光学シート、光源ユニット、および液晶表示装置
【課題】全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートを提供すること。
【解決手段】複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シート（１）であって、シート状の基材（１５）と、基材（１５）の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位（１６）と、を有し、光学シート（１）の中央部領域において、非透過成分率が光学シート（１）面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、所定の方向における光学シート（１）面内の相対位置を横軸にとり、光学シート（１）面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、非透過成分率のピーク値と非透過成分率のボトム値が複数有り、光学シート（１）の端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする。
【解決手段】複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シート（１）であって、シート状の基材（１５）と、基材（１５）の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位（１６）と、を有し、光学シート（１）の中央部領域において、非透過成分率が光学シート（１）面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、所定の方向における光学シート（１）面内の相対位置を横軸にとり、光学シート（１）面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、非透過成分率のピーク値と非透過成分率のボトム値が複数有り、光学シート（１）の端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源に用いる光学シート、これを用いた光源ユニット、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶パネルとこの液晶パネルに光を供給する光源ユニット（バックライト）を備える装置である。従来、このバックライトは、液晶パネルの真下に位置する導光板の側部に光源となる冷陰極管を有し、該導光板の反射面とその対向面との間を反射しつつ進行する光を該対向面から取り出すことで面状発光させるエッジライト型が主流であった。しかしながら、近年では、高い輝度と価格の安さとの希求により、光源自体が液晶パネルの真下にある直下型が一般的になりつつある。直下型バックライトでは、光源として冷陰極管等の線状光源やＬＥＤ等の点状光源を用い、光源上に拡散板、拡散シートなどの光を拡散させる性質を有する光学シートを積層することによって、点状または線状の発光を面状発光に変化させている。
【０００３】
直下型バックライトを使用した液晶表示装置は、近年の薄型化指向を受けて、光源とその上に積層される光学シートとの距離をより狭くする方向で開発が進められている。また、省電力化のために光源数を減らす傾向もある。このような薄型化、光源数減少を推し進めると、画面の輝度むらが発生しやすくなるため、輝度むらのより効果的な解消方法が必要となっている。
【０００４】
直下型バックライトにおいては、光源直上の投影領域が高輝度となり光源間の投影領域が低輝度となることに由来する輝度むらが知られている。この輝度むらの解消方法の一例としては、光源直上の投影領域の拡散角度を、光源間の投影領域の拡散角度よりも大きくなるようにした拡散シートを使用する技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、これとは別に、画面の端部が帯状に暗くなるという輝度むらが知られている。特許文献２にはこの輝度むらを解消する技術として、端部に拡散部を形成していない拡散板を使用することにより、端部の輝度を向上させるという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４４８４６号公報
【特許文献２】特開２００９−９８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年では、更なる高輝度化と省電力化を目指して、光源が線状光源（冷陰極管）から点状光源（ＬＥＤ）にシフトしている。ところが、ＬＥＤ光源を用いた場合、画面の端部が帯状に暗くなることに加え、画面端部にスポット的に明るい部分が発生してしまう。このような輝度むらに対して、例えば特許文献２の拡散板を用いると、端部の透過性が良好であるため、むしろ輝度むらを増大させてしまう。このように、複数の点状光源が配列されてなる光源を用いた直下型バックライトにおいて発生するさまざまなパターンの輝度むらに対して効果的な光学シートは未だ存在しなかった。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源を用いた光源ユニットにおいて、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートを提供することを目的とする。また、これを用いた光源ユニット、および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学シートは、複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シートであって、シート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位と、を有し、前記光学シートの中央部領域において、非透過成分率が前記光学シート面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率のピーク値と前記非透過成分率のボトム値が複数有り、前記光学シートの端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、前記中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制され、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、端部の輝度を相対的に高め、端部の輝度むらを抑制できるため、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートが提供される。
【００１１】
本発明の光学シートにおいて、前記基材の光透過性を制御する部位は、光反射性インクで形成された不連続パターンからなっても良い。
【００１２】
本発明の光学シートにおいて、前記基材の少なくとも一方の面上に凹凸パターンが設けられた層を有しても良い。
【００１３】
本発明の光学シートにおいて、前記凹凸パターンが干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンであり、所定の拡散角度を示しても良い。
【００１４】
本発明の光学シートにおいて、前記光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、前記光学シート面内において同じ非透過成分率の点を結んだ線（等高線）によって形成される形状が、光学シートの縁に向かって狭くなる形状になっていても良い。
【００１５】
上記構成によれば、端部において高非透過成分率領域の面積が減少するため、端部が暗くなることを防止することができる。また、最外周の点状光源上に位置する部分を高非透過成分率領域とし、しかも光量分布により適応した非透過成分率分布により、画面輝度の均一化をさらに向上させることが可能である。
【００１６】
本発明の光学シートにおいて、非透過成分率のピーク値を示す位置が、前記光学シート面内において正方格子状に配置されても良い。
【００１７】
本発明の光源ユニットは、２つ以上の点状光源が配列されてなる光源と、上述した光学シートと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しくても良い。
【００１９】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートと前記光源の間に配置され、内部に拡散剤を含有する拡散板と、前記光源の前記光学シートに対する反対側に配置される光反射シートと、を備えても良い。
【００２０】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるレンズシートを備えても良い。
【００２１】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるプリズムシートを備えても良い。
【００２２】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置される反射型偏光シートを備えても良い。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を供給する上述した光源ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に係る光学シートを示す図である。
【図２】本実施の形態に係る光学シートの断面模式図である。
【図３】本実施の形態に係る光学シートの中央部と端部の定義、および点状光源の配列を示す図である。
【図４】光学シート面内における光源直上の投影領域と光源間の投影領域を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る光学シートの非透過成分率の面内の相対位置に対する分布を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る光学シートの高非透過成分率領域と低非透過成分率領域の配置の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る光学シートにおけるドット密度の一例を示す図である。
【図８】本実施の形態の光学シートの端部の非透過成分率分布の減衰形状の一例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る光源ユニットの具体的構成の概略斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る光源ユニットの具体的構成の概略斜視図である。
【図１１】実施例に係る光源ユニットの点光源の配列を示す図である。
【図１２】実施例に係るＬＥＤの出光分布を示す図である。
【図１３】実施例に係る光学シートを示す図である。
【図１４】実施例に係る光学シートの、端部領域と中央部領域における非透過成分率分布を示す図である。
【図１５】実施例に係るＬＥＤの配置と輝度ムラ判定位置の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明者は、中央部に非透過成分率が周期的に変化する部位を有し、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が、中央部より大きい光学シートによって、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能であることを見出した。これは、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制されるためである。また、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、中央部よりも大きくなる端部の輝度むらに対応可能となり、端部の輝度むらを抑制できるためである。なお、非透過成分率とは、シート面内に光源からの光が入射したときにシートから透過する成分以外の成分（例えば、反射成分、吸収成分、散乱成分）の総和を百分率で表した指標をいう。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る光学シート及び光源ユニットについて図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態に係る光学シート１の構成例を示す平面図である。図２は、本実施の形態に係る光学シート１の構成例を示す断面模式図である。図１及び図２に示されるように、本実施の形態に係る光学シート１は、シート状の基材１５と、基材１５の少なくとも一方の面上に配置され、光透過性を制御する光透過性制御部位１６と、を備える。
【００２９】
また、図２に示されるように、光学シート１は凹凸パターン層（光拡散性を示す凹凸パターンを有する層）１７を有していても良い。光学シートを透過する光が凹凸パターン層１７によって適度に拡散されることで、斜めから見た際の輝度ムラ抑制性能（「斜めムラ抑制性能」と呼ぶ。）が格段に向上するためである。この場合、光透過性制御部位１６は、基材１５と凹凸パターン層１７との間に設けてもよく（図２Ａ参照）、凹凸パターン層１７上に設けてもよく（図２Ｂ参照）、基材１５の他方の面上に設けてもよい（図２Ｃ参照）。なお、これらの中でも、輝度の低下を最小限に抑えつつ輝度むらを低減するという観点から、図２Ｃで示した構成のものが特に好ましい。
【００３０】
光学シート１の中央部領域では、光透過性制御部位１６の配置パターン等に起因して、非透過成分率が光学シート１面内の所定の方向に沿って周期的に変化している。例えば、図１に示されるように、光学シート１は、高非透過成分率領域（非透過成分率が相対的に高い領域）Ａ３と、低非透過成分率領域（非透過成分率が相対的に低い領域）Ａ４とが周期的に繰り返される構造を有している。この場合、所定の方向における光学シート１面内の相対位置を横軸にとり、光学シート１面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率の極大値（ピーク値）と前記非透過成分率の極小値（ボトム値）が複数存在する。
【００３１】
また、同様に、光透過性制御部位１６の配置パターン等に起因して、光学シート１の中央部領域より非透過成分率の最大値と最小値の差が大きくなっている。
【００３２】
