(57)【要約】【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】第１光散乱粒子１３として平均粒径１〜６μｍの非球形状粒子を含有する第１樹脂層２０と、第２光散乱粒子１４として平均粒径１〜６μｍの真球形状粒子を含有する第２樹脂層２１との少なくとも２層からなる光拡散板１０において、第１光散乱粒子１３及び第２光散乱粒子と樹脂１２との屈折率差を０．１以上０．１８以下にする。また、この光拡散板を用いて光学シート２５、バックライトユニット３５、ディスプレイ装置７０を構成する。【選択図】図１
2010044269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、  
前記光散乱粒子として平均粒径１〜６μｍの非球形状粒子を含有する第１樹脂層と、前記光散乱粒子として平均粒径１〜６μｍの真球形状粒子を含有する第２樹脂層との少なくとも２層からなり、
前記非球形粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１〜０．１８であるとともに、前記真球形状粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１〜０．１８であることを特徴とする光拡散板。
【請求項２】
前記第１樹脂層における前記非球形状粒子の混入量が０．１〜３５重量％であるとともに、前記第２樹脂層における前記真球形状粒子の混入量が０．１〜３５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
【請求項３】
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又は２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。
【請求項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又は２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。
【請求項５】
請求項３又は４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部とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項６】
請求項５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
また、最近では、図６に示すように、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、拡散フィルム１７８と液晶パネル１７２との間に、光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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。  
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【特許文献１】特許第３３７４３１６号公報
【特許文献２】特許第３６８４５８７号公報
【特許文献３】特公平１−３７８０１号公報
【特許文献４】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献５】特表平１０−５０６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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。
【００１５】
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が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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、  前記光散乱粒子として平均粒径１〜６μｍの非球形状粒子を含有する第１樹脂層と、前記光散乱粒子として平均粒径１〜６μｍの真球形状粒子を含有する第２樹脂層との少なくとも２層からなり、前記非球形粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１〜０．１８であるとともに、前記真球形状粒子と前記樹脂との屈折率差が０．１〜０．１８であることを特徴とする。
【００１９】
このような特徴の光拡散板においては、樹脂に上記粒径の非球形状粒子を分散混合した第１樹脂層が光透過性及び異方散乱性を有する一方で、樹脂に上記粒径の真球形状粒子を分散混合した第２樹脂層が光透過性及び等方散乱性を有することとなる。
ここで、異方散乱性を有する第１樹脂層を通過する光は、正面方向の明るさを高く得ることができ、さらに、広範囲にかけてある程度の大きさの均一の明るさを発現する。よって、光源の発光部と発光部との間の暗所を均一の明るさにする効果があり、ランプイメージ低減効果を得ることができる。
一方、等方散乱性を有する第２樹脂層を通過する光は、前方への拡散性が高くなり、視野角が大きく広がる。よって、特に出射面に対して斜め方向からはランプイメージを確認しにくくなり、該ランプイメージの低減効果が得ることができる。
したがって、本実施形態の光拡散板によれば、光の透過性と散乱性をバランス良く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。
【００２０】
また、本発明に係る光拡散板は、前記第１樹脂層における前記非球形状粒子の混入量が０．１〜３５重量％であるとともに、前記第２樹脂層における前記真球形状粒子の混入量が０．１〜３５重量％以下であることが好ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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部とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【発明の効果】
【００２９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、集光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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
この光拡散板１０は、図１に示すように、第１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と、第２光散乱粒子１４が分散混入された樹脂１２が略板状に形成された第２樹脂層２１とが積層されることで構成されている。
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。
【００４１】
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、本発明における光拡散板１０は２層構造のものに限らず、３層でも４層または５層でも良い。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。
【００４２】
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。
【００４３】
ここで、上記第１樹脂層２０は光透過性と異方散乱性とを有し、当該性質は、以下のような第１光散乱粒子１３によって与えられる。
この第１光散乱粒子１３としては、本実施形態においては非球形状粒子が用いられ、特に多面体構造の非球形状粒子であることが好ましい。
また、第１光散乱粒子１３と樹脂１２との屈折率差は、０．１〜０．１８の範囲に設定されている。屈折率差が０．１未満の場合は光拡散性が充分でなく、０．１８を越える場合は光透過性が低下するので好ましくない。この点、屈折率差が上記範囲内であれば、充分な光拡散性を得られ、視野角分布の調整を行うことが可能となる。
さらに、第１光散乱粒子１３の平均粒径は１〜６μｍの範囲内に設定されている。光散乱粒子１３の平均粒径が１μｍ未満あるいは６μｍ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１〜６μｍの範囲内ならば、十分な光散乱性を得ることができる。
【００４４】
さらにまた、第１樹脂層２０における第１光散乱粒子１３の混入量は、０．１〜３５重量％の範囲内に設定されており、これにより、適切な光拡散性能及び光透過性能を付与することができる。
【００４５】
一方、上記第２樹脂層２１は光透過性と等方拡散性とを有し、当該性質は、以下のような第２光散乱粒子１４によって与えられる。
この第２光散乱粒子としては、本実施形態においては真球形状粒子が用いられ、第２光散乱粒子１４と樹脂１２との屈折率差は、０．１〜０．１８の範囲に設定されている。これにより、上記同様、充分な光拡散性を得ることができ、視野角分布の調整を行うことができる。
