜角度が場所によって異なっていてもよい。

（１３）上記（６）から（１２）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記偏光板と前記基材との間に、前記偏光板の屈折率と前記基材の屈折率との間の屈折率を有する部材が設けられていてもよい。

（１４）上記（１）から（１３）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面と反対側の面に、光散乱部が部分的に形成されていてもよい。

（１５）上記（１）から（１３）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記遮光層の前記基材と反対側の面の少なくとも一部が光散乱部で覆われていてもよい。

（１６）上記（１）から（１５）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材では、前記基材の一面と反対側の面に、反射防止層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうち少なくとも一つが設けられていてもよい。

（１７）本発明の一態様における偏光板付き光拡散部材の製造方法は、光透過性を有する基材の一面に、複数の遮光層を形成する工程と、前記基材の一面に、前記複数の遮光層を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、前記遮光層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記遮光層の形成領域以外の領域の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して拡散光を照射する工程と、前記拡散光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有する光拡散部を前記基材の一面に形成することにより、前記光拡散部の前記光入射端面の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させる光拡散部材を作製する工程と、前記光拡散部材における前記光拡散部の前記光入射端面に偏光板を貼付し、偏光板付き光拡散部材を作製する工程と、を有し、前記偏光板付き光拡散部材を作製する工程では、前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、を概ね直交させるようにすることを特徴とする。

（１８）本発明の一態様における偏光板付き光拡散部材の製造方法は、光透過性を有する基材の一面に、複数の開口部を有する遮光層を形成する工程と、前記基材の一面に、前記複数の開口部を覆うように光透過性を有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、 前記遮光層および前記ネガ型感光性樹脂層を形成した前記基材の一面と反対側の面から、前記開口部の前記基材を通して前記ネガ型感光性樹脂層に対して拡散光を照射する工程と、前記拡散光の照射が終わった前記ネガ型感光性樹脂層を現像し、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有する光拡散部を前記基材の一面に形成することにより、前記光拡散部の前記光入射端面の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させる光拡散部材を作製する工程と、前記光拡散部材における前記光拡散部の前記光入射端面に偏光板を貼付し、偏光板付き光拡散部材を作製する工程と、を有し、前記偏光板付き光拡散部材を作製する工程では、前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、を概ね直交させるようにすることを特徴とする。

（１９）上記（１７）または（１８）に記載の偏光板付き光拡散部材の製造方法では、前記遮光層の材料として、黒色樹脂、黒色インク、金属単体、もしくは金属単体と金属酸化物との多層膜のうちのいずれかを用いてもよい。

（２０）本発明の一態様における表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、前記視野角拡大部材が、上記（１）から（１６）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材で構成されていることを特徴とする。

（２１）本発明の一態様における表示装置は、表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、前記視野角拡大部材が、上記（６）から（１２）までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材で構成されており、前記表示体が、表示画像を構成する複数の画素を有し、前記光拡散部材の前記複数の光拡散部のうち、隣接する光拡散部間の最大ピッチが、前記表示体の前記画素間のピッチよりも小さいことを特徴とする。

本発明の態様によれば、光の利用効率を向上させることができる偏光板付き光拡散部材、及び偏光板付き光拡散部材の製造方法を提供することができる。本発明の態様によれば、上記の偏光板付き光拡散部材を備え、表示品位に優れた表示装置を提供することができる。

第１実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。 液晶表示装置の断面図である。 液晶パネルの縦断面図である。 光拡散部材を示す斜視図である。 光拡散部材の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）液晶パネルの動作を説明するための図である。 極角と方位角の定義を説明するための図である。 液晶表示装置の正面図である。 液晶表示装置の正面図における、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、偏光板の透過軸との配置関係を示す図である。 偏光板付き光拡散部材の製造方法のフローチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）第１実施形態に係る偏光板付き光拡散部材の製造工程を、順を追って示す斜視図である。 光拡散部の反射面の傾斜角度と光拡散部内への光の入射角度とを説明するための図である。 Ｐ偏光及びＳ偏光のそれぞれについて光拡散部内への光の入射角度と光拡散部の反射面での反射率との関係を示す図である。 比較例に係る偏光板付き光拡散部材の作用を説明するための図である。 第１実施形態に係る偏光板付き光拡散部材の作用を説明するための図である。 第１実施形態の第１変形例に係る液晶表示装置の正面図における、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、偏光板の透過軸との配置関係を示す図である。 第１実施形態の第２変形例に係る液晶表示装置の正面図における、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、偏光板の透過軸との配置関係を示す図である。 第１実施形態の第３変形例に係る液晶表示装置の正面図における、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、偏光板の透過軸との配置関係を示す図である。 第２実施形態に係る光拡散部材の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）第２実施形態に係る偏光板付き光拡散部材の製造工程を、順を追って示す斜視図である。 第２実施形態の第１変形例に係る光拡散部材の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）第２実施形態の第２変形例に係る光拡散部材の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）第２実施形態の第３変形例に係る光拡散部材の断面図である。 第３実施形態に係る偏光板付き光拡散部材の断面図である。 （Ａ）比較例に係る偏光板付き光拡散部材の作用、（Ｂ）第３実施形態に係る偏光板付き光拡散部材の作用、をそれぞれ説明するための図である。 第４実施形態に係る光拡散部材の断面図である。 （Ａ）光散乱部が形成されてない場合の光の進行光路、（Ｂ）光散乱部が形成されている場合の光の進行光路、をそれぞれ説明するための図である。 （Ａ）光散乱部が基材の全面に形成されている場合の外光の反射散乱、（Ｂ）第４実施形態に係る光拡散部材の外光の反射散乱、をそれぞれ説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）光散乱部の形成領域と散乱される光との関係を説明するための図である。 第５実施形態に係る光拡散部材の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）光拡散部材の遮光層の他の例を示す平面図である。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１８を用いて説明する。
本実施形態では、表示装置として、透過型の液晶パネル（表示体）を備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１は本実施形態の液晶表示装置を斜め上方（視認側）から見た斜視図である。図２は液晶表示装置の断面図である。
本実施形態の液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、バックライト４（照明装置）と、第１偏光板５と、液晶パネル２と、視野角拡大部材３（偏光板付き光拡散部材）と、を備えている。視野角拡大部材３は、光拡散部材６と、第２偏光板７と、を備えている。本実施形態の第２偏光板７は、特許請求の範囲の「偏光板付き光拡散部材」を構成する偏光板に相当する。
図１では、液晶パネル２を模式的に１枚の板状に図示しているが、その詳細な構造については後述する。

観察者は、視野角拡大部材３が配置された図１における液晶表示装置１の上側から表示を見ることになる。以下の説明では、視野角拡大部材３が配置された側を視認側と称し、バックライト４が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。

本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト４から射出された光を液晶パネル２で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル２から射出された光が視野角拡大部材３を透過すると、射出光の配光分布（拡散角度分布）が視野角拡大部材３に入射する前より広がった状態となって、光が視野角拡大部材３から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。

以下、液晶パネル２の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本発明に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであっても良い。さらには、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。

図３は、液晶パネル２の縦断面図である。
図３に示すように、液晶パネル２は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、液晶層１１と、を有している。ＴＦＴ基板９は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板１０は、ＴＦＴ基板９に対向して配置されている。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持されている。

液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、枠状のシール部材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。シール部材は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。

本実施形態の液晶パネル２は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モードで表示を行う。液晶層１１には誘電率異方性が正の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、スペーサー１２が配置されている。スペーサー１２は球状或いは柱状である。スペーサー１２は、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間の間隔を一定に保持する。

本発明の液晶パネル２の表示モードは上記のＴＮモードに限らない。例えば、ＶＡ（Vertical Alignment, 垂直配向）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等を用いてもよい。

図示はしないが、ＴＦＴ基板９には、複数の画素がマトリクス状に配置されている。画素は、表示の最小単位領域である。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。ＴＦＴ基板９には、複数のゲートバスラインが、互いに平行に延在するように形成されている。複数のゲートバスラインは、複数のソースバスラインと直交している。ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが格子状に形成されている。隣接するソースバスラインと隣接するゲートバスラインとによって区画された矩形状の領域が一つの画素となる。ソースバスラインは、ＴＦＴ１９のソース電極１７に接続されている。ゲートバスラインは、ＴＦＴ１９のゲート電極１６に接続されている。

ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面には、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４としては、例えばガラス基板を用いることができる。

透明基板１４上には、半導体層１５が形成されている。半導体層１５の材料としては、例えばＣＧＳ（Continuous Grain Silicon：連続粒界シリコン）、ＬＰＳ（Low-temperature Poly-Silicon：低温多結晶シリコン）、α−Ｓｉ（Amorphous Silicon：非結晶シリコン）等の半導体材料が用いられる。

透明基板１４上には、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。

ゲート絶縁膜２０上には、半導体層１５と対向するようにゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６の材料としては、例えばＷ（タングステン）／ＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。