このような構成の光学シート１では、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制される。また、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、中央部よりも大きくなる端部の輝度むらに対応可能となり、端部の輝度むらを抑制できる。このため、上述した構成を採用することで、全体の輝度むらと、端部の輝度むらを効果的に抑制可能な光学シート１を実現できる。
【００３３】
「非透過成分率」とは、上述したように、光学シート１面内に光源からの光が入射したとき、光学シート１から透過する成分以外の成分（例えば、反射成分、吸収成分、散乱成分）の総和を表す指標である。より具体的には、「非透過成分率」は、次のようにして算出される。まず、下記式（１）により、波長５５０ｎｍにおける入射光強度と透過光強度との比の百分率（透過成分率）を求める。その後、透過成分率と、下記式（２）とから非透過成分率を算出する。
式（１）
透過成分率（％）＝（５５０ｎｍにおける透過光強度）／（５５０ｎｍにおける入射光強度）×１００
式（２）
非透過成分率（％）＝１００−透過成分率（％）
【００３４】
光学シート１における非透過成分率は、例えば、紫外可視分光光度計（島津製作所社製、ＭＰＣ−２２００）を用いて、光源、非透過成分率調整パターン、基材という順になるように光学シートをセットし、透過波長５５０ｎｍにおける入射光強度および透過光強度を検出し、上記式（１）及び上記式（２）によって算出することができる。
【００３５】
図３は、光学シート１における中央部領域７と端部領域６とを示す模式図である。図３Ａは点状光源２が千鳥格子状に配列されてなる光源に用いられる光学シート１の平面模式図を示し、図３Ｂは点状光源２が正方格子状に配列されてなる光源に用いられる光学シート１の平面模式図を示す。
【００３６】
端部領域６とは、点状光源２のうち、最外周に位置する点状光源の光源直上の投影領域からシート最端部（シートの縁）に至るまでを含み、前記最外周に位置する点状光源以外の点状光源の光源直上の投影領域を含まない長方形枠状の領域（図３中破線で囲まれていない領域）を指す。ここで、図３Ａの千鳥格子状配列においては、上から２行目と４行目の両端の点状光源は最外周に位置するものであるが、上から３行目と５行目の両端の点状光源は最外周に位置する点状光源ではないものとする。中央部領域７とは、この端部領域６に囲まれた長方形の領域（図３中破線で囲まれた領域）を指す。つまり、中央部領域７は、最外周に位置する点状光源を除いた点状光源２の光源直上の投影領域４を含む長方形の領域であり、端部領域６は中央部領域７の外側の長方形枠状の領域である。そして、本発明においては、中央部領域７と端部領域６が異なるパターンの非透過成分率を有する。
【００３７】
本実施の形態に係る光学シート１は、中央部領域７においては、光学シート１面に垂直に光線を入射した場合の出射光の非透過成分率が、光学シート１面内の所定の方向に沿って周期的に変化することが特徴である。点状光源が一定の周期で配列されているため、画面上では光源の直上か、光源間の上かによって光量分布が異なり、画面の輝度むらが生じる。例えば、図４に示されるように、光源直上の投影領域４では光量は大きくなる傾向にあるのに対して、光源間の投影領域５では光量は小さくなる。そこで、このような周期的な光量分布に応じて光学シート１の非透過成分率を変化させることにより、画面の輝度むらを抑制することが可能になる。所定の方向とは、面上のある直線方向のことであって、通常は画面に対して縦方向や横方向であるが、図４に示されるように、斜め方向であってもよい。また複数の方向であってもよい。
【００３８】
非透過成分率の変化の状態は、前記所定の方向における前記光学シート１面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート１の面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図によって示される。点状光源の位置を直線で結んだ方向を前記所定の方向と定義して非透過成分率分布図を描くと、本発明の光学シート１の特性が端的に示される。
【００３９】
図５Ａ〜図５Ｆは、光学シート１面内の所定の方向における非透過成分率の分布例を示す図である。
【００４０】
光学シート面内の各領域における非透過成分率は、相対的に非透過成分率が高い領域（以下、「高非透過成分率領域」という。）を光源直上の投影領域に配置してもよく、相対的に非透過成分率が低い領域（以下、「低非透過成分率領域」という。）を光源直上の投影領域に配置してもよい。また、高非透過成分率領域と低非透過成分領域との間の非透過成分率はなめらかに変化することが好ましい。特に、輝度むら低減の観点からは、高非透過成分率領域において、連続する複数のピーク値を有することが好ましい（例えば、図５Ｃ参照）。
【００４１】
図５Ｆに示すパターンは、非透過成分率の分布がピーク値を含み、上に凸の曲線形状を有する第一の区間Ｄ１と、非透過成分率の分布がボトム値を含み下に凸の曲線形状を有する第二の区間Ｄ２とを有している。このようなパターンは光源が点状光源である場合、特に効果的である。点状光源として、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる場合、光の出光角度によらず照度分布に対して本実施の形態に係る光学シートにおける非透過成分率を設計することができる。
【００４２】
ここで、高非透過成分率領域とは、ピーク値の最大値とボトム値の最小値との算術平均値より大きい非透過成分率領域とし、低非透過成分率領域とは、ピーク値の最大値とボトム値の最小値との算術平均値より小さい非透過成分率領域とする。なお、これらの領域は、端部領域と中央部領域のそれぞれにおいて設定される。本実施の形態において、ピーク値とボトム値との算術平均値は、上記定義に基づく非透過成分率の分布を用いて算出するものとする。なお、一周期の中で、ピーク値、ボトム値は１つとは限らず、同一の値が複数存在していてもよい。図５Ｃに示す非透過成分率の分布がその一例である。
【００４３】
また、「周期的に」変化するとは、繰り返されたパターン同士を比較して、同じ繰り返しに相当するピーク値及びピーク値を与える周期の開始点からの変位、並びに、ボトム値及びボトム値を与える周期の開始点からの変位が、それぞれ、全繰り返しパターンの平均値の±１５％以内（好ましくは±１０％以内、より好ましくは±５％以内）の範囲内にあることをいう。また、上記の周期性を示す方向は、光学シート面内に少なくとも一つあれば良く、光学シート面について非透過成分率の分布を作成することにより特定することができる。本実施の形態においては、繰り返された複数のピーク値の非透過成分率は、測定された全てのピーク値の非透過成分率の差が３％以内となることが好ましく、２％以内がより好ましく、１％以内であることが最も好ましい。ボトム値についても同様である。
【００４４】
図６は、本実施の形態に係る光学シート１の高非透過成分率領域Ａ３及び低非透過成分率領域Ａ４の配置例について示す模式図である。
【００４５】
図６Ａに示す例においては、光学シート１のシート面内において、円形形状の高非透過成分率領域Ａ３が格子状に所定の周期Ｃ２で設けられ、高非透過成分率領域Ａ３の間に低非透過成分率領域Ａ４が存在する。光学シート１面内の非透過成分率は、各高非透過成分率領域Ａ３の中心点Ｐ１近傍でピーク値となり、各低非透過成分率領域Ａ４内でボトム値となる。すなわち、図６Ａに示す光学シートにおいては、高非透過成分率領域Ａ３と低非透過成分率領域Ａ４とが、光学シート１面内のｘ軸方向及びｙ軸方向において周期的に存在する。図６Ｂに示す例においては、光学シート１のシート面内において、円形形状の高非透過成分率領域Ａ３が格子状に所定の周期Ｃ２及びＣ３で設けられ、高非透過成分率領域Ａ３の間に低非透過成分率領域Ａ４が存在する。図６Ｂに示す例においても光学シート１のｘ軸またはｙ軸方向の断面においては図５のように非透過成分率が推移している。このようなパターンは点状光源に対して用いることが好適である。
【００４６】
以下、光学シート１の各構成要素の詳細について説明する。
【００４７】
〈基材〉
光学シート１の基材１５は、樹脂、ガラス等の材料からなる光透過性の基材であればよい。特に、基材１５単体での非透過成分率が２５％以下のものが好ましく用いられる。基材１５の厚さは特に限定されないが、通常、５０μｍ〜５００μｍの範囲内である。樹脂材料からなる基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー、アクリレート系のモノマー等からなる電離放射線硬化性樹脂を紫外線又は電子線等の電磁放射線で硬化させた樹脂、等で構成された透明性基材を用いることができる。また、ガラスからなる基材としては、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等を用いることができる。
【００４８】
なお、基材１５に凹凸パターン層１７を設ける場合、基材１５の凹凸パターン層１７と反対側の面は、平滑面、凹凸面、マット面などであってもよい。輝度向上、および輝度ムラ軽減の観点から、平滑面であることが特に好ましい。なお、光学シート１を積層する場合等に、傷つき防止のため、平滑性を失わない範囲で、凹凸パターン層１７と反対側の面に極微量のビーズを塗布しても良い。
【００４９】
〈光透過性制御部位〉
光学シート１の光透過性制御部位１６は、例えば、光反射性材料を基材１５の全部または一部に塗布することで構成される。光反射性材料としては、例えば塗料や金属ペーストなどの光反射性インク、シリコンビーズ、アクリルビーズなどの光拡散剤、蛍光増白剤などの光吸収剤、表面凹凸形状、有機／無機フィラーなどが挙げられる。光透過性制御部位１６における光反射性材料の占める面積や厚み、密度などによって、透過率、反射率をコントロールすることができる。中でも、透過率と反射率を容易にコントロールでき、大面積化が可能であるという観点から光反射性インクが好ましく、なかでも反射率が高く吸収率が少ないという観点から白色インクが好ましい。また、塗布方法としては、白色インク硬化物のパターンを自由に形成できるため、印刷法が好ましい。
【００５０】
ここで、白色インク硬化物とは、白色インク組成物を印刷硬化させたものを意味し、白色インク組成物には、溶剤、白色顔料、分散剤、及び対象物表面への固着剤としての樹脂が基本成分として含まれる。白色インク組成物における白色顔料としては、具体的には、酸化チタン（ＴｉＯ２、チタンホワイト）、炭酸カルシウム、タルク、クレー、ケイ酸アルミニウム、塩基性炭酸鉛（２ＰｂＣＯ３Ｐｂ（ＯＨ）２、シルバーホワイト）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ジンクホワイト）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３、チタンストロンチウムホワイト）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）などが単独または混合系で使用できる。特に、酸化チタンは、他の無機白色顔料と比べると比重が小さいため分散安定性があり、屈折率が大きく光学散乱性に優れ、化学的、物理的にも安定である。このため、顔料としての隠蔽力や光学散乱性が大きいので、本発明に使用される無機白色顔料としては酸化チタンを主成分として用いるのが好ましい。拡散光の色目を調整する目的で、上記白色顔料を混合することも可能である。白色顔料の混合率は、白色インク組成物全体の３０質量％〜６０質量％とするのが好ましい。酸化チタン以外の白色顔料は、必要により分散補助等の目的で顔料全体の３割程度までの量で使用するのが一般的である。
【００５１】
白色インク組成物における樹脂としては、例えば、ケトン樹脂、スルホアミド樹脂、マレイン酸樹脂、エステルガム、キシレン樹脂、アルキド樹脂、ロジン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、セルロース樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、エステル樹脂などが使用できるが、中でもアクリル系樹脂が好適に使用できる。
【００５２】
白色インク組成物における有機溶剤は、樹脂の溶解、粘度の調整などを目的として使用するものでありトルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどのシクロパラフィン系溶剤などが単独又は混合物の形で使用できる。有機溶剤の使用量は、白色インク組成物全体の３０質量％〜６０質量％程度である。
【００５３】
また、白色インク組成物中に光学効果をもつ光学剤を含有してもよい。光学剤は光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーとしては、アクリル、アクリロニトリル、無黄変ウレタン、スチレンなどを用いることができる。印刷インクによる膨潤性の低さからは無機フィラーが好ましく、有機フィラーの中ではウレタン系フィラーが好ましい。
【００５４】
光学剤の配合量は、白色インク組成物中の樹脂１００質量部に対して１０質量部以上８０質量部以下が好ましく、２０質量部以上６０質量部以下が特に好ましい。これは、光学剤の配合量が上記範囲未満であると、輝度均一効果が不十分となってしまい、逆に、光学剤の配合量が上記範囲を越えると、光調整パターンを形成する樹脂組成物の塗工が困難となってしまうことからである。
【００５５】
基材１５の光透過性制御部位１６に印刷法で光反射性の材料を塗布する場合、パターン印刷部の形状については特に制限されない。例えば、円形状、三角形状、四角形状、楕円形状などのドットや、帯状などが挙げられる。パターン形成においては、汎用的であることから、円形状のドットが好ましい。この形状が円形状のドットである場合、その直径は５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。
【００５６】
また、印刷方法については、従来公知の方法であればよく、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、並びに熱転写リボンを用いた熱溶融印刷、及び熱昇華印刷などのいずれの方法でもよい。なかでもオフセット印刷は網点の鮮明な印刷が可能で、さらに版が直接シートに触れず胴の磨耗が少ないため、大量印刷に適しているため、生産効率の面ではよい。
