特許 6237846 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237846

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1335

   G02F1/1335 510

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-165028(P2016-165028)

(22)【出願日】2016年8月25日

(62)【分割の表示】特願2011-132568(P2011-132568)の分割

【原出願日】2011年6月14日

(65)【公開番号】特開2016-200843(P2016-200843A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2016年8月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129838

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典輝

(74)【代理人】

【識別番号】100099645

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 晃司

(72)【発明者】

【氏名】児玉 大二郎

(72)【発明者】

【氏名】牛山 章伸

(72)【発明者】

【氏名】浅野 英司

(72)【発明者】

【氏名】堀口 竜二

(72)【発明者】

【氏名】谷口 幸夫

【審査官】 横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３０５６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６４５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２２７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２５７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５３８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７９９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５０５４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３９５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６２５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８５７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２２７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３１２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０６５３０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１１−００５４４５９（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３５，１／１３３５７，１／１３３６３

Ｇ０２Ｂ ５／００−５／１３６，５／１８

Ｇ０２Ｂ ５／３０，５／３２

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

面光源装置と、該面光源装置の観察者側に配置される液晶パネルと、を有し、
前記液晶パネルは、液晶層、該液晶層の前記面光源装置側に配置される下偏光板、及び前記液晶層の前記観察者側に配置される上偏光板を備え、
前記上偏光板は光拡散部材と、該光拡散部材に積層された偏光子とを有し、
前記光拡散部材は、
透光性を有して積層された第一層と、
前記第一層の観察者側に配置され、前記第一層よりも屈折率が低い第二層と、を有し、
前記第一層と前記第二層との界面には凹凸が形成されることにより光を拡散させて透過する回折構造が具備されている、液晶表示装置。

【請求項2】

前記回折構造はレリーフ型ホログラムであるとともに、計算機ホログラムであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記第二層には光拡散材が分散され、前記第一層には光拡散材が含まれない請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記第一層と前記第二層との屈折率差は０．１以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記上偏光板は、前記液晶層側に前記偏光子、該偏光子の観察者側に前記光拡散部材の順である請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入射した光を拡散して出射する光拡散部材を備える液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶テレビ等の液晶表示装置には、液晶パネルと、該液晶パネルに対して背面側から照明する面光源装置が備えられている。液晶パネルのうちの液晶層には表示すべき映像の情報は含まれているが自身が発光するものではないので、面光源装置からの光を透過させることにより観察者が視認可能な映像を提供することができる。
液晶層はその性質上、該液晶層の法線方向からの入射光（光源光）に対しては、出射光のコントラスト、及び効率（透過率）は優れている。しかしながら、当該法線方向に対して斜めからの入射光（光源光）については位相がずれ、偏光がずれるので、これを遮断する必要があり、その分、面光源装置からの光の利用効率が低下する。また、このような斜めからの入射光に対する位相のずれを補償するために位相差フィルムを配置することもある。

【0003】

このような問題に対して、光の利用効率を向上させることや、位相差フィルムを不要とするため、面光源装置からの出射光を液晶パネルのパネル面法線方向にできるだけ収束（平行光束化）させるように、当該面光源装置の光学系について工夫がされている。これにより面光源装置からの光を効率よく利用することができ、位相差フィルムを必要としない形態も可能となる。

【0004】

ところが、液晶パネルのパネル面法線方向に近づけられた光源光が液晶パネルを透過して観察者側に出射されると、液晶表示装置の正面では非常に明るい映像を観察することができるが、正面からはずれた角度で液晶表示装置を見ると暗くなり、いわゆる視野角が非常に狭くなってしまう。
そこで、液晶表示パネルの出光面側（画像観察者側）に、該液晶表示パネルから出射した映像情報を含む光の視野角を広げるために、光を拡散する部材が用いられる。
光を拡散する部材としてはシート状透明材料の内部に該透明材料とは屈折率が異なる粒子を分散し、屈折率差による全反射や屈折を利用するものがある。また、特許文献１に記載のように、光学部材の少なくとも一面にホログラム表面拡散パターンが形成され、回折を利用して光を拡散するものもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公報第２００５／０７８４８３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

透明材料の内部に屈折率が異なる粒子を分散して屈折等を利用する光拡散部材では、外光による後方散乱が生じてコントラストが低下してしまう問題があった。また像の鮮明度が低下するいわゆる像ボケが生じる傾向にあった。分散させる粒子の量を減らせばこのような問題は解決するが、光を拡散させる性能自体が低下してしまう。
一方、特許文献１のように光学部材の少なくとも一面にホログラム表面拡散パターンが形成されて回折を利用する光拡散部材では、上記のような問題を解決することができる。しかしながら、表面に凹凸による拡散パターンが形成されているので、光拡散部材を単体で取り扱う場合には問題にならないが、液晶表示装置として他の層に積層したり、最表面に近い層に配置するに際して、当該凹凸の効果を損なわないようにしたりする配慮が必要であり、自由度が低かった。

【0007】

そこで本発明は、上記の問題に鑑み、視野角を広げることを可能としつつ、外光によるコントラスト低下及び像のボケを防止するとともに、他の光学部材との積層の自由度が高い構成を備える光拡散部材を備える液晶表示装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下、本発明について説明する。

【0009】

本発明の１つの態様は、面光源装置と、該面光源装置の観察者側に配置される液晶パネルと、を有し、液晶パネルは、液晶層、該液晶層の面光源装置側に配置される下偏光板、及び液晶層の観察者側に配置される上偏光板を備え、上偏光板は光拡散部材と、該光拡散部材に積層された偏光子とを有し、光拡散部材は、透光性を有して積層された第一層と、第一層の観察者側に配置され、第一層よりも屈折率が低い第二層と、を有し、第一層と第二層との界面には凹凸が形成されることによりなる回折構造が具備されている、液晶表示装置である。

