JP2003187620A - 面状発光装置およびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型で、製造効率が良く、必要に応じて特定
の方向への出射効率を高めることが可能な面状発光装置
およびこれを用いた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光源１３と、板状で、光源１３からの光
を端面に設けられた入射面１２ａから導入して一方の側
面１２ｂから出射する導光板１２と、導光板１２の他方
の側面１２ｃ上に積層された拡散性反射体１５とを備
え、拡散性反射体１５は、基材の表面に光反射性を有す
る複数の凹部が形成されており、該凹部が形成されてい
る面が導光板１２側を向くように配されている面状発光
装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトとして好適な面状発光装置、およびこれを備
えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８は、従来の透過型液晶表示装置の
例を示した概略断面図である。この例の液晶表示装置１
００は、液晶表示ユニット１２０と、この液晶表示ユニ
ット１２０の背面側に配置されたバックライト１１０と
から概略構成されている。バックライト１１０は、長尺
光源１１３からの光を、板状の導光板１１２内にその一
端面（入射面１１２ａ）から入射させるとともに、導光
板１１２の液晶ユニット１２０と対向する一方の側面
（出射面１１２ｂ）から出射させるように構成されてい
る。導光板１１２の出射面１１２ｂと対向する他方の側
面１１２ｃ側には、プリズムシート１１４および白色シ
ート１１５が順に設けられている。また、これらのバッ
クライト１１０の構成部品を一体的に保持するために、
長尺光源１１３、導光板１１２、プリズムシート１１
４、および白色シート１１５を一括的に収容する保持部
材１１６が設けられている。導光板１１２の背面に設け
られる白色シート１１５は光拡散性および光反射性を有
しており、さらに導光板１１２と白色シート１１５との
間にプリズムシート１１４を設けることにより、光の拡
散性および輝度分布の均一性が向上する。長尺光源１１
３としてはＬＥＤ（Light Emitting Diode）や冷陰極
管（ＣＣＦＬ）などが用いられる。

【０００３】また、バックライト１１０における光拡散
性を向上させて出射光の輝度分布を均一化させる方法と
して、図１８の例のように導光板１１２上に、微細なプ
リズム構造を有するシート（プリズムシート１１４）を
積層させる方法の他に、導光板１１２の他方の側面１１
２ｃに、不均一なドット状パターンまたは多数の微小突
起を形成する方法や、光源１１３からの距離に応じて導
光板１１２の厚みを直線的あるいは曲線的に変化させる
方法も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バックライト１１０は、構成部品点数が多いため、厚み
が大きくなりがちであるという問題があった。例えば、
図１８に示した構成のバックライト１１０は、その厚さ
が３〜４ｍｍ程度になるうえ、バックライト１１０と液
晶表示ユニット１２０との間に空隙を設ける必要がある
ため、これらのことが液晶表示装置１００の薄型化を妨
げる要因となっていた。また、構成部品点数が多いこと
から組み立てに手間がかかるうえ、導光板１１２と、そ
の他方の側面１１２ｃ側に重ねて配されるプリズムシー
ト１１４や白色シート１１５との間にごみ等の異物が入
って外観上の欠陥を生じやすく、生産効率が非常に悪い
という問題もあった。

【０００５】さらに、従来は、導光板１１２の出射面１
１２ｂから出射される光の角度θ_Bが、出射面１１２ｂ
の法線方向Ｈを中心とする比較的狭い範囲に設定されて
おり、例えば図１８の例においてθ_Bは出射面１１２ｂ
の法線方向Ｈに対して±１０°程度であった。したがっ
て、この例の液晶表示装置の表示画面は、その法線方向
またはその近傍の角度から観察したときに最も明るく見
えるようになっている。ところで、例えば携帯電話端
末、ノート型パソコン、卓上計算機、腕時計など特定用
途の装置に組み込まれる表示装置にあっては、表示画面
の法線方向からある程度ずれた方向から斜めに見たとき
に明るく見える方が使い勝手が良い場合がある。しかし
ながら、従来のバックライト１１０では、法線方向から
はずれた特定の視角方向を効率良く明るくすることは困
難であるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、液晶表示装置におけるバックライ
トの薄型化を実現できるとともに、製造効率が良く、必
要に応じて特定の方向への出射効率を高めることが可能
な面状発光装置、および薄型化を実現でき、製造効率が
良く、特定の観察視角において表示画面をより明るくす
ることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の面状発
光装置は、光源と、板状で、前記光源からの光を端面に
設けられた入射面から導入して一方の側面から出射する
導光板と、前記導光板の他方の側面上に積層された拡散
性反射体とを備えてなり、前記拡散性反射体は、基材の
表面に光反射性を有する複数の凹部が形成されており、
該凹部が形成されている面が前記導光板側を向くように
配されていることを特徴とする。

【０００８】本発明の面状発光装置は、光源と、導光板
と、導光板上に積層された拡散性反射体とからなるの
で、構成部品点数が少なく薄型化を達成できるととも
に、構成が簡単で組み立てが容易であり、製造効率が良
い。また面状発光装置の拡散性反射体は、導光板側の表
面に光反射性を有する複数の凹部が形成されているの
で、導光板から拡散性反射体側に出射された光が、この
凹部により反射され、導光板を経て導光板の凹部が形成
されている面と対向する面（本明細書では出射面とい
う）から出射されるので、面状発光装置における出射効
率が向上する。また複数の凹部により光が拡散されるの
で、出射光の均一性が向上する。

【０００９】本発明において、前記導光板の両側面のう
ちのいずれか一方には、緩斜面部と、該緩斜面部より急
な傾斜角度を有する急斜面部とで形成される複数の溝
が、前記導光板の側面を平面視したときに前記入射面と
平行なストライプ状となるように連続して形成されてお
り、前記溝を形成する急斜面部が緩斜面部より光源側に
配されていることが好ましい。かかる構成によれば、導
光板の一方の側面に前記溝を形成することによって、こ
の側面に達した光を効率良く他方の側面に向かって反射
させることができ、面状発光装置における出射効率を向
上させることができる。また、前記前記急斜面部および
緩斜面部の傾斜角度によって、この面に達した光の伝搬
方向を制御することができるので、導光板の出射面から
の出射角度を制御することが可能であり、これにより面
状発光装置から出射される光の、特定の方向における出
射効率を選択的に向上させることが可能である。また、
特に、前記溝を形成する緩斜面部が光源から離れる方向
に向かって漸次厚くなるように、すなわち急斜面部が光
源から離れる方向に向かって漸次薄くなるように配置さ
せた方が、光源から出射された光を効率良く反射させる
ことができるので、これにより光源光の利用効率を向上
させることができる。

【００１０】本発明において、前記導光板と前記拡散性
反射体との間に光透過性の接着層が介在していることが
好ましい。かかる構成によれば、導光板と拡散性反射体
とが接着層を介して一体化されているので、これらの間
に異物が入り難く、異物に起因する外観上の欠陥が防止
されるので、製造効率が良くなる。

【００１１】本発明において、面状発光装置の出射面か
ら出射される出射光の一部は、拡散性反射体で反射され
た反射光が導光板を経て出射されたものであり、このよ
うな拡散性反射体を経由した出射光の出射角度および出
射光量分布は、拡散性反射体への入射方向および拡散性
反射体の反射特性によって制御可能である。そして拡散
性反射体の反射特性は、拡散性反射体の表面に形成され
る前記凹部の形状によって制御可能である。ここで、本
発明において、導光板の側面に形成される前記溝は、拡
散性反射体と対向する側面に設けてもよく、出射面とな
る側面に設けてもよい。前記溝を、導光板の出射面とな
る側面に設けた方が、導光板からの出射光のうち、拡散
性反射体を経由した出射光の割合がより多くなる。ま
た、この場合には、前記溝の形状によって、光源光が拡
散性反射体へ入射される入射方向を制御することが可能
となる。一方、前記溝を拡散性反射体と対向する側面に
設けた方が、導光板からの出射光のうち、拡散性反射体
を経由せずに導光板から出射される割合がより多くな
り、この場合には、溝の形状によって、溝の斜面部で反
射されて導光板から出射される光の出射角度を制御する
ことが可能であるほか、拡散性反射体を経由しない分だ
け光の減衰が少ないので光源光の利用効率が向上する。

