(57)【要約】【課題】本発明の目的は、大型かつ薄型な形状であり、光の利用効率が高く、輝度むらが少ない光を中高な輝度分布の光で出射することができる導光板を提供することにある。【解決手段】矩形状の平坦な光射出面と、光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み、互いに対向する位置に配置される２つの光入射面と、これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜背面と、これらの２つの傾斜背面を接合する湾曲部とを有し、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板であって、光射出面の中央を含む主要部と、それぞれ、主要部よりも光入射面側の領域であり光入射面の全面を含む２つの光入射部とで構成され、光入射部は、少なくとも前記主要部と接合している領域が前記主要部とは屈折率が異なる材料で形成され、主要部と光入射部との境界面が、光入射面に平行な面に対して凹凸となる形状であることを特徴とする導光板である。【選択図】図９
2009245732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の平坦な光射出面と、
前記光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み、互いに対向する位置に配置される２つの光入射面と、
これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜背面と、
これらの２つの傾斜背面を接合する湾曲部とを有し、
その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板であって、
前記光射出面の中央を含む主要部と、それぞれ、前記主要部よりも前記光入射面側の領域であり前記光入射面の全面を含む２つの光入射部とで構成され、
前記光入射部は、少なくとも前記主要部と接合している領域が前記主要部とは屈折率が異なる材料で形成され、
前記主要部と前記光入射部との境界面が、前記光入射面に平行な面に対して凹凸となる形状であることを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記境界面は、レンチキュラー形又はプリズム形の形状であること請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記主要部は、前記光入射部よりも屈折率の低い材料で形成されている請求項１または２に記載の導光板。
【請求項４】
前記光入射部は、前記主要部よりも前記散乱粒子の濃度が高い請求項１〜３のいずれかに記載の導光板。
【請求項５】
前記光入射部は、前記光入射面の全面を含む領域である外端部分と前記外端部分と前記主要部との間の領域である中間部分とで構成され、
外端部分は、中間部分と屈折率の異なる材料で形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】
前記光入射部は、前記外端部分と前記中間部分との境界面が、前記光入射面に平行な面に対して凹凸となる形状であることを特徴とする請求項５に記載の導光板。
【請求項７】
前記外端部分は、前記主要部と同じ材料である請求項５または６に記載の導光板。
【請求項８】
前記中間部分は、前記外端部分と前記主要部との間を複数に分割する分割層で構成され、
隣接する分割層同士、前記外端部分と隣接する前記分割層、前記主要部と隣接する前記分割層とが、互いに異なる屈折率の材料で形成されている請求項５〜７のいずれかに記載の導光板。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれかに記載の導光板と、
前記導光板の２つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された２つの光源とを有する面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光が入射して内部を伝播し、散乱して光射出面から射出する導光板と、光源と導光板とを有する屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示装置の液晶パネルを照明するバックライトや、広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置に関する。
【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バックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板、導光板から出射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。
【０００３】
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、照明用の光源の直上に導光板を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。
しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが７２ｍ程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。
【０００４】
ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、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導光板を用いる方式（例えば、特許文献１〜４参照）のバックライトユニットが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、少なくとも１つの光入射領域および少なくとも１つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献３には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光射出面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献４には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。
【０００６】
また、導光板としては、上記以外にも中間部の厚みが入射側の端部及び対向側の端部の厚みに比べ大きく形成されている導光板、入光部から離れるにしたがって厚みが厚くなる方向傾斜した反射面を有する導光板、表面部と裏面部との間の距離が入射部で最小になり、入射部から最大離距離において厚さが最大になるような形状を有する形状の導光板が提案されている（例えば、特許文献５から８参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−３６０３７号公報
【特許文献２】特開平０８−２４８２３３号公報
【特許文献３】特開平０８−２７１７３９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３９６３号公報
【特許文献５】特開２００３−９０９１９号公報
【特許文献６】特開２００４−１７１９４８号公報
【特許文献７】特開２００５−１０８６７６号公報
【特許文献８】特開２００５−３０２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、光源から遠ざかるにつれて厚みが薄くなる導光板を用いるタンデム方式などのバックライトユニットでは、薄型のものを実現することが可能であるが、冷陰極管とリフレクタの相対寸法の関係により光利用効率で直下型より劣っているという問題があった。また、導光板に形成された溝に冷陰極管を収容する形状の導光板を用いる場合、冷陰極管から遠ざかるにつれて厚みを薄くする形状とすることはできるが、導光板の厚みを薄くすると、溝に配置された冷陰極管の直上における輝度が強くなり、光射出面の輝度むらが顕著になるという問題があった。また、これらの方式の導光板は、いずれも、形状が複雑となるため、加工コストがアップし、大型、例えば、画面サイズが３７インチ以上、特に、５０インチ以上の液晶テレビのバックライト用の導光板とした時には、高コストとなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、特許文献５から８には、製造安定化や、多重反射を利用した輝度（光量）むら抑制のために光入射面から離れるにしたがって厚みを厚くする導光板が提案されているが、これらの導光板は、透明体であり、光源から入射した光がそのまま反対方向の端部側に光が抜けてしまうため、下面にプリズムやドットパターンを付与する必要がある。
