(57)【要約】【課題】大型で薄型な導光板を用いる面状照明装置であっても、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、かつ、入射した光を導光板の奥まで導光し、均一な、あるいは、中高な明るさの分布を実現できる面状照明装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】光源から出射され導光板の光入射面から導光板内に入射する光束の、導光板内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、透過率調整体は、光入射面に垂直な方向において、導光板の光入射面側の端部から距離Ｌｍｆｐまでの領域には配置されないことで上記課題を解決する。【選択図】図２
2011150832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺部に設けられた少なくとも１つの光入射面、および、前記光出射面の反対側の面である背面を有し、内部に散乱粒子が分散された導光板と、
前記光入射面に対向して配置された光源と、
前記導光板の前記背面側および前記光出射面側の少なくとも１方に配置される透過率調整体とを有し、
前記光源から出射され前記導光板の前記光入射面から前記導光板内に入射する光束の、前記導光板内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、
前記透過率調整体は、前記光入射面に垂直な方向において、前記導光板の前記光入射面側の端部から距離Ｌｍｆｐまでの領域には配置されないことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記導光板の内部に分散された前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、粒子密度をＮｐ、光の入射方向における導光長をＬＧ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上、０．１以下とすると、２≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦７を満たす請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
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し、この入光部に分散された前記散乱粒子の粒子密度をＮｐｉとし、前記入光部以外の粒子密度をＮｐとすると、Ｎｐｉ＞Ｎｐを満たす請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記入光部内での光束の平均自由行程をＬｍｆｐｉとすると、Ｌｎｐｉ＝Ｌｍｆｐｉを満たす請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記入光部の合成粒子濃度が、０．０２ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下を満たす請求項３または４に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記入光部の幅Ｌｎｐｉが５ｍｍ≦Ｌｎｐｉ≦３０ｍｍを満たす請求項３〜５のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記導光板の前記光出射面側の前記光源および前記入光部に対応する位置に配置され、前記入光部の全面を覆う誘導反射板を有する請求項３〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記誘導反射板および前記入光部は、前記導光板および前記光源を収納する筐体の、前記導光板の前記光出射面側の、開口部を有する面の額縁部に対応する位置に配置される請求項７に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記光入射面が前記光出射面の対向する２辺に設けられている請求項１〜８のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記導光板が平板である請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記導光板の厚さが、前記光入射面から離間するにしたがって、漸次、厚くなる請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記導光板の前記光出射面が凹面である請求項１〜１１のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記導光板は、前記光出射面に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複数の層からなる請求項１〜１２のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１４】
矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺部に設けられた少なくとも１つの光入射面、および、前記光出射面の反対側の面である背面を有し、内部に散乱粒子が分散された導光板と、
前記光入射面に対向して配置された光源と、
前記導光板の前記背面側および前記光出射面側の少なくとも１方に配置される透過率調整体とを有する面状照明装置の製造方法であって、
前記光源から出射され前記導光板の前記光入射面から前記導光板内に入射する光束の、前記導光板内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、
前記光入射面に垂直な方向において、前記導光板の前記光入射面側の端部から距離Ｌｍｆｐまでの領域には、前記透過率調整体を配置しないことを特徴とする面状照明装置の製造方法。
【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面状照明装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、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、光入射面から入射した光を、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、導光板の表面あるはその反対側の面に光を出射させるためのパターンを形成し、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や、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、導光板の入射面と出射面以外の少なくとも１つ以上の面を覆うように設けられた反射部材と、導光板の出射面の全面に設けられ、出射面の出射光を全領域で透過させ、任意のパターンを表示する表示板とを備える面発光表示装置が記載されており、導光板の出射面または出射面の対向面のうち少なくとも一方には微細な粗面である散乱面を設けることが記載されている。
また、特許文献２には、光出射面およびその反対側の裏面のうちの一方に、光出射面沿った面内での前記導光体に入射した光の指向性の方向にほぼ沿って延び、且つ互いに略平行に配列された複数の凹凸構造列が形成されており、この凹凸構造列形成面の、前記光入射端面と接する領域から有効発光領域までの領域の少なくとも一部に光入射端面に沿って延びる帯状の平坦部が形成された面光源装置用導光体が記載されている。
また、特許文献３には、導光板の出射面とその反対側の面の少なくとも一方に、側面から遠ざかる方向に向かって延設されたプリズム突起が、側面に沿って多数平行に形成され、プリズム突起の側面側部分が、側面に近づくに従って突起高さを漸減させるような傾向をもって形成される面光源装置が記載されている。
【０００６】
また、特許文献４には、表面が凹面である矩形状の光射出面、光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み互いに対向する位置に配置される２つの光入射面、これらの２つの光入射面から光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ光出射面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜面、これらの２つの傾斜面を接合する湾曲部を備え、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板を有する面状照明装置が記載されている。
