JP2010044268A - 光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板及びこれを用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】樹脂１２に光散乱粒子１３が分散混入されてなる光拡散板１０を、全光線透過率がＴ１％である第１樹脂層２０と全光線透過率がＴ２％（Ｔ１％＜Ｔ２％）である第２樹脂層２１との少なくとも２層から構成する。具体的には、光散乱粒子として粒径１〜１２μｍ、かつ、前記樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８の真球形状粒子を用い、第１樹脂層２０における光散乱粒子１３の混入量を４〜１０重量％に、第２樹脂層における光散乱粒子１３の混入量を０．１〜０．５重量％とし、第１樹脂層２０の層厚ｄ１と第２樹脂層２１の層厚ｄ２とのｄ１／ｄ２を１／１９〜１／４にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光管、ＬＥＤ、ＥＬ等の光源を有する液晶バックライト装置や照明装置に搭載される光拡散板及びこの光拡散板を用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、ＯＡ分野でカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆるエッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置としては、たとえば図５に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板１７１、１７３に挟まれた液晶パネル１７２を備え、その背面側に略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板１７９が設置されており、該導光板１７９の上面（光出射側）と背面側の偏光板１７３との間に拡散フィルム（拡散層）１７８が設けられている。

また、この導光板１７９の背面側には、導光板１７９に導入された光を液晶パネル１７２方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部（図示省略）が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム（反射層）１７７が設けられている。

さらに、導光板１７９の一側端部には、光源ランプ１７６が取り付けられており、該光源ランプ１７６の光を効率よく導光板１７９中に入射させるために光源ランプ１７６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター１８１が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板１７９内に入射した光に指向性を付与して光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。

また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、図６に示すように、拡散フィルム１７８と液晶パネル１７２との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１７４、１７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１７４，１７５は導光板１７９の光出射面から出射され、拡散フィルム１７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させるものである。

一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図７に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。

このディスプレイ装置においては、偏光板１７１、１７３に挟まれた液晶パネル１７２が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源１５１が設けられている。そして、光源１５１から出射された光が、拡散フィルム１８２で拡散させられ、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源１５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面にはリフレクター１５２が配置されている。

このような直下型方式のバックライトユニットを搭載したディスプレイ装置においては、光源イメージ（ランプイメージ）がディスプレイ画面において視認されるのを防止して輝度ムラの発生を防止すべく、光散乱粒子が配合された樹脂板が光源からの出射光を拡散させる光拡散板として設けられている。

この光拡散板においては、光を透過させつつ該光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐといった高透過・高拡散機能が要求されており、この機能を満たすべく、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を変えた試行錯誤が行われている。
この点、樹脂に配合する光散乱粒子として真球状粒子を使用して一層にある濃度で均一に分散させた光拡散板の場合、視野角を広げるような光拡散特性となることが確認されている。そのため、ランプイメージが明るい部分のみが広がった状態で視認されることとなるため、広く明るい部分と狭く暗い部分とのストライプ状の輝度ムラが生じてしまう。よって、この輝度ムラを抑制するには、明暗の差が視認されにくくなるように光透過性を落とす必要が生じるため、結果として正面輝度が不十分になってしまうという問題があった。

さらに、図７に示す液晶ディスプレイ装置においては、視野角の制御は拡散フィルム１８２の拡散性のみに委ねられているため、その制御は困難であり、液晶表示画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に向かうほど暗くなる特性を避けることはできない。そのため、液晶表示画面を横から見たときの輝度の低下が大きくなり、光の利用効率の低下を招いていた。

そこで、このような問題を解決する一つの方法として、図８に示すように、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）１８５をバックライト用照明光源１９０の上方に位置して配置され、さらに、ＢＥＦ１８５の上方である光出射面側に図示しない光拡散フィルムを配置して正面輝度を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
ＢＥＦ１８５は、図８及び図９に示すように、透明基材１８６の上面に、断面が三角形状の単位プリズム１８７が一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。
この単位プリズム１８７は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。

ディスプレイ装置の使用時（観察時）に、ＢＥＦは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。
なお、このＢＥＦを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は１方向のみに並列された状態となるため、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、２枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
特許第３３７４３１６号公報 特許第３６８４５８７号公報 特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

ところで、上述のように光拡散板とともにＢＥＦを用いた場合、視聴者の視覚方向の光の強度を高めて正面輝度を向上させることができるものの、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に出射されてしまうという問題がある。

