JP2010192246A - 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプイメージを低減しながらも、輝度低下を防ぐ光拡散板、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】光源からの光を入射する入射面側に透明層と、前記光源からの光を射出する射出面側に拡散層とを備える光拡散板であって、前記光源からの前記入射面への光量が多い領域においては前記光拡散板の厚さに対する前記拡散層の厚さの比率が大きくなり、逆に、前記光源からの前記入射面への光量が少ない領域においては前記光拡散板の厚さに対する前記透明層の厚さの比率が大きくなることを特徴とした光拡散板。
【選択図】図１

Description

本発明は、光拡散板及びこれを用いたバックライトユニット並びに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。詳しくは、輝度ムラのない均一な光を射出できる光拡散板及びディスプレイ装置に関するものである。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、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。

このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側（観察者側）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、導光板を用いない「直下型方式」とがある。

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表示装置としては、例えば、図６に示すものが一般に知られている。

これは、上部に偏光板７１，７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、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７９が設置されており、該導光板の上面（光射出側）に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。

さらに、この導光板７９の下面に、導光板７９に導入された光を効率よく上記液晶パネル７２方向に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が印刷などによって設けられる（図示せず）と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）７７が設けられている。

また、上記導光板７９には、側端部に光源ランプ７６が取り付けられており、さらに、光源ランプ７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるべく、光源ランプ７６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８１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７９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。

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７８と液晶パネル７２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）７４，７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光射出面から射出され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。

一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図８に例示する装置が一般的に知られている。これにおいては、上部に偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源５１から射出され、拡散フィルム８２のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。光源５１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５２が配置されている。

直下型方式に用いられている拡散板は、表示装置の光源からの光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐ性能が求められるため、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、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を制御するものである。

しかしながら、図８に例示する装置でも、視野角の制御は、拡散フィルム８２の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、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。

そのため一つの解決方法として、図１０に示すように従来より拡散フィルム８５の上に図９に示す米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）８６を配置し、さらにその上に光拡散フィルム（不図示）を配置する方法が採用されている。ここでＢＥＦとは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムである。このプリズム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。

ディスプレイの使用時（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。ここでいう「軸上」とは、視聴者の視覚方向Ｆ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。プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの並列では、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、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、２枚のシートを重ねて組み合わせて用いられる。

ＢＥＦの採用により、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に採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献１〜３に例示されるように多数のものが知られている。
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、屈折作用によって、光源からの光が、最終的には、制御された角度でフィルムより射出されることによって、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射出する、想定外の光線が存在する。このため、図１１で示すように、ＢＥＦを用いた光学シートから射出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、即ち、横方向から無駄に射出される光（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１０に示すプリズムシートとは別部材の光拡散フィルム３００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。

上述のように、この光学シートには、光の利用効率の向上だけでなく、ランプイメージ消し、ディスプレイの視域の確保などの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、ディスプレイ装置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。

このため、光拡散板自体に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を付与することが求められてきている。

特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、ランプイメージを低減しながらも、輝度低下を防ぐ光拡散板、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。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、光源からの光を入射する入射面側に透明層と、前記光源からの光を射出する射出面側に拡散層とを備える光拡散板であって、前記光源からの前記入射面への光量が多い領域においては前記光拡散板における前記拡散層の比率が大きくなり、逆に、前記光源からの前記入射面への光量が少ない領域においては前記光拡散板における前記透明層の比率が大きくなることを特徴とした光拡散板である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光拡散板において、前記透明層と前記拡散層との境界面が凹凸を繰り返す構造からなり、前記凹凸の射出面側に膨らんだ部分を凸部分とし、入射面側に膨らんだ部分を凹部分とし、前記光源の直上に前記凹部分、隣接する前記光源の中央の直上に前記凸部分が配列することを特徴とする光拡散板である。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光拡散板において、前記凹凸が平面・曲面のいずれか、もしくは、両方から成ることを特徴とする光拡散板である。
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の光拡散板において、任意の前記凹部分の頂部もしくは頂部面からそれと隣接する前記凸部分の頂部もしくは頂部面までの高さｈが、いずれも０．２以上であることを特徴とする光拡散板である。
請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の光拡散板において、前記光源と前記射出面との距離をＹ、隣接する前記光源の間隔をＸとしたとき、微分値が与えられる点において、前記間隔Ｘと対応する前記凹凸における凹凸の傾きの最大値が、２Ｙ／Ｘ以下であることを特徴とする光拡散板である。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散板において、前記拡散層が、互いに異なる光拡散剤を含有する複数の拡散要素が積層されて構成されている、もしくは、濃度が互いに異なる複数の拡散要素が積層されて構成されていることを特徴とする光拡散板。
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散板において、前記拡散層が、前記射出面側にいくにつれて光拡散強度が強くなることを特徴とする光拡散板である。

