(57)【要約】【課題】斜めの方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性を有する安価な拡散シートを提供すること。【解決手段】拡散シート２３０は、主面の法線方向５１１に対して斜めの方向５１２から入射する光に対する拡散度が法線方向５１１から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性を有し、第１の高分子化合物と第２の高分子化合物とを含み、第１の高分子化合物の屈折率と第２の高分子化合物の屈折率との差の異方性に基づいて、この拡散異方性を発揮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面の法線方向に対して斜めの方向から入射する光に対する拡散度が前記法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性を有する拡散シートであって、
第１の高分子化合物と第２の高分子化合物とを含み、前記第１の高分子化合物の屈折率と前記第２の高分子化合物の屈折率との差の異方性に基づいて、前記拡散異方性を発揮する、
拡散シート。
【請求項２】
前記斜めの方向から入射する光における前記第１の高分子化合物の屈折率と前記第２の高分子化合物の屈折率との差が、前記法線方向から入射する光における前記第１の高分子化合物の屈折率と前記第２の高分子化合物の屈折率との差よりも小さい、
請求項１記載の拡散シート。
【請求項３】
前記斜めの方向から入射する光における前記屈折率差の平均値が、前記法線方向から入射する光における前記屈折率差の平均値よりも小さい、
請求項２記載の拡散シート。
【請求項４】
前記第１の高分子化合物は、正の固有複屈折を有し、
前記第２の高分子化合物は、負の固有複屈折を有し、
前記屈折率差の異方性は、前記第１の高分子化合物と前記第２の高分子化合物とを含む材料に対する延伸処理によって得られる、
請求項３記載の拡散シート。
【請求項５】
前記主面と対向する面に、前記対向する面から出射する光を前記法線方向に偏向させるプリズムシートを有する、
請求項１記載の拡散シート。
【請求項６】
光源と、
前記光源の光が出射される側に配置された請求項１〜請求項５のいずれかに記載の拡散シートと、
を有するバックライト装置。
【請求項７】
前記光源は、ＬＥＤである、
請求項６に記載のバックライト装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置からの出射光の観察者側への到達状態を制御する液晶パネルと、
を有する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を内部で拡散させて透過する拡散シートと、この拡散シートを備えたバックライト装置および液晶表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン用ディスプレイとして液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）の利用が拡大しており、液晶表示装置に対する高性能化、薄型化、低コスト化、および低電力化等の要求が増している。
【０００３】
そのような中で、従来の冷陰極蛍光ランプ（cold cathode fluorescent lamp：ＣＣＦＬ）に代わる液晶表示装置の光源として、発光ダイオード（light emitting diode、以下「ＬＥＤ」という）が注目されている。ＬＥＤには、ローカルディミング駆動による高画質化や低電力化が可能であるというメリットや、水銀を用いないことから環境に良いというメリットがある。
【０００４】
ＬＥＤは、点光源である。したがって、液晶表示装置を照明する面状光の光源装置（以下「バックライト」という）をＬＥＤを用いて構成する場合、通常、平面上に複数のＬＥＤを離散的に配置する。そして、光を散乱させて透過する拡散シートを、ＬＥＤを配置した平面を覆うように配置する。拡散シートを配置することにより、ＬＥＤとＬＥＤとの間の領域からも光を出力することができる。
【０００５】
ところで、ＬＥＤは離散的に配置されているため、ＬＥＤの直上の領域（以下「直上領域」という）のように照明が十分な部分と、直上領域の周辺の領域（例えばＬＥＤとＬＥＤとの間の領域、以下「周辺領域」という）のように照度が不十分な部分とが存在する。
【０００６】
