JP5110875B2 - 面状照明装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
さらに、特許文献1〜4に記載の導光板を用いる面状照明装置では、大型化するために光源からより遠い位置まで光を到達させるためには、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、薄型化、軽量化できないという問題がある。
LEDは、指向性を高い光を射出することができるため光源にLEDを用いることで、導光板に入射した光を導光板のより奥まで届けることができ、面状照明装置を大型化することができる。さらに、電源の構成を簡単にすることもできる。
このように、青色LEDと蛍光体とを組み合わせることで簡単な構成で白色光を射出させることができる。
しかしながら、このような青色LEDと蛍光体とを組み合わせることで射出される光は色温度が低く、また、光利用効率を下げることなく、色温度を調整することが困難であるという問題がある。そのため、面状照明装置の光射出面から射出される光の色温度が低くなり、また、調整も困難であるという問題もある。
さらに、本発明の他の目的は、上記目的に加え、光源から射出される光を効率よく利用することができ、さらに、より高輝度な光を光射出面から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。
本発明の他の目的は、上記目的に加え、簡単な構成で、所望の色温度の光を射出することができ、かつ光利用効率も高くすることができる面状照明装置を提供することにある。
前記第1光源及び前記第2光源の間に配置され、光射出面、前記第1光源に対向し、前記光射出面の一辺を含む第1光入射面、前記第2光源に対向し前記一辺の対辺を含む第2入射面及び前記光射出面に対向して形成された背面を有する導光板とを有し、
前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が、前記第1光入射面及び第2光入射面から中央に向かうに従って、前記光射出面との距離が大きくなり、かつ、前記第1光入射面または前記第2光入射面から中央に向かうに従って、前記光射出面に対する傾斜角が小さくなり、中央で前記光射出面に対する傾斜角が0度となる曲線で形成されている面状照明装置を提供するものである。
また、前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が下記式を満たす曲線の一部で表わされることが好ましい(ただし、ai、aj、ak、bi、bj、bkを任意の実数とし、i、j、kを任意の自然数とし、Si、Sj、Skを、−1≦Si≦1、−1≦Sj≦1、−1≦Sk≦1を満たす実数とし、n1、n2、n3を、任意の自然数とする。)。
また、前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が楕円の一部で表わされることが好ましい。
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導光板の前記第1または第2光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをLG、としたときに、不等式1.1≦Φ・Np・LG・KC≦8.2かつ0.005≦KC≦0.1を満足することが好ましい。
前記LEDチップの前記発光面と前記導光板との間に配置され、前記発光面から射出される青色光を白色光に変換して射出する蛍光体塗布部及び前記発光面から射出される青色光を青色光として射出する青色光透過部を備える蛍光部材とを有することが好ましい。
また、前記光源は、複数の前記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LEDチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されていることが好ましい。
また、前記蛍光部材は、1つの前記LEDチップの前記発光面毎に複数の前記青色光透過部が形成されていることが好ましい。
さらに、前記蛍光部材は、前記複数のLEDチップに共通の一枚のシート状部材であることが好ましい。また、前記蛍光部材を前記複数のLEDチップ毎に設けることも好ましい。
また、前記蛍光部材は、全体の面積をSaとし、全ての前記青色光透過部の面積の和をSapとしたとき、SaとSapとの関係が、0.05≦Sap/Sa≦0.40を満たすことが好ましい。
また、前記蛍光部材は、前記発光面に接触して配置されていることが好ましく、前記光入射面に接触して配置されていることも好ましい。
また、前記光源の発光面の前記光射出面と略直交する方向に対する傾斜角度は、15度以上90度以下であることが好ましい。
さらに、背面の形状を、第1光入射面または第2光入射面から中央に向かうに従って、光射出面に対する傾斜角が小さくなり、中央で光射出面に対する傾斜角が0度となる曲線で形成することで、さらに光利用効率を高くすることができる。
また、光射出面から射出される光の輝度分布を釣鐘型にすることも可能となる。
図1は、本発明に係る面状照明装置の一実施形態を示す斜視図であり、図2は、図1に示す面状照明装置のII−II線断面図であり、図3は、図2に示した面状照明装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。
各図に示すように、面状照明装置10は、光源12と、矩形状の光射出面14aから均一な光を出射する照明装置本体14と、光源12と照明装置本体14との間に配置された蛍光部材17と、内部に光源12、照明装置本体14及び蛍光部材17を収納する筐体16とを備えている。筐体16は、後述するように、下部筐体16aと上部筐体16bとからなるものである。
図4(A)は、図1及び図2に示す面状照明装置10の光源12の概略構成を示す概略斜視図であり、図4(B)は、図4(A)に示す光源12の断面図であり、図4(C)は、図4(A)に示す光源12の1つのLEDチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図4(A)に示すように、光源12は、複数の発光ダイオードのチップ(以下「LEDチップ」という。)40と、光源支持部41とから構成されている。
ここで、本実施形態のアレイ基板42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40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。
光源支持部41に、フィン44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40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、水冷方式やヒートパイプなどの気化熱を利用した冷媒を用いた冷却部材も用いることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部41のアレイ基板42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。
