(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂中に、平均粒径が０．２〜０．６μｍで、かつ屈折率が１．７〜２．８の光散乱粒子を含有する少なくとも１つの第１透明樹脂層と、
前記第１透明樹脂層に積層され、透明樹脂中に、平均粒径が１〜１２μｍの真球形状の光散乱粒子を含有する少なくとも１つの第２透明樹脂層とを有し、
前記第１透明樹脂層と前記第２透明樹脂層との厚さの比が１／１９〜３／７である、
ことを特徴とする光拡散板。
【請求項２】
前記第２透明樹脂層の透明樹脂と前記真球形状の光散乱粒子との屈折率差が０．０５〜０．１８であることを特徴とする請求項１記載の光拡散板。
【請求項３】
前記第１透明樹脂層の透明樹脂１００重量部に対して、前記光散乱粒子が０．１重量部から３０重量部であり、前記第２透明樹脂層の透明樹脂１００重量部に対して、前記真球形状の光散乱粒子が０．２重量部から３重量部であることを特徴とする請求項１または２記載の光拡散板。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光拡散板と、
前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層に対向して配置されたレンズシートとを有する、
ことを特徴とする光学シート。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光拡散板と、
前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層に対向して配置された光拡散フィルムとを有する、
ことを特徴とする光学シート。
【請求項６】
光源と、
前記光源に前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層を対向して配置された請求項４または５に記載の光学シートを少なくとも備える、
ことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項７】
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、請求項６記載のバックライトユニットを備え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、光拡散板及びこれを用いた光学シート並びにこの光学シートを用いたバックライトユニット及び当該バックライトユニットを用いたディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型液晶パネルやＳＴＮ(Super Twisted Nematic)型液晶パネルを使用した液晶ディスプレイ装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このような液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側（観察者と反対の側）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方式、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としては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等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、導光板を用いずに冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源ランプからの光で直接照明する「直下型方式」の２種類の方式とがある。
【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液晶ディスプレイ装置としては、例えば、図１１に示すものが一般に知られている。
この種の液晶ディスプレイ装置は、表裏両面を偏光板１７１、１７３で挟んでなる液晶パネル１７２が上部に位置して配設され、液晶パネル１７２の下面側に、略長方形の板状を呈する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が配置されており、この導光板１７９の上面（光射出側）に拡散フィルム（拡散層）１７８が設けられている。
さらに、導光板１７９の下面に、導光板１７９に導入された光を効率よく液晶パネル１７２に向け均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部（図示せず）が印刷などによって設けられると共に、散乱反射パターン部の下方に反射フィルム（反射層）１７７が設けられている。
【０００４】
また、上記導光板１７９には、その側端部に光源ランプ１７６が設けられており、さらに、光源ランプ１７６の光を効率よく導光板１７９中に入射させるべく、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。
上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板１７９内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
【０００５】
さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図７に示すように、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の光射出面から射出され、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。
