(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源からの光が入射される入射面と、該入射面に対向する、光を出射する出射面とを備え、前記面光源からの光の輝度を均一化して出射する輝度均一化部材であって、
相対的に高屈折率である高屈折率層と、相対的に低屈折率である低屈折率層とが交互に前記出射面に垂直な方向に積層された積層構造を有し、
複数の前記高屈折率層がそれぞれ、前記出射面側の面に、該出射面に交差する方向に進行する光の少なくとも一部を屈曲させて、前記出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行させる光屈曲部を備え、
該光屈曲部は、前記積層構造における積層方向から該積層構造を平面視した場合において、前記複数の高屈折率層間で互いに異なる位置に設けられている輝度均一化部材。
【請求項２】
複数の前記高屈折率層の各層が前記光屈曲部を複数備え、前記平面視した場合において、各層毎に前記光屈曲部の占める面積の総和が前記出射面の面積の５〜２０％である請求項１記載の輝度均一化部材。
【請求項３】
前記平面視した場合において、前記積層構造中に存在する前記光屈曲部の占める面積が、前記出射面の面積の３０％以上である請求項１または２記載の輝度均一化部材。
【請求項４】
前記光屈曲部が、前記出射面に対して非平行に設けられた反射面により構成されている請求項１から３いずれか１項記載の輝度均一化部材。
【請求項５】
前記光屈曲部が、前記高屈折率層の、前記出射面側の面に設けられた半球状、円錐状もしくは多角錐状の凹部からなる請求項１から４いずれか１項記載の輝度均一化部材。
【請求項６】
前記光屈曲部が、前記出射面側の面に設けられた反射面と、該反射面に隣接して設けられた光散乱部とからなる請求項１から３いずれか１項記載の輝度均一化部材。
【請求項７】
前記光屈曲部が、前記出射面側の面に設けられたコレステリック液晶ドットからなる請求項１から３いずれか１項記載の輝度均一化部材。
【請求項８】
前記光屈曲部が、前記出射面側の面に設けられた回折格子である請求項１から３いずれか１項記載の輝度均一化部材。
【請求項９】
面光源と、該面光源の光出射面側に配置された請求項１から８いずれか１項記載の輝度均一化部材とを備えたバックライトユニット。
【請求項１０】
前記面光源が、二次元状に配列された複数の点光源を備え、
該点光源からの光が前記輝度均一化部材の前記入射面に直接入射する請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
液晶表示素子と、
請求項９または１０記載のバックライトユニットを備えてなる液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに備えられる輝度均一化部材、およびバックライトユニット並びにこれらを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、一例として、バックライトユニット、バックライト側偏光板、液晶パネルおよび視認側偏光板などを、この順で設けられた構成となっている。【０００３】
バックライトユニットとしては、例えば、導光板と、その端面に配置した光源を備え、光源から端面に入射された光を導光して主面全体から液晶パネルに向け照射するエッジライト型（サイドライト型と称する場合もある）や、導光板を用いず、液晶パネルの直下に光源を配置して、光拡散板や光学シートの主面全体から液晶パネルに向け照射する直下型が知られている。
この光拡散板は、光源からの光もしくは導光板を通過した光を拡散させることにより、出射光の面内における輝度ムラ（面内輝度の不均一性）を低減する目的で配置される。近年、省電力化および小型化の要請により、ＬＥＤ（light emitting diode）光源が主流であるが、このＬＥＤ光源は、指向性が強いため、特に直下型の場合には、ＬＥＤ直上が非常に明るくなり著しい輝度ムラが生じ、光出射面全体で輝度ムラの少ない照射光を得るためには、光拡散板とＬＥＤ光源の距離を十分離す必要があり、十分な薄型化が困難な状況にある。【０００４】
特許文献１にはＬＥＤ光の指向性を緩和し、直下型バックライトの光源として用いた際の明暗を抑制するための方法として、ＬＥＤの直上にＬＥＤからの光の進行方向を調整する加工部を設けることが開示されている。特許文献２には、直下型バックライトユニットにおける輝度ムラ解消を目的として、表面に多角錐または多角錐台状の凹部を有し、その凹部を有する面を出射面とする光拡散板を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８６９０６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４２７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１はＬＥＤからなる点光源１４と光拡散板２９を備えたバックライトユニットを模式的に示す図である。図１１に示すように光拡散板２９は散乱粒子２８が全域に亘って分散して内包された板である。図１１に示すように、光拡散板２９の一方の面に点光源１４からの光を直接入射される場合の、光拡散板２９の光出射面２９ｂにおける輝度分布を図１２に模式的に示す。このような光拡散板２９では、入射光を様々な角度に散乱させることはできるが、面内方向に光を十分に広げることは困難であり、光源位置において輝度が高く、光源から離れると輝度が小さくなり面内における輝度の均一性が低い。輝度の不均一性は、点光源１４と光拡散板２９との距離を縮めれば縮めるほど顕著になる。【０００７】
特許文献１や特許文献２に提案されている構成により輝度の不均一性は改善の傾向にあるが、さらなる薄型化を図った場合の面内輝度均一性は未だ十分ではない。また、バックライトユニットの光出射面におけるバックライトの面内輝度均一性が十分に低減できない場合には、バックライトが十分拡散して均一な輝度で液晶パネルに入射するように、バックライトユニットの光出射面と液晶パネルとの距離を十分に離間させて配置する必要があるため、液晶表示装置の薄型化の障害となる。【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、バックライトユニットの拡散板として利用可能であり、バックライトユニットおよび液晶表示装置のさらなる薄型化を実現するための輝度均一化部材を提供することを目的とする。また、本発明は、輝度均一化部材を備えたバックライトユニットおよび液晶表示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】
【０００９】
本発明の輝度均一化部材は、面光源からの光が入射される入射面と、入射面に対向する、光を出射する出射面とを備え、面光源からの光の輝度を均一化して出射する輝度均一化部材であって、
相対的に高屈折率である高屈折率層と、相対的に低屈折率である低屈折率層とが交互に出射面に垂直な方向に積層された積層構造を有し、
複数の高屈折率層がそれぞれ、出射面側の面に、出射面と交差する方向に進行する光の少なくとも一部を屈曲させて、出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行させる光屈曲部を備え、
