JP2002286938A

JP2002286938A - 導光体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: JP2002286938A
Application number: JP2001084822A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suga; 義訓菅; Shigekuni Dewa; 重邦出羽; Masaru Kitakata; 勝北方
Original assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Yuka Denshi Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】印刷レス導光体技術において、実用化の妨げ
となっていた輝度ムラや外観の悪化を解決し、実用的な
光学特性を有する導光体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】一表面を光出射面１１ｂとし且つ少なく
とも一つの側端部１１ａに光源１２を配設して使用さ
れ、光源１２から離れるにしたがって単位領域あたりに
占める凹凸パターンの面積を徐々に増加させてなる光取
り出し機構１４０が設けられる導光体１１において、導
光体１１の単位領域あたりに占める凹凸パターン１４の
面積変化を表す曲線Ｋが、光源１２の配設されていない
導光体１１の側端縁から３０ｍｍ以内の領域で、光源１
２から離れるにしたがって単位領域あたりに占める凹凸
パターン１４の面積増加の変化を表す曲線から推定され
る外挿線Ｋａより減じる方向に変化するように凹凸パタ
ーン１４を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイ等
のバックライトとして好適に用いられる面光源装置に関
し、さらに詳しくは、この種の面光源装置の外観や輝度
分布等の光学特性を向上させる技術に関する。

【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、このような透
過型液晶表示装置では、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が配設されている。このバッ
クライトは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】このサイドライト方式については、例えば
特開昭６１−９９１８７号公報や特開昭６３−６２１０
４号公報に開示されている。特に、軽量、薄型という液
晶表示装置の一般的な特徴をより有効に引き出すために
は、バックライトを薄くすることができるサイドライト
方式の利用が好適であり、携帯用パーソナルコンピュー
タ等の液晶表示装置にはサイドライト方式のバックライ
トが多く使用されている。

【０００５】このようなサイドライト方式のバックライ
トにおいては、特開平３−９３０４号公報に開示されて
いるように、チタニアやシリカを含有した光散乱性のイ
ンキを導光体にスクリーン印刷し、その際に光源からの
距離に応じて占有面積が徐々に大きくなるようにパター
ニングすることによって輝度ムラを調整することで、大
面積液晶ディスプレイ装置においても表示面内で輝度ム
ラが小さくなるように補正されて実用に供されてきた。

【０００６】さらに、近年では、光利用効率の向上やイ
ンキ印刷工程の簡略化の目的で、アクリル樹脂等からな
る導光体の表面に凹凸加工や粗面加工等を施して直接光
取り出し機構を形成し、インキ印刷工程を省略化した、
いわゆる印刷レス型導光体が主流になりつつある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のバックライトに要求される性能は、近時、ますます高
度化する方向にある。例えば、ノート型パソコンや据え
置き型のパーソナルコンピュータ用モニター表示装置或
いは大画面薄型ＴＶ等では、一般的には透過型フルカラ
ー液晶デバイスが用いられている。

【０００８】こうした用途に用いられる液晶パネルでは
画像品貿に極めて高いものが要求されるが、このような
大型且つ高品質が要求されるバックライトに前述の印刷
レス型導光体を適用しようとすると、従来方式の印刷型
導光体に較べて輝度ムラの修正が極めて困難になり、実
用的ではないことが問題となっていた。

【０００９】特に、大画面液晶パネルで用いられるサイ
ドライト方式のバックライトでは、ドット形状等のパタ
ーニングからなる表面形状を精密に制御することによっ
て光の出射効率をコントロールする方法が一般的である
が、従来用いられていた印刷型導光体と同一のパターニ
ング設計を用いたのでは、全く実用的な輝度ムラを得る
ことができず、印刷レス型導光体技術の大型化に大きな
妨げとなっていた。

【００１０】より詳細に述べれば、導光体は一般的にプ
ラスチックフレーム内に固定されるが、このフレームか
ら反射した光線が導光体に再入射し、導光体側端部のみ
が異常発光する現象（照り返し現象）が認められ、この
解決が重要な課題となっていた。すなわち、本来、発光
エリア内は一様な輝度分布を実現する必要があるが、導
光体側端部での照り返しによって液晶パネルの周辺部の
みが明るく輝いてしまうため、外観上極めて問題となっ
ていたのである。

