JP2002324420A

JP2002324420A - 面状光源装置、表示装置、及び、反射シート

Info

Publication number: JP2002324420A
Application number: JP2001119574A
Authority: JP
Inventors: Michikazu Noguchi; 通一野口; Masaru Suzuki; 優鈴木; Yoshihiro Katsu; 義浩勝; Satoko Saikai; 聡子西海
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-11-08
Also published as: US7064741B2; US20020154087A1

Abstract

(57)【要約】【課題】正面輝度が大きく、輝度ムラの発生を抑える
ことができるバックライト・ユニットを得る。【解決手段】バックライト・ユニットは、導光板２０
６と、導光板の背面に反射シート２０６を有している。
導光板の背面には、光を反射・透過する凹構造部のパタ
ーンが多数形成されている。反射シートは銀反射シート
である。反射シートの上にはスペーサとしての多数の柱
が形成されている。反射シートが押圧された場合であっ
ても、このスペーサによって導光板の背面と反射シート
との間に一定のクリアランスが維持される。このように
クリアランスを維持することにより、バックライト・ユ
ニット表面に現れうる輝度ムラを抑制することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、面状光源装置、
表示装置及び光学反射シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ、その他各種モ
ニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目
覚しいものがある。液晶表示装置は、一般に、液晶表示
パネルと、その背面に配置されたバックライト・ユニッ
トと、を有する。液晶表示パネルは、その透過光を制御
することにより、画像表示を行う。いくつかのタイプの
液晶表示装置の一つに、サイドライト型のバックライト
を有するものがある。これは、液晶表示装置の薄型化の
ために、光源としての陰極蛍光管を表示面の側面に配置
したものである。

【０００３】図１は、サイドライト型のバックライト・
ユニットを有する液晶ディスプレイ１０の概略を示す、
構成図である。図に於いて、１１はバックライト・ユニ
ット、１２は駆動回路が取り付けられた液晶表示パネル
である。１３は光を拡散させ、液晶表示パネル面での明
るさを均一にする拡散シート、１４は光を集光すること
により、表示正面の輝度を向上させるプリズムシート、
１５は光源からの光を導き拡散させる導光板である。１
６は線状光源としての冷陰極管、１７は冷陰極管からの
光を反射するランプ・リフレクタ、１８は導光板の背面
側に配置され、光を反射する反射シートである。

【０００４】導光板の背面（下面）１５ｃは、その表面
上に白インクのドット・パターンが形成され、もしく
は、その表面上に凹構造部もしくは凸構造部のパターン
が形成されている。冷陰極管１６からの光は、光入射面
１５ａから導光板内１５に入射し、導光板内１５を伝播
していく。導光板の屈折率が空気よりも大きいので、そ
のままでは導光板の上面１５ｂから光は出射しない。背
面のパターンは、導光板内を伝播する光の角度を変化さ
せ、光出射面１５ｂから光を出射させる働きを有してい
る。

【０００５】導光板の背面１５ｃに入射した光は、白イ
ンクのドット・パターンによって拡散反射される。これ
により、光の角度が変化し、一定の光が上面の光出射面
１５ｂから出射する。角度が変化された光の一部は再び
背面１５ｃに入射し、そのまま背面１５ｃを透過して反
射シート１８によって反射されて、導光板内に再入す
る。又、凹構造部もしくは凸構造部に入射した光の一部
は反射され、他の一部は透過して背面側の反射シート１
８によって反射される。これにより、光の角度が変化す
るので、導光体１５の上面１５ｂから光が出射する。ド
ット・パターンもしくは、凹／凸構造部のパターンは、
背面１５ｃにおける濃度が場所によって変化するように
形成されている。これにより、導光板１５の上面１５ｂ
から出射する光の輝度の均一化を図っている。