ゲート絶縁膜２０上には、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。

第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とには、コンタクトホール２２およびコンタクトホール２３が、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通して形成されている。ソース電極１７は、コンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。ドレイン電極１８は、コンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料としては、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。

第１層間絶縁膜２１上には、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料としては、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。

第２層間絶縁膜２４上には、画素電極２５が形成されている。第２層間絶縁膜２４には、コンタクトホール２６が第２層間絶縁膜２４を貫通して形成されている。画素電極２５は、コンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。画素電極２５の材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。

この構成により、ゲートバスラインを通じて走査信号が供給され、ＴＦＴ１９がオン状態となったときに、ソースバスラインを通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。また、画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。この配向膜２７は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。なお、ＴＦＴ１９の形態としては、図３に示したトップゲート型ＴＦＴであっても良いし、ボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。

一方、カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、配向膜３４が順次形成されている。

ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。

カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれている。ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５に、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が対向して配置されている。なお、カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としても良い。

平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。

平坦化層３２上には対向電極３３が形成されている。対向電極３３の材料としては、画素電極２５と同様の透明導電性材料が用いられる。

対向電極３３上の全面に配向膜３４が形成されている。この配向膜３４は、液晶層１１を構成する液晶分子を水平配向させる配向規制力を有している。

図１に戻り、バックライト４は、光源３６と、導光体３７と、を備えている。光源３６は、導光体３７の端面に配置されている。光源３６としては、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。
本実施形態のバックライト４は、エッジライト型のバックライトである。

導光体３７は、光源３６から射出された光を液晶パネル２に導く機能を有する。導光体３７の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料が用いられる。

光源３６から導光体３７の端面に入射した光は、導光体３７の内部を全反射しつつ伝播し、導光体３７の上面（光射出面）から概ね均一な強度で射出される。図示はしないが、導光体３７の上面には、散乱シート及びプリズムシートが配置されている。導光体３７の上面から射出された光は、散乱シートにより散乱した後、プリズムシートによって集光され、概ね平行化されて射出される。プリズムシートとしては、例えば、住友３Ｍ社製のＢＥＦ（商品名）が用いられる。

バックライト４と液晶パネル２との間には、第１偏光板５が設けられている。第１偏光板５は、偏光子として機能する。ここで、ｘ軸方向の正方向を基準として反時計回りに角度を表す。すると、第１偏光板５の透過軸Ｐ１は１３５°−３１５°方向に設定されている。

視野角拡大部材３の液晶パネル２の側、つまり液晶パネル２と光拡散部材６との間には、第２偏光板７が設けられている。第２偏光板７は、偏光子として機能する。第２偏光板７の透過軸Ｐ２は、第１偏光板５の透過軸Ｐ１と直交するように配置されている。第２偏光板７の透過軸Ｐ２は、４５°−２２５°方向に設定されている。第１偏光板５の透過軸Ｐ１と第２偏光板７の透過軸Ｐ２とは、クロスニコルの配置となっている。

次に、光拡散部材６について詳細に説明する。
図４は、光拡散部材６を視認側から見た斜視図である。

光拡散部材６は、図４に示すように、基材３９と、複数の遮光層４０と、光拡散部４１と、を備えている。複数の遮光層４０は、基材３９の一面（背面側の面）に形成されている。光拡散部４１は、基材３９の一面のうち遮光層４０の形成領域以外の領域に形成されている。

光拡散部材６は、図２に示すように、光拡散部４１が設けられた側を第２偏光板７に向け、基材３９の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板７上に配置されている。光拡散部材６は、接着剤層４３を介して第２偏光板７に固定されている。

基材３９には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。基材３９は、製造プロセスにおいて、後で遮光層４０や光拡散部４１の材料を塗布する際の下地となる。基材３９は、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材３９には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。ただし、基材３９の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材３９の厚さが厚くなる程、表示のボヤケが生じる虞があるからである。また、基材３９の全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、一例として厚さが１００μｍの透明樹脂製基材を用いる。

遮光層４０は、基材３９の主面の法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層４０は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いても良い。

光拡散部４１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、光拡散部４１の全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１の規定で９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られる。

光拡散部４１は、図２に示すように、光射出端面４１ａと、光入射端面４１ｂと、反射面４１ｃと、を有する。光射出端面４１ａは、基材３９に接する面である。光入射端面４１ｂは、光射出端面４１ａと対向する面である。反射面４１ｃは、光拡散部４１のテーパ状の側面である。反射面４１ｃは、光入射端面４１ｂから入射した光を反射する面である。光入射端面４１ｂの面積は、光射出端面４１ａの面積よりも大きい。

光拡散部４１は、光拡散部材６において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部４１に入射した光は、光拡散部４１の反射面４１ｃで全反射しつつ、光拡散部４１の内部に略閉じこめられた状態で導光し、射出される。

光拡散部材６は、基材３９が視認側に向くように配置されている。そのため、光拡散部４１の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面４１ａとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面４１ｂとなる。

光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度（光入射端面４１ｂと反射面４１ｃとのなす角度）は、７５°以上８５°以下が好ましい。本実施形態では、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度が７５°である。ただし、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は、光拡散部材６から射出する際に、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態において、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は一定になっている。

光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは、遮光層４０の層厚よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層４０の層厚は一例として１５０ｎｍ程度である。光拡散部４１の光入射端面４１ｂから光射出端面４１ａまでの高さは一例として２０μｍ程度である。光拡散部４１の反射面４１ｃと遮光層４０とにより囲まれた部分は、中空部４２となっている。

なお、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、以下による。例えば、基材３９の屈折率と光拡散部４１の屈折率とが大きく異なる場合を考える。この場合、光入射端面４１ｂから入射した光が光拡散部４１から射出する際に、光拡散部４１と基材３９との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じる虞があるからである。

本実施形態の場合、中空部４２（光拡散部４１の外部）には空気が存在している。そのため、光拡散部４１を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４１の反射面４１ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部４２を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部４１の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。したがって、スネルの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部４１の反射面４１ｃで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。

なお、本実施形態において、低屈折率材料が存在するとは、光を全反射可能にするため、光拡散部４１の周囲を低屈折率状態とすることを示している。そのため、中空部４２には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されている状態も含むものとする。もしくは、中空部４２の内部が真空状態や大気よりも減圧状態であっても良い。

図５は、光拡散部材６の模式図である。図５において、左側上段は光拡散部材６の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

本実施形態の光拡散部材６は、図５の左側上段に示すように、複数の遮光層４０が、基材３９の一面に点在して設けられている。基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状は細長い楕円形である。遮光層４０は、長軸と短軸とを有している。ここで、長軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの長い軸とする。短軸とは、基材３９の法線方向から見た遮光層４０の平面形状において最も長さの短い軸とする。本実施形態の光拡散部材６では、それぞれの遮光層４０において長軸の長さに対する短軸の長さの比が概ね等しい。

図５の左側下段、右側上段に示すように、遮光層４０の下方に相当する部分が楕円錐台状の中空部４２となる。光拡散部材６は複数の中空部４２を有している。複数の中空部４２以外の部分には、光拡散部４１が連なって設けられている。

本実施形態の光拡散部材６では、それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の長軸方向（以下、遮光層の長軸方向と称することがある）が概ねＸ方向に揃っている。それぞれの遮光層４０の平面形状をなす楕円の短軸方向（以下、遮光層の短軸方向と称することがある）が概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部４１の反射面４１ｃの向きを考えると、光拡散部４１の反射面４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った反射面４１ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。

したがって、光拡散部材６の拡散性が最も強い方位角方向Ｖｓは、遮光層４０の短軸方向であるＹ方向となる。極角方向は任意とする。なお、極角と方位角の定義については後述する。

ただし、遮光層の平面形状が円形の場合には、光拡散部の反射面のうち、Ｘ方向に沿った反射面の割合はＹ方向に沿った反射面の割合と等しい。そのため、Ｘ方向に沿った反射面で反射してＹ方向に拡散する光は、Ｙ方向に沿った反射面で反射してＸ方向に拡散する光と等しくなる。つまり、基材の法線方向から見て、反射面からは光が等方的に反射されることとなる。したがって、光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向は存在しない。

図１に戻り、ＴＦＴ基板９の配向膜２７の配向制御方向を矢印Ｈ１で示す。一方、カラーフィルター基板１０の配向膜３４の配向制御方向を矢印Ｈ２で示す。

配向膜２７には、配向制御方向Ｈ１が１３５°−３１５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。一方、配向膜３４には、配向制御方向Ｈ２が４５°−２２５°方向となるように、ラビング等の配向処理がなされている。

図６（Ａ）、（Ｂ）は、液晶パネル２の動作を説明するための図である。
図６（Ａ）は、液晶パネル２（図３に示す画素電極２５と対向電極３３との間）に電圧が印加されていないとき（電圧無印加時）の状態を示す図である。図６（Ｂ）は、液晶パネル２に一定の電圧を印加したとき（電圧印加時）の状態を示す図である。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）において、符号Ｍは、液晶層１１を構成する液晶分子である。

