(57)【要約】【課題】ゲインの低下や解像度の低下を抑制しつつ映像光を効率的に拡散させ、これにより、効率的に映像のギラツキを防止し得る光拡散フィルムを提供する。【解決手段】光拡散フィルム１４０は、透過光を拡散させる。光拡散フィルム１４０は、基材１５１と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤１５３と、を有する光拡散層１５０を備えている。前記光拡散剤は、その中心１５３ａが光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の光拡散剤と重ならないよう、前記基材中に配置されている。【選択図】図２２
2008032847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過光を拡散させる光拡散フィルムにおいて、
基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の光拡散剤と重ならないよう、前記基材中に配置されていることを特徴とする光拡散フィルム。
【請求項２】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材中における前記光拡散剤の重量比をCとし、前記光拡散剤の比重をScとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材の比重をSaとし、前記基材の厚みをTaとすると、以下の式（１）が満たされることを特徴とする請求項１に記載の光拡散フィルム。
０．９１＞（３×Ta×C×Sa）／（２×D×Sc）      ・・・式（１）
【請求項３】
透過光を拡散させる光拡散フィルムにおいて、
基材と、前記基材内に分散された光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材中における前記光拡散剤の重量比をCとし、前記光拡散剤の比重をScとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材の比重をSaとし、前記基材の厚みをTaとすると、以下の式（２）が満たされることを特徴とする光拡散フィルム。
０．９１＞（３×Ta×C×Sa）／（２×D×Sc）      ・・・式（２）
【請求項４】
前記基材の厚みは、前記光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載に光拡散フィルム。
【請求項５】
前記光拡散層に隣接して配置された隣接層をさらに備え、
前記光拡散層および前記隣接層は、一つの前記光拡散層と当該一つの光拡散層に隣接して配置された一つの前記隣接層とを少なくとも含む単位積層体が複数重ね合わせられるようにして、複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項６】
前記光拡散層の前記基材の屈折率と、前記光拡散層の前記基材に隣接する前記隣接層の基材の屈折率と、は異なることを特徴とする請求項５に記載の光拡散フィルム。
【請求項７】
前記光拡散層の前記基材と、前記光拡散層の前記基材に隣接する前記隣接層の基材と、は同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光拡散フィルム。
【請求項８】
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の平均粒径をDとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の最出光側に配置され粒径がDである光拡散剤へ、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向から、入射した光束が当該光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、前記隣り合う二つの光拡散層のうちの出光側の光拡散層の最入光側に配置され粒径がDである光拡散剤が入り込み得るよう、前記隣り合う二つの光拡散層のうちの前記入光側の光拡散層の基材の出光側面から前記出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さが設定されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項９】
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の基材の出光側面から出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さL1は、以下の式（３）を満たすことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
L1≧（２×F）−D      ・・・式（３）
【請求項１０】
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の基材の出光側面から出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さL1は、以下の式（４）を満たすことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
L1≧（３×F）−D      ・・・式（４）
【請求項１１】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をx（=nc/na）として、以下の式（５）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項９または１０に記載の光拡散フィルム。
F＝D×
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（５）
【請求項１２】
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項１３】
透過光を拡散させる光拡散フィルムにおいて、
第１基材と、前記第１基材内に分散された複数の第１光拡散剤と、を有する第１光拡散層と、
前記第１基材よりも出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の第２光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記第１光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の第１光拡散剤と重ならないよう、前記第１基材中に配置されていることを特徴とする光拡散フィルム。
【請求項１４】
前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材中における前記第１光拡散剤の重量比をC1とし、前記第１光拡散剤の比重をSc1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材の比重をSa1とし、前記第１基材の厚みをTa1とすると、以下の式（６）が満たされることを特徴とする請求項１に記載の光拡散フィルム。
０．９１＞（３×Ta1×C1×Sa1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（６）
【請求項１５】
透過光を拡散させる光拡散フィルムにおいて、
第１基材と、前記第１基材内に分散された複数の第１光拡散剤と、を有する第１光拡散層と、
前記第１基材よりも出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の第２光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材中における前記第１光拡散剤の重量比をC1とし、前記第１光拡散剤の比重をSc1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材の比重をSa1とし、前記第１基材の厚みをTa1とすると、以下の式（７）が満たされることを特徴とする光拡散フィルム。
０．９１＞（３×Ta1×C1×Sa1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（７）
【請求項１６】
前記第１基材の厚みは、前記第１光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満となっていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載に光拡散フィルム。
【請求項１７】
前記第２光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の第２光拡散剤と重ならないよう、前記第２基材中に配置されていることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項１８】
前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、前記第２光拡散剤を含んだ前記第２基材中における前記第２光拡散剤の重量比をC2とし、前記第２光拡散剤の比重をSc2とし、前記第２光拡散剤を含んだ前記第２基材の比重をSa2とし、前記第２基材の厚みをTa2とすると、以下の式（８）が満たされることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
０．９１＞（３×Ta2×C2×Sa2）／（２×D2×Sc2）      ・・・式（８）
【請求項１９】
前記第２基材の厚みは、前記第２光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満となっていることを特徴とする請求項１７または１８に記載に光拡散フィルム。
【請求項２０】
前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値と、前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値と、は異なることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項２１】
前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値は、前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値よりも、大きいことを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項２２】
前記第１光拡散層および前記第２光拡散層は、一つの前記第１光拡散層と一つの第２光拡散層とを少なくとも含む単位積層体が複数重ね合わせられるようにして、複数設けられていることを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項２３】
前記第１光拡散層の出光側に隣接するとともに前記第２光拡散層の入光側に隣接するようにして設けられた中間層をさらに備えたことを特徴とする請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項２４】
前記第１光拡散層の前記第１基材の屈折率と、前記第１光拡散層の前記第１基材に隣接する前記中間層の基材の屈折率と、は異なることを特徴とする請求項２３に記載の光拡散フィルム。
【請求項２５】
前記第２光拡散層の前記第２基材の屈折率と、前記第２光拡散層の前記第２基材に隣接する前記中間層の基材の屈折率と、は異なることを特徴とする請求項２３または２４に記載の光拡散フィルム。
【請求項２６】
前記第１光拡散層の前記第１基材と、前記第１光拡散層の前記第１基材に隣接する前記中間層の基材と、は同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の光拡散フィルム。
【請求項２７】
前記第２光拡散層の前記第２基材と、前記第２光拡散層の前記第２基材に隣接する前記中間層の基材と、は同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項２３または２６に記載の光拡散フィルム。
【請求項２８】
前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、
前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とすると、粒径がD1であり前記第１基材中の最出光側に配置された第１光拡散剤へ、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向から、入射した光束が当該第１光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、粒径がD2であり前記第２基材中の最入光側に配置された第２光拡散剤が入り込み得るよう、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さが設定されていることを特徴とする請求項１３乃至２７のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項２９】
前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、
前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、粒径がD1である第１光拡散剤の焦点距離をF1とすると、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さL2は、以下の式（９）を満たすことを特徴とする請求項１３乃至２８のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
L2≧（F1×（D1＋D2）／D1）−（D1＋D2）／２      ・・・式（９）
【請求項３０】
前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、
前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、粒径がD1である第１光拡散剤の焦点距離をF1とすると、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さL2は、以下の式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１３乃至２８のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
L2≧（F1×（D1＋２×D2）／D1）−（D1＋D2）／２      ・・・式（１０）
【請求項３１】
前記第１光拡散剤の屈折率をnc1とし、前記第１基材の屈折率をna1とし、前記第１基材の屈折率に対する前記第１光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc1/na1）として、以下の式（１１）によって得られた値を、前記粒径がD1である光拡散剤の焦点距離F1の値とすることを特徴とする請求項２９または３０に記載の光拡散フィルム。
F1＝D1×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（１１）
【請求項３２】
前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１３乃至２７のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
【請求項３３】
請求項１乃至３２のいずれか一項に記載の光拡散フィルムを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３４】
請求項３３に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過光を拡散させる光拡散フィルムに係り、とりわけ、入射光を効率的に拡散させ、これにより、シンチレーションの発生等を効率的に抑制することができる光拡散フィルムに関する。
【０００２】
また、本発明は、このような光拡散フィルムを含んだ透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、レンチキュラーレンズシートやフレネルレンズシート等の光学シートを備えた透過型スクリーンが知られている。このような透過型スクリーンは、例えば、リアプロジェクションテレビ（背面投射型表示装置の一態様）のスクリーンとして用いられ、ＣＲＴ等の光源から映像光を投射される。
【０００４】
近年においては、光源として、ＣＲＴの代わりに液晶プロジェクタやライトバルブ等の投射瞳の小さい投影管が用いられるようになってきている。しかしながら、従来の光学シートを用いた透過型スクリーンを、このような投射瞳の小さい投影管と組み合わせた場合、シンチレーションまたはスペックルと呼ばれる映像のギラツキがスクリーン上に現れてしまうという問題がある。
【０００５】
また、シンチレーションまたはスペックルと呼ばれる映像のギラツキは、背面投射型表示装置の透過型スクリーン上だけでなく、液晶画面やＣＲＴ画面等を含む映像を表示するための種々の表示面上に現れ得る。
【０００６】
このような映像のギラツキを抑制するためには、映像光を指向性なく拡散させることが有効であるとされている（例えば、特許文献１）。このため、凹凸が形成された光拡散フィルムや、光拡散剤（拡散性粒子）が分散した光拡散フィルム等を、スクリーン等の表示面に貼り付ける等して、効果的にこれらの不具合を解消することが研究されてきた。
【特許文献１】特許第３６０６８６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、表示面に貼り付けられた光拡散フィルムが無指向性の光拡散機能を有している場合、ゲインの低下や解像度の低下といった別の不具合を引き起こしてしまう。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ゲインの低下や解像度の低下を抑制しつつ映像光を効率的に拡散させ、これにより、効率的に映像のギラツキを防止し得る光拡散フィルム、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置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】