【０００６】従来のサイドライト型のバックライト・ユ
ニットにおいては、白い反射シートが使用されてきた。
白い反射シートの反射率は大きいが、拡散反射成分が多
い。典型的な白反射シートの正反射率は数％である。一
方、Ａｇに代表される金属反射シートは、白反射シート
と比較して、反射率がさらに大きい。特に、正反射成分
が白反射シートよりもはるかに大きい。液晶ディスプレ
イにおいては、輝度向上が大きな技術的課題とされてい
る。特に、ノート型のＰＣ等に使用される液晶ディスプ
レイにおいては、正面輝度の向上がますます求められて
いる。従って、液晶ディスプレイの輝度向上、特に、そ
の正面輝度の向上を図るためには、金属シートに代表さ
れる正反射成分の多い反射シートを使用することが望ま
しい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者らは、
Ａｇ反射シートをサイドライト型のバックライト・ユニ
ットに使用すると、輝度ムラの問題が生ずることを見出
した。例えば、反射シートの裏側から指で反射シートを
押すと、バックライト・ユニットから出射した光が、明
暗のむらを有することが確認される。バックライト・ユ
ニットにおいては、反射シートや導光板を収容するフレ
ームの背面は大きな開口部を有していることが多い。こ
れは、バックライト・ユニットの重さをできる限り小さ
くするためである。フレームの背面は、大きな複数の開
口部と、その開口部を画する複数の梁を有している。従
って、このバックライト・ユニットを液晶ディスプレイ
に実装すると、他の部品によって開口部から露出する部
分が押圧されたり、梁によって反射シートが押圧された
りする。又、フレームの背面が開口部を有していない場
合であっても、反射シートがたわむため、輝度ムラが認
識されることがある。

【０００８】導光板の背面に凹／凸構造部のパターンを
形成した導光板と、銀反射シートとを組み合わせたバッ
クライト・ユニットにおいて、導光板の出射面上の明暗
の輝度ムラは、顕著に認められる。一方、白インク・ド
ット・パターンを有する導光板を使用した場合は、輝度
ムラは視認されなかった。これは、白インク・ドット・
パターンに比較して、凹／凸構造部の拡散作用がずっと
小さいためと考えられる。又、指押しによる輝度ムラの
問題は、下向きプリズム・シートを使用した場合に、上
向きプリズム・シートを使用したものよりも、さらに深
刻なものであった。これは、上向きプリズム・シート
は、そこに入射した光を反射して導光板に戻す機能を有
するに対し、下向きプリズム・シートは、一度入射した
光が直接表示パネル側に出射するように使用されるため
と考えられる。発明者らが鋭意研究を重ねた結果、輝度
ムラの発生は、反射シートと導光板との距離に依存する
ことを見出した。Ａｇ反射層と導光板との間に透明のポ
リエチレン・テレフタレート・シートを介在させ、その
厚さを変化させて、輝度ムラを測定した。すると、透明
シートの厚さを大きくすることにより、輝度ムラを減少
させることが可能であった。

【０００９】しかし、このように、透明シートを反射シ
ートと導光板との間に介在させることにより、２つの部
材間のクリアランスを維持することは、いくつかの問題
を生じさせることが分かった。一つは、透明シートによ
る光の吸収があるため、輝度の低下が認められるという
ことである。実際に、７５μｍのシートを介在させた場
合、約６％の輝度の低下が認められた。もう一つは、輝
線の問題である。導光板と反射シートとは、冷陰極管の
リフレクタによって挟持されている。この部分に厚い透
明シートを介在させると、この透明シートの側面から光
が入射し、その入射光が輝線となってバックライト・ユ
ニットの表面に現れる、という問題があった。

【００１０】尚、特開平９−９０１０７号公報は、サイ
ドライト型バックライト・ユニットにおいて、反射シー
トの表面にガラス・ビーズを被覆することを開示してい
る。又、特開平１１−６４６１３号公報は、直下型バッ
クライトユニットにおいて、粒子層からなる凹凸層とそ
の上の金属反射層とを有する反射体を開示している。し
かし、いずれの先行技術も、金属反射シートを使用した
場合に輝度ムラが発生するという、上記の技術的課題に
関しては一切考慮されていない。これらは、光の拡散反
射を目的としてガラス・ビーズや凹凸層を形成するもの
である。従って、正面輝度を大きく低下させてしまう。