直上領域では、ＬＥＤからの光は、拡散シートの主面の法線方向から拡散シートに入射する。周辺領域では、ＬＥＤからの光は、拡散シートの主面の法線方向に対して斜めの方向から拡散シートに入射する。ＬＥＤの出射光が拡散シート中を伝搬する際の光路長は、直上領域よりも周辺領域のほうが長くなる。これにより、透過光の散乱の度合いは、直上領域よりも周辺領域のほうが大きくなる。すなわち、周辺領域のほうが、輝度が低くなる。
【０００７】
上記光路長差は、ＬＥＤと拡散シートとの距離がより小さいほど、より大きくなる。したがって、ＬＥＤと拡散シートとの距離がより小さいほど、直上領域と周辺領域との輝度差がより大きくなる。しかしながら、ディスプレイの薄型化を図るためには、ＬＥＤと拡散シートとの距離をできるだけ小さくしたＬＥＤバックライトが求められる。
【０００８】
そこで、主面の法線方向に対して斜めの方向から入射する光に対する拡散度が、前記法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さくなるような散乱異方性を有する拡散板が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００９】
特許文献１記載の拡散板は、基材と屈折率が異なり、主面の法線方向に伸びる柱状形状で２つの主面の両方に露出した、ミクロンオーダーの微小領域を複数有する。これにより、主面の法線方向から入射する光を、斜めの方向から入射する光よりも散乱させることができ、直上領域と周辺領域との輝度差を小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００７−１３４２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載の拡散板の微小領域は、光重合性化合物を用いた上で、紫外線照射エリアを限定するためのマスクを用いて、紫外線照射によって光重合により屈折率変化を起こさなければ、生成することができない。すなわち、特許文献１記載の拡散板は、高価な材料が必要であり、更に、非常に複雑な製造方法を採る必要があるため、コストが掛かるという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、斜めの方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい散乱異方性を有する安価な拡散シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の拡散シートは、主面の法線方向に対して斜めの方向から入射する光に対する拡散度が前記法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい散乱異方性を有する拡散シートであって、第１の高分子化合物と第２の高分子化合物とを含み、前記第１の高分子化合物の屈折率と前記第２の高分子化合物の屈折率との差の異方性に基づいて、前記散乱異方性を発揮する。
【００１３】
本発明のバックライト装置は、光源と、前記光源の光が出射される側に配置された上記拡散シートとを有する。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、上記バックライト装置と、前記バックライト装置からの出射光の観察者側への到達状態を制御する液晶パネルとを有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、屈折率の制御という安価な手法によって、斜めの方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい散乱異方性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る拡散シートを含む液晶表示素子の構成を示す概略断面図である。
【００１８】
図１において、液晶表示装置１００は、ＬＥＤバックライト２００および液晶パネル４００を有する。ＬＥＤバックライト２００および液晶パネル４００は、矩形平板形状をそれぞれ有し、それぞれの主面を平行にして配置されている。
【００１９】
ＬＥＤバックライト２００は、点状光を面状光に変換して出力する。具体的には、ＬＥＤバックライト２００は、基板２１０の主面２１１に、複数のＬＥＤ２２０を配置しており、更に、ＬＥＤ２２０の光が出射される側に、拡散シート２３０を配置している。
【００２０】
ＬＥＤ２２０は、法線方向５１１および斜め方向５１２を含む所定の方向範囲に、光を出射する。ＬＥＤ２２０から出射される光は、拡散シート２３０に入射する。
【００２１】
