(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、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、前記光出射面側の第１層と、前記散乱粒子の粒子濃度が前記第１層よりも高い前記背面側の第２層との２つの層からなり、
前記２つ以上の層の、前記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、前記導光板の合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側の第１極大値と、前記第１極大値よりも前記光入射面から遠い位置にあり、前記第１極大値よりも大きな第２極大値とを有するように変化させるものであって、前記光入射面に垂直な方向において、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、一旦、厚くなり、薄くなった後に、再び、厚くなるように連続的に変化しており、
かつ、前記光入射面が、前記光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面であることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記光入射面に形成された切削研磨面の二乗平均平方根傾斜が、０．２５以上、４．５以下である請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
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つ以上の層の、前記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、前記導光板の合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側に配置される極小値と、前記極小値よりも前記光入射面から離間した位置にある第２極大値とを有するように変化させ、
かつ、前記光入射面が、前記光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面であり、
前記光入射面に形成された切削研磨面の二乗平均平方根傾斜が、０．２５以上、４．５以下であることを特徴とする導光板。
【請求項４】
前記２つ以上の層は、前記光出射面側の第１層と、前記散乱粒子の粒子濃度が前記第１層よりも高い前記背面側の第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、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、一旦、薄くなった後に、厚くなるように連続的に変化している請求項３に記載の導光板。
【請求項５】
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つの光入射面であり、２つの光入射面それぞれの側に、前記第１極大値を有する請求項１または２に記載の導光板。
【請求項６】
前記第２層の厚さが前記光出射面の中央部で最も厚い請求項５に記載の導光板。
【請求項７】
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、１つの前記第１極大値を有する請求項１または２に記載の導光板。
【請求項８】
前記光入射面は、その長手方向と直交する短手方向に形成された線状の周期構造が形成された粗面である請求項１〜７のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項９】
前記散乱粒子が、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子である請求項１〜８のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１０】
前記背面が、前記光出射面に平行な平面である請求項１〜９のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導光板の製造方法であって、
前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層と、前記光出射面と、前記粗面が形成されていない光入射面とを有する導光板を成形した後に、
前記粗面が形成されていない光入射面に、機械加工により前記切削研磨面を形成することを特徴とする導光板の製造方法。
【請求項１２】
前記機械加工は、ヘアライン加工である請求項１１に記載の導光板の製造方法。
【請求項１３】
前記機械加工は、フライス盤、ＮＣルータ、またはプレーナで、その刃物の移動速度および回転速度を制御し、前記導光板の前記粗面が形成されていない光入射面と前記刃物の接触周期をコントロールして、前記刃物により前記粗面が形成されていない光入射面に前記切削研磨面を形成する加工である請求項１２に記載の導光板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導光板と、
この導光板の前記光入射面に対面して、その長手方向に沿って配置される光源ユニットと、を有することを特徴とする面状照明装置。
【請求項１５】
前記光源ユニットが、前記光入射面に対向して、前記光入射面の長手方向に等間隔に配列された点光源と、前記点光源を支持する支持部材とを有する請求項１４に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記点光源の配列方向の長さを２〜４ｍｍとし、前記光入射面に形成される切削研磨面の周期構造の周期を５μｍ〜０．４ｍｍとする請求項１５に記載の面状照明装置。
【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および面状照明装置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。
【０００６】
また、特許文献２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、主面からの出射量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。
【０００７】
ここで、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、光源が出射する光が均一でないなどの原因により、光出射面の入光部付近から出射される照明光に輝度むらが発生する。
具体的には、面状照明装置の光源としては、冷陰極管や発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」ともいう）が用いられる。冷陰極管は、両端に電極が形成されているので、冷陰極管の両端からは光が出射されず、均一な光を出射できない。また、ＬＥＤを導光板の端面に対向してアレイ状に配置し、光源として用いる場合は、隣接するＬＥＤ間に間隙を有し、光を発する発光面が連続していないので、光源としては、均一な光を出射できない。
【０００８】
このように光源が出射する光が均一でない場合でも、導光板の端面から入射した光は、導光板内で拡散され、また、プリズムシートや拡散シートなどによって拡散されて、ある程度、均一な照明光としてバックライトユニットから出射されるが、導光板の入光部付近では、入射した光は十分に拡散されないまま光出射面から出射されるため、バックライトユニットから出射される照明光に輝度むらが発生する。
【０００９】
そこで、導光板の入光部の輝度むらを抑制するために、導光板の端面形状を粗面やプリズム、レンチキュラなどの構造にすることによって、光を拡散する方式のバックライトユニットが提案されている。