また、光入射面とは反対側の端部に反射部材を配置し、入射した光を多重反射させて光射出面から射出させる方法もあるが、大型化するためには導光板を厚くする必要があり、重くなり、コストも高くなる。また、光源の写りこみが生じ、輝度むらとなるという問題もある。
【００１０】
一方、平板型導光板を用いたサイドライト方式では、入射光を光射出面から効率よく射出させるために、内部に微小な散乱粒子を分散させている。このような平板形状の導光板では、散乱微粒子を均一に分散させても大画面化すると、散乱微粒子濃度が０．３０ｗｔ％であれば、光利用効率８３％を確保できるが、図１８に実線で示す照度分布のように、中央部が暗くなり、明るさにむら、すなわち輝度むらが生じ、視認されてしまうという問題があった。
この輝度むらを平坦にするためには、散乱微粒子の濃度を下げて先端からの漏れ光を増やす必要があり、結果として利用効率の低下を生じ、また、輝度も低下するという問題があった。例えば、同一条件で、散乱微粒子濃度を０．１０ｗｔ％とすれば、図１８に点線で示すように、輝度むらを大幅に低減できるが、輝度が低下し、光利用効率も４３％に低下するという問題があった。
さらに、大型の液晶テレビなどの大型ディスプレイに求められる光射出面上の明るさの分布は、画面の中央部付近が周辺部に比べて明るい分布、いわゆる中高な分布、例えば釣鐘状の分布である。しかしながら、散乱微粒子が分散した平板形状の導光板では、散乱微粒子の濃度を下げて平坦な明るさの分布を得ることはできるが、中高な明るさの分布を実現することはできないという問題があった。
【００１１】
さらに、薄型バックライト用に、タンデム方式の導光板とは逆に、光源から遠ざかるにつれて厚みが厚くなる導光板を用いることも考えられているが、薄型化が可能で、画面全体に平坦な輝度が得られているものの、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、いわゆる中高な明るさの分布を得ることについては全く開示がなく、全く考慮だにされていないという問題があった。
【００１２】
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、かつ、故障の少ないまたは故障しない導光板及び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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、矩形状の平坦な光射出面と、前記光射出面の対向する２つの長辺をそれぞれ含み、互いに対向する位置に配置される２つの光入射面と、これらの２つの光入射面から前記光射出面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光射出面からの距離が遠くなる対称な２つの傾斜背面と、これらの２つの傾斜背面を接合する湾曲部とを有し、その内部に伝搬する光を散乱する散乱粒子を含む導光板であって、前記光射出面の中央を含む主要部と、それぞれ、前記主要部よりも前記光入射面側の領域であり前記光入射面の全面を含む２つの光入射部とで構成され、前記光入射部は、少なくとも前記主要部と接合している領域が前記主要部とは屈折率が異なる材料で形成され、前記主要部と前記光入射部との境界面が、前記光入射面に平行な面に対して凹凸となる形状であることを特徴とする導光板を提供するものである。
【００１４】
ここで、前記境界面は、レンチキュラー形又はプリズム形の形状であることが好ましい。
また、前記主要部は、前記光入射部よりも屈折率の低い材料で形成されていることも好ましい。
また、前記光入射部は、前記主要部よりも前記散乱粒子の濃度が高いことも好ましい。
【００１５】
また、前記光入射部は、前記光入射面の全面を含む領域である外端部分と前記外端部分と前記主要部との間の領域である中間部分とで構成され、外端部分は、中間部分と屈折率の異なる材料で形成されていることが好ましい。
また、前記光入射部は、前記外端部分と前記中間部分との境界面が、前記光入射面に平行な面に対して凹凸となる形状であることが好ましい。
また、前記外端部分は、前記主要部と同じ材料であることが好ましい。
また、前記中間部分は、前記外端部分と前記主要部との間を複数に分割する分割層で構成され、隣接する分割層同士、前記外端部分と隣接する前記分割層、前記主要部と隣接する前記分割層とが、互いに異なる屈折率の材料で形成されていることが好ましい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は、上記のいずれかに記載の導光板と、前記導光板の２つの前記光入射面に対向してそれぞれ配置された２つの光源とを有する面状照明装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導光板の光入射部（外端部分と中間部分）と主要部とは屈折率の異なる材料で形成し、さらに、境界面を凹凸形状とすることで、光入射面から入射された光を境界面で、屈折かつ拡散させて、主要部に導光することができる。
これにより、光源から導光板に入射した光が光入射面付近で光射出面から過度に射出されることを防止でき、光源から入射した光を主要部に好適に導光することができ、光利用効率を高くすることができる。また、境界面で散乱させることで、輝度分布を調整しやすくすることができ、より好適中高の輝度分布とすることができる。
これにより、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、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布を得ることができ、液晶テレビなどの液晶表示装置に好適に用いることのできる導光板及び面状照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る導光板及び面状照明装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る導光板及び面状照明装置を備える液晶表示装置の基本的な形態について説明する。
図１は、本発明の導光板を有す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。
【００２０】
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の光射出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、面状照明装置の構成を示すため、液晶表示パネル１２の一部の図示を省略している。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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射出面を有する。
【００２４】
この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、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とで構成されている。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。
【００２５】
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。
照明装置本体２４は、光を射出する光源２８と、光源２８から射出された光を面状の光として射出する導光板３０と、導光板３０から射出された光を、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。
【００２６】
まず、光源２８について説明する。
図４（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置２０の光源２８の概略構成を示す斜視図であり、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。
【００２７】
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、複数のＬＥＤチップ５０を支持する光源支持部（複数のＬＥＤチップ５０が列状に配置される支持体）５２とを有する。
【００２８】
