JP2007178875A - 光拡散シート - Google Patents

Abstract

【課題】シート上面の凸部や凹部の形状と配列状態により輝度の均斉度を高めた光拡散シートを提供する。
【解決手段】上辺又は底辺が線状光源Ｌに対して直交する少なくとも１つの傾斜面１ａと、上辺又は底辺が線状光源に対して斜交する少なくとも２つの傾斜面１ｂを備えた小さな凹部１又は凸部を、隙間が生じないように又は隙間が最小限となるように、配列してシート上面に形成した構成の光拡散シートＳ１とする。前者の傾斜面１ａにより光を線状光源に沿って上方に放出させてシート上面の光源上領域の輝度を向上させると共に、後者の傾斜面１ｂから放出する光によってシート上面の光源間領域の輝度を向上させて、輝度の均斉度を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノートパソコン用、パソコンモニタ用、テレビ用などの液晶ディスプレイのバックライトユニット、特に、光が下方（背後）の線状光源から直接照射される直下ライト方式のバックライトユニットに組み込まれる光拡散シートに関する。

直下ライト方式のバックライトユニットに組み込まれる光拡散シートとして、透明樹脂基材中に有機又は無機ビーズなどの光拡散剤を分散混入させた光拡散シート、或は、樹脂シートの表面に前記光拡散剤含有塗膜を形成した光拡散シート、表面に細かな凹凸を施した光拡散シートなどの厚いシートが一般的に用いられている。そして、これらのシートの上側には薄い光拡散フィルムが複数枚配置されて輝度の均斉度を向上させていた。
一方、四角錐形の突起をシート片面に斜列状に配列して形成した光拡散フィルムも知られている（特許文献１）。この光拡散フィルムは、導光板の片側又は両側に光源を配置したエッジライト方式のバックライトユニットの該導光板の上（前）に組み込まれると、四角錐形突起の斜面の光屈折作用によって、導光板からの拡散光が正面方向（液晶表示画面に対して垂直方向）にある程度指向されるため、輝度が向上すると共に、輝度ムラも減少するといった効果が得られるものである。

しかしながら、平行に配設された複数本の線状光源から光が直接照射される直下ライト方式のバックライトユニットにおいて、その線状光源の上側に上記特許文献１の光拡散フィルムを組み込むと、それぞれの線状光源の上方の領域の輝度が線状光源相互間の領域の輝度より低くなって明暗の縞が生じ、輝度の均斉度が低下するという問題があった。その理由は、図１３に概念的に示すように、線状光源Ｌの上方の光拡散フィルムの四角錐形突起９の４つの傾斜面９ａによって屈折されて出てくる光の方向（水平面内における方向）が、いずれも矢印で示すように線状光源Ｌに沿う方向ではなく、線状光源に対して４５°斜めの方向となるため、光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されないからであると考えられる。

従って、上記の光拡散シートやフィルムを直下ライト方式のバックライトユニットの線状光源の上側に組み込むときは、これらの光拡散シートやフィルムの上側に、凹凸粗面を形成した光拡散フィルムや光拡散剤を含有させた光拡散フィルム、或いは、樹脂フィルムの表面に光拡散剤含有塗膜を形成した光拡散フィルムを複数枚重ねて輝度の均斉度を高める必要があるため、組立工数が増え、コストも増加するという問題があった。
特開２００１−３１１８０９号公報

本発明は上記の問題に対処するためになされたもので、シート上面に凸部や凹部などを配列し、該凸部や該凹部の形状と配列状態を工夫することによって輝度の均斉度を高めるようにした光拡散シートを提供することを解決課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明に係る第一の光拡散シートは、平行に配設された複数の線状光源の上側に配置されて使用され、出光面となるシート上面に小さな凹部が多数形成された透光性樹脂製の光拡散シートであって、上記凹部は、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面を少なくとも１つ備え、且つ、上辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面を少なくとも２つ備えた倒立多角錐形もくしは倒立截頭多角錐形の凹部であり、シート上面において各凹部の間に隙間が生じないように、又は、各凹部の間の隙間が最小限となるように、各凹部が配列されて形成されていることを特徴とするものである。