【０００６】
一方、直下型方式のバックライトは、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどのディスプレイ装置に用いられている。
直下型バックライト方式のディスプレイ装置としては、図８に示す液晶ディスプレイ装置が一般的に知られている。
この液晶ディスプレイ装置は、表裏両面を偏光板１７１、１７３に挟んでなる液晶パネル１７２が上部に位置して配設され、液晶パネル１７２の下面側に蛍光管等からなる光源１５１が配置される。さらに、光源１５１の上面側に拡散フィルム１８２のような光学シートが設けられている。また、光源１５１の背面には、光源１５１から液晶パネル１７２と反対の方向に向かう光を液晶パネル１７２側へ反射させるリフレター１５２が配置されている。よって光源１５１から射出される光は拡散フィルム１８２で拡散され、この拡散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。
【０００７】
「直下型方式」のディスプレイ装置に用いられている拡散板は、液晶ディスプレイ装置の構成上、線状光源の光を散乱させ、なおかつ光源が透けて見えないことが求められるため、光散乱粒子が配合されており、近年の直下型方式の急増に合わせて様々な開発が行われてきた。その開発の多くは高透過、高拡散を目的とし、光散乱粒子の種類や粒径、配合量を制御するものであり、光散乱粒子としては真球状粒子を使用したものが報告されている。
【０００８】
ところが、拡散板の光散乱粒子として真球状粒子のみを使用した場合、視野角を広げるような拡散特性となり、そのランプイメージは明るい部分が広がった状態で確認され、比較的広く明るい部分と比較的狭く暗い部分のストライプ状の輝度ムラとなる。そのため、明るい部分と暗い部分の差が確認されにくくなるように光透過性を落とすため、正面の明るさが不十分になってしまうという問題があった。 
ところで、図１１に示した液晶ディスプレイ装置でも、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、その制御は難しく、液晶表示画面の中心部は明るく、その周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。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、光の利用効率の低下を招いていた。
【０００９】
そこで、上述の問題を解決する一つの方法として、図１２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する方法が採用されている。
ＢＥＦ１８５は、図１２及び図１３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。
【００１０】
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である。
単位プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみに並列されたものでは、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であり、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうためには、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、２枚のシートを重ね合わせて用いられている。
【００１１】
このようなＢＥＦを採用することにより、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイ装置に採用した技術は、特許文献１乃至５等において従来から知られている。
【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】
【００１２】
上記のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートでは、その屈折作用によって、光源からの光が、最終的に、制御された角度でフィルムより出射されることにより、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
しかしながら、同時に視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する、想定外の光線が存在する。このため、図１４に示すように、ＢＥＦを用いた光学シートから出射される光強度分布は、視聴者の視覚方向、すなわち視覚方向Ｆに対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるものの、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが生じる。即ち、横方向から無駄に出射される光（サイドローブ）が増えてしまうという問題がある。
また、軸上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り、視域が極端に限定されるため、ピーク幅を適度に拡げるために、図１２、１３に示す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併用する必要があり、部材数の増加を伴ってしまうという問題がある。
【００１３】