このためＢＥＦから出射される輝度分布は、図１０の輝度分布図に示すように、視聴者の視覚方向に対する角度０°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。

また、正面方向の輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって視域が極端に限定されてしまう。そのため、ピーク幅を適度に拡げるためにＢＥＦ（プリズムシート）とは別部材の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、部品点数が増加してしまう。よって、材料コストの増加に繋がるだけでなく、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、好ましくない。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板及びこれを用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光拡散板は、樹脂に光散乱粒子が分散混入されてなる光拡散板において、全光線透過率がＴ１％である第１樹脂層と全光線透過率がＴ２％である第２樹脂層との少なくとも２層からなり、前記第１樹脂層の全光線透過率Ｔ１％と前記第２樹脂層の全光線透過率Ｔ２％とが、Ｔ１％＜Ｔ２％の関係を満たすことを特徴とする。

このような特徴の光拡散板においては、第１樹脂層は、光透過性を有しつつも第２樹脂層に比べて高い光拡散性を発揮するができ、また、第２樹脂層は、光拡散性を有しつつも第１樹脂層に比べて高い光透過性を発揮することができる。
したがって、このような第１樹脂層及び第２樹脂層を組み合わせた構成とすることって、光拡散性及び光透過性を兼ね揃えた光拡散板を実現することができ、ランプイメージを適確に低減しつつも正面輝度を向上させることが可能となる。

また、本発明に係る光拡散板は、前記光散乱粒子が、平均粒径１〜１２μｍの真球形状粒子であって、該光散乱粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８であり、前記第１樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であるとともに、前記第２樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、前記第１樹脂層の層厚ｄ１と前記第２樹脂層の層厚ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４であることを特徴とする。

このような特徴の光拡散板によれば、樹脂における光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％の範囲の第１樹脂層においては、ある程度の光透過性を維持しながらも非常に高い光拡散性を有する。そのため、光源１１上のランプの明所が大きく広げられて高い光拡散性を得ることができ、ランプイメージの低減効果を得ることが可能となる。
一方、樹脂における光散乱粒子の混合量が０．１〜０．５重量％の範囲の第２樹脂層においては、ある程度の光拡散性を維持しながらも非常に高い光透過性を有する。よって、正面方向の明るさを大きく得ることができる。
したがって、このような第１樹脂層及び第２樹脂層を組み合わせた構成とすることにより、高い光拡散性を得ながらも高い光透過性を得ることができるため、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。

さらに、本発明に係る光拡散板は、前記第２樹脂層の前記第１樹脂層が積層される面とは反対側の面に、前記第１樹脂層と同様の構成をなす第３樹脂層が積層されたことを特徴とする。

このような３層構造の光拡散板であっても、上記同様に、高い光拡散性を得ながらも高い光透過性を得ることができ、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。

本発明に係る光学シートは、光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、上記いずれかの光拡散板と、該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートとを備えたことを特徴とする。

このような特徴の光学シートによれば、正面方向に集光機能を有するレンズシートを光拡散板に積層させて構成したものであることから、上記光拡散板の作用に加えてレンズシートによる集光機能を得ることができる。したがって、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。

一方、本発明に係る光学シートは、光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、上記いずれかの光拡散板と、該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射する光拡散フィルムとを備えたことを特徴とするものであってもよい。

このような特徴の光学シートにおいても、上記光拡散板の作用に加えて光拡散フィルムによる集光機能を得ることができることから、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。

本発明に係るバックライトユニットは、上記光学シートと、該光学シートの一面側に配置される光源とを備えたことを特徴とする。

このような特徴のバックライトユニットによれば、上記の光拡散板及び光学シートを使用していることから、拡散性と透過性に関する光学特性が最適化され、ランプイメージが低減されるとともに正面方向の輝度が向上された光を出射することが可能となる。

本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、該バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とする。

このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記バックライトユニットを搭載していることから、ランプイメージが低減されるとともに正面輝度が向上された良好な表示品位の画像を提供することが可能となる。

本発明に係る光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能となる。

以下、本発明の光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の第１の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、本発明の実施形態に係る光拡散板について、それを用いた光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置と共に説明する。
図１は第１実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係るディスプレイ装置７０は、上方に光を照射するバックライトユニット３５の光の出射側に、液晶パネル（画像表示部）１００を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶パネル１００から上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。