【0010】

上記液晶表示装置は、回折構造はレリーフ型ホログラムであるとともに、計算機ホログラムとすることができる。

【0011】

また、第二層には光拡散材が分散され、第一層には光拡散材が含まれないように構成してもよい。

【0012】

第一層と第二層との屈折率差は０．１以上とすることができる。

【0013】

上偏光板は、液晶層側に偏光子、偏光子の観察者側に光拡散部材の順に配置させてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、外光によるコントラスト低下及び像のボケを防止するとともに、他の光学部材との積層の自由度が高い構成を備えつつ、適切に視野角を広げることが可能な液晶表示装置となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一の形態を説明する図で、光拡散部材１０の構成を模式的に示す断面図である。

【図2】計算機ホログラムの形状を得るための流れを説明する図である。

【図3】第二の形態を説明する図で、光拡散部材２０の構成を模式的に示す断面図である。

【図4】光拡散部材１０を用いた液晶表示装置１００を説明する斜視図である。

【図5】面光源装置の一断面（図４のＶ−Ｖに沿った断面）を示す分解図である。

【図6】面光源装置の他の断面（図４のＶＩ−ＶＩに沿った断面）を示す分解図である。

【図7】図６の一部を拡大した図である。

【図8】図５の一部を拡大した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。

【0017】

図１は第一の形態を説明する図で、光拡散部材１０の構成を模式的に示す断面図である。光拡散部材１０は、第一層１１及び第二層１２を有し、第一層１１と第二層１２との界面に凹凸による回折構造１０ａが形成されている。ここで回折構造はいわゆるレリーフ型ホログラムである。

【0018】

第一層１１は、透光性を有する基材層の一方の面上にレリーフ型ホログラム形状１０ａ（回折構造１０ａ）を有する層が積層されて形成されている。基材層となる材料は、透明性、及び平滑性が高いものが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、アクリルフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム等を挙げることができる。基材層の厚さは１μｍ〜１ｍｍが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。
また、ホログラム形状１０ａを有する層は、生産性の観点から硬化前にホログラム形状とし、何らかの手段でこれを硬化させることで形状を固定できる材料であることが好ましい。これには例えば、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、トリアジン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系化合物、不飽和ポリエステル系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物等からなるラジカル重合性プレポリマー、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等のラジカル重合性不飽和単量体等の中から選択した１種乃至２種以上からなる組成物からなる電離放射線硬化性樹脂を挙げることができる。なお、ここで「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又メタクリレートを意味する。
硬化に用いる電離放射線としては、紫外線、Ｘ線、可視光線等の電磁波、或いは電子線、イオン線等の荷電粒子線が用いられる。特に、電離放射線として紫外線を採用する場合、該電離放射線硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂とよばれる。
その他、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
またホログラム形状１０ａを有する層は第二層１２より高い屈折率の材料で構成されている。

【0019】

第二層１２は、第一層１１のうち、ホログラム形状１０ａを有する側の面に積層され、第一層１１との界面にホログラム形状が形成される。また、第二層１２は第一層１１のホログラム形状１０ａを有する層より低い屈折率の材料で構成されている。
第二層１２を構成する材料は透明性が高く、ホログラム形状１０ａに追随させるため、硬化前に第一層１１に塗布する等して積層してから硬化させることができるものが好ましい。これには例えば、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、トリアジン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系化合物、不飽和ポリエステル系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物等からなるラジカル重合性プレポリマー、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等のラジカル重合性不飽和単量体等の中から選択した１種乃至２種以上からなる組成物からなる電離放射線硬化性樹脂を挙げることができる。
硬化に用いる電離放射線としては、紫外線、Ｘ線、可視光線等の電磁波、或いは電子線、イオン線等の荷電粒子線が用いられる。特に、電離放射線として紫外線を採用する場合、該電離放射線硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂とよばれる。
その他、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
なお、第二層１２は第一層１１のホログラム形状１０ａを有する層より低い屈折率の粘着剤により構成してもよい。粘着剤としてはアクリル樹脂系、シリコーン樹脂系のものを適用することができる。該粘着剤の屈折率を低くするために該粘着剤中に弗素系樹脂、弗化マグネシウム微粒子等の低屈折率材料を添加しても良い。第一層１１と第二層１２との屈折率差を実現するための手段としては、第一層１１中に、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化タングステン等の高屈折率材料からなる微粒子を添加することもできる。これら、低屈折率材料及び高屈折率材料の微粒子の平均粒子径は、可視光線波長域における十分な透明性を確保するために、可視光線の最短波長（３８０ｎｍ）以下、好ましくは、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲とする。第一層１１と第二層１２の屈折率差を十分大きくする場合は、両層の一方に高屈折率材料を添加し、かつ他方に低屈折率材料を添加することが好ましい。

【0020】

ここで、第一層１１のホログラム形状を有する層と、第二層１２との屈折率差は特に限定されることはないが、０．１以上であることが好ましい。

【0021】

光拡散部材１０によれば、ホログラム形状１０ａが第一層１１と第二層１２との界面に配置され、光拡散部材１０の表面にあらわれない。これにより、光拡散部材１０の表面は平滑面となり、他の部材に光拡散部材１０を積層させる際にもホログラム形状が存在することに配慮する必要がない。また、当該平滑面を利用して液晶表示装置の画面表層を光沢のある面とすることも可能である。さらに、ホログラム形状１０ａの一方と他方は必ず第一層１１及び第二層１２であり、光拡散部材１０をどのような層に積層させたとしてもホログラム形状１０ａを挟む一方と他方の材料が変化することがない。従って、光拡散部材１０がどのような層に積層されたかによらず同様の回折を得ることが可能である。