上述のような光学シートは、光の利用効率の向上だけでなく、光源のムラの除去、ランプイメージ消し、ディスプレイの視域の確保など様々な機能が求められており、一般的には複数枚の光学シートを重ね合わせることによって構成されている。
しかしながら、光学シートの構成枚数が多いと、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、また光学シートの間のゴミの影響を受ける、などの問題がある。
また、このような光学シートを用いた液晶ディスプレイ装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶ディスプレイ装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
【００１４】
しかしながら、上述したように、従来の装置では高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できる光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。 
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、ランプイメージ低減効果に優れ、正面輝度低下の抑制効果に優れ、さらに出射光の配光分布を変化させ得る光拡散板及びこれを用いた光学シート並びに当該光学シートを用いたバックライトユニット及び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】
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、透明樹脂中に、平均粒径が０．２〜０．６μｍで、かつ屈折率が１．７〜２．８の光散乱粒子を含有する少なくとも１つの第１透明樹脂層と、前記第１透明樹脂層に積層され、透明樹脂中に、平均粒径が１〜１２μｍの真球形状の光散乱粒子を含有する少なくとも１つの第２透明樹脂層とを有し、前記第１透明樹脂層と前記第２透明樹脂層との厚さの比が１／１９〜３／７であることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の光拡散板において、前記第２透明樹脂層の透明樹脂と前記真球形状の光散乱粒子との屈折率差が０．０５〜０．１８であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光拡散板において、前記第１透明樹脂層の透明樹脂１００重量部に対して、前記光散乱粒子が０．１重量部から３０重量部であり、前記第２透明樹脂層の透明樹脂１００重量部に対して、前記真球形状の光散乱粒子が０．２重量部から３重量部であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、光学シートであって、請求項１乃至３の何れか１項に記載の光拡散板と、前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層に対向して配置されたレンズシートとを有することを特徴とする。
請求項５の発明は、光学シートであって、請求項１乃至３の何れか１項に記載の光拡散板と、前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層に対向して配置された光拡散フィルムとを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、バックライトユニットであって、光源と、前記光源に前記光拡散板の前記第１もしくは第２透明樹脂層を対向して配置された請求項４または５に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、ディスプレイ装置であって、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に、請求項６記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ランプイメージ低減効果に優れ、正面輝度低下抑制効果に優れ、さらに出射光の配光分布を変化させる光拡散板、光学シート、バックライトユニット並びにディスプレイ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる光学素子及びこれを用いた光路制御部材、及び光路制御部材を用いたバックライトユニット並びにディスプレイ装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図に示す各部位の縮尺または比率は実際とは一致しない。また、これに限定されるものでもない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる光拡散板を用いた光学シート及び該光学シートを用いたバックライトユニット並びに該バックライトユニットを具備する液晶ディスプレイ装置の実施の形態を示す概略断面図である。
本実施の形態に示す液晶ディスプレイ装置７０は、液晶パネル（特許請求の範囲に記載した画像表示素子に相当する）１００、この液晶パネル１００の光入射側に臨ませて配置されたディスプレイ用のバックライトユニット３５を備える。
液晶パネル１００は、液晶層９と、この液晶層９の光入射面９ａ及びこれと反対の光出射面９ｂにそれぞれ接着されたガラス基板８１，８２とから構成されている。また、液晶パネル１００の光入射面１００ａ及びこれと反対の光出射面１００ｂには偏光板６２，６１がそれぞれ対向して配置されている。
