異方性光拡散素子および表示装置
【課題】十分な光拡散特性を有し、且つ、虹色ムラの発生を抑制するとともに入射光を高効率で利用することができる異方性光拡散素子を提供することを目的とし、該異方性光拡散素子を使用した表示装置を提供することも目的とする。
【解決手段】透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
【解決手段】透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異方性光拡散素子および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、ワープロ、液晶テレビ、カーナビゲーション等のような液晶を使用する液晶表示装置は、液晶自体が発光しないため、液晶を裏面側から照射する光源となるバックライトが必要である。バックライトには、使用目的および用途に応じて光反射素子、光拡散素子、偏向素子（例えば、プリズム素子）等の各種光学素子が設けられる。
【０００３】
これら光学素子のうち、光拡散素子の光拡散発現機構は表面拡散と内部拡散に大別される。表面拡散としては、例えば、フィルム表面の樹脂層にブラシロール等で多数の微細且つ不規則な凹凸を形成したものが挙げられる。内部拡散としては、例えば、基材中に基材と異なる屈折率を有するフィラーを含有・分散させたものが挙げられる。
基材中に基材と異なる屈折率を有する球状のフィラーを含有・分散させた光拡散素子にレーザー光を垂直入射させると、透過光の光像が円形状を呈する。このような、円形上に拡散されている状態を、本明細書では等方性光拡散と呼称する。
【０００４】
等方性光拡散を示す光拡散素子をバックライト上に設けた表示装置は、光が等方向に拡散するため、不要なところにも光が拡散してしまう。結果、光の利用効率が低下し、所定の光量を得るために光源が発光に必要とする電気エネルギーが大きくなってしまう。
そこで、光を必要とする特定方向に偏って拡散することができる光拡散素子が注目されている。このような光拡散素子を、本明細書では異方性光拡散素子と呼称する。なお、この異方性光拡散素子に光を入射させると、その透過光から得られる形状は円形ではなく、直線状や楕円形状を示すものになる。
異方性光拡散素子は、光を必要とする特定方向に偏って光を拡散させることにより、等方性を示す光拡散素子よりも光を効率よく利用することで輝度を向上させ易く、バックライトの発光に必要な電気エネルギーの低減が可能となる。
【０００５】
異方性を付与するために、基材中に針状粒子を略一方向に分散させた光拡散板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７８０５号公報
【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、特許文献１に記載された光拡散板では、十分な光拡散特性が得られないものであった。例えば、ＬＥＤ光源等の点光源からの光を該光拡散板に入射させスクリーン等の被写体に光像を投射した場合、透過する光が該被写体上に形作る異方性の光像の中に、周囲とは明らかに異なる高光強度の点形状を与える。また該光拡散板に同様の点光源からの光を入射し、光源とは反対面側から該光拡散板を目視観察すると、該光源の位置・形状が容易に確認できる。
これらは光拡散特性が不十分であり、場所ごとで大きな光強度差があるためにムラがあると視認され、つまりは表示装置の表示品位を低下させてしまう問題を有していた。
【０００８】
また、市販される異方性光拡散素子の中には、光を特定方向に偏って拡散する特性に優れるもの、つまりは異方性光拡散特性に優れるものもあるが、該光拡散素子上の凹凸構造部位において光が屈折・拡散するため、拡散光の干渉を生じることがあり、白色の入射光が該光拡散素子から出射した際に虹色ムラが発生しやすいものであった。すなわち、該光拡散素子を使用した表示装置の表示品位を落としてしまう問題を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、十分な光拡散特性を有し、且つ、虹色ムラの発生を抑制するとともに入射光を高効率で利用することができる異方性光拡散素子を提供することを目的とし、該異方性光拡散素子を使用した表示装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、下記の技術的構成により上記課題を解決したものである。
【００１１】
（１）透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
（２）前記第１の凹凸パターンの高低差が２００μｍ以下であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（３）前記第２の凹凸パターンの高低差が１００μｍ以下であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（４）前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが樹脂成分によって形成されてなり、該樹脂成分の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（５）前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが同一の樹脂成分によって形成されてなることを特徴とする前記（１）または前記（４）に記載の異方性光拡散素子。
（６）前記異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターン上に、該異方性光拡散素子と屈折率の異なる粘着層が積層されてなることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（７）前記第１の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、５５度以下であることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載の異方性光拡散素子。
（８）前記第２の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、３５度以下であることを特徴とする前記（１）または前記（３）に記載の異方性光拡散素子。
（９）前記（１）に記載の異方性光拡散素子を使用した表示装置であって、前記第１の凹凸パターンを入射光側に、前記第２の凹凸パターンが出射光側に配置されてなることを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分な光拡散特性を有し、且つ、入射光を高効率で利用することで虹色ムラの発生を抑制することが可能な異方性光拡散素子を提供することができる。また、該異方性光拡散素子を使用した表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図を用いて説明する。
図１は透光性基体３０の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターン１０と、該透光性基体３０の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターン２０とを有する異方性光拡散素子１を示した斜視図である。
第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターン２０は、それぞれ複数の凸部の連続体１１、２１から構成される。凸部の連続体１１、２１は、それぞれ底角１３、２３および頂角１２、２２を有する。
本発明において、Ｘは第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１が延存する方向と平行な方向を示し、Ｙは第１の凹凸パターン１０の形成方向と平行な方向を示し、Ｚは厚さ方向を示す。
【００１４】
本発明の異方性光拡散素子を液晶表示装置等の表示装置に使用する場合、第１の凹凸パターンを入射光側に配置し、第２の凹凸パターンを出射光側（観察面側）に配置することが必要である。これによって、異方性光拡散素子に入射した光を該素子で消費することなく、高光量で十分な光の拡散が達成されるため、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンにおいて生じる虹色ムラの発生を抑制することができる。
なお、第１の凹凸パターンを出射面側に配し、第２の凹凸パターンを入射光側に配した場合、底角角度によっては、該異方性光拡散素子への入射光量と該異方性光拡散素子よりの出射光量が減少することがあり、液晶表示装置等の光学用途に好ましく使用することができない。
【００１５】
図２は、本発明の異方性光拡散素子１を第１の凹凸パターン側から見下ろした平面図である。図２には、第１の凹凸パターンの頂角１２を実線で、第２の凹凸パターンの頂角２２を点線で示している。なお、図２においては第１の凹凸パターンの底角および第２の凹凸パターンの底角を省略している。本発明の異方性光拡散素子１は、第１の凹凸パターンの頂角１２と、第２の凹凸パターンの頂角２２とがなす角度θが１〜６０度にあることが必要である。角度θは、５〜４０度にあることが好ましく、５〜２０度にあることがさらに好ましい。
角度θが１〜６０度の範囲にある異方性光拡散素子は、十分な拡散光の異方性を有し、且つ、虹色ムラの発生を抑制することができる。
角度θが１度未満であると、虹色ムラの発生を抑制し難い。
角度θが６０度超であると、虹色ムラの発生を抑制し難い。例えば、角度θが９０度の場合であると虹色ムラの発生を抑制するのが不十分である。
なお、第１の凹凸パターンの頂角１２と、第２の凹凸パターンの頂角２２とは、図２に示すように交差する必要はない。交差しない場合は、いずれかの凹凸パターンの頂角をもう一方の凹凸パターンの頂角側に、平行移動させることによって、交差させれば角度θを算出することができる。
【００１６】
図３に示す第１の凹凸パターン１０の高低差αは、最大高さＲｙにより測定され、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましく、５０μｍ以下であることが特に好ましい。下限は特に限定されないが、例えば、０．０１μｍである。
２００μｍ超では、複数の微小領域単位で発光状態を選択できる表示装置上に該異方性光拡散素子を設置した場合、虹色ムラだけでなくモアレ縞が発生し、該異方性光拡散素子の利用範囲を限定してしまう。
なお、本発明における最大高さＲｙはＪＩＳ Ｂ ０６０２−１９９４に準拠して測定した値をいう。
【００１７】
