(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背部から入射された光を前部から出射する透明な複数の導光板がそれぞれの端面を介して並んで連結された連結導光板であって、
前記複数の導光板のそれぞれは、
前部を構成する矩形状の光射出面と、
背部を構成し、前記光射出面の中心を含み前記光射出面の一辺に垂直な対称面に対して対称な形状の背面とを有し、
前記背面は、前記対称面と前記導光板の両端面との間に、前記導光板の厚みが最大となる最大厚肉部がそれぞれ形成され、前記対称面から前記最大肉厚部までの間を前記光射出面に向かって細くして構成された光入射面と、前記最大肉厚部から前記端面までの間を前記光出射面に向かって細くして構成された光反射面とを備え、
前記一辺に平行で前記光射出面に垂直な面における前記導光板の断面の前記背面の断面プロフィールにおいて、前記導光板の端面と前記背面との接続部分を原点とし、前記一辺に平行な方向における前記原点からの位置をＸ、前記一辺に垂直な方向における前記原点からの位置をＹとしたときに、前記背面の断面形状が、下記１０次の関数式：
Ｙ＝Ａ0 ＋Ａ1 ×Ｘ＋Ａ2 ×Ｘ2 ＋Ａ3 ×Ｘ3 ＋Ａ4 ×Ｘ4 ＋Ａ5 ×Ｘ5 ＋Ａ6 ×Ｘ6 ＋Ａ7 ×Ｘ7 ＋Ａ8 ×Ｘ8 ＋Ａ9 ×Ｘ9 ＋Ａ10 ×Ｘ10 
−１．３×１０５≦Ａ0 ≦２．４×１０５、
−２．０×１０４≦Ａ1 ≦９．４×１０４、
−２．６×１０４≦Ａ2 ≦５．７×１０４、
−５．５×１０３≦Ａ3 ≦２．２×１０３、
−２．１×１０２≦Ａ4 ≦１．１×１０２、
−３．７×１０≦Ａ5 ≦２．２×１０、
−１．４×１０≦Ａ6 ≦３．３×１０、
−３．６≦Ａ7 ≦１．５、
−７．８×１０−２≦Ａ8 ≦３．３×１０−２、
−１．２×１０−２≦Ａ9 ≦３．２×１０−２、
−１．４×１０−３≦Ａ10 ≦４．９×１０−４
を満たす曲線の一部で表され、
前記光入射面から入射して前記光反射面で反射した光が、前記端面を介して隣接する前記導光板に入射して、複数の前記導光板の前記光射出面から出射するように、前記１０次の関数式は、前記最大肉厚部とこれに対応する前記端面との間において少なくとも一部が内側に湾曲するように、または、前記原点における傾きが零となるように係数が決定されることを特徴とする連結導光板。
【請求項２】
前記１０次の関数式は、前記最大厚肉部とこれに対応する前記端面との間に１つの変曲点を有するように係数が決定される請求項１に記載の連結導光板。
【請求項３】
前記光入射面は、前記対称面に平行に延在する平行溝から形成され、前記平行溝は、棒状光源を収容するための溝である請求項１または２に記載の連結導光板。
【請求項４】
前記平行溝に、半径ｒの前記棒状光源を収容したときに、前記棒状光源の中心から前記導光板までの最短距離をｔとし、前記導光板の厚さ方向において、前記最大厚肉部同士に接触する面から、前記棒状光源の中心までの最短距離をΔＨとしたときに、
ｔ≧ｒ、
ΔＨ≧ｒ
を満足する請求項３に記載の連結導光板。
【請求項５】
前記背面の前記断面形状において、前記背面を形成する曲線と前記対称面との交点と、当該交点から前記最大肉厚部までの間に位置する一点との間の曲線が、それら２点を通過する直線で近似される請求項１〜４のいずれかに記載の連結導光板。
【請求項６】
前記背面の前記断面形状において、前記背面を形成する曲線と前記対称面との交点と、当該交点から前記最大肉厚部までの間に位置する一点との間の曲線が、円、楕円、放物線および双曲線のいずれかの曲線で近似される請求項１〜４のいずれかに記載の連結導光板。
【請求項７】
前記１０次関数は、前記対称面の位置と前記原点との間に１つの極小値を有する請求項１〜６のいずれかに記載の連結導光板。
【請求項８】
前記対称面と前記端面の間において厚みが最大となる最大厚肉部が形成されるとともに、前記最大厚肉部から前記端面に向かって漸次厚みが薄くなるように前記１０次関数の係数が決定される請求項１〜７のいずれかに記載の連結導光板。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれかに記載の連結導光板と、
前記複数の導光板の前記平行溝に収納される複数の棒状光源と、
前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられる複数のリフレクタと、
前記複数の導光板の前記端面と前記最大厚肉部との間の前記背面に取り付けられる複数の反射シートと、
前記複数の導光板の前記矩形状光出射面上に配置される拡散シートとを有することを特徴とする面状照明装置。
【請求項１０】
さらに、前記複数の導光板の前記矩形状光出射面と前記拡散シートとの間に配置されるプリズムシートを有することを特徴とする請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の面状照明装置からなるバックライトユニットと、
このバックライトユニットの光出射面側に配置される液晶表示パネルと、
前記バックライトユニットおよび前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有す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、棒状光源から入射した光を面方向に拡散して光出射面からより均一な照明光を出射する透明な連結導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源、この光源から出射した光を拡散して液晶パネルを照射する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。【０００３】
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、特許文献１に開示されているような、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。本方式は、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。しかしながら、本方式では、原理的に光量分布を均一にするために液晶パネルに垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要である。【０００４】
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が、要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、導光板の厚さを１０ｍｍ以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。このような液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化を実現するために、種々の形状の導光板が提案されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６参照）。【０００５】
図２２は、特許文献２に開示された導光板を有する面光源装置の概略を示す分解斜視図である。
同図に示す面光源装置（バックライトユニット）は、導光板１００に蛍光ランプ１０２を埋め込んだ後、導光板１００の背面に反射シート１０４を配置し、導光板１００の出射面に透過光量補正シート１０６、光拡散板１０８およびプリズムシート１１０を積層することで形成される。