【０００９】
図１に示すように、単位拡散要素ａに入射する光束ＬＦが、当該単位拡散要素によって一旦集光し、その後に拡散する場合がある。なお、ここで単位拡散要素ａとは、個々の光拡散剤（拡散性粒子）や、マット面を形成する個々の凹凸（単位レンズ）等であり、図示する例では光拡散剤としている。このような場合において、集光点近傍（図１の位置Ｂ）に次の単位拡散要素（図示する例において光拡散剤）ｂが配置されているとすると、入光側の単位拡散要素ａを透過した光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂの表面の一部分のみに入射する。この場合、光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂによって広い範囲に拡散されることがないだけでなく、一旦集光することによってシンチレーションとして視認され得る。また、出光側の単位拡散要素ｂは、光束ＬＦを拡散させることに大きく寄与することができない一方で、ゲインの低下や解像度の低下を引き起こす原因となる。
【００１０】
一方、出光側の単位拡散要素ｂが、例えば図１の位置Ｃまたは位置Ｄに配置されている場合や、単位拡散要素ａに入射した光束ＬＦが集光することなく拡散する場合（図１における二点鎖線）には、入光側の単位拡散要素ａへ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、出光側の単位拡散要素ｂが入り込むようになる。このような場合、当該出光側の単位拡散要素ｂの全表面を透過光の拡散に寄与させることが可能となる。したがって、映像光を効率的に広い範囲に拡散させることができるため、不必要にゲインを低下させたり、不必要に解像度を低下させたりすることなく、映像のギラツキを効率的に防止することができる。そして、本件発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
本発明による第１の光拡散フィルムは、透過光を拡散させる光拡散フィルムであって、基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の光拡散剤と重ならないよう、前記基材中に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明による第１の光拡散フィルムにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材中における前記光拡散剤の重量比をCとし、前記光拡散剤の比重をScとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材の比重をSaとし、前記基材の厚みをTaとすると、以下の式（１）が満たされるようにしてもよい。
０．９１＞（３×Ta×C×Sa）／（２×D×Sc）      ・・・式（１）
【００１３】
本発明による第２の光拡散フィルムは、透過光を拡散させる光拡散フィルムであって、基材と、前記基材内に分散された光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材中における前記光拡散剤の重量比をCとし、前記光拡散剤の比重をScとし、前記光拡散剤を含んだ前記基材の比重をSaとし、前記基材の厚みをTaとすると、以下の式（２）が満たされることを特徴とする。
０．９１＞（３×Ta×C×Sa）／（２×D×Sc）      ・・・式（２）
【００１４】
本発明による第１および第２の光拡散フィルムにおいて、前記基材の厚みは、前記光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満としてもよい。
【００１５】
また、本発明による第１および第２の光拡散フィルムが、前記光拡散層に隣接して配置された隣接層をさらに備え、前記光拡散層および前記隣接層は、一つの前記光拡散層と当該一つの光拡散層に隣接して配置された一つの前記隣接層とを少なくとも含む単位積層体が複数重ね合わせられるようにして、複数設けられていてもよい。
【００１６】
この場合、前記光拡散層の前記基材の屈折率と、前記光拡散層の前記基材に隣接する前記隣接層の基材の屈折率と、は異なるようにしてもよい。あるいは、前記光拡散層の前記基材と、前記光拡散層の前記基材に隣接する前記隣接層の基材と、は同一材料により一体に形成されるようにしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明による第１および第２の光拡散フィルムにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の平均粒径をDとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の最出光側に配置され粒径がDである光拡散剤へ、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向から、入射した光束が当該光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、前記隣り合う二つの光拡散層のうちの出光側の光拡散層の最入光側に配置され粒径がDである光拡散剤が入り込み得るよう、前記隣り合う二つの光拡散層のうちの前記入光側の光拡散層の基材の出光側面から前記出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さが設定されるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明による第１および第２の光拡散フィルムにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の基材の出光側面から出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さL1は、以下の式（３）を満たすようにしてもよい。
L1≧（２×F）−D      ・・・式（３）
【００１９】
あるいは、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層の基材の出光側面から出光側の光拡散層の基材の入光側面までの光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った長さL1は、以下の式（４）を満たすようにしてもよい。
L1≧（３×F）−D      ・・・式（４）
【００２０】
式（３）および式（４）において、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をx（=nc/na）として、以下の式（５）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値としてもよい。
F＝D×
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（５）
【００２１】
さらに、本発明による第１および第２の光拡散フィルムにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００２２】
本発明による第３の光拡散フィルムは、透過光を拡散させる光拡散フィルムであって、第１基材と、前記第１基材内に分散された複数の第１光拡散剤と、を有する第１光拡散層と、前記第１基材よりも出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の第２光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記第１光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の第１光拡散剤と重ならないよう、前記第１基材中に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明による第３の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材中における前記第１光拡散剤の重量比をC1とし、前記第１光拡散剤の比重をSc1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材の比重をSa1とし、前記第１基材の厚みをTa1とすると、以下の式（６）が満たされるようにしてもよい。
０．９１＞（３×Ta1×C1×Sa1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（６）
【００２４】
本発明による第４の光拡散フィルムは、透過光を拡散させる光拡散フィルムであって、第１基材と、前記第１基材内に分散された複数の第１光拡散剤と、を有する第１光拡散層と、前記第１基材よりも出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の第２光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材中における前記第１光拡散剤の重量比をC1とし、前記第１光拡散剤の比重をSc1とし、前記第１光拡散剤を含んだ前記第１基材の比重をSa1とし、前記第１基材の厚みをTa1とすると、以下の式（７）が満たされるようにしてもよい。
０．９１＞（３×Ta1×C1×Sa1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（７）
【００２５】
本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１基材の厚みは、前記第１光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満としてもよい。
【００２６】
また、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第２光拡散剤の各々は、その中心が光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向において他の第２光拡散剤と重ならないよう、前記第２基材中に配置されているようにしてもよい。
【００２７】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、前記第２光拡散剤を含んだ前記第２基材中における前記第２光拡散剤の重量比をC2とし、前記第２光拡散剤の比重をSc2とし、前記第２光拡散剤を含んだ前記第２基材の比重をSa2とし、前記第２基材の厚みをTa2とすると、以下の式（８）が満たされるようにしてもよい。
０．９１＞（３×Ta2×C2×Sa2）／（２×D2×Sc2）      ・・・式（８）
【００２８】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第２基材の厚みは、前記第２光拡散剤の平均粒径の１．８倍未満としてもよい。
【００２９】
さらに、本発明による第３の光拡散フィルムにおいて、前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値と、前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値と、は異なるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第１基材の屈折率および前記第１光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値は、前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの大きい方の屈折率の値を前記第２基材の屈折率および前記第２光拡散剤の屈折率のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値よりも、大きくなるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散層および前記第２光拡散層は、一つの前記第１光拡散層と一つの第２光拡散層とを少なくとも含む単位積層体が複数重ね合わせられるようにして、複数設けられているようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムが、前記第１光拡散層の出光側に隣接するとともに前記第２光拡散層の入光側に隣接するようにして設けられた中間層をさらに備えるようにしてもよい。
【００３３】
この場合、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散層の前記第１基材の屈折率と、前記第１光拡散層の前記第１基材に隣接する前記中間層の基材の屈折率と、は異なるようにしてもよい。さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第２光拡散層の前記第２基材の屈折率と、前記第２光拡散層の前記第２基材に隣接する前記中間層の基材の屈折率と、は異なるようにしてもよい。
【００３４】
あるいは、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散層の前記第１基材と、前記第１光拡散層の前記第１基材に隣接する前記中間層の基材と、は同一材料により一体に形成されていてもよい。さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第２光拡散層の前記第２基材と、前記第２光拡散層の前記第２基材に隣接する前記中間層の基材と、は同一材料により一体に形成されていてもよい。
【００３５】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とすると、粒径がD1であり前記第１基材中の最出光側に配置された第１光拡散剤へ、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向から、入射した光束が当該第１光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、粒径がD2であり前記第２基材中の最入光側に配置された第２光拡散剤が入り込み得るよう、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さが設定されていてもよい。
【００３６】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、粒径がD1である第１光拡散剤の焦点距離をF1とすると、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さL2は、以下の式（９）を満たすようにしてもよい。
L2≧（F1×（D1＋D2）／D1）−（D1＋D2）／２      ・・・式（９）
【００３７】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも大きく、前記第１光拡散剤の平均粒径をD1とし、前記第２光拡散剤の平均粒径をD2とし、粒径がD1である第１光拡散剤の焦点距離をF1とすると、光拡散フィルムのフィルム面に直交する方向に沿った前記第１基材の出光側面から前記第２基材の入光側面までの長さL2は、以下の式（１０）を満たすようにしてもよい。
L2≧（F1×（D1＋２×D2）／D1）−（D1＋D2）／２      ・・・式（１０）
【００３８】
式（９）および式（１０）において、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の屈折率をnc1とし、前記第１基材の屈折率をna1とし、前記第１基材の屈折率に対する前記第１光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc1/na1）として、以下の式（１１）によって得られた値を、前記粒径がD1である光拡散剤の焦点距離F1の値としてもよい。
F1＝D1×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（１１）
【００３９】
さらに、本発明による第３および第４の光拡散フィルムにおいて、前記第１光拡散剤の屈折率は前記第１基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００４０】
本発明による透過型スクリーンは、上述したいずれかの光拡散フィルムを備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明による背面投射型表示装置は、上述したいずれかの透過型スクリーンを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、光拡散フィルム内に設けられた光拡散層により、映像光を効率的に拡散させることができる。したがって、不必要なゲインの低下や解像度の低下を抑制しながら、効率的に映像のギラツキ等の不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００４４】
図２乃至図２９は本発明による光拡散フィルム、透過型スクリーン並びに背面投射型表示装置の実施の形態を説明するための図である。
【００４５】
このうち、図２および図３には、本発明による光拡散フィルムを含んだ透過型スクリーンが適用され得る背面投射型表示装置の一実施の形態が示されている。また、図４乃至図２５には、本発明による光拡散フィルムおよび透過型スクリーンの第１の実施の形態およびその変形例が示されている。
【００４６】
＜第１の実施の形態＞
まず、図２乃至図２４を参照して、本発明による光拡散フィルム、透過型スクリーン並びに背面投射型表示装置の第１の実施の形態について説明する。
【００４７】
図２および図３に示すように、背面投射型映像表示装置１０は、例えばＬＣＤやＤＭＤ等のマイクロデバイス（ＭＤ）からなる光源１２と、光源１２から投射された映像光を背面から透過させて映像を結像させる透過型スクリーン２０と、を備えている。本実施の形態において、図２に示すように、光源１２からの映像光は、いったんミラー１４により反射されて透過型スクリーン２０に投射され、透過型スクリーン２０を透過するようになっている。ただし、このような例に限定されず、ミラー１４を介さず、光源１２から透過型スクリーン２０に映像光が直接投射されるようにしてもよい。
【００４８】