そして、本発明に係る第二の光拡散シートは、平行に配設された複数の線状光源の上側に配置されて使用され、出光面となるシート上面に小さな凸部が多数形成された透光性樹脂製の光拡散シートであって、上記凸部は、底辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面を少なくとも１つ備え、且つ、底辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面を少なくとも２つ備えた多角錐形もしくは截頭多角錐形の凸部であり、シート上面において各凸部の間に隙間が生じないように、又は、各凸部の間の隙間が最小限となるように、各凸部が配列されて形成されていることを特徴とするものである。

第一の光拡散シートの代表的なものとしては、その凹部が倒立三角錐形、倒立截頭三角錐形、倒立六角錐形、倒立截頭六角錐形のいずれかの凹部であって、シート上面において各凹部の間に隙間が生じないように配列されて形成されている光拡散シートが挙げられる。

また、第二の光拡散シートの代表的なものとしては、その凸部が三角錐形、截頭三角錐形、六角錐形、截頭六角錐形のいずれかの凸部であって、シート上面において各凸部の間に隙間が生じないように配列されて形成されている光拡散シートが挙げられる。

上記の各光拡散シートにおいては、シート上面に対する凹部又は凸部の傾斜面の傾斜角を１５〜６５°にすることが好ましい。

倒立四角錐形の小さな凹部を斜列状に配列して形成した従来の光拡散シートを縦方向又は横方向の線状光源の上側に配置して光を照射すると、線状光源の上方に位置する凹部には、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面が存在しないため、前述した特許文献１の光拡散シートと同様に、４つの傾斜面によって屈折されて出てくる光の方向（水平面内における方向）が線状光源に対して４５°斜めの方向となり、線状光源の上方に光が出てこないので、シート上面の光源上領域の輝度が低下して、光源方向と平行にある線状の明暗の縞が発生し、輝度の均斉度が低下する。
倒立四角錐形の小さな凹部を斜列状に配列して形成した光拡散シートを縦方向又は横方向の線状光源の上方に配置して光を照射すると、線状光源の上方に位置する凹部には、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面が存在しないため、前述した特許文献１の光拡散シートと同様に、４つの傾斜面によって屈折されて出てくる光の方向（水平面内における方向）が線状光源に対して４５°斜めの方向となり、線状光源の上方に光が出てこないので、シート上面の光源上領域の輝度が低下して明暗の縞が発生し、輝度の均斉度が低下する。

一方、倒立四角錐形の凹部を縦横に配列して形成した従来の光拡散シートを線状光源の上方に配置して光を照射すると、図１４に概念的に示すように、線状光源Ｌの上方に位置する凹部１０は、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面１０ａを二つ有し、これらの傾斜面１０ａから出る光の方向（水平面内での方向）が矢印で示すように線状光源Ｌに沿う方向となるため、光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されてシート上面の光源上領域の輝度は向上することになるが、シート上面の光源間領域の輝度を高める働きが大きい傾斜面、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して斜交する傾斜面が存在しないため、シート上面の光源間領域の輝度が低下し、やはり均斉度が低下する。

これに対し、本発明に係る第一の光拡散シートのように、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面（以下、上辺直交傾斜面という）を少なくとも１つ備え、且つ、上辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面（以下、上辺斜交傾斜面という）を少なくとも２つ備えた倒立多角錐形もくしは倒立截頭多角錐形の凹部を、隙間が生じないように、又は、隙間が最小限となるように、配列して形成してあると、上辺直交傾斜面によってシート上面の光源上領域の輝度が高められ、上辺斜交傾斜面によってシート上面の光源間領域の輝度が高められるので、明暗の縞が生じなくなり、輝度の均斉度が向上する。従って、この第一の光拡散シートを直下ライト方式のバックライトユニットに組み込む際に、該シートの上に従来の光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、従来の光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることが可能となる。

また、本発明に係る第二の光拡散シートのように、底辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面（以下、底辺直交傾斜面という）を少なくとも１つ備え、且つ、底辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面（以下、底辺斜交傾斜面という）を少なくとも２つ備えた多角錐形もくしは截頭多角錐形の凸部を、隙間が生じないように、又は、隙間が最小限となるように、配列して形成してあると、底辺直交傾斜面によってシート上面の光源上領域の輝度が高められ、底辺斜交傾斜面によってシート上面の光源間領域の輝度が高められるので、同様に輝度の均斉度が向上する。従って、この第二の光拡散シートも、直下ライト方式のバックライトユニットに組み込む際に、該シートの上に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることが可能となる。

