JP2002341118A

JP2002341118A - 光反射シート及びその製造方法、並びに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

Info

Publication number: JP2002341118A
Application number: JP2001143731A
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: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】大型液晶ディスプレイ装置のバックライトと
して用いるのに十分な光学特性を備える光学系を実現す
るのに必要な高品質且つ製造容易な光反射シート及び効
率よく低コスト且つ大量に製造する方法を提供するこ
と、並びにこの光反射シートを用いて構造シンプルで照
明光率が優れた光学系を有する面光源装置及び液晶ディ
スプレイ装置を提供すること。【解決手段】傾斜した光反射面からなるほぼ同一及び
／又はほぼ相似形の基本ユニット２８がピッチ５０００
μｍ以下にて多数配列して形成された光反射シート２７
に、少なくとも基本ユニット２８が形成された表面層３
３と、この表面層３３を支持する背面支持層３４の２層
から構成され、且つ背面支持層３４は二軸延伸熱可塑性
樹脂フィルムよりな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そ
の製造方法、並びに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し、更に詳細には、例え
ばパーソナルコンピュータ向けモニターや薄型ＴＶ等の
表示装置に利用するのに適する液晶ディスプレイ装置及
びこの装置の構成要素である面光源装置、更にはこの面
光源装置の構成要素である光反射シート及びその製造方
法に関する。

【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るのが一般的である。特
に、薄型且つ輝度分布の均一性に優れた面光源としては
サイドライト型が好適であり、数多くが実用に供されて
いる。

【０００４】従来のサイドライト方式の面光源装置は、
図２５に示されるように透光性の平板からなる基板即ち
導光体１の一側端１ａに当該側端面に沿うように線状光
源２を配設し、この線状光源２を覆うようにリフレクタ
３が取り付けられ、線状光源２による直接光とリフレク
タ３で反射された反射光とが導光体１に、光入射端面で
ある一側端１ａから内部に入射する機構とされている。

【０００５】導光体１の一表面は光出射面１ｂとされ、
この光出射面１ｂの上方にはほぼ三角プリズム状のアレ
ー４を形成した調光シート５が頂角を観察者側に向けて
配設され、他方、導光体１における光出射面１ｂとは反
対側の面１ｃには光散乱性インキにより多数のドット６
ａを所定のパターンで印刷形成してなる光取り出し機構
６が設けられている。

【０００６】このような光取り出し機構６が形成されて
いる導光体１における光出射面１ｂとは反対側の面１ｃ
側には、この面１ｃに近接して反射シート７が配設され
ている。また、この種の面光源装置の別な代表例として
は、図２６に示されるようにほぼ三角プリズム状のアレ
ー４を形成した調光シート５が頂角を導光体１の光出射
面１ｂ側に向けて光出射面１ｂの上方に配設されてい
る。

【０００７】そして、導光体１の光出射面１ｂとは反対
側の面１ｃに設けられる光取り出し機構６は、各表面が
粗面に形成されている多数の粗面部６ｂをパターン化し
て構成されている。このようなサイドライト方式の面光
源装置は、軽量、薄型という液晶表示装置の一般的特徴
をより有効に引き出すことができることから、携帯用パ
ーソナルコンピュータ等の液晶表示装置のバックライト
として多く使用されている。

【０００８】

【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
造簡素で光の利用効率に優れた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
スプレイ装置の普及が妨げられていたのである。

【０００９】すなわち、例えば、透過型液晶ディスプレ
イ装置のバックライト光学系として用いる図２５及び図
２６に示される面光源装置では、面光源装置からの照明
光を可能な限り有効に利用するためプリズムシート等の
光学シート（調光シート５）類を多用していた。そのた
め、照明光学系の構造が複雑となり、その結果組立て性
が悪く、しかも歩留まりも低くなることから、高コスト
化を招いていたのである。

【００１０】そこで、本発明者は上記の問題を解決する
方策として、図２７に示されるような面光源装置を１０
を提案した。この面光源装置１０は、一表面である光出
射面に例えばプリズムアレー等からなる集光素子１２を
一体的に形成した導光体１１を用い、この導光体１１の
一側端１１ａにはリフレクタ３で覆われた線状光源２を
従来と同様に配設し、さらに光出射面１１ｂとは反対側
の面１１ｃ側には、傾斜した光反射面１３ａからなるほ
ぼ同一形状の基本ユニット１３を多数配設した光反射シ
ート１４を配設して構成されたものである。

【００１１】この面光源装置１０によると、導光体１１
からの出射光線の大部分が一旦は光反射シート１４の側
に選択的に向かうように導光体１１の構造設計がなさ
れ、尚かつ傾斜した光反射面１３ａからなるほぼ同一形
状の基本ユニット１３を光反射シート１４の表面に多数
配設した光学系を構成することにより、プリズムシート
等の効果で構造を複雑化する調光シートを用いずとも、
光学的な効率に優れた面光源装置を得ることが可能であ
ることを見出した。

【００１２】特に、導光体１１の面１１ｃに、図２８に
示されるように有効開口幅に対して十分に大きな高さを
有した平滑面からなる凸状突起１５ａからなる光取り出
し機構１５を形成し、この光取り出し機構１５を用いて
光の出射方向をコントロールすることで、導光体１１か
らの出射光線を集中的に光反射シート１４側に向かわせ
ることが容易となり、尚かつ、大型化した場合にも金型
製作等が容易であるため、極めて実用性に富んだ面光源
装置が得られることを見出した。

【００１３】また、同時に、図２７に示されるように、
導光体１１の光出射面１１ｂに三角プリズムアレー等に
代表される集光素子１２を設けることで、より集光性に
優れた極めて効率的な光学系を得ることが可能であるこ
とを見出した。すなわち、導光体１１から出射する照明
光は、一旦、光反射シート１４の側に集中的に出射さ
れ、光反射シート１４で反射した後に導光体１１に再入
射して照明光１７として利用されることとなるため（導
光体１１の光入射面１１ｂから見た光路は図１５に示さ
れる）、導光体自身がプリズムシートとしての作用を果
たすことが可能となり、従来型の面光源装置に見られる
光路８（図２９）とは本質的に異なる、極めて優れた集
光特性を実現することが可能となるのである。

【００１４】しかしながら、このように、上記の光学系
は極めて優れた利点を有するものの、光学系の構造が従
来型の面光源装置に比べて極めて簡単な構造となってい
るため、大型液晶ディスプレイ等の高い精度が要求され
る面光源装置に前述した光学系を適用しようとすると、
光反射シートと導光体の位置関係が十分に精密に保持さ
れず、その結果、面光源の照明品質に直接影響を与え、
外観的に好ましくないムラが発生するという問題があっ
た。また、光反射シートを効率よく製造する方法も無か
ったため、低コスト且つ大量に製造することが困難であ
るという問題もあった。

