(57)【要約】【課題】観視条件において色度変化の発生を抑えることができる光拡散シートを提供する。【解決手段】光拡散シート１０は、６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ１６５０を有する物質によって形成されている高屈折率領域１２と、６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ２６５０を有する物質によって形成されており、所定の傾きを有する第１光反射面Ｒ１および第１光反射面Ｒ１とは異なる傾きを有する第２光反射面Ｒ２を形成している低屈折率領域１４とを含む。低屈折率領域１４は、高屈折率領域１２内に設けられている。第１光反射面Ｒ１に臨界角度で入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、光拡散シート１０の光入射面における入射光の光軸方向に沿って第２光反射面Ｒ２に入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一である。【選択図】図１
2010122390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と光出射面とを有し、該光入射面から入射する光を拡散させる光拡散シートであって、
６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ１６５０を有する物質によって形成されている高屈折率領域と、
上記屈折率Ｎ１６５０よりも小さい６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ２６５０を有する物質によって形成されており、上記光入射面からの光を反射させて上記光出射面から出射させる光反射面を形成する複数の低屈折率領域とを含み、
上記複数の低屈折率領域は上記高屈折率領域内に設けられており、
上記複数の低屈折率領域の少なくとも１つは、上記光入射面における入射光の光軸方向に対して所定の傾きを有する第１光反射面を形成しており、
上記複数の低屈折率領域の少なくとも１つは、上記光軸方向に対して上記第１光反射面とは異なる傾きを有する第２光反射面を形成しており、
上記第１光反射面に臨界角度で入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、上記光軸方向に沿って上記第２光反射面に入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一であることを特徴とする光拡散シート。
【請求項２】
上記光軸方向における上記低屈折率領域の或る断面形状は、上記光出射面側に底辺を有し上記光入射面側に向かって細くなる略楔形であり、
上記第１光反射面の断面部である第１斜辺が上記光軸方向となす角を角α、および上記第２光反射面の断面部である第２斜辺が上記光軸方向となす角を角βとすると、
上記屈折率Ｎ１６５０および上記屈折率Ｎ２６５０ならびに上記角αおよび上記角βが、
【数１】
2010122390.tif 000005
かつ、
α＜β
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
【請求項３】
上記低屈折率領域の断面である略楔形の上記底辺から上記光入射面側に延びる辺の一方の側に、上記第１斜辺および上記第２斜辺が含まれていることを特徴とする請求項２に記載の光拡散シート。
【請求項４】
第１の反射領域には上記第１光反射面が少なくとも１つ含まれており、該第１の反射領域と隣り合う第２の反射領域には上記第２光反射面が少なくとも１つ含まれており、
上記第１光反射面の少なくとも１つは上記第２の反射領域に近い側にあり、上記第２光反射面の少なくとも１つは上記第１の反射領域から遠い側にあり、
上記低屈折率領域の断面形状である略楔形は、光出射側に底辺を有し光入射側に頂点を有する三角形であることを特徴とする請求項２に記載の光拡散シート。
【請求項５】
上記低屈折率領域の断面形状である略楔形の底辺が、上記光出射面に存在することを特徴とする請求項２から４までの何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項６】
上記低屈折率領域が可視光を吸収する物質を含むことを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の光拡散シート。
【請求項７】
電圧を液晶に印加することによって液晶の配向方向を変化させて光の透過を制御する液晶表示パネルと、
上記液晶表示パネルに光を入射させるバックライトと、
