JP5225015B2 - 導光板 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置などに用いられる導光板に関する。

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。

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（例えば、特許文献１参照）。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３０ｍｍ程度必要であり、これ以上の薄型化が困難である。

一方、コンピュータなどに用いられる小型の液晶モニタにおいては、小型化、薄型化のために、平板型導光板を用いたサイドライト方式が用いられている。また、薄型のバックライトユニットして、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方式、例えばタンデム方式なども提案されている（例えば、引用文献２から４参照。）。

また、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も提案されている（例えば、引用文献５から８参照。）。

実開平５−４１３３号公報 特開平２−２０８６３１号公報 特開平１１−２８８６１１号公報 特開２００１−３１２９１６号公報 特開２００３−９０９１９号公報 特開２００４−１７１９４８号公報 特開２００５−１０８６７６号公報 特開２００５−３０２３２２号公報

しかしながら、特許文献１から４に記載されているような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や、平板の導光板を用いる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、光出射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。

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、輝度むら及び／または照度むらとなるという問題もある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、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、光射出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導光板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、大画面の薄型液晶テレビに要求され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導光板を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態は、矩形状の光射出面と、前記光射出面の一辺を含む光入射面と、前記光射出面とは反対側の面である背面とを有し、内部に散乱粒子が分散された導光板であって、前記光射出面側の第１層と、前記第１層とは粒子濃度が異なる前記背面側の第２層とで構成され、前記第１層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒを満たすことを特徴とする導光板を提供するものである。

ここで、前記光入射面に垂直な方向において、前記散乱粒子の合成粒子濃度が異なることが好ましい。
また、前記光入射面が前記光射出面の長辺に設けられることが好ましい。

さらに、前記光入射面が前記光射出面の１辺に設けられることが好ましい。
あるいは、前記光入射面が前記光射出面の対向する２辺に設けられることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態は、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、前記光射出面側の第１層と、前記背面側の第２層とを有し、前記第１層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒを満たすことを特徴とする導光板を提供するものである。
ここで、第２の形態の導光板において、さらに、前記第１層と、前記第２層とは、前記光射出面に平行な面を境界面とすることが好ましい。
また、前記第１層と、前記第２層との境界面が、前記光入射面と前記背面との境界にあることが好ましい。
或いは、前記第１層と、前記第２層との境界面の対向する２辺が前記光入射面に含まれることが好ましい。
或いは、前記第１層と、前記第２層との境界面の対向する２辺が前記背面に含まれることが好ましい。

また、前記背面が、前記光入射面に接合し、前記光射出面に対して傾斜した２つの傾斜面からなることが好ましい。
或いは、前記背面が、前記光入射面に接合し、前記光射出面に対して傾斜した２つの傾斜面と、前記２つの傾斜面を接合する湾曲部とを有することが好ましい。
或いは、前記背面が、前記光入射面の長手方向に垂直な断面において、前記光入射面と接合する楕円での一部で表される曲線と、前記楕円の一部で表される曲線とそれぞれ接合する直線と、前記直線と接合する円の一部で表される曲線とからなることが好ましい。
或いは、前記背面が、前記光入射面の長手方向に垂直な断面において、前記光入射面と接合する楕円の一部で表される曲線と、前記楕円の一部で表される曲線を接合する円の一部で表される曲線とからなることが好ましい。

また、前記第１層の厚みをＴ１とし、前記光入射面の厚みをＴ２とすると、厚みＴ１と厚みＴ２との関係が０．３＜Ｔ１／Ｔ２＜２を満たすことが好ましい。
さらに、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとが、０ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．１５ｗｔ％、かつ、０．００８ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすことが好ましい。
さらに、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとが、Ｎｐｏ＝０及び０．０１５ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．７５ｗｔ％を満たすことが好ましい。

本発明によれば、大型かつ薄型な形状であり、かつ光の利用効率が高く、輝度むら及び照度むらが少ない光を出射することができ、光射出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。
また、本発明によれば、大画面の薄型液晶テレビに要求される中高なあるいは釣鐘状の明るさの分布の光を射出させることができる導光板を得ることができる。

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、以下に詳細に説明する。
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。

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。

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。
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。

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。

第１の実施例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。
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。

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の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す光源２８の断面図であり、図４（Ｃ）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。

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、蛍光物質が蛍光する。これにより、ＬＥＤチップ５０から射出された青色光が透過すると、発光ダイオードから射出された青色光と蛍光物質が蛍光することで射出される光とで白色光を生成され、射出される。
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。

光源支持部５２は、図４（Ｂ）に示すように、アレイ基板５４と複数のフィン５６とを有する。上述した複数のＬＥＤチップ５０は、配置された位置に応じて所定間隔離間して一列でアレイ基板５４上に配置されている。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、第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅと、光射出面３０ａとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されアレイ基板５４上に固定されている。

アレイ基板５４は、一面が導光板３０の最薄側端面に対向して配置された板状の部材であり、導光板３０の側端面である第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅに対向して配置されている。アレイ基板５４の導光板３０の光入射面３０ｂに対向する面となる側面には、ＬＥＤチップ５０が支持されている。
ここで、本実施形態のアレイ基板５４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。

