JP2002258022A

JP2002258022A - 光反射シート及びこれを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2002258022A
Application number: JP2001052650A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suga; 義訓菅
Original assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】新規な光制御部材である光反射シートを用い
ることで光の有効利用と構造の単純化を図ると共に面光
源装置に関して実用的な光学特性を賦与し、液晶ディス
プレイ装置のバックライト光源手段として極めて好適な
性能を賦与する光反射シート及びこれを用いた面光源装
置と液晶ディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】光反射面１６ａからなるほぼ相似形の基
本ユニット１６がピッチ５０００μｍ以下にて多数配列
し、且つ基本ユニット１６の主反射方向はほぼ一定とさ
れ、光反射面１６ａは反射率７０％以上であり、更に光
反射面１６ａ上には光透過性物質によるコーティング層
２５が設けられ、このコーティング層２５の表面は平滑
面とされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光反射シート及びこ
れを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置に関し、
更に詳細には新規な光制御部材であり、例えば透過型液
晶ディスプレイ装置のバックライトとして好適に用いら
れる光反射シート及びこの光反射シートを用いた面光源
装置と液晶ディスプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ターや薄型ＴＶ等の表示装置として透過型の液晶表示
（ディスプレイ）装置が多用されており、このような液
晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装
置即ちバックライト（面光源装置）が配設されている。
この面光源装置は、例えば冷陰極放電管等の線状光源を
面状の光に変換する機構とされている。

【０００３】具体的には、液晶素子の背面直下に光源を
配設する方法や、側面に光源を設置し、アクリル板等の
透光性の導光体を用いて面状に光を変換して面光源を得
る方法（サイドライト方式）が代表的であり、光出射面
にはプリズムアレー等からなる光学素子を配設して所望
の光学特性を得る機構とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の透過型液晶ディスプレイ装置は、構造が依然とし
て複雑であるという問題があった。その理由は、特に面
光源装置において所望の光学特性を得ることのできる構
造簡素な照明光学系が得られていなかったために当該面
光源装置の構造を複雑化せざるを得ず、その結果コスト
が高くなる等、この種の液晶ディスプレイ装置（ＬＣ
Ｄ）の普及の妨げになっている。

【０００５】ＬＣＤバックライト光学系の構成を単純化
するための構造として、本発明者は図２３及び図２４に
示されるような面光源装置の構造を既に提案した。図２
３及び図２４に示される面光源装置は、基本的には、一
表面を光出射面１ｂとし、その光出射面に三角プリズム
アレー２（図２３）やレンチキュラーレンズアレー３
（図２４）等の集光素子を形成した導光体１を備え、こ
の導光体１の一側部１ａに光源４を配設すると共に当該
光源４からの光を一側部である光入射面１ａから無駄な
く導光体１内に入射させるためにランプリフレクタ５が
配設され、導光体１の光出射面１ｂとは反対側の面１ｃ
には、平滑な凸状突起６ａ等に代表される出射方向の選
択性を有する光取り出し機構６が設けられ、更にこの導
光体１の光出射面１ｂとは反対側の面１ｃ側には、断面
凹状の反射面７ａ等からなるほぼ相似形の基本ユニット
（傾斜面アレー）７を備える光反射シート８が配置され
て構成されている。

【０００６】本発明者が提案したこの面光源装置による
と、出射方向の選択性を有する光取り出し機構６を用い
ることによって、選択的に導光体１からの出射光線の大
部分を光反射シート８の側に出射させ、該光反射シート
８によって、選択的に導光体１からの出射光線の大部分
を光反射シート８の側に出射させ、該光反射シート８に
よって、照明光線を正面方向に変角し、断面凹状の反射
面７ａ等からなるほぼ相似形の基本ユニット７によって
集光を果たす光学設計が有効であることを見出した。

【０００７】これは、従来型の粗面や微粒子の分散した
インキによる単純な光散乱過程を光取り出し機構とする
導光体では、出射光線が選択的に光反射シートの側に向
かうようにさせることができないため、決して実現する
ことのできない効果である。

【０００８】しかしながら、光反射シート８に設けられ
る実質的な反射面であるほぼ相似形の基本ユニット７の
光反射面７ａが直接、露出した構造では、光反射面７ａ
が酸化劣化等の経時変化によって容易に光学特性を変え
てしまうことが起こる可能性があるため、照明光の品質
を保持することが極めて困難になることが予想され、実
用的な面光源装置が得られないという問題がある。すな
わち、集光性等の光学特性の制御性の観点からは正反射
性を有する銀やアルミニウムに代表される金属材質を用
いることが好適であるが、これらは極めて経時変化を起
こしやすいため、簡単に光学的な反射特性が変わってし
まうのである。

【０００９】また、本発明者が既に提案した図２３及び
図２４に示されるような構造の面光源装置を液晶ディス
プレイ装置のバックライト光源として実用に供しようと
すれば、光反射シート８上に部分的に白色（光拡散性）
や黒色（光吸収性）等の微細な印刷パターンを形成し、
きめ細かく面光源エリア内での照明光分布をコントロー
ルすることが実用的な照明光特性を得るために極めて重
要となる。

【００１０】しかしながら、傾斜面からなるほぼ相似形
の基本ユニット７が形成された光反射シート８表面にこ
れらの印刷を精度良く施すことは極めて困難であり、上
述した面光源装置では光学系は簡略化されるものの照明
光の品質が劣る問題があった。さらに、本発明者が既に
提案した図２３及び図２４に示されるような構造の面光
源装置は光学系の構成が極めて簡素であるという利点が
ある反面、正反射性を有する銀やアルミニウムに代表さ
れる金属材質を反射材質として用いているため、導光体
が大型化した際に発光面内での色ムラが現れやすい問題
があり、大型の液晶ディスプレイ装置に適用することが
実質的に困難であるという問題もあった。

【００１１】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、上述の光学設計に基づく
面光源装置に関して実用的な光学特性を賦与し、液晶デ
ィスプレイ装置のバックライト光源手段として極めて好
適な性能を賦与する光反射シート及びこれを用いた面光
源装置と液晶ディスプレイ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は光反射シートで
あり、前述した技術的課題を解決するために以下のよう
に構成されている。すなわち、本発明の光反射シート
は、光反射面からなるほぼ相似形の基本ユニットがピッ
チ５０００μｍ以下にて多数配列し、かつ前記基本ユニ
ットの主反射方向はほぼ一定とされ、光反射面は反射率
７０％以上であり、かつ光反射面上には光透過性物質に
よるコーティング層が設けられ、コーティング層の表面
は平滑面であることを特徴とする。

【００１３】〈発明の具体的な構成〉本発明の光反射シ
ートは、前述した必須の構成要素からなるが、その構成
要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。
その具体的構成要素とは、平滑なコート層の表面につい
て、１０ｍｍの長さでサンプリングして行った表面荒さ
測定の結果は、十点平均粗さＲｚが０．０１μｍ〜３
５．０μｍの範囲とされていることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の光反射シートでは、平滑な
コーティング層の表面に印刷パターンを設けることも好
ましい。その場合、印刷パターンは光拡散反射性若しく
は光吸収性の印刷パターンからなり、かつ光拡散反射性
若しくは光吸収性の印刷パターンは光反射シートの少な
くとも一つの側端近傍領域に主に設けられていることが
好ましい。

