JP2002124114A - 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置 - Google Patents
面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置Info
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- JP2002124114A JP2002124114A JP2001014858A JP2001014858A JP2002124114A JP 2002124114 A JP2002124114 A JP 2002124114A JP 2001014858 A JP2001014858 A JP 2001014858A JP 2001014858 A JP2001014858 A JP 2001014858A JP 2002124114 A JP2002124114 A JP 2002124114A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規な光制御部材である光反射シートを用い
ることで光の有効利用を図り、しかも構造が簡単で且つ
組立て性に優れた安価な面光源装置及びこの面光源装置
をバックライト光学系として用いる液晶ディスプレイ装
置を提供すること。 【解決手段】 一表面を光出射面15とする導光体11
に光取り出し機構20を設け、導光体11の側端部12
には光源13が配設され、導光体11の光出射面15と
対向する面16側には光反射シート17が配設された面
光源装置であって、光取り出し機構21は導光体11よ
り出射する光線の少なくとも65%以上を光反射シート
18の側に出射する機構とされ、光反射シート18は傾
斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相
似形の基本ユニット19がピッチ5000μm以下にて
多数配列して形成され、導光体11の少なくとも一方の
表面には、波板状の凹凸34がピッチ500μm以下で
設けられ、その尾根線34aは光源13の配設された導
光体側端部12にほぼ垂直な方向とされていることを特
徴とする。
ることで光の有効利用を図り、しかも構造が簡単で且つ
組立て性に優れた安価な面光源装置及びこの面光源装置
をバックライト光学系として用いる液晶ディスプレイ装
置を提供すること。 【解決手段】 一表面を光出射面15とする導光体11
に光取り出し機構20を設け、導光体11の側端部12
には光源13が配設され、導光体11の光出射面15と
対向する面16側には光反射シート17が配設された面
光源装置であって、光取り出し機構21は導光体11よ
り出射する光線の少なくとも65%以上を光反射シート
18の側に出射する機構とされ、光反射シート18は傾
斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相
似形の基本ユニット19がピッチ5000μm以下にて
多数配列して形成され、導光体11の少なくとも一方の
表面には、波板状の凹凸34がピッチ500μm以下で
設けられ、その尾根線34aは光源13の配設された導
光体側端部12にほぼ垂直な方向とされていることを特
徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は面光源装置及びこれ
を用いた液晶ディスプレイ装置に関し、更に詳細には照
明光学系に特に好適に用いられる新規な光反射シートを
用いた面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光
学系として用いた液晶ディスプレイ装置に関する。
を用いた液晶ディスプレイ装置に関し、更に詳細には照
明光学系に特に好適に用いられる新規な光反射シートを
用いた面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光
学系として用いた液晶ディスプレイ装置に関する。
【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。
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ている。
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】従来のサイドライト方式の面光源装置は、
図33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の一側端に当該側端面1a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
ある一側端面1aから内部に入射する機構とされてい
る。
図33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の一側端に当該側端面1a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
ある一側端面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1bは光出射面とされ、
この光出射面1bの上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、6b、6c……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。
この光出射面1bの上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、6b、6c……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、従来のこの種の面光源装置の別な例とし
ては、図34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上に配設されている。
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、従来のこの種の面光源装置の別な例とし
ては、図34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上に配設されている。
【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8は、各表面が
粗面に形成されている多数の突起部8a、8b、8c…
…から構成されている。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。
側の面1cに設けられる光取り出し機構8は、各表面が
粗面に形成されている多数の突起部8a、8b、8c…
…から構成されている。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の妨げになっている。
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の妨げになっている。
【0009】すなわち、図33及び図34に示される、
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
留まりも低いことから、高コスト化を招いていた。
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
留まりも低いことから、高コスト化を招いていた。
【0010】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、新規な構造簡素で照明光
線の利用効率に優れた照明システムに基づき、新規な光
制御部材である光反射シートを用いることで光の有効利
用を図り、しかも構造が簡単で且つ組立て性に優れた安
価な面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光学
系として用いる液晶ディスプレイ装置を提供することに
ある。
決するためになされたもので、新規な構造簡素で照明光
線の利用効率に優れた照明システムに基づき、新規な光
制御部材である光反射シートを用いることで光の有効利
用を図り、しかも構造が簡単で且つ組立て性に優れた安
価な面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光学
系として用いる液晶ディスプレイ装置を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】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、本発明の面光源装置は、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、導光体の前記光出射面と対向する面側に配置された
光反射シートとを含み、光取り出し機構は導光体より出
射する光線の少なくとも65%以上を光反射シートの側
に出射する機構とされ、且つ光反射シートは傾斜した反
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、更に導光体の少なくとも一方の表面には、波板状の
凹凸がピッチ500μm以下にて設けられ、且つ波板状
の凹凸の尾根線は光源の配設された導光体側端部にほぼ
垂直な方向とされていることを特徴とする。
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、本発明の面光源装置は、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、導光体の前記光出射面と対向する面側に配置された
光反射シートとを含み、光取り出し機構は導光体より出
射する光線の少なくとも65%以上を光反射シートの側
に出射する機構とされ、且つ光反射シートは傾斜した反
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、更に導光体の少なくとも一方の表面には、波板状の
凹凸がピッチ500μm以下にて設けられ、且つ波板状
の凹凸の尾根線は光源の配設された導光体側端部にほぼ
垂直な方向とされていることを特徴とする。
【0012】<本発明における具体的構成>本発明の面
光源装置は、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、波板状の凹凸は、頂角が
60度以上の三角プリズムアレーであり、且つこの三角
プリズムアレーのピッチは300μm以下とされている
ことを特徴とする。
光源装置は、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、波板状の凹凸は、頂角が
60度以上の三角プリズムアレーであり、且つこの三角
プリズムアレーのピッチは300μm以下とされている
ことを特徴とする。
【0013】また、本発明の面光源装置では、波板状の
凹凸を正弦波状とし、且つ正弦波状とした波板状の凹凸
のピッチを300μm以下とすることが好ましい。この
場合、波板状の凹凸をレンチキュラーレンズ状とし、そ
の際このレンチキュラーレンズ状とした波板状の凹凸の
ピッチを300μm以下とすることが好ましい。
凹凸を正弦波状とし、且つ正弦波状とした波板状の凹凸
のピッチを300μm以下とすることが好ましい。この
場合、波板状の凹凸をレンチキュラーレンズ状とし、そ
の際このレンチキュラーレンズ状とした波板状の凹凸の
ピッチを300μm以下とすることが好ましい。
【0014】更に、本発明の面光源装置では、基本ユニ
ットを形成する傾斜した各反射面が相互に平行で且つ直
線状に形成され、且つ各基本ユニットは、ピッチが30
00μm以下で配列され、更に反射面の傾斜角度は導光
体より光反射シートの方向に出射した光線を導光体の法
線方向に反射する角度とされていることを特徴とする。
ットを形成する傾斜した各反射面が相互に平行で且つ直
線状に形成され、且つ各基本ユニットは、ピッチが30
00μm以下で配列され、更に反射面の傾斜角度は導光
体より光反射シートの方向に出射した光線を導光体の法
線方向に反射する角度とされていることを特徴とする。
【0015】更にまた、本発明の面光源装置では、基本
ユニットを形成する反射面として最大径3000μm以
下の凹面鏡状をした反射面が用いられ、且つこの反射面
の傾斜角度は導光体より光反射シートの方向に出射した
光線を導光体の法線方向に反射する角度とされているこ
とを特徴とする。
ユニットを形成する反射面として最大径3000μm以
下の凹面鏡状をした反射面が用いられ、且つこの反射面
の傾斜角度は導光体より光反射シートの方向に出射した
光線を導光体の法線方向に反射する角度とされているこ
とを特徴とする。
【0016】また、本発明の面光源装置では、基本ユニ
ットを形成する傾斜した反射面の断面形状が凹状である
ことを特徴とする。更に、本発明の面光源装置では、光
反射シートの反射面が銀若しくはアルミニウムのコート
層からなり、且つ反射面上には透明材質によるコート層
が設けることがよい。
ットを形成する傾斜した反射面の断面形状が凹状である
ことを特徴とする。更に、本発明の面光源装置では、光
反射シートの反射面が銀若しくはアルミニウムのコート
層からなり、且つ反射面上には透明材質によるコート層
が設けることがよい。
【0017】また、光反射シートの反射面は拡散反射性
の白色材質で形成することもできる。その場合、透明材
質によるコート層が光学薄膜或いは透明ビーズコーティ
ング層とすることができる。そして、反射面にはマット
処理を施すことが好ましい。更にまた、前述した特徴を
備える面光源装置を液晶ディスプレイ装置のバックライ
ト光学系に用いることが特に好ましい。
の白色材質で形成することもできる。その場合、透明材
