JP2002260424A

JP2002260424A - 光拡散シートおよびそれを用いた映像表示素子、面光源装置

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Publication number: JP2002260424A
Application number: JP2001058014A
Authority: JP
Inventors: Kozo Ida; 浩三井田; Kazukiyo Chiba; 一清千葉
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-13
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP4400845B2

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度の低下を最小限に抑え、出射光分布が広
い所望の観察角度範囲を有する面光源装置を提供する。【解決手段】光源１と、該光源１に対向する少なくと
も１つの側面を光入射面３１とし、２つの対向する主面
の一方を光出射面３３とする導光体３と、該導光体３の
光出射面３３上に配置された光偏向素子４と、該光偏向
素子４の出光面４２上に配置された光拡散素子５とから
なる面光源装置において、該光拡散素子５が２つの対向
する主面の一方を入射面とし他方の主面を出射面とする
シート状物であって、入射面の平均傾斜角が１０°以上
であり、出射面の平均傾斜角が前記入射面の平均傾斜角
より小さい面光源装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を拡散透過させる光
拡散シートに関するものであり、特にノートパソコン、
液晶テレビ等に使用される液晶表示装置の面光源装置、
背面投射型テレビ等に使用される透過型スクリーン等の
光拡散素子として使用されるものであり、さらに詳しく
は、明るさや輝度の大幅な低下を最小限に抑え、広い出
射光分布が得られる光拡散シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー液晶表示装置は、パソコ
ン、液晶テレビあるいはビデオ一体型液晶テレビ、携帯
用情報端末、携帯電話機等の種々の分野で広く使用され
てきている。また、情報処理量の増大化、ニーズの多様
化、マルチメディア対応等に伴って、液晶表示装置の大
画面化、高精細化が盛んに進められている。

【０００３】このような液晶表示装置は、基本的にバッ
クライト部と液晶表示素子部とから構成されている。バ
ックライト部としては、液晶表示素子部の直下に光源を
配置した直下方式のものや導光体の側端面に対向するよ
うに光源を配置したエッジライト方式のものがあり、液
晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式
が多用されている。このエッジライト方式では、板状の
導光体の側端面に対向するように光源を配置して、導光
体の表面全体を発光させ面光源装置を構成している。

【０００４】ところで、カラー液晶表示装置を用いたノ
ートパソコンや液晶テレビなどの機器では、可搬式とす
るためバッテリーを用いて駆動しているが、その電力の
多くを液晶表示装置が消費し、中でも液晶表示装置を構
成するバックライトの消費電力の割合は大きく、この消
費電力をできる限り低く抑えることがバッテリーによる
機器の駆動時間を伸ばし、液晶表示装置の実用価値を高
める上で重要な課題とされている。しかし、バックライ
トの消費電力を抑えることによってバックライトの輝度
を低下させたのでは、液晶表示のコントラストが低下し
表示が見難くなり好ましくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】バックライトの消費電
力を抑えるとともに、輝度も極力犠牲にしないために出
射光の分布を狭くする方法が提案されているが、用途に
よっては液晶表示の観察角度範囲が狭くなりすぎるとい
う問題点を有している。例えば、特公平７−２７１３７
号公報では光出射面が粗面の導光体を用い、多数のプリ
ズム列を配列したプリズムシートを、そのプリズム面が
導光体側となるように導光体の光出射面上に配置したバ
ックライトが提案されている。このようなバックライト
では、高い輝度が得られるものの、線光源に対して垂直
方向の出射光分布が狭くなるため、小型の液晶表示装置
等のように広い観察角度範囲を必要としないものには利
用できるが、大型の液晶表示装置等のように広い観察角
度範囲を必要とする場合には適用できないという問題点
を有している。

【０００６】このような問題点の解決を目的として、例
えば、特開平１０−１６０９１４号公報には、輝度分布
を改善し観察角度範囲を広くするため、プリズムシート
をそのプリズム面が導光体側となるように導光体の光出
射面上に配置し、そのプリズムシートの光出射面に光拡
散層を形成したものが提案されている。しかし、このよ
うなバックライトにおいては、輝度分布を必要な観察角
度範囲にある程度広げられるものの、輝度の低下が大き
すぎるという問題点を有している。

