(57)【要約】【課題】大型かつ薄型な形状である液晶表示装置のバックライトユニットとして用いるに好適な、優れた耐久性と輝度の安定性を有する光源を備えたバックライトユニットを提供すること。【解決手段】矩形状の光射出面、互いに対向する位置に配置される２つの光入射面、これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従って厚さが厚くなる対称な２つの傾斜面、これらの２つの傾斜面を接合する湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板と、前記導光板の２つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された２つの光源と、前記導光板の光出射面上に配置され、前記光源から出射される光を白色光に変換する光学調整部材と、前記光源および前記導光板を収納する筐体とを有することを特徴とするバックライトユニットおよびこれを用いる液晶表示装置。【選択図】図２
2010097908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光射出面、前記光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される２つの光入射面、これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜面、これらの２つの傾斜面を接合する湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板と、
前記導光板の２つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された２つの光源と、
前記導光板の光出射面上に配置され、前記光源から出射される光を白色光に変換する光学調整部材と、
前記光源および前記導光板を収納する筐体とを有することを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記光源は単一の発光素子であり、前記光学調整部材は、前記発光素子から出射される光により励起され、前記発光素子から出射される光の補色となる光を出射する蛍光体である白色光に変換するものである請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記光学調整部材は、前記蛍光体を含むフィルムとプリズムフィルムとを有するものである請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記光学調整部材は、前記導光板の光出射面上に、前記蛍光体を含むフィルムと上方に凸のプリズムを有するフィルムとをこの順に積層したものである請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記光学調整部材は、前記導光板の光出射面上に、下方に凸のプリズムを有するフィルムと前記蛍光体を含むフィルムとをこの順に積層したものである請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記光源は青色光を発光する発光素子であり、前記蛍光体は前記発光素子が発光する青色光により励起されて、前記発光素子の発光する青色光と補色のかんけいとなる黄色光を出射する蛍光体である請求項２〜５のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記光源は青色光を発光する発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）である請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記各構成要素に加えて、
前記光源と前記導光板とを、前記光源と前記導光板の前記光入射面との間の距離を一定にして固定して一体化する固定手段と、
前記固定手段によって一体化された前記光源および前記導光板を収納する筐体と、
前記光源の長手方向における伸縮を吸収するための、前記光源を前記導光板の前記光入射面に直交する方向に沿って摺動させるすべり機構とを有する請求項１〜７のいずれかに記載のバックライトユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のバックライトユニットと、液晶表示パネルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニットおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、通常、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板と、この導光板から出射される光を均一化するプリズムフィルムや拡散フィルムなどの部品を用いて構成される。
【０００３】
従来は、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流であった。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保していた。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要であり、これ以上の薄型化が困難であった。
【０００４】
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式（例えば、特許文献１〜４参照）のバックライトユニットが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、少なくとも１つの光入射領域および少なくとも１つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムフィルムと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献３には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光射出面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献４には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。
【０００６】
また、導光板としては、上記以外にも中間部の厚みが入射側の端部および対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されている導光板、入光部から離れるに従って厚みが厚くなる方向に傾斜した反射面を有する導光板、表面部と裏面部との間の距離が入射部で最小になり、入射部から最大離距離において厚さが最大になるような形状を有する形状の導光板が提案されている（例えば、引用文献５〜８参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−３６０３７号公報
【特許文献２】特開平０８−２４８２３３号公報
【特許文献３】特開平０８−２７１７３９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３９６３号公報
【特許文献５】特開２００３−９０９１９号公報
【特許文献６】特開２００４−１７１９４８号公報
【特許文献７】特開２００５−１０８６７６号公報
【特許文献８】特開２００５−３０２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、光源から遠ざかるにつれて厚みが薄くなる導光板を用いるタンデム方式などのバックライトユニットでは、薄型のものを実現することが可能であるが、冷陰極管とリフレクタの相対寸法の関係により光利用効率で直下型より劣っているという問題があった。また、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容する形状の導光板を用いる場合、冷陰極管から遠ざかるにつれて厚みを薄くする形状とすることはできるが、導光板の厚みを薄くすると、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなり、光射出面の輝度むらが顕著になるという問題があった。また、これらの方式の導光板は、いずれも、形状が複雑となるため、加工コストがアップし、大型、例えば、画面サイズが３７インチ以上、特に、５０インチ以上の液晶テレビのバックライト用の導光板とした時には、高コストとなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、特許文献５〜８には、製造安定化や、多重反射を利用した輝度（光量）むらを抑制するために光入射面から離れるに従って厚みを厚くする導光板が提案されているが、これらの導光板は、透明体であり、光源から入射した光がそのまま反対方向の端部側に光が抜けてしまうため、下面にプリズムやドットパターンを付与する必要がある。
また、光入射面とは反対側の端部に反射部材を配置し、入射した光を多重反射させて光射出面から射出させる方法もあるが、大型化するためには導光板を厚くする必要があり、重くなり、コストも高くなる。また、光源の写りこみが生じ、輝度むらとなるという問題もある。
【００１０】
一方、平板型導光板を用いたサイドライト方式では、入射光を光射出面から効率よく射出させるために、内部に微小な散乱粒子を分散させている。このような平板形状の導光板では、散乱微粒子を均一に分散させても大画面化すると、散乱微粒子濃度が０．３０ｗｔ％であれば、光利用効率８３％を確保できるが、図１４に実線で示す照度分布のように、中央部が暗くなり、明るさにむら、すなわち輝度むらが生じ、視認されてしまうという問題があった。
この輝度むらを平坦にするためには、散乱微粒子の濃度を下げて先端からの漏れ光を増やす必要があり、結果として利用効率の低下を生じ、また、輝度も低下するという問題があった。例えば、同一条件で、散乱微粒子濃度を０．１０ｗｔ％とすれば、図１４に点線で示すように、輝度むらを大幅に低減できるが、輝度が低下し、光利用効率も４３％に低下するという問題があった。
さらに、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイに求められる光射出面上の明るさの分布は、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な分布、例えば釣鐘状の分布である。しかしながら、散乱微粒子が分散した平板形状の導光板では、散乱微粒子の濃度を下げて平坦な明るさの分布を得ることはできるが、中高な明るさの分布を実現することはできないという問題があった。
【００１１】
さらに、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイに求められる光射出面上の明るさの分布は、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な分布、例えば釣鐘状の分布である。しかしながら、散乱微粒子が分散した平板形状の導光板では、散乱微粒子の濃度を下げて平坦な明るさの分布を得ることはできるが、中高な明るさの分布を実現することはできないという問題があった。
【００１２】
さらに、薄型バックライト用に、タンデム方式の導光板とは逆に、光源から遠ざかるにつれて厚みが厚くなる導光板を用いることも考えられているが、薄型化が可能で、画面全体に平坦な輝度が得られているものの、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な明るさの分布を得ることについては全く開示がなく、全く考慮だにされていないという問題があった。
【００１３】
また、大型の導光板は、周囲の温度・湿度による伸縮が大きく、５０インチ程度のサイズでは、５ｍｍ以上の伸縮を繰り返す。そのため、最悪の場合、伸縮した導光板が液晶パネルを押し上げ、液晶表示装置から出射される光にプール状のむらが発生する。これを避けるためには、予め、液晶パネルとバックライトユニットとの距離を大きくとることが考えられるが、これでは、液晶表示装置の薄型化が不可能であるという問題がある。
【００１４】
これとは別に、バックライトユニットに用いられる光源に関しても、改良すべき点がある。すなわち、最近のバックライトユニットには光源としてＬＥＤが用いられることが多く、特にコストの点から、１個のＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた、擬似白色光源が主に用いられている。この場合、従来の擬似白色光源においては、例えば、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを近接させて配置したものが用いられている。
