(57)【要約】【課題】大型の導光板であっても、滑らかな輝度分布を実現する。【解決手段】導光板に形成された光拡散部１６について、Ｙ方向における光拡散部１６の被覆率Ｄの分布において、被覆率Ｄの最大値をＤｍａｘとし、被覆率Ｄの最小値をＤｍｉｎとし、入射側端面における入射光の光量を１００としたとき、被覆率Ｄは、下記式（１）及び（２）、  ４×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１）  Ｄｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２）を満たすように設定されている。【選択図】図１
2013211217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の端面の一方から該端面に垂直な方向に入射した光を出射面から出射する導光板と、上記導光板に光を入射する複数の光源とを備え、上記導光板における光の出射面とは反対側の面に該導光板の内部にて導光される光を取り出すための複数の光拡散部が設けられた光源モジュールにおいて、
上記光源の光が入射する第１の端面からその反対側の第２の端面へ向かう方向を導光方向として、導光距離をＬとし、上記出射面に沿った単位面積当たりに占める上記光拡散部の面積の割合を被覆率Ｄとし、
上記導光方向における上記被覆率Ｄの分布において、被覆率Ｄの最大値をＤｍａｘとし、被覆率Ｄの最小値をＤｍｉｎとし、上記第１の端面における入射光の光量を１００としたとき、上記光拡散部の被覆率Ｄは、下記式（１）及び（２）、
４×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１）
Ｄｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２）
を満たすように設定されることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
上記第２の端面に、反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
上記導光板内を導光する光が上記第２の端面に到達したときの光量が、上記第１の端面での光量の１／２０〜１／１０であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
上記被覆率Ｄが最大値Ｄｍａｘとなる位置は、上記導光板の導光方向の中央部よりも上記第２の端面側であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光源モジュール。
【請求項５】
上記導光板の出射面には、上記導光方向に沿った複数の筋状の凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光源モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の光源モジュールを備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュール、およびそれを備えた液晶表示装置に関し、より具体的には、例えば液晶表示装置において、薄型化を図るために、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ（サイドライトともいう）型導光板を備えたバックライトに用いられる光源モジュール、およびそれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置においては、薄型化を図るために、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ型導光板を備えたバックライトが多用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、一次光源に使用されるロッド状のランプの発光部の長さが導光板の幅を下回る条件の下で輝光面全面に亙って輝度ムラが生じないように、導光板の裏面に設けられた光拡散ドットの分布パターンを適正に定めた技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、均一な光取り出しを実現するために、導光部材に形成された光拡散部について、導光方向の単位寸法当たりに占める光拡散部の導光方向の寸法の割合である光拡散構造の密度が、結合端面の位置から結合端面と対向する面までの導光部材の寸法の２分の１以上の位置まで増加するように設定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４２９３８７号公報（２００３年  ７月２２日発行）
【特許文献２】特許第４５６５０３０号公報（２０１０年１０月２０日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２の技術は、例えば６０型以上のテレビ用の大型導光板に適用するに至っていない。
【０００７】
６０型以上のテレビ用の大型導光板を用いた場合、コストの面から、サイドエッジ型導光板を備え、光源からの光を片方の端面から入射するバックライトを実現することが好ましい。しかし、この場合、導光板の出射面から出射する光の出射率を制御することが困難である。このため、均一かつ高品位な輝度分布、及び高い光利用効率を実現することが困難である。
【０００８】
導光板の裏面に光拡散部のパターンをスクリーン印刷によって形成する場合、導光板の出射面への光取出しを制御するため、光拡散部のドット半径、ピッチ、被覆率を調整する。導光距離（導光板における入射側の端面とその反対側の端面との距離）が大きい大型導光板を用いた場合、導光板における入射側の端面近傍の出射面での出射率の制御は、入射側の端面近傍の光拡散部の被覆率が輝度分布に対して敏感になる。すなわち、最大の光利用効率と最適な輝度分布とを実現するための光拡散部パターンの設定範囲が狭くなる。
