WO2024154699A1 - 光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器 - Google Patents

光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器 Download PDF

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WO2024154699A1
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light diffusion
less
coating layer
diffusion sheet
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PCT/JP2024/000822
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秀一 松田
有希 松野
忠仁 福田
賢一 原田
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恵和株式会社
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    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • This disclosure relates to a light diffusion sheet, a backlight unit, a liquid crystal display device, and an information device.
  • LCDs Liquid crystal display devices
  • the mainstream backlight for LCD displays is the direct type, in which the light source is placed on the back of the LCD panel.
  • a light diffusion sheet is used to diffuse light from light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) to make the brightness and chromaticity uniform across the entire screen (see Patent Document 1).
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • an inverted pyramid-shaped recess is often provided on one side of the light diffusion sheet to diffuse the light.
  • Light diffusion sheets are required to have the light diffusion performance (brightness uniformity ability) to make the entire screen appear to emit light evenly, even when LEDs are distributed directly under the screen of an LCD display. At the same time, they are also required to have the performance to maintain the brightness of the screen while diffusing light in order to improve the energy efficiency of the LCD display (brightness improvement ability).
  • brightness uniformity ability the brightness uniformity ability
  • brightness improvement ability the brightness improvement ability in light diffusion sheets.
  • the objective of this disclosure is to provide a light diffusion sheet that can achieve both uniform brightness and improved brightness.
  • the light diffusion sheet according to the first aspect of the present disclosure is a light diffusion sheet having an uneven shape on a first surface that diffuses light, and a coating layer made of a resin containing a plurality of particles is provided on a second surface opposite to the first surface.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the second surface on which the coating layer is provided is 1.5 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the maximum height Rz of the second surface on which the coating layer is provided is 10 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less.
  • the element mean length RSm of the second surface on which the coating layer is provided is 140 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the uneven shape of the first surface can diffuse light, thereby making it possible to make the brightness uniform.
  • the surface shape of the second surface on which the coating layer is provided is a shape in which a large number of particles protrude uniformly across the entire coating layer. Therefore, when the second surface is the light-emitting surface, the protruding parts of the particles can emit light in a direction perpendicular to the second surface, improving the brightness. Therefore, it is possible to provide a light diffusion sheet that can achieve both uniform brightness and improved brightness.
  • light diffusion sheet includes a plate-shaped “light diffusion plate” and a film-shaped “light diffusion film.”
  • the arithmetic mean roughness Ra is 1.8 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less
  • the maximum height Rz is 11 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less
  • the element mean length RSm is 200 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, thereby further improving the brightness.
  • a light diffusion sheet is a light diffusion sheet having a first surface with an uneven shape that diffuses light, and a coating layer made of a resin containing a plurality of particles is provided on a second surface opposite to the first surface, the mass ratio of the plurality of particles to the resin in the coating layer is 80% or more and 150% or less, and the mass per unit area of the coating layer is 2 g/ m2 or more and 7 g/ m2 or less.
  • the uneven shape of the first surface can diffuse light, thereby making it possible to make the brightness uniform.
  • the second surface is provided with a coating layer formed by thinly applying a resin containing a large number of particles, so that a large number of particles can be made to protrude uniformly throughout the entire coating layer. Therefore, when the second surface is the light-emitting surface, the protruding parts of the particles can emit light in a direction perpendicular to the second surface, thereby improving the brightness. Therefore, it is possible to provide a light diffusion sheet that can achieve both uniform brightness and improved brightness.
  • the luminance when the mass ratio is 100% or more and 150% or less (preferably 120% or more and 130% or less) and the mass per unit area is 2 g/ m2 or more and 6 g/ m2 or less (preferably 2 g/ m2 or more and 4 g/ m2 or less), the luminance can be further improved.
  • the plurality of particles may have a hollow structure.
  • the difference in refractive index between the resin that fixes each particle inside the coating layer and the hollow portion of each particle becomes large, promoting light diffusion and making it possible to further uniformize the brightness.
  • the average particle diameter of the plurality of particles may be 0.1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. In this way, it is possible to suppress an increase in the thickness of the coating layer while ensuring the brightness improvement effect due to the protruding parts of the particles.
  • the uneven shape may be composed of a plurality of recesses each having a substantially inverted pyramid shape arranged in a two-dimensional matrix.
  • the substantially inverted pyramid-shaped recesses promote light diffusion, thereby making it possible to further uniform the brightness.
  • the second surface may be a matte surface or a flat surface. This makes it easier to form the coating layer.
  • the backlight unit according to the present disclosure is a backlight unit that is incorporated in a liquid crystal display device and guides light emitted from multiple light sources to a display screen, and includes a light diffusion sheet according to the first or second aspect of the present disclosure described above between the display screen and the multiple light sources, and the light diffusion sheet is disposed with the first surface facing the multiple light sources.
  • the backlight unit disclosed herein uses a light diffusion sheet that can achieve both uniform brightness and improved brightness, making it possible to display a bright screen with excellent brightness uniformity.
  • one or more brightness enhancing sheets may be provided between the display screen and the light diffusing sheet, and one or more other light diffusing sheets having an uneven shape on at least one surface for diffusing light may be provided between the light diffusing sheet and the multiple light sources.
  • the brightness can be further improved by the brightness enhancing sheet, and the brightness can be further uniformed by the other light diffusing sheet.
  • the liquid crystal display device includes the backlight unit according to the present disclosure described above and a liquid crystal display panel.
  • the liquid crystal display device is equipped with the backlight unit according to the present disclosure described above, and therefore is capable of displaying a bright screen with excellent brightness uniformity.
  • the information device according to the present disclosure is equipped with the liquid crystal display device according to the present disclosure described above.
  • the information device according to the present disclosure is equipped with the liquid crystal display device according to the present disclosure described above, and therefore is capable of displaying a bright screen with excellent brightness uniformity.
  • the present disclosure provides a light diffusion sheet that can achieve both uniform brightness and improved brightness, as well as a backlight unit, a liquid crystal display device, and an information device that use the light diffusion sheet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a backlight unit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a light diffusion sheet (without coating) according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a light diffusion sheet (with coating) according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the light diffusion sheet according to the embodiment, as viewed from a surface on which recesses are provided.
  • 3A and 3B are diagrams showing a planar configuration and a cross-sectional configuration of a recessed portion provided in the light diffusion sheet according to the embodiment.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an example of the relationship between the arrangement direction of light sources and the arrangement direction of recesses of a light diffusion sheet in a backlight unit according to an embodiment, where FIG. 4 is a surface image of the coating surface of the light diffusion sheet according to the example. 1 is a cross-sectional image of a coating layer and its neighboring area in a light diffusion sheet according to an example.
  • FIG. 1 shows an example of a cross-sectional configuration of a liquid crystal display device according to this embodiment.
  • the liquid crystal display device 50 comprises a liquid crystal display panel 5, a first polarizing plate 6 attached to the bottom surface of the liquid crystal display panel 5, a second polarizing plate 7 attached to the top surface of the liquid crystal display panel 5, and a backlight unit 40 provided on the rear side of the liquid crystal display panel 5 via the first polarizing plate 6.
  • the liquid crystal display panel 5 comprises a TFT substrate 1 and a CF substrate 2 arranged to face each other, a liquid crystal layer 3 provided between the TFT substrate 1 and the CF substrate 2, and a sealant (not shown) provided in a frame shape to enclose the liquid crystal layer 3 between the TFT substrate 1 and the CF substrate 2.
  • the shape of the display screen 50a of the liquid crystal display device 50 when viewed from the front may be rectangular or square, or may be a rectangle with rounded corners, an ellipse, a circle, a trapezoid, or any other shape such as the instrument panel of an automobile.
  • a voltage of a predetermined magnitude is applied to the liquid crystal layer 3 in each subpixel corresponding to each pixel electrode to change the orientation state of the liquid crystal layer 3. This adjusts the transmittance of light incident from the backlight unit 40 through the first polarizing plate 6. The light with the adjusted transmittance is then emitted through the second polarizing plate 7 to display an image.
  • the liquid crystal display device 50 of this embodiment is used as a display device incorporated into various information devices (e.g., in-vehicle devices such as car navigation systems, personal computers, mobile phones, personal digital assistants, portable game machines, copy machines, ticket vending machines, automated teller machines, etc.).
  • information devices e.g., in-vehicle devices such as car navigation systems, personal computers, mobile phones, personal digital assistants, portable game machines, copy machines, ticket vending machines, automated teller machines, etc.
  • the TFT substrate 1 includes, for example, a plurality of TFTs arranged in a matrix on a glass substrate, an interlayer insulating film arranged to cover each TFT, a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on the interlayer insulating film and connected to each of the plurality of TFTs, and an alignment film arranged to cover each pixel electrode.
  • the CF substrate 2 includes, for example, a black matrix arranged in a lattice on the glass substrate, color filters including red, green, and blue layers arranged between each lattice of the black matrix, a common electrode arranged to cover the black matrix and the color filter, and an alignment film arranged to cover the common electrode.
  • the liquid crystal layer 3 is composed of a nematic liquid crystal material containing liquid crystal molecules having electro-optical properties.
  • the first polarizing plate 6 and the second polarizing plate 7 include, for example, a polarizer layer having a polarization axis in one direction and a pair of protective layers arranged to sandwich the polarizer layer.
  • FIG. 2 shows an example of a cross-sectional configuration of the backlight unit according to this embodiment.
  • the backlight unit 40 mainly includes a plurality of light sources 42 and a light diffusion sheet 43 provided above each light source 42.
  • the light sources 42 may be arranged two-dimensionally on the reflective sheet 41.
  • Each light source 42 may be, for example, a white light source or a blue light source.
  • a plurality of light diffusion sheets 43 may be arranged.
  • the light diffusion sheet 43 is arranged by stacking a first light diffusion sheet 43A and a second light diffusion sheet 43B in order from the side closest to the light source 42.
  • a plurality of recesses 105 having a substantially inverted pyramid shape are provided on the light entrance surface of each light diffusion sheet 43.
  • the light exit surface of the first light diffusion sheet 43A is a matte surface or a flat surface.
  • a coating layer 103 composed of a resin 106 containing a plurality of particles 107 is provided on the light exit surface of the second light diffusion sheet 43B. Details of the light diffusion sheet 43 will be described later.
  • a blue light source is used as each light source 42, so a wavelength selection sheet 44A and a color conversion sheet 44B are sequentially arranged above the light diffusion sheet 43.
  • the wavelength selection sheet 44A selectively transmits light having the emission wavelength of the light source 42 and reflects light having other wavelengths.
  • the color conversion sheet 44B converts the color of the light emitted by the light source 42.
  • the wavelength selection sheet 44A and the color conversion sheet 44B may be arranged between each light source 42 and the light diffusion sheet 43, or may be arranged between the light diffusion sheets 43.
  • a first prism sheet 45 and a second prism sheet 46 may be sequentially arranged on the upper side of the light diffusion sheet 43 as brightness enhancing sheets for improving brightness.
  • An upper light diffusion sheet 47 may be arranged on the upper side of the second prism sheet 46 to suppress brightness unevenness caused by the prism sheets 45 and 46.
  • the reflective sheet 41 is made of, for example, a white polyethylene terephthalate resin film, a silver vapor deposition film, or the like.
  • the type of the light source 42 is not particularly limited, but may be, for example, an LED element or a laser element, and may be an LED element from the viewpoint of cost, productivity, and the like.
  • the light source 42 may have a rectangular shape when viewed in a plane, and in that case, the length of one side may be 10 ⁇ m or more (preferably 50 ⁇ m or more) and 10 mm or less (preferably 5 mm or less).
  • a plurality of LED elements LED chips
  • a lens may be attached to the LED element.