【００１５】
ところが、このようにＬＥＤと蛍光体とを近接させて配置した場合には、ＬＥＤから放射される熱により蛍光体が経時的に劣化して、発光輝度が変化するという問題がある。
この経時変化の程度は、それほど大きなものではないが、液晶表示装置を長期間、安定した状態で使用する上では、解決すべき重要な問題である。
【００１６】
本発明は、従来技術における上記問題点を解消するためになされたものであって、その第１の目的は、大型かつ薄型な形状である液晶表示装置のバックライトユニットとして用いるに好適な、優れた耐久性と輝度の安定性を有する光源を備えたバックライトユニットを提供することにある。
また、第２の目的は、このような優れた耐久性を有する光源を備えたバックライトユニットを組み込んだ、優れた耐久性を有する液晶表示装置を提供することにある。
なお、本発明の他の目的は、光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる導光板およびこのような導光板を組み込んだバックライトユニットを用いる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、矩形状の光射出面、前記光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される２つの光入射面、これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜面、これらの２つの傾斜面を接合する湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板と、前記導光板の２つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された２つの光源と、前記導光板の光出射面上に配置され、前記光源から出射される光を白色光に変換する光学調整部材と、前記光源および前記導光板を収納する筐体とを有することを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記光源は単一の発光素子であり、前記光学調整部材は、前記発光素子から出射される光により励起され、前記発光素子から出射される光の補色となる光を出射する蛍光体である白色光に変換するものであることが好ましい。
また、前記光学調整部材は、前記蛍光体を含むフィルムとプリズムフィルムとを有するものであることが好ましい。
また、前記光学調整部材は、前記導光板の光出射面上に、前記蛍光体を含むフィルムと上方に凸のプリズムを有するフィルムとをこの順に積層したものであることが好ましい。
またさらに、前記光学調整部材は、前記導光板の光出射面上に、下方に凸のプリズムを有するフィルムと前記蛍光体を含むフィルムとをこの順に積層したものであることが好ましい。
【００１９】
また、ここで、前記光源は青色光を発光する発光素子であり、前記蛍光体は前記発光素子が発光する青色光により励起されて、前記発光素子の発光する青色光と補色のかんけいとなる黄色光を出射する蛍光体であることが好ましい。
また、前記光源は青色光を発光する発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）であることが好ましい。
またさらに、本発明に係るバックライトユニットは、前記各構成要素に加えて、前記光源と前記導光板とを、前記光源と前記導光板の前記光入射面との間の距離を一定にして固定して一体化する固定手段と、前記固定手段によって一体化された前記光源および前記導光板を収納する筐体と、前記光源の長手方向における伸縮を吸収するための、前記光源を前記導光板の前記光入射面に直交する方向に沿って摺動させるすべり機構とを有するものであることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上述の各バックライトユニットと液晶表示パネルとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大型かつ薄型な形状である液晶表示装置のバックライトユニットとして用いるに好適な、優れた耐久性と輝度の安定性を有する光源を備えた、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせたバックライトユニットを得ることができる。
また、本発明によれば、上述のような優れた耐久性を有するバックライトユニットを組み込んだ、優れた耐久性を有する液晶表示装置を提供することができる。
さらに、本発明によれば、上述のように用いるに好適な、光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる導光板およびこのような導光板を組み込んだ液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る液晶表示装置に用いられる面状照明装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、導光板の２辺に光源からの光を入射させる２辺入射方式の面状照明装置を代表例とするが、本発明はこれに限定されないのはいうまでもないことである。
図１は、本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図２は、図１に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。図３は、図２に示す面状照明装置（以下「バックライトユニット」ともいう）の光源部近傍の拡大図である。図４（Ａ）は、図２に示す面状照明装置の導光板およびその２辺に配置される光源を示す部分省略平面図であり、図４（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２３】
図１に示すように、液晶表示装置１０は、バックライトユニット２０と、そのバックライトユニット２０の光射出面側に配置される液晶表示パネル１２と、液晶表示パネル１２を駆動する駆動ユニット１４とを有する。なお、図１においては、面状照明装置の構成を示すため、液晶表示パネル１２の一部の図示を省略している。
【００２４】
液晶表示パネル１２は、予め特定の方向に配列してある液晶分子に、部分的に電界を印加してこの分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化を利用して、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット１４は、液晶表示パネル１２内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル１２を透過する光の透過率を制御する。
【００２５】
バックライトユニット２０は、液晶表示パネル１２の背面から、液晶表示パネル１２の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル１２の画像表示面と略同一形状の光射出面２４ａを有する。
【００２６】
本発明に係るバックライトユニット２０は、図１，図２，図３，図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、２つの光源２８、導光板３０、固定手段３１、光学部材ユニット３２および反射板３４とを有する照明装置本体２４と、下部筐体４２、上部筐体４４、補強部材４６およびすべり機構４８を有する筐体４０とで構成されている。なお、図示例においては、さらに、反射板３４と下部筐体４２の間には、ヒートシンク６４とヒートパイプ６６が設けられている。
また、図１に示すように、筐体４０の下部筐体４２（図２参照）の裏側には、光源２８に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部４９が取り付けられている。
以下、バックライトユニット２０を構成する各構成部品について説明する。
【００２７】
照明装置本体２４は、光を射出する光源２８と、光源２８から射出された光を面状の光として射出する導光板３０と、導光板３０と光源２８との光軸距離および光軸垂直距離を一定に保って固定する固定手段３１と、導光板３０から射出された光を、散乱や拡散させてよりむらのない光とする光学部材ユニット３２と、導光板３０から漏出した光を反射させて導光板に再度入射させる反射板３４を有する。
ここで、導光板３０と光源２８との光軸距離とは、図４（Ｂ）に示すように、光源２８の光射出面と導光板３０の光入射面（３０ｄ、３０ｅ）との間の距離ｃをいう。また、導光板３０と光源２８との光軸垂直距離とは、導光板３０と光源２８の導光板の厚さ方向に対するそれぞれの光軸間の距離をいう。
【００２８】
まず、光源２８について説明する。
図５（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置２０の光源２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す光源２８の断面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す光源２８を構成する１つのＬＥＤ（発光ダイオード）チップ５０のみを拡大して示す概略斜視図である。
図５（Ａ）に示すように、光源２８は、複数のＬＥＤチップ５０と、光源支持部５２とを有する。
【００２９】
ＬＥＤチップ５０は、ここでは、例えば青色光を射出する発光ダイオードであり、所定面積の発光面５８を有し、この発光面５８から青色光を射出する。
後述するように、本発明に係る導光板においては、光源としてのＬＥＤチップ５０の発光ダイオードの表面から射出された青色光が導光板３０内を散乱・反射を繰り返しつつ伝播して、導光板３０の光出射面３０ａから射出され、プリズムフィルムにより角度分布を調整された後、蛍光体フィルム上の蛍光体に入射・透過して蛍光体が蛍光を出力する。
ここで、ＬＥＤチップ５０としては、ＧａＮ系発光ダイオード、ＩｎＧａＮ系発光ダイオード等が好適に用いられ、また、上記蛍光体フィルム上の蛍光体としては、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体が例示される。
【００３０】
光源支持部５２は、図５（Ｂ）に示すように、アレイ基板５４と複数のフィン５６とを有する。上述した複数のＬＥＤチップ５０は、所定間隔離間して一列でアレイ基板５４上に配置されている。具体的には、光源２８を構成する複数のＬＥＤチップ５０は、後述する導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面３０ａと第１光入射面３０ｄとが交わる線と平行に、または、光射出面３０ａと第２光入射面３０ｅとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されアレイ基板５４上に固定されている。
【００３１】
アレイ基板５４は、一面が導光板３０の最薄側端面である光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に対向して配置される板状の部材である。アレイ基板５４の導光板３０の光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に対向する面となる側面には、ＬＥＤチップ５０が支持されている。
ここで、上述のアレイ基板５４は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、ＬＥＤチップ５０から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。
【００３２】
複数のフィン５６は、それぞれ銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成された板状部材であり、アレイ基板５４のＬＥＤチップ５０が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン５６と所定間隔離間して連結されている。
