(57)【要約】【課題】光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい中高分布を有し、かつ、導光方向における波長むらがない又は少ない出射光を同時に実現することができる導光板及び面状照明装置を提供する。【解決手段】拡散粒子の粒子濃度が異なる第１層と第２層とを有する２つ以上の層を備え、第２層は、その厚さが光入射面から遠ざかる方向において連続して増加して極大となる部分を少なくとも有する断面形状を成し、２つ以上の層の厚さ方向の合成散乱断面積Ｓが光入射面から遠ざかるにつれて連続にかつ単調増加するように、拡散粒子が分散され、合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及び最小値Ｓｍｉｎは、１．２５≦Ｓmax≦２．２、かつ０．９０≦Ｓmin≦１．６を満足し、青色成分の主要波長Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）と、赤色成分の主要波長Ｒの透過係数Ｔ（Ｒ）との比が０．８５≦Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）≦１．１５を満足することを特徴とすることにより、上記課題を解決する。【選択図】図２
2013020796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の光出射面と、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面とを有し、内部に拡散粒子が分散された導光板であって、
前記導光板は、前記光出射面に略垂直な方向に重なった２つ以上の層を有し、
前記２つ以上の層の各層には、１種類以上の前記拡散粒子が互いに異なる粒子濃度で分散されており、
前記２つ以上の層は、少なくとも、前記光出射面側に位置する第１層と、前記背面側に位置し、前記第１層と接する第２層とを有し、
前記第２層は、前記光出射面に略平行な方向において、前記光出射面に略垂直な方向の厚さが変化し、その厚さが光入射面から遠ざかる方向において連続して増加して極大となる部分を少なくとも有する断面形状を成し、
前記光出射面に略平行な方向に沿った導光位置における前記２つ以上の層の前記光出射面に略垂直な方向の合成散乱断面積Ｓが前記光入射面から遠ざかるにつれて連続にかつ単調増加するように、前記拡散粒子が分散され、
前記合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及びＳminは、下記式（１）を満足し、かつ、
前記光入射面に入射する入射光の青色成分の主要波長をＢとし、前記入射光の赤色成分の主要波長をＲとする時、前記光出射面に略平行な方向に沿った導光距離の半値となる導光位置における、青色成分の主要波長Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）と、赤色成分の主要波長Ｒの透過係数Ｔ（Ｒ）との比Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）が下記式（２）を満足することを特徴とする導光板。
１．２５≦Ｓmax≦２．２
０．９０≦Ｓmin≦１．６                      ……（１）
０．８５≦Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）≦１．１５      ……（２）
【請求項２】
前記第２層は、前記光出射面に略平行な方向において、前記光出射面に略垂直な方向の厚さが、少なくとも１つの極小値と、少なくとも１つの極大値とを有する断面形状を成す請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面である請求項１または２に記載の導光板。
【請求項４】
前記第２層の前記断面形状は、３つの円弧、又は４つの円弧からなる請求項３に記載の導光板。
【請求項５】
前記第２層の前記断面形状は、前記２つの光入射面のそれぞれの側に前記極小値を有し、前記２つの光入射面間の略中央に前記極大値を有する請求項３または４に記載の導光板。
【請求項６】
前記第２層の前記断面形状は、前記２つの光入射面のそれぞれの側に前記極小値を形成する円弧を有し、前記２つの光入射面間の略中央に前記極大値を形成する円弧を有する請求項３〜５のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項７】
前記第２層の厚さが、前記光出射面の略中央で最も厚い請求項３〜６のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺側に設けられた１つの光入射面であり、
前記第２層の前記断面形状は、前記１つの光入射面の側に前記極小値を有し、前記光出射面の他方の端辺側に前記極大値を有する請求項１または２に記載の導光板。
【請求項９】
前記第２層の前記断面形状は、前記１つの光入射面の側に前記極小値を形成する円弧を有し、前記光出射面の他方の端辺側に前記極大値を形成する円弧を有する請求項８に記載の導光板。
【請求項１０】
前記２つ以上の層は、さらに、前記背面側に位置し、前記第２層と接する第３層とを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１１】
前記第２層と第３層との境界面は、前記光出射面に略平行である請求項１０に記載の導光板。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの光入射面から入射した光が前記光出射面から出射された割合を示す光の利用効率が７０％以上であり、
前記光出射面の前記周辺部近傍から出射する光の輝度に対する前記光出射面の中央部から出射する光の輝度の割合を示す前記光出射面の輝度分布の中高度合が、０％超、４５％以下であり、
前記光出射面の前記中央部の輝度分布が凸型である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１３】
前記背面が、前記光出射面に平行な平面である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の導光板と、
前記導光板の前記光入射面に対面して配置される光源と、
前記導光板及び前記光源を収納し、前記導光板の前記光出射面側に、前記光出射面よりも小さい開口部を有する筐体とを有することを特徴とする面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状照明光を出射させるための拡散微粒子等の拡散材料を分散させると共に拡散材料特有の問題である出射光の波長むらを改善することができる導光板、並びに出射光の波長むらを改善した液晶ディスプレイ（液晶表示装置）や広告用ディスプレイのバックライト及び環境照明用面光源等として用いられる、面状照明光を発光させ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。
また、広告用ディスプレイのバックライト及び環境照明用面光源においても、ディスプレイパネルの照明したり、環境を面状に照明したりするために、照明用の光源が発する光を拡散して面状照明光を出射させるための導光板が用いられている。
【０００３】
現在、大型の液晶テレビや、大型の広告用ディスプレイや、大型の環境照明用面光源においても薄型化が求められており、そのバックライトユニットも、照明用の光源の直上に導光板を配置した直下型と呼ばれる方式よりも、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた板状の導光板を用い、照明用の光源を導光板の側面に配置し、側面から光を入射し、表面から光を出射する方式が求められるようになってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、相補的な形状を有する少なくとも２つの光散乱導光体ブロック領域を含む板状光散乱導光素子と、その側方より光を入射させることのできる少なくとも１個の光入射手段とを備え、各光散乱導光体ブロック領域の散乱能を有効散乱照射パラメータ値で表わした時、各有効散乱照射パラメータ値の内の少なくとも１つは他のいずれの有効散乱照射パラメータ値とも等しくなく、かつ、板状光散乱導光素子の厚み方向の断面上における有効散乱照射パラメータの平均値が、光入射手段に相対的に近い部分では相対的に小さく、光入射手段に相対的に遠い部分では相対的に大きい光散乱導光光源装置が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、少なくとも１つの非散乱導光領域と、これと同じ材料に屈折率が異なる粒子を均一に分散した少なくとも１つの散乱導光領域とが、重なる部分を有する板状体において、端面に光源灯を装着すると共に、両領域の板厚で粒子の濃度を局所的に調整することによって、主面からの出射両の分布状態を制御したことを特徴とする面光源装置であって、散乱導光領域が凸状の導光体ブロックであり、非散乱導光領域が凸状の導光体ブロックに対応する凹状の導光体ブロックである面光源装置が提案されている。
さらに、特許文献３には、２層からなる導光板であり、第１層と第２層との境界面が端部から導光板の中央に向かうに従って、光出射面に近づく方向に傾斜した傾斜面である導光板（断面形状が、例えば二等辺三角形）が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、散乱子を母材樹脂に分散混練した光散乱導光体の内部に付与された散乱能が、光供給手段から供給される可視光の赤色光（波長６１５ｎｍで代表される）における散乱効率Ｑ（Ｒ）と青色光（波長４３５ｎｍで代表される）における散乱効率Ｑ（Ｂ）との比Ｑ（Ｂ）／Ｑ（Ｒ）で表わされる出射面からの出射光の色温度を均一化するための調整比ｋの値が０．７５≦ｋ≦１．２５の範囲にすることにより、出射面の側端に入射面を持つサイドライト型の光散乱導光体における出射光の色ムラ、例えば導光距離が長い領域の青味の不足等を減らし、出射光の色合いの均一性を高めて改善する光源装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２１５２１８号（特開平０６−３２４３３０号）公報
【特許文献２】特許第４１２７８９７号（特開平１１−３４５５１２号）公報
【特許文献３】特開２００９−１１７３５７号公報
【特許文献４】特許第３８７４２２２号（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】
【０００８】
ところで、特許文献１に提案された光散乱導光装置は、板状光散乱導光素子を光散乱能の異なる２つ〜３つの光散乱導光体ブロック領域で構成し、光入射手段に相対的に遠い部分では、高い光散乱能を持つ光散乱導光体ブロック領域の厚さが厚くなるように構成するものであるが、均一で明るい光出射面を得るものであり、板状光散乱導光素子の光散乱導光体ブロック領域の形状を、液晶表示装置のバックライトユニットに要求される出射光量分布に最適化するために調整することは考慮されていなかった。
また、特許文献２に記載の面光源装置においても、出光面（主面）からの出光輝度とその均整度を高めるために、導光体を散乱導光領域と非散乱導光領域とで構成するものであるが、散乱導光領域の形状を上述の液晶表示装置のバックライトユニットに要求される出射光量分布に最適化するために調整することは考慮されていなかった。
【０００９】
また、大型の導光板は、周囲の温度・湿度による伸縮が大きく、５０インチ程度のサイズでは、５ｍｍ以上の伸縮を繰り返す。そのため、特許文献１及び２に開示の導光板（板状光散乱導光素子や導光体）のように、平板であると、光出射面側と反射面側のどちらに反るかわからず、光出射面側に反った場合、伸縮した導光板が液晶パネルを押し上げ、液晶表示装置から出射される光にプール状のむらが発生する。これを避けるためには、予め液晶パネルとバックライトユニットとの距離を大きくとることが考えられるが、これでは液晶表示装置の薄型化が不可能であるという問題がある。
【００１０】
特許文献３に記載の導光板は、確かに、粒子濃度の異なる２層からなる導光板であり、その結果、特許文献１と同様に散乱能の異なる２層からなる導光板であり、第１層と第２層との境界面が端部から導光板の中央に向かうに従って、光出射面に近づく方向に傾斜した断面形状が略二等辺三角形である導光板であるが、第２層の形状を出射光量を最適化するために調整することは考慮されていなかった。
【００１１】
また、バックライトユニットを薄型、大型化すると、光を導光板の奥まで導光するために、散乱粒子の粒子濃度を低くする必要があるが、散乱粒子の粒子濃度が低いと、光入射面近傍では入射した光が十分に拡散されていないため、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）が視認されてしまうおそれがある。
一方、光入射面近傍の領域で散乱粒子の粒子濃度が高いと、光入射面から入射した光が、光入射面近傍の領域で反射されて、光入射面から戻り光として出射したり、筺体に覆われていて利用されない光入射面付近の領域からの出射光が増加するおそれがある。
【００１２】
また、上述した特許文献１〜３に開示の拡散方式の導光板は、所定の大きさ（粒径）の拡散粒子が均一に分散しているため、入射波長に対応して拡散しやすさが異なり、結果として出射光が波長依存性を持つという問題がある。このため、同一の光強度の光でも、青色波長の成分が赤色波長の成分よりも大きい場合には、青味を帯びた白色光となる。
また、導光板側面から光を入射させるため、導光方向の各位置における出射光の波長成分比が変化し、２面光入射の場合、光入射部と画面中央部（最も導光長が長い部分）において色味が異なって観察されてしまうという問題がある。
【００１３】
特許文献１〜３に開示の導光板の断面方向に２層構造を有する拡散方式の導光板においても同様であり、拡散粒子の断面粒子濃度が導光板入射部よりも中央部の方が高い構成のため、同一粒径の拡散粒子が分散している場合には、必ず中央部の色味（射出光の波長成分比）が変化してしまうという問題点がある。
