(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、各々の前記線状光源から入射される光を光射出面から射出する導光板とを備える面状照明装置に用いられ、前記導光板から入射される光を拡散して出射する透過率調整体ユニットであって、
光透過性を有する光学部材と、
前記光学部材に設けられた多数の透過率調整体とを有し、
前記透過率調整体が、前記線状光源の軸方向に平行な方向に周期的に増減し、前記軸方向に垂直な方向に、前記導光板の光射出面における輝度分布に基づいて特定されるパターン密度分布で配置され、
前記線状光源のピッチをＰ、前記透過率調整体の周期的な変化のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、
５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たす透過率調整体ユニット。
【請求項２】
前記光学部材は、透明フィルム、前記導光板、拡散フィルムまたはプリズムシートである請求項１に記載の透過率調整体ユニット。
【請求項３】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、
前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、
前記導光板の光射出面と反対側の面に対向して配置された反射シートと、
前記導光板の光射出面上に配置された請求項１または２に記載の透過率調整体ユニットとを有する面状照明装置。
【請求項４】
前記光学部材は、透明フィルム、拡散フィルムおよびプリズムシートの少なくとも１つである請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、
前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、
前記導光板の光射出面と反対側の面に配置された反射シートと、
前記導光板の光射出面上に、多数の透過率調整体が、前記線状光源の軸方向に平行な方向に周期的に増減し、前記軸方向に垂直な方向に、前記導光板の光射出面における輝度分布に基づいて特定されるパターン密度分布で配置され、
前記線状光源のピッチをＰ、前記透過率調整体の周期的な変化のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、
５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たす面状照明装置。
【請求項６】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源を備える面状照明装置に用いられ、光透過性を有する第１光学部材と、前記第１光学部材に設けられた多数の第１透過率調整体とを有する第１透過率調整体ユニットの光射出側に配置される第２の透過率調整体ユニットであって、
光透過性を有する第２光学部材と、
前記第２光学部材に設けられた多数の第２透過率調整体とを備え、
前記第２透過率調整体は、前記線状光源の軸方向と平行な方向に周期的に増減するようなパターン密度分布で配置され、
前記線状光源のピッチをＰ、前記第２透過率調整体の周期的な変化のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、
５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たす透過率調整体ユニット。
【請求項７】
前記第１透過率調整体ユニットは、
所定位置（ｘ，ｙ）での前記第１透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、
前記導光板の前記光射出面から出射される光の最大輝度Ｆmaxを１とし、所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の前記最大輝度Ｆmaxに対する相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、
前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）
（式中、ｃは、０．５≦ｃ≦１を満たし、Ｆminは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満足する請求項６に記載の透過率調整体ユニット。
【請求項８】
前記第１光学部材は、透明フィルム、導光板、拡散フィルムまたはプリズムシートである請求項６または７に記載の透過率調整体ユニット。
【請求項９】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、
前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、
前記導光板の光射出面と反対側の面に配置された反射シートと、
光透過性を有する第１光学部材と、前記第１光学部材に所定のパターン密度分布で設けられた多数の第１透過率調整体とを含み、前記導光板の光射出面側に配置される第１透過率調整体ユニットと、
光透過性を有する第２光学部材と、前記線状光源の軸方向と平行な方向に周期的に増減するようなパターン密度分布で配置される多数の第２透過率調整体とを含み、前記第１透過率調整体ユニットの光射出側に配置される第２透過率調整体ユニットとを備え、
前記線状光源のピッチをＰ、前記第２透過率調整体の周期的な変化のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、
５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たす面状照明装置。
【請求項１０】
前記第１透過率調整体ユニットは、
所定位置（ｘ，ｙ）での前記第１透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、
前記導光板の前記光射出面から出射される光の最大輝度Ｆmaxを１とし、所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の前記最大輝度Ｆmaxに対する相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、
前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）
（式中、ｃは、０．５≦ｃ≦１を満たし、Ｆminは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満足する請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記第１光学部材及び第２光学部材は、それぞれ、透明フィルム、拡散フィルムおよびプリズムシートの少なくとも１つである請求項９または１０に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、
前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出し、前記光射出面上に所定のパターン密度で多数の第１透過率調整体が配置される平板状の導光板と、
前記導光板の光射出面と対向する面に配置された反射シートと、
光透過性を有する光学部材と、前記線状光源の軸方向と平行な方向に周期的に増減するようなパターン密度分布で配置される多数の第２透過率調整体とを含み、前記導光板の光射出面に対向して配置される透過率調整体ユニットとを備え、
前記線状光源のピッチをＰ、前記第２透過率調整体の周期的な変化のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、
５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たす面状照明装置。
【請求項１３】
請求項３〜５、９〜１２のいずれかに記載の面状照明装置と、
前記面状照明装置の光出射面側に配置される液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動するための駆動ユニットとを有する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の光出射面から出射した光をより均一な出射光にする透過率調整体ユニット、光出射面から均一な光を出射する面状照明装置、それを用いる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から光を照射し、液晶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。
このようなバックライトユニットとしては、例えば特許文献１に開示のバックライトユニットが知られている。
【０００３】
図２５は、特許文献１に開示された面光源装置の概略断面図である。
同図に示す面光源装置（バックライトユニット）は、導光板１００に蛍光ランプ１０２を埋め込んだ後、導光板１００の背面に反射シート１０４を配置し、導光板１００の出射面に透過光量補正シート１０６、光拡散板１０８、プリズムシート１１０を積層することで形成される。
導光板１００は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板１００の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板１００の背面（出射面と反対側の面）には蛍光ランプ１０２を埋め込む断面Ｕ字状の溝１００ａが形成され、導光板１００の出射面には、蛍光ランプ１０２の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面１００ｂが形成されている。
【０００４】
このように、特許文献１には、微粒子を混入して導光板１００を形成すると共に、蛍光ランプ１０２の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面１００ｂにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度むらを低減できることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が開示されている。
また、特許文献３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。
【０００６】
このような導光板を用いたバックライトユニットでは、輝線、暗線などの輝度分布が生じることから、これを改善するための種々の方法が提案されている（例えば、特許文献４〜６）。
【０００７】
特許文献４では、拡散板の表面に光透過を阻止するドッド上の印刷部が形成されている。さらに、その印刷部の密度を冷陰極蛍光灯が直下に位置付けられる領域において密にし、該領域から遠ざかるにつれ疎にすることにより、拡散板側に放出される光量は、該拡散板の全面にいたって均一となると記載されている。
【０００８】
また、特許文献５では、導光板は、板体の下面に線光源から遠ざかるにつれて面積率が大きくなるように光散乱層が形成されている。光散乱層は、線光源からの輝度変化に応じて導光板の板体内部の光を上面から取り出すために用いるものであることが記載されている。
【０００９】
また、特許文献６では、透過調整手段は、線状光源の光源光量に反比例することによってその直射による輝度上昇を抑制するように透明基板の長手方向に添う帯状にして、高反射性インクにより印刷した密度変調のドットパターンをなすものとしてあり、このとき該ドットの密度変調パターンは、これを、上記突出縁部の端縁から面内方向にドット面積又はドット数を減少変化したものとしてある。
