CN110320580B - 光扩散板层叠体、背光单元及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种光扩散板层叠体。其能够提高从光源射出的光的亮度均匀性。光扩散板层叠体(10)具有多张层叠起来的光扩散板(23)，在相邻的光扩散板(23)之间形成有空气层(30)。

Description

光扩散板层叠体、背光单元及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于背光单元的光扩散板层叠体、背光单元及液晶显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示器和等离子体显示器等平板显示器由于节省空间且清晰度较高而被广泛地作显示装置用。其中，液晶显示器由于更省电更清晰而受到瞩目，研发工作不断深入。
液晶显示装置例如为包括液晶显示面板和背光源的非发光型显示装置，该液晶显示面板由彼此相对而设的薄膜晶体管(thin film transistor，以下称为“TFT”)基板与滤色器(color filter，以下称为“CF”)基板、封入TFT基板与CF基板之间的液晶层构成。该背光源设在液晶显示面板的背面侧。并且，CF基板在构成像素的各子像素处设有例如被着色为红色、绿色或蓝色的着色层。
此外，背光单元有安装在液晶层的下表面侧的边缘发光型(侧光型)背光单元或者不使用导光片的正下方型背光单元。例如专利文献1中已公开有这样的正下方型背光单元，其包括由面向液晶显示面板的光入射侧而设的棱镜片等构成的光学片组、扩散片和由LED等构成的光源，从背面侧开始依次层叠有光源、扩散片和光学片组。
专利文献1：日本公开专利公报特开2011-129277号公报。
发明内容
－发明要解决的技术问题－
此处，在上述专利文献1中记载的背光单元中，扩散片由透明树脂和分散在该透明树脂中的透明微粒构成，利用透明树脂与透明微粒之间的折射率之差抑制从光源射出的光的亮度不均匀现象，但在光源直接布置在画面正下方的正下方型背光单元中，光源的正下方部分与光源间的部分之间的明暗差较大，因此很难提高从光源射出的光的亮度均匀性。
于是，本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：提供一种光扩散板，该光扩散板能够提高正下方型背光单元中从光源射出的光的亮度均匀性。
－用于解决技术问题的技术方案－
为了达到上述目的，本发明的光扩散板层叠体由多张在树脂母体中含有光扩散剂的光扩散板层叠而成，且在相邻的光扩散板之间形成有空气层。
－发明的效果－
根据本发明，在正下方型背光单元中，能够使来自光源的光均匀地进行面发光，因此能够提高从光源射出的光的亮度均匀性。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图。
图2是用于说明本发明的第一实施方式所涉及的液晶显示装置中的背光单元的剖视图。
图3是用于说明本发明的第二实施方式所涉及的液晶显示装置中的背光单元的剖视图。
图4是用于说明本发明的第二实施方式所涉及的光扩散板的剖视图。
图5A示出倾斜角度的求法之一例，针对本发明的第二实施方式所涉及的光扩散板，一边让具有规定投影面积的微小区域沿假想平面移动，一边对微小区域所含有的、具有凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面的倾斜角度。
图5B示出倾斜角度的求法之一例，针对本发明的第二实施方式所涉及的光扩散板，一边让具有规定投影面积的微小区域沿假想平面移动，一边对微小区域所含有的、具有凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面的倾斜角度。
图6是示出从光源入射来的光由本发明的第二实施方式所涉及的光扩散板反射的情况的图。
图7是剖视图，用于说明变形例所涉及的液晶显示装置中的背光单元。
图8是示出光源的亮度分布的图。
图9是示出图8所示的亮度分布中X方向上的亮度分布的图。
－符号说明－
1－液晶显示装置；2－液晶显示面板；3－第一偏振片；4－第二偏振片；5－背光单元；6－TFT基板；7－CF基板；8－液晶层；9－背光单元；10－光扩散板层叠体；22－光源；23－光扩散板；24－棱镜片；25－量子点片材；26－反射型偏振膜；30－空气层；35－基材层；36－凸条棱镜部；37－树脂母体；40－光扩散剂；43－光扩散板；50－背光单元；51－树脂母体；51a－光扩散剂；52－凹凸形状层；52a－凹部；D－光源与光扩散板层叠体之间的间距；X－背光源的厚度方向；θ－凹部的顶角。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面，结合附图对本发明的实施方式做详细的说明。
图1是本发明的第一实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图，图2是用于说明本发明的第一实施方式所涉及的液晶显示装置中的背光单元的剖视图。
如图1所示，液晶显示装置1具有液晶显示面板2、第一偏振片3(以下有时简称为“偏振片3”)、第二偏振片4(以下有时简称为“偏振片4”)和背光单元5。其中，多个像素矩阵状地排列在液晶显示面板2上，第一偏振片3贴在液晶显示面板2的表面侧(图中的上表面侧，液晶显示装置1的观察者侧)，第二偏振片4贴在液晶显示面板2的背面侧(背面侧，图中的下表面侧，液晶显示装置1的与观察者侧相反的一侧)，背光单元5设在液晶显示面板2的背面侧。
如图1所示，液晶显示面板2具有第一基板即TFT基板6、与TFT基板6相对而设的第二基板即CF基板7、设在TFT基板6与CF基板7之间的液晶层8和密封件(未图示)。其中，该密封件将TFT基板6与CF基板7互相粘合起来，形成为框状而将液晶层8封在TFT基板6与CF基板7之间。
需要说明的是，TFT基板6和CF基板7分别形成为矩形板状。液晶显示装置1具有用于限制液晶层8的厚度(即液晶盒间隙：cell gap)的多个间隙控制材料(photo spacer)(未图示)。
TFT基板6例如具有绝缘基板、多条栅极线、多条源极线、多个TFT、保护膜、多个像素电极和取向膜(均未图示)。其中，绝缘基板是玻璃基板、塑料基板等；多条栅极线设在绝缘基板上，互相平行着延伸；多条源极线设在绝缘基板上，沿与各栅极线正交的方向互相平行着延伸；多个TFT设在各栅极线和各源极线的各交叉部分即设在各子像素Pr、Pg和Pb上；多个像素电极矩阵状地设在保护膜上且与各TFT相连；取向膜覆盖着各像素电极而设。
CF基板7包括玻璃基板和塑料基板等绝缘基板、设在绝缘基板上的公共电极和覆盖着公共电极而设的取向膜(均未图示)。
液晶层8由具有光电特性的向列型液晶材料等形成。
<背光单元>
如图2所示，背光单元5是光源22设在光扩散板23的背面侧的正下方型背光单元，其具有向光扩散板23的背面照射光线的光源22、使从背面侧入射的光线会聚扩散的光扩散板23、重叠在光扩散板23的表面侧的量子点片材(Quantum Dot sheet)25、布置在量子点片材25的表面侧的棱镜片24和布置在棱镜片24的表面侧的反射型偏振膜26。
需要说明的是，此处所说的“背面”是指：将背光单元5的射出面定为表面时，背光单元5的与该表面相对的背面。
<光源>
光源22布置在与背光单元5的光射出面平行的面上，并向该光射出面侧发光，在本实施方式中采用正下方型光源。该光源22例如可以采用发光二极管(LED)。需要说明的是，该光源22也可以采用沿光扩散板23的背面布置多个发光二极管而形成的光源。