【００１１】本発明は、上記のような課題に鑑みなされ
たもので、従来の白反射シートを使用したバックライト
ユニットよりも正面輝度の大きく、輝度ムラの発生を小
さくすることが可能な、バックライト・ユニットを提供
すること、を一つの目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様は面
状光源装置である、本発明に係る面状光源装置は、光源
と導光体とを有している。導光体の一つの面は光入射面
である。光入射面は光源に対向し、光源からの光を入射
する。他の面は光出射面である。光出射面は光源から入
射した光を出射する。他の面は背面である。背面は出射
面に対向し、入射した光を反射及び透過する複数の凹構
造部もしくは凸構造部を有する。この凹構造部もしくは
凸構造部の一例は、光の方向を規制するプリズム構造部
である。他の例は、出射面から出射する光の輝度の均一
化に寄与する、凹凸構造部のドット。パターンである。
面状光源装置は、さらに、導光体の背面側に配設され、
前記導光体の背面から出射した光を反射する鏡面反射層
と、鏡面反射層の反射表面と導光体の背面との間の所定
の間隔を維持するように、鏡面反射層の反射表面と導光
体の背面との間に離散的に配設された、複数のスペーサ
と、を有する。

【００１３】好ましくは、複数のスペーサの反射表面に
対する面積比率は０．１％から２０％である。さらに好
ましくは、０．１％から１０％であるである。又、好ま
しくは、前記柱構造部の高さは１５μｍ以上である。ス
ペーサは、反射表面の上に透明材料で形成された柱構造
部とすることが可能である。あるいは、スペーサは、反
射層の下に形成された内側柱構造部と、柱構造部の外側
に反射層と同一材料で形成された外層とを有する構成と
することが可能である。面状光源装置は、さらに、一方
の表面に透過する光の出射角度を規制する複数のプリズ
ム構造部が形成された、プリズム・シートを有すること
が好ましい。このプリズム・シートは、プリズム構造部
が導光体側を向くように、導光体の上側に配置されてい
ることが好ましい。

【００１４】本発明の他の態様は表示装置である。本発
明に係る表示装置は、バックライト・ユニットと、マト
リックス状に配置された複数の画素を有し、前記バック
ライト・ユニットからの光の前記複数の画素の透過を制
御することにより、画像表示を行う表示パネルとを有し
ている。バックライト・ユニットは、光源と導光板とを
有する。導光板の１つの面は入射面であり、この面は光
源に対向し前記光源からの光を入射する。他の面は光出
射面であり、光源から入射した光を出射する。他の面は
背面であり、出射面に対向し、入射した光を反射及び透
過する複数の凹構造部もしくは凸構造部を有する。バッ
クライト・ユニットはさらに、導光体の背面側に配設さ
れ、導光体の背面から出射した光を反射する金属反射層
と、金属反射層の反射表面と導光体の背面との間の所定
の間隔を維持するように、金属反射層の反射表面と導光
体の背面との間に離散的に配設された、複数の柱構造部
とを有する。

【００１５】本発明の他の態様は光学反射シートであ
る。本発明に係る反射シートは、基材シートと、基材シ
ートの上に形成されている鏡面反射層と、基材シートの
上に離散的に配設され、前記鏡面反射層に対する面積比
率が０．１％から２０％であり、その高さが１５μｍ以
上である複数の柱構造部と、を有する。

【００１６】柱構造部は、鏡面反射層の下に配設された
球形の内部コアと、内部コアの外側に前記鏡面反射層と
同じ材料で形成された外側層と、を有することができ
る。又、前記鏡面反射層はＡｇを主成分として形成する
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本実施形態のバックライト・ユニ
ットにおいては、導光板の背面に設置された反射シート
と導光板との間に、複数のスペーサが配設されている。
反射シートが押圧された場合であっても、このスペーサ
によって導光板の背面と反射シートとの間に一定のクリ
アランスが維持される。このようにクリアランスを維持
することにより、バックライト・ユニット表面に現れう
る輝度ムラを減少させることが可能となる。以下に本実
施形態における液晶ディスプレイについて説明する。各
図面は本実施形態を説明するためのものであり、実際の
製品の構成を必ずしも正確に反映するものではない。
又、当業者であれば、以下の説明から、様々な変更を容
易に行うことが可能であろう。

【００１８】図２は、本実施の形態における液晶モジュ
ールの全体構成を説明するための斜視図である。図２
は、サイドライト型のバックライト・ユニットを有する
液晶モジュール２００の概略を示している。図に於い
て、２０１はバックライト・ユニット、２０２は駆動回
路が取り付けられた液晶表示パネルである。２０３は光
を拡散させ、液晶表示パネル面での明るさを均一にする
拡散シート、２０４は光を集光することにより、表示正
面の輝度を向上させるプリズムシート、２０５は光源か
らの光を導き拡散させる導光板、２０６は入射した光を
反射する反射シートである。