【００１５】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、大型液晶ディスプレイ装
置のバックライトとして用いるのに十分な光学特性（外
観品質）を備える光学系を実現するのに必要な高品質且
つ製造容易な光反射シートを提供することと共にこの光
反射シートを効率よく低コスト且つ大量に製造する製造
方法を提供すること、及びこの光反射シートを用いるこ
とにより構造がシンプルで照明光率が優れた光学系を有
する面光源装置及び液晶ディスプレイ装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【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、本発明は、傾斜した光反
射面からなるほぼ同一及び／又は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て形成さ
れた光反射シートであって、少なくとも基本ユニットが
形成された表面層と、この表面層を支持する背面支持層
の２層から構成され、且つ背面支持層は二軸延伸熱可塑
性樹脂フィルムよりなることを特徴とする。

【００１７】＜本発明における具体的構成＞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、二軸延伸熱可塑性樹脂
フィルムがポリエチレンテレフタレート若しくはポリプ
ロピレンであることを特徴とする。

【００１８】また本発明では、光反射シートが表面層の
側に向かって凸状に反っていることが好ましい。更に、
光反射面は金属材質からなり、且つこの金属材質上には
透明絶縁性物質によるコーティング層が設けられている
ことが好ましい。

【００１９】本発明は光反射シートの製造方法であり、
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、前述したそれぞれの
特徴を備える光反射シートを製造する方法において、基
本ユニットの形状をロールトゥロールプロセスによって
形成することを特徴とする。また、前述したそれぞれの
特徴を備え且つ表面層が熱可塑性樹脂から構成される光
反射シートの製造方法において、基本ユニットの形状を
エンボスロールによって転写することを特徴とする。

【００２０】また、本発明は面光源装置であり、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する導
光体と、この導光体に設けられた光取り出し機構と、導
光体の側端部に配設された光源とを含み、更に導光体の
光出射面と対向する面側には前述したそれぞれの特徴を
備える光反射シートを備えていることを特徴とする。

【００２１】本発明の面光源装置では、導光体の光出射
面の中心付近における出射方向選択率が６０％〜１００
％であることが好ましい。また、導光体の光出射面に
は、稜線を光源の配設された側端部にほぼ垂直な方向と
した、ピッチ１０μｍ、頂角６０度〜１５０度の範囲と
する三角プリズムアレーからなる集光素子を設けること
が好ましい。

【００２２】更に、本発明の面光源装置では、導光体に
設けられた光取り出し機構が不規則に配置された平滑面
からなる凸状突起であり、その際、凸状突起の突起量は
２μｍ〜３００μｍであることが好ましい。更にまた、
導光体に設けられた光取り出し機構を不規則に配置され
た粗面からなるパターンとすることもできる。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。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光反射シート及び
その製造方法、並びに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２及び図３はそれぞれ本
発明の好適な２つの実施形態に係る面光源装置２０の主
要部を概略的に示している。

【００２４】これらの実施形態に係る面光源装置２０
は、ほぼ透明な平板からなる基板即ち導光体２１を備
え、この導光体２１の一側端には当該側端部に沿って線
状光源２２が配設されている。この線状光源２２として
は、蛍光管又はＬＥＤアレー等を用いることができる
が、特にこれらに限定されるものではない。線状光源２
２としては、発光効率に優れ、小型化の容易な冷陰極管
の利用が最も好適である。

【００２５】線状光源２２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
本の冷陰極管が配設された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灯又は４灯となっている態様等
が代表的である。

【００２６】また、線状光源２２の態様として、本発明
においてはなにも線状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図４に示されるようにＬＥ
Ｄ等の点光源を用いることもできる。すなわち、図４
（ａ）は、導光体２１のコーナー部を平面で見て三角形
状にカットして形成されたコーナーカット面２１ｄに、
点光源であるＬＥＤ２２ａを配置した例を示している。
また、図４（ｂ）は、導光体２１の一側端部に光学ロッ
ド２２ｂを近接配置し、この光学ロッド２２ｂの端面に
点光源であるＬＥＤ２２ａを配置した例を示している。

【００２７】この導光体２１の一側端には、線状光源２
２を覆うようにランプリフレクタ２６が取り付けられ、
線状光源２２による直接光とランプリフレクタ２６で反
射された反射光とが導光体２１に、光入射端面である一
側端面２１ａから内部に入射する機構とされている。

【００２８】導光体２１は、例えば、板厚が約２〜４ｍ
ｍ程度の四角形状をした透光性の薄板であり、図２又は
図３で見て上面である一方の表面が光を出射する光出射
面２１ｂであり、これとは反対側の他方の表面（図２又
は図３で見て下面）は光出射面と対向する面２１ｃであ
る。図２及び図３において、符号２３は導光体１１の光
出射面２１ｂに垂直な線即ち導光体２１の法線を示して
いる。

【００２９】本発明の一実施形態に係る面光源装置２０
における導光体２１としては、図２に示されるように導
光体２１の光入射面２１ａに対する法線方向にほぼ平行
な稜線２４ａを備える三角プリズムアレー２４が集光素
子２４０として光出射面２１ｂに形成され、集光作用を
高める構造とされている。

【００３０】また、集光素子２４０として、図３に示さ
れる他の実施形態ように導光体２１の光入射面２１ａに
対する法線方向にほぼ平行な稜線２５ａを備える断面正
弦波状の凹凸からなるアレー状素子２５を光出射面２１
ｂに形成してもよい。これら三角プリズムアレー２４に
おける各プリズム部２４ｂの配列ピッチＰ１や断面正弦
波状の凹凸からなるアレー状素子２５における各素子部
２５ｂ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。

【００３１】導光体２１の光出射面２１ｂとは反対側の
面２１ｃ側には、当該面２１ｃに近接して光反射シート
２７が配設されている。光反射シート２７は、傾斜した
光反射面２８ａを備える多数の基本ユニット２８が微細
なピッチＰ２で基材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２８とは、図５〜図１２に示
されるようにほぼ同一及び／又はほぼ相似形状の傾斜し
た傾斜面２８ａの集合体として得られる光反射シート２
７の基本形状単位を意味する。

【００３２】すなわち、基本ユニット２８とは、それ以
上分割すると同一性も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５〜図１２に示されるように、これら基本
ユニット２８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。