<光扩散板>
光扩散板23具有使从背面侧入射的光线边扩散边向法线方向侧会聚(会聚扩散)的功能，用于使来自光源22的光均匀地进行面发光。
该光扩散板23设在光源22的表面侧且与光源22之间保持有距离。如图2所示，光扩散剂40分散到树脂母体37中而形成光扩散板23。
因为需要让光透过，所以形成光扩散板23的树脂母体37的主要成分为透明特别是无色透明的合成树脂。树脂母体37的主要成分没有特别限定，例如有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、芳香族聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、醋酸纤维素、耐候性氯乙烯、聚酰亚胺等。
光扩散板23的光扩散剂40是具有使光线扩散之性质的粒子，大致分为无机填料和有机填料。无机填料例如有二氧化硅、硅酸镁、氢氧化铝、氧化铝、氧化锌、硫化钡或它们的混合物。有机填料例如有硅微粉等硅系扩散剂、丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈等。硅系扩散剂是具有硅氧烷键的球状微粒，例如是硅树脂、硅橡胶、用硅树脂覆盖球状硅橡胶粉末的表面而形成的球状粉末即硅复合粉末或它们的组合。其中，优选硅复合粉末。
光扩散剂40的形状没有特别限定，例如有球状、立方体状、针状、棒状、纺锤形状、板状、鳞片状、纤维状等，其中优选为光扩散性优异的球状珠。
当采用球状珠时，优选在光扩散剂40的以体积为基准的粒度分布中，球状珠的平均粒径D50为0.8μm以上30μm以下。
<量子点片材>
量子点片材25具有以下功能：利用量子点将从光源22发出的光(例如蓝色光)转换为以任意颜色(例如绿色或红色)的波长为发光峰值波长的光。
该量子点片材25具有包括量子点和粘合性树脂的量子点层以及形成在量子点层的光入射面和光射出面上的一对阻挡膜(均未图示)。
该量子点片材25例如将波长450nm的蓝色光转换为波长540nm的绿色光和波长650nm的红色光。因此，采用发出波长450nm的蓝色光的光源，一部分蓝色光就会被该量子点片材材25转换为绿色光和红色光，透过量子点片材25的光变为白色光。
<棱镜片>
棱镜片24具有使从背面侧入射的光线向法线方向侧折射的功能。
该棱镜片24设在量子点片材25与反射型偏振膜26之间。因为需要让光透过，所以形成该棱镜片24的主要成分为透明特别是无色透明的合成树脂。棱镜片24具有基材层35和由层叠在基材层35的表面上的多个凸条棱镜部36构成的突起排。凸条棱镜部36呈条状地层叠在基材层35的表面。凸条棱镜部36是背面与基材层35的表面接触的三棱柱状体。
棱镜片24的厚度(从基材层35的背面到凸条棱镜部36的顶点的高度)的下限优选为35μm，更优选为50μm。另一方面，棱镜片24的厚度的上限优选为200μm，更优选为180μm。
棱镜片24中的凸状棱镜部36的间距P(参照图2)的下限优选为12μm，更优选为20μm。另一方面，棱镜片24中的凸条棱镜部36的间距P的上限优选为100μm，更优选为60μm。
凸条棱镜部36的顶角优选在85°以上95°以下。而且，凸条棱镜部36的折射率的下限优选为1.5，更优选为1.55。另一方面，凸条棱镜部36的折射率的上限优选为1.7。
需要说明的是，在图2中，设有两个棱镜片24，但也可以将两个棱镜片贴在一起构成一个棱镜片并使用它。
<反射型偏振膜>
反射型偏振膜26具有以下功能：仅允许从棱镜片24射出的光中的第一线性偏振光成分(例如，P偏振光)透过，且不吸收与第一线性偏振光成分正交的第二线性偏振光成分(例如S偏振光)而让它反射。
反射后的第二线性偏振光成分再次被反射而变为无偏振光的状态，并以该状态再次向反射型偏振膜26入射，反射型偏振膜26仅允许再次入射的光中的第一线性偏振光成分透过，且不吸收与第一线性偏振光成分正交的第二线性偏振光成分而让它再次反射。
反射型偏振膜26中反复进行上述步骤，使反射型偏振膜26的第一线性偏振光成分(透过轴成分)的偏振方向与液晶显示面板2中的偏振片4的透过轴方向一致，由此从背光单元5射出的所有光都能够用于液晶显示面板2的成像。
需要说明的是，该反射型偏振膜26能够采用市场上销售的薄膜(例如，3M JapanLimited制造，商品名称：DBEF(注册商标))。
此处，如图2所示，本实施方式的特征在于，设有光扩散板层叠体10，该光扩散板层叠体10由两张光扩散板23沿背光单元5的厚度方向X层叠而成，且在相邻的光扩散板23之间形成有空气层30。
利用上述结构，由于光扩散板23的光扩散剂40和空气层30对光的折射率之差而会在光扩散剂40与空气层30的界面产生光的反射和散射。结果是，两张光扩散板23整体的扩散性能得到提高，而能够使来自光源22的光均匀地进行面发光。最终结果是，正下方型背光单元5能够使光源22射出的光的亮度均匀性提高。
在本实施方式中，优选光源22和光扩散板层叠体10在背光单元5的厚度方向X上的间距D在10mm以下。
理由如下：如果间距D大于10mm，不仅亮度会下降，背光单元5的厚度也会过厚，从而难以实现薄型化。
需要说明的是，从实现背光单元5的薄型化并提高亮度且省电的观点出发，优选，该间距D在8mm以下，更优选在7mm以下。
优选，光扩散剂在光扩散板23整体中的含量在0.3质量％以上8.0质量％以下。理由如下：如果该含量小于0.3质量％，光扩散剂的含量就较少，而无法利用光扩散剂得到足够的光扩散性；如果该含量大于8.0质量％，则可能发生亮度和亮度均匀性都下降这样的不良现象。
(第二实施方式)
下面，说明本发明的第二实施方式。图3是用于说明本实施方式所涉及的液晶显示装置中的背光单元的剖视图，图4是用于说明本实施方式所涉及的光扩散板的剖视图。需要说明的是，液晶显示装置的整体结构与上述第一实施方式相同，因此此处省略详细说明。用同一符号表示与上述第一实施方式相同的构成部分并省略说明。
如图3～图4所示，在本实施方式中，设有具有金字塔形状的光扩散板43代替上述光扩散板23。
如图4所示，光扩散板43具有树脂母体51和形成在树脂母体51上的凹凸形状层52。与上述树脂母体37一样，树脂母体51例如以聚碳酸酯为母材，相对于母材100质量％，光扩散剂51a的含量例如为0.5～4质量％左右。能够适当地采用公知材料作光扩散剂51a用。凹凸形状层52例如由透明聚碳酸酯形成，在凹凸形状层52的表面上例如二维地排列有倒金字塔形状的凹部52a(相当于上述空气层30)。凹部52a的顶角θ例如为90°，凹部52a的排列间距P例如为100μm左右。光扩散板43中含有光扩散剂，光扩散板43可以由表面具有凹凸形状的单层结构构成。光扩散板43不限于图4的形态。例如，既可以使光扩散板为具有凹凸形状的单层结构，也可以使光扩散板为三层以上的多层结构，其中每层都具有凹凸形状。如上所述，凹凸形状层不限于倒金字塔形状的凹部二维排列的情况，还可以随机地布置凹凸。
光扩散板43的至少一个表面具有凹凸形状，一边让相对于光扩散板43的假想平面具有规定投影面积的微小区域沿该假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的微小区域所含有的、具有凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与光扩散板43的假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，倾斜角度在30°以上的微小区域的总面积相对于各位置处的微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