バックライトユニット３５は、液晶パネル１００の光入射面１００ａである偏光板６２に対向して配置された光学シート２５と、この光学シート２５の光入射面側に対向して配置された直下型の光源１１を含んで構成される。
【００２４】
光学シート２５は、入射された光を出射する際に当該光の出射方向、出射範囲、輝度分布の何れか１つを少なくとも制御するもので、図１に示すように、レンズシート１７ａと、このレンズシート１７ａの光入射面側に対向して配置された光拡散板１０とを含んで構成される。
レンズシート１７ａは、一方の面を光入射面１８ａとし該光入射面１８ａと反対の面を光出射面１８ｂとする光透過性のフィルム状基材１８を有し、この基材１８の光出射面１８bには、その全域にわたり凸上の単位レンズ１６が形成されている。
【００２５】
光拡散板１０は、光源１１からの光を散乱させて輝度のムラをなくすと同時に、光源１１からの光を透過し、なおかつ光源１１が光拡散板１０の光出射面１０ｂ側から透けて見えないようにするためのもので、第１透明樹脂層２０と、この第１透明樹脂層２０の光出射側に積層された第２透明樹脂層２１とを備える。
第１透明樹脂層２０は、透明樹脂１２中に、平均粒径が０．２〜０．６μｍで、かつ屈折率が１．７〜２．８の光散乱粒子１３を含んで構成される。
また、第２透明樹脂層２１は、透明樹脂１２中に、平均粒径が１〜１２μｍの真球形状の光散乱粒子１４を含んで構成される。
このような光拡散板１０は、その光入射面１０ａが光源１１に対向するように、かつ光出射面１０ｂがレンズシート１７ａの光入射面１８ａに対向するように配置される。
なお、上記実施の形態１に示す場合と逆に、光拡散板１０の第１透明樹脂層２０をレンズシート１７ａの光入射面１８ａに対向して配置し、光拡散板１０の第２透明樹脂層２１を光源１１に対向して配置しても同様の効果が得られる。
【００２６】
また、このような光拡散板１０は、板でもプレートでもシートでも良い。
光拡散板１０の厚さは、１〜５ｍｍであることが好ましい。
光拡散板１０の厚さが１ｍｍ未満の場合、光拡散板１１は薄くコシがないため、たわむという問題がある。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悪くなるという問題がある。
【００２７】
光拡散板１０の表面はマット形状であることが好ましい。光拡散板１０の光源１１側（光入射面１０ａ）の表面がマット形状である場合、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などの効果が得られる。また、光拡散板１０の視認側（光出射面１０ｂ）の表面がマット形状である場合、その上に重ね合わせたレンズフィルムや光拡散フィルムと面接触せず、その間に空隙を得られるため、フィルムと板の密着によるニュートンリングなどの光学的影響を防ぐことができる。また、マット形状は連続あるいは不連続の微小突起でも良い。
【００２８】
透明樹脂１２中に光散乱粒子１３が分散されている第１透明樹脂層２０は透過性能と反射性能を併せ持ち、透明樹脂１２中に光散乱粒子１４が分散されている第２透明樹脂層２１は透過性能と拡散性能を併せ持つ。
第１透明樹脂層２０と第２透明樹脂層２１の２層から形成される場合、光源１１側から第１透明樹脂層２０、次に第２透明樹脂層２１の順で配置されることが好ましい。
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透明樹脂層２０次に第２透明樹脂層２１さらに第１透明樹脂層２０といった組み合わせでも良い。
光拡散板１０の第１透明樹脂層２０と第２透明樹脂層２０との厚さの比は、１／１９〜３／７であることが好ましい。第１透明樹脂層２０と第２透明樹脂層２１との厚さの比が１／１９未満であると、第１透明樹脂層２０の効果が得られず、３／７を超えると、透過率が下がるため好ましくない。
【００２９】
光散乱粒子１３の大きさは、平均粒径が０．１〜０．６μｍの範囲にあることが好ましく、特に平均粒径が０．２〜０．５μｍの範囲にあることがより好ましい。上記範囲内では、可視光波長域での光吸収がなく、光のロスがなく、また色みにおいて、黄色みを抑えることができて好ましい。
また、光散乱粒子１３の屈折率は、１．７〜２．８が好ましく、特に２．２〜２．８がより好ましい。上記範囲内では樹脂に比べて高屈折率であり、樹脂との屈折率差が大きく光散乱性があり、高い反射性能が得られ、ランプイメージ低減の調整を行うことができる。
また、光散乱粒子１３の平均粒径が０．２μｍ未満あるいは０．６μmを超える場合には、反射性能が低下するため、ランプイメージの隠蔽性の調整を行うことができないので好ましくない。
【００３０】
光散乱粒子１４は、ほぼ真球状であることが好ましい。
光散乱粒子１４の大きさは、平均粒径が１〜１２μｍの範囲にあることが好ましく、特に平均粒径が２〜６μmの範囲にあることがより好ましい。上記範囲内では、光拡散性を得られ、視野角分布の調整を行うことができる。
また、光散乱粒子１４の平均粒径が１μｍ未満あるいは１２μｍを超える場合には、光拡散性が十分でなく、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。
【００３１】
透明樹脂１２に光散乱粒子１３を分散させた第１透明樹脂層２０のみで光拡散板１０を形成した場合には、光拡散板１０からの出射光は、透過性と反射性の両方を併せ持つ特性を有する。透過性について具体的には、図２に示すように、その出射スペクトルは、正面方向ｆに輝度が鋭く高く、急激に落ち込むような視野角特性を示す。そのため、正面方向の明るさが得られる。
