JP4874875B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源と、光源から射出された光が入射され光射出面から射出する導光板とを有する屋内外を照明する面状照明装置、もしくは液晶表示装置の液晶パネルを照明するバックライトや、広告パネルや広告塔や看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置に関する。

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や、プリズムシートや拡散シートなどの光学部材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、導光板を配置せず、照明用の光源の直上に拡散板等の光学部材を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。

しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが所定厚み、一例としては３０ｍｍ程度必要である。今後バックライトユニットは、さらに薄型のものが望まれるであろうが、直下型では光量むらの観点からさらに薄く、例えば１０ｍｍ以下の厚みをもつバックライトユニットを実現することは困難である。

ここで、薄型化が可能なバックライトユニットとしては、照明用の光源から射出され、入射した光を、所定方向に導き、光が入射された面とは異なる面である光射出面から射出させる導光板を用いるバックライトユニットがある。
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

例えば、特許文献１には、少なくとも１つの光入射領域及び少なくとも１つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献３には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光出射面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献４には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。

特許文献１〜４に記載の光散乱体を混入させた光散乱体導光板を備える面状照明装置では、光源から放射され、光入射面から光散乱導光体内に進入した光が、その内部を伝播する過程において、一定の割合で、１回または多重的な散乱作用を受ける。また、光散乱導光体の両面あるいは反射体の表面に到達した光の相当部分は反射作用を受けて、光散乱導光体内へ戻される。
このような複合的な過程を通して、光源の方向からみて前方斜め方向に向かう指向性をもって光取出面から高効率で出射される光束が生成される。つまり、光源から放射された光を光散乱導光体の光取出面から出射される。
このように、散乱粒子が混入された導光板を用いることで、高い出射効率で、均一な光を射出することができると記載されている。

また、導光板としては、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板以外にも、平板形状の導光板や、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板を着き合わせた形状の導光板を有する面状照明装置が記載されている。

特開平０７−３６０３７号公報 特開平０８−２４８２３３号公報 特開平０８−２７１７３９号公報 特開平１１−１５３９６３号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載の導光板を用いる面状照明装置において、装置を大型化するには、光源からより遠い位置まで光を到達させるために、導光板自体の厚みを厚くする必要がある。つまり、面状照明装置を大型化しようとすると、薄型化および軽量化が困難になるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、薄型化および軽量化を実現しつつ、より大光量の照明光を射出することができる面状照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、面状の光を射出する平坦な矩形状の光射出面、前記光射出面の四方の端縁に形成され、前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面、および、前記光射出面とは反対側の面に形成され、前記４つの光入射面のうちの対向する１対の光入射面からそれぞれ離れるに従って前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜し、前記１対の光入射面の中央で接合する１対の背面を有する導光板と、この導光板の前記４つの光入射面にそれぞれ対向して配置され、各光入射面にそれぞれ光を入射させる４つの光源とを有し、前記各光源は、複数のＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを支持する支持体とを有し、前記複数のＬＥＤチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に、前記光入射面の長手方向に沿って列状に配置されていることを特徴とする面状照明装置を提供する。

このような本発明において、前記複数のＬＥＤチップは、異なる光量の光を射出するＬＥＤを含むことが好ましい。
また、前記複数のＬＥＤチップは、互いに独立して光量の調整がなされることが好ましい。

さらに、前記各光入射面の中央部分における前記ＬＥＤチップの光量を１とするとき、前記ＬＥＤチップの光量Ｉは、０＜Ｉ≦１の関係を満たすように調整されたことが好ましい。

また、前記導光板の前記４つの光入射面は、前記光射出面の対向する１対の端辺にそれぞれ形成され、前記対向する１対の光入射面をなす第１の光入射面および第２の光入射面ならびに、前記光射出面の対向する他の１対の端辺にそれぞれ形成され、前記対向する他の１対の光入射面をなす第３の光入射面および第４の光入射面で構成され、前記１対の背面は、それぞれ、前記第１の光入射面および第２の光入射面に沿った方向には前記光射出面と平行であり、前記第１の光入射面および第２の光入射面において前記光射出面と最も近く、前記第１の光入射面と前記第２の光入射面との中央の接合部分において前記光射出面と最も遠くなる傾斜面で構成されることが好ましい。

