JP2012230364A - 光拡散シート、光学ユニット、バックライトユニット及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するための光拡散シート、この拡散シートを含む光学ユニット、バックライトユニット及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】光拡散シートは、透明な基材層と、この基材層の表面に積層され、バインダー中に樹脂ビーズを有する光拡散層とを備える光拡散シートであって、上記樹脂ビーズとして、高屈折率ビーズが用いられている。上記バインダーの屈折率が１．４９以上１．５１以下であり、上記樹脂ビーズの屈折率が１．５２以上１．５９以下であってもよい。上記樹脂ビーズの屈折率から上記バインダーの屈折率を減算した値が、０．０６以上０．０８以下であってもよい。上記樹脂ビーズの主ポリマーが、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体であってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光拡散シートと、光拡散シートを含む光学ユニットと、光学ユニットを含むバックライトユニットと、バックライトユニットを含む液晶表示装置とに関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力等の特徴が活かされてフラットパネルディスプレイとして多用され、その用途は携帯電話機、携帯情報端末装置、パーソナルコンピュータ及びテレビ等の表示デバイスとして年々拡大している。近年、液晶表示装置に要求される特性は、高輝度化、広視野角化、省エネルギー化及び薄型軽量化等が挙げられ、特に高輝度化についての要求が高い。

従来の一般的な液晶表示装置は、液晶表示素子と、液晶表示素子の裏面側に配置されたバックライトユニットとを有している（例えば、特開２００５−１０６９５９号公報参照）。液晶表示素子は、液晶セルが表面側偏光板と裏面側偏光板との間に挟持された構造を有し、様々な表示モードにより駆動される。バックライトユニットは液晶表示素子を裏面側から照らすものであり、エッジライト型及び直下型のバックライトユニットが普及している。これら従来のバックライトユニットは、光源と、光源からの光線を液晶表示素子の側に導く導光板と、導光板の液晶表示素子の側の面に配置される光学ユニットとを有する。光学ユニットは、導光板からの光線を効率良くかつ均一に液晶表示素子の裏面側の全面に入射させるためのものであって、例えば、導光板からの光線を拡散する光拡散シート、透過光線を法線方向側に屈折させるプリズムシート等を備えている。

特開２００５−１０６９５９号公報

従来の液晶表示装置は、上述の通り光拡散シート、プリズムシート等を有するので、ある程度の高輝度化は達成されているが、今日では、液晶表示装置の更なる高輝度化が要求されている。液晶表示装置の輝度を向上させること等を目的として、ハイゲインプリズムシートが開発されている。例えば、（株）住友スリーエム社製の「ＢＥＦ２−Ｇ２-ＭＲ−１５５」という製品名が付けられたハイゲインプリズムシートが商品化されている。そのハイゲインプリズムシートは、高屈折率材料からなるプリズムシートである。このように、ハイゲインプリズムシートが商品化されているが、ハイゲインプリズムシートに合致した光拡散シートが開発されておらず、ハイゲインプリズムシートによる輝度を向上させる効果は引き出せていない。また、今日では、液晶表示装置の更なる薄型化も要求されている。

本発明は、液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するための光拡散シートと、その光拡散シートを含む光学ユニットと、その光学ユニットを含むバックライトユニットと、更なる高輝度化及び薄型化が実現された液晶表示装置とを提供することを目的とする。

本発明の光拡散シートは、
透明な基材層と、
この基材層の表面に積層され、バインダー中に樹脂ビーズを有する光拡散層と
を備える光拡散シートであって、
上記樹脂ビーズの屈折率が１．５０以上であることを特徴とする。

当該光拡散シートの樹脂ビーズは、この屈折率が従来の光拡散シートの樹脂ビーズの屈折率より大きいので、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折が従来より大きくなる。そのため、当該光拡散シートを液晶表示装置に組み込めば、液晶表示装置の輝度を従来より高くすることができる。その結果、バックライトユニットを薄型化することができ、ひいては液晶表示装置の薄型化を実現することができる。また、当該光拡散シートのバインダー及び樹脂ビーズの各屈折率を調整することにより、どのような屈折率を有するハイゲインプリズムシートであっても、ハイゲインプリズムシートによる光線の垂直方向への立ち上げを実現することができる。