【００１２】例えば、本発明において、前記拡散性反射
体の前記凹部の内面形状を球面の一部をなす形状とする
ことができる。かかる構成によれば、特に拡散性反射体
における反射率が、比較的広範囲の角度にわたって良好
となり、その角度範囲での反射率の均一性も良いので、
拡性反射体を経由して面状発光装置の出射面から出射さ
れる光の出射角度が広くなり、均一性も向上する。

【００１３】または、本発明において、前記拡散性反射
体の前記凹部の内面が、各々半径が異なる複数の球面の
一部を連続させた面からなる形状とすることもできる。
かかる構成によれば、前記凹部の内面に半径が小さい球
面の一部からなる曲面が存在することによって反射角度
が拡大される。また同じ凹部の内面には、半径が大きい
球面の一部からなる曲面、すなわち平面に近い曲面が存
在することによって、特定方向の反射率が選択的に高め
られる。これにより、拡散性反射体を経由して面状発光
装置の出射面から出射される光の出射角度が広くなると
ともに、特定の出射角度において出射光量を大きくする
ことができる。また、凹部の内面を形成する複数の球面
の組み合わせにより、拡散性反射体における反射角の広
さ、反射率が選択的に高められる方向、およびその反射
率を微妙にコントロールすることができ、これにより面
状発光装置の出射角度の広さ、および／または特定方向
での出射光量の増大を制御することが可能である。

【００１４】または、本発明において、前記拡散性反射
体の前記凹部の内面が、各々半径が異なる２つの球面の
一部である周縁曲面と該周縁曲面に囲まれた位置に存す
る底曲面とを連続させた面からなり、周縁曲面を形成す
る球面の半径が、底曲面を形成する球面の半径より小さ
く、かつ各々の球面の中心から前記基材表面に立てた法
線が、互いに同一直線上に存する形状とすることもでき
る。かかる構成によれば、前記凹部の周縁曲面を形成す
る球面の半径が小さいため、この曲面によって反射角度
が拡大される。また凹部の中心部に存在する底曲面が平
面に近い曲面となるため、この曲面によって正反射角方
向およびその近傍での反射率が高くなる。これにより、
拡散性反射体を経由して面状発光装置の出射面から出射
される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角
度において出射光量を大きくすることができる。

【００１５】または、本発明において、前記拡散性反射
体の前記凹部の内面が、各々半径が異なる２つの球面の
一部である周縁曲面と該周縁曲面に囲まれた位置に存す
る底曲面とを連続させた面からなり、周縁曲面を形成す
る球面の半径が、底曲面を形成する球面の半径より小さ
く、かつ各々の球面の中心から前記基材表面に立てた法
線が、互いに異なる直線上に存する形状とすることもで
きる。かかる構成によれば、前記凹部の周縁曲面を形成
する球面の半径が小さいため、この曲面によって反射角
度が拡大される。また周縁曲面に囲まれた位置に存する
底曲面は平面に近い曲面となるが、これら２つの球面の
中心から前記基材表面に立てた法線が、互いに異なる直
線上に存するため、凹部内面全体における前記基板表面
に対する傾斜角のうち、特定の傾斜角の分布が選択的に
高くなり、その結果、正反射角より大きい反射角または
小さい反射角における反射率が高くなる。これにより、
拡散性反射体を経由して面状発光装置の出射面から出射
される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角
度において出射光量を大きくすることができる。

【００１６】または、本発明において、前記拡散性反射
体の前記凹部は、凹部の最深点を通過する以下の特定縦
断面を有し、前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹
部の一の周辺部から最深点に至る第１曲線と、この第１
曲線に連続して、凹部の最深点から他の周辺部に至る第
２曲線とからなり、第１曲線の基材表面に対する傾斜角
の絶対値の平均値が、第２曲線の基材表面に対する傾斜
角の絶対値の平均値より大きくされている形状とするこ
ともできる。かかる構成によれば、前記凹部の内面形状
は、前記第１曲線の傾斜は比較的急で、第２曲線の傾斜
は比較的緩やかになっており、第２曲線の方が、第１曲
線よりも長くなっているので、第２曲線周辺の面で反射
される光が、第１曲線周辺で反射される光よりも多くな
り、反射光は第２曲線周辺の面に対する正反射方向の光
束密度が高くなる。したがって、各凹部のそれぞれの第
１曲線の方向を特定の方向（単一又は複数の特定方向）
に揃えれば、拡散性反射体全体として特定の方向の反射
強度を増加させることができる。よって、かかる構成の
拡散性反射体を備えた面状発光装置にあっては、拡散性
反射体の表面に光反射性を有する凹部が複数形成されて
いるので、良好な光拡散性が得られ、広い出射角度にわ
たって明るい出射光が得られるとともに、拡散性反射体
を経由して面状発光装置の出射面から出射される光の、
特定の出射角度における出射光量を選択的に大きくする
ことができる。

【００１７】または、本発明において、前記拡散性反射
体の前記複数の凹部は、各々が凹部の最深点を通過する
以下の第１縦断面と第２縦断面を有し、前記第１縦断面
は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点に
至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、凹部の最深
点から他の周辺部に至る第２曲線とからなり、第１曲線
の前記基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値が、第
２曲線の前記基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値
より大きくされる一方、前記第２縦断面は、第１縦断面
と直交し、その内面の形状が、浅型曲線と、浅型曲線の
両側にあって浅型曲線よりも曲率半径の小さい深型曲線
とからなる形状とすることもできる。本明細書において
何れの方向の縦断面を第１縦断面とするかに特に限定は
ないが、観察者から見て上下、又は前後の方向の縦断面
を第１縦断面とすることが望ましい。

【００１８】かかる構成によれば、前記第１曲線の傾斜
は比較的急で、第２曲線の傾斜は比較的緩やかになって
おり、第２曲線の方が、第１曲線よりも長くなっている
ので、第２曲線周辺の面で反射される光が、第１曲線周
辺で反射される光よりも多くなり、反射光は第２曲線周
辺の面に対する正反射方向の光束密度が高くなる。した
がって、各凹部のそれぞれの第１曲線の方向を特定の方
向（単一又は複数の特定方向）に揃えれば、拡散性反射
体全体として特定の方向の反射強度を増加させることが
できる。さらに、これらの凹部の内面形状は、第１縦断
面と直交する第２縦断面においては、浅型曲線と、浅型
曲線の両側にあって曲率半径の小さい深型曲線とを有す
るように形成されているので、ほぼ正反射の方向の反射
率を高めることができる。なお、深型曲線は、浅型曲線
の両側に均等にあることが望ましい。その結果、第１縦
断面における総合的な反射特性としては、正反射の角度
に反射率のピークを有すると共に、第２曲線周辺の面に
よって反射される方向に向かう反射率が増加したものと
なる。すなわち、正反射方向の反射光を充分に確保しつ
つ、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性と
することができる。よって、かかる構成の拡散性反射体
を備えた面状発光装置にあっては、拡散性反射体の表面
に光反射性を有する凹部が複数形成されているので、良
好な光拡散性が得られ、広い出射角度にわたって明るい
出射光が得られるとともに、拡散性反射体を経由して面
状発光装置の出射面から出射される光の、特定の出射角
度における出射光量を選択的に大きくすることができ
る。

【００１９】本発明の液晶表示装置は、一対の基板と、
該基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示ユニットの背
面側に、本発明の面状発光装置が設けられていることを
特徴とする。本発明によれば、面状発光装置の薄型化、
製造効率の向上、低コスト化が達成できるので、これに
より液晶表示装置の薄型化、製造効率の向上、低コスト
化を図ることができる。また、面状発光装置は、導光板
の背面側に、良好な光反射性および光拡散性を有する拡
散性反射体を備えているので、液晶表示画面において明
るい表示範囲が広く得られるとともに映り込みが抑制さ
れる。また、面状発光装置における導光板の溝の形状お
よび／または拡散性反射体の凹部の内面形状によって、
面状発光装置から出射される照明光の出射角度と出射光
量のバランスを制御することが可能であるので、液晶表
示装置の使用状態に応じて、観察者の視角範囲において
表示画面の輝度が最も高くなるように設計することが可
能であり、液晶表示の明るさを向上させることができ
る。また、本発明の液晶表示装置は、太陽光や照明等の
周囲光が十分に明るい場合には、面状発光装置を点灯さ
せずに、周囲光が面状発光装置の拡散性反射体で反射さ
れた反射光を利用して反射型の液晶表示を行うこともで
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に限定さ
れるものではない。

