WO2013180024A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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WO2013180024A1
WO2013180024A1 PCT/JP2013/064448 JP2013064448W WO2013180024A1 WO 2013180024 A1 WO2013180024 A1 WO 2013180024A1 JP 2013064448 W JP2013064448 W JP 2013064448W WO 2013180024 A1 WO2013180024 A1 WO 2013180024A1
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light guide
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prism
incident
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龍三 結城
壮史 石田
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
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    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device using a light guide member that guides light, and relates to a display device including the illumination device.
  • a backlight unit for supplying light is usually mounted on the liquid crystal panel.
  • the backlight unit is configured to emit planar light having uniform luminance over the entire planar liquid crystal panel.
  • Some of the backlight units include a light guide plate (light guide member) that diffuses light from a light source widely and equalizes luminance.
  • an edge light (side light) type backlight unit As a backlight unit including the light guide plate, for example, an edge light (side light) type backlight unit is known.
  • An edge light type backlight unit generally has a configuration in which a light source is disposed on a side surface of a light guide plate. In the backlight unit having such a configuration, the light emitted from the light source enters the light guide plate from the side surface of the light guide plate. The incident light is guided (diffused) inside the light guide plate and is emitted to the liquid crystal panel side as planar light.
  • LEDs light emitting diodes
  • the LED itself is smaller than a fluorescent lamp (such as a cold-cathode tube) that has been conventionally used, and the drive voltage is low, so that the drive circuit can be simplified, and the backlight unit can be made smaller and thinner. It becomes possible. Further, the LED consumes less power than a fluorescent lamp, and can reduce energy consumption (power consumption).
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-169034 discloses a lighting device in which a trapezoidal shape is provided at a position corresponding to a point light source on a light guide plate, and a triangular or trapezoidal through-hole having symmetry is provided in the trapezoidal shape. Is described.
  • this illuminating device light incident on the light guide plate is spread left and right by reflecting light from the light source on the protruding trapezoidal side surface and the side surface of the through hole. As a result, emitted light (planar light) with uniform brightness can be obtained.
  • the inclined surface of the protruding structure is formed along the direction in which the light emitted from the LED diffuses. May not hit the slope, and it may be difficult to reduce the V-shaped bright line in the vicinity of the LED.
  • an object of the present invention is to provide an illumination device and a display device that can improve light use efficiency and luminance while suppressing luminance unevenness.
  • Another object of the present invention is to provide an illumination device and a display device that can be reduced in thickness and cost.
  • the present invention provides a plurality of light sources arranged side by side, a light guide member that guides light from the light source, and a plurality of light sources from the light source side end face of the light guide member.
  • a convex portion projecting toward each of the light sources and receiving light from the light source, and the light that spreads in the arrangement direction of the light sources out of the incident light to the outside of the convex portion.
  • a lighting device comprising a side surface formed so as to be emitted and then reentered to the light guide member at the end surface.
  • the light incident on the convex portion is refracted when it exits from the side surface.
  • the light emitted from the side surface is refracted when reentering the light guide member from the end surface.
  • the light emission angle is narrowed by refraction of light when emitted from the side surface and refraction when reentering the light guide member at the end face.
  • the light guide member may have an incident surface on which light from the light source is incident, and the width of the incident surface may be formed larger than the width of the light emitting portion of the light source.
  • the side surface may be formed so as to approach the optical axis of the light source as it moves away from the light source.
  • the side surface may include a first side surface and a second side surface that are line-symmetric with respect to the optical axis.
  • the convex portion may be formed in a trapezoidal shape when viewed from the front, and the hypotenuse of the trapezoidal convex portion may be the side surface.
  • the angle of the side surface with respect to the optical axis of the light from the light source is set so that the light incident again from the end surface is parallel to the optical axis without being mixed with the light from the adjacent light source. May be.
  • a reflective member may be provided so as to cover at least the front side of the portion where the light on the side surface and the end surface of the convex portion is incident again.
  • the said structure WHEREIN The said light guide member is provided in the back surface of the said light guide with the light guide in which the light from the said light source injects without an air layer, and has a refractive index smaller than the said light guide And a low refractive index layer.
  • a prism layer may be provided on the surface opposite to the light guide of the low refractive index layer without an air layer, and a prism is formed on the opposite side of the low refractive index layer. Good.
  • a display device including a display panel that receives light from the lighting device can be given.
  • a backlight can be mentioned as said illuminating device.
  • examples of the display device include a liquid crystal display device.
  • an edge light type backlight unit that can reduce energy consumption and emits planar light with a uniform luminance distribution with a simple configuration.
  • FIG. 9 It is the perspective view which showed typically an example of the backlight unit which is an illuminating device concerning this invention. It is a side view of the backlight unit shown in FIG. It is a schematic perspective view of the light-guide plate used for the backlight unit shown in FIG. It is an expanded sectional view of the light emission part of the light-guide plate shown in FIG. It is sectional drawing of the light-guide plate shown in FIG. It is an expanded sectional view of the back side of the light guide plate shown in FIG. It is the front view which expanded the vicinity of the light-incidence part of the light-guide plate of the backlight unit concerning this invention. It is the figure which expanded a part of FIG. 9 and showed the optical path of light.
  • FIG. (A) shows a state (initial state) before the light in the lateral part of the circumference passes through the side surface (trapezoidal prism), and Fig. (B) shows the light in the lateral part of the circumference on the side surface. And a state after refraction at the end face (after inclined surface refraction). It is a figure which shows the simulation result of the suppression effect of the V-shaped bright line by the illuminating device of this invention.
  • FIG. 17 is a side view of the backlight unit shown in FIG. 16. It is a figure which shows the modification of the backlight unit shown in FIG. It is a figure which shows the modification of the backlight unit shown in FIG. It is a figure which shows the further another modification of the backlight unit shown in FIG. It is a figure which shows the modification of the backlight unit shown in FIG.
  • FIG. It is a figure which shows the modification of the backlight unit shown in FIG. It is a front view of the other example of the backlight unit which is an illuminating device concerning this invention. It is the figure which expanded the vicinity of the convex part of the backlight unit of FIG. It is a front view of the other example of the backlight unit which is an illuminating device concerning this invention. It is a front view of the other example of the backlight unit which is an illuminating device concerning this invention. It is a disassembled perspective view of the liquid crystal display device which is an example of the display apparatus concerning this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a backlight unit which is a lighting device according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the backlight unit shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is shown in FIG. 4 is a schematic perspective view of a light guide plate used in a backlight unit
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a light output portion of the light guide plate shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light guide plate shown in FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the back side of the light guide plate shown in FIG.
  • the shape of the backlight unit according to the present invention will be described. In the following description, it is assumed that the width direction of the backlight unit is the X direction, the longitudinal direction is the Y direction, and the thickness direction is the Z direction.
  • the backlight unit 10 is an edge light type backlight unit. As shown in FIGS. 1 and 2, the backlight unit 10 includes an LED 11 that is a light source, and a light guide plate 12 that guides light emitted from the LED 11.
  • the backlight unit 10 includes a plurality of the LEDs 11, and the plurality of LEDs 11 are arranged side by side in the width direction of the light guide plate 12 (X direction: see FIG. 1).
  • the light guide plate 12 is a light-transmitting plate member.
  • the light guide plate 12 includes a light guide 13 that guides light and a low refractive index layer 14 that has a lower refractive index than the light guide 13.
  • the light guide 13 includes a light incident part 13a into which light from the LED 11 is incident and a light output part 13b from which light guided into the light guide plate 12 is emitted as planar light. It has a structure with.
  • the light guide 13 is formed in a substantially rectangular parallelepiped. That is, the light guide 13 is formed so that the light output portion 13b and the back surface 13c are substantially parallel. Further, the light incident portion 13 a of the light guide 13 is disposed substantially parallel to the light outgoing portion of the LED 11.
  • the light guide 13 constituting the light guide plate 12 is made of a light-transmitting resin material such as acrylic or polycarbonate. If the light guide 13 is made of acrylic or the like, the refractive index of the light guide 13 can be about 1.49. If the light guide 13 is made of polycarbonate or the like, the refractive index of the light guide 13 can be about 1.59. In addition, when the light guide 13 is comprised from an acryl, translucency can be improved more compared with the case where the light guide 13 is comprised from a polycarbonate.
  • the low refractive index layer 14 is in close contact with the back surface 13c of the light guide 13, and the light guide 13 and the low refractive index layer 14 are integrally formed.
  • the low refractive index layer 14 has a thickness of about 10 ⁇ m to about 50 ⁇ m, for example.
  • the low refractive index layer 14 is formed of a light-transmitting resin material having a refractive index lower than that of the light guide 13.
  • a resin material include resins containing hollow particles such as fluorine-based acrylates and nano-sized inorganic fillers. If the low refractive index layer 14 is made of fluorine-based acrylate or the like, the refractive index of the low refractive index layer 14 can be about 1.35. In addition, if the low refractive index layer 14 is made of a resin containing hollow particles such as nano-sized inorganic filler, the refractive index of the low refractive index layer 14 can be 1.30 or less.
  • the refractive index (n1) of the light guide 13 is preferably 1.42 or more, and more preferably 1.59 to 1.65.
  • the refractive index (n2) of the low refractive index layer 14 is preferably less than 1.42, more preferably 1.10 to 1.35. Further, it is preferable that a relationship of n1 / n2> 1.18 is established between the refractive index (n1) of the light guide 13 and the refractive index (n2) of the low refractive index layer 14.
  • a plurality of first prisms 13 e are formed in the light output portion 13 b of the light guide 13 so that the incident angle of the light from the LED 11 with respect to the back surface 13 c decreases as the distance from the LED 11 increases.
  • the light exit portion 13b of the light guide 13 includes a plurality of plane portions 13d along the normal direction (Y direction: direction orthogonal to the X direction) of the light entrance portion 13a of the light guide 13.
  • a plurality of concave first prisms 13e are alternately formed. That is, the flat surface portion 13d is formed between the first prisms 13e adjacent in the Y direction.
  • the planar portion 13d and the first prism 13e are formed so as to extend in the X direction (see FIG. 3).
  • the flat surface portion 13d is formed in the same plane as the light output portion 13b, and is formed substantially parallel to the back surface 13c. As shown in FIG. 4, the flat portion 13d is formed to have a predetermined width W1 in the Y direction.
  • the concave first prism 13e is formed by an inclined surface 13f that is inclined with respect to the flat surface portion 13d (light output portion 13b) and a vertical surface 13g that is substantially perpendicular to the flat surface portion 13d (light output portion 13b).
  • the inclined surface 13 f is formed so as to approach the back surface 13 c as the distance from the LED 11 increases.
  • the first prism 13e By forming the first prism 13e in this way, the light emitted from the LED 11 is guided by being repeatedly reflected between the inclined surface 13f (first prism 13e) of the light guide 13 and the back surface 13c.
  • the incident angle with respect to the back surface 13c of the light body 13 is gradually reduced.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the inclined surface 13f with respect to the flat portion 13d is preferably an angle of 5 ° or less, more preferably an angle of 0.1 ° to 3.0 °.
  • the inclined surface 13f (first prism 13e) is formed to have a predetermined width W2 in the Y direction.
  • the width W2 in the Y direction of the inclined surface 13f (first prism 13e) is preferably 0.25 mm or less, and more preferably 0.01 mm to 0.10 mm.