また、特許文献５には、内部に散乱粒子が分散された導光板であって、光出射面側の第１層と、第１層よりも粒子濃度が高い背面側の第２層とで構成される導光板が記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献６には、内部に散乱粒子が分散された導光板の背面に、複数の拡散反射体を所定パターンで配置する構成、および、導光板の光出射面側に、所定の透過率を有する種々の大きさのドットである透過率調整体を透明フィルムの上に多数配置した透過率調整部材を、配置する構成が記載されている。
【０００８】
前述のとおり、液晶表示装置の大型化に伴い、バックライトユニットにも、より、大型化および薄型軽量化が要求されるようになっている。そのため、上述のように導光板の表面あるはその反対側の面に光を出射させるためのパターンを形成し、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や、光を散乱させる散乱粒子を混入させ、光入射面に入射した光を光が入射した方向とは異なる方向に導き、光出射面から出射する導光板を用いるバックライトユニットが各種提案されている。このように導光板の側面に光源を配置することで、導光板の背面に光源を配置したバックライトユニットに比べ、薄型軽量化を実現できる。
【０００９】
しかしながら、バックライトユニットを薄型、大型化すると、導光板の表面あるはその反対側の面に光を出射させるためのパターンを形成する方式のバックライトユニットにおいては、光を導光板の奥まで導光するために、パターンの配置密度を小さくする必要があるが、相対的に、光入射面近傍の輝度が高くなりやすい。また、パターンの配置密度を小さくすると、光入射面近傍では、光が十分に拡散されずに出射されるため、出射される光の輝度むらが大きくなる。
そのため、特許文献１〜３では、パターン形成面の、光入射面の近傍を平坦面とすることにより、光入射面近傍での出射光の輝度を抑制し、また、輝度むらを低減している。
【００１０】
また、散乱粒子を混入させた導光板を用いるバックライトユニットにおいては、バックライトユニットを薄型、大型化するためには、導光板の奥まで光を導光するために、散乱粒子の粒子濃度を低くする必要がある。しかしながら、より薄型、大型化すると、導光板の中央部での輝度が相対的に低下し、また、光の出射効率も悪くなる。
そのため、特許文献６のように、内部に散乱粒子が分散された導光板の背面または出射面側に、所定パターンの拡散反射体や、透明フィルム上に配置された透過率調整体等のパターンを配置することにより、出射光の輝度分布を調整し、中央部での輝度を向上させ、フラットな、或いは、中央部の輝度が高い中高な輝度分布とすることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−７５６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２９４２５６号公報
【特許文献３】特開２００４−６１８７号公報
【特許文献４】特開２００９−１１７３４９号公報
【特許文献５】特開２００９−１１７３５７号公報
【特許文献６】特開２００８−２０４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１〜３のように、パターン形成面の、光入射面の近傍を平坦面とすると、パターンが形成されていない平坦面の領域では、光が拡散されないため、平坦面および平坦面近傍の領域から出射される出射光は、光源の配置間隔等に起因するムラが大きくなり、均一な照明が実現できなくなる。
【００１３】
また、特許文献６のように、内部に散乱粒子を分散させた導光板と、導光板の表面あるはその反対側の面に形成するパターンとを組み合わせると、導光板から出射される出射光の輝度分布の調整自由度が大きくなるものの、光入射面近傍の領域での輝度が相対的に高くなる。また、光入射面近傍にパターンを配置するため、光が十分に拡散されずに出射するので、輝度むらが大きくなり、均一な照明が実現できなくなる。
【００１４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型で薄型な導光板を用いる面状照明装置であっても、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、かつ、入射した光を導光板の奥まで導光し、均一な、あるいは、中高な明るさの分布を実現できる面状照明装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺部に設けられた少なくとも１つの光入射面、および、前記光出射面の反対側の面である背面を有し、内部に散乱粒子が分散された導光板と、前記光入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の前記背面側および前記光出射面側の少なくとも１方に配置される透過率調整体とを有し、前記光源から出射され前記導光板の前記光入射面から前記導光板内に入射する光束の、前記導光板内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、前記透過率調整体は、前記光入射面に垂直な方向において、前記導光板の前記光入射面側の端部から距離Ｌｍｆｐまでの領域には配置されないことを特徴とする面状照明装置を提供するものである。
【００１６】
ここで、前記導光板の内部に分散された前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、粒子密度をＮｐ、光の入射方向における導光長をＬＧ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上、０．１以下とすると、２≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦７を満たすことが好ましい。
また、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し、この入光部に分散された前記散乱粒子の粒子密度をＮｐｉとし、前記入光部以外の粒子密度をＮｐとすると、Ｎｐｉ＞Ｎｐを満たすことが好ましい。
ここで、前記入光部内での光束の平均自由行程をＬｍｆｐｉとすると、Ｌｎｐｉ＝Ｌｍｆｐｉを満たすことが好ましい。
また、前記入光部の合成粒子濃度が、０．０２ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下を満たすことが好ましい。
また、前記入光部の幅Ｌｎｐｉが５ｍｍ≦Ｌｎｐｉ≦３０ｍｍを満たすことが好ましい。
【００１７】
また、前記導光板の前記光出射面側の前記光源および前記入光部に対応する位置に配置され、前記入光部の全面を覆う誘導反射板を有することが好ましい。
また、前記誘導反射板および前記入光部は、前記導光板および前記光源を収納する筐体の、前記導光板の前記光出射面側の、開口部を有する面の額縁部に対応する位置に配置されることが好ましい。
【００１８】
また、前記光入射面が前記光出射面の対向する２辺に設けられていることが好ましい。
さらに、前記導光板が平板であることが好ましい。
あるいは、前記導光板の厚さが、前記光入射面から離間するにしたがって、漸次、厚くなることが好ましい。
【００１９】
また、前記導光板の前記光出射面が凹面であることが好ましい。
また、前記導光板は、前記光出射面に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複数の層からなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺部に設けられた少なくとも１つの光入射面、および、前記光出射面の反対側の面である背面を有し、内部に散乱粒子が分散された導光板と、前記光入射面に対向して配置された光源と、前記導光板の前記背面側および前記光出射面側の少なくとも１方に配置される透過率調整体とを有する面状照明装置の製造方法であって、前記光源から出射され前記導光板の前記光入射面から前記導光板内に入射する光束の、前記導光板内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、前記光入射面に垂直な方向において、前記導光板の前記光入射面側の端部から距離Ｌｍｆｐまでの領域には、前記透過率調整体を配置しないことを特徴とする面状照明装置の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大型で薄型な導光板を用いる場合でも、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、かつ、入射した光を導光板の奥まで導光し、均一な、あるいは、中高な明るさの分布を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の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光源、導光板および透過率調整体を示す部分省略平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図３に示す導光板の形状を示す概略斜視図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に用いられる導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図６】Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣと光利用効率との関係を測定した結果を示す図である。