また、上記の凹部又は凸部の傾斜面の傾斜角を１５〜６５°に設定した光拡散シートは、シート上面から出光する拡散光の真上方向（真正面方向）への指向性が良好となり、輝度が全体的に向上する。

尚、本発明において、「上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する」、「底辺が線状光源の長さ方向に対して直交する」とは、上辺又は底辺が線状光源の長さ方向に対して厳密に９０°で交わる場合と、直交方向に対して５°程度までの傾きを持って交わる場合の双方を包含する意味である。また、「シート」とは、厚さ５０μｍ程度のフィルム状のものから厚さ５ｍｍ程度の板状のものまでを含む概念である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。

図１は本発明の一実施形態に係る光拡散シートの模式平面図、図２は同光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図、図３は同光拡散シートの作用説明図である。

この光拡散シートＳ１は、直下ライト方式のバックライトユニットにおける冷陰極管のように、一定間隔をあけて平行に配設された複数の縦方向又は横方向の線状光源Ｌの上側に配置されて使用される透光性樹脂製のシートであって、図１、図２に示すように、出光面となるシート上面には倒立正六角錐形の小さな凹部１が隙間をあけないように互いに接した配列状態で形成されている。

この光拡散シートＳ１は、全光線透過率の高いポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体（例えばポリ−４−メチルペンテン−１等）、ポリ塩化ビニル、環状ポリオレフィン（例えばノルボルネン構造等）、アクリル樹脂、ポリスチレン、アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ樹脂）などの透光性の熱可塑性樹脂からなるもので、厚さ５０μｍ〜５ｍｍ程度のものが好ましく使用される。

上記の熱可塑性樹脂からなる光拡散シートの中でも、ポリカーボネート、ポリエステル（特にポリエチレンテレフタレート）、環状ポリオレフィンからなる光拡散シートは耐熱性が良好であり、バックライトユニットに組み込まれた際に冷陰極管などの線状光源Ｌの放熱によって変形や皺などが発生することが少ないので好ましく使用される。特に、ポリカーボネートからなるシートは透明性が良く、吸湿性が少なく、高輝度で、反りが少ないため、極めて好ましく使用される。

また、ポリプロピレンからなるシートは結晶性、透明性が良く、結晶化度を上げると弾性率が向上して熱変形や皺が発生し難くなるうえに、屈折率も上昇するため、後述するように光拡散剤をシートに含有させる場合には、ポリプロピレンと光拡散剤との屈折率差が減少し、透過光量が増大して輝度が高くなるなどの利点を有するので、好ましく使用される。特に、結晶化度が３０〜８０％のポリプロピレンからなるシートは、剛性が大きい上に、光拡散剤として好ましく使用される後述のタルク粉末の屈折率（１．５４）に近似した１．４８〜１．５２程度の屈折率を有するため、タルク粉末を含有させても、全光線透過量が多くて輝度の高い光拡散フィルムを得ることができる。ポリプロピレンの更に好ましい結晶化度は５０〜６０％である。

尚、この光拡散シートＳ１には、成形に必要な安定剤、滑剤、耐衝撃改良剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定剤などが適宜含有され、場合によっては、後述する光拡散剤も含有される。

光拡散シートＳ１の上面に形成された凹部１は倒立正六角錐形の小さな凹部であって、図２、図３に示すように、２つの上辺直交傾斜面１ａ、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して直交する傾斜面１ａと、４つの上辺斜交傾斜面１ｂ、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して３０°の角度で斜交する傾斜面１ｂを備えている。このため、下方の線状光源Ｌからの光は、図３に矢印で示すように、２つの上辺直交傾斜面１ａから線状光源Ｌに沿って上方へ放出されるのでシート上面の光源上領域の輝度が向上し、且つ、４つの上辺斜交傾斜面１ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上する。従って、シート上面の光源上領域の輝度と光源間領域の輝度の差が殆どなくなり、輝度の均斉度が向上するので、この光拡散シートＳ１を直下ライト方式のバックライトユニットに組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。ここで、光拡散フィルムとしては、光拡散剤を分散混入させたものや、樹脂フィルムの表面に光拡散剤含有塗膜を形成したものや、表面に細かな凹凸を施したものなどが用いられる。