これによって線状光源の光源光は、各突出縁部を介してその表面の出光面に形成した透過調整手段に至り、その密度変調によって透過量と透過防止量とを、突出縁部の端縁側から面内方向に漸増するように調整して、光源光の直射による線状光源を配置する部分の輝度上昇を抑止して、上記導光手段による導光の照明輝度との均一性を確保している。
【００１０】
特許文献７では、液晶表示装置のバックライトユニットに使用される光学部材である光拡散シートに、バックライトユニットの光出射面の少なくとも輝度分布を測定したデータを階調反転させて形成された輝度分布反転像が印刷されている。
この輝度分布反転像は、バックライトユニットの光出射面の輝度分布を反映した高精度のグラデーションパターンを備えているため、導光板の出射光は光拡散シートを透過した後は、輝度むらの少ない状態となり、輝線の発生が防止されることが記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−３０４６２３号公報
【特許文献２】特開平８−６２４２６号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３０２７号公報
【特許文献４】特開平５−１２７１５６号公報
【特許文献５】特開平６−２３５８２５号公報
【特許文献６】特開２００１−４２３２７号公報
【特許文献７】特開２００４−１７０６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、本発明者は、特願２００４−２５８３４０号において、線状光源の輝線の発生を抑制するために、透明フィルム上に所定のパターン密度で透過率調整体を配置して構成される透過率調整体ユニットを開示した。このような透過率調整体ユニットを用いることにより、導光板の光出射面から出射した光をより均一で輝度むらの抑制された出射光にすることができる。
【００１３】
本発明の第１の課題は、薄型で軽量であり、輝度むらの発生をより一層抑制することができる透過率調整体ユニットを提供することにある。
また、本発明の第２の課題は、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらの少ない照明光を出射することができ、また、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することにある。
また、本発明の第３の課題は、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらの少ない表示を行うことができ、また、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶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】
【００１４】
上記第１の課題を解決するために、本発明の第１の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源を備える面状照明装置に用いられ、入射した光を拡散させて出射させるための透過率調整体ユニットであって、光透過性を有する光学部材と、前記光学部材に設けられた多数の透過率調整体とを有し、前記透過率調整体が、前記線状光源の軸方向に平行な方向と、前記軸方向に垂直な方向に所定のパターン密度分布で配置されている透過率調整体ユニットを提供する。
【００１５】
本発明の第１の態様の透過率調整体ユニットにおいては、前記軸方向に垂直な方向の前記透過率調整体のパターン密度分布が、前記導光板の前記光射出面における輝度分布に基づいて特定され、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記透過率調整体のパターン密度が周期的に増減するようなパターン密度分布であることが好ましい。
また、前記線状光源のピッチをＰ、前記透過率調整体のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たすことが好ましい。
【００１６】
また、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記透過率調整体のパターン密度がランダムに増減するようなパターン密度分布であることが好ましい。
前記光学部材は、透明フィルム、導光板、拡散フィルムまたはプリズムシートであることが好ましい。
【００１７】
上記第２の課題を解決するために、本発明の第２の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、前記導光板の光射出面と反対側の面に対向して配置された反射シートと、前記導光板の光射出面上に配置された本発明の第１の態様に従う透過率調整体ユニットとを有する面状照明装置を提供する。
【００１８】
前記光学部材は、透明フィルム、拡散フィルムおよびプリズムシートの少なくとも１つであることが好ましい。
【００１９】
上記第２の課題を解決するために、本発明の第３の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、前記導光板の光射出面と反対側の面に配置された反射シートとを有し、前記導光板の光射出面上に、多数の透過率調整体が、前記線状光源の軸方向に平行な方向と、前記軸方向に垂直な方向に所定のパターン密度分布で配置されている面状照明装置を提供する。
【００２０】
また、上記第１の課題を解決するために、本発明の第４の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源を備える面状照明装置に用いられ、光透過性を有する第１光学部材と、前記第１光学部材に設けられた多数の第１透過率調整体とを有する第１透過率調整体ユニットの光射出側に配置される第２の透過率調整体ユニットであって、光透過性を有する第２光学部材と、前記第２光学部材に設けられた多数の第２透過率調整体とを備え、前記第２透過率調整体は、前記線状光源の軸方向と平行な方向に所定のパターン密度分布で配置されている透過率調整体ユニットを提供する。
【００２１】
本発明の第４の態様の透過率調整体ユニットにおいて、前記第１透過率調整体ユニットは、所定位置（ｘ，ｙ）での前記第１透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、前記導光板の前記光射出面から出射される光の最大輝度Ｆmaxを１とし、所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の前記最大輝度Ｆmaxに対する相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）
（式中、ｃは、０．５≦ｃ≦１を満たし、Ｆminは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満足することが好ましい。
【００２２】
また、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記透過率調整体のパターン密度が周期的に増減するようなパターン密度分布であり、前記線状光源のピッチをＰ、前記透過率調整体の面密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たすことが好ましい。
また、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記透過率調整体のパターン密度がランダムに増減するようなパターン密度分布であることも好ましい。
また、前記第１光学部材は、透明フィルム、導光板、拡散フィルムまたはプリズムシートであることが好ましい。
【００２３】
また、上記第１の課題を解決するために、本発明の第５の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出する平板状の導光板と、前記導光板の光射出面と反対側の面に配置された反射シートと、光透過性を有する第１光学部材と、前記第１光学部材に所定のパターン密度分布で設けられた多数の第１透過率調整体とを含み、前記導光板の光射出面側に配置される第１透過率調整体ユニットと、光透過性を有する第２光学部材と、前記線状光源の軸方向と平行な方向に所定のパターン密度分布で配置される多数の第２透過率調整体とを含み、前記第１透過率調整体ユニットの光射出側に配置される第２透過率調整体ユニットとを備える面状照明装置を提供する。
【００２４】
本発明の第５の態様の面状照明装置においては、前記第１透過率調整体ユニットは、所定位置（ｘ，ｙ）での前記第１透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、前記導光板の前記光射出面から出射される光の最大輝度Ｆmaxを１とし、所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の前記最大輝度Ｆmaxに対する相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）
（式中、ｃは、０．５≦ｃ≦１を満たし、Ｆminは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満足することが好ましい。
【００２５】
また、前記第２透過率調整体ユニットの前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記第２透過率調整体のパターン密度が周期的に増減するようなパターン密度分布であり、前記線状光源のピッチをＰ、前記第２透過率調整体のパターン密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たすことが好ましい。
また、前記第１光学部材及び第２光学部材は、それぞれ、透明フィルム、拡散フィルムおよびプリズムシートの少なくとも１つであることが好ましい。
【００２６】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の第６の態様は、所定の間隔で同一平面に並列に配置された複数の線状光源と、前記線状光源がそれぞれ配置される平行溝が形成され、前記線状光源から入射された光を光射出面から射出し、前記光射出面上に所定のパターン密度で多数の第１透過率調整体が配置される平板状の導光板と、前記導光板の光射出面と対向する面に配置された反射シートと、光透過性を有する光学部材と、前記線状光源の軸方向と平行な方向に所定のパターン密度分布で配置される多数の第２透過率調整体とを含み、前記導光板の光射出面に対向して配置される透過率調整体ユニットとを備える面状照明装置を提供する。
【００２７】
本発明の第６の態様の面状照明装置においては、前記透過率調整体ユニットの前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布は、前記第２透過率調整体のパターン密度が周期的に増減するようなパターン密度分布であり、前記線状光源のピッチをＰ、前記第２透過率調整体の面密度の最大値をＡ［％］、前記軸方向に平行な方向のパターン密度分布の周期をＰｍとしたときに、５＜Ａ＜２０、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たすことが好ましい。
【００２８】
