(57)【要約】【課題】拡散透過率のばらつきを抑えつつ、簡易かつ安価に製造することの可能な光学シートおよびその製造方法、照明装置ならびに表示装置を提供する。【解決手段】水溶性フィルム１０と、水溶性フィルム１０の少なくとも一方の表面上に設けられた無機層１１とを備える。水溶性フィルム１０と無機層１１との界面に第１立体構造１２が設けられており、無機層１１の光射出面Ｓ２に第２立体構造１３が設けられている。第１立体構造１２は、一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に周期性を有している。また、第２立体構造１３は、上記一の方向と平行な方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に第１立体構造１２の周期性よりも細かな周期性を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性フィルムと、
前記水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に設けられた無機層と
を備え、
前記水溶性フィルムと前記無機層との界面に、一の方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造を有し、
前記無機層のうち前記水溶性フィルムとは反対側の表面に、前記一の方向と平行な方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に前記第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造を有する光学シート。
【請求項２】
前記無機層の厚さは１．６μｍを下回っている請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記第１立体構造および前記第２立体構造は前記水溶性フィルムの収縮に伴って形成されたものである請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記無機層はＳｉＯ２層である請求項１に記載の光学シート。
【請求項５】
水溶性フィルムを膨潤させたのち延伸し、延伸した状態で架橋処理する第１工程と、
架橋処理した後の水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に、液状のガラス材料を含む液状層を形成したのち、前記水溶性フィルムと前記液状層とを高温高湿に曝す第２工程と
を含む光学シートの製造方法。
【請求項６】
前記第１工程において、前記水溶性フィルムを膨潤させたのち一の方向に延伸するか、または前記一の方向に延伸すると共に前記一の方向と交差する方向に前記一の方向の延伸率よりも低い延伸率で延伸する請求項４に記載の光学シートの製造方法。
【請求項７】
光学シートと、前記光学シートに向けて光を射出する光源とを備え、
前記光学シートは、
水溶性フィルムと、
前記水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に設けられた無機層と
を備え、
前記水溶性フィルムと前記無機層との界面に、一の方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造を有し、
前記無機層のうち前記水溶性フィルムとは反対側の表面に、前記一の方向と平行な方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に前記第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造を有する照明装置。
【請求項８】
画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明するための光を発する光源と、
前記表示パネルと光源との間に設けられた光学シートと
を備え、
前記光学シートは、
水溶性フィルムと、
前記水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に設けられた無機層と
を備え、
前記水溶性フィルムと前記無機層との界面に、一の方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造を有し、
