(57)【要約】【課題】ディスプレイ装置の薄型化を図ると共に画面の輝度ムラも解消できるようにする。【解決手段】光源２３の光を出射面全体から出射させるように構成された導光体２５の出射面上に、透光性基材４１を配する。透光性基材４１の出射面に透光性基材４１の出射面から出射した光を集光する複数の光学素子４３を一体に設ける。さらに、透光性基材４１の入射面に導光体２５の出射面から出射した光を遮る遮光層４５を一体に設ける。遮光層４５には、各光学素子４３の光軸と透光性基材４１の厚さ方向に重なるように遮光層４５の厚さ方向に貫通する開口部４６を複数形成する。そして、導光体２５の出射面において光源２３からの光の輝度が最も高くなる輝度ピーク領域に対向して配された開口部４６について、その開口面積を最も小さく形成する。さらに、透光性基材４１の入射面に沿って輝度が小さくなるしたがって、開口部４６の開口面積を大きくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略板状に形成されて、一方の面が光源の光を出射させる出射面をなし、前記光を前記出射面全体から出射させるように構成された導光体に対し、その出射面に対向配置されて、前記出射面から出射された光を制御する光学シートであって、
基材に形成されて一方の面が前記導光体の出射面からの光を入射する入射面をなすと共に他方の面が光の出射面をなす光透過性の透光性基材と、該透光性基材の出射面から突出するように当該透光性基材の出射面に一体に設けられて前記透光性基材の出射面から出射した光を集光する複数の光学素子と、前記透光性基材の入射面に一体に設けられて前記導光体の出射面から出射した光を遮る遮光層と、を備え、
当該遮光層には、各光学素子の光軸と前記透光性基材の厚さ方向に重なるように前記遮光層の厚さ方向に貫通する開口部が複数形成され、
前記導光体の出射面において前記光源の光の照度または輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域に対向する位置に配された前記開口部は、その開口面積が最も小さく形成され、
前記透光性基材の入射面に沿って照度または輝度が小さくなるにしたがって、前記開口部の開口面積が大きくなり、
さらに、少なくとも一つの開口部の中心軸が、これと重なる前記光学素子の光軸と前記透光性基材の出射面に沿う方向にずれていることを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記導光体の出射面から出射して一の開口部を介して前記透光性基材の入射面に入射される光は、前記透光性基材の入射面に対して斜めに入射する斜行光の輝度が最も高くなる配光分布を有し、
当該斜行光の向きとほぼ逆向きになるように、前記透光性基材の入射面に沿って前記一の開口部の中心軸と前記光学素子の光軸とを順番に配列することを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記導光体の出射面から出射して一の開口部を介して前記透光性基材の入射面に入射される光は、前記透光性基材の入射面に対して斜めに入射する斜行光の輝度が最も高くなる配光分布を有し、
当該斜行光の向きに略一致するように、前記透光性基材の入射面に沿って前記一の開口部の中心軸と前記光学素子の光軸とを順番に配列することを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記遮光層は、グラビア印刷あるいはスクリーン印刷によって前記透光性基材の入射面に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項５】
前記導光体の出射面における前記照度または輝度ピーク領域と前記透光性基材の厚さ方向に重なる位置に配される前記光学素子は、その光軸に直交する幅寸法が最も小さく形成され、
前記透光性基材の出射面に沿って照度または輝度が小さくなるほど前記光学素子の幅寸法が大きく形成されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
前記透光性基材の出射面に直交する前記複数の光学素子の幅方向の断面形状は、互いに相似形状であることを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
【請求項７】
前記透光性基材の出射面に直交する前記複数の光学素子の幅方向の断面形状は、前記導光体の出射面における前記照度または輝度ピーク領域と前記透光性基材の厚さ方向に重なる位置に配される前記光学素子の傾斜角度が最も大きく形成され、かつ、前記透光性基材の出射面に沿って照度または輝度が小さくなるにしたがって、前記光学素子の傾斜角度が小さくなるように、形成されることを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
【請求項８】
前記透光性基材の出射面から突出する前記複数の光学素子の高さ寸法が、互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項７に記載の光学シート。
【請求項９】
前記光源が点光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記点光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域であり、
前記透光性基材の出射面側から見て、前記点光源と重なる一の光学素子が前記点光源を中心とした形状に形成され、
他の複数の光学素子が前記点光源を中心とする環形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記光源が点光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記点光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域であり、
前記透光性基材の出射面に沿う一方向を長手方向とする複数の光学素子が、前記透光性基材の出射面に沿って前記一方向及びこれに直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記光源が点光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記点光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域であり、
前記透光性基材の出射面側から見て、前記点光源と重なる一の光学素子が前記点光源を中心とした形状に形成され、
他の複数の光学素子が前記一の光学素子から離れる方向に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１２】
前記光源が点光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記点光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域であり、
前記透光性基材の出射面側から見て、前記複数の光学素子が、前記点光源を中心として前記透光性基材の出射面に沿って放射状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１３】
前記光源が前記導光体の出射面に沿う一方向に延びる棒状光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記棒状光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域であり、
前記複数の光学素子は、前記一方向に延びる長尺状に形成されると共に、前記導光体の出射面に沿って前記一方向に平行する方向に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１４】
前記光学素子が凸状の曲面を有するレンズからなることを特徴とする請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１５】
前記光学素子が、プリズムからなることを特徴とする請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の光学シートと、前記光源と、前記導光体とを備えるバックライトユニットであって、
前記導光体には、その出射面あるいはその反対側の他方の面から窪んで前記光源を収容する収容凹部が形成され、
前記導光体の出射面は、略平坦面に形成され、
前記他方の面は、前記収容凹部の形成領域から前記導光体の面方向の端部に向かうにしたがって前記導光体の厚さが薄くなるように、前記収容凹部の開口縁から傾斜する傾斜面を有して形成されていることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１７】
前記導光体と前記光学シートとの間には、光拡散粒子を混入した光拡散層が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のバックライトユニット。
【請求項１８】