【０００９】
また、スクリーン印刷においては、量産できるドット半径の下限が存在するとともに、最近接の光拡散部間のピッチには上限がある。
【００１０】
このような点を考慮すると、特許文献１及び２の技術は、例えば６０型以上のテレビ用の大型導光板に最適化されていないという課題が残されている。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、大型の導光板であっても、片方の端面から入射する光を滑らかな輝度分布で出射面から出射させることができ、かつ光利用効率を最大限向上させる光源モジュール、およびそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光源モジュールは、上記の課題を解決するために、対向する一対の端面の一方から該端面に垂直な方向に入射した光を出射面から出射する導光板と、上記導光板に光を入射する複数の光源とを備え、上記導光板における光の出射面とは反対側の面に該導光板の内部にて導光される光を取り出すための複数の光拡散部が設けられた光源モジュールにおいて、上記光源の光が入射する第１の端面からその反対側の第２の端面へ向かう方向を導光方向として、導光距離をＬとし、上記出射面に沿った単位面積当たりに占める上記光拡散部の面積の割合を被覆率Ｄとし、上記導光方向における上記被覆率Ｄの分布において、被覆率Ｄの最大値をＤｍａｘとし、被覆率Ｄの最小値をＤｍｉｎとし、上記第１の端面における入射光の光量を１００としたとき、上記光拡散部の被覆率Ｄは、下記式（１）及び（２）、
４×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１）
Ｄｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２）
を満たすように設定されることを特徴としている。
【００１３】
ここで、導光板を導光する光成分が一定の光量であると仮定した場合について考える。この場合、導光方向において輝度分布が均一になるようにするためには、第１の端面おける入射光の光量を１００とすると、理想的には、導光方向の各位置において、導光板から出射される出射率が１００／Ｌとなるように設定すればよい。この設定では、第１の端面から第２の端面までの導光距離Ｌ進んだとき、１００％の光が出射され、かつ各位置において輝度が均一になる。しかしながら、実際には、導光板内を導光する光は、光拡散部によって出射面２０ｂへ取り出されるので、導光方向へ向かうに従い光量が減少する。それゆえ、導光方向の各位置において、導光板から出射される出射率が１００／Ｌとなることはない。
【００１４】
よって、導光方向において輝度分布を均一にするためには、導光板内を導光する光が導光方向へ向かうに従い減衰することを考慮する必要がある。この点を考慮すると、次の条件Ｉ及びＩＩによって、導光方向において輝度分布を均一にすることができる。条件Ｉ：第１の端面に最も近い出射面における被覆率（Ｄｍｉｎ）は、出射率１００／Ｌよりも低い。条件ＩＩ：被覆率の最大値（Ｄｍａｘ）は１００／Ｌよりも高い。
【００１５】
条件Ｉから、上記式（１）が導き出される。
【００１６】
また、本発明者らは、条件ＩＩについて、鋭意検討した結果、上記式（２）であれば、大型の導光板であっても、片方の端面から入射する光を滑らかな輝度分布で出射面から出射させることができ、かつ光利用効率を最大限向上させることを見出した。
【００１７】
以上より、上記の構成によれば、大型の導光板であっても、片方の端面から入射する光を滑らかな輝度分布で出射面から出射させることができ、かつ光利用効率を最大限向上させる光源モジュールを実現することができる。
【００１８】
本発明の光源モジュールでは、上記第２の端面に、反射部材が設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、出射面から出射されずに第２の端面にまで残った光は、上記反射部材によって反射し、導光板に再結合する。この再結合した光は、再び導光板内で導光され、光拡散部によって取り出されることになる。その結果、上記の構成によれば、より多くの光を取り出し、出射率を向上させることができる。
【００２０】
本発明の光源モジュールでは、上記導光板内を導光する光が上記第２の端面に到達したときの光量が、上記第１の端面での光量の１／２０〜１／１０であることが好ましい。
【００２１】
大型の液晶表示装置に備えられた導光板について、一対の端面間を複数回往復して導光する形態をとった場合、導光板内を導光する光の光路長が長くなる。光路長が長くなると、透明度が高い導光板であっても、導光する光の減衰を無視することができなくなるため、光の利用効率が低下する。さらには、波長が短い青色の光成分について、光の減衰率が比較的大きくなるので、黄変が発生する。
【００２２】
上記の構成によれば、第１の端面にて導光板に入射した光は、第２の端面に到達するまでに、ほとんどの光が光拡散部による光取出し等に利用されるので、上記問題は招来しない。なお、導光板内を導光する光が第２の端面に到達したときの光量が、第１の端面での光量の１／１０であれば、第１の端面に到達する反射部材による反射成分の光量は、第１の端面での入射光成分の光量の１／１０×１／１０（＝１／１００）となる。この光量であれば、往復反射による上記問題を無視できる。また、第２の端面に到達する光が小さすぎると、第２の端面近傍の出射面における出射率を極端に大きくする必要がある。第２の端面近傍の出射面における出射率との兼ね合いから、導光板内を導光する光が第２の端面に到達したときの光量は、第１の端面での光量の１／２０を超えることが好ましい。
【００２３】
また、導光板の入射側と反対側の端部の出射面においては、出射率は、増減が小さくフラットになっている。よって、上記被覆率Ｄが最大値Ｄｍａｘとなる位置は、必ずしも第２の端面に最も近い位置である必要がなく、上記導光板の導光方向の中央部よりも上記第２の端面側であればよい。
