(57)【要約】【課題】  複数のＬＥＤ光源を配置した直下型バックライトにおいて、ＬＥＤ光源と光学シートの設置間隔の縮小化、あるいはＬＥＤ光源の配置間隔の拡大化に対しても、輝度ムラが解消された面状光源装置を提供する。【解決手段】  反射シート上に設置された複数個のＬＥＤ光源と、凹凸形状を有する面の反対側面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％、かつ凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上である光拡散剤配合の凹凸形状賦型された光学シート１枚以上と、該光学シートの出光面上に、表裏いずれの面を入光面とした場合でも全光線透過率が５５〜７０％となる光学シートを重ね合わせた光学シート構成を有する面状光源装置。【選択図】  図２
2012043671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射シート上に配置された複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）光源と、該ＬＥＤ光源から出射した光が入射する位置に、透明樹脂に光拡散剤が配合され、片面に凹凸形状を有する光学シート（Ａ）を1枚以上、凹凸形状賦型面がＬＥＤ光源と反対向きになるように設置し、さらに光学シート（Ａ）の出光面に、透明樹脂に光拡散剤が配合された光学シート（Ｂ）を設置した光学シート構成を有する面状光源装置であって、
光学シート（Ａ）は、凹凸形状を有しない面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％であり、かつ、凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上であり、光学シート（Ｂ）は、表裏いずれの面を入光面とした場合でも全光線透過率が５５〜７０％であることを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
光学シート（Ａ）の片面に有する凹凸形状は、底面積が１００〜１００００００μｍ２であり、かつ底面から最高部または最深部までの高低差が１０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項３】
光学シート（Ａ）の片面に有する凹凸形状は、切断楕円体凹凸形状、円錐凹凸形状、切断円錐凹凸形状、多角錐凹凸形状、切断多角錐凹凸形状から選択されることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の面状光源装置。
【請求項４】
ＬＥＤ光源が、設置面の法線から３０°以上に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ付ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面状光源装置。
【請求項５】
反射シート上に設置された複数個のＬＥＤ光源間の最も接近した間隔（Ｌ）と、反射シートと光学シート（Ａ）のＬＥＤ光源側の面までの最も接近した距離（D）の関係が、L／D≧２．５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の面状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルなどの照明に用いる面状光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型テレビや薄型モニターなどの大型ディスプレイには、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。これらの液晶表示装置には、自発光性がない液晶表示パネルを照射するためにバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットとしては、例えば導光板と、該導光板の端面に配置したＬＥＤ光源を備え、光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルへ向け照射するエッジタイプや、導光板を用いず、液晶パネルの直下にＬＥＤ光源を配置し、光拡散板や光学シートの主面全体から液晶パネルに向け照射する直下タイプがある。
【０００３】
近年、液晶テレビの大画面化にともない、軽量化や薄型化に対する要望がより高くなってきているが、導光板を用いたエッジタイプでは、導光板自体の重量増によりテレビ自体の軽量化が困難になるとともに、表示画面の輝度上昇が困難になってきている。一方、導光板を用いない直下タイプでは、導光板がない分軽量化が可能であるが、ＬＥＤ光源の指向性が強いため、ＬＥＤ直上部分が非常に明るくなり著しい輝度ムラが生じ、出光面全体で輝度ムラの少ない照射光を得るためには、ＬＥＤ光源の配置間隔を狭くするか、光拡散板とＬＥＤ光源の距離を充分離す必要があり、薄型化やコスト削減が困難な状況にある。
【０００４】