質によるコート層が光学薄膜或いは透明ビーズコーティ
ング層とすることができる。そして、反射面にはマット
処理を施すことが好ましい。更にまた、前述した特徴を
備える面光源装置を液晶ディスプレイ装置のバックライ
ト光学系に用いることが特に好ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の面光源装置及びこ
れを用いた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
形態に係る面光源装置10の主要部を概略的に示す部分
的な構成説明図である。
れを用いた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
形態に係る面光源装置10の主要部を概略的に示す部分
的な構成説明図である。
【0019】この実施形態に係る面光源装置10は、透
光性の平板からなる基板即ち導光体11を備え、この導
光体11の一側端には当該側端面12に沿うように線状
光源13が配置されている。この線状光源13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13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。
光性の平板からなる基板即ち導光体11を備え、この導
光体11の一側端には当該側端面12に沿うように線状
光源13が配置されている。この線状光源13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13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。
【0020】また、線状光源13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。
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。
【0021】また、光源の態様として、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29に示されるようにLED等の
点光源を用いることもできる。すなわち、図29(a)
は、導光体11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に、点光源である
LED37を配置した例を示している。また、図29
(b)は、導光体11の一側端部に光学ロッド38を近
接配置し、この光学ロッド38の端面に点光源であるL
ED37を配置した例を示している。
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29に示されるようにLED等の
点光源を用いることもできる。すなわち、図29(a)
は、導光体11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に、点光源である
LED37を配置した例を示している。また、図29
(b)は、導光体11の一側端部に光学ロッド38を近
接配置し、この光学ロッド38の端面に点光源であるL
ED37を配置した例を示している。
【0022】この導光体11の一側端には、線状光源1
3を覆うようにリフレクタ14が取り付けられ、線状光
源13による直接光とリフレクタ14で反射された反射
光とが導光体11に、光入射端面である一側端面12か
ら内部に入射する機構とされている。
3を覆うようにリフレクタ14が取り付けられ、線状光
源13による直接光とリフレクタ14で反射された反射
光とが導光体11に、光入射端面である一側端面12か
ら内部に入射する機構とされている。
【0023】導光体11は、例えば、板厚が約4mm程
度の四角形状をした透光性の薄板であり、図1で見て上
面である一方の表面が光を出射する光出射面15であ
り、これとは反対側の他方の表面(図1で見て下面)は
光出射面と対向する面16である。図1において、符号
17は導光体11の光出射面15に垂直な線、即ち導光
体11の法線を示している。
度の四角形状をした透光性の薄板であり、図1で見て上
面である一方の表面が光を出射する光出射面15であ
り、これとは反対側の他方の表面(図1で見て下面)は
光出射面と対向する面16である。図1において、符号
17は導光体11の光出射面15に垂直な線、即ち導光
体11の法線を示している。
【0024】導光体11の光出射面15とは反対側の面
16側に近接して光反射シート18が配設されている。
光反射シート18は、傾斜した反射面18aを備える多
数の基本ユニット19が微細なピッチで基材20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1
9とは、図1〜図3及び図20〜図25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1
9aの集合体として得られる光反射シート18の基本形
状単位を意味する。
16側に近接して光反射シート18が配設されている。
光反射シート18は、傾斜した反射面18aを備える多
数の基本ユニット19が微細なピッチで基材20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1
9とは、図1〜図3及び図20〜図25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1
9aの集合体として得られる光反射シート18の基本形
状単位を意味する。
【0025】すなわち、基本ユニット19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
Pとは、図2、図3、及び図20〜図25に示されるよ
うに、これら基本ユニット19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。
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
Pとは、図2、図3、及び図20〜図25に示されるよ
うに、これら基本ユニット19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。
【0026】更に、導光体11には光取り出し機構21
が設けられている。この光取り出し機構21は、導光体
11に入射した光線を選択的に光反射シート18の側に
出射させるように構成され、具体的には光反射シート1
8の側に導光体11からの出射光線の65%以上、より
好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上の
光束が出射するように構成することが必要であり、この
要件を満足する限りにおいて用いられる光取り出し機構
は特に限定されるものではない。
が設けられている。この光取り出し機構21は、導光体
11に入射した光線を選択的に光反射シート18の側に
出射させるように構成され、具体的には光反射シート1
8の側に導光体11からの出射光線の65%以上、より
好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上の
光束が出射するように構成することが必要であり、この
要件を満足する限りにおいて用いられる光取り出し機構
は特に限定されるものではない。
【0027】ここで、導光体11から出る全出射光線の
少なくとも65%以上を光反射シート18側に出射させ
るために当該導光体11に設けられる光取り出し機構2
1としては各種の態様が考えられ、特に限定はされな
い。しかし、最も好適な態様としては、図4に示される
ように導光体11における光出射面15とは反対側の面
(光反射シート側の面)16に多数の凸状突起22を所
定のパターンで形成した光取り出し機構21を挙げるこ
とができる。
少なくとも65%以上を光反射シート18側に出射させ
るために当該導光体11に設けられる光取り出し機構2
1としては各種の態様が考えられ、特に限定はされな
い。しかし、最も好適な態様としては、図4に示される
ように導光体11における光出射面15とは反対側の面
(光反射シート側の面)16に多数の凸状突起22を所
定のパターンで形成した光取り出し機構21を挙げるこ
とができる。
【0028】この他にも、図5〜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11から出射
する大部分の出射光線が光反射シート18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5に示される態様は、導光体11における光反射
シート18側の面16に断面三角形状の多数の突起23
を所定のパターンで形成して光取り出し機構21とした
ものである。
に、各種の表面形状設計によって、導光体11から出射
する大部分の出射光線が光反射シート18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5に示される態様は、導光体11における光反射
シート18側の面16に断面三角形状の多数の突起23
を所定のパターンで形成して光取り出し機構21とした
ものである。
【0029】また、図6に示される態様は、導光体11
における光反射シート18側の面16に凹状のへこみ2
4aを形成することで相対的に突出部24bを形成して
光取り出し機構としたものである。更に、図7に示され
る態様は、導光体11の光出射面15に断面V字状の多
数の溝部25を所定の間隔で形成し、これにより光取り
出し機構21としたものである。
における光反射シート18側の面16に凹状のへこみ2
4aを形成することで相対的に突出部24bを形成して
光取り出し機構としたものである。更に、図7に示され
る態様は、導光体11の光出射面15に断面V字状の多
数の溝部25を所定の間隔で形成し、これにより光取り
出し機構21としたものである。
【0030】更にまた、図8に示される態様は、導光体
11における光反射シート18側の面16に断面V字状
の多数の溝部26を所定の間隔で形成して光取り出し機
構21としたものである。また、図9に示される態様
は、導光体11の光出射面15に断面山形状の多数の突
起27を所定の間隔で形成することにより光取り出し機
構21としたものである。
11における光反射シート18側の面16に断面V字状
の多数の溝部26を所定の間隔で形成して光取り出し機
構21としたものである。また、図9に示される態様
は、導光体11の光出射面15に断面山形状の多数の突
起27を所定の間隔で形成することにより光取り出し機
構21としたものである。
【0031】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11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11の表面に設ける態様等、前述したように
光反射シート18の側に導光体11からの出射光線の少
なくとも65%以上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。
て前方散乱性を有する散乱体を導光体11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11の表面に設ける態様等、前述したように
光反射シート18の側に導光体11からの出射光線の少
なくとも65%以上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。
【0032】ここで、本発明において用いられる導光体
11は、該導光体11より出射する全光束に対する光反
射シート側に選択的に出射する光束の割合が、少なくと
も65%以上であることが、本発明による光学設計の効
果を有効に機能させるために必要であることは前述した
通りであるが、この光束が出射する方向についての選択
性を測定する測定手段は概略下記の通りである。
11は、該導光体11より出射する全光束に対する光反
射シート側に選択的に出射する光束の割合が、少なくと
も65%以上であることが、本発明による光学設計の効
果を有効に機能させるために必要であることは前述した
通りであるが、この光束が出射する方向についての選択
性を測定する測定手段は概略下記の通りである。
【0033】すなわち、先ず通常光反射シートが配設さ
れる位置にほぼ完全に光を吸収する黒色のシート39
(植毛紙等)を配設し、図35に示される如く、導光体
11を通常の向きにセットして積分球中で点灯させ、こ
の時に得られた導光体11の光出射面側から発せられる
全光束量をΣaとする。
れる位置にほぼ完全に光を吸収する黒色のシート39
(植毛紙等)を配設し、図35に示される如く、導光体
11を通常の向きにセットして積分球中で点灯させ、こ
の時に得られた導光体11の光出射面側から発せられる
全光束量をΣaとする。
【0034】次に、導光体11の向きを通常とは裏返し
にセットし(本来、光反射シートの側に向く面が光出射
面側に来るようにセットする。)、同様に積分球中で点
灯させ、この時に得られた導光体11の光出射面と反対
側の面から発せられる全光束量をΣbとする。この際
に、得られる数値、Σb/(Σa+Σb)×100が光
反射シートの側に選択的に出射する光束の割合(%)と
なるのであり、この値が65%以上、より好ましくは7
0%以上、さらに好ましくは75%以上とされるのであ
る。
にセットし(本来、光反射シートの側に向く面が光出射
面側に来るようにセットする。)、同様に積分球中で点
灯させ、この時に得られた導光体11の光出射面と反対
側の面から発せられる全光束量をΣbとする。この際
に、得られる数値、Σb/(Σa+Σb)×100が光
反射シートの側に選択的に出射する光束の割合(%)と
なるのであり、この値が65%以上、より好ましくは7