此处，光扩散板43的假想平面指的是，将光扩散板43上的凹凸假想地去除后而留下的平表面。更具体而言，“假想平面”说的是，与凹凸的凹部最深处相切地水平设置的假想面。不过，此处的“水平”是指与光扩散板43的水平面平行，并非指严格意义上的水平。例如，当光扩散板43的与形成有凹凸之面相反一侧的面的形状为平面或近似平面时，只要将所述假想面设定为与该面平行即可。
图5A示出倾斜角度的求法之一例，一边让具有规定投影面积的微小区域沿光扩散板43(具体而言，凹凸形状层52)的假想平面(P)移动，一边对各位置处的微小区域(例如R1、R2、R3……)所含有的、具有凹凸形状的表面(例如S1、S2、S3……)作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面(例如V1、V2、V3……)的倾斜角度(例如θ1、θ2、θ3……)。需要说明的是，图5A中，为简便起见，使微小区域配合着凹凸的各斜面移动，但实际上，如图5B所示，与凹凸的状态无关地使微小区域进行二维移动。此时，移动后的微小区域可以与移动前的微小区域重合。
根据以上说明的本实施方式，控制凹凸形状而做到：在一边让相对于光扩散板43的假想平面具有规定投影面积的微小区域沿该假想平面移动，一边对各位置处的微小区域所含有的、具有凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面的倾斜角度的情况下，倾斜角度在30°以上的微小区域的总面积相对于各位置处的微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。因此，如图6所示，例如会促进从二维地布置在反射片(例如，由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂薄膜、银蒸镀薄膜等形成)41上的多个光源22入射到光扩散板43的光的反射。具体而言，会促进在光扩散板43内的多重反射，还会促进放有光源22的反射片41与光扩散板43之间的多重反射等。其结果是，在布置有多个LED等光源22的正下方型背光单元9中，即使光源22与光扩散板43之间的距离较小，也能够充分抑制在发光面上且各光源22与光源间的区域之间发生亮度不均匀现象。
需要说明的是，在本实施方式中，所布置的光源22的个数没有特别限定，如果分散着布置多个光源22，则优选将光源22有规律地布置在反射片41上。有规律地布置是指按照一定的规律进行布置。例如，等间距地布置光源22便属于有规律地布置。在等间距地布置光源22的情况下，相邻的两个光源22的中心间距可以在0.5mm以上(优选在2mm以上)20mm以下。如果相邻的两个光源22的中心间距在0.5mm以上，则容易发生相邻的两个光源22之间的区域的亮度低于其他区域的现象(亮度不均匀)，因此应用本实施方式的有用性较大。
由于工业生产上加工精度的限制，形成在光扩散板43的表面上的凹凸形状不会完全一样，而会存在某种程度的偏差(参照图5A)。此时，光扩散板43的形成有凹凸形状的表面中的各微小区域的表面(近似平面)的倾斜角度会在0～90度的范围内变化。但是，本实施方式对凹凸形状进行控制，做到了：在对这些偏差进行统计以后，30％以上的微小区域的表面具有30度以上的倾斜角度。尤其是采用塑料薄膜形成光扩散板43时，难以使形成在光扩散板43的表面上的凹部或凸部的形状完全一样，但是本实施方式以各微小区域的表面的倾斜角度有偏差为前提，因此应用本实施方式的好处很大。
在本实施方式中，在光扩散板43的上表面(棱镜片24侧的表面)上形成凹凸形状(凹部52a)，但凹凸形状只要形成在光扩散板43的至少一个表面上即可。即，可以在光扩散板43的下表面(光源22侧的表面)或两面(上表面和下表面)上形成凹凸形状。
形成在光扩散板43的表面上的凹凸形状只要是通过后述方法等能够测量出微小区域的表面的倾斜角度的形状，便没有特别限定。例如，中心间距、排列状况以及形状等随机的磨砂形状或者多个凸部和凹部有规律地二维排列的形状。
形成在光扩散板43的表面上的凹凸形状可以包括多棱锥或能够近似为多棱锥的形状。此处，优选“多棱锥”为能够无间隙地布置在光扩散板43的表面上的三棱锥、四棱锥或六棱锥。通过在光扩散板43的表面无间隙地布置多棱锥或能够近似为多棱锥的形状，能够减小光扩散板43的假想平面上的倾斜角度为0°之部分的面积。当在光扩散板43的表面上形成凹凸形状时，在挤压成型或注塑成型等制造工序中使用模具(金属辊)，但考虑到该模具(金属辊)表面的切削作业的精度，作为“多棱锥”可以选择四棱锥。
凸部的形状例如有半球(上半部分)形状、圆锥形状、三棱锥形状、四棱锥形状、六棱锥形状等；凹部的形状例如有半球(下半部分)形状、倒圆锥形状、倒三棱锥形状、倒四棱锥形状、倒六棱锥形状等。
凸部的形状例如还有大致半球(上半部分)形状、大致圆锥形状、大致三棱锥形状、大致四棱锥形状、大致六棱锥形状等；凹部的形状例如有大致半球(下半部分)形状、大致倒圆锥形状、大致倒三棱锥形状、大致倒四棱锥形状、大致倒六棱锥形状等。此处，“大致”是指能够近似，例如“大致四棱锥”是指能够近似为四棱锥的形状。不过，考虑到工业生产上的精度，凸部或凹部可以是从大致半球(上半部分或下半部分)形状、大致圆锥(大致倒圆锥)形状、大致三棱锥(倒三棱锥)形状、大致四棱锥(大致倒四棱锥)形状变形而得到的形状；凸部或凹部形状上还可以存在因工业生产上的加工精度而不可避免的偏差。
当多个凸部和多个凹部有规律地二维排列在光扩散板43的表面上时，多个凸部和多个凹部可以无间隙地形成在光扩散板43的整个表面上，但多个凸部和多个凹部也可以具有一定的间隔(间距)，还可以具有随机的间隔。
在本实施方式中，只要能够针对每个微小区域求出光扩散板43的具有凹凸形状的表面的倾斜角度，该倾斜角度的计算方法便没有特别限制，例如可以采用以下计算方法。
(步骤1)使用KEYENCE CORPORATION制造的激光显微镜VK-100，以400倍的倍率测量光扩散板43的表面形状，并进行自动倾斜校正，收集纵768像素×横1024像素(522.6μm×697μm)的高度数据存为CSV文件。高度测量例如可以按以下所述进行。首先，阶段性地改变焦点位置，并获取测量对象的多个共焦点图像，然后根据离散的焦点位置(Z)与光检测强度(I)之间的关系，推测每个像素的光强度变化曲线(I-Z曲线)，由I-Z曲线求出峰值位置，即高度。
(步骤2)使用Z校正值将在步骤1中收集到的高度数据(digit)转换为高度数据(μm)。
(步骤3)使用在步骤2中得到的高度数据，根据纵4像素×横4像素这一微小区域(面积(相对于光扩散板43在假想平面上的投影面积)为7.29μm2)的数据并利用公知的数学方法，计算出对该微小区域所含有的片表面进行近似的平面。
(步骤4)计算在步骤3中计算出的近似平面与光扩散板43的假想平面(即高度为0的平面)所成的角度，并将它定为该微小区域的倾斜角度。
(步骤5)一边使微小区域沿纵向或横向一个像素一个像素地移动，一边对50万处以上(具体为779280处)的微小区域执行步骤3和步骤4。
(步骤6)计算倾斜角度在30°以上的微小区域的总面积相对于在步骤5中测量出的50万处以上的微小区域的总面积之比(以下，简称为“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”)。