特許文献１には、光束制御部材をＬＥＤ素子上に取り付け、ＬＥＤ直上部分への指向性を緩和し、直下型バックライトの光源として用いた際の明暗を抑制する方法が開示されている。特許文献２には、ＬＥＤ光源をマトリックス上に配置した直下型バックライトユニットにおける輝度ムラ解消を目的として、表面に略逆多角錐または略逆多角錐台形状の凹部を有し、凹部形状を有する面を入光面とする全光線透過率が６５％〜１００％であり、凹部形状を有する面の反対面を入光面とした全光線透過率が３０％〜８０％である光拡散板を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１７２０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バックライトコスト削減のためのＬＥＤ光源数のさらなる削減や、あるいは液晶テレビのさらなる薄型化、具体的には、図２に示すような反射シート上に設置された複数個のＬＥＤ光源間の最も接近した間隔（L）と、ＬＥＤの頭頂部と光学シートの点光源側に面までの距離ではなく、反射シートと光学シートの点光源側の面までの最も接近した距離（D）の比であるL／Dが、２．５以上においても、輝度ムラを解消できるという課題に対しては、応えられていないのが現状である。
【０００７】
すなわち、直下型バックライトの点光源として光束制御部材をＬＥＤ素子上に配置することによりＬＥＤの直上以外の範囲に広く配光することが可能となるが、ＬＥＤ光源側に配置される光拡散板とＬＥＤ光源との間隔を縮小、あるいはＬＥＤ光源の配置間隔を拡げていくと光束制御部材の形状に起因する明暗パターンが生じてしまい、従来の光拡散板や光学シートの構成では、さらなる液晶表示装置の薄型化やＬＥＤ光源数の削減が困難となっている。
【０００８】
一方、バックライトユニットのさらなる薄型化、あるいはＬＥＤ光源の配置間隔拡大によるＬＥＤ使用数の削減化において求められる、上記のL／D≧２．５となるという厳しい条件下において、反射シート上に配置されたＬＥＤ光源に、略逆多角錐または略逆多角錐台形状の凹部を有し、凹部形状を有する面を入光面とする全光線透過率が６５％〜１００％、凹部形状を有する面の反対面を入光面とした全光線透過率が３０％〜８０％である光拡散板を用い、この拡散板上に熱可塑性フィルム表面に光拡散剤となる微粒子を塗布した従来タイプの“拡散シート”、従来から光拡散板に重ね合わせてきたプリズムシート、マイクロレンズシート、反射偏光シートなどを適宜重ね合わせるといった光学シート構成だけで、輝度ムラの大幅低減や解消することには、限界が生じるようになってきている。
【０００９】
本発明は前述の課題に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ光源を配置した直下型バックライトにおいて、さらなる薄型化、あるいはさらなるＬＥＤ光源数削減を実現させた面状光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するための面状光源装置に関するものであり、反射シート上に配置された複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）光源と、該ＬＥＤ光源から出射した光が入射する位置に、透明樹脂に光拡散剤が配合され、片面に凹凸形状を有する光学シート（Ａ）を1枚以上、凹凸形状の賦型面がＬＥＤ光源と反対向きになるように設置し、さらに光学シート（Ａ）の出光面に、透明樹脂に光拡散剤が配合された光学シート（Ｂ）を設置した光学シート構成を有することを特徴とする面状光源装置である。
【００１１】
光学シート（Ａ）は、凹凸形状を有しない面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％であり、かつ、凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上であることを必須とし、一方、光学シート（Ｂ）は、表裏いずれの面を入光面とした場合でも全光線透過率が５５〜７０％であることを必須としている。
【００１２】
光学シート（Ａ）単独、あるいは複数枚重ね合わせるだけでは、上記のような厳しいL／D≧２．５という条件下での輝度ムラを低減や解消することは困難であるが、上記のような範囲内における非対称的な全光線透過率を有する光学シート（Ａ）の反射・偏向・光拡散作用と、光学シート（Ａ）とは異なる上記範囲内における対称的な全光線透過率を有する光学シート（Ｂ）の反射、偏向・光散乱作用が相乗的に作用することにより、ＬＥＤ光源配置間隔が従来の間隔よりも拡大あるいはＬＥＤ光源と光学シートの間隔が縮小化した厳しいL／D≧２．５という条件下においても大幅な輝度ムラ低減、解消を可能にさせている。このことは、上記のように光学シート（Ａ）単独、あるいは複数枚重ね合わせるだけでも、あるいは光学シート（Ｂ）単独、あるいは複数枚重ね合わせるだけでも、L／D≧２．５という条件下での輝度ムラを低減や解消することは困難であることから明白である。
【００１３】
また、本発明の面状光源装置を構成する光学シート（Ａ）は、片面に底面積が１００〜１００００００μｍ２であり、かつ底面から最高部または最深部までの高低差が１０〜５００μｍである凹凸パターンが賦型されていることを特徴とする。上記のような凹凸寸法により、凹凸形状による反射・偏向効果と拡散剤の光拡散効果との相乗効果を充分発揮させることができ、入光面による全光線透過率に差を生じさせ、反射シートへの戻り光量を調整することができ、光指向性のＬＥＤ光源からの出射光の輝度ムラパターンを緩和させることができる。