LEDチップ40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。
この点については後ほど詳細に説明する。
図5(A)〜(C)は、それぞれ図2に示した面状照明装置の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、(A)は、上面図、(B)は、正面図、(C)は、側面図である。
図5(A)〜(C)に示すように、蛍光部材17は、シート状部材であり、光源12のLEDチップ40の発光面40aに接触して配置されている。つまり、蛍光部材17は、光源12のLEDチップ40の発光面40aに対向する部分が、光射出面40aに接触されている。ここで、蛍光部材17の配置方法は特に限定されず、例えば、接着材等により発光面40aに接着させても、固定部材等により発光面40aに接触した状態で固定してもよい。
このようにして、蛍光体塗布部48は、LEDチップ40から射出された青色光が透過すると、LEDチップ40から射出された青色光とYAG系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する。つまり、LEDチップ40から射出され蛍光体塗布部48を透過した光は、青色光から白色光となる。言い換えれば、蛍光体塗布部48は、透過する青色光を白色光に変換する。
また、他の一例としては、透明シートの開口部となる部分を切り抜き、開口部を形成した後に、透明シートに蛍光物質を塗布して蛍光体塗布部を作成してもよい。
図2に示すように、照明装置本体14は、基本的に、導光板18と、光学部材22と、反射板24と、上部誘導反射板34と、下部誘導反射板36とを有する。
導光板18は、図2に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面18aと、この光射出面18aの両端に、光射出面18a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18dと第2光入射面18e)と、光射出面18aの反対側に位置し、第1光入射面18dおよび第2光入射面18eに平行で(光射出面18aの第1または第2光入射面18dまたは18eと接する辺に平行で)光射出面18aを2等分する二等分線α(図1参照)を中心軸として互いに対称に形成された背面18bとを有している。
この導光板18の背面18bは、二等分線αに垂直な断面、つまり、光射出面に垂直でかつ光入射面に垂直な断面、言い換えれば、光射出面と光入射面との接線に垂直な断面において、第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから二等分線α(中央部)に向かうに従って光射出面18aとの距離が大きくなり、かつ、第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから中央部に向かうに従って、光射出面18aに対する傾斜角(各位置における背面の接線の傾斜角)が小さくなり、中央部で傾斜角が0度となる曲線形状である。
また、背面18bは、光射出面18aから離れる方向に凸で、導光板の中央部が頂点となり、端面から中央部に向かうに従って傾斜が緩やかになる、言い換えれば、端面から中央部に向かうに従って背面の接線と光射出面とのなす角が小さくなる曲線で形成されている。また、導光板中央部における背面の接線は、光射出面と平行となる。
なお2、導光板18の二等分線αに垂直な断面の形状は、二等分線αのいずれの位置においても同様の形状である。
T=I/I0=exp(−ρ・x)・・・式(1)
ここで、xは距離、I0は入射光強度、Iは出射光強度、ρは減衰定数である。
ρ=Φ・Np・・・式(2)
したがって、導光板の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、導光板の光軸方向の半分の長さをLGとすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(3)で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さLGは、導光板18の光入射面に垂直な方向における導光板18の一方の光入射面から導光板18の中心までの長さとなる。
Eout∝exp(−Φ・Np・LG)・・・式(3)
Eout=exp(−Φ・Np・LG・KC)・・・式(4)
この結果より、Φ・Np・LG・KCの値が大きくなると、光の取り出し効率Eoutが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Eoutが低くなると考えられる。
また、補正係数KCは、0.005以上0.1以下(0.005≦KC≦0.1)であることが好ましい。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Np、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KCを種々の値とし、Φ・Np・LG・KCの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら[%]は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの[(IMax−IMin)/IAve]×100とした。
測定した結果を表1に示す。また、表1における判定は、光利用効率が50%以上かつ照度むらが150%以下の場合を○、光利用効率が50%より小さいまたは照度むらが150%より大きいの場合を×として示す。
表1及び図6に示すように、Φ・Np・LG・KCを1.1以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を50%以上とすることができ、8.2以下とすることで、照度ムラを150%以下にすることができることがわかる。
また、Kcを0.005以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、0.1以下とすることで、導光板から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。
測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの照度むら[(IMax−IMin)/IAve]×100[%]を算出した。
