(57)【要約】【課題】輝度及び輝度均斉度が高く、軽量で、且つ低コストな液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える液晶表示装置であって、前記光学素子は、光源側に面する透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを含み、前記透明層は、前記透明層の内部、又は前記透明層と前記拡散層との境界に空隙を有する形態で、前記拡散層と一体化して設けられ、前記空隙に面する、前記透明層表面の少なくとも一部が、前記光学素子主面に対し傾斜する傾斜面であり、前記傾斜面が、前記透明層側から前記光学素子に、前記光学素子主面に垂直な方向に入射した光の一部を、複数回の全反射により前記光源側に出射させるよう配置される液晶表示装置。【選択図】        図１
2011221407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える液晶表示装置であって、
前記光学素子は、光源側に面する透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを含み、
前記透明層は、前記透明層の内部、及び／又は前記透明層と前記拡散層との境界に空隙を有する形態で、前記拡散層と一体化して設けられ、
前記空隙に面する、前記透明層表面の少なくとも一部が、前記光学素子主面に対し傾斜する傾斜面であり、
前記傾斜面が、前記透明層側から前記光学素子に、前記光学素子主面に垂直な方向に入射した光の一部を、複数回の全反射により前記光源側に出射させるよう配置される液晶表示装置。
【請求項２】
前記透明層の前記拡散層側の面から突出した凸部がその頂部において前記拡散層表面と結合することにより、前記透明層と前記拡散層とが一体化している、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記凸部が、その長手方向が前記光学素子の主面と平行に延長している柱状の形状を有する、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光学素子における前記空隙が、前記光学素子の主面に平行な第１の方向に沿って延長し、互いに平行に整列する第１群の複数の空隙を含む、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光学素子における前記空隙が、前記光学素子の主面に平行な、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って延長し、互いに平行に整列する第２群の複数の空隙をさらに含む、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１の方向と前記第２の方向とが直交する方向である、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶パネルの表示面が矩形であり、
前記第１の方向が、前記表示面の長辺方向と平行である、請求項４〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記凸部が、多角錐の頂部が欠けた形状、円錐の頂部が欠けた形状、楕円錐の頂部が欠けた形状、球の一部、又は楕円回転体の一部である、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記光学素子と前記液晶パネルとの間に、輝度向上フィルムをさらに備える、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】
前記輝度向上フィルムが前記光学素子に固着されている、請求項９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、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、通常、光源及び液晶パネルを含み、光源からの光を液晶パネルを介して出光させることにより、画像を表示する。かかる液晶表示装置においては、液晶パネルへ入光する光の輝度が高いことに加え、表示面全体において輝度が均斉であることが求められる。そのため、液晶表示装置において、光源と液晶パネルとの間にさらに拡散板及び輝度向上フィルム等の各種の光学部材を設け、光源からの光をこれらの光学部材を介して液晶パネルに入光させることが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
前記各種の光学部材を多数重ねて設けることにより、輝度均斉度を高めることができる。しかしながらそのように多数の光学部材を光源と液晶パネルとの間に設けると輝度が低下するおそれがあり、液晶表示装置の組み立て工程が複雑になり、さらにかかる光学部材自体が重く厚くなり且つそれを保持する液晶表示装置の他の部材が複雑になることにより液晶表示装置の寸法及び重量が増加する。特に、可撓性のフィルム等の、形態を保持することが困難な部材は、液晶表示装置への設置が困難であり、且つ装置内でその形態を保持させるための支持部材を複雑なものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５１７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、輝度及び輝度均斉度が高く、軽量で、且つ低コストな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】
【０００６】
本発明者は上記課題を解決するため検討した結果、液晶表示装置の光源と液晶パネルとの間に、複数の光学部材を特定の態様で組み合わせてなる光学素子を採用することにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明によれば、下記〔１〕〜〔９〕が提供される。
【０００７】
〔１〕  光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備える液晶表示装置であって、
前記光学素子は、光源側に面する透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを含み、
前記透明層は、前記透明層の内部、及び／又は前記透明層と前記拡散層との境界に空隙を有する形態で、前記拡散層と一体化して設けられ、
前記空隙に面する、前記透明層表面の少なくとも一部が、前記光学素子主面に対し傾斜する傾斜面であり、
前記傾斜面が、前記透明層側から前記光学素子に、前記光学素子主面に垂直な方向に入射した光の一部を、複数回の全反射により前記光源側に出射させるよう配置される液晶表示装置。
〔２〕  前記透明層の前記拡散層側の面から突出した凸部がその頂部において前記拡散層表面と結合することにより、前記透明層と前記拡散層とが一体化している、〔１〕に記載の液晶表示装置。
〔３〕  前記凸部が、その長手方向が前記光学素子の主面と平行に延長している柱状の形状を有する、〔２〕に記載の液晶表示装置。
〔４〕  前記光学素子における前記空隙が、前記光学素子の主面に平行な第１の方向に沿って延長し、互いに平行に整列する第１群の複数の空隙を含む、〔３〕に記載の液晶表示装置。
〔５〕  前記光学素子における前記空隙が、前記光学素子の主面に平行な、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って延長し、互いに平行に整列する第２群の複数の空隙をさらに含む、〔４〕に記載の液晶表示装置。
〔６〕  前記第１の方向と前記第２の方向とが直交する方向である、〔５〕に記載の液晶表示装置。
〔７〕  前記液晶パネルの表示面が矩形であり、
前記第１の方向が、前記表示面の長辺方向と平行である、〔４〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
〔８」  前記凸部が、多角錐の頂部が欠けた形状、円錐の頂部が欠けた形状、楕円錐の頂部が欠けた形状、球の一部、又は楕円回転体の一部である、〔２〕に記載の液晶表示装置。
〔９〕  前記光学素子と前記液晶パネルとの間に、輝度向上フィルムをさらに備える、〔１〕〜〔８〕のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
〔１０〕  前記輝度向上フィルムが前記光学素子に固着されている、〔９〕に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液晶表示装置は、輝度及び輝度均斉度を良好に向上させることができ、軽量で、且つ低コストな装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の液晶表示装置の第１の実施形態を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示す液晶表示装置における光学素子を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す光学素子を、凸部４の延長方向に垂直な面で切断した断面の一部を示す部分断面図である。
【図４】図４は、図２に示す光学素子を得るための透明層用部材を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す光学素子を、結合前凸部５４の延長方向に垂直な面で切断した断面の一部を示す部分断面図である。
【図６】図６は、本発明の液晶表示装置の第２の実施形態における光学素子を概略的に示す部分縦断面図である。
【図７】図７は、本発明の液晶表示装置の第３の実施形態における光学素子を概略的に示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す光学素子を得るための透明層用部材を概略的に示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の液晶表示装置の第４の実施形態を概略的に示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す液晶表示装置における粘着層の一態様をより具体的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図９に示す液晶表示装置における粘着層の別の一態様をより具体的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の液晶表示装置の第５の実施形態を概略的に示す縦断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す液晶表示装置における光源の配置を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の液晶表示装置の第６の実施形態を概略的に示す縦断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す液晶表示装置における光学素子の一部をより詳細に示す部分拡大斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の液晶表示装置の第７の実施形態における光学素子を概略的に示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の液晶表示装置の第８の実施形態における光学素子を概略的に示す縦断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の液晶表示装置の第９の実施形態における光学素子を概略的に示す縦断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の液晶表示装置の第１０の実施形態における光学素子を概略的に示す斜視図である。
【図２０】図２０は、図７に示す光学素子の凸部３４をより詳細に示す上面図である。