【００２１】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態であるバックライト（面状発光装置）を備え
た液晶表示装置の断面構成図であり、図２はバックライ
トの斜視図である。図１の断面方向は、図２においては
Ｉ−Ｉ線に沿う方向となる。本実施形態の液晶表示装置
１は、液晶表示ユニット２０と、この液晶表示ユニット
２０の背面側に配置された、液晶表示ユニット２０を照
明するためのバックライト１０とから概略構成されてい
る。

【００２２】液晶表示ユニット２０は透過型であり、液
晶層２３を挟持して対向するガラスなどからなる第１の
基板２１と、第２の基板２２をシール材２４で接合一体
化して概略構成されている。第１の基板２１および第２
の基板２２の液晶層２３側には、表示回路２６，２７が
それぞれ形成されている。表示回路２６および２７は、
図示されていないが液晶層２３を駆動するための透明導
電膜等からなる電極層や液晶層２３の配向を制御するた
めの配向膜等を含むものである。また、場合によっては
カラー表示を行うためのカラーフィルタなどを有する構
成であってもよい。

【００２３】バックライト１０は透明な導光板１２と、
光源１３と、拡散性反射体１５とから概略構成されてい
る。バックライト１０において、光源１３は、導光板１
２に光を導入する端面１２ａ側に配設されており、拡散
性反射体１５は導光板１２の出射面１２ｂ上に接着層１
６を介して積層されている。

【００２４】導光板１２は、上記液晶表示ユニット２０
の表示領域の背面側（図示下面側）に配置されて光源１
３から出射された光を液晶表示ユニット２０に照射する
ものであり、平板状の透明なアクリル樹脂などから構成
されている。図２に示すように、導光板１２の一の端面
１２ａ（以下、入射面１２ａということもある）には光
源１３が配設されており、光源１３から出射される光が
入射面１２ａを介して導光板１２の内部に導入されるよ
うになっている。導光板１２の上面（液晶表示ユニット
２０側の面）は、プリズム面１２ｃとされており、この
プリズム面１２ｃと反対側の下面（液晶表示ユニット２
０と反対側の面）は、出射面１２ｂとなっている。導光
板１２を構成する材料としてはアクリル系樹脂のほか、
ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹
脂材料や、ガラスなどを用いることができる。また、具
体的な例を挙げるならば、特に限定されるものではない
が、アートン（商品名：ＪＳＲ社製）や、ゼオノア（商
品名：日本ゼオン社製）などを好適なものとして挙げる
ことができる。

【００２５】導光板１２の出射面１２ｂは、液晶表示ユ
ニット２０と対向して配置されて液晶表示ユニット２０
を照明するための光が出射される面であり、例えば、表
面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以下の平滑な面とされてい
る。プリズム面１２ｃには、導光板１２内部を伝搬する
光を反射させて伝搬方向を変えるために、断面略Ｖ字状
の溝１４が、平面視したときにストライプ状となるよう
に、所定のピッチで複数形成されている。この溝１４
は、出射面１２ｂに対して傾斜して形成された緩斜面部
１４ａと、この緩斜面部１４ａに連続して形成され、緩
斜面部１４ａよりも急な傾斜角度で形成された急斜面部
１４ｂとからなり、それぞれの溝１４の形成方向は、導
光板１２の入射面１２ａに対して平行に延びるように揃
えられている。また導光板１２の向きは、緩斜面部１４
ａが光源１３から離れるにしたがって漸次厚みを増すよ
うに、すなわち急斜面部１４ｂが光源１３から離れるに
したがって漸次薄くなるように配置することにより、光
源１３から出射された光が急斜面部１４ｂで反射されて
出射面１２ｂから出射される効率を向上させることがで
きる。

【００２６】図３は、導光板１２の一部を拡大して示す
側面図である。図３中符号１９は、導光板１２の内部を
伝搬する光の伝搬経路の例を示す。図示左側に配置され
た光源１３から出射された光１９は、導光板１２の内面
で反射されながら導光板１２の内部を伝搬し、その一部
は導光板１２の出射面１２ｂから出射し、また他の一部
は導光板１２のプリズム面１２ｃから出射する。導光板
１２内における光の伝搬経路は、溝１４を構成している
緩斜面部１４ａの傾斜角θ₁、急斜面部１４ｂの傾斜角
θ₂、および溝１４のピッチＰ_Tによって変化し得る。し
たがって、これらの傾斜角θ₁およびθ₂ならびにピッチ
Ｐ_Tを適宜設定することによって、出射面１２ｂの面内
における出射光量の均一性を向上させ、導光板１２のプ
リズム面１２ｃ側に輝線が生じるのを防止することがで
きるとともに、プリズム面１２ｃから出射される光が最
大となる方向Ｒｍと出射面１２ｂの法線Ｐ’とが成す角
度θ_Aを所望の範囲に制御することも可能である。

【００２７】例えば、得ようとする液晶表示装置１の表
示画面を様々な角度から観察したときに最も明るく見え
る角度（視角）、すなわち表示画面において輝度が最大
となる視角が、表示画面の法線に対して±１０°の範囲
内となるように設定したい場合には、導光板１２のプリ
ズム面１２ｃで反射されて出射面１２ｂから出射される
光量が最大となる方向Ｒｍと、導光板１２の出射面１２
ｂの法線Ｐ’とがなす角度θ_Aが±１０°の範囲内とな
るように設計するのが好ましく、そのためには、急斜面
部１４ｂの傾斜角θ₂を、４０°以上５０°以下とする
ことが好ましい。また、溝１４のピッチＰ_Tは、小さい
ほどバックライト１０から出射される光量が低下し、液
晶表示装置１の輝度が低下する。一方、ピッチＰ_Tが大
きすぎると、バックライト１０の導光板に輝線が生じて
液晶表示装置１の視認性が低下するので好ましくない。
したがって、ピッチＰ_Tは１２０μｍ以上２５０μｍ以
下とするのが好ましい。

【００２８】光源１３は、図２に示すように、アクリル
系樹脂やポリカーボート系樹脂などからなる四角柱状の
中間導光体１３ａと、この中間導光体１３ａの長手方向
両端に配設されたＬＥＤ発光素子１３ｂ，１３ｂとから
構成されている。前記中間導光体１３ａの側面のうち、
導光板１２と反対側の面には、図示されていないが、プ
リズム面が形成されており、発光素子１３ｂ，１３ｂか
ら導光部１３ａ内に導入された光をこのプリズム面で反
射させて導光板１２側へ伝搬方向を変え、導光板１２の
入射面１２ａに発光素子１３ｂ，１３ｂからの光を効率
良く照射するように構成されている。尚、光源１３とし
て、本実施形態ではＬＥＤからなる発光素子１３ｂ，１
３ｂを備えたものを用いたが、光源１３は冷陰極管や有
機ＥＬ素子等を用いたものであってもよく、導光板１２
の入射面１２ａに光を均一に照射することができるもの
であればいずれのものでも好適に用いることができる。

【００２９】接着層１６は、光を透過する特性を有する
接着材料を用いて構成され、好ましくは導光板１２とほ
ぼ同様の屈折率を有する材料で構成される。接着層１６
の屈折率と導光板１２の屈折率との差が小さいほど、接
着層１６と導光板１２との界面での反射率が小さくなり
光の利用効率が上げられる。両者の屈折率差は、理想的
にはゼロであるが、好ましくは０．１５以下であり、
０．１２以下がより好ましい。接着層１６を構成する好
ましい接着材料としては、例えばアクリル系粘着剤（例
えば、商品名ＡＣ−１０、巴川製紙所社製）等が挙げら
れる。