複数のフィン５６は、それぞれ銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成された板状部材であり、アレイ基板５４のＬＥＤチップ５０が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン５６と所定間隔離間して連結されている。
光源支持部５２に、フィン５６を複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、ＬＥＤチップ５０の冷却効率を高めることができる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部５２のアレイ基板５４をヒートシンクとして用いたが、ＬＥＤチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。

ここで、図４（Ｃ）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。
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チップの配置個数を少なくすることができる。

なお、ＬＥＤチップ５０は、光源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４６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アレイを積層させる、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、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。

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の両端に、光射出面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３０ｄと第２光入射面３０ｅ）と、光射出面３０ａの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに平行で、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する２つの傾斜面（第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃ）とを有している。

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から導光板の中心に向かうに従って、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。
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。

ここで、上述した２つの光源２８は、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、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。
このように面状照明装置２０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。

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、誘電体ポリマなどを用いることができる。

ここで、導光板３０は、光射出面３０ａ側の第１層６０と、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ側の第２層６２とに分かれた２層構造で形成されている。具体的には、光射出面３０ａ側の第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅの厚みと同じ厚みの断面が長方形となる領域が第１層６０となり、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃ側の、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅのそれぞれの光射出面３０ａ側とは反対側の端部（つまり、それぞれの光入射面の傾斜面側の端部）を結んだ面と第１傾斜面３０ｄ及び第２傾斜面３０ｅとで囲まれた断面が三角となる領域が第２層６２となる。つまり、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅのそれぞれの光射出面３０ａ側とは反対側の端部を結んだ面を境界面ｚとして、光射出面３０ａ側が第１層６０となり、第１傾斜面３０ｄ及び第２傾斜面３０ｅ側が第２層６２となる。
ここで、導光板３０は、境界面ｚで第１層６０と第２層６２と分けているが、第１層６０と第２層６２とは、粒子濃度が異なるのみで、同じ透明樹脂に同じ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、導光板３０は、境界面ｚを基準として分けた場合、夫々の領域の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と第２層６２は一体となっている。
この第１層６０の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、ＮｐｏとＮｐｒとの関係は、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒとなる。つまり、導光板３０は、第１層６０よりも第２層６２の方が散乱粒子の粒子濃度が高い。
導光板３０の内部の領域毎に異なる粒子濃度で散乱粒子を含有させることによって、中高で輝度むら及び照度むらの少ない照明光を光出射面から出射することができる。このような導光板３０は、２層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。
ここで、本発明の導光板においては、輝度分布と照度分布、輝度むらと照度むらは、基本的に同様の傾向となる。つまり、輝度むらが発生している部分には同様の照度むらが生じ、輝度分布と照度分布は同様の傾向となる。

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、または第１傾斜面３０ｂ及び第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側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。

このように、導光板３０を、対向する位置に光源２８が配置される第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、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、光射出面を大きくすることができる。また、光入射面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、導光板を薄型化することができる。
さらに、導光板３０内の粒子濃度を第１層６０と第２層６２とで２つに分け、光射出面側の第１層６０の粒子濃度を第２層６２の粒子濃度より低濃度とすることで、１種類の濃度の導光板（つまり、全体の濃度を均一な導光板）の場合に比べ、より中高にできる。
つまり、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとの関係を、本実施形態のようにＮｐｏ＜Ｎｐｒとすることで、光入射面から離間するにしたがって（２つの光入射面の中心に向って）、次第に、散乱粒子の合成粒子濃度が高くなるので、光入射面から離間するにしたがって、散乱粒子の作用によって光射出面に向けて反射される光が増加し、その結果、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。すなわち、奥行き方向に散乱粒子の濃度分布を付与した平板導光板と類似の効果を発現することができ、しかも、背面の形状を調整することで、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。
なお、本発明において、合成粒子濃度とは、光入射面から他の入射面に向けて離間した或る位置において、光射出面と垂直方向に加算（合成）した散乱粒子量を用いて、導光板を光入射面の厚みの平板と見なした際における散乱粒子の濃度である。すなわち、光入射面から離間した或る位置において、該導光板を光入射面の厚みの平板導光板とみなした場合に、光射出面と垂直方向に加算した散乱粒子の単位体積あたりの数量または、母材に対する重量百分率である。
また、光の利用効率も、一種類の濃度の導光板の場合と略同じまたはより高くすることできる。つまり、本発明によれば、一種類の濃度の導光板と同程度の高い光利用効率を維持した状態で、一種類の濃度の導光板よりも照度分布及び輝度分布をより中高にすることができる。

さらに、第１層６０の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｏと、第２層６２の散乱粒子の粒子濃度Ｎｐｒとの関係は、０ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．１５ｗｔ％、かつ、０．００８ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすことが好ましい。
導光板３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことで、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。
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。