図7に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図7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7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。
ここで、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を50%以上とし、かつ、照度むらを150%以下とすることができる。照度むらを150%以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
光学部材ユニット22は、導光板18の光射出面18a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14の光射出面14a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18の光射出面18aから射出する照明光を拡散して輝度むらを低減する3枚の拡散フィルム(拡散シート)22a、22b及び22cを有する。
拡散フィルム22aは、フィルム状部材に光拡散性を付与して形成される。フィルム状部材は、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を材料に形成することができる。
本発明において、拡散フィルム22aとしては、マットタイプやコーティングタイプの拡散フィルムを用いることができる。
また、プリズムシートは、プリズムシートの各プリズムの頂点が、導光板18の光射出面18aと対向するように配置しても、その逆に配置してもよい。また、別の態様として、第1のプリズムシートの上に、同一構造の第2のプリズムシートを、第2のプリズムシートのプリズムが第1のプリズムシートのプリズムと交差するように配置した構成としてもよい。さらに、別のプリズムシートとして、多数の三角錐形状(ピラミッド形状)のプリズムを透明シート面に多数配列した構成のものも用いることができる。
反射板24は、導光板18の背面、つまり、導光板18の背面18bに対応した形状で、背面18bを覆うように形成される。つまり、反射板24は、導光板18の背面18b側に導光板18の背面18bに沿った形状で配置されている。
反射板24は、光を反射する部材で形成されており、導光板18の背面18bから漏洩する光を反射して、再び導光板18に入射させる。
このように、反射板24を導光板18の背面18bに対向して配置し、導光板18の背面18bから漏洩した光を反射し、導光板18に入射させることで、光の利用効率を向上させることができる。
下部誘導反射板36は、導光板18の光射出面18a側とは反対側、つまり、背面18b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36の導光板中心側の端部は、反射板24と連結されている。
ここで、上部誘導反射板34及び下部誘導反射板36としては、上述した反射板24に用いる各種材料を用いることができる。
これにより、光源12のLEDチップ40から射出された光を効率よく、導光板18の第1光入射面18d及び第2光入射面18e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。
また、下部誘導反射板36も同様に、光源12から射出された光が導光板18に入射することなく、導光板18の背面18b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40から射出された光を効率よく、導光板18の第1光入射面18d及び第2光入射面18e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。
筐体16は、光源12と照明装置本体14を収納して支持するもので、基本的に、下部筐体16aと上部筐体16bと折返部材16cとを有する。
下部筐体16a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。
この下部筐体16aは、図2に示すように、上方から収納された照明装置本体14を底面部及び側面部で支持すると共に、照明装置本体14の光射出面14a以外の面、つまり、照明装置本体14の光射出面14aとは反対側の面つまり背面18b及び側面を覆っている。
上部筐体16bは、図2に示すように、面状照明装置本体14及び下部筐体16aの上方(光射出面側)から、照明装置本体14およびこれが収納された下部筐体16aをその4方の側面も覆うように被せられて配置されている。
折返部材16cは、図2に示すように、下部筐体22の側面と上部筐体24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22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24の側面と連結されている。
ここで、下部筐体16aと折返部材16cとの接合方法、上部筐体16bと折返部材16c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。
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。
導光板支持部30を設けることで、導光板18が筐体16内でずれることを防止でき、かつ、導光板18の背面18bに反射板24を密着させることができる。
また、下部筐体16aの裏側には、光源12の電源(図示せず)を収納する電源収納部32(図1参照)が取り付けられている。
面状照明装置10は基本的に以上のような構成である。
第1光入射面18dまたは第2光入射面18eから入射した光は、上述したように散乱体に散乱されつつ、導光板の内部を通過し、直接または背面18bで反射した後、光射出面18aから射出される。また、背面1bから漏洩した一部の光は、反射板24によって反射され再び導光板18の内部に入射し、光射出面18aから射出される。
このようにして、光射出面18aから射出された光は、拡散フィルム22a等の光学部材22を透過(通過)し、光射出面14aから射出される。
光射出面から射出される光の輝度分布を釣鐘型とすることで、目視において、中央部と周辺部の輝度差を少なく感じ、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輝度分布の光を射出させることができる。
ここで、本発明において、輝度分布が釣鐘型とは、光射出面の入光部近傍(入光部極近傍の輝度が急上昇急降下している部分は除く)から射出される光の平均輝度(平均照度)を1.0としたとき、光射出面の中央部で射出される光の平均輝度(平均照度)が1.05以上1.50以下となる輝度分布(照度分布)のことをいう。
特に、導光板の背面を、二等分線αに垂直な面における断面が下記式(9)を満たす曲線の一部で表わされる形状、つまり、少なくとも1つ以上の楕円関数を組み合わせた曲線の一部で表わされる形状とした場合は、上記効果に加え、さらに入光部近傍での輝度の上昇を抑制することができる。このように、入光部近傍での輝度の上昇を抑制できることで、光源から射出される光をより効率よく利用することができる。