上記液晶表示パネルの光出射側面に貼り合わされている請求項１から６までの何れか１項に記載の光拡散シートとを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る光拡散シートは、例えば液晶表示パネルのような画像表示装置の表面に貼り合わせることにより、視野角を広げるための光拡散シートおよびこれを備えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、自発光型の表示装置ではないので、一部の反射型を除いて、表示のための光を液晶表示パネルに供給する背面照明装置（いわゆるバックライトユニット）を必要とする。液晶表示パネルの背面（観察者側とは反対側）に設けられるバックライトユニットは、エッジライト型と直下型とに大別される。エッジライト型は、導光板の側面に配置された光源（冷陰極管（ＣＣＦＴ：Cold Cathode fluorescent Tube）やＬＥＤ）から出射された光を導光板内部で伝播させるとともに液晶表示パネル側に取り出す方式である。直下型は、液晶表示パネルの背面に複数の光源を配列し、導光板を介することなく、光源から出射された光が液晶表示パネルに入射するように構成されている。
【０００３】
液晶表示パネルは、液晶表示パネルから斜めに出射する光が光学的な補償によって正面から見たときと同じように見えるように設計されている。しかし完全な補償は難しく、垂直配向（ＶＡ）の液晶表示パネルは、正面から見たときのコントラスト比特性は優れているものの、斜めから見ると正面から見たときと比べ変化感が大きい。すなわち液晶表示装置には、観察方向によって表示の見え方が異なるという問題、すなわち視野角特性が劣るという問題がある。この問題を解決するには液晶表示パネルに斜めに入射するバックライト光を遮光してしまえばよいが、そうすると斜め方向から映像を視認することができなくなってしまう。
【０００４】
表示装置の視野角特性を向上させる方法の１つとして、表示装置の観察者側に光を拡散させる層を設けることにより、斜め方向からの視認を可能にする方法が開発されている。これにより、正面から見たときの映像と斜めから見たときの映像が一緒になり、視野角の変化感のない視野角フリーの表示装置を実現している。例えば特許文献１には、映像光を全反射する角度からなる斜面と、映像光を屈折透過する角度からなる斜面とを含む溝に樹脂が充填された光反射部が設けられている光拡散シートを用いる方法が開示されている。この光拡散シートでは、映像光を屈折透過する斜面での拡散角度の不連続性により、拡散される映像光の光拡散特性のグラフがなだらかなものとなっている。
【特許文献１】特開２００７−１４８１８５号公報（２００７年６月１４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載されている光拡散シートは、リアプロジェクションスクリーンに用いられることを前提とした設計となっているため、液晶表示装置に用いられるバックライトユニットのような拡がりをもった光源に対しては有効なものとはなっていない。すなわち、全反射条件から外れてしまう角度で入射する入射光については考慮されていない。そのため斜め方向から映像を視認したときに、色が青みを帯びて見えてしまい、著しく表示品位が低下するという問題が生じてしまう。
【０００６】
そこで、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、視角範囲内において出射光が青みを帯びることを抑える光拡散シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光拡散シートは、上記課題を解決するために、光入射面と光出射面とを有し、該光入射面から入射する光を拡散させる光拡散シートであって、６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ１６５０を有する物質によって形成されている高屈折率領域と、上記屈折率Ｎ１６５０よりも小さい６５０ｎｍの波長の光における屈折率Ｎ２６５０を有する物質によって形成されており、上記光入射面からの光を反射させて上記光出射面から出射させる光反射面を形成する複数の低屈折率領域とを含み、上記複数の低屈折率領域は上記高屈折率領域内に設けられており、上記複数の低屈折率領域の少なくとも１つは、上記光入射面における入射光の光軸方向に対して所定の傾きを有する第１光反射面を形成しており、上記複数の低屈折率領域の少なくとも１つは、上記光軸方向に対して上記第１光反射面とは異なる傾きを有する第２光反射面を形成しており、上記第１光反射面に臨界角度で入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、上記光軸方向に沿って上記第２光反射面に入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一である構成である。
【０００８】
ここで入射光の光軸方向とは、入射光において、強度分布が最大となる角度の方向を示している。
【０００９】
上記構成では、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ１６５０である高屈折率領域内に、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ２６５０である低屈折率領域が複数設けられている。屈折率Ｎ２６５０は屈折率Ｎ１６５０よりも小さく設計されている。複数ある低屈折率領域の少なくとも１つには、光入射面における入射光の光軸方向に対して所定の傾きを有する第１光反射面が形成されており、同様に少なくとも１つには光軸方向に対して第１光反射面とは傾きが異なる第２光反射面が形成されている。光拡散シートの光入射面から入射した光は各光反射面において反射し、その反射光は光拡散シートの出射面から出射する。第１光反射面および第２光反射面は、第１光反射面に臨界角度で入射して反射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、光拡散シートの光入射面における入射光の光軸方向に沿って第２光反射面に入射して反射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一となるように設けられている。