  • the pitch P ⁇ b> 1 may be constant regardless of the distance from the LED 11. Further, these numerical values may change according to the distance from the LED 11 or may be different for each predetermined range so that the incident angle of the light in the light guide plate 12 with respect to the back surface 13c becomes small.
  • a plurality of concave second prisms 13 i are formed in the light output portion 13 b of the light guide 13 along the X direction at regular intervals. That is, the plane portion 13d is formed between the second prisms 13i adjacent to each other along the X direction.
  • the flat surface portion 13d is formed in the same plane as the light output portion 13b. Further, the flat portion 13d is formed to have a predetermined width W3 in the X direction.
  • the second prism 13i includes a pair of inclined surfaces 13j inclined with respect to the flat surface portion 13d (light-emitting portion 13b), and has a concave shape. That is, the second prism 13i is formed so that its cross section has a triangular shape.
  • An angle (vertical angle of the second prism 13i) ⁇ 2 formed by the pair of inclined surfaces 13j is preferably about 120 ° to about 140 °.
  • the pair of inclined surfaces 13j (second prism 13i) is formed to have a predetermined width W4 in the X direction.
  • the width W4 in the X direction of the pair of inclined surfaces 13j (second prism 13i) is preferably about 0.1 mm or less, more preferably about 0.010 mm to about 0.030 mm.
  • the second prisms 13i are preferably formed with the same shape, the same size, and the same pitch regardless of the formation position in the plane of the light guide 13. That is, the width W3 in the X direction of the plane portion 13d, the angle formed by the pair of inclined surfaces 13j (vertical angle of the second prism 13i) ⁇ 2, the width W4 in the X direction of the pair of inclined surfaces 13j (second prism 13i), and The pitch P2 in the X direction of the pair of inclined surfaces 13j (second prism 13i) is formed constant.
  • the description of the light guide 13 will be continued.
  • the first prism 13e and the second prism 13i are formed to overlap on the same surface.
  • the second prism 13i has a function of diffusing light in the lateral direction (X direction). Note that the ratio of the occupied area of the second prism 13i to the sum of the frontal areas of the first prism 13e and the second prism 13i is preferably 50% or more.
  • a plurality of concave back prisms 14b are formed on the back surface 14a of the low refractive index layer 14 (the back surface of the light guide plate 12).
  • the rear prism 14b is formed at least over the entire light emission region of the light guide plate 12.
  • the back prism 14b is formed to extend in the X direction.
  • the concave rear prism 14b is formed by an inclined surface 14c inclined with respect to the rear surface 14a and a vertical surface 14d perpendicular to the rear surface 14a.
  • the inclined surface 14c is formed in a flat surface instead of a curved surface.
  • the inclined surface 14c is formed so as to be closer to the light guide 13 as the distance from the LED 11 increases.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the inclined surface 14c with respect to the back surface 14a is preferably about 40 ° to about 50 °.
  • the angle ⁇ 4 formed by the inclined surface 14c and the vertical surface 14d is preferably about 50 ° to about 40 °.
  • the inclined surface 14c (back prism 14b) is formed to have a predetermined width W5 in the Y direction.
  • the width W5 in the Y direction of the inclined surface 14c (back prism 14b) is about 0.1 mm or less, and preferably about 0.010 mm to about 0.025 mm.
  • the inclined surface 14c (rear prism 14b) is arranged at a pitch P3 having the same size as the width W5 in the Y direction. That is, the plurality of back prisms 14b are formed continuously without gaps in the Y direction, and no flat portion is provided between the back prism 14b and the back prism 14b.
  • the rear prism 14b has the same shape, the same size, and the same pitch on almost the entire rear surface 14a of the low refractive index layer 14 regardless of the formation position in the plane of the low refractive index layer 14. It may be formed. In this way, if the rear prism 14b is formed, it is possible to suppress variations in light condensing characteristics within the plane of the low refractive index layer 14. Thereby, the brightness
  • the rear prism 14b has a function of totally reflecting light from the LED 11 forward at the interface between the light guide plate 12 and the air layer.
  • the light emitted from the LED 11 is repeatedly reflected between the first prism 13e (light output portion 13b) of the light guide 13 and the back surface 13c, and the incident angle of the light guide 13 with respect to the back surface 13c gradually decreases.
  • the incident angle with respect to the back surface 13c becomes smaller than the critical angle, the light enters the low refractive index layer 14.
  • the light that travels toward the back surface 13c of the light guide 13 out of the light incident on the light incident portion 13a of the light guide 13 is also similar to the back surface 13c of the light guide 13 and the first prism 13e (light output).
  • the light is incident on the low-refractive index layer 14 by repeated reflection with the portion 13b).
  • substantially all of the light incident on the low refractive index layer 14 is forward on the inclined surface 14 c of the rear prism 14 b (the interface between the inclined surface 14 c of the rear prism 14 b and the air layer). It is totally reflected (see dashed arrows) or totally reflected after transmission (see dashed arrows). Then, the light totally reflected by the back prism 14b (the inclined surface 14c) (see the broken line arrow) enters the light guide 13 again and exits forward from the light output portion 13b (see FIG. 2 and the like).
  • the refractive index (n1) of the light guide 13 is 1.42 or more (about 1.59 to about 1.65) and the refractive index of the air layer is about 1, the light guide 13 and the air layer Is smaller than the critical angle between the light guide 13 and the low refractive index layer 14. For this reason, there is almost no light emitted from the light exit part 13b without passing through the back prism 14b of the low refractive index layer 14. That is, the light incident on the light guide plate 12 (light guide 13) from the light incident portion 13a is incident on the low refractive index layer 14 at one end, reflected by the back prism 14b, returned to the light guide 13, and then emitted. The light is emitted from the portion 13b.
  • the second prism 13i is formed in the light output portion 13b of the light guide 13
  • a part of the light traveling toward the light output portion 13b of the light guide 13 is the second The light is diffused (reflected) on both sides in the X direction by the inclined surface 13j of the prism 13i.
  • the incident angle with respect to the back surface 13c of the body 13 becomes small. That is, the light from the LED 11 is diffused in the X direction by the second prism 13 i and is incident on the low refractive index layer 14.
  • the light output portion 13b of the light guide 13 with the plurality of first prisms 13e that gradually reduce the incident angle of the light from the LED 11 with respect to the back surface 13c of the light guide 13, the light from the LED 11 is provided.
  • the light is guided while being repeatedly reflected between the light output portion 13b of the light guide 13 and the back surface 13c, and the incident angle of light with respect to the back surface 13c of the light guide 13 gradually decreases.
  • the light whose incident angle with respect to the back surface 13 c of the light guide 13 is smaller than the critical angle between the light guide 13 and the low refractive index layer 14 enters the low refractive index layer 14.
  • the spread angle in the Y direction of the light incident on the low refractive index layer 14 becomes small, and the spread angle in the Y direction of the light reflected at the interface between the back surface 14a of the low refractive index layer 14 and the air layer also becomes small. . That is, the light condensing characteristic can be improved and the luminance of the planar light can be improved. As a result, there is no need to provide a plurality of optical sheets such as a condensing lens sheet on the light guide plate 12.
  • the LED 11 is a point light source, and the distance between the LED 11 and the light entrance portion 13a of the light guide plate 12 is short.
  • V-shaped bright lines are likely to occur in the vicinity of the light incident portion. When such a V-shaped bright line is generated, the illumination quality in the vicinity of the light incident portion 13a may be deteriorated.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state where a V-shaped bright line is generated when an LED is used as a conventional light guide plate and light source.
  • a V-shaped bright line (see a broken line) is likely to occur near the light incident portion of the light guide plate 12 as shown in FIG. For this reason, the inventors of the present application have made various studies on the cause of the occurrence of the V-shaped bright line.
  • FIG. 8 is a view showing the angular distribution of light in each region of FIG.
  • the region “1” is located in the V-shaped bright line portion of each of the LEDs 1 and 2, and the region “2” is located in the V-shaped bright line portion of the LED 2.
  • the region “3” and the region “4” are located in a region away from the V-shaped bright line.
  • 8A to 8D show the distribution of light emitted from the LED 1
  • FIGS. 8E to 8H show the distribution of light from the LED 2.
  • the light intensity at the angle of the horizontal portion is not observed strongly, but is observed as almost the same light intensity in any angular distribution. . From this, it was observed that the light that becomes the V-shaped emission line is concentrated on the lateral portion of the circumference (the angle of the lateral portion).
  • the V-shaped bright line was caused by the angular distribution of incident light and the like, and the light at the angle of the horizontal portion was a V-shaped bright line. This is considered to be because the light at the angle of the horizontal portion is emitted forward from the light exit portion 13b (see FIG. 5) in the region near the light entrance portion 13a. Specifically, the incident light is affected by the surface roughness of the light incident portion 13a of the light guide plate 12 and the influence of the first prism 13e (see FIG. 2) and the second prism 13i (see FIG. 5) formed on the light exit portion 13b.
  • the light at the angle of the horizontal portion has an incident angle of light with respect to the back surface 13 c of the light guide 13 that is equal to or smaller than the critical angle between the light guide 13 and the low refractive index layer 14.
  • the light is incident on the low refractive index layer 14 and reflected forward by the rear prism 14b (see FIG. 2). And it is radiate
  • This light is considered to be a V-shaped bright line in a region near the light incident portion 13a. That is, it is considered that the V-shaped bright line is generated by the light that is not totally reflected at the interface with the low refractive index layer 14 leaking to the front side.
  • FIG. 9 is an enlarged front view of the vicinity of the light incident portion of the light guide plate of the backlight unit according to the present invention
  • FIG. 10 is an enlarged view of a part of FIG. 9 and shows the optical path of light.
  • the light guide plate 12 has a convex portion 20 that protrudes toward the LED 11 and is formed integrally with the light guide plate 12.
  • the convex portion 20 is formed in a trapezoidal shape when viewed from the front (in front view), and includes side surfaces 21 and 21 arranged so as to be line-symmetric with respect to the optical axis O1 of the LED. .
  • the convex portion 20 is formed so that the longer one of the trapezoidal upper or lower base is closer to the LED 11.
  • the light guide plate 12 includes a convex portion 20 for each LED 11 at a portion facing each of the plurality of LEDs 11.
  • the convex portion 20 formed at the end portion of the light guide plate 12 on the LED 11 side is formed integrally with the light guide body 13
  • the convex portion 20 is formed integrally with the end portion of the light guide plate 12 on the LED 11 side. It can be said that it is a trapezoidal prism.
  • the side surfaces 21 and 21 are formed substantially perpendicular to the light output portion 13b or the back surface 13c of the light guide 13.
  • the side surfaces 21 and 21 are formed so as to be inclined with respect to the optical axis O ⁇ b> 1 (see FIG. 10) from the light incident portion 13 a and approach as the distance from the LED 11 increases.
  • the surface of the convex portion 20 that faces the LED 11 is a light incident portion 13 a on which light from the LED 11 enters the light guide plate 12. That is, the convex portion 20 includes the light incident portion 13 a on the surface facing the light emitting surface of the LED 11.
  • the light emitted from the LED 11 and incident on the inside of the light guide 13 from the light incident portion 13a is emitted to the outside from one end through the side surfaces 21 and 21, and again at the end surface 18 from which the convex portion 20 of the light guide 13 protrudes.
  • the light enters the light guide 13.
  • the refractive index of the light guide 13 is (n1) higher than the refractive index of air (approximately 1). Since the side surfaces 21 and 21 are formed to approach each other as they move away from the LED 11, the light emitted from the side surfaces 21 and 21 approaches the optical axis O1 (the direction in which the angle formed with the optical axis O1 decreases).
