(57)【要約】【課題】高精度でローカルディミングを行うことが可能な、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置を提供することを主目的とする。【解決手段】  出光面と、上記出光面に対向する背面と、上記出光面および上記背面の間の側面のうち少なくとも一つの上記側面に設けられた入光面とを有する導光板と、上記導光板の上記入光面に複数配置され、エリアごとに分けて発光を制御することが可能な光源と、上記光源の発光をエリアごとに分けて制御する制御部と、を備える面光源装置であって、上記導光板が、上記光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部と、上記本体部の上記出光面側に形成され、複数の単位プリズムを有する光学要素部と、を有するものであることを特徴とする面光源装置を提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2012089304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出光面と、前記出光面に対向する背面と、前記出光面および前記背面の間の側面のうち少なくとも一つの前記側面に設けられた入光面とを有する導光板と、前記導光板の前記入光面に複数配置され、エリアごとに分けて発光を制御することが可能な光源と、前記光源の発光をエリアごとに分けて制御する制御部と、を備える面光源装置であって、
前記導光板が、前記光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部と、前記本体部の前記出光面側に形成され、複数の単位プリズムを有する光学要素部と、を有するものであることを特徴とする、面光源装置。
【請求項２】
前記本体部が、ベース樹脂に散乱粒子が均一に分散されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記本体部が、前記背面側に複数の単位プリズムからなる背面プリズムを有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記導光板の上記背面に配置された反射シートと、前記導光板の上記出光面に配置され、複数の単位プリズムを有する光学シートとを備えることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の面光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の面光源装置と、
前記面光源装置の前記出光面側に配置された液晶パネルと
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルを背面側から照明する面光源装置が広く普及している（例えば、特許文献１〜４参照）。面光源装置は、大別すると、光学部材の直下に光源を配置する直下型と、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型と、に分類される。エッジライト型の面光源装置は、直下型の面光源装置と比較して面光源装置の厚さを薄くすることができるといった利点を有している。
【０００３】
エッジライト型の面光源装置では、光源の側方に導光板が設けられており、光源からの光は、導光板の側面（入光面）から導光板内に入射する。導光板へ入射した光は、導光板の対向する一対の主面において反射を繰り返し、入光面に略直交する方向（導光方向）に導光板内を進んでいく。導光板内を進む光は、導光板からの光学的な作用により、導光板内を進むにつれて少しずつ出光面から出射していくようになる。この結果、導光板の出光面からの出射光量が導光方向に沿って均一化されるようになる。例えば、導光板内に散乱粒子が分散されている場合、導光板内を進む光を少しずつ導光板から出射させるようにすることができる。
【０００４】
また、面光源装置には、出射光量の面内分布を均一化させることだけでなく、正面方向輝度を向上させることや、光源光の利用効率を向上させること等も求められている。このため、通常の面光源装置では、導光方向に沿った光の成分について輝度の角度分布を調節するための光学シート（プリズムシート）や、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について輝度の角度分布を調節するための光学シート（プリズムシート）等の種々の光学部材が、導光板の出光面側に配置されている（例えば、特許文献１，３，４参照）。また、光源光の利用効率を向上させるための反射シートが、導光板の背面側に配置されている（例えば、特許文献１，３，４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２７４０５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９６５８７号公報
【特許文献３】特開平９−１４５９３１号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、液晶表示装置に用いられる光源として、従来の蛍光管に変えてＬＥＤバックライトが採用されることが一般的になっている。ＬＥＤ光源は通常、複数用いられ、かつそれぞれを独立して発光制御することも可能であることから、このようなＬＥＤ光源が採用されたことによる大きな利点としてローカルディミングが可能になることが挙げられる。「ローカルディミング」とは、光源をいくつかのエリアに分け、それぞれのエリアの発光を独立して制御することで、画面内の黒い部分は発光せず、明るい部分は光らせるといった発光制御を行う表示手段である。ローカルディミングは消費電力を抑えられる等のメリットが認められている。
【０００７】
このようなローカルディミングを採用する液晶表示装置においては、光源を液晶パネルの裏側に配置する通常のバックライト実装方法が一般的であったが、近年では、エッジライト方式でローカルディミングを実現する例も知られるようになっている。しかしながら、導光板が用いられるエッジライト型においては、エッジから入光された光が周囲に拡散しやすいため、光源の発光をエリアごとに制御したとしても導光板による光の拡散の影響により発光させないエリアにも導光されてしまい、高精度でエリアごとの発光を制御したローカルディミングを行うことは困難であるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精度でローカルディミングを行うことが可能な、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、出光面と、上記出光面に対向する背面と、上記出光面および上記背面の間の側面のうち少なくとも一つの上記側面に設けられた入光面とを有する導光板と、上記導光板の上記入光面に複数配置され、エリアごとに分けて発光を制御することが可能な光源と、上記光源の発光をエリアごとに分けて制御する制御部とを備える面光源装置であって、上記導光板が、上記光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部と、上記本体部の上記出光面側に形成され、複数の単位プリズムを有する光学要素部と、を有するものであることを特徴とする面光源装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、上記導光板が上記単位プリズムを有する光学要素部を備えるものであることにより、エリアごとに発光が制御された光源から入光され、上記本体部によって光学要素部へ導光された光が周囲へ拡散されることを防止できる。このため、本発明によれば、高精度でローカルディミングを行うことが可能な、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置を提供することができる。
【００１１】
本発明においては、上記本体部がベース樹脂に散乱粒子が均一に分散されたものであってもよい。これにより、上記本体部に上記光源から入光された光を出光面方向へ導光する機能を付与することができるからである。
【００１２】
また本発明においては、上記本体部が上記背面側に複数の単位プリズムからなる背面プリズムを有するものであってもよい。このような構成を有することによっても、上記本体部に上記光源から入光された光を出光面方向へ導光する機能を付与することができるからである。
【００１３】
また本発明の面光源装置は、上記導光板の上記背面に配置された反射シートと、上記導光板の上記出光面に配置され、複数の単位プリズムを有する光学シートとを備えるものであってもよい。これらの構成を有することにより、本発明の面光源装置を光の利用効率に優れたものにできるからである。
【００１４】