【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、本質的には高輝度化に有
効であり且つ製造工程の簡略化に絶大な効果が得られる
技術でありながら、大型液晶ディスプレイ装置のバック
ライト光源手段としては全く未完成であった印刷レス導
光体技術において、実用化の妨げとなっていた輝度ムラ
や外観の悪化を解決し、実用的な光学特性を有する導光
体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、導光体であ
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、本発明は、一表面を光出射
面とし且つ少なくとも一つの側端部に光源を配設して使
用され、光源から離れるにしたがって単位領域あたりに
占める凹凸パターンの面積を徐々に増加させてなる光取
り出し機構が設けられる導光体において、導光体の単位
領域あたりに占める凹凸パターンの面積変化を表す曲線
が、光源の配設されていない導光体の側端縁から３０ｍ
ｍ以内の領域で、光源から離れるにしたがって単位領域
あたりに占める凹凸パターンの面積増加の変化を表す曲
線から推定される外挿線より減じる方向に変化するよう
に凹凸パターンを形成したことを特徴とする。

【００１３】〈本発明における具体的構成〉本発明の導
光体は、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、光源の配設されていない導光
体の側端部近傍に、側端縁から１０ｍｍ以内の幅で、凹
凸パターンが全く設けられていない凹凸パターン非形成
領域を設けたことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の導光体では、導光体の単位
領域あたりに占める凹凸パターンの面積変化を表す曲線
が光源の配設されていない側端部の側端縁から３０ｍｍ
以内の領域で漸減するように、凹凸パターンが形成され
ていることを特徴とする。このような本発明の導光体に
おいて、凹凸パターンは、突起量２００μｍ以下なる略
同一形状の突起部とされ且つ該突起部の断面形状はテー
パー状とされていることが好ましい。

【００１５】更にまた、本発明は面光源装置であり、前
述した特徴を備える導光体を用い、光源として冷陰極管
が用いられ且つ導光体上には少なくとも１枚以上の調光
シートが配設されていることを特徴とする。また、本発
明は液晶ディスプレイ装置でもあり、前述した特徴を備
える導光体を構成要素とした面光源装置をバックライト
光源手段として用いていることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の導光体及びこれを
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には本発
明の好適な一実施形態に係る面光源装置１０の主要部が
概略的に示されている。この実施形態に係る面光源装置
１０は、ほぼ透明な平板からなる基板即ち導光体１１を
含んでいる。

【００１７】この導光体１１は、その一側端部１１ａが
光入射面とされ、この一側端部に沿って光源１２が配設
されている。また、この導光体１１の一表面（図１で見
て上面）は光出射面１１ｂであり、これとは反対側の他
表面（図１で見て下面）は光出射面１１ｂと対向する面
１１ｃである。

【００１８】この実施形態に係る面光源装置１０におい
て導光体１１の一側端部１１ａに沿って配設される光源
１２は線状光源が好適に用いられ、このような線状光源
としては、一般的に小型化の容易な冷陰極管が用いられ
る。しかし、本発明においては特段このような冷陰極管
に限定されるものではなく、例えば熱陰極管等の使用も
好ましい。更に、本発明では光源１２が線状光源に限定
されるものでもなく、例えば白色ＬＥＤやＥＬ素子（有
機／無機)等、各種の光源を適用することができる。

【００１９】この光源１２の周囲にはリフレクタ１３が
配設され、光源１２から出射した光線をできるだけ無駄
なく導光体１１の光入射面１１ａに入射させる機構とさ
れている。このリフレクタ１３に用いられる材質として
は光線反射率の高いものであれば特に限定はされない
が、例えば、Ａｇ蒸着層を有する金属板或いは白色のプ
ラスチックフィルム等を好適に用いることができる。

【００２０】本発明の面光源装置において、光源１２と
して線状光源を使用する場合、導光体１１の一側端部１
１ａにのみ冷陰極管が配設された１灯式の態様に限定さ
れるものではなく、この他の代表的な態様として一側端
部に２本の冷陰極管が配設された２灯式の態様、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４灯となっている態様等を使用する
ことができる。

