(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光出射面と、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面とを有し、内部に散乱粒子が分散された導光板であって、
前記散乱粒子は、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子であり、
前記導光板は、前記光出射面に略垂直な方向に重なった、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層を有し、
前記２つ以上の層は、少なくとも前記粒子濃度がＮｐｏである前記光出射面側の第１層と、前記粒子濃度がＮｐｒであり前記第１層よりも前記背面側に位置する第２層とを含み、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒを満たし、
前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面形状は、前記光出射面側が凹形であり、
前記第１層と前記第２層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さを変化させることで、前記導光板のそれぞれの部分における合成粒子濃度を変化させることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面において、前記第１層と前記第２層との境界面が、前記光出射面の中央部で前記光出射面に向かって凸形となっていることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
さらに、前記合成粒子濃度を、逆バイアス濃度を用いて求め、この合成粒子濃度に応じて、前記第２層の厚さが、前記光出射面の中央部から前記光入射面に向かって薄くなるように連続的に変化し、前記光入射面付近で前記光入射面に向かって再び厚くなるように連続的に変化することを特徴とする請求項２に記載の導光板。
【請求項４】
前記光出射面と前記背面が平面形状であり、前記光出射面側の凹形を、前記導光板を前記背面側に反らせて形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導光板。
【請求項５】
前記第２層の厚さが前記光出射面の中央部で最も厚いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】
前記第１層と前記第２層の境界面は平面であり、前記第２層は前記光出射面と反対側に凸形となっており、
さらに、前記第２層の凸形と対応する、前記光出射面側が凹形の第３層を有することを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項７】
前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面と、この光入射面とは反対側の面側の前記光出射面に凸の曲面とを接合した面であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項８】
前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の、前記光出射面に平行な平行平面、および、前記凹の曲面と前記平行平面とを接合する前記光出射面に凸の曲面からなることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項９】
前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の、前記光出射面に対して傾斜している傾斜平面、および、前記凹の曲面と前記傾斜平面とを接合する前記光出射面に凸の曲面からなることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項１０】
前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の前記光出射面に凸の曲面、および、前記凹の曲面と前記凸の曲面とを接合する、前記光出射面に対して傾斜している傾斜平面からなることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項１１】
前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、Ｎｐｏ＝０ｗｔ％、０．０１ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たす請求項１〜１０のいずれかに記載の導光板。
【請求項１２】
前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たす請求項１〜１０のいずれかに記載の導光板。
【請求項１３】
前記背面が、前記光出射面に平行な平面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の導光板。
【請求項１４】
前記背面が、前記光入射面から離間するにしたがって、前記光出射面から離れる方向に傾斜している面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の導光板。
【請求項１５】
前記背面が、前記光入射面から離間するにしたがって、前記光出射面に近づく方向に傾斜している面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の導光板。
【請求項１６】
前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面形状は、さらに、前記背面側も凹形であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の導光板。
【請求項１７】
前記光入射面が前記光出射面の長辺に設けられた請求項１〜１６のいずれかに記載の導光板。
【請求項１８】
前記光入射面が前記光出射面の１つの端辺側に設けられた請求項１〜１７のいずれかに記載の導光板。
【請求項１９】
前記光入射面が前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面である請求項１〜１７のいずれかに記載の導光板。
【請求項２０】
前記光入射面が前記光出射面の４つの端辺側に設けられた請求項１〜１７のいずれかに記載の導光板。
【請求項２１】
前記背面から光を出射する請求項１〜２０のいずれかに記載の導光板。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれかに記載の導光板を有することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２３】
前記導光板の前記光出射面側に、少なくとも１つのマイクロレンズシートを含む光学部材を有する請求項２２に記載の面状照明装置。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の面状照明装置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、液晶表示装置などに用いられる導光板に関するものである。
【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、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、導光板から出射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。
【０００３】
現在、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る。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る。
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る。
【０００４】
これに対し、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から出射され、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出射面から出射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、側面から光を入射し、表面から光を出射する板状の導光板を用いる方式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つの光入射面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シートと、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出射面と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と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したが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も提案されている（例えば、引用文献５から８参照）。
【０００７】
さらに、特許文献９および１０には、導光体の出射面が凹面とされている照光装置が記載され、特許文献１１には、導光板の光出射面を下に凸の曲面（すなわち、光出射面を凹面）とする導光板が記載されている。
また、特許文献１１には、２層からなる導光板であり、第１層と第２層との境界面が端部から導光板の中央に向かうに従って、光出射面に近づく方向に傾斜した傾斜面である導光板（断面形状が二等辺三角形）が開示されている。
【０００８】
さらに、特許文献１２には、少なくとも１つの非散乱導光領域と、これと同じ材料に屈折率が異なる粒子を均一に分散した少なくとも１つの散乱導光領域とが、重なる部分を有する板状体において、端面に光源灯を装着すると共に、両領域の板厚で粒子の濃度を局所的に調整することによって、主面からの出射両の分布状態を制御したことを特徴とする面光源装置であって、散乱導光領域が凸状の導光体ブロックであり、非散乱導光領域が凸状の導光体ブロックに対応する凹状の導光体ブロックである面光源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３６０３７号公報
【特許文献２】特開平８−２４８２３３号公報
【特許文献３】特開平８−２７１７３９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
【特許文献９】特開平８−２２０３４６号公報
【特許文献１０】特開２００９−１１７３４９号公報
【特許文献１１】特開２００９−１１７３５７号公報
【特許文献１２】特許第４１２７８９７号（特開平１１−３４５５１２号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、光出射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。
【００１１】
また、特許文献５から８には、製造安定化や、多重反射を利用した輝度（光量）むら抑制のために光入射面から離れるにしたが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出射面から出射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、輝度むら及び／または照度むらとなるという問題もある。
【００１２】
特許文献９に記載の照光装置では、反射面にセレーション溝を設けて乱反射面としているため、大型化するためには導光板を厚くする必要があった。このため、重くなり、また、複雑な加工が必要であることからコストも高くなるという問題がある。
特許文献１０に記載の面状照明装置では、確かに導光板の光出射面を凹面としているが、導光板全体に散乱粒子が均一に混合されており、光学特性上、さらに薄型化することは困難であった。また、光入射面が小さいことから導光板の重量を増加させずに光利用効率（入射効率）を向上させることができなかった。
【００１３】
特許文献１１に記載の導光板は、確かに２層からなる導光板であり、第１層と第２層との境界面が端部から導光板の中央に向かうに従って、光出射面に近づく方向に傾斜した断面形状が二等辺三角形である導光板であるが、第２層の形状を出射光量を最適化するために調整することは考慮されていなかった。
【００１４】
特許文献１２に記載の面光源装置も同様に、散乱導光領域の形状を出射光量を最適化するために調整することは考慮されていなかった。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、導光板が平板であると、光出射面側と反射面側のどちらに反るかわからず、光出射面側に反った場合、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。
【００１５】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型かつ薄型な形状であり、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を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、導光板に混錬分散させる散乱粒子として、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子を用いた場合であっても、単分散粒子を用いた場合と比較して、光の利用効率が低下することを防止できる導光板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光出射面と、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面とを有し、内部に散乱粒子が分散された導光板であって、前記散乱粒子は、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子であり、前記導光板は、前記光出射面に略垂直な方向に重なった、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層を有し、前記２つ以上の層は、少なくとも前記粒子濃度がＮｐｏである前記光出射面側の第１層と、前記粒子濃度がＮｐｒであり前記第１層よりも前記背面側に位置する第２層とを含み、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒを満たし、前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面形状は、前記光出射面側が凹形であり、前記第１層と前記第２層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さを変化させることで、前記導光板のそれぞれの部分における合成粒子濃度を変化させることを特徴とする導光板を提供する。