なお、このディスプレイ装置７０は、液晶パネル１００を備える液晶表示装置であるとしているが、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、画像を光により表示する表示装置の種類は問わない。

液晶パネル１００は、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶層（表示素子又はパネル）９に、その光入射面９ａ及び光出射面９ｂにガラス基板８１、８２が積層されることで構成されている。
また、この液晶パネル１００の光入射側には、入射光の偏光方向を制御する偏光板６２が配置されるとともに、液晶パネル１００の光出射側には、出射光の偏光方向を制御する偏光板６１が設けられている。

バックライトユニット３５は、液晶パネル１００の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、直下型の光源１１と、該光源１１からの光を、光の出射方向、出射範囲、輝度分布の少なくとも１つを制御して出射する光学シート２５とから構成されている。
なお、上記光学シート２５は、レンズシート１７ａと、該レンズシート１７ａの光入射面側に積層された光拡散板１０とから構成されている。

光源１１としては、例えば、紙面奥行き方向に延びるシリンダ形状の線状光源からなるランプを一定のピッチで離間して配置されることで構成された直下型方式を用いることができる。なお、光源１１はこれに限定されることはなく、いわゆるエッジライト方式であってもよい。
線状光源としては、陰極管（ＣＣＦＬ)や、ＬＥＤ、ＥＬ、半導体レーザーなどを用いることができる。さらに、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を導光板または拡散板で混ぜ合わせて白色光として出射させる光源や、青色のＬＥＤに黄色蛍光発光体を塗布し、擬似白色光として出射させる光源のような、単色ＬＥＤに各色の発光体を塗布した光源を用いることもできる。

このようなバックライト用の光源１１から出射される光は、ランプに近い部分は明るくなり、ランプの間は暗くなる特性を有する。そのため、正面方向（観察者側）ｆの観察者から、各ランプの形状（ランプイメージ）が視認されるという問題が発生する。
しかし、バックライトユニット３５は後述するような光学シート２５を有し、光源１１からの光を拡散させる構成になっていることから、バックライトユニット３５として直下型方式やエッジライト方式のどちらを用いた場合にも、このようなランプイメージによる視認性の問題を抑制することができる。

レンズシート１７ａは、フィルム状に形成されて光透過性を有する透光性基材１８と、該透光性基材の出射面１８ｂに一体に設けられた複数の単位レンズ１６とを備えている。
各単位レンズ１６は紙面奥行き方向に延設されるとともに、透光性基材１８の出射面１８ａに面する平坦面と、出射面１８ａから突出するように形成された凸状の曲面とを有するシリンドリカル形状であって、出射面１８ａにそって複数が並設されている。このように単位レンズ１６をシリンドリカル形状とすることで高い集光効果を発揮することができるが、当該形状に限定されず、光の方向を制御して集光させるような形状であれば他の形状であってもよい。

単位レンズ１６は、透光性基材１８上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって透光性基材１８と一体成形されてもよい。

そして、光拡散板１０は、光源１１から表示画面側に出射される光を拡散させる役割を果たしており、光源１１による輝度ムラを抑制してランプイメージを低減させることができるように構成されている。

この光拡散板１０は、図１に示すように、それぞれ光散乱粒子１３が分散混入された樹脂１２が略板状に形成された第１樹脂層２０及び第２樹脂２１とが積層されることで構成されている。
また、光拡散板１０においては、第１樹脂層２０の全光線透過率をＴ１％、第２樹脂層２１の全光線透過率をＴ２％とした場合に、Ｔ１％＜Ｔ２％の関係が満たされている。これにより、第１樹脂層２０が高い光拡散性を有する一方で、第２樹脂層２１が高い光透過性を有することとなる。
なお、本実施形態においては、第１樹脂層２０が背面側に、第２樹脂層が表示画面側に配置されている。

このような第１樹脂層２０と第２樹脂層２１の２層から形成される場合、光源１１側に第１樹脂層２０、次に第２樹脂層２１の順で配置された場合も、第２樹脂層２１、次に第１樹脂層２０の順で配置された場合も、何れも同等の性能を発現する。
また、本実施形態における光拡散板１０は２層構造のものに限らず、３層でも４層または５層構造であっても良い。例えば、３層の場合、第１樹脂層２０、次に第２樹脂層２１さらに第１樹脂層２０といった組み合わせでも良い。

光拡散板１０に使用される樹脂１２は、透明樹脂や色付きの樹脂あるいは不透明な樹脂であっても良く、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン等を使用することができる。