前記導光体は、その出射面と前記光源との間に光拡散粒子を混入した光拡散領域を含んで構成されることを特徴とする請求項１６に記載のバックライトユニット。
【請求項１９】
前記導光体は、射出成形法により作製されることを特徴とする請求項１６から請求項１８の何れか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項２０】
前記導光体は、押出し成形法により作製されることを特徴とする請求項１６から請求項１８の何れか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項２１】
前記光学シート及び前記導光体が相互に固定され、
前記導光体と前記透光性基材との間に、前記開口部によって画定された空気層が形成されることを特徴とする請求項１６から請求項２０の何れか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項２２】
請求項１６から請求項２１の何れか１項に記載のバックライトユニットが、前記導光体の出射面に沿って複数連結して配列されていることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２３】
複数の前記光学シートが、一体成形されていることを特徴とする請求項２２に記載のバックライト装置。
【請求項２４】
複数の前記導光体が、一体成形されていることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載のバックライト装置。
【請求項２５】
請求項１６から請求項２１の何れか１項に記載のバックライトユニット、若しくは、請求項２２から請求項２４の何れか１項に記載のバックライト装置と、前記透光性基材の出射面側に配されて、前記バックライトユニット若しく前記バックライト装置からの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、バックライトユニット、バックライト装置及びディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の液晶テレビ等のディスプレイ装置においてはその薄型化の要求が年々高まっているが、薄型化を図った従来のディスプレイ装置としては、例えば特許文献１のように、液晶パネル等の画像表示部に向けて面状の光を出射するバックライトユニットを備えたものがある。このバックライトユニットは、光源からの光を画像表示部の面方向に拡散して出射面から出射する導光板の上に、導光板の出射面から出射された面状の光の面方向に関する輝度分布を調整する透過率調整体ユニット、透過率調整体ユニットを通過した光を拡散させる拡散フィルム、及び、この拡散光を特定方向（例えばディスプレイ画面に対する法線方向）に向けるように集光する複数のプリズムシートを積層して構成されている。
なお、プリズムシートから画像表示部に向けて出射される光の角度方向の輝度分布は、特定方向（例えば視聴者の視覚方向）に出射する光の輝度が最も大きく、この視覚方向に対する角度が大きくなるほど輝度が滑らかに小さくなることが望ましい。
【特許文献１】特開２００６−３１８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のバックライトユニットにおいて、透過率調整体ユニット、拡散フィルム及び複数のプリズムシートは、個別に作製された後に積層されるため、その製造が面倒であると共に、バックライトユニットの薄型化に限界が生じる、という問題がある。
【０００４】
また、導光体における光の拡散が不十分な場合には、その出射面から出射される光の配光分布にも偏りが生じることがある、すなわち、導光体の出射面から出射する光は、当該出射面に対して所定角度で出射する光線の輝度が強く、所定角度に対して傾斜する方向の光線の輝度が弱くなる配光分布を有することがある。さらに、上記配光分布が出射面の位置によってばらつくこともある、すなわち、上述した配光分布が出射面の位置によって異なることもある。このような配光分布の偏りやばらつきが発生すると、視覚方向に向かない方向の光の輝度が大きくなる等して、前述した角度方向の輝度分布が得られなくなる、という問題がある。
【０００５】
本発明は、導光体の出射面において生じる光の輝度ムラを効率よく解消できると共に薄型化を図ることができ、さらに、望ましい角度方向の輝度分布を有する光を出射できる光学シート、これを備えるバックライトユニット、バックライト装置及びディスプレイ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】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の光学シートは、略板状に形成されて、一方の面が光源の光を出射させる出射面をなし、前記光を前記出射面全体から出射させるように構成された導光体に対し、その出射面に対向配置されて、前記出射面から出射された光を制御する光学シートであって、基材に形成されて一方の面が前記導光体の出射面からの光を入射する入射面をなすと共に他方の面が光の出射面をなす光透過性の透光性基材と、該透光性基材の出射面から突出するように当該透光性基材の出射面に一体に設けられて前記透光性基材の出射面から出射した光を集光する複数の光学素子と、前記透光性基材の入射面に一体に設けられて前記導光体の出射面から出射した光を遮る遮光層と、を備え、当該遮光層には、各光学素子の光軸と前記透光性基材の厚さ方向に重なるように前記遮光層の厚さ方向に貫通する開口部が複数形成され、前記導光体の出射面において前記光源の光の照度または輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域に対向する位置に配された前記開口部は、その開口面積が最も小さく形成され、前記透光性基材の入射面に沿って照度または輝度が小さくなるにしたがって、前記開口部の開口面積が大きくなり、さらに、少なくとも一つの開口部の中心軸が、これと重なる前記光学素子の光軸と前記透光性基材の出射面に沿う方向にずれていることを特徴とする。
【０００７】
このように開口部の大きさを規定することにより、導光体の出射面において照度または輝度ピーク領域に近いほど遮光層において遮断する光の量を増加させることができる。したがって、導光体の出射面における光の面方向の輝度分布が不均一であっても、導光体の出射面から出射した光が遮光層の各開口部を通過することで、透光性基材の出射面から出射する光の輝度ムラを効率よく抑制することができる。
そして、この光学シートは、輝度ムラを抑制するための遮光層、及び、開口部を通過した光を集光する光学素子を、透光性基材の両面に一体に設けて構成されているため、当該光学シートをバックライトユニットやディスプレイ装置に設けることで、その薄型化を容易に図ることができる。
また、開口部の中心軸と当該開口部に重なる光学素子の光軸とを透光性基材の出射面に沿う方向に互いにずらすことで、光学シートの出射面から出射される光の向きを制御することができる。
【０００８】
具体的に、一の開口部を介して透過性基材の入射面に入射される光の配光分布において、前記透光性基材に対して所定の入射角で斜めに入射する斜行光の輝度が最も高くなる場合には、以下のように一の開口部の位置を設定することで、光学シートから最も輝度の高い光を斜行光の向きとは異なる特定方向に向けて出射することができる。
例えば、前記斜行光の向きとほぼ逆向きになるように、前記透光性基材の入射面に沿って前記一の開口部の中心軸と前記光学素子の光軸とを順番に配列した場合には、前記中心軸と前記光軸とを一致させた場合と比較して、輝度の最も高い斜行光の向きを一の開口部に対応する光学素子において透光性基材の出射面の法線方向に近づけることができる。
【０００９】
また、例えば、前記斜行光の向きに略一致するように、前記透光性基材の入射面に沿って前記一の開口部の中心軸と前記光学素子の光軸とを順番に配列した場合には、前記中心軸と前記光軸とを一致させた場合と比較して、輝度の最も高い斜行光の向きを、一の開口部に対応する光学素子において透光性基材の出射面の法線方向からさらに離すことができる。
以上のように、各光学素子の光軸に対する各開口部の中心軸の位置をそれぞれ個別に設定して複数の光学素子から出射する光の向きを特定方向に揃えることで、光学シートから輝度の高い光を特定方向に出射させることができる。したがって、この光学シートを用いることで、当該光学シートから出射する光として、特定方向に出射する光の輝度が最も大きく、この特定方向に対する角度が大きくなるほど輝度が滑らかに小さくなる角度方向の輝度分布を有する光を得ることができる。
【００１０】
また、前記光学シートにおいて、前記遮光層は、グラビア印刷あるいはスクリーン印刷によって前記透光性基材の入射面に形成されることが好ましい。
この場合には、複数の開口部を有する遮光層を透光性基材の入射面に簡単に形成できるため、光学シートの製造工程数を削減してその製造効率向上を図ることができる。