需要说明的是，“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”优选像上述步骤1那样，考虑加工偏差等根据四条边都在0.5mm以上的正方形的对象范围(步骤1中，范围为522.6μm×697μm)的高度数据求出。当然，为了提高数据精度，可以设定多个四条边都在0.5mm以上的正方形的对象范围获取高度数据，或者片的整个面积为对象范围获取高度数据，这些都是显而易见的。随着该对象范围的扩大，要计算倾斜角度的“微小区域”的数量也增多。“微小区域”的数量只要不影响测量和数据处理等资源，便没有上限。例如，如果将四条边都在0.5mm以上的正方形的对象范围设为两个，则“微小区域”的数量也变为两倍。即使是同一尺寸的对象范围，只要该范围中含有的像素数增加，则“微小区域”的数量也会增加。也就是说，要计算倾斜角度的“微小区域”的数量由对象范围的大小、对象范围中含有的像素数、后述的微小区域的面积等决定。不过，当考虑加工偏差等而以四条边都在0.5mm以上的正方形为对象范围时，为了精确地把握凹凸形状，可以对至少10万处以上(优选为30万处以上，更优选为50万处以上)的微小区域计算倾斜角度。
在上述倾斜角度的计算方法中，是一边使纵4像素×横4像素的微小区域沿纵向或横向一个像素一个像素地移动，一边计算倾斜角度的。但也可以不采用上述做法，而是一边使相同尺寸的微小区域沿纵向或横向两个像素两个像素地移动，一边计算倾斜角度。或者，可以一边使更大尺寸(例如，纵8像素×横8像素)的微小区域沿纵向或横向四个像素四个像素地移动，一边计算倾斜角度。即，只要能够精确地把握凹凸形状，可以任意设定微小区域的像素尺寸、使微小区域移动的像素间距。
测量倾斜角度时的微小区域的面积(光扩散板在假想平面上的投影面积)只要足够小而能够微观评价来自小型光源的光的反射特性，便没有特别限制，但考虑到测量精度和测量设备的性能等，可以即微小区域的面积设为0.1mm2以下(优选在0.01mm2以下，更优选在0.001mm2以下，进一步优选在0.0001mm2(100μm2)以下)(步骤3中的面积为7.29μm2)。
在本实施方式中，由于光扩散板43具有含有光扩散剂51a的树脂母体层51，因此能够促进光在光扩散板43内的扩散。结果能够进一步抑制各光源22与光源间区域之间的亮度不均匀。
树脂母体51中含有的光扩散剂51a的材料没有特别限定，无机粒子可以采用例如二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等，有机粒子可以采用例如丙烯酸、丙烯氰、硅、聚苯乙烯、聚酰胺等。
从光扩散效果的观点出发，光扩散剂51a的粒径例如可以在0.1μm以上(优选在1μm以上)10μm以下(优选在8μm以下)。
从光扩散效果的观点出发，当设构成树脂母体51的材料(母体)为100质量％时，光扩散剂51a的含量例如可以在0.1质量％以上(优选在0.3质量％以上)10质量％以下(优选8质量％以下)。
光扩散剂51a的折射率与树脂母体51的折射率之差可以在0.01以上，优选在0.03以上，更优选在0.05以上，进一步优选在0.1以上，最优选在0.15以上。如果光扩散剂51a的折射率与树脂母体51的折射率之差小于0.01，则光扩散剂51a带来的扩散效果不够。
树脂母体51的主要成分只要是透光材料，便没有特别限定，例如可以采用丙烯酸、聚苯乙烯、聚碳酸酯、MS(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素、聚酰亚胺等。
本实施方式的光扩散板43的厚度没有特别限定，例如可以在3mm以下(优选在2mm以下，更优选在1.5mm以下，进一步优选在1mm以下)0.1mm以上。如果光扩散板43的厚度超过3mm，就难以实现液晶显示器的薄型化。另一方面，如果光扩散板43的厚度低于0.1mm，就难以发挥提高上述亮度均匀性的效果。
当像本实施方式的光扩散板43那样具有多层结构(下层即树脂母体层51和上层即凹凸形状层52)时，表面形成有凹凸形状的层(凹凸形状层52)的厚度大于凹凸形状的最大高度或最大深度。例如当要形成高度(或深度)为20μm的凸部(或凹部)时，则使上述层的厚度大于20μm。
光扩散板43的制造方法没有特别限定，例如可以采用挤压成型法、注塑成型法等。采用挤压成型法制造表面具有凹凸形状的单层结构的光扩散板43的步骤如下所述。首先，将添加有扩散剂的颗粒状塑料粒(还可以一起加入未添加扩散剂的颗粒状塑料粒)投入单螺杆挤压机中，一边加热一边熔融、混炼，然后由两个金属辊夹住从T型模头挤出的熔融树脂进行冷却。接下来，用导辊运送并利用片材切割机切割成一张张的平板，由此制造出光扩散板43。此处，通过用表面形状与所希望的凹凸形状相反的金属辊夹住熔融树脂来将辊表面的相反形状转印到树脂上，由此就能够将所希望的凹凸形状赋予给扩散板的表面。因为辊表面的形状不一定会100％转印到树脂上，所以可以从转印程度进行逆向计算来设计辊表面的形状。
当采用挤压成型法制造表面具有凹凸形状的双层结构的光扩散板43时，例如将形成各层时所需要的颗粒状塑料粒投入两个单螺杆挤压机中，对每层都执行与上述相同的步骤，并将制造出的各片层叠起来即可。
或者，还可以：将形成各层时所需要的颗粒状塑料粒投入两个单螺杆挤压机中，一边加热一边熔融、混炼，然后将形成各层的熔融树脂投入一个T型模头中，在该T型模头内层叠，由两个金属辊夹住从该T型模头挤出的层叠熔融树脂并进行冷却。接下来，用导辊运送并利用片材切割机切割成一张张的平板，由此制造出表面具有凹凸形状的双层结构的光扩散板43。
在本实施方式中，背光单元9采用正下方型背光单元。在该正下方型背光单元中，在液晶显示装置1的显示画面60的背面侧分散着布置有多个光源22。因此，为实现液晶显示装置1的小型化，需要缩小光源22与光扩散板43之间的距离。然而，如果缩小该距离，就容易发生以下现象：与位于分散着布置的光源22之间的区域相对应的显示画面60的亮度小于其他部分(亮度不均匀)。
相对于此，如上所述，使用本发明的表面具有凹凸形状的光扩散板43，有助于抑制亮度不均匀。尤其是，考虑到今后中小型液晶显示器的薄型化问题，而将光源22与光扩散板43之间的距离设在15mm以下，优选设在10mm以下，更优选设在5mm以下，进一步优选设在2mm以下，最终设为0mm，在此情况下，本发明的有用性会更加显著。
需要说明的是，上述实施方式还可以进行下述变形。
在上述第一实施方式中，构成为沿背光单元5的厚度方向X层叠两张光扩散板23，但也可以像图7所示的背光单元50那样，构成为设置由三张光扩散板23层叠而成的光扩散板层叠体10。此时，如图7所示，在相邻的光扩散板23之间形成有两层空气层30。
并且，上述构成也能够发挥与上述背光单元5一样的效果。
还可以构成为在光源22与光扩散板层叠体10之间设置上述反射型偏振膜26。利用上述结构，在不增大光源22与光扩散板层叠体10之间的间距D的情况下，就能够促进二者间的混光，从而能够使光分布更加均匀。
如上所述，上述第二实施方式的光扩散板43在树脂母体51上包括凹凸形状层52，该凹凸形状层52具有形成有本发明的凹凸形状的表面，但也可以不采用上述结构，而是用含有扩散剂且表面具有凹凸形状的单层结构来构成光扩散板43。或者，也可以用包括树脂母体51和凹凸形状层52的三层以上的多层结构构成光扩散板43。或者，也可以用树脂母体51和凹凸形状层52分别作为独立的光扩散板，既可以将二者层叠起来使用，也可以对树脂母体51和凹凸形状层52分别进行布置。在后者的情况下，可以将凹凸形状层52布置在光源22侧。或者，也可以仅用树脂母体51构成光扩散板43，并在棱镜片24的下表面形成本发明的凹凸形状。
【实施例】
