JP5267024B2 - 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光管、ＬＥＤ、ＥＬ等の光源を有する液晶バックライト装置や照明装置に搭載される光拡散板を用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、ＯＡ分野でカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、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を大別すると、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂など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ディスプレイ装置としては、たとえば図７に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板１７１、１７３に挟まれた液晶パネル１７２を備え、その背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１７９が設置されており、該導光板１７９の上面（光出射側）と背面側の偏光板１７３との間に拡散フィルム（拡散層）１７８が設けられている。

また、この導光板１７９の背面側には、導光板１７９に導入された光を液晶パネル１７２方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部（図示省略）が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム（反射層）１７７が設けられている。

さらに、導光板１７９の一側端部には、光源ランプ１７６が取り付けられており、該光源ランプ１７６の光を効率よく導光板１７９中に入射させるために光源ランプ１７６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター１８１が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板１７９内に入射した光に指向性を付与して光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。

また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、図８に示すように、拡散フィルム１７８と液晶パネル１７２との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１７４、１７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１７４，１７５は導光板１７９の光出射面から出射され、拡散フィルム１７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させるものである。

一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図９に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。

このディスプレイ装置においては、偏光板１７１、１７３に挟まれた液晶パネル１７２が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源１５１が設けられている。そして、光源１５１から出射された光が、拡散フィルム１７８で拡散させられ、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源１５１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１５２が配置されている。

このような直下型方式のバックライトユニットを搭載したディスプレイ装置においては、光源イメージ（ランプイメージ）がディスプレイ画面において視認されるのを防止して輝度ムラの発生を防止すべく、光散乱粒子が配合された樹脂板が光源からの出射光を拡散させる光拡散板として設けられている。

この光拡散板においては、光を透過させつつ該光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐといった高透過・高拡散機能が要求されており、この機能を満たすべく、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を変えた試行錯誤が行われている。
この点、樹脂に配合する光散乱粒子として真球状粒子を使用して一層にある濃度で均一に分散させた光拡散板の場合、視野角を広げるような光拡散特性となることが確認されている。そのため、ランプイメージが明るい部分のみが広がった状態で視認されることとなるため、広く明るい部分と狭く暗い部分とのストライプ状の輝度ムラが生じてしまう。よって、この輝度ムラを抑制するには、明暗の差が視認されにくくなるように光透過性を落とす必要が生じるため、結果として正面輝度が不十分になってしまうという問題があった。

さらに、図９に示す液晶ディスプレイ装置においては、視野角の制御は拡散フィルム１７８の拡散性のみに委ねられているため、その制御は困難であり、液晶表示画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に向かうほど暗くなる特性を避けることはできない。そのため、液晶表示画面を横から見たときの輝度の低下が大きくなり、光の利用効率の低下を招いていた。

そこで、このような問題を解決する一つの方法として、図１０に示すように、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）１８５をバックライト用照明光源１９０の上方に位置して配置され、さらに、ＢＥＦ１８５の上方である光出射面側に図示しない光拡散フィルムを配置して正面輝度を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
ＢＥＦ１８５は、図１０及び図１１に示すように、透明基材１８６の上面に、断面が三角形状の単位プリズム１８７が一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。
この単位プリズム１８７は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。

ディスプレイ装置の使用時（観察時）に、ＢＥＦは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。
なお、このＢＥＦを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は１方向のみに並列された状態となるため、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となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、２枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
特許第３３７４３１６号公報 特許第３６８４５８７号公報 特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

ところで、上述のように光拡散板とともにＢＥＦを用いた場合、視聴者の視覚方向の光の強度を高めて正面輝度を向上させることができるものの、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に出射されてしまうという問題がある。

このためＢＥＦから出射される輝度分布は、図１２の輝度分布図に示すように、視聴者の視覚方向に対する角度０°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。