導光板１００は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板１００の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板１００の背面（出射面と反対側の面）には、蛍光ランプ１０２を埋め込む断面Ｕ字状の溝１００ａが形成され、導光板１００の出射面には、蛍光ランプ１０２の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面１００ｂが形成されている。
このように、特許文献１には、微粒子を混入して導光板１００を形成すると共に、蛍光ランプ１０２の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面１００ｂにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度ムラを低減できることが記載されている。【０００６】
また、特許文献３には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が開示されている。【０００７】
また、特許文献４には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく、明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体（導光板）が開示されている。【０００８】
さらに、特許文献５には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次、屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。
上記各特許文献に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コスト化などのいくつかを図るためのものであるが、いずれもその中央部に１つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部から端面に向かって板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。【０００９】
また、特許文献６では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良するために、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にし、高均一の大型の背面照明を実現している。
【特許文献１】実開平５−４１３３号公報
【特許文献２】特開平９−３０４６２３号公報
【特許文献３】特開平８−６２４２６号公報
【特許文献４】特開平１０−１３３０２７号公報
【特許文献５】特開平５−２４９３２０号公報
【特許文献６】特開２００１−４２３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図２２に示される特許文献２に開示の導光板１００では、光源（蛍光ランプ）１０２の真上を避けてその出射面表面に粗面やマイクロプリズム面などの光量補正面１００ｂを形成し、出射面に対して臨界角以上の角度で入射する照明光の出射を促しているが、図２３に示されるように、点線で示される光量補正面を持たない導光板からの照明光の輝度Ｎ１に対する、点線で示される実線で示される光量補正面１００ｂを持つ導光板１００からの照明光の輝度Ｎ２の向上効果は少しであるので、光量補正面１００ｂによる輝度の向上効果は大きくはなく、光源光の利用効率が低く、光源光の拡散が不十分なため、均一かつ高輝度な光を出射面から出射することができないという問題点がある。【００１１】
また、図２２に示される導光板１００では、断面形状が円形である溝１００ａに光源（蛍光ランプ）１０２を埋め込んでおり、図２３に示すように、光源１０２による輝度ピークはそのまま残存するので、面光源装置として用いるためには、導光板の出射側に配置される透過光量補正シート１０６、光拡散板１０８およびプリズムシート１１０などを用いて、出射面での不自然な輝度むらを除く必要があるし、そのため面光源装置のコストがアップするという問題がある。【００１２】
また、特許文献３に開示の液晶表示装置のバックライトでは、導光板の背面を傾斜させることにより生じた隙間に電子回路基板上の部品を配置することにより、安価で消費電力が低く、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化を達成することができるが、導光板の出射面から出射される照明光のむらについては全く考慮されていない。【００１３】
また、特許文献４に開示の液晶表示装置のバックライトユニットでは、導光体（導光板）に設けられる溝上の凹部の断面形状を放物線とすることにより、導光体での光の拡散がほぼ均一になる導光体への光の入射が行われ、光の利用効率を高めることができるとしているが、導光体の出射面から出射される光のむらについては全く考慮されていない。【００１４】
また、特許文献５に開示の導光板では、複数の板状光導波板を積層する複雑な構造であるため、従来に比し輝度の減衰を少なくし、均一な輝度を得ることが可能となり、照明効果に優れるものとなるとしているが、製造コストが高くなるという問題点がある。【００１５】
また、特許文献６に開示の導光板では、線状光源の直上部分で輝度が上昇するために、線状光源の光源光の透過を抑制する透過抑制パターンを設けなければならないし、線状光源からの光は、導光板の内部で、一方の端部から他方の端部に向かって面内方向に透過するために次第に光量が減衰してしまい、高輝度化には不十分であった。【００１６】
本発明の第１の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、複数並列して構成しても、光出射面からより均一でむらが少なく、より高輝度な照明光を高効率で出射することのできる連結導光板を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、上記第１の課題に加え、より大サイズの光出射面とすることができる連結導光板を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第２の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、直下型よりも薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な照明光を出射することのでき、また、大サイズの照明表面とすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することにある。【００１８】
また、本発明の第３の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、大サイズの表示画面とすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶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】
【００１９】