  • the number of light sources 42 to be arranged is also not particularly limited, but when a plurality of light sources 42 are distributed and arranged, it is preferable to arrange them regularly on the reflecting sheet 41.
  • Arranging regularly means arranging according to a certain rule, and corresponds to, for example, the case where the light sources 42 are arranged at equal intervals.
  • the center-to-center distance between two adjacent light sources 42 may be 0.5 mm or more (preferably 2 mm or more) and 20 mm or less.
  • light source 42 is a blue light source
  • a blue LED element that emits light with x ⁇ 0.24, y ⁇ 0.18 in the CIE 1931 chromaticity coordinates may be used.
  • the white light source is composed of an LED element whose peak wavelength is in the blue region, an LED element whose peak wavelength is in the green region, and an LED element whose peak wavelength is in the red region, and may emit light with 0.24 ⁇ x ⁇ 0.42, 0.18 ⁇ y ⁇ 0.48 in the CIE 1931 chromaticity coordinates, for example.
  • the light diffusion sheet 43 diffuses light rays incident from the light source 42.
  • the case where two light diffusion sheets 43 are used is illustrated, but only the second light diffusion sheet 43B may be used as the light diffusion sheet 43.
  • three or more light diffusion sheets 43 including the second light diffusion sheet 43B as the uppermost layer may be stacked.
  • two or more first light diffusion sheets 43A may be stacked and disposed below the second light diffusion sheet 43B.
  • the matrix resin constituting the light diffusion sheet 43 is not particularly limited as long as it is made of a material that transmits light, and may be, for example, polycarbonate, acrylic, polystyrene, MS (methyl methacrylate-styrene copolymer) resin, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, cellulose acetate, polyimide, etc.
  • the thickness of the light diffusion sheet 43 is also not particularly limited, and may be, for example, 50 ⁇ m or more and 3 mm or less. If the thickness of the light diffusion sheet 43 exceeds 3 mm, it becomes difficult to achieve a thin liquid crystal display, while if the thickness of the light diffusion sheet 43 is less than 50 ⁇ m, it becomes difficult to obtain a sufficient light diffusion effect. When multiple light diffusion sheets 43 are used, the total thickness may be several hundred ⁇ m to several mm.
  • the light diffusion sheet 43 may be in the form of a film or a plate. A more detailed configuration and manufacturing method of the light diffusion sheet 43 will be described later.
  • the wavelength selection sheet 44A selectively transmits light having the emission wavelength of the light source 42 (e.g., blue light) and reflects light having other wavelengths.
  • the color conversion sheet 44B converts light from the light source 42 (e.g., blue light) into light having a peak wavelength of any color (e.g., green or red).
  • the color conversion sheet 44B converts, for example, blue light having a wavelength of 450 nm into green light having a wavelength of 540 nm and red light having a wavelength of 650 nm.
  • the blue light is partially converted into green light and red light by the color conversion sheet 44B, so that the light transmitted through the color conversion sheet 44B becomes white light.
  • a QD (quantum dot) sheet or a fluorescent sheet may be used as the color conversion sheet 44B. Since the wavelength selection sheet 44A is disposed below the color conversion sheet 44B, the light whose wavelength has been changed by the color conversion sheet 44B can only proceed above the color conversion sheet 44B.
  • the wavelength selection sheet 44A and the color conversion sheet 44B can be placed at any position between the light source 42 and the first prism sheet 45. If a white light source is used as the light source 42, the wavelength selection sheet 44A and the color conversion sheet 44B do not need to be placed.
  • the first prism sheet 45 and the second prism sheet 46 refract the light beam incident from the light diffusion sheet 43 in the normal direction.
  • a plurality of grooves having an isosceles triangular cross section are provided adjacent to each other on the light exit surface of each of the prism sheets 45 and 46, and a prism is formed by a triangular prism portion sandwiched between a pair of adjacent grooves.
  • the apex angle of the prism is, for example, about 90°.
  • Each groove formed in the first prism sheet 45 and each groove formed in the second prism sheet 46 may be arranged so as to be perpendicular to each other.
  • the light beam incident from the light diffusion sheet 43 can be refracted in the normal direction by the first prism sheet 45, and the light beam emitted from the first prism sheet 45 can be refracted by the second prism sheet 45 so as to proceed approximately perpendicular to the light entrance surface of the upper light diffusion sheet 47.
  • the prism sheets 45 and 46 may be laminated separately, or may be formed integrally.
  • the total thickness of the prism sheets 45, 46 may be, for example, about 100 to 400 ⁇ m.
  • the prism sheets 45, 46 may be, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film having a prism shape formed thereon by using a UV-curable acrylic resin.
  • two prism sheets 45 and 46 are used as the brightness enhancement sheet, but instead, one prism sheet may be used.
  • another type of brightness enhancement sheet capable of increasing the brightness of the light emitted from the light source 42 may be used.
  • the brightness enhancement sheet may increase the brightness by concentrating the light rays using double reflection and the refractive index of light when the light passes through the inside of the sheet.
  • the brightness enhancement sheet may increase the brightness by recycling S waves that do not pass through the first polarizing plate 6 of the liquid crystal display device 50 and converting them into P waves that pass through the first polarizing plate 6. Note that if the prism sheets 45 and 46 do not provide a sufficient brightness enhancement effect, another brightness enhancement sheet may be further disposed above the second prism sheet 46.
  • the upper light diffusion sheet 47 slightly diffuses the light rays incident from the second prism sheet 46 side to suppress brightness unevenness caused by the shape of the prism parts of the prism sheets 45 and 46.
  • the upper light diffusion sheet 47 may be directly laminated on the surface of the second prism sheet 46.
  • the thickness of the light diffusion sheet 47 is not particularly limited, but may be, for example, 50 ⁇ m or more and 3 mm or less. If the thickness of the upper light diffusion sheet 47 exceeds 3 mm, it becomes difficult to achieve a thin liquid crystal display, while if the thickness of the upper light diffusion sheet 47 is less than 50 ⁇ m, it becomes difficult to obtain a sufficient light diffusion effect.
  • the upper light diffusion sheet 47 may be in the form of a film or a plate (board).
  • the upper light diffusion sheet 47 may be configured to include a base layer and a light diffusion layer laminated on both sides of the base layer and having a resin matrix and resin beads.
  • the upper light diffusion sheet 47 may be, for example, a PET film having an uneven shape on at least one side thereof using a UV-curable acrylic resin.
  • the first light diffusion sheet 43A mainly includes a base layer 101A and a light diffusion layer 102A provided on the base layer 101A.
  • the first light diffusion sheet 43A has a first surface (surface of the light diffusion layer 102A) S1 that is a light entrance surface, and a second surface (surface of the base layer 101A) S2 that is a light exit surface.
  • the light diffusion layer 102A is provided with a plurality of recesses 105A having an uneven shape that diffuses light, for example, a substantially inverted pyramid shape (in this example, a substantially inverted quadrangular pyramid shape (inverted pyramid shape)).
  • the second surface S2 of the first light diffusion sheet 43A may be, for example, a matte surface or a flat surface.
  • the first light diffusion sheet 43A may be arranged so that the first surface S1 is the light exit surface and the second surface S2 is the light entrance surface.
  • the second light diffusion sheet 43B mainly comprises a base layer 101B and a light diffusion layer 102B provided on the base layer 101B.
  • the second light diffusion sheet 43B has a first surface (surface of the light diffusion layer 102B) S1 which is a light entrance surface, and a second surface (surface of the base layer 101B) S2 which is a light exit surface.
  • the light diffusion layer 102B is provided with a plurality of recesses 105B having an uneven shape that diffuses light, for example, a substantially inverted pyramid shape (a substantially inverted quadrangular pyramid shape (inverted pyramid shape) in this example).
  • a coating layer 103 is provided on the second surface S2 of the second light diffusion sheet 43B.
  • the coating layer 103 is formed by dispersing a plurality of particles 107 in a light-transmitting resin 106.
  • the second surface S2, which is the coated surface of the coating layer 103 may be a matte surface or a flat surface.
  • the base layer 101A, 101B (hereinafter collectively referred to as the base layer 101) is formed of a transparent (e.g., colorless and transparent) synthetic resin as a main component since it is necessary to transmit light.
  • the main component of the base layer 101 is not particularly limited, and may be, for example, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, acrylic resin, polystyrene, polyolefin, cellulose acetate, weather-resistant vinyl chloride, or the like.
  • the term "main component” refers to the component with the highest content, for example, a component with a content of 50% by mass or more.
  • the base layer 101 may contain a diffusing agent or other additives, or may substantially not contain additives.
  • the additives that can be contained are not particularly limited, and may be, for example, inorganic particles such as silica, titanium oxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, or organic particles such as acrylic, acrylonitrile, silicone, polystyrene, polyamide, or the like.
  • the lower limit of the average thickness of the base layer 101 is preferably about 10 ⁇ m, more preferably about 35 ⁇ m, and even more preferably about 50 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the base layer 101 is preferably about 500 ⁇ m, more preferably about 250 ⁇ m, and even more preferably about 180 ⁇ m. If the average thickness of the base layer 101 is less than the lower limit, curling may occur when the diffusion layers 102A and 102B are formed. Conversely, if the average thickness of the base layer 101 exceeds the upper limit, the brightness of the liquid crystal display device 50 may decrease, and it may become difficult to make the liquid crystal display device 50 thinner.
  • the "average thickness” refers to the average value of thicknesses at any 10 points.
  • the thickness of the base layer 101B of the second light diffusion sheet 43B is made thicker than the thickness of the base layer 101A of the first light diffusion sheet 43A.
  • the light diffusion layers 102A and 102B (hereinafter collectively referred to as the light diffusion layer 102) need to transmit light rays, and therefore may be formed mainly from a transparent (e.g., colorless and transparent) synthetic resin.
  • the light diffusion layer 102 may be molded integrally with the base material layer 101 during extrusion molding of the base material resin that becomes the base material layer 101, or may be molded separately using an ultraviolet curing resin after molding of the base material layer 101.
  • a plurality of recesses 105A, 105B (hereinafter collectively referred to as recesses 105) having an approximately inverted pyramid shape provided on the light diffusion layer 102 (first surface S1 of the light diffusion sheet 43) may be arranged in a two-dimensional matrix, for example, as shown in FIG. 5.
  • the plurality of recesses 105 may be arranged along two directions perpendicular to each other.
  • Adjacent recesses 105 are partitioned by ridge lines 111.
  • the ridge lines 111 extend along the two directions in which the recesses 105 are arranged.
  • the arrangement pitch of the recesses 105 may be, for example, from about 50 ⁇ m to about 500 ⁇ m.
  • the center 112 of the recess 105 (the apex of the inverted pyramid) is the deepest part of the recess 105.
  • the center (deepest part) 112 of the recess 105 may reach the base layer 101.
  • the depth of the recess 105 may be equal to the thickness of the light diffusion layer 102.
  • FIG. 5 illustrates an example in which the recesses 105 are arranged in a 5 x 5 matrix, but the actual number of recesses 105 arranged is much greater.
  • the apex angle ⁇ of the recess 105 may be, for example, between about 70° and about 90°.
  • the apex angle ⁇ of the recess 105 is the angle between the inclined surfaces of the recess 105 in a cross section (lower view of FIG. 6) that appears when the recess 105 is cut in a plane (longitudinal section) perpendicular to the placement surface (horizontal plane) of the light diffusion sheet 43, passing through the apex 112 of the inverted pyramid and vertically crossing a pair of ridges 111 that face each other across the apex 112, as shown in FIG. 6.
  • the upper view of FIG. 6 shows the planar configuration of the recess 105. In FIG.
  • H indicates the depth of the recess 105 (the height of the pyramid shape)
  • P indicates the horizontal width of the recess 105 (i.e., the arrangement pitch of the recess 105).