下面根据实施例说明本发明。需要说明的是，本发明并不限于所述实施例，可以根据本发明的主旨对所述实施例进行变形和变更，不可将该变形和变更排除在本发明的范围以外。
(实施例1)
首先，准备图2所示的正下方型背光单元。需要说明的是，光源采用的是发光二极管(Cree公司制造，商品名称：XPGDRY-L1-0000-00501)。光扩散板层叠体采用通过层叠两张光扩散板(厚度：0.5mm)而在光扩散板之间形成空气层的光扩散板层叠体，该光扩散板是在芳香族聚碳酸酯中混合作为光扩散剂的硅系微粒而成，且一面为磨砂面而另一面为镜面，使磨砂面朝向表面侧。使用量子点片材(Hitachi Chemical Company,Ltd.制造)，并使用两张棱镜片(3M Japan Limited制造，商品名称：BEF-2)，两张棱镜片均布置为棱镜排的顶点向表面侧突出，且棱镜排的棱线彼此正交。反射型偏振膜采用市场上销售的薄膜(3M JapanLimited制造，商品名称：DBEF(注册商标))。
将光源与光扩散板层叠体之间的间距D设为2.0mm，将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量设定为0.8质量％、3.0质量％和8.0质量％。
<亮度均匀性评价>
其次，在准备好的背光单元中，点亮发光二极管，用二维色彩亮度测量仪(HI-LAND制造，商品名称：RISA-COLOR/ONE)测量了二维亮度分布。从已得到的二维亮度分布(俯视时)中获取表示最大亮度的中央位置处的亮度Br＝0mm、以该中央位置为中心的半径5mm远的位置处的亮度Br＝5mm，并求出亮度比Br＝5mm/Br＝0mm。需要说明的是，这意味着：该亮度比Br＝5mm/Br＝0mm越大，亮度分布的扩散性越高，从光源射出的光的亮度均匀性越高。将以上结果示于表1。
<对光源与光扩散板层叠体之间的间距的分析>
在上述背光单元中，将光源与光扩散板层叠体之间的间距D设为1.5mm、2.0mm、2.8mm、3.7mm、5.0mm和7.0mm，并将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量设为3.0质量％。
然后，通过进行上述亮度均匀性评价而对光源与光扩散板层叠体之间的间距进行分析。将以上结果示于表2
(实施例2)
光扩散板层叠体采用通过层叠三张上述光扩散板(厚度：0.3mm)而在光扩散板之间形成两层空气层的光扩散板层叠体，而且将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量设为0.3质量％、0.8质量％、3.0质量％和8.0质量％，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图7所示的正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价，对光源与光扩散板层叠体之间的间距进行了分析。将以上结果示于表1～2。
(比较例1)
光扩散板采用仅由一张上述光扩散板(厚度：1.0mm)构成且没有形成空气层的光扩散板，而且将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量设为0.3质量％、0.8质量％、3.0质量％和8.0质量％，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价，对光源与光扩散板之间的间距进行了分析。将以上结果示于表1～表2。
【表1】
Figure BDA0002012835620000171
【表2】
Figure BDA0002012835620000181
在实施例1～2中，采用沿背光单元的厚度方向层叠多张(两张或三张)光扩散板且在相邻的光扩散板之间形成有空气层的光扩散板层叠体。由表1可知，与没有形成空气层的比较例1相比，实施例1～2的亮度比Br＝5mm/Br＝0mm较大，亮度分布的扩散性较高，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
尤其是，与比较例1相比可知，在光扩散剂在光扩散板整体中的含量在0.3质量％以上8.0质量％以下的实施例1～2中，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
由表2可知，与比较例1相比，在光源与光扩散板层叠体之间的间距D在7mm以下的实施例1～2中，亮度比Br＝5mm/Br＝0mm较大，亮度分布的扩散性较高，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
下面，根据实施例说明使用了具有金字塔形状的光扩散板的本发明。
需要说明的是，各例中的光扩散板的具有凹凸形状的表面的倾斜角度的计算和各例中的光扩散板的“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”的计算采用上述步骤1～6的方法。
考虑到用作光源的LED的光输出特性和LED的布局等的影响，并且为了做出一般性评价，按照以下步骤进行各例的亮度均匀性评价。首先，点亮一个LED，将作为评价对象的光扩散板布置在离该LED一定距离远的位置处，在光扩散板上层叠着布置两张棱镜片，且使它们的棱线彼此正交，在两张棱镜片上布置偏振片(例如，3M公司制的DBEF系列)。在此状态下，从该偏振片的上侧测量LED像的二维平面亮度，并求出亮度随着离LED中心的距离所发生的变化情况。图8示出LED像的二维亮度分布，该LED像是用HI-LAND公司制造的RISACOLOR进行上述二维亮度测量而得到的。然后，沿穿过LED中心点的直线(在图8中为沿x轴向延伸的白线)，提取亮度变化曲线。如图9所示，横轴表示离LED中心的的距离，纵轴用曲线表示最大亮度为1的相对亮度，将相对亮度为0.5时的横轴方向的曲线宽度作为FWHM(Full Widthat Half Maximum)求出。FWHM越大，光扩散越广，亮度均匀性越高，因此用FWHM进行各例的亮度均匀性评价。
各例中的光扩散板的基本树脂(母体)采用聚碳酸酯(折射率为1.59)，添加到基本树脂中的扩散剂采用硅(折射率1.43)。即，在各例的光扩散板中，基本树脂与扩散剂之间的折射率差为0.16。
(实施例3)
实施例3中的光扩散板的制造方法如下所述。首先，将基本树脂与扩散剂树脂加以混合并通过挤压成型形成膜后，使用两个金属辊，其中一个辊的表面具有随机的磨砂形状(Ra：4.5μm)，另一个辊具有金字塔形状，将该两个辊压在树脂膜上而将各辊的表面形状转印到树脂膜上，制造出一面为随机磨砂形状(凹凸纹理的磨砂形状)而另一面为凹金字塔形状的单层光扩散板(厚度：0.15mm)。
将这样制造出的实施例3的光扩散板的表面形状示于表3。并且，实施例3的光扩散板的凹金字塔形状面中“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”为90％。
接着，准备图3所示的正下方型背光单元。需要说明的是，光源采用发光二极管(Cree公司制造，商品名称：XPGDRY-L1-0000-00501)。光扩散板层叠体采用通过层叠两张上述光扩散板而在光扩散板之间形成有空气层的光扩散板层叠体，如表3所示，使凹金字塔形状面朝向背面侧(光入射侧)。使用量子点片材(Hitachi Chemical Company,Ltd.制造)并使用两张棱镜片(3M Japan Limited制造，商品名称：BEF-2)，两张棱镜片均布置为棱镜排的顶点向表面侧突出，且棱镜排的棱线彼此正交。反射型偏振膜使用市场上销售的薄膜(3MJapan Limited制造，商品名称：DBEF(注册商标))。