また、特許文献４に開示の光散乱導光体では、母材樹脂に分散混練する散乱粒子を選択することにより、赤色光と青色光の散乱効率の比Ｑ（Ｂ）／Ｑ（Ｒ）を調整して、導光距離の違いによる出射光の色ムラを低減し、色合いの均一性を改善しているが、散乱粒子は均一分散されているに過ぎず、各層で粒子濃度の異なる多層構造導光板には適用できないという問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、大型かつ薄型な形状であり、光利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布、すなわち光出射面からの出射光の輝度分布において中央部の輝度が入射部等の周辺部の輝度よりも高い釣鐘状の分布（以下、「中高分布」とする）を有し、かつ、導光方向（入射部から中央部又は他方の端部）における波長むら（色味変化）がない又は少ない出射光を同時に実現することができる導光板及びこれを用いる面状照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の導光板は、矩形状の光出射面と、前記光出射面の端辺側に設けられ、前記光出射面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも１つの光入射面と、前記光出射面とは反対側の背面とを有し、内部に拡散粒子が分散された導光板であって、前記導光板は、前記光出射面に略垂直な方向に重なった２つ以上の層を有し、前記２つ以上の層の各層には、１種類以上の前記拡散粒子が互いに異なる粒子濃度で分散されており、前記２つ以上の層は、少なくとも、前記光出射面側に位置する第１層と、前記背面側に位置し、前記第１層と接する第２層とを有し、前記第２層は、前記光出射面に略平行な方向において、前記光出射面に略垂直な方向の厚さが変化し、その厚さが光入射面から遠ざかる方向において連続して増加して極大となる部分を少なくとも有する断面形状を成し、前記光出射面に略平行な方向に沿った導光位置における前記２つ以上の層の前記光出射面に略垂直な方向の合成散乱断面積Ｓが前記光入射面から遠ざかるにつれて連続にかつ単調増加するように、前記拡散粒子が分散され、前記合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及びＳminは、下記式（１）を満足し、かつ、前記光入射面に入射する入射光の青色成分の主要波長をＢとし、前記入射光の赤色成分の主要波長をＲとする時、前記光出射面に略平行な方向に沿った導光距離の半値となる導光位置における、青色成分の主要波長Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）と、赤色成分の主要波長Ｒの透過係数Ｔ（Ｒ）との比Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）が下記式（２）を満足することを特徴とする。
１．２５≦Ｓmax≦２．２
０．９０≦Ｓmin≦１．６                        ……（１）
０．８５≦Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）≦１．１５        ……（２）
【００１６】
ここで、前記第２層は、前記光出射面に略平行な方向において、前記光出射面に略垂直な方向の厚さが、少なくとも１つの極小値と、少なくとも１つの極大値とを有する断面形状を成すのが好ましい。
また、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の対向する２つの端辺側に設けられた２つの光入射面であるのが好ましい。
また、前記第２層の前記断面形状は、３つの円弧、又は４つの円弧からなるのが好ましく、また、前記２つの光入射面のそれぞれの側に前記極小値を有し、前記２つの光入射面間の略中央に前記極大値を有するのが好ましく、また、前記２つの光入射面のそれぞれの側に前記極小値を形成する円弧を有し、前記２つの光入射面間の略中央に前記極大値を形成する円弧を有するのが好ましい。
また、前記第２層の厚さが、前記光出射面の略中央で最も厚いのが好ましい。
【００１７】
また、前記少なくとも１つの光入射面が、前記光出射面の１つの端辺側に設けられた１つの光入射面であり、前記第２層の前記断面形状は、前記１つの光入射面の側に前記極小値を有し、前記光出射面の他方の端辺側に前記極大値を有するのが好ましい。
また、前記第２層の前記断面形状は、前記１つの光入射面の側に前記極小値を形成する円弧を有し、前記光出射面の他方の端辺側に前記極大値を形成する円弧を有するのが好ましい。
【００１８】
また、前記２つ以上の層は、さらに、前記背面側に位置し、前記第２層と接する第３層とを有するのが好ましく、前記第２層と第３層との境界面は、前記光出射面に略平行であるのが好ましい。
また、前記少なくとも１つの光入射面から入射した光が前記光出射面から出射された割合を示す光の利用効率が７０％以上であり、前記光出射面の前記周辺部近傍から出射する光の輝度に対する前記光出射面の中央部から出射する光の輝度の割合を示す前記光出射面の輝度分布の中高度合が、０％超、４５％以下であり、前記光出射面の前記中央部の輝度分布が凸型であるのが好ましい。
また、前記背面が、前記光出射面に平行な平面であるのが好ましい。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の面状照明装置は、上記導光板と、前記導光板の前記光入射面に対面して配置される光源と、前記導光板及び前記光源を収納し、前記導光板の前記光出射面側に、前記光出射面よりも小さい開口部を有する筐体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、大型、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい輝度分布、いわゆる中高または釣鐘状の明るさの中高の輝度分布を持つ出射光を得ることができ、かつ、導光方向（入射部から中央部又は他方の端部）における波長むら（色味変化）がない又は少ない出射光を得ることができる。特に、本発明によれば、従来の平板導光板では達成できない高い効率（例えば、７０％以上）において、中高の輝度分布と、入射部と中央部又は他方の端部との波長むらのない輝度分布とを同時に実現することができる。
また、本発明によれば、従来の２層平板導光板（合成粒子密度分布）のさらなる高性能化（波長むら改善）に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る導光板を用い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に示す面状照明装置の、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に示す導光板の形状を示す概略斜視図である。
【図６】図５に示す導光板の層構造を説明するためのVI−VI線断面図である。
【図７】本発明に係る導光板の他の例を示す概略断面図である。
【図８】本発明の導光板の設計方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す導光板の設計方法で設計された導光板の第２層(下層)の断面形状の３つの例を示すグラフである。
【図１０】図８に示す導光板の設計方法で設計された導光板の５つの設計例についての導光位置に対する単位長さ当たりの合成散乱断面積を示すグラフである。
【図１１】図１０に示す合成散乱断面積となる導光板の５つの設計例についての導光位置に対する出射光の相対照度を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施例及び比較例の導光板の導光方向のＢ及びＲ波長の照度分布の一例を示すグラフである。
【図１３】図８に示す導光板の設計方法で設計された導光板の第２層(下層)の粒子濃度に対する入射光の利用効率及び出射光の中高度合を示すグラフである。
【図１４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１６】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１７】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明に係る導光板の他の一例を示す概略断面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の導光板の導光方向の波長むらの度合の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る導光板を用いる面状照明装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る導光板を用い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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
なお、本発明の導光板が対象とする液晶表示パネル１２は、その画面サイズが、３７インチ（３７”）以上の大画面であり、このような大画面を持つ大型かつ薄型液晶テレビに用いられるものである。このような液晶表示パネル１２の画面サイズとしては、例えば、４０インチ（４０”）、４２インチ（４２”）、４６インチ（４６”）、５２インチ（５２”）、５５インチ（５５”）、６５インチ（６５”）などの大画面を挙げることができる。
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）及び図３（Ｂ）に示すように、２つの光源２８、本発明に係る導光板３０及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及び支持部材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。
【００２７】
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板３０と、導光板３０から出射された光を、散乱や拡散させてよりムラのない光とする光学部材ユニット３２とを有する。
【００２８】
まず、光源２８について説明する。
図４（Ａ）は、図１及び図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。
【００２９】
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。
【００３０】
光源支持部５２は、一面が導光板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、導光板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、後述する導光板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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、後述する導光板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、導光板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の導光板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。
【００３３】
なお、ＬＥＤチップ５０は、光源２８をより薄型にできるため、導光板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。
また、本実施形態では、ＬＥＤチップを１列に並べ、単層構造としたが、本発明はこれに限定されず、アレイ支持体に複数のＬＥＤチップ５０を配置した構成のＬＥＤアレイを複数個、積層させた構成の多層ＬＥＤアレイを光源として用いることもできる。このようにＬＥＤアレイを積層させる場合でもＬＥＤチップ５０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。このように、多層のＬＥＤアレイを積層させ、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。
【００３４】
次に、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、図５及び図６を参照して、本発明に係る導光板３０について説明する。
導光板３０は、（Ａ）、（Ｂ）、図５及び図６に示すように、厚みの薄い直方体を成す透明な平板であり略矩形、例えば長方形形状の平坦な平面である光出射面３０ａと、この光出射面３０ａの反対側、つまり、導光板３０の背面側に位置し、光出射面３０ａと略同形状の平坦な平面である背面３０ｂと、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）とを有している。
【００３５】
なお、導光板３０の第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄには、それぞれに対向するように、上述した２つの光源２８が配置されている。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及び第２光入射面３０ｄの長さが略同じ長さであるのが好ましい。
このように、本実施形態のバックライトユニット２０では、２つの光源２８が、導光板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の間に導光板３０が配置されている。
【００３６】
したがって、２つの光入射面３０ｃ及び３０ｄは、光出射面３０ａの対向する長辺側に対向して位置しており、それぞれ対向して配置された２つの光源２８から２つの光入射面３０ｃ及び３０ｄにそれぞれ入射した光は、光出射面３０ａの中央部（対向する短辺の２等分線）に向かって、光出射面３０ａに略平行に、導光板３０内の拡散粒子（詳細は後述する）によって散乱され拡散されつつ、導光板３０の内部を伝播し、光出射面３０ａから出射する。