ＬＥＤ２２０は、例えば、白色ＬＥＤ、またはＲＧＢ（red-green-blue）の各三原色のＬＥＤである。白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤチップに黄色蛍光体、黄色蛍光体および赤色蛍光体、緑色蛍光体、および赤色蛍光体をそれぞれ組み合わせたもの、紫外ＬＥＤチップを用いたもの、またはＲＧＢの三原色のＬＥＤチップを一つのパッケージに組み込んだもの等を採用することができる。
【００２２】
拡散シート２３０は、光学的に透明な、矩形平板形状の樹脂であり、その主面２３２を、基板２１０の主面２１１に平行にして配置されている。
【００２３】
以下、拡散シート２３０の主面２３２の法線方向を、ｚ軸方向とし、ｚ軸に直交し互いに直交する所定の２つの方向を、それぞれｘ軸方向およびｙ軸方向とする。また、適宜、ｚ軸方向を「法線方向」といい、法線方向に対して傾いた方向（例えば、法線方向との角度が５０度や６０度となる方向）を「斜め方向」という。
【００２４】
また、拡散シート２３０は、斜め方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい散乱異方性を有する。
【００２５】
具体的には、拡散シート２３０は、異なる特性を有する２種類の高分子化合物を含み、これら２種類の高分子化合物の屈折率差の異方性に基づいて、散乱異方性を発揮する。拡散シート２３０の構造および製造方法の詳細については後述する。
【００２６】
拡散シート２３０は、ＬＥＤバックライト２００にそのまま単体で組み込まれてもよいし、光学的に透明な板に粘着剤等の結合部材によって貼り合わせられた状態で組み込まれてもよい。前者の場合には、組み立て作業を簡素化することができ、後者の場合には、薄い材料や柔らかい材料を拡散シート２３０として採用することができる。
【００２７】
拡散シート２３０は、ＬＥＤ２２０側から入射する光（以下「入射光」という）を透過して、液晶パネル４００側に出射する。このとき、拡散シート２３０から出射される光（以下「出射光」という）は、拡散シート２３０の散乱異方性により、法線方向では大きく拡散され（模式的に形状５１３として示す）、斜め方向ではあまり拡散されない（模式的に形状５１４として示す）。したがって、拡散シート２３０の主面全体から出力される面状光において、個々のＬＥＤ２２０の直上領域とその周辺領域との間の面状光の輝度差を小さくすることができる。拡散シート２３０からの出射光は、液晶パネル４００に入射する。
【００２８】
液晶パネル４００は、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、映像信号に従って、画素ごとに、ＬＥＤバックライト２００から入射する光の観察者側への透過状態を制御する。
【００２９】
具体的には、液晶パネル４００は、第１および第２の透明基板４４１、４４２、および液晶層４４３を有する。また、図示しないが、液晶パネル４００は、第１の透明基板４４１の液晶層４４３側の面に、ＴＦＴ（thin film transistor）素子等のアクティブ素子、画素電極、および配向膜を配置し、第２の透明基板４４２の液晶層４４３側の面に、カラーフィルタ、対向電極、および配向膜を配置している。更に、液晶パネル４００は、第１の透明基板４４１のＬＥＤバックライト２００側の面と、第２の透明基板４４２の光が出射する側（観察者側）の面とに、偏光板をそれぞれ配置している。
【００３０】
液晶層４４３は、第１の透明基板４４１の配向膜と第２の透明基板４４２の配向膜との間に液晶が充填され、充填された液晶がシール剤によって封止されることにより、形成される。第１の透明基板４４１と第２の透明基板４４２との間隔は、スペーサ（図示せず）によって保たれている。
【００３１】
なお、液晶パネル４００の構成は、液晶の配向モードによって異なるため、上記内容に限定されるものではない。
【００３２】
このような液晶表示装置１００は、ＬＥＤバックライト２００と拡散シート２３０とにおいて面状光を生成し、面状光の透過状態を液晶パネル４００において制御することによって、画像を表示することができる。また、液晶表示装置１００は、拡散シート２３０の散乱異方性により、個々のＬＥＤ２２０の直上領域とその周辺領域との間の面状光の輝度差を小さくすることができ、より高品質な画像表示を行うことができる。
【００３３】
ところで、ＬＥＤ２２０のパッケージングとしては、ポッティングにより蛍光体や樹脂を形成したもの、凸状レンズを付与したもの、ＬＥＤチップからの光を広げるために非球面状レンズを付与したもの等が挙げられる。
【００３４】