請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の光拡散板と、前記光拡散板の一面側に配置されたレンズシート、もしくは、光拡散フィルム、あるいは、その両方とを有することを特徴とする光学シートである。

請求項９の発明は、前記光源と、請求項１〜７の何れか１項に記載の光拡散板、もしくは、請求項８に記載の光学シートと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である。

請求項１０の発明は、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９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である。

本発明によれば、ランプイメージ低減効果に優れ、輝度低下抑制効果に優れた光拡散板、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。

本発明の実施の形態に関わる光拡散板を示す説明図である。 本発明の実施の形態に関わる光拡散板の光学的作用を示す説明図である。 本発明の実施の形態に関わる光拡散板の断面の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に関わる光拡散板の断面の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に関わる例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術によるＢＥＦの斜視図を示す説明図である。 従来技術による液晶表示用光学シートの構成例を示す説明図である。 ＢＥＦを用いた光学シートから射出される光強度分布を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
まず本発明の実施の形態を図５に示す。バックライトユニット４４は、ランプハウス４３内に収納されたシリンダー形状の複数の光源４１と、各光源４１からの光Ｈを液晶パネル３２に供給する光拡散板１を備えてなる。なお、液晶パネル３２は、液晶３５が偏光板３１，３３で挟まれて構成され、液晶３５は画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子を含んで構成される。図中４５は、複数の光源４１の背面側に配置された光反射板である。
また、本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置Ｌは、前述の光源４１と光拡散板１とさらにその上に液晶パネル３２を含んだ装置である。

直下型バックライトは、光を散乱や集光させる光拡散板１が使用されており、光源４１側に用いられ、光の利用効率を高めて、光源４１の裏面には、通常反射板や反射フィルムが配置されている。

光源４１は、本実施の形態では、蛍光灯などの線状光源であり、液晶ディスプレイ用には、通常冷陰極管が用いられるが、本実施の形態に限定されるものではなく、ＬＥＤ、有機ＥＬ、半導体レーザー等の点光源も用いることができる。
ここで、ディスプレイ装置Ｌの光源４１としてＬＥＤを用いる場合、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に射出するものや、拡散板等で赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に射出するものにも使用できる。

光拡散板1は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された光拡散剤（粒子）から構成されている。
光拡散板１に使用される透明樹脂としては、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、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。

また、前記透明樹脂中に分散される光拡散剤としては、例えば、無機物又は樹脂からなる透明粒子を使用することができる。無機物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ及びチタニアなどの酸化物からなる粒子又は炭酸カルシウム及び硫酸バリウムなどの他の粒子を使用することができる。樹脂からなる透明粒子としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂若しくはそれらの架橋体、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフルオロビニリデン及びエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂、又は、シリコーン樹脂からなる粒子を使用することができる。

ここで、光拡散板１は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散される光拡散剤とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と光拡散剤の屈折率は、十分な光拡散特性を得るために異なる必要がある。この屈折率差は０．０２以上であることが望ましい。また、上記光拡散剤は、１種類だけで用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。

そして、これら透明樹脂中に光拡散剤を分散して、押出し成形や射出成形等の公知の成形法により、板状の光拡散板１を製造することができる。光拡散板１の厚みは、０．５〜３ｍｍであることが望ましく、さらに詳しくは、１〜２ｍｍであることが好ましい。厚みが１ｍｍ未満の場合、光拡散板１は薄くコシがないのでたわむという欠点がある。一方３ｍｍを越えると、光源４１からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。
光拡散板１の厚さ方向の一方の面が光入射面１００とされ、他方の面が光射出面１０２とされる。

