(57)【要約】【課題】偏光板と発光体との間に設けられた光学シートに起因して生じる不具合に対処する。【解決手段】光学モジュール２０は、偏光板４０と、偏光板に対面して配置された発光体２６と、を有する。偏光板は、偏光子４１と、偏光子と接合された保護フィルム５０と、を有する。保護フィルムは、光の進行方向を変化させる光制御機能を有する。発光体は、偏光板の保護フィルムに直面する位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子と、前記偏光子と接合された保護フィルムであって、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した保護フィルムと、を有する偏光板と、
前記偏光板の前記保護フィルムに直面する位置に配置された発光体と、を備える、光学モジュール。
【請求項２】
偏光子と、前記偏光子と接合された保護フィルムであって、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した保護フィルムと、を有する偏光板と、
発光体からの光を受ける導光板であって、前記偏光板の前記保護フィルムに直面する位置に配置された導光板と、を備える、光学モジュール。
【請求項３】
前記保護フィルムは、樹脂材料中に分散された拡散成分を含む、請求項１または２に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記拡散成分の屈折率は、前記樹脂材料からなる主部の屈折率よりも低い、請求項３に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記保護フィルムは、樹脂材料からなる主部および前記主部中に分散された前記拡散成分を有する光拡散層と、前記拡散成分が分散されていない樹脂層と、を含む、請求項３または４に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記光拡散層は、前記樹脂層よりも前記偏光子の側に配置されている、請求項５に記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記光拡散層の前記主部と前記樹脂層との間に、光学界面が存在しない、請求項５または６に記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記保護フィルムは、当該保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面をなす複数の単位光学要素を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記複数の単位光学要素は、所定の配列方向に配列され、
各単位光学要素は、当該複数の単位光学要素の配列方向と交差するとともに前記保護フィルムのフィルム面と平行な方向に、延びている、請求項８に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記保護フィルムは、当該保護フィルムの前記発光体に対面する側の面をなすともに所定の配列方向に配列された複数の単位光学要素を有し、
各単位光学要素は、当該複数の単位光学要素の配列方向と交差するとともに前記保護フィルムのフィルム面と平行な方向に、延びており、
前記偏光板の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、前記複数の単位光学要素が、前記発光体の配列方向と平行な方向に、配列されている、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面に、前記拡散成分の存在に起因して形成された凹凸が設けられている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項１２】
前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面に、賦型により形成された凹凸が設けられている、請求項１〜７および１１のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項１３】
前記保護フィルムは、押し出し加工によって製造された押し出し材である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項１４】
前記偏光板は、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された中間フィルムを、さらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載された光学モジュール。
【請求項１５】
前記偏光板は、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された接着層を、さらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載された光学モジュール。
【請求項１６】
前記接着層は、接着剤と、前記接着剤内に分散された拡散成分と、を含む、請求項１５に記載の光学モジュール。
【請求項１７】
前記光源は、線状に延びる１本の発光体からなる単一の線状発光部あるいは点状発光体を一直線上に並べてなる単一の線状発光部として構成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載された光学モジュールを備える表示装置。
【請求項１９】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載された光学モジュールと、
前記光学モジュールの前記偏光板と積層され、画素配列を有した液晶セルと、を備え、
前記偏光板の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、前記保護フィルムの前記単位光学要素の配列方向は、前記液晶セルの画素配列と交差している、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光子を含んだ偏光板と、偏光板に対面する位置に配置された発光体と、を有する光学モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、偏光子を含んだ偏光板と、偏光板に対面する位置に配置された発光体と、を有する光学モジュールが、光学デバイスに組み込まれて使用されている。典型的な使用例として、この光学モジュールは、表示装置、とりわけ、液晶表示装置に用いられる。液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明するバックライトとして機能する面光源装置と、を有している。
【０００３】
図３４に示すように、面光源装置は、発光体を含んだ光源と、発光体からの光の進行方向を変化させるための多数の光学シートと、を含んでおり、所望の光学特性で液晶表示パネルを照明することができるように設計されている。図３４に示された面光源装置の一例では、光源２５の発光体２６の側から順に、拡散板Ａ、下拡散シートＢ、集光シートＣおよび上拡散シートＤが設けられている。このうち、集光シートＣは、光の進行方向を正面方向へ絞り込み正面方向輝度を向上させる機能（集光機能）を有している。一方、拡散板Ａ、下拡散シートＢおよび上拡散シートＤは、光源２５の発光体２６からの光を拡散させて発光体２６の像を隠す（目立たなくさせる）光拡散機能を有している。
【０００４】
一方、図３４に示されているように、液晶表示パネルは、画素毎に液晶の配向を制御し得る液晶セル１１と、液晶セルの入光側に配置された下偏光板１３と、液晶セル１１の出光側に配置された上偏光板１２と、を有している。一対の偏光板１２，１３は、特定の偏光成分の光を透過させ、前記特定の偏光成分以外の成分の光を吸収する偏光子と、偏光子に接着され偏光子を保護する保護フィルムと、を有している。
【０００５】
このうち保護フィルムは、通常、コスト上の制約から単なる透光性フィルムとして形成されており、透過光に対して積極的に光学的作用を及ぼすことはない。また、光学的機能を付与された保護フィルムが存在しない訳ではないが、偏光子との接着性や偏光子を保護する保護機能を考慮すると、実際上、保護フィルムの偏光子に対面しない側の面を単にマット面化したといった程度にとどまっている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ただし、保護フィルムの一方の表面をマット面化する程度では、保護フィルムに十分な拡散機能を付与することはできない。このため、図３４に示すように、従来の表示装置においては、偏光板の入光側に、多数の光学シートを設ける必要が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２５８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、面光源装置（表示装置）に多数の光学シートが含まれることに起因して、種々の問題が生じている。まず、光学シートの数量が増えると、表示装置の製造コストが直接的に上昇してしまう。また、面光源装置（表示装置）に多数の光学シートが含まれる場合、面光源装置の組み立て時に行う光学シート間の位置決めや、光学シートと発光体との間での位置決めが煩雑となり、このことも、表示装置の製造コストを上昇させてしまう原因となる。
【０００９】
また、各光学シートは、入射光を全て透過させるわけでなく、入射光の一部は光学シートで反射される。光学シートで反射した光は、発光体２６の背面に設けられた反射板２１（図３４参照）或いは他の光学シートで反射され、再利用され得る。しかしながら、各光学シートでの反射の度に、光の一部が吸収されてしまう。このような反射損失は、光学シートの数量が一枚増えるだけで、大幅に上昇してしまう。すなわち、面光源装置（表示装置）に多数の光学シートが含まれる場合、光源の発光体で発光される光の利用効率が著しく低下してしまう。
【００１０】
さらに、発光体からの発熱により、光学シートが加熱され、当該光学シートには曲がり、撓み、反り等の変形が生じ得る。このとき、多数の光学シートが設けられている面光源装置（表示装置）では、隣り合う光学シート同士が接触または擦れ合うこともある。光学シート同士が密着している箇所は、もはや期待した光学機能を発揮することができず、さらに、密着箇所が視認されてしまうこともある。また、光学シート同士が擦れ合うと、光学シートに傷が生じたり、さらには、カスが生じることもあり、著しく表示画質が劣化することになる。
【００１１】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、偏光板と発光体との間に設けられた光学シートに起因して生じる不具合に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による第１の光学モジュールは、
偏光子と、前記偏光子と接合された保護フィルムであって、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した保護フィルムと、を有する偏光板と、
前記偏光板の前記保護フィルムに直面する位置に配置された発光体と、を備える。
【００１３】
本発明による第２の光学モジュールは、
偏光子と、前記偏光子と接合された保護フィルムであって、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した保護フィルムと、を有する偏光板と、
発光体からの光を受ける導光板であって、前記偏光板の前記保護フィルムに直面する位置に配置された導光板と、を備える。
【００１４】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、樹脂材料中に分散された拡散成分を含むようにしてもよい。このような本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記拡散成分の屈折率は前記樹脂材料からなる主部の屈折率よりも低くなっていてもよい。また、このような本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、樹脂材料からなる主部および前記主部中に分散された前記拡散成分を有する光拡散層と、前記拡散成分が分散されていない樹脂層と、を含むようにしてもよい。さらに、このような本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記光拡散層は、前記樹脂層よりも前記偏光子の側に配置されていてもよい。
【００１５】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記光拡散層の前記主部と前記樹脂層との間に、光学界面が存在しないようにしてもよい。
【００１６】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、当該保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面、すなわち、当該保護フィルムの前記発光体または前記導光板に対面する側の面をなす複数の単位光学要素を含むようにしてもよい。このような本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記複数の単位光学要素は、所定の配列方向に配列され、各単位光学要素は、当該複数の単位光学要素の配列方向と交差するとともに前記保護フィルムのフィルム面と平行な方向に、延びていてもよい。
【００１７】
本発明による第１の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、当該保護フィルムの前記発光体に対面する側の面をなすともに所定の配列方向に配列された複数の単位光学要素を有し、各単位光学要素は、当該複数の単位光学要素の配列方向と交差するとともに前記保護フィルムのフィルム面と平行な方向に、延びており、前記偏光板の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、前記複数の単位光学要素が、前記発光体の配列方向と平行な方向に、配列されていてもよい。
【００１８】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面、すなわち、当該保護フィルムの前記発光体または前記導光板に対面する側の面に、前記拡散成分の存在に起因して形成された凹凸が設けられていてもよい。
【００１９】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面、すなわち、当該保護フィルムの前記発光体または前記導光板に対面する側の面に、賦型により形成された凹凸が設けられていてもよい。
【００２０】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、押し出し加工によって製造された押し出し材としてもよい。
【００２１】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムは、フィルム基材上にＵＶ硬化型樹脂を賦型することによって製造されてもよい。
【００２２】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記保護フィルムのヘイズ値が６０％以上９０％以下としてもよい。
【００２３】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、温度４０℃、湿度９０％ＲＨ、２４時間での前記保護フィルムの透湿度が、１０g/m2・24hr以上としてもよい。
【００２４】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記偏光板は、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された中間フィルムを、さらに含むようにしてもよい。
