特許 7186860 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】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20221202BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20221202BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20221202BHJP

   G02B 5/02 20060101ALI20221202BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335

G02F1/1335 510

G02F1/13357

G02B5/00 B

G02B5/02 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021509687

(86)(22)【出願日】2020-03-27

(86)【国際出願番号】 JP2020014378

(87)【国際公開番号】W WO2020196897

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-01-11

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2019/013818

(32)【優先日】2019-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】512225287

【氏名又は名称】堺ディスプレイプロダクト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100155000

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 修市

(74)【代理人】

【識別番号】100139930

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 亮司

(74)【代理人】

【識別番号】100125922

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 章子

(74)【代理人】

【識別番号】100202197

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 成康

(74)【代理人】

【識別番号】100202142

【弁理士】

【氏名又は名称】北 倫子

(72)【発明者】

【氏名】吉田 幸生

(72)【発明者】

【氏名】前田 温子

(72)【発明者】

【氏名】池中 伸明

(72)【発明者】

【氏名】近藤 克己

(72)【発明者】

【氏名】山下 俊弘

(72)【発明者】

【氏名】中川 英樹

(72)【発明者】

【氏名】本保 すみれ

(72)【発明者】

【氏名】竹場 光弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 晋太郎

【審査官】外山 未琴

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００６／１１２３２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集光型のバックライトと、前記バックライトからの光が入射する第１直線偏光子および前記光が出射する第２直線偏光子を有する液晶パネルと、前記第２直線偏光子と対向する光散乱膜と、前記光散乱膜と対向する第３直線偏光子とを備え、
前記光散乱膜は、有機高分子化合物および該有機高分子化合物に含有された光散乱粒子を含む機能層を備え、
前記第３直線偏光子は、前記第２直線偏光子の偏光軸の向きと同じ向きの偏光軸を有し、
前記機能層は、該機能層に含まれる前記光散乱粒子の６０容積％以上、１００容積％以下が、前記液晶パネルから出た光を受け取る面に沿って拡がる粒子層を有しており、
前記粒子層は、前記機能層全体の厚さの１～８０％の領域に濃縮されている、液晶表示装置。

【請求項2】

前記光散乱粒子の平均粒子サイズが１．５μｍ以上、６．０μｍ以下である、請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記光散乱膜の厚さが、４μｍ以上、２２０μｍ以下である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記光散乱粒子のうち、１．５μｍ以上、４．５μｍ以下の粒子サイズを有する画分の容積が、前記機能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、請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記光散乱粒子のうち、０．１μｍ以上、１．５μｍ未満の粒子サイズを有する画分の容積が、前記機能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、請求項４に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記光散乱膜の前記第２直線偏光子との接触面１ｃｍ²に対応する前記機能層に含まれる前記光散乱粒子の総容積が、０．５ｃｍ³以上、１０．０ｃｍ³以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記光散乱粒子の屈折率と前記有機高分子化合物の屈折率との差が、０．１５以上、１．０以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記粒子層は、前記光散乱膜の光出射側の面と接触していない、請求項１～７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

前記有機高分子化合物が、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、シリコーン、ユリア、エポキシ、ポリプロピレン、酢酸セルローズおよびポリ塩化ビニリデンからなる群より選択される少なくとも１種であり、
前記光散乱粒子が、アルミナ、メラミン樹脂および中空シリカからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１～８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記バックライトは、前記第１直線偏光子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、請求項１～９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項11】

前記第２直線偏光子と前記第３直線偏光子との間に、異方的に光を散乱させる構造を備えていない、請求項１～１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項12】

前記光散乱膜は、等方的に光を散乱させる前記機能層からなる、請求項１１に記載の液晶表示装置。

【請求項13】

前記第３直線偏光子は、二色性色素が配向した色素層を備えている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項14】

前記第３直線偏光子は、二色性色素が配向した色素層を備えており、
前記機能層が前記色素層に直接的に貼りつけられている、請求項１２に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、普及している液晶表示装置の表示モードとして、ＶＡ（Vertical Alignment）方式およびＩＰＳ（In-Plane Switching）方式がある。ＶＡ方式の液晶表示装置は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と比べて、液晶表示装置を正面から視た「正面視」では、正面から外れた位置から液晶表示装置を視た「斜め視」の場合と比較してコントラスト比（正面コントラスト比）が高いが、斜め視での色および輝度が正面視での色および輝度から大きく変化しており、その結果、画質が低下する。

【0003】

特許文献１には、集光した光源をバックライトとして用い、液晶パネルを透過した後の光を散乱させることによって、ＶＡ方式の液晶表示装置の視野角を広げることが開示されている。特許文献１に記載の技術では、バックライトの光を、拡がらないように集光させた後に液晶パネルに入光させる。そして、液晶パネルを透過した光は光拡散層で拡げられる。

【0004】

この光拡散層は、透光性ポリマーに散乱子が含まれる構成を有しており、入光した光が散乱子によって散乱される。光拡散層を透過する光は液晶パネルをすでに透過しているので、光拡散層では液晶パネルでの隣接する画素との混色を生じることなく斜め方向への光が生成され、その結果、広い視野角を得ることができる。

