(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光出射面と、前記光出射面の対向する２つの端辺側にそれぞれ設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する２つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面と、内部に分散される散乱粒子とを有する導光板であって、
前記導光板は、前記光出射面に垂直な方向に重なる、前記光出射面側の第１層と、前記背面側で前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い第２層との２つの層からなり、
前記光入射面に垂直な方向において、前記２つの層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さがそれぞれ変化して、前記導光板の合成粒子濃度が変化するものであって、２つの前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層が、中央部で最大厚さとなり、中央部から２つの前記光入射面それぞれに向かうに従って、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、再び、厚くなるように滑らかに変化した後、薄くなり、
かつ、前記光出射面に垂直な方向の厚さをＴｌｇとし、前記第２層の中央部の厚さをｔｃｅｎとすると、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記光入射面に垂直な方向において、前記中央部から前記光入射面に向かうに従って、前記第２層の厚さが、漸次、薄くなる領域を有し、前記領域での前記第２層の最小厚さをｔｍｉｎとすると、２≦ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎ≦１０を満足する請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記第１層と前記第２層との境界面が、２つの前記光入射面それぞれの側の、前記光出射面に向かって凹の曲面と、この２つの凹の曲面の間で、２つの曲面に滑らかに接続される、前記光出射面に向かって凸の曲面とからなる領域を有する請求項１または２に記載の導光板。
【請求項４】
前記凸の曲面の曲率半径をＲ１とし、前記凹の曲面の曲率半径をＲ２とし、２つの前記光入射面の間の距離をＬｌｇとすると、Ｔｌｇ・Ｒ１を横軸、Ｔｌｇ・Ｒ２を縦軸としたグラフにおいて、Ｔｌｇ・Ｒ１、Ｔｌｇ・Ｒ２が、５点ＰＲ１（６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、３４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（２１０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、１６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（８２０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、６２０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（２９５００・（Ｌｌｇ／５３９）２、６７０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ５（１００００・（Ｌｌｇ／５３９）２、５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）で囲まれる範囲内にある請求項３に記載の導光板。
【請求項５】
前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、０．０００４ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．０４４ｗｔ％、０．００８ｗｔ％≦Ｎｐｒ≦０．３ｗｔ％を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項６】
前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとし、２つの前記光入射面の間の距離をＬｌｇとすると、Ｎｐｏを横軸、Ｎｐｒを縦軸としたグラフにおいて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒが７点、ＰＮＰ１（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．０１５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．０２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））で囲まれる範囲内にある請求項１〜５のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項７】
矩形状の光出射面と、前記光出射面の１つ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１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面と、内部に分散される散乱粒子とを有する導光板であって、
前記導光板は、前記光出射面に垂直な方向に重なる、前記光出射面側の第１層と、前記背面側で前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い第２層との２つの層からなり、
前記光入射面に垂直な方向において、前記２つの層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さがそれぞれ変化して、前記導光板の合成粒子濃度が変化するものであって、１つの前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、一旦、厚くなった後、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなり、再び、厚くなり最大厚さとなった後、薄くなるように連続的に変化しており、
かつ、前記光出射面に垂直な方向の厚さをＴｌｇとし、前記第２層の中央部の厚さをｔｃｅｎとすると、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことを特徴とする導光板。
【請求項８】
矩形状の光出射面と、前記光出射面の１つ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１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面と、内部に分散される散乱粒子とを有する導光板であって、
前記導光板は、前記光出射面に垂直な方向に重なる、前記光出射面側の第１層と、前記背面側で前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い第２層との２つの層からなり、
前記光入射面に垂直な方向において、前記２つの層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さがそれぞれ変化して、前記導光板の合成粒子濃度が変化するものであって、１つの前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、一旦、厚くなった後、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなり、再び、厚くなり最大厚さで一定となるように連続的に変化しており、
かつ、前記光出射面に垂直な方向の厚さをＴｌｇとし、前記第２層の中央部の厚さをｔｃｅｎとすると、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことを特徴とする導光板。
【請求項９】
前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層が最小厚さｔｍｉｎとなる位置から最大厚さとなる位置までの領域における、前記第１層と前記第２層との境界面が、前記光出射面に向かって凹の曲面と、この凹の曲面に滑らかに接続される、前記光出射面に向かって凸の曲面とからなる請求項７または８に記載の導光板。
【請求項１０】
前記凸の曲面の曲率半径をＲ１とし、前記凹の曲面の曲率半径をＲ２とし、前記光入射面と、この光入射面に対向する面との間の距離をＬｌｇとしたとき、Ｔｌｇ・Ｒ１を横軸、Ｔｌｇ・Ｒ２を縦軸としたグラフにおいて、Ｔｌｇ・Ｒ１、Ｔｌｇ・Ｒ２が、４点ＰＲ１（２００００・（Ｌｌｇ／５３９）２、１８００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、７６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（４５０００・（Ｌｌｇ／５３９）２、３０００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）で囲まれる範囲内にある請求項９に記載の導光板。
【請求項１１】
前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、０．００００５７３ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．０２１ｗｔ％、０．００６４ｗｔ％≦Ｎｐｒ≦０．１９ｗｔ％を満たす請求項７〜１０のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１２】
前記光入射面と、この光入射面に対向する面との間の距離をＬｌｇとし、前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、Ｎｐｏを横軸、Ｎｐｒを縦軸としたグラフにおいて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒが８点、ＰＮＰ１（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５４・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．００１２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．００９・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３３・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０４８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．０００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ８（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５８・（５３９／Ｌｌｇ））で囲まれる範囲内にある請求項７〜１１のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１３】
前記光出射面が、前記背面に向かって凸の曲面である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の導光板。
【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面状照明装置（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エッジライト型のバックライトユニットがある。
このようなエッジライト型のバックライトユニットでは、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板状の導光板を用いることが提案されている。
【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光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、光散乱導光体は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。
【０００６】
このようなエッジライト型のバックライトユニットでは、光が光入射面に入射する方向と、光出射面から光が出射される方向とが異なるため、直下型と比較して光の利用効率が低くなる傾向があり、また、出射された出射光の分布にムラが生じやすい。さらに、導光板を薄型化、大型化した場合には、入射した光を導光板の奥まで導光することが難しくなり、また、光出射面に対する光入射面の面積が小さくなるため、出射光の輝度が低下したり、出射光にムラが生じやすくなる。
【０００７】