例えば、特許文献３には、端面より遠ざかるに従って厚さが薄くなるように形成された板状部材の端面より入射した照明光を偏向して、板状部材の一面より出射するサイドライト型面光源装置において、端面より入射する入射光が、端面の両端部ほど散乱するようにしたサイドライト型面光源装置が記載されている。
【００１０】
また、特許文献４には、出射面にほぼ垂直な１対の斜面を有する突起を入射面に繰り返し形成し、光源の発光領域においては、光源の中心側を向く斜面が大きくなるように、発光領域より離間した領域においては、光源の中心側を向く斜面が小さくなるようにこれら突起を異形に形成したサイドライト型面光源装置が記載され、特許文献５には、板状部材の入射面に１対の斜面による突起を入射面の長手方向に繰り返し形成したサイドライト型面光源装置が記載されている。
また、特許文献６には、入射面の中心線上において、算術平均粗さＲａが０．０５〜０．３０μｍの範囲内で、照明光の入射面を粗面に形成したサイドライト型面光源装置が記載されている。
【００１１】
また、特許文献７には、光入射面を、光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面に形成した導光板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−３６０３７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４５５１２号公報
【特許文献３】特開平９−１６００３６号公報
【特許文献４】特開平１１−２３１３２０号公報
【特許文献５】特開平１０−２５３９５７号公報
【特許文献６】特開平９−１６００３５号公報
【特許文献７】特開２０１０−１８２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、特許文献２に記載の導光板は、散乱導光領域の形状を、凸型とすることによって、出射光の分布をある程度、均一にすることが可能であるが、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。
【００１４】
また、バックライトユニットを薄型、大型化すると、光を導光板の奥まで導光するために、散乱粒子の粒子濃度を低くする必要があるが、散乱粒子の粒子濃度が低いと、光入射面近傍では入射した光が十分に拡散されていないため、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）が視認されてしまうおそれがある。
一方、光入射面近傍の領域で散乱粒子の粒子濃度が高いと、光入射面から入射した光が、光入射面近傍の領域で反射されて、光入射面から戻り光として出射したり、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域からの出射光が増加するおそれがある。
ここで、導光板を大型化した際に、光出射面から均一な光を出射するために、ＬＥＤ等の光源点数を増加させることが考えられる。しかしながら、液晶テレビ等の液晶表示装置には、消費電力の削減や、部品点数の低減等が要求されており、大型化に伴う光源点数の増加は、この要求に反することになる。
【００１５】
このような要求を満たすために、前述のように、従来の導光板では、光入射面に粗面や、プリズムを形成するなどの工夫が成されている。
しかしながら、これらの方法では、特に、大型化や薄型軽量化に対する要求を、十分に満足しているとは言えない。
【００１６】
例えば、導光板の光入射面に粗面を形成する方法では、入光部付近で出射しやすくなるため、大型の導光板では光が奥まで導光し難くなり、光出射面から均一な光を出射できない。一方、導光板の光入射面にプリズムやレンチキュラを形成する方法では、導光板を薄くするに従い、光源と導光板の光入射面との間の距離が相対的に離れてしまい、光の入射効率が低下するという問題があった。また、プリズムやレンチキュラの構造を小さくする方法が考えられるが、数μｍの構造が必要であり、金型を製造する上でも、実際に導光板を成型する上でも困難であり、コストアップの要因となるという問題があった。
【００１７】
また、ＬＥＤを導光板の端面に対向させてアレイ状に配置し、光源として用いる場合には、隣接するＬＥＤ間の距離を小さくすれば、バックライトユニットから出射される照明光の輝度むらを低減することができるが、ＬＥＤの搭載個数が多くなるので、消費電力が高くなり、また、コストアップの要因ともなるという問題があった。
【００１８】
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、本発明の別の目的は、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からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域から出射する光の利用効率を向上させることができる導光板を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、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】
【００１９】
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つ以上の層の、前記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、前記導光板の合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側の第１極大値と、前記第１極大値よりも前記光入射面から遠い位置にあり、前記第１極大値よりも大きな第２極大値とを有するように変化させ、かつ、前記光入射面が、前記光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面であることを特徴とする導光板を提供する。
【００２０】
ここで、前記２つ以上の層は、前記光出射面側の第１層と、前記散乱粒子の粒子濃度が前記第１層よりも高い前記背面側の第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、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、一旦、厚くなり、薄くなった後に、再び、厚くなるように連続的に変化しているのが好ましい。
【００２１】
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、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つ以上の層の、前記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、前記導光板の合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側に配置される極小値と、前記極小値よりも前記光入射面から離間した位置にある第２極大値とを有するように変化させ、かつ、前記光入射面が、前記光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面であることを特徴とする導光板を提供する。
【００２２】
ここで、前記２つ以上の層は、前記光出射面側の第１層と、前記散乱粒子の粒子濃度が前記第１層よりも高い前記背面側の第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、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、一旦、薄くなった後に、厚くなるように連続的に変化しているのが好ましい。
【００２３】
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つの光入射面であり、２つの光入射面それぞれの側に、前記第１極大値を有するのが好ましい。