【0005】

しかし、このような光拡散層は視認者側から液晶パネルに入った外光が視認者側へ戻ってしまうので、表示画面の視認が難しくなり、明所での正面コントラスト比が低下するという問題を生じさせる。そのため、特許文献１では、このような外光の戻りを低減するために、光拡散層の中に着色剤を添加するか、透光性ポリマーに着色剤を添加した着色層を光散乱膜と共に設けることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５３２３１９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の技術を用いれば光散乱膜での外光の戻りを少なくすることができる。しかし、着色剤を添加した光拡散層または着色層は、外光を吸収すると同時に液晶パネルの透過光も吸収するために光透過率を低下させ、その結果、正面輝度が低下するという問題を生じさせる。

【0008】

このように、正面輝度の低下を抑制しつつ光散乱膜での外光の戻りを低減させる技術として実用化されているものはない。

【0009】

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あり、その目的は、正面輝度をほとんど低下させることなく光散乱膜での外光の戻りが低減された液晶表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一実施形態に係る液晶表示装置は、集光型のバックライトと、前記バックライトからの光が入射する第１直線偏光子および前記光が出射する第２直線偏光子を有する液晶パネルと、前記第２直線偏光子と対向する光散乱膜と、前記光散乱膜と対向する第３直線偏光子と、を備え、前記光散乱膜は、有機高分子化合物および該有機高分子化合物に含有された光散乱粒子を含む機能層を備え、前記第３直線偏光子は、前記第２直線偏光子の偏光軸の向きと同じ向きの偏光軸を有する構成を有している。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一実施形態に係る液晶表示装置によれば、視野角を広げながら、表示画面の正面輝度をほとんど低下させることなく外光の戻りを抑制し、これによって視認特性の優れた液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】本開示の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。

【図1B】図１Ａの変形例を示す図である。

【図2A】本開示の一実施形態における光散乱膜を示す図である。

【図2B】本開示の一実施形態における光散乱膜を示す図である。

【図3】本開示の一実施形態におけるバックライトの構成を示す図である。

【図4A】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。

【図4B】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。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

図１Ａは、本開示の一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。図１Ａに示されるように、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、バックライト１と、液晶パネル２と、光散乱膜３とを備え、これらの部材は、バックライト１からの光が液晶パネル２および光散乱膜３の順で透過するように配置されている。

【0015】

液晶表示装置の液晶パネルには、通常二枚の偏光板が貼り付けられており、前方の（視認者に近い）ものは表偏光板、後方の（バックライトに近い）ものは裏偏光板とも称される。本実施形態に係る液晶表示装置１０において、液晶パネル２は、裏偏光板である第１偏光子２１と表偏光板である第２偏光子２３を有しており、液晶組成物を含む液晶層２２が第１偏光子２１と第２偏光子２３との間に保持されている。

【0016】

液晶パネル２は、バックライトからの光を透過させるために、その背面２ａがバックライト１の出光面１ａと対向するように配置されている（図１Ａ）。図１Ａでは簡略化されているが、液晶パネル２は、一般的な液晶表示パネルと同様の構成を有しており、図示しない一対の透明基板で液晶層２２が挟持されており、その一対の透明基板のそれぞれの外面に第１偏光子２１と第２偏光子２３とが設けられている。一対の透明基板には、図示しない電極が形成されており、一方の透明基板に形成されたＴＦＴによって、液晶層２２に含まれる液晶組成物のダイレクタが制御される。

【0017】

バックライト１は、白色光を第１偏光子２１へ向けて出射し、第１偏光子２１を透過した光は液晶層２２へ入り、次いで、第２偏光子２３を透過する。液晶層２２では、液晶組成物のダイレクタを変化させることによってバックライト１からの白色光の透過度が制御される。

【0018】

液晶層２２に含まれる液晶組成物のダイレクタは、電圧無印加時に液晶パネル２の表示面に対して、ほぼ垂直となり、電圧印加時に液晶パネル２の表示面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）。

【0019】

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。

【0020】

バックライト１は、液晶パネル２の第１偏光子２１と対向するように配置されており、第１偏光子２１へ向けて白色光を出射する出射面１ａを有している。バックライト１は、例えば図３に示されるように、ＬＥＤまたは冷陰極管のような発光部１１と、その発光部１１の光を均一化する拡散板１２と、光を集光させるプリズム１３とを備えている。発光部１１が複数個のＬＥＤの場合、バックライト１においてＬＥＤが存在する部分と存在しない部分との間で輝度の差が生じ得る。このような差を無くすためにバックライト１には拡散板１２が設けられている。この拡散板１２から出光される光は、進路が拡げられている。拡散板の表面での極角が３２°よりも大きくなるバックライトは、非集光光源である。そこで、拡散板１２の表面にプリズム１３を配置することによってバックライト１を集光光源にしている。すなわち、本開示に係る液晶表示装置では、集光型のバックライトが用いられている。

【0021】

バックライト１は、面状の白色光を出射する面状光源であり、光の出射方向に関する方位角φが０度または１８０度である出射光の輝度分布において、０．５以上の正規化輝度（最大輝度を１とする正規化された輝度）を呈する光が極角（θ）－３２°～＋３２°の範囲内のみで検出される集光光源であることが好ましい。このように、バックライト１は、その光軸が光源の出射面の法線に近付くように白色光が集光されていることが好ましく、バックライト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。