【００３０】図４は、拡散性反射体１５の一部を拡大し
て示した斜視図である。拡散性反射体１５は、基材の表
面に光反射性を有する複数の凹部３０が複数設けられた
もので、本実施形態において、基材は、基板１５ａと、
基板１５ａ上に形成されたアクリル系樹脂等からなる有
機膜１５ｂと、有機膜１５ｂの表面上に設けられた高反
射率の金属膜からなる反射膜１５ｃとから構成されてい
る。有機膜１５ｂは、例えばポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）フィルム等からなる基板１５ａ上に感光性
樹脂などからなる樹脂層を平面形状に形成した後、得よ
うとする有機膜１５ｂの表面形状とは逆凹凸の表面形状
を有するアクリル系樹脂などからなる転写型を上記樹脂
層の表面に圧着し、樹脂層を硬化させることにより形成
することができる。そして、このようにして表面に凹部
が形成された有機膜１５ｂ上に反射膜１５ｃが形成され
る。反射膜１５ｃは、アルミニウムや銀などの高い反射
率を有する金属材料をスパッタ法や真空蒸着などの成膜
法により形成することができる。基板１５ａは、反射膜
１５ｃ形成後に剥離除去してもよく、この場合には、拡
散性反射体１５の基材は有機膜１５ｂと反射膜１５ｃと
から構成されることになる。

【００３１】拡散性反射体１５の反射特性は、反射膜１
５ｃの表面に多数形成される凹部３０の内面形状を変化
させることによって、制御することができる。本実施形
態において、凹部３０は、その深さを０．１μｍ〜３μ
ｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部３０のピッ
チを５μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに配置し、上
記凹部３０内面の傾斜角を−１８°〜＋１８°の範囲に
設定することが望ましい。なお、本明細書において「凹
部の深さ」とは、凹部が形成されていない部分の反射膜
１５ｃの表面（基材表面）から凹部の底部までの距離を
いい、「隣接する凹部のピッチ」とは平面視したときに
円形となる凹部の中心間の距離のことである。また、
「凹部内面の傾斜角」とは、図５に示すように、凹部３
０の内面の任意の箇所において０．５μｍ幅の微小な範
囲をとったときに、その微小範囲内における斜面の水平
面（基材表面）に対する角度θ_Cのことである。この角
度θ_Cの正負は、凹部が形成されていない部分の反射膜
１５ｃの表面（基材表面）に立てた法線に対して、例え
ば図５における右側の斜面を正、左側の斜面を負と定義
する。

【００３２】本実施形態において、特に、凹部３０内面
の傾斜角分布を−１８°〜＋１８°の範囲に設定する
点、隣接する凹部３０のピッチを平面全方向に対してラ
ンダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮
に隣接する凹部３０のピッチに規則性があると、光の干
渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合がある
からである。また、凹部３０内面の傾斜角分布が−１８
°〜＋１８°の範囲を超えると、反射光の拡散角が広が
りすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない
（反射光の拡散角が空気中で５５°以上になる）からで
ある。また、凹部３０の深さが０．１μｍに満たない
と、反射面に凹部を形成したことによる光拡散効果が十
分に得られず、凹部３０の深さが３μｍを超えると、十
分な光拡散効果を得るためにピッチを大きくしなければ
ならず、そうするとモアレが発生するおそれが生じる。

【００３３】また、隣接する凹部３０のピッチが５μｍ
未満の場合、有機膜１５ｂを形成するために用いる転写
型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、
所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、
干渉光が発生する等の問題が生じる。また、有機膜１５
ｂの表面形状を形成するための前記転写型は、ダイヤモ
ンド圧子をステンレス鋼などの基材に多数押圧して作製
された転写型用母型の表面形状を、シリコーン樹脂など
に転写することによって作製されるが、このダイヤモン
ド圧子の先端径は実用上３０μｍ〜２００μｍであるこ
とが望ましいので、隣接する凹部３０のピッチは５μｍ
〜１００μｍとすることが望ましい。

【００３４】図６は本実施形態で用いられている拡散性
反射体１５の反射面（基材表面）に、入射角３０°で光
を照射し、受光角を、反射面（基材表面）に対する正反
射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；
法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：
°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係を示したも
のである。この図に示されるように、正反射方向を中心
とする広い受光角範囲でほぼ均等な反射率が得られる。
これは、図４に示す凹部３０の深さやピッチが上記に示
す範囲に制御されていることと、凹部３０の内面が球面
であることによる。すなわち、凹部３０の深さとピッチ
が制御されて形成されていることにより、光の反射角を
支配する凹部３０の内面の傾斜角が一定の範囲に制御さ
れるので、反射膜１５ｃの反射効率を一定の範囲に制御
することが可能になる。また、凹部３０の内面が全ての
方向に対して対称な球面であることから反射膜１５ｃの
広い反射方向において均等な反射率が得られる。

【００３５】本実施形態の液晶表示装置１にあっては、
液晶表示ユニット２０の背面側に設けられたバックライ
ト１０を点灯させることによって、透過型の液晶表示を
行うことができる。具体的には、バックライト１０の光
源１３から出射され、導光板１２の入射面１２ａを介し
て導光板１２に導入された光は、導光板１２の内部を伝
搬する。導光板１２の内部の伝搬光の一部はプリズム面
１２ｃで反射されて出射面１２ｂから出射されて、液晶
表示ユニット２０を背面側から照明する。また導光板１
２の内部の伝搬光の他の一部は、プリズム面１２ｃから
出射されて拡散性反射体１５で反射され、この反射光が
導光板１２を通過して導光板１２の出射面１２ｂから出
射され、液晶表示ユニット２０を背面側から照明する。
このようにして液晶表示ユニットが背面側から照明され
ることにより、液晶表示ユニット２０の表示が使用者に
視認される。

【００３６】本実施形態によれば、バックライト１０
が、導光板１２と、その一端面側に側に設けられた光源
１３と、導光板１２上に接着層１６を介して積層された
拡散性反射体１５とからなるので、構成部品点数が少な
く構成が簡単であり、組み立て作業性が良い。また導光
板１２と拡散性反射体１５とが接着一体化されているの
で、これらの間に異物が入る余地はなく、生産効率が良
い。したがってバックライト１０の生産性を向上させ、
低コスト化を図ることができる。さらに、バックライト
１０の厚さは、導光板１２と接着層１６と拡散性反射体
１５とを積層した厚さとなるので、極めて薄型のバック
ライト１０を実現できる。例えば厚さ１．５ｍｍ以下の
バックライト１０も構成可能であり、液晶表示装置１の
薄型化を図るうえで好ましい。

【００３７】また、本実施形態のバックライト１０にあ
っては、導光板１２のプリズム面１２ｃから導光板１２
外に出射された光が拡散性反射体１５で反射され、導光
板１２を経てバックライト１０の出射面１２ｂから出射
されるので、光源光の利用効率が向上する。そして拡散
性反射体１５の反射面をなす反射膜１５ｃが上記のよう
な形状とされているので、導光板１２のプリズム面１２
ｃから出射された光を効率よく反射、散乱することがで
きる。また拡散性反射体１５における反射特性として、
正反射方向を中心とする広い受光角範囲でほぼ均等な反
射率が得られるので、拡性反射体１５を経由してバック
ライト１０から出射される照明光の出射角度が広くな
り、均一性も向上する。一方、上述したように、導光板
１２のプリズム面１２ｃに形成されている溝１４の形状
を適宜設定することによって、導光板１２のプリズム面
１２ｃで反射されて出射面１２ｂから出射される光の輝
度が最大となる角度θ_Aを制御することが可能であるの
で、これにより照明光の特定方向への出射効率を高める
ことができる。したがって、液晶表示装置１の使用状態
に応じて観察者の視角範囲において、バックライト１０
から出射される照明光の輝度を大きくすることができ、
液晶表示装置１にあっては、観察者の視野角における液
晶表示画面の明るさを効率良く向上させることができ
る。

【００３８】また、本実施形態の液晶表示装置１は、太
陽光や照明等の周囲光が十分に明るい場合には、バック
ライト１０を点灯させなくても、周囲光がバックライト
１０の拡散性反射体１５で反射されるので、この反射光
を利用して反射型の液晶表示を行うこともできる。具体
的には、液晶表示装置１の周囲光が、液晶表示ユニット
２０、およびバックライト１０の導光板１２を経て、拡
散性反射体１５に到達し、その反射膜１５ｃ表面で反射
された反射光によって液晶表示ユニットが背面側から照
明され、液晶表示ユニット２０の表示が使用者に視認さ
れる。この場合にも、光源１３からの光を用いた透過型
の場合と同様に、バックライト１０の生産性が向上およ
び低コスト化、ならびにバックライト１０および液晶表
示装置１の薄型化を図ることができる。また、拡散性反
射体１５の反射面が上述した形状に形成されているの
で、映り込みが防止されるとともに、拡散性反射体１５
における反射角度の範囲が広くて均一性も良好であるの
で、広い視野角と明るい表示画面を有する液晶表示装置
が得られる。