また、上記第３の課題を解決するために、本発明の第７の態様は、本発明の第２、第３、第５及び第６の態様のいずれかの面状照明装置と、前記面状照明装置の光出射面側に配置される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを駆動するための駆動ユニットとを有する液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の態様および第４の態様の透過率調整体ユニットを用いれば、面状照明装置の光源として線状光源を用いたときに発生するスジ状の輝度むらを効率よく低減して視認されることを防止することができる。その結果、面状照明装置に拡散フィルムを用いる場合も、拡散フィルムをより薄型化、かつより軽量化することができる。
【００３０】
また、本発明の第２及び第３の態様の面状照明装置によれば、光源として線状光源を用いた場合であっても、光源の軸方向に平行な方向にパターン密度分布を有する本発明の第１の態様の透過率調整体ユニットによって光源の軸方向に平行な方向の輝度むらの発生が抑制されているので、面状照明光に輝度むらが視認されることが防止され、輝度むらを効率よく低減させることができる。その結果、拡散フィルムを用いたとしても、その拡散フィルムを薄くすることができる。さらに、輝度むらを効率よく低減させることで、出射効率を高くすることができ、低輝度の光源を用いた場合でも、輝度の高い光を出射することができる。
これにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらが少なく、かつより高輝度な照明光を出射することができ、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することができる。
また、本発明の第５及び第６の態様の面状照明装置によれば、光源として線状光源を用いた場合であっても、光源の軸方向に平行な方向にパターン密度分布を有する第２透過率調整体ユニット又は透過率調整体ユニットによって、光源の軸方向に平行な方向の輝度むらの発生が抑制されているので、面状照明光に輝度むらが視認されることが防止され、輝度むらを効率よく低減させることができる。さらに、輝度むらを効率よく低減させることで、出射効率を高くすることができ、低輝度の光源を用いた場合でも、輝度の高い光を出射することができる。これにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらが少なく、かつより高輝度な照明光を出射することができ、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の第７の態様によれば、上記第２、第３、第５及び第６のいずれかの態様の面状照明装置を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらが少なく、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の透過率調整体ユニット、面状照明装置、及び、それを用いる液晶表示装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に詳細に説明する。
図１に、本発明の第１の態様の透過率調整体ユニット２８を有する本発明の第２の態様の面状照明装置２（以下、バックライトユニットともいう）の概略断面図を示す。このような面状照明装置２は、本発明の第３の態様の液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられる。図２（ａ）及び（ｂ）には、図１に示したバックライトユニット２の一つの導光板ユニット１８の部分と、そのバックライトユニット２を用いた液晶表示装置１０の概略部分斜視図と概略部分断面図を示す。図１、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶表示装置１０は、基本的に、バックライトユニット２と、バックライトユニット２の光出射面側に配置される液晶表示パネル４と、それらを駆動するための駆動ユニット６（バックライトユニット２との接続部は図示せず）とを有する。
【００３３】
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４の表面上に文字、図形、画像などを表示することができる。
液晶表示パネル４には、例えば、ＧＨ，ＰＣ，ＴＮ，ＳＴＮ，ＥＣＢ，ＰＤＬＣ，ＩＰＳ（In-Plane Switching），ＶＡ（Vertical Aligned）方式の各種（ＭＶＡ，ＰＶＡ，ＥＶＡ）、ＯＣＢ、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などの液晶表示モードに従う液晶表示パネルを利用することができる。また、液晶表示パネル４の駆動方式も特に限定されず、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス方式など既に知られた駆動方式を利用することができる。
また、駆動ユニット６は、液晶表示パネル４内の透明電極（図示しない）に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル４を透過する光の透過率を制御したりする。
【００３４】
バックライトユニット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面状照明装置であり、液晶表示パネル４の画像表示面と略同一の光出射面（発光面）を有する。バックライトユニット２は、図１に示すように、基本的には、光源１２と、拡散フィルム１４と、２枚のプリズムシート１６及び１７と、導光板１９と、リフレクタ２０と、反射シート２２と、第１透過率調整体ユニット２８と、第２透過率調整体ユニット３０とを有する。また、図１に示すように、本実施形態のバックライトユニット２に用いられる導光板１９は、複数の導光板ユニット１８で構成される。
【００３５】
図２（ａ）及び（ｂ）において、光源１２は、細径の棒状の冷陰極管であり、液晶表示パネル４を照明するために用いられる。光源１２は、導光板ユニット１８に形成された平行溝１８ｆ内に配置され、駆動ユニット６と接続されている（図示せず）。ここでは、光源１２として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、棒状光源であれば、どのようなものでもよい。光源１２としては、例えば、通常の蛍光管や、ＬＥＤ（発光ダイオード）なども用いることもできる。
例えば、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆと同等の長さを有する円柱状又は角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面及び底面にＬＥＤを配置したＬＥＤ光源を光源１２の代わりに用いても良い。このようなＬＥＤ光源は、導光体の上面及び底面からＬＥＤの光を入射して導光体の側面からＬＥＤの光を出射することができる。
【００３６】
導光板ユニット１８は、矩形状の光出射面１８ａと、その一辺に平行な厚肉部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から前記一辺に直行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、光源１２を収納するための平行溝１８ｆとを有する。すなわち、導光板ユニット１８は、表面の外形形状が矩形状の平板であり、透明樹脂により形成されている。導光板ユニット１８は、一方の面が平坦となっており、他方の面が、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、一方の面に対して傾斜している。
傾斜背面１８ｄは、図２に示されるように曲面で形成されており、端部に向かうに従って光射出面に対する傾斜が緩やかになるように形成されている。ここでは、傾斜背面１８ｄを曲面として形成しているが、平面としてもよい。
【００３７】
また、図１に示すように、導光板ユニット１８は、平行溝１８ｆの中心を通って導光板ユニット１８の光出射面１８ａに垂直な中心線に対して対称な形状である。導光板１９は、各導光板ユニット１８の薄肉部を接合部として、複数連結されることにより形成されている。
【００３８】
導光板ユニット１８の厚肉部１８ｂの光出射面１８ａと反対側には、光源１２を収容するための平行溝１８ｆが長手方向に延在して形成されている。平行溝１８ｆの深さは、光源１２の一部が導光板ユニット１８の下面からはみ出さないように決定されることが好ましく、光源１２の寸法や導光板ユニット１８の機械的強度、経時変化を考慮して決定することが好ましい。また導光板ユニット１８の厚肉部１８ｂや薄肉端部１８ｃの厚みは、光源１２の寸法に応じて任意に変更することができる。ここで、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆは、導光板ユニット１８の長手方向に対して垂直な方向に形成してもよいが、平行溝１８ｆに収容される光源１２からの光利用効率を高めるためには長手方向に形成することが好ましい。
【００３９】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す構造を有する導光板ユニット１８において、その平行溝１８ｆに配置された光源１２から放射される光のうち、平行溝１８ｆを形成する側壁から導光板ユニット１８の内部に入射した光は、導光板ユニット１８の傾斜背面１８ｄで反射した後、光出射面１８ａから出射する。このとき、導光板ユニット１８の下面から一部の光が漏洩するが、その漏洩した光は、導光板ユニット１８の傾斜背面１８ｄ側に形成された後述する反射シート２２により反射して再び導光板ユニット１８の内部に入射して光出射面１８ａから出射する。こうして、導光板ユニット１８の光出射面１８ａから均一な光が放射される。
【００４０】
導光板１９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１９の材料としては、例えば、ＭＳ樹脂、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、より具体的には、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ベンジルメタクリレートなどを用いることができる。透明樹脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良く、これにより光出射面１８ａからの光の出射効率を一層高めることができる。
【００４１】
本実施形態において、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆは、当該平行溝１８ｆの長さ方向に垂直な断面形状（以下、単に平行溝の断面形状という）が三角形状になるように形成されている。平行溝１８ｆの形状については、後述する。
【００４２】
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、導光板ユニット１８の光出射面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ユニット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ユニット１８の光出射面１８ａに対して対向しないように配置される。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、導光板ユニット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。
【００４３】