【００２１】本発明の面光源装置において、好適には導
光体１１の光出射面１１ｂとは反対側の面１１ｃに凹凸
パターン１４からなる光取り出し機構１４０が設けられ
ている。ここで、凹凸パターン１４からなる光取り出し
機構１４０とは、導光体１１内を伝搬する光線が該凹凸
パターン１４に入射した際に、スネルの全反射条件が満
足されなくなり、光を導光体１１外に取り出す作用を有
するものである。

【００２２】この凹凸パターン１４として代表的には、
導光体１１の面１１ｃを正面から見た時の形状として、
図２（ａ）〜図２（ｄ）に示されるように楕円形、四辺
形、菱形又は三角形等をした多数のドット形状で形成さ
れるか、或いは図２（ｅ）及び図２（ｆ）に示されるよ
うに直線状（又は曲線状）等の形状で形成されるパター
ンを挙げることができる。

【００２３】このような凹凸パターン１４からなる光取
り出し機構１４０として、特に、製造容易性や光学特性
の制御性で優れているのは、この凹凸パターン１４を凸
状突起部１４ａで形成する場合であり、パターン形状と
しては図１及び図２（ａ）〜図２（ｄ）に示される如
く、これらがドット状にパターニングされている態様が
好ましい。すなわち、楕円形、四辺形、菱形又は三角形
等の微細な凸状突起部１４ａからなるドットパターンを
変化させることによって面内での光量ムラ等を制御で
き、しかもスタンパを用いた射出成型等により、安価か
つ大量に導光体を生産することが可能となるのである。

【００２４】凸状突起部１４ａの好ましい突起量ｈ（図
３）としては１μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２μ
ｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは５μｍ〜７５μｍの
範囲が用いられる。また、金型からの離型性を向上させ
るため、凸状突起部１４ａの周面（図３の断面図では側
面）が導光体１１の面１１ｃに向かって広がるテーパー
状とされていることが好ましい。加えて、前述した凸状
突起部１４ａからなる光取り出し機構１４０の製造法と
しては、金属板のフォトエッチング加工によって得た金
型を用いて射出成型を行い、底面１４ｂが粗面とされて
いる凸状突起の形状を転写する方法が代表的である。

【００２５】より具体的には、ＳＵＳ基板等を表面研磨
し、フォトレジストによってマスキング露光及び現像を
行ってパターニング加工を施し、塩化第２鉄等のエッチ
ング液を用いて穴あけ加工を行い、凸状突起部を形成す
るための金型を作成する方法が一般的である。この他に
も、ドライフィルムレジストを用いてマスキングを行い
サンドブラストによって穴あけ加工を行う方法、ドライ
フィルムレジストを用いて突起形状を形成し、Ｎｉ電鋳
法によってこれを転写し金型を得る方法等が挙げられ
る。

【００２６】本発明において光取り出し機構１４０とし
て好適に用いられる凹凸パターン１４は、従来型のチタ
ニアやシリカ等の光散乱性微粒子を分散したインキを印
刷したパターンとは異なり、微粒子間の多重散乱に基づ
く光量損失を受けないため、光の有効利用に極めて優れ
たものである。しかしながら、凹凸パターン１４を光取
り出し機構１４０とすると、図４に影線で概略的に示す
ように側端領域１５のみが明るく輝いてしまう現象が発
生し、外観上極めて好ましくない状況となっていた。

【００２７】この理由は、図５に示されるように導光体
１１の側端部近傍では導光体１１の側面やフレーム１６
から跳ね返ってきた光線成分１７が多く存在するため、
側端縁から離れた領域に比較して大量の光線が一定領域
に流入しているためである。ここで、図５における各符
号について若干説明を加えると、符号１８は線状光源１
２より導光体１１内に入射して導光体１１内を伝搬する
光線成分を示し、符号１９はこの光線成分１８が凹凸パ
ターン１４からなる光取り出し機構１４０によって散乱
する時の出射光を示している。