さらに、前記ＬＥＤチップは、前記導光板の厚み方向の長さをａとし、前記導光板の厚み方向に垂直な方向の長さをｂとしたときに、不等式ｂ＞ａを満足することが好ましい。

また、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の密度をＮ_ｐとし、第１光入射面から第２光入射面までの距離をＬとし、前記第１光入射面における厚みをＤ１とし、前記導光板の中点における厚みをＤ２とすると、下記不等式
２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜２６／１０００
かつ
０．０４％ｗｔ＜Ｎｐ＜０．２５％ｗｔ
を満足することが好ましい。

さらに、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃ、光の入射方向における前記光入射面から前記端面までの長さをＬとしたときに、不等式
１．１≦Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ・Ｋ_Ｃ≦８．２
かつ
０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１
を満足することが好ましい。

本発明によれば、上記構成により、導光板の厚みを厚くすることなく、光射出面から射出された光の輝度の絶対値を向上させることができ、薄型化および軽量化を実現しつつ、大光量の照明光を光射出面から射出することのできる面状照明装置を提供することができる。これにより、表示画面の大型化、特に液晶テレビなどの液晶表示装置の大画面化にも適応することができる。
また、本発明によれば、各光源の光量などを調整することにより、光射出面から射出された光の輝度分布を釣鐘型（中高分布）とすることができるため、液晶テレビなどの液晶表示装置に好適に用いることのできる面状照明装置を提供することができる。
さらに、本発明によれば、光射出面上の所定の領域ごとに、異なる輝度の光を射出することのできる面状照明装置を提供することができる。

本発明に係る面状照明装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
図１は、本発明に係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。

本発明に係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つの主光源２８、２つの副光源２９、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、主光源２８及び副光源２９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、光を射出する主光源２８及び副光源２９と、主光源２８及び副光源２９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、２つの主光源２８及び２つの副光源２９について説明する。
ここで、主光源２８と副光源２９とは、導光板３０に対する配置位置を除いて基本的には同様の構成であるので、代表して、１つの主光源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の主光源２８の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す主光源２８の断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す主光源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、主光源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、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、複数のＬＥＤチップ５０は、後述する導光板３０の光入射面１８ｄの長手方向に沿って、つまり、光射出面１８ａと光入射面１８ｄとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されている。

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。

本実施例のように、主光源２８および副光源２９を配置した液晶表示装置１０によれば、導光板３０の第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇに対向する位置にそれぞれ副光源２９を配置し、入射面を４面設けることにより、導光板３０の側面側からも光を入射させる。これにより、光射出面３０ａから射出する光の照度の絶対値を向上させることができ、液晶表示装置１０の光量を全体的に向上させることができる。
また、このように、導光板の四方を囲む形で光源を配置する構成によれば、大光量の照明光を光射出面から射出することができるので、装置の大型化を実現することができる。

ここで、本発明において、好ましくは、導光板から射出される光の照度分布が釣鐘型の分布となるように光源の光量を調整する。つまり、少なくとも主光源を構成する各ＬＥＤチップごとに、異なる光量を設定することにより、液晶テレビ等の表示装置に好適な、釣鐘型の輝度分布を実現する。

本実施例では、主光源２８においては、光入射面３０ｄおよび３０ｅの長手方向における中心部において、最も光量が大きく、中心部から離れるに従って光量が小さくなるように、各ＬＥＤチップ５０の光量を独立して設定する。
このとき各ＬＥＤチップ５０の光量は、図３（Ａ）に示す導光板３０において、２等分線α上の照度分布が釣鐘型の分布（中高分布）となるように設定されるのが好ましい。すなわち、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの中心部に対向するＬＥＤチップの光量を１とすると、他のどの位置においても、光量Ｉが、０＜Ｉ≦１となるように各ＬＥＤチップ５０の光量が設定される。
このように、各ＬＥＤチップ５０の光量を独立して設定することにより、主光源２８および副光源２９において、光入射面の中心部に対向する位置のＬＥＤチップ５０の光量を、周辺部よりも高くなるように設定して、光射出面３０ａから射出される光の照度分布を釣鐘型、つまり、中央部に向かうに従って徐々に照度が高くなる照度分布とすることができる。光射出面から射出される光の照度分布を釣鐘型とし、光射出面の中央部の照度を最も高くすることで、目視において、中央部と周辺部の照度差を少なく感じ、光射出面から均一な光が射出されているように見える。これにより、面状照明装置から液晶テレビ等に好適に用いることができる照度分布の光を射出させることができる。
所望の照度分布を得るための各ＬＥＤチップ５０の光量の算出方法としては、例えば逐次反復法による計算や、その他の公知の方法を用いればよい。