【００３７】
ここで、本発明においては、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄとの間の光が伝播する導光長Ｌは、３７インチ（３７”）、４０インチ（４０”）の画面サイズ以上の液晶パネル１２を対象としているので、５００ｍｍ以上である必要があり、最大６５インチ（６５”）の画面サイズの液晶パネル１２を対象とするので、８５０ｍｍ以下であるのが好ましい。より詳細には、４０インチ（４０”）付近、例えば３７インチ（３７”）、４０インチ（４０”）、４２インチ（４２”）及び４６インチ（４６”）４６の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、５００ｍｍ以上、６１５ｍｍ以下であり、例えば４０インチ（４０”）の画面サイズで５４０ｍｍであり、５５インチ（５５”）付近、例えば５２インチ（５２”）、５５インチ（５５”）及び６５インチ（６５”）の画面サイズに対しては、導光長Ｌは、７００ｍｍ以上、８５０ｍｍ以下、例えば、５２インチ（５２”）の画面サイズで７００ｍｍであるのが良い。
【００３８】
ここで、導光板３０は、その内部に光入射面３０ｃ及び３０ｄから入射した光を散乱して拡散させる１種類以上の拡散粒子を分散させているが、各層が光出射面３０ａに略垂直な方向に重なり、かつ１種類以上の拡散粒子が互いに異なる粒子濃度を持つ２つの層、即ち光出射面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光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄは、それぞれ境界面ｚで第１層６０の側と第２層６２の側とに分けられ、第１層６０は、光出射面３０ａ側にある層であり、光出射面３０ａ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６０に対して背面３０ｂ側にある層であり、境界面ｚと背面３０ｂとで囲まれた断面の領域である。
【００３９】
また、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、光入射面３０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、光出射面３０ａに略平行な方向において、光出射面３０ａに略垂直な方向における第２層６２の厚さが、光出射面３０ａの中央部（即ち、２等分線α上）において極大（図示例では最大）となり、この極大から、それぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって薄くなるように連続的に変化し、さらに、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの手前でそれぞれ極小（図示例では最小）となり、これらの極小から、それぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって厚くなるように連続的に変化している。
【００４０】
具体的には、図６に示すように、光入射面３０ｃの長手方向に垂直な、境界面ｚの断面形状は、光出射面３０ａの中央部における、光出射面３０ａに向かって凸の曲線、好ましくは１つの円弧Ｒ１（曲率半径Ｒ１）と、この凸の曲線に滑らかに接続され、それぞれ光入射面３０ｃ、３０ｄに接続される２つの凹の曲線、好ましくは２つの円弧Ｒ２（曲率半径Ｒ２）とからなる。
なお、凹凸の曲線は、円弧に限定されず、楕円、放物線、双曲線等の２次曲線の一部であっても、３次以上の高次曲線や三角関数やその他の曲線の一部であっても良い。また、凸の曲線と凹の曲線との接続部分や、凹の曲線と光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部分に直線部分が含まれていても良い。
【００４１】
したがって、図６に示す導光板３０においては、上記断面における境界面ｚの断面形状、即ち第２層６２の断面形状は、曲率半径Ｒ１の１つの円弧Ｒ１と、曲率半径Ｒ２の２つの円弧Ｒ２との３つの円弧からなる。したがって、第２層６２の厚さは、光出射面３０ａの中央部の1つの極大値と、それぞれ光入射面３０ｃ及び３０ｄの側の２つの極小値との３つの極値からなる。
なお、本明細書では、曲線の凹凸は、光出射面３０ａに向かって言い、光出射面３０ａ側を上側、背面３０ｂ側を下側と呼ぶこともある。
【００４２】
図６に示す導光板３０は、２層平板導光板であるが、本発明はこれに限定されず、光出射面３０ａに略垂直な方向に重なる各層が１種類以上の拡散粒子が互いに異なる粒子濃度で分散された３層以上の層を備える多層平板構造の導光板であっても良い。本発明においては、例えば図７に示すような３層構造の導光板３０Ａも好ましく用いることができる。
図７に示す導光板３０Ａは、光出射面３０ａ側の第１層６０と、中側の第２層６４と、背面３０ｂ側の第３層６６とに分かれた３層構造で形成されている。
ここで、導光板３０Ａの第１層６０は、図６に示す導光板３０の第１層６０と全く同じであり、したがって、第１層６０と第２層６４との境界を境界面ｚ1とすると、境界面ｚ1は、図６に示す導光板３０の第１層６０と第２層６２との境界面ｚと全く同じである。即ち、導光板３０Ａの第２層６４は、光出射面３０ａ側の表面において、図６に示す導光板３０の第２層６２のと全く同じ表面プロファイルを持つ。
一方、導光板３０Ａの第３層６６は、背面３０ｄの側に位置し、第２層６４と接する平板状の層である。第２層６４と第３２層６６との境界を境界面ｚ2とすると、境界面ｚ2は、光出射面３０ａに略平行な平面である。
【００４３】
したがって、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄは、それぞれ境界面ｚ1及びｚ2によって、第１層６０の側と、第３層６６側と、その間の第２層６２の側とに分けられる。
その結果、第１層６０は、光出射面３０ａ側にある層であり、光出射面３０ａと境界面ｚ1とで囲まれた断面の領域であり、第３層６６は、第１層６０に対して背面３０ｂ側にある平板状の層であり、境界面ｚ2と背面３０ｂとで囲まれた断面の領域であり、第２層６４は、第１層６０と第３層６６との間に位置し、境界面z1とｚ2とで囲まれた断面の領域である。
なお、本発明の導光板が４層以上のｍ（ｍは４以上の整数）層で構成される場合には、第４層〜第ｍ層は、順次、背面３０ｂ側に設けられる。なお、これらの第４層〜第ｎ層の各層の断面形状は、特に制限的ではないが、第３層６６と同様に、平板状の層であるのが好ましい。
【００４４】
上述したように、本発明の導光板、例えば導光板３０及び３０Ａは、母材となる透明樹脂に、光を散乱して拡散させるための拡散粒子（以下、散乱粒子という）が混錬分散されて形成されているものであり、第１層〜第ｎ（ｎは２以上の整数）層の各層、例えば第１層６０及び第２層６２、又は第１層６０、第２層６４及び第３層６６の各層には、１種類以上の拡散粒子が互いに異なる粒子濃度で分散されている。
導光板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。
導光板３０に混錬分散させる散乱粒子としては、トスパール、シリコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどの微粒子を用いることができる。
【００４５】
本発明に係る導光板では、散乱粒子は、第１層６０〜第ｎ層の各層において異なる粒子濃度で分散されるが、光入射面３０ｃ及び３０ｄから、それぞれ光出射面３０ａに略平行な方向に沿った導光位置ｘにおける、第１層６０〜第ｎ層の、光出射面３０ａに略垂直な方向の、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）が、光入射面３０ｃ及び３０ｄからそれぞれ遠ざかるにつれて、即ち導光位置（長さ又は距離）ｘが大きくなるにつれて連続にかつ単調増加する部分を少なくとも有するように分散されている必要がある。即ち、導光板３０は、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）が、極小値又は最小値から、光入射面３０ｃ及び３０ｄからの導光距離に応じて連続的に単調増加して極大値又は最大値に至る部分を有している必要がある。
【００４６】
また、この単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）の最大値Ｓmax及び最小値Ｓｍｉｎは、下記式（１）を満足する必要がある。
１．２５≦Ｓmax≦２．２
０．９０≦Ｓmin≦１．６                        ……（１）
ここで、本発明の導光板は、導光位置ｘにおける、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）の最大値Ｓmax及び最小値Ｓｍｉｎは、下記式（１）を満足することにより、大型、薄型な形状であっても、光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高または釣鐘状の明るさの中高分布を得ることができる。
【００４７】
ここで、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）［ｍｍ２］は、下記式（３）及び（４）から以下のようにして算出することができる。
【数１】
2013020796.tif 000003
2013020796.tif 000004
【００４８】
但し、Δｘは単位長さ［ｍｍ］、ａｉは第ｉ層に分散している散乱粒子の粒径［ｍｍ］、ｔｘｉは導光位置ｘ［ｍｍ］における第ｉ層の断面の厚さ［ｍｍ］、ｔｍａｘは導光板厚さ［ｍｍ］、Ｎｉは導光位置ｘにおける第ｉ層の断面粒子数、Ｑscaiは第ｉ層に分散している散乱粒子の散乱効率であり、散乱粒子条件（散乱粒子及び母材の屈折率並びに出射光の波長）からＭｉｅ理論に基づいて求められる。ｄｍ及びｄｐは散乱粒子及び母材樹脂の比重［ｇ／ｍｌ］、Ｃｉは第ｉ層に分散している散乱粒子の粒子個数濃度［個／ｍｍ３］である。
なお、散乱粒子の散乱効率Ｑscaiは光源から出射され、導光板に入射し、導光板から出射する出射光の波長にも依存するので、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）も入射光の波長にも依存するが、対象とするのは可視光であるので、散乱粒子の散乱効率Ｑscai及び単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）は、光源２８からの出射光の可視光波長（例えば、波長λ＝３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）に対して求める。なお、光の可視光波長の下限は、３６０〜４００ｎｍの中から、その上限は、７６０ｎｍ〜８３０ｎｍの中から、使用する光源の出射光に応じて設定すれば良い。
なお、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）を、後述するように、下記式（６）を用いて、使用する光源の出射光をＲＧＢの三原色に分解して求めても良い。この場合、ＲＧＢの三原色の主要波長としては、使用する光源に応じて、即ち使用する光源の出射光の波長、例えばＬＥＤのＲＧＢ各色の出射光の波長を用いれば良いが、ＲＧＢの三原色の主要波長として、例えば、Ｂ：４３５ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６１５ｎｍを用いても良い。
【００４９】
さらに、本発明の導光板のｎ層、例えば導光板３０の２層、又は導光板３０Ａの３層の断面において、分散させる散乱粒子の粒径および粒子濃度が下記式（２）を満たすような散乱粒子を選択する必要がある。
０．８５≦Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）≦１．１５        ……（２）
ここで、Ｔ（Ｂ）、及びＴ（Ｒ）は、それぞれ光出射面３０ａに略平行な方向に沿った導光距離の半値となる導光位置ｘにおける、青色成分の主要波長Ｂの透過係数、及び赤色成分の主要波長Ｒの透過係数であり、Ｂ、及びＲは、それぞれ光入射面３０ｃ、３０ｄに入射する入射光の青色成分の主要波長、及びこの入射光の赤色成分の主要波長である。
【００５０】
ここで、透過係数Ｔ（Ｂ）及びＴ（Ｒ）は、下記式（５）から以下のようにして算出することができる。
【数２】
2013020796.tif 000005
但し、λは透過波長［ｍｍ］、Ｊ（λ）は波長λにおける減衰係数（ランベルト・ベール則における減衰定数σＬ＊である。ここで、Ｌ＊は１次元の光路長を表す。）を意味しており、Ｓ（ｘ，λ）は透過波長λのときの導光位置ｘ［ｍｍ］における合成散乱断面積［ｍｍ２］である。
ここで、透過波長λのときの導光位置ｘにおける合成散乱断面積Ｓ（ｘ，λ）は、下記式（６）から以下のようにして算出することができる。
【００５１】
【数３】
2013020796.tif 000006
ここで、上記式(６)において、Ｑscai（λ）は第ｉ層に分散している散乱粒子の波長λの光に対する散乱効率であり、透過波長λに依存し、かつ粒径、粒子屈折率、母材屈折率により決定される。上記式(６)のその他の変数及び定数は、上記式（３）及び（４）と同一であるので、説明を省略する。ここで、色むらを評価する際のＲＧＢの三原色の主要波長としては、使用する光源に応じて、即ち使用する光源の出射光の波長、例えばＬＥＤのＲＧＢ各色の出射光の波長を用いれば良いが、ＲＧＢの三原色の主要波長として、例えば、Ｂ：４３５ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６１５ｎｍを用いても良い。
なお、上記減衰定数σＬ＊のＬ＊［ｍｍ］は１次元の光路長を表しているのに対して、本発明においては、３次元の導光板空間における導光距離ｘ（少なくとも２層以上の粒子拡散層が連続的に変化する平板導光板の光入射面からの距離ｘ［ｍｍ］における平均散乱断面積）を意味している。
【００５２】