上記バインダーの屈折率が１．４９以上１．５１以下であり、上記樹脂ビーズの屈折率が１．５２以上１．５９以下であってもよい。その場合、当該光拡散シートの樹脂ビーズの屈折率が従来の光拡散シートの樹脂ビーズの屈折率より大きいので、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折が従来より大きくなり、液晶表示装置の輝度は高くなる。

当該光拡散シートでは、樹脂ビーズの屈折率からバインダーの屈折率を減算した値が、０．０６以上０．０８以下であってもよい。その場合、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折がより大きくなるので、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。

上記樹脂ビーズの主ポリマーは、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体であってもよい。その場合、樹脂ビーズの屈折率を１．５２以上１．５９以下にしたり、樹脂ビーズの屈折率からバインダーの屈折率を減算した値を０．０６以上０．０８以下にすることを容易に行うことができる。

上記樹脂ビーズのバインダー１００質量部に対する配合量は、４０質量部以上２３０質量部以下であってもよい。その場合、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折がより大きくなるので、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。

当該光拡散シートのヘイズ値は、７８％以上９３％以下であってもよい。その場合、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折がより大きくなるので、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。

上記樹脂ビーズの平均粒子径は、２μｍ以上５μｍ以下であってもよい。その場合、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折がより大きくなるので、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。

上記樹脂ビーズは多分散のビーズであってもよい。その場合、樹脂ビーズによる光線の反射及び屈折がより大きくなるので、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。

液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するために、当該光拡散シートと、この光拡散シートの表面側に重畳される１枚のプリズムシートとを備え、上記プリズムシートの屈折率が１．５０以上である光学ユニットを、液晶表示装置の一つの構成要素として用いることができる。同様に、液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するために、当該光拡散シートと、この光拡散シートの表面側に重畳される２枚のプリズムシートとを備え、この２枚のプリズムシートが、互いの稜線が交差するよう配設され、この２枚のプリズムシートの屈折率が１．５０以上である光学ユニットを、液晶表示装置の一つの構成要素として用いることができる。その場合、各プリズムシートの屈折率が１．５５以上１．７０以下であれば、液晶表示装置の輝度は更に高くなる。また、液晶表示装置の薄型化が実現される。

また、液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するために、光源と、その光源からの光線が入射し、入射した光線を出射する導光板と、その導光板の上側に積層された当該光学ユニットとを有するバックライトユニットを、液晶表示装置の一つの構成要素として用いることができる。

更に、当該バックライトユニットと、そのバックライトユニットのプリズムシートの上に配置された液晶表示素子とを有する液晶表示装置も、本発明の一つの態様である。

本発明は、液晶表示装置の更なる高輝度化及び薄型化を実現するための光拡散シートと、その光拡散シートを含む光学ユニットと、その光学ユニットを含むバックライトユニットと、更なる高輝度化及び薄型化が実現された液晶表示装置とを提供することができる。

本発明の実施の形態の液晶表示装置の断面を模式的に示す図である。 図１の液晶表示装置における光線の進行を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（液晶表示装置の構成）
図１の液晶表示装置１は、液晶表示素子１０と、バックライトユニット２０とを有する。液晶表示素子１０は、光を用いて情報を表示するための素子であって、液晶セル１２が表面側偏光板１１と裏面側反射偏光板１３とに挟持された構造を有している。裏面側反射偏光板１３は、光の一方向の偏光成分を透過させ、残りの偏光成分を反射する。

バックライトユニット２０は、液晶表示素子１０の裏面側に配置されて液晶表示素子１０を裏面側から照らすエッジライト型のバックライトユニットであって、光源２１と、導光板２２と、光学ユニット２３とを有する。

光源２１は、複数個の発光ダイオードが直線上に並べられたものである。導光板２２は、くさび型のものであって、液晶表示装置１の表面から見たときに長方形の平面を有するものであり、その長方形の一辺が光源２１の全体と対向するように配置されている。図示されていないが、導光板２２の光源２１と対向しない側面には、光線を反射する部材が設けられている。導光板２２の裏面にも、図示されていないが光線を反射する部材が設けられている。導光板２２は、上記の光線を反射する部材により、光源２１から入射した光線を光学ユニット２３に出射する。

光学ユニット２３は、導光板２２の液晶表示素子１０の側の面に配置され、液晶表示素子１０の裏面の全面にかつ垂直に光線が入射するように、導光板２２から入射した光線を拡散させて液晶表示素子１０に出射する。具体的には、光学ユニット２３は、導光板２２から入射した光線を拡散する光拡散シート３１と、光拡散シート３１によって拡散された光線を屈折させて液晶表示素子１０に実質上垂直に進行させる第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３とを有する。光拡散シート３１、第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３のそれぞれは、図１に示すように、液晶表示装置１の裏面側から表面側の向きに順に重畳されている。