また、本発明においては、主光源２８のＬＥＤチップ５０だけでなく、副光源２９の各ＬＥＤチップ５０の光量も独立して設定するのが好ましい。つまり、主光源および副光源を構成する各ＬＥＤチップごとに、異なる光量を設定することにより、液晶テレビ等の表示装置に好適な、釣鐘型の輝度分布を実現する。また、これにより、光射出面３０ａ上の所定の領域ごとに異なる照度を設定することができる。つまり、光射出面３０ａにおける光量を２次元的に設定することができる。したがって、光射出面の輝度を領域ごとに調整するエリアコントロールを行うことが可能となる。

ところで、光射出面における照度分布を釣鐘型の分布にするためには、ＬＥＤチップの光量を独立して設定する方法以外にも、ＬＥＤチップの配列密度を調整することにより、同様の効果を得ることもできる。つまり、主光源２８のＬＥＤチップ５０ａおよび５０ｂを、対向する第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向の位置に応じて配列密度を変化させ、アレイ状に配列することにより、釣鐘型の輝度分布を実現することができる。
また、このような構成によれば、主光源２８において、中央部から離れた位置に配置されたＬＥＤチップ５０の個数を削減することができるため、製造時にかかるコストを低くすることができ、また、消費電力も低減することができる。

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、光射出面３０ａの光入射面が形成されていない側の両端（光射出面３０ａと光入射面との交線に直交する２つの辺）に、光射出面３０ａに対して略垂直に形成された２つの副入射面（第１副入射面３０ｆと第２副入射面３０ｇ）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（大きくなる）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大き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つの主光源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で構成された主光源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で構成された主光源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つの主光源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つの主光源２８の間に導光板３０が配置されている。
さらに、上述した２つの副光源２９は、それぞれ導光板３０の第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇに対向して配置されている。具体的には、複数のＬＥＤチップ５０ｃと光源支持部５２ｃで構成された副光源２９が第１副入射面３０ｆに対向して配置され、複数のＬＥＤチップ５０ｄと光源支持部５２ｄで構成された副光源２９が第２副入射面３０ｇに対向して配置されている。

図２に示す導光板３０では、主光源２８から射出され第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅから入射した光は、導光板３０の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、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。
また、副光源２９から射出され第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇから入射した光も同様に、導光板３０の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、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。

このように、導光板３０を、対向する位置に主光源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。

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、アトシパール、シンコーン、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。このような散乱粒子を導光板３０の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光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、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。

また、導光板３０に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向（導光板に入射した光の進行方向に平行な方向、光射出面に平行で、光射出面と光入射面（第１光入射面または第２光入射面）との接線に垂直な方向において、）における導光板３０の第１光入射面３０ｄまたは第２光入射面３０ｅから光射出面３０ａに直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向（本実施形態では、導光板３０の第１光入射面３０ｄに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。）の半分の長さ（２等分線αの位置までの長さ）をＬ_Ｇ、導光板３０に含まれる散乱粒子の密度（単位体積あたりの粒子数）をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃとした場合に、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、さらに、補正係数Ｋ_Ｃの値が０．００５以上０．１以下であるという関係を満たしているのがよい。導光板３０は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面３０ａから出射することができる。

一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Ｔは、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ則により下記式（１）で表される。
Ｔ＝Ｉ／Ｉ_０＝ｅｘｐ（−ρ・ｘ）・・・（１）
ここで、ｘは距離、Ｉ_０は入射光強度、Ｉは出射光強度、ρは減衰定数である。