【００１０】
臨界角度で第１光反射面に入射した光の反射光は全反射と部分反射の境となる。したがってこの反射光では色度変化が生じ、青みを帯びた光となる。一方、第２光反射面による反射は全反射である。そのため、反射光は青みを帯びていない。さらに第２光反射面に入射する光は、光拡散シートの入射面における入射光の光軸方向に平行な光であるため光強度が強い。そのため第２光反射面において全反射した上記反射光は光強度が強い。その結果、光出射面からの上記方向に関する出射光では第２光反射面による光が支配的となり、部分反射に起因する色度変化が打ち消されることとなる。これにより、斜め方向から光拡散シートに入射した光に起因して生じる、出射光が青みを帯びることを防ぐことができる、高品位の光拡散シートを提供することができる。
【００１１】
また、本発明に係る光拡散シートは、上記光軸方向における上記低屈折率領域の或る断面形状は、上記光出射面側に底辺を有し上記光入射面側に向かって細くなる略楔形であり、上記第１光反射面の断面部である第１斜辺が上記光軸方向となす角を角α、および上記第２光反射面の断面部である第２斜辺が上記光軸方向となす角を角βとすると、上記屈折率Ｎ１６５０および上記屈折率Ｎ２６５０ならびに上記角αおよび上記角βが、
【００１２】
【数１】
2010122390.tif 000003
【００１３】
かつ、
α＜β
を満たすことが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、第１光反射面に臨界角度で入射して反射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、光拡散シートの光入射面における入射光の光軸方向に沿って第２光反射面に入射して反射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一となるような第１光反射面および第２光反射面を容易に設計することができる。したがって、出射光の青みが生じることを抑えることができる光拡散シートを容易に製造することができる。
【００１５】
また、本発明に係る光拡散シートは、上記低屈折率領域の断面である略楔形の上記底辺から上記光入射面側に延びる辺の一方の側に、上記第１斜辺および上記第２斜辺が含まれていることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、１つの低屈折率領域に第１斜面および第２斜面の両方が含まれており、その光軸方向の断面において略楔形の両側の斜辺の少なくとも一方に、第１斜面および第２斜面に対応する斜辺、すなわち、光軸方向となす傾きが角αである第１斜辺および光軸方向となす角が角βである上記第２斜辺が形成されている。これにより、単一の低屈折率領域によって部分反射の補償が可能となるため、全ての低屈折率領域の形状を同一のものとすることができ、光拡散シートの製造が容易となる。
【００１７】
また、本発明に係る光拡散シートは、第１の反射領域には上記第１光反射面が少なくとも１つ含まれており、該第１の反射領域と隣り合う第２の反射領域には上記第２光反射面が少なくとも１つ含まれており、上記第１光反射面の少なくとも１つは上記第２の反射領域に近い側にあり、上記第２光反射面の少なくとも１つは上記第１の反射領域から遠い側にあることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、第１光反射面と第２光反射面とが同じ反射領域の同一側面に形成されていなくても、出射光の青みを抑えることができる光拡散シートを提供することができる。これにより、反射領域の一つの側面には単一の光反射面のみを形成させることができ、光軸方向における断面が三角形となるように設計することができる。したがって低屈折率領域の形状が単純なものとなり、製造が容易となる。すなわち、量産時にも拡散性能を均一にすることが容易となる。
【００１９】
また、本発明に係る光拡散シートでは、上記低屈折率領域の断面形状である略楔形の底辺が、上記光出射面に存在することが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、表面に所定の形状の凹部（略楔形の断面形状を有する）を有する高屈折率材料層を高屈折率領域として形成し、この凹部に低屈折率材料を充填することによって本発明に係る光拡散シートを形成することが可能となる。そのため、製造の容易な光拡散シートを提供することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る光拡散シートは、上記低屈折率領域が可視光を吸収する物質を含むことが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、低屈折率領域が可視光を吸収する物質を含んでいるので、内部の迷光が吸収されることになる。これにより、光拡散シートに起因するコントラスト低下を引き起こすことがなく、また明るい環境下での視認性を改善することができる。
