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

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【発明の名称】	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
【発明者】	【氏名】菅義訓
【要約】	【課題】狭額縁化を図りながらも画像品質が良く、構造が簡素で且つ生産性の高い液晶ディスプレイ装置を提供すると共にこの液晶ディスプレイ装置を実現するためこの液晶ディスプレイ装置の構成要素として用いる光反射シート及び面光源装置を提供すること。【解決手段】側端部１２ａに光源１３が配設され且つ一表面を光出射面１２ｂとする導光体１２を備える面光源装置１１に用いられ、導光体１２の光出射面１２ｂと対向する面１２ｃ側に配置される光反射シート１０であって、光源１３に近い光反射シート１０の領域に、導光体１２と光反射シート１０の間隙に侵入した光線の少なくとも一部を光源１３側に反射する傾斜面１５ｂを設けたことを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】側端部に光源が配設され且つ一表面を光出射面とする導光体を備える面光源装置に用いられ、前記導光体の前記光出射面と対向する面側に配置される光反射シートであって、前記光源に近い前記光反射シートの領域に、前記導光体と前記光反射シートの間隙に侵入した光線の少なくとも一部を前記光源側に反射する傾斜面を設けたことを特徴とする光反射シート。
【請求項２】前記傾斜面が、前記導光体の前記側端部と略平行な稜線を備える略相似形をした多数の基本ユニットの集合体によって形成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】前記傾斜面の傾斜角度が７度～５０度の範囲とされ、かつ前記光反射シートの光反射面は反射率７０％以上であ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】請求項１～３のいずれかに記載の光反射シートを用いた面光源装置であって、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、前記光源を覆うように配設されたリフレクタとを含み、前記リフレクタが、前記導光体とこの導光体の前記光出射面と対向する面側に配置された前記光反射シートとを挟み込むように設置されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項５】請求項４に記載の面光源装置であって、前記光反射シートが、前記光源の配設された前記導光体の側端部より前記光源側に延出して設けられていることを特徴とする面光源装置。
【請求項６】前記導光体には、前記側端部に対する法線方向に稜線が略平行とされた波板状の凹凸部をピッチ２００μｍ以下にて形成してなる集光機構が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の面光源装置。
【請求項７】前記光取り出し機構は前記光出射面と対向する面に設けられた平滑面からなる凸状突起が多数配列したものであり、前記凸状突起の深さｈと最小開口幅Ｗｍｉｎで定義される値ｈ／Ｗｍｉｎは０．３以上であることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項８】請求項４～７のいずれかに記載の面光源装置をバックライト光学系に用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。

【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、更に詳細には光反射シート及び面光源装置を改良し、これらを主たる構成要素とする液晶ディスプレイ装置の画像品質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６３－６２１０４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】
【発明が解決しようとする課題】これら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。特に、ノートブック型パーソナルコンピュータに用いられる薄型の液晶パネルでは表示画面外の枠（額縁）部の小型化が極めて重要な課題となっている。しかしながら、額縁寸法をできる限り小さくした液晶パネルを設計しようとすると、液晶セル自体は狭額縁化が比較的容易であるものの、サイドライト型バックライトの照明光の品質が問題となり、画像品質に影響を与えるという問題があった。