上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Ｎ_pとを用いて下記式（２）で表される。
ρ＝Φ・Ｎ_ｐ・・・（２）
したがって、導光板に入射した光の進行方向に平行な方向における導光板の入射面から厚みが最も厚い位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光軸方向の半分の長さをＬ_Ｇとすると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔは、下記式（３）で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇは、導光板３０の光入射面に垂直な方向における導光板３０の一方の光入射面から導光板３０の中心までの長さとなる。

また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板の光入射面から光軸方向に長さＬ_Ｇ離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図２に示す導光板３０の場合は、端面に入射する光に対する導光板の中心（導光板の光軸方向の半分の長さとなる位置）に到達する光の割合である。
Ｅ_ｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ）・・・（３）

ここで式（３）は有限の大きさの空間におけるものであり、式（１）との関係を補正するための補正係数Ｋ_Ｃを導入する。補正係数Ｋ_Ｃは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔは、下記式（４）で表される。
Ｅ_ｏｕｔ＝ｅｘｐ（−Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃ）・・・（４）

式（４）に従えば、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が３．５のときに、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが３％であり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が４．７のときに、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが１％である。
この結果より、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が大きくなると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが低くなると考えられる。

したがって、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は大きいほど導光板として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から射出される光を少なくし、光射出面から射出される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光射出面から射出される光の割合（以下「光利用効率」ともいう。）を高くすることができる。具体的には、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を１．１以上とすることで、光利用効率を５０％以上にすることができる。

ここで、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は大きくすると、導光板３０の光射出面３０ａから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を８．２以下とすることで、照度むらを一定以下（許容範囲内）に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。

以上より、本発明の導光板３０のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は、１．１以上かつ８．２以下であるという関係を満たすことが好ましく、２．０以上かつ８．０以下であることがより好ましい。また、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は、３．０以上であればさらに好ましく、４．７以上であれば最も好ましい。
また、補正係数Ｋ_Ｃは、０．００５以上０．１以下（０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１）であることが好ましい。

以下、具体例とともに、導光板３０についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Ｎ_ｐ、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇ、補正係数Ｋ_Ｃを種々の値とし、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら［％］は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をＩ_Maxとし、最小照度をＩ_Minとし、平均照度をＩ_Aveとしたときの［（Ｉ_Max−Ｉ_Min）／Ｉ_Ave］×１００とした。
また、副光源がら入射する光は、光軸方向における位置によらず一定となるため、本具体例では、副光源を配置しない条件で評価を行った。
測定した結果を表１に示す。また、表１における判定は、光利用効率が５０％以上かつ照度むらが１５０％以下の場合を○、光利用効率が５０％より小さいまたは照度むらが１５０％より大きい場合を×として示す。

また、図６に、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値と光利用効率（光入射面に入射する光に対して光射出面３０ａから射出される光の割合）との関係を測定した結果を示す。
表１及び図６に示すように、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を５０％以上とすることができ、８．２以下とすることで、照度ムラを１５０％以下にすることができることがわかる。
また、Ｋｃを０．００５以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、０．１以下とすることで、導光板からの射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。

次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Ｎ_ｐが種々の値の導光板を作成し、それぞれの導光板の光射出面の各位置から射出される光の照度分布を測定した。ここで本実施形態では、粒子密度Ｎ_ｐを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇ、補正係数Ｋ_Ｃ、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃは、粒子密度Ｎ_ｐに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図７に示す。図７は、縦軸を照度［ｌｘ］とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離（導光長）［ｍｍ］とした。

さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をＩ_Maxとし、最小照度をＩ_Minとし、平均照度をＩ_Aveとしたときの照度むら［（Ｉ_Max−Ｉ_Min）／Ｉ_Ave］×１００［％］を算出した。
図８に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図８では、縦軸を照度むら［％］とし、横軸を粒子密度［個／ｍ³］とした。また、図８には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率［％］とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。

図７、図８に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらを小さくなることがわかる。
ここで、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を５０％以上とし、かつ、照度むらを１５０％以下とすることができる。照度むらを１５０％以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。

