(57)【要約】      （修正有）【課題】  鏡面反射シートの近年の大画面化によりシートの面積は拡大しており、全面に渡って導光体下面と反射面との距離を維持しながら鏡面反射シートを配置することはますます困難になっている。簡便な構成により、高輝度かつ外観の優れたサイドライト型面光源装置を実現すること。【解決手段】  鏡面反射シートを用いた面光源装置において、貼り合わせのない透明部材を反射面と導光体との間に介在させることにより、導光体と鏡面反射シートの反射面と導光体下面との距離を４０ミクロン以上とする。【選択図】  図１
2006108068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略板状の導光体と、
前記導光体の側面に対向して配置される光源と、
前記導光体の、発光面に対向する面に対向して設けられる、基材上に薄膜からなる鏡面反射面を有する構成の反射シートとを有する面光源装置であって、
前記反射シートの基材を含む、貼り合わせのない少なくとも１枚の透明シートにより、前記鏡面反射面と前記導光体の前記発光面に対向する面との距離が４０ミクロン以上とされていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記少なくとも１枚の透明シートが、前記反射シートの基材のみからなることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項３】
前記少なくとも１枚の透明シートが、前記反射シートの基材と、前記反射シート上に貼り合わせされずに載置された少なくとも１枚の挿入シートから構成されることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
【請求項４】
前記挿入シートの前記光源近傍に輝線防止用の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乃至請求項３のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記導光体の発光面に対向する面に対向する、前記少なくとも１枚の透明シートの面上に、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乃至請求項４のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記導光体の発光面に対向する面に対向する、前記少なくとも１枚の透明シートの面上に、微小な凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記鏡面反射面と前記導光体の前記発光面に対向する面との距離が６５ミクロン以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記鏡面反射面と前記導光体の前記発光面に対向する面との距離が９０ミクロン以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記導光体の発光面に対向する面に、前記側面と略直交する方向を長さ方向とするプリズムアレイが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の面光源装置を用いた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面光源装置に関し、特に高輝度で輝度ムラの少ない面光源装置を実現するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、透過型の液晶表示装置（ＬＣＤ）は、パーソナルコンピュータのディスプレイモニタ装置、薄型ＴＶ等の表示装置として広く利用されている。液晶表示装置は表示に光源を必要とし、液晶ディスプレイパネルの背面に配置される、所謂バックライトと呼ばれる面光源装置が通常光源として用いられている。
【０００３】
面光源装置は冷陰極放電管等の線状光源の発する光を、板状の導光体（導光板）等の光学素子を用いて均一な面状の光に変換する機構であると考えることができる。そして、面光源装置を用いた最終的な製品である表示装置の用途や表示画面の大きさ、要求される性能等によって様々な構成が採用されている。
【０００４】
例えば、線状光源の配置だけをとってみても、導光板の背面に配置する直下型と呼ばれる構成、導光板の側面に配置するサイドライト型と呼ばれる構成がある。現在では薄型であるというＬＣＤの利点を生かすため、ノートパソコン、並びにモニター用としてはサイドライト型が主流である。
【０００５】
昨今では液晶表示装置に対する要求も高度化しており、特に高画質であることが求められている。画質を左右する要因にコントラスト比があるが、コントラスト比を高くするには、輝度の高い光源が必要であり、従って面光源装置に対しても高輝度化に対する要求が大きい。しかしながら、サイドライト型の面光源装置では使用できる光源の数や配置が制限されるため、均一な発光を維持しながら高輝度化を実現することは難しい。
【０００６】
そのため、線状光源から出射される光を有効活用すべく、面光源装置に用いられる光学部品についても様々な改良がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