図４および図５に示すように本実施の形態における透過型スクリーン２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，２９を備えている。最入光側（最光源側）に設けられた第１光学シート２１は、光源１２から拡大投射される映像光を透過型スクリーン２０（各光学シート２１，２５，２９）のシート面に直交する方向に偏向させるための光偏向層２２を有している。第１光学シート２１の出光側に配置される第２光学シート２５は、入射する映像光を一方向（例えば、使用される状態における水平方向）に拡散させて視野角を広げるための視野角拡大層（有指向性光拡散層）２６を有している。そして、第２光学シート２５の出光側に第３光学シート２９が設けられている。
【００４９】
なお、図示する例において、光偏向層２２は、入射光を屈折させて偏向させるフレネンルレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の光偏向層、例えば入射光を全反射させて偏向させる全反射型フレネルレンズ部として形成された光偏向層を用いることができる。また、図示する例において、視野角拡大層２６は、入射光を主に屈折させて拡散させるレンチキュラーレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の視野角拡大層、例えば入射光を主に全反射させて拡散させる全反射型レンチキュラーレンズ部として形成された視野角拡大層を用いることができる。また、光偏向層２２および視野角拡大層２６は必須ではなく、省くことも可能である。
【００５０】
図５および図６に示すように、第３光学シート２９は、出光側に配置された光拡散フィルム４０と、入光側に配置された支持層３１と、を有している。図６に示されているように、光拡散フィルム４０と支持層３１との間に接合層３４が設けられ、この接合層３４を介して、光拡散フィルム４０と支持層３１とが互いに接合されている。
【００５１】
このうち、支持層３１は、透過型スクリーン２０全体の剛性を高めるための支持基板として機能する層である。一例として、支持層３１は、例えば、厚みが２ｍｍのアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂や硝子から構成することができる。一方、接合層３４は、例えば、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のアクリル樹脂によって形成され得る。ただし、接合層３４に用いられる樹脂材料の種類や接合方法に基づいた類別は、各シートを有効に接合することができる限りにおいて特に限定されるものではなく、公知の樹脂を適宜採用することができる。
【００５２】
次に、光拡散フィルム４０について詳述する。
【００５３】
図５および図６に示すように、本実施の形態における光拡散フィルム４０は、最入光側に配置された第１光拡散層５０と、最出光側に配置された第２光拡散層６０と、第１光拡散層５０の出光側に隣接するとともに第２光拡散層６０の入光側に隣接するようにして設けられた中間層４１と、を有している。本実施の形態において、第１光拡散層５０の入光側面は、光拡散フィルム４０の入光側面をなすようになっている。一方、第２光拡散層６０の出光側面は、本実施の形態において、光拡散フィルム４０の出光側面をなすとともに、第３光学シート２９の出光側面および透過型スクリーン２０の出光側面をなすようになっている。また、本実施の形態において、中間層４１は、透光性を有する単一の樹脂からなる単一基材４２によって形成されている。このような中間層４１の材料として、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【００５４】
このうち、まず、第１光拡散層５０について説明する。
【００５５】
第１光拡散層５０は、第１基材５１と、第１基材５１内に分散された複数の第１光拡散剤５３と、を有している。第１光拡散剤は略球形状を有している。第１光拡散層５０の第１光拡散剤５３に入射した光は、第１基材５１と、第１基材５１に含有され略球形状の外輪郭を有する第１光拡散剤５３と、の界面で屈折して進行方向を変える。これにより、第１光拡散層５０を透過する光は、二次元的に指向性無く拡散させられるようになる。
【００５６】
ところで、個々の第１光拡散剤５３の光拡散機能が効果的に発揮されるようにするには、図１を用いて説明したように、一つの第１光拡散剤５３に入光した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該光束が次に入光すべき第１光拡散剤５３を入り込ませることが有効である。逆に言えば、一つの第１光拡散剤５３に入光した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該光束が次に入光すべき第１光拡散剤５３の外輪郭の大部分を入り込ませることができないのであれば、当該光束ＬＦが次に入光すべき第１光拡散剤５３の光拡散機能を効果的に発揮させることができない場合があるだけでなく、当該光束が次に入光すべき第１光拡散剤５３自体が画質の劣化を引き起こす原因にもなり得る。このことを考慮すると、画質をいたずらに劣化させてしまわないようにするため、一つの第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦが、その後、他の第１光拡散剤５３に入射することなく、第１光拡散層５０から出射するようにすることが有用である。
【００５７】
そこで、図７に示すように、本実施の形態においては、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重ならないようになっている。言い換えると、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向（図７における矢印の方向）からの視野において、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３の輪郭に入り込まないようになっている。ただし、より理想的なのは、図６に示すように、一つの第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重ならないようになっていることである。すなわち、図６に示された第１光拡散層５０においては、第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な面に沿って、互いに隣り合うように第１基材５１内に配置されている、あるいは、複数の第１光拡散剤５３が光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な面上に並べられている。以下に、本実施の形態における第１光拡散層５０の設計方法について説明する。
【００５８】
具体的には、本実施の形態において、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重ならないようにすべく、式（１２）を満たすようになっている。
０．９１＞（３×Ta1×C1×Sa1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（１２）
【００５９】
なお、式（１２）中において、第１光拡散剤５３の平均粒径をＤ１とし、第１光拡散剤５３を含んだ第１基材５１中における第１光拡散剤５３の重量比（第１基材５１と第１光拡散剤５３とのみによって第１光拡散層５０が形成される本実施の形態においては、第１光拡散層５０に対する第１光拡散剤５３の重量比に相当）をＣ１とし、第１光拡散剤５３の比重をＳｃ１とし、第１光拡散剤５３を含んだ第１基材５１の比重（第１基材５１と第１光拡散剤５３とのみによって第１光拡散層５０が形成される本実施の形態においては、第１光拡散層５０の比重に相当）をＳａ１とし、第１基材５１の厚みをＴａ１としている。
【００６０】
なお、今日において、光拡散剤の粒径の平均値（平均粒径）を特定する方法として、種々の公知な方法がある。このうち、高性能かつ容易であることから、レーザ回折散乱法が、光拡散剤の平均粒径を特定する方法として主流となっている。また、三次元電子顕微鏡を用いた場合、基材中に分散された光拡散剤を基材中から取り出すことなく、基材中に含有された状態で光拡散剤の平均粒径を精度良く特定することもできる。
【００６１】
この式（１２）の右辺は、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向からの視野において個々の第１光拡散剤５３が占める面積Ａｃを、第１基材５１中に分散されたすべての第１光拡散剤５３の個数分足し合わせた総面積Ａｔの、第１基材５１の表面積に対する割合である。つまり、各第１光拡散剤５３が、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向において、他の第１光拡散剤とまったく重なり合わない場合に、第１光拡散剤５３が、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向からの視野において、第１基材５１（第１光拡散層５０）中において占める面積の割合（以下において、単に「充填割合」とも呼ぶ）、を表す。したがって、式（１２）を満たす場合、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向からの第１光拡散層５０の視野において、第１光拡散剤５３が第１基材５１中を占める割合は９１％未満となる。
【００６２】
また、言い換えれば、この式（１２）の右辺は、第１基材５１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に第１基材５１を透過する光が第１光拡散剤５３に衝突する平均の回数である。したがって、式（１２）を満たす場合とは、第１基材５１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に第１基材５１を透過する光が第１光拡散剤５３を貫通する回数が平均して０．９１回未満となる場合である。
【００６３】
以下に、式（１２）中の右辺の導出方法について以下に説明する。
【００６４】
入光側面および出光側面の面積がＡａ１（単位は、例えばｍｍ2）で、厚さがＴａ１（単位は、例えばｍｍ）の第１基材５１（第１光拡散層５０）をモデルとする。この第１基材５１中に含まれる第１光拡散剤５３の総重量Ｗｃ１（単位は、例えばｇ）は、式（１３）で表される。
Wc1＝Aa1×Ta1×Sa1×C1      ・・・式（１３）
【００６５】
そして、第１光拡散剤５３の総重量Ｗｃ１を、第１光拡散剤５３の一つあたりの平均重量で割ることにより、このモデルとなった第１基材５１中に含まれる第１光拡散剤５３の個数Ｎ（個）は、以下の式（１４）で表される。
N＝Wc1／（４／３×π×（D1／２）3×Sc1）
＝Aa1×Ta1×Sa1×C1／（４／３×π×（D1／２）3×Sc1）    ・・・式（１４）
【００６６】
ここで、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向（図７における矢印の方向）からの視野において、一つの第１光拡散剤５３が占める面積Ａｃ１（単位は、例えばｍｍ2）は、式（１５）で表される。
Ac1＝π×（D1／２）2      ・・・式（１５）
また、第１基材５１中に分散された第１光拡散剤５３のすべての面積Ａｃ１を足し合わせた総面積Ａｔ１（単位は、例えばｍｍ2）は、式（１６）で表される。
At1＝N×π×（D1／２）2  ＝（３×Aa1×T1×S1a×C1）／（２×D1×Sc1）
・・・式（１６）
そして、この総面積Ａｔ１を、モデルとなった第１基材５１の表面積Ａａ１で割った値Ｂは、各第１光拡散剤５３が、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向において、他の第１光拡散剤とまったく重なり合わない場合に、第１光拡散剤５３が、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向からの視野において、第１基材５１（第１光拡散層５０）中をどの程度の割合（充填割合）で占めているか、を表す。また、この値Ｂは、基材５１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に第１基材５１を透過する光が第１光拡散剤５３に衝突する平均の回数となる。
B＝At1／Aa1＝（３×Ta1×Sa1×C1）／（２×D1×Sc1）      ・・・式（１７）
【００６７】
以上のようにして、式（１２）の右辺が導出され得る。
【００６８】
なお、式（１２）において、この値Ｂは０．９１未満に設定されている。上述したように、第１光拡散層５０の理想的な構成は、図６に示すように、一つの第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重ならないようになっていることである。そして、この理想的な第１光拡散層５０において、式（１７）のＢの値が最も高くなるのは、つまり、第１光拡散層５０のシート面に直交する方向からの視野において、第１光拡散剤５３が最も高い割合で第１光拡散層５０（第１基材５１）中を占めるようになるのは、図８に示すように、略均一な粒径を有する第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に沿った一平面上において、隣り合う三つの第１光拡散剤５３が互いに接し合っている場合である。そして、式（１２）の左辺は、第１光拡散剤５３が最密に充填された場合における充填割合を表している。したがって、式（１２）が満たされる場合には、一つの第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重ならないようにすることが可能となり、上述した図６に示す理想的な光拡散層５０を得ることが可能となる。
【００６９】
なお、図８は、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向から光拡散層を示している。
【００７０】
ここで、略均一な粒径を有する第１光拡散剤５３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に沿った一平面上において、最密充填されている場合における、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向からの視野において、第１光拡散剤５３が第１基材５３（第１光拡散層５０）中を占める面積の割合（充填割合）の導出について説明しておく。図８に示すように、第１光拡散剤５３が最密に充填される場合、隣り合う三つの第１光拡散剤５３は互いに接するようにして配置される。したがって、第１基材５１中における第１光拡散剤５３の充填割合は、前記隣り合う三つの第１光拡散剤５３の中心５３ａを結ぶ正三角形領域８０に基づき導出すればよい。
【００７１】
正三角形領域８０中には、各々が前記隣り合う三つの第１光拡散剤５３の一部をなすとともに、中心角が６０度である三つの扇形が含まれる。すなわち、正三角形領域８０中に、半個分の第１光拡散剤５３が入り込んでいることになる。言い換えると、個々の光拡散剤５３は、二つの正三角形領域８０が占める面積中に、一つ存在することになる。
【００７２】
ここで、正三角形領域８０の二つ分の面積Ａａは、以下の式（１８）によって表される。
【数１】
2008032847.tif 000003
また、シート面に直交する方向からの視野における、個々の第１光拡散剤５３の面積をＡｃは、以下の式（１９）によって表される。
Ac＝π×（D1／２）2      ・・・（式１９）
したがって、図８に示すように、最密充填された場合における充填割合Ｂは、以下の式（２０）によって表される。
B＝Ac／（２×Aa）＝０．９１      ・・・式（２０）
【００７３】
以上のようにして、式（１２）の右辺で表される充填割合Ｂの上限側の条件が設定される。その一方で、充填割合Ｂがあまり小さすぎると、第１光拡散層５０の光拡散機能が低下してしまう。この観点から、充填割合Ｂは、最密充填時の充填割合の半分以上（０．４５以上）であることが好ましい。また、上述したように、式（１２）の右辺で表される充填割合は、第１基材５１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に第１基材５１を透過する光が第１光拡散剤５３へ衝突する平均の回数である。この観点から、充填割合Ｂが０．５０以上であること、すなわち、光拡散フィルム４０のフィルム面の直交する方向から、第１光拡散層５０の任意の位置に入射する入射光の半分以上が第１光拡散剤５３に入射し得るよう、充填割合Ｂが０．５０以上に設定されていることが、より好ましい。
【００７４】
ところで、上述した式（１２）を満たすような場合であっても、第１基材５１の厚み（第１基材５１と第１光拡散剤５３とのみによって第１光拡散層５０が形成される本実施の形態においては、第１光拡散層５０の厚み相当）Ｔａ１が厚ければ、図７に示すように、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重なり得る。そこで、本実施の形態においては、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重なることがないよう、第１光拡散層５０の第１基材５１の厚みＴａ１も調整されている。
【００７５】
具体的には、図８に二点鎖線で示すように、一つの平面上に最密充填された三つの第１光拡散剤５３のすべてに接するように、さらなる一つの第１光拡散剤５３が配置される場合を基準として、第１光拡散層５０（第１基材５１）の厚みＴａ１の上限側の条件を検討した。このような場合に、第１光拡散層５０（第１基材５１）の厚さ方向において、第１光拡散剤５３が最も最密に配置されるようになるからである。したがって、このような場合における第１基材５１の最小厚み未満に、第１基材５１の最小厚みＴａ１を設定することによって、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重なることを防止することができる。
【００７６】
このような場合、図９に示すように、四つの第１光拡散剤５３の中心５３ａは、正四角錐の頂点をなす位置に配置されるようになる。したがって、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な一つの平面上に最密充填された三つの第１光拡散剤５３の中心５３ａから、当該三つの第１光拡散剤５３のすべてに接するように配置された他の一つの第１光拡散剤５３（図８において二点鎖線で示された第１光拡散剤）までの、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った離間長さｈは、以下の式（２１）で表される。
【数２】
2008032847.tif 000004
