(57)【要約】【課題】視野角を拡げることができ、かつ、高い正面輝度が得られる光拡散シートを提供する。【解決手段】  光拡散シート１６は、エッジライト型のバックライト装置に用いられる。光拡散シート１６は、複数の線状プリズムＬＰが形成された表面１７１を有する第１屈折層１７を備える。また、表面１７１上に形成され、線状プリズムＬＰと異なる屈折率を有する第２屈折層１８を備える。第１屈折層１７の裏面１７２から光拡散シート１６の法線方向に入射した光は、第１及び第２屈折層の境界面である表面１７１で屈折する。このとき、光は全反射しにくく、再帰反射が発生しにくい。表面１７１を透過した光はさらに、第２屈折層１８の表面１８１で屈折し、外部に出射する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の凸部が形成された主面を有する第１の屈折層と、
前記主面上に形成され、前記第１の凸部と異なる屈折率を有する第２の屈折層とを備えることを特徴とする光拡散シート。
【請求項２】
請求項１に記載の光拡散シートであって、
前記第２の屈折層はさらに、複数の第２の凸部が形成された表面を有することを特徴とする光拡散シート。
【請求項３】
請求項２に記載の光拡散シートであって、
前記複数の第１の凸部は、互いに並んで配列される複数の柱状レンズであり、前記柱状レンズの幅方向の断面は、前記柱状レンズの底から頂上に向かって幅が狭くなる形状であることを特徴とする光拡散シート。
【請求項４】
請求項３に記載の光拡散シートであって、
前記第２の凸部は、前記第２の凸部の底から頂上に向かって幅が狭くなる断面形状を有することを特徴とする光拡散シート。
【請求項５】
請求項４に記載の光拡散シートであって、
前記複数の第２の凸部は、マトリックス状に配列されていることを特徴とする光拡散シート。
【請求項６】
請求項２又は請求項３に記載の光拡散シートであって、
前記第２の屈折層は、
バインダ樹脂と、
前記バインダ樹脂と同じ屈折率を有する複数の粒状物とを含有し、
前記第２の凸部は、前記粒状物の一部が前記表面から突出することにより形成されることを特徴とする光拡散シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光拡散シートであって、
前記第２の屈折層の屈折率は、前記第１の凸部の屈折率よりも大きいことを特徴とする光拡散シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光拡散シートであって、
前記第１の屈折層は、前記主面と反対側に裏面を有し、
前記第１の屈折層は、前記光拡散シートの法線方向の光を前記裏面から受けることを特徴とする光拡散シート。
【請求項９】
導光板と、
前記導光板の側面に配設される光源と、
前記導光板から出射する光を受け、受けた光を前記導光板の法線方向に出射するレンズシートと、
前記レンズシート上に敷設される請求項１〜７のいずれか１項に記載の光拡散シートとを備えることを特徴とするバックライト装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置上に敷設される液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散シートに関し、さらに詳しくは、液晶表示装置に搭載されるバックライト装置等の照明装置に利用される光拡散シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに代表される液晶表示装置は、正面輝度の向上が求められる。正面輝度を向上するために、液晶表示装置にはレンズシートが利用される。レンズシートにはたとえば、プリズムシートやレンチキュラレンズシート、マイクロレンズアレイシートがある。
【０００３】
エッジライト型のバックライト装置では、レンズシートは導光板上に敷設される。導光板から出射した光は、導光板の法線方向から光源と反対側に所定角度傾斜した方向に指向性を有する。レンズシートは、導光板からの光を受け、受けた光をレンズシートの法線方向、つまり、バックライト装置の正面方向に偏角する。そのため、バックライト装置の正面輝度は向上する。
【０００４】
上述のとおり、エッジライト型のバックライト装置では、所定方向に指向性を有する光がレンズシートによりバックライト装置の正面に偏角される。そのため、レンズシートを出射した光も指向性を有し、正面方向に光が集中し過ぎる。つまり、視野角が狭い。ユーザは、表示画面を正面から見るだけでなく、正面から多少ずれた斜め方向から見る場合もある。斜め方向から表示画面を見た場合、正面から見た場合と比較して輝度が急速に低下するため、ユーザは違和感を覚える。
【０００５】