倒立六角錐形の凹部１は、上辺直交傾斜面１ａ及び上辺斜交傾斜面１ｂの傾斜角θを１５〜６５°の範囲に設定することが好ましく、傾斜角θがこの範囲内であると、シート上面から出光する拡散光の真上方向（真正面方向）への指向性が良好で、全体的に輝度が向上する。けれども、傾斜角θがこの範囲を逸脱すると、指向性が低下したり、全反射が多くなったりして輝度が低下するなどの不都合を生じるので好ましくない。傾斜角θの更に好ましい範囲は３０〜６０°である。

また、上記の倒立六角錐形の凹部１は、隣接する六角形の中心間の長さが６０μｍ〜１.２ｍｍ程度の大きさであることが好ましく、この程度の大きさであれば、６つの傾斜面１ａ，１ｂによって線状光源Ｌからの光を充分に拡散することができる。中心間の長さが６０μｍよりも短くなると、凹部１が細かくなりすぎて凹部の形成が難しくなり、一辺の長さが１.２ｍｍより長くなると、光拡散作用が大幅に低下するので、いずれも好ましくない。凹部１の更に好ましい中心間の長さは２００μｍ〜１.０ｍｍである。

なお、この光拡散シートＳ１では、凹部１を隙間をあけないように配列して形成しているが、光拡散の妨げとならない程度に微小な間隔をあけて配列形成することも可能である。
また、この光拡散シートＳ１は上面のみに凹部1を形成しているが、上下両面に凹部1を形成してもよい。さらに、倒立正六角錐形以外の倒立六角錐形、例えば倒立長六角錐形の凹部１を形成しても勿論よい。

図４は本発明の他の実施形態に係る光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。

この光拡散シートＳ２は、図４に示すように、倒立截頭正六角錐形の小さな凹部２を隙間が生じないようにシート上面に配列して形成したものである。ここで、倒立截頭正六角錐形とは、倒立した正六角錐の下部の頭頂部を水平に截断した形状をいうが、截断面は平坦面でも凹曲面でもよい。この截断面の大きさ（面積）は、凹部２の開口面積の１／４以下とすることが好ましく、１／４より大きくなると、傾斜面２ａ，２ｂによる光拡散作用や拡散光の指向性が不十分になるといった不都合を生じる。截断面のより好ましい大きさは、凹部１の開口面積の１／９〜１／２５である。

この光拡散シートＳ２の凹部２の傾斜面２ａ，２ｂの傾斜角θ、凹部２の一辺（一つの上辺）の長さ、その他の構成は、前記の光拡散シートＳ１と同様であるから、説明を省略する。

このような光拡散シートＳ２も、上辺直交傾斜面２ａ，２ａから線状光源Ｌに沿って上方に放出される光によってシート上面の光源上領域の輝度が向上し、且つ、４つの上辺斜交傾斜面１ｂから線状光源Ｌに対して斜め上方に放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上する。従って、シート上面の光源上領域の輝度と光源間領域の輝度の差が殆どなくなり、輝度の均斉度が向上するので、この光拡散シートＳ２を直下ライト方式のバックライトユニットに組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。
また、この光拡散シートＳ２は上面のみに凹部２を形成しているが、上下両面に凹部２を形成してもよい。更に、倒立正六角錐形以外の倒立六角錐形、例えば倒立長六角錐形の凹部２を形成しても勿論よい。

図５は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図、図６は同光拡散シートの作用説明図である。

この光拡散シートＳ３は、倒立正三角錐形の小さな凹部３を隙間が生じないようにシート上面に配列して形成したもので、倒立正三角錐形の場合は、この凹部３は図６に示すように１つの上辺直交傾斜面３ａ、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して直交する傾斜面３ａと、２つの上辺斜交傾斜面３ｂ、即ち上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して３０°の角度で斜交する傾斜面３ｂを備えている。