【００３９】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を説明する。本実施形態と前記第１の実施形態
とが大きく異なる点は、拡散性反射体の反射面に形成さ
れている凹部の内面形状が異なっている点である。本実
施形態における拡散性反射体４５は、基材の表面に光反
射性を有する多数の凹部４０が重なり合うように連続し
て形成されており、基材は、基板と、基板上に形成され
たアクリル系樹脂等からなる有機膜と、有機膜の表面上
に設けられた高反射率の金属膜からなる反射膜とから構
成されている。

【００４０】図７は、本実施形態の拡散性反射体４５の
基材表面に形成されている多数の凹部４０の１つを示し
たもので、（ａ）は凹部４０の断面図であり、（ｂ）は
平面図である。この図に示すように、各凹部４０の内面
は、各々半径が異なる複数の球面の一部を連続させた面
からなっており、具体的には、各々半径が異なる２つの
球面の一部である周縁曲面４０ａと周縁曲面４０ａに囲
まれた位置に存在する底曲面４０ｂとを連続させた面か
らなっている。周縁曲面４０ａは中心をＯ₁として半径
がＲ₁である球面の一部である。また、底曲面４０ｂは
中心をＯ₂として半径がＲ₂である球面の一部である。各
々の球面の中心であるＯ₁、Ｏ₂のそれぞれから、拡散性
反射体４５の基材表面に立てた法線、すなわち反射膜の
凹部４０が形成されていない表面に対して垂直方向に立
てた法線はいずれも同一の直線Ｌ上に位置している。

【００４１】各々の半径とＲ₁とＲ₂は、Ｒ₁≦Ｒ₂の関係
にあり、かつ１０μｍ≦Ｒ₁≦７０μｍ、２０μｍ≦Ｒ₂
≦１００μｍの範囲で変化するものである。また、図７
（ａ）において、θ₁₁は周縁曲面４０ａの傾斜角で、１
０°≦θ₁₁≦３５°、および−３５°≦θ₁₁≦−１０°
の範囲で変化するものである。また、θ₁₂は底曲面４０
ｂの傾斜角で、４°≦θ₁₂≦１７°、および−１７°≦
θ₁₂≦−４°の範囲で変化するものである。なお、拡散
性反射体４５の表面を平面視したときの、凹部４０の周
縁曲面４０ａの半径ｒ₁および底曲面４０ｂの半径ｒ
₂は、各々の半径Ｒ₁とＲ₂、および傾斜角θ₁₁，θ₁₂に
応じて決まる。また、凹部４０の深さｄ₁₁およびピッチ
は、前記第１の実施形態と同様の理由により、好ましく
は深さｄ₁₁は０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに、
ピッチが５μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに設定さ
れる。

【００４２】図８は本実施形態で用いられている拡散性
反射体４５の反射面に、入射角３０°で光を照射し、受
光角を、反射面に対する正反射の方向である３０゜を中
心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで
振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単
位：％）との関係を示したものである。この図に示され
るように、本実施形態の拡散性反射体４５によれば、反
射面に形成された凹部４０の内面に、半径の小さい球面
の一部からなる周縁曲面４０ａが存在しており、これが
比較的絶対値の大きい傾斜角を与えるので、１５°〜４
５°という広い範囲で良好な反射率が得られる。また、
半径が大きい球面の一部からなる底曲面４０ｂは、平坦
面に近い曲面であるので、これが存在することによりゼ
ロに近い傾斜角を与える内面の割合が高くなる。その結
果、入射角度である３０°の正反射方向である反射角度
３０°における反射率をピークとして、その近傍の反射
率が高くなっている。

【００４３】かかる構成の拡散性反射体４５を備えた本
実施形態のバックライトによれば、拡散性反射体４５の
反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているの
で、導光板１２のプリズム面１２ｃから出射された光を
効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体４５
で反射される反射光は、特に正反射方向において反射率
が高くなるという指向性を有しているので、これにより
拡散性反射体４５を経由してバックライトの出射面から
出射される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出
射角度において出射効率を高くすることができる。

【００４４】そして、本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、前記第１の実施形態と同様に、バックライトを点灯
させることによって、透過型の液晶表示を行うことがで
き、バックライトの生産性向上、低コスト化、薄型化、
および液晶表示装置の薄型化を図ることができる。ま
た、特に本実施形態にあっては、上述したようにバック
ライトの拡散性反射体４５において正反射方向への反射
率が高いという指向性が得られるので、これにより、特
定の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなる
ように制御することが可能である。また、本実施形態の
液晶表示装置も、バックライトを点灯させずに、周囲光
がバックライトの拡散性反射体４５で反射された反射光
を利用して反射型の液晶表示を行うこともでき、透過型
の場合と同様に、バックライトの生産性が向上および低
コスト化、ならびにバックライトおよび液晶表示装置の
薄型化を図ることができるとともに、特に、拡散性反射
体４５の反射面が上述した形状に形成されているので、
映り込みが防止されるとともに、拡散性反射体４５にお
ける反射角度の範囲が広くて指向性もあるので、広い視
野角と特定の観察視角においてより明るい表示画面が得
られる液晶表示装置を実現できる。

【００４５】図９は、本実施形態の変形例を示したもの
で、拡散性反射体１４５の反射面を示した斜視図であ
る。この例では、基板１４５ａ上に設けられた有機膜１
４５ｂの表面にストライプ状の凹溝１４６が形成され、
さらに特定形状をなす多数の凹部１４０がランダムに形
成され、その上に反射膜１４５ｃが形成されている。こ
の例において、凹部１４０は図７に示した凹部４０と同
様であり、その内面は、各々球面の一部である周縁曲面
と、周面曲面に囲まれた位置にある底曲面とから形成さ
れている。周縁曲面の半径と底曲面の半径との関係、各
々の球面の中心から、拡散性反射体１４５の基材表面に
立てた法線が同一の直線上に位置する点等、種々の条件
も前記凹部４０と同様である。この例の拡散性反射体１
４５にあっては、本実施形態における拡散性反射体４５
と同様の作用効果が得られる他、凹溝１４６を形成した
ことにより、凹溝１４６が延びる方向に対して垂直な方
向における反射率を向上させることができる。したがっ
て、本例の拡散性反射体１４５を用いることにより、バ
ックライトからの出射効率を特定の出射角度において選
択的に向上させることができ、液晶表示装置にあって
は、特定の観察視角において表示画面をより明るくする
ことができる。

【００４６】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態を説明する。本実施形態と前記第１の実施形態
とが大きく異なる点は、拡散性反射体の反射面に形成さ
れている凹部の内面形状が異なっている点である。本実
施形態における拡散性反射体５５は、基材の表面に光反
射性を有する多数の凹部５０が重なり合うように連続し
て形成されており、基材は、基板と、基板上に形成され
たアクリル系樹脂等からなる有機膜と、有機膜の表面上
に設けられた高反射率の金属膜からなる反射膜とから構
成されている。

【００４７】図１０は、本実施形態の拡散性反射体５５
の基材表面に形成されている多数の凹部５０の１つを示
したもので、（ａ）は凹部５０の断面図であり、（ｂ）
は平面図である。この図に示すように、各凹部５０の内
面は、各々半径が異なる２つの球面の一部である周縁曲
面５０ａと周縁曲面５０ａに囲まれた位置に存在する底
曲面５０ｂとを連続させた面からなっている。周縁曲面
５０ａは中心をＯ₁として半径がＲ₁である球面の一部で
ある。また、底曲面５０ｂは中心をＯ₂として半径がＲ₂
である球面の一部である。各々の球面の中心である
Ｏ₁、Ｏ₂のそれぞれから、拡散性反射体５５の基材表面
に立てた法線は、各々別個の直線Ｌ₁，Ｌ₂上に位置して
いる。