通常、ＬＥＤ２２０からの配光分布はランバーシアンである。しかし、ＬＥＤ２２０のパッケージングに非球面レンズを採用する場合には、法線方向の光の強度を少なくし、斜め方向が光の強度のピークとなるような配光分布とすることも可能である。すなわち、ＬＥＤ自体の構成によって、斜め方向に出射する光成分の割合を増大させることができる。そのため、散乱異方性を有しない通常の拡散シートと組合せた場合でも、輝度が均一な面状光を得ることができる。
【００３５】
ところが、より薄型のＬＥＤバックライトを実現するために、より広い配光分布を目指した場合、ＬＥＤチップの発光部とレンズ表面位置との関係を非常に厳密に制御する必要が生じる。
【００３６】
したがって、レンズによる広配光化をある程度（例えば法線方向から５０度の角度の範囲）に抑え、散乱異方性を有する拡散シート２３０を併用することが、製造時のばらつきによる輝度むら発生の抑制という観点からも有効である。
【００３７】
次に、拡散シート２３０の構造について説明する。
【００３８】
拡散シート２３０は、上述の散乱異方性を、第１の高分子化合物５２１の屈折率と第２の高分子化合物５２２の屈折率との差の絶対値（以下「屈折率差」という）の異方性に基づいて発揮する。
【００３９】
図２は、拡散シート２３０の内部断面構造を示す模式断面図である。
【００４０】
図２に示すように、拡散シート２３０は、固有複屈折特性が相反する第１の高分子化合物５２１と第２の高分子化合物５２２とを含む。
【００４１】
第１の高分子化合物５２１は、正の固有複屈折を有する材料であり、例えば、ポリカーボネートおよびポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂である。正の固有複屈折とは、延伸処理が施されたときに延伸方向の屈折率が高くなる性質である。
【００４２】
第２の高分子化合物５２２は、負の固有複屈折を有する材料であり、例えば、ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリレートとスチレンとの共重合体である。負の固有複屈折とは、延伸処理が施されたときに延伸方向に直交する方向の屈折率が高くなる性質である。
【００４３】
固有複屈折特性が相反する材料を使用するのは、これらの材料を含む材料に対して延伸処理を施すことにより、容易に屈折率差の異方性を生じさせることができるからである。拡散シート２３０の製造方法については後述する。
【００４４】
延伸処理により容易に屈折率差の異方性を生じさせることができるという観点によれば、第１の高分子化合物５２１を、正の固有複屈折を有する熱可塑性高分子材料とし、かつ、第２の高分子化合物５２２を、側鎖型液晶性高分子材料としてもよい。延伸処理を受けたとき、側鎖型液晶性高分子の液晶性高分子の主鎖は延伸方向に伸びるが、側鎖型液晶性高分子の側鎖はそれに直交する方向に配向し易くなる特性を有するからである。すなわち、側鎖型液晶性高分子は、負の固有複屈折に類似した特性を有するからである。側鎖型液晶性高分子としては、例えば、主鎖にアルキルスペーサ等を介してメソゲン基を有する材料が挙げられる。
【００４５】
図２では、拡散シート２３０が、第２の高分子化合物５２２の中に第１の高分子化合物５２１が分散している例を示しているが、このように限定されるものではない。拡散シート２３０は、第１の高分子化合物５２１の中に第２の高分子化合物５２２が分散していてもよいし、第１の高分子化合物５２１と第２の高分子化合物５２２とが均質に混在していてもよい。また、これら２物質の混在の態様は、一方が他方の中に海島状に分散する態様であってもよいし、各々が連続相として均質に混在する態様としてもよい。
【００４６】
次に、拡散シート２３０の製造方法の一例について説明する。
【００４７】
まず、第１の高分子化合物５２１と第２の高分子化合物５２２とをブレンドし、フィルム化することにより、第１の高分子化合物５２１と第２の高分子化合物５２２とを含むフィルム状の材料（以下「未処理シート」という）を生成する。具体的には、未処理シートの製造方法として、例えば、溶剤を用いたキャスティング法を採用してもよいし、溶融混合および押出し法を採用してもよい。必要に応じて、相溶化剤等を用いてブレンドを行ってもよい。
【００４８】
このようにして生成される未処理シートは、まだ拡散異方性を有しないことが多い。すなわち、未処理シートは、どの方向から入射した光も同じように拡散して出射する。
【００４９】
次に、生成された未処理シートに対して延伸処理を施すことにより、第１の高分子化合物５２１および第２の高分子化合物５２２の光学特性を変化させ、拡散異方性が付与された拡散シート２３０を生成する。延伸処理としては、例えば、自由端一軸延伸、固定端一軸延伸、逐次二軸延伸、および同時二軸延伸を採用することができる。