【図２１】図２１は、本発明の別の実施形態における、点状光源の配列方法の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本発明の液晶表示装置は、光源、液晶パネル、及び前記光源と前記液晶パネルとの間に設けられた光学素子を備え、前記光学素子は、光源側に面する透明層と、前記透明層より液晶パネル側に位置する拡散層とを含む。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の液晶表示装置の第１の実施形態を概略的に示す縦断面図である。
図１において、液晶表示装置１００は、光源９、光源９からの光を反射する反射板８及び液晶パネル１１を備え、さらに、光源９と液晶パネル１１との間に、光学素子１０を備えている。光学素子１０は、光源側に面する透明層３と、透明層３より液晶パネル側に位置する拡散層２とを有している。光学素子１０は、その最外層に位置する水平な主面として、透明層下面３Ｌ及び拡散層上面２Ｕとを有し、透明層下面３Ｌは光源側に面し、拡散層上面２Ｕは液晶パネル側に面している。したがって、光学素子１０の透明層下面３Ｌ及び拡散層上面２Ｕはそれぞれ、光学素子１０の光入射面及び光出射面として機能する。
【００１２】
なお、本明細書では、縦断面図及び斜視図において、液晶表示装置を、その表示面を水平に上向けに置いた状態で説明する。従って、各層の「上」側は、より表示面に近い側を、「下」側は、より表示面に遠い側を、また「水平」方向は表示面に平行な方向をそれぞれ表す。
【００１３】
図１に示す本発明の第１実施形態において、光源９は、細長い形状を有する線状光源であり、適切な支持部材（不図示）により、反射板８及び光学素子１０等の他の部材とは離隔して設けられている。かかる線状光源としては、冷陰極管、熱陰極管等の陰極管を用いることができるが、冷陰極管であることが好ましい。また反射板としては、既知の白色の反射シート等の、入射した光を反射及び拡散することができる部材を用いることができる。透明層下面３Ｌのうち光源９に近い領域においては、矢印Ａ１で示すように、垂直または垂直に近い方向から光が入射し、比較的入射光の量が多い。一方透明層下面３Ｌのうち光源９から遠い領域においては、矢印Ａ３で示すように垂直方向から大きく傾いた方向から光が入射し、比較的入射光の量が少ない。そのため、この光が直接液晶パネルに入射すれば表示面に輝度ムラが生じるが、本発明の液晶表示装置においては、後に説明する通り、光学素子１０により輝度ムラが改善される。
【００１４】
図２は、図１に示した本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１００における光学素子１０を概略的に示す斜視図である。光学素子１０は、拡散層２と、透明層３とを有している。透明層３は、その一方の面上に、互いに平行に延長する多数の凸部４を有する。なお、本発明において、構成要素の方向が「平行」とは、本発明の効果を損ねない範囲内、例えば±５°の範囲内での誤差を含んでいてもよい。
【００１５】
凸部４の各々は、角柱状の形状を有し、その長手方向が光学素子の主面と平行に延長している。凸部４を、その長手方向に垂直な面で切断した断面は、略三角形状である。より具体的には、凸部４の当該断面は、三角形状の頂部が欠けた形状である。凸部４は、その頂部４Ｔにおいて拡散層２と結合することにより、拡散層２と透明層３とは、これらの境界において空隙６を有して一体化している。
【００１６】
図１及び図２に示す例では、空隙６は、凸部４の長手方向と同一の方向である、光学素子の主面に平行な第１の方向に沿って延長し、互いに平行に整列する、一群の複数の空隙である。当該第１の方向は、図２における奥行き方向と平行な方向であり、これは液晶パネル１１の表示面の長手方向及び線状光源９の長手方向とも一致する。
【００１７】
本発明において、透明層は、透明層の内部、及び／又は透明層と拡散層との境界に空隙を有する形態で、拡散層と一体化して設けられる。空隙に面する、透明層表面の少なくとも一部は、光学素子主面に対し傾斜する傾斜面である。そして、傾斜面は、透明層側から光学素子に、光学素子主面に垂直な方向に入射した光の一部を、複数回の全反射により光源側に出射させるよう配置される。
【００１８】
これを図３に示す例を参照して説明する。図３は、図２に示す光学素子を、凸部４の延長方向に垂直な面で切断した断面の一部を示す部分断面図である。光学素子１０は境界５において、拡散層２の下面２Ｌと、透明層３の凸部４上の傾斜面４Ａ及び４Ｂとから規定される空隙６を有している。傾斜面４Ａ及び４Ｂはそれぞれ、光学素子の主面に対し傾斜している。
【００１９】
透明層下面３Ｌに垂直な方向で光学素子１０に入射した光の大部分は、矢印Ａ１で示す通り、傾斜面４Ａに、臨界角より小さい入射角θ４Ａで入射することにより全反射し、さらに傾斜面４Ｂに、臨界角より小さい入射角θ４Ｂで入射することにより再び全反射し、それにより、透明層下面３Ｌより再び出射する。透明層下面３Ｌから出射した光は、反射板８（図１参照）又はその他の構成要素により反射され且つ拡散され、再度透明層下面３Ｌに入射するが、その際にはその少なくとも一部は、反射板８による拡散により、矢印Ａ１の入射位置よりは光源から遠い入射位置において、透明層下面３Ｌに対し斜め方向に（即ち垂直方向から離れた角度で）入射する。
【００２０】
透明層下面３Ｌに垂直な方向で光学素子１０に入射した光の一部は、矢印Ａ２で示す通り、傾斜面４Ａ及び４Ｂに入射せず、透明層３から凸部頂部４Ｔを経て拡散層４に至り、拡散層４内で拡散剤２Ｄにより拡散された後に拡散層上面４Ｕから出射する。
【００２１】
一方、透明層下面３Ｌに斜めに入射した光の多くは、図３における矢印Ａ３で示す通り、傾斜面４Ａ又は４Ｂにおいて屈折してこれらの面から空隙６内に出射し、さらに拡散層下面２Ｌから拡散層２に入射し、拡散層２内において拡散され、その後拡散層上面２Ｕから出射する。
【００２２】
上記の通り光が進行することにより、光学素子１０を透過する光のうち、垂直方向に近い角度で透明層下面３Ｌに入射する光が拡散層上面２Ｕから出射する割合が低減し、一方斜め方向から透明層下面３Ｌに入射する光が拡散層上面２Ｕから出射する割合が増加する。これにより、拡散層上面２Ｕのうち光源９に近い位置から出射する光の割合が低減し、一方光源９から遠い位置から出射する光の割合が増加し、結果として、輝度均斉度が向上する。
【００２３】
本発明においては、透明層と拡散層が上記の態様で一体化していることにより、透明層と拡散層との空隙が占める割合を容易に調節することができる。これを図３を参照して具体的に説明すると、光学素子１０の主面と垂直な方向から観察した際の、空隙６が存在しない部分の面積（図３中矢印Ａ４で示される）と、空隙６が存在する部分の面積（図３中矢印Ａ５で示される）との比を、成形の際の条件を調節することにより容易に調節することができる。この比は、光源９（図１参照）の大きさや間隔、反射板８（図１参照）の位置、反射率、散乱特性などによって適切な範囲が定まるが、輝度均斉度の高さより輝度の高さを優先した光学素子が求められる場合、その範囲で空隙６が存在しない部分の面積を大きくすることで、所望の素子が得られる。このように、所望の特性に適合するよう、輝度及び輝度均斉度のバランスを、自由に調整することができる。
本発明において、透明層と拡散層との境界において空隙が存在しない部分と空隙が存在する部分との面積比（図３の例では、矢印Ａ４とＡ５の長さの比となる）は、具体的には例えば、１：９〜９：１、好ましくは３：７〜７：３とすることができる。
【００２４】
本発明においては、上記の作用により、傾斜面に到達した光のうち、傾斜面に到達する際に光学素子の主面に垂直な方向に近い状態の光ほど傾斜面において反射され、傾斜面に到達する際の角度が光学素子の主面に垂直な方向から遠い光ほど傾斜面を透過することとなる。従って、本発明においては、光源から出射した光が傾斜面に到達するまでの過程において、光源から近い光ほど光学素子の主面に垂直な方向に近い角度で傾斜面に到達し（図１及び図３の光の経路を示す矢印Ａ１参照）、光源から遠い光ほど光学素子の主面に垂直な方向から遠い角度で傾斜面に到達する（図１及び図３の光の経路を示す矢印Ａ３参照）という角度関係が、できるだけ維持されることが好ましい。
【００２５】
そのため、本発明においては、光源と、傾斜面との間に、光を拡散させるものがなるべく少ないことが好ましい。具体的には、透明層は、そのヘイズが低いほうが好ましい。また、光源と透明層との間には光を拡散させる部材がなるべく少ないことが好ましく、光源と透明層との間には空間のみがあり、光源から光学素子方向へ出射した光は空気以外のものを介さずに直接透明層に入射することがより好ましい。
【００２６】
傾斜面に到達するまでの光の拡散をできるだけ低減するという観点、及び、光学素子の材料を低減し装置の重量及び製造コストを低減するという観点から、透明層のうちの空隙が存在しない部分の厚み（図３の例では、矢印Ａ７で示される）は、薄いほうが好ましい。従来の、プリズム条列を有するプリズムシートの場合、プリズムが存在しない部分の厚さがある程度以上でないと、シートの強度を確保できないが、本発明における光学素子の場合は、凸部頂部で透明層と拡散層とが一体化しているため、透明層全体の厚さ（図３の例では、矢印Ａ６で示される）に対する空隙が存在しない部分の厚さが薄くても、光学素子の強度を十分に確保することができる。
【００２７】
一方、透明層より出射面側においては、光の拡散を低減する必要はなくむしろ所望の輝度均斉度を得るためにある程度以上の光の拡散を発生させる必要があるので、拡散層を厚くすることについては制限は無く、そのため拡散層を、光学素子の自重を支えることができる程度に厚くしても光学的機能が損なわれない。したがって本発明において光学素子はその自重を支えることができる程度の自己保持性を有することができ、したがって、光学素子を支える、液晶表示装置周辺部の支持部材の構造を軽量且つ簡略なものとすることができ、結果として装置の軽量化を図ることができる。
【００２８】
本実施形態では、凸部４の長手方向と、線状光源９の長手方向とが平行であり、従って傾斜面４Ａ及び４Ｂと線状光源９の長手方向も平行である。このように傾斜面と線状光源の長手方向とが平行であることにより、輝度ムラが最も大きい方向である、線状光源の延長方向と垂直な方向（図１〜図３における図中の左右方向）における輝度ムラを、光学素子が効果的に低減することができる。
【００２９】
本発明において、凸部の傾斜面の角度は、好ましくは７０〜１１０°であり、より好ましくは８０〜１００°である。かかる角度とすることにより、光学素子を透過する光のうち垂直方向に近い角度で透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が低減し、一方斜め方向から透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が増加するという効果を、容易に得ることができる。
【００３０】
本実施形態においては、凸部４は、その長手方向に垂直な断面、即ち線状光源９の長手方向に垂直な断面の形状が、光学素子１０の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状である、二等辺三角形の頂部が欠けた形状である。このように、かかる断面において、凸部が、光学素子の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状であることにより、光学素子を透過する光のうち垂直方向に近い角度で透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が低減し、一方斜め方向から透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が増加するという効果を有する凸部を、容易に設計し製造することができる。
【００３１】