そこで、本出願人は、粒子濃度が異なる２つの層からなる導光板であって、第１層および第２層の、光出射面に略垂直な方向の厚さをそれぞれ変化させることで、光入射面に垂直な方向において、光入射面に垂直な方向における合成粒子濃度を変化させることにより、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る導光板を提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３６０３７号公報
【特許文献２】特許第４７１３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２に記載の導光板によれば、大型かつ薄型な導光板であっても、光の利用効率を高くすることができ、輝度むらが少ない光を出射することができる。しかしながら、薄型で、２層の導光板であるため、導光板の厚さの不均一さ（寸法公差）の影響が相対的に大きくなり、導光板の厚さが不均一な場合に、輝度分布が所望の分布から変化し、出射光にムラが生じてしまう。そのため、所望の輝度分布を実現する導光板を得るためには、寸法公差を小さくする必要があり、製造が難しくなり、また、コストアップの要因となるという問題があった。
【００１０】
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、かつ、製造が容易な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】
【００１１】
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、内部に分散される散乱粒子とを有する導光板であって、前記導光板は、前記光出射面に垂直な方向に重なる、前記光出射面側の第１層と、前記背面側で前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い第２層との２つの層からなり、前記光入射面に垂直な方向において、前記２つの層の、前記光出射面に略垂直な方向の厚さがそれぞれ変化して、前記導光板の合成粒子濃度が変化し、かつ、前記光出射面に垂直な方向の厚さをＴｌｇとし、前記第２層の中央部の厚さをｔｃｅｎとすると、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことを特徴とする導光板を提供する。
【００１２】
ここで、前記光入射面に垂直な方向において、前記中央部から前記光入射面に向かうに従って、前記第２層の厚さが、漸次、薄くなる領域を有し、前記領域での前記第２層の最小厚さをｔｍｉｎとすると、２≦ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎ≦１０を満足するのが好ましい。
また、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層の厚さが薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、厚くなる領域を有することが好ましい。
【００１３】
ここで、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層が、中央部で最大厚さとなり、中央部から２つの前記光入射面それぞれに向かうに従って、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、再び、厚くなるように滑らかに変化しているのが好ましい。
あるいは、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層が、中央部で最大厚さとなり、中央部から２つの前記光入射面それぞれに向かうに従って、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、再び、厚くなるように滑らかに変化した後、薄くなるのが好ましい。
【００１４】
また、前記第１層と前記第２層との境界面が、２つの前記光入射面それぞれの側の、前記光出射面に向かって凹の曲面と、この２つの凹の曲面の間で、２つの曲面に滑らかに接続される、前記光出射面に向かって凸の曲面とからなる領域を有するのが好ましい。
また、前記凸の曲面の曲率半径をＲ１とし、前記凹の曲面の曲率半径をＲ２とし、２つの前記光入射面の間の距離をＬｌｇとすると、Ｔｌｇ・Ｒ１を横軸、Ｔｌｇ・Ｒ２を縦軸としたグラフにおいて、Ｔｌｇ・Ｒ１、Ｔｌｇ・Ｒ２が、５点ＰＲ１（６０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、３４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（２１０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（８２０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、６２０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（２９５００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、６７０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ５（１００００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）で囲まれる範囲内にあるのが好ましい。
【００１５】
また、前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、０．０００４ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．０４４ｗｔ％、０．００８ｗｔ％≦Ｎｐｒ≦０．３ｗｔ％を満たすのが好ましい。
また、前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとし、２つの前記光入射面の間の距離をＬｌｇとすると、Ｎｐｏを横軸、Ｎｐｒを縦軸としたグラフにおいて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒが７点、ＰＮＰ１（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．０１５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．０２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））で囲まれる範囲内にあるのが好ましい。
【００１６】
ここで、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺に設けられる１つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、厚くなり最大厚さとなった後、再び、薄くなるように滑らかに変化しているのが好ましい。
あるいは、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺に設けられる１つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなった後、厚くなり最大厚さで一定となるように滑らかに変化しているのが好ましい。
あるいは、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺に設けられる１つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、一旦、厚くなった後、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなり、再び、厚くなり最大厚さとなった後、薄くなるように連続的に変化しているのが好ましい。
あるいは、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺に設けられる１つの光入射面であって、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面から離間するに従って、前記第２層が、一旦、厚くなった後、薄くなって最小厚さｔｍｉｎとなり、再び、厚くなり最大厚さで一定となるように連続的に変化しているのが好ましい。
【００１７】
ここで、前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層が最小厚さｔｍｉｎとなる位置から最大厚さとなる位置までの領域における、前記第１層と前記第２層との境界面が、前記光出射面に向かって凹の曲面と、この凹の曲面に滑らかに接続される、前記光出射面に向かって凸の曲面とからなるのが好ましい。
また、前記凸の曲面の曲率半径をＲ１とし、前記凹の曲面の曲率半径をＲ２とし、前記光入射面と、この光入射面に対向する面との間の距離をＬｌｇとしたとき、Ｔｌｇ・Ｒ１を横軸、Ｔｌｇ・Ｒ２を縦軸としたグラフにおいて、Ｔｌｇ・Ｒ１、Ｔｌｇ・Ｒ２が、４点ＰＲ１（２００００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１８００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、７６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（４５０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、３０００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）で囲まれる範囲内にあるのが好ましい。
【００１８】
また、前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、０．００００５７３ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．０２１ｗｔ％、０．００６４ｗｔ％≦Ｎｐｒ≦０．１９ｗｔ％を満たすのが好ましい。
また、前記光入射面と、この光入射面に対向する面との間の距離をＬｌｇとし、前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、Ｎｐｏを横軸、Ｎｐｒを縦軸としたグラフにおいて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒが８点、ＰＮＰ１（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５４・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．００１２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．００９・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３３・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０４８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．０００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ８（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５８・（５３９／Ｌｌｇ））で囲まれる範囲内にあるのが好ましい。
また、前記光出射面が、前記背面に向かって凸の曲面であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光出射面に垂直な方向に重なり、粒子濃度が異なる２つの層からなり、光入射面に垂直な方向において、２つの層の、光出射面に略垂直な方向の厚さがそれぞれ変化して、導光板の合成粒子濃度が変化し、かつ、光出射面に垂直な方向の厚さをＴｌｇとし、第２層の中央部の厚さをｔｃｅｎとすると、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすので、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、かつ、寸法公差が大きい場合であっても、所望の輝度分布に近い分布を安定して得ることができ、製造が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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ユニットの概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光源ユニットの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】導光板の第２層の厚さ、および、導光板に付加する厚み誤差を表すグラフである。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）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８】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９】（Ａ）〜（Ｃ）は、導光板の第２層の厚さ、および、導光板に付加する厚み誤差を表すグラフである。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）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１１】（Ａ）〜（Ｄ）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１２】（Ａ）〜（Ｄ）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１３】ｔｃｅｎ／Ｔｌｇと、変化の平均との関係を示すグラフである。