【００１４】
また、本発明の面状光源装置を構成する光学シート（Ａ）は、一方の全面に有する少なくとも1種以上の切断楕円体凹凸形状、円錐凹凸形状、切断円錐凹凸形状、多角錐凹凸形状、切断多角錐凹凸形状から選択される凹凸形状を有することを特徴とする。凹凸形状がこのような回転対称軸を有する対称的斜面を有することにより、ＬＥＤ光源からの出射光を設置面の法線方向を中心に等方的に反射、偏向させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の面状光源装置は、点光源として設置面の法線から３０°以上に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ付ＬＥＤであることを特徴とする。本発明に用いるＬＥＤ光源として、ＬＥＤ素子上にレンズなどの光束制御部材を配置し、ＬＥＤ光源設置面の法線方向ではなく横方向に高い出光強度を有するＬＥＤ光源を用いることにより、本発明の効果をより一層引出すことが可能となる。
【００１６】
また、本発明の面状光源装置は、反射シート上に設置された複数個のＬＥＤ光源間の最も接近した間隔（L）と、反射シートと光学シート（Ａ）の点光源側の面までの最も接近した距離（D）の関係は、L／D≧２．５であることを特徴とする。すなわち、ＬＥＤ光源を反射シート上に配置した面状光源装置において、光学シート（Ａ）および光学シート（Ｂ）からなる光学シート構成が存在することによって、輝度ムラを低減しつつ、ＬＥＤ光源の配置間隔を拡大化、あるいはＬＥＤ光源が設置されている反射シートと光学シート（Ａ）の距離を縮小化が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の反射シート上に配置された複数個のＬＥＤを光源とする面状光源装置は、ＬＥＤ光源配置間隔が従来の間隔よりも拡大、あるいはＬＥＤ光源と光学シートの間隔が縮小しても、輝度ムラ低減化や解消が可能になる。このことにより、ＬＥＤ光源を配置した直下型バックライトにおいて、さらなる薄型化を促進できるとともに、低コスト化のためのさらなるＬＥＤ光源数削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態において、複数のＬＥＤ光源を配置した面状光源を示す簡略的な要部の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態において、光学シート（Ａ）と光学シート（B）を複数のＬＥＤを配置した面状光源上に設置した例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態において、光学シート（Ａ）を２枚と光学シート（B）を複数のＬＥＤを配置した面状光源上に設置した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の面状光源装置に用いる光学シート（Ａ）は、透明樹脂に光拡散剤が配合され、片面に凹凸形状を有し、凹凸形状を有する面の反対側面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％、かつ凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上であることを必須とする。
【００２０】
本発明の面状光源装置に用いる光学シート（Ａ）において、凹凸形状設置面の反対側面を入光面とする場合の全光線透過率が、４０％未満では凹凸形状による偏向特性が強くなり、出光側に光学シート（B）を重ね合わせても、光学シート（B）上にＬＥＤ光源の出光パターンに基づく明暗が残存してしまう。一方、７０％を越えると凹凸形状による偏向特性が弱まってしまい、出光側に光学シート（B）を重ね合わせても、ＬＥＤ光源間の直上部に高輝度領域が生じやすくなり好ましくない。さらに、凹凸形状設置面の反対側面を入光面とする場合の全光線透過率は４０％〜７０％であっても、凹凸形状設置面を入光面とする場合の全光線透過率が８０％未満になると、光学シート（Ａ）の出光側に光学シート（B）を重ね合わせても、輝度ムラの解消、あるいは低減が困難となる。
【００２１】
本発明の面状光源装置に用いられる光学シート（Ａ）の片面に有する凹凸形状の寸法は、底面積が１００〜１００００００μｍ２であり、かつ底面から最高部または最深部までの高低差が１０〜５００μｍであることが好ましい。このような微細な凹凸形状によりＬＥＤ光源からの指向性の高い光を反射、偏向させ、高指向性による明暗を平準化し、さらにレンズ付ＬＥＤ光源からの深い入射角の光を、面状光源装置の正面方向へ偏向させることで輝度ムラ低減をもたらすことができるが、明暗の平準化度、凹凸形状の賦型精度や再現性という点から、底面積が１００〜１０００００μｍ２であり、かつ底面から最高部または最深部までの高低差が１５〜２００μｍであることがより好ましい。
【００２２】
