(57)【要約】  薄型な形状であり、かつ均一で輝度むらが少ない照明光を出射することができる面状照明装置を提供することを目的とする。  所定間隔離間して配置される第１光源及び第２光源と、第１光源及び第２光源の間に配置される導光板とを備える構成とし、導光板を、光射出面と、第１光源に対向し、光射出面の一辺を含む第１光入射面と、第２光源に対向し一辺の対辺を含む第２入射面とを有し、第１光入射面及び第２光入射面から中央に向かうに従って厚みが厚くなる形状とし、さらに、第１及び第２光入射面から入射して内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を、１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２を満たす割合で含有させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔離間して配置される第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源の間に配置される導光板とを備え、
前記導光板は、光射出面と、前記第１光源に対向し、前記光射出面の一辺を含む第１光入射面と、前記第２光源に対向し前記一辺の対辺を含む第２入射面とを有し、前記第１光入射面及び第２光入射面から中央に向かうに従って厚みが厚くなり、
前記導光板の第１及び第２光入射面から入射して内部を伝搬する光を散乱し、かつ下記式（１）を満たす散乱粒子を含む面状照明装置。
１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２      ・・・（１）
（ただし、散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の光の入射方向の半分の長さをＬＧ、散乱粒子の密度をＮｐ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上０．１以下とする）
【請求項２】
前記導光板の前記光射出面は、外形が矩形状である請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記導光板の前記光射出面が平坦に形成されており、前記導光板は、前記光射出面の反対側に、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対し、互いに対称に傾斜して形成された第１傾斜面と第２傾斜面を有する請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
所定の偏光成分を選択的に透過させ、それ以外の偏光成分を反射させる偏光分離フィルムが前記導光板の前記光射出面上に、前記導光板と一体に形成されている請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記導光板の前記光射出面が、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第１傾斜面と第２傾斜面とによって形成されており、更に、前記光射出面の反対側の面も、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第３傾斜面と第４傾斜面とによって形成されている請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記導光板の前記光射出面が、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第１傾斜面と第２傾斜面とによって形成されており、前記光射出面の反対側の面が平坦に形成されている請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記第１光源及び第２光源は共に、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを備えるＲＧＢ−ＬＥＤを複数個、一列に並んで配置させたＬＥＤアレイと、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード及び前記青色発光ダイオードの光射出側に対応してそれぞれ配置される複数のレンズとを用いて構成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記複数のレンズのそれぞれは、球状の透明なボールレンズである請求項７に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記第１光源及び前記第２光源は共に、複数のＬＥＤチップと、一列に並んだ前記ＬＥＤチップを支持する支持部とを有するＬＥＤアレイであり、
前記ＬＥＤチップの前記導光板の前記光出射面に垂直な方向の長さをａとし、前記ＬＥＤチップの配列方向における長さをｂとし、前記ＬＥＤチップの配置間隔をｐとしたときに、ｐ＞ｂ＞ａの関係を満足する請求項１〜６のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記第１光源及び前記第２光源は共に、前記ＬＥＤアレイを２つ以上有し、
機械的接合方法及び化学的接合方法の少なくとも一方を用い、前記ＬＥＤアレイの前記ＬＥＤチップと他の前記ＬＥＤアレイの前記ＬＥＤチップとの間隔を所定距離離間させて積層させた構成を有する請求項７〜９のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記導光板を２つ以上有し、
前記導光板の前記光射出面の一辺と前記光入射面の一辺を含む面と、他の前記導光板の前記光射出面の一辺と前記入射面の一辺を含む面とが隣接して配置されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記導光板は、前記第１光入射面及び前記第２光入射面を除く面の少なくとも一面に複数の拡散反射体が配置されている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記拡散反射体は、前記第１光入射面及び前記第２光入射面から離れるに従って、密に配置されている請求項１２に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記拡散反射体は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面に配置される請求項１２または１３に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記導光板は、前記第１光入射面側の一部及び前記第２光入射面側の一部が、他の部分とは異なる材料で形成されており、前記第１光入射面側の一部及び前記第２光入射面側の一部の材料の屈折率をＮｍとし、他の部分の材料の屈折率をＮｉとしたときに、Ｎｍ＞Ｎｉの関係を満足する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
さらに、前記導光板の、前記第１光入射面近傍の前記光射出面、前記第１光入射面近傍の前記第１傾斜面、前記第２光入射面近傍の前記光射出面、及び前記第２光入射面近傍の前記第２傾斜面にそれぞれ配置された反射素材を有する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
所定間隔離間して配置される第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源の間に配置され、互いに密接して積層されて配置された複数本のプラスチック光ファイバを用いて構成される導光部材とを備え、
前記プラスチック光ファイバの一方の端面に対向して前記第１光源が配置され、他方の端面に対向して前記第２光源が配置され、
前記プラスチック光ファイバは、両方の端面から入射して内部を伝搬する光を散乱し、かつ下記式（１）を満たす散乱粒子を含む面状照明装置。
１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２      ・・・（１）
（ただし、散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記プラスチック光ファイバの半分の長さをＬＧ、散乱粒子の密度をＮｐ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上０．１以下とする）
【請求項１８】
前記導光部材は、更に、透明なケースを有し、前記ケース内に前記複数本のプラスチック光ファイバが積層されて配置される請求項１７に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
前記第１光源及び第２光源は共に、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードが前記複数本のプラスチック光ファイバのそれぞれに対応するように並んで配置されたＬＥＤアレイと、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード及び前記青色発光ダイオードの光射出側に対応してそれぞれ配置される複数のレンズとを用いて構成される請求項１７又は１８に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などに用いられる面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（例えば、実開平５−４１３３号公報参照）。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。【０００４】
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程度必要である。今後バックライトユニットは、さらに薄型のものが望まれるであろうが、直下型では光量むらの観点から１０ｍｍ以下の厚みをもつバックライトユニットを実現することは困難であると考えられる。【０００５】
そこで、薄型のバックライトユニットして、タンデム方式が提案されている（例えば、特開平２−２０８６３１号公報、特開平１１−２８８６１１号公報及び特開２００１−３１２９１６号公報参照。）。【０００６】
【特許文献１】実開平５−４１３３号公報
【特許文献２】特開平２−２０８６３１号公報
【特許文献３】特開平１１−２８８６１１号公報
【特許文献４】特開２００１−３１２９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タンデム方式のバックライトユニットでは、薄型のものを実現することが可能であるが、冷陰極管とリフレクタの相対寸法の関係により光利用効率で直下型より劣っている。また、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容する形状の導光板を用いる場合、導光板の厚みを薄くすると、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなり、光出射面の輝度むらが顕著になる。
そのため、タンデム方式のバックライトユニットの薄型化には限界があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、薄型な形状であり、かつ均一で輝度むらが少ない照明光を出射することができる面状照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、所定間隔離間して配置される第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源の間に配置される導光板とを備え、前記導光板は、光射出面と、前記第１光源に対向し、前記光射出面の一辺を含む第１光入射面と、前記第２光源に対向し前記一辺の対辺を含む第２入射面とを有し、前記第１光入射面及び第２光入射面から中央に向かうに従って厚みが厚くなり、前記導光板の第１及び第２光入射面から入射して内部を伝搬する光を散乱し、かつ下記式（１）を満たす散乱粒子を含む面状照明装置を提供する。
１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２      ・・・（１）
（ただし、散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記導光板の光の入射方向の半分の長さをＬＧ、散乱粒子の密度をＮｐ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上０．１以下とする）【０００９】
本発明の第１の態様の面状照明装置は、前記導光板の前記光射出面は、外形が矩形状であることが好ましい。
また、本発明の第１の態様の面状照明装置は、前記導光板の前記光射出面が平坦に形成されており、前記導光板は、前記光射出面の反対側に、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対し、互いに対称に傾斜して形成された第１傾斜面と第２傾斜面を有することが好ましく、更に、所定の偏光成分を選択的に透過させ、それ以外の偏光成分を反射させる偏光分離フィルムが前記導光板の前記光射出面上に、前記導光板と一体に形成されていることが好ましい。【００１０】
また、本発明の第１の態様の面状照明装置は、前記導光板の前記光射出面が、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第１傾斜面と第２傾斜面とによって形成されており、更に、前記光射出面の反対側の面も、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第３傾斜面と第４傾斜面とによって形成されていることが好ましい。【００１１】
また、本発明の第１の態様の面状照明装置は、前記導光板の前記光射出面が、前記光射出面の前記一辺に平行な前記光射出面の２等分線に対して互いに対称に傾斜する第１傾斜面と第２傾斜面とによって形成されており、前記光射出面の反対側の面が平坦に形成されていることが好ましい。【００１２】
また、前記第１光源及び第２光源は共に、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを備えるＲＧＢ−ＬＥＤを複数個、一列に並んで配置させたＬＥＤアレイと、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード及び前記青色発光ダイオードの光射出側に対応してそれぞれ配置される複数のレンズとを用いて構成されていることが好ましく、前記複数のレンズのそれぞれは、球状の透明なボールレンズであることが好ましい。【００１３】
また、前記第１光源及び前記第２光源は共に、複数のＬＥＤチップと、一列に並んだ前記ＬＥＤチップを支持する支持部とを有するＬＥＤアレイであり、前記ＬＥＤチップの前記導光板の前記光出射面に垂直な方向の長さをａとし、前記ＬＥＤチップの配列方向における長さをｂとし、前記ＬＥＤチップの配置間隔をｐとしたときに、ｐ＞ｂ＞ａの関係を満足することも好ましい。
さらに、前記第１光源及び前記第２光源は共に、前記ＬＥＤアレイを２つ以上有し、機械的接合方法及び化学的接合方法の少なくとも一方を用い、前記ＬＥＤアレイの前記ＬＥＤチップと他の前記ＬＥＤアレイの前記ＬＥＤチップとの間隔を所定距離離間させて積層させた構成を有することも好ましい。
また、前記導光板を２つ以上有し、前記導光板の前記光射出面の一辺と前記光入射面の一辺を含む面と、他の前記導光板の前記光射出面の一辺と前記入射面の一辺を含む面とが隣接して配置されていることが好ましい。【００１４】
ここで、前記導光板は、前記第１光入射面及び前記第２光入射面を除く面の少なくとも一面に複数の拡散反射体が配置されていることが好ましい。
また、前記拡散反射体は、前記第１光入射面及び前記第２光入射面から離れるに従って、密に配置されていることが好ましい。