【００２８】更に、図５において、符号２０は跳ね返り
光線成分１７と光源１２からの光線成分１８とが凹凸パ
ターン１４からなる光取り出し機構１４０によって散乱
して重畳した出射光となる状態を示し、符号２１は導光
体１１の光出射面１１ｂとは反対側の面１１ｃ側に配置
された反射シートをそれぞれ示している。

【００２９】ところで、図８に示されるように、導光体
１における光出射面１ｂとは反対側の面１ｃに従来型の
チタニア含有インキのような多方向への光散乱性ドット
２ａからなる光取り出し機構を備えた面光源装置では、
その光拡散特性から導光体１の側端部近傍のみが局所的
に明るく輝いてしまう現象は発生しないため、実用上、
支障を来すことはなかった。

【００３０】しかしながら、凹凸パターン１４のよう
な、光線の進行方向断面で見て、斜め前方に選択的に光
線が出射する光取り出し機構が用いられる態様では、図
５に示される様に、側端部での跳ね返りが起こりやすく
なるため、側端部からの跳ね返り光による局所的な異常
発光が極めて発生し易くなり、従来型の面光源装置とは
異なり、何らかの対策が必要となるのである。

【００３１】すなわち、凹凸パターン１４から出射する
光量を側端部からの距離にかかわらず一定に保つために
は、側端部における一定領域に流入する光量が多いこと
を考慮したパターン設計が必要なのであり、具体的には
図１で見て仮想の軸線Ａ方向若しくはＢ方向に対する位
置座標と導光体１１の単位領域あたりに占める凹凸パタ
ーン１４の面積変化を表す曲線Ｋが、図６（ａ）に示さ
れる如く導光体１１の側端部に近づくに従って、それま
でに経てきた曲線がその特性を備えたまま延長されると
推定される外挿線Ｋａから減じる方向に変化するよう
に、パターン変化が定められるのである。

【００３２】より具体的には、凹凸パターン１４は、側
端縁から３０ｍｍ以内、より好ましくは２５ｍｍ以内、
さらに好ましくは２０ｍｍ以内の領域において、導光体
１１の単位領域あたりに占める当該凹凸パターンの面積
変化を表す曲線Ｋが外挿線Ｋａから外れて減じる方向に
シフトする概形（図１においてこのシフト部に対応する
概形部である凹凸パターン部を符号２２で示す）を有し
ている。ここで、減少量をより定量的に表現すれば、側
端部位置において、本来のパターン変化を表す外挿線Ｋ
ａの側端部位置での対応する値を基準として９０％以
下、より好ましくは８０％以下、さらに好ましくは７０
％以下の値とされる。

【００３３】また、特に好ましくは図１で見て軸線Ａ方
向若しくは軸線Ｂ方向に対する位置座標と導光体１１の
単位領域あたりに占める凹凸パターン部の面積変化を表
す曲線Ｋは、側端縁から３０ｍｍ以内の領域で、図６
（ｂ）に示される如く、側端縁に接近するにしたがって
漸減する変化を示す態様とされる。

【００３４】これは、凹凸パターン１４のような斜め前
方に光線を出射する光取り出し機構１４０では、側端部
においてフレーム１６等で反射作用を受けて導光体１１
内を逆方向に進行する光線成分１７が極めて多くなって
くるためであり、この戻された光線成分１７が再び凹凸
パターン１４を形成する凸状突起部１４ａからなる光取
り出し機構１４０による効果を受けるためである。

【００３５】すなわち、この作用によって、側端部近傍
に存在する凹凸パターン１４には、元来、光源１２から
発せられた導光体１１を伝搬する光線成分１８の他に
も、逆方向に進行する新たな光線成分１７が入射するこ
とになるため、側端縁から３０ｍｍ以上離れた領域に比
較して、３０ｍｍ以内の領域では照明光の流入が極めて
多い状況となるのである。

【００３６】出射光量を均一化するという観点では、こ
のバランスを考慮した設計が必要なのであり、いわゆる
照り返し光線が一種の光源として作用する効果を考えれ
ば、側端縁から離れるにしたがって導光体１１の単位領
域あたりに占める凹凸パターン１４の面積が増大するよ
うに、言い換えれば前述の如く側端縁から３０ｍｍ以内
の領域では、図６（ｂ）に示されるように側端縁に接近
するにしたがって導光体１１の単位領域あたりに占める
凹凸パターン１４の面積が漸減する変化を与えることが
最も好ましいのである。