【００５７】
また、印刷インクは、印刷に使用可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、蒸発乾燥型インク、酸化重合型インク、加熱硬化型インク、２液反応型インク、紫外線硬化型インク、熱溶融型インク、熱昇華型インク等が挙げられる。中でも、フィルム印刷に適する紫外線硬化型インクが好ましい。なお、光学効果向上のためには、印刷インクは白色あるいは、灰色が好ましい。ただし、透明インク中に、無機フィラーや有機フィラーを添加して拡散効果を向上する方法でもよい。
【００５８】
非透過成分率の分布は、光反射性インク硬化物で形成されたドットからなるパターンにおける、ドット密度とドット濃度の分布により生じさせることができる。
【００５９】
光反射性インク硬化物のドット密度とは、下記式（３）に示すように光反射性インク硬化物と基材が接触している部分を基材平面に対して法線方向から観察した際の面積（以下「インク面積」という。）を、観察した単位面積で除した値の百分率を指す。インク面積は、例えば、キーエンス社製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ−９５００）や光学顕微鏡で測定することができる。ドット密度が大きくなると、その部位の反射率は増加し、透過率は減少する。
式（３）
ドット密度（％）＝（インク面積）／（観察した単位面積）×１００
【００６０】
光反射性インク硬化物のドット濃度とは、任意の面上におけるインク濃度（インク硬化物における光反射成分の割合）と厚みによって支配される。この場合、インク組成物中における光反射成分の濃度が予め分かっているので、インクの種類を変更する毎にその濃度を把握することができる。ドットの厚みは、例えば、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）で測定することができる。ここでドット厚みとは、例えばインクが水含有性インクや溶剤含有性インクの場合、水や溶剤などの溶媒成分が揮発した後のドット厚みを表す。ドット濃度が大きくなると、その部位の反射率は増加し、透過率は減少する。
【００６１】
光透過率の分布を制御しやすいという観点から、非透過成分率の分布は、光反射性インク硬化物のドット濃度、すなわち「ドット厚み」と「インク濃度」を一定にし、ドット密度を変化させて形成することが好ましい。図７は、光学シート１におけるドット密度変化の一例を示す図である。光学シート１のドット密度を変化させるにあたっては、光反射性インク硬化物２１のドット間のピッチＰを一定にして、ドット面積を変化させることでドット密度を変化させてもよい（図７Ａ）。また、ドット面積を一定にして、ピッチＰを変化させることでドット密度を変化させてもよい（図７Ｂ）。また、ドット面積とピッチＰとを変化させることでドット密度を変化させても良い（図７Ｃ）。
【００６２】
また、同様の理由から、非透過成分率分布を平面図としてプロットした際、最外周の高非透過成分率領域の形状が、光学シート１の最端部（光学シート１の縁）に向かって狭くなる形状をとることが好ましい。または、光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、同じ非透過成分率の点を結んだ線（等高線）によって形成される形状が、光学シート１の縁に向かって狭くなる形状になっていることが好ましい。つまり、同じ非透過成分率を表す等高線の間隔が、光学シート１の縁に向かって狭くなっていることが好ましい。投影領域が等高線によって囲まれる場合には、等高線によって囲まれる領域が、光学シート１の縁に向かって狭くなるということもできる。高非透過成分率領域がこのような形状をとることによって、画面端部では高非透過成分率領域の面積が減少するため、画面端部が暗くなることを防止することができる。また、最外周の点状光源上に位置する部分を高非透過成分率領域とし、しかも光量分布により適応した非透過成分率分布により、画面輝度の均一化をさらに向上させることが可能である。
【００６３】
図８は、光学シート１における高非透過成分率領域の形状を示す模式図である。図８Ａに示されるように、非透過成分率の等高線が、光学シート１の縁に向かって狭くなっている。このように、非透過成分率の等高線が光学シートの最端部に向かって狭くなる形状としては、例えば、先端が尖った多角形（図８Ｂ）、水滴形状等のように曲線で囲まれた形状（図８Ｃ）、台形（図８Ｄ）、三角形（図８Ｅ）などがある。狭くなる先端部は、一点に集約されるように尖っていてもよいし、先端部が平坦あるいは丸い形状でもよい。また、非透過成分率は、ピーク点からシート最端部に向かって減衰する。図８では、色の濃い部分が非透過成分率のピーク値を示し、薄い方にむかって減衰する。減衰の形状は直線状でもよいが、なだらかな曲線状であることが好ましい。より好ましくは、シート端部におけるピーク点からシート最端部に向かって、上に凸の曲線から、変曲点を挟んで下に凸の曲線となることである。図８の光学シート１において、画面に水平な、点状光源上に相当する点線上での非透過成分率分布図は、図５Ｆのような形状で、端部に相当する部分のピーク値が、中央部のピーク値より大きく、かつシート端部におけるピーク点からシート最端部に向かって、上に凸の曲線から、変曲点を挟んで下に凸となる曲線を描く。
【００６４】
〈凹凸パターン層〉
光学シート１は、凹凸パターン層１７を有することが好ましい。光学シート１を光源ユニットに組み込んだ際に、光学シート１を透過する光が凹凸パターンによって適度に拡散されることで、光源ユニットを斜めから見た際の輝度ムラ抑制性能（「斜めムラ抑制性能」と呼ぶ。）が格段に向上するためである。
【００６５】
凹凸パターンとは、例えば、表面に多数の突起部が設けられた構造である。突起部の形状は、略円錐状、略球状、略楕円体状、略レンチキュラーレンズ状、略放物面状のいずれでもよく、各突起部は、規則的に配列していても、不規則に配列していてもよい。また、突起部間は連続的な曲面でつながっていてもよい。また、不規則な凹凸が連続的な曲面でつながっている擬似ランダム構造も、好ましく用いることができる。この擬似ランダム構造としては、非平面スペックルによって特徴付けられた微細な３次元構造であることが好ましい。上記突起部の典型的な高さは０．１μｍ〜１０μｍ、最高拡散角度を示す方向のピッチは０．５μｍ〜５０μｍ程度である。
【００６６】
ここで、「拡散角度」とは、透過光強度がピーク強度の半分に減衰する角（半値角）の２倍の角度（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）をいう。この拡散角度は、光学シートの非透過成分率調整パターンを除いた上で、例えば、Ｐｈｏｔｏｎ（株）社製のファーフィールドプロファイラーＬＤ８９００で、光学シートの凹凸パターン層の法線方向から、凹凸パターン層側より入射した光に対する透過光強度の角度分布を測定することによって求めることができる。
【００６７】
凹凸がランダム構造であっても、数ｍｍ角四方程度の部分領域での集合的な光学性能はシート面内でほぼ一定であることが好ましいので、凹凸パターンの拡散角度はシート面内において所定の角度であることが好ましい。所定の角度である、とは、シート面内の拡散角度が、面内の拡散角度の平均値に対して±１０％の範囲内に収まっていることを表す。
【００６８】
凹凸パターンの拡散角度は等方的でも異方的でもよく、もっとも高拡散となる拡散軸において、１０度〜１２０度の範囲内であることが、斜めムラ抑制性能の観点で好ましく、３０度〜９０度の範囲内であることが、斜めムラ抑制性能と正面輝度の観点からさらに好ましい。
【００６９】
非平面スペックルによって特徴付けられた３次元構造は、機械加工では困難であった１０μｍ以下の微細な凹凸構造の形成に適している。この非平面スペックルによる凹凸構造の製造方法については後述する。
【００７０】
また、マイクロレンズのような等方的な形状や、レンチキュラーレンズのような異方的な形状も容易に形成することができる。この凹凸構造は、モアレ抑制などの観点から、高さ及びピッチが不規則であることが好ましい。
【００７１】
このような凹凸パターン層が光学シート内に存在すると、光学シートに入射してきた光を拡散することが可能となる。本実施の形態に係る光学シートは、シート面内に上記のような光を拡散する光学的機能を示す部分を有するが、光学的機能を有する必要のない部分、例えばシート周辺部など、シートを固定するために使用される部分であって光拡散性を要求されない部分においては、光学シート表面が平滑になっている部分が存在していても良い。
【００７２】
光学シート表面の凹凸パターン層を、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成する製造方法について述べる。干渉露光によるスペックルパターンを用いる微細な３次元構造の形成方法は、機械加工では困難であった１０μｍ以下の微細な凹凸構造の形成に適している。特に、非平面スペックルを用いて凹凸を形成する方法は、光学シート上の領域に応じて、拡散角度を変えるような場合にも、適した製法である。また、マイクロレンズのような等方的な形状や、レンチキュラーレンズのような異方的な形状も容易に形成することができる。この凹凸構造は、モアレ抑制などの観点から、個々の凹部又は凸部の深さ又は高さ及びピッチが不規則であることが好ましい。
【００７３】
干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された凹凸パターン層を基材の表面に形成し、面内において所定の拡散角度を有する凹凸パターン層付基材は、具体的には次のようにして製造することができる。
【００７４】
まず、予め干渉露光により、レーザー光をレンズやマスクを介して感光性材料やフォトレジストに照射し、拡散角度あるいはアスペクト比が位置によって変化するようにスペックルパターンを形成したサブマスタ型を作製する。レーザー照射システムを構成する部材間の距離やサイズを変えサブマスタ型のスペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、所定の拡散角度をもつ凹凸構造を記録することができ、これを用いて製造される凹凸パターン付基材の拡散角度を制御することができる。
【００７５】
一般に、複数の凹部又は凸部からなる凹凸構造によって実現される凹凸パターン付基材の拡散角度は、凹部又は凸部の平均サイズ及び形状に依存する。各凹部又は凸部のサイズが小さいほど、凹部又は凸部から構成される凹凸構造を表面に有する凹凸パターン付基材の拡散角度は大きくなる。
【００７６】
また、各凹部又は凸部の開口又は底面の形状が等方性であると、凹部又は凸部から構成される凹凸パターン層を表面に有する凹凸パターン付基材の拡散角度は方向によらず均一となり、異方性のものであると、拡散角度が方向によって異なる（ただし、各凹部又は凸部が同じ方向に方向性をもち、同じ向きに配置されている場合）。具体的には、各凹部又は凸部スペックルの開口又は底面の形状が横方向に長い楕円であれば、この楕円が同じ向きに複数個配列された凹凸パターン付基材の光拡散分布の形は縦方向に長い楕円となる。すなわち、縦方向の拡散角度が大きく、横方向の拡散角度が小さくなる。
【００７７】
なお、凹凸パターン層１７と光透過性制御部位１６とを組み合わせて用いることにより、高非透過成分率領域Ａ３と低非透過成分率領域Ａ４とを任意に調整することができる。この点においても、凹凸パターン層１７を用いることは好ましい。
【００７８】
〈光学シートの製造方法〉
光学シート１の製造方法は、例えば次の通りである。図２Ａに示される光学シート１は、例えば、基材１５上に光反射性インクを印刷して基材１５の一方の面上に光透過性制御部位１６を設け、その上に凹凸パターン層１７を設けることにより製造される。
【００７９】
図２Ｂに示される光学シート１は、基材１５上に凹凸パターン層１７を設け、凹凸パターン層１７上に光反射性インクを印刷して光透過性制御部位１６を設けることにより製造される。
【００８０】
図２Ｃに示される光学シート１は、基材１５の一方の面上に凹凸パターン層１７を設け、基材１５の他方の面上に光反射性インクを印刷して光透過性制御部位１６を設けることにより製造される。
【００８１】
〈光源ユニット〉
次に、上述した本発明に係る光学シートを用いた光源ユニットについて説明する。
【００８２】
光源ユニットは、図９Ａ〜Ｄ、図１０Ａ〜Ｃに示すように、本発明の光学シート１と共に光反射シート３、拡散板８、レンズシート９、プリズムシート１０、反射型偏光フィルム１１を設けても良い。
【００８３】
図９Ａに示す光源ユニットは、光反射シート３上に設けられた複数の点状光源２と、当該点状光源２の上方に配設され点状光源２の光を拡散させる拡散板８と、当該拡散板８の上方に配設された本発明に係る光学シート１とを具備する。この構成は正面輝度均一性とユニットのコストの面で優れる。図９Ｂに示す光源ユニットは、図９Ａの構成において、光学シート１の上方に配設され集光する機能を持つレンズシート９を具備する。この構成は図９Ａの構成に比べ、輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図９Ｃに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、レンズシート９の上方にプリズムシート１０と反射型偏光フィルム１１を順に配設したものである。この構成は図９Ｂの構成に比べ、さらに正面に光を集光している上に、出射光に偏光フィルタリングをかけているので、液晶テレビとして液晶パネルを備えた際に、図９Ｂの構成より正面輝度が高くなる。図９Ｄに示す光源ユニットは、図９Ａの構成において、光学シート１の上方にプリズムシート１０と反射型偏光フィルム１１を順に配設したものである。この構成は図９Ｃの構成に比べ、コストと光源ユニット全体の厚みの面で優れている。
【００８４】
図１０Ａに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、レンズシート９の上方にさらに２枚のレンズシート９を配設したものである。この構成は図９Ｂの構成に比べ、さらに輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図１０Ｂに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、光学シート１の上方にさらに２枚のプリズムシート１０を配設したものである。この構成は図９Ｂ、図１０Ａの構成に比べ、さらに輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図１０Ｃに示す光源ユニットは、図９Ｃの構成において、プリズムシート１０をレンズシート９に置き換えたものである。この構成は図９Ｃの構成に比べコストの面で優れる。