さらに本発明は、上記本発明に係る面光源装置と、上記面光源装置の上記出光面側に配置された液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。本発明によれば、上記本発明に係る面光源装置が用いられていることにより、高精度でローカルディミングを行うことが可能な液晶表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の面光源装置は、高精度でローカルディミングを行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の面光源装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図２のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図３】本発明に用いられる導光板の一例を示す概略斜視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【図５】本発明の面光源装置の一例を示す概略断面図である。
【図６】本体部内での光の進み方を示す模式図である。
【図７】本体部内での光の進み方を示す模式図である。
【図８】光が散乱粒子に衝突したときの全反射を示す模式図である。
【図９】ＲＳ×ＲＡと導光板の中央部分での正面輝度および導光板の出光面からの出射光量の均一性との関係の一例を示すグラフ、ならびに、ＲＳ×ＲＡと導光板の光損失率との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明に用いられる本体部の一例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明に用いられる導光板内での光の進み方を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、面光源装置および液晶表示装置に関するものである。以下、これらの発明について順に詳細に説明する。
【００１８】
Ａ．面光源装置
まず、本発明の面光源装置について説明する。上述したように本発明の面光源装置はローカルディミング方式の表示装置に好適に用いられるものであり、出光面と、上記出光面に対向する背面と、上記出光面および上記背面の間の側面のうち少なくとも一つの上記側面に設けられた入光面とを有する導光板と、上記導光板の上記入光面に複数配置され、エリアごとに分けて発光を制御することが可能な光源と、上記光源の発光をエリアごとに分けて制御する制御部とを備えるものであって、上記導光板が上記光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部と、上記本体部の上記出光面側に形成され、複数の単位プリズムを有する光学要素部と、を有するものであることを特徴とするものである。
【００１９】
このような本発明の面光源装置について図を参照しながら説明する。図１および図２は本発明の面光源装置の一例を概略斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線矢視断面図である。図１に例示するように本発明の面光源装置２０は、導光板２１と、光源２２と、制御部（図略）とを有するものである。図１に例示するように、本発明に用いられる導光板２１は、一方の主面である出光面ａと、出光面ａに対向するもう一方の主面である背面ｂと、出光面ａおよび背面ｂの間の四つの側面のうち対向する一対の側面である二つの入光面ｃ，ｄとを有し、本体部２１ａと、本体部２１ａの出光面ａ側に形成された光学要素部２１ｂとを有している。上記光源２２は、導光板２１の入光面ｃに複数配置されるものである。また、図１および図２に例示するように本発明の面光源装置２０は、導光板２１の背面ｂに配置された反射シート２３と、導光板２１の出光面ａに配置された光学シート２４とを有してもよいものである。
【００２０】
本発明に用いられる導光板２１についてさらに詳細に図を参照しながら説明する。図３および図４は、本発明に用いられる導光板の一例を示す概略斜視図および概略断面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。図３に例示するように、本発明に用いられる導光板２１は、一方の主面である出光面ａと、出光面ａに対向するもう一方の主面である背面ｂと、出光面ａおよび背面ｂの間の四つの側面のうち対向する一対の側面である二つの入光面ｃ，ｄとを有している。また、図４に例示するように、導光板２１は、光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部２１ａと、本体部２１ａの出光面ａ側に形成された光学要素部２１ｂとを有している。
本体部２１ａは、導光板２１の背面ｂおよび入光面ｃ，ｄを構成し、光学要素部２１ｂは導光板２１の出光面ａを構成している。本体部２１ａは、出光面ａ側および背面ｂ側にて導光板２１の板面と平行な平らな面を有している。すなわち、本体部２１ａは、入光面ｃ，ｄに直交する方向（導光方向Ｄ１，Ｄ２）ならびに導光板２１の板面の法線方向ｎｄの両方向と平行な任意の断面において、同一の断面形状を有している。
光学要素部２１ｂは本体部２１ａの出光面側に形成され、出光面ａを構成する複数の単位プリズム２１ｃとを有している。光学要素部２１ｂは、本体部２１ａ側にて導光板２１の板面と平行な平らな面を有し、その一方で出光面ａ側にて導光板２１の板面に対して傾斜した凹凸面を有している。
【００２１】
図３に例示するように、光学要素部２１ｂは、入光面ｃ，ｄに直交する方向（導光方向Ｄ１，Ｄ２）と交差する方向に配列された複数の単位プリズム２１ｃを有している。すなわち、各単位プリズム２１ｃの配列方向Ｐと導光方向Ｄ１，Ｄ２とが交差している。また、各単位プリズム２１ｃは、配列方向Ｐと交差する方向に線状に延びている。特に、図３においては、複数の単位プリズム２１ｃは、導光方向Ｄ１，Ｄ２に直交する方向に隙間なく配列されている。また、各単位プリズム２１ｃは、その配列方向Ｐに直交する方向、すなわち導光方向Ｄ１，Ｄ２に直線状に延びている。そして、各単位プリズム２１ｃは、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有している。
【００２２】
図４に例示するように、各単位プリズム２１ｃの断面形状は出光面ａ側に突出する三角形形状となっている。特に、図４においては、単位プリズム２１ｃの配列方向Ｐと平行な面内での輝度の角度分布において、正面方向輝度を集中的に向上させるという観点から、単位プリズム２１ｃの断面形状が二等辺三角形形状となっており、かつ、単位プリズム２１ｃは、断面の二等辺三角形状が正面方向ｎｄを中心として左右対称的となるように配置されている。また、単位プリズム２１ｃの出光面ａ側に突出する頂部２１ｃ’は、断面の二等辺三角形状の等辺の間に位置する頂角によって構成されている。
【００２３】
図３に例示するように、光学要素部２１ｂは、導光方向Ｄ１，Ｄ２と交差する方向、特に導光方向Ｄ１，Ｄ２と直交する方向に配列された複数の単位プリズム２１ｃを有している。このような光学要素部２１ｂによれば、導光方向Ｄ１，Ｄ２に対して交差する方向に沿った光の成分に対し、効果的に光学的作用を及ぼすことができる。具体的には、図４に例示するように、単位プリズム２１ｃを介して導光板２１を出射する光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、導光板２１の出光面ａ、すなわち単位プリズム２１ｃの出光面ａ側（プリズム面側）にて屈折する。この屈折により、正面方向ｎｄから傾斜した方向に進む光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の進行方向（出射方向）は、主として、導光板２１内を通過している際における光の進行方向と比較して、正面方向ｎｄに対してなす角度が小さくなるように曲げられる。このような作用により、単位プリズム２１ｃは、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について、光の進行方向を正面方向ｎｄ側に絞り込むことができる。すなわち、単位プリズム２１ｃは、導光方向と直交する方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。
【００２４】
図１および図２において光源２２は、入光面ｃおよび導光板２１の板面の両方と平行な方向に並べて配列されている。これらの光源２２はエリアごとに分けて発光を制御することが可能ものであり、制御部（図略）によって発光されるエリアが制御されている。
【００２５】
図１および図２において反射シート２３は、導光板２１の背面ｂから出射した光を反射して、再び導光板２１内に入射させるための部材である。光学シート２４は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光面側から出射させ、正面方向の輝度を集中的に向上させるための部材である。図１および図２においては、導光板２１の板面、光学シート２４のシート面、反射シート２３のシート面、および面光源装置２０の発光面は、互いに平行となっている。
【００２６】
図１および図２に示す例において、光学シート２４は、導光板２１の導光方向Ｋに沿って配列された複数の単位プリズム２７を有している。すなわち、各単位プリズム２７の配列方向Ｑは、導光板２１の導光方向Ｋに対して平行となっている。また、単位プリズム２７は、光学シート２４のシート面上においてその配列方向Ｑに直交する方向に直線状に延びている。単位プリズム２７は、その長手方向に直交する断面において三角形形状を有している。単位プリズム２７の断面の三角形形状の頂角によってなされる頂部２８は、入光側、すなわち導光板２１側に向けて突出している。
【００２７】