また、図示例では、プリズムシートを用いたが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、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を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。
【００４４】
本発明においては、更に、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、反射シート２２と導光板ユニット１８の光出射面１８ａと反対側の傾斜背面１８ｄとの間にもプリズムシート２３を設けることが好ましい。図３（ａ）は、反射シート２２と導光板ユニット１８の傾斜背面１８ｄとの間にプリズムシート２３が配置されている様子を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、反射シート２２と導光板ユニット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２３を導光板側から見た概略平面図及び概略横断面図である。反射シート２２と導光板ユニット１８の傾斜背面１８ｄとの間に設けられるプリズムシート２３は、プリズム２３ａの延在する方向が導光板ユニット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２３ａの頂角が導光板ユニット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。
【００４５】
ここではプリズムシートを用いたが、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。
なお、図示例においては、プリズムシート１６および１７、さらに好ましくはプリズムシート２３を用いているが、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆによる光出射面１８ａにおける輝度がより均一化されている場合には、プリズムシート２３はもちろん不要であるし、プリズムシート１６および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。
【００４６】
図２において、反射シート２２は、導光板ユニット１８の背面（図中、下面）から漏洩する光を反射して、再び導光板ユニット１８に入射させるためのものであり、光の利用効率を向上させることができる。反射シート２２は、導光板ユニット１８の下面（傾斜背面）を覆うように形成される。リフレクタ２０は、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆを塞ぐように光源１２の背後に設けられる。リフレクタ２０は、光源１２の下面から光を反射して、導光板ユニット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。
【００４７】
反射シート２２は、導光板ユニット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。
【００４８】
図２において、拡散フィルム１４は、導光板ユニット１８の光出射面１８ａから出射する光を拡散して均一化するためのものであり、例えば、ＭＳ樹脂、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、より具体的には、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などの光学的に透明な樹脂からなるフィルム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、拡散フィルム１４としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散フィルムを用いることができる。
本発明において、拡散フィルム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が好ましい。
【００４９】
拡散フィルム１４は、導光板ユニット１８の光出射面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、その距離は導光板ユニット１８の光出射面１８ａからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散フィルム１４を導光板ユニット１８の光出射面１８ａから所定の間隔だけ離すことにより、導光板ユニット１８の光出射面１８ａから射出する光が、光出射面１８ａと拡散フィルム１４の間で更にミキシング（混合）される。これにより、拡散フィルム１４を透過して液晶表示パネル４を照明する光の輝度を、より一層均一化することができる。拡散フィルム１４を導光板ユニット１８の光出射面１８ａから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散フィルム１４と導光板ユニット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。
【００５０】
特に、バックライトユニット２の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの断面形状によって、平行溝１８ｆに相当する導光板ユニット１８の光出射面１８ａにおける輝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フィルム１４と導光板ユニット１８の光出射面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散フィルム１４から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。また、導光板ユニット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に相当する導光板ユニット１８の光出射面１８ａにおける輝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、拡散フィルム１４と導光板ユニット１８の光出射面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散フィルム１４から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。
【００５１】
次に、第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０について説明する。
本実施形態の第１透過率調整体ユニット２８及び第２透過率調整体ユニット３０は、いずれも導光板ユニット１８から出射される光の輝度むらを低減させるものである。第１透過率調整体ユニット２８は、透明フィルム２９と、透明フィルム２９の表面に配置される多数の透過率調整体２６とを有する。また、第２透過率調整体ユニット３０は、透明フィルム３４と、透明フィルム３４の表面に配置される多数の透過率調整体（第２透過率調整体）３２とを有する。第２透過率調整体ユニット３０は、第１透過率調整体ユニット２８と密着して配置されても、所定間隔離れて配置されていてもよい。
【００５２】
透明フィルム２９及び３４は、フィルム状の形状を有し、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）等の光学的に透明な部材で形成されている。
【００５３】
透過率調整体２６及び３２は、所定の透過率を有する種々の大きさのドットであり、四角形や円形、六角形などの形状を有し、所定パターン、例えば、位置に応じてドットの大きさ、ドットの配置数が異なるパターン（網点パターン）で透明フィルム２９及び３４の導光板ユニット１８側とは反対側の表面全面に印刷等によって形成されている。
透過率調整体２６及び３２としては、拡散反射体を用いることができる。拡散反射体は、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、あるいは樹脂、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である。
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。
ここで、透過率調整体２６及び３２は、１つの透過率調整体の幅が０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。幅を０．１ｍｍ以下とすることで、寸法が肉眼の判別能以下となり、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体２６及び３２の形状がバックライトユニットの光出射面に投影されて輝度むらとなることが抑制され、効率よく輝度むらを低減することができる。
【００５４】
ここで、第１透過率調整体ユニット２８の透過率調整体２６の配置パターンについて詳細に説明する。図４に、透過率調整体２６を網点パターンで配置した第１透過率調整体ユニットの一例の模式的平面図を示す。図４は、３個の導光板を並べて配置して構成された導光板ユニットに用いられる第１透過率調整体ユニットの透過率調整体の配置パターンの例である。なお、図４において、図２（ａ）及び（ｂ）の導光板ユニット１８の中心、つまり平行溝１８ｆの中心を一点鎖線Ｘで示し、導光板ユニット１８の幅をＷで示す。このように、多数の透過率調整体２６を透明フィルム２９の導光板ユニット１８側の表面に所定パターンで配置することで、表面上の位置に応じて透過率調整体２６のパターン密度は変化する。
図４に示した第１透過率調整体ユニット２８の透過率調整体２６は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す光源１２の軸に平行な方向ではパターン密度が変化しないように一定の分布で配置され、光源１２の軸に垂直な方向では、所定のパターン密度分布で配置されている。図５には、光源１２の軸に垂直な方向のパターン密度の分布を示した。図５において、縦軸はパターン密度を示し、横軸は光源の軸からの距離を示す。光源１２の軸に垂直な方向のパターン密度の分布は、第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０を設けないで構成したバックライトユニットの光射出面における輝度分布に基づいて以下に記載する方法によって決定されている。
【００５５】
まず、透過率調整体２６が配置されていない、つまり第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０を備えない場合のバックライトユニット２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。また、第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０を備えない場合のバックライトユニット２の拡散フィルム１４の光出射面から出射される光の最大輝度をＦmaxとし、最小輝度をＦminとし、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、最大輝度Ｆmaxを基準点（Ｆmax＝１）とする。
このとき、第１透過率調整体ユニット２８の任意の位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とすると、第１透過率調整体ユニット２８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１を満足する。