より具体的に、光拡散板１は、光源４１からの光を入射する入射面１００側に透明層１１１と、光源４１からの光を射出する射出面１０２側に拡散層１１２とを備える光拡散板１であって、光源４１からの入射面１００への光量が多い領域においては光拡散板１における拡散層１１２の比率が大きくなり、逆に、光源４１からの入射面１００への光量が少ない領域においては光拡散板１における透明層１１１の比率が大きくなることを特徴とする。こうすることで、強い光を最大限に拡散することができ、弱い光の損失を最小限に抑えることができる。つまり、ランプイメージ低減効果を発揮するとともに、光拡散板１のどの部分においても拡散層１１２を必要最低限の厚みに抑えることができるため、必要以上の輝度低下を防ぐこともできる。また、透明層１１１を有することにより、光拡散板１としてはどの部分においても１ｍｍ以上の厚みを有することができるため、たわみや破損を防ぐことができる。

図１は、本発明に係る光拡散板１の一実施形態について示したものであり、光源４１からの光を入射する入射面１００側に透明層１１１と、前記光源からの光を射出する射出面１０２側に拡散層１１２とを備える光拡散板１であって、透明層１１１と拡散層１１２との境界面１０１が凹凸を繰り返す構造からなり、その凹凸の射出面１０２側に膨らんだ部分を凸部分、入射面１００側に膨らんだ部分を凹部分と呼ぶとき、光源４１の直上に凹部分、隣接する光源４１の中央の直上に凸部分が並んでいる。図２は、（ａ）本発明と（ｂ）一般的な光拡散板１の断面図、及び、光学的作用を示したものである。光源４１直上の光量の強い領域には、拡散層１１２が厚く堆積しているため、入射光を一般的な光拡散板１と同程度に空間的に広げることができる。一方、隣接する光源４１間の中央領域には、拡散層１１２は薄く堆積し透明層１１２が厚く堆積しているため、拡散における光の損失を最小限に抑えることができるとともに、実質的に拡散層１１２への入射位置が光源４１から離れる。つまり、入射光の拡散層１１２に入射する位置は、一般的な光拡散板では図中Ｂであるが、本発明では図中Ｃまで遠ざけることができる。そのため、隣接する光源４１間の中央領域における光量の減少は抑制され、よりランプイメージが低減される。

光拡散板１のたわみ防止や破損防止のため、透明層１１１は必要である。透明層がない場合、特に、凹部分の頂部もしくは頂部面からそれと隣接する凸部分の頂部もしくは頂部面までの高さｈが大きいときには、配送中などの振動により、破損する可能性が大きい。

また、透明層１１１と拡散層１１２の密着性を高めるために、両者の境界面１０１に、光源４１と対応するように賦形された凹凸構造のほか、数μｍから数百μｍ程度のピッチ・高さのランダムもしくは規則的な微小凸凹形状を付けても良い。

任意の光源４１の間隔Ｘは、振動などにより生じる光拡散板１のずれに比べ、十分大きい。よって、本発明の光拡散板１が、配送中などの振動による位置ずれで、効果を失うことはない。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る光拡散板１の実施形態例の断面について示したものである。（ｂ）のように光源４１の間隔Ｘが不規則に並んでいても、それに対応させるように境界面１０１に凹凸構造をつけることにより、（ａ）と同様に、ランプイメージ低減の効果がある。このとき、光源４１の間隔Ｘに応じて、凹部分の頂部もしくは頂部面からそれと隣接する凸部分の頂部もしくは頂部面までの高さｈを変更しても良い。この凹凸の高さｈを変更することで、ランプイメージ低減効果の大きさを制御することができる。高さｈを大きくすることでランプイメージ低減効果を大きくすることができる。ただし、ランプイメージ低減効果を有するために高さｈは０．２ｍｍ以上であることが望ましい。０．２ｍｍ未満の場合には図２におけるＢとＣの位置を十分に離すことができず、一般的な光拡散板との有意な差が生じないからである。
また、光源４１と光拡散板１の射出面１０２との距離をＹとしたとき、傾きが定義できる点において、間隔Ｘの範囲内における凹凸の傾きの最大値Ｐは、２Ｙ／Ｘ以下であることが望ましい。Ｐが２Ｙ／Ｘを超えるときには、拡散層１１２への入射面すなわち境界面１０１において光源４１からの直接入射光量が十分でない領域が生じ、ランプイメージ低減効果が小さくなるためである。２Ｙ／Ｘは、光源４１と隣接する光源４１の中央の直上に位置する光拡散板１の射出面１０２における点とを結んだ直線の傾きに相当する。また、（ｃ）のように間隔Ｘが一定であっても、必ずしも、凹凸の高さｈが一定である必要はない。

図３（ｄ）は、本発明に係る光拡散板１の別の実施形態の断面について示したものである。境界面１０１の凹凸構造は、図３（ａ）〜（ｃ）のような波型である必要はない。（ｄ）のような平面でも良いし、曲面でも良い。また、平面・曲面の両方からなる構造でも良い。