【００１９】２０７は導光板やプリズムシート等のバッ
クライト・ユニット２０１の部品を収納するフレームで
ある。プリズム・シート２０４や拡散シート２０３は、
典型的には、ポリエチレン・テレフタレート等の基材フ
ィルムの上に有機樹脂で凹凸構造を付与することで形成
され、数百μｍの厚さを有している。フレーム２０７
は、典型的には、ポリカーボネート等の有機樹脂で形成
される。フレーム２０７の底面は大きな開口部を４つ有
している。各開口部は、フレームの底面に十字状に形成
された２本の梁によって画定されている。このように開
口部を設けることで、バックライト・ユニット２０１の
軽量化を図ることができる。

【００２０】液晶表示パネル２０２は、マトリックス状
に配置された複数の画素から構成される表示領域とその
外周領域である額縁領域とを有している。又、液晶表示
パネル２０２は、アレイ回路が形成されたアレイ基板と
その対向基板とを有し、その２つの基板の間に液晶が封
入されている。２０９は線状光源としての冷陰極管、２
０９は液晶セル１０２とバックライト・ユニット１１を
外側から保持、保護する金属ベゼルである。拡散シート
２０３、プリズムシート２０４、導光板２０５、反射シ
ート２０６、フレーム２０７、そして冷陰極管２０９に
よって、バックライト・ユニット２０１を構成する。冷
陰極管２０９は筒状のランプ・リフレクタ内側に配置さ
れいる。

【００２１】液晶表示パネル２０２の表示領域内の各画
素は、ＲＧＢいずれかの色表示を行う。もちろん、白黒
ディスプレイにおいては、白と黒のいずれかの表示を行
う。アレイ基板上の表示領域内には、複数の信号線とゲ
ート線がマトリックス状に配設されている。信号線とゲ
ート線とはお互いにほぼ直角に重なるように配設されて
いる。各画素は、ドライバＩＣから入力される表示信号
電圧に基づき液晶に電界を印加する。このドライバＩＣ
は、通常、ＴＡＢによってアレイ基板に接続されるが、
アレイ基板のガラス基板上に直接に設けられることもあ
る。

【００２２】通常、信号線用の複数のソース・ドライバ
ＩＣ２１０が、ＴＦＴアレイ基板のＸ軸側に設けられ、
ゲート電圧を制御するゲート線用の複数のゲート・ドラ
イバＩＣ２１１が、Ｙ軸側に設けられる。ソース・ドラ
イバＩＣ２１０から入力される電圧が、ＴＦＴのソース
／ドレインを介して画素電極に送られ、画素電極と共通
電極とが液晶に電界を印加する。この電圧を変えること
により液晶への印加電圧を変化させることができ、液晶
の光の透過率を制御する。共通電極に共通電位を与える
回路は、制御回路基板（不図示）上に構成される。液晶
表示パネルは、上記のアクティブマトリックス型の他
に、スイッチング素子を有していない単純マトリックス
型などが知られている。本発明は様々な液晶表示パネル
に適用可能である。

【００２３】図３は、本実施形態におけるサイドライト
型のバックライト・ユニットの概略構成を示す断面図で
ある。図２における同じ要素には、同一の符号が付され
ている。図３において、３０１は冷陰極管２０９の周囲
を囲い、冷陰極管２０９からの光を反射するランプ・リ
フレクタである。ランプ・リフレクタ３０１は真鍮によ
って形成されており、その内面は、白反射層もしくはＡ
ｇ反射層が形成されている。ランプリフレクタを白樹脂
で形成することも可能である。２０５ａは冷陰極管２０
９に対向し、冷陰極管２０９からの光を入射する光入射
面、２０５ｂは導光板の上面であって、液晶表示パネル
２０２に向かって光を出射する光出射面、２０５ｃは光
出射面に対向する、導光板の背面である。導光板の背面
上２０５ｃには、多数の凹構造部もしくは凸構造部のパ
ターンが形成されている。凹構造部／凸構造部は、半円
球形状、角錐台、円錐台などの形状を有することも可能
である。