【００３７】ここで、凹凸パターンの単位領域あたりに
占める面積が前述したように変化すればよいことから、
図１に示されるように凹凸パターンの大きさがこのよう
に変化する態様の他にも、ほぼ同一な大きさを有する凹
凸が配置密度（分布密度）を変化させて分布する態様を
用いることによっても前述したような効果を得ることが
可能であることは言うまでもない。

【００３８】さらに、側端縁に極めて近接した領域即ち
側端縁から１０ｍｍ以内の領域では、上述の照り返し光
線による影響が極めて表れやすくなるため、図１に示さ
れる如く完全に凹凸パターンの消失した凹凸パターン非
形成領域２３が設けられていることが最も好ましい。こ
うすることによって、導光体表面の周辺部のみが異常発
光する、外観上の見苦しさを解決することが可能とな
り、大型モニターや液晶ＴＶ等の極めて高い画像品質が
要求される用途に対しても適用可能な光学特性を得るこ
とが出来るのである。

【００３９】本発明の面光源装置として好ましい態様
は、導光体１１上に拡散シートやプリズムシートに代表
される調光シート（図示せず）が配設されて構成されて
いる態様である。これらの拡散シートやプリズムシート
は、いずれも樹脂材料によって得られ、特にアクリル系
樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、
又は環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられ、プリ
ズムアレー等の光学素子群はアクリル系等に代表される
公知の熱硬化性、若しくは光硬化性樹脂によって形成さ
れる。

【００４０】また、本発明の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、液晶ディスプレイ装置が
得られる。ここで、液晶パネルとは液晶分子の電気光学
効果即ち光学異方性（屈折率異方性）、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。

【００４１】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チックモード、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。

【００４２】本発明は上述した如くであり、凹凸パター
ンに代表される前方出射性の光取り出し機構を有する導
光体及び面光源装置について、その独特な出射光特性か
ら、品質の重要視される用途で実用化の妨げとなってい
た光源の配設されていない側端部近傍での不要な異常発
光を防止し、実用上差し支えない外観や光学特性を実現
させるものである。また、本発明は、簡素な構造であり
ながら高い光学特性を有し、製造容易且つ低コストな液
晶ディスプレイ装置を提供するものである。

【００４３】

【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１）図１に示したような構造を備える導光体１
１を有する面光源装置１０を製造した。導光体１１とし
て２８９．０×２１７．５ｍｍ、厚みが厚肉部２．４ｍ
ｍ、薄肉部０．８ｍｍなる短辺方向に厚みが変化する楔
形のアクリル樹脂板を使用し、厚肉側の長辺部分に管径
２．２ｍｍの冷陰極管（ハリソン電気製）からなる線状
光源１２を配設し、該冷陰極管の周囲を高反射率の軟質
白色ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み１２０
μｍ、光線反射率９２％）からなるリフレクタ１３で覆
った。また、導光体１１及びリフレクタ１３は光線反射
率８５％なるポリカーボネート製（三菱エンジニアリン
グプラスチック製、ＨＲ３０００ＮＲ）プラスチックフ
レーム１６に格納されている。

【００４４】導光体１１には、開口部が円形なる凸状突
起１４ａが、光取り出し機構１４０として設けられ、ピ
ッチ２００μｍ、平均深度３０μｍにて配列された。ま
た、発光面内での輝度ムラを一定化するため、凸状突起
１４ａからなるパターン１４は線状光源１２から離れる
にしたがって徐々に面積が大きくなるように（すなわ
ち、導光体１１の単位領域あたりに占める、凸状突起１
４ａからなる凹凸パターン１４の面積が増大するよう
に）パターニングが施されている。最小部での直径は７
４μｍ、最大部での直径は１７５μｍであった。