また、前記拡散反射体は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面に配置されていることが好ましい。【００１５】
前記導光板は、前記第１光入射面側の一部及び前記第２光入射面側の一部が、他の部分とは異なる材料で形成されており、前記第１光入射面側の一部及び前記第２光入射面側の一部の材料の屈折率をＮｍとし、他の部分の材料の屈折率をＮｉとしたときに、Ｎｍ＞Ｎｉの関係を満足することが好ましい。
さらに、前記導光板の、前記第１光入射面近傍の前記光射出面、前記第１光入射面近傍の前記第１傾斜面、前記第２光入射面近傍の前記光射出面、及び前記第２光入射面近傍の前記第２傾斜面にそれぞれ配置された反射素材を有することが好ましい。【００１６】
前記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、所定間隔離間して配置される第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源の間に配置され、互いに密接して積層されて配置された複数本のプラスチック光ファイバを用いて構成される導光部材とを備え、前記プラスチック光ファイバの一方の端面に対向して前記第１光源が配置され、他方の端面に対向して前記第２光源が配置され、前記プラスチック光ファイバは、両方の端面から入射して内部を伝搬する光を散乱し、かつ下記式（１）を満たす散乱粒子を含む面状照明装置を提供する。
１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２      ・・・（１）
（ただし、散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記プラスチック光ファイバの半分の長さをＬＧ、散乱粒子の密度をＮｐ、補正係数をＫＣとし、ＫＣを０．００５以上０．１以下とする）【００１７】
前記導光部材は、更に、透明なケースを有し、前記ケース内に前記複数本のプラスチック光ファイバが積層されて配置されることが好ましい。
また、前記第１光源及び第２光源は共に、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードが前記複数本のプラスチック光ファイバのそれぞれに対応するように並んで配置されたＬＥＤアレイと、前記赤色発光ダイオード、前記緑色発光ダイオード及び前記青色発光ダイオードの光射出側に対応してそれぞれ配置される複数のレンズとを用いて構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様の面状照明装置は、所定の間隔離れて配置された第１光源と第２光源の間に導光板が配置されており、その導光板は、外形が矩形状の光射出面と、第１光源に対向する第１光入射面と、第２光源に対向する第２入射面とを有し、第１光入射面及び第２光入射面から中央に向かうに従って厚みが厚くなる形状を有し、且つ、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を含んでいるので、薄型化を実現することができるとともに、均一で且つむらが少ない面状の照明光を出射することができる。
また、本発明の第２の態様の面状照明装置は、所定間隔離れて配置される第１光源及び第２光源の間に、互いに密接して積層されて配置された複数本のプラスチック光ファイバを用いて構成され、且つ、内部を伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光部材を備えており、プラスチック光ファイバの一方の端面に対向して第１光源が配置され、他方の端面に対向して第２光源が配置された構成であるので、薄型化を実現することができるとともに、均一で且つむらが少ない面状の照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１Ａは、本発明の第１の実施形態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１Ｂは、その概略断面図である。
【図２】図２Ａは、本発明に係る面状照明装置に用いられる導光板と光源の概略平面図であり、図２Ｂは、その概略断面図である。
【図３】図３は、赤色、緑色及び青色の３種類の発光ダイオードを用いて構成される複数のＲＧＢ−ＬＥＤの配置の様子を模式的に示す図である。
【図４】図４は、ＲＧＢ−ＬＥＤとカップリングレンズの模式図である。
【図５】図５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６】図６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７】図７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８】図８は、導光板の形状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９】図９Ａ〜図９Ｄは、それぞれ導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１０】図１０Ａは、導光板の他の一例を示す概略断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示した導光板の一部を拡大して示す概略断面図である。
【図１１】図１１Ａは、本発明に係る面状照明装置に用いられる導光板と光源の概略平面図であり、図１１Ｂは、その概略断面図である。
【図１２】図１２Ａは、本発明に用いられるＬＥＤアレイの構成の一実施例を示す概略斜視図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示すＬＥＤアレイのＬＥＤチップの概略正面図であり、図１２Ｃは、図１２ＡのＬＥＤアレイを用いる多層ＬＥＤアレイの構成を示す概略正面図であり、図１２Ｄは、ヒートシンクの一実施形態を示す概略側面図である。
【図１３】図１３は、図１に示される導光板の光射出面上にプリズムシートを配置した場合のバックライトユニットの概略構成図である。
【図１４】図１４は、傾斜面に拡散反射体を印刷した導光板を備える面状照明装置の概略上面図である。
【図１５】図１５は、透過率調整部材を有する面状照明装置の一例を示す概略断面図である。
【図１６】図１６は、透過率調整部材を備えない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のグラフである。
【図１７】図１７は、図１６算出した相対輝度に基づいて最大密度ｃを０．７５とした場合に本発明を満足する透過率調整部材のパターン密度の分布を算出した算出結果を示すグラフである。
【図１８】図１８は、図１７で算出した最大密度ｃを０．７５とした場合の透過率調整部材を配置した面状照明装置の光出射面から出射する光の相対輝度を示すグラフである。
【図１９】図１９は、光源から射出され色度調整フィルムを透過した光を測定した結果を示すグラフである。
【図２０】図２０は、他の光源から射出され色度調整フィルムを透過した光を測定した結果を示すグラフである。
【図２１】図２１は、他の光源から射出され色度調整フィルムを透過した光を測定した結果を示すグラフである。
【図２２】図２２Ａは、本発明のバックライトユニットに用いることができる導光板の他の構成例の概略平面図であり、図２２Ｂは、その概略断面図である。
【図２３】図２３Ａは、本発明のバックライトユニットに用いることができる導光板の更に他の構成例の概略平面図であり、図２３Ｂは、その概略断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の第１の実施形態の面状照明装置の他の例を示す概略断面図である。
【図２５】図２５Ａ〜図２５Ｃは、それぞれ本発明の第１の実施形態の面状照明装置に用いる導光板の他の例を示す概略断面図である。
【図２６】図２６は、本発明の第１の実施形態の面状照明装置の他の一例の構成を示す概略断面図である。
【図２７】図２７は、複数の導光板を用いた面状照明装置の概略構成図である。
【図２８】図２８Ａは、面状照明装置の他の実施例を示す概略斜視図であり、図２８Ｂは、図２８Ａに示す面状照明装置の概略側面図であり、図２８Ｃは、図２８Ａに示す面状照明装置の長手方向における概略断面図である。
【図２９】図２９Ａは、面状照明装置のさらに他の実施例を示す概略側面図であり、図２９Ｂは、図２９Ａに示す面状照明装置の長手方向における概略断面図である。
【図３０】図３０は、リング状の面状照明装置の一例を示す概略正面図である。
【図３１】図３１は、リング状の面状照明装置の他の一例を示す概略正面図である。
【図３２】図３２Ａは、リング状の面状照明装置の他の一例を示す概略正面図であり、図３２Ｂは、図３２Ａに示す面状照明装置の断面図である。
【図３３】図３３Ａは、第２実施形態に係る導光部材と、その導光部材に光を入射させるために用いられる光源の一部の模式的平面図であり、図３３Ｂは、図３３Ａに示した導光部材のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。
【図３４】図３４は、図３３に示す導光部材を備えるバックライトユニットの概略構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
２、１２０、１４１、１８０      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、１２２、１４２、１９０      光源
１４      拡散フィルム
１６      偏光分離フィルム
１８、２８、３８、１４４、１５１、１５３、１５５      導光板
１８ａ      光射出面
１８ｂ      第１傾斜面
１８ｃ      第２傾斜面
１８ｄ      第１光入射面
１８ｅ      第２光入射面
２０Ａ、２０Ｂ      光混合部
２２      反射シート
２４      ＬＥＤアレイ
２６、１８８      プリズムシート
２８ａ      第１傾斜面
２８ｂ      第２傾斜面
２８ｃ      平坦面
２８ｄ      第１光入射面
３８ａ      第１傾斜面
３８ｂ      第２傾斜面
３８ｃ      第３傾斜面
３８ｄ      第４傾斜面
８２      光源
８４      ＬＥＤアレイ
８６      ＬＥＤ
８８、１２６      カップリングレンズ
９０      導光部材
９０ａ      光射出面
９２      光ファイバ
９４      ケース
１００      バックライトユニット
１０２      反射シート
１０４、１０６      プリズムシート
１０８      拡散シート
１２４      ＬＥＤアレイ
１２８      ＬＥＤチップ
１３０      ヒートシンク
１３２      多層ＬＥＤアレイ
１４０      拡散反射体
１４６      母材
１４８、１５２、１５４、１５６      低屈折率部材
１６２      反射部材
１８２      透過率調整部材
１８４      透明フィルム
１８６      透過率調整体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の第１の実施形態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１Ｂは液晶表示装置の概略断面図である。また、図２Ａは、本発明に係る面状照明装置（以下、バックライトユニットという）に用いられる導光板と光源の概略平面図であり、図２Ｂは、導光板の概略断面図である。
液晶表示装置１０は、バックライトユニット２と、そのバックライトユニット２の光射出面側に配置される液晶表示パネル４と、液晶表示パネル４を駆動する駆動ユニット６とを有して構成される。【００２２】
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。
駆動ユニット６は、液晶表示パネル４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４を透過する光の透過率を制御する。【００２３】
バックライトユニット２は、液晶表示パネル４の背面から、液晶表示パネル４の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル４の画像表示面と略同一形状の光射出面を有する。【００２４】
本発明の第１の実施形態に係るバックライトユニット２は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、２つの光源１２と、拡散フィルム１４と、偏光分離フィルム１６と、導光部材としての導光板１８と、光混合部２０と、反射シート２２とを有する。以下、バックライトユニット２を構成する各構成部品について説明する。【００２５】
まず、光源１２について説明する。
２つの光源１２は、図１Ｂに示されるように、それらの間に導光板１８が挟まれるように配置される。光源１２は、ＬＥＤアレイ２４とカップリングレンズ４０を備える。ＬＥＤアレイ２４は、赤色、緑色及び青色の３種類の発光ダイオード（以下、それぞれＲ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６という）を用いて形成される複数のＲＧＢ−ＬＥＤ３０が一列に配置されて構成されている。図３に、複数のＲＧＢ−ＬＥＤ３０の配置の様子を模式的に示す。図３に示すように、Ｒ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６が規則的に配置されている。
また、図４に示すように、ＲＧＢ−ＬＥＤ３０は、Ｒ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６から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、３種類のＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６）の光軸の向きが調整されている。このように３種類のＬＥＤを調整することによって、それらＬＥＤの光が混色されて白色光とされる。
３原色のＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６）を用いて構成されたＲＧＢ−ＬＥＤ３０は、従来バックライト用光源として使用される冷陰極管（ＣＣＦＬ）と比較して色再現領域が広く色純度が高いため、このＲＧＢ−ＬＥＤ３０をバックライト用光源として使用した場合には、従来よりも色再現性が高くなり、鮮やかな色彩の画像を表示することが可能になる。【００２６】
図３及び図４に示すように、ＲＧＢ−ＬＥＤ３０の各ＬＥＤの光射出側にカップリングレンズとして３つのボールレンズ４２、４４及び４６が配置されている。ボールレンズ４２、４４及び４６は、各ＬＥＤに対応して配置されている。すなわち、１つのＲＧＢ−ＬＥＤ３０について３つのボールレンズ４２、４４及び４６が組み合わされて用いられている。各ＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ３２、Ｇ−ＬＥＤ３４及びＢ−ＬＥＤ３６）から出射した光は、ボールレンズ４２、４４及び４６によって平行光にされる。そして、所定の位置で交わって白色光にされた後、導光板１８の光混合部２０に入射する。３つのボールレンズ４２、４４及び４６を組み合わせて用いたカップリングレンズは、３軸を持ったレンズであり、ＲＧＢ−ＬＥＤの各ＬＥＤの光を１点に絞り込んでミキシングすることができる。
ここでは、カップリングレンズとしてボールレンズを用いたが、これに限らず、ＬＥＤが発する光を平行光にすることができれば特に限定されない。カップリングレンズには、例えば、シリンドリカルレンズ、レンチキュラ、かまぼこ型のレンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。【００２７】