また、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。
あるいは、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、１つの前記第１極大値を有するのが好ましい。
【００２４】
また、前記光入射面は、その長手方向と直交する短手方向に形成された線状の周期構造が形成された粗面であるのが好ましい。
また、前記光入射面に形成された切削研磨面の二乗平均平方根傾斜が、０．２５以上、４．５以下であるのが好ましい。
【００２５】
また、前記散乱粒子が、粒径が異なる粒子を混合した多分散粒子であるのが好ましい。
また、前記背面が、前記光出射面に平行な平面であるのが好ましい。
【００２６】
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の製造方法として、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層と、前記光出射面と、前記粗面が形成されていない光入射面とを有する導光板を成形した後に、前記粗面が形成されていない光入射面に、機械加工により前記切削研磨面を形成することを特徴とする導光板の製造方法を提供する。
ここで、前記機械加工は、ヘアライン加工であるのが好ましい。
あるいは、前記機械加工は、フライス盤、ＮＣルータ、またはプレーナで、その刃物の移動速度および回転速度を制御し、前記導光板の前記粗面が形成されていない光入射面と前記刃物の接触周期をコントロールして、前記刃物により前記粗面が形成されていない光入射面に前記切削研磨面を形成する加工であるのが好ましい。
【００２７】
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と、この導光板の前記光入射面に対面して、その長手方向に沿って配置される光源ユニットと、を有することを特徴とする面状照明装置を提供する。
【００２８】
ここで、前記光源ユニットが、前記光入射面に対向して、前記光入射面の長手方向に等間隔に配列された点光源と、前記点光源を支持する支持部材とを有するのが好ましい。
また、前記点光源の配列方向の長さを２〜４ｍｍとし、前記光入射面に形成される切削研磨面の周期構造の周期を５μｍ〜０．４ｍｍとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
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、光入射面近傍の散乱粒子の濃度を低くするので、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からの出射光を少なくすることができ、光出射面の有効な領域から出射する光の利用効率を向上させることができる。
また、本発明によれば、光入射面近傍に、合成粒子濃度の第１極大値を有し、かつ、光入射面が、前記光入射面の長手方向と平行な方向に、所定の周期構造を持つ切削研磨面が形成された粗面であるので、光入射面から入射した光を十分に拡散することができ、光入射面近傍で、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】図３に示す導光板の部分拡大断面図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、図３に示す面状照明装置の一部を拡大して示す概略図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）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９】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１０】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明に係る導光板の他の一例を用いる面状照明装置を示す概略断面図である。
【図１１】本発明に係る導光板の他の一例を用いる面状照明装置を示す概略断面図である。
【図１２】（Ａ）は、図６に示す面状照明装置の導光板に形成された切削研磨面の、光入射面の長手方向と平行な方向に表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１３】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１４】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１５】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１６】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１７】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１８】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図１９】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図２０】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図２１】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図２２】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図２３】（Ａ）は、測定に用いた導光板の切削研磨面の表面粗さを測定した結果を表す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
【図２４】（Ａ）〜（Ｄ）は、測定した照度を示すグラフである。
【図２５】平均傾斜角とビジビリティとの関係を示すグラフである。
【図２６】光の利用効率を示すグラフである。
【図２７】平均傾斜角と二乗平均平方根傾斜との関係を示すグラフである。
【図２８】（Ａ）は、レンチキュラの一例のスペクトル分布図であり、（Ｂ）は、レンチキュラの他の一例のスペクトル分布図である。
【図２９】（Ａ）は、プリズムの一例のスペクトル分布図であり、（Ｂ）は、プリズムの他の一例のスペクトル分布図である。
【図３０】（Ａ）は、矩形状溝構造の一例のスペクトル分布図であり、（Ｂ）は、矩形状溝構造の他の一例のスペクトル分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、シリコーン、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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、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６２の厚さが０となる。
【００４８】
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、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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、第２層６２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の境界の位置に配置される（図２）。光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値までの領域は、上部筺体４４の開口部４４ａよりも外側、すなわち、開口部４４ａを形成する額縁部分に配置されているので、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。すなわち、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。