【００１５】また、印刷パターンは半透光性の印刷パタ
ーンからなり、かつ半透光性の印刷パターンは色調を有
し、かつ色調を有する印刷パターンの配置密度は光反射
シート面内で変化していることが好ましい。そして、光
透過性物質による平滑なコーティング層としては、アク
リル系の光硬化性もしくは熱硬化性樹脂材質で形成する
ことができる。

【００１６】更に、本発明の光反射シートでは、光反射
面からなるほぼ相似形の基本ユニットの主反射方向と光
反射シートの法線方向は１５度以上の角度をなしている
ことが好ましい。更にまた、光透過性物質によるコーテ
ィング層は、２種類以上の屈折率が異なる物質から構成
された、光散乱性を有する材質よりなることが好まし
い。

【００１７】また、本発明の光反射シートでは、反射面
からなるほぼ相似形の基本ユニットは、稜線が多数並列
した態様とされ、かつ稜線に垂直な方向への断面は凹状
若しくは凸状であることが好ましい。そして、光反射面
からなるほぼ相似形の基本ユニットは最大径５０００μ
ｍ以下の凹面鏡若しくは凸面鏡が多数配列したものであ
ることが好ましい。

【００１８】本発明は面光源装置でもあり、前述した各
特徴を備える光反射シートを照明光学系中に構成要素と
して用いることを特徴とする。その際、この面光源装置
は、反射面形成側の光反射シート上に導光体が配設さ
れ、この導光体の少なくとも一側端部には光源が配設さ
れていると共に出射光線の少なくとも６５％以上が光反
射シート側に出射する機構が導光体に設けられているこ
とが好ましい。

【００１９】また、本発明の面光源装置では、出射光線
の少なくとも６５％以上が光反射シート側に出射する機
構が、平滑な表面からなる凸状突起を多数配置したもの
であることが好ましい。更に、この面光源装置では、平
滑な表面からなる凸状突起を構成する表面が算術平均粗
さＲａの値が０．０１〜１０μｍなる表面とされ、か
つ、平滑な表面からなる凸状突起の深さｈと最小開口幅
Ｗｍｉｎで定義されるｈ／Ｗｍｉｎが０．５以上とされ
ていることを特徴とする。また、本発明は前述した特徴
を備える面光源装置をバックライト光学系に用いて従来
の技術的課題を解決した液晶ディスプレイ装置でもあ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光反射シート及び
これを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置を図に
示される実施形態について更に詳細に説明する。図１は
本発明の一実施形態に係る光反射シート１０を用いた面
光源装置１１の主要部を概略的に示している。

【００２１】この実施形態の面光源装置１１は、透光性
の平板からなる基板即ち導光体１２を備え、この導光体
１２の一側端部１２ａには当該側端部の端面に沿うよう
に線状の光源１３が配設されている。この光源１３は、
蛍光管又はＬＥＤアレー等を用いることができるが、特
にこれに限定されるものではない。光源１３としては、
発光効率に優れ、小型化容易な冷陰極管の利用が最も好
適である。

【００２２】また、光源１３の配置形態としては、この
態様に限定されるものではなく、この他にも、一側端部
にのみ冷陰極管が配設された１灯式の態様、一側端部に
２本の冷陰極管が配管された２灯式の態様、１灯又は２
灯の冷陰極管が一側端部に配設され、これが対向する側
端部にも設けられ、合計２灯式又は４灯となっている態
様等が代表的である。

【００２３】また、光源の態様として、本発明ではなに
も線状の光源に限定されるものではなく、例えば小型の
面光源装置ではＬＥＤ等の点光源を光学ロッド等と共に
用いることもできる。この導光体１２の一側端部１２ａ
には、光源１３を覆うようにランプリフレクタ１４が取
り付けられ、光源１３による直接光とリフレクタ１４で
反射された反射光とが無駄なく導光体１２の内部に光入
射面である一側端部１２ａから入射する機構とされてい
る。

【００２４】導光体１２は、一例を挙げれば板厚が約４
ｍｍ程度のほぼ四角形状をした透光性の薄板であり、図
１で見て上面である一方の表面が光を出射する光出射面
１２ｂであり、これとは反対側の他方の表面１２ｃ（図
１で見て下面）は光出射面と対向する面である。

【００２５】導光体１２の光出射面１２ｂには、光入射
面１２ａに対する法線方向にほぼ平行な稜線１５ａを備
える三角プリズムアレー１５が集光素子１５０として形
成され、集光作用を高める構造とされている。本発明で
は導光体１２の光出射面１２ｂに形成される集光素子１
５０として三角プリズムアレー１５に限定されるもので
はなく、プリズムアレー、レンチキュラーレンズアレ
ー、マイクロレンズアレー等、各種の形状が実施可能で
あるが、これらの集光素子１５０によって導光体１２内
における照明光線の伝搬が妨げられることがないように
しなければならない。特に大型の面光源装置ではこの点
を考慮することが極めて重要であり、具体的には、集光
素子１５０として稜線を光源１３の配設される側端部１
２ａにほぼ垂直とする、波板状の凹凸形状を形成するこ
とが好ましい。

【００２６】また、これら三角プリズムアレー１５の各
プリズム部１５ｂやレンチキュラーレンズアレーの各レ
ンズ部の配列ピッチＰ１は、視認できない程度に微細化
されていることが望ましい。より具体的には、図１に示
されるようにピッチＰ１が１〜５００μｍなる三角プリ
ズムアレー１５、或いは図示してはいないがレンチキュ
ラレンズアレー等の波板状の凹凸を用いることが好まし
く、照明光線の集光性の観点では、頂角を７０〜１５０
度の範囲とし、ピッチを５〜３００μｍの範囲とする三
角プリズムアレー１５を用いることが好適であり、より
好適にはピッチ１０〜１５０μｍ、頂角８０〜１１０度
の範囲とする三角プリズムアレー１５を用いることであ
る。

【００２７】更に、導光体１２の光出射面１２ｂとは反
対側の面１２ｃ側には、当該面１２ｃに近接して図２に
示されるような光反射シート１０が配設されている。光
反射シート１０は、傾斜した反射面１６ａを備える多数
の基本ユニット１６が微細なピッチＰ２で基材１７の表
面に形成されて構成されている。ここで、基本ユニット
１６とは、図３〜図１０に示されるようにほぼ相似形状
の傾斜した反射面１６ａの集合体として得られる光反射
シート１０の基本形状単位を意味する。

【００２８】すなわち、基本ユニット１６とは、それ以
上分割すると同一性若しくは相似性が消失してしまう最
少の形状単位、所謂ユニットセルである。また、ピッチ
Ｐ２とは、図３〜図１０に示されるように、これら基本
ユニット１６の配列によって作られる基本周期の内、最
小の長さとして定められる。

【００２９】ところで、このような光学系では、導光体
１２からの出射光線はできる限り光反射シート１０の方
向に向かうようにしなければならない。そのため、導光
体１２の光出射面１２ｂに対向する面１２ｃには、不要
な光拡散（散乱）現象を発生しない平滑面から構成され
た多数の方向性光出射素子１８を適切な形状にし制御し
てなる光取り出し機構１８０が設けられている。

【００３０】すなわち、導光体１２からの出射光線を光
取り出し機構１８０により光反射シート１０の方向に選
択的に出射させ、該光反射シート１０の表面に設けられ
た傾斜面１６ａからなる略相似形の基本ユニット１６に
よって変角、集光することで照明光線の特性をコントロ
ールする。