【００１７】
また、前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面において、前記第１層と前記第２層との境界面が、前記光出射面の中央部で前記光出射面に向かって凸状となっているのが好ましい。
さらに、前記合成粒子濃度を、逆バイアス濃度を用いて求め、この合成粒子濃度に応じて、前記第２層の厚さが、前記光出射面の中央部から前記光入射面に向かって薄くなるように連続的に変化し、前記光入射面付近で前記光入射面に向かって再び厚くなるように連続的に変化するのが好ましい。
また、前記光出射面と前記背面が平面形状であり、前記光出射面側の凹形を、前記導光板を前記背面側に反らせて形成するのが好ましい。
【００１８】
ここで、前記第２層の厚さが前記光出射面の中央部で最も厚いのが好ましい。
また、前記第１層と前記第２層の境界面は平面であり、前記第２層は前記光出射面と反対側に凸形となっており、さらに、前記第２層の凸形と対応する、前記光出射面側が凹形の第３層を有するのが好ましい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光出射面と、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面とを有し、内部に散乱粒子が分散された導光板であって、前記散乱粒子は、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子であり、前記導光板は、前記光出射面に略垂直な方向に重なった、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層を有し、前記２つ以上の層は、少なくとも前記粒子濃度がＮｐｏである前記光出射面側の第１層と、前記粒子濃度がＮｐｒであり前記第１層よりも前記背面側に位置する第２層とを含み、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒを満たし、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するにしたがって、一旦、薄くなるように変化した後、再び厚くなるように連続的に変化することを特徴とする導光板を提供する。
【００２０】
また、前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面と、この光入射面とは反対側の面側の前記光出射面に凸の曲面とを接合した面であるのが好ましい。
あるいは、前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の前記光出射面に平行な平行平面、および、前記凹の曲面と前記平行平面とを接合する前記光出射面に凸の曲面からなるのが好ましい。
あるいは、前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の、前記光出射面に対して傾斜している傾斜平面、および、前記凹の曲面と前記傾斜平面とを接合する前記光出射面に凸の曲面からなることが好ましい。
あるいは、前記第１層と前記第２層との境界面が、１つの前記光入射面側の前記光出射面に凹の曲面、この光入射面とは反対側の面側の前記光出射面に凸の曲面、および、前記凹の曲面と前記凸の曲面とを接合する、前記光出射面に対して傾斜している傾斜平面からなることが好ましい。
【００２１】
また、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、Ｎｐｏ＝０ｗｔ％、０．０１ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすのが好ましい。
また、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすのが好ましい。
【００２２】
また、前記背面が、前記光出射面に平行な平面であることが好ましい。
あるいは、前記背面が、前記光入射面から離間するにしたがって、前記光出射面から離れる方向に傾斜している面であることが好ましい。
あるいは、前記背面が、前記光入射面から離間するにしたがって、前記光出射面に近づく方向に傾斜している面であることが好ましい。
また、前記光入射面から前記光出射面の中央部に向かう、前記光入射面に垂直な方向の断面形状は、さらに、前記背面側も凹形であるのが好ましい。
【００２３】
また、前記光入射面が前記光出射面の長辺に設けられるのが好ましく、前記光入射面が前記光出射面の１つの端辺側に設けられるのが好ましい。
また、前記光入射面が前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面であるのが好ましい。
また、光入射面が前記光出射面の４つの端辺側に設けられるのが好ましい。
また、前記背面から光を出射することが好ましい。
【００２４】
ここで、前記導光板の前記光入射面と垂直な方向において、前記光入射面から距離Ｌｎｐｉまでの領域を他の領域と粒子濃度が異なる入光部とすることが好ましい。
また、前記入光部の幅Ｌｎｐｉが０ｍｍ＜Ｌｎｐｉ≦２０ｍｍを満たすことが好ましい。
なお、導光板の光入射面近傍におけるホタルムラを抑制する場合には、前記入光部に分散された前記散乱粒子の粒子密度をＮｐｉとすると、Ｎｐｉ＞Ｎｐｒ、または、Ｎｐｉ＞Ｎｐｏとすることが好ましい。
あるいは、導光板の光入射面近傍における輝線ムラを抑制する場合には、前記入光部に分散された前記散乱粒子の粒子密度をＮｐｉとすると、Ｎｐｉ＜Ｎｐｒ、または、Ｎｐｉ＜Ｎｐｏとすることが好ましい。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明は、上記のいずれかに記載の導光板を有することを特徴とする面状照明装置を提供する。
ここで、前記導光板の前記光出射面側に、少なくとも１つのマイクロレンズシートを含む光学部材を有することが好ましい。
【００２６】
さらに、上記課題を解決するために、本発明は、上記に記載の面状照明装置を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
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、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、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。
また、本発明によれば、光出射面側に反りにくいため、液晶パネルと導光板の間隔を縮めることができ、より薄型化することができる。
さらに、光出射面が凹形であるため、平均厚さが同じ平板の導光板に比べて、光入射面を大きくすることができ、光源からの光の入射効率を高めることができる。また、光入射面の大きさが同じであれば、平板な導光板に比べてより軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る導光板を用いる面状照明装置を備え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】（Ａ）は、図２に示した面状照明装置の、III−III線矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（Ａ）は、図１及び図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１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。
【図５】図３に示す導光板の形状を示す概略斜視図である。
【図６】散乱粒子の散乱断面積の比較を示すグラフである。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の導光板に用いる散乱粒子の粒径の分布を示すグラフである。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明のバックライトユニットに用いる光学部材ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図９】導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１１】導光板の光入射面におけるＬＥＤ寸法と効率の関係を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１３】導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１４】導光板の光出射面から出射される光の輝度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１５】導光板の光出射面から出射される光の輝度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１６】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１７】導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１８】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１９】導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図２０】導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図２１】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図２２】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図２３】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図２４】（Ａ）および（Ｂ）は、導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図２５】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、本発明に係る導光板の他の一例を用いるバックライトユニットの一部を示す概略断面図である。
【図２６】導光板の光出射面から出射される光の輝度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図２７】導光板の光出射面から出射される光の輝度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図２８】本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図２９】図２８に示す導光板の第１層の厚さを示すグラフである。
【図３０】（Ａ）および（Ｂ）は、導光板の光出射面から出射される光の照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図３１】従来の導光板の一例を示す概略断面図である。
【図３２】従来の導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る導光板を用いる面状照明装置を、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。
図１は、本発明に係る導光板を用い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。
また、図３（Ａ）は、図２に示した面状照明装置（以下「バックライトユニット」ともいう。）のIII−III線矢視図であり、図３（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３０】
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の光出射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、バックライトユニットの構成を示すため、液晶表示パネル１２の一部の図示を省略している。
【００３１】
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。
【００３２】
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出射面２４ａを有する。
【００３３】
本実施形態におけるバックライトユニット２０は、図１、図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、２つの光源２８、導光板３０および光学部材ユニット３２を有する照明装置本体２４と、下部筐体４２、上部筐体４４、折返部材４６および支持部材４８を有する筐体２６とを有する。また、図１に示すように筐体２６の下部筐体４２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。
【００３４】
照明装置本体２４は、光を出射する光源２８と、光源２８から出射された光を面状の光として出射する導光板３０と、導光板３０から出射された光を、散乱や拡散させてよりムラのない光とする光学部材ユニット３２とを有する。
【００３５】
まず、光源２８について説明する。
図４（Ａ）は、図１および図２に示すバックライトユニット２０の光源２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す光源２８の１つのＬＥＤチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図４（Ａ）に示すように、光源２８は、複数の発光ダイオードのチップ（以下「ＬＥＤチップ」という）５０と、光源支持部５２とを有する。
【００３６】
ＬＥＤチップ５０は、青色光を出射する発光ダイオードの表面に蛍光物質を塗布したチップであり、所定面積の発光面５８を有し、この発光面５８から白色光を出射する。
つまり、ＬＥＤチップ５０の発光ダイオードの表面から出射された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質が蛍光する。これにより、ＬＥＤチップ５０からは、発光ダイオードが出射した青色光と、蛍光物質が蛍光して出射された光とにより白色光が生成され、出射される。