また、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な一つの平面上に最密充填された三つの第１光拡散剤５３の中心５３ａは、第１基材５１の入光側面および出光側面のうちのいずれか一方の面まで、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿って、少なくとも、粒径Ｄ１の半分（Ｄ１／２）だけ離間する。同様に、当該三つの第１光拡散剤５３のすべてに接するように配置された他の一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａから、第１基材５１の入光側面および出光側面のうちのいずれか他方の面までは、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿って、少なくとも、粒径Ｄ１の半分（Ｄ１／２）だけ離間する。
【００７７】
したがって、第１基材５１の厚みＴａ１が、以下の式（２２）を満たすような場合には、一つの第１光拡散剤５３の中心５３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第１光拡散剤５３とは別の第１光拡散剤５３と重なることを防止することができる。
Ta1＜h＋D1／２＋D1／２＝１．８×D1      ・・・式（２２）
【００７８】
以上のようにして、第１基材５１の厚みＴａ１の上限側の条件が設定される。その一方で、第１基材５１の厚みＴａ１は、第１光拡散剤５３の平均粒径Ｄ１以上となっていなければならない。
【００７９】
ところで、このような第１光拡散剤５３としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。また、第１基材５１の材料として、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【００８０】
ここで、第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１より小さい場合には、図１０に示すように、第１光拡散剤５３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲に拡散させられるようになる。一方、第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１より大きい場合には、図１１に示すように、第１光拡散剤５３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられ、その後に広い範囲に拡散させられるようになる。上述したように、一つの単位拡散要素（この場合、第１光拡散剤５３）に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、当該光束が次に入射すべき他の単位拡散要素（後述の説明から明らかになるように、第２光拡散剤６３）が入り込むように配置されていることが好ましい。つまり、第１光拡散層５０によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい場合がある。したがって、第１光拡散剤５３に用いられる材料は、第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１より小さくなるよう、第１光拡散剤５３および第１基材５１に用いられる材料を決定されるようにしてもよい。
【００８１】
なお、今日において、光拡散剤の屈折率の値を特定するための方法として、種々の公知な方法がある。精度良く光拡散剤の屈折率の値を特定する代表的な方法として、ベッケ線法が挙げられる。また、基材中に分散された光拡散剤については、基材中から光拡散剤を取り出し、当該取り出した光拡散剤に対してベッケ線法を適用し、屈折率の値を特定することができる。
【００８２】
一方、基材の屈折率は、高性能かつ容易であることから、通常、アッベ屈折計によって特定される。アッベ屈折計としては、例えば、(株)アタゴのＤＲ−Ｍ２を用いることができる。
【００８３】
次に、第２光拡散層６０について説明する。
【００８４】
図６に示すように、第２光拡散層６０は、第２基材６１と、第２基材６１内に分散された複数の第２光拡散剤６３と、を有している。第２光拡散剤６３は、略球形状を有している。第２光拡散層６０の第２光拡散剤６３に入射した光は、第２基材６１と、第２基材６１に含有され略球形状の外輪郭を有する第２光拡散剤６３と、の界面で屈折して進行方向を変える。これにより、第２光拡散層６０を透過する光は、二次元的に指向性無く拡散させられるようになる。
【００８５】
このような第２光拡散層６０は、上述した第１光拡散層５０と同様に構成され得る。すなわち、本実施の形態においては、第１光拡散層５０と同様に、一つの第２光拡散剤６３の中心６３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重ならないようになっている（図７参照）。言い換えると、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向からの視野において、一つの第２光拡散剤６３の中心６３ａが、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３の輪郭に入り込まないようになっている。ただし、より理想的なのは、図６に示すように、一つの第２光拡散剤６３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重ならないようになっていることである。すなわち、図６に示された第２光拡散層６０においては、第２光拡散剤６３が、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な面に沿って、互いに隣り合うように第２基材６１内に配置されている、あるいは、複数の第２光拡散剤６３が光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面上に並べられている。
【００８６】
具体的には、本実施の形態において、一つの第２光拡散剤６３の中心６３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重ならないようにすべく、式（２３）を満たすようになっている。
０．９１＞（３×Ta2×C2×Sa2）／（２×D2×Sc2）      ・・・式（２３）
【００８７】
なお、式（２３）中において、第２光拡散剤６３の平均粒径をＤ２とし、第２光拡散剤６３を含んだ第２基材６１中における第２光拡散剤６３の重量比（第２基材６１と第２光拡散剤６３とのみによって第２光拡散層６０が形成される本実施の形態においては、第２光拡散層６０に対する第２光拡散剤６３の重量比に相当）をＣ２とし、第２光拡散剤６３の比重をＳｃ２とし、第２光拡散剤６３を含んだ第２基材６１の比重（第２基材６１と第２光拡散剤６３とのみによって第２光拡散層６０が形成される本実施の形態においては、第２光拡散層６０の比重に相当）をＳａ２とし、第２基材６１の厚みをＴａ２としている。
【００８８】
この式（２３）の右辺は、上述した式（１２）と同様に、第２光拡散層６０のシート面に直交する方向からの視野において個々の第２光拡散剤６３が占める面積Ａｃを、第２基材６１中に分散されたすべての第２光拡散剤６３の個数分足し合わせた総面積Ａｔの、第２基材６１の表面積に対する割合である。つまり、各第２光拡散剤６３が、第２光拡散層６０のシート面に直交する方向において、他の第２光拡散剤とまったく重なり合わない場合に、第２光拡散剤６３が、第２光拡散層６０のシート面に直交する方向からの視野において、第２基材６１（第２光拡散層６０）中において占める面積の割合（充填割合）、を表す。したがって、式（２３）が満たされる場合、第２光拡散層６０のシート面に直交する方向からの第２光拡散層６０の視野において、第２光拡散剤６３が第２基材６１中を占める割合は９１％未満となる。そして、第１光拡散層５０について説明したように、式（２３）が満たされる場合には、一つの第２光拡散剤６３が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重ならないようにすることが可能となり、上述した図６に示す理想的な光拡散層６０を得ることが可能となる。
【００８９】
また、言い換えれば、この式（２３）の右辺は、第２基材６１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に第２基材６１を透過する光が第２光拡散剤６３に衝突する平均の回数である。したがって、第１光拡散層５０の場合と同様に、式（２３）中の右辺は、０．４５以上で有ることが好ましく、０．５０以上であることがさらに好ましい。
【００９０】
さらに、上述した第１光拡散層５０と同様に、上述した式（２３）を満たすような場合であっても、第２基材６１の厚み（第２基材６１と第２光拡散剤６３とのみによって第２光拡散層６０が形成される本実施の形態においては、第２光拡散層６０の厚み相当）Ｔａ２が厚ければ、図７に示すように、一つの第２光拡散剤６３の中心６３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重なり得る。そこで、本実施の形態においては、一つの第２光拡散剤６３の中心６３ａが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重なることがないよう、上述した第１光拡散層５０と同様に、第２光拡散層６０の第２基材６１の厚みＴａ２は、以下の式（２４）を満たすようになっている。式（２４）が満たされる場合には、平均粒径Ｄ２を有する一つの第２光拡散剤６３の中心が、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの第２光拡散剤６３とは別の第２光拡散剤６３と重ならないようにすることができる
Ta2＜＝１．８×D2      ・・・式（２４）
なお、式（２４）によって、第２基材６１の厚みＴａ２の上限側の条件が設定されるが、その一方で、第２基材６１の厚みＴａ２は、第２光拡散剤の平均粒径Ｄ２以上となっていなければならない。
【００９１】
ところで、このような第２光拡散剤６３としては、第１光拡散剤５３と同様に、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。また、第２基材６１の材料として、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【００９２】
ここで、第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２が第２基材６１の屈折率ｎａ２より小さい場合には、図１０を参照して第１光拡散層５０について説明したのと同様に、第２光拡散剤６３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲に拡散させられるようになる。一方、第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２が第２基材６１の屈折率ｎａ２より大きい場合には、図１１を参照して第１光拡散層５０について説明したのと同様に、第２光拡散剤６３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられ、その後に広い範囲に拡散させられるようになる。上述したように、一つの単位拡散要素（この場合、第２光拡散剤６３）に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、当該光束ＬＦが次に入射すべき他の単位拡散要素が入り込むように配置されていることが好ましい。つまり、第２光拡散層６０によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい場合がある。したがって、第２光拡散剤６３に用いられる材料は、第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２が第２基材６１の屈折率ｎａ２より小さくなるよう、第２光拡散剤６３および第２基材６１に用いられる材料を決定されるようにしてもよい。
【００９３】
次に、このようにそれぞれ構成され得る第１光拡散層５０および第２光拡散層６０との関係について説明する。
【００９４】
第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割ることによって得られる値と、第２光拡散層６０の第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの大きい方の屈折率の値を第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの小さい方の屈折率の値で割ることによって得られる値と、が相違していることが好ましい。そして、第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割ることによって得られる値が、第２光拡散層６０の第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの大きい方の屈折率の値を第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの小さい方の屈折率の値で割ることによって得られる値よりも大きいことがさらに好ましい。これらの知見は、本件発明者による以下の実験結果に基づくものである。
【００９５】
本件発明者は、まず、第１の実験として、基材の屈折率ｎと光拡散剤の屈折率ｎｃとの関係に基づく拡散度合いについて検討した。屈折率ｎを有した基材中に含まれた屈折率ｎｃを有する光拡散剤へ、均一な輝度分布を有する光束が入射した場合の、光束のその後の光路についてシミュレーションした。シミュレーションは、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃを種々変更して、行った。なお、シミュレーションにおいて採用した基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃは、市販されている透過型スクリーン用の材料として今日において現実的に用いられ得る材料の屈折率の値の範囲内とした。具体的には、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃは、共に、１．４５以上１．６０以下とした。
【００９６】
シミュレーション結果に基づき、各光拡散剤から出射される出射光の輝度を種々の測定角度から調査するとともに、半値角を検討した。ここで測定角度とは、測定方向と、光拡散剤への光束の入射方向と、がなす角度のことである。また、半値角とは、ピーク輝度の半分の輝度を有するようになる測定角度のことである。
【００９７】
図１２に、各光拡散剤および基材の屈折率比と半値角との関係を、グラフとして示す。図１２に示すグラフにおいて、各光拡散剤および基材の屈折率比を横軸に取り、測定された半値角を縦軸に取っている。また、図中の○印は、基材の屈折率ｎが光拡散剤の屈折率ｎｃよりも大きい場合、すなわち、光拡散剤に入射した光束が集光させられることなく広い範囲に拡散させられる場合の結果である。一方、図中の×印は、基材の屈折率ｎが光拡散剤の屈折率ｎｃよりも小さい場合、すなわち、光拡散剤に入射した光束がいったん集光した後に広い範囲に拡散させられる場合の結果である。
【００９８】
なお、「光拡散剤および基材の屈折率比」とは、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃのうちの大きい方の屈折率の値を基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃのうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値としている。したがって、○印については、光拡散剤および基材の屈折率比」とは、基材の屈折率ｎを光拡散剤の屈折率ｎｃで割った値となる。一方、×印については、「光拡散剤および基材の屈折率比」とは、光拡散剤の屈折率ｎを基材の屈折率ｎｃで割った値となる。
【００９９】
既知のように、スネルの法則から、界面への入射角度θ１と界面からの出射角度θ２との間には、以下の式（２５）の関係が成り立つ。ここで、式（２５）中のｎ１は、界面の入光側領域をなす材料が有する屈折率の値であり、式（２５）中のｎ２は、界面の出光側領域をなす材料が有する屈折率の値である。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２      ・・・式（２５）
式（２５）を変形した式（２６）から理解されるように、入射角度が同一である場合、出射角度は、界面の入光側領域をなす材料が有する屈折率ｎ１の、界面の出光側領域をなす材料が有する屈折率ｎ２に対する比が大きくなるにつれて、大きくなっていく。
θ２＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ２）×ｓｉｎθ１）      ・・・式（２６）
【０１００】
したがって、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも大きい場合、および、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも小さい場合のいずれの場合においても、光拡散剤および基材の屈折率比が大きくなるにつれて（基材の屈折率ｎに対する光拡散剤ｎｃの屈折率の比が１から離れるにつれて）、光拡散剤からの出射光がより広い範囲に拡散させられるようになった。また、図１２に示す実験結果とも合致するように、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも大きい場合（図１２における集光有）、および、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも小さい場合（図１２における集光無）のいずれの場合においても、光拡散剤および基材の屈折率比が大きくなるにつれて、半値角がより大きくなる。すなわち、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも大きい場合、および、光拡散剤の屈折率ｎｃが基材の屈折率ｎよりも小さい場合のいずれの場合においても、入射光束ＬＦが拡散される度合いは、光拡散剤および基材の屈折率比が大きいほど、大きくなっていく。
【０１０１】