光拡散シート３１は、液晶表示素子１０の裏面の全面に光線が入射するように、導光板２２から入射した光線を拡散して第１プリズムシート３２に出射する。光拡散シート３１は、基材層４１と、基材層４１の表面側に積層された光拡散層４２と、基材層４１の裏面側に積層されたスティッキング防止層４３とを有する。光拡散シート３１の詳細な構成は後述する。

第１プリズムシート３２は、ハイゲインプリズムシートであって、光拡散シート３１から入射した光線を屈折させて第２プリズムシート３３に出射する。第２プリズムシート３３は、ハイゲインプリズムシートであって、出射する光線が液晶表示素子１０の裏面に対して略垂直に進行するように、第１プリズムシート３２から入射した光線を屈折させて液晶表示素子１０に出射する。第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３は、基材層と、この基材層の表面に積層される複数の突条プリズム部からなる突起列とを備えている。

第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３の厚み（裏面から突条プリズム部の頂点までの高さ）としては、５０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上１８０μｍ以下がより好ましい。また、第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３における突条プリズム部間の間隔（ピッチ）としては、３０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、４０μｍ以上６０μｍ以下がより好ましい。また、突条プリズム部の頂角としては、８５°以上９５°以下が好ましい。第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３の屈折率は、１．５０以上であり、１．５５以上１．７０以下が好ましい。なお、プリズムシートの屈折率とは、プリズム部の屈折率をいう。このような構造のプリズムシート３２、３３を当該光拡散シート３１と組み合わせて用いることで更なる高輝度化を達成することができる。また、第１プリズムシート３２も第２プリズムシート３３も、裏面側において基板の法線と３３〜３４°程度の角度を成す向きからの光線をその法線の表面側に屈折させる。従来のプリズムシートは、基板の法線と３０〜３１°程度の角度を成す向きからの光線をその法線の表面側に屈折させる。つまり、基板の裏面に対して斜めの向きに入射してくる光線を垂直に立ち上げる機能に関して、第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３は、従来のプリズムシートより高い能力を有している。第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３のそれぞれは、例えば、（株）住友スリーエム社製の「ＢＥＦ２−Ｇ２−ＭＲ−１５５」という製品名が付けられたハイゲインプリズムシートである。

（光拡散シートの構成）
光拡散シート３１は、入射した光線を拡散して出射する光学シートであって、上述したように、基材層４１と、基材層４１の表面側に積層された光拡散層４２と、基材層４１の裏面側に積層されたスティッキング防止層４３とを有する。

基材層４１は、光線を透過させることができる透明の層であって、樹脂によって形成されている。その樹脂は、例えば、アクリル樹脂、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、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、又は耐候性塩化ビニル等である。基材層４１の平均厚さは、１０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上１３０μｍ以下がより好ましい。平均厚さを１０μｍ以上とすることで、基材層４１は撓みが生じない強度を有することができる。また、平均厚さを４００μｍ以下とすることで、液晶表示装置１の薄型化が実現され、かつ液晶表示装置１の輝度を十分に確保することができる。

光拡散層４２は、高屈折率を有する樹脂ビーズ５１と、樹脂ビーズ５１を分散させた状態で固定するためのバインダー５２とを含む。樹脂ビーズ５１は光拡散層４２の表面にも分散して配置されており、それによって光拡散層４２の表面に微小かつ無秩序な状態の凹凸が設けられている。その凹凸や樹脂ビーズ５１とバインダー５２との界面により、光線を拡散させる機能がより大きく奏される。

樹脂ビーズ５１の屈折率は１．５０以上であり、１．５２以上１．５９以下が好ましく、１．５５以上１．５７以下がより好ましい。従来の光拡散シートの中の樹脂ビーズの屈折率は１．４９程度であるので、本実施の形態の樹脂ビーズ５１の屈折率は従来のものより大きい。