また、遮光層の印刷位置を決めるだけで、各光学素子に対して全ての開口部を位置決めできるため、互いに透光性基材の厚さ方向に重なる開口部及び光学素子の相対位置を個別にアライメントする必要がなくなる。したがって、光学シートを簡易に製造してその製造コストを削減することができる。
【００１１】
また、前記光学シートにおいては、前記導光体の出射面における前記照度または輝度ピーク領域と前記透光性基材の厚さ方向に重なる位置に配される前記光学素子は、その光軸に直交する幅寸法が最も小さく形成され、前記透光性基材の出射面に沿って照度または輝度が小さくなるほど前記光学素子の幅寸法が大きく形成されることがより好ましい。
【００１２】
光学素子の幅寸法を上述のように規定した場合には、透光性基材の出射面において照度または輝度が小さくなるほど光学素子による集光効率が高くなるため、これら複数の光学素子から出射される光の輝度ムラをさらに低減することができる。
【００１３】
また、前記光学シートにおいては、前記透光性基材の出射面に直交する前記複数の光学素子の幅方向の断面形状を互いに相似形状としてもよい。
【００１４】
また、前記光学シートにおいては、前記透光性基材の出射面に直交する前記複数の光学素子の幅方向の断面形状は、前記導光体の出射面における前記照度または輝度ピーク領域と前記透光性基材の厚さ方向に重なる位置に配される前記光学素子の傾斜角度が最も大きく形成され、かつ、前記透光性基材の出射面に沿って照度または輝度が小さくなるにしたがって、前記光学素子の傾斜角度が小さくなるように、形成されてもよい。
さらに、前記光学シートにおいては、前記透光性基材の出射面から突出する前記複数の光学素子の高さ寸法を、互いにほぼ等しくしてもよい。
この場合には、光学シートの厚みを小さく形成することが可能となる。
【００１５】
また、前記光源が点光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記点光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域である場合には、前記光学シートの光学素子を以下のように形成してもよい。
例えば、前記透光性基材の出射面側から見て、前記点光源と重なる一の光学素子が前記点光源を中心とした形状に形成され、他の複数の光学素子が前記点光源を中心とする環形状に形成されていてもよい。
また、例えば、前記透光性基材の出射面に沿う一方向を長手方向とする複数の光学素子が、前記透光性基材の出射面に沿って前記一方向及びこれに直交する方向に配列されていてもよい。
【００１６】
さらに、例えば、前記透光性基材の出射面側から見て、前記点光源と重なる一の光学素子が前記点光源を中心とした形状に形成され、他の複数の光学素子が前記一の光学素子から離れる方向に配列されていてもよい。
また、例えば、前記透光性基材の出射面側から見て、前記複数の光学素子が、前記点光源を中心として前記透光性基材の出射面に沿って放射状に形成されていてもよい。
【００１７】
そして、前記光源が前記導光体の出射面に沿う一方向に延びる棒状光源であると共に、前記照度または輝度ピーク領域が前記棒状光源と前記導光体の厚さ方向に重なる前記導光体の出射面の領域である場合には、例えば、前記複数の光学素子は、前記一方向に延びる長尺状に形成されると共に、前記導光体の出射面に沿って前記一方向に平行する方向に配列されていてもよい。
【００１８】
さらに、前記光学シートにおいては、前記光学素子が凸状の曲面を有するレンズからなっていてもよい。
また、前記光学シートにおいては、前記光学素子がプリズムからなっていてもよい。
【００１９】
本発明に係るバックライトユニットは、前記光学シートと、前記光源と、前記導光体とを備え、前記導光体には、その出射面あるいはその反対側の他方の面から窪んで前記光源を収容する収容凹部が形成され、前記導光体の出射面は、略平坦面に形成され、前記他方の面は、前記収容凹部の形成領域から前記導光体の面方向の端部に向かうにしたがって前記導光体の厚さが薄くなるように、前記収容凹部の開口縁から傾斜する傾斜面を有して形成されていることを特徴とする。
この発明に係るバックライトユニットにおいては、光源からの光を導光体の出射面全体から出射させることができ、前述した光学シートと同様の効果を奏する。
【００２０】
そして、前記バックライトユニットにおいては、前記導光体と前記光学シートとの間に、光拡散粒子を混入した光拡散層が設けられていてもよい。
また、前記バックライトユニットにおいては、前記導光体が、その出射面と前記光源との間に光拡散粒子を混入した光拡散領域を含んで構成されていてもよい。
【００２１】
これらのバックライトユニットによれば、光源からの光が光学シートに入射される前に、当該光を光拡散領域や光拡散層において拡散されるため、導光体側から光学シートに入射する光の輝度ムラを低減させることができる。したがって、透光性基材の出射面から出射する光の輝度ムラをよりいっそう抑制することができる。
また、光拡散領域を導光体に含ませた場合には、バックライトユニットの部品点数を削減することともに、バックライトユニットの薄型化を図ることもできる。
【００２２】
また、前記バックライトユニットにおいては、前記光学シート及び前記導光体が相互に固定され、前記導光体と前記透光性基材との間に、前記開口部によって画定された空気層が形成されていてもよい。
この構成のバックライトユニットによれば、光学シートと導光体とを相互に固定することで、バックライトユニットの厚さ寸法を最小限に抑えることができる。また、導光体の出射面と透光性基材の入射面との間には透光性基材よりも屈折率の低い空気層が画成されているため、光が空気層から透光性基材に入射する際に当該光を効率よく集光することができる。
【００２３】
なお、前記バックライトユニットにおいて、前記導光体は射出成形法によって作製されてもよいし、あるいは、押出し成形法により作製されてもよい。
【００２４】
本発明に係るバックライト装置は、前記バックライトユニットが、前記導光体の出射面に沿って複数連結して配列されていることを特徴とする。
なお、前記バックライト装置においては、複数の前記光学シートが、一体成形されていることがより好ましい。
また、前記バックライト装置においては、複数の前記導光体が、一体成形されていることがより好ましい。
【００２５】
本発明のディスプレイ装置は、前記バックライトユニット、若しくは、前記バックライト装置と、前記透光性基材の出射面側に配されて、前記バックライトユニット若しく前記バックライト装置からの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とする。
【００２６】
これらのバックライト装置やディスプレイ装置によれば、前述した光学シートやバックライトユニットと同様の効果を奏すると共に、ディスプレイ装置における画面の大型化を容易に図ることができる。また、複数の光学シートや導光体を一体成形することで、相互に隣り合うバックライトユニットの連結部分に跨って光が通過する際に、屈折等の光学的影響が生じることを防止できる。したがって、前述した連結部分に基づく輝度ムラの発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、導光体の出射面において生じる光の輝度ムラを効率よく解消できると共に薄型化を図ることが可能なバックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することができる。
また、開口部の中心軸を光学素子の光軸に対してずらすことで、導光体の出射面から出射される光の配光分布に偏りやばらつきが生じていても、各光学素子から出射される光の向きを制御することができるため、望ましい角度方向の輝度分布を有する光を光学シートから画像表示部に向けて出射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、ここでは、本発明の実施形態に係る光学シートについて、それを用いたバックライトユニット、バックライト装置及びディスプレイ装置と共に説明する。
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置１００は、上方に光を照射するバックライト装置１１の上側に、液晶表示素子（画面表示部）１３を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶表示素子１３から上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
なお、このディスプレイ装置１００は、液晶表示素子１３を備える液晶表示装置であるとしているが、少なくともバックライト装置１１を含んで構成されていれば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、バックライト装置１１からの光を表示光として画像表示を行う画像表示部の種類は問わない。
【００３０】
液晶表示素子１３は、液晶１５を２つの偏光板１７，１９により挟み込んで構成されている。そして、バックライト装置１１は、液晶表示素子１３の表示画面と略同一の光射出面（発光面）を有しており、複数のバックライトユニット２１を表示画面に沿って配列して構成されている。