【0022】

光拡散部材１０に備えられたホログラム形状１０ａは、図１に破線で示したように、第一層１１側からの入射光Ｌ１を第二層１２側に所定の範囲に拡散させるように出射可能な形状とされている。ここで、入射光Ｌ１は、光拡散部材１０の入射面法線に対して略平行であることを想定できる。具体的には、後述する液晶表示装置１００（図４参照）のように、面光源装置１１０において光の方向が該法線方向強く偏向されると共に、収束、平行化されて、光拡散部材１０の当該法線方向に略平行である光が該光拡散部材１０に入射するような場合である。このときの「略平行」とは、光拡散部材１０の入射面法線方向に対して半値角度が０°〜１５°の範囲内の光を意味する。従って、光拡散部材１０への入射光が、半値角度で±１°〜±１５°の広がりを有するものであっても所望の光の拡散ができることが好ましい。
このように光を拡散する機能を有する手段として回折を利用するホログラム形状とすることにより、視野角を拡大することができる。そしてその際には、光散乱材等の屈折を利用する視野角拡大部材の場合に問題となっていた外光の後方散乱に起因するコントラスト低下や像の鮮明度が低下するいわゆる像ボケを防止することができる。

【0023】

このようなホログラム形状１０ａは、上記のような機能を発揮するものであれば特に限定されることはないが、その中でも計算機ホログラムであることが好ましい。計算機ホログラムによれば出射光の拡散範囲や拡散の態様を任意に設定することができ、所望の拡散態様を得ることができる。以下、計算機ホログラムについて一例を説明する。

【0024】

計算機ホログラムは、上記した光学的機能を有する複数の微小な単位計算機ホログラムが並べられて複合化されたもの、又は単位計算機ホログラムが複眼状に配列されたものである。例えば、単位計算機ホログラムを正方形で形成して、複数の該正方形の単位計算機ホログラムを縦横格子状に配列したものや、縦又は横を一列置きに半ピッチずらせていわゆる千鳥状に配列したものを挙げることができる。また、単位計算機ホログラムを隙間なく密に配置するのではなく、所定の間隙を有してまばらに配置したり、所定のパターンに基づいて配置したりする態様も考えられる。もちろん単位計算機ホログラムの形状は正方形に限られることもなく、長方形やその他の多角形を含めて任意の形状で形成してもよい。さらに、１つの計算機ホログラムに含まれる単位計算機ホログラムの形状や配列形態は必ずしも一定である必要はなく、場所により変えられてもよい。

【0025】

次に、光拡散部材１０の製造方法について一例を説明する。光拡散部材１０は、ホログラム形状を得る工程、得られたホログラム形状に基づいて型を作製する工程、当該型を用いてホログラム形状を第一層に形成する工程、及び第二層を形成する工程を含んで製造される。以下各工程について説明する。

【0026】

ホログラム形状を得る工程は、上記した機能を有する形状を得ることができれば公知の方法を用いることができる。ここでは、光拡散部材１０の好ましい態様として説明した計算機ホログラムのホログラム形状を得る方法について説明する。計算機ホログラム自体は公知であるので、当該計算機ホログラム形状を得るための方法についても公知の方法（例えば特許第４６２０２２０号公報）を適用することが可能である。ここではそのうちの一例を説明する。

【0027】

一般に計算機ホログラムを求めるには次のようにする。すなわち、あるホログラムを想定し、それからの再生距離がホログラムの大きさにくらべて十分大きく、ホログラム面の法線に平行な光を照明した場合、再生像面で得られる回折光は、ホログラム面での振幅分布、及び位相分布のフーリエ変換で表される（フラウンホーファー回折）。そこで、再生像面に所定の回折光を与えるために、ホログラム面と再生像面との間で束縛条件を加えながら、フーリエ変換と逆フーリエ変換を交互に繰り返し、ホログラム面に配置する計算機ホログラムを求める方法が知られている（Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ−Ｓａｘｔｏｎ反復計算法）。

【0028】

そこで、Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ−Ｓａｘｔｏｎ反復計算法を利用して、背後からホログラム面の法線に平行な光を照明した場合に所定の観察域へのみ光を回折する計算機ホログラムを得ることを考える。ここではわかりやすさのため、ホログラム面での振幅分布をＡ_ＨＯＬＤ、ホログラム面での位相分布をφ_ＨＯＬＤ、再生像面での振幅分布をＡ_ＩＭＧ、再生像面での位相分布をφ_ＩＭＧで表現する。図２に流れを示した。

【0029】

過程Ｓ１で計算機ホログラムが形成される面領域（ｘ０≦ｘ≦ｘ１、ｙ０≦ｙ≦ｙ１）において、初期値としてＡ_ＨＯＬＤに１を、φ_ＨＯＬＤにランダムな値を与える。
過程Ｓ２で、その初期化した値に所定のフーリエ変換を施し、Ａ_ＩＭＧ、φ_ＩＭＧを得る。
過程Ｓ３で、Ａ_ＩＭＧが所定の領域内でほぼ一定値になり、その所定領域外でほぼ０になったと判断された場合は、過程Ｓ１で初期化したＡ_ＨＯＬＤとφ_ＨＯＬＤが所望の計算機ホログラムとなる。

【0030】

一方、過程Ｓ３でこのような条件が満足されないと判断された場合は、過程Ｓ４で束縛条件が付与される。具体的には、上記の所定領域内ではＡ_ＩＭＧが例えば１にされ、その他では０にされ、φ_ＩＭＧはそのままに維持される。
次に過程Ｓ５で束縛条件が付与された後の条件で所定の逆フーリエ変換が施される。
逆フーリエ変換で得られたホログラム面での値は、過程Ｓ６で束縛条件が付与され、Ａ_ＨＯＬＤは１に、φ_ＨＯＬＤは多値化（元の関数をデジタルな階段状の関数に近似（量子化））される。ただし、φ_ＨＯＬＤが連続的な値を持ってもよい場合は、この多値化は必ずしも必要ない。