【図７】粒子密度が異なるそれぞれの導光体から出射される光の照度をそれぞれ測定した結果を示す図である。
【図８】光利用効率及び照度むらと粒子密度との関係を示す図である。
【図９】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る。
【図１０】平均自由行程と、散乱粒子の半径および粒子密度との関係を表す図である。
【図１１】バックライトユニットの光出射面から出射される光の相対照度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】バックライトユニットの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示したバックライトユニットの光源、導光板および透過率調整体を示す部分省略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る面状照明装置を、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、光源２８、導光板３０、光学部材ユニット３２、反射フィルム３４、上部誘導反射フィルム３６、下部誘導反射フィルム３８および透過率調整体４０を有する照明装置本体２４と、下部筐体４２、上部筐体４４および支持部材４８を有する筐体２６とを備える。また、図１に示すように下部筐体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。
【００２８】
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、光を散乱させて光を出射させ、また、ムラを抑制するための多数の透過率調整体４０と、光源２８から出射された光を導光板３０内に効率よく入射させるための上部誘導反射フィルム３６および下部誘導反射フィルム３８と、導光板の背面から漏洩する光を反射して再び導光板３０内に入射させる反射フィルム３４とを有する。
【００２９】
まず、導光板３０について説明する。
図４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４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３０ｄと第２光入射面３０ｅ）と、光出射面３０ａの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、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で、光出射面３０ａに対して所定の角度θで傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）とを有している。また、２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃ）は、曲率半径Ｒの湾曲部３０ｈにより滑らかに接続されている。
つまり、導光板３０は、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部の２等分線αに対応する部分で最も厚く、両端部の２つの光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）で最も薄くなっている。
なお、光出射面３０ａに対する第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃの傾斜角度θは特に限定はされない。
【００３０】
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全体に均一に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（商標）などのシリコーン粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、誘電体ポリマ粒子などの微粒子を用いることができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、導光板の形状は、光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）から中央に向かうに従って厚さが厚くなる逆楔形の形状としたが、本発明はこれに限定はされず、例えば、導光板の形状は平板であってもよい。また、導光板の光出射面は、平坦な平面としたが、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で、熱や湿気により、導光板が伸縮した場合でも、導光板が光出射面の方向に反ることを防止でき、液晶表示パネルに接触することを防止できる。
【００３２】
また、本実施例においては、導光板に混練分散される散乱粒子の粒子濃度は、導光板全体に均一に分散されるものとしたが、本発明はこれに限定はされず、導光板を散乱粒子の粒子濃度が異なる複数の層で形成してもよい。
【００３３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ本発明に用いられる導光板の他の一例を示す概略断面図である。
図５（Ａ）に示す導光板１００は、光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）の背面側の端部を結んだ面を境界面ｚとして、光出射面３０ａ側が第１層１０２となり、背面側が第２層１０４となる。また、第１層１０２よりも、第２層１０４の粒子濃度が高くなるように、散乱粒子が分散されている。このように、導光板を散乱粒子の粒子濃度が異なる複数の層により構成することにより、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、光の利用効率が向上する。
【００３４】
図５（Ｂ）に示す導光板１１０は、平板形状で、光出射面が凹面に形成され、内部が粒子濃度の異なる２つの層からなる導光板である。
すなわち、導光板１１０は、背面１１０ｂが、平坦な平面で形成されており、光出射面１１０ａが、光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）から離れるに従って、背面１１０ｂに近づく形状、すなわち、凹面に形成されている。また、導光板１１０の内部は、光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）の背面１１０ｂ側の端部から、導光板１１０の中央に向かうに従って、背面１１０ｂから離れる形状の曲面を境界面ｙとして、光出射面１１０ａ側の第１層と、背面１１０ｂ側の第２層とで構成されている。また、第１層１０２よりも、第２層１０４の粒子濃度が高くなるように、散乱粒子が分散されている。
このように、導光板を平板形状とすることで、光入射面の面積を大きくすることができ、光の入射効率を向上させることができる。また、導光板の内部を散乱粒子の粒子濃度が異なる２つの層で構成し、導光板の中央に向かうに従って、粒子濃度が高い第２層の厚さが厚くなるようにすることにより、導光板の形状を平板とした場合であっても、中高な輝度分布を実現できる。
【００３５】
また、光出射面から中高な輝度分布の光を出射するため、導光板は、以下のような範囲の導光板を用いることも好ましい。
導光板３０に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向における光を導光する長さ、本実施形態では、導光板の光入射面間の距離の半分の長さをＬＧ、導光板３０に含まれる散乱粒子の密度（単位体積あたりの粒子数）をＮｐ、補正係数をＫｃとした場合に、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、さらに、補正係数ＫＣの値が０．００５以上０．１以下であるという関係を満たしている。導光板３０は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。