【００５０】
但し、第１の高分子化合物５２１および第２の高分子化合物５２２の光学特性が、光学軸が規定された状態で変化するような延伸処理（以下「延伸配向処理」という）を施す必要がある。この所定の光学特性とは、法線方向に入射する光の屈折率差が、斜め方向に入射する光の屈折率差よりも大きくなる光学特性である。
【００５１】
ここで、上記所定の光学特性を得るための延伸配向処理の一例について説明する。
【００５２】
図３は、延伸配向処理の概要および光学特性の変化を説明するための図である。図３（Ａ）は、延伸配向処理による第１の高分子化合物５２１の光学特性の変化を示す。図３（Ｂ）は、延伸配向処理による第２の高分子化合物５２２の光学特性の変化を示す。
【００５３】
図３の左側に示すように、未処理シートにおける第１の高分子化合物５２１の屈折率楕円体５３１および第２の高分子化合物５２２の屈折率楕円体５３２は、それぞれ球形状となっている。すなわち、第１の高分子化合物５２１および第２の高分子化合物５２２のいずれも、等方的な屈折率分布を有している。
【００５４】
延伸配向処理は、ｘ−ｙ平面方向に均一に行われる。これにより、第１の高分子化合物５２１の屈折率楕円体５３１は、図３（Ａ）の右側に示すように、ｚ軸を光学軸として、ｘ−ｙ平面方向に広がった楕円形状となる。これは、第１の高分子化合物５２１が、正の固有複屈折を有しているためである。一方で、第２の高分子化合物５２２の屈折率楕円体５３２は、図３（Ｂ）の右側に示すように、ｚ軸を光学軸として、ｚ軸方向に伸びた楕円形状となる。これは、第２の高分子化合物５２２が、負の固有複屈折を有しているためである。
【００５５】
ここで、法線方向に対して４５度傾いた方向（以下「４５度方向」という）から入射する光を、法線方向から入射する光との対比の対象として、延伸配向処理前後の拡散特性の変化について説明する。
【００５６】
図４は、延伸配向処理前の拡散シートの拡散特性を説明するための図である。図４（Ａ）の左側は、法線方向から入射する光に対する第１の高分子化合物５２１の屈折率を、屈折率楕円体５３１の切断面として示す。図４（Ａ）の右側は、４５度方向から入射する光に対する第１の高分子化合物５２１の屈折率を、屈折率楕円体５３１の切断面として示す。図４（Ｂ）の左側は、法線方向から入射する光に対する第２の高分子化合物５２２の屈折率を、屈折率楕円体５３２の切断面として示す。図４（Ｂ）の右側は、４５度方向から入射する光に対する第２の高分子化合物５２２の屈折率を、屈折率楕円体５３２の切断面として示す。図４（Ｃ）の左側は、法線方向から入射する光に対する屈折率差を示す。図４（Ｃ）の右側は、４５度方向から入射する光に対する屈折率差を示す。
【００５７】
ここで、法線方向から入射する光に対する第１の高分子化合物５２１の屈折率をｎ０（ａ）と置き、４５度方向から入射する光に対する第１の高分子化合物５２１の屈折率をｎ４５（ａ）と置く。また、法線方向から入射する光に対する第２の高分子化合物５２２の屈折率をｎ０（ｂ）と置き、４５度方向から入射する光に対する第２の高分子化合物５２２の屈折率をｎ４５（ｂ）と置く。そして、屈折率ｎ０（ａ）と屈折率ｎ０（ｂ）との差（以下「平面内の屈折率差」という）の平均値をΔｎ０と置き、屈折率ｎ４５（ａ）と屈折率ｎ４５（ｂ）との差（以下「厚み方向の屈折率差」という）の平均値をΔｎ４５と置く。
【００５８】
延伸配向処理前は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、第１の高分子化合物５２１の屈折率および第２の高分子化合物５２２のいずれも等方的となっている。したがって、図４（Ｃ）に示すように、平面内の屈折率差Δｎ０の平均値と、厚み方向の屈折率差Δｎ４５の平均値とは、ほぼ一致する。
【００５９】
図５は、延伸配向処理後の拡散シートの拡散特性を説明するための図であり、図４に対応している。ここで、延伸配向処理後の第１の高分子化合物５２１の屈折率楕円体５３１のｚ軸方向の幅が、延伸配向処理後の第２の高分子化合物５２２の屈折率楕円体５３２のｚ軸方向の幅よりも大きいものとする。
【００６０】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、延伸配向処理後は、第１の高分子化合物５２１の屈折率および第２の高分子化合物５２２のいずれも異方的となっている。具体的には、図３において説明したように、第１の高分子化合物５２１の屈折率楕円体５３１は、ｘ−ｙ平面方向に広がっており、第２の高分子化合物５２２の屈折率楕円体５３２は、ｚ軸方向に伸びている。