前記無機層のうち前記水溶性フィルムとは反対側の表面に、前記一の方向と平行な方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に前記第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に凹凸を有する光学シートおよびその製造方法、照明装置ならびに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワードプロセッサやラップトップ型のパーソナルコンピュータ等の表示装置として、薄型で見やすいバックライト（照明装置）を備えた液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置用の照明装置としては、導光板の側端部に蛍光管のような線状光源を配置し、この導光板の上に複数の光学素子を介して液晶パネルを設置したエッジライト型の照明装置と、液晶パネルの直下に光源と複数の光学素子とを配置した直下型の照明装置とがある（特許文献１参照）。
【０００３】
従来から、液晶表示装置用の照明装置では、視野角や輝度などの改善を目的として多数の光学素子が用いられている。光学素子としては、例えば、光拡散性を有する拡散板や、光集光性を有するプリズムシートなどが挙げられる。
【０００４】
拡散板には、例えば、有機または無機の微粒子を混入させた厚さ数ｍｍのアクリルやポリカーボネートなどの樹脂板が用いられる。しかし、そのような樹脂板を拡散板として用いた場合に、拡散機能を強化するために、樹脂板の厚さをさらに厚くしたり、微粒子の添加量をさらに増やしたりしたときには、輝度が低下してしまう。そこで、例えば、特許文献２に記載の技術を応用して、樹脂板の表面に拡散機能と集光機能を兼ね備えた凹凸形状を設けることにより、輝度の低下を抑えつつ、輝度を均一にすることが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０１１４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１６４１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、樹脂板の凹凸形状は、例えば、原盤の凹凸を樹脂フィルムの表面に押し当て、その状態で樹脂フィルムを硬化させ、樹脂板の表面に原盤の凹凸を転写することによって形成可能である。また、樹脂板の凹凸形状は、例えば、微粒子を含む液体を、微粒子の一部が表面に露出する程度に樹脂板の表面に薄く塗布し、その状態で液体を硬化させることによっても形成可能である。
【０００７】
しかし、前者の方法では、工程数が多く、また製造コストも高いという問題がある。また、後者の方法では、樹脂フィルムの表面に微粒子が不均一に分散し易く、拡散透過率にばらつきが生じ易いという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、拡散透過率のばらつきを抑えつつ、簡易かつ安価に製造することの可能な光学シートおよびその製造方法、照明装置ならびに表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学シートは、水溶性フィルムと、水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に設けられた無機層とを備えている。水溶性フィルムと無機層との界面に第１立体構造が設けられており、無機層のうち水溶性フィルムとは反対側の表面に第２立体構造が設けられている。第１立体構造は、一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に周期性を有している。また、第２立体構造は、上記一の方向と平行な方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有している。
【００１０】
本発明の照明装置は、上記光学シートと、上記光学シートに向けて光を射出する光源とを備えたものである。また、本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明するための光を発する光源と、表示パネルと光源との間に設けられた上記光学シートとを備えたものである。
【００１１】
本発明の光学シート、照明装置および表示装置では、水溶性フィルムと無機層との界面に、一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造が形成され、無機層のうち水溶性フィルムとは反対側の表面に、上記一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造が形成されている。これにより、上記一の方向と上記一の方向と交差する方向において互いに異なる光学特性が得られる。ここで、第１立体構造および第２立体構造は、例えば、延伸し、架橋処理した後の水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に、液状のガラス材料を含む液状層を形成したのち、液状層と水溶性フィルムとを高温高湿に曝し、水溶性フィルムを延伸方向と平行な方向に収縮させると同時に、水溶性フィルムおよび液状層を硬化することにより形成可能である。従って、原盤の凹凸を基材フィルムに転写したり、微粒子を含む液体を基材フィルムに塗布したりしなくても、第１立体構造および第２立体構造を形成することができる。