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の表面にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光物質を塗布したチップが例示される。
【００３７】
光源支持部５２は、一面が導光板３０の光入射面（３０ｃ、３０ｄ）に対向して配置される板状部材である。
光源支持部５２は、導光板３０の光入射面（３０ｃ、３０ｄ）に対向する面となる側面に、複数のＬＥＤチップ５０を、互いに所定間隔離間した状態で支持している。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３０ｃまたは第２光入射面３０ｄの長手方向に沿って、言い換えれば、光出射面３０ａと第１光入射面３０ｃとが交わる線と平行に、または、光出射面３０ａと第２光入射面３０ｄとが交わる線と平行に、アレイ状に配列され、光源支持部５２上に固定されている。
光源支持部５２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。なお、光源支持部５２には、表面積を広くし、かつ、放熱効果を高くすることができるフィンを設けても、熱を放熱部材に伝熱するヒートパイプを設けてもよい。
【００３８】
ここで、図４（Ｂ）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（光出射面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の光出射面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の光出射面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。
ＬＥＤチップ５０を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源２８を薄型化することにより、バックライトユニットを薄型にすることができる。また、ＬＥＤチップの配置個数を少なくすることができる。
【００３９】
なお、ＬＥＤチップ５０は、光源２８をより薄型にできるため、導光板３０の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定はされず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等種々の形状のＬＥＤチップを用いることができる。
【００４０】
次に、導光板３０について説明する。
図５は、導光板の形状を示す概略斜視図である。
導光板３０は、図２、図３および図５に示すように、長方形形状の光出射面３０ａと、この光出射面３０ａの長辺側の両端面に、光出射面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３０ｃと第２光入射面３０ｄ）と、光出射面３０ａの反対側、つまり、導光板３０の背面側に位置し平面である背面３０ｂとを有している。
導光板３０は、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄから導光板の（光出射面３０ａの）中央に向かうに従って厚さが薄くなっており、中央部の２等分線αに対応する部分で最も薄く、両端部の２つの光入射面（第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄ）で最も厚くなる凹形となっている。すなわち、光出射面３０ａの短辺の中心を結ぶ２等分線α（図１、図３参照）を中心軸として互いに対称な、光出射面３０ａが凹んでいる凹形となっている。
つまり、第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄとを結ぶ、それぞれの光入射面に垂直な線で導光板の厚み方向に切断したときの切断面が、当該垂直な線の中点を通る当該垂直な線と切断面において直角をなす線（切断面において当該垂直な線の中点を通るそれぞれの光入射面と平行な線）を中心として線対称な、光出射面３０ａが凹んでいる凹形となっている。
【００４１】
ここで、上述した２つの光源２８は、それぞれ導光板３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに対向して配置されている。ここで、本実施形態では、光出射面３０ａに略垂直な方向において、光源２８のＬＥＤチップ５０の発光面５８の長さと第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄの長さが略同じ長さである。
このようにバックライトユニット２０は、２つの光源２８が、導光板３０をはさみこむように配置されている。つまり、所定間隔離間して、向い合って配置された２つの光源２８の間に導光板３０が配置されている。
【００４２】
導光板３０は、透明樹脂に、光を散乱させるための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、トスパール等のシリコーン微粒子、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどを用いることができる。
【００４３】
ここで、導光板３０の第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄとを結ぶ、それぞれの光入射面に垂直な線で導光板の厚み方向に切断したときの断面形状は略矩形状であり、光出射面３０ａが凹形となっている。また、光出射面３０ａ側の第１層６０と、背面３０ｂ側の第２層６２とに分かれた２層構造で形成されている。第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、光出射面３０ａ側に凸形の略円弧状となっている。
第１層６０は、光出射面３０ａと、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄと、境界面ｚとで囲まれた断面の領域であり、第２層６２は、第１層の背面３０ｂ側に隣接する層であり、境界面ｚと背面３０ｂとで囲まれた断面の領域である。
【００４４】
光出射面３０ａの凹形は、例えば、画面サイズが４２インチの場合、曲率半径Ｒが７５０００ｍｍの円の円弧で構成されている。このとき、光出射面３０ａの中央部の２等分線αに対応する部分と、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄの光出射面３０ａ側の端部との差、すなわち、光出射面３０ａの凹形の凹み量ｄは、０．４４ｍｍとなる。
なお、凹形の曲率半径Ｒは、光学的特性と機械的特性（強度）のバランスから、３５０００ｍｍ〜１８５００００ｍｍの範囲が好ましく、凹み量ｄは、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲が好ましい。ここで、各画面サイズにおける光入射面３０ｃ、３０ｄ間の長さ、凹み量ｄ、曲率半径Ｒ、凹形の円弧の弦長の例を表１に示す。また、凹形は、円だけでなく楕円の円弧や、円と楕円を組み合わせた円弧であってもよいし、光出射面３０ａの中央部は円弧を用い、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄへとテーパをかけて接続するようにしてもよい。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
ここで、導光板３０は、境界面ｚで第１層６０と第２層６２とに分かれているが、第１層６０と第２層６２とは、粒子濃度が異なるのみで、同じ透明樹脂に同じ散乱粒子を分散させた構成であり、構造上は一体となっている。つまり、導光板３０は、境界面ｚを基準として分けた場合、それぞれの領域の粒子濃度は異なるが、境界面ｚは、仮想的な線であり、第１層６０および第２層６２は一体となっている。
この第１層６０の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、ＮｐｏとＮｐｒとの関係は、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒとなる。つまり、導光板３０は、光出射面３０ａ側の第１層よりも、背面３０ｂ側の第２層の方が散乱粒子の粒子濃度が高い。
導光板３０の内部の領域ごとに異なる粒子濃度で散乱粒子を含有させることによって、輝度分布（照度分布）が中高で輝度むら及び照度むらの少ない照明光を光出射面３０ａから出射することができる。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。
ここで、本発明の導光板においては、輝度分布と照度分布、輝度むらと照度むらは、基本的に同様の傾向となる。つまり、輝度むらが発生している部分には同様の照度むらが生じ、輝度分布と照度分布は同様の傾向となる。
【００４７】
ここで、導光板３０に混錬分散させる散乱粒子として、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子を用いる。
通常、導光板に混錬分散させる散乱粒子としては、多分散粒子を用いるよりも、粒径が均一な単分散粒子を用いる方が、導光板内部での光の散乱が均一になり、光の利用効率が向上できる点や色むらが発生しにくい点で好ましい。しかしながら、単分散粒子を得るためには、粒子を分級する必要があり、コストアップの要因となる。
これに対して、本発明においては、導光板３０の内部の領域ごとに異なる粒子濃度で散乱粒子を含有させることによって、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子を用いた場合であっても、光の利用効率が低下することを防止できる。そのため、散乱粒子を分級する必要がなく、コストの低減を図ることができる。
なお、本発明においては、粒度分布が、単分散粒子とは、標準偏差をσとしたとき、粒子径の分布が、中心粒子径に対し、３σ値が、±０．５μｍの範囲内に収まるガウス型の分布を満たすものを単分散粒子とし、それ以外のものを多分散粒子とする。
【００４８】
また、導光板の内部に混錬分散される散乱粒子を多分散粒子としても、光の色むらの程度も同等とすることができる。
ここで、光の取り出し効率Ｅ、すなわち、入射光の強度Ｉ０と、出射光の強度Ｉとの比は、散乱粒子の散乱断面積をΦ、粒子密度をＮｐ、導光板の奥行き方向の長さをＬｇ、補正係数をＫｃとすると、
Ｅ＝Ｉ／Ｉ０∝ＥＸＰ（−Φ・Ｎｐ・Ｌｇ・Ｋｃ）
である。また、多分散粒子の場合には、ｉ番目の粒子に対応した散乱断面積をΦｉ、粒子密度をＮｐｉとすると、
Ｅ＝Ｉ／Ｉ０∝ＥＸＰ（−（ΣΦｉ・Ｎｐｉ）・Ｌｇ・Ｋｃ）
と表すことができる。すなわち、光の取り出し効率Ｅは、散乱断面積Φに比例する。
散乱断面積は、散乱粒子の粒径と、入射する光の波長とに依存する。そのため、光の波長ごとに、散乱断面積が異なり、取り出し効率が異なってくる。光の波長ごとに取り出し効率が異なると、出射光に色むらが生じてしまう。
例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の光うち、青色（Ｂ）の波長の光が散乱されやすい場合は、導光板の光出射面から出射される出射光は、光入射面近傍の領域では、青みがかった光となってしまう。そのため、導光板に混錬分散される散乱粒子による赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の各波長における散乱断面積の比が、小さいほど色むらを低減することができ、好ましい。
【００４９】
図６に、平均粒径が４．５μｍの単分散粒子と多分散粒子の、ＲＧＢ各波長における散乱断面積を比較したグラフを示す。図６に示すグラフにおいては、緑色（Ｇ）を基準にした比で散乱断面積を示している。また、図７（Ａ）には、測定に用いた多分散粒子の粒径の分布を示すグラフを示す。
図６に示すように、多分散粒子であっても、ＲＧＢ各波長における散乱断面積の比が、単分散粒子の場合よりも小さいことがわかる。これにより、出射光の色むらの程度も、単分散粒子と同等以下に低減することができる。
【００５０】
図２に示す導光板３０では、光源２８から出射され第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄから入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体（散乱粒子）によって散乱されつつ、導光板３０内部を通過し、直接、または背面３０ｂで反射した後、光出射面３０ａから出射される。このとき、背面３０ｂ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の背面３０ｂ側に配置された反射板３４によって反射され再び導光板３０の内部に入射する。反射板３４については後ほど詳細に説明する。
【００５１】
このように、導光板３０を、対向する位置に光源２８が配置される第１光入射面３０ｃまたは第２光入射面３０ｄから離れるに従って、第２層６２の光出射面３０ａに略垂直な方向の厚みが厚くなる形状とすることで、光入射面３０ｃ、３０ｄから入射する光を光入射面３０ｃ、３０ｄからより遠い位置まで届けることができ、光出射面３０ａを大きくすることができる。また、光入射面３０ｃ、３０ｄから入射した光を遠い位置まで好適に届けることができるため、導光板３０を薄型化することができる。
【００５２】
さらに、導光板３０内の粒子濃度を第１層６０と第２層６２との２つに分け、光出射面３０ａ側の第１層６０の粒子濃度を第２層６２の粒子濃度より低濃度とすることで、１種類の濃度の導光板（つまり、全体の濃度が均一な導光板）の場合に比べて、より中高にでき、光の利用効率を向上できる。
つまり、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとの関係を、本実施形態のようにＮｐｏ＜Ｎｐｒとすることで、光入射面３０ｃ、３０ｄから導光板の中心に向かって離間するにしたがって（２つの光入射面間の中心に向って）、次第に、散乱粒子の合成粒子濃度が高くなるので、光入射面３０ｃ、３０ｄから離間するにしたがって、散乱粒子の作用によって光出射面３０ａに向けて反射される光が増加し、その結果、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。すなわち、光入射面と垂直な方向（奥行き方向）に散乱粒子の濃度分布を付与した平板導光板と類似の効果を発現することができ、しかも、境界面ｚの形状を調整することで、輝度分布（散乱粒子の濃度分布）も任意に設定することができ、効率を最大限に向上できる。
【００５３】
なお、本発明において、合成粒子濃度とは、光入射面から他の入射面に向けて離間した或る位置において、光出射面と略垂直方向に加算（合成）した散乱粒子量を用いて、導光板を光入射面の厚みの平板と見なした際における散乱粒子の濃度である。すなわち、光入射面から離間した或る位置において、該導光板を光入射面の厚みの、一種類の濃度の平板導光板とみなした場合に、光出射面と略垂直方向に加算した散乱粒子の単位体積あたりの数量または、母材に対する重量百分率である。
