CN103119479A - 光扩散元件及带光扩散元件的偏振板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有较强的光扩散性且消偏振因子较小的薄膜的光扩散元件。本发明的光扩散元件具有：第1区域，其具有第1折射率；折射率调制区域，其包围第1区域且实质上为球壳状；以及第2区域，其位于折射率调制区域的与第1区域相反侧且具有第2折射率；并且浊度为90％～99.9％，且消偏振因子为0.2％以下。优选，光扩散元件具有：包含无机超微粒成分及树脂成分的基质、以及分散在基质中的非晶性光扩散性微粒，折射率调制区域是基于基质中的该无机超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而形成于基质与非晶性光扩散性微粒的界面附近。

Description

光扩散元件及带光扩散元件的偏振板
技术领域
本发明涉及一种光扩散元件及带光扩散元件的偏振板。
背景技术
光扩散元件广泛用于照明罩、投影电视的屏幕、面发光装置(例如，液晶显示装置)等。近年来，正推进将光扩散元件用于液晶显示装置等的显示质量的提高、视角特性的改善等。作为光扩散元件，提出有将微粒分散在树脂片材等的基质中而成的光扩散元件等(例如参照专利文献1)。在这种光扩散元件中，入射光的大部分向前方(射出面侧)散射，但一部分向后方(入射面侧)散射。其结果，存在透光量下降、显示画面的对比率不充分的问题。
进而，随着液晶显示装置的用途增大，光扩散元件的利用领域扩大，例如为提高液晶显示装置的显示质量而将光扩散元件配置于液晶显示装置的最表面，或者将光扩散元件用于反射型液晶显示装置的处理等。在这种利用方式中，有时将光扩散元件配置于偏振片的内侧(应用于液晶显示装置时的液晶单元侧)。然而，如上述专利文献1所记载的光扩散元件，由于消偏振较大，因此这样的领域中实质上无法利用。进而，存在通过组合偏光眼镜与液晶显示装置而进行3D(三维)显示化的趋势。此时，在为提高液晶显示装置的显示质量而将光扩散元件应用于视认侧的偏振板的情形时，如上述专利文献1所记载的光扩散元件，由于消偏振较大，因此偏光眼镜中的偏光快门功能完全无法发挥作用，产生串扰(左眼也可看到原先只能应由右眼看到的影像或者右眼也可看到原先只能应由左眼看到的影像的现象)，故而实用上无法利用。
作为抑制如上所述的消偏振(depolarization)的方法，提出折射率从微粒的中心部朝向外侧连续变化的所谓GRIN(梯度指数)微粒进行自我融合所得的光扩散体(例如参照专利文献2)。然而，这样的GRIN微粒进行自我融合所得的专利文献2的光扩散体，由于在融合时膜容易凹凸化而难以形成均匀表面，因此光学均匀性不充分。此外，在专利文献2的技术中，融合时粒子之间残留缝隙而成为气泡的情形较多，该气泡会使后向散射变得非常大。因此，必须进行用以去除气泡的脱气工序。
[以往技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第3071538号
[专利文献2]日本专利特开2002-214408号公报
发明内容
本发明正是为了解决上述以往的课题而完成的发明，其目的在于，提供一种具有较强的光扩散性且消偏振因子较小的薄膜的光扩散元件。
[解决问题的技术手段]
本发明的光扩散元件具有：第1区域，其具有第1折射率；折射率调制区域，其包围该第1区域且实质上为球壳状；以及第2区域，其位于该折射率调制区域的与该第1区域相反侧且具有第2折射率；并且浊度为90％～99.9％，且消偏振因子(depolarizationfactor)为0.2％以下。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件具有包含无机超微粒成分及树脂成分的基质、以及分散在该基质中的非晶性光扩散性微粒，上述折射率调制区域是基于该基质中的该无机超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而形成在该基质与该非晶性光扩散性微粒的界面附近。
在优选的实施方式中，上述基质包含40重量％以上的上述无机超微粒成分。
在优选的实施方式中，上述无机超微粒成分的平均一次粒径为100nm以下。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件的浊度为90％～99.9％。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件的光扩散半值角为10°～90°。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件的后向散射率为1％以下。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件的面内相位差Re为5nm以下。
在优选的实施方式中，上述光扩散元件的厚度T与上述光扩散性微粒的平均粒径dp之比T/dp为10以下。
根据本发明的其他方面，提供一种带光扩散元件的偏振板。该带光扩散元件的偏振板具有上述光扩散元件及偏振片。
[发明的效果]
根据本发明，可实现具有较强的光扩散性且消偏振因子较小的薄膜的光扩散元件。具体而言，可实现浊度为90％以上且消偏振因子为0.2％以下的光扩散元件。
附图说明
图1A是本发明的优选实施方式的光扩散元件的概略剖面图。
图1B是将图1A的光扩散元件的非晶性光扩散微粒附近放大进行说明的模式图。
图2是用于说明图1A的光扩散元件中的从非晶性光扩散性微粒中心部至基质为止的折射率变化的概念图。
图3是用于说明基质中的无机超微粒成分的面积比率的透过型电子显微镜图像。
图4(a)是用于说明基质的平均折射率nM＞非晶性光扩散性微粒的折射率nP时的后向散射产生机理的概念图，(b)是用于说明nM＜nP时的后向散射产生机理的概念图。
图5是用于说明后向散射与消偏振的关系的概念图。
图6是本发明的其他实施方式的光扩散元件的概略剖面图。
图7A是本发明的一个实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。
图7B是本发明的其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。
图7C是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。
图7D是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。
图7E是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。
图8是说明本发明的带光扩散元件的偏振板的制造方法的一例的模式图。
图9是用于说明算出光扩散半值角的方法的模式图。
具体实施方式
以下，一面参照附图一面对本发明的优选实施方式进行说明，但本发明并不限于这些具体实施方式。
A.光扩散元件
A-1.整体构成
本发明的光扩散元件具有：具有第1折射率的第1区域及具有第2折射率的第2区域。本发明的光扩散元件是由第1区域与第2区域的折射率差来表现光扩散功能。在本发明中，第1区域由实质上为球壳状的折射率调制区域包围，第2区域以位于折射率调制区域的与第1区域相反侧的方式构成。因此，在本发明的光扩散元件中，外观上成为由折射率调制区域包围的第1区域分散在第2区域中的状态。在折射率调制区域中，折射率实质上连续变化。在本说明书中，所谓“折射率实质上连续变化”是指折射率调制区域中折射率实质上连续变化即可。因此，例如在第1区域与折射率调制区域的界面及/或折射率调制区域与第2区域的界面上，即便存在规定范围内(例如，折射率差为0.05以下)的折射率间隙(refractive index gap)，该间隙也可以被允许。