次に、バックライトユニット２の導光板１８について説明する。
導光板１８は、図２Ａに示すように、略矩形形状の平坦な光射出面１８ａと、光射出面１８ａの反対側に位置し、光射出面１８ａの一辺に平行で、光射出面１８ａを２等分する２等分線Ｘに対して互いに対称で、光射出面１８ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃ）と、２つのＬＥＤアレイ２４に対向し、それらＬＥＤアレイ２４からの光が入射される２つの光入射面（第１光入射面１８ｄと第２光入射面１８ｅ）とを有している。第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃは、２等分線Ｘを境にして、光射出面１８ａに対し傾斜している。導光板１８は、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部が最も厚く、両端部が最も薄くなっている。
つまり、導光板１８は、略板状形状であり、光射出面１８ａが板の正面（面積の大きい面）、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅが板の側面（厚み方向の細長い面）、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃが板の裏面となる。
光射出面１８ａに対する第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃの角度は特に限定されない。
また、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃには、光入射面１８ｄ及び１８ｅと平行な方向にプリズム列が形成されている。このようなプリズム列の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に形成することもできる。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、レンズ効果を有する光学素子を導光板の傾斜面に形成することもできる。【００２８】
図２に示す導光板１８では、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから入射した光は、導光板１８の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、導光板１８内部を通過し、直接、もしくは、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃで反射した後、光射出面１８ａから出射する。このとき、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃを覆うようにして配置される反射シート（図示せず）によって反射され再び導光板１８の内部に入射する。【００２９】
導光板１８は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板１８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１８に混錬分散させる散乱粒子としては、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。このような散乱粒子を導光板１８の内部に含有させることによって、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。
このような導光板１８は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。【００３０】
また、導光板１８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いて導光板の光入射面から光射出面に直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向（導光板１８の第１光入射面１８ｄに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。）の半分の長さをＬＧ、導光板１８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１８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。【００３１】
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。【００３２】
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。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧは、導光板１８の光入射面に垂直な方向における導光板１８の一方の光入射面から導光板１８の中心までの長さとなる。
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１８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）【００３３】
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）【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
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、導光板の光射出面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５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。【００３７】
【表１】
2007020966.tif 000002
【００３８】
表１及び図５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、導光板からの射出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。【００３９】
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射出面の各位置から射出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、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図６に示す。図６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。【００４０】
さらに、測定した照度分布の導光板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７に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図７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７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。【００４１】
図６、図７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。【００４２】
ここで、導光板１８は、光入射面となる第１光入射面１８ｄ、第２光入射面１８ｅと、光射出面１８ａと、光反射面となる第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃの少なくとも１面の表面粗さ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。
光入射面となる第１光入射面１８ｄ、第２光入射面１８ｅの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射を無視すること、つまり、導光板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１８ａの表面粗さＲａを３８０ｎｍよりも小さくすることで、導光板表面の拡散反射透過を無視すること、つまり導光板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、光反射面となる第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ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、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。【００４３】
ここで、導光板は、光入射面における導光板の厚み（入光部厚み）をＤ１とし、光入射面と反対側の面における導光板の厚み（中心厚み）をＤ２とし、導光板の光の入射方向の長さ（導光長）をＬとしたときに、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜5／100      （Ａ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすことが好ましい。上記関係を満足する形状とすることで出射効率を３０％以上に向上させることができる。
または、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000      （Ｂ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすように改良することも好ましい。上記関係を満足する形状とすることで出射効率を４０％以上に向上させることができる。
さらに、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000      （Ｃ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすように改良することがさらに好ましい。上記関係を満足する形状とすることで、出射効率を５０％以上に向上させることができる。【００４４】
図８に、傾斜面の傾斜角がそれぞれ異なる導光板、つまり（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）が異なる種々の形状の導光板についてそれぞれ光利用効率を測定した結果を示す。ここで、図８の横軸は、導光板の（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）であり、縦軸は、光利用効率［％］である。
図８に示した測定結果からも、導光板の形状を27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜5／100とすることで、光利用効率を３０％以上とすることができ、66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000とすることで、光利用効率を４０％以上とすることができ、1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000とすることで、光利用効率を５０％以上とすることができることがわかる。【００４５】
ここで、本実施形態では、光を効率よく反射させるために導光板１８の２つの傾斜面（第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃ）にプリズム列を形成したが、必ずしも形成する必要はなく、微細な凹凸を形成していない平坦な面としてもよい。【００４６】
また、本実施形態では、導光板を、光射出面に対向する面を光射出面に対して一定角度傾斜した傾斜面と形状としたが、本発明は、これに限定されず光入射面における導光板の厚みよりも、光入射面に対向する面における導光板の厚みが厚い形状であれば、どのような形状でもよい。例えば、導光板の光射出面に対向する面（図１及び図２の第１傾斜面１８ｂ及び／または第２傾斜面１８ｃ）を曲面形状としてもよい。また、傾斜面を曲面とする場合は、光射出面側に凸の形状としても、光射出面に凹の形状としてもよい。【００４７】
以下、図９とともに導光板のより好ましい形状の一例を説明する。
図９Ａ〜図９Ｄは、それぞれ導光板の他の一例を示す概略断面図である。また、図１０Ａは、導光板の他の一例を示す概略断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示す導光板の傾斜面同士の接続部周辺を拡大して示す概略断面図である。
図９Ａに示す導光板２０２は、第１傾斜面２０４が、光入射面１８ｄ側の第１傾斜部２０６と、導光板中心側の第２傾斜部２０８とで構成されている。第１傾斜部２０６と第２傾斜部２０８とは、光射出面に対する傾斜角が互いに異なる角度で傾斜し、第１傾斜部２０６の傾斜角よりも第２傾斜部２０８の傾斜角の方が角度が小さい。つまり、第１傾斜面は、導光板中心に向かうに従って傾斜角が緩やかになる傾斜部で形成されている。
また、第２傾斜面２０４’は、第１傾斜面２０４と対称な形状であり、第２光入射面１８ｅ側の第１傾斜部２０６’と導光板中心側で第１傾斜部２０６’よりも傾斜角が緩やかな第２傾斜部２０８’とで構成されている。
このように、傾斜面の断面形状を、傾斜角の異なる複数の直線で構成される形状とし、中心側の傾斜部の傾斜角よりも光入射面側の傾斜部の傾斜角の方が大きくなる形状とすることで、光射出面の光入射面近傍部分から射出される光の輝度が高くなることを防止できる。これにより、より均一な光を光射出面から射出させることができる。
また、図９Ａでは、傾斜面を２つの傾斜部で構成したが、傾斜面を構成する傾斜部の数は特に限定されず、導光板の中心に向かうに従って傾斜角が徐々に緩やかになるように配置した任意の数の傾斜部で構成することができる。
例えば、図９Ｂに示すように、導光板２１０の第１傾斜面２１２（第２傾斜面２１２’）を第１光入射面１８ｄ（第２光入射面１８ｅ）側から導光板中心に向かって、第１傾斜部２１４（２１４’）と、第１傾斜部２１４（２１４’）よりも傾斜角が緩やかな第２傾斜部２１６（２１６’）と、第２傾斜部２１６（２１６’）よりも傾斜角が緩やかな第３傾斜部２１８（２１８’）の３つの傾斜部で構成してもよい。【００４８】
次に、図９Ｃに示す導光板２２０は、第１傾斜面２２２の第１光入射面１８ｄ側、つまり、第１光入射面１８ｄとの接続部にＲ形状の曲面部２２２ａを有する。また、第２傾斜面２２２’も同様に第２光入射面１８ｅ側にＲ形状の曲面部２２２ａ’を有する。
このように、導光板の傾斜面の光入射面との接続部に曲面部を設けＲ形状とし、光入射面と傾斜面とを滑らかに接続された形状とすることによっても、光射出面の光入射面近傍部分から射出する光の輝度が高くなることを防止できる。【００４９】
次に、図９Ｄに示す導光板２３０は、第１傾斜面２３２及び第２傾斜面２３２’が１０次多項式で表すことができる非球面形状に形成されている。
このように傾斜面を非球面形状とすることによっても、光射出面の光入射面近傍部分から射出する光の輝度が高くなることを防止できる。【００５０】
さらに、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、導光板６０は、第１傾斜面６０ｂと第２傾斜面６０ｃとの接続部６０ｆ（導光板の傾斜面の中央部）を曲面形状またはＲ形状とし、滑らかに接続させることが好ましい。これにより、第１傾斜面６０ｂと第２傾斜面６０ｃとの接続部６０ｆで輝線、暗線等が発生することを防止でき、より均一な光を射出させることができる。【００５１】