0%以上、さらに好ましくは75%以上とされるのであ
る。
【0035】本発明の面光源装置において、このような
光取り出し機構21に要求される形状的な制約は、あく
まで、前述したように光反射シート18の側に導光体1
1からの出射光線の65%以上を出射させるようにする
という観点で決定されるべきである。
光取り出し機構21に要求される形状的な制約は、あく
まで、前述したように光反射シート18の側に導光体1
1からの出射光線の65%以上を出射させるようにする
という観点で決定されるべきである。
【0036】例えば、このことを図10(a)、(b)
を参照して更に詳細に説明すると、図5で示した断面三
角形状の突起23を導光体11の面16に形成する場合
には、尖端部の頂角θとして好ましくは90度以下、よ
り好ましくは70度以下、さらに好ましくは50度以下
であることがよい。
を参照して更に詳細に説明すると、図5で示した断面三
角形状の突起23を導光体11の面16に形成する場合
には、尖端部の頂角θとして好ましくは90度以下、よ
り好ましくは70度以下、さらに好ましくは50度以下
であることがよい。
【0037】すなわち、図10(b)に示されるように
導光体11の面16に形成される突起23の頂角θを大
きくしてその断面形状を山形状にするにしたがって、突
起23による全反射によって導光体11の光出射面15
方向に出射してしまう不要な光線成分30が増大するた
めであり、小さな頂角を有する三角形状の断面形状を用
いることによって、図10(a)に示されるように本発
明における好適な光線の軌跡(光反射シート18での反
射過程を経て導光体11の法線17方向に出射する光線
成分29)を描く光線成分28、29を増加させること
が可能となるのである。
導光体11の面16に形成される突起23の頂角θを大
きくしてその断面形状を山形状にするにしたがって、突
起23による全反射によって導光体11の光出射面15
方向に出射してしまう不要な光線成分30が増大するた
めであり、小さな頂角を有する三角形状の断面形状を用
いることによって、図10(a)に示されるように本発
明における好適な光線の軌跡(光反射シート18での反
射過程を経て導光体11の法線17方向に出射する光線
成分29)を描く光線成分28、29を増加させること
が可能となるのである。
【0038】また、別な例について説明すれば、図4に
示される凸状突起22を用いた態様では、図11〜図1
3に示されるようにこの凸状突起22の高さ、言い換え
れば導光体11内から見た状態での凸状突起22の深さ
hと最小開口幅Wminで定義される値h/Wmin
が、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.6以
上、さらに好ましくは0.7以上とされる。
示される凸状突起22を用いた態様では、図11〜図1
3に示されるようにこの凸状突起22の高さ、言い換え
れば導光体11内から見た状態での凸状突起22の深さ
hと最小開口幅Wminで定義される値h/Wmin
が、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.6以
上、さらに好ましくは0.7以上とされる。
【0039】図4に示される凸状突起22は、図11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12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Wm
inとなる。また、図13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
に凸状突起22を設計すれば、導光体11からの出射光
線の少なくとも65%以上を光反射シート18の側に出
射させるようにする好適な形状を定めることができる。
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12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Wm
inとなる。また、図13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
に凸状突起22を設計すれば、導光体11からの出射光
線の少なくとも65%以上を光反射シート18の側に出
射させるようにする好適な形状を定めることができる。
【0040】このように、本発明において好適に用いら
れる、図4〜図9に例示される光取り出し機構として
は、その形状はあくまで、光反射シート18の側に導光
体から出射する光線の65%以上を出射させるようにす
るとの観点から決定されるが、更に詳細な設計について
の考え方を説明する。
れる、図4〜図9に例示される光取り出し機構として
は、その形状はあくまで、光反射シート18の側に導光
体から出射する光線の65%以上を出射させるようにす
るとの観点から決定されるが、更に詳細な設計について
の考え方を説明する。
【0041】まず、光源として良く用いられる蛍光管等
においては、プラズマ放電により得られる紫外光が管壁
に付着した蛍光体微粒子を励起して発光が得られるが、
ここから得られる出射光線の出射角度分布はほぼあらゆ
る角度に対して一様な強度を示す、いわゆる拡散光源的
な性質に近いものである。
においては、プラズマ放電により得られる紫外光が管壁
に付着した蛍光体微粒子を励起して発光が得られるが、
ここから得られる出射光線の出射角度分布はほぼあらゆ
る角度に対して一様な強度を示す、いわゆる拡散光源的
な性質に近いものである。
【0042】そこで、導光体の光入射面近傍を表す図3
0において、導光体に入射する光線の入射角度分布をあ
らゆる角度に対して一定であるとする条件の下で、導光
体内を伝搬する光線の幾何光学的な状態分布を考える。
スネルの法則から導光体の屈折率をnとして、
0において、導光体に入射する光線の入射角度分布をあ
らゆる角度に対して一定であるとする条件の下で、導光
体内を伝搬する光線の幾何光学的な状態分布を考える。
スネルの法則から導光体の屈折率をnとして、
【式1】
【0043】したがって、光源から出射した光線の導光
体への入射角度ψと導光体に入射した光線のなす角度
(又は、入射角度ψにて屈折率nの導光体に入射した光
線の導光体中への出射角度)θの関係を図示すると、図
31のようになる。各θでの光線の状態数密度n(θ)
を計算すると、先ず、あるθでの幅±△θ/2なる領域
に到達する光線量は、導光体界面でのフレネル損失を無
視した近似の下では、対応するψでの状態数密度n
(ψ)を用いて、
体への入射角度ψと導光体に入射した光線のなす角度
(又は、入射角度ψにて屈折率nの導光体に入射した光
線の導光体中への出射角度)θの関係を図示すると、図
31のようになる。各θでの光線の状態数密度n(θ)
を計算すると、先ず、あるθでの幅±△θ/2なる領域
に到達する光線量は、導光体界面でのフレネル損失を無
視した近似の下では、対応するψでの状態数密度n
(ψ)を用いて、
【式2】 ここで、
【式3】 であり、また、入射光の角度分布を一定とした場合に
は、任意のψについてn(ψ)=Const.となるため、
は、任意のψについてn(ψ)=Const.となるため、
【式4】 よって、
【式5】 したがって、θでの光線分布密度n(θ)は
【式6】 すなわち、臨界角近傍において状態数密度が大きく増大
するのであり、このことは(1)式にフレネル損失によ
る効果を考慮したとしても、
するのであり、このことは(1)式にフレネル損失によ
る効果を考慮したとしても、
【式7】 となり、傾向は同一である(fs、fpはそれぞれs偏
光、p偏光の場合を表す)。
光、p偏光の場合を表す)。
【0044】したがって、導光体に用いられる透明樹脂
の場合には光取り出し機構が形成される導光体表面側に
入射する角度として、約50度付近の入射角度で入射す
るビームが多く存在する。つまり、図10(a)に示さ
れるように、例えば断面三角形状の突起23を導光体1
1の面16に形成する場合には、頂角が小さいものが好
適なのであり、例えば凸状突起22を用いる態様におい
ては開口幅に対して十分に深さが深い形状である必然性
が生じるのである。図6〜図9に示される他の光取り出
し機構についても、同様に、上記に基づく導光体内を伝
搬する光線の特性を考慮した形状設計がなされるのであ
る。
の場合には光取り出し機構が形成される導光体表面側に
入射する角度として、約50度付近の入射角度で入射す
るビームが多く存在する。つまり、図10(a)に示さ
れるように、例えば断面三角形状の突起23を導光体1
1の面16に形成する場合には、頂角が小さいものが好
適なのであり、例えば凸状突起22を用いる態様におい
ては開口幅に対して十分に深さが深い形状である必然性
が生じるのである。図6〜図9に示される他の光取り出
し機構についても、同様に、上記に基づく導光体内を伝
搬する光線の特性を考慮した形状設計がなされるのであ
る。
【0045】本発明の面光源装置においては、前述した
ように光反射シートの側に導光体11からの出射光線の
大部分が出射する光学系とされるが、この出射光線は、
通常、図1に示されるように光反射シート18に対して
斜めに入射する指向性を有する光線28となる場合が多
い。
ように光反射シートの側に導光体11からの出射光線の
大部分が出射する光学系とされるが、この出射光線は、
通常、図1に示されるように光反射シート18に対して
斜めに入射する指向性を有する光線28となる場合が多
い。
【0046】そこで、本発明の面光源装置においては、
図1に示されるように光反射シート18に設けられた傾
斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相
似形の基本ユニット19の効果によって、導光体11か
ら光反射シート18の側に選択的に出射した光線28
は、導光体11の正面方向に方向が変角され、その結
果、面光源装置10を正面から見た際に、極めて高い照
明強度が得られるようになるのである。
図1に示されるように光反射シート18に設けられた傾
斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相
似形の基本ユニット19の効果によって、導光体11か
ら光反射シート18の側に選択的に出射した光線28
は、導光体11の正面方向に方向が変角され、その結
果、面光源装置10を正面から見た際に、極めて高い照
明強度が得られるようになるのである。
【0047】このことは、図33及び図34に示される
従来型の面光源装置に比べて照明光学系の構成を極めて
単純化できるものであり、従来型の面光源装置ではプリ
ズムアレー等の屈折型の光学系5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18に設けられた傾斜した反射面1
9aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニ
ット19を、例えば凹面鏡のような形状に設計する等に
よって、集光機能や変角機能等の所望の光学的機能を光
反射シート18に持たせることが可能となり、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。
従来型の面光源装置に比べて照明光学系の構成を極めて
単純化できるものであり、従来型の面光源装置ではプリ
ズムアレー等の屈折型の光学系5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18に設けられた傾斜した反射面1
9aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニ
ット19を、例えば凹面鏡のような形状に設計する等に
よって、集光機能や変角機能等の所望の光学的機能を光
反射シート18に持たせることが可能となり、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。
【0048】ところで、本発明の面光源装置では前述し
たように、光反射シート18の側に選択的に出射させた
光線を、光反射シート18に設けられた傾斜した反射面
19aからなるほぼ同一及び/ほぼ相似形の基本ユニッ
ト19により所望の光学特性を有する照明光線に変換す
るのであるが、しかしながら、集光性という観点では、
これだけの過程ではまだ不十分である場合も多い。特に
ノート型パーソナルコンピュータに用いられる液晶ディ
スプレイパネルでは、パネルに正対して使用している使
用者の方向にのみ強い出射光線が出力として得られれば
良いのであり、更に集光性を高める必要性が出てくるの
である。
たように、光反射シート18の側に選択的に出射させた
光線を、光反射シート18に設けられた傾斜した反射面
19aからなるほぼ同一及び/ほぼ相似形の基本ユニッ
ト19により所望の光学特性を有する照明光線に変換す
るのであるが、しかしながら、集光性という観点では、
これだけの過程ではまだ不十分である場合も多い。特に
ノート型パーソナルコンピュータに用いられる液晶ディ
スプレイパネルでは、パネルに正対して使用している使
用者の方向にのみ強い出射光線が出力として得られれば
良いのであり、更に集光性を高める必要性が出てくるの
である。
【0049】そのため、本発明では、図1に示される実
施形態の面光源装置10のように導光体11の少なくと
も一方の面には、三角プリズムアレー又はレンチキュラ
ーレンズアレー等に代表される波板状の凹凸(波状の表
面形状を有した凹凸)34が集光性等の光学特性を高め
るべく形成されるのであり、前述した光反射シート18
に設けられた傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及
び/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果と複合し