【0031】

そして、過程Ｓ２にもどり、その値にフーリエ変換が施される。以降は上記と同様の処理がおこなわれ、過程Ｓ３の条件が満足されるまで（収束するまで）繰り返されて最終的な所望の計算機ホログラムを得ることができる。

【0032】

次に、得られたホログラム形状に基づいて型を作製する工程について説明する。ホログラム形状１０ａを第一層１１に形成させるためには、得られた計算機ホログラム形状を第一層１１となるべき材料に転写可能な凹凸形状を有する型が必要である。ここではその型を作製する工程について説明する。このような型の作製も公知の方法を用いることができるが、以下に一例を説明する。

【0033】

まず、合成石英等の基板上に表面低反射クロム薄膜を積層したフォトマスクブランク板のクロム薄膜上に、ドライエッチング耐性のあるレジスト層を薄膜状に形成する。ドライエッチング用レジストとしては、一例として、日本ゼオン株式会社製のＺＥＰ７０００等を使用することができ、レジストの積層は、スピンナー等を用いた回転塗付によって行なう。
このレジスト層に対し、パターン露光を行なうが、パターン露光は、板状のパターン、レーザー描画装置によるレーザービームの走査、又は電子線描画装置による電子線の走査によりおこなうことができる。
この露光によりレジスト樹脂が硬化した易溶化部分と、未露光部分と、が形成されるので、現像液を噴霧して行なうスプレー現像等によって、溶剤現像して易溶化部分を除去し、レジストパターンを形成する。

【0034】

形成されたレジストパターンを利用して、ドライエッチングにより、レジストで被覆されていない部分のクロム薄膜を除去し、除去した部分において、下層の石英基板を露出させる。次いで、露出した石英基板に対して、同様にドライエッチングを施して、石英基板をエッチングし、エッチングの進行により生じた凹部と、クロム薄膜およびレジスト薄膜とが下から順に被覆している石英基板の元の部分からなる凸部とを形成する。この後、レジスト薄膜を溶解等により除去し、石英基板がエッチングされて生じた凹部と、頂部にクロム薄膜が積層した部分からなる凸部とを有する石英基板を得る。

【0035】

以上の方法のみでは、凸部と凹部の、２値的（高低の２段、深さとしては、元の石英基板の表面に加えて、もうひとつのレベルの面が生じる。）のものしか得られないが、上記で得られたものに対し、さらにレジストの形成→パターン露光→レジストの現像→クロム薄膜のドライエッチング→石英基板のドライエッチング→レジスト除去からなる、フォトエッチングの工程を繰り返すことにより、１回目のフォトエッチングにより生じた凹部、および凸部に対してさらにフォトエッチングを施すことができる。これを複数回繰り返すことにより、複数の高低差を有する凹凸を精度よく得ることが可能である。このようにして、所定の段数を得た後、クロム薄膜をウェットエッチングにより除去し、石英基板表面に所定の段数の深さの凹凸が形成された計算機ホログラムの型を得ることができる。

【0036】

次に、作製した計算機ホログラムの型を用いて第一層１１を作製する工程について説明する。当該型を使用して計算機ホログラムを複製する方法としては、例えば当該型を、加熱により軟化する樹脂層に押し付ける方法、インジェクション法、又はキャスティング法等を利用することできる。これら方法に使用する樹脂としては、熱可塑性、熱硬化性のいずれも使用できる。工業的には、好ましくは紫外線硬化性樹脂を含む未硬化樹脂組成物を型の凹凸が形成された面に接触させ、樹脂組成物の反対側に第一層１１の基材層となるフィルムをラミネートして、樹脂組成物を型とプラスチックフィルムとの間に挟んだ状態とする。かかる状態から、紫外線を照射する等して樹脂組成物を硬化させ、しかる後に該フィルム及び硬化して、かつホログラム形状が賦形された該紫外線硬化性の樹脂組成物層を型から離型すると、第一層１１が形成される。すなわち、透光性を有する基材層の一方の面上にレリーフ型ホログラム形状１０ａを有する層が積層された第一層１１である。

【0037】

次に、第一層１１上に第二層１２を積層する工程について説明する。第二層１２は、上記例示したような硬化する前の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は紫外線硬化樹脂等をスキージを用いて第一層１１上に塗工し、用いた材料に対応した硬化方法により硬化させて形成する方法を用いることが可能である。また、第二層１２として粘着剤を用いる場合には、第一層１１上に粘着剤を塗布する方法を用いることができる。

【0038】

以上のような方法により光拡散部材１０を製造することができる。

【0039】

次に、第二の形態について説明する。図３は第二の形態を説明する図で、光拡散部材２０の構成を模式的に示す断面図である。光拡散部材２０は、第一層１１及び第二層２２を有し、第一層１１と第二層１２との界面に凹凸による回折構造１０ａが形成されている。ここで回折構造はいわゆるレリーフ型ホログラムである。本実施形態では第二層２２の形態が、光拡散部材１０の第二層１２と異なるのみであり、他の構成については同様であることから、ここでは第二層２２についての説明し、他の部材については同じ符号を付すとともに、説明を省略する。

【0040】

第二層２２は、第一層１１のうち、ホログラム形状１０ａを有する側の面に積層され、第一層１１との界面にホログラム形状が形成される。また、第二層２２は、透光性を有する主部２２ａ内に光散乱材２２ｂが分散されて構成されている。光散乱材２２ｂは、主部２２ａ内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進行方向を変化させる作用を及ぼす。
より具体的には、主部２２ａは、第一層１１のホログラム形状１０ａを有する層より低い屈折率の材料で構成されている。主部２２ａを構成する材料は透明性が高く、ホログラム形状に追随させるため硬化前に第一層１１に塗布する等して積層してから硬化させることができるものが好ましい。これには例えば、前記で列記した電離放射線硬化性樹脂を挙げることができる。
一方、光散乱材２２ｂの光散乱機能は、例えば、光散乱材２２ｂを主部２２ａをなす材料とは異なる屈折率を有した材料とすることにより発揮可能である。その他、光に対して反射作用を及ぼし得る材料であってもよい。これには例えば、平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を用いることができる。これら光拡散材２２ｂの添加量は、第二層２２中において、０．１質量％〜２０質量％である。