【００２４】
また、本発明の光源モジュールでは、上記導光板の出射面には、上記導光方向に沿った複数の筋状の凹凸形状が形成されていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、上記導光板の出射面には、上記導光方向に沿った複数の筋状の凹凸形状が形成されているので、導光方向への光の直進性が向上する。すなわち、導光板の出射面において、導光方向と垂直な方向に散乱する光成分は、導光方向に閉じ込められるので、導光板における導光方向と垂直な方向の端面に到達し損失光となる影響を低減することができる。
【００２６】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、上述の光源モジュールを備えたことを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、大型の導光板であっても、片方の端面から入射する光を滑らかな輝度分布で出射面から出射させることができ、かつ光利用効率を最大限向上させる液晶表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の光源モジュールは、以上のように、上記光源の光が入射する第１の端面からその反対側の第２の端面へ向かう方向を導光方向として、導光距離をＬとし、上記出射面に沿った単位面積当たりに占める上記光拡散部の面積の割合を被覆率Ｄとし、上記導光方向における上記被覆率Ｄの分布において、被覆率Ｄの最大値をＤｍａｘとし、被覆率Ｄの最
小値をＤｍｉｎとし、上記第１の端面における入射光の光量を１００としたとき、上記光拡散部の被覆率Ｄは、下記式（１）及び（２）、
４×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１）
Ｄｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２）
を満たすように設定される構成である。
【００２９】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記光源モジュールを備えた構成である。
【００３０】
それゆえ、大型の導光板であっても、片方の端面から入射する光を滑らかな輝度分布で出射面から出射させることができ、かつ光利用効率を最大限向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の光源モジュールにおける光拡散部の配置の実施の一形態を示す模式図である。
【図２】上記光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す要部断面図である。
【図４】上記光源モジュールの構成を一部破断して示す要部斜視図である。
【図５】上記光源モジュールにおける出射面に形成された凹凸形状体からの出射光を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、上記光源モジュールにおける出射面に形成された凹凸形状体の各種の形状を示す断面図である。
【図７】反射シートが設けられた光源モジュールの構成を示す上面図である。
【図８】輝度分布の結果を示すグラフであり、Ｙ方向の目標輝度分布（均一な輝度分布）を１００としたときの、導光成分Ａ及び導光成分Ｂの輝度分布を示している。
【図９】出射率の計算結果を示すグラフである。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、光拡散部が千鳥配置になった構成を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（液晶表示装置の構成）
最初に、本実施の形態の光源モジュールを備えた液晶表示装置の全体構成について、図２及び図３に基づいて説明する。図２は、本実施の形態の光源モジュールを備えた液晶表示装置の構成を示す分解斜視図である。また、図３は液晶表示装置の構成を示す要部断面図である。
【００３３】
本実施の形態の光源モジュール１０を備えた電子機器としての例えば液晶表示装置１は、図２に示すように、後ろから順に、シャーシ２、光源モジュール１０、液晶パネル３、ベゼル４にて構成されており、光源モジュール１０は、反射板としての反射シート１１、導光板２０、下拡散シート１７及び上拡散シート１８を備えている。
【００３４】
なお、下拡散シート１７、および、上拡散シート１８の構成は一例であり、例えば、いわゆる、マイクロレンズシートを用いても構わない。
【００３５】
上記光源モジュール１０の導光板２０における一対の端面２０ａ・２０ｄにおける一方の端面２０ａの側方には、図３に示すように、光源としてのＬＥＤ１２、ＬＥＤ基板１３、及びリフレクタ１４を備えた光源ユニット１５が設けられている。また、導光板２０における光の出射面２０ｂとは反対側の面としての下面２０ｃには、該導光板２０の内部にて導光される光を取り出すための複数の光拡散部１６が設けられている。この光拡散部１６は、拡散材を含有したインクの印刷による散乱体からなっている。
【００３６】
これによって、ＬＥＤ１２からの光を導光板２０における一方の端面２０ａに入射させ、該光が導光板２０の内部を全反射しながら導光し、導光板２０の下面２０ｃに設けられた複数の光拡散部１６によって全反射条件が崩れて、導光板２０の出射面２０ｂから下拡散シート１７及び上拡散シート１８を通して液晶パネル３に光を照射するようになっている。
【００３７】