（面光源装置の構成）
図３は、サイドライト方式の面光源装置の構成例を示す図であり、図３（ａ）は線状光源２００の長さ方向に平行な方向から見た側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の矢印ａの方向（線状光源１０２に対向する方向）から見た側面図である。
【０００８】
略板状の導光体１００の上面１０１には、例えばサンドブラストによって形成された微少な凹凸が光取り出し機構として設けられている（図示せず）。
【０００９】
導光体１００の発光面に対向する面（下面）１０２の下には、反射シート１０７が設けられる。また、導光体１００の上面１０１上には三角プリズムアレイが形成された調光シート１０５が、プリズムの頂角を下向きに、かつ導光体１００に設けたプリズムアレイ１５０’と長さ方向が直交する向きで配置される。調光シート１０５の上には、拡散シート１０６が設けられる。
【００１０】
冷陰極管又はＬＥＤアレー等からなる線状光源２００は、ランプリフレクタ２１０内部に、長さ方向が導光体１００の端面１０３と平行になるよう、図示しない支持具によって支持、配置される。
【００１１】
線状光源２００から放射される光は、直接、又はリフレクタ２１０内面で反射された後、端面１０３から導光体１００へ入射する。そして、導光体１００を伝播する光は下面１０２側では界面又は反射シートで上方に反射され、上面１０１から徐々に出射しながら伝播していく。そして、上面１０１に設けられた微少な凹凸によって所定方向に出射した光は、調光シート１０５のプリズムによって上面１０１に垂直な方向に出射方向を揃えられたのち、拡散シート１０６によって拡散される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２４３９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このようなサイドライド方式の面光源装置に用いられる反射シート１０７には、導光体１００の下面１０２から出射した光を効率よく導光体１００へ再入射させることが要求される。そのため、拡散性の強い白色ＰＥＴシートや、シート状の透明基材に光線反射率の高い物質（例えば銀やアルミニウムなどの金属（合金含む））の薄膜からなる反射面を形成した鏡面シートが用いられている。
【００１４】
光線反射率の高い物質の薄膜からなる反射面を形成した反射シート（以下、便宜上鏡面反射シートと呼ぶ）は、白色ＰＥＴなどの光拡散性の強い物質からなる反射シート（以下、便宜上拡散反射シートと呼ぶ）と比較して正反射成分が強く、高い指向性を持って光を伝播させるため、光線を効率よく利用することができ、結果として高輝度な面光源装置の実現に寄与する。
しかしながら、正反射成分が強く、反射光の進行方向及び位相が揃いやすいが故に、干渉縞が発生しやすく、また目立ちやすいという問題があった。
【００１５】
これは、導光体下面にはプリズムパターンや光取り出し機構が設けられているため不均一であることや、鏡面反射シートが非常に薄いことが原因の一つであると考えられる。つまり、鏡面反射シートが不均一な導光体下面に押圧されたりすることにより、反射面と導光体下面との距離が一定でない部分が発生すると、反射光の位相がずれ、干渉縞が発生するものと考えられる。拡散反射シートの場合、入射した光はランダムに拡散されるため、反射光の進行方向や位相は不規則であり、このような問題は生じにくいか、発生しても目立ちにくい。
【００１６】
鏡面反射シートの近年の大画面化によりシートの面積は拡大しており、全面に渡って導光体下面と反射面との距離を維持しながら鏡面反射シートを配置することはますます困難になっている。このような理由により、鏡面反射シートの利用により輝度が向上できる場合でも、拡散反射シートが用いられることが少なくなかった。
【００１７】
本発明はこのような従来技術の課題を解決することを目的としたものであり、簡便な構成により、鏡面反射シートによる干渉縞や輝度ムラの発生を抑制することの可能な面光源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の目的を達成するため、本発明者等は鋭意検討したところ、貼り合わせのない透明シートを用いて反射面と導光体下面との距離を所定の距離以上とすることにより、高輝度かつ高品位な面光源装置が実現できることを見いだし、本発明に到達した。
【００１９】
すなわち、本発明の要旨は、略板状の導光体と、導光体の側面に対向して配置される光源と、導光体の、発光面に対向する面に対向して設けられる、基材上に薄膜からなる鏡面反射面を有する構成の反射シートとを有する面光源装置であって、反射シートの基材を含む、貼り合わせのない少なくとも１枚の透明シートにより、鏡面反射面と導光体の発光面に対向する面との距離が４０ミクロン以上とされていることを特徴とする面光源装置に存する。
【００２０】
また、本発明の別の要旨は、本発明の面光源装置を用いた表示装置に存する。
【発明の効果】
【００２１】
このように、本発明によれば、貼り合わせのない透明シートを用いて鏡面反射シートの反射面と導光体下面との距離を所定距離以上とすることにより、簡便な構成により高輝度かつ高品位な面光源装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る面光源装置の構成例を示す図であり、図３で説明した面光源装置と比較すると、反射シート（鏡面反射シート）１０７上に挿入シート１２０が設けられている点で異なっている。その他は同じ構成でよいため、説明を省略する。