【００５４】
また、光の利用効率も、一種類の濃度の導光板の場合と略同じまたはより高くすることできる。つまり、本発明によれば、一種類の濃度の導光板と同程度の高い光利用効率を維持した状態で、一種類の濃度の導光板よりも照度分布および輝度分布をより中高にすることができる。また、光出射面側の層の粒子濃度を低くするので、全体での散乱粒子の量を少なくすることができ、コストダウンにもつながる。
【００５５】
さらに、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとの関係は、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすことが好ましい。
導光板３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことで、導光板３０は、粒子濃度が低い第１層６０では、入射した光をあまり散乱せずに導光板３０の奥（中央）まで導光することができ、導光板の中央に近づくにつれて、粒子濃度が高い第２層により光を散乱して、光出射面３０ａから出射する光の量を増やすことができる。つまり、より光の利用効率を高めつつ、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。
ここで、粒子濃度［ｗｔ％］とは、母材の重量に対する散乱粒子の重量の割合である。
【００５６】
さらに、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとが、Ｎｐｏ＝０ｗｔ％、および、０．０１ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすことも好ましい。すなわち、第１層６０には、散乱粒子を混錬分散させず、入射した光を導光板３０の奥まで導光するようにして、第２層６２にのみ散乱粒子を混錬分散させて、導光板の中央に近づくにつれて、より光を散乱して、光出射面３０ａから出射する光を増やすようにしても良い。
導光板３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことでも、より光の利用効率を高めつつ、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。
【００５７】
また、本発明の導光板の厚さには、特に限定はなく、厚さ数ｍｍの導光板であってもよく、あるいは、厚さ１ｍｍ以下のフィルム状の、いわゆる導光シートであってもよい。２層に異なる粒子濃度の散乱粒子を混練分散させた、フィルム状の導光板の作製方法としては、１層目となる、散乱粒子を含有するベースフィルムを押し出し成型法等で作製し、作製したベースフィルム上に、散乱粒子を分散させたモノマー樹脂液体（透明樹脂の液体）を塗布した後、紫外線や可視光を照射して、モノマー樹脂液体を硬化させることで、所望の粒子濃度の２層目を作製して、フィルム状の導光板とする方法のほか、２層押し出し成形法等がある。
導光板を厚さ１ｍｍ以下のフィルム状の導光シートとした場合でも、２層の導光板とすることで、より光の利用効率を高めつつ、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。
【００５８】
次に、光学部材ユニット３２について説明する。
光学部材ユニット３２は、導光板３０の光出射面３０ａから出射された照明光をより輝度むら及び照度むらのない光にして、照明装置本体２４の光出射面２４ａから出射するためのもので、図２に示すように、導光板３０の光出射面３０ａから出射する照明光を拡散して輝度むら及び照度むらを低減する拡散シート３２ａと、光入射面３０ｃ，３０ｄと光出射面３０ａとの接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート３２ｂと、プリズムシート３２ｂから出射する照明光を拡散して輝度むら及び照度むらを低減する拡散シート３２ｃとを有する。
【００５９】
拡散シート３２ａおよび３２ｃ、プリズムシート３２ｂとしては、特に制限的ではなく、公知の拡散シートやプリズムシートを使用することができ、例えば、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、光学部材ユニットを２枚の拡散シート３２ａおよび３２ｃと、２枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート３２ｂとで構成したが、プリズムシートおよび拡散シートの配置順序や配置数は特に限定されず、また、プリズムシート、拡散シートとしても特に限定されず、導光板３０の光出射面３０ａから出射された照明光の輝度むら及び照度むらをより低減することができるものであれば、種々の光学部材を用いることができる。
例えば、光学部材として、上述の拡散シート及びプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を輝度むら及び照度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。また、光学部材ユニットを、プリズムシートおよび拡散シートを各１枚ずつ用いるか、あるいは、拡散シートのみを２枚用いて、２層構成としてもよい。
【００６１】
ここで、本発明においては、光学部材ユニットは、少なくとも１つのマイクロレンズシートを有することが好ましい。
例えば、図８（Ａ）に示す光学部材ユニット１７０のように、光入射面３０ｃ，３０ｄと光出射面３０ａとの接線と平行なマイクロレンズ列が形成されたマイクロレンズシート１７０ａと、プリズムシート３２ｂと、マイクロレンズシート１７０ｃとを有する構成としてもよい。
或いは、図８（Ｂ）に示す光学部材ユニット１８０のように、マイクロレンズシート１７０ａと、プリズムシート３２ｂと、拡散シート３２ｃとを有する構成としてもよい。
光学部材ユニットを少なくとも１つのマイクロレンズシートを含む構成とし、散乱粒子を含む導光板と組み合わせることにより、バックライトユニットの正面輝度が向上し、光利用効率が向上する。
【００６２】
散乱粒子を混錬分散させた導光板において、光入射面から入射した光は、導光板の内部で散乱粒子により散乱されて光出射面から出射する。ここで、散乱粒子による散乱は、前方散乱であるため、導光板にドットを印刷して光を散乱させる方式等の他の方式と比較すると、全出射光のうち、光出射面の正面から出射する光の割合が小さくなる。
これに対して、散乱粒子を含む導光板と組み合わせる光学部材ユニットを、少なくとも１つのマイクロレンズシートを含む構成とすることにより、正面以外の方向に出射する光が、正面方向に導かれ、正面輝度が向上する。
【００６３】
次に、照明装置本体２４の反射板３４について説明する。
反射板３４は、導光板３０の背面３０ｂ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の背面３０ｂに対応した形状で、背面３０ｂ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の背面３０ｂが平面、つまり断面が直線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。
【００６４】
反射板３４は、導光板３０の背面３０ｂ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。
【００６５】
上部誘導反射板３６は、導光板３０と拡散シート３２ａとの間、つまり、導光板３０の光出射面３０ａ側に、光源２８および導光板３０の光出射面３０ａの端部（第１光入射面３０ｃ側の端部および第２光入射面３０ｄ側の端部）を覆うよう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の光出射面３０ａの一部から光源２８の光源支持部５２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から出射された光が導光板３０に入射することなく、光出射面３０ａ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８から出射された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ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。
【００６６】
下部誘導反射板３８は、導光板３０の背面３０ｂ側に、光源２８の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射板３８の導光板３０中心側の端部は、反射板３４と連結されている。
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。
下部誘導反射板３８を設けることで、光源２８から出射された光が導光板３０に入射することなく、導光板３０の背面３０ｂ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８から出射された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ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。
なお、本実施形態では、反射板３４と下部誘導反射板３８とを連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
【００６７】
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から出射された光を第１光入射面３０ｃまたは第２光入射面３０ｄ側に反射させ、光源２８から出射された光を第１光入射面３０ｃまた第２光入射面３０ｄ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と拡散シート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を構成するシート状部材の間に配置してもよく、光学部材ユニット３２と上部筐体４４との間に配置してもよい。
【００６８】
次に、筐体２６について説明する。
図２に示すように、筐体２６は、照明装置本体２４を収納して支持し、かつその光出射面２４ａ側と導光板３０の背面３０ｂ側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体４２と上部筐体４４と折返部材４６と支持部材４８とを有する。
【００６９】
下部筐体４２は、上面が開放され、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の光出射面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光出射面２４ａとは反対側の面（背面）および側面を覆っている。
【００７０】
上部筐体４４は、上面に開口部となる照明装置本体２４の矩形状の光出射面２４ａ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、照明装置本体２４及び下部筐体４２の上方（光出射面側）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。
【００７１】
折返部材４６は、断面の形状が常に同一の凹（Ｕ字）型となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状がＵ字形状となる棒状部材である。
折返部材４６は、図２に示すように、下部筐体４２の側面と上部筐体４４の側面との間に嵌挿され、Ｕ字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体４２の側面部と連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体４４の側面と連結されている。
ここで、下部筐体４２と折返部材４６との接合方法、折返部材４６と上部筐体４４との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
【００７２】
このように、下部筐体４２と上部筐体４４との間に折返部材４６を配置することで、筐体２６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、輝度むら及び照度むらがないまたは少ない光を効率よく出射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、輝度むら及び照度むら等のない、または低減された光を光出射面から出射させることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体及び折返部材には、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。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。
【００７３】
支持部材４８は、延在方向に垂直な断面の形状が同一の棒状部材である。
支持部材４８は、図２に示すように、反射板３４と下部筐体４２との間、より具体的には、導光板３０の背面３０ｂの第１光入射面３０ｃ側の端部および第２光入射面３０ｄ側の端部に対応する位置の反射板３４と下部筐体４２との間に配置され、導光板３０及び反射板３４を下部筐体４２に固定し、支持する。
支持部材４８により反射板３４を支持することで、導光板３０と反射板３４とを密着させることができる。さらに、導光板３０及び反射板３４を、下部筐体４２の所定位置に固定することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、支持部材を独立した部材として設けたが、これに限定されず、下部筐体４２、または反射板３４と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体４２の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いても、反射板３４の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いてもよい。
また、配置位置も特に限定されず、反射板と下部筐体との間の任意の位置に配置することができるが、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、つまり、本実施形態では、第１光入射面３０ｃ近傍、第２光入射面３０ｄ近傍に配置することが好ましい。
【００７５】