本発明の面状光源装置に用いられる光学シート（Ａ）の片面に有する凹凸形状としては、切断楕円体凹凸形状、円錐凹凸形状、切断円錐凹凸形状、多角錐凹凸形状、切断多角錐凹凸形状など、底面積より凸部最高部の面積が小さく、あるいは底面積より凹部最深部の面積が小さく、いずれも底面から最高部や最深部にかけて順次に細くなっている形状が好ましく、用いる面状光源装置のＬＥＤ光源の出光特性、ＬＥＤ光源配置間隔、反射シートと光学シート（Ａ）の距離に応じて選択できる。しかしながら、いずれの形状であっても、偏向機能の一つとしてＬＥＤ光源からの指向性の高い光による明暗を平準化するために、入射光を反射シート側に戻すことが必要であることから、４５±１０°の傾斜面を有する凹凸形状が好ましい。なかでも、全面に高密度で形成できるという点から、４５±１０°の傾斜面を有する多角錐凹凸形状、あるいは切断多角錐凹凸形状が好ましく、光学シートの表面に凹凸形状を賦型するための金型加工の点や、賦型の再現性の点からは正四角錐凹凸形状、あるいは切断正四角錐凹凸形状が特に好ましい。これらの多角錐凹凸形状、あるいは切断多角錐凹凸形状の配列されている接合部、頭頂部、傾斜面間の接合部や傾斜面と切断面との接合面が曲面であっても問題なく使用でき、ＬＥＤ光源の種類や配置方法によっては、より好ましい場合がある。
【００２３】
本発明の面状光源装置に用いる光学シート（Ａ）の出光面に有する凹凸形状が、正四角錐凹凸形状、あるいは切断正四角錐凹凸形状の場合には、光学シート（Ａ）表面の正四角錐凹凸形状、あるいは切断正四角錐凹凸形状の配列方向と、ＬＥＤ光源の配置間隔における最短方向が交差するよう、ＬＥＤ光源上に光学シート（Ａ）を設置することが、輝度ムラ低減や解消により効果的である。
【００２４】
本発明の面状光源装置に用いる光学シート（Ａ）を構成する透明樹脂は、無色透明であり、かつ光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、ポリカーボネート樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）などのスチレン系樹脂；ＭＳ樹脂（メチルメタクリレートとスチレンの共重合体）；ノルボルネン系樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂や、これらのうち２種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いる。中でもポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいので光学シート用の樹脂として特に好ましい。
【００２５】
さらに、光学シート（Ａ）に用いる光拡散剤としては、有機系微粒子、無機系微粒子、有機−無機ハイブリッド系微粒子のいずれの微粒子でも使用でき、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、アミノ系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの有機系微粒子；ガラス、スメクタイト、カオリナイト、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの無機系微粒子；アクリル−シリカなどの有機−無機ハイブリッド系微粒子などが挙げられる。これらの材質のうち、（メタ）アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適である。
【００２６】
光拡散剤の平均粒子径は０．３μｍ〜３０μｍが好ましく、これ以上小さくても、大きくても光拡散効果が大きく低下して好ましくなく、より好ましくは０．５μｍ〜１５μｍである。光拡散剤の最適配合量は、光学シート（Ａ）を構成する透明樹脂と光拡散剤の屈折率差、光拡散剤の粒子径によって大きく異なるが、光学シート（Ａ）においては、光拡散性を決定する要因として、光拡散剤による光拡散以外に、片面に設置されている凹凸形状による拡散効果も合わせて考慮する必要がある。したがって、凹凸形状を有する面の反対側面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％、かつ凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上、より好ましくは８０％〜９５％になるよう、所定の凹凸形状における光拡散剤の種類と配合量を決定することが最も好ましい。
【００２７】
光学シート（Ａ）の製法としては、上記の透明熱可塑性樹脂と光拡散剤、さらに熱安定剤などを均一に配合した熱可塑性樹脂混合物を、所望の凹凸形状の反転形状が実質全面に彫刻加工された金型を用いて、押出成形、射出成形、プレス成形などにより得ることができる。なかでも押出成形による方法が、帯電防止性能や特定波長の光吸収層などの表面機能層を形成できるなど多層化が容易なことや、生産効率が高いなどの点で特に好ましい
【００２８】
光学シート（Ａ）の形状寸法は、用いる面状光源装置の形状寸法に合わせて裁断、あるいは最終寸法に応じた金型を用い成形すればよく、厚さも、用いる面光源装置の寸法、用途によって、あるいは光学シートの設置位置によって異なるが、０．３ｍｍ〜４ｍｍが好ましい。さらに、液晶表示装置の薄型化が求められる場合には、０．２〜２ｍｍがより好ましい。
【００２９】