本発明の導光板においては、導光位置ｘにおける、単位長さ当たりの第１層６０〜第ｎ層の合成散乱断面積Ｓ（ｘ）が光入射面３０ｃ及び３０ｄからそれぞれ遠ざかる（導光位置が大きくなる）につれて連続にかつ単調増加するように散乱粒子が分散され、単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓ（ｘ）の最大値Ｓmax及び最小値Ｓｍｉｎが上記式（１）を満足し、かつ、Ｂ及びＲの透過係数Ｔ（Ｂ）及びＴ（Ｒ）の比が上記式（２）を満足する散乱粒子の粒径および粒子濃度で散乱粒子が分散されている必要があるという本発明の散乱粒子分散条件を満足する必要がある。
ところで、本発明では、この粒子分散条件を満足すれば、導光板の第１層６０〜第ｎ層の各層に分散される散乱粒子の粒子濃度は異なっていればどのようなものであっても良いが、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、第ｊ(ｊは２以上の整数)層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒjとすると、ＮｐｏとＮｐｒjとの関係は、０≦Ｎｐｏ＜Ｎｐｒjとするのが好ましい。即ち、導光板３０及び３０Ａでは、光出射面３０ａ側の第１層６０よりも、背面３０ｂ側の第２層６２及び第２層６４、第３層６６の方が散乱粒子の粒子濃度が高いのが好ましい。なお、本発明では、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏは０、即ち、第１層６０は、散乱粒子が分散されていない母材透明樹脂のみからなる層であっても良い。
【００５３】
上述のように、本実施形態の導光板、例えば導光板３０及び３０Ａでは、第１層６０よりも散乱粒子の粒子濃度の高い第２層（例えば、６２、６４）の厚さが、出射面３０ａの中央部で厚くなる１つの極大値（図示例では最も厚くなる最大値）と、光入射面３０ｃ及び３０ｄの近傍でそれぞれ薄くなる２つの極小値（図示例では最も薄くなる最小値）とを有するように連続的に変化させることにより、散乱粒子の合成散乱断面積を、出射面３０ａの中央部で極大値（最大値）を取り、光入射面３０ｃ及び３０ｄの各近傍でそれぞれ極小値（最小値）を取るように変化させている。
その結果、本実施形態の導光板においては、上述した合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及び最小値Ｓｍｉｎが、上記式（１）を満足するように、互いに異なる粒子濃度で散乱粒子を分散させた各層（第１層６０〜第ｎ層）を形成することができ、大型、薄型な形状であっても、光の利用効率が高く、例えば７０％以上、輝度むらが少ない光を出射することができ、中央部付近が周辺部に比べて明るい中高分布、例えば０％超４５％以下、好ましくは１０％以上４５％以下の中高分布を持ち、かつ、導光方向（入射部から中央部又は他方の端部）における波長むら（色味変化）がない又は少ない出射光を同時に実現することができる。
【００５４】
また、境界面ｚ、又は境界面ｚ1及びｚ2（４層以上のｍ層の場合には、第ｉ層と第ｉ＋１層との境界面をｚiとすると、境界面ｚi（ｉ＝１−ｍ−１）の形状を調整する場合には、本発明の散乱粒子分散条件を満足する範囲内で、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３０ａ側の第１層６０の粒子濃度を低くするものでは、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げることができる。
【００５５】
ここで、本発明の導光板の各層の内部に分散させる散乱粒子の好ましい例について説明する。
ここで、本発明の導光板の各層に分散させる散乱粒子の粒径は特に制限的ではないが、各層で異なっているのが好ましい。
その理由は、導光板の各層において同じ粒径の散乱粒子を分散させた場合、粒径が小さいと、例えば粒径４．５μｍ以下の場合には、各断面において青色光Ｂが赤色光Ｒよりも拡散しやすいため、出射光のＢ成分が相対的に減少し、赤味がかってしまい、色温度が低下してしまうからである。逆に、導光板の各層において同じ大きな粒径の散乱粒子を分散させた場合、例えば粒径９．０μｍ以上の場合には、各断面において赤色光Ｒが青色光Ｂよりも拡散しやすいため、出射光のＢ成分が相対的に増加し、青味がかってしまい、色温度が高くなってしまうからである。
【００５６】
この場合、本発明の導光板の第２層〜第ｎ層に分散させる散乱粒子の粒径は、４．５μｍ以上、かつ１２．０μｍ以下であるのがより好ましい。その理由は、高い散乱効率を得ることができ、前方散乱性が大きくかつ波長依存性が少なく、色むらがないように選択できるからである。
このため、散乱粒子の粒子径が、４．５μｍより小さいと、即ち４．５μｍ未満では、散乱が等方性となるため、上記条件を満たすことができなくなるからである。その結果、母材としてアクリル樹脂、散乱粒子としてシリコーン樹脂を選択することもできる。
一方、散乱粒子の粒径が、１２．０μｍより大きいと、即ち１２．０μｍ超では、散乱粒子の前方散乱性が強くなりすぎるため、系内の平均自由行程が大きくなり、散乱回数が減少することから、入射端付近で光源（ＬＥＤ）間の輝度ムラ（ホタルムラ）が現れてしまうため、上限値は、１２．０μｍに制限されるのが良い。
その理由は、粒子濃度が高すぎる場合、中高分布を実現できなくなるからであり、粒子濃度が低すぎる場合、光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が７０％以上を満たさなくなるからである。
【００５７】
なお、本発明の導光板の各層に分散させる散乱粒子の最適な粒子径選択については、波長依存性の観点に加え、以下の点をも考慮するのが好ましい。
まず、単一の粒子による散乱光強度分布（角度分布）においては、前方０〜５°に散乱する光が９０％以上となる条件を満たすようにするのが好ましい。なぜならば、本発明の導光板は、例えば、４０インチの画面サイズに対応する導光板では、両面入射の場合は、導光板の両側面の光入射面から最低でも２５０ｍｍ以上の距離、片面入射の場合は、光入射面から最低５００ｍｍ以上の距離を導光する必要があるからである。
【００５８】
このように、本発明では、散乱粒子の粒子径の限定範囲に含まれる最適な粒径（散乱粒子屈折率と母材屈折率との組み合わせ）を選択することにより、波長ムラのない出射光を得ることができる。
なお、本発明の導光板の各層に分散させる散乱粒子としては、各層内では単一粒径の散乱粒子を用いるのが好ましいが、本発明はこれに限定されない。本発明では、１種類以上の拡散粒子が分散されていればよいので、複数粒径の散乱粒子を混合して用いても良い。
また、本発明では、上述した例のように、導光板の各層の内部に分散させる散乱粒子として、各層内では同一の粒子径の同一の散乱粒子を用いるのが好ましいが、本発明はこれに限定されず、上述した本発明の散乱粒子分散条件を満足できれば、異なる散乱粒子を用いても良い。
【００５９】
ここで、図示例の導光板３０では、第１層６０と第２層６２とは境界面ｚで、導光板３０Ａでは、第１層６０と第２層６４とは境界面ｚ1で、第２層６４と第３層６６とは境界面ｚ2で分けて記載されているが、これらの各層は、散乱粒子の粒子濃度、又は粒径及び粒子濃度が異なるのみで、同じ透明樹脂に同種の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、本発明の導光板は、境界面ｚ又はｚiを基準として分けた場合、それぞれの領域の粒径及び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〜第ｎ層の各層は一体となっている。
このような導光板は、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。
【００６０】
なお、本発明の導光板（例えば、導光板３０又は３０Ａ）では、光源２８から出射され、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄから入射した光は、導光板３０の各層（例えば、第１層６０及び２層６２、又は第１層６０、第２層６４及び第３層６６）の内部に含まれる散乱粒子（散乱体）によって散乱されつつ、光出射面３０ａに略平行に導光板（３０又は３０Ａ）の内部を進行して通過し、直接光出射面３０ａから出射され、又は一旦背面３０ｂから漏出し、導光板３０の背面３０ｂ側に配置された反射板３４（詳細は後述する）によって反射され、再び導光板３０の内部に入射した後、光出射面３０ａから出射される。
【００６１】
本発明の導光板では、各層（第１層６０と、第２層６２、６４と、又は、第３層６６〜第ｎ層）が上記関係を満たすことで、導光板は、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板の奥（中央）まで導光することができ、導光板の中央に近づくにつれて、粒子濃度が高い第２層（６２、６４）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。
【００６２】
また、本発明の導光板の厚さには、特に限定はなく、厚さ数ｍｍ、例えば従来の印刷導光板と同様に、４ｍｍ程度の厚さであってもよく、本発明の光拡散方式の導光板では薄くなってもドットパターンが認識される等の問題は生じないので、１ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは２ｍｍ程度の厚さであっても良いし、あるいは、厚さ１ｍｍ以下のフィルム状の、いわゆる導光シートであってもよい。
なお、本発明の２層に異なる粒子濃度の散乱粒子を混練分散させた、フィルム状の導光板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、フィルム状の導光板とする方法のほか、２層押し出し成形法等がある。
導光板を厚さ１ｍｍ以下のフィルム状の導光シートとした場合でも、２層の導光板とすることで、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。
【００６３】
導光板の厚さを薄くするほど導光板が軽量化し、また材料費が削減できるメリットがあるが、厚さが小さ過ぎると、光入射面が小さくなり、光源のサイズも小さくなり、光量も少なくなるため、光源からの光入射が少なくなり、光出射面から十分な輝度の光を出射することができない。逆に、厚さが大き過ぎると、重量が重すぎて液晶表示装置などの光学部材として適さないし、中高な輝度分布を達成する粒子濃度で拡散粒子を分散させると、周辺部で光が突き抜けて透過してしまうために、光利用効率が低下し、逆に、光利用効率を高くする粒子濃度で拡散粒子を分散させると、中高の輝度分布を実現できない。したがって、導光板の使用用途に合わせて、光源の種類（サイズ）及び導光板の厚さを選択すればよい。なお、ＴＶ用途の２ｍｍ程度の導光板では、その要求性能から導光板厚さ方向の発光部分幅が１〜１．１ｍｍ程度の３×１．４ｍｍのＬＥＤを光源として使用すれば良い。なお、少ない光束でも間接照明として使用可能な照明用途ではこのような制約はないので、携帯電話用に用いられるような０．１〜０．５ｍｍ程度のＬＥＤを用いることができる。したがって、厚さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下のフィルム状の導光シートも可能である。
【００６４】
また、本発明の導光板３０、３０Ａの第１層６０及び第２層６２、６４の厚さ及びその形状、例えば円弧Ｒ１及びＲ２は、第１層６０及び第２層６２、又は第２層６４及び第３層６６の内部に分散させる散乱粒子の分散条件、上記式（１）を含む上記した本発明の散乱粒子分散条件を満足する厚さとする必要があるが、上記散乱粒子分散条件を満足すれば、特に制限的ではない。しかしながら、第１層６０、第２層６２、６４、第３層６６の厚さ及びその形状は、製造のし易さ、例えば、２層又は３層以上を同時に溶融押出する押出装置や、溶融押出するライン速度等の制約に応じて決定すればよい。
例えば、２ｍｍ程度の導光板３０の場合、第２層６２の最大厚さは、１．５ｍｍ程度迄であり、０．２ｍｍ〜１．３ｍｍがより好ましく、０．３５ｍｍ〜０．８ｍｍが最も好ましい範囲であり、第２層６２の最小厚さは、略０ｍｍ迄であり、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍがより好ましく、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍが最も好ましい範囲である。なお、例えば導光板３０の厚みが、０．１ｍｍ〜５ｍｍの場合には、第２層６２の最大厚さ及び最小厚さは、２ｍｍ程度の導光板３０の場合と同様の割合とすれば良く、即ち導光板３０の厚さに対して、第２層６２の最大厚さの割合は、７５％程度迄であり、５％〜６５％がより好ましく、１７．５％〜４０％が最も好ましい範囲であり、第２層６２の最小厚さの割合は、略０％迄であり、２．５％〜１２．５％がより好ましく、５％〜７．５％が最も好ましい範囲となる。
同程度の厚さの導光板３０Ａの場合には、第２層６４の最大厚さは、導光板３０の第２層６２の最大厚さと最小厚さの差であり、第２層６４の最小厚さは、０ｍｍであり、第３層６６の厚さは、均一であり、導光板３０の第２層６２の最小厚さであれば良いが、第２層６４の最小厚さが０ｍｍ超のβｍｍである場合には、第３層６６の厚さは、導光板３０の第２層６２の最小厚さ−β［ｍｍ］であればよい。
【００６５】
なお、第２層６２、６４の形状、即ち凹凸の曲線、例えば円弧Ｒ１及びＲ２については、導光板３０のサイズと、第２層６２、６４の最大厚さ及び最小厚さ等に応じて決定すれば良い。
例えば、２ｍｍ程度の導光板３０、３０Ａにおいて、導光長Ｌが５００ｍｍ≦Ｌ≦６１５ｍｍである場合には、上述した第２層６２、６４の最大厚さとなる凸の円弧Ｒ１の曲率半径Ｒ１は、２５００ｍｍ≦Ｒ１≦２５００００ｍｍ、上述した第２層６２、６４の最小厚さとなる凹の円弧Ｒ２の曲率半径Ｒ２は、２５００ｍｍ≦Ｒ２≦２３００００ｍｍであるのが好ましく、導光長Ｌが７００ｍｍ≦Ｌ≦８５０ｍｍである場合には、凸の円弧Ｒ１の曲率半径Ｒ１は、５０００ｍｍ≦Ｒ１≦４９００００ｍｍ、凹の円弧Ｒ２の曲率半径Ｒ２は、５０００ｍｍ≦Ｒ２≦４５００００ｍｍであるのが好ましい。なお、導光板３０の厚さが２ｍｍと異なる場合には、その違いに応じて、上記範囲を変更すれば良い。