このような樹脂１２に分散混入される光散乱粒子１３としては、真球形状粒子が用いられる。
また、この光散乱粒子１３と樹脂１２との屈折率差は、０．１５〜０．１８の範囲に設定されている。当該範囲内ならば光拡散性を得ることができ、視野角分布の調整を適切に行うことが可能となる。
さらに、光散乱粒子１３の平均粒径は１〜１２μｍの範囲に設定されている。光散乱粒子１３の平均粒径が１μｍ未満あるいは１２μｍを超える場合には光拡散性が充分でなく、視野角分布の調整を行うことができないので好ましくない。この点、第１光散乱粒子１３の平均粒径が１〜１２μｍの範囲内ならば、十分な光散乱性を得ることができる。
なお、この光散乱粒子１３の平均粒径は、２〜６μｍ以下であることがより好ましい。

ここで、第１樹脂層２０における光散乱粒子１３の混入量は、４〜１０重量％の範囲に設定されている。これにより、第１樹脂層２０は、全光線透過率がＴ１％とされ、ある程度の光透過性維持しながらも非常に高い光拡散性を有することとなる。
一方、第２樹脂層２１における光散乱粒子１３の混入量は、０．１〜０．５重量％の範囲に設定されており、これにより第２樹脂層２１は、全光線透過率がＴ２％とされ、ある程度の光拡散性を維持しつつも非常に高い光透過性を有することとなる。

光散乱粒子１３の材料としては、無機微粒子または有機微粒子からなる粒子が用いられる。この例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子等を挙げることができる。

光拡散板１０は、板状やプレート状あるいはシート状をなすものであっても良く、その厚さは、０．５〜５ｍｍの範囲内に設定されることが好ましい。
光拡散板１０の厚さが０．５ｍｍ未満の場合、薄くコシがないため、撓みが生じるという問題がある。一方、光拡散板１０の厚さが５ｍｍを越える場合には、光源１１からの光の透過率が低下するという問題がある。

また、本実施形態の光拡散板１０においては、第１樹脂層２０の層厚（積層方向の厚さ）をｄ１、第２樹脂層２１の層厚をｄ２とした場合に、ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４の範囲内となるように、それぞれ第１樹脂層２０及び第２樹脂層２１の層厚が決定されている。
ここで、ｄ１／ｄ２が１／１９未満の場合、第１樹脂層２０が薄過ぎるため光拡散性を発揮することができず、ｄ１／ｄ２が１／４を超える場合には、第１樹脂層２０が厚くなり過ぎるため、光透過性が損なわれる。
この点、ｄ１／ｄ２が上記範囲内にあることにより、第１樹脂層２０がある程度の光透過性を発現しながら高い光拡散性を発揮することが可能となる。

このような光拡散板１０は、上記第１樹脂層２０及び第２樹脂層２１を押出法や共押出法等にて一体成形することで製造することができる。
押出法は、押出機で熱可塑性樹脂を加熱溶解させ、Ｔダイから押出し、板状あるいはシート状に成形する方法である。また、共押出法は、積層板あるいは積層シートを形成する場合に用いられ、複数台の押出機を用い、フィードブロックダイやマニホールドダイなどの積層ダイから、積層押出しを行って、複層板状に成形する方法である。

光拡散板１０の表面にはマット加工が施されていることが好ましい。この場合、光源１１からの光を表面散乱させるため、ランプイメージの低減やピンを確認しにくくする等の効果を得ることができる。また、光拡散板１０の光出射面１０ｂにマット加工を施した場合、その表示画面に重ね合わせた部材（本実施形態においてはレンズシート１７ａ）と面接触せずにその間に空隙を得ることができるため、光拡散板１０とレンズシート１７ａとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。
なお、マット加工に変えて、不連続の微小突起を設ける加工を施してもよい。

また、光拡散板１０は、光源１１側に配置される第１樹脂層２０の少なくも一層に紫外線吸収剤が添加されたものであってもよい。
これにより、光源１１から照射される紫外線による光拡散板１０自体の劣化を抑制することができ長寿命化を図ることができる。さらには、光拡散板１０の光出射面１０ｂに対向して配置されたレンズシート１７ａや拡散フィルム６１、６２の紫外線による劣化を抑制することができる。
この紫外線吸収剤としては、例えば、2-（2'- ヒドロキシ-5'-メチルフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、2-ヒドロキシ-4- メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、4-t-ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、2-エトキシ-2'-エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル-2- シアノ-3,3- ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。