【図１４】（Ａ）〜（Ｆ）は、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１５】（Ａ）は、第２層の厚みを表す図であり、（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１６】（Ａ）〜（Ｄ）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１７】（Ａ）および（Ｂ）は、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１８】（Ａ）および（Ｂ）は、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】合成粒子濃度［ｗｔ％］と導光板の位置［ｍｍ］との関係を示すグラフである。
【図２０】導光板の第２層の厚さ、および、導光板に付加する厚み誤差を表すグラフである。
【図２１】（Ａ）〜（Ｆ）は、導光板の光出射面から出射される光の照度分布を表すグラフである。
【図２２】散乱粒子の粒子数と、効率との関係を表すグラフである。
【図２３】粒子濃度と、厚み誤差による輝度変化との関係を表すグラフである。
【図２４】第１層と第２層との境界面の曲面の曲率半径の範囲を表すグラフである。
【図２５】第１層および第２層の粒子濃度の範囲を表すグラフである。
【図２６】（Ａ）は、第１層および第２層の粒子濃度の範囲を表すグラフであり、（Ｂ）は、第１層と第２層との境界面の曲面の曲率半径の範囲を表すグラフである。
【図２７】（Ａ）〜（Ｃ）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２８】第１層および第２層の粒子濃度の範囲を表すグラフである。
【図２９】第１層と第２層との境界面の曲面の曲率半径の範囲を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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つの光源ユニット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、光源ユニット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。
【００２６】
照明装置本体２４は、光を出射する光源ユニット２８と、光源ユニット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。
【００２７】
まず、光源ユニット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の光源ユニット２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す光源ユニット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、光源ユニット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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、光源ユニット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、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よく、熱を放熱部材に伝熱するヒートパイプを設けてもよい。
【００３０】
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、薄型な光源ユニットとすることができる。光源ユニット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。
【００３１】
なお、ＬＥＤチップ５０は、光源ユニット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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、上述した２つの光源ユニット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、光源ユニット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つの光源ユニット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つの光源ユニット２８の間に導光板３０が配置されている。
【００３４】
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（登録商標）等のシリコーン粒子や、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマ等からなる粒子を用いることができる。
【００３５】
ここで、導光板３０は、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との境界を境界面ｚとすると、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。
【００３６】
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。
【００３７】
また、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断面で見た際に、光出射面３０ａの２等分線αの位置（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が薄くなるように滑らかに変化し、さらに、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ付近で、厚くなるように滑らかに変化している。
具体的には、境界面ｚは、導光板３０の中央部の、光出射面３０ａに向かって凸の曲線と、この凸の曲線に滑らかに接続され、光入射面３０ｃ、３０ｄに接続する凹の曲線とからなる。
【００３８】
このように、第１層６０よりも散乱粒子の粒子濃度が高い第２層の厚さを、導光板の中央部で最も厚くなる極大値と、光入射面近傍で一旦、薄くなる極小値とを有するように連続的に変化させることにより、散乱粒子の合成粒子濃度を、第１および第２光入射面（３０ｃおよび３０ｄ）それぞれの近傍の極小値と、導光板中央部の極大値とを有するように変化させている。
すなわち、合成粒子濃度のプロファイルは、導光板の中央で最大となる第２極大値を持ち、その両側に、図示例では、中央から光入射面までの距離の約２／３の位置で極小値を持つように変化する曲線である。
【００３９】
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。
【００４０】
このように、粒子濃度が高い第２層の厚さが、導光板の中央部で最も厚くなり、中央部から光入射面に向かうに従って、薄くなるように変化した後、光入射面近傍で再び厚くなるように滑らかに変化する構成とし、光入射面から導光板の中央部に向かうに従って、合成粒子濃度を、一旦低くなった後、高くなるように滑らかに変化し、導光板の中央部で最も高くなるように変化させることにより、大型かつ薄型な導光板であっても、光入射面から入射する光をより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
また、光入射面近傍の合成粒子濃度を極小値よりも高くすることによって、光入射面から入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散することができ、光入射面近傍から出射される出射光に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
【００４１】
また、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。
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。
【００４２】
なお、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。
【００４３】
ここで、前述のとおり、薄型で２層の導光板とすると、導光板の厚さの不均一さ（寸法公差）の影響が相対的に大きくなってしまい、導光板の厚さが不均一な場合に、輝度分布（照度分布）が所望の分布から変化し、出射光にムラが生じてしまう。そのため、所望の輝度分布を実現する導光板を得るためには、寸法公差を小さくする必要があり、製造が難しくなり、また、コストアップの要因となるという問題があった。
そこで、本発明においては、各層の厚さを規定することにより、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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ようにする。
【００４４】
図3（Ｃ）に導光板３０を概念的に表す断面図を示す。
図３（Ｃ）に示すように、導光板３０の厚さをＴｌｇとし、第２層６２の中央部（極大値の位置）での厚さ（最大厚さ）をｔｃｅｎとし、極小値の位置での厚さ（最小厚さ）をｔｍｉｎとすると、導光板を薄型化して、導光板３０の厚さＴｌｇを０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍとしたときに、第２層６２の中央部の厚さｔｃｅｎと導光板３０の厚さＴｌｇとは、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たす。
第２層６２の中央部の厚さｔｃｅｎと導光板３０の厚さＴｌｇとが、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことにより、ロバスト性を向上させることができ、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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。
【００４５】
また、第２層の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとが、２≦ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎ≦１０を満足することが好ましい。第２層の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとが上記範囲を満たすことにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
以下、これらの点について具体的実施例を用いて説明する。
【００４６】
［実施例１］
実施例１として、図３に示す導光板３０の仕様を種々変更して、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。この点については、以下の実施例についても全て同様である。
【００４７】
実施例１１では、画面サイズが４０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Ｌｌｇ（導光板の長さ）を５３９ｍｍとし、光出射面３０ａに垂直な方向の厚さＴｌｇ（導光板の厚さ）を２ｍｍとし、内部に混錬分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとした導光板３０を用いた。
このような導光板３０において、中高な照度分布となり、かつ、出射光の中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が７５となる合成粒子濃度を、光の利用効率を変えて３種類（Ａ、Ｂ、Ｃとする）求めた。３種類のうち最も光の利用効率が高い合成粒子濃度Ａの効率を１００としたとき、合成粒子濃度Ｂの効率は９８、合成粒子濃度Ｃの効率は９２であった。
【００４８】