各バックライトユニット２１は、図１，２に示すように、一つの光源２３と、当該光源２３の表示画面側に順番に配される導光体２５、及び、光学シート２７とを備えて構成されている。そして、本実施形態の光源２３は点光源であり、全方位に向けて発光するように構成されている。このような光源２３としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。発光ダイオードとしては、例えば、単色に発光する発光素子を組み合わせて、白色に発光する方式がよく知られている。また携帯電話などのモバイル機器では、青色に発光する発光素子に黄色の蛍光体を搭載して、擬似白色に発光する方式の白色ＬＥＤがある。なお、点光源である光源２３としては、上記に例示したものに限らず、例えばモバイル機器に設けられるもののように、一つの単色発光素子に他の少なくとも一種類以上の蛍光体で覆い、擬似白色に発光するものものであってもよい。具体的に、光源２３は、例えば図１３に示すように、基板２３Ａに搭載された青色発光素子２３Ｂを、内側に黄色発光蛍光体２３Ｃを形成したＬＥＤ用レンズ２３Ｄにより覆って構成されてもよい。また、光源２３は、点光源であればＬＥＤに限らず、例えば通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプ、半導体レーザー等であってもよい。
【００３１】
導光体２５は、透明性を有する材料によって平面視略矩形の略板状に形成されている。そして、導光体２５の一方の面は、光源２３からの光が出射する出射面２５ａをなしており、平坦に形成されている。また、導光体２５の他方の面側の面方向中央部分には、前述した光源２３が配されるようになっている。すなわち、導光体２５には、その他方の面から窪んで光源２３を収容する断面略Ｕ字状の収容凹部２９が形成されている。
そして、導光体２５の他方の面は、収容凹部２９の形成領域から導光体２５の面方向の端部に向かうにしたがって導光体２５の厚さが薄くなるように、収容凹部２９の開口縁から傾斜する傾斜面２５ｂを有して形成されている。すなわち、この導光体２５では、収容凹部２９を形成した近傍領域が最も厚みの大きい厚肉部となり、導光体２５の端部が最も厚みの薄い薄肉部となっている。
なお、前述した傾斜面２５ｂの具体的な形状としては、例えば収容凹部２９を中心とした円錐面や角錘面が挙げられる。また、図示例においては、傾斜面２５ｂが収容凹部２９の開口縁から導光体２５の面方向の端部に向けて直線状に形成されているが、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、曲線状に形成されていてもよい。ここで、曲線状の傾斜面２５ｂは、図３（ａ）のように内方に窪むように形成されてもよいし、図３（ｂ）のように膨らむように形成されてもよい。また、傾斜面２５ｂは、例えば図３（ｃ）に示すように、傾斜角度の異なる直線状の平坦面を複数組み合わせて形成されてもよい。さらに、傾斜面２５ｂは、例えば図３（ｄ）に示すように、凹状の曲面と凸状の曲面とを連ねて形成してもよい。さらに、傾斜面２５ｂは、例えば、図２、図３（ａ）〜（ｄ）に示す形状を組み合わせた形状に形成されてもよい。
【００３２】
なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示す傾斜面２５ｂの形状は例示であり、これらの形状に限定されない。例えば、直線と曲線を組み合わせたものでもよい。したがって、傾斜面２５ｂは、例えば収納凹部２９から薄肉部近傍までは直線形状で形成され、薄肉部近傍では内方に窪むような曲線形状で形成されてもよい。
また、傾斜面２５ｂにはプリズム形状、レンズ形状が形成されてもよい。プリズム形状、レンズ形状を傾斜面２５ｂに賦型することで、傾斜面２５ｂに入射した光をより均一に拡散することが可能となるため、導光体２５の出射面２５ａにて出射される光をより均一化することが可能となる。
【００３３】
この導光体２５を形成する材料としては、透明性の他に、耐熱性、機械的強度、製造に耐える耐溶剤性などがあれば、用途に応じて種々の材料を使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレ−ト，ポリエチレンナフタレ−ト，ポリエチレンテレフタレート‐イソフタレート共重合体，テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体，ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンナフタレートの共押し出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン６，ナイロン６６，ナイロン６１０などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン，ポリプロピレン（ＰＰ），ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート，ポリメタアクリレート，ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂、ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト，ポリスルホン，ポリエーテルスルホン，ポリフェニレンエ−テル，ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ），ポリアラミド，ポリエーテルケトン，ポリエーテルニトリル，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリスチレン，高衝撃ポリスチレン，アクリロニトリルポリスチレン共重合体，ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン，セルローストリアセテート，セルロースダイアセテート，ニトロセルロースなどのセルロース系フィルム、などが挙げられる。
そして、この導光体２５は、例えば、加熱した原料樹脂を押出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いて作製することができる。
【００３４】
導光体２５の傾斜面２５ｂには光反射板３１が配されている。なお、この光反射板３１は、図示例のように傾斜面２５ｂに固定されるとしてもよいが、少なくとも傾斜面２５ｂを覆うように配されていればよく、例えば傾斜面２５ｂとの間に隙間をあけて配されてもよい。この場合、傾斜面２５ｂに対向する光反射板３１は、その反射面３１ａが傾斜面２５ｂと平行となるように配されることが望ましい。
この光反射板３１は、ＰＥＴやＰＰ等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
さらに、収容凹部２９の下側には、光反射性を有するリフレクタ３３がその開口部分を塞ぐように配されている。このリフレクタ３３は、例えば、上記光反射板３１と同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した樹脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。したがって、光源２３から収容凹部２９の下側に向かう光は、このリフレクタ３３において反射されてから導光体２５に入射される。
【００３５】
以上のように構成することで、光源２３の光は、直接、あるいは、リフレクタ３３で反射した後に導光体２５に入射される。そして、この入射光は、導光体２５の内部を通過して直接導光体２５の出射面２５ａから出射する、あるいは、傾斜面２５ｂにおいて反射した後に出射面２５ａから出射する。なお、一部の光は傾斜面２５ｂを透過するが、透過した光は光反射板３１において反射された後に出射面２５ａから出射する。すなわち、導光体２５は、光源２３の光をその出射面２５ａ全体から出射させるように構成されている。
【００３６】
なお、この導光体２５において、前述した収容凹部２９の深さ寸法や形状は、光源２３全体を収容できるように形成されることが好ましく、光源２３の寸法や導光体２５の光学的特性、機械的強度、経年変化などを考慮して決定することが好ましい。
この収容凹部２９の形状としては、例えば図４（ａ）に示すように、Ｕ字状に形成されていてもよいし、図４（ｂ）に示すように、その上面を平坦面としてもよい。平坦面とした場合には、導光体２５の出射面２５ａの中央部分を明るくすることができる。また、例えば図４（ｃ）〜（ｇ）のように先細り形状に形成してもよく、この場合には、光源２３直上に位置する導光体２５の出射面２５ａを暗くすることができる。なお、先細り形状の場合には、図４（ｃ）のようにＶ字状、図４（ｄ）のように収容凹部の内側に膨らむ曲面形状、図４（ｅ）のように収容凹部の外側に膨らむ曲面形状としてもよい。また、図４（ｆ），（ｇ）のように複数の平坦面や曲面を組み合わせた形状としてもよく、この場合には、導光体２５の出射面２５ａにおける配光分布の自由度が向上する。さらに、収容凹部２９は、例えば、図４（ｃ）〜（ｇ）に示す形状を組み合わせた形状に形成されてもよい。