また、支持部材４８の形状は特に限定されず、種々の形状とすることができ、また、種々の材料で作製することもできる。例えば、支持部材を複数設け、所定間隔ごとに配置してもよい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光板と反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により輝度むら及び照度むらが生じることを防止することができる。
【００７６】
バックライトユニット２０は、基本的に以上のように構成される。
バックライトユニット２０は、導光板３０の両端にそれぞれ配置された光源２８から出射された光が導光板３０の光入射面（第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄ）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、または背面３０ｂで反射した後、光出射面３０ａから出射する。このとき、背面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の光出射面３０ａから出射された光は、光学部材３２を透過し、照明装置本体２４の光出射面２４ａから出射され、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。
【００７７】
次に、具体的実施例を用いて、面状照明装置２０についてより詳細に説明する。
本実施例では、１層の導光板（光出射面が平面であり、背面が背面方向に凸となっている形状：図３１参照）と２層および３層の導光板について、計算機シミュレーションにより、出射される光の規格化された照度分布を求めた。
また、シミュレーションにおいて、導光板の透明樹脂の材料はＰＭＭＡ、散乱粒子の材料はシリコーンとしてモデル化した。また、単分散粒子と多分散粒子とを比較した実施例７を除いて、シミュレーションの際の散乱粒子は、多分散散粒子として計算を行なった。
【００７８】
（実施例１）
実施例１として、画面サイズが４２インチに対応する導光板３０を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから第２光入射面３０ｄまでの長さを５４５ｍｍとし、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面３０ｂまでの長さ、つまり、厚さの最も薄い部分の厚みＤを２．５６ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの厚み、つまり厚さの最も厚い部分の厚みを３．０ｍｍとし、第１層６０の２等分線αにおける光出射面３０ａから境界面ｚまでの長さ、つまり、第１層６０の厚さが最も薄い部分の、第１層６０の厚みＤ１を２．１２ｍｍとし、第２層６２の２等分線αにおける境界面ｚから背面３０ｂまでの長さ、つまり、第２層６２の厚さが最も厚い部分の、第２層６２の厚みＤ２を０．４４ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径Ｒを７５０００ｍｍ、凹み量ｄを０．４４ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとした。
【００７９】
上記の形状の導光板を用いて、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とした実施例１１と、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１５ｗｔ％とした実施例１２とについて照度分布を測定した。また、比較例１１として、第１層６０、第２層６２ともに粒子濃度を０．０５ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度とした、図３１に示す形状の１層の導光板１０２について測定した。なお、比較例１１の導光板１０２は、光出射面１０４が平面であり、背面１０６が背面方向に凸となっている形状である。
【００８０】
なお、入射部近傍で測定される輝度が急激に上がっている領域は、実際の利用時はカバー反射部材が配置され、面状照明装置の光出射面からは出射されないため輝度むらとして認識されず、また、光出射面から出射される光としては認識されないため無視した。この点については、以下の実施例についても同様である。
測定した照度の結果を下記表２に示し、規格化照度分布を図９に示す。ここで、図９では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例１１を細い実線で示し、実施例１２を破線で示し、比較例１１を太い実線で示す。
【００８１】
【表２】
0005425026.tif 000003
【００８２】
図９および表２に示すように、実施例１１および実施例１２の導光板は、図３１に示す形状の均一の粒子濃度とした１層の導光板１０２と比較して、中央部の照度が１０％以上向上している。また、図９に示すように、比較例１１に比べ、より中高な照度分布となっている。
【００８３】
ここで、光入射面の厚さと入射効率の関係を説明する。
図１１に、４０インチの画面サイズに対応する各種形状の導光板における、光源であるＬＥＤのサイズによる入射効率の変化を示す。
図２に示す導光板３０と同様の形状で画面サイズのみ４０インチに変更した、光入射面の厚さ、すなわち、光出射面に略垂直な方向の光入射面の厚さが２．６２ｍｍである、２層の導光板の実施例１０１について入射効率を測定した。また、比較例１０１として、光入射面の厚さが１．５０ｍｍである、均一の粒子濃度とした図３１に示す形状の１層の導光板と、比較例１０２として、光入射面の厚さが１．９６ｍｍである、図３２に示す形状の粒子濃度の異なる２層からなる導光板１０８と、比較例１０３として、光入射面の厚さが２．２９ｍｍである、平板形状で粒子濃度の異なる２層からなる導光板とについて、入射効率を測定した。なお、ＬＥＤの発光面と導光板の光入射面との距離は０．２ｍｍである。
図１１では、縦軸を規格化した効率とし、横軸をＬＥＤの発光面の寸法とし、実施例１０１を黒三角、比較例１０１を黒菱形、比較例１０２を黒四角、比較例１０３をアスタリスクで示す。
【００８４】
図１１に示すように、各導光板の光入射面の厚さよりも発光面の高さが小さいＬＥＤを用いる場合には、入射効率は９５％以上であるが、光源の光量を上げるために大型のＬＥＤ、つまり、発光面の高さ方向の寸法が、導光板の光入射面の厚さよりも大きいＬＥＤを用いると、急激に入射効率が落ちることがわかる。このことから、光量の大きな大型のＬＥＤを用いるためには、導光板の光入射面の厚さを大きくとることが重要であることがわかる。
【００８５】
実施例１の変形例として、導光板の背面を図１０に示すように、光出射面側に凸形（つまり背面側に凹形）とした背面３０ｂ’としてもよい。この場合、背面３０ｂ’の凹形の曲率半径Ｒは、光学的特性と機械的特性（強度）のバランスから、１５００００ｍｍ〜１８５００００ｍｍの範囲が好ましい。また、凹形は、円だけでなく楕円の円弧や、円と楕円を組み合わせた円弧であってもよいし、光出射面３０ａの中央部は円弧を用い、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄへとテーパをかけて接続するようにしてもよい。
【００８６】
表３に各画面サイズにおける、光出射面の凹形および背面の凹形を構成する円弧の半径の例を示す。
【００８７】
【表３】
0005425026.tif 000004
【００８８】
このように、光出射面が凹形で、粒子濃度が異なる２層の導光板（実施例１１、１２、１０１）とすることで、図３１および３２に示す形状の導光板に比べ、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、照度分布を中高にすることができる。
また、平均厚さが同じ平板導光板と比べても、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、導光板を軽くすることができる。さらに、照度分布を中高にすることができる。
【００８９】
（実施例２）
実施例２として、外形が実施例１と同様の形状で画面サイズが４６インチの導光板で、図１２に示すように、第１層６０と第２層６２との境界面ｚが、２等分線αにおける光出射面３０ａ（つまり光出射面の中央部）から、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに向かって第２層６２が薄くなるように連続的に変化し、さらに、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ付近で光出射面３０ａ側に向かって再び厚くなるように連続的に変化させた導光板８０を用いた。その際、逆バイアス濃度を用いて合成粒子濃度を求めて、求めた合成粒子濃度に応じて、第１層６０および第２層６２の厚さ（境界面ｚの形状）を求めた。
すなわち、合成粒子濃度のプロファイルは、導光板３０の中央で極大値を持ち、その両側、図示例では、中央から光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）までの距離の約２／３の位置で極小値を持つように変化する曲線である。
【００９０】
ここで、逆バイアス濃度とは、特に導光板の厚みが中央部に向かって薄くなるアーチ型導光板に適用する手法であり、粒子が無い場合の照度分布（輝度分布）を求めて、求めた分布をフラットにするために、合成濃度にある定数を掛けた粒子濃度（分布）である。
逆バイアス濃度を求めるには、まず、粒子が無い状態で導光板から出射する照度分布（輝度分布）を求める。その際、特に厚みが中央部に向かって薄くなる場合、中央部が凹状となる照度分布（輝度分布）が求められる。次に、この照度分布の、フラットな分布からの差分を求め、導光板の奥行き方向の各単位体積毎に定数を掛けて、各単位体積毎の粒子濃度を求め、逆バイアス濃度とする。この逆バイアス濃度から２層導光板の断面形状を求める。さらに、平板２層導光板から求めた所望の中高分布となる粒子濃度分布を求め、２層導光板の断面形状に換算する。最後に、逆バイアス濃度分布から求めた２層断面形状と平板から求めた２層断面形状を加えて、所望の２層断面形状を求める。
【００９１】
ここで、導光板８０は、第１層６０の２等分線αにおける光出射面３０ａから境界面ｚまでの長さ、つまり、第１層６０の厚みＤ１を０．２５ｍｍとし、第２層６２の２等分線αにおける境界面ｚから背面３０ｂまでの長さ、つまり、第２層６２の厚みＤ２を０．７５ｍｍとし、光入射面（３０ｃ，３０ｄ）の厚さを１．５ｍｍとし、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄにおける第２層６２の厚みＤ２’を０．２ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径Ｒを７５０００ｍｍ、凹み量ｄを０．５ｍｍとした導光板である。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は７μｍとした。
【００９２】
上記の形状の導光板を用いて、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とした実施例２１について照度分布を測定した。また、比較例２１として、第１層６０、第２層６２ともに粒子濃度を０．０５ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度とした、図３１に示す形状の１層の導光板と、比較例２２として、２層の平板導光板であって背面側の第２層が光出射面側凸形になっている導光板を用い、第１層の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％とし、第２層の粒子濃度Ｎｐｒを０．０７ｗｔ％とした導光板について測定した。なお、比較例２１の導光板１０２は、光出射面１０４が平面であり、背面１０６が背面方向に凸となっている形状である。
【００９３】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図１３に示す。ここで、図１３では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例２１を細い実線で示し、比較例２１を太い実線で示し、比較例２２を破線で示す。
【００９４】
図１３に示すように、実施例２１の導光板は、比較例２１の導光板１０２と比較して、中央部輝度が２０％以上向上している。また、比較例２２に比べ、光入射面付近における照度が向上している。ここで、フィルム構成は、拡散フィルム、プリズムシート、拡散フィルムであるので、輝度もまた照度に比例するため、輝度が向上していると言える。
【００９５】
このように、光出射面が凹形で、粒子濃度が異なる２層のうち第２層を逆バイアス濃度により最適化した導光板（実施例２１）とすることで、実施例１１、１２の導光板よりも光入射面付近における照度が向上し、さらに良好な中高な照度分布とすることができる。
【００９６】
また、図１２に示す導光板８０において、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、光入射面の長手方向に垂直な段面で見た際に、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄの近傍の領域では、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、導光板８０中央の領域では、光出射面３０ａに向かって凸の曲面である。
境界面ｚを形成する凹形および凸形の曲面は、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円または楕円の一部で表される曲線であってもよいし、２次曲線、あるいは、多項式で表される曲線であってもよいし、これらを組み合わせた曲線であってもよい。
【００９７】
ここで、境界面ｚを形成する凹形および凸形の曲面が円の一部で表される場合には、導光板のサイズが３２インチでは、凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１は、２５００ｍｍ≦Ｒｙ１≦１１００００ｍｍ、凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ２は、２５００ｍｍ≦Ｒｙ２≦１２００００ｍｍが好ましく、４６インチでは、凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１は、２５００ｍｍ≦Ｒｙ１≦２３００００ｍｍ、凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ２は、２５００ｍｍ≦Ｒｙ２≦２５００００ｍｍが好ましく、６５インチでは、凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１は、５０００ｍｍ≦Ｒｙ１≦４５００００ｍｍ、凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ２は、５０００ｍｍ≦Ｒｙ２≦４９００００ｍｍが好ましい。