３種類の合成粒子濃度それぞれにおいて、導光板３０の厚さＴｌｇと第２層６２の中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／Ｔｌｇと、第２層６２の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎを種々変更して、第２層に厚み誤差（不均一さ）を付与した場合の照度分布を求めた。具体的には、第２層の中央部の厚さｔｃｅｎは、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、１．９５ｍｍの６種類とし、最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎは、５、３、２の３種類とした。
第２層の厚みに付与する厚み誤差は、試作サンプルを参考に、周期を導光板の長さ（光入射面間の距離）Ｌｌｇの約１／３とし、振幅を±５０μｍとした。
【００４９】
図６は、導光板３０の第２層６２の厚さ、および、導光板３０に付加する厚み誤差を表す図である。
図６において、第２層の理想厚さ（設計厚さ）の一例を実線で示し、誤差パターンを破線で示し、誤差を付与した第２層の厚さを一点鎖線で示す。図６に示されるように、薄型の導光板においては、±５０μｍの振幅の誤差パターンによって第２層の厚さが大きく変化していることがわかる。
【００５０】
種々の合成粒子濃度、導光板３０の厚さＴｌｇと第２層６２の中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ、第２層６２の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎの組み合わせにおいて、誤差パターンを付与した場合の照度分布（実分布）と、誤差パターンを付与しない場合の照度分布（理想分布）とを求めて比較した。
具体的には、実分布の、理想分布からの変化の平均［％］を求めた。結果を表１に示す。
さらに、理想分布に対して実分布が高くなる方向の変化の最大値と、低くなる方向の変化の最大値とを加算した値（変化の最大値）［％］を求めた。結果を表２に示す。なお、変化の最大値を求める際には、光入射面近傍は除いて実分布と理想分布とを比較した。
また、それぞれの場合における第１層６０の粒子濃度［ｗｔ％］および第２層６２の粒子濃度［ｗｔ％］をそれぞれ表３および表４に示す。
【００５１】
【表１】
0005635472.tif 000002
【００５２】
【表２】
0005635472.tif 000003
【００５３】
【表３】
0005635472.tif 000004
【００５４】
【表４】
0005635472.tif 000005
【００５５】
また、図７（Ａ）〜（Ｄ）に、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の例を示す。
図７（Ａ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図７（Ｂ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＢ（効率９８）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図７（Ｃ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．９７５で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図７（Ｄ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＣ（効率９２）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
【００５６】
ここで、比較例として、市販のＴＶ（ＳＯＮＹ  ＥＸ７００）の照度分布を測定した。
図８に照度の測定結果を示す。
測定した照度分布を実線で示す。また、一点鎖線で示すように、測定結果と同程度の中高分布となる滑らかな２次曲線を理想分布とした。
比較例において、実分布の、理想分布からの変化の平均は５％であった。また、変化の最大値は１８％であった。
【００５７】
表１〜２および図７（Ａ）〜（Ｄ）から、効率が高いほど、変化の平均および変化の最大値が大きくなってしまい、また、照度ムラが大きくなることがわかる。また、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが大きいほど、変化の平均および変化の最大値が小さくなり、また、照度ムラが小さくなることがわかる。
また、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが大きいほど、変化の平均および変化の最大値が小さくなり、また、照度ムラが小さくなることがわかる。
【００５８】
例えば、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合は、表１〜２に示すように、変化の平均が７．３％で、変化の最大値が２７．８％で比較例よりも大きく、また、図７（Ａ）に示すように、照度の実分布は、理想分布に対する差が大きく、分布に凹凸が生じて、ムラが大きい。
一方、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＢ（効率９８）の場合は、変化の平均が４．７％で、変化の最大値が１７．０％で比較例と同等であり、また、図７（Ｂ）に示すように、照度の実分布の、理想分布に対する差は、比較例と同等以下であり、照度の分布に比較例に近い凹凸が発生している。
また、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．９７５で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合は、変化の平均が３．５％で、変化の最大値が１２．７％で比較例よりも低く、また、図７（Ｃ）に示すように、照度の実分布の、理想分布に対する差は、比較例よりも小さく、分布の凹凸は小さい。
また、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＣ（効率９２）の場合は、変化の平均が２．５％で、変化の最大値が７．２％で比較例よりも低く、また、図７（Ｄ）に示すように、照度の実分布の、理想分布に対する差は、比較例よりも小さく、分布の凹凸は小さい。
【００５９】
次に、異なる誤差パターンを付与して、上記と同様に、照度分布を求めた。
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ導光板の第２層の厚さ、および、導光板に付与する厚み誤差のパターンを表すグラフであり、誤差パターンを破線で示し、第２層の理想厚さの一例を実線で示し、誤差を付与した第２層の厚さを一点鎖線で示す。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す誤差パターンはいずれも、±５０μｍの振幅で、周期を変えたものである。図９（Ａ）に示す誤差パターンは、周期を導光板の長さＬｌｇの約１／２とし、導光板中央で凹となる形状とした。また、図９（Ｂ）に示す誤差パターンは、周期を導光板の長さＬｌｇの約１／３とし、導光板中央で凹となる形状とした。また、図９（Ｃ）に示す誤差パターンは、周期を導光板の長さＬｌｇの約１／２とし、導光板中央で凸となる形状とした。
【００６０】
実施例１２として、図９（Ａ）に示す誤差パターンを付与した以外は、実施例１１と同様にして、照度分布を求め、理想分布に対する変化の平均［％］、および、変化の最大値［％］を求めた。結果を表５〜６に示す。
【００６１】
【表５】
0005635472.tif 000006
【００６２】
【表６】
0005635472.tif 000007
【００６３】
また、図１０（Ａ）〜（Ｄ）に、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の一例を示す。
図１０（Ａ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１０（Ｂ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＢ（効率９８）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１０（Ｃ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．９７５で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１０（Ｄ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＣ（効率９２）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
【００６４】
実施例１３として、図９（Ｂ）に示す誤差パターンを付与した以外は、実施例１１と同様にして、理想分布に対する変化の平均［％］、および、変化の最大値［％］を求めた。結果を表７〜８に示す。
【００６５】
【表７】
0005635472.tif 000008
【００６６】
【表８】
0005635472.tif 000009
【００６７】
また、図１１（Ａ）〜（Ｄ）に、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。
図１１（Ａ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１１（Ｂ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＢ（効率９８）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１１（Ｃ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．９７５で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１１（Ｄ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＣ（効率９２）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
【００６８】
実施例１４として、図９（Ｃ）に示す誤差パターンを付与した以外は、実施例１１と同様にして、理想分布に対する変化の平均［％］、および、変化の最大値［％］を求めた。結果を表９〜１０に示す。
【００６９】
【表９】
0005635472.tif 000010
【００７０】
【表１０】
0005635472.tif 000011
【００７１】
また、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に、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。
図１２（Ａ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１２（Ｂ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＢ（効率９８）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１２（Ｃ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．９７５で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図１２（Ｄ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＣ（効率９２）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
【００７２】
以上、実施例１１〜１４の結果から、厚さ４ｍｍ以下の、厚さの不均一さの影響により実際の厚さの変化率が大きくなりやすい薄型で２層の導光板であっても、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇを０．３以上、１以下とすることにより、変化の平均を５％以下とし、また、変化の最大値を１８％以下とすることができ、すなわち、ロバスト性を向上させることができ、光の利用効率を高くしつつ、かつ、導光板の厚さの不均一さ（寸法公差）の影響を小さくし、導光板の厚さが不均一な場合であっても、照度分布が所望の分布からあまり変化せず、ムラが生じることを防止できることがわかる。したがって、所望の照度分布を実現する導光板を得るために、寸法公差を小さくする必要がなく、安定して容易に製造することができることがわかる。
ここで、図１３に、実施例１１のｔｃｅｎ／Ｔｌｇと、変化の平均との関係を示すグラフを示す。図１３において、合成粒子濃度Ａ（効率１００）の場合を実線で示し、合成粒子濃度Ｂ（効率９８）の場合を破線で示し、合成粒子濃度Ｃ（効率９２）の場合を一点鎖線で示す。