て、極めて高い集光性を実現することが可能となるので
ある。
施形態の面光源装置10のように導光体11の少なくと
も一方の面には、三角プリズムアレー又はレンチキュラ
ーレンズアレー等に代表される波板状の凹凸(波状の表
面形状を有した凹凸)34が集光性等の光学特性を高め
るべく形成されるのであり、前述した光反射シート18
に設けられた傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及
び/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果と複合し
て、極めて高い集光性を実現することが可能となるので
ある。
【0050】この状況についてさらに詳細に説明する
と、本発明においては、図4〜図9に例示されるような
光取り出し機構21の効果によって、図1に示されるよ
うに、一旦、導光体11からの出射光線の大部分28が
光反射シート18の側に出射される。そして、光反射シ
ート18に設けられた傾斜した反射面19aからなるほ
ぼ同一/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果によ
って、出射光線の方向は導光体11の法線17方向に変
角され、再度、導光体11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波板状の凹凸34によって
集光されるのである。
と、本発明においては、図4〜図9に例示されるような
光取り出し機構21の効果によって、図1に示されるよ
うに、一旦、導光体11からの出射光線の大部分28が
光反射シート18の側に出射される。そして、光反射シ
ート18に設けられた傾斜した反射面19aからなるほ
ぼ同一/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果によ
って、出射光線の方向は導光体11の法線17方向に変
角され、再度、導光体11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波板状の凹凸34によって
集光されるのである。
【0051】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11に一体的に形成して
集光性を向上させる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
14(a)、(b)に示されている。
三角プリズムアレー等を導光体11に一体的に形成して
集光性を向上させる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
14(a)、(b)に示されている。
【0052】すなわち、従来型の面光源装置では導光体
11内から直接的に導光体11の光出射面15方向に向
かおうとする光線成分30が多かったため、図14
(b)に示されるように導光体11の法線17方向に向
かわず、本来集光を果たしたかった光線成分でもあって
も、図14(b)に示す光線の軌跡に見られるように、
導光体11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。
11内から直接的に導光体11の光出射面15方向に向
かおうとする光線成分30が多かったため、図14
(b)に示されるように導光体11の法線17方向に向
かわず、本来集光を果たしたかった光線成分でもあって
も、図14(b)に示す光線の軌跡に見られるように、
導光体11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。
【0053】しかしながら、本発明の面光源装置では、
図14(a)に示されるように導光体11からの出射光
線の大部分28が、一旦、光反射シート18の側に出射
されるため、図14(a)に示す光線の軌跡に見られる
ように、導光体11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11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。
図14(a)に示されるように導光体11からの出射光
線の大部分28が、一旦、光反射シート18の側に出射
されるため、図14(a)に示す光線の軌跡に見られる
ように、導光体11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11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。
【0054】より具体的にこの効果について考察するた
め、幾何光学的に光出射面から出射する光線の状態数分
布を算出する。導光体の光入射面11側から見た断面図
である図14について、導光体に設けられた光取り出し
機構によって出射する光線の出射角度をγ、導光体上に
設けられた三角プリズムアレーの登頂角をδとする。
め、幾何光学的に光出射面から出射する光線の状態数分
布を算出する。導光体の光入射面11側から見た断面図
である図14について、導光体に設けられた光取り出し
機構によって出射する光線の出射角度をγ、導光体上に
設けられた三角プリズムアレーの登頂角をδとする。
【0055】従来型の三角プリズムアレーが設けられた
導光体では光取り出し機構によって選択的に光反射シー
ト18の側に出射光線を導く光学設計がなされていない
ため、図14(b)の如く、導光体内から直接三角プリ
ズム部に入射し、プリズム部で屈折作用を受ける光成分
30が多数存在する。このような光成分30の出射角度
ζbはγとδの関数として、
導光体では光取り出し機構によって選択的に光反射シー
ト18の側に出射光線を導く光学設計がなされていない
ため、図14(b)の如く、導光体内から直接三角プリ
ズム部に入射し、プリズム部で屈折作用を受ける光成分
30が多数存在する。このような光成分30の出射角度
ζbはγとδの関数として、
【式8】 と表される。
【0056】一方、図14(a)に示される、本発明の
光反射シート18の側に、一旦、出射光線が出射し、導
光体がプリズムシートとして作用することができる光学
系では、出射光線の出射角度分布ζaは、
光反射シート18の側に、一旦、出射光線が出射し、導
光体がプリズムシートとして作用することができる光学
系では、出射光線の出射角度分布ζaは、
【式9】 と表される。
【0057】従って、簡単な例として光取り出し機構か
らの出射光線が完全拡散光であって、三角プリズム部の
登頂角が90度なる場合を考えると、図32の如く、同
一の状態数密度を有する光線341が図14(a)なる
光学系を経た場合には、出射光線29の出射角度の状態
数密度は参照符号342のように45度付近にピークを
有する正面方向に多数の光線成分が集まった状態に変換
され、高い集光性を示すことが解る。
らの出射光線が完全拡散光であって、三角プリズム部の
登頂角が90度なる場合を考えると、図32の如く、同
一の状態数密度を有する光線341が図14(a)なる
光学系を経た場合には、出射光線29の出射角度の状態
数密度は参照符号342のように45度付近にピークを
有する正面方向に多数の光線成分が集まった状態に変換
され、高い集光性を示すことが解る。
【0058】これに対して、従来型の光学系、図14
(b)では、三角プリズム部によって多少の集光作用は
認められるものの、符号343に示される如く、正面か
ら大きく外れた0〜30度付近に残存してしまう光線成
分も多く、十分な集光作用が得られないのである。
(b)では、三角プリズム部によって多少の集光作用は
認められるものの、符号343に示される如く、正面か
ら大きく外れた0〜30度付近に残存してしまう光線成
分も多く、十分な集光作用が得られないのである。
【0059】すなわち、本発明による、一旦、光反射シ
ート18側に光線を出射させ、導光体11それ自身をプ
リズムシートとして作用させる光学設計は、集光性の確
保に極めて本質的な役割を果たしていることが解る。
ート18側に光線を出射させ、導光体11それ自身をプ
リズムシートとして作用させる光学設計は、集光性の確
保に極めて本質的な役割を果たしていることが解る。
【0060】波板状の凹凸(波状の表面形状を有した凹
凸)34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11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。
凸)34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11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。
【0061】そのため、少なくとも、波板状の凹凸34
の尾根線34aは入射光線が主として伝搬する方向に対
してほぼ平行になるように設けられる。このようにする
ことで、波板状の凹凸34によって全反射条件が乱さ
れ、導光体11中を光線が伝搬しなくなることはなくな
るのである。すなわち、図1に示されるように、波板状
の凹凸34は光源13の配設された側端部12にほぼ垂
直な方向とされる。
の尾根線34aは入射光線が主として伝搬する方向に対
してほぼ平行になるように設けられる。このようにする
ことで、波板状の凹凸34によって全反射条件が乱さ
れ、導光体11中を光線が伝搬しなくなることはなくな
るのである。すなわち、図1に示されるように、波板状
の凹凸34は光源13の配設された側端部12にほぼ垂
直な方向とされる。
【0062】また、導光体11に設けられる、三角プリ
ズムアレー又はレンチキュラレンズアレー等に代表され
る波板状の凹凸34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、少なくとも500μm
以下、好ましくは300μm以下、更に好ましくは20
0μm以下のピッチとされる。このような波板状の凹凸
34の具体的な形状としては、図15に示されるような
三角プリズムアレー31、図17に示されるようなレン
チキュラーレンズアレー33、或いは図16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34を
挙げることができる。
ズムアレー又はレンチキュラレンズアレー等に代表され
る波板状の凹凸34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、少なくとも500μm
以下、好ましくは300μm以下、更に好ましくは20
0μm以下のピッチとされる。このような波板状の凹凸
34の具体的な形状としては、図15に示されるような
三角プリズムアレー31、図17に示されるようなレン
チキュラーレンズアレー33、或いは図16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34を
挙げることができる。
【0063】特に、集光性、加工の容易性の観点から好
ましいのは図15に示されるような三角プリズムアレー
31を用いる態様であり、図1、図15に示されるよう
に、導光体11の出射面側に登頂角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が設けられ、光源13
の配設された側端部12に対してプリズムアレー31の
尾根線がほぼ垂直となるようにした態様が用いられる。
ましいのは図15に示されるような三角プリズムアレー
31を用いる態様であり、図1、図15に示されるよう
に、導光体11の出射面側に登頂角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が設けられ、光源13
の配設された側端部12に対してプリズムアレー31の
尾根線がほぼ垂直となるようにした態様が用いられる。
【0064】このように導光体11の光出射面15に三
角プリズムアレー31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、容易に高い集光性を得
ることが可能となるのである。
角プリズムアレー31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、容易に高い集光性を得
ることが可能となるのである。
【0065】このように光出射面15に三角プリズムア
レー31を一体的に形成した導光体11を用いる実施態
様では、図4〜図6及び図8に示されるように光反射シ
ート18の側に選択的に光線を出射させる光取り出し機
構21が導光体11における光出射面15と対向する面
16に設けられる。
レー31を一体的に形成した導光体11を用いる実施態
様では、図4〜図6及び図8に示されるように光反射シ
ート18の側に選択的に光線を出射させる光取り出し機
構21が導光体11における光出射面15と対向する面
16に設けられる。
【0066】また、図7及び図9に示されるような、導
光体11の光出射面15側に光取り出し機構21が設け
られる態様については、図18に示されるように導光体
11の光出射面15と対向する面16に三角プリズムア
レー等の波板状の凹凸34が設けられる。この態様にお
いても波板状の凹凸34の尾根線34aは、前述したよ
うに導光体11の光入射面である側端部12に対してほ
ぼ垂直な方向とされていることは言うまでもない。
光体11の光出射面15側に光取り出し機構21が設け
られる態様については、図18に示されるように導光体
11の光出射面15と対向する面16に三角プリズムア
レー等の波板状の凹凸34が設けられる。この態様にお
いても波板状の凹凸34の尾根線34aは、前述したよ
うに導光体11の光入射面である側端部12に対してほ
ぼ垂直な方向とされていることは言うまでもない。
【0067】本発明において用いられる光反射シート1