倒立三角錐形の凹部３の傾斜面３ａ，３ｂの傾斜角（シート上面に対する傾斜角）は、前記の倒立正六角錐形の凹部１の傾斜面１ａ、１ｂの傾斜角と同様に１５〜６５°、好ましくは３０〜６０°に設定される。また、この倒立三角錐形の凹部３は、その一辺（一つの上辺）の長さが３０〜６００μｍ程度、好ましくは１００〜５００μｍ程度の大きさに形成される。凹部３の傾斜角や一辺の長さが上記の範囲内であると、指向性を損なうことなく充分な光拡散作用を発揮することができる。
また、この光拡散シートＳ３は上面のみに凹部３を形成しているが、上下両面に凹部３を形成してもよい。さらに、倒立正三角錐形以外の倒立三角錐形、例えば倒立二等辺三角錐形の凹部３を形成しても勿論よい。

このような光拡散シートＳ３も、図６に示すように、倒立三角錐形の凹部３の上辺直交傾斜面３ａによって光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、上辺斜交傾斜面３ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上する。従って、シート上面の光源上領域と光源間領域とで輝度の差が殆どなくなり、輝度の均斉度が向上するため、直下ライト方式のバックライトユニットにこの光拡散シートＳ３を組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。

図７は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図であって、この光拡散シートＳ４は、倒立截頭正三角錐形の小さな凹部４、即ち、倒立した正三角錐の下部の頭頂部を水平に截断した形状の凹部４を、隙間が生じないようにシート上面に配列して形成したものである。

倒立截頭三角錐形の凹部４の傾斜面４ａ，４ｂの傾斜角や一辺（一つの上辺）の長さは、前記の倒立三角錐形の凹部３のそれらと同様であり、また、この凹部４の截断面の大きさ（面積）は、前記の倒立截頭六角錐形の凹部２の場合と同様に、開口面積の１／４以下、好ましくは１／９〜１／２５とされている。

このような光拡散シートＳ４も、倒立截頭正三角錐形の凹部４の上辺直交傾斜面４ａによって光が線状光源に沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、かつ、上辺斜交傾斜面４ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上するので、輝度の均斉度が向上する。
また、この光拡散シートＳ４は上面のみに凹部４を形成しているが、上下両面に凹部４を形成してもよい。さらに、倒立截頭正角錐形以外の倒立截頭三角錐形、例えば倒立截頭二等辺三角錐形の凹部４を形成しても勿論よい。

図８は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図、図９は同光拡散シートの作用説明図である。

この光拡散シートＳ５は、倒立正八角錐形の小さな凹部５を、隙間が最小限となるように縦横に配列してシート上面に形成したものであって、図９に示すうに、この凹部５は２つの上辺直交傾斜面５ａ、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して直交する傾斜面５ａと、４つの上辺斜交傾斜面５ｂ、即ち、上辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して４５°で斜交する傾斜面５ｂを備えている。

倒立八角錐形の凹部５の傾斜面５ａ，５ｂの傾斜角（シート上面に対する傾斜角）は、前記の倒立六角錐形の凹部１や倒立三角錐形の凹部３と同様に、１５〜６５°、好ましくは３０〜６０°に設定されており、また、隣接する八角形の中心間の長さが６０μｍ〜１.２ｍｍ程度、好ましくは２００μｍ〜１.０ｍｍ程度とされている。凹部５の傾斜角と一辺の長さが上記の範囲内であると、指向性を損なうことなく充分な光拡散作用を発揮することができる。

このような光拡散シートＳ５も、図９に示すように、倒立正八角錐形の凹部５の上辺直交傾斜面５ａによって光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、上辺斜交傾斜面３ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上する。従って、シート上面の光源上領域と光源間領域とで輝度の差が殆どなくなり、輝度の均斉度が向上するので、直下ライト方式のバックライトユニットにこの光拡散シートＳ５を組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。

図１０は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図であって、この光拡散シートＳ６は、倒立截頭正八角錐形の小さな凹部６、即ち、倒立した正八角錐の下部の頭頂部を水平に截断した形状の凹部６を、隙間が最小限となるように縦横に配列してシート上面に形成したものである。