ＬＥＤチップ５０は、青色光を射出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から白色光を射出する。
つまり、ＬＥＤチップ５０の発光ダイオードの表面から射出された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質を励起して蛍光を発光する。この蛍光物質として、発光ダイオードから射出される青色光と補色の関係となる蛍光を発色する蛍光物質を選択すれば、発光ダイオードから射出された青色光が蛍光物質を透過することによって、発光ダイオードから射出された青色光と蛍光物質が発光する補色とが混じって白色光が生成され、この白色光がＬＥＤチップ５０から射出される。
【００２９】
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の最薄側端面である光入射面（３０ｄ、３０ｅ）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（３０ｄ、３０ｅ）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３０ｄまたは第２光入射面３０ｅの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面３０ａと第１光入射面３０ｄとが交わる線と平行に、または、光射出面３０ａと第２光入射面３０ｅ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。
また、各ＬＥＤチップ５０は、後述する導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅの長手方向に沿って、光源支持部５２上に固定されている。
光源支持部５２は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、ＬＥＤチップ５０から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。なお、光源支持部には、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。
【００３１】
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（光射出面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の光射出面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の光射出面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。
【００３２】
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。光源を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。また、ＬＥＤチップ５０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をより薄型にするために、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。
【００３４】
また、本実施形態では、ＬＥＤチップ５０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５４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、上下に積層させた構成の多層形の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、同じ厚さのＬＥＤアレイにより多くのＬＥＤアレイを積層させることができる。
【００３５】
そして、このように多層のＬＥＤアレイを積層させること、つまり、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、多層に積層させたＬＥＤアレイでも、上述のＬＥＤチップと同様に、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。
【００３６】
次に、導光板３０について説明する。
図５は、導光板３０の形状を示す概略斜視図である。
導光板３０は、図２、図３及び図５に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面３０ａと、この光射出面３０ａの一方の両端辺に対してそれぞれ略垂直に形成された、対向する２つの（１対の）光入射面（第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅ）と、光射出面３０ａの他方の両端辺に対してそれぞれ略垂直に形成された、対向する２つの（１対の）側面（第１側面３０ｆと第２側面３０ｇ）とを有している。
【００３７】
光射出面３０ａの反対側、つまり、導光板３０の背面側には、所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）が形成されている。
この傾斜面は、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向の端辺と平行で、光射出面３０ａを２等分する２等分線α（図１、図３参照）を中心軸（結合部分）として互いに対称で、光射出面３０ａに対して所定の角度で傾斜している。
【００３８】
第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃは、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅから遠ざかるに従って光射出面３０ａからの距離が遠ざかる（長くなる）ように、つまり、それぞれ第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅから導光板３０の中央部（２等分線α）に向かうに従って、導光板３０の光射出面３０ａに垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜している。
【００３９】
つまり、導光板３０は、両端部、すなわち第１光入射面３０ｄと第２光入射面３０ｅで厚みが最も薄くなり、中央部、すなわち第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃが交差する２等分線αに対応する位置で厚さが最大となる。言い換えれば、導光板３０は、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから離れるに従って導光板の光射出面３０ａに垂直な方向の厚みが厚くなる形状である。なお、光射出面３０ａに対する第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃの傾斜角度は特に限定されない。
【００４０】
また、導光板３０は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、光射出面の中央を含む主要部６０と、主要部６０よりも第１光入射面３０ｄ側の領域であり第１光入射面３０ｄの全面を含む第１光入射部６２と、主要部６０よりも第２光入射面３０ｅ側の領域であり第２光入射面３０ｄの全面を含む第２光入射部６４とで構成され、第１光入射部６２及び第２光入射部６４は、主要部６０とは、屈折率の異なる透明樹脂で形成されている。第１光入射部６２と主要部６０と接合面（連結面）が境界面６８となり、第２光入射部６４と主要部６０と接合面が境界面７０となる。
言い換えれば、導光板３０は、中央の主要部６０の境界面６８よりも第１光入射面３０ｄ側が第１光入射部６２となり、主要部６０の境界面７０よりも第２光入射面３０ｅ側が第２光入射面６４となる。
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、境界面６８及び境界面７０は、光出射面３０ａ側から見た形状が凹凸となり側面３０ｆから見た形状が直線となる、レンチキュラー形状である。
【００４１】