電圧無印加時には、図６（Ａ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、９０°ツイストした状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板５を透過した直線偏光の偏光面が、液晶層１１の持つ旋光性により９０°回転する。これにより、第１偏光板５を透過した直線偏光が、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過する。その結果、電圧無印加時には白表示となる。

電圧印加時には、図６（Ｂ）に示すように、液晶分子Ｍは、配向膜２７と配向膜３４との間で、電界に沿った方向に立ち上がった状態となる。このとき、１３５°−３１５°方向の透過軸Ｐ１を有する第１偏光板５を透過した直線偏光の偏光面は回転しない。そのため、第１偏光板５を透過した直線偏光は、４５°−２２５°方向の透過軸Ｐ２を有する第２偏光板７を透過しない。その結果、電圧印加時には黒表示となる。

以上のように、画素毎に電圧の印加／無印加を制御することにより白表示と黒表示とを切り替え、画像を表示することができる。

図７は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図７に示すように、液晶表示装置１の画面の法線方向Ｅを基準とした観察者の視線方向Ｆのなす角度を極角θとする。ｘ軸の正方向（０°方向）を基準とした観察者の視線方向Ｆを画面上に射影したときの線分Ｇの方向のなす角度を方位角φとする。

図８は、液晶表示装置１の正面図である。
図８に示すように、液晶表示装置１の画面において、水平方向（ｘ軸方向）を方位角φ：０°−１８０°方向とする。方位角φ：０°−１８０°方向は、端的にいうと左右方向である。具体的には、方位角φ：０°−１８０°方向は、地面に対して水平な軸に沿った方向である。垂直方向（ｙ軸方向）を方位角φ：９０°−２７０°方向とする。方位角φ：９０°−２７０°方向は、端的にいうと上下方向である。具体的には、方位角φ：９０°−２７０°方向は、地面に対して垂直な軸に沿った方向である。

図９は、本実施形態に係る液晶表示装置１の正面図における、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、偏光板の透過軸（第１偏光板５の透過軸Ｐ１、第２偏光板７の透過軸Ｐ２）との配置関係を示す図である。なお、図９においては、便宜上、複数の遮光層４０がそれぞれ同じサイズで規則的に配置されている。

図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置１の正面形状は、左右方向に長い（横長の）長方形である。本実施形態において、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓは、方位角φ：０°−１８０°方向である。これにより、液晶表示装置１において左右方向の拡散強度が大きくなり、左右方向の視認性がより改善される。

本実施形態では、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させている。一方、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第１偏光板５の透過軸Ｐ１と、を概ね一致させている。

なお、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２とは、完全に一致する必要はなく、概ね一致していればよい。一般に液晶表示装置の組立て工程において、液晶パネルと偏光板との位置合わせの回転方向のずれは５°程度以内と考えられる。したがって、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２とが５°程度ずれている場合も、本発明の技術範囲に含まれる。

（液晶表示装置の製造方法）
図１０は、視野角拡大部材３の製造方法を示すフローチャートである。
図１１（Ａ）〜（Ｅ）は、視野角拡大部材３の製造工程を、順を追って示す斜視図である。

上記構成の液晶表示装置１を構成する視野角拡大部材３の製造工程を中心に、その製造方法について説明する。
液晶パネル２の製造工程の概略を先に説明する。最初に、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０をそれぞれ作製する。その後、ＴＦＴ基板９のＴＦＴ１９が形成された側の面とカラーフィルター基板１０のカラーフィルター３１が形成された側の面とを対向させて配置する。そして、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とをシール部材を介して貼り合わせる。その後、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とシール部材とによって囲まれた空間内に液晶を注入する。以上の工程を経て、液晶パネル２が完成する。
そして、このようにしてできた液晶パネル２のＴＦＴ基板９の側の外面に、光学接着剤等を用いて第１偏光板５を貼り合わせる。
なお、ＴＦＴ基板９やカラーフィルター基板１０の製造方法は常法によれば良く、その説明を省略する。

次に、視野角拡大部材３の製造工程を説明する。
図１１（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、視野角拡大部材３は、印刷装置５０、塗布装置５５、露光装置６０、現像装置６５、及び偏光板貼付装置７０によってこの順に各種の処理が施されることにより製造される。

図１１（Ａ）に示すように、印刷装置５０は、長尺の基材をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に印刷処理を行うものである。印刷装置５０において、一端には基材を送り出す送出ローラー５１が設けられ、他端には基材を巻き取る巻取ローラー５２が設けられている。基材は送出ローラー５１側から巻取ローラー５２側に向けて移動する構成となっている。基材の上方には、印刷ローラー５３が設けられている。

図１１（Ｂ）に示すように、塗布装置５５は、印刷処理が施された基材をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に塗布処理を行うものである。塗布装置５５において、一端には基材を送り出す送出ローラー５６が設けられ、他端には基材を巻き取る巻取ローラー５７が設けられている。基材は送出ローラー５６側から巻取ローラー５７側に向けて移動する構成となっている。基材の上方には、スリットコーター５８が設けられている。

図１１（Ｃ）に示すように、露光装置６０は、塗布処理が施された基材をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に露光処理を行うものである。露光装置６０において、一端には基材を送り出す送出ローラー６１が設けられ、他端には基材を巻き取る巻取ローラー６２が設けられている。基材は送出ローラー６１側から巻取ローラー６２側に向けて移動する構成となっている。基材の下方には、拡散光Ｑ１を射出する光源（図示略）が設けられている。

図１１（Ｄ）に示すように、現像装置６５は、露光処理が施された基材をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に現像処理を行うものである。現像装置６５において、一端には基材を送り出す送出ローラー６６が設けられ、他端には基材を巻き取る巻取ローラー６７が設けられている。基材は送出ローラー６６側から巻取ローラー６７側に向けて移動する構成となっている。基材の上方には、現像液Ｑ２を吐出する装置（図示略）が設けられている。

図１１（Ｅ）に示すように、偏光板貼付装置７０は、現像処理が施された基材（光拡散部材の母材）をロール・トゥー・ロールで搬送し、その間に偏光板貼付処理（第２偏光板の母材を貼付する処理）を行うものである。偏光板貼付装置７０において、一端には基材を送り出す第１送出ローラー７１が設けられ、他端には偏光板貼付処理が施された基材を巻き取る巻取ローラー７２が設けられている。基材は送出ローラー７１側から巻取ローラー７２側に向けて移動する構成となっている。基材の上方には、第２偏光板の母材を送り出す第２送出ローラー７３が設けられている。基材の搬送経路には、光拡散部材の母材と第２偏光板の母材とを貼付するための一対の貼付ローラー７４，７５が設けられている。

最初に、長尺の基材として、厚さが１００μｍのトリアセチルセルロースの基材を準備する。次いで、図１１（Ａ）に示す印刷装置５０を用い、この基材の一面に遮光層材料としてカーボンが含有された黒色樹脂、もしくは黒色インクからなる遮光層４０を、印刷ローラー５３から基材上に転写する。遮光層４０の平面形状は楕円形状である。遮光層４０の膜厚は１５０ｎｍとする。これにより、複数の遮光層４０を基材の一面に形成する（図１０に示すステップＳ１）。

楕円形の遮光層４０は次工程の光拡散部４１の非形成領域（中空部４２）に対応する。隣接する遮光層４０の間隔（ピッチ）の配置は、規則的でもなく、周期的でもない。遮光層４０の間隔（ピッチ）は液晶パネル２の画素の間隔（ピッチ、例えば１５０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの遮光層４０が形成される。そのため、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。

なお、本実施形態では、印刷法を用いて遮光層４０を形成したが、これに限らない。この他に、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって遮光層４０を形成することもできる。この場合、開口パターンと遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法やインクジェット法等を用いて遮光層４０を直接形成しても良い。

次いで、図１１（Ｂ）に示す塗布装置５５を用い、スリットコーター５８を用いて、基材の一面に、複数の遮光層４０を覆うように、光拡散部材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布する。これにより、膜厚２０μｍの塗膜（ネガ型感光性樹脂層）を形成する（図１０に示すステップＳ２）。

なお、本実施形態では、スリットコーターを用いて透明ネガレジストを形成したが、これに限らない。この他に、スピンコート法や印刷法等を用いて透明ネガレジストを形成してもよい。

次いで、図１１（Ｃ）に示す露光装置６０を用い、平面形状が楕円形状の複数の遮光層４０をマスクとして塗膜に拡散光Ｑ１を照射し、露光を行う（図１０に示すステップＳ３）。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は５００ｍＪ／ｃｍ２とする。

次いで、図１１（Ｄ）に示す現像装置６５を用い、専用の現像液Ｑ２を用いて透明ネガレジストからなる塗膜の現像を行い、１００℃でポストベークし、複数の中空部４２を有する透明樹脂層４１を基材の一面に形成する（図１０に示すステップＳ４）。