したがって、本実施の形態の光源モジュール１０は、サイドエッジ（サイドライトともいう）方式を採用している。尚、導光板２０からは出射面２０ｂ以外からの面からも光は出射するが、導光板２０の出射面２０ｂ及びＬＥＤ１２が配置される面以外の面には反射シート１１が配置され、再度導光板２０に入射するようになっているため、殆どの光は出射面２０ｂから出射される。尚、ここでは、光源ユニット１５は、導光板２０における例えば、長手方向に沿う一対の端面２０ａの一方のみに設けられている。ただし、必ずしもこれに限らず、光源ユニット１５は、導光板２０における長手方向に沿う一対の端面２０ａ・２０ｄの両方に設けられていてもよい。また、光源ユニット１５は、導光板２０における短手方向に沿う一対の端面の少なくとも一方に設けられていてもよい。ここでは、導光板２０の短手方向をＹ方向とし、長手方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向及びＹ方向の両方に垂直な方向をＺ方向とする。このＺ方向は、導光板２０の法線方向であるといえる。また、導光板２０において、ＬＥＤ１２からの光が入射する端面２０ａから、その端面と反対側の端面２０ｄへ向かう方向を「導光方向」とする。光源モジュール１０では、導光板２０の長手方向に沿う端面２０ａに設けられているので、「導光方向」は短手方向（Ｙ方向）となる。
【００３８】
（光源モジュールの構成）
ここで、本実施の形態の光源モジュール１０における導光板２０は、出射面２０ｂの形状が、図４に示すように、光源ユニット１５における複数の上記ＬＥＤ１２の光が入射する端面２０ａに垂直な方向に沿った複数の筋状の凹凸形状体Ｔとなっている。具体的には、複数の筋状の凹凸形状体Ｔは、断面円弧状の曲面にて構成された曲面構造体が複数並んで構成されている。この凹凸形状体Ｔ…は、例えば、導光板２０の短手方向に沿って筋状のパターンとして形成されている。すなわち、導光板２０は、光の出射面２０ｂに、短手方向に平行に稜線を有する曲面で構成された凹凸形状体Ｔを複数有している。この凹凸形状体Ｔは、導光板２０の出射面２０ｂ自体に形成された構造体であり、導光板２０に該導光板２０とは別の部材として設けられたものではない。
【００３９】
上記複数の筋状の凹凸形状体Ｔ…を有する出射面２０ｂを備えた導光板２０においては、図５に示すように、光拡散部１６にて散乱された光は、凹凸形状体Ｔによって、出射光が凹凸形状体Ｔの中央側に屈折する。このため、凹凸形状体Ｔにより側方への光の拡がりを抑えることができ、出射光の直進性を向上させることができる。つまり、導光板２０から出射された光束は集光される。この結果、液晶パネル３における画面全体の平均輝度を向上させることができるというメリットを有するものとなっている。ここで、従来の平面からなる出射面を有する導光板の場合には、下拡散シート１７と上拡散シート１８との間にプリズムシートを設けることによってこの出射光の直進性を増大させる機能を確保していた。しかし、本実施の形態の光源モジュール１０では、導光板２０に複数の凹凸形状体Ｔを設けることによって、プリズムシートを設けた場合よりも、液晶パネル３における画面全体の平均輝度を向上させることが可能となっている。このため、本実施の形態の光源モジュール１０では、プリズムシートを設けていない。ただし、必ずしもこれに限らず、プリズムシートを設けることは可能である。
【００４０】
ここで、このような出射光の直進性を向上させるためには、図５に示すように、導光板２０の垂直な方向の高さをＨとし、凹凸形状体Ｔ同士のピッチをＰとしたときのアスペク
ト比Ｈ／Ｐは、
０．１＜Ｈ／Ｐ＜０．５
を満たす関係を有していることが好ましい。アスペクト比Ｈ／Ｐを０．１〜０．５の範囲に設定することにより、光の干渉による変動を小さくすることができ、光源モジュール１０の特性変動を抑えることができるためである。
【００４１】
このような効果を持たせるための凹凸形状体Ｔの具体的な形状は、図６（ａ）に示すように、断面半円形となっていることが好ましい。この場合、垂直に立ち上がった垂直光Ａから浅い角度で導光する光Ｃまで、様々な入射角度に対して効率的に光を取り出し、出射面から光を出射させることができる。また、導光板２０の厚さが同じである場合、図６（ａ）に示された形状は、後述するプリズム形状よりも大きな断面積を確保し易い。その結果、導光板２０の出射面２０ｂに出射面に断面半円形の凹凸形状体Ｔが形成された構成では、ＬＥＤ１２からの光の入射面での光結合効率が高く、光漏れが起き難い。このような形状は、導光板２０を押し出し成形することにより形成することができる。
【００４２】
ここで、凹凸形状体Ｔの構造は、必ずしも、図６（ａ）に示す断面半円形でなく、図６（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す形状とすることも可能である。
【００４３】
図６（ｂ）に示す凹凸形状体Ｔは、導光板２０の出射面２０ｂに頂角９０°のプリズムが形成されたものからなっている。この場合、垂直光Ａは、全反射条件を崩さず戻り光となってしまう。また、浅い角度で導光する光Ｃについては、全反射条件が崩れ一旦出射面から出射する。しかし、再度、隣のプリズムに入射してしまい導光板２０内に戻ってしまう。
【００４４】
図６（ｃ）に示す凹凸形状体Ｔは、導光板２０の出射面に頂角５°のプリズムが形成されたものからなっている。この場合、垂直光Ａ及び浅い角度で導光する光Ｃは、いずれも全反射条件が崩れ出射面から出射される。しかし、これらの光が隣のプリズムに再入射する確率が増加する。
【００４５】
したがって、図６（ｂ）（ｃ）のように、導光板２０の出射面２０ｂにプリズムが形成された場合、導光板２０内に光を閉じ込めるために導光板２０から光を出射させる効率が低下してしまう場合がある。
【００４６】
また、図６（ｄ）に示す凹凸形状体Ｔは、導光板２０の出射面２０ｂに対し窪んだ凹シリンダ面を有する構造となっている。この場合、垂直光Ａが全反射により戻り光になることがない。このため、図６（ｄ）に示す凹凸形状体Ｔは、図６（ｂ）（ｃ）に示された構成と比較して、効率的に導光板２０から光を出射させることが可能である。
【００４７】