図４に示す第２の凹凸パターン１０の高低差βは、最大高さＲｙにより測定され、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましく、３０μｍ以下であることが特に好ましい。下限は特に限定されないが、例えば、０．０１μｍである。
１００μｍ超では、複数の微小領域単位で発光状態を選択できる表示装置上に該異方性光拡散素子を設置した場合、虹色ムラだけでなくモアレ縞が発生し、表示品位を低下させる。
【００１８】
本発明を構成する透光性基体３０、第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターンは、同一の透光性樹脂によって形成されてなることが好ましい。後述する方法によって、透光性基体３０、第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターンを同時に作成することができるため、製造工程が容易になることから好ましい。
【００１９】
本発明の異方性光拡散素子は、透光性基体と、第１の凹凸パターンと、第２の凹凸パターンとを有し、十分な異方性光拡散特性と虹色ムラの発生を抑制することができるものであればよく、その層構成としては例えば以下のものが例示できる。
１）第１の凹凸パターン／透光性基体／第２の凹凸パターン
２）第１の凹凸パターン／粘着層／透光性基体／第２の凹凸パターン
３）第１の凹凸パターン／透光性基体／粘着層／第２の凹凸パターン
４）第１の凹凸パターン／粘着層／透光性基体／粘着層／第２の凹凸パターン
５）異方性光拡散素子／粘着層
上記例１）においては、透光性基体の表面側に第１の凹凸パターンが設けられ、該透光性基体の裏面側に第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例２）においては、透光性基体の裏面側に第２の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の表面側（第２の凹凸パターンが設けられていない面側）に粘着層を介して第１の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例３）においては、透光性基体の表面に第１の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の裏面（第１の凹凸パターンが設けられていない面）に粘着層を介して第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例４）においては透光性基体の表面に粘着層を介して第１の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の裏面に粘着層を介して第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例５）においては粘着層を介して異方性光拡散素子が積層されてなる。屈折率差がある部位（境界面）に対し、ある角度を有して光が入射した場合、光は屈折し、光の進む方向が変化する。境界面の状態が無作為に変化する、あるいは断続的な形状変化を有した場合、一方向から入射した光は様々な方位に屈折し、それが光の拡散として確認される。当該積層構成の粘着層と異方性光拡散素子の屈折率に差を生じさせることによって、境界面が現れ、結果として光の拡散を起こすことができる。光の拡散のみを生じさせるのであれば、屈折率差は０．０４以上あれば可能である。虹色ムラの発生抑制を期待するのであれば、屈折率差は０．１５以上あることが好ましい。また、当該積層構成における粘着層のもう一方の面には、別の異方性光拡散素子を積層することも可能であるし、当該積層構成における異方性光拡散素子のもう一方の面に粘着層を積層することも可能である。
また、上記例１）〜５）において粘着層の代わりに接着層を使用することもできる。
【００２０】
図３は、第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１が延存する方向（Ｘ方向）に対して垂直に切断したときの異方性光拡散素子２の断面図である。なお、図３においては第２の凹凸パターンを省略している。第１の凹凸パターン１０は、複数の凸部の連続体１１によって構成され、凸部の連続体１１毎に頂角１２を有する。
【００２１】
図３に示すように、第１の凹凸パターン１０における底角１３の角度θ２０は、水平線Ｈと凸部の連続体１１とが成す角度である。凸部の連続体が多角形状である場合や、曲線を含むような円形状である場合、底角を次のように測定する。まずＹ方向に任意の点Ｐ１を１つ決定する。次に、この決定した点Ｐ１から距離２０μｍ（Ｙ方向に対して）の範囲内にもう１点Ｐ２を任意に決定する。そして該２点を結んだ傾斜線Ｏ１と水平線Ｈが成す角度を測定する。この時、２点間のＹ方向に関して、２点よりも高い、あるいは低い部分があってはならない。具体的には、点Ｐ１から距離２０μｍの範囲内に点Ｐ３を決定し、該２点を結んだ傾斜線Ｏ２は、該２点間よりも高い部位（頂角）が存在するため、本願の底角の規定からは除外される。
上記の底角の測定方法は第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンに適用される。また、該底角の測定方法において、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンの形状としては、三角柱状の他に、四角柱状、半円状、楕円状、多角形状等を有する。凸部の連続体の形状は、これらの形状が規則的であってもよいし、ランダムに形成されていてもよい。
本発明においては、Ｙ方向に対する距離２００μｍに対する全ての凸部の連続体１１において、上記の測定方法によりそれぞれの底角を定め、平均した値を底角角度と定める。
【００２２】
ここで、水平線Ｈとは、第１の凹凸パターン１０に、撓み性の少ない材料（例えば、熱硬化樹脂からなるフィルム等）を載せた際に、該材料を側面から見た場合の線形状をいう。これは、第１の凹凸パターン１０は複数の凸部の連続体１１が存在するため、その表面形状が平均化され、ほぼ水平となることによる。なお、上記水平線Ｈの求め方は、第２の凹凸パターンに対しても適用することができる。
第１の凹凸パターンにおける底角角度θ１は、０＜θ１≦５５度にあることが好ましい。当該範囲では、異方性光拡散素子内への光の入射効率が良い。底角角度は、５＜θ１≦５０度の範囲にあることがより好ましく、１０＜θ１≦４５度の範囲にあることがさらに好ましく、１５≦θ１≦４０度の範囲にあることが特に好ましい。
第１の凹凸パターンにおける底角角度θ１が５５度超であると異方性光拡散素子内に入射する光量が減少する。これは、底角１３における異方性光拡散素子の境界面において、偏光が生じやすくなるためである。
底角角度が０＜θ２０≦５５度の範囲内にある第１の凹凸パターンに直進光が入射した場合、境界面で光の屈折が生ずるため、該直進光の進行方向に変化が生じ、光拡散が生ずる。該光拡散には第１の凹凸パターンにおける境界面（第１の凹凸パターンを構成する樹脂と大気について）の屈折率差が関わっており、光拡散効果が得られやすくなるためである。該屈折率差は少なくとも０．０４以上が好ましい。
全ての底角１３が該異方性光拡散素子において同一の角度を有する必要はなく、底角１３は０＜θ２０≦５５度の範囲にあれば好ましい。
【００２３】
図４は、第２の凹凸パターン２０を構成する凸部の連続体２１が延存する方向（Ｘ’方向）に対して垂直に切断したときの異方性光拡散素子３の断面図である。本発明におけるＸ’方向とはＸ方向に対し１〜６０度傾いている方向をいい、Ｙ’方向とはＹ方向に対し１〜６０度、そしてＸ’方向に対して９０度傾いている方向をいう。なお、図４においては第１の凹凸パターンを省略している。第２の凹凸パターン２０は、複数の凸部の連続体２１によって構成され、凸部の連続体２１毎に頂角２２を有する。
【００２４】
図４に示すように、第２の凹凸パターン２０における底角２３の角度θ２１は、水平線Ｈと凸部の連続体２１とが成す角度である。
第２の凹凸パターンにおける底角角度θ２は、０度＜θ２≦３５度にあることが好ましい。第２の凹凸パターンにおける底角角度θ２は、５度＜θ２≦３０度の範囲にあることがより好ましく、８度＜θ２≦２８度の範囲にあることがさらに好ましく、１０度≦θ２≦２５度の範囲にあることが特に好ましい。
底角角度θ２が３５度超であると、第１の凹凸パターン（図示せず）から入射した光が第２の凹凸パターン２０の境界面で反射を生じやすくなり、出射光の光量減少、光拡散方向の収斂による光強度差のムラが生じ、光学用途に好ましく使用することができない場合がある。
全ての底角２３が同一の角度を有する必要はなく、底角２３が０＜θ２１≦３５度の範囲にあればよい。
【００２５】
図５は、第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１を示したものである。図５においては、第２の凹凸パターンを省略している。凸部の連続体１１は異方性光拡散素子４の端面から端面（Ｘ方向）まで切れ目なく連続して存在するものであってもよいし、異方性光拡散素子４の端面から端面まで切れ目なく連続して存在せずに、凸部非存在部１４により部分的に途絶えてしまってもよい。また、凸部の連続体１１は凸部非存在部１５により完全に途絶えてしまってもよく、凸部の連続体１１は異方性光拡散素子４の端面に必ずしも存在する必要はない。なお、図５においては第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１について説明しているが、第２の凹凸パターンにおける凸部の連続体においても該第１の凹凸パターン１０と同様の構成（凸部非存在部等）を有することができる。すなわち、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンは、それぞれ複数の凸部の連続体からなり、凸部非存在部を有することができるため、該凸部非存在部においては該凸部の連続体の底角または底角角度が０度（Ｘ方向またはＹ方向に対して）であってもよい。
【００２６】
以下、本発明を構成する材料を中心に説明する。
【００２７】
＜樹脂成分＞
本発明の異方性光拡散素子は、透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンにおいて樹脂成分を含有する。樹脂成分としては、熱可塑性樹脂または放射線硬化型樹脂を使用することができる。放射線硬化型樹脂は、熱や紫外線等の放射線で硬化する樹脂をいう。放射線硬化型樹脂は、そのまま電子線照射により硬化可能であるが、紫外線照射による硬化を行う場合は、光重合開始剤の添加が必要である。なお、用いられる放射線としては、紫外線、可視光線、電子線のいずれであってもよい。また、これらの放射線は、偏光であっても無偏光であってもよい。