光源支持部５２に、複数のフィン５６を設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、ＬＥＤチップ５０の冷却効率を高めることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部５２のアレイ基板５４をヒートシンクとして用いたが、ＬＥＤチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。
【００３３】
また、図５（Ａ）に示すように、光源支持部５２の上面５２ａ（具体的には上面側のフィン５６）の両端部には２箇所にネジ穴５２ｃが設けられている。また、光源支持部５２の下面５２ｂ（具体的には下面側のフィン５６）には上面５２ａのネジ穴５２ｃに対応した位置にネジ穴５２ｄが設けられている。後述するように、ネジ穴５２ｃおよび５２ｄは、それぞれネジ３１ｂおよび３１ｃによって、図３に示すように、光源２８を固定手段３１に固定するのに用いられる。
【００３４】
ここで、図５（Ｃ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ５０は、ＬＥＤチップ５０の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板３０の厚み方向（光射出面３０ａに垂直な方向）が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、ＬＥＤチップ５０は、導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の長さをａ、配列方向の長さをｂとしたときに、ｂ＞ａとなる形状である。また、ＬＥＤチップ５０の配置間隔をｑとするとｑ＞ｂである。このように、ＬＥＤチップ５０の導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ５０の配置間隔ｑの関係が、ｑ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、ＬＥＤチップ５０を１列に並べ、単層構造としたが、本発明はこれに限定されず、アレイ支持体に複数のＬＥＤチップ５０を配置した構成のＬＥＤアレイを複数個、積層させた構成の多層ＬＥＤアレイを光源として用いることもできる。このようにＬＥＤアレイを積層させる場合でもＬＥＤチップ５０を長方形形状とし、ＬＥＤアレイを薄型にすることで、より多くのＬＥＤアレイを積層させることができる。このように、多層のＬＥＤアレイを積層させる、つまり、ＬＥＤアレイ（ＬＥＤチップ）の充填率を高くすることで、より大光量を出力することができる。
【００３６】
次に、本発明に係る特徴的構成を有する導光板３０について説明する。
図６は、導光板３０本体の形状を示す概略斜視図である。図７（Ａ）は、導光板３０本体の形状を表す断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す導光板３０本体の部分拡大断面図である。
導光板３０は、図６および図７に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面３０ａと、この光射出面３０ａの両端に、光射出面３０ａに対してほぼ垂直に形成された２つの光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）と、光射出面３０ａの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに並行で、光射出面３０ａを２等分する２等分線α（図１，図４参照）を中心軸として互いに対称で、光射出面３０ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）と、光射出面３０ａの光入射面が形成されていない側の両端（光射出面３０ａと光入射面との交線に直交する２つの辺）に、光出射面３０ａに対して略垂直に形成された２つの側面（第１側面３０ｆと第２側面３０ｇ）とを有している。２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）との接合部分には、曲率半径Ｒの湾曲部３０ｈが形成され（図７（Ｂ）参照）、輝線等の輝度むらの発生を防止している。
【００３７】
図６に示すように、光射出面３０ａの第１光入射面３０ｄと第１側面３０ｆとが交わる角隅３０ｉ、および第２光入射面３０ｅと第１側面３０ｆとが交わる角隅３０ｋのそれぞれの内側近傍には、それぞれ、導光板３０を固定部材３１ａに固定するための第１丸穴６０ａ、および第２丸穴６０ｃが設けられている。また、導光板３０の背面側における第１丸穴６０ａ、および第２丸穴６０ｃにそれぞれ対応する位置には、第１丸穴６０ｂ、および第２丸穴６０ｄが設けられている。
また、光射出面３０ａの第１光入射面３０ｄと第２側面３０ｇとが交わる角隅３０ｊ、および第２光入射面３０ｅと第２側面３０ｆとが交わる角隅３０ｌのそれぞれの内側近傍には、それぞれ、導光板３０を固定部材３１ａに連結するための、光入射面３０ｄ、３０ｅに平行な方向に長い第１長穴６２ａ、および第２長穴６２ｃが設けられている。また、導光板３０の背面側における第１長穴６２ａ、および第２長穴６２ｃに対応する位置にそれぞれ第１長穴６２ｂ、および第２長穴６２ｄが設けられている。
【００３８】
また、第１丸穴６０ａが設けられている角隅３０ｉの内側近傍には、第１丸穴６０ａに近接して、導光板３０を筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に連結するための第３丸穴６１ａが設けられている。
また、第１長穴６２ａおよび第２丸穴６０ｃが設けられている各角隅３０ｊおよび３０ｋの内側近傍には、第１長穴６２ａおよび第２丸穴６０ｃにそれぞれ近接して、導光板３０を筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に連結するための、光入射面３０ｄに平行な方向に長い第３長穴６３ａおよび光入射面３０ｅに垂直な方向に長い第４長穴６３ｂが設けられている。
【００３９】
なお、２つの光入射面３０ｄおよび３０ｅは、略矩形形状の光射出面３０ａの対向する長辺側に対向して位置しており、対向して配置された光源２８から２つの光入射面３０ｄおよび３０ｅに入射した光は、略矩形形状の光射出面３０ａの対向する短辺に平行に導光板３０内を伝播する。
第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃは、２等分線αに対して線対称であり、光射出面３０ａに対し対称に傾斜している。湾曲部３０ｈも、２等分線αに対して線対称に湾曲している。導光板３０は、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部の２等分線αに対応する部分、すなわち湾曲部３０ｈの中央部分で最も厚く（ｔmax）、両端部の２つの光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）で最も薄く（ｔmin）なっている。
すなわち、導光板３０の断面形状は、２等分線αを通る中心軸に対して線対称である。
【００４０】
ここで、本発明においては、第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅとの間の光が伝播する導光長Ｌは、２２インチ（２２”）の画面サイズ以上の液晶パネル１２を対象としているので、３００ｍｍ以上であり、最大６５インチ（６５”）の画面サイズ以上の液晶パネル１２を対象とするので、８３０ｍｍ以下である必要がある。より詳細には、２２インチ（２２”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、３００ｍｍ以上、３２０ｍｍ以下であり、３７インチ（３７”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、４８０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であり、４２インチ（４２”）および４６インチ（４６”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、５１５ｍｍ以上、６２０ｍｍ以下であり、５２インチ（５２”）および５７インチ（５７”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌ（図７（Ａ）参照）は、６２５ｍｍ以上、７７０ｍｍ以下であり、６５インチ（６５”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、７８５ｍｍ以上、８３０ｍｍ以下であるのが良い。
【００４１】
また、導光板３０の厚みが最も薄い光入射面３０ｄおよび３０ｅの最小厚さｔｍｉｎは、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であるのが好ましい。
その理由は、最小厚さが小さ過ぎると、光入射面３０ｄおよび３０ｅが小さくなり過ぎて、光源２８からの光入射が少なくなり、光射出面３０ａから十分な輝度の光を射出することができないし、最小厚さが大き過ぎると、最大厚さが厚くなり過ぎ、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が５５％以上を満たさないからである。
また、導光板３０の厚みが最も厚い湾曲部３０ｈの中央の最大厚みｔｍａｘは、１．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であるのが好ましい。
その理由は、最大厚さが厚くなり過ぎる場合、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が５５％以上を満たさないからであり、最大厚さが薄くなり過ぎる場合、中央部の湾曲部３０ｈの曲率半径Ｒが大きすぎて成形に適さないし、平板の場合と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では、光利用効率が５５％以上を満たさないし、逆に、光利用効率が５５％以上を達成する粒子濃度では 中高分布を実現できないからである。
【００４２】
従って、傾斜背面３０ｂおよび３０ｃのテーパ、すなわちテーパ角（傾斜角）は、０．１°以上、２．２°以下であるのが好ましい。
その理由は、テーパが大き過ぎる場合、最大厚さが必要以上に大きくなりすぎてしまうし、必要以上に中高な分布になりすぎてしまうからであり、テーパが小さ過ぎる場合、最小厚さが小さすぎる場合と同様に、湾曲部３０ｈの曲率半径Ｒ（以下「中央部半径Ｒ」ともいう。）が大きすぎて成形に適さないし、光利用効率が５５％以上を達成する粒子濃度では中高分布を実現できないし、逆に、平板と同様に、中高な輝度分布を達成する粒子濃度では光利用効率が５５％以上を満たさないからである。
その結果、湾曲部３０ｈの曲率半径Ｒは、１，５００ｍｍ以上、４５，０００ｍｍ以下であるのが好ましい。
なお、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、傾斜背面３０ｂおよび３０ｃのテーパ角をθとするとき、ＬＲ＝２Ｒｓｉｎθで表され、最大厚みｔmax＝ｔmin−［（ＬＲ／２）ｔａｎθ＋Ｒｃｏｓθ−Ｒ］で表され、テーパ角θ＝ｔａｎ−１［（ｔmax−ｔmin）／（Ｌ／２）］で表される。
【００４３】
本発明においては、導光板３０の形状を、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなるような形状（以下、逆楔形状という）にすることにより、入射した光をより奥に伝播しやすくして、光利用効率を維持しながら面内均一性を向上させ、さらに、中高な、いわゆる釣鐘状の輝度分布を得るものである。すなわち、このような形状とすることにより、上述した従来の平板形状の導光板では中央が暗くなる分布を、均一あるいは中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
また、傾斜背面３０ｂおよび３０ｃの中央の接合部分を湾曲部３０ｈとして滑らかに接合することにより、中央の接合部分にできる帯むらを、均一あるいは中高な、いわゆる釣鐘状の分布とすることができる。
【００４４】
ここで、逆楔形状の導光板のテーパ角を変化させた際における、光利用効率および面内均一性の変化の一例を示す。
図７に示す導光板において、最小厚みｔminおよび導光長Ｌは一定で、最大厚みｔmaxを変えて傾斜背面のテーパ角θを種々変更したときの、光利用効率および面内均一性を、シミュレーションにより求めた結果を表１に示す。ここで、面内均一性［％］は、導光板の光射出面から射出される光の最小輝度と最大輝度との比であり、最小輝度／最大輝度で表される。
