JP2008256797A - 光学シートおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正面輝度の低下量を最小限に抑えつつ、もしくは正面輝度を低下させることなく、輝度視野角の急激な低下をなくすることの可能な光学シートを提供する。
【解決手段】互いに重ね合わされた輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート３４を備える。ここで、輝度向上フィルム３３は、異方性拡散シート３４側の面内に複数の凸部３３ａを有しており、各凸部３３ａは、所定の方向に延在すると共に所定の方向と交差する方向に並列配置されている。異方性拡散シート３４は、複数の凸部３４ａを有しており、各凸部３４ａは、輝度向上フィルム３３側の面内に、一の方向に並列配置されると共に一の方向と交差する方向に並列配置されており、かつ面内に形状異方性および屈折率異方性を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚の光透過フィルムを有する光学シートおよびその光学シートを内蔵する表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、低消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来から表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。

その液晶表示装置においても、例えば画像を表示する際の照明方法で分類するといくつかのタイプが存在し、代表的なものとして、液晶パネルの背後に配置した光源を利用して画像表示を行う透過型の液晶表示装置が挙げられる。

ところで、このような表示装置では、消費電力を低減する共に表示輝度を高くすることが表示装置の商品価値を高める上で極めて重要である。そのため、光源の消費電力をできる限り低く抑えつつ、液晶パネルと光源との間に設けられた光学系の利得を高くすることが強く望まれている。

例えば、輝度向上フィルムとしてのプリズムシートを液晶パネルと光源との間に設ける技術が開示されている。このプリズムシートは、例えば頂角９０度の二等辺三角柱状の複数のプリズムが樹脂フィルム上に並列配置されたものであり、プリズムの集光効果を利用して正面輝度を上げるようにしている。また、特許文献１では、偏光分離機能を備えたプリズムシートを液晶パネルと光源との間に設ける技術が開示されている。このプリズムシートでは、プリズムの集光効果の他に、臨界角の違いによる界面反射を利用してプリズムの傾斜面で偏光分離を行うことにより、正面輝度を上げるようにしている。

ＷＯ２００６／０７１６１６

しかし、上記したプリズムシートでは、正面輝度が上昇するものの、ダークバンドやカットオフなどと呼ばれる輝度視野角の急激な低下が発生する。そこで、輝度視野角の急激な低下を避けるために、例えば、液晶パネルと偏光分離素子との間に公知の各種拡散シートを設けることが考えられるが、拡散シートの挿入によって正面輝度が低下してしまうという問題がある。

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、正面輝度の低下量を最小限に抑えつつ、もしくは正面輝度を低下させることなく、輝度視野角の急激な低下をなくすることの可能な光学シートおよびその光学シートを備えた表示装置を提供することにある。

本発明の光学シートは、互いに重ね合わされた第１の光透過フィルムおよび第２の光透過フィルムを備えたものである。ここで、第１の光透過フィルムは、第２の光透過フィルム側の面内に、所定の方向に延在すると共に所定の方向と交差する方向に並列配置された複数の第１凸部を有している。また、第２の光透過フィルムは、第１の光透過フィルム側の面内に、一の方向に並列配置されると共に一の方向と交差する方向に並列配置され、かつ面内に形状異方性および屈折率異方性を有する複数の第２凸部を有している。

本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動されるパネルと、表示パネルを挟む一対の偏光子と、パネルを照明する光源と、偏光子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。

本発明の光学シートおよび表示装置では、第１の光透過フィルムにおいて、所定の方向に延在する複数の第１凸部は第２の光透過フィルム側の面内に１次元配列されている。これにより、各第１凸部は、第１の光透過フィルムの裏面側から入射した光のうち各第１凸部の配列方向の成分を第１の光透過フィルムの法線方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させる。その結果、正面輝度が向上する。他方、第２の光透過フィルムにおいて、複数の第２凸部は第１の光透過フィルムとは反対側の面内に２次元配列されると共に、形状異方性を有している。そのため、その形状異方性に起因して曇り度にも異方性が生じる。また、各第２凸部は屈折率異方性も有しているので、第２の光透過フィルムに入射した光のうち各第２凸部の光透過軸と交差する偏光成分は、第２の光透過フィルムで反射され、その反射光は無偏光となって再び第２の光透過フィルムへ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、光の取出し効率が高まり、正面輝度が向上する。

本発明の光学シートおよび表示装置によれば、第１の光透過フィルムにおいて所定の方向に延在する複数の第１凸部を第２の光透過フィルム側の面内に１次元配列し、かつ第２の光透過フィルムにおいて形状異方性および屈折率異方性を有する複数の第２凸部を第１の光透過フィルムとは反対側の面内に２次元配列したので、各第２凸部の形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸の向きや、曇り度の大きさを適切に調節することにより、第１の光透過フィルムにおいて増大した正面輝度が第２の光透過フィルムにおいて低下する量を最小限に抑えたり、なくしたりすることができる。さらに、各第２凸部の形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性によって輝度視野角の急激な低下を抑制することができる。このように、本発明の光学シートおよび表示装置では、正面輝度の低下量を最小限に抑えつつ、もしくは正面輝度を低下させることなく、輝度視野角の急激な低下をなくすることができる。

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。

図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の概略構成を表すものである。この表示装置１は、液晶表示パネル１０と、この液晶表示パネル１０を挟む第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂと、第１偏光子２０Ａの背後に配置された照明装置３０と、液晶表示パネル１０を駆動して映像を表示させるための駆動回路（図示せず）とを備えており、第２偏光子２０Ｂの表面が観察者（図示せず）側に向けられている。

液晶表示パネル１０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、観察者側から順に、透明基板と、カラーフィルタと、透明電極と、配向膜と、液晶層と、配向膜と、透明画素電極と、透明基板とを有している。