このような違和感を抑えるため、一般的には、レンズシート上に拡散シートを敷設して液晶表示装置の視野角を拡げている。拡散シートは、バインダ樹脂と、バインダ樹脂と異なる屈折率を有する複数の粒状物（ビーズ）とを含む。拡散シートは、バインダ樹脂と粒状物との境界面で光を反射及び屈折することにより、光を拡散する。
【０００６】
確かに、上述の拡散シートを用いれば、レンズシートからの光を拡散するため、視野角が広がる。しかしながら、拡散シートの内部で反射を繰り返した入射光の一部がレンズシート方向に戻る、いわゆる再帰反射が発生する。再帰反射は光の利用効率を低下するため、正面輝度の低下を引き起こす。
【０００７】
特開２００３−２１７０６号公報に開示された光学シートは、平行に配設された複数の三角形部と、隣り合う三角形部の間に嵌合された拡散部とを備える。そして、拡散部は、バインダと、バインダと屈折率の異なるビーズとから形成されている。この文献に開示された光学シートは、光学シートの裏面から斜め方向に入射する光線を、表示画面の正面方向に偏角する。さらに、拡散部で光線を拡散することにより輝度の均一化を図ることができるとしている（段落［００１４］及び［００１５］参照）。しかしながら、この文献に開示された拡散部のバインダとビーズとは、互いに異なる屈折率を有する。そのため、拡散部に入射した光の一部は再帰反射し、光の利用効率は低下すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１７０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、視野角を拡げることができ、かつ、高い正面輝度が得られる光拡散シートを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明による光拡散シートは、第１及び第２の屈折層を備える。第１の屈折層は、複数の第１の凸部が形成された主面を有する。第２の屈折層は、第１の屈折層の主面上に形成される。そして、第２の屈折層は、第１の凸部と異なる屈折率を有する。
【００１１】
本発明による光拡散シートは、屈折率の異なる第１及び第２の屈折層が積層されている。第１及び第２の屈折層は互いに異なる屈折率を有するため、第１及び第２の屈折層の境界面である主面で屈折する。さらに、第２の屈折層の屈折率は空気の屈折率よりも大きいため、光が主面で全反射しにくい。したがって、本発明における光拡散シートでは、再帰反射が発生しにくく、光の利用効率を向上できるため、高い正面輝度が得られる。また、第１の屈折層の主面で屈折した光は、さらに第２の屈折層の表面で屈折して外部に出射される。つまり、光拡散シートは光を２回屈折して外部に出射する。そのため、光拡散シートは光を拡散することができ、視野角を拡げることができる。
【００１２】
好ましくは、第２の屈折層はさらに、複数の第２の凸部が形成された表面を有する。
【００１３】
この場合、第２の屈折層の表面で光をさらに拡散することができる。
【００１４】
好ましくは、複数の第１の凸部は、互いに並んで配列される複数の柱状レンズであり、柱状レンズの幅方向の断面は、柱状レンズの底から頂上に向かって幅が狭くなる形状である。
【００１５】
この場合、第１の屈折層側から光拡散シートの法線方向に光が入射した場合、第１の屈折層の主面で光をより拡散できる。
【００１６】
好ましくは、第２の凸部は、第２の凸部の底から頂上に向かって幅が狭くなる断面形状を有する。
【００１７】
この場合、第２の屈折層の表面で光をより拡散できる。
【００１８】
好ましくは、複数の第２の凸部は、マトリックス状に配列されている。
【００１９】
この場合、光が均一に拡散されやすい。
【００２０】
好ましくは、第２の屈折層は、バインダ樹脂と、複数の粒状物とを含有する。複数の粒状物は、バインダ樹脂と同じ屈折率を有する。第２の凸部は、粒状物の一部が表面から突出することにより形成される。ここでいう同じ屈折率とは、互いの屈折率の差異が０．０５以内であるものも含む。
【００２１】
この場合、第２の屈折層内のバインダ樹脂と粒状物との境界面で光が屈折するのを抑制でき、再帰反射を抑制できる。
【００２２】
好ましくは、第２の屈折層の屈折率は、第１の凸部の屈折率よりも大きい。
【００２３】
この場合、第１及び第２の屈折層との境界面で全反射が起こらないため、再帰反射を抑制できる。
【００２４】
本発明によるバックライト装置は、導光板と、導光板の側面に配設される光源と、レンズシートと、上述の拡散シートとを備える。レンズシートは、導光板から出射する光を受け、受けた光を導光板の法線方向に出射する。また、本発明による液晶表示装置は、上述のバックライト装置と、バックライト装置上に敷設される液晶パネルとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した導光板の輝度角度特性を示す図である。