8は屈曲性を有した厚み1000μm以下程度の基材2
0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。例
えば、導光体11を収納する面光源装置のフレーム部分
に一体的に成型を行うことによって光反射シートの効果
を得ることも可能である。また、反射率は高効率化の観
点から高い反射率を有する材質からなることが望まし
い。
8は屈曲性を有した厚み1000μm以下程度の基材2
0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。例
えば、導光体11を収納する面光源装置のフレーム部分
に一体的に成型を行うことによって光反射シートの効果
を得ることも可能である。また、反射率は高効率化の観
点から高い反射率を有する材質からなることが望まし
い。
【0068】ここで、本発明における高い反射率を有す
る材質とは、人が目視する画像表示用途に主として用い
られることから、可視光線スペクトルの代表的な波長域
における反射率が高い値を有する材質であることを意味
する。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、通常は70%以上、好ましくは75%以上、さ
らに好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以
上、極めて好ましくは91%以上とされるのである。
る材質とは、人が目視する画像表示用途に主として用い
られることから、可視光線スペクトルの代表的な波長域
における反射率が高い値を有する材質であることを意味
する。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、通常は70%以上、好ましくは75%以上、さ
らに好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以
上、極めて好ましくは91%以上とされるのである。
【0069】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。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
もできる。
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
もできる。
【0070】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。
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。
【0071】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るが、一般的に高い指向性を
得たい場合には銀やアルミニウム等からなる鏡面反射層
が好適に用いられ、広い出射角度分布を得たい場合には
白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等からなる拡散反
射層が好適に用いられる。
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るが、一般的に高い指向性を
得たい場合には銀やアルミニウム等からなる鏡面反射層
が好適に用いられ、広い出射角度分布を得たい場合には
白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等からなる拡散反
射層が好適に用いられる。
【0072】また、基本ユニット19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19の配列ピッチP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5
000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好
ましくは500μm以下とされる。
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19の配列ピッチP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5
000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好
ましくは500μm以下とされる。
【0073】光反射シート18の表面に設けられる傾斜
した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似
形の基本ユニット19として、代表的には図2(a)、
(b)に示されるように基本ユニット19が断面鋸歯状
とされるか、或いは図3(a)、(b)に示されるよう
に基本ユニット19が山形状とされ、ピッチ3000μ
m以下、好ましくは800μm以下、より好ましくは3
00μm以下で、光反射シート18を上方から見た際に
尾根線19bが平行に配列した、平行直線状で且つ平坦
な傾斜反射面19aからなる基本ユニット19の配列が
用いられている態様が挙げられる。
した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似
形の基本ユニット19として、代表的には図2(a)、
(b)に示されるように基本ユニット19が断面鋸歯状
とされるか、或いは図3(a)、(b)に示されるよう
に基本ユニット19が山形状とされ、ピッチ3000μ
m以下、好ましくは800μm以下、より好ましくは3
00μm以下で、光反射シート18を上方から見た際に
尾根線19bが平行に配列した、平行直線状で且つ平坦
な傾斜反射面19aからなる基本ユニット19の配列が
用いられている態様が挙げられる。
【0074】これは、図2(a)、(b)や図3
(a)、(b)に示されるように傾斜した平坦な反射面
19aの尾根線19b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。
(a)、(b)に示されるように傾斜した平坦な反射面
19aの尾根線19b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。
【0075】このような平行直線状で且つ平坦な傾斜反
射面19aが多数配列した光反射シート18を用いるこ
とで、前述の凸状突起22からなるパターンを光取り出
し機構21とし且つ導光体から出射する光束の大部分が
光反射シート18の配設側に向かうよう設計された導光
体11からの出射光線が、平行直線状で且つ平坦な傾斜
反射面19aの効果によって導光体11の法線17方向
に反射され、しかも導光体11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波板状
の凹凸34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10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。
射面19aが多数配列した光反射シート18を用いるこ
とで、前述の凸状突起22からなるパターンを光取り出
し機構21とし且つ導光体から出射する光束の大部分が
光反射シート18の配設側に向かうよう設計された導光
体11からの出射光線が、平行直線状で且つ平坦な傾斜
反射面19aの効果によって導光体11の法線17方向
に反射され、しかも導光体11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波板状
の凹凸34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10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。
【0076】図19に示されるように、ほぼ同一及び/
又はほぼ相似形の基本ユニット19に用いられる傾斜面
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21の形態によって様々であり、導光体11からの出
射光線の方向を光出射面15の法線17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。
又はほぼ相似形の基本ユニット19に用いられる傾斜面
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21の形態によって様々であり、導光体11からの出
射光線の方向を光出射面15の法線17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。
【0077】例えば、光取り出し機構21として図4に
示されるように凸状突起22を用いる態様、或いは図5
に示されるように断面三角形状の突起23を用いる態様
では、傾斜した反射面19aの傾斜角度αが好ましくは
50度〜7度の範囲、より好ましくは40度〜10度の
範囲、さらに好ましくは34度〜15度の範囲が好適に
用いられる。
示されるように凸状突起22を用いる態様、或いは図5
に示されるように断面三角形状の突起23を用いる態様
では、傾斜した反射面19aの傾斜角度αが好ましくは
50度〜7度の範囲、より好ましくは40度〜10度の
範囲、さらに好ましくは34度〜15度の範囲が好適に
用いられる。
【0078】また、各基本ユニット19を構成する傾斜
した反射面19aの断面は、図20及び図21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。これは、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反射面が多数配列した態様のみな
らず、図22〜図25に示されるように凹面鏡状の基本
ユニット19が配列した態様等においても好適に用いら
れる。
した反射面19aの断面は、図20及び図21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。これは、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反射面が多数配列した態様のみな
らず、図22〜図25に示されるように凹面鏡状の基本
ユニット19が配列した態様等においても好適に用いら
れる。
【0079】この際にも、傾斜した反射面19aの傾斜
角度αとして好適に用いられる範囲は導光体11からの
出射光線の方向を光出射面15の法線17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、図4及
び図5に示されるような光取り出し機構21として凸状
突起22或いは断面三角形状の突起23を用いる各態様
では、図26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50度〜7度の範囲、より
好ましくは40度〜10度の範囲、さらに好ましくは3
4度〜15度の範囲とされる。
角度αとして好適に用いられる範囲は導光体11からの
出射光線の方向を光出射面15の法線17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、図4及
び図5に示されるような光取り出し機構21として凸状
突起22或いは断面三角形状の突起23を用いる各態様
では、図26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50度〜7度の範囲、より
好ましくは40度〜10度の範囲、さらに好ましくは3
4度〜15度の範囲とされる。
【0080】このような断面凹状の反射面19aからな
る基本ユニット19を反射素子として光反射シート18
に設けることによって、導光体11に設けられた光取り
出し機構21から出射するブロードな拡がりを有する光
束28を、よりシャープな角度特性を持つ光束29(よ
り平行光束に近い光束)に変換しながら、導光体11の
法線17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11からの出射光線をよりコリメートされた導光
体11の法線17方向に対してに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。
る基本ユニット19を反射素子として光反射シート18
に設けることによって、導光体11に設けられた光取り
出し機構21から出射するブロードな拡がりを有する光
束28を、よりシャープな角度特性を持つ光束29(よ
り平行光束に近い光束)に変換しながら、導光体11の
法線17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11からの出射光線をよりコリメートされた導光
体11の法線17方向に対してに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。
【0081】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。
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。
【0082】また、従来型の面光源装置では、図27に
示されるように光源13が配設される導光体11の側端
部12において輝線35と呼ばれる外観を悪化させる現
象が発生していた。しかし、これは導光体11の側端部
12近傍で導光体11の上下面に反射シート7を介して
入射する光線が最大の原因であり、この輝線35を除去
するためにリフレクタ配置を変更したり、或いは反射シ
ート7に光吸収性の印刷を施す等して対策を施していた
が、これがさらなる構造の複雑化、高コスト化を招いて
いた。