【００３６】
一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Ｔは、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ則により下記式（１）で表される。
Ｔ＝Ｉ／Ｉ０＝ｅｘｐ（−ρ・ｘ）・・・（１）
ここで、ｘは距離、Ｉ０は入射光強度、Ｉは出射光強度、ρは減衰定数である。
【００３７】
上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Ｎpとを用いて下記式（２）で表される。
ρ＝Φ・Ｎｐ・・・（２）
したがって、導光板の光軸方向の半分の長さをＬＧとすると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔは、下記式（３）で与えられる。
また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板の光入射面から光軸方向に長さＬＧ離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図２に示す導光板３０の場合は、端面に入射する光に対する導光板の中心（導光板の光軸方向の半分の長さとなる位置）に到達する光の割合である。
Ｅｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ）・・・（３）
【００３８】
ここで式（３）は有限の大きさの空間におけるものであり、式（１）との関係を補正するための補正係数ＫＣを導入する。補正係数ＫＣは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔは、下記式（４）で表される。
Ｅｏｕｔ＝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ）・・・（４）
【００３９】
式（４）に従えば、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が３．５のときに、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが３％であり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が４・７のときに、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが１％である。
この結果より、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が大きくなると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが低くなると考えられる。
【００４０】
したがって、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は大きいほど導光板として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から出射される光を少なくし、光出射面から出射される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光出射面から出射される光の割合（以下「光利用効率」ともいう。）を高くすることができる。具体的には、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を１．１以上とすることで、光利用効率を５０％以上にすることができる。
ここで、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は大きくすると、導光板３０の光出射面３０ａから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を８．２以下とすることで、照度むらを一定以下（許容範囲内）に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。
以上より、本発明の導光板のΦ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は、１．１以上かつ８．２以下であるという関係を満たすことが好ましく、２．０以上かつ７．０以下であることがより好ましい。また、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は、３．０以上であればさらに好ましく、４．７以上であれば最も好ましい。
また、補正係数ＫＣは、０．００５以上０．１以下であることが好ましい。
【００４１】
以下、具体例とともに、導光板についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Ｎｐ、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧ、補正係数ＫＣを種々の値とし、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら［％］は、導光板の光出射面から出射される光の最大照度をＩMaxとし、最小照度をＩMinとし、平均照度をＩＡveとしたときの［（ＩMax−ＩMin）／ＩＡve］×１００とした。
測定した結果を下記表１に示す。また、表１の判定は、光利用効率が５０％以上かつ照度むらが１５０％以下の場合を○、光利用効率が５０％より小さいまたは照度むらが１５０％より大きいの場合を×として示す。
また、図６に、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値と光利用効率（光入射面に入射する光に対して光出射面から出射される光の割合）との関係を測定した結果を示す。
【００４２】
【表１】
2011150832.tif 000003
【００４３】
表１及び図６に示すように、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を５０％以上とすることができ、８．２以下とすることで、照度ムラを１５０％以下にすることができることがわかる。
また、Ｋｃを０．００５以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、０．１以下とすることで、導光板から出射される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。
【００４４】
次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Ｎｐが種々の値の導光板を作成し、それぞれの導光板の光出射面の各位置から出射される光の照度分布を測定した。ここで本実施形態では、粒子密度Ｎｐを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧ、補正係数ＫＣ、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣは、粒子密度Ｎｐに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ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図７に示す。図７は、縦軸を照度［ｌｘ］とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離（導光長）［ｍｍ］とした。
【００４５】
さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から出射される光の最大照度をＩMaxとし、最小照度をＩMinとし、平均照度をＩＡveとしたときの照度むら［（ＩMax−ＩMin）／ＩＡve］×１００［％］を算出した。
図８に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図８では、縦軸を照度むら［％］とし、横軸を粒子密度［個／ｍ3］とした。また、図８には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率［％］とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。
【００４６】
図７、図８に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらを小さくなることがわかる。