将光源与光扩散板层叠体之间的间距D设为1.0mm和2.0mm。按照上述方法，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(实施例4)
将在实施例3中制成的光扩散板的朝向变更为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述实施例3相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(实施例5)
将在实施例3中制成的光扩散板的朝向变更为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述实施例3相同，在此条件下,测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例3)
比较例3中的光扩散板的制造方法如下所述。首先，将基本树脂与扩散剂树脂加以混合并通过挤压成型形成膜后，使用两个金属辊，其中一个辊的表面具有随机的磨砂形状(Ra：4.5μm)，另一个辊采用镜面辊，将该两个辊压在树脂膜上而将各辊的表面形状转印到树脂膜上，制备出一面为随机磨砂形状而另一面为镜面的单层光扩散板(厚度：0.3mm)。
将这样制造出的比较例3的光扩散板的表面形状示于表3。并且，比较例3的光扩散板的凹金字塔形状面中“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”为25％。
使用一张本比较例的光扩散板代替在实施例3中制造出的光扩散板，并将其布置为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述实施例3相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例4)
将在比较例3中制成的光扩散板的朝向变更为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述比较例3相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例5)
比较例5的光扩散板的制造方法如下所述。首先，将基本树脂与扩散剂树脂加以混合并通过挤压成型形成膜后，使用两个金属辊，其中一个辊的表面具有随机的磨砂形状(Ra：4.5μm)，另一个辊采用镜面辊，将该两个辊压在树脂膜上而将各辊的表面形状转印到树脂膜上，制造出一面为随机磨砂形状而另一面为镜面的单层光扩散板(厚度：0.1mm)。
将这样制造出的比较例5的光扩散板的表面形状示于表3。并且，比较例5的光扩散板的凹金字塔形状面中“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”为25％。
使用三张本比较例的光扩散板代替实施例3中制造出的光扩散板，并将其布置为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述实施例3相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例6)
将在比较例5中制成的光扩散板的朝向变更为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述比较例5相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例7)
比较例7的光扩散板的制造方法如下所述。首先，将基本树脂与扩散剂树脂加以混合并通过挤压成型形成膜后，使用两个金属辊，其中一个辊的表面具有随机的磨砂形状(Ra：4.5μm)，另一个辊采用镜面辊，将该两个辊压在树脂膜上而将各辊的表面形状转印到树脂膜上，制造出一面为随机磨砂形状而另一面为镜面的单层光扩散板(厚度：0.15mm)。
将这样制造出的比较例7的光扩散板的表面形状示于表3。并且，比较例7的光扩散板的凹金字塔形状面中“具有30°以上的倾斜角度的面积的比率”为25％。
使用两张本比较例的光扩散板代替实施例3中制造出的光扩散板，并将其布置为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述实施例3相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
(比较例8)
将在比较例7中制成的光扩散板的朝向变更为表3所示的朝向，除此以外其他方面与上述比较例7相同，在此条件下，测量FWHM并进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表3。
【表3】
Figure BDA0002012835620000231
在实施例3～5中，采用沿背光单元的厚度方向层叠有多张(两张)具有凹金字塔形状面的光扩散板且在相邻的光扩散板之间形成有空气层的光扩散板层叠体。由表3可知，与没有形成凹金字塔形状面的比较例3～8相比，实施例3～5的FWHM值较大，亮度分布的扩散性较高，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
(实施例6)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图7所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠三张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.2mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，两张光扩散板的厚度为0.15mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有两层空气层且总厚为0.5mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将两张厚度为0.15mm的光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.2mm的光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(实施例7)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图2所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠两张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.2mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，另一张光扩散板的厚度为0.15mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有一层空气层且总厚为0.35mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将厚度为0.15mm的光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.2mm的光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