【０００７】そこで、本発明の目的は、輝度の大幅な低
下を最小限に抑え、出射光分布を広げ広い観察角度範囲
を確保できる面光源装置、映像表示素子およびこれに用
いられる光拡散シートを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決させるための手段】本発明者等は、このよ
うな状況に鑑み、光拡散シートの出射面の平均傾斜角を
小さくし出射面の平均傾斜角を大きくすることによっ
て、輝度の大幅な低下を最小限に抑え、出射光分布を制
御し観察角度範囲を広げることができることを見出し、
本発明に到達したものである。

【０００９】すなわち、本発明の面光源装置は、光源
と、該光源に対向する少なくとも１つの側面を光入射面
とし、２つの対向する主面の一方を光出射面とする導光
体と、該導光体の光出射面上に配置された光偏向素子
と、該光偏向素子の出光面上に配置された光拡散素子と
からなる面光源装置において、該光拡散素子が２つの対
向する主面の一方を入射面とし他方の主面を出射面とす
るシート状物であって、入射面の平均傾斜角が１０°以
上であり、出射面の平均傾斜角が前記入射面の平均傾斜
角より小さいことを特徴とするものである。また、本発
明の光拡散シートは、２つの対向する主面の一方を入射
面とし、他方の主面を出射面とする光拡散シートにおい
て、入射面の平均傾斜角が１０°以上であり、出射面の
平均傾斜角が前記入射面の平均傾斜角より小さいことを
特徴とするものである。さらに、本発明の映像表示素子
は、上記のような光拡散シートを光拡散素子として使用
したことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による面光
源装置の一つの実施形態を示す模式的斜視図である。図
１に示されているように、本発明の面光源装置は、少な
くとも一つの側端面を光入射面３１とし、これと略直交
する一つの表面を光出射面３３とする導光体３と、この
導光体３の光入射面３１に対向して配置され光源リフレ
クタ２で覆われた光源１と、導光体３の光出射面３３上
に配置された光偏向素子４と、導光体３の光出射面３３
の裏面３４に配置された光反射素子５とから構成され
る。

【００１１】本発明の面光源装置においては、光偏向素
子４の出光面４２上に配置される光拡散素子５として、
ＸＹ面と平行に位置する２つの対向する主面の一方を入
射面とし他方の主面を出射面とする光拡散シートであっ
て、この入射面の平均傾斜角が１０°以上であり、出射
面の平均傾斜角が入射面の平均傾斜角より小さいことを
特徴とする。このような光拡散素子５を使用することに
よって、面光源装置としての輝度の低下を抑えながら、
出射光分布を改善して適度な広さの観察角度範囲を確保
できる。

【００１２】このように光拡散素子５の出射面の平均傾
斜角を入射面の平均傾斜角より小さくすることによっ
て、出射光分布を広げるのに寄与する出射光のフレネル
反射が少なくなり面光源装置としての輝度の低下を抑止
することができる。光拡散素子５の出射面の平均傾斜角
は、３°以下であることが好ましく、２°以下であるこ
とがより好ましい。また、光拡散素子５の入射面の平均
傾斜角を１０°以上とすることによって出射光分布を広
げることができる。光拡散素子５の出射面の平均傾斜角
は、好ましくは１０〜３０°の範囲であり、より好まし
くは１０〜２０°の範囲であり、さらに好ましくは１０
〜１５°の範囲である。

【００１３】さらに、本発明においては、光拡散素子５
の全光線透過率が８５％以上であることが好ましく、よ
り好ましくは９０％以上である。これは、光拡散素子５
の全光線透過率を８５％以上とすることにより、面光源
素子としての輝度の低下を十分に抑止することができる
ためである。

【００１４】光拡散素子５として使用される光拡散シー
トとしては、透明シート内に光拡散性のある微粒子を含
有させたもの、透明シートの表面をマット状の微細な凹
凸としたもの、透明シートの表面に透明ビーズ等の光拡
散性微粒子層を塗布したもの等のように種々の形態のも
のを使用することができる。中でも、少なくとも入射面
が微細な凹凸かなる粗面であるものが好ましい。光拡散
素子５として、このような構成のものを使用することに
よって、観察角度範囲の適度な広さを確保できるととも
に、光偏向素子４あるいは液晶表示素子との密着による
干渉、モアレ、ぎらつき等の発生を防止することもでき
る。