【００５１】
このように、導光板３０の合成粒子濃度（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。
【００５２】
また、合成粒子濃度の第１極大値となる位置を上部筺体４４の開口部４４ａよりも光入射面３０ｃ、３０ｄ側に配置することにより、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。
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。
【００５３】
なお、図示例においては、合成粒子濃度の第１極大値の位置を上部筺体４４の開口部４４ａの境界の位置に配置したが、本発明は、これに限定はされず、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の境界の近傍であれば、開口部４４ａの内側の位置に配置してもよく、あるいは、上部筺体４４の開口部４４ａを有する面の額縁部分（開口部４４ａの外側）に配置してもよい。すなわち、合成粒子濃度の第１極大値の位置は、有効画面エリアＥの位置に配置されてもよいし、ミキシングゾーンＭの位置に配置されてもよい。
【００５４】
また、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。
【００５５】
ここで、導光板を大型化した場合や、導光板３０のように、光入射面近傍での合成粒子濃度を小さくすると、光入射面近傍でＬＥＤチップ５０間の間隙に起因する輝度むら（ホタルムラ）が発生しやすくなる。そのため、本発明においては、光入射面に粗面を形成して、入射した光を拡散して、ムラの発生を抑制する。
具体的には、図５および図６に示すように、導光板３０の光入射面（第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄ）には、光入射面の長手方向と平行な方向に所定の周期構造を持った切削研磨面６６が形成されている。言い換えると、切削研磨面６６は、光出射面３０ａに垂直な方向に延在する縦スジ状の微細な凹凸を多数有し、光源ユニット２８のＬＥＤチップ５０の配列方向と平行な方向に所定の周期構造を有する粗面である。
【００５６】
図７（Ａ）および（Ｂ）にバックライトユニット２０の一部を拡大した概略図を概念的に表す図を示す。
導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄに形成された切削研磨面６６の周期構造は、光入射面３０ｃ、３０ｄの長手方向に所定の周期構造を持つので、図７（Ａ）に示すように、光入射面３０ｃ、３０ｄの長手方向に光を拡散する（破線で示すように拡散される）ので、ＬＥＤチップ５０間の間隙に起因する輝度むらを低減することができる。一方、図７（Ｂ）に示すように、光出射面３０ａに垂直な方向には、光を拡散しない（実線で示すように導光される）。
したがって、導光板を大型化かつ薄型化した場合でも、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍の輝度むらを抑制し、かつ、導光板３０に入射した光を奥まで導光することができる。また、導光板の光出射面３０ａと垂直な方向には拡散しないので、導光板３０に入射した光を奥まで導光することができ、大型の導光板３０であっても、均一な光を出射することができる。
ここで、本明細書内では、入射した光を、光入射面３０ｃ、３０ｄの長手方向に、拡散し、側面に平行な方向には拡散しないことを「指向性がある」という。
【００５７】
このように、導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄに指向性のある切削研磨面６６を形成するので、入射した光を、光入射面３０ｃ、３０ｄの長手方向に拡散するので、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍の輝度むらを抑制することができる。また、光出射面３０ａに垂直な方向には拡散しないので、導光板３０に入射した光を奥まで導光することができ、大型の導光板３０であっても、均一な光を出射することができる。
特に、ＬＥＤチップ５０をアレイ状に配置した光源アレイ２８を用いて、ＬＥＤチップ５０間の間隙による不均一な光が入射する場合でも、導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄに周期構造を持った切削研磨面６６を形成することで、導光板３０の光出射面３０ａから出射される光を均一にすることができるので、ＬＥＤチップ５０の搭載個数を少なくすることができ、消費電力の低減や、コストダウンが可能となる。
【００５８】
また、従来のように、入射光を拡散するために、レンチキュラやプリズムを光入射面に形成した場合は、導光板を薄型化するにつれて、光源と導光板の光入射面との間の距離が相対的に離れてしまい、光の入射効率が低下してしまうので、レンチキュラやプリズムの構造を小型化する必要があるが、製造が困難であり、また、コストアップの要因ともなる。
これに対して、本発明の導光板３０に形成される切削研磨面の凹凸は、レンチキュラやプリズムと比較して微小であるので、導光板３０の光入射面３０ｃと光源ユニット２８との間の距離を近づけることができ、光利用効率を維持向上させることができる。
【００５９】
ここで、本発明の導光板の光入射面に形成された切削研磨面の表面粗さを測定した結果の一例を図１２に示し、従来、光出射面から出射される光の輝度むらを抑制するために、導光板の光入射面に形成された、レンチキュラ構造、プリズム構造、および矩形状の溝構造の一例を図２８〜図３０にそれぞれ示す。
【００６０】
図１２（Ａ）は、図７に示すバックライトユニット２０の導光板３０の光入射面に形成された切削研磨面６６の、光入射面の長手方向と平行な方向に表面粗さを測定した結果の一例を示す図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す表面粗さをフーリエスペクトルに変換して表した図である。図１２（Ａ）は、縦軸を表面粗さ（μｍ）、横軸を導光板の光入射面における位置（ｍｍ）とし、図１２（Ｂ）は、縦軸を表面粗さのピーク値に対する相対強度、横軸を空間周波数（ｍｍ−１）とした。
【００６１】
また、従来、光出射面から出射される光の輝度むらを抑制するために、導光板の光入射面に形成された、レンチキュラ構造のフーリエスペクトルの一例を、図２８（Ａ）および（Ｂ）に示し、プリズム構造のフーリエスペクトルの一例を、図２９（Ａ）および（Ｂ）に示し、矩形状の溝構造のフーリエスペクトルの一例を、図３０（Ａ）および（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００６２】
図２８（Ａ）にそのフーリエスペクトルを示すレンチキュラは、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が半径０．５ｍｍの半円状で、ピッチ１ｍｍで形成されている。
図２８（Ｂ）にそのフーリエスペクトルを示すレンチキュラは、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が半径０．０２５ｍｍの半円状で、ピッチ０．０５ｍｍで形成されている。
図２９（Ａ）にそのフーリエスペクトルを示すプリズムは、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が高さ２ｍｍの三角形形状で、ピッチ１ｍｍで形成されている。