本发明的光扩散元件的光扩散特性，具有代表性的是由浊度及光扩散半值角来表示。所谓浊度表示光的扩散强度，即入射光的扩散程度。另一方面，所谓光扩散半值角表示扩散光的品质(quality)，即所扩散的光的角度范围。本发明的光扩散元件在浊度较高的情形时充分发挥其效果。光扩散元件的浊度优选为90％～99.9％，更优选为92％～99.9％，进而优选为95％～99.9％，特别优选为97％～99.9％。通过浊度为90％以上，而可优选地用作准直背光前扩散系统中的前光扩散元件。根据本发明，可获得具有这样的非常高的浊度且后向散射受到抑制的光扩散元件。需要说明的是，所谓准直背光前扩散系统是指液晶显示装置中，使用准直背光的光(向固定方向聚光的亮度半辐值窄(例如，3°～35°或者±1.5°～±17.5°)背光的光)，在上侧偏振板的视认侧设置有前光扩散元件的系统。需要说明的是，对于光扩散半值角，将于下文中进行叙述。
本发明的光扩散元件的消偏振因子为0.2％以下，优选为0.15％以下，更优选为0.1％以下。消偏振因子的下限优选为0.01％。若消偏振因子为0.2％以下，则在将光扩散元件应用于例如3D液晶显示装置的情形时，可良好地抑制串扰，例如在应用于反射型液晶显示装置的情形时，可良好地抑制画质的劣化。维持如下所述的高浊度且低后向散射的特性并且实现这样的非常小的消偏振因子的情况是本发明的成果之一。消偏振因子可根据以下式(1)求出。
消偏振因子X(％)＝{(1/CR1)-(1/CR2)}×100···(1)
在这里，CR1是在2张偏振板之间夹持光扩散元件时的偏振光对比率，CR2是通常(仅2张偏振板)的偏振光对比率。偏振光对比率CR1可如下所述求出：将光扩散元件夹持于相同的2张偏振板之间，在夹持状态下使偏振板以彼此的吸收轴成为正交的方式加以配置。一面对该层叠偏振板垂直地照射白色平行光一面旋转光扩散元件而以透光量最小的角度固定光扩散元件，测定正面亮度(正交透过光亮度LC)。另一方面，以使偏振板彼此的吸收轴成为平行的方式变更位置关系，测定正面亮度(平行透过光亮度LP)。CR1是以LP/LC获得。偏振光对比率CR2是根据仅由2张偏振板测定的LC及LP，以LP/LC获得。
上述第1区域、第2区域及折射率调制区域，可通过任意适当的方法而形成。例如可列举如下所述的方法：(1)将折射率从微粒的中心部朝向外侧连续变化的所谓GRIN微粒等折射率倾斜微粒分散在树脂中，将折射率倾斜部分用作折射率调制区域；(2)基质中使用树脂成分与超微粒成分，通过超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而在基质与光扩散性微粒的界面或其附近形成折射率调制区域。以下，以基质中使用树脂成分与超微粒成分的实施方式为主进行说明，关于使用折射率倾斜微粒的实施方式，仅对其特征部分进行简单说明。
在一个实施方式中，本发明的光扩散元件具有基质及分散在该基质中的非晶性光扩散性微粒，通过基质与非晶性光扩散性微粒的折射率差来表现光扩散功能。在本实施方式中，光扩散性微粒对应于上述第1区域，基质对应于上述第2区域。基质优选包含树脂成分及无机超微粒成分。在本实施方式中，非晶性光扩散性微粒如名字般由非晶性材料构成。由非晶性材料构成光扩散性微粒，由此可排除双折射等所造成的不良影响。对于非晶性光扩散性微粒的详细情况，将于后述A-3项中进行说明。需要说明的是，在本说明书中，以下将“非晶性光扩散性微粒”简单称作“光扩散性微粒”。
在本实施方式中，上述基质包含优选为40重量％以上、更优选为40重量％～70重量％的无机超微粒成分。基质中以这样的高浓度包含无机超微粒成分的情况是本实施方式的特征之一。更详细而言，由于无机超微粒成分的尺寸变化率极小，因此若为这样的含量，则形成基质时的树脂成分的收缩减小。例如，使用电离性射线固化型树脂作为树脂成分的情形时，例如可将固化收缩设为低于10％。若基质的固化收缩较小，则也可减小对光扩散性微粒的收缩应力，因此收缩引起变形而变形所造成的基质与光扩散性微粒的界面的相位差减小(0016)。其结果，抑制该相位差所造成的入射光的偏光状态的变化，因此可降低消偏振因子。进而，在本实施方式中，无机超微粒成分如名字般由无机材料构成。无机材料由于光的吸收较少，而且具有基质的树脂成分及光扩散性微粒(有机化合物)中难以表现的折射率，因此作为整个基质，可增大与光扩散性微粒的折射率差。其结果，即便是薄膜，也可实现高浊度。进而，通过使用无机材料，增大与树脂成分及光扩散性微粒的相溶性之差，因此可在基质与光扩散性微粒的界面附近形成折射率调制区域(后述)。结果可防止后向散射，故而可减小消偏振。需要说明的是，在本说明书中，以下将“无机超微粒成分”简单称作“超微粒成分”。
上述超微粒成分的平均一次粒径优选为100nm以下，更优选为75nm以下，进而优选为50nm以下。超微粒成分的平均一次粒径的下限优选为5nm。如此，通过使用平均粒径充分小于光的波长的超微粒成分，在超微粒成分与树脂成分之间不产生几何光学性反射、折射、散射，进而粒径越小，粒子的双折射的影响越小，越难以产生相位差，因此可抑制消偏振。进而，可获得光学上均匀的基质，其结果可获得光学上均匀的光扩散元件。此外，100nm以下的超微粒成分具有良好地缓和周边聚合物的取向的作用，因此使用聚合物作为基质的情形时，可抑制聚合物制膜时(基质形成时)的应力所引起的相位差(面内相位差、厚度方向相位差)的产生。其结果，可抑制相位差所引起的消偏振。需要说明的是，对超微粒成分的详细情况，将于后述A-2-2项中进行说明。
在本实施方式的光扩散元件中，优选在基质与光扩散性微粒的界面附近形成有折射率调制区域。因此，基质具有：与光扩散性微粒的界面附近的折射率调制区域及该折射率调制区域的外侧(远离光扩散性微粒的一侧)的折射率恒定区域。优选基质中的除折射率调制区域以外的部分实质上为折射率恒定区域。在本说明书中，所谓“基质与光扩散性微粒的界面附近”包括光扩散性微粒表面、表面附近的外部及表面附近的内部。在折射率调制区域中，折射率实质上连续变化。通过形成折射率实质上连续变化的折射率调制区域，可抑制后向散射而抑制消偏振，并且可通过与利用光扩散性微粒及超微粒成分的构成材料以及超微粒成分浓度的效果的协同效果而使消偏振因子变得非常小。在本说明书中，所谓“折射率实质上连续变化”是指折射率调制区域中折射率至少从光扩散性微粒表面至折射率恒定区域为止实质上连续变化即可。因此，例如光扩散性微粒与折射率调制区域的界面、及/或折射率调制区域与折射率恒定区域的界面上，即便存在规定范围内(例如，折射率差为0.05以下)的折射率间隙，该间隙也可以被允许。需要说明的是，对后向散射与消偏振的关系，将于下文中进行叙述。
图1A是本实施方式的光扩散元件的概略剖面图，图1B是将图1A的光扩散元件的光扩散微粒附近放大进行说明的模式图。如上所述，基质优选包含树脂成分及超微粒成分。图1A的光扩散元件100具有包含树脂成分11及超微粒成分12的基质10、以及分散在基质10中的光扩散性微粒20。图1A中，在光扩散性微粒20的表面附近外部形成有折射率调制区域30。在折射率调制区域30中，如上所述折射率实质上连续变化。