本発明に使用することができる樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、シクロオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし複数を混合して用いてもよい。
また、透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンは、それぞれ異なる樹脂を使用してもよいし、同一の樹脂を使用してもよい。本発明においては、同一の樹脂を使用することが好ましい。後述するように、同一の樹脂を使用することにより、簡単な製造工程にて透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンを形成させることができる。
【００２８】
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分の屈折率に制限はないが、１．４２から１．６５の屈折率を有する樹脂成分が好ましい。なお、本発明における屈折率とは、硬化後の樹脂成分をＪＩＳ Ｋ７１４２に準拠して測定した値をいう。
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分としては、具体的には、シクロオレフィンコポリマー（ＴＩＣＯＮＡ社製 商品名：ＴＯＰＡＳ、屈折率１．５３）、スチレン−アクリル共重合体（大成ファインケミカル社製 商品名：アクリット６ＢＴ−１００１、屈折率１．５３）、スチレン−アクリル−エポキシ共重合体（昭和高分子社製 商品名：リゴライト、屈折率１．５６）等を挙げることができる。
【００２９】
本発明における異方性光拡散素子が異方性光拡散効果を有するためには、該異方性光拡散素子の境界面の屈折率差が少なくとも０．０４以上あることが必要である。該屈折率差は０．１０以上あることが好ましく、さらには０．１５以上あることが好ましい。
異方性光拡散素子の境界面とは、第１の凹凸パターン（または第２の凹凸パターン）と、大気や粘着層等の該第１の凹凸パターン（または該第２の凹凸パターン）が接する部分の境界線をいう。
【００３０】
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分は光透過性が高いほど好ましい。本発明における光透過性は、光線透過率（ＪＩＳ Ｃ−６７１４）で表すことができる。樹脂成分の光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。
なお、本発明における光線透過率は、平滑な表面形状を有するように樹脂成分を硬化させた後に測定した値を意味するものであって、図１や図２に示すような所定の凹凸パターンを有する異方性光拡散素子を用いて測定した値ではない。
【００３１】
樹脂成分によっては、過度の紫外線照射で黄色に着色する傾向がある。本発明品が紫外線の影響で着色し、所定の光学特性を維持できなくなる恐れがあり、結果として本発明品の利用範囲を限定してしまう。従って、本発明品の特性を長期的に維持するような樹脂添加剤、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤等を添加することは有効である。
【００３２】
＜粘着層成分＞
粘着層に使用する樹脂成分としては、透明基体と第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターンとを貼着することができるものであれば、特に制限されるものではないが、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
本発明においては、アクリル樹脂を主成分とする粘着層を使用することが好ましい。また、アクリル樹脂にエポキシ樹脂を配合することにより、粘着層としての硬さを向上させることができる。
【００３３】
アクリル樹脂としては、以下に例示するようなアクリルモノマーを重合してなるアクリル樹脂が挙げられる。このアクリルモノマーとしては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有モノマー；グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸及びその塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等）等のカルボキシ基、スルホキシ基またはその塩を含有するモノマー；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）、Ｎ−アルコキシアクリルアミド、Ｎ−アルコキシメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシメタクリルアミド（アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等）、アクリロイルモルホリン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−フェニルメタクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物のモノマー；ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルトリアルコキシシラン、アルキルマレイン酸モノエステル、アルキルフマール酸モノエステル、アルキルイタコン酸モノエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等のモノマーが挙げられる。
【００３４】
＜接着層成分＞
粘着層のかわりに適用しうる接着層としては、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の各種熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の各種熱可塑性樹脂を使用することができる。これらの樹脂は単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
［異方性光拡散素子の製造方法］
両面側に所定の凹凸パターンを有する本発明の異方性光拡散素子の製造は一般的に困難であるため、該凹凸パターンと対応する凹凸パターンを具備したものを作製し、それを利用することが簡便である。
まず、図６および図７に示すような第１の台座４０および第２の台座７０を用意する。第１の台座４０および第２の台座７０には、第１の凹凸パターン５０と第２の凹凸パターン８０とが設けられている。該第１の凹凸パターン５０および該第２の凹凸パターン８０は、それぞれ複数の凹部の連続体５１、８１と、頂角５２、８２と、底角５３、８３とを有する。これら台座における凹部の連続体と頂角と底角とは、それぞれ異方性光拡散素子における凸部の連続体と底角と頂角とに対応する。また、図６および図７におけるＸ、Ｙ、Ｚ、Ｘ’およびＹ’は異方性光拡散素子におけるものと同一の方向を示す。
【００３６】
次に、本発明の異方性光拡散素子の製造方法を説明する。
第２の台座７０における第２の凹凸パターン８０と第１の台座４０における第１の凹凸パターン５０とを重ね合わせることができるように配置する。この時、第１の凹凸パターン５０の頂角５２と第２の凹凸パターン８０の頂角８２とが成す角度が１〜６０であるようにする。続いて、第２の凹凸パターン８０上に透明性の熱可塑性樹脂を投入し、第１の台座４０および第２の台座７０をホットプレスに設置し、熱可塑性樹脂が十分に軟化するよう加温する。次いでこの第１の台座４０および第２の台座７０に圧力を与える。台座間でフィルム状となった成型体を取り出すことにより、所定の異方性光拡散素子が得られる。加温条件、加圧力条件等は使用する熱可塑性樹脂の軟化温度、メルトフローレート（樹脂溶融時の流動性に係る指標）、成型体の厚み等によって決定される。
【００３７】
上記では熱可塑性樹脂を使用した場合であるが、例えば熱硬化樹脂の利用も可能である。上記と同様の方法により台座を配置し、第２の凹凸パターン８０上に熱硬化樹脂を配し、該樹脂が硬化する温度に加熱することで、フィルム状となった成型体を得ることができる。
【００３８】
本発明に使用することができる第１の台座４０および第２の台座７０は凹部の連続体を設けることができればよいのであって、当該台座を構成する材料は金属製であってもよいし、樹脂製であっても木製であってもよく、特に制限されない。熱可塑樹脂や熱硬化樹脂を使用する場合は、熱伝導性を有する金属製の材料からなる台座を使用することが好ましい。
【００３９】
以下、本発明を実施例によって説明する。
【実施例１】
【００４０】
下記組成を均一に溶解混合し、真空脱泡機にて泡を取り除いた。
・アクリルモノマー（共栄社化学株式会社製 製品名：ライトアクリレートＢＰ−４ＰＡ） １００重量部
・１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート １．５重量部
第１の台座として、片側に第１の凹凸パターンを形成させたステンレス製基板を使用した。また、第２の台座として、片側に第２の凹凸パターンを形成させたステンレス基板を使用した。
第２の台座の第２の凹凸パターン上に、上記組成からなる材料を塗布した後、その塗布面に第１の台座４０の第１の凹凸パターンを重ねた。この時、作製される該異方性光拡散素子の表裏の凹凸パターンの頂角がなす角度が５度となるように設定した。
１３０℃のオーブンに１０分間投入して硬化させ、然る後、２枚のステンレス基板を除去して、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。
該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．２度から２８．３度、第２の凹凸パターンが６．０度から２５．３度であった。最大高さＲｙは両凹凸パターンともに５．１μｍであり、両凹凸パターンの頂角がなす角度は５度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は１９．３度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は２０．３度であった。
【実施例２】
【００４１】