【００６１】
ここで、屈折率楕円体５３１、５３２に対する原点を通る切断面を、ｘ−ｙ平面に平行な向きからｚ軸に平行な向きへと回転させていく場合を考える。
【００６２】
この場合、第１の高分子化合物５２１の屈折率楕円体５３１において、切断面の最小幅（ｚ軸に直交する方向の幅、以下「横幅」という）は一定だが、切断面の最大幅（横幅方向に直交する方向の幅、以下「縦幅」という）は小さくなっていく。
【００６３】
一方、第２の高分子化合物５２２の屈折率楕円体５３２では、同様に横幅は一定だが、縦幅は大きくなっていく。
【００６４】
すなわち、屈折率楕円体５３１の縦幅と屈折率楕円体５３２の縦幅とが一致する角度（ここでは４５度とする）までは、縦幅の差が連続的に減少し、屈折率差の平均値も連続的に減少する。したがって、図５（Ｃ）に示すように、厚み方向の屈折率差Δｎ４５の平均値は、平面内の屈折率差Δｎ０の平均値よりも小さくなる。
【００６５】
ＬＥＤバックライト２００から出力される光は、通常、非偏光である。また、光の散乱強度は、屈折率差をパラメータとして含む関数で表すことができる。具体的には、光の散乱強度は、屈折率差の二乗に比例する。したがって、法線方向から入射する光の拡散度は、斜め方向から入射する光の拡散度よりも大きくなる。なお、入射角が大きいほど、拡散シート２３０内の光路長はより長くなり、より大きな拡散効果が生じる。したがって、この効果を上回る程度に、斜め方向における屈折率差が小さく（法線方向における屈折率差が大きく）なることが望ましい。
【００６６】
但し、法線方向から入射する光において屈折率楕円体５３１の縦幅が屈折率楕円体５３２の縦幅よりも大きい必要がある。法線方向から入射する光において屈折率楕円体５３１の縦幅が屈折率楕円体５３２の縦幅以下である場合には、縦幅の差はそれ以上減少しないからである。
【００６７】
まとめると、斜め方向から入射する光における屈折率差が、法線方向から入射する光における屈折率差よりも小さくなるように、第１の高分子化合物５２１の屈折率および第２の高分子化合物５２２の屈折率を制御する。これにより、斜め方向から入射する光に対する拡散度を、法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さくすることができる。
【００６８】
以下、本実施の形態に係る拡散シート２３０において、斜め方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性が得られることを、実験例を挙げて説明する。
【００６９】
まず、第１の高分子化合物としてのポリカーボネート樹脂と、第２の高分子化合物としてのアクリル系樹脂とのポリマーブレンドを、キャスティング法によりフィルム化した。ポリカーボネート樹脂の平均屈折率は１．５９であり、アクリル系樹脂の平均屈折率は１．４９であった。未処理シートは、拡散異方性が認められない通常の拡散シートであった。
【００７０】
次に、上記フィルムに対してｘ−ｙ平面方向の延伸配向処理を施し、ｘ−ｙ平面方向および法線方向の屈折率の調整を行った。この結果、法線方向から入射する光における屈折率差（平面内の屈折率差）の平均値Δｎ０は０.１となり、４５度方向から入射する光における屈折率差（厚み方向の屈折率差）の平均値Δｎ４５は０.０７となった。すなわち、Δｎ０＞Δｎ４５という関係となった。これらの屈折率差の平均値は、ポリカーボネート樹脂およびアクリル系樹脂のそれぞれの一元系フィルムを形成し、形成したフィルムに対する延伸配向処理後の屈折率測定から得られたものである。
【００７１】
次に、延伸配向処理後の拡散シート２３０のヘイズ値を測定した。法線方向から平行光を入射したときのヘイズ値は７８％であり、４５度方向から平行光を入射（拡散シート２３０を回転させて実現）したときのヘイズ値は５５％となった。すなわち、４５度方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性が発現していた。
【００７２】
このような拡散異方性を有する拡散シート２３０を、粘着剤を介して１ｍｍ厚の透明なアクリル板に貼り合せ、拡散異方性を有する拡散板を作製した。そして、作製した拡散板を、拡散異方性を有さない通常の拡散板に代えて、距離を１５ｍｍ置いてＬＥＤバックライトの光出射側に配置した。その結果、通常の拡散板に比べて、いわゆる光源むらが軽減され、光出射面内の輝度分布がより均一化されていることが確認された。
【００７３】