本発明において、凸部の構造の周期（第１実施形態では、図３中の矢印Ａ４及びＡ５の和で示される長さ）は、好ましくは０．０２〜２ｍｍであり、より好ましくは、０．１〜１ｍｍである。この範囲の周期とすることにより、容易に成形することが可能となり、且つ輝度均斉度を効果的に改善することができる。
【００３２】
本発明において、光学素子全体の厚さは、好ましくは０．１〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５ｍｍである。この範囲の厚さとすることにより、光学的性能及び自己支持能などの機械的性能の両方に優れた光学素子とすることができる。
【００３３】
本発明に用いる、透明層及び拡散層を有する光学素子の製造方法としては、例えば下記製造方法（１）〜（３）の方法を採用することができる：
製造方法（１）：所望の断面を有する形状に、拡散層を形成する樹脂及び透明層を形成する樹脂を共押出する。
製造方法（２）：透明層及び拡散層を別々に成形し、これらを熱融着させる。
製造方法（３）：透明層及び拡散層を別々に成形し、これらを粘着層もしくは、接着層を介して貼り合わせる。
これらのうち、製造方法（１）及び（２）が、透明層と拡散層との境界における光の損失が少ない点、及び透明層と拡散層とが接しない空隙表面上に接着層又は粘着層の材料が付着し光学性能を損ねるおそれがない点において好ましい。製造方法（１）及び（２）のなかでは、製造効率の点では（１）がより好ましく、一方空隙の形状の自由度の点からは（２）がより好ましい。
【００３４】
上記製造方法（１）は、例えば図１及び図３に示す断面が得られるような押出成形用ダイスを調製し、それを用いて共押出を行なうことにより行なうことができる。
【００３５】
上記製造方法（２）は、例えば図１〜図３に示す光学素子を製造する場合であれば、図４に示す形状の透明層用部材５３を調製し、平板状の拡散層用部材の表面と、透明層用部材５３の凸部５４の頂部５３Ｕと熱融着させることによって行なうことができる。ここで透明層用部材５３は、図５に示す通り、光学素子１０の凸部４の傾斜面の傾斜角度（図３参照）と同じ角度θ４Ｃ及びθ４Ｄを有する傾斜面５４Ａ及び５４Ｂからなる結合前凸部５４を有している。結合前凸部５４の高さ５４Ｈは、光学素子１０の凸部４の高さ（図３において矢印Ａ８で示される）よりも高いものとし、熱融着により頂部が欠けた形状とし、同時に頂部を拡散層と融着させることにより、図１〜図３に示す光学素子１０を得ることができる。
【００３６】
上記製造方法（３）は、例えば図１〜図３に示す光学素子を製造する場合であれば、図１〜図３に示す形状の凸部４を有する透明層３と同一の構造の透明層用部材を調製し、これを平板状の拡散層用部材と、凸部４の頂部４Ｔを介して、適当な粘着剤又は接着剤で貼り合わせることにより行なうことができる。
本発明において、粘着剤は、温度２３℃におけるせん断貯蔵弾性率が０．１〜１０ＭＰａである、いわゆる粘着性の材料であり、接着剤は、これより高いせん断貯蔵弾性率を有する、いわゆるホットメルト型の接着剤である。粘着層及び接着層はそれぞれ粘着剤及び接着剤の層である。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態は、光学素子として図１〜図３に示す光学素子１０に代えて図６に示す光学素子２０を有するほかは、第１の実施形態と同一である。光学素子２０は、透明層２３の内部に空隙を有するほかは光学素子１０と同様の構成を有している。そのため、透明層２３と拡散層２２との境界２５は、空隙２６よりも拡散層上面２２Ｕ側に近い場所に位置している。
図６に示す光学素子２０の空隙２６は、透明層２３の内部に位置するため、空隙２６は、傾斜面２４Ａ及び２４Ｂならびに平面２４Ｘによって規定される空隙である。このような構成によっても、傾斜面２４Ａ及び２４Ｂが、図３に示す光学素子１０の傾斜面４Ａ及び４Ｂと同様に作用するため、光学素子１０と同様の、輝度及び輝度均斉度の向上及びその他の効果を得ることができる。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態は、光学素子として、図１〜図３に示す光学素子１０に代えて、図７に示す光学素子３０を有するほかは、第１の実施形態と同一である。光学素子３０は、透明層３３の面上に正四角錐の頂部が欠けた形状である凸部３４を有し、その欠けて平坦になった頂部３４Ｔにおいて、拡散層３２（図７中破線で示される）と一体化している。このような形状の凸部３４を有する光学素子３０は、凸部３４上の傾斜面が、光学素子１０の傾斜面４Ａ及び４Ｂと同様に作用するので、光学素子１０と同様の、輝度及び輝度均斉度の向上及びその他の効果を得ることができる。
【００３９】
図２０は、光学素子３０の凸部３４をより詳細に示す上面図である。凸部３４の４つの傾斜面３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｇ及び３４Ｈのうち、３４Ａ及び３４Ｂは対になって光学素子１０の傾斜面４Ａ及び４Ｂと同様に作用し、図中のＸ軸方向の輝度均斉度を向上させる（即ち、液晶表示装置の表示面中のＸ軸方向に延長する線上において間隔を置いて輝度を測定した際に観察される輝度のムラを低減させる）ことができる一方、傾斜面３４Ｇ及び３４Ｈも対になって、光学素子１０の傾斜面４Ａ及び４Ｂと同様に作用し図中のＹ軸方向の輝度均斉度を向上させることができる。このように本実施形態では、表示面中の２方向の輝度均斉度を同時に高めることができる。
【００４０】
第３実施形態においては、凸部３４は、光学素子３０の主面の長手方向及び短手方向に平行な縦横の方向に整列しており、従って線状光源９の長手方向に平行な方向（図２０中のＹ軸方向）及び垂直な方向（図２０中のＸ軸方向）に整列している。従って、傾斜面３４Ａ及び３４Ｂと線状光源９の長手方向も平行である。このように傾斜面と線状光源の長手方向とが平行であることにより、輝度ムラが最も大きい方向である、線状光源の延長方向と垂直な方向における輝度ムラを、光学素子が効果的に低減することができる。
【００４１】
第３実施形態においては、凸部３４は、Ｙ軸方向に垂直な断面、即ち線状光源９の長手方向に垂直な断面の形状が、光学素子３０の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状である、二等辺三角形の頂部が欠けた形状である。このように、かかる断面において、凸部が、光学素子の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状であることにより、光学素子を透過する光のうち垂直方向に近い角度で透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が低減し、一方斜め方向から透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が増加するという効果を有する凸部を、容易に設計し製造することができる。
【００４２】
図７に示す光学素子３０の製造方法は、特に限定されないが、本発明の第１形態の装置における光学素子１０の製造方法として説明した製造方法（１）〜（３）のうちの製造方法（２）（熱融着）及び製造方法（３）（貼り合わせ）により製造することができる。例えば製造方法（２）による場合、例えば図８に示す形状の透明層用部材５５を調製し、平板状の拡散層用部材の表面と、透明層用部材５５の凸部５６の頂部５５Ｕと熱融着させることによって行なうことができる。また製造方法（３）による場合、図７に示す形状の凸部３４を有する透明層３３と同一の構造の透明層用部材を調製し、これを平板状の拡散層用部材と、凸部３４の頂部３４Ｔを介して、適当な粘着剤又は接着剤で貼り合わせることにより行なうことができる。
【００４３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図９は、本発明の液晶表示装置の第４の実施形態を概略的に示す縦断面図である。図９において、液晶表示装置４００は、図１〜図３に示す光学素子１０に代えて、光学素子−輝度向上フィルム複合部材４０を有するほかは、第１の実施形態と同一である。複合部材４０は、透明層３及び拡散層２からなる光学素子に加えて、その拡散層２の上面２Ｕ上に、粘着層７Ａを介して光学素子に固着された輝度向上フィルム７を有する点で、光学素子１０と異なっている。
この第４実施形態では、層７Ａとして粘着層を用いているが、これに代えて接着層を用いることもできる。
【００４４】
輝度向上フィルム７は、入射した光のうち所定の偏光を透過しその他の偏光を反射する機能を有する。かかる輝度向上フィルム７としては、入射面である下面７Ｌから入射した光のうち一部を液晶パネル１１に必要な偏光として出射面である上面７Ｕより出射し、それ以外の光は出射せずに反射するものを適宜選択することができる。輝度向上フィルム７において反射した偏光は、反射板８などの他の部材において再び拡散及び反射し、そのうちの少なくとも一部は偏光状態を変化させてから再び輝度向上フィルム７の下面７Ｌに入射する。したがって、液晶パネル１１と拡散層２との間に輝度向上フィルム７を有することにより、液晶パネルに必要な偏光を多く供給することができ、その結果液晶表示装置の輝度をさらに向上させることができる。
【００４５】
かかる輝度向上フィルムとしては、既知の種々の輝度向上フィルムを用いることができるが、好ましい例として、円偏光分離素子と１／４波長板とを有する偏光積層体を用いることができる。かかる偏光積層体は、円偏光分離素子において所定の円偏光のみを選択的に透過させそれ以外の偏光を反射させる。円偏光分離素子を透過した円偏光は１／４波長板において直線偏光に変換することができ、これにより、液晶パネルに、液晶パネルに必要な直線偏光を多く供給することができる。
【００４６】
本発明の液晶表示装置が輝度向上フィルムを備える場合、かかる輝度向上フィルムは、光学素子と液晶パネルとの間に設けることができる。輝度向上フィルムは、単に光学素子と液晶パネルとの間に挟持されたり、任意の支持部材により支持された状態であってもよいが、好ましくは、この第４実施形態のように、輝度向上フィルムは光学素子、より具体的には光学素子の拡散層側の面に固着させ、複合部材とすることができる。
輝度向上フィルム７を拡散層２上に固着させる態様としては、下記の態様（１）〜（２）を挙げることができる：
態様（１）：拡散層上面２Ｕと輝度向上フィルム下面７Ｌの界面全面とを粘着層又は接着層を介して固着させる態様。
態様（２）：図９に示す通り、拡散層上面２Ｕと輝度向上フィルム下面７Ｌとの間の一部の領域のみに粘着層又は接着層を設け、当該粘着層又は接着層を設けた領域のみで輝度向上フィルムと拡散層とを固着させ、その他の領域は空気を介する態様。
【００４７】
輝度向上フィルムの光学機能の発現のためには、その入射面は空気層との界面であることが好ましいため、上記態様（２）が特に好ましい。上記態様（２）は、さらに具体的には例えば、下記の態様（２−１）及び（２−２）とすることができる：
態様（２−１）：粘着層又は接着層を設ける領域を、線状に設ける態様。
態様（２−２）：粘着層又は接着層を設ける領域を、点状に設ける態様。
【００４８】
上記態様（２−１）は、例えば、図１０に示す通り、拡散層２の上面２Ｕ上に、平行な線状に粘着層７Ａ１を設け、これを介して輝度向上フィルム７を貼付する態様とすることができる。上記態様（２−２）は、例えば、図１１に示す通り、拡散層２の上面２Ｕ上に、縦横に整列した複数の点において点状の粘着層７Ａ２を設け、これを介して輝度向上フィルム７を貼付する態様とすることができる。他の方法として、拡散層２の上面２Ｕに、線状又は点状の頂部を有する凸部を設け、かかる頂部を介して粘着層を設けて固着させることにより、固着領域を線状、点状にすることもできる。