図１および図２に示す面光源装置２０においては、図５に例示するように、光源２２で発光された光は、入光面ｃを介し、導光板２１に入射する。図５に示すように、導光板２１へ入射した光は、導光板２１の出光面ａおよび背面ｂにおいて、反射、とりわけ導光板２１をなす材料と空気との屈折率差に起因して全反射を繰り返し、導光板２１の入光面ｃに直交する方向（導光方向Ｋ）へ進んでいく。
【００２８】
導光板２１から出射した光Ｌは光学シート２４へ入射する。上述したように、光学シート２４は、導光板２１側へ向けて頂角が突出する断面が三角形状の単位プリズム２７を有している。単位プリズム２７の長手方向は、導光方向Ｋと交差する方向、図１、２および５においては導光方向Ｋと直交する方向となっている。また、図５に示すように、導光板２１をなす材料と空気との屈折率差に起因し、導光板２１の出光面ａから出射する光の導光方向成分の出射角度（出射光の導光方向成分と導光板２１の板面への法線方向ｎｄとがなす角度）θeは、特定の角度範囲内（例えば６５°〜８５°）に偏る傾向がある。
【００２９】
これらのことから、図５に示すように、入光面ｃからの入射光については、導光板２１の出光面ａから出射した光の多くが、光学シート２４の単位プリズム２７の一方のプリズム面２７ａを透過して単位プリズム２７へ入射し、その後、単位プリズム２７の他方のプリズム面２７ｂで全反射するように、光学シート２４を設計することができる。同様に、入光面ｄからの入射光については、導光板２１の出光面ａから出射した光の多くが、光学シート２４の単位プリズム２７の一方のプリズム面２７ｂを透過して単位プリズム２７へ入射し、その後、単位プリズム２７の他方のプリズム面２７ａで全反射するように、光学シート２４を設計することができる。このようにして、光学シート２４は、透過光の進行方向を正面方向に対する角度が小さくなるように変更することができる。すなわち、光学シート２４は、透過光に対して偏向作用を及ぼすようになる。
【００３０】
このように、面光源装置２０では、導光板２１によって出射光量の導光方向Ｋに沿った分布を均一化するとともに出射光を集光させ、さらに、光学シート２４によって光を偏向して正面方向輝度を向上させるようになっている。
【００３１】
本発明によれば、上記導光板が上記単位プリズムを有する光学要素部を備えるものであることにより、エリアごとに発光が制御された光源から入光され、上記本体部によって光学要素部へ導光された光が周囲へ拡散されることを防止できる。このため、本発明によれば、高精度でローカルディミングを行うことが可能な、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置を提供することができる。
【００３２】
ここで、本発明において上記光学要素部を備えることにより光が周囲に拡散されることを防止できるのは、図１２に示すように、入光された光Ｘが光学要素部によって反射されることにより、光学要素部によって反射された光が光学要素部に垂直な方向において元の位置に戻る方向に進むからである。
【００３３】
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００３４】
また、本明細書において、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面（凹凸面の場合は包絡面にも相当）のことを指す。
さらに、「正面方向」とは、導光板の板面に対する法線の方向ｎｄであり、導光板を有する面光源装置の発光面の法線方向等にも一致する。
【００３５】
さらに、本明細書において、「プリズム」や「レンズ」という用語は、入射光に対して種々の光学的作用（例えば、反射や屈折）を及ぼし得る形状要素（光学要素）を意味するものである。また、「プリズム」および「レンズ」等の用語は、形状要素（光学要素）として、呼称の違いのみに基づいて互いから区別されるものではない。
【００３６】
本発明の面光源装置は、導光板と、光源と、光源の発光を制御する制御部とを有するものである。また、必要に応じて他の構成を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。
【００３７】
１．導光板
まず、本発明に用いられる導光板について説明する。本発明に用いられる導光板は、出光面と、上記出光面に対向する背面と、上記出光面および上記背面の間の側面のうち少なくとも一つの上記側面に設けられた入光面とを有するものであり、光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能な本体部と、上記本体部の上記出光面側に形成され、複数の単位プリズムを有する光学要素部とを有するものである。
【００３８】
（ａ）本体部
本発明に用いられる本体部について説明する。本発明に用いられる本体部は、入光面に設けられた光源から入光された光を、出光面方向へ導光する機能を有するものである。本発明に用いられる本体部はこのような機能を有するものであれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、このような機能を有する本体部として、ベース樹脂に散乱粒子が均一に分散されたもの（第１態様）と、背面側に複数の単位プリズムからなる背面プリズムを有するもの（第２態様）とを挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの態様の本体部であっても好適に用いることができる。
【００３９】
（第１態様の本体部）
第１態様の本体部はベース樹脂に散乱粒子が均一に分散された構成を有するものである（ここで、「均一」とは完全に均一な場合のほか、略均一な場合も含む。）。本態様の本体部は光源から入光された光を散乱粒子によって散乱させて光学要素部へ導くものである。このため、散乱粒子は屈折率Ｎｄがベース樹脂の屈折率Ｎｂとは異なるものが用いられることになり、通常は散乱粒子の屈折率Ｎｄは、ベース樹脂の屈折率Ｎｂよりも小さくなっていることが好ましい。
【００４０】
ベース樹脂の屈折率Ｎｂおよび散乱粒子の屈折率Ｎｄは、散乱粒子の屈折率Ｎｄがベース樹脂の屈折率Ｎｂよりも小さければ特に限定されるものではない。具体的に、ベース樹脂の屈折率Ｎｂは１．４８〜１．６０程度とすることができる。また、散乱粒子の屈折率Ｎｄは１．３５〜１．５６程度とすることができる。
【００４１】
中でも、ベース樹脂の屈折率Ｎｂに対する散乱粒子の屈折率Ｎｄの比Ｎｄ／Ｎｂは、０．９７以下であることが好ましい。屈折率比が大きすぎると、有効に光を全反射させることが困難となるからである。
【００４２】
散乱粒子の平均粒径２ｒは本体部に所望の散乱性または分散性を付与できる範囲であれば特に限定されるものではない。０．８μｍ〜数十μｍ程度であることが好ましく、中でも１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。散乱粒子の平均粒径が大きすぎると、本体部の平面性が損なわれる場合があり、また散乱粒子が視認されてしまうおそれがある。一方、散乱粒子の平均粒径が上記範囲よりも小さいと、短波長成分が極端に散乱されて黄変度が大きくなるおそれがあり、また散乱粒子の分散性が悪くなるからである。
なお、平均粒径は、溶液中の散乱粒子を動的光散乱方法で測定し、粒径分布を累積分布で表したときの５０％粒子径（ｄ５０  メジアン径）を意味する。上記平均粒径は、日機装（株）製のＭｉｃｒｏｔｒａｃ粒度分析計を用いて測定することができる。
【００４３】
散乱粒子の濃度Ｄについても、本体部に所望の散乱性または分散性を付与できる範囲であれば特に限定されるものではない。このような濃度Ｄは使用される散乱粒子の平均粒径等に応じて適宜決定することができるものである。なかでも本発明における散乱粒子の濃度Ｄとしては、本体部の全体積に対して、０．０００２体積％〜０．０２体積％程度とすることができる。散乱粒子の濃度が上記範囲よりも多いと、入光面近傍で多くの光が散乱されてしまうので、出射光量の導光方向に沿った分布が不均一となり、中央部分の正面輝度が低くなるおそれがある。また、散乱粒子の濃度が上記範囲よりも少ないと、入光面に対向する面からの漏れ光が多くなるので、光損失率が高く（光利用効率が低く）なり、中央部分の正面輝度が低くなるおそれがある。
なお、散乱粒子の濃度Ｄは、導光板の全体積に対する散乱粒子の体積％をいう。導光板が本体部と光学要素部とを有する場合、散乱粒子の濃度Ｄは、本体部の全体積に対する散乱粒子の体積％ではなく、導光板の全体積に対する散乱粒子の体積％である。
【００４４】
また、本体部の導光方向に沿った長さ、すなわち入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌ（図３参照）は特に限定されるものではなく、例えば本発明の導光板が用いられる液晶表示装置の大きさに応じて適宜選択される。具体的に、本体部の導光方向に沿った長さ、すなわち入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌとしては、３００ｍｍ〜１５００ｍｍの範囲内で設定することができる。
【００４５】