図１３に示すように、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇを０．６以上とすることにより、合成粒子濃度Ａ（効率１００）の場合であっても、変化の平均を５％以下とすることができることがわかる。すなわち、ロバスト性をより向上させることができる点で、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇを０．６以上とすることが好ましい。
【００７３】
また、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが大きいほど、変化の平均および変化の最大値が小さくなり、また、照度ムラが小さくなることがわかる。ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎを２以上とすることにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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点で好ましいことがわかる。なお、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎは大きすぎると最小厚みｔｍｉｎが小さくなりすぎるため、２０以下、好ましくは１０以下とすることが好ましい。
【００７４】
また、本実施例においては、散乱粒子の粒径は４．５μｍとしたが、これに限定はされない。なお、散乱粒子の粒径の範囲は、４．５〜１２μｍとすることが好ましい。
また、光入射面に垂直な方向において、光入射面から最小厚さｔｍｉｎの位置までの距離の好ましい範囲は、導光板のサイズに比例する。具体的には、２０インチに対応する導光板の場合は、６．４〜２２．２ｍｍの範囲とすることが好ましく、４０インチに対応する導光板の場合は、１２．８〜４４．４ｍｍの範囲とすることが好ましく、１００インチに対応する導光板の場合は、３２．１〜１１０．９ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００７５】
また、粒子濃度（合成粒子濃度）が高いほど光の利用効率が高くなるものの、合成粒子濃度が高いとロバスト性が低下してしまうことがわかる。すなわち、光の利用効率を高くして、かつ、ロバスト性を高くするためには、粒子濃度を所定の範囲にするのがこのましいことがわかる。この点については、のちに詳述する。
【００７６】
図２に示す導光板３０では、光源ユニット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。
【００７７】
なお、本発明の薄型で２層に異なる粒子濃度の散乱粒子を混練分散させた、薄型（０．３〜４ｍｍ）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。
【００７８】
ここで、図示例の導光板３０においては、第２層の厚さは、導光板の中央部で最も厚くなり、中央部から光入射面に向かうに従って、薄くなるように変化した後、光入射面近傍で再び厚くなるように滑らかに変化する形状としたが、本発明は、これに限定はされない。
【００７９】
図１４（Ａ）に本発明に係る導光板の他の一例の概略図を示す。
なお、図１４（Ａ）に示す導光板９０は、図３に示す導光板３０において、第１層と第２層との境界面ｚの形状を変更した以外は、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。
【００８０】
図１４（Ａ）に示す導光板９０は、第１層９２と、第１層９２よりも粒子濃度が高い第２層９４とから構成される。導光板９０の第１層９２と第２層９４との境界面ｚは、光入射面の長手方向に垂直な断面で見た際に、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）で第２層が最大厚さとなり、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９２が薄くなるように滑らかに変化して最小厚さｔｍｉｎとなり、さらに、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ付近で、一旦、厚くなった後、再び薄くなるように連続的に変化している。
具体的には、境界面ｚは、導光板９０の中央部の、光出射面３０ａに向かって凸の曲線と、この凸の曲線に滑らかに接続された凹の曲線と、この凹の曲線と接続され、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続する凹の曲線とからなる。また、光入射面３０ｃ、３０ｄ上では、第２層９２の厚さが０となる。
【００８１】
このように、第１層９２よりも散乱粒子の粒子濃度が高い第２層９４の厚さを、光入射面近傍で一旦、厚くなる第１極大値と、導光板中央部で最も厚くなる第２極大値とを有するように連続的に変化させることにより、散乱粒子の合成粒子濃度を、第１および第２光入射面（３０ｃおよび３０ｄ）それぞれの近傍の第１極大値と、導光板中央部の、第１極大値よりも大きい第２極大値とを有するように変化させている。
すなわち、合成粒子濃度のプロファイルは、導光板３０の中央で最大となる第２極大値を持ち、その両側に、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ち、さらに極小値よりも光入射面側に第１極大値を持つように変化する曲線である。
【００８２】
ここで、第２層９２の厚さ（合成粒子濃度）の第１極大値の位置は、上部筺体４４の開口部４４ａの境界の位置近傍に配置される。上部筐体４４の開口部４４ａを形成する額縁部分に覆われる領域は、バックライトユニット２０としての光の出射には寄与しない。
すなわち、光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値までの領域は、上部筐体４４の開口部４４ａを形成する額縁部分に配置されるので、バックライトユニット２０としての光の出射には寄与しない。つまり、光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値までの領域は、光入射面から入射した光を拡散するための、いわゆるミキシングゾーンＭである。また、ミキシングゾーンＭよりも導光板中央部の領域、すなわち、上部筺体４４の開口部４４ａに対応する領域は有効画面エリアＥであり、バックライトユニット２０としての光の出射に寄与する領域である。すなわち、導光板９０は、有効画面エリアＥにおいて、図３に示す導光板３０の境界面ｚと同様の形状の境界面ｚを有し、その両端部（光入射面側端部）の領域にミキシングゾーンＭを有する。
【００８３】
このように、導光板９０の第２層の厚さを、中央部で最大となる第２極大値を有する濃度とすることによって、大型かつ薄型な導光板であっても、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、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
また、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍に、合成粒子濃度の第１極大値を配置することによって、光入射面３０ｃ、３０ｄから入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散し、光入射面近傍から出射される出射光に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
また、合成粒子濃度の第１極大値となる位置よりも光入射面３０ｃ、３０ｄ側の領域を、第１極大値よりも低い合成粒子濃度とすることによって、入射した光が光入射面から出射される戻り光や、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
【００８４】
ここで、本発明においては、導光板９０は、第２層９２の中央部の厚さｔｃｅｎと導光板９０の厚さＴｌｇとが、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たす。これにより、上記のような形状の、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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。
【００８５】
また、図示例の導光板９０においては、境界面ｚの、第１極大値の位置から、光入射面３０ｃ、３０ｄまでの領域、すなわち、ミキシングゾーンＭの形状は、光出射面３０ａに向かって凹の曲面としたが、本発明は、これに限定はされない。
【００８６】
図１４（Ｂ）〜（Ｆ）に本発明に係る導光板の他の一例の概略図を示す。
なお、図１４（Ｂ）〜（Ｆ）に示す導光板１００、１１０、１２０、１３０および１４０は、図１４（Ａ）に示す導光板９０において、ミキシングゾーンＭにおける第１層および第２層の厚さ、すなわち、境界面ｚの形状を変更した以外は、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。
【００８７】
図１４（Ｂ）に示す導光板１００は、第１層１０２と、第１層１０２よりも粒子濃度が高い第２層１０４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１０２と第２層１０４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凸の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状である。
【００８８】
図１４（Ｃ）に示す導光板１１０は、第１層１１２と、第１層１１２よりも粒子濃度が高い第２層１１４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１１２と第２層１１４との境界面ｚは、第１極大値の位置と光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される平面である。
【００８９】
図１４（Ｄ）に示す導光板１２０は、第１層１２２と、第１層１２２よりも粒子濃度が高い第２層１２４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１２２と第２層１２４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凸の曲面であり、ミキシングゾーンＭの略中央で背面３０ｂに接続される形状である。
【００９０】
図１４（Ｅ）に示す導光板１３０は、第１層１３２と、第１層１３２よりも粒子濃度が高い第２層１３４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１３２と第２層１３４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、ミキシングゾーンＭの略中央で背面３０ｂに接続される形状である。
【００９１】
図１４（Ｆ）に示す導光板１４０は、第１層１４２と、第１層１４２よりも粒子濃度が高い第２層１４４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおいては、導光板１４０は、第１層１４２のみで構成される。すなわち、境界面ｚは、第１極大値の位置を通り光入射面３０ｃ、３０ｄに平行な平面を有する形状である。
【００９２】
図１４（Ｂ）〜（Ｆ）に示す導光板のように、境界面ｚの形状を、第１極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄに向かって、第２層の厚さが小さくなるように形成することにより、第１極大値の位置から光入射面側３０ｃ、３０ｄまで領域（ミキシングゾーンＭ）の合成粒子濃度を、第１極大値よりも低い合成粒子濃度とし、入射した光が光入射面から出射される戻り光や、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
【００９３】
なお、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。
【００９４】
［実施例２］
実施例２として、図１４（Ｆ）に示す導光板１４０を用いて、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。
なお、実施例２では、第２層１４４の厚さの分布を変更した以外は、実施例１と同様として、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＡ（効率１００）の場合の照度分布を求めた。
図１５（Ａ）に、実施例１の第２層の理想厚さを実線で示し、実施例２の第２層の理想厚さを破線で示す。また、図１５（Ｂ）に、図１５（Ａ）に示される形状を有する導光板から出射される光の照度分布を示す。
【００９５】
図１５（Ａ）に示されるように、実施例２の第２層の理想厚さは、光入射面近傍（ミキシングゾーンＭ）で厚さ０となる以外は、実施例１と同様の形状である。
図１５（Ｂ）に示されるように、実施例２の導光板の照度の理想分布は、実施例１と比較して、光入射面近傍が低くなり、中央部分が高くなっている。すなわち、実施例２の導光板は、実施例１と比較してミキシングゾーンＭでの出射光量を低減して、有効画面エリアＥからの出射光量を増加させることができ、実質的な光の利用効率が向上していることがわかる。