また、正面方向の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って視域が極端に限定されてしまう。そのため、ピーク幅を適度に拡げるためにＢＥＦ（プリズムシート）とは別部材の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、部品点数が増加してしまう。よって、材料コストの増加に繋がるだけでなく、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、好ましくない。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板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。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学シートは、光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、前記光源からの光を拡散させて出射する光拡散板と、前記光拡散板の光出射面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートまたは光拡散フィルムとを備え、前記光拡散板の光出射面に凹凸構造が形成され、前記凹凸構造を有する前記光拡散板の光出射面と該光出射面に対向する前記レンズシートの光入射面または光拡散フィルムの光入射面との間に空隙が形成されるように前記光拡散板の周縁面箇所と前記レンズシートの周縁面箇所または光拡散フィルムの周縁面箇所とが固定要素により互いに固定され、前記光拡散板は、屈折率がｎ１である第１樹脂層と屈折率がｎ２である第２樹脂層と屈折率がｎ３である第３樹脂層との少なくとも３層からなり、前記第１樹脂層が前記光源に臨み、前記第２樹脂層が前記光源と反対側の前記第１樹脂層の面に積層され、前記第３樹脂層が前記第１樹脂層と反対側の前記第２樹脂層の面に積層され、前記第１樹脂層における前記第２樹脂層が積層される面とは反対側の面に、複数の単位レンズが並設されてなるレンズアレイを備えており、前記屈折率ｎ１と屈折率ｎ２と屈折率ｎ３とが、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３の関係を満たすことを特徴とする。

このような特徴の光学シートにおいては、第１樹脂層、第２樹脂層それぞれの界面において、光が光源側からに進むにあたり、ｎ１＞ｎ２となる場合、即ち屈折率が低くなる場合、拡散性能は向上することとなる。
また、正面方向に集光機能を有するレンズシートまたは光拡散フィルムを光拡散板に積層させて構成したものであることから、上記光拡散板の作用に加えてレンズシートまたは光拡散フィルムによる集光機能を得ることができ、さらに、光拡散板の光出射面に凹凸構造を施し、かつ凹凸構造を有する光拡散板の光出射面と、これに対向するレンズシートの光入射面または光拡散フィルムの光入射面との間に空隙を形成する構造にしたので、光拡散板とレンズシートまたは光拡散フィルムとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。
したがって、このような構成とすることによって、拡散性能を向上させ、ランプイメージを低減させることが可能となる。

また、本発明に係る光拡散板は、前記第１、第２、第３樹脂層の少なくとも１つの樹脂層に光散乱粒子が少なくとも１種類以上分散混入され、前記光散乱粒子は、平均粒径０.５〜１０μｍであり、前記光散乱粒子と前記第１、第２、第３樹脂層との屈折率差が０．０２〜０．５であることを特徴とする。

このような特徴の光拡散板によれば、ある程度の光透過性を維持しながらも非常に高い光拡散性を有する、したがって、拡散性能を向上させ、ランプイメージを低減させることが可能となる。

さらに、本発明に係る光拡散板は、前記第３樹脂層における前記第２樹脂層が積層される面とは反対側の面に、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造を備えることを特徴とする。

このような特徴の光拡散板によれば、面が略平坦である場合と比べて、様々な角度の射出面が形成されるため、より広い範囲へ光を射出することができるため、拡散性能が向上しランプイメージを低減することが可能となる。

本発明に係るバックライトユニットは、上記光学シートと、前記光学シートの前記第１樹脂層側に配置される光源とを備えたことを特徴とする。

このような特徴のバックライトユニットによれば、上記の光拡散板及び光学シートを使用していることから、拡散性と透過性に関する光学特性が最適化され、ランプイメージが低減されるとともに正面方向の輝度が向上された光を出射することが可能となる。

本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、該バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とする。

このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記バックライトユニットを搭載していることから、ランプイメージが低減されるとともに正面輝度が向上された良好な表示品位の画像を提供することが可能となる。

本発明に係る光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能となる。
また、本発明によれば、光拡散板の光出射面と、これに対向するレンズシートの光入射面または光拡散フィルムの光入射面との間に空隙を形成することにより、光拡散板とレンズシートまたは光拡散フィルムとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。

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１に示し、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に供給する光学シート３９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、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と光学シート３９とさらにその上に液晶パネル３２を含んだ装置である。この場合は、ディスプレイ装置Ｌは液晶表示装置を示すが、これに限らず、上述の光学シート３９を含んだ、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等画像を光利用して表示する表示装置であればその種類は問わない。