【００２５】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記偏光板は、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された接着層を、さらに含むようにしてもよい。このような本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記接着層は、接着剤と、前記接着剤内に分散された拡散成分と、を含むようにしてもよい。
【００２６】
本発明による第１または第２の光学モジュールにおいて、前記光源は、線状に延びる１本の発光体からなる単一の線状発光部あるいは点状発光体を一直線上に並べてなる単一の線状発光部として構成されていてもよい。
【００２７】
本発明による表示装置は、上述した本発明による第１および第２の光学モジュールのいずれかを備える。
【００２８】
本発明による表示装置が、前記光学モジュールの前記偏光板と積層された液晶セルを、さらに備えるようにしてもよい。
【００２９】
本発明による表示装置が、前記光学モジュールの前記偏光板と積層され、画素配列を有した液晶セルを、さらに備え、
前記保護フィルムが、当該保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面、すなわち、当該保護フィルムの前記発光体または前記導光板に対面する側の面をなす複数の単位光学要素を含み、
前記偏光板の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、前記保護フィルムの前記単位光学要素の配列方向は、前記液晶セルの画素配列と交差していてもよい。
【００３０】
本発明による偏光板は、
偏光子と、前記偏光子と接合された保護フィルムであって、光の進行方向を変化させる光制御機能を有した保護フィルムと、を備える。
【００３１】
本発明による偏光板において、前記保護フィルムは、樹脂材料中に分散された拡散成分を含んでもよい。このような本発明による偏光板において、前記拡散成分の屈折率は前記樹脂材料からなる主部の屈折率よりも低くなっていてもよい。また、このような本発明による偏光板において、前記保護フィルムは、樹脂材料からなる主部および前記主部中に分散された前記拡散成分を有する光拡散層と、前記拡散成分が分散されていない樹脂層と、を含んでもよい。さらに、このような本発明による偏光板において、前記光拡散層は、前記樹脂層よりも前記偏光子の側に配置されていてもよい。
【００３２】
本発明による偏光板において、前記光拡散層の前記主部と前記樹脂層との間に、光学界面が存在しないようにしてもよい。
【００３３】
本発明による偏光板において、前記保護フィルムは、当該保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面をなす複数の単位光学要素を含んでもよい。このような本発明による偏光板において、前記複数の単位光学要素は、所定の配列方向に配列され、各単位光学要素は、当該複数の単位光学要素の配列方向と交差するとともに前記保護フィルムのフィルム面と平行な方向に、延びていてもよい。
【００３４】
本発明による偏光板において、前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面に、前記拡散成分の存在に起因して形成された凹凸が設けられていてもよい。
【００３５】
本発明による偏光板において、前記保護フィルムの前記偏光子に対面する側とは反対側の面に、賦型により形成された凹凸が設けられていてもよい。
【００３６】
本発明による偏光板において、前記保護フィルムは、押し出し加工によって製造された押し出し材であってもよい。
【００３７】
本発明による偏光板が、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された中間フィルムを、さらに含んでもよい。
【００３８】
本発明による偏光板が、前記保護フィルムと前記偏光子との間に配置された接着層を、さらに含んでもよい。このような本発明による偏光板において、前記接着層は、接着剤と、前記接着剤内に分散された拡散成分と、を含んでもよい。
【００３９】
本発明による保護フィルムは、
偏光子と接着されて液晶表示パネル用の下偏光板をなすようになる下偏光板用の保護フィルムであって、
光の進行方向を変化させる光制御機能を有している。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、偏光子と接合される保護フィルムに、光の進行方向を変化させる光制御機能を付与し、これにより、偏光板の保護フィルムに直面する位置に発光体を配置している。すなわち、偏光板と発光体との間に光学シートが配置されていないので、当該光学シートに起因して生じる不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、表示装置および光学モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の光学モジュールに組み込まれた偏光板（下偏光板）を示す斜視図である。
【図３】図３は、表示装置および光学モジュールの作用を説明するための図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面で表示装置および光学モジュールを示す図である。
【図４】図４は、偏光板（下偏光板）の保護フィルムの製造方法および保護フィルムの製造装置の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、液晶表示パネルを示す模式図である。
【図６】図６は、図３と同様の断面において偏光板を示す図であって、保護フィルムの一変形例を説明するための図である。
【図７】図７は、図３と同様の断面において偏光板を示す図であって、保護フィルムの他の変形例を説明するための図である。
【図８】図８は、図３と同様の断面において保護フィルムを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図９】図９は、保護フィルムのさらに他の変形例を示す平面図であって、保護フィルムの単位光学要素の配列を説明するための図である。
【図１０】図１０は、保護フィルムのさらに他の変形例を示す平面図であって、保護フィルムの単位光学要素の配列を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図８と同様の断面において保護フィルムの単位光学要素を示す図であって、単位光学要素の変形例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図８と同様の断面において保護フィルムの単位光学要素を示す図であって、単位光学要素の他の変形例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図３と同様の断面において液晶表示パネルを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、図３と同様の断面において液晶表示パネルを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図３と同様の断面において液晶表示パネルを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、図３と同様の断面において保護フィルムを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１７】図１７は、図３と同様の断面において保護フィルムを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１８】図１８は、図３と同様の断面において保護フィルムを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図１９】図１９は、図３と同様の断面において保護フィルムを示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図２０】図２０は、保護フィルムを示す斜視図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図２１】図２１は、図３と同様の断面において偏光板を示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図２２】図２２は、図３と同様の断面において偏光板を示す図であって、保護フィルムのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図２３】図２３は、図１に対応する図であって、光源の発光体の変形例を説明するための図である。
【図２４】図２４は、図１に対応する図であって、光源の発光体の他の変形例を説明するための図である。
【図２５】図２５は、光学モジュールの変形例の概略構成を示す側断面図である。
【図２６】図２６は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも低くなっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル１）の偏光板の出光側面における正面方向輝度の面内分布を示す図である。
【図２７】図２７は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも高くなっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル２）の偏光板の出光側面における正面方向輝度の面内分布を示す図である。
【図２８】図２８は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率と同一となっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル３）の偏光板の出光側面における正面方向輝度の面内分布を示す図である。
【図２９】図２９は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも低くなっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル１）の偏光板の出光側面の中央で測定された輝度の角度分布を示す図である。
【図３０】図３０は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも高くなっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル２）の偏光板の出光側面の中央で測定された輝度の角度分布を示す図である。
【図３１】図３１は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率と同一となっている光拡散層を保護フィルムとして含んだ光学モジュール（サンプル３）の偏光板の出光側面の中央で測定された輝度の角度分布を示す図である。
【図３２】図３２は、液晶表示パネルの一変形例を側方から示す図である。
【図３３】図３３は、表示装置および光学モジュールを示す縦断面図であって、表示装置および光学モジュールのさらに他の変形例を説明するための図である。
【図３４】図３４は、図１に対応する図であって、従来の表示装置を示す斜視図である。
【図３５】図３５は、図３３に対応する図であって、従来の表示装置を示す断面図である。
【図３６】図３６は、シミュレーション対象となったモデル１の構成を示す模式図である。
【図３７】図３７は、シミュレーション対象となったモデル２の構成を示す模式図である。
【図３８】図３８は、シミュレーション対象となったモデル３の構成を示す模式図である。
【図３９】図３９は、シミュレーション対象となったモデル４の構成を示す模式図である。
【図４０】図４０は、光拡散フィルムａを用いたモデル１について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４１】図４１は、光拡散フィルムｂを用いたモデル１について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４２】図４２は、光拡散フィルムａを用いたモデル２について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４３】図４３は、光拡散フィルムｂを用いたモデル２について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４４】図４４は、光拡散フィルムａを用いたモデル３について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４５】図４５は、光拡散フィルムｂを用いたモデル３について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４６】図４６は、光拡散フィルムａを用いたモデル４について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４７】図４７は、光拡散フィルムｂを用いたモデル４について輝度の角度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４８】図４８は、光拡散フィルムａの光拡散特性を説明するための図であって、正面方向へ進む平行光束が入射した場合に光拡散フィルムａの出光面上で得られる輝度の角度分布を示すグラフである。
【図４９】図４９は、光拡散フィルムｂの光拡散特性を説明するための図であって、正面方向へ進む平行光束が入射した場合に光拡散フィルムｂの出光面上で得られる輝度の角度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００４３】
図１〜図５は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は表示装置および光学モジュールの概略構成を示す斜視図である。図２は、光学モジュールの偏光板を示す斜視図であり、図３は、光学モジュールの作用を説明する図である。図４は、光学モジュールの偏光板に含まれる保護フィルムの製造方法を説明するための図である。
【００４４】
図１に示された表示装置１０は、液晶表示装置であって、液晶表示パネル１５と、液晶表示パネル１５の背面側（観察者側とは反対側）に配置された光源２５と、光源２５を背面側から覆う反射板２１と、を有している。光源２５は、複数の発光体２６を含んでおり、液晶表示パネル１５を背面側から照明する。一方、液晶表示パネル１５は、光源２５の発光体２６で発光された光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成する装置である。
【００４５】
液晶表示パネル１５は、詳しくは後述するように、一対の偏光板１２，４０と、一対の偏光板間に配置された液晶セル１１と、を有している。そして、液晶表示パネル１５の一対の偏光板のうちの入光側の偏光板４０と、光源２５をなす発光体２５と、によって、光学モジュール２０が形成されている。なお、以下においては、液晶表示パネル１５に含まれる一対の偏光板を区別するため、表示装置１０の配置状態に関係なく、入光側の偏光板４０の偏光板を下偏光板と呼び、出光側の偏光板１２を上偏光板と呼ぶ。
【００４６】
この表示装置１０は、直下型の液晶表示装置として構成されており、光源２５をなす発光体２６は、液晶表示パネル１５と正面方向ｎｄに直面する位置に、配置されている。すなわち、光源２５をなす発光体２６は、液晶表示パネル１５の最入光側に位置する下偏光板４０と正面方向ｎｄに直面する位置に、配置されている。したがって、光源２５をなす発光体２６と、液晶表示パネル１５の最入光側に位置する下偏光板４０と、の間には、他の部材が介在しておらず、発光体２６で発光された光は、直接、下偏光板４０に入射することができる。