本発明の面状光源装置においては、光学シート（Ａ）のＬＥＤ光源とは反対側の出光面に光学シート（B）が重ね合わせられている光学シート構成を有することが必須であり、本発明の面状光源装置に用いる光学シート（B）は、透明樹脂に光拡散剤が配合され、表裏いずれの面を入光面とした場合でも５５〜７０％の全光線透過率を有するものである。
【００３０】
光学シート（B）の表裏いずれかの面を入光面とした場合に、全光線透過率が５５％未満となると、光学シート（B）のＬＥＤ光源側に用いる光学シート（Ａ）の凹凸形状を有する面の反対側面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％、かつ凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上であっても、低輝度部分の解消や低減が困難となり、また、光学シート（B）の表裏いずれの面を入光面とした場合に、全光線透過率が７０％を超えると、同じく光学シート（B）のＬＥＤ光源側に用いる光学シート（Ａ）の凹凸形状を有する面の反対側面を入光面とした際の全光線透過率が４０％〜７０％、かつ凹凸形状を有する面を入光面とした際の全光線透過率が８０％以上であっても、高輝度部のパターンが残存しやすくなる。光学シート（B）の表裏いずれの面を入光面とした場合のより好ましい全光線透過率は、５５％〜６５％であり、ＬＥＤ光源配置間隔が従来の間隔よりも拡大、あるいはＬＥＤ光源と光学シートの間隔が縮小した面状光源装置においても、一層、輝度ムラの低減や解消がしやすくなる。
【００３１】
なお、光学シート（Ａ）の出光面上に、光学シート（B）の代替として、従来から液晶表示装置の面状光源装置に広く用いられている拡散性熱可塑性樹脂フィルム表面に微粒子を塗布した“拡散フィルム”や“拡散シート”を、１枚なしは複数枚用いても、全光線透過率が高すぎ、反射・偏向・光拡散における光学シート（Ａ）との相乗作用が見られず、指向性の高いＬＥＤ光源とする本発明の面状光源装置の光学シートには不適である。
【００３２】
光学シート（B）の表裏面は、光学シート（Ａ）のような凹凸形状を有さず、鏡面、エンボス面のいずれかが好ましいが、片面のみエンボス面とする場合や、両面エンボス面とする場合においても、表裏いずれの面を入射面とした全光線透過率が上記の範囲内になるようにすることが必須である。
【００３３】
光学シート（B）を構成する透明樹脂や配合される光拡散剤は、いずれも光学シート（Ａ）を構成するものと同様なものから選択でき、光拡散剤の最適配合量は、光学シート（B）を構成する透明樹脂と光拡散剤の屈折率差、光拡散剤の粒子径によって大きく異なるが、表裏いずれの面を入光面とした場合でも５５〜７０％の全光線透過率になるよう光拡散剤の種類と配合量を決定することが最も好ましい。
【００３４】
光学シート（B）の製法としては、光学シート（Ａ）と同様の透明熱可塑性樹脂と光拡散剤、さらに熱安定剤などを均一に配合した熱可塑性樹脂混合物を、所望の表面状態にすべく、エンボス、鏡面などの金型を用いて、押出成形、射出成型、プレス成形などにより得ることができる。なかでも押出成形による方法が、帯電防止性能や特定波長の光吸収層などの表面機能層を形成できるなど、多層化が容易なことや生産効率が高いなどの点で特に好ましい。
【００３５】
光学シート（B）の形状寸法も、用いる面状光源装置の形状寸法に合わせて裁断、あるいは最終寸法に応じた金型を用い成形すればよく、厚さも、用いる面光源装置の寸法、用途によって、あるいは光学シートの設置位置によって異なるが、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。さらに、液晶表示装置の薄型化が求められる場合には、０．１〜１．５ｍｍがより好ましい。
【００３６】
なお、本発明の面状光源装置に用いる光学シート（Ａ）は1枚に限定されることなく、反射シート上に配置されるＬＥＤ光源の出光特性、ＬＥＤ光源の配置間隔、反射シートと光学シート（Ａ）間の距離によっては、光学シート（Ａ）を複数枚重ね合わせた上に、光学シート（B）を重ね合わせることも、面状光源装置としての輝度ムラ解消に有効である。
【００３７】
本発明の面状光源装置において、一枚以上の光学シート（Ａ）の出光面に光学シート（B）を重ね合わせた光学シート構成を有することが必須であるが、光学シート（B）の出光面にさらに、他の光学シートを重ね合わせることも可能である。これらの光学シートとしては、従来から面状光源装置に広く用いられている、プリズムシート、レンチキュラーシートなどのシリンドリカルレンズシート、マイクロレンズシートなどの偏向特性の大きな光学シート、輝度向上のための反射偏光シートなどがあり、これらを単独、あるいは複数枚、光学シート（B）の出光面に重ね合わせることにより、光学シート（Ａ）と光学シート（B）の相乗作用で、大幅に輝度ムラの低減や解消した面状光源装置の出光正面方向における一層の輝度向上をはることができる。
【００３８】
本発明の面状光源装置に用いるＬＥＤ光源は、出射強度のピークがＬＥＤ光源設置面の法線方向であるランバーシャンタイプ、法線から傾いた方向である側面放射タイプの白色ＬＥＤが好ましく用いられるが、面状光源装置の輝度ムラ低減や解消のし易さから、ＬＥＤチップ上にレンズ、あるいは光束制御部材を設置した側面放射型が特に好ましく用いられる。