【００９６】
次に、実施例２において、導光板の厚みに、図６、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す誤差パターンそれぞれを付与した場合の出射光の照度分布（実分布）を求めた。結果を図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
図１６（Ａ）は、図６に示す誤差パターンを付与した場合の照度の実分布であり、実施例１の実分布を実線で、実施例２の実分布を破線で示す。図１６（Ａ）に示されるように、実施例２の照度の実分布は、実施例１と比較して、中央部分が高くなり光の利用効率が向上している以外は、実施例１と同様の傾向である。
【００９７】
同様に、図１６（Ｂ）〜（Ｄ）は、それぞれ、図９（Ｂ）、（Ｃ）、（Ａ）に示す誤差パターンを付与した場合の照度の実分布である。図１６（Ｂ）〜（Ｄ）の場合にも、それぞれの実施例２の照度の実分布は、実施例１と比較して、中央部分が高くなり光の利用効率が向上している以外は、実施例１と同様の傾向である。
【００９８】
以上から、図１４（Ａ）〜（Ｆ）に示すような２層形状を有する導光板の場合にも、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇを０．３以上、１以下とすることにより、ロバスト性を向上させることができ、光の利用効率を高くしつつ、かつ、導光板の厚さの不均一さ（寸法公差）の影響を小さくし、導光板の厚さが不均一な場合であっても、照度分布が所望の分布からあまり変化せず、ムラが生じることを防止できる。
【００９９】
また、図示例においては、光出射面３０ａは平面としたが、これに限定はされず、光出射面を凹面としてもよい。光出射面を凹面とすることにより、導光板が熱や湿気によって伸縮した際に、導光板が光出射面側に反ることを防止することができ、導光板が液晶表示装置１２に接触することを防止できる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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、光源ユニット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の一部から光源ユニット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、光源ユニット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、光源ユニット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。
【０１０６】
下部誘導反射板３８は、導光板３０の背面３０ｂ側に、光源ユニット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、光源ユニット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、光源ユニット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。
【０１０７】
ここで、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８は、光源ユニット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、光源ユニット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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
なお、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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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ユニット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。
【０１１７】
ここで、上記実施形態では、２つの光源ユニットを導光板の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つの光源ユニットのみを導光板の１つの光入射面に配置した片側入射としてもよい。光源ユニット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、片側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。
【０１１８】
図１７（Ａ）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１７（Ａ）に示すバックライトユニット１５６においては、導光板３０に代えて導光板１５０を有し、光源ユニット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。
【０１１９】
図１７（Ａ）に示すバックライトユニット１５６は、導光板１５０および導光板１５０の第１光入射面３０ｃに対向して配置される光源ユニット２８とを有する。
【０１２０】
導光板１５０は、光源ユニット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１５０ｄとを有している。
また、導光板１５０は、光出射面３０ａ側の第１層１５２と背面３０ｂ側の第２層１５４とにより形成されている。第１層１５２と第２層１５４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、光入射面３０ｃから側面１５０ｄに向かって、一旦、第２層１５４が薄くなるように変化し最小厚さｔｍｉｎとなった後、第２層１５４が厚くなるように変化して最大厚さとなり、再び、側面１５０ｄ側で薄くなるように、滑らかに変化している。
具体的には、境界面ｚは、導光板１５０の光入射面３０ｃ側の、光出射面３０ａに向かって凹の曲線と、この凹の曲線に滑らかに接続される、側面１５０ｄ側の凸の曲線とからなる。
すなわち、合成粒子濃度のプロファイルは、光入射面側で極小値を持ち、側面側で極大値を持つように変化する曲線である。
【０１２１】
このように、１つの光源ユニットのみを用いる片側入射の場合には、導光板１５０の合成粒子濃度（第２層１５４の厚さ）を、光入射面３０ｃに近い位置で極小値を有し、中央部よりも側面１５０ｄ側で、極大値を有する濃度とすることによって、大型かつ薄型な導光板であっても、光入射面から入射する光を光入射面からより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
また、光入射面近傍の合成粒子濃度を極小値よりも高くすることによって、光入射面から入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散することができ、光入射面近傍から出射される出射口に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
【０１２２】
ここで、本発明においては、導光板１５０は、第２層１５４の中央部の厚さｔｃｅｎと導光板１５０の厚さＴｌｇとが、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たす。これにより、上記のような形状の、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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。
【０１２３】
また、図１７（Ａ）に示す導光板１５０においては、光入射面３０ｃに垂直な方向における第２層１５４の厚さを、極大値から側面１５０ｄに向かうに従って、薄くなる構成としたが、これに限定はされず、図１７（Ｂ）に示す導光板１６０のように、第２層１６４の厚さを、極大値から側面１５０ｄまでの間は一定の厚さとしてもよい。
【０１２４】
また、図１７（Ａ）および（Ｂ）に示す導光板においては、第２層の厚さが光入射面から離れるに従って、薄くなるように変化した後、厚くなる形状としたが、これに限定はされない。
【０１２５】
図１８（Ａ）および（Ｂ）に示すバックライトユニット１７６、１８６は、バックライトユニット１５６において、導光板１５０の境界面ｚの形状を変更した以外は、バックライトユニット１５６と同様の構成を有するので、以下の説明においては、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。
【０１２６】
図１８（Ａ）に示すバックライトユニット１７６は、導光板１７０および導光板１７０の第１光入射面３０ｃに対向して配置される光源ユニット２８とを有する。
導光板１７０は、光出射面３０ａ側の第１層１７２と背面３０ｂ側の第２層１７４とにより形成されている。第１層１７２と第２層１７４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１５０ｄに向かって、第２層１７４が厚くなるように変化し、一旦、第２層１７４が薄くなるように滑らかに変化して最小厚さｔｍｉｎとなった後、再び、第２層１７４が厚くなるように滑らかに変化して最大厚さとなって、再び、側面１５０ｄ側で薄くなるように、連続的に変化している。
具体的には、境界面ｚは、側面１５０ｄ側の、光出射面３０ａに向かって凸の曲面と、この凸の曲面に滑らかに接続された凹の曲面と、この凹の曲面と接続され、光入射面３０ｃの背面３０ｂ側の端部に接続する凹の曲面とからなる。また、光入射面３０ｃ上では、第２層１５４の厚さが０となる。
すなわち、散乱粒子の合成粒子濃度（第２層の厚さ）を、第１光入射面３０ｃ近傍の第１極大値と、導光板中央部よりも側面１５０ｄ側で、第１極大値よりも大きい第２極大値を有するように変化させている。
また、図示は省略しているが、導光板１５０の合成粒子濃度の第１極大値の位置は、筺体の開口部の境界の位置に配置されており、光入射面３０ｃから第１極大値までの領域は、光入射面から入射した光を拡散するための、いわゆるミキシングゾーンＭである。
【０１２７】
また、図１８（Ｂ）に示すバックライトユニット１８６の導光板１８０は、第２層１８４の厚さを、第２極大値から側面１５０ｄまでの間は一定の厚さとした以外は、導光板１７０と同様の形状である。
【０１２８】
ここで、本発明においては、導光板１７０および１８０は、第２層の中央部の厚さｔｃｅｎと導光板の厚さＴｌｇとが、０．３ｍｍ≦Ｔｌｇ≦４ｍｍ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たす。これにより、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すような形状で、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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。
【０１２９】
［実施例３］
実施例３として、図１７（Ａ）に示す導光板１５０の仕様を種々変更して、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。
なお、実施例３においては、側面１５０ｄに対面する反射板を配置し、側面１５０ｄから出射された光を再度、導光板内に入射される構成とした。
【０１３０】
実施例３１として、画面サイズが４０インチに対応する導光板１５０を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから側面１５０ｄまでの長さＬｌｇ（導光板の長さ）を５３９ｍｍとし、光出射面３０ａに垂直な方向の厚さＴｌｇ（導光板の厚さ）を２ｍｍとし、内部に混錬分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとした導光板１５０を用いた。
【０１３１】
このような導光板１５０において、出射光の中高度が異なる３種類（Ｖ１、Ｖ４、Ｖ７）の合成粒子濃度を求めた。出射光の分布が、中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が５０となる合成粒子濃度をＶ１とする。また、出射光の分布が、中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が６０となる合成粒子濃度をＶ４とする。また、出射光の分布が、中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が８５となる合成粒子濃度をＶ７とする。
図１９に合成粒子濃度［ｗｔ％］と導光板の位置［ｍｍ］との関係を示す。図１９において、Ｖ１を実線で示し、Ｖ４を破線で示し、Ｖ７を一点鎖線で示す。