図２９（Ｂ）にそのフーリエスペクトルを示すプリズムは、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が高さ０．０４ｍｍの三角形形状で、ピッチ０．０３ｍｍで形成されている。
図３０（Ａ）にそのフーリエスペクトルを示す矩形状の溝構造は、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が高さ１ｍｍの矩形形状で、ピッチ１ｍｍで形成されている。
図３０（Ｂ）にそのフーリエスペクトルを示す矩形状の溝構造は、光入射面に、光出射面と垂直な方向に延在する頂部を有する凸部が、光入射面の長手方向に周期的に形成された形状である。凸部は、断面が高さ０．０５ｍｍの矩形形状で、ピッチ０．０３ｍｍで形成されている。
【００６３】
従来、光入射面付近の輝度むらを抑制するために、光入射面に形成されたレンチキュラやプリズムなどは、図２８（Ａ）〜図３０（Ｂ）に示すように、離散的なスペクトルで表される。このような離散的なスペクトルで表されるものは、指向性を有しており、入射した光を好適に拡散させることができ、光出射面から出射される光の輝度むらを低減することができる。
しかしながら、前述のように、レンチキュラやプリズムを光入射面に形成した場合は、導光板を薄型化するにつれて、光源と導光板の光入射面との間の距離が相対的に離れてしまい、光の入射効率が低下してしまうので、レンチキュラやプリズムの構造を小型化する必要があるが、製造が困難であり、また、コストアップの要因ともなる。
【００６４】
これに対して、本発明の導光板３０では、図１２（Ｂ）に示すように、光入射面３０ｄに形成された切削研磨面６０のフーリエスペクトルの包絡線の形状は、連続的なスペクトルであるが、１つの急峻な頂部を有する形状であるので、レンチキュラやプリズムと同様に、指向性を有しており、入射した光を好適に拡散させることができ、光出射面３０ａから出射される光の輝度むらを低減することができる。
さらに、切削研磨面６０の凹凸は、レンチキュラやプリズムと比較して微小であるので、導光板３０の光入射面３０ｃと光源ユニット２８との間の距離を近づけることができ、光利用効率を維持向上させることができる。
【００６５】
ここで、導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄに、周期構造を有する切削研磨面６６を形成する方法としては、機械加工を用いることができる。すなわち、散乱粒子の粒子濃度が異なる２層の板状の導光板を形成して、切削研磨面６６（粗面）が形成されていない光入射面３０ｃ、３０ｄを有する導光板３０を成形した後に、粗面が形成されていない光入射面３０ｃ、３０ｄに、機械加工により切削研磨面６６を形成することができる。このような機械加工としては、例えば、ブラシやヤスリ等で、加工面に多数の微細な凹凸条をつけるヘアライン加工を用いることができる。あるいは、フライス盤、ＮＣルータ、プレーナなどの工作機械の刃物の移動速度および回転速度を制御して、導光板３０の、粗面が形成されていない光入射面３０ｃ（３０ｄ）と工作機械の刃物の接触周期をコントロールすることによって、工作機械の刃物により導光板３０の、粗面が形成されていない光入射面３０ｃ（３０ｄ）に、周期構造を有する切削研磨面６６を形成する機械加工を施してもよい。
ヘアライン加工、あるいは、工作機械の刃物と光入射面との接触周期をコントロールして、導光板の光入射面に切削研磨面を形成する機械加工による本発明の導光板の製造方法は、微小なレンチキュラやプリズムを形成する従来の導光板の製造方法に比べて、製造が容易であり、コストダウンにつながる。
【００６６】
ここで、切削研磨面６６の周期構造の周期は、可視光の波長（λ＝６５０ｎｍ）よりも十分大きく、すなわち、５〜６μｍよりも大きく、かつ、ＬＥＤチップ５０の光入射面の長手方向の長さｂの１／１０以下となることが好ましい。
ところで、本発明のようなサイドライト型のバックライトユニットの光源として用いるＬＥＤチップは、厚みが２ｍｍ以下の導光板との組合せを考えた場合、入射効率を考慮すると、光出射面に垂直な方向の長さａは、ａ≦０．７Ｔ（Ｔ：導光板の厚み）であることが好ましい。また、市販のＬＥＤチップの発光面の縦横比は、１〜３程度である。そのため、ＬＥＤチップの、配列方向の長さｂは、２〜４ｍｍ程度であることが好ましい。従って、切削研磨面６６の周期構造の周期は、０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
また、切削研磨面６６の周期構造の二乗平均平方根傾斜は、０．２５〜４．５の範囲とすることが好ましい。
【００６８】
切削研磨面６６の表面粗さが小さいと、入射光を十分に拡散することができない。一方、切削研磨面６６の表面粗さを粗くしすぎると、入射光がフレネル反射を生じやすくなり、逆に入射効率が低下してしまい、導光板全体でみた光利用効率が低下してしまう。
したがって、切削研磨面６６の表面粗さを上記範囲とすることによって、入射する光を光入射面３０ｃ、３０ｄの長手方向に、好適な範囲で拡散するので、拡散しすぎて光が導光板３０の奥まで届かなくなることを防止することができる。
【００６９】
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。
【００７０】
ここで、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＜０．８ｗｔ％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。
【００７１】
あるいは、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＜０．８ｗｔ％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。
【００７２】
また、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ことができる。
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、散乱粒子の粒径の標準偏差を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。
【００７３】
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。
【００７４】
ここで、図示例の導光板３０においては、境界面ｚは、第１極大値の位置から、光入射面３０ｃ、３０ｄまでの領域では、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状としたが、本発明は、これに限定はされない。
【００７５】
図８（Ａ）〜（Ｅ）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８（Ａ）〜（Ｅ）に示す導光板１００、１１０、１２０、１３０および１４０は、図３に示す導光板３０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、光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値の位置までの境界面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なう。
【００７６】
図８（Ａ）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。
【００７７】
図８（Ｂ）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。
【００７８】
図８（Ｃ）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。
【００７９】