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。

光拡散板１は、樹脂とこの樹脂の中に分散された光拡散材（粒子）から構成されている。

光拡散板１に使用される樹脂としては、透明樹脂や色付きの樹脂あるいは不透明な樹脂であっても良く、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、アクリロニトリルスチレン樹脂、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材としては、無機微粒子または有機微粒子からなる粒子が用いられる。この例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子等を挙げることができる。

ここで、光拡散板１は、板状やプレート状あるいはシート状をなすものであっても良く、その厚さは、０．５〜５ｍｍの範囲内に設定されることが好ましく、厚さ方向の一方の面が光入射面１００とされ、他方の面が光出射面１０１とされる。
光拡散板１の厚さが０．５ｍｍ未満の場合、薄くコシがないため、撓みが生じるという問題がある。一方、光拡散板１の厚さが５ｍｍを越える場合には、光源４１からの光の透過率が低下するという問題がある。

このような光拡散板１は、透明樹脂を押出法や共押出法等にて一体成形することで製造することができる。
押出法は、押出機で熱可塑性樹脂を加熱溶解させ、Ｔダイから押出し、板状あるいはシート状に成形する方法である。また、共押出法は、積層板あるいは積層シートを形成する場合に用いられ、複数台の押出機を用い、フィードブロックダイやマニホールドダイなどの積層ダイから、積層押出しを行って、複層板状に成形する方法である。

光拡散板１の光出射面１０１側には十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下のとなるような凹凸構造が施されていることが好ましい。この場合、光源４１からの光を表面散乱させるため、ランプイメージの低減やピンを確認しにくくする等の効果を得ることができる。また、光拡散板１の光出射面１０１に凹凸構造を施した場合、その表示画面に重ね合わせた部材（本実施形態においてはレンズシート４）と面接触せずにその間に空隙を得ることができるため、光拡散板１とレンズシート４との密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。

図２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、透明樹脂の中に拡散材８が分散されてなる拡散層の上下にそれぞれ屈折率の異なる透明樹脂を積層したものである。この光拡散板１は、複数の拡散層が積層されて構成された多層構成であり、積層押出機により製作される。
また、本発明の光拡散板１の光入射面１００の表面状態は、複数の単位レンズが並設されてなるレンズアレイであり、拡散性能を向上させ、ランプイメージを低減させるための効果をだす。
言い換えると、光拡散板１は、屈折率がｎ１である第１樹脂層１１と屈折率がｎ２である第２樹脂層１２と屈折率がｎ３である第３樹脂層１３との少なくとも３層からなる。第１樹脂層１１が光源４１に臨み、第２樹脂層１２が光源４１と反対側の第１樹脂層１１の面に積層され、第３樹脂層１３が第１樹脂層１１と反対側の第２樹脂層１２の面に積層されている。
第１樹脂層１１における第２樹脂層１２が積層される面とは反対側の面に、複数の単位レンズが並設されてなるレンズアレイを備えている。
そして、屈折率ｎ１と屈折率ｎ２と屈折率ｎ３とが、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３の関係を満たしている。
また、第１、第２、第３樹脂層１１、１２、１３の少なくとも１つの樹脂層に光散乱粒子が少なくとも１種類以上分散混入され、光散乱粒子は、平均粒径０.５〜１０μｍであり、光散乱粒子と第１、第２、第３樹脂層との屈折率差が０．０２〜０．５である。
また、第３樹脂層１３における第２樹脂層１２が積層される面とは反対側の面に、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造を備える。

また、光拡散板１は、光源４１側に配置される樹脂層の少なくとも一層に紫外線吸収剤が添加されたものであってもよい。
これにより、光源４１から照射される紫外線による光拡散板１自体の劣化を抑制することができ長寿命化を図ることができる。さらには、光拡散板１の光出射面１０１に対向して配置されたレンズシート４や拡散フィルムの紫外線による劣化を抑制することができる。

この紫外線吸収剤としては、例えば、2-（2'- ヒドロキシ-5'-メチルフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、2-ヒドロキシ-4- メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、4-t-ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、2-エトキシ-2'-エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル-2- シアノ-3,3- ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。