  • the light emitted in the V-shaped bright line direction passes through the side surfaces 21 and 21 of the convex portion 20 and passes through the end surface 18 of the light guide 13.
  • the angular distribution of light in the horizontal direction (lateral direction) changes.
  • the light emitted from the LED 11 is made uniform and guided to the light guide 13.
  • the width W6 in the X direction of the light incident portion 13a is configured to be larger than the width W7 of the LED 11. If comprised in this way, it will become possible to make the light from LED11 inject into the light-guide plate 12 from the light-incidence part 13a effectively. Further, if the width W6 of the light incident portion 13a is larger than the width of the light emitting portion of the LED 11, the same effect as described above can be obtained. Further, the protruding amount of the convex portion 20 (distance L1 from the light incident portion 13a to the end surface 18) is set to a length at which the light R1 emitted in the V-shaped bright line direction is incident on the side surfaces 21 and 21. Is preferred.
  • the distance L1 can be about 3 mm.
  • the angle ⁇ of the side surfaces 21 and 21 with respect to the light incident portion 13a is set so that the light R1 (see FIG. 10) emitted in the V-shaped bright line direction enters the side surfaces 21 and 21 at an angle less than the critical angle. ing. Furthermore, it is preferable that the angle is such that light R1 emitted from adjacent LEDs 11 in the V-shaped bright line direction and incident on the light guide 13 from the end face 18 is refracted so as not to overlap each other.
  • the V-shaped bright line is about 39 ° with respect to the optical axis O1. Appears in the direction. If the width W7 of the LED 11 is about 2.2 mm and the width W6 of the light incident portion 13a is about 3 mm, the distance L1 from the light incident portion 13a to the end surface 18 is about 3 mm, and the side surfaces 21 and 21 with respect to the light incident portion 13a.
  • the formation region of the second prism 13 i is up to the trapezoidal convex portion 20 (side surfaces 21, 21) (up to the end surface 18), but is not limited thereto. It is not done.
  • the light R1 emitted in the V-shaped bright line direction out of the light from the LED 11 incident from the light incident portion 13a approaches the optical axis O1 when passing through the side surfaces 21 and 21.
  • the light is refracted in the direction (the direction in which the angle formed with the optical axis O1 decreases).
  • the light R1 having an angular distribution that becomes a V-shaped bright line is changed to the light R2 having an angular distribution that does not become a V-shaped bright line. Therefore, the generation of V-shaped bright lines is suppressed.
  • the convex portion 20 is formed on the light guide plate 12, the light is refracted when passing through the side surfaces 21 and 21 of the convex portion 20, and the angular distribution of the light is changed. Thereby, the incidence on the low refractive index layer 14 is suppressed (total reflection at the interface with the low refractive index layer 14), and the leakage of light from the light exit portion 13b is suppressed. As a result, the generation of V-shaped bright lines is suppressed.
  • FIG. 11 is a figure which shows angle distribution of the emitted light from LED.
  • FIG. 12 shows the angular distribution of light within the light guide plate.
  • FIG. 12 (A) shows a state (initial state) before the light in the lateral part of the circumference passes through the convex part (trapezoidal prism), and
  • FIG. 12 (B) shows the lateral part of the circumference.
  • the state after light is refracted by the convex part (after inclined surface refraction) is shown.
  • the light in the lateral part of the circumference is refracted when passing through the side surfaces 21 and 21 (see FIG. 10) and when passing through the end face 18, and the angular distribution of the light is changed.
  • the light of the angle of the horizontal portion has an incident angle of light with respect to the back surface 13c (see FIG. 2) larger than the critical angle between the light guide 13 and the low refractive index layer 14.
  • the reflection to the front side by the back prism 14b is suppressed.
  • the generation of V-shaped bright lines is suppressed.
  • the convex portion 20 by forming the convex portion 20 (see FIG. 10), the light of the distribution that becomes the V-shaped bright line is refracted by the convex portion 20 and changes to a distribution that does not become the V-shaped bright line. Bright lines are prevented and this light is used effectively.
  • the suppression effect of the V-shaped bright line by the convex part 20 was confirmed by simulation.
  • the example provided with the light guide plate 12 having the configuration having the convex portion 20 was used as an example, and the configuration having the same configuration as the example except that the convex portion 20 was not provided was used as a comparative example.
  • the results are shown in FIG. 13 and FIG.
  • the V-shaped bright line was not observed, and it was confirmed that the surface light had high quality with little luminance unevenness.
  • the comparative example shown in FIG. 14 a V-shaped bright line was observed, resulting in uneven brightness. From this, it was confirmed that by providing the convex portion 20 (see FIG. 10) on the light guide plate, the generation of V-shaped bright lines is suppressed and luminance unevenness is suppressed.
  • the light guide plate 12 with the convex portion 20 having the side surfaces 21 and 21 inclined with respect to the optical axis O1
  • the light of the luminance distribution that becomes the V-shaped bright line can be changed to the light of the angular distribution that does not become the V-shaped bright line. Therefore, since generation
  • the backlight unit 10 with high luminance uniformity can be obtained.
  • the light that has been the V-shaped emission line can be used effectively, the light use efficiency and the luminance can be effectively improved.
  • the side surfaces 21 and 21 of the convex portions formed on the light guide plate 12 are formed so as to approach the optical axis O1 from the light incident surface 23a toward the end portion 18, thereby forming a V shape.
  • Generation of bright lines can be suppressed. Thereby, generation
  • the backlight unit 10 since it is not necessary to provide a plurality of optical sheets, it can be reduced in thickness and an increase in manufacturing cost can be suppressed. Further, there is no loss of light when passing through the optical sheet, and the light utilization efficiency can be improved also from this point.
  • FIG. 15 is a side view of an example of a light guide plate used in a backlight unit that is an illumination device according to the present invention.
  • the backlight unit 10B shown in FIG. 15 has the same configuration as the backlight unit 10 except that the low refractive index layer 140 and the prism layer 15 are provided, and substantially the same parts are denoted by the same reference numerals and are the same. Detailed description of the portion is omitted.
  • the light guide plate 12b of the backlight unit 10B includes a light guide 13, a low refractive index layer 140, and a prism layer 15. More specifically, the low refractive index layer 140 is disposed in close contact with the back surface of the light guide 13 and the prism layer 15 is disposed in close contact with the surface of the low refractive index layer 140 opposite to the light guide 13. Has been.
  • a prism 15b having the same shape as the low refractive index layer 14 of the backlight unit 10 shown in FIG.
  • the prism 15b is formed by an inclined surface 15c inclined with respect to the back surface 15a and a vertical surface 15d perpendicular to the back surface 15a.
  • the light emitted from the LED 21 is repeatedly reflected between the light output portion 13b of the light guide 13 and the back surface 13c, so that the incident angle with respect to the back surface 13c of the light guide 13 is gradually reduced. And is incident on the low refractive index layer 140. Since the prism layer 15 has a higher refractive index than the low refractive index layer 140, the light incident on the low refractive index layer 140 is reflected from the back surface 140 a of the low refractive index layer 140 (the interface between the low refractive index layer 140 and the prism layer 15. ) And enters the prism layer 15 without being totally reflected.
  • the prism layer 15 is provided on the back surface 140a of the low refractive index layer 140 without an air layer, and the prism 15b is formed on the back surface 15a of the prism layer 15.
  • the thickness of the low refractive index layer 140 can be reduced.
  • a light-transmitting material having a relatively low refractive index used for the low refractive index layer 140 is often expensive. If the prism layer 15 is provided and the thickness of the low refractive index layer 140 is reduced, the light guide plate 12b is manufactured. An increase in cost can be suppressed.
  • FIG. 16 is a front view of still another example of a backlight unit which is a lighting device according to the present invention
  • FIG. 17 is a side view of the backlight unit shown in FIG.
  • the backlight unit 10 ⁇ / b> C shown in FIGS. 16 and 17 has the same configuration as the backlight unit 10 except that the reflective member 16 is provided.
  • substantially the same parts as the backlight unit 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same parts is omitted.
  • the reflecting member 16 is hatched for easy explanation.
  • the light emitted from the LED 11 and incident on the light guide 13 shows a V-shaped bright line at a spread angle of about ⁇ 39 ° from the optical axis O1, as described above. Within this range, high intensity light is emitted. However, the LED 11 irradiates the part beyond this angle with low intensity.
  • the light emitted to the outside of the light that becomes the V-shaped bright line enters the front side of the light guide 13 (convex portion 20) at an incident angle smaller than the critical angle. Emitted.
  • This light is not diffused inside the light guide 13 and causes uneven brightness.
  • the light guide 12 has a convex portion 20, and light incident on the side surfaces 21, 21 passes through the air at one end. At this time, when a part of the light passing through the air is directed to the front side, the light may not return from the end face 18 of the light guide 12 to the light guide 12.
  • the light that does not return to the light guide 12 proceeds to the front as it is, causing uneven brightness of the planar light, or is not used as the planar light and is lost.
  • the backlight unit 10C includes the LED 11 of the light guide plate 12.
  • a reflecting member 16 that reflects light is provided on the front side of the side. More specifically, the light guide 13 is disposed so as to cover the front side of the light path 13 and the front side of the optical path until the light emitted from the side surfaces 21 and 21 of the convex part 20 reenters the end surface 18.
  • the reflecting member 16 is formed of, for example, a mirror made of a dielectric multilayer film, a reflecting plate coated with silver, or white PET resin. It has a function of reflecting light leaked from the convex portion 20 of the light guide plate 12 to the front side to the light guide 13.
  • the reflecting member 16 is arranged so as to cover the entire front side of the end surface where the convex portion 20 of the light guide 13 is formed.
  • emitted from the front side of the part 20 and the side surfaces 21 and 21 injects into the end surface 18 may be sufficient.
  • FIG. 18 is a view showing a modification of the backlight unit shown in FIG.
  • the formation region of the second prism 13i that diffuses light in the lateral direction is up to the inclined surface (trapezoidal prism) is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the region where the second prism 13i is formed may be, for example, as far as the light incident part 13a (dotted line G1) as shown in FIG. 19, or a predetermined distance L2 (from the light incident part 13a as shown in FIG. For example, it may be up to a position (dotted line G2) separated by about 2 mm).
  • the distance L2 can be optimized depending on the structure, for example, between 0 mm and about 5 mm.
  • the prism which gradually reduces the incident angle of the light from LED with respect to the back surface of a light guide, and the prism which diffuses light laterally are formed in the light emission part (front surface) of a light guide.
  • the prism may be formed other than the light output portion (front surface) of the light guide.
  • the first prism 13 e may be formed on the back surface 13 c of the light guide 13.
  • the second prism 13 i may be formed on the back surface 13 c of the light guide 13.
  • Both the first prism 23e and the second prism 13i may be formed on the back surface 13c of the light guide 13, or either one may be formed on the back surface 13c of the light guide 13. Good.
  • FIG. 23 is a front view of another example of a backlight unit that is a lighting device according to the present invention
  • FIG. 24 is an enlarged view of the vicinity of a convex portion of the backlight unit of FIG.
  • the arrangement interval of the LEDs 11 differs depending on the arrangement location.
  • the human eye has a characteristic of recognizing an image having a higher brightness at the center than at the edge as a bright image.
  • the LEDs 11 are arranged so that the central portion has a high luminance, that is, the arrangement interval is narrow at the central portion and wide at both ends, and the central portion has a high luminance. It is increasing.