【0022】

上述したような０．５以上の正規化輝度を呈する光が極角（θ）－３２°～＋３２°の範囲内でのみ検出される光源であれば、液晶組成物を斜めに横切る光が出射されることがほとんどない。このような光源を集光光源といい、０．５以上の正規化輝度を呈する光が極角－３２°未満または＋３２°を超える角度の極角（θ）を有する光として検出される光源を非集光光源という。

【0023】

集光に用いられる部材としては、プリズムシート、導光板、マイクロレンズシート、ルーバーフィルム等が挙げられるがこれらに限定されない。

【0024】

ＬＥＤは白色ＬＥＤでもよいし、青色ＬＥＤの光を、蛍光体層を透過させて白色にしてもよいし、赤、緑、青の３原色のＬＥＤを配置して白色を生成させてもよい。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

本明細書中で意図される極角および方位角を、図４Ａおよび図４Ｂ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。

【0028】

バックライト１からの光は、第１偏光子２１によって直線偏光に変換され、液晶層２２によってその直線偏光の向きが制御され、第２偏光子２３によってその透過／不透過が制御される。これにより、所望の表示が実現される。液晶層２２の制御方法としては、ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式などがあり、どの方式でもよいが、特にＶＡ方式の場合に本開示の効果が大きい。

【0029】

ＶＡ方式の液晶表示装置は、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り、液晶組成物として、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。

【0030】

誘電異方性が負の値を示す化合物としては、例えば、

【化1】

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。

【0031】

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。

【化2】

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

【0032】

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、本開示での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。

【0033】

光散乱膜３は、第２偏光子２３と対向する受光面３ａとその受光面３ａの反対面である出光面３ｂとを有している。光散乱膜３は、受光面３ａで受け取った光を内部で散乱光に変換し、次いで該散乱光を出光面３ｂから外部へ（液晶表示装置１０の前方に位置する視認者へ向けて）出光する。

【0034】

光散乱膜３は、例えば図２Ａおよび２Ｂに示されるように、光散乱粒子３１と媒体としての有機高分子化合物３２とを含む透光性組成物を機能層３０として有している。機能層３０は、液晶パネル２から出た光を受け取る受光面および内部で生成された等方性の散乱光が外部へ放出される出光面を有しており、これらはそれぞれ、基材を有していない光散乱膜３の受光面３ａおよび出光面３ｂに該当する。

【0035】

機能層３０において、等方的に光を散乱させる限り、光散乱粒子３１は、有機高分子化合物３２に均一に分散されていても、特定の位置に濃縮されていてもよいが、外光の戻り（戻り光）を回避するには、機能層３０は、受光面に沿って拡がる粒子層を備えていることが好ましく、粒子層は機能層３０全体の厚さの１～８０％、好ましくは１０～８０％、より好ましくは３０～８０％、さらに好ましくは５０～８０％の領域内に濃縮している。

【0036】

光散乱膜３は、機能層３０を保持する透光性のポリマーフィルム３３を基材として有していてもよい（図２Ａおよび図２Ｂ）。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のように複屈折性を有する樹脂を基材として用いたフィルムを液晶パネルよりも視認者側に配置すると、複屈折に起因して虹状のムラ（干渉色）が発生して表示品位を低下させることが知られている。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３３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３３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。図１Ａに示されるように、この機能層３０のみが光散乱膜３として、液晶パネル２の第２偏光子２３に直接貼り付けられてもよい。また、図１Ｂに示されるように、機能層３０およびポリマーフィルム３３が貼り合わされてなる光散乱膜３が、第２偏光子２３に貼り付けられてもよく、この場合、ポリマーフィルム３３または機能層３０のいずれが第２偏光子２３に貼り付けられてもよい。

【0037】

このように、上述したゼロ位相差フィルムは、光散乱機能を有するフィルムを液晶パネルよりも視認者側に配置する場合の基材に好適に用いられる。しかし、このようなフィルムは、大型化した際のハンドリングが困難でありかつ高価である。

【0038】

本開示において、上述した構成の機能層を有している光散乱膜を用いれば、ＰＥＴ等を基材に用いた場合であっても、複屈折に起因する虹状のムラの発生を抑制することができる。具体的には、図１および図２Ａのように、複屈折性が高いフィルム（例えばＰＥＴ基材）よりも視認者側に、本開示における機能層を配置すれば、複屈折に起因する虹状のムラを回避することができる。

【0039】

このように、光散乱膜３は、入光を内部で散乱させ、内部で生じた等方性の散乱光を外部へ出光する機能を有しており、その機能を担う機能層３０を備えている。機能層３０は、有機高分子化合物３２および該有機高分子化合物３２に含有された光散乱粒子３１を含む透光性組成物である。なお、機能層３０は等方的に光を散乱させる層であり、光散乱膜３は異方的に光を散乱させる層（異方性の光散乱層）を備えていない。

【0040】

光散乱粒子３１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、酸化ケイ素、酸化チタン、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。

【0041】

有機高分子化合物３２の材料としては、その屈折率が光散乱粒子３１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。

【0042】

本開示の光散乱膜３において、有機高分子化合物３２の屈折率と光散乱粒子３１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、有機高分子化合物３２の屈折率は光散乱粒子３１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、光散乱膜３を薄くしたりすることが必要になる。