【０００６】すなわち、サイドライト型バックライトは、図１５に示されるように導光体１の側端部１ａに冷陰極放電管等の光源２を配設し、さらにこの光源２をランプリフレクタ３で覆って導光体１の側端部（光入射面）１ａにできる限り多くの照明光線を入射させ、導光体１の下面（光出射面１ｂと対向する面１ｃ）に形成された多数の粗面ドット４ａ、４ｂ、４ｃ、……からなる光取り出し機構４により導光体１から均一な照明光を取り出す構造とされているが、この光源２のごく近いエリアで光出射面１ｂ上に帯状に異常な発光現象（輝線）が認められるため、実用的な均一度が得られず実用性能上の妨げとなっているのである。【０００７】この輝線現象が見られる原因の一つは、図１５に示されるような光路５を経由する照明光線が存在することである。具体的にはランプリフレクタ３や光反射シート６を介して反射した光線が導光体１の本来の光入射面１ａではなく導光体１の下面（光出射面１ｂと対向する面１ｃ）から入射することによって導光体１内を伝搬することができず、輝線として光源近傍に出射してしまうことによる。
【０００８】したがって、これらの光路を経由する光束が生じないように、例えば、図１６に示されるように導光体１の光入射面１ａにリフレクタ３の開放端縁を当接する態様、図１７に示されるように光反射シート６に遮光部７を設ける態様、図１８に示されるように導光体１の上に配設する調光シート（光拡散シート８ａやレンズシート８ｂ）８に遮光部７を設ける態様、或いは図示していないが導光体１１に遮光部を設ける態様等、輝線を目立たなくさせる試みが数多く行われている。
【０００９】しかしながら、ランプリフレクタ３の開放縁部を導光体１の光入射面に当接させる方法では、量産時にリフレクタ３のゆがみなどにより光が漏れ出すため品質が安定せず、また導光体１に当接するためにフレームの構造を強固にせざるを得ないため軽量化が困難であるという問題があった。
【００１０】一方、光反射シート６や導光体１に遮光部７を設ける態様では遮光部７で大量の光量損失があるため面光源装置の効率低下を招き、また製造も困難であるという問題があった。さらに、調光シート８に遮光部７を設ける態様では遮光パターンが見えやすくなるため外観が見苦しくなり、また余分な印刷工程が増えるため高コスト化を招くという問題があった。
【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、狭額縁化を図りながらも画像品質が良く、構造が簡素で且つ生産性の高い液晶ディスプレイ装置を提供すると共にこの液晶ディスプレイ装置を実現するためこの液晶ディスプレイ装置の構成要素として用いる光反射シート及び面光源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、本発明は、側端部に光源が配設され且つ一表面を光出射面とする導光体を備える面光源装置に用いられ、導光体の光出射面と対向する面側に配置される光反射シートであって、光源に近い光反射シートの領域に、導光体と光反射シートの間隙に侵入した光線の少なくとも一部を光源側に反射する傾斜面を設け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、前記傾斜面が、導光体の側端部と略平行な稜線を備える略相似形をした多数の基本ユニットの集合体によって形成されていることを特徴とする。この傾斜面の傾斜角度としては、７度～５０度の範囲とされ、かつ光反射シートの光反射面は反射率７０％以上であることが好ましい。
【００１４】また、本発明は光反射シートを用いた面光源装置であって、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、本発明の面光源装置は、前述した特徴を備える光反射シートを用い、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、光源を覆うように配設されたリフレクタとを含み、リフレクタが、導光体とこの導光体の光出射面と対向する面側に配置された光反射シートとを挟み込むように設置されていることを特徴とする。
【００１５】更に、本発明の面光源装置では、前記光反射シートが、光源の配設された導光体の側端部より光源側に延出して設けられていることが好ましい。また、導光体には、側端部に対する法線方向に稜線が略平行とされた波板状の凹凸部をピッチ２００μｍ以下にて形成してなる集光機構が設けられていることも好ましい。
【００１６】更にまた、本発明の面光源装置では、前記光取り出し機構が光出射面と対向する面に設けられた平滑面からなる凸状突起を多数配列して構成されたものであり、この凸状突起の深さｈと最小開口幅Ｗｍｉｎで定義される値ｈ／Ｗｍｉｎは０．３以上であることが好ましい。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ることで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。
【００１７】
【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。
【００１８】この実施形態に係る面光源装置１１は、ほぼ透明な平板からなる基板即ち導光体１２を含んでいる。この導光体１２の一表面（図１で見て上面）は光出射面１２ｂであり、これとは反対側の他表面（図１で見て下面）は光出射面と対向する面１２ｃである。この導光体１２の一側端部（光入射面）１２ａには、光源１３が配置される。
【００１９】光源１３は、一般的には小型化の容易な冷陰極管が用いられるが、これに限定されるものではなく、熱陰極管、ＬＥＤ、ＥＬ素子等の光源も用いることが可能である。また、本発明においては光入射面１２ａに１灯以上の光源を配設することもできる。更に、光源１３の配設位置は、一つの側端部１２ａに限定されるものではなく、例えば、対向する側端部に１灯づつの光源を配設した２灯式の態様等も実施可能である。