【００２３】
本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、電圧を液晶に印加することによって液晶の配向方向を変化させて光の透過を制御する液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルに光を入射させるバックライトと、上記液晶表示パネルの光出射側面に貼り合わされている上述の光拡散シートとを備えている構成である。
【００２４】
上記の構成によれば、視野角特性に悪影響を与えない入射光を主に液晶表示パネルに入射させ、液晶表示パネルを通過した光を上記本発明に係る光拡散シートで拡散させることが可能となるので、視野角改善効果を得ることができ、所定の視野角で色度変化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明に係る光拡散シートは、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ１６５０である高屈折率領域と、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ２６５０である低屈折率領域とを含み、屈折率Ｎ２６５０は屈折率Ｎ１６５０よりも小さく、低屈折率領域は高屈折率領域内に設けられており、複数の低屈折率領域のうち少なくとも１つは所定の傾きを有する第１光反射面を形成しており、複数の低屈折率領域のうち少なくとも１つは第１光反射面とは傾きが異なる第２光反射面を形成しており、第１光反射面に臨界角度で入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向と、光拡散シートの光入射面における入射光の光軸方向に沿って第２光反射面に入射した６５０ｎｍの波長の光の反射方向とが同一である構成である。これにより、斜め方向からディスプレイを観視したときに出射光が青みを帯びることを抑える効果を奏する光拡散シートを実現することができる。
【００２６】
また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、本発明の光拡散シートを備えている。そのため、斜め方向からディスプレイを観視したときに出射光が青みを帯びることを抑える効果を奏する液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施形態について、図１〜図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
〔液晶表示装置〕
図１は、本実施の形態における液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す斜視断面図である。液晶表示装置１００は、表示面から出射される光を観察者が直接観察する直視型の液晶表示装置である。
【００２９】
液晶表示装置１００は、本発明の実施形態に係る光拡散シート１０、液晶表示パネル２０、バックライトユニット３０および光学シート４０を備えている。
【００３０】
光拡散シート１０は、互いに平行な光入射面Ｓ１および光出射面Ｓ２を有し、光入射面Ｓ１を液晶表示パネル２０の観察者側の表面に向けて配置された１つの光拡散層を有している。なお、ここでは光拡散シート１０が１つの光拡散層のみで構成されている例を示しているが、光拡散層の液晶表示パネル２０側（光入射側）にベースフィルム（不図示）を設けてもよい。また、光拡散層の観察者側（光出射側）にアンチグレア層、アンチリフレクション層、ローリフレクション層または反射防止層（いずれも不図示）を設けてもよい。もちろん必要に応じて、これらの任意の２つ以上を組み合わせてもよい。
【００３１】
光拡散シート１０と液晶表示パネル２０とは接着層（不図示）を介して貼り合わせられる。液晶表示パネル２０の光入射側および観察者側の最表面には一般に偏光板が設けられているので、光拡散シート１０は、液晶表示パネル２０の観察者側の偏光板に貼り合わせられることになる。ここでは、液晶表示パネル２０に光拡散シート１０を貼り付けたもの（バックライトユニット３０を有しないもの）を液晶表示装置と呼ぶこともある。
【００３２】
なお、後述するように、液晶表示装置１００は、光拡散シート１０の光出射面Ｓ２に張り合わされている表面散乱シートをさらに備えていてもよい。
【００３３】
〔光拡散シートの構造〕