【００３３】更に、導光体２１には光取り出し機構２９
０が設けられている。この光取り出し機構２９０は、導
光体２１に入射した光線を選択的に光反射シート２７の
側に出射させるように構成され、照明光線を集中的に、
一旦、光反射シート２７の側に出射させる構造とされて
いる。

【００３４】すなわち、導光体２１に設けられる光取り
出し機構２９０は方向選択性を有する光出射素子２９と
して機能するものであり、従来型の面光源装置に見られ
る粗面パターンやインキ印刷パターンによる単純な光散
乱によって光を取り出す態様とは本質的に異なるもので
ある。

【００３５】より具体的には、出射方向の選択性を示す
指標（出射方向選択率）を用いて定義した、光反射シー
ト２７方向に照明光線が選択的に出射する割合が、好ま
しくは６０〜１００％、より好ましくは７０〜１００
％、さらに好ましくは７５〜１００％とされ、照明光線
が光反射シート２７による光学作用を十分に受けるよ
う、選択的に光反射シート２７の側に出射する構造とさ
れるのである。

【００３６】ここで、出射方向選択率とは上述の如く、
光反射シートの方向へ選択的に照明光線を出射する能力
を数値化して表した値であり、出射方向選択率の測定方
法は次の通りである。先ず、図１３に示されるように光
反射シート２７の代わりに植毛紙等のほぼ完全に光を吸
収する黒色のシート３０を配設し、導光体２１を通常の
向きにセットして光源２２の配設される側端部２１ａに
直角に交わり且つ法線２３に平行な仮想の平面内におけ
る任意の方向１０１への出射角度分布を輝度計を用いて
測定する。

【００３７】そして、この時に得られた出射角度に対す
る輝度変化を示すグラフの積分値（図１４（ａ）に斜線
で示される部分の面積）をＬａとする。次に、導光体２
１を通常の向きとは裏返しに（本来、光出射面２１ｂと
なるべき面が黒色シート３０の側に来る向き）にセット
して、同様に、方向１０１への出射角度分布を図１４
（ｂ）に示されるように輝度計を用いて測定する。

【００３８】この時に得られた出射角度に対する輝度変
化を示すグラフの積分値Ｌｂを求め、これらから算出さ
れるＬｂ／（Ｌａ＋Ｌｂ）の値が前述の出射方向選択率
（光反射シート方向へ選択的に光線を出射する割合）と
なるのである。なお、本発明においては出射方向選択率
は光出射面２１ｂの中心付近で測定されるものとする。

【００３９】このようにして得られた出射方向選択率の
値が、前述したように好ましくは６０〜１００％、より
好ましくは７０〜１００％、さらに好ましくは７５〜１
００％とされ、光反射シート２７の方向へ選択的に照明
光線を出射することによって、光反射シート２７表面に
設けられた基本ユニット２８の効果を有効に活用するこ
とが可能となるため、光学的集光作用や光学的変角作用
を果たし、好ましい光学特性を得ることが出来るのであ
る。

【００４０】また上述したように、一旦、集中的に光反
射シート２７の側に照明光線を出射させる光学設計を行
ったことの効果は、特に、導光体２１の光出射面２１ａ
にプリズムアレー等の集光素子２４０が設けられた場合
に発揮されるものである。すなわち、図１５に示される
ような光路１６、３１、３２を経ることが可能となるた
め、導光体自身がプリズムシートとして機能することが
できるようになるのであり、従来型の単純にプリズムを
導光体上に賦与したのみの面光源装置に見られる光線経
路８（図２９）とは本質的に異なった、極めて優れた集
光特性を実現することが可能となるのである。

【００４１】ここで、出射方向選択率を好ましくは６０
％以上に保ち、集中的に光反射シート１７側へ照明光線
を出射させる光取り出し機構２９０の具体的構造は、各
種の態様が考えられ特に限定はされない。しかしなが
ら、最も好適な態様としては、図２及び図３に示される
ように導光体２１における光出射面２１ｂとは反対側の
面２１ｃ（光出射シート側の面）に平滑な表面からなる
凸状突起２９ａを多数形成した光取り出し機構２９０を
挙げることができる。

【００４２】この他にも、図１６〜図１８に示されるよ
うに、各種の表面形状設計によって、導光体２１から出
射する大部分の出射光線が光反射シート２７の方向に向
かうように設計することが可能となるのである。すなわ
ち、図１６に示される態様は、導光体２１における光反
射シート２７側の面に断面三角形状の多数の突起２９ｂ
を所定のパターンで形成して光取り出し機構２９０とし
たものである。

【００４３】また、図１７に示される態様は、導光体２
１における光反射シート２７側の面２１ｃに凹状のへこ
みを形成することで相対的に突出部２９ｃを形成して光
取り出し機構２９０としたものである。更に、図１８に
示される態様は、導光体２１における光反射シート２７
側の面２１ｃに断面Ｖ字状の多数の溝部２９ｄを所定の
間隔で形成し、これにより光取り出し機構２９０とした
ものである。

【００４４】これら各種態様の他にも、特定方向に対し
て前方散乱性を有する散乱体を導光体２１内に設ける態
様、ホログラム素子、表面レリーフ素子等の回折光学素
子を導光体２１の表面に設ける態様等、前述したように
出射方向選択率を好ましくは６０％以上に保ち、集中的
に光反射シートの側へ照明光線を出射することができる
光取り出し機構であれば、特に限定されるものではな
い。

【００４５】ところで、前述したようにこの種の光学系
においては面光源装置を発光させた際にモアレ模様やニ
ュートンリング状の模様等、光の干渉現象に起因すると
考えられる外観的に見苦しいムラが発生し、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十分な照
明光の品質を得ることが困難となる問題があった。

【００４６】すなわち、大型のバックライトモジュール
を上記の光学系を用いて構成しようとすると、リング状
の帯が出現したり、光出射面の全面に亘ってうっすらと
縞状の明暗が出現したりして、大型液晶ディスプレイ装
置のバックライトとしては実用性が不十分となってしま
うのである。

【００４７】これらの原因及び対策について鋭意、検討
を重ねた結果、光反射シートが僅かに撓むことから、導
光体と光反射シートの間に場所によって不規則に間隙が
生じ、これが外観悪化現象の大きな原因となっているこ
とを見出した。すなわち、光反射シートに、導光体との
間隙を一定して保持するための機構を設ける必要がある
のである。

