(57)【要約】【課題】光散乱フィルムに反りが生じてしまうことを解消し、全面に渡って接着層を介在させずに表示装置に適用しても、局所的なニュートンリングの発生や、光源が透けて見える問題がなく、好適な表示が視覚される光散乱フィルムを提供する。【解決手段】感光材料からなる光散乱層が、その２倍以上の厚さを有する透明支持体の表面に形成された構成とする。前記光散乱層が、表裏で材質の等しい樹脂フィルムによって挟持された構成とする。同種の感光材料からなる前記光散乱層が、透明支持体の表裏両面に形成された構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
前記光散乱層が、その２倍以上の厚さを有する透明支持体の表面に形成された構成であることを特徴とする光散乱フィルム。
【請求項２】
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
前記光散乱層が、表裏で材質の等しい樹脂フィルムによって挟持された構成であることを特徴とする光散乱フィルム。
【請求項３】
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
同種の感光材料からなる前記光散乱層が、透明支持体の表裏両面に形成された構成であることを特徴とする光散乱フィルム。
【請求項４】
前記光散乱層が体積型ホログラムであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光散乱フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の入射角度に応じて散乱性が異なる（あるいは、入射角度選択性を持つ）と共に、光散乱特性に異方性を持つ光散乱フィルムと、それを適用して表示画像の視認性（明るさやコントラストなど）を向上したり、表示装置の消費電力を軽減することが実現される表示装置に関する。
【０００２】
上記の表示装置としては、バックライトやエッジライトなどの特殊光源を必要とせず、周辺光（日光や室内照明光など）からの反射光を表示光とするタイプの「反射型液晶表示装置」や、前記の特殊光源を擁するタイプの「透過型液晶表示装置」が含まれる。
【０００３】
また、液晶表示装置に限らず、自己発光型の表示素子を利用した表示装置にも本発明は適用できるが、以降は、液晶表示装置で代表して説明する。
【背景技術】
【０００４】
液晶表示装置では、観察の際の視野角を確保する（すなわち、表示装置の前面には、明るく表示画像を見せる）ことや、表示画面の全面に渡って均一な明るさで表示画像を見えるようにする目的で、装置の前面に光散乱フィルムを配置することが行なわれている。
【０００５】
各種の視野角制御フィルムのうち、光散乱の異方性（前方散乱または後方散乱，入射角度選択性，出射角度の指向性）を制御可能とし、観察位置によって表示光の色が変化しない異方性散乱フィルムと液晶表示装置に係る提案がなされている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−１７１６１９号公報。
【０００６】
前記提案による視野角制御フィルムでは、フィルム内部で、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されており、その屈折率の異なる部分が、フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布している構造の光散乱フィルムである。
【０００７】
屈折率の高低からなる濃淡模様は、スペックル・パターンを露光記録する手法の応用によって形成される。
【０００８】
上記の光散乱フィルムを、液晶表示装置に用いる場合、この光散乱フィルムを、偏光フィルムなどの他の部材、または表示画面に、接着層あるいは粘着層（以後、これらを接着層と総称する）を介して一体化して用いるのが一般的であった。
【０００９】
上記構成では、光散乱フィルムと他の部材（または、表示画面）との間に、光散乱フィルムの全面に渡って接着層が介在することになるため、バックライト（特に、直下式バックライト）を備える表示装置に適用した場合、光源が透けて見える度合が高く、光源位置に応じた光量分布（あるいは、光源の形状）が顕著に視覚されてしまう現象を招きやすい。
【００１０】
このため、光散乱フィルムと他の部材（または、表示画面）との間では、全面に渡って接着層を介在させず、少なくとも部分的に両者を離間させた（空気層を介在させた）構成が好ましい。
【００１１】
上記の光散乱フィルムは、透光性を有する基材（プラスチックシートもしくはプラスチックフィルム）の表面に、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されてなる感光材料層を積層してなる構成である場合が殆どであり、前記基材および他の部材（または、表示画面）が接する表面の平滑性が高い場合には、密着積層に伴い、局所的にニュートンリング（干渉模様）を生じてしまうこともあり、やはり表示装置としては、好ましくない現象を招きやすい。
【００１２】
ニュートンリングを生じない程度に、前記基材と他の部材（または、表示画面）とを、全面に渡って離間させると、光散乱フィルムに反りが生じてしまう現象を招くことになる。
【００１３】
反りが生じる原因は、基材と感光材料の物性の相違によるものであり、特に、表示装置の内部での温度上昇（下降）に伴う膨張率（収縮率）の相違による原因が大きい。
【００１４】