倒立截頭八角錐形の凹部６の傾斜面６ａ，６ｂの傾斜角や一辺（一つの上辺）の長さは、前記の倒立八角錐形の凹部５のそれらと同様であり、また、この凹部６の截断面の大きさ（面積）も、前記の倒立截頭六角錐形の凹部２や倒立截頭三角錐形の凹部４の場合と同様に、開口面積の１／４以下、好ましくは１／９〜１／２５とされている。

このような光拡散シートＳ６も、倒立截頭正八角錐形の凹部６の上辺直交傾斜面６ａによって光が線状光源に沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、かつ、上辺斜交傾斜面６ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上するので、輝度の均斉度が向上する。

図１１は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。

この光拡散シートＳ７は、正六角錐形の小さな凸部７を隙間が生じないようにシート上面に配列して形成したもので、この凸部７は２つの底辺直交傾斜面７ａ、即ち、底辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して直交する傾斜面７ａと、４つの底辺斜交傾斜面７ｂ、即ち、底辺が線状光源Ｌの長さ方向に対して３０°の角度で斜交する傾斜面７ｂを備えている。

六角錐形の凸部７の傾斜面７ａ，７ｂの傾斜角（シート上面に対する傾斜角）は、前記の倒立六角錐形の凹部１の傾斜面１ａ、１ｂの傾斜角と同様に１５〜６５°、好ましくは３０〜６０°に設定されており、また、この凸部７の一辺（一つの底辺）の長さも、前記の凹部１と同様に隣接する六角形の中心間の長さが６０μｍ〜１.２ｍｍ程度、好ましくは２００μｍ〜１.０ｍｍ程度とされている。凸部７の傾斜角や一辺の長さが上記の範囲であると、指向性を損なうことなく充分な光拡散作用を発揮することができる。
また、この光拡散シートＳ７は上面のみに凸部７を形成しているが、上下両面に凸部７を形成してもよい。さらに、正三角錐形以外の三角錐形、例えば二等辺三角錐形の凸部７を形成しても勿論よい。

このような光拡散シートＳ７も、六角錐形の凸部７の底辺直交傾斜面７ａによって光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、且つ、底辺斜交傾斜面７ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上する。従って、シート上面の光源上領域と光源間領域とで輝度の差が殆どなくなって輝度の均斉度が向上するため、直下ライト方式のバックライトユニットにこの光拡散シートＳ７を組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。

図１２は本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図であって、この光拡散シートＳ８は、截頭正六角錐形の小さな凸部８、即ち、正六角錐の頭頂部を水平に截断した形状の凸部８を、隙間が生じないように配列してシート上面に形成したものである。

截頭六角錐形の凸部８の傾斜面８ａ，８ｂの傾斜角や一辺（一つの底辺）の長さは、前記の六角錐形の凸部７のそれらと同様であり、また、この凸部８の截断面の大きさ（面積）も、前記の倒立截頭六角錐形の凹部２の場合と同様に、開口面積の１／４以下、好ましくは１／９〜１／２５とされている。
また、この光拡散シートＳ８は上面のみに凸部８を形成しているが、上下両面に凸部８を形成してもよい。さらに、截頭正六角錐形以外の截頭六角錐形、例えば截頭長六角錐形の凸部８を形成しても勿論よい。

このような光拡散シートＳ８も、截頭六角錐形の凸部８の底辺直交傾斜面８ａによって光が線状光源に沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、かつ、底辺斜交傾斜面８ｂから放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上するので、輝度の均斉度が向上する。

また、図示はしていないが、１つの底辺直交傾斜面と２つの底辺斜交傾斜面を有する三角錐形又は截頭三角錐形の小さな凸部（傾斜面の傾斜角：１５〜６０°、好ましくは３０〜６０°、一辺の長さ：前記凹部３，４と同様）を、図５，図７に示す倒立三角錐形又は倒立截頭三角錐形の凹部３，４と同様の隙間が生じない配列状態でシート上面に形成した光拡散シートや、２つの底辺直交傾斜面と４つの底辺斜交傾斜面を有する八角錐形又は截頭八角錐形の小さな凸部（傾斜面の傾斜角：１５〜６０°、好ましくは３０〜６０°、一辺の長さ：前記凹部５，６と同様）を、図８，図１０に示す倒立八角錐形又は倒立截頭八角錐形の凹部５，６と同様の隙間を最小限にした縦横配列状態でシート上面に形成した光拡散シートも、本発明の実施形態の代表的なものである。