ここで、上述した２つの光源２８は、図３に示すように、それぞれ導光板３０の第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。具体的には、複数のＬＥＤチップ５０ａと光源支持部５２ａで構成された光源２８が第１光入射面３０ｄに対向して配置され、複数のＬＥＤチップ５０ｂと光源支持部５２ｂで構成された光源２８が第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。ここで、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、光射出面３０ａに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ａ（図４（Ｂ）参照）と第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅの長さが略同じ長さである。
【００４２】
このように面状照明装置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。
【００４３】
図２に示す導光板３０では、光源２８から射出され、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅから入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、境界面６８、７０を通過することで、光入射部６２、６４から主要部に導光される。その後、主要部６０の内部を通過し、直接、または第１傾斜面３０ｂ及び／又は第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから出射する。このとき、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃの外側表面に配置された反射板３４によって反射され、再び導光板３０の内部に入射する。反射板３４については後ほど詳細に説明する。
【００４４】
このように、導光板３０の形状を、対向する位置に光源２８が配置された第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅから導光板３０の中心に向かうに従って、光射出面３０ａに垂直な方向の厚みが厚くなる形状とすることで、光入射面から入射する光を光入射面からより遠い位置まで届けることができ、光射出面３０ａを大きくすることができる。また、光入射面３０ｄ、３０ｅから入射した光を遠い位置まで好適に届けることができるため、導光板３０を薄型化することができる。
また、導光板３０を屈折率の異なる材料で形成された主要部６０と、光入射部６２、６４とで構成することで、光入射面３０ｄ、３０ｅから入射された光は、境界面６８、７０で屈折、散乱される。これにより、このように光入射部近傍で屈折させることで、入射面近傍で光が漏れでることをより確実に防止することができる。また、境界面をレンチキュラー形状とし、その形状を調整することで、光をより遠くまで届けることができ、さらに、輝度むらが発生することを防止しつつ、所望の中高な輝度分布の光を射出させることができる。
【００４５】
導光板３０は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板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、誘電体ポリマーなどを用いることができる。このような散乱粒子を導光板３０の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光射出面から出射することができる。ここで、導光板３０の第１光入射部６２及び第２光入射部６４と主要部６０とには、異なる屈折率の透明樹脂を用いる。
また、このような導光板３０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。さらに、導光板３０で一体に製造することに限定されず、主要部６０と、第１光入射部６２と、第２光入射部６４を別々に成型し、３つの部材を接着剤で接合させてもよい。
【００４６】
例えば、光入射部６２、６４を屈折率１．４９のＰＭＭＡ（アクリル）で作成し、主要部６０を屈折率１．５４のＰＳ（ポリスチレン）で作成することで、屈折率の異なる材料で形成された光入射部６２、６４と主要部６０とを有する導光板とすることができる。
【００４７】
また、導光板３０に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向（導光板に入射する光の進行方向に平行な方向、光射出面３０ａに平行で、光射出面３０ａと光入射面（第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅ）との接線に垂直な方向）における導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから光射出面３０ａに直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向（本実施形態では、導光板３０の第１光入射面３０ｄに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。）の半分の長さ（２等分線αの位置までの長さ）をＬＧ、導光板３０に含まれる散乱粒子の密度（単位体積あたりの粒子数）をＮｐ、補正係数をＫＣとした場合に、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、さらに、補正係数ＫＣの値が０．００５以上０．１以下であるという関係を満たしているのがよい。導光板３０は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光射出面３０ａから出射することができる。
【００４８】
一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Ｔは、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ則により下記式（１）で表される。
Ｔ＝Ｉ／Ｉ０＝ｅｘｐ（−ρ・ｘ）・・・（１）
ここで、ｘは距離、Ｉ０は入射光強度、Ｉは出射光強度、ρは減衰定数である。
【００４９】
上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Ｎpとを用いて下記式（２）で表される。
ρ＝Φ・Ｎｐ・・・（２）
【００５０】
したがって、導光板に入射した光の進行方向に平行な方向における導光板の入射面から厚みが最も厚い位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光軸方向の半分の長さをＬＧとすると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔは、下記式（３）で与えられる。
Ｅｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ）・・・（３）
ここで、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧは、図３（Ａ）に示すように、導光板３０の一方の光入射面３０ｄ又は３０ｅから導光板３０の中心（２等分線α）までの長さとなる。
【００５１】
また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板３０の光入射面３０ｄ、３０ｅから光軸方向に長さＬＧ離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図２に示す導光板３０の場合は、光入射面３０ｄ、３０ｅから入射する光に対する、導光板３０の中心（導光板３０の光軸方向の半分の長さとなる位置）に到達する光の割合である。
【００５２】
ここで式（３）は有限の大きさの空間におけるものであり、式（１）との関係を補正するための補正係数ＫＣを導入する。補正係数ＫＣは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔは、下記式（４）で表される。
Ｅｏｕｔ＝ｅｘｐ（−Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ）・・・（４）
【００５３】
式（４）に従えば、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が３．５のときに、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが３％であり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が４．７のときに、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが１％である。