また、左右対称の1つの関数、または複数の左右対称の関数を組み合わせた形状とすることで、導光板の背面の設計を容易にすることができる。
このように、導光板の背面を導関数が不連続点のない関数で表わされる曲線形状とすることで、背面から反射した光が所定位置に集中すること、または所定位置のみ光が到達しないことを防止でき、光射出面から射出される光に輝線、暗線等が生じ、輝度むらが発生することを防止できる。
これにより、接続部で、入射した光が乱反射することを防止できる。また、背面の光入射面側の傾斜角を大きくすることで、光入射面近傍の輝度の上昇を抑制することができ、導光板中央部の光をより高くすることができ、かつ光利用効率、つまり、光源から射出された光に対する光射出面から射出された光の割合を高くすることができる。
図8は、導光板の一例を示す断面図である。
本実施例では、図8に示すように、導光板を、光軸方向の長さ、つまり第1光入射面18dから第2光入射面18eまでの長さLaを480mmとし、第1光入射面、第2光入射面の光射出面に垂直な方向の長さ、つまり、厚さの最も薄い部分の厚みd1を2mmとし、二等分線αでの、光射出面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4mmとした形状とした。さらに、導光板の背面は、楕円の一部で表わされる形状とした。
より具体的には、導光板の背面が、二等分線αに垂直な断面において、導光板の二等分線αを通り光射出面に垂直な線上でかつ光射出面18aよりも背面18b側に1.8mm移動した点を原点とし、光射出面と平行な方向をX軸とし、垂直な方向をY軸とし、(x2/2412)+(y2/2.22)=1で表わされる楕円のy座標が負(0<y)で、かつ、x座標が−240〜240(−240≦x≦240)の曲線となる形状とした。
また、光学部材としては、図2に示すように3枚の拡散シートを用いた。
このような構成の面状照明装置の光射出面から射出される光の輝度分布を測定した。
ここで、比較例とした導光板は、第1光入射面、第2光入射面の光射出面に垂直な方向の長さd1を2mmとし、二等分線αでの光射出面から背面までの長さ、Dを4mmとし、さらに背面の中央部つまり2つの直線の接続部は、R=15000[mm]の曲面形状とし背面の2つの直線を滑らかに接続させた。
また、背面の全面を曲面形状とすることで、全体の輝度及び光射出面の中央部の輝度も高くでき、光利用効率を高くできることがわかる。
なお、実施例1〜3では、いずれも導光板を、光軸方向の長さ、つまり第1光入射面18dから第2光入射面18eまでの長さLaを480mmとし、第1光入射面、第2光入射面の光射出面に垂直な方向の長さ、つまり、厚さの最も薄い部分の厚みd1を2mmとし、二等分線αでの、光射出面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4mmとした形状とした。また、導光板は、内部に粒子径7μmの散乱粒子を0.05%混練分散させて形成した。
ここで、比較例1とした導光板は、第1光入射面、第2光入射面の光射出面に垂直な方向の長さd1を2mmとし、二等分線αでの光射出面から背面までの長さ、Dを4mmとし、さらに背面の中央部つまり2つの直線の接続部は、R=25000[mm]の曲面形状とし背面の2つの直線を滑らかに接続させた。また、導光板は、内部に粒子径7μmの散乱粒子を0.05%混練分散させて形成した。
また、比較例2として、導光板として、内部に混練分散させる散乱粒子を、粒子径7μm、0.08%としたことを除いて他の構成は、比較例1と同様の面状照明装置の光射出面から射出された光の照度分布も測定した。
測定した結果を図10及び表2に示す。ここで、図9のグラフでは、縦軸を相対照度[lx]とし、横軸を導光板の中心(導光板の厚みが最も厚い位置)からの位置[mm]とした。
さらに、実施例2及び3に示すように、導光板の背面の形状を高次の楕円関数を組み合わせた曲線の一部で表わせる形状、つまり式(9)を満足する形状とすることで、光射出面の光入射部近傍から射出される光の輝度が高くなることを抑制することができていることがわかる。
また、表2に示すように、導光板の背面の全面を曲面形状とした実施例1〜3は、比較例1に比べて光利用効率を5%以上高くできることが分かる。また、平均輝度も高くすることができることがわかる。
以上より本発明の効果は明らかである。
Sap/Saを0.05以上とすることで、色温度を7000K以上にすることができ、0.40以下とすることで、色温度を35000K以下にすることができる。
本具体的実施例では、蛍光部材17の全体の面積Saに対する青色光透過部の面積の和Sapの割合を種々の値とした面状照明装置10の光射出面14aから射出される光の輝度分布及び色温度を測定した。
図11は、蛍光部材17の全体の面積Saに対する青色光透過部の面積の和Sapの割合つまり、Sap/Saを0.05、0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35,0.4とした場合に、面状照明装置の光射出面から射出される光の波長分布(分光スペクトル)を測定した結果を示すグラフである。ここで、図11のグラフでは、縦軸を相対強度とし、横軸を波長[nm]とした。
また、図12は、蛍光部材17の全体の面積Saに対する青色光透過部の面積の和Sapの割合(Sap/Sa)と光射出面から射出される光の色温度との関係を示すグラフである。ここで、図12のグラフでは、縦軸を色温度[K]とし、横軸を蛍光部材17の全体の面積Saに対する青色光透過部の面積の和Sapの割合(Sap/Sa)とした。
さらに、図12に示すように、Sap/Saを変化させることで、色温度を種々の値とすることができることがわかる。具体的には、本実施形態によれば、蛍光部材全体に対する開口部の割合を0.05≦Sap/Sa≦0.40の間で調整することで、色温度を約7000K以上約34000K以下の任意の色温度とすることができることがわかる。つまり、開口部の大きさを調整するのみで、色温度を調整することができることがわかる。
また、図11に示すように、蛍光部材全体に対する開口部の割合を調整することにより、光射出面から射出される光の色味を調整できることもわかる。
以上より、本発明の効果は明らかである。
図13(A)〜(C)は、それぞれ蛍光部材の他の一例を示す正面図である。
例えば、図13(A)に示すように、蛍光部材60aの開口部62aの形状を円形とし、蛍光部材60aの開口部62aを除く部分を蛍光体塗布部64aとてもよい。なお、開口部の形状は、円形に限定されず、楕円形、多角形、星型等、種々の形状とすることができる。