【0041】

光拡散部材２０によれば、上記した光拡散部材１０で説明した効果に加え、第二層２２に光散乱材２２ｂを含めることにより、ホログラム形状１０ａにおいて回折に起因する波長分散が生じた場合であっても、これを第二層２２の光散乱機能により、混ぜ合わせることができ、観察角度によって色彩が変化して見えてしまう不具合を解消することが可能となる。

【0042】

次に、上記した光拡散部材１０を用いた液晶表示装置１００について説明する。図４は表示装置１００のうち、液晶パネル１０１、及び面光源装置１１０に注目して示した分解斜視図である。図４及び適宜示す図により液晶表示装置１００について説明する。

【0043】

表示装置１００は、液晶パネル１０１、及び面光源装置１１０を備えている。また、表示装置１００には、説明は省略するが、その他これが表示装置として動作するために必要とされる通常の機器を具備している。
図１では紙面上が観察者側となる。

【0044】

液晶パネル１０１は、観察者側に配置された上偏光板１０２、面光源装置１１０側に配置された下偏光板１０５、及び上偏光板１０２と下偏光板１０５との間に配置された液晶層１０６と、を有している。

【0045】

上偏光板１０２は、ＰＶＡ層１０３、光拡散部材１０、及び反射防止層１０４（ＡＲ層１０４）が積層されて構成されている。
ＰＶＡ層１０３は、ＰＶＡ（ポリヴィニルアルコール）の層にヨウ素を含浸した上で延伸してなる物であり、液晶層１０６に積層され、入射した光を直交する二つの偏光成分（例えば、Ｐ波およびＳ波等）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有する層であり、実質的に偏光作用を発現する偏光板本体（所謂「偏光子」）に相当する。当該ＰＶＡ層１０３は公知のものを適用することができる。
光拡散部材１０は、ＰＶＡ層１０３に積層される上記第一実施形態で説明したものであり、入射した光を拡散して出射する機能を有している。
ＡＲ層１０４は、光拡散部材１０に積層されて液晶パネル１０１の最も観察者側に配置される層であり、光の反射を防止する機能を有する。これにより、液晶パネル１０１の表面へのいわゆる写り込みを防止することができる。このようなＡＲ層は公知のものを用いることができる。

【0046】

下偏光板１０５にもＰＶＡ層が含まれており、入射した光を直交する二つの偏光成分（例えばＰ波およびＳ波等）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有する。

【0047】

液晶層１０６は、１対の硝子板間に液晶材料が封入されてなる。そして、画素を形成する単位セルが複数配置され、単位セル毎に、電界印加がなされ得るようになっており、電界印加された単位セル内の液晶分子の配向方向が変化する。面光源装置１１０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１０５を透過した特定方向の偏光成分（本実施形態においては、Ｐ波）は、電界印加された単位セルを通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない単位セルを通過する際にその偏光方向を維持する。このため、単位セルへの電界印加の有無によって、下偏光板１０５を透過した特定方向の偏光成分（Ｐ波）が、下偏光板１０５の出光側に配置された上偏光板１０２のＰＶＡ層１０３（偏光子）をさらに透過するか、又は、ＰＶＡ層１０３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

【0048】

このようにして液晶パネル１０１では、面光源装置１１０からの光の透過又は遮断を単位セル（画素）毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。

【0049】

次に面光源装置１１０について説明する。図５には、図４にＶ−Ｖで示した線に沿った面光源装置１１０の断面図、図６にはＶＩ−ＶＩで示した線に沿った断面図を示した。
面光源装置１１０は、液晶パネル１０１のうち、観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１０１に面状の光を出射する照明装置である。図４〜図６からわかるように、面光源装置１１０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板１１１と、光源１１５と、光学シート１２０と、反射シート１２５と、を有している。

【0050】

導光板１１１は、図４〜図６からわかるように、基部１１２と、単位光学要素部１１３とを有している。基部１１２は、平板状の部材であり、透光性を有する主部１１２ａ内に光散乱材（光拡散性粒子）１１２ｂが分散されて構成されている。光散乱材１１２ｂは、主部１１２ａ内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼす。このような光散乱材１１２ｂの光拡散機能（光散乱機能）は、例えば、主部１１２ａをなす材料とは異なる屈折率を有した光散乱材１１２ｂを用いることにより可能となる。その他、光に対して反射作用を及ぼし得る材料であってもよい。

【0051】

単位光学要素部１１３は、図４〜図６からわかるように、基部１１２の面のうち光学シート１２０側の面に形成される部位であり、複数の単位光学要素１１３ａが並列されている。単位光学要素１１３ａは、図６に現れる断面を維持して紙面奥手前方向に延びる柱状の要素であり、その延在する方向は、単位光学要素１１３ａが配列される方向と直交する方向である。

【0052】

図７に図６のうち、単位光学要素１１３ａの部分に注目した拡大図を示した。図７からわかるように、単位光学要素１１３ａは、基部１１２の一方の面上に底辺を有し、基部１１２から突出する凸状の三角柱形状である。図示の主切断面形状（単位光学要素の延在方向と直交する断面における形状）においては三角形形状を有している。本実施形態の単位光学要素１１３ａでは、底辺に対向する頂点が主切断面形状としては曲線状とされている。