図４（ａ），（ｂ）は、本発明に係る光拡散板１の別の実施形態について示したものであり、光拡散板１の射出面１０２側に光拡散強度の強い拡散要素１２１，１２２を配置している。光拡散強度の強い拡散要素においては、射出光の配光を大きく広げることができる。そのため、観測する方向に寄らず、ランプイメージ低減の効果を有することができる。（ｂ）のように、主に入射光を空間的に広げる効果のある要素、射出光の配光を広げる効果のある要素などの複数の拡散要素を重ねることで、よりランプイメージ低減効果を高めることができる。

拡散層１１２において射出面１０２側にいくにつれて光拡散強度を強くすることにより、強い光拡散強度をもつ拡散要素が光源４１から上に離れるため、先に述べたのと同様に、実質的に強い光拡散強度をもつ拡散要素への入射位置を光源４１から横に離すことができる。そのため、よりランプイメージ低減効果を高めることができる。逆に、入射面１００側にいくにつれ光拡散強度を強くした場合には、この分の効果がなくなる。また、射出面１０２側にいくにつれて光拡散強度を強くすることにより、射出面における射出光の配光を広げることができる。図４において、透明層と隣接する拡散要素１２０は入射光を空間的に広げ、強度の強い拡散要素１２１，１２２は射出光の配光を大きく広げる効果がある。

拡散層１１２の光拡散強度の分布は、不連続であっても良いし、連続的であっても良い。不連続である場合には、その境界面１０１は、平坦であっても良いし、数μｍから数百μｍ程度のピッチ・高さのランダムもしくは規則的な微小凹凸形状であっても良い。

透明層１１１と拡散層１１２とは、例えば、共押出成形によって形成する。この共押出成形では、例えば、以下のマルチマニホールドダイを使用する。即ち、マルチマニホールドダイの内部であって２つの層流が合流する位置の近傍で、それら層流を仕切っている仕切板を、流れ方向と平行となるように、光源４１と対応する凹凸形状をつける。このようなダイを使用すると、界面が幅方向に沿って光源４１と対応した凹凸を有した積層体が得られる。この仕切板に、光源４１と対応する凹凸形状以外にも、数μｍから数百μｍ程度のピッチ・高さの微小凸凹形状をつけることにより、密着性を高める微小凸凹形状を付けることもできる。

また、拡散層１１２の拡散強度分布も、同様に共押出成形によって形成することができる。

そのほか、透明層１１１と拡散層１１２を、それぞれの形状に合わせた金型を使用した射出成形などにより成形した後、その二つを接着させることによって形成する方法などがある。この方法では、よりコストがかかるが、境界面１０１の構造は一方に伸びた形状に限定されるものではない。すなわち、この方法は、特に光源にＬＥＤを用いたときに有用な方法である。

光拡散板１の光射出面１０２側には、凸シリンドリカル形状の単位レンズが並列して形成されたレンズシート、プリズムシートまたは拡散シートを積層して光学シート３９として用い、明るさ、配光特性等の光学特性最適化を行う。このレンズシート４中にも光拡散剤を分散させても良い。また、その積層方法は、重ね合わせるだけでも良いが、固定要素を介して貼り合わせてもよい。
固定要素を介して張り合わせる場合には、図５に示すように光拡散板１の光射出面１０２側とレンズシート４の入射面１０３の間に設けられ、光拡散板１とレンズシート４の空隙２００を保持しながら接着剤または粘着剤等で固定する固定要素３を有している。
このレンズシート４は、図５より、光源４１から光拡散板１及び空隙（空気層）２００を伝達してきた光を入射する入射面１０３から入射し、さらにその光を射出面１０４から光学利得が１以上で射出するものである。

ここで光学利得とは、光学的な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、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、各方向の光学利得を用いることで、その拡散部材の拡散性を示すことが出来る。
また、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も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。

また、本発明はＬＥＤ照明にも使用することができる。ＬＥＤ照明の使用目的に応じて前記凹凸の高さｈを調整することにより、ランプイメージ低減効果の強さを制御することができるため、面光源化や線光源化、もしくは、ある特定の大きさをもった点光源化などが可能である。