【００２０】この光源１３の周囲には一般的にはランプリフレクタ１４が配設され、出射した光線をできるだけ無駄なく導光体１２の光入射面である側端部１２ａに入射させる機構とされている。このランプリフレクタ１４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、白色のプラスチックフィルム等が好適に用いられる。
【００２１】ところで、従来のこの種の面光源装置では、既に説明したように導光体と光反射シートやランプリフレクタとの隙間から侵入した光線が導光体の下面（光出射面と対向する面）から光源近傍の光出射面に向かって入射するため、これらの光線は導光体内を伝搬することができず、輝線として外観上好ましくない影響を与えていた。
【００２２】この状況について詳細に説明すれば、図１４に示されるようにランプリフレクタ３若しくは光反射シート６で反射して導光体１の下面１ｃから入射する光線の入射角度をψ、導光体１内への出射角度をθとすれば、スネルの法則から導光体１の屈折率をｎとして、【式１】

である。ここで、ψの取り得る値の範囲は０°～９０°であるから、θの取り得る値の範囲は、【式２】

と与えられる。ここで、導光体内を伝搬することのできるθの条件（角度範囲）は、【式３】

であるから、明らかに導光体１の下面から入射した光線は導光体１内に留まることができず、輝線として出射することが解る。
【００２３】本発明ではこの問題に対し、図１～図３に示されるように光反射シート１０の光源近傍表面付近に、稜線１５ａを導光体１２の光入射面１２ａと略平行とする断面平坦面又は断面凹状の傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５を多数配置することで、本来輝線となってしまう光線を光源側に跳ね返し、輝線の発生を防止若しくは輝線を目立たなくさせる効果を実現するものである。
【００２４】すなわち、この実施形態の面光源装置１１では、ランプリフレクタ１４は導光体１２と光反射シート１０を挟み込むように設置され、導光体１２の下面１２ｃに光線が侵入しずらい構造とされており、なおかつ光反射シート１０には傾斜面アレーが入射光線を光源１３の側に跳ね返すように配置されているため、僅かに導光体１２と光反射シート１０との間に侵入した光線も光源１３の側に跳ね返されて、結果的に輝線として出射する光線が劇的に減少するのである。
【００２５】しかも、特別な遮光性パターンを印刷する訳ではないため、照明光線の損失はは極めて小さく抑えられ、輝線対策によって効率低下を招くことがない。加えて、ランプリフレクタを特別な構造とする必要がないため、重量の増大等を招くこともなく、また組み立ても極めて容易である。
【００２６】ここで、基本ユニット１５を構成する傾斜面１５ｂが導光体１２と光反射シート１０との間に侵入した光線を光源１３の側に跳ね返す条件として、傾斜面１５ｂの傾斜角度（図１３に示されるように傾斜面１５ｂが断面凹状曲面の場合には当該断面凹状曲面のほぼ中央で接する接線の角度）αは７～５０度の範囲、より好ましくは１０～４５度の範囲、さらに好ましくは１５～４０度の範囲が用いられる。
【００２７】ところで、傾斜面１５ｂが配列した本発明による光反射シートは図１に符号Ｅで示される如く、側端部１２ａから光源１３の方に僅かに延出して（はみ出して）いることが好ましい。このようにすることで、導光体１２の下面１２ｃからの光線入射をより低減させることができるからである。好ましい延出量Ｅ（はみ出し量Ｅ）としては、あまりにはみ出し過ぎているとリフレクタ１４の効果を妨げてしまうため、０．０１～５ｍｍの範囲、より好ましくは０．０３～３ｍｍ、更に好ましくは０．１～２ｍｍである。
【００２８】また、傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５の配列ピッチＰ１はできる限り微細化されていることが望ましいが、具体的には好ましくは２０００μｍ以下、より好ましくは１０００μｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下であることがよい。更に、本発明の光反射シート１０は、屈曲性を有した厚み１０００μｍ以下程度の基材が好ましい。
【００２９】また、この光反射シート１０における反射面の反射率は、高効率化の観点から高反射率であることが望ましい。ここで、本発明において反射率とは、人が目視するための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記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ーに対する反射光束エネルギーの比が前記の値となるのであり、本発明においては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する。すなわち、同反射率が７０％以上、好ましくは８０％以上、極めて好ましくは８５％以上とされるのである。