【００８５】
光反射シート３としては、光を反射させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂を発泡させて内部に微細な空気の粒を入れシート状としたもの、２成分以上の樹脂を混合してシート状としたもの、屈折率の異なる樹脂層を積層したシート、などを用いることができる。また、前記光反射シートは、表面に凹凸形状が形成されていても良い。これらには、必要に応じて、表面に無機微粒子などを添加したものを用いることができる。光反射シートは光を高効率で反射させるものであり、光源ユニットとして光の利用効率を高める場合に好ましく使用できる。光源ユニット中では光源の下方に設けることが好ましい。また、バックライトユニット内側面や光学フィルムの側面に配置することで、光の利用効率を向上させることも可能である。
【００８６】
拡散板８としては、光を拡散させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどに、光を拡散させる効果がある有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。これらの拡散板は、光を拡散させ、下部光源の光を均一化させる効果がある。また、前記拡散板は、表面に凹凸形状が形成されていても良い。これらには、必要に応じて、前記有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。また、２成分以上の樹脂を混合し、延伸してシート状とした拡散板も用いることができる。拡散板は光をよく拡散させるものであり、光源ユニットとして出射光の輝度の面内均一性を高める場合に好ましく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、下方に設けることがより好ましい。
【００８７】
レンズシート９としては、例えばアクリル系樹脂の球状ビーズがポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に塗布されたシートを用いることができる。また、他には紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に転写されたシートを用いることもできる。このようなレンズシートは、光を拡散させ均一化させる効果とともに、拡散された光を集光する機能を有する。これらのレンズシートと、本発明の光学シート１とを組み合わせて使用することにより、輝度ムラを軽減することができる。レンズシートは光源ユニットの出射光の輝度の面内均一性を高める効果と、正面輝度の向上効果を持つものであり、光源ユニットにおいてよく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、上方に設けることがより好ましい。
【００８８】
プリズムシート１０としては、例えばアレイ状のプリズム配列構造を有する光学シートを用いることができる。プリズムシートは強い正面輝度向上効果を持つと共に、光源ユニット中での光のリサイクル効果を高め出射光の輝度の面内均一性を高める効果を持つものであり、光源ユニットにおいてよく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、上方に設けることがより好ましい。
【００８９】
反射型偏光フィルム１１としては、たとえば３Ｍ社のＤＢＥＦなどを用いることができる。反射型偏光フィルムは、併せて配置される液晶パネルにおいて使用される偏光成分のみを液晶パネルに供給し、不要な偏光成分は光源ユニット側に反射させて、再度液晶パネルにおいて利用可能な変更成分を生み出す効果を持ち、光源ユニットの光の利用効率を高めるために使用されるもので、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では光源ユニットを構成するシート類の最上部に設けることが好ましい。
【００９０】
これらの光源ユニットに液晶表示パネルを配設して、液晶表示パネルに光を供給することで、液晶表示装置として用いることができる。
【００９１】
なお、光学シート１を光源ユニットに組み込む際には、中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しくすることが、輝度ムラ抑制能の観点で好ましい。
【００９２】
光学シート１の入光面に入射する光量を示す光量分布は、例えばＥＬＤＩＭ社のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８などによって測定することができる。具体的には、本発明の光学シートが設けられる光源ユニットを用意し、前記光学シートだけを取り除き、光学シートの入光面が位置する箇所に装置の焦点を定めて全方位輝度分布を測定し、その結果から積算光束量（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を得る、ということを面内測定対象範囲において繰り返すことで測定する。
【００９３】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例及び比較例について説明する。
【００９４】
［実施例１］
本実施例では上記実施の形態に示した光学シート及びＬＥＤ光源を使用して光源ユニットを作製し、輝度ムラの評価を行った。詳細を以下に示す。
【００９５】
＜ＬＥＤ光源＞
図１１Ａ、Ｂに示すように、白色ＬＥＤをＬＥＤ間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状配置で１８０個実装し、画面サイズ５０９×９１５ｍｍのＬＥＤバックライト評価装置を作製した。白色ＬＥＤとして、図１２に示す出光分布特性を有するものを用いた。また、図１１Ｃに示すように、最外周のＬＥＤの外側には、最外周ＬＥＤからｎ１方向に４１．２ｍｍ、ｎ２方向に３８．９ｍｍの距離に画面端部を設けた。なお、ＬＥＤ光源において、最外周ＬＥＤから所定の距離はなれた部分（縁の部分）は斜面になっており、光学シートの端の一部を折り曲げて配置可能になっている。
【００９６】
＜光学シートＡ＞
図２Ｃに示す構成の光学シートＡを作製した。光学シートＡは、非透過成分率が面内で変化しており、非透過成分率が高い領域が、図１３に示すように間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状に配置されるように作製した。また、光学シートＡの最外周の非透過成分率が高い領域は、その等高線によって囲まれる形状が、光学シートＡの縁（最端部）に向かって狭くなる形状となるように作製した。また、端部領域の非透過成分率の最大値と最小値の差を、中央領域のそれよりも大きくした。具体的には、例えば、図１３に示される光学シートＡにおいて、中央部領域の線Ｂにおける非透過成分率分布では非透過成分率の最大値と最小値の差は２０％であるのに対し、端部領域の線Ａにおける非透過成分率分布では非透過成分率の最大値と最小値の差は３６％である（図１４参照）。
【００９７】
また、光学シートＡの凹凸パターン層には、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンを適用した。当該凹凸パターンの拡散角度は、シート面内で一様に８０度であった。
【００９８】
＜光源ユニット＞
上記ＬＥＤ光源と光学シートＡとを用いて光源ユニットを作製した。光源ユニットの構成は、図１０Ｃに示すものとした。ＬＥＤ光源の上に、光反射シートを両面テープで貼り付けた。また、拡散板と光反射シートとの平均距離Ｈが１０ｍｍになるよう拡散板を光反射シート上方に固定した。拡散板としては、表面にレンチキュラーレンズ形状を持ち、内部に拡散材を含有するものを用いた。そして、光学シートＡ内の非透過成分率が極大となる部分がＬＥＤ光源直上の投影領域に合うように、拡散板の上に光学シートＡを配設した。なお、光学シートＡは、ＬＥＤ光源の縁の形状に合うように端の一部を折り曲げて配置した。さらに、光学シートＡの上方に、拡散シート、プリズムシート（プリズム列が画面短辺方向）、プリズムシート（プリズム列が画面長辺方向）、反射型偏光シート（３Ｍ社製ＤＢＥＦ−Ｄ４００）をこの順で配置し、光源ユニットとした。
【００９９】
＜輝度ムラ評価＞
輝度ムラの評価は、上述した光源ユニットにつき、正面方向から二次元輝度分布を測定することで行った。輝度測定には、コニカミノルタ社ＣＡ２０００を用いた。測定した二次元輝度分布において、図１５中の位置Ａ、Ｂ、Ｃに対応する輝度断面中の各測定点をＬＥＤピッチｎ１の移動平均値で割り、輝度断面を平滑化する。この平滑化した規格化輝度断面の標準偏差値が、位置Ａ、Ｂ、Ｃにおいて０．０１４以下であれば○、０．０１４より大きければ×と判定した。標準偏差値が０．０１４以下であれば目視で輝度むらが確認できなくなる。
【０１００】
上記評価の結果、輝度ムラは、位置Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの場所においても確認されなかった（位置Ａ：○、位置Ｂ：○、位置Ｃ：○）。
【０１０１】
［比較例１］
比較例として、光学シートＡを光学シートＢに代えて同様の評価を行った。光学シートＢ以外については、実施例１と同様とした。
【０１０２】
＜光学シートＢ＞
図２Ｃに示す構成の光学シートＢを作製した。光学シートＢは、非透過成分率が面内で変化しており、非透過成分率が高い領域が、間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状に配置されるように作製した。また、光学シートＢの最外周の非透過成分率が高い領域は、その非透過成分率の等高線（同じ非透過成分率の点を結んだ線）が、シート中央部においても端部においても同一となるように作製した。また、端部領域の非透過成分率の最大値と最小値の差を、中央部領域のそれと同じ２０％とした。
【０１０３】
輝度ムラ評価の結果、位置Ａにおいて輝度ムラは確認されなかったが、位置Ｂ、Ｃにおいて輝度ムラが確認された（位置Ａ：○、位置Ｂ：×、位置Ｃ：×）。
【０１０４】
以上の結果を表１に示す。この結果から、光学シート端部の非透過成分率の最大値と最小値の差が中央部における非透過成分率の最大値と最小値の差よりも大きく、非透過成分率の等高線によって囲まれる形状が、光学シートの縁の部分に向かって狭くなる光学シートは、画面端部の輝度むら軽減に対して効果的であることが分かる。
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源、例えば、ＬＥＤ光源を用いた直下型バックライトに適用する光学シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 光学シート
２ 点状光源
３ 光反射シート
４ 光源直上の投影領域
５ 光源間の投影領域
６ 端部領域
７ 中央部領域
８ 拡散板
９ レンズシート
１０ プリズムシート
１１ 反射型偏光シート
１５ 基材
１６ 光透過性制御部位
１７ 凹凸パターン層
２１ 光反射性インク硬化物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源に用いる光学シート、これを用いた光源ユニット、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶パネルとこの液晶パネルに光を供給する光源ユニット（バックライト）を備える装置である。従来、このバックライトは、液晶パネルの真下に位置する導光板の側部に光源となる冷陰極管を有し、該導光板の反射面とその対向面との間を反射しつつ進行する光を該対向面から取り出すことで面状発光させるエッジライト型が主流であった。しかしながら、近年では、高い輝度と価格の安さとの希求により、光源自体が液晶パネルの真下にある直下型が一般的になりつつある。直下型バックライトでは、光源として冷陰極管等の線状光源やＬＥＤ等の点状光源を用い、光源上に拡散板、拡散シートなどの光を拡散させる性質を有する光学シートを積層することによって、点状または線状の発光を面状発光に変化させている。
【０００３】
直下型バックライトを使用した液晶表示装置は、近年の薄型化指向を受けて、光源とその上に積層される光学シートとの距離をより狭くする方向で開発が進められている。また、省電力化のために光源数を減らす傾向もある。このような薄型化、光源数減少を推し進めると、画面の輝度むらが発生しやすくなるため、輝度むらのより効果的な解消方法が必要となっている。
【０００４】
直下型バックライトにおいては、光源直上の投影領域が高輝度となり光源間の投影領域が低輝度となることに由来する輝度むらが知られている。この輝度むらの解消方法の一例としては、光源直上の投影領域の拡散角度を、光源間の投影領域の拡散角度よりも大きくなるようにした拡散シートを使用する技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、これとは別に、画面の端部が帯状に暗くなるという輝度むらが知られている。特許文献２にはこの輝度むらを解消する技術として、端部に拡散部を形成していない拡散板を使用することにより、端部の輝度を向上させるという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４４８４６号公報