光拡散シート１０は、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ１６５０である第１物質と、６５０ｎｍの波長の光における屈折率がＮ１６５０よりも小さいＮ２６５０である第２物質とを含んでいる。第２物質は、光出射面Ｓ２に垂直な断面における形状が光出射面Ｓ２側に底辺を有し、光入射面Ｓ１に向かって細くなる略楔形をしており、互いに傾きの異なる２つの斜辺Ｒ１および斜辺Ｒ２がつながってなる形状である。なお、斜辺Ｒ１および斜辺Ｒ２は、低屈折率領域１４に形成されている第１光反射面および第２光反射面に対応するものである。そのため、本明細書では、斜辺Ｒ１および斜辺Ｒ２をそれぞれ第１光反射面Ｒ１および第２光反射面Ｒ２ということもある。本実施形態に係る光拡散シート１０では、光出射面Ｓ２と接する位置に第２光反射面Ｒ２が形成されており、第１光反射面が第２光反射面とつながって、光入射面Ｓ１に近い側に形成されており、２つの第１光反射面により頂点が形成されている。低屈折率領域１４の断面形状は、この頂点を通る光入射面Ｓ１における入射光の光軸方向（以下、単に光軸方向ともいう）と平行な直線を軸として対称となっている。
【００３４】
低屈折率領域１４の形態は、図１に示すように、光拡散シート１０の光出射面Ｓ２の法線方向からみたとき、複数の低屈折率領域１４…のそれぞれは水平方向に延伸する矩形であり、複数の低屈折率領域１４…は互いに平行に配列されている。この場合、光拡散シート１０は、低屈折率領域１４の延伸方向に垂直な方向であって光出射面Ｓ２に平行な方向における視野角特性を向上させることができる。
【００３５】
液晶表示装置では、用途に応じて必要な視野角が異なるものである。すなわち、広い視野角が必要な方向（視野角必要方向）に対して垂直となる方向に延伸する矩形の低屈折率領域１４が、視野角必要方向に沿って複数配列された光拡散シート１０が効果的である。一般的には水平方向の視野角が重視されており、その場合には鉛直方向に延びる矩形の低屈折率領域１４が水平方向に沿って複数配列された光拡散シート１０が効果的である。
【００３６】
なお、図２に示すように、液晶表示装置１００が２枚の光拡散シート１０Ａ・１０Ｂを備えていてもよい。ここでは、光拡散シート１０Ｂは、上記した光拡散シート１０と同様の構成である。光拡散シート１０Ｂの低屈折率領域１４は、光拡散シート１０Ａの低屈折率領域１４と略直交する方向で複数配列されている。これにより、水平方向および鉛直方向の両方における視野角特性を向上させることができる。
【００３７】
なお、光拡散シート１０が、低屈折率領域１４の配列方向がそれぞれ異なる複数の光拡散層が積層された構成となっていてもよい。
【００３８】
〔色度変化〕
ここで液晶表示パネルを斜め方向から視認したとき、特に液晶表示パネルの法線方向となす角が大きくなったときに生じ得る色度変化、特に相対的に青色強度が強くなる色度変化について図９および図１０を参照して説明する。
【００３９】
図９は、光の経路を表す図面である。光拡散層の光入射面から入射する光の光入射面での透過率をＴ１、光入射面から入射した光の低屈折率領域との界面での反射率をＲ、低屈折率領域との界面において反射した光の光出射面での透過率をＴ２とすると、全体としての透過率Ｔは以下のようになる。
Ｔ＝Ｔ１×Ｒ×Ｔ２
ここで、Ｔ１およびＴ２は、樹脂の屈折率および光の波長によって多少の違いはあるものの大きな値の変化はない。しかしＲは部分反射であるか全反射であるかによって値の大きさが大きく異なる。また部分反射であるか全反射であるかを決定づける屈折率には波長依存性（波長分散とも称する）があり、光を透過または反射させる樹脂によって依存具合が異なる。
【００４０】
一例として高屈折率樹脂としてポリカーボネート、および低屈折率樹脂としてＰＭＭＡを用いて透過率の計算を行い、その結果を図１０に示している。
【００４１】
図１０は、光の入射角度を変化させ、そのときの射出角度とその透過率との関係をプロットしたグラフである。赤、緑および青の光の代表的な波長として、それぞれ６５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび４５０ｎｍを使用している。図１０に示されるように、青の光の波長がもっとも高射出角度まで高い透過率を有している。図中、急激に透過率が変化している不連続点は、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂との界面における全反射と部分反射との境界に対応している。すなわち、図中、この不連続点となる角度より小さい射出角度の光は、上記界面において全反射を起こしており、この不連続点となる角度より大きい射出角度の光は、上記界面において部分反射を起こしている。このことは、部分反射を起こし始める臨界角度は、波長が長くなるにしたがって小さくなることを示している。
【００４２】
この場合において、射出角度がおよそ５０°からおよそ５５°の範囲では青の光（４５０ｎｍの波長の光）の透過率が高く、緑（５５０ｎｍ）および赤（６５０ｎｍ）の光の透過率が低くなっている。これは、図１１に模式的に示すように、この射出角度の範囲では、青の光のみが上記界面において全反射を起こしており、緑および赤の光は部分反射を起こしていることに起因する。これが青みを帯びて見える原因、すなわち色度変化を起こす原因である。
【００４３】
上述のように屈折率には波長依存性（波長分散とも称する）があり、光を透過または反射させる樹脂によって依存具合が異なる。したがって、本発明に係る上記式（１）のように、高屈折率樹脂における屈折率（Ｎ１）と低屈折率樹脂における屈折率（Ｎ２）との比率（Ｎ２／Ｎ１）がパラメータとして含まれている場合には、屈折率の波長依存性は、これらの樹脂を含んでいる層の特性に大きく影響を及ぼす。