上記第１の課題を解決するために、本発明の第１の態様は、背部から入射された光を前部から出射する透明な複数の導光板がそれぞれの端面を介して並んで連結された連結導光板であって、前記複数の導光板のそれぞれは、前部を構成する矩形状の光射出面と、背部を構成し、前記光射出面の中心を含み前記光射出面の一辺に垂直な対称面に対して対称な形状の背面とを有し、前記背面は、前記対称面と前記導光板の両端面との間に、前記導光板の厚みが最大となる最大厚肉部がそれぞれ形成され、前記対称面から前記最大肉厚部までの間を前記光射出面に向かって細くして構成された光入射面と、前記最大肉厚部から前記端面までの間を前記光出射面に向かって細くして構成された光反射面とを備え、前記一辺に平行で前記光射出面に垂直な面における前記導光板の断面の前記背面の断面プロフィールにおいて、前記導光板の端面と前記背面との接続部分を原点とし、前記一辺に平行な方向における前記原点からの位置をＸ、前記一辺に垂直な方向における前記原点からの位置をＹとしたときに、前記背面の断面形状が、下記１０次の関数式：
Ｙ＝Ａ0 ＋Ａ1 ×Ｘ＋Ａ2 ×Ｘ2 ＋Ａ3 ×Ｘ3 ＋Ａ4 ×Ｘ4 ＋Ａ5 ×Ｘ5 ＋Ａ6 ×Ｘ6 ＋Ａ7 ×Ｘ7 ＋Ａ8 ×Ｘ8 ＋Ａ9 ×Ｘ9 ＋Ａ10 ×Ｘ10 
−１．３×１０５≦Ａ0 ≦２．４×１０５、
−２．０×１０４≦Ａ1 ≦９．４×１０４、
−２．６×１０４≦Ａ2 ≦５．７×１０４、
−５．５×１０３≦Ａ3 ≦２．２×１０３、
−２．１×１０２≦Ａ4 ≦１．１×１０２、
−３．７×１０≦Ａ5 ≦２．２×１０、
−１．４×１０≦Ａ6 ≦３．３×１０、
−３．６≦Ａ7 ≦１．５、
−７．８×１０−２≦Ａ8 ≦３．３×１０−２、
−１．２×１０−２≦Ａ9 ≦３．２×１０−２、
−１．４×１０−３≦Ａ10 ≦４．９×１０−４
を満たす曲線の一部で表され、前記光入射面から入射して前記光反射面で反射した光が、前記端面を介して隣接する前記導光板に入射して、複数の前記導光板の前記光射出面から出射するように、前記１０次の関数式は、前記最大肉厚部とこれに対応する前記端面との間において少なくとも一部が内側に湾曲するように、または、前記原点における傾きが零となるように係数が決定されることを特徴とする連結導光板を提供するものである。
【００２０】
ここで、前記１０次の関数式は、前記最大厚肉部とこれに対応する前記端面との間に１つの変曲点を有するように係数が決定されることが好ましい。また、前記光入射面は、前記対称面に平行に延在する平行溝から形成され、前記平行溝は、棒状光源を収容するための溝であることが好ましい。
【００２１】
また、前記平行溝に、半径ｒの前記棒状光源を収容したときに、前記棒状光源の中心から前記導光板までの最短距離をｔとし、前記導光板の厚さ方向において、前記最大厚肉部同士に接触する面から、前記棒状光源の中心までの最短距離をΔＨとしたときに、ｔ≧ｒ、ΔＨ≧ｒを満足することが好ましい。【００２２】
また、前記背面の前記断面形状において、前記背面を形成する曲線と前記対称面との交点と、当該交点から前記最大肉厚部までの間に位置する一点との間の曲線が、それら２点を通過する直線で近似されることが好ましい。【００２３】
または、前記背面の前記断面形状において、前記背面を形成する曲線と前記対称面との交点と、当該交点から前記最大肉厚部までの間に位置する一点との間の曲線が、円、楕円、放物線および双曲線のいずれかの曲線で近似されることが好ましい。【００２４】
また、前記１０次関数は、前記対称面の位置と前記原点との間に１つの極小値を有することが好ましい。
【００２５】
また、前記対称面と前記端部との間において厚みが最大となる最大厚肉部が形成されるとともに、前記最大厚肉部から前記端部に向かって漸次厚みが薄くなるように前記１０次関数の係数が決定されることが好ましい。【００２７】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の第２の態様は、上記第１の態様の連結導光板と、前記複数の導光板の前記平行溝に収納される複数の棒状光源と、前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられる複数のリフレクタと、前記複数の導光板の前記端面と前記最大厚肉部との間の前記背面に取り付けられる複数の反射シートと、前記複数の導光板の前記矩形状光出射面上に配置される拡散シートとを有することを特徴とする面状照明装置を提供するものである。
ここで、さらに、前記複数の導光板の前記矩形状光出射面と前記拡散シートとの間に配置されるプリズムシートを有するのが好ましい。
【００２８】
また、上記第３の課題を解決するために、本発明の第３の態様は、上記第２の態様の面状照明装置からなるバックライトユニットと、このバックライトユニットの光出射面側に配置される液晶表示パネルと、前記バックライトユニットおよび前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットとを有することを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の態様の導光板は、その背面の断面形状が上記１０関数式を満足するように形成されているので、光射出面から均一でむらの少ない、高輝度な照明光を出射することができる。更には、複数連結して連結導光板または導光板アセンブリとした場合に、連結部分で輝線が発生することが抑制される。
また、更には、棒状の光源が収容される溝に相当する背面部分の断面形状を、光出射面に向かうにしたがって細くしていくことにより、光射出面における照度または輝度のピークを低減することができ、光射出面における照度または輝度をより均一化することができ、光射出面に要求される均一度を達成することができる。【００３０】
また、それぞれ独立した複数個の本発明の導光板を、その端面が接するように互いに連結して連結導光板（導光板アセンブリ）とすることにより、または、複数個の導光板をその端面で一体となって連結されるように構成して連結導光板とすることにより、連結導光板の光射出面のサイズを、より大サイズとすることができる。このような連結導光板は、光射出面の連結部における輝線の発生を抑制することができる。【００３１】
また、本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様の導光板を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、連結導光板の連結部における輝線の発生が抑制され、より均一でむらが少なく、より高輝度な照明光を出射することのでき、また、照明表面を大サイズとすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することができる。【００３２】
また、本発明の第３の態様によれば、上記第２の態様の面状照明装置を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、連結導光板の連結部における輝線の発生が抑制され、より均一でむらが少なく、より高輝度な表示を行うことができ、また、その表示画面を大サイズとすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の導光板を複数並列して配置した連結導光板を用いる面状照明装置の一実施形態の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の導光板を有するバックライトユニットを用いた液晶表示装置の一実施形態の概略斜視図である。
【図３】図３Ａは、図２に示した液晶表示装置の概略断面図であり、図３Ｂは、その液晶表示装置に用いられる本発明の導光板およびこれに収納される棒状光源の一実施形態の概略断面図である。
【図４】本発明の導光板の背面の断面プロフィールを示す１０次関数式の一例のグラフである。
【図５】図３Ｂに示す導光板の背面に形成される平行溝と、その平行溝に収容される光源との関係を説明するための図である。