光扩散元件100优选为满足下述式(2)及(3)：
Δn≥0.08···(2)
0.0006≤Δn/L···(3)
在这里，Δn是基质的平均折射率nM与光扩散性微粒的折射率nP之差的绝对值|nM-nP|，L是折射率调制区域的平均厚度。基质的平均折射率nM是树脂成分的折射率与超微粒成分的折射率的加权平均。Δn优选为0.10以上。Δn的上限优选为0.20。若Δn低于0.10，则浊度成为90％以下的情形较多，其结果，装配到液晶显示装置的情形时无法使来自光源的光充分地扩散，故而有视角变窄的可能。若Δn超过0.20，则后向散射增大，结果有无法防止消偏振的可能。另外，有时基质的树脂成分及超微粒成分的选择变得困难。进而优选为nM＞nP。Δn/L(nm-1)优选为0.00075～0.01。可实现这样的Δn/L的折射率调制区域的平均厚度L优选为5nm～500nm，更优选为12nm～400nm，进而优选为15nm～300nm。若平均厚度L低于5nm，则有时后向散射增大。若平均厚度L超过500nm，则有时扩散性不充分。在本实施方式的光扩散元件中，可形成尽管折射率调制区域的平均厚度L非常薄，但Δn较大(即，Δn/L格外较大)的折射率调制区域。而且，如上所述，在本实施方式的光扩散元件中，可在折射率调制区域中使折射率实质上连续变化。通过这些的协同作用，根据本实施方式，可实现具有较强的光扩散性且抑制后向散射、消偏振因子较小的薄膜的光扩散元件。
如上所述，在折射率调制区域30中，折射率实质上连续变化。优选除此以外而上述折射率调制区域的最外部的折射率与上述折射率恒定区域的折射率实质上相同。换言之，在本发明的光扩散元件中，折射率从折射率调制区域至折射率恒定区域连续变化，优选折射率从光扩散性微粒至折射率恒定区域连续变化(图2)。优选该折射率变化如图2所示般平稳。即，在折射率调制区域与折射率恒定区域的边界，以能在折射率变化曲线上引出切线的形状产生变化。优选在折射率调制区域中，折射率变化的梯度会随着远离上述光扩散性微粒而变大。在本实施方式的光扩散元件中，如上所述适当地选择光扩散性微粒及超微粒成分的构成材料以及基质中的超微粒成分的浓度，进而适当地选择基质的树脂成分，由此可实现实质上连续的折射率变化。如上所述实现陡峭(Δn/L非常大)且这样的实质上连续的折射率变化的情况是本发明的特征之一。其结果，即便增大基质10(实质上为折射率恒定区域)与光扩散性微粒20的折射率差，也可抑制基质10与光扩散性微粒20的界面的反射，因此结果可抑制后向散射，故而可减小消偏振因子。进而，在折射率恒定区域中，折射率与光扩散性微粒20有较大不同的超微粒成分12的重量浓度相对提高，因此可增大基质10(实质上为折射率恒定区域)与光扩散性微粒20的折射率差。其结果，即便是薄膜，也可实现较高的浊度(较强的光扩散性)。因此，在本实施方式的光扩散元件中，增大折射率差而实现高浊度，并且显著抑制后向散射，故而可减小消偏振因子。另一方面，根据未形成折射率调制区域的以往的光扩散元件，若想要通过增大折射率差而赋予较强的光扩散性(高浊度值)，则无法消除界面上的折射率的间隙。其结果，会导致光扩散性微粒与基质的界面上的反射所引起的后向散射增大，因此外光存在下黑显示不会充分变黑(导致所谓浮黑)的情形较多。进而，由于光扩散性微粒与基质的界面上的反射而也产生消偏振的问题的情形较多。在本实施方式的光扩散元件中，形成Δn/L非常大且折射率实质上连续变化的折射率调制区域，由此解决上述以往技术的问题，可获得具有较强的光扩散性且抑制后向散射、消偏振因子较小的薄膜的光扩散元件。
优选上述光扩散元件100满足式(4)：
0.01≤L/rP≤0.2···(4)
在这里，rP是上述光扩散性微粒的半径。L/rP更优选为0.02～0.15。在本实施方式的光扩散元件中，如上所述可使折射率调制区域的平均厚度L变得非常薄，因此可使L/rP变得非常小。其结果，可充分维持上述光扩散性微粒的散射能力，并且可良好地抑制后向散射。因此，即便是薄膜，也可实现较高的浊度(较强的光扩散性)。进而，通过抑制后向散射，结果可减小消偏振因子。
上述折射率调制区域30的厚度(从折射率调制区域最内部至折射率调制区域最外部为止的距离)也可恒定(即，折射率调制区域也可在光扩散性微粒的周围成同心球状扩展)，厚度也可因光扩散性微粒表面的位置而不同(例如，也可如金平糖的轮廓形状)。优选折射率调制区域30的厚度因光扩散性微粒表面的位置而不同。若为这样的构成，则折射率调制区域30中可使折射率更平稳地连续变化。上述平均厚度L是折射率调制区域30的厚度因光扩散性微粒表面的位置而不同时的平均厚度，在厚度恒定的情形时，指该厚度。
如上所述，基质10优选包含树脂成分11及超微粒成分12。超微粒成分12是分散在基质10(实质上为树脂成分12)中。优选上述折射率调制区域30基于基质10中的超微粒成分12的分散浓度的实质性梯度形成。具体而言，在折射率调制区域30中，随着远离光扩散性微粒20，超微粒成分12的分散浓度(具有代表性的是由重量浓度加以规定)提高(树脂成分11的重量浓度必然降低)。换言之，在折射率调制区域30中的最接近光扩散性微粒20的区域，超微粒成分12以相对低浓度分散，随着远离光扩散性微粒20，超微粒成分12的浓度增大。例如，基于透过型电子显微镜(TEM，Transmission Electron Microscopy)图像的基质10中的超微粒成分12的面积比率，在接近光扩散性微粒20的一侧较小并在接近基质10的一侧较大，该面积比率一面从光扩散性微粒侧向基质侧(折射率恒定区域侧)形成实质性梯度一面产生变化。将表示其代表性分散状态的TEM图像示于图3。在本说明书中，所谓“基于透过型电子显微镜图像的基质中的超微粒成分的面积比率”，是指包含光扩散性微粒的直径的剖面的透过型电子显微镜图像中，规定范围(规定面积)的基质中所占的超微粒成分的面积的比率。该面积比率对应于超微粒成分的三维分散浓度(实际分散浓度)。例如，若为如上所述的面积比率，则超微粒成分12的分散浓度，是其浓度变化的梯度在接近光扩散性微粒20的一侧较小，并在接近折射率恒定区域的一侧较大，一面从光扩散微粒侧向折射率恒定区域侧形成实质性梯度一面产生变化。换言之，超微粒成分12的分散浓度，是其浓度变化的梯度会随着远离光扩散性微粒而变大。该超微粒成分的面积比率可通过任意适当的图像解析软件而求出。在本实施方式的光扩散元件中，可利用超微粒成分12的分散浓度的实质性梯度而在基质与光扩散性微粒的界面附近形成折射率调制区域30，因此可以以简单步骤且以低成本制造光扩散元件。进而，利用超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而形成折射率调制区域，由此可使折射率在折射率调制区域30与折射率恒定区域的边界平稳地变化。进而，通过使用折射率与树脂成分及光扩散性微粒有较大不同的超微粒成分，可增大光扩散性微粒与基质(实质上为折射率恒定区域)的折射率差，且使折射率调制区域的折射率梯度陡峭。
上述折射率调制区域(实质上如上所述的超微粒成分的分散浓度的实质性梯度)是可通过适当地选择基质的树脂成分及超微粒成分以及光扩散性微粒的构成材料、以及化学特性及热力学特性而形成。即，由有机化合物彼此构成树脂成分及光扩散性微粒，而且由非晶性材料构成光扩散性微粒，由无机化合物构成超微粒成分，由此可良好地形成折射率调制区域。进而优选由相溶性较高的材料彼此构成树脂成分及光扩散性微粒。折射率调制区域的厚度及折射率梯度是可通过调整基质的树脂成分及超微粒成分以及光扩散性微粒的化学特性及热力学特性来控制。在本实施方式的光扩散元件中，通过提高基质中的超微粒成分的分散浓度，使得超微粒成分彼此的电性排斥增加，结果直至光扩散微粒附近为止有超微粒成分存在，故而可在折射率调制区域中形成陡峭的折射率梯度(折射率调制区域的厚度减小)。