【００４９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、本発明の液晶表示装置の第５の実施形態を概略的に示す縦断面図である。図１２において、液晶表示装置６００は、光源として図１に示す線状光源９に代えて、点状光源６９を有するほかは、第３実施形態と同一である。光学素子３０の詳細は、図７を参照して第３実施形態の説明において述べた通りである。
【００５０】
本実施形態において、点状光源６９はＬＥＤ等の点状の発光体から出光する光源であり、反射板８上に設置されている。反射板の面上において点状光源６９を配置する態様は特に限定されないが、本実施形態においては、図１３に示す通り、点状光源６９は反射板８上の反射面８Ｕ上に縦横方向（即ち、図２０のＸ軸方向及びＹ軸方向に対応する方向）に離隔して整列した配置されている。
【００５１】
このような点状光源を用いた場合においても、線状光源を用いた場合と同様に、透明層下面３３Ｌのうち光源６９に近い領域においては矢印Ａ１で示すように、垂直または垂直に近い方向から光が入射し、比較的入射光の量が多く、一方透明層下面３３Ｌのうち光源６９から遠い領域においては、矢印Ａ３で示すように垂直方向から大きく傾いた方向から光が入射し、比較的入射光の量が少なくなる。さらに、線状光源を用いた場合では線状光源の長手方向に沿った方向では入射光のムラは少なくなるが、点状光源を図１３に示すような態様で離隔して整列させた場合、格子点状の入射光のムラが生じることになる。従って、このような複数方向のムラを解消する観点から、点状光源を用いる場合、図７に示す凸部３４を有する透明層３３を含む光学素子３０を併せて用いることが特に好ましい。
【００５２】
第３実施形態と同様第５実施形態においても、凸部３４は、光学素子３０の主面の長手方向及び短手方向に平行な縦横の方向に整列しており、従って線状光源９の長手方向に平行な方向（図２０中のＹ軸方向）及び垂直な方向（図２０中のＸ軸方向）に整列している。従って、傾斜面３４Ａ及び３４Ｂは、点状光源の整列方向のうちの一方向と平行であり、傾斜面３４Ｇ及びＨは、点状光源の整列方向のうちの他の一方向と平行である。他の方法として、凸部３４の整列方向が光源の整列方向に対して傾いていても良い。
【００５３】
第５実施形態においては、凸部３４は、Ｙ軸方向に垂直な断面、即ち点状光源の整列方向のうちの一方向に垂直な断面の形状が、光学素子３０の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状である、二等辺三角形の頂部が欠けた形状である。また、Ｘ軸方向に垂直な断面、即ち点状光源の整列方向のうちの他の一方向に垂直な断面の形状が、光学素子３０の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状である、二等辺三角形の頂部が欠けた形状である。このように、かかる複数の断面において、凸部が、光学素子の主面の法線方向に平行な線を対称軸とする線対称な形状であることにより、光学素子を透過する光のうち垂直方向に近い角度で透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が低減し、一方斜め方向から透明層下面に入射する光が拡散層上面から出射する割合が増加するという効果を有する凸部を、容易に設計し製造することができる。
【００５４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図１４は、本発明の液晶表示装置の第６の実施形態を概略的に示す縦断面図である。図１４において、液晶表示装置７００は、光学素子として図１〜図３に示す光学素子１０に代えて、光学素子７０を有するほかは、第１の実施形態と同一である。光学素子７０は、透明層として、第１群の凸部７４を有する第１の透明層７３に加えて、第２群の凸部７７を有する第２の透明層７８を有する点で、光学素子１０と異なっている。
【００５５】
図１５は、図１４に示した光学素子７０の一部をより詳細に示す部分拡大斜視図である。図１５に示す通り、光学素子７０は、図１〜図３に示される光学素子１０における透明層３と同一の形状を有する第１の透明層７３を有し、その下側にさらに第２の透明層７８を有している。第２の透明層７８の第２群の凸部７７は、第１の透明層７３の第１群の凸部７４とは垂直な方向に延長しており、したがって液晶パネルの表示面の短手方向と平行な方向に延長している。
【００５６】
第１群の凸部７４と拡散層下面（図１５において不図示）とにより、光学素子１０における空隙６と同一の形状の、第１群の空隙７６が規定される。一方、第２群の凸部７７の傾斜面と第１の透明層７３の下面とにより、第２群の空隙７９が規定され、空隙７９は、互いに平行に、且つ第１群の空隙とは直交する方向に延長している。このような構成により、光学素子７０は、第１群の凸部７４の長手方向に直交する方向における輝度ムラを低減するのみならず、第２群の凸部７７の長手方向に直交する方向における輝度ムラをも低減する効果を奏しうる。
【００５７】
（第７〜第１０実施形態）
本発明において、光学素子の透明層の凸部が有する形状及び光学素子が有する空隙の形状は、上に説明したもののみならず、他に種々の形状とすることができる。それらの例として、図１６〜図１９を参照して、本発明の第７〜第１０実施形態について説明する。本発明の第７〜第９実施形態に係る液晶表示装置はそれぞれ、光学素子として、光学素子１０に代えて図１６〜図１８に示す光学素子１６０、１７０又は１８０を備えるほかは、第１の実施形態と同一である。
【００５８】
本発明の第７実施形態に係る液晶表示装置において、光学素子１６０は、透明層として、波状の断面を有する透明層１６３を有し、従って傾斜面１６４Ａが平面ではなく曲面である点において、第１実施形態における光学素子１０と異なっている。傾斜面がこのような曲面であっても、少なくともその一部において、光学素子主面に垂直な方向に入射した光の一部を複数回の全反射により光源側に出射させるよう傾斜面を配置することにより、本発明の効果を得ることができる。
【００５９】
本発明の第８実施形態に係る液晶表示装置において、光学素子１７０は、透明層として、傾斜面１７４Ａ及び１７４Ｂに加えて、光学素子主面に対して傾斜しない平坦面１７４Ｅを有する透明層１７３を有する点において、第１実施形態における光学素子１０と異なっている。空隙を規定する透明層の面の全部が傾斜面でなく、本例のように一部のみが傾斜面である場合にも、本発明の効果を得ることができる。
【００６０】
本発明の第９実施形態に係る液晶表示装置において、光学素子１８０は、透明層１８３の上面に凸部１８４を有するのみならず、拡散層１８２の下面にも凸部１８５を有し、それにより空隙１８６が断面菱形の形状となっている点において、第１実施形態における光学素子１０と異なっている。このように、拡散層下面の形状は平坦な面のみならず、光学素子の主面に対して角度を有した面であってもよい。
【００６１】
本発明の第１０実施形態に係る液晶表示装置は、図１９に示す通り、光学素子１９０の透明層１９３が、凸部として、球の一部の形状を有する凸部１９４を有するほかは、第３の実施形態（図７参照）と同一である。このような球の一部の形状を有する凸部１９４においても、凸部上の曲面が、傾斜面４Ａ及び４Ｂと同様に作用し、輝度均斉度を向上させることができる。本発明の第３の実施形態では、液晶表示装置の表示面の方向によって輝度均斉度を向上させる効果が異なっていたが、本実施形態では、方向による輝度均斉度向上効果の差異が減少することが期待できる。
【００６２】
（その他の実施形態）
本発明の液晶表示装置では、上記第１〜第１０の実施形態のそれぞれで示した特徴を、さらに互いに組み合わせたものとすることもできる。例えば、第２実施形態において示した境界５の位置を空隙の位置よりも高くした（即ち表示面側に近づけた）ものとすること、第４実施形態において示した輝度向上フィルムを設けること、及び第５実施例において示した点状光源を採用することのうちの１つ以上の特徴を、上記第３及び第６〜第１０実施形態にさらに加えることもできる。また、第６実施形態では透明層を２層以上とし２群以上の空隙を設けることを示したが、かかる２層の透明層のいずれか一方または両方を、第３又は第７〜第１０に示した透明層の形状とし、透明層上の凸部の形状を第６実施例に示したものとは異なる形状としてもよい。
【００６３】
さらに、本発明の液晶表示装置では、第３実施形態で示した正四角錐が拡散層と結合しその頂部が欠けた形状、又は第１０実施例で示した球の一部の形状を有する凸部に代えて、正四角錐以外の角錐が拡散層と結合し頂部が欠けた形状、円錐又は楕円錐が拡散層と結合し頂部が欠けた形状、又は楕円回転体の一部の形状を凸部として有していても良い。
【００６４】
また、上記各実施形態において、冷陰極管を設ける代わりに、図２１に示すように、反射板８の反射面８Ｕ上に、ＬＥＤ等の点状光源６９を一方向に密に整列した列を複数列設けることもできる。この場合、点状光源が密に整列した列の延長方向を、冷陰極管の長手方向に相当するものとして、上記各実施形態と同様の液晶表示装置を構成することができる。
【００６５】
（各構成要素）
次に、本発明の液晶表示装置における各構成要素の好ましい例をより具体的に説明する。
【００６６】
（拡散層）
拡散層は、当該層の一面に入射した光の経路を拡散させ、他の一面から拡散させた態様で出射させる機能を有する層である。具体的には、ヘイズが好ましくは７０％〜１００％、より好ましくは８０％〜９５％の層とすることができる。
拡散層の全光線透過率は、好ましくは３０％〜８０％、より好ましくは４０％〜７０％とすることができる。
拡散層の形状は、上に説明した通り、図１〜図２に示したもののような平板状の形状とすることができる他、図１８に示したもののように、透明層に面する側の表面に凹凸を有するものであってもよい。また、液晶パネルに面する側にも凹凸構造を有するものであってもよい。
拡散層の厚さは、特に限定されないが０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。拡散層は、後に詳述する透明層及びその他の層を支持しうる程度の剛性を有することが好ましい。
拡散層の材質は、拡散の機能を発現する任意の材質とすることができるが、好ましくは透明樹脂及び拡散剤を含む層とすることができる。
【００６７】
本発明において透明樹脂としてはＪＩＳ  Ｋ７３６１−１により両面平滑な２ｍｍ厚み板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂を用いることができ、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。これらの中で、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体を１０％以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体または脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が０．２５％以下、即ち０〜０．２５％である樹脂が、吸湿による変形が少ないので、反りの少ない大型の光拡散板を得ることができる点で好ましい。脂環式構造を有する樹脂は、流動性が良好であり、大型の光拡散板を効率よく製造し得る点でさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂と光拡散剤を混合した組成物は、光拡散板に必要な高透過性と高拡散性とを兼ね備え、色度が良好なので、好適に用いることができる。
【００６８】