また、ここで注目すべきは、図１２に示すように、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃが市販されている透過型スクリーン用の材料として今日において現実的に用いられ得る材料の屈折率の値の範囲内にある場合、より具体的には、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃが共に１．４５以上１．６０以下の範囲内となっている場合、言い換えると、光拡散剤および基材の屈折率比が１以上１．１０（＝１．６０／１．４５）以下の範囲内となっている場合、光拡散剤の屈折率ｎｃおよび基材の屈折率ｎのいずれが大きいかに関わらず、基材中に含まれた光拡散剤の拡散度合いは、光拡散剤および基材の屈折率比が大きいほど、大きくなる。すなわち、いったん集光させて拡散させる場合（図１の実線）か、集光させることなく拡散させる場合（図１の二点鎖線）か、を区別することなく、基材中に含まれた光拡散剤の拡散度合いの大小を、光拡散剤および基材の屈折率比によって評価することができる。
【０１０２】
次に、本件発明者は、第２の実験として、基材の屈折率ｎと当該基材中に含まれる光拡散剤の屈折率ｎｃとの屈折率比がそれぞれ異なる複数の光拡散フィルムを作製した。そして、各光拡散フィルムについて、実際に光を投射して種々の測定角度から輝度を測定した。ここで測定角度とは、測定方向と光拡散フィルムのフィルム面への垂線とがなす角度のことである。なお、光拡散フィルムの厚さは、各光拡散フィルム間で略同一にした。また、光拡散フィルムにおける光拡散剤の平均粒径は、各光拡散フィルム間で略同一にした。さらに、光拡散フィルムにおける光拡散剤の量は、各光拡散フィルム間で略同一にした。
【０１０３】
ここで、実験用の光拡散フィルムに用いられた材料は、市販されている透過型スクリーン用の材料として今日において現実的に用いられ得る材料を採用している。具体的には、基材の屈折率ｎおよび光拡散剤の屈折率ｎｃは、共に、１．４５以上１．６０以下であった。
【０１０４】
実験結果を測定角度に対する輝度分布として図１３に示す。図１３において、点線は、光拡散フィルムにおける光拡散剤および基材の屈折率比ｙ＝１．１０である場合の輝度分布を示している。このような光拡散剤および基材の屈折率比ｙは、実際に透過型スクリーンにおいて用いられ得る光拡散フィルムにおいて最も大きい典型的な値である。また、図１３において、一点鎖線は、光拡散フィルムにおける光拡散剤および基材の屈折率比ｙ＝１．０１である場合の輝度分布を示している。このような光拡散剤および基材の屈折率比ｙは、実際に透過型スクリーンにおいて用いられ得る光拡散フィルムにおいて小さい範囲に属する典型的な値である。
【０１０５】
図１３に一点鎖線で示すように、光拡散剤および基材の屈折率比ｙが小さい場合の輝度分布ＣＬ２は、光拡散剤および基材の屈折率比ｙが大きい場合の輝度分布ＣＬ１よりも変化がなだらかである点において好ましい。しかしながら、光拡散剤および基材の屈折率比ｙが小さい場合の輝度分布ＣＬ２は、測定角度が大きくなると、つまり斜めから光拡散フィルムを見ると、輝度が低くなるという不都合がある。
【０１０６】
一方、図１３に点線で示すように、光拡散剤および基材の屈折率比ｙが大きい場合の輝度分布ＣＬ１においては、光拡散剤および基材の屈折率比ｙが小さい場合の輝度分布ＣＬ２に比べ、大きな測定角度における輝度が高く維持される点において好ましい。しかしながら、ピーク輝度、つまり光拡散フィルムのフィルム面への垂線に沿った方向から測定した輝度が突出し過ぎている。また、ピーク輝度を有するようになる測定角度の周辺において、わずかな測定角度の変化で輝度が大幅に変化してしまうという不都合があり、いわゆるホットスポット現象を生じ得る。
【０１０７】
また、図１３の実線は、含有される光拡散剤の重量比をそのままにしながら、輝度分布ＣＬ１を呈する光拡散フィルムの厚さを半分にして得られたシートと、含有される光拡散剤の重量比をそのままにしながら、輝度分布ＣＬ２を呈する光拡散フィルムの厚さを半分にして得られたシートと、を積層した光拡散フィルムの輝度分布ＣＬ３を示している。したがって、この光拡散フィルムの厚みは、輝度分布ＣＬ１を呈する光拡散フィルムおよび輝度分布ＣＬ２を呈する光拡散フィルムの厚みと略同一となっている。また、この光拡散フィルムに含まれた光拡散剤の平均粒径は、輝度分布ＣＬ１を呈する光拡散フィルムおよび輝度分布ＣＬ２を呈する光拡散フィルムに含まれた光拡散剤の平均粒径と略同一となっている。さらに、この光拡散フィルムに含まれた光拡散剤の総量は、輝度分布ＣＬ１を呈する光拡散フィルムおよび輝度分布ＣＬ２を呈する光拡散フィルムに含まれた光拡散剤の量と略同一となっている。
【０１０８】
図１３に実線で示すように、グラフ上において、輝度分布ＣＬ３は、輝度分布ＣＬ１と輝度分布ＣＬ２との間に位置している。具体的には、輝度分布ＣＬ３はなだらかに変化している。また、輝度分布ＣＬ３においては、大きな測定角度での輝度が比較的に高く維持されている。したがって、光拡散フィルム内に、光拡散剤および基材の屈折率比が大きい層と、光拡散剤および基材の屈折率比小さい層と、を設けることにより、理想的な輝度分布を実現することができる。
【０１０９】
すなわち、本実施の形態に当てはめると、第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第１光拡散層５０における第１光拡散剤５３および第１基材５１の屈折率比）ｙ１と、第２光拡散層６０の第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの大きい方の屈折率の値を第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第２光拡散層６０における第２光拡散剤６３および第２基材６１の屈折率比）ｙ２と、が相違していることが好ましい。
【０１１０】
また、第１の実験結果を考慮すると、光拡散剤および基材の屈折率比が大きい場合には、光拡散剤および基材の屈折率比が小さい場合に比べ、当該光拡散剤に入射した光束ＬＦを広い範囲に拡散させることができる。本実施の形態に当てはめると、第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第１光拡散層５０における第１光拡散剤５３および第１基材５１の屈折率比）ｙ１が大きければ、第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦのその後の通過範囲を広い範囲に広げることができる。したがって、一つの第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３を入り込ませやすくすることができる。この結果、第１光拡散剤５３によって拡散させられる光を、第２光拡散剤６３によって効率的にさらに拡散させることができる。
【０１１１】
以上のことから、第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第１光拡散層５０における第１光拡散剤５３および第１基材５１の屈折率比）ｙ１と、第２光拡散層６０の第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの大きい方の屈折率の値を第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第２光拡散層６０における第２光拡散剤６３および第２基材６１の屈折率比）ｙ２と、が相違していることが好ましい。そして、第１光拡散層５０の第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの大きい方の屈折率の値を第１基材５１の屈折率ｎａ１および第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第１光拡散層５０における第１光拡散剤５３および第１基材５１の屈折率比）ｙ１が、第２光拡散層６０の第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの大きい方の屈折率の値を第２基材６１の屈折率ｎａ２および第２光拡散剤６３の屈折率ｎｃ２のうちの小さい方の屈折率の値で割って得られた値（第２光拡散層６０における第２光拡散剤６３および第２基材６１の屈折率比）ｙ２よりも大きいことがさらに好ましい。
【０１１２】
さらに、第１光拡散層５０の個々の第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、第２光拡散層６０の個々の第２光拡散剤６３が入り込むようにするためには、例えば図１０および図１１から理解できるように、第２光拡散層６０中の第２光拡散剤６３の平均粒径は小さいことが好ましい。第１光拡散層５０の第１光拡散剤５３の平均粒径が、第２光拡散層６０の第２光拡散剤６３の平均粒径よりも大きいことが、とりわけ第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１よりも大きい場合に、好ましい。
【０１１３】
このような第１光拡散層５０と、中間層４１と、第２光拡散層６０と、を含む光拡散フィルム４０は、種々の公知の製造方法を用いて製造され得る。例えば、好ましい製造方法として、バーコートを用いた方法があげれらる。この方法においては、まず、光拡散剤を分散させられたＵＶ硬化性樹脂やＥＢ硬化性樹脂等の樹脂をバーコート法によりシート上に塗布し、その後、樹脂の種類に応じた適切な処理を施すことによって樹脂を硬化させる。このような方法を用いることにより、一つ以上の光拡散層を積層した光拡散フィルムを作製することもできる。
【０１１４】
ところで、例えば、バーコートを用いた方法によって光拡散フィルム４０を製造した場合、第１光拡散層５０の第１基材５１と中間層４１の基材４２との間に界面が形成され得り、また、中間層４１の基材４２と第２光拡散層６０の第２基材６１との間に界面が形成され得る。このように、各層５０，４１，６０の間に界面が形成される場合には、当該界面を通過する光は、当該界面において屈折する。
【０１１５】
ここで、中間層４１の基材４２の屈折率ｎｄは、第１基材５１の屈折率ｎａ１よりも小さくなっていることが好ましい。この場合、図１４に示すように、第１基材５１と中間層４１の基材４２との界面を通過する光束ＬＦ１１ａは、当該界面で屈折し、屈折しなかった場合の光束ＬＦ１１ｂよりも広い範囲に拡散させられる。したがって、一つの第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３を入り込ませやすくすることができ、第２光拡散層６０の光拡散機能を効果的に発揮させると言う観点において都合がよい。
【０１１６】
また、第２基材６１の屈折率ｎａ２は、中間層４１の基材４２の屈折率ｎｄよりも小さくなっていることが好ましい。この場合、図１３に示すように、中間層４１の基材４２と第２基材６１との界面を通過する光束ＬＦ１１ａは、当該界面で屈折し、屈折しなかった場合の光束ＬＦ１１ｃよりも広い範囲に拡散させられる。したがって、一つの第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３を入り込ませやすくすることができ、第２光拡散層６０の光拡散機能を効果的に発揮させると言う観点において都合がよい。
【０１１７】
その一方で、互いに隣接する第１光拡散層５０の第１基材５１と、中間層４１の基材４２と、を同一材料から形成する等して、第１光拡散層５０の第１基材５１と中間層４１の基材４２との間に界面が形成されないようにしてもよい。このような光拡散フィルム４０は、例えば、共押し出しにより、製造され得る。図１５に示す例においては、第１光拡散剤５３が片寄って配置されている部分から第１光拡散層５０が形成され、その他の部分から中間層４１が形成されている。そして、第１光拡散層５０の第１基材５１と中間層４１の基材４２とが同一材料から一体に形成され、第１光拡散層５０（第１基材５１）と中間層４１（基材４２）との間に界面（境界）が存在しない。なお、共押し出し成形法を用いて、互いに隣接する第２光拡散層６０の第２基材６１と、中間層４１の基材４２と、を同一材料から形成するようにしてもよい。
【０１１８】
このような共押し出し成形によれば、第１光拡散層５０の第１基材５１および中間層４１の基材４２、あるいは、中間層４１の基材４２および第２光拡散層６０の第２基材６１が、同一材料から一体に形成された光拡散フィルム４０を容易かつ安価に形成することができる。また、共押し出し成形法を用いた場合、三つ以上の層、例えば、第１光拡散層５０と、中間層４１と、第２光拡散層６０と、を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された光拡散フィルム４０をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０１１９】
次に、第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１よりも大きい場合における、第１光拡散層５０と中間層４１と第２光拡散層６０とを備える光拡散フィルム４０の設計方法について詳述する。
【０１２０】
第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１が第１基材５１の屈折率ｎａ１よりも大きい場合、第１光拡散層５０の第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。図１を用いて説明したように、第２光拡散層６０の個々の第２光拡散剤６３の光拡散機能をより効果的に発揮させるためには、一つの第１光拡散剤５３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３が入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、第２光拡散剤６３の全表面が、第１光拡散剤５３によって拡散させられる光束ＬＦをさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。
【０１２１】
そして、第１光拡散層５０と第２光拡散層６０との間に中間層４１が配置されている本実施の形態においては、一つの第１光拡散剤５３へ入射した光束ＬＦが、当該第１光拡散剤５３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３が入り込み得るようにすることが好ましい。一つの第１光拡散剤５３へ入射した光束ＬＦが、当該第１光拡散剤５３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、第２光拡散剤６３が入り込み得るようにするには、第１基材５１中の最出光側に配置された第１光拡散剤５３、および、第２基材６１中の最入光側に配置された第２光拡散剤６３を基準にして、光拡散フィルム４０を設計することが好ましい。第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦは、当該第１光拡散剤５３を出射して集光した後、次第に広い範囲に拡散していく。したがって、最も近接して配置された第１光拡散剤５３および第２光拡散剤６３を基準にして、当該第１光拡散剤５３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該第２光拡散剤６３が入り込むよう、光拡散フィルム４０を設計することが好ましい。
【０１２２】
すなわち、第１基材５１中に含まれた複数の第１光拡散剤５３の平均粒径をＤ１とし、第２基材６１中に含まれた複数の第２光拡散剤６３の平均粒径をＤ２として、第１基材５１中の最出光側に位置し粒径Ｄ１を有する第１光拡散剤５３へ光学シート２９のシート面（光拡散フィルム４０のフィルム面）に直交する方向から入光した光束ＬＦが、第１光拡散剤５３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、第２基材６１中の最入光側に位置し粒径Ｄ２を有する第２光拡散剤６３が入り込み得るよう、光拡散フィルム４０が構成されていることが好ましい。
【０１２３】
このような第１光拡散層５０および第２光拡散層６０を備えた光拡散フィルム４０の設計方法について、図１６を用いてより具体的に説明する。図１６においては、上述したように、第１光拡散剤５３の平均粒径をＤ１とし、第１基材５１に含まれ粒径がＤ１である第１光拡散剤５３の焦点距離をＦ１とし、第２光拡散剤６３の平均粒径をＤ２としている。また、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さをＬ２とする。なお、この長さＬ２は、第１光拡散層５０の出光側に隣接するとともに第２光拡散層６０の入光側に隣接するようにして第１光拡散層５０と第２光拡散層６０との間に中間層４１が設けられた本実施の形態において、中間層の厚みＴｄに相当する。
【０１２４】
第１光拡散層５０（第１基材５１）内の最出光側に配置され粒径Ｄ１を有する第１光拡散剤５３への入射光束ＬＦが、集光後の通過領域Ｓ内に、第２基材６１（第２光拡散層６０）内の最入光側に配置され粒径Ｄ２を有する第２光拡散剤６３を接するようにして含み得るとすると、三角形の相似関係から以下の式（２７）が成り立つ。
D1：F1＝D2：（L2＋D1／２+ D2／２−F1）    ・・・式（２７）
したがって、第１光拡散層５０（第１基材５１）内の最入光側に配置され粒径Ｄ１を有する第１光拡散剤５３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２基材６１（第２光拡散層６０）内の最出光側に配置され粒径Ｄ２を有する第２光拡散剤６３を含み得るようにするには、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２が以下の式（２８）を満たすようにすればよい。
L2≧（（D1＋D2）×F1／D1）−（D1＋D2）／２８    ・・・式（２８）
【０１２５】
ただし、以上の検討は、図１６に示すように、第１光拡散剤５３の中心５３ａと第２光拡散剤６３の中心６３ａとが、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において、重なるように配置されている場合について、行われている。一方、図６に示すように、第２光拡散剤６３が、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な面に沿って、隙間を空けずに隣り合うように第２基材６１内に配置されている第２光拡散層６０（図６参照）を考慮すると、図１７に示すように、第２光拡散剤６３の中心６３ａは、光拡散フィルム４０のフィルム面と平行な面において、当該第２光拡散剤６３の粒径の半分だけ第１光拡散剤５３の中心５３ａからずれ得る。