【００１２】
本発明の光学シートの製造方法は、以下の（Ａ），（Ｂ）の各工程を含むものである。
（Ａ）水溶性フィルムを膨潤させたのち延伸し、延伸した状態で架橋処理する工程
（Ｂ）架橋処理した後の水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に、液状のガラス材料を含む液状層を形成したのち、水溶性フィルムと液状層とを高温高湿に曝す工程
【００１３】
本発明の光学シートの製造方法では、延伸し、架橋処理した後の水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に、液状のガラス材料を含む液状層が形成されたのち、液状層と水溶性フィルムとが高温高湿に曝される。これにより、水溶性フィルムが延伸方向と平行な方向に収縮すると同時に、水溶性フィルムおよび液状層が硬化し、液状層は無機層となる。その結果、水溶性フィルムと無機層との界面に、延伸方向と平行な方向に延在すると共に延伸方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造が形成され、無機層のうち水溶性フィルムとは反対側の表面に、延伸方向と平行な方向に延在すると共に延伸方向と交差する方向に第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造が形成される。その結果、延伸方向と延伸方向と交差する方向において互いに異なる光学特性が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光学シート、照明装置および表示装置によれば、水溶性フィルムと無機層との界面に、一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に周期性を有する第１立体構造を形成し、無機層のうち水溶性フィルムとは反対側の表面に、上記一の方向に延在すると共に上記一の方向と交差する方向に第１立体構造の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造を形成するようにしたので、光学異方性を有する第１立体構造および第２立体構造を上で例示した方法によって形成することができる。これにより、原盤の凹凸を基材フィルムに転写したり、微粒子を含む液体を基材フィルムに塗布したりしなくても、簡易かつ安価に第１立体構造および第２立体構造を形成することができる。その結果、転写や塗布を用いた場合よりも、拡散透過率のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
本発明の光学シートの製造方法によれば、延伸し、架橋処理した後の水溶性フィルムの少なくとも一方の表面上に、液状のガラス材料を含む液状層を形成したのち、液状層と水溶性フィルムとを高温高湿に曝すようにしたので、原盤の凹凸を基材フィルムに転写したり、微粒子を含む液体を基材フィルムに塗布したりしなくても、簡易かつ安価に第１立体構造および第２立体構造を形成することができる。その結果、転写や塗布を用いた場合よりも、拡散透過率のばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学シート１の一例を斜視的に表したものである。図２は、図１の光学シート１の断面構成を表したものである。この光学シート１は、水溶性フィルム１０と、水溶性フィルム１０の少なくとも一方の表面上に設けられた無機層１１とを備えている。
【００１８】
なお、図１、図２には、水溶性フィルム１０の一方の表面上にだけ無機層１１が設けられている場合が例示されているが、図３、図４に示したように、水溶性フィルム１０の両面に無機層１１が設けられていてもよい。このように、水溶性フィルム１０の両面に無機層１１が設けられている場合には、水溶性フィルム１０の片面にだけ無機層１１が設けられている場合よりも耐久性を高くすることができる。なお、光学特性としては、ヘイズ、平行光線の特性については両者に特に差はないが、全光線、拡散光線については片面塗布の方が高い数値を示すこともある。
【００１９】