ここで、導光板６０の傾斜面６０ｂ，６０ｃ同士の接続部６０ｆ、つまり導光板６０の中央部をＲ形状とする場合は、そのＲ形状の曲率半径をＲ１とすると、曲率半径Ｒ１と導光板の光の入射方向の長さＬとの関係が、３Ｌ≦Ｒ１≦５００Ｌを満たすことが好ましい。
また、光の入射方向における接続部６０ｆのＲ形状の端部から端部までの長さをＬＲとし、光射出面６０ａに平行な面と第１傾斜面６０ｂ（または、第２傾斜面６０ｃ）とでなす角をθとしたとき、２Ｒ１・ｓｉｎ（θ）≦ＬＲを満たすことが好ましい。
ＬＲを２Ｒ１・ｓｉｎ（θ）以上とすることで、中央部の輝度の低下を抑制することができ、光射出面からより均一な光を射出させることができる。
また、導光板は、３Ｌ≦Ｒ１≦５００Ｌ、かつ、２Ｒ１・ｓｉｎ（θ）≦ＬＲ≦０．９８Ｌを満たす形状であることがより好ましい。【００５２】
なお、θは、導光板６０の最大厚みｔｍａｘと、最小厚みｔｍｉｎ及び導光板の光の入射方向の長さＬとを用いて、下記式（Ｄ）として表すことができる。
【数１】
2007020966.tif 000003
【００５３】
また、上記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。
このように、透明材料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。
これにより、例えば、導光板、または、この導光板を用いた面状照明装置を電飾（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、導光板をより多くの種類、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。【００５４】
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。【００５５】
図１及び図２に示すように、本実施形態のバックライトユニット２では、導光板１８の両方の側面に密着して光混合部２０Ａ及び２０Ｂが設けられている。光混合部２０Ａ及び２０Ｂは、透明な樹脂に、光を散乱する粒子が混入された柱状の光学部品であり、カップリングレンズ４０を介して入射される光をミキシングする機能を有する。光混合部２０Ａ及び２０Ｂの材料には、基本的には、導光板１８と同じ材料を用いることができ、導光板１８と同様に、内部に光を散乱させるための散乱体を含むことができる。光混合部２０Ａ及び２０Ｂの内部に含有させる散乱体の密度等は、導光板１８と同じであっても異なっていても良い。また、光混合部２０Ａ及び２０Ｂは、図２に示されるように、ＬＥＤアレイ２４に近接して配置されるため、耐熱性の高い材料を用いて形成されることが好ましい。【００５６】
次に、偏光分離フィルム１６について説明する。
本実施形態においては、好ましい形態として、導光板１８の光射出側の面である光射出面１８ａの上に偏光分離フィルム１６が導光板１８と一体化して形成されている。偏光分離フィルム１６は、導光板の光射出面から出射する光のうち、所定の偏光成分、例えば、ｐ偏光成分を選択的に透過させ、それ以外の偏光成分、例えば、ｓ偏光成分の殆どを反射させることができる。偏光分離フィルム１６は、反射した光を導光板に再度入射させて、再利用することができるので、光の利用効率を高め、輝度を格段に向上させることができる。
偏光分離フィルム１６は、例えば、透明樹脂に針状粒子を混錬して分散させて得られた板材を延伸させて、針状粒子を所定の方向に配向させることによって得られる。
偏光分離フィルム１６は、導光板１８の製造時に圧着又は融着させて一体化させることが好ましい。これにより、導光板１８の光射出面１８ａと偏光分離フィルム１６との間に空気を介在させることなく、互いを密着させることができる。
ここでは、偏光分離フィルム１６を導光板１８と一体で形成したが、これに限定されず、偏光分離フィルム１６と導光板１８とをそれぞれ独立に製造し、導光板１８の光射出側の面に偏光分離フィルム１６を貼り付けて設けても良い。
また、図示例では、偏光分離フィルム１６を導光板１８の光射出面の直上に設けたが、これに限定されず、拡散フィルムの上に設けることもできる。この場合、偏光分離フィルムを拡散フィルムと一体にしてもよい。【００５７】
また、偏光分離フィルム１６としては、公知のものを用いることができる。
例えば、特開平６−３３１８２４号公報に記載されているような、少なくとも１偏波面に対しては、導光板の光射出面に導光板の屈折率よりも高い屈折率を有し、この偏波面に直交する偏波面に対しては導光板の平均屈折率より低い屈折率を有する複屈折性材料を用いることもできる。
また、特開平１１−２８１９７５号公報に記載されているような、延伸フィルムを用いることもできる。ここで、延伸フィルムを用いる場合は、特開平１１−２８１９７５号公報に記載されているように、粘着剤層あるいは接着剤層を介して、導光板の片面に貼付することが好ましい。
また、特開平７−４９４９６号公報に記載されているような、相対的に屈折率の大きな透明性媒質と相対的に屈折率の小さな透明性媒質とを交互に積層してなる多層構造体や、面状透明性支持体の少なくとも片方の面に、好ましくは１０００ｎｍ以下の厚みを有する誘電体膜が少なくとも一層以上成膜されているもの、もしくは屈折率の異なる複数種類の透明複数種類の透明性ポリマーが積層されたものを用いることもできる。
また、特開平７−７２４７５号公報に記載されているような、断面略Ｗ字状の透明支持体に可視光波長と同等以下の厚みを有する誘電薄膜を少なくとも一層以上設けたものからなり、所定の入射方向の近傍の光線についてｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光分離器を用いることもできる。
また、特開２００４−７８２３４号公報に記載されているような、並んで配列された本質的に直角の２等辺の係数のプリズムの直線的な配列からなる構造化表面を有し、この構造表面と反対の平滑な表面への接面に関してほぼ４５°の角度を形成する垂直な係数の面を有する第１の材料と、本質的に第１の材料と同じ第２の材料と、少なくとも１つの材料の構造化平面上にあり、選択された光学的な厚さの高屈折率材料及び低屈折率材料の交互に重なる層からなる少なくとも１つの光学的な堆積とからなり、第１及び第２の材料は、全て光学的に接合され、単一ユニットを形成し、この単一ユニットにおいて、第１及び第２の材料の屈折率及び上記光学的堆積の複数の層の上記屈折率及び光学的厚さは、偏光された光の選択的な反射を生成するように全て選ばれて、上記光学的な堆積の一部の内部において、混合された偏光の入射光線が、ｓ−偏光成分及びｐ−偏光成分に分離され、上記ｓ−偏光成分は、上記光学的な堆積の他の部分で反射され、その部分で入射光線に平行に反射されるが、入射光と逆の方向に進み、上記ｐ−偏光成分は、入射光線に対して平行に透過する再帰反射偏光子を用いることもできる。
また、特開昭６１−２６２７０５号公報に記載されているような、Ａ型の凸条とＶ型の溝を交互に設け三角波形面を形成した透明な材料の上に偏光フィルタ機能や位相差板機能を有する誘電体多層膜を設けた偏光素子を用いることもできる。
また、米国特許第３６１０７２９号明細書に記載されているような、複屈折性を備える材料を種々の波長の１／４となる厚みの層にして連続的に積層させた偏光フィルムを用いることもできる。
また、米国特許第５８６７３１６号明細書に記載されているような、複屈折性を備える連続相と連続相の内部に少量の分散相とを有するポリマーにより形成された光学フィルムを用いることもできる。
また、特開２００３−２９５１８３号公報に記載されているような、表面プラズモンを利用した金属薄膜を低屈折率透明媒質でサンドイッチした構成の偏光分離膜を用いることもできる。
さらに、入射面に平行なＰ偏光成分のみを透過し、入射面に垂直なＳ偏光成分を反射する表面プラズモンを利用した偏光分離膜の配置に加え、光の偏光方向を変更する、例えば直交する偏光成分の間に光学的な厚さにおいてλ／４の差を生じる僅かな複屈折性を有するλ／４位相フィルムや拡散フィルムなどの偏光方向変更膜を導光板と一体にして構成することにより、輝度をより向上させることができる。【００５８】
また、特開平８−７６１１４号公報に記載されているような、液晶と高分子の複合体を延伸して形成した異方性散乱体を用いた散乱型偏光フィルムを偏光分離フィルム１６の代わりに用いたり、特開平６−２８１８１４号公報に記載されているような、分子螺旋の軸がフィルムを横切って延在するように配向させ、フィルムにおける分子螺旋のピッチが、最大ピッチと最小ピッチとの間の差が少なくとも１００ｎｍとなるように変化されているコレスティック型偏光フィルムを偏光分離フィルム１６として用いてもよい。
また、特開２００１−３４３６１２号公報に記載されているような、直線偏光の振動方向によりヘイズの値が異なるヘイズ異方性層を用いることもできる。この場合は、さらに、導光板の光射出面と反対面に第一位相差板を貼付し、かつ導光板と反射板との間に第２位相差板を設置することが好ましい。
また、特開平９−２７４１０８号公報に記載されているような、透明な高分子フィルムの中にこれと異なる材料からなる微小領域が一様に分散され、高分子フィルムと微小領域とは直交する直線偏光の一方に対する屈折率がほぼ同じで、該直線偏光の他方に対する屈折率が異なる偏光素子を用いることができる。【００５９】
上記実施形態では、偏光分離フィルムを導光板１８の光射出面側に設けて輝度の向上を実現させたが、偏光分離フィルムを設ける代わりに、特開２００１−２０１７４６公報、特開２００１−２２８４７４号公報に記載されているように、導光板の光射出面に偏光分離機能を有する微細凹凸部を形成することでも、光射出面から射出させる光の輝度を向上させることができる。
また、偏光分離フィルム１６の代わりに、特開平９−１３４６０７号公報に記載されているように、導光板と反射部材（反射板）との間に、実質的に導光板の屈折率以上の第１の屈折率及び導光板の屈折率よりも小さな第２の屈折率を有し、第１の偏光状態の略全てを、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態から分離する異方性層を配置することでも輝度を向上させることができる。
また、特開２００４−３６３０６２号公報に記載されているように、導光板の傾斜背面に、微細突起からなり、偏光分離機能を有する粗面パターンを形成することでも、輝度を向上させることができる。
また、特表平１０−５０８１５１号公報に記載されているように、光導波路（導光板）に、光導波路の材料と異なる材料が充填された凹部を設け、この２つの材料の一方を屈折率がｎｐである等方性材料とし、他方の材料を屈折率がｎｏとｎｅである異方性材料とする。ここで、屈折率に関しては、ｎｏまたはｎｅがｎｐに等しいかまたは事実上等しくする。これにより、等方性材料と異方性材料間の境界面で偏光を分離させることができ、光源で照射された光の大部分を光導波路より出る前に同じ偏光方向を有する光に変えることができる。このように、特表平１０−５０８１５１号公報に記載されている構成を本発明に適用することによっても輝度を向上させることができる。
また、特開平９−２９２５３０号公報に記載されているように、導光板を導光機能を有する２層以上の層で構成し、第１の層または第２の層の少なくとも一方の層を複屈折性を有する材料とし、第１の層と第２の層との間に界面を設け、界面で光が散乱または屈折または回折した光を導光板の表面から出射させることによっても輝度を向上させることができる。【００６０】
次に、バックライトユニットの反射シート２２について説明する。
反射シート２２は、導光板１８の傾斜面１８ｃ、１８ｄから漏洩する光を反射して、再び導光板１８に入射させるものであり、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１８の傾斜面１８ｃ及び１８ｄをそれぞれ覆うように中央部で折り曲げられて形成される。
反射シート２２は、導光板１８の傾斜面１８ｃ、１８ｄから漏洩する光を反射することができるものであれば、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。【００６１】
次に、拡散フィルム１４について説明する。
拡散フィルム１４は、図１に示されるように、偏光分離フィルム１６と液晶パネル４との間に配置される。拡散フィルム１４は、フィルム状部材に光拡散性を付与して形成される。フィルム状部材は、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を材料に形成することができる。
拡散フィルム１４の製造方法は特に限定されないが、例えば、フィルム状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化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、酸化亜鉛等の顔料や、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り、上記顔料やビーズ類を上記透明な樹脂中に混練したりすることで形成することができる。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て形成することもできる。
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。【００６２】
拡散フィルム１４は、導光板１８の光射出面から所定の距離だけ離して配置されてもよく、その距離は導光板１８の光射出面からの光量分布に応じて適宜変更することができる。
このように拡散フィルム１４を導光板１８の光射出面から所定の間隔だけ離すことにより、導光板１８の光射出面から射出する光が、光射出面と拡散フィルム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１８の光射出面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１８との間にスペーサを設ける方法などを用いることができる。【００６３】
以上、本発明の第１の実施形態のバックライトユニット２の各構成要素について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記実施の形態では、赤色、緑色及び青色の３色のＬＥＤ３２、３４及び３６を用い、カップリングレンズ４０により各ＬＥＤが発する光を混色し白色光を得たが、本発明はこれに限定されない。光源には、蛍光物質を用いてＬＥＤが発する光を白色光に変換するように構成した単色のＬＥＤを用いてもよい。例えば、単色のＬＥＤとしてＧａＮ系青色ＬＥＤを用いた場合には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光物質を用いれば、白色光を得ることができる。
このような白色光を得ることができる光源を利用すれば、レンズを利用する必要がなくなり部材の数を削減することができる。【００６４】
図１１Ａは、光源に単色のＬＥＤを用いた面状照明装置（バックライトユニット）の一実施形態を示した概略上面図であり、図１１Ｂは、面状照明装置の概略断面図である。
なお、図１１Ａ及びＢに示したバックライトユニット１２０は、光源１２２を除いて、他の構成は、図１に示したバックライトユニット２と同様の構成のものである。従って、両者で同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下にバックライトユニット１２０に特有の点を説明する。
光源１２２は、ＬＥＤアレイ１２４とカップリングレンズ１２６とを備え、図１１Ａに示すように、導光板１８の第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅに対向して配置されている。
ＬＥＤアレイ１２４は、複数のＬＥＤチップ１２８が所定間隔離間して一列でヒートシンク１３０上に配置されている。図１２Ａに、ＬＥＤアレイ１２４の構成の概略斜視図を、図１２Ｂに、ＬＥＤチップ１２８の構成の概略上面図を、図１２Ｃに、多層ＬＥＤアレイ１３２の構成の概略上面図を、図３Ｄに、ヒートシンク２５の一実施形態の概略側面図を示す。