【００２３】
挿入シート１２０は光線透過率の高い透明な材料、具体的には可視光領域における光線透過率が７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上の材料から構成される厚みが均一なシートである。このような条件を満たす材料であればいかなる材料によって形成されても良いが、例えばＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）及びポリカーボネート等、光学材料に用いられる透明樹脂材料を好適に利用することができる。
また、挿入シート１２０を構成する材料の屈折率は、鏡面反射シートの基材材料の屈折率と同じであるか、低いことが好ましい。
【００２４】
挿入シート１２０は鏡面反射シート１０７の上に載置され、鏡面反射シート１０７の反射面と導光体下面との距離を均一かつ所定距離以上に保つ機能を有する。発明者の検討によれば、干渉縞の発生（干渉強度）は反射面と導光体下面との距離が大きくなるにつれて減少することが分かった。
【００２５】
図２（ａ）は、図３に示す構成を有する面光源装置において測定した出射光のスペクトルである。このスペクトルを用い、相対的な干渉強度と反射面と導光体下面との距離との関係をシミュレートした結果を図２（ｂ）に示す。このシミュレーション結果から、反射面と導光体下面との距離が４０ミクロン以上、好ましくは６５ミクロン以上、更に好ましくは９０ミクロン以上であれば、干渉縞の発生を大幅に抑制可能であることがわかる。
【００２６】
なお、光学的な観点からは反射面と導光体下面との距離の上限は特段定める必要がないが、寸法的な観点からは、面光源装置の厚みを不必要に増大させないことが好ましい。従って、干渉縞の発生抑制効果が得られる範囲で、かつ面光源装置の厚みを不必要に増大させない範囲で適宜定めればよい。寸法的な観点からは、１ｍｍ以下であることが好ましく、５００ミクロン以下であることが更に好ましく、２５０ミクロン以下であることがより好ましい。
【００２７】
反射フィルムと導光体とを単純に離して配置する方法では、このような微小間隔を全面に渡って均一に実現することは不可能であるか、工業生産上現実的でない。そのため、本実施形態では、鏡面反射シートと導光体との間にスペーサとしての透明シートを挿入することで、均一な距離を全面に渡って維持し、かつ容易な組み立てを実現している。
【００２８】
なお、鏡面反射シートは通常透明基材上に金属のような高反射率の材料からなる薄膜が設けられた構成を有するため、反射面（金属薄膜面）と導光体下面との距離は、挿入シート１２０の厚みと、鏡面反射シートの厚み（反射面を下にして配置した場合）の合計と見なしてよい。反射面を導光体下面側に向けて配置した場合、反射面の保護層が特段の厚みを有さなければ、挿入シート１２０の厚みを反射面と導光体下面との距離と見なして良い。
【００２９】
もちろん、挿入シート１２０を用いる代わりに、上述した好ましい距離を実現する厚みを有する透明基材に金属薄膜を設けることによっても本発明の効果を得ることはできる。しかしながら、ロール上の基材に蒸着により金属薄膜を設ける一般的な製造方法を用いた場合、基材が厚くなると１ロール当たりから生産できる反射シートの枚数が少なくなり、製造コスト上不利となる。
【００３０】
また、単一の厚いシートで反射シートを形成した場合、熱による撓みが発生しやすくなる可能性がある点も注意が必要である。また、逆に、２枚以上の挿入シート１２０の使用も可能である。
【００３１】
なお、挿入シート１２０の導光体下面側の表面には、保護層として機能するコーティング層を設けることができる。また、このコーティング層は、スペーサとして機能する透明なビーズを分散した光硬化性樹脂からなるコーティング剤を用いて設けてもよい。
また、挿入シート１２０の導光体下面側の表面に微小な凹凸を付与するエンボス加工、サンドブラスト加工などを施して、挿入シート１２０に光拡散機能を付与することも可能である。
【００３２】
挿入シート１２０を用いる場合、反射シート１０７と貼り合わせないことが好ましい。本発明者の検討によれば、粘着剤やラミネート等を用いて挿入シート１２０と反射シート１０７とを貼り合わせた場合、端部に大きな撓みが発生しやすい。撓みが生じると、その部分で反射した光線の出射方向が適正な方向からずれるため、暗部などの外観不良が発生するため、好ましくない。
【００３３】
また、貼り合わせのための工程が余計に必要となるため、コスト面においても好ましくない。近年の面光源装置においては小型化が進んでおり、シート１２０が移動するようなスペースは存在しないため、貼り合わせを行わなくても挿入シート１２０と反射シート１０７とが相対的に移動するようなことはない。
同様の理由により、挿入シート１２０を複数枚用いる場合にも、貼り合わせしないことが好ましい。
【００３４】
挿入シート１２０の厚みについては、反射面と導光体下面との距離を満たしさえすれば特に制限はないが、ハンドリングという点からは２５ミクロン以上であることが好ましく、５０ミクロン以上であることがより好ましい。
【００３５】