【特許文献２】特開２００９−９８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年では、更なる高輝度化と省電力化を目指して、光源が線状光源（冷陰極管）から点状光源（ＬＥＤ）にシフトしている。ところが、ＬＥＤ光源を用いた場合、画面の端部が帯状に暗くなることに加え、画面端部にスポット的に明るい部分が発生してしまう。このような輝度むらに対して、例えば特許文献２の拡散板を用いると、端部の透過性が良好であるため、むしろ輝度むらを増大させてしまう。このように、複数の点状光源が配列されてなる光源を用いた直下型バックライトにおいて発生するさまざまなパターンの輝度むらに対して効果的な光学シートは未だ存在しなかった。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源を用いた光源ユニットにおいて、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートを提供することを目的とする。また、これを用いた光源ユニット、および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学シートは、複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シートであって、シート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位と、を有し、前記光学シートの中央部領域において、非透過成分率が前記光学シート面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率のピーク値と前記非透過成分率のボトム値が複数有り、前記光学シートの端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、前記中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制され、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、端部の輝度を相対的に高め、端部の輝度むらを抑制できるため、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートが提供される。
【００１１】
本発明の光学シートにおいて、前記基材の光透過性を制御する部位は、光反射性インクで形成された不連続パターンからなっても良い。
【００１２】
本発明の光学シートにおいて、前記基材の少なくとも一方の面上に凹凸パターンが設けられた層を有しても良い。
【００１３】
本発明の光学シートにおいて、前記凹凸パターンが干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンであり、所定の拡散角度を示しても良い。
【００１４】
本発明の光学シートにおいて、前記光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、前記光学シート面内において同じ非透過成分率の点を結んだ線（等高線）によって形成される形状が、光学シートの縁に向かって狭くなる形状になっていても良い。
【００１５】
上記構成によれば、端部において高非透過成分率領域の面積が減少するため、端部が暗くなることを防止することができる。また、最外周の点状光源上に位置する部分を高非透過成分率領域とし、しかも光量分布により適応した非透過成分率分布により、画面輝度の均一化をさらに向上させることが可能である。
【００１６】
本発明の光学シートにおいて、非透過成分率のピーク値を示す位置が、前記光学シート面内において正方格子状に配置されても良い。
【００１７】
本発明の光源ユニットは、２つ以上の点状光源が配列されてなる光源と、上述した光学シートと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しくても良い。
【００１９】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートと前記光源の間に配置され、内部に拡散剤を含有する拡散板と、前記光源の前記光学シートに対する反対側に配置される光反射シートと、を備えても良い。
【００２０】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるレンズシートを備えても良い。
【００２１】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるプリズムシートを備えても良い。
【００２２】
本発明の光源ユニットにおいて、前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置される反射型偏光シートを備えても良い。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を供給する上述した光源ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能な光学シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に係る光学シートを示す図である。
【図２】本実施の形態に係る光学シートの断面模式図である。
【図３】本実施の形態に係る光学シートの中央部と端部の定義、および点状光源の配列を示す図である。
【図４】光学シート面内における光源直上の投影領域と光源間の投影領域を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る光学シートの非透過成分率の面内の相対位置に対する分布を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る光学シートの高非透過成分率領域と低非透過成分率領域の配置の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る光学シートにおけるドット密度の一例を示す図である。
【図８】本実施の形態の光学シートの端部の非透過成分率分布の減衰形状の一例を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る光源ユニットの具体的構成の概略斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る光源ユニットの具体的構成の概略斜視図である。
【図１１】実施例に係る光源ユニットの点光源の配列を示す図である。
【図１２】実施例に係るＬＥＤの出光分布を示す図である。
【図１３】実施例に係る光学シートを示す図である。
【図１４】実施例に係る光学シートの、端部領域と中央部領域における非透過成分率分布を示す図である。
【図１５】実施例に係るＬＥＤの配置と輝度ムラ判定位置の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明者は、中央部に非透過成分率が周期的に変化する部位を有し、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が、中央部より大きい光学シートによって、全体としての輝度むらと、端部の輝度むらとの双方を効果的に抑制可能であることを見出した。これは、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制されるためである。また、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、中央部よりも大きくなる端部の輝度むらに対応可能となり、端部の輝度むらを抑制できるためである。なお、非透過成分率とは、シート面内に光源からの光が入射したときにシートから透過する成分以外の成分（例えば、反射成分、吸収成分、散乱成分）の総和を百分率で表した指標をいう。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る光学シート及び光源ユニットについて図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態に係る光学シート１の構成例を示す平面図である。図２は、本実施の形態に係る光学シート１の構成例を示す断面模式図である。図１及び図２に示されるように、本実施の形態に係る光学シート１は、シート状の基材１５と、基材１５の少なくとも一方の面上に配置され、光透過性を制御する光透過性制御部位１６と、を備える。
【００２９】
また、図２に示されるように、光学シート１は凹凸パターン層（光拡散性を示す凹凸パターンを有する層）１７を有していても良い。光学シートを透過する光が凹凸パターン層１７によって適度に拡散されることで、斜めから見た際の輝度ムラ抑制性能（「斜めムラ抑制性能」と呼ぶ。）が格段に向上するためである。この場合、光透過性制御部位１６は、基材１５と凹凸パターン層１７との間に設けてもよく（図２Ａ参照）、凹凸パターン層１７上に設けてもよく（図２Ｂ参照）、基材１５の他方の面上に設けてもよい（図２Ｃ参照）。なお、これらの中でも、輝度の低下を最小限に抑えつつ輝度むらを低減するという観点から、図２Ｃで示した構成のものが特に好ましい。
【００３０】
光学シート１の中央部領域では、光透過性制御部位１６の配置パターン等に起因して、非透過成分率が光学シート１面内の所定の方向に沿って周期的に変化している。例えば、図１に示されるように、光学シート１は、高非透過成分率領域（非透過成分率が相対的に高い領域）Ａ３と、低非透過成分率領域（非透過成分率が相対的に低い領域）Ａ４とが周期的に繰り返される構造を有している。この場合、所定の方向における光学シート１面内の相対位置を横軸にとり、光学シート１面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率の極大値（ピーク値）と前記非透過成分率の極小値（ボトム値）が複数存在する。
【００３１】
また、同様に、光透過性制御部位１６の配置パターン等に起因して、光学シート１の中央部領域より非透過成分率の最大値と最小値の差が大きくなっている。
【００３２】
このような構成の光学シート１では、中央部の非透過成分率が周期的に変化する部位によって、全体の輝度むらが抑制される。また、端部の非透過成分率の最大値と最小値との差が中央部より大きくなるようにすることで、中央部よりも大きくなる端部の輝度むらに対応可能となり、端部の輝度むらを抑制できる。このため、上述した構成を採用することで、全体の輝度むらと、端部の輝度むらを効果的に抑制可能な光学シート１を実現できる。
【００３３】
「非透過成分率」とは、上述したように、光学シート１面内に光源からの光が入射したとき、光学シート１から透過する成分以外の成分（例えば、反射成分、吸収成分、散乱成分）の総和を表す指標である。より具体的には、「非透過成分率」は、次のようにして算出される。まず、下記式（１）により、波長５５０ｎｍにおける入射光強度と透過光強度との比の百分率（透過成分率）を求める。その後、透過成分率と、下記式（２）とから非透過成分率を算出する。
式（１）
透過成分率（％）＝（５５０ｎｍにおける透過光強度）／（５５０ｎｍにおける入射光強度）×１００
式（２）
非透過成分率（％）＝１００−透過成分率（％）
【００３４】
光学シート１における非透過成分率は、例えば、紫外可視分光光度計（島津製作所社製、ＭＰＣ−２２００）を用いて、光源、非透過成分率調整パターン、基材という順になるように光学シートをセットし、透過波長５５０ｎｍにおける入射光強度および透過光強度を検出し、上記式（１）及び上記式（２）によって算出することができる。
【００３５】
図３は、光学シート１における中央部領域７と端部領域６とを示す模式図である。図３Ａは点状光源２が千鳥格子状に配列されてなる光源に用いられる光学シート１の平面模式図を示し、図３Ｂは点状光源２が正方格子状に配列されてなる光源に用いられる光学シート１の平面模式図を示す。
【００３６】
端部領域６とは、点状光源２のうち、最外周に位置する点状光源の光源直上の投影領域からシート最端部（シートの縁）に至るまでを含み、前記最外周に位置する点状光源以外の点状光源の光源直上の投影領域を含まない長方形枠状の領域（図３中破線で囲まれていない領域）を指す。ここで、図３Ａの千鳥格子状配列においては、上から２行目と４行目の両端の点状光源は最外周に位置するものであるが、上から３行目と５行目の両端の点状光源は最外周に位置する点状光源ではないものとする。中央部領域７とは、この端部領域６に囲まれた長方形の領域（図３中破線で囲まれた領域）を指す。つまり、中央部領域７は、最外周に位置する点状光源を除いた点状光源２の光源直上の投影領域４を含む長方形の領域であり、端部領域６は中央部領域７の外側の長方形枠状の領域である。そして、本発明においては、中央部領域７と端部領域６が異なるパターンの非透過成分率を有する。
【００３７】
本実施の形態に係る光学シート１は、中央部領域７においては、光学シート１面に垂直に光線を入射した場合の出射光の非透過成分率が、光学シート１面内の所定の方向に沿って周期的に変化することが特徴である。点状光源が一定の周期で配列されているため、画面上では光源の直上か、光源間の上かによって光量分布が異なり、画面の輝度むらが生じる。例えば、図４に示されるように、光源直上の投影領域４では光量は大きくなる傾向にあるのに対して、光源間の投影領域５では光量は小さくなる。そこで、このような周期的な光量分布に応じて光学シート１の非透過成分率を変化させることにより、画面の輝度むらを抑制することが可能になる。所定の方向とは、面上のある直線方向のことであって、通常は画面に対して縦方向や横方向であるが、図４に示されるように、斜め方向であってもよい。また複数の方向であってもよい。
【００３８】
非透過成分率の変化の状態は、前記所定の方向における前記光学シート１面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート１の面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図によって示される。点状光源の位置を直線で結んだ方向を前記所定の方向と定義して非透過成分率分布図を描くと、本発明の光学シート１の特性が端的に示される。
【００３９】
図５Ａ〜図５Ｆは、光学シート１面内の所定の方向における非透過成分率の分布例を示す図である。
【００４０】
光学シート面内の各領域における非透過成分率は、相対的に非透過成分率が高い領域（以下、「高非透過成分率領域」という。）を光源直上の投影領域に配置してもよく、相対的に非透過成分率が低い領域（以下、「低非透過成分率領域」という。）を光源直上の投影領域に配置してもよい。また、高非透過成分率領域と低非透過成分領域との間の非透過成分率はなめらかに変化することが好ましい。特に、輝度むら低減の観点からは、高非透過成分率領域において、連続する複数のピーク値を有することが好ましい（例えば、図５Ｃ参照）。
【００４１】