３種類のうち最も光の利用効率が高い合成粒子濃度Ｖ１の効率を１００としたとき、合成粒子濃度Ｖ４の効率は９９、合成粒子濃度Ｖ７の効率は９７であった。なお、片側入射の場合は、光入射面に対向する側面に反射板を配置して、光を再利用することができるため、粒子数（粒子濃度）が異なっていても効率の差が小さい。
【０１３２】
３種類の合成粒子濃度それぞれにおいて、導光板１５０の厚さＴｌｇと第２層１５４の中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／Ｔｌｇと、第２層１５４の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎを種々変更して、第２層に厚み誤差（不均一さ）を付与した場合の照度分布を求めた。
具体的には、第２層１５４の中央部の厚さｔｃｅｎは、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９７５ｍｍの６種類（最大厚さがそれぞれ０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、１．９５ｍｍ）とし、最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎは、５、３、２の３種類とした。
また、第２層１５４の厚みに付与する厚み誤差パターンは、図６に示す誤差パターンと同様とした。図２０に、第２層の理想厚さと、誤差パターンを付与した時の厚さとを表すグラフを示す。図２０において、理想厚さを実線で示し、誤差パターンを破線で示し、誤差付加厚さを一点鎖線で示す。
【０１３３】
種々の合成粒子濃度、導光板１５０の厚さＴｌｇと第２層１５４の中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ、第２層１５４の最小厚さｔｍｉｎと中央部の厚さｔｃｅｎとの比ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎの組み合わせにおいて、誤差パターンを付与した場合の照度分布（実分布）と、誤差パターンを付与しない場合の照度分布（理想分布）とを求めて比較した。
具体的には、実分布の、理想分布からの変化の平均［％］を求めた。結果を表１１に示す。
さらに、理想分布に対して実分布が高くなる方向の変化の最大値と、低くなる方向の変化の最大値とを加算した値（変化の最大値）［％］を求めた。結果を表１２に示す。なお、変化の最大値を求める際には、光入射面近傍は除いて実分布と理想分布とを比較した。
【０１３４】
【表１１】
0005635472.tif 000012
【０１３５】
【表１２】
0005635472.tif 000013
【０１３６】
また、図２１（Ａ）〜（Ｆ）に、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の例を示す。
図２１（Ａ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．３で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ１（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図２１（Ｂ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ１（効率１００）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図２１（Ｃ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．３で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ４（効率９９）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図２１（Ｄ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ４（効率９９）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図２１（Ｅ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．３で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ７（効率９７）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
また、図２１（Ｆ）は、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが０．４６で、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが５で、合成粒子濃度がＶ７（効率９７）の場合の、照度の実分布（一点鎖線）と理想分布（実線）とを示す。
【０１３７】
以上、表１１〜１２、図２１（Ａ）〜（Ｆ）から、厚さの不均一さの影響により実際の厚さの変化率が大きくなりやすい厚さ４ｍｍ以下の薄型の２層導光板であっても、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇを０．３以上とすることにより、変化の平均を５％以下とし、また、変化の最大値を１８％以下とすることができ、すなわち、ロバスト性を向上させることができ、光の利用効率を高くしつつ、かつ、導光板の厚さの不均一さ（寸法公差）の影響を小さくし、導光板の厚さが不均一な場合であっても、照度分布が所望の分布からあまり変化せず、ムラが生じることを防止できることがわかる。したがって、所望の照度分布を実現する導光板を得るために、寸法公差を小さくする必要がなく、安定して容易に製造することができることがわかる。
【０１３８】
また、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎが大きいほど、変化の平均および変化の最大値が小さくなり、また、照度ムラが小さくなることがわかる。ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎを２以上とすることにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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点で好ましいことがわかる。
【０１３９】
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つの光源ユニットに加えて、導光板の光出射面の短辺側の側面にも対向して光源ユニットを配置してもよい。光源ユニット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。
【０１４０】
また、本発明の導光板は、散乱粒子の粒子濃度が異なる２つの層からなるものとしたが、これにも限定はされず、散乱粒子の粒子濃度が異なる３つ以上の層からなる構成としてもよい。
【０１４１】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【０１４２】
［実施例４］
以下、本発明の導光板について、実施例に基づいてより具体的に説明する。
実施例４においては、図３に示す形状の２層の導光板を用いて、導光板のサイズ、合成粒子濃度（粒子数）を変更した場合の光の利用効率を求めた。なお、導光板のサイズおよび合成粒子濃度を変更した以外は、基本的に実施例１と同様の構成とした。すなわち、合成粒子濃度の分布は、中高な照度分布となり、かつ、出射光の中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が７５となる分布とした。また、光の利用効率は、各サイズにおいて、最も効率が高くなる組み合わせの効率を１００として相対的に求めた。
また、各サイズにおいて、誤差パターンを付加した場合の、粒子濃度と照度の変化の平均［％］（理想分布からの変化の平均）との関係を求めた。
粒子数と効率との関係を求めた結果を図２２に示し、粒子濃度と照度の変化の平均との関係を求めた結果を図２３に示す。
【０１４３】
図２２は、横軸が、断面粒子数［個］で、縦軸が、効率［％］であり、２０インチの場合を太実線の丸で示し、４０インチの場合を破線の丸で示し、６５インチの場合を短破線の丸で示し、１００インチの場合を細実線の丸で示す。ここで、断面粒子数とは、入光部の長手方向において、単位長さ（ｍｍ）の体積中に含まれる粒子数である。
また、図２３は、横軸が、（第２層の濃度−第１層の濃度）／平均濃度であり、縦軸が、照度の変化の平均であり、２０インチの場合を太実線の丸で示し、４０インチの場合を破線の丸で示し、６５インチの場合を短破線の丸で示し、１００インチの場合を細実線の丸で示す。
【０１４４】
図２２から、効率を９０％以上とするためには、断面粒子数を２８．４×１０６以上、６２．６×１０６以下とすることが好ましいことがわかる。また、図２３から、照度の変化の平均を０．０４以下とするためには、（第２層の濃度−第１層の濃度）／平均濃度の値を、０．４２以上、１．７以下とすることが好ましいことがわかる。
【０１４５】
次に、導光板の厚さＬｌｇ、第２層の中央部の厚さｔｃｅｎ、最小厚さｔｍｉｎ、境界面ｚの凸の曲面の曲率半径Ｒ１、凹の曲面の曲率半径Ｒ２、第１層の粒子濃度Ｎｐｏ、第２層の粒子濃度Ｎｐｒを設計変数として、各サイズの導光板において、断面粒子数が２８．４×１０６以上、６２．６×１０６以下となり、かつ、（第２層の濃度−第１層の濃度）／平均濃度の値が、０．４２以上、１．７以下となる範囲を求めた。
求めた結果のうち、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎの範囲を表１３に示す。また、第１層の濃度Ｎｐｏを横軸とし、第２層の濃度Ｎｐｒを縦軸として、（Ｎｐｏ、Ｎｐｒ）の好ましい範囲を図２５に示し、図２５に示した（Ｎｐｏ、Ｎｐｒ）の範囲を表す座標を表１４に示す。また、Ｒ１・Ｔｌｇを横軸とし、Ｒ２・Ｔｌｇを縦軸として、（Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ）の好ましい範囲を図２４に示す。なお、図２４に示した（Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ）の範囲を表す座標を表１５に示す。
【０１４６】
【表１３】
0005635472.tif 000014
【０１４７】
【表１４】
0005635472.tif 000015
【０１４８】
【表１５】
0005635472.tif 000016
【０１４９】
表１３に示すように、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ≦１を満たすことにより、ロバスト性を向上させることができ、大型かつ薄型な形状であっても、厚さの不均一さの影響が小さく、安定して、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。
また、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎを２以上とすることにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
【０１５０】
また、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ、は、各サイズにおいて、図２４に示す範囲を満たすことが好ましい。これにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
ここで、図２４および表１５から、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇは、サイズ比の二乗に比例していることがわかる。したがって、導光板の長さＬｌｇを用いて、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇの好ましい範囲を表す座標を表すと、ＰＲ１（６０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、３４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（２１０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（８２０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、６２０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（２９５００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、６７０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ５（１００００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）となる。Ｌｌｇ、Ｒ１、Ｒ２、Ｔｌｇが、ＰＲ１〜ＰＲ５の範囲内にあることが好ましい。