  • the appearance of the V-shaped bright lines described above is also different compared to the backlight unit 10 etc. arranged at equal intervals. That is, in the portion where the arrangement interval of the LEDs 11 is narrow, the intersection of the V-shaped bright lines emitted from the adjacent LEDs 11 is closer to the end face 18 than the portion where the arrangement interval of the LEDs 11 is wide.
  • FIG. 24 is an enlarged view of three convex portions 20d arranged side by side.
  • the convex portion 20d disposed at the center will be mainly described, but the other convex portions have the same configuration.
  • the interval between the left convex portion 20d and the central convex portion 20d is M1
  • the interval between the central convex portion 20d and the right convex portion 20d is M2
  • the angle (inclination angle) ⁇ 1 between the first side surface 21d on the left side of the central convex portion 20d and the optical axis of the LED 11 is the angle (inclination angle) between the second side surface 22d on the right side of the central convex portion 20d and the optical axis of the LED 11. ) It is larger than ⁇ 2. As shown in FIG. 24, the light emitted from the first side surface 21d is incident on a portion near the second convex portion 20d of the end face 18 as compared with the light emitted from the second inclined surface 32d.
  • FIG. 25 is a front view of another example of a backlight unit which is a lighting device according to the present invention.
  • the backlight unit 10E shown in FIG. 25 has the same structure as that of the backlight unit 10 except that the shape of the convex portion 20e is different. Detailed description is omitted.
  • the side surface 21e of the convex portion 20e is formed in a curved surface shape.
  • the side surface 21e is formed into a curved surface, light incident on the end surface 18 can be incident near the convex portion 20e or can be incident far away. Further, it is possible to adjust the angular distribution of the light incident on the end face 18 by adjusting the shape of the curved surface.
  • FIG. 26 is a front view of another example of a backlight unit which is an illumination device according to the present invention.
  • the backlight unit 10F shown in FIG. 26 has the same structure as the backlight unit 10 except that the shape of the end face 18f is different, and substantially the same parts are denoted by the same reference numerals and details of the same parts are shown. The detailed explanation is omitted.
  • the end face 18f of the light guide plate 12 is formed in a convex shape.
  • the adjacent interval between the convex portions 20 cannot be formed sufficiently large, or even when the protruding length of the convex portion 20 cannot be formed sufficiently large, they are adjacent. It is possible to prevent light emitted from the LEDs 11 from being mixed.
  • the shape of the end face 18f may be a shape obtained by connecting two surfaces as shown in FIG. 26, or may be a shape in which a plurality of surfaces are connected so as to form a convex shape as a whole. . Moreover, a curved surface shape may be sufficient.
  • FIG. 27 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device which is an example of the display device according to the present invention. Note that any of the backlight units 10 to 10F described in the above embodiments can be adopted for the liquid crystal display device according to the present invention. However, the liquid crystal display device A according to the present embodiment is a representative example. The backlight unit 10 is used.
  • a liquid crystal panel unit 30 is disposed on the front side of the backlight unit 10. And the liquid crystal panel unit 30 has the liquid crystal panel 31 in which the liquid crystal was enclosed, and the polarizing plate 32 affixed on the front surface (observer side) and back surface (backlight unit 10 side) of the liquid crystal panel 31.
  • the liquid crystal panel 31 includes an array substrate 311, a counter substrate 312 disposed to face the array substrate 311, and a liquid crystal layer (not shown) filled between the array substrate 311 and the counter substrate 312. .
  • the array substrate 311 is provided with a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a switching element (for example, a thin film transistor) connected to the source wiring and the gate wiring, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
  • the counter substrate 312 is provided with a color filter in which colored portions of red, green, and blue (RGB) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, an alignment film, and the like.
  • a voltage is applied between the array substrate 311 and the counter substrate 312 in each pixel of the liquid crystal panel 31 by driving the switching elements of the array substrate 311 with a drive signal.
  • the degree of light transmission in each pixel is changed.
  • an image is displayed in the image display area on the viewer side of the liquid crystal panel 31.
  • the backlight unit 10 By using the backlight unit 10 according to the present invention, the occurrence of uneven brightness of the planar light incident on the liquid crystal panel unit 30 is suppressed, so that the uneven brightness of the image displayed on the liquid crystal display device can be suppressed. it can. Further, since the backlight unit 10 has high utilization efficiency of light emitted from the LED 11, it is possible to reduce energy consumption of the liquid crystal display device A.
  • the liquid crystal display device is described as an image display device using the illumination device of the present invention.
  • the present invention is not limited to this, and the illumination device according to the present invention is a transmissive image display. It can be widely adopted in the apparatus.
  • the backlight unit and the liquid crystal display device according to the present invention can be used as a display unit of an electronic device such as an information appliance, a notebook PC, a mobile phone, or a game device.