脂環式構造を有する樹脂は、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する樹脂である。機械的強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有する樹脂が特に好ましい。脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン、シクロアルキン）構造などを挙げることができる。機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、一つの脂環式構造あたり通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械的強度、耐熱性及び光拡散板の成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。脂環式構造を有する樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと、耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造を有する樹脂中における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。
【００６９】
脂環式構造を有する樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系単量体の開環重合体及びノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、並びにこれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加共重合体などのノルボルネン系重合体；（２）単環の環状オレフィン系重合体及びその水素添加物；（３）環状共役ジエン系重合体及びその水素添加物；（４）ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びビニル脂環式炭化水素系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体、並びにこれらの水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物などのビニル脂環式炭化水素系重合体；などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体及びビニル脂環式炭化水素系重合体が好ましく、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体水素添加物、ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環の水素添加物及びビニル芳香族単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との共重合体の芳香環の水素添加物がさらに好ましい。
【００７０】
拡散層に用いられる拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等を用いることができる。これらの中で、ポリスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂若しくはこれらの架橋物からなる微粒子は、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がないので、特に好適に用いることができる。ポリシロキサン系樹脂の架橋物からなる微粒子は、耐熱性により優れるので、さらに好適に用いることができる。
【００７１】
拡散層に用いられる拡散剤の形状は、特に限定されないが、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光の拡散方向を等方的にすることのできる球状のビーズが好ましい。
【００７２】
拡散層における拡散剤の含有割合は、特に限定されず、上記の好ましいヘイズなどの値が得られる任意の割合とすることができるが、上記透明樹脂及び拡散剤の合計に対する拡散剤の割合として、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．２〜５重量％とすることができる。
【００７３】
（透明層）
本発明において、透明層を構成する材料は、光が当該材料を透過しやすく、且つ光を拡散しにくいものが好ましい。具体的には、厚さ２ｍｍの平板としたときに、ヘイズが３０％以下、全光線透過率が７０％以上となる材料であることが好ましい。
【００７４】
透明層の形状は、上に説明した通り、拡散層に面する側の表面に種々の凸部を有する形状とすることができる。また、必要に応じて、光源に面する側の表面にも凹凸を有してもよいが、上に説明した通り本発明においては光源から近い光ほど光学素子の主面に垂直な方向に近い角度で傾斜面に到達し、光源から遠い光ほど光学素子の主面に垂直な方向から遠い角度で傾斜面に到達するという角度関係ができるだけ維持されることが好ましいので、透明層の光源に面する側の表面は凹凸を有さない平坦な面であることが好ましい。
【００７５】
透明層の厚さは、特に限定されないが、凸部を含む厚さとして、０．１ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。
透明層の材質は、透明層としての機能を発現する任意の材質とすることができるが、好ましくは前述の透明樹脂を含む層とすることができる。
【００７６】
（輝度向上フィルム）
上に述べた通り、好ましい例において、輝度向上フィルムは円偏光分離素子及び１／４λ波長板を有する偏光積層体である。
【００７７】
（１／４λ板）
円偏光を直線偏光に変換するための１／４λ板においては、その正面方向のリターデーションＲｅ（以下、「Ｒｅ」と略記することがある。）を透過光の波長の略１／４とすることができる。ここで、透過光の波長範囲は、輝度向上フィルムに求められる所望の範囲とすることができ、具体的には例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、正面方向のリターデーションＲｅが透過光の略１／４波長であるとは、Ｒｅ値が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲であることをいう。このようなリターデーション値を有することにより、偏光変換機能、即ち円偏光を直線偏光に変換する機能を発現することができる。
【００７８】
また、１／４λ板は、厚み方向のリターデーションＲｔｈ（以下、「Ｒｔｈ」と略記することがある。）が０ｎｍ未満であることが望ましい。厚み方向のリターデーションＲｔｈの値は、透過光の波長範囲の中心値において、好ましくは−３０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、より好ましくは−５０ｎｍ〜−３００ｎｍとすることができる。このようなＲｅ値及びＲｔｈを有する光学異方性素子を採用することにより、輝度を向上させ輝度ムラを低減させながら、出射光の色ムラをも低減させることができる。
ここで、前記正面方向のリターデーションＲｅは、式Ｉ：Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈは、式ＩＩ：Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率であり、ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。
なお、前記正面方向のリターデーションＲｅ及び厚み方向のリターデーションＲｔｈは、市販の位相差測定装置を用いて、光学異方性素子を長手方向及び幅方向に１００ｍｍ間隔（長手方向又は横方向の長さが２００ｍｍに満たない場合は、その方向へは等間隔に３点指定する）で、全面にわたり、格子点状に測定を行い、その平均値とする。
【００７９】
本発明に用いる１／４λ板としては、フィルム状のポリマーを延伸してなる延伸フィルムを用いることができる。好ましい例として、スチレン系樹脂層を含む樹脂フィルムを延伸してなる１／４λ板を挙げることができ、より好ましくは、以下に述べる光学異方性素子を挙げることができる。
【００８０】
１／４λ板を構成する光学異方性素子の材質は、特に限定されないが、スチレン系樹脂からなる層を有するものを好ましく用いることができる。ここでスチレン系樹脂とは、スチレン構造を繰り返し単位の一部又は全部として有するポリマー樹脂であり、ポリスチレン、又は、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンなどのスチレン系単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどのその他の単量体との共重合体などを挙げることができる。これらの中で、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体を好適に用いることができる。
【００８１】
光学異方性素子に用いるスチレン系樹脂の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンの重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは１５，０００〜２５０，０００、より好ましくは２０，０００〜２００，０００である。
【００８２】
前記光学異方性素子は、好ましくは、前記スチレン系樹脂からなる層と、他の熱可塑性樹脂を含む層との積層構造を有する。当該積層構造を有することにより、スチレン系樹脂による光学的特性と、他の熱可塑性樹脂による機械的強度とを兼ね備えた素子とすることができる。他の熱可塑性樹脂としては、脂環式オレフィンポリマー、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、アクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、メタクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式オレフィンポリマーやメタクリル樹脂を好適に用いることができる。
【００８３】
脂環式オレフィンポリマーは、主鎖及び／または側鎖にシクロアルカン構造又はシクロアルケン構造を有する非晶性のオレフィンポリマーである。具体的には、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン系重合体がより好ましい。これらの脂環式構造を有する樹脂は、特開平０５−３１０８４５号公報、特開平０５−０９７９７８号公報、米国特許第６，５１１，７５６号公報に記載されているものが挙げられる。
【００８４】
ノルボルネン系重合体としては、具体的にはノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素化物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。
【００８５】
メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルを主成分とする重合体であり、メタクリル酸エステルの単独重合体や、メタクリル酸エステルとその他の単量体との共重合体が挙げられる、メタクリル酸エステルとしては、通常、メタクリル酸アルキルが用いられる。共重合体とする場合は、メタクリル酸エステルと共重合するその他の単量体としては、アクリル酸エステルや、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物などが用いられる。
【００８６】
本発明に用いる光学異方性素子の好ましい具体的態様として、ポリスチレン樹脂からなるフィルム（ａ層）の両面に、他の熱可塑性樹脂からなるフィルム（ｂ層）を積層してなる複層フィルムを延伸してなる延伸複層フィルムを挙げることができる。以下、この具体的態様について説明する。
【００８７】
前記ａ層を構成するポリスチレン樹脂しては、上記「スチレン系樹脂」と同様のものを用いることができる。
【００８８】
ａ層を構成するポリスチレン樹脂は、ガラス転移温度が１２０℃以上であることが好ましく、１２０〜２００℃であることがより好ましく、１２０〜１４０℃であることがさらに好ましい。
【００８９】