本態様においては、散乱粒子の屈折率、平均粒径、濃度等を調節することにより、出光面からの出射光量を導光方向に沿って均一化させることができる。中でも本態様においては、上記散乱粒子の屈折率が上記ベース樹脂の屈折率よりも小さく、上記散乱粒子の平均濃度をＤ、上記散乱粒子の断面積をＳｄ、上記散乱粒子の体積をＶｄ、上記入光面から上記入光面に対向する面までの導光距離をＬ、臨界角をθｃとしたとき、下記式（１）で示される本体部内で光が上記入光面に直交する方向（導光方向）に直進すると仮定した場合の上記散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳ、および、下記式（２）で示される上記本体部内で光が上記散乱粒子に衝突したときに全反射する全反射確率ＲＡが、下記式（３）を満たすことが好ましい。
ＲＳ＝Ｌ×Ｓｄ×（Ｄ／Ｖｄ）        （１）
ＲＡ＝１−（ｓｉｎθｃ）２          （２）
１．５≦ＲＳ×ＲＡ≦４．０          （３）
本発明によれば、上記式（３）の関係が成立していることにより、導光板の中央部分での高い正面輝度、均一な出射光量の面内分布、良好な光利用効率など、優れた光学特性を備える導光板とすることができるからである。
【００４６】
上記式（３）の関係が成立していることにより、導光板の中央部分での高い正面輝度、均一な出射光量の面内分布、良好な光利用効率など、優れた光学特性を備える導光板とすることができる理由について以下に説明する。
図６に例示するように、本態様の本体部が用いられる場合、本体部２１ａ内を進む光は、散乱粒子１２によって進行方向を不規則に変更される。本体部２１ａ内を進行する光と本体部２１ａ内に分散された散乱粒子１２との衝突は、本体部２１ａ内の導光方向Ｋ（入光面ｃに直交する方向）に沿った各区域において生じる。このため、本体部２１ａ内を進んでいる光は、少しずつ出光面ａ側から出射するようになる。
【００４７】
図６において、本体部２１ａ内を進む光Ｘが臨界角未満の入射角θ１で出光面ａ側に入射する場合、光は本体部２１ａの出光面ａ側から出射する。一方、本体部２１ａ内を進む光が臨界角よりも大きな入射角で出光面ａ側に入射する場合、光は全反射し、本体部２１ａの出光面ａ側から出射しない。そのため、本体部２１ａの光取出し効率を高めるには、入射角θ１を臨界角未満とする、すなわち入射角θ１を小さくする、さらに言い換えると導光方向Ｋに対する光の進行方向の角度を大きくすることが有効である。したがって、本体部２１ａ内を進む光が散乱粒子１２に衝突したとき、すなわち本体部２１ａ内においてベース樹脂１１から散乱粒子１２に光Ｘが入射したとき、散乱粒子１２による光の散乱によって、光の入射方向に対する光の出射方向の角度を大きくすることが有効となる。
【００４８】
図７は、本態様の本体部内での光の進み方を示す模式図である。図７に例示するように、本体部２１ａ内を進む光Ｘが散乱粒子１２に衝突したとき、すなわちベース樹脂１１から散乱粒子１２に光Ｘが入射したとき、入射角θ２が臨界角よりも小さい場合、光は屈折して散乱粒子１２中を進む（一部の光は反射する）。一方、入射角θ２が臨界角よりも大きい場合、光は全反射される。
本体部２１ａ内を進む光Ｘが散乱粒子１２に衝突したとき、すなわち本体部２１ａ内においてベース樹脂１１から散乱粒子１２に光Ｘが入射したとき、光が屈折する場合と全反射する場合とでは、光の進路方向の変化の度合いに差がある。入射角θ２が臨界角よりも大きい場合に全反射が起こることから、光が全反射する場合には、光が屈折する場合と比較して、光の進路方向が大きく変化する、すなわち光の入射方向に対する光の出射方向の角度が大きくなる。
したがって、導光板の光取出し効率を高めるには、本体部内を進む光が散乱粒子に衝突したときに光を全反射させることが有効である。よって、導光板の光取出し効率は、全反射が起こる比率に比例すると仮定することができる。
【００４９】
まず、全反射が起こる比率を検討するに際し、本体部内で光が導光方向に直進すると仮定した場合の散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳを考える。なお、「本体部内で光が導光方向に直進すると仮定する」とは、本体部内で光が導光方向にまっすぐ進み、光が散乱されても光の進行方向が変わらないと仮定することをいう。散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳは、本体部内で光が導光方向にまっすぐ進み、光が散乱されても光の進行方向が変わらないと仮定した場合に、光が入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌを進んだときに散乱粒子に衝突する回数の期待値である。散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳは、入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌと、散乱粒子の断面積Ｓｄと、散乱粒子の個数密度Ｄ／Ｖｄとによって決まる。したがって、本体部内で光が導光方向に直進すると仮定した場合の散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳは、下記式で表わすことができる。
ＲＳ＝Ｌ×Ｓｄ×（Ｄ／Ｖｄ）        （１）
Ｓｄ＝π×ｒ２                      （４）
Ｖｄ＝（４／３）×π×ｒ３          （５）
ここで、
Ｌ：入光面から入光面に対向する面までの導光距離
Ｓｄ：散乱粒子の断面積
Ｄ／Ｖｄ：散乱粒子の個数密度
Ｄ：散乱粒子の平均濃度
Ｖｄ：散乱粒子の体積
２ｒ：散乱粒子の平均粒径
である。したがって、散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳは、散乱粒子の平均粒径２ｒと、散乱粒子の濃度Ｄと、入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌとによって決まる。
散乱粒子の個数密度Ｄ／Ｖｄは、単位体積当たりの散乱粒子の個数をいう。また、散乱粒子の平均濃度Ｄは、本体部の全体積に対する散乱粒子１２の体積％をいう。
【００５０】
次に、全反射が起こる比率を検討するに際し、本体部内で光が散乱粒子に衝突したときに全反射する全反射確率ＲＡを考える。全反射確率ＲＡは、光が散乱粒子に衝突したときに全反射が起こる確率である。図８（ａ）は光が散乱粒子に衝突したときの全反射を示す模式図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ’線矢視断面図である。図８（ａ）に例示するように、光Ｘが散乱粒子１２に衝突したとき、入射角が臨界角θｃよりも大きい場合に光は全反射されることから、図８（ｂ）に例示するように、散乱粒子１２の断面において網かけ部分に光が衝突したときに全反射が起こる。したがって、図８（ｂ）において、散乱粒子１２の断面での｛（網かけ部分の面積）／（散乱粒子の断面積）｝が、光が散乱粒子に衝突したときに全反射が起こる確率となる。したがって、本体部内で光が散乱粒子に衝突したときに全反射する全反射確率ＲＡは、下記式で表わすことができる。
ＲＡ＝｛πｒ２−π（ｒｓｉｎθｃ）２｝／πｒ２
＝１−（ｓｉｎθｃ）２          （２）
θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎｄ／Ｎｂ）    （６）
Ｎｄ＜Ｎｂ                          （７）
ここで、
２ｒ：散乱粒子の平均粒径
θｃ：臨界角
Ｎｄ：散乱粒子の屈折率
Ｎｂ：ベース樹脂の屈折率
である。したがって、全反射確率ＲＡは、臨界角θｃ、すなわちベース樹脂および散乱粒子の屈折率比（Ｎｄ／Ｎｂ）よって決まる。
【００５１】
上述したように、本態様の本体部が用いられた導光板の光取出し効率は、全反射が起こる比率に比例すると仮定することができることから、ＲＳ（散乱粒子との衝突回数の期待値）×ＲＡ（全反射確率）に比例するということができる。
【００５２】
また、導光板の光取出し効率を検討する場合、光の飛程は場所によらないと仮定することができる。
【００５３】
このような仮定によれば、本体部内で光が導光方向に直進すると仮定した場合の全反射が起こる期待値が最適となるときが、本体部の光取出し効率が最適になっているということができる。
【００５４】
なお、本体部において、実際には、例えば、導光方向に対して直進していない光もあり、１回の全反射では出光面から出射されない光もあり、多重散乱が起こる場合もある。しかしながら、これらは、散乱粒子の平均粒径２ｒ、散乱粒子の濃度Ｄ、入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌ、ベース樹脂および散乱粒子の屈折率比（Ｎｄ／Ｎｂ）によらない。すなわち、散乱粒子との衝突回数の期待値ＲＳおよび全反射確率ＲＡによらない。したがって、導光方向に対して直進していない光、１回の全反射では出光面から出射されない光、多重散乱などについては、定数Ａとすることができる。
【００５５】
よって、実効全反射衝突確率ＲＥは、ＲＳ（散乱粒子との衝突回数の期待値）×ＲＡ（全反射確率）に定数Ａを乗じた値とすることができる。すなわち、実効全反射衝突確率ＲＥは、下記式で表わすことができる。
ＲＥ＝Ａ×ＲＳ×ＲＡ                （８）
【００５６】
上述したように、本態様の本体部が用いられた導光板の光取出し効率は、全反射が起こる比率に比例するということができる。したがって、本態様の本体部が用いられた導光板の光取出し効率は、実効全反射衝突確率ＲＥに比例するということができる。
【００５７】
図９（ａ）は、導光板を備える面光源装置における、ＲＳ×ＲＡと導光板の中央部分での正面輝度および導光板の出光面からの出射光量の均一性との関係の一例を示すグラフである。
図９（ａ）に示すように、導光板の中央部分での正面輝度は極大値を有し、ＲＳ×ＲＡが所定の範囲内であるときに、導光板の中央部分での正面輝度が最適となる。ＲＳ×ＲＡが小さいというのは、光が散乱粒子に衝突しにくく、光を取出しにくいことであり入光面に対向する面からの漏れ光が多くなるため、中央部分の正面輝度が低くなる。また、ＲＳ×ＲＡが大きいというのは、光が散乱粒子に衝突しやすく、光を取出しやすいことであり、入光面近傍で多くの光が散乱されてしまうため、同様に中央部分の正面輝度が低くなる。
また、図９（ａ）に示すように、ＲＳ×ＲＡが小さくなるほど、導光板の任意の部分における正面輝度の最大値（Ｌｍａｘ）に対する最小値（Ｌｍｉｎ）の比が１に近づき、出射光量の均一性が向上する。上述したように、ＲＳ×ＲＡが大きいと、入光面近傍で多くの光が散乱され、光が中央部分や入光面に対向する面の近傍に到達する前に出射されてしまう。そのため、ＲＳ×ＲＡが小さくなるほど、光が中央部分や入光面に対向する面の近傍に到達しやすくなり、出射光量が均一化されるのである。
【００５８】
図９（ｂ）は、導光板を備える面光源装置における、ＲＳ×ＲＡと導光板の光損失率（入光面に対向する面からの漏れ光の比率）との関係の一例を示すグラフである。
図９（ｂ）に示すように、ＲＳ×ＲＡが大きくなるほど、光損失率が低くなる、すなわち光利用効率が高くなる。上述したように、ＲＳ×ＲＡが小さいというのは、光が散乱粒子に衝突しにくく、光を取出しにくいことであり、入光面に対向する面からの漏れ光が多くなる。また、ＲＳ×ＲＡが大きいというのは、光が散乱粒子に衝突しやすく、光を取出しやすいことである。そのため、ＲＳ×ＲＡが大きくなるほど、光が散乱され、入光面に対向する面からの漏れ光が少なくなり、光損失率が低くなり、すなわち光利用効率が高くなるのである。
【００５９】
したがって、ＲＳ×ＲＡが所定の範囲内であれば、導光板の中央部分での正面輝度を高くすることができ、さらに出射光量の導光方向に沿った分布の均一性を維持しつつ、光利用効率を良くすることができる。すなわち、下記式（３）を満足すれば、良好な光学特性を備える導光板とすることができる。
１．５≦ＲＳ×ＲＡ≦４．０          （３）
【００６０】
ＲＳ×ＲＡが１．５以上４．０以下であれば、中央部分の正面輝度を高くすることができる。一方、ＲＳ×ＲＡが１．５未満であると、光損失が多くなるため、結果として利用できる光量が少なくなり、特に中央部分での光量が少なくなる、すなわち中央部分の正面輝度が低くなる。また、ＲＳ×ＲＡが４．０超であると、出射光量の均一性に劣り、光が中央部分に到達する前に出射されてしまうため、中央部分での光量が少なくなる、すなわち中央部分の正面輝度が低くなる。
【００６１】
ＲＳ×ＲＡは、上述の式（１）〜（７）から、入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌ、散乱粒子の平均粒径２ｒ、散乱粒子の平均濃度Ｄ、散乱粒子の屈折率Ｎｄおよびベース樹脂の屈折率Ｎｂにより、決定することができる。すなわち、所望のＲＳ×ＲＡが与えられたとき、入光面から入光面に対向する面までの導光距離Ｌ、散乱粒子の平均粒径２ｒ、散乱粒子の平均濃度Ｄ、散乱粒子の屈折率Ｎｄ、ベース樹脂の屈折率Ｎｂが上記式（３）を満足すれば、そのＲＳ×ＲＡを実現することができる。
【００６２】
本態様に用いられる散乱粒子としては、本体部内を進む光に対して屈折・反射によって光の進路方向を変化させる作用を及ぼし得るものであれば特に限定されるものではなく、屈折率、分散性等を考慮して適宜選択される。散乱粒子としては、無機系粒子、有機系粒子のいずれも用いることができる。具体的には、無機系粒子としては、シリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、ジルコニア（二酸化ジルコニウム）等の粒子が挙げられる。また、有機系粒子としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の粒子が挙げられる。これらの粒子は、１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６３】
散乱粒子の形状としては、例えば、真球などの略球形、楕円球形、不定形等が挙げられる。中でも、分散安定性に優れることから略球形が好ましい。
【００６４】
本態様の本体部に用いられるベース樹脂としては、上記散乱粒子と相まって本体部に所望の散乱性または分散性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、導光板に用いられる一般的な樹脂、具体的には紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等の電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂などを使用することができる。例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、ベース樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
【００６５】
（第２態様の本体部）
次に、第２態様の本体部について説明する。背面側に複数の単位プリズムからなる背面プリズムを有するものであり、光源から入光された光を当該背面プリズムによって出光面側へ反射させることにより、光源から入光された光を出光面方向へ導光することが可能なものである。
【００６６】
このような本態様の本体部について図を参照しながら説明する。図１０は本態様の本体部が用いられた導光板の一例を示す概略断面図である。図１０に例示するように、本態様の本体部２１は、背面ｂ側に背面プリズム２１ｄを有するものであってもよい。この場合、背面プリズム２１ｄが導光板２１の背面ｂを構成することになる。
【００６７】
本態様の本体部において背面プリズムは本体部と一体のものとして形成されたものであってもよく、あるいは別個に形成された背面プリズムが貼り合わされたものであってもよい。
【００６８】
背面プリズムを構成する単位プリズムについては、後述する光学要素部における単位プリズムと同様の態様により形成することができる。
【００６９】
また、図１０に例示するように、背面プリズムを構成する単位プリズム２１ｄは配列された、すなわち導光方向に垂直方向に直線上に延びていてもよい。このようにすると、散乱粒子と同様に本体内部を進む光の進路方向を変化させて光が出射面aより出射させることができる。単位プリズムの斜面が導光板２１の板面となす角は０．５度〜５度が好ましい、角度が大きいと本体内部を進む光の進路方向が変化されすぎ、光源に近い部分で光が出射面aから出射してしまうからである。
【００７０】
（本体部）
本発明に用いられる本体部は、可視光領域３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける平均透過率が５０％以上であることが好ましく、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは８５％以上である。
なお、上記透過率は、紫外可視分光光度計（例えば、（株）島津製作所製  ＵＶ−３１００ＰＣ）を用い、室温、大気中で測定した値である。
【００７１】
本体部の形状は平板状であれば特に限定されるものではなく、例えば略方形であってもよく、円板状であってもよい。なお、略方形とは、正方形や長方形等の方形の他に、角が欠けている形状や角が丸みを帯びた形状も含む。
【００７２】
また、本発明に用いられる本体部は、後述する光学要素部と一体として形成されたものであってもよい。この場合、光学要素部と本体部とは同一の構成材料が用いられることになる。
【００７３】
本体部の厚みは適宜調整されるものであり、特に限定されるものではない。中でも、本体部の厚みは一定であることが好ましい。特に、本発明の導光板がテレビ用途の液晶表示装置に用いられる大型の導光板である場合、本体部の厚みは一定であることが好ましい。大型の場合には、本体部を楔型にすることが困難となるからである。本体部の具体的な厚みとしては、通常、１ｍｍ〜６ｍｍの範囲内とされる。
【００７４】
（ｂ）光学要素部
次に、本発明に用いられる光学要素部について説明する。本発明に用いられる光学要素部は、複数の単位プリズムを有し、上述した本体部の出光面側に形成されるものである。ここで、導光板が用いられる面光源装置には出射光量の面内分布を均一化させることだけでなく、正面方向輝度を向上させることや、光源光の利用効率を向上させること等も求められているところ、本発明に用いられる光学要素部は導光方向に沿った光の成分について輝度の角度分布を調節する機能を有するものである。
【００７５】
光学要素部に用いられる単位プリズムは、導光方向に沿った光の成分について輝度の角度分布を調節するという光学要素部の機能を発現する部位であることから、通常は入光面に直交する方向（導光方向）に対して交差する方向に配列されるように形成される（図３、４参照）。単位プリズムがこのような態様で形成されていることにより、導光方向に対して交差する方向に沿った光の成分を集光することができるからである。
【００７６】
単位プリズムの断面形状としては、例えば、三角形形状、台形等の四角形、五角形、六角形等の種々の多角形形状とすることができる。また、単位プリズムの断面形状は、円形状または楕円形状の一部分に相当する形状であってもよい。中でも、単位プリズムの断面形状は、三角形形状であることが好ましく、二等辺三角形形状であることがより好ましい。また、単位プリズムの断面形状は、正面方向を中心として左右対称であることが好ましい。特に、図４に例示するように、単位プリズム２１ｃの断面形状が二等辺三角形形状であり、断面の二等辺三角形状が正面方向ｎｄを中心として左右対称的となるように配置されていることが好ましい。単位プリズムの配列方向と平行な面内での輝度の角度分布において、正面方向輝度を集中的に向上させることができるからである。
【００７７】
なお、「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状、さらには、三角形形状と概ね同一の光学的機能を期待することが可能な略三角形形状などを含む。一例として、種々の目的から頂角に面取り加工（例えば、１０μｍ程度以下の角Ｒ）を施された略三角形形状も、ここでいう「三角形形状」に含むものとする。
【００７８】
単位プリズムの突出高さは１０μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。すなわち、単位プリズムの断面形状が直角二等辺三角形状である場合には、単位プリズムの配列方向に沿った、単位プリズムの底面の幅が２０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。単位プリズムが大き過ぎると視認されやすくなり、また、液晶パネルの画素の配列と単位プリズムの配列との干渉に起因したモアレ縞が視認されやすくなるためである。
なお、単位プリズムの突出高さは、図４において、導光板２１の板面への法線方向ｎｄに沿った本体部２１ａ表面に対する単位プリズム２１ｃの突出高さＨをいう。また、単位プリズムの底面の幅は、図４において、本体部２１ａ表面での単位プリズム２１ｃの配列方向Ｐに沿った、単位プリズム２１ｃの底面の幅Ｗをいう。
【００７９】
また、単位プリズムの断面形状が二等辺三角形状である場合には、正面方向輝度を集中的に向上させる観点から、等辺の間に位置するとともに出光面側に突出する頂角の角度が６０°以上１２０°以下であることが好ましく、特に９０°であることが好ましい。
なお、頂角の角度とは、図４において、等辺の間に位置するとともに出光面ａ側に突出する頂角の角度θａをいう。
【００８０】
単位プリズムの配列としては、入光面に直交する方向（導光方向）に対して交差する方向に複数の単位プリズムが配列されていれば特に限定されないが、通常は複数の単位プリズムが隙間なく配列される。また、単位プリズムの配列方向としては、単位プリズムの配列方向と導光方向とが交差するように複数の単位プリズムが配列されていれば特に限定されないが、通常は単位プリズムの配列方向と導光方向とが直交するように複数の単位プリズムが配列される。すなわち、単位プリズムの稜線が導光方向と略一致するように複数の単位プリズムが配列される。
【００８１】
単位プリズムに用いられる材料としては、複数の単位プリズムを形成することができる材料であれば特に限定されるものではなく、単位プリズムに用いられる一般的な樹脂材料、具体的には紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等の電離放射線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂などを使用することができる。なお、光学要素部が、上記本体部と一体として形成される場合、光学要素部と本体部とは同一の材料から形成されることになる。
【００８２】
中でも、樹脂材料としては、電離放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。すなわち、光学要素部は、電離放射線硬化型樹脂の硬化物を含有することが好ましい。電離放射線硬化型樹脂を用いることで、高精度に単位プリズムを作製することができる。したがって、光学要素部に十分に優れた光学特性を付与することができるとともに、光学的作用を維持しながら、単位プリズムの突出高さを低くし、導光板、さらには面光源装置を薄型化することができる。
【００８３】
電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂を用いることができる。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、エポキシ系等の単量体（モノマー）、プレポリマー、または、これらの混合系を挙げることができる。
【００８４】
本体部上に単位プリズムを形成する方法としては、複数の単位プリズムを形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、押し出し成型法、射出成型法、熱転写加工法、プレス成型法などが挙げられる。単位プリズムの作製方法は、例えば、樹脂材料の種類等に応じて、適宜選択される。
【００８５】
本発明に用いられる光学要素部は、上述した本体部と一体として形成されていてもよく、または本体部の出光面側の表面上に別個に積層されるように形成されていてもよい。本体部と、光学要素部とが別個に形成される態様としては、本体部上に所望の光学要素部を形成できる態様であれば特に限定されるものではないが、本体部と、支持部および当該支持部上に形成された単位プリズムを有する光学要素部とが、接着層を介して上記本体部と上記支持部とが対向するように貼り合わされた構成を挙げることができる。このような方法によれば光学要素部と本体部とを貼り合わせることによって導光板を製造することができるため、大面積の導光板を容易に製造することができるという利点がある。このような態様の光学要素部においては、上記支持部の厚みが１０μｍ〜３００μｍの範囲内であることが好ましく、３０μｍ〜２００μｍの範囲内であることがより好ましく、５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。上記支持部の厚みが上記範囲よりも厚いと、本発明に用いられる導光板が着色してしまう場合があるからである。一方、支持部の厚みが上記範囲よりも薄いと、支持部上に所望の単位プリズムを形成することが困難になる場合があるからである。
【００８６】
（ｃ）入光面
本発明において、入光面は、出光面および背面の間の側面のうち少なくとも一つの側面に設けられていればよい。例えば、入光面は、一つの側面のみに設けられていてもよく、対向する一対の側面にそれぞれ設けられていてもよい。すなわち、導光板は、一つの入光面を有してもいてもよく、対向する二つの入光面を有していてもよい。
【００８７】
２．光源
本発明に用いられる光源は、エリアごとに分けて発光を制御することが可能なものであり、導光板の入光面に配置されるものである。そして、本発明においてはこのような光源は複数用いられ、後述する制御部によってエリアごとに発光が制御されて用いられるものである。
【００８８】
本発明に用いられる光源としては、エリアごとに分けて発光を制御することが可能なものであれば特に限定されるものではない。このような光源としては、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、白熱電球、半導体レーザー、有機ＥＬ、および無機ＥＬ等を用いることができる。中でも、色再現性、小型化、低消費電力化に優れる点から、ＬＥＤが好ましい。
【００８９】
光源が白色発光するＬＥＤである場合、光源の数が少なくとも均一な白色とすることができる。また、光源がそれぞれ、光の三原色に近い色の発光を行う３種類のＬＥＤである場合、これら３種類のＬＥＤがそれぞれ独立して配置されることにより白色の照明光が放出されるので、色バランス調整を容易に行うことができ、表示部の品位を高め、画像をより美しく見せることができる。
光源が複数のＬＥＤが配列されたものである場合、ＬＥＤのピッチは、入光面の幅、光学要素部の単位プリズムや光学シートの単位プリズムのピッチなどに応じて適宜調整すればよい。
【００９０】
また、本発明に用いられる光源は一方の入光面のみに配置されてもよく、または両方の入光面に配置されてもよい。
【００９１】
３．制御部
次に、本発明に用いられる制御部について説明する。本発明に用いられる制御部は、上記光源の発光をエリアごとに分けて制御するものである。このような制御部が用いられることにより、本発明の面光源装置はローカルディミングに適したものになる。本発明に用いられる制御部が光源の発光を制御する態様については、一般的にローカルディミングに用いられる態様と同様にすることができる。また、具体的に用いられる制御部についても、発光の制御態様に応じて適宜、一般に公知のものから選択して用いることができる。
【００９２】
４．その他の構成
本発明の面光源装置は、少なくとも上述した導光板、光源、および制御部を有するものであるが、必要に応じて他の構成を有するものであってもよい。本発明に用いられる他の構成としては、本発明の面光源装置の用途や製造方法等に応じて所望の機能を有するものを適宜選択して用いることができる。このような他の構成としては、例えば導光板の出光面側に配置され、複数の単位プリズムを有する光学シート、導光板の背面に配置される反射シート、光学シートの出光側に設けられ、透過光を拡散させる機能を有する拡散シート、および光学シートの出光側に設けられ、特定の偏光成分のみを透過し、それ以外の偏光成分を反射する偏光分離機能を有する偏光反射シート等を挙げることができる。また、光学要素部と本体部とを別個に形成する場合には、両層を接着することを目的として、両層の間に接着層が形成されていてもよい。
【００９３】
（１）光学シート
本発明に用いられる光学シートは、導光板の出光面に配置され、複数の単位プリズムを有するものである（図１および図２参照）。光学シートは、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向の輝度を集中的に向上させるための部材である。
【００９４】
このような光学シートとしては、液晶表示装置に用いられる一般的なものを用いることができる。
【００９５】
なお、単位プリズムの断面形状、突出高さ、底面の幅、頂角の角度等については、上記「１．導光板」の項に記載した光学要素部の単位プリズムと同様とすることができる。
【００９６】
単位プリズムの配列方向としては、通常、導光方向に沿って複数の単位プリズムが配列される。すなわち、単位プリズムの稜線が導光方向と略直交するように複数の単位プリズムが配列される。また、単位プリズムの配列としては、導光方向に沿って複数の単位プリズムが配列されていれば特に限定されないが、通常は複数の単位プリズムが隙間なく配列される。
【００９７】
光学シートの配置としては、図１および図２に例示するように単位プリズム２７の頂部２８が導光板２１側（光学シート２４の入光側）に突出するように光学シート２４が配置されていてもよく、図示しないが単位プリズムの頂部が光学シートの出光側に突出するように光学シートが配置されていてもよい。
【００９８】
光学シートの材料としては、複数の単位プリズムを有する光学シートを作製できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。
【００９９】
光学シートの厚みは、適宜調節すればよく、例えば、３０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【０１００】
光学シートの作製方法としては、一般的な方法を用いることができ、例えば、紫外線硬化性樹脂を、単位プリズムに対応する形状が表面に設けられた型を用いてエンボス処理した後に紫外線により硬化させる方法が挙げられる。
【０１０１】
（２）反射シート
本発明に用いられる反射シートは、導光板の背面に配置されるものである。反射シートは、導光板の背面から出射した光を反射して、再び導光板内に入射させるための部材である（図１および図２参照）。
【０１０２】
反射シートとしては、一般的な反射シートを用いることができ、例えば、白色の散乱反射シート、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を有するシート等を挙げることができる。具体的に、反射シートの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ（白ＰＥＴ））、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、ポリオレフィン等の樹脂、ならびにアルミニウム、銀等の金属を挙げることができる。
反射シートに樹脂を用いる場合、反射性を高めるために、顔料を含む白色のシートであることが好ましい。顔料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
反射シートに金属を用いる場合には、銀、アルミニウム、クロム等の高い反射率を有する金属膜を蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成することができる。
反射シートとして市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、住友スリーエム（株）製の（ビキュイティ）ＥＳＲ反射フィルム、東レ（株）製のＥ６０Ｖ等が挙げられる。このような市販品を用いる場合、導光板と反射シートとの間に屈折率を整合させた樹脂等を介在させて貼り合わせてもよい。
【０１０３】
反射シートの厚さは、特に限定されず、適宜調節すればよく、例えば、３０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【０１０４】
（３）拡散シート
本発明に用いられる拡散シートは、光学シートから出射される光を拡散して輝度ムラを低減させる働きを有する部材である。拡散シートとしては、液晶表示装置に用いられている一般的なものを用いることができる。拡散シートの材料としては、例えば、メタクリル酸メチルスチレン共重合体、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン等が挙げられる。
また、拡散シートには粒子が含まれていてもよい。粒子としては、シリカ、アルミナ等の無機系粒子、ならびにアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフルオロビニリデン等のフッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等が挙げられる。これらの粒子は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。粒子の平均粒径は、散乱性の点から０．８μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。粒子の含有量は、適宜調節すればよい。
拡散シートの厚さは適宜調節すればよく、例えば、５０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。
【０１０５】
（４）偏光反射シート
本発明に用いられる偏光反射シートは、光学シートから出射される光のうち、特定の偏光成分のみを透過し、それ以外の偏光成分を反射する偏光分離機能を有する部材である。液晶表示装置において、液晶セルと偏光反射シートとの間に偏光板が設けられている場合、偏光板は特定の偏光成分のみを選択的に透過するので、偏光反射シートを用いて特定の偏光成分以外の偏光成分を選択的に反射させ再利用することで、偏光板を通過する光の量を多くし、輝度を向上させることができる。
偏光反射シートとしては、液晶表示装置に用いられている一般的なものを用いることができる。偏光反射シートとして市販品を用いてもよく、例えば、住友スリーエム（株）製のＤＢＥＦシリーズを用いることができる。
【０１０６】
Ｂ．液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。本発明の液晶表示装置は、上記本発明に係る面光源装置と、上記面光源装置の上記光学シート側に配置された液晶パネルとを備えることを特徴とするものである。本発明によれば、上記本発明に係る面光源装置が用いられていることにより、高精度でローカルディミングを行うことが可能な液晶表示装置を得ることができる。
【０１０７】
図１１は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。図１１に示すように、液晶表示装置３０は、液晶パネル３１と、液晶パネル３１の背面側に配置され、液晶パネル３１を背面側から面状に照らす面光源装置２０とを備えている。液晶パネル３１は、出光側に配置された上偏光板３３と、入光側に配置された下偏光板３４と、上偏光板３３および下偏光板３４の間に配置された液晶セル３２とを有している。面光源装置２０は、図１および図２に示す面光源装置２０と同様である。図１１において、導光板２１の板面、光学シート２４のシート面、反射シート２３のシート面、液晶パネル３１のパネル面、液晶表示装置３０の表示面、および、面光源装置２０の発光面は、互いに平行となっている。
【０１０８】
液晶セル３２は、図示しないが、一対の支持板と、支持板間に配置された液晶と、液晶分子の配向を一つの画素を形成する領域毎に電場によって制御する電極とを有する。支持板間の液晶は、一つの画素を形成する領域毎にその配向を変化させられ得るようになっている。この結果、液晶パネル３１は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成するようになる。すなわち、面光源装置２０を出射した光は液晶パネル３１に入射し、液晶パネル３１は面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させ、液晶表示装置３０の観察者が映像を観察することができるようになる。
【０１０９】
本発明においては、上述の面光源装置を備えるので、輝度・照度分布が均一化されており、かつ光利用効率が高いという利点を有する。
【０１１０】
なお、面光源装置については、上記「Ａ．面光源装置」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。以下、本発明の液晶表示装置における他の構成について説明する。
【０１１１】
本発明に用いられる液晶パネルとしては、一般的な液晶パネルを用いることができる。なお、液晶パネルの詳細については、種々の公知文献（例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典（内田龍男、内池平樹監修）」２００１年工業調査会発行）に記載されているため、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
本発明の液晶表示装置には、例えば、テレビ、パソコン、モニター、デジタルサイネージなどが含まれる。
【０１１３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１１４】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【０１１５】
［実施例１］
＜面光源装置＞
導光板と、光源と、反射シート、光学シートとが、図１、図２に示すような位置関係で配置された面光源装置、および図示はないが制御部を準備した。導光板、反射シート、光学シートの大きさは５００ｍｍ×９００ｍｍで、９００ｍｍの辺それぞれに沿って光源を配置した。
【０１１６】
（導光板の作製）
導光板は、本体部と、本体部上に形成された光学要素部とを有するようにした。光学要素部は、断面形状が直角二等辺三角形の単位プリズムが隙間なく配列されたものとした。この光学要素部は、アクリル系紫外線硬化性樹脂を硬化させて作製した。一方、本体部は、導光板の背面及び出光面に平行で厚さが一定の平板状であり、ベース樹脂に散乱粒子が分散された矩形状の板材とした。この本体部は、ベース樹脂としてポリメタクリル酸メチル(ＰＭＭＡ)を用いた。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）の屈折率Ｎｂは１．４９である。また、散乱粒子の平均粒径２ｒは２μｍ、屈折率Ｎｄは１．４１である。散乱粒子の濃度Ｄは０．０１体積％である。導光板の厚みは３ｍｍである。この場合にＲＳは３７．５、  ＲＡは０．１０４５  ＲＳ×ＲＡは３．９２である。
【０１１７】
（光源）
発光部のサイズが３．５ｍｍ×２．８ｍｍである多数のＬＥＤチップを、各ＬＥＤチップの２．８ｍｍの辺が導光板の厚み方向と平行になるようにして、５ｍｍのピッチで入光面に沿って配列させる、さらに制御部を接続することにより光源を構成した。また、光源と導光板と距離は０．５ｍｍとした。
【０１１８】
（反射シート）
導光板の背面に、厚さ１５０μｍの銀蒸着フィルムからなる反射シートを配置した。
【０１１９】
（光学シート）
導光板の出光面に、いわゆるプリズムシートとしての光学シートを配置した。光学シート（プリズムシート）は、厚さ１００μｍのポリエステルフィルム上に、アクリル系紫外線硬化型樹脂を用いて複数の単位プリズムを形成することで作製した。単位プリズムは、その長手方向に直交する断面において頂角が６５°の二等辺三角形状を有するようにした。この光学シートは、単位プリズムが導光板へ向けて突出し、かつ、単位プリズムの配列方向が導光板の導光方向と平行になるようにして配置した。
【０１２０】
［評価］
１つの辺に配列されたＬＥＤ光源の連続した１１個のみを発光させた、すなわち発光部の幅は５３．５ｍｍとなる。対向した入光面において、向き合ったそれぞれ１１個を発光させているので、全部で２２個のＬＥＤが発光している。このとき、導光板のＬＥＤに近接した端部において、発光しているＬＥＤの中央部に対向している部分の輝度が最も明るく、その部分から導光方向に垂直に離れるにしたがって輝度が低下するが、その輝度が半分になる距離を測定するとその幅は片側３５ｍｍ、全幅で７０ｍｍであった。この発光幅は、導光方向に進むにしたがって広がるが、中央部、すなわち導光板端部より２５０ｍｍ離れたところにおいても、１１０ｍｍであり、導光板を部分的には発光させることができ、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置が得られた。
【０１２１】
［実施例２］
＜面光源装置＞
導光板と、光源と、反射シート、光学シートとが、図１、図２に示すような位置関係で配置された面光源装置、および図示はないが制御部を準備した。導光板、反射シート、光学シートの大きさは６００ｍｍ×１１００ｍｍで、６００ｍｍの辺それぞれに沿って光源を配置した。
【０１２２】
（導光板の作製）
導光板は、本体部と、本体部上に形成された光学要素部とを有するようにした。光学要素部は、断面形状が直角二等辺三角形の単位プリズムが隙間なく配列されたものとした。この光学要素部は、アクリル系紫外線硬化性樹脂を硬化させて作製した。一方、本体部は、導光板の背面及び出光面に平行で厚さが一定の平板状であり、ベース樹脂に散乱粒子が分散された矩形状の板材とした。この本体部は、ベース樹脂としてポリメタクリル酸メチルとスチレンの共重合体(ＭＳ)を用いた。ポリメタクリル酸メチルとスチレンの共重合体（ＭＳ）の屈折率Ｎｂは１．５５である。また、散乱粒子の平均粒径２ｒは４μｍ、屈折率Ｎｄは１．４９である。散乱粒子の濃度Ｄは０．００５体積％である。導光板の厚みは３ｍｍである。この場合にＲＳは２０．６３、ＲＡは０．０７５９、ＲＳ×ＲＡは１．５７である。
【０１２３】
（光源）
発光部のサイズが３．５ｍｍ×２．８ｍｍである多数のＬＥＤチップを、各ＬＥＤチップの３．５ｍｍの辺が導光板の厚み方向と平行になるようにして、４ｍｍのピッチで入光面に沿って配列させる、さらに制御部を接続することにより光源を構成した。また、光源と導光板と距離は０．８ｍｍとした。
【０１２４】
（反射シート）
導光板の背面に、厚さ２５０μｍの白色ポリエステルフィルムからなる反射シートを配置した。
【０１２５】
（光学シート）
導光板の出光面に、いわゆるプリズムシートとしての光学シートを配置した。光学シート（プリズムシート）は、厚さ１８８μｍのポリエステルフィルム上に、アクリル系紫外線硬化型樹脂を用いて複数の単位プリズムを形成することで作製した。単位プリズムは、その長手方向に直交する断面において頂角が６５°の二等辺三角形状を有するようにした。この光学シートは、単位プリズムが導光板へ向けて突出し、かつ、単位プリズムの配列方向が導光板の導光方向と平行になるようにして配置した。
【０１２６】
［評価］
１つの辺に配列されたＬＥＤ光源の連続した１３個のみを発行させた、すなわち発光部の幅は５０．８ｍｍとなる。対向した入光面において、向き合ったそれぞれ１３個を発光させているので、全部で２６個のＬＥＤが発光している。このとき、導光板のＬＥＤに近接した端部において、発光しているＬＥＤの中央部に対向している部分の輝度が最も明るく、その部分から導光方向に垂直に離れるにしたがって輝度が低下するが、その輝度が半分になる距離を測定するとその幅は片側３５ｍｍ、全幅で７０ｍｍであった。この発光幅は、導光方向に進むにしたがって広がるが、中央部、すなわち導光板端部より５５０ｍｍ離れたところにおいても、１４０ｍｍであり、導光板を部分的には発光させることができ、ローカルディミング用のエッジライト型面光源装置が得られた。
【０１２７】
［比較例］
導光板として、大きさが５００ｍｍ×９００ｍｍ、３ｍｍ厚のポリメチルメタクリル酸（ＰＭＭＡ）の透明板の片面に白色のドットをスクリーン印刷により形成したものを用い、反射シートに白色ドットを形成した面が対向するように配置し、光学シートを配置しない以外は実施例１と同様の面光源装置を作製した。
【０１２８】
［評価］
［実施例１］の評価と同様に１つの辺において連続した１１個のＬＥＤを発光させ、２辺で２２個のＬＥＤを発行させた。端部の発光幅は７０ｍｍであったが、中央部、すなわち端部から２５０ｍｍ離れた位置での発光幅は５１０ｍｍで、導光板のほぼ半分の領域が発光してしまい、ローカルディミング用面光源として使用することは不可能であった。
【符号の説明】
【０１２９】
２０  …  面光源装置
２１  …  導光板
２１ａ  …  本体部
２１ｂ  …  光学要素部
２１ｃ  …  単位プリズム
２１ｄ  …  背面プリズム
２２  …  光源
２３  …  反射シート
２４  …  光学シート
２７  …  単位プリズム
３０  …  液晶表示装置
３１  …  液晶パネル
ａ  …  出光面
ｂ  …  背面
ｃ  …  入光面
ｄ  …  入光面に対向する面
Ｘ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  …  光
Ｋ  …  導光方向（入光面に直交する方向）
Ｌ  …  入光面から入光面に対向する面までの導光距離
【図１】
2012089304.tif 000003
【図２】
2012089304.tif 000004
【図３】
2012089304.tif 000005
【図４】
2012089304.tif 000006
【図５】
2012089304.tif 000007
【図６】
2012089304.tif 000008
【図７】
2012089304.tif 000009
【図８】
2012089304.tif 000010
【図９】
2012089304.tif 000011
【図１０】
2012089304.tif 000012
【図１１】
2012089304.tif 000013
【図１２】
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