【図３】図１に示した導光板及び全反射型プリズムシートの断面図である。
【図４】図１に示した光拡散シートの断面図である。
【図５】図１に示した光拡散シートの上面図である。
【図６】従来のプリズムシートに入射した光の軌跡を示す図である。
【図７】従来のレンチキュラレンズシートに入射した光の軌跡を示す図である。
【図８】従来の光拡散シートに入射した光の軌跡を示す図である。
【図９】図４に示す光拡散シートに入射した光の軌跡の一例を示す図である。
【図１０】図４に示す光拡散シートに入射した光の軌跡の図９以外の例を示す図である。
【図１１】図４と異なる光拡散シートの他の例を示す図である。
【図１２】図４及び図１１と異なる光拡散シートの他の例を示す図である。
【図１３】図４、図１１及び図１２と異なる光拡散シートの他の例を示す図である。
【図１４】実施例で用いたレンチキュラレンズシートの構成を示す図である。
【図１５】実施例で測定されたバックライト装置の輝度角度特性を示す図である。
【図１６】図１５と異なる他の輝度角度特性を示す図である。
【図１７】図１５及び図１６と異なる他の輝度角度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２７】
［液晶表示装置の構成］
図１を参照して、本実施の形態による液晶表示装置１は、バックライト装置１０と、液晶パネル２０とを備える。液晶パネル２０は、バックライト装置１０上に敷設される。液晶パネル２０は公知の構造を有する。
【００２８】
バックライト装置１０は、エッジライト型である。バックライト装置１０は、光源１１と、樹脂モールド１２と、反射シート１３と、導光板１４と、プリズムシート１５と、光拡散シート１６とを備える。
【００２９】
光源１１は、図１の紙面の法線方向に配列された複数の点光源である。点光源はたとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Device）である。なお、光源１１は図１紙面の法線方向に延在する線光源でもよい。線光源はたとえばＥＥＦＬ（External Electrode Fluorescent Lamp：外部電極蛍光管）である。また、光源１１は１つのＬＥＤのみで構成されていてもよい。光源１１は、導光板１４の側面１４１に隣接して配置される。
【００３０】
樹脂モールド１２は不透明な枠体である。樹脂モールド１２の内部には、光源１１及び導光板１４が収納される。光源１１の上下及び導光板１４の裏面１４３上には、反射シート１３が敷設される。反射シート１３の主面には反射層が形成される。反射層は、銀やアルミニウム等の金属薄膜でもよいし、酸化チタンや酸化ジルコニウム等の白色粉末を塗布した白色反射膜でもよい。また、屈折率の異なる透明な薄膜を積層した多層膜でもよい。反射層は光源１１及び導光板１４と対向する。反射シート１３は、光源１１の出射光を導光板１４に導く。さらに、導光板１４の裏面１４３から出射した光を反射して導光板１４に戻す。これにより、反射シート１３は、導光板１４の主面１４２以外の面から光が漏れるのを抑制する。
【００３１】
導光板１４は、側面１４１、主面１４２及び裏面１４３を有するシート状の本体からなる。主面１４２は側面１４１と直交する。また、主面１４２の反対側には裏面１４３が配置される。導光板１４は、たとえば、ポリカーボネート系樹脂や環状オレフィン系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂からなる。裏面１４３には、ドットパターンが形成されている。光源１１からの光は、側面１４１に入射し、導光板１４内を全反射しながら進行する。そして、光がドットパターンに入射したとき、主面１４２方向に偏角され、主面１４２から外部に出射する。ドットパターンは、印刷により形成されてもよいし、射出成形により形成されてもよい。
【００３２】
導光板１４の主面１４２から出射する光の輝度角度特性の一例を図２に示す。図２中の横軸は、図１に示すように、主面１４２の法線Ｎ１４からの傾斜角度（ｄｅｇ）を示す。角度０（ｄｅｇ）の輝度は、法線Ｎ１４方向の輝度を示す。横軸のプラス（＋）方向は、法線Ｎ１４から光源１１と反対側（図中の＋Ｘ方向）に傾斜した角度を示し、マイナス（−）方向は法線Ｎ１４から光源１１側（図中の＋Ｘ方向と反対の方向）に傾斜した角度を示す。図２の縦軸は輝度を示す。
【００３３】
図２を参照して、導光板１４から出射する光の輝度角度特性は、法線Ｎ１４から光源１１と反対側（＋Ｘ方向）に角度Ａ０（ｄｅｇ）傾斜した方向に輝度のピークを有する。そして、半値幅が非常に狭い。つまり、導光板１４から出射した光Ｒ０は角度Ａ０の方向に輝度ピークを有する指向性を有する。傾斜角Ａ０（ｄｅｇ）は一般的に６５°〜８０°である。