【００３９】
なかでも、配光パターンがＬＥＤ光源設置面の法線から３０°以上の深い角度に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ付ＬＥＤであることが好ましい。さらに、配光パターンがＬＥＤ光源設置面の法線から４５°以上の深い角度に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ付ＬＥＤを光源に用いることは、ＬＥＤ光源配置間隔の拡大化した面状光源装置、あるいはＬＥＤ光源が配置されている反射シートと光学シートの間隔が縮小した薄型面状光源装置においても、一層、輝度ムラ解消や低減をはかれることとなり、より好ましい。
【００４０】
ＬＥＤ光源の配置方法としては、特に制約はなく、直線状配列セットの並列配置、格子状や千鳥状配置などが用いられる。
【００４１】
本発明の面状光源装置に用いる反射シートは、白色シートであり、反射機能を有する金属板、フィルム、金属箔、アルミなどを蒸着したフィルムでできており、ＬＥＤ光源からの出射光、光学シート（Ａ）からの偏向あるいは反射光、光学シート（Ｂ）からの反射拡散光などを、再度光学シートの出光方向に戻すとともに反射方向の平準化役割を担っており、光学シート（Ａ）や光学シート（Ｂ）とともに輝度ムラ解消や低減に重要な働きをしている。
【００４２】
ＬＥＤ光源を用いた直下型面状光源装置において、実質的に輝度ムラ解消可能なレベルを、図２に示すように反射シート上に設置された複数個のＬＥＤ光源間の最も接近した間隔（Ｌ）と、反射シートと光学シート（Ａ）の点光源側の面までの最も接近した距離（Ｄ）の比であるL／Dで示すと、上記の光学シート（Ａ）と光学シート（Ｂ）の構成を有することにより、従来の光学シート構成では難易度が高かった、L／D≧２．５の面状光源装置の実現をも可能にすることができた。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明に係る面状光源装置を、実験例、比較実験例、実施例、比較例により具体的に説明する。
【００４４】
＜実験例1＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．１質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、深さが３８μｍの先端が曲面となった転倒正四角錐が凹状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ１．５ｍｍの光学シート（A−１）を得た。
【００４５】
＜実験例２＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．２質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、深さが３８μｍの先端が曲面となった転倒正四角錐が凹状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ１．５ｍｍの光学シート（A−２）を得た。
【００４６】
＜実験例３＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．１５質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、高さが３３μｍの先端が曲面となった正四角錐が凸状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ１．５ｍｍの光学シート（A−３）を得た。
【００４７】
＜実験例４＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．３質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、深さが３８μｍの先端が曲面となった転倒正四角錐が凹状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ０．８ｍｍの光学シート（A−４）を得た。
【００４８】
＜実験例５＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）２質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により両面が鏡面である厚さ０．８ｍｍの光学シート（B−１）を得た。
【００４９】
＜実験例６＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）３質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により両面が鏡面である厚さ０．８ｍｍの光学シート（B−２）を得た。
【００５０】
＜比較実験例１＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．０５質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、深さが３８μｍの先端が曲面となった転倒正四角錐が凹状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ１．５ｍｍの光学シート（C−１）を得た。