また、図13(B)に示すように、蛍光部材60bの開口部62bの形状を、発光面の一辺と平行な棒形状とし、この開口部62bを一定間隔で配置し、蛍光部材60bの開口部62bを除く部分を蛍光体塗布部64bとしてもよい。
さらに、図13(C)に示すように、蛍光部材60cの開口部62cの形状を、X字形状とし、蛍光部材60cの開口部62cを除く部分を蛍光体塗布部64cとしてもよい。
また、1つの開口部の面積は、0.1mm2以上0.5mm2以下とすることが好ましい。1つの開口部の面積を、0.1mm2以上とすることで、蛍光部材に開口部を確実に形成し、開口部から青色光を射出させることができ、0.5mm2以下とすることで、蛍光部材を透過した光を効率よくかつ確実に混色させることができ、光射出面から色むらがなくまたは色むらが低減され、かつ、色温度の高い光を射出させることができる。
図14は、本発明の面状照明装置の他の一例を示す拡大断面図である。
ここで、本実施形態の面状照明装置は、上述した二等分線を軸として対称形状であるので、導光板の一方の端部つまり第1光入射面18d側の端部のみを示し、第2光入射面18e側の端部の記載は省略しているが、第2光入射面18e側も同様の構成である。また、後述する面状照明装置の他の例も同様である。
なお、このように、蛍光部材17aを導光板18の第1光入射面18dに配置する場合は、透明シートを用いることなく、導光板18の第1光入射面18dに直接蛍光物質を塗布して、蛍光体塗布部と開口部を形成するにより、蛍光部材17aを設けてもよい。
また、上記実施形態ではいずれも、蛍光部材を導光板または光源に付着させて配置したが、蛍光部材をシート状の独立した部材とし、光射出面と発光面との間に配置してもよい。
図15(A)〜(C)は、それぞれ面状照明装置の他の一例の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、(A)は、上面図、(B)は、正面図、(C)は、側面図である。
図15(A)〜(C)に示す蛍光部材70は、LEDチップ40毎に設けられており、各蛍光部材70は、LEDチップ40の発光面40aに接触して設けられている。本実施形態では、蛍光部材70は、発光面40aに接着されている。
蛍光部材70は、蛍光体塗布部72と開口部74とを有し、LEDチップ40の発光面40aの全面を覆うように設けられている。蛍光部材70は、蛍光物質が塗布されて形成された蛍光体塗布部72と、所定間隔毎に所定径の円形の開口として形成された開口部74とで構成されている。つまり、蛍光部材70も、LEDチップ40から射出された青色光を白色光に変換する領域である蛍光体塗布部72と、青色光を青色光のまま射出させる領域である開口部つまり青色光透過部とで構成されている。
これにより、上述と同様に、LEDチップ40から射出された光の一部が青色光として入射させることができ、簡単な構成で、色温度の高い光を光射出面から射出させることができる。
また、蛍光部材は、射出された光の混色が効率よくでき、光射出面から色むらのない光を射出できるため、1つのLEDチップ40の発光面40aに対して、複数の透明部を設けることが好ましいが、図16(B)に示すように、1つの発光面40aに対して1つの開口部78bを設ける構成としてもよい。つまり、1つの蛍光部材76bに対して、1つの開口部78bを設ける構成としてもよい。また、この場合も透明部の形状は特に限定されず、図16(B)では、開口部78bを矩形状としたが、図16(C)に示すように、蛍光部材76cの開口部78cを円形としてもよく、これにも限定されず、楕円形、星型、多角形、X字形等種々の形状とすることができる。
これにより、蛍光部材70の位置ずれを防止でき、さらに、透明シートを用いることなく、蛍光部材を形成することができるため、部材をへらすことができ、装置構成をより簡単にすることができる。
このように、光源12を傾斜して配置することで、発光面の大きい光源から射出される光を効率よく導光板に入射させることができ、発光面の大きい光源を用いることで、光源から射出する光の量を多くすることができる。つまり、発光面の大きい光源から射出された光を効率よく導光板に入射させることで、導光板の光射出面から高輝度な光を射出させることができる。
また、上部誘導反射板及び下部誘導反射板を配置し、光源から射出された光を反射させることで、発光面を所定角度傾斜させて配置させた場合でも、光源から射出された光が導光板に入射することなく射出されることを防止でき、光源から射出された光を効率よく導光板の第1光入射面及び第2光入射面に入射させることができる。
発光面40aの長さaを光入射面の有効断面の長さd1よりも大きくすることで、発光面からより多くの光を射出させることができる。
また、発光面40aを基準面Sに対して所定角度θ傾斜させて配置することで、発光面40aの長さaを光入射面の有効断面の長さd1よりも大きくした場合でも、効率よく導光板に光を入射させることができ、上述したように、輝度の高い光を効率よく、導光板の光射出面から射出させることができる。
発光面40aの傾斜角度θを、15°≦θ≦90°とすることで、光利用効率をより高くすることができ、かつ、光射出面から射出される光を均一にすることができ、15°≦θ≦75°とすることで、光利用効率をより高くし、より均一にすることができる。
なお、光源12は、本実施形態のように、発光面40を光射出面側に向けて配置することが好ましいが、本発明はこれに限定されず、光源12の発光面40aを背面18bに向けて配置してもよい。
本実施例の面状照明装置は、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを2.5mm、LEDチップ40の厚みw1を0.5mm、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のアレイ支持体42の長さd2を3.0mm、アレイ支持体42の厚みw2を0.5mm、導光板18の第1光入射面18dの有効断面の長さd1を2.0mm、上部誘導反射板34と導光板18の光射出面18aとが重なっている長さ、つまり、光入射面18dと上部誘導反射板34の導光板18中心側の端部との距離Lを5mmとした。また、反射板24及び下部誘導反射板36には、厚さ0.1mmで、反射率98%の反射フィルムを用い、上部誘導反射板34には、厚み0.1mm、反射率90%の反射フィルムを用いた。ここで、反射板24と下部誘導反射板36とは一枚の反射フィルムで形成されている。また、反射板24と下部誘導反射板36とは、連結部、つまり、導光板18の端部の第1光入射面18dに対応する位置で折り曲げられている。
このような形状の面状照明装置の光源12のLEDチップ40の発光面40aの傾斜角度θをθ=15°、30°、45°、60°、75°とした場合の面状照明装置の光源の光利用効率、つまり、光源から射出された光に対する光射出面から射出された光の割合を測定した。
また、図17(A)に示すように、θ=0°、つまり、発光面40aを基準面Sと平行になる位置つまり角度で配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。さらに、図17(B)に示すように、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを1.45mmとし、θ=0°として配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。なお、図17においては、寸法線を明確に示すために、蛍光部材17の図示を省略したが、蛍光部材17は、図3と同様にLEDチップ40の発光面40aに接して配置されている。
測定した結果を下記表3及び図18に示す。
さらに、本実施例においては、発光面40aの傾斜角度θを、15°≦θ≦45°以下とすることで、光入射面の有効断面の長さよりもLEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを短くしたLEDチップ40を配置した場合よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。
つまり、発光面の傾斜角度θを調整することで、光源から射出される光をより効率よく導光板に入射させ、光射出面からより輝度及び照度の高い光を射出させることができる。
図19は、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す概略断面図であり、図20は、図19に示した面状照明装置の一部を拡大した拡大断面図である。
図19及び図20に示す面状照明装置100は、導光板18’の第1光入射面18d’及び第2光入射面18e’の形状を除いて、図1〜図3に示す面状照明装置10と同様の構成である。したがって、両者で同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下、面状照明装置100に特有の点を重点的に説明する。
ここで、面状照明装置100も上述した面状照明装置10と同様に二等分線αを中心軸として対称形状であるので、代表して第1光入射面側を説明する。
ここで、本実施形態のように第1光入射面18d’を傾斜させた形状とする場合は、第1光入射面18d’の光射出面18aの端縁側、つまり、第1光入射面18d’と光射出面18aとの接点(接線、つまり連結位置)における光射出面18aと略直交する方向の断面が、光入射面の有効断面となる。
また、本実施形態のように、導光板18の第1光入射面18d’を光源12の発光面40aに対して平行にすること、つまり、基準面Sに対する第1光入射面の傾斜角度を、それぞれ対向して配置された光源の発光面の傾斜角度と同一角度とするで、発光面40aから射出された光を導光板18の第1光入射面18d’に効率よく入射させることができる。
本実施例の面状照明装置100は、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを2.5mm、LEDチップ40の厚みw1を0.5mm、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のアレイ支持体42の長さd2を3.0mm、アレイ支持体42の厚みw2を0.5mm、導光板18’の第1光入射面18d’の有効断面の長さd1を2.0mm、第1光射出面18d’の長さ、つまり、光射出面18aと背面18bとを結ぶ第1光射出面18d’の長さd3を(2.0/cosθ1)、上部誘導反射板34と導光板18’の光射出面18aとが重なっている長さ、つまり、第1光入射面18d’と上部誘導反射板34の導光板18’中心側の端部との距離Lを5mmとした。また、反射板24及び下部誘導反射板36には、厚さ0.1mmで、反射率98%の反射フィルムを用い、上部誘導反射板34には、厚み0.1mm、反射率90%の反射フィルムを用いた。ここで、反射板24と下部誘導反射板36とは一枚の反射フィルムで形成されている。また、反射板24と下部誘導反射板36とは、連結部、つまり、導光板18’の第1光入射面18d’に対応する位置で折り曲げられている。
また、光源12の発光面40aと導光板18の第1光入射面18d’とは平行に、つまり、発光面40aの傾斜角度θと、第1光入射面18d’の傾斜角度θ1とは同一角度とした。
このような形状の面状照明装置の発光面40aの傾斜角度θ及び第1光入射面θ1をθ=θ1とし、かつθ=15°、30°、45°、60°、75°とした場合の面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。
また、上記実施例と同様に、図17(A)に示すように、θ=0°、つまり、発光面40aを基準面Sと平行になる位置、角度で配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。さらに、図17(B)に示すように、LEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを1.45mmとし、θ=0°として配置した面状照明装置の光源の光利用効率も測定した。
測定した結果を下記表4及び図21に示す。
さらに、本実施例においては、発光面40aの傾斜角度θ及び導光板の傾斜角度θ1を、θ=θ1、かつ15°≦θ≦60°以下とすることで、光入射面の有効断面の長さよりもLEDチップ40の配列方向に直交する方向のLEDチップ40の発光面40aの長さaを短くしたLEDチップ40を配置した場合よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。
つまり、発光面の傾斜角度θ及び導光板の傾斜角度θ1を調整することで、光源から射出される光をより効率よく導光板に入射させ、光射出面からより輝度及び照度の高い光を射出させることができる。
本実施例では、θ=45°とし、第1光入射面18dと上部誘導反射板34の導光板18中心側の端部との距離Lを5mmとした上述した面状照明装置10の具体的実施例と略同様の構成とした2つの面状照明装置の光射出面から射出されるそれぞれ各位置の輝度(cd/m2)、照度(lx)、光利用効率(%)及び平均輝度(cd/m2)を測定した。
さらに、θ=θ1=45°とし、第1光入射面18d’と上部誘導反射板34の導光板18中心側の端部との距離Lをそれぞれ5mmと10mmとしたことを除いて上述した面状照明装置100の具体的実施例と略同様の構成とした2つの面状照明装置の光源の光利用効率(%)及び光射出面から射出される光の平均輝度(cd/m2)とを測定した。また、反射板を配置せず、導光板の光入射面及び光源の発光面が基準面と平行とした面状照明装置の光源の光利用効率(%)及び光射出面から射出される光の平均輝度(cd/m2)も測定した。
また、表5に測定した光利用効率(%)及び平均輝度(cd/m2)を示す。
また、上部誘導反射板の長さLを5mmとすることで、平均輝度を高くすることができることがわかる。
以上より、本発明の効果は明らかである。
図22(A)及び(B)、図23は、それぞれ、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す拡大断面図である。ここで、図22(A)に示す面状照明装置110、図22(B)に示す面状照明装置110’及び図23に示す面状照明装置150も、上述した面状照明装置10及び面状照明装置100と同様に左右対称な形状であるので、一方の端部のみを示す。
蛍光部材17cは、LEDチップ40の光射出面40aに接触して配置されている。なお、蛍光部材17cの形状、構成は、上述した蛍光部材17と同様であるので省略する。
上部誘導反射板112は、導光板18の光射出面の端部で折り曲げられた板状部材であり、導光板18の光射出面18aの一部から、LEDチップ40の発光面40aの第1光入射面18dよりも遠い側の端部までを覆って配置されている。なお、上部誘導反射板112としては、上述した上部誘導反射板34と同様の材料を用いることができる。
導光板152は、略矩形形状の平坦な光射出面152aと、光射出面152aの両端に、光射出面152aに対して所定角度傾斜して形成された2つの側面(第1側面152f及び第2側面152g)と、光射出免面152aの反対側に位置し、側面に平行で光射出面152aを2等分する二等分線α(図1参照)を中心軸として互いに対称で、二等分線αに垂直な断面において、端部から二等分線αに向かうに従って光射出面152aとの距離が大きくなり、かつ、端部から中央に向かうに従って、光射出面に対する傾斜角が小さくなり、中央で傾斜角が0度となる曲線で形成された背面152bと、背面152bのそれぞれの端部と側面の端部との間に形成された2つの光入射面(第1光入射面152d及び第2光入射面152e)を有している。ここで、導光板152は、光射出面152aと第1側面152dのなす角が90°より大きく、第1光入射面152dと第1側面152fのなす角が90°より小さい形状である。また、第1光入射面152dは、基準面Sとの傾斜角度θ1が90°で形成されている。
また、本実施形態では、第1光入射面152dの端面152b側の端縁における導光板152の光射出面152aと略直交する方向の断面が、光入射面の有効断面となる。
なお、面状照明装置150は、対称形状であるため、図23では、第1側面152d側の端部のみを示す。
光源12は、基準面Sに対する発光面40aの傾斜角度θが90°となる位置に配置されている。したがって、光源12の発光面40aと、第1光入射面152dとは平行に配置されている。
また、導光板152の背面152b側には、下部誘導反射板36及び反射板24が配置されている。
つまり、導光板152は、第1側面152f側の光射出面152a、第1側面152f、第1光入射面152d及び背面152bが、上部誘導反射板112、光源12、下部誘導反射板36及び反射板24により隙間なく覆われている。ここで、本実施形態では、反射板24が下部誘導反射板36とが一体に形成されている。
導光板152の中心側に進行する光は、上述した導光板18と同様に、導光板152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152内部を通過し、直接、または背面152bで反射した後、光射出面152aから出射する。
さらに、導光板に側面を設け、光射出面を背面側に配置することで、光源の発光面の面積をより大きくすることができ、輝度または照度の高い光を光射出面から射出させることができる。また、光入射面から入射した光を所定角度傾斜した側面で反射させることで、背面側に設けた光入射面から光を入射させた場合も光射出面からムラのない光を射出させることができる。
また、本実施形態のように、基準面Sに対する第1光入射面152dの傾斜角度θ1を90°、つまり、第1光入射面152と光射出面とを平行にすることで、光源の発光面の面積をより大きくすることができる。
また、側面を形成した場合も、好ましい態様は、上述した実施形態と同様であり、例えば、傾斜角度θ=θ1は、15°≦θ≦90°とすることが好ましい。
本実施例では、θ=90°としたこと、つまり、光源のLEDチップの発光面40aの傾斜角度、上部誘導反射板の形状を面状照明装置110に示す形状としたこと及び上部誘導反射板の長さLを10mmとしたことを除いて、上述した面状照明装置10と略同様の大きさ、構成とした。この面状照明装置110の光源の光利用効率(%)を測定した。また、θ=45°とし、上部誘導反射板の長さLを10mmとし、導光板の光入射面及び光源の光射出面が基準面と平行とした面状照明装置の光源の光利用効率(%)も測定した。
測定した結果を表6に示す。
例えば、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4の表面上に文字、図形、画像などを表示する液晶パネルを面状照明装置の光射出面上に配置し、面状照明装置から射出された光で液晶パネルを照明することで、液晶表示装置とすることができる。
ここで、反射板24の導光板18側とは反対側の面、つまり本実施形態の下部筐体16aと反射板24との間には、緩衝部材を配置することが好ましい。ここで、緩衝部材は、導光板の形状に沿って変形する導光板よりも剛性が低い部材であり、例えば、スポンジ等がある。
緩衝部材により、反射板24及び導光板18の背面18b側を支持することで、反射板24を導光板18に密着させることができ、反射板24がたわむことを防止できる。また、支持体を緩衝部材とすることにより、導光板と反射板とをムラなく接触させることができる。これにより、反射板の一部のみが接触し、光を乱反射させ、光射出面から射出される光の輝部として視認されることを防止し、均一な光を光射出面から射出させることができる。
例えば、図24(A)に示すように、反射板24の導光板18とは反対側の面に矩形状の緩衝部材202を配置してもよい。ここで、緩衝部材202としては、面状照明装置として組み立てたときに緩衝部材202から導光板18に作用する最大応力が、本実施例では、背面との接続部に作用する応力が、5[N/cm2]以下となる材料を用いることが好ましい。
また、図24(B)に示すように、反射板24の導光板18とは反対側の面に多層の緩衝材212a、212b、212cにより構成された緩衝部材212を配置し、導光板18の形状に応じて位置により緩衝部材212の厚みが異なる形状としてもよい。このように位置に応じて、緩衝部材212の厚みを変化させることで、緩衝部材の圧縮率を低下させ、導光板に作用する最大応力を低くすることができる。これにより、導光板に作用する力をより均一にすることができ、導光板と反射板とを均一に密着させることができる。
また、図24(C)に示すように、緩衝部材222を導光板18の背面に沿った形状としてもよい。つまり、緩衝部材222は、導光板18側の面に導光板18の背面と同じ形状の曲面222aが形成された形状である。
このように、緩衝部材を導光板の背面に沿った形状とすることでも導光板と反射板とを均一に密着させることができる。