図５Ｆに示すパターンは、非透過成分率の分布がピーク値を含み、上に凸の曲線形状を有する第一の区間Ｄ１と、非透過成分率の分布がボトム値を含み下に凸の曲線形状を有する第二の区間Ｄ２とを有している。このようなパターンは光源が点状光源である場合、特に効果的である。点状光源として、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる場合、光の出光角度によらず照度分布に対して本実施の形態に係る光学シートにおける非透過成分率を設計することができる。
【００４２】
ここで、高非透過成分率領域とは、ピーク値の最大値とボトム値の最小値との算術平均値より大きい非透過成分率領域とし、低非透過成分率領域とは、ピーク値の最大値とボトム値の最小値との算術平均値より小さい非透過成分率領域とする。なお、これらの領域は、端部領域と中央部領域のそれぞれにおいて設定される。本実施の形態において、ピーク値とボトム値との算術平均値は、上記定義に基づく非透過成分率の分布を用いて算出するものとする。なお、一周期の中で、ピーク値、ボトム値は１つとは限らず、同一の値が複数存在していてもよい。図５Ｃに示す非透過成分率の分布がその一例である。
【００４３】
また、「周期的に」変化するとは、繰り返されたパターン同士を比較して、同じ繰り返しに相当するピーク値及びピーク値を与える周期の開始点からの変位、並びに、ボトム値及びボトム値を与える周期の開始点からの変位が、それぞれ、全繰り返しパターンの平均値の±１５％以内（好ましくは±１０％以内、より好ましくは±５％以内）の範囲内にあることをいう。また、上記の周期性を示す方向は、光学シート面内に少なくとも一つあれば良く、光学シート面について非透過成分率の分布を作成することにより特定することができる。本実施の形態においては、繰り返された複数のピーク値の非透過成分率は、測定された全てのピーク値の非透過成分率の差が３％以内となることが好ましく、２％以内がより好ましく、１％以内であることが最も好ましい。ボトム値についても同様である。
【００４４】
図６は、本実施の形態に係る光学シート１の高非透過成分率領域Ａ３及び低非透過成分率領域Ａ４の配置例について示す模式図である。
【００４５】
図６Ａに示す例においては、光学シート１のシート面内において、円形形状の高非透過成分率領域Ａ３が格子状に所定の周期Ｃ２で設けられ、高非透過成分率領域Ａ３の間に低非透過成分率領域Ａ４が存在する。光学シート１面内の非透過成分率は、各高非透過成分率領域Ａ３の中心点Ｐ１近傍でピーク値となり、各低非透過成分率領域Ａ４内でボトム値となる。すなわち、図６Ａに示す光学シートにおいては、高非透過成分率領域Ａ３と低非透過成分率領域Ａ４とが、光学シート１面内のｘ軸方向及びｙ軸方向において周期的に存在する。図６Ｂに示す例においては、光学シート１のシート面内において、円形形状の高非透過成分率領域Ａ３が格子状に所定の周期Ｃ２及びＣ３で設けられ、高非透過成分率領域Ａ３の間に低非透過成分率領域Ａ４が存在する。図６Ｂに示す例においても光学シート１のｘ軸またはｙ軸方向の断面においては図５のように非透過成分率が推移している。このようなパターンは点状光源に対して用いることが好適である。
【００４６】
以下、光学シート１の各構成要素の詳細について説明する。
【００４７】
〈基材〉
光学シート１の基材１５は、樹脂、ガラス等の材料からなる光透過性の基材であればよい。特に、基材１５単体での非透過成分率が２５％以下のものが好ましく用いられる。基材１５の厚さは特に限定されないが、通常、５０μｍ〜５００μｍの範囲内である。樹脂材料からなる基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー、アクリレート系のモノマー等からなる電離放射線硬化性樹脂を紫外線又は電子線等の電磁放射線で硬化させた樹脂、等で構成された透明性基材を用いることができる。また、ガラスからなる基材としては、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等を用いることができる。
【００４８】
なお、基材１５に凹凸パターン層１７を設ける場合、基材１５の凹凸パターン層１７と反対側の面は、平滑面、凹凸面、マット面などであってもよい。輝度向上、および輝度ムラ軽減の観点から、平滑面であることが特に好ましい。なお、光学シート１を積層する場合等に、傷つき防止のため、平滑性を失わない範囲で、凹凸パターン層１７と反対側の面に極微量のビーズを塗布しても良い。
【００４９】
〈光透過性制御部位〉
光学シート１の光透過性制御部位１６は、例えば、光反射性材料を基材１５の全部または一部に塗布することで構成される。光反射性材料としては、例えば塗料や金属ペーストなどの光反射性インク、シリコンビーズ、アクリルビーズなどの光拡散剤、蛍光増白剤などの光吸収剤、表面凹凸形状、有機／無機フィラーなどが挙げられる。光透過性制御部位１６における光反射性材料の占める面積や厚み、密度などによって、透過率、反射率をコントロールすることができる。中でも、透過率と反射率を容易にコントロールでき、大面積化が可能であるという観点から光反射性インクが好ましく、なかでも反射率が高く吸収率が少ないという観点から白色インクが好ましい。また、塗布方法としては、白色インク硬化物のパターンを自由に形成できるため、印刷法が好ましい。
【００５０】
ここで、白色インク硬化物とは、白色インク組成物を印刷硬化させたものを意味し、白色インク組成物には、溶剤、白色顔料、分散剤、及び対象物表面への固着剤としての樹脂が基本成分として含まれる。白色インク組成物における白色顔料としては、具体的には、酸化チタン（ＴｉＯ２、チタンホワイト）、炭酸カルシウム、タルク、クレー、ケイ酸アルミニウム、塩基性炭酸鉛（２ＰｂＣＯ３Ｐｂ（ＯＨ）２、シルバーホワイト）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ジンクホワイト）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３、チタンストロンチウムホワイト）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）などが単独または混合系で使用できる。特に、酸化チタンは、他の無機白色顔料と比べると比重が小さいため分散安定性があり、屈折率が大きく光学散乱性に優れ、化学的、物理的にも安定である。このため、顔料としての隠蔽力や光学散乱性が大きいので、本発明に使用される無機白色顔料としては酸化チタンを主成分として用いるのが好ましい。拡散光の色目を調整する目的で、上記白色顔料を混合することも可能である。白色顔料の混合率は、白色インク組成物全体の３０質量％〜６０質量％とするのが好ましい。酸化チタン以外の白色顔料は、必要により分散補助等の目的で顔料全体の３割程度までの量で使用するのが一般的である。
【００５１】
白色インク組成物における樹脂としては、例えば、ケトン樹脂、スルホアミド樹脂、マレイン酸樹脂、エステルガム、キシレン樹脂、アルキド樹脂、ロジン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、セルロース樹脂、ビニル樹脂、フェノール樹脂、エステル樹脂などが使用できるが、中でもアクリル系樹脂が好適に使用できる。
【００５２】
白色インク組成物における有機溶剤は、樹脂の溶解、粘度の調整などを目的として使用するものでありトルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどのシクロパラフィン系溶剤などが単独又は混合物の形で使用できる。有機溶剤の使用量は、白色インク組成物全体の３０質量％〜６０質量％程度である。
【００５３】
また、白色インク組成物中に光学効果をもつ光学剤を含有してもよい。光学剤は光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーとしては、アクリル、アクリロニトリル、無黄変ウレタン、スチレンなどを用いることができる。印刷インクによる膨潤性の低さからは無機フィラーが好ましく、有機フィラーの中ではウレタン系フィラーが好ましい。
【００５４】
光学剤の配合量は、白色インク組成物中の樹脂１００質量部に対して１０質量部以上８０質量部以下が好ましく、２０質量部以上６０質量部以下が特に好ましい。これは、光学剤の配合量が上記範囲未満であると、輝度均一効果が不十分となってしまい、逆に、光学剤の配合量が上記範囲を越えると、光調整パターンを形成する樹脂組成物の塗工が困難となってしまうことからである。
【００５５】
基材１５の光透過性制御部位１６に印刷法で光反射性の材料を塗布する場合、パターン印刷部の形状については特に制限されない。例えば、円形状、三角形状、四角形状、楕円形状などのドットや、帯状などが挙げられる。パターン形成においては、汎用的であることから、円形状のドットが好ましい。この形状が円形状のドットである場合、その直径は５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。
【００５６】
また、印刷方法については、従来公知の方法であればよく、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、並びに熱転写リボンを用いた熱溶融印刷、及び熱昇華印刷などのいずれの方法でもよい。なかでもオフセット印刷は網点の鮮明な印刷が可能で、さらに版が直接シートに触れず胴の磨耗が少ないため、大量印刷に適しているため、生産効率の面ではよい。
【００５７】
また、印刷インクは、印刷に使用可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、蒸発乾燥型インク、酸化重合型インク、加熱硬化型インク、２液反応型インク、紫外線硬化型インク、熱溶融型インク、熱昇華型インク等が挙げられる。中でも、フィルム印刷に適する紫外線硬化型インクが好ましい。なお、光学効果向上のためには、印刷インクは白色あるいは、灰色が好ましい。ただし、透明インク中に、無機フィラーや有機フィラーを添加して拡散効果を向上する方法でもよい。
【００５８】
非透過成分率の分布は、光反射性インク硬化物で形成されたドットからなるパターンにおける、ドット密度とドット濃度の分布により生じさせることができる。
【００５９】
光反射性インク硬化物のドット密度とは、下記式（３）に示すように光反射性インク硬化物と基材が接触している部分を基材平面に対して法線方向から観察した際の面積（以下「インク面積」という。）を、観察した単位面積で除した値の百分率を指す。インク面積は、例えば、キーエンス社製超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ−９５００）や光学顕微鏡で測定することができる。ドット密度が大きくなると、その部位の反射率は増加し、透過率は減少する。
式（３）
ドット密度（％）＝（インク面積）／（観察した単位面積）×１００
【００６０】
光反射性インク硬化物のドット濃度とは、任意の面上におけるインク濃度（インク硬化物における光反射成分の割合）と厚みによって支配される。この場合、インク組成物中における光反射成分の濃度が予め分かっているので、インクの種類を変更する毎にその濃度を把握することができる。ドットの厚みは、例えば、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）で測定することができる。ここでドット厚みとは、例えばインクが水含有性インクや溶剤含有性インクの場合、水や溶剤などの溶媒成分が揮発した後のドット厚みを表す。ドット濃度が大きくなると、その部位の反射率は増加し、透過率は減少する。
【００６１】
光透過率の分布を制御しやすいという観点から、非透過成分率の分布は、光反射性インク硬化物のドット濃度、すなわち「ドット厚み」と「インク濃度」を一定にし、ドット密度を変化させて形成することが好ましい。図７は、光学シート１におけるドット密度変化の一例を示す図である。光学シート１のドット密度を変化させるにあたっては、光反射性インク硬化物２１のドット間のピッチＰを一定にして、ドット面積を変化させることでドット密度を変化させてもよい（図７Ａ）。また、ドット面積を一定にして、ピッチＰを変化させることでドット密度を変化させてもよい（図７Ｂ）。また、ドット面積とピッチＰとを変化させることでドット密度を変化させても良い（図７Ｃ）。
【００６２】
また、同様の理由から、非透過成分率分布を平面図としてプロットした際、最外周の高非透過成分率領域の形状が、光学シート１の最端部（光学シート１の縁）に向かって狭くなる形状をとることが好ましい。または、光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、同じ非透過成分率の点を結んだ線（等高線）によって形成される形状が、光学シート１の縁に向かって狭くなる形状になっていることが好ましい。つまり、同じ非透過成分率を表す等高線の間隔が、光学シート１の縁に向かって狭くなっていることが好ましい。投影領域が等高線によって囲まれる場合には、等高線によって囲まれる領域が、光学シート１の縁に向かって狭くなるということもできる。高非透過成分率領域がこのような形状をとることによって、画面端部では高非透過成分率領域の面積が減少するため、画面端部が暗くなることを防止することができる。また、最外周の点状光源上に位置する部分を高非透過成分率領域とし、しかも光量分布により適応した非透過成分率分布により、画面輝度の均一化をさらに向上させることが可能である。
【００６３】
図８は、光学シート１における高非透過成分率領域の形状を示す模式図である。図８Ａに示されるように、非透過成分率の等高線が、光学シート１の縁に向かって狭くなっている。このように、非透過成分率の等高線が光学シートの最端部に向かって狭くなる形状としては、例えば、先端が尖った多角形（図８Ｂ）、水滴形状等のように曲線で囲まれた形状（図８Ｃ）、台形（図８Ｄ）、三角形（図８Ｅ）などがある。狭くなる先端部は、一点に集約されるように尖っていてもよいし、先端部が平坦あるいは丸い形状でもよい。また、非透過成分率は、ピーク点からシート最端部に向かって減衰する。図８では、色の濃い部分が非透過成分率のピーク値を示し、薄い方にむかって減衰する。減衰の形状は直線状でもよいが、なだらかな曲線状であることが好ましい。より好ましくは、シート端部におけるピーク点からシート最端部に向かって、上に凸の曲線から、変曲点を挟んで下に凸の曲線となることである。図８の光学シート１において、画面に水平な、点状光源上に相当する点線上での非透過成分率分布図は、図５Ｆのような形状で、端部に相当する部分のピーク値が、中央部のピーク値より大きく、かつシート端部におけるピーク点からシート最端部に向かって、上に凸の曲線から、変曲点を挟んで下に凸となる曲線を描く。