図４（ａ）〜（ｇ）に示す収納凹部２９の形状は例示であり、これらの形状に限定されない。収納凹部２９の形状は、例えば、略円錐形状で、略円錐の頂点部分が丸みを帯びているものであってもよい。また、収納凹部２９の形状は、非軸対称な形状であってもよく、例えば、収納凹部２９の周方向の一部が平坦面に形成され、周方向の残部が外側に膨らむ曲面形状に形成されていてもよい。
【００３７】
また、導光体２５の厚みや、導光体２５の面方向中央部分と端部の厚みの比率は、光源２３の寸法や導光体２５の出射面２５ａにおける配光分布などに応じて任意に変更することができる。また、前述の導光体２５の厚み、収納凹部２９の形状、傾斜面２５ｂの形状などを変更することで、導光体２５の出射面２５ａにおける面方向の照度分布または輝度分布が変化する。
そして、このように構成された導光体２５において、その出射面２５ａにおける光源２３の光の面方向の輝度分布が、出射面２５ａの中央部分において輝度が最も高くなり、出射面２５ａの端部に向かうにしたがって輝度が低くなる。すなわち、出射面２５ａのうち光源２３と導光体２５の厚さ方向に重なる領域が、光源２３からの光の輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域となる。
【００３８】
光学シート２７は、導光体２５の出射面２５ａに対向配置されており、導光体２５の出射面２５ａから出射された光を透過させて液晶表示素子１３に向けて入射させるように構成されている。この光学シート２７は、平面視矩形状に形成されており、基材に形成されて光透過性を有する透光性基材４１と、その出射面４１ａから突出するように当該出射面４１ａ全体にわたって一体に設けられた複数のレンズ部（光学素子）４３と、透光性基材４１の入射面４１ｂにわたって一体に設けられた光反射層４５とを備えている。なお、透光性基材４１の出射面４１ａは、光が出射する表示画面側の面を示しており、入射面４１ｂは導光体２５の出射面２５ａに対向して当該出射面２５ａからの光が入射する面を示している。
【００３９】
各レンズ部４３は、透光性基材４１の出射面４１ａから出射した光を集光するように形成されており、断面視で透光性基材４１の出射面４１ａに面する平坦面と、出射面から突出するように形成された凸状の曲面とを有する形状を呈している。なお、レンズ部４３の具体的な断面形状としては、図示例のように左右対称なものであってもよいが、左右非対称なものでもよい。すなわち、例えばレンズ部４３は、その片側が直線形状で形成され、他方が外側に凸状の曲線形状で形成され、これら直線形状と曲線形状がレンズ部４３の頂点部で丸みを帯びて連なる形状でもよい。
これら複数のレンズ部４３のうち、光源２３と透光性基材４１の厚さ方向に重なる位置に配されるレンズ部４３の断面は、その光軸に直交する幅寸法が最も小さく形成されている。そして、透光性基材４１の出射面４１ａに沿って光源２３から離れるほどレンズ部４３の断面の幅寸法が大きく形成される。なお、これら幅寸法の異なるレンズ部４３の断面形状は、互いに相似形状となっており、結果として、その高さ寸法が相互に異なる。すなわち、透光性基材４１の出射面４１ａにおける複数のレンズ部４３の曲面の接触角度は互いに等しくなっている。
【００４０】
以上のような断面形状を有する複数のレンズ部４３の配列パターンとしては、例えば以下のものが考えられる。
例えば、図５に示すように、透光性基材４１の出射面４１ａ側から見て、同心円状に配列されることが挙げられる。すなわち、透光性基材４１の出射面４１ａ側から見て、光源２３と重なる一のレンズ部４３が光源２３を中心とする円形状に形成され、他の複数のレンズ部４３が一のレンズ部４３を中心とする円環形状に形成されている。この場合には、図５のＡ−Ａ矢視断面図が図２の断面となる。
また、例えば図６に示すように、透光性基材４１の出射面４１ａに沿う一方向を長手方向とする複数のレンズ部４３（シリンドリカルレンズ）が、一方向及びこれに直交する方向に配列されて全体としてクロスレンチキュラーアレイを構成することが挙げられる。すなわち、この構成では平面視で矩形状に形成された複数のレンズ部４３が透光性基材４１の出射面４１ａの縦横方向に配列されている。この場合には、図６のＢ−Ｂ矢視断面図やＣ−Ｃ矢視断面図が図２の断面となる。
【００４１】
さらに、例えば図７に示すように、透光性基材４１の出射面４１ａ側から見て、一のレンズ部４３が光源２３を中心とする平面視円形状に形成され、他の複数のレンズ部４３が一のレンズ部４３から離れる方向に放射状に配列されて、全体として所謂マイクロレンズアレイを構成することが挙げられる。この場合には、図７のＤ−Ｄ矢視断面図が図２の断面となる。なお、図示例では各レンズ部４３が平面視円形状に形成されているが、複数のレンズ部４３が平面視で相似形状に形成されていれば例えば平面視矩形状に形成されていてもよい。
また、例えば図８，９に示すように、透光性基材４１の出射面４１ａ側から見て、複数のレンズ部４３が、光源２３を中心として透光性基材４１の出射面４１ａに沿って放射状に形成されていることが挙げられる。この構成においては、図９（ａ）に示すように、個々のレンズ部４３の長手方向の厚みが、光源２３の直上部分を基点として透光性基材４１の出射面４１ａに沿って導光体２５の端部に向かうにしたがって厚くなる。なお、個々のレンズ部４３の幅方向の断面形状は、図９（ｂ）に示すように、凸状の曲面を有する形状となっている。
【００４２】
以上のように構成されるレンズ部４３は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成される。この場合、透光性基材４１及びレンズ部４３は、例えば図１０（ａ）に示すように、それぞれ別の材料の別の基材から作製してもよいし、例えば図１０（ｂ）に示すように、同一の材料からなる一つの基材から構成してもよい。また、透光性基材４１の入射面４１ｂには、例えば図１０（ｃ）に示すように、段差４１ｃを設けて成型されてもよい。さらに、レンズ部４３は、例えば、透光性基材４１上にＵＶや放射線硬化樹脂（ＵＶや放射線で硬化する材料を含む樹脂であれば特に種類は限定しない）を用いて成形されるとしてもよい。
なお、複数のレンズ部４３が同心円状に配列される場合には、透光性基材４１も含めて平面視円形状に作製されることがある。この場合には、透光性基材４１及びレンズ部４３からなるレンズシートを断裁して多角形状（長方形、四角形、正六角形など）に切り抜いてもよい。断裁方法としては、カッター、丸ノコなどの刃を使用した方法、レーザー断裁、打ち抜きなどを使用してもよい。また、断裁するタイミングは、レンズシート、光学シート２７、およびバックライトユニット２１のいずれの作製段階で行ってもよい。ただし、部材のロスを少なくするという観点では、レンズシートの段階で断裁するのが好ましい。
【００４３】
光反射層４５は、図２や図９に示すように、導光体２５の出射面２５ａから透光性基材４１に向かう光を反射するように構成されている。この光反射層４５には、その厚さ方向に貫通する開口部４６が複数形成されている。各開口部４６は、レンズ部４３の光軸と透光性基材４１の厚さ方向に重なる位置に配されており、各々の直上にあるレンズ部４３の幅寸法よりも狭く形成されている。そして、光源２３と透光性基材４１の厚さ方向に重なる位置に配される開口部４６は、その開口面積が最も小さく形成され、他の開口部４６は透光性基材４１の出射面４１ａに沿って光源２３から離れるにしたがって、その開口面積が大きく形成される。また、各開口部４６の平面視形状は、図５〜８に示すレンズ部４３の形状に応じた形状に形成されている。例えば、レンズ部４３の平面視形状が図３に示す円環形状である場合には、開口部４６の平面視形状も円環形状となる。また、開口部４６は、例えば光反射層４５に形成されて選択的に光を透過するスリット（切れ目）によって構成されていても良い。
【００４４】
そして、この光反射層４５においては、図１０に示すように、開口部４６の中心軸Ｏ２が、当該開口部４６に重なるレンズ部４３の光軸Ｏ１に対して透光性基材４１の出射面４１ａに沿う方向にずれているもの（一の開口部４６Ａ）と、当該開口部４６に重なるレンズ部４３の光軸Ｏ１と一致しているもの（他の開口部４６Ｂ）とがある。
ここで、中心軸Ｏ２がレンズ部４３の光軸Ｏ１に対してずれている一の開口部４６Ａは、図１１（ａ）に示すように、導光体２５の出射面２５ａから後述する光拡散層５１を介して出射されて当該一の開口部４６Ａを介して透光性基材４１の入射面４１ｂに入射する光が、当該入射面４１ｂに対して所定の入射角θで斜めに入射する光（斜行光）Ｌ１の輝度が最も高くなる配光分布を有する位置に形成されている。
【００４５】