水溶性フィルム１０は、親水性が強く、かつ温水に可溶な合成樹脂、具体的には分子中にヒドロキシ基（−ＯＨ）を多く含む合成樹脂からなる。そのような合成樹脂としては、典型的には、ポリビニルアルコール (polyvinyl alcohol, PVA)が挙げられる。水溶性フィルム１０は、当該水溶性フィルム１０の面内の一の方向に延伸されており、当該一の方向に延伸軸ＡＸを有している。なお、水溶性フィルム１０は、上記一の方向に延伸されているだけでなく、上記一の方向と交差する方向に上記一の方向の延伸率よりも低い延伸率で延伸されていてもよい。水溶性フィルム１０の厚さは、無機層１１を支持することの可能な厚さとなっており、例えば３０μｍ〜４０μｍ程度となっている。
【００２０】
無機層１１は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）からなる。無機層１１は、硬化後に透明な無機層を形成する液状のガラス材料を硬化することにより形成されたものである。そのような液状のガラス材料としては、例えば、ペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）などのポリシラザン系の材料や、エトキシポリシロキサンなどのシロキサン系の材料を主として含む材料を所定の溶剤に溶解させたものが挙げられる。なお、液状のガラス材料に、ポリシラザン系の材料やシロキサン系の材料の硬化（焼成）温度を、水溶性フィルム１０の耐熱温度よりも低い温度にまで低下させる触媒（例えばアミン類）が添加されていることが好ましい。
【００２１】
無機層１１の厚さは、後述の製造過程（高温高湿工程）において、水溶性フィルム１０Ｄが延伸方向（延伸軸ＡＸ）と平行な方向に収縮すると同時に、水溶性フィルム１０Ｄおよび液状層１１Ｄが硬化する程度の厚さとなっており、例えば、１．６μｍを下回る厚さとなっている。なお、無機層１１の厚さは６００ｎｍを超える厚さとなっていることが好ましい。無機層１１の厚さが６００ｎｍ以下となっている場合には、後述の製造過程において、後述の第２立体構造１３の周期が緩やかになってしまい、第２立体構造１３による光学的な作用が弱まってしまうからである。
【００２２】
水溶性フィルム１０の光射出側の面には、第１立体構造１２が設けられている。水溶性フィルム１０の光入射側の面には、第１立体構造１２とほぼ同一形状の第３立体構造１４が形成されている。無機層１１のうち水溶性フィルム１０とは反対側の表面（図１、図２の場合には光射出面Ｓ２だけ、図３、図４の場合には光入射面Ｓ１および光射出面Ｓ２）には、第２立体構造１３が設けられている。
【００２３】
第１立体構造１２および第３立体構造１４は、水溶性フィルム１０の延伸軸ＡＸ（上記一の方向）と交差（直交）する方向（図中のＸ軸方向）に延在する凹凸形状を有している。この凹凸形状は、延伸軸ＡＸと平行な方向（図中のＹ軸方向）に周期性を有しており、Ｙ軸方向に連続して形成されている。第１立体構造１２および第３立体構造１４の凹凸形状は、互いにほぼ同一周期および同一位相で形成されている。第１立体構造１２および第３立体構造１４のＹ軸方向の周期性は、Ｘ軸方向においてほぼ一様となっており、かつ第１立体構造１２および第３立体構造１４のＹ軸方向の形状も、Ｘ軸方向においてほぼ一様となっている。
【００２４】
第２立体構造１３は、第１立体構造１２および第３立体構造１４と同様、水溶性フィルム１０の延伸軸ＡＸと平行な方向に延在する凹凸形状を有している。この凹凸形状は、延伸軸ＡＸと交差する方向に、第１立体構造１２および第３立体構造１４の周期性よりも細かな周期性を有しており、Ｙ軸方向に連続して形成されている。第２立体構造１３のＹ軸方向の周期性は、Ｘ軸方向においてほぼ一様となっているが、第２立体構造１３のＹ軸方向の形状は、Ｘ軸方向において一様にはなっておらず、規則性を有していない。第２立体構造１３の表面（光射出面Ｓ２）は、水溶性フィルム１０と無機層１１との界面に沿って緩やかにうねっており、無機層１１の厚さが、ほぼ一様となっている。
【００２５】
次に、図５を参照して、本実施の形態の光学シート１の製造方法の一例について説明する。なお、図５は、光学シート１の製造工程の流れを説明するための流れ図である。
【００２６】
（延伸架橋準備工程）
初めに、延伸架橋を行う前に前処理を行う。具体的には、水溶性フィルム１０Ｄを延伸機に固定したのち、その状態で、水溶性フィルム１０Ｄを所定の温度（例えば３０度）の純水中に所定の時間（例えば５分間）だけ浸し膨潤させる（ステップＳ１）。なお、上記水溶性フィルム１０Ｄは、後述の工程を経て水溶性フィルム１０になるものである。
【００２７】
（延伸架橋工程）