【0043】

例えば、光散乱粒子３１としてアルミナが用いられる場合、有機高分子化合物３２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３１として中空シリカが用いられる場合、有機高分子化合物３２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３１としてメラミン樹脂が用いられる場合、有機高分子化合物３２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。

【0044】

光散乱粒子３１の平均粒子サイズは１．５μｍ以上、６．０μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることがより好ましく、１．５μｍ以上、３．５μｍ以下であることがさらに好ましく、２．０μｍ以上、３．０μｍ以下であることがさらにより好ましい。そして、光散乱粒子３１の粒子サイズの最頻値は、１．７５μｍ以上、３．５μｍ以下であることが好ましく、１．７５μｍ以上、３．０μｍ以下であることがより好ましく、２．０μｍ以上、３．０μｍ以下であることがさらに好ましく、２．２５μｍ以上、２．７５μｍ以下であることがさらにより好ましい。また、粒子層の厚さは、光散乱粒子の上述した平均粒子サイズの１．０～５．０倍であることが好ましく、１．０～４．０倍であることがより好ましく、１．０～３．０倍であることがさらに好ましい。

【0045】

例えば、光散乱膜に含まれる光散乱粒子の平均粒子サイズが約２．０μｍの場合、光散乱膜に形成される粒子層の厚さは約２．０～１０．０μｍであることが好ましく、約２．０～８．０μｍであることがより好ましく、約２．０～６．０μｍであることがさらに好ましい。

【0046】

粒子層は、光散乱膜３の受光面３ａの近位に形成されていても（図１Ａ）、出光面３ｂの近位に形成されていても（図２Ｂ）、受光面３ａおよび出光面３ｂのどちらからも離れた位置に形成されていてもよいが、戻り光を低減するには出光面３ｂに接していないことが好ましい。

【0047】

このような粒子層に含まれる光散乱粒子のうち、上述した平均粒子サイズを有する画分は、その容積が、光散乱膜３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％以下であり、８０％以上、９２％以下であってもよい。

【0048】

また、このような粒子層に含まれる光散乱粒子のうち、平均粒子サイズが０．１μｍ以上、１．５μｍ以下である画分は、その容積が、機能層３０に含まれる光散乱粒子３１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％以下であり、さらに好ましくは４％以上、２５％以下であり、８％以上、２０％以下であってもよい。

【0049】

一実施形態において、光散乱粒子の粒子サイズの最頻値は、１．７５μｍ以上、２．５μｍ以下であり、そのうち、１．５μｍ以上、３．５μｍ以下の粒子サイズを有する画分が７５容積％以上であり、０．１μｍ以上、１．５μｍ未満の粒子サイズを有する画分が２５％以下である。

【0050】

本実施形態に係る液晶表示装置１０において、光散乱膜３は、正面輝度をほとんど低下させないことが好ましい。また、光散乱膜３は、視認者側からの外光のうち視認者側へ戻る光（戻り光）を低減させることが好ましい。特に、外光の反射光だけでなく、光散乱膜３に含まれる光散乱粒子３１に起因する外光の散乱光が視認者側へ戻ることが抑制されていることが好ましい。なお、用語「正面輝度」は、液晶表示装置に対して極角０°から視た場合の輝度をいう。

【0051】

正面輝度の低下を回避するには、光散乱膜での前方散乱を多くして後方散乱を少なくすることが好ましく、光の波長（４００ｎｍ～８００ｎｍ）と同程度以上のサイズを有する光散乱粒子を用いれば、前方散乱を多くして後方散乱を少なくすることができることが知られている。このことは、前方散乱を行う粒子を用いた特許文献１の実施例において、平均粒径が１μｍ程度である微粒子が用いられていることからも容易に理解し得る。しかし、このような知見からでは本開示の構成に容易に想到することができない。

【0052】

光散乱膜は、光散乱粒子を含んだ液状の有機高分子化合物を基材の主面上に塗布し、その後に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膜の作製に好ましい基材としては、ＴＡＣ、ＰＥＴ、ＣＯＰ等が挙げられるがこれらに限定されない。

【0053】

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。

【0054】

光散乱粒子の塗布量は、基材１ｃｍ²あたり０．０１～２．０ｍｇであることが好ましく、０．０１５～１．７５ｍｇであることがより好ましく、０．０３～１．０ｍｇであることがさらに好ましい。また、光散乱膜の平均膜厚は、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。

【0055】

このような塗布量に基づけば、乾燥後の光散乱膜３に対する光散乱粒子３１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。乾燥後の光散乱膜３に含まれる光散乱粒子３１が少なすぎると、光散乱膜３での散乱が少なくなり、広い視野角を得ることができない。また、乾燥後の光散乱膜３に含まれる光散乱粒子３１が多すぎると、必要以上に散乱度が上がり、その結果、正面輝度が下がるとともに戻り光が増える。

【0056】

なお、乾燥した光散乱膜３に対する光散乱粒子３１の割合や、光散乱膜３の平均膜厚が上述した範囲である場合、乾燥した光散乱膜３の第２偏光子２３との接触面１ｍ²に対応する粒子層に含まれる光散乱粒子３１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。

【0057】

本明細書中で使用される場合、用語「粒子」は０．１μｍ以上、２０μｍ以下の粒子サイズ（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。