【００４５】
【表１】
2010097908.tif 000003
【００４６】
さらに、表１に示す導光板において、導光板の輝度分布と、テーパ角との関係をシミュレーションによって求めた結果を図８に示す。図８では、縦軸を規格化輝度とし、横軸を導光板の端部からの距離［ｍｍ］とした。ここで、規格化輝度とは、計算例の一つであるＴＰ２の平均輝度を１として規格化した値である。
表１および、図８に示すように、導光板を逆楔形状にすることによって、光の利用効率を維持しながら面内均一性を改善できることがわかる。さらに、テーパ角θを０．１°以上、２．２°以下とすることで、光利用効率は同等以上としながら面内均一性をより高くすることができることがわかる。
【００４７】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示す導光板３０では、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱微粒子（詳細は後述する）によって散乱されつつ、導光板３０内部を通過し、直接、もしくは、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから出射する。このとき、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃを覆うようにして配置される反射シート（図示せず）によって反射され再び導光板３０の内部に入射する。
【００４８】
導光板３０は、透明樹脂に、光を散乱させるための微小な散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板３０に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板３０に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール、シリコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマ等を用いることができる。このような散乱粒子を導光板３０の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光射出面から出射することができる。
【００４９】
ここで、本発明の導光板３０に分散させる散乱微粒子の粒径が、４．０μｍ以上、かつ１２．０μｍ以下である必要がある。その理由は、高い散乱効率を得ることができ、前方散乱性が大きくかつ波長依存性が少なく、色むらがないように選択できるからである。
なお、本発明の導光板３０に分散させる散乱微粒子の最適な粒径選択については、波長依存性の観点に加え、以下の点をも考慮するのが好ましい。
まず、単一の粒子による散乱光強度分布（角度分布）においては、前方０〜５°に散乱する光が９０％以上となる条件を満たすようにする必要がある。なぜならば、逆楔形状の本発明の導光板３０は、導光板３０の側面の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから最低でも２４０ｍｍ以上の距離、片面入射の場合は、光入射面から最低４８０ｍｍ以上の距離を導光する必要があるからであり、前方０〜５°に散乱する光が９０％未満では、導光板３０の奥まで光が導光できないからである。
【００５０】
このため、散乱微粒子の粒径が、４．０μｍより小さいと、すなわち、４．０μｍ未満では、散乱が等方性となるため、上記条件を満たすことができない。なお、母材としてアクリル樹脂、粒子としてシリコーン樹脂を選択した場合は、シリコーン樹脂散乱微粒子の粒径は、４．５μｍ以上とするのがより好ましい。
一方、散乱微粒子の粒径が、１２．０μｍより大きいと、すなわち、１２．０μｍ超では、粒子の前方散乱性が強くなりすぎるため、系内の平均自由行程が大きくなり、散乱回数が減少することから、入射端付近で光源（ＬＥＤ）間の輝度むら（ホタルムラ）が現れてしまうため、上限値は、１２．０μｍに制限される。
その理由は、粒子濃度が高すぎる場合、平板と同様の現象となるため、中高な輝度分布を実現できないからであり、粒子濃度が低すぎる場合、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が５５％以上を満たさないからである。
【００５１】
このように、本発明の散乱微粒子の粒子径の限定範囲に含まれる最適な粒径（粒子屈折率と母材屈折率との組み合わせ）を選択することにより、波長むらのない出射光を得ることができる。
なお、上述した例では、単一粒径の散乱微粒子を用いているが、本発明はこれに限定されず、複数粒径の散乱微粒子を混合して用いても良い。
【００５２】
また、散乱粒子の濃度は、本発明の導光板３０の導光長が２８０ｍｍ〜８３０ｍｍであるので、０．００８ｗｔ％以上、０．７６ｗｔ％以下である必要がある。
具体的には、導光長Ｌが２８０ｍｍ≦Ｌ≦３２０ｍｍである場合には、散乱粒子の濃度を０．１ｗｔ％以上０．７６ｗｔ％以下とする必要がある。
また、導光板の導光長を画面サイズ２２インチ対応のＬ＝２８０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．１ｗｔ％以上、０．３２ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．１４ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．１４ｗｔ％以上、０．５ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．２１ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．２５ｗｔ％以上、０．７６ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．３５ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５３】
また、導光板３０の導光長Ｌが４８０ｍｍ≦Ｌ≦５００ｍｍである場合には、散乱粒子の濃度を０．０２ｗｔ％以上０．２２ｗｔ％以下とする必要がある。
また、導光板の導光長を画面サイズ３７インチ対応のＬ＝４８０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０２ｗｔ％以上、０．０８５ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０４７ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０３ｗｔ％以上、０．１２ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０６５ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０６ｗｔ％以上、０．２２ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．１２２ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５４】
また、導光長Ｌが５１５ｍｍ≦Ｌ≦６２０ｍｍである場合には、散乱粒子の濃度を０．０１５ｗｔ％以上、０．１６ｗｔ％以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ４２インチ対応のＬ＝５６０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０１５ｗｔ％以上、０．０６５ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０３５ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０２ｗｔ％以上、０．０９ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０４８ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を０．０４ｗｔ％以上、０．１６ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０９ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５５】
また、導光板の導光長を画面サイズ４６インチ対応のＬ＝５９０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０１５ｗｔ％以上、０．０６０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０３１ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０２ｗｔ％以上、０．０８ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０４３ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を０．０３５ｗｔ％以上、０．１５ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０８１ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５６】
また、導光長Ｌを６２５ｍｍ≦Ｌ≦７７０ｍｍとする場合には、散乱粒子の濃度を０．０１ｗｔ％以上、０．１２ｗｔ％以下とするのが良い。
また、導光板の導光長を画面サイズ５２インチ対応のＬ＝６６０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０１０ｗｔ％以上０．０５０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０２５ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０１５ｗｔ％以上０．０６０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０３４ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を０．０３０ｗｔ％以上０．１２０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０６４ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５７】
さらに、導光板の導光長を画面サイズ５７インチ対応のＬ＝７３０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を０．０１０ｗｔ％以上、０．０４０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０２１ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０１０ｗｔ％以上、０．０５０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０２８ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０２０ｗｔ％以上０．１００ｗｔ％以下とすることが好ましく、０．０５３ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５８】
また、導光長Ｌを７８５ｍｍ≦Ｌ≦８３０ｍｍとする場合には、散乱粒子の濃度を０．００６ｗｔ％以上、０．０８ｗｔ％以下とすること好ましい。
さらに、導光板の導光長を画面サイズ６５インチ対応のＬ＝８３０ｍｍとし、散乱粒子の粒子径を４．５μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を０．００８ｗｔ％以上、０．０３０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０１６ｗｔ％とすることが最も好ましい。また、散乱粒子の粒子径を７．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．００９ｗｔ％以上、０．０４０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０２２ｗｔ％とすることが最も好ましい。さらに、散乱粒子の粒子径を１２．０μｍとする場合は、散乱粒子の濃度を、０．０２０ｗｔ％以上、０．０８０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、０．０４１ｗｔ％とすることが最も好ましい。
