JP7732916B2 - バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器 - Google Patents

Description

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。

近年、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（以下、液晶ディスプレイということもある。）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、又は、光源が液晶パネルの側面の近傍に配置されるエッジライト方式が主流となっている。

直下型バックライトを採用する場合、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の均一性を上げるために、光拡散シートが使用される（例えば特許文献１参照）。

光拡散シートは、光出射面に凹凸形状を付与することで生じる拡散や、シート基材内に当該基材と異なる屈折率を有する微粒子を分散させることで生じる拡散を利用して、光入射面から入射した光を拡散させる。

ノートパソコンやタブレット端末などの薄型ディスプレイにおいては、光拡散シートとして、例えば、光出射面に逆ピラミッド状の凹部が形成され、光入射面がエンボス加工されたシートが用いられる。

特開２０１１－１２９２７７号公報

しかしながら、直下型バックライトでは光源が表示画面の直下に配置されるため、ディスプレイの薄型化に伴って、光源から光拡散シートまでの距離や、光拡散シートの厚みが削減されると、光拡散シートによって光を十分に拡散させることが難しくなる。その結果、画面内での輝度の均一性（面内輝度均一性）が悪化するという問題が生じている。

本開示は、面内輝度均一性を向上させることが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、本開示に係る光拡散シートは、光出射面となる第１面と、光入射面となる第２面とを有する光拡散シートであって、前記第１面には、略逆多角錐状の複数の凹部が設けられ、前記第２面の算術平均粗さは、１．０μｍ以上３．０μｍ以下であり、内部ヘイズが１．５％以下である。

本開示に係る光拡散シートによると、光入射面となる第２面の算術平均粗さが３．０μｍ以下であり、且つ内部ヘイズが１．５％以下であるため、第２面から入射した光は、シート内部で実質的に拡散することなく、凹凸面である第１面に到達する。このため、光源から光拡散シートに向けて直進してきた高輝度の光を第１面の凹部によって均一に拡散させることができるので、光源イメージを解消して面内輝度均一性を向上させることができる。また、光入射面となる第２面の算術平均粗さが１．０μｍ以上であるので、輝度の低下を抑制することができる。従って、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

本開示に係る光拡散シートにおいて、前記複数の凹部は、略逆四角錐状に形成されてもよい。このようにすると、光源から直進してきた光を第１面で均一に拡散させることができる。

本開示に係る光拡散シートにおいて、前記複数の凹部の頂角は、８０°以上１００°以下であってもよい。このようにすると、光源から直進してきた光を第１面で均一に拡散させることができる。

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側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、前述の本開示に係る光拡散シートを備え、当該光拡散シートは、前記第２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、前述の本開示に係る光拡散シートを備えるため、面内輝度均一性を向上させることができるので、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

本開示に係るバックライトユニットにおいて、前記複数の光源は、前記光拡散シートから見て前記表示画面の反対側に設けられた反射シートの上に配置されてもよい。このようにすると、光拡散シートと反射シート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、面内輝度均一性がより一層向上する。

本開示に係るバックライトユニットにおいて、前記光拡散シートは、複数枚積層して前記表示画面と前記複数の光源との間に配置されてもよい。このようにすると、各光拡散シートの第１面によって、光源から直進してきた光が繰り返し拡散されるので、面内輝度均一性がより一層向上する。

本開示に係るバックライトユニットにおいて、前記複数の光源と前記光拡散シートとの間の距離は、１０ｍｍ以下であってもよい。このようにすると、前述の本開示に係る光拡散シートの拡散性能によって、面内輝度均一性の悪化を抑制することができる。

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、面内輝度均一性を向上させることができるので、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

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、面内輝度均一性を向上させることができるので、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

本開示によると、面内輝度均一性を向上させることができる光拡散シート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の断面図である。 比較例に係る光拡散シートの断面図である。 実施例１～８、及び比較例１、２の光拡散シートの面内輝度均一性の評価結果を示す図である。 実施例１～８、及び比較例１、２の光拡散シートの輝度の評価結果を示す図である。

（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。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の断面図の一例であり、図２は、本実施形態に係るバックライトユニットの断面図の一例であり、図３は、本実施形態に係る光拡散シートの断面図の一例である。

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、原則、長方形又は正方形であるが、これに限らず、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（インパネ）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４０は、図２に示すように、反射シート４１と、反射シート４１上に２次元状に配置された複数の光源４２と、複数の光源４２の上側に設けられた光拡散シート４３と、光拡散シート４３の上側に順に設けられた第１プリズムシート４４及び第２プリズムシート４５と、第２プリズムシート４５の上側に設けられた偏光シート４６とを備える。