具体的には、例えば図１１（ａ）に示すように、斜行光Ｌ１の向きとほぼ逆向きになるように、透光性基材４１の入射面４１ｂに沿って一の開口部４６Ａの中心軸Ｏ２とレンズ部４３の光軸Ｏ１とを順番に配列した場合には、図１１（ｂ）に示すように中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１とが一致している場合と比較して、輝度の最も高い斜行光Ｌ１の向きを一の開口部４６Ａに対応するレンズ部４３において透光性基材４１の出射面４１ａの法線方向に近づけることができる。すなわち、他の開口部４６Ｂを介して透過性基材４１に入射されてレンズ部４３から出射される光の出射角度をθ１、また、一の開口部４６Ａを介して入射されてレンズ部４３から出射される光の出射角度をθ２とすると、θ２＜θ１、となる。なお、これら出射角度θ１，θ２は、透過性基材４１の出射面４１ａの法線方向に対する出射光の傾斜角度のことを示している。また、これら２つの出射角度θ１，θ２の差分の大きさは、中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１との距離を変えることで任意に変化させることが可能である。
【００４６】
以上のことから、この光学シート２７においては、導光体２５の出射面２５ａから出射される光の配光分布に偏りやばらつきが生じていても、複数のレンズ部４３から出射する光の向きを法線方向に揃えることができる。この場合、複数の開口部４６の位置は以下のように設定すればよい。
斜行光Ｌ１の輝度が最も高くなる配光分布の光が出射される導光体２５の出射面領域に対応する開口部４６Ａの位置は、図１１（ａ）のように中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１とがずれるように設定すればよい。さらに、透光性基材４１の入射面４１ｂに対してほぼ垂直に入射する光の輝度が最も高くなる配光分布の光、あるいは、輝度が角度方向にほぼ均一な配光分布の光が出射される導光体２５の出射面２５ａ領域に対応する開口部４６Ｂの位置は、図１１（ｂ）のように中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１とを一致させるように設定すればよい。
これにより、光学シート２７から輝度の高い光を法線方向に出射させることができる。すなわち、光学シート２７から出射される光は、法線方向に出射する光の輝度が最も大きく、法線方向に対する角度が大きくなるほど光の輝度が滑らかに小さくなる角度方向の輝度分布を有する光となる。
なお、上記光学シート２７においては、前述した導光体２５の出射面２５ａにおける面方向の照度分布または輝度分布にあわせて、適宜光反射層４５や、開口部４６の位置、開口部４６の開口面積を設定してもよい。
【００４７】
このように構成される光反射層４５は、例えば、白色層又は金属層からなる。ここで、白色層の材料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム及び酸化マグネシウムなどの無機物からなる白色顔料を透明樹脂中に混入させてなる複合材料を使用することができる。また、金属層としては、例えば、銀及びアルミニウムなどの高反射率であり且つ光吸収の少ない材料からなる蒸着層を使用することができる。
【００４８】
そして、光反射層４５は、転写や蒸着により透光性基材４１の入射面４１ｂに形成してもよいが、グラビア印刷やスクリーン印刷、インクジェット法、平版印刷、凸版印刷（例えばフレキソ印刷）等の印刷法により形成する方がより好ましい。印刷法の場合には、開口部のパターンを有する光反射層を直接透光性基材４１の入射面４１ｂに形成することができる。
また、印刷法の場合には、例えば前述したように、透光性基材４１の製造時にその入射面４１ｂに段差４１ｃを設けておくことでも、簡単に開口部を有する光反射層４５を形成できる。
【００４９】
さらに、図２，９に示すように、バックライトユニット２１は、導光体２５と光学シート２７との間に、導光体２５の出射面２５ａから光学シート２７に向けて出射される光を拡散する光拡散層５１を設けて構成されている。この光拡散層５１は、透明樹脂材料に光を散乱させるための微粒子（光拡散粒子）５３を混入して構成されており、導光体２５の出射面２５ａに固定されている。また、光学シート２７に向けて光を出射する光拡散層５１の出射面５１ａは、導光体２５の出射面２５ａと同様に平坦に形成されている。なお、光拡散層５１は、導光体２５の作製時に一体に形成されてもよいが、導光体２５と個別に形成した後に導光体２５の出射面２５ａに固定されてもよい。また、光拡散層５１と導光体２５とを一体成形する場合には、光拡散層５１が導光体２５と同一の透明樹脂材料によって構成されることが好ましいが、異なる透明樹脂材料によって構成されてもよい。
【００５０】
そして、前述した光学シート２７は、透光性を有する粘着剤や接着剤等の接合層５５により光拡散層５１を介して導光体２５の出射面２５ａに固定されている。ここで、接合層５５は、光反射層４５の開口部４６には入り込まないことが好ましい。すなわち、光拡散層５１と透光性基材４１との間には、図示例のように、開口部４６によって画定された空気層５９が形成されていることが好ましい。このように透光性基材４１よりも屈折率の低い空気層５９を画成することで、光が空気層５９から透光性基材４１に入射する際に当該光を効率よく集光することができる。
なお、光学シート２７と導光体２５とは、接合層５５を用いずに、例えば光学シート２７と導光体２５とをそれぞれディスプレイ装置１００の筐体（不図示）に固定してもよい。この場合には、例えば図１２に示すように、光学シート２７と導光体２５との間に隙間が形成されてもよいし、例えばこの隙間がなくてもよい。
【００５１】
そして、バックライト装置１１は、図１に示すように、前述したバックライトユニット２１を導光体２５の端部において連結して構成されており、複数の導光体２５の出射面２５ａが同一平面をなしている。なお、図示例においては、導光体２５の端面が平坦面に形成されているが、例えば、相互に隣り合う導光体２５の端面に相互に係合する凹凸形状を形成してもよい。このように形成することで、相互に隣り合う導光体２５の端面の間に導光体２５の厚さ方向に貫く隙間の発生を防ぐことができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る光学シート２７及びバックライトユニット２１においては、導光体２５の出射面２５ａのうち光源２３からの光の輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域に対応する位置に形成された開口部４６が最も小さく形成され、導光体２５の出射面２５ａにおける光の輝度が小さくなる領域ほど開口部４６が大きく形成されている。このため、導光体２５の出射面２５ａにおける光の輝度が大きいほど、光反射層４５において遮断する光の量を増加させることができる。したがって、導光体２５の出射面２５ａにおける光の面方向の輝度分布が不均一であっても、導光体２５の出射面２５ａから出射した光が光反射層４５の各開口部４６を通過することで、透光性基材４１の出射面４１ａから出射する光の輝度ムラを効率よく抑制することができる。
そして、この光学シート２７は、輝度ムラを抑制するための光反射層４５、及び、開口部４６を通過した光を集光するレンズ部４３を、透光性基材４１の両面に一体に設けて構成されているため、当該光学シート２７をバックライトユニット２１やバックライト装置１１、ディスプレイ装置１００に設けることで、その薄型化を容易に図ることができる。
【００５３】
また、開口部４６の中心軸Ｏ２と当該開口部４６に重なるレンズ部４３の光軸Ｏ１とを透光性基材４１の出射面４１ａに沿う方向にずらすように調整することで、光学シート２７の出射面から出射される光の向きを制御することができる。具体的には、光学シート２７から出射する光として、表示画面の法線方向に出射する光の輝度が最も大きく、この法線方向に対する角度が大きくなるほど輝度が滑らかに小さくなる角度方向の輝度分布を有する光を得ることができる。
さらに、印刷法により複数の開口部４６を有する光反射層４５を透光性基材４１の入射面４１ｂに簡単に形成できるため、光学シート２７の製造工程数を削減してその製造効率向上を図ることができる。
また、透光性基材４１に対する光反射層４５の印刷位置を決めるだけで、各レンズ部４３に対して全ての開口部４６を位置決めできるため、互いに透光性基材４１の厚さ方向に重なる開口部４６及びレンズ部４３の相対位置を個別にアライメントする必要がなくなる。したがって、光学シート２７を簡易に製造してその製造コストを削減することができる。
【００５４】
また、導光体２５の出射面２５ａにおける光の輝度が小さくなる領域ほどレンズ部４３の幅寸法が大きく形成されているため、照度または輝度が小さくなるほどレンズ部４３による集光効率が高くなり、これら複数のレンズ部４３から出射される光の輝度ムラをさらに低減することができる。
さらに、光拡散層５１を設けることで、光源２３からの光が光学シート２７に入射される前に拡散されるため、導光体２５側から光学シート２７に入射する光の輝度ムラを低減させることができる。
【００５５】
また、導光体２５の傾斜面２５ｂに光反射板３１を設けたり、収容凹部２９の開口部分を塞ぐリフレクタ３３を設けることで、光源２３の光の殆どを導光体２５の出射面２５ａから出射させることができるため、光源２３の光の利用効率を向上させることができる。