さらに、第２光散乱粒子１４の平均粒径は、１〜６μｍの範囲に設定されている。これにより、十分な光散乱性を得ることができるようになっている。
【００４６】
さらにまた、第２樹脂層２１における第２光散乱粒子１４の混入量は、０．１〜３５重量％の範囲内に設定されており、これにより、第２樹脂層２１に適切な光拡散性能及び光透過性能を付与することができる。
【００４７】
第１光散乱粒子１３及び第２光散乱粒子１４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。
【００４８】
このような光拡散板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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
このような、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
ここで、樹脂１２に第１光散乱粒子１３を分散混合した第１樹脂層２０においては、上述のように、光透過性及び異方散乱性を有している。
この異方散乱性を有する第１樹脂層２０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にのみ突出して高く、正面方向ｆから外れた場合は急激に落ち込んで広角度にかけて広がりを保持するといった視野角特性を示す。そのため、当該第１樹脂層を通過しても正面方向ｆの明るさを得ることができ、さらに、入射光に対して垂直方向に近い広範囲にかけてある程度均一の明るさを発現する。したがって、光源１１のランプとランプとの間の暗所を均一の明るさにする効果があり、ランプイメージ低減効果を得ることができる。
【００５７】
一方、樹脂１２に第２光散乱粒子１４を分散混合した第２樹脂層２１においては、上述のように、光透過性及び等方散乱性を有している。
この等方散乱性を有する第２樹脂層２１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から視野角の広がりを保持しつつ、前方への拡散性が高く、広角度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上のランプイメージはその中心からぼやけて広がるため、正面方向ｆの斜め方向からはランプイメージを確認しにくくなり、ランプイメージの低減効果が得ることができる。
【００５８】
よって、本実施形態の光拡散板１０は上述のような第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、当該光拡散板１０を使用することにより光の透過性と散乱性をバランス良く得ることができ、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。
【００５９】
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高い正面輝度を得ることが可能となる。
【００６０】
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。
【００６１】
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、拡散性と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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、本実施の形態２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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【実施例】
【００７１】
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、光学シートは、第１の実施形態で説明したように、光拡散板とレンズシートとが積層されて構成されている。
【００７２】
（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。
【００７３】
（実施例１〜８の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂（ＰＳ）に１種の光散乱粒子を添加した第１樹脂層及び第２樹脂層からなる２層の光拡散板を実施例１〜８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１に示す通りである。
具体的には、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。
【００７４】
（実施例９〜１２の光拡散板）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に１又は２種の光散乱粒子を添加した第１樹脂層及び第２樹脂層と、１種の光散乱粒子を添加した第３樹脂層からなる３層構造の光拡散板を作製した。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１に示す通りである。
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。
具体的な作製法は実施例１〜８と同様である。
【００７５】
（比較例１〜９）
屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に、１種の光散乱粒子を添加した第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１に示す通りである。
【００７６】
そして、このような実施例１〜１２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て、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７０００ｃｄ／ｍ２以上を合格とした。
【００７７】
【表１】
2010044269.tif 000003
【００７８】
【表２】
2010044269.tif 000004
【００７９】
表１及び表２から、第１樹脂層及び第２樹脂層の一方に非球形状の光散乱粒子が混入されているとともに、他方に真球系状の光散乱粒子が混入され、かつこれら光散乱粒子の平均粒径が１〜６μｍであって、該光散乱粒子と樹脂との屈折率差が０．１〜０．１８の範囲にある実施例１〜１２においては、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７０００ｃｄ／ｍ２以上となり好ましい結果となった。
【００８０】
一方、上記条件を満たさないか、または、各樹脂層における光散乱粒子の混入量が０．１重量％未満３５重量％を超える比較例１〜９においては、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。
【００８１】
以上から、第１樹脂層及び第２樹脂層の一方に非球形状の光散乱粒子を混入し、他方には真球系状の光散乱粒子を混入し、これら光散乱粒子の平均粒径を１〜６μｍに設定するとともに、該光散乱粒子と樹脂との屈折率差を０．１〜０．１８とし、さらに、各樹脂層における光散乱粒子の混入量を０．１〜３５重量％とすることで、光拡散性及び集光性を備えた光拡散板を実現できることが分かった。
また、これは２層構造に限られず、３層構造であっても同様の光拡散板を実現できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】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２】異方散乱性を有する第１樹脂層を通過する光の輝度分布図である。
【図３】等方散乱性を有する第２樹脂層を通過する光の輝度分布図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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】
【００８３】
１０      光拡散板
１１      光源
１２      樹脂
１３      第１光散乱粒子（非球形状粒子）
１４      第２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）
【図１】
2010044269.tif 000005
【図２】
2010044269.tif 000006
【図３】
2010044269.tif 000007
【図４】
2010044269.tif 000008
【図５】
2010044269.tif 000009
【図６】
2010044269.tif 000010
【図７】
2010044269.tif 000011
【図８】
2010044269.tif 000012
【図９】
2010044269.tif 000013
【図１０】
2010044269.tif 000014