図８（Ｄ）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。
【００８０】
図８（Ｅ）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。
【００８１】
図８（Ａ）〜（Ｅ）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。
【００８２】
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。
【００８３】
また、図示例においては、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、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て、散乱粒子の合成粒子濃度を、第１および第２光入射面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る構成としたが、本発明はこれに限定はされず、合成粒子濃度の第１極大値が光入射面上に配置される構成、すなわち、合成粒子濃度のプロファイルを、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、極小値を持つように変化する曲線としても良い。
【００８４】
図９に、本発明の導光板の他の一例を示す概略断面図を示す。
なお、図９に示す導光板２１０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なう。
【００８５】
図９に示す導光板２１０は、光出射面３０ａ側の第１層２１２と、第１層２１２よりも粒子濃度が高い、背面３０ｂ側の第２層２１４とで構成されている。第１層２１２と第２層２１４との境界面ｚの形状は、第２層２１４の厚さが、導光シート中央部で最も厚くなり、中央部から光入射面３０ｃ、３０ｄに向かうに従って、薄くなるように変化した後、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍で再び厚くなるように連続的に変化する。
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。
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。
【００８６】
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連続的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、高くなるように連続的に変化し、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。
【００８７】
なお、図示は省略するが、導光板２１０においても、光入射面３０ｃ、３０ｄには、光入射面の長手方向と平行な方向に所定の周期構造を持った切削研磨面が形成されており、ＬＥＤチップ間の間隙に起因する輝度むらを低減することができる。
【００８８】
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。
【００８９】
また、図示例においては、背面３０ｂは平面としたが、これに限定はされず、背面を凹面、すなわち、光入射面から離間するに従って、厚さが薄くなる方向に傾斜した面としてもよく、あるいは、凸面、すなわち、光入射面から離間するに従って、厚さが厚くなる方向に傾斜した面としてもよい。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
図１０（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１０（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。
【０１０９】
図１０（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。
【０１１０】
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、第１光入射面３０ｃから側面１５０ｄに向かって、第２層１５４が厚くなるように変化し、一旦、第２層１５４が薄くなるように変化した後、再び第２層１５４が厚くなるように変化し、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。
【０１１１】
このように、１つの光源ユニットのみを用いる片面入射の場合には、導光板１５０の合成粒子濃度（第２層１５４の厚さ）を、光入射面３０ｃに近い位置で第１極大値を有し、中央部よりも側面１５０ｄ側で、第１極大値よりも大きな第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（ＬＥＤチップ）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。
【０１１２】
なお、図示は省略するが、導光板１５０においても、光入射面３０ｃには、光入射面の長手方向と平行な方向に所定の周期構造を持った切削研磨面が形成されており、ＬＥＤチップ間の間隙に起因する輝度むらを低減することができる。
【０１１３】
また、図１０（Ａ）に示すバックライトユニット１５６の導光板１５０のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの形状は、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状としたが、これに限定はされない。
【０１１４】
図１０（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１０（Ｂ）〜（Ｆ）に示すバックライトユニット１６６、１７６、１８６、１９６および２０６は、図１０（Ａ）に示すバックライトユニット１５６において、導光板１５０のミキシングゾーンＭにおける第１層１５２および第２層１５４の厚さ、すなわち、光入射面３０ｃから第１極大値の位置までの境界面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なう。
【０１１５】
図１０（Ｂ）に示すバックライトユニット１６６の導光板１６０は、第１層１６２と、第１層１６２よりも粒子濃度が高い第２層１６４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１６２と第２層１６４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の背面３０ｂ側の端部に接続される形状である。
【０１１６】
図１０（Ｃ）に示すバックライトユニット１７６の導光板１７０は、第１層１７２と、第１層１７２よりも粒子濃度が高い第２層１７４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１７２と第２層１７４との境界面ｚは、第１極大値の位置と光入射面３０ｃの背面３０ｂ側の端部に接続される平面である。
【０１１７】
図１０（Ｄ）に示すバックライトユニット１８６の導光板１８０は、第１層１８２と、第１層１８２よりも粒子濃度が高い第２層１８４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１８２と第２層１８４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。
【０１１８】
図１０（Ｅ）に示すバックライトユニット１９６の導光板１９０は、第１層１９２と、第１層１９２よりも粒子濃度が高い第２層１９４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１９２と第２層１９４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。