【図６】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに対して対称な放物線曲線の一部で形成されるような導光板の例である。
【図７】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに対して対称な楕円曲線の一部で形成されるような導光板の例である。
【図８】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに対して対称な円の一部（円弧）で構成されるような導光板の例である。
【図９】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに対して対称な曲線の一部で形成されるような導光板において、対称面における、その背面のなす角度について説明するための図である。
【図１０】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに向かって凸の曲線で形成されるような導光板の例である。
【図１１】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、棒状光源を収納する平行溝を構成する部分の背面の断面形状が対称面Ｓに向かって凸の曲線と凹の曲線を組み合わせた曲線で形成されるような導光板の例である。
【図１２】本発明の導光板の光出射面側に形成される網点パターンの一例である。
【図１３】図１３Ａは、本発明の面状照明装置の反射シートと導光板の傾斜面との間にプリズムシートが配置されている実施形態を示す概略部分断面図であり、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、それぞれ図１３Ａに示すプリズムシートの一実施形態を導光板側から見た概略平面図および概略横断面図である。
【図１４】図４のグラフに示す背面形状を有する導光板を３個連結して配置したときの光射出面における輝度分布の一例のグラフである。
【図１５】本発明の導光板の背面の断面プロフィールを示す１０次関数式の他の例のグラフであり、図３に示したグラフとは別のグラフである。
【図１６】本発明の導光板の背面の断面プロフィールを示す１０次関数式の他の例のグラフであり、図３および図１５に示したグラフとは別のグラフである。
【図１７】図１５に示す背面形状を有する導光板を３個連結して配置したときの光射出面における輝度分布の一例のグラフである。
【図１８】図１６に示す背面形状を有する導光板を３個連結して配置したときの光射出面における輝度分布の一例のグラフである。
【図１９】本発明の導光板の他の実施形態の概略断面図であり、背面の断面形状が光射出面に対して傾斜する直線で形成され、光源が収容される平行溝が三角形状の導光板の例である。
【図２０】図１９に示した形状を有する導光板を３個連結して配置したときの光射出面における輝度分布の一例のグラフである。
【図２１】図２１Ａは、本発明の面状照明装置の導光板の両端面に反射板を配置した構成例の概略部分断面図であり、図２１Ｂは、本発明の面状照明装置の複数の導光板を並列して配置した導光板アセンブリの両端面に反射板を配置した構成例の概略部分断面図である。
【図２２】従来の導光板を有する面光源装置の概略を示す分解斜視図である。
【図２３】図２１に示す面光源装置の導光板の出射面における輝度のグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
２  バックライトユニット
４  液晶表示パネル
６  駆動ユニット
１０  液晶表示装置
１２  光源
１４  拡散シート
１６、１７、１９  プリズムシート
１８  導光板
１８ａ  光射出面
１８ｂ  背面
１８ｃ  端面
１８ｄ  厚肉部
１８ｅ  薄肉端部
１８ｆ  平行溝
１８ｈ  一辺
２０  リフレクタ
２２  反射シート
２４  反射板
９２  網点パターン
Ｓ  対称面
Ｐ  交点
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の連結導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置について、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。
【００３６】
図１に、本発明の第１の態様の導光板を複数並列した連結導光板（導光板アセンブリ）を用いて構成した本発明の第２の態様の面状照明装置（以下、バックライトユニットともいう）の一実施形態の概略構成を示す模式的な断面図である。このような面状照明装置は、本発明の第３の態様の液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられる。図２に、図１に示すバックライトユニットの一つの導光板に対応する液晶表示装置の一実施形態の概略部分斜視図である。また、図３Ａは、図２に示す液晶表示装置の概略部分断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す液晶表示装置に用いられる本発明の導光板およびこれに収納される棒状光源の一実施形態の概略断面図である。
これらの図に示すように、液晶表示装置１０は、基本的に、バックライトユニット２と、バックライトユニット２の光射出面側に配置される液晶表示パネル４と、それらを駆動するための駆動ユニット６とを有する。バックライトユニット２は、冷陰極管１２と、拡散シート１４と、プリズムシート１６、１７と、導光板１８と、リフレクタ２０と、反射板２２とを備える。【００３７】
バックライトユニット２は、液晶表示パネル４の背後から、液晶表示パネル４の全面に均一な光を照射するための面状照明装置であり、液晶表示パネル４の画像表示面と略同一の光射出面（発光面）を有する。バックライトユニット２は、図１に示すように、基本的には、光源１２と、拡散シート１４と、２枚のプリズムシート１６および１７と、導光板１８と、リフレクタ２０と、反射シート２２とを有する。【００３８】
図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、光源１２は、細径の棒状の冷陰極管であり、液晶表示パネル４を照明するために用いられる。光源１２は、図３Ｂに示すように、導光板１８に形成された平行溝１８ｆ内に配置され、図２および図３Ａに示す駆動ユニット６と接続されている。ここでは、光源１２として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、棒状光源であれば、どのようなものでもよい。光源１２としては、例えば、通常の蛍光管や、ＬＥＤ（発光ダイオード）なども用いることもできる。すなわち、導光板１８の平行溝１８ｆと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にＬＥＤを配置したＬＥＤ光源を光源１２の代わりに用いても良い。このようなＬＥＤ光源は、導光体の上面および底面からＬＥＤの光を入射して導光体の側面からＬＥＤの光を出射することができる。【００３９】