【００４５】また、凸状突起１４ａを形成するため、ス
テンレス製板材（ＳＵＳ３０４）を化学エッチング加工
した金型が用いられた。該金型はドライフィルムレジス
トのマスク密着露光及び現像によって穴開け加工が施さ
れた基板に、塩化第２鉄溶液によってハーフエッチング
加工を施し、その後にレジストを剥離して得られてい
る。また、該凸状突起加工を施したアクリル樹脂（三菱
レイヨン製、ＴＦ８）板の成型は、定法の射出成型によ
って行われた。ここで、射出成形時のアクリル樹脂の温
度は２５０度とされ、金型の温度は８０度とされてい
る。

【００４６】また、図１に示されるように、光源１２が
配設されていない導光体１１の側端部には、導光体１１
を格納するプラスチックフレーム１６や導光体１１の側
端部からの照り返し光線による異常発光を抑えるべく、
側端縁から１５ｍｍの幅でパターニング面積の光源から
の距離に対する変化を表す曲線Ｋが、図６（ｂ）に示さ
れる如く、それまでに経てきた曲線の特性を備えたまま
延長されると推定される外挿線Ｋａから大きく外れ、漸
減する領域２２が設けられた。最も外挿線Ｋａから外れ
た点では、本来の外挿値を基準として６５％の面積とさ
れている。

【００４７】導光体１１の光出射面１１ｂと対向する面
１１ｃ側には、全光線反射率９０％以上なる白色ポリエ
ステルフィルム（東レ製、ルミラーＥ６０Ｌ）が反射シ
ート２１として配置され、光出射面１１ｂ上には光拡散
シート（ツジデン製、Ｄ１２４）が配設され、さらに、
２枚のプリズムアレーからなるシート（３Ｍ製、ＢＥＦ
II９０／５０）がプリズムの頂角を導光体１１と逆側に
向けた方向で、プリズムアレーの尾根線がそれぞれ直交
するようにして重ねて配設され面光源装置とされた。

【００４８】直流安定化電源（ＫＥＮＷＯＯＤ製、ＰＡ
３６−３Ａ）を電源として専用のインバータユニット
（ハリソン電気製、ＨＩＵ７４２Ａ）を用いて前述した
冷陰極管を点灯し、管電流が６ｍＡとなるように高周波
電流計（横河インスツルメンツ製、２０１６）の測定に
よって電流値を安定化させた。図７に示すように、有効
発光エリアの１０ｍｍ内側を囲む長方形を縦横４分割し
て出来るマス目２５ポイントを輝度計（ＴＯＰＣＯＭ
製、ＢＭ−７）を用い、測光距離５００ｍｍ、測光スポ
ット１度の条件で測定した。測定にはＸＹ移動ポジショ
ニングテーブル（大野技術研究所製）を使用した。

【００４９】点灯時の面光源装置上での輝度測定結果は
表１の通りであった。また、透過率８．２％なるアクテ
ィブマトリクス駆動透過型液晶パネルを上記面光源装置
の上に搭載し白表示時の外観評価を行った結果、光源の
配設されていない側端部近傍での異常発光や明部は認め
られず、極めて外観特性の優れた液晶ディスプレイが得
られた。

【００５０】

【表１】

【００５１】（実施例２）実施例１に記載の面光源装置
について、さらに、照り返し光の影響を最小限度にとど
めるため、図１に示されるように、導光体１１の光源１
２が配設されていない側端部には、幅２．７ｍｍに渡っ
て凸状突起が全く設けられていない領域２２が設けられ
た。

【００５２】これ以外は実施例１と同様にして測定を行
った。結果を表２に示す。液晶ディスプレイ装置を構成
した際に、白表示時の外観評価結果は実施例１以上に好
ましいものであり、全く側端部の影響は認められないも
のであった。

【００５３】

【表２】

【００５４】（比較例）照り返し光線による異常発光を
抑えるための漸減領域を設けなかったことの他は実施例
１と同様にして測定を行った。結果を表３に示す。この
導光体で液晶ディスプレイ装置を構成した際に、光源の
配設されていない端部近傍に照り返し現象に起因する極
めて深刻な異常発光領域が発生し、外観的に大型液晶デ
ィスプレイ装置としては許容しがたい状態であった。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
凹凸パターン等のような前方出射性の光取り出し機構を
有する導光体及び面光源装置について、その独特な出射
光特性から、光源の配設されていない側端部近傍での不
要な異常発光を防止することができ、品質の重要視され
る用途での実用上差し支えない外観や光学特性を実現さ
せることができる。また、本発明によれば、前述した導
光体を用いることにより簡素な構造でありながら高い光
学特性を有する液晶ディスプレイ装置を製造容易に且つ
低コストで提供することができる。