【００４８】また一方、本発明において用いられる光反
射シート２７には表面部分に傾斜した光反射面２８ａか
らなる微細な基本ユニット２８が設けられる必要がある
ため、基本ユニット２８の構造が容易に形成できる構造
となっていることも極めて重要なことなのである。従っ
て、前述した２つの課題を満足する光反射シートの構造
として、光反射シート２７は図１に示されるように基本
ユニット２８が形成された表面層３３と、この表面層３
３を支持する背面支持層３４の２層から構成されること
が必要である。

【００４９】すなわち、表面層３３は容易に基本ユニッ
ト２８の形状が形成できるように熱可塑性樹脂、光硬化
性樹脂、或いは熱硬化性樹脂からなり、背面支持層３４
は導光体２１と光反射シート２７の間隙が一定に保たれ
るように剛直性に優れた二軸延伸熱可塑性樹脂フィルム
が用いられるのである。このような構造とすることで、
生産が容易且つ安価に前述した光反射シート２７を生産
することが可能となるのである。

【００５０】背面支持層３４の材質として特に好適なの
はポリエチレンテレフタレート若しくはポリプロピレン
からなる二軸延伸熱可塑性樹脂フィルムであり、厚みと
しては５０〜３００μｍ、好ましくは７０〜２５０μ
ｍ、更に好ましくは１００〜２００μｍである。

【００５１】また、光反射シート２７は、図１９（ａ）
に示される如く導光体２１に向かって凸状に反っている
ことが好適であり、このような反りを光反射シート２７
に与えることによって、導光体２１の方向に光反射シー
ト２７が押しつけられる応力が働くため、導光体２１と
光反射シート２７の間隔が一定に保たれやすくなる。但
し、図１９（ｂ）に示されるような反り方向では外観が
悪化し易いので好ましくない。

【００５２】このような光反射シート２７の製造方法と
しては、図２０に示されるようにロールトゥロールプロ
セスによって連続的に生産されることが量産性の点から
最も好ましく、安定した品質で大量に生産することがで
きる。このロールトゥロールプロセスとは、図２０から
明らかなように供給ロール３８から熱可塑性樹脂フィル
ム３６を巻取りロール３９に向かって送給する間に、熱
可塑性樹脂フイルム３６に基本ユニット２８の形状を連
続的に形成すると共にその熱可塑性樹脂フイルム３６の
裏面側に背面支持層３４を連続的に積層する方法であ
る。

【００５３】すなわち、図２１に示されるように傾斜面
からなる基本ユニット２８の形状が形成されたエンボス
ロール３５を加熱し、ポリカーボネート等の熱可塑性樹
脂フィルム３６に形状転写して基本ユニット２８を形成
し、基本ユニット形状が転写された熱可塑性樹脂フィル
ム３６の非転写側表面に、図２０に示されるように背面
支持層３４として二軸延伸熱可塑性樹脂フィルム３７を
張り合わせる。このようなロールトゥロールプロセスを
用いた製造方法は、装置構成が簡素でありながら生産性
が極めて高く、本発明の光反射シートの製造に好適であ
る。

【００５４】このように光反射シート２７の積層構造を
工夫して製造を行うことで、従来問題となっていた大型
液晶モジュールに用いた際のモアレ模様等の外観悪化現
象えお抑えることが可能となり、簡素な構造でありなが
ら極めて実用性に優れた面光源装置を得ることができ
る。

【００５５】ここで、本発明による面光源装置を構成す
る各部材の構成要件について、更に詳細に述べる。最初
に、導光体２１に設けられる光取り出し機構２９０の態
様として、最も好適には、図２及び図３に示されるよう
に突起量２μｍ〜３００μｍ、好ましくは５μｍ〜２０
０μｍ、更に好ましくは１０μｍ〜１００μｍとして平
滑面からなる凸状突起が、干渉を生じることの無いよう
に不規則に多数分布している態様が挙げられる。

【００５６】次ぎに、凸状突起２９ａの形状について更
に詳しく説明すると、凸状突起２９ａを光取り出し機構
２９０とする導光体において、光反射シートの側に出射
する光線の割合を主として決定しているのは、図２２に
示されるように光源が配設された側端部に垂直な方向
（矢印４０）に対する断面で見た凸状突起の幅Ｗ（有効
開口幅）に対する深さｈの比である。

【００５７】すなわち、深さｈが有効開口幅Ｗに対して
深くなればなるほど、図２８（ｂ）の光線経路１６に見
られるように、光反射シート２７の側に出射する光線量
が多くなり、突起の底面での全反射を経て、光反射シー
トの側に向かうことのない光線量が減少するのである。

【００５８】したがって、凸状突起の有効開口幅Ｗに対
する深さｈの比（ｈ／Ｗ）について好ましくは０．３〜
１．５の範囲、より好ましくは０．５〜１．３の範囲、
更に好ましくは０．７〜１．２の範囲とされ、光反射シ
ートの側に集中的に照明光を出射する構造とされること
が好ましい。

【００５９】また、凸状突起２９ａの不規則な配置は、
光学的な干渉を生じることの無いように、できる限り乱
雑に分布していることが好ましいのは言うまでもない
が、あまりにも乱雑に分布し過ぎ、凸状突起同士がぶつ
かってしまうのは好ましくない。このようになると、凸
状突起２９ａそのものの外形が変わってしまうため、前
述したｈ／Ｗの値に影響を与え、光学的な制御が難しく
なるからである。図２３に見られるようにランダムであ
りながら、隣接した凸状突起同士が接触していない構造
が最も好ましい。

【００６０】更に、輝度性能がそれほど大きく必要とさ
れない場合には、従来型の導光体に頻繁に見られる粗面
を光取り出し機構とした態様も実施可能であり、粗面か
らなるパターンをできる限り不規則なパターンとするこ
とで、光学的な干渉を抑制し、実用的に十分な照明光特
性を得ることが可能となる。

【００６１】ところで、本発明では、図２及び図３に示
される各実施形態の面光源装置２０のように導光体２１
の少なくとも一方の面には、三角プリズムアレー２４又
は断面正弦波状の凹凸からなるアレー状素子２５等に代
表される集光素子２４０が、稜線を光源の配設された側
端部に垂直な方向として、設けられることが好ましいこ
とは前述した通りであるが、この効果についてさらに詳
細に説明する。

【００６２】本発明においては、平滑面からなる凸状突
起２９ａに代表されるような光取り出し機構２９０の効
果によって、図１５に示されるように、一旦、導光体か
らの出射光線の大部分が光反射シートの側に出射され
る。そして、光反射シートに設けられた傾斜した光反射
面からなるほぼ同一／又はほぼ相似形の基本ユニットの
効果によって、出射光線の方向は導光体の法線方向に変
角され、再度、導光体に入射して導光体に設けられた、
三角プリズムアレー等の集光素子によって集光されるの
である。