さらに、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏと第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒとが、Ｎｐｏ＝０及び０．０１５ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．７５ｗｔ％を満たすことも好ましい。すなわち、第１層６０には、散乱粒子を混錬分散させず、第２層６２にのみ散乱粒子を混錬分散させても良い。
導光板３０の第１層６０と第２層６２とが上記関係を満たすことでも、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。

また、第１層の厚みをＴ１とし、第１光入射面及び第２光入射面の厚みをＴ２としたとき、厚みＴ１と厚みＴ２との関係は、０．３＜Ｔ１／Ｔ２＜２．０を満たすことが好ましい。
このように光射出面側に配置された粒子濃度の低い第１層の厚みを上記範囲とすることで、ＬＥＤチップから射出された光を有効に導光板の奥（つまり光軸方向において光入射面から離れた位置）まで伝播させることができる。

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及び照度むらのない光にして、照明装置本体２４の光出面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及び照度むらを低減する拡散シート３２ａと、光入射面と光射出面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及び照度むらを低減する拡散シート３２ｃとを有する。

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。

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。

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を覆うように形成される。本実施形態では、図２では、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。

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。

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１２及び導光板３０の光射出面３０ａの端部（第１光入射面３０ｄ側の端部及び第２光入射面３０ｅ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の光射出面３０ａの一部から光源１２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。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１２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１２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。

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１２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。
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１２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１２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。
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。

ここで、上部誘導反射板３６及び下部誘導反射板３８は、光源１２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、光源１２から射出された光を第１光入射面３０ｄまた第２光入射面３０ｅ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。

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。

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の光出面２４ａ以外の面、つまり、照明装置本体２４の光出面２４ａとは反対側の面（背面）及び側面を覆っている。

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。

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。

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、輝度むら及び照度むら等のない、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。
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。

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の第１傾斜面３０ｂの第１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。

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３０ｄ近傍、第２光入射面３０ｅ近傍に配置することが好ましい。

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、支持部材を複数設け、所定間隔毎に配置してもよい。
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。

面状照明装置２０は、基本的に以上のように構成される。
面状照明装置２０は、導光板３０の両端にそれぞれ配置された光源２８から射出された光が導光板３０の光入射面（第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅ）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、または第１傾斜面３０ｂ及び第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。

次に、具体的実施例を用いて、面状照明装置２０についてより詳細に説明する。
本実施例では、導光板３０として、第１光入射面３０ｂから第２光入射面３０ｃまでの長さを５４５ｍｍとし、２等分線αにおける光射出面３０ａから背面までの長さ、つまり、厚さの最も厚い部分の厚みＤを３．６ｍｍとし、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅの厚み、つまり厚さの最も薄い部分の厚みを２．０ｍｍとし、第１層６０と第２層との境界面ｚを第１光入射面３０ｄの第１傾斜面３０ｂ側の端部と第２光入射面３０ｅの第２傾斜面３０ｃ側の端部とを結んだ面とした導光板を用いた。

まず、上記の形状の導光板を用いて、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを０ｗｔ％に固定し、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを種々の値（具体的には、Ｎｐｒ＝０．０４６ｗｔ％、０．０６３ｗｔ％、０．０７９ｗｔ％、０．０９６ｗｔ％、０．１１３ｗｔ％、０．１２９ｗｔ％）とした場合についての相対照度分布、中高率、及び光の利用効率を測定した。また、参考例として、第１層６０及び第２層６２ともに粒子濃度を０．０４６ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度とした場合についても測定した。
ここで、中高率とは、光射出面から射出される光の最小輝度を最大輝度で割った値、つまり最小輝度／最大輝度である。また、本発明においては、最小輝度／最大輝度が小さい場合、つまり最小輝度と最大輝度との差が大きい場合を中高率が高いとする。なお、入射部近傍で測定される輝度が急激に上がっている領域は、実際の利用時はカバー反射部材が配置され、面状照明装置の光射出面からは射出されないため輝度むらとして認識されず、また、光射出面から射出される光としては認識されないため無視した。
また、利用効率とは、参考例として測定した導光板の光射出面全体から射出される光の強度の合計を１００％とし、その参考例の光の強度の合計に対する割合である。
測定した中高率及び効率の結果を下記表１に示し、相対照度分布を図６に示す。ここで、図６では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とした。

次に、上記の形状の導光板を用いて、第２層６２の粒子濃度Ｎｐｒを０．０９６ｗｔ％に固定し、第１層６０の粒子濃度Ｎｐｏを種々の値（具体的には、Ｎｐｏ＝０．００ｗｔ％、０．０３０ｗｔ％、０．０４６ｗｔ％、０．０５０ｗｔ％、０．０５３ｗｔ％、０．０５６ｗｔ％）とした場合についての相対照度分布、中高率、及び光の利用効率を測定した。また、参考例として、上記と同様に、第１層６０及び第２層６２ともに粒子濃度を０．０４６ｗｔ％とした場合、つまり、導光板を均一の粒子濃度とした場合についても測定した。
測定した中高率及び効率の結果を下記表２に示し、相対照度分布を図７に示す。ここで、図７では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とした。