(实施例8)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图2所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠两张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.1mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，一张光扩散板的厚度为0.1mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有一层空气层且总厚为0.2mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将厚度为0.1mm且光扩散剂的添加量为0.8质量％的光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.1mm且光扩散剂的添加量为3.0质量％的光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(实施例9)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图2所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠两张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.1mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，一张光扩散板的厚度为0.05mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有一层空气层且总厚为0.15mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将厚度为0.05mm的光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.1mm的光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(实施例10)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图7所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠三张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.05mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，两张光扩散板的厚度为0.05mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有两层空气层且总厚为0.15mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将厚度为0.05mm且光扩散剂的添加量为0.8质量％的两张光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.05mm且光扩散剂的添加量为3.0质量％的一张光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(实施例11)
采用下述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好图2所示的正下方型背光单元。该光扩散板层叠体的具体情况如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，层叠两张该光扩散板(其中，一张光扩散板的厚度为0.05mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为3.0质量％，一张光扩散板的厚度为0.05mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，由此制成了在光扩散板之间形成有两层空气层且总厚为0.1mm的该光扩散板层叠体。需要说明的是，将厚度为0.05mm且光扩散剂的添加量为0.8质量％的光扩散板布置在表面侧，将厚度为0.05mm且光扩散剂的添加量为3.0质量％的光扩散板布置在背面侧。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表4。
(比较例9)
采用下述光扩散板来代替上述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。该光扩散板如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，仅使用一张该光扩散板(厚度为0.5mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，没有形成空气层。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例10)
将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量变更为3.0质量％，除此以外均与比较例9相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例11)
采用下述光扩散板来代替上述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。该光扩散板如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，仅使用一张该光扩散板(厚度为0.35mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，没有形成空气层。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例12)
将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量变更为3.0质量％，除此以外均与比较例11相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例13)
采用下述光扩散板来代替上述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。该光扩散板如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，仅使用一张该光扩散板(厚度为0.2mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，没有形成空气层。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例14)
将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量变更为3.0质量％，除此以外均与比较例13相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例15)