【００６３】そのため、従来型の面光源装置においても
三角プリズムアレー等を導光体に―体的に形成して集光
性を向上させることの提案はあったが、これらと比べ
て、本発明の面光源装置は、光学的観点からみた状況が
全く異なるのであり、集光性という点で、本質的に有利
な光学系を得ることができるのである。この状況は、図
１５及び図２９から明らかである。

【００６４】すなわち、従来型の面光源装置では導光体
から直接的に導光体の光出射面１ｂに向かおうとする光
線成分が多かったため、図２９に示す光線の軌跡に見ら
れるように、導光体と空気層との界面を一回しか経由し
ないため、十分な集光を果たすことができなかったので
ある。

【００６５】しかしながら、本発明の面光源装置では、
図１５に示されるように導光体２１からの出射光線の大
部分１６が、一旦、光反射シート２７の側に出射される
ため、図１５に示す光線の軌跡に見られるように、導光
体２１と空気層との界面を２度も経ることが可能となる
ため、導光体２１自体が厚みの厚いレンズアレーシート
として機能することになり、集光性という観点で格段に
優れた性能を得ることが可能となるのである。

【００６６】集光素子２４０としては、集光性を増大さ
せる等の光学的機能を実現させるという観点で、適宜、
形状設計されるものであり、表面構造は特段限定される
ものではない。しかしながら、導光体２１に本来必要と
される、側端から入射した光線を全反射条件に基づいて
損失なく伝搬させるという機能を損なってしまっては、
面光源装置として機能を果たさなくなる。

【００６７】そのため、少なくとも、集光素子２４０の
稜線（尾根線）２４ｂ、２５ｂは光源が配設された側端
部にほぼ垂直な方向となるように設けられる。このよう
にすることで、集光素子２４０によって全反射条件が乱
されることが最小限に留められるため、導光体中を光線
が伝搬し易くなり、尚かつ集光素子の効果が十分に発揮
されるようになるのである。

【００６８】また、導光体２１に設けられる、三角プリ
ズムアレー２４又は断面正弦波状の凹凸からなるアレー
状素子２５等に代表される集光素子は、視認できない程
度にできる限り微細化されているのが望ましく、１μｍ
〜５００μｍ、好ましくは５μｍ〜３００μｍ、更に好
ましくは１０μｍ〜１５０μｍのピッチとされる。この
ような集光素子の具体的な形状としては、図２に示され
るような三角プリズムアレー２４、図３に示されるよう
な断面正弦波状の凹凸からなるアレー状素子２５を挙げ
ることができる。

【００６９】特に、集光性、加工の容易性の観点から好
ましいのは図２に示されるような三角プリズムアレー２
４を用いる態様であり、導光体２１の光出射面側に登頂
角δが６０〜１５０度、好ましくは７０度〜１２０度、
さらに好ましくは８０度〜１１０度なる三角プリズムア
レー２４が設けられ、光源２２の配設された側端部２１
ａに対してプリズムアレー２４の尾根線２４ａがほぼ垂
直となるようにした態様が用いられる。

【００７０】このように導光体２１の光出射面２１ｂに
三角プリズムアレー２４を一体的に形成したことによ
り、前述したように導光体自体が厚みの厚いプリズムシ
ートとして機能することになるため、非常に単純な構成
でありながら、従来型の光学系に比較して格段に優れた
光学特性を実現することが可能となるのである。

【００７１】本発明において用いられる光反射シート２
７は屈曲性を有した厚み５０〜１０００μｍ、好ましく
は７０〜５００μｍ、特に好ましくは１００〜２５０μ
ｍ程度の基材が好ましいが、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。また、導光体２１を収納する面光源装置のフレ
ーム部分に―体的に成型を行うことによって光反射シー
ト２７の効果を得ることも可能である。

【００７２】また、光反射シート２７に設けられる光反
射面２８ａの反射率は、高効率化の観点から、言うまで
もなく高反射率であることが望ましく、好ましくは反射
率７０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ま
しくは８５％以上とされる。ここで、本発明において反
射率７０％以上とは、表示用途に用いられることから、
可視光線スペクトル領域において前述の反射率が達成さ
れることを意味することは言うまでもない。すなわち、
ＪＩＳ−Ｚ８１２０に定められる如く、可視光線スペク
トル領域において入射光束エネルギ―に対する反射光束
エネルギ―の比が前記の値となるのである。

【００７３】また、本発明において、光反射シ―ト２７
で色調が変化することは避けるべきであり、可視光線ス
ペクトルの範囲において出来る限りフラットな反射特性
を有することが好ましい。したがって、可視スペクトル
のほぼ中心に位置する５５０ｎｍにおける分光反射率の
値を用いて反射率とし、好ましい値の範囲を規定するこ
とも出来る。

【００７４】加えて、上述の反射率は反射を実質的に起
こす傾斜面の表面に位置する材質の反射率を意味するの
であり、具体的には傾斜面２８ａの表面部に銀やアルミ
ニウムに代表されるように、高い反射率を有し、色調変
化が少ない材質が設けられることが好ましい。また、光
反射面の上にコ―ト層等を設ける場合があるが、ここで
云う反射率はコ―ト層等のない、金属材質等の反射に実
質的に寄与する材質自体の表面の反射率を意味するので
ある。

【００７５】また、傾斜面からなる基本ユニット２８の
配列が画面上で認識できなくなるようにするため、ほぼ
同一及び／又はほぼ相似形の基本ユニット２８の配列ピ
ッチＰ２は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１０００
μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下とされる。

【００７６】光反射シート２７の表面に設けられる反射
率７０％以上の傾斜した光反射面２８ａからなるほぼ同
一及び／又はほぼ相似形の基本ユニット２８として、代
表的には図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように基
本ユニット２８が断面鋸歯状とされるか、或いは図１１
（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように基本ユニット
２８が山形状とされ、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２７を上方から見た際に尾根線２８ｂ
が平行に配列した、平行直線状で且つ平坦な傾斜光反射
面２８ａからなる基本ユニット２８の配列が用いられて
いる態様が挙げられる。

【００７７】これは、図５（ａ）及び図５（ｂ）や図１
１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように傾斜した平
坦な光反射面２８ａの尾根線２８ｂ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。