次に、水溶性フィルム１０の延伸架橋処理を行う。具体的には、水溶性フィルム１０Ｄを純水中から取り出したのち、所定の温度（例えば６０度）および所定の濃度（例えば６ｗｔ％）のホウ酸水溶液中に浸し、その状態で、水溶性フィルム１０Ｄを一の方向にゆっくりと延伸する（ステップＳ２）。例えば、２分ほどかけて延伸する。なお、このとき、一の方向に延伸すると共に上記一の方向と交差する方向に上記一の方向の延伸率よりも低い延伸率で延伸してもよい。その後、しばらくの間（例えば８分間）、延伸した状態で水溶性フィルム１０Ｄをホウ酸水溶液中に浸しておき、十分に架橋反応させる（ステップＳ３）。
【００２８】
（すすぎ工程）
次に、水溶性フィルム１０Ｄをホウ酸水溶液中から取り出したのち、所定の温度（例えば３０度）の純水中に浸し、水溶性フィルム１０Ｄの表面に付着している余分なホウ酸水溶液をすすぎ落とす（ステップＳ４）。
【００２９】
（乾燥工程）
次に、水溶性フィルム１０Ｄを純水中から取り出したのち、所定の温度（例えば６０度）の乾燥機に入れ、所定の時間（例えば１時間）乾燥させる（ステップＳ５）。
【００３０】
（塗布準備工程）
次に、水溶性フィルム１０Ｄを所定の大きさに切り、スピンコート用のステージに載置すると共に、硬化後に透明な無機層を形成する液状のガラス材料をシリンジに充填する。上記した液状のガラス材料として、例えば、ペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）を所定の溶剤に溶解させ、さらにその溶剤にアミン触媒を混合したもの（例えばＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカＮＰ１１０）などが一般的に用いられる。
【００３１】
（塗布工程）
次に、上記した液状のガラス材料を所定のフィルタ（例えば０．２μｍのフィルタ）を通して水溶性フィルム１０Ｄ上に滴下すると共に、ステージを所定の条件で回転させ、水溶性フィルム１０Ｄ上に液状層１１Ｄを形成する（ステップＳ６）。なお、上記液状層１１Ｄは、後述の工程を経て無機層１１になるものである。なお、片面のコートが終わったら、必要に応じて、水溶性フィルム１０Ｄを反転し、上記と同じ条件で、水溶性フィルム１０Ｄの他方の面にも液状層１１Ｄを形成する。
【００３２】
なお、液状層１１Ｄを、上記したスピンコート法以外の方法、例えば、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法などの液状で塗布可能な方法によって形成してもよい。
【００３３】
（高温高湿工程）
次に、液状層１１Ｄの形成された水溶性フィルム１０Ｄを高温高湿槽に、所定の条件で所定の時間（例えば１時間）だけ入れる（ステップＳ７）。高温高湿槽の条件は、例えば図６の斜線で示した範囲内の温湿度条件とすることが好ましい。例えば、温度８０°湿度８０％の場合や、温度９０°湿度８０％の場合には、後述するように、水溶性フィルム１０Ｄの収縮と同時に水溶性フィルム１０Ｄおよび液状層１１Ｄを硬化させることができる。ただし、温度および湿度のうち湿度だけが高い場合（温度６０°湿度９０％の場合）には、水溶性フィルム１０Ｄが収縮する前に液状層１１Ｄが硬化するので、液状層１１Ｄにクラックが入り、液状層１１Ｄに立体形状を形成することが困難となる。また、温度および湿度のうち温度だけが高い場合には、水溶性フィルム１０Ｄが収縮しないので、この場合には、液状層１１Ｄが平坦となり、液状層１１Ｄに立体形状を形成することが困難となる。また、温度および湿度の双方が低い場合（温度７０°湿度７０％の場合）には、水溶性フィルム１０Ｄの収縮と、水溶性フィルム１０Ｄおよび液状層１１Ｄの硬化がいずれも不十分となるので、この場合にも、液状層１１Ｄに立体形状を形成することが困難となる。
【００３４】
なお、高温高湿工程において、水溶性フィルム１０Ｄが恒温高湿槽内の温風で吹き飛ばされないようにするために、水溶性フィルム１０Ｄを、延伸方向が上下方向となるように吊るすと共に、水溶性フィルム１０Ｄを上下方向に軽く引っ張っておくことが好ましい。例えば、水溶性フィルム１０Ｄの上端および下端をクリップで挟み、水溶性フィルム１０Ｄを上下方向に引っ張っておく。
【００３５】