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Abstract

簡単な構成で、輝度ムラを抑制しながら、光の利用効率および輝度を向上させることが可能な照明装置および表示装置を提供する。 並んで配列された複数個の光源１１と、光源１１からの光を導光する導光部材１２と、導光部材１２の端面１８より、光源１１それぞれに向けて突出する凸部２０とを備えており、凸部２０は、光源１１の配列方向に広がるように出射された光が導光部材１２の外部に出射し、端面１８より導光部材１２に再入射するように形成された側面２１を備えている。

Description

照明装置及び表示装置
　本発明は、光を導光させる導光部材を用いた照明装置に関するものであり、この照明装置を備えた表示装置に関するものである。
　非発光型の液晶パネル（表示パネル）を搭載する液晶表示装置（表示装置）では、通常、その液晶パネルに対して、光を供給するバックライトユニット（照明装置）が搭載される。前記バックライトユニットは、面状の液晶パネル全域に対して輝度が均一な面状光を出射するように構成されている。前記バックライトユニットには、光源の光を広く拡散させ、輝度を均一化する導光板（導光部材）を備えたものがある。
前記導光板を含むバックライトユニットとしては、例えば、エッジライト（サイドライト）方式のバックライトユニットが知られている。エッジライト方式のバックライトユニットは、一般的に、導光板の側面に光源が配置された構成を有している。このような構成を有するバックライトユニットでは、前記光源から出射された光が前記導光板の側面から導光板内部に入射される。そして、入射された光は導光板内部で導光され（拡散され）、面状光として前記液晶パネル側に放出される。
　また、近年バックライトユニットの光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられることが多くなっている。前記ＬＥＤは、従来用いられてきた蛍光ランプ（冷陰極管等）に比べてそれ自体小型であるとともに、駆動電圧が低いことから駆動回路を簡略化でき、バックライトユニットの小型化及び薄型化が可能となる。また、前記ＬＥＤは蛍光ランプに比べて消費電力が少なく、消費エネルギ（消費電力）を低減することが可能である。
　一方、前記エッジライト方式のバックライトユニットにおいて、光源に前記ＬＥＤなどの点光源を用いた場合、幅の広い前記導光板に均一に光を入射させることが困難な場合が多い。このため、光源に前記ＬＥＤを用いたバックライトユニットでは、前記ＬＥＤの拡散形状に輝度の高い輝線（Ｖ字状輝線）が発生し、面状光の輝度ムラとなりやすい。このような輝度むらを抑制するため、たとえば、特開２００２―１６９０３４号公報では、ＬＥＤなどの点光源を用いた場合でも、均一な出射光を得ることが可能な照明装置（導光板）が提案されている。
　特開２００２―１６９０３４号公報には、導光板における点光源に対応した位置に台形状を突設し、この台形状内に対称性を有した三角形形状や台形形状の貫通孔を設けた照明装置が記載されている。この照明装置では、光源からの光を、突設した台形状の側面や貫通孔の側面で反射させることで、導光板に入射された光を左右に広げる。これにより均一な輝度の出射光（面状光）が得られる。
特開２００２―１６９０３４号公報
　しかしながら、特開２００２―１６９０３４号公報に記載の照明装置の場合、輝度むらを抑制することは可能であるが、形状が複雑であり、さらに、これらの特殊な形状を精度よく形成する必要があるため、導光板の製造が困難であり、コストアップにつながる。
　特開２００２―１６９０３４号公報に記載の照明装置では、導光板（台形状の突設部）に貫通孔を形成しており、前記ＬＥＤから出射された光の多くがその貫通孔を通過することで、フレネル反射損失が増加するという不都合が生じる。このため、光の損失が増加するので、光の利用効率が低下するという問題点もある。
　また、上述のような突設構造を形成したとしても、前記突設構造の斜面がＬＥＤから出射する光が拡散する方向に沿って形成されているので、ＬＥＤの近傍では、前記ＬＥＤの出射光が斜面に当たらないこともあり、前記ＬＥＤの近傍でのＶ字状輝線を低減することは困難な場合もある。
　そこで本発明は、輝度ムラを抑制しながら、光の利用効率および輝度を向上させることが可能な照明装置および表示装置を提供することを目的とする。
また本発明は、薄型化および低コスト化を図ることが可能な照明装置および表示装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明は、並んで配列された複数個の光源と、前記光源からの光を導光する導光部材と、前記導光部材の前記光源側の端面より前記複数個の光源それぞれに向けて突出し、前記光源からの光が入射する凸部とを備えており、前記凸部には、前記入射した光のうち前記光源の配列方向に広がる光が前記凸部の外部に出射し、その後、前記端面で前記導光部材に再入射するように形成された側面が備えられていることを特徴とする照明装置を提供する。
　この構成によると、前記凸部に入射した光が前記側面から出射するときに、屈折する。また、前記側面から出射した光が前記端面から前記導光部材に再入射するとき、屈折する。前記側面から出射するときの光の屈折と、前記端面で前記導光部材に再入射するときの屈折によって、前記光の放射角度が狭くなる。これにより、隣り合う光源から出射した光が重なり合うことによるＶ字型輝線の発生を抑制することができ、面状光の輝度むらを抑制することが可能である。また、Ｖ字型輝線となっていた光を屈折によって利用しているので、光の利用効率を向上し、輝度を向上させることができる。
　上記構成において、前記導光部材が前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面の幅は前記光源の発光部の幅より大きく成形されていてもよい。
　上記構成において、前記側面が前記光源から遠ざかるにしたがって前記光源の光軸に近接するよう形成されていてもよい。
　上記構成において、前記側面は前記光軸に線対称な第１側面及び第２側面を含んでいてもよい。
　上記構成において、前記凸部は正面から見て台形状に形成されており、前記台形状の凸部の斜辺が前記側面となっていてもよい。
　上記構成において、前記側面の前記光源からの光の光軸に対する角度が、前記端面より再入射した光が隣の光源からの光と混合されることなく、前記光軸と平行となるように設定されていてもよい。
　上記構成において、少なくとも前記凸部の前記側面及び前記端面の光が再入射する部分の正面側を覆うよう反射部材を備えていてもよい。
　上記構成において、前記導光部材は前記光源からの光が入射される導光体と、前記導光体の背面に空気層を介することなく設けられ、前記導光体よりも小さい屈折率を有する低屈折率層とを備えていてもよい。
　上記構成において、前記低屈折率層の前記導光体と反対側の面に空気層を介することなく設けられ、前記低屈折率層の反対側にプリズムが形成されたプリズム層を備えていてもよい。
　上記照明装置を利用する装置として、前記照明装置からの光を受ける表示パネルを備える表示装置を挙げることができる。また前記照明装置としては、バックライトを挙げることができる。さらに、前記表示装置としては、液晶表示装置を挙げることができる。
　本発明によると、エッジライト方式のバックライトユニットであって、簡単な構成で、消費エネルギを抑えることができるとともに輝度分布が均一な面状光を出射するバックライトユニットを提供することができる。
本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの一例を模式的に示した斜視図である。 図１に示すバックライトユニットの側面図である。 図２に示すバックライトユニットに用いられている導光板の概略斜視図である。 図３に示す導光板の出光部の拡大断面図である。 図３に示す導光板の断面図である。 図３に示す導光板の背面側の拡大断面図である。 本発明にかかるバックライトユニットの導光板の入光部の近傍を拡大した正面図である。 図９の一部を拡大し、光の光路を示した図である。 従来の導光板及び光源としてＬＥＤを利用したときのＶ字状輝線が発生している状態を示す図である。 図７の各領域での光の角度分布を示した図である。 ＬＥＤからの出射光の角度分布を示す図である。 図（Ａ）は、円周の横部分の光が側面（台形状プリズム）を透過する前の状態（初期状態）を示しており、図（Ｂ）は、円周の横部分の光が側面及び端面で屈折した後の状態（傾斜面屈折後）を示しているである。 本発明の照明装置によるＶ字型輝線の抑制効果のシミュレーション結果を示す図である。 従来の照明装置によるＶ字型輝線が発生している状態のシミュレーション結果を示す図である。 本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットに用いられる導光板の一例の側面図である。 本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットさらに他の例の正面図である。 図１６に示すバックライトユニットの側面図である。 図１６に示すバックライトユニットの変形例を示す図である。 図９に示すバックライトユニットの変形例を示す図である。 図９に示すバックライトユニットのさらに他の変形例を示す図である。 図２に示すバックライトユニットの変形例を示す図である。 図５に示すバックライトユニットの変形例を示す図である。 本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図である。 図２３のバックライトユニットの凸部の近傍を拡大した図である。 本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図である。 本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図である。 本発明にかかる表示装置の一例である液晶表示装置の分解斜視図である。
　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
　図１は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの一例を模式的に示した斜視図であり、図２は図１に示すバックライトユニットの側面図であり、図３は図２に示すバックライトユニットに用いられている導光板の概略斜視図であり、図４は図３に示す導光板の出光部の拡大断面図であり、図５は図３に示す導光板の断面図であり、図６は図３に示す導光板の背面側の拡大断面図である。まず、本発明にかかるバックライトユニットの形状について説明する。なお、以下において、バックライトユニットの幅方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向として説明する。
　バックライトユニット１０は、エッジライト方式のバックライトユニットである。このバックライトユニット１０は、図１及び図２に示すように、光源であるＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１から出射された光を導光する導光板１２とを含む。また、バックライトユニット１０は、上記ＬＥＤ１１を複数備えており、これら複数のＬＥＤ１１が導光板１２の幅方向（Ｘ方向：図１参照）に並んで配置されている。
　導光板１２は透光性を有する板状部材である。導光板１２は、光を導光する導光体１３と、導光体１３よりも屈折率が小さい低屈折率層１４とを含んで構成されている。そして、図２に示すように、導光体１３は、ＬＥＤ１１からの光が入射される入光部１３ａ及び導光板１２の内部に導光された光が面状光として出射される出光部１３ｂを有した構造となっている。
　図２に示すように、導光体１３は、略直方体に形成されている。すなわち、導光体１３は、出光部１３ｂと、背面１３ｃとが略平行となるように形成されている。また、導光体１３の入光部１３ａは、ＬＥＤ１１の出光部と略平行に配置されている。
　導光板１２を構成する導光体１３は、たとえば、アクリルやポリカーボネートなどの透光性を有する樹脂材料から構成されている。導光体１３をアクリルなどから構成すれば、導光体１３の屈折率を約１．４９にすることが可能である。また、導光体１３をポリカーボネートなどから構成すれば、導光体１３の屈折率を約１．５９にすることが可能である。なお、導光体１３をアクリルから構成した場合、導光体１３をポリカーボネートから構成した場合に比べて、透光性をより向上させることができる。
　図２、図３に示すように、低屈折率層１４は、導光体１３の背面１３ｃに密着しており、導光体１３と低屈折率層１４とは一体的に形成されている。この低屈折率層１４は、たとえば、約１０μｍ～約５０μｍの厚みを有している。
　また、低屈折率層１４は、導光体１３よりも屈折率が低い透光性を有する樹脂材料で形成されている。このような樹脂材料としては、たとえば、フッ素系のアクリレートや、ナノサイズの無機フィラーなどの中空粒子が含有された樹脂などが挙げられる。低屈折率層１４をフッ素系のアクリレートなどから構成すれば、低屈折率層１４の屈折率を約１．３５にすることが可能である。また、低屈折率層１４をナノサイズの無機フィラーなどの中空粒子が含有された樹脂などから構成すれば、低屈折率層１４の屈折率を１．３０以下にすることが可能である。