【００４８】各々の半径とＲ₁とＲ₂は、Ｒ₁＜Ｒ₂の関係
にあり、かつ１０μｍ≦Ｒ₁≦７０μｍ、２０μｍ≦Ｒ₂
≦１００μｍの範囲で変化するものである。また、図１
０（ａ）において、θ₁₁は周縁曲面５０ａの傾斜角で、
１０°≦θ₁₁≦３５°、および−３５°≦θ₁₁≦−１０
°の範囲で変化するものである。また、θ₁₂は底曲面４
０ｂの傾斜角で、４°≦θ₁₂≦１７°、および−１７°
≦θ₁₂≦−４°の範囲で変化するものである。なお、拡
散性反射体５５の表面を平面視したときの、凹部５０の
周縁曲面５０ａの半径ｒ₁および底曲面５０ｂの半径ｒ₂
は、各々の半径Ｒ₁とＲ₂、および傾斜角θ₁₁，θ₁₂に応
じて決まる。また、凹部５０の深さｄおよびピッチは、
前記第１の実施形態と同様の理由により、好ましくは深
さｄは０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに、ピッチ
が５μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに設定される。

【００４９】図１１は本実施形態で用いられている拡散
性反射体５５の反射面に、入射角３０°（図１０におけ
る右側の方向からの入射）で光を照射し、受光角を、反
射面に対する正反射の方向である３０゜を中心として、
垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったとき
の受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）と
の関係を示したものである。この図に示されるように、
本実施形態の拡散性反射体５５によれば、反射面に形成
された凹部５０の内面に、半径の小さい球面の一部から
なる周縁曲面５０ａが存在しており、これが比較的絶対
値の大きい傾斜角を与えるので、１５°〜４５°という
広い範囲で良好な反射率が得られる。また、半径が大き
い球面の一部からなる底曲面５０ｂは、平坦面に近い曲
面であるが、これが偏在することにより特定の範囲の傾
斜角を与える内面の割合が高くなる。その結果、入射角
度である３０°の正反射方向である反射角度３０°より
も、小さい反射角度における反射率が最も高くなり、そ
の方向をピークとして近傍の反射率も高くなっている。
したがって、この場合は、拡散性反射体５５の反射面で
反射した光の伝搬方向は、正反射方向よりも法線方向
（受光角０°側）側にシフトする。逆に、図１０におけ
る左側の方向から光を入射した場合、その反射光の伝搬
方向は正反射方向よりも基材表面側にシフトする。

【００５０】かかる構成の拡散性反射体５５を備えた本
実施形態のバックライトによれば、拡散性反射体５５の
反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているの
で、導光板１２のプリズム面１２ｃから出射された光を
効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体５５
で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高
くなるという指向性を有しているので、これにより拡散
性反射体５５を経由してバックライトの出射面から出射
される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角
度において出射光量を大きくすることができる。

【００５１】そして、本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、前記第１の実施形態と同様に、バックライトを点灯
させることによって、透過型の液晶表示を行うことがで
き、バックライトの生産性向上、低コスト化、薄型化、
および液晶表示装置の薄型化を図ることができる。ま
た、特に本実施形態にあっては、上述したようにバック
ライトの拡散性反射体５５において特定方向への反射率
が高いという指向性が得られるので、これにより、特定
の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるよ
うに制御することが可能である。

【００５２】また、本実施形態の液晶表示装置も、バッ
クライトを点灯させずに、周囲光がバックライトの拡散
性反射体５５で反射された反射光を利用して反射型の液
晶表示を行うこともでき、透過型の場合と同様に、バッ
クライトの生産性が向上および低コスト化、ならびにバ
ックライトおよび液晶表示装置の薄型化を図ることがで
きるとともに、特に、拡散性反射体５５の反射面が上述
した形状に形成されているので、映り込みが防止される
とともに、拡散性反射体５５における反射角度の範囲が
広くて指向性もあるので、広い視野角と特定の観察視角
においてより明るい表示画面が得られる液晶表示装置を
実現できる。

【００５３】また、本実施形態においても、前記第２の
実施形態と同様に、変形例として、基板上に設けられた
有機膜の表面にストライプ状の凹溝を形成し、さらに特
定形状をなす多数の凹部５０をランダムに形成し、その
上に反射膜を形成した構成としてもよい。そして、かか
る構成によれば、特に、拡散性反射体にあっては凹溝が
延びる方向に対して垂直な方向における反射率を向上さ
せることができ、バックライトにあっては出射効率を特
定の出射角度において選択的に向上させることができ、
液晶表示装置にあっては、特定の観察視角において表示
画面をより明るくすることができる。

【００５４】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態を説明する。本実施形態と前記第１の実施形態
とが大きく異なる点は、拡散性反射体の反射面に形成さ
れている凹部の内面形状が異なっている点である。本実
施形態における拡散性反射体６５は、基材の表面に光反
射性を有する多数の凹部６０が重なり合うように連続し
て形成されたもので、本実施形態において、基材は、基
板と、基板上に形成されたアクリル系樹脂等からなる有
機膜と、有機膜の表面上に設けられた高反射率の金属膜
からなる反射膜とから構成されている。

【００５５】図１２および１３は、本実施形態の拡散性
反射体６５の基材表面に形成されている多数の凹部６０
の１つを示したもので、図１２は凹部６０の斜視図であ
り、図１３は凹部６０の最深点を通過する特定断面Ｘに
おける断面図である。凹部６０の特定縦断面Ｘにおい
て、凹部６０の内面形状は、凹部６０の一の周辺部Ｓ１
から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線Ａに連
続して、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２
曲線Ｂとからなっている。これら両曲線は、最深点Ｄに
おいて共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互
いにつながっている。ここでの「傾斜角」とは、特定の
縦断面において凹部の内面の任意の箇所における接線
の、水平面（ここでは凹部が形成されていない部分の基
材表面Ｓ）に対する角度のことである。

【００５６】第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角は
第２曲線Ｄの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは凹部
３の中心Ｏからｘ方向にずれた位置にある。すなわち、
第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均
値は、第２曲線Ｂの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値
の平均値より大きくなっている。拡散性反射体の表面に
形成されている複数の凹部６０における、第１の曲線Ａ
の基材表面Ｓに対する傾斜角は、１〜８９°の範囲で不
規則にばらついている。また、凹部６０における第２曲
線Ｂの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は
０．５〜８８°の範囲で不規則にばらついている。両曲
線の傾斜角は、いずれもなだらかに変化しているので、
第１曲線Ａの最大傾斜角δmax（絶対値）は、第２曲線
Ｂの最大傾斜角δb（絶対値）よりも大きくなってい
る。また、第１曲線Ａと第２曲線Ｂとが接する最深点Ｄ
の基材表面に対する傾斜角はゼロとなっており、傾斜角
が負の値である第１曲線Ａと傾斜角が正の値である第２
曲線Ｂとは、なだらかに連続している。拡散性反射体６
５の表面に形成されている複数の凹部６０におけるそれ
ぞれの最大傾斜角δmaxは、２〜９０°の範囲内で不規
則にばらついているが、多くの凹部は最大傾斜角δmax
が４〜３５°の範囲内で不規則にばらついている。

【００５７】また凹部６０は、その凹面が単一の極小点
（傾斜角がゼロとなる曲面上の点）Ｄを有している。そ
してこの極小点Ｄと基材の基材表面Ｓとの距離が凹部６
０の深さｄを形成し、この深さｄは、複数の凹部６０に
ついてそれぞれ０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則に
ばらついている。また、本実施形態において、複数の凹
部６０のそれぞれにおける特定断面Ｘは、いずれも同じ
方向となっている。また各々の第１曲線Ａが単一の方向
に配向するように形成されている。すなわち、いずれの
凹部でも、図１２，１３に矢印で示すｘ方向が同一方向
を向くように形成されている。

【００５８】かかる構成の拡散性反射体６５にあって
は、複数の凹部６０における第１曲線Ａが単一の方向に
配向されているので、この拡散性反射体６５に対して、
図１３中のｘ方向（第１曲線Ａ側）の斜め上方から入射
した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの法線
方向側にシフトする。逆に、図１３中のｘ方向と反対方
向（第２曲線Ｂ側）の斜め上方から入射した光の反射光
は、正反射方向よりも基材表面Ｓの表面側にシフトす
る。したがって、特定縦断面Ｘにおける総合的な反射特
性としては、第２曲線Ｂ周辺の面によって反射される方
向の反射率が増加することになるので、これにより、特
定の方向における反射効率を選択的に向上させた反射特
性を得ることができる。