【０１１９】
図１０（Ｆ）に示すバックライトユニット２０６の導光板２００は、第１層２０２と、第１層２０２よりも粒子濃度が高い第２層２０４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２００は、第１層２０２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に平行な平面を有する形状である。
【０１２０】
図１０（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。
【０１２１】
また、図１０（Ａ）に示すバックライトユニット１５６おいては、導光板１５０の合成粒子濃度を、光入射面３０ｃに近い位置で第１極大値を有し、中央部よりも側面１５０ｄ側で、第１極大値よりも大きな第２極大値を有する濃度としたが、本発明はこれに限定はされず、第１極大値が光入射面上に配置される構成、すなわち、合成粒子濃度のプロファイルを、光入射面３０ｃに近い位置で極小値を有し、側面側１５０ｄで第２極大値を持つように変化する曲線としてもよい。
【０１２２】
図１１に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を示す概略断面図を示す。
なお、図１１に示すバックライトユニット２２６は、図１０（Ａ）に示すバックライトユニット１５６において、導光板１５０に代えて、第１層と第２層との境界面ｚの形状を変更した導光板２２０を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明では異なる部位を主に行う。
【０１２３】
図１１に示すバックライトユニット２２６は、導光板２２０と導光板２２０の光入射面３０ｃに対面して配置される光源ユニット２８とを有する。
導光板２２０は、光出射面３０ａ側の第１層２２２と、第１層２２２よりも粒子濃度が高い、背面３０ｂ側の第２層２２４とで構成されている。第１層２２２と第２層２２４との境界面ｚの形状は、第２層２２４の厚さが、光入射面３０ｃから側面１５０ｄに向かって、一旦、第２層２２４が薄くなるように変化した後、第２層２２４が厚くなるように変化し、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、導光板２２０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、側面側で第２極大値を持つように変化する曲線である。
【０１２４】
このように、１つの光源ユニットのみを用いる片面入射の場合には、導光板２２０の合成粒子濃度（第２層２２４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、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。
【０１２５】
なお、図示例においては、光入射面３０ｃに垂直な方向における第２層２２４の厚さを、第２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、第２極大値から側面１５０ｄまでの間は一定の厚さで構成してもよい。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【実施例】
【０１２８】
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。
【０１２９】
［実施例］
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。
実施例においては、図３に示す形状の２層の導光板を用いて、光入射面に形成される切削研磨面６６における表面の平均傾斜角［°］の（各位置における傾斜角の絶対値の平均値）を５°〜６０°の範囲で、５°刻みで変更してシミュレーションを行った。
【０１３０】
導光板の厚さは、２．０ｍｍとし、第１層の粒子濃度を０．００５ｗｔ％とし、第２層の粒子濃度を０．２７５ｗｔ％とし、光入射面から第１極大値までの距離を１０ｍｍとし、第１極大値の位置での第２層の厚さを０．１７ｍｍとした。
また、光入射面から極小値までの距離を１０ｍｍとし、極小値の位置での第２層の厚さを０．１４５ｍｍとした。
また、光入射面から第２極大値（導光板中央）までの距離を２７０ｍｍとし、第２極大値の位置での第２層の厚さを０．８ｍｍとした。
また、ＬＥＤチップの配列方向の長さｂを２．２ｍｍとし、光出射面に垂直な方向の長さａを１．１５ｍｍとし、配置間隔ｑを１０．５ｍｍとして測定を行った。
【０１３１】
ここで、図１２〜図２３は、それぞれ本発明の導光板の光入射面の切削研磨面の各実施例の表面粗さおよびそのフーリエスペクトルを示す図（グラフ）である。各図において、（Ａ）は、本測定に用いた導光板３０の光入射面３０ｄに形成された切削研磨面６０の、光入射面の長手方向と平行な方向の表面粗さを示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す表面粗さの図をフーリエスペクトルに変換して表した図である。
なお、図示例の導光板３０には２つの光入射面３０ｃおよび３０ｄがあるが、同様の構成であるので、説明を簡単にするため、以下では、光入射面３０ｃを代表例として説明する。
【０１３２】
実施例１では、光入射面に、図１２（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１２（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、光入射面から５〜７ｍｍの位置の平均の照度を光入射面の長手方向に測定した。
測定結果を図２４（Ａ）に示す。
【０１３３】
同様に、実施例２として、光入射面に、図１３（Ａ）に示す表面粗さ、および図１３（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が１０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
実施例３として、光入射面に、図１４（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１４（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が１５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
実施例２および３の照度の測定結果を図２４（Ａ）に示す。
【０１３４】
実施例４として、光入射面に、図１５（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１５（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が２０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
実施例５として、光入射面に、図１６（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１６（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が２５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
また、実施例６として、光入射面に、図１７（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１７（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が３０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、照度を測定した。