ここで、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を５０％以上とし、かつ、照度むらを１５０％以下とすることができる。照度むらを１５０％以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
【００４７】
次に、光源２８について説明する。
図９（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９（Ｂ）は、図９（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９（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。
【００４８】
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。
【００４９】
光源支持部５２は、一面が導光板３０の最薄側端面である光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に対向して配置される板状部材である。
光源支持部５２は、導光板３０の光入射面（３０ｄ、３０ｅ）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３０ｄまたは第２光入射面３０ｅ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、熱を放熱部材に伝熱するヒートパイプを設けてもよい。
【００５０】
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ことが好ましい。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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、本実施形態では、ＬＥＤチップ５０を１列に並べ、単層構造としたが、本発明はこれに限定されず、アレイ支持体に複数のＬＥＤチップ５０を配置した構成のＬＥＤアレイを複数個、積層させた構成の多層ＬＥＤアレイを光源として用いることもできる。このようにＬＥＤアレイを積層させる場合でもＬＥＤチップ５０を長方形形状とし、ＬＥＤアレイを薄型にすることで、より多くのＬＥＤアレイを積層させることができる。このように、多層のＬＥＤアレイを積層させる、つまり、ＬＥＤアレイ（ＬＥＤチップ）の充填率を高くすることで、より大光量を出力することができる。また、ＬＥＤアレイのＬＥＤチップと隣接する層のＬＥＤアレイのＬＥＤチップも上述と同様に配置間隔が上記式を満たすことが好ましい。つまり、ＬＥＤアレイは、ＬＥＤチップと隣接する層のＬＥＤアレイのＬＥＤチップとを所定距離離間させて積層させることが好ましい。
【００５３】
次に、透過率調整体４０について説明する。
透過率調整体４０は、所定の透過率を有する円形のドットであり、導光板３０の光入射面から入射した光を散乱させて、光出射面３０ａから出射させるとともに、出射光のムラを抑制するためのものである。図２および図３に示すように、透過率調整体４０は、導光板３０の背面（第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃおよび湾曲部３０ｈ）に、印刷等によって、所定のパターンで、複数、配置されている。
【００５４】
透過率調整体４０は、拡散反射体であればよく、例えば、光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは樹脂やガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工した物や、表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化パターンにより形成してよい。他には反射率が高く光の吸収が低い材料で、例えば、Ａｇ、Ａｌのような金属を用いることもできる。
また、透過率調整体４０として、スクリーン印刷、オフセット印刷等で用いられる、一般的な白インクを用いることができる。一例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、硫酸バリウム等を、アクリル系バインダや、ポリエステル系バインダ、塩化ビニル系バインダ等に分散したインク、酸化チタンにシリカを混合し拡散性を付与したインクを用いることができる。
【００５５】
透過率調整体４０は、導光板３０の背面の表面に所定パターンで配置されており、表面上の位置に応じて透過率調整体４０のパターン密度が変化している。
ここで、透過率調整体４０は、導光板３０の背面の光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）側の所定の領域には配置されない。
具体的には、散乱粒子が分散された導光板３０に入射した光束の、導光板３０内での平均自由行程をＬｍｆｐとすると、第１傾斜面３０ｂの第１光入射面３０ｄから距離Ｌｍｆｐまでの領域、および、第２傾斜面３０ｃの第２光入射面３０ｅから距離Ｌｍｆｐまでの領域には、透過率調整体４０は配置されない。
ここで、散乱粒子の半径をｒ、散乱粒子の粒子密度をＮｐとすると、導光板３０内での光束の平均自由行程Ｌｍｆｐは、Ｌｍｆｐ＝１／（π・ｒ２・Ｎｐ）で表され、光束が散乱されずに進むことができる距離である。すなわち、光入射面（３０ｄおよび３９ｅ）から入射した光束は、距離Ｌｍｆｐを進む間に、平均して１回は散乱される。
従って、導光板３０の光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）から入射した光は、透過率調整体４０が配置される領域に到達する前に、導光板３０に混練分散された散乱粒子により十分散乱されるため、透過率調整体４０が配置された領域から出射される光は、十分に拡散されており、輝度むらが低減されている。
【００５６】
ここで、透過率調整体４０は、導光板３０の背面または光出射面３０ａの表面に配置されるものであるので、光束は透過率調整体４０によって光出射面３０ａに垂直な方向、すなわち、光の出射方向に指向性を有して散乱される傾向がある。従って、透過率調整体４０を用いて、光を散乱させると、出射する光量も増加する。
これに対して、導光板３０に混練分散した散乱粒子による光束の散乱は、前方に指向性を有して散乱される傾向がある。すなわち、光入射面から入射した光は、その方向をそれほど変えることなく、導光板の奥行き方向に散乱される。そのため、光出射面から出射する光の光量を入光部付近では、比較的小さく、適宜、奥行き方向に向かって増加させつつ光を散乱させることができる。従って、散乱粒子により光を散乱させた際に、入光部付近で出射する光量の増加は、透過率調整体による散乱と比べて小さくすることが出来る。
従って、導光板３０の光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）から入射した光は、透過率調整体４０が配置されていない、距離Ｌｍｆｐの領域では、出射光量が少ない状態で、拡散されつつ進行し、透過率調整体４０が配置された領域では、十分に拡散された状態で出射されるので、光出射面３０ａから出射される光の、輝度むらが低減され、また、中央部の光量が相対的に増加し、中高な輝度分布とすることができる。
また、バックライトユニットにおいては、通常、導光板の光出射面の端部は、筐体により覆われており、この領域からの出射光は利用されない。従って、光入射面（３０ｄおよび３０ｅ）から距離Ｌｍｆｐの領域での出射光量を小さくし、導光板中央部での出射光量を多くすることにより、光の利用効率を向上させることができる。
【００５７】
ここで、導光板３０内での、光束の平均自由行程Ｌｍｆｐは、前述のとおり、導光板３０に混練分散された散乱粒子の半径ｒと、粒子密度Ｎｐとによって決まる値である。また、前述のとおり、出射光の輝度分布および光の利用効率を好適なものとするため、散乱粒子の半径および粒子密度の好適な範囲は、導光板のサイズ（導光長）によって異なる（式（４））。
そのため、単に、導光板の入光部近傍の所定の領域に、透過率調整体を設けない構成としても、導光板のサイズによっては、入射した光が十分に散乱されないまま、透過率調整体を設けた領域に到達し、輝度むらを有する光として出射されるおそれがある。
【００５８】
これに対して、本発明においては、導光板３０に混練分散された散乱粒子の半径ｒと、粒子密度Ｎｐとによって決まる光束の平均自由行程Ｌｍｆｐを算出し、これに基づいて、透過率調整体４０を配置しない領域を設定するので、散乱粒子の半径および粒子密度が異なる種々のサイズの導光板に適用することができる。
【００５９】