また、第１透明樹脂層２０は反射性能も持つため、第１透明樹脂層２０で反射された光は反射光として光源１１側に戻され、さらに光源１１側の反射板において反射され、再帰光として再び、光拡散板１０に入射される、というのを繰り返すことで、光の再利用をすると同時に、斜め方向のランプイメージ低減効果が得られる。
【００３２】
透明樹脂１２に光散乱粒子１４を分散された第２透明樹脂層２１のみで光拡散板１０を形成した場合には、光拡散板１０からの出射光は拡散性を有する。具体的は、図３に示すように、その出射スペクトルは、正面方向ｆから視野角の広がりを保持しつつ、拡散性が高く、広角に向けて穏やかに落ち込むような視野角特性を示す。そのため、ランプイメージは中心からぼやけて広がるため、正面方向ｆからの０°〜１５°斜め方向からはランプイメージが確認しにくくなり、ランプイメージ低減効果が得られる。
また、透明樹脂１２と光散乱粒子１４との屈折率差は０．０５〜０．１６であることが好ましい。
【００３３】
光散乱粒子１３および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を使用できる。例えば、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。
【００３４】
本実施の形態である光拡散板１０は、第１透明樹脂層２０と第２透明樹脂層２１の少なくとも２層から成り、光源側に最も近く配置された層の少なくとも１層に紫外線吸収剤が添加されていることが好ましい。
また、光拡散板１０を構成する透明樹脂層の少なくとも１層に紫外線吸収剤を添加させることで、２層全体の紫外線による劣化を抑制させることができ、光拡散板１０の寿命を長くすることができる。さらには、光拡散板の光出射面に対向して配置されたレンズシートや拡散フィルムの紫外線による劣化を抑制することができる。
たとえば、紫外線吸収剤としては、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などを挙げることができる。
【００３５】
以上のように、第１透明樹脂層２０と第２透明樹脂層２１の２層から形成される光拡散板１０は、透過性と後方散乱（反射）性を持つ第１透明樹脂層２０と、透過性と前方散乱（拡散）性を持つ第２透明樹脂層２１を有するため、光源１１の光を散乱させて輝度のムラをなくすとともに、光源１１に形状（ランプイメージ）が透けて見えることを抑制することができる。
このようにして、散乱性と透過性をバランス良く向上させた光拡散板１０が得られ、ランプイメージ低減効果と正面方向の明るさの両方をバランス良く達成することができる。
【００３６】
光拡散板１０は、熱可塑性樹脂である透明樹脂中に光散乱粒子１３を分散したものと、光散乱粒子１４を分散したもので、押出法、共押出法などを用いて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、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、積層押出しを行い、複層板状に成形する方法である。
【００３７】
本実施の形態である光学シート２５はレンズシート１７ａと光拡散板１０とが重ねられて構成されている。
場合によっては、レンズシート１７ａと光拡散板１０を粘着剤やスペーサーなどの固定要素により接合されて構成しても良い。この場合には、レンズシート１７ａと光拡散板１０との間には、空隙（光透過用）２００が設けられている。また、光拡散板１０とレンズシート１７ａを空隙２００を介して重ね合わせた場合も、固定要素により一体化にした場合も、十分な性能が得られる。
レンズシート１７ａは、基材１８の光出射面（観察者側）１８ｂに複数の凸状のシリンドリカル形状の単位レンズ１６が並列して形成されている。複数の凸状のシリンドリカル形状の単位レンズ１６は、集光効果を発現させることができる。単位レンズ１６の形状は特に限定されるものではなく、光の方向を制御し、集光させるような形状であれば良い。
【００３８】
光源１１から光拡散板１０及び空隙（空気層）２００を伝達してきた光が、レンズシート１７ａの光入射面１８ａ（観察者と反対側）から入射され、さらに、その光は光出射面（観察者側）１８ｂの単位レンズ１６から光学利得１以上で出射される。単位レンズ１６は集光効果を発現させることができるので、光学シート２５は、従来構成と同等以上の正面方向（観察者側）ｆの輝度を得ることができる。
【００３９】
このように、集光効果のあるレンズシート１７ａを光拡散板１０に積層して形成した光学シート２５は、ランプイメージを低減させることができるとともに、従来構成と同等以上の正面方向（観察者側）ｆの輝度を得ることができる。
【００４０】
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値である。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、測定方向ごとの光学利得を出し、それらを集計することで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。 
完全拡散とは、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体のことを示す。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。 
【００４１】
本発明の実施の形態に示す光学シート２５は、光拡散板１０の正面方向（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に重ね合わせて光学シート２５を形成する構成にしたので、光を拡散させてランプイメージを低減させるとともに、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。 