第２の台座における第２の凹凸パターンの頂角と、第１の台座における第１の凹凸パターンの頂角とが成す角度を４８度とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．１度から２８．２度、第２の凹凸パターンが６．１度から２６．０度であった。最大高さＲｙは、第１の凹凸パターンが５．８μｍ、第２の凹凸パターンが５．１μｍ、両凹凸パターンの頂角がなす角度は４８度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は１９．８度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は２０．１度であった。
【００４２】
［比較例１］
第２の台座における第２の凹凸パターンの頂角と、第１の台座における第１の凹凸パターンの頂角とが成す角度を０度とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．５度から３０．６度、第２の凹凸パターンが５．５度から２６．０度であった。最大高さＲｙは、第１の凹凸パターンが４．８μｍ、第２の凹凸パターンが５．５μｍ、両凹凸パターンの頂角がなす角度は０度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は２０．３度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は１９．４度であった。
【００４３】
［比較例２］
第１の台座の代わりに平板ガラスを使用した以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子の平板ガラスに接していた面を入射面側とし、第２の台座に接していた面を出射面側とする。第２の凹凸パターンが有する底角は６．３度から２８．３度であった。第２の凹凸パターンが有する最大高さＲｙは４．９μｍであった。なお、平板ガラスに接していた面の最大高さＲｙは０．２μｍであり、十分に平滑であった。また、第２の凹凸パターンの底角角度は１９．３度であった。
【００４４】
【表１】
比較例２においては、第１の凹凸パターンがないことから、第１の凹凸パターンの底角角度および底角と、第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度については「−」と記載した。
【００４５】
＜評価＞
上記のようにして得られた実施例１、２および比較例１、２の異方性光拡散素子における光拡散特性・異方性光拡散特性・虹色ムラに関する評価を行った。
【００４６】
（異方性光拡散特性）
実施例１、２および比較例１、２の樹脂フィルムに対して、ジェネシア社製ゴニオメーターにより異方性光拡散特性を測定した。測定光である直進光がフィルムに対して垂直に入射するよう、光源の位置に設定・固定し、その透過光を検知する受光部の位置を半円状に変化させて透過光強度を測定した。結果を図９、１０に示す。
ここで、図９は光が広範囲に拡散する方位（図８のＹ”に相当）において測定した図であり、図１０は拡散角度が狭い方位（図８のＸ”に相当）において測定した図である。Ｘ”は、第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度を２で除した角度に延在する方向である。Ｙ”は、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙと第２の凹凸パターンの形成方向Ｙ’とが成す角度を２で除した角度に延在する方向であって、Ｘ”に対して９０度傾いている方向をいう。
第１の凹凸パターンがない場合（比較例２）においては、第２の凹凸パターンが延存する方向Ｘ’と、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙ’において測定すればよい。
第２の凹凸パターンがない場合においては、第１の凹凸パターンが延存する方向Ｘと、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙにおいて測定すればよい。
測定フィルムから垂直方向に出射する透過光の角度を０度とし、拡散光を−５０度から＋５０度まで検出させ、透過光強度を求めた。なお、−５０度から＋５０度までの透過光強度は１度毎に測定した。
図１０に示すグラフに比べ、図９に示すグラフ形状の差異が大きい、つまり検出角度の絶対値が大きい際に透過光強度差が大きいほど、異方性が強くなることを意味する。したがって、実施例１および実施例２は十分な異方性光拡散特性を有するものであった。なお、異方性の強度は実施例１の方が実施例２よりも強いものであった。
【００４７】
（光拡散特性）
実施例１、２、比較例１および２の目視による光拡散特性の評価を行うべく、以下方法にて行った。
評価対象となる異方性光拡散素子と白紙の両者間隔が１０ｃｍとなるように平行に配置した。赤色レーザーポインターの光を樹脂フィルムに垂直入射させ、透過光が白紙上に作る光像を観察した。
フィルム表裏が平滑な透明フィルムに赤色レーザーポインターの光を入射した場合、光は拡散されることなく白紙上に赤色の点形状が紙上に投射された。
Ｘ”方向は、図８に示すような異方性光拡散素子の第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度を２で除した角度に延在する方向であって、実施例１などは、Ｘ”方向に対して９０度傾いている方向、すなわちＹ”方向に異方性の光像を与えた。
ここで比較例２は、該樹脂フィルムを透過する光が白紙上に形作る異方性の光像の中に、周囲とは明らかに異なる高光強度の点形状を与えた。これは比較例２の樹脂フィルムの光拡散特性が弱いためで、赤色レーザーポインター由来の直進光を比較例２の樹脂フィルムが充分に拡散できなかった結果と考えられる。
対して実施例１、２および比較例１では、透過光が白紙上に形作る異方性の光像の中に点形状は認められなかった。充分な光拡散特性を有している結果であり、例えば、ＬＥＤ光源から実施例１、２および比較例１のような樹脂フィルムに光を照射すると、該樹脂フィルムを通して該ＬＥＤ光源の形状は確認できない。つまりは同構成を利用した表示機器の表示品位を低下させてしまうことは無い。
【００４８】
（虹色ムラ）
実施例１、２、比較例１および２の目視による虹色ムラに係る評価を行うべく、以下方法にて行った。
評価対象となる樹脂フィルムを白色蛍光灯の前面に配し、該白色蛍光灯の長さ方向と、実施例１、実施例２および比較例１においてはＹ”方向、比較例２においてはＹ方向が略一致となるようにした後、該フィルムを目視観察した。
実施例１および２では虹色ムラは観察されず、拡散した白色光が確認できた。
対して比較例１および２では虹色ムラが確認でき、特に比較例２は強い虹色ムラであった。
【００４９】
光拡散特性および虹色ムラの評価結果を表２にまとめた。
【表２】
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、異方性光拡散特性に優れ、虹色ムラ等が無く表示品位に優れた異方性光拡散素子を提供することができる。
また、本発明の異方性光拡散素子を液晶表示装置のバックライト等の照明装置に適用することにより、必要な部位への光強度の増加を実現することができる。特に、車載用のカーナビゲーションは、座部に座った状態で画面を視認することができればよいため、上下方向への視野角よりも左右方向への視野角が必要とされるので、本発明の異方性光拡散素子を好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の異方性光拡散素子の斜視図である。
【図２】本発明の異方性光拡散素子の平面図である。
【図３】本発明の異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンの断面図である。
【図４】本発明の異方性光拡散素子を構成する第２の凹凸パターンの断面図である。
【図５】本発明の別の異方性光拡散素子の斜視図である。
【図６】第１の台座の斜視図である
【図７】第２の台座の斜視図である。
【図８】異方性光拡散素子に光を照射したときの光像（異方性）を示した図である。
【図９】異方性光拡散素子の異方性を説明するための図である。
【図１０】異方性光拡散素子の異方性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２、３、４ 異方性光拡散素子
１０ 第１の凹凸パターン
１１、２１ 凸部の連続体
１２、２２ 頂角
１３、２３ 底角
１４、１５ 凸部非存在部
２０ 第２の凹凸パターン
３０ 透光性基体
４０ 第１の台座
５０ 第１の凹凸パターン
５１、８１ 凹部の連続体
５２、８２ 頂角
５３、８３ 底角
６０、９０ 基板
７０ 第２の台座
８０ 第２の凹凸パターン
Ｈ 水平線
Ｏ１、Ｏ２ 傾斜線
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 点
α 第１の凹凸パターンの高低差
β 第２の凹凸パターンの高低差
θ 角度
θ１０、θ１１ 頂角の角度
θ２０、θ２１ 底角
【技術分野】
【０００１】
本発明は異方性光拡散素子および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、ワープロ、液晶テレビ、カーナビゲーション等のような液晶を使用する液晶表示装置は、液晶自体が発光しないため、液晶を裏面側から照射する光源となるバックライトが必要である。バックライトには、使用目的および用途に応じて光反射素子、光拡散素子、偏向素子（例えば、プリズム素子）等の各種光学素子が設けられる。
【０００３】
これら光学素子のうち、光拡散素子の光拡散発現機構は表面拡散と内部拡散に大別される。表面拡散としては、例えば、フィルム表面の樹脂層にブラシロール等で多数の微細且つ不規則な凹凸を形成したものが挙げられる。内部拡散としては、例えば、基材中に基材と異なる屈折率を有するフィラーを含有・分散させたものが挙げられる。
基材中に基材と異なる屈折率を有する球状のフィラーを含有・分散させた光拡散素子にレーザー光を垂直入射させると、透過光の光像が円形状を呈する。このような、円形上に拡散されている状態を、本明細書では等方性光拡散と呼称する。
【０００４】
等方性光拡散を示す光拡散素子をバックライト上に設けた表示装置は、光が等方向に拡散するため、不要なところにも光が拡散してしまう。結果、光の利用効率が低下し、所定の光量を得るために光源が発光に必要とする電気エネルギーが大きくなってしまう。
そこで、光を必要とする特定方向に偏って拡散することができる光拡散素子が注目されている。このような光拡散素子を、本明細書では異方性光拡散素子と呼称する。なお、この異方性光拡散素子に光を入射させると、その透過光から得られる形状は円形ではなく、直線状や楕円形状を示すものになる。
異方性光拡散素子は、光を必要とする特定方向に偏って光を拡散させることにより、等方性を示す光拡散素子よりも光を効率よく利用することで輝度を向上させ易く、バックライトの発光に必要な電気エネルギーの低減が可能となる。