【００９８】
（実施例３）
実施例３として、図１２に示す導光板８０において、画面サイズが３２インチの導光板で、境界面ｚの凹形および凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ１、Ｒｙ２と、第１層６０および第２層６２の粒子濃度とを変えて、測定を行なった。
具体的には、実施例３として、第１光入射面３０ｃから第２光入射面までの長さを４１３ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの厚み、つまり厚さの最も厚い部分の厚みＤ２を３ｍｍとし、凹み量ｄを０．５ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径を４２５００ｍｍとし、第１光入射面での第２層６２の厚みＤ３を０．５ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も薄い部分の厚みＤ４を０．４８ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も厚い部分の厚みＤ５を１．０ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は、４．５μｍとした。
【００９９】
上記の導光板を用いて、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、２５００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、３５０００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１２５ｗｔ％とした実施例３１と、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、２５００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、３５０００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１５ｗｔ％とした実施例３２と、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、３００００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、２５００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１２５ｗｔ％とした実施例３３と、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、３００００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、２５００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１５ｗｔ％とした実施例３４と、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、３００００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、２５００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１７５ｗｔ％とした実施例３５とについて照度分布を測定した。
【０１００】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図１４に示す。図１４（Ａ）では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とし、実施例３１を破線で示し、実施例３２を実線で示し、比較例３１を太い実線で示す。同様に、図１４（Ｂ）では、実施例３３を破線で示し、実施例３４を実線で示し、実施例３５を一点鎖線で示す。
【０１０１】
図１４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、導光板のサイズが３２インチの場合は、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、２５００ｍｍ≦Ｒｙ１≦１１００００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ２を、２５００ｍｍ≦Ｒｙ２≦１２００００ｍｍとすることにより、中高な照度分布とすることができる。
【０１０２】
（実施例４）
実施例４として、図１２に示す導光板８０において、画面サイズが６５インチの導光板で、境界面ｚの凹形および凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ１、Ｒｙ２と、第１層６０および第２層６２の粒子濃度とを変えて、測定を行なった。
具体的には、実施例４として、第１光入射面３０ｃから第２光入射面までの長さを８３０ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの厚み、つまり厚さの最も厚い部分の厚みＤ２を１ｍｍとし、凹み量ｄを０．２ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径を１６５０００ｍｍとし、第１光入射面での第２層６２の厚みＤ３を０．１８ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も薄い部分の厚みＤ４を０．１６ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も厚い部分の厚みＤ５を０．３５ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は、４．５μｍとした。
【０１０３】
上記の導光板を用いて、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、５０００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、４９００００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．０２ｗｔ％とした実施例４１と、Ｒｙ１を、５０００ｍｍとし、Ｒｚ２を、４９００００ｍｍとし、Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、Ｎｐｒを０．０３ｗｔ％とした実施例４２と、Ｒｙ１を、５０００ｍｍとし、Ｒｚ２を、４９００００ｍｍとし、Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、Ｎｐｒを０．０４ｗｔ％とした実施例４３と、Ｒｙ１を、４５００００ｍｍとし、Ｒｚ２を、５０００ｍｍとし、Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、Ｎｐｒを０．０２ｗｔ％とした実施例４４と、Ｒｙ１を、４５００００ｍｍとし、Ｒｚ２を、５０００ｍｍとし、Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、Ｎｐｒを０．０４ｗｔ％とした実施例４５と、Ｒｙ１を、４５００００ｍｍとし、Ｒｚ２を、５０００ｍｍとし、Ｎｐｏを０．００３ｗｔ％とし、Ｎｐｒを０．０９ｗｔ％とした実施例４６と、について照度分布を測定した。
【０１０４】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図１５に示す。図１５（Ａ）では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例４１を破線で示し、実施例４２を実線で示し、実施例４３を一点鎖線で示し、比較例４１を太い実線で示す。同様に、図１５（Ｂ）では、実施例４４を破線で示し、実施例４５を実線で示し、実施例４６を一点鎖線で示す。
【０１０５】
図１５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、導光板のサイズが６５インチの場合は、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、５０００ｍｍ≦Ｒｙ１≦４５００００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｙ２を、５０００ｍｍ≦Ｒｙ２≦４９００００ｍｍとすることにより、中高な照度分布とすることができる。
【０１０６】
（実施例５）
実施例５として、外形が実施例１と同じ導光板で、粒子濃度が異なる層を３層とした導光板８２を用いた。導光板８２は、図１６に示すように、第１層６０と、第２層６２と、第３層６４ａ，６４ｂとから構成される。
導光板８２は、第１層６０と第２層６２との境界面ｚが平面であり、第２層６２と第３層６４ａ，６４ｂとの境界面ｙが光出射面３０ａと同じ凹形となっている。つまり、第３層６４ａ，６４ｂが第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄから中央に向かうに従って厚さが薄くなっており、中央部の２等分線αに対応する部分で最も薄く、両端部の２つの光入射面（第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄ）で最も厚くなっている。
【０１０７】
ここで、導光板８２は、２等分線αにおける厚さを２．５６ｍｍとし、第１層６０の２等分線αにおける光出射面３０ａから境界面ｚまでの長さ、つまり、第１層６０の厚みＤ１を２．１２ｍｍとし、第２層６２の２等分線αにおける境界面ｚから背面３０ｂまでの長さ、つまり、第２層６２の厚みＤ２を０．４４ｍｍとし、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄにおける第２層６２の厚みＤ２’を０ｍｍとし、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄにおける第３層６４ａ，６４ｂの厚みＤ３を０．４４ｍｍとし、光出射面３０ａおよび境界面ｙの曲率半径Ｒを７５０００ｍｍとし、凹み量ｄを０．４４ｍｍとした導光板である。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は７μｍとした。
【０１０８】
上記の形状の導光板を用いて、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とし、第３層６４ａ，６４ｂの粒子濃度を０ｗｔ％とした３層の導光板である実施例５１と、実施例１の導光板であって、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とした２層の導光板である実施例５２とについて照度分布を測定した。なお、第３層６４ａ，６４ｂの粒子濃度は任意の濃度でもよい。また、比較例５１として、全ての層の粒子濃度を０．０５ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度とした、図３１に示す形状の１層の導光板について測定した。
【０１０９】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図１７に示す。ここで、図１７では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例５１を破線で示し、実施例５２を実線で示し、比較例５１を太い実線で示す。
【０１１０】
図１７に示すように、実施例５１の導光板は第３層を設けることによっても、実施例５２の導光板に対して光入射面（３０ｃ，３０ｄ（入光部））付近における照度が向上し、つまり照度低下を抑制し、さらに、入光部むらを小さくすることができる。
【０１１１】
（実施例６）
実施例６として、図１８に示すような背面側が光出射面側と同じ形状をした、画面サイズが４２インチに対応する導光板９０を用いた。導光板の光出射面側と背面側を同じ形状（光出射面側に凹形）とすることで、重ね合わせて加工することができる。また、導光板９０の第１層と第２層の境界面ｚは、平面となっている。
図１８に示す導光板９０は、第１光入射面３０ｃから第２光入射面３０ｄまでの長さを５４５ｍｍとし、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面３０ｂまでの長さ（中央部分の厚み）を２．５ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの厚みを２ｍｍとし、第１層６０の２等分線αにおける光出射面３０ａから境界面ｚまでの長さ、つまり、第１層６０の厚さが最も薄い部分の、第１層６０の厚みＤ１を１．５６ｍｍとし、第２層６２の２等分線αにおける境界面ｚから背面３０ｅまでの長さ、つまり、第２層６２の厚さが最も厚い部分の、第２層６２の厚みＤ２を０．５ｍｍとし、光出射面３０ａおよび背面３０ｅの曲率半径Ｒを７５０００ｍｍとし、凹み量ｄを０．４４ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとした。
【０１１２】
上記の形状の導光板を用いて、第１層９４の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層９６の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とした実施例６１と、第１層９４の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％とし、第２層９６の粒子濃度Ｎｐｒを０．１０ｗｔ％とした実施例６２とについて照度分布を測定した。また、比較例６１として、図３１に示す形状の１層の導光板について、第１層、第２層ともに粒子濃度を０．０５ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度として測定した。なお、比較例６１の導光板１０２は、２等分線αにおける光出射面１０４から背面１０６までの長さ（中央部分の厚み）を３．５ｍｍとし、端部の光入射面の厚みを２ｍｍとした導光板である。
【０１１３】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図１９に示す。ここで、図１９では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例６１を破線で示し、実施例６２を細い実線で示し、比較例６１を太い実線で示す。
【０１１４】