【００６４】
〈凹凸パターン層〉
光学シート１は、凹凸パターン層１７を有することが好ましい。光学シート１を光源ユニットに組み込んだ際に、光学シート１を透過する光が凹凸パターンによって適度に拡散されることで、光源ユニットを斜めから見た際の輝度ムラ抑制性能（「斜めムラ抑制性能」と呼ぶ。）が格段に向上するためである。
【００６５】
凹凸パターンとは、例えば、表面に多数の突起部が設けられた構造である。突起部の形状は、略円錐状、略球状、略楕円体状、略レンチキュラーレンズ状、略放物面状のいずれでもよく、各突起部は、規則的に配列していても、不規則に配列していてもよい。また、突起部間は連続的な曲面でつながっていてもよい。また、不規則な凹凸が連続的な曲面でつながっている擬似ランダム構造も、好ましく用いることができる。この擬似ランダム構造としては、非平面スペックルによって特徴付けられた微細な３次元構造であることが好ましい。上記突起部の典型的な高さは０．１μｍ〜１０μｍ、最高拡散角度を示す方向のピッチは０．５μｍ〜５０μｍ程度である。
【００６６】
ここで、「拡散角度」とは、透過光強度がピーク強度の半分に減衰する角（半値角）の２倍の角度（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）をいう。この拡散角度は、光学シートの非透過成分率調整パターンを除いた上で、例えば、Ｐｈｏｔｏｎ（株）社製のファーフィールドプロファイラーＬＤ８９００で、光学シートの凹凸パターン層の法線方向から、凹凸パターン層側より入射した光に対する透過光強度の角度分布を測定することによって求めることができる。
【００６７】
凹凸がランダム構造であっても、数ｍｍ角四方程度の部分領域での集合的な光学性能はシート面内でほぼ一定であることが好ましいので、凹凸パターンの拡散角度はシート面内において所定の角度であることが好ましい。所定の角度である、とは、シート面内の拡散角度が、面内の拡散角度の平均値に対して±１０％の範囲内に収まっていることを表す。
【００６８】
凹凸パターンの拡散角度は等方的でも異方的でもよく、もっとも高拡散となる拡散軸において、１０度〜１２０度の範囲内であることが、斜めムラ抑制性能の観点で好ましく、３０度〜９０度の範囲内であることが、斜めムラ抑制性能と正面輝度の観点からさらに好ましい。
【００６９】
非平面スペックルによって特徴付けられた３次元構造は、機械加工では困難であった１０μｍ以下の微細な凹凸構造の形成に適している。この非平面スペックルによる凹凸構造の製造方法については後述する。
【００７０】
また、マイクロレンズのような等方的な形状や、レンチキュラーレンズのような異方的な形状も容易に形成することができる。この凹凸構造は、モアレ抑制などの観点から、高さ及びピッチが不規則であることが好ましい。
【００７１】
このような凹凸パターン層が光学シート内に存在すると、光学シートに入射してきた光を拡散することが可能となる。本実施の形態に係る光学シートは、シート面内に上記のような光を拡散する光学的機能を示す部分を有するが、光学的機能を有する必要のない部分、例えばシート周辺部など、シートを固定するために使用される部分であって光拡散性を要求されない部分においては、光学シート表面が平滑になっている部分が存在していても良い。
【００７２】
光学シート表面の凹凸パターン層を、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成する製造方法について述べる。干渉露光によるスペックルパターンを用いる微細な３次元構造の形成方法は、機械加工では困難であった１０μｍ以下の微細な凹凸構造の形成に適している。特に、非平面スペックルを用いて凹凸を形成する方法は、光学シート上の領域に応じて、拡散角度を変えるような場合にも、適した製法である。また、マイクロレンズのような等方的な形状や、レンチキュラーレンズのような異方的な形状も容易に形成することができる。この凹凸構造は、モアレ抑制などの観点から、個々の凹部又は凸部の深さ又は高さ及びピッチが不規則であることが好ましい。
【００７３】
干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された凹凸パターン層を基材の表面に形成し、面内において所定の拡散角度を有する凹凸パターン層付基材は、具体的には次のようにして製造することができる。
【００７４】
まず、予め干渉露光により、レーザー光をレンズやマスクを介して感光性材料やフォトレジストに照射し、拡散角度あるいはアスペクト比が位置によって変化するようにスペックルパターンを形成したサブマスタ型を作製する。レーザー照射システムを構成する部材間の距離やサイズを変えサブマスタ型のスペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、所定の拡散角度をもつ凹凸構造を記録することができ、これを用いて製造される凹凸パターン付基材の拡散角度を制御することができる。
【００７５】
一般に、複数の凹部又は凸部からなる凹凸構造によって実現される凹凸パターン付基材の拡散角度は、凹部又は凸部の平均サイズ及び形状に依存する。各凹部又は凸部のサイズが小さいほど、凹部又は凸部から構成される凹凸構造を表面に有する凹凸パターン付基材の拡散角度は大きくなる。
【００７６】
また、各凹部又は凸部の開口又は底面の形状が等方性であると、凹部又は凸部から構成される凹凸パターン層を表面に有する凹凸パターン付基材の拡散角度は方向によらず均一となり、異方性のものであると、拡散角度が方向によって異なる（ただし、各凹部又は凸部が同じ方向に方向性をもち、同じ向きに配置されている場合）。具体的には、各凹部又は凸部スペックルの開口又は底面の形状が横方向に長い楕円であれば、この楕円が同じ向きに複数個配列された凹凸パターン付基材の光拡散分布の形は縦方向に長い楕円となる。すなわち、縦方向の拡散角度が大きく、横方向の拡散角度が小さくなる。
【００７７】
なお、凹凸パターン層１７と光透過性制御部位１６とを組み合わせて用いることにより、高非透過成分率領域Ａ３と低非透過成分率領域Ａ４とを任意に調整することができる。この点においても、凹凸パターン層１７を用いることは好ましい。
【００７８】
〈光学シートの製造方法〉
光学シート１の製造方法は、例えば次の通りである。図２Ａに示される光学シート１は、例えば、基材１５上に光反射性インクを印刷して基材１５の一方の面上に光透過性制御部位１６を設け、その上に凹凸パターン層１７を設けることにより製造される。
【００７９】
図２Ｂに示される光学シート１は、基材１５上に凹凸パターン層１７を設け、凹凸パターン層１７上に光反射性インクを印刷して光透過性制御部位１６を設けることにより製造される。
【００８０】
図２Ｃに示される光学シート１は、基材１５の一方の面上に凹凸パターン層１７を設け、基材１５の他方の面上に光反射性インクを印刷して光透過性制御部位１６を設けることにより製造される。
【００８１】
〈光源ユニット〉
次に、上述した本発明に係る光学シートを用いた光源ユニットについて説明する。
【００８２】
光源ユニットは、図９Ａ〜Ｄ、図１０Ａ〜Ｃに示すように、本発明の光学シート１と共に光反射シート３、拡散板８、レンズシート９、プリズムシート１０、反射型偏光フィルム１１を設けても良い。
【００８３】
図９Ａに示す光源ユニットは、光反射シート３上に設けられた複数の点状光源２と、当該点状光源２の上方に配設され点状光源２の光を拡散させる拡散板８と、当該拡散板８の上方に配設された本発明に係る光学シート１とを具備する。この構成は正面輝度均一性とユニットのコストの面で優れる。図９Ｂに示す光源ユニットは、図９Ａの構成において、光学シート１の上方に配設され集光する機能を持つレンズシート９を具備する。この構成は図９Ａの構成に比べ、輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図９Ｃに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、レンズシート９の上方にプリズムシート１０と反射型偏光フィルム１１を順に配設したものである。この構成は図９Ｂの構成に比べ、さらに正面に光を集光している上に、出射光に偏光フィルタリングをかけているので、液晶テレビとして液晶パネルを備えた際に、図９Ｂの構成より正面輝度が高くなる。図９Ｄに示す光源ユニットは、図９Ａの構成において、光学シート１の上方にプリズムシート１０と反射型偏光フィルム１１を順に配設したものである。この構成は図９Ｃの構成に比べ、コストと光源ユニット全体の厚みの面で優れている。
【００８４】
図１０Ａに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、レンズシート９の上方にさらに２枚のレンズシート９を配設したものである。この構成は図９Ｂの構成に比べ、さらに輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図１０Ｂに示す光源ユニットは、図９Ｂの構成において、光学シート１の上方にさらに２枚のプリズムシート１０を配設したものである。この構成は図９Ｂ、図１０Ａの構成に比べ、さらに輝度均一性に優れ、正面輝度が高い。図１０Ｃに示す光源ユニットは、図９Ｃの構成において、プリズムシート１０をレンズシート９に置き換えたものである。この構成は図９Ｃの構成に比べコストの面で優れる。
【００８５】
光反射シート３としては、光を反射させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂を発泡させて内部に微細な空気の粒を入れシート状としたもの、２成分以上の樹脂を混合してシート状としたもの、屈折率の異なる樹脂層を積層したシート、などを用いることができる。また、前記光反射シートは、表面に凹凸形状が形成されていても良い。これらには、必要に応じて、表面に無機微粒子などを添加したものを用いることができる。光反射シートは光を高効率で反射させるものであり、光源ユニットとして光の利用効率を高める場合に好ましく使用できる。光源ユニット中では光源の下方に設けることが好ましい。また、バックライトユニット内側面や光学フィルムの側面に配置することで、光の利用効率を向上させることも可能である。
【００８６】
拡散板８としては、光を拡散させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどに、光を拡散させる効果がある有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。これらの拡散板は、光を拡散させ、下部光源の光を均一化させる効果がある。また、前記拡散板は、表面に凹凸形状が形成されていても良い。これらには、必要に応じて、前記有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。また、２成分以上の樹脂を混合し、延伸してシート状とした拡散板も用いることができる。拡散板は光をよく拡散させるものであり、光源ユニットとして出射光の輝度の面内均一性を高める場合に好ましく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、下方に設けることがより好ましい。
【００８７】
レンズシート９としては、例えばアクリル系樹脂の球状ビーズがポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に塗布されたシートを用いることができる。また、他には紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に転写されたシートを用いることもできる。このようなレンズシートは、光を拡散させ均一化させる効果とともに、拡散された光を集光する機能を有する。これらのレンズシートと、本発明の光学シート１とを組み合わせて使用することにより、輝度ムラを軽減することができる。レンズシートは光源ユニットの出射光の輝度の面内均一性を高める効果と、正面輝度の向上効果を持つものであり、光源ユニットにおいてよく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、上方に設けることがより好ましい。
【００８８】
プリズムシート１０としては、例えばアレイ状のプリズム配列構造を有する光学シートを用いることができる。プリズムシートは強い正面輝度向上効果を持つと共に、光源ユニット中での光のリサイクル効果を高め出射光の輝度の面内均一性を高める効果を持つものであり、光源ユニットにおいてよく使用され、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では本発明の光学シート１の上方・下方に設けることが出来るが、本発明の光学シート１の機能発揮の観点で、上方に設けることがより好ましい。
【００８９】
反射型偏光フィルム１１としては、たとえば３Ｍ社のＤＢＥＦなどを用いることができる。反射型偏光フィルムは、併せて配置される液晶パネルにおいて使用される偏光成分のみを液晶パネルに供給し、不要な偏光成分は光源ユニット側に反射させて、再度液晶パネルにおいて利用可能な変更成分を生み出す効果を持ち、光源ユニットの光の利用効率を高めるために使用されるもので、本発明の光源ユニットにも好ましく使用できる。光源ユニット中では光源ユニットを構成するシート類の最上部に設けることが好ましい。
【００９０】
これらの光源ユニットに液晶表示パネルを配設して、液晶表示パネルに光を供給することで、液晶表示装置として用いることができる。
【００９１】
なお、光学シート１を光源ユニットに組み込む際には、中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しくすることが、輝度ムラ抑制能の観点で好ましい。
【００９２】
光学シート１の入光面に入射する光量を示す光量分布は、例えばＥＬＤＩＭ社のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８などによって測定することができる。具体的には、本発明の光学シートが設けられる光源ユニットを用意し、前記光学シートだけを取り除き、光学シートの入光面が位置する箇所に装置の焦点を定めて全方位輝度分布を測定し、その結果から積算光束量（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を得る、ということを面内測定対象範囲において繰り返すことで測定する。