なお、光源モジュール１０における導光板２０は、出射面２０ｂに凹凸形状体Ｔが形成された構成に限定されない。例えば、出射面２０ｂに凹凸形状体Ｔが形成されておらず平面になった、すなわち平板状の導光板であってもよい。
【００４８】
（光源モジュールの特徴的構成）
光源モジュール１０は、導光板２０の下面２０ｃに形成された光拡散部１６の配置に特徴がある。光源モジュール１０の特徴的構成について、図１に基づいて説明する。図１は、導光板２０の下面２０ｃに形成された光拡散部１６の配置の一例を示す上面図である。
【００４９】
図１に示されるように、光拡散部１６の被覆率は、導光方向であるＹ方向に向かって増加している。光拡散部１６の被覆率は、出射面２０ｂに沿った単位面積当たりに占める光拡散部１６の面積の割合で規定される。
【００５０】
また、光源モジュール１０において、導光板２０の導光方向（Ｙ方向）における寸法Ｌ（導光距離）は、７６０ｍｍ以上である。この寸法Ｌは、例えば、光源ユニット１５が導光板２０における長手方向に沿う一対の端面２０ａ・２０ｄの一方の端面１２ａのみに設けられている場合、６０型以上の液晶表示装置に備えられる導光板２０に匹敵する。
【００５１】
本実施形態の光源モジュール１０の構成によれば、導光方向（Ｙ方向）における光拡散部１６の被覆率の分布において、被覆率の最大値をＤｍａｘとし、被覆率の最小値をＤｍｉｎとし、入射側の端面２０ａにおける入射光の光量を１００としたとき、光拡散部１６の被覆率は、下記式（１）及び（２）、
４×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１）
Ｄｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２）
を満たすように設定されている。被覆率の最大値をＤｍａｘについては、特に好ましくは、下記式（１Ａ）、
４．３×１００／Ｌ＜Ｄｍａｘ              （１Ａ）
を満たすように設定されている。
【００５２】
このように、光拡散部１６の被覆率が設定されていることによって、寸法Ｌが７６５ｍｍ以上の大型の導光板２０であっても、片方の端面２０ａから入射する光を均一な輝度分布で出射面２０ｂから出射させることができる。以下、光源モジュール１０における光拡散部１６の被覆率について、さらに詳述する。
【００５３】
（光拡散部１６の被覆率について）
まず、導光板２０を備えた光源モジュール１０において、出射率（＝出射面２０ｂから出射する光量÷ＬＥＤ１２から導光板２０に結合される光量）を大きくするためには、導光板２０内を導光している光量をできる限り導光板２０の出射面２０ｂから出射させることが重要になる。端面２０ａに入射して導光板２０の出射面２０ｂから出射されずに端面２０ｄにまで残った光があると、その分だけ出射率が低下する。
【００５４】
そこで、光源モジュール１０においては、図７に示されるように、端面２０ｄ（第２の端面）に反射シートＲ（反射部材）が設けられている。これによって、出射面２０ｂから出射されずに端面２０ｄにまで残った光は、反射シートＲによって反射し、導光板２０に再結合する。この再結合した光である導光成分Ｂは、再び導光板２０内で導光され、光拡散部１６によって取り出されることになる。その結果、光源モジュール１０においては、より多くの光を取り出し、出射率を向上させている。
【００５５】
ここで、導光板２の一端面２０ａからＹ方向に寸法Ｙだけ離れた位置Ｙにおいて、ＬＥＤ１２から導光板２０に導光された光が、導光板２０から取り出される場合について考える。位置Ｙにおける導光成分Ａの光量をＳＡ（ｙ）とすると、導光板２０から取り出される単位長さ（Ｙ方向の寸法）当りの光量ＱＡ（ｙ）は、下記式（３）、
ＱＡ（ｙ）＝ａ（ｙ）・ＳＡ（ｙ）                                    （３）
で表される。
【００５６】
上記式（３）において、ａ（ｙ）は、位置Ｙにおける導光板２０からの出射率であり、光拡散部１６の被覆率によって決定される値である。また、位置Ｙにおける光量ＳＡ（ｙ）は、下記式（４）、
【００５７】
【数１】
2013211217.tif 000003
【００５８】
で表される。
【００５９】
式（４）において、Ｐ０は、ＬＥＤ１２から導光板２０に結合された光量である。
【００６０】
導光板２０内を導光する光は、導光板２０のＹ方向の長さであるＸ＝Ｌの位置で反射シートＲによって反射され、導光板２０内をＬＥＤ１２側へ導光される（導光成分Ｂ）。導光成分Ｂが光拡散部１６によって導光板２０から出射する単位長さ（Ｙ方向の寸法）当りの光量ＱＢ（ｙ）は、位置Ｙにおける導光成分Ｂの光量をＳＢ（ｙ）とすると、下記式（５）、
ＱＢ（ｙ）＝ａ（ｙ）・ＳＢ（ｙ）                                    （５）
で表される。
【００６１】
上記式（５）において、ａ（ｙ）は、位置Ｙにおける導光板２０からの出射率であり、光拡散部１６の被覆率によって決定される値である。また、位置Ｙにおける光量ＳＢ（ｙ）は、下記式（６）、
【００６２】
【数２】
2013211217.tif 000004
【００６３】
で表される。
【００６４】
また、大型の導光板２０においては、反射シートＲで反射した導光成分Ｂは、導光板２０の端面２０ａへ向かうに従い、輝度が減衰し、端面２０ａで輝度が０になると想定される。そして、導光板２０から出射される各単位長さ当りの光量が等しいとすると、導光板２０から出射される単位長さ当りの光量Ｑｔｏｔａｌ（ｙ）の値は、下記式（７）、
Ｑｔｏｔａｌ（ｙ）＝ＱＡ（ｙ）＋ＱＢ（ｙ）
＝Ｐ０／Ｌ                                          （７）
によって算出される。
【００６５】
よって、上記式（３）〜（７）を満たすような、位置Ｙにおける導光板２０からの光の出射率ａ（ｙ）を実現することによって、導光方向（Ｙ方向）における輝度分布を均一化することができる。なお、出射率ａ（ｙ）は、上述のように、光拡散部１６の被覆率と比例関係にあり、下記式（８）、