これらの光拡散シートも、凸部の底辺直交傾斜面によって光が線状光源Ｌに沿って上方に放出されるため、シート上面の光源上領域の輝度が向上し、かつ、底辺斜交傾斜面から放出される光によってシート上面の光源間領域の輝度が向上するので、シート上面の光源上領域と光源間領域とで輝度の差が殆どなくなって輝度の均斉度が向上する。従って、直下ライト方式のバックライトユニットにこれらの光拡散シートを組み込む際に光拡散フィルムを重ねる必要がなくなったり、光拡散フィルムの使用枚数を減らすことができ、その分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。

上述した光拡散シートはいずれも光拡散剤を含んでいないが、場合によっては、光拡散剤をシート全体に含有させたり、シートの上下表層部を除く芯層部に光拡散剤を含有させることによって、光拡散作用を更に高めたり、輝度の均斉度を更に向上させるようにしてもよい。その場合、光拡散剤の含有率が高すぎると、拡散光の指向性や輝度が却って低下するので、含有率は６質量％以下、好ましくは４質量％以下、更に好ましくは１質量％以下にするのがよい。

光拡散剤としては、光拡散シートＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４,Ｓ５, Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８との光屈折率が異なる以下の無機質粒子、金属酸化物粒子、有機ポリマー粒子が単独で又は組合わせて使用される。即ち、無機質粒子としては、ガラス［Ａガラス（ソーダ石灰ガラス）、Ｃガラス（硼珪酸ガラス）、Ｅガラス（低アルカリガラス）］、シリカ、マイカ、合成マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、モンモリロナイト、カオリンクレー、ベントナイト、ヘクトライト、シリコーン等の粒子が使用される。そして、金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ等の粒子が、また、有機ポリマー粒子としては、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ベンゾグアナミン等の粒子が使用される。

これらの光拡散剤は、その平均粒子径が０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、更に好ましくは１〜３０μｍであるものが使用される。粒径が０．１μｍより小さいと、凝集しやすいため分散性が悪く、均一に分散できたとしても光の波長の方が大きいので光散乱効率が悪くなる。それゆえ、０．５μｍ以上の、更には１μｍ以上の大きさの粒子が好ましいのである。一方、粒径が１００μｍより大きいと、光散乱が不均一になったり、光線透過率が低下したり、粒子が肉眼で見えたりするようになる。それゆえ、５０μｍ以下の、更には３０μｍ以下の粒子が好ましいのである。

以上のような本発明の光拡散シートは、透光性の熱可塑性樹脂をシート状に押出成形し、これをエンボス加工して、シート上面に前記の凹部や凸部を隙間があかないように、又は、隙間が最小限となるように配列して形成することによって、効率良く量産することができる。また、射出成形やプレス成形の手段によっても製造することができる。

図１５は本発明に係る光拡散シートを組み込んだ直下ライト方式のバックライトユニットの一例を示す概略説明図、図１６は本発明に係る光拡散シートを組み込んだ直下ライト方式のバックライトユニットの他の例を示す概略説明図である。

図１５のバックライトユニットＢＬＵは、所定の間隔（例えば２４ｍｍ）をあけて線状光源Ｌ（例えば直径３ｍｍの冷陰極管）を平行に複数本配置し、その下方（背後）から両側にかけて光反射板Ｒを設けると共に、線状光源Ｌの上方（前方）に本発明の光拡散シートＳ（前述した光拡散シートＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８のいずれか一つ）を所定の上下間隔（例えば線状光源Ｌの上端からシート下面までの間隔が１３ｍｍ程度）をあけて配置したものである。このバックライトユニットＢＬＵでは、本発明の光拡散シートＳがそれ単独で充分な平均輝度と均斉度を有するため、従来のバックライトユニットで必須とされる光拡散フィルムが省略されており、このように光拡散フィルムが省略されていても、後述の実施例１−１のデータで裏付けられるように、実用上充分な平均輝度と均斉度を得ることができる。従って、このバックライトユニットＢＬＵは、光拡散フィルムがない分だけ、組立工数とコストの低減を図ることができる。