【００３１】本発明の面光源装置において、照明光線の
経る光路は、通常のサイドライト型面光源装置とは異な
り、導光体１２の光出射面１２ｂと対向する面１２ｃ側
に設けられた平滑面からなる方向性光出射素子１８の効
果によって、大部分の光束が、一旦、選択的に光反射シ
ート１０の側に出射し、その後に、該光反射シート１０
で光束方向を変換され正面方向に出射する光学系とされ
ている。

【００３２】すなわち、このような光路をとることによ
って、導光体１２の光出射面１２ｂに三角プリズムアレ
ー１５やレンチキュラーレンズアレー等の集光素子１５
０を設けた場合に、導光体１２自体がレンズアレーシー
トとしての光学的機能を果たすことが出来るようになる
ため、従来型の単純に導光体に集光素子を設けたのみの
面光源装置に比較してはるかに優れた集光性を得ること
が出来るようになるのである。

【００３３】本発明が、前提としている照明光の光路、
即ち一旦、光反射シート１０の側に選択的に照明光を出
射させ、光反射シート１０で方向変換された光束が再び
導光体１２を貫通する光路を通ることを実現するために
は、導光体１２中を伝搬する光束を取り出す機構１８０
として、図１１〜図１４に例示される如く、平滑面で形
成され且つ光反射シート１０の方向へ選択的に光を出射
できる断面形状を有した素子構造、即ち方向性光出射素
子１８が光出射面１２ｂと対向する面１２ｃに設けられ
る必要があるのである。

【００３４】この方向性光出射素子１８について、より
詳細に述べれば、まず、出射光線の光出射方向を光反射
シート１０方向に選択的に絞り込むため、最低限、これ
らの素子は平滑面で形成されている必要がある。これ
は、粗面が僅かでも存在することによって、必ずランダ
ムな方向への光の散乱（拡散）現象が発生するためであ
り、光の出射方向を選択的コントロールするためには甚
だ芳しくない影響を与えるからである。

【００３５】より具体的には、方向性光出射素子１８を
構成する平滑面は、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に定める算術平
均粗さＲａの値が、好ましくは０．０１〜１０μｍの範
囲、より好ましくは０．０２〜４μｍの範囲、さらに好
ましくは０．０５〜２μｍの範囲の表面とされ、方向性
光出射素子１８に入射した光束が粗面によって生起され
る意図しない光拡散（散乱）現象によって散乱され、光
反射シート１０の方向へ選択的に照明光線を出射すると
いう本来の機能を損なうことのないようにしなければな
らない。

【００３６】ここで、方向性光出射素子１８は画面上で
のパターン見えを防止するため、極めて微細化されるこ
とが多いが、この場合に余りにも広いサンプリングエリ
アをとって十点平均粗さを測定すると、元来、方向性光
出射素子１８が有する形状の効果が測定値に反映されて
しまい正しい測定が出来なくなる。すなわち、極めて微
小な領域、具体的には５０μｍ²程度の領域をサンプリ
ングエリアとして方向性光出射素子表面の平滑度を定め
る必要がある。

【００３７】さらに詳しくは、本発明の面光源装置おけ
る導光体１２に用いられる方向性光出射素子１８によっ
て導光体１２から出射する全光束に対して、好ましくは
６５％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好まし
くは７５％以上の光束が光反射シート１０の側に出射す
るように、方向性光出射素子の平滑度や形状を調整する
ことが好ましい。

【００３８】ここで、導光体１２からの光束が出射する
方向についての選択性を測定する測定手段は概略下記の
通りである。すなわち、先ず通常光反射シートが配設さ
れる位置にほぼ完全に光を吸収する黒色のシート１９
（植毛紙等）を配設し、図２２に示される如く、導光体
１２を通常の向きにセットして積分球２０中で点灯さ
せ、この時に得られた導光体１２の光出射面１２ｂ側か
ら発せられる全光束量をΣａとする。

【００３９】次に、導光体１２の向きを通常とは裏返し
にセットし（本来、光反射シートの側に向く面が光出射
面側に来るようにセットする。）、同様に積分球２０中
で点灯させ、この時に得られた導光体１２の光出射面と
反対側の面から発せられる全光束量をΣｂとする。この
際に、得られる数値、Σｂ／（Σａ＋Σｂ）×１００が
光反射シート１０の側に選択的に出射する光束の割合
（％）となるのであり、この値が好ましくは６５％以
上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７５
％以上とされるのである。

【００４０】さらに好適には、この方向性光出射素子１
８の形状は平滑な面から構成される凸状突起となってい
ることが望ましい。すなわち、図１１及び図１６〜図１
８に示される如く、平滑な表面を有しながら導光体１２
の面１２ｃから突出した凸状突起形状であれば、開口幅
Ｗに対して深さｈを大きくとることによって、図１１に
示すような光路をとる光線２１を増大させ、容易に光反
射シート１０方向へ選択的に照明光線を取り出すことが
できるようになるのであり、尚かつ、導光体１２の成型
時に該形状を導光体１２に転写した際にも金型から取り
外し易く、生産性も高いからである。

【００４１】また、凸状突起形状であれば該形状を作成
するための金型も製造が容易であり、ドライフィルムレ
ジスト等を用いたフォトリソグラフィーと電鋳法等を組
み合わせることによって、比較的、簡単に所望の凸状突
起形状を有したパターンを得ることが出来るのである。

【００４２】凸状突起の形状についてさらに詳細に述べ
れば、凸状突起の表面は算術平均粗さをＲａ（ＪＩＳ
Ｂ０６０５）の値が０．０１〜１０μｍとされ、深さｈ
と最小開口幅Ｗｍｉｎで定義される値ｈ／Ｗｍｉｎが好
ましくは０．５以上、より好ましくは０．６以上、さら
に好ましくは０．７以上とされる。このようにすること
で、突起部に入射した光線は大部分が反射シートの側に
選択的に出射するようになるのである。様々な凸状突起
に対する深さｈ、最小開口幅Ｗｍｉｎは図１６、図１７
及び図１８に示される如く定義される。

【００４３】さらに、突起部に入射した光線を十分に光
反射シート１０側に出射させるためには、最大開口幅Ｗ
ｍａｘと前記凸状突起の深さｈによって定義される値ｈ
／Ｗｍａｘが好ましくは０．３以上、より好ましくは
０．４以上、さらに好ましくは０．５以上とされことが
より望ましい。ここで、凸状突起に対する最大開口幅Ｗ
ｍａｘは図１６〜図１８に示される如く定義される。

【００４４】ここで、方向性光出射素子１８の構成要素
として、図１１〜図１４に具体的に示される方向性光出
射素子の形状について簡単に説明すると、図１１に示さ
れる態様は、導光体１２における光反射シート１０側の
面１２ｃに断面四角形状の多数の凸状突起１８ａを所定
のパターンで形成して光取り出し機構１８０としたもの
である。また、図１２に示される態様は、導光体１２に
おける光反射シート１０側の面１２ｃに断面三角形状の
多数の凸状突起１８ｂを所定のパターンで形成して光取
り出し機構１８０としたものである。

【００４５】更に、図１３に示される態様は、導光体１
２における光反射シート１０側の面１２ｃに凹状のへこ
みを形成することで相対的に突出部１８ｃを形成して光
取り出し機構１８０としたものである。更にまた、図１
４に示される態様は、導光体１２における光反射シート
１０側の面１２ｃに断面Ｖ字状の多数の溝部１８ｄを所
定の間隔で形成し、これにより光取り出し機構１８０と
したものである。