【００３０】また、本発明において、光反射シート部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。加えて、上記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、反射面の上に保護等の目的で透明なコート層等を設ける場合があるが、ここで言う反射率はコート層等のない、金属材質等の光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。
【００３１】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り、鏡面反射層としては銀やアルミニウム等からなる金属光沢面が一般的であり、拡散反射層としては白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等が一般的である。
【００３２】また、反射の指向性に関しては鏡面反射および拡散反射は、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り、鏡面反射層としては銀やアルミニウム等からなる金属光沢面が一般的であり、拡散反射層としては白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等が一般的である。
【００３３】本発明において用いられる導光体１２は、何らかの光取り出し機構を有するものであれば特に限定はされない。この光取り出し機構としては、アクリル樹脂等の透明樹脂に無機微粒子の分散したインキを印刷して構成される態様或いは図１に示されるように多数の粗面ドット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ………により構成される態様等のように光取り出し機構での光散乱現象を用いて導光体外に照明光線を取り出す方式が代表的である。
【００３４】また、本発明における導光体１２としては、図２及び図３に示されるようにその表面１２ｂに導光体１２の光入射面１２ａに対する法線方向にほぼ平行な稜線１７ａを備える波板状をした凹凸部（集光素子）１７ｂで構成された集光機構１７を設ける等して集光作用を高める構造とされていることが好ましく、特に集光作用の面から好ましいのは三角プリズムアレーが配設される態様である。
【００３５】また、これら波板状の凹凸部１７ｂの配列ピッチＰ２は視認できない程度に微細化されていることが望ましく、具体的には２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下とされる。これによって、光反射シート１０に設けられた傾斜面１５ｂから得られる集光効果と併せて、極めて高い集光効果を得ることが可能となるのである。
【００３６】また、本発明の特徴である、稜線１５ａを導光体１２の光入射面１２ａと略平行とする傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５を光源近傍領域のみでなく、図４及び図５に示されるように光反射シート１０の全面に拡張して形成することで、輝線ばかりでなく導光体からの出射光線をも適切に制御する光学系を得ることが可能となる。
【００３７】すなわち、導光体１２からの出射光線を光反射シート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１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５によって変角、集光することで照明光線の特性をもコントロールすることが可能となるのである。
【００３８】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することがより好ましい。そのためには通常の粗面ドット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、……等からなる単純な光取り出し機構１６とは全く異なる、図６～図９に示されるように不要な光拡散（散乱）現象を発生しない平滑面から構成された方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ………を適切な形状に制御してなる光取り出し機構１８を導光体１２に配設することが必要である。
【００３９】特に好ましい光取り出し機構１８として、具体的には、図６に示されるように平滑面からなる多数の凸状突起を方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ………とし、これらを所定のパターンで配列したものが挙げられる。この他にも、図７～図９に示されるように、各種の表面形状設計によって、導光体１２から出射する大部分の出射光線が光反射シート１０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。