【０１２６】
このように、その中心６３ａが光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向において第１光拡散剤５３の中心５３ａと重ならないような第２光拡散剤６３が、第１光拡散剤５３から出光した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に接するようにして入り込み得るとすると、三角形の相似関係から以下の式（２９）が成り立つ。
D1：F1＝２×D2：（L2＋D1／２+ D2／２−F1）    ・・・式（２９）
したがって、光拡散フィルム４０のフィルム面に沿った面上において、（光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向からの視野において）、第１光拡散層５０（第１基材５１）内の最出光側に配置され粒径Ｄ１を有する第１光拡散剤５３の中心５３ａと、第２基材６１（第２光拡散層６０）内の最入光側に配置され粒径Ｄ２を有する第２光拡散剤６３の中心６３ａとが第２光拡散剤６３の平均粒径Ｄ２の半分だけずれているような場合に、当該第１光拡散剤５３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが当該第２光拡散剤６３を含み得るようにするには、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２が以下の式（３０）を満たすようにすればよい。
L2≧（（D1＋２×D2）×F1／D1）−（D1＋D2）／２    ・・・式（３０）
【０１２７】
ここで、第１光拡散剤５３の焦点距離（集光距離）Ｆ１について検討する。
【０１２８】
図１８および図１９に示すように、略球形状を有する光拡散剤５９に入射した光は、厳密には、一点に集光させられるわけではない。このような現象は収差と呼ばれており、光拡散剤５９への入射位置が中心から表面側へずれるにしたがって、焦点距離Ｆはしだいに短くなっていく。このとき、光拡散剤５９の屈折率ｎｃと光拡散剤５９を含有する基材の屈折率ｎとの比が異なれば、収差の程度も同様に異なる。本件発明者は、光拡散剤５９の屈折率ｎｃと基材の屈折率ｎとの比を種々の値に変更し、各比における焦点距離の変化について調査した。
【０１２９】
図１８は、光拡散剤５９の屈折率ｎｃと光拡散剤５９を含有する基材の屈折率ｎとの比がある値になっている場合における、光拡散剤５９の各位置に入射する光の光路を示す図である。また、図１９は、図１８に示す場合における、光拡散剤５９への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。図１９における横軸は、光拡散剤５９の半径（Ｄ／２）に対する、入射方向に直交する方向に沿った入射位置のずれ量ｒ（図１５参照）の比である。すなわち、光拡散剤５９の中心に入射した光の入射位置比は０であり、光拡散剤５９に接するよう光拡散剤５９の表面に入射した光の入射位置比は１となる。また、図１９における縦軸は、光拡散剤５９の中心近傍に入射した光の焦点距離に対する、各入射位置に入射した光の焦点距離の比である。すなわち、光拡散剤５９の中心近傍に入射した光の焦点距離比は略１となる。
【０１３０】
図１９に示すように、入射位置比が０より大きく０．９以下である入射光については、焦点距離の変動はほとんどなく、焦点距離は略一定である。一方、入射位置比が０．９を超えると、焦点距離が大きく変動するようになる。そこで表１に、光拡散剤５９への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを、それぞれ光拡散剤５９の粒径Ｄに対する比として示す。なお、表１には、光拡散剤５９の屈折率ｎｃと光拡散剤５９を含有する基材の屈折率ｎとの比（屈折率比）を１０通りに変化させ、各屈折率比に対する結果を示している。
【表１】
2008032847.tif 000005
【０１３１】
ところで、光拡散剤５９への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓは、スネルの法則を用いて算出することができる。具体的には、各屈折率比の界面に入射角が９０°で入射する光として、図１８における角度θを以下の式（３１）により算出する。
θ＝sin-1（n／nc）    ・・・式（３１）
次に、式（３２）により、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓを算出することができる。
Ｆｓ＝（ｔａｎθ）×Ｄ／２＝（ｔａｎ（sin-1（n／nc）））×Ｄ／２
・・・式（３２）
【０１３２】
一方、光拡散剤５９への入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒは、当該入射光の光路をシミュレーションし、当該シミュレーションされた光路から焦点距離を実測することにより求めた。そして、基材の屈折率ｎに対する光拡散剤５９の屈折率ｎｃの屈折率比（ｘ＝ｎｃ／ｎ）を横軸にとり、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比を縦軸にとったグラフ（図２０）上に、結果をプロットした。図２０に示されているように、屈折率比（ｘ＝ｎｃ／ｎ）に対応した焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比の変動は、以下の式（３３）でよく近似される（相関係数０．９９８３）。
Ｆｒ／Ｄ＝
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（３３）
したがって、式（３４）により、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを算出することができる。
Ｆｒ＝Ｄ×
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（３４）
【０１３３】
ここで、式（２８）および式（３０）中における、粒径がＤ１の第１光拡散剤５３の焦点距離Ｆ１として、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒ（式（３４））を用いることができる。
【０１３４】
上述したように、第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦに含まれる略９０％の光束が、焦点距離Ｆｒにおいて、実質的に集光する。すなわち、第１光拡散剤５３に入射する光束ＬＦの輝度分布が均一であれば、この光束ＬＦ中に含まれる前記略９０％の光束も均一輝度を有するようになる。したがって、焦点距離Ｆｒが適用された式（２８）および式（３０）が満たされる場合には、一つの第１光拡散剤５３から出射される光束ＬＦが、一つの第２光拡散剤６３に均一に入射し得るようになり、当該第２光拡散剤６３の光拡散機能を効果的に発揮させることができる。
【０１３５】
一方、焦点距離Ｆｓが適用された式（２８）および式（３０）が満たされる場合、第１光拡散剤５３の両端に接するように入射する光（入射位置比１の光）のその後の通過光路内に、一つの第２光拡散剤６３が入り込み得る。しかしながら、図１８、図１９および表１から理解できるように、焦点距離Ｆｓは焦点距離Ｆｒよりも大幅に短くなる。したがって、焦点距離Ｆｓが適用された式（２８）および式（３０）が満たされ、一つの第２光拡散剤６３が、第１光拡散剤５３の両端に接するように入射した光（入射位置比１の光）の光路間に入り込んだとしても、第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦの略９０％をなすとともに均一な輝度を有し得る前記略９０％の光束ＬＦの通過領域内に入り込まない可能性が十分にある。この場合、前記略９０％の光束ＬＦは、一つの第２光拡散剤６３の表面の一部のみに片寄って入射し、この第２光拡散剤６３の光拡散機能を効果的に発揮させることができないだけでなく、シンチレーションを引き起こし得る。したがって、上述した式（２８）および式（３０）に対し、Ｆｒ（式（３４））を適用することが好ましい。
【０１３６】
ここで、式（３４）で表されるＦｒを第１基材５１中に混入された粒径がＤ１で第１光拡散剤５３の焦点距離Ｆ１として、式（２８）および式（３０）を書き直すと、以下の式（３５）および式（３６）が得られる。なお、式（３５）および式（３６）中のｘａは、第１基材５１の屈折率ｎａ１に対する第１光拡散剤５３の屈折率ｎｃ１の比（この場合は、ｘａ＝ｎｃ１／ｎａ１）である。
L2≧（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D1＋D2）／２）−（D1＋D2）／２
・・・式（３５）
L2≧（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D1＋２×D2）／２）−（D1＋D2）／２
・・・式（３６）  
【０１３７】
以上のようにして、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第２基材５１（第２光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２の下限値を設定することができる。一方、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２は、長ければ長い程良いというものではない。例えば、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、光拡散フィルム４０のフィルム面に直交する方向に沿った第１基材５１（第１光拡散層５０）の出光側面から第２基材６１（第２光拡散層６０）の入光側面までの長さＬ２は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０１３８】
以上のような本実施の形態によれば、光拡散フィルム４０の第１光拡散層５０において、第１光拡散剤５３は、その中心５３ａが光拡散フィルム５３のフィルム面に直交する方向において他の第１光拡散剤と重ならないよう、第１基材５１中に配置されている。すなわち、一つの第１光拡散剤５３に入射した光束ＬＦが、その後、他の第１光拡散剤５３に入射することが抑制されている。また、第１光拡散層５０の出光側に配置された第２光拡散層６０も、第１光拡散層５０と同様に構成されている。この結果、画質をいたずらに劣化させてしまうことを効果的に抑制することができる。その一方で、第１光拡散層５０の一つの第１光拡散剤５３に入光した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該光束ＬＦが次に入射すべき第２光拡散層６０の第２光拡散剤６３が入り込むことが可能となっている。これにより、第２光拡散層６０の第２基材６１中に分散されている各第２光拡散剤６３の光拡散機能を効果的に発揮させることができるようになっている。すなわち、例えば第１光拡散層５０に第１光拡散剤５３を大量に含有させたり、第２光拡散層６０に第２光拡散剤６３を大量に含有させたりすることなく、光拡散フィルム４０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１３９】
なお、上述した第１の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１４０】
例えば、上述した第１の実施の形態において、第１光拡散層５０の第１基材５１中に一種類の光拡散剤５３が分散され、第２光拡散層６０の第２基材６１中に一種類の光拡散剤６３が分散されている例を示したが、これに限られない。第１基材５１中に、上述した第１光拡散剤５３とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した第１光拡散剤５３の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した第１光拡散剤５３の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。同様に、第２基材６１中に、上述した第２光拡散剤６３とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した第２光拡散剤６３の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した第２光拡散剤６３の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、第１光拡散層５０および第２光拡散層６０のみが光拡散剤５３，６３を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、第１光拡散層５０と第２光拡散層６０との間に配置された中間層４１が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの第１光拡散剤５３および一つの第２光拡散剤６３が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０１４１】
また、上述した実施の形態において、光拡散フィルム４０が、二つの光拡散層５０，６０と、当該二つの光拡散層５０，６０間に設けられた中間層４１と、を有する例を示したが、これに限られない。光拡散フィルムが、三つ以上の光拡散層を有するようにしてもよい。
【０１４２】
図２１および図２２には、このような変形の一例を示している。なお、図２１に示す光拡散フィルム４０ａおよび図２２に示す光拡散フィルム４０ｂにおいて、図１乃至図２０を用いて説明した第１の実施の形態と同一に構成され得る部分には同一符号を付している。
【０１４３】
図２１に示す例において、光拡散フィルム４０ａは、第１乃至第３の光拡散層５０，６０，７０を有している。また、第１光拡散層５０と第２光拡散層６０との間に第１の中間層４１が設けられ、第２光拡散層６０と第３光拡散層７０との間に第２の中間層４１ａが設けられている。すなわち、上述した実施の形態における光拡散フィルム４０の出光側に第２中間層４１ａと第３光拡散層７０とをさらに設けた点において異なる。このうち、第３光拡散層７０の構成は、上述した実施の形態の第１および第２光拡散層５０，６０の構成と同様にすることができる。また、第２の中間層４１ａの構成は、上述した実施の形態の中間層４１と同様にすることができる。さらに、第２の中間層４１ａを介した第２光拡散層６０と第３光拡散層７０との関係は、上述した実施の形態の中間層４１を介した第１光拡散層５０と第２光拡散層６０との関係と同様に構成することができる。
【０１４４】
図２２に示す例において、光拡散フィルム４０ｂは、複数の第１光拡散層５０と、複数の第２光拡散層６０と、を備えている。そして、各第１光拡散層５０の出光側には、当該各第１光拡散層５０に隣接して中間層４１が設けられている。また、各第２光拡散層６０の出光側には、当該各第２光拡散層６０に隣接して第２中間層４１ａが設けられている。言い換えると、光拡散フィルム４０ｂは、第１光拡散層５０と、第１光拡散層５０の出光側に隣接して配置された中間層４１と、中間層４１の出光側に隣接して配置された第２光拡散層６０と、第２光拡散層６０の出光側に隣接して配置された第２中間層４１ａと、を有する複数の単位積層体５５を備えている。
【０１４５】
このような複数の単位積層体５５を含む光拡散フィルム４０ｂは、公知の製造方法、例えば共押し出し成形法等を利用して製造することができる。具体例としては、共押し出し成形法で単位積層体５５を形成するとともに、フィードブロックを用い、得られた単位積層体５５を重ね合わせることにより、効率的に光拡散フィルム４０ｂを作成することができる。
【０１４６】
ここで、光拡散層フィルム４０ｂは、単位積層体５５のみから構成される必要はなく、その他の層を含んでいてもよい。また、単位積層体５５の構成は、図示する例に限定されるものではない。また、複数の中間層４１をすべて同一に構成してもよいし、例えば厚みが異なる等、それぞれを異なるように構成してもよい。同様に、複数の第２中間層４１ａをすべて同一に構成してもよいし、例えば厚みが異なる等、それぞれを異なるように構成してもよい。さらに、中間層４１と第２中間層４１ａとを同様に構成してもよい。さらに、中間層４１および第２中間層４１ａのいずれか、あるいは、両方を省くことも可能である。
【０１４７】
さらに、上述した実施の形態において、中間層４１および第２中間層４１ａは単一な基材４２，４２ａからなる単一の層として形成された例を示したが、これに限られず、中間層４１および第２中間層４１ａは複数の基材からなる積層体として形成されてもよい。
【０１４８】
さらに、上述した実施の形態において、光拡散フィルム４０が、光学シートの出光側面をなすようにして、三つの光学シートのうちの最出光側に配置された光学シートのみに含まれる例を示したがこれに限られない。光拡散フィルム４０は、最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよい。また、光拡散フィルム４０は、いずれかの光学シートの出光側面をなす必要はない。さらに、光拡散フィルムが複数の光学シートにそれぞれ含まれるようにしてもよい。さらに、複数の光拡散フィルム４０が、一つの光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、透過型スクリーンに含まれる光学シートの数は特に限定されない。
【０１４９】
このような変形の一例を図２３および図２４に示す。なお、図２３および図２４に示す透過型スクリーン２０ａ，２０ｂにおいて、図１乃至図２２を用いて説明した第１の実施の形態およびその変形例と同一に構成され得る部分には同一符号を付している。
【０１５０】
図２３に示す例において、透過型スクリーン２０ａは、第１乃至第３の光学シート２１ａ，２５，２９を備えている。光拡散フィルム４０は、第１光学シート２１ａにおける光偏向層２２の入光側と、第３光学シート２９における支持層３１の出光側と、に設けられている。また、図２４に示す例において、透過型スクリーン２０ｂは、第１および第２の光学シート２１，２５ａを備えている。光拡散フィルム４０は、第２光学シート２５ａにおける視野角拡大層２６の出光側に設けられている。
【０１５１】
さらに、上述した実施の形態において、光拡散フィルム４０が、背面投射型表示装置１０の透過型スクリーン２０に適用される例を示したが、これに限られず、その他の公知な映像表示システムの表示面に適用してもよい。
【０１５２】
＜第２の実施の形態＞