樹脂ビーズ５１を形成する主ポリマーとしては、特に限定されず、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等を用いることができるが、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体が好ましく、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーと架橋性モノマーとから得られる架橋（メタ）アクリル−スチレン系共重合体がより好ましい。（メタ）アクリル骨格にスチレン骨格を導入した主ポリマーを用いることで樹脂ビーズ５１の屈折率が高まり、さらに架橋構造とすることでより屈折率を高めることができる。また、バインダー５２にアクリル系樹脂（アクリルポリオール等）を用いた場合、同一のアクリル骨格を有することから、バインダー５２中に樹脂ビーズ５１が均一分散され、正面輝度をより高めることができる。

上記（メタ）アクリル系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸の誘導体、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸プロポキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸エトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシエチレングリコール、アクリル酸ブトキシトリエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸フェノキシジエチレングリコール、アクリル酸フェノキシテトラエチレングリコール、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸ジシクロペンテニル、アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、アクリル酸Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、アクリル酸２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシプロピル、アクリル酸グリシジル、アクリロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、あるいはメタクリル酸、メタクリル酸の誘導体、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸プロポキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸エトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシエチレングリコール、メタクリル酸ブトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸フェノキシジエチレングリコール、メタクリル酸フェノキシテトラエチレングリコール、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸ジシクロペンテニル、メタクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、メタクリル酸Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシプロピル等を挙げることができる。これらは１種又は複数種組み合わせて使用できる。

上記（メタ）アクリル系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等のスチレン誘導体を挙げることができる。これらは１種又は複数種組み合わせて使用できる。

架橋性モノマーとしては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，５−ペンタンジオールメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート等を挙げることができる。これらは１種又は複数種組み合わせて使用できる。

上記主ポリマーには、（メタ）アクリル系モノマー、スチレン系モノマー及び架橋性モノマー以外に、更に他のモノマーを含んでいてもよい。他のモノマーとしては、酢酸ビニル、塩化ビニル、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸エステル、フマル酸、フマル酸エステル、トリアリールイソシアヌレート等を挙げることができる。

上記共重合体を主ポリマーとする樹脂ビーズは、例えば、各モノマーの混合物を重合開始剤の存在下で懸濁重合することで得ることができる。この懸濁重合は、通常、水又は水とアルコールとの混合物等の水性媒体中で行うことができる。

上記樹脂ビーズ５１の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状が好ましい。

上記樹脂ビーズの５１の平均粒子径は２μｍ以上５μｍ以下が好ましく、２．５μｍ以上４μｍ以下がより好ましい。このような平均粒子径の粒子を用いることで、光拡散性等を高めることができる。なお、本発明における平均粒子径は、倍率１０００倍の電子顕微鏡において観測される粒子から無作為に抽出した３０個の粒子の粒子径を平均したものをいう。また、粒子径は、フェレー径（一定方向の平行線で投影像を挟んだときの間隔）で定義する。

樹脂ビーズ５１は、多分散のビーズであることが好ましく、粒子径の変動係数としては、２０％以上４０％以下が好ましい。このような多分散ビーズを用いることで光拡散性、ひいては正面輝度等を高めることができる。

更に、光拡散層４２に含まれる樹脂ビーズ５１のバインダー５２の１００質量部に対する配合量は、４０質量部以上２３０質量部以下が好ましく、４５質量部以上１００質量部以下がより好ましく、６０質量部以下がさらに好ましい。樹脂ビーズ５１の配合量は、光拡散性がより大きく発揮されるように、平均粒子径の大きさに応じて決定される。

上記バインダー５２は、通常、基材ポリマーを硬化剤により硬化させて得られるものである。上記バインダー５２には、その他、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。このバインダー５２は、主構成要素である基材ポリマーによって基材層４１の表面全面に樹脂ビーズ５１を略等密度に配置固定する。

上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に光拡散層４２を形成することができるポリオールが好ましい。また、バインダー５２に用いられる基材ポリマーは光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。

上記ポリオールとしては、ポリエステルポリオール又は（メタ）アクリルポリオールが好ましく、（メタ）アクリルポリオールがより好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールを基材ポリマーとするバインダー５２は耐候性が高く、光拡散層４２の黄変等を抑制することができる。また、樹脂ビーズ５１として、上述した（メタ）アクリル系モノマーを含む共重合体を用いた場合、（メタ）アクリルポリオールを用いることで分散性が高まり、正面輝度を高めること等ができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