また、図１６の直下ライト方式のバックライトユニットＢＬＵは、上記図１５のバックライトユニットの光拡散シートＳの上に、凹凸粗面を形成したり、光拡散剤を含有する従来の光拡散フィルムＦを一枚重ねたものである。このバックライトユニットＢＬＵのように、本発明の光拡散シートＳの上に従来の光拡散フィルムＦを１枚重ねると、後述の実施例１−２のデータで裏付けられるように、従来の光拡散シートを組み込んだ直下ライト方式のバックライトユニットでは得ることのできない優れた平均輝度と均斉度を得ることができ、しかも、従来の光拡散フィルムＦの使用枚数が１枚ですむから、使用枚数を減少分だけ組立工数とコストの低減を図ることができる。
なお、これらの直下ライト式のバックライトユニットには光拡散フィルムの上方に真上方向への出光の指向性を向上させるためのレンズフィルム、輝度向上フィルムなどを設置することも可能である。

本発明の一実施形態に係る光拡散シートの概略平面図である。 同光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。 同光拡散シートの作用説明図である。 本発明の他の実施形態に係る光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図である。 同光拡散シートの作用説明図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図である。 同光拡散シートの作用説明図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートの部分平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る光拡散シートを前方斜め上から見た部分断面図である。 倒立正四角錐形の凹部を斜列状に配列して形成した光拡散シートの光源上領域の輝度が低下することを説明する説明図である。 倒立正四角錐形の凹部を縦横に配列して形成した光拡散シートの光源上領域の輝度が向上することを説明する説明図である。 本発明に係る光拡散シートを組み込んだ直下ライト方式のバックライトユニットの一例を示す概略説明図である。 本発明に係る光拡散シートを組み込んだ直下ライト方式のバックライトユニットの他の例を示す概略説明図である。

符号の説明

Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８ 光拡散シート
１，２，３，４，５，６ 凹部
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ 上辺直交傾斜面（上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面）
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂ 上辺斜交傾斜面（上辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面）
７，８ 凸部
７ａ，８ａ 底辺直交傾斜面（底辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面）
７ｂ，８ｂ 底辺斜交傾斜面（底辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面）
Ｌ 線状光源
θ シート上面に対する傾斜面の傾斜角
ＢＬＵ 直下ライト方式のバックライトユニット
Ｆ 光拡散フィルム

Claims (5)

1. 平行に配設された複数の線状光源の上側に配置されて使用され、出光面となるシート上面に小さな凹部が多数形成された透光性樹脂製の光拡散シートであって、上記凹部は、上辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面を少なくとも１つ備え、且つ、上辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面を少なくとも２つ備えた倒立多角錐形もくしは倒立截頭多角錐形の凹部であり、シート上面において各凹部の間に隙間が生じないように、又は、各凹部の間の隙間が最小限となるように、各凹部が配列されて形成されていることを特徴とする光拡散シート。
2. 平行に配設された複数の線状光源の上側に配置されて使用され、出光面となるシート上面に小さな凸部が多数形成された透光性樹脂製の光拡散シートであって、上記凸部は、底辺が線状光源の長さ方向に対して直交する傾斜面を少なくとも１つ備え、且つ、底辺が線状光源の長さ方向に対して斜交する傾斜面を少なくとも２つ備えた多角錐形もしくは截頭多角錐形の凸部であり、シート上面において各凸部の間に隙間が生じないように、又は、各凸部の間の隙間が最小限となるように、各凸部が配列されて形成されていることを特徴とする光拡散シート。
3. 上記凹部が倒立三角錐形、倒立截頭三角錐形、倒立六角錐形、倒立截頭六角錐形のいずれかの凹部であって、シート上面において各凹部の間に隙間が生じないように配列されて形成されている請求項１に記載の光拡散シート。
4. 上記凸部が三角錐形、截頭三角錐形、六角錐形、截頭六角錐形のいずれかの凸部であって、シート上面において各凸部の間に隙間が生じないように配列されて形成されている請求項２に記載の光拡散シート。
5. シート上面に対する上記凹部又は凸部の傾斜面の傾斜角が１５〜６５°である請求項１乃至請求項４に記載の光拡散シート。

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