次に、主に図２５乃至図２９を参照し、光拡散フィルムおよび透過型スクリーンの第２の実施の形態について説明する。なお、図２５乃至図２９において、図２乃至図２４を用いて説明した第１の実施の形態およびその変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０１５３】
図２５に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン１２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，１２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン１２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０１５４】
次に、第３光学シート１２９について詳述する。
【０１５５】
図２５および図２６に示すように、本実施の形態における第３光学シート１２９は、出光側に配置された光拡散フィルム１４０と、入光側に配置された支持層３１と、を有している。図２６に示されているように、光拡散フィルム１４０と支持層３１との間に接合層３４が設けられ、この接合層３４を介して、光拡散フィルム１４０と支持層３１とが互いに接合されている。このうち、支持層３１および接合層３４は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。
【０１５６】
次に、光拡散フィルム１４０について詳述する。
【０１５７】
図２６に示すように、本実施の形態における光拡散フィルム１４０は、基材１５１と、基材１５１内に分散させられ略球形状を有する複数の光拡散剤１５３と、を有する光拡散層１５０を複数（図示する例では、５層）備えている。また、光拡散フィルム１４０は、各光拡散層１５０の間に設けられ、光拡散層１５０と隣接して配置された隣接層１４１を複数（図示する例では、４層）備えている。言い換えると、本実施の形態において、光拡散フィルム１４０は、隣接層１４１と隣接層１４１の入光側または出光側に隣接した光拡散層１５０とを有する複数の単位積層体１５５と、複数の単位積層体１５５の出光側または入光側に配置された光拡散層１５０と、を備えている。
【０１５８】
なお、図２６に示す例においては、一つの隣接層１４１と、当該隣接層１４１の出光側に隣接する一つの光拡散層１５０と、によって単位積層体１５５が構成されるようになっている。一方、図２７に示す例においては、一つの隣接層１４１と、当該隣接層１４１の入光側に隣接する一つの光拡散層１５０と、によって単位積層体１５５が構成されるようになっている。
【０１５９】
本実施の形態において、隣接層１４１は、透光性を有する単一の樹脂からなる単一基材４２によって形成されている。このような隣接層１４１の材料として、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。また、複数の隣接層１４１をすべて同一に構成してもよいし、例えば厚みが異なる等、それぞれを異なるように構成してもよい。
【０１６０】
次に、光拡散層１５０について説明する。なお、本実施の形態における光拡散層１５０は、上述した第１の実施の形態における第１光拡散層５０および第２光拡散層６０と略同様に構成され得る。また、複数の光拡散層１５０は同一に構成されている。
【０１６１】
上述したように、光拡散層１５０は、基材１５１と、基材１５１内に混入された複数の光拡散剤１５３と、を有している。そして、光拡散層１５０の光拡散剤１５３に入射した光は、基材１５１と、基材１５１に含有され略球形状の外輪郭を有する光拡散剤１５３と、の界面で屈折して進行方向を変える。これにより、光拡散層１５０を透過する光は、二次元的に指向性無く拡散させられるようになる。
【０１６２】
ところで、個々の光拡散剤１５３の光拡散機能が効果的に発揮されるようにするには、図１を用いて説明したように、一つの光拡散剤１５３に入光した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該光束ＬＦが次に入光すべき光拡散剤１５３を入り込ませることが有効である。逆に言えば、一つの光拡散剤１５３に入光した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該光束が次に入光すべき光拡散剤１５３の外輪郭の大部分を入り込ませることができないのであれば、当該光束ＬＦが次に入光すべき光拡散剤１５３の光拡散機能を効果的に発揮させることができない場合があるだけでなく、当該光束ＬＦが次に入光すべき光拡散剤１５３自体が画質の劣化を引き起こす原因にもなり得る。このことを考慮すると、画質をいたずらに劣化させてしまうことがないようにするため、一つの光拡散層１５０内において、一つの光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦが、その後、他の光拡散剤１５３に入射することなく、当該光拡散層１５０から出射するようにすることが有用である。
【０１６３】
そこで、図７を参照して第１の実施の形態において説明した第１光拡散層５０と同様に、本実施の形態においては、一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重ならないようになっている（図７参照）。言い換えると、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向（図７における矢印の方向）からの視野において、一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３の輪郭に入り込まないようになっている。ただし、より理想的なのは、図２６に示すように、一つの光拡散剤１５３が、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重ならないようになっていることである。すなわち、図２６に示された光拡散層１５０においては、光拡散剤１５３が、光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面に沿って、互いに隣り合うように基材１５１内に配置されている、あるいは、複数の光拡散剤１５３が光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面上に並べられている。
【０１６４】
具体的には、本実施の形態において、一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重ならないようにすべく、式（３７）を満たすようになっている。
０．９１＞（３×Ta×C×Sa）／（２×D×Sc）      ・・・式（３７）
【０１６５】
なお、式（３７）中において、光拡散剤１５３の平均粒径をＤとし、光拡散剤１５３を含んだ基材１５１中における光拡散剤１５３の重量比（基材１５１と光拡散剤１５３とのみによって光拡散層１５０が形成される本実施の形態においては、光拡散層１５０に対する光拡散剤１５３の重量比に相当）をＣとし、光拡散剤１５３の比重をＳｃとし、光拡散剤１５３を含んだ基材１５１の比重（基材１５１と光拡散剤１５３とのみによって光拡散層１５０が形成される本実施の形態においては、光拡散層１５０の比重に相当）をＳａとし、基材１５１の厚みをＴａとしている。
【０１６６】
この式（３７）の右辺は、第１の実施の形態において説明した式（１２）および式（２３）と同様に、光拡散層１５０のシート面に直交する方向からの視野において個々の光拡散剤１５３が占める面積Ａｃを、基材１５１中に分散されたすべての光拡散剤１５３の個数分足し合わせた総面積Ａｔの、基材１５１の表面積に対する割合である。つまり、各光拡散剤１５３が、光拡散層１５０のシート面に直交する方向において、他の光拡散剤とまったく重なり合わない場合に、光拡散剤１５０が、光拡散層１５０のシート面に直交する方向からの視野において、基材１５１（光拡散層１５０）中において占める面積の割合（充填割合）、を表す。したがって、式（３７）が満たされる場合、光拡散層１５０のシート面に直交する方向からの光拡散層１５０の視野において、光拡散剤１５３が基材１５１中を占める割合は９１％未満となる。そして、第１の実施の形態において説明したように、式（３７）が満たされる場合には、一つの光拡散剤１５３が、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重ならないようにすることが可能となり、上述した図２６に示す理想的な光拡散層１５０を得ることが可能となる。
【０１６７】
また、言い換えれば、この式（３７）の右辺は、基材１５１の入光側面の任意の位置に入射するとともにシート面（フィルム面）に直交する方向に基材１５１を透過する光が光拡散剤１５３に衝突する平均の回数である。したがって、第１の実施の形態における第１光拡散層５０および第２光拡散層６０と同様に、式（３７）中の右辺は、０．４５以上で有ることが好ましく、０．５０以上であることがさらに好ましい。
【０１６８】
さらに、上述した第１の実施の形態の第１光拡散層５０および第２光拡散層６０と同様に、上述した式（３７）を満たすような場合であっても、基材１５１の厚み（基材１５１と光拡散剤１５３とのみによって光拡散層１５０が形成される本実施の形態においては、光拡散層１５０の厚み相当）Ｔａが厚ければ、図７に示すように、一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重なり得る。そこで、本実施の形態においては、一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重なることがないよう、上述した第１の実施の形態の第１光拡散層５０および第２光拡散層６０と同様に、光拡散層１５０の基材１５１の厚みＴａは、以下の式（３８）を満たすようになっている。式（３８）が満たされる場合には、平均粒径Ｄ２を有する一つの光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、当該一つの光拡散剤１５３とは別の光拡散剤１５３と重ならないようにすることができる
Ta＜＝１．８×D      ・・・式（３８）
なお、式（３８）によって、基材１５１の厚みＴａの上限側の条件が設定されるが、その一方で、基材１５１の厚みＴａは、光拡散剤１５３の平均粒径Ｄ以上となっていなければならない。
【０１６９】
ところで、このような光拡散剤１５３としては、上述した第１の実施の形態の第１光拡散剤５３および第２光拡散剤６３と同様に、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。また、基材１５１の材料として、上述した第１の実施の形態の第１基材５１および第２基材６１と同様に、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【０１７０】
ここで、光拡散剤１５３の屈折率ｎｃが基材１５１の屈折率ｎａより小さい場合には、図１０を参照して第１の実施の形態で説明したように、光拡散剤１５３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤１５３の屈折率ｎｃが基材１５１の屈折率ｎａより大きい場合には、図１１を参照して第１の実施の形態で説明したように、光拡散剤１５３に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられ、その後に広い範囲に拡散させられるようになる。上述したように、一つの単位拡散要素（この場合、光拡散剤１５３）に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、当該光束ＬＦが次に入射すべき他の単位拡散要素が入り込むように配置されていることが好ましい。つまり、光拡散層１５０によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい場合がある。したがって、光拡散剤１５３に用いられる材料は、光拡散剤１５３の屈折率ｎｃが基材１５１の屈折率ｎａより小さくなるよう、光拡散剤１５３および基材１５１に用いられる材料を決定されるようにしてもよい。
【０１７１】
このような複数の光拡散層１５０と、複数の隣接層１４１と、を含む光拡散フィルム１４０は、種々の公知の製造方法を用いて製造され得る。例えば、まず、光拡散剤を分散させられたＵＶ硬化性樹脂やＥＢ硬化性樹脂等の樹脂を、隣接層１４１をなすようになるシート上にバーコート法により塗布し、その後、樹脂の種類に応じた適切な処理を施すことによって樹脂を硬化させる。これにより、硬化された樹脂によって形成された光拡散層１５０を含む、単位積層体１５５が製造される。次に、フィードブロックを用い、得られた単位積層体１５５を重ね合わせることにより、効率的に光拡散フィルムを作成することができる。図示する例とは異なって単位積層体１５５のみから光拡散フィルム１４０が形成されている場合、フィードブロックを用いて光拡散フィルム１４０を作製することがとりわけ有用となる。
【０１７２】
ところで、このような方法によって光拡散フィルム１４０を製造した場合、単位積層体１５５内において、光拡散層１５０の基材１５１と隣接層１４１の基材１４２との間に界面が形成され得る。その一方で、互いに隣接する光拡散層１５０の基材１５１と隣接層１４１の基材１４２とを同一材料から形成する等して、光拡散層１５０の基材１５１と隣接層１４１の基材１４２との間に界面が形成されないようにしてもよい。このような光拡散フィルム１４０は、例えば、共押し出しにより、製造され得る。図２７に示す例において、光拡散剤１５３が片寄って配置されている部分から光拡散層１５０が形成され、その他の部分から隣接層１４１が形成されている。そして、光拡散層１５０の基材１５１と隣接層１４１の基材１４２とが同一材料から一体に形成され、光拡散層１５０（基材１５１）と隣接層１４１（基材１４２）との間に界面（境界）が存在しない。
【０１７３】
なお、図２７に示す例においては、一つの隣接層１４１の基材１４２と、当該隣接層１４１の入光側に隣接する一つの光拡散層１５０の基材１５１と、が一体に形成されるようになっている。しかしながら、このような態様に限定されるものではなく、一つの隣接層１４１の基材１４２と、当該隣接層１４１の出光側に隣接する一つの光拡散層１５０の基材１５１と、が一体に形成されるようにしてもよい。
【０１７４】
このような共押し出し成形によれば、容易かつ安価に、光拡散層１５０の基材１５１および隣接層１４１の基材１４２を同一材料から一体に形成することができる。また、共押し出し成形法を用いた場合、光拡散層１５０および隣接層１４１含む三つ以上の層を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された光拡散フィルム１４０をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０１７５】
次に、光拡散剤１５３の屈折率ｎｃが基材１５１の屈折率ｎａよりも大きい場合における、複数の光拡散層１５０と複数の隣接層１４１とを備える光拡散フィルム１４０の設計方法について詳述する。
【０１７６】
光拡散剤１５３の屈折率ｎｃが基材１５１の屈折率ｎａよりも大きい場合、光拡散層１５０の光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。図１を用いて説明したように、各光拡散層１５０の個々の光拡散剤１５０の光拡散機能をより効果的に発揮させるためには、一つ光拡散層１５０の光拡散剤１５３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、当該一つの光拡散層１５０に隣り合う出光側に配置された次の光拡散層１５０の光拡散剤１５３が入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、光束ＬＦの通過領域Ｓ内に入り込んだ出光側の光拡散層１５０光拡散剤１５３の全表面が、入光側の光拡散層１５０の光拡散剤１５３によって拡散させられる光束ＬＦをさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。
【０１７７】
そして、隣り合う二つの光拡散層１５０の間に隣接層１４１が配置されている本実施の形態においては、一つ光拡散層１５０の光拡散剤１５３へ入射した光束ＬＦが、前記光拡散剤１５３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、前記一つの光拡散層１５０に隣り合う出光側に配置された次の光拡散層１５０の光拡散剤１５３が入り込み得るようにすることが好ましい。一つ光拡散層１５０の光拡散剤１５３へ入射した光束ＬＦが、前記光拡散剤１５３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、前記一つの光拡散層１５０に隣り合う出光側に配置された次の光拡散層１５０の光拡散剤１５３が入り込み得るようにするには、前記一つの光拡散層１５０の基材１５１中の最出光側に配置された光拡散剤１５３、および前記一つの光拡散層１５０に隣り合う出光側に配置された次の光拡散層１５０の基材１５１中の最入光側に配置された光拡散剤１５３を基準にして、光拡散フィルム１４０を設計することが好ましい。一つの光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤１５３を出射して集光した後、次第に広い範囲に拡散していく。したがって、異なる二つの光拡散層に含まれた二つの光拡散剤であって、最も近接して配置された二つの光拡散剤１５０を基準として、光拡散フィルム１４０を設計することが好ましい。
【０１７８】
すなわち、基材１５１中に含まれた複数の光拡散剤１５３の平均粒径をＤとして、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿って隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０の最出光側に配置され粒径がＤである光拡散剤１５３へ、第３光学シート１２９のシート面（光拡散フィルム１４０のフィルム面）に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、隣り合う二つの光拡散層のうちの出光側の光拡散層１５０の最入光側に配置され粒径がＤである光拡散剤１５３が入り込み得るよう、光拡散フィルム１４０が構成されていることが好ましい。
【０１７９】