上記ポリエステルポリオール及び（メタ）アクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

上述のように基材ポリマーとしてポリオールを用いる場合、硬化剤としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフロンジイソシアネート及びキシレンジイソシアネートが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートがより好ましく、アダクト型のヘキサメチレンジイソシアネートがさらに好ましい。これらの硬化剤を用いると、ポリマー組成物の硬化反応速度が大きくなる。かかる硬化反応速度の向上は、バインダー中への樹脂ビーズの均一分散性に寄与する。また、より均一分散性等を高めるためには（メタ）アクリルポリオールとヘキサメチレンジイソシアネートとを組み合わせて用いることがより好ましい。

バインダー５２の屈折率としては、１．４９以上１．５１以下が好ましい。また、上記樹脂ビーズ５１の屈折率から上記バインダー５２の屈折率を減算した値としては、０．０６以上０．０８以下が好ましい。

スティッキング防止層４３は、バインダーと、このバインダー中に分散するビーズとから構成されている。このバインダーも成分としては、上記光拡散層４２のバインダー５２と同様のものを挙げることができる。また、ビーズの材料としては、無機ビーズや有機ビーズを挙げることができる。なお、このスティッキング防止層４３の厚み（ビーズを除いたバインダー部分の厚み）は特には限定されないが、例えば１μｍ以上１０μｍ以下程度とすることができる。

このスティッキング防止層４３中のビーズの配合量は比較的少量とされ、ビーズは互いに離間してバインダー中に分散し、ビーズの多くはその下端がバインダーからごく少量突出している。そのため、この光拡散シート３１を導光板２２と積層すると、突出したビーズの下端が導光板２２の表面に当接し、光拡散シート３１の裏面の全面が導光板２２と当接することがない。これにより、光拡散シー３１と導光板２２とのスティッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。

次に、光拡散シート３１の製造方法を説明する。当該光拡散シート３１の製造方法は、例えば（ａ）バインダー５２を構成する組成物（基材ポリマー及び硬化剤等）に樹脂ビーズ５１を混合することで光拡散層用塗工液を製造する工程と、（ｂ）この光拡散層用塗工液を基材層４１の表面に塗工することで光拡散層４２を積層する工程と、（ｃ）バインダーを構成するポリマー組成物にビーズを混合することでスティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、（ｄ）このスティッキング防止層用塗工液を基材層４１の裏面に塗工することでスティッキング防止層４３を積層する工程とを有する。

（光線の進行）
次に、本実施の形態の液晶表示装置１における光線の進行を説明する。光線は光源２１が発光することにより生じ、図２に示すように、光源２１からの光線Ａは、導光板２２によって光学ユニット２３に導かれ、光学ユニット２３の光拡散シート３１によって散乱されて第１プリズムシート３２の裏面の全面から第１プリズムシート３２に入射する。第１プリズムシート３２に入射した光線Ａは、第１プリズムシート３２によって屈折し、それによって液晶表示素子１０の裏面に対して垂直な方向に立ち上げられ、第２プリズムシート３３に進行する。第２プリズムシート３３に進行した光線Ａは、第２プリズムシート３３によって屈折して更に立ち上げられ、液晶表示素子１０の裏面に対して実質上垂直に入射する。このようにして、バックライトユニット２０からの光線Ａは、液晶表示素子１０に入射する。

液晶表示素子１０の裏面側には裏面側反射偏光板１３が設けられているので、液晶表示素子１０に入射した光線Ａの一部は裏面側反射偏光板１３を透過し、残部はバックライトユニット２０の側に反射される。裏面側反射偏光板１３を透過した光線Ａは液晶セル１２と表面側偏光板１１とを順に透過して液晶表示装置１の表面側に出射する。バックライトユニット２０の側に反射された光線Ａは、導光板２２の反射部材により反射され、上述したように、光学ユニット２３を透過して液晶表示素子１０に再度入射する。

（効果）
上述したように、本実施の形態の光拡散シート３１は、高屈折率を有する樹脂ビーズ５１と、屈折率が好ましくは１．４９以上１．５１以下のバインダー５２とを含む光拡散層４２を有する。従来の光拡散シートの中の樹脂ビーズの屈折率は上述したように１．４９程度であるので、本実施の形態の樹脂ビーズ５１の屈折率は従来のものより大きい。そのため、本実施の形態の樹脂ビーズ５１による光線の反射又は屈折が従来より大きくなる。その結果、本実施の形態の光拡散シート３１は、ハイゲインプリズムシートである第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３に合致し、第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３による輝度を向上させる効果を引き出すことができる。したがって、本実施の形態の液晶表示装置１の輝度は従来より高くなり、社会が要求している高輝度化が実現される。