  • the depth H of the recess 105 is determined by the arrangement pitch P of the recess 105 and the apex angle ⁇ of the recess 105.
  • the arrangement direction of the recesses 105 may be tilted, for example, by about 45° with respect to the arrangement direction of the light sources 42 as shown in FIG. 7(b).
  • the recesses 105 are formed in an inverted pyramid shape, the luminance uniformity can be improved by intersecting the arrangement direction of the light sources 42 and the arrangement direction of the recesses 105, rather than aligning the two arrangement directions.
  • the concave and convex shapes are formed by arranging the inverted pyramid-shaped (approximately inverted square pyramid-shaped) concaves 105 in a two-dimensional matrix, but the concaves 105 may be arranged randomly to the extent that the effect of the present invention is not lost.
  • the concaves 105 may be arranged regularly in two dimensions, gaps may or may not be provided between the concaves 105.
  • the concaves 105 may have another approximately inverted polygonal pyramid shape different from the approximately inverted square pyramid shape.
  • the "inverted polygonal pyramid" shape of the concaves 105 may be an inverted triangular pyramid or an inverted hexagonal pyramid that can be arranged two-dimensionally without gaps like an inverted square pyramid.
  • the "inverted polygonal pyramid" shape of the concaves 105 is an inverted square pyramid, it is easy to improve the accuracy of the surface cutting work of the mold (metal roll) used in the manufacturing process such as extrusion molding or injection molding when forming the concaves 105.
  • the term “approximately inverted polygonal pyramid” is used, but “approximately inverted polygonal pyramid” includes shapes that can be considered to be genuine or substantially inverted polygonal pyramids. Furthermore, “approximately” means that it can be approximated, for example, “approximately inverted square pyramid” refers to a shape that can be approximated to an inverted square pyramid.
  • inverted polygonal pyramid truncated shapes with flat apexes are also included in “approximately inverted polygonal pyramids” if the apex area is small enough that the effect of the present invention is not lost.
  • shapes that are deformed from “inverted polygonal pyramids" within the range of unavoidable shape variations due to processing accuracy in industrial production are also included in “approximately inverted polygonal pyramids”.
  • the coating layer 103 provided on the second surface (light output surface) of the second light diffusion sheet 43B is formed by dispersing a plurality of particles 107 in a light-transmitting resin 106.
  • the coating layer 103 is a layer different from the base layer 101B.
  • the coating layer 103 may be formed by adding acrylic or styrene particles to a mixture liquid in which a thermosetting resin or a UV-curable resin is dissolved in a solvent, and applying the mixture liquid to the surface (second surface S2) of the base layer 101B and curing it.
  • the material of the resin 106 that constitutes the coating layer 103 is not particularly limited as long as it can transmit light, but it may be a transparent resin such as acrylic urethane, for example.
  • the particles 107 dispersed in the coating layer 103 are not particularly limited in terms of material, shape, and size, so long as they function as a diffusing agent or a reflecting agent.
  • the material of the particles 107 may be, for example, acrylic, styrene, titanium, silica, nylon, urethane, or the like.
  • the shape of the particles 107 may be, for example, bead-like, such as acrylic beads, or fibrous, such as cellulose nanofibers.
  • the size of the particles 107 (diameter when the particles 107 are bead-like, length when the particles 107 are fibrous) may be several tens of nm to about 100 ⁇ m, preferably about 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the particles 107 may be monodispersed or polydispersed.
  • the particles 107 may have a hollow structure. In this case, the particles 107 may be monohollow or polyhollow.
  • the mass ratio of particles 107 (e.g., beads) to resin 106 (binder solid content) in the coating layer 103 is 80% or more and 150% or less, preferably 100% or more and 150% or less, more preferably 120% or more and 130% or less, and the mass per unit area of the coating layer 103 (hereinafter, sometimes referred to as the coating amount) may be 2 g/m 2 or more and 7 g/m 2 or less, preferably 2 g/m 2 or more and 6 g/m 2 or less, more preferably 2 g/m 2 or more and 4 g/m 2 or less.
  • the Viva ratio higher than usual to suppress the coating amount, in other words, by forming the coating layer 103 by thinly coating the resin 106 containing a large amount of particles 107, a large number of particles 107 can be uniformly protruded throughout the entire coating layer 103. Therefore, on the second surface (light output surface) S2 of the second light diffusion sheet 43B, the protruding portions of the particles 107 can emit light in a direction perpendicular to the second surface S2, improving the brightness.
  • the Viva ratio does not exceed 150%, and the coating amount is preferably not less than 2 g/ m2 .
  • the second surface S2 of the second light diffusing sheet 43B on which the coating layer 103 is provided may have an arithmetic mean roughness Ra of 1.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, preferably 1.8 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, a maximum height Rz of 10 ⁇ m to 14 ⁇ m, preferably 11 ⁇ m to 14 ⁇ m, and an element mean length RSm of 140 ⁇ m to 300 ⁇ m, preferably 200 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • Ra, Rz, and RSm are surface roughness parameters defined in JIS B 0601-2001.
  • the refractive index of the resin 106 and particles 107 in the coating layer 103 is not particularly limited, but for example, low refractive index particles (silica, hollow particles, etc.) or high refractive index particles (metal oxides, etc.) may be added to the resin 106, which has a refractive index of about 1.4 to 1.7, to adjust the refractive index of the coating layer 103 to a range of about 1.2 to 1.9.
  • the method for producing the light diffusion sheet 43 is not particularly limited, but for example, the light diffusion sheet 43 can be produced using any of the following production methods.
  • pellet-shaped base resin (plastic resin) is made into a resin film using an extrusion molding machine. Then, one of two metal rolls is used, one with a convex pyramid shape on its surface, and the other roll is used, one with a flat or inverted matte surface on its surface. Both rolls are pressed onto the resin film to produce a light diffusion sheet 43 with an inverted pyramid shape (concave 105) on one side and a flat or matte surface on the other side. In this manufacturing method, the base layer 101 and light diffusion layer 102 are formed integrally. Then, for the second light diffusion sheet 43B, a coating layer 103 is formed on the other side (flat or matte).
  • a base layer 101 containing, for example, polyethylene terephthalate as a main component is prepared. While feeding the base layer 101 between a pair of pressing rolls, an ultraviolet-curable resin (a resin composition for forming protrusions) is supplied to one side of the base layer 101 just before the pair of pressing rolls.
  • the pressing roll that contacts the ultraviolet-curable resin has a plurality of approximately regular square pyramid-shaped convex portions on its outer circumferential surface.
  • the ultraviolet-curable resin After pressing the base layer 101 to which the ultraviolet-curable resin has been supplied with the ultraviolet-curable resin between the pair of pressing rolls, the ultraviolet-curable resin is cured by ultraviolet irradiation, and a plurality of inverted pyramid shapes (concave portions 105), which are the inverted shapes of the plurality of approximately regular square pyramid-shaped convex portions, are transferred to produce a light diffusion sheet 43 having a light diffusion layer 102 provided on one side of the base layer 101.
  • the base layer 101 and the light diffusion layer 102 are formed separately.
  • a coating layer 103 is formed on the other side of the base layer 101B.
  • the coating layer 103 may be formed by applying and curing a compound liquid (resin 106 mixed with a solvent) containing particles 107, such as acrylic or styrene-based particles, or by using a shape transfer method to cure the resin 106 containing the particles 107.
  • the resin 106 may be, for example, a thermosetting resin or a UV-curable resin.
  • the second light diffusion sheet 43B of the present embodiment described above has a concave-convex shape that diffuses light on the first surface S1, and has a coating layer 103 composed of a resin 106 containing a plurality of particles 107 on the second surface S2.
  • the arithmetic mean roughness Ra is 1.5 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less
  • the maximum height Rz is 10 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less
  • the element mean length RSm is 140 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the concave-convex shape of the first surface S1 can diffuse light, so that the brightness can be made uniform.
  • the surface shape of the second surface S2 on which the coating layer 103 is provided is a shape in which a large number of particles protrude uniformly over the entire coating layer 103. Therefore, when the second surface S2 is the light output surface, the protruding portions of the particles 107 can emit light in a direction perpendicular to the second surface S2, thereby improving the brightness. Therefore, it is possible to provide the second light diffusion sheet 43B that can achieve both uniform brightness and improved brightness.
  • the brightness can be further improved.
  • the mass ratio of the particles 107 to the resin 106 in the coating layer 103 may be 80% or more and 150% or less, and the mass per unit area of the coating layer 103 may be 2 g/m 2 or more and 7 g/m 2 or less.
  • the coating layer 106 in which the resin 106 containing a large amount of particles 107 is thinly coated is provided on the second surface S2
  • a large number of particles 107 can be uniformly protruded over the entire coating layer 103. Therefore, when the second surface S2 is the light output surface, the protruding parts of the particles 107 can emit light in a direction perpendicular to the second surface S2, thereby improving the brightness.
  • the mass ratio (VIVA ratio) is 100% or more and 150% or less (preferably 120% or more and 130% or less) and the mass per unit area (coating amount) is 2 g/ m2 or more and 6 g/ m2 or less (preferably 2 g/ m2 or more and 4 g/ m2 or less), the brightness can be further improved.
  • the multiple particles 107 may have a hollow structure.
  • the difference in refractive index between the resin 106 that fixes each particle 107 inside the coating layer 103 and the hollow portion of each particle 107 becomes large, which promotes light diffusion and makes it possible to further uniform the brightness.
  • the average particle diameter of the multiple particles 107 may be 0.1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. In this way, the brightness improvement effect of the protruding parts of the particles 107 can be ensured while preventing an increase in the thickness of the coating layer 103.
  • the uneven shape of the first surface S1 may be composed of a plurality of recesses 105B having a substantially inverted pyramid shape arranged in a two-dimensional matrix.
  • the substantially inverted pyramid-shaped recesses 105B promote light diffusion, making it possible to further uniform the brightness.
  • the second surface S2 may be a matte surface or a flat surface. This makes it easier to form the coating layer 103.
  • the backlight unit 40 of this embodiment is incorporated into a liquid crystal display device 50, and guides light emitted from a plurality of light sources 42 to a display screen 50a.
  • the backlight unit 40 includes a second light diffusion sheet 43B of this embodiment between the display screen 50a and the light sources 42, and the second light diffusion sheet 43B is disposed with its first surface S1 as the light entrance surface, that is, with the first surface S1 facing the light source 42. In this way, by using the second light diffusion sheet 43B that can achieve both uniform brightness and improved brightness, it is possible to display a bright screen with excellent brightness uniformity.
  • one or more brightness enhancement sheets may be provided between the display screen 50a and the second light diffusion sheet 43B, and one or more other light diffusion sheets (e.g., the first light diffusion sheet 43A) having an uneven shape on at least one surface for diffusing light may be provided between the second light diffusion sheet 43B and the light source 42.
  • the brightness can be further improved by the brightness enhancement sheet, and the brightness can be further uniformed by the other light diffusion sheet.
  • a coating layer similar to the coating layer 103 may be provided on the other light diffusion sheet.
  • a light diffusion sheet similar to the second light diffusion sheet 43B may be used as the other light diffusion sheet.
  • the multiple light sources 42 may be arranged on a reflective sheet 41 provided on the opposite side of the display screen 50a as viewed from the light diffusion sheet 43. In this way, the light is further diffused by multiple reflections between the light diffusion sheet 43 and the reflective sheet 41, further improving the brightness uniformity.
  • the liquid crystal display device 50 of this embodiment includes the backlight unit 40 of this embodiment and a liquid crystal display panel 5. In this way, by using the backlight unit 40 of this embodiment, it is possible to display a bright screen with excellent brightness uniformity. The same effect can also be obtained in information devices (personal computers, mobile phones, etc.) incorporating the liquid crystal display device 50 of this embodiment.