【００２４】プリズム・シート２０４はいわゆる下向き
プリズム・シートである。プリズム・シートは、その一
つの表面上に光の集光作用を有する複数のプリズム構造
部が形成されている。このプリズム構造部が導光板側を
向いているものを下向きプリズム・シートと呼ぶ。複数
のプリズム構造部の断面は鋸歯状であり、稜線部がシー
トの一つの側辺から反対の側辺に延びている。導光板の
光出射面２０５ｂには、光入射面からその対向面にむか
って延びる、断面三角形状のプリズム構造部が、複数形
成されている。プリズム構造部の三角断面の高さは、典
型的には、約１０μｍから数十μｍである。導光板上の
プリズム構造部の稜線部が、プリズム・シート２０４の
プリズム構造部の稜線部と直交するように、プリズム・
シート２０４が配置される。尚、導光板の背面上２０５
ｃの凹構造部／凸構造部として、主に出射光の角度を規
制する機能を有する上記のプリズム構造部を形成し、出
射面２０５ｂ上に、主に出射面からの出射光を均一化す
る機能を有する凹構造部／凸構造部を形成することも可
能である。

【００２５】尚、プリズムシートは、プリズム構造部が
上を向くように配置される上向きプリズムシート、を使
用することも可能である。しかし、上向きプリズム・シ
ートは２枚一組で使用されるので、１枚のプリズムシー
トで機能する下向きプリズムシートと比較して、輝度が
低下する。又、導光板の光出射面２０５ｂに、必ずしも
プリズム構造部を形成する必要はない。導光板上のプリ
ズム構造部の代わりに、別にプリズムシートを追加する
ことも可能である。もちろん拡散シートを省くこと、あ
るいは、プリズムシートの一表面を粗面化し、プリズム
・シートと拡散シートを一体化することも可能である。
プリズム構造部は、上記のもの以外に、円錐や多角錘形
状とすることも可能である。しかし、全体の輝度及び正
面輝度を向上させるには、プリズム構造部を有する導光
板と下向きプリズムシート１枚を使用する構成が好まし
い。

【００２６】バックライト・ユニットの光学的動作につ
いて、図４を用いて説明する。冷陰極管２０９からの光
は、光入射面２０５ａから導光板内に入射し、反射を繰
り返しながら導光板２０５の中を進行し、導光板２０５
の上面２０５ｂから液晶表示パネル２０２側に出射され
る。導光板２０５内の光は、導光板の背面２０５ｃ表面
に形成された多数の凹構造部もしくは凸構造部によっ
て、光出射面２０５ｂへの入射角が変化されることによ
り、光出射面２０５ｂから射出する。凹構造部／凸構造
部の斜面に入射した光の一部は反射され、一部は透過す
る。導光板２０５の背面側には、反射シート２０６が配
置されている。導光板２０５の背面２０５ｃから出射し
た光は反射シート２０６で反射され、導光板２０５に再
入する。

【００２７】凹構造部もしくは凸構造部によって反射さ
れた光と反射シート２０６によって反射された光とは、
導光板２０５の光出射面２０５ａに入射する。光出射面
２０５ａへのこれらの入射角は臨界角よりも小さいの
で、入射光は光出射面２０５ａから出射する。光出射面
２０５ａからの光は、プリズム・シート２０４によって
表示面の正面方向に集光される。下向きプリズム・シー
ト内で反射した光は、表示パネル側に出射する。拡散シ
ート２０３は、プリズム・シート２０４からの光を拡散
することにより、表示面での輝度の均一化に寄与する。
拡散シート２０３は、導光板２０５とプリズムシート２
０４との間に配置することも可能である。

【００２８】本実施形態においては、反射シートとして
Ａｇ反射シートが使用されている。反射シートは、Ａｌ
など他の金属で形成することができる。又、ＡｇやＡｌ
から形成される金属反射層の他に、液晶材料を使用した
反射層などを使用することも可能である。図４ａは本実
施形態における反射シートの構造を示す斜視図である。
反射シート上には多数の柱構造部が形成されている。

【００２９】図４ｂは、反射シート２０６の構造を示す
断面図である。反射シート２０６は、ポリエチレン・テ
レフタレートなどの樹脂材料で形成された基材シート５
０１と、その上に形成されたＡｇ反射層５０２とを有し
ている。Ａｇ層反射層の表面は正反射成分がほとんどで
あり、鏡面反射表面である。ここで鏡面反射表面とは、
正反射成分が７０％以上の表面をいう。正面輝度をあげ
るためには、この正反射成分が多いほど好ましく、８０
％以上の正反射率を有することが好ましい。さらに好ま
しくは、９０以上である。典型的なＡｇ層の正反射率は
９５％以上である。ここで正反射とは、入射角と反射角
とが等しい場合をいう。Ａｇ層は真空蒸着やスパッタな
どの技術によって堆積することができる。