そして、この実施形態に係るバックライト装置１１やディスプレイ装置１００によれば、上述した効果のほかに、ディスプレイ装置１００における画面の大型化を容易に図ることができる。また、複数の光学シート２７や導光体２５を一体成形することで、相互に隣り合うバックライトユニット２１の連結部分に跨って光が通過する際に、屈折等の光学的影響が生じることも防止できる。したがって、前述した連結部分に基づく輝度ムラの発生を防止できる。
【００５６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ディスプレイ装置１００において、液晶表示素子１３と光学シート２７との間に、光の屈折・透過・反射・偏光作用によって拡散・集光効果を達成する光学シートが配されていてもよい。なお、この光学シートとしては、例えば拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シート等が挙げられる。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を奏する。
また、バックライト装置１１においては、例えば図１４に示すように、複数の光学シート２７が一体成形されていてもよいし、例えば図１５に示すように、複数の導光体２５が一体成形されていてもよく、さらに、複数の光拡散層５１が一体に形成されていてもよい。なお、これら導光体２５、光学シート２７及び光拡散層５１の一体成形は、図示例に限らず、適宜組み合わせて実施してもよい。
【００５７】
さらに、複数のバックライトユニット２１を連結したバックライト装置１１の状態では、複数の導光体２５の出射面２５ａが同一平面をなすとしたが、これに限ることはなく、例えば複数の導光体２５の出射面２５ａの全体あるいは一部が同一の曲面をなすとしても構わない。この場合には、複数の導光体２５の出射面２５ａを同一の曲率をもった曲面に形成しておけばよい。
また、複数のバックライトユニット２１を連結した状態において、複数の導光体２５の出射面２５ａによってその全面に一定周期の起伏が形成されるように各導光体２５を構成してもよい。
さらに、ディスプレイ装置１００は、複数のバックライトユニット２１からなるバックライト装置１１を備えるとしたが、例えば１つのバックライトユニット２１を備えるとしても構わない。
【００５８】
上記実施形態においては、表示画面の法線方向に出射する光の輝度を最も大きくすることについて述べたが、本発明の光学シート２７では、法線方向以外の特定方向に出射する光の輝度を最も大きくすることもできる。この場合には、各レンズ部４３に対応する開口部４６の位置を以下のように設定すればよい。
すなわち、一のレンズ部４３の光軸Ｏ１とこれに対応する開口部４６の中心軸Ｏ２が一致した状態で、一のレンズ部４３から出射される輝度の最も高い光の向きが、目標とする特定方向に略一致する場合には、当該レンズ部４３に対応する開口部４６の位置を図１１（ｂ）のように設定すればよい。
また、一のレンズ部４３の光軸Ｏ１とこれに対応する開口部４６の中心軸Ｏ２が一致した状態で、一のレンズ部４３から出射される輝度の最も高い光の向きが、目標とする特定方向よりも傾斜角度が大きい場合には、当該レンズ部４３に対応する開口部４６の位置を、図１１（ａ）のように設定すればよい。
【００５９】
そして一のレンズ部４３の光軸Ｏ１とこれに対応する開口部４６の中心軸Ｏ２が一致した状態で、一のレンズ部４３から出射される輝度の最も高い光の向きが、目標とする特定方向よりも傾斜角度が小さい場合には、例えば図１６に示すように、入射される斜行光Ｌ１の向きに略一致するように、透光性基材４１の入射面４１ａに沿って一の開口部４６の中心軸Ｏ２とレンズ部４３の光軸Ｏ１とを順番に配列すればよい。
この場合には、図１１（ｂ）に示すように中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１とが一致している場合と比較して、輝度の最も高い斜行光Ｌ１の向きを一の開口部４６Ａに対応するレンズ部４３において透光性基材４１の出射面４１ａの法線方向からさらに離すことができる。すなわち、一の開口部４６Ａを介して入射されてレンズ部４３から出射される光の出射角度をθ３とすると、θ２＜θ１＜θ３、となる。なお、出射角度θ３は、前述した出射角度θ１，θ２と同様に、透過性基材４１の出射面４１ａの法線方向に対する出射光の傾斜角度のことを示している。また、これら２つの出射角度θ１，θ３の差分の大きさは、中心軸Ｏ２と光軸Ｏ１との距離を変えることで任意に変化させることができる。
【００６０】
以上のように、開口部４６の位置を設定することで、光学シート２７から任意の特定方向に出射する光の輝度が最も大きく、この特定方向に対する角度が大きくなるほど輝度が滑らかに小さくなる角度方向の輝度分布を有する光を得ることができる。すなわち、望ましい角度方向の輝度分布を有する光を光学シート２７から液晶表示素子１３に向けて出射することができる。
なお、光反射層４５に形成される一の開口部４６Ａは、図１１（ａ）や図１６のようにレンズ部４３の光軸Ｏ１やその近傍と重なるように形成されてもよいが、例えばレンズ部４３の光軸Ｏ１やその近傍と重ならないように形成されてもよい。すなわち、一の開口部４６Ａは、例えば光軸Ｏ１からずらして形成されていてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態においては、光源２３を点光源としたバックライトユニット２１について説明したが、本発明は光源をライン状の棒状光源としたバックライトユニットに適用することもできる。以下、図１７を参照して棒状光源を使用した場合のバックライトユニットの構成について説明する。
図１７に示すように、このバックライトユニット１２１は、上記実施形態と同様に、棒状光源である一つの光源１２３と、光源１２３の表示画面側に順番に配される導光体１２５及び光学シート１２７とを備えて構成されている。
導光体１２５の断面形状は、上記実施形態の導光体２５と同様に、その他方の面に光源１２３を収容する収容凹部１２９を形成し、この収容凹部１２９の両側に形成される傾斜面１２５ｂ及び平坦な出射面１２５ａを有する形状に形成されている。ここで、収容凹部１２９は導光体１２５の出射面１２５ａに沿う一方向に延びて形成されている。また、収容凹部１２９は、導光体１２５の中で最も厚みの大きい厚肉部に形成されている。さらに、傾斜面１２５ｂは、導光体１２５の出射面１２５ａに沿って一方向の直交する方向に向かうにしたがって薄くなるように形成されている。これにより、この直交方向の端部における導光体１２５の厚みが最も薄い薄肉部となる。
【００６２】
なお、収容凹部１２９に収容される光源１２３としては、例えば通常の蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、列状に配置されたＬＥＤや半導体レーザーなどが挙げられるが、特に、冷陰極管、外部電極管又は列状に配列されたＬＥＤとすることが好ましい。
また、この光源１２３は、例えば前記一方向に延びる円柱状あるいは角柱状に形成された透明な柱状導光体と、厚さ方向に沿う柱状導光体の上下に配置されるＬＥＤとから構成されていてもよい。このように光源１２３を構成した場合には、柱状導光体の上下からＬＥＤの光を入射した際に、柱状導光体の側方にＬＥＤの光を出射することができる。
【００６３】
また、光学シート１２７は、上記実施形態と同様に、透光性基材１４１、複数のレンズ部（光学素子）１４３、及び、開口部１４６を有する光反射層１４５を備えている。透光性基材１４１の出射面１４１ａに配される各レンズ部１４３は、前記一方向に延びる長尺状に形成される単位レンズである。そして、これら複数のレンズ部１４３は、透光性基材１４１の出射面１４１ａに沿って前記一方向に平行する方向に配列されている。また、複数のレンズ部１４３のうち、光源１２３と透光性基材１４１の厚さ方向に重なる位置に配されるレンズ部１４３の断面は、その配列方向に沿う幅寸法が最も小さく形成されている。そして、前記配列方向に沿って光源１２３から離れるほどレンズ部１４３の幅寸法が大きく形成されている。なお、図示例においては、上記実施形態と同様に、複数のレンズ部１４３の断面形状は互いに相似形状となっている。
また、光反射層１４５の複数の開口部１４６は、長尺状に形成された各レンズ部１４３に対応づけてその長手方向に延びるスリット状にそれぞれ形成されており、複数のレンズ部１４３の配列方向に間隔をあけて配列されている。
このように構成されたバックライトユニット１２１においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６４】
さらに、導光体２５，１２５において光源２３，１２３を収容する収容凹部２９，１２９は、導光体２５，１２５の他方の面側に形成されることに限らず、導光体２５の厚肉部に形成されていれば、例えば導光体２５，１２５の出射面２５ａ，１２５ａに形成されていてもよい。なお、この構成では、収容凹部２９，１２９の開口を上記実施形態と同様のリフレクタ３３により塞ぐなどして、光源２３，１２３の光が導光体２５，１２５を介さずに光学シート２７，１２７に直接入射されることを防止することが好ましい。そして、このように構成した場合には、光源２３，１２３の光が導光体２５，１２５の傾斜面２５ｂ，１２５ｂや光反射板３１において反射した後に出射面２５ａ，１２５ａから出射されることになる。