光屈曲部は、積層構造における積層方向から積層構造を平面視した場合において、複数の高屈折率層間で互いに異なる位置に設けられていることを特徴とする。【００１０】
ここで、面光源とは二次元状に広がった領域から光を出力するものであればよく、例えば、基板上に二次元状に複数の点光源が配列されてなるものである。【００１１】
「相対的に高い屈折率である高屈折率層」および「相対的に低い屈折率である低屈折率層」とは、高屈折率層が低屈折率層の屈折率に対して高い屈折率を有するものであることを意味する。また、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された積層構造とは、少なくとも高屈折率層が複数層含まれている構造とする。
また、「光屈曲部は、積層構造における積層方向から積層構造を平面視した場合において、複数の高屈折率層間で互いに異なる位置に設けられている」とは、積層構造中の全ての光屈曲部が互いに異なる位置にある必要はないが、積層構造中に存在する光屈曲部の平面視における総面積が、出射面の面積の１００％未満である場合には、積層構造中の光屈曲部の総数の８割以上が互いに異なる位置にある（重畳していない）状態をいうこととする。高屈折率層に設けられた光屈曲部は、積層方向から平面視した場合において、他の高屈折率層に設けられた光屈曲部と互いに重畳しない事が好ましいが、重畳していてもよい。【００１２】
本発明の輝度均一化部材においては、複数の高屈折率層の各層が光屈曲部を複数備え、平面視した場合において、各層毎に光屈曲部の占める面積の総和が出射面の面積の５〜２０％であることが好ましい。【００１３】
本発明の輝度均一化部材においては、平面視した場合において、積層構造中に存在する光屈曲部の占める面積が、出射面の面積の３０％以上であることが好ましい。【００１４】
本発明の輝度均一化部材においては、光屈曲部が、出射面に対して非平行に設けられた反射面により構成されていることが好ましい。【００１５】
光屈曲部は、高屈折率層の、出射面側の面に設けられた半球状、円錐状もしくは多角錐状の凹部からなるものであってもよい。【００１６】
光屈曲部は、出射面側の面に設けられた反射面と、反射面に隣接して設けられた光散乱部とからなる構成されてもよい。【００１７】
光屈曲部は、出射面側の面に設けられたコレステリック液晶ドットからなってもよい。【００１８】
光屈曲部は、出射面側の面に設けられた回折格子であってもよい。【００１９】
本発明のバックライトユニットは、面光源と、面光源の光出射面側に配置された上記本発明の輝度均一化部材とを備えたことを特徴とする。【００２０】
面光源は、二次元状に配列された複数の点光源を備え、点光源からの光が輝度均一化部材の入射面に直接入射する構成であることが好ましい。【００２１】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子と、上記本発明のバックライトユニットを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の輝度均一化部材は、面光源からの光が入射される入射面と、入射面に対向する、光を出射する出射面とを備え、面光源からの光の輝度を均一化して出射する輝度均一化部材であって、相対的に高屈折率である高屈折率層と、相対的に低屈折率である低屈折率層とが交互に出射面に垂直な方向に積層された積層構造を有し、複数の高屈折率層がそれぞれ、出射面側の面に、出射面に交差する方向に進行する光の少なくとも一部を屈曲させて、出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行させる光屈曲部を備え、光屈曲部は、積層構造における積層方向から積層構造を平面視した場合において、複数の高屈折率層間で互いに異なる位置に設けられているので、出射面に対する光屈曲部の面積比率を高くしたまま、１つの高屈折率層に設けられる光屈曲部の面積比率を小さくすることができる。係る構成により高屈折率層中において光の面内方向への広がりを向上させることができ、結果として、出力光における面内輝度の均一性を向上させることができる。
この輝度均一化部材を有するバックライトユニットでは、高い面内輝度の均一化が可能であるため、全体として薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図２】図１の液晶表示装置に用いられる面光源の平面模式図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態の輝度均一化部材の平面模式図である。
【図３Ｂ】異なる高屈折率層に設けられている光屈曲部の積層方向位置関係を説明するための模式図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態の輝度均一化部材における光屈曲部の拡大断面図である。
【図４Ｂ】設計変更例の高屈折率層の平面模式図および断面模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のバックライトユニットの出射面における輝度分布を模式的に示す図である。
【図６Ａ】設計変更例１の輝度均一化部材を示す断面模式図である。
【図６Ｂ】設計変更例２の輝度均一化部材を示す平面模式図および断面模式図である。
【図６Ｃ】設計変更例２の輝度均一化部材を示す平面模式図および断面模式図である。
【図７】輝度均一化部材における光屈曲部の設計変更例１を示す拡大断面図である。
【図８】輝度均一化部材における光屈曲部の設計変更例２を示す拡大断面図である。
【図９】輝度均一化部材における光屈曲部の設計変更例３を示す拡大断面図である。
【図１０】輝度均一化部材における光屈曲部の設計変更例４を示す拡大断面図である。
【図１１】従来技術のバックライトユニットの一部を模式的に示す図である。
【図１２】従来技術のバックライトユニットの出射面における輝度分布を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の輝度均一化部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置の実施形態を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、特に断りが無い限り「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態の液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。
【００２６】
この液晶表示装置１は、画像表示面と反対側のバックライト入射面からバックライトが入射される液晶表示素子４０と、液晶表示素子４０のバックライト入射面側に配置された本発明の第１の実施形態のバックライトユニット２とを備えている。そして、バックライトユニット２は、面光源１０と本発明の第１の実施形態の輝度均一化部材２０とを備えている。
【００２７】
液晶表示素子４０は、液晶パネル、その視認側に設けられた視認側偏光板およびバックライト側に設けられたバックライト側偏光板を含む。本例において液晶表示素子４０を構成する要素のうち最もバックライトユニット側に配置されている要素はプリズムシート４１である。しかしながら、バックライトユニット直上に配置される部材はプリズムシートに限らず、例えば、拡散シート、輝度向上シート、偏光板あるいは液晶セルなどであってもよい。