【００６６】
本発明の導光板は、基本的に以上のように構成されるが、以下のようにして設計することができる。
図８は、本発明の導光板の設計方法の一例を示すフローチャートである。
以下では、図１及び図２に示す液晶表示装置１０のバックライトユニット２０に用いられる図２、図３、図５及び図６に示す第１層（以下、上層ともいう）６０及び第２層（以下、下層ともいう）からなる２層導光板３０を設計する場合を代表例として説明する。
まず、図８に示すように、ステップＳ１０において、本発明の導光板３０を用いるバックライトユニット２０が適用される液晶表示装置１０の画面サイズ（光出射面３０ａの有効な画面エリア）から、画面サイズの短辺長さに、上部筺体４４で覆われる部分の長さ（ミキシングゾーン長を含む）として、いわゆる額縁の幅として１０〜３０ｍｍを加えて、導光長Ｌを決定する。厳密には、光源２８の設置位置（ＬＥＤの発光面と導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄとの距離）等も考慮されて導光長Ｌが決定される。
【００６７】
次に、ステップＳ１２において、液晶表示装置１０の用途や画面サイズから導光板３０の厚さを決定する。
また、ステップＳ１４において、導光板３０の下層６２の断面形状（画面に垂直で、画面サイズの短辺に平行な断面の形状）を決定する。具体的には、導光板３０の厚さに応じて、下層最大厚さ及び下層最小厚さ（上層最大厚さ）を決定し、それらに基づいて、下層厚さの極大値（下層最大厚さ）を構成する１つの凸の円弧Ｒ１及び下層厚さの極小値（下層最小厚さ）を構成する２つの凹の円弧Ｒ２を決定する。その結果、導光板３０の上層６０の断面形状も自動的に決定される。
例えば、導光板３０の導光長Ｌが５４０ｍｍ、厚さが２ｍｍである時、下層６２の断面形状として、図９にそれぞれ実線、点線及び１点鎖線で示す３つの下層断面Ａ、Ｂ及びＣを決定することができる。
この時の、下層断面Ａ、Ｂ及びＣの下層最大厚さ、下層最小厚さ、極大値を構成する凸の円弧Ｒ１及び極小値を構成する凹の円弧Ｒ２を表１に示す。
【００６８】
【表１】
2013020796.tif 000007
【００６９】
次に、ステップＳ１６において、決定された下層６２及び上層６０の断面形状に基づいて、導光位置ｘにおける単位長さ当たりの合成散乱断面積Ｓを上記式（３）及び（４）から求め、求められた合成散乱断面積Ｓが上記式（１）を満たすように拡散粒子分散条件を決定する。例えば、具体的には、拡散粒子分散条件として、導光板３０の母材樹脂、及び拡散粒子の材質及び粒径、並びに上層６０および下層６２の粒子濃度等を決定する。
本発明においては、下層６２の断面形状が異なる場合、例えば、図９に示す下層断面Ａ〜Ｃの場合でも、上層６０および下層６２の粒子濃度等の粒子条件を最適に選択することにより、同様の合成散乱断面積分布を作ることができる。
【００７０】
例えば、導光板３０の導光長Ｌが５４０ｍｍで、厚さが２ｍｍであり、導光板の下層６２の断面形状が図９に示す下層断面Ｂである時、合成散乱断面積Ｓとして、図１０に示す５つの設計例１〜５の合成散乱断面積分布を上記式（３）及び（４）から求めることができる。なお、５つの設計例１〜５の上層６０の散乱粒子の粒子径及び粒子濃度は、いずれも、４．５μｍ及び０．００５ｗｔ％であり、設計例１〜５の下層６２の散乱粒子の粒子径及び粒子濃度は、それぞれ、９μｍ及び０．３５８ｗｔ％、９μｍ及微０．４８７ｗｔ％、９μｍ及び０．５７４ｗｔ％、９μｍ及び０．１９５ｗｔ％、並びに９μｍ及び０．６５０ｗｔ％である。ここで、設計例１〜５は、後述する本発明の実施例(例えば、実施例３が設計例２に相当)に対して、下層粒子濃度を変更したものである。
【００７１】
なお、散乱粒子の分散条件としては、上層６０及び下層６２とも、各層内では同一粒径の散乱粒子が均一に分散しているものとしている。具体的な分散状態は、溶融した母材樹脂のペレット中に散乱粒子を混錬・攪拌している状態である。このような導光板３０は、押出成形にて同時に２層の押出装置から異なる粒子濃度で散乱粒子が分散された樹脂が押し出され、押出直前（ダイ部分）にて積層されてロール間に挟まれて成形される。即ち、散乱粒子は、母材樹脂に十分に混練、攪拌されているので、散乱粒子同士は略等距離に分散しており、Ｍｉｅ理論が適用できるものである。
こうして得られた５つの設計例１〜５の合成散乱断面積Ｓの分布を示す図１０のグラフから、設計例１〜３は、上記式（１）を満足し、設計例４〜５は、上記式（１）を満足しないことが分かる。
【００７２】
続いて、ステップＳ１８において、こうして設計された導光板３０を、（ａ）入射光の利用効率、（ｂ）光出射面３０ａからの出射光の輝度分布の中高度合、（ｃ）光出射面３０ａの中央部の凹凸形状、（ｄ）光出射面３０ａからの出射光の波長むら（波長依存性）の４項目について光学評価し、これらの４項目の各項目の設定値を満足するか否かを吟味する。
例えば、図１０に示す合成散乱断面積分布となる導光板の５つの設計例１〜５について光学評価した結果、図１１に示す導光位置に対する出射光の相対照度を示すグラフを得ることができる。図１１から分かるように、設計例１〜５のいずれにおいても光出射面３０ａからの出射光の輝度分布は中高分布を示し、上記式（１）を満足する設計例１〜３は、所望の輝度分布となるが、上記式（１）を満足しない設計例４〜５は、所望の輝度分布とならない。
即ち、上記式（１）を満足する設計例１〜３は、（ａ）利用効率、（ｂ）中高度合、及び（ｃ）中央部の凹凸形状が、それぞれの設定値の（ａ）７０％以上、（ｂ）０％超４５％未満、及び（ｃ）凸形状の３項目の規定値を満足する。
【００７３】
これに対し、合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓｍａｘ及び最小値Ｓｍｉｎが上記式（１）の下限値より低く、上記式（１）を満足しない設計例４は、図１１に示すように、（ａ）の利用効率、及び（ｂ）の中高度合もそれぞれ規定値を満足するが、（ｃ）の中央部の凹凸形状は、中央部の輝度分布が凹形状となるため、中央部輝度が低下し、中央部付近が帯ムラとして視認されてしまう。
また、合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓｍａｘが上記式（１）の上限値より高く、上記式（１）を満足しない設計例５は、図１１に示すように、（ｃ）の中央部の凹凸形状は凸形状となるものの、中央部の輝度分布が必要以上に中高分布となるため、中央部付近が帯ムラとして視認されてしまうし、（ｂ）の中高度合が設定値を満しなくなる。また、設計例５では、（ｂ）の中高度合の設定値を満たす場合も、（ａ）の利用効率が７０％未満である場合は、利用効率が不足し、光出射面３０ａ（発光面）全体の明るさが足りなくなってしまうため、使用できない。
【００７４】
さらに、例えば、（ｄ）光出射面３０ａからの出射光の波長むらに関して、本発明の実施例（例えば、後述する実施例２）及び比較例（例えば、後述する比較例１）について光学評価した結果、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示す導光板の導光方向のＢ及びＲ波長の出射光の相対照度を示すグラフを得ることができる。上記式（２）を満足する実施例では、図１２（Ａ）から分かるように、導光方向のいずれの位置（導光位置）でも、Ｂ及びＲ波長の出射光の相対照度のずれが極めて小さく、Ｂ及びＲ波長の出射光が略同じ相対照度分布となるが、上記式（２）を満足しない比較例では、図１２（Ｂ）から分かるように、Ｂ及びＲ波長の出射光の相対照度のずれが、導光方向の位置（導光位置）の中央部及び両側（入射部）で大きく、Ｂ及びＲ波長の出射光が同様な相対照度分布とならない。
【００７５】
ここで、（ｄ）導光板３０の光出射面３０ａからの出射光の波長むらとは、導光板３０の入射面（３０ｃ、３０ｄ、８０ｃ）近傍の出射光の色味と光源２８から最も距離の離れた場所（２辺入射の場合は導光方向中央部、１辺入射の場合は反対側の面８０ｄ）の色味の変化具合を意味している。例えば、出射光の波長依存性（３刺激値ＸＹＺ）から色度（あるいはＬａｂ色空間）に変換し、色度変化量（あるいは色差）を算出して、波長むらを評価しても良いが、現実的に許容できる範囲を明確化するのが困難であるために、本発明では、上記式（５）で定義される透過係数パラメータＴ（λ）を用い、Ｂ及びＲ波長の出射光の透過係数Ｔ（λ）の比として定義して、上記式（２）を用いて評価している。
即ち、上記式（２）を満足する実施例は、光出射面３０ａからの出射光は、導光位置に対して中央部と入射部とで波長むらのない輝度分布となる。
一方、上記式（２）を満足しない比較例では、光出射面３０ａからの出射光は、導光位置の中央部と入射部とで大きい波長むらのある輝度分布となる。
【００７６】
こうして設計された多数の導光板３０についての（ａ）の利用効率、及び（ｂ）の中高度合の２項目についての評価結果を図１３に示す。
図１３は、設計された多数の導光板についての第２層(下層)の粒子濃度［ｗｔ％］に対する入射光の利用効率［％］及び出射光の中高度合［％］を示すグラフである。
図１３を用いて、下層６２の粒子濃度を決定する方法の一例について説明する。
まず、下層６２の粒子濃度以外のパラメータは、以下の通りに設定されているものとする。
【００７７】
【表２】
2013020796.tif 000008
【００７８】
次に、下層６２の散乱粒子の粒子濃度範囲は、以下のような手順で決定することができる。
まず、図１３のグラフから、（ａ）入射光の利用効率が７０％以上となる粒子濃度ｘ１の範囲を決定する。その結果、粒子濃度範囲として、ｘ1≧０．０８［ｗｔ％］を求めることができる。
次に、図１３のグラフから、（ｂ）中高度合が０％超４５％未満となる粒子濃度ｘ２の範囲を決定する。その結果、粒子濃度範囲として、ｘ２≧０．１６５［ｗｔ％］を求めることができる。
続いて、（ｃ）輝度分布の中央部の凹凸形状が、凹形状でない粒子濃度ｘ３の範囲を決定する。その結果、粒子濃度範囲として、ｘ３≦０．２８５［ｗｔ％］を求めることができる。
こうして得られた粒子濃度範囲ｘ１、ｘ２、及びｘ３から、適用可能な下層６２の粒子濃度範囲は、０．１６５≦ｘ≦０．２８５［ｗｔ％］と決定することができる。
【００７９】
こうして、第１層(上層)６０及び第２層(下層)６２の断面形状、それらに分散させる散乱粒子の粒子濃度等の条件が決定された導光板は、本発明の散乱粒子分散条件等の限定範囲を満たすものであるので、大画面であっても、薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を出射することができ、大画面の薄型液晶テレビに要求される画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができる。
なお、図７に示す３層導光板３０Ａを設計する場合は、第２層６４の最大厚さを、下層６２の最大厚さと最小厚さとの差とし、第２層６４の最小厚さを、０とし、第３層６６の厚さを、下層６２の最小厚さとして、各層の粒子濃度範囲を決定すれば良い。
本発明の導光板は、基本的に以上のように構成される。
【００８０】
ここで、光源２８と導光板３０とは、光源２８の光発光面、例えば、ＬＥＤの発光面（表面）と導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄとの間に０．２ｍｍ以上の間隔をあけて配置することが好ましい。すなわち、光源２８の光発光面（ＬＥＤの表面）と導光板３０の光入射面とは、０．２ｍｍ以上の距離があることが好ましい。その理由は、両者の間隔を０．２ｍｍ以上とすることで、導光板３０に温度変化による伸びや反りが生じた場合でも光源２８の発光面（具体的には、ＬＥＤの表面）と導光板３０とが接触し、光源２８（具体的にはＬＥＤの表面の蛍光体）が損傷することを防止できる。なお、両者の間隔の上限は、特に制限的ではないが、間隔が広すぎると、導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄに入射する光源２８からの光の光量が低下するので、両者の間隔は、０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
なお、導光板３０Ａの場合も含め、本発明の導光板でも同様である。
【００８１】
図１及び図２に示すバックライトユニットの説明を続ける。以下では、２層導光板３０をを代表例として説明する。
次に、本発明において好ましく用いることができる３２について説明する。
光学部材ユニット３２は、導光板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、図２に示すように、導光板３０の光出射面３０ａから出射する照明光を拡散して輝度むら及び照度むらを低減する拡散シート３２ａと、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から出射する照明光を拡散して輝度むら及び照度むらを低減する拡散シート３２ｃとを有する。
【００８２】
拡散シート３２ａ及び３２ｃ、プリズムシート３２ｂとしては、特に制限的ではなく、公知の拡散シートや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。
【００８３】
なお、本実施形態では、光学部材ユニットを２枚の拡散シート３２ａ及び３２ｃと、２枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート３２ｂとで構成したが、プリズムシート及び拡散シートの配置順序や配置数は特に限定されず、また、プリズムシート、拡散シートとしても特に限定されず、導光板３０の光出射面３０ａから出射された照明光の輝度むら及び照度むらをより低減することができるものであれば、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、上述の拡散シート及びプリズムシートに、加えてまたは代えて、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。また、光学部材ユニットを、プリズムシート及び拡散シートを各１枚ずつ用いるか、あるいは、拡散シートのみを２枚用いて、２層構成としてもよい。