本発明において、前記ポリスチレン樹脂及び前記他の熱可塑性樹脂は、それらのガラス転移温度をそれぞれＴｇ（ａ）（℃）及びＴｇ（ｂ）（℃）としたとき、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２０℃の関係を満たすことが好ましい。このような関係を満たすことにより、延伸した際にポリスチレン樹脂からなるａ層に有効に光学的異方性を与え、良好な光学異方性素子を得ることができる。
【００９０】
ａ層の材料である前記ポリスチレン樹脂及びｂ層の材料である前記他の熱可塑性樹脂を積層して、複層フィルムに成形する方法は、特に限定されないが、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法、ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法、及びコーティング成形方法などの公知の方法が適宜利用され得る。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、使用する前記ポリスチレン樹脂、及び前記他の熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択され得る。
【００９１】
複層フィルムは、前記ａ層の両面に、前記ｂ層を積層してなる。ａ層とｂ層の間には、接着層や粘着層を設けることができるが、ａ層とｂ層とを直接に積層させる（つまり、ｂ層／ａ層／ｂ層の３層構成の積層体とする）ことが好ましい。また、複層フィルムにおいて、前記ａ層及びその両面に積層されたｂ層の厚みは特に制限はないが、好ましくはそれぞれ１０〜３００μｍ及び１０〜４００μｍとすることができる。
【００９２】
前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムを延伸してなる。前記延伸複層フィルムは、ａ層の延伸により設けられたＡ層、及びｂ層の延伸により設けられたＢ層を含むことができる。前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムのｂ層／ａ層／ｂ層の３層構造の積層体を延伸してなり、Ｂ層／Ａ層／Ｂ層の３層構造の延伸フィルムであることが好ましい。
当該延伸は、好ましくは一軸延伸又は斜め延伸により行うことができ、さらに好ましくはテンターによる一軸延伸又は斜め延伸により行うことができる。
【００９３】
光学異方性素子の正面方向リターデーションＲｅや厚み方向のリターデーションＲｔｈは、延伸温度や延伸倍率等の延伸条件を適宜調整することにより製造することができる。延伸温度は、前記Ｔｇ（ａ）−１０℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋２０℃が好ましく、前記Ｔｇ（ａ）−５℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋１５℃の範囲であることがより好ましい。延伸倍率は、１．０５〜３０倍が好ましく、１．１〜１０倍であることがより好ましい。延伸温度や延伸倍率が、上記範囲を外れると、配向が不十分で屈折率異方性、ひいてはリターデーションの発現が不十分になったり、積層体が破断したりするおそれがある。
【００９４】
光学異方性素子の厚みは、好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは５０〜６００μｍである。
【００９５】
（円偏光分離素子）
本発明において、円偏光分離素子としては、以下に述べるコレステリック樹脂層を好ましく用いることができる。
本発明において、コレステリック樹脂層は、樹脂層形成用の適切な基材上にコレステリック液晶組成物の塗膜を設け、前記塗膜を硬化してなる層である。
【００９６】
本発明において、コレステリック樹脂層の屈折率異方性Δｎは、好ましくは０．２以上であり、より好ましくは０．２２以上である。このような高いΔｎ値を有することにより、高い輝度向上効果を得ながら、斜め方向から観察した際の色相変化を小さくすることができる。このような高いΔｎ値を有するコレステリック樹脂層は、後述するコレステリック液晶組成物（Ｘ）のような液晶組成物を用いることにより形成することができる。
【００９７】
本発明において用いるコレステリック液晶組成物とは、液晶性化合物を含有し、コレステリック液晶相を呈しうるものである。
本発明において、コレステリック樹脂層が有するコレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造は光学的にカイラルな構造となる。
【００９８】
コレステリック樹脂層は、円偏光分離機能を有する。すなわち、ある特定波長域の左回転若しくは右回転の円偏光を透過し、それ以外の円偏光を反射する機能を有する。本発明においては、この円偏光分離機能を可視光の全波長領域にわたって発揮するコレステリック樹脂層を備えることが好ましい。例えば、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０）ｎｍのいずれの波長域の光についても円偏光分離機能を有するコレステリック樹脂層であることが好ましい。
【００９９】
円偏光分離機能を発揮する波長は、コレステリック樹脂におけるらせん構造のピッチに依存する。らせん構造のピッチとは、らせん構造において分子軸の方向が平面を進むに従って少しずつ角度がずれていき、そして１回転して再びもとの分子軸方向に戻るまでの平面法線方向の距離のことである。このらせん構造のピッチの大きさを変えることによって、円偏光分離機能を発揮する波長を変えることができる。
【０１００】
本発明に用いるコレステリック樹脂層は、重合性液晶性化合物を含むコレステリック液晶組成物を、後述する硬化の処理において重合して得ることができる。かかる層は、液晶性化合物の分子配向を呈したまま硬化した非液晶性の樹脂層となる。なお、ここで便宜上液晶組成物と称する材料は、２以上の物質の混合物のみならず、単一の物質からなる材料をも包含する。
【０１０１】
本発明に用いるコレステリック樹脂層としては、例えば、（ｉ）らせん構造のピッチの大きさを段階的に変化させたコレステリック樹脂層、（ｉｉ）らせん構造のピッチの大きさを連続的に変化させたコレステリック樹脂層等が挙げられる。
【０１０２】
（ｉ）らせん構造のピッチを段階的に変化させたコレステリック樹脂層は、例えば、青色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層、緑色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するらせん構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層することによって得ることができる。また、反射される円偏光の中心波長が４７０ｎｍ、５５０ｎｍ、６４０ｎｍ、及び７７０ｎｍであるコレステリック樹脂層をそれぞれ作製し、これらのコレステリック樹脂層を任意に選択し、反射光の中心波長の順序で積層することによって得ることができる。らせん構造のピッチの大きさが異なるコレステリック樹脂層を積層する場合には、各コレステリック樹脂層で反射する円偏光の回転方向が同じであることが好ましい。また、らせん構造のピッチの大きさが異なるコレステリック樹脂層の積層順序は、らせん構造のピッチの大きさで、昇順又は降順になるようにすることが、視野角の広い液晶表示装置を得るために好ましい。これらコレステリック樹脂層の積層は、単に重ね置いただけでもよいし、粘着剤や接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【０１０３】
（ｉｉ）らせん構造のピッチの大きさを連続的に変化させたコレステリック樹脂層は、その製法によって特に制限されないが、このようなコレステリック樹脂層の製法の好ましい例としては、コレステリック樹脂層を形成するための重合性液晶性化合物を含有するコレステリック液晶組成物を、好ましくは配向膜等の他の層上に塗布して液晶組成物の層を得、次いで１回以上の、光照射及び／又は加温処理により当該層を硬化する方法が挙げられる。当該コレステリック液晶組成物の好ましい態様としては、下記に詳述するコレステリック液晶組成物（Ｘ）を挙げることが出来る。
【０１０４】
前記コレステリック液晶組成物（Ｘ）は、好ましくは、１分子中に少なくとも２つ以上の反応性基を有する棒状液晶性化合物を含有する。
前記棒状液晶性化合物としては、式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ3Ｘ−Ｃ3Ｘ−Ｄ3Ｘ−Ｃ5Ｘ−Ｍ−Ｃ6Ｘ−Ｄ4Ｘ−Ｃ4Ｘ−Ｒ4Ｘ  式（１）
（式中、Ｒ3Ｘ及びＲ4Ｘは反応性基であり、それぞれ独立して（メタ）アクリル基、（チオ）エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ（チオ）シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ3Ｘ及びＤ4Ｘは単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状の、メチレン基及びアルキレン基等の二価の飽和炭化水素基、及び炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ3Ｘ〜Ｃ6Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）
前記、メソゲン基Ｍが有しうる置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−Ｏ−Ｒ5Ｘ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ5Ｘ、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ5Ｘ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ5Ｘ、−ＮＲ5Ｘ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ5Ｘ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ5ＸＲ７Ｘ、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ5ＸＲ７Ｘを表す。ここで、Ｒ5Ｘ及びＲ７Ｘは、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ6Ｘ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ6Ｘ−、−ＮＲ6Ｘ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ6Ｘは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。前記「置換基を有してもよい炭素数１〜１０個のアルキル基」における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜６個のアルコキシ基、炭素原子数２〜８個のアルコキシアルコキシ基、炭素原子数３〜１５個のアルコキシアルコキシアルコキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニル基、炭素原子数２〜７個のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
本発明において、該棒状液晶性化合物は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式（１）において、メソゲン基Ｍを中心として、Ｒ3Ｘ−Ｃ3Ｘ−Ｄ3Ｘ−Ｃ5Ｘ−と−Ｃ6Ｘ−Ｄ4Ｘ−Ｃ4Ｘ−Ｒ4Ｘが異なる構造のことをいう。該棒状液晶性化合物として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