【００３４】
図１及び図３を参照して、プリズムシート１５はいわゆるレンズシートであり、導光板１４上に敷設される。プリズムシート１５は、全反射型のプリズムシートであり、シート状又はフィルム状の本体を有する。プリズムシート１５は、入射面１５１を有し、入射面１５１と反対側に出射面１５０を有する。入射面１５１は導光板１４の主面１４２と対向する。そして、導光板１４から出射した光を受ける。入射面１５１は、互いに並設された複数の線状プリズム１５２を有する。各線状プリズム１５２の横断形状は三角形状であり、光源１１の配列方向（光源１１が線光源の場合は、光源１１の延在方向）に延在する。各線状プリズム１５２は、２つの傾斜面１５３及び１５４と、傾斜面１５３及び１５４により形成される頂上部１５５とを備える。傾斜面１５３は、光源１１側に配設され、傾斜面１５４は傾斜面１５３よりも光源１１から遠くに配置される。傾斜面１５３には、導光板１４からの出射光が入射する。そして、傾斜面１５４は、傾斜面１５３から入射した光を全反射する。このとき、光Ｒ０はプリズムシート１５の法線Ｎ１５方向に偏角されて出射面１５０から外部に出射する。つまり、光源１１からの光は、バックライト装置１０の正面方向に出射する。
【００３５】
［光拡散シートの構成］
図１及び図４を参照して、光拡散シート１６は、第１屈折層１７と、第２屈折層１８とを備える。
【００３６】
第１屈折層１７は、シート状又はフィルム状であり、構造化された表面１７１と、表面１７１と反対側の裏面１７２とを有する。裏面１７２は、プリズムシート１５の出射面１５０と対向する。第１屈折層１７はプリズムシート１５からの光を受け、受けた光を表面１７１で屈折して第２屈折層１８に出射する。
【００３７】
第１屈折層１７は基材部１７３と複数の線状プリズム(Linear Prism)ＬＰとを備える。基材部１７３の素材は透光性を有する樹脂であり、たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等である。
【００３８】
各線状プリズムＬＰは、光源１１が複数の点光源の場合は点光源の配列方向に延在し、光源１１が線光源の場合は光源１１の延在方向に延在する。また、複数の線状プリズムＬＰは、線状プリズムＬＰの幅方向に並んで配列される。各線状プリズムＬＰの幅方向の断面形状は三角形状である。つまり、線状プリズムＬＰ断面は、底面から頂上ＴＰに向かうにしたがい、幅が徐々に狭くなる形状を有する。
【００３９】
複数の線状プリズムＬＰの素材は、透光性を有する電離放射線硬化樹脂からなる。電離放射線硬化樹脂は、紫外線や電子線等の電離放射線により硬化する。電離放射線硬化樹脂は、たとえば、ポリエステル系アクリレート樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アクリレート樹脂、ポリエステル系メタクリレート樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポリエーテル系メタクリレート樹脂、エポキシ系メタクリレート樹脂である。線状プリズムＬＰは電離放射線硬化樹脂に代えて、ポリカーボネート系樹脂やポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂で形成されてもよい。要するに、線状プリズムＬＰは樹脂からなる。
【００４０】
また、第１屈折層１７の基材部１７３と複数の線状プリズムＬＰとが同じ素材からなり、一体的に形成されていてもよい。この場合、第１屈折層１７は、上述の基材部１７３と同じ素材、つまり、上述のいずれかの樹脂で形成される。
【００４１】
第２屈折層１８は、第１屈折層１７の表面１７１上に形成される。第２屈折層１８の素材は、上述の基材部１７３やレンズ部１７４の素材と同様の樹脂である。ただし、第２屈折層１８の屈折率は、線状プリズムＬＰの屈折率と異なる。そのため、光拡散シート１６に入射した光は、第１屈折層１７と第２屈折層１８との境界面、つまり、表面１７１で屈折する。
【００４２】
第２屈折層１８は、第１屈折層１７から受けた光を表面１８１で屈折して外部に出射する。表面１８１には、複数の凸部が形成されている。具体的には、図４及び図５に示すように、表面１８１には複数のマイクロレンズＭＬからなるマイクロレンズアレイが形成されている。マイクロレンズＭＬは、弓状、円弧状または楕円弧状の断面形状を有する。換言すれば、底から頂上に向かって幅が徐々に狭くなる断面形状を有する。なお、図４及び図５では隣り合うマイクロレンズＭＬが接触しているが、隣り合うマイクロレンズＭＬが離れており、間に隙間があってもよい。
【００４３】