采用下述光扩散板来代替上述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。该光扩散板如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，仅使用一张该光扩散板(厚度为0.15mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，没有形成空气层。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例16)
将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量变更为3.0质量％，除此以外均与比较例15相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例17)
采用下述光扩散板来代替上述光扩散板层叠体，并使其磨砂面朝向表面侧，除此以外均与实施例1相同，这样准备好正下方型背光单元。该光扩散板如下：将作为光扩散剂的硅系微粒混合到芳香族聚碳酸酯中，得到一面为磨砂面而另一面为镜面的光扩散板，仅使用一张该光扩散板(厚度为0.1mm，光扩散剂在光扩散板整体中的添加量为0.8质量％)，没有形成空气层。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
(比较例18)
将光扩散剂在光扩散板整体中的添加量变更为3.0质量％，除此以外均与比较例17相同，这样准备好正下方型背光单元。
然后，与上述实施例1一样进行亮度均匀性评价。将以上结果示于表5。
【表4】
Figure BDA0002012835620000291
【表5】
Figure BDA0002012835620000301
如表4、表5所示，在实施例6中，采用沿背光单元的厚度方向层叠多张(三张)光扩散板且在相邻的光扩散板之间形成有空气层的光扩散板层叠体，在比较例9～10中，仅使用一张光扩散板，没有形成空气层，将实施例6与比较例9～10相比可知，虽然总厚同为0.5mm，但实施例6的亮度比Br＝5mm/Br＝0mm较大，亮度分布的扩散性较高，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
同样，在实施例7～11中，采用层叠多张(两张或三张)光扩散板且在相邻的光扩散板之间形成有空气层的光扩散板层叠体，将实施例7与比较例11～12(总厚为0.35mm)、实施例8与比较例13～14(总厚为0.2mm)、实施例9～10与比较例15～16(总厚为0.15mm)、实施例11与比较例17～18(总厚为0.1mm)相比可知，实施例7～11的亮度分布的扩散性较高，从光源射出的光的亮度均匀性得到提高。
－产业实用性－
综上所述，本发明对用于液晶显示装置的光扩散板层叠体特别有用。

Claims (22)

1.一种背光单元，其特征在于：
包括作为光源的发光二极管和光扩散板层叠体，
所述光扩散板层叠体由多张在树脂母体中含有光扩散剂的光扩散板层叠而成，在相邻的所述光扩散板之间形成有空气层，并且，所述光扩散板层叠体设在所述光源的表面侧且与该光源之间保持有距离，所述光扩散板层叠体让来自所述光源的光进行面发光，
所述背光单元是所述光源设在所述光扩散板的背面侧的正下方型背光单元，
多张所述光扩散板中的至少一张光扩散板的一个表面具有凹凸形状，
所述凹凸形状为无间隙地布置在所述光扩散板的表面的多棱锥，
所述光源与所述光扩散板层叠体之间的间距在2.8mm以下。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于：
所述光扩散板为两张或三张。
3.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板而言，所述光扩散剂在该光扩散板整体中的含量为0.3质量％以上8.0质量％以下。
4.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板而言，所述树脂母体中含有的光扩散剂的平均粒径为0.8μm以上30μm以下。
5.根据权利要求3所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板而言，所述树脂母体中含有的光扩散剂的平均粒径为0.8μm以上30μm以下。
6.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于：
所述树脂母体为芳香族聚碳酸酯，所述光扩散剂为硅系扩散剂。
7.根据权利要求3所述的背光单元，其特征在于：
所述树脂母体为芳香族聚碳酸酯，所述光扩散剂为硅系扩散剂。
8.根据权利要求4所述的背光单元，其特征在于：
所述树脂母体为芳香族聚碳酸酯，所述光扩散剂为硅系扩散剂。
9.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
10.根据权利要求3所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
11.根据权利要求4所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
12.根据权利要求5所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
13.根据权利要求6所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
14.根据权利要求7所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
15.根据权利要求8所述的背光单元，其特征在于：
针对所述光扩散板，将所述光扩散板的所述凹凸形状假想地去除后呈现出的平表面定为假想平面，一边让相对于所述假想平面具有规定投影面积的微小区域沿所述假想平面二维地移动，一边对该假想平面的各位置处的所述微小区域含有的、具有所述凹凸形状的表面作平面近似，并求出作了该平面近似后的平面与所述假想平面所成的倾斜角度，在该情况下，所述倾斜角度在30°以上的所述微小区域的总面积相对于各所述位置的所述微小区域的总面积的比率以百分比计在30％以上。
16.根据权利要求9所述的背光单元，其特征在于：
所述凹凸形状包括四棱锥或能够近似为四棱锥的形状。
17.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于：
在所述光扩散板层叠体的表面侧设有棱镜片。
18.根据权利要求9所述的背光单元，其特征在于：
在所述光扩散板层叠体的表面侧设有棱镜片。
19.根据权利要求17所述的背光单元，其特征在于：
在所述光扩散板层叠体与所述棱镜片之间设有量子点片材。
20.根据权利要求18所述的背光单元，其特征在于：
在所述光扩散板层叠体与所述棱镜片之间设有量子点片材。
21.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括液晶显示面板和设在所述液晶显示面板的背面侧的、权利要求1所述的背光单元。
22.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括液晶显示面板和设在所述液晶显示面板的背面侧的、权利要求9所述的背光单元。
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