【００４２】
（実施の形態２）
図４は、本発明にかかる光拡散板を用いた光学シート及び該光学シートを用いたバックライトユニット並びに該バックライトユニットを具備する液晶ディスプレイ装置の他の実施の形態を示す概略断面図である。
この実施の形態２に示す液晶ディスプレイ装置７０は、上記図１に示す実施の形態１の場合と同様に液晶パネル１００と、この液晶パネル１００の光入射側に臨ませて配置されたディスプレイ用のバックライトユニット３５を備える。したがって、図４において、図１と同様な構成要素には同一符号付してその説明を省略し、図１と異なる部分を重点に述べる。
すなわち、上記実施の形態１と異なる点は、少なくとも1枚の光拡散フィルム１７ｂを光拡散板１０の光出射面１０ａに空隙２００を介して重ねることにより光学シート２５を構成したところになる。
光拡散フィルム１７ｂは、光拡散フィルムは光拡散板から出斜された光をムラなく拡散する効果と、その光を集光するような効果を合わせもつ。
このために光拡散フィルム１７ｂは、光透過性のフィルム状基材１９１と、この基材１９１の光出射面に形成された光拡散部１９２とを備え、光拡散部１９２は複数の凸部から構成されている。
【００４３】
なお、この実施の形態２において、光拡散板１０と光拡散フィルム１７ｂとを固定要素により接合した構成にしても良い。光拡散板１０と光拡散フィルム１７ｂとを空隙２００を介して重ね合わせた場合も、固定要素により一体型にした場合も、同等の性能が得られる。
また、光拡散部１９ｂを構成する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。
また、上記実施の形態２に示す場合と逆に、光拡散板１０の第１透明樹脂層２０を光拡散フィルム１７ｂの光入射面１９ａに対向して配置し、光拡散板１０の第２透明樹脂層２１を光源１１に対向して配置しても同様の効果が得られる。
【００４４】
図４に示す液晶ディスプレイ装置７０において、光源１１から光拡散板１０を伝達してきた光は光拡散フィルム１７ｂの光入射面１９ａ（観察者と反対側）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（観察者側）から光学利得１以上で出射される。少なくとも1枚以上の光拡散フィルム１７ｂは集光効果を発現させることができるので、光学シート２５は、従来構成と同等以上の正面方向（観察者側）の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少なくとも1枚の光拡散フィルム１７ｂを光拡散板１０に重ね合わせて光学シート２５を形成する構成にしたので、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。
なお、本発明にかかる光学シート２５において、光拡散板１０とレンズシート１７ａあるいは光拡散フィルム１７ｂを固定要素によって一体型にする場合、固定要素としては粘着シートが挙げられる。
粘着シートはアクリル系の粘着剤をフィルムに塗布するなどして得られる。
【００４５】
本発明の実施の形態における光学シート２５は、光拡散板１０が薄いにもかかわらず強度が強く、さらにディスプレイ装置の画像表示品位を優れたものとすることができる。 
そのために本発明の実施に形態における光拡散板１０は、大型化されたディスプレイ装置に好適に用いることができる。 
また、本発明の実施の形態における光学シート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フィルムまたはコントラストを向上させるフィルムにも利用することができる。さらに、投射スクリーンで投射された光の輝度を向上させるフィルムまたは太陽電池用の光制御を行うフィルムにも利用することができる。 
さらに、本発明の実施の形態における光学シート２５は、液晶ディスプレイ装置７０だけでなく、照明源からの光を均一に拡散、集光させることができるので、照明カバーや看板などに利用することができる。 
【００４６】
本発明の実施の形態におけるバックライトユニット３５は、光学シート２５とバックライト部１１とからなる。 
バックライト用の光源１１は、複数のランプ（図示省略）を備えており、この複数のランプの背面側には、反射フィルムなどの光反射板（図示省略）が配置されている。 
ランプとしては、蛍光灯などのシリンダー形状のランプまたは冷陰極管（ＣＣＦＬ）のような線状ランプを用いることができる。特に冷陰極管（ＣＣＦＬ）は液晶ディスプレイ用に良く用いられている。さらに近年、ディスプレイ用の光源として注目を浴びているＬＥＤ、ＥＬ、半導体レーザーなどを用いることもできる。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。
【００４７】
このようなバックライト用の光源１１からの出射される光は、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ため、バックライトユニット３５として直下型方式あるいは導光板ライトガイド方式、いわゆる、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。 
【００４８】
本実施の形態におけるバックライトユニット３５は、光学シート２５とバックライト用光源１１とからなる構成にしたので、光学シート２５の光拡散板１０の光散乱粒子を調整してバックライトユニット３５からの光の拡散性と透過性を高めてランプイメージを低減するとともに、集光効果の高いレンズフィルム１７ａを用いることにより正面方向（観察者側）ｆの輝度を向上させることができる。 