【００２８】
本実施形態において面光源１０は、反射板１２上にＬＥＤなどの点光源１４が二次元状に配列されてなる直下型の面光源である。図２は、面光源１０の平面模式図である。図２に示すように点光源１４は、反射板１２上に縦横に所定の間隔で均等に配置されている。そして、基板の周縁に設けられた、内側に反射面を有する側壁１３上に輝度均一化部材２０が設置されている。本構成においては、この側壁１３の高さが、点光源１４が設けられている反射板１２と輝度均一化部材２０との距離ｄ１を規定する。この距離ｄ１は薄型化の観点から０．５ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。
【００２９】
また、点光源１４そのものの厚さｄ２は点光源の種類によって異なるが、薄型化の観点からｄ２は小さいことが望ましく、０．２ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．２ｍｍ〜１ｍｍが更に好ましい。
点光源はＬＥＤであっても良いし、レーザー光源であってもよい。色再現性の向上と、より効率良く光を面内方向に拡げることができる点で、レーザー光源が好ましい。また、光源は白色光源であっても良いし、異なる発光色の光源が複数使用されてもよい。
【００３０】
点光源１４が配置される基板は反射板に限らないが、点光源１４から輝度均一化部材２０に向けて出射された光のうち、輝度均一化部材２０により反射された光をさらに反射することにより光の利用効率を上げて輝度を向上させるために反射板１２を備えることが好ましい。反射板１２は、特に制限なく、公知のものが、各種、利用可能である。光を効率的に用いるために、吸収が小さく反射率が高い反射面を有することが好ましい。例えば、白色ＰＥＴやポリエステル系樹脂を用いた多層膜フイルムからなる反射面を有するものが好適であるが、これに限るものではない。ポリエステル系樹脂を用いた多層膜フイルムとしては、例えば、３Ｍ社製のＥＳＲ（商品名）が挙げられる。
【００３１】
従来の直下型のバックライトユニットは、点光源からの光を拡散するための光拡散板を備えているが、本バックライトユニット２においてはその光拡散板に代えて本発明の一実施形態の輝度均一化部材を備えている。
【００３２】
この液晶表示装置１においては、バックライトユニット２の点光源１４から出射された光は、輝度均一化部材２０に、その入射面２０ａから入射され、輝度均一化部材２０において面内輝度が均一化された状態で出射面２０ｂから出力される。すなわち、バックライトユニット２から出力された面内均一性の高いバックライトを、液晶表示素子４０のバックライト入射面に入射させることができる。
【００３３】
本実施形態の輝度均一化部材２０について詳細に説明する。
輝度均一化部材２０は、面光源１０から出射された光が入射される入射面２０ａと、その入射面２０ａに対向する、光を出射する出射面２０ｂとを備え、面光源１０からの光の面内輝度を均一化して出射する面状の部材である。
【００３４】
輝度均一化部材２０は、相対的に高屈折率である高屈折率層２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）と、相対的に低屈折率である低屈折率層２４とが交互に出射面２０ｂに垂直な方向に積層された積層構造を有している。本例においては、積層構造中に３層の高屈折率層２２を備えている。なお、以下において、複数の高屈折率層２２の各層を区別する必要のある場合には、高屈折率層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…と表記し、特に区別する必要のない場合には、単に高屈折率層２２と表記する。
高屈折率層２２と低屈折率層２４との界面において、高屈折率層２２側から界面に入射する光をより多く全反射させるためには、高屈折率層２２と低屈折率層２４との屈折率差は、０．２以上であることが好ましい。
【００３５】
高屈折率層および低屈折率層の構成材料は、高屈折率層が低屈折率層より高い屈折率を有するものであれば特に限定されない。低屈折率層２４としては、空気層が最も好ましい。このとき、高屈折率層２２としては、空気層よりも高い屈折率を有するおのであればよく、公知の板状物（シート状物）が、各種、利用可能である。一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ベンジルメタクリレート、ＭＳ樹脂（ポリメタクリルスチレン）、シクロオレフィンポリマ、シクロオレフィンコポリマ、セルロースジアセテートやセルローストリアセテートなどのセルロースアシレート等、公知のバックライト装置に用いられる導光板と同様の透明性が高い樹脂で形成すればよい。上記樹脂は熱可塑性樹脂に限らず、例えば、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、も使用することができる。なお、低屈折率層２４が空気層であるとき、高屈折率層２２の屈折率が空気よりも大きいことを要する。
高屈折率層２２としては、樹脂製のシートが好適である。
高屈折率層２２の厚みｔ１は２μｍ〜２０μｍが好ましい。
高屈折率層２２同士が接触しないように図１に示すように、スペーサ２６を配置してもよい。低屈折率層２４の厚み（高屈折率層２２同士の間隔）ｔ２はわずかでもあればよく、０μｍより大きく１０μｍ以下が好ましい。
このような膜厚の範囲とすることで、バックライトユニットとしての厚みＴを１〜５ｍｍ程度に抑えることができ、スマートフォンやタブレットなどの薄型の液晶表示装置にも適用できる。
【００３６】
また、既述の通り、従来のバックライトユニットは、バックライトユニットから出射された光を十分拡散させて均一な輝度で液晶表示素子４０に入射させるために液晶表示素子４０と離間させて配置する。本実施形態においては、輝度均一化部材２０を備えたことによりバックライトの輝度の均一性を十分高めることができ、液晶表示素子４０とバックライトユニットの間隔を狭くすることが可能になり、液晶表示装置のさらなる薄型化を図ることができる。
【００３７】
複数の高屈折率層２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ、出射面２０ｂ側の面に、出射面
２０ｂに交差する方向に進行する光の少なくとも一部を屈曲させて、出射面２０ｂに平行な面内成分が増加する方向に進行させる光屈曲部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を備えている。以下において、高屈折率層２２ａ、２２ｂ、２２ｃに備えられている光屈曲部３０を区別する必要がある場合には、光屈曲部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…と表記する。光屈曲部３０についての詳細は後述するが、本実施形態の光屈曲部３０は、四角柱状に設けられた凹部）からなる。ここで、出射面２０ｂに交差する方向に進行する光とは、出射面２０ｂに垂直な方向の成分を有する光をいう。
【００３８】