図３Ａおよび図３Ｂに示す導光板１８は、図１に示した連結導光板の複数の導光板のうちの一つの導光板の概略断面である。導光板１８は、図３Ｂに示すように、前部を構成する平坦な矩形状の光射出面１８ａと、背部を構成する背面１８ｂと、端面１８ｃとから形成される。背面１８ｂは、光射出面１８ａの中心点を含み光射出面１８ａの一辺１８ｈ（図３Ｂ中、左右方向の一辺）に垂直な対称面Ｓに対して対称な形状を有している。また、背面１８ｂは、光射出面１８ａの一辺１８ｈに平行で光射出面１８ａに垂直な面における導光板１８の断面の背面１８ｂの断面プロフィールにおいて、背面１８ｂと端面１８ｃとの接続部分を原点Ｏとし、一辺１８ｈに平行な方向における原点Ｏからの位置をＸ、一辺１８ｈに垂直な方向における原点Ｏからの位置をＹとしたときに、背面１８ｂの断面形状（プロフィール）が下記１０次の関数式（１）を満足するように構成される。【００４０】
式（１）；Ｙ＝Ａ0 ＋Ａ1 ×Ｘ＋Ａ2 ×Ｘ2 ＋Ａ3 ×Ｘ3 ＋Ａ4 ×Ｘ4 ＋Ａ5 ×Ｘ5 ＋Ａ6 ×Ｘ6 ＋Ａ7 ×Ｘ7 ＋Ａ8 ×Ｘ8 ＋Ａ9 ×Ｘ9 ＋Ａ10 ×Ｘ10
−１．３×１０5≦Ａ0 ≦２．４×１０5、
−２．０×１０4≦Ａ1 ≦９．４×１０4、
−２．６×１０4≦Ａ2 ≦５．７×１０4、
−５．５×１０3≦Ａ3 ≦２．２×１０3、
−２．１×１０2≦Ａ4 ≦１．１×１０2、
−３．７×１０≦Ａ5 ≦２．２×１０、
−１．４×１０≦Ａ6 ≦３．３×１０、
−３．６≦Ａ7 ≦１．５、
−７．８×１０-2≦Ａ8 ≦３．３×１０-2、
−１．２×１０-2≦Ａ9 ≦３．２×１０-2、
−１．４×１０-3≦Ａ10 ≦４．９×１０-4【００４１】
図４は、本発明の導光板の背面の断面形状（断面プロフィール）を示す１０次関数式の一例のグラフである。図４に示したグラフは、Ａ0 ＝−１．２１×１０5、Ａ1 ＝９．３４×１０4、Ａ2 ＝−２．５３、Ａ3＝２．１５×１０3、Ａ4 ＝１．０３×１０2、Ａ5＝２．１６×１０、Ａ6 ＝−１．０４×１０、Ａ7＝１．４１、Ａ8 ＝３．３０×１０-2、Ａ9＝−１．１８×１０-2、Ａ10 ＝４．８７×１０-4の場合である。【００４２】
本発明の導光板１８は、図３Ｂに示すように、このような１０次関数式で表される断面形状の背面１８ｂと、平坦な光射出面１８ａとによって、厚肉部１８ｄと薄肉端部１８ｅとがそれぞれ形成される。また、導光板１８においては、厚肉部１８ｄの肉厚が最大となる最大肉厚部よりも内側（対称面に近い側）の背面１８ｇによって、光射出面１８ａの一辺１８ｈと垂直な平行溝１８ｆが形成される。図示例のように、この平行溝１８ｆに、上述した棒状の光源１２が収容される。【００４３】
このとき、図５に示すように、光源１２の半径をｒとし、光源１２の中心から導光板１８の平行溝１８ｆ部分の背面１８ｇまでの最短距離をｔとしたときにｔ≧ｒを満足することが好ましく、ｔ＞ｒ、すなわち、光源１２と導光板１８の平行溝１８ｆを構成する背面部分１８ｇとの間にわずかに間隔が形成されるように、導光板１８の平行溝１８ｆを構成する背面部分１８ｇの形状を設計することが好ましい。【００４４】
また、導光板１８の厚さ方向において、光源１２の中心から、導光板１８の最大の厚みを有する一対の最大肉厚背面部１８ｋ同士をそれぞれ結ぶ仮想面Ｖまで距離をΔＨとしたときに、ΔＨ≧ｒを満たすことが好ましく、ΔＨ＞ｒ、すなわち、光源１２が仮想面Ｖと接触しないように設計することがより好ましい。このように光源１２が仮想面Ｖと接触しないように設計することにより、例えば、図２および図３Ａに示すように、光源１２の利用効率を高めるためのリフレクタ２０を、導光板１８の平行溝１８ｆを覆うように設けたときに、光源１２のリフレクタ２０との接触により漏電（リーク）することが防止される。また、上記範囲を満たすような形状で平行溝１８ｆを構成することにより、光源１２が平行溝１８ｆ内に確実に収容され、光源１２の一部が導光板１８の平行溝１８ｆから露出しないようにすることができる。【００４５】
図３Ａおよび図３Ｂに示す構造を有する導光板１８において、その平行溝１８ｆに配置された光源１２から出射される光のうち、平行溝１８ｆを形成する背面部分１８ｇから導光板１８の内部に入射した光は、導光板１８の背面１８ｂで反射した後、光射出面１８ａから出射する。このとき、導光板１８の背面１８ｂから一部の光が漏出する場合もあるが、その漏出した光は、導光板１８の背面１８ｂ側に形成された反射シート１８で反射して再び導光板１８の内部に入射し、光射出面１８ａから出射する。本発明では、導光板１８の背面１８ｂを上述したような１０次関数の断面形状で形成することにより、導光板１８の光射出面１８ａから均一な光が放射される。【００４６】
本発明においては、導光板１８の背面１８ｂの断面形状を表す上記式（１）の１０次関数のそれぞれの係数（Ａ0 〜Ａ10 ）は、光射出面１８ａから出射する光束の光量分布が均一になるように決定されることが好ましい。このとき、１つの導光板に配置された光源から出射した光束が、その導光板の光射出面から実質的に、すべて出射するように係数を決定することができる。または、導光板を複数連結する場合に、ある導光板に配置される光源から出射した光が、その導光板から、すべて出射するのではなく、一部の光が、その導光板に隣接する導光板や更に離れた位置に存在する導光板の端面を通過して光射出面から出射するように係数を決定してもよい。【００４７】
本発明の導光板では、その背面１８ｂは、端面１８ｃとの接続部における傾きが零（０）になるように構成されることが好ましい。このように傾きをゼロにすることにより、図１に示すように、導光板１８を複数連結したときに、それら連結された導光板１８の光射出面１８ａの端面に対応する部分、すなわち連結部分において、輝線が発生することを抑制することができる。【００４８】
本発明において、導光板１８は、例えば、加熱した原料樹脂を押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いて製造することができる。導光板１８の材料としては、例えば、ポリカーボネートやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのアクリル系樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレートやＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの透明樹脂を用いることができる。透明樹脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良く、これにより光射出面からの光の出射効率を一層高めることができる。【００４９】
また、図３Ｂに示した導光板１８の背面１８ｂの断面形状（断面プロフィール）において、背面１８ｂを形成する曲線と対称面Ｓとの交点をＰとしたときに、この交点Ｐと、交点Ｐから原点までの間に位置する任意の一点との間の曲線が、すなわち、平行溝１８ｆを構成する部分の曲線が、円、楕円、放物線、双曲線、懸垂線のいずれかの曲線で近似されてもよい。また、交点Ｐから原点までの間に位置する任意の一点との間に変曲点を有する曲線を用いて、平行溝１８ｆを構成する部分を構成してもよい。【００５０】
すなわち、図６に示すように、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、対称面Ｓに対して対称な放物線曲線の一部で形成されるように導光板を構成したり、図７に示すような楕円曲線の一部で形成されるように導光板を構成することができる。或いは、図８に示すように、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、互いに交わる先鋭な１つの交点Ｐを有する対称面Ｓに対して対称な２つの曲線の一部から形成されるように導光板を構成することができる。