上述のような、本実施例において用いる導光板３０によれば、導光板３０に主光源２８および副光源２９を配置した場合、主光源２８のみを配置した場合と比較して、照度の絶対値が約１．５倍向上することがわかっている。

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、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。
また、上部誘導反射板３６及び下部誘導反射板３８は、導光板３０の第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇ側の端部にも配置することがより好ましい。上部誘導反射板３６及び下部誘導反射板３８を導光板３０の第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇの端部にも配置することで、副光源２９から射出された光を効率よく導光板に入射させることができる。

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、かつその光出射面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の矩形状の光出射面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２２ｂ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２２ｂ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、輝度むらがないまたは少なく光を効率よく射出させることができる反面、反りが生じ易い導光板を用いる場合であっても、反りをより確実に矯正でき、または、導光板に反りが生じることをより確実に防止でき、輝度むら等のない、または低減された光を光射出面から射出させることができる。
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な構成である。
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主光源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）に入射し、さらに、導光板３０の他方の両端にそれぞれ配置された副光源２９から射出された光が、副入射面（第１副入射面３０ｆ及び第２副入射面３０ｇ）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。

本発明の面状照明装置を用いて、光射出面から射出される光の照度分布を測定した。
なお、本実施形態では、導光板３０として、第１副入射面３０ｆから第２副入射面３０ｇまでの長さを１０００ｍｍとし、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの光射出面３０ａに垂直な方向の長さｄを５８０ｍｍ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３．５ｍｍとし、第１光入射面３０ｄ、または第２光入射面３０ｅから２等分線αまでの距離Ｌ_Ｇを２９０ｍｍとした形状の導光板を用いた。
また、導光板の重量に対する導光板に混入した散乱粒子の重量の割合を０．０７Ｗｔ％とした。

図９に示すグラフは、このような形状の導光板３０を備える面状照明装置の光射出面から射出される光の照度を測定した場合の、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅに平行な方向における、導光板３０の中心部の（すなわち、２等分線α上の）照度分布を示している。
図９では、縦軸を、相対照度［ｌｘ］とし、横軸を、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における位置［ｍｍ］とした。なお、横軸において、０の位置は、導光板３０の、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における中心位置であり、−５００および５００の位置は、導光板３０の、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における両端部を示す。

次に、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの位置に応じたＬＥＤチップ５０の配列密度の一例を図１０に示す。
図１０は、本発明の面状照明装置１０の主光源２８の延在方向における、ＬＥＤチップ５０ａおよび５０ｂの配列密度を示す、ＬＥＤチップの分布図である。
図１０では、横軸を、導光板１８の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における距離を所定の長さ（本実施例においては、４ｍｍ）で区切った際の位置［区間］とし、縦軸を、この所定の単位長さの区間に配置されるＬＥＤチップの個数［個］とした。なお、横軸において、０区間は、導光板１８の光入射面１８ｄの長手方向における中心位置を含む４ｍｍの範囲であり、−１２および１２区間は、光入射面１８ｄの長手方向における両端部から４ｍｍ中心側までの範囲を示す。

本実施例では、図１０に示されるように、ＬＥＤチップ５０を配置する際の配列密度のパターンとして、Ｉ１およびＸ１の２つの例を使用する。
なお、配列密度は、導光板３０の２等分線α上の照度分布が釣鐘型の分布（中高分布）となるように決定されるのが好ましい。釣鐘型の照度分布を得るための各ＬＥＤチップ５０の配列密度の算出方法としては、逐次反復法による計算や、その他の公知の方法を用いればよい。

本実施例では、図１０に示されるように、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの中心部（横軸が０の位置）に対向する位置では、Ｉ１およびＸ１のパターンにおいて、ＬＥＤチップ５０は、１区間（４ｍｍの範囲）あたり１４個の割合で配置される。そして、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの中心部から遠ざかるに従って、ＬＥＤチップ５０の配列密度は減少していき、Ｉ１の場合は横軸が−１１および１１の位置で、Ｘ１の場合は横軸が−１２および１２の位置（すなわち第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの両端部に対向する位置）で、ＬＥＤチップ５０の１区間あたりの配置個数は０となっている。
また、Ｉ１、Ｘ１のパターンにおいては共に、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの中心部（図１０において横軸が０の位置）における配列密度が最大であり、中心部での配列密度を１とすると、他のどの位置においても、配列密度Ｄが、０＜Ｄ≦１となるようにＬＥＤチップ５０が配列される。
また、ＬＥＤチップ５０は、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における中心部に対向する部分が最も配列密度が高く、中心部から離れるに従って配列密度が低くなるように、配列されることが好ましい。これにより、導光板３０において、より釣鐘型の分布を得ることができる。

図１０に示すＬＥＤチップの配列密度を用いた場合の、導光板３０の照度分布のグラフを図１１および図１２に示す。
図１１は、主光源２８において、ＬＥＤチップ５０を図１０のＩ１およびＸ１のパターンの配列密度となるように配列した場合の、導光板３０の中心を通り、第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向と平行な方向における光射出面３０ａの照度分布を示している。なお、図１１では、縦軸を、相対照度［ｌｘ］とし、横軸を、導光板３０の第１光入射面３０ｄおよび第２光入射面３０ｅの長手方向における位置［ｍｍ］とした。
図１１に示されるように、Ｉ１またはＸ１のいずれのパターンの配列密度を用いた場合も、中心部（横軸が０の位置）が最も照度が高く、周辺に離れるに従って照度が低下する、釣鐘型の照度分布を得ることができる。

図１２は、導光板３０の中心を通り、第１副入射面３０ｆおよび第２副入射面３０ｇの長手方向と平行な方向における光射出面３０ａの照度分布を示している。なお、本実施例において、副光源２９においては、ＬＥＤチップ５０の配列密度はどの位置においても一定のものとする。
図１２では、縦軸を、相対照度［ｌｘ］とし、横軸を、導光板３０の第１副入射面３０ｆおよび第２副入射面３０ｇの長手方向における位置［ｍｍ］とした。
図１２に示されるように、導光板３０の第１副入射面３０ｆおよび第２副入射面３０ｇの長手方向における照度分布は、主光源２８のＬＥＤチップ５０の配列密度がＩ１であるかＸ１であるかにはほとんど関わらず、中心部（横軸が０の位置）が最も照度が高く、周辺に離れるに従って照度が低下する、釣鐘型の照度分布となる。

従って、主光源２８においてＬＥＤチップ５０の配列密度を図１０に示すものとすることにより、液晶表示装置１０において、図１１および図１２に示されるような、光射出面３０ａの中心部が周囲と比べて照度の高い、釣鐘型の照度分布（中高分布）を得られることがわかる。

また、本実施形態の導光板は、光入射面における導光板の厚み（入光部厚み）をＤ１とし、導光板の厚みが最大となる位置における、つまり本実施形態では二等分線αにおける導光板の厚み（中心厚み）をＤ２とし、導光板の光の入射方向の長さ（導光長）つまり、第１入射面から第２入射面までの長さをＬ（本実施形態では、Ｌ＝２Ｌ_Ｇとなる。）としたときに、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜5／100 （Ａ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすことが好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を３０％以上に向上させることができる。

または、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000 （Ｂ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすように改良することも好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を４０％以上に向上させることができる。

さらに、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000 （Ｃ）
導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合：Ｎｐａの範囲が
０．０４％Ｗｔ＜Ｎｐａ＜０．２５％Ｗｔ
の関係を満たすように改良することがさらに好ましい。上記関係を満足する形状とすることで、主光源の出射効率を５０％以上に向上させることができる。

図１３に、傾斜面の傾斜角がそれぞれ異なる導光板、つまり（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）が異なる種々の形状の導光板についてそれぞれ光利用効率を測定した結果を示す。ここで、本測定例では、副光源は、光が入射する方向の形状が平坦であり、傾斜面の形状にによって光の利用効率は実質的に変化しないため、主光源のみを配置し、主光源の光利用効率を測定した。
なお、図１３においては、横軸を導光板の（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）とし、縦軸を光利用効率［％］とした。
図１３に示した測定結果からも、導光板の形状を27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜5／100とすることで、光利用効率を３０％以上とすることができ、66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000とすることで、光利用効率を４０％以上とすることができ、1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜26／1000とすることで、光利用効率を５０％以上とすることができることがわかる。

なお、導光板は、上記形状に限定されず、光入射面から離れるに従って、導光板の厚みが厚くなる形状であれば、種々の形状とすることができる。
例えば、第１傾斜面３０ｂ及び第２傾斜面３０ｃには、第１光入射面３０ｄ及び第２光入射面３０ｅと平行な方向にプリズム列を形成してもよい。また、このようなプリズム列の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に形成することもできる。例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型など、レンズ効果を有する光学素子を導光板の傾斜面に形成することもできる。

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、副入射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副入射面側を長辺としてもよい。

ここで、導光板は、第１傾斜面と第２傾斜面との接続部をＲ形状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。

ここで、本実施例は、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、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。

また、導光板の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、第１傾斜面と第２傾斜面とが異なる傾斜となる形状としてもよい。また、第１光入射面から導光板の厚みが最大となる位置までの距離と、第２光入射面から導光板の厚みが最大となる位置までの距離とが異なる形状としてもよい。つまり、第１傾斜面の光軸方向の長さと第２傾斜面の光軸方向の長さが異なる形状としてもよい。
導光板をこのような形状とすることでも、薄型を維持しつつ、光入射面から遠い位置まで光を到達させることができる。これにより導光板を薄型化でかつ光射出面を大型化することができる。
導光板を上記のような形状とした場合も、光の入射する方向において導光板の光入射面から光射出面に直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さをＬ_Ｇとし、上述のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃが１．１以上８．２以下を満たし、かつ、０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１を満たすことが好ましい。上記範囲を満たすことで照度むらが低減され、かつ光利用効率を高い光を光射出面から射出させることができる。

また、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。

以上、本発明に係る面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

例えば、光源のＬＥＤチップとして、青色ＬＥＤの発光面にＹＡＧ蛍光物質を塗布した構成としたが、これに限定されず、赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等の他の単色ＬＥＤの発光面に蛍光物質を配置した構成のＬＥＤチップを用いてもよい。
また、光源として、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３種類のＬＥＤを組み合わせた構成のＬＥＤユニットを用いることもできる。この場合は、３種類のＬＥＤから射出された光を混色することで白色光とすることができる。
さらにＬＥＤの代わりに半導体レーザー（ＬＤ）を用いることもできる。

また、導光板と光源（主光源及び／または副光源）との間に導光板に近い屈折率の材料で形成された混同部を配置してもよい。また、導光板の光入射面及び／または副入射面の一部を他の部分よりも屈折率の小さい材料で形成してもよい。
光源から射出された光が入射する部分を他の部分よりも屈折率の小さくすることで、光源から射出された光をより効率よく入射させることができ、光利用効率をより高くすることができる。

また、例えば、導光板の副入射面同士が向い合う位置で導光板を複数並列に配置し、複数の導光板により１つの光射出面を形成してもよい。この場合は、両端の導光板の副入射面のみに副光源を配置する構成としてもよい。

また、本実施形態では、光射出面から射出される光の輝度をより高くすることができ、直交する２つの方向の輝度分布をそれぞれ釣鐘型にすることができるため導光板の副入射面に副光源を配置したが、これに限定されず、副光源は配置せずに、光入射面に光を入射させる主光源のみを配置した構成としてもよい。

本発明に係る面状照明装置を用いる液晶表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。 図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、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。 Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃと光利用効率との関係を測定した結果を示す図である。 粒子密度が異なるそれぞれの導光体から射出される光の照度をそれぞれ測定した結果を示す図である。 光利用効率及び照度むらと粒子密度との関係を示す図である。 導光板の中心を通り光入射面に平行な方向における照度分布を測定した結果を示すグラフである。 導光板の中心を通り光入射面に平行な方向におけるＬＥＤチップの配列密度を示すグラフである。 図１０の配列密度により配列されたＬＥＤチップを用いた場合の、導光板の中心を通り光入射面に平行な方向における照度分布を測定した結果を示すグラフである。 図１０の配列密度により配列されたＬＥＤチップを用いた場合の、導光板の中心を通り副入射面に平行な方向における照度分布を測定した結果を示すグラフである。 異なる種々の形状の導光板についてそれぞれ光利用効率を測定した結果を示すグラフである。