【００５９】
以上から、本発明においては、導光板３０の２つの光入射面３０ｄ、３０ｅ間の導光長に応じて、導光板３０に分散させる散乱粒子の粒径および濃度が、所定の関係を満たす必要があることが分かる。
そこで、本発明においては、導光板３０の導光長が、２８０ｍｍ以上、３２０ｍｍ以下である時、上述のように、散乱粒子の粒径が、４．０μｍ以上、１２．０μｍ以下、散乱粒子の濃度が、０．１ｗｔ％以上、０．７６ｗｔ％以下である必要があり、かつ、図９に示すグラフのように、散乱粒子の粒径（μｍ）を横軸とし、散乱粒子の粒子濃度（ｗｔ％）を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、６点（４．０，０．１）、（４．０，０．３２）、（７．０，０．１４）、（７．０，０．５）、（１２．０，０．２５）および（１２．０，０．７６）で囲まれる領域内にある必要がある。
【００６０】
また、導光板３０の導光長が、４８０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下である時、上述のように、散乱粒子の粒径が、４．０μｍ以上、１２．０μｍ以下、散乱粒子の濃度が、０．０２ｗｔ％以上、０．２２ｗｔ％以下である必要があり、かつ、図１０（Ａ）に示すグラフのように、散乱粒子の粒径（μｍ）を横軸とし、散乱粒子の粒子濃度（ｗｔ％）を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、６点（４．０，０．０２）、（４．０，０．０８５）、（７．０，０．０３）、（７．０，０．１２）、（１２．０，０．０６）および（１２．０，０．２２）で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板３０の導光長が、５１５ｍｍ以上、６２０ｍｍ以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、４．０μｍ以上、１２．０μｍ以下、散乱粒子の濃度が、０．０１５ｗｔ％以上、０．１６ｗｔ％以下であり、かつ、図１０（Ｂ）に示すグラフのように、粒径（μｍ）を横軸とし、粒子濃度（ｗｔ％）を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、６点（４．０，０．０１５）、（４．０，０．０６５）、（７．０，０．０２）、（７．０，０．０９）、（１２．０，０．０３５）および（１２．０，０．１６）で囲まれる領域内にある必要がある。
【００６１】
また、導光板３０の導光長が、６２５ｍｍ以上、７７０ｍｍ以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、４．０μｍ以上、１２．０μｍ以下、散乱粒子の濃度が、０．０１ｗｔ％以上、０．１２ｗｔ％以下であり、かつ図１１（Ａ）に示すグラフのように、粒径（μｍ）を横軸とし、粒子濃度（ｗｔ％）を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、６点（４．０，０．０１）、（４．０，０．０５）、（７．０，０．０１）、（７．０，０．０６）、（１２．０，０．０２）および（１２．０，０．１２）で囲まれる領域内にある必要がある。
また、導光板３０の導光長が、７８５ｍｍ以上、８３０ｍｍ以下であるとき、上述のように、散乱粒子の粒径が、４．０μｍ以上、１２．０μｍ以下、散乱粒子の濃度が、０．００８ｗｔ％以上、０．０８ｗｔ％以下であり、かつ、図１１（Ｂ）に示すグラフのように、粒径（μｍ）を横軸とし、粒子濃度（ｗｔ％）を縦軸とするとき、散乱粒子の粒径および濃度が、６点（４．０，０．００８）、（４．０，０．０３）、（７．０，０．００９）、（７．０，０．０４）、（１２．０，０．０２）および（１２．０，０．０８）で囲まれる領域内にある必要がある。
【００６２】
散乱粒子の粒径および濃度が、図９、図１０（Ａ），（Ｂ）及び図１１（Ａ），（Ｂ）に示すグラフの６点で囲まれた領域内にある必要がある理由は、この領域を外れると、粒子濃度が高すぎる場合には、平板と同じとなり、中高な輝度分布を実現できないし、粒子濃度が低すぎる場合には、光が突き抜けて透過してしまうために光利用効率５５％以上を満たさなくなるからであり、粒径が小さすぎる場合には、光利用効率はよくなるが、中高な輝度分布を実現できないし、粒径が大きすぎる場合には、中高な輝度分布を実現できるが、光利用効率が低いからである。
【００６３】
このように本発明の散乱微粒子の粒子濃度の限定範囲に含まれる最適な粒子濃度を選択することにより、平板形状の導光板に分散させた場合に比べて光利用効率を高めて出射させることができる。本発明においては、少なくとも５５％以上、すなわち７０％を超える光利用効率を達成することができる。
以上から、最適な粒子径および粒子濃度の組み合わせを選択できるので、これらの組み合わせを選択することで、１０ｍｍ程度の混合長でＬＥＤ光源からの出射光をむらなく出射させることができる。
【００６４】
このような内部に散乱微粒子を分散させた本発明の導光板３０は、２つの光入射面から入射した光が光射出面から射出された割合を示す光の利用効率が５５％以上である必要がある。この理由は、光の利用効率が５５％未満では、必要な輝度を得るためには、より出力の大きな光源が必要となるが、より出力の大きな光源を用いると、光源が高温となり、消費電力が大きくなるばかりか、導光板３０の反りや伸びが大きくなり、所要の明るさの分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布が得られなくなるからである。
また、光射出面の光入射面近傍から射出する光の輝度に対する光射出面の中央部から射出する光の輝度の割合を示す前記光射出面の輝度分布の中高度合が、０％より大きく２５％以下であるである必要がある。その理由は、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布だからである。
このような導光板３０は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。
【００６５】
ここで、導光板３０は、光入射面となる第１光入射面３０ｄ、第２光入射面３０ｅと、光射出面３０ａと、光反射面となる第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃの少なくとも１面の表面粗さＲａを３８０ｎｍより小さくすること、つまりＲａ＜３８０ｎｍとすることが好ましい。
光入射面となる第１光入射面３０ｄ、第２光入射面３０ｅの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射を無視することができ、つまり、導光板表面での拡散反射を防止することができ、入射効率を向上させることができる。
また、光射出面３０ａの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射透過を無視することができ、つまり導光板表面での拡散反射透過を防止することができ、全反射により奥まで光を伝えることができる。
さらに、光反射面となる第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、拡散反射を無視することができ、つまり光反射面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。
本発明の導光板は、基本的に以上のように構成される。
【００６６】
次に、光学部材ユニット３２について説明する。
本発明の導光板に用いられる光学部材ユニット３２は、導光板３０の光射出面３０ａから射出された照明光をより輝度むらのない光にして、照明装置本体２４の光射出面２４ａからより輝度むらのない照明光を射出するとともに、光源２８のＬＥＤチップ５０から出射した光（ここでは、これを一次光ということにする）を、目的とする色の二次光に変換するためのもので、図２に示すように、光入射面と光射出面との接線と平行なマイクロプリズム列が形成された下凸プリズムフィルム３２ａと、導光板３０の光射出面３０ａから射出する照明光を上述の一次光から二次光に変換する蛍光体フィルム３２ｂとを有する。
また、光学部材ユニット３２には、光源２８と導光板３０とを固定するための固定部材３１ａに固定するために、導光板３０の光射出面３０ａに設けた第１丸穴６０ａ、第２丸穴６０ｃ、第１長穴６２ａ、第２長穴６２ｃに対応した位置に、同様な丸穴および長穴が設けられているのが好ましい。なお、図示されていないが、光学部材ユニット３２には、導光板３０を筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に連結するために、導光板３０の光射出面３０ａに設けられた第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂに対応した位置に、同様な丸穴および長穴が設けられているのが好ましい。
【００６７】
なお、本実施形態では、光学部材ユニットを下凸プリズムフィルム３２ａと、蛍光体フィルム３２ｂとで構成したが、蛍光体フィルムおよびプリズムフィルムに加えて、各種の光学特性調整用のフィルムやシート等を用いることができる。
【００６８】
次に、照明装置本体の反射板３４について説明する。
反射板３４は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃから漏洩する光を反射して、再び導光板３０に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板３４は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃに対応した形状で、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃを覆うように形成される。本実施形態では、図２に示すように導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃが断面三角形状に形成されているので、反射板３４もこれに補形する形状に形成されている。
【００６９】
反射板３４は、導光板３０の傾斜面から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
【００７０】
上部誘導反射板３６は、導光板３０と下凸プリズムフィルム３２ａとの間、つまり、導光板３０の光射出面３０ａ側に、光源２８および導光板３０の光射出面３０ａの端部（第１光入射面３０ｄ側の端部および第２光入射面３０ｅ側の端部）を覆うように固定部材３１ａの内側にそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射板３６は、光軸方向に平行な方向において、導光板３０の光射出面３０ａの一部から光源２８のアレイ基板５４の一部までを覆うように配置されている。つまり、２つの上部誘導反射板３６が、導光板３０の両端部にそれぞれ配置されている。
このように、上部誘導反射板３６を配置することで、光源２８から射出された光が導光板３０に入射することなく、光射出面３０側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８のＬＥＤチップ５０から射出された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
【００７１】
下部誘導反射板３８は、導光板３０の光射出面３０ａ側とは反対側、つまり、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ側に、光源２８の一部を覆うように固定部材３１ａの内側に配置されている。また、下部誘導反射板３８の導光板中心側の端部は、反射板３４と連結されている。
下部誘導反射板３８を設けることで、光源２８から射出された光が導光板３０に入射することなく、導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８のＬＥＤチップ５０から射出された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
ここで、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８としては、上述した反射板３４に用いる各種材料を用いることができる。