【００４７】
光源２５をなす発光体２６として、種々の既知な発光体、例えば冷陰極管を用いることができる。ただし、図示する例では、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２６によって光源２５が構成されている。図１から理解され得るように、多数の発光体２６は、仮想平面上に二次元的に配置されている。すなわち、多数の発光体２６が、仮想平面上において、一方向のみに配列されているのではなく、平面的な広がりを持って配置されている。とりわけ、図１に示す例において、光源２５をなす発光体２６は、第１の配列方向ｄ１に並べられるとともに、当該第１の配列方向と直交する第２の配列方向ｄ２にも並べられるようにして、配置されている。
【００４８】
また、反射板２１は、光源２５の発光体２６で発光された光を液晶表示パネル１５の側へ向けるための部材である。反射板２１の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。
【００４９】
なお、本明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５の発光体２６から液晶表示パネル１５を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側、図１においては紙面の上側）のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源２５の発光体２６から液晶表示パネル１５を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。
【００５０】
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「保護フィルム」には、「保護シート」と呼ばれる部材も含まれる。
【００５１】
さらに、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態においては、液晶表示パネル１５のパネル面、下偏光板４０の板面、後述する保護フィルム５０のフィルム面等は、互いに平行となっている。また、本明細書において、「正面方向」とは、表示装置１０の表示面１０ａへの法線方向ｎｄと平行な方向のことを指し、本実施の形態においては、下偏光板４０の板面への法線方向と平行となっている。
【００５２】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「対称」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。
【００５３】
次に、液晶表示パネル１５について説明する。液晶表示パネル１５は、上述したように、一対の偏光板１２，４０と、一対の偏光板１２，４０の間に配置された液晶セル１１と、を有している。このうち偏光板１２，４０は、入射した光を直交する偏光成分に分解し、一方の偏光成分を透過させ、もう一方の偏光成分を吸収する機能（吸収型の偏光分離機能）を有している。
【００５４】
一方、液晶セル１１は、一対の透明基板と、この透明基板間に設けられた液晶層と、を有している。液晶層に対して、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶層の配向は変化するようになる。入光側に配置された下偏光板４０を透過した特定方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分は、一例として、液晶セル１１のうちの電界印加されている液晶層の領域を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されていない液晶層を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶層の各領域への電界印加の有無によって、下偏光板４０を透過した特定方向の偏光成分が、下偏光板４０の出光側に配置された上偏光板１２をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１２で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
【００５５】
ここで、図２および図３を参照して、下偏光板４０についてさらに詳述しておく。下偏光板４０は、吸収型の偏光分離機能を発揮し得る偏光子４１と、偏光子４１と接着された保護フィルム５０と、を有している。図３に示すように、保護フィルム５０は、液晶セル１１に対面しない側から、言い換えると入光側から偏光子４１に積層されており、偏光子４１を外部から保護するようになっている。
【００５６】
また、偏光子４１および保護フィルム５０に隣接するようにして偏光子４１および保護フィルム５０の間に位置し、偏光子４１および保護フィルム５０を互いに接着する接着層（図示せず）を、設けるようにしてもよい。偏光子４１および保護フィルム５０の密着性を高めるための接着層は、従来からある種々の接着剤を用いて形成され得る。一具体例として、例えばポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水性接着剤を用いて接着層を形成することができる。なお、本明細書における接着は、粘着や糊付けを含む概念であり、同様に、本明細書における接着剤とは、粘着剤や糊を含む概念である。
【００５７】
今日まで種々の偏光子が開発されてきており、これらの任意の偏光子を偏光子４１として用いることができる。一具体例として、ポリビニルアルコール系フィルムを基材とした偏光子４１を用いることができる。ポリビニルアルコール系フィルムを基材とした偏光子４１は、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素や染料などの二色性色素を吸着あるいは染色させ、その後、一軸延伸して配向させることによって、光の吸収異方性がポリビニルアルコール系フィルムに付与され得る。
【００５８】
次に、保護フィルム５０について説明する。ここで説明する保護フィルム５０は、光の進行方向を変化させる光制御機能を有している。具体的な構成として、保護フィルム５０の入光側面５０ｂが、図２および図３によく示されているように、並べて配置された単位光学要素（単位プリズム）６０によって形成された光学要素面（プリズム面）として構成されている。この光学要素面によって、保護フィルム５０は集光機能を発現するようになっている。また、保護フィルム５０は、バインダー樹脂中に分散された拡散成分５９ｂを含んでおり、この拡散成分５９ｂによって、保護フィルム５０は光拡散機能を発現するようになっている。以下、保護フィルム５０の構成について、さらに詳述する。
【００５９】
なお、本明細書における「単位光学要素」とは、屈折や反射等の光学的作用を光に及ぼして、当該光の進行方向を変化させる機能を有した要素のことを指し、「単位形状要素」、「単位プリズム」および「単位レンズ」といった要素と呼称の違いのみに基づいて区別されるものではない。同様に、「プリズム」および「レンズ」は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。
【００６０】
図３によく示されているように、保護フィルム５０は、シート状の本体部５５と、本体部５５の入光側面５５ｂに並べて配置された単位光学要素６０と、を有している。各単位光学要素６０は、その配列方向と交差する方向であって且つ保護フィルム５０のフィルム面と平行な方向に、延びている。また、保護フィルム５０に含まれる単位光学要素６０は、互いに同一に構成されている。本実施の形態において、下偏光板４０の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、単位光学要素６０の配列方向は、複数の発光体２６の第１の配列方向ｄ１（図１参照）と平行となっている。
【００６１】
ところで、液晶表示パネル１５は、多数の画素を画成する。液晶表示パネル１５は、この画素毎に光の透過および遮断を制御することによって、映像を形成する。そして、単位光学要素６０の配列方向は、下偏光板４０の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合、液晶表示パネル１５の液晶セル１１の画素の配列方向と交差、すなわち、画素の配列方向に対して傾斜または直交していることが好ましい。具体的には、下偏光板４０の板面への法線方向と平行な方向から観察した場合に、単位光学要素６０の配列方向と液晶セル１１の画素の配列方向とが、１°以上４５°未満の角度で傾斜していることが好ましく、５°以上３０°以下の角度で傾斜していることがさらに好ましい。この場合、画素の規則的な配列に起因した周期性と、単位光学要素６０の規則的な配列に起因した周期性と、の干渉によって生じるモアレ（干渉縞）を効果的に目立たなくさせることができる。また、モアレを目立たなくさせる観点からすれば、単位光学要素６０の配列ピッチが、３０μｍ以下となっていることが好ましい。
【００６２】
図３に示された断面は、単位光学要素６０の配列方向と保護フィルム５０のフィルム面への法線方向との両方向に沿った断面（以下。単に「主切断面」とも呼ぶ）である。図３に示すように、各単位光学要素６０は、主切断面において、三角形形状となっている。とりわけ図示する例においては、単位光学要素６０の主切断面における断面形状は、保護フィルム５０のフィルム面への法線方向を中心として左右対称に配置された二等辺三角形状となっている。この二等辺三角形形状の頂角の角度θａ（図３参照）は、集光機能を考慮して、例えば１５°以上１００°以下とすることができる。
【００６３】
また、保護フィルム５０は、上述したように、拡散成分５９ｂを有しており、この拡散成分５９ｂによって、保護フィルム５０は光拡散機能を発現するようになっている。より厳密には、保護フィルム５０は、樹脂からなる主部５９ａと、主部５９ａ中に分散された拡散成分５９ｂと、を有する光拡散層５１ａを含んでいる。
【００６４】
本実施の形態における保護フィルム５０は、図３によく示されているように、光拡散層５１ａと、拡散成分５９ｂを含有していない樹脂層５１ｂと、を有している。図示する例において、樹脂層５１ｂは、光拡散層５１ａよりも入光側に配置されている。すなわち、光拡散層５１ａは、樹脂層５１ｂよりも偏光子４１の側に配置されている。
【００６５】
樹脂層５１ｂは、上述した単位光学要素６０と、本体部５５の入光側の部分と、を構成している。一方、光拡散層５１ａは、樹脂層５１ｂに隣接する本体部５５の出光側の部分を構成している。また、後述する製造方法に起因して、光拡散層５１ａの主部５９ａと樹脂層５１ｂとの間に、光学界面が存在しない。すなわち、光は、保護フィルム５０内において樹脂層５１ｂから光拡散層５１ａへ、光学作用を及ぼされることなく入射する。
【００６６】
樹脂層５１ｂをなす樹脂材料および光拡散層５１ａの主部５９ａをなす樹脂材料として、優れた光学特性を有する種々の樹脂材料、例えば、ポリカーボネート系樹脂を用いることができる。
【００６７】
一方、光拡散層５１ａに分散された拡散成分５９ｂは、主部５９ａとは異なる屈折率を有した粒状物、あるいは、それ自体が反射性を有した粒状物等から構成され得る。この拡散成分５９ｂをなす粒状物は、金属化合物であってもよいし、気体を含有した多孔質物であってもよいし、さらには、単なる気泡であってもよい。また、粒状物からなる拡散成分５９ｂの形状は、特に問われることはない。したがって、拡散成分５９ｂは、図示された例のように球状（粒子状）である必要はなく、例えば回転楕円体形状や線状等の種々の形状を有することができる。
【００６８】
保護フィルム５０は、拡散成分５９ｂを含んだ光拡散層５１ａに起因して、光を拡散させる拡散機能を発現することができる。このように、内添された拡散成分５９ｂに起因した保護フィルム５０の光拡散機能の程度は、主部５９ａをなす樹脂材料、主部５９ａの厚み、拡散成分５９ｂの構成（形状、大きさ（粒径）、屈折率等）、拡散成分５９ｂの濃度等を適宜設定することにより、極めて広い範囲内で調節可能である。具体的には、単なる表層部をマット面化（粗面化）しただけでは通常到達することが不可能な程度、例えば６０％以上９０％以下の範囲内に、保護フィルム５０のヘイズ値を設定することも可能である。なお、本件発明らが鋭意研究を重ねたところ、後述する実験結果によっても実証されているように、拡散成分５９ｂの屈折率が当該拡散成分を含有して保持する主部５９ａの屈折率よりも低くなっている場合に、光量損失を抑えて光源２５からの光をより高い利用効率で利用することが可能となり、結果として、高い正面方向輝度および広い視野角の両立を実現することができた。
【００６９】
ところで、下偏光板４０の入光側面、さらには液晶表示パネル１５の入光面をなす保護フィルム５０の入光側面５０ｂは、単位光学要素６０からなる光学要素面として形成されている。一方、保護フィルム５０の出光側面５０ａは、平坦面として形成されている。これにより、空気等の混入を防止しながら、保護フィルム５０と偏光子４１とを安定して積層および接着することが可能となる。
【００７０】
なお、本明細書において、保護フィルム５０の偏光子４１に対面する側の面５０ａに対して用いる「平坦」とは、保護フィルム５０と偏光子４１との安定した積層および接着を確保し得る程度の平坦を指す。例えば、保護フィルム５０の偏光子４１に対面する側の面５０ａの表面粗さが、ＪＩＳＢ０６０１（１９８２年）に準拠して十点平均粗さＲｚとして測定された場合に、１．０μｍ以下であれば平坦と言える。
【００７１】
このように保護フィルム５０が拡散成分５９ｂを内添されているにもかかわらず、保護フィルム５０の出光側面５０ａが平坦であることから、いわゆる「水貼り」によって、保護フィルム５０および偏光子４１を積層および接着することができる。具体的には、水、或いは、界面活性剤等の好適な添加剤が混合された水溶液（または、懸濁液）を間に介在させた状態で、保護フィルム５０および偏光子４１を互いに重ね合わせていく。これにより、空気等の異物の混入を防止しながら、保護フィルム５０および偏光子４１を積層することができる。またこの際、水あるいは水溶液（または懸濁液）に接着剤（例えば糊等）を混合しておくことにより、あるいは、保護フィルム５０および偏光子４１の少なくとも一方に接着層を予め設けておき、保護フィルム５０および偏光子４１を積極的に接着するようにしてもよい。
【００７２】
なお、「水貼り」後に、保護フィルム５０および偏光子４１からの水分の除去を促進するため、保護フィルム５０の透湿度が、温度４０℃、湿度９０％ＲＨでの状況下で、１０g/m2・24hr以上となっていることが好ましい。ただし、透湿度が高すぎると、吸湿に起因した反りや曲がりが発生し得るため、透湿度が、温度４０℃、湿度９０％ＲＨで測定して４００g/m2・24hr以下であることが好ましい。なお、本明細書における透湿度とは、ＪＩＳＺ０２０８に準拠してカップ法を用いて測定された数値を指す。
【００７３】
ここで、主に図４を参照して、以上のような構成からなる保護フィルム５０の製造方法の一例について説明する。なお、以下の説明では、保護フィルム５０が、押し出し加工によって押し出された押し出し材として形成されている。
【００７４】
まず、保護フィルム５０の製造に用いられ得る押し出し装置８０について説明する。図４に示すように、押し出し装置８０は、ダイ８２ａを含む押し出し機８２と、成型ロール８４と、成型ロール８４に対向して配置されたバックアップ手段８６と、成型ロール８４およびバックアップ手段８６の下流側に配置された誘導手段８８と、を有している。誘導手段８８は、一対のガイドロール８８ａとして構成されている。また、押し出し装置８０は、成型ロール８４を加熱する加熱手段８３と、成型ロール８４を冷却する冷却手段８７と、を有している。
【００７５】