なお、拡散シート２３０は、法線方向から入射する光に対して、十分な拡散特性を有することが望ましい。具体的には、法線方向から平行光を入射したときのヘイズ値は、３０％以上が好ましく、更には、４０％以上であることが好ましい。一枚の拡散シートで十分なヘイズ値が得られない場合には、複数枚の拡散シートを積層して用いてもよい。また、必要に応じて、これら複数枚の拡散シートを、接着剤や粘着剤で貼り合せて用いてもよい。
【００７４】
また、拡散シートに、拡散シート２３０から斜め方向に出射される光を法線方向に偏向させるプリズムシートを組み合わせて用いてもよい。これにより、一層の輝度均一化を図ることができる。プリズムシートとしては、例えば、略９０度の頂角を有する三角プリズムを配置したもの、９０度より小さい頂角の三角プリズムを光源側の面に配置したもの、レンチキュラ形状を有するもの、またはピラミッド形状構造を２次元的に配置したもの、を用いることができる。
【００７５】
図６は、作製した拡散板における拡散度の角度依存性を示す図である。図中、横軸は、法線方向に対する光の入射方向の角度を示し、縦軸は、法線方向の拡散度を基準としたときの相対的な拡散度を示す。
【００７６】
図６に示すように、光の入射方向が法線方向から離れるほど、拡散度は低下することが確認された。このような拡散板によれば、直上領域の輝度に対する周辺領域の輝度の比を高くすることができ、面状光の輝度をより均一化することができる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る拡散シートは、斜め方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性を有するので、より均一な面状光を得ることができる。したがって、ＬＥＤバックライトと拡散シートとの距離をより短くすることができ、ＬＥＤバックライトを搭載した液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る拡散シートは、２つの高分子化合物の屈折率差の異方性に基づいて上記拡散異方性を発揮するものであるため、屈折率の制御という安価な手法によって、上記拡散異方性を発揮することができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る拡散シートは、固有複屈折特性が相反する２つの高分子化合物をブレンドした材料であるため、拡散シートの平面方向への延伸処理により、上記屈折率の制御を簡単に行うことができる。
【００８０】
また、上記拡散異方性を有する拡散シートを低コストで製造することができるので、ＬＥＤバックライトを用いた薄型かつ高品質な画像表示装置を、低コストで得ることができる。
【００８１】
なお、以上説明した実施の形態では、拡散シートをＬＥＤバックライトの出力光の拡散に用いる場合について説明したが、他の各種の点状光および線状光に対しても適用することができる。
【００８２】
また、拡散シートに入射する光が直線偏光である場合には、その偏光方向について、斜め方向から入射する光における屈折率差が、法線方向から入射する光における屈折率差よりも小さくなるように、拡散シートの屈折率差を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る拡散シートは、斜めの方向から入射する光に対する拡散度が法線方向から入射する光に対する拡散度よりも小さい拡散異方性を有する安価な拡散シートとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る拡散シートを含む液晶表示素子の構成を示す概略断面図
【図２】本実施の形態に係る拡散シートの内部断面構造を示す模式断面図
【図３】本実施の形態における延伸配向処理の概要および光学特性の変化を説明するための図
【図４】本実施の形態における延伸配向処理前の拡散シートの拡散特性を説明するための図
【図５】本実施の形態における延伸配向処理後の拡散シートの拡散特性を説明するための図
【図６】本実施の形態における拡散板の相対的な拡散度の角度依存性を示す図
【符号の説明】
【００８５】
１００  液晶表示装置
２００  ＬＥＤバックライト
２１０  基板
２１１、２３２  主面
２２０  ＬＥＤ
２３０  拡散シート
４００  液晶パネル
４４１  第１の透明基板
４４２  第２の透明基板
５２１  第１の高分子化合物
５２２  第２の高分子化合物
【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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