【００９３】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例及び比較例について説明する。
【００９４】
［実施例１］
本実施例では上記実施の形態に示した光学シート及びＬＥＤ光源を使用して光源ユニットを作製し、輝度ムラの評価を行った。詳細を以下に示す。
【００９５】
＜ＬＥＤ光源＞
図１１Ａ、Ｂに示すように、白色ＬＥＤをＬＥＤ間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状配置で１８０個実装し、画面サイズ５０９×９１５ｍｍのＬＥＤバックライト評価装置を作製した。白色ＬＥＤとして、図１２に示す出光分布特性を有するものを用いた。また、図１１Ｃに示すように、最外周のＬＥＤの外側には、最外周ＬＥＤからｎ１方向に４１．２ｍｍ、ｎ２方向に３８．９ｍｍの距離に画面端部を設けた。なお、ＬＥＤ光源において、最外周ＬＥＤから所定の距離はなれた部分（縁の部分）は斜面になっており、光学シートの端の一部を折り曲げて配置可能になっている。
【００９６】
＜光学シートＡ＞
図２Ｃに示す構成の光学シートＡを作製した。光学シートＡは、非透過成分率が面内で変化しており、非透過成分率が高い領域が、図１３に示すように間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状に配置されるように作製した。また、光学シートＡの最外周の非透過成分率が高い領域は、その等高線によって囲まれる形状が、光学シートＡの縁（最端部）に向かって狭くなる形状となるように作製した。また、端部領域の非透過成分率の最大値と最小値の差を、中央領域のそれよりも大きくした。具体的には、例えば、図１３に示される光学シートＡにおいて、中央部領域の線Ｂにおける非透過成分率分布では非透過成分率の最大値と最小値の差は２０％であるのに対し、端部領域の線Ａにおける非透過成分率分布では非透過成分率の最大値と最小値の差は３６％である（図１４参照）。
【００９７】
また、光学シートＡの凹凸パターン層には、干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンを適用した。当該凹凸パターンの拡散角度は、シート面内で一様に８０度であった。
【００９８】
＜光源ユニット＞
上記ＬＥＤ光源と光学シートＡとを用いて光源ユニットを作製した。光源ユニットの構成は、図１０Ｃに示すものとした。ＬＥＤ光源の上に、光反射シートを両面テープで貼り付けた。また、拡散板と光反射シートとの平均距離Ｈが１０ｍｍになるよう拡散板を光反射シート上方に固定した。拡散板としては、表面にレンチキュラーレンズ形状を持ち、内部に拡散材を含有するものを用いた。そして、光学シートＡ内の非透過成分率が極大となる部分がＬＥＤ光源直上の投影領域に合うように、拡散板の上に光学シートＡを配設した。なお、光学シートＡは、ＬＥＤ光源の縁の形状に合うように端の一部を折り曲げて配置した。さらに、光学シートＡの上方に、拡散シート、プリズムシート（プリズム列が画面短辺方向）、プリズムシート（プリズム列が画面長辺方向）、反射型偏光シート（３Ｍ社製ＤＢＥＦ−Ｄ４００）をこの順で配置し、光源ユニットとした。
【００９９】
＜輝度ムラ評価＞
輝度ムラの評価は、上述した光源ユニットにつき、正面方向から二次元輝度分布を測定することで行った。輝度測定には、コニカミノルタ社ＣＡ２０００を用いた。測定した二次元輝度分布において、図１５中の位置Ａ、Ｂ、Ｃに対応する輝度断面中の各測定点をＬＥＤピッチｎ１の移動平均値で割り、輝度断面を平滑化する。この平滑化した規格化輝度断面の標準偏差値が、位置Ａ、Ｂ、Ｃにおいて０．０１４以下であれば○、０．０１４より大きければ×と判定した。標準偏差値が０．０１４以下であれば目視で輝度むらが確認できなくなる。
【０１００】
上記評価の結果、輝度ムラは、位置Ａ、Ｂ、Ｃのいずれの場所においても確認されなかった（位置Ａ：○、位置Ｂ：○、位置Ｃ：○）。
【０１０１】
［比較例１］
比較例として、光学シートＡを光学シートＢに代えて同様の評価を行った。光学シートＢ以外については、実施例１と同様とした。
【０１０２】
＜光学シートＢ＞
図２Ｃに示す構成の光学シートＢを作製した。光学シートＢは、非透過成分率が面内で変化しており、非透過成分率が高い領域が、間隔ｎ１：４９．０ｍｍ、ｎ２：４７．９ｍｍの正方格子状に配置されるように作製した。また、光学シートＢの最外周の非透過成分率が高い領域は、その非透過成分率の等高線（同じ非透過成分率の点を結んだ線）が、シート中央部においても端部においても同一となるように作製した。また、端部領域の非透過成分率の最大値と最小値の差を、中央部領域のそれと同じ２０％とした。
【０１０３】
輝度ムラ評価の結果、位置Ａにおいて輝度ムラは確認されなかったが、位置Ｂ、Ｃにおいて輝度ムラが確認された（位置Ａ：○、位置Ｂ：×、位置Ｃ：×）。
【０１０４】
以上の結果を表１に示す。この結果から、光学シート端部の非透過成分率の最大値と最小値の差が中央部における非透過成分率の最大値と最小値の差よりも大きく、非透過成分率の等高線によって囲まれる形状が、光学シートの縁の部分に向かって狭くなる光学シートは、画面端部の輝度むら軽減に対して効果的であることが分かる。
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、複数の点状光源が配列されてなる光源、例えば、ＬＥＤ光源を用いた直下型バックライトに適用する光学シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 光学シート
２ 点状光源
３ 光反射シート
４ 光源直上の投影領域
５ 光源間の投影領域
６ 端部領域
７ 中央部領域
８ 拡散板
９ レンズシート
１０ プリズムシート
１１ 反射型偏光シート
１５ 基材
１６ 光透過性制御部位
１７ 凹凸パターン層
２１ 光反射性インク硬化物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シートであって、
シート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位と、を有し、
前記光学シートの中央部領域において、非透過成分率が前記光学シート面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率のピーク値と前記非透過成分率のボトム値が複数有り、
前記光学シートの端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、前記中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記基材の光透過性を制御する部位は、光反射性インクで形成された不連続パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記基材の少なくとも一方の面上に凹凸パターンが設けられた層を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記凹凸パターンが干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンであり、所定の拡散角度を示すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
前記光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、前記光学シート面内において同じ非透過成分率の点を結んだ線によって形成される形状が、光学シートの縁に向かって狭くなる形状になっていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項６】
非透過成分率のピーク値を示す位置が、前記光学シート面内において正方格子状に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学シート。
【請求項７】
２つ以上の点状光源が配列されてなる光源と、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学シートと、を備えることを特徴とする光源ユニット。
【請求項８】
前記光学シートの中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しいことを特徴とする請求項７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記光学シートと前記光源の間に配置され、内部に拡散剤を含有する拡散板と、前記光源の前記光学シートに対する反対側に配置される光反射シートと、を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるレンズシートを備えることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるプリズムシートを備えることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置される反射型偏光シートを備えることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１３】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を供給する請求項７から請求項１２のいずれかに記載の光源ユニットと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
複数の点状光源が配列されてなる光源の上方に配設される光学シートであって、
シート状の基材と、前記基材の少なくとも一方の面上の光透過性を制御する部位と、を有し、
前記光学シートの中央部領域において、非透過成分率が前記光学シート面内の所定の方向に沿って略周期的に変化し、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シート面内の相対位置での非透過成分率を縦軸にとった非透過成分率分布図において、前記非透過成分率のピーク値と前記非透過成分率のボトム値が複数有り、
前記光学シートの端部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差は、前記中央部領域における非透過成分率の最大値と最小値の差より大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記基材の光透過性を制御する部位は、光反射性インクで形成された不連続パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記基材の少なくとも一方の面上に凹凸パターンが設けられた層を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記凹凸パターンが干渉露光によるスペックルパターンを用いて形成された不規則な凹凸パターンであり、所定の拡散角度を示すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
前記光源の最外周に位置する点状光源の一つの投影領域について、前記光学シート面内において同じ非透過成分率の点を結んだ線によって形成される形状が、光学シートの縁に向かって狭くなる形状になっていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項６】
非透過成分率のピーク値を示す位置が、前記光学シート面内において正方格子状に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学シート。
【請求項７】
２つ以上の点状光源が配列されてなる光源と、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学シートと、を備えることを特徴とする光源ユニット。
【請求項８】
前記光学シートの中央部領域および端部領域で、前記所定の方向における前記光学シート面内の相対位置を横軸にとり、前記光学シートに入光する相対位置での光量を縦軸にとった光量分布図が、ピーク値とボトム値を複数有し、かつ前記光量分布図のピーク値の位置が、前記非透過成分率分布図のピーク値の位置と略等しく、かつ前記光量分布図のボトム値の位置が、前記非透過成分率分布図のボトム値の位置と略等しいことを特徴とする請求項７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記光学シートと前記光源の間に配置され、内部に拡散剤を含有する拡散板と、前記光源の前記光学シートに対する反対側に配置される光反射シートと、を備えることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるレンズシートを備えることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置されるプリズムシートを備えることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記光学シートの前記光源に対する反対側に配置される反射型偏光シートを備えることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれかに記載の光源ユニット。
【請求項１３】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに光を供給する請求項７から請求項１２のいずれかに記載の光源ユニットと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６３７８５（Ｐ２０１２−１６３７８５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３４４（Ｐ２０１１−２４３４４）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００００００３３）旭化成株式会社 (901)
【Ｆターム（参考）】
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