【０００５】
異方性を付与するために、基材中に針状粒子を略一方向に分散させた光拡散板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７８０５号公報
【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、特許文献１に記載された光拡散板では、十分な光拡散特性が得られないものであった。例えば、ＬＥＤ光源等の点光源からの光を該光拡散板に入射させスクリーン等の被写体に光像を投射した場合、透過する光が該被写体上に形作る異方性の光像の中に、周囲とは明らかに異なる高光強度の点形状を与える。また該光拡散板に同様の点光源からの光を入射し、光源とは反対面側から該光拡散板を目視観察すると、該光源の位置・形状が容易に確認できる。
これらは光拡散特性が不十分であり、場所ごとで大きな光強度差があるためにムラがあると視認され、つまりは表示装置の表示品位を低下させてしまう問題を有していた。
【０００８】
また、市販される異方性光拡散素子の中には、光を特定方向に偏って拡散する特性に優れるもの、つまりは異方性光拡散特性に優れるものもあるが、該光拡散素子上の凹凸構造部位において光が屈折・拡散するため、拡散光の干渉を生じることがあり、白色の入射光が該光拡散素子から出射した際に虹色ムラが発生しやすいものであった。すなわち、該光拡散素子を使用した表示装置の表示品位を落としてしまう問題を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、十分な光拡散特性を有し、且つ、虹色ムラの発生を抑制するとともに入射光を高効率で利用することができる異方性光拡散素子を提供することを目的とし、該異方性光拡散素子を使用した表示装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、下記の技術的構成により上記課題を解決したものである。
【００１１】
（１）透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
（２）前記第１の凹凸パターンの高低差が２００μｍ以下であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（３）前記第２の凹凸パターンの高低差が１００μｍ以下であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（４）前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが樹脂成分によって形成されてなり、該樹脂成分の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（５）前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが同一の樹脂成分によって形成されてなることを特徴とする前記（１）または前記（４）に記載の異方性光拡散素子。
（６）前記異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターン上に、該異方性光拡散素子と屈折率の異なる粘着層が積層されてなることを特徴とする前記（１）に記載の異方性光拡散素子。
（７）前記第１の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、５５度以下であることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載の異方性光拡散素子。
（８）前記第２の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、３５度以下であることを特徴とする前記（１）または前記（３）に記載の異方性光拡散素子。
（９）前記（１）に記載の異方性光拡散素子を使用した表示装置であって、前記第１の凹凸パターンを入射光側に、前記第２の凹凸パターンが出射光側に配置されてなることを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分な光拡散特性を有し、且つ、入射光を高効率で利用することで虹色ムラの発生を抑制することが可能な異方性光拡散素子を提供することができる。また、該異方性光拡散素子を使用した表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図を用いて説明する。
図１は透光性基体３０の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターン１０と、該透光性基体３０の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターン２０とを有する異方性光拡散素子１を示した斜視図である。
第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターン２０は、それぞれ複数の凸部の連続体１１、２１から構成される。凸部の連続体１１、２１は、それぞれ底角１３、２３および頂角１２、２２を有する。
本発明において、Ｘは第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１が延存する方向と平行な方向を示し、Ｙは第１の凹凸パターン１０の形成方向と平行な方向を示し、Ｚは厚さ方向を示す。
【００１４】
本発明の異方性光拡散素子を液晶表示装置等の表示装置に使用する場合、第１の凹凸パターンを入射光側に配置し、第２の凹凸パターンを出射光側（観察面側）に配置することが必要である。これによって、異方性光拡散素子に入射した光を該素子で消費することなく、高光量で十分な光の拡散が達成されるため、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンにおいて生じる虹色ムラの発生を抑制することができる。
なお、第１の凹凸パターンを出射面側に配し、第２の凹凸パターンを入射光側に配した場合、底角角度によっては、該異方性光拡散素子への入射光量と該異方性光拡散素子よりの出射光量が減少することがあり、液晶表示装置等の光学用途に好ましく使用することができない。
【００１５】
図２は、本発明の異方性光拡散素子１を第１の凹凸パターン側から見下ろした平面図である。図２には、第１の凹凸パターンの頂角１２を実線で、第２の凹凸パターンの頂角２２を点線で示している。なお、図２においては第１の凹凸パターンの底角および第２の凹凸パターンの底角を省略している。本発明の異方性光拡散素子１は、第１の凹凸パターンの頂角１２と、第２の凹凸パターンの頂角２２とがなす角度θが１〜６０度にあることが必要である。角度θは、５〜４０度にあることが好ましく、５〜２０度にあることがさらに好ましい。
角度θが１〜６０度の範囲にある異方性光拡散素子は、十分な拡散光の異方性を有し、且つ、虹色ムラの発生を抑制することができる。
角度θが１度未満であると、虹色ムラの発生を抑制し難い。
角度θが６０度超であると、虹色ムラの発生を抑制し難い。例えば、角度θが９０度の場合であると虹色ムラの発生を抑制するのが不十分である。
なお、第１の凹凸パターンの頂角１２と、第２の凹凸パターンの頂角２２とは、図２に示すように交差する必要はない。交差しない場合は、いずれかの凹凸パターンの頂角をもう一方の凹凸パターンの頂角側に、平行移動させることによって、交差させれば角度θを算出することができる。
【００１６】
図３に示す第１の凹凸パターン１０の高低差αは、最大高さＲｙにより測定され、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましく、５０μｍ以下であることが特に好ましい。下限は特に限定されないが、例えば、０．０１μｍである。
２００μｍ超では、複数の微小領域単位で発光状態を選択できる表示装置上に該異方性光拡散素子を設置した場合、虹色ムラだけでなくモアレ縞が発生し、該異方性光拡散素子の利用範囲を限定してしまう。
なお、本発明における最大高さＲｙはＪＩＳ Ｂ ０６０２−１９９４に準拠して測定した値をいう。
【００１７】
図４に示す第２の凹凸パターン１０の高低差βは、最大高さＲｙにより測定され、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましく、３０μｍ以下であることが特に好ましい。下限は特に限定されないが、例えば、０．０１μｍである。
１００μｍ超では、複数の微小領域単位で発光状態を選択できる表示装置上に該異方性光拡散素子を設置した場合、虹色ムラだけでなくモアレ縞が発生し、表示品位を低下させる。
【００１８】
本発明を構成する透光性基体３０、第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターンは、同一の透光性樹脂によって形成されてなることが好ましい。後述する方法によって、透光性基体３０、第１の凹凸パターン１０および第２の凹凸パターンを同時に作成することができるため、製造工程が容易になることから好ましい。
【００１９】
本発明の異方性光拡散素子は、透光性基体と、第１の凹凸パターンと、第２の凹凸パターンとを有し、十分な異方性光拡散特性と虹色ムラの発生を抑制することができるものであればよく、その層構成としては例えば以下のものが例示できる。
１）第１の凹凸パターン／透光性基体／第２の凹凸パターン
２）第１の凹凸パターン／粘着層／透光性基体／第２の凹凸パターン
３）第１の凹凸パターン／透光性基体／粘着層／第２の凹凸パターン
４）第１の凹凸パターン／粘着層／透光性基体／粘着層／第２の凹凸パターン
５）異方性光拡散素子／粘着層
上記例１）においては、透光性基体の表面側に第１の凹凸パターンが設けられ、該透光性基体の裏面側に第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例２）においては、透光性基体の裏面側に第２の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の表面側（第２の凹凸パターンが設けられていない面側）に粘着層を介して第１の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例３）においては、透光性基体の表面に第１の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の裏面（第１の凹凸パターンが設けられていない面）に粘着層を介して第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例４）においては透光性基体の表面に粘着層を介して第１の凹凸パターンが設けられてなり、該透光性基体の裏面に粘着層を介して第２の凹凸パターンが設けられてなる。