【００１５】導光体３は、ＸＹ面と平行に配置されてお
り、全体として矩形板状をなしている。導光体３は４つ
の側端面を有しており、そのうちＹＺ面と平行な１対の
側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射面３１
とする。光入射面３１は光源１と対向して配置されてお
り、光源１から発せられた光は光入射面３１から導光体
３内へと入射する。本発明においては、例えば、光入射
面３１と対向する側端面３２等の他の側端面にも光源を
配置してもよい。

【００１６】導光体３の光入射面３１に略直交した２つ
の主面は、それぞれＸＹ面と略平行に位置しており、い
ずれか一方の面（図では上面）が光出射面３３となる。
この光出射面３３またはその裏面３４のうちの少なくと
も一方の面に粗面からなる指向性光出射機構や、プリズ
ム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等の多数のレ
ンズ列を光出射面３１と略平行に並列形成したレンズ面
からなる指向性光出射機構等を付与することによって、
光出射面３３から光源１と直交する面（ＸＺ面）内の分
布において指向性のある光を出射させる。本発明におい
ては、導光体３から出射する出射光の指向性としては、
ＸＺ面内分布における出射光分布のピークの方向が光出
射面３１の法線方向から５０〜８０度の角度であり、出
射光分布の半値幅が５０度以下であることが好ましい。

【００１７】導光体３の表面に形成する粗面やレンズ列
は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θ
ａが０．３〜１５°の範囲のものとすることが、光出射
面３３内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均
傾斜角θａは、さらに好ましくは１〜１２°の範囲であ
り、より好ましくは１．５〜１１°の範囲である。この
平均傾斜角θａは、導光体３の厚さ（ｔ）と入射光が伝
搬する方向の長さ（Ｌ）との比（Ｌ／ｔ）によって最適
範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体３
としてＬ／ｔが２０〜２００程度のものを使用する場合
は、平均傾斜角θａを０．３〜７．５°とすることが好
ましく、さらに好ましくは１〜５°の範囲であり、より
好ましくは１．５〜４°の範囲である。また、導光体３
としてＬ／ｔが２０以下程度のものを使用する場合は、
平均傾斜角θａを７〜１２°とすることが好ましく、さ
らに好ましくは８〜１１°の範囲である。

【００１８】導光体３に形成される粗面の平均傾斜角θ
ａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式
表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標
をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の（１）
式および（２）式を用いて求めることができる。ここ
で、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接
である。

【００１９】

【数１】

【数２】さらに、導光体３としては、その光出射率が０．２〜５
％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは０５〜
４％の範囲であり、さらに好ましくは１〜３％の範囲で
ある。これは、光出射率が０．２％より小さくなると導
光体３から出射する光量が少なくなり十分な輝度が得ら
れなくなる傾向にあり、光出射率が５％より大きくなる
と光源１近傍で多量の光が出射して、光出射面２３内で
のＸ方向における光の減衰が著しくなり、光出射面３３
での輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。こ
のように導光体３の光出射率を０．２〜５％とすること
により、光出射面から出射するピーク光の角度が光出射
面の法線に対し５０〜８０°の範囲にあり、光入射面と
光出射面の双方に垂直な面における光度半値幅が５０°
以下であり、前記ピーク光を含み前記垂面と垂直な面に
おける光度半値幅が３５〜６５°であるような指向性の
高い出射特性の光を導光体３から出射させることがで
き、その出射方向を光偏向素子４２で効率的に偏向させ
ることができ、高い輝度を有する面光源素子を提供する
ことができる。

【００２０】本発明において、導光体３からの光出射率
は次のように定義される。光出射面３３の光入射面２１
側の端縁での出射光の光強度（Ｉ_０）と光入射面３１側
の端縁から距離Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係
は、導光体３の厚さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の
（３）式のような関係を満足する。

【００２１】

【数３】ここで、定数αが光出射率であり、光出射面３３におけ
る光入射面３１と直交するＸ方向での単位長さ（導光体
厚さｔに相当する長さ）当たりの導光体３から光が出射
する割合（％）である。この光出射率αは、縦軸に光出
射面２３からの出射光の光強度の対数と横軸に（Ｌ／
ｔ）をプロットすることで、その勾配から求めることが
できる。