【００４６】また、面光源装置として、面内で照明強度
を一定に保つため、前記凸状突起や溝部からなるパター
ンの外形は、光源１３が配設された部分から離れるにし
たがって光の取り出し効率が高められるようにパターン
形状が調整されている。すなわち、突起開口部の面積が
徐々に増加する態様、もしくは同一形状の突起が用いら
れ、光源から離れるにしたがって凸状突起部の配置密度
が増加する態様等によって、光源からの距離に依らずに
光の出射量がほぼ一定となるように調整されるのであ
る。

【００４７】特に、調整が容易であるのは突起開口部の
面積が増加する態様であるが、本発明においては前述の
通り、凸状突起により実現される光取り出し機構１８０
は導光体内を伝搬する光線を光反射シート１０の側にの
み選択的に出射する機能を果たす必要があり、深さｈと
最小開口幅Ｗｍｉｎで定義される値ｈ／Ｗｍｉｎが高い
値に保たれているのが好ましい。

【００４８】このことから、単純に開口部の面積を増加
させてしまったのでは、光源１３から離れた位置でｈ／
Ｗｍｉｎの値が好ましい値から外れてしまうことも想定
される。したがって、ｈ／Ｗｍｉｎ値を一定に保ちなが
ら突起開口部の面積を増加させるパターン形状が最も好
ましいのであり、具体的には、図１９に示される様に、
光源１２が配設された位置から離れるにしたがって一軸
方向に突起開口部が拡大しているパターン形状が最も好
ましい。

【００４９】本発明の面光源装置においては、前述した
ように光反射シート１０側に導光体１２からの出射光線
の大部分が出射する光学系とされるが、この出射光線
は、通常、図１１や図１５に示されるように光反射シー
ト１０に対して斜めに入射する指向性を有する光線２１
となる場合が多い。

【００５０】そこで、本発明の面光源装置において、導
光体１２から光反射シート１０の側に選択的に出射した
光線２１は、光反射シート１０に設けられた傾斜した反
射面１６ａからなるほぼ相似形の基本ユニット１６の効
果によって、導光体１２の正面方向に方向が変角され、
その結果、面光源装置１１を正面から見た際に、極めて
高い照明強度が得られるようになるのである。

【００５１】このことは、従来型の面光源装置に比べて
照明光学系の構成を極めて単純化できるものであり、従
来型の面光源装置ではプリズムアレー等の屈折型の光学
系によって光線の集光機能や変角機能を果たしていたの
に対して、本発明においては、光反射シート１０に設け
られた傾斜した反射面１６ａからなるほぼ相似形の基本
ユニット１６を、例えば凹面鏡のような形状に設計する
等によって、集光機能や変角機能等の所望の光学的機能
を光反射シート１０に持たせることが可能となり、同等
な光学的性能を保持しながら、極めて構造が簡素化され
た面光源装置を提供することができるのである。

【００５２】ここで、本発明において用いられる光反射
シート１０は屈曲性を有した厚み１０００μｍ以下程度
の基材１７が好ましいが、厚み等の形態は応用対象によ
って適宜選択され、必ずしもこれに限定されるものでは
ない。しかし、好ましい基材１７としては、熱可塑性樹
脂フィルムを挙げることができる。また、反射率は高効
率化の観点から高反射率を有する材質からなることが望
ましい。

【００５３】ここで、本発明における反射率とは、画像
表示用途に主として用いられることから、言うまでもな
く可視光線スペクトルの代表的な波長域における反射率
のことを意味する。すなわち、前述の傾斜した反射面か
らなる基本ユニットにおいて、光反射過程に実質的に寄
与する光反射シート表面付近に配設される材質（例えば
銀蒸着層）が可視スペクトル領域において高い反射率を
有することを意味し、より具体的には、波長５５０ｎｍ
において分光光度計を用いて測定した反射率の値が少な
くとも７０％以上、好ましくは７５％以上、さらに好ま
しくは８５％以上、また、特に好ましくは８８％以上、
極めて好ましくは９１％以上の反射率を有することを意
味する。

【００５４】すなわち、可視光波長域において、色調変
化をあまり起こさず、入射光エネルギーを出来る限り損
失なく反射する特性を有した材質とされていることが好
適なのであり、代表的には銀やアルミニウムの様な高い
反射率を有する金属材質を用いることが好ましい。ま
た、反射の指向性に関しては鏡面反射及び拡散反射は、
必要とする照明光の光学特性に応じて、適宜、選択され
るものであるが、一般的に高い指向性を得たい場合には
銀やアルミニウム等からなる鏡面反射層が好適に用いら
れ、広い出射角度分布を得たい場合には白色顔料を混練
した樹脂や発泡性樹脂等からなる拡散反射層が好適に用
いられる。

【００５５】次に、ほぼ相似形の基本ユニット１６の配
列ピッチＰ２は、基本ユニット１６の配列が画面上で認
識できなくなるようにするため、できる限り微細化され
ていることが重要であり、具体的には５０００μｍ以
下、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５０
０μｍ以下とされる。

【００５６】光反射シート１０の表面に設けられる表面
反射率８５％以上の傾斜した反射面１６ａからなるほぼ
相似形の基本ユニット１６として、代表的には図３
（ａ）、（ｂ）に示されるように基本ユニット１６が断
面鋸歯状とされるか、或いは図４（ａ）、（ｂ）に示さ
れるように基本ユニット１６が山形状とされ、基本ユニ
ット１６が一軸方向にのみ周期性を有している構造で、
ピッチ３０００μｍ以下、好ましくは８００μｍ以下、
より好ましくは３００μｍ以下で、光反射シート１０を
上方から見た際に稜線１６ｂが平行に配列した、平行直
線状で且つ平坦な傾斜反射面１６ａからなる基本ユニッ
ト１６の配列が用いられている態様が挙げられる。

【００５７】これは、図３（ａ）、（ｂ）や図４
（ａ）、（ｂ）に示されるように傾斜した平坦な反射面
１６ａの稜線１６ｂがほぼ平行配列した態様では、ダイ
ヤモンドバイトやエンドミルを用いた切削加工が適用し
易いため、賦形のための金型製作が容易であり、微細化
が行い易く、量産性も極めて高いためである。

【００５８】このような平行直線状で且つ平坦な傾斜反
射面１５ａが多数配列した光反射シート１０を用いるこ
とで、前述の平滑面からなる凸状突起等を用いた方向性
光出射素子１８からなるパターンを光取り出し機構１８
０とし且つ導光体１２から出射する光束の大部分が光反
射シート１０の配設側に向かうよう設計された導光体１
２からの出射光線が、平行直線状で且つ平坦な傾斜反射
面１６ａの効果によって導光体１２の法線２２方向に反
射されるため、面光源装置１１として極めて好適な特性
を備えた照明光線を得ることができるのである。

【００５９】図２０に示されるように、ほぼ相似形の基
本ユニット１６に用いられる傾斜した反射面１６ａの傾
斜角度αとして好適な範囲は、用いる光取り出し機構１
８０の形態によって様々であり、導光体１２からの出射
光線の方向を光出射面１１ｂの法線２２方向に変換する
という観点で、適宜決められるべきものである。