ここで、透明基板は、一般に、可視光に対して透明な基板である。なお、照明装置３０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（Thin Film 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３０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形成されている。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（Virtical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、またはＳＴＮ（Super TwistedNematic）モードの液晶からなり、図示しない駆動回路からの印加電圧により、照明装置３０からの射出光を各画素ごとに透過または遮断する機能を有している。透明画素電極は、例えばＩＴＯからなり、各画素ごとの電極として機能する。

第１偏光子２０Ａは、液晶表示パネル１０の光入射側に配置された偏光子であり、第２偏光子２０Ｂは液晶表示パネル１０の光射出側に配置された偏光子である。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂ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。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂ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３０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。

第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きは、後述の凸部３４ａの延在方向における異方性拡散シート３４の屈折率と、凸部３４ａの延在方向と直交する方向における異方性拡散シート３４の屈折率との大小関係によって決定される。具体的には、偏光軸ａと平行な方向の異方性拡散シート３４の屈折率が偏光軸ａと直交する方向における異方性拡散シート３４の屈折率よりも小さくなるように、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きが設定されている。

例えば、凸部３４ａの延在方向における異方性拡散シート３４の屈折率よりも凸部３４ａの延在方向と直交する方向における異方性拡散シート３４の屈折率の方が小さい場合には、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きを、図１に示すように、凸部３４ａの延在方向と直交する方向の向きにすることが好ましい。ただし、適当な角度輝度分布を得ることや液晶表示パネル１０のコントラストを向上させる等の他の理由により、偏光軸ａと凸部３４ａの延在方向と直交する方向の向きとを一致させられないときには、偏光軸ａと凸部３４ａの延在方向と直交する方向との成す角度を広げてもよい。この場合、正面輝度の向上のためにはこの角度を０度より大きく４５度より小さくする必要があり、より好ましくは０度より大きく２０度より小さくすることが望ましい。

一方、凸部３４ａの延在方向と直交する方向における異方性拡散シート３４の屈折率よりも凸部３４ａの延在方向における異方性拡散シート３４の屈折率の方が小さい場合には、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きを、凸部３４ａの延在方向の向きにすることが好ましい。ただし、上記と同様の理由により、偏光軸ａと凸部３４ａの延在方向の向きを一致させられないときには、偏光軸ａと凸部３４ａの延在方向との成す角度を広げてもよい。この場合、正面輝度の向上のためにはこの角度を０度より大きく４５度より小さくする必要があり、より好ましくは０度より大きく２０度より小さくすることが望ましい。

照明装置３０は、光源３１を有しており、例えば、光源３１の液晶表示パネル１０側に、拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３と、異方性拡散シート３４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３５が配置されている。このように、本実施の形態では、照明装置３０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。なお、輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート３４からなる光学シートが本発明の「光学シート」の一具体例に相当する。

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。

反射シート３５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１０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。

拡散シート３２は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散して形成された拡散板、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂（バインダ）を塗布して形成された拡散フィルム、またはこれらを組み合わせたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。拡散材には、例えば、ＳｉＯ_２などの無機フィラや、アクリルなどの有機フィラなどが用いられる。

輝度向上フィルム３３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３３を含む面が液晶表示パネル１０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３３の光射出側の面（表面）には、図２に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが光射出側の面内の一の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。他方、この輝度向上フィルム３３の光入射側の面（裏面）は、例えば、平面となっている。なお、図２は、輝度向上フィルム３３の断面の一例を拡大して表した断面図である。

各凸部３３ａは、例えば、図２に示したように、頂角θ１の頭部３３ｃに接する傾斜面３３ｄ，３３ｅを有する三角柱形状となっており、これら傾斜面３３ｄ，３３ｅは、当該輝度向上フィルム３３を含む面に対して底角θ２，θ３で斜めに対向して配置されている。各凸部３３ａの配列方向の幅（ピッチＰ１）は、例えば１０μｍ以上３５０μｍ以下となっている。なお、各凸部３３ａは、図２に示したような三角柱形状に限定されるものではなく、例えば、五角柱形状などの多角柱形状であってもよいし、各凸部３３ａの延在方向と直交する方向に、楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよい。

また、各凸部３３ａが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３３ａの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３３ａの形状が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３３ａの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３３ａの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３３ａは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの配列方向の成分を液晶表示パネル１０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３３ａでは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの延在方向の成分については各凸部３３ａの屈折作用による集光効果が少ない。

異方性拡散シート３４は、例えば、透光性を有する樹脂材料からなり、当該異方性拡散シート３４を含む面が液晶表示パネル１０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３３の光射出側の面（表面）には、例えば、図３（Ａ）に示したように、複数の凸部３４ａが当該異方性拡散シート３４を含む面と平行な平面内の一の方向に延在すると共に並列配置され、さらにその延在方向と交差する方向にも並列配置されている。他方、この異方性拡散シート３４の光入射側の面（裏面）は、例えば平面となっている。なお、上記した複数の凸部３４ａが異方性拡散シート３４の光入射側の面（裏面）に形成され、光射出側の面（表面）が平面となっていてもよい。

ここで、凸部３４ａの延在方向と各凸部３３ａの延在方向とが互いに同一方向を向いている、つまり、凸部３４ａの形状異方性の軸と凸部３３ａの形状異方性の軸とが互いに平行（またはほぼ平行）となっていることが好ましい。なお、図３（Ａ）は、異方性拡散シート３４の断面の一例を拡大して表した断面図であり、図３（Ｂ）は、異方性拡散シート３４の表面を模式的に表した平面図である。

各凸部３４ａは、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、凸部３４ａの延在方向とほぼ平行な方向に延在しており、各凸部３４ａの延在方向の長さが凸部３３ａの延在方向の長さよりも短い柱形状となっている。なお、各凸部３４ａの延在方向と直交する方向の幅（ピッチＰ２）や、各凸部３４ａの延在方向の幅（ピッチＰ３）、各凸部３４ａの形状、凸部３４ａの個数、各凸部３４ａのヘイズ値などは、使われる用途によって適宜設定されるが、各凸部３４ａが規則正しく配列されている必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。