第１屈折層１７の表面１７１で屈折した光は、第２屈折層１８の表面１８１でさらに屈折して外部に出射する。つまり、光拡散シート１６は、表面１７１及び１８１でそれぞれ光を屈折する。この２回の屈折により、プリズムシート１５から出射した光は拡散される。以下、光拡散シートの作用を詳述する。
【００４４】
［光拡散シートの作用］
プリズムシート１５の出射面１５０から出射した光Ｒ１５は、図３に示すように、プリズムシート１５の法線Ｎ１５方向、換言すれば、バックライト装置１０の正面方向に進む。ここで、図６に示すように、プリズムシート１５上に、光拡散シート１６に代えて、屈折型のプリズムシート（線状プリズムが上側に配置されたタイプ）を敷設した場合を想定する。この場合、光Ｒ１５は屈折型プリズムシートの各線状プリズムの２つの斜面でそれぞれ全反射し、プリズムシート１５に逆戻りする。つまり、光Ｒ１５は再帰反射する。
【００４５】
また、図７に示すように、光拡散シート１６に代えて、レンチキュラレンズシートを敷設した場合も同様である。光Ｒ１５は、レンチキュラレンズシート上の各シリンドリカルレンズの凸面で複数回全反射し、プリズムシート１５に逆戻りする。つまり、再帰反射が起こる。
【００４６】
図８に示すように、光拡散シート１６に代えて、拡散シート３００をプリズムシート１５上に敷設した場合も、図６及び図７と同じく再帰反射が起こる。拡散シート３００は、バインダ樹脂３０１と、複数のビーズ３０２とを含む。ビーズ３０２は、バインダ樹脂３０１と異なる屈折率を有する。光Ｒ１５が拡散シート３００に入射すると、バインダ樹脂３０１とビーズ３０２との境界面での屈折又は反射を繰り返す。その結果、再帰反射が発生し、光Ｒ１５の一部はプリズムシート１５に逆戻りする。
【００４７】
これに対して、本実施の形態による光拡散シート１６は、光Ｒ１５の再帰反射を抑制し、光の利用効率を向上する。第１屈折層１７の表面１７１を形成する複数の線状プリズムＬＰの屈折率ｎＬＰは、第２屈折層１８の屈折率ｎ１８と異なる。さらに、第２屈折層１８は樹脂で構成されるため、その屈折率ｎ１８は、空気の屈折率ｎ０よりも大きい。したがって、光Ｒ１５が第１屈折層１７から第２屈折層１８に向かうときの相対屈折率（ｎ１８／ｎＬＰ）は、図７に示すように光Ｒ１５が屈折型プリズムシート（仮に、屈折率を線状プリズムＬＰと同じｎＬＰとする）から大気中に向かうときの相対屈折率（ｎ０／ｎＬＰ）よりも大きくなる。その結果、第１屈折層１７と第２屈折層１８との境界面（表面１７１）における臨界角が大きくなり、光Ｒ１５は表面１７１で全反射しにくくなる。
【００４８】
以上より、光Ｒ１５は表面１７１で全反射せずに屈折して第２屈折層１８に進行する。このとき、光Ｒ１５は第１屈折層の表面１７１で拡散される。光Ｒ１５はさらに、第２屈折層１８の表面１８１のマイクロレンズＭＬで拡散され、外部に出射する。したがって、光Ｒ１５は、２つの表面１７１及び１８１でそれぞれ拡散される。
【００４９】
このように、光拡散シート１６は、再帰反射を抑制することで光の利用効率を向上し、正面輝度を向上する。光拡散シート１６はさらに、光を２回拡散することにより、視野角を拡げることができる。以下、屈折率ｎＬＰが屈折率ｎ１８よりも大きい場合と、小さい場合とに場合分けして詳述する。
【００５０】
［屈折率ｎＬＰが屈折率ｎ１８よりも小さい場合］
屈折率ｎＬＰが屈折率ｎ１８よりも小さい場合、光Ｒ１５は表面１７１で全反射しない。そのため、図９に示すように、線状プリズムＬＰの斜面Ｓ１及び斜面Ｓ２で互いに逆方向に屈折する。屈折した結果、光Ｒ１５は法線Ｎ１６（法線Ｎ１５と平行であり、バックライト装置１０の正面方向に相当）方向からずれて第２屈折層１８内を進行する。以上より、光Ｒ１５は表面１７１で拡散される。
【００５１】
続いて、第２屈折層１８内を進行する光Ｒ１５は、表面１８１のマイクロレンズＭＬの凸面に到達する。光Ｒ１５が法線Ｎ１５と平行に進行していれば、マイクロレンズＭＬの凸面で再帰反射しやすい。しかしながら、上述のとおり、光Ｒ１５は法線Ｎ１５からずれた方向からマイクロレンズＭＬに入射する。そのため、光Ｒ１５は再帰反射しにくく、マイクロレンズＭＬで屈折して外部に出射する。その結果、光Ｒ１５は再帰反射しにくく、かつ、表面１７１及び表面１８１で拡散される。
【００５２】
［屈折率ｎＬＰが屈折率ｎ１８よりも大きい場合］
一般的に、屈折率の大きい媒質から小さい媒質に光が進むときに全反射が発生し得る。しかしながら、相対屈折率ｎ１８／ｎＬＰは、相対屈折率ｎ０／ｎＬＰよりも大きい。そのため、境界面である表面１７１での臨界角は、図７の場合よりも大きくなる。したがって、屈折率ｎＬＰが屈折率ｎ１８よりも大きい場合であっても、光Ｒ１５は表面１７１で全反射しにくく、図１０に示すように、光Ｒ１５は表面１７１で屈折する。なお、このとき、光Ｒ１５は図９とは逆方向に屈折する。第２屈折層内を進行する光Ｒ１５は、図９と同様に表面１８１のマイクロレンズＭＬでさらに屈折して外部に出射する。その結果、光Ｒ１５は再帰反射しにくく、かつ、表面１７１及び表面１８１で拡散される。