ＬＥＤチップ１２８は、上述した蛍光物質を用いてＬＥＤが発する光を白色光に変換するように構成した単色のＬＥＤである。【００６５】
ヒートシンク１３０は、導光板１８の一辺に平行な板状の部材であり、導光板１８に対向して配置されている。ヒートシンク１３０は、導光板１８に対向した面に、複数のＬＥＤチップ１２８を支持している。ヒートシンク１３０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１２８から発生する熱を吸収し、外部に放散させる。
また、ヒートシンク１３０は、本実施形態のように導光板１８の第１光入射面及び第２光入射面に対向した面に垂直な方向における長さが、導光板１８の第１光入射面及び第２光入射面に対向した面の短辺方向における長さよりも長い形状であることが好ましい。これにより、ＬＥＤチップ１２８の冷却効率を高めることができる。
ここで、ヒートシンクは、表面積を広くすることが好ましい。例えば、図１２Ｄに示すように、ヒートシンク１３０をＬＥＤチップ１２８を支持するベース部１３０ａと、ベース部１３０ａに連結された複数のフィン１３０ｂとで構成してもよい。
フィン１３０ｂを複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、ＬＥＤチップ１２８の冷却効率を高めることができる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、ＬＥＤチップの支持部としてヒートシンクを用いたが、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤチップの冷却が必要ない場合は、放熱機能を備えない板状部材を支持部として用いてもよい。【００６６】
ここで、図１２Ｂに示すように、本実施形態のＬＥＤチップ１２８は、ＬＥＤチップ１２８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、導光板１８の厚み方向（光射出面１８ａに垂直な方向）が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、ＬＥＤチップ１２８は、導光板１８の光射出面１８ａ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１２８の配置間隔をｐとするとｐ＞ｂである。このように、ＬＥＤチップ１２８の導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ１２８の配置間隔ｐの関係がｐ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
ＬＥＤチップ１２８を長方形形状とすることで、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。光源を薄型化することで、面状照明装置を薄型にすることができる。【００６７】
なお、ＬＥＤチップは、ＬＥＤアレイをより薄型にできるため、導光板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されず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等の種々の形状のＬＥＤチップを用いることができる。【００６８】
また、本実施形態では、ＬＥＤアレイを単層としたが、本発明はこれに限定されず、図１２Ｃに示すように、複数のＬＥＤアレイ１２４を積層させた構成の多層ＬＥＤアレイ１３２を光源として用いることもできる。このようにＬＥＤを積層させる場合でもＬＥＤチップを長方形形状とし、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。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。【００６９】
図３に示すように、ＬＥＤアレイ１２４の各ＬＥＤチップ１２８の光射出側にカップリングレンズ１２６としてボールレンズが配置されている。カップリングレンズ１２６は、各ＬＥＤチップ１２８に対応して配置されている。各ＬＥＤチップ１２８から出射した光は、カップリングレンズ１２６によって平行光にされ、導光板１８の光混合部２０に入射する。
ここでは、カップリングレンズとしてボールレンズを用いたが、これに限らず、ＬＥＤが発する光を平行光にすることができれば種々の部材を用いることができる。カップリングレンズには、例えば、シリンドリカルレンズ、レンチキュラ、かまぼこ型のレンズ、フレネルレンズなどを用いることもできる。【００７０】
また、導光板１８の第１光入射面及び第２光入射面に対向するようにＬＥＤアレイ２４を配置せずに、ライトガイドを用いてＬＥＤアレイ２４の各ＬＥＤが発する光を導光板に導いてもよい。ライトガイドは、光ファイバや、透明樹脂からなる導光路等を用いて構成することができる。
光源としてＬＥＤアレイ２４を用い、そのＬＥＤアレイ２４を導光板１８の側面近傍に配置した場合には、ＬＥＤアレイ２４を構成する各ＬＥＤの発熱により導光板１８が変形したり、溶融する恐れがある。そこで、ＬＥＤアレイ２４を導光板１８の側面から離れた位置に配置し、ライトガイドを用いてＬＥＤが発する光を導光板１８に導くことにより、ＬＥＤの発熱による導光板１８の変形及び溶融を防止することができる。【００７１】
また、ＬＥＤを用いた光源の他の例としては、青色ＬＥＤに赤緑色の蛍光体を組み合わせた光源も用いることができる。具体的には、特開２００５−２２８９９６号公報に記載されているＬＥＤと蛍光体を組み合わせた発光素子も用いることができる。
また、赤外ＬＥＤに赤色、緑色、青色の蛍光体を組み合わせた光源も用いることができる。このような光源としては、特開２０００−３４７６９１号公報に記載されてるＬＥＤと蛍光体を組み合わせた発光装置、特開２００２−４３６３３号公報に記載されていＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオード、特開２００５−１２６５７７号公報に記載されているＬＥＤと蛍光体を組み合わせた発光装置も用いることができる。
また、本発明は、蛍光体をＬＥＤの発光面に配置し、白色光を射出させることに限定されず、蛍光体をＬＥＤの発光面に配置する代わりに、導光板に蛍光体を混入することによっても、白色光を光射出面から射出させることができる。
また、蛍光体をＬＥＤの発光面に配置するのに替えて、または加えて、蛍光体を塗布、または混入した光学シートを導光板の光射出面上に配置した構成も用いることができる。上記構成としても白色光を光射出面から射出させることができる。【００７２】
また、上記実施形態では、ＬＥＤアレイのヒートシンクを平板形状とし、ＬＥＤチップの裏面側に光射出面と平行な方向に延在するように配置したが、ヒートシンクを折り曲げた形状、例えばＬ字形状とし、ＬＥＤチップの裏面から導光板の傾斜面側、つまり反射部材の裏面に延在するように配置してもよい。これにより、面状照明装置の光射出面に平行な方向の面積を小さくすることができる。
なお、ヒートシンクを折り曲げた形状とし導光板の傾斜面側に配置する場合のヒートシンクの厚さ及び/または長さは、バックライトユニットの厚みを損ねない程度とすることが好ましい。ヒートシンクを、導光板の最大厚みと最小厚みよりも薄くし、傾斜面の裏面側に配置することで、導光板の傾斜面と筐体との間の空間を有効利用することができ、面状照明装置の厚みを薄くすることができる。
また、ヒートシンクの材料としては、熱伝導性の高い材料、例えば、上述したように、アルミ、銅などの金属、その他種々の材料を用いることができる。【００７３】
また、ヒートシンクは、導光板、反射部材、ＬＥＤアレイ等を外側から支持する筐体と熱伝導的につながりを持つことが好ましい。つまり、ヒートシングと筐体とが熱伝導的につながりを持つことが好ましい。ヒートシンクと筐体とが熱伝導的につながることにより、ＬＥＤチップから発生する熱をバックライトユニット（面状照明装置）全体で放熱させることができる。
これにより、効率よく熱を放熱することができる。
ここで、ヒートシンクと筐体とは、直接接触していることに限定されず、熱接続体を介して接触していてもよい。【００７４】
また、上記実施形態では、導光板１８の第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃにプリズム列を形成した構造としたが、導光板１８の第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃにプリズム列を形成せずに、導光板１８の光射出面１８ａ上に、プリズム列が形成されたプリズムシートを配置させても同様の効果が得られる。図１３に、導光板１８の光射出面１８ａ上にプリズムシート２６を配置した場合のバックライトユニットの構成を模式的に示した。図示例では、導光板１８と偏光分離フィルム１６とプリズムシート２６とが一体に構成されている。ここでは、導光板１８と偏光分離フィルム１６とプリズムシート２６を一体化させたが、それらを独立の部材として配置することもできる。
プリズムシート２６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る透明なシートであり、導光板１８の光射出面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。
導光板１８と偏光分離フィルム１６とプリズムシート２６を一体化させる方法としては、例えば、まず、偏光分離フィルム１６とプリズムシート２６を一体化させたシートを作製する。そして、そのシートを、導光板１８の製造時に導光板１８と融着又は圧着させて一体化させればよい。
偏光分離フィルム１６をプリズムシート２６と一体化させる方法としては、プリズムシート２６と偏光分離フィルム１６を個別に製造して単純に貼り合わせる方法や、偏光分離板材を連続押出機の型ロールに投入し、押し出されたプリズムシートと融着させる方法を利用することができる。しかし、これらの方法に限定されるものではない。
また、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃにプリズム列が形成された導光板１８を備える、図１に示すバックライトユニットの偏光分離フィルム１６と拡散シート１４との間に、プリズムシートを配置させても良い。【００７５】
図１３に示した例では、プリズムシートを１枚で構成したが、プリズムシートを２枚で構成することもできる。この場合は、２枚のプリズムシートのうちの一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板１８の光入射面（第１光入射面１８ｄと第２光入射面１８ｅ）に平行になるように配置され、他方は、それに対して垂直になるように配置される。つまり、２枚のプリズムシートは、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る。
また、これらプリズムシートは、そのプリズムの頂角が、偏光分離フィルム１６側に向くように配置されることが好ましい。【００７６】
なお、プリズムシートを２枚配置する場合、プリズムシートの配置の順序は特に限定されない。すなわち、偏光分離フィルム１６の直上に、導光板１８の光入射面に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を配置し、そのプリズムシートの上に、導光板１８の光入射面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よいし、その逆でもよい。
また、図示例ではプリズムシート２６を用いたが、プリズムシート２６の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に配置したシートを用いることもできる。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、レンズ効果を有する光学素子を規則的に配置した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。
また、プリズムシートを用いず、拡散フィルムを複数枚用いてもよい。拡散フィルムの使用枚数は２枚以上、好ましくは３枚である。【００７７】
さらに、図１４に示すように、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃに複数の拡散反射体１４０を所定パターンで、具体的には、導光板１８の端部、つまり、第１光入射面１８ｄ側及び第２光入射面１８ｅ側の密度が低く、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから導光板１８の中央に向かうにしたがって次第に密度が高くなるようなパターンで、例えば、印刷により形成してもよい。このような拡散反射体１２０を所定パターンで導光板１８の傾斜面１８ｂ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。
また、拡散反射体１４０を導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃに印刷する代わりに、拡散反射体１４０が所定パターンで形成された薄いシートを導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃと反射シート２２との間に配置してもよい。なお、拡散反射体１４０の形状は、矩形、多角形、円形、楕円形などの任意の形状にすることができる。
ここで、拡散反射体としては、例えば、光を散乱させるシリカ、酸化チタンもしくは酸化亜鉛等の顔料、または、樹脂、ガラスもしくはジルコニア等のビーズ類などの光を散乱させるための材料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でもよい。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、拡散反射体として、スクリーン印刷、オフセット印刷等で用いられる、一般的な白インクも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。【００７８】
また、本実施形態では、拡散反射体を光入射面から離れるに従って疎から密にしたが、本発明はこれに限定されず、輝線の強さや広がり、必要な出射光の輝度分布等に応じて適宜選択することができ、例えば、傾斜面全面に均一な密度に配置しても、光入射面から離れるに従って密から疎に配置してもよい。また、このような拡散反射体を印刷により形成する代わりに、拡散反射体の配置位置に対応する部分を砂擦り面として荒らしてもよい。
なお、図１４の導光板では、傾斜面に拡散反射体を配置したが、本発明は、これに限定されず、必要に応じて、光入射面以外の任意の面に配置してよい。【００７９】
また、面状照明装置の光射出面側に光射出面から射出される光の輝度むらを低減させる機能を有する透過率調整部材を配置してもよい。
図１５に、透過率調整部材１８２を配置した面状照明装置１８０の概略断面図を示す。【００８０】
面状照明装置１８０は、光源１９０と、拡散フィルム１４と、導光板１８と、反射シート２２と、透過率調整部材１８２と、プリズムシート１８８とを有する。
ここで、拡散フィルム１４と、導光板１８と、反射シート２２は、図１３に示した面状照明装置の拡散フィルム、導光板、反射シートと同じ機能を有するのでその詳しい説明については省略する。
光源１９０は、上述したＬＥＤチップ１２８とヒートシンク１３０とからなるＬＥＤアレイ１２４と同様の構成を有し、本実施形態では、ＬＥＤアレイ１２４がそれぞれ導光板１８の第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅに対向して配置されている。つまり、それぞれのＬＥＤアレイ１２４と第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅとの間には、カップリングレンズ及び光混合部が配置されていない。これにより、ＬＥＤアレイ１２４から射出された光は、導光板１８に直接入射する。
