(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な導光部材であって、
矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面に、前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な板状の第１導光体と、
前記平行溝内に収容される柱状の外形を有し、光を散乱させる粒子を含有する透明な第２導光体とを備え、
前記粒子の散乱断面積をΦ、前記第２導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である導光部材。
【請求項２】
前記第２導光体は、前記平行溝と略同形状の断面形状を有して構成されている請求項１に記載の導光部材。
【請求項３】
前記第２導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する１組の導光体を、それら導光体の外径の小さい端面同士が互いに密着して構成されている請求項１又は２に記載の導光部材。
【請求項４】
前記第１導光体の背面は、前記平行溝の中心軸を含み前記矩形状光射出面に垂直な面に対して対称な１対の傾斜背面を有し、前記傾斜背面は、それぞれ、前記中心軸部分から前記一辺に直交する方向の端部に向かうに従って肉厚が薄くなるように前記矩形状光射出面に対して傾斜している単数もしくは複数の構造が前記薄肉部で連結された形状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の導光部材。
【請求項５】
前記第２導光体の前記平行溝から露出する露出面が、前記矩形状光射出面に対して傾斜している請求項１〜４のいずれか一項に記載の導光部材。
【請求項６】
前記第２導光体の前記露出面にプリズム列が形成されている請求項５に記載の導光部材。
【請求項７】
前記第２導光体の長さ方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状である請求項１〜６のいずれか一項に記載の導光部材。
【請求項８】
前記第２導光体は、長さ方向における両方の端面から光が入射され、前記両方の端面から中央に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の導光部材。
【請求項９】
前記第２導光体は、長さ方向における一方の端面から光が入射され、光が入射する側の前記端面から他方の端面に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の導光部材。
【請求項１０】
前記第２導光体の前記溝はＶ字状またはＵ字状の溝である請求項８又は９に記載の導光部材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導光部材と、
点状光源とを有し、
前記第２導光体の両端面から前記点状光源からの光が入光される面状照明装置。
【請求項１２】
前記点状光源が前記第２導光体の両端面に配置されている請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
更に、前記点状光源からの光を前記第２導光体の端面に導くためのライトガイドを有する請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記点状光源が、ＬＥＤである請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記ＬＥＤが、擬似白色ＬＥＤ又はＲＧＢ−ＬＥＤである請求項１４に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
棒状照明装置であって、
点状光源と、
柱状の外形を有し、両端面から中央に向かうに従って外径が小さくなり、光を散乱させる粒子を含有する導光体とを備え、
前記粒子の散乱断面積をΦ、前記導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である棒状照明装置。
【請求項１７】
前記導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光体の外径の小さい方の端面同士が互いに密着して構成されている請求項１６に記載の棒状照明装置。
【請求項１８】
棒状照明装置であって、
点状光源と、
柱状の外形を有し、両端面から中央に向かうに従って外径が大きくなり、光を散乱させる粒子を含有する導光体とを備え、
前記粒子の散乱断面積をΦ、前記導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である棒状照明装置。
【請求項１９】
前記導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が大きくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光部材の外径の大きい方の端面同士が互いに密着して構成されている請求項１８に記載の棒状照明装置。
【請求項２０】
矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面の中央部分に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な導光板を有する面状照明装置に用いられ、
前記導光体が、前記導光板の平行溝と略同形状の外形を有し、かつ前記平行溝内に配置される請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の棒状照明装置。
【請求項２１】
前記導光体の側面のうち、前記導光板の前記平行溝を形成する側壁と対向する側面以外の側面にプリズム列が形成されている請求項２０に記載の棒状照明装置。
【請求項２２】
前記導光体の軸方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状である請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の棒状照明装置。
【請求項２３】
更に、前記点状光源が発する光を前記導光体の端面に導くためのライトガイドを備える請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の棒状照明装置。
【請求項２４】
前記点状光源が、ＬＥＤである請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の棒状照明装置。
【請求項２５】
前記ＬＥＤが、擬似白色ＬＥＤ又はＲＧＢ−ＬＥＤである請求項２４に記載の棒状照明装置。
【請求項２６】
前記ＲＧＢ−ＬＥＤは、順次パルス点灯する請求項２５に記載の棒状照明装置。
【請求項２７】
面状照明装置であって、
請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の棒状照明装置と、
矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向かって板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面とを有する複数の透明な導光板とを有し、
前記複数の導光板は、前記矩形状光射出面が同一平面を形成するとともに、前記一辺を含む側面が、前記対辺を含む側面と接するように配列されており、
前記傾斜背面と前記一辺を含む側面とによって形成される空間に、前記棒状照明装置の導光体が配置されている面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニット等の照明装置に用いられる導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びに棒状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶表示パネル（ＬＣＤ）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、この光源から出射した光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から放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（例えば、実開平５−４１３３号公報参照）。本方式は、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、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶表示パネルに垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要である。【０００４】
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、導光板の厚さを１０ｍｍ以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。このような液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化を実現するために種々の形状の導光板が提案されている（特開平９−３０４６２３号公報、特開平１０−１３３０２７号公報及び特開２００１−４２３２７号公報参照）。【０００５】
例えば、特開平９−３０４６２３号公報には、略長方形形状を有する導光板に形成される溝に蛍光ランプを埋め込み、導光板の背面に反射シートを配置し、導光板の出射面に透過光量補正シート、光拡散板、プリズムシートを積層することで形成される面光源装置（バックライトユニット）が開示されている。【０００６】
また、特開平１０−１３３０２７号公報には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体（導光板）が開示されている。【０００７】
特開平９−３０４６２３号公報及び特開平１０−１３３０２７号公報に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コスト化などのいくつかを図るためのものであるが、いずれもその中央部に１つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部から端面に向かって板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。【０００８】
また、特開２００１−４２３２７号公報では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良する為に、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にして高均一の大型の背面照明を実現している。【０００９】
ところで、上記実開平５−４１３３号公報、特開平９−３０４６２３号公報、特開平１０−１３３０２７号公報及び特開２００１−４２３２７号公報に開示の液晶表示装置においては、バックライトユニットの光源として冷陰極管を使用している。近年、冷陰極管の代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いるバックライトユニットが提案されている。例えば、特開平９−２５９６２３号公報には、板状の導光板の少なくとも一辺を光源取付辺とし、この光源取付辺に凹面状の光導入部を適宜数設け、この光導入部のそれぞれにＬＥＤランプを対峙させて成るＬＥＤ光源モジュールに関する発明が開示されている。特許文献５では、光源取付辺に、光導入部の一対を、お互いが隣り合う側である内側部の光源取付辺への切込みを直角に近付け、外側部の光源取込辺への切込みを平行に近付けた凹面状として形成し、一対の光導入部間には凹面状とした反射面を設けている。【００１０】
また、特開２００１−１１０２２３号公報には、電気光学パネルの前面側に対向配置された板状の第１の導光体と、第１の導光体の側端面に沿って伸びた第２の導光体と、第２の導光体の端部から光を入射させる点状光源と、第２の導光体の端部から第２の導光体への光の入射を妨げる入射領域制限手段を備える電気光学装置が開示されている。ここでは、第２の導光体として、棒状（角柱）の透光性の樹脂成形品を用いており、この導光体の両端部に点状光源を配置して、点状光源の光を第２の導光体の内部に導き、導光体の側壁から光を出射させている。【００１１】
また、特開２０００−２６８６２２号公報には、光源として、透光性材料から成る導光体と、導光体の少なくとも一端部に配置される点状光源とで構成される光源を用いた面状照明装置が開示されている。導光体は、その断面形状が四角形、円形、点状光源から遠ざかるに従って断面積が減少する導光体であり、矩形状の導光板の側端面付近に配置されている。【００１２】
【特許文献１】実開平５−４１３３号公報
【特許文献２】特開平９−３０４６２３号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３０２７号公報
【特許文献４】特開２００１−４２３２７号公報
【特許文献５】特開平９−２５９６２３号公報
【特許文献６】特開２００１−１１０２２３号公報
【特許文献７】特開２０００−２６８６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
これら特開平９−２５９６２３号公報、特開２００１−１１０２２３号公報及び特開２０００−２６８６２２号公報に開示されている照明装置は、略矩形状の導光板の一方の側面から発光ダイオードの光を入射させるサイドライト方式を採用しており、光源の光の利用において、その光量や分布の制御に難点がある。