ここで、図８とともに参考例について説明する。図８は、導光板の粒子濃度と導光板の光射出面から射出される光の利用効率及び中高率との関係を示すグラフである。図８では、縦軸を利用効率[％]、中高率[％]とし、横軸を粒子濃度［ｗｔ％］とした。
なお、図８に示す導光板の粒子濃度と導光板の光射出面から射出される光の利用効率及び中高率との関係は、第１層と第２層が分離されていない、つまり全体の粒子濃度が均一な導光板を種々の粒子濃度で複数作製し、それぞれの導光板についてその光射出面から射出される光を測定して、上述と同様の方法で光の利用効率と中高率を算出した。
図８に示すように、導光板の粒子濃度を均一にした場合は、粒子濃度を０．０４６ｗｔ％とした場合、つまり参考例の場合が、中高率を最も高くすることができ、かつ、利用効率も高く維持できることがわかる。つまり、導光板の粒子濃度を均一にした場合は、参考例の導光板が利用効率を高くできかつ中高率を最も高くすることができる導光板となる。
ここで、図８において、粒子濃度０．０４０ｗｔ％以下の場合の中高率は示していないが、０．０４６ｗｔ％の場合よりも中高率は高くならず利用効率は低くなる。

表１、表２、図６及び図７に示すように、第１層と第２層とで粒子濃度を変化させた導光板とすることで、参考例のように均一の粒子濃度の導光板とした場合よりも光射出面から射出される光を中高にできることがわかる。つまり、第１層と第２層とで粒子濃度を変化させることで、導光板を形状を変化させることなく種々の照度分布とすることができ、導光板を大型化した場合も所望の中高度の光を射出させることができることがわかる。
さらに、表２及び図７に示すように、第１層の粒子濃度Ｎｐｏと第２層の粒子濃度Ｎｐｒとが、０ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．１５ｗｔ％、かつ、０．００８ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たすことで、均一の粒子濃度の導光板とした中で利用効率が高くかつ中高率も高くなる最も好適な参考例の導光板を用いた場合よりも中高率を高くすることができ、さらに光の利用効率も高くすることができる。
以上より本発明の効果は明らかである。

以上、導光板及び面状照明装置の各構成要素について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、光射出面側の第１層と、背面側（光射出面とは反対の面）の第２層との境界面ｚを、光入射面と背面との境に形成したが、本発明はこれに限定はされず、導光板が、光射出面側の第１層と、背面側の第２層の２つの層とで構成されれば、光射出面と垂直な方向における境界面ｚの位置は特に限定されない。

図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、それぞれ本発明の導光板を用いる面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。
図９（Ａ）に示す導光板１３０は、境界面ｚが、その対向する２辺がそれぞれ第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに含まれる位置に形成されている。つまり、導光板１３０は、境界面ｚを境にして、光入射面（第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅ）の一部を形成する第１層６０と、光入射面の一部と、背面（第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ）を形成し、第１層６０よりも粒子濃度が高い第２層６２とからなる。

図９（Ｂ）に示す導光板１４０は、境界面ｚが、その対向する２辺がそれぞれ背面（第１傾斜面３０ｂおよび第２傾斜面３０ｃ）に含まれる位置に形成されている。つまり、導光板１４０は、境界面ｚを境にして、光入射面と背面の一部を形成する第１層６０と、背面の一部を形成し、第１層６０よりも粒子濃度が高い第２層６２とからなる。
このように、境界面ｚを光入射面側に設けても、背面側に設けても、光入射面と背面との境に境界面ｚを設けた場合と同様に、第１層よりも第２層の粒子濃度を高くすれば、光入射面から離間するにしたがって、次第に、合成粒子濃度が高くなるので、光入射面から離間するにしたがって、散乱粒子の作用によって光射出面に向けて反射される光が増加し、その結果、好適な割合で照度分布を中高にすることができる。

また、本実施形態では、第１層と第２層との境界面ｚを、光射出面に平行な平坦面としたが、本発明はこれに限定されず、傾斜面、曲面としてもよい。例えば、境界面ｚを導光板の厚さ方向に２等分する面、つまり、光射出面と傾斜面との中間点を結んだ面としてもよく、また、傾斜面と平行な面としてもよい。

また、本実施形態は、光射出面からより輝度の高い光を効率よく射出することができるため、導光板３０の光入射面３０ａを光入射面と交わる辺が長辺となり、側面と交わる辺が短辺となる形状としたが、本発明はこれに限定されず、光射出面を正方形形状としてもよく、光入射面側を短辺とし側面側を長辺としてもよい。

また、導光板は、第１傾斜面と第２傾斜面との接続部をＲ形状（つまり湾曲部）とすることが好ましい。第１傾斜面と第２傾斜面との接続部をＲ形状とし、２つの面を滑らかに接続することで、第１傾斜面と第２傾斜面との交線で輝線等の輝度むらが生じることを防止することができる。