示されるように光源13が配設される導光体11の側端
部12において輝線35と呼ばれる外観を悪化させる現
象が発生していた。しかし、これは導光体11の側端部
12近傍で導光体11の上下面に反射シート7を介して
入射する光線が最大の原因であり、この輝線35を除去
するためにリフレクタ配置を変更したり、或いは反射シ
ート7に光吸収性の印刷を施す等して対策を施していた
が、これがさらなる構造の複雑化、高コスト化を招いて
いた。
【0083】しかしながら、本発明の面光源装置におい
ては、前述のように光反射シート18には傾斜した反射
面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本
ユニット19が用いられるため、従来型の面光源装置に
おいては輝線成分となるべく入射した光線も、図28に
示されるように傾斜した反射面19aからなる基本ユニ
ット19によって跳ね返され、輝線として導光体11上
に出射することはもはやないため、面光源としての外観
品質も極めて優れたものとなるのである。
ては、前述のように光反射シート18には傾斜した反射
面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本
ユニット19が用いられるため、従来型の面光源装置に
おいては輝線成分となるべく入射した光線も、図28に
示されるように傾斜した反射面19aからなる基本ユニ
ット19によって跳ね返され、輝線として導光体11上
に出射することはもはやないため、面光源としての外観
品質も極めて優れたものとなるのである。
【0084】ところで、本発明における面光源装置の集
光性の観点からは、断面凹状なる傾斜した反射面19a
が基本ユニット19に用いられる態様が好ましいこと
は、前述した通りであるが、傾斜した反射面19aから
なるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニット19
の別な態様として、図22〜図25に示されるように最
大径3000μm以下、好ましくは800μm以下、さ
らに好ましくは300μm以下なる凹面鏡状の反射面1
9aが配列した構造が用いられている態様が挙げられ
る。このような態様では、一方向のみではなく直交する
2方向に集光を果たすことが可能となるため、前述した
平行直線状で且つ傾斜した反射面19aが多数配列した
態様に比べて、更に集光性等の光学特性を向上させるこ
とが可能になるのである。
光性の観点からは、断面凹状なる傾斜した反射面19a
が基本ユニット19に用いられる態様が好ましいこと
は、前述した通りであるが、傾斜した反射面19aから
なるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニット19
の別な態様として、図22〜図25に示されるように最
大径3000μm以下、好ましくは800μm以下、さ
らに好ましくは300μm以下なる凹面鏡状の反射面1
9aが配列した構造が用いられている態様が挙げられ
る。このような態様では、一方向のみではなく直交する
2方向に集光を果たすことが可能となるため、前述した
平行直線状で且つ傾斜した反射面19aが多数配列した
態様に比べて、更に集光性等の光学特性を向上させるこ
とが可能になるのである。
【0085】本発明において光反射シート18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ィングして
反射面19a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。
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ィングして
反射面19a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。
【0086】また、例えば銀による真空蒸着をする以前
に、傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形状の基本ユニット19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。
に、傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形状の基本ユニット19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、表面には保護層として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、保護層としてガラ
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反射面からなる
ほぼ同一及び/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一の効果を得ることもできるよう
になる。
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、保護層としてガラ
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反射面からなる
ほぼ同一及び/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一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)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。
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、反射層はなにも正反射性の金属材質
による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。
による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、発泡性ポリオレフィン樹脂、
発泡性ABS樹脂等から拡散反射性の反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーティングす
る態様等が挙げられる。
発泡性ポリエステル樹脂、発泡性ポリオレフィン樹脂、
発泡性ABS樹脂等から拡散反射性の反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーティングす
る態様等が挙げられる。
【0091】本発明の好ましい態様においては、光反射
シート18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、
凹状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。
シート18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、
凹状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。
【0092】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。
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。
【0093】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。
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。
【0094】本発明の面光源装置をこれら液晶表示素子
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、前述した光反射シートを用いる面
光源装置の効果により、薄型化(シート少ない)、画像
品質の向上、特に輝線の少ない、また構造が簡単で組立
て性が向上し、しかも歩留まりも高く、更にはコストが
低減した液晶ディスプレイ装置を得ることができる。
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、前述した光反射シートを用いる面
光源装置の効果により、薄型化(シート少ない)、画像
品質の向上、特に輝線の少ない、また構造が簡単で組立
て性が向上し、しかも歩留まりも高く、更にはコストが
低減した液晶ディスプレイ装置を得ることができる。
【0095】
【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11として214.0×163.0
mm、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、楔形状のアクリル樹脂
を使用し、厚肉側の長辺部に冷陰極管からなる線状光源
13を配設し、線状光源13から離れるにしたがって配
置密度が相対的に大きくなるようにパターニングした、
図13に示されるように開口部形状が正方形の凸状突起
22を導光体11上に形成した。凸状突起22の深さh
は30.0μmとし、凸状突起22の開口幅Wminは
35.0μmとされている。
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11として214.0×163.0
mm、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、楔形状のアクリル樹脂
を使用し、厚肉側の長辺部に冷陰極管からなる線状光源
13を配設し、線状光源13から離れるにしたがって配
置密度が相対的に大きくなるようにパターニングした、
図13に示されるように開口部形状が正方形の凸状突起
22を導光体11上に形成した。凸状突起22の深さh
は30.0μmとし、凸状突起22の開口幅Wminは
35.0μmとされている。
【0096】凸状突起22の形成に用いる金型は、厚さ
30μmなるドライフィルムレジストをガラス板上にラ
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、これをマスターと
してニッケル電鋳によって得ている。
30μmなるドライフィルムレジストをガラス板上にラ
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、これをマスターと
してニッケル電鋳によって得ている。
【0097】また、図15に示されるように光取り出し
機構21である凸状突起22は光反射シート18が配設
される側の面に設けられ、更に導光体11の光出射面1
5側には頂角90度の三角プリズム状アレー31なる波
板状の凹凸34が、その尾根線34aを光入射面である
導光体11の側端部12に垂直となるように設けられて
いる。
機構21である凸状突起22は光反射シート18が配設
される側の面に設けられ、更に導光体11の光出射面1
5側には頂角90度の三角プリズム状アレー31なる波
板状の凹凸34が、その尾根線34aを光入射面である
導光体11の側端部12に垂直となるように設けられて
いる。
【0098】凸状突起22を光取り出し機構21とし、
導光体11の光出射面15倒に三角プリズムアレー31
を設けたことによって、導光体11から出射する光束の
69%が光反射シート18の側に出射する、本発明に用
いるのに好適な導光体が得られた。
導光体11の光出射面15倒に三角プリズムアレー31
を設けたことによって、導光体11から出射する光束の
69%が光反射シート18の側に出射する、本発明に用
いるのに好適な導光体が得られた。
【0099】光反射シートとしては、図20(a)、
(b)に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列
した直線状で且つ凹状の反射面19aを基本ユニット1
9とする光反射シート18が用いられた。ピッチは10
0μmとされ、反射層には銀のスパッタリング層が用い
られ、この銀スパッタリング層表面にはアクリル樹脂が
コーティングされている。
(b)に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列
した直線状で且つ凹状の反射面19aを基本ユニット1
9とする光反射シート18が用いられた。ピッチは10
0μmとされ、反射層には銀のスパッタリング層が用い
られ、この銀スパッタリング層表面にはアクリル樹脂が
コーティングされている。
【0100】反射面19aの傾斜角度αは23度とさ
れ、導光体11から光反射シート18の側に選択的に出
射する光線が、光反射シート18の作用によって方向変
換され、さらには導光体11の光出射面15側に設けら
れた三角プリズムアレー31の効果によって集光を行い
ながら、導光体11の法線17方向に照明光線を出射す
る光学系を得た。
れ、導光体11から光反射シート18の側に選択的に出
射する光線が、光反射シート18の作用によって方向変
換され、さらには導光体11の光出射面15側に設けら
れた三角プリズムアレー31の効果によって集光を行い
ながら、導光体11の法線17方向に照明光線を出射す
る光学系を得た。
【0101】光源13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、導光体1
1の光出射面15直上には図15に示されるようにヘー
ズ47.2%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36を配設し、面光源装置を得た。
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5点の平均輝度を測定した結果、平均
輝度1630nit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。