光拡散板１の観察面側にレンズシートを積層して用い、明るさ、配光特性等の光学特性最適化を行う。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。
本実施の形態では、光拡散板１の光出射面１０１側とレンズシート４の入射面１０２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。
言い換えると、光拡散板１の第３樹脂層１３側に配置され、光拡散板１を通過した光源４１の光の光学特性を変換して出射するレンズシート４を設ける。
なお、光出射面１０１に、拡散層を積層したフィルムを積層するようにすると、一つの透明樹脂に複数の光拡散材を混ぜるのと同じ効果が得られ、また、複数の層を用いるので、ある層を加えたり取り除いたりすることでヘイズの微調整を容易に行え、所望の光学特性を有する光拡散板１を得る上で有利となる。
また、レンズシート４に代えて光拡散フィルムを用いてもよい。すなわち、光拡散板１の第３樹脂層１３側に配置され、光拡散板１を通過した光源４１の光の光学特性を変換して出射する光拡散フィルムを設けてもよい。

レンズシート４について説明する。
レンズシート４は、出射面１０３に多数の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ものであり、透明樹脂から構成されるレンズシート４中に粒子を分散させて構成されている。

上述のレンズシート４は、図１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１０２から入射し、さらにその光を出射面１０３から光学利得が１以上で出射するものである。

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、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特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。

図３は光学シミュレーション（ＲａｙＴｒａｃｉｎｇシミュレーション）によるレンズの説明図である。
図３（ａ）は通常の単位レンズシートの一つの単位レンズから正面方向（０度）に出る光線を示す。これよりレンズの全面から光線が出ることが分かる。
図３（ｂ）に示しているのは図３（ａ）と同じ単位レンズシートの単位レンズの正面方向ではなく垂直斜め方向近辺（６０度〜９０度）に出る光を示す。これより図３（ｂ）の斜め方向の光はレンズの頂点付近３０２からしか出ないことが分かる。
すなわち、レンズシート４から出る全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシート４の各単位レンズの頂点付近から出射される光である。

ここで、バックライトユニットにおいては、ますます薄型化が進んでおり、それに従い光源５１と光学シート３９の距離も短くなっているが、本発明の光拡散板１を使用すれば直下型や図４に示すサイドエッジ型の導光板４７を用いたバックライトユニット、あるいは図５に示すＥＬ光源４９を用いたバックライトユニットにおいても、光源ランプ同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
さらにディスプレイ装置もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート３９のサイズも大きくなっていくが、本発明の光拡散板１は薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置にも十分に使用できる。

本発明の光拡散板１は、バックライトの輝度向上に用いる用途以外にも、ＬＣＤ、ＥＬやＰＤＰなどディスプレイの視野角コントロールフィルムや、コントラスト向上フィルム、太陽電池用の光制御フィルム、投射スクリーンなどに用いることができる。

本発明の光拡散板１は、光源が、冷陰極蛍光ランプの場合はもちろん、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているＬＥＤ、ＥＬ（図５）、半導体レーザー等を用いたディスプレイ装置にも用いることができる。

ここで、ディスプレイ装置の光源５１としてＬＥＤを用いる場合、図６（ａ）に示すように、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出射するものや、図６（ｂ）に示すように拡散板等を用いた赤色、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出射することができるものにも使用できる。

本実施形態で示した光拡散板を用いた光学シートを作製し、その物性の評価を行った。
以下、作製した光拡散板及び光学シートの具体的構成、試験方法及び試験結果について説明する。
なお、光学シートとしては、光拡散板にレンズシートを積層したものを作製した。

（レンズシート）
熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを材料として、光学シートを構成するレンズシートを作製した。具体的には、上記熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを溶融させた後、押出機により当該シートを押し出して、当該シートが冷却、硬化する前に金型ロールによって凸状のシリンドリカル形状の単位レンズを成形した。なお、該単位レンズのピッチは６０μｍとした。

（３層構造の光拡散板）
まず、第１樹脂層１１、第２樹脂層１２及び第３樹脂層１３からなる３層構造の光拡散板１を作製し、物性の評価を行った。

（実施例１〜４、比較例１〜４）
屈折率１.５９のポリカーボネート樹脂（ＰＣ）を第１樹脂層１１とし、屈折率１.５４のメチルメタクリレート−スチレン共重合樹脂（ＭＳ）を第２樹脂層１２とし、屈折率１.４９のアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を第３樹脂層１３とし、第２樹脂層１２に拡散材として平均粒径０．５〜１０μｍのシリコン系ビーズを１０重量部添加し、光出射面１０１側に、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造を施し、光入射面１００側に、レンチキュラー形状を賦形した、積層シートを作成した。
各樹脂層の屈折率、光散乱粒子の平均粒径、樹脂と光散乱粒子の屈折率差は表１に示す通りである。
具体的な作製方法として、積層押出機によって、上記第１から第３樹脂層１１、１２、１３からなる積層シートを、その押出量を調整しながら押出し成形することで光拡散板を作製した。
この際、押出機のダイ温度を２５０℃に、ロール温度（第２ロールの温度）を９０℃に設定した。