また、本実施形態は、導光板の傾斜面を断面が直線となる形状としたが、第１傾斜面及び第２傾斜面（つまり、背面）の形状は特に限定されず、例えば楕円のような曲面としてもよく、第１傾斜面及び第２傾斜面をそれぞれ複数の傾斜部で構成してもよい。つまり、傾斜面を位置に応じて傾斜角が異なる形状としてもよい。また、傾斜面を光射出面側に凸形状としても、凹形状としてもよく、凹凸を組み合わせた形状としてもよい。
ここで、傾斜面は、光入射面から導光板の中心（もしくは、導光板の厚みの最も厚い位置）に向かうに従って、光射出面に対する傾斜面の傾斜角が緩やかになる形状とすることが好ましい。傾斜面の傾斜角を徐々に緩やかにすることで、光射出面からより輝度むらのない光を射出させることができる。
さらに、傾斜面は、断面の形状を１０次多項式で表すことができる非球面形状とすることがより好ましい。傾斜面を上記形状とすることで、導光板の厚みによらず、より輝度むらのない光を射出させることができる。

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、それぞれ本発明の導光板を用いる面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。
図１０（Ａ）に示す導光板１５０は、背面１５０ｂが、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅと接合する第１曲面１５２および第２曲面１５４と、第１曲面１５２および第２曲面１５４と接合する第３曲面１５６とで構成される。背面１５０ｂは、光入射面に平行で、光射出面３０ａを２等分する２等分線αを中心軸として互いに対称である。
また、光入射面の長手方向に垂直な断面において、第１曲面１５２および第２曲面１５４は楕円の一部で表される（形成される）曲線であり、第３曲面１５６は円の一部で表される曲線である。また、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅと、第１曲面１５２および第２曲面１５４はそれぞれ滑らかに接続され、第１曲面１５２および第２曲面１５４と、第３曲面１５６とは、それぞれ滑らかに接続されている。

図１０（Ｂ）に示す導光板１６０は、背面１６０ｂが、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅとそれぞれ接合する第１曲面１６２および第２曲面１６４と、第１曲面１６２および第２曲面１６４とそれぞれ接合する第１傾斜面１６８および第２傾斜面１７０と、第１傾斜面１６８および第２傾斜面１７０と接合する第３曲面１６６とからなる。背面１６０ｂは２等分線αを通り光射出面３０ａと垂直な面に対して対称である。
また、光入射面の長手方向に垂直な断面において、第１曲面１６２および第２曲面１６４は楕円の一部で表される曲線であり、第３曲面１６６は円の一部で表される曲線である。また、それぞれの面の接合部は滑らかに接続されている。

図２や図９のように背面の形状が直線状でなくても、このように、導光板の背面の形状を、光入射面から離間するに従って、光射出面から遠くなる形状として、導光板を、光射出面側の第１層と、第１層よりも粒子濃度が高い背面側の第２層とで構成することにより、光入射面から離間するに従って、光射出面に垂直な方向における散乱粒子の合成粒子濃度が高くなる濃度分布を実現できる。光入射面から離間するに従って、光射出面に垂直な方向における散乱粒子の合成粒子濃度が高くなるように、導光板に散乱粒子を混錬分散することにより、中高な輝度分布を実現でき、光の利用効率を高くすることができる。
また、境界面ｚの位置は光入射面と背面との境に限定はされず、図９のように境界面ｚを光入射面側や、背面側に配置してもよい。

ここで、光入射面から離間するに従って、光射出面に垂直な方向における散乱粒子の合成粒子濃度が高くなれば、導光板の背面の形状は、光入射面から離間するに従って、光射出面から遠くなる形状でなくても、中高な輝度分布を実現でき、光の利用効率を高くすることができるが、例えば、平板形状で粒子濃度に分布を持たせるように散乱粒子を混錬分散することは困難でありコストアップの要因となる。
そこで、導光板の背面を光入射面から離間するに従って、光射出面からの距離が遠くなる形状とし、導光板を、光射出面側の第１層と、第１層よりも粒子濃度が高い背面側の第２層とで構成することによって、容易に、光射出面に垂直な方向における合成粒子濃度が、光入射面から離間するに従って高くなるように粒子濃度に分布を持たせることができる。

また、導光板の背面は、上述のように、光入射面から離間するに従って、光射出面からの距離が遠くなる形状であればよく、種々の形状が利用可能である。そこで、導光板の背面の形状と、境界面ｚの位置とを組み合わせることにより、光射出面に垂直な方向における合成粒子濃度の濃度分布をより好適な分布にして、より好適な輝度分布を得ることができ、光の利用効率を高くすることができる。

以下、具体的実施例を用いて、より詳細に説明する。
本実施例では、２２インチサイズ（２８８×５００ｍｍ）および６５インチサイズ（８３０×１４６６ｍｍ）用として用いられる大きさの導光板について、第１層の厚み、第２層の粒子濃度、背面の形状をそれぞれ種々変更したときの相対照度分布および光の利用効率を測定した。