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上には図15に示されるようにヘー
ズ47.2%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36を配設し、面光源装置を得た。
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5点の平均輝度を測定した結果、平均
輝度1630nit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。
【0102】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ヘルド型コンピュ
ータに用いる液晶ディスプレイ装置のパックライトとし
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発生しづらく、組立て性も良
好であった。また、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
て優れたものであった。
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ヘルド型コンピュ
ータに用いる液晶ディスプレイ装置のパックライトとし
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発生しづらく、組立て性も良
好であった。また、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
て優れたものであった。
【0103】(実施例2)導光体11として250.0
×195.0mm、厚みが光源付近では2.1mm、光
源から最も離れた位置では0.7mmなる、短辺方向に
厚みの変化する楔形状のアクリル樹脂を使用し、厚肉側
の長辺部分に冷陰極管からなる線状光源13を配設し、
線状光源13から離れるにしたがって一辺の長さが相対
的に大きくなるようにパターニングした、図12に示さ
れるような開口部形状が長方形の凸状突起22を導光体
11上に形成した。凸状突起22の深さhは25.0μ
mとし、凸状突起22の開口幅Wminは35.0μm
とされている。
×195.0mm、厚みが光源付近では2.1mm、光
源から最も離れた位置では0.7mmなる、短辺方向に
厚みの変化する楔形状のアクリル樹脂を使用し、厚肉側
の長辺部分に冷陰極管からなる線状光源13を配設し、
線状光源13から離れるにしたがって一辺の長さが相対
的に大きくなるようにパターニングした、図12に示さ
れるような開口部形状が長方形の凸状突起22を導光体
11上に形成した。凸状突起22の深さhは25.0μ
mとし、凸状突起22の開口幅Wminは35.0μm
とされている。
【0104】また、光取り出し機構である凸状突起22
は図17に示されるように光反射シート18の配設され
る側に設けられ、更に導光体11の光出射面15側には
ピッチ100μmなるレンチキュラーレンズアレー32
からなる波板状の凹凸34が、該レンチキュラーレンズ
アレー32の尾根線34aが光入射面である導光体11
の側端部12に垂直となるように設けられている。
は図17に示されるように光反射シート18の配設され
る側に設けられ、更に導光体11の光出射面15側には
ピッチ100μmなるレンチキュラーレンズアレー32
からなる波板状の凹凸34が、該レンチキュラーレンズ
アレー32の尾根線34aが光入射面である導光体11
の側端部12に垂直となるように設けられている。
【0105】凸状突起22を光取り出し機構21とし、
導光体11の光出射面15側にレンチキュラーレンズア
レー32を設けたことによって、導光体11から出射す
る光束の71%が光反射シート18の側に出射する、本
発明に用いるのに好適な導光体が得られた。
導光体11の光出射面15側にレンチキュラーレンズア
レー32を設けたことによって、導光体11から出射す
る光束の71%が光反射シート18の側に出射する、本
発明に用いるのに好適な導光体が得られた。
【0106】光反射シートとして、図2(a)、(b)
に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列した平
行直線状で且つ平坦な傾斜反射面19aを基本ユニット
19とする光反射シート18が用いられた。基本ユニッ
ト19のピッチは80μmとされ、反射層には銀のスパ
ッタリング層が用いられ、この銀スパッタリング層表面
には平均粒子径7.2μmなるガラスビーズが分散した
光硬化性樹脂がコーティングされている。
に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列した平
行直線状で且つ平坦な傾斜反射面19aを基本ユニット
19とする光反射シート18が用いられた。基本ユニッ
ト19のピッチは80μmとされ、反射層には銀のスパ
ッタリング層が用いられ、この銀スパッタリング層表面
には平均粒子径7.2μmなるガラスビーズが分散した
光硬化性樹脂がコーティングされている。
【0107】傾斜した反射面19aの傾斜角度αは25
度とされ、導光体11から光反射シート18の側に選択
的に出射する光線が、光反射シート18の作用によって
方向変換され、更には導光体11の光出射面15側に設
けられたレンチキュラーレンズアレー33の効果によっ
て集光を行いながら、導光体11の法線17方向に照明
光線を出射する光学系を得た。
度とされ、導光体11から光反射シート18の側に選択
的に出射する光線が、光反射シート18の作用によって
方向変換され、更には導光体11の光出射面15側に設
けられたレンチキュラーレンズアレー33の効果によっ
て集光を行いながら、導光体11の法線17方向に照明
光線を出射する光学系を得た。
【0108】光源13には管径2.0mm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、導光体1
1の光出射面15直上にはヘーズ35.6%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36
を配し、面光源装置を得た。管電流6mAとし、輝度測
定装置(トプコム製、BM−7)を用いて面内5点の平
均輝度を測定した結果、平均輝度1980nit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。
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上にはヘーズ35.6%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36
を配し、面光源装置を得た。管電流6mAとし、輝度測
定装置(トプコム製、BM−7)を用いて面内5点の平
均輝度を測定した結果、平均輝度1980nit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。
【0109】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ヘルド型コンピュ
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発生しづらく、組立て性も良好
であった。また、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
優れたものであった。
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ヘルド型コンピュ
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発生しづらく、組立て性も良好
であった。また、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
優れたものであった。
【0110】
【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、更にこの面光源装置をバックライト光源手段と
して用いることにより、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得ることができる。
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、更にこの面光源装置をバックライト光源手段と
して用いることにより、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得ることができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を示す部分的な構成説明図である。
を示す部分的な構成説明図である。
【図2】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜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2b−2b
線で切断して示す断面図である。
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜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2b−2b
線で切断して示す断面図である。
【図3】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜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
3b−3b線で切断して示す断面図である。
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜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
3b−3b線で切断して示す断面図である。
【図4】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。
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5】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断面三角形状突起か
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。
とは反対側の面に形成された多数の断面三角形状突起か
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6】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凹状へこみからなる
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。
とは反対側の面に形成された多数の凹状へこみからなる
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7】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
に形成された多数の断面V字状溝部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。
に形成された多数の断面V字状溝部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8】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断面V字状溝部から
なる光取り出し機構の別の態様を、導光体の一部を拡大
して概略的に示す断面図である。
とは反対側の面に形成された多数の断面V字状溝部から
なる光取り出し機構の別の態様を、導光体の一部を拡大
して概略的に示す断面図である。
【図9】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
に形成された多数の断面山形状突起からなる光取り出し
機構の更に別の態様を、導光体の一部を拡大して概略的
に示す断面図である。
に形成された多数の断面山形状突起からなる光取り出し
機構の更に別の態様を、導光体の一部を拡大して概略的
に示す断面図である。
【図10】図1に示される実施形態の面光源装置におい
て導光体に入射した光線が面光源となる状態と光取り出
し機構によっては面光源とならない状態とをそれぞれ模
式的に示す構成説明図である。
て導光体に入射した光線が面光源となる状態と光取り出
し機構によっては面光源とならない状態とをそれぞれ模
式的に示す構成説明図である。
【図11】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の一例について深さhと最小開口幅Wmin
との定義を示す概略的な構成説明図である。
る凸状突起の一例について深さhと最小開口幅Wmin
との定義を示す概略的な構成説明図である。
【図12】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の他の例について深さhと最小開口幅Wmi
nとの定義を示す概略的な構成説明図である。
る凸状突起の他の例について深さhと最小開口幅Wmi
nとの定義を示す概略的な構成説明図である。
【図13】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の更に他の例について深さhと最小開口幅W
minとの定義を示す概略的な構成説明図である。
る凸状突起の更に他の例について深さhと最小開口幅W
minとの定義を示す概略的な構成説明図である。