ここで、前述のとおり、導光板内での光束の平均自由行程Ｌｍｆｐは、Ｌｍｆｐ＝１／（π・ｒ２・Ｎｐ）である。また、単位体積あたりの粒子の占める体積（粒子濃度（体積百分率））Ｖｌｐは、Ｖｌｐ＝Ｎｐ・（４／３）・π・ｒ３であるので、平均自由行程Ｌｍｆｐと、散乱粒子の半径ｒおよび粒子濃度Ｖｌｐとの関係は、Ｖｌｐ＝（４／３）・（ｒ／Ｌｍｆｐ）で表される。さらに、粒子濃度（体積百分率）Ｖｌｐの値を重量百分率の粒子濃度Ｖｐに変換するには、母材と粒子の比を掛ければよい。したがって、例えば、母材がＰＭＭＡ（比重１．３２）で、粒子がシリコーン（比重１．１９）の場合は、Ｖｐ＝（４／３）・（ｒ／Ｌｍｆｐ）×１．１９／１．３２となる。
図１０に、平均自由行程Ｌｍｆｐと、散乱粒子の半径ｒおよび粒子濃度Ｖｐとの関係を表すグラフを示す。なお、図１０に示すグラフは、母材がＰＭＭＡ、粒子がシリコーンの場合である。
平均自由行程Ｌｍｆｐが、５ｍｍの場合を太い実線で示し、１０ｍｍの場合を破線で示し、１５ｍｍの場合を一点鎖線で示し、２０ｍｍの場合を二点鎖線で示し、２５ｍｍの場合を太い破線で示し、３０ｍｍの場合を細い実線で示す。
また、図１０には、種々のサイズの導光板について、導光板の光出射面から出射される光の輝度分布を最適化した際の、実用的な散乱粒子の半径および粒子濃度（重量百分率）の範囲を示す。
【００６０】
すなわち、具体的には、図１０に示すように、３２インチ（導光方向の画面サイズ４００ｍｍ）の導光板の場合は、実用的な散乱粒子の半径は、約２〜４μｍ、散乱粒子の粒子密度は、０．０５３ｗｔ％〜０．０７ｗｔ％であるので、平均自由行程Ｌｍｆｐは５〜１０ｍｍとなる。従って、光入射面から５〜１０ｍｍまでの領域には、透過率調整体４０を配置しないことが好ましい。
【００６１】
また、４６インチ（導光方向の画面サイズ５７３ｍｍ）の導光板の場合は、実用的な散乱粒子の半径は、２〜４μｍ、散乱粒子の粒子密度は、０．０３５ｗｔ％〜０．０４５ｗｔ％であり、平均自由行程Ｌｍｆｐは１０〜１５ｍｍとなる。従って、光入射面から１０〜１５ｍｍまでの領域には、透過率調整体４０を配置しないことが好ましい。
【００６２】
また、６５インチ（導光方向の画面サイズ８０９ｍｍ）の導光板の場合は、散乱粒子の半径は、２〜４μｍ、散乱粒子の粒子密度は、０．０２４ｗｔ％〜０．０３２ｗｔ％であり、平均自由行程Ｌｍｆｐは１０〜２５ｍｍとなる。従って、光入射面から１０〜２５ｍｍまでの領域には、透過率調整体４０を配置しないことが好ましい。
【００６３】
なお、光入射面近傍の透過率調整体４０を配置しない領域を除いた領域に、透過率調整体４０を配置する際の、透過率調整体４０の配置パターンには、特に限定はなく、均一な配置でもよく、導光板の中央に向かうにしたがって密に配置してもよい。
【００６４】
ここで、導光板３０の背面の任意の位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、透過率調整体４０を備えない場合のバックライトユニットの光出射面（液晶表示パネル４側の面）の任意の位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とする。このとき、透過率調整体４０のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）と、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）との関係は、下記式（５）を満足することが好ましい。
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）・・・（５）
式（５）において、Ｆmaxは、透過率調整体４０を備えない場合のバックライトユニットの光出射面から出射される光の最大輝度であり、Ｆminは、最小輝度である。なお、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、最大輝度Ｆmaxを基準点（Ｆmax＝１）としている。
ここで、ｃは最大密度であり、０．５≦ｃ≦１とすることが好ましい。
また、上記の式に従って透過率調整体の配置の密度設計をした際に、正面方向以外から観察した角度によっては輝度ムラが視認される場合がある。これを改善するために、算出した密度分布にさらに「均一な密度分布（バイアス密度ρｂ）」を追加することが好ましい。これにより、輝度ムラを低減させ、かつ、輝度ムラの角度依存性も無くすもしくは低減させることができる。
ここで、バイアス密度ρｂは、０．０１〜１．５０（１〜１５０％）とすることが好ましい。なお、配置密度が１（１００％）を超える場合は、透過率調整体を２重に配置する。つまり、透過率調整体を全面に配置した上に（ρｂ−１）の配置密度の透過率調整体を配置する。
ここで、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）とは、任意の位置（ｘ，ｙ）に存在する透過率調整体４０の単位面積（１ｍｍ２）あたりの占有率であり、ρ（ｘ，ｙ）＝１のとき透過率調整体４０は、単位面積内の全面に配置され、ρ（ｘ，ｙ）＝０のとき、単位面積内に全く配置されない。
【００６５】
透過率調整体４０を上記式（５）のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を満たすように配置することで、バックライトユニット２０の光出射面から出射される光の平均輝度の低下を抑え、かつ輝度むらを低減することができる。
【００６６】
ここで、本実施例においては、透過率調整体の形状は、円形としたが、本発明はこれに限定はされず、四角形状、三角形、六角形、円形、楕円形等、どのような形状でもよい。
また、本実施例においては、透過率調整体を導光板の背面に配置したが、本発明はこれに限定はされず、導光板の光出射面に配置してもよい。
また、導光板の表面に配置するものにも限定はされず、透過率調整体を透明フィルム上に配置して、この透明フィルムを導光板の背面側または光出射面側に配置してもよく、あるいは、反射フィルム上や、光学部材ユニットを構成するシート上に透過率調整体を配置してもよい。
【００６７】
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ある。図２に示すように、光学部材ユニット３２は、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３０ｄ，３０ｅ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。
【００６８】
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る。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。
【００６９】
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。
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。
【００７０】
次に、反射フィルム３４について説明する。
反射フィルム３４は、導光板３０の背面（第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃおよび湾曲部３０ｈ）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。反射フィルム３４は、導光板３０の背面に対応した形状で、背面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の背面の断面が、折曲部が湾曲した略Ｖ字形状に形成されているので、反射フィルム３４もこれに補形する形状に形成されている。
【００７１】
反射フィルム３４は、導光板３０の背面から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
【００７２】
上部誘導反射フィルム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３０ｄ側の端部および第２光入射面３０ｅ側の端部）を覆うようにそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射フィルム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つの上部誘導反射フィルム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、上部誘導反射フィルム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３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