このように、水溶性フィルム１０Ｄおよび液状層１１Ｄを高温高湿条件下に曝しておくと、水溶性フィルム１０Ｄが延伸方向と平行な方向に収縮すると同時に、水溶性フィルム１０Ｄおよび液状層１１Ｄが硬化し、水溶性フィルム１０Ｄが水溶性フィルム１０となり、液状層１１Ｄが無機層１１（例えばＳｉＯ２層）となる。その結果、水溶性フィルム１０と無機層１１との界面に、延伸方向と交差（直交）する方向に延在すると共に延伸方向と平行な方向に周期性を有する第１立体構造１２が形成され、無機層１１のうち水溶性フィルム１０とは反対側の表面（光射出面Ｓ２）に、延伸方向と交差（直交）する方向に延在すると共に延伸方向と平行な方向に第１立体構造１２の周期性よりも細かな周期性を有する第２立体構造１３が形成される。さらに、水溶性フィルム１０のうち無機層１１とは反対側の表面（光入射面Ｓ１）に、延伸方向と交差（直交）する方向に延在すると共に延伸方向と平行な方向に第１立体構造１２の周期性とほぼ等しい周期性を有する第３立体構造１４が形成される。このようにして、延伸方向と延伸方向と交差する方向において互いに異なる光学特性を有する光学シート１が製造される。
【００３６】
このような構成の光学シート１では、光入射面Ｓ１に入射した光が水溶性フィルム１０を透過すると共に、水溶性フィルム１０の光入射面Ｓ１に設けられた第３立体構造１４と、水溶性フィルム１０と無機層１１との界面に設けられた第１立体構造１２とによって拡散される。水溶性フィルム１０を透過した拡散光は、無機層１１を透過すると共に、無機層１１の光射出面Ｓ２に設けられた第２立体構造１３によって大きく拡散される。このようにして、光学シート１へ入射した光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
【００３７】
ところで、本実施の形態では、第１立体構造１２、第２立体構造１３および第３立体構造１４はいずれも、水溶性フィルム１０の延伸軸ＡＸと平行な方向に延在する凹凸形状を有しており、形状異方性を有している。そのため、延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）の光学特性と延伸軸ＡＸと交差する方向（Ｙ軸方向）の光学特性とが互いに異なっている。
【００３８】
図７は、水溶性フィルム１０の延伸率を２倍、３倍、４倍としたときのヘイズ、全光線透過率、拡散係数、平行光線透過率の計測値を表したものである。図８（Ａ）〜（Ｃ）は図７の計測値を得るために用いた光学シート１の光射出面Ｓ２（第２立体構造１３）の顕微鏡写真である。図８（Ａ）は延伸率を２倍としたときのものであり、図８（Ｂ）は延伸率を３倍としたときのものであり、図８（Ｃ）は延伸率を４倍としたときのものである。なお、図７の結果は、両面コートのものである。
【００３９】
図７から、各延伸率において、延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）のヘイズ、全光線透過率、拡散係数が、延伸軸ＡＸと交差する方向（Ｙ軸方向）のヘイズ、全光線透過率、拡散係数よりも大きくなっていることがわかる。また、各延伸率において、延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）の平行光線透過率が、延伸軸ＡＸと交差する方向（Ｙ軸方向）の平行光線透過率よりも小さくなっていることがわかる。
【００４０】
図９（Ａ），（Ｂ）は、水溶性フィルム１０の延伸率を２倍、３倍、４倍としたときの、拡散透過率の入射角依存性を表したものである。図９（Ａ）は延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）の入射角依存性を、図９（Ｂ）は延伸軸ＡＸと交差（直交）する方向（Ｙ軸方向）の入射角依存性をそれぞれ表したものである。拡散透過率の測定には、日本分光製の分光光度計V550を使用した。この測定では、光学シート１の光入射面Ｓ１の法線と、入射光の光軸とのなす角度を０°から±９０°の範囲内で５°ステップで変えた。なお、図９（Ａ），（Ｂ）の結果は、両面コートのものである。
【００４１】
図９（Ｂ）から、延伸率が２倍または３倍となっているときに、Ｙ軸方向の拡散透過率が、±６０°の角度範囲内においておおむね均一となっていることがわかる。
【００４２】
このことから、本実施の形態では、延伸率を調整することにより、任意の拡散透過率を得ることができので、任意の拡散性を有する光学シート１を容易に製造することができる。また、本実施の形態では、原盤の凹凸を基材フィルムに転写したり、微粒子を含む液体を基材フィルムに塗布したりしなくても、簡易かつ安価に第１立体構造１２および第２立体構造１３（さらに第３立体構造１４）を形成することができ、その結果として、転写や塗布を用いた場合よりも、拡散透過率のばらつきを抑えることができる。
【００４３】
図１０（Ａ），（Ｂ）は、水溶性フィルム１０の延伸率を２倍、３倍、４倍としたときの、拡散透過率の射出角依存性を表したものである。図１０（Ａ）は延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）の射出角依存性を、図１０（Ｂ）は延伸軸ＡＸと交差（直交）する方向（Ｙ軸方向）の射出角依存性をそれぞれ表したものである。この測定では、光学シート１の光射出面Ｓ２の法線と光検出器の検出面の法線とのなす角度を０°から±９０°の範囲内で５°ステップで変えた。なお、図１０（Ａ），（Ｂ）の結果は、両面コートのものである。