この結果より、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が大きくなると、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが低くなることが分かる。光は導光板３０の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Ｅｏｕｔが低くなると考えられる。
【００５４】
したがって、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は大きいほど導光板３０として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から射出される光を少なくし、光射出面３０ａから射出される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光射出面３０ａから射出される光の割合（以下「光利用効率」ともいう。）を高くすることができる。具体的には、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を１．１以上とすることで、光利用効率を５０％以上にすることができる。
【００５５】
ここで、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を大きくすると、導光板３０の光射出面３０ａから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値を８．２以下とすることで、照度むらを一定以下（許容範囲内）に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。
【００５６】
以上より、本発明の導光板３０のΦ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は、１．１以上かつ８．２以下であるという関係を満たすことが好ましく、２．０以上かつ８．０以下であることがより好ましい。また、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値は、３．０以上であればさらに好ましく、４．７以上であれば最も好ましい。
また、補正係数ＫＣは、０．００５以上０．１以下（０．００５≦ＫＣ≦０．１）であることが好ましい。
【００５７】
以下、具体例とともに、導光板３０についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Ｎｐ、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧ、補正係数ＫＣを種々の値とし、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。なお、下記測定例は、主要部と光入射部とを屈折率が同じ材料で形成した場合について測定した結果である。境界面の有無により光の散乱効果は変化し、輝度分布の形状は、本願発明の導光板とは異なるが、散乱粒子による散乱効果、光利用効率の変化、輝度むらの変化の方向性等は、同様の傾向を有する。
ここで、照度むら［％］は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をＩMaxとし、最小照度をＩMinとし、平均照度をＩAveとしたときの［（ＩMax−ＩMin）／ＩAve］×１００とした。
測定した結果を表１に示す。また、表１における判定は、光利用効率が５０％以上かつ照度むらが１５０％以下の場合を○、光利用効率が５０％より小さいまたは照度むらが１５０％より大きい場合を×として示す。
【００５８】
【表１】
2009245732.tif 000003
【００５９】
また、図６に、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣの値と光利用効率（光入射面から入射する光に対して、光射出面から射出される光の割合）との関係を測定した結果を示す。
表１及び図６に示すように、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を５０％以上とすることができ、８．２以下とすることで、照度ムラを１５０％以下にすることができることがわかる。
また、Ｋｃを０．００５以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、０．１以下とすることで、導光板から射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。
【００６０】
次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Ｎｐが種々の値の導光板を作成して、それぞれの導光板の光射出面の各位置から射出される光の照度分布を測定した。ここで、本実施形態では、粒子密度Ｎｐを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さＬＧ、補正係数ＫＣ、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣは、粒子密度Ｎｐに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図７に示す。図７は、縦軸を照度［ｌｘ］とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離（導光長）［ｍｍ］とした。
【００６１】
さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をＩMaxとし、最小照度をＩMinとし、平均照度をＩAveとしたときの照度むら［（ＩMax−ＩMin）／ＩAve］×１００［％］を算出した。
図８に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図８では、縦軸を照度むら［％］とし、横軸を粒子密度［個／ｍ3］とした。また、図８には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率［％］とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。
【００６２】
図７、図８に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらが小さくなることがわかる。
【００６３】
ここで、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を５０％以上とし、かつ、照度むらを１５０％以下とすることができる。照度むらを１５０％以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
【００６４】
次に、光学部材ユニット３２について説明する。
光学部材ユニット３２は、導光板３０の光射出面３０ａから射出された照明光をより輝度むらのない光にして、照明装置本体２４の光射出面２４ａからより輝度むらのない照明光を射出するためのもので、図２に示すように、導光板３０の光射出面３０ａから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート３２ａと、光入射面３０ｄ、３０ｅと光射出面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から射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する拡散シート３２ｃとを有する。
【００６５】
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号公報の段落［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。
【００６６】
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および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の光射出面３０ａから射出された照明光の輝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。
【００６７】
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、プリズムシートおよび拡散シートを各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。