【００６０】例えば、光取り出し機構１８０として図１
１に示されるように凸状突起１８ａを用いる態様、或い
は図１２に示されるように断面三角形状の突起１８ｂを
用いる態様では、傾斜した反射面１６ａの傾斜角度αが
好ましくは５０度〜７度の範囲、より好ましくは４０度
〜１０度の範囲、さらに好ましくは３４度〜１５度の範
囲が好適に用いられる。

【００６１】また、各基本ユニット１６を構成する傾斜
した反射面１６ａの断面は、図５及び図６に示されるよ
うに凹状となっていることが集光性の観点からは好まし
い。これは、本発明において好適に用いられる平行直線
状で且つ傾斜した反射面が多数配列した態様のみなら
ず、図７〜図１０に示されるように凹面鏡状の基本ユニ
ット１６が配列した態様等においても好適に用いられ
る。

【００６２】この際にも、傾斜した反射面１６ａの傾斜
角度αとして好適に用いられる範囲は導光体１２からの
出射光線の方向を光出射面１２ｂの法線２２方向に変換
するという観点で決定されるべきであり、例えば、図１
１及び図１２に示されるような光取り出し機構１８０と
して凸状突起１８ａ或いは断面三角形状の突起１８ｂを
用いる各態様では、図２１に示されるように凹状断面の
中心部での接線の傾斜角度αが好ましくは５０度〜７度
の範囲、より好ましくは４０度〜１０度の範囲、さらに
好ましくは３４度〜１５度の範囲とされる。

【００６３】このような断面凹状の反射面１６ａからな
る基本ユニット１６を反射素子として光反射シート１０
に設けることによって、導光体１２に設けられた光取り
出し機構１８０から出射するブロードな拡がりを有する
光束２１を、よりシャープな角度特性を持つ光束２３
（より平行光束に近い光束）に変換しながら、導光体１
２の法線２２方向に出射させることができるようになる
のであり、言い換えれば、凹面鏡ミラーの集光効果によ
って導光体１２からの出射光線をよりコリメートされた
導光体１２の法線２２方向に対してに極めて輝度の高い
出射光線に変換することができるのである。

【００６４】従って、従来型の面光源装置では、プリズ
ムアレー等の製造が困難で高価な部材を用いて実現して
いた集光効果を、このような部材を用いずとも実現可能
になるのであり、ほぼ同等な光学特性を保ちながら、面
光源装置を極めて簡略化された構成にすることができる
ようになり、組立て工程数の低減、歩留まりの向上、ゴ
ミ混入確率の低減、低コスト化等、実用的な面光源装置
として極めて多くの利点を備えているのである。

【００６５】ところで、本発明における面光源装置の集
光性の観点からは、断面凹状なる傾斜した反射面１６ａ
が基本ユニット１６に用いられる態様が好ましいこと
は、前述した通りであるが、傾斜した反射面１６ａから
なるほぼ相似形の基本ユニット１６の別な態様として、
図７〜図１０に示されるように最大径３０００μｍ以
下、好ましくは８００μｍ以下、さらに好ましくは３０
０μｍ以下なる凹面鏡状の反射面１６ａが配列した構造
が用いられている態様が挙げられる。このような態様で
は、一方向のみではなく直交する２方向に集光を果たす
ことが可能となるため、前述した平行直線状で且つ傾斜
した反射面１６ａが多数配列した態様に比べて、更に集
光性を向上させることが可能になるのである。

【００６６】なお、図１に示される実施形態の面光源装
置１１のように、導光体１２の一側部１２ａにのみ光源
１３を配設する場合には、光出射面１２ｂとは反対側の
面１２ｃに図５に示される態様、即ち平行直線状で且つ
鋸歯状の凹状反射面１６ａの基本ユニット１６を配列し
て形成された光反射シート１０を配置することが好まし
いが、導光体１２の対向する両側部１２ａ、１２ａにそ
れぞれ光源１３を配設する場合には、光反射シート１０
として図６に示される態様、即ち平行直線状で且つ波形
状の凹状反射面１６ａの基本ユニット１６を配列して形
成された光反射シート１０を使用することが好ましい。

【００６７】本発明において光反射シート１０に用いら
れる反射材質については特に限定されるものではない
が、銀もしくはアルミニウムを表面にコーティングして
実質的な反射層２４を形成するのが製造の容易性から最
も好適である。特に銀反射層２４を真空蒸着、スパッタ
リング、及びイオンプレーティング等のドライプロセス
を用いて薄膜形成し、表面にコーティングする方法が最
も好ましい。

【００６８】また、例えば銀による真空蒸着をする以前
に、傾斜した反射面１６ａからなるほぼ相似形状の基本
ユニット１６が賦形された基材シート表面をサンドブラ
スト加工する等して、マット処理を施すこともできる。
このように処理することで、正反射性の反射面に適度の
光拡散性を持たせることができるようになり、出射光線
の角度分布特性の拡大、照明光線のぎらつき抑制、或い
は液晶セルのゲートアレーとの干渉に由来するモアレ模
様の発生防止等の効果を得ることが可能となる。

【００６９】また、反射層２４はなにも正反射性の金属
材質による反射層のみに制限されるものではなく、例え
ばチタニア等の白色顔料を混練したポリエステル樹脂に
よる拡散反射性の反射層を用いることもできる。この場
合には入射光線は拡散反射性の反射層２４によって色々
な方向に散乱されるため、反射光の指向性を拡大するこ
とが可能となり、照明光線の視野角度特性をＡｇ薄膜等
の正反射性反射面を用いた場合よりもさらに拡大するこ
とが可能となるのである。

【００７０】拡散反射層の形成法としてはこの他にも、
発泡性ポリエステル樹脂、発泡性ポリオレフィン樹脂、
発泡性ＡＢＳ樹脂等から拡散反射性の反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーティングす
る態様等が挙げられる。

【００７１】ところで、集光性等の光学特性の制御性の
観点から正反射性を有するこのような銀やアルミニウム
に代表される金属材質で反射層２４を形成した場合、極
めて経時変化を起こしやすいため、反射層２４が酸化劣
化等の経時変化によって容易に光学特性を変えてしまう
ことが起こる可能性があり、もしこのような酸化劣化等
の経時変化が起これば、簡単に光学的な反射特性が変わ
ってしまい、照明光の品質を保持することが極めて困難
になることが予想され、実用的な面光源装置が得られな
くなる。

【００７２】また、本発明者が提案した図２３及び図２
４に示されるような構造の面光源装置を液晶ディスプレ
イ装置のバックライト光源として実用に供しようとする
場合には、きめ細かく面光源エリア内での照明光分布を
コントロールすることが実用的な照明光特性を得るため
に極めて重要となることが分かった。その方法としては
傾斜面からなるほぼ相似形の基本ユニット７が形成され
た光反射シート８表面に部分的に白色（光拡散性）や黒
色（光吸収性）等の微細な印刷パターンを施すことが考
えられるが、傾斜面からなるほぼ相似形の基本ユニット
７が形成された光反射シート８表面にこれらの印刷を精
度良く施すことは極めて困難であり、上述した面光源装
置では光学系は簡略化されるものの照明光の品質が劣る
ことにもなる。

【００７３】更に、本発明者が提案した図２３及び図２
４に示されるような構造の面光源装置は光学系の構成が
極めて簡素であるという利点がある反面、正反射性を有
する銀やアルミニウムに代表される金属材質を反射材質
として用いているため、導光体が大型化した際に発光面
内での色ムラが現れやすい問題があり、大型の液晶ディ
スプレイ装置に適用することが実質的に困難である。