【００４０】すなわち、図７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に形成された縦断面三角形状の多数の凸状突起を方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ………としたものである。また、図８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に凹状のへこみを形成することで相対的に突出部を形成して方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ………としたものである。
【００４１】更に、図９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２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、………所定の間隔で形成して光取り出し機構１８としたものである。光取り出し機構１８を構成するこのような方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ………において、図１０～図１２に示されるように凸状突起の深さｈと最小開口幅Ｗｍｉｎで定義される値、ｈ／Ｗｍｉｎは、０．３以上、好ましくは０．５以上、さらに好ましくは０．７以上とされる。
【００４２】図６に示される凸状突起は、図１０から明らかなように開口部形状が楕円形のものであったが、図１１に示されるように開口部形状が長方形状である場合には、長方形の開口部短辺寸法が最小開口幅Ｗｍｉｎとなる。また、図１２に示されるように開口部形状がほぼ正方形状である場合には、その一辺の寸法が最小開口幅Ｗｍｉｎとなる。このような条件を満足するように方向性光出射素子である凸状突起を設計すれば、導光体１２からの出射光線の大部分を光反射シート１０の側に出射させることができる。
【００４３】また、本発明において、導光体１２からの出射光線は大部分が光反射シート１０の側に出射するように構成されていることが極めて重要なのであり、例えば前記のｈ／Ｗｍｉｎなる値が好ましい領域にある導光体１２を得たとしても、凸状突起の側面や、凸状突起の開口部周辺の面が、金型精度等の原因で、粗面化されてしまっている場合には、この粗面部分で光線が乱反射してしまい大部分の光線を光反射シート１０の側に出射させることができなくなる状況も考えられ得る。
【００４４】すなわち、凸状突起等の方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、………はできる限り平滑な面から構成されている必要があり、具体的にはＪＩＳＢ０６０１に定める十点平均粗さＲｚの値が、好ましくは０．０１～１０μｍの範囲、より好ましくは０．０２～５μｍの範囲、さらに好ましくは０．０５～２μｍの範囲の表面とされている。照明光線の選択性という観点では、導光体１２に側端部１２ａから入射した光線が出射する際に、出射する光束の好ましくは６５％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７５％以上が光反射シート１０の側に選択的に出射する構造とされていることが好ましい。
【００４５】この様な構造をとることで、面光源装置の構造を極めてシンプルにすることが可能となり、従来型の面光源装置ではプリズムアレーなど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に設けられた傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５や導光体１２に設けられた波板状の凹凸部１７ｂの集光素子（稜線１７ａが導光体１２の光入射面１２ａに垂直）からなる集光機構１７の効果によって同等の効果を果たすことが可能となるのである。【００４６】特に、例えば光反射シート１０に設けられた傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５の断面形状を凹面鏡のような構造とすることによって、集光機能や変角機能等の光学的特性をより精密に制御することができるようになるため、従来型の構造が複雑な面光源装置と略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。
【００４７】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、銀若しくはアルミニウムを表面にコーティングして反射面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。
【００４８】また、例えば銀による真空蒸着をする以前に傾斜面１５ｂからなる略相似形状の基本ユニット１５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。更に、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、表面には保護層としてシリカのスパッタリング、及び紫外線硬化性アアクリル樹脂塗料を塗布等によって傷つきや酸化劣化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、保護層としてアクリル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マット処理を施したのと同一の効果を得ることもできるようになる。