このような光拡散層１５０を備えた光拡散フィルム１４０の設計方法について、図２８を用いてより具体的に説明する。図２８においては、上述したように、光拡散剤１５３の平均粒径をＤとし、基材１５１中に含まれ粒径がＤである光拡散剤１５３の焦点距離をＦとしている。また、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０の基材１５１の出光側面から出光側の光拡散層１５０の基材１５１の入光側面までの光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿った長さをＬ１とする。なお、この長さＬ１は、入光側の光拡散層１５０の出光側に隣接するとともに出光側の光拡散層１５０の入光側に隣接するようにして隣り合う二つの光拡散層間に隣接層１４１が設けられた本実施の形態において、隣接層１４１の厚みＴｄに相当する。
【０１８０】
光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０（基材１５１）内の最出光側に配置され粒径Ｄを有する光拡散剤１５３への入射光束ＬＦが、集光後の通過領域Ｓ内に、出光側の光拡散層１５０の最入光側に配置され粒径Ｄを有する光拡散剤１５３を接するようにして含み得るとすると、三角形の相似関係から以下の式（３９）が成り立つ。
D：F＝D：（L1＋D／２+ D／２−F）    ・・・式（３９）
したがって、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に隣接する二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０（基材１５１）の最出光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、出光側の光拡散層１５０（基材１５０）の最入光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３を含み得るようにするには、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿った当該隣り合う二つの光拡散層１５０の離間長さＬ１が以下の式（４０）を満たすようにすればよい。
L1≧（２×F）−D    ・・・式（４０）
【０１８１】
ただし、以上の検討は、図２８に示すように、入光側の光拡散層１５０の光拡散剤１５３の中心１５３ａと、出光側の光拡散層１５０の光拡散剤１５３の中心１５３ａと、が光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向において、重なるように配置されている場合について、行われている。一方、図２６に示すように、光拡散剤１５３が、光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面に沿って、隙間を空けずに隣り合うように基材１５１内に配置されている光拡散層１５０（図２６参照）を考慮すると、図２９に示すように、二つの隣り合う光拡散層１５０にそれぞれ混入された二つの光拡散剤１５３の中心１５３ａは、光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面において、光拡散剤１５３の粒径の半分（Ｄ／２）だけ互いからずれ得る。
【０１８２】
このように、隣り合う二つの光拡散層１５０にそれぞれ含有された光拡散剤１５３の中心１５３ａが、光拡散フィルム１４０のフィルム面と平行な面において、すなわち、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向からの視野において、重なり合わないような場合にも、入光側の光拡散層１５０（基材１５１）の最出光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、出光側の光拡散層１５０（基材１５０）の最入光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３を接するようにして含み得るとすると、三角形の相似関係から以下の式（４１）が成り立つ。
D：F＝２×D：（L1＋D／２+ D／２−F）    ・・・式（４１）
したがって、光拡散フィルム１４０のフィルム面に沿った面上において（光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向からの視野において）、隣り合う二つの光拡散層１５０にそれぞれ含有された光拡散剤１５３が互いから平均粒径の半分だけずれているような場合に、入光側の光拡散層１５０（基材１５１）の最出光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、出光側の光拡散層１５０（基材１５０）の最入光側に位置し粒径Ｄを有する光拡散剤１５３を含み得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った当該隣り合う二つの光拡散層１５０の離間長さＬ１が以下の式（４２）を満たすようにすればよい。
L≧（３×F）−D    ・・・式（４２）
【０１８３】
ここで、式（４０）および式（４２）中における、粒径がＤの光拡散剤１５３の焦点距離Ｆとして、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒ（式（３４））を用いることができる。
【０１８４】
上述したように、光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦに含まれる略９０％の光束が、焦点距離Ｆｒにおいて、実質的に集光する。すなわち、光拡散剤１５３に入射する光束ＬＦの輝度分布が均一であれば、この光束ＬＦ中に含まれる前記略９０％の光束も均一輝度を有するようになる。したがって、焦点距離Ｆｒが適用された式（４０）および式（４２）が満たされる場合には、入光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３から出射される光束ＬＦが、出光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３に均一に入射し得るようになり、当該出光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３の光拡散機能を効果的に発揮させることができる。
【０１８５】
一方、焦点距離Ｆｓが適用された式（４０）および式（４２）が満たされる場合、入光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３の両端に接するように入射する光（入射位置比１の光）のその後の通過光路内に、出光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３が入り込み得る。しかしながら、図１８、図１９および表１から理解できるように、焦点距離Ｆｓは焦点距離Ｆｒよりも大幅に短くなる。したがって、焦点距離Ｆｓが適用された式（４０）および式（４２）が満たされ、出光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３が、入光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３の両端に接するように入射した光（入射位置比１の光）の光路間に入り込んだとしても、入光側の光拡散層１５０に含まれた光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦの略９０％をなすとともに均一な輝度を有し得る前記略９０％の光束ＬＦの通過領域内に入り込まない可能性が十分にある。この場合、前記略９０％の光束ＬＦは、出光側の光拡散層１５０に含まれた一つの光拡散剤１５３の表面の一部のみに片寄って入射し、この光拡散剤１５３の光拡散機能を効果的に発揮させることができないだけでなく、シンチレーションを引き起こし得る。したがって、上述した式（４０）および式（４２）に対し、Ｆｒ（式（３４））を適用することが好ましい。
【０１８６】
ここで、式（３４）で表されるＦｒを基材１５１中に混入された粒径がＤ１で光拡散剤１５３の焦点距離Ｆとして、式（４０）および式（４２）を書き直すと、以下の式（４３）および式（４４）が得られる。なお、式（４３）および式（４４）中のｘは、基材の屈折率ｎａに対する光拡散剤の屈折率の比（この場合は、ｘ＝ｎｃ／ｎａ）である。
L1≧（（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））
×D）−D
・・・式（４３）
L1≧（（（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））
×D×３）／２）−D
・・・式（４４）  
【０１８７】
以上のようにして、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０の基材１５１の出光側面から出光側の光拡散層１５０の基材１５１の入光側面までの光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿った長さＬ１の下限値を設定することができる。一方、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０の基材１５１の出光側面から出光側の光拡散層１５０の基材１５１の入光側面までの光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿った長さＬ１、長ければ長い程良いというものではない。例えば、この長さＬ１が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０の基材１５１の出光側面から出光側の光拡散層１５０の基材１５１の入光側面までの光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に沿った長さＬ１は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０１８８】
以上のような本実施の形態によれば、光拡散フィルム１４０中の一つの光拡散層１５０において、光拡散剤１５３は、その中心１５３ａが光拡散フィルム１５０のフィルム面に直交する方向において同一の光拡散層１５０内の他の光拡散剤１５３と重ならないよう、基材１５１中に配置されている。すなわち、一つの光拡散剤１５３に入射した光束ＬＦが、その後、同一基材１５１内の他の光拡散剤１５３に入射することが抑制されている。その一方で、光拡散フィルム１４０のフィルム面に直交する方向に離間して隣り合う二つの光拡散層のうちの入光側の光拡散層１５０（基材１５１）内の最出光側に配置され粒径Ｄを有する光拡散剤１５３への入射光束ＬＦが集光後に通過する領域Ｓ内に、出光側の光拡散層１５０内に含まれた光拡散剤１５３であって、光束ＬＦが次に入射すべき光拡散剤１５３が入り込むことが可能となっている。これにより、出光側の光拡散層１５０の基材１５１中に分散されている各光拡散剤１５３の光拡散機能を効果的に発揮させることができるようになっている。すなわち、各光拡散層１５０に光拡散剤１５３を大量に含有させることなく、光拡散フィルム１４０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１８９】
なお、上述した第２の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１９０】
例えば、上述した第２の実施の形態において、光拡散層１５０の基材１５１中に一種類の光拡散剤１５３が分散されている例を示したが、これに限られない。基材１５１中に、上述した光拡散剤１５３とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤１５３の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤１５３の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、光拡散層１５０のみが光拡散剤１５３を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、光拡散層１５０間に配置された隣接層１４１が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤１５３が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０１９１】
また、上述した実施の形態において、光拡散フィルム１４０が、五つの光拡散層１５０と、四つの隣接層１４１と、を有する例を示したが、これに限られない。光拡散フィルム１４０に含まれる光拡散層１５０および隣接層１４１の数を適宜変更することができる。
【０１９２】
さらに、上述した実施の形態において、隣接層１４１は単一な基材１４２からなる単一の層として形成された例を示したが、これに限られず、隣接層１４１は複数の基材からなる積層体として形成されてもよい。
【０１９３】
さらに上述した実施の形態において、光拡散フィルム１４０が、光学シートの出光側面をなすようにして、三つの光学シートのうちの最出光側に配置された光学シートのみに含まれる例を示したがこれに限られない。光拡散フィルム１４０は、最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよい。また、光拡散フィルム１４０は、いずれかの光学シートの出光側面をなす必要はない。さらに、光拡散フィルムが複数の光学シートにそれぞれ含まれるようにしてもよい。さらに、複数の光拡散フィルム１４０が、一つの光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、透過型スクリーンに含まれる光学シートの数は特に限定されない。
【０１９４】
さらに、上述した実施の形態において、光拡散フィルム１４０が、背面投射型表示装置１０の透過型スクリーン１２０に適用される例を示したが、これに限られず、その他の公知な映像表示システムの表示面に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】図１は、入光側に配置された単位拡散要素と出光側に配置された単位拡散要素との関連について説明するための図である。
【図２】図２は、本発明による背面投射型映像表示装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、背面投射型表示装置における光学系の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明による透過型スクリーンの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明による透過型スクリーンの第１の実施の形態を示す図である。
【図６】図６は、本発明による光拡散フィルムの第１の実施の形態を示す図である。
【図７】図７は、光拡散フィルムの光拡散層の設計方法を説明するための図である。
【図８】図８は、光拡散剤の充填方法を説明するための図である。
【図９】図９は、光拡散剤の充填方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図６に示された光拡散フィルムの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図６に示された光拡散フィルムの他の例を示す図である。
【図１２】図１２は、一つの光拡散剤に光束を透過させた場合における、基材および光拡散剤の屈折率比と、半値角との関係を表したグラフを示す図である。
【図１３】図１３は、基材および光拡散剤の屈折率の差の絶対値と、輝度分布と、の関係を示すグラフを示す図である。
【図１４】図１４は、図６に示された光拡散フィルムの作用を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図６に示された光拡散フィルムのさらに他の例を示す図である。
【図１６】図１６は、図６に示された光拡散フィルムの設計方法を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図６に示された光拡散フィルムの他の設計方法を説明するための図である。
【図１８】図１８は、光拡散剤の各位置に入射する光の光路を示す図である。
【図１９】図１９は、光拡散剤への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。
【図２０】図２０は、基材の屈折率に対する光拡散剤の屈折率の比と、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比と、の関係を示す図である。
【図２１】図２１は、図６に示された光拡散フィルムの変形例を示す図である。
【図２２】図２２は、図６に示された光拡散フィルムの他の変形例を示す図である。
【図２３】図２３は、図５に示された透過型スクリーンの変形例を示す図である。
【図２４】図２４は、図５に示された透過型スクリーンの他の変形例を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明による透過型スクリーンの第２の実施の形態を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明による光拡散フィルムの第２の実施の形態を示す図である。
【図２７】図２７は、光拡散フィルムの他の例を示す図である。
【図２８】図２８は、図２６に示された光拡散フィルムの設計方法を説明するための図である。
【図２９】図２９は、図２６に示された光拡散フィルムの他の設計方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１９６】
１０  背面投射型表示装置
２０  透過型スクリーン
２０ａ  透過型スクリーン
２０ｂ  透過型スクリーン
４０  光拡散フィルム
４０ａ  光拡散フィルム
４０ｂ  光拡散フィルム
４１  中間層
４１ａ  中間層
４２  基材
４２ａ  基材
５０  第１光拡散層
５１  第１基材
５３  第１光拡散剤
５５  単位積層体
６０  第２光拡散層
６１  第２基材
６３  第２光拡散剤
１４０  光拡散フィルム
１４１  隣接層
１４２  基材
１５０  光拡散層
１５１  基材
１５３  光拡散剤
１５５  単位積層体
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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