【００７４】そこで、本発明の光反射シートでは、ほぼ
相似形の基本ユニット１６を光透過性物質によってコー
ティングし、尚かつ、このコーティング層２５は、図２
に示されるように、該ほぼ相似形の基本ユニット１６を
完全に埋め込んで、表面上に基本ユニット１６の形状が
反映されないように、平滑にコーティングが施されてい
る。

【００７５】これによって光反射シート１０の表面、具
体的にはコーティング層２５の表面に非常に微細なパタ
ーン２６、２７をスクリーン印刷法やオフセット印刷法
によって印刷することが出来るようになり、パターン見
えを起こさないように光反射シート１０に印刷をして、
面光源装置１１の光学特性をきめ細かく制御することが
出来るようになる。このような平滑なコーティング層２
５の形成には、アクリル系の光硬化性樹脂若しくは熱硬
化性樹脂を用いることが生産性や精度の観点から最も好
適である。

【００７６】光反射シート１０の表面平滑度、言い換え
ればコーティング層２５の表面の好適な範囲は、接触式
の表面粗さ計を用いて１０ｍｍの範囲にわたってサンプ
リングした十点平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０５）Ｒｚの
値として、０．１〜１５．０μｍ、好ましくは０．５〜
５．０μｍの範囲である。コーティング層２５の表面を
このような平滑面とすることで、微細なパターンの印刷
が可能になるのである。また、印刷パターンには、光源
近傍では明るい帯状の明部（輝線）等が発生して外観が
悪化することが良く起こるため、これを補正するために
設けられる光拡散反射性（白色）や光吸収性（黒色）の
多数のドット２６ａからなるパターン２６、大型モジュ
ールでは面内で色ムラが発生し易いため、これを補正す
るために用いられる半透光性の多数のドット２７ａから
なるパターン２７が代表的である。

【００７７】光源近傍での帯状明部（輝線）等の発生に
よる外観悪化を補正するために設けられるパターン２６
については輝線の補正能力としては黒色が優れている
が、輝度の低下が発生し易い。これに対して白色は輝度
低下が相対的に少ない。図２に示されるように、光源が
配設される光反射シート１０の側端部付近に主として集
中的に設けられ、パターン２６を形成するドット２６ａ
のピッチＰ３は、好ましくは２〜４００μｍ、より好ま
しくは５〜３００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００
μｍが用いられ、パターンは一側端１２ａから３０ｍｍ
以内、好ましくは２５ｍｍ以内、さらに好ましくは２０
ｍｍ以内の範囲に設けられ、配置密度が光源配設側端か
ら離れるにしたがって漸減するパターンとされている。

【００７８】他方、大型モジュールでの面内色ムラを補
正するために用いられる半透光性の多数のドット２７ａ
からなるパターン２７については、光反射シート１０の
広い範囲にわたって設けられ、その配置密度は光源配設
側端から離れるにしたがって徐々に増加するように形成
される。代表的には、光源付近がより青みが強くなりす
ぎる傾向が良く認められるため、若干青みのかかった光
透過性のインキを光源１３から離れるにしたがって配置
密度が大きくなるように印刷する態様が挙げられる。こ
の際にも、パターン２７を形成するドット２７ａのピッ
チＰ４は、好ましくは２〜４００μｍ、より好ましくは
５〜３００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００μｍの
ピッチにて配置される。

【００７９】更に、光反射シート１０に設けられる光透
過性物質によるコーティング層２５は、屈折率が異なる
物質から構成された、光散乱性を有する材質を用いても
よい。例えば、光透過性物質によるコーティング層２５
を形成する材料として好適に用いられるアクリル系光硬
化性樹脂中にチタニア等の無機系微粒子を分散させるこ
とによってこの様な効果を持たせることが可能であり、
光散乱を発生させ、該光反射シートに入射した光線が適
度に散乱される。これによって照明光線の制御性をさら
に高めることができる。

【００８０】また、本発明による光反射シート１０は、
傾斜面１６ａからなるほぼ相似形の基本ユニット１６が
形成された層が熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂から形成さ
れるのが好適であるが、更に、この層のみでは剛性が不
足し、光学特性に悪影響が及ぶ場合が多いため、ポリエ
ステルやポリプロピレンの二軸延伸フィルムを背面支持
体２８として用いることが好ましい。

【００８１】このように本発明の面光源装置によれば、
ほぼ相似形の基本ユニット１６を完全に埋め込むように
光透過性物質によってコーティングし、このコーティン
グ層２５の表面に基本ユニット１６の形状が反映されな
いように平滑にした光反射シート１０を形成して、これ
を面光源装置１１に用いることによって、光反射シート
１０の表面に非常に微細なパターン２６、２７を印刷す
ることが出来るようになるため、実用上極めて重要な、
光学特性の改良、例えば光源近傍での明部の発生防止や
大型化した場合の色ムラの修正を行うことができる。

【００８２】また、本発明では、このような光反射シー
トを用いた面光源装置を透過型液晶パネルの背面に配設
することで、薄型化で画像品質が優れ（輝線少ない）、
且つ構造が簡略で組立性に優れ、しかも歩留まりが高く
且つコストの低減化が可能な液晶ディスプレイ装置を得
ることができる。ここで、液晶パネルとは液晶分子の電
気光学効果、すなわち電界に伴う光学異方性、配向性等
を利用し、任意の表示単位に電界印加或いは通電して液
晶の配向状態を変化させ、光線透過率や反射率を変える
ことで駆動する、光シャッタの配列体である液晶セルを
用いて表示を行うものをいう。

【００８３】具体的には、透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマッチクモード、透過型アクティ
ブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、透過
型アクティブマトリクス駆動インプレーンスイッチング
モード、透過型アクティブマトリクス駆動マルチドメイ
ンヴァーチカルアラインドモード等の液晶素子が挙げら
れる。

【００８４】以上の様に、導光体１２の光出射面１２ｂ
と対向する面１２ｃ側に設けられた平滑面からなる方向
性光出射素子１８の効果によって、大部分の光束が、一
旦、選択的に光反射シート１０の側に出射し、その後
に、該光反射シート１０で光束方向を変換され正面方向
に出射する光学系とされていることにより、導光体１２
の光出射面１２ｂに三角プリズムアレー１５やレンチキ
ュラーレンズアレー等の集光素子１５０を設けた場合
に、導光体自体がレンズアレーシートとしての光学的機
能を果たすことができるようになるため、従来型の単純
に導光体に集光素子を設けたのみの面光源装置に比較し
てはるかに優れた集光性を得ることができ、もって構造
の簡素化、組立性の向上、及びコスト低減化に極めて大
きな効果を果たすものである。

【００８５】また、光反射シート１０の表面には、平滑
にコーティングが施されているため、微細な光学品質の
調整パターン２６，２７を設けることが可能となり、極
めて高い光学品質の要求される大型液晶ディスプレイの
バックライトとしても、十分に実用的な性能を得ること
が可能となるのである。

【００８６】

【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。（実施例）導光体としてアクリル樹脂（三菱レイヨン
製、アクリペットＴＦ８）の射出成型によって得られ
た、サイズ２８５．０×２１５．０ｍｍ、厚みが光源付
近では２．４ｍｍ、光源から最も離れた位置では０．８
ｍｍなる短辺方向に厚みの変化する楔形形状のアクリル
板を使用し、厚肉部に冷陰極管からなる線状光源（サン
ケン電気製、２．０φ管）を配設して、上方から見て長
方形の形状を有し、線状光源から離れるにしたがって長
さが一軸方向（線状光源と平行な方向）に相対的に大き
くなるようにパターニングした微細な凸状突起（方向性
選択性の光取り出し機構）を導光体上に形成した。