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）    式１
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。
【００５６】
本発明において、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２６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２６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。
【００５７】
第１透過率調整体ユニット２８の透過率調整体２６を上記式１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２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。このように、第１透過率調整体ユニット２８を用いて輝度むらを低減させれば、拡散フィルム１４により、光の拡散をそれほど十分に行う必要がなくなるため、拡散フィルム１４をより薄くすることができる。また、プリズムシートの使用を止めることができ、あるいは、プリズムシートの使用枚数を減らすことができ、より軽量で、安価なバックライトユニットを提供することができる。
ここで、上述したように、最大密度ｃは、０．５≦ｃ≦１とすることが好ましく、最大密度ｃを０．５以上とすることで、平均輝度の低減も抑えることができ、高輝度で均一な光を出射させることができる。
また、第１透過率調整体２６は、パターン密度ρ（ｘ、ｙ）＝１、つまり透過率調整体を全面に配置した場合の透過率が１０％以上５０％以下であることが好ましく、２０％以上４０％以下とすることがより好ましい。
透過率を１０％以上とすることで、輝度むらを好適に低減させることができ、５０％以下とすることで、平均輝度を低下させることなく、輝度むらを低減させることができる。
さらに、透過率を２０％以上４０％以下とすることで、上記効果をより好適に得ることができる。
【００５８】
本実施形態では、透過率調整体を四角形状で配置したが、本発明はこれに限定されず、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、バックライトユニットに、本実施例のような線状光源と１軸延伸形状の導光板ユニットとを用いた場合は、透過率調整体を線状光源と平行な長い帯形状としてもよい。
【００５９】
つぎに、第２透過率調整体ユニット３０の透過率調整体３２の配置パターンについて説明する。
図６に、第２透過率調整体ユニット３０の一例の模式的平面図を示す。第２透過率調整体ユニット３０は、透過率調整体３２が、図６に示されるように、光源の軸に対して平行な方向（以下、単に光源軸方向という）と垂直な方向の両方向に所定のパターン密度の分布で透明フィルム３４上に配置されて構成されている。図６に示される第２透過率調整体ユニット３０は、３個の導光板を並べて配置して構成された導光板ユニットに用いられる第２透過率調整体ユニットの透過率調整体の配置パターンの例である。図６のＷが、１つの導光板ユニットの幅を示している。図６に示したパターン密度の例では、導光板ユニットごとに、光源軸方向にパターン密度の分布が所定ピッチだけずれて構成されている。
また、図７には、光源軸方向における透過率調整体３２のパターン密度の分布を示した。ここでは、光源軸方向における位置を横軸とし、透過率調整体３２のパターン密度を縦軸としたときに、パターン密度の分布が正弦波になるように透過率調整体３２が配置されている。このように光源軸方向に透過率調整体３２のパターン密度に分布を持たせることにより、第１透過率調整体ユニット３０の光射出面に発生するスジ状の明線及び暗線が実質的に視認されにくくすることができる。すなわち、第１透過率調整体ユニット３０の光射出面の明るい領域及び暗い領域は、光源軸方向に直線状に生じていることから、光源軸方向のパターン密度が分布を有するように透過率調整体を配置することにより、明線及び暗線を視認されにくくすることができる。
【００６０】
また、図８には、図６に示すように、光源軸方向において、透過率調整体３２のパターン密度が最大となる部分（最大部）ρｍａｘと最小となる部分（最小部）ρｍｉｎの、光源軸方向に対して垂直な方向のパターン密度の分布を示した。このように、第２透過率調整体ユニット３０では、透過率調整体３２のパターン密度が、光源軸方向に垂直な方向にも分布を有するように、透過率調整体３２が配置されている。第２透過率調整体ユニット３０の第２透過率調整体は、第１透過率調整体ユニットと組合せた構成でバックライトユニットを点灯させたときに輝線部分が視認されなくなるように、第１透過率調整体ユニットから出射する光の輝度分布が高い部分に第２透過率調整体が所定のパターンで追加される。図８に示される第２透過率調整体ユニット３０の透過率調整体３２の任意の位置（ｘ，ｙ）のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）は、下記式２を満たしている。ここでは、光源の軸に平行な方向（光源軸方向）をｙとし、垂直な方向をｘとしている。
ρ（ｘ，ｙ）＝α×ｆ（ｙ）｛（Ｇmax−Ｇmin）／Ｇmin｝      式２
式２において、
ｆ（ｙ）＝｛１＋sin（２πｙ／Ｐｍ）｝／２
であり、Ｇmaxは、第２透過率調整体ユニットを備えない場合のバックライトユニット２の拡散フィルムの光射出面から出射される光の最大輝度であり、Ｇminは最小輝度である。また、αは最大密度を決める定数であり、Ｐｍは、軸方向の正弦波の周期である。ここでは、各位置の追加密度は、最小輝度からの差分に比例した正弦波としている。
【００６１】
ここでは、第２透過率調整体ユニット３０の光源軸方向おける透過率調整体３２のパターン密度の分布は、図７に示すように、周期的な正弦波で示されるような分布にしたが、これに限定されず、無周期な分布であっても良い。
また、透過率調整体３２のパターン密度の分布を周期的な分布にする場合は、それぞれの導光板ユニットに対応するパターン密度の分布が、互いにずれるように透過率調整体の配置パターンが構成されることが好ましい。すなわち、ある導光板ユニットに対応する部分の第２透過率調整体ユニットのパターン密度の分布と、その導光板ユニットに隣接する導光板ユニットに対応する部分の第２透過率調整体ユニットのパターン密度の分布の位相がずれるように、光源軸方向のパターン密度の分布を調整することが好ましい。
【００６２】
また、透過率調整体３２を周期的なパターン密度分布で配置した場合においては、その周期及びパターン密度は特に限定されないが、透過率調整体３２のパターン密度の最大値をＡ、光源軸方向のパターン密度の周期をＰｍとし、並列に配置される線状光源のピッチをＰとしたときに、
５％＜Ａ＜２０％、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐ
を満たすことが好ましい。
【００６３】
また、第２透過率調整体ユニットを透過する透過光の輝度分布において、最大輝度と最小輝度の差が、平均輝度に対して２％以下となるように、透過率調整体の密度分布が決定されることが好ましい。これにより、第２透過率調整体ユニットの光射出面側の輝度むらがより一層視認されにくくなる。
【００６４】
ここで、図９（ａ）〜（ｃ）に、第１透過率調整体ユニット２８と拡散フィルムとの間に第２透過率調整体ユニット３０を配置しない場合と配置した場合の面状照明装置の輝度むらのイメージ図を示した。図９（ａ）は、第２透過率調整体ユニットを配置しない場合の面状照明装置の照明光のイメージ図である。図９（ｂ）は、光源軸方向のパターン密度の周期Ｐｍが、光源のピッチＰの１／２倍（Ｐｍ＝１／２Ｐ）となるように透過率調整体が配置された第２透過率調整体ユニットを有する面状照明装置の照明光のイメージ図である。また、図９（ｃ）は、光源軸方向のパターン密度の周期Ｐｍが、光源のピッチＰの２倍となるように透過率調整体が配置された第２透過率調整体ユニットを有する面状照明装置の照明光のイメージ図である。
図９（ａ）に示されるように、第２透過率調整体ユニットを配置しない場合は、輝線と暗線が所定の間隔で交互に発生している。一方、図９（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第２透過率調整体ユニットを配置することによって、光源軸方向のスジ状の明暗部分がなくなって、光源軸方向に明部と暗部が周期的に発生している。
【００６５】
本実施形態では、図１に示されるように、第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０を導光板１９と拡散フィルム１４との間に設けたが、配置位置はこれに限定されず、それらを拡散フィルム１４とプリズムシート１７との間に配置してもよい。
また、第１透過率調整体ユニット２８を、透明フィルム２９に多数の透過率調整体２６を配置することで構成したが、本発明はこれに限定されず、拡散フィルムの導光板側の面（光の入射面）、拡散フィルムの導光板側とは反対側の面（光の出射面）、プリズムシートの導光板側の面（光の入射面）、プリズムシートの導光板側とは反対側の面（光の出射面）、導光板の光出射面等に直接透過率調整体を第１透過率調整体ユニット２８と同じ分布で配置することもできる。この場合は、第２透過率調整体ユニット３０は、それらの光射出側に配置される。
このように、第１透過率調整体ユニットを拡散フィルム、プリズムシートまたは導光板の表面に設けることで、面状照明装置の構成をより簡単にすることができる。また、導光板の光射出面に第１透過率調整体ユニットを配置する場合は、製造時に、導光板と第１透過率調整体ユニットのアライメントを行う必要があるが、透過率調整体を直接導光板の光出射面に配置した場合は、上記効果に加えて、製造時に、アライメントを行う必要がなくなる。
【００６６】
また、本実施形態は、図１に示されるように導光板１９の出射面側に第１透過率調整体ユニット２８、第２透過率調整体ユニット３０、拡散フィルム１４、プリズムシート１７、１６の順に積層した構成としたが、本発明はこれに限定されず、導光板１９の出射面側の各部材の配置順序に特に限定はなく、例えば、導光板１９の出射面側に、第１透過率調整体ユニット、第２透過率調整体ユニット、プリズムシート、拡散フィルムの順に積層させてもよい。
また、上記実施形態では、好適な態様として、第１透過率調整体ユニット２８の透過率調整体２６を上記式１のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を満たすように配置したが、本発明はこれに限定されず、輝度むらの発生を抑制するための種々のパターン密度で透過率調整体を配置させてもよい。例えば、第１透過率調整体ユニットとして、線状光源の軸に垂直な方向に密度の分布を有するように透過率調整体が配置された公知の透過率調整体ユニットとすることもできる。このような透過率調整体ユニットの光射出側に上述した第２透過率調整体ユニットを配置することによって、バックライトユニットの照明光の輝度むらの視認をより一層効果的に防止することが可能となる。
【００６７】
以下、具体的実施例とともに、第１透過率調整体ユニット及び第２透過率調整体ユニットを備えるバックライトユニットについてより詳細に説明する。
本実施例では、図１〜３に示すバックライトユニットと同様の構成のバックライトユニットを用いた。すなわち、本実施例のバックライトユニット２は、光源１２と、拡散フィルム１４と、プリズムシート１６、１７と、導光板ユニット１８と、リフレクタ２０と、反射フィルム２２と、第１透過率調整体ユニット２８と、第２透過率調整体ユニット３０で構成される。