また、導光板９０の、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面３０ｂまでの長さ（中央部分の厚み）３．５ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの厚みを３ｍｍとした導光板を用い、第１層９４の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層９６の粒子濃度Ｎｐｒを０．１５ｗｔ％とした実施例６３と、第１層９４の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％とし、第２層９６の粒子濃度Ｎｐｒを０．１５ｗｔ％とした実施例６４とについて照度分布を測定した。また、上記と同様に比較例６１として、図３１に示す形状の１層の導光板について測定した。
【０１１５】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図２０に示す。ここで、図２０では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例６３を破線で示し、実施例６４を細い実線で示し、比較例６１を太い実線で示す。
【０１１６】
図１９および２０に示すように、実施例６１〜６４の導光板は、実施例１〜３の各導光板と同様に、中高な照度分布となっており、比較例６１に比べて中央部の照度が１０〜２０％以上向上している。
【０１１７】
さらに、加工時に重ね合わせやすいように、図２１に示すように、導光板９０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに、ツバ６５，６６を付けた形状とした導光板９２としてもよい。この場合、光入射面は第１光入射面３０ｆおよび第２光入射面３０ｇとなる。ここで、さらにツバ部分をミキシングゾーンとして粒子濃度を変えてもよく、粒子濃度は他の部分の最大濃度以上であるのが好ましい。
なお、光出射面側と背面側の曲率半径Ｒは、重ね合わせて加工することができれば異なっていてもよい。また、光出射面側と背面側の曲率半径Ｒが異なっていても、ツバ６５，６６の背面側の面を、背面３０ｅの２等分線αと交差する部分、つまり、最も背面側に凸となっている部分よりも背面側まで延長するか、あるいはスペーサを挟むことで、重ね合わせたときにツバ同士が接触、またはスペーサを介して接触し、安定して重ね合わせて加工することができる。また、背面側の曲率半径を、光出射面側の曲率半径よりも小さくすることで、つまり、背面がより背面側に凸となることで、逆楔形の導光板と同様の効果も得ることができる。
【０１１８】
また、実施例６の変形例として、図１８に示すような光出射面側が凹形であり、背面側が光出射面側と同じ形状をした導光板の代わりに、平板の多層導光板を凹形に変形させてもよい。例えば、薄型の導光板を樹脂製の突起物で押さえるなどの機械的な変形手段を用いて、液晶パネルと反対側に反らせる、つまり光出射面側が凹形となるように変形させることで、図１８に示す導光板と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
このように、光出射面が凹形で背面が凸形の、粒子濃度が異なる２層の導光板（実施例６１〜６４）とすることで、加工時に重ね合わせることができ、複数枚の導光板をまとめて端面の切断および研磨をすることができる。このため、端面加工時のコストを大幅に下げることができる。また、光出射面側が凹面であるので液晶パネル側に反りにくい導光板とすることができる。さらに、平板の多層導光板を凹形に変形させた場合には、生産性がより良好であり、より一層コストダウンを図ることができる。
【０１２０】
以上の結果から、光出射面を凹形とすることで、液晶パネル側に反りにくい導光板とすることができる。また、光出射面が凹形で粒子濃度が異なる２層の導光板とすることで、図３１および３２に示す形状（逆楔形）の導光板に比べ、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、照度分布を中高にすることができる。
また、平均厚さが同じ平板導光板と比べても、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、導光板を軽くすることができる。さらに、照度分布を中高にすることができる。
【０１２１】
また、粒子濃度が異なる２層のうち第２層を逆バイアス濃度により最適化することで、光入射面付近における照度が向上し、さらに良好な中高な照度分布にできることがわかる。
さらに、第３層を設けることによっても、光入射面付近における照度が向上し、つまり照度低下を抑制し、入光部むらを小さくできることがわかる。
また、光出射面側と背面側を同じ形状（光出射面側に凹形、つまり出射面が凹形で背面が凸形）とすることで、加工時に重ね合わせることができ、複数枚の導光板をまとめて端面の切断および研磨をすることにより、端面加工時のコストを大幅に下げることができる。
【０１２２】
なお、上記実施例２の変形例として、図２２に示すように、実施例２の導光板８０の凹み量ｄを０とした導光板８４、つまり平面な光出射面３０ｈを有する導光板としてもよい。
また、上記実施例５の変形例として、図２３に示すように、実施例２と実施例５とを組み合わせて３層の導光板とし、実施例５の導光板８２の境界面ｙが、２等分線αにおける光出射面３０ａ（つまり光出射面の中央部）から、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに向かって第２層６２が薄くなるように連続的に変化し、さらに、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ付近で背面３０ｂ側に向かって再び厚くなるように連続的に変化する（つまり、第２層６２（中間層）が背面３０ｂ側に対して凹凸になっている）とし、合成粒子濃度を逆バイアス濃度を用いて最適化した濃度とした導光板８６としてもよい。
このとき、３層の粒子濃度の関係は、第１層６０≦第３層６４ａ，６４ｂ＜第２層６２の関係を満たすようにするのがよく、第１層６０は粒子濃度が０ｗｔ％とするのがよい。また、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、平面か光出射面と同方向に凹形とするのがよい。
このように、３層とすることで、輝度分布（照度分布）の微調整を容易にすることができる。
【０１２３】
次に、導光板に混錬分散させる散乱粒子を多分散粒子とした場合と、単分散粒子とした場合の、導光板から出射される光の照度分布を求めた。
（実施例７）
実施例７として、画面サイズが４０インチに対応する、図２２に示す導光板８４を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから第２光入射面３０ｄまでの長さを５４５ｍｍとし、導光板の厚さを１．５ｍｍとし、第１層６０の２等分線αにおける厚さ、つまり、第１層６０の厚さが最も薄い部分の厚みを０．１５ｍｍとし、第１層６０の厚さが最も厚い部分の厚みを０．５ｍｍとし、第１層６０の光入射面での厚みを０．２ｍｍとし、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｙ１を、２５，０００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、１５０，０００ｍｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．１６ｗｔ％とした導光板を用いた。
上記の導光板において、図７（Ａ）に示す散乱粒子の粒径の分布を有する多分散粒子を混錬分散した実施例７１と、図７（Ｂ）に示す散乱粒子の粒径の分布を有する多分散粒子を混錬分散した実施例７２とについて照度分布を測定した。
また、比較例として、上記の導光板において、散乱粒子の平均粒径が４．５μｍの単分散粒子を混錬分散した比較例７１と、散乱粒子の平均粒径が３．０μｍの単分散粒子を混錬分散した比較例７２とについて照度分布を測定した。
なお、本実施例においては、入射する光は、単波長の光を用いた。実施例７１と比較例７１とには、波長５５５ｎｍの光を用い、実施例７２と比較例７２とには、波長４５０ｎｍの光を用いた。
【０１２４】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図２４（Ａ）および（Ｂ）に示す。ここで、図２４（Ａ）では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例７１を破線で示し、比較例７１を細い実線で示す。また、図２４（Ｂ）では、縦軸を規格化照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例７１を破線で示し、比較例７１を細い実線で示す。
【０１２５】
図２４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、実施例７１の導光板は、比較例７１の導光板と比較して、同等の照度分布を示している。また、実施例７２の導光板は、比較例７２と比較して、同等の照度分布を示している。
このように、本発明においては、導光板の内部の領域ごとに異なる粒子濃度で散乱粒子を含有させることによって、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子を用いた場合であっても、光の利用効率が低下することを防止できる。
【０１２６】
なお、上記実施形態では、２つの光源を導光板の２つ光入射面に配置した両側入射であったが、これに限定はされず、１つの光源のみを導光板の１つの光入射面に配置した片側入射としてもよい。光源の数を減らすことで部品点数を削減しコストダウンできる。
また、片面入射とする場合には、境界面ｚの形状が非対称な導光板としてもよい。例えば、１つの光入射面を有し、光出射面の２等分線よりも光入射面から遠い位置で導光板の第２層の厚さが最大になるような、第２層の形状が非対称な導光板でもよい。
【０１２７】
図２５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の導光板の他の一例を用いるバックライトユニットの一部を示す概略断面図である。なお、図２５（Ａ）に示すバックライトユニット１２０においては、導光板３０に代えて導光板１２２を有し、光源２８を１つのみ有する以外は、バックライトユニット２０と同じ構成を有し、また、図２５（Ｂ）に示すバックライトユニット１３０においては、導光板３０に代えて導光板１３２を有し、光源２８を１つのみ有する以外は、バックライトユニット２０と同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
【０１２８】
図２５（Ａ）に示すバックライトユニット１２０は、導光板１２２および導光板１２２の第１光入射面３０ｃに対向して配置される光源２８とを有する。
【０１２９】
導光板１２２は、光源２８が対向して配置される面である第１光入射面３０ｃと、第１光入射面３０ｃの反対側の面である側面１２２ｄとを有している。
また、導光板１２２は、光出射面３０ａ側の第１層６０と背面３０ｂ側の第２層とにより形成されている。第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、第１光入射面３０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄに向かって、一旦、第２層６２が薄くなるように変化した後、第２層６２が厚くなるように変化し、再び第２層６２が薄くなるように連続的に変化している。すなわち、境界面ｚは、第１光入射面３０ｃ側では、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、側面１２２ｄ側では、光出射面３０ａに向かって凸の曲面である。
すなわち、合成粒子濃度の濃度プロファイルは、第１光入射面３０ｃ側において極小値を持ち、側面１２２ｄ側において極大値を持つように変化する曲線である。
【０１３０】
図２５（Ｂ）に示すバックライトユニット１３０は、導光板１３２および導光板１３２の第１光入射面３０ｃに対向して配置される光源２８とを有する。
【０１３１】
導光板１３２は、光源２８が対向して配置される面である第１光入射面３０ｃと、第１光入射面３０ｃの反対側の面である側面１２２ｄとを有している。
また、導光板１３２は、光出射面３０ａ側の第１層６０と背面３０ｂ側の第２層とにより形成されている。第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、第１光入射面３０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄに向かって、一旦、第２層６２が薄くなるように変化した後、第２層６２が厚くなるように変化し、その後第２層６２の厚さが一定となるように連続的に変化している。すなわち、境界面ｚは、第１光入射面３０ｃ側では、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、導光板中央部では、光出射面３０ａに向かって凸の曲面であり、凸の曲面の頂点から、側面１２２ｄ側では、光出射面３０ａに平行な平面である。
【０１３２】
このように、１つの光源のみを用いる片面入射の場合には、境界面ｚの形状を、光入射面に近い位置で、第２層の厚さが最小になり、光入射面から遠い位置で、第２層の厚さが最大になるような非対称な形状とすることにより、光源から出射され、光入射面から入射した光を、導光板の奥まで導光することができ、光出射面から出射する光の照度分布を中高にすることができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、平均厚さが同じ平板導光板と比べても、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、導光板を軽くすることができる。
【０１３３】
ここで、図２５（Ａ）および（Ｂ）に示す導光板１２２および導光板１３２は、光出射面を凹に形成したが、本発明は、これに限定はされず、図２５（Ｃ）および（Ｄ）に示す導光板１４２および導光板１５２のように、光出射面が平面であってもよい。
【０１３４】
また、図２５に示す片面入射のバックライトユニットに用いる導光板においても、合成粒子濃度が逆バイアス濃度を用いて作成した濃度となる、第１層および第２層の濃度と、境界面ｚの形状としてもよい。片面入射に用いる導光板においては、同じ形状で粒子が無い導光板を用いて、片面から光を入射した際の照度分布から逆バイアス濃度を求めればよい。
【０１３５】
また、境界面ｚを形成する凹形および凸形の曲面は、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円または楕円の一部で表される曲線であってもよいし、２次曲線、あるいは、多項式で表される曲線であってもよいし、これらを組み合わせた曲線であってもよい。
【０１３６】