本実施形態では、図１１（Ｃ）に示したように、拡散光を用いて露光を行っているので、塗膜を構成する透明ネガレジストが遮光層４０の非形成領域から外側に広がるように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部４２が形成される。光拡散部４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度は拡散光の拡散の度合いで制御できる。

ここで用いる光Ｑ１として、平行光、もしくは拡散光、もしくは特定の出射角度における強度が他の出射角度における強度と異なる光、すなわち特定の出射角度に強弱を有する光を用いることができる。平行光を用いた場合、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度が例えば６０°〜９０°程度の単一の傾斜角度となる。拡散光を用いた場合には、傾斜角度が連続的に変化する、断面形状が曲線状の傾斜面となる。特定の出射角度に強弱を有する光を用いた場合には、その強弱に対応した斜面角度を有する傾斜面となる。このように、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度を調整することができる。これにより、光拡散部材６の光拡散性を、目的とする視認性が得られるように調整することが可能となる。
なお、露光装置から出射された平行光を拡散光Ｑ１として基材３９に照射する手段の一つとして、例えば露光装置から出射された光の光路上にヘイズ５０程度の拡散板を配置し、拡散板を介して光を照射する。

以上、図１１（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経て、光拡散部材６の母材が完成する。光拡散部材６の全光線透過率は、９０％以上が好ましい。全光線透過率が９０％以上であると、十分な透明性が得られ、光拡散部材６に求められる光学性能を十分に発揮できる。全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１の規定によるものである。

次いで、図１１（Ｅ）に示す偏光板貼付装置７０を用い、光拡散部材６の母材における光拡散部４１の光入射端面４１ｂに第２偏光板７の母材を、接着剤層４３（図２参照）を介して貼付する（図１０に示すステップＳ５）。

この工程では、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させるようにする。

そして、貼付された光拡散部材６の母材と第２偏光板７の母材との貼合体（以下、単に貼合体と称する）を、液晶表示装置１の平面視サイズに切断する。以上の工程により、本実施形態に係る視野角拡大部材３が完成する。

なお、本実施形態では、光拡散部材６の母材と第２偏光板７の母材との貼付した後に、この貼合体を、液晶表示装置１の平面視サイズに切断することにより視野角拡大部材３を作製したが、これに限らない。例えば、光拡散部材６の母材と第２偏光板７の母材とをそれぞれ液晶表示装置１の平面視サイズに切断した後に、光拡散部材６と第２偏光板７とを貼付することにより視野角拡大部材３を作製してもよい。

最後に、完成した視野角拡大部材３を、図２に示すように、基材３９を視認側に向け、第２偏光板７を液晶パネル２に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶パネル２に貼付する。
以上の工程により、本実施形態に係る液晶表示装置１が完成する。

ここで、本実施形態に係る視野角拡大部材３の作用について、図１２〜図１５を用いて説明する。

先ず、光拡散部４１の反射面４１ｃに対して所定の偏光状態で入射する光について、光拡散部４１内への光の入射角度と光拡散部４１の反射面４１ｃでの反射率との関係を説明する。

ここでは一例として、図１２に示すように、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度ψ１を７５°とし、光拡散部４１の屈折率ｎを１．５５とした場合について説明する。なお、図１２において、光拡散部４１に対して入射角度ψ２で入射した光を実線で示し、光拡散部４１の反射面４１ｃで反射した光を破線で示す。なお、入射角度ψ２は、光拡散部４１の光入射端面４１ｂの法線と、光拡散部４１に入射した光の進行方向と、のなす角度である。

図１３は、光拡散部４１の反射面４１ｃの傾斜角度ψ１を７５°とし、光拡散部４１の屈折率ｎを１．５５とした場合における、Ｐ偏光及びＳ偏光のそれぞれについて光拡散部４１内への光の入射角度と光拡散部４１の反射面４１ｃでの反射率との関係を示す図である。図１３において、横軸は光拡散部４１内への光の入射角度であり、縦軸は光拡散部４１の反射面４１ｃでの反射率である。
以下、光拡散部４１内への光の入射角度ψ２を、単に入射角度ψ２と称することがある。光拡散部４１の反射面４１ｃでの反射率を、単に反射率と称することがある。

ここで、遮光層４０の短軸（光拡散部材６の拡散性が最も強い方位角方向に平行な線）と光拡散部４１の光入射端面４１ｂの法線とを含む面を入射面とする。Ｐ偏光とは、光拡散部４１の反射面４１ｃに対して入射角度ψ２で光が入射するとき、電場の振動方向が入射面に平行な偏光成分を有する偏光である。Ｓ偏光とは、光拡散部４１の反射面４１ｃに対して入射角度ψ２で光が入射するとき、電場の振動方向が入射面に垂直な偏光成分を有する偏光である。

図１３に示すように、Ｐ偏光及びＳ偏光のそれぞれにおいて、入射角度ψ２が０°から３４°までの範囲で、反射率は１である。しかしながら、入射角度ψ２が３４°を超えると、反射率が急激に低下する。これは、入射角度ψ２が３５°を超えると、スネルの法則により、全反射の起こる条件を満たさなくなることによる。

Ｓ偏光においては、入射角度ψ２が３６°を超えると、入射角度ψ２が７０°まで反射率が徐々に低下し、反射率が０．０５に落ち込む。そして、入射角度ψ２が７０°から９０°までの範囲で、反射率は概ね一定となる。

一方、Ｐ偏光においては、入射角度ψ２が３８°から４６°までの範囲で反射率が０となる。これは、Ｐ偏光特有の性質である。このようにＰ偏光において反射率が０となる角度をブリュースター角という。

なお、Ｐ偏光においては、入射角度ψ２が７０°になると、反射率が０．０５まで上昇する。そして、入射角度ψ２が７０°から９０°までの範囲で、反射率は概ね一定となる。

図１４は、比較例に係る視野角拡大部材３Ｘの作用を説明するための図である。
図１５は、本実施形態に係る視野角拡大部材３の作用を説明するための図である。

図１４に示すように、比較例に係る視野角拡大部材３Ｘは、光拡散部材６Ｘの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７Ｘの透過軸Ｐ２とが概ね一致している。この場合、遮光層４０Ｘの短軸方向における光拡散部４１Ｘの反射面４１Ｘｃには、Ｐ偏光が相対的に多く入射しやすくなる。Ｐ偏光が光拡散部４１Ｘの反射面４１Ｘｃに入射すると、上述したように、ブリュースター角において反射率が０となる。そのため、光拡散部４１Ｘに入射した光のうち、反射面４１Ｘｃに向かう光のすべてが、反射面４１Ｘｃで反射されずに遮光層４０Ｘに吸収されてしまう。その結果、光の利用効率が低下してしまう。

これに対し、図１５に示すように、本実施形態に係る視野角拡大部材３は、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２とが概ね直交している。この場合、遮光層４０の短軸方向における光拡散部４１の反射面４１ｃには、Ｓ偏光が相対的に多く入射しやすくなる。Ｓ偏光が光拡散部４１の反射面４１ｃに入射する場合、Ｐ偏光が光拡散部４１Ｘの反射面４１Ｘｃに入射する場合のように反射率が０となることはない。そのため、光拡散部４１に入射した光のうち、反射面４１ｃに向かう光のすべてが、反射面４１ｃで反射される。反射面４１ｃで反射した光は、遮光層４０に吸収されることなく、外部に射出される。よって、光の利用効率を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させることができる視野角拡大部材３の製造方法を提供することができる。また、視野角拡大部材３材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置１を提供することができる。

一般に、ストライプや格子等のような規則性のあるパターン同士を重ね合わせた場合、各パターンの周期が僅かにずれると、干渉縞模様（モアレ）が視認されることが知られている。例えば複数の光拡散部がマトリクス状に配列された光拡散部材と複数の画素がマトリクス状に配列された液晶パネルとを重ね合わせたとすると、光拡散部材の光拡散部による周期パターンと液晶パネルの画素による周期パターンとの間でモアレが発生し、表示品位を低下させる虞がある。

これに対し、本実施形態の液晶表示装置１においては、複数の遮光層４０が平面的にランダムに配置されている。光拡散部４１が遮光層４０の形成領域以外の領域に形成されている。そのため、液晶パネル２の画素の規則的配列との間で干渉によるモアレが生じることがなく、表示品位を維持することができる。

本実施形態では、複数の遮光層４０の配置をランダムとしたが、必ずしも複数の遮光層４０の配置がランダムである必要はない。複数の遮光層４０の配置が非周期的であれば、モアレの発生を抑えることができる。さらに、状況や用途に応じて多少のモアレの発生が許容される場合には、複数の遮光層４０が周期的に配置されていても良い。

［第１実施形態の第１変形例］
図１６は、第１実施形態の第１変形例に係る液晶表示装置１Ａの正面図における、光拡散部材６Ａの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、偏光板の透過軸（第１偏光板５の透過軸Ｐ１、第２偏光板７の透過軸Ｐ２）との配置関係を示す図である。