また、導光板１８の光射出面１８ａに透過率調整部材１８２、拡散フィルム１４、プリズムシート１８８が順に積層されている。ここで、プリズムシート１８８は、上述したプリズムシート２６と同様の機能形状を有し、そのプリズムの頂角が拡散シート１４と対向するように、つまり、プリズムの底辺が導光板１８の光入射面１８ａと平行となるように配置されている。【００８１】
透過率調整部材１８２は、上述したように、導光板から射出される光の輝度むらを低減させるために用いられ、透明フィルム１８４と、透明フィルム１８４の表面に配置される多数の透過率調整体１８６とを有する。【００８２】
透明フィルム１８４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。【００８３】
透過率調整体１８６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１８４の導光板１８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１８６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でもよい。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１８６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。【００８４】
透過率調整部材１８６は、多数の透過率調整体１８６を透明フィルム１８４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１８６のパターン密度が変化している。【００８５】
ここで、透過率調整部材１８２の任意の位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、透過率調整部材１８２を備えない場合のバックライトユニット１８０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、透過率調整部材１８２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、透過率調整部材１８２を備えない場合のバックライトユニット１８０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１８６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１８６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。【００８６】
透過率調整体部材１８２の透過率調整体１８６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１８０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、透過率調整部材１８２を用いて輝度むらを低減させることで、拡散フィルム１４は、光の拡散をそれほど十分に行う必要がなくなる。その結果、拡散フィルム１４をより薄くすることができ、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。【００８７】
以下、具体的実施例とともに透過率調整部材を備える面状照明装置について、より詳細に説明する。
本実施例では、図１５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作製した。すなわち、本実施例のバックライトユニット１８０は、光源１９０と、拡散フィルム１４と、導光板１８と、反射フィルム２２と、透過率調整部材１８２と、プリズムシート１８８とで構成される。【００８８】
本実施例では、導光板１８は、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅの厚みを２ｍｍとし、導光板１８の中央部の厚みつまり導光板１８の最大厚みが４ｍｍ、第１光入射面１８ｄから第２光入射面までの距離が３００ｍｍ、導光板１８の奥行き方向の長さ、つまり、導光板１８の第１光入射面１８ｄに平行でかつ光射出面１８ａに平行な方向の長さが５００ｍｍとした形状とした。
また、導光板１８は、透明樹脂として屈折率が１．４９５のアクリル樹脂を、散乱粒子として屈折率が１．４４のシリコーン粒子を用いたものとした。散乱粒子は、粒子径が２０００ｎｍである。この散乱粒子を透明樹脂に、散乱版面積Φが２．０６×１０-12ｍ2となり、粒子密度が２２００００個／ｍｍ3となるように混錬分散させて形成される。
また、光源１９０（ＬＥＤアレイ１２４）と導光板１８との間隙を０．１ｍｍとした。【００８９】
図１５に示すバックライトユニット１８０において、上記式（５）を満足する透過率調整体１８６のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出するために、透過率調整部材１８２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、透過率調整部材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。【００９０】
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１８０をＸＹステージに固定し、バックライトユニット１８０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１８０の光出射面の位置における輝度を測定して導光板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１８０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。このようにして、測定した測定結果を図１６に示す。ここで図１６のグラフを縦軸は相対輝度を示し、横軸は、導光板の中央部からの距離を示す。【００９１】
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ｃ＝０．７５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。相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）とパターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係は、比例関係となり、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）が最小輝度Ｆminのときにパターン密度ρ（ｘ，ｙ）は０、最大輝度Ｆmaxのときにパターン密度ρ（ｘ，ｙ）に最大密度ｃ＝０．７５となる。【００９２】
次に、算出した相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）とパターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係に基づいて、図１５に示した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）の分布を算出する。図１７に、最大密度ｃをｃ＝０．７５とした場合について算出したパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を示す。図１７において、縦軸は、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）を示し、横軸は、導光板の中心（中央部）からの距離を示す。【００９３】
次に、算出した最大密度ｃをｃ＝０．７５とした場合に式（５）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１８６が配置された透過率調整部材１８２を作成した。
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１８６を適宜配置することで透過率調整部材１８２を作成した。
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１８２を配置した。【００９４】
このようにして作成した透過率調整部材１８２をバックライトユニット１８０に配置した場合に、バックライトユニット１８０の光射出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１８に示す。ここで、図１８において、縦軸は、相対輝度を示し、横軸は、導光板の中心（中央部）からの距離を示す。また、比較のために透過率調整部材１８２を備えないこと以外は同じ構成のバックライトユニットの光出射面から出射された光の垂直輝度を併せて示す。【００９５】
図１８に示すように、透過率調整部材１８２を配置することで、透過率調整部材１８２を配置しない場合に比べて輝度むらを低減させることができる。【００９６】
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い。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、透過率調整体１８６は、パターン密度ρ（ｘ、ｙ）＝１、つまり透過率調整体１８６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。【００９７】
また、透過率調整体の形状は四角形状、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、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とを用いた場合は、透過率調整体の形状を、線状光源の軸と平行な細長い帯形状としてもよい。【００９８】
ここで、上記実施形態では、透過率調整体が配置される光学部材として透明フィルムを用いたが、本発明は、これに限定されず、拡散フィルムやプリズムシートに透過率調整体を配置してもよい。例えば、透明フィルムの代わりに、図１５に示す拡散フィルム１４又はプリズムシート１８８に透過率調整体を形成してもよい。これにより部品点数を減らすことが可能となり、製造コストを低減することができる。【００９９】
また、透過率調整部材１８２の透過率調整体１８６は、透過率調整部材１８２に入射する光に応じてパターン密度分布が調整されるが、透過率調整体１８６のパターン密度分布は、透過率調整体１８６の大きさを変化させることによって調整されても、一定形状の透過率調整体１８６の配置間隔を変化させることによって調整されてもよい。
パターン密度に応じた透過率調整体１８６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、これらのうち、ＦＭスクリーニング方式を用いることが好ましい。ＦＭスクリーニング方式を用いることにより、透過率調整体１８６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１８６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１８６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１８６の形成が困難になることも防止できる。【０１００】
透過率調整体１８６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１８６の最大寸法を５００μｍ以下とすることで、透過率調整体１８６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１８６の形状が目視できなくなり、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体１８６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１８６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１８６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。【０１０１】
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、インクジェット印刷等の種々の印刷方法を用いることができる。オフセット印刷は生産性に優れるという利点を有し、スクリーン印刷は、インク厚を厚くすることができ、インク濃度を高くしなくても、パターン部分の透過率を低くすることができるという利点を有する。また、インクジェット印刷は、立体物に印刷することが可能であり、導光板の表面に透過率調整体を形成する方法として最適である。
また、透過率調整体を透明フィルムの表面に印刷する際に、透明フィルムの網点パターンの配置領域外にアライメントマークを印刷してもよい。透明フィルムにアライメントマークを形成することで、製造時の導光板と透過率調整部材とのアライメントを容易にとることができる。【０１０２】
本実施形態では、透過率調整部材を導光板と拡散フィルムとの間に設けたが、配置位置はこれに限定されず、拡散フィルムとプリズムシートとの間に配置してもよい。
また、透過率調整部材を、透明フィルムに透過率調整体を配置することで設けたが、本発明はこれに限定されず、拡散フィルム、プリズムシート、または導光板の表面に透過率調整体を配置したものを透過率調整部材としてもよい。具体的には、拡散フィルムの導光板側の面（光の入射面）、及び、拡散フィルムの導光板側とは反対側の面（光の出射面）の少なくとも一方に透過率調整体を配置してもよい。また、プリズムシートの導光板側の面（光の入射面）、及び、プリズムシートの導光板側とは反対側の面（光の出射面）の少なくとも一方に透過率調整体を配置してもよい。さらに、導光板の光射出面に直接透過率調整体を配置してもよい。
このように、透過率調整体を拡散フィルム、プリズムシートまたは導光板の表面に設けることで、透明フィルムを使用することなく透過率調整部材を形成することができ、層構成をより簡単にすることができる。
また、透過率調整体を直接導光板の光射出面に配置することで、上記効果に加えて、面状照明装置の組み立て時に、アライメントをとることなく、導光板から射出される光の輝度むらに対して透過率調整体を正確な位置に配置することができる。【０１０３】
また、複数箇所つまり複数の光学部材、例えば、導光板の表面及び拡散フィルム裏面等に透過率調整体を配置し、複数の透過率調整部材を形成することが好ましい。このように透過率調整体を複数の光学部材に配置することで、各位置での透過率調整体の配置パターンと入射する光との位置ずれの許容量を広げることができ、輝度むら及び色むらのない均一な光を射出することができる。ここで、複数箇所に透過率調整体を配置する場合、透過率調整体の配置パターンは、同一の配置パターンとしても、異なる配置パターンとしてもよい。【０１０４】
また、上記実施形態では、好適な態様として、透過率調整部材の透過率調整体を上記式（５）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ることができる。例えば、透過率調整部材として、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部材とすることもできる。【０１０５】
さらに、透明フィルムの表面上に白インクを任意の色のインク（白色以外のインク）に混練し、分散した色度調整フィルムを導光板の光射出面上に配置することが好ましい。ここで、白インクと任意の色のインクとの混合比は、白インク１００に対して任意の色のインクを１未満である。