【0053】

また、単位光学要素１１３ａの当該主切断面形状は、次の条件Ａおよび条件Ｂのうちの少なくとも一方を満たすようになっていることが好ましい。
条件Ａ：主切断面三角形形状の頂角以外の角、すなわち、主切断面三角形形状の基部１１２上に位置する底角の角度θ_１、θ_２が、２５°以上４５°以下である。
条件Ｂ：単位光学要素１１３ａの底辺の長さＷａに対する、単位光学要素１１３ａの高さＨａの比（Ｈａ／Ｗａ）が、０．２以上０．５以下である。
条件Ａおよび条件Ｂの少なくとも一方が満たされる場合、後述するように、導光板１１１から出光する光のうち、単位光学要素１１３ａが配列される方向（図６の紙面左右方向）に沿った成分について極めて効果的に集光作用が及ぼされる。

【0054】

また、本実施形態では、単位光学要素１１３ａは図６、図７に現れる断面（単位光学要素１１３ａが配列される方向に沿った断面であるが、各単位光学要素１１３ａの主切断面にも合致する。）において、二等辺三角形としている。これによれば、正面方向輝度を効果的に上昇させること、および、単位光学要素１１３ａの配列方向に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することができる。従って、当該断面における断面三角形形状の二つの底角θ_１、θ_２は等しいことが好ましい。

【0055】

なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状を含むものであっても、本発明の奏するべき光学的機能と同等の機能を確保し得る範囲内であれば、「三角形形状」に包含される。また同様に、本明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。

【0056】

以上のような構成を有する導光板１１１の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位光学要素１１３ａの具体例として、導光板１１１の板面に沿った幅Ｗａ（図７参照）を２０μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、導光板１１１の板面への法線方向ｎｄに沿った単位光学要素１１３ａの高さＨａ（図７参照）を４μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。また、単位光学要素１１３ａの断面形状が三角形形状からなる場合には、頂角θ_３（図７参照）の角度を９０°以上１２５°以下とすることができる。
一方、基部１１２の厚さは、０．５ｍｍ〜６ｍｍとすることができる。

【0057】

以上のような構成からなる導光板１１１は、押し出し成型により、または、基材上に単位光学要素１１３ａを賦型することにより、製造することができる。導光板１１１の基部１１２の主部１１２ａ及び単位光学要素１１３ａをなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシ（メタ）アクリレートやウレタン（メタ）アクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。一方、光散乱材１１２ｂは、一例として、平均粒径が０．５μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を用いることができる。

【0058】

なお、押し出し成型で製造された導光板１１１においては、基部１１２と、単位光学要素部１１３と、が一体的に形成され得る。また、押し出し成型によって導光板１１１を製造する場合、単位光学要素部１１３が、基部１１２の主部１１２ａをなす材料と同一の樹脂材料であってもよい。

【0059】

図４〜図６に戻って、光源１１５について説明する。光源１１５は、導光板１１１の基部１１２の板状の対向する２組の側面のうち、単位光学要素１１３ａが延在する長手方向（延在方向）両端となる一組の側面のそれぞれに配置される。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施形態では光源１１５は複数のＬＥＤにからなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの出力、すなわち、各ＬＥＤの点灯および消灯、及び／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを、他のＬＥＤの出力から独立して調節し得るように構成されている。

【0060】

次に光学シート１２０について説明する。図４〜図６からわかるように、光学シート１２０は、シート状に形成された本体部１２１と、本体部１２１の面のうち、導光板１１１に対向する面、つまり入光側面に設けられた単位プリズム部１２２と、を有している。

【0061】

この光学シート１２０は、後述するように、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向（出光面の法線方向）の輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有している。この集光機能は、主として、光学シート１２０のうち、単位プリズム部１２２によって発揮される。

【0062】

図４〜図６に示すように、本体部１２１は、単位プリズム部１２２を支持する平板状のシート状部材として機能する。そして、本体部１２１の面のうち、導光板１１１に対面する側とは反対側の面が出光側面となる。本実施形態において、本体部１２１の出光側面は、平坦（平ら）で平滑な面として形成されている。ただし、出光側面は平滑面であることに限定されることはなく、微小な凹凸が付された面（いわゆるマット面）であってもよく、必要に応じた表面形態を適用することが可能である。

【0063】

単位プリズム部１２２は、図４〜図６によく表れているように、複数の単位プリズム１２２ａが本体部１２１の入光側面に沿って並べられるように配置されている。より具体的には、単位プリズム１２２ａは、当該並べられる方向に直交する方向に、図５に示した所定の主切断面形状を維持して延びるように形成された柱状の部材である。その延在する方向は、単位プリズム１２２ａが並べられる方向に直交する方向である他、上記した導光板１１１の単位光学要素１１３ａが延びる方向に対して９０度ずれた方向である。従って、単位プリズム１２２ａの延在方向と単位光学要素１１３ａの延在方向とは表示装置を正面から見た場合に直交する。

【0064】

また、単位プリズム１２２ａの長手方向は、正面から観察した場合に、液晶パネル１０１の下偏光板１０５の透過軸と交差している。好ましくは、光学シート１２０の単位プリズム１２２ａの長手方向は、液晶パネル１０１の下偏光板１０５の透過軸に対して、表示装置の表示面と平行な面（光学シート１２０の本体部１２１のシート面と平行な面）上で４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差している。なお、ここでいう角度は、単位プリズム１２２ａの長手方向と下偏光板１０５の透過軸とによってなされる角度のうちの、小さい方の角度、すなわち、１８０°以下の角度のことを意味している。とりわけ、本実施形態においては、光学シート１２０の単位プリズム１２２ａの長手方向は、液晶パネル１０１の下偏光板１０５の透過軸に対して直交し、光学シート１２０の単位プリズム１２２ａが並べられる方向は、液晶パネル１０１の下偏光板１０５の透過軸と平行になっていることが好ましい。

【0065】

次に単位プリズム１２２ａの配列方向の断面形状について説明する。図８は、図５のうち、光学シート１２０の一部を拡大した図である。ここでｎｄは本体部１２１のシート面の法線方向を表わしている。