図３Ａは、輝度均一化部材２０の平面模式図である。光屈曲部３０は、図３Ａに示すように、積層構造における積層方向から積層構造を平面視した場合において、複数の高屈折率層２２間で互いに異なる位置に設けられている。すなわち、高屈折率層２２ａの光屈曲部３０ａと、高屈折率層２２ｂの光屈曲部３０ｂと、高屈折率層２２ｃの光屈曲部３０ｃとが、積層構造において平面視した場合に互いにずれた位置に配置されている。図３Ａにおいては、各高屈折率層２２ａ、２２ｂ、２２ｃに備えられている全ての光屈曲部３０が積層方向において全て重なることなく設けられている。しかしながら、異なる高屈折率層２２に設けられている光屈曲部３０同士が一部重畳していてもよい。
なお、バックライトユニット２としては、面光源１０中の点光源１４が積層構造中のいずれかの光屈曲部３０と平面視において重なっていることが、効率よく輝度均一化を図る上で好ましい。
【００３９】
図３Ｂは、異なる高屈折率層に設けられている光屈曲部の積層方向における位置関係を説明するための模式図である。ここでは、高屈折率層２２ｃおよび高屈折率層２２ａにそれぞれ設けられている光屈曲部３０ｃ、３０ｂの重畳状態を例として示している。
１つの輝度均一化部材中にある複数の光屈曲部の大きさは同一であっても、個々に異なっていてもよい。図３ＢのＥ１、Ｅ２は、光屈曲部３０ｃと３０ｄの大きさ（平面視における面積）が同一の場合を示し、同図のＥ３、Ｅ４は、光屈曲部３０ｃが光屈曲部３０ｄよりも大きい場合を示す。なお、以下において、光屈曲部の平面視における面積を、単に光屈曲部の面積という。図３ＢのＥ１、Ｅ２に示すように、同一の大きさの光屈曲部３０ｃと３０ｂは一部重なり配置されていてもよい。ここで、図３Ｂ中のＥ１のように、斜線で示す重なり部分の面積が１つの光屈曲部３０の面積の９割以上である場合には、光屈曲部３０ｃ、３０ｂは積層方向において一致していると見做す。他方、図３Ｂ中のＥ２のよう、斜線で示す重なり部分の面積が１つの光屈曲部３０の面積の９割未満であれば、互いに異なる位置に配置されていると看做す。
【００４０】
図３Ｂ中のＥ３、Ｅ４に示すように、一方の光屈曲部３０ｃが他方の光屈曲部３０ｂよりも大きい場合、小さい面積の光屈曲部３０ｂの面積を基準として、その面積の９割以上が光屈曲部３０ｃと重なっている場合には一致した状態と見做し、重なり部分の面積が光屈曲部３０ｂの面積の９割未満であれば、平面視において異なる位置に配置されていると看做す。
【００４１】
平面視における光屈曲部３０の面積は１μｍ２〜２５ｍｍ２が好ましい。光屈曲部３０の面積の円相当直径が可視光の波長よりも大きければ干渉を生じさせないため好ましく、円相当直径が１μｍ以上であることがより好ましい。既述の通り、１つの積層構造中における複数の光屈曲部の面積は互いに異なっていてもよいが、製造容易の観点からすべてが同一であることが好ましい。
【００４２】
図４Ａは高屈折率層２２の光出射面側に設けられる光屈曲部３０の拡大断面模式図である。本例における光屈曲部３０は、高屈折率層２２の一面に形成された四角錐状の凹部である。この凹部を構成する面３１は、出射面２０ｂ（図１参照）に対して非平行に設けられた面であり、高屈折率層２２と空気層との界面を構成し、臨界角以上の角度で入射する光を全反射する反射面として機能する。高屈折率層２２中において出射面２０ｂと交差する方向に進行する光Ｌ１は面３１に臨界角以上の入射角で入射して全反射して、元の光Ｌ１と比較して出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行する光Ｌ２となる。このように、光屈曲部３０は、高屈折率層２２と低屈折率層２４との界面に対して臨界角よりも小さい角度で入射するため全反射されず、高屈折率層２２を通過するような光Ｌ１の進行方向を高屈折率層２２の面内方向に屈曲させることにより、高屈折率層２２内部で伝搬させ、面内方向に広げる機能を奏する。
なお、光屈曲部３０の面３１に高屈折率層２２中から入射する、出射面２０ｂと交差する方向に進行する光であっても、面３１対して臨界角よりも小さい入射角で入射する光Ｌ０は面３１を透過する。面３１の高屈折率層２２の表面とのなす角θは３０°〜６０°程度が好ましい。なお、光屈曲部３０の面積は凹部を形成する四角錐の底面の面積に等しい。
【００４３】
本例では凹部が四角錐状（ピラミッド形状）であるが、凹部の形状はこれに限らず、半球状、円錐状、多角錐状、あるいは円錐台状、多角錐台状などであってもよい。いずれの場合にも出射面２０ｂに対して非平行に設けられた面を含む形状であり、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
１つの高屈折率層２２には複数の光屈曲部３０が分散して配置されている。このとき、１つの高屈折率層２２において光屈曲部３０同士が近接して配置されていると、１つの光屈曲部３０で屈曲されて面内方向に進行した光が隣接する光屈曲部３０で屈曲されて高屈折率層２２から出射されてしまい、光を面内方向において十分に広げることができない場合が生じるが１つの高屈折率層２２中における光屈曲部３０同士が十分離間して配置されていれば、入射した光を高屈折率層２２の層中の面内方向へ十分に広げることが可能となり、輝度均一化の効果を高めることができる。１つの高屈折率層２２中においては、その複数の光屈曲部３０の面積の総和が出射面２０ｂの面積の５〜２０％となることが好ましい。
【００４５】
また、輝度均一化部材２０においては、複数の高屈折率層２２を含む積層構造を出射面２０ｂ側から平面視した場合において、積層構造中に存在する光屈曲部３０の占める面積の出射面２０ｂの面積に対する比率が３０％以上であることが好ましく、５０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。光屈曲部３０の占める面積の出射面２０ｂの面積に対する比率が１００％であることが輝度均一化の観点からは最も好ましい。
【００４６】
図４Ｂは設計変更例の高屈折率層１２２の平面模式図（上図）および上図のＢ−Ｂ線断面模式図（下図）を示す。
図４Ｂに示すように、高屈折率層１２２の光出射面１２４に光屈曲部３０を備えると共に、光入射面１２３に光屈曲部３５を備えてもよい。光出射面および光入射面に備えられる光屈曲部の総数のうち半数以上を光出射面に備えることが好ましい。高屈折率層１２２の光入射面１２３および光出射面１２４に光屈曲部が備えられている場合、全ての光屈曲部３０の占める面積の輝度均一化部材の出射面の面積に対する比率が３０％以上であることが好ましく、５０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。
【００４７】
図５は、第１の実施形態のバックライトユニット２の出射面、すなわち輝度均一化部材２０の出射面２０ｂにおける面内輝度分布を模式的に示す図である。
輝度均一化部材２０を備えることにより、輝度均一化部材２０において光の面内方向への拡散が促進されて、図１２に示した従来のバックライトユニットの拡散板表面における輝度分布と比較して点光源位置における輝度ピークは緩和され、面内における輝度の均一化を図ることができる。
【００４８】