【0058】

また、「粒子サイズ」は、以下の方法により測定される。まず、顕微鏡を用いて、暗視野において散乱膜の表面（受光面または出光面）の法線方向から散乱膜（の内部）を撮像した後、撮像画像をパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）に格納する。この際、撮像画像中には、実際のスケールも併せて保存される。次に、ＰＣにインストールされたソフトウェア（マイクロソフト社のPOWERPOINT（登録商標）など）を用いて、撮像画像における粒子の外縁をトレースする。トレースした粒子領域が重なっている場合は、各粒子領域の位置をずらすことによって、重なりが解消されたオブジェクトを得る。次に、画像解析ソフトウェア（米国国立衛生研究所により公開されたImageJなど）に上記したオブジェクトを含む電子ファイルを読み込むことによって、オブジェクトの最大寸法および最小寸法などが出力される。

【0059】

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、光散乱膜を透過する光の偏光面をほとんど変化させない限り、そのサイズは均一または不均一であり得、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るが、球形であることが最も好ましい。

【0060】

なお、光散乱粒子の形状および平均粒子サイズは、光散乱粒子、有機高分子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用いたり、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。

【0061】

一実施形態において、光散乱膜は以下の工程（ｉ）～（iv）が行われることによって生成される：
（ｉ）光散乱粒子および有機高分子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）。

【0062】

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膜を、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。

【0063】

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。

【0064】

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（例えばポリマーフィルム）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。

【0065】

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。

【0066】

本開示では、このような粒子層を有した光散乱膜を用いることによって、正面輝度の低下が抑制されているだけでなく、戻り光が低減されている。このような効果は、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。

【0067】

上述したように、粒子層は、光散乱膜３の受光面３ａの近位に形成されていても、出光面３ｂの近位に形成されていても、受光面３ａおよび出光面３ｂのどちらからも離れた位置に形成されていてもよい。粒子層を光散乱膜の所望の位置に形成させるには、濃縮された粒子層を含む光散乱膜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、光散乱膜を構成する有機高分子化合物からなる層）に積層すればよい。また、基材から取り外された光散乱膜は、別の部材（例えば液晶パネルに貼り付けられた偏光フィルム）に取り付けられてもよい。あるいは、光散乱膜は、偏光フィルム上に直接的に作製されてもよい。

【0068】

光散乱膜を生成する際に用いられる基材は、光散乱膜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、基材から取り外された光散乱膜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。

【0069】

基材としてポリマーフィルムが用いられた場合は、光散乱膜を基材から取り外すために、光散乱膜と基材との間に剥離層が設けられてもよいが、基材からの光散乱膜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、基材からの光散乱膜の剥離のために、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、光散乱膜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、光散乱膜と基材との密着力は強くなくてもよい。光散乱膜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。光散乱膜と基材との密着力は、光散乱膜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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

【数1】

【0073】

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。

【0074】

集光光源がバックライト１として用いられる場合、バックライト１から出射される光のうちで、液晶パネル２に含まれる液晶組成物を斜めに横切るものがほとんどない。よって、液晶組成物はいずれも光を透過させず、その結果、正面視で完全な黒を表示する。
なお、集光型のバックライトを用いると視野角が狭くなるが、本開示に係る液晶表示装置は光散乱膜３を備えているので、集光型のバックライトを用いているにもかかわらず広い視野角を得ることができる。

【0075】

光散乱膜３は、図１Ａに示されるように、その背面（受光面）３ａが液晶パネルと対向するように配置されている。光散乱膜３の受光面３ａと平行な平面１ｍ²当たりの粒子層３０中に９．０×１０^-7ｍ³の容積のアルミナ粒子を光散乱粒子３１として分散させている。このような光散乱膜３を設けたＶＡ方式の液晶表示装置を製造し、正面に位置する視認者からみて液晶パネルの右方向を基準とした方位角が０°または４５°のときに極角を－９０°から９０°まで変化させながら黒輝度を測定した。方位角が０°であっても４５°であっても黒輝度は一定であった。

【0076】

一方、光散乱膜３を設けない液晶表示装置において、同様に黒輝度を測定した。方位角が４５°の場合の黒輝度の変化が著しかった。

【0077】

また、カラー表示の場合であっても、液晶パネル２に含まれる液晶組成物を斜めに横切る光がほとんど存在しないので、色変化が抑制される。

【0078】

このように、集光型のバックライト１と光散乱膜３とを組み合わせて用いることによって、黒輝度および色の変化を低減させることができる。すなわち、採用されるべきバックライトは、液晶パネル２に含まれる液晶組成物を透過する光が黒輝度および色の変化を生じさせない程度に集光されていればよく、本発明者らは、極角が－３２°～＋３２°の範囲内であれば、液晶パネル２に含まれる液晶組成物を斜めに横切る光の影響が排除されることを確認している。

【0079】

本実施形態に係る液晶表示装置１０には、第２偏光子２３よりも前方（視認者側）にさらなる偏光板（第３偏光子４）が備えられており、光散乱膜３は、第２偏光子２３と第３偏光子４との間に設けられている。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、第３偏光子４をさらに備えており、バックライト１からの光が、液晶パネル２および光散乱膜３を透過した後に第３偏光子４を透過するように構成されている。なお、本開示において、第１偏光子～第３偏光子はいずれも直線偏光子である。また、光散乱膜３は等方的に光を散乱させる層であり、第２偏光子２３と第３偏光子４との間には異方的に光を散乱させる層が備えられていない。