上記第１実施形態では、液晶表示装置１の正面形状が、左右方向に長い（横長の）長方形であった。これに対し、本変形例では、液晶表示装置１Ａの正面形状が、上下方向に長い（縦長の）長方形である。

本変形例においては、上記第１実施形態と同様、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓが、方位角φ：０°−１８０°方向である。これにより、液晶表示装置１Ａにおいて左右方向の拡散強度が大きくなり、左右方向の視認性がより改善される。

また、本変形例においては、上記第１実施形態と同様、光拡散部材６Ａの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させている。

本変形例に係る視野角拡大部材においても、光の利用効率を向上させることができる。また、視野角拡大部材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置１Ａを提供することができる。

［第１実施形態の第２変形例］
図１７は、第１実施形態の第２変形例に係る液晶表示装置１Ｂの正面図における、光拡散部材６Ｂの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、偏光板の透過軸（第１偏光板５の透過軸Ｐ１、第２偏光板７の透過軸Ｐ２）との配置関係を示す図である。

上記第１実施形態では、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓが、方位角φ：０°−１８０°方向であった。
これに対し、本変形例では、光拡散部材６Ｂの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓが、方位角φ：９０°−２７０°方向である。これにより、液晶表示装置１Ｂにおいて上下方向の拡散強度が大きくなり、上下方向の視認性がより改善される。

本変形例においては、上記第１実施形態と同様、液晶表示装置１Ｂの正面形状が、左右方向に長い（横長の）長方形である。また、光拡散部材６Ｂの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させている。

本変形例に係る視野角拡大部材においても、光の利用効率を向上させることができる。また、視野角拡大部材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置１Ｂを提供することができる。

［第１実施形態の第３変形例］
図１８は、第１実施形態の第３変形例に係る液晶表示装置１Ｃの正面図における、光拡散部材６Ｃの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、偏光板の透過軸（第１偏光板５の透過軸Ｐ１、第２偏光板７の透過軸Ｐ２）との配置関係を示す図である。

上記第１実施形態では、液晶表示装置１の正面形状が、左右方向に長い（横長の）長方形であった。また、光拡散部材６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓが、方位角φ：０°−１８０°方向であった。
これに対し、本変形例では、液晶表示装置１Ｃの正面形状が、上下方向に長い（縦長の）長方形である。
また、光拡散部材６Ｃの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓが、方位角φ：９０°−２７０°方向である。これにより、液晶表示装置１Ｃにおいて上下方向の拡散強度が大きくなり、上下方向の視認性がより改善される。

本変形例においては、上記第１実施形態と同様、光拡散部材６Ｃの拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させている。

本変形例に係る視野角拡大部材においても、光の利用効率を向上させることができる。また、視野角拡大部材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置１Ｃを提供することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１９を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光拡散部材１０６に複数の光拡散部１４１が配置されている点が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、光拡散部材１０６について説明する。

図１９は、光拡散部材１０６の模式図である。図１９において、左側上段は光拡散部材１０６の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

上記第１実施形態では、基材３９の一面に形成された複数の遮光層４０と、基材３９の一面において遮光層４０の形成領域以外の領域に形成された光拡散部４１と、を備えていた。また、複数の遮光層４０が基材３９の一面に点在して配置され、光拡散部４１が遮光層４０の形成領域以外の領域に連続して形成されていた。

これに対して、本実施形態の光拡散部材１０６は、図１９の左側上段に示すように、基材１３９の一面に形成された複数の光拡散部１４１と、基材１３９の一面において光拡散部１４１の形成領域以外の領域に形成された遮光層１４０と、を備えている。また、複数の光拡散部１４１が、基材１３９の一面に点在して配置され、遮光層１４０が光拡散部１４１の形成領域以外の領域に連続して形成されている。

複数の光拡散部１４１は、基材１３９の主面の法線方向から見てランダムに（非周期的に）配置されている。したがって、隣接する光拡散部１４１間のピッチは一定ではない。しかし、隣接する光拡散部１４１間のピッチを平均した平均ピッチは２５μｍに設定されている。

光拡散部１４１の平均間隔は液晶パネル２の画素の間隔（ピッチ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの光拡散部１４１が形成されるので、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。

遮光層１４０には、基材１３９上にランダムに（非周期的に）複数の開口が形成されている。本実施形態において、複数の光拡散部１４１は、遮光層１４０の開口の形成位置に対応して設けられている。

図１９の左側下段、右側上段に示すように、光拡散部１４１は、基材１３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積（楕円形状）が基材１３９の側で小さく、基材１３９から離れるにつれて漸次小さくなる楕円錐体形状を有している。光拡散部１４１の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（基材１３９に接する側の面）が光射出端面１４１ａとなり、面積の大きい方の面（基材１３９と反対側の面）が光入射端面１４１ｂとなる。

遮光層１４０の下方に相当する部分が中空部１４２となる。この中空部１４２に空気が存在している。光拡散部材１０６は空気が存在する連続した中空部１４２を有している。

本実施形態の場合、隣接する光拡散部１４１間には空気が介在しているため、光拡散部４１を例えばアクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部１４１の反射面１４１ｃはアクリル樹脂と空気との界面となる。

したがって、スネルの法則より、光拡散部１４１の反射面１４１ｃで光が全反射する入射角範囲が広い。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
なお、本実施形態において、光を全反射可能にするため、光拡散部１４１の周囲を低屈折率状態としても良く、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されている状態としても良い。もしくは、光拡散部１４１間が真空状態や大気よりも減圧状態であっても良い。

図１９の左側上段に示すように、基材１３９の法線方向から見た光拡散部１４１の平面形状は細長い楕円形である。光拡散部１４１は、長軸と短軸とを有している。

複数の光拡散部１４１の長軸方向は概ねＸ方向に揃っている。複数の光拡散部１４１の短軸方向は概ねＹ方向に揃っている。このことから、光拡散部１４１の反射面１４１ｃの向きを考えると、光拡散部１４１の反射面１４１ｃのうち、Ｘ方向に沿った反射面１４１ｃの割合はＹ方向に沿った反射面１４１ｃの割合よりも多い。そのため、Ｘ方向に沿った反射面１４１ｃで反射してＹ方向に拡散する光Ｌｙは、Ｙ方向に沿った反射面１４１ｃで反射してＸ方向に拡散する光Ｌｘよりも多くなる。

したがって、光拡散部材１０６の拡散性が最も強い方位角方向Ｖｓは、光拡散部１４１の短軸方向であるＹ方向となる。極角方向は任意とする。

ただし、光拡散部の平面形状が円形の場合には、光拡散部の反射面のうち、Ｘ方向に沿った反射面の割合はＹ方向に沿った反射面の割合と等しい。そのため、Ｘ方向に沿った反射面で反射してＹ方向に拡散する光は、Ｙ方向に沿った反射面で反射してＸ方向に拡散する光と等しくなる。つまり、基材の法線方向から見て、反射面からは光が等方的に反射されることとなる。したがって、光拡散部材の拡散性が最も強い方位角方向は存在しない。

本実施形態においては、上記第１実施形態と同様、光拡散部材１０６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させている。

次に、本実施形態に係る視野角拡大部材の製造工程を説明する。
本実施形態に係る視野角拡大部材の製造方法の基本工程は第１実施形態と同一であり、遮光層を形成する工程において基材の一面に形成される遮光層が複数の開口部を有する遮光層である点が第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態に係る視野角拡大部材は、第１実施形態で説明した処理装置と共通の処理装置によって各種の処理が施される。そのため、第１実施形態で説明した処理装置と共通の処理装置には同一の符号を付し、第１実施形態で説明した製造方法と共通の製造方法についてはその詳細な説明は省略する。

先ず、図２０（Ａ）に示す印刷装置５０を用い、基材の一面に、上述の遮光層４０と同様の形成材料からなる、複数の開口部を有する遮光層１４０を、印刷ローラー５３から基材上に転写する。遮光層１４０の開口部の平面形状は楕円形状である。遮光層１４０の膜厚は１５０ｎｍとする。これにより、複数の開口部を有する遮光層１４０を基材の一面に形成する（図１０に示すステップＳ１）。

楕円形の開口部は次工程の光拡散部１４１の形成領域に対応する。開口部の間隔（ピッチ）は液晶パネル２の画素の間隔（ピッチ、例えば１５０μｍ）よりも小さいことが望ましい。これにより、画素内に少なくとも１つの光拡散部１４１が形成される。そのため、例えばモバイル機器等に用いる画素ピッチが小さい液晶パネルと組み合わせたときに広視野角化を図ることができる。

なお、本実施形態では、印刷法を用いて、複数の開口部を有する遮光層１４０を形成したが、これに限らない。この他に、ブラックネガレジストを用いたフォトリソグラフィー法によって遮光層１４０を形成することもできる。この場合、開口パターンと遮光パターンとが反転したフォトマスクを用いれば、光吸収性を有するポジレジストを用いることもできる。もしくは、蒸着法やインクジェット法等を用いて遮光層１４０を直接形成しても良い。