なお、各凸部３４ａは、図３（Ａ），（Ｂ）に示したような各凸部３４ａの延在方向と直交する方向に楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよいし、各凸部３４ａの延在方向と直交する方向に少なくとも１つ以上の平面を有する多角柱形状であってもよい。

また、各凸部３４ａが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３４ａの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を各凸部３４ａの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３４ａの形状が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３４ａの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３４ａの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３４ａの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３４ａの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３４ａは、異方性拡散シート３４の裏面側に入射した光のうち各凸部３４ａの延在方向と直交する方向の成分を液晶表示パネル１０と平行な方向に向けて屈折透過させ、その指向性を緩和するようになっている。なお、各凸部３４ａでは、異方性拡散シート３４の裏面側から入射した光のうち各凸部３４ａの延在方向の成分については各凸部３４ａの屈折作用による拡散効果が少ない。つまり、各凸部３４ａでは、各凸部３４ａの形状異方性に起因して曇り度に異方性が生じる。

ところで、本実施の形態では、各凸部３３ａおよび各凸部３４ａのうち少なくとも各凸部３４ａが面内に屈折率異方性を有している。例えば、各凸部３４ａが面内に屈折率異方性を有している場合には、各凸部３４ａの延在方向と、各凸部３４ａの配列方向とで異なる屈折率を有している。また、例えば、各凸部３３ａが面内に屈折率異方性を有している場合には、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率を有している。

ただし、各凸部３３ａおよび各凸部３４ａの双方が面内に屈折率異方性を有している場合には、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの延在方向の屈折率と、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係が、各凸部３４ａにおける各凸部３４ａの延在方向の屈折率と、各凸部３４ａにおける各凸部３４ａの配列方向の屈折率との大小関係と等しくなっている。つまり、各凸部３３ａおよび各凸部３４ａのうち少なくとも凸部３４ａは、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に有している。

このように、本実施の形態では、各凸部３３ａおよび各凸部３４ａのうち少なくとも各凸部３４ａが、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に持っているので、偏光軸ａと直交する方向についてより多く反射し、戻り光のリサイクルを行うことにより偏光軸ａと平行な方向の光を増加させることができる。従って、輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート３４へ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて変えることができる。なお、各凸部３４ａが屈折率異方性を有している場合には、光射出側（表面）に設けられているときの方が光入射側（裏面）に設けられているときよりも臨界角の関係からリサイクル効率がよい。

ここで、屈折率の面内異方性は、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能である。半結晶性または結晶性の樹脂には、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂や、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも小さくなる樹脂などがある。延伸方向の屈折率が大きくなる正の複屈折性を示す材料しては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びこれらの混合物又はＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。一方、延伸方向の屈折率が小さくなる負の複屈折性を示す材料としては、例えばメタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。

なお、屈折率の面内異方性は、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、輝度向上フィルム３３全体または異方性拡散シート３４全体を同一の材料により構成することが好ましいが、各凸部３３ａまたは各凸部３４ａを、輝度向上フィルム３３または異方性拡散シート３４の他の部位とは異なる材料で構成してもよい。

次に、輝度向上フィルム３３全体の屈折率が各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる場合における輝度向上フィルム３３の機能について説明する。

図４は、輝度向上フィルム３３全体が、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘが各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい（ｎｘ＞ｎｙ）材料により構成されている場合に、輝度向上フィルム３３の裏面から照明装置３０の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図４において、Ｌｘは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの延在方向（Ｘ方向）に振動する偏光成分を示し、Ｌｙは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの配列方向（Ｙ方向）に振動する偏光成分を示している。

輝度向上フィルム３３を含む面に対して斜め方向から入射した照明装置３０の光は、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの屈折率が異なる（図４ではｎｘ＞ｎｙ）ことから、輝度向上フィルム３３の裏面において照明装置３０の光のＸ方向偏光成分ＬｘとＹ方向偏光成分Ｌｙとは異なる屈折角ｒｘ，ｒｙ（図４ではｒｘ＜ｒｙ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φｘ，φｙ（図４ではφｘ＞φｙ）で輝度向上フィルム３３の表面（各凸部３３ａの光射出面）から射出する。

このとき、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図４ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光射出面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図４に例示したように、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘの方が各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい場合（ケースＡの場合）には、Ｌｘの反射量がＬｙの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｙの光量の方がＬｘの光量よりも多くなる。 逆に、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙの方が各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘよりも大きい場合（ケースＢの場合）には、Ｌｙの反射量がＬｘの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｘの光量の方がＬｙの光量よりも多くなる。

また、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図４ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これらの各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光入射面といった界面において、互いに異なる臨界角を有する。従って、ケースＡの場合に、図４の中央部に例示したように、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｘの臨界角よりも大きく、Ｌｙの臨界角よりも小さいときには、Ｌｘは全反射し、Ｌｙは透過する。よって、偏光成分Ｌｘが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｙのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。逆に、ケースＢの場合には、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｙの臨界角よりも大きく、Ｌｘの臨界角よりも小さいときには、Ｌｙは全反射し、Ｌｘは透過する。よって、偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｘのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。

また、各凸部３３ａの光射出面に対する照明装置３０の光の入射角が大きくなり過ぎると、ケースＡおよびケースＢのいずれの場合においても、図４の右側に示したように、照明装置３０の光は偏光状態に関係なく、各凸部３３ａの光射出面において全反射を繰り返して、照明装置３０側へ戻る戻り光となる。

以上のように、輝度向上フィルム３３全体に面内の屈折率異方性をもたせた場合には、輝度向上フィルム３３は照明装置３０の光の集光作用に加え、一定の偏光分離作用を得ることができる。

次に、異方性拡散シート３４全体の屈折率が各凸部３４ａの延在方向と、各凸部３４ａの配列方向とで異なる場合における異方性拡散シート３４の機能について説明する。

図５は、異方性拡散シート３４全体が、各凸部３４ａの延在方向の屈折率ｎｘが各凸部３４ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい（ｎｘ＞ｎｙ）材料により構成されている場合に、輝度向上フィルム３３の裏面から照明装置３０の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図５において、Ｌｘは、照明装置３０の光のうち各凸部３４ａの延在方向（Ｘ方向）に振動する偏光成分を示し、Ｌｙは、照明装置３０の光のうち各凸部３４ａの配列方向（Ｙ方向）に振動する偏光成分を示している。