【００５３】
以上のとおり、光拡散シート１６では、第１屈折層の線状プリズムＬＰの屈折率ｎＬＰが、第２屈折層１８の屈折率ｎ１８と異なる。そのため、光拡散シート１６は、第１屈折層の表面１７１で光を拡散する。また、第２屈折層１８の表面１８１でも光を拡散する。さらに、表面１７１及び１８１で光が再帰反射するのも抑制できる。そのため、視野角を拡げることができ、かつ、光の利用効率を向上でき正面輝度を高くできる。
【００５４】
光拡散シート１６は、屈折率ｎＬＰとｎ１８とは異なっていれば上述の効果を奏することができるが、屈折率ｎ１８が屈折率ｎＬＰよりも大きい方が好ましい。この場合、表面１７１で全反射は起こり得ないからである。
【００５５】
また、屈折率ｎ１８が屈折率ｎＬＰよりも小さい場合、図１０を参照して、第１屈折層１７の線状プリズムＬＰの底角をＡＬＰ（ｄｅｇ）とすると、底角ＡＬＰは以下の式（１）を満たすのが好ましい。
ＡＬＰ≦ｓｉｎ−１（ｎ１８／ｎＬＰ）  （１）
この場合、線状プリズムＬＰの斜面Ｓ１及びＳ２で全反射が発生しないため、再帰反射をより抑制できる。
【００５６】
［製造方法］
光拡散シート１６の製造方法について説明する。初めに、第１屈折層１７を製造する。第１屈折層１７の製造方法は次の通りである。ロール状の金型を準備する。ロール状金型の表面には、複数の線状プリズムＬＰに対応するパターン溝が切削加工により形成されている。続いて、基材部１７３に相当する基材フィルムを用意する。用意された基材フィルムと金型表面との間に、電離放射線硬化樹脂を充填し、電離放射線を照射して硬化する。電離放射線硬化樹脂はたとえば、ダイコータにより充填される。続いて、硬化した電離放射線硬化樹脂が形成された基材フィルムをロール金型から剥離する。以上の方法により、第１屈折層１７が得られる。
【００５７】
第１屈折層１７の基材部１７３とレンズ部１７４とが同じ素材で一体的に形成されている場合、第１屈折層１７は以下の方法で製造される。熱可塑性樹脂により基材を作製する。続いて、線状プリズムＬＰに対応する凹凸パターンが切削加工により表面に形成された金型を基材に加熱押圧して、凹凸パターンを基材表面に転写する。以上の工程により第１屈折層１７が製造される。周知の押出成型法やプレス成型法、あるいは金型に溶融樹脂を注入する射出成形法等により第１屈折層１７を製造してもよい。
【００５８】
続いて、第１屈折層１７の表面１７１上に第２屈折層１８を形成する。まず、ロール状の金型を準備する。ロール状金型の表面には、表面１８１の複数のマイクロレンズＭＬに対応する孔が形成されている。次に、第２屈折層１８用の電離放射線硬化樹脂を準備する。このとき、第２屈折層１８の屈折率が、第１屈折層１７の線状プリズムＬＰの屈折率と異なるよう、電離放射線硬化樹脂を選定する。準備した電離放射線硬化樹脂を、第１屈折層１７の表面１７１と金型表面との間に充填し、電離放射線を照射して硬化する。そして、硬化した第２屈折層１８が形成された第１屈折層１７をロール金型から引き剥がす。以上の方法により、光拡散シート１６が製造される。
【００５９】
［光拡散シートの他の形態］
図４に示す光拡散シート１６では、第２屈折層１８の表面１８１に複数のマイクロレンズＭＬを形成したが、表面１８１には、マイクロレンズＭＬに限定されず、他の形状の凸部が形成されてもよい。たとえば、マイクロレンズＭＬに代えて、円錐、角錐、円錐台、角錐台等のレンズアレイが形成されてもよい。また、マイクロレンズＭＬに代えて、複数の線状プリズムやシリンドリカルレンズといった柱状レンズを各レンズの幅方向に並べて配列してもよい。このとき、表面１８１の柱状レンズの延在方向は、表面１７１の線状プリズムＬＰの延在方向と並行するのが好ましい。また、図１１に示すように、線状プリズムＬＰの幅方向と同じ方向の断面形状が台形状の凸部を形成してもよい。
【００６０】
要するに、表面１８１に形成される凸部は、凸部の底から頂上に向かって幅が狭くなる断面形状を有すればよい。好ましくは、線状プリズムＬＰの幅方向と同じ方向の断面形状が、底から頂上に向かうにしたがって幅が狭くなる。より好ましくは、表面１８１上の凸部の横断形状は、弓状である。この場合、凸部の底と表面とがなす接触角Ａ１８（図４参照）は、３０ｄｅｇ以下であるのが好ましい。この場合、表面１８１に入射した光が、より再帰反射しにくくなる。
【００６１】