【００６８】
次に、照明装置本体の反射板３４について説明する。
反射板３４は、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ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の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃに対応した形状で、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃの外側表面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の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃが断面三角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。
【００６９】
反射板３４は、導光板３０の傾斜面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。
【００７０】
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の光射出面３０ａ側に、光源２８及び導光板３０の光射出面３０ａの端部とＬＥＤチップ５０（第１光入射面３０ｄ側の端部とＬＥＤチップ５０ａ及び第２光入射面３０ｅ側の端部とＬＥＤチップ５０ｂ）と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の光射出面３０ａの一部から光源２８のアレイ基板５４の一部までを覆うように配置されている。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。
【００７１】
このように、上部誘導反射板３６を配置することで、光源２８から射出された光が導光板３０に入射することなく、光射出面３０側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８のＬＥＤチップ５０から射出された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅ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。
【００７２】
下部誘導反射板３８は、導光板３０の光射出面３０ａ側とは反対側、つまり、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ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の導光板中心側の端部は、反射板３４と連結されている。
下部誘導反射板３８を設けることで、光源２８から射出された光が導光板３０に入射することなく、導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源２８のＬＥＤチップ５０から射出された光を効率よく導光板３０の第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅ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。
【００７３】
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。
【００７４】
上部誘導反射板３６及び下部誘導反射板３８は、光源２８から射出された光を第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅ側に反射させて、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅに入射させることができれば、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。
なお、本実施形態では、反射板３４と下部誘導反射板３８と連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
【００７５】
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、かつその光射出面２４ａ側と導光板３０の第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ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。
【００７６】
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の光射出面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光射出面２４ａとは反対側の面（背面）及び側面を覆っている。
【００７７】
上部筐体４４は、上面に開口部となる照明装置本体２４の矩形状の光射出面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、面状照明装置本体２４及び下部筐体４２の上方（光射出面２４ａ側）から、照明装置本体２４およびこれが収納された下部筐体４２の４方の側面部も覆うように、折返部材４６を介して上側から被せられて配置されている。
【００７８】
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。
【００７９】
ここで、下部筐体４２と折返部材４６との接合方法、折返部材４６と上部筐体４４との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
【００８０】
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、輝度むらがないまたは少なく光を効率よく射出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、輝度むら等のない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
【００８１】
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。
【００８２】
支持部材４８は、延在方向に垂直な断面の形状が同一となる形状である。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の傾斜面３０ｂ、３０ｃの光入射面３０ｄ、３０ｅ側に接近した位置の反射板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。
【００８３】
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。
【００８４】
また、本実施形態では、支持部材４８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３４と下部筐体４２との間の任意の位置に配置することができるが、導光板３０を安定して保持するために、導光板３０の端部側、つまり、本実施形態では、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの近傍に配置することが好ましい。
【００８５】
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、種々の材料で作成することもできる。例えば、支持部材４８を複数設け、所定間隔毎に配置してもよい。
【００８６】
また、支持部材４８を反射板３４と下部筐体４２とで形成される空間の全域を埋める形状、つまり、反射板３４側の面を反射板３４に沿った形状とし、下部筐体４２側の面を下部筐体４２に沿った形状としてもよい。このように、支持部材４８により反射板３４の全面を支持する場合は、導光板３０と反射板３４とが離れることを確実に防止することができ、反射板３４を反射した光により輝度むらが生じることを防止することができる。
【００８７】
面状照明装置１０は基本的に以上のような構成である。
面状照明装置１０は、導光板３０の両端にそれぞれ配置された光源２８からそれぞれ光を射出させる。