図１に示した例においては、輝度均一化部材２０は３層の高屈折率層２２を含むが、高屈折率層２２と低屈折率層２４とが交互に積層された積層構造としては、少なくとも２層以上の高屈折率層２２を含んでいればよい。図６Ａに設計変更例１の輝度均一化部材２１Ａの断面模式図を示すように、積層構造に含まれる高屈折率層２２の積層数は６層を超えるものであってもよい。輝度均一化部材としての厚みが厚くなりすぎず、十分な輝度均一化を図るには、高屈折率層は３層以上、１０層以下であることが好ましい。
【００４９】
図６Ｂは、設計変更例２の輝度均一化部材２１Ｂの平面模式図（上図）および断面模式図（下図）を示す。図６Ｂは、輝度均一化部材２１Ｂが９層の高屈折率層２２（２２ａ〜２２ｉ）を持つ場合を示している。図６Ｂにおいて上図に示される平面模式図は最も出力面側の高屈折率層２２ｉの表面であり、下図に示される断面模式図は平面模式図におけるＡ−Ａ線断面図である。輝度均一化部材２１Ｂは、点光源１４から出射側に向けて、点光源１４を中心として、同心円状の光屈曲部を有する高屈折率層が積層された少なくとも１つの同心円構造を有している。最も点光源１４側の高屈折率層２２ａは、点光源１４の直上に円錐状の凹部からなる光屈曲部３０ａを備え、高屈折率層２２ｂ〜２２ｉは、出射側に配置された層ほど半径が漸次大きくなる同心円状の光屈曲部３０ｂ〜３０ｉを備えている。この同心円構造は、図示するように高屈折率層２２ｂ〜２２iに設けられる同心円状の光屈曲部３０ｂ〜３０ｉが、倒立三角形の凹部断面を有する連続的な１つの円環として設けられて構成されていてもよいし、ドット状等の光屈曲部が複数、離散的に円環状に設けられて構成されていてもよい。輝度均一化部材２１Ｂに、点光源１４を中心とした図示の同心円構造の光屈曲部に加えて、さらに外周に光屈曲部と同様の構造を有する凹部状の溝を光取出部として設けてもよい。例えば、各高屈折率層に光屈曲部３０ａ〜３０ｉの外周部に光屈曲部３０ａ〜３０ｉと同心円であり、光屈曲部と同様の倒立三角形の凹部断面を有する円環状の溝を光屈曲部と同様に光出射面に備える。なお、図６Ｃに示すように、光取出部は少なくとも一部が光入射面側に備えられていることがより好ましい。
【００５０】
図６Ｃは、設計変更例３の輝度均一化部材２１Ｃの平面模式図（上図）および断面模式図（下図）を示す。図６Ｃの輝度均一化部材２１Ｃは、各高屈折率層１２２（１２２ａ〜１２２ｉ）において、輝度均一化部材２１Ｂと同様に、点光源１４の直上に円錐状の凹部からなる光屈曲部３０ａを備え、高屈折率層２２ｂ〜２２ｉは、点光源１４を中心として、出射側に配置された層ほど半径が漸次大きくなる同心円状の光屈曲部３０ｂ〜３０ｉを備えている。各高屈折率１２２ａから１２２ｉにおいては、この同心円構造を構成する各光屈曲部３０ａ〜３０ｉの外周に、同心円状の光取出部３６（３６ａ〜３６ｉ）を光出射面に、同心円状の光取出部３７（３７ａ〜３７ｉ）を光入射面に備えている。この外周部に設けられた光取出部３６、３７は、主として、光出射面から光を効率よく出射させる機能を奏する。
【００５１】
輝度均一化部材の高屈折率層に設けられる光屈曲部は、出射面に交差する方向に進行する光の少なくとも一部を屈曲させて、出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行させる機能を奏するものであれば、その形態は限定されない。光屈曲部の設計変更例１〜４について図７〜１０を参照して説明する。
【００５２】
図７に示す設計変更例１の光屈曲部１３０は、先に説明した光屈曲部３０と同様に、高屈折率層２２の一面に設けられた四角錐状の凹部を有し、その凹部を形成する面１３１に半透過反射膜１３２が設けられてなる。半透過反射膜１３２は、金属薄膜、コレステリック液晶層、あるいは誘電体多層膜により構成することができる。光屈曲部１３０の面１３１に高屈折率層２２中から光屈曲部１３０に入射する、既述の出射面２０ｂと交差する方向に進行する光Ｌ１のうちの少なくとも一部は、半透過反射膜１３２の作用により反射されて出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行する光Ｌ２となる。なお、光Ｌ１のうちの一部は半透過反射膜１３２を透過する透過光Ｌ３となる。
【００５３】
図８に示す設計変更例２の光屈曲部２３０は、高屈折率層２２の表面に沿って設けられた反射膜２３２と、高屈折率層２２の反射膜２３２に隣接する略半球状の領域に散乱粒子２３３が分散されてなる光散乱部２３４とからなる。この光屈曲部２３０に対して、高屈折率層２２中から光屈曲部２３０に入射する、既述の出射面２０ｂと交差する方向に進行する光Ｌ１は光散乱部２３４で散乱され、反射膜２３２により反射され、さらに光散乱部２３４で散乱され、光散乱部２３４から半球状に広がる拡散光となり、少なくとも一部は出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行する光Ｌ２となる。
【００５４】
図９に示す設計変更例３の光屈曲部３３０は、高屈折率層２２の表面に沿って設けられた反射型回折格子である。回折格子はホログラム回折格子が好適である。高屈折率層２２中から光屈曲部３３０に入射する、出射面２０ｂと交差する方向に進行する光Ｌ１は回折格子の反射干渉作用により出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行する光Ｌ２となる。
【００５５】
高屈折率層は、内部または表面に光屈曲部とは別に光散乱構造をさらに有してもよい。高屈折率層が光散乱構造を有する場合、光屈曲部によって面内に拡げられた光が光散乱構造で散乱され、高屈折率層より出射することができる。光散乱構造は、高屈折率層の内部または表面に光散乱粒子を配置することや、表面に微細な凹凸構造を設けること等によって、作製することができる。また、光散乱構造は、高屈折率層内を面内に拡がる光の量と、高屈折率層から出射する光の量とのバランスが適切になるように、その形成密度を適宜調整することが好ましい。
【００５６】
光屈曲部および光散乱構造は、いずれも高屈折率層にランダムに配置されていてもよいし、周期的に配置されていてもよく、出射側の表面に加え、入射側の表面に設けられていてもよい。また、面内に分布構造をもつように配置されていてもよい。たとえば、点光源の配置にあわせて、点光源の直上部分の光屈曲部または光散乱構造が高密度になるように、配置した場合、輝度均一化部材２０の出射面２０ｂにおける面内輝度分布をさらに向上させることができるため、好ましい。
また、点光源を中心とした一定の大きさの四角形領域や円領域などの一定の領域において主な光源光が均一に出射されることを目的として、高屈折率層２２の面内に分布を持つように光屈曲部あるいは光散乱部を配置することができる。これにより、一定の領域における光の出射量を制御することができ、ディスプレイを高コントラスト化できる。
【００５７】
図１０に示す設計変更例４の光屈曲部４３０は、高屈折率層２２の表面側の一部に設けられたコレステリック液晶からなる半球状のドット（コレステリック液晶ドット）である。このドットにおいて、コレステリック相に起因するグランジャン配向は、半球の弧に沿って形成されている。高屈折率層２２中から光屈曲部４３０に入射する、出射面２０ｂと交差する方向に進行する光Ｌ１はコレステリック液晶による、特定の波長域の特定の円偏光成分に対する反射作用により、少なくとも一部が出射面に平行な面内成分が増加する方向に進行する光Ｌ２となる。
【００５８】