【０１０５】
重合性液晶化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物（Ｂ１）〜（Ｂ９）が挙げられるが、本発明における重合性液晶化合物は下記の化合物に限定されるものではない。
【０１０６】
【化１】
2011221407.tif 000003
【０１０７】
本発明において、前記コレステリック液晶組成物（Ｘ）等のコレステリック液晶組成物は、必要に応じて任意に架橋剤、光重合開始剤、界面活性剤、カイラル剤、溶媒、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を含有することができる。
【０１０８】
前記透明樹脂等のフィルムからなる基材の表面上に、必要に応じて配向膜を設け、さらに必要に応じてコロナ放電処理ラビング処理等の処理を施し、この面上にコレステリック樹脂組成物の塗膜を設け、さらに必要に応じて配向処理及び／又は硬化の処理を行うことにより、コレステリック樹脂層を得ることができる。
【０１０９】
前記配向処理は、例えば塗膜を５０〜１５０℃で０．５〜１０分間加温することにより行うことができる。当該配向処理を施すことにより、塗膜中のコレステリック液晶組成物を良好に配向させることができる。
【０１１０】
前記硬化の処理は、１回以上の光照射と加温処理との組み合わせにより行うことができる。加温条件は、具体的には例えば、温度４０〜２００℃、好ましくは５０〜２００℃、さらに好ましくは５０〜１４０℃、時間は１秒〜３分、好ましくは５〜１２０秒とすることができる。本発明において光照射に用いる光とは、可視光のみならず紫外線及びその他の電磁波をも含む。光照射は、具体的には例えば波長２００〜５００ｎｍの光を０．０１秒〜３分照射することにより行うことができる。また、例えば０．０１〜５０ｍＪ／ｃｍ2の微弱な紫外線照射と加温とを複数回交互に繰り返し、反射帯域の広い円偏光分離素子とすることもできる。上記の微弱な紫外線照射等による反射帯域の拡張を行った後に、５０〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ2といった比較的強い紫外線を照射し、液晶性化合物を完全に重合させ、コレステリック樹脂層とすることができる。上記の反射帯域の拡張及び強い紫外線の照射は、空気下で行ってもよく、又はその工程の一部又は全部を、酸素濃度を制御した雰囲気（例えば、窒素雰囲気下）中で行うこともできる。
【０１１１】
本発明において、コレステリック樹脂層の乾燥膜厚は１０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２〜７μｍ、さらにより好ましくは３〜６μｍとすることができる。膜厚を１０μｍ以下とすることにより、斜め方向から観察した際の色相の変化を低減することができ、一方２μｍ以上とすることにより、十分な反射率を得ることができる。なお、前記乾燥膜厚は、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は、各層の膜厚の合計を、コレステリック樹脂層が１層である場合にはその膜厚をさす。
【０１１２】
（液晶パネル）
本発明の液晶表示装置における液晶パネルとしては、既知の種々の表示モードの液晶パネルを用いることができる。例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、バーティカルアラインメント（ＶＡ）モード、マルチドメインバーティカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス(ＯＣＢ)モードなどの表示モードによるものとすることができる。
【０１１３】
本発明の液晶表示装置は、前記実施形態に限定されず、本願特許請求の範囲内及びその均等の範囲内での変更を施すことができる。また、他の任意の構成要素をさらに含むことができる。例えば、前記各実施形態に係る装置において、さらに輝度および輝度均斉度を向上させるための光学部材を適宜配置してもよい。このような光学部材としては、例えば拡散シートおよびプリズムシートを挙げることができる。これらの光学部材は、例えば、光学素子と液晶パネルとの間などに設けることができる。また、液晶表示装置を構成するための筐体、通電装置等を適宜備えることができる。
また例えば、上に述べた第１実施形態における拡散層２と透明層３との境界５（図３）の位置を、第２実施形態における境界２５（図６）の位置に変更し、透明層の内部に空隙を有する態様に変更したのと同様に、他の実施形態（例えば図１４〜図１９に示す第６〜第１０実施形態）においても、拡散層と透明層との境界を拡散層側に移動し、第２実施形態と同様に透明層の内部に空隙を有する態様とすることができる。
【実施例】
【０１１４】
以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。以下において、成分の量比に関する「部」及び「％」は、別に断らない限り重量部を表す。
【０１１５】
＜実施例１＞
図１に概略的に示す構成を有する、拡散層２及び透明層３を含む光学素子１０を備える液晶表示装置１００を作製し評価した。
【０１１６】
（１−１：拡散板用ペレットＡ）
脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ、吸水率０．０１％）９９．２部と、平均粒径２μｍのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子０．８部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して拡散板用ペレットＡを製造した。この拡散板用ペレットＡを原料として、射出成形機（型締め力１０００ｋＮ）を用いて、両面が平滑な厚み２ｍｍで１００ｍｍ×５０ｍｍの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１とＪＩＳ  Ｋ７１３６とに基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は６５％であり、ヘーズは９９％であった。
【０１１７】
（１−２：拡散板の成形）
所定形状の金型部品を射出成形機（型締め力４，４１０ｋＮ）に装着し、上記（１−１）で得られた拡散板用ペレットＡを原料として、シリンダー温度２８０℃、金型温度８５℃の条件下で射出成形を行い、拡散板を成形した。得られた拡散板は、厚み２ｍｍ、４００ｍｍ×７００ｍｍの長方形状であり、平滑な表面を有していた。
【０１１８】
（１−３：透明板の成形）
脂環式構造を有する樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア１０６０Ｒ）のペレットを用意し、透明板用ペレットＢとした。
上記透明板用ペレットＢを原料として押出成形を行い、さらに切削加工を行うことで、図４に概略的に示す形状を有する透明板５３を得た。得られた透明板は、厚み１ｍｍ（プリズム条列部分含む）、４００ｍｍ×７００ｍｍの長方形状であり、一方の表面５３Ｌは平滑であり、他方の表面５３Ｕは、透明板５３の長手方向に平行に延長する多数の線状プリズム５４からなるプリズム条列を有していた。線状プリズム５４は、その長手方向に垂直な断面の形状が、図５に示す二等辺三角形状であった。かかる三角形の高さ５４Ｈは１５０μｍであり、線状プリズム５４の傾斜面５４Ａ及び５４Ｂの傾斜角度θ４Ｃ及びθ４Ｄはいずれも４５°であった。
【０１１９】
（１−４：光学素子の作製）
（１−２）で得た拡散板の片面と、（１−３）で得た透明板５３の線状プリズム５４を有する面とを、拡散板を１０５℃、透明板５３を９０℃に加熱した状態で貼り合わせ、熱融着を行ない、図２及び図３に概略的に示す構成を有する光学素子１０を得た。得られた光学素子１０において、透明層３の厚さ（凸部４を含む）は９２０μｍであり、拡散層２の厚さは２ｍｍであった。
【０１２０】
（１−５：液晶表示装置）
（１−４）で得た光学素子１０を、冷陰極管９（直径４ｍｍ）及び反射板８（東レ社製、「Ｅ６ＳＶ」）を設置したケース（不図示）上に載置した。さらに、その上に、液晶パネル１１（ＶＡモード）を載置し、図１に示す概略的に示す構成を有する液晶表示装置１００を作製した。得られた液晶表示装置１００において、光学素子１０の透明層側の面は光源に、拡散層側の面は液晶パネルに面するよう配置し、且つ透明層３の凸部４の延長方向と冷陰極管９の延長方向とは平行とした。冷陰極管９の間隔は２５ｍｍ、冷陰極管９と反射板８との距離は３ｍｍ、反射板８と光学素子透明層下面３Ｌとの距離は１９ｍｍとした。
【０１２１】
得られた液晶表示装置１００を駆動させ、表示面の輝度ムラを、下記の評価基準に従って評価した。また、正面輝度を色彩輝度計（トプコンハウステクノ社製、「ＢＭ７−Ａ」）により測定した。結果を表１に示す。
【０１２２】
（評価基準）
１：ランプの位置が明らかに分かる。
２：ランプの位置が分かる。
３：注視すると、ランプの位置が分かる。
４：注視しても、ランプの位置がほとんど分からない。
５：注視しても、ランプの位置が分からない。
【０１２３】
＜実施例２＞
（２−１：複層板の成形）
実施例１の（１−１）で用いた拡散板用ペレットＡと、（１−３）で用いた透明板用ペレットＢとを、共押出成形することにより、厚み２．３ｍｍ、４００ｍｍ×７００ｍｍの長方形状の複層板を得た。得られた複層板は、ペレットＡにより形成された厚み２ｍｍの拡散層及びペレットＢにより形成された厚み０．３ｍｍの透明層からなっていた。
【０１２４】
（２−２：光学素子の作製）
（２−１）で得た複層板の透明層側の面と、実施例１の（１−３）で得た透明板５３の線状プリズム５４を有する面とを、複層板を１０５℃、透明板５３を９０℃に加熱した状態で貼り合わせ、熱融着を行ない、図６に概略的に示す構成を有する光学素子２０を得た。得られた光学素子２０において、透明層２３の厚さ（凸部４及び複層板に基づく部分を含む）は１２２０μｍであり、拡散層２２の厚さは２ｍｍであった。
【０１２５】
（２−３：液晶表示装置）
光学素子として（１−４）で得た光学素子１０に代えて（２−２）で得た光学素子２０を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１２６】
＜実施例３＞
（３−１：透明板の成形）
金型部品を変更した他は、実施例１の（１−３）と同様に操作し、図８に概略的に示す形状を有する透明板５５を得た。得られた透明板は、厚み１ｍｍ（角錐部分含む）、４００ｍｍ×７００ｍｍの長方形状であり、一方の表面は平滑であり、他方の表面５５Ｕは、四角錘が隙間無く並んだ形状を有していた。四角錘は、底面が正方形であり、四角錘の頂点を通り且つ四角錘の高さ方向及び四角錘の底面の四辺のうち二辺と平行な断面の形状が、図に示す二等辺三角形状であった。かかる三角形の高さは１５０μｍｍであり、四角錘の傾斜面３４Ａ、３４Ｂ，３４Ｇ及び３４Ｈ（図２０参照）の傾斜角度はいずれも４５°であった。
【０１２７】
（３−２：光学素子の作製）
透明板として（３−１）で得られたものを用いた他は、実施例１の（１−４）と同様に操作し、図７に概略的に示す光学素子３０を得た。得られた光学素子３０において、透明層３３の厚さ（凸部３４を含む）は９１０μｍであり、拡散層３２の厚さは２ｍｍであった。
【０１２８】
（３−３：液晶表示装置）
光学素子として（１−４）で得た光学素子１０に代えて（３−２）で得た光学素子３０を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１２９】
＜実施例４＞
（４−１：偏光積層体の作製）
（４−１−１：基材−コレステリック樹脂層積層体の作製）
シート状基材（商品名「ゼオノアＺＦ１４−１００」、日本ゼオン株式会社製）の片面に、濡れ指数が５６ｍＮ／ｍになるようにコロナ放電処理を施した。このコロナ放電処理面に、ポリビニールアルコール（商品名「ポバールＰＶＡ２０３」、株式会社クラレ製）を＃２ワイヤーバーにて塗布し、１２０℃で５分間乾燥し、膜厚０．２μｍの乾膜を作製した。該乾膜を一方向にラビング処理することで、配向膜を有する基材を得た。