異方性拡散シート３４を含む面に対して斜め方向から入射した照明装置３０の光は、各凸部３４ａの延在方向と、各凸部３４ａの配列方向とで各凸部３４ａの屈折率が異なる（図５ではｎｘ＞ｎｙ）ことから、異方性拡散シート３４の裏面（各凸部３３ａの光入射面）において照明装置３０の光のＸ方向偏光成分ＬｘとＹ方向偏光成分Ｌｙとは異なる屈折角ｒｘ，ｒｙ（図５ではｒｘ＜ｒｙ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φｘ，φｙ（図５ではφｘ＞φｙ）で異方性拡散シート３４の表面から射出する。

このとき、異方性拡散シート３４は各凸部３４ａの延在方向と各凸部３４ａの配列方向とで異なる屈折率（図５ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、異方性拡散シート３４の表面および裏面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図５に例示したように、異方性拡散シート３４全体において、各凸部３４ａの延在方向の屈折率ｎｘの方が各凸部３４ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい場合（ケースＣの場合）には、Ｌｘの反射量がＬｙの反射量よりも大きくなる。そのため、異方性拡散シート３４を透過した光において、Ｌｙの光量の方がＬｘの光量よりも多くなる。 逆に、異方性拡散シート３４全体において、各凸部３４ａの配列方向の屈折率ｎｙの方が各凸部３４ａの延在方向の屈折率ｎｘよりも大きい場合（ケースＤの場合）には、Ｌｙの反射量がＬｘの反射量よりも大きくなる。そのため、異方性拡散シート３４を透過した光において、Ｌｘの光量の方がＬｙの光量よりも多くなる。

また、ケースＣの場合には、異方性拡散シート３４の表面から射出する各偏光成分Ｌｘ，Ｌｙの射出角は、φｘ＞φｙの関係となるので、異方性拡散シート３４へ入射する照明装置３０の光の入射角がある条件を満たすと、図５の中央に示したように、偏光成分Ｌｘが異方性拡散シート３４の表面で全反射して戻り光となり、偏光成分Ｌｙのみが異方性拡散シート３４の表面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。逆に、ケースＤの場合には、異方性拡散シート３４の表面から射出する各偏光成分Ｌｘ，Ｌｙの射出角は、φｘ＜φｙの関係となるので、異方性拡散シート３４へ入射する照明装置３０の光の入射角がある条件を満たすと、偏光成分Ｌｙが異方性拡散シート３４の表面で全反射して戻り光となり、偏光成分Ｌｘのみが異方性拡散シート３４の表面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。

また、異方性拡散シート３４の表面に対する照明装置３０の光の入射角が大きくなり過ぎると、ケースＣおよびケースＤのいずれの場合においても、図５の右側に示したように、照明装置３０の光は偏光状態に関係なく、異方性拡散シート３４の表面において全反射して、照明装置３０側へ戻る戻り光となる。

以上のことから、異方性拡散シート３４の全体または一部に面内の屈折率異方性をもたせた場合には、異方性拡散シート３４は照明装置３０の光を拡散する作用に加え、一定の偏光分離作用を得ることができる。

ここで、異方性拡散シート３４の表面または裏面で反射された光は、照明装置３０の反射シート３５（図１）や拡散シート３２の表面において反射し無偏光化されて再び輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート３４へ入射する。これにより、一方の偏光成分（図５ではＬｙ）の光量を他方の偏光成分（図５ではＬｘ）の光量よりも格段に多くすることが可能となる。その結果、各凸部３４ａが偏光分離作用を有していない場合よりも、光の利用効率が高まり正面輝度が向上する。

また、各凸部３４ａの形状異方性の軸（延在方向）と、各凸部３３ａの屈折率異方性の軸とが互いに平行となっている場合には、各凸部３４ａの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が各凸部３３ａの屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、異方性拡散シート３４の裏面側から入射した光が異方性拡散シート３４を透過したときに無偏光化されることなく異方性拡散シート３４から射出する。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、各凸部３３ａの屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３４ａの拡散効果によって低下する量が、最小限に抑えられる。

さらに、異方性拡散シート３４の各凸部３４ａが屈折率異方性を有している場合に、各凸部３４ａの屈折率異方性の軸と、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａの屈折率異方性の軸とが互いに平行となっているときには、各凸部３３ａの屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３４ａの偏光分離機能によって低下する量が最小限に抑えられる。

次に、図６および図７（Ａ），（Ｂ）を参照して、輝度向上フィルム３３の形成方法の一例について説明する。なお、図６は後述の輝度向上フィルム１３３の断面構成図である。図７（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図７（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図である。

まず、樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ４（＞Ｐ１）で形成する（図６）。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。

なお、輝度向上フィルム１３３は、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等により形成可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、この樹脂シートの表面に複数の凸部１３３ａを貼り合わせることによっても形成可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸する（図７（Ａ））。これにより、凸部１３３ａが延伸方向に延びて凸部３３ａとなる。ここで、凸部１３３ａが半結晶性または結晶性の樹脂を含む場合には、凸部３３ａが延伸により屈折率異方性を有するようになる。つまり一度の延伸で凸部３３ａに形状異方性と屈折率異方性とが付与されている。なお、このときの屈折率異方性は、延在方向と平行な方向または延在方向と直交する方向に軸を有している。

このとき、図７（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ４よりも小さくなる。しかし、凸部３３ａの延伸方向と直交する方向の断面形状は、延伸前の凸部１３３ａの断面形状と相似している。つまり、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸した場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３は、延伸前の輝度向上フィルム１３３と比べて、延伸方向と直交する方向の断面形状に由来する光学特性はほとんど変化しないことがわかる。これにより、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を高精度に制御することが可能である。