上記光拡散板１０とレンズシート１７ａとが積層されてなる光学シート２５は、粘着剤やスペーサー等の固定要素によって接合されたものであってもよい。その場合、レンズシート１７ａと光拡散板１０との間には、空隙（光透過用）が形成される。
この固定要素の一例としては、アクリル系の粘着剤をフィルムに塗布する等して得られる粘着シートが挙げられる。

なお、上記のように光拡散板１０とレンズシート１７ａとの間に空隙（空気層）が形成されることにより、当該間隙による拡散効果を得ることができるとともに単位レンズ１６における集光効果を得ることができるため、光学シート２５と通過する光は光学利得が１以上で出射されることとなる。
ここで光学利得とは、拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を１として、その輝度との比で表されるものである。拡散部材の拡散性が測定する方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を求め、それらを集計することにより拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。なお、完全拡散とは、拡散部材による光の吸収が０で、かつ、どの方向にも一定の強度を持つとする理想的な拡散部材のことを示す。つまり、光学利得が１以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。

次に、上記構成からなるディスプレイ装置７０の作用について説明する。
光源１１から出射された光は光拡散板１０の入射面１０ａに入射し、当該光拡散板１０において散乱させられて拡散光として進み、光源１１の輝度ムラが解消されるとともに適宜の角度範囲に広がり角を有する光として光拡散板１０の出射面１０ｂに到達する。

光拡散板１０の出射面１０ｂに到達した光は、光拡散板１０とレンズシート１７ａとの間の空隙の屈折率に応じて、スネルの法則に従った屈折作用を受けレンズシート１７ａに入射する。そして、レンズシート１７ａに入射する光は、その入射面１８ａで屈折した後、各単位レンズ１６で屈折され表示画面側に出射される。その後、偏光フィルム６２を通過することで適宜偏光させられた後、液晶パネル１００の偏光板８２、液晶層９及び偏光板８１を介して、所定の画素領域から光が表示光として透過され、さらに偏光フィルム６１を通過することで視野角を有する画像が表示される。

ここで、樹脂１２における光散乱粒子１３の混入量が４〜１０重量％の範囲の第１樹脂層２０においては、上述のように、全光線透過率が第２樹脂層２０よりも小さなＴ１％となり、ある程度の光透過性を維持しながらも非常に高い光拡散性を有する。
即ち、第１樹脂層を通過する光の輝度分布は、図２に示すように、正面方向ｆから視野角が大きく広がり、前方への拡散性が高く、広角度になると急激に落ち込むといった視野角特性を示す。そのため、光源１１上のランプの明所が大きく広げられて高い光拡散性を得ることができることから、ランプイメージの低減効果が得ることができる。

一方、樹脂１２における光散乱粒子１３の混入量が０．１〜０．５重量％の範囲の第２樹脂層２１においては、上述のように、全光線透過率が第１樹脂層２０よりも大きなＴ２％となり、ある程度の光拡散性を維持しながらも非常に高い光透過性を有する。
即ち、第２樹脂層を通過する光の輝度分布は、図３に示すように、正面方向ｆに突出して高く、正面方向ｆから外れた場合は急激に落ち込むといった視野角特性を示す。したがって、正面方向の明るさを大きく得ることができる。

よって、本実施形態の光拡散板１０は、それぞれの全光線透過率の間にＴ１％＜Ｔ２％の関係が成り立つ第１樹脂層２０及び第２樹脂層２１を組み合わせた構造を有するため、高い光拡散性を得ながらも高い光透過性を得ることができ、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。
さらに、このように光拡散板１０のみで高い拡散機能が得られるため、別途、拡散フィルム等を設ける必要はない。したがって、部品点数を削減して製造コストを低下させることが可能となる。

また、本実施形態の光学シート２５は、正面方向（観察者側）ｆに集光機能を有するレンズシート１７ａを光拡散板１０に積層させて構成したものであることから、上記光拡散板１０の作用に加えてレンズシート１７ａによる集光機能を得ることができる。しがって、この光学シート２５によれば、ランプイメージを低減させながら非常に高い正面輝度を得ることが可能となる。