また、特開平９−３０４６２３号公報、特開平１０−１３３０２７号公報及び特開２００１−４２３２７号公報に開示されているような、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容するタイプの導光板では、導光板の厚みを薄くしてしまうと、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなってしまい、輝度むらが顕著になるため、薄型化には限界がある。【００１４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、冷陰極管を用いた導光板よりも薄型で、点状光源、特に発光ダイオードが発する光を有効に利用することができる導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びにその面状照明装置に用いられる棒状照明装置を提供することにある。【００１５】
また、本発明の別の目的は、光を散乱する粒子を導光部材に混錬又は分散させることで、棒状光源の構造をより簡単にし、安価に製造することができる導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びにその面状照明装置に用いられる棒状照明装置を提供することにある。【００１６】
また、本発明の別の目的は、均一でむらが少なく、高輝度の照明光を出射することができる導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びにその面状照明装置に用いられる棒状照明装置を提供することにある。【００１７】
また、本発明の更に別の目的は、色再現性が高く、薄型の導光板に最適に用いることができる棒状照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、透明な導光部材であって、矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面に、前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な板状の第１導光体と、前記平行溝内に収容される柱状の外形を有し、光を散乱させる粒子を含有する透明な第２導光体とを備え、前記粒子の散乱断面積をΦ、前記第２導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である導光部材を提供する。【００１９】
本発明の第１の態様の導光部材において、前記第２導光体は、前記平行溝と略同形状の断面形状を有して構成されていることが好ましく、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する１組の導光体を、それら導光体の外径の小さい端面同士が互いに密着して構成されていることが好ましい。【００２０】
また、前記第１導光体の背面は、前記平行溝の中心軸を含み前記矩形状光射出面に垂直な面に対して対称な１対の傾斜背面を有し、前記傾斜背面は、それぞれ、前記中心軸部分から前記一辺に直交する方向の端部に向かうに従って肉厚が薄くなるように前記矩形状光射出面に対して傾斜している単数もしくは複数の構造が前記薄肉部で連結された形状であることが好ましい。【００２１】
また、本発明の導光部材においては、前記第２導光体の前記平行溝から露出する露出面が、前記矩形状光射出面に対して傾斜していることが好ましく、前記第２導光体の前記露出面にプリズム列が形成されていることが好ましい。【００２２】
また、本発明の導光部材の前記第２導光体の長さ方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であることが好ましい。【００２３】
また、前記第２導光体は、長さ方向における両方の端面から光が入射され、前記両方の端面から中央に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有することが好ましい。または、前記第２導光体は、長さ方向における一方の端面から光が入射され、光が入射する側の前記端面から他方の端面に向かうに従って幅が広くなるとともに深さが深くなる溝を有することが好ましい。この場合において、前記第２導光体の前記溝はＶ字状またはＵ字状の溝であることが好ましい。【００２４】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の導光部材と、点状光源とを有し、前記第２導光体の両端面から前記点状光源からの光が入光される面状照明装置を提供する。【００２５】
本発明の面状照明装置において、前記点状光源が前記第２導光体の両端面に配置されていることが好ましい。【００２６】
また、本発明の面状照明装置は、更に、前記点状光源の光を前記第２導光体の端面に導くためのライトガイドを有することが好ましい。【００２７】
本発明の面状照明装置においては、前記点状光源がＬＥＤであることが好ましく、擬似白色ＬＥＤ又はＲＧＢ−ＬＥＤであることがより好ましい。【００２８】
本発明の第３の態様は、棒状照明装置であって、点状光源と、柱状の外形を有し、両端面から中央に向かうに従って外径が小さくなり、光を散乱させる粒子を含有する導光体とを備え、前記粒子の散乱断面積をΦ、前記導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である棒状照明装置を提供する。【００２９】
本発明の第３の態様の棒状照明装置において、前記導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光体の外径の小さい端面同士が互いに密着して構成されていることが好ましい。【００３０】
本発明の第４の態様は、棒状照明装置であって、点状光源と、柱状の外形を有し、両端面から中央に向かうに従って外径が大きくなり、光を散乱させる粒子を含有する導光体とを備え、前記粒子の散乱断面積をΦ、前記導光体の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとしたとき、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下である棒状照明装置を提供する。
本発明の第４の態様の棒状照明装置において、前記導光体は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が大きくなる形状を有する一組の導光体を、それら導光部材の外径の大きい方の端面同士が互いに密着して構成されていることが好ましい。【００３１】
また、本発明の第３及び第４の態様の棒状照明装置においては、矩形状光射出面を有し、前記矩形状光射出面と反対側に位置する背面の中央部分に前記矩形状光射出面の一辺に平行な平行溝が形成された透明な導光板を有する面状照明装置に用いられ、前記導光体が、前記導光板の平行溝と略同形状の外形を有し、かつ前記平行溝内に配置されることが好ましい。【００３２】
また、前記導光体の側面のうち、前記導光板の前記平行溝を形成する側壁と対向する側面以外の側面があり、この側面は光の反射が行われるように面が平坦面や曲面に形成されていても良く、当該側面にプリズム列が形成されていることが好ましい。【００３３】
前記導光体の軸方向に垂直な断面形状が、三角形状、円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であることが好ましい。【００３４】
また、更に、前記点状光源が発する光を前記導光体の端面に導くためのライトガイドを備えることが好ましい。また、前記点状光源が、ＬＥＤであることが好ましく、擬似白色ＬＥＤ又はＲＧＢ−ＬＥＤであることがより好ましい。また、前記ＲＧＢ−ＬＥＤは、順次パルス点灯することが好ましい。【００３５】
本発明の第５の態様は、面状照明装置であって、本発明の第３又は第４の態様の棒状照明装置と、矩形状光射出面と、前記矩形状光射出面の一辺から、当該一辺に向かい合う対辺に向かって板厚が薄くなるように、前記矩形状光射出面に対して傾斜する傾斜背面とを有する複数の透明な導光板とを有し、前記複数の導光板は、前記矩形状光射出面が同一平面を形成するとともに、前記一辺を含む側面が、前記対辺を含む側面と接するように配列されており、前記傾斜背面と前記一辺を含む側面とによって形成される空間に、前記棒状照明装置の導光体が配置されている面状照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の第１の態様の導光部材は、第２導光体により内部に光を導いて第１導光体の光射出面から光を出射することができ、冷陰極管の代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源を用いることができ、薄型化することができる。
また、第２導光体の外形を、第１導光体の平行溝の形状に合わせた形状に加工することができるので、第１導光体の平行溝を輝度むらが抑制されるような形状にするとともに、第２導光体の外形を、それに応じた外形に加工すれば、輝度むらの発生を低減することができ、かつ薄型の導光部材とすることができる。すなわち、第１導光体の光射出面における輝線を抑制するために、第１導光体の平行溝の形状と、第２導光体の外形を自由に設計することができる。また、第２導光体は光を散乱させる所定の粒子を含有するので、複雑な構造をとらなくても光射出面から光を十分に出射することができ、光利用効率を高めることができる。したがって、棒状光源の構造をより簡単にすることで、安価に製造することができる。このような導光部材は、液晶表示パネルのバックライトユニットに用いられる導光部材として最適である。【００３７】
また、本発明の第２の態様の面状照明装置は、照明用光源として冷陰極管を用いずに、光源の使用波長の調整が可能である発光ダイオードなどの点状光源を用いているので、色再現性が高く、色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。【００３８】
本発明の第３の態様の棒状照明装置は、柱状の導光体の両端面から中央に向かうに従って外径が小さくなっており、また、本発明の第４の態様の棒状照明装置は、柱状の導光体の両端面から中央に向かうに従って外径が大きくなっているので、いずれの態様の棒状照明装置も、ＬＥＤなどの点状光源を導光体の両端面から入射させて、その入射光を導光体の側壁から出射することができる。さらに、この導光体は光を散乱させる所定の粒子を含有しているので、複雑な構造をとらなくても光射出面から光を十分に出射することができ、光利用効率を高めることができる。更に、点状光源として擬似白色ＬＥＤ又はＲＧＢ−ＬＥＤを用いることができるので、色再現性が高く、色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができる。【００３９】
本発明の第５の態様の面状照明装置は、導光板としていわゆるタンデム型の導光板を用い、照明用光源として冷陰極管を用いずに、柱状の導光体の両端面からＬＥＤなどの点状光源の光を入射させて、その入射光を側壁から出射する本発明の第３又は第４の態様の棒状照明装置を用いているので、色再現性が高く、色再現域の拡大、彩度の向上を図ることができるとともに、薄型化及び軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１Ａは、本発明の面状照明装置を用いた液晶表示装置の概略斜視図であり、図１Ｂは、その概略断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、本発明に従う棒状照明装置の概略斜視図及び概略側面図である。
【図３】図３は、Ｍｉｅの理論において、散乱断面積が振動する様子を示す図である。
【図４】図４は、粒子径と散乱断面積との関係を、いくつかの相対屈折率毎に計算機シミュレーションで求めた結果を示す図である。
【図５】図５は、多粒子系の粒子径と粒子密度の逆数との関係を、計算機シミュレーションで求めた結果を示す図である。
【図６】図６は、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】図７は、粒子密度が異なるそれぞれの導光体から射出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】図８は、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９は、導光体の下面の部分拡大断面図であり、導光体の下面に形成されているプリズムの様子を示す図である。
【図１０】図１０は、導光体の長さ方向に垂直な断面が円形状である例を示す図である。
【図１１】図１１は、導光体の長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を切断した形状である例を示す図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｃは、それぞれ導光体の長さ方向に垂直な断面形状の他の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明に従う棒状照明装置の概略構成図である。
【図１４】図１４Ａは、ＬＥＤ素子とカップリングレンズを正面から見たときの模式的正面図であり、図１４Ｂは、ＬＥＤ素子とカップリングレンズを図１４ＡのＡ方向から見たときの模式的側面図である。
【図１５】図１５は、平行溝の断面形状が、双曲線の一部から形成されている導光板の概略断面図を示す図である。
【図１６】図１６は、平行溝の断面形状が、２つの円弧曲線の一部から形成されている導光板の概略断面図を示す図である。
【図１７】図１７は、平行溝の断面形状が、２つの放物線の一から形成されている導光板の概略断面図を示す図である。
【図１８】図１８は、平行溝の断面形状が、凸の２つの曲線から形成されている導光板の概略断面図を示す図である。