【００７８】このような平行直線状で且つ平坦な傾斜光
反射面２８ａが多数配列した光反射シート２７を用いる
ことで、前述の凸状突起２９ａからなる不規則なパター
ンを光取り出し機構２９０とし且つ導光体２１から出射
する光束の大部分が光反射シート２７の配設側に向かう
よう設計された導光体２１からの出射光線が、平行直線
状で且つ平坦な傾斜光反射面２８ａの効果によって導光
体２１の法線２３方向に反射され、尚かつ光学的干渉を
生じることなく、しかも導光体２１の少なくとも一方の
表面には集光性等の光学特性を改良すべく設けられた集
光素子２４０が存在するため、非常に簡素な構成である
にもかかわらず、面光源装置２０として極めて品質の高
い照明光線を得ることができるのである。

【００７９】図２４に示されるように、ほぼ同―及び／
又はほぼ相似形の基本ユニット２８に用いられる傾斜面
２８ａ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２９０の形態によって様々であり、導光体２１
からの出射光線の方向を光出射面２１ｂの法線２３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。

【００８０】例えば、本発明において好適に用いられる
平滑面からなる凸状突起２９ａを光取り出し機構２９０
とする態様では、傾斜した光反射面２８ａの傾斜角度α
が好ましくは７度〜５０度の範囲、より好ましくは１０
度〜４０度の範囲、さらに好ましくは１５度〜３４度の
範囲が好適に用いられる。

【００８１】また、各基本ユニット２８を構成する傾斜
した光反射面２８ａの断面は、図６、図７、図９及び図
１２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。更に、各基本ユニット２８を構成
する光反射面２８ａの断面形状としては、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光反射面
２８ａが多数配列した態様のみならず、図８や図１０に
示されるように凹面鏡状の基本ユニット２８を配列した
態様等においても好適に用いられる。

【００８２】この際にも、傾斜した光反射面２８ａの傾
斜角度αとして好適に用いられる範囲は導光体２１から
の出射光線の方向を光出射面２１ｂの法線２３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、前
述の平滑面からなる凸状突起２９ａを光取り出し機構２
９０とする態様では、図２５（ｂ）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７度
〜５０度の範囲、より好ましくは１０度〜４０度の範
囲、さらに好ましくは１５度〜３４度の範囲とされる。

【００８３】このような断面凹状の光反射面２８ａから
なる基本ユニット２８を反射素子として光反射シート２
７に設けることによって、導光体２１に設けられた光取
り出し機構２９０から出射するブロードな拡がりを有す
る光束１６を、よりシャープな角度特性を持つ光束３１
(より平行光束に近い光束)に変換しながら、導光体２１
の法線２３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２１からの出射光線をよりコリメートされた導
光体２１の法線２３方向に対して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。

【００８４】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。

【００８５】本発明において光反射シート２７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イングして
光反射面２８ａを形成するのが製造の容易性から最も好
適である。光反射率の面では銀を用いることが好まし
く、製造の容易性や低コストの面からはアルミニウムを
用いることが好ましい。また、これらの光反射性金属物
質のコーティングには真空蒸着、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
形成する方法が代表的である。

【００８６】また、例えば銀による真空蒸着をする以前
に、傾斜した光反射面２８ａからなるほぼ同―及び／又
はほぼ相似形状の基本ユニット２８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
射性の光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。

【００８７】また、銀反射層等の光沢性金属表面は非常
に傷つき易く、また酸化劣化等も発生しやすい状態にあ
るため、しかも金属が表面に露出した状態ではリーク等
の電気的に好ましくない現象も発生するため、表面には
保護層４１としてシリカをスパッタリングするか、若し
くは紫外線硬化性アクリル樹脂塗料を塗布する等して傷
つき等による光学特性の悪化を防止するのが好ましい。
さらには、この保護層４１としてガラスビーズ等に代表
される光透過性ビーズのコーティング層を設けることに
よって前述の傾斜した光反射面からなるほぼ同―及び／
又はほぼ相似形状の基本ユニットにマット処理を施した
のと同―の効果を得ることもできるようになる。

【００８８】加えてこの透明コート層(保護層４１)に光
学薄膜としての機能を持たせ、入射光線の制御性をさら
に高度化することもできる。例えば、λ／４板、λ／２
板等の光学薄膜を設けることもできるし、これらの光学
薄膜をさらに積層することによってビームスプリッター
機能や偏光変換機能等の入射光線の偏光状態を制御する
機能をも有した光反射シートを得ることも可能である。

【００８９】また、光反射層はなにも正反射性の金属材
質による光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
よる拡散反射性の光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光反射面によって色々
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
の正反射性光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。

【００９０】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、発泡性ポリオレフイン樹脂、
発泡性ＡＢＳ樹脂等から拡散反射性の光反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーテイングす
る態様等が挙げられる。本発明の好ましい態様において
は、光反射シート２７は樹脂材料によって形成される。
特にポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、又は環状ポリオレフイン系樹脂が好適に
用いられ、凹状光反射面アレーの形成には熱プレス成形
による賦形、もしくは光硬化性樹脂による賦形が好適に
用いられる。

【００９１】本発明において、液晶ディスプレイ装置と
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。

【００９２】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表示素子が挙
げられる。

【００９３】本発明により、構造がシンプルで照明効率
が優れていながら、照明光線の実用的な品質（発光面内
でのモアレ模様やニュートンリングの様な僅かな輝度ム
ラ）の点で不十分であった前述の面光源装置について、
実用に供するに必要十分な特性を賦与することが可能と
なった。本面光源装置を液晶表示素子のバックライト光
源手段として液晶ディスプレイ装置を構成することによ
り、光学的効率に優れ、構造が簡単で且つ組立て性に優
れた安価な液晶ディスプレイ装置を提供することが可能
となる。

【００９４】

【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)導光体２１として２８９．６×２１６．８ｍ
ｍ、厚みが厚肉部２．０ｍｍ、薄肉部０．６ｍｍなる、
短辺方向に厚みが変化する、楔形状の環状ポリオレフィ
ン系樹脂（日本ゼオン製、ゼオノア）を使用し、厚肉側
の長辺部に管径１．８ｍｍの冷陰極管（ハリソン東芝ラ
イティング製）からなる線状光源２２を配設し、さらに
該冷陰極管の周囲をＡｇ蒸着層を光反射面とするリフレ
クター板（三井化学製シルバーリフレクタープレート）
にて覆い、導光体２１の厚肉側の側端部（光入射面）２
１ｂに効率良く線状光源２２からの出射光線が入射する
ようにした。