具体的には、長辺側の端面を光入射面とし、２等分線αにおける光射出面から背面までの長さ、つまり、厚みの最も厚い部分の厚みを０．９ｍｍとし、光入射面の厚み、つまり、厚みの最も薄い部分の厚みを０．５ｍｍとし、第１層の粒子濃度を０［ｗｔ％］とした２層の導光板とした。
上記形状の導光板において、第１層の厚み、つまり、光射出面から境界面ｚまでの距離と、第２層の粒子濃度と、背面の形状を種々変更した。ここで、第１層の厚みは０．５ｍｍ、０．３ｍｍおよび０．２ｍｍのいずれかとし、第２層の濃度は、０．１ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．３ｗｔ％、０．４ｗｔ％のいずれかとし、背面の形状は、図１０（Ｃ）に表すような傾斜面１８２、１８４とそれらを接合する湾曲部１８６とからなる形状（以下、「テーパ＋円」と表す）、楕円の一部で形成される形状（以下、「楕円」と表す）および図１０（Ａ）に表すような楕円の一部と円の一部で形成される形状（以下、「楕円＋円」と表す）のいずれかとした。

まず、２２インチサイズ用の導光板について詳述する。
ここで、背面形状がテーパ＋円の湾曲部の曲率半径は１８０００ｍｍであり、楕円形状の短径は０．４ｍｍであり、楕円＋円の楕円部分の短径は０．３ｍｍ、円部分の曲率半径は３００００ｍｍである。
また、参考例として、背面がテーパ＋円で上記と同形状の１層の導光板についても測定した。このときの粒子濃度は、０．２５ｗｔ％とした。
測定した光の利用効率の結果を下記表３に示し、相対照度分布を図１１に示す。ここで、図１１では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とした。
なお、本例においては、光の利用効率は、上述と同様に参考例として測定した導光板の光射出面全体から射出される光の強度の合計を１００％とし、その参考例の光の強度の合計に対する割合とした。この点に関しては、以下の例も同様とする。

つぎに、６５インチサイズ用の導光板について詳述する。
ここで、背面形状がテーパ＋円の湾曲部の曲率半径は１２００００ｍｍであり、楕円形状の短径は０．４ｍｍであり、楕円＋円の楕円部分の短径は０．３ｍｍ、円部分の曲率半径は２５００００ｍｍである。
また、参考例として、同様に背面がテーパ＋円で上記と同形状の１層の導光板についても測定した。このときの粒子濃度は、０．０８７５ｗｔ％とした。
測定した光の利用効率の結果を下記表４に示し、相対照度分布を図１２に示す。ここで、図１２では、縦軸を相対照度とし、横軸を導光板中心からの距離［ｍｍ］とした。

表３、表４、図１１および図１２に示すように、境界面ｚの位置を変更しても、第２層側の粒子濃度の方が第１層側よりも高い２層の導光板とすれば、中高な輝度分布を得ることができ、光の利用効率も高くすることができることがわかる。また、第１層の粒子濃度を低くするので、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がることがわかる。
また、背面の形状を変更しても、光射出面から離間するに従って、光射出面からの距離が遠くなる形状であれば、中高な輝度分布を得ることができ、光の利用効率も高くすることができることがわかる。
さらに、背面の形状と、境界面ｚの位置を変更することで、照度分布を変更することができ、導光板を大型化した場合も所望の中高度の光を射出させることができることがわかる。

また、上記実施形態では、導光板は、散乱粒子の粒子濃度の違いにより２層としたが、これに限定はされず、多層であればよい。このとき、光射出面に近い層ほど散乱粒子の粒子濃度が低く、背面側の層ほど散乱粒子の粒子濃度が高くなるように形成される。背面側の層ほど粒子濃度が高くなる多層の導光板であっても、中高な輝度分布を得ることができ、光の利用効率を向上させることができる。

このように、導光板の背面を光入射面から離れるに従って、光射出面からの距離が遠くなる形状とし、導光板を、光射出面側の第１層と、第１層よりも粒子濃度が高い背面側の第２層とで構成することによって、光射出面に垂直な方向における合成粒子濃度が、光入射面から離れるに従って高くなるように粒子濃度に分布を持たせることができるので、中高な輝度分布を得ることができ、光の利用効率を向上させることができる。

また、いずれも光入射面から離れるに従って厚みが厚くなる形状としたが、本発明はこれに限定されず、光射出面側の第１層と、背面（光射出面とは反対の面）側の第２層の２つの層とで構成し、第２層の粒子濃度よりも第１層の粒子濃度の方が低くければ、導光板の形状は特に限定されない。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明の導光板の他の一例を示す概略断面図である。
図１３（Ａ）に示す導光板１００は、光射出面１００ａと背面１００ｂとが平行な平板形状である。導光板１００も光射出面１００ａ側の第１層１０２と、背面１００ｂ側の第２層１０４の２層が積層されている。また、第１層１０２と第２層１０４との境界面ｚは、端部（光入射面）では、背面１００ｂと接し、かつ、端部から導光板の中央に向かうにしたがって光射出面１００ａに近づく方向に傾斜した傾斜面である。したがって、第２層１０４は、断面形状が光射出面側に頂点を有し、背面１００ｂが底面となる二等辺三角形となる。
このように導光板を平板形状とし、第２層を断面形状が二等辺三角形となる形状することでも、上述同様に光射出面を大型化した場合でも中高な照度分布及び輝度分布の光を射出することができる。