それぞれの面から入射した光は、上述したように、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、光入射部６２、６４から主要部６０に導光され、さらに主要部６０内部を通過し、直接、または第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃで反射した後、光射出面３０ａから射出する。このとき、第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ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の光射出面３０ａから射出された光は、光学部材３２を透過し、照明装置本体２４の光出面２４ａから射出され、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。
【００８８】
上述したように、本発明の導光板を用いることで、光射出面３０ａから中高な光を射出することができる。また、光源から射出された光を高い利用効率で射出することができるため、効率よく輝度の高い光を射出させることができる。
これにより、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、いわゆる中高あるいは釣鐘状の明るさの分布で、かつ、高輝度（または高照度）な光を照明装置本体２４の光出面２４ａから射出することができる。
これにより、液晶表示装置１０を液晶テレビなどに好適に用いることができる。
【００８９】
ここで、主要部６０を、光入射部よりも屈折率の低い材料で形成した場合は、境界面６８、７０を通過する光を光射出面３０ａから射出させにくくすることができ、入射した光をより遠くまで届けることができる。
また、主要部６０を、光入射部よりも屈折率の高く材料で形成した場合は、フレネルロスを少なくすることができ、光源から射出された光を効率よく導光板３０の内部に入射させることができる。
【００９０】
ここで、導光板３０は、光入射部６２、６４の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｉとし、主要部６０の散乱粒子の粒子濃度をＮｐとしたとき、Ｎｐｉ＞Ｎｐであることが好ましい。
粒子濃度がＮｐｉ＞Ｎｐを満たすようにすることで、より好適に、光射出面から射出される光の照度分布（輝度分布）を釣鐘型（中高分布）の状態に維持しつつ、光入射面近傍における輝度むらの発生を抑制することができる。このように、中高形状を維持しやすくできることで、導光板を大型化することができ、面状照明装置を大型化することができる。なお、散乱粒子濃度に分散を持たせる場合は、平均粒子濃度が１．１≦Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣ≦８．２を持たすようにすることで、光利用効率を一定以上にすることができる。
【００９１】
また、散乱粒子の濃度Ｎｐｉは、０．００２ｗｔ％＜Ｎｐｉ＜０．２５ｗｔ％を満たすことが好ましい。濃度Ｎｐｉを上記範囲とすることで、散乱粒子による光利用効率の低下を少なくすることができる。また、上記範囲を満たすようにすることで、母材にＭＳ樹脂やゼオノア（シクロオレフィンポリマー、ＣＯＰ）を用い、散乱粒子にシリコーン粒子を用いた場合でも、光利用光効率を下げることなく、導光板を大型化（例えば、６５インチ）することができる。
【００９２】
また、光入射部の光軸方向の長さ（光入射部の光入射面から境界面までの平均距離）Ｌｎｐｉは、５ｍｍ＜Ｌｎｐｉ＜２０ｍｍであることが好ましい。ここで、平均距離は、境界面の平均断面と光入射面との距離である。
光入射部の光軸方向の長さが上記範囲を満たすことで、より確実に光入射面付近での光の漏れを防止することができる。
また、光入射部の長さＬｎｐｉは、光出射面３０ａから射出される光の輝度分布に影響を与えないように、導光板３０の光出射面３０ａの４方の周辺部を覆うように被せられて配置されている上部筐体４４の縁部（額縁）の幅よりも短くすることが好ましい。
【００９３】
さらに、光入射部の光軸方向の長さＬｎｐｉは、光の入射方向における上部誘導反射板（光射出面３０ａ側の反射部材）３６の長さをＬｒとし、上部筐体の縁部の幅をＬｅとして、Ｌｎｐｉ＜Ｌｒ＜Ｌｅの関係を満足することが好ましい。光入射部の光軸方向の長さＬｎｐｉを、上部筐体４４の縁部の幅、さらには、上部誘導反射板３６の長さＬｒよりも短くすることにより、光入射面から導光板の中央部に向かう、光入射部と主要部との散乱粒子の濃度の違いが認識されるのを防止できる。
【００９４】
また、導光板３０では、境界面をレンチキュラ形状としたが本発明はこれに限定されない。
図９は、本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
導光板８０に示すように、境界面８２、８４をプリズム形状（光射出面側から見た場合にぎざぎざな形状）としてもよい。このように境界面８２、８４をプリズム形状としてもレンチキュラー形状の場合と同様に、境界面で光を屈折させかつ散乱させることができ、光射出面から中高な光を射出させることができる。
また、境界面の形状は、光入射面に平行な面に対して凹凸な形状であれば、光を散乱することができるため、その形状は特に限定されない。例えば、レンチキュラー形状又はプリズム形状以外にも、サインカーブ形状も用いることができる。
なお、境界面は、光入射面の長手方向に平行な方向に凹凸であることが好ましく、均一に光を分散させるために、凹凸形状は一定のパターンを有することが好ましい。
また、１つの凹凸形状は、光入射面の長手方向に平行な方向の長さがＬＥＤアレイの発光部寸法の数分の１以下であることが好ましい。
【００９５】
また、上記導光板３０、８０では、光入射面を１層としたが複数層としてもよい。
ここで、図１０（Ａ）は、本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の断面図である。
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す導光板９０は、主要部６０と、第１光入射部９２と、第２光入射部９４とで構成されている。
また、第１光入射面９２は、第１光入射面３０ｄの全面を含む領域である外端部分９６と、外端部分９６と主要部６０との間の領域である中間部分９８とで構成される。また、第２光入射面９４は、第２光入射面３０ｅの全面を含む領域である外端部分１００と、外端部分１００と主要部６０との間の領域である中間部分１０２とで構成される。
なお、中間部分９８、１０２は、導光板９０の光入射面３０ｄ、３０ｅと平行な面の全面に形成されており、主要部６０と、外端部分９６、１００とは、直接接触しない。
ここで、主要部６０と中間部分９８との境界面１０４、主要部６０と中間部分１０２との境界面１０６は、上述の境界面６８、７０と同様に、光出射面３０ａ側から見た形状が凹凸となり側面３０ｆから見た形状が直線となる、レンチキュラー形状である。
また、中間部分９８と外端部分９６との境界面１０８、中間部分１０２と外端部分１００との境界面１１０は、平面形状である。
また、外端部分９６、１００と、中間部分９８、１０２とは、屈折率の異なる材料で形成されている。また、導光板９０は、主要部６０と、外端部分９６、１００とを同一の材料で形成している。
【００９６】
このように、光入射部を屈折率に異なる外端部分９６、１００と、中間部分９８、１０２とで構成することにより、導光板に入射した光を境界面１０４、１０６に加え、境界面１０８、１１０でも屈折させることができ、光入射面近傍の領域で光が射出されることをより確実に防止することができ、また、境界面を複数設けることで、輝度分布を調整しやすくすることができる。
【００９７】
また、図１１は、本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
図１１に示す導光板９０ａのように、主要部６０ａと、中間部分９８ａ、１０２ａとの境界面１０４ａ、１０６ａは、プリズム形状としてもよい。また、主要部と、中間部分との境界面は、種々の凹凸形状とすることができるのは、上述した導光板と同様である。
【００９８】
また、光入射部の中間部分と外端部分との境界面の形状も平面形状に限定されない。
図１２及び図１３は、それぞれ、本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
図１２に示す導光板９０ｂは、主要部６０ｂと中間部分９８ｂとの境界面１０４ｂ、主要部６０ｂと中間部分１０２ｂとの境界面１０６ｂ、中間部分９８ｂと外端部分９６ｂとの境界面１０８ｂ、中間部分１０２ｂと外端部分１００ｂとの境界面１１０ｂがレンチキュラー形状で形成されている。
また、図１３に示す導光板９０ｃは、主要部６０ｃと中間部分９８ｃとの境界面１０４ｃ、主要部６０ｃと中間部分１０２ｃとの境界面１０６ｃ、中間部分９８ｃと外端部分９６ｃとの境界面１０８ｃ、中間部分１０２ｃと外端部分１００ｃとの境界面１１０ｃがプリズム形状で形成されている。
図１２及び図１３に示すように、光入射部の中間部分と外端部分との境界面の形状を凹凸形状ととすることで、光入射部の中間部分と外端部分との境界面でも光を屈折、散乱させることができる。これにより、光入射面近傍の領域で光が射出されることをより確実に防止することができ、また、境界面を複数設けることで、輝度分布を調整しやすくすることができる。
【００９９】
また、中間部分と外端部分とも上述した光入射部と主要部との関係と同様に、中間部分を外端部分よりも屈折率の低い材料で形成した場合、屈折率の高い材料で形成した場合ともにそれぞれの効果を得ることができる。そのため、必要に応じて、材料を選択すればよい。
【０１００】
また、本発明の導光板は、上記形態にも限定されず、中間部分をより細かく分割し、隣接する層とは屈折率が異なる多層の分割部で構成するようにしてもよい。このように、中間部分の層の数を増やし、光入射面から入射してから主要部に到達するまでに光が通過する境界面の数を多くすることで、光入射面近傍の領域で光が射出されることをより確実に防止することができ、輝度分布を調整しやすくすることができる。
また、外端部分とそれに接する分割部、主要部とそれに接する分割部とは、それぞれ屈折率が異なる材料で形成されている。
【０１０１】
また、本実施形態の導光板は、光入射面における導光板の厚み（入光部厚み）をＤ１とし、導光板の厚みが最大となる位置における、つまり本実施形態では二等分線αにおける導光板の厚み（中心厚み）をＤ２とし、導光板の光の入射方向の長さ（導光長）つまり、第１入射面から第２入射面までの長さをＬ（本実施形態では、Ｌ＝２ＬＧとなる。）としたときに、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜5／100      （Ａ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．００８ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５ｗｔ％
の関係を満たすことが好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を３０％以上に向上させることができる。
【０１０２】
または、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000      （Ｂ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．００８ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５ｗｔ％
の関係を満たすように改良することも好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を４０％以上に向上させることができる。
【０１０３】
さらに、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２  かつ、
1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000      （Ｃ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．００８ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５ｗｔ％
の関係を満たすように改良することがさらに好ましい。上記関係を満足する形状とすることで、主光源の出射効率を５０％以上に向上させることができる。
【０１０４】
以上、本発明に係る面状照明装置につい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よい。
【０１０５】
例えば、光源のＬＥＤチップとして、青色ＬＥＤの発光面にＹＡＧ蛍光物質を塗布した構成としたが、これに限定されず、赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等の他の単色ＬＥＤの発光面に蛍光物質を配置した構成のＬＥＤチップを用いてもよい。
また、光源として、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを組み合わせた構成のＬＥＤユニットを用いることもできる。この場合は、３種類のＬＥＤから射出された光を混色することで白色光とすることができる。
さらに、光源として、ＬＥＤチップの代わりにＬＤ（半導体レーザー）チップを用いることもできる。
【０１０６】
また、例えば、導光板の側面同士が向い合う位置で導光板を複数並列に配置し、複数の導光板により１つの光射出面を形成してもよい。
【０１０７】
また、面状照明装置１０では、光源２８を導光板３０の光入射面３０ｄ、３０ｅに対向した位置のみに配置したが、本発明はこれに限定されず、光源２８を、光入射面３０ｄ、３０ｅに加え、対向する１対の側面（第１側面３０ｆと第２側面３０ｇ）に配置してもよい。このように光源２８を導光板３０の全ての側面に配置することで、導光板３０に入射する光量をより大きくすることができ、バックライトユニット２０からより明るい光を射出させることができる。
なお、この場合、導光板３０の背面は、同様に、第１側面３０ｆと第２側面３０ｇから中央部に向かって傾斜するように形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る面状照明装置を用い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に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。
【図３】導光板と光源との関係を示す説明図であって、（Ａ）は、図２に示した面状照明装置の一例のIII−III線矢視図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】光源を示すものであって、（Ａ）は、光源の概略構成を示す斜視図、（Ｂ）は、光源であるＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。
【図５】導光板の形状を示す概略斜視図である。
【図６】Φ・Ｎｐ・ＬＧ・ＫＣと光利用効率との関係を測定した結果を示す図である。
【図７】粒子密度が異なるそれぞれの導光体から射出される光の照度をそれぞれ測定した結果を示す図である。
【図８】光利用効率及び照度むらと粒子密度との関係を示す図である。
【図９】本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
【図１０】（Ａ）は、本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面図である。
【図１１】本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
【図１２】本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の導光板の他の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  液晶表示装置
１２  液晶表示パネル
１４  駆動ユニット
２０  バックライトユニット
２４  照明装置本体
２４ａ  光射出面
２６  筐体
２８  光源
３０  導光板
３０ａ  光射出面
３０ｂ  第１傾斜面
３０ｃ  第２傾斜面
３０ｄ  第１光入射面
３０ｅ  第２光入射面
３０ｆ  第１側面
３０ｇ  第２側面
６０  主要部
６２，６４  光入射部
６８，７０  境界面
７２、７４  外端部分
７６、７８  中間部分
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
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
５４  アレイ基板
５６  フィン
５８  発光面
【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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