また、第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３は高屈折率素材からなるハイゲインプリズムであるため、このプリズムシート裏面に進行した光線のうち、反射する光の割合が高くなる。しかし、当該光拡散シート３１によれば、樹脂ビーズ５１による光線の反射が大きいので、プリズムシートによって光拡散層４２の側に反射された光線は、光拡散層４２により第１プリズムシート３２及び第２プリズムシート３３の側に再度反射される。したがって、光線の利用効率が従来より向上し、液晶表示装置１の更なる高輝度化が実現される。

そして、液晶表示装置の高輝度化が実現されるので、バックライトユニット２０を薄型化することができ、ひいては液晶表示装置の薄型化を実現することができる。また、本実施の形態の光拡散シート３１により、本実施の形態の液晶表示装置１の輝度は高い状態を保ったまま画面内で均一化される。そのため、バックライトユニット２０を表面側から隠蔽することができる。更に、光拡散シート３１のバインダー及び樹脂ビーズの各屈折率を調整することにより、どのような屈折率を有するハイゲインプリズムシートであっても、ハイゲインプリズムシートによる光線の垂直方向への立ち上げを実現することができる。

当該光拡散シートのヘイズ値としては、７８％以上９３％以下が好ましく、８０％以上９０％以下がより好ましい。このような比較的高いヘイズ値を有することで、液晶表示装置１の正面輝度は更に高くなる。なお、「ヘイズ値」は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５に準拠して測定された値である。

上述したように、本実施の形態の液晶表示装置１は、従来の樹脂ビーズの屈折率より大きい高屈折率の樹脂ビーズ５１を含む光拡散シート３１を有しているので、社会が要求している更なる高輝度化を実現している。したがって、本実施の形態の液晶表示装置１は、例えば２インチから２２インチを含む様々な大きさの高輝度表示装置として有用である。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１は、携帯電話機、スマートフォン、車載機、ゲーム機、タブレット型パーソナルコンピュータ、モバイル型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、及びモニタ等の表示装置として有用である。

（変形例）
なお、上述した実施の形態では、光学ユニット２３は、第１プリズムシート３２と、第２プリズムシート３３とを有する。しかしながら、光学ユニット２３は、プリズムシートとして第１プリズムシート３２のみを有していてもよい。また、当該光拡散シートは、スティッキング防止層を有していなくてもよい。

また、上述した実施の形態では、バックライトユニット２０は、エッジライト型のバックライトユニットである。しかしながら、バックライトユニット２０は、直下型のバックライトユニットであってもよい。バックライトユニット２０が直下型のバックライトユニットである場合、光学ユニット２３がプリズムシートとして第１プリズムシート３２のみを有していても、光線を非常に大きく拡散することができる。その結果、社会が要求している液晶表示装置の高輝度化を実現することができる。

また、上述した実施の形態では、光源２１は複数個の発光ダイオードが直線上に並べられたものであるが、光源２１は棒状の冷陰極管であってもよい。また、上述した実施の形態では、導光板２２はくさび型であるが、導光板２２は平板型であってもよい。このように、光源２１及び導光板２２を含むバックライトユニット２０の形態は、上述した形態に限定されない。

更に、上述した実施の形態では、液晶表示素子１０は、裏面側反射偏光板１３を有しているが、液晶表示素子１０は、裏面側反射偏光板１３に代えて反射機能を持たない偏光板を有していてもよい。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

［実施例１］
基材層としては、厚さ１００μｍの透明ポリエチレンテレフタレート製フィルムを用いた。光拡散層用ポリマー組成物としては、バインダー（アクリルポリオール及びアダクト型のヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤）１００部、樹脂製ビーズ５０部、並びに溶剤からなるポリマー組成物を用いた。各組成の配合量を示す部数は固形分換算の質量比である。この基材層表面に光拡散層用ポリマー組成物をグラビアコート法により５ｇ／ｍ^２（固形分換算）積層することで実施例１の光拡散シートを得た。上記バインダーの屈折率は１．４９上記樹脂製ビーズは、懸濁重合で得られた架橋（メタ）アクリル−スチレン系共重合体を主ポリマーとして含むものを用いた。この樹脂ビーズの屈折率は１．５６、平均粒子径は３．０μｍ（変動係数３０％）であった。