なお、光学シート２５は、光拡散板１０を薄く形成した場合であっても光学シート１０自体の強度を高くすることが可能であり、さらにディスプレイ装置７０の画像表示品位を優れたものとすることが可能であるため、大型のディスプレイに用いるのが好適である。
また、この光学シート２５は、バックライト用の光源１１からの光の輝度を向上させるために用いる用途以外にも、ディスプレイの視野角をコントロールするためのシートまたはコントラストを向上させるためのシートとして利用することも可能である。
さらに、例えば、投射スクリーンで投射された光の輝度を向上させるシートやまたは太陽電池用の光制御を行うシートにも利用することも可能である。
また、光学シート２５は、照明源からの光を均一に拡散、集光させることができるため、照明カバーや看板あるいは、建材等に利用することができる。

さらに、本実施形態のバックライトユニット３５によれば、、上記の光拡散板１０及び光学シート２５を使用していることから、光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化されるとともに、正面方向（観察者側）ｆの輝度が向上された光を液晶パネル１００に入射させることができる。そのため、このバックライトユニット３５を搭載したディスプレイ装置７０においては、高輝度かつランプイメージが低減された画像を表示することができる。
また、ランプイメージ低減効果及び輝度が高いため光源１１との距離を近づけることができ、光源１１のランプ数を減らすことができるため、バックライトユニット３５及びディスプレイ装置７０の省エネ化を図ることが可能となる。
なお、上記光学シート２５を用いていることから、薄型のバックライトユニット３５とすることができるとともに、大型のディスプレイ装置７０を容易に構成することが可能となる。

次に本発明の第２の実施形態のディスプレイ装置８０について説明する。図４は第２実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
第２の実施形態のディスプレイ装置８０は、第１の実施形態のディスプレイ装置７０がレンズシート１７ａを備えていたのに対し、図４に示すように、レンズシート１７ａに代えて光拡散フィルム１７ｂを備えている点で第１の実施形態とは相違する。
したがって、図４においては、図１と同様な構成要素には同一符号してその説明を省略する。

第２の実施形態においては、光拡散フィルム１７ｂを光拡散板１０の光出射面１０ａ側に積層することで光学シート２５が構成されており、さらに、この光学シート２５を用いてバックライトユニット３５及びディスプレイ装置８０が構成されている。

上記光拡散フィルム１７ｂは、光拡散板１０から出射された光をムラ無く拡散する効果とその出射光を集光する効果とを有しており、フィルム状に形成されて光透過性を有する透光性基材１９１と、該透光性基材１９１の出射面に形成された光拡散部１９２とを備え、該光拡散部１９２は複数の凸部から構成されている。この凸部の形状は特に限定されるものではなく、光拡散性と集光効果を発現するような形状であればよい。
なお、光拡散フィルム１７ｂは、入射光の一部を全反射するように構成されたものであってもよく、また、複数枚を積層したものであってもよい。

また、光拡散板１０と光拡散フィルム１７ｂとが積層されてなる光学シート２５は、第１実施形態の光学シート２５と同様に粘着剤やスペーサー等の固定要素によって接合されたものであってもよい。その場合、光拡散フィルム１７ｂと光拡散板１０との間には、空隙（光透過用）が形成される。

以上のような構成の図４に示すディスプレイ装置８０においては、光源１１から出射されて光拡散板１０を伝達してきた光が、光拡散フィルム１７ｂの光入射面１９ａから入射され、さらに、その光は光拡散フィルム１７ｂの光出射面１９ｂから光学利得１以上で出射される。この際、光拡散フィルム１７ｂによって集光効果が発現されるため、高い正面輝度を得ることができる。
また、第２実施形態における光学シート２５は、光拡散板１０の正面方向（観察者側）に集光効果を有する光拡散フィルム１７ｂを光拡散板１０に積層させて光学シート２５を形成することから、上述した光拡散板１０の寄与により光を拡散させてランプイメージを低減させることができるとともに、光を集光させて光の利用効率を高めて正面輝度を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態の光拡散板１０、光学シート２５、バックライトユニット３５及びディスプレイ装置７０、８０について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第１及び第２実施形態においては、第１樹脂層２０が背面側、第２樹脂層２１が表示画面側に配置された光拡散板１０について説明したが、これとは逆に、背面側に第２樹脂層２１が、表示画面側に第１樹脂層２０が配置されたものであってもよい。

また、光拡散板１０は、２層構造のものに限られず、３層以上の多層構造のものであってもよく、例えば、３層構造の場合、背面側から、第１樹脂層２０、第２樹脂層２１、第１樹脂層２０といった組み合わせで積層されたものであってもよい。