【００８７】凸状突起の表面は不要な光散乱を起こさぬ
ように平滑な面とされている。図１６に凸状突起部の拡
大図を示す。突起の深さｈは２７．０μｍであり、線状
光源に垂直な方向に対する断面図で見た突起部分の最小
開口幅Ｗｍｉｎは４７．０μｍとされ、また、最大開口
幅、すなわち、線状光源と平行な方向への突起部の長さ
は９６μｍ〜３１０μｍの範囲で、上述の様に、光源か
ら離れるにしたがって徐々に大きくされ、面内で輝度分
布が一定となるように調整されている。

【００８８】ここで、凸状突起の形成に用いる金型は、
厚み２５μｍ（ニチゴーモートン製）なるドライフィル
ムレジストを鏡面研磨したステンレス板上にラミネート
し、フォトリソグラフィーによってパターンを形成し、
該ドライフィルムレジストによるパターニングを施した
ガラス板上に電極となるニッケルを蒸着し、これをマス
ターとしたニッケル電鋳型によって得られている。

【００８９】導光体の凸状突起からなる光取り出し機構
が設けられない側（導光体の光出射面側）には、導光体
の光集光性をさらに高めるべく、図１に示す如く、頂角
９０度、ピッチ１００μｍなるプリズムアレー１５から
なる集光素子１５０が形成され、該プリズムアレー１５
の稜線１５ａは線状光源１３が配される側端部１２ａに
ほぼ垂直となるように配置されている。

【００９０】前記導光体の光取り出し機構１８０である
平滑面からなる凸状突起は光反射シート１０が配設され
る側に設けられ、凸状突起が方向選択性光取り出し機構
１８０として作用し、光反射シート１０の側に選択的に
光を出射する効果によって、導光体１２から出射する光
束の７２％が光反射シート１０の側に出射する、本発明
に用いるのに極めて好適な導光体１２が得られた。

【００９１】光反射シート１０には、断面形状が図５に
示される、稜線１６ｂがほぼ平行に配列した平行直線状
で且つ傾斜した反射面即ち平行直線状傾斜面１６ａを基
本ユニット１６とする、光反射シート１０が用いられ
た。基本ユニット１６のピッチは１００μｍとされ、反
射層２４として銀のスパッタリング層が用いられ、銀ス
パッタリング層と基材１７の密着性を向上させるためシ
リカがスパッタリングによってアンダーコートされた。

【００９２】ここで、前記平行直線状傾斜面１６ａの傾
斜角度αは３１度とされ、また該傾斜面の断面形状は凹
状とされた。この様な光学系を構成することによって、
導光体１２に設けられた平滑面からなる凸状突起（方向
選択性を有する光取り出し機構）によって得られる、導
光体より光反射シート１０の側に出射する光線を、平行
直線状傾斜面１６ａの効果によって方向変換ならびに集
光を果たし、導光体の正面方向に光線が出射する照明光
学系を得た。

【００９３】光反射シート１０の表面には光硬化性アク
リル樹脂が厚くコーティング（コーティング層２５）さ
れ、平行直線状傾斜面部分が該アクリル樹脂によって埋
設されているため、光反射シート１０の最表面は平行直
線状傾斜面１６ａの形状が反映されない平滑な表面とさ
れた。接触式の表面粗さ計（東京精密製）を用いて１０
ｍｍの範囲にわたってサンプリングした十点平均粗さ
（ＪＩＳＢ０６０５）Ｒｚの値は１．４μｍであっ
た。

【００９４】また、該光反射シート１０の線状光源近傍
には、光源１３と平行に発生する帯状の明部（輝線）を
防止するため、黒色の光吸収性パターン２６がピッチ１
５０μｍ、幅６ｍｍにわたってスクリーン印刷によって
設けられ、該パターン２６は線状光源に接近する側端部
１２ａから離れるにしたがって徐々に消失するパターン
とされ、輝線を目立たなくさせる構造とされた。

【００９５】さらに、色ムラを修正するため、該光反射
シート１０上には僅かに青みのかかった光透過性のイン
キがドットパターン状に印刷され、該印刷パターン２７
はピッチを２００μｍとして、光源近傍から遠ざかるに
したがってドット形状が大きくなる態様とされた。パタ
ーニングの詳細は面光源装置上での照明光の色ムラ（色
度ムラ）がなるべく小さくなるように決定されている。

【００９６】冷陰極管はインバーターを介して高周波点
灯し、面光源装置を得た。管電流６ｍＡとし、輝度測定
装置（トプコム製、ＢＭ−７）を用いて面内の平均輝度
および色度ムラを評価した結果、平均輝度１７４０ｎｉ
ｔ、色度ムラはｘ＝±０．００４、ｙ＝±０．００７が
得られ、輝度性能および色度ムラとも、液晶ディスプレ
イパネルのバックライト光源として実用するに十分な光
学特性であることが確認された。さらに、光源近傍での
輝線（明部）の発生も全く認められず、有効発光エリア
を極めて広く（導光体のの光入射側端部から２．４ｍ
ｍ）とることが可能となった。

【００９７】（比較例）実施例記載の面光源装置におい
て、前記光反射シート表面にコーティング層が形成され
ず、かつ、前記光反射シート上への印刷も為されなかっ
たことの他には実施例１と同様にして面光源装置を得
た。

【００９８】平均輝度１６７０ｎｉｔ、色度ムラはｘ＝
±０．０２８、ｙ＝±０．０１７であり、極めて色ムラ
が目立ちやすい為、液晶ディスプレイ装置のバックライ
ト光源としては品質が低いものであった。また、線状光
源近傍にて輝線が強く発生するため、光源近傍域を有効
発光エリアとすることができず（導光体の光入射側端部
から７ｍｍ程度まで全く使用することができない）、実
施例に比べて液晶ディスプレイ装置の狭額縁化が困難で
あった。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光反射シ
ート及びこれを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装
置によれば、基材の表面に凹状反射面からなる多数の基
本ユニットを微小ピッチで多数配列し、各基本ユニット
の反射面による主反射方向をほぼ一定の方向となるよう
にすると共にその反射率を高効率としたことにより、入
射光を特定の方向に対して変角すると同時に強い光強度
を与えるように集光し、更には発光面内での輝度ムラ
（ばらつき）が極めて少なく、尚かつ色ムラも小さく押
さえ、簡単な構造で且つ安価な光制御部材を提供するこ
とができる。

【０１００】更に、本発明によれば、この面光源装置を
例えば透過型液晶ディスプレイ装置の照明光学系として
用いることによって、より簡易な構成で品質に優れた液
晶ディスプレイ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を概略的に示す構成説明図である。

【図２】図１に示される面光源装置に使用する光反射シ
ートを部分的に示す斜視図である。

【図３】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された光反射シートの部分的な平面図及び３ｂ−３ｂ線
で切断して示す断面図である。

【図４】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び４
ｂ−４ｂ線で切断して示す断面図である。

【図５】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び５
ｂ−５ｂ線で切断して示す断面図である。

【図６】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び６
ｂ−６ｂ線で切断して示す断面図である。

【図７】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び７
ｂ−７ｂ線で切断して示す断面図である。

【図８】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び８
ｂ−８ｂ線で切断して示す断面図である。

【図９】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ平
坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形成
された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び９
ｂ−９ｂ線で切断して示す断面図である。