表示装置の内部で光散乱フィルムに反りが生じてしまうと、他の部材（または、表示画面）との間で、局所的に密着積層する部分が生じ、やはりニュートンリング（干渉模様）が発生してしまう問題を招くことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、光散乱フィルムに反りが生じてしまうことを解消し、全面に渡って接着層を介在させずに表示装置に適用しても、局所的なニュートンリングの発生や、光源が透けて見える問題がなく、好適な表示が視覚される光散乱フィルム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】
【００１６】
本発明の請求項１による光散乱フィルムは、
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
前記光散乱層が、その２倍以上の厚さを有する透明支持体の表面に形成された構成であることを特徴とする。
【００１７】
請求項２による光散乱フィルムは、
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
前記光散乱層が、表裏で材質の等しい樹脂フィルムによって挟持された構成であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３による光散乱フィルムは、
感光材料からなる光散乱層の内部で屈折率の異なる部分が分布する状態に応じて、光散乱層への入射光が散乱を生じる程度や光散乱方向・範囲が変化するような光学的異方性を有する光散乱フィルムにおいて、
同種の感光材料からなる前記光散乱層が、透明支持体の表裏両面に形成された構成であることを特徴とする。
【００１９】
光散乱フィルムとしては、特開2000−171619号公報に開示される「体積型スペックル・パターン」が露光記録された光散乱体に限らず、体積型ホログラムであっても良い。
【発明の効果】
【００２０】
光散乱フィルムに反りが生じてしまうことが解消され、全面に渡って接着層を介在させずに表示装置に適用しても、局所的なニュートンリングの発生が防止され、好適な表示が視覚される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。光散乱フィルム（光拡散フィルムと同義）の機能（光学特性）や製造方法に係る説明は、上記の特開2000−171619号公報と共通する。
【００２２】
図１は、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布して、屈折率の高低（同図では、黒と白で表現する）からなる濃淡模様が形成された光散乱フィルム１を示す説明図であり、図１（ａ）が平面図，図１（ｂ）が断面図である。
【００２３】
図１（ａ）から分かるように、屈折率の異なる部分の形状は横長である。また、図１（ｂ）から分かるように、屈折率の異なる部分は、フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布した構造である。
【００２４】
図１では、屈折率の異なる部分が、層状に傾斜している方向については、屈折率の分布は一様（傾斜方向では、色が変化していない）である。
【００２５】
図２は、別の実施形態に係る光散乱フィルム１を示す説明図であり、図２（ａ）が平面図，図２（ｂ）が断面図である。図２では、屈折率の異なる部分の形状は縦長であり、また、屈折率の異なる部分が、層状に傾斜している方向については、屈折率の分布は不規則（傾斜方向でも、色が変化している）である。
【００２６】
図１・図２の光散乱フィルムの光学特性について、まず、断面図で考える。
【００２７】
屈折率の異なる部分が層状に分布した上記傾斜方向に沿った角度（フィルムの垂線から角度θをなす、図の矢印２の方向）で入射する光に対しては、光散乱が生じることになる。
【００２８】
上記傾斜方向とは垂直な角度（図の矢印３の方向）で入射する光に対しては、単なる透明フィルムとして機能し、入射光は散乱されずに出射する。
【００２９】
次に、平面図で考えると、屈折率の異なる部分の形状が縦長（あるいは、横長）であると、その部分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部分からの出射光の光散乱特性が、横長（あるいは、縦長）となるような異方性を持つ。
【００３０】
図１では形状が横長であるから出射光は縦長に散乱し、図２では形状が縦長であるから出射光は横長に散乱することになる。
【００３１】
以下、本発明の光散乱フィルムを作製する手段の一例について説明する。本発明の光散乱フィルムは光学的な露光手段により作製することができる。
【００３２】
図３は、図１に示す構造の光散乱フィルムを、ランダムマスクパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。
【００３３】
ＵＶ光源１５から出た紫外光をコリメート光学系１６により平行光１７とし、マスク原版１８を照射する。マスク原版１８は、ガラス基板２０とランダムパターンであるクロムパターンとからなる。
【００３４】
マスク原版１８のＵＶ照射側とは反対の面には感光材料１９を密着して配置しており、マスク原版１８のパターンを感光材料１９に露光照射する。
【００３５】
この際、図示のようにＵＶ平行光１７とマスク原版１８は所定角度αだけ傾いて配置されているため、パターン露光は感光材料１９中で、所定角度傾いてなされることになる。この角度が、光散乱フィルム中の屈折率の異なる部分の傾斜角度（すなわち、入射角度依存性の散乱ピーク角度θ）に相当しすることになるので、前記角度は用途に応じて０〜６０°程度の範囲内で適宜選択される。