【００３０】Ａｇ層の上には極めて薄い保護層が積層さ
れている（不図示）。この保護層はＡｇの酸化を防止す
る。Ａｇ層の上には、複数の柱構造部５０３が離散的に
形成されている。柱構造部は円柱状又は角柱状の形状を
有している。その高さと幅は、ほぼ同じである。柱構造
部は、反射表面と導光板２０５の背面２０５ｃとの間の
間隔を維持する、スペーサとしての機能を有する。柱構
造部５０３はアクリルなどの透明材料で形成されてい
る。この柱構造部５０３は、プリンティング技術を用い
て形成することが可能である。この反射シートは、スペ
ーサとして柱構造部を有しているので、反射層と導光板
との間に透明シートを設置する場合に比較して、輝度の
低下を小さくすることができる。

【００３１】図４ｃは、他の反射シートの例を示す断面
図である。図において、５０１はポリエチレン・テレフ
タレートなどの樹脂材料で形成された基材シートであ
る。基材シート５０１の上にはエポキシ樹脂などの接着
材料によって、球形の粒子が配設・固定されている。球
形の粒子は、アクリルなどの有機樹脂材料やシリカなど
の無機材料で形成することができる。接着材料と球形ビ
ーズとの混合材料とを、基材シート５０１に散布するこ
とによって、粒子を基材シート５０１上に配設すること
ができる。粒子の上にＡｇ反射層が形成さている。Ａｇ
層の上には保護層が形成されていることは、図４ｂと同
様である。

【００３２】この反射シート２０６の柱構造部５０５
は、内側柱構造部である球形粒子の内部コアと、その外
側に形成された外側層であるＡｇ層とを有している。こ
の柱構造部５０５は、Ａｇ反射層の反射表面と導光板背
面との間隔を維持するスペーサとして機能する点は、Ａ
ｇ反射層の上に形成された透明柱構造部５０３と同様で
ある。Ａｇ反射層の下に粒子を配設することによって、
柱構造部を形成することにより、Ａｇ反射層の上に透明
柱構造部を形成するよりも、輝度を大きくすることがで
きる。これは、透明柱構造部が、わずかではあるが、光
の吸収を行うからである。

【００３３】柱構造部の高さは、バックライト・ユニッ
トの表面に認められる明暗の輝度ムラの発生によって決
定される。その高さは、好ましくは、およそ１５μｍ以
上である。より好ましくは２０μｍ以上であり、さらに
好ましくは２５μｍ以上である。１５μｍ以下では輝度
ムラの発生を少なくすることはできたが、完全に抑える
ことができなかった。反射表面と導光板の背面との間隔
を２５μｍ以上とした場合は、指押しによる輝度ムラが
ほとんど認識されなかった。

【００３４】外部からの押圧力に抗して、反射表面と導
光板の背面との間の間隔を維持するためには、柱構造部
はできる限り多いことが好ましい。しかし、柱構造部を
多く配設しすぎると柱構造部での乱反射成分が多くな
り、バックライト・ユニットの正面輝度を低下させてし
まう。柱構造部の面積比率は、スペーサとしての機能
と、正反射成分の減少（拡散反射成分の増加を意味す
る）とのバランスから決定する必要がある。反射表面に
対する柱構造部の面積比率は、０．１％以上２０％以下
であることが好ましい。この比率よりも大きくなると反
射シートの正反射成分が減少し、Ａｇ反射シートを用い
た利点が損なわれる。柱構造部の反射表面に対する面積
比率は、さらに好ましくは、０．１％から１０％であ
り、より好ましくは０．１％以上５％以下である。ここ
で、この面積比率は、柱構造部の最大断面積の和の反射
表面全体に対する比率である。

【００３５】図６は、導光板の背面２０５ｃと反射シー
ト２０６との構成を説明する断面図である。導光板の背
面２０５ｃは、多数の凹構造部を有している。凹構造部
の幅は、典型的には、数十μｍから数百μｍであり、そ
の深さは、典型的には、約１０μｍである。凹構造部は
背面の場所によってその充填率が変化される。これによ
って、導光板からの光の輝度の均一化を図っている。こ
の凹構造部は、典型的には、もっとも充填率の大きい位
置で約９０％、もっとも小さいところで約１０％であ
る。