ａ（ｙ）＝ｃ×Ｄ（ｙ）                                            （８）
で表すことができる。式（８）において、Ｄ（ｙ）は、位置Ｙでの光拡散部１６の被覆率であり、ｃは比例定数である。
【００６６】
上記式（３）〜（８）を用いて、大型導光板（寸法Ｌ（導光距離）＝７６０ｍｍ）における導光モデルを構築した。そして、この導光モデルにおいて、導光方向であるＹ方向でフラット（均一）な輝度分布及び出射率を計算した。図８は、輝度分布の結果を示すグラフであり、Ｙ方向の目標輝度分布（均一な輝度分布）を１００としたときの、導光成分Ａ及び導光成分Ｂの輝度分布を示している。図９は、出射率の計算結果を示すグラフである。
【００６７】
図９の計算結果から、導光方向であるＹ方向でフラット（均一）な輝度分布を実現するためには、出射率の最大値Ａｍａｘが出射率の最小値Ａｍｉｎの約４．３倍になるように設定する必要があることがわかる。
【００６８】
また、最大値Ａｍａｘ及び最小値Ａｍｉｎの数値範囲については、端面２０ａにおける入射光の光量を１００とすると、最大値Ａｍａｘ及び最小値Ａｍｉｎが、以下の式（１’）及び（２’）、
４×１００／Ｌ＜Ａｍａｘ              （１’）
Ａｍｉｎ＜１００／Ｌ                  （２’）
を満たすとき、大型の導光板２０であっても導光方向における出射光の輝度分布が均一になる。最大値Ａｍａｘの数値範囲については、好ましくは、下記式（１’Ａ）、
４．３×１００／Ｌ＜Ａｍａｘ              （１’Ａ）
を満たす。また、上記式（２’）において、Ａｍｉｎは、出射率の最小値であるとともに、端面２０ａに最も近い出射面２０ｂにおける出射率である。
【００６９】
ここで、導光板２０を導光する光成分が一定の光量であると仮定した場合について考える。この場合、導光方向であるＹ方向において輝度分布が均一になるようにするためには、端面２０ａにおける入射光の光量を１００とすると、理想的には、Ｙ方向の各位置Ｙにおいて、導光板２０から出射される出射率が１００／Ｌとなるように設定すればよい。この設定では、端面２０ａから端面２０ｄまでの導光距離（寸法Ｌ）進んだとき、１００％の光が出射され、かつ各位置Ｙにおいて輝度が均一になる。しかしながら、実際には、導光板２０内を導光する光は、光拡散部１６によって出射面２０ｂへ取り出されるので、導光方向へ向かうに従い光量が減少する。それゆえ、Ｙ方向の各位置Ｙにおいて、導光板２０から出射される出射率が１００／Ｌとなることはない。
【００７０】
よって、導光方向において輝度分布を均一にするためには、導光板２０内を導光する光が導光方向へ向かうに従い減衰することを考慮する必要がある。この点を考慮すると、次の条件Ｉ及びＩＩによって、導光方向において輝度分布を均一にすることができる。条件Ｉ：端面２０ａに最も近い出射面２０ｂにおける出射率（Ａｍｉｎ）は、出射率１００／Ｌよりも低い。条件ＩＩ：端面２０ｄに最も近い出射面２０ｂにおける出射率（Ａｍａｘ）は出射率１００／Ｌよりも高い。
【００７１】
条件Ｉから、上記式（２’）が導き出される。また、条件ＩＩ及び図９等の計算結果を考慮すると、上記式（１’）が導き出される。
【００７２】
例えば６０型の導光板２０（寸法Ｌ＝７６０ｍｍ）を用いた場合、輝度分布を最適化（均一化）するための出射率の設定は、Ａｍｉｎ＝０．１３％，Ａｍａｘ＝０．５７％となる。一方、上記式（１’Ａ）及び（２’）にＬ＝７６０ｍｍを代入すると、Ａｍａｘの数値範囲は、０．５６６＜Ａｍａｘとなり、Ａｍｉｎの数値範囲は、Ａｍｉｎ＜０．１３２となる。上記出射率の設定（Ａｍｉｎ＝０．１３％，Ａｍａｘ＝０．５７％）は、上記Ａｍａｘ及びＡｍｉｎの数値範囲内にある。このことから、最適な輝度分布を実現するためには、Ａｍａｘは、上記式（１’）、好ましくは上記式（１’Ａ）を満たし、Ａｍｉｎは上記式（２’）を満たせばよいことがわかる。
【００７３】
また、光源モジュール１０においては、図７に示されるように、端面２０ｄ（第２の端面）に反射シートＲ（反射部材）が設けられている。これによって、端面２０ｄ近傍を導光する光量の減少を抑えることができる。上記式（１’）及び（２’）は、反射シートＲ（反射率９５％）が設けられた構成を想定している。反射シートＲが設けられていない構成においては、図７に示す導光成分Ｂが発生しない。このため、端面２０ｄ近傍を導光する光量は、反射シートＲを設けた構成と比較して、約１／２となり、出射率の最大値Ａｍ
ａｘを高く設定する必要がある。具体的には、出射率の最大値Ａｍａｘを出射率の最小値Ａｍｉｎの９倍程度に設定する必要がある。このように、最大値Ａｍａｘと最小値Ａｍｉｎとの差が大きくなるように設定することは、下記の理由で好ましくない。
【００７４】
まず、第１の理由として、出射率を小さくすることに起因する問題が挙げられる。上述のように、出射率は、光拡散部１６の被覆率と比例関係にある。それゆえ、光拡散部１６の被覆率を小さくする（具体的には光拡散部１６のドット半径を小さくする）ことによって、出射率を小さくすることができる。光拡散部１６のドット半径は、印刷パターンによって形成される場合、下限がある。このため、下限を下回るドット半径の光拡散部１６は、作成することができない。それゆえ、ドット半径が下限値になった光拡散部１６についてさらに被覆率を小さくするためには、光拡散部１６同士の間隔を広くとる必要がある。光拡散部１６同士の間隔が広くなりすぎると、輝度ムラが発生してしまう。
【００７５】
第２の理由としては、出射率を大きくすることに起因する問題が挙げられる。出射率は、光拡散部１６の被覆率と比例関係にある。それゆえ、被覆率が高ければ高いほど、出射率が高くなる。しかし、被覆率は、原理的に１００％以上にはならない。被覆率が１００％になる前に、光拡散部１６同士の間隔を確保することができない等の問題が発生する。よって、出射率には上限がある。
【００７６】