【0080】

第３偏光子４は、光散乱膜３の出光面３ｂから出光した光を受け取り、液晶表示装置１０の前方に位置する視認者へ向けて出光する。

【0081】

本発明者らは独自の観点に基づく検討を重ね、バックライト１からの光が光散乱膜３を透過する際に光の偏光特性（偏光軸の向き）がほとんど変化しないこと、すなわち、光散乱膜を透過する前の直線偏光の特性が光散乱膜を透過した後も概ね維持されることが実現することを見出した。すなわち、本開示の液晶表示装置１０において、液晶パネル２を透過した後の直線偏光は光散乱膜３を透過した後もその振動方向を維持する。これにより、第２偏光子２３の透過軸の向きとほぼ一致した透過軸を有する偏光板を光散乱膜３の正面側に配置したとしても、液晶パネル２を透過した光をほとんど減衰させることなく上記第３偏光子から出光することができる。

【0082】

媒質中で配向させた際にある方向からの色と垂直方向からの色とが異なる、という性質を有する色素（二色性色素）を配向させた偏光フィルムが知られている（例えば、特開２０１１－４３６８５号参照）。二色性色素には、有機系色素および非有機系色素（いわゆるヨウ素系色素）がある。

【0083】

二色性色素は、それ自身又は集合体で一定方向に配列することにより偏光性を示す化合物であり、このような二色性色素として、例えば、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物等が挙げられる。第３偏光子には、二色性色素が、一種類が単独で使用されてもよく、二種類以上が併用されてもよい。

【0084】

一実施形態において、第３偏光子は、基材としての樹脂シートとその表面上に形成された二色性色素の色素層を備えている。本実施形態において、第３偏光子は、二色性色素を含有する色素組成物を樹脂シートに吸着配向させることによって作製される。例えば、樹脂シートに対して、延伸および色素組成物の染色が行われる。延伸は、色素組成物への浸漬処理の前に行ってもよく、浸漬処理しながら行ってもよく、また浸漬処理後に行ってもよく、これらを組み合わせて行ってもよい。延伸は通常、一軸延伸によって行われ、その方法は特に限定されず、湿式延伸または乾式延伸であり得る。色素が吸着配向された樹脂シートをホウ酸処理、水洗、乾燥することによって所望の第３偏光子（偏光フィルム）が得られる。

【0085】

一実施形態において、第３偏光子は、二色性色素を含む樹脂シートである。この場合、二色性色素を含む樹脂シートが色素層である。本実施形態において、第３偏光子は、膨潤させた樹脂シートに色素組成物を含侵させた後に延伸することによって作製される。

【0086】

膨潤工程では、１０～５０℃の水に浸漬して樹脂シートを膨潤させる。水の温度は、２０℃以上であることが好ましく、４０℃以下であることが好ましい。このような温度範囲内の溶液に浸漬することで、樹脂シートを効率良く均一に膨潤させることができる。膨潤工程の後に供される染色工程では、例えば、二色性色素を含む１０～５０℃の溶液に浸漬して二色性色素を樹脂シートに含浸させるとともに、総延伸倍率が２～３倍になるように一軸延伸する。これにより、樹脂シートに二色性色素を含ませるとともに、シート中の二色性色素の分子鎖が配向される。色素が配向された樹脂シートを、水洗、乾燥することによって所望の偏光フィルムが得られる。

【0087】

二色性色素が用いられた第３偏光子４は、その色素層が光散乱膜３の出光面３ｂに貼り合わせられる。このとき、光散乱膜３が機能層３０からなる構成を有していることが好ましい（図１Ａ）。すなわち、機能層からなる光散乱膜が第３直線偏光子の色素層に直接的に貼りつけられていることが好ましい。このような構成では、第２偏光子２３と第３偏光子４の色素層との間にＰＥＴ等の基材が存在しないので、光散乱膜３と第３偏光子４とを貼り合わせた多層膜に生じ得る反りの可能性が大きく低減されている。このような反り低減効果は、上述した文献に記載も示唆もされていない。

【0088】

また、光散乱膜３が基材３３を備えている場合であっても（例えば、図１Ｂ）、二色性色素が用いられた第３偏光子４と組み合わせられれば、第２偏光子２３と第３偏光子４との間に存在する基材の量を低減することができるので、基材の吸湿性に起因して発生し得る多層膜の反りを低減することができる。そのため、樹脂シートに用いられる樹脂は特に限定されず、例えば、ＴＡＣであってもＰＥＴであってもよい。

【0089】

偏光特性に優れた偏光子を得るために、上述した色素層の厚さは、例えば、０．００１～１０μｍであることが好ましく、０．０５～２μｍであることがより好ましい。また、このような色素層を得るために、上述した色素組成物による塗布膜の厚さは、例えば、２～１０μｍであることが好ましく、３～５μｍであることがより好ましい。なお、塗布には、光散乱膜の塗布と同様の手順を用いられればよい。