【００２２】また、指向性光出射機構が付与されていな
い他の主面には、導光体３からの出射光の光源１と平行
な面（ＹＺ面）での指向性を制御するために、光入射面
３１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に延びる多数のレ
ンズ列を配列したレンズ面を形成することが好ましい。
本発明においては、図１に示した実施形態にように、光
出射面３３に粗面を形成し、裏面３４に光入射面３１に
対して略垂直方向（Ｘ方向）に延びる多数のレンズ列の
配列からなるレンズ面を形成することが好ましいが、図
１に示した形態とは逆に、光出射面３３にレンズ面を形
成し、裏面３４を粗面とするものであってもよい。

【００２３】図１に示したように、導光体３の裏面３４
あるいは光出射面３３にレンズ列を形成する場合、その
レンズ列としては略Ｘ方向に延びたプリズム列、レンチ
キュラーレンズ列、Ｖ字状溝等が挙げられるが、ＹＺ方
向の断面の形状が略三角形状のプリズム列とすることが
好ましい。

【００２４】本発明において、導光体３に形成されるレ
ンズ列としてプリズム列を形成する場合には、その頂角
を７０〜１５０°の範囲とすることが好ましい。これ
は、頂角をこの範囲とすることによって導光体３からの
出射光を十分集光さることができ、面光源素子としての
輝度の十分な向上を図ることができるためである。すな
わち、プリズム頂角をこの範囲内とすることによって、
光源１に平行な主出射光を含む面（例えばＹＺ面）にお
いて光度半値幅が３５〜６５°である集光された出射光
を出射させることができ、面光源素子としての輝度を向
上させることができる。なお、プリズム列を光出射面３
３に形成する場合には、頂角は８０〜１００゜の範囲と
することが好ましく、プリズム列を裏面３４に形成する
場合には、頂角は６０〜８０゜または１００〜１５０゜
の範囲とすることが好ましい。

【００２５】なお、本発明では、上記のような光出射面
３３またはその裏面３４に指向性光出射機構を形成する
代わりにあるいはこれと併用して、導光体内部に光拡散
性微粒子を混入分散することで指向性光出射機能を付与
したものでもよい。また、導光体３としては、図１に示
したような形状に限定されるものではなく、くさび状、
船型状等の種々の形状のものが使用できる。

【００２６】光源１は、導光体３の光入射面３１と同方
向に延在する線状の光源であり、例えば蛍光ランプや冷
陰極管を用いることができる。光源１としては、図１に
示した線状光源の他、ＬＥＤ等の点光源、単体または複
数のＬＥＤから構成されるラインライト等を使用するこ
ともでき、光ファイバーや、光ファイバーから構成され
るラインライトを用いて別途設置された光源から光を伝
送することもできる。この光源１は、光源１からの光を
ロスを少なくして導光体３へ導くために光源リフレクタ
２で覆われている。この光源リフレクタ２としては、表
面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルム、拡
散材含有プラスッチックフィルム等を用いることができ
る。図１に示されているように、光源リフレクタ２は、
反射素子６の端縁部外面から光源１の外面を経て光偏向
素子４の出光面端縁部へと巻つけられている。なお、光
源リフレクタ２は、反射素子６の端縁部外面から光源１
の外面を経て導光体３の光出射面端縁部へと巻つけるこ
とも可能である。また、このような光源リフレクタ２と
同様な反射部材を、導光体３の光入射面３１以外の側端
面に設けてもよい。

【００２７】光偏向素子４は、導光体３の光出射面３３
上に配置されている。光偏向素子４の２つの主面は、そ
れぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。２つの主面
のうちの一方（導光体３の光出射面３３に対向して位置
する主面）は入光面４１とされており、他方が出光面４
２とされている。出光面４２は、導光体３の光出射面３
３と平行な平坦面とされている。

【００２８】光偏向素子４は、導光体３からの指向性出
射光を目的の方向に偏向（変角）させる機能を果たすも
のであり、拡散シート、少なくとも一方の面に多数のレ
ンズ単位が並列して形成されたレンズ面を有するレンズ
シート等を使用することができるが、本発明のように指
向性の高い光を出射する導光体３の場合には、レンズシ
ートを使用することが特に好ましい。