【００４４】
図１０（Ａ），（Ｂ）から、Ｙ軸方向の拡散透過率分布の方が、Ｘ軸方向の拡散透過率分布よりも拡散透過率の高い領域の幅が広いことがわかる。
【００４５】
これらのことから、この光学シート１を据え置きタイプの表示装置内に用いる場合には、光学シート１の延伸軸ＡＸが観察者から見て上下方向となるように光学シート１を配置することにより、水平方向の透過率を必要な角度範囲において高くしつつ、垂直方向の透過率を不要な角度範囲において低くすることができる。また、この光学シート１をモバイルタイプの表示装置内に用いる場合には、光学シート１の延伸軸ＡＸが観察者から見て左右方向となるように光学シート１を配置することにより、垂直方向の透過率を必要な角度範囲において高くしつつ、水平方向の透過率を不要な角度範囲において低くすることができる。これにより、光源の輝度を上げずに正面方向の輝度を効果的に上げることが可能となる。
【００４６】
［適用例］
次に、上記実施の形態の光学シート１の一適用例について説明する。図１１は、本適用例にかかる表示装置２の概略構成を表したものである。この表示装置は、光学シート１を含む照明装置３と、液晶表示パネル４とを備えており、液晶表示パネル４の表面が観察者（図示せず）側に向けられている。
【００４７】
表示パネル４は、図示しないが、観察側の透明基板と照明装置３側の透明基板との間に液晶層を有する積層構造となっている。具体的には、観察側から順に、偏光板、透明基板、カラーフィルタ、透明電極、配向膜、液晶層、配向膜、透明画素電極、透明基板および偏光板を有している。
【００４８】
偏光板は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。これら偏光板はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置３からの射出光が、液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。透明基板は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、照明装置３側の透明基板には、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（ThinFilm Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。カラーフィルタは、照明装置３からの射出光を例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを配列して構成されている。透明電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなり、共通の対向電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、駆動回路からの印加電圧により、照明装置３からの射出光を画素ごとに透過または遮断する機能を有する。透明画素電極は、例えばＩＴＯからなり、画素ごとの電極として機能する。
【００４９】
照明装置３は、光源３１を有しており、例えば、光源３１の液晶表示パネル４側に、光学シート１と、輝度向上フィルム３２とが光源３１側から順に配置されており、他方、光源３１の背後に、反射シート３３が配置されている。このように、本適用例では、照明装置３はいわゆる直下型となっているが、例えば、導光板を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。
【００５０】
光源３１は、例えば、複数の線状光源３１ａが等間隔（例えば２０ｍｍ間隔）で並列配置されたものである。線状光源３１ａは、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)または冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）などが挙げられる。なお、光源３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などの点光源を２次元配列したものであってもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの面光源であってもよい。
【００５１】
反射シート３３は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルムなどであり、光源３１からの射出光の一部を、液晶表示パネル４の方向へ反射するようになっている。これにより、光源３１からの射出光を効率的に利用することができる。
【００５２】
輝度向上フィルム３２は、例えば、透光性を有する樹脂材料からなり、当該輝度向上フィルム３２を含む面が液晶表示パネル４の表面と平行となるように配置されている。この輝度向上フィルム３２の光射出側の面には、図１１に示したように、複数の柱状の凸部３２ａが光射出側の面内の一の方向（図１１では光学シート１の延伸軸ＡＸと交差（直交）する方向）に延在すると共に、延在方向と交差する方向に連続的に並列配置されている。なお、複数の柱状の凸部３２ａが光学シート１の延伸軸ＡＸと平行な方向に延在していてもよい。他方、この輝度向上フィルム３３の光入射側の面は、例えば、平面となっている。
【００５３】
これにより、各凸部３２ａは、輝度向上フィルム３２の裏面側から入射した光のうち各凸部３２ａの配列方向の成分を液晶表示パネル４と直交する方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。なお、各凸部３２ａでは、輝度向上フィルム３２の裏面側から入射した光のうち各凸部３２ａの延在方向の成分については各凸部３２ａの屈折作用による集光効果が少ない。
【００５４】
次に、本適用例にかかる表示装置における作用について説明する。光源３１から照射された光は、光学シート１によって拡散され、輝度向上フィルム３２によって集光されたのち、液晶表示パネル４の裏面に射出される。このようにして、光源３１からの光が光学シート１や輝度向上フィルム３２などによって所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整されたのち、液晶表示パネル４で変調され、画像光として液晶表示パネル４の表面から観察者側に射出される。
【００５５】
ところで、本適用例では、照明装置３内の光学シート１において、延伸軸ＡＸ方向（Ｘ軸方向）の光学特性と延伸軸ＡＸと交差する方向（Ｙ軸方向）の光学特性とが互いに異なっている。これにより、水平方向および垂直方向のいずれか一方の透過率を必要な角度範囲において高くしつつ、他方の透過率を不要な角度範囲において低くすることができる。これにより、光源の輝度を上げずに正面方向の輝度を効果的に上げることが可能となる。
【００５６】
また、上記図９（Ｂ）に例示したように、延伸率が２倍または３倍となっているときに、Ｙ軸方向の拡散透過率が、±６０°の角度範囲内においておおむね均一となっていることから、原盤の凹凸を基材フィルムに転写したり、微粒子を含む液体を基材フィルムに塗布したりしなくても、簡易かつ安価に第１立体構造１２および第２立体構造１３（さらに第３立体構造１４）を形成することができる。従って、転写や塗布を用いた場合よりも、拡散透過率のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学シートの概略構成の一例を表す斜視図である。
【図２】図１の光学シートのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図３】図１の光学シートの一変形例を表す斜視図である。
【図４】図３の光学シートのＡ−Ａ矢視方向の断面図である。
【図５】図１の光学シートの製造方法の一例について説明するための工程図である。
【図６】高温高湿工程における温度および湿度の条件について説明するための模式図である。
【図７】実施例における光学シートの各光学特性を表す特性図である。
【図８】実施例における光学シートの光射出面の顕微鏡写真である。
【図９】延伸率を２倍、３倍、４倍としたときの、透過率の入射角依存性を表す特性図である。
【図１０】延伸率を２倍、３倍、４倍としたときの、透過率の射出角依存性を表す特性図である。
【図１１】一適用例に係る表示装置の概略構成の一例を表す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…光学シート、２…表示装置、３…照明装置、４…液晶表示パネル、１０…水溶性フィルム、１１…無機層、表示パネル、１２…第１立体構造、１３…第２立体構造、１４…第３立体構造、３１，３１a…光源、３２…輝度向上フィルム、３３…反射シート、ＡＸ…延伸軸、Ｓ１…光入射面、Ｓ２…光射出面。
【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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