また、本実施例では、光源１２に直径Ｒが２．６ｍｍの冷陰極管を使用した。また、導光板ユニット１８は、図１０に示すように、導光板ユニット１８の中心から導光板ユニット１８の厚みが最も薄くなる面、つまり隣接する導光板ユニット１８との接合面までの距離Ｌを１４ｍｍとし、導光板ユニット１８の肉厚部１８ｂの厚みが最も厚い部分の厚みＤを５．５ｍｍとし、平行溝１８ｆの先端部分と光出射面との距離ｄ１を１．０ｍｍとし、導光板ユニットの厚みが最も薄くなる面の厚みｄ２を１．５ｍｍとし、平行溝１８ｆの光出射面１８ａと反対側の端部の幅Ｇ１を４ｍｍとした。
【００６８】
また、本実施例では、図４に示したパターン密度で透過率調整体が配置された第１透過率調整体ユニットを用いた。以下、透過率調整体のパターに密度の算出方法について、詳細に説明する。
図１〜３に示すバックライトユニット２において、上記式１を満足する第１透過率調整体ユニット２８のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出するために、第１透過率調整体ユニット２８及び第２透過率調整体ユニットを備えないこと以外は、同じ構成及び形状のバックライトユニットを用い、第１透過率調整体ユニット及び第２透過率調整体ユニット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相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を測定した。
【００６９】
ここで、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、次のようにして測定した。
まず、上記バックライトユニット２の光出射面をＸＹステージに固定し、バックライトユニット３２の光出射面に垂直になるように輝度計を固定する。そして輝度計によってバックライトユニット２の光出射面の位置における輝度を測定して導光板ユニット１８の光出射面の特定位置に関する輝度の情報を得る。
その後、ＸＹステージを移動させることにより、バックライトユニット２の光出射面上の位置と輝度の関係を求めて、算出した輝度の最大輝度をＦmaxとし、最小輝度をＦminとする。この最大輝度Ｆmaxを１とし、最大輝度Ｆmaxに対する各位置における輝度の比率を、その位置（ｘ，ｙ）における相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）とした。
【００７０】
次に、測定した最大輝度Ｆmaxと、最小輝度Ｆminから上記式１を用いて相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）に対応するパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出する。ここで、本実施例では、最大密度ｃをそれぞれｃ＝０．２５、０．５、０．７５、１とした場合の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）とパターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係を算出した。
次いで、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）とパターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係に基づいて、本実施形態のバックライトユニットの相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）に対応するパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を算出した。
【００７１】
次に、算出した最大密度ｃをｃ＝０．２５、０．５、０．７５、１とした場合に、式１を満足するパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布に基づいて、透過率調整体２６が配置された第１透過率調整体ユニット２８をそれぞれ作成した。
ここで、本実施形態では、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を幅方向の０．５ｍｍ毎に算出し、算出したパターン密度ρ（ｘ，ｙ）に応じて、幅方向の大きさが０〜１ｍｍの透過率調整体２６を適宜配置することで第１透過率調整体ユニット２８を作製した。ここで、本実施形態では、透過率調整体を全面に配置した場合、つまりパターン密度ρ（ｘ，ｙ）が１のとき、波長５５０ｎｍでの透過率が３３％である白色インクにより作成した透過率調整体２６を配置した。
また、本実施例で用いた第１透過率調整体ユニット２８は、最大密度ｃ＝０．７５の場合のものである。
【００７２】
このようにして作製した第１透過率調整体ユニット２８をバックライトユニット２に配置した場合に、バックライトユニット２の出射面から出射される光の相対輝度を測定した。測定方法は上述の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を測定した測定方法と同様の方法で測定した。測定結果を図１１に示す。ここで、図１１において、縦軸は、規格化輝度を示し、横軸は、導光板の中心（平行溝の中心）からの距離を示す。
【００７３】
このように、測定した相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて、上記式１から算出したパターン密度ρ（ｘ，ｙ）となるように透過率調整体２６を配置した第１透過率調整体ユニット２８を配置することで、バックライトユニット２から出射される光をより略均一にすることができる。
ところが、実際にバックライトユニットを観察すると、図１１に示した領域Ａが他の領域に比べて明るく、その領域が所定の間隔で輝線として視認されてしまっていた。
【００７４】
本実施例では、このような第１透過率調整体ユニット２８の光射出側に、前述の図６に示すようなパターン密度で透過率調整体が配置された第２透過率調整体ユニット３０を設ける。図６は、前述したように第２透過率調整体ユニット３０の模式的平面図である。また、光源軸方向のパターン密度の分布は、図７に示されるような分布形状と同様に正弦波とした。
また、本実施例では、光源軸方向のパターン密度の最大値Ａと、光源軸方向のパターン密度の周期（ピッチ）Ｐｍを種々の値に変化させて複数の第２透過率調整体ユニット３０を作製した。具体的には、パターン密度の最大値Ａを、５％、１０％、１５％、２０％とし、それぞれの密度に対して、透過率調整体の周期Ｐｍを１４ｍｍ、２８ｍｍ、５６ｍｍ、１１２ｍｍとした。こうして８種類の第２透過率調整体ユニットを作製し、第１透過率調整体ユニットと拡散シートとの間に配置してバックライトユニットを作製した。
そして、バックライトユニットに第２透過率調整体ユニット３０を追加することによる効果を調べるために、作製したそれぞれのバックライトユニットについて視認テストを実施した。視認テストでは、１０名の観察者に、バックライトユニットの中心の垂線上２ｍの位置からバックライトユニットを観察させて輝度むらの発生の有無を判断させた。結果を下記表１に示した。
【００７５】
【表１】
0004546360.tif 000002
【００７６】
表１中、×（バツ印）は、輝度むらが視認されたと判断した人が６名以上の場合であり、△（三角印）は、３名以上５名以下の場合であり、○（丸印）は２名以下の場合である。
【００７７】
この結果から、透過率調整体のパターン密度に関しては、最大値Ａが±５％の第２透過率調整体ユニットでは効果がみられなかった。また、パターン密度の最大値Ａが±２０％の第２透過率調整体ユニットでは、透過率調整体の分布が視認された。このことから、パターン密度の最大値Ａに関しては、５％＜Ａ＜２０％であることが好ましいことがわかる。
一方、パターン密度の周期Ｐｍに関しては、周期Ｐｍが１４ｍｍと１１２ｍｍの第２透過率調整体ユニットでは、光源軸方向に正弦波状の輝度むらがやや視認されたが、周期Ｐｍが２８ｍｍと５６ｍｍの第２透過率調整体ユニットにおいては、正弦波の輝度むらは視認されなかった。このことから、Ｐ≦Ｐｍ≦３Ｐを満たすことが好ましいことがわかる。
【００７８】
つぎに、パターン密度の周期Ｐｍが５６ｍｍで、パターン密度の最大値Ａが５％、１０％、１５％、２０％の第２透過率調整体ユニット３０の密度最小部と密度最大部における光源軸方向に対して垂直な方向の輝度分布を測定した。輝度分布の測定結果を図１２に示す。図１２において、縦軸は、規格化輝度であり、横軸は、導光板ユニットの中心からの距離［ｍｍ］を示す。ここで、規格化輝度は、最もむら視認が少なかったＡ＝１５％のときのｘ＝０での平均輝度を１００％として規格化した輝度である。
前述の視認テストの結果から、パターン密度の周期Ｐｍが５６ｍｍ、パターン密度の最大値Ａが１５％のとき、輝度むらが殆ど視認されず、最大値Ａが２０％のときは輝度むらが若干視認されている。ここで、図１２の測定結果から、パターン密度の最大値Ａが１５％の場合は、輝度変化の最も大きい位置における光源軸方向の輝度差が約１％となっていることがわかる。したがって、輝度変化の最も大きい位置における光源軸方向の輝度差を±１％以下にすれば、実質的に輝度むらが視認されないことがわかる。ここで、輝度差とは、平均輝度と最大輝度の差、又は、平均輝度と最小輝度の差である。
第２透過率調整体ユニット３０では、光源軸方向の透過率調整体のパターン密度を所定の周期で変化させているので、輝度むらの視認を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施例では、透過率調整体の大きさを変化させることで、パターン密度分布を調整したが、本発明は、これに限定されず、一定形状の透過率調整体の配置間隔を調整することで、パターン密度を調整することもできる。例えば、パターン密度に応じた透過率調整体の配置方法としては、ＦＭスクリーニング方式、ＡＭコア方式等種々の方式を用いることができる。
ここで、透過率調整体は、ＦＭスクリーニング方式により配置することが好ましい。これにより、透過率調整体を微細で均一なドットとして分散集合させて配置することができ、バックライトユニットの光射出面から、透過率調整体の配置パターンを視認しにくくすることができる。つまり、バックライトユニットの光射出面から透過率調整体の配置パターンが投影され、むらのある光が射出されることを防止でき、より均一な光を射出することができる。また、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
【００８０】
ここで、透過率調整体は、最大寸法を５００μｍ以下、例えば、矩形形状の場合は一辺の長さを５００μｍ以下、楕円形状の場合は、長径を５００μｍ以下とすることが好ましく、２００μｍ以下とすることがより好ましい。透過率調整体の最大寸法を５００μｍ以下とすることで、透過率調整体の形状が目視されにくくなり、最大寸法を２００μｍ以下とすることで、透過率調整体の形状が目視できなくなり、実施に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、効率よく輝度むらを低減することができる。
また、透過率調整体は、最大寸法を１００μｍ以下とすることがさらに好ましい。最大寸法を１００μｍ以下とすることで、寸法がより確実に肉眼の判別能以下とすることができ、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、より確実に、かつ、効率よく輝度むらを低減することができる。