【００９５】導光体２１の光出射面２１ｂと対向する面
２１ｃには、線状光源２２から離れるにしたがって直径
が徐々に大きくなる、平滑面からなる菱形状の凸状突起
２９ａを図２３に示されるようにパターニングした。凸
状突起２９ａの深さｈは８０．０μｍとし、凸状突起２
９ａの有効開口幅Ｗは６５．０μｍ〜１４０．０μｍの
範囲で徐々に大きくなるように変化する態様とされてい
る。また、凸状突起２９ａの配置は、図２３に示される
如く、凸状突起２９ａ同士が相互に接触しない程度にラ
ンダムに分布された態様とされ、凸状突起の規則的な配
置によって好ましくない光学的な干渉現象が生じないよ
うに工夫されている。

【００９６】ここで、平滑面からなる凸状突起２９ａの
形成に用いる金型は、厚さ８０μｍなるドライフィルム
レジストをＳＵＳ基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ＳＵＳ基板上にＮ
ｉ電極を蒸着し、これを母型としてニッケル電鋳法によ
って得ている。このようにして得た平滑面からなる凸状
突起が多数形成された金型を用いて、射出成型機(東芝
機械製)を用いて定法の射出成型を行い導光体を成型し
た。

【００９７】図２３に示されるように、導光体２１の光
出射面２１ｂ側には頂角９０度の三角プリズム状アレー
２４の集光素子２４０が、その尾根線２４ａを光入射面
である導光体２１の側端部２１ａに垂直となるように設
けられている。導光体２１の出射方向選択率を測定する
ため、図１３に示される如く、光反射シート２７が本来
配設される位置に光反射率２％以下なる黒色のシート３
０を配設し、光源２２の配設される側端部２１ａに直角
に交わり且つ法線２３に平行な仮想の面内における任意
の方向１０１への出射角度分布を輝度計（トプコム製Ｂ
Ｍ−７）を用いて測定した。光出射面の中心位置での測
定結果を図１４（ａ）に示す。

【００９８】次に、導光体２１を前記とは逆の向きに
（本来、光出射面２１ｂとなるべき面が黒色シート３０
の側に来る向きに）セットして、同様に中心位置で光源
２２の配設される側端部２１ａに直角に交わり且つ法線
２３に平行な仮想の面内における任意の方向１０１への
出射角度分布を測定した。測定結果を図１４（ｂ）に示
す。これらの測定曲線４２、４３に関しそれぞれの０度
〜１８０度までの積分値を求め、前記Ｌａ、Ｌｂ値を算
出し、これにより光出射面の中心位置での出射方向選択
率Ｌｂ／（Ｌａ＋Ｌｂ）を求めた結果、８１．２％が得
られ、光反射シート２７の方向に十分選択的に照明光線
が出射する光学系が得られていることが確認された。

【００９９】光反射シート２７としては、図５に示され
る形状で且つ尾根線２８ｂが略平行に配列した直線状で
断面鋸歯状の光反射面２８ａを基本ユニット２８とする
光反射シート２７が用いられた。ピッチＰ２は５０μｍ
とされ、光反射層にはアルミニウムの蒸着層が用いら
れ、このアルミニウム蒸着層表面にはシリカがスパッタ
リングによってコーテイングされている。

【０１００】該光反射シート表面に配設される基本ユニ
ット２８の形成は、図１に示されるように延伸を行って
いないポリカーボネートフィルム（厚み５０μｍ）を表
面層３３として、熱変形温度以上に加熱したエンボスロ
ール３５を用いて、ロールトゥロールプロセスで図２０
に示される如くエンボス加工を連続的に行った。

【０１０１】さらに、基本ユニット形状を形成した無延
伸ポリカーボネートフィルムは、剛直性を確保するた
め、背面支持層３４として二軸延伸ポリエチレンテレフ
タレートフィルム（厚み１７５μｍ）に接着して光反射
シート２７の基材とされた。ここで、光反射シート２７
の反り方向は、図１９（ａ）に示される如く、傾斜面か
らなる基本ユニット２８が形成された側が凸となる方向
とされている。

【０１０２】光反射面２８ａの傾斜角度αは３２．５度
とされ、導光体２１から光反射シート２７の側に選択的
に出射する光線が、光反射シート２７の作用によって方
向変換され、さらには導光体２１の光出射面２１ｂ側に
設けられた三角プリズムアレー２４の効果によって集光
を果たしながら、導光体２１の法線２３方向に照明光線
を出射する光学系を得た。

【０１０３】インバーターを介して冷陰極管光源２２を
高周波点灯し、面光源装置を得た。光出射面を詳細に見
ても、光学的な干渉に由来するモアレ縞やニュートンリ
ングは全く発生せず、光反射シートが多少撓んでも輝度
ムラとして感知することはできない程度であったため、
実用十分な外観品質を有していた。

【０１０４】管電流を６ｍＡとし、輝度測定装置（トプ
コム製、ＢＭ−７）を用いて面内２５点の平均輝度を測
定した結果、平均輝度１６９７ｎｉｔが得られ、輝度性
能及び輝度ムラとも、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に十分な光学特性であることが確
認された。

【０１０５】また、照明光線の特性は、水平方向及び垂
直方向共に十分に集光が果たされているため、特にノー
ト型パーソナルコンピュータやハンドへルド型コンピュ
ータに用いる液晶ディスプレイ装置のバックライトとし
て極めて好適な特性を有していた。加えて、通常配設さ
れるプリズムシートを用いていないため、シート間への
ゴミの混入等による不良も極めて発生しづらく、組立て
性が高く、歩留まりも極めて良好であった。

【０１０６】さらに、従来型の面光源装置で発生してい
た光源近傍に現れる輝線の発生も少なく、画像品質に極
めて優れたものであり、尚かつ、平滑面からなる凸状突
起２９ａによる光取り出し機構２９０の配置パターンは
容易に修正可能であったため、外観の調整も短期間に成
し遂げることが出来るため実用性に優れていた。

【０１０７】（比較例）実施例記載の導光体と同一の外
形を有する導光体２１を用い、光反射シートを２層構成
とせず、厚み１８０μｍの無延伸ポリカーボネートを熱
プレス成形によって形状づけし、該シートの表面に実施
例と同一の方法で光反射面を形成したことの他は実施例
と同一の条件にて面光源装置を作成した。

【０１０８】光出射面上に容易に認識できる光学的な干
渉に由来する模様が認められ、背面からの応力の違いに
よってシートの撓み方の違いが容易に生じ、それらがム
ラとして認識できてしまうため、画像品質が極めて低
く、大型液晶ディスプレイ装置のバックライト光源とし
ては十分な照明品質を得ることができなかった。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面光源装
置によれば、前述した優れた光学特性を備え、構造が簡
単で且つ組立て性に優れた安価な面光源装置を得ること
ができ、特に、本発明にかかる光学系では問題となり易
い、光学的な干渉現象に由来する縞状のムラを除去する
ことが可能となり、大型液晶ディスプレイ装置のバック
ライトとして用いるに十分な光学特性を賦与することが
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に用いら
れる光反射シートの積層構造を示す部分的な断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を概略的に示す斜視図である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る面光源装置の主要
部を概略的に示す斜視図である。