【図１０】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、稜線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形
成された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び
１０ｂ−１０ｂ線で切断して示す断面図である。

【図１１】本発明の面光源装置において導光体の光出射
面とは反対側の面に形成された多数の凸状突起からなる
光取り出し機構の一態様を、導光体の一部を拡大して概
略的に示す断面図である。

【図１２】本発明の面光源装置において導光体の光出射
面とは反対側の面に形成された多数の断面三角形状突起
からなる光取り出し機構の他の態様を、導光体の一部を
拡大して概略的に示す断面図である。

【図１３】本発明の面光源装置において導光体の光出射
面とは反対側の面に形成された多数の凹状へこみからな
る光取り出し機構の更に他の態様を、導光体の一部を拡
大して概略的に示す断面図である。

【図１４】本発明の面光源装置において導光体の光出射
面とは反対側の面に形成された多数の断面Ｖ字状溝部か
らなる光取り出し機構の更に他の態様を、導光体の一部
を拡大して概略的に示す断面図である。

【図１５】図１に示される実施形態の面光源装置におい
て導光体に入射した光線が光反射シートで集光、変角面
されて導光体の光出射面から出射する状態を模式的に示
す構成説明図である。

【図１６】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の一例について深さｈと最小開口幅Ｗｍｉｎ
及び最大開口幅Ｗｍａｘとの定義を示す概略的な構成説
明図である。

【図１７】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の他の例について深さｈと最小開口幅Ｗｍｉ
ｎ及び最大開口幅Ｗｍａｘとの定義を示す概略的な構成
説明図である。

【図１８】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の更に他の例について深さｈと最小開口幅Ｗ
ｍｉｎ及び最大開口幅Ｗｍａｘとの定義を示す概略的な
構成説明図である。

【図１９】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の配列パターンの一例を概略的に示す平面図
である。

【図２０】図３に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの傾斜反射面を部分的に拡大し、傾斜反射面
の傾斜角度を示す断面図である。

【図２１】図５に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの凹状の反射面を部分的に拡大し、凹状の反
射面の傾斜角度を示す断面図である。

【図２２】本発明の面光源装置で使用する導光体の光束
における方向選択性の測定法を示す説明図である。

【図２３】本発明者が以前に提案した面光源装置の一例
についてその主要部を概略的に示す斜視図である。

【図２４】本発明者が以前に提案した面光源装置の他の
例についてその主要部を概略的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１０一実施形態の光反射シート１１面光源装置１２導光体１２ａ光源が配設される導光体の一側端部１２ｂ導光体の光出射面１２ｃ導光体の光出射面とは反対側の面１３光源１４リフレクタ１５三角プリズムアレー１５ａ三角プリズムアレーの各稜線１５ｂ三角プリズムアレーの各プリズム部１６基本ユニット１６ａ反射面１６ｂ稜線１７基材１８方向性光出射素子１８ａ断面四角形状の凸状突起１８ｂ断面三角形状の凸状突起１９黒色のシート２０積分球２１光線２２光出射面についての法線２３シャープな光線２４反射層２５コーティング層２６印刷パターン２６ａドット２７印刷パターン２７ａドット２８二軸延伸フィルムからなる背面支持体１５０集光素子１８０光取り出し機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/10 Ｇ０２Ｂ 5/10 ＡＧ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H042 AA02 AA03 AA07 AA26 BA02 BA04 BA12 BA20 DA04 DA15 DA17 DC02 DD04 DD05 DE04 2H091 FA14Z FA16Z FA21Z FA23Z FA28Z FA29Z FA41Z FA42Z FA45Z FB02 FB08 FC01 GA13 HA10 KA10 LA12 LA16 LA18 LA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反射面からなるほぼ相似形の基本ユニ
ットがピッチ５０００μｍ以下にて多数配列し、かつ前
記基本ユニットの主反射方向はほぼ一定とされ、前記光
反射面は反射率７０％以上であり、かつ前記光反射面上
には光透過性物質によるコーティング層が設けられ、前
記コーティング層の表面は平滑面とされていることを特
徴とする光反射シート。
【請求項２】平滑な前記コーティング層の表面につい
て、１０ｍｍの長さでサンプリングして行った表面荒さ
測定の結果は、十点平均粗さＲｚが０．０１μｍ〜３
５．０μｍの範囲とされていることを特徴とする請求項
１に記載の光反射シート。
【請求項３】平滑な前記コーティング層の表面には印
刷パターンが設けられていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の光反射シート。
【請求項４】前記印刷パターンは光拡散反射性若しく
は光吸収性の印刷パターンからなり、かつ前記光拡散反
射性若しくは光吸収性の印刷パターンは前記光反射シー
トの少なくとも一つの側端近傍領域に主に設けられてい
ることを特徴とする請求項３に記載の光反射シート。
【請求項５】前記印刷パターンは半透光性の印刷パタ
ーンからなり、且つ前記半透光性の印刷パターンは色調
を有し、かつ前記色調を有する印刷パターンの配置密度
は前記光反射シート面内で変化していることを特徴とす
る請求項３に記載の光反射シート。
【請求項６】前記光透過性物質による平滑なコーティ
ング層はアクリル系の光硬化性もしくは熱硬化性樹脂材
質よりなることを特徴とする請求項４又は５に記載の光
反射シート。
【請求項７】前記光反射面からなるほぼ相似形の基本
ユニットの主反射方向と前記光反射シートの法線方向は
１５度以上の角度をなしていることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の光反射シート。
【請求項８】前記光透過性物質によるコーティング層
は、２種類以上の屈折率が異なる物質から構成された、
光散乱性を有する材質よりなることを特徴とする請求項
７に記載の光反射シート。
【請求項９】前記反射面からなるほぼ相似形の基本ユ
ニットは、稜線が多数並列した態様とされ、かつ前記稜
線に垂直な方向への断面は凹状若しくは凸状であること
を特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光反射シ
ート。
【請求項１０】前記光反射面からなるほぼ相似形の基
本ユニットは最大径５０００μｍ以下の凹面鏡若しくは
凸面鏡が多数配列したものであることを特徴とする請求
項６〜８のいずれかに記載の光反射シート。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の光
反射シートを照明光学系中に用いていることを特徴とす
る面光源装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の面光源装置であっ
て、更に、前記反射面形成側の前記光反射シート上に導
光体が配設され、この導光体の少なくとも一側端部には
光源が配設されていると共に出射光線の少なくとも６５
％以上が前記光反射シート側に出射する機構が前記導光
体に設けられていることを特徴とする面光源装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の面光源装置であっ
て、前記出射光線の少なくとも６５％以上が前記光反射
シート側に出射する機構が、平滑な表面からなる凸状突
起を多数配置したものであることを特徴とする面光源装
置。
【請求項１４】請求項１３に記載の面光源装置であっ
て、前記平滑な表面からなる凸状突起を構成する表面が
算術平均粗さＲａの値が０．０１〜１０μｍなる表面と
され、かつ、前記平滑な表面からなる凸状突起の深さｈ
と最小開口幅Ｗｍｉｎで定義されるｈ／Ｗｍｉｎが０．
５以上とされていることを特徴とする面光源装置。
【請求項１５】請求項１１〜１４のいずれかに記載の
面光源装置をバックライト光源手段とする液晶ディスプ
レイ装置。