【００５９】例えば、本実施形態で用いられている拡散
性反射体６５の反射面に、上記ｘ方向から入射角３０°
で光を照射し、受光角を、反射面に対する正反射の方向
である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方
向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と
明るさ（反射率、単位：％）との関係は、前記第３の実
施形態とほぼ同様に、入射角度である３０°の正反射方
向である反射角度３０°よりも、小さい反射角度におけ
る反射率が最も高くなり、その方向をピークとして近傍
の反射率も高くなる。

【００６０】かかる構成の拡散性反射体６５を備えた本
実施形態のバックライトによれば、拡散性反射体６５の
反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているの
で、導光板１２のプリズム面１２ｃから出射された光を
効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体６５
で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高
くなるという指向性を有しているので、これにより拡散
性反射体６５を経由してバックライトの出射面から出射
される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角
度において出射効率を向上させることができる。

【００６１】そして、本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、前記第１の実施形態と同様に、バックライトを点灯
させることによって、透過型の液晶表示を行うことがで
き、バックライトの生産性向上、低コスト化、薄型化、
および液晶表示装置の薄型化を図ることができる。ま
た、特に本実施形態にあっては、上述したようにバック
ライトの拡散性反射体６５において特定方向への反射率
が高いという指向性が得られるので、これにより、特定
の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるよ
うに制御することが可能である。また、本実施形態の液
晶表示装置も、バックライトを点灯させずに、周囲光が
バックライトの拡散性反射体６５で反射された反射光を
利用して反射型の液晶表示を行うこともでき、透過型の
場合と同様に、バックライトの生産性が向上および低コ
スト化、ならびにバックライトおよび液晶表示装置の薄
型化を図ることができるとともに、特に、拡散性反射体
６５の反射面が上述した形状に形成されているので、映
り込みが防止されるとともに、拡散性反射体６５におけ
る反射角度の範囲が広くて指向性もあるので、広い視野
角と特定の観察視角においてより明るい表示画面が得ら
れる液晶表示装置を実現できる。

【００６２】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態を説明する。本実施形態と前記第１の実施形態
とが大きく異なる点は、拡散性反射体の反射面に形成さ
れている凹部の内面形状が異なっている点である。本実
施形態における拡散性反射体７５は、基材の表面に光反
射性を有する多数の凹部７０が重なり合うように連続し
て形成されたもので、本実施形態において、基材は、基
板と、基板上に形成されたアクリル系樹脂等からなる有
機膜と、有機膜の表面上に設けられた高反射率の金属膜
からなる反射膜とから構成されている。

【００６３】図１４〜１６は、本実施形態で用いられる
拡散性反射体７５の反射膜の表面に形成される１つの凹
部７０の内面形状を示したものである。図１４は、凹部
７０の斜視図であり、図１５は、凹部７０のＸ軸に沿う
断面（縦断面Ｘという）、図１６は、凹部７０のＸ軸と
直交するＹ軸に沿う断面（縦断面Ｙという）をそれぞれ
示している。図１５に示すように、凹部７０の縦断面Ｘ
における内面形状は、凹部７０の一つの周辺部Ｓ１から
最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線に連続し
て、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線
Ｂとからなるものである。図１５において右下がりの第
１曲線Ａと右上がりの第２曲線Ｂとは、最深点Ｄにおい
て共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いに
滑らかに連続している。ここでの「傾斜角」とは、特定
の縦断面において凹部の内面の任意の箇所における接線
の、水平面（ここでは凹部が形成されていない部分の基
材表面Ｓ）に対する角度のことである。

【００６４】第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角
は、第２曲線Ｂの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄ
は、凹部７０の中心ＯからＸ軸に沿って周縁に向かう方
向（ｘ方向）にずれた位置にある。すなわち、第１曲線
Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの傾斜角の
絶対値の平均値よりも大きくなっている。拡散性反射体
の表面に形成されている複数の凹部７０における第１曲
線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、２°〜９０°の範囲
で不規則にばらついており、また複数の凹部７０におけ
る第２曲線Ｂの傾斜角の絶対値の平均値も１°〜８９°
の範囲で不規則にばらついている。

【００６５】一方、図１６に示すように、凹部７０の縦
断面Ｙにおける内面形状は、凹部７０の中心Ｏに対して
ほぼ左右均等の形状を成しており、凹部７０の最深点Ｄ
の周辺は、曲率半径の大きい、すなわち、直線に近い浅
型曲線Ｅとなっている。また、浅型曲線Ｅの左右は、曲
率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとなっており、拡散性反
射体７５の表面に形成されている複数の凹部７０におけ
る前記浅型曲線Ｅの傾斜角の絶対値は、概ね１０°以下
である。また、これら複数の凹部７０における深型曲線
Ｆ，Ｇの傾斜角の絶対値も不規則にばらついているが、
例えば２°〜９０°である。また、最深点Ｄの深さｄ
は、０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則にばらついて
いる。

【００６６】本実施形態において、拡散性反射体７５の
表面に形成されている複数の凹部７０は、上記の縦断面
Ｘの形状を与える断面方向がいずれも同一方向となり、
かつ上記の縦断面Ｙの形状を与える断面方向がいずれも
同一方向となるとともに、最深点Ｄから第１曲線Ａを経
て周辺部Ｓ１へ向かう方向がいずれも同一方向となるよ
うに配向されている。すなわち、拡散性反射体の表面に
形成されている全ての凹部７０は、図１４，１５中に矢
印で示したｘ方向が同一方向を向くように形成されてい
る。

【００６７】本実施形態によれば、拡散性反射体７５の
表面に形成されている各凹部７０の向きが揃っており、
最深点Ｄから第１曲線Ａを経て周辺部Ｓ１へ向かう方向
がいずれも同一であるので、この拡散性反射体７５に対
して、図１４，１５中のｘ方向（第１曲線Ａ側）の斜め
上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材
表面Ｓの法線方向側にシフトする。逆に、図１４，１５
中のｘ方向と反対方向（第２曲線Ｂ側）の斜め上方から
入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの
表面側にシフトする。また、縦断面Ｘと直交する縦断面
Ｙは、曲率半径の大きい浅型曲線Ｅと、浅型曲線Ｅの両
側にあって曲率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとを有する
ように形成されているので、これにより拡散性反射体７
５の反射面において正反射方向の反射率も高められる。

【００６８】その結果、図１７に示すように、縦断面Ｘ
における総合的な反射特性としては、正反射方向の反射
率を十分に確保しつつ、特定の方向に反射光を適度に集
中させた反射特性とすることができる。図１７は、本実
施形態に係る拡散性反射体に、基材表面Ｓの法線方向よ
りも前記ｘ方向寄りの方向から入射角３０°で光を照射
し、視角を基材表面Ｓに対する正反射の方向である３０
°を中心として、垂線位置（０°）から６０°まで連続
的に変化させた場合の視角（θ°）と明るさ（反射率高
さ）との関係を示したものである。このグラフで表され
る反射特性は、正反射の角度３０゜より小さい反射角度
範囲の反射率の積分値が、正反射の角度より大きい反射
角度範囲の反射率の積分値より大きくなっており、反射
方向が正反射方向よりも法線側にシフトする傾向にあ
る。

【００６９】かかる構成の拡散性反射体７５を備えた本
実施形態のバックライトによれば、拡散性反射体７５の
反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているの
で、導光板１２のプリズム面１２ｃから出射された光を
効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体７５
で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高
くなるという指向性を有しているので、これにより拡散
性反射体７５を経由してバックライトの出射面から出射
される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角
度において出射効率を高くすることができる。

【００７０】そして、本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、前記第１の実施形態と同様に、バックライトを点灯
させることによって、透過型の液晶表示を行うことがで
き、バックライトの生産性向上、低コスト化、薄型化、
および液晶表示装置の薄型化を図ることができる。ま
た、特に本実施形態にあっては、上述したようにバック
ライトの拡散性反射体７５において特定方向への反射率
が高いという指向性が得られるので、これにより、特定
の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるよ
うに制御することが可能である。また、本実施形態の液
晶表示装置も、バックライトを点灯させずに、周囲光が
バックライトの拡散性反射体７５で反射された反射光を
利用して反射型の液晶表示を行うこともでき、透過型の
場合と同様に、バックライトの生産性が向上および低コ
スト化、ならびにバックライトおよび液晶表示装置の薄
型化を図ることができるとともに、特に、拡散性反射体
７５の反射面が上述した形状に形成されているので、映
り込みが防止されるとともに、拡散性反射体７５におけ
る反射角度の範囲が広くて指向性もあるので、広い視野
角と特定の観察視角においてより明るい表示画面が得ら
れる液晶表示装置を実現できる。