在本实施方式的光扩散元件100中，优选为nM＞nP。如在图4(a)及图4(b)中加以比较所示，在nM＞nP的情形时，与nM＜nP的情形相比，即便折射率调制区域的折射率梯度陡峭，也可更良好地抑制后向散射。
光扩散元件的扩散特性若由光扩散半值角来表示，则优选为10°～150°(单侧5°～75°)，更优选为10°～100°(单侧5°～50°)，进而优选为30°～80°(单侧15°～40°)。若光扩散半值角太小，则有时斜向视角(例如白色亮度)变窄。若光扩散半值角太大，则有时后向散射增加。
光扩散元件的后向散射率优选为1％以下，更优选为0.7％以下，进而优选为0.5％以下。在本发明的光扩散元件中，由于可将后向散射率减小至1％以下，因此可减小消偏振因子。对于若后向散射较小则可减小消偏振因子的理由，进行简单说明。(1)后向散射会导致入射光的行进方向大幅改变，因此入射光与散射光的偏光轴偏离。进而，若后向散射较大，则后向散射进而进行后向散射，结果该光向前方散射。这样的前向散射光的偏光轴也已与入射光的偏光轴不一致。(2)如图5所示，后向散射较大的光扩散元件，由于光扩散性微粒与基质的界面上的折射率差较大，因此该界面上的反射也较大。此时，导致入射至界面的光偏光分离成S偏振光成分与P偏振光成分，尤其是斜向光容易偏光分离。另外，入射光中的由界面反射的光是相对于光扩散性微粒表面，包含大量S偏振光成分。进而，入射角为布儒斯特角(Brewster′s angle)的情形时，完全仅反射S偏振光成分。因光扩散性微粒在多数情形下呈球面，故而具有多个方向的反射界面。因此，界面上反射的光的偏光轴具有各种各样的方向，故而导致入射的偏振光会根据反射光的量而散射。对于这些(1)及(2)的现象，根据本发明，在光扩散性微粒与基质之间使折射率实质上连续变化，由此可减小界面反射，因此不仅可减小后向散射，而且也可抑制上述偏光分离，因此可减小消偏振。
光扩散元件的面内相位差Re越小越好，优选为5nm以下，更优选为3nm以下。若面内相位差Re较小，则即便倾斜散射光穿过光扩散元件，也可减小偏光状态的变化，因此可减小消偏振。需要说明的是，面内相位差Re是指以23℃中的波长590nm的光测定的膜面内的相位差值，可根据以下式求出。
Re＝(nx-ny)×d
在这里，nx是面内折射率最大的方向(即，滞相轴方向)的折射率，ny是在面内垂直于滞相轴的方向的折射率，d是所测定的膜(在这里为光扩散元件)的厚度(nm)。
光扩散元件的厚度可根据目的或所需的扩散特性而适当地设定。具体而言，上述光扩散元件的厚度优选为4μm～50μm，更优选为4μm～20μm。根据本发明，可获得尽管厚度如此非常薄但具有如上所述的非常高的浊度的光扩散元件。进而，若为这样的较薄的厚度，则即便弯曲也不会破裂，故而可以以卷筒状进行保管。此外，如下所述，本发明的光扩散元件是可通过涂敷而形成，因此例如可利用所谓卷对卷连续进行光扩散元件的制造及向偏振板的贴合。因此，本发明的光扩散元件，扩散元件本身的生产性格外优异于以往的光扩散元件，且与如偏振板之类的其他光学部件的贴合的制造效率也极高。需要说明的是，所谓卷对卷是指将长条状膜彼此一面由辊搬送，一面对齐其长度方向连续贴合的方法。
光扩散元件的厚度T与光扩散性微粒的平均粒径dp之比T/dp优选为10以下，更优选为5以下。若T/dp超过10，则多重散射变得太多而导致消偏振因子增大的情形较多。根据本发明，由于可使光扩散元件的厚度非常薄，因此可减小T/dp。其结果，可通过适当的多重散射而维持较强的光扩散性，并且抑制消偏振。
本发明的光扩散元件也可单独作为膜状或板状部件提供，也可贴合于任意适当的基材或偏振板而作为复合部件提供。另外，也可在光扩散元件上层叠有防反射层。
A-2.基质
如上所述，基质10优选包含树脂成分11及超微粒成分12。如上所述以及如图1A及图1B所示，超微粒成分12以在基质10与光扩散性微粒20的界面附近形成折射率调制区域30的方式，分散在树脂成分11中。
A-2-1.树脂成分
树脂成分11只要形成上述折射率调制区域，则可由任意适当的材料构成。优选如上所述树脂成分11由化学结构或特性与光扩散性微粒类似的化合物且化学结构或特性不与超微粒成分类似的化合物构成。由此，可在基质与光扩散性微粒的界面附近(光扩散性微粒的表面附近)良好地形成折射率调制区域。进而优选树脂成分11由与光扩散性微粒相溶性较高的化合物构成。由此，可形成具有所需的折射率梯度的折射率调制区域。
上述树脂成分优选由有机化合物构成，更优选由电离性射线固化型树脂构成。电离性射线固化型树脂由于涂膜的硬度优异，故而容易弥补作为后述超微粒成分的弱点的机械强度。作为电离性射线，例如可列举紫外线、可见光、红外线、电子射线。优选紫外线，因此树脂成分特别优选由紫外线固化型树脂构成。作为紫外线固化型树脂，例如可列举丙烯酸酯树脂(环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酯、醚丙烯酸酯)等由自由基聚合型单体或寡聚物形成的树脂。构成丙烯酸酯树脂的单体成分(前体)的分子量优选为200～700。作为构成丙烯酸酯树脂的单体成分(前体)的具体例，可列举季戊四醇三丙烯酸酯(PETA：分子量298)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA：分子量212)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA：分子量632)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA：分子量578)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA：分子量296)。前体中也可根据需要添加引发剂。作为引发剂，例如可列举UV自由基产生剂(日本BASF公司制造的Irgacure907、Irgacure127、Irgacure192等)、过氧化苯甲酰。上述树脂成分，除了上述电离性射线固化型树脂以外，也可包含其他树脂成分。其他树脂成分可为电离性射线固化型树脂，也可为热固性树脂，还可为热塑性树脂。作为其他树脂成分的代表例，可列举脂肪族系(例如聚烯烃)树脂、聚氨酯系树脂。使用其他树脂成分的情形时，其种类或配合量被调整成良好地形成上述折射率调制区域。
上述树脂成分具有代表性的是满足下述式(5)：
|nP-nA|＜|nP-nB|···(5)
式(5)中，nA表示基质的树脂成分的折射率，nB表示基质的超微粒成分的折射率，nP表示光扩散性微粒的折射率。进而，树脂成分也可满足下述式(6)：
|nP-nA|＜|nA-nB|···(6)
上述树脂成分的折射率优选为1.40～1.60。
上述树脂成分的配合量是相对于基质100重量份，优选为10重量份～80重量份，更优选为20重量份～65重量份。
A-2-2.超微粒成分