【図１９】図１９は、平行溝の断面形状が、凸の曲線と凹の曲線を組み合わせた曲線から形成されている導光板の概略断面図を示す図である。
【図２０】図２０は、導光板の光射出面側に形成される網点パターンの例を示す図である。
【図２１】図２１Ａは、発明の面状照明装置に用いられる導光板の傾斜背面と反射シートとの間にプリズムシートが配置されている様子を示す概略断面図であり、図２１Ｂは、反射シートと導光板の傾斜背面との間に配置されているプリズムシートを導光板側から見た概略平面図であり、図２１Ｃは、そのプリズムシートの概略横断面図である。
【図２２】図２２は、複数並列して配置された導光板を用いた面状照明装置の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、ライトガイドを用いてＬＥＤの光を導光体に導く様子を模式的に示す図である。
【図２４】図２４Ａは、並列配置された導光板の側面に反射板を配置した構成例であり、図２４Ｂは、１個の導光板の側面に反射板を配置した構成例である。
【図２５】図２５は、複数並列して配置された導光板に、光ファイバを用いてＬＥＤの光を導く様子を模式的に示した図である。
【図２６】図２６Ａは、導光板の平行溝を構成する壁面に導光体を有する面状照明装置の導光板の模式的断面図であり、図２６Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。
【図２７】図２７Ａは、棒状の導光体の両端面のみから光を入射させるタイプの面状照明装置の導光板の模式的断面図であり、図２７Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。
【図２８】図２８は、図２７に示した導光体の模式的斜視図である。
【図２９】図２９Ａは、棒状の導光体の両端面のみから光を入射させるタイプの面状照明装置の導光板の模式的断面図であり、図２９Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。
【図３０】図３０は、図２９に示した導光体の模式的斜視図である。
【図３１】図３１Ａは、棒状の導光体の一方の端面のみから光を入射させるタイプの面状照明装置の導光板の模式的断面図であり、図３１Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。
【図３２】図３２は、図３１に示した導光体の模式的斜視図である。
【図３３】図３３Ａは、棒状の導光体の一方の端面のみから光を入射させるタイプの面状照明装置の導光板の模式的断面図であり、図３３Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。
【図３４】図３４は、図３３に示した導光体の模式的斜視図である。
【図３５】図３５は、複数並列して配置された導光板を、タンデム方式に従う面状照明装置に用いた液晶表示装置の概略斜視図である。
【図３６】図３６Ａは、導光体の両方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図３６Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３６Ｃは、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。
【図３７】図３７Ａは、導光体の両方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図３７Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３７Ｃは、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。
【図３８】図３８Ａは、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図３８Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３８Ｃは、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。
【図３９】図３９Ａは、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図３９Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３９Ｃは、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２  面状照明装置（バックライトユニット）
４  液晶表示パネル
６  駆動ユニット
１０  液晶表示装置
１２  棒状照明装置
１４  拡散シート
１６、１７、１９  プリズムシート
１８、５０、６０、７０、８０、９０、１０２、１０４、１２０、１５０、１６０  導光板（第１導光体）
１８ａ  光射出面
１８ｂ  厚肉部
１８ｃ  薄肉端部
１８ｄ  傾斜背面
１８ｅ  傾斜背面部
１８ｆ  平行溝
２０  リフレクタ
２２  反射シート
２４  反射板
３２、５２、６２、７２、７４、７６、７８、８６、９４、９６、９８、９９、１３０、１４０、３３２  導光体（第２導光体）
３３Ａ、３３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ  透明体
３３ａ、３３ｃ  端面
３３ｂ  下面
３４Ａ、３４Ｂ  ＬＥＤ
３６  プリズム
３８  ライトガイド
５４ａ、５４ｂ  円弧曲線
５６  交点
６４ａ、６４ｂ  放物線
７３ａ、７３ｂ、８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ  曲線
８８、１３２  光ファイバ
９２  網点パターン
１２２、１２９  棒状照明装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びに棒状照明装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。【００４３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の面状照明装置（以下、バックライトユニットともいう）を用いた液晶表示装置の概略斜視図を示す。
液晶表示装置１０は、基本的に、面状照明装置２と、この面状照明装置２の光射出面側に配置される液晶表示パネル４と、それらを駆動する駆動ユニット６とを有する。【００４４】
液晶表示パネル４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、液晶表示パネル上に文字、図形、画像などを表示する。
面状照明装置２は、液晶表示パネル４の背後から、液晶表示パネル４の全面に均一な光を照射するための装置であり、液晶表示パネル４の画像表示面と略同一の光射出面を有する。
駆動ユニット６は、液晶表示パネル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を透過する光の透過率を制御したり、面状照明装置２内の光源に電圧をかけ光源から光を射出させる。【００４５】
本発明の面状照明装置について詳しく説明する。面状照明装置２は、棒状照明装置１２と、導光板１８と、拡散シート１４と、プリズムシート１６，１７と、反射シート２２と、リフレクタ２０とを備える。【００４６】
まず、図１に示した面状照明装置２に用いられている本発明の棒状照明装置１２について説明する。図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ、本発明に従う棒状照明装置１２の概略斜視図及び概略側面図を示す。【００４７】
棒状照明装置１２は、図２に示すように、導光体３２と、点状光源としての一組の発光ダイオード（ＬＥＤ）３４Ａ、３４Ｂとを主に有する。図２に示した棒状照明装置１２は、図１に示すような平行溝１８ｆの断面が三角形状の導光板１８が用いられる。図１に示す導光板１８は、本発明に従う導光部材の第１導光体に相当し、また、導光板の平行溝に収容される導光体３２が本発明に従う導光部材の第２導光体に相当する。
導光体３２は、それぞれ、導光板１８の平行溝１８ｆに収容されるような三角柱状の外形を有する。すなわち、本発明の棒状照明装置１２に用いられる導光体３２は、その長さ方向に垂直な面で切断したときの断面形状が、導光板１８の平行溝１８ｆの断面形状と略同形又は相似形の三角形形状を有している。
また、それぞれの導光体３２は、両端面３３ａから中央に向かうに従って次第に断面積が小さくなるように形成されている。ここでは、導光体３２が導光板１８の平行溝１８ｆに収容された場合に、導光板１８と対面しない側の面、すなわち、導光体３２の下面３３ｂのみを傾斜するように、導光体３２が構成されている。
また、導光体３２は、図示例では、１組の透明体３３Ａ及び３３Ｂを用いて構成されている。それぞれの透明体３３Ａ及び３３Ｂは、その断面が三角形状で、一方の端面３３ａから他方の端面３３ｂに向かうに従って断面積が次第に小さくなるような形状を有する。また、それぞれの透明体３３Ａ及び３３Ｂの断面積の小さい側の端面３３ｂ同士が互いに密着するように同軸に連結されて導光体３２が構成されている。【００４８】
棒状照明装置１２において、ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂは、図２に示すように、導光体３２の両端面３３ａにそれぞれ配置される。ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂは、駆動ユニット６と接続されている。ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂからの光は、それぞれ、導光体３２Ａ及び３２Ｂの端面３３ａから内部に入射される。前述したように導光体３２の下面３３ｂは傾斜しており、これにより、導光体３２の両端面３３ａから入射した光の一部が、下面３３ｂで反射して図２Ｂ中上方に向かうとともに、下面３３ｂ以外の側面で屈折した後、導光体３２の側壁面から外部に出射する。【００４９】
棒状照明装置は、図２に示した形状を有する導光体の端面にＬＥＤに代表される点状光源からの光を入射させ、入射した光を導光体３２の側壁面から外部に出射させることで、線状光源となる。つまり、棒状照明装置によれば、棒状導光体を用いることで、点状光源を線状光源に変換し、液晶バックライトユニットの線状光源として用いられているＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極管放電灯）の代替光源として用いることが可能になる。【００５０】
また、１つのＬＥＤ光源でも十分に光量を確保できる場合は、導光体３２の一方の端面にのみＬＥＤ光源を配置し、その端面のみからＬＥＤ光源の光を入射するように構成しても良い。【００５１】
導光体３２は、光を散乱させるための微粒子を透明樹脂に混入させて形成される。微粒子の散乱断面積をΦ、導光体３２の光伝搬方向（軸方向）の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとした場合に、導光体３２と微粒子の間には、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が成り立つ。この関係は本願の発明者によって見出されたものであり、詳しくは後で説明する。
このような微粒子を導光体３２に混錬又は分散させることで、複雑な構造をとらなくても光射出面から光を十分に出射することができ、側壁からの光の出射効率を一層高めることができる。【００５２】
導光体３２の透明樹脂の材料としては、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのアクリル系樹脂、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やＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの透明樹脂を用いることができる。
導光体３２に混錬または分散させる微粒子としては、アトシパール、シンコーン、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。
このような導光体３２の製造法としては、例えば、加熱した原料樹脂を、押し出し成形や射出成形によって成形する方法等を用いることができる。【００５３】
ここで、導光体３２と微粒子の関係について説明する。
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）      式（１）
ここで、ｘは距離、Ｉ０は入射光強度、Ｉは出射光強度、ρは減衰定数とする。【００５４】
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をＮpとを用いて下記式（２）で表される。ここで、散乱断面積Φについては後ほど詳細に説明する。
ρ＝Φ・Ｎｐ      式（２）【００５５】
従って、導光体の光軸方向の長さを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。ここで、例えば、図２に示す導光体３１の場合、導光体の光軸方向の長さＬＧは、導光体３２の端面３３ａから端面３３ｃまでの距離となる。また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光体の入光部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に示す導光体３１の場合は、端面３３ａに入射する光に対する端面３３ｃに到達する光の割合である。
Ｅｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ）      式（３）【００５６】
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。そうすると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔは、下記式（４）で表される。ここで、補正係数ＫＣは、有限の空間の光学媒質中で光が伝播する場合に計算機シミュレーションにより求められる無次元の補正係数である。
Ｅｏｕｔ＝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ）      式（４）【００５７】
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％であった。これより、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。これは、光学媒体の光軸方向へ光が進むにつれ光が周囲に散乱し、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが低くなるためであると考えられる。
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（端面３３ａ）と対向する面（端面３３ｂ）から射出される光を少なくし、光射出面から射出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射出面から射出される光の割合（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１８の光射出面１８ａ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８．０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。【００５８】
ここで、散乱断面積Φ、粒子密度Ｎｐ、導光体の光軸方向の長さ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体について、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。算出結果を表１に示す。ここで、照度むら［％］は、導光体の側壁から射出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（端面３３ａに入射する光に対して側壁面（光射出面）から射出される光の割合）との関係を測定した結果を示す。【００５９】
【表１】
0004814221.tif 000002
【００６０】
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、導光体からの射出される光の照度むらを小さくすることができる。【００６１】
次に、導光体に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Ｎｐが種々の値の導光体を作成し、それぞれの導光体の各位置から射出される光の輝度分布を測定した。なお、本実施例では、粒子密度Ｎｐを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光体の光軸方向の長さＬＧ、補正係数ＫＣ、導光体の形状は、同じ値として測定した。つまり、粒子密度Ｎｐの変化に比例して、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣも変化する。
また、本実施例では、２つの導光体を連結させた導光体の側壁から射出される光を測定した。
図７に測定結果を示す。図７は、縦軸を照度［ｌｘ］とし、横軸を導光体の一方の端面からの距離（導光長）［ｍｍ］とした。【００６２】
さらに、測定した輝度分布の導光体の側壁から射出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。【００６３】
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。
以上より、本発明の効果は明らかである。【００６４】
ここで、導光体を設計する上で一般に必要とされるパラメータは、光学媒質の体積Ｖと混入粒子数ＮＰＴ及び粒子径Ｄｐであり、これらのパラメータと、上記式の各パラメータとの関係を検討する。
まず、媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Ｎp、光学媒質の体積Ｖ及び混入粒子数ＮＰＴの間には下記式（５）に示す関係が成り立つ。
Ｎｐ＝ＮＰＴ／Ｖ      式（５）
また、粒子径Ｄｐと散乱断面積Φは、以下により対応付けられる。【００６５】
次に、上述の散乱断面積について説明する。Ｍｉｅ散乱理論に限らず、また可視域の光以外にγ線やＸ線などの放射線領域や赤外線やマイクロ波等の長波長領域において散乱断面積という概念が広く用いられている。
波長領域が、Ｒａｙｒｅｉｇｈ領域においては、散乱断面積Φは、下記式（６）で表される。
Φ＝１２８・π5・ａ6／３λ4（（ｎ2−１）／（ｎ2＋２））2  式（６）
ここで、ａは粒子半径、λは入射光の波長、ｎは粒子の相対屈折率である。【００６６】
一方、Ｍｉｅの理論において、散乱断面積Φは、下記式（７）で表される。【００６７】
【数１】
0004814221.tif 000003
【００６８】
上記式（７）のａ／λ＞＞１の極限では、散乱断面積Φは、下記式（８）である。
Φ＝Ｍπａ２  （収束時：Ｍ≒２）    式（８）
そして式（７）より、２πａ／λ≒１の領域では、１＜Ｍ＜６の間で振動することが分かっている。【００６９】
ここで、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃにそれぞれ、相対屈折率ｎが１．１、１．５、２．１である場合のＭの振動の様子を示す。これらの図より、Ｍｉｅ散乱領域における散乱断面積Φは、粒子径Ｄｐの増大により振動及び収束して行くことが分かる。この振動領域においても、相対屈折率ｎが１から２程度の広い範囲で、Ｍｉｅ散乱領域の収束する幾何学的散乱断面積πａ２に乗ずる数値を、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃにより各粒子径に応じて求めることが可能である。【００７０】
上述の式（６）、式（８）に基づいて粒子径Ｄｐと散乱断面積Φとの関係を、いくつかの相対屈折率ｎ毎に求めた結果を図４に示す。一方、Ｍｉｅ散乱理論に基づいて、多粒子系の粒子径Ｄｐと、ある数値を乗じた粒子密度の逆数との関係を計算機シミュレーションで求めた結果を図５に示す。【００７１】
なお、これらの計算機シミュレーションでは、ある有限の拡がり角をもつ光を、内部に粒子を含有する１０ｍｍ角から１０００ｍｍ角の各種の大きさの立方体形状を持つ光学媒質に入射させたものとしている。すなわち、入射光と立方体の大きさは相似的に変化する。また粒子径Ｄｐ、はＲａｙｌｅｉｇｈ散乱領域からＦｒｅｓｎｅｌ回折領域に至るまでの幅広い範囲で変化させた。またこれらの計算機シミュレーションでは、光は入射側と対向する位置から入射光と同方向に出射するものとし、そして立方体の光の出射端における光の取り出し効率は約８０％としている。【００７２】
これらの図４及び図５より、散乱断面積と、有限の大きさの光学媒質中の粒子数との間に密接な関係が有ることが分かる。【００７３】
ここで、導光体３２は、光入射面となる端面３３ａ、光射出面となる側壁面、及び／または、光反射面となる下面３３ｂの表面粗さＲａを３８０ｎｍより小さくすること、つまりＲａ＜３８０ｎｍとすることが好ましい。
光入射面となる端面３３ａの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光体表面の拡散反射を無視することができ、つまり、導光体表面での拡散反射を防止することができ、入射効率を向上させることができる。
また、光射出面となる側壁面の表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光体表面の拡散反射透過を無視することができ、つまり導光体表面での拡散反射透過を防止することができ、全反射により奥まで光を伝えることができる。
さらに、光反射面となる下面３３ｂの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、拡散反射を無視することができ、つまり光反射面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。【００７４】
導光体３２においては、その下面３３ｂにプリズム列が形成されることが好ましい。図９に、導光体３２の下面３３ｂにプリズム３６が列状に形成されている様子を部分的に示した。
プリズム３６は、導光体３２の長さ方向に対して垂直に延在して形成される。このようなプリズム３６の列を導光体３２の下面３３ｂに形成することにより、導光体３２の端面からコリメートされた光束を入射させたときに、そのコリメートされた光束が、順次導光体の全長方向に対し、ほぼ垂直に立ち上がるので、導光体３２の側面から出射する光の該導光体全長方向における光量分布を均一にすることができる。
また、プリズム３６のそれぞれの形状は任意の形状にすることができ、頂角が４５°のプリズムであることが好ましい。頂角が４５°のプリズムとすることにより、導光体３２の端面からコリメートされた光束を入射させたときに、そのコリメートされた光束がプリズムの斜面に入射し、全反射した際にほぼ垂直に立ち上がるので、導光体３２の側面から出射する光の該導光体全長方向における光量分布をより一層均一にすることができる。【００７５】
次に、導光板１８について説明する。図１Ｂに示すように、導光板１８は、矩形状の光射出面１８ａと、その一辺に平行な一対の厚肉部１８ｂと、この厚肉部１８ｂの両側に前記一辺に平行に形成される薄肉端部１８ｃと、厚肉部１８ｂから前記一辺に直交する方向に両側の薄肉端部１８ｃに向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面１８ｄを形成する傾斜背面部１８ｅと、厚肉部１８ｂに前記一辺に平行に形成される、導光体３２を収納するための平行溝１８ｆとを有する。
すなわち、導光板１８は、表面の外形形状が矩形状の板状部材であり、透明樹脂により形成されている。導光板１８の光射出面１８ａは平坦であり、その反対側の面が、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、光射出面１８ａに対して傾斜している。【００７６】
導光板１８の平行溝１８ｆは、三角柱状の導光体３２を収容するためにその断面形状が三角形状になるように形成されている。なお、本発明において、平行溝の断面形状とは、平行溝を、その長さ方向に垂直な面で切断したときに、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の部分線と、その部分線の両端を結ぶ直線とによって形成される形状を意味する。また、以下の説明において、平行溝を、その長さ方向に垂直な面で切断したときの断面を、単に平行溝の断面という。【００７７】
このように、導光板１８は、平行溝１８ｆの中心軸を含み且つ光射出面１８ａに垂直な面に対して対称な１対の傾斜背面１８ｄを有し、この傾斜背面１８ｄは、それぞれ、両側の薄肉端部１８ｃに向かうに従って肉厚が薄くなるように光射出面１８ａに対して傾斜している。【００７８】
図１Ｂに示す構造を有する導光板１８において、その平行溝１８ｆに配置された導光体から出射する光のうち、平行溝１８ｆの壁面から導光板１８の内部に入射した光は、導光板１８の背面１８ｄで反射した後、光射出面１８ａから出射する。
このとき、導光板１８の傾斜背面１８ｄから一部の光が漏出する場合もあるが、その漏出した光は、導光板１８の傾斜背面１８ｄ側に形成された反射シート１８で反射して再び導光板１８の内部に入射し、光射出面１８ａから出射する。【００７９】
ここで、導光体１８は、光入射面となる平行溝１８ｆ、光射出面１８ａ、及び／または、光反射面となる傾斜背面１８ｄの表面粗さＲａを３８０ｎｍより小さくすること、つまりＲａ＜３８０ｎｍとすることが好ましい。
光入射面となる平行溝１８ｆの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、拡散反射成分を無視することができ、つまり光が拡散反射することを防止でき、入射効率を向上させることができる。
また、光射出面１８ａの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光体表面の拡散反射成分を無視でき、つまり導光体表面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。
さらに、光反射面となる傾斜背面１８ｄの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光体表面の拡散反射成分を無視でき、つまり導光体表面での拡散反射を防止でき、全反射成分をより奥まで伝えることができる。【００８０】
本発明において、導光板１８は、例えば、加熱した原料樹脂を、押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いて製造することができる。導光板１８の材料としては、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのアクリル系樹脂、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やＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの透明樹脂を用いることができる。【００８１】