平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇが、このような断面形状であるような導光板は、その光射出面１８ａから均一な光を出射させることができる。【００５１】
また、図６に示すように、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、放物線の一部で形成されるように導光板を構成した場合においては、対称面Ｓに対して対称な背面１８ｇおよび１８ｇ'にそれぞれ対応する放物線の焦点が互いに異なるように形成してもよい。【００５２】
また、図８に示すように、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、対称面Ｓに対して対称な円の一部（円弧）で形成されるように導光板を構成することもできる。この場合は、図８に示すように、対称面Ｓに対して対称なそれぞれの背面１８ｇ、１８ｇ'が、それぞれ中心の異なる円の一部で構成される。これにより対称面Ｓに対して対称なそれぞれの背面１８ｇ、１８ｇ'が交わる部分Ｐは、図８に示すように尖った形状となる。【００５３】
また、本発明において、導光板の平行溝を構成する部分の背面の断面形状が、対称面Ｓに対して対称な曲線の一部で形成されるように導光板を構成した場合は、図９に示すように、交点（尖点）Ｐにおける一方の背面１８ｇの接線と、他方の背面１８ｇ'の交点Ｐにおける接線が互いになす角θは９０度以下が好ましく、６０度以下がより一層好ましい。このような範囲であれば、導光板１８の光射出面１８ａにおいて、それら背面の交点Ｐにおける輝線の発生を抑制することができるとともに、連結したときに連結部の輝線の発生をも抑制して、全体として均一な光を出射させることができる。【００５４】
図１〜図９に示される導光板では、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が対称面Ｓに向かって凹状となるような導光板の例を示したが、例えば、図１０および図１１に示すように、凸状としても良い。図１０は、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、対称面Ｓに向かって凸状の２つの曲線から形成される導光板７０の例であり、図１１は、平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇの断面形状が、平行溝１８ｆの中心に向かって凸の曲線と凹の曲線を組み合わせた曲線から形成される導光板の例である。図１０および図１１に示したような平行溝１８ｆを構成する部分の背面１８ｇも、輝線の発生を抑制しつつ光射出面から十分な照度の光を出射することができる。【００５５】
このように、本発明においては、導光板の平行溝の断面形状において、平行溝に相当する部分は、平行溝の中心に向かって凸若しくは凹の曲線状または直線状にすることができ、それらの組み合わせであってもよい。これらの曲線は、図示例の円弧に限定されず、対称面Ｓに向かって凸または凹の、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であればよい。また、本発明においては、平行溝の先端部分の断面形状が先細化されていれば、平行溝を構成する曲線は、平行溝の中心に向かって凸または凹の、円、楕円、放物線、または双曲線などの曲線の一部であれば良い。【００５６】
本発明の導光板においては、図１２に示すように、ある中心線Ｘにおいて網点の密度が高くその中心線Ｘから両側（中心線に対して垂直方向）に向かうにしたがって次第に網点の密度が低くなるような網点パターン９２を導光板１８の光射出面１８ａに、例えば、印刷により形成してもよい。このような網点パターン９２を、網点パターンの中心線Ｘが導光板１８の対象面に対応する位置と一致するように、導光板１８の光射出面１８ａに形成することにより、導光板１８の光射出面１８ａにおける輝線の発生やムラを抑制することができる。また、網点パターン９２を導光板１８に印刷する代わりに、網点パターンが形成された薄いシートを光射出面上に積層しても良い。網点の形状は、矩形、円形、楕円形などを任意の形状にすることができ、網点の密度は、輝線の強さや広がりに応じて適宜選択することができる。また、このような網点パターンを印刷により形成する代わりに、網点パターンに対応する部分を砂擦り面として荒らしてもよい。このような砂擦り面は、導光板の平行溝の最深部や側壁に形成してもよい。【００５７】
また、本発明者の知見によれば、図３Ｂに示したような、導光板１８の平行溝１８ｆを構成する背面部分の断面形状（プロフィール）が三角形状（Ｖ字状）の導光板においては、光源１２の直上、すなわち、矩形状光射出面１８ａの中心部分の相対照度は低くなっている。このような平行溝の断面形状が三角形状の場合は、平行溝の頂点（最深部）を所定の幅で平坦にするか、比較的曲率半径の小さな曲面にすることによって、光射出面における照度を均一化することが好ましい。本発明においては、導光板の平行溝の最深部の断面形状を上述したような形状になるように設計するだけで、導光板の光射出面における照度を最適に調整して均一化することができる。
なお、本発明では、対称面Ｓにおいて背面が交差する部分における断面形状、すなわち平行溝の先端部分の断面形状が、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。さらに、これに加え、その交差部分を砂擦り面とすることが好ましく、これにより、光射出面における照度または輝度のピーク値を低減することができる。【００５８】
また、本発明の導光板においては、導光板の光射出面における照度分布において、照度のピーク値が照度の平均値の３倍以下、より好ましくは、２倍以下となるように、導光板の背面の断面形状および平行溝を構成する部分の断面形状の少なくとも一方を調整することが好ましい。このように、導光板の光射出面における照度分布において、照度のピーク値が照度の平均値の３倍以下となるようにすることにより、導光板の光射出面から射出された照明光の照度分布が、従来より均一化される。その結果、導光板の光射出面から射出された照明光の拡散（ミキシングなど）をそれほど十分に行う必要がなく、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散シート１４の使用が可能となる。また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート１６、１７および１９自体の使用を止めることができる。あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート１６、１７および１９の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができる。【００５９】
以上、本発明の導光板の背面の断面形状（プロフィール）について説明したが、上述した形状の背面を有する導光板１８は、図１に示すように、その端面が互いに密接するように複数接続されて、大きな光射出面を有する連結導光板として構成され得る。かかる導光板１８においては、図３Ｂに示すように、導光板１８の平行溝１８ｆに設けられた冷陰極管１２から出射した光の一部が、その導光板の内部の傾斜面１８ｂで反射された後、その導光板１８の端面１８ｃに到達して、その端面１８ｃと接続する隣の導光板１８の端面１８ｃから、その導光板１８の内部に入射するように、背面の形状を設計することができる。これにより、隣に位置する導光板１８の光射出面１８ａから出射させることができる。このように複数個の導光板１８を、それら全ての光射出面が同一平面を構成するように並列して配置することにより、隣に位置する導光板１８に配置された冷陰極管１２からの光をも利用することができるので、光の出射効率を高めることができる。そして、更には、導光板１８の背面１８ｂの、端面１８ｃとの接続部における傾きが零（０）になるように構成することにより、図１に示すように、導光板１８を複数連結したときに、それら連結された導光板１８の光射出面１８ａの端面に対応する部分、すなわち連結部分において、輝線が発生することを一層抑制することができる。【００６０】