なお、本実施形態では、反射板３４と下部誘導反射板３８と連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
【００７２】
なお、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８には、それぞれ、光源２８と導光板３０とを一体化するための固定部材３１ａに固定するために、導光板３０の光射出面３０ａに設けられた第１丸穴６０ａ、６０ｂ、第２丸穴６０ｃ、６０ｄ、第１長穴６２ａ、６２ｂ、第２長穴６２ｃ、６２ｄに対応した位置に、同様な丸穴および長穴が設けられている。また、図示されていないが、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８には、導光板３０を筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に連結するために、導光板３０の光射出面３０ａに設けられた第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂに対応した位置に、同様な丸穴および長穴が設けられている。
【００７３】
ここで、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８は、光源２８から射出された光を第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅ側に反射させ、光源２８から射出された光を第１光入射面３０ｄまた第２光入射面３０ｅに入射させることができ、導光板３０に入射した光を導光板３０中心側に導くことができれば、その形状および幅は特に限定されない。
また、本実施形態では、上部誘導反射板３６を導光板３０と下凸プリズムフィルム３２ａとの間に配置したが、上部誘導反射板３６の配置位置はこれに限定されず、光学部材ユニット３２を構成する他のシート（フィルム）状部材の間に配置してもよく、光学部材ユニット３２と固定部材３１ａとの間に配置してもよい。
【００７４】
次に、固定手段３１について説明する。
固定手段３１は、光源２８と導光板３０とを固定して一体化する固定部材３１ａと、光源２８を固定部材３１ａに固定する複数のネジ３１ｂ、３１ｃと、導光板３０を固定部材３１ａに固定する複数の固定ピン３１ｄ、３１ｅとを有する。
固定部材３１ａは、光源２８と導光板３０との光軸距離および光軸垂直距離を一定に保って光源２８と導光板３０とを固定して一体化し、導光板３０の伸縮に対応して、すべり機構４８によって、摺動部材固定部材４８ａによって筐体４０に固定された上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃ上を摺動させるためのものである。固定部材３１ａは、断面形状がＵ字型をした柱状部材である。
【００７５】
固定部材３１ａは、上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃに摺接することで、導光板３０が導光板３０の光入射面３０ｄ、３０ｅに垂直な方向に伸縮しても、導光板３０に反りが生じることを防止する。
ここで、固定部材３１ａと上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃとの接触面積が大きければ、摺動する部分の摩擦力は大きくなり、両者の接触面積が小さければ、摺動する部分の摩擦力は小さくなる。従って、固定部材３１ａの形状は、導光板３０が伸張する場合には、固定部材３１ａと、上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃとの接触面積が大きくなり、摺動する部分の摩擦力が大きくなって固定部材３１ａの摺動を抑制し、導光板３０が縮む場合には、固定部材３１ａと、上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃとの接触面積が小さくなり、摺動する部分の摩擦力が小さくなって固定部材３１ａの摺動を容易にする形状とするのが望ましい。
【００７６】
図２に示すように、光源２８は、複数のネジ３１ｂ、３１ｃによって、導光板３０、光学部材ユニット３２および反射板３４は、固定ピン３１ｄ、３１ｅによって固定手段３１に一体的に固定される。
すなわち、光源２８は、そのネジ穴５２ｃ、５２ｄおよび固定部材３１ａのネジ穴にそれぞれネジ３１ｂ、３１ｃを螺合させることによって固定部材３１ａに位置決めされて固定される。
【００７７】
導光板３０の第１側面３０ｆ側の両側において、導光板３０の光射出面３０ａおよび背面にそれぞれ設けられた第１丸穴６０ａおよび６０ｂと、第２丸穴６０ｃおよび６０ｄとには、固定部材３１ａに設けられた嵌合穴に嵌めこまれた固定ピン３１ｄ、３１ｅが嵌め込まれることにより、導光板３０は固定部材３１ａに位置決めされて固定される。なお、第１丸穴６０ａ、６０ｂおよび第２丸穴６０ｃ、６０ｄの穴径は、固定ピン３１ｄ、３１ｅの外径と略同一である。そのため、導光板３０は、その第１側面３０ｆ側において、その第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向に対しても、平行な方向に対しても、固定部材３１ａによって位置決めされる。その結果、固定部材３１ａによって、光源２８と導光板３０は一体化されて固定され、光源２８の光射出面と導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅとの間の距離が一定に保たれる。
【００７８】
一方、導光板３０の第２側面３０ｇ側の両側において、導光板３０の光射出面３０ａおよび背面にそれぞれ設けられた第１長穴６２ａおよび６２ｂと、第２長穴６２ｃおよび６２ｄとには、固定部材３１ａに設けられた嵌合穴に嵌めこまれた固定ピン３１ｄおよび３１ｅが挿入される。なお、第１長穴６２ａおよび６２ｂ、ならびに第２長穴６２ｃおよび６２ｄは、導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに平行な方向に長い長穴であり、その垂直な方向の穴径は、固定ピン３１ｄ、３１ｅの外径と略同一である。そのため、固定ピン３１ｄおよび３１ｅは、それぞれ第１長穴６２ａおよび６２ｂ、ならびに第２長穴６２ｃおよび６２ｄに対し、導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向に対しては移動せず固定され（嵌り）、平行な方向に対しては移動移動可能に挿入される。
【００７９】
従って、導光板３０は、その第２側面３０ｇ側の両側において、その第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向に対しては固定部材３１ａに位置決めされて固定されるが、平行な方向に対しては、固定部材３１ａに対して位置決めされず、移動可能である。
その結果、導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向に対しては、固定部材３１ａによって光源２８と導光板３０は一体化されて固定され、光源２８の光射出面と導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅとの間の距離が一定に保たれる。
一方、導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅに平行な方向に対しては、導光板３０の伸縮に応じて、固定ピン３１ｄおよび３１ｅが、それぞれ第１長穴６２ａおよび６２ｂ、ならびに第２長穴６２ｃおよび６２ｄ内を移動（摺動）して、導光板３０の伸縮による反りを防ぐことができる。
【００８０】
以上から、導光板３０の第１側面３０ｆ側においても、その第２側面３０ｇ側においても、固定部材３１ａによって、光源２８と導光板３０は一体化されて固定され、光源２８の光射出面と導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅとの間の距離が一定に保たれる。このようにすることにより、第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅの側に配置された光源２８が、導光板３０の伸縮によって破壊されることはない。また、光源２８から導光板３０の第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅにそれぞれ入射する光の光入射効率の低下を引き起こすことがない。
【００８１】
このように光源２８と導光板３０とが固定され一体化されていたとしても、導光板３０の光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に平行な方向に対して導光板３０の伸縮が生じると、導光板３０の伸縮に応じて固定ピン３１ｄおよび３１ｅの位置が長穴内で、その長軸方向に移動するので、導光板３０は自由に伸縮することができ、導光板３０に反りが生じることを抑えることができ、導光板３０から出射される光の輝度むらを抑えることができる。
また、導光板３０を大型化しても導光板３０が導光板の光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に平行な方向に自由に伸縮することにより、導光板３０に反りが生じることを抑えることができる。
【００８２】
導光板３０に設けられた丸穴６０ａ〜６０ｄおよび長穴６２ａ〜６２ｄに対応して、光学部材ユニット３２および反射板３４（上部誘導反射板３８および下部誘導反射板３６）に設けられた丸穴および長穴は、固定部材３１ａと導光板３０、光学部材ユニット３２および反射板３４とをそれぞれ固定するためのピン３１ｄおよび３１ｅを通すために設けられたものである。
【００８３】
丸穴６０ａ、６０ｂおよび６０ｃ、６０ｄは、導光板３０の角隅３０ｉおよび角隅３０ｋの内側近傍に設ける。このようにすることにより、液晶表示装置１０、従って、バックライトユニット２０を光入射面３０ｄ、３０ｅに平行な方向を上下方向にして設置したときにも、導光板３０の位置が上下方向にずれて導光板３０が損傷することを防止することができる。
丸穴の配置構成はこれに限定されず、液晶表示装置１０、従って、バックライトユニット２０の配置やその方向に応じて、導光板３０の位置がずれない位置に丸穴を配置することにより、導光板３０が損傷することを防止することができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、光源２８の光源支持部５２の上面５２ａおよび下面５２ｂのそれぞれ２箇所にネジ穴５２ｃ、５２ｄを設けて光源２８と固定部材３１ａとを固定しているが、光源２８と固定部材３１ａとを固定できればネジ穴の配置および個数はこれに限定されない。
また、本実施形態では、光源２８と固定部材３１ａとを固定するためにネジを利用しているが、光源２８と固定部材３１ａとを固定具はこれに限定されず、公知の種々の固定具を用いることができる。例えば、光源２８と固定部材３１ａとを接着剤を用いて固定しても良い。このようにすることで、光源支持部５２にネジ穴を設ける必要がないので、より簡略な構造とすることができる。
また、導光板３０と固定部材３１ａを固定する方法も丸穴およびピンに限定されない。例えば、丸穴およびピンの代わりに、導光板３０の光射出面３０ａおよび導光板３０の背面側の角の内側に接着剤を付け、導光板３０と固定部材３１ａとを固定しても良い。
【００８５】
次に、筐体４０について説明する。
図２に示すように、筐体４０は、照明装置本体２４を収納して支持し、かつその光射出面３０ａ側と導光板３０の第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体４２、上部筐体４４、補強部材４６およびすべり機構４８とを有する。
【００８６】
下部筐体４２は、上面が開放されており、底面部と、底面部の４辺に設けられ、底面部に垂直な側面部とで構成された形状である。つまり、１面が開放された略直方体の箱型形状である。下部筐体４２は、図２に示すように、上方から収納された照明装置本体２４を底面部および側面部で支持すると共に、照明装置本体２４の光射出面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光射出面２４ａとは反対側の面（背面）および側面を覆っている。
【００８７】