実施例４〜６の照度の測定結果を図２４（Ｂ）に示す。
【０１３５】
実施例７として、光入射面に、図１８（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１８（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が３５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
実施例８として、光入射面に、図１９（Ａ）に示す表面粗さ、および、図１９（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が４０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
また、実施例９として、光入射面に、図２０（Ａ）に示す表面粗さ、および、図２０（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が４５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、照度を測定した。
実施例７〜９の照度の測定結果を図２４（Ｃ）に示す。
【０１３６】
実施例１０として、光入射面に、図２１（Ａ）に示す表面粗さ、および、図２１（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が５０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
実施例１１として、光入射面に、図２２（Ａ）に示す表面粗さ、および、図２２（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が５５°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、入光部近傍の照度を測定した。
また、実施例１２として、光入射面に、図２３（Ａ）に示す表面粗さ、および、図２３（Ｂ）に示すフーリエスペクトルで表される、平均傾斜角が６０°の切削研磨面が形成された導光板を用いて、照度を測定した。
実施例１０〜１２の照度の測定結果を図２４（Ｄ）に示す。
【０１３７】
図２４（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１〜１２の入光部近傍の照度の測定結果を示すグラフである。また、比較例として、光入射面の表面がスペキュラーな場合の照度の測定結果も示す。
ここで、図２４（Ａ）において、実施例１を破線で表し、実施例２を一点鎖線で表し、実施例３を二点鎖線で表し、比較例を実線で表す。また、図２４（Ｂ）において、実施例４を破線で表し、実施例５を一点鎖線で表し、実施例６を二点鎖線で表し、比較例を実線で表す。また、図２４（Ｃ）において、実施例７を破線で表し、実施例８を一点鎖線で表し、実施例９を二点鎖線で表し、比較例を実線で表す。また、図２４（Ｄ）において、実施例１０を破線で表し、実施例１１を一点鎖線で表し、実施例１２を二点鎖線で表し、比較例を実線で表す。
【０１３８】
また、照度ムラを評価するため、測定した照度の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとを用いて、（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）を算出した（ビジビリティ）。算出したビジビリティと平均傾斜角との関係を図２５に示す。ビジビリティが低いほど、照度の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの相対的な差が小さく、照度ムラが小さい。
さらに、測定した照度から、比較例（平均傾斜角０°）の光利用効率を基準にして、相対的な光の利用効率を求めた。求めた光利用効率を図２６に示す。
【０１３９】
図２５に示されるように、光入射面に垂直な方向において、第１層と第２層のそれぞれの厚さを変化させた２層の導光板において、光入射面に切削研磨面を形成することで、光入射面がスペキュラーな導光板に比べて、光入射面近傍での照度ムラを低減することができる。特に、切削研磨面の平均傾斜角を１０°以上、６０°以下とすることにより、より好適に光入射面近傍での照度ムラを低減することができる。
ここで、平均傾斜角と二乗平均平方根傾斜との関係を図２７に示す。図２７に示すグラフから、平均傾斜角を１０〜６０°の範囲とすると、二乗平均平方根傾斜は、０．２５〜４．５である。従って、二乗平均平方根傾斜を、０．２５〜４．５の範囲とすることにより、好適に光入射面近傍での照度ムラを低減することができ好ましい。
また、このような範囲において、表面粗さのフーリエスペクトルの形状（図１２（Ｂ）〜図２３（Ｂ））は、同様の形状であり、異なるのは表面形状の空間周波数である。
また、このような範囲においては、図２６に示されるように、光入射面に切削研磨面を形成した場合であっても、光入射面がスペキュラーな場合に比較して、数％程度の効率低下であり、ほぼ同等である。
【０１４０】
以上、本発明の導光板、面状照明装置および導光板の製造方法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】
【０１４１】
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、１９６、２０６、２２６  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、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０  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、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２、２０２、２１２、２２２  第１層
６２、１０４、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４、１７４、１８４、１９４、２０４、２１４、２２４  第２層
６６    切削研磨面
１５０ｄ  側面
α    ２等分線
ｚ    境界面
【図１】
0005635451.tif 000002
【図２】
0005635451.tif 000003
【図３】
0005635451.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005635451.tif 000006
【図６】
0005635451.tif 000007
【図７】
0005635451.tif 000008
【図８】
0005635451.tif 000009
【図９】
0005635451.tif 000010
【図１０】
0005635451.tif 000011
【図１１】
0005635451.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005635451.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005635451.tif 000017
【図１７】
0005635451.tif 000018
【図１８】
0005635451.tif 000019
【図１９】
0005635451.tif 000020
【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】
0005635451.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
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