　なお、導光体１３の屈折率（ｎ１）は、１．４２以上であるのが好ましく、１．５９～１．６５であればより好ましい。一方、低屈折率層１４の屈折率（ｎ２）は、１．４２未満であるのが好ましく、１．１０～１．３５であればより好ましい。また、導光体１３の屈折率（ｎ１）と低屈折率層１４の屈折率（ｎ２）との間には、ｎ１／ｎ２＞１．１８の関係が成り立つことが好ましい。
　また、図２に示すように、導光体１３の出光部１３ｂには、ＬＥＤ１１からの光の背面１３ｃに対する入射角度を、ＬＥＤ１１から遠ざかるにつれ小さくする複数の第１プリズム１３ｅが形成されている。具体的には、導光体１３の出光部１３ｂには、導光体１３の入光部１３ａの法線方向（Ｙ方向：Ｘ方向と直交する方向）に沿って、複数の平面部１３ｄと、複数の凹状の第１プリズム１３ｅとが交互に形成されている。すなわち、Ｙ方向に隣り合う第１プリズム１３ｅ同士の間に、平面部１３ｄが形成されている。これら平面部１３ｄおよび第１プリズム１３ｅは、Ｘ方向（図３参照）に延びるようにそれぞれ形成されている。
　また、平面部１３ｄは、出光部１３ｂと同一面内に形成されており、背面１３ｃに略平行に形成されている。平面部１３ｄは、図４に示すように、Ｙ方向に所定の幅Ｗ１を有するように形成されている。
　凹状の第１プリズム１３ｅは、平面部１３ｄ（出光部１３ｂ）に対して傾斜した傾斜面１３ｆと、平面部１３ｄ（出光部１３ｂ）に対して略垂直な垂直面１３ｇとによって形成されている。この傾斜面１３ｆは、図４に示すように、ＬＥＤ１１から離れるにしたがって背面１３ｃに近づくように形成されている。第１プリズム１３ｅがこのように形成されていることで、ＬＥＤ１１から出射した光は、導光体１３の傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）と背面１３ｃとの間で反射を繰り返すことにより、導光体１３の背面１３ｃに対する入射角が徐々に小さくなる。なお、図４に示すように、傾斜面１３ｆの平面部１３ｄに対する傾斜角度α１は、５°以下の角度が好ましく、０．１°～３．０°の角度であればより好ましい。
　傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）は、Ｙ方向に所定の幅Ｗ２を有するように形成されている。この傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）のＹ方向の幅Ｗ２は、０．２５ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０１ｍｍ～０．１０ｍｍであればより好ましい。また、傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）は、Ｙ方向に、所定のピッチＰ１（＝Ｗ１＋Ｗ２）で配置されている。
　なお、平面部１３ｄのＹ方向の幅Ｗ１、傾斜面１３ｆの傾斜角度α１、傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）のＹ方向の幅Ｗ２、および、傾斜面１３ｆ（第１プリズム１３ｅ）のＹ方向のピッチＰ１は、ＬＥＤ１１からの距離に関係なく一定であってもよい。また、これらの数値は、導光板１２内の光の背面１３ｃに対する入射角が小さくなるように、ＬＥＤ１１からの距離に応じて変化する又は予め決められた範囲ごとに異なる数値であってもよい。
　また、図５に示すように、導光体１３の出光部１３ｂには、Ｘ方向に沿って、複数の凹状の第２プリズム１３ｉが一定間隔で並んで形成されている。すなわち、Ｘ方向に沿って隣り合う第２プリズム１３ｉ同士の間に、平面部１３ｄが形成されている。なお、平面部１３ｄは、出光部１３ｂと同一面内に形成されている。また、平面部１３ｄは、Ｘ方向に所定の幅Ｗ３を有するように形成されている。
　第２プリズム１３ｉは、平面部１３ｄ（出光部１３ｂ）に対して傾斜した一対の傾斜面１３ｊを備えており、凹形状を有している。すなわち、第２プリズム１３ｉは、その断面が三角形状を有するように形成されている。この一対の傾斜面１３ｊのなす角度（第２プリズム１３ｉの頂角）α２は、約１２０°～約１４０°であることが好ましい。
　また、一対の傾斜面１３ｊ（第２プリズム１３ｉ）は、Ｘ方向に所定の幅Ｗ４を有するように形成されている。この一対の傾斜面１３ｊ（第２プリズム１３ｉ）のＸ方向の幅Ｗ４は、約０．１ｍｍ以下であるのが好ましく、約０．０１０ｍｍ～約０．０３０ｍｍであればより好ましい。さらに、第２プリズム１３ｉのＸ方向のピッチＰ２（＝Ｗ３＋Ｗ４）は、Ｐ２≦Ｗ４×２であることが好ましい。すなわち、平面部１３ｄのＸ方向の幅Ｗ３は、一対の傾斜面１３ｊのＸ方向の幅Ｗ４以下の大きさであることが好ましい。
　なお、第２プリズム１３ｉは、導光体１３の面内における形成位置に関係なく、同一の形状、同一の大きさで、かつ、同一のピッチで形成されることが好ましい。すなわち、平面部１３ｄのＸ方向の幅Ｗ３、一対の傾斜面１３ｊのなす角度（第２プリズム１３ｉの頂角）α２、一対の傾斜面１３ｊ（第２プリズム１３ｉ）のＸ方向の幅Ｗ４、および、一対の傾斜面１３ｊ（第２プリズム１３ｉ）のＸ方向のピッチＰ２は、一定に形成されている。
　図３に戻って導光体１３の説明を続ける。図３に示すように、導光体１３では、第１プリズム１３ｅと第２プリズム１３ｉとが同一面で重なるように形成されている。この第２プリズム１３ｉは、光を横方向（Ｘ方向）に拡散させる機能を有している。なお、第１プリズム１３ｅと第２プリズム１３ｉとの正面視面積の総和に対する第２プリズム１３ｉの占有面積比率は５０％以上であるのが好ましい。
　また、低屈折率層１４の背面１４ａ（導光板１２の背面）には、複数の凹状の背面プリズム１４ｂが形成されている。この背面プリズム１４ｂは、少なくとも導光板１２の光出射領域の全域に形成されている。また、背面プリズム１４ｂは、Ｘ方向に延びるように形成されている。
　また、凹状の背面プリズム１４ｂは、図６に示すように、背面１４ａに対して傾斜した傾斜面１４ｃと、背面１４ａに対して垂直な垂直面１４ｄとによって形成されている。
　また、この傾斜面１４ｃは、曲面でなく平面に形成されている。傾斜面１４ｃは、ＬＥＤ１１から離れるにしたがって導光体１３に近づくように形成されている。この場合、傾斜面１４ｃの背面１４ａに対する傾斜角度α３は、約４０°～約５０°であることが好ましい。すなわち、傾斜面１４ｃと垂直面１４ｄとのなす角度α４は、約５０°～約４０°であることが好ましい。
　また、傾斜面１４ｃ（背面プリズム１４ｂ）は、Ｙ方向に所定の幅Ｗ５を有するように形成されている。この傾斜面１４ｃ（背面プリズム１４ｂ）のＹ方向の幅Ｗ５は、約０．１ｍｍ以下であり、約０．０１０ｍｍ～約０．０２５ｍｍであることが好ましい。
　さらに、傾斜面１４ｃ（背面プリズム１４ｂ）は、Ｙ方向に、幅Ｗ５と同じ大きさのピッチＰ３で配置されている。すなわち、複数の背面プリズム１４ｂは、Ｙ方向に隙間無く連続して形成されており、背面プリズム１４ｂと背面プリズム１４ｂとの間には平面部は設けられていない。
　なお、背面プリズム１４ｂは、低屈折率層１４の面内における形成位置に関係なく、低屈折率層１４の背面１４ａの略全面において、同一の形状、同一の大きさで、かつ、同一のピッチに形成されていてもよい。このように、背面プリズム１４ｂを形成すれば、低屈折率層１４の面内において、光の集光特性のばらつきを抑制することが可能となる。これにより、出光部１３ｂより出射される面状光の輝度を均一化できる。後述するように、背面プリズム１４ｂは、導光板１２と空気層との界面において、ＬＥＤ１１からの光を前方に全反射させる機能を有している。
　ＬＥＤ１１から出射した光は、導光体１３の第１プリズム１３ｅ（出光部１３ｂ）と背面１３ｃとの間で反射が繰り返され、導光体１３の背面１３ｃに対する入射角が徐々に小さくなる。そして、背面１３ｃに対する入射角が臨界角よりも小さくなると低屈折率層１４に入射する。
　また、導光体１３の入光部１３ａに入射した光のうち、導光体１３の背面１３ｃに向かって進行する光も、同様に、導光体１３の背面１３ｃと第１プリズム１３ｅ（出光部１３ｂ）との間で反射が繰り返されることによって、低屈折率層１４に入射する。
　その後、図６に示すように、低屈折率層１４に入射した光の略全てが、背面プリズム１４ｂの傾斜面１４ｃ（背面プリズム１４ｂの傾斜面１４ｃと空気層との界面）において、前方に、全反射（破線矢印参照）され、または、透過した後に全反射（破線矢印参照）される。そして、背面プリズム１４ｂ（の傾斜面１４ｃ）で全反射された光（破線矢印参照）は、再度、導光体１３に入射し、出光部１３ｂ（図２等参照）から前方に出射する。
　なお、導光体１３の屈折率（ｎ１）は１．４２以上（約１．５９～約１．６５）であり、空気層の屈折率は約１であるので、導光体１３と空気層との臨界角は、導光体１３と低屈折率層１４との臨界角よりも小さい。このため、低屈折率層１４の背面プリズム１４ｂを介さずに出光部１３ｂから出射される光はほとんど存在しない。つまり、入光部１３ａより導光板１２（導光体１３）に入射した光は、一端、低屈折率層１４に入射し、背面プリズム１４ｂで反射され、導光体１３に戻った後、出光部１３ｂより出射される。
　また、図５に示すように、導光体１３の出光部１３ｂに第２プリズム１３ｉを形成しているので、導光体１３の出光部１３ｂに向かって進行する光の一部は、第２プリズム１３ｉの傾斜面１３ｊでＸ方向の両側に拡散（反射）される。このとき、導光体１３の入光部１３ａ側から見て、導光体１３の出光部１３ｂに対する入射角の大きい光は、第２プリズム１３ｉの傾斜面１３ｊで反射されることにより、導光体１３の背面１３ｃに対する入射角が小さくなる。つまり、ＬＥＤ１１からの光は、第２プリズム１３ｉによって、Ｘ方向に拡散され、低屈折率層１４に入射される。
　上記のように、導光体１３の出光部１３ｂに、導光体１３の背面１３ｃに対するＬＥＤ１１からの光の入射角を徐々に小さくさせる複数の第１プリズム１３ｅを設けることによって、ＬＥＤ１１からの光は、導光体１３の出光部１３ｂと背面１３ｃとの間で反射を繰り返しながら導光され、導光体１３の背面１３ｃに対する光の入射角が徐々に小さくなる。そして、導光体１３の背面１３ｃに対する光の入射角が導光体１３と低屈折率層１４との臨界角よりも小さくなった光は、低屈折率層１４に入射する。このため、低屈折率層１４に入射する光のＹ方向の広がり角は小さくなり、低屈折率層１４の背面１４ａと空気層との界面において反射される光のＹ方向の広がり角も小さくなる。すなわち、光の集光特性を向上させることができるとともに、面状光の輝度を向上させることができる。その結果、導光板１２上に集光レンズシートなどの複数の光学シートを設ける必要がない。
　ＬＥＤ１１及び導光板１２を備えたバックライトユニット１０では、ＬＥＤ１１が点光源であり、ＬＥＤ１１と導光板１２の入光部１３ａまでの距離が短いので、導光板１２の入光部１３ａの近傍領域（入光部近傍）にＶ字状の輝線（Ｖ字型輝線）が生じ易くなる。このようなＶ字型輝線が生じると、入光部１３ａの近傍領域の照明品質が低下するおそれがある。
　続いて図面を参照して、導光板１２の入光部近傍に生じるＶ字型輝線について説明する。図７は従来の導光板及び光源としてＬＥＤを利用したときのＶ字状輝線が発生している状態を示す図である。光源として、ＬＥＤ１１のような点光源を用いた場合、図７に示すように、導光板１２の入光部近傍にＶ字型輝線（破線参照）が生じ易くなる。そのため、本願発明者らは、このＶ字型輝線の発生原因について種々検討を行った。
　まず、ＬＥＤ（光源）から出射された光の分布において、どの角度の光がＶ字型輝線に影響しているのかをシミュレーションによって求めた。その結果を図８に示す。図８は図７の各領域での光の角度分布を示した図である。領域「１」は、ＬＥＤ１およびＬＥＤ２のそれぞれのＶ字型輝線部分に位置しており、領域「２」は、ＬＥＤ２のＶ字型輝線部分に位置している。一方、領域「３」および領域「４」は、Ｖ字型輝線から離れた領域に位置している。また、図８の（ａ）～（ｄ）はＬＥＤ１から出射された光の分布を示しており、図８の（ｅ）～（ｈ）はＬＥＤ２からの光の分布を示している。
　図８より、Ｖ字型輝線部分に位置する領域「１」では、ＬＥＤ１（図８（ａ））およびＬＥＤ２（図８（ｅ））のいずれにおいても、横部分の角度（破線で囲まれた部分）の光強度が強く、この光がＶ字型輝線として観測された。また、領域「２」は、ＬＥＤ２のＶ字型輝線部分に位置しているため、ＬＥＤ２（図８（ｆ））において、横部分の角度（破線で囲まれた部分）の光強度が強く観測された。一方、Ｖ字型輝線部分に位置していない領域「３」および領域「４」においては、横部分の角度の光強度は強く観測されず、どの角度分布においてもほぼ同じ光強度として観測された。これより、Ｖ字型輝線となる光は、円周の横部分（横部分の角度）に集中していることが観察された。
　以上より、Ｖ字型輝線は入射された光の角度分布等に起因し、横部分の角度の光がＶ字型輝線になっていることが確認された。これは、横部分の角度の光が、入光部１３ａの近傍領域において、出光部１３ｂ（図５参照）から前方に出射されるためであると考えられる。具体的には、導光板１２の入光部１３ａの表面粗さや出光部１３ｂに形成された第１プリズム１３ｅ（図２参照）や第２プリズム１３ｉ（図５参照）の影響等によって、入光部１３ａの近傍領域において、横部分の角度の光は、導光体１３の背面１３ｃに対する光の入射角が導光体１３と低屈折率層１４との臨界角以下となる。これにより、その光は低屈折率層１４に入射され、背面プリズム１４ｂ（図２参照）によって前方側に反射される。そして、出光部１３ｂから前方に出射される。この光が、入光部１３ａの近傍領域においてＶ字型輝線になると考えられる。すなわち、低屈折率層１４との界面で全反射されない光が前方側に漏れ出すことでＶ字型輝線が生じているものと考えられる。