【図14】光出射面に波板状の凹凸を設けた導光体を面
光源装置の構成要素として用いる時、本発明の面光源装
置における光線の軌跡と、従来の面光源装置おける光線
の軌跡を示す構成説明図である。
光源装置の構成要素として用いる時、本発明の面光源装
置における光線の軌跡と、従来の面光源装置おける光線
の軌跡を示す構成説明図である。
【図15】図1に示される本発明の面光源装置を、更に
具体的且つ詳細に示す部分的な斜視図である。
具体的且つ詳細に示す部分的な斜視図である。
【図16】導光体の光出射面に他の態様の集光機能手段
を形成した本発明の他の実施形態に係る面光源装置を部
分的に示す斜視図である。
を形成した本発明の他の実施形態に係る面光源装置を部
分的に示す斜視図である。
【図17】導光体の光出射面に更に他の態様の集光機能
手段を形成した本発明の更に他の実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
手段を形成した本発明の更に他の実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
【図18】導光体の光出射面に更に別な態様の集光機能
手段を形成した本発明の更に別な実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
手段を形成した本発明の更に別な実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
【図19】図2に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの平行直線状で且つ平坦な傾斜反射面を部分
的に拡大し、傾斜した反射面の傾斜角度を示す断面図で
ある。
本ユニットの平行直線状で且つ平坦な傾斜反射面を部分
的に拡大し、傾斜した反射面の傾斜角度を示す断面図で
ある。
【図20】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜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20b−20b線で切断して示す断面図である。
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜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20b−20b線で切断して示す断面図である。
【図21】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された別な態様の光反射シートの部分的な平面図及
び21b−21b線で切断して示す断面図である。
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された別な態様の光反射シートの部分的な平面図及
び21b−21b線で切断して示す断面図である。
【図22】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に別な態様の光反射シートの部分的な平面
図及び22b−22b線で切断して示す断面図である。
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に別な態様の光反射シートの部分的な平面
図及び22b−22b線で切断して示す断面図である。
【図23】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、凹面鏡状に形成された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23b−23b線で切断して示す断面図で
ある。
トであって、凹面鏡状に形成された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23b−23b線で切断して示す断面図で
ある。
【図24】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、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜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24b−24b線で切断して示す断面図である。
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜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24b−24b線で切断して示す断面図である。
【図25】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、凹面鏡状に形成された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25b−25b線で切断して示す断面図で
ある。
トであって、凹面鏡状に形成された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25b−25b線で切断して示す断面図で
ある。
【図26】図15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反射面を部分的に拡大し、凹
状の傾斜反射面の傾斜角度を示す断面図である。
基本ユニットの凹状の傾斜反射面を部分的に拡大し、凹
状の傾斜反射面の傾斜角度を示す断面図である。
【図27】面光源装置において光源配設近傍の導光体に
輝線が発生する状態を示す構成説明図である。
輝線が発生する状態を示す構成説明図である。
【図28】本発明の面光源装置の場合に光源配設近傍の
導光体に輝線が発生しづらいことを示す構成説明図であ
る。
導光体に輝線が発生しづらいことを示す構成説明図であ
る。
【図29】本発明の面光源装置おいて点光源を用いる場
合における配置例を概略的に示す平面図である。
合における配置例を概略的に示す平面図である。
【図30】導光体の光入射面近傍を概略的に示す部分的
な断面図である。
な断面図である。
【図31】導光体への入射角度ψと屈折作用を受けた後
の導光体中への出射角度θとの関係を示す特性図であ
る。
の導光体中への出射角度θとの関係を示す特性図であ
る。
【図32】各光学系による出射光線の状態数密度を示す
特性図である
特性図である
【図33】従来型の面光源装置の一例における主要部を
概略的に示す断面図である。
概略的に示す断面図である。
【図34】従来型の面光源装置の他の例における主要部
を概略的に示す断面図である。
を概略的に示す断面図である。
【図35】本発明の導光体の光束の方向選択性の測定法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
10 面光源装置 11 導光体 12 側端部(光入射面) 13 線状光源(冷陰極管) 14 リフレクタ 15 光出射面 16 光出射面とは反対側の面 17 導光体の法線 18 光反射シート 19 基本ユニット 19a 傾斜した反射面 19b 尾根線 20 基材 21 光取り出し機構(パターン) 22 凸状突起 23 断面三角形状の突起 24a 凹状のへこみ 24b 突出部 25 溝部 26 溝部 27 断面山形状の突起 28 導光体から光反射シート側へ向かう光線成分 29 光反射シートで変角された光線 30 導光体内において光反射シートの側に向かわない
光線成分 31 三角プリズムアレー 32 レンチキュラーレンズアレー 33 断面正弦波状凹凸アレー素子 34 波板状の凹凸 35 輝線 36 光拡散シート
光線成分 31 三角プリズムアレー 32 レンチキュラーレンズアレー 33 断面正弦波状凹凸アレー素子 34 波板状の凹凸 35 輝線 36 光拡散シート
Claims (13)
- 【請求項1】 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
対向する面側に配置された光反射シートとを含み、 前記光取り出し機構は前記導光体より出射する光線の少
なくとも65%以上を前記光反射シートの側に出射する
機構とされ、 前記光反射シートは傾斜した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5000μ
m以下にて多数配列して形成され、 前記導光体の少なくとも一方の表面には、波板状の凹凸
がピッチ500μm以下で設けられ、且つ前記波板状の
凹凸の尾根線は前記光源の配設された前記導光体側端部
にほぼ垂直な方向とされていることを特徴とする面光源
装置。 - 【請求項2】 前記波板状の凹凸は、頂角が60度以上
の三角プリズムアレーであり、且つ前記三角プリズムア
レーのピッチは300μm以下とされていることを特徴
とする請求項1に記載の面光源装置。 - 【請求項3】 前記波板状の凹凸は、正弦波状であり、
且つ正弦波状をした前記波板状の凹凸のピッチは300
μm以下とされていることを特徴とする請求項1に記載
の面光源装置。 - 【請求項4】 前記波板状の凹凸は、レンチキュラーレ
ンズ状であり、且つレンチキュラーレンズ状をした前記
波板状の凹凸のピッチは300μm以下とされているこ
とを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。 - 【請求項5】 多数の前記基本ユニットを形成する傾斜
した前記各反射面が、相互に平行で且つ直線状に形成さ
れ、且つ前記各基本ユニットは、ピッチが3000μm
以下で配列され、更に前記反射面の傾斜角度が前記導光
体より前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導
光体の法線方向に反射する角度とされていることを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載の面光源装置。 - 【請求項6】 前記基本ユニットを形成する前記反射面
として最大径3000μm以下の凹面鏡状をした反射面
が用いられ、且つ前記反射面の傾斜角度は前記導光体よ
り前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導光体
の法線方向に反射する角度とされていることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の面光源装置。 - 【請求項7】 前記基本ユニットを構成する前記反射面
は、その断面形状が凹状であることを特徴とする請求項
1〜6のいずれかに記載の面光源装置。 - 【請求項8】 前記光反射シートの前記反射面は銀もし
くはアルミニウムのコート層からなり、且つ前記反射面
上には透明材質によるコート層が設けられていることを
特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の面光源装
置。 - 【請求項9】 前記光反射シートの前記反射面は、拡散
反射性の白色材質からなることを特徴とする請求項5〜
7のいずれかに記載の面光源装置。 - 【請求項10】 前記透明材質によるコート層が光学薄
膜であることを特徴とする請求項8に記載の面光源装
置。 - 【請求項11】 前記透明材質によるコート層が透明ビ
ーズコーティング層であることを特徴とする請求項8に
記載の面光源装置。 - 【請求項12】 前記反射面にはマット処理が施されて
いることを特徴とする請求項8に記載の面光源装置。 - 【請求項13】 請求項1〜12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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001014858A JP2002124114A (ja) | 2000-08-08 | 2001-01-23 | 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-240338 | 2000-08-08 | ||
JP2000240338 | 2000-08-08 | ||
JP2001014858A JP2002124114A (ja) | 2000-08-08 | 2001-01-23 | 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002124114A true JP2002124114A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=26597585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001014858A Pending JP2002124114A (ja) | 2000-08-08 | 2001-01-23 | 面光源装置及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002124114A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2011039896A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | シャープ株式会社 | 光源モジュール、及びそれを備えた電子機器 |
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-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014858A patent/JP2002124114A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |