(57)【要約】【課題】大型かつ薄型なバックライトユニットであり、出射光の正面輝度が高く、かつ、マイクロレンズフィルムに起因するモアレを抑制して、輝度むらが少ない光を出射することができ、光の利用効率を高くすることができるバックライトユニットを提供する。【解決手段】厚さが２ｍｍ以下であり、内部に散乱粒子が分散された導光シートと、導光シートの光出射面に対面して配置される、フィルム上に半球状のマイクロボールレンズが複数、形成されてなるマイクロレンズフィルムを備える光学部材とを有することにより、上記課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面、前記光出射面とは反対側の背面、および、内部に分散された散乱粒子を有し、前記光出射面に垂直な方向の厚さが２ｍｍ以下の導光シートと、
前記導光シートの前記光入射面に対面して配置される光源と、
前記光出射面に対面して配置される、フィルム上に球面状のマイクロボールレンズが複数、形成されてなるマイクロレンズフィルムを備える光学部材とを有することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記導光シートは、前記光出射面に垂直な方向に重なった、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層を有する請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記導光シートの前記２つ以上の層の、前記光出射面に垂直な方向の厚さを変化させることで、前記導光シートのそれぞれの部分における合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側の第１極大値と、前記第１極大値よりも前記光入射面から遠い位置にあり、前記第１極大値よりも大きな第２極大値とを有するように変化させる請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記導光シートは、前記光出射面側の第１層と、前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い前記背面側の第２層とからなり、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化している請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記導光シートは、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面を有し、かつ、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化し、前記光出射面の中央部で最も厚くなる請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記導光シートは、前記光出射面の１つの端辺側に設けられた１つの光入射面を有し、かつ、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化し、前記光入射面とは反対側の面側で最も厚くなる請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記導光シートの前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲がＮｐｏ＝０ｗｔ％、０．０１＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たす請求項４〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記導光シートの前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たす請求項４〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記導光シートの前記背面が、前記光出射面に平行な平面である請求項１〜８のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの直径が、１０〜１００μｍである請求項１〜９のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの直径をＤＬ、高さをＨＬとすると、前記直径ＤＬと前記高さＨＬとの関係が、ＤＬ／２≧ＨＬ≧ＤＬ／８を満足する請求項１〜１０のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズが、前記フィルム上にランダムに配置されている請求項１〜１１のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの表面の二乗平均平方根傾斜が、０．１〜７．５である請求項１〜１２のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記導光シートの前記光入射面に垂直な方向の長さが、３００ｍｍ以上である請求項１〜１３のいずれか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ものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明する面状照明装置（バックライトユニット）が用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から出射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。
【０００３】
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。
【０００４】
これに対し、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から出射され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光出射面から出射させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、導光板の表面（光出射面）あるいはその反対側の面（背面）等に光を出射させるためのパターンを、印刷やレーザパターン、インクジェット等により形成し、側面から光を入射し、表面から光を出射する板状の導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている。
【０００５】
側面から光を入射し、表面から光を出射する板状の導光板を用いるバックライトユニットは、光の出射方向とは９０°異なる方向から光を入射するので、光の出射方向と同じ方向から光を入射する直下型のバックライトユニットに比べて、出射した光の正面輝度が低くなる。そのため、導光板の表面にマイクロレンズフィルムを配置して、出射光を表面に垂直な方向に集光することで、バックライトユニットの出射光の正面輝度を向上させることが行なわれている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、導光板中の光線を導光板の出射面に垂直な方向へ少しずつ偏向させるパターンと、導光板から出射する光線を入射側面及び出射面に対して垂直な平面の方向へ集光させるパターンとが、いずれも導光板の出射面又はその対向面のうち少なくとも一方の面に形成されている面光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、液晶表示素子の背面側に配置されるバックライトユニットが導光板を有し、該導光板は光を散乱させる散乱手段と、光を所定の方向に選択的に出射する指向性反射手段とを備えている液晶表示装置が記載されている。
また、特許文献３には、裏面側及び／又は内部に、側面側から入射して伝播した光を表面側に反射するプリズム状の反射溝が配置された導光板と、該導光板の表面側に、個々の反射溝に対応したマイクロレンズ又はシリンドリカルレンズが並べられたシートが配置されている面状光源用導光体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１１３７３０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７８３号公報
【特許文献３】特開２００６−１１４２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、液晶表示装置の大型化に伴い、バックライトユニットにも、より、大型化および薄型軽量化が要求されるようになっている。そのため、前述のように、導光板の側面に光源を配置し、側面から入射した光を、所定方向に導き、光出射面（表面）から出射させる導光板を用いるバックライトユニットが各種提案されている。このように導光板の側面に光源を配置することで、導光板の背面に光源を配置したバックライトユニットに比べ、薄型軽量化を実現できる。しかしながら、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイにおいては、さらなる薄型化も求められるようになってきている。バックライトユニットのさらなる薄型化のためには、導光板をさらに薄型化し、シート状にする必要がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３のように、導光板の光出射面あるいは背面等に光を出射させるためのパターンを形成し、側面から光を入射し、表面から光を出射する板状の導光板を用いる方式のバックライトユニットにおいて、さらなるバックライトユニットの薄型化のために導光板を薄型化した場合、出射光の正面輝度を向上させるために導光板の表面にマイクロレンズフィルムを配置すると、導光板の光出射面あるいは背面に、印刷やレーザパターン、インクジェット等により形成されたパターンの構造と、マイクロレンズフィルムの構造との干渉によってモアレが発生してしまう。このようなモアレの対策としては、バックライトユニットを液晶パネルと離して配置したり、導光板の表面に配置する拡散フィルムの枚数を増やしたりすること等が考えられるが、いずれも出射光をぼかすことによりモアレを低減することになるため、出射光の輝度が低下してしまい、光の利用効率が低下してしまう。また、バックライトユニットと液晶パネルとを離したり、拡散フィルムを増やすことにより装置全体の厚さが厚くなってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型かつ薄型なバックライトユニットであり、出射光の正面輝度が高く、かつ、導光板に形成されたパターンとマイクロレンズフィルムとに起因するモアレを抑制して、輝度むらが少ない光を出射することができ、光の利用効率を高くすることができるバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、矩形状の光出射面、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面、前記光出射面とは反対側の背面、および、内部に分散された散乱粒子を有し、前記光出射面に垂直な方向の厚さが２ｍｍ以下の導光シートと、前記導光シートの前記光入射面に対面して配置される光源と、前記光出射面に対面して配置される、フィルム上に球面状のマイクロボールレンズが複数、形成されてなるマイクロレンズフィルムを備える光学部材とを有することを特徴とする面状照明装置を提供する。
【００１２】
ここで、前記導光シートは、前記光出射面に垂直な方向に重なった、前記散乱粒子の粒子濃度が異なる２つ以上の層を有するのが好ましい。
また、前記導光シートの前記２つ以上の層の、前記光出射面に垂直な方向の厚さを変化させることで、前記導光シートのそれぞれの部分における合成粒子濃度を、前記光入射面に垂直な方向において、前記光入射面側の第１極大値と、前記第１極大値よりも前記光入射面から遠い位置にあり、前記第１極大値よりも大きな第２極大値とを有するように変化させるのが好ましい。
また、前記導光シートは、前記光出射面側の第１層と、前記第１層よりも前記散乱粒子の粒子濃度が高い前記背面側の第２層とからなり、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化しているのが好ましい。
【００１３】
さらに、前記導光シートは、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面を有し、かつ、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化し、前記光出射面の中央部で最も厚くなるのが好ましい。
あるいは、前記導光シートは、前記光出射面の１つの端辺側に設けられた１つの光入射面を有し、かつ、前記第２層の厚さが、前記光入射面から離間するに従って、厚くなり、一旦、薄くなった後、再び厚くなる方向に連続的に変化し、前記光入射面とは反対側の面側で最も厚くなるのが好ましい。
【００１４】
また、前記導光シートの前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲がＮｐｏ＝０ｗｔ％、０．０１＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たすのが好ましい。
あるいは、前記導光シートの前記第１層の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒの範囲が、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たすのが好ましい。
また、前記導光シートの前記背面が、前記光出射面に平行な平面であることが好ましい。
【００１５】
また、前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの直径が、１０〜１００μｍであることが好ましい。
また、前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの直径をＤＬ、高さをＨＬとすると、前記直径ＤＬと前記高さｈとの関係が、ＤＬ／２≧ＨＬ≧ＤＬ／８を満足することが好ましい。
また、前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズが、前記フィルム上にランダムに配置されていることが好ましい。
また、前記マイクロレンズフィルムの前記マイクロボールレンズの表面の二乗平均平方根傾斜が、０．１〜７．５であることが好ましい。
また、前記導光シートの前記光入射面に垂直な方向の長さが、３００ｍｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光出射面に垂直な方向の厚さが２ｍｍ以下であり、内部に散乱粒子が分散された導光シートと、導光シートの光出射面に対面して配置される、フィルム上に半球状のマイクロボールレンズが複数、形成されてなるマイクロレンズフィルムを備える光学部材とを有することにより、大型かつ薄型なバクライトユニットであっても、出射光の正面輝度が高く、かつ、導光板に形成されたパターンとマイクロレンズフィルムとに起因するモアレを抑制して、輝度むらが少ない光を出射することができ、光の利用効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置のII−II線断面図である。
【図３】（Ａ）は、図２に示した面状照明装置の、III−III線矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置の光源の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光源の１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。
【図５】図３に示す導光シートの形状を示す概略斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明に係る面状照明装置に用いる導光シートの他の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る面状照明装置に用いる導光シートの他の一例を示す概略断面図である。
【図８】（Ａ）は、図１に示すマイクロレンズフィルムの一部を拡大して示す概略図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明に係る面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図１１】面状照明装置の光出射面から出射される光の輝度分布を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）および（Ｂ）は、面状照明装置から出射される光の強度の角度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る面状照明装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図２は、図１に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。
また、図３（Ａ）は、図２に示した面状照明装置（以下「バックライトユニット」ともいう。）のIII−III線矢視図であり、図３（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１９】
液晶表示装置１０は、バックライトユニット２０と、そのバックライトユニット２０の光出射面側に配置される液晶表示パネル１２と、液晶表示パネル１２を駆動する駆動ユニット１４とを有する。なお、図１においては、バックライトユニットの構成を示すため、液晶表示パネル１２の一部の図示を省略している。
【００２０】
液晶表示パネル１２は、予め特定の方向に配列してある液晶分子に、部分的に電界を印加してこの分子の配列を変え、液晶セル内に生じた屈折率の変化を利用して、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット１４は、液晶表示パネル１２内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル１２を透過する光の透過率を制御する。
【００２１】
バックライトユニット２０は、液晶表示パネル１２の背面から、液晶表示パネル１２の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル１２の画像表示面と略同一形状の光出射面２４ａを有する。
【００２２】
本実施形態におけるバックライトユニット２０は、図１、図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、２つの光源２８、導光シート３０および光学部材ユニット３２を有する照明装置本体２４と、下部筐体４２、上部筐体４４、折返部材４６および支持部材４８を有する筐体２６とを有する。また、図１に示すように筐体２６の下部筐体４２の裏側には、光源２８に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部４９が取り付けられている。
以下、バックライトユニット２０を構成する各構成部品について説明する。
【００２３】
照明装置本体２４は、光を出射する光源２８と、光源２８から出射された光を面状の光として出射する導光シート３０と、導光シート３０から出射された光を、散乱や集光させてよりムラなく、正面輝度が高い光とする光学部材ユニット３２とを有する。
【００２４】
まず、光源２８について説明する。
図４（Ａ）は、図１および図２に示すバックライトユニット２０の光源２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す光源２８の１つのＬＥＤチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図４（Ａ）に示すように、光源２８は、複数の発光ダイオードのチップ（以下「ＬＥＤチップ」という）５０と、光源支持部５２とを有する。
【００２５】
ＬＥＤチップ５０は、青色光を出射する発光ダイオードの表面に蛍光物質を塗布したチップであり、所定面積の発光面５８を有し、この発光面５８から白色光を出射する。
つまり、ＬＥＤチップ５０の発光ダイオードの表面から出射された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質が蛍光する。これにより、ＬＥＤチップ５０からは、発光ダイオードが出射した青色光と、蛍光物質が蛍光して出射された光とにより白色光が生成され、出射される。
ここで、ＬＥＤチップ５０としては、ＧａＮ系発光ダイオード、ＩｎＧａＮ系発光ダイオード等の表面にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光物質を塗布したチップが例示される。
【００２６】
光源支持部５２は、一面が導光シート３０の光入射面（３０ｃ、３０ｄ）に対向して配置される板状部材である。
光源支持部５２は、導光シート３０の光入射面（３０ｃ、３０ｄ）に対向する面となる側面に、複数のＬＥＤチップ５０を、互いに所定間隔離間した状態で支持している。具体的には、光源２８を構成する複数のＬＥＤチップ５０は、後述する導光シート３０の第１光入射面３０ｃまたは第２光入射面３０ｄの長手方向に沿って、言い換えれば、光出射面３０ａと第１光入射面３０ｃとが交わる線と平行に、または、光出射面３０ａと第２光入射面３０ｄとが交わる線と平行に、アレイ状に配列され、光源支持部５２上に固定されている。
光源支持部５２は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、ＬＥＤチップ５０から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。なお、光源支持部５２には、表面積を広くし、かつ、放熱効果を高くすることができるフィンを設けても、熱を放熱部材に伝熱するヒートパイプを設けてもよい。
【００２７】
ここで、図４（Ｂ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ５０は、ＬＥＤチップ５０の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光シート３０の厚み方向（光出射面３０ａに垂直な方向）が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、ＬＥＤチップ５０は、導光シート３０の光出射面３０ａに垂直な方向の長さをａ、配列方向の長さをｂとしたときに、ｂ＞ａとなる形状である。また、ＬＥＤチップ５０の配置間隔をｑとするとｑ＞ｂである。このように、ＬＥＤチップ５０の導光シート３０の光出射面３０ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ５０の配置間隔ｑの関係が、ｑ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
ＬＥＤチップ５０を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源２８を薄型化することにより、バックライトユニットを薄型にすることができる。また、ＬＥＤチップの配置個数を少なくすることができる。
【００２８】
なお、ＬＥＤチップ５０は、光源２８をより薄型にできるため、導光シート３０の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定はされず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等種々の形状のＬＥＤチップを用いることができる。
【００２９】
次に、導光シート３０について説明する。
図５は、導光シートの形状を示す概略斜視図である。
導光シート３０は、厚さ２ｍｍ以下のシート状の部材であり、図２、図３および図５に示すように、長方形形状の光出射面３０ａと、この光出射面３０ａの長辺側の両端面に、光出射面３０ａに対してほぼ垂直に形成された２つの光入射面（第１光入射面３０ｃと第２光入射面３０ｄ）と、光出射面３０ａの反対側、つまり、導光シート３０の背面側に位置し平面である背面３０ｂとを有している。
【００３０】
ここで、上述した２つの光源２８は、それぞれ導光シート３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに対向して配置されている。ここで、本実施形態では、光出射面３０ａに略垂直な方向において、光源２８のＬＥＤチップ５０の発光面５８の長さと第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄの長さが略同じ長さである。
このようにバックライトユニット２０は、２つの光源２８が、導光シート３０をはさみこむように配置されている。つまり、所定間隔離間して、向い合って配置された２つの光源２８の間に導光シート３０が配置されている。
【００３１】
導光シート３０は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光シート３０に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光シート３０に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール（商標）などのシリコーン粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、誘電体ポリマ粒子などを用いることができる。
【００３２】
ここで、導光シート３０は、光出射面３０ａ側の第１層６０と、背面３０ｂ側の第２層６２とに分かれた２層構造で形成されている。第１層６０と第２層６２との境界を境界面ｚとすると、第１層６０は、光出射面３０ａと、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄと、境界面ｚとで囲まれた断面の領域であり、第２層６２は、第１層の背面３０ｂ側に隣接する層であり、境界面ｚと背面３０ｂとで囲まれた断面の領域である。
【００３３】
ここで、導光シート３０は、境界面ｚで第１層６０と第２層６２とに分かれているが、第１層６０と第２層６２とは、粒子濃度が異なるのみで、同じ透明樹脂に同じ散乱粒子を分散させた構成であり、構造上は一体となっている。つまり、導光シート３０は、境界面ｚを基準として分けた場合、それぞれの領域の粒子濃度は異なるが、境界面ｚは、仮想的な線であり、第１層６０、および、第２層６２は一体となっている。
【００３４】
第１層６０の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、ＮｐｏとＮｐｒとの関係は、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒとなる。つまり、導光シート３０は、光出射面３０ａ側の第１層よりも、背面３０ｂ側の第２層の方が散乱粒子の粒子濃度が高い。
【００３５】
また、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、光入射面の長手方向に垂直な断面で見た際に、２等分線αに対応する位置（つまり光出射面の中央部）で、第２層６２が最も厚くなり、２等分線αに対応する位置から、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに向かって、第２層６２が薄くなるように連続的に変化し、さらに、第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄ付近で、一旦、厚くなった後、再び薄くなるように連続的に変化している。
具体的には、境界面ｚは、導光シート３０の中央部の、光出射面３０ａに向かって凸の曲線と、この凸の曲線に滑らかに接続された凹の曲線と、この凹の曲線と接続され、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続する凹の曲線とからなる。また、光入射面３０ｃ、３０ｄ上では、第２層６２の厚さが０となる。
【００３６】
このように、第１層６０よりも散乱粒子の粒子濃度が高い第２層の厚さを、光入射面近傍で一旦、厚くなる第１極大値と、導光シート中央部で最も厚くなる第２極大値とを有するように連続的に変化させることにより、散乱粒子の合成粒子濃度を、第１および第２光入射面（３０ｃおよび３０ｄ）それぞれの近傍の第１極大値と、導光シート中央部の、第１極大値よりも大きい第２極大値とを有するように変化させている。
【００３７】
なお、本発明において、合成粒子濃度とは、光入射面から他の入射面に向けて離間した或る位置において、光出射面と略垂直方向に加算（合成）した散乱粒子量を用いて、導光シートを光入射面の厚みの平板と見なした際における散乱粒子の濃度である。すなわち、光入射面から離間した或る位置において、該導光シートを光入射面の厚みの、一種類の濃度の平板導光シートとみなした場合に、光出射面と略垂直方向に加算した散乱粒子の単位体積あたりの数量または、母材に対する重量百分率である。
【００３８】
このような導光シート３０の作製方法としては、１層目となる、散乱粒子を含有するベースフィルムを押し出し成型法等で作製し、作製したベースフィルム上に、散乱粒子を分散させたモノマー樹脂液体（透明樹脂の液体）を塗布した後、紫外線や可視光を照射して、モノマー樹脂液体を硬化させることで、所望の粒子濃度の２層目を作製して、フィルム状の導光シートとする方法のほか、３層押し出し成形法等がある。
【００３９】
また、第２層６２の厚さ（合成粒子濃度）の第１極大値の位置は、上部筺体４４の開口部４４ａの境界の位置に配置される（図１）。光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値までの領域は、上部筺体４４の開口部４４ａよりも外側、すなわち、開口部４４ａを形成する額縁部分に配置されているので、バックライトユニット２０としての光の出射には寄与しない。すなわち、光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値までの領域は、光入射面から入射した光を拡散するための、いわゆるミキシングゾーンＭである。また、ミキシングゾーンＭよりも導光シート中央部の領域、すなわち、上部筺体４４の開口部４４ａに対応する領域は有効画面エリアＥであり、バックライトユニット２０としての光の出射に寄与する領域である。
【００４０】
このように、光出射面に垂直な方向の厚さが２ｍｍ以下で、内部に散乱粒子が分散された導光シート３０は、その表面に構造を有することなく入射した光を散乱して出射光として光出射面から出射させることができるので、出射光の正面輝度を向上させるために、この導光シート３０の光出射面３０ａ側に配置する光学部材ユニット３２として、マイクロレンズフィルムを配置した場合であっても、モアレの発生を防止することができる。
この点に関しては後に詳述する。
【００４１】
また、導光シート３０の合成粒子濃度（第２層の厚さ）を、中央部で最大となる第２極大値を有する濃度とすることによって、大型かつ厚さが２ｍｍ以下のシート状の薄型な導光シートであっても、光入射面３０ｃ、３０ｄから入射する光を光入射面３０ｃ、３０ｄからより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
また、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍に、合成粒子濃度の第１極大値を配置することによって、光入射面３０ｃ、３０ｄから入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散し、光入射面近傍から出射される出射光に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
また、合成粒子濃度の第１極大値となる位置よりも光入射面３０ｃ、３０ｄ側の領域を、第１極大値よりも低い合成粒子濃度とすることによって、入射した光が光入射面から出射される戻り光や、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
【００４２】
また、合成粒子濃度の第１極大値となる位置を上部筺体４４の開口部４４ａよりも光入射面３０ｃ、３０ｄ側に配置することにより、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
また、境界面ｚの形状を調整することで、輝度分布（散乱粒子の濃度分布）も任意に設定することができ、効率を最大限に向上できる。
また、光出射面側の層の粒子濃度を低くするので、全体での散乱粒子の量を少なくすることができ、コストダウンにもつながる。
【００４３】
なお、図示例においては、合成粒子濃度の第１極大値の位置を上部筺体４４の開口部４４ａの境界の位置に配置したが、本発明は、これに限定はされず、合成粒子濃度の第１極大値の位置は、上部筺体４４の開口部４４ａの境界の近傍であれば、開口部４４ａの内側の位置に配置してもよく、あるいは、上部筺体４４の開口部４４ａを有する面の額縁部分（開口部４４ａの外側）に配置してもよい。すなわち、合成粒子濃度の第１極大値の位置は、有効画面エリアＥの位置に配置されてもよいし、ミキシングゾーンＭの位置に配置されてもよい。
【００４４】
図２に示す導光シート３０では、光源２８から出射され第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄから入射した光は、導光シート３０の内部に含まれる散乱体（散乱粒子）によって散乱されつつ、導光シート３０内部を通過し、直接、または背面３０ｂで反射した後、光出射面３０ａから出射される。このとき、背面３０ｂから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光シート３０の背面３０ｂ側に配置された反射板３４によって反射され再び導光シート３０の内部に入射する。反射板３４については後ほど詳細に説明する。
【００４５】
さらに、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとの関係は、０ｗｔ％＜Ｎｐｏ＜０．１５ｗｔ％、かつ、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たすことが好ましい。
導光シート３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことで、導光シート３０は、粒子濃度が低い第１層６０では、入射した光をあまり散乱せずに導光シート３０の奥（中央）まで導光することができ、導光シートの中央に近づくにつれて、粒子濃度が高い第２層により光を散乱して、光出射面３０ａから出射する光の量を増やすことができる。つまり、より光の利用効率を高めつつ、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。
ここで、粒子濃度［ｗｔ％］とは、母材の重量に対する散乱粒子の重量の割合である。
【００４６】
あるいは、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとが、Ｎｐｏ＝０ｗｔ％、および、０．０１ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．８ｗｔ％を満たすことも好ましい。すなわち、第１層６０には、散乱粒子を混錬分散させず、入射した光を導光シート３０の奥まで導光するようにして、第２層６２にのみ散乱粒子を混錬分散させて、導光シートの中央に近づくにつれて、より光を散乱して、光出射面３０ａから出射する光を増やすようにしても良い。
導光シート３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことでも、より光の利用効率を高めつつ、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。
【００４７】
また、バックライトユニットを大型化した場合には、導光シートの奥まで光を導光するために、導光シートの内部に分散させる散乱粒子の粒子濃度を薄くする必要があるが、粒子濃度を薄くすると、より正面輝度が低下してしまう傾向にある。これに対して、内部に散乱粒子を分散した導光シートと、マイクロレンズフィルムとを組み合わせることにより、バックライトユニット２０を４０インチ以上の液晶表示装置に対応する大きさとして、導光シート３０の第１光入射面３０ｃから第２光入射面３０ｄまでの距離を３００ｍｍ以上とした場合でも、モアレの発生を抑制しつつ、出射光の正面輝度を向上させることができる。
【００４８】
ここで、図示例の導光シート３０においては、境界面ｚは、第１極大値の位置から、光入射面３０ｃ、３０ｄまでの領域では、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状としたが、本発明は、これに限定はされない。
【００４９】
図６（Ａ）〜（Ｅ）に本発明に係るバックライトユニットに用いる導光シートの他の一例の概略図を示す。
なお、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示す導光シート１００、１１０、１２０、１３０および１４０は、図３に示す導光シート３０において、ミキシングゾーンＭにおける第１層および第２層の厚さ、すなわち、光入射面３０ｃ、３０ｄから第１極大値の位置までの境界面ｚの形状を変更した以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００５０】
図６（Ａ）に示す導光シート１００は、第１層１０２と、第１層１０２よりも粒子濃度が高い第２層１０４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１０２と第２層１０４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凸の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状である。
【００５１】
図６（Ｂ）に示す導光シート１１０は、第１層１１２と、第１層１１２よりも粒子濃度が高い第２層１１４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１１２と第２層１１４との境界面ｚは、第１極大値の位置と光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される平面である。
【００５２】
図６（Ｃ）に示す導光シート１２０は、第１層１２２と、第１層１２２よりも粒子濃度が高い第２層１２４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１２２と第２層１２４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凸の曲面であり、ミキシングゾーンＭの略中央で背面３０ｂに接続される形状である。
【００５３】
図６（Ｄ）に示す導光シート１３０は、第１層１３２と、第１層１３２よりも粒子濃度が高い第２層１３４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層１３２と第２層１３４との境界面ｚは、第１極大値の位置に接続され、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、ミキシングゾーンＭの略中央で背面３０ｂに接続される形状である。
【００５４】
図６（Ｅ）に示す導光シート１４０は、第１層１４２と、第１層１４２よりも粒子濃度が高い第２層１４４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおいては、導光シート１４０は、第１層１４２のみで構成される。すなわち、境界面ｚは、第１極大値の位置を通り光入射面３０ｃ、３０ｄに平行な平面を有する形状である。
【００５５】
図６（Ａ）〜（Ｅ）に示す導光シートのように、境界面ｚの形状を、第１極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄに向かって、第２層の厚さが小さくなるように形成することにより、第１極大値の位置から光入射面側３０ｃ、３０ｄまで領域（ミキシングゾーンＭ）の合成粒子濃度を、第１極大値よりも低い合成粒子濃度とし、入射した光が光入射面から出射される戻り光や、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
【００５６】
なお、境界面ｚを形成する凹形および凸形の曲面は、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円または楕円の一部で表される曲線であってもよいし、２次曲線、あるいは、多項式で表される曲線であってもよいし、これらを組み合わせた曲線であってもよい。
【００５７】
また、図示例においては、第２層の厚さを、光入射面近傍で一旦、厚くなる第１極大値と、導光シート中央部で最も厚くなる第２極大値とを有するように連続的に変化させて、散乱粒子の合成粒子濃度が、第１および第２光入射面（３０ｃおよび３０ｄ）それぞれの近傍の第１極大値と、導光シート中央部の、第１極大値よりも大きい第２極大値とを有する構成としたが、本発明はこれに限定はされない。例えば、粒子濃度が高い第２層の厚さが、導光シート中央部で最も厚く、第１および第２光入射面それぞれに向かうに従って、薄くなる構成、すなわち、第１層と第２層との境界面が、光出射面に凸型となる構成としてもよい。
境界面が光出射面に凸型となる形状とし、光入射面から導光シートの中央部に向かうに従って、合成粒子濃度が高くなるように変化させることで、光入射面から入射する光をより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
【００５８】
あるいは、図７に示す導光シート２３０のように、粒子濃度が高い第２層の厚さが、導光シート中央部で最も厚くなり、中央部から光入射面３０ｃ、３０ｄに向かうに従って、薄くなるように変化した後、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍で再び厚くなるように連続的に変化する構成としてもよい。
このように、粒子濃度が高い第２層の厚さが、導光シート中央部で最も厚くなり、中央部から光入射面に向かうに従って、薄くなるように変化した後、光入射面近傍で再び厚くなるように連続的に変化する構成とし、光入射面から導光シートの中央部に向かうに従って、合成粒子濃度を、一旦低くなった後、高くなるように連続的に変化し、導光シートの中央部で最も高くなるように変化させることにより、光入射面から入射する光をより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。また、光入射面から入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散することができ、光入射面近傍から出射される出射光に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
【００５９】
また、図示例においては、導光シートを散乱粒子の粒子濃度が異なる２つの層からなる構成としたが、本発明は、これに限定はされず、粒子濃度が均一な１層の導光シートとしてもよく、あるいは、粒子濃度が異なる３つ以上の層からなる導光シートとしてもよい。３層以上の導光シートとする場合にも、散乱粒子の合成粒子濃度が、第１および第２光入射面（３０ｃおよび３０ｄ）それぞれの近傍の第１極大値と、導光シート中央部の、第１極大値よりも大きい第２極大値とを有するように、各層の厚さを、光入射面に垂直な方向において変化させることが好ましい。
【００６０】
また、図示例においては、光出射面３０ａは平面としたが、これに限定はされず、光出射面を凹面としてもよい。光出射面を凹面とすることにより、導光シートが熱や湿気によって伸縮した際に、導光シートが光出射面側に反ることを防止することができ、導光シートが液晶表示装置１２に接触することを防止できる。
【００６１】
また、図示例においては、背面３０ｂは平面としたが、これに限定はされず、背面を凹面、すなわち、光入射面から離間するに従って、厚さが薄くなる方向に傾斜した面としてもよく、あるいは、凸面、すなわち、光入射面から離間するに従って、厚さが厚くなる方向に傾斜した面としてもよい。
【００６２】
次に、光学部材ユニット３２について説明する。
光学部材ユニット３２は、導光シート３０の光出射面３０ａから出射された照明光をより輝度むら及び照度むらのない光にし、また、光出射面３０ａに垂直な方向に集光して、照明装置本体２４の光出射面２４ａから出射するためのものである。図２に示すように、導光シート３０の光出射面３０ａに対面して配置されたマイクロレンズフィルム３２ａと、マイクロレンズフィルム３２ａの光を出射する側の面に対面して配置された、光入射面３０ｃ、３０ｄと光出射面３０ａとの接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート３２ｂと、プリズムシート３２ｂの光を出射する側の面に対面して配置されたマイクロレンズフィルム３２ｃとを有する。
【００６３】
図８（Ａ）は、マイクロレンズフィルム３２ａ（３２ｃ）を出射面に垂直な方向から見た際の一部を拡大して示す概略図であり、図８（Ｂ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図８（Ａ）および（Ｂ）に示すように、マイクロレンズフィルム３２ａおよびマイクロレンズフィルム３２ｃは、透明なフィルム上に、球面状のマイクロボールレンズを最密充填で配列し、複数、形成したものであり、入射した光をフィルムに垂直な方向に集光する。
図示例のマイクロボールレンズは、球面の半径がＲｓで、レンズの直径がＤＬ、高さがＨＬのマイクロレンズである。
【００６４】
前述のとおり、導光板（導光シート）の側面から光を入射し、表面から光を出射する導光板を用いるバックライトユニットは、光の入射方向と出射方向とが９０°異なるので、光の入射方向と出射方向とが同じ方向となる直下型のバックライトユニットに比べて、出射光の正面輝度（光出射面に垂直な方向の輝度）が低くなってしまう。そのため、導光板の光出射面側にマイクロレンズフィルムを配置して、出射光を光出射面に垂直な方向に集光することで、バックライトユニットの出射光の正面輝度を向上させることが行なわれている。
【００６５】
しかしながら、特許文献１〜３のように、導光板の光出射面あるいは背面に、光を出射させるためのパターンを、印刷やレーザパターン等により形成した導光板とマイクロレンズフィルムとを組み合わせた場合には、導光板の光出射面あるいは背面に形成されたパターンの構造と、マイクロレンズフィルムの構造との干渉によってモアレが発生してしまうおそれがある。特に、導光板の厚さを薄くするほどモアレが発生しやすくなるため、導光板の厚さを薄くすることができず、あるいは、バックライトユニットを液晶パネルと離して配置したり、導光板の表面に配置する拡散フィルムの枚数を増やしたりしてモアレを抑制する必要があるため、バックライトユニットあるいは液晶表示装置全体の厚さを薄くすることができない。また、拡散フィルムの枚数の増加や筐体が分厚くなることによりコストアップしてしまう。
また、モアレの発生を抑制するために、バックライトユニットを液晶表示パネルと離して配置したり、導光板の表面に配置する拡散フィルムの枚数を増やしたりすると、出射光の輝度が低下してしまい、光の利用効率が低下してしまう。
【００６６】
これに対して、本発明のバックライトユニットは、光出射面に垂直な方向の厚さが２ｍｍ以下で、内部に散乱粒子が分散された導光シートと、この導光シートの光出射面に対面して配置される、フィルム上に、半球状のマイクロボールレンズが複数、形成されてなるマイクロレンズフィルムを備える光学部材とを有することにより、導光板の厚さを薄くし、また、マイクロレンズフィルムを配置して出射光の正面輝度を高くする場合でも、導光シートの表面に、光を散乱するための構造を有さないので、構造に起因するモアレの発生を抑制することができ、輝度むらが少ない光を出射することができる。
また、モアレをぼかすためにバックライトユニットと液晶表示パネルとを離して配置したり、拡散フィルムを複数配置したりする必要がないので、装置全体の厚さを薄くすることができ、また、光の利用効率を高くすることができる。
【００６７】
ここで、マイクロレンズフィルム３２ａおよび３２ｃに形成されるマイクロボールレンズの直径ＤＬは、１０〜１００μｍとすることが好ましい。マイクロボールレンズの直径ＤＬは、可視領域の波長の１０倍程度あれば干渉効果が無視できると考えられるので、可視領域の最大波長７８０ｎｍの１０倍以上の１０μｍ以上とすることが好ましい。一方、マイクロボールレンズの直径が大きくなると視認されるおそれがあるので、１００μｍ以下とすることが好ましい。
従って、マイクロボールレンズの直径ＤＬを、１０〜１００μｍの範囲とすることにより、導光シート３０の光出射面３０ａから出射され、フィルムに入射する照明光を好適に集光することができ、正面輝度を向上させることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００６８】
また、マイクロボールレンズの高さＨＬと直径ＤＬとは、ＤＬ／２≧ＨＬ≧ＤＬ／８の関係を満足することが好ましい。高さＨＬと直径ＤＬとの関係がＨＬ＞ＤＬ／２の場合は、マイクロレンズフィルム表面の凹凸が大きくなり、機械的な強度が不足してしまうおそれがある。また、高さＨＬと直径ＤＬとの関係がＨＬ＜ＤＬ／８の場合は、可視領域の波長と干渉してしまうおそれがある。
従って、マイクロボールレンズの高さＨＬと直径ＤＬとが、ＤＬ／２≧ｈ≧ＤＬ／８の関係を満たすことにより、導光シート３０の光出射面３０ａから出射され、フィルムに入射する照明光を好適に集光することができ、正面輝度を向上させることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００６９】
また、マイクロボールレンズの配置密度には、特に限定はなく、装置に求められる性能等により、決定すればよい。マイクロボールレンズの配置密度を調整することにより、バックライトユニット２０から出射される照明光の正面輝度を調整することができる。例えば、バックライトユニット２０から出射される照明光の正面輝度を大きくしたい場合には、マイクロボールレンズの形成パターンを最密充填とすることにより、光入射面に垂直な方向に集光される光量を増加させて、正面輝度を大きくすることができる。
【００７０】
また、マイクロボールレンズの配置はランダムな配置とすることが好ましい。マイクロボールレンズの配置をランダムなものとすることにより、マイクロレンズフィルム３２ａ、２３ｃの構造に起因するモアレ等の発生を低減することができる。
【００７１】
さらに、マイクロボールレンズの表面粗さは、二乗平均平方根傾斜Ｚ・Δｑを、０．１≦Ｚ・Δｑ≦７．５とすることが好ましい。マイクロボールレンズの表面粗さを、この範囲とし、拡散性を付与することにより、光出射面３０ａから出射され、フィルムに入射する光を、さらに、光出射面３０ａに垂直な方向に集光することができ、バックライトユニット２０から出射される照明光の正面輝度を、より向上させることができ、光の利用効率を向上させることができる。また、マイクロボールレンズの表面粗さを上記範囲とし、拡散性を付与することによって、正面輝度を、より向上させることができるので、光学部材ユニットとして用いる各種、光学シートの数を削減することができ、コストを低減することができる。
【００７２】
また、マイクロボールレンズの表面粗さの凹凸の高さＨＣは、０．７８μｍ≦ＨＣ≦ＤＬ／１０とすることが好ましい。光を散乱するために、凹凸の高さＨＣは、可視光での最大波長０．７８μｍより大きいことが好ましい。また、マイクロレンズフィルム３２ａ（３２ｃ）の機械的強度を考慮すると、凹凸の高さＨＣは、マイクロボールレンズの高さＤＬの１／１０以下とすることが好ましい。
【００７３】
プリズムシート３２ｂとしては、特に制限的ではなく、公知のプリズムシートを使用することができ、例えば、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、光学部材ユニット３２を２枚のマイクロレンズフィルム３２ａおよび３２ｃと、２枚のマイクロレンズフィルムの間に配置したプリズムシート３２ｂとで構成したが、マイクロレンズフィルムおよびプリズムシートの配置順序や配置数は特に限定されず、マイクロレンズフィルムおよびプリズムシートをそれぞれ１枚有する構成としてもよい。
また、光学部材ユニット３２は、マイクロレンズフィルム以外にプリズムシートを有する構成としたが、これにも限定はされず、種々の光学部材を用いることができる。例えば、光学部材として、上述のプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散シートや、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を輝度むら及び照度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。
【００７５】
次に、照明装置本体２４の反射板３４について説明する。
反射板３４は、導光シート３０の背面３０ｂから漏洩する光を反射して、再び導光シート３０に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板３４は、導光シート３０の背面３０ｂに対応した形状で、背面３０ｂを覆うように形成される。本実施形態では、図２に示すように、導光シート３０の背面３０ｂが平面、つまり断面が直線形状に形成されているので、反射板３４もこれに補形する形状に形成されている。
【００７６】
反射板３４は、導光シート３０の背面３０ｂから漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
【００７７】
上部誘導反射板３６は、導光シート３０と拡散シート３２ａとの間、つまり、導光シート３０の光出射面３０ａ側に、光源２８および導光シート３０の光出射面３０ａの端部（第１光入射面３０ｃ側の端部および第２光入射面３０ｄ側の端部）を覆うようにそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射板３６は、光軸方向に平行な方向において、導光シート３０の光出射面３０ａの一部から光源２８の光源支持部５２の一部までを覆うように配置されている。つまり、２つの上部誘導反射板３６が、導光シート３０の両端部にそれぞれ配置されている。
このように、上部誘導反射板３６を配置することで、光源２８から出射された光が導光シート３０に入射することなく、光出射面３０ａ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８から出射された光を効率よく導光シート３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
【００７８】
下部誘導反射板３８は、導光シート３０の背面３０ｂ側に、光源２８の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射板３８の導光シート３０中心側の端部は、反射板３４と連結されている。
ここで、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８としては、上述した反射板３４に用いる各種材料を用いることができる。
下部誘導反射板３８を設けることで、光源２８から出射された光が導光シート３０に入射することなく、導光シート３０の背面３０ｂ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８から出射された光を効率よく導光シート３０の第１光入射面３０ｃおよび第２光入射面３０ｄに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、反射板３４と下部誘導反射板３８とを連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
【００７９】
ここで、上部誘導反射板３６および下部誘導反射板３８は、光源２８から出射された光を第１光入射面３０ｃまたは第２光入射面３０ｄ側に反射させ、光源２８から出射された光を第１光入射面３０ｃまた第２光入射面３０ｄに入射させることができ、導光シート３０に入射した光を導光シート３０中心側に導くことができれば、その形状および幅は特に限定されない。
また、本実施形態では、上部誘導反射板３６を導光シート３０と拡散シート３２ａとの間に配置したが、上部誘導反射板３６の配置位置はこれに限定されず、光学部材ユニット３２を構成するシート状部材の間に配置してもよく、光学部材ユニット３２と上部筐体４４との間に配置してもよい。
【００８０】
次に、筐体２６について説明する。
図２に示すように、筐体２６は、照明装置本体２４を収納して支持し、かつその光出射面２４ａ側と導光シート３０の背面３０ｂ側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体４２と上部筐体４４と折返部材４６と支持部材４８とを有する。
【００８１】
下部筐体４２は、上面が開放され、底面部と、底面部の４辺に設けられ底面部に垂直な側面部とで構成された形状である。つまり、１面が開放された略直方体の箱型形状である。下部筐体４２は、図２に示すように、上方から収納された照明装置本体２４を底面部および側面部で支持すると共に、照明装置本体２４の光出射面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光出射面２４ａとは反対側の面（背面）および側面を覆っている。
【００８２】
上部筐体４４は、上面に開口部となる照明装置本体２４の矩形状の光出射面２４ａより小さい矩形状の開口が形成され、かつ下面が開放された直方体の箱型形状である。
上部筐体４４は、図２に示すように、照明装置本体２４及び下部筐体４２の上方（光出射面側）から、照明装置本体２４およびこれが収納された下部筐体４２をその４方の側面部も覆うように被せられて配置されている。
【００８３】
折返部材４６は、断面の形状が常に同一の凹（Ｕ字）型となる形状である。つまり、延在方向に垂直な断面の形状がＵ字形状となる棒状部材である。
折返部材４６は、図２に示すように、下部筐体４２の側面と上部筐体４４の側面との間に嵌挿され、Ｕ字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体４２の側面部と連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体４４の側面と連結されている。
ここで、下部筐体４２と折返部材４６との接合方法、折返部材４６と上部筐体４４との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
【００８４】
このように、下部筐体４２と上部筐体４４との間に折返部材４６を配置することで、筐体２６の剛性を高くすることができ、導光シート３０が反ることを防止できる。これにより、例えば、輝度むら及び照度むらがないまたは少ない光を効率よく出射させることができる反面、反りが生じ易い導光シートを用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光シートに反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むら及び照度むら等のない、または低減された光を光出射面から出射させることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体及び折返部材には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。
【００８５】
支持部材４８は、延在方向に垂直な断面の形状が同一の棒状部材である。
支持部材４８は、図２に示すように、反射板３４と下部筐体４２との間、より具体的には、導光シート３０の背面３０ｂの第１光入射面３０ｃ側の端部および第２光入射面３０ｄ側の端部に対応する位置の反射板３４と下部筐体４２との間に配置され、導光シート３０及び反射板３４を下部筐体４２に固定し、支持する。
支持部材４８により反射板３４を支持することで、導光シート３０と反射板３４とを密着させることができる。さらに、導光シート３０及び反射板３４を、下部筐体４２の所定位置に固定することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、支持部材を独立した部材として設けたが、これに限定されず、下部筐体４２、または反射板３４と一体で形成してもよい。つまり、下部筐体４２の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いても、反射板３４の一部に突起部を形成し、この突起部を支持部材として用いてもよい。
また、配置位置も特に限定されず、反射板と下部筐体との間の任意の位置に配置することができるが、導光シートを安定して保持するために、導光シートの端部側、つまり、本実施形態では、第１光入射面３０ｃ近傍、第２光入射面３０ｄ近傍に配置することが好ましい。
【００８７】
また、支持部材４８の形状は特に限定されず、種々の形状とすることができ、また、種々の材料で作製することもできる。例えば、支持部材を複数設け、所定間隔ごとに配置してもよい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光シートと反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により輝度むら及び照度むらが生じることを防止することができる。
【００８８】
バックライトユニット２０は、基本的に以上のように構成される。
バックライトユニット２０は、導光シート３０の両端にそれぞれ配置された光源２８から出射された光が導光シート３０の光入射面（第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄ）に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光シート３０の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光シート３０内部を通過し、直接、または背面３０ｂで反射した後、光出射面３０ａから出射する。このとき、背面から漏出した一部の光は、反射板３４によって反射され再び導光シート３０の内部に入射する。
このようにして、導光シート３０の光出射面３０ａから出射された光は、光学部材３２を透過し、照明装置本体２４の光出射面２４ａから出射され、液晶表示パネル１２を照明する。
液晶表示パネル１２は、駆動ユニット１４により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル１２の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
【００８９】
ここで、上記実施形態では、２つの光源を導光シートの２つ光入射面に配置した両側入射であったが、これに限定はされず、１つの光源のみを導光シートの１つの光入射面に配置した片側入射としてもよい。光源の数を減らすことで部品点数を削減し、コストダウンできる。
また、片面入射とする場合には、境界面ｚの形状が非対称な導光シートとしてもよい。例えば、１つの光入射面を有し、光出射面の２等分線よりも光入射面から遠い位置で導光シートの第２層の厚さが最大になるような、第２層の形状が非対称な導光シートでもよい。
【００９０】
図９は、本発明に係るバックライトユニットの他の一例の一部を示す概略断面図である。なお、図９に示すバックライトユニット１５６においては、導光シート３０に代えて導光シート１５０を有し、光源２８を１つのみ有する以外は、バックライトユニット２０と同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００９１】
図９に示すバックライトユニット１５６は、導光シート１５０および導光シート１５０の第１光入射面３０ｃに対向して配置される光源２８とを有する。
【００９２】
導光シート１５０は、光源２８が対向して配置される面である第１光入射面３０ｃと、第１光入射面３０ｃの反対側の面である側面１５０ｄとを有している。
また、導光シート１５０は、光出射面３０ａ側の第１層１５２と背面３０ｂ側の第２層１５４とにより形成されている。第１層１５２と第２層１５４との境界面ｚは、第１光入射面３０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、第１光入射面３０ｃから側面１５０ｄに向かって、第２層１５４が厚くなるように変化し、一旦、第２層１５４が薄くなるように変化した後、再び第２層１５４が厚くなるように変化し、側面１５０ｄ側で薄くなるように、連続的に変化している。
具体的には、境界面ｚは、側面１５０ｄ側の、光出射面３０ａに向かって凸の曲面と、この凸の曲面に滑らかに接続された凹の曲面と、この凹の曲面と接続され、光入射面３０ｃの背面３０ｂ側の端部に接続する凹の曲面とからなる。また、光入射面３０ｃ上では、第２層１５４の厚さが０となる。
すなわち、散乱粒子の合成粒子濃度（第２層の厚さ）を、第１光入射面３０ｃ近傍の第１極大値と、導光シート中央部よりも側面１５０ｄ側で、第１極大値よりも大きい第２極大値を有するように変化させている。
また、図示は省略しているが、導光シート１５０の合成粒子濃度の第１極大値の位置は、筺体の開口部の境界の位置に配置されており、光入射面３０ｃから第１極大値までの領域は、光入射面から入射した光を拡散するための、いわゆるミキシングゾーンＭである。
【００９３】
このように、１つの光源のみを用いる片面入射の場合には、導光シート１５０の合成粒子濃度（第２層１５４の厚さ）を、光入射面３０ｃに近い位置で第１極大値を有し、中央部よりも側面１５０ｄ側で、第１極大値よりも大きな第２極大値を有する濃度をすることによって、大型かつ薄型な導光シートであっても、光入射面から入射する光を光入射面からより遠い位置まで届けることができ、出射光の輝度分布を中高な輝度分布とすることができる。
また、光入射面近傍に、合成粒子濃度の第１極大値を配置することによって、光入射面から入射した光を、光入射面近傍で十分に拡散し、光入射面近傍から出射される出射光に、光源の配置間隔等に起因する輝線（暗線、ムラ）が視認されることを防止することができる。
また、合成粒子濃度の第１極大値となる位置よりも光入射面側の領域を、第１極大値よりも低い合成粒子濃度とすることによって、入射した光が光入射面から出射される戻り光や、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域（ミキシングゾーンＭ）からの出射光を低減し、光出射面の有効な領域（有効画面エリアＥ）から出射する光の利用効率を向上させることができる。
【００９４】
なお、図９に示すバックライトユニット１５６の導光シート１５０のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの形状は、光出射面３０ａに向かって凹の曲面であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部に接続される形状としたが、これに限定はされず、光出射面に凸の曲線でも良く、あるいは直線でも良い。
【００９５】
また、図９に示す導光シート１５０の有効画面エリアＥにおける境界面ｚの形状は、第２層１５４の厚さが、第１極大値の位置から側面１５０ｄに向かって、一旦、薄くなった後、厚くなり、第２極大値となって、再び、薄くなる形状としたが、本発明は、これに限定はされない。
【００９６】
図１０に本発明に係る面状照明装置の他の一例の概略図を示す。
なお、図１０に示すバックライトユニット２１６は、図９に示すバックライトユニット１５６において、導光シート１５０の有効画面エリアＥにおける第１層１５２および第２層１５４の厚さ、すなわち、第１極大値の位置から側面１５０ｄ近傍までの境界面ｚの形状を変更した以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００９７】
図１０に示すバックライトユニット２１６の導光シート２１０は、第１層２１２と、第１層２１２よりも粒子濃度が高い第２層２１４とから構成される。ミキシングゾーンＭにおける、第１層２１２と第２層２１４との境界面ｚは、第１極大値の位置から側面１５０ｄに向かって、一旦、薄くなった後、厚くなって第２極大値となり、その後、側面１５０ｄまで一定となる形状である。
【００９８】
このように、境界面ｚの形状を、曲面と平面とを組み合わせて、有効画面エリアＥにおいて、散乱粒子の合成粒子濃度が、光入射面に近い位置で最小になり、光入射面から遠い位置で最大になるような非対称な形状とすることにより、光源から出射され、光入射面から入射した光を、導光シートの奥まで導光することができ、好適な輝度分布とすることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【００９９】
また、本発明に係るバックライトユニットは、これにも限定はされず、２つの光源に加えて、導光シートの光出射面の短辺側の側面にも対向して光源を配置してもよい。光源の数を増やすことで、装置が出射する光の強度を高くすることができる。
また、光出射面のみならず背面側から光を出射してもよい。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【０１０１】
［実施例１］
実施例１として、図２に示すバックライトユニットを用いて、計算機シミュレーションにより、光の出射面から出射される出射光の強度を求めた。
また、シミュレーションにおいて、導光シートの透明樹脂の材料はＰＭＭＡ、散乱粒子の材料はシリコーンとしてモデル化した。この点については、以下の実施例についても全て同様である。
【０１０２】
実施例１１として、画面サイズが４０インチに対応する導光シート３０を用いた。具体的には、第１光入射面３０ｃから第２光入射面３０ｄまでの長さを５００ｍｍとし、導光シート３０の厚みを１．５ｍｍとし、２等分線αにおける、第２層６０の厚さ、すなわち、第２極大値の位置での第２層６２の厚さを０．６１ｍｍとし、第１極大値の位置における第２層６２の厚さを０．２１ｍｍとし、第１極大値と第２極大値との間の、第２層６２の厚さが最も薄い位置での第２層６２の厚さを０．１５ｍｍとし、第１極大値から光入射面までの距離を５９ｍｍとした導光シートを用いた。また、導光シートに混練分散させる散乱粒子の粒径は４．５μｍとし、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０．０２ｗｔ％とし、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．２７５ｗｔ％とした。
【０１０３】
また、マイクロレンズフィルム３２ａ、３２ｃとして、フィルムの材料は、ＰＭＭＡとし、フィルム上に形成されるマイクロボールレンズ直径ＤＬを、１２０μｍ、高さＨＬを、２０μｍとし、配置間隔を最密充填としたマイクロレンズフィルムを用いた。
プリズムシート３２ｂとしては、プリズムピッチが、５０μｍ、厚さが、２００μｍのプリズムシートを用いた。
【０１０４】
実施例１１のバックライトユニットにおいて、出射光の輝度分布、および、角度分布を求めた。出射光の角度分布は、バックライトユニットの出射面の中央部分の、Φ１ｍｍの円形の領域から出射される出射光の、角度に応じた強度を、導光シート３０の光入射面３０ｃに垂直な方向（垂直方向）と、光入射面の長手方向に平行な方向（水平方向）とで、それぞれ求めた。
【０１０５】
また、比較例１１として、マイクロレンズフィルム３２ａ、３２ｃに代えて、拡散フィルムを有する構成とした以外は、全て、実施例１１と同様にしたバックライトユニットを用いて、出射光の輝度分布、および、角度分布を求めた。ここで、拡散シートは、全光透過率が、約９０％、ヘイズ値が、約９０％で、厚さが、２２１μｍの拡散シートを用いた。
【０１０６】
測定した輝度分布を図１１に示し、角度分布を図１２（Ａ）（垂直方向）および図１２（Ｂ）（水平方向）に示す。ここで、図１１では、縦軸を相対輝度（光の強度）とし、横軸を光入射面に垂直な方向における２等分線αからの位置［ｍｍ］とした。また、図１２（Ａ）および（Ｂ）では、縦軸を光度［ｃｄ］とし、横軸を光出射面に垂直な方向からの角度［ｍｍ］とした、また、実施例１１を実線で示し、比較例１１を破線で示す。
【０１０７】
図１１に示すように、マイクロレンズフィルムを備える光学部材ユニットを有する実施例１１のバックライトユニット２０は、マイクロレンズフィルムを有さない比較例１１のバックライトユニットと比較して、全体の輝度が上昇し、光の利用効率が向上していることが分かる。また、図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、実施例１１のバックライトユニットは、比較例１１のバックライトユニットと比較して、０°近傍での光の強度が向上し、正面輝度が向上していることがわかる。このように、光学部材ユニットが、マイクロボールレンズフィルムを有する構成とすることにより、光出射面３０ａから種々の方向に出射される光を、光出射面３０ａに垂直な方向に集光することができ、バックライトユニットが出射する照明光の正面輝度を向上させることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【０１０８】
以上、本発明の面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    液晶表示装置
１２    液晶表示パネル
１４    駆動ユニット
２０、１５６、２１６  バックライトユニット（面状照明装置）
２４    照明装置本体
２４ａ、３０ａ  光出射面
２６    筐体
２８    光源
３０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、２１０、  導光シート
３０ｂ  背面
３０ｃ  第１光入射面
３０ｄ  第２光入射面
３２    光学部材ユニット
３２ａ、３２ｃ  マイクロレンズフィルム
３２ｂ  プリズムシート
３４    反射板
３６    上部誘導反射板
３８    下部誘導反射板
４２    下部筐体
４４    上部筐体
４４ａ  開口部
４６    折返部材
４８    支持部材
４９    電源収納部
５０    ＬＥＤチップ
５２    光源支持部
５８    発光面
６０、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、２１２  第１層
６２、１０４、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、２１４  第２層
１５０ｄ  側面
α    ２等分線
ｚ    境界面
【図１】
2012204267.tif 000003
【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】
2012204267.tif 000012
【図１１】
2012204267.tif 000013
【図１２】
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