【００７１】尚、本発明の技術範囲は、上記の実施の形
態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
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、上記各実施形態においては、拡散性反射体の基
材が、基板と有機膜と反射膜とからなる構成としたが、
この構成に限らず、例えば基材をアルミニウム板などの
高反射率の金属板で構成し、その全面をポンチ（目打ち
具）の先端（凸部）で打刻して所定深さの凹部を多数形
成することによって拡散性反射体を構成してもよい。

【００７２】また、上記各実施形態では、導光板の出射
面１２ｂを平坦面とし、これと反対側の側面１２ｃをプ
リズム面としたが、出射面１２に溝を形成してプリズム
面とするとともに、これと反対側の側面１２ｃを平坦面
としてもよい。後者の場合には、出射面に形成される溝
の形状によって拡散性反射体への入射方向を制御するこ
とができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源と、導光板と、導光板上に積層された拡散性反射体
とからなり、構成部品点数が少なく薄型化を達成できる
とともに、組み立てが容易で製造効率が良い面状発光装
置が得られる。また本発明の面状発光装置の拡散性反射
体は、導光板側の表面に光反射性を有する複数の凹部が
形成されており、導光板から拡散性反射体側に出射され
た光がこの凹部により反射、拡散されるので、これによ
り面状発光装置の出射効率が向上し、出射光の均一性が
向上する。また、拡散性反射体の表面に形成される前記
凹部の形状によって拡散性反射体における反射特性を制
御することが可能であるので、これにより、必要に応じ
て、面状発光装置からの出射効率が特定の方向において
選択的に向上するように構成することができる。

【００７４】また、本発明の液晶表示装置は、本発明の
面状発光装置をバックライトとして備えたものであるの
で、液晶表示装置の薄型化、製造効率の向上、低コスト
化を図ることができる。面状発光装置における導光板の
溝の形状および／または拡散性反射体の凹部の内面形状
によって、面状発光装置から出射される照明光の出射角
度と出射光量のバランスを制御することが可能であるの
で、これにより、液晶表示装置の使用状態に応じて、観
察者の視角範囲において表示画面の輝度が最も高くなる
ように設計することが可能であり、液晶表示の明るさを
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態を示す断
面図である。

【図２】本発明に係るバックライトの実施形態を示す斜
視図である。

【図３】本発明に係る導光板の実施形態を示す拡大側面
図である。

【図４】本発明に係る拡散性反射体の実施形態を示す斜
視図である。

【図５】本発明に係る拡散性反射体の実施形態における
一凹部を示す断面図である。

【図６】図５で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射
特性の例を示すグラフである。

【図７】本発明に係る拡散性反射体の他の実施形態にお
ける一凹部を示したもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は
平面図である。

【図８】図７で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射
特性の例を示すグラフである。

【図９】本発明に係る拡散性反射体の他の実施形態の変
形例を示す斜視図である。

【図１０】本発明に係る拡散性反射体の他の実施形態に
おける一凹部を示したもので、（ａ）は断面図、（ｂ）
は平面図である。

【図１１】図１０で示した凹部を備えた拡散性反射体の
反射特性の例を示すグラフである。

【図１２】本発明に係る拡散性反射体の他の実施形態に
おける一凹部を示した斜視図である。

【図１３】図１２中のＸ軸に沿う断面図である。

【図１４】本発明に係る拡散性反射体の他の実施形態に
おける一凹部を示した斜視図である。

【図１５】図１４中のＸ軸に沿う断面図である。

【図１６】図１４中のＹ軸に沿う断面図である。

【図１７】図１４で示した凹部を備えた拡散性反射体の
反射特性の例を示すグラフである。

【図１８】従来の透過型液晶表示装置の例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…液晶表示装置、１０…バックライト（面状発光装
置） １２…導光板、１３…光源、１４…溝、１４ａ…緩斜面
部、１４ｂ…急斜面部、１５，４５，５５，６５，７
５，１４５…拡散性反射体、１６…接着層、２０…液晶
表示ユニット、２１…第１の基板、２２…第２の基板、
２３…液晶層、３０，４０，５０，６０，７０，１４０
…凹部。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者 鹿野 満 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 宮田 裕安 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 山下 龍麿 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA16Z FA17Z FA21Z FA23Z FA31Z FA32Z FA42Z FA44Z FA45Z FB02 FB04 FB07 FB08 FC02 FD14 KA10 LA11 LA12 LA18 LA19

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、板状で、前記光源からの光を端
   面に設けられた入射面から導入して一方の側面から出射
   する導光板と、前記導光板の他方の側面上に積層された
   拡散性反射体とを備えてなり、 前記拡散性反射体は、基材の表面に光反射性を有する複
   数の凹部が形成されており、該凹部が形成されている面
   が前記導光板側を向くように配されていることを特徴と
   する面状発光装置。
2. 【請求項２】 前記導光板の両側面のうちのいずれか一
   方には、緩斜面部と、該緩斜面部より急な傾斜角度を有
   する急斜面部とで形成される複数の溝が、前記導光板の
   側面を平面視したときに前記入射面と平行なストライプ
   状となるように連続して形成されており、前記溝を形成
   する急斜面部が緩斜面部より光源側に配されていること
   を特徴とする請求項１記載の面状発光装置。
3. 【請求項３】 前記導光板と前記拡散性反射体との間に
   光透過性の接着層が介在していることを特徴とする請求
   項１または２のいずれかに記載の面状発光装置。
4. 【請求項４】 前記拡散性反射体の前記凹部の内面形状
   が球面の一部をなす形状であることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の面状発光装置。
5. 【請求項５】 前記拡散性反射体の前記凹部の内面が、
   各々半径が異なる複数の球面の一部を連続させた面から
   なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   面状発光装置。
6. 【請求項６】 前記拡散性反射体の前記凹部の内面が、
   各々半径が異なる２つの球面の一部である周縁曲面と該
   周縁曲面に囲まれた位置に存する底曲面とを連続させた
   面からなり、周縁曲面を形成する球面の半径が、底曲面
   を形成する球面の半径より小さく、かつ各々の球面の中
   心から前記基材表面に立てた法線が、互いに同一直線上
   に存することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の面状発光装置。
7. 【請求項７】 前記拡散性反射体の前記凹部の内面が、
   各々半径が異なる２つの球面の一部である周縁曲面と該
   周縁曲面に囲まれた位置に存する底曲面とを連続させた
   面からなり、周縁曲面を形成する球面の半径が、底曲面
   を形成する球面の半径より小さく、かつ各々の球面の中
   心から前記基材表面に立てた法線が、互いに異なる直線
   上に存することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の面状発光装置。
8. 【請求項８】 前記拡散性反射体の前記凹部は、凹部の
   最深点を通過する以下の特定縦断面を有し、 前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺
   部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続し
   て、凹部の最深点から他の周辺部に至る第２曲線とから
   なり、第１曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の平
   均値が、第２曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の
   平均値より大きくされていることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載の面状発光装置。
9. 【請求項９】 前記拡散性反射体の前記複数の凹部は、
   各々が凹部の最深点を通過する以下の第１縦断面と第２
   縦断面を有し、 前記第１縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺
   部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続し
   て、凹部の最深点から他の周辺部に至る第２曲線とから
   なり、第１曲線の前記基材表面に対する傾斜角の絶対値
   の平均値が、第２曲線の前記基材表面に対する傾斜角の
   絶対値の平均値より大きくされる一方、 前記第２縦断面は、第１縦断面と直交し、その内面の形
   状が、浅型曲線と、浅型曲線の両側にあって浅型曲線よ
   りも曲率半径の小さい深型曲線とからなることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の面状発光装置。
10. 【請求項１０】 一対の基板と、該基板間に液晶層を挟
    持してなる液晶表示ユニットの背面側に、請求項１〜９
    のいずれかに記載の面状発光装置が設けられていること
    を特徴とする液晶表示装置。