なお、輝度向上フィルム３３は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。

図８は輝度向上フィルム１３３の断面構成図である。図９（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図９（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図である。

まず、樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ５（＜Ｐ１）で形成する（図８）。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。なお、この場合においても、上記と同様の方法を用いて輝度向上フィルム１３３を形成することが可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向と交差する（直交する）方向に延伸する（図９（Ａ））。これにより、凸部１３３ａに屈折率異方性が付与され、屈折率異方性を有する凸部３３ａが形成される。

このとき、図９（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ７よりも大きくなる。従って、凸部３３ａの断面形状は、凸部１３３ａの断面形状を延伸方向（配列方向）に引き延ばした形状となっている。つまり、凸部１３３ａの延在方向に延伸した場合には、延伸前の輝度向上フィルム１３３と、延伸後の輝度向上フィルム３３との光学特性は若干変化することがわかる。そのため、この場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を予測した上で、延伸前の輝度向上フィルム１３３の形状を形成しておくことが必要となる。

次に、図１０（Ａ），（Ｂ）および図１１（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の異方性拡散シート３４の形成方法の一例について説明する。なお、図１０（Ａ）は後述の異方性拡散シート１３４の断面構成図であり、図１０（Ｂ）は異方性拡散シート１３４の表面の平面図である。図１１（Ａ）は異方性拡散シート１３４の斜視図であり、図１１（Ｂ）は凸部３４ａおよび凸部１３４ａの断面図である。

まず、樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３４ａを一の方向にピッチＰ６（＞Ｐ２）で形成すると共に、一の方向と交差（例えば直交）する方向にピッチＰ７（＜Ｐ３）で形成する（図１０（Ａ），（Ｂ））。これにより、表面に２次元配列された複数の凸部１３４ａを有する異方性拡散シート１３４が形成される。なお、異方性拡散シート１３４は、輝度向上フィルム１３３と同様の方法によって形成可能である。

次に、異方性拡散シート１３４を一の方向に延伸する（図１１（Ａ））。これにより、凸部１３４ａが延伸方向に延びて凸部３４ａとなる。ここで、凸部１３４ａが半結晶性または結晶性の樹脂を含む場合には、凸部３４ａが延伸により屈折率異方性を有するようになる。つまり一度の延伸で凸部３４ａに形状異方性と屈折率異方性とが付与されている。なお、このときの屈折率異方性は、延在方向と平行な方向または延在方向と直交する方向に軸を有している。

このとき、図１１（Ｂ）に示したように、凸部３４ａの延伸方向（延在方向）と直交する方向のピッチＰ２は凸部１３４ａのピッチＰ６よりも小さくなり、また、凸部３４ａの延伸方向のピッチＰ３は凸部１３４ａのピッチＰ７より大きくなる。しかし、凸部３４ａの延伸方向と直交する方向の断面形状は、延伸前の凸部１３４ａの断面形状と相似している。つまり、異方性拡散シート１３４を一の方向に延伸した場合には、延伸後の異方性拡散シート３４は、延伸前の異方性拡散シート１３４と比べて、延伸方向と直交する方向の断面形状に由来する光学特性はほとんど変化しないことがわかる。これにより、延伸後の異方性拡散シート３４の形状を高精度に制御することが可能である。

次に、本実施の形態の表示装置１において画像を表示する際の基本動作について、図１２を参照しつつ説明する。なお、図１２は、表示装置１の基本動作の一例を模式的に表したものである。

照明装置３０から照射され拡散シート３１を透過した無偏光の光Ｌは、輝度向上フィルム３３の裏面に入射し、凸部３３ａにおいて指向性を高められる。また、このとき、光Ｌは、凸部３３ａの作用によって異方性拡散シート３４の偏光軸と平行な偏光成分（図１２ではＬｙ）に分離されて、異方性拡散シート３４へ入射する。

異方性拡散シート３４へ入射した光Ｌは、凸部３４ａにおいて拡散されると共に、凸部３４ａの作用によって第１偏光子２０Ａの偏光軸ａと平行な偏光成分（図１２ではＬｙ）に分離されて、第１偏光子２０Ａへ入射する。

第１偏光子２０Ａへ入射した光Ｌのうち、偏光軸ａと交差する偏光成分（図１２ではＬｘ）が第１偏光子２０Ａで吸収され、偏光軸ａと平行な偏光成分（図１２ではＬｙ）が第１偏光子２０Ａを透過する。第１偏光子２０Ａを透過したＬｙは、液晶表示パネル１０において画素単位で偏光制御がなされて第２偏光子２０Ｂへ入射し、第２偏光子１２Ｂの偏光軸ｂの偏光のみが透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。

ところで、本実施の形態では、輝度向上フィルム３３において、図２に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが光射出側の面内の一の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（１次元配列）されている。これにより、各凸部３３ａは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの配列方向の成分を液晶表示パネル１０と直交する方向（輝度向上フィルム３３の法線方向）に向けて屈折透過させ、指向性を増加させる。その結果、正面輝度が向上する。

また、異方性拡散シート３４において、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、複数の凸部３４ａが光入射側の面内の一の方向に延在すると共に並列配置され、さらにその延在方向と交差する方向にも並列配置（２次元配列）されている。そのため、その形状異方性に起因して曇り度にも異方性が生じる。これにより、ダークバンドやカットオフなどと呼ばれる輝度視野角の急激な低下をなくすることができる。

ここで、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａが屈折率異方性を有している場合に、各凸部３４ａの形状異方性の軸（延在方向）と、各凸部３３ａの屈折率異方性の軸とが互いに平行となっているときには、各凸部３４ａの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が各凸部３３ａの屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、異方性拡散シート３４の裏面側から入射した光（偏光）が異方性拡散シート３４を透過したときに無偏光化されることなく異方性拡散シート３４から射出する。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、各凸部３３ａの屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３４ａの拡散効果によって低下する量を最小限に抑えることができる。

さらに、異方性拡散シート３４の各凸部３４ａが屈折率異方性を有している場合に、各凸部３４ａの屈折率異方性の軸と、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａの屈折率異方性の軸とが互いに平行となっているときには、各凸部３３ａの偏光分離機能が各凸部３４ａの偏光分離機能によって低下することがない。これにより、各凸部３３ａの屈折率異方性に起因して正面輝度が向上し、各凸部３４ａの屈折率異方性に起因して正面輝度がさらに向上する。

なお、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａが屈折率異方性を有しておらず、異方性拡散シート３４の各凸部３４ａが屈折率異方性を有している場合には、各凸部３４ａの屈折率異方性に起因する正面輝度の上昇量が、各凸部３４ａの曇り度に起因する正面輝度の低下量を上回るように、各凸部３４ａの曇り度の異方性の軸の向きや、各凸部３４ａの曇り度の大きさを設定することが好ましい。これにより、輝度向上フィルム３３において増大した正面輝度が異方性拡散シート３４において低下する量を最小限に抑えたり、なくしたりすることができる。

このように、本実施の形態では、正面輝度の低下量を最小限に抑えつつ、もしくは正面輝度を低下させることなく、輝度視野角の急激な低下をなくすることができる。

次に、上記実施の形態の表示装置１の実施例１〜２について比較例１〜６と対比して説明する。実施例１〜２および比較例１〜６において、輝度向上フィルムおよび異方性拡散シートの組み合わせが互いに異なっており、具体的には、図１３に示したようになっている。なお、図１３において、延伸なし（１３３）とは上記実施の形態において説明した輝度向上フィルム１３３を指しており、延伸あり（３３）とは上記実施の形態において説明した輝度向上フィルム３３を指している。また、延伸なし（１３４）とは上記実施の形態において説明した異方性拡散シート１３４を指しており、延伸あり（３４）とは上記実施の形態において説明した異方性拡散シート３４を指している。

まず、輝度向上フィルム１３３、輝度向上フィルム３３、異方性拡散シート１３４および異方性拡散シート３４のそれぞれの形成方法について説明し、その後、輝度向上フィルム１３３、輝度向上フィルム３３、異方性拡散シート１３４および異方性拡散シート３４のそれぞれの光学特性について説明し、最後に、実施例１〜２および比較例１〜６の結果について説明する。

［輝度向上フィルム１３３および輝度向上フィルム３３の形成方法］
樹脂フィルムに凸部１３３ａを転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原版を用意した。この原版の表面には、頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角柱を５０μｍピッチで連続して並列配置した凹凸形状が彫刻されている。樹脂フィルムとして、熱可塑性樹脂の一種である、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。なお、Ａ−ＰＥＮは延伸により、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる屈折率異方性を発現する材料であり、Ａ−ＰＥＮそのものは屈折率異方性を有していない。

また、上記樹脂フィルムを金属製エンボス原版および金属製平面原版で挟み込み、１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件でプレスしたのち、すぐに氷水に投入して硬化させ、樹脂フィルムの表面に凸部１３３ａを転写形成した。このようにして得られた輝度向上フィルム１３３は、製造過程において延伸されていないので、屈折率異方性を有していない。

次に、この輝度向上フィルム１３３を縦（凸部１３３ａの延在方向）８ｃｍ、横（凸部１３３ａの延在方向と直交する方向）５ｃｍの長方形状に裁断したのち、長手方向の両端部を手動延伸機でチャックし、輝度向上フィルム１３３を１４０℃環境下で、輝度向上フィルム１３３の中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で長手方向に一軸延伸を行った。これにより、凸部１３３ａが引き延ばされ、屈折率異方性を有する凸部３３ａが形成される。このようにして得られた輝度向上フィルム３３は、形状異方性だけでなく、屈折率異方性も有している。

［断面形状の相似］
輝度向上フィルム１３３および輝度向上フィルム３３の配列方向の断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定した。その結果、輝度向上フィルム１３３および輝度向上フィルム３３の断面はそれぞれ、金属製エンボス原版の凹凸形状と同じ頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角形となっており、相似形となっていた。また、延伸前の輝度向上フィルム１３３の凸部１３３ａは原版と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後の輝度向上フィルム３３の凸部３３ａは約２６．７μｍピッチと狭くなっていた。

［複屈折性］
次に、輝度向上フィルム３３の複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、図１４に示すように、輝度向上フィルム３３の凸部３３ａ側から偏光を垂直に入射し、透過光を測定器４０で検出し、透過光の出射角φの違いにより、凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘと配列方向の屈折率ｎｙとの差Δｎ（＝ｎｘ−ｎｙ）を算出した。なお、図１５に示したように、凸部３３ａの延在方向に振動する偏光成分を垂直偏光Ｌｘとし、凸部３３ａの配列方向に振動する偏光成分を水平偏光Ｌｙとすると、図１６に示したように、垂直偏光Ｌｘの射出角φｘの方が水平偏光Ｌｙの射出角φｙよりも大きくなった。なお、図１６の縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。

測定の結果、輝度向上フィルム３３の延在方向の屈折率ｎｘが１．７９であり、配列方向の屈折率ｎｙが１．５６であったので、屈折率の差Δｎは０．２３であった。このことから、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスし凸部３３ａを形成したのち、一軸延伸することにより、凸部３３ａの延在方向と、凸部３３ａの配列方向とで屈折率の異なる光透過フィルムを得ることができた。また、図１６に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が透過率が高いことが確認できる。これは、凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎｘが凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎｙよりも大きいことから、凸部３３ａの延在方向に平行な偏光成分Ｌｘの凸部３３ａの光射出面および輝度向上フィルム３３の光入射面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が低下するからである。

［異方性拡散シート１３４および異方性拡散シート３４の形成方法］
樹脂フィルムに凸部１３４ａを転写形成するための熱プレス用の金属製凸原版を用意した。この原版の表面には、Ｓｒａが２μｍ、曇り度が５０〜６０％となるようにサンドブラスト処理された凹凸形状が形成されている。樹脂フィルムとして、輝度向上フィルム１３３および輝度向上フィルム３３の場合と同様、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。

上記樹脂フィルムを金属製凸原版および金属製平面版で挟み込み、１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件でプレスしたのち、すぐに氷水に投入して硬化させ、樹脂フィルムの表面に凸部１３４ａを転写形成した。凸部１３４ａを転写形成した樹脂フィルムの表面の様子を図１７（Ａ）に示した。このようにして得られた異方性拡散シート１３４は、製造過程において延伸されていないので、形状異方性を有しているものの、屈折率異方性を有していない。

次に、この異方性拡散シート１３４を縦８ｃｍ、横５ｃｍの長方形状に裁断したのち、長手方向の両端部を手動延伸機でチャックし、異方性拡散シート１３４を１４０℃環境下で、異方性拡散シート１３４の中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で長手方向に一軸延伸を行い、凸部１３４ａを一の方向に引き延ばし、屈折率異方性を有する凸部３４ａを形成した。このようにして得られた異方性拡散シート３４は、形状異方性だけでなく、屈折率異方性も有している。なお、凸部１３４ａを一の方向に引き延ばした後の樹脂フィルムの表面の様子を図１７（Ｂ）に示した。

［形状異方性］
また、上記のようにして得られた異方性拡散シート１３４および輝度向上フィルム３４の表面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定した。その結果、延伸前の異方性拡散シート１３４の凸部１３４ａと、延伸後の異方性拡散シート３４の凸部３４ａとを対比すると、凸部３４ａは凸部１３４ａを引き延ばした形状になっていた。

［曇り度の異方性］
また、異方性拡散シート１３４と、異方性拡散シート３４との偏光軸による曇り度の差をＨＡＳＥ ＭＥＴＥＲ ＨＭ−１５０（Murakami Color Research Laboratory製）にて測定した。その結果、図１８に示したように、異方性拡散シート１３４には曇り度に異方性が見られなかったが、異方性拡散シート３４では曇り度に異方性が見られた。

［複屈折性］
次に、異方性拡散シート３４の複屈折性を測定した。その結果、輝度向上フィルム３３の場合と同様、異方性拡散シート３４の延在方向の屈折率ｎｘが１．７９であり、配列方向の屈折率ｎｙが１．５６であったので、屈折率の差Δｎは０．２３であった。また、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が透過率が高いことが確認できた。

［拡散分布］
次に、異方性拡散シート１３４および異方性拡散シート３４の拡散分布を計測した。具体的には、異方性拡散シート１３４または異方性拡散シート３４に対して垂直に光を入射し、そのときに異方性拡散シート１３４または異方性拡散シート３４を透過した光のＡ偏光と、Ｂ偏光について拡散分布を測った。ここで、Ａ偏光とは凸部３４ａの延在方向または凸部１３４ａの一の方向に偏光した光のことであり、Ｂ偏光とはＡ偏光と直交する方向に偏光した光のことである。異方性拡散シート１３４または異方性拡散シート３４を透過した光の拡散分布の平面α上の拡散分布を図１９（Ａ）、図２０（Ａ）に示し、異方性拡散シート１３４または異方性拡散シート３４を透過した光の拡散分布の平面β上の拡散分布を図１９（Ｂ）、図２０（Ｂ）に示す。また、異方性拡散シート３４の結果を図１９（Ａ），（Ｂ）に示し、異方性拡散シート１３４の結果を図２０（Ａ），（Ｂ）に示す。ここで、平面αとは、凸部３４ａの延在方向または凸部１３４ａの一の方向および異方性拡散シートの法線と平行な平面を指しており、平面βとは、凸部３４ａの延在方向または凸部１３４ａの一の方向と直交する方向および異方性拡散シートの法線と平行な平面を指している。

図１９（Ａ），（Ｂ）から、異方性拡散シート３４を透過した光は、各凸部３４ａの形状異方性に起因する曇り度の異方性に対応した拡散分布を有すると共に、各凸部３４ａの屈折率異方性に対応した輝度レベルとなっていることがわかる。また、図２０（Ａ），（Ｂ）から、異方性拡散シート１３４を透過した光は、形状異方性（曇り度の異方性）および屈折率異方性の双方を有していないことがわかる。

次に、実施例１〜２および比較例１〜６の各種結果（正面輝度、照度、配向輝度、カットオフ）について説明する。

まず、異方性拡散シート１３４（比較例１）と、異方性拡散シート３４（比較例４）とにおいて、正面輝度と照度をそれぞれ測定した。具体的には、バックライトユニットとして光源、反射板および導光板を有するエッジライト型を用い、導光板の上に、拡散シート３２と、異方性拡散シート３４または異方性拡散シート１３４と、第１偏光子２０Ａをバックライトユニット側から順に配置し、第１偏光子２０Ａから射出される光の正面輝度および照度を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。その結果を図２１に示した。図２１から、正面輝度および照度ともに、異方性拡散シート３４の方が異方性拡散シート１３４よりも優れていることがわかった。

次に、輝度向上フィルム１３３および異方性拡散シート３４の組み合わせの場合（実施例１）と、輝度向上フィルム１３３だけの場合（比較例２）と、輝度向上フィルム１３３および異方性拡散シート１３４の組み合わせの場合（比較例３）とにおいて、正面輝度、照度および配向輝度をそれぞれ測定した。具体的には、上記と同様のバックライトユニットを用い、導光板の上に、拡散シート３２と、輝度向上フィルム１３３と、異方性拡散シート３４または異方性拡散シート１３４と、第１偏光子２０Ａをバックライトユニット側から順に配置し、第１偏光子２０Ａから射出される光の正面輝度および照度を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。なお、比較例２の場合には、輝度向上フィルム１３３と第１偏光子２０Ａとの間に何も挿入しなかった。その結果を図２２、図２３に示した。

なお、図２２において、カットオフレベルがマルとは、輝度視野角が急激に変化していることが目視で判別不能または困難であると判断される場合であり、カットオフレベルがバツとは、輝度視野角が急激に変化していることが目視で判別可能または容易であると判断される場合である。また、図２３において大きなマルで囲まれている領域は、カットオフが発生し易い領域に対応しており、目視検査では主にこの領域にカットオフが生じているか否かを判断している。なお、図２５中に記載されているマルについても、図２３と同様である。

図２２、図２３から、実施例１は、比較例２，３と比べて高い正面輝度および照度を維持しており、さらに、カットオフを抑制していることがわかった。

次に、輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート３４の組み合わせの場合（実施例２）と、輝度向上フィルム３３だけの場合（比較例５）と、輝度向上フィルム３３および異方性拡散シート１３４の組み合わせの場合（比較例６）とにおいて、正面輝度、照度および配向輝度をそれぞれ測定した。具体的には、上記と同様のバックライトユニットを用い、導光板の上に、拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３と、異方性拡散シート３４または異方性拡散シート１３４と、第１偏光子２０Ａをバックライトユニット側から順に配置し、第１偏光子２０Ａから射出される光の正面輝度および照度を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。なお、比較例５の場合には、輝度向上フィルム３３と第１偏光子２０Ａとの間に何も挿入しなかった。その結果を図２４、図２５に示した。

図２４、図２５から、実施例２は、比較例５，６と比べて高い正面輝度および照度を維持しており、さらに、カットオフを抑制していることがわかった。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、輝度向上フィルム３３を一枚ずつ用いていたが、輝度向上フィルム３３を２枚重ねて用いてもよい。この場合、凸部３３ａの延在方向が上下シート間で直交するように配列するとともに、一方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくし、他方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくすることが望ましい。

また、上記実施の形態等では、液晶表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を備えていてもよい。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 図１の輝度向上フィルムの構成の一例を表す断面図である。 図１の異方性拡散シートの構成の一例を表す断面図および表面図である。 図１の輝度向上フィルムの透過特性を表す特性図である。 図１の異方性拡散シートの透過特性を表す特性図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の一例について説明するための断面図である。 図６に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の他の例について説明するための断面図である。 図８に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の異方性拡散シートの形成方法の一例について説明するための断面図および表面図である。 図１０に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の表示装置の動作について説明するための概略構成図である。 実施例および比較例における輝度向上フィルムおよび異方性拡散シートの組み合わせについて説明するための対比図である。 複屈折性を測定する方法の一例について説明するための概念図である。 複屈折性の偏光軸について説明するための概念図である。 輝度向上フィルムの射出角と光量との関係を表す関係図である。 異方性拡散シートの延伸前後の表面の形状について説明するための平面図である。 異方性拡散シートの延伸前と延伸後の曇り度について説明するため対比図である。 延伸後の異方性拡散シートの拡散分布を説明するための分布図である。 延伸前の異方性拡散シートの拡散分布を説明するための分布図である。 比較例１，４における正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例１、比較例２，３における正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例１、比較例２，３における視野角と輝度との関係を表す関係図である。 実施例２、比較例５，６における正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例２、比較例５，６における視野角と輝度との関係を表す関係図である。

符号の説明

１…表示装置、１０…液晶表示パネル、２０Ａ…第１偏光子、２０Ｂ……第２偏光子、３０…照明装置、３１…光源、３１ａ…線状光源、３２…拡散シート、３３…輝度向上フィルム、３３ａ，３４ａ…凸部、３４…異方性拡散シート、３５…反射シート。

Claims (10)

1. 互いに重ね合わされた第１の光透過フィルムおよび第２の光透過フィルムを備え、
   前記第１の光透過フィルムは、前記第２の光透過フィルム側の面内に、所定の方向に延在すると共に前記所定の方向と交差する方向に並列配置された複数の第１凸部を有し、
   前記第２の光透過フィルムは、前記第１の光透過フィルム側の面内に、一の方向に並列配置されると共に前記一の方向と交差する方向に並列配置され、かつ面内に形状異方性および屈折率異方性を有する複数の第２凸部を有する
   ことを特徴とする光学シート。
2. 前記各第２凸部は、前記一の方向に延在する柱形状となっており、
   前記各第２凸部の延在方向の屈折率が前記各第２凸部の延在方向と交差する方向の屈折率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記各第２凸部は、前記一の方向に延伸することにより形成されたものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
4. 前記各第２凸部は、半結晶性または結晶性の樹脂を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
5. 前記各第１凸部は、面内に屈折率異方性を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
6. 前記各第１凸部の延在方向の屈折率が前記各第１凸部の延在方向と交差する方向の屈折率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
7. 前記各第２凸部は、前記一の方向に延在する柱形状となっており、
   前記各第２凸部の延在方向の屈折率が前記各第２凸部の延在方向と交差する方向の屈折率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項６に記載の光学シート。
8. 前記第２凸部の延在方向が、前記第１凸部の延在方向と平行またはほぼ平行となっている
   ことを特徴とする請求項７に記載の光学シート。
9. 画像信号に基づいて駆動されるパネルと、
   前記表示パネルを挟む一対の偏光子と、
   前記パネルを照明する光源と、
   前記偏光子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、第１の光透過フィルムおよび第２の光透過フィルムを前記光源側からこの順に重ね合わせて形成され、
   前記第１の光透過フィルムは、前記第２の光透過フィルム側の面内に、所定の方向に延在すると共に前記所定の方向と交差する方向に並列配置された複数の第１凸部を含み、
   前記第２の光透過フィルムは、前記第１の光透過フィルム側の面内に、一の方向に並列配置されると共に前記一の方向と交差する方向に並列配置され、かつ面内に形状異方性および屈折率異方性を有する複数の第２凸部を含む
   ことを特徴とする表示装置。
10. 前記第２凸部における屈折率の最も小さな方向が前記光源側の偏光子の光透過軸の方向と平行となっているか、または０度より大きく４５度より小さな範囲内で交差している
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

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