尚、図２では、同じ構造の光拡散シート４３を２層積層してバックライトユニット４０に設ける場合を例示しているが、光拡散シート４３は単層で用いてもよいし、或いは、３層以上積層して用いてもよい。

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）２０ｍｍ以下（好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下）であってもよい。光源４２としてＬＥＤを用いる場合、複数のＬＥＤチップを一定の間隔をもって反射シート４１上に配置してもよい。また、光源４２となるＬＥＤの出光角度特性を調節するために、ＬＥＤにレンズを装着してもよい。

光拡散シート４３は、図２及び図３に示すように、基材層２１を有する。基材層２１は、例えばクリアポリカーボネートを母材（マトリックス樹脂）として構成される。基材層２１は、実質的に拡散剤を含有しない。光拡散シート４３（基材層２１）は、光出射面となる第１面２１ａと、光入射面となる第２面２１ｂとを有する。すなわち、光拡散シート４３は、第２面２１ｂを光源４２の方に向けて配置される。

光拡散シート４３の第１面２１ａには、略逆多角錐状、例えば略逆四角錐状（逆ピラミッド状）の複数の凹部２２が２次元配列される。一方、光拡散シート４３の第２面２１ｂの算術平均粗さは、３．０μｍ以下である。

光拡散シート４３（基材層２１）の内部ヘイズは、１．５％以下である。尚、「内部ヘイズ」とは、全ヘイズのうち、表面形状（具体的には第１面２１ａの凹部２２）に起因する表面ヘイズを除いたヘイズを意味する。

凹部２２の頂角θは、８０°以上１００°以下、例えば９０°であり、凹部２２の配列ピッチｐは、例えば１００μｍ程度である。ここで、凹部２２の頂角θとは、光拡散シート４３の第２面２１ｂ（水平面）に対して垂直な面（縦断面）で、逆多角錐の頂点を通り且つ当該頂点を挟んで向き合う一対の斜面を垂直に横切るように切断したときに現れる断面において、斜面の断面線同士がなす角のことである。また、凹部２２の配列ピッチｐとは、隣り合う凹部２２のそれぞれにおける逆多角錐の頂点同士の間の水平距離（第２面２１ｂに平行な方向に沿った距離）のことである。

本実施形態では、光拡散シート４３を、第１面２１ａに凹凸形状（凹部２２）を持つ基材層２１の１層構造で構成した。しかし、これに代えて、光拡散シート４３を、両面が平坦な基材層と、一面に凹凸形状を持つ層との２層構造で構成してもよいし、或いは、一面に凹凸形状を持つ層を含む３層以上の構造で構成してもよい。

また、本実施形態では、逆ピラミッド状（略逆四角錐状）の凹部２２を二次元配列して第１面２１ａに凹凸形状を設けたが、凹部２２は、他の略逆多角錐状であってもよいし、凹部２２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。

尚、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。

また、凹部２２の「逆多角錐」形状としては、隙間なく二次元配置することが可能な三角錐、四角錐又は六角錐が好ましい。凹部２２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考慮して、「逆多角錐」として逆四角錐を選択してもよい。凹部２２が規則的に２次元配列される場合、凹部２２は、第１面２１ａに隙間無く設けられてもよいし、所定の間隔をあけて設けられてもよい。

第１プリズムシート４４及び第２プリズムシート４５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形成され、隣り合う一対の溝条に挟まれたプリズムの頂角が９０°程度に形成されたフィルムである。第１プリズムシート４４に形成された各溝条と、第２プリズムシート４５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る。第１プリズムシート４４及び第２プリズムシート４５は、一体に形成されてもよい。第１プリズムシート４４及び第２プリズムシート４５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。

偏光シート４６としては、例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦシリーズを用いてもよい。偏光シート４６は、バックライトユニット４０から出射された光が液晶表示装置５０の第１偏光板６に吸収されることを防止することによって、表示画面５０ａの輝度を向上させる。

以上に説明した本実施形態の光拡散シート４３によると、光出射面である第１面２１ａには、略逆多角錐状の複数の凹部２２が設けられ、光入射面である第２面２１ｂの算術平均粗さが３．０μｍ以下であり、内部ヘイズが１．５％以下である。このため、第２面２１ｂから入射した光は、光拡散シート４３（基材層２１）の内部では実質的に拡散することなく、凹凸面である第１面２１ａに到達する。このため、光源４２から光拡散シート４３に向けて直進してきた高輝度の光を第１面２１ａの凹部２２によって均一に拡散させることができるので、表示画面５０ａにおいて光源４２のイメージを解消して面内輝度均一性を向上させることができる。従って、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