ここで、上部誘導反射フィルム３６としては、上述した反射フィルム３４に用いる各種材料を用いることができる。
【００７３】
下部誘導反射フィルム３８は、導光板３０の背面（第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃおよび湾曲部３０ｈ）側に、光源２８の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射フィルム３８の導光板３０中心側の端部は、反射フィルム３４と連結されている。
ここで、下部誘導反射フィルム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。
下部誘導反射フィルム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３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、反射フィルム３４と下部誘導反射フィルム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。
【００７４】
ここで、上部誘導反射フィルム３６および下部誘導反射フィルム３８は、光源２８から出射された光を第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅ側に反射させ、導光板３０内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、上部誘導反射フィルム３６を導光板３０と拡散シート３２ａとの間に配置したが、上部誘導反射フィルム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。
【００７５】
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と支持部材４８とを有する。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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、反射フィルム３４と下部筐体４２との間、より具体的には、導光板３０の第１傾斜面３０ｂの第１光入射面３０ｄ側の端部および第２傾斜面３０ｃの第２光入射面３０ｅ側の端部に対応する位置の反射フィルム３４と下部筐体４２との間に配置され、導光板３０及び反射フィルム３４を下部筐体４２に固定し、支持する。
【００７９】
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、または反射フィルム３４と一体で形成してもよい。
また、配置位置も特に限定されず、反射フィルム３４と下部筐体４２との間の任意の位置に配置することができる。
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。
【００８０】
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３０ｄ及び第２光入射面３０ｅ）に入射する。それぞれの面から入射した光は、光入射面近傍の領域では、導光板３０の内部に含まれる散乱粒子によって散乱され、透過率調整体４０を配置した領域では、散乱粒子および透過率調整体４０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（第１傾斜面３０ｂ、第２傾斜面３０ｃおよび湾曲部３０ｈ）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、反射フィルム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。
【００８１】
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、光束の平均自由行程がＬｍｆｐとなる導光板３０を用いて、光入射面から距離Ｌｍｆｐの領域に透過率調整体４０を配置しない面状照明装置について、計算機シミュレーションにより、光の利用効率と、出射される光の相対照度分布を求めた。
シミュレーションに用いる面状照明装置として、３７インチ（３７”）の画面サイズに用いられる面状照明装置を用いた。
【００８２】
具体的には、第１光入射面３０ｄから第２光入射面３０ｅまでの長さを４８０ｍｍとし、２等分線αにおける光出射面３０ａから背面までの長さ、つまり、厚さの最も厚い部分の厚みを３．５ｍｍとし、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅの厚み、つまり厚さの最も薄い部分の厚みを２ｍｍとし、背面の湾曲部３０ｈの曲率半径Ｒを２５０００ｍｍ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ｒは３．５μｍ、粒子濃度Ｖｐは０．０３５ｗｔ％とした。このとき、導光板内での光束の平均自由行程Ｌｍｆｐは、約１０ｍｍである。
また、透過率調整体４０としては、ドットエンボスパターンを用いて、透過率調整体４０の配置パターンは、千鳥配置として、導光板３０の背面に配置した。
【００８３】
上記の構成の面状照明装置を用いて、光入射面からそれぞれ１０ｍｍ、７．５ｍｍ、５ｍｍの領域に、透過率調整体４０を配置しない構成とした実施例１と、実施例２と、実施例３とについて相対照度分布および光の利用効率を測定した。また、比較例として、背面の全面に透過率調整体４０を配置した場合について測定した。
なお、光の利用効率とは、比較例として測定した導光板、つまり背面の全面に透過率調整体４０を配置した場合の面状照明装置の光出射面全体から出射される光の強度の合計を１００％とし、その比較例の光の強度の合計に対する割合である。
測定した光の利用効率の結果を下記表２に示し、相対照度分布を図１１に示す。ここで、図１１では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とし、実施例１を太い実線で示し、実施例２を破線で示し、実施例３を一点鎖線で示し、比較例を細い実線で示す。
【００８４】
【表２】
2011150832.tif 000004
【００８５】
表２および図１１に示すように、導光板３０内での光束の平均自由行程がＬｍｆｐの場合に、光入射面から距離Ｌｍｆｐの領域に透過率調整体４０を配置しない構成（実施例１、２、３）とすることで、光入射面近傍の領域にも透過率調整体を配置する構成（比較例）よりも、光の利用効率を同等以上にすることができ、照度分布を中高にすることができることがわかる。
【００８６】
ここで、上記実施形態では、導光板内の全域で散乱粒子の粒子濃度が均一な導光板を用いたが、本発明は、これに限定はされず、光入射面近傍の領域の粒子濃度を、他の領域の粒子濃度よりも高くしてもよい。
【００８７】
図１２は、本発明の他の一例のバックライトユニットの一部を示す概略断面図であり、図１３は、図１２に示したバックライトユニットに用いられる導光板、光源および透過率調整体を示す概略断面図である。なお、図１２に示すバックライトユニット１２０は、図２に示すバックライトユニット２０において、導光板３０に代えて導光板１２２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、以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００８８】
図１３に示す導光板１２２は、第１光入射面３０ｄから距離Ｌｎｐｉまでの領域である第１入光部１２４、第２光入射面３０ｅから距離Ｌｎｐｉまでの領域である第２入光部１２６、および、第１入光部１２４と第２入光部１２６との間の光出射部１２８により形成されている。第１入光部１２４および第２入光部１２６と、光出射部１２８とは、光入射面（３０ｄ、３０ｅ）に平行な面を境界面として、散乱粒子の粒子濃度（粒子密度）が異なっている。なお、この境界面は仮想的なものであり、第１入光部１２４、第２入光部１２６、および、光出射部１２８は一体となっている。
この第１光入光部１２４および第２光入光部１２６の散乱粒子の粒子密度をＮｐｉとし、光出射部１２８の粒子密度をＮｐとすると、ＮｐｉとＮｐとの関係は、Ｎｐｉ＞Ｎｐとなる。つまり、導光板１２２は、光出射部１２８よりも入光部（１２４、１２６）のほうが、粒子密度が高い。
【００８９】
前述のとおり、導光板を大型化すると、好適な照度分布および光の利用効率を得るためには、導光板内に分散する散乱粒子の粒子濃度を低くする必要がある。しかしながら、散乱粒子の粒子濃度を低くすると、導光板内での光束の平均自由行程が長くなるので、光入射面から入射した光が十分に拡散されるまでの距離が長くなってしまい、出射光に輝度むらが発生するおそれがある。あるいは、入射光が十分に拡散されるまでの領域を確保すると、装置が大きくなってしまう。