【００８４】
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、導光板３０の背面３０ｂから漏洩する光を反射して、再び導光板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、導光板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、導光板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。
【００８５】
反射板３４は、導光板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。
【００８６】
上部誘導反射板３６は、導光板３０と拡散シート３２ａとの間、つまり、導光板３０の光出射面３０ａ側に、光源２８及び導光板３０の光出射面３０ａの端部（第１光入射面３０ｃ側の端部及び第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、導光板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、導光板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板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板３０の第１光入射面３０ｃ及び第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。
【００８７】
下部誘導反射板３８は、導光板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の導光板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及び下部誘導反射板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板３０に入射することなく、導光板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板３０の第１光入射面３０ｃ及び第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。
【００８８】
ここで、上部誘導反射板３６及び下部誘導反射板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、導光板３０に入射した光を導光板３０中心側に導くことができれば、その形状及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を導光板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。
【００８９】
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側と導光板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。
【００９０】
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を底面部及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）及び側面を覆っている。
【００９１】
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及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。
【００９２】
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、ボルト及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。
【００９３】
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、導光板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板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、導光板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。
【００９４】
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、導光板３０の背面３０ｂの第１光入射面３０ｃ側の端部及び第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、導光板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、導光板３０と反射板３４とを密着させることができる。さらに、導光板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。
【００９５】
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、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、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。
【００９６】
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、導光板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。
【００９７】
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、導光板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板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、導光板３０の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板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板３０の内部に入射する。
このようにして、導光板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。
【００９８】
図２、図３、図５及び図６に示す導光板３０においては、第２層６２は、上記断面における断面形状が３つの円弧Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２からなるが、本発明においては、これに限定されず、上記散乱粒子分散条件を満足し、光出射面に略平行な方向において、光出射面に略垂直な方向の厚さが変化し、その厚さが光入射面から遠ざかる方向に連続して増加して極大となる部分を少なくとも持つ断面形状を有していれば、どのような形状でも良く、どのような断面形状を有していても良い。
【００９９】
例えば、図１４（Ａ）に示す導光板３１ａのように、上記断面における境界面ｚの断面形状は、第２層６２の厚さが光出射面３０ａの中央部（即ち、２等分線αの近傍）で極大（最大）となる、光出射面３０ａと平行な直線部Ｌ１と、この直線部Ｌ１に接続され、第２層６２の厚さが直線部Ｌ１からそれぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって薄くなるように連続的に変化する、光出射面３０ａに向かって凸の２つの曲線（曲率半径Ｒ３の２つの円弧Ｒ３）と、これらの２つの凸の曲線にそれぞれ滑らかに接続され、第２層６２の厚さが第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄの手前でそれぞれ極小となり、これらの極小からそれぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって第２層６２の厚さが厚くなるように連続的に変化して光入射面３０ｃ、３０ｄに接続される２つの凹の曲線（曲率半径Ｒ４の２つの円弧Ｒ４）とを有する４つの円弧からなるものであっても良い。
【０１００】
例えば、図１４（Ｂ）に示す導光板３１ｂのように、上記断面における境界面ｚの断面形状は、第２層６２の厚さが光出射面３０ａの中央部（即ち、２等分線α上）近傍で極大（最大）となる、中央部における第１の凸の曲線（例えば、曲率半径Ｒ５の円弧Ｒ５）と、この第１の凸の曲線に滑らかに接続され、それぞれ背面３０ｂと光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部（角部）に接続される２つの第２の凸の曲線（例えば、異なる曲率半径Ｒ６の２つの円弧Ｒ６）とを有する３つの円弧からなるもの、いわゆるかまぼこ形状であっても良い。
なお、この例でも、第１の凸の曲線と第２の凸の曲線との接続部分や、第２の凸の曲線と接続部との角部との接続部分に直線部分が含まれていても良い。また、第２の凸の曲線は、角部ではなく、光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部に接続されていても良いし、光入射面３０ｃ、３０ｄの近傍において背面３０ｂと接続されていても良い。
【０１０１】
例えば、図１４（Ｃ）に示す導光板３１ｃのように、上記断面における境界面ｚの断面形状は、第２層６２の厚さが光出射面３０ａの中央部で極大（最大）となる、光出射面３０ａと平行な直線部Ｌ２と、この直線部Ｌ２に接続され、第２層６２の厚さが直線部Ｌ２からそれぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって薄くなるように連続的に変化して光入射面３０ｃ、３０ｄに接続される２つの凸の曲線（例えば、曲率半径Ｒ７の２つの円弧Ｒ７）とを有する２つの円弧からなるもの（かまぼこ形状）であっても良い。
なお、この例でも、凸の曲線と光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部分に直線部分が含まれていても良い。また、凸の曲線は、背面３０ｂと光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部に接続されていても良いし、光入射面３０ｃ、３０ｄではなく、光入射面３０ｃ、３０ｄの近傍において背面３０ｂと接続されていても良い。
【０１０２】
例えば、図１４（Ｄ）に示す導光板３１ｄのように、上記断面における境界面ｚの断面形状は、第２層６２の厚さが光出射面３０ａの中央部（即ち、２等分線α上）近傍で極大（最大）となり、それぞれ第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄに向かって薄くなるように連続的に変化して光入射面３０ｃ、３０ｄに接続される１つの凸の曲線（例えば、曲率半径Ｒ８の２つの円弧Ｒ８）を有する１つの円弧からなるもの（かまぼこ形状）であっても良い。
なお、この例でも、凸の曲線と光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部分に直線部分が含まれていても良い。また、凸の曲線は、背面３０ｂと光入射面３０ｃ、３０ｄとの接続部に接続されていても良いし、光入射面３０ｃ、３０ｄではなく、光入射面３０ｃ、３０ｄの近傍において背面３０ｂと接続されていても良い。
【０１０３】
ところで、図２及び図６に示す導光板３０の光出射面３０ａにおいて、上部筺体４４の開口部４４ａに対応する領域は、光出射面３０ａの有効な領域（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。これに対し、導光板３０（光出射面３０ａ）の光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍の領域は、上部筺体４４の開口部４４ａよりも外側、即ち、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が、光入射面３０ｃ、３０ｄから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。
【０１０４】
そこで、図１５（Ａ）に示す導光板３１ｅのように、光入射面３０ａの長手方向に垂直な断面で見た際の境界面ｚの断面形状を、光出射面３０ａのミキシングゾーンＭを除く有効画面エリアＥでは、図２及び図６に示す導光板３０と同様に形成し、即ち第２層６２の厚さが光出射面３０ａの中央部で第１の極大値を取るように上に凸の曲線（円弧Ｒ１）を形成し、続いて第２層６２の厚さが薄くなるように連続的に変化してそれぞれ光入射面３０ｃ及び３０ｄの近傍で極小値を取るように凹の曲線（円弧Ｒ２）を形成し、さらに、第１光入射面３０ｃ及び第２光入射面３０ｄ付近で、一旦厚くなり、両側のミキシングゾーンＭでは導光板３０と異なり、第２の極大値を取った後、再び薄くなるように連続的に変化して凹の曲線（例えば、円弧Ｒ９）を形成するようにしても良い。導光板３１ｅでは、上部筺体４４の開口部４４ａの境界の位置となる各ミキシングゾーンＭの内側端部では、第２層６２の厚さが第２の極大値を取り、各ミキシングゾーンＭの外側端部では、境界面ｚが背面３０ｂと光入射面３０ｃ、３０ｄ上との角部と一致し、第２層６２の厚さが０となる。
【０１０５】
このように、導光板３１ｅにおいては、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、導光板３１ｅの中央部で最も厚くなる第１の極大値と、光入射面３０ｃ及び３０ｄの各近傍の各ミキシングゾーンＭの内側端部で一旦厚くなる第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、散乱粒子の合成散乱断面積ｓが、各ミキシングゾーンＭの内側端部で第２の極大値を持ち、光出射面３０ａ（有効画面エリアＥ）の中央部において、第２の極大値よりも大きい第１の極大値を持つように変化するようにしている。