【００８１】
また、透過率調整体を透明フィルムの表面に印刷する方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の種々の印刷方法を用いることができる。
このように、透過率調整体を一定形状とし、配置間隔でパターン密度を調整することで、透過率調整体が大きくすぎバックライトユニットの光出射面に投影されることを防止し、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
【００８２】
次に、他の具体的実施例を説明する。
上記実施例では、第１透過率調整体ユニット２８と第２透過率調整体ユニット３０の２つの透過率調整体ユニットを用いてバックライトユニットの照明光の輝度むらの視認を抑制したが、本実施例では、１枚の透過率調整体ユニットで輝度むらの視認を抑制する例について説明する。このように１枚の透過率調整体ユニットにすることによって、バックライトユニットに使用される部材数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
【００８３】
図１３に、そのような透過率調整体ユニット４０の模式的平面図を示す。図１３は、３個の導光板を並べて配置して構成された導光板ユニットに用いられる透過率調整体ユニットの透過率調整体の配置パターンの例である。図１３において、導光板ユニットの中心を一点鎖線Ｘで示し、導光板ユニットの幅をＷで示した。また、図１４には、１つの導光板ユニットに対応する領域の透過率調整体ユニット４０の透過率調整体のパターン密度の分布を示した。図１４に示したパターン密度分布は、光源軸方向に対して垂直な方向のパターン密度分布であり、図１３の光源軸方向のパターン密度が最大となる位置（最大部）ρｍａｘと最小となる位置（最大部）ρｍｉｎにおけるパターン密度分布である。この透過率調整体ユニット４０では、光源軸方向にパターン密度が変化するとともに、光源軸方向に垂直な方向にもパターン密度が変化している。
【００８４】
本実施例では、透過率調整体ユニット４０の光源軸方向のパターン密度が最小となる位置ρｍｉｎの、光源軸方向に垂直方向のパターン密度を、上述した式１に基づいて求めた図５に示すパターン密度と同様とした。そして、透過率調整体ユニット４０の光源軸方向のパターン密度が最大となる位置ρｍａｘの、光源軸方向に垂直方向のパターン密度は、透過率調整体ユニットを配置しない場合のバックライトユニットの輝度分布において、輝線が発生する位置に対応する領域のパターン密度を増加させることによって構成した。これにより、輝線が発生する位置に対応する領域の光源軸方向のパターン密度は周期的に増減することになる。
ここでは、透過率調整体ユニットを配置しない場合のバックライトユニットの輝度分布において、輝線が発生する位置に対応する領域のパターン密度を増加させてパターン密度を決定したが、これに限定されず、例えば、暗線が発生する位置に対応する領域のパターン密度を低減させることもできる。
【００８５】
また、この実施例では、光源軸方向の透過率調整体のパターン密度の周期を一定としたが、ランダムにしても良い。図１５に、透過率調整体のパターン密度の周期をランダムにした透過率調整体ユニット４２の模式的平面図を示す。図１５も、上記と同様に、３個の導光板を並べて配置して構成された導光板ユニットに用いられる透過率調整体ユニット４２の透過率調整体の配置パターンの例であり、導光板ユニットの中心を一点鎖線Ｘで示し、導光板ユニットの幅をＷで示している。このように光源軸方向の透過率調整体のパターン密度の周期を無周期にすることによっても、透過率調整体の光源軸方向の周期的なパターンを視認されにくくすることができる。
上記例では、透過率調整体を透明フィルム上に配置して透過率調整体ユニットを構成したが、透過率調整体を導光板の光射出面上に直接形成してもよい。これにより、バックライトユニットの部品点数を減らすことができ、コストを低減することができる。
【００８６】
ここで、上記実施形態では、導光板の傾斜背面を曲面で形成したが、導光板の形状は特に限定されず、例えば、図１６に示すように、傾斜背面４８ｄを平面で形成してもよい。すなわち、矩形状の光出射面４８ａと、その一辺に平行で矩形状略中央部に位置する厚肉部４８ｂと、厚肉部４８ｂに平行に形成される薄肉端部４８ｃと、棒状光源１２を収納するための平行溝４８ｆが、厚肉部４８ｂの略中央に前記一辺と平行に形成されており、平行溝４８ｆの両側に棒状光源１２の軸を含み矩形状光出射面４８ａに対して垂直な面に対して対称であり、厚肉部４８ｂから前記一辺に直交する方向に両側の薄肉端部４８ｃに向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面４８ｄを形成する傾斜背面部４８ｅとを有する形状の導光板４８を用いることもできる。このような形状の導光板４８を用いた場合も、導光板４８から出射される光の輝度むらが低減されるため、より輝度むらが少ないバックライトユニットを提供することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの断面形状を三角形状としたが、平行溝１８ｆの断面形状は、平行溝１８ｆの最深部又は中心を通って導光板ユニット１８の、光出射面に垂直な中心線に対して対称であって、光出射面１８ａに向かって細くなるような形状であればよく、例えば、図１７及び１８に示すように、双曲線形状、楕円形状することができる。或いは、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの断面形状は懸垂線形状でも良い。
【００８８】
また、平行溝の断面形状において、平行溝の最深部（平行溝を形成する側壁の接続部）が尖点となるような形状にすることもできる。すなわち、平行溝の先端部分の断面形状が、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出射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、導光板の光出射面から均一な光を出射させることができる。
【００８９】
図１９には、平行溝の先端部分の断面形状が、互いに交わる先鋭な１つの交点を有する、平行溝１８ｆの中心を通って導光板の光出射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１９に示した導光板５０は、平行溝の中心を通って導光板５０の光出射面５２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１９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１９に示すように尖った形状となる。
【００９０】
また、図２０には、平行溝の先端部分の断面形状が、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出射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２０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出射面に垂直な中心線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２０においては、平行溝１８ｆの一方の側壁に対応する放物線６４ａの焦点と、他方の側壁２２ｂに対応する放物線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。
【００９１】
図２０に示すように、平行溝の先端部分の断面形状が、交点６４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、平行溝１８ｆの一方の側壁に対応する曲線６４ａの、交点（尖点）６４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。
【００９２】
図１〜図２０では、平行溝の断面形状において、平行溝の側壁を形成する曲線が、平行溝の中心に向かって凹状の導光板の例を示したが、これらとは異なる本発明の導光板の別の態様を図２１及び図２２に示す。図２１は、平行溝１８ｆの断面形状が、平行溝１８ｆの中心に向かって凸の２つの曲線７２ａ及び７２ｂから形成される導光板７０の例であり、図２３は、平行溝１８ｆの断面形状が、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２１及び図２２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出射面から十分な照度の光を出射することができる。
【００９３】
このように、導光板の平行溝の断面形状において、平行溝に相当する部分は、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、平行溝の先端部分の断面形状が、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。
【００９４】
また、平行溝の先端部分の頂部（最深部）の断面形状が、平行溝の中心線に対して対称に先鋭な１つの交点が、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、上述したように、平行溝の先端部分の頂部（最深部）を砂擦り面とすることにより、照度のピーク値を低減するようにしても良い。
【００９５】
さらに、導光板の表面において、照度と輝度は略同様に扱うことができる。それゆえ、導光板の形状においては、輝度においても同様に、上記に示した形状になるように設計することで、導光板の光出射面における輝度についても均一化できると考えられる。
【００９６】
ここで、本発明のバックライトユニット（面状照明装置）に用いる導光板においては、導光板ユニット１８の光出射面１８ａにおける平行溝１８ｆ以外、すなわち傾斜背面１８ｄに相当する部分（第２部分）に形成される照度の平均値に対する、導光板ユニット１８の光出射面１８ａにおける平行溝１８ｆに相当する部分（第１部分）に形成される輝線のピーク値（照度のピーク値）の比に応じて、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの先端形状の先細化を行う、すなわち、この比の値に応じて、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの先端形状の先細化の程度を制御することが好ましい。なお、この場合においては、この比は、３以下、より好ましくは、２以下とするのが好ましい。
【００９７】
なお、この比は、バックライトユニット２の厚み（導光板ユニット１８の光出射面１８ａと拡散フィルム１４との間の距離）や、バックライトユニット２において使用される拡散フィルム１４の拡散効率や枚数、プリズムシート１６、１７および２３の拡散効率や使用枚数等に応じて、設定するのが好ましい。すなわち、バックライトユニット２の厚み（導光板ユニット１８の光出射面１８ａと拡散フィルム１４との間の距離）がある程度厚く（または大きく）できる場合や、バックライトユニット２において使用される拡散フィルム１４の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合や、プリズムシート１６、１７および２３の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合には、導光板ユニット１８の光出射面１８ａから射出された照明光の拡散（ミキシングなど）を十分に行うことができるので、高コストとはなるが、導光板ユニット１８の光出射面１８ａの第２部分の照度の平均値に対する、導光板ユニット１８の光出射面１８ａの第１部分の照度のピーク値の比を、ある程度大きく設定することができる。しかし、そうでない場合には、低コスト化できるが、この比の値を小さく設定する必要がある。