成型ロール８４は、円柱状の外形状を有しており、本例において、成型ロール８４の円柱状の外周面には、単位光学要素６０の断面形状に対応した形状を有する溝が、螺旋状に形成されている或いは周状に多数形成されている。円柱状の成型ロール８４は、当該円柱の中心を通過する回転軸線を中心として回転可能となっている。
【００７６】
また、成型ロール８４は、中心部８５ａと、表層部８５ｃと、中心部８５ａおよび表層部８５ｃの間に設けられた断熱部（断熱層）８５ｂと、を有している。表層部８５ｃは、成型ロール８４の成型面８４ａを構成し、上述した単位光学要素６０の断面形状に対応した形状を有する溝が形成されている。断熱部８５ｂは、表層部８５ｃおよび中心部よりも高い断熱性を有している。なお、断熱性の高低は、熱伝導率を用いて評価され得り、熱伝導率の値が小さいほど、断熱性が高いと言える。一例として、断熱部８５をセラミクスから形成し、表層部８５ｃおよび中心部８５ａを鋼から構成することができる。
【００７７】
バックアップ手段８６は、二以上の支持ロール８６ａと、二以上の支持ロール８６ａ間に架け渡された無縁のベルト部材（ベルト）８６ｂと、を有している。図示する例では、バックアップ手段８６は、二つの支持ロール８６ａを有している。各支持ロール８６ａは、円柱状に形成され、当該円柱の中心を通過する回転軸線を中心として回転可能となっている。各支持ロール８６ａの回転軸線は、互いに平行であり、且つ、成型ロール８４の回転軸線とも平行になっている。そして、二以上の支持ロール８６ａは、回転軸線を中心として回転することにより、当該支持ロール８６ａに架け渡されたベルト部材８６ｂを駆動することができる。
【００７８】
図示する例において、二つの支持ロール８６ａのうちの一方は、成型ロール８４に対向して配置されたニップローロール８６ａ１として構成されている。二つの支持ロール８６ａのうちの他方は、ニップローロール８６ａ１との間で、ベルト部材８６ｂの移動経路を確定する調整ロール８６ａ２として構成されている。
【００７９】
図４に示すように、ニップローロール８６ａ１と調整ロール８６ａ２との間にあるベルト部材８６ｂは、成型ロール８４からの押圧によって、成型ロール８４の外輪郭に対応して変形するようになっている。このため、後述するようにベルト部材８６ｂと成型ロール８４との間を通過するフィルム材料９０が、その移動経路に沿った或る長さＬのニップ区間ＮＺにわたって、ベルト部材８６ｂと成型ロール８４とによって加圧され続けることになる。図４に示す構成では、例えば、ニップ区間ＮＺの長さＬは、支持ロール８６ａ、とりわけ調整ロール８６ａ２の位置を調整することによって、適宜調整され得る。
【００８０】
このような成型ロール８４、ニップロール８６ａ１、調整ロール８６ａ２およびベルト部材８６ｂは、種々の材料を用いて構成される。例えば、成型ロール８４、ニップロール８６ａ１および調整ロール８６ａ２については、金属製のロールや、中心部が金属製であるとともに表層部が弾性体（例えばゴム）からなるロール等を用いることができる。また、ベルト部材８６ｂとしては、耐久性を有した金属製の無縁ベルト、例えば、クロム合金やニッケル合金などの金属合金製のベルト状の部材を、用いることができる。
【００８１】
なお、以上の例に限られず、バックアップ手段８６が単なる金属ロールまたはゴムロール等から構成されていてもよい。
【００８２】
加熱手段８３は、図４に示すように、成型ロール８４のうちのバックアップ手段８６と対面する直前の位置において、すなわち、成型ロール８４のうちの押し出し材９０に接触する直前の位置において、成型ロール８４を成型面８４ａから加熱することができる。加熱手段８３としては、図４に示すように、遠赤外線ヒータ８３ａを用いることができる。
【００８３】
一方、冷却手段８７は、押し出し材９０の移動経路に沿ったバックアップ手段８６と調整手段８８との間となる位置において、成型ロール８４に対向して配置されている。冷却手段８７は、押し出し材９０を介して成型ロール８４の表層部８５ｃに当接し、成型ロール８４を成型面８４ａから冷却することができる。冷却手段８７としては、内部に冷媒（例えば、冷却水）の循環路が形成された冷却ロール８７ａを用いることができる。
【００８４】
なお、上述したように、成型ロール８４は、成型面８４ａをなす表層部８５ｃに隣接し、断熱性に優れた断熱部８５ｂを設けられている。したがって、加熱手段８３から熱を加えられるのは、主として、成型ロール８４の表層部８５ｃとなり、且つ、冷却手段８７に熱を奪われるのは、主として、成型ロール８４の表層部８５ｃとなる。このため表層部８５ｃの層厚を薄くして表層部８５ｃの熱容量を小さくしておくことにより、加熱手段８３および冷却手段８７を用いて、成型ロール８４の表層部８５ｃの温度を迅速に且つ大幅に変化させることが可能となる。具体的には、冷却手段８７によって冷却された成型ロール８４の表層部８５ｃを、加熱手段８３からの加熱によって、短時間で加熱することができ、逆に、加熱手段８３によって加熱された成型ロール８４の表層部８５ｃを、冷却手段８７による冷却によって、短時間で冷却することができる。
【００８５】
次に、このような押し出し装置８０を用いて、上述した保護フィルム５０を製造する方法について説明する。ここで説明する方法においては、いわゆる共押し出しにより、上述した光拡散層５１ａおよび樹脂層５１ｂの押し出し材としてのフィルム材料９０を製造する。そして、得られたこのフィルム材料９０が保護フィルム５０をなすようになる。
【００８６】
まず、光拡散層５１ａをなすようになる第１の材料と、樹脂層５１ｂをなすようになる第２の材料と、を押し出し機８２に投入する。光拡散層５１ａをなすようになる第１の材料には、主部をなすようになる熱可塑性樹脂（例えば、ペレット状の熱可塑性樹脂材料）と、拡散成分５９ｂをなすようになる粒状物と、が含まれている。また、樹脂層５１ｂをなすようになる第２の材料には、樹脂層５１ｂをなすようになる熱可塑性樹脂（例えば、ペレット状の熱可塑性樹脂材料）が含まれる。第２の材料に含まれる熱可塑性樹脂は、第１の材料に含まれる熱可塑性樹脂と異なる樹脂材料であってもよいし、第１の材料に含まれる熱可塑性樹脂と同一の樹脂材料であってもよい。
【００８７】
押し出し機８２に投入された第１および第２の樹脂材料をなす熱可塑性樹脂は、押し出し機８２内でガラス転移点温度以上に加熱される。そして、加熱されて軟化した第１および第２の樹脂材料が押し出し機８２によって押し出される。
【００８８】
一例として、ガラス転移点温度が１４０℃近辺となるポリカーボネート系樹脂が、第１および第２の樹脂材料に含まれる熱可塑性樹脂として用いられる場合、ダイ８２ａを通過した直後の熱可塑性樹脂の温度が３００℃程度となるように、押し出し機８２内で熱可塑性樹脂を加熱するようにしてもよい。また、押し出し加工によって保護フィルム５０を作製する場合、拡散成分５９ｂをなすようになる粒状物の平均粒径（体積相当法で算出された粒径、すなわち体積相当径の算術平均、以下同様）を０．８μｍ〜１５μｍとし、拡散成分５９ｂをなすようになる粒状物５８ｂの含有量が０重量％を超え４０重量％以下とすることができる。
【００８９】
このようにして、熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂内に分散された拡散成分とを有した第１の層（光拡散層５１ａをなすようになる層）と、熱可塑性樹脂からなる第２の層（樹脂層５１ｂをなすようになる層）と、を有するフィルム材料９０が、押し出し材として、形成される。この際、押し出し機８２のダイ８２ａにおいて、フィルム材料９０の厚みは所望の厚さに制御され得る。
【００９０】
押し出し機８２から押し出されたフィルム材料９０は、成型ロール８４とバックアップ手段８６との間へ進む。この際、フィルム材料９０の熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂内に分散された拡散成分とを有した第１の層（光拡散層５１ａをなすようになる層）がバックアップ手段８６と接触し、熱可塑性樹脂からなる第２の層（樹脂層５１ｂをなすようになる層）が成型ロール８４と接触するようになる。そして、フィルム材料９０は、バックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂによって熱可塑性樹脂および粒状物からなる第１の層（光拡散層５１ａをなすようになる層）の側から支持された状態で、成型ロール８４によって熱可塑性樹脂からなる第２の層（樹脂層５１ｂをなすようになる層）の側から押圧される。バックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂと成型ロール８４とによるフィルム材料９０の押圧は、フィルム材料９０が、所定長さの区間ＮＺを進む間に亘って、継続される。
【００９１】
このようにして、成型ロール８４の型面８４ａがフィルム材料９０の熱可塑性樹脂からなる層（樹脂層５１ｂをなすようになる層）に押し付けられ、型面８４ａの凹凸形状がフィルム材料９０に転写される。また、フィルム材料９０が、整型ロール８４とバックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂとによって挟圧されている間に、拡散成分はフィルム材料９０の内部に押し込まれる。
【００９２】
なお、無縁ベルト８６ｂは、成型ロール８４と比較して熱容量が格段に小さく、また、ヒータ等によって加熱されない。したがって、無縁ベルト８６ｂは、フィルム材料９０から熱を吸収したとしても、フィルム材料９０に接触していない間に十分な放熱を行う。このため、無縁ベルト８６ｂが再度フィルム材料９０に接触する際には、無縁ベルト８６ｂの温度は十分に低下しており、無縁ベルト８６ｂはフィルム材料９０の冷却を促進する。結果として、フィルム材料９０がバックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂから離間する際に、フィルム材料９０の無縁ベルト８６ｂに接触していた熱可塑性樹脂および粒状物からなる第１層（光拡散層５１ａをなす層）が十分に冷却される。すなわち、当該層に含まれる熱可塑性樹脂がそのガラス転移点温度以下の温度に到達するよう、無縁ベルト８６ｂによってフィルム材料９０を十分に冷却することができる。
【００９３】
しかも、このように、光拡散層５１ａの主部５９ａをなすようになる樹脂材料についてのガラス転移点温度以下まで、光拡散層５１ａをなすようになる第１層の温度が低下している場合には、当該熱可塑性樹脂材料は或る程度の変形抵抗を有するようになる。このため、主部５９ａをなすようになる樹脂材料の熱膨張率と、拡散成分５９ｂをなすようになる粒状物の熱膨張率との差に起因した熱変形が生じにくくなる。すなわち、主部５９ａをなすようになる樹脂材料の部分が後退し、拡散成分５９ｂをなすようになる粒状物の輪郭が浮き上がってくることが抑制され、フィルム材料９０の無縁ベルト８６ｂに接触していた面を平坦な面に維持することができる。
【００９４】
一方、押し出し機８２から押し出された直後のフィルム材料９０の温度は、３００°程度にまで上昇している。このフィルム材料９０に接触することになる成型ロール８４は、フィルム材料９０に接触する直前に、加熱手段８３によって成型面８４ａの側から加熱される。成型面８４ａを含む表層部８５ｃは、断熱部８５ｂによって中心部８５ａから区画されており、迅速に且つ大幅にその温度を上昇させられ得る。この際、成型面８４ａの温度は、フィルム材料９０の成型ロール８４によって賦型されるようになる樹脂材料のガラス転移点温度以上の温度、例えば、賦型される樹脂材料がポリカーボネートである場合には１６０°程度にまで加熱される。このようにして、押し出された直後のフィルム材料９０が、加熱された成型ロール８４の成型面８４ａと、バックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂと、によって押圧される。
【００９５】
フィルム材料９０は、所定長さの区間ＮＺを進む間に亘って、バックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂと成型ロール８４との間で押圧された状態となる。この間、上述したようにフィルム材料９０はバックアップ手段８６の無縁ベルト８６ｂに熱を奪われ、また、フィルム材料９０は成型ロール８４からも熱を奪われる。ただし、上述したように無縁ベルト８６ｂの側からはフィルム材料９０の熱が急速に奪われるが、成型ロール８４は、フィルム材料９０に接触する直前に加熱されている。したがって、賦型されるべき樹脂が、高温、好ましくはそのガラス転移転温度以上の温度に維持された状態で、成型ロール８４の成型面８４ａに所定の時間に亘って、成型ロール８４の成型面８４ａによって押圧されることになる。この結果、フィルム材料９０には、所望の凹凸形状が精度良く賦型されることになる。
【００９６】
図４に示すように、バックアップ手段８６と成型ロール８４との間での押圧から解放されたフィルム材料９０は、その後においても、バックアップ手段８６および誘導手段８８に支持された状態で、成型ロール８４の成型面８４ａへ向けて押圧されている。成型ロール８４の成型面８４ａ上に配置されたフィルム材料９０は、その後、成型ロール８４と冷却手段８７をなす冷却ロール８７ａとの間を通過する。この際、冷却手段８７によって、フィルム材料９０は、成型面８４ａに向けて押圧されながら冷却される。したがってこの冷却中、フィルム材料９０は、成型面８４ａに向けて押圧されることから変形を拘束される。これにより、フィルム材料９０の賦型された凹凸形状（単位光学要素６０をなすようになる凹凸形状）が、熱収縮によって期待された形状から大きく変形してしまうことを、効果的に防止することができる。
【００９７】
同時に、成型ロール８４の成型面８４ａを含む表層部８５ｃも、冷却ロール８７ａにより、フィルム材料９０を介して冷却される。これにより、フィルム材料９０を、成型ロール８４の表層部８５ｃとともに、当該フィルム材料をなす樹脂材料のガラス転移点温度以下の温度にまで、例えば、冷却される樹脂材料がポリカーボネートである場合には１３０°程度にまで安定して冷却され得る。このようにして。成型ロール８４の表層部８５ｃの温度までもが、当該フィルム材料９０をなす樹脂材料のガラス転移点温度以下まで冷却されるので、その後、フィルム材料９０の温度が再びガラス転移点温度を越す温度まで上昇することもなく、これにより、成型ロール８４の予備加熱に起因して高精度に賦型された形状をその後もそのままに維持することができる。
【００９８】
成型ロール８４から離間した押し出し材９０は、その後、誘導手段８８によって、冷却されるとともに、適度なテンションを付加されて反りや曲がりを矯正されながら、誘導される。以上のようにして、熱可塑性を有した樹脂材料を粒状物とともに押し出してなるフィルム材料（押し出し材）９０からなる保護フィルム５０が作製される。なお、保護フィルム５０の平坦な出光側面５０ａは、フィルム材料９０のバックアップ手段８６に接触していた面によって形成され、保護フィルム５０の単位光学要素６０が形成された入光側面５０ｂは、押し出し材９０の成型ロール８４に接触していた面によって形成される。
【００９９】
次に、主として図３を参照しながら、保護フィルム５０に起因した表示装置１０の作用について説明する。
【０１００】
図３において、光源２５の発光体２６で発光された光は、直接または反射板２１で反射した後に観察者側に進み、液晶表示パネル１５に入射する。液晶表示パネル１５の最入光側には下偏光板４０が設けられている。そして、下偏光板４０の保護フィルム５０が、液晶表示パネル１５の最入光側面を形成している。
【０１０１】
保護フィルム５０は、上述したように、光の進行方向が正面方向ｎｄに対してなす角度を全体的に小さくするように当該光の進行方向を変化させる集光機能と、光を拡散させる光拡散機能を有している。このうち集光機能は、保護フィルム５０の単位光学要素６０によって発現され、光拡散機能は、保護フィルム５０の光拡散層５１ａによって主として発現される。そして、単位光学要素６０が、保護フィルム５０の入光側面を形成し、光拡散層５１ａは、保護フィルム５０の出光側に設けられている。このため、保護フィルム５０に入射した光には、まず、集光機能が及ぼされ、その後に光拡散機能が及ぼされるようになる。