図４は、エンボス加工により第２面２１ｂに凹凸形状が設けられた比較例の光拡散シート４３Ａの断面構成を示す。尚、図４において、図３に示す本実施形態の光拡散シート４３と同じ構成要素には同じ符号を付す。比較例の光拡散シート４３Ａでは、光源４２から直進してきた光が第２面２１ｂでランダムに拡散されてしまうので、当該光を第１面２１ａの凹部２２によって均一に拡散させることはできない。言い換えると、第１面２１ａにおいて光源４２の位置に依存して光源４２のイメージが解消される程度が異なってしまう。その結果、面内輝度均一性が悪化するという問題が生じる。

この問題を解決するに、光拡散シート４３において、光入射面である第２面２１ｂの算術平均粗さを３．０μｍ以下にする。尚、面内輝度均一性を向上させる観点では、光拡散シート４３の第２面２１ｂの算術平均粗さは、０．５μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以下であることがさらに好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以下であることがより一層好ましい。一方、輝度の低下を抑制する観点では、光拡散シート４３の第２面２１ｂの算術平均粗さは、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがさらに好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。

また、面内輝度均一性が悪化する問題は、基材層２１内に当該基材層２１と異なる屈折率を有する微粒子（拡散剤）を分散させて光拡散を行う場合にも生じる。すなわち、本実施形態の光拡散シート４３においては、拡散剤含有率つまり内部ヘイズは小さいほど好ましい。具体的には、光拡散シート４３の内部ヘイズは、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがさらに好ましく、１．５％以下であることがより好ましく、１．０％以下であることがより一層好ましい。

本実施形態の光拡散シート４３において、凹部２２が略逆四角錐状に形成されると、光源４２から直進してきた光を第１面２１ａで均一に拡散させることができる。

本実施形態の光拡散シート４３において、凹部２２の頂角が８０°以上１００°以下であると、光源４２から直進してきた光を第１面２１ａで均一に拡散させることができる。

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側に導く。バックライトユニット４０において、表示画面５０ａと光源４２との間に、本実施形態の光拡散シート４３が、第２面２１ｂを光源４２の方に向けて配置される。このため、光拡散シート４３によって、面内輝度均一性を向上させることができるので、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。

本実施形態のバックライトユニット４０において、光源４２は、光拡散シート４３から見て表示画面５０ａの反対側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、面内輝度均一性がより一層向上する。

本実施形態のバックライトユニット４０において、光拡散シート４３は、複数枚積層して表示画面５０ａと光源４２との間に配置されてもよい。このようにすると、各光拡散シート４３の第１面２１ａによって、光源４２から直進してきた光が繰り返し拡散されるので、面内輝度均一性がより一層向上する。

本実施形態のバックライトユニット４０において、光源４２と光拡散シート４３との間の距離が１０ｍｍ以下であると、光拡散シート４３の拡散性能によって、面内輝度均一性の悪化を従来よりも抑制することができる。

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。このため、バックライトユニット４０によって、面内輝度均一性を向上させることができるので、さらなる薄型化や光源数の削減にも対応することができる。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、本実施形態において、光源４２の配置数は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。

また、本実施形態において、光拡散シート４３（基材層２１）は、本発明の作用効果が失われない範囲で拡散剤その他の添加剤を含んでいてもよい。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。

また、本実施形態において、基材層２１のマトリックスとなる樹脂は、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、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、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てもよい。

また、本実施形態において、光拡散シート４３の厚さは、特に限定されないが、例えば、３ｍｍ以下（好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下）で０．１ｍｍ以上であってもよい。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０．１ｍｍを下回ると、前述の輝度均一性向上効果を発揮することが難しくなる。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。

また、本実施形態において、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、押し出し成型法、射出成型法などを用いてもよい。

押し出し成型法を用いて、凹凸形状を表面に持つ単層の光拡散シートを製造する手順は次の通りである。まず、ペレット状のプラスチック粒子（拡散剤が添加されていてもよい）を単軸押し出し機に投入し、加熱しながら溶融、混錬する。その後、Ｔ－ダイスにより押し出された溶融樹脂を２本の金属ロールで挟んで冷却した後、ガイドロールを用いて搬送し、シートカッター機により枚葉平板に切り落とすことによって、光拡散シートを作製する。ここで、所望の凹凸形状を反転した形状を表面に持つ金属ロールを使用して溶融樹脂を挟むことにより、ロール表面の反転形状が樹脂に転写されるので、所望の凹凸形状を光拡散シート表面に賦形することができる。また、樹脂に転写された形状は、必ずしもロール表面の形状が１００％転写されたものとはならないので、転写度合いから逆算して、ロール表面の形状を設計してもよい。

押し出し成型法を用いて、凹凸形状を表面に持つ２層構造の光拡散シートを製造する場合は、例えば、２つの単軸押し出し機のそれぞれに、各層の形成に必要なペレット状のプラスチック粒子を投入した後、各層毎に前述と同様の手順を実施し、作製された各シートを積層すればよい。

或いは、以下のように、凹凸形状を表面に持つ２層構造の拡散シートを作製してもよい。まず、２つの単軸押し出し機のそれぞれに、各層の形成に必要なペレット状のプラスチック粒子を投入し、加熱しながら溶融、混錬する。その後、各層となる溶融樹脂を１つのＴ－ダイスに投入し、当該Ｔ－ダイス内で積層し、当該Ｔ－ダイスにより押し出された積層溶融樹脂を２本の金属ロールで挟んで冷却する。その後、ガイドロールを用いて積層溶融樹脂を搬送し、シートカッター機により枚葉平板に切り落とすことによって、凹凸形状を表面に持つ２層構造の拡散シートを作製してもよい。

また、ＵＶ（紫外線）を用いた賦形転写によって、以下のように光拡散シート４３を製造してもよい。まず、転写したい凹凸形状の反転形状を有するロールに未硬化の紫外線硬化樹脂を充填し、当該樹脂に基材を押し当てる。次に、紫外線硬化樹脂が充填されたロールと基材とが一体になっている状態で、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。次に、樹脂によって凹凸形状が賦形転写されたシートをロールからはく離させる。最後に、再度シートに紫外線照射を行って樹脂を完全硬化させ、凹凸形状を表面に持つ光拡散シートを作製する。

また、本実施形態においては、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の背面側に複数の光源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、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、光源と光拡散シートとの距離を１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは２ｍｍ以下、究極的には０ｍｍとした場合に、本発明の有用性はより一層顕著になると考えられる。

（実施例及び比較例）
以下、実施例及び比較例について説明する。

実施例及び比較例には、クリアポリカーボネートを母材とする厚さ１３０μｍの基材層を有する光拡散シートを用いた。実施例及び比較例ともに、光拡散シートの第１面（光出射面）には、９０°の頂角を持つ略逆四角錐状（逆ピラミッド状）の複数の凹部を１００μｍピッチで２次元配列した。実施例としては、算術平均粗さＲａがそれぞれ２．６μｍ、１．８μｍ、１．２μｍ、０．０３μｍとなるように加工した第２面（光入射面）を有する４種類の光拡散シートを用意した。比較例としては、算術平均粗さＲａが３．４μｍとなるように加工した第２面（光入射面）を有する光拡散シートを用意した。

実施例の光拡散シートの製造方法は、以下の通りである。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した。その後、２本の金属ロールのうち一方のロールとして、表面が凸ピラミッド形状を持つロール、他方のロールとして、鏡面ロールを使用し、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、他面に鏡面を持つ単層の光拡散シートを作製した。

比較例の光拡散シートの製造方法は、以下の通りである。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した。その後、２本の金属ロールのうち一方のロールとして、表面が凸ピラミッド形状を持つロール、他方のロールとして、ランダムなマット形状を有するエンボスロールを使用し、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、他面にエンボス形状を持つ単層の光拡散シートを作製した。エンボス形状を持つ表面の粗さの違いは、エンボスロール表面の粗さによって制御した。

実施例及び比較例の光拡散シートの表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、ミツトヨ社製ＳＪ－２１０を使用し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１－１９９４に準拠して、測定速度を０．５ｍｍ／ｓ、測定距離を４ｍｍ、カットオフ値λcを０．８ｍｍに設定して測定した。

尚、実施例の光拡散シートの内部ヘイズ及び全光線透過率はそれぞれ、０．６％及び９０．８％であった。内部ヘイズ及び全光線透過率は、光拡散シートの第１面の凹部（逆ピラミッド）をＵＶ硬化樹脂（光拡散シートのマトリックス樹脂と同じ樹脂）で埋めて測定した。ＵＶ硬化樹脂には、光拡散シートのマトリックス樹脂と同じ屈折率を持つ樹脂を用いた。尚、内部ヘイズ及び全光線透過率の測定は、スガ試験機社製のヘイズメータＨＺ－２を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して行った。

実施例及び比較例の光拡散シートの面内輝度均一性の評価は、以下のように行った。まず、２．８ｍｍピッチで配列された青色ＬＥＤアレイの上に、実施例（４種類）及び比較例の光拡散シートを２枚又は３枚積層して配置し、その上にプリズムシート２枚を配置し、さらにその上にシート類の浮きを抑えるために透明ガラス板を載せて、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、「面内輝度均一性」を「輝度の平均値／輝度の標準偏差」と定義して、実施例及び比較例の光拡散シートの面内輝度均一性を算出した。

表１に、実施例及び比較例の光拡散シートの輝度及び面内輝度均一性の評価結果を示す。尚、表１に示す輝度は、同じ重ね枚数の比較例の輝度（平均値）を１とする相対輝度である。

表１において、実施例１～４は、算術平均粗さＲａがそれぞれ２．６μｍ、１．８μｍ、１．２μｍ、０．０３μｍになるように加工された第２面（光入射面）を持つ前述の実施例の光拡散シートを２枚重ねて、輝度及び面内輝度均一性を評価した結果である。また、比較例１は、算術平均粗さＲａが３．４μｍになるように加工された第２面を持つ前述の比較例の光拡散シートを２枚重ねて、輝度及び面内輝度均一性を評価した結果である。また、実施例５～８は、算術平均粗さＲａがそれぞれ２．６μｍ、１．８μｍ、１．２μｍ、０．０３μｍになるように加工された第２面を持つ前述の実施例の光拡散シートを３枚重ねて、輝度及び面内輝度均一性を評価した結果である。また、比較例２は、算術平均粗さＲａが３．４μｍになるように加工された第２面を持つ前述の比較例の光拡散シートを３枚重ねて、輝度及び面内輝度均一性を評価した結果である。

図５は、実施例１～８、及び比較例１、２のそれぞれにおける光拡散シートの入光面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａと面内輝度均一性との関係を示す。また、図６は、実施例１～８、及び比較例１、２のそれぞれにおける光拡散シートの入光面の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａと輝度との関係を示す。

表１及び図５に示すように、光拡散シートの重ね枚数に関わらず、入光面の表面粗さＲａが小さくなるに従って、面内輝度均一性が向上した。特に、入光面の表面粗さＲａが最も小さい０．０３μｍ（鏡面）の場合（実施例４、８）に、それぞれの重ね枚数において、面内輝度均一性が最大となった。また、入光面の表面粗さＲａが３．０μｍ以下であれば、それぞれの重ね枚数において、鏡面と比べた場合の面内輝度均一性の低下が抑制された。

一方、表１及び図６に示すように、入光面の表面粗さＲａが最も小さい０．０３μｍ（鏡面）の場合（実施例４、８）には、それぞれの重ね枚数において、輝度の低下が見られた。また、入光面の表面粗さＲａが１．０μｍ以上であれば、それぞれの重ね枚数において、輝度の低下が見られなかった。

表１、図５、図６に示す結果から、入光面の表面粗さＲａを３．０μｍ以下の範囲で適切に設定すると共に光拡散シートの重ね枚数を調整することによって、製品に求められる輝度及び面内輝度均一性の条件を満たせることが判明した。例えば、面内輝度均一性の向上と共に輝度の低下抑制が求められる製品では、光拡散シートの入光面の表面粗さＲａを１．０μｍ以上３．０μｍ以下に設定すればよい。

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
２１ 基材層
２１ａ 第１面
２１ｂ 第２面
２２ 凹部
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
４４ 第１プリズムシート
４５ 第２プリズムシート
４６ 偏光シート
５０ 液晶表示装置
５０ａ 表示画面

Claims (7)

1. 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側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、光拡散シートを備え、
   前記光拡散シートは、光出射面となる第１面と、光入射面となる第２面とを有し、
   前記第１面には、略逆多角錐状の複数の凹部が設けられ、
   前記第２面の算術平均粗さは、１．０μｍ以上３．０μｍ以下であり、
   前記光拡散シートは、拡散剤を含有せず、内部ヘイズが１．５％以下であり、
   前記光拡散シートは、前記第２面を前記複数の光源の方に向けて配置され、
   前記光拡散シートは、複数枚積層して前記表示画面と前記複数の光源との間に配置される
   バックライトユニット。
2. 前記複数の凹部は、略逆四角錐状に形成される
   請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記複数の凹部の頂角は、８０°以上１００°以下である
   請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
4. 前記複数の光源は、前記光拡散シートから見て前記表示画面の反対側に設けられた反射シートの上に配置される
   請求項１～３のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
5. 前記複数の光源と前記光拡散シートとの間の距離は、１０ｍｍ以下である
   請求項１～４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
6. 請求項１～５のいずれか１項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。
7. 請求項６に記載の液晶表示装置を備える情報機器。