次いで、図２０（Ｂ）に示す塗布装置５５を用い、スリットコーター５８を用いて、基材の一面に、複数の開口部を覆うように、光拡散部材料としてアクリル樹脂からなる透明ネガレジストを塗布する。これにより、膜厚２０μｍの塗膜を形成する（図１０に示すステップＳ２）。

なお、本実施形態では、スリットコーターを用いて透明ネガレジストを形成したが、これに限らない。この他に、スピンコート法や印刷法等を用いて透明ネガレジストを形成してもよい。

次いで、図２０（Ｃ）に示す露光装置６０を用い、複数の開口部を有する遮光層１４０をマスクとして塗膜に拡散光Ｑ１を照射し、露光を行う（図１０に示すステップＳ３）。このとき、波長３６５ｎｍのｉ線、波長４０４ｎｍのｈ線、波長４３６ｎｍのｇ線の混合線を用いた露光装置を使用する。露光量は５００ｍＪ／ｃｍ２とする。

次いで、図２０（Ｄ）に示す現像装置６５を用い、専用の現像液Ｑ２を用いて透明ネガレジストからなる塗膜の現像を行い、１００℃でポストベークし、中空部１４２を有する透明樹脂層１４１を基材の一面に形成する（図１０に示すステップＳ４）。

本実施形態では、図１０（Ｃ）に示したように、拡散光Ｑ１を用いて露光を行っているので、塗膜を構成する透明ネガレジストが遮光層１４０の非形成領域（開口部）から外側に広がるように放射状に露光される。これにより、順テーパ状の中空部１４２が形成される。光拡散部１４１は逆テーパ状の形状となる。光拡散部１４１の反射面１４１ｃの傾斜角度は拡散光の拡散の度合いで制御できる。

以上、図２０（Ａ）〜（Ｄ）の工程を経て、光拡散部材１０６の母材が完成する。

次いで、図２０（Ｅ）に示す偏光板貼付装置７０を用い、光拡散部材１０６の母材における光拡散部１４１の光入射端面１４１ｂに第２偏光板７の母材を、接着剤層を介して貼付する（図１０に示すステップＳ５）。

この工程では、光拡散部材１０６の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板７の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させるようにする。

そして、貼付された光拡散部材１０６の母材と第２偏光板７の母材との貼合体（以下、単に貼合体と称する）を、液晶表示装置１の平面視サイズに切断する。以上の工程により、本実施形態に係る視野角拡大部材が完成する。

最後に、完成した視野角拡大部材を、基材１３９を視認側に向け、第２偏光板７を液晶パネル２に対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶パネル２に貼付する。
以上の工程により、本実施形態に係る液晶表示装置が完成する。

本実施形態に係る光拡散部材１０６を備えた視野角拡大部材においても、光の利用効率を向上させることができる。また、視野角拡大部材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置を提供することができる。

［第２実施形態の第１変形例］
図２１は、第２実施形態の第１変形例に係る光拡散部材１０６Ａの断面図である。

上記第２実施形態では、複数の光拡散部１４１の反射面の傾斜角度は全て同一であった。これに対して、本変形例の光拡散部材１０６Ａでは、図２１に示すように、複数の光拡散部１４１Ａの反射面１４１Ａｃの傾斜角度が異なっている。すなわち、複数の光拡散部１４１Ａの全体を見ると、複数の光拡散部１４１Ａの光射出端面１４１Ａａが複数種類の寸法を有し、複数の光拡散部１４１Ａの反射面１４１Ａｃが複数種類の傾斜角度を有している。複数の光拡散部１４１Ａの反射面１４１Ａｃの傾斜角度が異なることに伴い、光入射端面１４１Ａｂの寸法も異なる。その他の構成は第２実施形態と同様である。

本変形例に係る光拡散部材１０６Ａを備えた視野角拡大部材においても、光の利用効率を向上させることができる。また、視野角拡大部材を備え、表示品位に優れた液晶表示装置を提供することができる。

［第２実施形態の第２変形例］
図２２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、第２実施形態の第２変形例に係る光拡散部材１０６Ｂ，１０６Ｃの断面図である。

上記第２実施形態では、光拡散部１４１の反射面１４１ｃの傾斜角度が一定であった。これに対し、本変形例の光拡散部１４１Ｂ，１４１Ｃのそれぞれの反射面１４１Ｂｃ，１４１Ｃｃの傾斜角度は、図２２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、場所によって異なっている。具体的には、本変形例の光拡散部１４１Ｂ，１４１Ｃのそれぞれの反射面１４１Ｂｃ，１４１Ｃｃは、傾斜角度が連続的に変化している。
図２２（Ａ）に示す光拡散部材１０６Ｂにおいては、光拡散部１４１Ｂの反射面１４１Ｂｃが外側に湾曲している。
図２２（Ｂ）に示す光拡散部材１０６Ｃにおいては、光拡散部１４１Ｃの反射面１４１Ｃｃが内側に湾曲している。

本変形例に係る構成によれば、上記第２実施形態に係る構成に比べて、光拡散性を高めることができる。

［第２実施形態の第３変形例］
図２３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、第２実施形態の第３変形例に係る光拡散部材１０６Ｄ，１０６Ｅの断面図である。

上記第２実施形態では、光拡散部１４１の反射面１４１ｃの傾斜角度が一定であった。これに対し、本変形例の光拡散部１４１Ｄ，１４１Ｅのそれぞれの反射面１４１Ｄｃ，１４１Ｅｃの傾斜角度は、図２３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、場所によって異なっている。具体的には、本変形例の光拡散部１４１Ｄ，１４１Ｅのそれぞれの反射面１４１Ｄｃ，１４１Ｅｃは、複数の異なる傾斜角度（断面形状が折れ線状の傾斜面）となっている。
図２３（Ａ）に示す光拡散部材１０６Ｄにおいては、光拡散部１４１Ｄの反射面１４１Ｄｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、外側に凸となっている。
図２３（Ｂ）に示す光拡散部材１０６Ｅにおいては、光拡散部１４１Ｅの反射面１４１Ｅｃが傾斜角度の異なる３つの傾斜面を有し、内側に凸となっている。

本変形例に係る構成によれば、上記第２実施形態に係る構成に比べて、光拡散性を高めることができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図２４及び図２５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、視野角拡大部材２０３に屈折率調整層２４３が設けられている点が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、視野角拡大部材２０３について説明する。

図２４は、視野角拡大部材２０３の断面図である
基材２３９の一面には、屈折率調整層２４３が遮光層２４０を覆うように全面に設けられている。屈折率調整層２４３は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性を有する有機材料で構成されている。本実施形態の一例として、屈折率調整層２４３は、屈折率が１．５７のアクリル樹脂で構成されている。屈折率調整層２４３の屈折率は、基材２３９の屈折率よりも小さく、かつ、光拡散部２４１の屈折率および第２偏光板７の屈折率よりも大きくなるように設定されている。言い換えると、第２偏光板７と基材２３９との間に、第２偏光板７の屈折率と基材２３９の屈折率との間の屈折率を有する屈折率調整層２４３が設けられている。本実施形態の屈折率調整層２４３は、特許請求の範囲の「偏光板の屈折率と基材の屈折率との間の屈折率を有する部材」に相当する。

屈折率調整層２４３は、１種類の材料のみから構成されていてもよいし、屈折率を上記の関係に設定するために、異なる屈折率を有する２種類以上の材料から構成されていてもよい。屈折率調整層２４３は、遮光層２４０を覆うとともに、表面（基材２３９と反対側の面）が平坦な面となっている。

以下、本実施形態に係る視野角拡大部材２０３の作用について、図２５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

ここで、屈折率調整層２４３を持たない比較例の液晶表示装置を考える。比較例の液晶表示装置は、屈折率調整層２４３を持たないこと以外は本実施形態の表示装置と同じ構成である。その場合、比較例の液晶表示装置においては、図２５（Ａ）に示すように、液晶パネルから射出される光Ｌｉは、第２偏光板７Ｘ、光拡散部２４１Ｘ、基材２３９Ｘをこの順に透過して観察者側に射出される。第２偏光板７Ｘの屈折率ｎｉが１．５０であり、光拡散部２４１Ｘの屈折率ｎｔが１．５０であるから、第２偏光板７Ｘと光拡散部２４１Ｘとの界面Ｋ１では界面反射が生じない。ところが、光拡散部２４１Ｘの屈折率ｎｔが１．５０であり、基材２３９Ｘの屈折率ｎｏが１．６５であるから、光拡散部２４１Ｘと基材２３９Ｘとの界面Ｋ２では界面反射が生じ、光の透過率が低下する。

本発明者のシミュレーションによれば、光拡散部２４１Ｘと基材２３９Ｘとの界面Ｋ２に対して垂直に入射する光のうち、０．２３％の光Ｌｒが界面反射する。その結果、光Ｌｏの透過率は９９．７７％に低下する。