【００２９】レンズシート４に形成されるレンズ形状
は、目的に応じて種々の形状のものが使用され、例え
ば、プリズム形状、レンチキュラーレンズ形状、フライ
アイレンズ形状、波型形状等が挙げられる。中でも断面
略三角形状の多数のプリズム列が配列されたプリズムシ
ートが特に好ましい。プリズムシート４を使用する場合
には、各プリズム列のプリズム頂角は導光体３からの出
射光の出射角に応じて適宜選定されるが、一般的には５
０〜１２０゜の範囲とすることが好ましい。また、プリ
ズムシート４の向きについても、導光体３からの出射光
の出射角に応じて適宜選定され、レンズ面が導光体側と
なるように載置してもよいし、逆向きに載置してもよ
い。

【００３０】本発明においては、図１に示したように、
導光体３の光出射面側にプリズム面が位置するようにプ
リズムシート４を載置するのが好ましく、この場合、プ
リズムシート４の入光面に形成されたプリズム列のプリ
ズム頂角は５０〜８０°の範囲とすることが好ましく、
この角度範囲内であれば導光体４からの指向性のある出
射光を全反射作用により目的の方向に効率よく方向変更
させることができる。プリズム頂角は、より好ましくは
５５°〜７５°の範囲であり、さらに好ましくは６０°
〜７０°の範囲である。入光面に形成されるプリズム列
は、導光体４からの出射光を目的の方向（例えば面光源
装置法線方向）に変換する光進行方向変換機能を持つも
のであれば断面三角形状のプリズム列に限定されるもの
ではなく、例えばプリズム列の頂部や谷部を曲線とした
もの、プリズム面を曲面としたもの等を用いることも可
能である。

【００３１】図２には、導光体３の光出射面３３から斜
めに出射される光が、プリズム列の第１面へ入射し第２
面により全反射されてほぼ出光面４２の法線の方向に出
射する様子が示されている。

【００３２】反射素子６は、導光体３の裏面３４で反射
せずに導光体３から出射した光を反射させ、再び裏面３
４から導光体３内に入射させるもので、光源リフレクタ
２と同様に、表面に金属蒸着反射層を有するプラスチッ
クシート、拡散材含有プラスッチックシート等を用いる
ことができる。本発明においては、反射素子６として、
図１に示したような反射シートに代えて、導光体３の裏
面３４に金属蒸着などにより反射層を形成したものでも
よい。

【００３３】本発明において、導光体３、光偏向素子４
および光拡散素子５は、光透過率の高い合成樹脂から構
成することができる。このような合成樹脂としては、例
えば、メタクリル樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネ
ート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、
環状ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。中でも、導光
体３としては、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、
成形加工性等に優れている点からメタクリル樹脂が特に
好ましい。このようなメタクリル樹脂としては、メタク
リル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸
メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。

【００３４】また、導光体３、光偏向素子４、光拡散素
子５の粗面やレンズ面等の表面構造を形成するには、透
明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて
熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印
刷、押出成形や射出成形等によって同時に形状付与して
もよいし、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて形成する
こともできる。特に、光偏向素子４としては、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、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等
からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材上
に、活性エネルギー線硬化型樹脂によって粗面構造やレ
ンズ構造を形成することが好ましく、このようなシート
を接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合
一体化させてもよい。使用される活性エネルギー線硬化
型樹脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニ
ル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合
物、（メタ）アクリル酸等を組み合わせて使用すること
ができる。

【００３５】本発明の光拡散シートは、上記のようにパ
ソコン、液晶テレビあるいはビデオ一体型液晶テレビ、
携帯用情報端末、携帯電話機等の液晶表示装置のバック
ライトとして使用される面光源装置の光拡散素子として
使用するものに限らず、プロジェクションテレビやモニ
ター等の透過型スクリーン等の映像表示素子の光拡散素
子としても好適に使用することができる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。なお、以下の実施例における各物性の測定は下記
のようにして行った。