如上所述，超微粒成分12由无机化合物构成。作为优选的无机化合物，例如可列举金属氧化物、金属氟化物。作为金属氧化物的具体例，可列举氧化锆(zirconia)(折射率：2.19)、氧化铝(折射率：1.56～2.62)、氧化钛(折射率：2.49～2.74)、氧化硅(折射率：1.25～1.46)。作为金属氟化物的具体例，可列举氟化镁(折射率：1.37)、氟化钙(折射率：1.40～1.43)。这些金属氧化物及金属氟化物由于光的吸收较少，而且具有电离性射线固化型树脂或热塑性树脂等有机化合物中难以表现的折射率，因此随着远离与光扩散性微粒的界面，超微粒成分的重量浓度会相对提高，由此可使折射率大幅调制。通过增大光扩散性微粒与基质的折射率差，即便是薄膜，也可实现高浊度，且由于形成有折射率调制区域而后向散射防止及消偏振抑制的效果也较大。无机化合物特别优选为氧化锆。
上述超微粒成分又可满足上述式(5)及(6)。上述超微粒成分的折射率优选为1.40以下或1.60以上，进而优选为1.40以下或1.70～2.80，特别优选为1.40以下或2.00～2.80。若折射率超过1.40或低于1.60，则光扩散性微粒与基质的折射率差不充分，将光扩散元件用于采用准直背光前扩散系统的液晶显示装置的情形时，有无法使来自准直背光的光充分地扩散而视角变窄的可能。
上述超微粒成分的平均一次粒径优选小于折射率调制区域的平均厚度L。更具体而言，平均一次粒径相对于平均厚度L优选为1/50～1/2，更优选为1/25～1/3。若平均一次粒径相对于平均厚度L超过1/2，则有时折射率调制区域中的折射率变化实质上不连续。其结果，后向散射增大，结果有时无法减小消偏振。低于1/50的情形时，有时折射率调制区域的形成较困难。超微粒成分也可进行二次凝聚，此时的平均粒径(凝聚体的平均粒径)优选为10nm～100nm，更优选为10nm～80nm。
上述超微粒成分优选与上述树脂成分的分散性良好。在本说明书中，所谓“分散性良好”是指涂布将上述树脂成分、超微粒成分(根据需要的少量UV引发剂)与挥发溶剂混合所得的涂敷液，并将溶剂干燥除去所得的涂膜较透明。
优选对上述超微粒成分进行表面改性。通过进行表面改性，可使超微粒成分良好地分散在树脂成分中，且可良好地形成上述折射率调制区域。作为表面改性方法，只要获得本发明的效果，便可采用任意适当的方法。具有代表性的是，表面改性通过在超微粒成分的表面涂布表面改性剂而形成表面改性剂层来进行。作为优选的表面改性剂的具体例，可列举硅烷系偶合剂、钛酸酯系偶合剂等偶合剂，脂肪酸系表面活性剂等表面活性剂。通过使用这样的表面改性剂，而提高树脂成分与超微粒成分的润湿性，使树脂成分与超微粒成分的界面稳定，使超微粒成分良好地分散在树脂成分中，且可良好地形成折射率调制区域。
上述超微粒成分的配合量是相对于基质100重量份，优选为15重量份～80重量份，更优选为20重量份～70重量份。
A-3.光扩散性微粒
光扩散性微粒20如上所述由非晶性材料构成。光扩散性微粒优选由可良好地形成上述折射率调制区域的任意适当的材料构成，进而优选由化学结构或特性与上述基质的树脂成分类似的化合物构成。例如，在构成基质的树脂成分的电离性射线固化型树脂为丙烯酸酯系树脂的情形时，优选光扩散性微粒又由丙烯酸酯系树脂构成。更具体而言，构成基质的树脂成分的丙烯酸酯系树脂的单体成分为例如如上所述的PETA、NPGDA、DPHA、DPPA及/或TMPTA的情形时，构成光扩散性微粒的丙烯酸酯系树脂优选为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、及它们的共聚物、以及它们的交联物。作为与PMMA及PMA的共聚成分，可列举聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯(PSt)、三聚氰胺树脂。光扩散性微粒特别优选由PMMA构成。其原因在于：与基质的树脂成分及超微粒成分在折射率或热力学特性方面的关系适当。进而优选为光扩散性微粒具有交联结构(三维网状结构)。通过调整交联结构的粗密(交联度)，而可控制光扩散性微粒表面上构成微粒的聚合物分子的自由度，因此可控制超微粒成分的分散状态，结果可形成具有所需的折射率梯度的折射率调制区域。例如，涂布后述涂敷液时的光扩散性微粒相对于树脂成分前体(也可包含溶剂)的溶胀度优选为100％～200％。在这里，所谓“溶胀度”是交联度的指标，是指溶胀状态的粒子的平均粒径相对于溶胀前的粒子的平均粒径的比率。
上述光扩散性微粒的平均粒径优选为1.0μm～5.0μm，更优选为1.0μm～4.0μm。若为这样的平均粒径，则可将上述T/dp设为所需的范围。
光扩散性微粒的重均粒径分布的标准偏差优选为1.0μm以下，更优选为0.5μm以下。若混入有大量粒径小于重均粒径的光扩散性微粒，则有时扩散性过于增大而无法良好地抑制后向散射。若混入有大量粒径大于重均粒径的光扩散性微粒，则有时无法沿着光扩散元件的厚度方向排列多个而无法获得多重扩散，其结果，有时光扩散性不充分。
作为上述光扩散性微粒的形状，可根据目的采用任意适当的形状。作为具体例，可列举正球状、鳞片状、板状、椭圆球状、不确定形状。多数情形下，可使用正球状微粒作为上述光扩散性微粒。
上述光扩散性微粒又可满足上述式(5)及(6)。上述光扩散性微粒的折射率优选为1.30～1.70，更优选为1.40～1.60。
上述光扩散性微粒的配合量是相对于基质100重量份，优选为10重量份～100重量份，更优选为10重量份～40重量份，进而优选为10重量份～35重量份。例如以这样的配合量包含具有上述优选范围的平均粒径的光扩散性微粒，由此可获得具有非常优异的光扩散性的光扩散元件。
A-4.光扩散元件的制造方法
本实施方式的光扩散元件的制造方法具有：将使基质的树脂成分或其前体、超微粒成分及光扩散性微粒溶解或分散在挥发性溶剂中的涂敷液涂布于基材的工序(设为工序A)；以及，使涂布在该基材的涂敷液干燥的工序(设为工序B)。
(工序A)
关于树脂成分或其前体、超微粒成分及光扩散性微粒，分别如上述A-2-1项、A-2-2项及A-3项所说明的那样。具有代表性的是，上述涂敷液是前体及挥发性溶剂中分散有超微粒成分及光扩散性微粒的分散体。作为使超微粒成分及光扩散性微粒分散的方法，可采用任意适当的方法(例如，超声波处理、利用搅拌机的分散处理)。
作为上述挥发性溶剂，只要可将上述各成分溶解或均匀地分散，便可采用任意适当的溶剂。作为挥发性溶剂的具体例，可列举乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、2-丁酮(甲基乙基酮)、甲基异丁基酮、环戊酮、甲苯、异丙醇、正丁醇、环戊烷、水。
上述涂敷液可根据目的而进一步包含任意适当的添加剂。例如，为使超微粒成分良好地分散，可优选使用分散剂。作为添加剂的其他具体例，可列举紫外线吸收剂、流平剂、消泡剂。
上述涂敷液中的上述各成分的配合量如上述A-2项～A-3项所说明的那样。涂敷液的固态成分浓度优选可调整为10重量％～70重量％左右。若为这样的固态成分浓度，则可获得具有容易涂敷的粘度的涂敷液。
作为上述基材，只要获得本发明的效果，便可采用任意适当的膜。作为具体例，可列举三乙酰纤维素(TAC)膜、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚丙烯(PP)膜、尼龙膜、丙烯酸系膜、内酯改性丙烯酸系膜等。对上述基材也可根据需要进行易粘接处理等表面改性，也可包含润滑剂、抗静电剂、紫外线吸收剂等添加剂。该基材有时在后述带光扩散元件的偏振板中发挥作为保护层的功能。
作为上述涂敷液向基材上的涂布方法，可采用使用任意适当的涂布机的方法。作为涂布机的具体例，可列举棒涂机、反向涂布机、吻合式涂布机、凹版印刷涂布机、模涂机、点涂机(commacoater)。
(工序B)
作为上述涂敷液的干燥方法，可采用任意适当的方法。作为具体例，可列举自然干燥、加热干燥、减压干燥。优选加热干燥。加热温度例如为60℃～150℃，加热时间例如为30秒～5分钟。
(工序C)
优选上述制造方法在上述涂布工序之后，还包括使上述前体聚合的工序(工序C)。聚合方法是可根据树脂成分(因此为其前体)的种类而采用任意适当的方法。例如，树脂成分为电离性射线固化型树脂的情形时，通过照射电离性射线而使前体聚合。使用紫外线作为电离性射线的情形时，其累计光量优选为50mJ/cm2～1000mJ/cm2。电离性射线对光扩散性微粒的透过率优选为70％以上，更优选为80％以上。另外，例如树脂成分为热固型树脂的情形时，通过加热而使前体聚合。加热温度及加热时间可根据树脂成分的种类而适当地设定。优选聚合通过照射电离性射线来进行。若为电离性射线照射，则可以以良好地保持折射率调制区域的状态使涂膜固化，因此可制作扩散特性良好的光扩散元件。通过使前体聚合而形成具有折射率调制区域30与折射率恒定区域的基质10。
上述聚合工序(工序C)也可在上述干燥工序(工序B)之前进行，也可在工序B之后进行。
如上所述，在基材上形成有如图1A及图1B所示的光扩散元件。
本实施方式的光扩散元件的制造方法，除上述工序A～工序C以外，当然可在任意适当的时间点包括任意适当的工序、处理及/或操作。此类工序等的种类及进行此类工序等的时间点可根据目的适当地设定。
如上所述，将如上述A-1项～A-3项中说明的光扩散元件形成于基材上。
A-5.其他实施方式
图6是本发明的其他实施方式的光扩散元件的概略剖面图。图6的光扩散元件100′具有基质10及分散在基质10中的光扩散性微粒20。光扩散性微粒20是折射率从中心部朝向外侧变化的折射率倾斜粒子(例如GRIN微粒)，折射率倾斜部分构成折射率调制区域30。具有代表性的是，折射率倾斜粒子是具有中心部及覆盖该中心部的表层部的聚合物粒子。作为构成这样的聚合物粒子的聚合物的具体例，可列举乙烯系聚合物、(甲基)丙烯酸系聚合物、苯乙烯系聚合物。通过适当地选择聚合物，可控制折射率倾斜。这样的聚合物粒子例如使用折射率不同的多种单体，在它们的共聚时，随着聚合的进行来改变单体量，由此可使折射率阶段性地或连续性地变化。这样的聚合物粒子及其制造方法的详细情况例如记载于日本专利特开2006-227279号公报，该记载作为参考引用至本说明书中。基质10例如可由涉及使用超微粒成分的方式的树脂成分而在上述A-2-1项所记载的那样的树脂构成。基质10也可包含超微粒成分，也可不含超微粒成分。在本实施方式中，光扩散性微粒20的中心部构成第1区域，基质10构成第2区域。在折射率调制区域30中，优选为折射率实质上连续变化。
关于本实施方式，仅对结构的特征部分进行了简单说明。本实施方式的光扩散元件的整体特征，如果涉及使用包含树脂成分及超微粒成分的基质的实施方式，则如上所述。
本发明的光扩散元件也可从基材剥离而用作单一部件，也可用作附有基材的光扩散元件，也可从基材转印于偏振板等而用作复合部件(例如带光扩散元件的偏振板)，也可与基材一起贴附于偏振板等而用作复合部件(例如带光扩散元件的偏振板)。与基材一起贴附于偏振板等而用作复合部件(例如带光扩散元件的偏振板)的情形时，该基材可发挥作为偏振板的保护层的功能。
目前为止对本发明的特定实施方式进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式，本发明包含如下的光扩散元件，其包括具有第1折射率的第1区域；包围第1区域且实质上为球壳状的折射率调制区域；以及位于折射率调制区域的与第1区域相反侧且具有第2折射率的第2区域；并且浊度及消偏振因子满足上述规定范围。
B.带光扩散元件的偏振板
B-1.带光扩散元件的偏振板的整体构成
图7A是本发明的一个实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。该带光扩散元件的偏振板200具有光扩散元件100及偏振片110。光扩散元件100是上述A-1项～A-5项所记载的本发明的光扩散元件。光扩散元件100配置成在将带光扩散元件的偏振板配置于液晶显示装置的视认侧的情形时最接近视认侧。在一个实施方式中，在光扩散元件100的视认侧配置有低反射层或防反射处理层(抗反射(antireflection)处理层)(未图示)。在图示例中，带光扩散元件的偏振板200在偏振片的两侧具有保护层120及130。光扩散元件、偏振片及保护层是借助任意适当的胶粘剂层或粘合剂层而粘贴。保护层120及130的至少1个也可根据目的、偏振板的构成及液晶显示装置的构成而省略。例如，形成光扩散元件时所使用的基材可发挥作为保护层的功能的情形时，可省略保护层120。图7B是本发明的其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。在该实施方式中，配置相位差层140来代替保护层130，该相位差层140兼作保护层。相位差层的光学特性(例如，折射率椭圆体、面内相位差、厚度方向相位差)可根据目的适当地设定。在相位差层140中表现滞相轴的情形时，该滞相轴与偏振片110的吸收轴在一个实施方式(例如，准直背光前扩散系统的视认侧偏振板)中实质上正交或平行，在其他实施方式(例如，3D用偏振板)中规定15°～75°，优选为40°～50°的角度。
图7C是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。在该实施方式中，光扩散元件100是以将带光扩散元件的偏振板配置于液晶显示装置的视认侧的情形时成为液晶单元侧(内侧)的方式而配置。图7D是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。在该实施方式中，将光扩散元件粘贴于偏振片后，剥离基材而实现薄型化，进而配置相位差层140来代替保护层130。需要说明的是，方便起见将剥离基材后的光扩散元件设为光扩散层100a。图7E是本发明的进而其他实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。在该实施方式中，以使相位差层140最接近视认侧的方式而配置。该实施方式的带光扩散元件的偏振板可特别优选地用作3D用偏振板。
图7A～图7E所示的实施方式可根据目的适当地组合。进而，根据目的，也可更换带光扩散元件的偏振板中的各层的配置顺序，也可追加或省略特定层。例如，也可在图7C的方式中省略保护层130，也可在图7D的方式中更换光扩散层100a与相位差层140，或者也可省略相位差层140，也可在图7E的方式中更换光扩散层100a与相位差层140。另外，例如也可配置多个相位差层。
本发明的带光扩散元件的偏振板，例如可优选地用作准直背光前扩散系统的视认侧偏振板、反射型液晶显示装置用偏振板、3D用偏振板(直线偏振光射出偏振板或圆偏振光射出偏振板)。
B-2.偏振片
作为上述偏振片110，可根据目的采用任意适当的偏振片。例如可列举使碘或二色性染料等二色性物质吸附于聚乙烯醇系膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜，进行单向拉伸而成的材料，聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。这些当中，使碘等二色性物质吸附于聚乙烯醇系膜进行单向拉伸而成的偏振片，偏光二色比高，故而特别优选。对于这些偏振片的厚度，并无特别限制，通常是1～80μm左右。
使碘吸附于聚乙烯醇系膜进行单向拉伸而成的偏振片，例如可通过将聚乙烯醇浸渍于碘水溶液而进行染色，拉伸至原先长度的3～7倍制作而成。也可根据需要包含硼酸或硫酸锌、氯化锌等，也可浸渍于碘化钾等的水溶液。进而也可根据需要在染色之前将聚乙烯醇系膜浸渍于水中进行水洗。
通过将聚乙烯醇系膜进行水洗，而不仅可洗涤聚乙烯醇系膜表面的污垢或防粘连剂，而且也有通过使聚乙烯醇系膜溶胀而防止染色斑点等不均匀的效果。拉伸也可在利用碘进行染色之后进行，也可一面染色一面拉伸，另外，也可拉伸后，利用碘进行染色。也可在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
B-3.保护层
上述保护层120及130是由可用作偏振板的保护层的任意适当的膜形成。作为成为该膜的主成分的材料的具体例，可列举三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂，或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等的透明树脂等。另外，也可列举(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等的热固型树脂或紫外线固化型树脂等。除此以外，例如也可列举硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外，也可使用日本专利特开2001-343529号公报(WO01/37007)所记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可使用包含侧链上具有经取代或未经取代的酰亚氨基的热塑性树脂与侧链上具有经取代或未经取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可列举具有包含异丁烯与N-甲基马来酰亚胺的交替共聚物及丙烯腈·苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成形物。
上述保护层(内侧保护层)130优选具有光学各向同性。具体而言，内侧保护层的厚度方向的相位差Rth(550)优选为-20nm～+20nm，进而优选为-10nm～+10nm，特别优选为-6nm～+6nm，最优选为-3nm～+3nm。内侧保护层的面内相位差Re(550)优选为0nm以上10nm以下，进而优选为0nm以上6nm以下，特别优选为0nm以上3nm以下。可形成这样的具有光学各向同性的保护层的膜的详细情况记载于日本专利特开2008-180961号公报，该记载作为参考引用至本说明书中。
B-4.带光扩散元件的偏振板的制造方法
参照图8，对本发明的带光扩散元件的偏振板的制造方法的一例进行简单说明。图8中，符号111及112分别是卷绕偏振板与光扩散元件/基材的层叠体的辊，符号122是搬送辊。在图示例中，将偏振板(保护层130/偏振片110/保护层120)与光扩散元件100/基材101的层叠体沿着箭头方向送出，并以对齐各自的长度方向的状态加以贴合。此时，以使光扩散元件100与偏振板的保护层120相邻的方式加以贴合。其后，根据需要剥离基材101，由此可获得如图6A所示的带光扩散元件的偏振板200。虽未图示，但例如也可将偏振板(保护层130/偏振片110)与光扩散元件100/基材101的层叠体以使基材101与偏振片110相邻的方式加以贴合，从而制作基材发挥作为保护层的功能的带光扩散元件的偏振板。如此，根据本发明，可采用所谓卷对卷，因此可以以非常高的制造效率制造带光扩散元件的偏振板。进而，该卷对卷工序可从上述A-4项所记载的光扩散元件的制造工序连续进行，因此若采用这样的步骤，则可进一步提高带光扩散元件的偏振板的制造效率。
[实施例]
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不受限于这些实施例。实施例中的评价方法如下所述。另外，只要无特别记载，实施例中的“份”及“％”是重量基准。
(1)光扩散元件的厚度
利用微计测器式厚度计(Mitutoyo公司制造)测定基材与光扩散元件的合计厚度，从该合计厚度减去基材的厚度而算出光扩散元件的厚度。
(2)折射率调制区域
将实施例及比较例中获得的光扩散元件与基材的层叠体一面利用液氮进行冷却，一面利用切片机切片成0.1μm的厚度，设为测定试料。使用透过型电子显微镜(TEM)，观察该测定试料的光扩散元件部分的微粒状态及该微粒与基质的界面状态，将微粒与基质的界面不清晰的部分认定为折射率调制区域。在微粒与基质的界面清晰的情形时，认定为未形成折射率调制区域。
(3)浊度
通过JIS7136所规定的方法，使用浊度计(村上色彩科学研究所公司制造，商品名“HN-150”)进行测定。
(4)光扩散半值角
从光扩散元件的正面照射激光光，利用测角光度计(goniophotometer)每隔1°测定扩散光相对于扩散角度的扩散亮度，如图9所示，在扩散的两侧测定亮度成为除激光直进透过光外的光扩散亮度的最大值的一半亮度的扩散角度，将满足该两侧的角度的(图9的角度A+角度A′)设为光扩散半值角。
(5)后向散射率
将实施例及比较例中获得的光扩散元件与基材的层叠体，借助透明粘合剂贴合于黑色压克力板(住友化学公司制造，商品名“SUMIPEX”(注册商标)，厚度2mm)上，设为测定试料。利用分光亮度计(日立计测器公司制造，商品名“U4100”)测定该测定试料的积分反射率。另一方面，使用从上述光扩散元件用涂敷液去除微粒后的涂敷液，制作基材与透明涂敷层的层叠体，而设为对照试料，并以与上述相同的方式测定积分反射率(即，表面反射率)。通过从上述测定试料的积分反射率减去上述对照试料的积分反射率(表面反射率)而算出光扩散元件的后向散射率。
(6)消偏振因子
使用消偏振测定装置(Autronic公司制造，商品名ConoScope)，测定层叠2张相同的偏振板时的正交透过光亮度LC及平行透过光亮度LP，并根据LP/LC算出偏振光对比率CR2。偏振光对比率CR2为9200。需要说明的是，正交透过光亮度LC是使偏振板以彼此的吸收轴成为正交的方式层叠而测定的正面亮度，平行透过光亮度LP是使以偏振板彼此的吸收轴成为平行的方式层叠而测定的正面亮度。其次，将实施例及比较例中获得的光扩散元件夹持于相同的2张偏振板之间，以夹持状态下使偏振板彼此的吸收轴成为正交的方式所配置。一面对该层叠偏振板垂直地照射白色平行光一面旋转光扩散元件而以透光量最小的角度固定光扩散元件，测定正面亮度(正交透过光亮度LC)。进而，以使偏振板彼此的吸收轴成为平行的方式变更位置关系，测定正面亮度(平行透过光亮度LP)。根据LP/LC算出偏振光对比率CR1。最后，根据以下式(1)求出消偏振因子。
消偏振因子X(％)＝{(1/CR1)-(1/CR2)}×100···(1)
<实施例1：光扩散元件的制作>