　そのため、バックライトユニット１０では、導光板１２がＶ字型輝線の発生を抑制するように形成されている。図９は本発明にかかるバックライトユニットの導光板の入光部の近傍を拡大した正面図であり、図１０は図９の一部を拡大し、光の光路を示した図である。
　図９に示すように、導光板１２は、ＬＥＤ１１側に突出する凸部２０が導光板１２と一体に形成されている。この凸部２０は、正面から見て（正面視において）、台形状に形成されており、ＬＥＤの光軸Ｏ１を挟んで線対称をなすように配置された、側面２１、２１を備えている。図１０に示すように、凸部２０は、台形の上底又は下底のうち、長いほうがＬＥＤ１１と近接するように形成されている。また、導光板１２は、複数のＬＥＤ１１のそれぞれと対向する部分に、ＬＥＤ１１ごとに凸部２０を備えている。
　すなわち、導光板１２のＬＥＤ１１側の端部に形成された凸部２０は導光体１３と一体に形成されているので、凸部２０は、導光板１２のＬＥＤ１１側の端部に一体形成された、台形状のプリズムであると言える。なお、側面２１、２１は、導光体１３の出光部１３ｂまたは背面１３ｃに対して略垂直に形成されている。また、側面２１、２１は、入光部１３ａから光軸Ｏ１（図１０参照）に対して傾斜し、ＬＥＤ１１から遠ざかるにしたがって近づくように形成されている。
　図９に示すように、凸部２０のＬＥＤ１１と対向する面が、ＬＥＤ１１からの光が導光板１２の内部に入射する入光部１３ａとなっている。つまり、凸部２０は、ＬＥＤ１１の光出射面と対向する面に入光部１３ａを備えている。
　ＬＥＤ１１から出射され、入光部１３ａから導光体１３の内部に入射した光は、側面２１、２１より一端外部に出射され、導光体１３の凸部２０が突出している端面１８で再度、導光体１３の内部に入射する。このように、側面２１、２１で導光体１３より出射されることで、光は屈折する。導光体１３の屈折率は、（ｎ１）は空気の屈折率（ほぼ１）よりも高い。側面２１、２１がＬＥＤ１１から遠ざかるにつれて、接近するように形成されているので、側面２１、２１から出射される光は、光軸Ｏ１に近づく方向（光軸Ｏ１とのなす角が小さくなる方向）に屈折する。そして、この光が、端面１８で再度、導光体１３に入射するとき、空気の屈折率（ほぼ１）と導光体１３の屈折率（ｎ１）との差によって、光軸Ｏ１に近づく方向に屈折する。
　以上のように、ＬＥＤ１１から出射された光のうち、Ｖ字型輝線方向に出射された光は、凸部２０の側面２１、２１を通過するとき及び導光体１３の端面１８を通過するとき屈折することで、水平方向（横方向）の光の角度分布が変化する。これにより、ＬＥＤ１１から出射された光は均一化されて導光体１３に導光される。
　なお、入光部１３ａのＸ方向の幅Ｗ６は、ＬＥＤ１１の幅Ｗ７より大きくなるように構成されている。このように構成されていれば、ＬＥＤ１１からの光を効果的に入光部１３ａから導光板１２内に入射させることが可能となる。また、入光部１３ａの幅Ｗ６は、ＬＥＤ１１の発光部の幅より大きければ、上記と同様の効果が得られる。また、凸部２０の突出量（入光部１３ａから端面１８までの距離Ｌ１）は、Ｖ字型輝線方向に出射した光Ｒ１が側面２１、２１に入射される長さに設定されているのが好ましい。例えば、距離Ｌ１は、３ｍｍ程度とすることができる。また、入光部１３ａに対する側面２１、２１の角度βは、Ｖ字型輝線方向に出射した光Ｒ１（図１０参照）が側面２１、２１に、臨界角以下の角度で入射するように設定されている。さらには、隣り合うＬＥＤ１１からＶ字型輝線方向に出射し、端面１８より導光体１３に入射した光Ｒ１が互いに重ならないように屈折させる角度であれば好ましい。
　例えば、導光体１３の屈折率（ｎ１）が１．５９、低屈折率層１４の屈折率（ｎ２）が１．３の場合、Ｖ字型輝線は光軸Ｏ１に対して約３９°の方向に現れる。そして、ＬＥＤ１１の幅Ｗ７が約２．２ｍｍ、入光部１３ａの幅Ｗ６が約３ｍｍのとすると、入光部１３ａから端面１８までの距離Ｌ１を約３ｍｍ、入光部１３ａに対する側面２１、２１の角度βを約６０°（光軸Ｏ１に対する傾斜角度が約３０°）とすれば、入光部１３ａから導光板１２に入射された光のうち、Ｖ字型輝線方向に出射した光Ｒ１のほとんど全てが側面２１、２１に、臨界角以下の角度で入射する。
　図９に示すように、導光板１２において、第２プリズム１３ｉの形成領域は、台形状の凸部２０（側面２１、２１）の際まで（端面１８まで）とされているが、これに限定されるものではない。
　一方、図１０に示すように、入光部１３ａから入射されたＬＥＤ１１からの光のうちＶ字型輝線方向に出射された光Ｒ１は、側面２１、２１を通過するとき、光軸Ｏ１に近づく方向（光軸Ｏ１とのなす角度が小さくなる方向）へと屈折する。これにより、Ｖ字型輝線となる角度分布の光Ｒ１は、Ｖ字型輝線とならない角度分布の光Ｒ２へと変化される。したがって、Ｖ字型輝線の発生が抑制される。
　また、導光板１２に凸部２０を形成した場合、光がこの凸部２０の側面２１、２１を通るとき屈折し、光の角度分布が変えられる。これにより、低屈折率層１４への入射が抑制されて（低屈折率層１４との界面で全反射されて）、出光部１３ｂからの光の漏れが抑制される。その結果、Ｖ字型輝線の発生が抑制される。
　具体的には、図１１に示すように、たとえば、ＬＥＤから角度θ１（たとえば６５°～９０°の範囲の角度）で出射された光のうち、円周の横部分の光（ハッチング領域のうち破線で囲まれた部分の光）がＶ字型輝線の原因となる光である。なお、図１１はＬＥＤからの出射光の角度分布を示す図である。
　図１２に、導光板内での光の角度分布を示す。図１２（Ａ）は、円周の横部分の光が凸部（台形状プリズム）を透過する前の状態（初期状態）を示しており、図１２（Ｂ）は、円周の横部分の光が凸部で屈折した後の状態（傾斜面屈折後）を示している。図１２に示すように、円周の横部分の光が側面２１、２１（図１０参照）を透過するとき及び端面１８を通過するときに屈折され、その光の角度分布が変えられる。これにより、横部分の角度の光は、背面１３ｃ（図２参照）に対する光の入射角が導光体１３と低屈折率層１４との臨界角より大きくなる。
　そのため、入光部１３ａの近傍領域において、背面プリズム１４ｂ（図４参照）による前方側への反射が抑制される。その結果、Ｖ字型輝線の発生が抑制される。このように、凸部２０（図１０参照）を形成することにより、Ｖ字型輝線となる分布の光が凸部２０で屈折し、Ｖ字型輝線とならない分布に変化するため、Ｖ字型輝線が防止され、かつ、この光が有効利用される。
　続いて、凸部２０（図１０参照）によるＶ字型輝線の抑制効果をシミュレーションによって確認した。このシミュレーションでは、凸部２０を有する構成の導光板１２を備えたものを実施例とし、凸部２０を有しない以外は実施例と同様の構成のものを比較例とした。その結果を、図１３および図１４に示す。図１３に示すように、凸部２０（図１０参照）を有する実施例では、Ｖ字型輝線が観察されず、輝度ムラの少ない高品質な面状光となっていることが確認された。これに対し、図１４に示す比較例では、Ｖ字型輝線が観察され、このＶ字型輝線によって輝度ムラが生じる結果となった。これより、導光板に凸部２０（図１０参照）を設けることによって、Ｖ字型輝線の発生が抑制されて、輝度ムラが抑制されることが確認された。
　そして、導光板１２に、光軸Ｏ１に対して傾斜された側面２１、２１を備えた凸部２０を設けることによって、光がこの側面２１、２１を透過するとき及び端面１８を透過するとき、光軸に近づく方向に屈折する。これにより、Ｖ字型輝線となる輝度分布の光をＶ字型輝線とならない角度分布の光に変化させることができる。したがって、Ｖ字型輝線の発生を抑制することができるので、バックライトユニット１０から出射される面状光において、Ｖ字型輝線に起因する輝度ムラの発生を抑制することができる。その結果、輝度の均一性が高いバックライトユニット１０を得ることができる。また、Ｖ字型輝線となっていた光を有効利用することができるので、光の利用効率および輝度を効果的に向上させることができる。
　本実施形態では、導光板１２に形成された凸部の側面２１、２１を、光入射面２３ａから端部１８に向けて光軸Ｏ１に対して接近するように形成することによって、Ｖ字型輝線の発生を抑制ができる。これにより、導光板１２より出射される面状光の輝度ムラの発生を抑制することができる。
　また、本発明にかかるバックライトユニット１０では、複数の光学シートを設ける必要がないので、薄型化することができるとともに、製造コストが増加するのを抑制することができる。また、光学シートを通過する際の光の損失がなく、この点からも、光の利用効率を向上させることができる。
（第２の実施形態）
　本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図１５は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットに用いられる導光板の一例の側面図である。図１５に示すバックライトユニット１０Ｂは、低屈折率層１４０及びプリズム層１５を備える以外は、バックライトユニット１０と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
　図１５に示すように、バックライトユニット１０Ｂの導光板１２ｂは、導光体１３と、低屈折率層１４０と、プリズム層１５とを備えている。詳しく説明すると、導光体１３の背面に低屈折率層１４０が密着して配置されているとともに、低屈折率層１４０の導光体１３と反対側の面にプリズム層１５が密着して配置されている。
　プリズム層１５の低屈折率層１４０と反対側の面には、図２等に示すバックライトユニット１０の低屈折率層１４と同様の形状のプリズム１５ｂが形成されている。そして、導光体１３の屈折率（ｎ１）、低屈折率層１４の屈折率（ｎ２）、プリズム層１５の屈折率（ｎ３）とすると、これらの間にはｎ２＜ｎ３≦ｎ１の関係が成り立つことが好ましい。また、プリズム１５ｂは、背面１５ａに対して傾斜した傾斜面１５ｃと、背面１５ａに対して垂直な垂直面１５ｄとによって形成されている。
　バックライトユニット１０Ｂでは、ＬＥＤ２１から出射した光は、導光体１３の出光部１３ｂと背面１３ｃとの間で反射が繰り返されることによって、導光体１３の背面１３ｃに対する入射角が徐々に小さくなるように導光され、低屈折率層１４０に入射する。プリズム層１５は低屈折率層１４０よりも大きい屈折率を有するので、低屈折率層１４０に入射した光は、低屈折率層１４０の背面１４０ａ（低屈折率層１４０とプリズム層１５との界面）で全反射されることなく、プリズム層１５に入射する。
　その後、プリズム層１５に入射した光の略全てが、プリズム１５ｂで前方に全反射され、または、透過した後に全反射される。そして、集光された光は、再度、低屈折率層１４０および導光体１３に入射し、出光部１３ｂから前方に出射する。
　本実施形態では、上記のように、低屈折率層１４０の背面１４０ａ上に、空気層を介することなくプリズム層１５を設け、プリズム層１５の背面１５ａに、プリズム１５ｂを形成している。これにより、低屈折率層１４０にプリズムを設ける必要がないので、低屈折率層１４０の厚みを小さくすることができる。低屈折率層１４０に用いるような比較的低い屈折率を有する透光性材料は高価であることが多く、プリズム層１５を設け低屈折率層１４０の厚みを小さくすれば、導光板１２ｂの製造コストが増加するのを抑制することができる。
　なお、第２の実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第３の実施形態）
　本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１６は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットさらに他の例の正面図であり、図１７は図１６に示すバックライトユニットの側面図である。図１６、図１７に示すバックライトユニット１０Ｃは、反射部材１６を備えている以外は、バックライトユニット１０と同じ構成を有している。以下の説明において、バックライトユニット１０と実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。また、図１６では、説明を容易とするため、反射部材１６にハッチングを施している。
　ＬＥＤ１１から出射され、導光体１３に入射した光は、上述しているとおり、光軸Ｏ１より約±３９°の広がり角度でＶ字型輝線が現れる。この範囲内では、強度の高い光が出射される。しかしながら、ＬＥＤ１１はこの角度を超えた部分にも、強度が低いながら光を照射している。
　このＶ字型輝線となる光の外側に出射される光は、導光体１３（凸部２０）の正面側に、臨界角度よりも小さい入射角度で入射するので、導光体１３から外部に出射される。この光は、導光体１３の内部で拡散しておらず、輝度むらの原因になる。また、導光体１２には、凸部２０が形成されており側面２１、２１に入射した光は、一端、空気中を通過する。このとき、空気中を通過する光の一部が、正面側に向かうと、導光体１２の端面１８から導光体１２に戻らない場合がある。導光体１２に戻らない光は、そのまま、正面側に進み、面状光の輝度むらの原因になったり、面状光として利用されずロスとなったりする。
　このような、第１プリズム１３ｅや第２プリズム１３ｉ或いは背面プリズム１４ｂで導光板１２の内部で拡散されていない光が出射されるのを抑制するため、バックライトユニット１０Ｃは、導光板１２のＬＥＤ１１側の前面側に光を反射する反射部材１６が備えられている。詳しく説明すると、導光体１３の凸部２０の正面側及び凸部２０の側面２１、２１から出射した光が端面１８から再入射するまでの光路の正面側を覆うように配置されている。
　　また、反射部材１６は、例えば、誘電体多層膜からなるミラー、銀をコーティングした反射板、または、白色のＰＥＴ樹脂などにより形成されている。導光板１２の凸部２０から正面側に漏れた光を導光体１３に反射する機能を有する。