上記した設計変更例１〜４の光屈曲部４３０は、いずれも第１の実施形態の輝度均一化部材２０に備えられている光屈曲部３０と同様の輝度均一化効果を得ることができる。
【実施例】
【００５９】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。なお、以下に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、以下に示す構成以外の構成とすることもできる。【００６０】
［比較例１］
ポリメタクリル酸メチル樹脂（Polymethyl methacrylate）からなる厚さ４０μｍの透明シートを比較例１とした。本例は高屈折率層に相当する透明シート１枚のみの構成である。直上の部材として液晶セルを配置した。これ以降の評価において、直上の部材は全て液晶セルを用いて行った。【００６１】
［比較例２］
東芝製43Z700Xを分解し、バックライトの導光板の直上にある散乱シートを取り出し、これを比較例２とした。本例は高屈折率層に相当する散乱シート１枚のみの構成である。  比較例２としては、後記の面内均一化評価の際に光源上面から直上の部材までの距離（図１における距離Ｌ）は５ｍｍとした。【００６２】
［比較例３］
プリズムシート用の金型を用意した。頂角は６０°、底面の四角形の一辺が２０μｍ、高さが１７μｍである四角錐状の凸型が一様に形成された第１の金型と、第１の金型の凸型により形成される凹部先端を基準にしてアクリルが４０μｍの厚みになるように対向平面を形成する第２の金型を用意した。第１の金型における複数の凸部の総面積は金型の平面視面積比１００％である。この２つの金型に挟まれるようにアクリル樹脂を溶融押し出しにより成形した後、金型をアクリル樹脂から剥離した。出来たアクリルシートは片面の全体にわたってプリズムが複数、二次元状に配列形成されたプリズムシートである。このようにして、アクリル樹脂製のプリズムシートを作製し、これを比較例３とした。
比較例３のプリズムシートは、高屈折率層に相当し、プリズムは光屈曲部に相当する。１枚のシート中における光屈曲部の占有面積率はシート面積の１００％である。【００６３】
［比較例４］
＜＜拡散シートＡ１の作製＞＞
頂角は６０°、底面の四角形の一辺が２０μｍ、高さが１７μｍである四角錐状の凸型が全体面積の１０％のみ占める第１の金型と、第１の金型の凸型により形成される凹部先端を基準にしてアクリルが４０μｍの厚みになるように対向平面を形成する第２の金型を用意した。この２つの金型に挟まれるようにアクリルを溶融で塗工し、硬化後に金型をアクリルから剥離した。出来たアクリルシートは片面の全体面積の１０％に四角錐状の凹部が形成されたものとなっていた。この四角錐状の凹部が光屈曲部として機能する。このようにして拡散シートＡ１を作製した。
この拡散シートＡ１を１枚のみ用いた場合を比較例４とした。【００６４】
［比較例５］
比較例２の散乱シートを用い、後記の輝度均一化評価において、光源上面から直上の部材までの距離Ｌを２０ｍｍとした。【００６５】
［比較例６］
比較例２の散乱シートを用い、後記の輝度均一化評価において、光源上面から直上の部材までの距離Ｌを１．８ｍｍとした。【００６６】
［実施例１］
＜＜積層拡散シートＢ１の作製＞＞
上記高屈折率層としての拡散シートＡ１を３枚積層して積層拡散シートＢ１とした。積層する際には、拡散シートＡ１の四角錐状の凹部からなる光屈曲部が形成されていない面に５μｍのシリカ球ビーズ５％エタノール分散液をスピンコートして柱の役割をさせ、積層拡散シートが互いに完全に密着しない様にした。すなわち、拡散シートＡ１間に低屈折率層としての空気層を設けた。また、積層する時には、光屈曲部の位置が面内で重ならない様に顕微鏡を見ながら位置合わせをして積層した。最後に位置がずれない様に、端部において接着剤で固定して積層拡散シートＢ１を作製した。
この積層拡散シートＢ１を実施例１の輝度均一化部材とした。実施例１の輝度均一化部材は、出射面に対する面積比率１０％を占める光屈曲部を有するシートが３枚積層され、全体における光屈曲部の占有面積比率３０％である。【００６７】
［実施例２］
＜＜積層拡散シートＢ２の作製＞＞
積層拡散シートＢ１の作製方法において、拡散シートＡ１の積層枚数を１０枚にした以外は同様の方法にて積層拡散シートＢ２を作製した。
この積層拡散シートＢ２を実施例２の輝度均一化部材とした。実施例２の輝度均一化部材は、出射面の面積比１０％を占める光屈曲部を有するシートが１０枚積層され、全体における光屈曲部の占有面積比率は１００％である。【００６８】
［実施例３］
＜＜拡散シートＡ１１の作製＞＞
拡散シートＡ１の作製方法において、四角錐の凸型が全体面積の５％のみ占める第１の金型を用いた以外は拡散シートＡ１と同様の方法にて、拡散シートＡ１１を作製した。【００６９】
＜＜積層拡散シートＢ１２の作製＞＞
積層拡散シートＢ２の作製方法において、拡散シートＡ１を拡散シートＡ１１に変える以外は同様に積層拡散シートＢ１２を作製した。
この積層拡散シートＢ１２を実施例３の輝度均一化部材とした。実施例３の輝度均一化部材は、出射面の面積比５％を占める光屈曲部を有するシートが１０
枚積層され、全体における光屈曲部の占有面積比率は５０％である。【００７０】
［実施例４］
＜＜拡散シートＡ２１の作製＞＞
拡散シートＡ１の作製において四角錐の凸型が全体面積の２０％のみ占める第１の金型を用いた以外は拡散シートＡ１と同様の方法にて、拡散シートＡ２１を作製した。【００７１】
＜＜積層拡散シートＢ２２の作製＞＞
積層拡散シートＢ２の作製方法において、拡散シートＡ１を拡散シートＡ２１に変える以外は同様に積層拡散シートＢ２２を作製した。
この積層拡散シートＢ２２を実施例４の輝度均一化部材とした。実施例４の輝度均一化部材は、出射面の面積比２０％を占める光屈曲部を有するシートが５枚積層され、全体における光屈曲部の占有面積比率は１００％である。【００７２】
［評価方法］
実施例の輝度均一化部材、比較例の各シートを、東芝製43Z700Xを分解したバックライト上に配置し、バックライト視認側直上の部材として、液晶セルを配置する。このとき、バックライトの光源上面から液晶セルの最もバックライト側の面までの距離（図１における距離Ｌ）がそれぞれ表１に記載の距離となるように調整した。そして、液晶セルを白表示の状態として、液晶セルの上方から輝度を測定し、その面内均一性を評価指標とした。輝度の測定にはトプコン社のＢＭ−５Ａを用いた。面内均一性は、測定した輝度を面内において１ｃｍピッチで５×５の２５点測定し、輝度の均一性として３σを算出した。３σを指標にして、下記４段階に分け評価を行った。Ａ，Ｂは使用上許容されるが、Ｃ，Ｄは許容できない。
＜評価基準＞
Ａ：３σが１０％未満
Ｂ：３σが１０％以上、３０％未満
Ｃ：３σが３０％以上、８０％未満
Ｄ：３σが８０％以上【００７３】
距離Ｌについて以下のように薄型化の指標として以下の基準で評価した。なお、Ａ〜Ｃは許容されるが、Ｄは許容できない。
＜薄型化の評価基準＞
Ａ：Ｌが２ｍｍ未満
Ｂ：Ｌが２ｍｍ以上、８ｍｍ未満
Ｃ：Ｌが８ｍｍ以上、１５ｍｍ未満
Ｄ：Ｌが１５ｍｍ以上【００７４】
表１に実施例１〜４および比較例１〜６の構成および評価結果をまとめて示す。
【表１】
0006732094.tif 000002
【００７５】