上記例５）においては粘着層を介して異方性光拡散素子が積層されてなる。屈折率差がある部位（境界面）に対し、ある角度を有して光が入射した場合、光は屈折し、光の進む方向が変化する。境界面の状態が無作為に変化する、あるいは断続的な形状変化を有した場合、一方向から入射した光は様々な方位に屈折し、それが光の拡散として確認される。当該積層構成の粘着層と異方性光拡散素子の屈折率に差を生じさせることによって、境界面が現れ、結果として光の拡散を起こすことができる。光の拡散のみを生じさせるのであれば、屈折率差は０．０４以上あれば可能である。虹色ムラの発生抑制を期待するのであれば、屈折率差は０．１５以上あることが好ましい。また、当該積層構成における粘着層のもう一方の面には、別の異方性光拡散素子を積層することも可能であるし、当該積層構成における異方性光拡散素子のもう一方の面に粘着層を積層することも可能である。
また、上記例１）〜５）において粘着層の代わりに接着層を使用することもできる。
【００２０】
図３は、第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１が延存する方向（Ｘ方向）に対して垂直に切断したときの異方性光拡散素子２の断面図である。なお、図３においては第２の凹凸パターンを省略している。第１の凹凸パターン１０は、複数の凸部の連続体１１によって構成され、凸部の連続体１１毎に頂角１２を有する。
【００２１】
図３に示すように、第１の凹凸パターン１０における底角１３の角度θ２０は、水平線Ｈと凸部の連続体１１とが成す角度である。凸部の連続体が多角形状である場合や、曲線を含むような円形状である場合、底角を次のように測定する。まずＹ方向に任意の点Ｐ１を１つ決定する。次に、この決定した点Ｐ１から距離２０μｍ（Ｙ方向に対して）の範囲内にもう１点Ｐ２を任意に決定する。そして該２点を結んだ傾斜線Ｏ１と水平線Ｈが成す角度を測定する。この時、２点間のＹ方向に関して、２点よりも高い、あるいは低い部分があってはならない。具体的には、点Ｐ１から距離２０μｍの範囲内に点Ｐ３を決定し、該２点を結んだ傾斜線Ｏ２は、該２点間よりも高い部位（頂角）が存在するため、本願の底角の規定からは除外される。
上記の底角の測定方法は第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンに適用される。また、該底角の測定方法において、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンの形状としては、三角柱状の他に、四角柱状、半円状、楕円状、多角形状等を有する。凸部の連続体の形状は、これらの形状が規則的であってもよいし、ランダムに形成されていてもよい。
本発明においては、Ｙ方向に対する距離２００μｍに対する全ての凸部の連続体１１において、上記の測定方法によりそれぞれの底角を定め、平均した値を底角角度と定める。
【００２２】
ここで、水平線Ｈとは、第１の凹凸パターン１０に、撓み性の少ない材料（例えば、熱硬化樹脂からなるフィルム等）を載せた際に、該材料を側面から見た場合の線形状をいう。これは、第１の凹凸パターン１０は複数の凸部の連続体１１が存在するため、その表面形状が平均化され、ほぼ水平となることによる。なお、上記水平線Ｈの求め方は、第２の凹凸パターンに対しても適用することができる。
第１の凹凸パターンにおける底角角度θ１は、０＜θ１≦５５度にあることが好ましい。当該範囲では、異方性光拡散素子内への光の入射効率が良い。底角角度は、５＜θ１≦５０度の範囲にあることがより好ましく、１０＜θ１≦４５度の範囲にあることがさらに好ましく、１５≦θ１≦４０度の範囲にあることが特に好ましい。
第１の凹凸パターンにおける底角角度θ１が５５度超であると異方性光拡散素子内に入射する光量が減少する。これは、底角１３における異方性光拡散素子の境界面において、偏光が生じやすくなるためである。
底角角度が０＜θ２０≦５５度の範囲内にある第１の凹凸パターンに直進光が入射した場合、境界面で光の屈折が生ずるため、該直進光の進行方向に変化が生じ、光拡散が生ずる。該光拡散には第１の凹凸パターンにおける境界面（第１の凹凸パターンを構成する樹脂と大気について）の屈折率差が関わっており、光拡散効果が得られやすくなるためである。該屈折率差は少なくとも０．０４以上が好ましい。
全ての底角１３が該異方性光拡散素子において同一の角度を有する必要はなく、底角１３は０＜θ２０≦５５度の範囲にあれば好ましい。
【００２３】
図４は、第２の凹凸パターン２０を構成する凸部の連続体２１が延存する方向（Ｘ’方向）に対して垂直に切断したときの異方性光拡散素子３の断面図である。本発明におけるＸ’方向とはＸ方向に対し１〜６０度傾いている方向をいい、Ｙ’方向とはＹ方向に対し１〜６０度、そしてＸ’方向に対して９０度傾いている方向をいう。なお、図４においては第１の凹凸パターンを省略している。第２の凹凸パターン２０は、複数の凸部の連続体２１によって構成され、凸部の連続体２１毎に頂角２２を有する。
【００２４】
図４に示すように、第２の凹凸パターン２０における底角２３の角度θ２１は、水平線Ｈと凸部の連続体２１とが成す角度である。
第２の凹凸パターンにおける底角角度θ２は、０度＜θ２≦３５度にあることが好ましい。第２の凹凸パターンにおける底角角度θ２は、５度＜θ２≦３０度の範囲にあることがより好ましく、８度＜θ２≦２８度の範囲にあることがさらに好ましく、１０度≦θ２≦２５度の範囲にあることが特に好ましい。
底角角度θ２が３５度超であると、第１の凹凸パターン（図示せず）から入射した光が第２の凹凸パターン２０の境界面で反射を生じやすくなり、出射光の光量減少、光拡散方向の収斂による光強度差のムラが生じ、光学用途に好ましく使用することができない場合がある。
全ての底角２３が同一の角度を有する必要はなく、底角２３が０＜θ２１≦３５度の範囲にあればよい。
【００２５】
図５は、第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１を示したものである。図５においては、第２の凹凸パターンを省略している。凸部の連続体１１は異方性光拡散素子４の端面から端面（Ｘ方向）まで切れ目なく連続して存在するものであってもよいし、異方性光拡散素子４の端面から端面まで切れ目なく連続して存在せずに、凸部非存在部１４により部分的に途絶えてしまってもよい。また、凸部の連続体１１は凸部非存在部１５により完全に途絶えてしまってもよく、凸部の連続体１１は異方性光拡散素子４の端面に必ずしも存在する必要はない。なお、図５においては第１の凹凸パターン１０を構成する凸部の連続体１１について説明しているが、第２の凹凸パターンにおける凸部の連続体においても該第１の凹凸パターン１０と同様の構成（凸部非存在部等）を有することができる。すなわち、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンは、それぞれ複数の凸部の連続体からなり、凸部非存在部を有することができるため、該凸部非存在部においては該凸部の連続体の底角または底角角度が０度（Ｘ方向またはＹ方向に対して）であってもよい。
【００２６】
以下、本発明を構成する材料を中心に説明する。
【００２７】
＜樹脂成分＞
本発明の異方性光拡散素子は、透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンにおいて樹脂成分を含有する。樹脂成分としては、熱可塑性樹脂または放射線硬化型樹脂を使用することができる。放射線硬化型樹脂は、熱や紫外線等の放射線で硬化する樹脂をいう。放射線硬化型樹脂は、そのまま電子線照射により硬化可能であるが、紫外線照射による硬化を行う場合は、光重合開始剤の添加が必要である。なお、用いられる放射線としては、紫外線、可視光線、電子線のいずれであってもよい。また、これらの放射線は、偏光であっても無偏光であってもよい。
本発明に使用することができる樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、シクロオレフィン樹脂、ノルボルネン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし複数を混合して用いてもよい。
また、透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンは、それぞれ異なる樹脂を使用してもよいし、同一の樹脂を使用してもよい。本発明においては、同一の樹脂を使用することが好ましい。後述するように、同一の樹脂を使用することにより、簡単な製造工程にて透光性基体、第１の凹凸パターンおよび第２の凹凸パターンを形成させることができる。
【００２８】
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分の屈折率に制限はないが、１．４２から１．６５の屈折率を有する樹脂成分が好ましい。なお、本発明における屈折率とは、硬化後の樹脂成分をＪＩＳ Ｋ７１４２に準拠して測定した値をいう。
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分としては、具体的には、シクロオレフィンコポリマー（ＴＩＣＯＮＡ社製 商品名：ＴＯＰＡＳ、屈折率１．５３）、スチレン−アクリル共重合体（大成ファインケミカル社製 商品名：アクリット６ＢＴ−１００１、屈折率１．５３）、スチレン−アクリル−エポキシ共重合体（昭和高分子社製 商品名：リゴライト、屈折率１．５６）等を挙げることができる。
【００２９】
本発明における異方性光拡散素子が異方性光拡散効果を有するためには、該異方性光拡散素子の境界面の屈折率差が少なくとも０．０４以上あることが必要である。該屈折率差は０．１０以上あることが好ましく、さらには０．１５以上あることが好ましい。
異方性光拡散素子の境界面とは、第１の凹凸パターン（または第２の凹凸パターン）と、大気や粘着層等の該第１の凹凸パターン（または該第２の凹凸パターン）が接する部分の境界線をいう。
【００３０】
異方性光拡散素子を構成する樹脂成分は光透過性が高いほど好ましい。本発明における光透過性は、光線透過率（ＪＩＳ Ｃ−６７１４）で表すことができる。樹脂成分の光線透過率は８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。
なお、本発明における光線透過率は、平滑な表面形状を有するように樹脂成分を硬化させた後に測定した値を意味するものであって、図１や図２に示すような所定の凹凸パターンを有する異方性光拡散素子を用いて測定した値ではない。
【００３１】