　このように、凸部２０から漏れた光を反射部材１６で導光体１３に戻すので、輝度むらの発生や光の利用効率の低下を抑制することができる。
　なお、図１６に示すように、反射部材１６は、導光体１３の凸部２０が形成されている端面の正面側全体を覆うように配置されているが、図１８に示すように、凸部２０の正面側と、側面２１、２１から出射した光が端面１８に入射するまでの光路の正面側だけを覆うような形状であってもよい。なお、図１８は図１６に示すバックライトユニットの変形例を示す図である。
　なお、第３の実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　また、上記各実施形態では、光を横方向に拡散させる第２プリズム１３ｉの形成領域を、傾斜面（台形状のプリズム）の際までとした例を示したが、本発明はこれに限らず、第２プリズム１３ｉの形成領域は、たとえば、図１９に示すように、入光部１３ａ（点線Ｇ１）までとしてもよいし、図２０に示すように、入光部１３ａから所定の距離Ｌ２（たとえば、約２ｍｍ）だけ隔てた位置（点線Ｇ２）までとしてもよい。なお、距離Ｌ２は、たとえば、０ｍｍ～約５ｍｍの間で構造により最適化することができる。
　また、上記実施形態では、導光体の出光部（前面）に、導光体の背面に対するＬＥＤからの光の入射角度を徐々に小さくさせるプリズム、および、光を横方向に拡散させるプリズムを形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記プリズムは、導光体の出光部（前面）以外に形成されていてもよい。たとえば、図２１に示すように、導光体１３の背面１３ｃに第１プリズム１３ｅを形成してもよい。また、図２２に示すように、第２プリズム１３ｉを導光体１３の背面１３ｃに形成してもよい。なお、第１プリズム２３ｅおよび第２プリズム１３ｉの両方を、導光体１３の背面１３ｃに形成するようにしてもよいし、いずれか一方を導光体１３の背面１３ｃに形成するようにしてもよい。
（第４の実施形態）
　本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図２３は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図であり、図２４は図２３のバックライトユニットの凸部の近傍を拡大した図である。
　図２３に示すように、バックライトユニット１０Ｄでは、ＬＥＤ１１の配置間隔が配置場所によって異なっている。人間の目は辺縁部に比べ中央部の輝度が高い映像を明るい映像と認識する特性を有している。バックライトユニット１０Ｄでは、この特性にあわせ、中央部の輝度が高くなるように、すなわち、ＬＥＤ１１を、配置間隔が中央部分で狭く、両端部で広くなるように配置して、中央部の輝度を高めている。
　ＬＥＤ１１の配置間隔が異なる場合、上述したＶ字型輝線の現れ方も等間隔に配置したバックライトユニット１０等と比べて異なる。すなわち、ＬＥＤ１１の配置間隔が狭い部分では、隣り合うＬＥＤ１１から出射されるＶ字型輝線の交点が、ＬＥＤ１１の配置間隔が広い部分よりも端面１８に近くなる。
　そのため、バックライトユニット１０Ｄでは、凸部２０ｄの側面２１ｄ、２２ｄの端面１８に対する傾斜角度を異なる角度としている。側面２１ｄ、２２ｄの傾斜角度について説明する。図２４は３個並んで配置された凸部２０ｄを拡大して表示している。なお、以下の説明では、３個の凸部２０ｄのうち、中央に配置された凸部２０ｄを中心に説明するが、他の凸部も同様の構成を有している。
　また、以下の説明及び図２４では、左側の凸部２０ｄと中央の凸部２０ｄとの間隔をＭ１、中央の凸部２０ｄと右側の凸部２０ｄとの間隔をＭ２とし、Ｍ１＜Ｍ２としている。
　中央の凸部２０ｄの左側の第１側面２１ｄとＬＥＤ１１の光軸との角度（傾斜角度）γ１は、中央の凸部２０ｄの右側の第２側面２２ｄとＬＥＤ１１の光軸との角度（傾斜角度）γ２よりも大きくなっている。図２４に示すように、第１側面２１ｄをより出射される光は、第２傾斜面３２ｄより出射される光に比べて、端面１８の第２凸部２０ｄに近い部分に入射する。
　このことより、隣の凸部２０ｄとの配置間隔が近接している側面２１ｄでは、光軸Ｏ１に対する傾斜角度γ１を大きくし、隣の凸部２０ｄとの配置間隔が開いている側面２２ｄでは、光軸Ｏ１に対する傾斜角度γ２を小さくすることで、ＬＥＤ１１の配置間隔が等間隔ではない場合でも、ＬＥＤ１１から出射された光が混ざることなく、導光板１２の内部で平行となる。これにより、ＬＥＤ１１が不等間隔で配置されたバックライトユニット１０Ｄでも、Ｖ字状輝線が発生するのを抑制し、面状光の輝度むらを抑制することが可能である。
　なお、第４の実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第５の実施形態）
　本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図２５は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図である。図２５に示すバックライトユニット１０Ｅは、凸部２０ｅの形状が異なっている以外、バックライトユニット１０と同じ構造を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
　図２５に示すように、バックライトユニット１０Ｅにおいて、凸部２０ｅの側面２１ｅは、曲面状に形成されている。側面２１ｅを曲面状に形成することで、端面１８に入射する光を凸部２０ｅの近くに入射させたり、遠くに入射させたりすることが可能である。また、曲面の形状を調整することで、端面１８に入射する光の角度分布を調整することが可能である。
　このことより、凸部２０ｅの間隔（ＬＥＤ１１の間隔）が等間隔でない場合でも、ＬＥＤ１１から出射された光が混ざることなく、導光板１２の内部で平行となる。これにより、ＬＥＤ１１が不等間隔で配置されたバックライトユニット１０Ｅでも、Ｖ字状輝線が発生するのを抑制し、面状光の輝度むらを抑制することが可能である。
　また、導光板１２の内部に入射する光の強度を調整することも可能であるので、ＬＥＤ１１の間隔を変えることなく、Ｖ字状輝線の発生を抑制し面状光が所望する角度分布となるように、ＬＥＤ１１の光の進路を調整することが可能である。
　なお、第５の実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第６の実施形態）
　本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図２６は本発明にかかる照明装置であるバックライトユニットの他の例の正面図である。図２６に示すバックライトユニット１０Ｆは、端面１８ｆの形状が異なっている以外、バックライトユニット１０と同じ構造を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
　図２６に示すように、バックライトユニット１０Ｆにおいて、導光板１２の端面１８ｆは、凸形状に形成されている。このように、端面１８ｆを凸形状で形成することで、凸部２０の隣り合う間隔を十分に大きく形成できない、或いは、凸部２０の突出の長さを十分に大きく形成できない場合でも、隣り合うＬＥＤ１１から出射される光がまじりあうのを抑制することが可能である。
　このため、これにより、ＬＥＤ１１が不等間隔で配置された、或いは、高密度で配置されたバックライトユニット１０Ｆでも、Ｖ字状輝線が発生するのを抑制し、面状光の輝度むらを抑制することが可能である。
　なお、端面１８ｆの形状は、図２６に示すような、２つの面を繋ぎ合わせた形状であってもよいし、複数の面を全体で凸形状となるようにつないだ形状であってもよい。また、曲面形状であってもよい。
　なお、第６の実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第７の実施形態）
　本発明にかかるバックライトユニットを備えた液晶表示装置について図面を参照して説明する。図２７は本発明にかかる表示装置の一例である液晶表示装置の分解斜視図である。なお、本発明にかかる液晶表示装置には、上述の各実施形態に記載されているバックライトユニット１０～１０Ｆのいずれも採用することができるが、本実施形態の液晶表示装置Ａでは、代表としてバックライトユニット１０を用いている。
　図２７に示すように、本発明にかかる液晶表示装置Ａはバックライトユニット１０の前面側に液晶パネルユニット３０が配置されている。そして、液晶パネルユニット３０は、液晶が封入された液晶パネル３１と、液晶パネル３１の前面（観察者側）及び背面（バックライトユニット１０側）に貼り付けられた偏光板３２とを有している。液晶パネル３１は、アレイ基板３１１と、アレイ基板３１１と対向して配置された対向基板３１２と、アレイ基板３１１と対向基板３１２との間に充填される液晶層（不図示）とを含んでいる。
　アレイ基板３１１には、互いに直交するソース配線及びゲート配線、ソース配線及びゲート配線に接続されたスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）、スイッチング素子に接続された画素電極及び配向膜等が設けられている。そして、対向基板３１２には、赤、緑、青（ＲＧＢ）の各着色部が所定の配列で配置されたカラーフィルタ、共通電極、配向膜等が設けられている。
　アレイ基板３１１のスイッチング素子を駆動信号で駆動することで、液晶パネル３１の各画素におけるアレイ基板３１１と対向基板３１２との間に電圧が印加される。アレイ基板３１１と対向基板３１２の間の電圧が変化することで、各画素での光の透過度合が変更される。これにより、液晶パネル３１の観察者側の画像表示領域に画像を表示する。
　本発明にかかるバックライトユニット１０を用いることで、液晶パネルユニット３０に入射する面状光の輝度ムラの発生が抑制されるので、液晶表示装置で表示される画像の輝度ムラを抑制することができる。また、バックライトユニット１０では、ＬＥＤ１１から出射される光の利用効率が高いので、液晶表示装置Ａの消費エネルギを低減することが可能である。
　また、上述の実施形態では、本発明の照明装置を用いる画像表示装置として液晶表示装置として説明しているが、これに限定されるものではなく、本発明にかかる照明装置は透過型の画像表示装置に広く採用することが可能である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
　本発明にかかるバックライトユニット及び液晶表示装置は、情報家電、ノートＰＣ、携帯電話、遊戯装置等の電子機器の表示部として利用することが可能である。
１０　バックライトユニット
１１　ＬＥＤ
１２　導光板
１３　導光体
１４　低屈折率層
１４０　低屈折率層
１５　プリズム層
１６　反射部材
２０　凸部
２１　傾斜面
３０　液晶パネルユニット
３１　液晶パネル
３１１　アレイ基板
３１２　対向基板

Claims (10)

  1. 　並んで配列された複数個の光源と、
    　前記光源からの光を導光する導光部材と、
    　前記導光部材の前記光源側の端面より前記複数個の光源それぞれに向けて突出し、前記光源からの光が入射する凸部とを備えており、
    　前記凸部には、前記入射した光のうち前記光源の配列方向に広がる光が前記凸部の外部に出射し、その後、前記端面で前記導光部材に再入射するように形成された側面が備えられていることを特徴とする照明装置。
  2. 　前記凸部は前記光源からの光が入射される入射面を有し、
    　前記入射面の幅が前記光源の発光部の幅より大きい請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記側面が前記光源から遠ざかるにしたがって前記光源の光軸に近接するように形成されている請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記側面が前記光軸に線対称な第１側面及び第２側面を含む請求項１又は２に記載の照明装置。
  5. 　前記凸部が正面から見て台形状に形成されており、
    　前記台形状の凸部の斜辺が前記側面となっている請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明装置。
  6. 　前記側面の前記光源からの光の光軸に対する角度が、前記端面より再入射した光が隣の光源からの光と混合されることなく、前記光軸と平行となるように設定されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明装置。
  7. 　少なくとも前記凸部の前記側面及び前記端面の光が再入射する部分の正面側を覆う反射部材を備えている請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明装置。
  8. 　前記導光部材は前記光源からの光が入射される導光体と、
    　前記導光体の背面に空気層を介することなく設けられ、前記導光体よりも小さい屈折率を有する低屈折率層とを備えている請求項１から請求項７のいずれかに記載の照明装置。
  9. 　前記低屈折率層の前記導光体と反対側の面に空気層を介することなく設けられ、前記低屈折率層の反対側にプリズムが形成されたプリズム層を備えている請求項８に記載の照明装置。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の照明装置と、
    　前記照明装置からの光を受ける表示パネルとを備えることを特徴とする表示装置。
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