【００４４】
理想的にはＮ２／Ｎ１の比率が波長に依存せず一定であることが好ましい。しかし現実にはそのような条件を満たす樹脂を選定することは困難である。そこで本発明では低屈折率領域の光反射面の角度に着目している。複数の反射光を利用して、部分反射による光の減少を全反射により補償することにより、テレビ等のディスプレイの観視条件において色度変化の少ない表示を実現できる。
【００４５】
〔光拡散シートの設計条件〕
次に図３を参照して、光拡散シートの機能、およびこの機能を発揮するために必要な構成について説明する。
【００４６】
図３は、光拡散シートに入射した光の光路を示す図である。本発明に係る光拡散シートは傾きが互いに異なる２種類の光反射面を有するものである。図３では、各光反射面において反射する光について、別々に説明する。そのため、第１光反射面のみを有する低屈折率領域を備える光拡散シートの光の経路を図３（ａ）に示し、第２光反射面のみを有する低屈折率領域を備える光拡散シートの光の経路を図３（ｂ）に示し、それぞれについて以下に説明する。
【００４７】
図３（ａ）に示す低屈折率領域は、光軸方向Ｄとなす角が角αである第１光反射面を有している。角αの傾きを有する斜面において全反射するかしないかの臨界の角度で入射する赤の光（波長６５０ｎｍの光）Ｌ１が光軸方向Ｄとなす角度を角θとすると、角θと屈折率とは下記式（２）の関係を満たす。
ｓｉｎ（９０°−θ−α）＝Ｎ２６５０／Ｎ１６５０  ・・・（２）
上記式（２）は下記式（３）のように表すことができる。
ｃｏｓ（θ＋α）＝Ｎ２６５０／Ｎ１６５０  ・・・（３）
この角θが、光拡散シートからの出射光において、色度変化が生じる（青みを帯びる）領域と色度変化のない領域とをわける角度である。
【００４８】
反射した光の光出射面からの射出角度を角θ’とすると、角θ’は、
θ’＝θ＋２α  ・・・（４）
と表すことができる。
【００４９】
ここで、もう一方の斜面の反射光のピークが角θ’で射出するように、もう一方の斜面の傾きを決定すれば、部分反射により減少した赤の光を補償することができる。そのためには、もう一方の斜面の傾きは、光軸方向Ｄに平行な入射光Ｌ２の反射光が角θ’で射出されるように設計すればよい。以下に、この条件を満たす斜面について説明する。
【００５０】
図３（ｂ）に示す低屈折率領域は、光軸方向Ｄとなす角が角βである第２光反射面を有している。光軸方向Ｄに平行な入射光が第２光反射面で反射し、その反射光が角θ’で光出射面から射出されるため、角θ’および角βは下記式（５）の関係を満たす。
θ’＝２β  ・・・（５）
以上より、上記式（４）および（５）に示される関係を上記式（３）に規定される条件に組み込むことにより、角αおよびβならびに屈折率の関係が、下記式（１）のように規定される。
【００５１】
【数２】
2010122390.tif 000004
【００５２】
なお、光軸方向Ｄに平行な入射光Ｌ２、とりわけ赤の光の入射光は第２光反射面において全反射しなければならないので、さらに下記式（６）を満たす必要がある。
ｓｉｎ（９０°−β）＞Ｎ２６５０／Ｎ１６５０  ・・・（７）
上記式（７）は、
β＜ｃｏｓ−１（Ｎ２６５０／Ｎ１６５０）  ・・・（８）
と表すことができる。ここで、屈折率と角αおよびβとは上記式（１）の関係を満たしているため、上記式（８）は、下記式（９）のように表すことができる。
α＜β  ・・・（９）
以上より、上記式（１）および（９）の２つの条件を同時に満たし、各反射光の光が同一方向となる向きに角光反射面を設けることにより、第１光反射面における部分反射により生じた光の減少を、第２光反射面にて全反射する光軸方向の光が補償することができる。すなわち、斜め方向からディスプレイを観視したときに、表示が青みを帯びることを防ぐことができる。
【００５３】
次に、以下の３つの光拡散層Ａ、ＢおよびＣを用いた場合の色度変化について説明する。
【００５４】
光拡散層Ａは、光軸方向における低屈折率領域の形状が、光出射面に底辺を有し光入射面側に頂点を有し、頂角の二等分線が光軸方向と平行な二等辺三角形である低屈折率領域のみを含むものであり比較例である。この二等辺三角形の斜辺と光軸方向とのなす角が角α’はα’＝８°である。光拡散層Ｂは、図１に示す本発明に係る光拡散シート１０を形成するものであり、第１光反射面と光軸方向とのなす角αはα＝８°であり、第２光反射面と光軸方向とのなす角βはβ＝１５°である。光拡散層Ｃは、角βの角度以外は光拡散層Ｂと同じ構成であり、β＝１０°である。この場合には、光拡散層Ｃにおける角αおよび角βの関係は本発明の条件を満たさない。したがって、光拡散層Ｃは比較例である。なお、光拡散層Ａ、ＢおよびＣいずれの場合にも、Ｎ２６５０／Ｎ１６５０＝１．４８／１．５８である。
【００５５】
図４、図５および図１２は光拡散シートとして光拡散層Ａ、ＢおよびＣをそれぞれ用いた場合の、光拡散シートから出射される光の色度変化を示している。これらの図は、光拡散シートから出射される光に関して、横軸が射出角度（ｄｅｇ）、縦軸が色度変化（Δｕ’ｖ’）となっている。
【００５６】