さらに、図24(D)に示すように、緩衝部材232を導光板18の背面に沿った形状とし、さらに緩衝部材232の導光板18側とは反対側の面に、導光板18の背面の形状に沿った板金部材234を設けた構成としてもよい。
緩衝部材232の導光板18側とは反対側の面に導光板18の背面の形状に沿った板金部材234を設けることで、緩衝部材の圧縮率を均一にすることができ、かつ緩衝部材を介して反射板を支持することで、導光板と反射板とを密着させることができる。
他方、本実施形態では、複数のLEDチップを列状に配置したが、これにも限定されず、LEDチップを1つのみ配置した構成としてもよい。
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、導光板の側面のいずれの面に光源を配置し、4方の側面を光入射面とし、背面が4つの光入射面から中央に向かうに従って、厚みが厚くなる形状、言い換えれば、光入射面が、該光射出面の4つの端辺にそれぞれ形成される4つの光入射面から構成され、背面は、4つの光入射面からそれぞれ中央に向かうに従って前記光射出面から遠ざかるように傾斜し、光入射面から中央部に向かうに従って光射出面に対する傾斜角が小さくなり、中央部で傾斜角が0度となる曲面(断面においては曲線)から構成され、光入射面における厚みが最も薄く、背面の中央部における厚みが最も厚い形状としてもよい。
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、さらに光利用効率を高くすることができる。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、さらに光利用効率も高くすることができる。
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。
12 光源
12a 発光面
14 照明装置本体
14a、18a 光射出面
16 筐体
16a 下部筐体
16b 上部筐体
16c 折返部材
17、60、70、76 蛍光部材
18 導光板
18b 背面
18d、18d’ 第1光入射面
18e 第2光入射面
22 光学部材
22a、22b、22c 拡散フィルム
24 反射板
28、50、74、78 開口部
32 電源収納部
34 上部誘導反射板
36 下部誘導反射板
40 LEDチップ
41 光源支持部
42 アレイ基板
44 フィン
48、72、77 蛍光体塗布部
Claims (10)
- 所定間隔離間して配置される第1光源及び第2光源と、
前記第1光源及び前記第2光源の間に配置され、光射出面、前記第1光源に対向し、前記光射出面の一辺を含む第1光入射面、前記第2光源に対向し前記一辺の対辺を含む第2入射面および前記光射出面に対向して形成された背面を有する導光板とを有し、
前記導光板は、その内部に、前記第1及び第2光入射面から入射して前記内部を前記光射出面に略平行に伝搬する光を散乱して入射方向に対して直交する方向の前記光射出面に向かわせる散乱粒子を含み、
前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が、前記第1光入射面及び第2光入射面から中央に向かうに従って、前記光射出面との距離が大きくなり、かつ、前記第1光入射面または前記第2光入射面から中央に向かうに従って、前記光射出面に対する傾斜角が小さくなり、中央で前記光射出面に対する傾斜角が0度となる高次多項式を満たす曲線の一部で表される形状であり、かつ、前記光入射面と滑らかに接続されていることを特徴とする面状照明装置。 - 光射出面、前記光射出面の一辺を含む第1光入射面、前記第1光入射面に対向して形成された側面、および、前記光射出面に対向して形成された背面を有する導光板と、
前記第1光入射面に対面して配置される第1光源とを有し、
前記導光板は、その内部に、前記第1光入射面から入射して前記内部を前記光射出面に略平行に伝搬する光を散乱して入射方向に対して直交する方向の前記光射出面に向かわせる散乱粒子を含み、
前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が、前記第1光入射面から前記側面に向かうに従って、前記光射出面との距離が大きくなり、かつ、前記第1光入射面から前記側面に向かうに従って、前記光射出面に対する傾斜角が小さくなり、前記側面の位置で前記光射出面に対する傾斜角が0度となる高次多項式を満たす曲線の一部で表される形状であり、かつ、前記光入射面と滑らかに接続されていることを特徴とする面状照明装置。 - 前記一辺に垂直な面における前記導光板の前記背面の断面を表わす曲線の関数は、導関数が不連続点のない関数である請求項2または3のいずれかに記載の面状照明装置。
- 前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が楕円の一部で表わされる請求項1〜4のいずれかに記載の面状照明装置。
- 前記導光板の前記背面は、前記一辺に垂直な面における断面が、前記光射出面に垂直でかつ前記第1光入射面と前記第2光入射面との中間点を通る直線を軸として対称な形状である請求項1、3〜5のいずれかに記載の面状照明装置。
- 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導光板の前記第1または第2光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをLG、としたときに、下記の不等式
1.1≦Φ・Np・LG・KC≦8.2
0.005≦KC≦0.1
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。 - 前記光源は、発光面から青色光を射出する少なくとも1つのLEDチップと、
前記LEDチップの前記発光面と前記導光板との間に配置され、前記発光面から射出される青色光を白色光に変換して射出する蛍光体塗布部及び前記発光面から射出される青色光を青色光として射出する青色光透過部を備える蛍光部材とを有する請求項1〜7のいずれかに記載の面状照明装置。 - 前記光源は、前記光入射面が形成された該光入射面の端縁側における前記光射出面と略直交する方向の前記光入射面の有効断面の長さより長い発光面を持ち、該発光面を前記導光板の前記光入射面に対向させて、前記光射出面と略直交する方向に対して所定角度傾斜させて配置されている請求項1〜8のいずれかに記載の面状照明装置。
- 前記導光板の、光の入射方向における、前記第1または第2光入射面から、前記光射出面に垂直な方向の厚みが最も厚くなる位置までの長さLGと、前記光射出面に垂直な方向の厚みが最も厚くなる位置での導光板厚さDとの比LG/Dが、60以上である請求項1〜9のいずれかに記載の面状照明装置。
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