【００３７】面光源装置の輝度、主出射光の角度、光度
半値幅の測定大野技術研究所社製ＸＹ輝度測定システムの測定台に面
光源装置を載置し、面光源装置の出射面を２０ｍｍ間隔
で５４分割（縦方向を６分割、横方向を９分割）し輝度
計（トプコン社製ＢＭ−７）で各点の輝度値を測定し、
その平均を求め面光源装置の輝度とした。また、５４点
の輝度値の最大値(Max)と最小値(Min)から輝度均斉度
（Min／Max）を求めた。

【００３８】導光体の主出射光の角度、光度半値幅の測
定大野技術研究所社製ＸＹ輝度測定システムの測定台に導
光体を載置し、導光体の光出射面に４ｍｍφのピンホー
ルを有する黒色の紙をピンホールが光出射面の中央に位
置するように導光体上に固定し、測定円が８〜９ｍｍと
なるように輝度計（トプコン社製ＢＭ−７）までの距離
を調整した。光入射面と垂直な方向（縦方向）および平
行な方向（横方向）でピンホールを中心に輝度計の回転
軸が回転するように調節した。輝度計の回転軸を＋８０
°〜−８０°まで１°間隔で回転させながら、縦方向お
よび横方向での出射光の光度分布を測定した。測定した
光度分布から導光体の光出射面から出射する光の主出射
光の角度および主出射光の相対光度の半分になる角度を
求め導光体の光度半値幅とした。なお、主出射光の分布
が＋８０°以上又は−８０°以下に広がっている場合
は、主出射光分布のピーク角度と測定範囲内での光度が
半分になる角度の差の絶対値の２倍を光度半値幅とし
た。

【００３９】全光線透過率の測定村上色彩技術研究所社製反射・透過率計ＨＲ−１００型
を用い、コリメートした１９ｍｍφの光（平行度は光軸
に対して３％以内）を照射し、積分球入り口に光拡散素
子を設置しない場合の光量（Ｔ１）と設置した場合の光
量（Ｔ２）を測定し、Ｔ２／Ｔ１を百分率で求めた。

【００４０】出射率（α）の測定面光源装置の光出射面の中央部の光源側から他端面側に
至る２０ｍｍ間隔で区分した各領域での光度の測定値を
行い、前記（１）式に基づいて算出した。

【００４１】実施例１〜２、比較例１〜４鏡面仕上げをした有効面積２５３ｍｍ×１９５ｍｍ、厚
さ３ｍｍのステンレス板の表面を、粒径１２５〜１４９
μｍのガラスビーズ（不二製作所社製ＦＧＢ−１２０）
を用いて、ステンレス板から吹付けノズルまでの距離を
１０ｃｍとして、吹付け圧力４〜６ｋｇｆ／ｃｍ^２で全
面にブラスト処理を行った。一方、鏡面仕上げをした有
効面積２５３ｍｍ×１９５ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレ
ス板の表面に、頂角１３０°の二等辺三角形断面を有す
るピッチ５０μｍのプリズム列を連設したプリズムパタ
ーンを１９５ｍｍの短辺と平行となるように切削加工し
た。

【００４２】２つのステンレス板の型を用いてアクリル
樹脂（三菱レイヨン社製アクリペットＶＨ５＃０００）
を射出成形し、一辺２５３ｍｍ、他辺１９５ｍｍの長方
形で、厚さが３．０〜１．０ｍｍのくさび形状であり、
一方の面に粗面、他方の面にプリズムパターンが形成さ
れた透明アクリル樹脂板を作製し導光体とした。

【００４３】得られた導光板の長さ２５３ｍｍの長辺の
側端面に対向するように、蛍光ランプ（富士通化成社製
バックライトユニットＢＬ−２５２のものを使用）を配
置した。次いで、導光体の他の側端面に光拡散反射フィ
ルム（東レ社製Ｅ６０）を貼付し、プリズム列を形成し
た面（裏面）に対向して反射シートを配置し、光源リフ
レクタ（麗光社製銀反射フィルム）を配置した。なお、
導光体の光出射率は１．２％、出射光の主光線の出射角
度（導光体の光出射面の法線に対する角度）は６７．０
°、ＸＺ面での光度半値幅は２７．５°であった。