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
２９ 副光源
３０ 導光板
３０ａ 光射出面
３０ｂ 第１傾斜面
３０ｃ 第２傾斜面
３０ｄ 第１光入射面
３０ｅ 第２光入射面
３０ｆ 第１副入射面
３０ｇ 第２副入射面
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

Claims (8)

1. 面状の光を射出する平坦な矩形状の光射出面、前記光射出面の１対の対向する端辺にそれぞれ形成され、前記光射出面と平行に進行する光を入射させるための第１光入射面および第２光入射面、前記光射出面の残りの１対の対向する端辺にそれぞれ形成され、前記第１光入射面および第２光入射面に直交する第３光入射面および第４光入射面、ならびに、前記光射出面とは反対側の面に形成され、前記第１光入射面および第２光入射面に沿った方向には前記光射出面と平行であり、前記第１光入射面および第２光入射面からそれぞれ離れるに従って前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜し、前記第１光入射面と第２光入射面との間の中央で接合する１対の背面を有する導光板と、
   この導光板の前記第１光入射面および前記第２光入射面にそれぞれ対向して配置され、対応する光入射面から前記導光板内にそれぞれ光を入射させる２つの主光源と、
   前記導光板の前記第３光入射面および前記第４光入射面にそれぞれ対向して配置され、対応する光入射面から前記導光板内にそれぞれ光を入射させる２つの副光源とを有し、
   ２つの前記主光源および２つの前記副光源はそれぞれ、複数のＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを支持する支持体とを有し、
   ２つの前記主光源の前記複数のＬＥＤチップがそれぞれ、前記支持体の、対応する光入射面に対向する面に、対応する光入射面の長手方向に沿って、対応する光入射面の中央部に対向する位置が最も密度が高くなるように、列状に配置されており、
   かつ、２つの前記副光源の前記複数のＬＥＤチップがそれぞれ、前記支持体の、対応する光入射面に対向する面に、対応する光入射面の長手方向に沿って、均一な配列密度で列状に配置されていることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記主光源の前記複数のＬＥＤチップは、互いに異なる光量の光を射出するＬＥＤチップを含む請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記主光源の前記複数のＬＥＤチップは、互いに独立して光量の調整がなされる請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記主光源において、対応する光入射面の中央部分における前記ＬＥＤチップの光量を１とするとき、前記ＬＥＤチップの光量Ｉは、０＜Ｉ≦１の関係を満たすように調整された請求項２または３に記載の面状照明装置。
5. 前記導光板の前記背面は、前記第１光入射面および第２光入射面において前記光射出面と最も近く、前記第１光入射面と前記第２光入射面との間の中央の接合部分において前記光射出面と最も遠くなる１対の傾斜面で構成される請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
6. 前記ＬＥＤチップは、前記導光板の厚み方向の長さをａとし、前記導光板の厚み方向に垂直な方向の長さをｂとしたときに、不等式ｂ＞ａを満足する請求項１〜５のいずれかに記載の面状照明装置。
7. 前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の密度をＮｐとし、第１光入射面から第２光入射面までの距離をＬとし、前記第１光入射面における厚みをＤ１とし、前記導光板の中点における厚みをＤ２とすると、下記不等式
   ２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｌ／２）＜２６／１０００
   かつ
   ０．０４％ｗｔ＜Ｎｐ＜０．２５％ｗｔ
   を満足する請求項１〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
8. 前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をＮｐ、補正係数をＫＣ、光の入射方向における前記光入射面から前記端面までの長さをＬとしたときに、不等式
   １．１≦Φ・Ｎｐ・Ｌ・ＫＣ≦８．２
   かつ
   ０．００５≦ＫＣ≦０．１
   を満足する請求項１〜７のいずれかに記載の面状照明装置。

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