これに対して、本実施形態の液晶表示装置においては、図２５（Ｂ）に示すように、液晶パネル２から射出される光Ｌｉは、第２偏光板７、光拡散部２４１、屈折率調整層２４３、基材２３９をこの順に透過して観察者側に射出される。第２偏光板７の屈折率ｎｉが１．５０であり、光拡散部２４１の屈折率ｎｔが１．５０であるから、第２偏光板７と光拡散部２４１との界面Ｋ１では界面反射が生じない。光拡散部２４１の屈折率ｎｔが１．５０であり、屈折率調整層２４３の屈折率ｎ１が１．５７であるから、光拡散部２４１と屈折率調整層２４３との界面Ｋ２ではわずかな界面反射が生じる。屈折率調整層２４３の屈折率ｎ１が１．５７であり、基材２３９の屈折率ｎｏが１．６５であるから、屈折率調整層２４３と基材２３９との界面Ｋ３ではわずかな界面反射が生じる。

本発明者のシミュレーションによれば、光拡散部２４１と屈折率調整層２４３との界面Ｋ２に対して垂直に入射する光のうち、０．０６％の光Ｌｒ１が界面反射する。同様に、屈折率調整層２４３と基材２３９との界面Ｋ３に対して垂直に入射する光Ｌ１のうち、０．０６％の光Ｌｒ２が界面反射する。その結果、光Ｌｏの透過率は９９．８９％となり、比較例に比べて高くなる。

本実施形態に係る視野角拡大部材２０３によれば、第２偏光板７の屈折率と基材２３９の屈折率との中間の屈折率を有する屈折率調整層２４３を基材２３９と光拡散部２４１との間に挿入して界面での屈折率差を小さくしたことにより、界面反射を低減することができる。図２５（Ａ）、（Ｂ）に示したように、比較例では界面反射が生じる界面が１箇所であり、本実施形態では界面反射が生じる界面が２箇所であった。これに対して、本実施形態に係る反射光の総量は、比較例のものよりも少ない。したがって、光の透過率が向上し、明るい表示が可能な液晶表示装置を実現できる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図２６〜図２９（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、光散乱部３４５が基材３３９の視認側の面に部分的に形成されている点が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光拡散部材３０６について説明する。

図２６は、光拡散部材３０６の断面図である
光散乱部３４５は、光硬化樹脂３４６の内部に多数の散乱体３４７が分散されて構成されている。光散乱部３４５の厚み（Ｚ軸方向の寸法）は一例として２０μｍ程度であり、球状の散乱体３４７の球径は０．５〜２０μｍ程度である。光散乱部３４５は、光拡散部３４１で拡散された光を等方的に拡散しさらに広角に広げる。

本実施形態においては、光散乱部３４５は層状に形成されるとともに、この層状の光散乱部３４５を貫通する複数の孔３４８が形成されている。具体的には、光散乱部３４５には、光散乱部３４５の視認側から基材３９側まで連通（貫通）した複数の孔３４８が形成されている。これらの複数の孔３４８は、基材３３９と接する遮光層４０の面積よりも、光散乱部３４５に形成された孔３４８の基材側の面積の方が小さくなるように設定されている。また、視認側から見て、遮光部３４０の内方に光散乱部３４５の孔３４８が配置されるようになっている。

光硬化樹脂３４６としては、例えば、（メタ）アクリレート系光硬化樹脂、イミド系光硬化樹脂、シリコーン系光硬化樹脂等を用いることができる。

散乱体３４７としては、例えばアクリルビーズを用いることができるが、これに限らず、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマーなどからなる樹脂片、ガラスビーズ等の適宜な透明の物質で構成されていてもよい。

また、散乱体３４７としては、これら透明な物質以外でも、光の吸収の無い散乱体、反射体を用いることができる。あるいは、散乱体３４７を光拡散部３４１内に拡散させた気泡としてもよい。個々の散乱体３４７の形状は、例えば、球形、楕円球形、平板形、多角形立方体など、各種形状に形成することができる。散乱体３４７のサイズも均一あるいは不均一になるように形成されていればよい。

以下、本実施形態に係る光拡散部材３０６の作用について、図２７（Ａ）、（Ｂ）〜図２９（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。

図２７（Ａ）に示すように、光散乱部３４５が配置されていない光拡散部材３０６Ｘの場合、光拡散部３４１Ｘの光入射端面３４１Ｘａに対して垂直に入射する光Ｒ１が光射出端面３４１Ｘｂから特定の拡散角度に集中して射出される。その結果、広い角度範囲に均一に光を拡散させることができず、特定の視野角のみでしか明るい表示が得られない。

これに対して、本実施形態の場合、図２７（Ｂ）に示すように、光拡散部材３０６の最表面には光散乱部３４５が配置されている。これにより、光拡散部３４１の光入射端面３４１ａに対して垂直に入射する光Ｒ１は、光拡散部３４１で拡散した後、光散乱部３４５でさらに拡散する。このため、光散乱部３４５からは様々な角度の光が射出される。

このように、本実施形態の場合、光拡散部材３０６の最表面には光散乱部３４５が配置されているため、光の拡散角度を１つに集中させないようにできる。その結果、光拡散部材３０６の光拡散特性をよりなだらかにすることができ、広い視野角で明るい表示が得られる。

さらに、本実施形態においては、基材３３９の視認側の面に形成された光散乱部３４５には、視認側から基材まで連通した複数の孔３４８が形成されている。

ここで、基材３３９の視認側の面の全面に光散乱部３４５Ｘが形成されている場合を考える。この場合、図２８（Ａ）に示すように、視認側からの光Ｒ２（外光）が光散乱部３４５に入射すると、外光Ｒ２は光散乱部３４５で反射散乱（後方散乱）されて視認側へと光が進行する。すると、視認者に外光Ｒ２の散乱光が認識されることになり、液晶表示の視認性が悪化する。

これに対して、本実施形態の場合、上述のように、光散乱部３４５には孔３４８が形成されている。この孔３４８に視認側から入射した光Ｒ２（外光）は、図２８（Ｂ）に示すように、遮光部３４０に吸収され反射散乱を生じない。そのため、基材３３９の全面に光散乱部３４５が形成されている場合と比較して、視認側からの光Ｒ２の反射散乱を抑制することができ、視認性が良好となる。

また、本実施形態においては、光拡散部３４１に対向する位置に光散乱部３４５が形成されているので、背面側からの光の光拡散特性を損ねることなく、視認側からの光の反射散乱を抑制することができる。つまり、本実施形態の光拡散部材３０６によれば、背面側からの光の光拡散特性と、視認側からの光の反射散乱の特性を両立することができる。

さらに、本実施形態においては、光散乱部３４５が基材３３９と接する遮光部３４０の面積よりも、光散乱部３４５に形成された孔３４８の基材３３９側に形成される面積の方が小さくなるように設定されている。また、視認側から見て（平面視において）、遮光部３４０の内方に光散乱部３４５の孔３４８が配置されるようになっている。

図２９（Ａ）に示すように、遮光部３４０と対向する位置において、基材３３９側の孔３４８Ａの面積が、遮光部３４０と同一面積とされている場合は、背面側からの光Ｒ３が光散乱部３４５Ａに散乱されない場合がある。

これに対して、本実施形態の場合、図２９（Ｂ）に示すように、背面側から基材３３９の面に対して斜め方向から入射する光Ｒ３を光散乱部３４５によって散乱することができる。よって、光拡散特性をさらに向上させることができる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図３０を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、遮光層４４０の基材４３９とは反対側の面４４０ａの一部が光散乱部４４５で覆われている点が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光拡散部材４０６について説明する。

図３０は、光拡散部材４０６の断面図である
光散乱部４４５は、光硬化樹脂４４６の内部に多数の散乱体４４７が分散されて構成されている。光散乱部４４５は、中空部４４２と遮光層４４０との間に配置されている。光散乱部４４５は、遮光層４４０を一部露出させるように覆った状態で基材４３９の一面（視認側と反対側の面）に配置されている。すなわち、本実施形態では、視認側から見て（平面視において）、遮光層４４０の一部が光散乱部４４５の形成領域からはみ出ている。

本実施形態の場合、中空部４４２に入射した光の一部Ｌ１１は、光散乱部４４５に入射して前方散乱されることで遮光層４４０が形成されていない領域に導かれることになる。従って、光拡散部材４０６は、中空部４４２への入射光の一部を、基材４３９を介して様々な角度で射出させることができ、高い光利用効率を得ることができる。また、光拡散部材４０６は、光拡散部４４１に入射した光の一部Ｌ１２を光散乱部４４５内で散乱させて基材４３９に対して様々な角度で射出させることができる。

なお、本実施形態では、遮光層の基材とは反対側の面の一部が光散乱部で覆われている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、光散乱部が遮光層の全面を覆って形成されていてもよい。すなわち、遮光層の基材と反対側の面の少なくとも一部が光散乱部で覆われていればよい。

なお、上記第１実施形態においては、遮光層４０の形状を、図３１（Ａ）に示すように細長い楕円形状としたが、遮光層４０の形状はこれに限定されることはない。
例えば、図３１（Ｂ）に示すように、細長い長方形状の遮光層４０Ｇを用いても良い。あるいは、図３１（Ｃ）に示すように、細長い八角形状の遮光層４０Ｈを用いても良い。あるいは、図３１（Ｄ）に示すように、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状の遮光層４０Ｉを用いても良い。あるいは、図３１（Ｅ）に示すように、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状の遮光層４０Ｊを用いても良い。あるいは、図３１（Ｆ）に示すように、二等辺三角形状の遮光層４０Ｋを用いても良い。あるいは、図３１（Ｇ）に示すように、菱形状の遮光層４０Ｌを用いても良い。さらに、図３１（Ａ）〜（Ｇ）の形状が所定方向に回転していてもよい。
また、各遮光層４０の平面形状をそれぞれ異ならせ、種々の異方性の方位（図３１（Ａ）〜（Ｇ）参照）を持つ異なる複数種類のサイズ、形状のものを混在させるようにしてもよい。

なお、上記第２実施形態においては、光拡散部１４１の形状を、図３１（Ａ）に示すように楕円形状としたが、光拡散部１４１の形状はこれに限定されることはない。
例えば、図３１（Ｂ）〜（Ｇ）に示したように、光拡散部１４１の形状を、細長い長方形状、細長い八角形状、細長い長方形の対向する２辺を外側に湾曲させた形状、縦横比が異なる２つの長方形を直交する２方向に交差させた形状、二等辺三角形状、菱形状、あるいはこれらの形状を所定方向に回転させた形状としてもよい。
また、各光拡散部１４１の平面形状をそれぞれ異ならせ、種々の異方性の方位（図３１（Ａ）〜（Ｇ）参照）を持つ異なる複数種類のサイズ、形状のものを混在させるようにしてもよい。

また、上記実施形態における視野角拡大部材の基材の視認側に、反射防止層、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つを設けた構成としても良い。
この構成によれば、基材の視認側に設ける層の種類に応じて、外光反射を低減する機能、塵埃や汚れの付着を防止する機能、傷を防止する機能等を付加することができ、視野角特性の経時劣化を防ぐことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

また、上記実施形態では、光拡散部もしくは空間部分の形状を楕円錐台状としたが、その他の形状であってもよい。また、光拡散部の反射面の傾斜角度は光軸を中心として必ずしも対称でなくても良い。上記実施形態のように光拡散部の形状を楕円錐台状とした場合には、光拡散部の反射面の傾斜角度が光軸を中心として線対称となるため、光軸を中心として線対称的な角度分布が得られる。これに対し、表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な角度分布が要求される場合、例えば画面の上方側だけ、あるいは右側だけに視野角を広げたい等の要求がある場合には、光拡散部の反射面の傾斜角度を非対称にしても良い。

また、上記実施形態では、液晶表示装置の製造方法として、完成した視野角拡大部材を、基材を視認側に向け、第２偏光板を液晶パネルに対向させた状態で、光学接着剤等を用いて液晶パネルに貼付する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、偏光板付きの液晶パネルに光拡散部材を後から貼付してもよい。この場合、光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向Ｖｓと、第２偏光板の透過軸Ｐ２と、を概ね直交させるようにする。

その他、液晶表示装置の各構成部材の材料、数、配置等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。例えば上記実施形態では、液晶パネルの外側に偏光板を配置する例を示したが、この構成に代えて、液晶パネルを構成する一対の基板の内側に偏光層を形成しても良い。

本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、ＭＥＭＳディスプレイ等の各種表示装置に利用可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…液晶表示装置（表示装置）、２…液晶パネル（表示体）、３，２０３…視野角拡大部材（偏光板付き光拡散部材）、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，１０６，１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ，１０６Ｄ，１０６Ｅ，２０６，３０６，４０６…光拡散部材、７…第２偏光板（偏光板）、１１…液晶層、３９，１３９，２３９，３３９，４３９…基材、４０，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋ，４０Ｌ，１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ，１４０Ｅ，２４０，３４０，４４０…遮光層、４１，１４１，１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ，１４１Ｅ，２４１，３４１，４４１…光拡散部、４１ａ，１４１ａ，１４１Ａａ，２４１ａ，３４１ａ…光射出端面、４１ｂ，１４１ｂ，１４１Ａｂ，２４１ｂ，３４１ｂ…光入射端面、４１ｃ，１４１ｃ，１４１Ａｃ，１４１Ｂｃ，１４１Ｃｃ，１４１Ｄｃ，１４１Ｅｃ，２４１ｃ，３４１ｃ…反射面、４２，１４２，２４２，４４２…中空部、２４３…屈折率調整層（偏光板の屈折率と基材の屈折率との間の屈折率を有する部材）、３４５，４４５…光散乱部、４４０ａ…遮光層の基材と反対側の面、φ…方位角、Ｖｓ…光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向、Ｐ２…第２偏光板の透過軸（偏光板の透過軸）

Claims (16)

1. 光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の遮光層と、前記基材の一面のうち前記遮光層の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を含む光拡散部材と、
   前記光拡散部材の前記基材の側とは反対側に配置された偏光板と、を含み、
   前記光拡散部材が、前記偏光板の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させるように構成されており、
   前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、
   前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の層厚よりも大きくなっており、
   前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、が概ね直交し、
   前記基材の一面と反対側の面に、光散乱部が部分的に形成されている偏光板付き光拡散部材。
2. 前記基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状である請求項１に記載の偏光板付き光拡散部材。
3. 前記基材の一面の法線方向から見た前記遮光層の平面的な形状が、楕円もしくは多角形である請求項２に記載の偏光板付き光拡散部材。
4. 前記複数の遮光層が、前記基材の一面の法線方向から見て互いに異なる複数種類のサイズ、形状の少なくとも一を有している請求項２または３に記載の偏光板付き光拡散部材。
5. 前記遮光層の形成領域には、前記光拡散部の形成領域によって区画された中空部が形成され、
   前記中空部に空気が存在している請求項１から４までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
6. 光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された複数の光拡散部と、前記基材の一面のうち前記光拡散部の形成領域以外の領域に形成された遮光層と、を含む光拡散部材と、
   前記光拡散部材の前記基材の側とは反対側に配置された偏光板と、を含み、
   前記光拡散部材が、前記偏光板の側から入射した光を、前記基材の法線方向から見た方位角方向において異方的に拡散させるように構成されており、
   前記光拡散部が、前記基材に接する光射出端面と、前記光射出端面に対向し、前記光射出端面の面積よりも大きい面積を有する光入射端面と、前記光射出端面と前記光入射端面とに接し、前記光入射端面から入射した光を反射する反射面と、を有し、
   前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが前記遮光層の層厚よりも大きくなっており、
   前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向と、前記偏光板の透過軸と、が概ね直交し、
   前記基材の一面と反対側の面に、光散乱部が部分的に形成されている偏光板付き光拡散部材。
7. 前記基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、少なくとも長軸と短軸とを有する異方性形状である請求項６に記載の偏光板付き光拡散部材。
8. 前記基材の一面の法線方向から見た前記光拡散部の平面的な形状が、楕円もしくは多角形である請求項７に記載の偏光板付き光拡散部材。
9. 前記複数の光拡散部が、前記基材の一面の法線方向から見て互いに異なる複数種類のサイズ、形状の少なくとも一を有している請求項７または８に記載の偏光板付き光拡散部材。
10. 前記複数の光拡散部の間の間隙に空気が存在している請求項６から９までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
11. 前記光拡散部材を、前記基材の一面の法線方向と前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とを含む平面で切断した断面から見て、
    前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の側面の傾斜角度が他の光拡散部の側面の傾斜角度と異なる請求項６から１０までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
12. 前記光拡散部材を、前記基材の一面の法線方向と前記光拡散部材の拡散性が相対的に強い方位角方向とを含む平面で切断した断面から見て、
    前記複数の光拡散部のうち、少なくとも一つの光拡散部の側面の傾斜角度が場所によって異なる請求項６から１１までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
13. 前記偏光板と前記基材との間に、前記偏光板の屈折率と前記基材の屈折率との間の屈折率を有する部材が設けられている請求項１から１２までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
14. 前記基材の一面と反対側の面に、反射防止層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうち少なくとも一つが設けられている請求項１から１３までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材。
15. 表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、
    前記視野角拡大部材が、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材で構成されていることを特徴とする表示装置。
16. 表示体と、前記表示体の視認側に設けられ、前記表示体から入射される光の角度分布を入射前よりも広げた状態にして光を射出させる視野角拡大部材と、を含み、
    前記視野角拡大部材が、請求項６から１２までのいずれか一項に記載の偏光板付き光拡散部材で構成されており、
    前記表示体が、表示画像を構成する複数の画素を有し、
    前記光拡散部材の前記複数の光拡散部のうち、隣接する光拡散部間の最大ピッチが、前記表示体の前記画素間のピッチよりも小さいことを特徴とする表示装置。

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