上記のようなバックライトユニットおよびディスプレイ装置を用いて、実際に行った実施例について以下に記載する。
（実施例１）

まず、２つの層流が合流する位置の近傍で仕切板を波打たせたマルチマニホールドダイを準備した。仕切り板は、波面が流れ方向と平行となるように波打たせた。具体的には、振幅（凹凸の高さｈの半分）が０．７ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打たせた。

次に、このマルチマニホールドダイを用いた共押出成形によって、図１に示した構造の光拡散板１を形成した。拡散層１１２の材料としては、１００質量部のポリカーボネート樹脂と３０質量部のアクリルスチレン樹脂粒子との混合物を使用した。透明層１１１の材料としては、ポリカーボネート樹脂を使用した。ダイの温度は、２８０℃に設定した。

このように形成した光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、光拡散板１の厚さは２０００μｍであった。透明層１１１の厚さは最薄部で３００μｍ、拡散層１１２の厚さは最薄部で３００μｍであった。それらの境界面１０１は、振幅が０．７ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打っていた。
（実施例２）

マルチマニホールドダイの仕切板を振幅が０．１ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打たせたこと以外は、実施例１において説明したのと同様の方法により光拡散板１を製造した。光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、境界面１０１は、振幅が０．１ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打っており、透明層１１１の厚さは最薄部で１５００μｍ、拡散層１１２の厚さは最薄部で３００μｍであった。
（実施例３）

マルチマニホールドダイの仕切板を、図３（ｄ）の境界面１０１のように台形が並ぶ形状に成形した。台形の高さ（凹凸の高さｈ）を１．４ｍｍ、上辺の長さを２０ｍｍ、底辺の長さを６ｍｍとした。この仕切板の形状以外は、実施例１において説明したのと同様の方法により光拡散板１を製造した。光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、境界面１０１は、高さが１．４ｍｍ、上辺の長さが２０ｍｍ、底辺の長さが６ｍｍの台形状になっており、透明層１１１の厚さは最薄部で３００μｍ、拡散層１１２の厚さは最薄部で３００μｍであった。
（実施例４）

マルチマニホールドダイの仕切板を２つ準備し、一つは振幅が０．５ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打たせ、もう一つは波打たせることなく平坦な形状とした。このマルチマニホールドダイを用いて、図４（ａ）のような、拡散層１１２が拡散要素１２０と拡散要素１２１により構成される光拡散板１を成形した。材料としては、拡散要素１２１に１００質量部のポリカーボネート樹脂と４０質量部のアクリルスチレン樹脂粒子との混合物、拡散要素１２０に１００質量部のポリカーボネート樹脂と２０質量部のアクリルスチレン樹脂粒子との混合物、透明層１１１にポリカーボネート樹脂を使用した。このように形成した光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、光拡散板１の厚さは２０００μｍ、透明層１１１の厚さは最薄部で３００μｍ、拡散要素１２０の厚さは最薄部で２００μｍであった。両者の境界面１０１は、振幅が０．５ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打っていた。拡散要素１２１の厚さは場所に寄らず５００μｍで、拡散要素間の境界面は平坦であった。
（比較例１）

光拡散板１を通常の押出成形によって製造した。材料は、実施例１の拡散層１１２と同じ、１００質量部のポリカーボネート樹脂と３０質量部のアクリルスチレン樹脂粒子との混合物を用いた。
（比較例２）

マルチマニホールドダイの仕切板を振幅が０．０５ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打たせたこと以外は、実施例１において説明したのと同様の方法により光拡散板１を製造した。光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、境界面１０１は、振幅が０．０５ｍｍ、周期が２０ｍｍの正弦波形状に波打っており、透明層１１１の厚さは最薄部で１６００μｍ、拡散層１１２の厚さは最薄部で３００μｍであった。
（比較例３）

マルチマニホールドダイの仕切板を、高さが１．４ｍｍ、幅が１０ｍｍの矩形波形状に成形したこと以外は、実施例１において説明したのと同様の方法により光拡散板１を製造した。光拡散板１の流れ方向に垂直な断面を観察した結果、境界面１０１は、高さが１．４ｍｍ、幅が１０ｍｍの矩形波形状になっており、透明層１１１の厚さは最薄部で３００μｍ、拡散層１１２の厚さは最薄部で３００μｍであった。

次に、以下のようにし、レンズシートを用意した。材料には屈折率１．４９のポリカーボネート樹脂を用い、溶融させた後、押出機により当該シートを押出して、冷却ロール表面の凸状のシリンドリカル形状の単位レンズを転写させた。なお、該単位レンズのピッチは１４０μｍとした。
（評価）