【図４】本発明の面光源装置において導光体の側端部に
配設される光源の構成例を概略的に示す平面図である。

【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、平行直線状で且つ傾
斜した平坦な光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５ｂ−
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、平行直線状で且つ凹
状の傾斜光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
６ｂ−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、傾斜光反射面からなる基本ユニットが多数表
面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的な
平面図及び７ｂ−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、凹面鏡状の光反射面からなる基本ユニットが
多数表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部
分的な平面図及び８ｂ−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、凹状の光反射面からなる基本ユニットが多数
表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的
な平面図及び９ｂ−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、凹面鏡状の光反射面からなる基本ユニット
が多数表面に形成された更に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
傾斜した平坦な光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１１ｂ−１１ｂ線で切断して示す断面図である。

【図１２】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
凹状の傾斜光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１２ｂ−１２ｂ線で切断して示す断面図である。

【図１３】本発明における導光体の光束の方向選択性の
測定法を示す構成説明図である。

【図１４】図１３に示される測定法で本発明における導
光体の光束の方向選択性を測定した際に、光源の配設さ
れる側端部に対向する方向への出射角度分布を示す導光
体の特性図である。

【図１５】本発明の面光源装置において導光体から出射
して光反射シートで反射されて光出射面についての法線
方向に出射する光線の軌跡を示す構成説明図である。

【図１６】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１７】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１８】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１９】本発明の面光源装置において光反射シートを
導光体方向に凸状に反らせて配置した状態及びその逆の
配置状態をそれぞれ概略的に示す構成説明図である。

【図２０】本発明の光反射シートを製造する装置を概略
的に示す構成説明図である。

【図２１】図２０に示される製造装置で用いられるエン
ボスロールで熱可塑性樹脂フィルムに多数の基本ユニッ
トを転写している状態を示す部分的な斜視図である。

【図２２】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起について深さｈと有効開口幅Ｗとの定義を示
す概略的な構成説明図である。

【図２３】本発明の面光源装置における最も好ましい実
施形態の主要部を概略的に示す斜視図である。

【図２４】図５に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの傾斜した平坦な光反射面を部分的に拡大
し、光反射面の傾斜角度を示す断面図、及び図６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傾
斜光反射面を部分的に拡大し、光反射面の傾斜角度を示
す断面図である。

【図２５】従来の面光源装置の一例を概略的に示す断面
図である。

【図２６】従来の面光源装置の他の例を概略的に示す断
面図である。

【図２７】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２８】図２４に示される面光源装置を構成する導光
体に光取り出し機構として設けられた凸状突起が光源か
ら離れるにしたがってその直径が大きくなる状態を概略
的に示す構成説明図である。

【図２９】従来の面光源装置おける導光体の光出射面に
集光素子を一体的に形成した場合の光線の軌跡を概略的
に示す構成説明図である。

【符号の説明】

２０面光源装置２１導光体２１ａ光入射面２１ｂ光出射面２１ｃ光出射面とは反対側の面２２光源２３光出射面についての法線２４三角プリズムアレー２５断面正弦波状の凹凸からなるアレー状素子２６ランプリフレクター２７光反射シート２８基本ユニット２８ａ傾斜した光反射面２８ｂ尾根線２９方向性光出射素子２９ａ凸状突起３０黒色のシート３１、３２光線の軌跡３３表面層３４背面支持層３５エンボスロール３６熱可塑性樹脂フィルム３７二軸延伸熱可塑性樹脂フィルム３８供給ロール３９巻取りロール４０導光体の光入射面に直交する方向を示す矢印４１コーティング層４２測定曲線４３測定曲線

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） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H042 DA02 DA04 DA11 DA17 DA21 DD01 DE04 2H091 FA14 FA23Z FA41Z FC19 LA18 5G435 AA01 AA17 BB12 BB15 EE27 FF03 FF08 FF12 GG03 GG24 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】傾斜した光反射面からなるほぼ同一及び
／又は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て形成された光反射シートであっ
て、少なくとも前記基本ユニットが形成された表面層と、こ
の表面層を支持する背面支持層の２層から構成され、且
つ前記背面支持層は二軸延伸熱可塑性樹脂フィルムより
なることを特徴とする光反射シート。
【請求項２】前記二軸延伸熱可塑性樹脂フィルムはポ
リエチレンテレフタレート若しくはポリプロピレンであ
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】前記光反射シートは前記表面層の側に向
かって凸状に反っ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】前記光反射面は金属材質からなり、且つ
前記金属材質上には透明絶縁性物質によるコーティング
層が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の光反射シート。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の光反射
シートにおいて、前記基本ユニットの形状はロールトゥ
ロールプロセスによって形成されることを特徴とする光
反射シートの製造方法。
【請求項６】前記表面層が熱可塑性樹脂から構成され
る請求項１〜４に記載の光反射シートにおいて、前記基
本ユニットの形状はエンボスロールによって転写される
ことを特徴とする光反射シートの製造方法。
【請求項７】一表面を光出射面とする導光体と、この
導光体に設けられた光取り出し機構と、前記導光体の側
端部に配設された光源と、前記導光体の前記光出射面と
対向する面側に配設された請求項１〜４のいずれかに記
載の光反射シートとから構成されることを特徴とする面
光源装置。
【請求項８】前記導光体の前記光出射面の中心付近に
おける出射方向選択率は６０％〜１００％であることを
特徴とする請求項７に記載の面光源装置。
【請求項９】前記導光体の前記光出射面には、稜線を
前記光源の配設された側端部にほぼ垂直な方向とした、
ピッチ１０μｍ、頂角６０度〜１５０度の範囲とする三
角プリズムアレーからなる集光素子が設けられているこ
とを特徴とする請求項７又は８に記載の面光源装置。
【請求項１０】前記導光体に設けられた前記光取り出
し機構は不規則に配置された平滑面からなる凸状突起で
あり、前記凸状突起の突起量は２μｍ〜３００μｍであ
ることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の面
光源装置。
【請求項１１】前記導光体に設けられた前記光取り出
し機構は不規則に配置された粗面からなるパターンであ
ることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の面
光源装置。
【請求項１２】請求項７〜１１のいずれかに記載の面
光源装置がバックライト光学系に用いられた液晶ディス
プレイ装置。