【０１５１】
また、粒子濃度Ｎｐｏ、Ｎｐｒは、各サイズにおいて、図２５に示す範囲を満たすことが好ましい。
これにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
ここで、図２５および表１４から、Ｎｐｏ、Ｎｐｒは、サイズ比に反比例していることがわかる。したがって、導光板の長さＬｌｇを用いて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒの好ましい範囲を表す座標を表すと、ＰＮＰ１（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．０１５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０２・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．０２２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．０２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１５・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．００１・（５３９／Ｌｌｇ）、０．１・（５３９／Ｌｌｇ））となる。Ｌｌｇ、Ｎｐｏ、Ｎｐｒがこの範囲にあることが好ましい。
【０１５２】
次に、例を挙げて、上記範囲について説明する。
実施例４１として、画面サイズが４０インチで、中央部の厚さｔｃｅｎ／導光板厚さＴｌｇを０．６とし、中央部の厚さｔｃｅｎ／最小厚さｔｍｉｎを５とし、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇをそれぞれ１００００、５４３００とし、第１層の粒子濃度を０．００５［ｗｔ％］とし、第２層の粒子濃度を０．１３８［ｗｔ％］とした導光板を用いた。すなわち、実施例４１は、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇの組み合わせが、好適な範囲を満たしていない。また、実施例４１の光の利用効率は、１００であった。
実施例４２として、中央部の厚さｔｃｅｎ／導光板厚さＴｌｇを０．６とし、中央部の厚さｔｃｅｎ／最小厚さｔｍｉｎを２とし、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇをそれぞれ３４０００、２６０００とし、第１層の粒子濃度を０．０１１［ｗｔ％］とし、第２層の粒子濃度を０．０４２［ｗｔ％］とした導光板を用いた。すなわち、実施例４２は、全ての設計変数が、上記の好適な範囲を満たすものである。また、実施例４２の光の利用効率は、９２であった。
また、比較例４１として、中央部の厚さｔｃｅｎ／導光板厚さＴｌｇを０．２とし、中央部の厚さｔｃｅｎ／最小厚さｔｍｉｎを３とし、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇをそれぞれ４００００、８８０００とし、第１層の粒子濃度を０．０１０［ｗｔ％］とし、第２層の粒子濃度を０．１５５［ｗｔ％］とした導光板を用いた。また、比較例４１の光の利用効率は、９８であった。
【０１５３】
図２６（Ａ）に第１層の濃度を横軸とし、第２層の濃度を縦軸としたグラフを示し、図２６（Ｂ）にＲ１・Ｔｌｇを横軸とし、Ｒ２・Ｔｌｇを縦軸としたグラフを示す。また、それぞれのグラフには、４０インチの場合の好ましい範囲を太実線で示し、実施例４１の位置を三角で示し、実施例４２の位置を丸で示し、比較例４１の位置をバツで示す。
また、図２７（Ａ）には、誤差パターンを付与した比較例４１の導光板の光出射面から出射される光の照度分布（理想分布および実分布）を示し、図２７（Ｂ）には、誤差パターンを付与した実施例４１の導光板の光出射面から出射される光の照度分布（理想分布および実分布）を示し、図２７（Ｃ）には、誤差パターンを付与した実施例４２の導光板の光出射面から出射される光の照度分布（理想分布および実分布）を示す。
【０１５４】
図２７（Ａ）〜（Ｃ）から、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇが、０．３以下の比較例４１は、照度の実分布に大きな凹凸が発生し、ムラが生じていることがわかる。これに対して、本発明の実施例４１および４２は、比較例４１と比べて照度の実分布の凹凸が小さく厚みの誤差（寸法公差）の影響が小さく、ロバスト性が高いことがわかる。また、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇの組み合わせが好適な範囲に入らない実施例４１と比べて、実施例４２は、照度の実分布の凹凸がより小さく厚みの誤差（寸法公差）の影響がより小さいことがわかる。
【０１５５】
［実施例５］
実施例５においては、図１７に示す片側入射の導光板において、第２層の中央部の厚さｔｃｅｎ、最小厚さｔｍｉｎ、境界面ｚの凸の曲面の曲率半径Ｒ１、凹の曲面の曲率半径Ｒ２、第１層の粒子濃度Ｎｐｏ、第２層の粒子濃度Ｎｐｒの好適な範囲を求めた。
まず、実施例３の結果から、出射光の変化の平均を５％以下とし、変化の最大値を１８％以下とするためには、（第２層の濃度Ｎｐｒ−第１層の濃度Ｎｐｏ）／平均濃度の値を１．２以下とすればよいことがわかった。
【０１５６】
次に、導光板の厚さＬｌｇ、第２層の中央部の厚さｔｃｅｎ、最小厚さｔｍｉｎ、境界面ｚの凸の曲面の曲率半径Ｒ１、凹の曲面の曲率半径Ｒ２、第１層の粒子濃度Ｎｐｏ、第２層の粒子濃度Ｎｐｒを設計変数として、各サイズの導光板において、中高な照度分布となる合成粒子濃度（出射光の中央の最も高い照度を１００としたときに、光入射面近傍の最も低い照度が５０〜１００の範囲となる合成粒子濃度）となり、かつ、０．３≦ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ＜１、２≦ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎ≦２０の範囲で、（第２層の濃度Ｎｐｒ−第１層の濃度Ｎｐｏ）／平均濃度の値が１．２以下を満たす範囲を求めた。
求めた結果のうち、ｔｃｅｎ／Ｔｌｇ、ｔｃｅｎ／ｔｍｉｎの範囲を表１６に示す。また、第１層の濃度Ｎｐｏを横軸とし、第２層の濃度Ｎｐｒを縦軸として、（Ｎｐｏ、Ｎｐｒ）の好ましい範囲を表すグラフを図２８に示し、図２８に示した（Ｎｐｏ、Ｎｐｒ）の範囲を表す座標を表１７に示す。また、Ｒ１・Ｔｌｇを横軸とし、Ｒ２・Ｔｌｇを縦軸として、（Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ）の好ましい範囲を表すグラフを図２９に示す。なお、図２９に示した（Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ）の範囲を表す座標を表１８に示す。
【０１５７】
【表１６】
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【０１５８】
【表１７】
0005635472.tif 000018
【０１５９】
【表１８】
0005635472.tif 000019
【０１６０】
片側入射の導光板においては、粒子濃度Ｎｐｏ、Ｎｐｒは、表１７および図２８に示す範囲を満たすことが好ましい。
これにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
ここで、図２８および表１７から、Ｎｐｏ、Ｎｐｒは、サイズ比に反比例していることがわかる。したがって、導光板の長さＬｌｇを用いて、Ｎｐｏ、Ｎｐｒの好ましい範囲を表す座標を表すと、ＰＮＰ１（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５４・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ２（０．００１２・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ３（０．００９・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０１８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ４（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０３３・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ５（０．００９５・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０４８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ６（０．００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ７（０．０００７・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０８８・（５３９／Ｌｌｇ））、ＰＮＰ８（０．０００１６・（５３９／Ｌｌｇ）、０．０５８・（５３９／Ｌｌｇ））となる。Ｌｌｇ、Ｎｐｏ、Ｎｐｒがこの範囲にあることが好ましい。
【０１６１】
また、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇ、は、各サイズにおいて、図２９に示す範囲を満たすことが好ましい。これにより、さらに、厚さの不均一さの影響を小さくすることができ、安定して、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。
ここで、図２９および表１６から、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇは、サイズ比の二乗に比例していることがわかる。したがって、導光板の長さＬｌｇを用いて、Ｒ１・Ｔｌｇ、Ｒ２・Ｔｌｇの好ましい範囲を表す座標を表すと、ＰＲ１（２００００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１８００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ２（５４０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、７６０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ３（１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、１３５０００・（Ｌｌｇ／５３９）２）、ＰＲ４（４５００・（Ｌｌｇ／５３９）-２、３０００００・（Ｌｌｇ／５３９）２）となる。Ｌｌｇ、Ｒ１、Ｒ２、Ｔｌｇが、ＰＲ１〜ＰＲ４の範囲内にあることが好ましい。
【０１６２】
以上、本発明の導光板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】
【０１６３】
１０    液晶表示装置
１２    液晶表示パネル
１４    駆動ユニット
２０、１５６、１６６、１７６、１８６  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  光出射面
２６    筐体
２８    光源ユニット
３０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０  導光板
３０ｂ  背面
３０ｃ  第１光入射面
３０ｄ  第２光入射面
３２    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
４４ａ  開口部
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、９２、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２  第１層
６２、９４、１０４、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４、１７４、１８４  第２層
１５０ｄ  側面
α    ２等分線
ｚ    境界面
【図１】
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【図２】
0005635472.tif 000021
【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】
0005635472.tif 000030
【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】
0005635472.tif 000036
【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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