【０１０２】
図３によく示されているように、単位光学要素６０による集光機能の基本原理は、単位光学要素６０の一方の入光側面６０ｂ１から入射した光Ｌ３１，Ｌ３２を、他方の入光側面６０ｂ２において全反射させることにより、当該光の進行方向が正面方向ｎｄに対してなしている角度を減じるものである。すなわち、単位光学要素６０による集光機能は、主として、単位光学要素６０の配列方向と平行な光の成分に対して及ぼされる。そして、単位光学要素６０の断面形状を適宜設計しておくことにより、図３に示すように、保護フィルム５０の単位光学要素６０での集光機能が、その配列方向に隣り合う二つの発光体２６の中間点に対面する位置を含む領域であって、明るさが低下してしまう傾向のある領域において、顕著に発揮されるようになる。
【０１０３】
すなわち、単位光学要素６０は、その配列方向に沿った光の成分を集光させるだけでなく、その配列方向に沿った明るさのムラを緩和する機能も発揮する。上述したように、単位光学要素６０が主としてその配列方向と平行な光の成分に対して光学機能を発揮することから、図１および図３に示す例のように、単位光学要素６０の配列方向が発光体２６の配列方向と平行な場合に、当該発光体２６の配列方向に沿った明るさのばらつきを、効果的に均一化して目立たなくさせることができる。したがって、図１に示された例では、二次元配列された発光体２６の第１の配列方向が、単位光学要素６０の配列方向と平行になっているため、第１の配列方向に沿った明るさのムラを解消し、輝度の面内分布を効果的に均一化することができる。
【０１０４】
以上のように、保護フィルム５０の単位光学要素６０は、正面方向輝度の向上に役立つとともに、光源２５の発光体２６の構成（配置）に起因した明るさのむムラ(輝度の面内ばらつき)を緩和することにも役立つ。加えて、本実施の形態においては、単位光学要素６０中に拡散成分５９ｂが分散されていないため、入射面６０ｂ１および全反射面６０ｂ２として機能する単位光学要素６０の表面（プリズム面）が、拡散成分５９ｂに起因した凹凸のない平坦面として高精度に形成され得る。これにより、保護フィルム５０の単位光学要素６０が、期待された所望の光学機能を発揮することができる。
【０１０５】
保護フィルム５０内におけるこのような集光機能の程度は、隣り合う二つの発光体２６の配置ピッチｐａ１、保護フィルム５０のフィルム面への法線方向に沿った発光体２６と保護フィルム２８との離間距離ｌａ１、単位光学要素６０の形状、単位光学要素６０の屈折率等を適宜設定することにより、極めて広い範囲内で調節可能である。
【０１０６】
単位光学要素６０を介して保護フィルム５０へ入射した光は、その後、本体部５５内を、樹脂層５１ｂから、光拡散機能を有した光拡散層５１ａへと進む。この光拡散層５１ａは、主部５９ａと、主部５９ａ中に分散された拡散成分５９ｂと、を有しており、この内添された拡散成分５９ｂに起因して光拡散機能を発現する。このような内添された拡散成分５９ｂに起因した光拡散層５１ａでの光拡散機能は、例えば賦型によって表面をマット面化すること或いは表層部に粒状物を設けることによって表面をマット面化することに起因した光拡散機能と比較して、程度（拡散の強さ）および質（拡散の均一性）において格段に優れる。
【０１０７】
具体的には、単に表面がマット化されたに過ぎない場合には、後に参照する図１４に二点鎖線で示す光線Ｌ１４１のように、素抜けしてしまう光（進行方向を変化させられない）が生じてしまう。その一方で、内添された拡散成分５９ｂによれば、平面方向だけでなく厚さ方向にも拡散成分５９ｂが分散することになる。このため、光拡散層５１ａに入射した光Ｌ１４２，Ｌ１４３は、高い確率で、一回以上拡散成分５９ｂに衝突して、その進行方向を変化させるようになる。また、上述したように、主部５９ａをなす樹脂材料、主部５９ａの厚み、拡散成分５９ｂの構成（形状、大きさ（粒径）、屈折率等）、拡散成分５９ｂの濃度等を適宜設定することにより、極めて広い範囲内で光拡散層５１ａの光拡散機能の程度を調節することができる。
【０１０８】
以上のようにして、面光源装置２０からの光を保護フィルム５０の光拡散層５１ａで或る程度拡散させることができる。これにより、保護フィルム５０の単位光学要素６０によって集光された後での、輝度の角度分布を滑らかに変化させるようにすることができる。また、保護フィルム５０の光拡散層５１ａにおける光拡散機能の程度を適宜調節しておくことにより、第１配列方向ｄ１および第２配列方向ｄ２に沿った発光体２６の配列に起因する輝度の面内分布を効果的に均一化して、発光体２６の像（ライトイメージ）が視認されてしまうことをより確実に防止することもできる。
【０１０９】
保護フィルム５０の光拡散層５１ａで拡散された光は、その後、保護フィルム５０の出光側に配置された下偏光板４０の偏光子４１、液晶セル１１および上偏光板１２に向かうことになる。この際、液晶セル１１は、画素毎に光を選択的に透過させ、これにより、表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。
【０１１０】
以上のような本実施の形態によれば、表示装置１０に組み込まれた光学モジュール２０において、偏光子４１に接合されて偏光板（下偏光板）４０をなすようになる保護フィルム５０は、光の進行方向を変化させ得る優れた光制御機能を有している。具体的には、保護フィルム５０は、樹脂材料中に分散された拡散成分５９ｂに起因した優れた光拡散機能と、発光体２６の側へ向けて突出し保護フィルム５０の入光面をなす複数の単位光学要素６０に起因した優れた集光機能と、を発揮することができる。この保護フィルム５０による優れた光制御機能により、図３４に示された従来の表示装置１の面光源装置内に組み込まれていた拡散板Ａ、下拡散シートＢ、集光シートＣおよび上拡散シートＤ等の光学シート類を削除することが可能となる。
【０１１１】
これにより、表示装置に組み込まれる部材（光学シート）の数量を大幅に減じることができ、表示装置の製造コストを直接的に大幅に低減することができる。また、表示装置あるいは面光源装置の組み立て時に必要となる光学シート類の位置決めといった煩雑な作業を省くことが可能となり、この点からも表示装置の製造コストを低減することができる。さらに、表示装置に組み込まれる部材（光学シート）を省くことにより、表示装置の薄型化も可能となる。
【０１１２】
また、従来の表示装置に組み込まれていた光学シート類は、光の進行方向を補正するための部材であったが、その反面、入射光の一部を吸収してしまっていた。加えて、従来の表示装置においては、多くの光が、いずれかの光学シートにおいて反射し、その進行方向を一回以上折り返した後に表示パネル内に入射していた。結果として、光源２５となる発光体２６で発光された光の多くが、いずれかの光学シートに吸収され、映像の表示に使用され得なかった。一方、上述した本実施の形態によれば、光源２５をなす発光体２６が偏光板４０の保護フィルム５０に直面、すなわち、間に何らの部材を介すことなく対面している。したがって、発光体２６で発光された光は、直接、液晶表示パネル１５の偏光板４０へ入射することができ、仮に反射されたとしても、反射板２１での一回の反射で、液晶表示パネル１５の偏光板４０へ再入射することができる。このため、発光体２６で発光された光の利用効率を大幅に上昇させることができる。この結果、例えば、従来の表示装置と比較して光源２５の出力を増強することなく、正面方向輝度を維持しながら視野角を大幅に広げることも可能となる。
【０１１３】
また、上述した例においては、光制御機能（光の進行方向を変化させる機能）を有した保護フィルム５０が、偏光子４１と接合されて偏光板４０を構成している。このような形態によれば、図３４や後述する図３５に示された形態、すなわち、集光シートＣおよび上拡散シートＤが偏光板１３とは別途に設けられた形態と比較して、光が透過すべき空気層の数が減少する。このため、空気層との界面で反射、とりわけ全反射して、出光側とは反対側に進む光の発生を効果的に防止することができ、結果として、光の利用効率を改善することが可能となる。
【０１１４】
とりわけ、上述した例では、集光機能を発揮し得る単位光学要素６０を有する保護フィルム５０が、偏光子４１と接合されて偏光板４０を形成している。本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、このような形態によれば、光源２５からの光の利用効率をより安定して向上させることが可能になることが知見された。このような現象が生じる理由は以下のとおりであると推定される。
【０１１５】
図５に模式的に示すように、保護フィルム５０と偏光子４１との間に空気層が存在しない場合、光源２５の発光体２６からの光Ｌ５は、極めて高い透過率で保護フィルム５０と偏光子４１との間の界面を透過することができる。しかしながら、保護フィルム５０から偏光子４１へと進む光Ｌ５の進行方向が、正面方向ｎｄから大きく傾斜している場合、当該光は、その後に大きく進行方向を変化させることがないとすると、次に到達する空気層との界面において、光が液晶表示パネル１５中を進む例では表示面１０ａと空気層との界面において、全反射することになる（図５における光Ｌ５ａ参照）。このような光Ｌ５ａは、理論的には、その後にいずれかの界面で反射されることにより、再利用され得る。しかしながら実際には、液晶表示パネル中を進む光の大部分は、下偏光板４０の偏光子４１、カラーフィルタを含む液晶表示セル１１および上偏光板１２を透過する際にこれらの部材で吸収されてしまう。結果として、液晶表示パネル１５を往復した光を有効に再利用することはできない。すなわち、保護フィルム５０内を進む光Ｌ５の進行方向が正面方向ｎｄから大きく傾斜している場合、偏光子４１に入射することなく、むしろ、保護フィルム５０と偏光子４１との間に空気層が介在し、保護フィルム５０と空気層との界面で反射された方が、光源２５からの利用効率が上昇する（図５における光Ｌ５ｂ）。
【０１１６】
その一方で、上述した形態のように保護フィルム５０が集光機能を発揮し得る単位光学要素６０を有していれば、以上のような不具合を来すことなく、光源２５からの光の利用効率をより安定して向上させることが可能になる。なお、本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、単位光学要素６０で集光されて保護フィルム５０内を進む光に起因した輝度の角度分布であって、単位光学要素６０の配列方向および保護フィルム５０のフィルム面への法線方向ｎｄの両方に沿った面内での輝度の角度分布における半値角（ピーク輝度の半分の輝度が測定される方向と保護フィルム５０のフィルム面への法線方向とによってなされる角度の値）が、保護フィルム５０が空気層に隣接するとの仮定における当該保護フィルム５０から出光面５０ａを介して空気層へ進む光の全反射臨界角度以下となっている場合、この保護フィルム５０を偏光子４１と接合することによって、光源光の利用効率を極めて効果的に向上させることができた。
【０１１７】
さらに、本実施の形態によれば、光源２５をなす発光体２６と偏光板４０の保護フィルム５０との間に光学シートが配置されていないので、光学シートの曲がり、撓み、反り等の変形に起因した表示画質の劣化といった不具合を回避することもできる。なお、従来の表示装置では、図３４に示すように、発光体に直面する部材（拡散板Ａ）の厚みは、発光体からの発熱で変形してしまわないように、さらには、当該部材の出光側に位置する部材（拡散シートや集光シート）へ向けた熱移動を遮断できるよう、厚くなっていた。このように、拡散板Ａの厚みが増すと、拡散板Ａの材料費が嵩み、結果として、表示装置の製造コストが上昇してしまうといった不具合が生じていた。また、或る程度の厚みを有した拡散板Ａを面光源装置に組み込もうとすると、それなりの支持機構を設置する必要も生じていた。一方、本実施の形態によれば、発光体２６に直面する保護フィルム５０は、偏光板４０の一部として、液晶表示パネル１５に積層されている。すなわち、保護フィルム５０は液晶表示パネル１５に直接支持されているので、保護フィルム５０を支持するための特別の支持機構は不要であるとともに、液晶表示パネル１５によって保護フィルム５０の変形が拘束される。したがって、保護フィルム５０の厚みは、保護フィルム５０に期待される光学作用および偏光子の保護作用の観点から決定され得り、結果として、表示装置１０の製造コストを低減することができる。
【０１１８】
また、上述した例においては、光制御機能（光の進行方向を変化させる機能）を有した保護フィルム５０が、偏光子４１と接合されることによって、安定して支持されている。一方、図３４や後述する図３５に示された形態では、集光シートＣおよび上拡散シートＤの各々を、その他の構成要素に対して位置決めした状態で、保持する必要がある。このため、上述した表示装置１０および液晶表示装置１５は、搬送等の取り扱い中に振動や設置場所の環境条件（温度や湿度等）の変化等に起因した種々の不具合に対して、優れた耐性を呈するようになる。このため、繊細な構造を有した単位形状要素６０の頂部の欠損を効果的に防止することができ、保護フィルム５０が期待された光学機能を発揮することが可能となる。
【０１１９】
加えて、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、後述する実験結果によっても実証されているように、拡散成分５９ｂの屈折率が当該拡散成分を含有して保持する主部５９ａの屈折率よりも低くなっている場合に、光量損失を抑えて光源２５からの光をより高い利用効率で利用することが可能となり、結果として、高い正面方向輝度および広い視野角の両立を実現することができた。このような現象が生じ得る詳細なメカニズムは不明であるが、以下のことが一要因になっていると推定される。
【０１２０】
まず、拡散成分５９ｂの屈折率が主部５９ａの屈折率よりも低い場合、主部５９ａ中を進む光は、拡散成分５９ｂと主部５９ａとの界面において全反射し得る。とりわけ、拡散成分５９ｂと主部５９ａとの間での屈折率差が、０．１０以上、より好ましくは０．１４以上である場合に、極めて効果的全反射現象が生じ得る。このような全反射は、単なる屈折率差を有した界面での反射や、拡散成分の表面の反射能に専ら起因した反射等とは異なり、反射損失を引き起こさない。すなわち、保護フィルム５０の光拡散層５１ａでの光拡散作用によって、損失される光量を、極めて効果的に減少させることが可能となる。したがって、程度（拡散の強さ）および質（拡散の均一性）において極めて優れた光拡散機能を発揮すること、並びに、光源２５をなす発光体２６で発光された光を極めて高い利用効率で利用することが可能となる。この結果として、拡散成分５９ｂの屈折率が主部５９ａの屈折率よりも低い場合には、表示装置１０の表示面１０ａ上において、十分な光学特性、具体的には、十分な明るさ（十分な輝度）および十分な視野角の両方をより安定して確保することが可能になるとともに、さらに、明るさのムラ（輝度ムラ）をより安定して解消することが可能になるものと予想される。ただし、本発明はこの推定に限定されるものではない。
【０１２１】
なお、図３４に示された従来の表示装置１において、光源２５、反射板２１、液晶セル１１および上偏光板１２の構成は、上述した実施の形態と同様に構成され得る。
【０１２２】
上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
【０１２３】
上述した実施の形態において、偏光板４０をなす保護フィルム５０は、樹脂材料からなる主部５９ａおよび主部５９ａ中に分散された拡散成分５９ｂからなる光拡散層５１ａと、拡散成分５９ｂを含有せず樹脂材料のみからなる樹脂層５１ｂと、を有していた。言い換えると、拡散成分５９ｂは、保護フィルム５０の一部分のみに分散されていた。しかしながら、例えば図６および図７に示すように、拡散成分５９ｂが保護フィルム５０の全域に分散されるようにしてもよい。このような例においては、保護フィルム５０が、樹脂材料からなる主部５９ａと、主部５９ａ中に分散された拡散成分５９ｂと、を有する光拡散層５１ａのみから構成されることになり、単位光学要素６０は光拡散層５１ａの一部として構成される。この場合、保護フィルム５０の光拡散機能の程度を、さらに自由に調節することができる。