【0090】

色素組成物を構成する溶媒は、二色性色素を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、水および種々の有機溶剤（例えば、アルコール類、エーテル類、ピリジン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ－メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）等）が挙げられる。色素組成物には、これらの溶媒の１種のみが含まれていても複数種が含まれていてもよい。特に、水溶性の二色性色素が用いられる場合、水または水と上記有機溶剤との混合溶媒が好ましい。

【0091】

一実施形態において、樹脂シートを構成する有機高分子化合物は、光散乱膜（機能層）に含まれる有機高分子化合物と異なる。

【0092】

第３偏光子は、基材と色素層からなる積層体であっても、色素層の表面にさらに保護フィルム等が積層された積層体であってもよい。保護フィルムとしては、例えば、ポリエステル系フィルム、セルロースアセテート系フィルム、アクリル系フィルム、ノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィンのフィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリエーテルサルフォン系フィルムなどが挙げられる。

【0093】

上述したような偏光子を用いることによって、戻り光に起因する表示品位の低下を効率よく防止することができる。

【0094】

本実施形態に係る液晶表示装置１０では、その透過軸が第２偏光子２３の透過軸とほぼ同じ向きになる第３偏光子４が光散乱膜３の受光面３ａを覆うように構成されている。なお、液晶表示装置１０は、第２偏光子２３と第３偏光子４との間に、異方的に光を散乱させる構造（例えばプリズム）を備えていない。

【0095】

このような構成を有することにより、本実施形態に係る液晶表示装置１０では、前方からの外光が半減されており、その結果、戻り光も半減される。また、このような構成は、液晶表示装置１０に対して極角０°から視た場合の輝度（以下、正面輝度ともいう。）を低下させない。

【0096】

視認者側からの外光の反射に起因する視認性の低下を抑制する技術として、表偏光板よりもさらに前方にさらなる偏光板を設けて、これら２枚の偏光板の間に２枚の１／４波長板を配置して円偏光板を形成する構成が知られている（例えば、特開平５－２８１５３８号公報）。

【0097】

これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置１０では、円偏光子を用いることなく戻り光（外光の反射光を含む）の低減を実現している。円偏光を生成させることなく直線偏光の特性を維持したまま光散乱膜での戻り光を低減させる構成は当該分野において一切知られていない。

【0098】

カラーフィルタでの外光反射の低減やコントラスト比の向上を目的として、カラーフィルタと表偏光板との間に拡散層を設ける構成も知られている（例えば、特開２００６－２０８６４７号公報）。この文献は、パネルの視認側に偏光板を１枚使用する構成を開示するに過ぎない。また、この文献に記載された技術では、設けられた拡散層を通ることによって透過光の偏光面が変化することを利用している。

【0099】

これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置１０では、液晶パネル２の視認側に偏光板を２枚使用しており、透過光の偏光面を変化させない光散乱膜を採用している。光散乱膜での戻り光の低減を目的としてこのような構成を採用することは当該分野において一切知られていない。

【0100】

液晶パネルよりも視認者側に配置された光拡散素子に起因する表示のぼやけを低減させることを目的として、このような光拡散素子として、プリズムのように異方的に光を散乱させる構造が設けられたものを採用することも知られている（例えば、特開２００７－７１９１６号公報）。この文献に開示される技術には、光拡散特性に三次元的な異方性を有する光拡散素子が不可欠である。

【0101】

これに対して、液晶表示装置１０は、異方的に光を散乱させる構造を液晶パネルよりも視認者側に備えていない。もちろん、本実施形態における光散乱膜３は、異方性の光散乱層を備えていない。このような構成は、上述した文献に記載も示唆もされていない。

【0102】

第３偏光子４の透過軸の方向が、第２偏光子２３の透過軸の方向とほぼ一致しているので、検出される光量は、第３偏光子４の有無にかかわらずほとんど変化しない。このことは、液晶表示装置１０の視認側に光量検出カメラを配置し、液晶パネル２および光散乱膜３（ならびに第３偏光子４）を透過した光の光量（輝度）を光量検出カメラで検出することによって確認することができる。

【0103】

第３偏光子４は、第２偏光子２３に応じて適宜選択されればよい。仮に、第２偏光子２３の透過軸が不明であったとしても、第３偏光子４の代わりに配置した直線偏光子を必要に応じて回転させ、光量検出カメラで検出される光量が最大になる位置に基づいて、用いられるべき第３偏光子４を決定することができる。

【0104】

本実施形態に係る液晶表示装置１０において、光散乱膜３は、液晶パネル２と第３偏光子４との間に配置されており、光を散乱させる光散乱粒子３１と光散乱粒子３１を内包するための有機高分子化合物３２とを備えている。光源１から出射された光は、液晶パネル２を透過した後に、受光面３ａから光散乱膜３の内部へインプットされ、液晶パネル２を透過した際の角度分布よりも拡げられて出光面３ｂから光散乱膜３の外部へアウトプットされる。

【0105】

第３偏光子４は、光散乱膜３の出光面３ｂと対向するように配置されている。第３偏光子４は第２偏光子２３を透過した光と同じ偏光軸を有する光を透過させる。換言すると、第２偏光子２３と第３偏光子４は同じ方向の透過軸を有している。第２偏光子２３を透過した光は光散乱膜３を透過した後にその強度をほとんど低下させることなく第３偏光子４を透過する。