［実施例２〜１０］
表１に示す屈折率のバインダー、並びに表１に示す屈折率、平均粒子径及び部数の樹脂ビーズを用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例２〜１０の光拡散シートを得た。

［比較例１］
樹脂ビーズとして、懸濁重合で形成したアクリル系樹脂ビーズ（屈折率１．４９）を用いた以外は上記実施例１と同様にして比較例１の光拡散シートを得た。

［比較例２］
樹脂ビーズの配合量を１００質量部としたこと以外は、上記比較例１と同様にして比較例２の光拡散シートを得た。

［比較例３］
屈折率が１．４２のバインダーを用いたこと以外は、上記比較例１と同様にして比較例３の光拡散シートを得た。

［特性の評価］
上記実施例１〜１０の光拡散シート及び比較例１〜３の光拡散シートを用い、これらの光拡散シートのヘイズ値を測定した。また、これらの光拡散シートを実際にエッジライト型バックライトユニットに組み込み、正面輝度を測定した。その結果を下記表１に示す。なお、このバックライトユニットは、上記光拡散シートの表面側に２枚のプリズムシートと重畳させ、この２枚のプリズムシートが、互いの稜線が交差するよう配設させた構造とした。なお、上記プリズムシートは、（株）住友スリーエム社製の「ＢＥＦ２−Ｇ２−ＭＲ−１５５」を用いた。評価結果を表１に示す。なお、正面輝度は実施例１を１００．０％とした相対値で示す。

上記表１に示すように、実施例１〜１０の光拡散シートは、従来のビーズを用いた比較例の光拡散シートと比較して、高いヘイズ値及び正面輝度を示しており、優れた光学特性を有している。

本発明の光拡散シート、光学ユニット及びバックライトユニットは、液晶表示装置の構成する部材として有用である。また、本発明の液晶表示装置は、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の表示装置として有用である。

１ 液晶表示装置
１０ 液晶表示素子
１１ 表面側偏光板
１２ 液晶セル
１３ 裏面側反射偏光板
２０ バックライトユニット
２１ 光源
２２ 導光板
２３ 光学ユニット
３１ 光拡散シート
３２ 第１プリズムシート
３３ 第２プリズムシート
４１ 基材層
４２ 光拡散層
４３ スティッキング防止層
５１ 樹脂ビーズ
５２ バインダー

Claims (13)

1. 透明な基材層と、
   この基材層の表面に積層され、バインダー中に樹脂ビーズを有する光拡散層と
   を備える光拡散シートであって、
   上記樹脂ビーズの屈折率が１．５０以上であることを特徴とする光拡散シート。
2. 上記バインダーの屈折率が１．４９以上１．５１以下であり、
   上記樹脂ビーズの屈折率が１．５２以上１．５９以下である請求項１に記載の光拡散シート。
3. 上記樹脂ビーズの屈折率から上記バインダーの屈折率を減算した値が、０．０６以上０．０８以下である請求項１又は請求項２に記載の光拡散シート。
4. 上記樹脂ビーズの主ポリマーが、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体である請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の光拡散シート。
5. 上記樹脂ビーズのバインダー１００質量部に対する配合量が４０質量部以上２３０質量部以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
6. ヘイズ値が７８％以上９３％以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光拡散シート。
7. 上記樹脂ビーズの平均粒子径が２μｍ以上５μｍ以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光拡散シート。
8. 上記樹脂ビーズが多分散のビーズである請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光拡散シート。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光拡散シートと、
   この光拡散シートの表面側に重畳される１枚のプリズムシートとを備え、
   上記プリズムシートの屈折率が１．５０以上である光学ユニット。
10. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光拡散シートと、
    この光拡散シートの表面側に重畳される２枚のプリズムシートとを備え、
    この２枚のプリズムシートが、互いの稜線が交差するよう配設され、
    この２枚のプリズムシートの屈折率が１．５０以上である光学ユニット。
11. 上記プリズムシートの屈折率が、１．５５以上１．７０以下である請求項９又は請求項１０に記載の光学ユニット。
12. 光源と、
    上記光源からの光線が入射し、入射した上記光線を出射する導光板と、
    上記導光板の上側に積層された請求項９、請求項１０又は請求項１１に記載の光学ユニットと
    を備えるバックライトユニット。
13. 請求項１２に記載のバックライトユニットと、
    上記バックライトユニットの上記プリズムシートの上に配置された液晶表示素子と
    を備える液晶表示装置。

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