【０１２４】
さらに、上述した実施の形態において、保護フィルム５０の単位光学要素６０の主切断面における断面形状が、三角形形状からなる例を示したが、これに限られず、保護フィルム５０の単位光学要素６０の主切断面における断面形状は種々の形状に設計され得る。例えば、保護フィルム５０の主切断面における単位光学要素６０の断面形状をなす三角形形状の頂部が面取りされていてもよい。また、図３に二点鎖線で示すように、保護フィルムの主切断面において、上述した三角形形状の本体部５５から延び出る二辺が、外方に膨出した曲線となるように変形されてもよい。
【０１２５】
さらに、図６に示すように、保護フィルム５０の主切断面において、単位光学要素６０が、曲線状の外輪郭を有するようにしてもよい。すなわち、単位光学要素６０の入光面が曲面として構成されてもよい。具体的な形状の例として、保護フィルム５０の主切断面において、単位光学要素６０が、楕円の一部（一例として半楕円）または円の一部（一例として半円）に相当する形状を有するようにしてもよい。さらに、図７に示すように、保護フィルム５０の主切断面において、単位光学要素６０が、上述した主切断面における三角形形状の頂部を取り除いてなる形状を有するようにしてもよい。具体的な形状の例として、保護フィルム５０の主切断面において、単位光学要素６０が、図７に示すように等脚台形形状となるようにしてもよいし、或いは、当該等脚台形形状の上底を曲線に変更してなる形状を持つようにしてもよい。
【０１２６】
なお、図６および図７に示された保護フィルム５０は、図４を参照しながら既に説明した押し出し装置８０を用いて製造され得る。この際、作製対象となる単位光学要素６０の断面形状に対応した形状の溝が成型面８４ａに形成された成型ロール８４を用いることになる。また、押し出し機８２から押し出されるフィルム材料９０は、光拡散層５１ａをなすようになる層のみからなる単層の押し出し材となる。
【０１２７】
さらに、上述した実施の形態において、単位光学要素６０が、本体部５５上に一次元配列されている例、すなわち、線状の単位光学要素６０が、本体部５５上に並列配置されている例を示したが、これに限られない。単位光学要素６０が、いわゆるフライアイレンズ（またはマイクロレンズ）を構成するよう、本体部５５上に二次元配列されていてもよい。この例においては、単位光学要素６０は、本体部５５上に、規則的な配列で配置されていてもよいし、不規則的な配列で配置されていてもよい。点状の単位光学要素６０が本体部５５上に規則的な配列で二次元的に配置される場合には、単位光学要素６０の第１の配列方向が発光体２６の第１の配列方向ｄ１（図１参照）と平行となり、単位光学要素６０の第２の配列方向が発光体２６の第２の配列方向ｄ２（図１参照）と平行となるようにしてもよい。また、フライアイレンズ（またはマイクロレンズ）を構成する点状の単位光学要素６０の形状としては、球の一部（例えば半球）、回転楕円体の一部（例えば半回転楕円体）、円錐および四角錐等の多角錐等の錐体、円錐台および四角錐台等の多角錐台等の錐台体等を、一例として、挙げることができる。
【０１２８】
さらに、上述した実施の形態において、単位光学要素６０が同一に構成されている例を示したが、これに限られず、例えば図８に示すように、保護フィルム５０に含まれる単位光学要素６０の間で、断面形状が異なるようにしてもよい。図３から理解され得るように、光源２５の発光体２６から保護フィルム５０へ直接入射するようになる光の進行方向は、当該発光体２６から保護フィルム５０上の入射位置までの保護フィルム５０のフィルム面に沿った距離に応じて変化する。図８に示す図においては、単位光学要素６０の断面形状が、発光体２６から各単位光学要素６０までの距離に応じて変化しており、この結果、保護フィルム５０に含まれる複数の単位光学要素６０によって、いわゆるフレネルレンズが形成されている。なお、このような変形例においては、単位光学要素６０によって形成されるフレネルレンズは、発光体２６の配列に応じて、図９に示すようにサーキュラーフレネルレンズとして形成されてもよいし、図１０に示すようにリニアフレネルレンズとして形成されてもよい。なお、図９に示す例において、発光体２６は二次元配列されており、各発光体に対応してサーキュラーフレネルレンズが一つ形成されている。一方、図１０に示す例においては、点状発光体が、平行配列された複数の線に沿うようにして配列されており、各線に対応してリニアフレネルレンズが一つ形成されている。図１０に示されたリニア配列は、後に図２３〜図２５を参照して説明する冷陰極管のような線状発光体２６との組み合わせにおいても、好適に使用され得る。
【０１２９】
さらに、上述した実施の形態において、単位光学要素６０が全反射によって光の進行方向を変化させることによって、集光機能が発揮されるようにした例を示したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、各単位光学要素６０が、屈折によって光の進行方向を変化させるように構成されてもよい。また、一つの保護フィルム５０に含まれる複数の単位光学要素６０の一部が、屈折によって光の進行方向を変化させ、他の単位光学要素が、反射によって光の進行方向を変化させるようにしてもよい。さらに、図１２に示すように、一つの単位光学要素６０が、光を反射させる機能および光屈折させる機能の両方を有するようにしてもよい。
【０１３０】
さらに、上述した実施の形態において、保護フィルム６０が、光拡散機能および集光機能の両方を有している例を示したが、これに限られない。例えば、発光体２６からの光が十分に散乱された状態となっていれば、保護フィルム６０に光拡散機能を付与する必要はない。すなわち、保護フィルム５０に拡散成分５９ｂを分散させる必要はない。同様に、発光体２６からの光が十分に集光された状態となっていれば、保護フィルム６０に集光機能を付与する必要はない。すなわち、保護フィルム５０に単位光学要素６０を設ける必要はない。
【０１３１】
ここで、図１３〜図１５には、保護フィルム５０に単位光学要素６０が設けられていない例が示されている。すなわち、図１３〜図１５では、保護フィルム６０は、拡散成分５９ｂを含有した光拡散層５１ａのみからなり、光拡散機能を効果的に発揮するようになる。このうち、図１３に示された例では、保護フィルム５０の出光側面５０ａおよび入光側面５０ｂの両方が平坦な面として構成されている。図１３に示された保護フィルム５０は、成型面８４ａが平坦面として構成された成型ロール８４を用いて、上述した押し出し加工により、製造され得る。
【０１３２】
また、図１４に示された例では、保護フィルム５０の出光側面５０ａが平坦な面として構成され、保護フィルム５０の入光側面５０ｂが凹凸面として形成されている。入光側面５０ｂに設けられた凹凸は、主部５９ａ中に分散された拡散成分５９ｂに起因しており、より具体的には、拡散成分５９ｂが露出して或いは拡散成分５９ｂの輪郭が浮き出て形成されている。図１４に示された保護フィルム５０は、成型面８４ａが平坦面として構成された成型ロール８４を用いて、上述した押し出し加工により、製造され得る。ただし、押し出し機８２から押し出されたフィルム材料９０のバックアップ手段８６に接触する側の面からの冷却を或る程度の強さに維持しながら、その一方で、成型ロール８４に接触する側の面からの冷却を弱めておき、これにより、成型ロール８４からの解放後に、フィルム材料９０が成型ロール８４に接触して側から冷却されるようにする。この場合、成型ロール８４からの解放後の冷却により、主部５９ａをなす樹脂材料が熱収縮し、これにより、主部５９ａから拡散成分５９ｂが浮かび上がるようにすることができる。
【０１３３】
また、図１５に示された例では、保護フィルム５０の出光側面５０ａが平坦な面として構成され、保護フィルム５０の入光側面５０ｂが凹凸面として形成されている。入光側面５０ｂに設けられた凹凸は、賦型によって形成されている。上述した保護フィルムの製造方法において、外周面に凹凸模様が形成された成型ロール８４を用いれば、成型ロール８４の凹凸模様が押し出し材９０の成型ロール８４に接触する側の面９０ｂに転写され、これにより、押し出し材９０の成型ロール８４に接触する側の面９０ｂ（すなわち、保護フィルム５０の入光側面５０ｂ）に凹凸を形成することができる。また、保護フィルム５０の入光側面５０ｂに賦型によって凹凸を形成する場合、保護フィルム５０の入光側面５０ｂに、拡散成分５９ｂの存在に起因した凹凸が形成されないようにしてもよいし（図１３に示された例）、或いは、賦型による凹凸に加えて拡散成分５９ｂの存在に起因した凹凸が形成されるようにしてもよい（図１４に示された例）。
【０１３４】
さらに、上述した実施の形態において、保護フィルム５０が押し出し加工によって得られた押し出し材からなる例を示したが、これに限られない。射出成型等のその他の製造方法によって製造された保護フィルムを用いることもできる。ここで、図１６〜図１９には、一例として、基材フィルム５３上に塗布された樹脂、例えば電離放射放射線を所望の形状に成型することによって作製され得る保護フィルム５０の一例が示されている。図１６に示された保護フィルム５０は、基材フィルム５３上に、拡散成分５９ｂを含有させた樹脂を賦型することにより、作製され得る。図１６に示された保護フィルム５０では、入光側面５０ｂをなす単位光学要素６０が光拡散層５１ａの一部として形成され、当該光拡散層５１ａの出光側に基材フィルム５３からなる樹脂部５１ｂが設けられている。
【０１３５】
図１７に示された保護フィルム５０では、拡散成分５９ｂを含有して光拡散層５１ａをなす基材フィルム５３上に、樹脂を賦型することにより、作製され得る。この拡散成分５９ｂを含む基材フィルム５３として、例えば押し出し材を用いることができ、この基材フィルム５３が光拡散層５１ａを構成する。
【０１３６】
図１８に示された例においては、基材フィルム５３上に樹脂を賦型して単位光学要素６０が形成されているが、基材フィルム５３の単位光学要素６０が形成されていない出光側面５０ａには、凹凸面を有したマット層５４が形成されている。このマット層５４は、拡散成分５９ｂと、バインダー樹脂として機能する樹脂材料（例えば電離放射線樹脂）と、から構成されており、バインダー樹脂としての樹脂材料が主部５９ａとして機能することによって光拡散層５１ａ構成する。マット層５４は、単位光学要素６０の賦型前または賦型後のいずれかに基材フィルム５３上に作製され得る。
【０１３７】
図１９に示された例においては、基材フィルム５３と単位光学要素６０をなす樹脂材料との間に、拡散成分５９ｂおよびバインダー樹脂として機能する樹脂材料（主部５９ａ）からなるマット層５４が形成されている。図１９に示された態様では、基材フィルム５３上にマット層５４が形成され、当該マット層５４上に単位光学要素６０が賦型されている。
【０１３８】
なお、基材フィルム５３上に塗布した樹脂を成型して保護フィルム５０を形成する場合には、図１６〜図１９に示されているように、基材フィルム５３上に塗布された樹脂が、複数の単位光学要素６０だけでなく、基材フィルム５３と単位光学要素６０との間に配置され基材フィルム５３を覆うランド部５２と、を形成するようにしてもよい。この場合、保護フィルム５０の本体部５５の一部をランド部５２が構成することになる。
【０１３９】
さらに、上述した実施の形態における保護フィルム５０の光拡散機能は、等方性光拡散機能であってもよいし、異方性光拡散機能であってもよい。一例として、図２０に示すように、長手方向ｌｄを有する拡散成分５９ｂを、所定の方向ｏｄへの配向を持つようにして、保護フィルム５０内に配置することにより、異方性光拡散機能を保護フィルム５０に付与することができる。ここで、拡散成分５９ｂの長手方向とは、対象となる拡散成分５９ｂの最も長さが長くなる方向として特定することができる。また、「長手方向ｌｄを有する拡散成分５９ｂが、所定の方向ｏｄへの配向を持つ」とは、各拡散成分５９ｂの長手方向ｌｄが所定の方向ｏｄに対してなす角度が、０°以上４５°以下となることであり、拡散成分５９ｂが、所定の方向ｏｄを基準とした方向的な規則性を持って配置されることを意味している。
【０１４０】
なお、図２０に示された保護フィルム５０は、長手方向を有する拡散成分５９ｂを、主部５９ａをなすようになる樹脂材料とともに、原料として用い、上述した押し出し加工で製造され得る。長手方向を有する拡散成分５９ｂは、押し出し機８２のダイ８２ａを樹脂材料とともに通過する際に、高圧下でその長手方向ｌｄが押し出し方向（機械方向）に沿うように、向けられる。これにより、押し出し材中の拡散成分５９ｂが、特定の方向ｏｄへの配向を持つようにして、保護フィルム５０内に分散されるようになる。またこの場合、拡散成分５９ｂの配向方向は、並列配置された線状の単位光学要素６０の長手方向と平行になる。
【０１４１】
長手方向ｌｄを有する拡散成分５９ｂの形状としては、一例として、板状、粒状（米粒状）、針状、鱗状、微細板状等の種々の形状を採用することができる。また、具体的な例として、平均アスペクト比（長手方向ｌｄに沿った拡散成分５９ｂの長さの、長手方向ｌｄに直交する方向に沿った当該拡散成分５９ｂの長さに対する比の平均値）が、１．５以上５０以下であって、拡散成分５９ｂの平均粒径（体積相当法で算出された粒径、すなわち体積相当径の算術平均、以下同様）が０．５μ以上１００μｍ以下の気泡を、長手方向ｌｄを有した拡散成分５９ｂとして、用いることができる。また、有機繊維からなる拡散成分５９ｂ、例えば、アラミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリイミド繊維等の耐熱性有機繊維からなる拡散成分５９ｂを用いることもできる。また、無機繊維からなる拡散成分５９ｂ、例えば、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維等の繊維状フィラーからなる拡散成分５９ｂを用いることもできる。さらに、薄板状フィラー（マイカ）からなる拡散成分５９ｂを用いることもできる。さらに、不定形フィラーからなる拡散成分５９ｂ、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、二酸化チタン等の無機系白色顔料からなる拡散成分５９ｂを用いることもできる。
【０１４２】
長手方向ｌｄを有する拡散成分５９ｂは、その長手方向と平行な方向よりも、その長手方向に直交する方向へ、強い光拡散機能を呈するようになる。したがって、長手方向ｌｄを有する拡散成分５９ｂが単位光学要素６０の長手方向と平行な方向に配向されている図２０に示された態様においては、保護フィルム５０の光拡散層５１ａに起因した光拡散機能は、単位光学要素６０の長手方向と平行な方向よりも、単位光学要素６０の配列方向と平行な方向に、より強く発揮されるようになる。すなわち、図２０に示された態様では、保護フィルム５０の集光機能が主として発揮される方向と光拡散機能が主として発揮される方向とが一致する。このため、単位光学要素６０から集光作用を主として及ぼされる面内での輝度の角度分布を選択的に滑らかにすることができる。結果として、保護フィルム５０へ入射した光を必要以上に拡散する必要がなくなるので、光の有効利用を図ることが可能なる。
【０１４３】
とりわけ、後述する図２３に示された形態のように、光源２５が線状の冷陰極管２６を並列配置してなる場合には、冷陰極管２６の配列方向に沿って光を拡散することのみによって、発光体２６の配列に起因した明るさのムラを解消することができるため、図２０に示された保護フィルム５０を好適に用いることができる。
【０１４４】