【0106】

一方、外光が第３偏光子４に入光する場合は第３偏光子４によってその透過軸を通る直線偏光に変換され、入光される外光の１／２が第３偏光子４によって吸収される。そのため、視認者側からの外光は、その半分が第３偏光子４を透過し、その戻り光が視認者側へ向かう。

【0107】

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）３２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３０が形成される。一実施形態に係る液晶表示装置１０では、このような機能層３０が液晶パネル２の第２偏光子２３に直接的に貼り付けられており、さらに光散乱膜３の出光面３ｂに第３偏光子４が設けられている。このような液晶表示装置１０では、戻り光が著しく抑制されており、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。

【0108】

本開示では、このような粒子層を有した光散乱膜を用いることによって、正面輝度の低下が抑制されているだけでなく、戻り光が低減されている。しかも、このような構成を有する光散乱膜が用いられていることによって、その透過軸が第２偏光子２３の透過軸とほぼ同じ向きになる第３偏光子４を光散乱膜３の出光面３ｂの前方に配置することを可能にし、正面輝度をほとんど低下させることなく戻り光の抑制を実現している。このような効果は、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。

【0109】

（まとめ）
（１）本開示の一実施形態に係る液晶表示装置は、集光型のバックライトと、前記バックライトからの光が入射する第１直線偏光子および前記光が出射する第２直線偏光子を有する液晶パネルと、前記第２直線偏光子と対向する光散乱膜と、前記光散乱膜と対向する第３直線偏光子と、を備え、前記光散乱膜は、有機高分子化合物および該有機高分子化合物に含有された光散乱粒子を含む機能層を備え、前記第３直線偏光子は、前記第２直線偏光子の偏光軸の向きと同じ向きの偏光軸を有する構成になっている。

【0110】

本開示の一実施形態によると、液晶パネルの第２直線偏光子と対向させて光散乱膜が設けられているので、広い視野角を得ることができる。しかも、集光型のバックライトを用いているので、液晶パネルに含まれている液晶組成物を斜めに横切る光はほとんど存在せず、その結果、正面視と斜め視との間で黒輝度および色がほとんど変化しない。さらに、光散乱膜を透過した光を透過させる第３直線偏光子として第２直線偏光子の偏光軸の向きと同じ向きの偏光軸を有する偏光子が設けられているので、液晶パネルからの光を第３直線偏光子で減衰させることなく前方へ向けて出光することができる。しかも、前方からの外光が第３直線偏光子を介して液晶パネルへ向けて入光したとしても、この外光は第３直線偏光子によって半分に減衰されているので、戻り光に起因する明所での正面コントラスト比の低下を抑制することができる。

【0111】

（２）上記液晶表示装置において、前記光散乱粒子の平均粒子サイズが１．５μｍ以上、６．０μｍ以下であることが好ましい。

【0112】

（３）上記液晶表示装置において、前記光散乱膜の厚さが、４μｍ以上、２２０μｍ以下であることが好ましい。薄すぎると光の拡散が不十分であり、厚すぎると、透過光を減衰させる可能性があるからである。

【0113】

（４）上記液晶表示装置において、前記光散乱粒子のうち、１．５μｍ以上、４．５μｍ以下の粒子サイズを有する画分の容積が、前記機能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い。

【0114】

（５）上記液晶表示装置において、前記光散乱粒子のうち、０．１μｍ以上、１．５μｍ未満の粒子サイズを有する画分の容積が、前記機能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い。

【0115】

（６）上記液晶表示装置において、前記光散乱膜の前記第２直線偏光子との接触面１ｃｍ²に対応する前記機能層に含まれる前記光散乱粒子の総容積が、０．５ｃｍ³以上、１０．０ｃｍ³以下であることが好ましい。
（７）上記液晶表示装置において、前記光散乱粒子の屈折率と前記有機高分子化合物の屈折率との差が、０．１５以上、１．０以下であることが好ましい。

【0116】

（８）上記液晶表示装置において、前記機能層は、該機能層に含まれる前記光散乱粒子の６０容積％以上、１００容積％以下が、液晶パネルから出た光を受け取る面に沿って拡がる粒子層を有しており、前記粒子層は、前記接触面と垂直な向きで前記機能層全体の厚さの１～８０％の領域に濃縮されていることが好ましい。

【0117】

（９）上記液晶表示装置において、前記有機高分子化合物は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、シリコーン、ユリア、エポキシ、ポリプロピレン、酢酸セルローズおよびポリ塩化ビニリデンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、前記光散乱粒子は、アルミナ、メラミン樹脂および中空シリカからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0118】

（１０）上記液晶表示装置において、前記バックライトは、前記第１直線偏光子に入射する光のうち正規化輝度０．５以上の光が入射角３２°以下で入射するように構成されていることが好ましい。このようなバックライトから出射される光は、液晶組成物を斜めに横切ることがほとんどないので、黒輝度および色の変化をもたらすことがない。

【符号の説明】

【0119】

１ バックライト
２ 液晶パネル
２１ 第１偏光子
２２ 液晶層
２１ａ 液晶組成物
２３ 第２偏光子
３ 光散乱膜
３０ 機能層
３１ 光散乱粒子
３２ 有機高分子化合物
４ 第３偏光子

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】