拡散シート１４は、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光を拡散して均一化するために用いられる。
拡散シート１４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やＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、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からなる平板状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化（以降これらを施した面を「砂擦り面」という。）を施して拡散性を付与したり、表面に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り、上記の樹脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。
本発明において、拡散シート１４としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み５００μｍ以下のフィルム状部材を用いることも好ましい。【００８２】
また、拡散シート１４は、導光板１８の光射出面１８ａから所定の距離だけ離して配置されることが好ましく、その距離は導光板１８の光射出面１８ａからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散シート１４を導光板１８の光射出面１８ａから所定の間隔だけ離すことにより、導光板１８の光射出面１８ａから射出する光が、光射出面１８ａと拡散シート１４の間で更にミキシング（混合）される。これにより、拡散シート１４を透過して液晶表示パネル４を照明する光の照度を、より一層均一化することができる。拡散シート１４を導光板１８の光射出面１８ａから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート１４と導光板１８との間にスペーサを設ける方法を用いることができる。【００８３】
特に、面状照明装置２の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板１８の平行溝１８ｆの断面形状によって、平行溝１８ｆに相当する導光板１８の光射出面１８ａにおける照度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散シート１４と導光板１８の光射出面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散シート１４から射出される照明光を照度分布を均一にしても良い。また、導光板１８の平行溝１８ｆの断面形状の改良（平行溝の先端部分の先細化）に限界があり、平行溝１８ｆに相当する導光板１８の光射出面１８ａにおける照度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート１４と導光板１８の光射出面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散シート１４から射出される照明光の照度分布を均一にしても良い。【００８４】
プリズムシート１６及び１７は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート１６及び１７の一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板１８の平行溝１８ｆと平行になるように配置され、他方は垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート１６及び１７は、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。
また、プリズムシート１６は、プリズムの頂角が導光板１８の光射出面１８ａと対向するように配置される。ここで、プリズムシート１６及び１７の配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート１６を配置し、そのプリズムシート１６の上に、導光板１８の平行溝１８ｆと垂直な方向に延在するプリズムを有するプリズムシートを配置しても良く、また、その逆でも良い。【００８５】
なお、図示例においては、プリズムシート１６及び１７を用いているが、導光板１８の平行溝１８ｆによる光射出面１８ａにおける照度がより均一化されている場合には、プリズムシート１６及び１７のどちらか一方、または両方を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。【００８６】
反射シート２２は、導光板１８の背面（図中、下面）から漏洩する光を反射して、再び導光板１８に入射させるために用いられ、光利用効率を向上させることができる。反射シート２２は、導光板１８の下面（傾斜面）を覆うように形成される。
なお、反射シート２２は、導光板１８の背面（図中、下面）から漏洩する光を反射することができるのであれば、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、透明もしくは上記のような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。【００８７】
リフレクタ２０は、導光板１８の平行溝１８ｆを塞ぐように導光体３２の背後に設けられる。リフレクタ２０は、導光体３２の下面から光を反射して、導光板１８の平行溝１８ｆの側壁面から光を入射させることができる。
このようなリフレクタ２０は、例えば、上記反射シートと同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した樹脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。【００８８】
以上説明したように、本発明の棒状照明装置の導光体は、面状照明装置の導光板の平行溝に収容されて利用される。
従来の冷陰極管を用いた面状照明装置の場合は、典型的な冷陰極管は円柱状の形状を有していたため、冷陰極管から放射される光を確実に且つ効率よく導光板の内部に取り込むために、冷陰極管を平行溝に確実に収容しなければならなかった。このため、導光板を薄型にするのが困難であった。
しかしながら、本発明の面状照明装置は、導光板の平行溝の外形と略同じ外形になるように、棒状照明装置の導光体を加工しているので、使用する光源の外形に依存することなく面状照明装置全体を薄型化することができる。
また、本発明の棒状照明装置の導光体に、所定の関係を満たす微粒子を混錬又は分散させることで、複雑な構造をとらなくても光射出面から光を十分に出射することができ、側壁からの光の出射効率を一層高めることができる。したがって、棒状光源の構造をより簡単にすることで、安価に製造することができる。
以上、本発明の第１実施形態について詳細に説明したが、第１実施形態は、以上の形態に限られるものではなく、以下に示すような変形を行ってもよい。【００８９】
＜変形例＞
第１実施形態では、棒状照明装置の導光体は、長さ方向に垂直な断面が三角形状であった。しかし、本発明の棒状照明装置の導光体は、長さ方向に垂直な断面が円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であってもよい。
図１０から図１２を参照して、導光体の長さ方向の断面形状の変形例を説明する。図１０は、導光体の長さ方向に垂直な断面が円形状である例を示し、図１１は、導光体の長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を切断した形状である例を示し、図１２は、導光体の長さ方向に垂直な断面が放物線の一部である例を示す。【００９０】
図１０には、長さ方向に垂直な断面が円形で、端部から中央に向かって細くなる形状の導光体の例を示した。
図１０に示した導光体５２は、１組の透明な円錐台状の透明体５３Ａ及び５３Ｂを、その断面の小さな端面同士が互いに密着するように連結して構成されている。このような導光体５２は、例えば、長さ方向に垂直な断面が半円形状の平行溝を有する導光板に用いられる。
図１０に示した形状を有する導光体は、ＬＥＤなどに代表される点状光源を前記棒状導光体により棒状光源に変換し、前記平板状導光体の凹部に前記棒状導光体を埋め込むことにより、棒状照明を面状照明に変換し、液晶バックライトユニットとして用いることが可能になる。【００９１】
また、図１１には、棒状照明装置の導光体の更に異なる構成例を示した。図１１Ａは、平行溝１８ｆの断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状を有する導光板１８に導光体６２が収容されている様子の概略断面図であり、図１１Ｂは、その導光体６２の概略側面図、図１１Ｃは、導光体６２の概略斜視図である。
図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、導光体６２は、長さ方向に対して垂直な断面の形状が、楕円の一部を取り除いたような形状を有している。【００９２】
導光体６２は、２つの透明体６３Ａ及び６３Ｂから構成されている。透明体６３Ａ及び６３Ｂは、楕円柱を、その中心軸に対して所定の角度を有し且つ楕円の長軸に対して垂直な平面で切断することにより得られるような形状を有する。このような透明体６３Ａ及び６３Ｂの断面積の小さい方の端面同士を連結することによって導光体６２が構成されている。このような形状の導光体６２は、図１１Ａに示すように、平行溝１８ｆの断面形状が楕円形の一部で形成されている導光板１８の平行溝１８ｆに収容された形態で用いられる。
そして、図１１Ａに示すように、導光板１８の傾斜面の下方に反射板２２が配置され、平行溝１８ｆに導光体６２を収容した状態で、平行溝１８ｆを塞ぐようにリフレクタ２０が配置される。図１１Ａに示した導光体においては、下面にプリズムを形成することもできる。
図１０及び図１１に示した導光体は、２つの透明体を連結することにより構成されているが、一体として構成されていても良い。【００９３】
図１２には、１つの透明部材を用いて形成された導光体の一方の端面からＬＥＤ光源の光を入射させる棒状照明装置の構成例を示した。図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示した各図において、紙面左側の図は導光体の模式的側面図であり、紙面右側の図は導光体の長さ方向に垂直な断面の模式図である。
図１２Ａに示した棒状照明装置の導光体７４は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が三角形状であり、ＬＥＤ３４の光が入射する一方の端面（大径側端面という）７４ｂから他方の端面（小径側端面という）７４ｃに向かうに従って、断面積が次第に小さくなる構造を有する。図示例では、導光体７４の大径側端面７４ｂから小径側端面７４ｃに向かう方向において、導光体７４の下面７４ａが上方に向かって傾斜するように形成されている。また、この導光体７４の下面７４ａにはプリズム列が形成されている。
このような構造を有する導光体７４においては、導光体７４の大径側端面７４ｂから入射するＬＥＤ３４からの光は、下面７４ａのプリズム列において反射した後、導光体７４の側面から外部に出射する。【００９４】
また、図１２Ｂに示した棒状照明装置の導光体７６は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状を有し、ＬＥＤ光が入射する大径側端面７６ｂから小径側端面７６ｃに向かうに従って、断面積が次第に小さくなる構造を有する。このような導光体７６は、例えば、透明な楕円柱を、その中心軸に対して所定の角度を有し、且つ、楕円の長軸に対して垂直な平面で切断することによって得られる。このような構造を有する導光体７６においても、その下面７６ａにプリズム列を形成することができる。【００９５】
また、図１２Ｃに示した棒状照明装置の導光体７８は、長さ方向に対して垂直な方向の断面形状が円形で、ＬＥＤ光が入射する大径側端面７８ｂから他方の小径側端面７８ｃに向かうに従って、次第に細くなる形状を有する。すなわち、図に示した棒状照明装置の導光体は、細長い円錐台形状（コーン形状）を有している。
このような構造の導光体７８を用いた場合も、大径側端面７８ｂから入射したＬＥＤ光を、導光体７８の側面から出射させることができる。【００９６】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示した導光体７４、７６及び７８においては、大径側端面７４ｂ、７６ｂ及び７８ｂのみからＬＥＤ光を入射させるため、それら導光体７４、７６及び７８の内部を通過したＬＥＤからの光の一部が、その反対側の小径側端面７４ｃ、７６ｃ及び７８ｃに到達することになる。
このようなＬＥＤからの光を、その小径側端面７４ｃ、７６ｃ及び７８ｃにおいて反射させて、再度導光体の内部に入射させるために、その端面７４ｃ、７６ｃ及び７８ｃを鏡面に加工したり、小径側端面７４ｃ、７６ｃ及び７８ｃを覆うような反射板を設けてもよい。【００９７】
以上、一方の端面からＬＥＤ光源の光を入射させる棒状照明装置の導光体について説明したが、導光体の形状は、上記形状に限定されず、導光体の端面から入射した光を導光体の側面から出射させることができれば任意の形状にすることができる。【００９８】
つぎに、上記とは異なる棒状照明装置の実施形態について説明する。図１３に、異なる棒状照明装置の概略構成を示す。図１３に示した棒状照明装置３２０は、導光体３３２と、光混合部３３４と、光源であるＬＥＤ素子３３６と、カップリングレンズ３３８とを備える。【００９９】