上部筐体４４は、上面に、照明装置本体２４の矩形状の光射出面２４ａとなる、導光板３０の矩形状の光射出面３０ａより小さい矩形状の開口が形成され、かつ下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体４４は、図２に示すように、面状照明装置本体２４および下部筐体４２の上方（光射出面側）から、照明装置本体２４およびこれが収納された下部筐体４２をその４方の側面部も覆うように被せられて配置されている。
【００８８】
補強部材４６は上部筐体４４と下部筐体４２の間に設けられている断面形状がロの字型の棒状部材である。
補強部材は、図２に示すように、上部筐体４４および下部筐体４２に対してネジ４６ａおよび４６ｂによって連結されている。
【００８９】
このように、下部筐体４２と上部筐体４４との間に補強部材４６を配置することで、筐体４０の剛性を高くすることができ、導光板３０が反ることを防止できる。これにより、例えば、輝度むらがないまたは少なく光を効率よく射出させることができる反面、反りが生じ易い導光板を用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光板に反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むら等のない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
また、下部筐体４２および上部筐体４４と補強部材４６をネジ４６ａ、４６ｂによって締め付けて固定することで、すべり機構４８に固定手段３１、特に、固定部材３１ａを締め付ける応力を生じさせることができる。
【００９０】
なお、筐体４０の下部筐体４２、上部筐体４４および補強部材４６には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
【００９１】
すべり機構４８は、固定手段３１の固定部材３１ａを導光板３０の光入射面３０ｄ，３０ｅに垂直な方向の伸縮に応じて摺動可能にするためのものであり、バネ材４７、摺動部材固定部材４８ａ、４８ｄ、上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃで構成されている。
【００９２】
バネ材４７は、摺動部材固定部材４８ａと固定部材３１ａの間に設けられ、第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅ側にそれぞれ設けられた固定部材３１ａを、それぞれ第１および第２光入射面３０ｄおよび３０ｅ側からそれぞれ導光板３０の中心方向に付勢するものであり、導光板３０の光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向における筐体４０に対する固定部材３１ａの位置決めをするものである。
また、バネ材４７は、導光板３０の第１側面３０ｇおよび第２側面３０ｆと筐体４０との間にも同様に設けられ、導光板３０の光入射面３０ｄおよび３０ｅに平行な方向における筐体４０に対する位置決めを行う。
【００９３】
摺動部材固定部材４８ａ、４８ｄは、固定手段３１（固定部材３１ａ）を摺動させる上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃを保持するためのものである。摺動部材固定部材４８ａ、４８ｄは、下部筐体４２と上部筐体４４との間に設けられ、摺動部材固定部材４８ｄの裏側に上部摺動部材４８ｂが配置され、摺動部材固定部材４８ａの上面に下部摺動部材４８ｃが配置される。
上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃは、固定手段３１（固定部材３１ａ）を挟み込み、固定手段３１（固定部材３１ａ）を、導光板３０の光入射面に垂直な方向の伸縮に対応して摺動させるものである。上部摺動部材４８ｂおよび下部摺動部材４８ｃは、それぞれ図２に示したように板状の部材である。
【００９４】
ところで、図２および図３には示されていないが、本発明の好ましい態様として、上述した図４（Ａ）および図６に示すように、導光板３０の３つの角隅３０ｉ、３０ｊおよび３０ｋには、導光板３０を筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に連結するための第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂが設けられており、また、上述したように、導光板３０の第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂに対応して、下凸プリズムフィルム３２ａおよび蛍光体フィルム３２ｂからなる光学部材ユニット３２、ならびに上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８にも、同様の丸穴および長穴（図示せず）が設けられている。一方、筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４には、これに収納される導光板３０の第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂに対応する位置に、ピンを固定するための丸穴（図示せず）が穿孔されている。これらの導光板３０の第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂ、ならびに光学部材ユニット３２および上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８の対応する丸穴および長穴には、穴径（長穴の場合は短径）に略等しいピン（図示せず）が嵌め込まれ、これらのピンが筐体４０の上部筐体４２および下部筐体４４に穿孔された丸穴にも嵌め込まれて固定される。
【００９５】
このとき、図４（Ａ）および図６に示すように、導光板３０の角隅３０ｉには、丸穴６１ａが設けられているので、導光板３０は、角隅３０ｉにおいては、筐体４０に固定された図示しないピンによって筐体４０に対し移動不能に固定される。
しかし、導光板３０の角隅３０ｊには光入射面３０ｄ、３０ｅに平行な方向に長い長穴６３ａが設けられ、角隅３０ｌには筐体４０と連結する穴が設けられていないので、筐体４０に固定された、図示しないピンは、長穴６３ａに嵌め込まれていても、長穴６３ａ内を光入射面３０ｄ、３０ｅに平行な方向に移動可能であるので、導光板３０は、筐体４０に対し光入射面３０ｄ、３０ｅに平行な方向には移動でき、伸縮可能である。その結果、導光板３０の伸縮による反りを防ぐことができる。
【００９６】
こうして、導光板３０を筐体４０に伸縮自在に保持することができる。
また、上述したように、導光板３０の第３丸穴６１ａ、第３長穴６３ａおよび第４長穴６３ｂに対応して、下凸プリズムフィルム３２ａ、蛍光体フィルム３２ｂからなる光学部材ユニット３２、ならびに上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８にも、同様の丸穴および長穴（図示せず）が設けられているので、導光板３０や光学部材ユニット３２の伸縮率が異なっていても、これらにたわみや反りが発生しない保持機構を実現することができる。
【００９７】
上述したように、導光板３０は筐体４０に伸縮自在に保持されており、筐体４０と、導光板３０および光源２８を一体化した固定部材３１ａとの間にすべり機構４８が設けられているので、導光板３０に導光板３０の光入射面３０ｄおよび３０ｅに垂直な方向に伸縮が生じた場合、固定部材３１ａは、導光板３０の伸縮に応じてすべり機構４８によって摺動することができる。このようにすることにより、導光板３０がその光入射面に垂直な方向に伸縮したことによる導光板３０の反りを抑えることができ、導光板３０の光射出面３０ａから出射される光の輝度むらを抑えることができる。さらに、大型の導光板においても導光板３０は導光板３０の光入射面に垂直な方向に自由に伸縮できるため、導光板３０の光射出面３０ａから出射される光の輝度むらを抑えることができる。
また、固定部材３１ａには導光板３０と光源２８が光軸距離および光軸垂直距離を一定に保つように固定されているため、固定部材３１ａが摺動しても導光板３０と光源２８の光軸距離は一定に保たれる。このようにすることにより、導光板３０がその光入射面に垂直な方向に伸縮して、導光板３０の光入射面３０ｄおよび３０ｅが光源２８を圧迫して破壊することや、光源２８から導光板３０に入射する光の光入射効率が低下することを防ぐことができる。
【００９８】
本実施形態の面状照明装置１０は、さらに、摺動部材固定部材４８ａの下部に連結して光源２８の熱を吸収するヒートシンク６４と、反射板３４と下部筐体４２との間にヒートシンク６４と連結して設けられた放熱を行うヒートパイプ６６が配置されている。
ヒートシンク６４は、光源２８から放熱された熱を、摺動部材固定部材４８ａを通して吸収し、放熱またはヒートパイプ６６へと熱を伝える。
ヒートパイプ６６は、ヒートパイプ６６の一端に連結されたヒートシンク６４から伝えられた熱をヒートパイプ６６の他端から放熱する。
このようなヒートシンク６４とヒートパイプ６６を設けることによって光源２８から生じる熱を効率よくヒートパイプ６６に移動させ、ヒートパイプ６６から放熱することができる。そのため、光源の発光効率が低い場合でも光源を冷却するため、光源の発光光量を大きく出来、大型のバックライトユニットを実現できる。また、逆に光源を冷却することにより、更に光源の発光光量を増大し、大型のバックライトユニットを実現できる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
また、下部筐体４２の裏側には、光源の電源（図示せず）を収納する電源収納部４９（図１参照）が取り付けられている。
【００９９】
面状照明装置２０は、基本的に以上のような構成を有する。
図１２に、上記実施形態に係るバックライトユニット２０に用いられている導光板ユニットの要部構成を示す。
ここで、上記実施形態に係る導光板ユニットに用いられている下凸プリズムフィルム３２ａの作用について説明しておく。
【０１００】
例えば、下凸プリズムフィルム３２ａとして、前半者用の頂角６０°のプリズムを使うとすると、下凸プリズムフィルム３２ａから出射する光は指向性よく略６０°の範囲に出射する。そこで、この指向性の少ない出射光を下凸プリズムフィルム３２ａの上層に配置されている蛍光体フィルム３２ｂに入射させることにより、蛍光体層から出射する光を白色に変換しながら、均一な拡散光として出射させることができる。
【０１０１】
具体的には、面状照明装置２０は、導光板３０の両端にそれぞれ配置された光源２８から射出された光（一次光）が導光板３０の光入射面（第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅ）に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板３０内部を通過し、直接、または第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから射出する。このとき、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃから漏出した一部の光は、反射板３４によって反射され再び導光板３０の内部に入射する。
このようにして、導光板３０の光射出面３０ａから射出された光は、光学部材ユニット３２中を透過する間に、上述のような作用により均一な白色の拡散光となって、照明装置本体２４の光出面２４ａから射出され、液晶表示パネル１２を照明する。
液晶表示パネル１２は、駆動ユニット１４により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
【０１０２】
本実施形態においては、光射出面からより輝度の高い光を効率よく射出することができるため、導光板３０の光入射面３０ａを光入射面と交わる辺が長辺となり、側面と交わる辺が短辺となる形状としたが、本発明はこれに限定されず、光射出面を正方形形状としてもよく、光入射面側を短辺とし側面側を長辺としてもよい。
【０１０３】
図１３に、本発明の他の実施形態に係るバックライトユニット２０に用いられている導光板ユニットの要部構成を示す。
図１２に示した実施形態に係るバックライトユニット２０との相違点は、導光板３０の光射出面３０ａ上に配置される光学部材ユニット３２の構成にある。
すなわち、図１２に示した実施形態に係るバックライトユニット２０においては、導光板３０の光射出面３０ａ上に、下凸プリズムフィルム３２ａ、蛍光体フィルム３２ｂが、この順に積層されて配置されているが、本実施形態に係るバックライトユニット２０においては、導光板３０の光射出面３０ａ上に、蛍光体フィルム３２ｂ、上凸プリズムフィルム３２ｃが、この順に積層されて配置されている。