このようにして製作された光拡散板をディスプレイに設置をして、その条件に上記のレンズシートを積層して、ランプイメージ効果を確認し、結果を表１に示す。

実施例１〜４のランプイメージ低減効果結果を表１に示した。どの場合も、比較事例に比べてランプイメージは良好であった。

以上から、３層構造の光拡散板において、第１〜３樹脂層１１、１２、１３における屈折率ｎ１〜ｎ３がｎ１＞ｎ２＞ｎ３、かつ第２樹脂層１２に樹脂との屈折率差が０．０１〜０．５、平均粒径０．５〜１０μｍの光散乱粒子が含まれる場合には、ランプイメージを低減することが可能であることがわかった。

本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る光散乱部材斜視図を示す説明図である。 （ａ）従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シミュレーション結果を示す説明図である。（ｂ）従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シミュレーション結果を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 （ａ）本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図、（ｂ）本発明の実施の形態に係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出射される光強度分布を示す説明図である。

符号の説明

Ｈ、Ｋ…光、Ｔ…レンズ支持部厚さ、Ｌ…視認面（ディスプレイ表示面）、１…光拡散板、３…固定要素、４…レンズシート、８…拡散材、３１、３３…偏光板、３２…液晶パネル、３５…液晶層、３９…光学シート、４１、５１…光源、４３…ランプハウス、４５…光反射板、４７…導光板、４９…ＥＬ光源、５１、５３…ＬＥＤ光源、１００…光拡散板の光入射面、１０１…光拡散板の光出射面、１０２…レンズシートの光入射面、１０３…レンズシートの光出射面、２００…空隙、３００…拡散シート、３０２…単位レンズの頂点付近。

Claims (5)

1. 光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、
   前記光源からの光を拡散させて出射する光拡散板と、
   前記光拡散板の光出射面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートまたは光拡散フィルムとを備え、
   前記光拡散板の光出射面に凹凸構造が形成され、
   前記凹凸構造を有する前記光拡散板の光出射面と該光出射面に対向する前記レンズシートの光入射面または光拡散フィルムの光入射面との間に空隙が形成されるように前記光拡散板の周縁面箇所と前記レンズシートの周縁面箇所または光拡散フィルムの周縁面箇所とが固定要素により互いに固定され、
   前記光拡散板は、屈折率がｎ１である第１樹脂層と屈折率がｎ２である第２樹脂層と屈折率がｎ３である第３樹脂層との少なくとも３層からなり、
   前記第１樹脂層が前記光源に臨み、前記第２樹脂層が前記光源と反対側の前記第１樹脂層の面に積層され、前記第３樹脂層が前記第１樹脂層と反対側の前記第２樹脂層の面に積層され、
   前記第１樹脂層における前記第２樹脂層が積層される面とは反対側の面に、複数の単位レンズが並設されてなるレンズアレイを備えており、
   前記屈折率ｎ１と屈折率ｎ２と屈折率ｎ３とが、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３の関係を満たす、
   ことを特徴とする光学シート。
2. 前記第１、第２、第３樹脂層の少なくとも１つの樹脂層に光散乱粒子が少なくとも１種類以上分散混入され、
   前記光散乱粒子は、平均粒径０.５〜１０μｍであり、
   前記光散乱粒子と前記第１、第２、第３樹脂層との屈折率差が０．０２〜０．５であることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記凹凸構造は、前記第３樹脂層における前記第２樹脂層が積層される面とは反対側の面に形成され、前記凹凸構造の十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学シートと、
   前記光学シートの前記第１樹脂層側に配置される光源とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
5. 請求項４に記載のバックライトユニットと、
   前記バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなる、
   ことを特徴とするディスプレイ装置。

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