  • the backlight unit 40 is a direct-type backlight unit in which multiple light sources 42 are distributed on the back of the display screen 50a of the liquid crystal display device 50. Therefore, in order to reduce the size of the liquid crystal display device 50, it is necessary to reduce the distance between the light source 42 and the light diffusion sheet 43 (in the example shown in FIG. 2, the first light diffusion sheet 43A closest to the light source 42). However, if this distance is reduced, for example, a phenomenon (brightness unevenness) in which the brightness of the part of the display screen 50a located on the area between the distributed light sources 42 is lower than the other parts is likely to occur. In contrast, using one or more light diffusion sheets 43 including the second light diffusion sheet 43B of this embodiment is useful for suppressing brightness unevenness.
  • the usefulness of the second light diffusion sheet 43B of this embodiment is considered to be even more pronounced when the distance between the light source 42 and the light diffusion sheet 43 (when multiple light diffusion sheets 43 are used, the light diffusion sheet 43 closest to the light source 42) is set to 10 mm or less, preferably 5 mm or less, more preferably 2 mm or less, even more preferably 1 mm or less, and ultimately 0 mm.
  • the second light diffusion sheet 43B of this embodiment can suppress the deterioration of brightness uniformity while securing the brightness improvement effect.
  • an LED array in which blue LED elements are arranged in a square (pitch of approximately 2.7 mm x approximately 2.8 mm) is used as the multiple light sources 42.
  • the first light diffusion sheet 43A is a polycarbonate sheet with a thickness of 190 ⁇ m, and on the first surface S1, inverted pyramidal recesses 105A with a depth of 107 ⁇ m and an apex angle of 80° are arranged in a two-dimensional matrix at a pitch of 179 ⁇ m, and the second surface S2 is a matte surface with an arithmetic mean roughness Ra of 1.4 ⁇ m.
  • the first light diffusion sheet 43A is positioned so that the first surface S1 faces the light source 42 and the distance to the light source 42 is substantially 0 mm.
  • the second light diffusion sheet 43B was a polycarbonate sheet having a thickness of 400 ⁇ m, and the first surface S1 had inverted pyramidal recesses 105B having a depth of 298 ⁇ m and an apex angle of 80° arranged in a two-dimensional matrix at a pitch of 497 ⁇ m.
  • the second surface S2 was a matte surface having an arithmetic mean roughness Ra of 2.3 ⁇ m, and the coating layer 103 was formed on the matte surface.
  • an acrylic thermosetting resin (refractive index 1.492) was used as the resin (binder) 106, and spherical acrylic particles (average particle size 4.64 ⁇ m, standard deviation of particle size 1.86 ⁇ m, refractive index 1.49) were used as the particles (beads) 107, and a curing agent was added together with the particles 107 to a mixture obtained by dissolving the resin 106 in a solvent (dilution thinner), and the mixture was applied to the second surface S2 of the second light diffusion sheet 43B and cured to form the coating layer 103.
  • the coating layer 103 was formed under four conditions of the mass ratio (VIVA ratio) of the particles 107 to the resin 106 (binder solid content) in the coating layer 103, namely, 75%, 100%, 125%, and 150%, and the mass per unit area of the coating layer 103 (coating amount) was formed under four conditions, namely, 2 g/ m2 , 4 g/ m2 , 6 g/ m2 , and 8 g/ m2 , and a total of 16 samples of the second light diffusion sheet 43B were prepared under four conditions x four conditions.
  • a sample in which the coating layer 103 was not provided on the second surface S2 of the second light diffusion sheet 43B was also prepared.
  • a BLT (Blue Light Transmission) sheet is used for the wavelength selection sheet 44A, and a QD (Quantum Dot) sheet is used for the color conversion sheet 44B, with the BLT sheet and the QD sheet configured as a composite sheet with a thickness of 212 ⁇ m.
  • the first prism sheet 45 was made of a 154 ⁇ m thick PET film with prisms of 25 ⁇ m height and 90° apex angle transferred onto it using UV curing resin.
  • the second prism sheet 46 was made of a 151 ⁇ m thick PET film with prisms of 25 ⁇ m height and 90° apex angle transferred onto it using UV curing resin.
  • the first prism sheet 45 and the second prism sheet 46 were positioned so that their prisms were perpendicular to each other.
  • the upper light diffusion sheet 47 used was a 135 ⁇ m thick PET film with bead coating on both sides.
  • a transparent glass plate was placed on the upper light diffusion sheet 47 to prevent the sheets from floating, and the luminance and luminance uniformity were evaluated as follows.
  • the luminance (cd/m 2 ) in the vertical upward direction (direction from the LED array toward the glass plate) was measured using a two-dimensional color luminance meter UA-200 manufactured by Topcon Technohouse.
  • the obtained two-dimensional luminance distribution image was corrected for the variation in the emission intensity of each LED, and a filtering process was performed to suppress bright spots and dark spots caused by foreign matter, etc., and then the average value and standard deviation were calculated for the luminance of all pixels.
  • luminance and luminance uniformity were calculated by defining “luminance” as “average value of luminance” and “luminance uniformity” as “average value of luminance/standard deviation of luminance”. The calculation of the luminance and luminance uniformity was performed three times for the same sample, and the luminance and luminance uniformity were evaluated using the average value.
  • the arithmetic mean roughness Ra, maximum height Rz, and element mean length (average length of roughness curve elements) RSm of the second surface S2 on which the coating layer 103 is provided for the aforementioned 16 samples of second light diffusion sheet 43B (samples A to P) are measured, and the results are shown in Tables 3 to 5, respectively.