さらに、上述した実施の形態において、保護フィルム５０が水貼りによって偏光子４１に接合される例を示したが、これに限られない。例えば、図２１に示すように、接着剤４９ａと、接着剤４９ａ内に分散された拡散成分４９ｂと、を含有した接着層４９が、保護フィルム５０と偏光子４１との間に配置されるようにしてもよい。図２１に示された態様によれば、保護フィルム５０における光拡散機能の有無あるいは保護フィルム５０の光拡散機能の程度から独立して、接着層４９による光拡散機能の程度を適宜調節することができる。これにより、下偏光板４０が発揮し得る光拡散機能の程度をより自由に設計することができる。なお、接着層４９に含有される拡散成分４９ｂは、保護フィルム５０に含まれ得る拡散成分５９ｂとして例示したものを同様に用いることができる。また、接着層４９による光拡散機能の程度は、保護フィルム５０における光拡散機能の程度と同様の手法により、適宜調節され得る。
【０１４５】
さらに、接着層４９の光拡散機能が、等方性であってもよいし、異方性であってもよい。また、接着層４９が異方性光拡散機能を有する場合には、当該接着層４９によって光拡散機能が強く発揮される方向が、図２０に示された態様と同様に単位光学要素６０の配列方向（集光機能が強く発揮される方向）と平行であってもよいし、或いは、単位光学要素６０の長手方向（集光機能が強く発揮されない方向）と平行であってもよい。
【０１４６】
さらに、上述した実施の形態において、下偏光板４０が、偏光子４１と、偏光子４１に入光側から接合された保護フィルム５０と、からなる例を示したが、これに限られず、偏光子４１の出光側にも、例えばＴＡＣフィルムからなる保護フィルムが設けられていてもよい。また、光の位相差を補償するための位相差板が下偏光板４０と液晶セル１１との間に設けられることもがあるが、この場合、下偏光板４０の出光側の保護フィルムが、位相差板の入光側の保護フィルムを兼ねるようにしてもよい。また、下偏光板４０が、図２２に示すように、偏光子４１よりも入射側に位置する他の部材をさらに含むようにしてもよい。
【０１４７】
図２２に示す例においては、保護フィルム５０と偏光子４１との間の中間フィルム４８として、特定の偏光成分を透過させるとともに、その他の偏光成分を反射して再び光源側へ戻す機能を有した偏光分離フィルム４８が設けられている。すなわち、偏光分離フィルム４８を設けることによって、偏光子４１を透過し得る偏光成分の光を選択的に偏光子４１へ入射させ、その他の光を光源側に戻すことができる。光源側に戻された光は、その後の反射等によって、偏光状態を変化させて偏光分離フィルム４８へ再度入射し得る。輝度の向上に役立ち得る偏光分離フィルム４８として、米国３Ｍ社から入手可能な「ＤＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。また、「ＤＢＥＦ」以外にも、韓国Shinwha Intertek社から入手可能な高輝度偏光シート「ＷＲＰＳ」や、あるいは、ワイヤーグリッド偏光子等を、偏光分離フィルム４８として用いることができる。
【０１４８】
さらに、下偏光板４０の偏光子４１と保護フィルム５０との間の中間フィルム４８として、光拡散機能を有した光拡散シートが設けられていてもよい。この際、この光拡散シートが、等方性光拡散機能を有していてもよいし、異方性光拡散機能を有していてもよい。また、光拡散シートが異方性光拡散機能を有する場合には、当該光拡散シートによって光拡散機能が強く発揮される方向が、図２０に示された態様と同様に単位光学要素６０の配列方向（集光機能が強く発揮される方向）と平行であってもよいし、或いは、単位光学要素６０の長手方向（集光機能が強く発揮されない方向）と平行であってもよい。
【０１４９】
また、上述した実施の形態において、光学モジュール２０の光源２５をなす発光体２６が、二次元配列された点状の発光体、典型的には発光ダイオードからなる例を示した。しかしながら、発光体２６は、上述した例に限られることなく、種々の既知な発光体、例えば、冷陰極管や、面状に発光するＥＬ（電場発光体）等を用いることもできる。図２３には、発光体２６として線状の冷陰極管を用いた冷が開示されている。図２３に示された例において、発光体２６をなす線状の冷陰極管は、互いに平行となるように、所定の配列方向に配置されている。線状の冷陰極管の配列方向は、保護フィルム５０の単位光学要素６０の配列方向と平行になっている。この態様によれば、上述した実施の形態で既に説明したように、冷陰極管２６の配列に起因して生じる輝度の面内ばらつきを単位光学要素６０によって緩和し、冷陰極管２６の像（ライトイメージ）を視認されにくくすることができる。
【０１５０】
また、上述した実施の形態において、点状の発光体２６を二次元配列する例を示したが、これに限られず、点状の発光体を一つの線状、とりわけ一つの直線状に並べるようにしてもよい。あるいは、図２４および図２５に示すように、光源２５が、例えば冷陰極管からなる一本の線状発光体２６から構成されていてもよい。光源２５を単一の線状発光部２６ａから構成し、且つ、この単一の線状発光部２６ａを液晶表示パネル１５に直面する平行面内の中心に配置しておくことにより、すなわち、線状発光部２６ａが液晶表示パネル１５の中心に直面する位置を延びるように線状発光部２６ａを配置しておくことにより、観察者が明るさを最も敏感に感じ取ることができる表示面１０ａの中心における明るさ、典型的には正面方向輝度を向上させることができる。すなわち、本変形例によれば、光源２５の構成によっても、効果的に明るさの改善を図ることができている。
【０１５１】
加えて、光源２５が単一の線状発光部２６ａから構成されていると、観察者が感じる明るさの面内バラツキを効果的に目立たなくさせることができる。液晶表示パネル１５の直下に発光体を配置する場合には、発光体の直上の位置における明るさが上昇する傾向が強い。したがって、液晶表示パネル１５の直下に複数の発光体が大きく離間して配置される場合には、通常、発光体の配置位置に応じて、表示面１０ａ上に複数の明るい領域が発生してしまう可能性がある。このような明るさの面内バラツキは、観察者によって敏感に感じ取られやすい。その一方で、線状発光部２６ａが液晶表示パネル１５の中心に直面する位置を延びる場合には、観察者による明るさの感知が最も敏感となる表示面１０ａの中央で最も明るく、観察者による明るさの感知が鈍感となる表示面１０ａの縁部に向けてしだいに暗くなっていくように、明るさの面内分布が形成される。このような面内分布によれば、実際に測定された輝度値に基づく評価以上に、観察者によって感じ取られる明るさの面内バラツキを効果的に解消することができる。
【０１５２】
ここで、図２６〜図３１には、本件発明者らが、サンプル１〜３に係る三種類の光学モジュールを実際に作製し、各サンプルに係る光学モジュールの出光側面上における輝度の分布を調査した結果を示している。調査対象とした光学モジュールは、図２５に示されたように、１本の冷陰極管からなる光源と、冷陰極管に直面する位置に配置された偏光板と、光源を背面側から覆う反射板と、から構成した。偏光板は、図１３に示された偏光板であって、冷陰極管に対面する位置に配置された光拡散層のみからなる保護フィルム（すなわち、単位光学要素を有さない保護フィルム）と、保護フィルムに積層された偏光子と、から構成した。光拡散層は、樹脂からなる主部と、主部中に分散された光拡散粒子（拡散成分）と、から構成した。次の表１に示すように、サンプル１〜３の間で、光拡散層における主部の屈折率と光拡散粒子（拡散成分）の屈折率とを変化させた。その他の光拡散層の構成、例えば、光拡散粒子の濃度や光拡散層の厚み等はサンプル１〜３の間で同一とした。また、光拡散層（保護フィルム）以外の構成、すなわち、偏光子、光源および反射板は、サンプル１〜３の間で同一とした。
【０１５３】
【表１】
2012113294.tif 000003
【０１５４】
図２６〜図２８には、それぞれ、サンプル１〜３に係る光学モジュールについて測定された正面方向輝度（偏光板の板面への法線方向から測定された輝度）の面内分布が示されている。図２６〜図２８中において、四角形の枠で囲まれた領域は、光学モジュールが表示装置に組み込まれた際に、偏光板上における表示面１０ａに対面する領域である。そして、図２６〜図２８中における一点鎖線で示した位置に、水平方向に延びる１本の冷陰極管が配置されている領域である。図２６〜図２８では、各サンプルの偏光板の出光側面（冷陰極管に対面する側とは反対の側の面）上で測定された最高の正面方向輝度に対する割合として、偏光板の出光側面上の各位置で測定された正面方向輝度の値を評価した。図２６〜図２８において、各サンプルで測定された最高の正面方向輝度値の７５％以上１００％以下の正面方向輝度が測定された領域をＳ１として示し、各サンプルで測定された最高の正面方向輝度値の５０％以上７５％未満の正面方向輝度が測定された領域をＳ２として示し、各サンプルで測定された最高の正面方向輝度値の２５％以上５０％未満の正面方向輝度が測定された領域をＳ３として示し、各サンプルで測定された最高の正面方向輝度値の０以上２５％未満の正面方向輝度しか測定されなかった領域をＳ４として示している。
【０１５５】
図２９〜図３１には、それぞれ、サンプル１〜３に係る光学モジュールの出光側面の中心において各測定方向から測定された輝度の角度分布が正面方向輝度に対する輝度の割合として示されている。図２９〜図３１における円状グラフにおける「左」と「右」とを結ぶ方向における輝度の分布は、水平面（この光学モジュールにおいて線状の冷陰極管が延びている方向と平行な面）内の各測定方向において測定された輝度の角度分布を示しており、同様に、円状グラフにおける「上」と「下」とを結ぶ方向における輝度の分布は、鉛直面（この光学モジュールにおいて線状の冷陰極管の長手方向と直交する面）内の各測定方向において測定された輝度の角度分布を示している。また、円状グラフの中心が正面方向で測定された輝度を表し、円状グラフの中心から半径方向へ離間するにしたがって、より大きな測定角度（輝度を測定する方向が正面方向に対してなす角度）で測定された輝度の値（正面方向に対する割合）を示している。また、図２９〜図３１において、各サンプルで測定された正面方向輝度値の７５％以上１００％以下の輝度が測定された角度域をＡ１として示し、各サンプルで測定された正面方向輝度値の５０％以上７５％未満の輝度が測定された角度域をＡ２として示し、各サンプルで測定された正面方向輝度値の２５％以上５０％未満の輝度が測定された角度域をＡ３として示し、各サンプルで測定された正面方向輝度値の０以上２５％未満の輝度しか測定されなかった角度域をＡ４として示している。
【０１５６】
また、表１には、サンプル１〜３で測定された正面方向輝度を相対比として示している。さらに、表１には、鉛直面内で測定された輝度の角度分布における半値角、すなわち、正面方向輝度の値の半分以上の輝度値が確保された鉛直面内での測定方向の角度範囲を、各サンプルについて鉛直方向半値角として示している。同様に、表１には、水平面内で測定された輝度の角度分布における半値角、すなわち、正面方向輝度の値の半分以上の輝度値が確保された水平面内での測定方向の角度範囲を、各サンプルについて水平方向半値角として示している。
【０１５７】
図２６〜図３１および表１に示された結果によって実証されているように、拡散成分５９ｂの屈折率が主部５９ａの屈折率よりも低くなっている光拡散層５１ａを保護フィルム５０として用いた場合（サンプル１）、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも高くなっている光拡散層を保護フィルムとして用いた場合（サンプル２）や、拡散成分の屈折率が主部の屈折率と同一となっている光拡散層を保護フィルムとして用いた場合（サンプル３）と比較して、正面方向輝度を改善すること及び視野角を拡大することの両方を実現することができた。このことは、拡散成分５９ｂの屈折率が主部５９ａの屈折率よりも低くなっている光拡散層５１ａを保護フィルム５０として用いることによって、光源をなす発光体で発光された光を高い利用効率で利用し得たことを意味する。
【０１５８】
また、図２６〜図３１に示された結果とともに、実際の目視での判断においても、拡散成分５９ｂの屈折率が主部５９ａの屈折率よりも低くなっている光拡散層５１ａを保護フィルム５０として用いた場合（サンプル１）は、拡散成分の屈折率が主部の屈折率よりも高くなっている光拡散層を保護フィルムとして用いた場合（サンプル２）や、拡散成分の屈折率が主部の屈折率と同一となっている光拡散層を保護フィルムとして用いた場合（サンプル３）と比較して、明るさの面内バラツキや明るさの角度バラツキを、より緩和することができた。
【０１５９】
このように本変形例によれば、光源２５からの光の利用効率を光学的に改善することができ、これにより、光学特性を適切に調節し得るようになる。この際、例えば、光拡散層５１ａが発現し得る光拡散機能の程度（強さ）や、光源２５をなす線状発光部２６ａから偏光板４０までの距離ｘ（図２５参照）等を調節することによって、光学特性を制御することができる。本件発明者らが図２５に示された光学モジュール２０を実際に作製し、光拡散層５１ａの拡散の強さ及び線状発光部２６ａから偏光板４０までの距離ｘ（図２５参照）が正面方向輝度や明るさの面内バラツキに与える影響を調査した結果の一部を、表２に示す。
【０１６０】
表２に示された実験の対象となったサンプルＡ〜Ｆに係る光学モジュールは、図２５に示されたように、１本の冷陰極管からなる光源と、冷陰極管に直面する位置に配置された偏光板と、光源を背面側から覆う反射板と、から構成した。偏光板は、図１３に示された偏光板であって、冷陰極管に対面する位置に配置された光拡散層のみからなる保護フィルムと、保護フィルムに積層された偏光子と、から構成した。光拡散層は、樹脂からなる主部と、主部中に分散された光拡散粒子（拡散成分）と、から構成した。表２に示すように、サンプルＡ〜Ｆの間で、光拡散層における主部の屈折率および光拡散粒子（拡散成分）の屈折率と、光拡散層の厚みを変化させた。ただし、それ以外の光拡散層の構成、例えば光拡散粒子の濃度等はサンプルＡ〜Ｆの間で同一とした。また、表２に示すように、光源２５をなす線状発光部２６ａから偏光板４０までの偏光板４０の板面への法線方向に沿った距離ｘをサンプルＡ〜Ｃでは５０ｍｍとし、サンプルＤ〜Ｆでは１００ｍｍとした。
【０１６１】
各サンプルＡ〜Ｆに係る光学モジュールの出光側面での明るさ（正面方向輝度）を相対的に評価した結果を、表２の「明るさ」の欄に示す。評価は、最も明るく観察されたサンプルについて◎を付し、暗くなっていく順に、○、△を付した。また、各サンプルＡ〜Ｆに係る光学モジュールの出光側面上での明るさのムラの程度を相対的に評価した結果を、表２の「ムラ」の欄に示す。評価は、最も明るさのムラが少なかったサンプルについて◎を付し、明るさのムラが顕著になっていく順で、○、△を付した。
【０１６２】
表２の結果でも実証されているように、光拡散層５１ａの拡散の程度を強くすると、正面方向輝度が低下するが輝度の面内バラツキが緩和され、その逆に、光拡散層５１ａの拡散の程度を弱くすると、輝度の面内バラツキが強くなるが正面方向輝度が上昇する、といった傾向が確認された。一方、線状発光部２６ａから偏光板４０までの距離ｘを長くすると、正面方向輝度が低下するが輝度の面内バラツキが緩和され、その逆に、線状発光部２６ａから偏光板４０までの距離ｘを短くすると、輝度の面内バラツキが強くなるが正面方向輝度が上昇する、といった傾向が確認された。
【０１６３】
【表２】
2012113294.tif 000004
【０１６４】
さらに、上述した実施の形態において、液晶表示パネルが、一対の偏光板１２，４０と、一対の偏光板１２，４０の間に位置する液晶セル１１と、からなる例を示したが、これに限られない。例えば、反射防止フィルム、防眩フィルム、耐電防止フィルム、ハードコートフィルム等の種々の機能性光学シート類が液晶表示パネル１５に設けられていてもよい。
【０１６５】
一例として、図３２には、液晶表示パネル１５が、上偏光板１２の出光側に配置された表面拡散シート７０を有する例が開示されている。表面拡散シートとして、光を拡散する機能を有した種々のシート状部材を用いることができ、一例として、光拡散粒子を含有したバインダー樹脂からなる層や、ホログラム等の回折格子を含む拡散素子を用いることができる。