なお、図２５（Ａ）に示すような、境界面ｚが凹凸形状をした導光板において、凹形および凸形の曲面が、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円の一部で表される曲線である場合には、凹形の曲面の曲率半径Ｒｚ１は、２５００ｍｍ≦Ｒｚ１≦４５００００ｍｍが好ましく、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２は、２５００ｍｍ≦Ｒｚ２≦４９００００ｍｍが好ましい。
Ｒｚ１およびＲｚ２を上記範囲とすることにより、より好適に光の照度分布を中高にすることができる。
【０１３７】
また、図２５（Ｂ）に示すような、境界面ｚが凹凸形状と平面とを組み合わせた形状の導光板において、凹形および凸形の曲面が、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円の一部で表される曲線である場合には、凹形の曲面の曲率半径Ｒｘ１は、２５００ｍｍ≦Ｒｘ１≦４５００００ｍｍが好ましく、凸形の曲面の曲率半径Ｒｘ２は、２５００ｍｍ≦Ｒｘ２≦４９００００ｍｍが好ましい。
Ｒｘ１およびＲｘ２を上記範囲とすることにより、より好適に光の照度分布を中高にすることができる。
【０１３８】
次に、具体的実施例を用いて、バックライトユニット１２０および１３０についてより詳細に説明する。
【０１３９】
（実施例８）
実施例８１として、画面サイズが４６インチに対応する導光板１２０を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄまでの長さを５９２ｍｍとし、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面３０ｂまでの長さ、つまり、厚さの最も薄い部分の厚みＤ１を０．８ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び側面１２２ｄの厚み、つまり厚さの最も厚い部分の厚みＤ２を１．０ｍｍとし、第１光入射面での第２層６２の厚みＤ３を０．２１ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も薄い部分の厚みＤ４を０．１７ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も厚い部分の厚みＤ５を０．５ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径Ｒを８７５００ｍｍ、凹み量ｄを０．２ｍｍとし、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｚ１を、３５０００ｍｍとし、凸形の曲面の曲率半径Ｒｚ２を、５５０００ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとし、第１層６０には散乱粒子を分散せず（Ｎｐｏ＝０）、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．０６５ｗｔ％とした。
また、比較例８１として、図３１に示す形状の１層の導光板の２辺から光を入射して輝度分布を測定した。なお、導光板の中央部の厚みを３．５ｍｍ、光入射面の厚みを２ｍｍとし、粒子濃度を０．０５ｗｔ％として測定した。
【０１４０】
測定した照度の結果である規格化輝度照度分布を図２６に示す。ここで、図２６では、縦軸を規格化輝度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例８１を細い破線で示し、比較例８１を太い実線で示す。
図２６に示すように、片面入射とした場合であっても、境界面ｚが凹凸形状をした、実施例８１の導光板は、比較例８１の導光板と比較して、中央輝度が向上して、中高な照度分布とすることができる。
【０１４１】
（実施例９）
実施例９１として、画面サイズが５７インチに対応する導光板１３０を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄまでの長さを７３０ｍｍとし、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面３０ｂまでの長さ、つまり、厚さの最も薄い部分の厚みＤ１を０．８ｍｍとし、第１光入射面３０ｃ及び側面１２２ｄの厚み、つまり厚さの最も厚い部分の厚みＤ２を１．０ｍｍとし、第１光入射面での第２層６２の厚みＤ３を０．１９ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も薄い部分の厚みＤ４を０．１５ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も厚い部分の厚みＤ５を０．３１ｍｍとし、光出射面３０ａの曲率半径Ｒを１３５０００ｍｍ、凹み量ｄを０．２ｍｍとし、境界面ｚの凹形の曲面の曲率半径Ｒｘ１を、１０００００ｍｍとした導光板を用いた。また、導光板に混練分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとし、第１層６０には散乱粒子を分散せず（Ｎｐｏ＝０）、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．０６ｗｔ％とした。
また、比較例９１として、図３１に示す形状の１層の導光板の２辺から光を入射して輝度分布を測定した。なお、導光板の中央部の厚みを３．５ｍｍ、光入射面の厚みを２ｍｍとし、粒子濃度を０．０５ｗｔ％として測定した。
【０１４２】
測定した照度の結果である規格化照度分布を図２７に示す。ここで、図２７では、縦軸を規格化輝度照度とし、横軸を導光板中央からの距離［ｍｍ］とし、実施例９１を細い破線で示し、比較例９１を太い実線で示す。
【０１４３】
図２７に示すように、片面入射とした場合であっても、境界面ｚが凹凸形状と平面とを組み合わせた形状とした、実施例９１の導光板は、比較例９１の導光板と比較して、中央輝度が向上して、中高な照度分布とすることができる。
【０１４４】
また、図２５（Ａ）〜（Ｄ）に示す片面入射の導光板においては、背面は、光の進行方向（光出射面）と平行な平面としたが、本発明は、これに限定はされず、背面を光の進行方向に対して傾斜した平面としてもよい。
また、図２５（Ｂ）および（Ｄ）に示す導光板においては、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、第１光入射面３０ｃ側では、光出射面に向かって凹の曲面であり、導光板中央部では、光出射面に向かって凸の曲面であり、凸の曲面の頂点から側面１２２ｄ側では、光出射面に平行な平面としたが、本発明は、これに限定はされず、光出射面に向かって、凹の曲面、凸の曲面、光出射面に平行な平面、および、光出射面に対して傾斜した平面を複数、組み合わせて構成してもよい。
【０１４５】
図２８は、本発明の導光板の他の一例を用いるバックライトユニットの一部を示す概略断面図である。なお、図２８に示すバックライトユニットにおいては、導光板１５２に代えて導光板１６２を有する以外は、バックライトユニット１５０と同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
図２８に示すバックライトユニット１６０は、導光板１６２および導光板１６２の第１光入射面３０ｃに対面して配置される光源２８とを有する。
【０１４６】
導光板１６２は、光入射面３０ｃから離間するにしたがって、光出射面３０ｈに垂直な方向の厚さが小さくなるように、背面１６２ｂが光出射面３０ｈに対して傾斜している。
また、導光板１６２は、光出射面３０ｈ側の第１層１６４と背面１６２ｂ側の第２層１６６とにより形成されている。第１層１６４は、第２層１６６よりも散乱粒子の粒子濃度が高い。
【０１４７】
また、第１層１６４と第２層１６６との境界面ｚは、第１光入射面３０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄに向かって、一旦、第１層１６４が薄くなるように変化した後、第１層１６４が厚くなるように連続的に変化している。すなわち、境界面ｚは、第１光入射面３０ｃ側では、光出射面３０ｈに向かって凸の曲面であり、側面側１２２ｄでは、光出射面３０ｈに向かって凹の曲面であり、凸の曲面と凹の曲面とは、第１光入射面３０ｃから離間するにしたがって第１層１６４の厚さが厚くなる方向に、光出射面３０ｈに対して傾斜した平面で滑らかに接続されている。
【０１４８】
このように、境界面ｚの形状を、曲面と平面とを組み合わせて、散乱粒子の粒子濃度が高い層の厚さが、光入射面に近い位置で最小になり、光入射面から遠い位置で最大になるような非対称な形状とすることにより、光源から出射され、光入射面から入射した光を、導光板の奥まで導光することができ、光の利用効率を向上させることができる。
【０１４９】
次に、具体的実施例を用いて、バックライトユニット１６０についてより詳細に説明する。
【０１５０】
（実施例１０）
実施例１０として、図２８に示す形状をした、画面サイズが４０インチに対応する導光板１６２を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから側面１２２ｄまでの長さを５００ｍｍとし、第１層１６４と第２層１６６との境界面ｚを、光入射面３０ｃ側の光出射面３０ｈに凸な曲面、側面１２２ｄ側の光出射面３０ｈに凹な曲面、および、これら凸な曲面と凹な曲面とを滑らかに接続する平面で構成し、導光板に混錬分散させる散乱粒子の粒径を４．５μｍとし、第２層１６６の散乱粒子の粒子濃度を０ｗｔ％とした導光板を用いた。また、光源２８に用いるＬＥＤチップ５０の発光面の寸法は、縦方向長さａ＝１．５ｍｍ、横方向長さｂ＝２．６ｍｍとし、ＬＥＤチップ５０と、導光板１６２の光入射面３０ｃとの間の間隙を０．２ｍｍとした。
ここで、図２９は、光入射面３０ｃからの距離と、第１層１６４の厚みとの関係を示すグラフである。第１層１６４の厚みは、より具体的には、図２９に示す形状とした。
【０１５１】
上記の形状の導光板を用いて、光入射面３０ｃにおける光出射面３０ｈから背面１６２ｅまでの長さ（光入射面３０ｃの厚み）を２ｍｍとし、側面１２２ｄにおける光出射面３０ｈから背面１６２ｅまでの長さ（側面１２２ｄの厚み）を０．５ｍｍとし、第１層１６４の散乱粒子の粒子濃度を０．１２ｗｔ％とした実施例１０１と、光入射面３０ｃの厚みを２ｍｍとし、側面１２２ｄの厚みを１．０ｍｍとし、第１層１６４の散乱粒子の粒子濃度を０．１６３ｗｔ％とした実施例１０２と、光入射面３０ｃの厚みを２ｍｍとし、側面１２２ｄの厚みを１．２５ｍｍとし、第１層１６４の散乱粒子の粒子濃度を０．１８８ｗｔ％とした実施例１０３と、光入射面３０ｃの厚みを２ｍｍとし、側面１２２ｄの厚みを１．５ｍｍとし、第１層１６４の散乱粒子の粒子濃度を０．２０３ｗｔ％とした実施例１０４と、光入射面３０ｃの厚みを２ｍｍとし、側面１２２ｄの厚みを１．７５ｍｍとし、第１層１６４の散乱粒子の粒子濃度を０．２１ｗｔ％とした実施例１０５とについて照度分布を測定した。
また、光入射面３０ｃおよび側面１２２ｄの厚みを共に１．５ｍｍとした実施例１０６と、光入射面３０ｃおよび側面１２２ｄの厚みを共に２ｍｍとした実施例１０７とについても同様に照度分布を測定した。
また、比較例１０１として、図３１に示す形状で、光入射面での厚さを２ｍｍとし、中央部での厚さを３．５ｍｍとし、粒子濃度を０．０５ｗｔ％とした導光板で、両面から光を入射した場合について照度分布を測定した。
【０１５２】
測定した結果を図３０（Ａ）および（Ｂ）に示す。ここで、図３０では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中央部からの距離［ｍｍ］とし、図３０（Ａ）には、実施例１０１を細い実線で示し、実施例１０２を太い破線で示し、実施例１０３を一点鎖線で示し、実施例１０４を二点鎖線で示し、実施例１０５を細い破線で示し、比較例１０１を太い実線で示す。また、図３０（Ｂ）には、実施例１０６を細い実線で示し、実施例１０７を破線で示し、比較例１０１を太い実線で示す。
図３０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、片面入射とした場合であっても、境界面ｚを、光出射面に凹な曲面、凸な曲面、光入射面に対して平行な平面、および光入射面に対して傾斜した平面を組み合わせた形状とし、背面を傾斜面とすることで、導光板内に混錬分散する散乱粒子の粒子濃度の分布をより好適な分布とし、合成粒子濃度をより好適な分布とすることができ、中高な照度分布とすることができるので、比較例１０１の両面入射の導光板と比較しても、中央輝度が向上して、中高な照度分布とすることができる。
【０１５３】
また、本発明の導光板を用いるバックライトユニットは、これにも限定はされず、２つの光源に加えて、導光板の光出射面の短辺側の側面にも対向して光源を配置してもよい。光源の数を増やすことで、装置が出射する光の強度を高くすることができる。
また、光出射面のみならず背面側から光を出射してもよい。
【０１５４】
以上、本発明の導光板、面状照明装置、および液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は、上記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。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  液晶表示装置
１２  液晶表示パネル
１４  駆動ユニット
２０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０  バックライトユニット（面状照明装置）
２４  照明装置本体
２４ａ、３０ａ、３０ｈ  光出射面
２６  筐体
２８  光源
３０、８０、８２、８４、８６、９０、９２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２  導光板
３０ｂ、３０ｂ’、３０ｅ、１６２ｂ  背面
３０ｃ、３０ｆ  第１光入射面
３０ｄ、３０ｇ  第２光入射面
３２、１７０、１８０  光学部材ユニット
３２ａ、３２ｃ  拡散シート
３２ｂ  プリズムシート
３４  反射板
３６  上部誘導反射板
３８  下部誘導反射板
４２  下部筐体
４４  上部筐体
４６  折返部材
４８  支持部材
４９  電源収納部
５０  ＬＥＤチップ
５２  光源支持部
５８  発光面
６０、９４、１６４  第１層
６２、９６、１６６  第２層
６４ａ、６４ｂ  第３層
１２２ｄ  側面
１７０ａ、１７０ｃ  マイクロレンズシート
α  ２等分線
ｙ、ｚ  境界面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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