また、図４に示す光拡散シート１６では、第１屈折層１７が複数の線状プリズムＬＰを備えたが、複数の線状プリズムＬＰの代わりに、複数のシリンドリカルレンズを並設してもよい。また、線状プリズムＬＰと同様に並べて配列された柱状レンズであって、幅方向の断面形状が台形状であってもよい。柱状レンズの幅方向の断面が、柱状レンズの底から頂上に向かって幅が狭くなる形状であればよい。また、線状プリズムＬＰに代えて、基材部１７３の表面上にマトリックス状に配列された複数のマイクロレンズや、円錐、角錐、円錐台、角錐台等のレンズアレイを形成してもよい。
【００６２】
要するに、第１屈折層１７の表面１７１と、第２屈折層１８の表面１８１とには、複数の凸部を有しており、かつ、各凸部が、底から頂上に向かって幅が狭くなる断面形状を有していればよい。複数の凸部は、柱状レンズであってもよいし、レンズアレイを構成するレンズであってもよい。ただし、凸部が柱状レンズの場合、幅方向の断面形状は、底から頂上に向かって幅が狭くなる形状である。また、凸部がレンズアレイを構成するレンズの場合、縦断面形状は、底から頂上に向かって幅が狭くなる形状である。
【００６３】
ただし、表面１７１は、光源１１の配列方向（点光源の場合）又は延在方向（線光源の場合）に延びる複数の柱状レンズを有するのが好ましく、さらに好ましくは、柱状レンズが図４に示すように線状プリズムＬＰであるのが好ましい。線状プリズムＬＰは、シリンドリカルレンズやレンズアレイと比較して、光Ｒ１５をより屈折することができるからである。
【００６４】
［第２の実施の形態］
図１２を参照して、第２の実施の形態による光拡散シート２６は、第１屈折層１７と、第２屈折層２８とを備える。
【００６５】
第２屈折層２８は、バインダ樹脂２８２と、複数の粒状物２８３とを含有する。バインダ樹脂２８２の素材は第１の実施の形態における第２屈折層１８の素材と同様である。粒状物２８３は透光性を有する略球状の有機又は無機材料である。粒状物２８３はたとえば、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニアなどの酸化物や窒化物などの透光性の無機物、アクリル樹脂、スチレン樹脂等である。第２屈折層２８の表面２８１には、粒状物２８３が部分的に突出することにより複数の凸部が形成されている。
【００６６】
粒状物２８３はバインダ樹脂２８２と同じ屈折率を有する。ここでいう同じ屈折率とは、互いの屈折率の差異が０．０５以内であるものをいう。さらに、第１の実施の形態と同様に、第２屈折層２８は第１屈折層１７と異なる屈折率を有する。
【００６７】
第２屈折層２８の表面２８１は、粒状物２８３により複数の凸部が形成される。そのため、第２屈折層２８は、第１の実施の形態における第２屈折層１８と同じ作用を奏する。さらに、粒状物２８３はバインダ樹脂２８２と同じ屈折率を有する。そのため、粒状物２８３とバインダ樹脂２８２との境界面で反射及び屈折が発生するのを抑制でき、再帰反射が発生するのを抑制できる。
【００６８】
［第３の実施の形態］
図１３を参照して、第３の実施の形態による光拡散シート３６は、第１屈折層１７と第２屈折層３８とを備える。第１屈折層１７の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００６９】
第２屈折層３８の素材は第１の実施の形態の第２屈折層１８と同じである。また、第２屈折層３８は第１屈折層１７と異なる屈折率を有する。
【００７０】
第２屈折層３８の表面３８１は、第１の実施の形態の第２屈折層１８の表面１８１と異なり、平坦である。つまり、表面３８１は凹凸を有さない。表面３８１が平坦であっても、表面３８１で光Ｒ１５は屈折する。光Ｒ１５は表面１７１で屈折したとき、光拡散シート３６の法線方向からずれる。そのため、表面１７１から出射した光Ｒ１５が表面１８１に入射するときの入射角は０ｄｅｇよりも大きい。その結果、光Ｒ１５は表面３８１である程度屈折し、拡散する。
【実施例】
【００７１】
表１に示す本発明例及び比較例の光拡散シートを準備し、バックライト装置を製造した。そして、各バックライト装置の輝度角度特性を調査した。
【表１】
2010210904.tif 000003
【００７２】
［本発明例１］
本発明例１の光拡散シートは、図４に示す構成とした。表１に示すとおり、第１屈折層（基材部及び線状プリズム）の屈折率は１．５６であった。また、第２屈折層の屈折率は１．４９であった。線状プリズムの幅方向の断面形状は二等辺三角形であり、線状プリズムの幅ＷＬＰは１６μｍ、底角ＡＬＰは４５ｄｅｇであった。また、マイクロレンズＭＬの幅ＷＭＬは３．５μｍ、高さＨＭＬは０．５６μｍ、凸面の曲率半径ＲＭＬは３μｍであった。
［本発明例２］