次に、図２および図３Ａに示したバックライトユニット２の拡散シートについて説明する。拡散シート１４は、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光を拡散して、均一化するために用いられる。拡散シート１４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やＭＳ樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂からなる平板状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化（以降これらを施した面を「砂擦り面」という。）を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料もしくは樹脂やガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記の樹脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。本発明において、拡散シート１４としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散シートを用いることができる。
本発明において、拡散シート１４としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み５００μｍ以下のフィルム状部材を用いることも好ましい。【００６１】
また、拡散シート１４は、導光板１８の光射出面１８ａから所定の距離だけ離して配置されることが好ましく、その距離は導光板１８の光射出面１８ａからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散シート１４を導光板１８の光射出面１８ａから所定の間隔だけ離すことにより、導光板１８の光射出面１８ａから射出する光が、光射出面１８ａと拡散シート１４の間で更にミキシング（混合）される。これにより、拡散シート１４を透過して液晶表示パネル４を照明する光の照度を、より一層均一化することができる。拡散シート１４を導光板１８の光射出面１８ａから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート１４と導光板１８との間にスペーサを設ける方法を用いることができる。【００６２】
特に、バックライトユニット２の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板１８の平行溝１８ｆの断面形状によって、平行溝１８ｆに相当する導光板１８の光射出面１８ａにおける照度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散シート１４と導光板１８の光射出面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散シート１４から射出される照明光を照度分布を均一にしても良い。また、導光板１８の平行溝１８ｆの断面形状の改良（平行溝の先端部分の先細化）に限界があり、平行溝１８ｆに相当する導光板１８の光射出面１８ａにおける照度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート１４と導光板１８の光射出面１８ａとの間に間隙を設けて、拡散シート１４から射出される照明光の照度分布を均一にしても良い。【００６３】
次に、図２および図３Ａに示すバックライトユニットのプリズムシートについて説明する。プリズムシート１６および１７は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート１６および１７の一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板１８の平行溝１８ｆと平行になるように配置され、他方は垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート１６および１７は、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。また、プリズムシート１６は、プリズムの頂角が導光板１８の光射出面１８ａと対向するように配置される。ここで、プリズムシート１６および１７の配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート１６を配置し、そのプリズムシート１６の上に、導光板１８の平行溝１８ｆと垂直な方向に延在するプリズムを有するプリズムシートを配置しても良く、また、その逆でも良い。【００６４】
また、図示例では、プリズムシートを用いているが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。【００６５】
本発明においては、更に、図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示すように、反射シート２２と背面１８ｂとの間にもプリズムシート１９を設けることが好ましい。図１３Ａは、反射シート２２と導光板１８の背面１８ｂとの間にプリズムシート１９が配置されている様子を示す概略断面図であり、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、それぞれ、反射シート２２と導光板１８の背面１８ｂに配置されているプリズムシート１９を導光板側から見た概略平面図および概略横断面図である。反射シート２２と導光板１８の背面１８ｂとの間に設けられるプリズムシート１９は、プリズム１９ａの延在する方向が導光板１８の平行溝１８ｆと垂直になるように配置されるとともに、プリズム１９ａの頂角が導光板１８の背面１８ｂと対向するように配置することが好ましい。【００６６】
ここではプリズムシートを用いたが、プリズムシートと同様の効果を有する光学素子を用いても良く、レンズ効果を有する光学素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子が規則的に配置されたシートを設けても良い。
なお、図示例においては、プリズムシート１６および１７、さらに好ましくはプリズムシート１９を用いているが、導光板１８の平行溝１８ｆによる光射出面１８ａにおける照度がより均一化されている場合には、プリズムシート１９はもちろん不要であるし、プリズムシート１６および１７のどちらか一方、または両方を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。【００６７】
つぎに、図２および図３Ａに示すバックライトユニット２の反射シートについて説明する。図２および図３Ａにおいて、反射シート２２は、導光板１８の背面（図中、下面）から漏洩する光を反射して、再び導光板１８に入射させるために用いられ、光の利用効率を向上させることができる。反射シート２２は、導光板１８の下面（傾斜面）を覆うように形成される。リフレクタ２０は、導光板１８の平行溝１８ｆを塞ぐように光源１２の背後に設けられる。リフレクタ２０は、光源１２の下面から光を反射して、導光板１８の平行溝１８ｆの側壁面から光を入射させることができる。【００６８】