【００４９】本発明の好ましい態様においては、光反射シート１０や導光体１２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ィン系樹脂が好適に用いられ、また微細な構造の形成には上記の熱可塑性樹脂による賦形の他にも、光硬化性樹脂による賦形も好適に用いることができる。
【００５０】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、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。
【００５１】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。
【００５２】以上の様に、光反射シート１０における少なくとも光源近傍領域の表面に、稜線１５ａを導光体１２の光入射面１２ａと略平行とする傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５を設けることにより、実用化の妨げとなっていた光源近傍での輝線の発生を防止し得るか或いは輝線を目立たなくでき、光源近傍においても実用的な光学特性を有する面光源装置を提供することが可能となった。これは液晶モジュールの狭額縁化を図りながらも画像品質の向上、構造の簡素化及び生産性の向上に極めて大きな効果を果たすものである。
【００５３】
【実施例】以下、本発明を実施例により、更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）導光体として２１５．０×１６３．０ｍｍ、厚みが光源付近では２．２ｍｍ、光源から最も離れた位置では０．８ｍｍなる短辺方向に厚みの変化する楔型状のアクリル板（三菱レイヨン製、アクリペットＴＦ８）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、線状光源から離れるにしたがって徐々に直径が大きくなるようにした円形の粗面からなるパターンを導光体上に形成して光取り出し機構とした。円形パターンの配列はピッチ２００μｍなる正方格子とされ、直径は４０μｍ～１２０μｍの範囲で変化している。
【００５４】ここで、導光体は定法の射出成型法によって成型され、粗面からなるパターンを形成するための金型はステンレス製（ＳＵＳ３０４）の鏡面板をドライフィルムレジスト（デュポン製）によるフォトリソグラフィーによってパターニングし、開口加工を施して後にサンドブラストによって開口部のみに粗面加工を施す方法によって作成した。
【００５５】導光体１２の粗面パターンからなる光取り出し機構が設けられない側には、導光体の光集光性をさらに高めるべく、頂角９０度、ピッチ５０μｍなる三角プリズムアレーで形成される集光機構１７が形成され、該プリズムアレーの稜線は線状光源１３が配設される側端部（導光体１２の光入射面）１２ａに垂直になるように配置された。
【００５６】光反射シート１０には、導光体１２の光入射面から１０ｍｍまでの位置に断面形状が図１３に示される、稜線１５ａが光入射面１２ａにほぼ平行で、傾斜角度αが２５度なる傾斜面１５ｂからなる略相似形の基本ユニット１５がピッチ（Ｐ１）１００μｍにて並んで設けられ、輝線の発生を防止する構造とされた。反射層には銀のスパッタリング層を用い、該銀スパッタリング層表面にはシリカがスパッタリングによってオーバーコートされている。【００５７】冷陰極管には管径１．８ｍｍなる冷陰極管を用い、インバーターを介して高周波点灯した。また、該冷陰極管の周囲は銀を反射面とする厚み０．１ｍｍのステンレス板にて覆ってランプリフレクタ１４とし、導光体１２の光出射面１２ｂ直上にはヘーズ６５％なるアクリルビーズをコーティングして得られた光拡散シート（ツジデン製）１９を配設し、さらに、登頂角９０度なる三角プリズムアレーがピッチ５０μｍにて配列して形成されたプリズムシート（３Ｍ製、ＢＥＦＩＩＩ）２０を２枚、プリズムの稜線が直交するように配して面光源装置を得た。
【００５８】管電流は５ｍＡとし、輝度測定装置（トプコム製、ＢＭ－７）を用いて面内２５点の平均輝度を結果、平均輝度１７４０ｎｉｔが得られ、輝度性能および輝度ムラとも、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するに十分な光学特性であり、光源近傍には輝線は認められなかった。
【００５９】（比較例１）光反射シートの光源近傍に傾斜面からなる略相似形の基本ユニットを設けなかったことの他は実施例１と同様にして面光源装置を作成した。平均輝度は１８２０ｎｉｔであり、導光体の光入射面から４．５ｍｍの位置に強い帯状の明部が現れ、輝度のムラが全く実用的でなかった。
【００６０】（比較例２）ランプリフレクタを図１６に示される如く、導光体の光入射面に押し当てる構造として輝線を防止したことの他は比較例１と同様にして面光源装置を作成した。平均輝度は１６４０ｎｉｔであり、輝線はほぼ消去できたものの、僅かな外力でランプリフレクタが導光体の側端部からずれてしまい、光漏れ現象が発生するため実用的ではなかった。
【００６１】（比較例３）光反射シートの光源近傍エリア、図１７に示される如く、遮光性のパターンを印刷して輝線を防止したことの他は比較例１と同様にして面光源装置を作成した。平均輝度は１５５０ｎｉｔであり、輝線はほぼ除去できたものの、輝度低下が著しく、低効率であった。