【0066】

図８からわかるように、本実施形態では、単位プリズム１２２ａは、本体部１２１の導光板１１１側の面が突出した二等辺三角形の断面を有している。つまり、本体部１２１のシート面と平行な方向の単位プリズム１２２ａの幅は、本体部１２１の法線方向ｎｄに沿って本体部１２１から離れるにつれて小さくなる。

【0067】

また、本形態では、単位プリズム１２２ａの外輪郭は、本体部１２１の法線方向ｎｄと平行な軸を対称軸として、線対称となっており、断面が二等辺三角形である。これにより、光学シート１２０の出光面における輝度は、単位プリズム１２２ａの配列方向に平行な面において、正面方向を中心として対称的な輝度の角度分布を有するようになる。

【0068】

ここで、単位プリズム１２２ａの寸法は特に限定されるものではないが、頂角θ_４は６０°〜７０°（図８参照）、底辺幅Ｗは５０μｍ程度（図８参照）とすることにより適切な集光特性を得ることができることが多い。

【0069】

以上のような構成からなる光学シート１２０は、押し出し成型により、又は、基材上に単位プリズム１２２ａを賦型することにより製造することができる。光学シート１２０をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシ（メタ）アクリレートやウレタン（メタ）アクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

【0070】

本形態では上記のように断面形状が三角形である単位プリズムについて説明したが、これに限定されるものでなく、当該三角形の頂点部が短い上底となる台形、頂点の１つが導光板１１１側に対峙した五角形であってもよい。また斜面の形状が折れ線状や曲線であってもよい。

【0071】

図４〜図６に戻って、面光源装置１１０の反射シート１２５について説明する。反射シート１２５は、導光板１１１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板１１１内に光を入射させるための部材である。反射シート１２５は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。これにより、光の収束性を向上させることが可能となり、エネルギー利用効率をよくすることができる。

【0072】

次に、以上のような構成を備える表示装置１００の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただし当該光路例は光路を概念的に示すものであり、屈折や反射の程度を厳密に表したものでない。

【0073】

まず、図５に示すように、光源１１５で発光された光は、導光板１１１の側面の入光面を介して導光板１１１内に入射する。図５には、一例として、光源１１５から導光板１１１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２の光路例が示されている。

【0074】

図５に示すように、導光板１１１へ入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板１１１の単位光学要素部１１３の面及びその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、単位光学要素１１３ａの延在方向へ進んでいく。

【0075】

ただし、導光板１１１の基部１１２のうち主部１１２ａには光散乱材１１２ｂが分散されている。このため、図５に示すように、導光板１１１内を進む光Ｌ２１、Ｌ２２は、光散乱材１１２ｂによって進行方向を不規則に変更され、全反射臨界角未満の入射角度で単位光学要素部１１３及びその反対側の面に入射することもある。この場合、当該光は、導光板１１１の単位光学要素部１１３及びその反対側の面から出射し得る。

【0076】

単位光学要素部１１３から出射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板１１１の出光側に配置された光学シート１２０へと向かう。一方、単位光学要素部１１３とは反対側である裏面から出射した光は、導光板１１１の背面に配置された反射シート１２５で反射され、再び導光板１１１内に入射して導光板１１１内を進むことになる（図示は省略）。

【0077】

導光板１１１内を進行する光と、導光板１１１内に分散された光散乱材１１２ｂと、の衝突は、導光板１１１内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板１１１内を進んでいる光は、少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板１１１の単位光学要素部１１３から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。

【0078】

とりわけ、図示する導光板１１１の単位光学要素部１１３は複数の単位光学要素１１３ａによって構成され、各単位光学要素１１３ａの断面形状は、三角形または三角形の頂角を面取りしてなる形状となっている。すなわち、単位光学要素１１３ａは、導光板１１１の裏面に対して傾斜面１１３ａａ、１１３ａｂを有して構成されている（図７参照）。従って、単位光学要素１１３ａを介して導光板１１１から出射する光Ｌ２１、Ｌ２２は、例えば図７に光Ｌ４１で示したように、導光板１１１から出射するときに屈折する。この屈折は、単位光学要素１１３ａの配列方向において、シート面法線ｎｄに近づく（法線ｎｄとのなす角が小さくなる）屈折である。このような作用により、単位光学要素部１１３は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができる。すなわち、単位光学要素部１１３は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。

【0079】

上述したように、以下の条件Ａおよび条件Ｂの少なくとも一方が満たされる場合、単位光学要素部１１３は、導光板１１１から出光する光に対し、極めて効果的に上記の集光作用を及ぼすようになる（図７参照）。
条件Ａ：主切断面三角形形状の頂角以外の角、すなわち、主切断面三角形形状の基部１１２上に位置する底角の角度θ_１、θ_２が、２５°以上４５°以下である。
条件Ｂ：単位光学要素１１３ａの幅Ｗａに対する、単位光学要素１１３ａの基部高さＨａの比（Ｈａ／Ｗａ）が、０．２以上０．５以下である。

【0080】

以上のようにして、導光板１１１から出射する光の出射角度は、導光板１１１の単位光学要素１１３ａの配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。

【0081】

導光板１１１から出射した光は、その後、光学シート１２０へ入射する。光学シート１２０の単位プリズム１２２ａは、導光板１１１の単位光学要素１１３ａと同様に、単位プリズム１２２ａの入光面での屈折によって透過光に対して集光作用を及ぼす。ただし、光学シート１２０でその進行方向を変化させられる光は、光学シート１２０のうち、単位プリズム１２２ａの配列方向と平行な面内の成分であり、導光板１１１で集光させられた成分とは異なる。すなわち、図８にＬ５１で示したように、単位プリズム１２２ａに入射した光は、単位プリズム１２２ａと空気との屈折率差に基づいてその界面で全反射する。そのとき、単位プリズム１２２ａの斜辺はシート面法線ｎｄに対してθ_４／２傾いているので、界面における反射光は入射光よりも法線ｎｄに近付けられる角度となる。