【００６５】
また、バックライトユニット２１，１２１は、導光体２５，１２５の出射面２５ａ，１２５ａに固定される光拡散層５１を設けて構成されるとしたが、少なくとも光源２３，１２３と光学シート２７，１２７との間に光を拡散する光拡散領域を形成して構成されていればよい。したがって、例えば導光体２５，１２５自体が、その出射面２５ａ，１２５ａと光源２３，１２３との間に微粒子５３を混入した光拡散領域を含んで構成されてもよい。この光拡散領域は、例えば図１８に示すように、導光体２５全体にわたって形成されてもよいが、例えば図１９に示すように、出射面２５ａ側に寄せて形成されることがより好ましい。これらの場合には、バックライトユニット２１，１２１の構成部品点数を削減できると共に、バックライトユニット２１，１２１の薄型化を図ることもできる。
ただし、画面上における輝度ムラが光学シート２７，１２７によって十分に解消されている場合には、上述した光拡散層５１や光拡散領域を形成しなくてもよい。
【００６６】
さらに、幅寸法の異なるレンズ部４３，１４３の断面形状は、互いに相似形状であるとしたが、例えば高さ寸法をほぼ等しくしても構わない。この構成の場合には、光学シート２７，１２７の厚みを小さく抑えることができるため、バックライトユニット２１，１２１やバックライト装置１１、ディスプレイ装置１００の薄型化をさらに図ることができる。また、幅寸法の異なるレンズ部４３，１４３の断面形状が相似形状でない場合には、必ずしも高さ寸法が等しくする必要はなく、透光性基材４１，１４１の出射面４１ａ，１４１ａにおけるレンズ部４３，１４３の傾斜角度が異なっていればよい。具体的には、複数のレンズ部４３，１４３のうち、光源２３，１２３と透光性基材４１，１４１の厚さ方向に重なる位置に配されるレンズ部４３，１４３の傾斜角度が最も大きく形成され、さらに、透光性基材４１，１４１の出射面４１ａ，１４１ａに沿って光源２３，１２３から離れるほどレンズ部４３，１４３の傾斜角度が小さく形成されていればよい。このように傾斜角度を異ならせても、相似形状とした場合と同様に、レンズ部４３，１４３による集光領域を変化させることができる。
【００６７】
また、レンズ部４３，１４３や開口部４６，１４６の大きさは、光源２３，１２３の位置に基づいて定めているが、導光体２５，１２５の出射面２５ａ，１２５ａにおいて光源２３，１２３からの光の輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域に基づいて定めればよい。例えば、照度または輝度ピーク領域が出射面２５ａ，１２５ａにおいて光源２３と厚さ方向に重なる位置周囲の円環状の領域となる場合には、この円環状領域と透光性基材４１の厚さ方向に重なる当該透光性基材４１，１４１の出射面４１ａ，１４１ａに配されるレンズ部４３，１４３の幅寸法、及び、光反射層４５，１４５に形成される開口部４６，１４６の開口面積を最も小さく形成し、照度または輝度が小さくなるにしたがってレンズ部４３，１４３の幅寸法や開口部４６，１４６の開口面積を大きく形成すればよい。
なお、照度または輝度ピーク領域が複数存在する場合には、開口面積の最も小さい開口部４６，１４６を照度または輝度ピーク領域毎に対応づけて複数形成すればよい。
【００６８】
さらに、透光性基材４１，１４１の出射面４１ａ，１４１ａには複数のレンズ部４３，１４３が形成されるとしたが、少なくとも透光性基材４１，１４１の出射面４１ａ，１４１ａから出射した光を集光する複数の光学素子が形成されていればよい。すなわち、例えば図２０に示すように、透光性基材４１の出射面４１ａには複数のプリズム（光学素子）４４が形成されてもよい。この場合でも、複数のプリズム４４の断面の幅寸法は、レンズ部４３の場合と同様に導光体２５の出射面２５ａにおいて光源２３からの光の輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域に基づいて定めればよい。
【００６９】
また、例えば複数のプリズム４４は相似形状に形成されてもよいし、あるいは、図示例のように複数のプリズム４４の高さ寸法を揃えてもよい。なお、複数のプリズム４４の高さ寸法を揃える場合には、導光体２５の出射面２５ａにおける光の照度または輝度ピーク領域の直上に配される一のプリズム４４の頂角を最も小さくし、照度または輝度ピーク領域から透光性基材４１の出射面４１ａに沿って離れるにしたがい他のプリズム４４の頂角を大きくすればよい。
さらに、複数のプリズム４４の平面視形状は、上記実施形態のレンズ部４３と同様に、例えば図５〜８や図１７（ｂ）に示した形状に形成されてもよい。
以上のようにプリズム４４を設ける場合でも、上記実施形態と同様に、望ましい角度方向の輝度分布が得られるように、開口部の中心軸とプリズム４４の光軸Ｏ３との位置関係を調整し、一部の開口部の中心軸とプリズム４４の光軸Ｏ３とを相互にずらして配置することが好ましい。
【００７０】
また、上記実施形態において、透光性基材４１，１４１の入射面４１ｂ，１４１ｂには、光反射層４５，１４５が設けられるとしたが、少なくとも光を遮断する遮光層が設けられていればよい。したがって、この遮光層には上記実施形態と同様の開口部４６，１４６が形成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の第１実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図２】図１のディスプレイ装置に備えるバックライトユニットの一例を示す概略断面図である。
【図３】図２のバックライトユニットに備える導光体の変形例を示す概略断面図である。
【図４】図２のバックライトユニットに備える導光体においてその収容凹部の変形例を示す概略断面図である。
【図５】図２のバックライトユニットにおいてレンズ部の配置例を示す概略上面図である。
【図６】図２のバックライトユニットにおいてレンズ部の配置例を示す概略上面図である。
【図７】図２のバックライトユニットにおいてレンズ部の配置例を示す概略上面図である。
【図８】図１のディスプレイ装置に備えるバックライトユニットの一例においてレンズ部の配置例を示す概略上面図である。
【図９】図１のディスプレイ装置に備えるバックライトユニットの一例を示しており、（ａ）は図８のＥ−Ｅ矢視断面図、（ｂ）は図８のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図１０】図２のバックライトユニットに備える光学シートを示す概略断面図である。
【図１１】図２に示すバックライトユニットにおいて、レンズ部と光反射層の開口部との位置関係の概略を示す拡大断面図であり、（ａ）はレンズ部の光軸と開口部の中心軸とがずれている場合、（ｂ）はレンズ部の光軸と開口部の中心軸とが一致している場合を示している。
【図１２】図２に示すバックライトユニットの変形例を示す概略断面図である。
【図１３】図２に示すバックライトユニットにおいて使用する光源の一例を示す概略断面図である。
【図１４】この発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図１５】この発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図１６】この発明の他の実施形態に係る光学シートにおいて、レンズ部と光反射層の開口部との位置関係の概略を示す拡大断面図である。
【図１７】この発明の他の実施形態に係るバックライトユニットを示しており、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はこれに備えるレンズ部の概略上面図である。
【図１８】この発明の他の実施形態に係る導光体を示す概略断面図である。
【図１９】この発明の他の実施形態に係る導光体を示す概略断面図である。
【図２０】この発明の他の実施形態に係る光学シートを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１  バックライト装置
１３  液晶表示素子（画像表示部）
２１，１２１  バックライトユニット
２３，１２３  光源
２５，１２５  導光体
２５ａ，１２５ａ  出射面
２５ｂ，１２５ｂ  傾斜面
２７，１２７  光学シート
２９，１２９  収容凹部
４１，１４１  透光性基材
４１ａ，１４１ａ  出射面
４１ｂ，１４１ｂ  入射面
４３，１４３  レンズ部（光学素子）
４４  プリズム（光学素子）
４５，１４５  光反射層（遮光層）
４６（４６Ａ，４６Ｂ），１４６  開口部
５１  光拡散層
５３  微粒子（光拡散粒子）
Ｌ１  斜行光
Ｏ１  光軸
Ｏ２  中心軸
【図１】
2009157115.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2009157115.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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