  • Measurements of Ra, Rz, and RSm were performed in accordance with JIS B0601-2001 using a contact-type surface roughness measuring instrument SJ-210 (manufactured by Mitutoyo) at three different locations with a measurement speed of 0.5 mm/s, a measurement distance of 4 mm, and a cutoff value ⁇ c of 0.8 mm, and the average values are shown in Tables 3 to 5.
  • the arithmetic mean roughness Ra should be 1.5 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, preferably 1.8 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less
  • the maximum height Rz should be 10 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less, preferably 11 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less
  • the element mean length RSm should be 140 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, preferably 200 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.

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Abstract

光拡散シート４３Ｂは、光を拡散させる凹凸形状を第１面Ｓ１に有し、複数の粒子１０７を含む樹脂１０６から構成されるコーティング層１０３を第２面Ｓ２に有する。コーティング層１０３が設けられた第２面Ｓ２において、算術平均粗さＲａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、最大高さＲｚは１０μｍ以上１４μｍ以下であり、要素平均長さＲＳｍは１４０μｍ以上３００μｍ以下である。

Description

光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器
　本開示は、光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器に関するものである。
　スマートフォンやタブレット端末などの各種情報機器の表示装置として、液晶表示装置（液晶ディスプレイ）が広く利用されている。液晶ディスプレイのバックライトとしては、光源が液晶パネルの背面に配置される直下型方式が主流となっている。
　直下型バックライトでは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源からの光を拡散させて画面全体に亘って輝度や色度を均一化するために、光拡散シートが用いられている（特許文献１参照）。ノートブックやタブレット端末などの薄型ディスプレイにおいては、光拡散シートの片面に逆ピラミッド状の凹部を設けて光を拡散させている場合が多い。
特開２０１１－７６１１５号
　光拡散シートには、液晶ディスプレイの画面直下にＬＥＤを分散配置しても画面全体が均一に発光して見える光拡散性能（輝度均一化能力）が求められると同時に、液晶ディスプレイのエネルギー効率向上のために光を拡散させつつも画面の明るさを維持する性能（輝度向上能力）も求められる。ところが、通常、光拡散シートにおいて輝度均一化能力と輝度向上能力とは互いにトレードオフの関係にある。
　本開示は、輝度均一化と輝度向上とを両立できる光拡散シートを提供することを目的とする。
　前記の目的を達成するために、本開示の第１の態様に係る光拡散シートは、光を拡散させる凹凸形状を第１面に有する光拡散シートであって、前記第１面の反対側の第２面に、複数の粒子を含む樹脂から構成されるコーティング層が設けられる。前記コーティング層が設けられた前記第２面の算術平均粗さＲａは、１．５μｍ以上２．５μｍ以下である。前記コーティング層が設けられた前記第２面の最大高さＲｚは、１０μｍ以上１４μｍ以下である。前記コーティング層が設けられた前記第２面の要素平均長さＲＳｍは、１４０μｍ以上３００μｍ以下である。
　本開示の第１の態様に係る光拡散シートによると、第１面の凹凸形状によって光を拡散させることができるので、輝度を均一化することができる。一方、コーティング層が設けられた第２面の表面形状は、コーティング層全体に亘って多数の粒子が一様に突出した形状である。このため、第２面が出光面である場合、粒子の突出部分によって、光を第２面に対して垂直な方向に出射させることができるので、輝度を向上させることができる。従って、輝度均一化と輝度向上とを両立できる光拡散シートを提供することができる。
　尚、本開示において、「光拡散シート」は、板状の「光拡散板」や膜状の「光拡散フィルム」を包含するものとする。
　本開示の第１の態様に係る光拡散シートにおいて、前記算術平均粗さＲａは、１．８μｍ以上２．５μｍ以下であり、前記最大高さＲｚは、１１μｍ以上１４μｍ以下であり、前記要素平均長さＲＳｍは、２００μｍ以上３００μｍ以下であると、輝度をより一層向上させることができる。
　前記の目的を達成するために、本開示の第２の態様に係る光拡散シートは、光を拡散させる凹凸形状を第１面に有する光拡散シートであって、前記第１面の反対側の第２面に、複数の粒子を含む樹脂から構成されるコーティング層が設けられる。前記コーティング層における前記樹脂に対する前記複数の粒子の質量比は、８０％以上１５０％以下であり、前記コーティング層の単位面積当たりの質量は、２ｇ／ｍ2以上７ｇ／ｍ2以下である。
　本開示の第２の態様に係る光拡散シートによると、第１面の凹凸形状によって光を拡散させることができるので、輝度を均一化することができる。一方、第２面には、粒子を多く含む樹脂を薄く塗工したコーティング層が設けられるため、コーティング層全体に亘って多数の粒子を一様に突出させることができる。このため、第２面が出光面である場合、粒子の突出部分によって、光を第２面に対して垂直な方向に出射させることができるので、輝度を向上させることができる。従って、輝度均一化と輝度向上とを両立できる光拡散シートを提供することができる。
　本開示の第２の態様に係る光拡散シートにおいて、前記質量比は、１００％以上１５０％以下（好ましくは１２０％以上１３０％以下）であり、前記単位面積当たりの質量は、２ｇ／ｍ2以上６ｇ／ｍ2以下（好ましくは２ｇ／ｍ2以上４ｇ／ｍ2以下）であると、輝度をより一層向上させることができる。
　本開示の第１又は第２の態様に係る光拡散シートにおいて、前記複数の粒子は、中空構造を有してもよい。このようにすると、コーティング層の内部において各粒子を固定する樹脂と、各粒子の中空部分（例えば空気）との屈折率差が大きくなるため、光拡散が促進されるので、輝度をさらに均一化することができる。
　本開示の第１又は第２の態様に係る光拡散シートにおいて、前記複数の粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。このようにすると、粒子の突出部分による輝度向上効果を確保しつつ、コーティング層の厚さの増大を抑制できる。
　本開示の第１又は第２の態様に係る光拡散シートにおいて、前記凹凸形状は、二次元マトリクス状に配列された略逆四角錐状の複数の凹部から構成されてもよい。このようにすると、略逆四角錐状の凹部により光拡散が促進されるので、輝度をさらに均一化することができる。
　本開示の第１又は第２の態様に係る光拡散シートにおいて、前記第２面は、マット面又は平坦面であってもよい。このようにすると、コーティング層の形成が容易になる。
　本開示に係るバックライトユニットは、液晶表示装置に組み込まれ、複数の光源から発せられた光を表示画面に導くバックライトユニットであって、前記表示画面と前記複数の光源との間に、前述の本開示の第１又は第２の態様に係る光拡散シートを備え、前記光拡散シートは、前記第１面を前記複数の光源の方に向けて配置される。
　本開示に係るバックライトユニットによると、輝度均一化と輝度向上とを両立できる光拡散シートを用いるため、輝度均一性に優れ且つ明るい画面の表示が可能となる。
　本開示に係るバックライトユニットにおいて、前記表示画面と前記光拡散シートとの間に、１つ又は複数の輝度向上シートを備え、前記光拡散シートと前記複数の光源との間に、光を拡散させる凹凸形状を少なくとも一面に有する１つ又は複数の他の光拡散シートを備えてもよい。このようにすると、輝度向上シートによって輝度をより一層向上させることができると共に、他の光拡散シートによって輝度をさらに均一化することができる。
　本開示に係る液晶表示装置は、前述の本開示に係るバックライトユニットと、液晶表示パネルとを備える。
　本開示に係る液晶表示装置によると、前述の本開示に係るバックライトユニットを備えるため、輝度均一性に優れ且つ明るい画面の表示が可能となる。
　本開示に係る情報機器は、前述の本開示に係る液晶表示装置を備える。
　本開示に係る情報機器によると、前述の本開示に係る液晶表示装置を備えるため、輝度均一性に優れ且つ明るい画面の表示が可能となる。
　本開示によると、輝度均一化と輝度向上とを両立できる光拡散シート、並びに、当該光拡散シートを用いたバックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器を提供することができる。
実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 実施形態に係るバックライトユニットの断面図である。 実施形態に係る光拡散シート（コーティング無し）の構成の一例を示す断面図である。 実施形態に係る光拡散シート（コーティング有り）の構成の一例を示す断面図である。 実施形態に係る光拡散シートを、凹部が設けられた面から見た斜視図である。 実施形態に係る光拡散シートに設けられた凹部の平面構成及び断面構成を示す図である。 実施形態に係るバックライトユニットにおいて光源の配列方向と光拡散シートの凹部の配列方向との関係の一例を示す図であって、（ａ）は、光源の配列を示し、（ｂ）は、凹部の配列を示す。 実施例に係る光拡散シートのコーティング面の表面画像である。 実施例に係る光拡散シートにおけるコーティング層及びその近傍領域の断面画像である。
　（実施形態）
　以下、実施形態に係る光拡散シート、バックライトユニット、液晶表示装置、及び情報機器について、図面を参照しながら説明する。尚、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
　　＜液晶表示装置＞
　図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の断面構成の一例を示す。
　図１に示すように、液晶表示装置５０は、液晶表示パネル５と、液晶表示パネル５の下面に貼付された第１偏光板６と、液晶表示パネル５の上面に貼付された第２偏光板７と、液晶表示パネル５の背面側に第１偏光板６を介して設けられたバックライトユニット４０とを備えている。液晶表示パネル５は、互いに対向するように設けられたＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２と、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間に設けられた液晶層３と、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間に液晶層３を封入するために枠状に設けられたシール材（図示省略）とを備える。
　液晶表示装置５０の表示画面５０ａを正面（図１の上方）から見た形状は、長方形又は正方形であってもよいし、或いは、長方形の角が丸くなった形状、楕円形、円形、台形、又は、自動車のインストルメントパネルなどの任意の形状であってもよい。
　液晶表示装置５０では、各画素電極に対応する各サブ画素において、液晶層３に所定の大きさの電圧を印加して液晶層３の配向状態を変える。これにより、バックライトユニット４０から第１偏光板６を介して入射した光の透過率が調整される。透過率が調整された光は第２偏光板７を介して出射されて画像が表示される。
　本実施形態の液晶表示装置５０は、種々の情報機器（例えばカーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、現金自動預け払い機など）に組み込まれる表示装置として用いられる。
　ＴＦＴ基板１は、例えば、ガラス基板上にマトリクス状に設けられた複数のＴＦＴと、各ＴＦＴを覆うように設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上にマトリクス状に設けられ且つ複数のＴＦＴにそれぞれ接続された複数の画素電極と、各画素電極を覆うように設けられた配向膜とを備える。ＣＦ基板２は、例えば、ガラス基板上に格子状に設けられたブラックマトリクスと、ブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層を含むカラーフィルターと、ブラックマトリクス及びカラーフィルターを覆うように設けられた共通電極と、共通電極を覆うように設けられた配向膜とを備える。液晶層３は、電気光学特性を有する液晶分子を含むネマチック液晶材料等により構成される。第１偏光板６及び第２偏光板７は、例えば、一方向の偏光軸を有する偏光子層と、その偏光子層を挟持するように設けられた一対の保護層とを備える。
　　＜バックライトユニット＞
　図２は、本実施形態に係るバックライトユニットの断面構成の一例を示す。