図４を参照すると、光拡散層Ａを用いた場合には、５０°付近（視野角１００°付近）から徐々に出射光が青みを帯びてゆき、６０°（視野角１２０°）の手前で色度変化のピークがくる。「家庭におけるテレビの観視条件」映像情報メディア学会誌、２００６年、６０巻、４号、５９７−６０３によれば、一般家庭におけるテレビの観視位置は、水平方向視野角１２０°の範囲内であることが示されている。そのため、少なくとも視野角１２０°の範囲では色度変化の発生が抑えられている必要がある。光拡散層Ａを液晶表示装置に適用した場合には、色度が実使用範囲内で大きく変化し（相対的に青色の強度が強くなる）、テレビを観視している観測者は色度変化が気になってしまう。
【００５７】
また、図１２を参照すると、光反射面の角度が本発明の条件を満たしていない光拡散層Ｃを用いた場合にも、５０°付近（視野角１００°付近）から徐々に出射光が青みを帯びてゆき、６０°付近での色度変化が大きくなっている。したがって、光拡散層Ｃを液晶表示装置に適用した場合にも、色度が実使用範囲内で大きく変化し（相対的に青色の強度が強くなる）、テレビを観視している観測者は色度変化が気になってしまう。
【００５８】
一方図５を参照すると、光拡散層Ｂを用いた場合には、６０°付近でのピークが消失し、ほぼ全域に亘って、色度変化のない特性を得ることができる。これにより、光拡散層Ｂを液晶表示装置に適用した場合に、実使用範囲内では色度は変化せず、テレビを観視している観測者が色度変化を感じることはない。
【００５９】
理論上、高屈折率領域の樹脂の屈折率と低屈折率領域の樹脂の屈折率との差である屈折率差を大きくすることにより、このような色度変化を抑えることができる。しかし、樹脂の屈折率が、樹脂の屈折率として一般的なｎ＝１．５５付近から離れるにしたがって、樹脂の値段は高くなる。そのため、現実的にはコスト面から樹脂の屈折率差を十分に確保することは困難である。本発明によれば、互いに傾きが異なる反射面を複数形成することにより、一般的な屈折率の樹脂で作製した光拡散層でも十分に色度変化を抑えることができる。
【００６０】
また、輝度拡散特性に優れた光拡散シートを提供することができる。
【００６１】
図６は、単一種類の斜面を有する光拡散シートを備える液晶表示装置においてバックライトユニットから光を照射したときの拡散特性を示す図であり比較例である。図７は、図１に示す本発明に係る液晶表示装置１００においてバックライトユニット３０から光を照射したときの拡散特性を示す図である。これらの図は、光拡散シートから出射される光に関して、横軸が射出角度（ｄｅｇ）、縦軸が輝度（ａ．ｕ．（Arbitrary Unit））となっている。図６および７を参照すると、本発明に係る液晶表示装置１００では、比較例の液晶表示装置の場合に比べ輝度の凹凸変化（例えば、図６中に示す、破線で囲んだ部分）がなくなっていることが分かる。すなわち、より滑らかな輝度変化を実現しており、より良好な表示品位を有する液晶表示装置を実現している。
【００６２】
光拡散シート１０は、例えば特許文献１に記載されている方法を用いて作製することができる。また、光拡散シート１０は、例えば、高屈折率領域１２はエポキシアクリレート、低屈折率領域１４はウレタンアクリレートなどの樹脂を用いて形成することができる。ここで、高屈折率領域１２を通過した光は表示に用いられるので高い透明性を有することが好ましい。
【００６３】
また、光拡散シート１０は、表面に所定の形状の凹部（略楔形の断面形状を有する）を有する高屈折率樹脂層を形成し、この凹部に低屈折率樹脂を充填することによって形成することができる。
【００６４】
また、低屈折率領域１４が、可視光を吸収する物質を含む構成としてもよい。可視光を吸収する物質としては、例えばカーボンブラック、青顔料と赤顔料の混合物などが挙げられる。特に高屈折率領域１２および低屈折率領域１４に紫外線硬化樹脂を用いる場合には、低屈折率領域１４に、チタンブラックのような、可視光は吸収し紫外線は透過する黒色粒子を用いることで、高いＯＤ（optical density）値を実現することができる。ここで、可視光の吸収率は９５％以上であることが好ましい。
【００６５】
〔低屈折率領域の構造〕
上記条件に基づき、光拡散シート１０の低屈折率領域１４には、光軸方向となす角が角αである第１光反射面Ｒ１、および光軸方向となす角が角βである第２光反射面Ｒ２が形成されている。図１に示すように、第２光反射面Ｒ２は光出射面Ｓ２と接しており、第１光反射面Ｒ１は第２光反射面Ｒ２とつながって形成されている。
【００６６】
図８は、低屈折率領域１４の他の形態について、断面の形状の例を示す図である。なお、低屈折率領域１４の形態はこれらに限定されるものではない。
【００６７】
図８（ａ）に示す光拡散シート１０の低屈折率領域１４は、図１に示す光拡散シート１０の低屈折率領域１４を表している。
【００６８】
図８（ｂ）に示す光拡散シート１０の低屈折率領域１４では、光反射面Ｒ１およびＲ２が形成されている位置が、図８（ａ）に示す低屈折率領域１４における光反射面Ｒ１およびＲ２とそれぞれ入れ替わっているものである。すなわち、光出射面Ｓ２と接する位置に光反射面Ｒ１が形成されており、光入射面Ｓ１側に光反射面Ｒ２が形成されている構成となっている。
【００６９】
以上のように、図８（ａ）および（ｂ）に示す低屈折率領域１４は、１つの低屈折率領域１４内に第１光反射面Ｒ１および第２光反射面Ｒ２の何れもが形成されている構成である。