反射シート２２は、導光板１８の背面（図中、下面）から漏洩する光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは上記のような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。また、リフレクタ２０は、例えば、上記反射シートと同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した樹脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。【００６９】
以上、本発明の導光板、それを用いる面状照明装置および液晶表示装置について説明した。
つぎに、本発明の導光板を複数連結した連結導光板または導光板アセンブリを用いたときの光射出面の輝度分布をシミュレーションにより調べた。図１４に、シミュレーションにより得られた輝度分布のグラフを示す。ここでは、３個の導光板を連結した場合を例に調べ、導光板の背面の断面形状は、下記表１に示す係数（Ａ0 〜Ａ10）によって特定される１０次関数で表される曲線形状（形状１）とした。前述した図４が、この関数式を満足するグラフを示している。図４において、横軸Ｘが、図３Ｂに示す導光板の一辺１８ｈに平行な方向における原点Ｏからの位置であり、縦軸Ｙが、導光板１８の一辺１８ｈに垂直な方向における原点Ｏからの位置である。また、輝度の計測においては、導光板の最大厚みを５．５ｍｍとし、光源の直径を２ｍｍ、１つの導光板の幅を３０ｍｍとした。また、図３Ａに示すように、導光板１８の背面１８ｂに反射シート２２とリフレクタ２０を設けた構成においてシミュレーションを行なった結果である。【００７０】
【表１】
0004855944.tif 000002
【００７１】
また、上記表１の形状２および形状３に示す係数Ａ0〜Ａ10によって特定される１０次関数で表される背面形状を有する導光板についても同様に光射出面の輝度分布をシミュレーションにより調べた。図１５および図１６に、形状２および形状３の１０次関数曲線をそれぞれ示した。これら形状２および形状３の導光板の輝度分布をそれぞれ図１７および図１８に示した。
また、形状１〜３の背面形状を有するそれぞれの導光板の光射出面における輝度の平均値、最大値、最小値、平均値に対する最大値の比（最大値／平均値）を下記表２に示した。【００７２】
【表２】
0004855944.tif 000003
【００７３】
また、参考例として、図１９に示す背面形状を有する導光板の光射出面の輝度分布についてもシミュレーションにより調べた。図２０に、そのシミュレーションにより得られた輝度分布を示す。導光板１７の背面１８ｂの断面形状は、図１９に示すように光射出面１８ａに対して傾斜した直線状とし、光源の直径を３ｍｍとし、導光板１８の最大厚さを５．５ｍｍ、最端部における導光板の厚さを２．７５ｍｍとした。また、光源が収容される平行溝の断面形状を正三角形とした。このような条件で、上記と同様にしてシミュレーションにより導光板の光射出面の輝度を計測した。【００７４】
図１４、図１７、図１８および図２０の輝度分布のグラフからわかるように、形状１〜３の本発明の導光板は、図１９に示した導光板に比べて、光射出面における輝度の最大値と最小値の間隔が狭くなっている。すなわち、光射出面における輝度むらが抑制されているのがわかる。特に、それら輝度分布のグラフに示されているように導光板の連結部分（Ｘ＝±１５ｍｍにおいて輝度の変動が少なく、光射出面における輝度が均一化されている。このことは、表２において、形状１〜３のいずれの導光板も、平均値に対する最大値の比が小さくなっていることからもわかる。特に、形状２の導光板は、輝度の平均値が高く、しかも均一化された輝度分布を示しており、高輝度を維持しつつ輝度むらが低減された導光板を実現している。【００７５】
このように本発明の導光板によれば、複数連結した連結導光板の場合に光射出面の輝度を均一化することができるとともに、連結導光板の連結部分における輝線の発生を抑制することができることがわかる。
なお、ここでは、導光板の幅を３０ｍｍとしてシミュレーションにより計算したが、本発明では、用途に応じて導光板の幅を変更することができる。この場合は、導光板の背面の断面形状を上記１０次関数式（１）を満足するように設計すればよく、図４、図１５および図１６のグラフに相似した形状としてもよい。【００７６】
本発明の導光板を複数並べて配置して連結導光板とすることにより、光出射面から出射する光束の光量分布が均一で、輝線の発生が抑制された大サイズの光照射面を有するバックライトユニットとすることができる。そして、このような大サイズの光照射面を有するバックライトユニットは、大サイズの表示画面を有する液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置に最適である。【００７７】
以上、本発明の導光板およびそれを備えるバックライトユニット並びに液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。【００７８】
例えば、上記例では、本発明の導光板を一体として連結して構成して大型の導光板（連結導光板）を形成した形態について説明したが、本発明の導光板をそれぞれ独立した一つのユニットとし、それらを互いに連結して大型の導光板（連結導光板、導光板アセンブリ）を形成した形態としてもよい。製造効率の観点からは、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の本発明の導光板を一体として連結して成形することが好ましい。このような構成にすることにより、一枚の導光板で、光出射面から出射する光束の光量分布が均一で、輝線の発生が抑制された大サイズの光照射面を有する薄型のバックライトユニットを実現することができる。また、このような複数の導光板を一体として成形した連結導光体は、例えば、押出成形法を用いて容易に製造することができる。【００７９】
また、１つ１つ独立した、図３Ｂに示す構造を有する導光板を複数連結して連結導光板（導光板アセンブリ）を構成した場合は、一方の導光板の端面部から他方の導光板に向かって光が透過する際に、その端面部において光の散乱などが生じる恐れがある。しかしながら、複数の導光板を一体として成形した連結導光板においては、そのような端面部での光の散乱は発生しないので、光源からの光の利用効率を更に高めることができる。【００８０】
また、本発明の導光板においては、端面の面積などを考慮して、図２１Ａに示すように、導光板１８の端面に反射板２４を配置してもよい。また、上述したように、導光板１８を複数配置して連結導光板（導光板アセンブリ）とする場合には、図２１Ｂに示すように、最も外側に配置される導光板１８の側面に反射板２４を配置すればよい。このような反射板２４を側面に配置することで導光板２４の端面からの光の漏出を防止することができ、光利用効率を一層高めることができる。反射板２４は、前述した反射シートやリフレクタと同様な材料を用いて形成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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