図１３において、導光体３３２は、中央に向かうに従って外径が大きくなるような棒状の形状を有しており、軸方向の中央部において最も外径が大きくなっている。導光体３３２の断面形状は、略円形形状である。また、導光体３３２は、一方の端面から他方の端面に向かうに従って外径が大きくなるような一対の透明体３３３Ａ及び３３３Ｂを用いて構成されており、それら一対の光学部品の外径の大きいほうの端面同士が隙間なく密着されている。導光体３３２を構成する材料は、上述した棒状照明装置３２０の導光体と同様であるので詳細については省略する。
ここでは、導光体３３２は、軸方向に垂直な断面形状が略円形形状となるように形成されているが、これに限定されず、前述した棒状照明装置と同様に、三角形状や略楕円形状などの種々の形状に形成されることができる。
このような棒状照明装置３２０の導光体３３２は、上記と同様に、面状照明装置の導光板の平行溝に収容されて利用され得る。すなわち、棒状照明装置の導光体の外形と略同じ形状になるように面状照明装置の導光板の平行溝を形成し、その平行溝に棒状照明装置の導光体を収容することによって、棒状照明装置を面状照明装置の光源として使用することができる。【０１００】
図１３において光混合部３３４Ａ及び３３４Ｂは、それぞれ、光を散乱する粒子が混入された透明な円柱形状の光学部材であり、導光体３３２の両端面に密着して設けられている。光混合部３３４Ａ及び３３４Ｂは、ＬＥＤ素子３３６からカップリングレンズを介して入射される光をミキシングするためのミキシングゾーンとして機能している。光混合部３３４を構成する材料には、基本的には、導光体３３２と同じ材料を用いることができる。【０１０１】
また、図１３において、ＬＥＤ素子３３６は、赤色（Ｒ）の光を発するＲ−ＬＥＤ３３７Ｒと、青色（Ｂ）の光を発するＢ−ＬＥＤ３３７Ｂと、緑色（Ｇ）の光を発するＧ−ＬＥＤ３３７Ｇとを用いて構成されている。図１４Ａ及び図１４Ｂには、ＬＥＤ素子３３６と、カップリングレンズ（３光軸型レンズ）３３８の配置を模式的に示した。図１４Ａは、ＬＥＤ素子３３６と、カップリングレンズ３３８を正面から見たときの模式的正面図であり、図１４Ｂは、ＬＥＤ素子３３６と、カップリングレンズ３３８を図１４ＡのＡ方向から見たときの模式的側面図である。図示例では、カップリングレンズ３３８はボールレンズで構成されており、各ＬＥＤの光射出側にボールレンズがそれぞれ配置されている。すなわち、ＬＥＤ素子３３６の光射出側には、Ｒ−ＬＥＤ３３７Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ３３７Ｂ及びＧ−ＬＥＤ３３７Ｇに対応してボールレンズ３３８Ｒ、３３８Ｂ及び３３８Ｇがそれぞれ配置されている。また、Ｒ−ＬＥＤ３３７Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ３３７Ｂ及びＧ−ＬＥＤ３３７Ｇから各ボールレンズ３３８Ｒ、３３８Ｂ及び３３８Ｇを介してそれぞれ出射する光が所定の位置において交差するように、Ｒ−ＬＥＤ３３７Ｒ、Ｂ−ＬＥＤ３３７Ｂ及びＧ−ＬＥＤ３３７Ｇの光軸の向きが調整されている。これにより、各ボールレンズ３３８Ｒ、３３８Ｂ及び３３８Ｇを通過した各色の平行光は、白色光となって光混合部３３４に入射する。ここでは、カップリングレンズ３３８としてボールレンズを用いて構成したが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤ素子３３６から出射する各色の光を平行光にすることができればどのような光学部品を用いて構成してもよく、例えば、レンチキュラーレンズやシリンドリカルレンズ、非球面レンズなどを用いることができる。【０１０２】
図１３に示した棒状照明装置においては、導光体３３２の両端面に配置されたＬＥＤ素子３３６から入射した光は、導光体３３２の内部において散乱体により散乱されつつ、導光体３３２の側面から放射され、更に、一部の光は導光体３３６の中央部を通過した後、導光体３３２の側面において反射して側面から出射して、棒状の光源として機能する。【０１０３】
上記第１実施形態では、導光板１８の平行溝１８ｆは、長さ方向に垂直な断面が三角形状であった。しかし、本発明の棒状照明装置の導光体は、長さ方向に垂直な断面が円形状、楕円の一部を切断した形状、又は放物線の一部の形状であってもよい。
図１５から図１９を参照して、導光体の長さ方向の断面形状についての変形例を説明する。
図１５は、平行溝の断面形状が、双曲線の一部から形成されている導光板の概略断面図を示し、図１６は、平行溝の断面形状が、２つの円弧曲線の一部から形成されている導光板の概略断面図を示し、図１７は、平行溝の断面形状が、２つの放物線の一から形成されている導光板の概略断面図を示す。図１８は、平行溝の断面形状が、凸の２つの曲線から形成されている導光板の概略断面図を示し、図１９は、平行溝の断面形状が、凸の曲線と凹の曲線を組み合わせた曲線から形成されている導光板の概略断面図を示す。【０１０４】
図１５には、平行溝１８ｆを、その長さ方向に垂直な面で切断したときに、平行溝１８ｆを画成する導光板１８の壁面に相当する部分の線形状が、双曲線の一部又は楕円の一部の形状になるように形成することができる。或いは、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状は懸垂線形状でも良い。
この場合には、平行溝１８ｆに収容される導光体７２の断面も平行溝１８ｆの断面と略同一の形状に加工され得る。すなわち、導光体７２の断面において、導光体７２の側面に相当する部分の線形状が双曲線の一部となるように、導光体７２の側壁が形成される。【０１０５】
また、本発明においては、平行溝の断面において、平行溝の最深部に相当する部分が尖点となるような形状に平行溝を構成することもできる。すなわち、平行溝の断面において、平行溝の最深部に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な１つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な２つの曲線又は直線の一部から形成することができる。本発明においては、導光板の平行溝の断面形状が、上記いずれの形状であっても、導光板の光射出面から均一な光を出射させることができる。【０１０６】
図１６には、平行溝の断面において、平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な１つの交点を有し、平行溝１８ｆの中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な２つの曲線の一部からなる場合の一例を示した。
図１６に示した導光板５０は、平行溝の中心を通って導光板５０の光射出面５０ａに垂直な中心線Ｓに対して対称な２つの曲線５４ａ及び５４ｂが円弧の場合である。この場合は、図１６に示すように、平行溝１８ｆを形成する一方の側壁に対応する円弧５４ａの中心の位置と他方の側壁に対応する円弧５４ｂの中心の位置が異なるように形成される。これにより円弧状の両側壁が交わる部分５６は、図１６に示すように尖った形状となる。この場合、平行溝１８ｆに収容される導光体５７の側壁は、同図に示したように、平行溝１８ｆの形状に応じた形状で加工され得る。【０１０７】
また、図１７には、平行溝の断面において平行溝を画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、互いに交わる先鋭な１つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な２つの曲線の一部からなる場合の更に別の例を示した。図１７に示した導光板６０は、平行溝１８ｆの中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線Ｓに対して対称な２つの曲線６４ａ及び６４ｂが放物線の場合である。図１７においては、平行溝１８ｆの一方の側壁を形成する放物線６４ａの焦点と、他方の側壁２２ｂを形成する放物線６４ｂの焦点とが互いに異なるように、平行溝１８ｆの側壁が形成される。【０１０８】
図１７に示すように、平行溝の断面において当該平行溝１８ｆを画成する導光板１８の壁面に相当する部分の線形状が、交点６６で交わる２つの曲線６４ａ及び６４ｂから形成される場合においては、平行溝１８ｆの一方の側壁に対応する曲線６４ａの、交点（尖点）６６における接線と、他方の側壁に対応する曲線６４ｂの、交点６４における接線が互いになす角θは、９０度以下が好ましく、６０度以下がより一層好ましい。【０１０９】
図１８は、平行溝の断面における平行溝１８ｆを画成する導光板１８の壁面に相当する部分の線形状が、平行溝１８ｆの中心に向かって凸の２つの曲線７３ａ及び７３ｂから形成される導光板７０の例である。
また、図１９は、平行溝の断面における平行溝１８ｆを画成する導光板の壁面に相当する部分の線形状が、平行溝１８ｆの中心に向かって凸の曲線８２ａ及び８２ｂと凹の曲線８４ａ及び８４ｂを組み合わせた曲線から形成される導光板８０の例である。
図１８及び図１９に示したような断面形状の平行溝を有する導光板７０及び８０も、輝線の発生を抑制しつつ光射出面から十分な照度の光を出射することができる。【０１１０】
このように、平行溝の断面における最深部に相当する部分の線形状は、平行溝の中心に向かって凸若しくは凹の曲線状又は直線状にすることができ、それらの組み合わせであってもよい。
これらの曲線は、図示例の円弧に限定されず、平行溝の中心に向かって凸または凹の、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であればよい。
また、本発明においては、平行溝の断面において、平行溝の最深部に対応する部分の形状が、後述するように先細化されていれば、平行溝を構成する曲線は、平行溝の中心に向かって凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であれば良く、１０次の関数によって近似できる曲線であることが好ましい。
なお、図１７〜１９においては、導光板の平行溝に収容される導光体を図示していないが、同図に示すように導光板の平行溝を種々の形状に変更した場合は、その平行溝に収容される導光体も平行溝の形状に応じた形状に加工することができる。【０１１１】
本発明の導光板においては、図２０に示すように、ある中心線Ｘにおいて網点の密度が高く、その中心線Ｘから両側（中心線に対して垂直方向）に向かうにしたがって次第に網点の密度が低くなるような網点パターン９２を導光板１８の光射出面１８ａに、例えば、印刷により形成してもよい。
このような網点パターン９２を、網点パターンの中心線Ｘが導光板１８の平行溝の中心線に対応する位置と一致するように、導光板１８の光射出面１８ａに形成することにより、導光板１８の光射出面１８ａにおける輝線の発生やムラを抑制することができる。【０１１２】
また、網点パターン９２を導光板１８に印刷する代わりに、網点パターンが形成された薄いシートを光射出面上に積層しても良い。網点の形状は、矩形、円形、楕円形などを任意の形状にすることができ、網点の密度は、輝線の強さや広がりに応じて適宜選択することができる。
また、このような網点パターンを印刷により形成する代わりに、網点パターンに対応する部分を砂擦り面として荒らしてもよい。このような砂擦り面は、導光板の平行溝の最深部や側壁に形成してもよい。【０１１３】
また、本発明者の知見によれば、図１に示す導光板１８のように平行溝１８ｆを構成する壁面部分の断面形状が三角形状（Ｖ字状）の導光板や、平行溝の最深部分の断面形状がＶ字状の導光板においては、光源１２の直上、すなわち、矩形状光射出面１８ａの中心部分の相対照度が低くなる。このような平行溝の断面形状が三角形状の場合は、平行溝の頂点（最深部）を所定の幅で平坦にするか、比較的曲率半径の小さな曲面にすることによって、光射出面における照度を均一化することが好ましい。本発明においては、導光板の平行溝の最深部の断面形状を上述したような形状になるように設計するだけで、導光板の光射出面における照度を最適に調整して均一化することができる。
また、このように平行溝の最深部を上述の形状にした場合は、平行溝に収容される棒状照明装置の導光体も、上述の形状と同一又は相似の形状になるように加工することが望ましい。
なお、本発明では、対称面Ｓにおいて背面が交差する部分における断面形状、すなわち平行溝の先端部分の断面形状が、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。さらに、これに加え、その交差部分を砂擦り面とすることが好ましく、これにより、光射出面における照度又は輝度のピーク値を低減することができる。【０１１４】
また、本発明の導光板においては、導光板の光射出面における照度分布において、導光板１８の光射出面１８ａの第１部分の照度のピーク値が、導光板１８の光射出面１８ａの第２部分の照度の平均値の３倍以下、より好ましくは、２倍以下となるように、導光板１８の平行溝１８ｆの先端形状の先細化を行うことが好ましい。
ここで、導光板１８の光射出面１８ａの第１部分の照度のピーク値が、導光板１８の光射出面１８ａの第２部分の照度の平均値の３倍以下となるようにするのは、導光板１８の光射出面１８ａから射出された照明光の照度分布が、従来より均一化されるからであり、その結果、導光板１８の光射出面１８ａから射出された照明光の拡散（ミキシングなど）をそれほど十分に行う必要がなく、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散シート１４の使用が可能となり、また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート１６及び１７自体の使用を止めることができ、あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート１６及び１７の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができるからである。【０１１５】