樹脂成分によっては、過度の紫外線照射で黄色に着色する傾向がある。本発明品が紫外線の影響で着色し、所定の光学特性を維持できなくなる恐れがあり、結果として本発明品の利用範囲を限定してしまう。従って、本発明品の特性を長期的に維持するような樹脂添加剤、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤等を添加することは有効である。
【００３２】
＜粘着層成分＞
粘着層に使用する樹脂成分としては、透明基体と第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターンとを貼着することができるものであれば、特に制限されるものではないが、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができる。
本発明においては、アクリル樹脂を主成分とする粘着層を使用することが好ましい。また、アクリル樹脂にエポキシ樹脂を配合することにより、粘着層としての硬さを向上させることができる。
【００３３】
アクリル樹脂としては、以下に例示するようなアクリルモノマーを重合してなるアクリル樹脂が挙げられる。このアクリルモノマーとしては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有モノマー；グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸及びその塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等）等のカルボキシ基、スルホキシ基またはその塩を含有するモノマー；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）、Ｎ−アルコキシアクリルアミド、Ｎ−アルコキシメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジアルコキシメタクリルアミド（アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等）、アクリロイルモルホリン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−フェニルメタクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物のモノマー；ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルトリアルコキシシラン、アルキルマレイン酸モノエステル、アルキルフマール酸モノエステル、アルキルイタコン酸モノエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等のモノマーが挙げられる。
【００３４】
＜接着層成分＞
粘着層のかわりに適用しうる接着層としては、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の各種熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の各種熱可塑性樹脂を使用することができる。これらの樹脂は単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
［異方性光拡散素子の製造方法］
両面側に所定の凹凸パターンを有する本発明の異方性光拡散素子の製造は一般的に困難であるため、該凹凸パターンと対応する凹凸パターンを具備したものを作製し、それを利用することが簡便である。
まず、図６および図７に示すような第１の台座４０および第２の台座７０を用意する。第１の台座４０および第２の台座７０には、第１の凹凸パターン５０と第２の凹凸パターン８０とが設けられている。該第１の凹凸パターン５０および該第２の凹凸パターン８０は、それぞれ複数の凹部の連続体５１、８１と、頂角５２、８２と、底角５３、８３とを有する。これら台座における凹部の連続体と頂角と底角とは、それぞれ異方性光拡散素子における凸部の連続体と底角と頂角とに対応する。また、図６および図７におけるＸ、Ｙ、Ｚ、Ｘ’およびＹ’は異方性光拡散素子におけるものと同一の方向を示す。
【００３６】
次に、本発明の異方性光拡散素子の製造方法を説明する。
第２の台座７０における第２の凹凸パターン８０と第１の台座４０における第１の凹凸パターン５０とを重ね合わせることができるように配置する。この時、第１の凹凸パターン５０の頂角５２と第２の凹凸パターン８０の頂角８２とが成す角度が１〜６０であるようにする。続いて、第２の凹凸パターン８０上に透明性の熱可塑性樹脂を投入し、第１の台座４０および第２の台座７０をホットプレスに設置し、熱可塑性樹脂が十分に軟化するよう加温する。次いでこの第１の台座４０および第２の台座７０に圧力を与える。台座間でフィルム状となった成型体を取り出すことにより、所定の異方性光拡散素子が得られる。加温条件、加圧力条件等は使用する熱可塑性樹脂の軟化温度、メルトフローレート（樹脂溶融時の流動性に係る指標）、成型体の厚み等によって決定される。
【００３７】
上記では熱可塑性樹脂を使用した場合であるが、例えば熱硬化樹脂の利用も可能である。上記と同様の方法により台座を配置し、第２の凹凸パターン８０上に熱硬化樹脂を配し、該樹脂が硬化する温度に加熱することで、フィルム状となった成型体を得ることができる。
【００３８】
本発明に使用することができる第１の台座４０および第２の台座７０は凹部の連続体を設けることができればよいのであって、当該台座を構成する材料は金属製であってもよいし、樹脂製であっても木製であってもよく、特に制限されない。熱可塑樹脂や熱硬化樹脂を使用する場合は、熱伝導性を有する金属製の材料からなる台座を使用することが好ましい。
【００３９】
以下、本発明を実施例によって説明する。
【実施例１】
【００４０】
下記組成を均一に溶解混合し、真空脱泡機にて泡を取り除いた。
・アクリルモノマー（共栄社化学株式会社製 製品名：ライトアクリレートＢＰ−４ＰＡ） １００重量部
・１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート １．５重量部
第１の台座として、片側に第１の凹凸パターンを形成させたステンレス製基板を使用した。また、第２の台座として、片側に第２の凹凸パターンを形成させたステンレス基板を使用した。
第２の台座の第２の凹凸パターン上に、上記組成からなる材料を塗布した後、その塗布面に第１の台座４０の第１の凹凸パターンを重ねた。この時、作製される該異方性光拡散素子の表裏の凹凸パターンの頂角がなす角度が５度となるように設定した。
１３０℃のオーブンに１０分間投入して硬化させ、然る後、２枚のステンレス基板を除去して、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。
該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．２度から２８．３度、第２の凹凸パターンが６．０度から２５．３度であった。最大高さＲｙは両凹凸パターンともに５．１μｍであり、両凹凸パターンの頂角がなす角度は５度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は１９．３度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は２０．３度であった。
【実施例２】
【００４１】
第２の台座における第２の凹凸パターンの頂角と、第１の台座における第１の凹凸パターンの頂角とが成す角度を４８度とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．１度から２８．２度、第２の凹凸パターンが６．１度から２６．０度であった。最大高さＲｙは、第１の凹凸パターンが５．８μｍ、第２の凹凸パターンが５．１μｍ、両凹凸パターンの頂角がなす角度は４８度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は１９．８度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は２０．１度であった。
【００４２】
［比較例１］
第２の台座における第２の凹凸パターンの頂角と、第１の台座における第１の凹凸パターンの頂角とが成す角度を０度とした以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子が有する底角は、第１の凹凸パターンの底角が５．５度から３０．６度、第２の凹凸パターンが５．５度から２６．０度であった。最大高さＲｙは、第１の凹凸パターンが４．８μｍ、第２の凹凸パターンが５．５μｍ、両凹凸パターンの頂角がなす角度は０度であった。また、第１の凹凸パターンの底角角度は２０．３度であり、第２の凹凸パターンの底角角度は１９．４度であった。
【００４３】
［比較例２］
第１の台座の代わりに平板ガラスを使用した以外は実施例１と同様にして、厚さ１５０μｍのアクリレート樹脂フィルムからなる異方性光拡散素子を得た。該異方性光拡散素子の平板ガラスに接していた面を入射面側とし、第２の台座に接していた面を出射面側とする。第２の凹凸パターンが有する底角は６．３度から２８．３度であった。第２の凹凸パターンが有する最大高さＲｙは４．９μｍであった。なお、平板ガラスに接していた面の最大高さＲｙは０．２μｍであり、十分に平滑であった。また、第２の凹凸パターンの底角角度は１９．３度であった。
【００４４】
【表１】
比較例２においては、第１の凹凸パターンがないことから、第１の凹凸パターンの底角角度および底角と、第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度については「−」と記載した。
【００４５】
＜評価＞
上記のようにして得られた実施例１、２および比較例１、２の異方性光拡散素子における光拡散特性・異方性光拡散特性・虹色ムラに関する評価を行った。
【００４６】
（異方性光拡散特性）
実施例１、２および比較例１、２の樹脂フィルムに対して、ジェネシア社製ゴニオメーターにより異方性光拡散特性を測定した。測定光である直進光がフィルムに対して垂直に入射するよう、光源の位置に設定・固定し、その透過光を検知する受光部の位置を半円状に変化させて透過光強度を測定した。結果を図９、１０に示す。
ここで、図９は光が広範囲に拡散する方位（図８のＹ”に相当）において測定した図であり、図１０は拡散角度が狭い方位（図８のＸ”に相当）において測定した図である。Ｘ”は、第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度を２で除した角度に延在する方向である。Ｙ”は、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙと第２の凹凸パターンの形成方向Ｙ’とが成す角度を２で除した角度に延在する方向であって、Ｘ”に対して９０度傾いている方向をいう。
