特許 6683872 光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6683872

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13357 20060101AFI20200413BHJP

   G02B 5/02 20060101ALI20200413BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20200413BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200413BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20200413BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/13357

   G02B5/02 C

   G02B5/02 B

   F21S2/00 431

   F21Y115:10

   F21Y115:30

【請求項の数】15

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2019-152692(P2019-152692)

(22)【出願日】2019年8月23日

【審査請求日】2019年9月6日

(31)【優先権主張番号】特願2018-215551(P2018-215551)

(32)【優先日】2018年11月16日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000165088

【氏名又は名称】恵和株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】蔡 承亨

(72)【発明者】

【氏名】岡部 元彦

(72)【発明者】

【氏名】辻 孝弘

(72)【発明者】

【氏名】鋤柄 正幸

【審査官】 磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２２５０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１４００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−４４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｇ０２Ｂ ５／０２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示画面の背面側に複数の小型光源が分散して設けられた液晶表示装置において前記複数の小型光源とプリズムシートとの間に組み込まれる光学シートであって、
前記光学シートの少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持ち、
前記光学シートにおける前記凹凸形状を持った表面の少なくとも０．５ｍｍ四方以上の対象範囲を測定し、得られた画像の各ピクセルの高さデータを求め、複数のピクセルを含む１００μｍ²以下の微小領域における当該ピクセルの高さデータから近似平面を算出し、前記凹凸形状を仮想的に取り除いた場合に現れる平坦な表面（高さ０の表面）と前記近似平面とのなす傾斜角度を求める計算を、ピクセルの少なくとも１つを単位として前記微小領域を前記平坦な表面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら繰り返し行った場合に、前記計算を行った前記微小領域の総面積に対する、前記傾斜角度が３０°以上となる前記微小領域の総面積の比率が３０％以上となる、光学シート。

【請求項2】

前記凹凸形状は、多角錐又は多角錐に近似可能な形状を含む、
請求項１に記載の光学シート。

【請求項3】

前記凹凸形状は、四角錐又は四角錐に近似可能な形状を含む、
請求項２に記載の光学シート。

【請求項4】

前記光学シートにおける前記複数の小型光源と対向する表面部分及び／又は当該表面部分の反対側に位置する前記表示画面側の表面部分に、前記複数の小型光源からの光を遮蔽及び／又は反射する印刷部が形成される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シート。

【請求項5】

前期光学シートを構成するマトリックス樹脂１００質量部に対して、拡散剤を０質量部以上４質量部以下含有する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学シート。

【請求項6】

前記マトリックス樹脂は、芳香族ポリカーボネート樹脂であり、
前記拡散剤は、シリコーン系拡散剤である、
請求項５に記載の光学シート。

【請求項7】

前記液晶表示装置に組み込まれ、前記複数の小型光源から発せられた光を前記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小型光源との間に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学シートを備える、
バックライトユニット。

【請求項8】

前記複数の小型光源と前記光学シートとの間の距離は、２ｍｍ以下である、
請求項７に記載のバックライトユニット。

【請求項9】

前記光学シートは複数枚重ねて用いられ、
前記光学シートのそれぞれを構成するマトリックス樹脂１００質量部に対して、拡散剤を０質量部以上２質量部以下含有する、
請求項７又は８に記載のバックライトユニット。

【請求項10】

前記複数の小型光源は、ＬＥＤ素子である、
請求項７〜９のいずれか１項に記載のバックライトユニット。

【請求項11】

前記複数の小型光源は、規則的に配置される、
請求項７〜１０のいずれか１項に記載のバックライトユニット。

【請求項12】

前記複数の小型光源は、前記光学シート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７〜１１のいずれか１項に記載のバックライトユニット。

【請求項13】

請求項７〜１２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。

【請求項14】

請求項１３に記載の液晶表示装置を備える、
情報機器。

【請求項15】

表示画面の背面側に複数の小型光源が分散して設けられた液晶表示装置において前記複数の小型光源とプリズムシートとの間に組み込まれる光学シートの評価方法であって、
前記光学シートの少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持ち、
前記光学シートにおける前記凹凸形状を持った表面の少なくとも０．５ｍｍ四方以上の対象範囲を測定し、得られた画像の各ピクセルの高さデータを求め、複数のピクセルを含む１００μｍ²以下の微小領域における当該ピクセルの高さデータから近似平面を算出し、前記凹凸形状を仮想的に取り除いた場合に現れる平坦な表面（高さ０の表面）と前記近似平面とのなす傾斜角度を求める計算を、ピクセルの少なくとも１つを単位として前記微小領域を前記平坦な表面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら繰り返し行った場合に、前記計算を行った前記微小領域の総面積に対する、前記傾斜角度が３０°以上となる前記微小領域の総面積の比率を算出する、
光学シートの評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学シート、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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

直下型バックライトを採用する場合、発光面においてＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源のイメージを消して面内輝度の均一性を上げるために、光源から、光源イメージを消すために使用される拡散部材（拡散板、拡散シート、拡散フィルム）までの距離を大きくすることが一般的である。

【0004】

このため、例えばＴＶ用途などの大型の液晶ディスプレイにおいては、直下型バックライトが採用されることはあったが、例えばノートＰＣ、タブレット、カーナビ、スマートフォンなどの中小型の液晶ディスプレイにおいては、薄型化の要求に応えるため、エッジライト型バックライトが採用される場合が多かった。

【0005】

近年、液晶ディスプレイの画質向上を目的として、ＨＤＲ（High Dynamic Range：明るさの幅を広げる）対応の開発が進んでいる。ＨＤＲ対応の方法として、直下型バックライトにおいてＬＥＤの点灯、消灯、光量調整を個々のＬＥＤ毎に行うこと（ローカルディミング）によって、液晶を用いたシャッター機能に加えて、バックライトの光量を調整することが検討されている。

【0006】

また、中小型の液晶ディスプレイにおいても直下型バックライトを使用したローカルディミング方式によるＨＤＲ対応が望まれている。ところが、これまでエッジライト方式によって薄型化を達成していた中小型の液晶ディスプレイにおいては、ＨＤＲ対応のために厚みを厚くすることは難しいので、直下型バックライトの厚みを薄くすることが必要となる。