【０１３０】
棒状液晶化合物（下記式（Ｃ３）で表される化合物２９．１部、下記式（Ｃ４）で表される化合物７．２８部、光重合開始剤（チバスペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「ＩＲＧ９０７」）１．２０部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ７５６」）２．２２部、界面活性剤ＫＨ４０（セイミケミカル製）０．０４部、及び２−ブタノン（溶媒）６０．００部を混合し、コレステリック液晶組成物を調製した。
【０１３１】
【化２】
2011221407.tif 000004
【０１３２】
【化３】
2011221407.tif 000005
【０１３３】
このコレステリック液晶組成物を、上記で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の配向膜を有する面に♯１０バーにて塗布した。塗膜を１００℃で５分間配向処理し、当該塗膜に対して０．１〜４５ｍＪ／ｃｍ２の微弱な紫外線の照射処理と、それに続く１００℃で１分間の加温処理からなるプロセスを２回繰り返した後、窒素雰囲気下で８００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して、乾燥膜厚５．３μｍのコレステリック樹脂層を形成し、基材−配向膜−コレステリック樹脂層の層構成を有する積層体を得た。
【０１３４】
（４−１−２：１／４λ板の作製）
メタクリル酸メチル９７．８％とアクリル酸メチル２．２％とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
特公昭５５−２７５７６号公報の実施例３に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形３層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は０．１９μｍであり、外層をも含めた粒径は０．２２μｍであった。
上記樹脂ペレット７０部と、上記ゴム粒子３０部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ガラス転移温度１０５℃）を得た。
上記メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ｂ層）、及びスチレン無水マレイン酸共重合体（ガラス転移温度１３０℃）（ａ層）を温度２８０℃で共押出成形することにより、ｂ層−ａ層−ｂ層の三層構造で、各層が４５−７０−４５（μｍ）の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度１２８℃、延伸倍率１．４倍、延伸速度１０ｍ／分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルムである１／４λ板を得た。さらにこの１／４λ板の片面を、濡れ指数が５６ｄｙｎｅ／ｃｍになるようにコロナ放電処理を施した。
得られた１／４λ板の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１１８ｎｍ、面内方向のレターデーションＲｅは１４０ｎｍであった。
【０１３５】
（４−１−３：拡散粘着層の作製）
ポリエチレンテレフタレートセパレータ（商品名「ＰＥＴ５０ＡＬ」、リンテック（株）社製）に、ベース樹脂（商品名「ＳＫダイン２０９４」、綜研化学株式会社製、アクリル酸エステル共重合体、固形分率２５％、溶媒：酢酸エチル／２−ブタノン＝９３／７））４００部、多官能エポキシ架橋剤（商品名「Ｅ−ＡＸ」、綜研化学株式会社製）１．１部及び微粉体（商品名「ケミスノーＭＸ３００」、綜研化学株式会社製）４．３部からなる組成を有する粘着性組成物を、ギャップ２００μｍのブレードを用いて塗布し、１００℃にて２分乾燥し、膜厚２０μｍの粘着層を形成し、セパレータ−拡散粘着層の層構成を有する積層体（Ｌ３）を得た。
【０１３６】
（４−１−４：偏光積層体）
上記（４−１−２）で得た１／４λ板のコロナ放電処理面と、上記（４−１−３）で得た積層体（Ｌ３）の拡散粘着層側の面とを貼り合わせ、１／４λ板−拡散粘着層−セパレータの層構成を有する積層体（Ｌ５１）を得た。
【０１３７】
上記（４−１−１）で得た基材−コレステリック樹脂層積層体のコレステリック樹脂層の表面に、濡れ指数６０ｍＮ／ｍになるようにコロナ放電処理を施した。積層体（Ｌ５１）のセパレータを拡散粘着層から剥離し、露出した拡散粘着層と、上記基材−反射性偏光子積層体のコロナ放電処理面とを貼り合わせ、１／４λ板−拡散粘着層−コレステリック樹脂層−配向膜−基材の層構成を有する偏光積層体を得た。
【０１３８】
（４−２：偏光積層体−光学素子複合部材の作製）
実施例１の（１−４）で得た光学素子１０の拡散層２側の全面に、ベース樹脂（商品名「ＳＫダイン２０９４」）４００部と架橋剤（商品名「Ｅ−ＡＸ」、綜研化学株式会社製、多官能エポキシ架橋剤）１．１部との混合物を、ギャップ２００μｍのブレードを用いて塗布し、１００℃にて２分乾燥し、膜厚２０μｍの粘着層を形成した。この粘着層に、上記（４−１−４）で得た偏光積層体の基材側の面を合わせ、圧力を加えて貼り合わせ、図９に示す、偏光積層体−光学素子複合部材４０を得た。得られた複合部材４０は、１／４λ板−拡散粘着層−コレステリック樹脂層−配向膜−基材−粘着層７Ａ−拡散層２−透明層３の層構成を有していた。
【０１３９】
（４−３：液晶表示装置）
（１−４）で得た光学素子１０に代えて上記（４−２）で得た複合部材４０を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１４０】
＜実施例５＞
（４−２）において、拡散層２表面への粘着層の形成パターンを変更した他は、実施例４と同様に操作し、偏光積層体−光学素子複合部材を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。粘着層の形成パターンは、図１０に概略的に示す、複数の平行な線からなるパターンとした。線の方向は線状光源及び凸部の長手方向と平行な方向とし、線の間隔は０．３ｍｍとした。評価結果を表１に示す。
【０１４１】
＜実施例６＞
（４−２）において、拡散層２表面への粘着層の形成パターンを変更した他は、実施例４と同様に操作し、偏光積層体−光学素子複合部材を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。粘着層の形成パターンは、図１１に概略的に示す、縦横に整列する点からなるパターンとした。縦横の点の整列方向は線状光源及び凸部の長手方向と平行又は垂直な方向とし、点の間隔は０．３ｍｍとした。評価結果を表１に示す。
【０１４２】
＜比較例１＞
光学素子１０に代えて、（１−２）で得た拡散板をそのまま液晶表示装置に組み込んだ他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１４３】
＜比較例２＞
光学素子１０に代えて、実施例２の（２−１）で得た複層板をそのまま、透明層側の面が光源に、拡散層側の面が液晶パネルに面するよう液晶表示装置に組み込んだ他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１４４】
＜比較例３＞
（４−２）において、光学素子１０に代えて実施例２の（２−１）で得た複層板をそのまま用い、複層板の拡散層側に偏光積層体を貼付した他は、実施例４と同様に操作し、偏光積層体−光学素子複合部材を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。結果を表１に示す。
【０１４５】
＜比較例４＞
（Ｃ４−１：光学素子の作製）
（１−２）において拡散板用ペレットＡに代えて透明板用ペレットＢを用い、また（１−３）において透明板用ペレットＢに代えて拡散板用ペレットＡを用いた他は、実施例１の（１−１）〜（１−４）と同様に操作し、光学素子を作製した。得られた光学素子は、光学素子１０の拡散層と同一の形状の透明層と、光学素子１０の透明層と同一の形状の拡散層とを有していた。
【０１４６】
（Ｃ４−２：液晶表示装置）
光学素子１０に代えて、（Ｃ４−１）で得られた光学素子を用いた他は、実施例１の（１−５）と同様に操作し、液晶表示装置を作製し評価した。液晶表示装置の作製にあたっては、拡散板用ペレットＡで作られた拡散層（凸部を有する）が光源に、透明板用ペレットＢで作られた透明層が液晶パネルに面するよう、光学素子を液晶表示装置に組み込んだ。評価結果を表１に示す。
【０１４７】
＜比較例５＞
光学素子１０に代えて、（Ｃ４−１）で得られた光学素子を用いた他は、実施例４と同様に操作し、偏光積層−光学素子複合部材を作製し、さらに液晶表示装置を作製し評価した。偏光積層体−光学素子複合部材の作製にあたっては、透明板用ペレットＢで作られた透明層側の面に偏光積層体を貼付した。また液晶表示装置の作製にあたっては、拡散板用ペレットＡで作られた拡散層（凸部を有する）が光源に、偏光積層体が液晶パネルに面するよう、光学素子を液晶表示装置に組み込んだ。評価結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
2011221407.tif 000006
【０１４９】
比較例１及び比較例２において、正面輝度は、輝度ムラが大きすぎて評価することができなかった。
【０１５０】
表１の結果から、本発明の光学素子を備える本発明の液晶表示装置は、輝度が高く且つ輝度ムラが少なく輝度均斉度が高いことが分かる。
【符号の説明】
【０１５１】
２、２２、３２、１８２  拡散層
２Ｄ  拡散剤
２Ｕ、２２Ｕ  拡散層上面
２Ｌ  拡散層下面
３、２３、３３、７３、７８、１６３、１７３、１８３、１９３  透明層
３Ｌ  透明層下面
４、３４、７４、７７、１９４  凸部
４Ｔ  頂部
４Ａ、４Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ  傾斜面
５、２５  境界
６、７６  空隙
７  輝度向上フィルム
７Ａ、７Ａ１、７Ａ２  粘着層
８  反射板
９  線状光源
１０、２０、３０、７０、１６０、１７０、１８０、１９０  光学素子
１１  液晶パネル
４０  光学素子−輝度向上フィルム複合部材
５３、５５  透明層用部材
５４、５６  透明層用部材凸部
６９  点状光源
１００、４００、６００、７００  液晶表示装置
【図１】
2011221407.tif 000007
【図２】
2011221407.tif 000008
【図３】
2011221407.tif 000009
【図４】
2011221407.tif 000010
【図５】
2011221407.tif 000011
【図６】
2011221407.tif 000012
【図７】
2011221407.tif 000013
【図８】
2011221407.tif 000014
【図９】
2011221407.tif 000015
【図１０】
2011221407.tif 000016
【図１１】
2011221407.tif 000017
【図１２】
2011221407.tif 000018
【図１３】
2011221407.tif 000019
【図１４】
2011221407.tif 000020
【図１５】
2011221407.tif 000021
【図１６】
2011221407.tif 000022
【図１７】
2011221407.tif 000023
【図１８】
2011221407.tif 000024
【図１９】
2011221407.tif 000025
【図２０】
2011221407.tif 000026
【図２１】
2011221407.tif 000027