本発明例２の光拡散シートは、図１２に示す構成とした。第１屈折層の屈折率は１．６０であった。また、第２屈折層のうち、バインダ樹脂及び粒状物（ビーズ）の屈折率はほぼ同じであり、バインダ樹脂の屈折率が１．４９、粒状物（ビーズ）の屈折率が１．５１であった。粒状物は球状であり、直径が２μｍであった。また、第２屈折層の表面から突出した粒状物の高さＨ２８３（図１２参照）の最大値は０．３７μｍであった。
［本発明例３］
本発明例３の光拡散シートは、図４に示す構成とした。第１屈折層の屈折率は１．６であり、第２屈折層の屈折率は１．４であった。その他の構成は本発明例１と同じであった。
［比較例１］
比較例１では、ツジデン社製の商品名Ｄ１２２Ｓの光拡散シートを利用した。この光拡散シートのヘイズ値は７５％であった。
［比較例２］
比較例２では、恵和社製の商品名ＢＳ−５１０の光拡散シートを利用した。この光拡散シートのヘイズ値は８５％であった。
［比較例３］
比較例３では、恵和社製の商品名ＢＳ−９１０の光拡散シートを利用した。この光拡散シートのヘイズ値は８９．５％であった。
［比較例４］
比較例４では、光拡散シートとして、図１４に示すマイクロレンズアレイシートを利用した。
【００７３】
［輝度角度特性調査］
上述の光拡散シートを用いて、各本発明例及び比較例ごと（以下、各例という）に図１のバックライト装置１０と同じ構成のバックライト装置を製造した。具体的には、図１中の光拡散シート１６以外の構成を含むバックライト装置３０を製造した。そして、バックライト装置３０上に各例ごとの光拡散シートを敷設し、各例ごとのバックライト装置を製造した。
【００７４】
製造された各例ごとのバックライト装置について、図１中のＸ軸方向における輝度角度特性を調査した。図１を参照して、表示画面の法線方向（法線Ｎ１４方向に相当）を０度軸とし、０度軸から図１中の＋Ｘ方向への傾き角をプラス（＋）とし、＋Ｘ方向と逆の方向への傾き角をマイナス（−）とした。各角度での輝度は輝度計により測定し、輝度の測定箇所はバックライト装置の正面中央部とした。
【００７５】
図１５に本発明例１及び比較例１の輝度角度特性を示す。また、図１６に本発明例２、比較例２及び４の輝度角度特性を示し、図１７に本発明例３及び比較例３の輝度角度特性を示す。図中の横軸は、０度軸からの角度である。また、縦軸は、バックライト装置３０、つまり、光拡散シートを除いたバックライト装置の正面輝度（０度軸の輝度）に対する各角度での輝度の比である。
【００７６】
［半値幅拡大度］
各例のバックライト装置の輝度角度特性の半値幅を求めた。ここで、半値幅とは、輝度角度特性において、輝度ピークの１／２以上となる輝度を示す角度範囲をいう。さらに、バックライト装置３０の輝度角度特性を測定し、半値幅を求めた。
【００７７】
各例のバックライト装置の視野角の拡がり度合いを示す指標として、式（２）に示す半値幅拡大度を定義し、各例の半値幅拡大度を求めた。
半値幅拡大度＝各例の半値幅／バックライト装置３０の半値幅  （２）
【００７８】
［調査結果］
表１に半値幅拡大度を示す。各例（本発明例及び比較例）ともに、光拡散シートを持たないバックライト装置３０よりも視野角が拡大した。
【００７９】
さらに、各例のバックライト装置のうち、半値幅拡大度が同程度のバックライト装置の輝度角度依存性を比較した。図１５を参照して、本発明例１（図中実線）と比較例１（図中破線）とは半値幅拡大度が同程度であったが、正面輝度比は本発明例１の方が高く、１．２を越えた。本発明例１の光拡散シートが光の再帰反射を抑制したため、光の利用効率が向上し、その結果、正面輝度が高かったと推定される。
【００８０】
同様に、図１６を参照して、本発明例２（図中実線）と比較例２（図中破線）及び４（図中一点鎖線）とは同程度の半値幅拡大度を示したが、本発明例２の正面輝度比が最も高く、１．２を越えた。また、図１７を参照して、本発明例３（図中実線）と比較例３（図中破線）とは同程度の半値幅拡大度を示したが、正面輝度比は本発明例３の方が高く、１．０を越えた。
【００８１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  液晶表示装置
１０，３０  バックライト装置
１１  光源
１４  導光板
１５  全反射型プリズムシート
１６，２６，３６  光拡散シート
１７  第１屈折層
１８，２８，３８  第２屈折層
２０  液晶パネル
１７３  基材部
１７４  レンズ部
２８２  バインダ樹脂
２８３  粒状物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010210904.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010210904.tif 000019
【図１７】
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