【００３６】光入射面２０５ｃから入射した光は、反射
を繰り返しながら、導光板内２０５を伝播する。伝播の
間に、光の一部が背面２０５ｃに形成された凹構造部に
入射する。この凹構造部に入射した光は、その斜面によ
って一部が反射される。また、凹構造部の斜面に入射し
た光の入射角は臨界角よりも小さいので、他の入射光は
透過して反射シート２０６にいたる。反射シート２０６
に入射した光はそこで正反射され、背面２０５ｃにもど
る。反射シート２０６には多数の柱構造部が形成されて
いるので、外部から押圧力が加わっても、導光板の背面
２０５ｃと反射シート２０６の間には、一定のクリアラ
ンスが維持されている。

【００３７】このようにクリアランスを維持することに
よって輝度ムラの発生を抑えることができる理由はいく
つか考えられる。凹構造部を透過した光は、凹構造部の
粗面性から、拡散性を有している。従って、クリアラン
スが大きければ、反射シートで反射された光の拡散性が
増大し、表面での輝度ムラの減少に寄与すると考えられ
る。

【００３８】又、凹構造部の斜面に入射した光は、そこ
で一部の成分が反射されて光出射面から出射される。一
方、凹構造部を透過した光は反射シートによって反射さ
れ、導光板内を通って、光出射面から出射される。図６
からわかるように、この２つの光成分は、導光板と反射
シートとのクリアランスが大きければ大きいほど、光出
射面での距離が大きくなる。６０１に示すように、クリ
アランスの大きさが小さいと、２つの光成分の距離が小
さくなる。指などによって反射シートが押圧されると、
導光板と反射シートとの距離が小さくなり、２つの光成
分が重なるようになる。すると、２つの光成分が離れた
部分と重なる部分で輝度差が生じ、輝度ムラが発生する
と考えられる。しかし、本形態の反射シート２０６によ
うに、スペーサにより一定のクリアランスが維持されて
いる場合は、２つの光成分が常に一定以上の距離をおい
て出射されるので、大きな輝度差が生じずに、輝度ムラ
の抑制に寄与するとも考えられうる。

【００３９】尚、柱構造部は、Ａｇ反射層以外の材料を
使用せずに、Ａｇ自体で形成することも可能である。
又、上記の形状に限らず、半球形、角柱形状などももち
ろん可能である。図６においては、導光板の背面に多数
の凹構造部のパターンが形成されているが、凸構造部に
よっても同様の機能を行わせることができる。本実施形
態においては、柱構造部を反射シートに形成したが、導
光板の背面に複数の柱構造部を形成することも可能であ
る。反射層は反射シートとして形成するのでなく、フレ
ームの底面に直接Ａｇ反射層を積層することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術における、液晶表示装置の概略を
示す、断面図である。

【図２】本実施形態における、液晶表示装置の概略を
示す、構成図である。

【図３】本実施形態における、液晶表示装置の概略を
示す、断面図である。

【図４】本実施形態における、バックライト・ユニッ
ト内の光の伝播を説明する、断面図である。

【図５】本実施形態における、反射シートの構造を説
明する、構成図である。

【図６】本実施形態における、導光板と反射シートと
の光の反射・透過作用を説明する、構成図である。

【符号の説明】

２００液晶モジュール、２０１バックライト・ユニ
ット、２０２駆動回路が取り付けられた液晶表示パネ
ル、２０３拡散シート、２０４プリズムシート、２
０５導光板、２０５ａ光入射面、２０５ｂ光出射
面、２０５ｃ背面、２０６反射シート、２０７フ
レーム、２０９冷陰極管、３０１ランプ・リフレク
タ