上記の第１及び第２の理由によって、最大値Ａｍａｘと最小値Ａｍｉｎとの差は、小さくなるように設定することが好ましい。
【００７７】
次に、Ｙ方向において、出射率が最大値Ａｍａｘとなる位置、及び出射率が最小値Ａｍｉｎとなる位置について説明する。
【００７８】
導光板２０の入射側の端部の出射面２０ｂにおいては、端面２０ａから離れるほど、導光板２０を導光する光量は、急激に減少する。このため、出射率が最小値Ａｍｉｎとなる位置は、必ず端面２０ａに最も近い位置になる。
【００７９】
また、導光板２０の入射側と反対側の端部の出射面２０ｂにおいては、端面２０ｄに近づくにつれて、導光成分Ａの光量は減少する一方、導光成分Ｂは増加する（図７参照）。このため、導光板２０の入射側と反対側の端部の出射面２０ｂにおいては、出射率は、増減が小さくフラットになっている。よって、出射率が最大値Ａｍａｘとなる位置は、必ずしも端面２０ｄに最も近い位置である必要がなく、導光板２０のＹ方向の中央部よりも端面２０ｄ側であればよい。また、導光板２０の出射面２０ｂの中央の輝度を端面２０ａ・２０ｄの輝度よりも高くなる輝度分布とする場合、出射率が最大値Ａｍａｘとなる位置は、出射面２０ｂのＹ方向中央側にシフトさせることがある。
【００８０】
また、光源モジュール１０においては、導光板２０内を導光する光が端面２０ｄに到達したときの光量が、端面２０ａでの光量の１／２０〜１／１０であることが好ましい。すなわち、端面２０ａにて導光板２０に入射した光量が端面２０ｄに到達したときに減衰率が１０分の１〜２０分の１になっていることが好ましい。ここでいう減衰率とは、端面２０ａにて導光板２０に入射した光量に対する端面２０ｄに到達した光量の割合をいう。導光板２０においては端面２０ｄに反射シートＲが設けられているため、端面２０ｄを導光する光は、入射光成分（導光成分Ａ）と反射光成分（導光成分Ｂ）とがある（図７参照）。ここで、対象としている「端面２０ｄに到達した光量」は、入射光成分（導光成分Ａ）の光量を意図し、反射光成分（導光成分Ｂ）の光量は含まれない。
【００８１】
これによって、端面２０ａにて導光板２０に入射した光は、端面２０ｄに到達するまでに、ほとんどの光が光拡散部１６による光取出し等に利用されることになる。例えば、小
型の液晶表示装置に備えられた導光板においては、導光距離が短いため、入射光は、ほとんど減衰せずに、入射側と反対側の端面に到達する。そして、一対の端面間を複数回往復して導光する形態となる。しかし、本実施形態のような、大型導光板においては、小型導光板のような、一対の端面間を複数回往復して導光する形態を想定していない。一対の端面間を複数回往復して導光する形態である場合、以下の問題が生じる。
【００８２】
すなわち、大型の液晶表示装置（例えば６０型）に備えられた導光板について、一対の端面間を複数回往復して導光する形態をとった場合、導光板２０内を導光する光の光路長が長くなる。光路長が長くなると、例えば透明度が高いアクリル樹脂からなる導光板２０であっても、導光する光の減衰を無視することができなくなるため、光の利用効率が低下する。さらには、波長が短い青色の光成分について、光の減衰率が比較的大きくなるので、黄変が発生する。また、反射シートにおける反射率は１００％ではないので、端面での反射回数の増加によって光利用効率が低下してしまう。
【００８３】
よって、光源モジュール１０によれば、端面２０ａにて導光板２０に入射した光は、端面２０ｄに到達するまでに、ほとんどの光が光拡散部１６による光取出し等に利用されるので、一対の端面間を複数回往復して導光する形態に見られる上記問題は招来しない。なお、導光板２０内を導光する光が端面２０ｄに到達したときの光量が、端面２０ａでの光量の１／１０であれば、端面２０ａに到達する反射成分（導光成分Ｂ）の光量は、端面２０ａでの光量の１／１０×１／１０（＝１／１００）となる。この光量であれば、往復反射による上記問題を無視できる。また、端面２０ｄに到達する光が小さすぎると、端面２０ｄ近傍の出射面２０ｂにおける出射率を極端に大きくする必要がある。端面２０ｄ近傍の出射面２０ｂにおける出射率との兼ね合いから、導光板２０内を導光する光が端面２０ｄに到達したときの光量は、端面２０ａでの光量の１／２０を超えることが好ましい。
【００８４】
また、図４，５に示されるように、導光板２０の出射面２０ｂには、導光方向（Ｙ方向）に沿った複数の筋状の凹凸形状体Ｔが形成されていることが好ましい。光拡散部１６のパターンは、被覆率が高くなるほど出射率が向上する。その反面、光拡散部１６で散乱された光は、導光方向（Ｙ方向）に垂直な方向（Ｘ方向）に散乱する光成分を有するため、光の直進性が損なわれる。よって、導光板２０が平板状の導光板である場合、出射率を高くするに従い、Ｘ方向に散乱する光成分が増加する。このような光成分は、端面２０ｄに到達せずに、Ｘ方向の端面に到達し損失光となる。導光板２０の出射面２０ｂには、導光方向（Ｙ方向）に沿った複数の筋状の凹凸形状体Ｔが形成されている場合、Ｘ方向に散乱する光成分は、導光方向（Ｙ方向）に閉じ込められるので、Ｘ方向の端面に到達し損失光となる影響を低減することができる。特に、大型の液晶表示装置において、出射面２０ｂに導光方向（Ｙ方向）に沿った複数の筋状の凹凸形状体Ｔが形成された導光板２０は有効である。
【００８５】
（光拡散部１６の被覆率の設定）
上述のように、出射率は、上述のように、光拡散部１６の被覆率Ｄと比例関係にある。このため、上記式（１’）、式（１’Ａ）、及び式（２’）に示された条件は、光拡散部１６の被覆率Ｄにも当てはまる。すなわち、光拡散部１６の被覆率Ｄは、上記式（１）（好ましくは上記式（１Ａ））及び上記式（２）を満たすように設定される。
【００８６】
ここで、光拡散部１６の被覆率は、ドットを印刷する場合、ドット半径若しくはドットの間隔（隣り合うドットの中心間距離）、またはドット半径及びドットの間隔の両方を変えることで調整を行うことが考えられる。光拡散部１６がドット状である場合、ドット半径が大きく、かつドットの間隔が詰まっているほど、光拡散部１６の被覆率は大きくなる。一方、ドット半径が小さく、かつドットのピッチが広いほど、光拡散部１６の被覆率は小さくなる。