【０１０６】
その結果、導光板３１ｅでは、その第２層の厚さ（合成散乱断面積ｓ）を、中央部で最大となる第１の極大値とすることによって、大型かつ薄型な導光板であっても、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、光出射面３０ａ（有効画面エリアＥ）からの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と共に、光入射面３０ｃ、３０ｄ近傍（ミキシングゾーンＭの内側端部）に、第２層の厚さ（合成散乱断面積ｓ）の第２の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、ミキシングゾーンＭで十分に拡散し、ミキシングゾーンＭ近傍の有効画面エリアＥから出射される出射光に、光源２８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。
【０１０７】
また、導光板３１ｅでは、ミキシングゾーンＭにおいては、粒子濃度の高い第２層の厚さを、その第１の極大値よりも薄い厚さとして、粒子濃度を低減することによって、入射した光が、散乱粒子によって散乱されて、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）からの出射光となることを低減して、光出射面３０ａの有効画面エリア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、導光板３１ｅでは、第２層の厚さの第２の極大値となる位置をミキシングゾーンＭの内側端部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ミキシングゾーンＭからの出射光を低減し、光出射面３０ａの有効画面エリア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。
【０１０８】
なお、導光板３１ｅにおいては、第２層の厚さの第２の極大値の位置をミキシングゾーンＭの内側端部（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、第２層の厚さの第２の極大値の位置は、ミキシングゾーンＭの内側端部の近傍であれば、有効画面エリアＥ内（開口部４４ａの内側）の位置に配置してもよいし、ミキシングゾーンＭ内の位置に配置されてもよい。
また、導光板３１ｅにおいて、境界面ｚは、ミキシングゾーンＭ、即ち第２の極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄまでの領域では、下に凹の曲面（円弧）であり、光入射面３０ｃ、３０ｄの背面３０ｂ側の端部（光入射面３０ｃ、３０ｄと背面３０ｂとの角部）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。
【０１０９】
図１５（Ｂ）〜（Ｄ）に示す導光板３１ｆ、３１ｇ及び３１ｈは、図１５（Ａ）に示す導光板３１ｅにおいて、ミキシングゾーンＭにおける第１層６０及び第２層６２の厚さ、すなわち、光入射面３０ｃ、３０ｄから第２の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。
【０１１０】
図１５（Ｂ）に示す導光板３１ｆは、同様に、第１層６０と、第１層６０よりも粒子濃度が高い第２層６２とから構成されるが、ミキシングゾーンＭにおける、第１層６０と第２層６２との境界面ｚは、第２の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（例えば、円弧Ｒ１０）であり、光入射面３０ｃ、３０ｄと背面３０ｂとの角部に接続される形状である。
なお、図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示す導光板３１ｅ及び３１ｆでは、境界面ｚは、第２の極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄまでの領域であるミキシングゾーンＭにおいては、それぞれ光出射面３０ａに向かって凹及び凸の曲面としたが、本発明は、これに限定はされず、平面としても良いし、凹凸面としても良い。
【０１１１】
図１５（Ｃ）に示す導光板３１ｇは、図１５（Ｂ）に示す導光板３１ｆと異なり、ミキシングゾーンＭにおける第１層６０と第２層６２との境界面ｚの、第２の極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄ側に向かう終端部が、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。ここで、境界面ｚの終端部が、背面３０ｂに接続される位置は、ミキシングゾーンＭ内であれば、略中央でなくても良い。
なお、図１５（Ｃ）に示す導光板３１ｇでは、ミキシングゾーンＭ内における境界面ｚの形状は、光出射面３０ａに向かって凸の曲面（例えば、円弧Ｒ１１）としたが、本発明は、これに限定はされず、凹の曲面としても良いし、平面としても良いし、凹凸面としても良い。
【０１１２】
図１５（Ｄ）に示す導光板３１ｈでは、図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す導光板３１ｅ〜３１ｇのいずれとも異なり、第１層６０と第２層６２との境界面ｚが、第２の極大値の位置でなくなり、ミキシングゾーンＭにおいては、第１層６０のみで構成される。即ち、境界面ｚは、第２の極大値の位置を通り、光入射面３０ｃ、３０ｄに平行な平面を有し、境界面ｚの終端部は、キシングゾーンＭの内側端部で背面３０ｂに接続される形状である。
【０１１３】
図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す導光板３１ｅ〜３１ｈのように、境界面ｚの形状を、第２層６２の厚さの第１極大値の位置から光入射面３０ｃ、３０ｄに向かって第２層６２の厚さが小さくなるように形成することにより、第２の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）の粒子濃度を、第２の極大値よりも低い粒子濃度とし、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。
【０１１４】
また、上述した例においては、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、導光板が熱や湿気によって伸縮した際に、導光板が光出射面側に反ることを防止することができ、導光板が液晶表示装置１２に接触することを防止できる。
また、上述した例においては、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。
【０１１５】
ここで、上記実施形態では、２つの光源を導光板の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板の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板としてもよい。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板の第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板でもよい。
【０１１６】
図１６は、それぞれ、本発明の導光板の他の一例を用いるバックライトユニットの一部を示す概略断面図である。なお、図１６に示すバックライトユニット７０においては、図２に示す導光板３０に代えて、片面入射用導光板８０を有し、光源２８を１つのみ有する以外は、図２に示すバックライトユニット２０と同じ構成を有する以外は、バックライトユニット２０と同じ構成を有するので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下では異なる構成要素についての説明を主に行う。
【０１１７】
図１６に示すバックライトユニット７０は、導光板８０と、導光板８０に光を入射するための光源２８とを有する。
導光板８０は、矩形状の平坦な平面からなる光出射面８０ａと、この光出射面８０ａの反対側、つまり裏側に位置し、光出射面８０ａと略同形状の平坦な平面である背面８０ｂと、光出射面８０ａの長辺側の一方の端面に、光出射面８０ａに対してほぼ垂直に形成され、光源２８が対向して配置される１つの光入射面８０ｃと、光入射面３０ｃの反対側、つまり裏側に位置する側面８０ｄとを有する。なお、導光板８０の光出射面８０ａ、背面８０ｂ及び光入射面８０ｃは、それぞれ図２に示す導光板３０の光出射面３０ａ、背面３０ｂ及び第１光入射面３０ｃに対応するもので、導光板８０の側面８０ｄには、光源２８が対向して配置されておらず、導光板３０の第２光入射面３０ｄとは異なる。
【０１１８】
また、導光板８０は、２層平板導光板であり、光出射面８０ａ側の第１層８２と背面８０ｂ側の第２層８２とにより形成されている。
第１層８２と第２層８４との境界面ｚは、光入射面８０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、光入射面８０ｃから側面８０ｄに向かって、一旦、第２層８４が薄くなるように変化した後、第２層８４が厚くなるように変化し、再び第２層８４が薄くなるように連続的に変化している。即ち、境界面ｚは、光入射面８０ｃ側では、光出射面８０ａに向かって凹の曲面（例えば、円弧Ｒ１２）であり、側面８０ｄ側では、光出射面８０ａに向かって凸の曲面（例えば、円弧Ｒ１３）である。すなわち、第２層８４の厚さは、光入射面８０ｃ側において極小値を持ち、側面８０ｄ側において極大値を持つように変化する曲線である。
【０１１９】
なお、図示例の導光板８０においても、図２に示す導光板３０と同様に、上述した本発明の散乱粒子分散条件を満足する必要があることは言うまでもない。即ち、導光板８０では、散乱粒子は、第１層８２と第２層８４とにおいて異なる粒子濃度で分散されるが、光入射面３０ｃから、それぞれ光出射面３０ａに略平行な方向に沿った導光位置における第１層８２と第２層８４の、光出射面３０ａに略垂直な方向の合成散乱断面積Ｓが、光入射面３０ｃから導光距離が大きくなるにつれて連続的かつ単調に増加する部分、例えば、極小値又は最小値から、光入射面３０ｃ及び３０ｄからの導光距離に応じて連続的に単調増加して極大値又は最大値に至る部分を有し、合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及び最小値Ｓminが上記式（１）を満足する必要がある。
【０１２０】
なお、図示例の導光板８０において、境界面ｚの凹形及び凸形の曲面が、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円弧で表される曲線である場合には、凹形の円弧Ｒ１２の曲率半径Ｒ１２は、２５００ｍｍ≦Ｒ１２≦４５００００ｍｍであるが好ましく、凸形の円弧１３の曲率半径Ｒ１３は、２５００ｍｍ≦Ｒ１３≦４９００００ｍｍであるが好ましい。円弧Ｒ１２およびＲ１３を上記範囲とすることにより、より好適に光の照度分布を中高にすることができる。
なお、導光板８０の境界面ｚを形成する凹形及び凸形の曲面は、光入射面８０ｃの長手方向に垂直な断面において、円弧に限定されず、楕円、放物線、双曲線等の２次曲線の一部であってもよいし、３次以上の高次曲線、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のはもちろんである。
【０１２１】
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、境界面ｚの形状を、光入射面に近い位置で、第２層の厚さが最小になり、光入射面から遠い位置で、第２層の厚さが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、導光板の奥まで導光することができ、光出射面から出射する光の照度分布を中高にすることができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、平均厚さが同じ平板導光板と比べても、光入射面を大きくとることができるため、光の入射効率を高くすることができ、導光板を軽くすることができる。
【０１２２】
なお、本発明に用いられる導光板８０においても、第２層６２の断面形状は、２つの円弧Ｒ１２及び１３からなるものに限定されず、上記散乱粒子分散条件を満足すれば、どのような形状でも良い。
例えば、図１７（Ａ）に示す導光板８１ａのように、第１層８２と第２層８４との境界面ｚが、光入射面８０ｃの長手方向に垂直な断面で見た際に、光入射面８０ｃから側面８０ｄに向かって、一旦、第２層８４が薄くなるように変化した後、第２層８４が厚くなるように変化し、その後、第２層８４の厚さが一定となるように連続的に変化していても良い。すなわち、境界面ｚは、光入射面８０ｃ側では、光出射面８０ａに向かって凹の曲面（例えば、断面円弧Ｒ１４）であり、導光板中央部では、光出射面８０ａに向かって凸の曲面（例えば、断面円弧Ｒ１５）であり、凸の曲面の頂点から、側面８０ｄ側では、光出射面８０ａに平行な平面（例えば、断面直線Ｌ３）であっても良い。
【０１２３】
なお、図示例の導光板８１ａにおいて、境界面ｚの凹形及び凸形の曲面が、光入射面の長手方向に垂直な断面において、円弧で表される曲線である場合には、凹形の円弧Ｒ１４の曲率半径Ｒ１４は、２５００ｍｍ≦Ｒ１４≦４５００００ｍｍであるが好ましく、凸形の円弧Ｒ１５の曲率半径Ｒ１５は、２５００ｍｍ≦Ｒ１５≦４９００００ｍｍであるが好ましい。  Ｒ１４およびＲ１５を上記範囲とすることにより、より好適に光の照度分布を中高にすることができる。
【０１２４】
また、図１７（Ｂ）〜（Ｅ）に示す導光板８１ｂ〜８１ｅのように、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおける第１層８２と第２層８４との境界面ｚの形状を、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す導光板３１ｅ〜３１ｈの場合と同様に、変更しても良い。