【００５１】
＜比較実験例２＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．５質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により、底辺が８０μｍ、各側面の傾斜度が４５°、深さが３８μｍの先端が曲面となった転倒正四角錐が凹状に一方の全面に賦型され、反対面が鏡面である厚さ１．５ｍｍの光学シート（C−２）を得た。
【００５２】
＜比較実験例３＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）０．５質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により両面が鏡面である厚さ０．８ｍｍの光学シート（D−１）を得た。
【００５３】
＜比較実験例４＞
ポリカーボネート（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００質量部に、光拡散剤としてシリコーン系微粒子（「トスパール１２０」：モメンティブパーフォーマンス社製）５質量部、熱安定剤としてリン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：ＢＡＳＦ社製）０．１質量部を配合し、押出成形により両面が鏡面である厚さ０．８ｍｍの光学シート（D−２）を得た。
【００５４】
＜全光線透過率の測定＞
上記実験例１〜４、比較実験例１〜２で作製した光学シート（A−１）から光学シート（A−４）までと、光学シート（C−１）と光学シート（C−２）について、面状光源装置に設置時にＬＥＤ光源側となる鏡面側を入光面とする全光線透過率と、出光面となる凹凸形状が賦型された面を入光面とする全光線透過率を、ＪＩＳ K７１０５に準拠し測定し、その結果を表1に示した。
【００５５】
また、上記実験例５〜６、比較実験例３〜４で作製した光学シート（B−１）と光学シート（Ｂ−２）、および光学シート（D−１）と光学シート（D−２）についても、両鏡面の各々を入光面とする全光線透過率を、ＪＩＳ K７１０５に準拠し測定し、その結果を表1に示した。
【００５６】
＜実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例８＞
設置面の法線から７０°に出射強度のピークを有するレンズ付白色ＬＥＤを、図１に示すように、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの白色の反射シート上に９個、５０ｍｍ間隔で格子状に配置し、反射シートと一枚目の光学シート入光面との距離が１５ｍｍになるように、各一枚目の光学シートを設置した。ＬＥＤ光源側の一枚目に、光学シート（A−１）から光学シート（A−４）、および光学シート（C−１）、光学シート（C−２）を設置する場合には、各光学シートの出光面に存在する凹状ないしは凸状正四角錐の配列方向が、レンズ付白色LED配置間隔の最短方向と４５°で交差するように設置した。なお本実施例で使用したＬＥＤは、略回転対称の光の出射強度分布を有するレンズ付ＬＥＤである。
【００５７】
輝度ムラについては、各シート構成における最上の光学シートの出光面に生じる明暗を目視にて評価し、これらの結果を表２に示した。
【００５８】
なお、プリズムシートには、PETフィルム上にピッチ５０μｍ、頂角９０°の二等辺三角形断面を有するプリズム列が形成されたものを用い、反射偏光フィルムには、住友スリーエム社製のDBEFを、拡散シートには、微粒子が塗布された反対面を入光面とした際の全光線透過率が７５％であるPETフィルムをベースとした汎用タイプを用いた。
【００５９】
＜輝度ムラ評価＞
輝度ムラ評価は、ＬＥＤ上に配置した光学シートの法線方向、および法線方向に対し±４５°方向から目視により判定し、下記の5段階に区分した。
１：  明確な境界線を有する明暗のパターンが確認できる。
２：  明暗領域の明確な境界線は認められないが、明暗パターンが明確に認められる。
３：  薄っすらとではあるが明暗パターンが認められる。
４：  ほぼ明暗パターンは解消されているが、全体的な輝度均一レベルには至らず。
５：  明暗領域の存在が確認できず、全体的に輝度均一レベルが得られている。
【００６０】
【表１】
2012043671.tif 000003
【００６１】
【表２】
2012043671.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の面状光源装置は、ＬＥＤ光源直下型液晶表示装置の薄型化、コスト削減化に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１：反射シート
２：ＬＥＤ
３：光学シート（Ａ）
４：光学シート（Ｂ）
D：  反射シート表面から光学シート（Ａ）の入光面までの距離
L：  ＬＥＤ配置間隔の最短距離
【図１】
2012043671.tif 000005
【図２】
2012043671.tif 000006
【図３】
2012043671.tif 000007