表１に示す通り、実施例１〜４は、比較例１〜４と比較して均一化された面内輝度が得
られた。実施例の輝度均一化部材を備えるとバックライトユニットの光出射面における面内輝度の均一性を高めることができるので、液晶表示装置に組み込む際のバックライトユニットと液晶パネルとの間隔を小さくすることができ、結果として液晶表示装置の薄型化を図ることが可能である。
比較例５のように、比較例２よりもＬを大きく設定することにより、散乱シートのみでも面内均一性の効果を得ることができるようになるが、このとき、薄型化は実現できないことが分かる。比較例６のように、比較例２よりもＬをさらに小さく設定すると、散乱シートによる面内均一性の効果がさらに低下してしまうことが分かった。
他方、本実施例１〜４では十分に薄型化を実現しつつ、良好な面内均一性が得られた。【００７６】
次に、実施例２を基準として、光屈曲部の配置、光屈曲部の構成を変化させた実施例１０〜１４を作製し、実施例２と比較評価した。【００７７】
[実施例１０]
実施例２の光屈曲部の四角錐状凹部の数を、出射側面と入射側面に面内に均一に分布するよう半数ずつに振り分けた。それ以外は実施例２と同様に構成した。詳細には、以下のようにして実施例１０の輝度均一化部材を得た。【００７８】
＜＜拡散シートＡ３の作製＞＞
頂角は６０°、底面の四角形の一辺が２０μｍ、高さが１７μｍである四角錐状の凸型が全体面積の５％のみ占める第１の金型と、第１の金型の凸型により形成される凹部先端を基準にしてアクリルが４０μｍの厚みになるように対向平面を形成すると共に、第１の金型の凸部とは異なる位置に、第１の金型の凸型と同形状の凸型を全体面積の５％に備えた第２の金型を用意した。この２つの金型に挟まれるようにアクリルを溶融で塗工し、硬化後に金型をアクリルから剥離した。この硬化後に得られたアクリルシートは両面にそれぞれ片面の面積の５％に四角錐状の凹部からなる光屈曲部が形成された図４Ｂに示すようなシートとなった。このようにして拡散シートＡ３を作製した。【００７９】
＜＜積層拡散シートＢ３の作製＞＞
積層拡散シートＢ２の作製方法において、拡散シートＡ１を拡散シートＡ３に代えた以外は同様にして積層拡散シートＢ３を作製した。
この積層拡散シートＢ３を実施例１０の輝度均一化部材とした。実施例１０の輝度均一化部材は、光入射面および光出射面に備えられた光屈曲部により、輝度均一化部材の出射面の面積比１０％を占める拡散シートＡ３が１０枚積層され、全体における光屈曲部の占有面積比率は１００％である。【００８０】
[実施例１１]
実施例２の拡散シートＡ１の光屈曲部を構成する四角錐状凹部に、光反射および光散乱材料としてＥｄｍｕｎｔ社のプリミックスタイプ白色拡散反射コーティング剤を充填し、拡散シートＡ１−１１を作製した。拡散シートＡ１に代えて拡散シートＡ１−１１を用いた以外は実施例２と同様の方法で積層拡散シートＢ２−１１を作製し、実施例１１の輝度均一化部材とした。【００８１】
[実施例１２]
実施例２の拡散シートＡ１の光屈曲部を構成する四角錐状凹部に、光反射および光散乱材料としてコレステリック液晶材料を充填し、拡散シートＡ１−１２を作製した。コレステリック液晶材料は、富士フイルム研究報告  Ｎｏ．５０（２００５年）ｐｐ．６０−６３に記載の材料を用いた。用いたキラル剤は選択反射の中心波長が５５０ｎｍになるように調整した。拡散シートＡ１に代えて拡散シートＡ１−１２を用いた以外は実施例２と同様の方法で積層拡散シートＢ２−１２を作製し、実施例１２の輝度均一化部材とした。【００８２】
[実施例１３]
実施例２の拡散シートＡ１の光屈曲部を構成する四角錐状凹部に、光反射および光散乱材料として銀ミラーインク剤を充填し、拡散シートＡ１−１３を作製した。銀ミラーインク剤として、ＩｎｋＴｅｃ社製錯体銀ミラーコーティングインク（型番：ＴＥＣ−ＣＯ−０２１）を用い、このインクを四角錐状凹部の凹部に充填し、８０℃で２０分乾燥させた。拡散シートＡ１に代えて拡散シートＡ１−１３を用いた以外は実施例２と同様の方法で積層拡散シートＢ２−１３を作製し、実施例１３の輝度均一化部材とした。【００８３】
[実施例１４]
実施例２の拡散シートＡ１の光屈曲部を構成する四角錐状凹部に、光反射および光散乱材料として白色材料および金属の積層体からなる反射層を形成し、拡散シートＡ１−１４を作製した。このような白色材料および金属の積層体からなる積層体を用いると、薄層であっても良好な反射特性を示す反射体を形成することが出来る。白色材料および金属の積層体からなる反射層は、特開２０１４−７８２１８の実施例１１を参考に作成した。特開２０１４−７８２１８［０１３２］に記載の着色用塗布液(白色材料)を平均乾燥膜厚が５．１μｍになる様に凹部の表面に塗布し１００度で１０分乾燥させた後、凹部以外をマスクし、特開２０１４−７８２１８［０１８４］に記載の方法で凹部のみに厚さ２００ｎｍのＡｇ薄膜を形成した。その後、凹部に着色用塗布液を平均乾燥膜厚が５．１μｍになる様に重ねて塗布した後、１００度で１０分乾燥させることで、凹部に白色材料と金属薄膜と白色材料が３層積層した反射層を持つ拡散シートＡ１−１４を作製した。
拡散シートＡ１に代えて拡散シートＡ１−１４を用いた以外は実施例２と同様の方法で積層拡散シートＢ２−１４を作製し、実施例１４の輝度均一化部材とした。【００８４】
[評価方法]
実施例１０〜１４について、面内均一性、薄型化、および輝度平均値を評価した。面内均一性および薄型化の評価方法は、先に説明した手法と同様とした。輝度平均値は、トプコン社のＢＭ−５Ａを用い、測定した輝度を面内において１ｃｍピッチで５×５の２５点測定し、相加平均を取ることで算出した。各実施例１０〜１４の輝度平均値Ｉｎを実施例２の輝度平均値Ｉ２で割った値（Ｉｎ／Ｉ２）×１００（％）を相対平均値として求め、以下ように評価した。
＜評価基準＞
Ａ：１５０％以上
Ｂ：１００〜１５０％
Ｃ：１００％未満【００８５】
表２に実施例１０〜１４の構成および評価結果をまとめて示す。表２には基準とする実施例２についても併せて示している。
【表２】
0006732094.tif 000003
【００８６】
厚みは実施例２と同一としたため、いずれも同一評価である。また、面内均一性についても同様のすべて良好であった。また、実施例１０〜実施例１４の輝度平均値はいずれも実施例２の輝度平均値と比較して大きく、輝度が向上した。光屈曲部としては、実施例２のように単なる凹部である構成よりも実施１１〜１４のように凹部を光反射および光散乱材料を充填させた構成が、輝度向上効果が高いことが分かった。【００８７】
次に、図６Ｂ、図６Ｃに示す同心円構造の光屈曲部を備えた実施例２０〜２５を作製して評価を行った。【００８８】
[実施例２０]
＜＜拡散シート群Ｃ１の作製＞＞
図６Ｂに示す構成を実現するための同心円構造屈曲部用の金型を用意した。頂角は６０°、幅が２０μｍ、高さが１７μｍである断面三角形状の凸型が半径ｒｉの環状に形成された第１の金型と、第１の金型の凸型により形成される凹部先端を基準にしてアクリルが４０μｍの厚みになるように対向平面を形成する第２の金型を用意した。また、第１の金型には、図６Ｂで示した同心円構造屈曲部用の環状の凸型すなわち、光屈曲部用凸型の外側に、その半径ｒｉの環状の凸型と同心円状の環状の凸型を光取出部用凸型としてさらに備えた構成とした。【００８９】