評価には、図５に示す表示装置７０を製造し、用いた。ここでは、光源４１として、５本の冷陰極管を使用し、任意の隣接する光源４１の間隔Ｘを２０ｍｍとした。次に、この表示装置７０に白色画像を表示させ、駆動条件を一定としたまま、画面の全領域に亘って垂直方向の輝度を測定した。さらに、この輝度分布データから、画面のうち冷陰極管に対応した領域における平均輝度を算出し、この平均輝度に対する輝度の分散σ^２を求めた。
その結果をまとめると下記の表のようになる。輝度に関しては、比較例１の輝度を基準とし、各例の輝度比が３％以上低いものを×とし、それを上回るものを○とした。標準偏差σに関しては、目視でのランプイメージムラが消えていると判断できるσ＝１．５％が基準となる。総合評価に関しては、輝度が○となり、かつ、標準偏差σが１．５％以下のものを○とし、どちらか一方でも不良な結果が得られたものに関しては×とした。

Ｈ、Ｆ、Ｋ…光、Ｌ…視認面（ディスプレイ表示面）、Ｘ…隣接する光源の間隔、Ｙ…光源から光拡散板の射出面までの距離、ｈ…凹部分の頂部もしくは頂部面からそれと隣接する凸部分の頂部もしくは頂部面までの高さ、１…光拡散板、３…固定要素、４…レンズシート、３１、３３、７１、７３…偏光板、３２、７２…液晶パネル、３５…液晶層、３９、８２…光学シート、４１、５１、７６…光源、４３…ランプハウス、４４…バックライトユニット、４５、５２、８１…反射板、７０…表示装置、７４、７５…プリズム、７７…反射フィルム、７８…拡散フィルム、７９…導光板、８５…拡散フィルム、８６…輝度強調フィルム（ＢＥＦ）、１００…光拡散板の光入射面、１０１…透明層と拡散層の境界面、１０２…光拡散板の光射出面、１０３…レンズシートの光入射面、１０４…レンズシートの光射出面、１１１…透明層、１１２…拡散層、１２０、１２１、１２２…拡散要素、２００…空隙、３００…拡散シート。

Claims (10)

1. 光源からの光を拡散する光拡散板であって、
   前記光拡散板の、前記光源からの光を入射する入射面側に透明層を備え、
   前記光拡散板の、前記光源からの光を拡散して射出する射出面側に拡散層を備え、
   前記光源からの前記入射面への光量が多い領域においては、前記光拡散板の厚さに対する前記拡散層の厚さの比率が大きく形成され、
   逆に、前記光源からの前記入射面への光量が少ない領域においては前記光拡散板の厚さに対する前記透明層の厚さの比率が大きく形成されている、
   ことを特徴とした光拡散板。
2. 前記光源は間隔を置いて複数配置され、
   前記透明層と前記拡散層との境界面が凹凸を繰り返す構造からなり、
   前記凹凸のうち前記射出面側に膨らんだ部分を凸部分とし、前記入射面側に膨らんだ部分を凹部分とした場合、前記光源の直上に前記凹部分、互いに隣接する前記光源の中間位置の直上に前記凸部分が配列することを特徴とする請求項１に記載の光拡散板。
3. 前記凹凸が平面・曲面のいずれか、もしくは、両方から成ることを特徴とする請求項２に記載の光拡散板。
4. 任意の前記凹部分の底部もしくは底部面からそれと隣接する前記凸部分の頂部もしくは頂部面までの高さｈが、いずれも０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光拡散板。
5. 前記光源と前記射出面との距離をＹ、隣接する前記光源の間隔をＸとしたとき、傾きが定義できる点において、前記間隔Ｘの範囲内における前記凹凸の傾きの最大値は、２Ｙ／Ｘ以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光拡散板。
6. 前記拡散層が、互いに異なる光拡散強度の光拡散剤を含有する複数の拡散要素が積層されて構成されている、もしくは、濃度が互いに異なる複数の拡散要素が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散板。
7. 前記拡散層が、前記射出面側にいくにつれて光拡散強度が強くなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光拡散板。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の光拡散板と、
   前記光拡散板の前記射出面側に配置されたレンズシート、もしくは、光拡散フィルム、あるいは、その両方とを有する、
   ことを特徴とする光学シート。
9. 前記光源と、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の光拡散板、もしくは、請求項８に記載の光学シートと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。
10. 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９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。

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