図１３（Ｂ）に示す導光板１１０は、光射出面１１０ａと背面１１０ｂとが平行な平板形状である。導光板１１０も光射出面１１０ａ側の第１層１１２と、背面１１０ｂ側の第２層１１４の２層が積層されている。また、第１層１１２と第２層１１４との境界面ｚは、端部（光入射面）では、光射出面１１０ａと接しかつ、端部から導光板の中央に向かうにしたがって背面１１０ｂに近づく方向に傾斜した傾斜面である。したがって、第１層１１２は、断面形状が背面１１０ｂ側に頂点を有し、光射出面１１０ａが底面となる二等辺三角形となる。
このように導光板を平板形状とし、第１層を断面形状が二等辺三角形となる形状することでも、上述同様に光射出面を大型化した場合でも中高な照度分布の光を射出することができる。

図１３（Ｃ）に示す導光板１２０は、光射出面１２０ａと、光射出面１２０ａに対向する面が端部（つまり、光入射面）から中央部に向かうにしたがって光射出面１２０ａに近づく２つの傾斜面１２０ｂ及び１２０ｃで形成されている。導光板１２０も光射出面１２０ａ側の第１層１２２と、傾斜面１２０ｂ及び１２０ｃ側の第２層１２４の２層が積層されている。また、第１層１２２と第２層１２４との境界面ｚは、光射出面１２０と所定距離離間し、かつ、光射出面１２０に平行な平坦面である。したがって、第１層１２２は、平板形状となる。
導光板を上記形状としても、光射出面側の層と、背面（光射出面とは反対の面）側の層の２つの層を積層させた構成とし、２つの層の散乱粒子の濃度を異なる濃度とすることで、上述同様に光射出面を大型化した場合でも中高な照度分布の光を射出することができる。

また、上記実施例では、背面の形状は、いずれも対称な形状としたが、本発明はこれに限定はされず、非対称な形状の背面であってもよい。
図１４は、本発明の導光板の他の一例を示す概略断面図である。
図１４に示す導光板２００は、背面２００ｂが、第１光入射面３０ｄ側の第１傾斜面２０２と、第２光入射面３０ｅ側の第２傾斜面２０４とからなり、第１傾斜面２０２と第２傾斜面２０４とが接合する位置（導光板２００の最厚部）が、導光板２００の中央部よりも第１光入射面３０ｄ側にある。つまり、導光板２００の背面２００ｂは、図３に示す導光板３０の第１傾斜面３０ｂと第２傾斜面３０ｃとの接合部を、第１光入射面３０ｄ側に形成し、非対称とした形状を有する。
導光板２００の、第１層６０と、第１層よりも粒子濃度が高い第２層６２との境界面ｚは、光射出面３０ａに平行で、第１光入射面３０ｄと第１傾斜面２０２との境界に形成されており、第２傾斜部２０４と交わっている。
このように背面を非対称としても、光射出面側と背面側とで粒子濃度が異なる２層で形成し、背面側の粒子濃度を高くすることで、上述と同様に光射出面を大型化した場合でも中高な輝度分布の光を射出することができる。

また、導光板の背面を非対称な形状とした場合でも、境界面ｚの位置は、導光板が、光射出面側の第１層と、第１層よりも粒子濃度が高い背面側の第２層とで構成されれば、特に限定はされず、境界面ｚを第１光入射面側に設けてもよいし、第１傾斜面側に設けてもよい。

また、上述の導光板は、２つの光入射面を有していたが、導光板の背面を非対称な形状とした場合は、光入射面を１つとすることが好ましい。つまり、一方の光入射面のみに対向して光源を設けることが好ましい。このとき、第１光入射面側、つまり導光板の最厚部に近い方を光入射面としてもよいし、第２光入射面側、つまり導光板の最厚部に遠い方を光入射面としてもよい。このように、光入射面を１つとした場合でも、上述と同様に光射出面を大型化した場合でも中高な輝度分布の光を射出することができる。

以上、本発明に係る導光板及び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。

例えば、上記の透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
このように、透明材料と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。
このように導光板をフレキシブルにすることにより、例えば、導光板、または、この導光板を用いた面状照明装置を電飾（イルミネーション）関係の表示板として用いる場合に、曲率を持つ壁にも装着することが可能となり、導光板をより多くの種類、より広い使用範囲の電飾やＰＯＰ（ＰＯＰ広告）等に利用することができる。