さらに、輝度向上あるいはランプイメージ低減効果をさらに向上させるために、光拡散板１０の片面または両面にレンズ形状あるいは凸部を賦形しても良い。この場合、その表面の粗さの最大と最小の差は約２００μｍまでが好ましい。

本実施形態で示した光拡散板を用いた光学シートを作製し、その物性の評価を行った。以下、作製した光拡散板及び光学シートの具体的構成、試験方法及び試験結果について説明する。
なお、光学シートとしては、第１の実施形態で説明したように、光拡散板にレンズシートとを積層したものを作製した。

（レンズシート）
熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを材料として、光学シートを構成するレンズシートを作製した。具体的には、上記熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを溶融させた後、押出機により当該シートを押し出して、当該シートが冷却、硬化する前に金型ロールによって凸状のシリンドリカル形状の単位レンズを成形した。なお、該単位レンズのピッチは６０μｍとした。

（３層構造の光拡散板）
まず、第１樹脂層、第２樹脂層及び第３樹脂層からなる３層構造の光拡散板を作製し、物性の評価を行った。なお、この光拡散板においては、第１樹脂層及び第３樹脂層の厚み、光散乱粒子の平均粒径、屈折率、混入量（重量％）は同一とされている。

（実施例１〜７の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂（ＰＳ）に１種又は２種の光散乱粒子（真球形状粒子）を添加した第１樹脂層、第２樹脂層及び第３樹脂層のからなる３層構造の光拡散板を実施例１〜７として作製した。なお、当該光拡散板は第１樹脂層と第３樹脂層とで第２樹脂層を挟み込むように構成されている。
各樹脂層の厚み、光散乱粒子の平均粒径、屈折率、混入量（重量％）は表１に示す通りである。
具体的な作製方法として、積層押出機によって、上記第１樹脂層及び第２樹脂層からなる積層シートを、その押出量を調整しながら押出し成形することで光拡散板を作製した。この際、押出機のダイ温度を２００℃に、ロール温度（第２ロールの温度）を１００℃に設定した。

（比較例１〜９の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂（ＰＳ）に１種の光散乱粒子（真球形状粒子）を添加した第１樹脂層、第２樹脂層及び第３樹脂層のからなる３層構造の光拡散板を比較例１〜９として作製した。なお、当該光拡散板は第１樹脂層と第３樹脂層とで第２樹脂層を挟み込むように構成されている。
具体的な作製方法としては、上記実施例１〜７と同様である。

（評価）
そして、このような実施例１〜７及び比較例１〜９の光拡散板と上記レンズシートと重ね合わせて光学シートとし、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。その結果を表２に示す。なお、明るさは８０００ｃｄ／ｍ^２以上を合格とした。

表１及び表２から、真球形状の光散乱粒子の平均粒径が１〜１２μｍであるとともに、ポリスチレン樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８であって、第１樹脂層における光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であるとともに、第２樹脂層における光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、さらに、第１樹脂層の層厚ｄ１と第２樹脂層の層厚ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４の関係を満たし、かつ、第３樹脂層が第１樹脂層と同一の構成であるといった条件を全て充足する実施例１〜７については、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であるとともに、明るさが８０００ｃｄ／ｍ^２以上となり好ましい結果となった。
一方、上記条件の少なくとも１つを充足しない比較例１〜９については、ランプイメージ及び明るさの少なくとも一方が好ましくない結果となった。表１においては、上記条件を充足しない項目については、色彩を施すことで明示している。

以上から、３層構造の光拡散板において、光散乱粒子が、粒径１〜１２μｍ、かつ、樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８の真球形状粒子であって、第１樹脂層における光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であるとともに、第２樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、さらに、第１樹脂層の層厚ｄ１と前記第２樹脂層の層厚ｄ２とのｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４であり、かつ、第３樹脂層が第１樹脂層と同一の構成である場合には、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能であることがわかった。

（２層構造の光拡散板）
次に、第１樹脂層及び第２樹脂層からなる２層構造の光拡散板を作製し、物性の評価を行った。

（実施例８〜１２の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂（ＰＳ）に１種の光散乱粒子（真球形状粒子）を添加した第１樹脂層及び第２樹脂層を実施例８〜１２として作製した。各樹脂層の厚み、光散乱粒子の平均粒径、屈折率、混入量（重量％）は表３に示す通りである。
具体的な作製方法として、積層押出機によって、上記第１樹脂層及び第２樹脂層からなる積層シートを、その押出量を調整しながら押出し成形することで光拡散板を作製した。この際、押出機のダイ温度を２００℃に、ロール温度（第２ロールの温度）を１００℃に設定した。