【００８７】
ドット間隔を調整して光拡散部１６の被覆率を制御する場合、画面品位を低下させることがある。このため、光拡散部１６の被覆率を制御する場合は、ドット間隔を一定とし、ドット半径を調整することが好ましい。
【００８８】
ドット間隔を一定とし、ドット半径を調整することによって光拡散部１６の被覆率を制御する場合、光拡散部１６は、千鳥配置されていることが好ましい。すなわち、図１０に示されるように、隣接するＹ方向に延びる列１６Ａ及び１６Ｂにおいて、光拡散部１６がＹ方向に等ピッチ（ドットピッチＰｙ）で形成されている。そして、一方の列１６Ａ上における２つの隣接する光拡散部１６（第１の光拡散部とする）間の任意の点ＭからＸ方向へ仮想線Ｄ１を引いたとき、他方の列１６Ｂと仮想線Ｄ１とが交差する位置に光拡散部１６’（第２の光拡散部）が存在する。また、列１６Ｂは、この光拡散部１６’のみで構成され、該光拡散部１６’がＹ方向に周期的に配置されている。
【００８９】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、光拡散部１６が千鳥配置されていることによって、光拡散部１６の被覆率の制御の幅が広がる。ここで、光拡散部１６のドット半径をｒとし、隣接する列１６Ａ及び１６Ｂにおいて、光拡散部１６の中心間のＸ方向における距離をドットピッチＰｘとし、Ｙ方向に対向する光拡散部１６の中心間距離をドットピッチＰｙとする。このとき、光拡散部１６の被覆率Ｄは、以下の式（９）、
Ｄ＝（３．１４・ｒ・ｒ）／（２・Ｐｘ・Ｐｙ）                      （９）
で定義される。
【００９０】
ドット半径ｒの下限値は、実際のスクリーン印刷では０．１ｍｍ程度である。一方、ドット半径ｒの上限値は、最も近接して配置されている光拡散部１６の中心間距離の半分である。すなわち、等ピッチ（ドットピッチＰｘ及びドットピッチＰｙ）で光拡散部１６のパターンを形成するに際し、光拡散部１６（ドット）同士が接しないようなドット半径ｒが、上限である。光拡散部１６が千鳥配置されていることによって、図１０（ｂ）に示されるように、ドット半径ｒの上限を高くすることが可能である。よって、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるような千鳥配置された構成では、ドットピッチＰｘ及びドットピッチＰｙの比によって、とり得る光拡散部１６の被覆率における上限及び下限が変化する。
【００９１】
また、具体的には、出射率は、光拡散部１６の被覆率と光拡散部１６の拡散率との積にほぼ比例する。それゆえ、同じ出射率であっても、光拡散部１６の拡散率を低下させることによって、被覆率を増加させることができる。このため、導光板２０の下面２０ｃにおけるＬＥＤ側の端面２０ａ近傍の領域での出射率が、ドット半径ｒの下限に制限される可能性が少なくなる。しかし、実際には、光拡散部１６の拡散率は、選択の余地がない。このため、ＬＥＤ側の端面２０ａ近傍の領域での被覆率は、ドットピッチＰｘ及びドットピッチＰｙの比によって制御される。
【００９２】
特に、凹凸形状体が形成された導光板２０は、平板型導光板よりも出射率が高くなる傾向がある。このため、ＬＥＤ側の端面２０ａ近傍の領域での被覆率を、平板型導光板の場合よりもさらに低くする必要がある。
【００９３】
また、例えば６０型の導光板２０（寸法Ｌ＝７６０ｍｍ）を用いた場合、出射率の最小値０．１３％は、導光板２０の導光方向においてフラットな輝度分布を実現するときの値である。実際の、導光板２０の導光方向における輝度分布は、ＬＥＤ側の端面２０ａから中央部に向かって輝度が少しずつ上昇し、中央部でピークとなり、中央部から端面１２ｄへ向かって輝度が少しずつ下降する分布である。この場合、ＬＥＤ側の端面２０ａ近傍の領域での出射率は、最小値０．１３％よりも小さい値が要求される。
【００９４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させるサイドエッジ（サイドライトともいう）型導光板を備えた光源モジュール及び液晶表示装置に関するものであり、例えば、バックライト等の光源モジュールに適用できると共に、液晶表示装置は例えばテレビ、タブレット、パソコンのモニター等に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１                    液晶表示装置
１０                    光源モジュール
１２                    ＬＥＤ（光源）
１６                    光拡散部
２０                    導光板
２０ａ                  端面（第１の端面）
２０ｂ                  出射面
２０ｃ                  下面（面）
２０ｄ                  端面（第２の端面）
Ｒ                      反射シート（反射部材）
Ｔ                      凹凸形状体（凹凸形状）
【図１】
2013211217.tif 000005
【図２】
2013211217.tif 000006
【図３】
2013211217.tif 000007
【図４】
2013211217.tif 000008
【図５】
2013211217.tif 000009
【図６】
2013211217.tif 000010
【図７】
2013211217.tif 000011
【図８】
2013211217.tif 000012
【図９】
2013211217.tif 000013
【図１０】
2013211217.tif 000014