この２つの金型に挟まれるようにアクリル樹脂を溶融押し出しにより成形した後、金型をアクリル樹脂から剥離した。これによって、図６Ｂの高屈折率層２２ｉに示すような断面が倒立三角形の凹部光屈曲部３０ｉとその外周に光取出し用の凹部を光取出部として備えた拡散シートＣ１９を作製した。同様にして、拡散シートＣ１９の環状の光屈曲部と同心円でかつ半径が異なる光屈曲部を有し、その光屈曲部の外周に環状の光取出部を有する拡散シートＣ１１〜１８を作製した。なお、同心円構造屈曲部のうち最も小さい半径は０であり、図６Ｂの高屈折率層２２ａに示すように、円錐状の凹部構造の光屈曲部となる。なお、各シートＣ１１〜Ｃ１９に設けられる光取出用溝は、密度が円の中心から離れるほど大きく、光源に近い側のシートほど大きくなる条件で、溝の半径をランダムに設定した。
このようにして拡散シートＣ１１〜１９からなる拡散シート群Ｃ１を作製した。【００９０】
＜＜積層拡散シートＤ１の作製＞＞
拡散シートＣ１１〜Ｃ１９を積層する際には、各シートの凹型溝が形成されていない面に５μｍのシリカ球ビーズ５％エタノール分散液をスピンコートして柱の役割をさせ、積層拡散シートが互いに完全に密着しない様にした。すなわち、拡散シートＡ１間に低屈折率層としての空気層を設けた。また、積層する時には、同心円の中心重なる様に顕微鏡を見ながら位置合わせをして９枚を積層した。最後に位置がずれない様に、端部において接着剤で固定して積層拡散シートＤ１を作製した。
この積層拡散シートＤ１を実施例２０の輝度均一化部材とした。実施例２０の輝度均一化部材の全体における光屈曲部の占有面積比率は１００％である。【００９１】
[実施例２１]
実施例２０の各拡散シートＣ１１〜Ｃ１９の光取出用溝を、出射側面と入射側面に半数ずつに振り分けて配置させた拡散シートＣ２１〜２９を拡散シート群Ｃ２として作製した。拡散シートＣ２１〜２９は、図６Ｃに示す高屈折率層１２２ａ〜１２２ｉの構成である。拡散シート群Ｃ１に代えて拡散シート群Ｃ２を用いた以外は実施例２０と同様の方法で積層拡散シートＤ２を作製し、実施例２１の輝度均一化部材とした。【００９２】
[実施例２２]
実施例２０の拡散シート群Ｃ１の各シートＣ１１〜Ｃ１９の光屈曲部を構成する倒立三角形の凹部断面を有する円環状の凹部に、光反射および光散乱材料としてＥｄｍｕｎｔ社のプリミックスタイプ白色拡散反射コーティング剤を充填して拡散シート群Ｃ１−２２を作製した。なお、外周に備えた光取部にはコーティングを施さなかった。拡散シート群Ｃ１に代えて拡散シート群Ｃ１−２２を用いた以外は実施例２０と同様の方法で積層拡散シートＤ１−２２を作製し、実施例２２の輝度均一化部材とした。【００９３】
[実施例２３]
実施例２０の拡散シート群Ｃ１の各シートＣ１１〜Ｃ１９の光屈曲部を構成する倒立三角形の凹部断面を有する円環状の凹部に、光反射および光散乱材料としてコレステリック液晶材料を充填し拡散シート群Ｃ３を作製した。コレステリック液晶材料は、富士フイルム研究報告  Ｎｏ．５０（２００５年）ｐｐ．６０−６３に記載の材料を用いた。用いたキラル剤は選択反射の中心波長が５５０ｎｍになるように調整した。拡散シート群Ｃ１に代えて拡散シート群Ｃ３を用いた以外は実施例２０と同様の方法で積層拡散シートＤ１−２３を作製し、実施例２３の輝度均一化部材とした。【００９４】
[実施例２４]
実施例２０の拡散シート群Ｃ１の各シートＣ１１〜Ｃ１９の光屈曲部を構成する倒立三角形の凹部断面を有する円環状の凹部に、光反射および光散乱材料として銀ミラーインク剤を充填し、拡散シート群Ｃ１−２４を作製した。銀ミラーインク剤は、ＩｎｋＴｅｃ社製錯体銀ミラーコーティングインク（型番：ＴＥＣ−ＣＯ−０２１）を用い、このインクを凹部に充填し、８０℃で２０分乾燥させた。拡散シート群Ｃ１に代えて拡散シート群Ｃ１−２４を用いた以外は実施例２０と同様の方法で積層拡散シートＤ１−２４を作製し、実施例２４の輝度均一化部材とした。【００９５】
[実施例２５]
実施例２０の拡散シート群Ｃ１の各シートＣ１１〜Ｃ１９の光屈曲部を構成する倒立三角形の凹部断面を有する円環状の凹部に、光反射および光散乱材料として白色材料および金属薄膜の積層体からなる反射層を形成し、拡散シート群Ｃ１−２５を作製した。白色材料および金属の積層体からなる反射層の形成方法は、実施例１４と同じである。
拡散シート群Ｃ１に代えて拡散シート群Ｃ１−２５を用いた以外は実施例２０と同様の方法で積層拡散シートＤ１−２５を作製し、実施例２５の輝度均一化部材とした。【００９６】
[評価]
東芝製43Z700Xを分解したバックライトの１つのＬＥＤのキャップを外してＬＥＤをむき出しにした後、直径５０μｍのピンホールを開けた古川電工社の超微細発泡光反射板ＭＣＰＥＴ（型番Ｓ４）を、ピンホールがＬＥＤ発光部の直上なるように配置して点光源を作製した。
実施例２０〜２５について、この点光源の上に各実施例の輝度均一化部材の同心円構造同心円の中心が点光源の直上になるように配置し、面内均一性、薄型化、および輝度平均値を評価した。【００９７】
面内均一性および薄型化の評価方法は、先に説明した手法と同様とした。輝度平均値についても先に説明した手法と同様に求めた。ただし、実施例２１〜２５の輝度平均値を実施例２０の輝度平均値で割った値を相対平均値として求め、以下ように評価した。
＜評価基準＞
Ａ：１５０％以上
Ｂ：１００〜１５０％
Ｃ：１００％未満【００９８】
表３に実施例２０〜２５の構成および評価結果をまとめて示す。
【表３】
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【００９９】
厚みは実施例２０〜２５において同一であるため同一評価である。また、面内均一性についてもいずれも良好であった。また、実施例２１〜実施例２５の輝度平均値はいずれも実施例２０の輝度平均値と比較して大きく、輝度が向上した。光屈曲部としては、実施例２０のように単なる凹部である構成よりも実施例２２〜２５のように凹部を光反射および光散乱材料を充填させた構成、輝度向上効果が高いことが分かった。
【符号の説明】
【０１００】
１  液晶表示装置
２  バックライトユニット
１０  面光源
１２  反射板
１３  側壁
１４  点光源（ＬＥＤ）
２０、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  輝度均一化部材
２０ａ  入射面
２０ｂ  出射面
２２、２２ａ〜２２ｉ  高屈折率層（拡散シート）
２４  低屈折率層（空気層）
２６  スペーサ
２８  散乱粒子
２９  光拡散板
２９ｂ  光拡散板の光出射面
３０、３０ａ〜３０ｉ１３０  光屈曲部
３１、１３１  光屈曲部を構成する面
３６、３６ａ〜３６ｉ、３７、３７ａ〜３７ｉ  光取出部
４０  液晶表示素子
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ…  高屈折率層（拡散シート）
１２３  高屈折率層１２２の光入射面
１２４  高屈折率層１２２の光出射面
１３２  半透過反射膜
２３０、３３０、４３０  光屈曲部
２３２  反射膜
２３３  散乱粒子
２３４  光散乱部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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