本実施の形態におけるバックライトユニット３５は、板厚の薄い光拡散板１０とシート厚の薄いレンズシート１７ａを重ね合わせた光学シート２５を用いる構成にしたので、薄型のバックライトユニットとすることができる。 
本実施に形態におけるバックライトユニット３５は、大型化することが容易な光学シート２５をバックライト用光源１１と組み合わせる構成にしたので、容易に大型化することができ、大型化ディスプレイ装置用のバックライトユニットとすることができる。 
【００４９】
本発明の実施の形態における液晶ディスプレイ装置７０は、図１に示すように、バックライトユニット３５を有し、拡散性と透過性に関する光学特性が最適化され、また、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、高輝度で、ランプイメージの低減された画像を表示することができる。
【００５０】
なお、本発明にかかるディスプレイ装置は液晶ディスプレイ装置７０に限定されず、光拡散板１０または光学シート２５を備え、かつ、光拡散板１０または光学シート２５を利用する他のディスプレイ装置、たとえば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＥＬディスプレイなどであってもよい。 
また、本発明の実施の形態における液晶ディスプレイ装置７０は、偏光フィルム６１、６２と液晶パネル１００とバックライトユニット３５とから構成したので、バックライト部１１からの光の拡散性と透過性を最適なものにすることができ、薄型で、ライトイメージ低減効果、輝度ムラをなくした表示画像が得られるディスプレイ装置７０とすることができる。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例について説明する。
まず、熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融させた後、押出し機により当該シートを押し出し、当該シートが冷却、硬化する前に、所定のレンズシートの断面形状に切削した第１金型ロールによって成形して、図５に示す構成３のレンズシートと、図７に示す構成４のレンズシートの２種類のレンズシートを作製した。 
なお、構成３のレンズシートは、凸状のシリンドリカル形状のレンズをピッチ１４０μｍで配置したレンズシートであり、構成４のレンズシートは、頂角９０°の三角プリズム形状のレンズをピッチ３０μｍで配置したレンズシートである。 
【００５２】
（実施例１、２、３）
これらの実施例では、屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に１から２種の光散乱粒子を添加した層１（第１透明樹脂層に相当）および層２（第２透明樹脂層に相当）からなる２層の光拡散板を作製した。各透明樹脂層の厚み、ポリスチレン樹脂の添加量、拡散剤の種類、添加量及び比率を図５に示す。
積層押出機によって上記積層シートを押出し、光拡散板とする。このときの押出機のダイ温度２００℃でロール温度（２ロール）９０℃に設定をし、樹脂の押出量を調整して、光拡散板を製作した。
このようにして製作された光拡散板をディスプレイ装置に設置して、その上に上記のレンズシート１７を重ね合わせて光学シート２５として、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
【００５３】
（実施例４）
この実施例では、屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂に２種の光散乱粒子を添加した層１（第１透明樹脂層に相当）と、１種の光散乱粒子を添加した層２（第２透明樹脂層に相当）からなる２層の光拡散板を作製した。各透明樹脂層の厚み、ポリカーボネート樹脂の添加量、拡散剤の種類、添加量及び比率を図５に示す。
積層押出機によって上記積層シートを押出し、光拡散板とする。このときの押出機のダイ温度２５０℃でロール温度（２ロール）９０℃に設定をし、樹脂の押出量を調整して、光拡散板を製作した。
このようにして製作された光拡散板をディスプレイ装置に設置して、その上に上記のレンズシート１７ａを重ね合わせて光学シート２５として、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
【００５４】
（実施例５）
この実施例では、屈折率１．５６のメタアクリルスチレン共重合樹脂に１種の光散乱粒子を添加した層１（第１透明樹脂層に相当）と、２種の光散乱粒子を添加した層２（第２透明樹脂層に相当）からなる２層の光拡散板を作製した。各透明樹脂層の厚み、メタアクリルスチレン樹脂の添加量、拡散剤の種類、添加量及び比率を図５に示す。
積層押出機によって上記積層シートを押出し、光拡散板とする。このときの押出機のダイ温度２５０℃でロール温度（２ロール）９０℃に設定をし、樹脂の押出量を調整して、光拡散板を製作した。
このようにして製作された光拡散板をディスプレイ装置に設置をして、その上に上記のレンズシート３を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。
【００５５】
（比較例１、２，３，４，５，６）
これらの比較例では、屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に、１種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した層１と、１種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した層２とからなる２層の光拡散板を作製した。