第１実施形態では、プリズムシート１６及び１７は、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光の集光性を高めて輝度を改善するために用いたが、図２１に示すように、反射シート２２と傾斜背面１８ｄとの間にもプリズムシート１９を設けることが好ましい。
図２１Ａは、反射シート２２と導光板１８の傾斜背面１８ｄとの間にプリズムシート１９が配置されている様子を示す概略断面図であり、図２１Ｂは、反射シート２２と導光板１８の傾斜背面１８ｄとの間に配置されているプリズムシート１９を導光板側から見たときの概略平面図であり、図２１Ｃは、そのプリズムシート１９の概略横断面図である。【０１１６】
反射シート２２と導光板１８の傾斜背面１８ｄとの間に設けられるプリズムシート１９は、プリズム１９ａの延在する方向が導光板１８の平行溝１８ｆと垂直になるように配置されるとともに、プリズム１９ａの頂角が導光板１８の傾斜背面１８ｄと対向するように配置することが好ましい。
また、プリズムシートを用いることなく、プリズムシートと同様の効果を有する光学素子を用いても良く、レンズ効果を有する光学素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子が規則的に配置されたシートを設けても良い。【０１１７】
第１実施形態では、棒状照明装置１２の光源は、ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂであった。しかし、本発明の棒状照明装置１２の光源は、例えば、高輝度ＬＥＤを用いて構成することができ、ＲＧＢ−ＬＥＤや白色ＬＥＤを用いて構成することが好ましい。これら以外にも白熱灯や豆電球も用い得る。
ＬＥＤ３４Ａ及び３４ＢとしてＲＧＢ−ＬＥＤを用いる場合は、ＲＧＢを順次パルス点灯することが好ましい。このようにパルス点灯させることにより、消費電力を低減することができる。このようにＲＧＢ−ＬＥＤのＲ、Ｇ、ＢのそれぞれのＬＥＤを順次点灯させる場合においては、数ｍｓｅｃ以下のＡＣ（交流）点灯で順次点灯させることが好ましく、このような周期で点灯させれば、それら光は、人間の目には、その応答性から、Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれのＬＥＤからの光が積分されて、直流点灯させた場合と同じように見える。更に、このように順次点灯させれば、液晶表示パネルのバックライトとして利用した際に、液晶表示パネルにＲＧＢのフィルタが必要なくなるので、フィルタのある場合に比較して約２倍程度に輝度を向上させることができる。【０１１８】
第１実施形態では、棒状照明装置の導光板１８は一個であった。しかし、複数個の導光板１８をその端面同士が互いに密接するように接続されて、大きな光射出面を有する導光部材として構成され得る。
図２２から図２４を参照して、複数個の導光板１８を並列に配置して面状照明装置を構成する例を説明する。図２２は、複数並列して配置された導光板を用いた面状照明装置の一例を示し、図２３は、ライトガイドを用いてＬＥＤの光を導光体に導く様子を模式的に示し、図２４は、導光板の側面に反射板を配置した構成例を示す。【０１１９】
図２２に示すように複数の導光板１８を、それらすべての光射出面１８ａが同一平面を構成するように並列して配置した場合は、ある導光板１８の平行溝に設けられた導光体３２から出射した光の一部が、その導光板１８の内部の傾斜面で反射された後、その導光板１８の端面に到達されて、その端面と接続する隣の導光板の端面から当該隣の導光板の内部に入射される。
このように複数個の導光板を、それらの光射出面が同一平面を構成するように並列して配置すれば、隣に位置する導光板に配置された導光体からの光をも利用することができるので、光の出射効率を高めることができる。【０１２０】
そして、更には、導光体を連結したときに、隣接する導光板の接続部における導光体の背面の光射出面に対する傾きが零（０）になるように構成することにより、それら連結された導光板の光射出面の端面に対応する部分、すなわち連結部分において、輝線が発生することを一層抑制することができる。【０１２１】
導光板をこのように複数並べて配置することにより、光射出面から出射する光束の光量分布が均一で、輝線の発生が抑制された大サイズの光照射面を有する面状照明装置とすることができる。
そして、このような大サイズの光照射面を有する面状照明装置は、大サイズの表示画面を有する液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置用に最適である。【０１２２】
複数個の導光板１８を並列に配置する場合、図１に示すように、ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂを導光体３２の両端面３３ａに配置した構成とすることもできるが、図２３に示すようにＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂを一箇所にまとめて配置し、それぞれのＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂから発せられた光を、ライトガイド３８Ａ及び３８Ｂを用いて導光体３２の端面に導いてもよい。
図２３は、複数並列して配置された導光板に、ガイドラインを用いてＬＥＤの光を導く様子を模式的に示した図である。
複数の導光板を配置して光射出面を大きくして面状照明装置を構成した場合に、それぞれの導光板の平行溝に配置される導光体の端部と、それぞれの導光体に対応するＬＥＤの光出射部との間にそれぞれ追加の導光部材であるライトガイド３８を配置し、ＬＥＤの光を、ライトガイドを介して導光体の端部に入光させるように構成しても良い。
このようなライトガイド３８は、例えば、光ファイバと矩形導光路を組み合わせて構成することができる。【０１２３】
図１に示すように、ＬＥＤ３４を導光体３２の端面近傍に配置した場合は、ＬＥＤ３４の発熱により導光体３２が変形したり、溶融する恐れがあるが、図２３に示すようなライトガイド３８を用いることにより、ＬＥＤ３４の発熱による導光体３２の変形及び溶融を防止することができる。
ここで、矩形導光路は、上述した透明体と同様に、透明な樹脂材料を用いて構成することができる。【０１２４】
また、導光板１８を複数配置する場合には、図２４Ａに示すように、最も外側に配置される導光板１８の側面に反射板２４を配置すればよい。このような反射板２４を側面に配置することで導光板２４の側面からの光の漏出を防止することができ、光利用効率を一層高めることができる。
なお、図１に示すように１個の導光板１８を用いて棒状照明装置を構成した場合でも、導光板の側面の面積などを考慮して、図２４Ｂに示すように、導光板１８の側面に反射板２４を配置してもよい。【０１２５】
反射板２４は、前述した反射シートやリフレクタと同様な材料を用いて形成することができる。また、上記実施形態では、本発明の棒状照明装置及び面状照明装置を、液晶表示装置を照明するために用いたが、天井照明や壁面照明などの照明装置としても利用することができる。【０１２６】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、ＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂを一箇所にまとめて配置し（図示せず）、それぞれのＬＥＤ３４Ａ及び３４Ｂから発せられた光を、図２５に示すように光ファイバを用いて導光体３２の端面に導く。【０１２７】
図２５から図３０を参照して、棒状の導光体の両端面から光ファイバの光を入射させるタイプの面状照明装置を説明し、図３１から図３４を参照して、棒状の導光体の一方の端面から光ファイバの光を入射させるタイプの面状照明装置を説明する。
図２５は、複数並列して配置された導光板に、光ファイバを用いてＬＥＤの光を導く様子を模式的に示す。図２６Ａに、導光板の平行溝を構成する壁面に導光体を有する面状照明装置を構成する導光板１８の模式的断面図を示し、図２６Ｂにその導光板１８を背面側から見た模式的下面図を示した。
図２６Ａに示すように、導光板１８の平行溝１８ｆを構成するそれぞれの壁面（傾斜面）１８ｇに接して、透明材料で形成された導光体８６が設けられている。導光体８６は、図１に示す導光体３２と同様に、光を散乱させるための微粒子を透明樹脂に混入させて形成される。微粒子の散乱断面積をΦ、導光体３２の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとした場合に、導光体３２と微粒子の間には、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下であるという関係が成り立つ。
導光体８６は、表面８６ａが曲面状に形成されている。また、導光体８６は、図２６Ａに示すように、中央に向かうに従って一定の幅のまま厚さだけが次第に薄くなるように形成されている。導光体８６の端面８６ｂには、それぞれ、図２６Ｂに示すように６つの光ファイバ８８が配置されている。また、光ファイバ８８は、図示しないＬＥＤと接続されている。【０１２８】
導光体８６は、長さ方向に厚さが次第に薄くなっているため、導光体８６の曲面８６ａは、導光体８６の端面８６ｂから入射する光の光軸に対して傾斜している。
したがって、導光体８６の端面８６ｂから内部に直進して入射した光は、導光体８６の内部の曲面において反射し、導光板１８の平行溝１８ｆの傾斜面１８ｇ側に向かう。そして、導光板１８の内部に入射し、傾斜背面１８ｄで反射した後、光射出面１８ａから出射する。
このような構造を有する面状照明装置は、入射した光線を順次立ち上げる線状光源となる導光体と該導光体から出射した光線を平面に広げる導光体の組み合わせからなるため出射光をより均一にすることが可能となる。
また、導光体には、所定の関係を満たす微粒子が混錬又は分散させているので、複雑な構造をとらなくても光射出面から光を十分に出射することができ、光の出射効率を一層高めることができる。したがって、棒状光源の構造をより簡単にすることで、安価に製造することができる。【０１２９】
つぎに、本発明に従う面状照明装置として、導光板（第１導光体）１８の平行溝１８ｆに、導光体（第２導光体）９４を一体になるように組み込んだ面状照明装置について説明する。
図２７Ａに、長さ方向に垂直な断面が三角形状の平行溝に導光体が収容されている導光板の模式的断面図を示し、図２７Ｂに、その導光板１８を背面側から見た模式的下面図を示した。また、図２８には、このような導光体９４の模式的斜視図を示した。図２７に示した面状照明装置においては、導光体９４の両方の端面９４ａから光ファイバ８８を用いて光を入射させる。【０１３０】
導光体９４は、図２７Ａ及び図２８に示すように、３つの側面のうちの一つの側面（下面）９４ｂに、長さ方向に垂直な断面における形状がＶ字状の溝（以下Ｖ字溝という）９４ｃを有している。導光体９４の下面９４ｂのＶ字溝９４ｃは、その深さが、中央に向かうに従って次第に深くなり、また、長さ方向に垂直な方向の幅が、中央に向かうに従って次第に広くなる形状を有している。このような導光体９４は、長さ方向において、一方の端面９５ａから他方の端面９５ｃに向かうに従って溝幅が広くなり、溝深さが深くなるようなＶ字溝９５ｃが形成されている２つの透明体９５Ａ及び９５Ｂの溝幅の広い側の端面９５ｄ同士を密着させて接続することによって構成することができる。また、導光体９４のＶ字溝９４ｃを構成する壁面９４ｅにはプリズムが形成されている。【０１３１】
図２７Ｂに示すように、導光体９４の両端面９４ａには、それぞれ、６つの光ファイバ８８が配置されている。それぞれの光ファイバ８８は、図示しないＬＥＤと接続されており、そのＬＥＤで発せられた光を導光体９４の端面９４ａに照射することができる。導光体９４のＶ字溝９４ｃを構成する壁面は、入射光の光軸に対して傾斜しているので、導光体９４の端面９４ａから導光体９４の内部に入射した光ファイバからの光は、導光体９４のＶ字溝９４ｃの壁面に到達し、その壁面に形成されたプリズムよって反射する。導光体９４のプリズムで反射した光は、導光板１８の平行溝１８ｆから入射し、導光板１８の傾斜背面１８ｄで反射した後、導光板１８の光射出面１８ａから出射する。【０１３２】
つぎに、本発明の面状照明装置に用いられる導光板の別の構成例について説明する。
図２９Ａ及び図２９Ｂに、そのような導光板の構成例を示した。図２９Ａは、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いたような形状の平行溝９０ｆに導光体が収容されている導光の模式的断面図であり、図２９Ｂは、その導光板を背面側から見た模式的下面図である。また、図３０には、そのような導光板９０に収容される導光体９６の模式的斜視図を示した。
図２９Ａに示すように、面状照明装置に用いられる導光板９０は、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いた形状の平行溝９０ｆが形成されている。導光体９６は、導光板９０の平行溝９０ｆに一体的に収容されるように、その外形が平行溝９０ｆと略同様の形状で形成されている。
また、導光体９６の下面９６ｂには、長さ方向に垂直な断面形状が、楕円の一部を取り除いたようなＵ字状の溝９６ｃが形成されている。このＵ字溝９６ｃは、長さ方向に次第に溝深さが深くなるとともに、溝幅が広くなるような溝が形成された２つの透明体９７Ａ及び９７Ｂの溝幅の広い側の端面同士を密着させて接続されている。導光体９６は、その曲面が、導光板９０の平行溝９０ｆの壁面と密着するように導光板９０の平行溝９０ｆ内に配置されている。【０１３３】