第１の凹凸パターンがない場合（比較例２）においては、第２の凹凸パターンが延存する方向Ｘ’と、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙ’において測定すればよい。
第２の凹凸パターンがない場合においては、第１の凹凸パターンが延存する方向Ｘと、第１の凹凸パターンの形成方向Ｙにおいて測定すればよい。
測定フィルムから垂直方向に出射する透過光の角度を０度とし、拡散光を−５０度から＋５０度まで検出させ、透過光強度を求めた。なお、−５０度から＋５０度までの透過光強度は１度毎に測定した。
図１０に示すグラフに比べ、図９に示すグラフ形状の差異が大きい、つまり検出角度の絶対値が大きい際に透過光強度差が大きいほど、異方性が強くなることを意味する。したがって、実施例１および実施例２は十分な異方性光拡散特性を有するものであった。なお、異方性の強度は実施例１の方が実施例２よりも強いものであった。
【００４７】
（光拡散特性）
実施例１、２、比較例１および２の目視による光拡散特性の評価を行うべく、以下方法にて行った。
評価対象となる異方性光拡散素子と白紙の両者間隔が１０ｃｍとなるように平行に配置した。赤色レーザーポインターの光を樹脂フィルムに垂直入射させ、透過光が白紙上に作る光像を観察した。
フィルム表裏が平滑な透明フィルムに赤色レーザーポインターの光を入射した場合、光は拡散されることなく白紙上に赤色の点形状が紙上に投射された。
Ｘ”方向は、図８に示すような異方性光拡散素子の第１の凹凸パターンの頂角と第２の凹凸パターンの頂角とが成す角度を２で除した角度に延在する方向であって、実施例１などは、Ｘ”方向に対して９０度傾いている方向、すなわちＹ”方向に異方性の光像を与えた。
ここで比較例２は、該樹脂フィルムを透過する光が白紙上に形作る異方性の光像の中に、周囲とは明らかに異なる高光強度の点形状を与えた。これは比較例２の樹脂フィルムの光拡散特性が弱いためで、赤色レーザーポインター由来の直進光を比較例２の樹脂フィルムが充分に拡散できなかった結果と考えられる。
対して実施例１、２および比較例１では、透過光が白紙上に形作る異方性の光像の中に点形状は認められなかった。充分な光拡散特性を有している結果であり、例えば、ＬＥＤ光源から実施例１、２および比較例１のような樹脂フィルムに光を照射すると、該樹脂フィルムを通して該ＬＥＤ光源の形状は確認できない。つまりは同構成を利用した表示機器の表示品位を低下させてしまうことは無い。
【００４８】
（虹色ムラ）
実施例１、２、比較例１および２の目視による虹色ムラに係る評価を行うべく、以下方法にて行った。
評価対象となる樹脂フィルムを白色蛍光灯の前面に配し、該白色蛍光灯の長さ方向と、実施例１、実施例２および比較例１においてはＹ”方向、比較例２においてはＹ方向が略一致となるようにした後、該フィルムを目視観察した。
実施例１および２では虹色ムラは観察されず、拡散した白色光が確認できた。
対して比較例１および２では虹色ムラが確認でき、特に比較例２は強い虹色ムラであった。
【００４９】
光拡散特性および虹色ムラの評価結果を表２にまとめた。
【表２】
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、異方性光拡散特性に優れ、虹色ムラ等が無く表示品位に優れた異方性光拡散素子を提供することができる。
また、本発明の異方性光拡散素子を液晶表示装置のバックライト等の照明装置に適用することにより、必要な部位への光強度の増加を実現することができる。特に、車載用のカーナビゲーションは、座部に座った状態で画面を視認することができればよいため、上下方向への視野角よりも左右方向への視野角が必要とされるので、本発明の異方性光拡散素子を好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の異方性光拡散素子の斜視図である。
【図２】本発明の異方性光拡散素子の平面図である。
【図３】本発明の異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンの断面図である。
【図４】本発明の異方性光拡散素子を構成する第２の凹凸パターンの断面図である。
【図５】本発明の別の異方性光拡散素子の斜視図である。
【図６】第１の台座の斜視図である
【図７】第２の台座の斜視図である。
【図８】異方性光拡散素子に光を照射したときの光像（異方性）を示した図である。
【図９】異方性光拡散素子の異方性を説明するための図である。
【図１０】異方性光拡散素子の異方性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２、３、４ 異方性光拡散素子
１０ 第１の凹凸パターン
１１、２１ 凸部の連続体
１２、２２ 頂角
１３、２３ 底角
１４、１５ 凸部非存在部
２０ 第２の凹凸パターン
３０ 透光性基体
４０ 第１の台座
５０ 第１の凹凸パターン
５１、８１ 凹部の連続体
５２、８２ 頂角
５３、８３ 底角
６０、９０ 基板
７０ 第２の台座
８０ 第２の凹凸パターン
Ｈ 水平線
Ｏ１、Ｏ２ 傾斜線
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 点
α 第１の凹凸パターンの高低差
β 第２の凹凸パターンの高低差
θ 角度
θ１０、θ１１ 頂角の角度
θ２０、θ２１ 底角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
【請求項２】
前記第１の凹凸パターンの高低差が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項３】
前記第２の凹凸パターンの高低差が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項４】
前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが樹脂成分によって形成されてなり、該樹脂成分の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項５】
前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが同一の樹脂成分によって形成されてなることを特徴とする請求項１または４に記載の異方性光拡散素子。
【請求項６】
前記異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターン上に、該異方性光拡散素子と屈折率の異なる粘着層が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項７】
前記第１の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、５５度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の異方性光拡散素子。
【請求項８】
前記第２の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、３５度以下であることを特徴とする請求項１または３に記載の異方性光拡散素子。
【請求項９】
請求項１に記載の異方性光拡散素子を使用した表示装置であって、前記第１の凹凸パターンを入射光側に、前記第２の凹凸パターンが出射光側に配置されてなることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
透光性基体の表面側に設けられてなる第１の凹凸パターンと、該透光性基体の裏面側に設けられてなる第２の凹凸パターンとを有する異方性光拡散素子であって、該第１の凹凸パターンの頂角と該第２の凹凸パターンの頂角とがなす角度が１〜６０度であることを特徴とする異方性光拡散素子。
【請求項２】
前記第１の凹凸パターンの高低差が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項３】
前記第２の凹凸パターンの高低差が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項４】
前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが樹脂成分によって形成されてなり、該樹脂成分の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項５】
前記透光性基体と、前記第１の凹凸パターンと、前記第２の凹凸パターンとが同一の樹脂成分によって形成されてなることを特徴とする請求項１または４に記載の異方性光拡散素子。
【請求項６】
前記異方性光拡散素子を構成する第１の凹凸パターンまたは第２の凹凸パターン上に、該異方性光拡散素子と屈折率の異なる粘着層が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の異方性光拡散素子。
【請求項７】
前記第１の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、５５度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の異方性光拡散素子。
【請求項８】
前記第２の凹凸パターンの底角角度が０度よりも大きく、３５度以下であることを特徴とする請求項１または３に記載の異方性光拡散素子。
【請求項９】
請求項１に記載の異方性光拡散素子を使用した表示装置であって、前記第１の凹凸パターンを入射光側に、前記第２の凹凸パターンが出射光側に配置されてなることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２６２０４（Ｐ２０１０−２６２０４Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６８７９（Ｐ２００８−１８６８７９）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００１５３５９１）株式会社巴川製紙所 (457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００１５３５９１）株式会社巴川製紙所 (457)
【Ｆターム（参考）】
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