（比較例１０〜１２の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂（ＰＳ）に１種の光散乱粒子（真球形状粒子）を添加した第１樹脂層及び第２樹脂層の光拡散板を比較例８〜１２として作製した。
具体的な作製方法としては、上記と同様である。

（評価）
そして、このような実施例１〜７及び比較例１〜９の光拡散板と上記レンズシートと重ね合わせて光学シートとし、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。その結果を表４に示す。なお、明るさは８０００ｃｄ／ｍ^２以上を合格とした。

表３及び表４から、真球形状の光散乱粒子の平均粒径が１〜１２μｍであるとともに、ポリスチレン樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８のであって、第１樹脂層における光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であり、第２樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、さらに、第１樹脂層の層厚ｄ１と第２樹脂層の層厚ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４といった条件を全て充足する実施例８〜１２については、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であるとともに、明るさが８０００ｃｄ／ｍ^２以上となり好ましい結果となった。
一方、上記条件のうち、特に、第１樹脂層の層厚ｄ１と第２樹脂層の層厚ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４を充足しない比較例１０〜１１については、ランプイメージ及び明るさの少なくとも一方が好ましくない結果となった。なお、表３においては、上記条件を充足しない項目については、色彩を施すことで明示している。

以上から、２層構造の光拡散板において、光散乱粒子が、粒径１〜１２μｍ、かつ、樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８の真球形状粒子であって、第１樹脂層における光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であるとともに、第２樹脂層における光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、さらに、第１樹脂層の層厚ｄ１と第２樹脂層の層厚ｄ２とのｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４である場合には、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能であることがわかった。

第１実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。 第１樹脂層を通過する光の輝度分布図である。 第２樹脂層を通過する光の輝度分布図である。 第２実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。 る。 導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置の縦断面図である。 拡散フィルムと液晶パネルとの間にプリズムフィルムを設けたディスプレイ装置の縦断面図である。 直下型方式のバックライトユニットを備えたディスプレイ装置の縦断面図である。 輝度強調フィルムを備えた光制御シートの斜視図である。 輝度強調フィルムを備えた光制御シートが配置されたディスプレイ装置の要部の縦断面図である。 輝度強調フィルムを備えた光制御シートの光強度分布を示す図である。

符号の説明

１０ 光拡散板
１１ 光源
１２ 樹脂
１３ 光散乱粒子（真球形状粒子）
１７ａ レンズシート
１７ｂ 光拡散フィルム
２０ 第１樹脂層
２１ 第２樹脂層
２５ 光学シート
３５ バックライトユニット
７０ ディスプレイ装置
８０ ディスプレイ装置
１００ 液晶パネル（画像表示部）

Claims (7)

1. 樹脂に光散乱粒子が分散混入されてなる光拡散板において、
   全光線透過率がＴ１％である第１樹脂層と全光線透過率がＴ２％である第２樹脂層との少なくとも２層からなり、
   前記第１樹脂層の全光線透過率Ｔ１％と前記第２樹脂層の全光線透過率Ｔ２％とが、Ｔ１％＜Ｔ２％の関係を満たすことを特徴とする光拡散板。
2. 前記光散乱粒子が、平均粒径１〜１２μｍの真球形状粒子であって、
   該光散乱粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１５〜０．１８であり、
   前記第１樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が４〜１０重量％であるとともに、前記第２樹脂層における前記光散乱粒子の混入量が０．１〜０．５重量％であり、
   前記第１樹脂層の層厚ｄ１と前記第２樹脂層の層厚ｄ２との比ｄ１／ｄ２が１／１９〜１／４であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
3. 前記第２樹脂層における前記第１樹脂層が積層される面とは反対側の面に、前記第１樹脂層と同様の構成をなす第３樹脂層が積層されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光拡散板。
4. 光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光拡散板と、
   該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートとを備えたことを特徴とする光学シート。
5. 光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光拡散板と、
   該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射する光拡散フィルムとを備えたことを特徴とする光学シート。
6. 請求項４又は５に記載の光学シートと、
   該光学シートの一面側に配置される光源とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
7. 請求項６に記載のバックライトユニットと、
   該バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とするディスプレイ装置。
   
   
   
   
   
   
   
   

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