【００６２】（実施例２）導光体として２１５．０×１６３．０ｍｍ、厚みが光源付近では２．２ｍｍ、光源から最も離れた位置では０．８ｍｍなる短辺方向に厚みの変化する楔形状のアクリル板（三菱レイヨン製、アクリペットＴＦ８）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）を配設するとして、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）に相対的に長くなるようにパターニングした長方形の平滑面からなる凸状突起を導光体の光出射面と対向する面に形成した。図１０～図１２に各種断面形状の凸状突起の拡大図を示す。突起の深さｈは２７．０μｍとし、突起部分の最小開口幅Ｗｍｉｎは４５．０μｍとされている。
【００６３】ここで、導光体の成型は定法の射出成型法によって行い、凸状突起の形成に用いる金型は、厚さ２５μｍなるドライフィルムレジスト（ニチゴーモートン製）をガラ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を蒸着し、これを電鋳マスターとしてニッケル電鋳を行うことによって、突起形状に対応した開口部を有する表面形状の金型を得た。
【００６４】また、導光体の光出射面（凸状突起からなる光取り出し機構が設けられ内面）には、集光素子として、図４に示す如く、登頂角９０度、ピッチ５０μｍなる三角プリズムアレーが形成され、該三角プリズムアレーの稜線は線状光源が配される側端部（光入射面）に略垂直となるように配置されている。
【００６５】導光体の方向性光出射素子である平滑面からなる凸状突起は高い平滑度で形成されており、凸状突起表面の粗さを光学式表面形状測定機（キーエンス製、ＶＫ－８５００）にて測定した結果、表面の算術平均粗さは０．３５μｍであった。これにより、不要な光散乱が生じなく様になった為、導光体からの出射光線は７７％が光反射シートの側に出射する本発明に用いるに極めて好適な導光体が得られた。
【００６６】光反射シート１０には、断面形状が図４に示される、稜線１５ａがほぼ平行に配列した傾斜面１５ｂからなる基本ユニット１５が光反射シート１０の全面にわたって、多数、並列して配列したものが用いられた。基本ユニット１５の配列ピッチＰ１は１００μｍとされ、反射層には反射率９１．２％なる銀のスパッタリング層が用いられ、該銀スパッタリング層表面にはさらにシリカのオーバーコート層がスパッタリングによってコーティングされた。傾斜面１５ｂの傾斜角度αは２９度とされ、断面は凹状として、平滑面からなる方向性光出射素子１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、……から出射した光束を該光反射シート１０で変角、集光する構造とした。
【００６７】インバーター（ハリソン電機製）を介して高周波点灯し、導光体１２の光出射面１２ｂ直上にはアクリルビーズをコーティングして得られた光拡散シート（ツジデン製、Ｄ１１７ＵＥＹ）１９を配設し、面光源装置１１を得た。導光体１２から出射した光束は大部分が、一旦、光反射シート１０の側に向かい集光、変角され、更に導光体１２自身がプリズムシートとして作用して集光されるため、照明光の特性は正面方向に極めて高い指向性を有する、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であった。
【００６８】管電流５ｍＡ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１６９０ｎｉｔが得られ、輝線の発生も認められず、液晶ディスプレイ装置のバックライト光源として極めて実用性に優れた特性であることが確認された。
【００６９】また、通常であれば２枚も配設されるプリズムシートを用いていないため、シート間にゴミの混入等も少なく、組立性も極めて良好であり、さらには余分なシートがないため、薄型かつ軽量の面光源装置が得られた。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、導光体の光入射面と略平行な稜線を備える傾斜面からなる略相似形をした多数の基本ユニットを光反射シートの少なくとも光源に近い領域の表面に多数配列したことにより、光源近傍での輝線の発生を防止若しくは目立たなくでき、これにより光源近傍においても実用的な光学特性を有する面光源装置を提供することができる。その結果、狭額縁化を図りながらも画像品質が良く、構造が簡素で且つ生産性の高い液晶ディスプレイ装置を提供することができる。

【出願人】	【識別番号】３９３０３２１２５【氏名又は名称】油化電子株式会社【識別番号】０００００５９６８【氏名又は名称】三菱化学株式会社
【出願日】	平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【代理人】	【識別番号】１０００８９２４４【弁理士】【氏名又は名称】遠山勉（外２名）
【公開番号】	特開２００２－２１６５２２（Ｐ２００２－２１６５２２Ａ）
【公開日】	平成１４年８月２日（２００２．８．２）
【出願番号】	特願２００１－１１８８０（Ｐ２００１－１１８８０）