【００３６】
また、ここで使用する感光材料１９は、ＵＶ光の露光部と未露光部との屈折率の変調度で記録できる感光材料であり、記録しようとする濃淡模様より高い解像力を持ち、その厚みの方向にもパターンを記録できるような材料である必要がある。
【００３７】
以上は、体積型スペックル・パターンによる光散乱層の説明であるが、本発明においては、作製される光散乱フィルムは、反りが防止される構成である必要があり、感光材料（光重合性ポリマー）以外の構成要素とも関連付けて説明する必要がある。
＜実施形態１＞
請求項１に係る光散乱フィルムは、光散乱層が、その２倍以上の厚さを有する透明支持体の表面に形成された構成である。
【００３８】
本実施形態に係る光散乱フィルム50は、図５に例示するように、厚さ50μｍの透明支持体30の片面に、厚さ20μｍの光散乱層（感光材料）40が積層されている。
【００３９】
同図に示す構成の場合、温度変化に伴う膨張あるいは収縮が比較的大きい光散乱層（感光材料）40が変形（膨張あるいは収縮）しても、厚い透明支持体30はその影響を受けずに吸収するように作用し、結果として、光散乱フィルム（全体）50は、１枚の透明支持体30からなる場合と同様にみなすことができ、２層の膨張率（あるいは、収縮率）の相違による反りは生じない。
＜実施形態２＞
請求項２に係る光散乱フィルムは、光散乱層が、表裏で材質の等しい樹脂フィルムによって挟持された構成である。
【００４０】
本実施形態に係る光散乱フィルム50は、図６に例示するように、光散乱層（感光材料）40が、透明支持体31，32に挟持されている。
【００４１】
本実施形態では、実施形態１のように、透明支持体31，32の厚さを光散乱層（感光材料）40の２倍以上とする必要はないが、光散乱層（感光材料）40の変形により、何れか一方の透明支持体がその影響を受けたとしても、他方の透明支持体が緩和するように、厚さのバランスがとれていれば良い。
＜実施形態３＞
請求項３に係る光散乱フィルムは、同種の感光材料からなる光散乱層が、透明支持体の表裏両面に形成された構成である。
【００４２】
本実施形態に係る光散乱フィルム50は、図７に例示するように、透明支持体30の両面に、光散乱層（感光材料）41，42が積層されている。
【００４３】
同図に示す構成の場合、光散乱層（感光材料）の一方が変形しても、他方の光散乱層も同様に変形するため、結果として、光散乱フィルム（全体）50は、単層の光散乱層からなる場合と同様にみなすことができ、反りは生じない。
【００４４】
本実施形態では、異方性光散乱機能を有する光散乱層が２層ある場合の説明であるが、光散乱フィルム（全体）の反りを防止する上では、一方の光散乱層には、異方性光散乱機能を有する必要はなく、光散乱層と同質の材料からなる層が存在していれば、光散乱層の変形を相殺できるため、十分である。
【００４５】
以上説明した実施形態１〜３では、体積型スペックル・パターンが露光記録されてなる光散乱層に係る説明であったが、本発明では、異方性光散乱機能を有する体積型ホログラムを用いることも可能である。
【００４６】
また、反りが発生する原因には、光散乱フィルムの製造の際、感光材料層が形成されてなる透明支持体に、体積型スペックル・パターン（あるいは、体積型ホログラム）を露光記録する工程の後、感光材料層が硬化収縮することに伴う原因もある。
【００４７】
図３に示した光散乱フィルムの作製工程では、枚葉の感光材料１９に対してマスクパターンを露光記録している説明であるが、光散乱フィルムを連続的に量産する場合には、ロール・ツー・ロール方式での作製が望まれるため、感光材料層を形成してなる感光フィルムを露光記録部に連続的に供給する手法が採用される。
【００４８】
露光記録部を経由した感光フィルムに対して、図４に示すように、感光材料層40の表面に透明支持体32を積層することにより、実施形態２で説明した構成の光散乱フィルムが得られることになる。
【００４９】
透明支持体32の積層にあたっては、接着層の介在，あるいは透明支持体32への易接着処理が必要に応じて行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】光散乱フィルム（光散乱層）を示す説明図であり、図１（ａ）が平面図，図１（ｂ）が断面図。
【図２】光散乱フィルム（光散乱層）を示す説明図であり、図２（ａ）が平面図，図２（ｂ）が断面図。
【図３】光散乱フィルム（光散乱層）を、ランダムマスクパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図。
【図４】光散乱フィルムの実施形態を示す説明図。
【図５】光散乱フィルムの実施形態を示す説明図。
【図６】光散乱フィルムの実施形態を示す説明図。
【図７】光散乱フィルムの実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５１】
１…光散乱フィルム（光散乱層）
15…ＵＶ光源
16…コリメート光学系
17…平行光
18…マスク原版
20…ガラス基板
21…カバーフィルム
22…光重合性ポリマー
23…ベースフィルム
30，31，32…透明支持体
40，41，42…光散乱層
50…光散乱フィルム
【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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