在包含62％的作为超微粒成分的氧化锆纳米粒子(平均粒径60nm，平均一次粒径10nm，折射率2.19)的硬涂用树脂(JSR公司制造，商品名“OPSTAR KZ6661”(包含MEK/MIBK))100份中，添加作为树脂成分的前体的季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有机化学工业公司制造，商品名“Biscoat#300”，折射率1.52)的50％甲基乙基酮(MEK)溶液11份、光聚合引发剂(日本BASF公司制造，商品名“Irgacure907”)0.5份、流平剂(DIC公司制造，商品名“GRANDIC PC4100”)0.5份、以及作为光扩散性微粒的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒(积水化成品工业公司制造，商品名“XX-131AA”，平均粒径2.5μm，折射率1.495)15份。使用搅拌机(浅田铁工股份有限公司制造，商品名“DESPA”)将该混合物搅拌30分钟而进行分散处理，制备均匀地分散有上述各成分的涂敷液。该涂敷液的固态成分浓度为55％。将该涂敷液使用棒涂机涂敷在具有TAC膜(Konica MinoltaOpto公司制造，商品名“KC4UY”，厚度40μm)的基材上，100℃下干燥1分钟后，照射累计光量300mJ/cm2的紫外线，获得厚度为7μm的光扩散元件。所得的光扩散元件中的基质的平均折射率nM与光扩散性微粒的折射率nP之差为0.12(nM＞nP)。将所得的光扩散元件供于上述(1)～(6)的评价。将结果与后述实施例2及比较例1～3的结果一并示于表1。
[表1]
实施例1 实施例2 比较例1 比较例2 比较例3
厚度(μm) 7 11.5 19 25 30
折射率调制区域 有 有 无 无 无
超微粒成分浓度(重量％) 51 51 0 0 0
浊度(％) 96.0 98.0 98.3 96.0 98.3
光扩散半值角(°) 45 60 65 48 65
后向散射率(％) 0.2 0.5 1.2 2.5 3.5
偏振光对比率CR1 1800 1050 320 450 360
偏振光对比率CR2 9200 9200 9200 9200 9200
退偏度(％) 0.045 0.084 0.302 0.211 0.267
<实施例2：光扩散元件的制作>
变更涂敷厚度，除此以外，以与实施例1相同的方式获得厚度为11.5μm的光扩散元件。将所得的光扩散元件供于与实施例1相同的评价。将结果示于上述表1。
<比较例1>
混合聚苯乙烯树脂(Pressure Chemical公司制造，商品名聚苯乙烯标准，分子量30000)85份、硅酮树脂微粒(MomentivePerformance Materials公司制造，商品名“Tospearl120”，平均粒径2.0μm，折射率1.43)15份及乙酸乙酯500份，将该混合物搅拌1日而制备涂敷液。将该涂敷液使用绕线棒(wire bar)涂布器涂敷于TAC膜(Konica Minolta Opto公司制造，商品名“KC4UY”，厚度40μm)上，80℃下干燥5分钟，获得厚度为19μm的光扩散元件。将所得的光扩散元件供于与实施例1相同的评价。将结果示于上述表1。
<比较例2>
混合芴系丙烯酸酯单体(Osaka Gas Chemicals公司制造，商品名OGSOL EA-2000，固态成分100％)25份、PMMA微粒(根上工业公司制造，商品名“Art Pearl J4P”，平均粒径2.1μm，折射率1.495)2.5份、光聚合引发剂(日本BASF公司制造，商品名“Irgacure907”)0.07份、以及流平剂(DIC公司制造，商品名“GRANDIC PC4100”)0.6份。对该混合物进行超声波处理5分钟，制备均匀地分散有上述各成分的涂敷液。将该涂敷液使用棒涂机涂敷在具有TAC膜(Konica Minolta Opto公司制造，商品名“KC4UY”，厚度40μm)的基材上，100℃下干燥1分钟后，照射累计光量300mJ/cm2的紫外线，获得厚度为25μm的光扩散元件。将所得的光扩散元件供于上述(1)～(6)的评价。将结果示于上述表1。
<比较例3>
变更涂敷厚度，除此以外，以与实施例1相同的方式获得厚度为30μm的光扩散元件。将所得的光扩散元件供于与实施例1相同的评价。将结果示于上述表1。
<评价>
根据表1可知，基质中以高浓度包含无机超微粒成分的实施例1及2的光扩散元件，在基质与光扩散性微粒的界面附近形成有折射率调制区域，消偏振因子非常小，浊度值较高且光扩散半值角较大(光扩散性较强)，以及后向散射率较小。另一方面，不含无机超微粒成分的比较例1～3的光扩散元件，后向散射率较大，消偏振因子也较大。需要说明的是，若以与实施例的光扩散元件相同程度的厚度制作比较例1～3的光扩散元件，则也可确认光扩散性显著下降。
[产业上的可利用性]
本发明的光扩散元件及带光扩散元件的偏振板，可优选地用于液晶显示装置(例如，准直背光前扩散系统的液晶显示装置、反射型液晶显示装置、3D液晶显示装置)的视认侧部件、液晶显示装置的背光用部件、照明器具(例如有机EL(electroluminescence，电致发光)、LED(Light Emitting Diode，发光二极管))用扩散部件、3D用偏光眼镜等。
【主要元件符号说明】
10          基质
11          树脂成分
12          超微粒成分
20          光扩散性微粒
30          折射率调制区域
100         光扩散元件
110         偏振片
120         保护层
130         保护层
140         相位差层
200         带光扩散元件的偏振板

Claims (9)

1.一种光扩散元件，其中，具有：
第1区域，其具有第1折射率，
折射率调制区域，其包围该第1区域且实质上为球壳状，以及
第2区域，其位于该折射率调制区域的与该第1区域相反侧且具有第2折射率；
所述光扩散元件的浊度为90％～99.9％，且消偏振因子为0.2％以下。
2.如权利要求1所述的光扩散元件，其中，
具有包含无机超微粒成分及树脂成分的基质、以及分散在该基质中的非晶性光扩散性微粒，
所述折射率调制区域是基于该基质中的该无机超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而形成在该基质与该非晶性光扩散性微粒的界面附近。
3.如权利要求2所述的光扩散元件，其中，
所述基质包含40重量％以上的所述无机超微粒成分。
4.如权利要求2或3所述的光扩散元件，其中，
所述无机超微粒成分的平均一次粒径为100nm以下。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的光扩散元件，其中，
光扩散半值角为10°～90°。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的光扩散元件，其中，
后向散射率为1％以下。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的光扩散元件，其中，
面内相位差Re为5nm以下。
8.如权利要求1～7中任意一项所述的光扩散元件，其中，
所述光扩散元件的厚度T与所述光扩散性微粒的平均粒径dp之比T/dp为10以下。
9.一种带光扩散元件的偏振板，其中，具有：
权利要求1～8中任意一项所述的光扩散元件、及偏振片。
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