【００４４】一方、厚さ１２５μｍのポリエステルフィ
ルムの一方の表面にアクリル系紫外線硬化型樹脂を用い
てプリズム頂角６３°、ピッチ５０μｍのプリズム列が
並列に連設したプリズム面を形成してプリズムシートと
した。このプリズムシートを、そのプリズム列が導光体
の裏面のプリズム列と直交し、プリズム面が導光体の粗
面（光出射面）に対向するようにして導光体上に配置し
た。

【００４５】さらに、プリズムシート上に表１に示す平
均傾斜角および全光線透過率を有する光拡散シートを表
１に示した向きに配置した。いずれの光拡散シートも、
ポリエステルフィルムの一方の表面に種々の樹脂ビーズ
層を塗布して微細な凹凸を有する光拡散層を形成したも
のであり、光拡散層を形成していない表面の平均傾斜角
は約０°であった。このようにして構成した面光源装置
について、ＸＺ面の光度半値幅、ＹＺ面の光度半値幅お
よび法線輝度を測定し、その結果を表１に示した。ま
た、ＸＺ面およびＹＺ面での光度半値幅と法線輝度との
バランスを確認するため、法線輝度とＸＺ面の光度半値
幅とＹＺ面の光度半値幅の積と光拡散シートの凹凸面の
平均傾斜角との関係を図３に示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明は、面光源装置の輝度の低下を最
小限に抑え、所望の観察角度範囲に応じた適度な出射光
分布を得ることができ、高輝度で観察角度範囲の広い液
晶表示装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面光源装置の一実施形態を示す模式的
斜視図である。

【図２】本発明の光偏向素子の光学機能を説明する部分
断面図である。

【図３】法線輝度とＸＺ面の光度半値幅とＹＺ面の光度
半値幅の積と光拡散シートの凹凸面の平均傾斜角との関
係を示したグラフである。

【符号の説明】

１光源２光源リフレクタ３導光体４光偏向素子５光拡散素子６反射素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｂ 5/04 5/04 Ａ 6/00 ３３１ 6/00 ３３１Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H042 BA02 BA03 BA13 BA20 CA12 CA17 2H091 FA14Z FA21Z FA23Z FA26Z FA41Z KA10 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源に対向する少なくとも１
つの側面を光入射面とし、２つの対向する主面の一方を
光出射面とする導光体と、該導光体の光出射面上に配置
された光偏向素子と、該光偏向素子の出光面上に配置さ
れた光拡散素子とからなる面光源装置において、該光拡
散素子が２つの対向する主面の一方を入射面とし他方の
主面を出射面とするシート状物であって、入射面の平均
傾斜角が１０°以上であり、出射面の平均傾斜角が前記
入射面の平均傾斜角より小さいことを特徴とする面光源
装置。
【請求項２】前記光拡散素子の出射面の平均傾斜角が
３°以下であ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】前記光拡散素子が全光線透過率が８５％
以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の
面光源装置。
【請求項４】前記導光体が、その光出射面から出射す
る出射光分布のピークの角度が光出射面の法線に対し５
０〜８０°の範囲にあり、光入射面と光出射面の双方に
垂直な垂面における光度半値幅が５０°以下であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面光源装
置。
【請求項５】前記導光体の光出射率が０．２〜５％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
面光源装置。
【請求項６】前記光偏向素子が、少なくとも一方の表
面に多数のレンズ列が並列して形成されたレンズ面を有
し、該レンズ面が導光体の光出射面と対向するように導
光体の光出射面上に配置されていることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の面光源装置。
【請求項７】前記レンズ面が、多数の断面略三角形状
のプリズム列が並列に形成されたプリズム面であること
を特徴とする請求項６に記載の面光源装置。
【請求項８】２つの対向する主面の一方を入射面と
し、他方の主面を出射面とする光拡散シートにおいて、
入射面の平均傾斜角が１０°以上であり、出射面の平均
傾斜角が前記入射面の平均傾斜角より小さいことを特徴
とする光拡散シート。
【請求項９】前記出射面の平均傾斜角が３°以下であ
ることを特徴とする請求項８に記載の光拡散シート。
【請求項１０】全光線透過率が８５％以上であること
を特徴とする請求項８または９に記載の光拡散シート。
【請求項１１】請求項８〜１０のいずれかに記載の光
拡散シートを光拡散素子として使用したことを特徴とす
る映像表示素子。