【0007】

直下型バックライトを薄型化しつつ発光面の輝度均一性を向上させる方法としては、光源イメージを消すために使用される拡散シート等の光拡散性を高めること、例えば、拡散シート等に拡散剤を大量に含有させることが考えられる。その他、特開２０１２−４２７８３号公報（以下、特許文献１という）には、凹部を有するレンズを複数配置した光学シートを用いることが提案されている。また、特開２００８−１０３２００号公報（以下、特許文献２という）には、隣接する３つのＬＥＤ光源が正三角形の頂点を構成するようにＬＥＤ光源を配置することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１２−４２７８３号公報

【特許文献2】特開２００８−１０３２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、複数の光源が用いられた直下型バックライトの発光面の輝度均一性を向上させるために、光学シート（拡散シート）中に拡散剤を大量に含有させたとしても、各光源と光源間領域（光源が配置されていない領域）との間に生じる輝度ムラを十分に解消させることはできない（特許文献１の段落０００９参照）。

【0010】

また、光源から、光源イメージを消すための光学シートや拡散板までの距離について、特許文献１では２０ｍｍ程度（段落００４８）、特許文献２では２５ｍｍ（段落００２４）であることが開示されているが、当該距離は、今後の中小型液晶ディスプレイの薄型化のために、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）とすることが必要である。

【0011】

ところが、このような将来的な直下型バックライトの薄型化に対して、特許文献１の「凹部を有するレンズを光学シートに複数配置する」技術や、特許文献２の「隣接する３つのＬＥＤ光源が正三角形の頂点を構成するように配置する」技術では、発光面の輝度均一性を十分に向上させることができない。

【0012】

そこで、本発明は、液晶表示装置に用いられる直下型バックライトのさらなる薄型化に対しても、発光面における各光源と光源間領域との間に輝度ムラが生じることを十分に抑制できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記の目的を達成するために、本願発明者は、様々な表面形状を持つ光学シートを用いて、直下型バックライトの発光面における輝度均一性を調べた結果、従来着目されてきた光源の配置や光学シートの光拡散性以外に、光学シートの光反射特性が輝度均一性に大きな影響を及ぼしていることを見いだした。さらに、本願発明者は、光学シートにおける様々な表面形状と輝度均一性との関係を評価した結果、下記の本発明を想到した。

【0014】

すなわち、本発明に係る光学シートは、表示画面の背面側に複数の小型光源が分散して設けられた液晶表示装置において複数の小型光源とプリズムシートとの間に組み込まれる光学シートであって、光学シートの少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持ち、凹凸形状を仮想的に取り除いた場合に現れる平坦な表面を仮想平面として、当該仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を、当該仮想平面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら、当該仮想平面の各位置での微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面と仮想平面とのなす傾斜角度を求めた場合に、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率が３０％以上となる。

【0015】

本発明に係る光学シートにおいて、凹凸形状は、多角錐又は多角錐に近似可能な形状を含んでいてもよい。この場合、凹凸形状は、四角錐又は四角錐に近似可能な形状を含んでいてもよい。

【0016】

本発明に係る光学シートにおいて、光学シートにおける複数の小型光源と対向する表面部分及び／又は当該表面部分の反対側に位置する表示画面側の表面部分に、複数の小型光源からの光を遮蔽及び／又は反射する印刷部が形成されていてもよい。

【0017】

本発明に係る光学シートにおいて、光学シートを構成するマトリックス樹脂１００質量部に対して、拡散剤を０質量部以上４質量部以下含有していてもよい。この場合、マトリックス樹脂は、芳香族ポリカーボネート樹脂であり、拡散剤は、シリコーン系拡散剤であってもよい。

【0018】

本発明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、複数の小型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、表示画面と複数の小型光源との間に、前述の本発明に係る光学シートを備える。

【0019】

本発明に係るバックライトユニットにおいて、複数の小型光源と光学シートとの間の距離は、１５ｍｍ以下であってもよく、より好ましくは、１０ｍｍ以下であってもよい。

【0020】

本発明に係るバックライトユニットにおいて、複数の小型光源は、ＬＥＤ素子であってもよい。

【0021】

本発明に係るバックライトユニットにおいて、複数の小型光源は、規則的に配置されていてもよい。

【0022】

本発明に係るバックライトユニットにおいて、複数の小型光源は、光学シートの反対側に設けられた反射シートの上に配置されていてもよい。

【0023】

本発明に係る液晶表示装置は、前述の本発明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。

【0024】

本発明に係る情報機器は、前述の本発明に係る液晶表示装置を備える。

【0025】

本発明に係る光学シートの評価方法は、表示画面の背面側に複数の小型光源が分散して設けられた液晶表示装置において複数の小型光源とプリズムシートとの間に組み込まれる光学シートの評価方法であって、光学シートの少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持ち、凹凸形状を仮想的に取り除いた場合に現れる平坦な表面を仮想平面として、当該仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を、当該仮想平面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら、当該仮想平面の各位置での微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面と仮想平面とのなす傾斜角度を求め、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率を算出する。

【発明の効果】

【0026】

本発明によると、光学シートの仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を当該仮想平面に沿ってずらしながら、当該仮想平面の各位置での微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面の傾斜角度を求めた場合に、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率が３０％以上となるように、凹凸形状が制御されている。このため、各小型光源から光学シートに入射した光の反射、具体的には、光学シート内での多重反射や、光源が載置された反射シートと光学シートとの間での多重反射等が促進される。その結果、ＬＥＤ等の小型光源が複数配置された直下型バックライトにおいて光源と光学シートとの間の距離が小さくなったとしても、発光面における各小型光源と光源間領域との間に輝度ムラが生じることを十分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。

【図2】実施形態に係るバックライトユニットの断面図である。

【図3】実施形態に係る光学シートの断面図である。

【図4A】実施形態に係る光学シートにおいて仮想平面に沿って所定の投影面積を持つ微小領域をずらしながら、微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面の傾斜角度を求めている様子の一例を示す図である。

【図4B】実施形態に係る光学シートにおいて仮想平面に沿って所定の投影面積を持つ微小領域をずらしながら、微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面の傾斜角度を求めている様子の他例を示す図である。

【図5】実施形態に係る光学シートによって、光源から入射した光が反射する様子を示す図である。

【図6】複数のＬＥＤ光源を上方から見た様子を示す図である。

【図7】複数のＬＥＤ光源を、実施形態に係る光学シートを介在させて上方から見た様子を示す図である。

【図8】複数のＬＥＤ光源を、従来の光学シートを介在させて上方から見た様子を示す図である。

【図9】光源の輝度分布を示す図である。

【図10】図９に示す輝度分布のうちｘ方向の分布を示す図である。

【図11】比較例１に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図12】実施例１に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図13】比較例２に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図14】実施例２に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図15】実施例３に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図16】実施例４に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図17】実施例５に係る光学シートの表面形状を示す写真である。

【図18】実施例１〜５に係る光学シート及び比較例１、２に係る光学シートのそれぞれにおける「ラフネス（Ｒａ）」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」の値を示す図である。

【図19】実施例１〜５に係る光学シート及び比較例１、２に係る光学シートのそれぞれにおける「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」と「ＦＷＨＭ」との相関を示す図である。

【図20】実施例１〜５に係る光学シート及び比較例１、２に係る光学シートのそれぞれにおける「ラフネス（Ｒａ）」と「ＦＷＨＭ」との関係を示す図である。

【図21】その他の実施形態に係る光学シートの断面図である。

【図22】実施例６〜２０に係る光学シートのそれぞれにおける「拡散剤含有量」、「フィルム厚み」、「表面形状と表面粗さ」、「ＦＷＨＭ」等の値を示す図である。

【図23】実施例２１〜３２に係る光学シートのそれぞれの輝度均一性を評価する際のバックライトユニットの断面構成を示す図である。

【図24】図２３に示すバックライトユニットにおける光源の配置を示す図である。

【図25】実施例２１〜３２に係る光学シートのそれぞれにおける「拡散剤含有量」、「フィルム構成」、「輝度均一性」等の値を示す図である。

【図26】変形例に係る光学シートの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態に係る光学シート、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、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0029】

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学シートの断面図の一例である。

【0030】

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。

【0031】

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、台形、又は、自動車のインストルメントパネル（インパネ）等の任意の形状であってもよい。

【0032】

液晶表示装置５０においては、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と共に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をその透過率を調整して第２偏光板７を介して出射することにより、画像が表示される。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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小型光源４２と、複数の小型光源４２の上側に設けられた光学シート４３と、光学シート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。

【0036】

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。

【0037】

小型光源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。小型光源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。小型光源４２としてＬＥＤを用いる場合、複数の数ｍｍ角の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、小型光源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。

【0038】

光学シート４３は、図３に示すように、拡散層２１と、拡散層２１上に形成された凹凸形状層２２とを有する。拡散層２１は、例えばポリカーボネートを母材として構成され、母材１００質量％に対して、例えば０．５〜４質量％程度の拡散剤２１ａを含有する。拡散剤２１ａとしては公知の材料を適宜用いることができる。凹凸形状層２２は、例えばクリアポリカーボネートから構成され、凹凸形状層２２の表面には、例えば逆ピラミッド形状の凹部２２ａが２次元配列されている。凹部２２ａの頂角θは、例えば９０°であり、凹部２２ａの配列ピッチｐは、例えば１００μｍ程度である。光学シート４３は、拡散剤を含有し、表面に凹凸形状を持つ１層構造で構成してもよい。このように、光学シート４３は、図３の形態に限られない。例えば、光学シートを、凹凸形状を設けた一層構造としてもよいし、凹凸形状を備えた層を含む３層以上の構造としてもよい。また、凹凸形状層は、上述のとおり逆ピラミッド形状の凹部を二次元配列するものに限られず、ランダムに凹凸を配置するようにしてもよい。

【0039】

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からなるプリズムの頂角が９０°程度に形成されたフィルムである。ここで、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、一体に形成されていてもよい。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。

【0040】

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。

【0041】

本実施形態の特徴の１つとして、光学シート４３の少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持ち、光学シート４３の仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を、当該仮想平面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら、当該仮想平面の各位置での微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面が光学シート４３の仮想平面となす傾斜角度を求めた場合に、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率が３０％以上となる。

【0042】

ここで、光学シート４３の仮想平面とは、光学シート４３において凹凸を取り除いて残る平坦な表面を意味する。より具体的には、「仮想平面」とは、凹凸の凹部の最深部に接するように水平に設けた仮想面をいう。もっとも、ここでの「水平」は、光学シート４３の水平面と平行に、という意味であって、厳密な意味での水平という意味までをいうものではない。例えば，光学シート４３の凹凸が設けられている面とは反対側の面が平面又は平面に近い形状である場合は、この面と平行になるように前記仮想面を設ければよい。

【0043】

図４Ａは、光学シート４３（具体的には凹凸形状層２２）の仮想平面（Ｐ）に沿って、所定の投影面積を持つ微小領域をずらしながら、各位置の微小領域（例えばＲ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、・・・）に含まれる凹凸形状を持った表面（例えばＳ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、・・・ ）を平面近似し、当該平面近似した平面（例えばＶ₁ 、Ｖ₂ 、Ｖ₃ 、・・・ ）の傾斜角度（例えばθ₁ 、θ₂ 、θ₃ 、・・・）を求めている様子を示す。尚、図４Ａでは、簡単のために、凹凸の各斜面に合わせて微小領域をずらしているが、実際には、図４Ｂに示すように、凹凸の状態とは関係無く微小領域を二次元的に且つ等間隔にずらしていく。このとき、ずらした後の微小領域が、ずらす前の微小領域とオーバーラップしてもよい。

【0044】

以上に説明した本実施形態によると、光学シート４３の仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を当該仮想平面に沿ってずらしながら、各位置の微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面の傾斜角度を求めた場合に、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率が３０％以上となるように、凹凸形状が制御されている。このため、図５に示すように、小型光源４２から光学シート４３に入射した光の反射、具体的には、光学シート４３内での多重反射や、小型光源４２が載置された反射シート４１と光学シート４３との間での多重反射等が促進される。その結果、ＬＥＤ等の小型光源４２が複数配置された直下型のバックライトユニット４０において小型光源４２と光学シート４３との間の距離が小さくなったとしても、発光面における各小型光源４２と光源間領域との間に輝度ムラが生じることを十分に抑制することができる。

【0045】

尚、本実施形態において、小型光源４２の配置数は特に限定されないが、複数の小型光源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、小型光源４２を等間隔で配置する場合が該当する。等間隔で小型光源４２が配置される場合、隣り合う２つの小型光源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。隣り合う２つの小型光源４２の中心間距離が０．５ｍｍ以上であると、隣り合う小型光源４２同士の間の領域において他の領域よりも輝度が小さくなる現象（輝度ムラ）が発生しやすくなるので、本実施形態を適用する有用性が大きくなる。

【0046】

図６は、複数のＬＥＤ光源を上方から見た様子を示し、図７は、複数のＬＥＤ光源を、本実施形態の光学シート４３を介在させて上方から見た様子を示し、図８は、複数のＬＥＤ光源を、従来の光学シート（傾斜角度が３０°以上の面積の比率が３０％未満）を介在させて上方から見た様子を示す。

【0047】

図７に示すように、本実施形態の光学シート４３によって、各光源と光源間領域との間の輝度ムラが抑制されているのに対して、図８に示すように、従来の光学シートでは、各光源と光源間領域との間に輝度ムラが生じている。

【0048】

ところで、光学シート４３の表面に形成される凹凸形状は、工業生産上の加工精度の制約があるために、均一な形状にはならず、ある程度のバラツキを有していてもよい（図４Ａ参照）。この場合、凹凸形状が設けられた光学シート４３の表面における各微小領域の表面（近似平面）の傾斜角度は０〜９０度までの範囲でばらつくことになるが、本実施形態は、これらのバラツキを集計した場合に、その３割以上が３０度以上の傾斜角度を有するように、凹凸形状を制御するものである。特に、プラスチックフィルムを用いて光学シート４３を形成する場合、光学シート４３の表面に形成される凹部又は凸部の形状を均一にすることは困難となるので、各微小領域の表面の傾斜角度がバラツキを有することを前提とする本実施形態を適用する利点は大きい。

【0049】

また、本実施形態においては、光学シート４３の上面（第１プリズムシート４４側の表面）に凹凸形状（凹部２２ａ）を設けたが、凹凸形状は光学シート４３の少なくとも一方の表面に設けられていればよい。すなわち、光学シート４３の下面（小型光源４２側の表面）又は両面（上面及び下面）に凹凸形状を設けてもよい。

【0050】

また、光学シート４３の表面に設けられる凹凸形状は、後記の方法等によって微小領域の表面の傾斜角度が測定できる形状であれば、特に制限されず、例えば、ピッチ、配列、形状等がランダムなマット形状、又は、複数の凸部や凹部が規則的に２次元配列された形状であってもよい。

【0051】

また、光学シート４３の表面に設けられる凹凸形状は、多角錘又は多角錐に近似可能な形状を含んでいてもよい。ここで、「多角錐」としては、光学シート４３の表面に隙間なく配置することが可能な三角錐、四角錘又は六角錐が好ましい。多角錘又は多角錐に近似可能な形状を光学シート４３の表面に隙間なく配置することによって、光学シート４３の仮想平面における傾斜角度が０°である部分の面積を低減することができる。また、光学シート４３の表面に凹凸形状を設ける際の押し出し成形や射出成型などの製造工程では金型（金属ロール）が用いられるが、この金型（金属ロール）表面の切削作業の精度を考慮して、「多角錐」として四角錘を選択してもよい。

【0052】

凸部の形状としては、例えば、半球（上半分）、円錐、三角錐、四角錐、六角錐等を挙げることができ、凹部の形状としては、例えば、半球（下半分）、逆円錐、逆三角錐、逆四角錐、逆六角錐等を挙げることができる。

【0053】

また、凸部の形状としては、例えば、略半球（上半分）、略円錐、略三角錐、略四角錐、略六角錐等を挙げることができ、凹部の形状としては、例えば、略半球（下半分）、略逆円錐、略逆三角錐、略逆四角錐、略逆六角錐等を挙げることができる。ここで、「略」とは、近似可能であることを意味し、例えば「略四角錐」とは、四角錐に近似可能な形状な形状をいう。もっとも、凸部や凹部は、工業生産上の精度を考慮し、略半球（上半分又は下半分）、略円錐（略逆円錐）、略三角錐（略逆三角錐）、略四角錐（略逆四角錐）から変形した形でもよく、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があってもよい。

【0054】

光学シート４３の表面に複数の凸部や凹部が規則的に２次元配列される場合、複数の凸部や凹部は、光学シート４３の表面全体に隙間無く設けられていてもよいが、一定の間隔（ピッチ）で設けられていてもよいし、ランダムな間隔で設けられていてもよい。

【0055】

また、本実施形態において、光学シート４３における凹凸形状を持った表面の傾斜角度を微小領域毎に求めることができれば、当該傾斜角度の算出方法は、特に制限されるものではないが、例えば、以下のような算出方法を用いてもよい。

【0056】

（手順１）キーエンス社製・レーザーマイクロスコープVK-100を使用して、光学シート４３の表面形状を４００倍の倍率で測定し、自動傾き補正を行って、縦７６８ピクセル×横１０２４ピクセル（５２２．６μｍ×６９７μｍ）の高さデータをＣＳＶファイルとして採取する。高さ測定は、例えば、次のように行うことができる。まず、段階的にピント位置を変えて、測定対象の複数の共焦点画像を取得した後、離散的なピント位置（Ｚ）と光検出強度（Ｉ）との関係に基づいて、画素毎に光強度変化曲線（Ｉ−Ｚカーブ）を推定し、Ｉ−Ｚカーブからピーク位置つまり高さを求める。

【0057】

（手順２）手順１で採取した高さデータ（digit）をＺキャリブレーション値を使用して高さデータ（μｍ）に変換する。

【0058】

（手順３）手順２により得られた高さデータを使用し、縦４ピクセル×横４ピクセルの微小領域（面積（光学シート４３の仮想平面に対する投影面積）は７．２９μｍ² ）のデータに基づいて公知の数学的手法により当該微小領域に含まれるシート表面を近似する平面を算出する。

【0059】

（手順４）手順３で算出された近似平面が光学シート４３の仮想平面（つまり高さ０の平面）となす角度を算出し、当該微小領域の傾斜角度とする。

【0060】

（手順５）縦方向又は横方向に１ピクセルずつ微小領域をずらしながら、手順３及び手順４を５０万箇所以上（具体的には７７９２８０箇所）の微小領域に対して実施する。

【0061】

（手順６）手順５で測定した５０万箇所以上の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の割合（以下、単に「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」という）を算出する。

【0062】

尚、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」の算出は、前述の手順１のように、加工バラツキ等を考慮して０．５ｍｍ四方以上の対象範囲（手順１では５２２．６μｍ×６９７μｍの範囲）の高さデータから求めることが好ましい。もちろん、データ精度を向上させるために、０．５ｍｍ四方以上の対象範囲を複数設定したり、或いは、シート全面を対象範囲として、高さデータを取得してもいことは言うまでもない。この対象範囲の拡大に伴い、傾斜角度の算出を行う「微小領域」の数も増大する。「微小領域」の数について、測定やデータ処理等のリソース上支障が無ければ、特に上限はない。例えば、０．５ｍｍ四方以上の対象範囲を２つ設定した場合は、「微小領域」の数も２倍になる。また、同一サイズの対象範囲であっても、当該範囲に含まれるピクセル数が増えれば、「微小領域」の数も増大する。すなわち、対象範囲の広さ、対象範囲に含まれるピクセル数、後述する微小領域の面積等によって、傾斜角度の算出を行う「微小領域」の数は決まる。但し、加工バラツキ等を考慮して０．５ｍｍ四方以上を対象範囲とする場合、凹凸形状を精度良く把握するためには、少なくとも１０万箇所以上（好ましくは３０万箇所以上、より好ましくは５０万箇所以上）の微小領域について傾斜角度の算出を行ってもよい。

【0063】

また、前述の傾斜角度の算出方法においては、縦４ピクセル×横４ピクセルの微小領域を縦方向又は横方向に１ピクセルずつずらしながら、傾斜角度の算出を行ったが、これに代えて、同サイズの微小領域を縦方向又は横方向に２ピクセルずつずらしながら、傾斜角度の算出を行ってもよい。或いは、より大きなサイズ（例えば縦８ピクセル×横８ピクセル）の微小領域を縦方向又は横方向に４ピクセルずつずらしながら、傾斜角度の算出を行ってもよい。すなわち、微小領域のピクセルサイズ、微小領域をずらすピクセルピッチは、凹凸形状を精度良く把握できる限りにおいて、任意に設定可能である。

【0064】

また、傾斜角度の測定における微小領域の面積（光学シートの仮想平面に対する投影面積）は、小型光源からの光の反射特性をミクロで評価できる十分小さい面積であれば、特に制限されるものではないが、測定精度や測定機器の性能等を考慮し、０．１ｍｍ² 以下（好ましくは０．０１ｍｍ² 以下、より好ましくは０．００１ｍｍ² 以下、さらに好ましくは０．０００１ｍｍ² （１００μｍ² ）以下）の面積（手順３では７．２９μｍ² の面積）としてもよい。

【0065】

また、本実施形態においては、光学シート４３が、拡散剤２１ａを含む拡散層２１を有することによって、光学シート４３内での光拡散が促進されるので、各小型光源４２と光源間領域との間の輝度ムラをより一層抑制することができる。

【0066】

拡散層２１に含有される拡散剤２１ａの材料は、特に限定されないが、無機粒子として、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、有機粒子として、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、ポリアミド等を用いてもよい。

【0067】

拡散剤２１ａの粒径としては、光拡散効果の観点で、例えば、０．１μｍ以上（好ましくは１μｍ以上）１０μｍ以下（好ましくは８μｍ以下）としてもよい。

【0068】

拡散剤２１ａの含有量としては、光拡散効果の観点で、拡散層２１を構成する材料（マトリックス）を１００質量％として、例えば、０．１質量％以上（好ましくは０．３質量％以上）１０質量％以下（好ましくは８質量％以下）としてもよい。

【0069】

拡散剤２１ａの屈折率と拡散層２１のマトリックスの屈折率との差は、０．０１以上、好ましくは０．０３以上、より好ましくは０．０５以上、更に好ましくは０．１以上、最も好ましくは０．１５以上としてもよい。拡散剤２１ａの屈折率と拡散層２１のマトリックスの屈折率との差が０．０１未満であると、拡散剤２１ａによる拡散効果が不十分になる。

【0070】

拡散層２１のマトリックスとなる樹脂は、光を透過させる材料であれば、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、ポリイミド等を用いてもよい。

【0071】

本実施形態の光学シート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。光学シート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、光学シート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。

【0072】

本実施形態の光学シート４３のように多層構造（下層の拡散層２１及び上層の凹凸形状層２２）を持つ場合は、表面に凹凸形状が設けられる層（凹凸形状層２２）の厚さは、凹凸形状の最大高さ又は最大深さよりも大きい厚さを持つ。例えば高さ（又は深さ）２０μｍの凸部（又は凹部）が設けられる層の場合は、厚さを２０μｍよりも大きくする。

【0073】

尚、本明細書において、「光学シート」とは、拡散、集光、屈折、反射などの光学的諸機能を有するシートを意味する。本実施形態の光学シート４３は、前述のように、拡散層２１上に、本発明の凹凸形状が設けられた表面を持つ凹凸形状層２２を備えたものであるが、これに代えて、光学シート４３を、拡散剤を含有し、表面に凹凸形状を持つ１層構造で構成してもよい。或いは、光学シート４３を、拡散層２１及び凹凸形状層２２を含む３層以上の構造で構成してもよい。或いは、拡散層２１と凹凸形状層２２とをそれぞれ独立した光学シートとして構成し、両者を積層してもよいし、別個に配置してもよい。後者の場合、凹凸形状層２２を小型光源４２側に配置してもよい。或いは、光学シート４３を拡散層２１のみで構成し、第１プリズムシート４４の下面に本発明の凹凸形状を設けてもよい。すなわち、バックライトユニット４０を構成する光学シートのいずれかの表面に本発明の凹凸形状が設けられていてもよい。但し、反射特性の改善のためには、小型光源４２の直近（直上）に配置される拡散シートの表面に本発明の凹凸形状を設けることが効果的である。

【0074】

光学シート４３の製造方法としては、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拡散シートを製造する手順は次の通りである。まず、拡散剤が添加されたペレット状のプラスチック粒子（併せて、拡散剤が添加されていないペレット状のプラスチック粒子を混合してもよい）を単軸押し出し機に投入し、加熱しながら溶融、混錬した後、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、その後、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、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。

【0075】

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。

【0076】

或いは、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、混錬した後、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し、その後、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、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。

【0077】

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の背面側に複数の小型光源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、小型光源４２と光学シート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、分散配置された小型光源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。

【0078】

それに対して、前述のように、本発明の凹凸形状を表面に持つ光学シートを用いることは、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、小型光源と光学シートとの距離を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。

【0079】

（実施例及び比較例）
以下、実施例及び比較例に係る光学シートについて、図面を参照しながら説明する。

【0080】

尚、各例の光学シートにおける凹凸形状を持った表面の傾斜角度の算出、及び、各例の光学シートにおける「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」の算出には、前述の手順１〜６の方法を用いた。

【0081】

また、各例における輝度均一性の評価は、光源として用いるＬＥＤの出光特性やＬＥＤの配置などの影響を考慮し、普遍的な評価とするために、次のような手順で行う。まず、ＬＥＤを１つ点灯させた上で、当該ＬＥＤから一定の距離をあけて、評価対象の光学シートを配置し、その上にプリズムシートを２枚、互いの稜線が直交するように積層配置し、その上に偏光シート（例えば３Ｍ社製のＤＢＥＦシリーズ）を配置した状態において当該偏光シートの上側からＬＥＤ像の２次元平面輝度を測定し、ＬＥＤ中心からの距離による輝度変化を求める。図９は、前述の２次元輝度測定にＨＩ−ＬＡＮＤ社製・ＲＩＳＡＣＯＬＯＲを使用して得られたＬＥＤ像の２次元輝度分布を示す。次に、ＬＥＤ中心点を通る直線（図９ではｘ軸方向に延びる白い線）に沿って、輝度変化曲線を抽出し、図１０に示すように、横軸にＬＥＤ中心からの距離、縦軸に最大輝度を１とする相対輝度をとったグラフで表し、相対輝度が０．５となるときの横軸方向のグラフ幅をＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum）とし、相対輝度が０．１となるときの横軸方向のグラフ幅をＦＷ０．１Ｍとして求める。ＦＷＨＭが大きいほど、光の広がりが大きく、輝度均一性が向上しているので、ＦＷＨＭを用いて、各例における輝度均一性の評価を行う。

【0082】

また、各例の光学シートのベース樹脂（マトリックス）としては、ポリカーボネート（屈折率１．５９）、ベース樹脂に添加する拡散剤としては、シリコーン（屈折率１．４３）を用いた。すなわち、各例の光学シートにおいてベース樹脂と拡散剤との間の屈折率差は０．１６である。

【0083】

（比較例１）
比較例１の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にランダムなマット形状（Ｒａ（算術平均粗さ）：４．５μｍ）を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧３０ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹凸形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0084】

このように作製された比較例１の光学シートの表面形状を図１１に示す。また、比較例１の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、比較例１においては、「Ｒａ」は３．６３２μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は２５％、「ＦＷＨＭ」は１０．９７４３４ｍｍである。

【0085】

（実施例１）
実施例１の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にランダムなマット形状（Ｒａ：１４．０μｍ）を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧３０ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹凸形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0086】

このように作製された実施例１の光学シートの表面形状を図１２に示す。また、実施例１の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、実施例１においては、「Ｒａ」は１１．４２７μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は３６％、「ＦＷＨＭ」は１１．１３３２８ｍｍである。

【0087】

（比較例２）
比較例２の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にピラミッド形状を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧５ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹ピラミッド形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0088】

このように作製された比較例２の光学シートの表面形状を図１３に示す。また、比較例２の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、比較例２においては、「Ｒａ」は０．４４３μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は１７％、「ＦＷＨＭ」は１０．４８０８ｍｍである。

【0089】

（実施例２）
実施例２の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にピラミッド形状を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧１０ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹ピラミッド形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0090】

このように作製された実施例２の光学シートの表面形状を図１４に示す。また、実施例２の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、実施例２においては、「Ｒａ」は０．５２８μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は３０％、「ＦＷＨＭ」は１１．１４５ｍｍである。

【0091】

（実施例３）
実施例３の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にピラミッド形状を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧２０ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹ピラミッド形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0092】

このように作製された実施例３の光学シートの表面形状を図１５に示す。また、実施例３の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、実施例３においては、「Ｒａ」は１．０７０μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は５２％、「ＦＷＨＭ」は１１．２０１ｍｍである。

【0093】

（実施例４）
実施例４の光学シートの作製方法は次の通りである。まず、ベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ樹脂を押出成形によって製膜した後、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にピラミッド形状を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧３５ｋｇ／ｃｍで樹脂膜に圧着して当該ロールの表面形状を転写し、表面に凹ピラミッド形状を持つ単層の光学シート（厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0094】

このように作製された実施例４の光学シートの表面形状を図１６に示す。また、実施例４の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、実施例４においては、「Ｒａ」は２．４３５μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は９０％、「ＦＷＨＭ」は１１．６６３８ｍｍである。

【0095】

（実施例５）
実施例５の光学シートの形成方法は次の通りである。まず、第１の単軸押し出し機を用いてベース樹脂１００質量％に対して拡散剤を５質量％含んだ溶融樹脂を形成すると共に、第２の単軸押し出し機を用いて拡散剤を含まない溶融樹脂を形成する。次に、両方の溶融樹脂を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に対し、２本の金属ロールのうち片方のロールとして、表面にピラミッド形状を持ったロールを使用し、当該ロールを線圧１０ｋｇ／ｃｍで、拡散剤を含まない溶融樹脂の側に圧着して当該ロールの表面形状を転写する。これにより、表面に凹ピラミッド形状を持つ二層構造（上層（表面に凹ピラミッド形状を持つ層）の厚みは０．１ｍｍ、下層（表面が平坦な層）の厚みは０．９ｍｍ）の光学シート（合計厚み：１ｍｍ）を作製した。

【0096】

このように作製された実施例５の光学シートの表面形状を図１７に示す。また、実施例５の光学シートの「Ｒａ」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」、「ＦＷＨＭ」のそれぞれの値を図１８に示す。図１８に示すように、実施例５においては、「Ｒａ」は０．５５３μｍ、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は３２％、「ＦＷＨＭ」は１１．６０３４ｍｍである。

【0097】

図１９は、実施例１〜５に係る光学シート及び比較例１、２に係る光学シートのそれぞれにおける「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」と「ＦＷＨＭ」との相関を示す。

【0098】

図１９に示すように、輝度均一性を表すＦＷＨＭの値は、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」が３０％を下回ると、急激に低下する傾向が見られる。また、実施例１〜４の結果から、単層の光学シートの場合は「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」が大きくなるに従って、ＦＷＨＭが大きくなる傾向が見られる。また、実施例５の結果から、反射特性の改善のために、凹凸形状が表面に設けられる層には、拡散剤を含有させない方が望ましいことが分かる。

【0099】

図２０は、参考までに、実施例１〜５に係る光学シート及び比較例１、２に係る光学シートのそれぞれにおける「ラフネス（Ｒａ）」と「ＦＷＨＭ」との関係を示す。

【0100】

図２０に示すように、「ラフネス」と「ＦＷＨＭ」との間には相関関係は見られない。これは、凹凸形状が相似形であれば、基本的に「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」も反射特性も同じになるのに対して、ラフネス（表面粗さ）の値は、凹凸形状が相似形であっても、各形状のサイズによって変わるためである。従って、光学シートの反射特性ひいては輝度均一性の評価において「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」は適切な指標であると言える。

【0101】

（その他の実施形態）
図３に示す光学シート４３は、拡散層２１と、拡散層２１上に形成された凹凸形状層２２とを有していたが、これに代えて、図２１に示すように、光学シート４３を凹凸形状層２２のみから構成してもよい。ここで、光学シート４３における凹部２２ａが形成されていない面は、鏡面であってもよいし、或いは、マット面であってもよい。尚、図２１において、図３に示す光学シート４３と同じ構成要素には同じ符号を付している。

【0102】

図２１に示す光学シート４３（凹凸形状層２２）においては、マトリックス樹脂１００質量部に対して、拡散剤を０質量部以上４質量部以下、より好ましくは、０質量部以上２質量部以下、特に好ましくは、０質量部以上１質量部以下含有させてもよい。

【0103】

マトリックス樹脂は、好ましくは芳香族ポリカーボネート樹脂であり、一例として、二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重合法又は溶融法で反応させて得られるものであってもよい。

【0104】

二価フェノールの代表的な例としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等が挙げられ、なかでもビスフェノールＡが好ましい。これらの二価フェノールは、単独又は２種以上を混合して使用してもよい。

【0105】

カーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カーボネートエステル又はハロホルメート等が挙げられ、具体的には、ホスゲン、ジフェニルカーボネート又は二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。

【0106】

二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重合法又は溶融法によって反応させてポリカーボネート樹脂を製造するに際しては、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。さらに、ポリカーボネート樹脂には、必要に応じて、添加剤、例えば、多価アルコールと脂肪酸とのエステル若しくは部分エステル等の離型剤、亜リン酸エステル、リン酸エステル若しくはホスホン酸エステル等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、アセトフェノン系若しくはサリチル酸エステル等の紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、増白剤、又は、難燃剤等を配合してもよい。また、ポリカーボネート樹脂は、三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であってもよいし、芳香族若しくは脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよいし、又は、得られたポリカーボネート樹脂の２種以上を混合した混合物であってもよい。

【0107】

ポリカーボネート樹脂の分子量は、粘度平均分子量（Ｍ）で１０，０００〜１００，０００が好ましく、１５，０００〜３５，０００がより好ましい。かかる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂は、十分な強度を持ち、また、成形時の溶融流動性も良好であって好ましい。ここで、「粘度平均分子量」は、塩化メチレン１００ｍＬにポリカーボネート樹脂０．７ｇを２０℃で溶解した溶液から求めた比粘度（ηsp）を下式に代入して求めたものである。

【0108】

ηsp／Ｃ＝[η]＋０．４５×[η]² Ｃ
但し、[η]は極限粘度で、[η]＝１．２３×１０^-4Ｍ^0.83Ｃ＝０．７である。

【0109】

拡散剤は、好ましくはシリコーン系拡散剤であり、例えば、シロキサン結合を有し且つ平均粒子径が０．８μｍ以上１２μｍ以下の球状微粒子であってもよい。拡散剤の平均粒子径が０．８μｍ未満である場合、拡散剤の添加量を変動させても十分な光拡散性を得ることが難しくなる傾向にある。また、平均粒子径が１２μｍよりも大きい場合、拡散剤の添加量を変動させても、良好な光拡散性を得ることが難しくなる傾向にある。一般的に用いることのできるシリコーン系拡散微粒子としては、シリカ、シリコーンレジン、シリコーンゴム、球状のシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した球状粉末であるシリコーン複合パウダー、及び、それらの組み合わせ等が挙げられ、特にシリコーン複合パウダーが好ましい。

【0110】

（その他の実施例）
実施例６〜２０の光学シートの作製方法は、次の通りである。まず、芳香族ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して、拡散剤としてシリコーン複合パウダー（平均粒子径：２．０μｍ）を、図２２に示す組成になるように添加し、押出機で溶融混錬してＴ−ダイより押し出す。その後、２本の金属ロールのうち一方のロールとして、表面に高さ５０μｍ、ピッチ１００μｍ、頂角９０°の正四角錘のピラミッド形状を持ったロールを使用し、他方のロールとして、実施例６〜１８では、表面にランダムなマット形状（表面粗さＲａ＝４μｍ）を持ったロールを、実施例１９、２０では、表面に鏡面形状（表面粗さＲａ＝０．０１μｍ）を持ったロールを使用し、Ｔ−ダイより押し出された溶融樹脂を当該２つのロールで挟んで形状転写しながら冷却する。これにより、１つの表面に深さ４５μｍの凹（逆）ピラミッド形状を持ち、残りの表面に、図２２に示す表面粗さＲａのマット面又は鏡面を有し、図２２に示す厚みを持つ単層の光学シートを作成した。

【0111】

このように作製された実施例６〜２０の光学シートのそれぞれの「表面形状（３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率を含む）と表面粗さ」、「ＦＷＨＭ」、「ＦＷ０．１Ｍ」、「波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの分光光線の透過率及び反射率の平均値」の各値を図２２に示す。ここで、「ＦＷＨＭ」、「ＦＷ０．１Ｍ」、「波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの分光光線の透過率及び反射率の平均値」は、光学シートのマット面又は鏡面側を入光側、逆ピラミッド面側を出光側として測定したものである。

【0112】

図２２に示すように、実施例６〜２０の光学シートによると、拡散剤含有量が減少するほど、「ＦＷＨＭ」、「ＦＷ０．１Ｍ」がより大きくなり、拡散性能が向上する。具体的には、マトリックス樹脂１００質量部に対して、拡散剤を０質量部以上４質量部以下含有させることが好ましく、０質量部以上２質量部以下含有させることがより好ましく、０質量部以上１質量部以下含有させることが特に好ましい。

【0113】

実施例２１の光学シートは、実施例６で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２２の光学シートは、実施例７で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２３の光学シートは、実施例８で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２４の光学シートは、実施例９で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２５の光学シートは、実施例１１で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２６の光学シートは、実施例１２で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２７の光学シートは、実施例１３で作製した光学シートを３枚重ねたものであり、実施例２８の光学シートは、実施例１４で作製した光学シートを３枚重ねたものである。また、実施例２９の光学シートは、実施例６で作製した光学シートと同じ組成で厚みが１１５μｍのフィルムを４枚重ねたものであり、実施例３０の光学シートは、実施例９で作製した光学シートと同じ組成で厚みが１１５μｍのフィルムを４枚重ねたものであり、実施例３１の光学シートは、実施例１１で作製した光学シートと同じ組成で厚みが１１５μｍのフィルムを４枚重ねたものであり、実施例３２の光学シートは、実施例１３で作製した光学シートと同じ組成で厚みが１１５μｍのフィルムを４枚重ねたものである。

【0114】

図２３は、実施例２１〜３２に係る光学シートのそれぞれの輝度均一性を評価する際のバックライトユニットの断面構成を示す図であり、図２４は、図２３に示すバックライトユニット４０における光源の配置を示す図である。尚、図２３において、図２に示すバックライトユニット４０と同じ構成要素には同じ符号を付している。また、図２３において、簡単のため、光学シート４３は、一層のみ図示している。

【0115】

「輝度の均一性」の測定は、図２３及び図２４に示すように、アレイ状に配列された小型光源４２（ＬＥＤアレイ）の上方に凹ピラミッド形状の光学シート４３を所定枚数配置し、その上に２枚のプリズムシート４４及び４５を配置した状態で行った。ここで、ＬＥＤアレイからプリズムシート最上面までの距離は２ｍｍに統一した。ＬＥＤアレイとしては、ＬＥＤピッチ７ｍｍのものを使用した。ＬＥＤ（小型光源４２）としては、Ｃｒｅｅ社製の青色ＬＥＤで品番XPGDRY-L1-0000-00501を使用した。

【0116】

「輝度の均一性」の評価は、以下のように行った。まず、図２４に示すＬＥＤアレイ（６個×６個）において、ＬＥＤ（小型光源４２）直上を通る対角線Ｌに沿って断面輝度を取得し、続いて、この断面輝度の平均値及び標準偏差を算出し、「輝度の均一性（％）」＝（平均値−標準偏差）／（平均値＋標準偏差）×１００の計算式に従って、「輝度の均一性」を求めた。このように求められた「輝度の均一性」の数値が高いほど、輝度が均一であることを示す。

【0117】

実施例２１〜３２の光学シートのそれぞれの「輝度の均一性」、「波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの分光光線の透過率及び反射率の平均値」、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」の各値を図２５に示す。尚、「輝度の均一性」、「波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの分光光線の透過率及び反射率の平均値」は、光学シートのマット面を入光側、逆ピラミッド面側を出光側として測定したものである。また、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」の算出は、以下のように行った。すなわち、実施例２１〜２８の光学シートでは積層した３枚のフィルムのそれぞれについて、実施例２９〜３２の光学シートでは積層した４枚のフィルムのそれぞれについて、「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」を測定し、測定値の平均値として「３０°以上の傾斜角度を持つ面積の比率」を求めた。

【0118】

図２５に示すように、実施例２１〜３２の光学シートによると、同じ構成（厚み、組成等）のフィルムを複数枚重ねて使用した場合、拡散剤含有量が少ないほど、輝度の均一性が高くなることが分かる。

【0119】

以上、本発明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、本発明は前述の実施形態のみに限定されず、発明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、本発明、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。

【0120】

例えば、図２６に示す変形例のように、光学シート４３における複数の小型光源４２と対向する表面部分（図中Ｒで示す拡散層２１の下面部分）の反対側に位置する表示画面５０ａ側の表面部分（凹凸形状層２２の上面部分）に、小型光源４２からの光を遮蔽及び／又は反射する印刷部２３、例えばドット状の白インクを形成してもよい。図２６においては、印刷部２３の配置領域を白色で表し、凹部２２ａの図示を省略している。

【0121】

本変形例の印刷部２３によって、小型光源４２からの光の反射効果や、小型光源４２の直上方向への過剰な光に対する遮蔽効果が得られるので、輝度均一性がさらに向上する。

【0122】

尚、本変形例において、印刷部２３は、光学シート４３の少なくとも一方の表面に形成されていればよい。また、凹凸形状が光学シート４３の一方の表面のみに形成されている場合において印刷部２３も片面にだけ形成する場合は、印刷部２３を当該一方の表面に形成してもよいし、その反対面に形成してもよい。

【符号の説明】

【0123】

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７
２１ 拡散層
２１ａ 拡散剤
２２ 凹凸形状層
２２ａ 凹部
２３ 印刷部
４０ バックライトユニット
４１ 反射シート
４２ 小型光源
４３ 光学シート
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

【要約】      （修正有）

【課題】直下型バックライトのさらなる薄型化に対しても、各光源と光源間領域との間に輝度ムラが生じることを十分に抑制できるようにする。
【解決手段】光学シート４３は、表示画面の背面側に複数の小型光源４２が分散して設けられた液晶表示装置において複数の小型光源４２とプリズムシート４４，４５との間に組み込まれる。光学シート４３の少なくとも一方の表面は、凹凸形状を持つ。凹凸形状を仮想的に取り除いた場合に現れる平坦な表面を仮想平面として、仮想平面に対して所定の投影面積を持つ微小領域を、仮想平面に沿って二次元的に且つ等間隔にずらしながら、各位置の微小領域に含まれる凹凸形状を持った表面を平面近似し、当該平面近似した平面と仮想平面とのなす傾斜角度を求めた場合に、各位置の微小領域の総面積に対する、傾斜角度が３０°以上となる微小領域の総面積の比率が３０％以上となる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】