色度調整フィルムを配置することで、射出される光の色を微調整することができ、演色性や色再現性を向上させることができる。これにより、光源として、演色性の低い光源を用いた場合でも演色性を向上させることができる。また、射出される光の色を微調整することができる。【０１０６】
以下、具体的実施例とともにより詳細に説明する。
本実施例では、色温度３５００Ｋの冷陰極管（ＣＣＦＬ）、色温度９１５０ＫのＬＥＤ素子、色温度８５００ＫのＬＥＤ素子の３つの光源を用いて、色度調整フィルムを配置していない場合と、下記表２及び表３に示した種々のインク割合の色度調整フィルムを配置し場合に射出される光の色度を測定した。【０１０７】
【表２】
2007020966.tif 000004
【０１０８】
【表３】
2007020966.tif 000005
【０１０９】
測定結果を図１９〜図２１に示す。
ここで、図１９は、色温度３５００Ｋの冷陰極管（ＣＣＦＬ）から射出され、表２及び表３に示した各種色度調整フィルムを透過した光をそれぞれ測定した結果を示したグラフであり、図２０は、色温度９１５０ＫのＬＥＤ素子から射出され、表２及び表３に示した各種色度調整フィルムを透過した光をそれぞれ測定した結果を示すグラフであり、図２１は、色温度８５００ＫのＬＥＤ素子から射出され、表２及び表３に示した各種色度調整フィルムを透過した光をそれぞれ測定した結果を示すグラフである。【０１１０】
図１９〜図２１に示すように、各種色度調整フィルムを配置することで射出される光の色温度を調整することができる。つまり、図１９〜図２１中の矢印でそれぞれ示すように、射出される光を元の光源色から、Ｒ（レッド）方向、Ｙ（イエロー）方向、Ｍ（マゼンダ）方向等の種々の色方向へシフトさせることができる。
これにより、演色性や色温度再現域を向上させることができる。また、青色ＬＥＤに蛍光体を配置して白色光を射出させる場合でも、色度調整フィルムを配置することで、赤色の色再現性を向上させることができる。【０１１１】
ここで、色度調整フィルムの配置位置は特に限定されず、導光板の光射出面と各種光学部材との間、各種光学部材同士の間等に配置してもよく、光源と導光板との間に配置してもよい。
また、色度調整フィルムを配置することに替えて、拡散フィルム、プリズムシート、導光板表面等に上述の白インキに各種インクを所定量混練したインクを塗布してもよい。【０１１２】
また、上記実施形態では、図１に示されるように、光射出側面１８ａが平坦に構成され、その反対側の面が傾斜面で形成されている導光板を用いたが、本発明のバックライトユニットに用いられる導光板は、このような形状に限定されない。
以下、本発明のバックライトユニットに使用できる導光板の他の構成例について説明する。【０１１３】
図２２Ａ及びＢには、本発明のバックライトユニットに用いることができる導光板の他の構成例を示した。図２２Ａは、導光板２８と、光混合部２０と、光源１２を示す概略平面図であり、図２２Ｂは、導光板２８を示す概略断面図である。なお、図２２Ａ及びＢにおいて、光源１２及び光混合部２０（２０Ａ及び２０Ｂ）は、図１に示される光源及び光混合部と同じ機能を有するので、その詳しい説明については省略する。【０１１４】
導光板２８は、図１に示した導光板１８を上下反転させたような構造を有し、その光射出面が、一対の平坦な第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂで構成され、その反対側の面が平坦面２８ｃで構成される。導光板２８の第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂは、中央部から端部に向かうに従って厚みが薄くなるように、平坦面２８ｃに対して傾斜している。かかる構造の導光板２８では、第１光入射面２８ｄ及び第２光入射面２８ｅから入射した光は、第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂから出射する。
かかる形状を有する導光板２８も、上述した導光板１８と同様に、散乱体を含む透明樹脂を用いて形成され、導光板に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光が入射する方向の導光板の半分の長さをＬＧ、導光板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、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。これにより、均一で輝度むらが少ない照明光を一対の傾斜面である第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂから出射することができる。【０１１５】
また、図１に示す形状の導光板１８を用いたバックライトユニット２では、反射シート２２の形状を、導光板１８の光射出側と反対側に位置する第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃに応じて、導光板１８の中央部から両端面（第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅ）に向かって傾斜させて構成したが、図２２Ａ及び図２０Ｂに示すような形状を有する導光板２８をバックライトユニットに用いる場合は、反射シート２２は、導光板２８の平坦面２８ｃを覆うように平坦に形成される。
なお、図２２Ａ及び図２２Ｂに示す導光板２８は、第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂにプリズム列は形成されていないが、それら第１傾斜面２８ａ及び第２傾斜面２８ｂにプリズム列を形成することも可能である。また、導光板２８の光射出面と反対側の面である平坦面２８ｃにプリズム列を形成することもできる。
また、図２２Ａ及び図２２Ｂに示される形状の導光板２８をバックライトユニットに用いる場合、導光板の光射出側、すなわち、導光板２８の第１傾斜面２８ｂ及び第２傾斜面２８ｃ上に偏光分離フィルムが配置される。偏光分離フィルムは、第１傾斜面２８ｂ及び第２傾斜面２８ｃに密着して形成されてもよいし、例えば、偏光分離フィルムを透明な樹脂製の平坦な板に貼り付けて偏光分離板を作製し、偏光分離板を第１傾斜面２８ｂ及び第２傾斜面２８ｃから所定間隔離して配置してもよい。【０１１６】
また、図２３Ａ及び図２３Ｂには、本発明のバックライトユニットに用いることができる導光板の更に他の構成例を示した。図２３Ａは、導光板３８と、光混合部２０と、光源１２を示す概略平面図であり、図２３Ｂは、導光板３８を示す概略断面図である。なお、図２３Ａ及び図２３Ｂにおいて、光源１２及び光混合部２０（２０Ａ及び２０Ｂ）は、図１に示される光源及び光混合部と同じ機能を有するので、その詳しい説明については省略する。【０１１７】
図２３Ａ及び図２３Ｂに示す導光板３８は、光が出射する側の光射出面と、その反対側の面が同じ形状で形成されている。導光板３８の光射出面は、矩形状の外形を有し、一対の平坦な第１傾斜面３８ａ及び第２傾斜面３８ｂによって構成され、その反対側の面も同様に、一対の平坦な第３傾斜面３８ｃ及び第４傾斜面３８ｄによって構成されている。すなわち、導光板３８は、光射出側とその反対側を、中央部から両端部に向かって緩やかに傾斜する一対の傾斜面で構成している。第１傾斜面３８ａと第２傾斜面３８ｂは所定の角度で互いに傾斜し、同様に、第３傾斜面３８ｃと第４傾斜面３８ｄも所定の角度で互いに傾斜している。第１傾斜面３８ａに対する第２傾斜面３８ｂの角度と、第３傾斜面３８ｃに対する第４傾斜面３８ｄの角度は同じである。導光板３８は、両端部で板厚が最も薄く、両端部から中央に向かうに従って板厚が厚くなり中央部で最も厚くなっている。【０１１８】
図２３に示す導光板３８では、側面から入射した光は導光板２０内部を通過し、第１傾斜面３８ａ及び第２傾斜面３８ｂから出射する。このとき、第３傾斜面３８ｃ及び第４傾斜面３８ｄから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板３８の背面を覆うようにして配置される反射シート（図示せず）によって反射され再び導光板の内部に入射する。【０１１９】
図２４は、第１の実施形態に用いることができる面状照明装置（バックライトユニット）１４１の他の一例の概略構成を示す概略断面図である。なお、本実施形態において、図１及び図２に示したバックライトユニット１０と同様の構成のものには、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、異なる部分について重点的に説明する。
バックライトユニット１４１は、光源１４２と、導光板１４４とを有する。また、図示は省略したが、図１及び図２に示したバックライトユニット１０と同様に、バックライトユニット１４１の導光板１４４の光射出面側には、拡散フィルムと、プリズムシートとが配置され、導光板１４４の傾斜面側（光射出面とは反対の面側）には、反射フィルム２２が配置されている。【０１２０】
光源１４２は、図１２Ａ及びＢに示したＬＥＤアレイ１２４と同様のものである。
導光板１４４は、略矩形形状の平坦な光射出面１４４ａと、光射出面１４４ａの反対側に位置し、光射出面１４４ａの一辺に平行で、光射出面１４４ａを２等分する２等分線Ｘに対して互いに対称で、光射出面１４４ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面１４４ｂと第２傾斜面１４４ｃ）と、２つのＬＥＤアレイ１２４に対向し、それらＬＥＤアレイ１２４からの光が入射される２つの光入射面（第１光入射面１４４ｄと第２光入射面１４４ｅ）とを有している。第１傾斜面１４４ｂ及び第２傾斜面１４４ｃは、２等分線Ｘを境にして、光射出面１４４ａに対し傾斜している。導光板１４４は、第１光入射面１４４ｄ及び第２光入射面１４４ｅから中央に向かうに従って厚さが厚くなっており、中央部が最も厚く、両端部が最も薄くなっている。導光板１４４は、第１光入射面１４４ｄ側の一部及び第２光入射面１４４ｅ側の一部が、導光板１４４の他の部分（以下、母材１４６とする）とは異なる材料の低屈折率部材１４８で構成される。【０１２１】
低屈折率部材１４８は、母材１４６と共に光入射面１４４ｃを形成し、光入射面１４４ｃとなる面以外は、母材１４６と接している。つまり低屈折率部材１４８の光射出面１４４ａ側、第１傾斜面１４４ｂ側、第２傾斜面１４４ｃ側及び中央部側の面は、母材１４６に覆われている。低屈折率部材１４８は、断面形状が中央部側に凸のかまぼこ形となる形状である。
このような導光板も、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。また、母材１４６と低屈折率部材１４８とを別々に製造し、母材１４６に低屈折率部材１４８を埋め込む、または接着させて設けてもよい。
ここで、低屈折率部材１４８の屈折率をＮｉとし、母材１４６の屈折率をＮｍとすると、母材１４６と低屈折率部材１４８とは、Ｎｍ＞Ｎｉの関係を満たしている。【０１２２】
母材の屈折率よりも屈折率が低い低屈折率部材を光入射面を含む一部に設け、光源から射出された光を低屈折率部材に入射させることで、光源から射出され光入射面に入射する光のフレネルロスを低減し、入射効率を向上させることができる。
また、低屈折率部材１４８は、入射された光を平行光にし、かつミキシングする機能、つまり、カップリングレンズ及び混合部の機能を有する。本実施形態のバックライトユニットは、低屈折率部材を設けることで、カップリングレンズ及び混合部を設けることなく、光源から射出された光をより遠い位置まで到達させることができ、かつ、均一な輝度のむらのない照明光を射出させることができる。【０１２３】
ここで、導光板の光射出面は、略全面を低屈折率部材で形成することが好ましい。光射出面の略全面を低屈折率部材とすることで、光源から射出され導光板に入射する光を低屈折率部材に入射させることができ、入射効率をより向上させることができる。【０１２４】
ここで、図２４では、低屈折率部材１４８を導光板１４４の中央部に向かって凸のかまぼこ形状としたが、本発明はこれに限定されない。
図２５Ａ〜図２５Ｃは、本発明のバックライトユニットに用いることができる導光板及び光源の他の例の概略断面図を示すものである。ここで、図２５Ａ〜図２５Ｃに示す導光板の断面形状は、いずれの位置においても同一の形状を有する。
図２５Ａは、断面形状が正方形となる低屈折率部材１５２を有する導光板１５１を示すのもである。図２５Ｂは、断面形状が台形、具体的には、光入射面となる面１５４ａと光入射面の反対側の面１５４ｂとが平行で光入射面となる面１５４ａよりも導光板１５３の中央部側の面１５４ｂの方が短い台形となる低屈折率部材１５４を有する導光板１５３を示すものである。図２５Ｃは、断面形状が三角形、具体的には、光入射面となる面が底面となり導光板１５５の中央部側に頂点を有する三角形となる低屈折率部材１５６を有する導光板１５５を示すものである。
低屈折率部材を上記のような形状としても、入射効率を向上させることができる。
また、低屈折率部材の形状は、上記例にも限定されず、例えば、断面形状が半円形、双曲線形、放物線となる形状等、種々の形状とすることができる。【０１２５】
以上、本発明の第１の実施形態に用いることができるバックライトユニットの他の一例の各構成要件について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
図２６に、本発明の第１の実施形態に用いることができるバックライトユニットのさらに他の一例の概略断面図を示す。ここで、バックライトユニット１６０は、導光板１４４の光入射面１４４ｃ近傍に反射部材１６２を設けたことを除いて基本的に図２４に示したバックライトユニット１４１と同じ構成のものである。従って、両者で同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下に、バックライトユニット１６０に特有の点を重点的に説明する。【０１２６】
反射部材１６２は、導光板１４４の光入射面近傍の光射出面１４４ａ及び第１傾斜面１４４ｂ及び第２傾斜面１４４ｃから漏洩する光を反射して、再び導光板に入射させるものであり、導光板１４４の第１光入射面１４４ｄ側の光射出面１４４ａの一部、第２光入射面１４４ｅ側の光出射面１４４ａの一部、第１光入射面１４４ｄ側の第１傾斜面１４４ｂの一部及び第２光入射面１４４ｅ側の第２傾斜面１４４ｃの一部の４ヶ所に、塗布、蒸着または接着等により設けられている。
反射部材１６２は、導光板１４４の光入射面近傍の光射出面１４４ａ及び傾斜面１４４ｂから漏洩する光を反射することができるものであれば、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。【０１２７】
反射部材１６２を、第１光入射面１４４ｄ近傍及び第２光入射面１４４ｅ近傍の光射出面１４４ａ、第１傾斜面１４４ｂ及び第２傾斜面１４４ｃに設けることで、光入射面１４４ｃ近傍の、光源１４２との距離が短いため射出されやすい光の漏洩を防止でき、光入射面近傍で射出されていた光をより遠い位置まで到達させることができる。これにより、導光板に入射した光を効率よく利用することができる。【０１２８】
また、光の入射効率を向上させることができるため、本実施形態のように導光板の光入射面近傍に低屈折率部材を設けることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、低屈折率部材を設けることなく、反射部材のみを設けても光の利用効率を高くすることができる。【０１２９】
ここで、本実施形態では、光射出面と傾斜面の両面に反射部材を設けたが、傾斜面に反射シートを配置する場合は、反射シートが反射部材となるので、光入射面側の一部の光射出面のみに反射部材を設ければよい。【０１３０】