【0082】

つまり、導光板１１１は、導光板１１１の単位光学要素１１３ａの配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。その一方で、光学シート１２０では、光学シート１２０の単位プリズム１２２ａの配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。したがって、光学シート１２０での光学的作用によって、導光板１１１で上昇されられた正面方向輝度を害すことなく、さらに、正面方向輝度を上昇させることができる。

【0083】

ここで、液晶パネル１０１の下偏光板１０５は、一方の偏光成分である例えばＰ波のみを選択的に透過させ、他方の偏光成分である例えばＳ波を吸収してしまう。したがって、単位プリズム１２２ａの配列方向と交差する単位光学要素１１３ａの配列方向に沿った成分が導光板１１１によって十分に正面方向に集光されているとの前提に立つと、正面方向からの観察において、光学シート１２０の単位プリズム１２２ａの長手方向が、液晶パネル１０１の下偏光板１０５の透過軸に対して、４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差していることが好ましく、とりわけ、単位プリズム１２２ａの配列方向が、下偏光板１０５の透過軸と平行になっていることが好ましい。このような構成によれば、液晶パネル１０１での光源光の利用効率をさらに上昇させることができる。

【0084】

光学シート１２０の単位プリズム１２２ａ、導光板１１１の単位光学要素１１３ａは、導光方向に直交する光の成分を集光させることに強く特化して断面形状を決定され得る。このように設計された面光源装置１１０によれば、光の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。

【0085】

さらに、光路について説明する。上記のように面光源装置１１０を出射した光は、液晶パネル１０１の下偏光板１０５に入射する。下偏光板１０５は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板１０５を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１０２のＰＶＡ層１０３を透過するようになる。このようにして、下偏光板１０５、液晶層１０６、上偏光板１０２のＰＶＡ層１０３により面光源装置１１０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置１００の観察者が、映像を観察することができるようになる。

【0086】

上述したように、面光源装置１１０の出光面における正面方向輝度は、導光板１１１による集光作用及び光学シート１２０による集光作用により、高められている。すなわち、本実施形態における液晶表示装置１００においては、導光板１１１の単位光学要素１１３ａおよび光学シート１２０の単位プリズム１２２ａによって光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に変化させる機能（集光機能）による光源光の利用効率の改善によって、正面方向輝度を極めて効果的に上昇させることができる。そしてこれにより位相差フィルムが不要となる。

【0087】

さらに、ＰＶＡ層１０３を透過した光は映像光として光拡散部材１０に入射する。光拡散部材１０は上記したように、該光拡散部材１０の法線方向に略平行な光を所望の角度範囲に広げることが可能である。従って、光拡散部材１０に入射した映像光は視野角が広げられるように観察者側に出射される（図４のＬ６１参照）。

【0088】

ここで、上記したように映像光は面光源装置１１０により集光されているので、このように集光された映像光をそのまま出射すると視野角が比較的狭い。これに対して、光拡散部材１０により視野角を拡大することができる。また、その際には、光散乱材等の屈折を利用することにより視野角を拡大する場合に問題となっていた外光の後方散乱に起因するコントラスト低下や像の鮮明度が低下するいわゆる像ボケを防止することができる。
さらに、光拡散部材１０のホログラム形状１０ａを計算機ホログラムとすれば、光の拡散範囲等を所望のものに調整することができる。

【0089】

なお、ここで説明した液晶表示装置１００の構成は例示であり、本発明の趣旨に反しない限りは構成を変更することも可能である。例えば、ここでは光拡散部材１０を適用した液晶表示装置１００を説明したが、光拡散部材１０のかわりに、光拡散部材２０を適用してもよい。また、上偏光板１０２では液晶層１０６側にＰＶＡ層１０３、その観察者側に光拡散部材１０を配置したが、これとは逆に液晶層側に光拡散部材１０を配置し、その観察者側にＰＶＡ層を設けても良い。

【0090】

また、光拡散部材１０を用いたときにおいて、回折に起因する波長分散を考慮して、当該波長分散を打ち消すようなさらなる機能層を設けてもよい。また、さらに他の機能を有する層を設けてもよく、ＡＲ層の代わりに防眩機能を有する層（ＡＧ層）を配置してもよい。

【0091】

さらに、面光源装置についても、上記した面光源装置１１０に限られることなく、液晶パネルの法線方向に対して略平行な光を効率良く出射することができれば他の形態であってもよい。例えば、本実施形態の面光源装置１１０では、導光板１１１において基部１１２の光学シート１２０側に単位光学要素部１１３を配置した例を説明した。しかしながらこれに限定されることなく、単位光学要素部が基部の反射シート側に設けられたり、基部の光学シート側及び反射シート側の両面に設けられたり、又は単位光学要素部が配置されずに基部のみより形成されたりする形態であってもよい。また、導光板を配置することなく、光源からの光を斜めに傾斜するように直接光学シートに出射する形態を採用することもできる。

【符号の説明】

【0092】

１０ 光拡散部材
１０ａ ホログラム形状（回折構造）
１１ 第一層
１２ 第二層
２０ 光拡散部材
２２ 第二層
２２ａ 主部
２２ｂ 光散乱材
１００ 液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 上偏光板
１０３ ＰＶＡ層（偏光子）
１０４ 反射防止層
１０５ 下偏光板
１０６ 液晶層
１１０ 面光源装置
１１１ 導光板
１１２ 基部
１１２ａ 主部
１１２ｂ 光散乱材
１１３ 単位光学要素部
１１３ａ 単位光学要素
１１５ 光源
１２０ 光学シート
１２１ 本体部
１２２ 単位プリズム部
１２２ａ 単位プリズム
１２５ 反射シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】