　バックライトユニット４０は、図２に示すように、主として、複数の光源４２と、各光源４２の上側に設けられた光拡散シート４３とを備える。複数の光源４２は、反射シート４１上に２次元状に配置されてもよい。各光源４２は、例えば白色光源や青色光源であってもよい。光拡散シート４３は、複数枚配置してもよい。本例では、光拡散シート４３として、光源４２に近い方から順に、第１光拡散シート４３Ａと、第２光拡散シート４３Ｂとを積層して配置する。各光拡散シート４３の入光面には、略逆四角錐状の複数の凹部１０５が設けられる。第１光拡散シート４３Ａの出光面はマット面又は平坦面である。第２光拡散シート４３Ｂの出光面には、複数の粒子１０７を含む樹脂１０６から構成されるコーティング層１０３が設けられる。光拡散シート４３の詳細については後述する。
　本例では、各光源４２として、青色光源を用いるので、光拡散シート４３の上側に、波長選択シート４４Ａ及び色変換シート４４Ｂを順次配置する。波長選択シート４４Ａは、光源４２の発光波長を持つ光を選択的に透過し、その他の波長を持つ光を反射する。色変換シート４４Ｂは、光源４２が発した光の色を変換する。波長選択シート４４Ａ及び色変換シート４４Ｂは、各光源４２と光拡散シート４３との間に配置してもよいし、或いは、光拡散シート４３同士の間に配置してもよい。
　光拡散シート４３の上側には、輝度を向上させるための輝度向上シートとして、第１プリズムシート４５及び第２プリズムシート４６を順次配置してもよい。第２プリズムシート４６の上側には、プリズムシート４５、４６に起因する輝度ムラを抑制するために、上用光拡散シート４７を配置してもよい。
　　　[反射シート]
　反射シート４１は、例えば、白色のポリエチレンテレフタレート樹脂製のフィルム、銀蒸着フィルム等により構成される。
　　　[光源]
　光源４２の種類は特に限定されないが、例えばＬＥＤ素子やレーザー素子等であってもよく、コスト、生産性等の観点からＬＥＤ素子を用いてもよい。光源４２は、平面視した場合に長方形状を有していてもよく、その場合、一辺の長さは１０μｍ以上（好ましくは５０μｍ以上）１０ｍｍ以下（好ましくは５ｍｍ以下）であってもよい。光源４２としてＬＥＤ素子を用いる場合、複数のＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）を一定の間隔で２次元マトリクス状に反射シート４１上に配置してもよい。光源４２となるＬＥＤ素子の出光角度特性を調節するために、ＬＥＤ素子にレンズを装着してもよい。光源４２の配置数も特に限定されないが、複数の光源４２を分散配置する場合は、反射シート４１上に規則的に配置することが好ましい。規則的に配置するとは、一定の法則性をもって配置することを意味し、例えば、光源４２を等間隔で配置する場合が該当する。等間隔で光源４２を配置する場合、隣り合う２つの光源４２の中心間距離は、０．５ｍｍ以上（好ましくは２ｍｍ以上）２０ｍｍ以下であってもよい。
　光源４２が青色光源である場合、例えば、ＣＩＥ１９３１の色度座標においてｘ＜０．２４、ｙ＜０．１８の光を発する青色ＬＥＤ素子を用いてもよい。光源４２が白色光源である場合、白色光源は、ピーク波長が青色領域のＬＥＤ素子と、ピーク波長が緑色領域のＬＥＤ素子と、ピーク波長が赤色領域のＬＥＤ素子とから構成され、例えばＣＩＥ１９３１の色度座標において０．２４＜ｘ＜０．４２、０．１８＜ｙ＜０．４８の光を発してもよい。
　　　[光拡散シート]
　光拡散シート４３は、光源４２から入射される光線を拡散させる。図２に示すバックライトユニット４０では、光拡散シート４３を２枚用いる場合を例示しているが、光拡散シート４３として、第２光拡散シート４３Ｂのみを用いてもよい。或いは、第２光拡散シート４３Ｂを最上層に含む３枚以上の光拡散シート４３を積層して用いてもよい。この場合、第２光拡散シート４３Ｂの下側に、第１光拡散シート４３Ａを２枚以上積層して配置してもよい。
　光拡散シート４３を構成するマトリックス樹脂は、光を透過させる材料で構成されていれば、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリスチレン、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン共重合）樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、セルロールアセテート、ポリイミド等であってもよい。光拡散シート４３の厚さも、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上３ｍｍ以下であってもよい。光拡散シート４３の厚さが３ｍｍを超えると、液晶ディスプレイの薄型化の達成が難しくなる一方、光拡散シート４３の厚さが５０μｍを下回ると、十分な光拡散効果を得ることが難しくなる。光拡散シート４３を複数枚用いる場合、合計厚さが数百μｍ～数ｍｍ程度であってもよい。光拡散シート４３は、フィルム状であってもよいし、プレート（板）状であってもよい。光拡散シート４３のさらに詳細な構成や製法については後述する。
　　　[波長選択シート及び色変換シート]
　波長選択シート４４Ａは、光源４２の発光波長を持つ光（例えば青色の光）を選択的に透過し、その他の波長を持つ光を反射する。色変換シート４４Ｂは、光源４２からの光（例えば青色の光）を、任意の色（例えば緑色や赤色）の波長をピーク波長とする光に変換する。色変換シート４４Ｂは、例えば、波長４５０ｎｍの青色光を、波長５４０ｎｍの緑色光と波長６５０ｎｍの赤色光に変換する。この場合、波長４５０ｎｍの青色光を発する光源４２を用いると、色変換シート４４Ｂによって青色光が部分的に緑色光と赤色光に変換されるので、色変換シート４４Ｂを透過した光は白色光になる。色変換シート４４Ｂとしては、例えばＱＤ（量子ドット）シートや蛍光シート等を用いてもよい。色変換シート４４Ｂの下側に波長選択シート４４Ａが配置されるため、色変換シート４４Ｂにより波長が変化した光は、色変換シート４４Ｂよりも上方にしか進めない。
　波長選択シート４４Ａ及び色変換シート４４Ｂは、光源４２と第１プリズムシート４５との間の任意の位置に配置可能である。光源４２として白色光源を用いる場合、波長選択シート４４Ａ及び色変換シート４４Ｂは配置しなくてよい。
　　　[プリズムシート]
　第１プリズムシート４５及び第２プリズムシート４６は、光拡散シート４３の方から入射される光線を法線方向に屈折させる。プリズムシート４５、４６のそれぞれの出光面には、例えば、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように設けられ、隣り合う一対の溝条に挟まれた三角柱部分によってプリズムが構成される。プリズムの頂角は、例えば９０°程度である。第１プリズムシート４５に形成された各溝条と、第２プリズムシート４６に形成された各溝条とは、互いに直交するように配置されてもよい。このようにすると、光拡散シート４３の方から入射される光線を第１プリズムシート４５によって法線方向に屈折させ、さらに第１プリズムシート４５から出射される光線を第２プリズムシート４５によって上用光拡散シート４７の入光面に対して略垂直に進むように屈折させることができる。プリズムシート４５、４６は、別体で積層されてもよいし、或いは、一体に形成されてもよい。プリズムシート４５、４６の合計厚さは、例えば、１００～４００μｍ程度であってもよい。プリズムシート４５、４６としては、例えば、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）フィルムにＵＶ硬化型アクリル系樹脂を用いてプリズム形状をつけたものを用いてもよい。
　本例では、輝度向上シートとして、２枚のプリズムシート４５、４６を用いたが、これに代えて、１枚のプリズムシートを用いてもよい。或いは、光源４２から発せられた光の輝度を増大させることができる他の種類の輝度向上シートを用いてもよい。この場合、輝度向上シートは、光がシート内部を通過する際に二重反射と光の屈折率を利用して光線を集約することによって、輝度を上昇させてもよい。或いは、輝度向上シートは、液晶表示装置５０の第１偏光板６を通過しないＳ波をリサイクルし、第１偏光板６を通過するＰ波に変換することによって、輝度を上昇させてもよい。尚、プリズムシート４５、４６によって十分な輝度向上効果が得られない場合、第２プリズムシート４６の上側に他の輝度向上シートをさらに配置してもよい。
　　　[上用拡散シート]
　上用光拡散シート４７は、第２プリズムシート４６側から入射される光線を若干程度拡散させてプリズムシート４５、４６のプリズム部の形状等に起因する輝度ムラを抑制する。上用光拡散シート４７は、第２プリズムシート４６の表面に直接積層されてもよい。光拡散シート４７の厚さは、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上３ｍｍ以下であってもよい。上用光拡散シート４７の厚さが３ｍｍを超えると、液晶ディスプレイの薄型化の達成が難しくなる一方、上用光拡散シート４７の厚さが５０μｍを下回ると、十分な光拡散効果を得ることが難しくなる。上用光拡散シート４７は、フィルム状であってもよいし、プレート（板）状であってもよい。上用光拡散シート４７は、基材層と、基材層の両面に積層され且つ樹脂マトリックス及び樹脂ビーズを有する光拡散層とを備えた構成としてもよい。或いは、上用光拡散シート４７としては、例えば、ＰＥＴフィルムの少なくとも一面にＵＶ硬化型アクリル系樹脂を用いて凹凸形状をつけたものを用いてもよい。
　　＜光拡散シートの構成＞
　第１光拡散シート４３Ａは、図３に示すように、主として、基材層１０１Ａと、基材層１０１Ａに設けられた光拡散層１０２Ａとを備える。第１光拡散シート４３Ａは、入光面となる第１面（光拡散層１０２Ａの表面）Ｓ１と、出光面となる第２面（基材層１０１Ａの表面）Ｓ２とを有する。光拡散層１０２Ａには、光を拡散させる凹凸形状、例えば略逆多錐状（本例では略逆四角錐状（逆ピラミッド状））の複数の凹部１０５Ａが設けられる。第１光拡散シート４３Ａの第２面Ｓ２は、例えばマット面又は平坦面であってもよい。第１光拡散シート４３Ａは、第１面Ｓ１を出光面、第２面Ｓ２を入光面とするように配置してもよい。
　第２光拡散シート４３Ｂは、図４に示すように、主として、基材層１０１Ｂと、基材層１０１Ｂに設けられた光拡散層１０２Ｂとを備える。第２光拡散シート４３Ｂは、入光面となる第１面（光拡散層１０２Ｂの表面）Ｓ１と、出光面となる第２面（基材層１０１Ｂの表面）Ｓ２とを有する。光拡散層１０２Ｂには、光を拡散させる凹凸形状、例えば略逆多錐状（本例では略逆四角錐状（逆ピラミッド状））の複数の凹部１０５Ｂが設けられる。第２光拡散シート４３Ｂの第２面Ｓ２にはコーティング層１０３が設けられる。コーティング層１０３は、光透過性の樹脂１０６に複数の粒子１０７を分散させて構成される。コーティング層１０３の塗工面である第２面Ｓ２はマット面又は平坦面であってもよい。
　　　[基材層]
　基材層１０１Ａ、１０１Ｂ（以下、合わせて基材層１０１という）は、光線を透過させる必要があるので、透明（例えば無色透明）の合成樹脂を主成分として形成される。基材層１０１の主成分は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等を用いてもよい。尚、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。基材層１０１は、拡散剤その他の添加剤を含有してもよいし、或いは、実質的に添加剤を含有しなくてもよい。含有可能な添加剤は、特に限定されないが、例えば、シリカ、酸化チタン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機粒子であってもよいし、例えば、アクリル、アクリルニトリル、シリコーン、ポリスチレン、ポリアミド等の有機粒子であってよい。
　基材層１０１の平均厚さの下限としては、１０μｍ程度が好ましく、３５μｍ程度がより好ましく、５０μｍ程度がさらに好ましい。基材層１０１の平均厚さの上限としては、５００μｍ程度が好ましく、２５０μｍ程度がより好ましく、１８０μｍ程度がさらに好ましい。基材層１０１の平均厚さが前記下限に満たないと、拡散層１０２Ａ、１０２Ｂを形成した場合にカールを発生するおそれがある。逆に、基材層１０１の平均厚さが前記上限を超えると、液晶表示装置５０の輝度が低下するおそれがあると共に、液晶表示装置５０の薄型化が困難になるおそれがある。尚、「平均厚さ」とは、任意の１０点の厚さの平均値をいう。
　図２に示すように、本例では、第１光拡散シート４３Ａにおける逆ピラミッド状の凹部１０５Ａの寸法（ピッチ、深さ等）と比べて、第２光拡散シート４３Ｂにおける逆ピラミッド状の凹部１０５Ｂの寸法を大きくするために、第２光拡散シート４３Ｂの基材層１０１Ｂの厚さを、第１光拡散シート４３Ａの基材層１０１Ａの厚さよりも厚くする。逆ピラミッド状の凹部１０５Ｂを大きくすることにより、第２光拡散シート４３Ｂにおいて輝度低下を抑制しつつ輝度均一化を促進することが可能となる。
　　　[光拡散層]
　光拡散層１０２Ａ、１０２Ｂ（以下、合わせて光拡散層１０２という）は、光線を透過させる必要があるので、透明（例えば無色透明）の合成樹脂を主成分として形成されてもよい。光拡散層１０２は、例えば、基材層１０１となる母材樹脂の押出成形の際に基材層１０１と一体に成形してもよいし、或いは、基材層１０１の成形後に、紫外線硬化型樹脂を用いて別途成形してもよい。
　光拡散層１０２（光拡散シート４３の第１面Ｓ１）に設けられた略逆四角錐状（逆ピラミッド状）の複数の凹部１０５Ａ、１０５Ｂ（以下、合わせて凹部１０５という）は、例えば図５に示すように、二次元マトリクス状に配列されてもよい。言い換えると、複数の凹部１０５は、互いに直交する２方向に沿って配列されてもよい。隣り合う凹部１０５同士は、稜線１１１によって区画される。稜線１１１は、凹部１０５が配列される２方向に沿って延びる。凹部１０５の配列ピッチは、例えば５０μｍ程度以上５００μｍ程度以下であってもよい。凹部１０５の中心（逆ピラミッドの頂点）１１２は、凹部１０５の最深部である。凹部１０５の中心（最深部）１１２は、基材層１０１に達していてもよい。言い換えると、凹部１０５の深さは、光拡散層１０２の厚さと等しくてもよい。尚、図５では、簡単のため、凹部１０５が５×５のマトリクス状に配置された様子を例示しているが、凹部１０５の実際の配列数ははるかに多い。
　凹部１０５の頂角θは、例えば７０°程度以上９０°程度以下であってもよい。凹部１０５の頂角θとは、図６に示すように、光拡散シート４３の載置面（水平面）に対して垂直な面（縦断面）で、逆ピラミッドの頂点１１２を通り且つ頂点１１２を挟んで向き合う一対の稜線１１１を垂直に横切るように凹部１０５を切断したときに現れる断面（図６の下図）において、凹部１０５の傾斜面同士がなす角のことである。尚、図６の上図は、凹部１０５の平面構成を示す。また、図６において、「Ｈ」は、凹部１０５の深さ（ピラミッド形状の高さ）を示し、「Ｐ」は、凹部１０５の水平幅（つまり凹部１０５の配列ピッチ）を示す。凹部１０５の深さＨは、凹部１０５の配列ピッチＰと、凹部１０５の頂角θとによって定まる。
　図７（ａ）に示すように、複数の光源４２が正方配列される場合、光源４２の配列方向を基準として、図７（ｂ）に示すように、凹部１０５の配列方向を例えば４５°程度傾けてもよい。凹部１０５が逆ピラミッド状に形成される場合、光源４２の配列方向と凹部１０５の配列方向とを交差させることにより、両配列方向をそろえるよりも輝度均一性を向上させることができる。
　本例では、逆ピラミッド状（略逆四角錐状）の凹部１０５を二次元マトリクス状に配列して凹凸形状を設けたが、凹部１０５は、本発明の作用効果が失われない程度にランダムに配列されてもよい。凹部１０５を規則的に２次元配列する場合、凹部１０５同士の間に隙間を設けてもよいし、或いは、設けなくてもよい。凹部１０５は、略逆四角錐状とは異なる他の略逆多角錐状を有していてもよい。例えば、凹部１０５の「逆多角錐」形状を、逆四角錐と同様に隙間なく二次元配置することが可能な逆三角錐又は逆六角錐としてもよい。凹部１０５の「逆多角錐」形状を逆四角錐とする場合、凹部１０５を設ける際の押出成形や射出成形等の製造工程で用いられる金型（金属ロール）の表面切削作業の精度を向上させることが容易である。
　本開示では、通常の形状転写技術により幾何学的に厳密な逆多角錐の凹部を形成することが難しいことを考慮して、「略逆多角錐」との表記を用いるが、「略逆多角錐」は、真正の又は実質的に逆多角錐とみなせる形状を含むものとする。また、「略」とは、近似可能であることを意味し、例えば「略逆四角錐」とは、逆四角錐に近似可能な形状をいう。例えば、頂部が平坦な「逆多角錐台形」についても、本発明の作用効果が失われない程度に頂部面積が小さいものは、「略逆多角錐」に包含されるものとする。また、工業生産上の加工精度に起因する不可避的な形状のばらつきの範囲内で「逆多角錐」から変形した形状も、「略逆多角錐」に包含される。
　　　[コーティング層]
　第２光拡散シート４３Ｂの第２面（出光面）に設けられるコーティング層１０３は、光透過性の樹脂１０６に複数の粒子１０７を分散させて構成される。コーティング層１０３は、基材層１０１Ｂとは異なる層である。例えば、熱硬化樹脂やＵＶ硬化樹脂を溶剤に溶かした配合液にアクリル系やスチレン系の粒子等を添加し、当該配合液を基材層１０１Ｂの表面（第２面Ｓ２）に塗工して硬化させることによって、コーティング層１０３を形成してもよい。
　コーティング層１０３を構成する樹脂１０６の材質は、光線を透過させることができれば、特に限定されないが、例えばアクリルウレタン等の透明樹脂であってもよい。
　コーティング層１０３に分散される粒子１０７は、拡散剤や反射剤として機能すれば、材質、形状、寸法は特に限定されない。粒子１０７の材質は、例えば、アクリル、スチレン、チタン、シリカ、ナイロン、ウレタン等であってもよい。粒子１０７の形状は、例えばアクリルビーズのようなビーズ状であってもよいし、或いは、例えばセルロースナノファイバーのような繊維状であってもよい。粒子１０７の寸法（粒子１０７がビーズ状の場合は直径、繊維状の場合は長さ）は、数十ｎｍ～１００μｍ程度、好ましくは、０．１μｍ～３０μｍ程度であってもよい。粒子１０７は、単分散であってもよいし、多分散であってもよい。変動係数（％）＝（粒度分布の標準偏差）／（粒度平均）×１００として、粒子１０７の変動係数は、２０％程度～４０％程度であってもよい。粒子１０７は、中空構造を有してもよい。この場合、粒子１０７は、単中空であってもよいし、多中空であってもよい。
　コーティング層１０３における樹脂１０６（バインダー固形分）に対する粒子１０７（例えばビーズ）の質量比（以下、ビバ比ということもある）は、８０％以上１５０％以下、好ましくは１００％以上１５０％以下、より好ましくは１２０％以上１３０％以下であり、コーティング層１０３の単位面積当たりの質量（以下、塗工量ということもある）は、２ｇ／ｍ2以上７ｇ／ｍ2以下、好ましくは２ｇ／ｍ2以上６ｇ／ｍ2以下、より好ましくは２ｇ／ｍ2以上４ｇ／ｍ2以下であってもよい。このように、通常よりもビバ比を高めにして塗工量を抑制することによって、言い換えると、粒子１０７を多く含む樹脂１０６を薄く塗工してコーティング層１０３を形成することによって、コーティング層１０３の全体に亘って多数の粒子１０７を一様に突出させることができる。このため、第２光拡散シート４３Ｂの第２面（出光面）Ｓ２において、粒子１０７の突出部分によって、光を第２面Ｓ２に対して垂直な方向に出射させることができるので、輝度が向上する。但し、コーティング層１０３において樹脂１０６により粒子１０７を安定して固定するためには、ビバ比は１５０％を超えないことが好ましく、塗工量は２ｇ／ｍ2を下回らないことが好ましい。
　また、コーティング層１０３における粒子１０７の突出部分による前述の輝度向上効果を得るために、コーティング層１０３が設けられた第２光拡散シート４３Ｂの第２面Ｓ２において、算術平均粗さＲａは１．５μｍ以上２．５μｍ以下、好ましくは１．８μｍ以上２．５μｍ以下であり、最大高さＲｚは１０μｍ以上１４μｍ以下、好ましくは１１μｍ以上１４μｍ以下であり、要素平均長さＲＳｍは１４０μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上３００μｍ以下であってもよい。Ｒａ、Ｒｚ、ＲＳｍは、ＪＩＳＢ ０６０１－２００１で規定される表面粗さパラメータである。
　尚、コーティング層１０３における樹脂１０６及び粒子１０７のそれぞれの屈折率は、特に限定されないが、例えば、屈折率１．４～１．７程度の樹脂１０６に、低屈折率粒子（シリカ、中空粒子等）又は高屈折粒子（金属酸化物等）を添加して、コーティング層１０３の屈折率を１．２～１．９程度の範囲で調整してもよい。
　　＜光拡散シートの製法＞
　光拡散シート４３の製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下のような製造方法のいずれかを用いて光拡散シート４３の製造が可能である。
　第１の製造方法では、まず、ペレット状の母材樹脂（プラスチック樹脂）を押出成形機によって樹脂フィルム化する。その後、２本の金属ロールのうち一方のロールとして、凸ピラミッド形状を表面に持つロール、他方のロールとして、平坦形状又はマット面の反転形状を表面に有するロールを使用し、当該両ロールを樹脂フィルムに圧着して、一面に逆ピラミッド形状（凹部１０５）、他面に平坦面又はマット面を持つ光拡散シート４３を作製する。この製造方法では、基材層１０１及び光拡散層１０２は一体に形成される。その後、第２光拡散シート４３Ｂについては、他面（平坦面又はマット面）の上にコーティング層１０３を形成する。
　第２の製造方法では、まず、例えばポリエチレンテレフタレートを主成分とする基材層１０１を用意する。この基材層１０１を一対の押圧ロール間に送りつつ、一対の押圧ロールの直前で、基材層１０１の一面に紫外線硬化型樹脂（突起形成用樹脂組成物）を供給する。紫外線硬化型樹脂に接する側の押圧ロールとしては、外周面に複数の略正四角錐状の凸部を有するものを用いる。紫外線硬化型樹脂が供給された基材層１０１を一対の押圧ロールで押圧した後、紫外線照射により紫外線硬化型樹脂を硬化させ、複数の略正四角錐状の凸部の反転形状である複数の逆ピラミッド形状（凹部１０５）を転写し、基材層１０１の一面上に光拡散層１０２が設けられた光拡散シート４３を作製する。この製造方法では、基材層１０１と光拡散層１０２とは別体で形成される。その後、第２光拡散シート４３Ｂについては、基材層１０１Ｂの他面上にコーティング層１０３を形成する。
　コーティング層１０３の形成では、例えばアクリル系やスチレン系等の粒子１０７を含んだ配合液（溶剤に樹脂１０６を混合したもの）を塗工して硬化させてもよいし、或いは、賦形転写方式を用いて、粒子１０７を配合した樹脂１０６を硬化させてもよい。樹脂１０６は、例えば熱硬化樹脂やＵＶ硬化樹脂等であってもよい。
　　＜実施形態の特徴＞
　以上に説明した本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂは、光を拡散させる凹凸形状を第１面Ｓ１に有し、複数の粒子１０７を含む樹脂１０６から構成されるコーティング層１０３を第２面Ｓ２に有する。コーティング層１０３が設けられた第２面Ｓ２においては、算術平均粗さＲａは、１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、最大高さＲｚは、１０μｍ以上１４μｍ以下であり、要素平均長さＲＳｍは、１４０μｍ以上３００μｍ以下である。第２光拡散シート４３Ｂによると、第１面Ｓ１の凹凸形状によって光を拡散させることができるので、輝度を均一化することができる。一方、コーティング層１０３が設けられた第２面Ｓ２の表面形状は、コーティング層１０３の全体に亘って多数の粒子が一様に突出した形状である。このため、第２面Ｓ２が出光面である場合、粒子１０７の突出部分によって、光を第２面Ｓ２に対して垂直な方向に出射させることができるので、輝度を向上させることができる。従って、輝度均一化と輝度向上とを両立できる第２光拡散シート４３Ｂを提供することができる。特に、算術平均粗さＲａが１．８μｍ以上２．５μｍ以下であり、最大高さＲｚが１１μｍ以上１４μｍ以下であり、要素平均長さＲＳｍが２００μｍ以上３００μｍ以下であると、輝度をより一層向上させることができる。
　コーティング層１０３における樹脂１０６に対する粒子１０７の質量比は、８０％以上１５０％以下であり、コーティング層１０３の単位面積当たりの質量は、２ｇ／ｍ2以上７ｇ／ｍ2以下であってもよい。このように、第２面Ｓ２に、粒子１０７を多く含む樹脂１０６を薄く塗工したコーティング層１０６が設けられると、コーティング層１０３の全体に亘って多数の粒子１０７を一様に突出させることができる。このため、第２面Ｓ２が出光面である場合、粒子１０７の突出部分によって、光を第２面Ｓ２に対して垂直な方向に出射させることができるので、輝度を向上させることができる。従って、輝度均一化と輝度向上とを両立できる第２光拡散シート４３Ｂを提供することができる。特に、前記質量比（ビバ比）が１００％以上１５０％以下（好ましくは１２０％以上１３０％以下）であり、前記単位面積当たりの質量（塗工量）が２ｇ／ｍ2以上６ｇ／ｍ2以下（好ましくは２ｇ／ｍ2以上４ｇ／ｍ2以下）であると、輝度をより一層向上させることができる。
　本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂにおいて、複数の粒子１０７は、中空構造を有してもよい。このようにすると、コーティング層１０３の内部において各粒子１０７を固定する樹脂１０６と、各粒子１０７の中空部分（例えば空気）との屈折率差が大きくなるため、光拡散が促進されるので、輝度をさらに均一化することができる。
　本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂにおいて、複数の粒子１０７の平均粒子径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。このようにすると、粒子１０７の突出部分による輝度向上効果を確保しつつ、コーティング層１０３の厚さの増大を抑制できる。
　本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂにおいて、第１面Ｓ１の凹凸形状は、二次元マトリクス状に配列された略逆四角錐状の複数の凹部１０５Ｂから構成されてもよい。このようにすると、略逆四角錐状の凹部１０５Ｂにより光拡散が促進されるので、輝度をさらに均一化することができる。
　本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂにおいて、第２面Ｓ２は、マット面又は平坦面であってもよい。このようにすると、コーティング層１０３の形成が容易になる。
　本実施形態のバックライトユニット４０は、液晶表示装置５０に組み込まれ、複数の光源４２から発せられた光を表示画面５０ａに導く。バックライトユニット４０は、表示画面５０ａと光源４２との間に、本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂを備え、第２光拡散シート４３Ｂは、第１面Ｓ１を入光面として、つまり第１面Ｓ１を光源４２の方に向けて配置される。このように、輝度均一化と輝度向上とを両立できる第２光拡散シート４３Ｂを用いることにより、輝度均一性に優れ且つ明るい画面の表示が可能となる。
　本実施形態のバックライトユニット４０において、表示画面５０ａと第２光拡散シート４３Ｂとの間に、１つ又は複数の輝度向上シート（例えばプリズムシート４５、４６）を備え、第２光拡散シート４３Ｂと光源４２との間に、光を拡散させる凹凸形状を少なくとも一面に有する１つ又は複数の他の光拡散シート（例えば第１光拡散シート４３Ａ）を備えてもよい。このようにすると、輝度向上シートによって輝度をより一層向上させることができると共に、他の光拡散シートによって輝度をさらに均一化することができる。この場合、他の光拡散シートにも、コーティング層１０３と同様のコーティング層を設けてもよい。言い換えると、他の光拡散シートとして、第２光拡散シート４３Ｂと同様の光拡散シートを用いてもよい。
　本実施形態のバックライトユニット４０において、複数の光源４２は、光拡散シート４３から見て表示画面５０ａの反対方向に設けられた反射シート４１の上に配置されてもよい。このようにすると、光拡散シート４３と反射シート４１との間での多重反射によって光がさらに拡散されるので、輝度均一性がより一層向上する。
　本実施形態の液晶表示装置５０は、本実施形態のバックライトユニット４０と、液晶表示パネル５とを備える。このように、本実施形態のバックライトユニット４０を用いることにより、輝度均一性に優れ且つ明るい画面の表示が可能となる。本実施形態の液晶表示装置５０が組み込まれた情報機器（パーソナルコンピュータ、携帯電話など）においても同様の効果を得ることができる。
　尚、本実施形態では、バックライトユニット４０として、液晶表示装置５０の表示画面５０ａの背面に複数の光源４２を分散配置させた直下型のバックライトユニットを用いている。このため、液晶表示装置５０を小型化するためには、光源４２と光拡散シート４３（図２に示す例では、光源４２に最も近い第１光拡散シート４３Ａ）との距離を小さくする必要がある。しかしながら、この距離を小さくすると、例えば、分散配置された光源４２同士の間の領域上に位置する部分の表示画面５０ａの輝度が他の部分よりも小さくなる現象（輝度ムラ）が生じやすくなる。それに対して、本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂを含む１枚以上の光拡散シート４３を用いることは、輝度ムラの抑制に有用である。特に、今後の中小型液晶ディスプレイの薄型化をにらみ、光源４２と光拡散シート４３（複数の光拡散シート４３を用いる場合は、光源４２に最も近い光拡散シート４３）との距離を１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下、究極的には０ｍｍとした場合に、本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂの有用性はより一層顕著になると考えられる。例えば、光源４２と光拡散シート４３との間の距離が０ｍｍ以上１ｍｍ以下である場合のように、薄型化のために光源・シート間距離を十分に確保できない場合でも、本実施形態の第２光拡散シート４３Ｂによって、輝度向上効果を確保しながら、輝度均一性の悪化を抑制できる。
　　＜実施例＞
　以下、第２光拡散シート４３Ｂの実施例について輝度及び輝度均一性を評価した結果を説明する。
　輝度及び輝度均一性の評価は、図２に示すバックライト構成で実施した。
　具体的には、複数の光源４２としては、青色ＬＥＤ素子を正方配列（ピッチは約２．７ｍｍ×約２．８ｍｍ）したＬＥＤアレイを用いた。
　第１光拡散シート４３Ａとしては、厚さ１９０μｍのポリカーボネート製シートを用い、第１面Ｓ１には深さ１０７μｍ、頂角８０°の逆ピラミッド状の凹部１０５Ａをピッチ１７９μｍで二次元マトリクス状に配列し、第２面Ｓ２は、算術平均粗さＲａが１．４μｍのマット面とした。第１光拡散シート４３Ａは、第１面Ｓ１を光源４２の方に向け、光源４２との距離が実質的に０ｍｍとなるように配置した。
　第２光拡散シート４３Ｂとしては、厚さ４００μｍのポリカーボネート製シートを用い、第１面Ｓ１には深さ２９８μｍ、頂角８０°の逆ピラミッド状の凹部１０５Ｂをピッチ４９７μｍで二次元マトリクス状に配列し、第２面Ｓ２は、算術平均粗さＲａが２．３μｍのマット面とし、当該マット面にコーティング層１０３を形成した。具体的には、樹脂（バインダー）１０６にアクリル系熱硬化樹脂（屈折率１．４９２）、粒子（ビーズ）１０７に真球状のアクリル系粒子（平均粒径４．６４μｍ、粒径標準偏差１．８６μｍ、屈折率１．４９）を用い、樹脂１０６を溶剤（希釈シンナー）に溶かした配合液に粒子１０７と共に硬化剤を添加し、当該配合液を第２光拡散シート４３Ｂの第２面Ｓ２に塗工して硬化させて、コーティング層１０３を形成した。コーティング層１０３における樹脂１０６（バインダー固形分）に対する粒子１０７の質量比（ビバ比）については、７５％、１００％、１２５％、１５０％の４条件、コーティング層１０３の単位面積当たりの質量（塗工量）については、２ｇ／ｍ2、４ｇ／ｍ2、６ｇ／ｍ2、８ｇ／ｍ2の４条件でコーティング層１０３を形成し、４条件×４条件で合計１６サンプルの第２光拡散シート４３Ｂを用意した。比較例として、第２光拡散シート４３Ｂの第２面Ｓ２にコーティング層１０３を設けないサンプルも準備した。
　波長選択シート４４ＡにはＢＬＴ（Blue Light Transmission）シート、色変換シート４４ＢにはＱＤ（Quantum Dot）シートを用い、ＢＬＴシートとＱＤシートとを厚さ２１２μｍの複合シートとして構成した。
　第１プリズムシート４５としては、厚さ１５４μｍのＰＥＴフィルムに、ＵＶ硬化樹脂を用いて高さ２５μｍ、頂角９０°のプリズムを形状転写したものを用いた。第２プリズムシート４６としては、厚さ１５１μｍのＰＥＴフィルムにＵＶ硬化樹脂を用いて、高さ２５μｍ、頂角９０°のプリズムを形状転写したものを用いた。第１プリズムシート４５と第２プリズムシート４６とは、それぞれのプリズムが直交するように配置した。
　上用光拡散シート４７としては、厚さ１３５μｍのＰＥＴフィルムの両面にビーズコーティングを施したものを用いた。
　以上に説明した構成において、シート類の浮きを抑えるために上用光拡散シート４７の上に透明ガラス板を載せた状態で、以下のように輝度及び輝度均一性の評価を実施した。まず、トプコンテクノハウス社製の２次元色彩輝度計ＵＡ－２００を用いて、鉛直方向上向き（ＬＥＤアレイからガラス板に向かう方向）の輝度（ｃｄ／ｍ2）を測定した。次に、得られた二次元輝度分布画像に対して、個々のＬＥＤの発光強度バラツキに対する補正を行い、異物等に起因する輝点・暗点ノイズを抑えるためのフィルタリング処理を行った後、全画素の輝度について平均値及び標準偏差を算出した。最後に、「輝度」を「輝度の平均値」、「輝度均一性」を「輝度の平均値／輝度の標準偏差」と定義して、輝度及び輝度均一性を算出した。輝度及び輝度均一性の算出は、同じサンプルについて３回実施し、その平均値で輝度及び輝度均一性を評価した。
　前述の１６サンプルの第２光拡散シート４３Ｂ（サンプルＡ～Ｐ）について輝度及び輝度均一性を評価した結果をそれぞれ表１、表２に示す。尚、コーティング層１０３を設けない比較例では、輝度が３７３８ｃｄ／ｍ2、輝度均一性が３６２．９であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１、表２に示すように、ビバ比を７５％よりも高くし、塗工量を８ｇ／ｍ2よりも小さくすることによって、比較例と比べて、輝度均一性を同程度に維持しながら、輝度を向上させることができた。特に、ビバ比を１００％以上とし、塗工量を６ｇ／ｍ2以下とした場合に優れた輝度向上効果が得られた（サンプルＥ～Ｇ、Ｉ～Ｋ、Ｍ～Ｏ）。また、ビバ比が７５％から１２５％までの間では、塗工量が８ｇ／ｍ2の場合を除き、ビバ比を高くするに従って輝度が向上した（サンプルＡ～Ｃ、Ｅ～Ｇ、Ｉ～Ｋ）。また、ビバ比が１２５％から１５０％までの間では、塗工量が８ｇ／ｍ2から６ｇ／ｍ2まで下がると、輝度及び輝度均一性のいずれも向上した（サンプルＫ、Ｌ、Ｏ、Ｐ）。
　表１に示す結果から、粒子１０７を多く含む樹脂１０６を薄く塗工したコーティング層１０６では、コーティング層１０３の全体に亘って多数の粒子１０７が一様に突出し、粒子１０７の突出部分によって、光が第２面Ｓ２に対して垂直な方向に出射され、輝度が向上したものと推測される。図８に示すサンプルＡ～Ｐのコーティング面の表面画像や、図９に示すサンプルＡ～Ｐのコーティング層周辺の断面画像からも、ビバ比が１００％以上で塗工量が６ｇ／ｍ2以下のサンプルＦ、Ｇ、Ｊ、Ｋ、Ｎ、Ｏで、多数の粒子１０７が一様に突出している様子が見られた。
　前述の１６サンプルの第２光拡散シート４３Ｂ（サンプルＡ～Ｐ）について、コーティング層１０３が設けられた第２面Ｓ２の算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚ、要素平均長さ（粗さ曲線要素の平均長さ）ＲＳｍを測定した結果をそれぞれ表３～表５に示す。Ｒａ、Ｒｚ、ＲＳｍの測定は、ＪＩＳＢ０６０１－２００１に従い、接触式の表面粗さ測定機ＳＪ－２１０（ミツトヨ製）を用いて、測定速度を０．５ｍｍ／ｓ、測定距離を４ｍｍ、カットオフ値λcを０．８ｍｍに設定し、異なる３箇所で行い、その平均値を表３～表５に示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表３～表５に示すように、コーティング層１０３による前述の輝度向上効果を得るためには、算術平均粗さＲａを１．５μｍ以上２．５μｍ以下、好ましくは１．８μｍ以上２．５μｍ以下とし、最大高さＲｚを１０μｍ以上１４μｍ以下、好ましくは１１μｍ以上１４μｍ以下とし、要素平均長さＲＳｍを１４０μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上３００μｍ以下とすれば良いことが分かった。
　（その他の実施形態）
　以上、本開示についての実施形態（実施例を含む。以下同じ。）を説明したが、本開示は前述の実施形態のみに限定されず、開示の範囲内で種々の変更が可能である。すなわち、前述の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
　　　１　　ＴＦＴ基板
　　　２　　ＣＦ基板
　　　３　　液晶層
　　　５　　液晶表示パネル
　　　６　　第１偏光板
　　　７　　第２偏光板
　　４０　　バックライトユニット
　　４１　　反射シート
　　４２　　光源
　　４３　　光拡散シート
　　４３Ａ　　第１光拡散シート
　　４３Ｂ　　第２光拡散シート
　　４４Ａ　波長選択シート
　　４４Ｂ　色変換シート
　　４５　　第１プリズムシート
　　４６　　第２プリズムシート
　　４７　　上用光拡散シート
　　５０　　液晶表示装置
　　５０ａ　　表示画面
　１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ　　基材層
　１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ　　光拡散層
　１０３　　コーティング層
　１０５、１０５Ａ、１０５Ｂ　　凹部
　１０６　　樹脂
　１０７　　粒子

Claims (12)

  1. 　光を拡散させる凹凸形状を第１面に有する光拡散シートであって、
    　前記第１面の反対側の第２面に、複数の粒子を含む樹脂から構成されるコーティング層が設けられ、
    　前記コーティング層が設けられた前記第２面の算術平均粗さＲａは、１．５μｍ以上２．５μｍ以下であり、
    　前記コーティング層が設けられた前記第２面の最大高さＲｚは、１０μｍ以上１４μｍ以下であり、
    　前記コーティング層が設けられた前記第２面の要素平均長さＲＳｍは、１４０μｍ以上３００μｍ以下である
    光拡散シート。
  2. 　前記算術平均粗さＲａは、１．８μｍ以上２．５μｍ以下であり、
    　前記最大高さＲｚは、１１μｍ以上１４μｍ以下であり、
    　前記要素平均長さＲＳｍは、２００μｍ以上３００μｍ以下である
    請求項１に記載の光拡散シート。
  3. 　光を拡散させる凹凸形状を第１面に有する光拡散シートであって、
    　前記第１面の反対側の第２面に、複数の粒子を含む樹脂から構成されるコーティング層が設けられ、
    　前記コーティング層における前記樹脂に対する前記複数の粒子の質量比は、８０％以上１５０％以下であり、
    　前記コーティング層の単位面積当たりの質量は、２ｇ／ｍ2以上７ｇ／ｍ2以下である
    光拡散シート。
  4. 　前記質量比は、１００％以上１５０％以下であり、
    　前記単位面積当たりの質量は、２ｇ／ｍ2以上６ｇ／ｍ2以下である
    請求項３に記載の光拡散シート。
  5. 　前記複数の粒子は、中空構造を有する
    請求項１～４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
  6. 　前記複数の粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下である
    請求項１～４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
  7. 　前記凹凸形状は、二次元マトリクス状に配列された略逆四角錐状の複数の凹部から構成される
    請求項１～４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
  8. 　前記コーティング層の塗工面である前記第２面は、マット面又は平坦面である
    請求項１～４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
  9. 　液晶表示装置に組み込まれ、複数の光源から発せられた光を表示画面に導くバックライトユニットであって、
    　前記表示画面と前記複数の光源との間に、請求項１～４のいずれか１項に記載の光拡散シートを備え、
    　前記光拡散シートは、前記第１面を前記複数の光源の方に向けて配置される
    バックライトユニット。
  10. 　前記表示画面と前記光拡散シートとの間に、１つ又は複数の輝度向上シートを備え、
    　前記光拡散シートと前記複数の光源との間に、光を拡散させる凹凸形状を少なくとも一面に有する１つ又は複数の他の光拡散シートを備える
    請求項９に記載のバックライトユニット。
  11. 　請求項９に記載のバックライトユニットと、
    　液晶表示パネルとを備える
    液晶表示装置。
  12. 　請求項１１に記載の液晶表示装置を備える情報機器。
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