【０１０４】
本実施形態に係るバックライトユニット２０においては、上凸プリズムフィルム３２ｃが屈折性の強い工学部材であることから、導光板３０の光射出面３０ａ殻出射した光を、まず、導光板３０の光射出面３０ａに入射させて広範な方向への白色光を得、この白色光を上凸プリズムフィルム３２ｃにより、さらに均一な白色光を出射するように構成したものである。
導光板３０の光射出面３０ａから射出された光は、光学部材ユニット３２中を透過する間に、上述のような作用により均一な白色の拡散光となって、照明装置本体２４の光出面２４ａから射出され、液晶表示パネル１２を照明する点は、上と同様である。
【０１０５】
表２に、光源と光学部材として種々のものを用いた場合における、バックライトユニットからの出射光の輝度の均一性等の光学特性の評価を行った結果を示す。
表２によれば、比較例として示したＬＥＤと光変換用の蛍光体とを近接配置した従来の方式によるバックライトユニットに比較して、ＬＥＤと光変換用の蛍光体とを分離配置した本発明に係る方式のバックライトユニットの優秀性は明らかである。
【０１０６】
【表２】
2010097908.tif 000004
【０１０７】
バックライトの光学評価は、正面方向の輝度（トプコン製SR-3 あるいは BM-7 Fast）および角度方向の強度分布より判定した。本発明では、蛍光体部分を分離しているため、光源部での（導光板へ入射できない光など）光損失をなくすることが可能で、結果として全体の光利用効率が向上する（光利用効率とは、バックライトからの出射した光量（光束[lm]）の入射した光量に対する比であり、積分球により全光束を測定して計測する）。
【０１０８】
部材構成により、光利用効率は異なる。これは蛍光体フィルムへ入射する光の角度分布に依存している。蛍光体フィルムは、青色あるいはＵＶ−ＬＥＤを白色へ変換する際に光を吸収する。この吸収率は蛍光体へ入射する光の入射角度（配光分布）によっており、より集光した光であれば、光路差なく蛍光体フィルムを通過するため、変換される白色光の色ムラが少なく、均一な光となる。集光していない光は、蛍光体フィルムの光路差により小距離伝播する光がより吸収され、光損失の原因となる。
【０１０９】
実施例1および２は、導光板からの出射光が下凸プリズムシートにより全反射され、蛍光体フィルムへ下からほぼ垂直に入射されることができる。この場合、吸収損失が少なく、かつ最も色ムラのない射出光を得ることができる（評価◎）。以下、光学部材が増えれば光損失が少しずつ上昇するため、評価が下がっている。比較例２は評価○であるが、これは光利用効率および外観（色ムラ）の観点からのみの判断であり、実際には光源の寿命が本発明の実施例に係るものの方が長いため、性能としては優れているといえる。
【０１１０】
以上、本発明に係るバックライトユニット２０について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施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、各種の改良や変更を行ってもよい。
【０１１１】
また、本実施形態では、光入射面３０ｄ、３０ｅのみに光源２８を配置したが、本発明はこれに限定されず、光入射面３０ｄ、３０ｅに対向して配置された光源２８を主光源とし、第１側面３０ｇおよび第２側面３０ｆに対向して副光源２９を設けて、第１側面３０ｇおよび第２側面３０ｆをそれぞれ第３光入射面および第４光入射面としもよい。このようにすることで、光射出面から射出される光の輝度をより高くすることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態においては、光源のＬＥＤチップとして青色ＬＥＤを用い、この発光光を黄色の蛍光を発光するＹＡＧ蛍光体に入射させて白色光を得る構成としたが、本発明はこれに限定されものではなく、赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等の他の単色ＬＥＤとこれを吸収してその補色となる色の光を出射する蛍光体とを組み合わせて構成してもよい。
【０１１３】
さらにＬＥＤの代わりに半導体レーザ（ＬＤ）を用いることもできる。
具体的には、青色ＬＤとしては、例えば、波長４４５ｎｍの青色の半導体レーザ光源を用いることができ、これと組み合わせる蛍光体としては、例えば、ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ）（蛍光波長５３０〜５８０ｎｍ）系の黄色蛍光体、あるいはα−サイアロン（α−ＳｉＡｌＯＮ）と赤色領域で発光するＣａＡｌＳｉＮ３を用いることができる。
このような半導体レーザ光源からの青光を励起光として、このような蛍光体を励起すると、蛍光体からは、この蛍光体によって変換された黄色から赤色にわたる蛍光あるいは赤から緑にわたる蛍光と蛍光部を透過した青色の励起光とが出射される。この２種類の光が合わさることで、光照射面３０ａからは、白色の発光を得ることができる。
【０１１４】
より詳細には、本発明においては、蛍光体として、青色光励起緑−黄色蛍光体：ＹＡＧ（ＹＡＧ：Ｃｅ２＋）（蛍光波長５３０〜５８０ｎｍ），（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋（蛍光波長５００〜５８０ｎｍ），ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３０１２：Ｃｅ３＋、青色光励起赤色蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋等を好適に用いることができる。
この蛍光体が青色励起光によって励起され、青色励起光を波長変換して蛍光を発光し、白色光または擬似白色光として出射する。この際、波長変換された蛍光と青色励起光とが混合された光が、白色光または擬似白色光であっても良いが、波長変換された蛍光自体が、白色光または擬似白色光であっても良い。
【０１１５】
また、上述の説明では、蛍光体によって、光源からの入力光（励起光）の一部を波長変換しているが、蛍光体を選択することにより、入力光の全部を波長変換して、観察に適した所望の色の出力光を得るようにしてもよい。すなわち、上記の例では、蛍光体を青色光で励起し、青色光の一部を黄緑色（もしくは、黄色と赤色）の光へ変換し、残りの青色光（透過光）を併せて白色化しているが、さらに演色性を高めるためには、２種以上の蛍光体を用い、例えば紫色光から紫外線（４００ｎｍ以下、例えば３８０ｎｍや３６５ｎｍ）で、ＲＧＢ３色の蛍光体を励起するのが望ましい。また、ＲＧＢにさらにオレンジを加えるなど、蛍光体をさらに増やすと、より一層演色性の高い望ましい出力光を得ることができる。
【０１１６】
ところで、導光板３０の光射出面３０ａを光入射面３０ｄ、３０ｅから中央部に向かって下に凸（つまり、傾斜面（反射板３４）側に凸）の曲面（より具体的には、光入射面と光射出面との接線に直交する面の形状が円弧になる曲面）としてもよい。
このように、導光板３０の光射出面３０ａを反射板側に凸となる凹面とすることで、導光板３０が伸縮し、導光板３０に反りが生じたとしても、導光板３０の光射出面３０ａは、反射板３４側に凸となる方向に反る。これにより、導光板３０が反る方向を、液晶表示パネル側とは逆方向とすることができ、導光板３０が液晶表示パネルを押し上げることを防止でき、液晶表示装置１０から出射される光にむらが発生することをより好適に防止することができる。
【０１１７】
以上、種々の実施形態並びに実施例を挙げて説明したように、本発明によれば、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる面状照明装置を提供することが可能になる。
なお、上記実施形態並びに実施例はすべて本発明の一例を示すものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲内において、種々の変更並びに改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る面状照明装置を用いる液晶表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置のII−II線断面図である。
【図３】図２に示す液晶表示装置の面状照明装置の光源および導光板の光入射面付近の部分拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は、図２に示した面状照明装置の光源および導光板の部分省略平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（Ａ）は、図２に示す面状照明装置の光源の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光源の断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す光源を構成する１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。
【図６】図４に示す導光板の形状を示す概略斜視図である。
【図７】（Ａ）は、図２に示す導光板の断面模式図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す導光板の部分拡大断面図である。
【図８】表１に示す条件下における導光板の輝度分布と、テーパ角との関係をシミュレーションによって求めた結果を示す図である。
【図９】本発明の導光板に分散させる散乱微粒子の粒子径と粒子濃度［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の導光板に分散させる散乱微粒子の粒子径と粒子濃度［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の導光板に分散させる散乱微粒子の粒子径と粒子濃度［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。
【図１２】一実施形態に係る面状照明装置に用いられている導光板ユニットの要部構成を示す図である。
【図１３】他の実施形態に係るバックライトユニットに用いられている導光板ユニットの要部構成を示す図である。
【図１４】従来の平板形状の導光板の正面方向の照度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  液晶表示装置
１２  液晶表示パネル
１４  駆動ユニット
２０  バックライトユニット
２４  照明装置本体
２４ａ，３０ａ  光射出面
２８  主光源
２９  副光源
３０  導光板
３０ａ  光射出面
３０ｂ  第１傾斜面
３０ｃ  第２傾斜面
３０ｄ  第１光入射面
３０ｅ  第２光入射面
３０ｆ  第１側面（第３光入射面）
３０ｇ  第２側面（第４光入射面）
３０ｈ  湾曲部
３１  固定手段
３１ａ  固定部材
３１ｂ，３１ｃ，４６ａ，４６ｂ  ネジ
３１ｄ，３１ｅ  固定ピン
３２  光学部材ユニット
３２ａ  下凸プリズムフィルム
３２ｂ  蛍光体フィルム
３２ｃ  上凸プリズムフィルム
３４  反射板
３４ａ  反射フィルム
３６  上部誘導反射板
３８  下部誘導反射板
４０  筐体
４２  下部筐体
４４  上部筐体
４６  補強部材
４９  電源収納部
５０  ＬＥＤチップ
５２  光源支持部
５２ａ  光源支持部上面
５２ｂ  光源支持部下面
５２ｃ，５２ｄ  ネジ穴
５４  アレイ基板
５６  フィン
５８  発光面
６０ａ，６０ｂ，６１ａ  丸穴
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ  長穴
６３ａ  長穴
６４  ヒートシンク
６６  ヒートパイプ
α  ２等分線
ｃ  光源と導光板の光軸距離
【図１】
2010097908.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010097908.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010097908.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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