【００９８】
一方、本発明の面状照明装置に用いる導光板においては、導光板ユニット１８の光出射面１８ａの第１部分の照度のピーク値が、導光板ユニット１８の光出射面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、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの先端形状の先細化を行う。ここで、導光板ユニット１８の光出射面１８ａの第１部分の照度のピーク値が、導光板ユニット１８の光出射面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ことで、導光板ユニット１８の光出射面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。
その結果、導光板ユニット１８の光出射面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なる。
このような導光板を用いることで、本発明の面状照明装置は、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散フィルム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、１７および２３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、１７および２３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。これにより、より軽量で、安価なバックライトユニットを提供することができる。
【００９９】
なお、本発明のバックライトユニットに用いる導光板では、導光板ユニット１８の平行溝１８ｆの断面形状において、平行溝１８ｆの先細化を行う先端部分は、棒状光源１２の中心から光出射面１８ａに向かう垂線に対する角度が、両側で９０度以内となる部分、より好ましくは、６０度以内となる部分とするのが好ましい。すなわち、本発明において、導光板ユニット１８の光出射面１８ａの平行溝１８ｆに相当する第１部分の照度のピーク値を低減するために、平行溝１８ｆの先細化を行う部分は、平行溝１８ｆの全体でも良いが、ピーク値の低減化が可能であれば、所定の先端部分で良い。
【０１００】
また、本発明のバックライトユニットに用いる導光板は、図２３に示すように、導光板ユニット９４、９６の光出射面９４ａ、９６ａが全て同一平面を形成するように導光板ユニット９４、９６を複数並列して配置して大型の導光板を構成するときに、一方の導光板ユニット９４の傾斜背面９４ｄと、それと接続する他方の導光板ユニット９６の傾斜背面９６ｄとが交差しないように、すなわち、それら傾斜背面の連結部分において滑らかな平面または曲面が形成されるように、導光板ユニット９４、９６の傾斜背面９４ｄ、９６ｄの傾斜角度を調整することができる。図２３に示す導光板においては、導光板ユニット９４、９６のそれぞれの傾斜背面９４ｄ、９６ｄによって形成される面がアーチ型になるように形成されている。図２３では、２つの導光板ユニットを連結させた例を示しているが、３以上の導光板ユニットを並列して配置した場合にも傾斜背面の連結部分が滑らかな平面または曲面が形成されるように傾斜背面の傾斜角度を調整することが好ましい。
このような大サイズの光出射面９４ａ、９６ａを持つ導光板を用いることにより、大サイズの光照射面を持つバックライトユニットとすることができるので、大サイズの表示画面を持つ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に適用することができる。
【０１０１】
また、複数の導光板ユニットを連結して大型の導光板を形成するには、別々に成形した導光板ユニットの薄肉部を連結して形成してもよいし、製造効率の観点から、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の導光板ユニットを一体で成形してもよい。
【０１０２】
また、本発明のバックライトユニットにおいては、図２４に示すように、最も外側に配置される導光板ユニット１８の側面に反射板２４を配置してもよい。このような反射板２４を側面に配置することで導光板ユニット１８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、反射板２４は、前述した反射シート、または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。
【０１０３】
ここで、本発明の透過率調整体ユニットは、上記形状に限定されず、タンデム型、直下型等種々の形状の導光板を用いるバックライトユニット及び液晶表示装置に用いることができる。
【０１０４】
以上、本発明の拡散フィルム及びそれを備えるバックライトユニット並びに液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の面状照明装置に用いる導光板を複数並列して配置した場合の概略構成断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の拡散フィルムを有するバックライトユニットを用いた液晶表示装置の概略斜視図及び概略断面図である。
【図３】（ａ）は、反射シートと導光板の傾斜背面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、（ｂ）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及び概略横断面図である。
【図４】第１透過率調整体ユニットを形成する第１透過率調整体の配置パターンの一例を示す図である。
【図５】光源の軸に垂直な方向の第１透過率調整体のパターン密度の分布である。
【図６】第２透過率調整体ユニットが所定のパターン密度で配置された第２透過率調整体ユニットの模式的平面図である。
【図７】光源の軸に平行な方向における第２透過率調整体ユニットの透過率調整体のパターン密度の分布を示す図である。
【図８】光源の軸に平行な方向において、透過率調整体のパターン密度が最大となる部分（最大部）ρｍａｘと最小となる部分（最小部）ρｍｉｎの、光源軸方向に対して垂直な方向のパターン密度の分布である。
【図９】（ａ）は、第１透過率調整体ユニットと拡散フィルムとの間に第２透過率調整体ユニットを配置しない場合の面状照明装置の輝度むらのイメージ図であり、（ｂ）は、周期Ｐｍが光源のピッチＰの半分のパターン密度を有する第２透過率調整体ユニットを配置した場合の面状照明装置の輝度むらのイメージ図あり、（ｃ）は、周期Ｐｍが光源のピッチＰの２倍のパターン密度を有する第２透過率調整体ユニットを配置した場合の面状照明装置の輝度むらのイメージ図である。
【図１０】本実施形態の面状照明装置の導光板の寸法を説明するための図である。
【図１１】第１透過率調整体ユニットをバックライトユニットに配置した場合に、バックライトユニットの出射面から出射される光の相対輝度のグラフである。
【図１２】パターン密度の周期Ｐｍが５６ｍｍで、パターン密度の最大値Ａが５％、１０％、１５％、２０％の第２透過率調整体ユニットの密度最小部と密度最大部における光源軸方向に対して垂直な方向の輝度分布である。
【図１３】透過率調整体ユニットの他の実施例の模式的平面図である。
【図１４】図１３に示す透過率調整体ユニットの光源の軸に平行な方向のパターン密度の分布である。
【図１５】透過率調整体ユニットの更に他の実施例であり、透過率調整体のパターン密度の周期をランダムにした透過率調整体ユニットの模式的平面図である。
【図１６】半発明の面状照明装置に用いることができる他の導光板の概略断面図である。
【図１７】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が双曲線の場合の導光板の概略断面図である。
【図１８】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が楕円形の場合の導光板の概略断面図である。
【図１９】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心を通り導光板の光出射面に垂直な中心線に対して対称な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である。
【図２０】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心を通り導光板の光出射面に垂直な中心線に対して対称な２つの放物線の一部から形成されている導光板の概略断面図である。
【図２１】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心に向かって凸の２つの曲線から形成されている導光板の概略断面図である。
【図２２】平行溝の長さ方向に垂直な断面形状が、平行溝の中心に向かって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である。
【図２３】導光板の形状の他の一例を示す模式図である。
【図２４】本発明の導光板を並列して配置したときに導光板の側面に反射板を配置した構成例である。
【図２５】従来の導光板を有する面光源装置の分解斜視図である。
【図２６】図２５の面光源装置の導光板の出射面における輝度のグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
２      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      光源（線状光源）
１４      拡散フィルム
１６、１７      プリズムシート
１８      導光板ユニット
１８ａ      光出射面
１８ｂ      肉厚部
１８ｃ      薄肉端部
１８ｄ      傾斜背面
１８ｆ      平行溝
１８ｇ      突出部
１９      導光板
２２      反射シート
２３      プリズムシート
２３ａ      プリズム
２４      反射板
２６      第１透過率調整体（透過率調整体）
２８      第１透過率調整体ユニット
２９      透明フィルム
３０      第２透過率調整体ユニット
３２      第２透過率調整体（透過率調整体）
３４      透明フィルム
４０      透過率調整体ユニット
４８      導光板
４８ａ      光出射面
４８ｂ      厚肉部
４８ｃ      薄肉端部
４８ｄ      傾斜背面
４８ｆ      平行溝
５０、６０、８０、１００      導光板
５２      光出射面
５４ａ,５４ｂ      曲線
６４      交点
６４ａ,６４ｂ      曲線
７２ａ,７２ｂ      曲線
８２ａ,８２ｂ      曲線
９４、９６      導光板ユニット
９４ｄ、９６ｄ      傾斜背面
１００ｂ      光量補正面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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