ここで、上述の第１の実施形態では、いずれも一枚の導光板で説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の導光板を用いて一面の光射出面を形成するようにしてもよい。
図２７に、複数の導光板を用いた面状照明装置の一例を示す。なお、図２７では、導光板の配置を明確に示すため、導光板１８、１８'、１８''と光源１２のみを示す。【０１３１】
複数の導光板は、各導光板のそれぞれの光射出面が同一平面となり、かつ、それぞれの光入射面が同一平面となる位置に配置されている。具体的には、導光板１８とそれに隣接する導光板１８'とが、導光板１８の光射出面１８ａと隣接する導光板１８'の光射出面１８ａ'が同一平面となり、かつ、導光板１８の第１光入射面１８ｄと隣接する導光板１８'の第１光射出面１８'ｄとが同一平面となる位置に配置されている。なお、導光板１８と隣接する導光板１８'とは、密着していることが好ましい。また、導光板１８'と導光板１８''とも同様に、それぞれの光射出面１８'ａと光射出面１８''ａが同一平面となり、かつ、第１光入射面１８'ｄと第１光入射面１８'ｄとが同一平面となる位置に配置されている。また、導光板のそれぞれの第２光入射面同士、第１傾斜面同士、第２傾斜面同士も同一平面を形成するように配置されている。
光源１２は、導光板１８、１８'、１８''の各第１光入射面、第２光入射面に対向する位置に配置されている。これにより、導光板１８、１８'、１８''の各第１光入射面、第２光入射面には、共通の光源１２から出射された光が入射する。【０１３２】
このように複数の導光板を並列に配置して１つの光射出面を形成することで、より大面積の面状照明装置とすることができる。これにより、より大型の液晶表示装置の面状照明装置としても用いることができる。
また、図２７には図示してないが、拡散フィルム、プリズムシートも、光源と同様に、複数の導光板により形成された光射出面を１つの拡散フィルム、プリズムシートで覆うようにすることが好ましい。【０１３３】
また、上記実施形態では、いずれも光射出面を平面としたが、本発明はこれに限定されない。
図２８Ａ〜図２８Ｃは、面状照明装置の他の実施例を示す図であり、図２８Ａは、面状照明装置３００の概略斜視図であり、図２８Ｂは、面状照明装置３００の側面図であり、図２８Ｃは、面状照明装置３００を長手方向の断面を示す概略断面図である。
面状照明装置３００は、光源３０２と、導光板３０４と、拡散フィルム３０６と、アクリルパイプ３０８と、反射フィルム３１０とを有する。【０１３４】
２つの光源３０２は、図２８Ｃに示すように、それらの間に導光板３０４が挟まれるように配置される。光源３０２は、複数のＬＥＤ３０２ａを有し、ＬＥＤ３０２ａは、図２８Ｂに示すように、導光板３０４の光入射面の形状に沿ってリング状に配置されている。ここで、ＬＥＤ３０２ａとしては、上述した種々のＬＥＤを用いることができる。
導光板３０４は、図２８Ｂに示すように、光源３０２から射出された光の入射方向に垂直な断面において、光射出面が円形に形成され、外周が光射出面となる中空の円筒形状を有する。また、導光板３０４は、図２８Ｃに示すように、円筒の上面及び下面に相当する光入射面（円筒形状の軸方向における端部）から中央に向かうに従って厚みが厚くなっており、中央部の厚みが最も厚く、両端部の厚みが最も薄くなっている。つまり、光源３０２から射出された光の入射方向に平行な方向における導光板３０４の断面形状は、上述した導光板１８等と同様の形状、つまり、光の入射方向において、光入射面から離れるに従って厚みが厚くなる形状である。【０１３５】
拡散フィルム３０６は、導光板３０４の光射出面上に配置されている。つまり、円筒形状の導光板３０４の外周面を覆うように円筒状に配置されている。
アクリルパイプ３０８は、中空の円筒形状であり、拡散フィルム３０６の外周に配置されている。また、アクリルパイプ３０８は、透明樹脂で形成されている。
反射フィルム３１０は、導光板３０４の傾斜面側、つまり、円筒形状の導光板３０４の内面側に配置されている。
つまり、面状照明装置３００は、内側から円筒形状の反射フィルム３１０、導光板３０４、拡散フィルム３０６、アクリルパイプ３０８の順で積層されている。
ここで、面状照明装置３００は、外形形状が円筒形状であることを除いて、各種構成は、上述した面状照明装置と同様であるので、形状、材質等の詳細な説明は、省略する。【０１３６】
面状照明装置３００も、光源３０２から導光板３０４に入射した光が、内部の散乱粒子により拡散され、直接もしくは反射フィルム３１０に反射して、光射出面から射出され、拡散フィルム３０６、アクリルパイプ３０８を透過して射出される。
面状照明装置３００は、円筒の外周面が光射出面あり、外周面の全面から光が射出される。これにより、３６０度の全方位に光を射出することができ、蛍光灯と同様に用いることができる。
このように、本発明の面状照明装置は、照明装置として用いられている棒状の蛍光灯と同様の棒状とすることもでき、蛍光灯と同様の用途に用いることもできる。
なお、本実施形態では、導光板の光射出面に拡散フィルムのみを配置したが、上述した面状照明装置と同様の各種光学部材を配置することで、上述と同様の効果を得ることができる。【０１３７】
また、面状照明装置の形状は円筒形状に限定されない。
図２９は、面状照明装置のさらに他の実施例を示す図であり、図２９Ａは、面状照明装置３２０の概略側面図であり、図２９Ｂは、面状照明装置３２０を長手方向の断面を示す概略断面図である。
図２９Ａ及び図２９Ｂに示すように、面状照明装置３２０は、光源３２２と、導光板３２４と、反射フィルム３２６とを有する。また、図示は省略したが、導光板３２４の外周面には、面状照明装置３００と同様に、拡散フィルム及びアクリルパイプが配置されている。
面状照明装置３２０は、光源３２２から射出された光の入射方向に垂直な断面が、円形の面状照明装置３００を半分した半円筒形状に形成されている。つまり、光源３２２、導光板３２４及び反射フィルム３２６が半円筒形状に形成されている。
このようなを半円筒形状の面状照明装置も好適に用いることができる。例えば、蛍光灯と同様に室内照明として天井に配置する場合は、半円筒形状とすることで、天井側に光を照射することなく、室内を明るくすることができる。これにより、効率よく室内を照明することができる。【０１３８】
図２８に示した面状照明装置３００では、円筒形状の導光板を直管の棒状としたが、円筒形状の導光板を、折り曲げ曲管として、面状照明装置をリング状にしてもよい。
図３０、図３１及び図３２は、それぞれ面状照明装置をリング状にした形状の一例を示す概略正面図である。
図３０に示す面状照明装置３３０は、８つの光源３３２と、４つの導光板３３４とを有する。
導光板３３２は、外周面が光射出面となる円筒形状であり、端面から中央部に向かうに従ってその厚みが厚くなる形状である。また、導光板３３４は、端面から端面までの円筒の中心線が９０度の円弧となる曲管である。
この導光板３３２は、端面が隣接する導光板３３２の端面と向かい合うように配置され、連結された４つの導光板３３２が、１つのリング形状となる。
また、導光板３３４の端面には、ぞれぞれ光源３３２が配置されている。【０１３９】
このように導光板３３２を曲管形状とし複数連結して配置することで、リング状の面状照明装置とすることができる。【０１４０】
また、面状照明装置３３０では、４つの導光板により、リング形状の面状照明装置としたが、これに限定されず、例えば、図３１に示すように、１つの導光板を円筒形状の中心線が円形となる形状することで、１つの導光板３４４とその端面に配置する２つの光源３４２とを有する面状照明装置３４０でリング状の面状証明装置とすることもできる。
また、導光板の円筒形状の中心線の円弧の角度を設定することで、任意の数の導光板でリング状にすることができる。
また、面状照明装置は、棒状、リング状に限定されず、種々の形状とすることができる。【０１４１】
さらに、導光板を円筒形状とする場合には、図３２Ａに示すように、面状照明装置３５０の円筒形状の導光板３５４の一部に溝３５４ａを形成することが好ましい。つまり、図３２Ｂに示すように、光源３４２から射出された光の入射方向に垂直な断面において、導光板３５４の一部に溝３５４ａすることが好ましい。
導光板３５４に溝３５４ａを形成することで、導光板３５４の内面側に、反射フィルム３４６を簡単に配置することができる。【０１４２】
次に、本発明の面状照明装置の第２の実施形態について説明する。
第２実施形態では、図３３Ａ及び図３３Ｂに示す導光部材を用いて面状照明装置を構成する。図３３Ａは、第２実施形態に係る導光部材と、その導光部材に光を入射させるために用いられる光源の一部の模式的平面図を示し、図３３Ｂは、図３３Ａに示した導光部材のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。【０１４３】
導光部材９０は、図３３Ｂに示すように、複数のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）９２と、それらを収容する透明なケース９４とから構成されている。プラスチック光ファイバ（以下、単に光ファイバという）９２及びケース９４は、共に、可撓性を有する材料を用いて形成されている。それぞれのプラスチック光ファイバ（以下、単に光ファイバという）９４は、図３３Ｂに示されるように、各光ファイバ間の隙間が最小になるように最密にケース９４内に配置されている。すなわち、１つの光ファイバの周りに６つの光ファイバが接するように配置されている。導光部材９０は、厚みが略均一な矩形平板状で構成されている。
ここで、ケース９４内に収容されている複数の光ファイバ９２は、互いの側面同士を接着剤等により接着することによって形成されることができる。また、可撓性を有する透明樹脂材料を、積層されて配置された複数の光ファイバの隙間に充填させることによって、光ファイバ同士を接着させても良い。光を奥まで進入させるためには、互いに接する光ファイバの隙間に空気層が介在することが好ましく、このような空気層を介在させることにより、薄い導光部材として利用したときに輝度むらの発生が一層抑制される。【０１４４】
このように本実施形態の導光部材９０は、複数の光ファイバ９２を俵積み状に配置されることにより一種の積層構造が形成されており、各光ファイバ間の境界に形成される空間を考慮すると、３〜５層の積層構造で構成されることが好ましい。例えば、光ファイバの径を１．０ｍｍとし、３層構造で導光部材を構成した場合は、導光部材の厚さは３．０ｍｍ弱の厚さとなる。また、同じ３層構造で光ファイバの径を０．５ｍｍとした場合には、導光部材の厚さは１．５ｍｍ弱の厚さとなる。【０１４５】
光ファイバ９２は、重合体をマトリックスとする有機化合物からなるコア部と、そのコア部と屈折率が異なる有機化合物からなるクラッド部とから構成される。コア部及びクラッド部には、例えば、クラッド部及びコア部の耐候性や耐久性などを向上させる目的で安定剤などの添加剤を添加することができる。
クラッド部は重合体からなり、コア部の屈折率より低い屈折率を有するのが好ましく、また、点状光源で発せられる光に対して透過性を有することが好ましい。
コア部は重合体からなり、点状光源で発せられる光に対して透過性を有する材料を用い、光を散乱させる散乱粒子を含有する。
光ファイバ９２に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光が入射する方向の光ファイバの半分の長さをＬＧ、光ファイバ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、０．００５≦Ｋｃ≦０．１であるという関係を満たしている。光ファイバは、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側面から出射することができる。
また、光ファイバを構成する樹脂材料に、上述した可塑剤を添加することもできる。これにより、光ファイバの柔軟性が高められ、フレキシブルな導光部材を実現することができる。【０１４６】
図３３Ａに示す光源８２は、複数のＬＥＤ８６が配置されたＬＥＤアレイ８４と、それぞれのＬＥＤ８６に対応するカップリングレンズ８８とを備える。図３３Ａに示されるように、各光ファイバ９２の両端面には、赤色の光を発するＲ−ＬＥＤ８６Ｒ、緑色の光を発するＧ−ＬＥＤ８６Ｇ及び青色の光を発するＢ−ＬＥＤ８６ＢのいずれかのＬＥＤ８６が配置されている。ＬＥＤアレイ８４に配置されるそれぞれのＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ８６Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ８６Ｇ及びＢ−ＬＥＤ８６Ｂ）は、隣接するＬＥＤが異なる色のＬＥＤとなるように配置される。各色のＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ８６Ｒ、Ｇ−ＬＥＤ８６Ｇ及びＢ−ＬＥＤ８６Ｂ）の光が、光ファイバ９２の側面から入射すると、光ファイバ９２の内部の散乱体によって光が散乱し、各光ファイバ９２の側面から各色の光が出射する。各光ファイバ９２は隣接し側面同士が互いに接しているので、それら光ファイバの側面から出射した各色の光は混色されて白色光となる。
ここでは、個々の色のＬＥＤが配置されたＬＥＤアレイ８４とカップリングレンズ８８とを用いて光源８２を構成し、各色のＬＥＤをそれぞれの光ファイバ９２の端面に配置したが、このような構成に限定されず、白色ＬＥＤとカップリングレンズとを用いて光源を構成し、白色ＬＥＤを光ファイバの端面に配置してもよい。
また、赤、青、緑のいずれかの色のみのＬＥＤを用いて、単色の照明として利用してもよい。【０１４７】
図３２には、このような導光部材９０を備えるバックライトユニット（面状照明装置）１００の一例の概略構成図を示した。図３３に示されるような導光部材９０を備えるバックライトユニット１００は、図３２に示されるように、導光部材９０の光を射出させようとする面（光射出面）９０ａとは反対側に反射シート１０２が配置され、導光部材９０の光射出面９０ａ上に２枚のプリズムシート１０４、１０６と、拡散シート１０８が順に配置されて構成されることができる。しかし、バックライトユニットは、図３２に示される構造に限定されず、導光部材９０の光射出面９０ａとプリズムシート１０４の間に偏光分離フィルムなどを設けることもできる。
図３２に示されるバックライトユニット１００を構成する反射シート１０２、プリズムシート１０４、１０６、拡散シート１０８は、上記第１の実施形態のバックライトユニットと同様のものを用いることができる。また、図３２では、光源を図示していないが、光源は、導光部材９０の紙面手前側と奥側に配置される。
このように光ファイバ９２を積層して構成された導光部材９０は可撓性を有するため、このような導光部材を用いたバックライトユニット１００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、導光板をより多くの種類、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。【０１４８】
以上、本発明に係る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。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
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、室内、室外照明などに利用される面状照明装置（バックライトユニット）として利用することができる。
【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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【国際調査報告】
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