これに対して、このように、導光板１２２の第１光入光部１２４および第２光入光部１２６の散乱粒子の粒子濃度を、光出射部１２８の粒子濃度よりも高くすることで、導光板を大型化した場合であっても、光入射面近傍の領域（入光部）での光束の平均自由行程を短くすることができる。従って、光入射面から入射した光を十分に拡散することができるので、出射光の輝度むらを低減することができる。また、入射光が十分に拡散されるまでの領域を確保した場合でも、装置が大きくなることを防止できる。
【００９０】
ここで、入光部（１２４、１２６）内での光束の平均自由行程をＬｍｆｐｉとすると、入光部の幅Ｌｎｐｉは、Ｌｎｐｉ＝Ｌｍｆｐｉとすることが好ましい。
入光部の幅Ｌｎｐｉが平均自由行程Ｌｍｐｆｉよりも短いと、入射光が十分に拡散されないおそれがある。また、入光部Ｌｎｐｉの幅が長いと、光出射面３０ａから出射される出射光の照度分布に影響を及ぼすおそれがある。
これに対して、入光部の幅Ｌｎｐｉを、入光部内での光束の平均自由行程Ｌｍｆｐｉとすることで、入射光を十分に拡散し、輝度むらの発生を防止するとともに、光出射面３０ａから出射される光の照度分布に与える影響を最小限に抑えることができる。
ここで、具体的には、入光部の粒子濃度は、０．０２ｗｔ％以上、０．２ｗｔ％以下とするのが好ましく、このとき入光部の幅Ｌｎｐｉは、５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とするのが好ましく、１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【００９１】
また、図１２に示すとおり、上部誘導反射フィルム３６は、導光板１２２の入光部（１２４、１２６）の光出射面３０ａ側の全面を覆うように配置されるのが好ましい。また、入光部、および、上部誘導反射フィルム３６は、上部筐体４４の開口部の額縁部に対応する位置、すなわち、光出射面３０ａに垂直な方向から見た際に、上部筐体４４の開口部から視認できない位置に配置されるのが好ましい。
このように、導光板の入光部の全面を覆うように上部誘導反射フィルムを配置し、導光板の入光部および上部誘導反射フィルムを、上部筐体の開口部から視認できない位置に配置することで、光出射面からの出射光において、入光部と光出射部との境界が、視認されることを防止することができる。
【００９２】
ここで、入光部と光出射部の粒子濃度を異なるものとし、さらに、導光板を光出射面に垂直な方向に重なった、散乱粒子の粒子濃度が異なる複数の層からなる導光板とする場合には、入光部は１層で形成し、光出射部を多層に形成しても良いし、入光部および光出射部をそれぞれ多層に形成しても良い。導光板（入光部）を多層に形成する場合には、合成粒子濃度（合成粒子密度）を用いて平均自由工程Ｌｍｆｐ等を求めればよい。
ここで、本発明において、合成粒子濃度（合成粒子密度）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平板導光板とみなした場合に、光出射面と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。
【００９３】
以上、本発明に面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【００９４】
例えば、導光板の光入射面近傍の領域の母材（透明樹脂）を、その屈折率が、他の領域の母材の屈折率よりも高い材質で形成してもよい。これにより、光源から出射された光が導光板の光入射面に入射する際のフレネル損失を少なくすることができる。
【００９５】
また、光源と導光板の光入射面との間に、導光板の母材と同等の屈折率を有する物質を充填してもよい。これにより、空気界面が無くなり、光源から出射した光の広がりを抑えることが可能になり、かつ、フレネル損失を小さくすることができる。
【００９６】
また、導光板の透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
透明樹脂と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。
このように導光板をフレキシブルにすることにより、例えば、この導光板を用いたバックライトユニットを電飾（イルミネーション）関係の表示板として用いる場合に、曲率を持つ壁にも装着することが可能となり、バックライトユニットをより多くの種類、より広い使用範囲の電飾やＰＯＰ（ＰＯＰ広告）等に利用することができる。
【００９７】
ここで、可塑剤としては、フタル酸エステル、具体的には、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＰ（ＤＥＨＰ））、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤｎＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジノニル（ＤＮＰ）、フタル酸ジイソデジル（ＤＩＤＰ）、フタル酸混基エステル（Ｃ６〜Ｃ１１）（６１０Ｐ、７１１Ｐ等）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）が例示される。また、フタル酸エステル以外にも、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）、アジピン酸ジノルマルアルキル（Ｃ６、８、１０）（６１０Ａ）、アジピン酸ジアルキル（Ｃ７、９）（７９Ａ）、アゼライン酸ジオクチル（ＤＯＺ）、セバシン酸ジブチル（ＤＢＳ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）、アセチルクエン酸トリブチル（ＡＴＢＣ）、エポキシ化大豆油（ＥＳＢＯ）、トリメリット酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）、ポリエステル系、塩素化パラフィン等が例示される。
【００９８】
また、光出射面に加えて、光出射面の反対側の面である背面からも、光を出射する両面出射としてもよい。導光板の両面から光を出射することで、バックライトユニットを、より広い範囲の電飾やＰＯＰ等に利用することができる。
【００９９】
さらに、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、光源を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。
あるいは、２つの光入射面に加えて、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。
【符号の説明】
【０１００】
１０    液晶表示装置
１２    液晶表示パネル
１４    駆動ユニット
２０、１２０  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、１１０ａ  光出射面
２６    筐体
２８    光源
３０、１００、１１０、１２２  導光板
３０ｂ  第１傾斜面
３０ｃ  第２傾斜面
３０ｄ  第１光入射面
３０ｅ  第２光入射面
３０ｈ  湾曲部
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    反射フィルム
３６    上部誘導反射フィルム
３８    下部誘導反射フィルム
４０    透過率調整体
４２    下部筐体
４４    上部筐体
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
１０２、１１２  第１層
１０４、１１４  第２層
１１０ｂ  背面
１２４    第１入光部
１２６    第２入光部
１２８    光出射部
α    ２等分線
ｚ、ｙ  境界面
【図１】
2011150832.tif 000005
【図２】
2011150832.tif 000006
【図３】
2011150832.tif 000007
【図４】
2011150832.tif 000008
【図５】
2011150832.tif 000009
【図６】
2011150832.tif 000010
【図７】
2011150832.tif 000011
【図８】
2011150832.tif 000012
【図９】
2011150832.tif 000013
【図１０】
2011150832.tif 000014
【図１１】
2011150832.tif 000015
【図１２】
2011150832.tif 000016
【図１３】
2011150832.tif 000017