【０１６６】
一方、図３２に例示された表面拡散シート７０は、光の進行方向を変化させる機能を有した部材であって、光透過部（主部）７１と、間部（充填部）７２と、を有している。図３２に示された例において、間部７２は、柱状に形成されており、図３２の紙面の奥／手前側に延びている。そして、光透過部７１は、間部７２の両側方に隣接して設けられており、略台形形状の断面を有して柱状に延びている。
【０１６７】
光透過部７１は、光を透過させることを主要な機能とする部位である。図３２に示すように、光透過部７１の断面台形形状は、長い下底が入光側を向くとともに短い上底が出光側を向くように、配置されている。光透過部７１は、液晶表示パネル１５のパネル面に沿って所定の間隔で配列されている。そして、隣り合う二つの光透過部７１の間に、略三角形断面を有した間部７２が形成されている。この光制御部材７０は、光透過部７１および間部７２を異なる屈折率の材料から形成されることにより、光透過部７１と間部７２との界面における反射や屈折等に起因した光拡散機能を発現するようになる。なお、間部７２の断面形状は、三角形形状に限られることなく種々の形状に変更することができ、また、間部７２の断面形状に応じて、光透過部７１の断面形状を台形形状から変更してもよい。例えば、間部７２の断面形状を、台形形状としてもよいし、断面台形形状の側部をなす間部７２の斜辺が折れ線状または曲線状となるようにしてもよい。
【０１６８】
さらに、上述した実施の形態において、光制御機能を有した保護フィルム５０を含む偏光板４０の直下に、光源２５をなす発光体２６が配置される例、すなわち、光制御機能を有した保護フィルム５０を含む偏光板４０が、直下型の液晶表示装置１０に適用されている例を示したが、これに限られない。図３３に示すように、光制御機能を有した保護フィルム５０を含む偏光板４０が、発光体２６からの光を受ける導光板２３に直面する位置に配置されるようにしてもよい。
【０１６９】
図３３に示された例において、偏光板４０は、発光体２６と発光体２６からの光を受ける導光板２３とを有した面光源装置２２とともに使用され、面光源装置２２の導光板２３に直面する位置に配置されている。この例では、光学モジュール２０が、偏光板４０と、偏光板４０の保護フィルム５０に直面する位置に配置された導光板２３と、を有している。なお、図３３に示された例において、偏光板４０を含む液晶表示パネル１５が、上述した実施の形態と同様に構成され得る。
【０１７０】
図３３に示された例において、面光源装置２２は、導光板２３と、導光板２３の側方に配置された発光体２６と、導光板２３の背面に配置された反射板（反射シート）２１ａと、を有し、いわゆるエッジライト型（サイドライト型）のバックライトとして構成されている。光源２５の発光体２６からの光は、導光板２３の側面（入射面）から導光板２３内に入射し、導光板２３の一対の主面間で反射を繰り返しながら導光板２３内を導光方向に沿って進む。導光板２３には、図示しない光取り出し要素、例えば、反射板２１ａに対面する導光板２３の裏面に設けられた白色ドットや、導光板２３内に分散された拡散成分等が設けられており、出光量が導光方向に沿って概ね均一となるように、導光板２３内を進む光が導光板２３から観察者側へ出射していく。この際、図３３に示すように、導光板２３から出射する多くの光Ｌ３３１は、正面方向ｎｄから大きく傾斜した方向に向けて出射するようになる。
【０１７１】
このような導光板２３に対して、保護フィルム５０の単位光学要素６０は、その配列方向が導光板２３の導光方向と平行となるように配置されている。また、単位光学要素６０は、導光板２３の側へ向けて、保護フィルム５０から突出している。そして、正面方向ｎｄから大きく傾斜した方向に沿って液晶表示パネルに向かう光Ｌ３３１は、単位光学要素６０の一方の面６０ｂ１を介して保護フィルム５０へ入射し、その後、単位光学要素６０の他方の面６０ｂ２で反射（とりわけ、全反射）して進行方向を正面方向ｎｄ側へ偏向する。このようにして、保護フィルム５０は集光機能を発揮することができる。
【０１７２】
これに対して、図３５に示すように、従来の下偏光板１３を含む液晶表示パネルとの組み合わせで用いられる従来のエッジライト型の面光源装置には、多くの場合、導光板２３の出光側に集光シート（プリズムシート、反射型プリズムシート、逆プリズムシート）Ｃが設けられていた。このため、保護フィルム５０の集光機能を、図３５に示された従来の面光源装置に含まれていた集光シート（プリズムシート、反射型プリズムシート、逆プリズムシート）Ｃの集光機能と同様にすることにより、表示装置１全体としての光学特性を維持しながら、この集光シートＣを面光源装置から省くことが可能となる。同様に、図３５に示された従来の面光源装置には、集光シートＣのさらに出光側に光拡散シートＤが設けられているが、保護フィルム５０が拡散成分５９ｂを含有している場合には、この拡散成分５９ｂに起因した光拡散機能の程度を適宜調節することによって、光拡散シートＤも省くことが可能となる。これにより、図３３に示された態様によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１７３】
なお、図３５に示された従来の表示装置１のうち、既に説明した構成と同一に構成され得る部分に対しては、当該既に説明した構成に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
【０１７４】
以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【実施例】
【０１７５】
ここで説明した表示装置１０、光学モジュール２０、偏光板４０および保護フィルム５０の作用効果を確認するため、実験を行った。以下、この実験について説明する。
【０１７６】
〔調査１〕
まず、調査１として、集光機能および光拡散機能を有する上述した実施の形態での保護フィルムを偏光子と接合して用いた場合と、光拡散シートおよび集光シートを偏光子と接合されていない部材として用いた場合と、で輝度の変化をシミュレーションした。シミュレーションには、シミュレーションソフトとして、米国のＳｙｎｏpｓｙｓ社製のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓを用いた。
【０１７７】
シミュレーションの対象を、直下型の光学モジュールである図３６に示されたモデル１および図３７に示されたモデル２と、エッジライト型の光学モジュールである図３８に示されたモデル３および図３９に示されたモデル４と、に設定した。モデル１〜４は、３２インチ型（７００ｍｍ×４００ｍｍ）の液晶表示装置に組み込まれる大きさとした。
【０１７８】
図３６に示されたモデル１は、偏光子４１と、偏光子４１に接合された保護フィルム５０と、保護フィルム５０に直面する位置に配置された光源２５と、光源２５の背面に配置した反射板２１と、から構成した。図３７に示されたモデル２は、偏光子４１と、偏光子４１に対面する位置に配置された光拡散フィルムＤと、光拡散フィルムＤに対面する位置に配置された集光シートＣと、集光シートＣに直面する位置に配置された光源２５と、光源２５の背面に配置した反射板２１と、から構成した。図３８に示されたモデル３は、偏光子４１と、偏光子４１に接合された保護フィルム５０と、保護フィルム５０に直面する位置に配置された導光板２３と、導光板２３の背面に配置した反射板２１と、導光板２３の側方に配置した光源２５と、から構成した。図３９に示されたモデル４は、偏光子４１と、偏光子４１に対面する位置に配置された光拡散フィルムＤと、光拡散フィルムＤに対面する位置に配置された集光シートＣと、集光シートＣに対面する位置に配置された導光板２３と、導光板２３の背面に配置した反射板２１と、導光板２３の側方に配置した光源２５と、から構成した。
【０１７９】
モデル１〜４の間で、反射板２１および偏光子４１は同様の構成とした。モデル１およびモデル２の光源２５は、一直線に並べて反射板２１上の配置された３０個のＬＥＤ２６として、互いに同様に構成した。３０個のＬＥＤ２６は、７００ｍｍの長さに略等間隔に配置した。モデル３およびモデル４の光源２５は、一直線に並べて導光板２３の両側方に配置されたＬＥＤ２６として、互いに同様に構成した。導光板２３の各側の側方に、７００ｍｍの長さに略等間隔で３０個のＬＥＤ２６を配置した。なお、モデル１〜４の間で、光源２５の総発光量は、互いに同一とした。
【０１８０】
モデル１およびモデル３の保護フィルム５０は、図２および図３に示された保護フィルム５０と同様に、単位光学要素６０を含む樹脂層５１ｂと、出光側に配置された光拡散層５１ａと、からなるようにした。モデル１の保護フィルム５０の単位光学要素６０およびモデル２の集光シートＣの単位光学要素６０は、リニアフレネルレンズなす単位光学要素６０として、互いに同一とした。モデル３の保護フィルム５０の単位光学要素６０およびモデル４の集光シートＣの単位光学要素６０は、配列方向と直交する方向に直線状に延びる断面三角形状のプリズムとして、互いに同一とした。
【０１８１】
各モデル１〜４について、偏光子内を透過する光に起因した輝度の角度分布、言い換えると、偏光子内の一仮想面ＶＰ上での輝度の角度分布をシミュレーションした。この輝度の角度分布は、単位光学要素の配列方向および正面方向の両方に平行な面内における各方向での輝度をシミュレーションすることにより得た。各モデルについて、図４８に示された光拡散特性を呈する光拡散フィルムａを用いた場合と、図４９に示された光拡散特性を呈する光拡散フィルムｂを用いた場合と、の二つの条件で輝度の角度分布のシミュレーションを行った。なお、図４８および図４９に示されたグラフは、法線方向に進む平行光束を一方の面から入射した際における他方の面上での輝度の角度分布を示している。
【０１８２】
図４０および図４１に示された輝度の角度分布は、モデル１において光拡散フィルムａおよび光拡散フィルムｂをそれぞれ用いた場合におけるシミュレーション結果を示している。図４２および図４３に示された輝度の角度分布は、モデル２において光拡散フィルムａおよび光拡散フィルムｂをそれぞれ用いた場合におけるシミュレーション結果を示している。モデル１とモデル２との間で、輝度の角度分布における半値角はさほど変わらないが、モデル１の正面方向輝度は、モデル２の正面方向輝度よりも大幅に上昇していた。また、シミュレーション結果からすると、モデル２よりもモデル１の方が、光源で発光された光を高い利用効率で利用していた。
【０１８３】
図４４および図４５に示された輝度の角度分布は、モデル３において光拡散フィルムａおよび光拡散フィルムｂをそれぞれ用いた場合におけるシミュレーション結果を示している。図４６および図４７に示された輝度の角度分布は、モデル４において光拡散フィルムａおよび光拡散フィルムｂをそれぞれ用いた場合におけるシミュレーション結果を示している。モデル３とモデル４との間で、輝度の角度分布における半値角はさほど変わらないが、モデル３の正面方向輝度は、モデル４の正面方向輝度よりも大幅に上昇していた。また、シミュレーション結果からすると、モデル４よりもモデル３の方が、光源で発光された光を高い利用効率で利用していた。
【０１８４】
なお、図４０〜図４７に示された輝度の角度分布における縦軸は、各シミュレーション条件の間で共通する基準値に対する輝度比を示している。
【０１８５】
〔調査２〕
実施例１に係る表示装置として、図１に示された構成の表示装置を作製した。また、比較例に係る表示装置として、図３４に示された構成の表示装置を作製した。各表示装置は、市販されている３２インチ型（７０６ｍｍ×３９８ｍｍ）の液晶表示装置（液晶テレビ受像機）を利用して、作製した。具体的には、各表示装置の筐体、筐体内に組み込まれた液晶表示パネル、筐体内に組み込まれた反射板、および、反射板上に二次元配列されたＬＥＤからなる発光体として、市販されている液晶表示装置に組み込まれていた対応する各部材を利用した。実施例１に係る表示装置では、拡散成分をなす光拡散粒子を分散したポリカーボネート樹脂を押し出し成形してなる押し出し材を、保護フィルムとして、液晶表示パネルに接合した。一方、比較例１〜３に係る表示装置では、市販されている３２インチ型の液晶表示装置に組み込まれていた拡散板Ａ、下拡散シートＢおよび上拡散シートＤとともに、熱可塑性樹脂を押し出し成形することによって作製した集光シートＣを、図３４の配置で表示装置に組み込んだ。比較例１〜３に係る表示装置では、集光シートに用いた樹脂材料が異なるだけであって、その他を同一に構成した。また、実施例１に係る表示装置に組み込まれた保護フィルムの単位光学要素、および、比較例１〜３に係る表示装置に組み込まれた集光シートＣの単位光学要素は、６６°の頂角で突出した断面三角形状からなる三角柱として、互いに同一の構成とした。比較例２に係る表示装置の集光シートＣは、実施例１の保護フィルムと同様のポリカーボネート樹脂を用いて作製した。比較例１に係る表示装置の集光シートＣは、比較例２で用いたポリカーボネート樹脂よりも復元性の低い（硬度の高い）ウレタンアクリレート系樹脂を用いて作製し、比較例３に係る表示装置の集光シートＣは、比較例２で用いたポリカーボネート樹脂よりも復元性の高い（硬度の低い）カプロラクトン含有ウレタンアクリレート系樹脂を用いて作製した。
【０１８６】
各表示装置について、次の手順で振動試験を行った。振動試験機（アイデッスク株式会社製、ＢＦ−５０ＵＬ）の水平な加振台の上に各表示装置を配置した。各表示装置は、振動試験機の作動中に動いてしまうことがないよう、固定バンドで加振台に固定した。この状態で、振動試験機を作動し、加振台上の表示装置に上下及び左右の３軸同時振動を加えた。振動は、加速度７．３Ｇ、周波数６７Ｈｚ、３０分間とした。振動試験後に、実施例１に係る表示装置について、保護フィルムの単位光学要素の状態を確認するとともに、比較例１〜３に係る表示装置について、集光シートＣの単位光学要素の状態を確認した。単位光学要素が対面する部材との間で光学密着しているか否かを目視で確認し、且つ、単位光学要素の表面具合を倍率５００倍の顕微鏡で観察して傷の有無を確認した。表３に、光学密着の有無および傷の有無の確認結果を示す。
【０１８７】
【表３】
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【符号の説明】
【０１８８】
１０  表示装置
１１  液晶セル
１５  液晶表示パネル
２０  光学モジュール
２５  光源
２６  発光体
２６ａ  線状発光部
４０  偏光板、下偏光板
４１  偏光子
４８  中間フィルム
４９  接着層
４９ａ  接着剤
４９ｂ  拡散成分
５０  保護フィルム、光学シート
５０ａ  出光側面
５０ｂ  入光側面
５１ａ  光拡散層
５１ｂ  樹脂層
５２  ランド部
５４  マット層
５５  本体部
５５ｂ  入光側面
５９ａ  主部
５９ｂ  拡散成分
【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】
2012113294.tif 000024
【図２０】
2012113294.tif 000025
【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】
2012113294.tif 000031
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2012113294.tif 000043
【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
2012113294.tif 000051
【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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