───────────────────────────────────────────────────── 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 6/00 ３３１Ｇ０２Ｂ 6/00 ３３１Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 (72)発明者野口通一神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本アイ・ビー・エム株式会社大和事業所内 (72)発明者鈴木優神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本アイ・ビー・エム株式会社大和事業所内 (72)発明者勝義浩神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本アイ・ビー・エム株式会社大和事業所内 (72)発明者西海聡子神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本アイ・ビー・エム株式会社東京基礎研究所内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H042 AA02 AA18 AA26 BA04 BA14 BA20 DA02 DA04 DA11 DA14 DA16 DA21 DC02 DE00 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA32Z FA41Z FA42Z FB08 FC02 GA13 KA10 LA16 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源に対向し前記光源からの光を入射する光入射面
と、前記光源から入射した光を出射する光出射面と、前
記出射面に対向する背面であって入射した光を反射及び
透過する複数の凹構造部もしくは凸構造部を有する背
面と、を有する導光体と、前記導光体の背面側に配設され、前記導光体の背面から
出射した光を反射する鏡面反射層と、前記鏡面反射層の反射表面と前記導光体の背面との間の
所定の間隔を維持するように、前記鏡面反射層の反射表
面と前記導光体の背面との間に離散的に配設された、複
数のスペーサと、を有する、面状光源装置。
【請求項２】前記複数のスペーサの前記反射表面に対す
る面積比率は０．１％から２０％である、請求項１に記
載の面状光源装置。
【請求項３】前記スペーサは、前記反射表面の上に透明
材料で形成された柱構造部である、請求項１に記載の面
状光源装置。
【請求項４】前記スペーサは、前記反射層の下に形成さ
れた内側柱構造部と、当該柱構造部の外側に前記反射層
と同一材料で形成された外層とを有する、請求項１に記
載の面状光源装置。
【請求項５】前記面状光源装置は、さらに、一方の表面
に透過する光の出射角度を規制する複数のプリズム構造
部が形成された、プリズム・シートを有し、前記プリズム・シートは、前記プリズム構造部が前記導
光体側を向くように、前記導光体の上側に配置されてい
る、請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項６】前記スペーサの高さは１５μｍ以上であ
る、請求項１又は２に記載の面状光源装置。
【請求項７】前記複数のスペーサの前記反射表面に対す
る面積比率は０．１％から１０％である、請求項１に記
載の面状光源装置。
【請求項８】バックライト・ユニットと、マトリックス状に配置された複数の画素を有し、前記バ
ックライト・ユニットからの光の前記複数の画素の透過
を制御することにより、画像表示を行う表示パネルとを
有し、前記バックライト・ユニットは、光源と、前記光源に対向し前記光源からの光を入射する光入射面
と、前記光源から入射した光を出射する光出射面と、前
記出射面に対向する背面であって入射した光を反射及び
透過する複数の凹構造部もしくは凸構造部を有する背
面と、を有する導光体と、前記導光体の背面側に配設され、前記導光体の背面から
出射した光を反射する金属反射層と、前記金属反射層の反射表面と前記導光体の背面との間の
所定の間隔を維持するように、前記金属反射層の反射表
面と前記導光体の背面との間に離散的に配設された、複
数の柱構造部と、を有する、表示装置。
【請求項９】前記柱構造部の前記反射表面に対する面積
比率は０．１％から１０％である、請求項８に記載の表
示装置。
【請求項１０】前記バックライト・ユニットは、さら
に、一方の表面に、透過する光の出射角度を規制する複
数のプリズム構造部が形成された、プリズム・シートを
有し、前記プリズムシートは、前記プリズム構造部が前記導光
体側を向くように、前記導光体の上側に配置され、前記柱構造部の高さは１５μｍ以上である、請求項８又は９に記載の表示装置。
【請求項１１】基材シートと、前記基材シートの上に形成されている鏡面反射層と、前記基材シートの上に離散的に配設され、前記鏡面反射
層に対する面積比率が０．１％から２０％であり、その
高さが１５μｍ以上である複数の柱構造部と、を有する光学反射シート
【請求項１２】前記柱構造部は、前記鏡面反射層の下に
配設された球形の内部コアと、前記内部コアの外側に前
記鏡面反射層と同じ材料で形成された外側層と、を有す
る請求項１２に記載の光学反射シート。
【請求項１３】前記複数の柱構造部の前記鏡面反射層に
対する面積比率が、０．１％から１０％であり、その高
さが２０μｍ以上である、請求項１１に記載の光学反射
シート。
【請求項１４】前記複数の柱構造部の前記鏡面反射層に
対する面積比率が、０．１％から５％であり、その高さ
が２０μｍ以上である、請求項１１に記載の光学反射シ
ート。
【請求項１５】前記鏡面反射層はＡｇを主成分として形
成されている、請求項１１に記載の光学反射シート。