ここで、可塑剤としては、フタル酸エステル、具体的には、フタル酸ジメチル（ＤＭＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＰ（ＤＥＨＰ））、フタル酸ジノルマルオクチル（ＤｎＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ジノニル（ＤＮＰ）、フタル酸ジイソデジル（ＤＩＤＰ）、フタル酸混基エステル（Ｃ_６〜Ｃ_１１）（６１０Ｐ、７１１Ｐ等）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢＰ）が例示される。また、フタル酸エステル以外にも、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）、アジピン酸ジノルマルアルキル（Ｃ_{６、８、１０}）（６１０Ａ）、アジピン酸ジアルキル（Ｃ_７、９）（７９Ａ）、アゼライン酸ジオクチル（ＤＯＺ）、セバシン酸ジブチル（ＤＢＳ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）、アセチルクエン酸トリブチル（ＡＴＢＣ）、エポキシ化大豆油（ＥＳＢＯ）、トリメリット酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）、ポリエステル系、塩素化パラフィン等が例示される。

本発明に係る導光板を用いる本発明の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１に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。 （Ａ）は、図２に示した面状照明装置の一例の、III−III線矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （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）に示す光源の断面図であり、（Ｃ）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。 導光板の形状を示す概略斜視図である。 導光板の光射出面から射出される光の相対照度分布を測定した結果を示すグラフである。 導光板の光射出面から射出される光の相対照度分布を測定した結果を示すグラフである。 導光板の粒子濃度と導光板の光射出面から射出される光の利用効率及び中高率との関係を示すグラフである。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の導光板を用いる面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明の導光板を用いる面状照明装置の他の一例を示す概略断面図である。 導光板の光射出面から射出される光の相対照度分布を測定した結果を示すグラフである。 導光板の光射出面から射出される光の相対照度分布を測定した結果を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明の導光板の他の一例を示す概略断面図である。 本発明の導光板の他の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１２ 液晶表示パネル
１４ 駆動ユニット
２０ 面状照明装置
２４ 照明装置本体
２４ａ 光出面
２６ 筐体
２８ 主光源
３０、１３０、１４０ 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
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 上側誘導反射板
３８ 下側誘導反射板
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
６０ 第１層
６２ 第２層
ｚ 境界面

Claims (10)

1. 矩形状の光射出面と、前記光射出面の一辺を含む光入射面と、前記光射出面とは反対側の面である背面と、内部に分散された散乱粒子とを有する導光板であって、
   前記光入射面が前記光出射面の長辺の１辺に設けられ、
   前記光射出面側の第１層と、前記第１層とは粒子濃度が異なる前記背面側の第２層とで構成され、前記第１層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｏとし、前記第２層の散乱粒子の粒子濃度をＮｐｒとすると、前記Ｎｐｏと前記Ｎｐｒとの関係が、Ｎｐｏ＜Ｎｐｒ、０ｗｔ％≦Ｎｐｏ≦０．１５ｗｔ％、かつ、０．００８ｗｔ％＜Ｎｐｒ＜０．４ｗｔ％を満たし、
   前記第１層と前記第２層との境界面は、前記光出射面に平行な平面であり、
   前記背面は、前記光入射面、および、前記光入射面に対向する側面それぞれから前記光出射面の中央に向かうに従ってそれぞれ前記光出射面からの距離が遠くなり、
   前記光入射面に垂直な方向において、前記散乱粒子の合成粒子濃度が異なることを特徴とする導光板。
2. 前記光入射面に対向する側面を第２の光入射面とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記第１層と、前記第２層との境界面が、前記光入射面と前記背面との境界にある請求項１または２に記載の導光板。
4. 前記第１層と、前記第２層との境界面の１辺が前記光入射面に含まれる請求項１または２に記載の導光板。
5. 前記第１層と、前記第２層との境界面の１辺が前記背面に含まれる請求項１または２に記載の導光板。
6. 前記背面が、前記光入射面にそれぞれ接合し、前記光射出面に対して傾斜した２つの傾斜面からなる請求項２〜５のいずれかに記載の導光板。
7. 前記背面が、前記光入射面にそれぞれ接合し、前記光射出面に対して傾斜した２つの傾斜面と、前記２つの傾斜面を接合する湾曲部とを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の導光板。
8. 前記背面が、前記光入射面の長手方向に垂直な断面において、前記光入射面とそれぞれ接合する楕円での一部で表される２つの曲線と、前記楕円の一部で表される曲線とそれぞれ接合する２つの直線と、前記直線と接合する円の一部で表される曲線とからなる請求項２〜５のいずれかに記載の導光板。
9. 前記背面が、前記光入射面の長手方向に垂直な断面において、前記光入射面とそれぞれ接合する楕円の一部で表される２つの曲線と、前記楕円の一部で表される曲線を接合する円の一部で表される曲線とからなる請求項２〜５のいずれかに記載の導光板。
10. 前記第１層の厚みをＴ１とし、前記光入射面の厚みをＴ２とすると、厚みＴ１と厚みＴ２との関係が０．３＜Ｔ１／Ｔ２＜２を満たす請求項１〜９のいずれかに記載の導光板。

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