【００７０】
図８（ａ）および（ｂ）に示す低屈折領域１４は、全て同じ構造（単一構造）であるため、各低屈折領域１４のピッチを狭めることが容易である。
【００７１】
一方、図８（ｃ）および（ｄ）に示される低屈折率領域１４の断面形状は、図８（ａ）および（ｂ）に示される低屈折率領域１４の断面形状と異なり、三角形となっている。
【００７２】
図８（ｃ）に示す光拡散シート１０の低屈折率領域１４は、その光軸方向の断面において、底辺が光出射面Ｓ２にあり頂点が光入射面Ｓ１側にあり斜辺が第１反射面Ｒ１である二等辺三角形と、底辺が光出射面Ｓ２にあり頂点が光入射面Ｓ１側にあり斜辺が第２反射面Ｒ２である二等辺三角形とが交互に配設されている構成となっている。
【００７３】
図８（ｄ）に示す光拡散シート１０の低屈折率領域１４は、その光軸方向の断面において、底辺が光出射面Ｓ２にあり頂点が光入射面Ｓ１側にあり一方の斜辺が第１反射面Ｒ１であり他方の斜辺が第２反射面Ｒ２である三角形が、並んで配設されている構成となっている。このとき互いに隣り合う２つの低屈折率領域１４は、同一の種類の光反射面が向かい合うように配設されている。すなわち、ある低屈折率領域１４の第１光反射面Ｒ１は、この第１光反射面Ｒ１に近い側で隣り合う低屈折率領域１４の第１光反射面Ｒ１と高屈折率領域１２を挟んで向かい合っている。また、ある低屈折率領域１４の第２光反射面Ｒ２は、この第２光反射面Ｒ２に近い側で隣り合う低屈折率領域１４の第２光反射面Ｒ２と高屈折率領域１２を挟んで向かい合っている構成となっている。
【００７４】
図８（ｃ）および（ｄ）に示す低屈折領域１４は、断面が単純な三角形形状であるため、光拡散シート１０の製造が容易である。
【００７５】
〔光学シート〕
光学シート４０は、重ねて配置された複数のシートによって構成され、バックライトユニット３０から出射された光を均一化するとともに集光して、液晶表示パネル２０へ照射するものであり、集光手段として機能する。すなわち、光学シート４０は、光を集光して正面方向（液晶表示パネル方向）の輝度を向上させるレンズシート、光の一方の偏光成分を反射して他方の偏光成分を透過することによって液晶表示装置１００の輝度を向上させる偏光反射シート、およびプリズムシートなどを適用することができる。これらは、液晶表示装置１００の価格や性能によって適宜組み合わせて使用することが好ましい。またバックライトユニット３０自体が集光特性を有している場合、光学シート４０は不要である。
【００７６】
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る光拡散シートは、例えば液晶表示パネルのような画像表示装置の表面に貼り合わせることにより、視野角を広げるための光拡散シートとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を模式的に示す分解斜視断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の別の構成例を模式的に示す分解斜視断面図である。
【図３】本発明の光拡散シートに設けられている光反射面を有する光拡散シートにおける光の経路を示す図であり、（ａ）は第１光反射面で反射する光の経路を示し、（ｂ）は第２光反射面で反射する光の経路を示している。
【図４】従来の光拡散シートに光が入射したときの、光拡散シートから出射される光の色度変化と射出角度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る光拡散シートに光が入射したときの、光拡散シートから出射される光の色度変化と射出角度との関係を示すグラフである。
【図６】従来の光拡散シートに光が入射したときの、光拡散シートから出射される光の拡散特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係る光拡散シートに光が入射したときの、光拡散シートから出射される光の拡散特性を示すグラフである。
【図８】本発明に係る光拡散シートの低屈折率領域の別の実施の形態を示す図である。
【図９】光が光拡散シートを通過するときの経路ならびに透過率および反射率を示す図である。
【図１０】光拡散シートに光が入射したときの出射角度と透過率の関係を光の波長ごとに示すグラフである。
【図１１】光拡散シートにおける異なる波長の光の反射を模式的に示す図である。
【図１２】従来の光拡散シートに光が入射したときの、光拡散シートから出射される光の色度変化と射出角度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ    光拡散シート
１２    高屈折率領域
１４    低屈折率領域
２０    液晶表示パネル
３０    バックライトユニット
４０    光学シート
１００    液晶表示装置
Ｓ１    光入射面
Ｓ２    光出射面
Ｒ１    第１光反射面
Ｒ２    第２光反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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