反射シート１０７として鏡面反射シートを用い、反射面と導光体下面との距離が所定の距離を満たしさえすれば、他の構成は図１に示した構成に限らず、任意の構成を有するサイドライド方式の面光源装置に本発明を適用することが可能である。
【００３６】
また、挿入シート１２０を用いる場合、従来反射シートの光源近傍に設けていた所謂輝線防止用の印刷パターンを挿入シート１２０に設けることができる。挿入シート１２０は鏡面反射シート１０７よりも安価であるため、印刷パターンの生成に失敗した場合のコストを抑制することが可能である。
【実施例】
【００３７】
以下、具体的な実施例について説明するが、本発明はここで説明する特定の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を用い、射出成型により図３に示した断面くさび形形状の略板状の導光体を得た。
なお、導光体の大きさは幅３０７．５ｍｍ、長さ２３２．７ｍｍ、厚さは光源側（入光面）で３ｍｍであり、直線的に厚みが減少し、最終的な厚みを０．７ｍｍとした。射出成型に用いた金型の、導光体の出射面を形成する面には、マイクロブラストを用いて粗面化したスタンパを、下面を形成する面にはプリズムブロックを設置することで、出射面には光取り出し機構としての凹凸が、下面にはプリズムアレイが転写、形成されるようにした。プリズムは入射面と直交する方向に５０ミクロンピッチで設け、また頂角は１２０°であった。
【００３８】
このようにして成型した導光体を用い、図１に示した構成の面光源装置を組み立てた。反射シートには、厚さ２３ミクロンの透明シート（ＰＥＴシート）を基材とし、銀薄膜を蒸着により形成した後、保護層をラミネートした構成の鏡面反射シート（尾池社製）を用い、基材側を導光体に向けて配置した。また、鏡面反射シートの基材上に厚さ５０ミクロンの透明ＰＥＴシートを載せ、その上に導光体を配置した。
【００３９】
また、光源には直径１．８ｍｍの冷陰極管を用い、ランプリフレクタは３Ｍ社製反射フィルムＤ−ＥＳＲを張り付けたＳＵＳ板を折り曲げて形成した。また、導光体上のプリズムシートには三菱レイヨン社製Ｍ２６８Ｙを、拡散シートにはツジデン社製Ｄ１２９をそれぞれ用いた。
【００４０】
（評価）
このような面光源装置において、光源をインバータ（ハリソン社製）により管電流６ｍＡで点灯させ、干渉縞及び暗部の発生有無を目視により評価した。また、輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−７により９箇所測定し、その平均値を求めた。
また、反射シートを単独で取り出し、基準平面板に静置し、両端部における撓みの量を基準平面からの高さとして測定し、平均値を求めた。
【００４１】
（実施例２）
鏡面反射シートと導光体の間に挿入するシートを、厚さ７５ミクロンのＰＥＴシートとした以外は実施例１と同様にして面光源装置を組み立て、評価を行った。
【００４２】
（比較例１）
鏡面反射シートと導光体の間にシートを挿入せずに、実施例１と同様にして面光源装置を組み立て、評価を行った。
【００４３】
（比較例２）
挿入シートである厚さ５０ミクロンの透明ＰＥＴシートを、鏡面反射シートの基材上に透明粘着剤を介して貼り合わせた以外は実施例１と同様にして面光源装置を組み立て、評価を行った。
【００４４】
（比較例３）
反射シートとして、厚さ２２０ミクロンの白色ＰＥＴ（ツジデン社製、ＲＦ２２０ＥＧ）を用いたこと以外は比較例１と同様にして面光源装置を組み立て、評価を行った
評価の結果は以下の通りであった。
【００４５】
【表１】
2006108068.tif 000003
【００４６】
このように、実施例においては、干渉縞の発生や暗部の発生を抑制しながら鏡面反射シートの高反射率特性を有効に利用し、高輝度かつ高品位の面光源装置が実現できた。
【００４７】
一方、挿入シートのない比較例１では干渉縞の発生が確認され、また挿入シートと同様の部材を反射シートに貼り合わせた比較例２では反射シートの両端に大きな撓みが発生し、その影響によって両端部に広範囲な暗部が発生した。
また、拡散反射シートを用いた比較例３では、予想されたとおり輝度が低かった。
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、貼り合わせのない透明シートを用いて鏡面反射シートの反射面と導光体下面との距離を所定距離以上とすることにより、簡便な構成により高輝度かつ高品位な面光源装置を実現することができる。
【００４９】
また、上述のように、鏡面反射シートの干渉縞や輝度ムラの原因の１つは導光体下面の形状であると考えられることから、本発明は、下面にプリズムアレイや光取り出し機構など微細な凹凸が形成されている導光体を用いる面光源装置において特に有効である。
また、本発明による面光源装置は、液晶ディスプレイをはじめとする、高輝度及び高品位であることが望まれる表示装置に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る面光源装置の構成例を示す図である。
【図２】反射面と導光体下面との距離と、干渉強度の関係とのシミュレーション結果を示す図である。
【図３】従来の面光源装置の構成例を示す図である。
【図１】
2006108068.tif 000004
【図２】
2006108068.tif 000005
【図３】
2006108068.tif 000006