なお、図１７（Ｂ）〜（Ｄ）に示す導光板８１ｂ〜８１ｄは、図１６に示す導光板８０と、図１７（Ｅ）に示す導光板８１ｅｄは、図１７（Ａ）に示す導光板８１ａと、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの形状を除いて、同様の構成を有しているので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下では異なる構成要素についての説明を主に行う。
【０１２５】
図１７（Ｂ）に示す導光板８１ｂでは、図１５（Ｂ）に示す導光板３１ｆの場合と同様に、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの断面形状を凸の曲線(例えば、円弧Ｒ１６)で形成し、ミキシングゾーンＭの内側端部において第２層８４の厚さの極大値を設けている。
図１７（Ｃ）に示す導光板８１ｃでは、図１５（Ｃ）に示す導光板３１ｇの場合と同様に、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの断面形状を凸の曲線(例えば、円弧Ｒ１７)で形成し、境界面ｚの終端部をミキシングゾーンＭの略中央の背面８０ｂに接続すると共に、ミキシングゾーンＭの内側端部において第２層８４の厚さの極大値を設けている。
【０１２６】
図１７（Ｄ）に示す導光板８１ｄでは、図１５（Ｄ）に示す導光板３１ｈの場合と同様に、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおいては、第２層８４を設けず、キシングゾーンＭの内側端部における境界面ｚの断面形状を光入射面３０ｃと略平行な平面とし、その終端部を背面８０ｂに接続すると共に、ミキシングゾーンＭの内側端部において第２層８４の厚さの極大値を設けている。
図１７（Ｅ）に示す導光板８１ｅでは、図１５（Ｂ）に示す導光板３１ｆの場合と同様に、光入射面３０ｃ近傍のミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの断面形状を凸の曲線(例えば、円弧Ｒ１８)で形成し、ミキシングゾーンＭの内側端部において第２層８４の厚さの極大値を設けている。
なお、上述した例において、ミキシングゾーンＭにおける境界面ｚの断面形状を、凸の曲線に変えて、凹の曲線、平面、又はこれらの組み合わせ等を用いても良い。
【０１２７】
なお、本発明の導光板を用いるバックライトユニットは、上記の種々の実施形態に限定されず、２つの光源に加えて、導光板の光出射面の短辺側の側面の一方又は両方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、上述した実施例においては、第１層６０を光出射面３０ａ側に配置し、第２層６２を背面３０ｂ側に配置しているが、本発明はこれに限定されず、逆に配置しても良い。即ち、第１層が背面側に位置し、第２層が、光出射面側に位置するようにしても良い。
さらに、上述した実施例においては、光出射面３０ａのみから光を出射しているが、本発明はこれに限定されず、光出射面のみならず背面側からも、即ち両面側から光を出射してもよい。
また、本発明の導光板は、散乱粒子の粒子濃度が異なる２つの層からなるものとしたが、これにも限定はされず、散乱粒子の粒子濃度が異なる３つ以上の層からなる構成としてもよい。
【０１２８】
以上、本発明に係る導光板、これを用いる面状照明装置について種々の実施形態を挙げ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良いのはもちろんである。
【実施例】
【０１２９】
以下、本発明に係る導光板について実施例を挙げて具体的に説明する。
［実施例１］
実施例１として、図２、図３、図５及び図６に示すような境界面ｚを有する２層平板導光板３０を用いて、計算機シミュレーションにより、導光板３０の光出射面３０ａから出射される出射光の照度分布及び輝度分布を求め、（ａ）導光板３０の光入射面３０ｃ、３０ｄから入射された光の利用効率、（ｂ）光出射面３０ａからの出射光の輝度分布の中高度合、（ｃ）光出射面３０ａの中央部の凹凸形状、及び（ｄ）光出射面３０ａからの出射光の波長むらを求め、これらの４項目について光学評価し、これらの３項目の各項目の設定値（ａ）７０％以上、（ｂ）０％超４５％以下、（ｃ）凸形状、及び（ｄ）波長むらを満足するか否かを判定した。
なお、シミュレーションにおいては、導光板３０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、以下の全ての実施例について同様である。
【０１３０】
実施例１では、画面サイズが４０インチに対応する導光長５４０ｍｍの導光板３０を用いた。具体的には、導光板３０の厚みを２．０ｍｍとし、２等分線αにおける、第２層６２の厚さが最も厚い最大厚さ、即ち極大値の位置での第２層６２の厚さを０．８０ｍｍとし、第２層６２の厚さが最も薄い最小厚さ、極小値の位置での第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２０ｍｍとした導光板を用いた。
また、導光板３０の各層に混練分散させる散乱粒子の粒径及び粒子濃度を、図８に示す本発明の導光板の設計方法に従って、第１層６０の散乱粒子の粒径及び粒子濃度を９．０μｍ及び０．１１ｗｔ％に設定し、次いで、て第２層６２の散乱粒子の粒径及び粒子濃度を４．５μｍ及び０．２３ｗｔ％に決定して、導光板３０を設計製造した。
得られた実施例１の導光板３０の導光位置ｘにおける合成散乱断面積Ｓ（ｘ）を上記式（３）及び（４）を用いて求め、Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）及びＲの透過係数Ｔ（Ｒ）を上記式（５）を用いて求めた。
得られた結果を表３及び表４に示す。
【０１３１】
【表３】
2013020796.tif 000009
【０１３２】
【表４】
2013020796.tif 000010
【０１３３】
また、実施例２として、図７に示すような境界面ｚ1及びｚ2を有する３層平板導光板３０Ａを用いて、計算機シミュレーションにより、実施例１と同様にして光学評価して、その結果を判定した。
実施例２では、表３に示すように、導光板３０Ａの画面サイズ、導光長、及び厚さは、実施例１と同じにし、２等分線αにおける、第２層６４の厚さが最も厚い最大厚さ、即ち極大値の位置での第２層６４の厚さを０．６５ｍｍとし、第２層６４の厚さが最も薄い最小厚さ、極小値の位置での第２層６４の厚さを０ｍｍとし、第３層６６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２０ｍｍとした導光板を用いた。
また、実施例２では、実施例１と同様にして、第１層６０の散乱粒子の粒径及び粒子濃度を４．５μｍ及び０．００５ｗｔ％に設定し、次いで、第２層６４の散乱粒子の粒径及び粒子濃度を４．５μｍ及び０．２３ｗｔ％に、第３層６６の散乱粒子の粒径及び粒子濃度を９．０μｍ及び０．４９ｗｔ％に決定して、導光板３０Ａを設計製造した。
【０１３４】
得られた実施例２の導光板３０Ａの導光位置ｘにおける合成散乱断面積Ｓ（ｘ）を上記式（３）及び（４）を用いて求め、Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）及びＲの透過係数Ｔ（Ｒ）を上記式（５）を用いて求めた。
同様にして、実施例３〜８及び比較例１〜３についても、実施例１又は２と同様して、表３及び表４に示す条件で、導光板を設計製造し、合成散乱断面積Ｓ（ｘ）及びＢの透過係数Ｔ（Ｂ）及びＲの透過係数Ｔ（Ｒ）を求めた。
得られた結果を表３及び表４に示す。
【０１３５】
上記の表３は、合成散乱断面積Ｓ（ｘ）の最大値Ｓmax及び最小値Ｓminが上記式（１）を、Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）とＲの透過係数Ｔ（Ｒ）との比が上記式（２）を満足する実施例１〜８を示し、表４は、合成散乱断面積Ｓの最大値Ｓmax及び最小値Ｓminが上記式（１）を満足せず、また、Ｂの透過係数Ｔ（Ｂ）とＲの透過係数Ｔ（Ｒ）との比が上記式（２）を満足しない比較例１〜３を示す。
表３及び表４に示す実施例１〜８及び比較例１〜３について、上記（ａ）光の利用効率、（ｂ）中高度合、（ｃ）中央部の凹凸形状、及び（ｄ）光出射面３０ａからの出射光の波長むらを求め、これらの３項目について光学評価し、これらの３項目の各項目の設定値（ａ）７０％以上、（ｂ）０％超４５％以下、（ｃ）凸形状、及び（ｄ）出射光の波長むらを満足するか否かを判定した。
【０１３６】
ここで、判定においては、目視にて色むら（波長むら）が実質的に視認できない状態、すなわちＴ(Ｂ)／Ｔ(Ｒ)が０．９５〜１．０５の範囲にある場合には、◎とし、面状照明装置（例えば、バックライトユニット２０）として実用上もないないレベルであり、ほとんど色むら（波長むら）が視認できない状態、すなわちＴ(Ｂ)／Ｔ(Ｒ)が０．８５〜１．１５の範囲にあるの場合には、○とし、白色の出射光ではあるが、色むらが視認されて許容できない状態、すなわちＴ(Ｂ)／Ｔ(Ｒ)が０．８５未満あるいは１．１５より大きいの場合には、×とした。
なお、本実施例における実施例１〜８及び比較例１〜３は、いずれも、判断基準（ａ）〜（ｃ）を全て満たすもの、即ち、評価は○であり、その中で、実施例１〜８は、評価基準（ｄ）出射光の波長むら（色むら）（２辺入射の場合の入射面近傍と中央部との変化）が視認できないもの（◎、○）であり、比較例１〜３は、（ｄ）出射光の波長むら（色むら）が視認されて容認できないもの（×）である。
本実施例において、判断基準（ａ）〜（ｃ）を全て満たさないものは、そもそも面状照明装置（例えば、バックライトユニット２０）として使用できないものであり、波長むら（色むら）の有無を評価する必要もないものであるからである。
【０１３７】
また、実施例１、２及び比較例１について、導光板３０の２等分線αの位置を０ｍｍとし、光入射面３０ｃの位置を−２７０ｍｍとする時の導光方向の位置（ｘ［ｍｍ］）における透過係数Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）の値を上記式（５）を用いて求め、その結果を図１８（Ａ）に示した。
図１８（Ａ）から明らかなように、比較例１の場合には、第１層６０と第２層６２に分散させた散乱粒子の粒径が４．５μｍで同じであり、また、比較的小さいため、各断面において青色光Ｂが赤色光Ｒよりも拡散しやすいため、出射光のＢ成分が相対的に減少し、赤味がかってしまい、色温度が低下している。
一方、また、実施例３、４及び比較例２について、導光板３０の２等分線αの位置を０ｍｍとし、光入射面３０ｃの位置を−２７０ｍｍとする時の導光方向の位置（ｘ［ｍｍ］）における透過係数Ｔ（Ｂ）／Ｔ（Ｒ）の値を上記式（５）を用いて求め、その結果を図１８（Ｂ）に示した。
図１８（Ａ）から明らかなように、比較例２の場合には、第１層６０と第２層６２に分散させた散乱粒子の粒径が９．０μｍで同じであり、また、比較的大きいため、各断面において赤色光Ｒが青色光Ｂよりも拡散しやすいため、出射光のＢ成分が相対的に増加し、青味がかってしまい、色温度が高くなっている。
【０１３８】
表３及び表４、並びに図１８（Ａ）及び（Ｂ）の結果から明らかなように、合成散乱断面積Ｓ（ｘ）及びＢの透過係数Ｔ（Ｂ）とＲの透過係数Ｔ（Ｒ）との比が本発明の散乱粒子分散条件を満足する実施例１〜８は、いずれも、（ａ）光の利用効率が７０％以上、（ｂ）輝度分布の中高度合が０％超４５％以下、及び（ｃ）輝度分布の中央部の形状が凸形状であり、（ｄ）光出射面３０ａからの出射光の波長むらが実質的に又はほとんど視認できないものであり、これらの４項目の規定値を満足し、◎、又は○に判定されるものであるが、合成散乱断面積Ｓ（ｘ）及びＢの透過係数Ｔ（Ｂ）とＲの透過係数Ｔ（Ｒ）との比が本発明の散乱粒子分散条件を満足しない比較例１〜３は、いずれも、上記４項目の内の少なくとも１が規定値から外れ、×に判定されるものである。
以上の実施例の結果から、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１３９】
１０  液晶表示装置
１２  液晶表示パネル
１４  駆動ユニット
２０、７０  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、８０ａ  光出射面
２６  筐体
２８  光源
３０、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，８０，８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ  導光板
３０ｂ、８０ｂ  背面
３０ｃ、３０ｄ、８０ｃ  光入射面
３２  光学部材ユニット
３２ａ、３２ｃ  拡散シート
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、８２  第１層
６２、６４、８４  第２層
６６  第３層
８０ｄ  側面
α    ２等分線
ｚ、ｚ1、ｚ2    境界面
【図１】
2013020796.tif 000011
【図２】
2013020796.tif 000012
【図３】
2013020796.tif 000013
【図４】
2013020796.tif 000014
【図５】
2013020796.tif 000015
【図６】
2013020796.tif 000016
【図７】
2013020796.tif 000017
【図８】
2013020796.tif 000018
【図９】
2013020796.tif 000019
【図１０】
2013020796.tif 000020
【図１１】
2013020796.tif 000021
【図１２】
2013020796.tif 000022
【図１３】
2013020796.tif 000023
【図１４】
2013020796.tif 000024
【図１５】
2013020796.tif 000025
【図１６】
2013020796.tif 000026
【図１７】
2013020796.tif 000027
【図１８】
2013020796.tif 000028