導光体９６の両方の端面９６ａには、６本の光ファイバ８８がそれぞれ配置されている。光ファイバ８８は、図示しないＬＥＤから発せられた光を導光体９６の端面９６ａから導光体９６の内部に入射させることができる。
このような構造を有する導光体９６は、Ｕ字溝９６ｃを構成する壁面が入射光の光軸に対して傾斜しているので、入射光はＵ字溝９６ｃの壁面で反射した後、導光板９０の平行溝９０ｆを介して導光板９０の内部に入射する。そして、導光板９０の傾斜背面において反射した後、光射出面から出射する。【０１３４】
つぎに、棒状の導光体の一方の端面のみから光を入射させるタイプの面状照明装置について説明する。
図３１Ａ及び図３１Ｂには、それぞれ、長さ方向に垂直な断面が三角形状の平行溝に導光体が収容されている導光板の模式的断面図と、その導光板を背面側から見た模式的下面図を示した。また、図３２には、このような導光板１８の平行溝に収容され、一方の端面９８ａのみから光を入射させる場合の導光体９８の模式的斜視図を示した。
図３１Ｂに示すように、一方の端面９８ａのみから光を入射させる場合の導光体９８は、光を入射させる側の端面９８ａから他方の端面９８ｄに向かうに従って幅が広がり、且つ深さが深くなるようなＶ字状の溝９８ｃを下面９８ｂに有する。
また、このような導光体９８のＶ字状の溝を構成する壁面には、前述した導光体と同様に、プリズム列を形成することができる。導光体９８のＶ字溝９８ｃの断面積の小さい側の端面９８ａ側には光ファイバ８８が配置される。
導光体９８をこのような構造で形成することにより、導光体９８の端面９８ａに配置された光ファイバからの光は、導光体９８のＶ字溝９８ｃの壁面のプリズム列において反射して導光板１８の平行溝１８ｆから内部に入射し、導光板１８の傾斜背面１８ｄで反射した後、光射出面１８ａから出射する。【０１３５】
つぎに、本発明の面状照明装置に用いられる導光板の別の構成例について説明する。
図３３Ａ及び図３３Ｂには、それぞれ、長さ方向に垂直な断面が楕円の一部を取り除いたような形状の平行溝９０ｆに導光体が収容されている導光板９０の模式的断面図と、その導光板９０を背面側から見た模式的下面図を示した。また、図３４には、そのような導光板９０の平行溝９０ｆに収容され、一方の端面のみから光を入射させる導光体９９の模式的斜視図を示した。
図３３Ｂに示すように、一方の端面９９ａのみから光を入射させる場合の導光体９０は、光を入射させる側の端面９９ａから他方の端面９９ｄに向かうに従って幅が広がり、且つ、深さが深くなるようなＵ字状の溝９９ｃを下面９９ｂに有する。図示例では、導光板９０のＵ字溝９９ｃは、長さ方向に垂直な断面形状が楕円の一部を取り除いたような形状になるように形成されている。
また、導光体９９のＵ字溝９９ｃの壁面にはプリズム列を形成することができる。導光体９９をこのような構造で形成することにより、導光体９９の端面９９ａに配置された光ファイバ８８からの光を、導光体９９のＶ字溝９９ｃの壁面のプリズム列において反射させて導光板９０の内部に入射させ、導光板９０の傾斜背面９０ｄで反射させた後、光射出面９０ａから出射させることができる。【０１３６】
＜第３実施形態＞
図３５から図３９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、面状照明装置は、導光板の端面同士が互いに密接するように断面がくさび型の複数個の導光板を接続して構成される。以下、このような面状照明装置をタンデム方式の面状照明装置という。【０１３７】
図３５は、複数並列して配置された導光板を、タンデム方式に従う面状照明装置に用いた液晶表示装置の概略斜視図を示す。
図３６は、導光体の両方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の一例を示す。図３６Ａ、図３６Ｂ及び図３６Ｃに、本発明の棒状照明装置を備えたタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図と、その部分拡大断面図と、その導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図を示す。【０１３８】
タンデム方式の面状照明装置２１０は、図３６Ｂに示すように、断面がくさび型の複数の導光板１２０と、棒状照明装置１２２と、反射フィルム１２４とを有する。また、棒状照明装置１２２は、図３６Ｂ及び図３６Ｃに示すように、棒状の導光体１３０、光ファイバ１３２及びコリメータ１３４を有する。
棒状照明装置１２２の導光体１３０は、光を散乱させるための微粒子を透明樹脂に混入させて形成される。微粒子の散乱断面積をΦ、導光体３２の光伝搬方向の長さをＬＧ、粒子密度をＮｐ、補正係数をＫＣとした場合に、導光体３２と微粒子の間には、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、ＫＣの値が０．００５以上であり、かつ０．１以下であるという関係が成り立つ。
棒状照明装置１２２の導光体１３０は、導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂに対面するように配置される。導光体１３０は、図３６Ｂに示すように、導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂと対面する側が曲面で形成されており、この曲面側から光を出射することができる。
一方、図３６Ｃに示すように、導光体１３０の曲面側とは反対の側の面１３０ｂは、端面から中央に向かうに従って、曲面側に向かって傾斜するような傾斜面になっている。また、反射フィルム１２４は、導光板１２０の傾斜背面１２０ｃと、棒状照明装置１２２の導光体１３０を覆うように設けられている。【０１３９】
光ファイバ１３２の一方の端部は、図示しない光源と接続されており、他方の端部は、棒状照明装置１２２を構成する導光体１３０の端面１３０ａ側に配置される。導光体１３０の端面１３０ａと光ファイバ１３２の間にはコリメータ１３４が設けられている。
図３６Ａ、図３６Ｂ及び図３６Ｃにぞれぞれ示したタンデム方式に従う面状照明装置において、光ファイバ１３２を通じて導光体１３０の両端面１３０ａから入射した光は、ほぼ直進して導光体１３０の傾斜面１３０ｂに達する。そして、この傾斜面１３０ｂおいて反射して曲面側に向かい、その曲面から導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂに入射する。導光板１２０の側壁面１２０ｂから入射した光は、傾斜背面１２０ｃにおいて反射して光射出面１２０ａから出射する。
棒状照明装置１２２の導光体１３０には、所定の関係を満たす微粒子が混錬又は分散されているので、光射出面から光を十分に出射することができ、光の出射効率を一層高めることができる。【０１４０】
ここで、導光体１３０も上述した導光体１８と同様に、光入射面となる測壁面１２０ｂ、光射出面１２０ａ、及び／または、光反射面となる傾斜面１２０ｂの表面粗さＲａを３８０ｎｍより小さくすること、つまりＲａ＜３８０ｎｍとすることが好ましい。【０１４１】
面状照明装置に用いる棒状照明装置として、図３６に示す肉厚側の側壁面１２０ｂと対面する側が曲面で形成された導光板を有する棒状照明装置を用いたが、本発明はその他の形状の導光板を用いることもできる。
図３７は、導光体の両方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の他の例を示す。図３７Ａは、図１０に示した形状の導光体（第２導光体）５２を有するタンデム方式の面状照明装置の導光板の概略断面図であり、図３７Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３７Ｃは、図３７Ｂに示した導光板を、反射フィルムを取り除いた状態で背面側から見た模式的下面図である。
図示例では、棒状照明装置１２６の導光体として、図１０に示した導光体５２、すなわち、長さ方向に垂直な断面の形状が円形で、両端面から中央に向かうに従って次第に細くなる形状の導光体５２を用いている。導光体５２の端面５２ａから入射し、側面５ｂから出射した光は、導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂから入射した後、傾斜背面１２０ｃにおいて反射して光射出面１２０ａから出射する。このような導光体５２を有する棒状照明装置１２６を用いても面状照明装置２２０を構成することができる。【０１４２】
以上、導光体の両方の端面から光を入射させるタイプの棒状照明装置を用いた面状照明装置の構成について説明した。つぎに、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプの棒状照明装置を用いたタンデム方式の面状照明装置の構成例について説明する。
図３８に、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の一例を示す。図３８Ａは、面状照明装置２３０を構成する、タンデム配置された導光板１２０の模式的断面図であり、図３８Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３８Ｃは、図３８Ｂに示した導光板１４０を背面側から見た模式的下面図である。
一方の端部から光を入射させるタイプの棒状照明装置１２８は、図３８Ｃに示すように、導光体１４０と、光ファイバ１３２と、コリメータ１３４とを有する。棒状照明装置１２８を構成一方の端面１４０ａから光を入射させるタイプの導光体１４０は、図３８Ｃに示すように、光が入射する側の端面１４０ａから他方の端面１４０ｃに向かうに従って次第に先細になる形状を有する。
図示例では、導光体１４０は、長さ方向に垂直な断面が略半円状であり、導光板の肉厚側の側壁面に対面する側は曲面に形成され、その反対側の面１４０ｂが平坦に形成されている。導光体１４０の平坦面１４０ｂは、導光板の肉厚側の側壁面に対して傾斜している。また、反射フィルム１２４は、導光板１２０の傾斜背面１２０ｃと、棒状照明装置１２８の導光体１４０を覆うように設けられている。
光ファイバ１３２及びコリメータ１３４を介して、導光体１４０の平坦面１４０ａに入射した光は、導光体１４０の平坦面１４０ｂで反射し、側面１４０ｄから出射する。導光体１４０の側面１４０ｄから出射した光は、導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂから入射した後、傾斜背面１２０ｃにおいて反射して光射出面１２０ａから出射する。【０１４３】
このような構造の面状照明装置２３０においては、面状照明装置の導光体の一方の端部のみから光を入射させるので、面状照明装置の構造を簡単にすることができ、小型化と低コスト化を実現することができる。【０１４４】
図３９に、導光体の一方の端部から光を入射させるタイプのタンデム方式の面状照明装置の他の例を示す。図３９Ａは、面状照明装置２４０を構成する、タンデム配置された複数の導光板の模式的断面図であり、図３９Ｂは、その部分拡大断面図であり、図３９Ｃは、図３９Ｂに示した導光板を背面側から見た模式的下面図である。
図示例では、図１２Ｃに示したコーン型の導光体７８を用い、その導光体７８の直径の大きい側の端面（大径端面という）７８ｂにＬＥＤ３４を配置した構成である。このようなコーン型の導光体７８を用いた棒状照明装置１２９は、前述したように、導光体７８の側面７８ａから光を出射することができる。
光源３４から導光体７８の大径端面７８ｂに入射した光は、導光体７８の側面７８ａから出射した後、導光板１２０の肉厚側の側壁面１２０ｂから入射し、傾斜背面１２０ｃにおいて反射して光射出面１２０ａから出射する。
このような構造の面状照明装置２４０においては、面状照明装置の導光体の一方の端部のみから光を入射させるので、面状照明装置の構造を簡単にすることができ、小型化と低コスト化を実現することができる。【０１４５】
以上、本発明に係る導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びに棒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。【０１４６】
また、本発明に係る導光部材及びそれを用いた面状照明装置、並びに棒状照明装置は、いずれも屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示パネルや広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置等の種々の照明装置の導光部材、面状照明装置、光源（棒状照明装置）として用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明の導光部材は、薄型化することができ、棒状光源の構造を簡単にすることができる。それゆえ、液晶ディスプレイ、オーバーヘッドプロジェクター、広告用電飾看板などに利用される面状照明装置（バックライトユニット）などに用いられる導光部材として用いることができる。
また、本発明の面状照明装置は、液晶ディスプレイ、オーバーヘッドプロジェクター、広告用電飾看板などに利用される面状照明装置（バックライトユニット）として用いることができる。
さらに、本発明の棒状照明装置は、液晶ディスプレイ、オーバーヘッドプロジェクター、広告用電飾看板などに利用される面状照明装置（バックライトユニット）などに用いられる棒状光源として、また蛍光灯など線状の光源の代わりの光源装置として用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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