【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導光体に
形成された前方出射性の光取り出し機構としての凸状突
起における各種の平面形状を示す平面図である。

【図３】図１に示される面光源装置に使用する導光体に
前方出射性の光取り出し機構として形成された凸状突起
の一つを拡大して示す断面図である。

【図４】凹凸パターンを光取り出し機構とした時に導光
体表面に見られる異常発光領域を概略的に示す平面図で
ある。

【図５】導光体の側端部近傍で異常発光領域が出現する
原因を説明すべく導光体の一部を断面して概略的に示す
構成説明図である。

【図６】導光体の側端部近傍で発生する異常発光領域を
補正するために使用される、導光体の単位領域あたりに
占める凹凸パターンの面積変化を示す凹凸パターンの特
性図である。

【図７】本発明の実施例で使用した導光体について２５
点の輝度分布測定ポイントを示す構成説明図である。

【図８】従来型のチタニア含有インキの如き光散乱性ド
ットからなる光取り出し機構を導光体に設けた面光源装
置において側端部近傍での出射光束の状況を概略的に示
す図５と同様な構成説明図である。

【符号の説明】

１０面光源装置１１導光体１１ａ光入射面（側端部）１１ｂ光出射面１１ｃ光出射面に対向する面１２光源１３リフレクタ１４凹凸パターン１４ａ凸状突起１４ｂ凸状突起の粗面１５導光体の異常発光領域１６導光体を格納するフレーム１７跳ね返り光線成分１８光源からの光線成分１９光源からの光線成分が光取り出し機構で散乱され
た出射光２０光源及び跳ね返りの各光線成分が光取り出し機構
で散乱された出射光２１反射シート２２凹凸パターンの面積変化を表す曲線が外挿線から
外れて減じる方向にシフトする概形部である凹凸パター
ン部２３凹凸パターン非形成領域１４０光取り出し機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者出羽重邦東京都港区芝５丁目31番19号油化電子株式会社内 (72)発明者北方勝東京都港区芝５丁目31番19号油化電子株式会社内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FA42Z FB02 FC01 FC10 FC15 FC26 GA13 HA10 KA10 LA12 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一表面を光出射面とし且つ少なくとも一
つの側端部に光源を配設して使用され、前記光源から離
れるにしたがって単位領域あたりに占める凹凸パターン
の面積を徐々に増加させてなる光取り出し機構が設けら
れる導光体において、前記導光体の単位領域あたりに占める前記凹凸パターン
の面積変化を表す曲線が、前記光源の配設されていない
前記導光体の側端縁から３０ｍｍ以内の領域で、前記光
源から離れるにしたがって単位領域あたりに占める前記
凹凸パターンの面積増加の変化を表す曲線から推定され
る外挿線より減じる方向に変化するように前記凹凸パタ
ーンを形成したことを特徴とする導光体。
【請求項２】前記光源の配設されていない前記導光体
の側端部近傍に、側端縁から１０ｍｍ以内の幅で、前記
凹凸パターンが全く設けられていない凹凸パターン非形
成領域を設けたことを特徴とする請求項１に記載の導光
体。
【請求項３】前記導光体の単位領域あたりに占める前
記凹凸パターンの面積変化を表す曲線が前記光源の配設
されていない側端部の側端縁から３０ｍｍ以内の領域で
漸減するように、前記凹凸パターンが形成されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の導光体。
【請求項４】前記凹凸パターンは、突起量２００μｍ
以下なる略同一形状の突起部とされ且つ該突起部の断面
形状はテーパー状とされていることを特徴とする請求項
２又は３に記載の導光体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の導光体
を用い、前記光源として冷陰極管が用いられ且つ前記導
光体上には少なくとも１枚以上の調光シートが配設され
ていることを特徴とする面光源装置。
【請求項６】請求項５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。