次に、この光拡散板を構成３の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。
【００５６】
このような実施例１〜５及び比較例１〜６のランプイメージ低減効果結果および明るさを図６に示した。
図６から明らかなように、明るさは８０００ｃｄ/ｍ２以上が好ましい。比較例２〜４は明るさが足りない結果となった。また、比較例１，２，３，６のランプイメージは不良という結果となった。
実施例１〜５は明るさを落とすことなくランプイメージ低減効果を得られ、かつ総合判定結果も良となり、現状必要となる目標の表示品位を達成できた。
【００５７】
（実施例６，７，８，９，１０，１１，１２）
これらの実施例では、屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に２種の光散乱粒子を添加した２つの層１及び層３（第１透明樹脂層に相当）と、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層２（第２透明樹脂層に相当）とからなる３層の光拡散板を作製した。各透明樹脂層の厚み、ポリスチレン樹脂の添加量、拡散剤の種類、添加量及び比率を図７に示す。層１と層３は層２を挟むように配置されている。
積層押出機によって上記積層シートを押出し、光拡散板とする。このときの押出機のダイ温度２００℃でロール温度（２ロール）９０℃に設定をし、樹脂の押出量を調整して、光拡散板を製作した。
このようにして製作された光拡散板をディスプレイに設置をして、その上に上記のレンズシート４を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。
【００５８】
（比較例７，８）
これらの比較例では、屈折率１．５９のポリスチレン樹脂に２種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した層１及び層３と、１種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した層２とからなる３層の光拡散板を作製した。
次に、この光拡散板を構成４の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。
【００５９】
このように実施例６〜１２及び比較例７、８のランプイメージ低減効果結果および明るさを図８に示した。
図８から明らかなように、明るさは８０００ｃｄ/ｍ２以上が好ましい。比較例８は明るさが足りない結果となった。
また、比較例７のランプイメージは不良という結果となった。
施実例６〜１２は明るさを落とすことなくランプイメージ低減効果を得られ、かつ総合判定結果も良となり、現状必なる目標の表示品位を達成できた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明にかかる光拡散板を用いた光学シート及び該光学シートを用いたバックライトユニット並びに該バックライトユニットを具備する液晶ディスプレイ装置の実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に示す光拡散板の発光輝度と視野角との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に示す光拡散板の発光輝度と視野角との関係を示すグラフである。
【図４】本発明にかかる光拡散板を用いた光学シート及び該光学シートを用いたバックライトユニット並びに該バックライトユニットを具備する液晶ディスプレイ装置の他の実施の形態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施例における光拡散板の作製条件と比較例における作製条件を示した説明図である。
【図６】本発明の実施例及び比較例におけるランプイメージ低減効果結果および明るさの測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施例における光拡散板の作製条件と比較例における作製条件を示した説明図である。
【図８】本発明の実施例及び比較例におけるランプイメージ低減効果結果および明るさの測定結果を示す図である。
【図９】従来のディスプレイ装置を示す断面模式図である。
【図１０】従来のディスプレイ装置を示す断面模式図である。
【図１１】従来のディスプレイ装置を示す断面模式図である。
【図１２】従来の光学シートとバックライトを示す断面模式図である
【図１３】ＢＥＦの一例を示す斜視図である。
【図１４】視野方向を変えた場合の光強度の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
９…液晶層、９ａ…光入射面、９ｂ…光出射面、１０…光拡散板、１０ａ…光入射面、１０ｂ…光出射面、１１…バックライト用光源、１２…透明樹脂、１３…光散乱粒子、１４…光散乱粒子、１６…単位レンズ、１７ａ，１７ｂ…レンズシート、１８…基材、２０…第１透明樹脂層、２１…第２透明樹脂層、６１、６２…偏光フィルム、７０…液晶ディスプレイ装置、８１、８２…ガラス基板、１００…液晶パネル、１００ａ…光入射面、１００ｂ…光出射面、２００…空隙。
【図１】
0005332291.tif 000002
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005332291.tif 000014
【図１４】
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