JP2007048465A - Ｌｅｄ面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単色ＬＥＤの配置の自由度が大きくなり、均一な白色光が容易に得られるＬＥＤ面光源装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、異なる波長の単色光を発光する複数のＬＥＤからの単色光を混合して出射させるＬＥＤ面光源装置１であって、第１導光板４と、この第１導光板より大きな寸法を有し、第１導光板との間に段部Ｓを形成するように第１導光板に積層され、出射面を有する第２導光板６と、第１導光板の端面に対向して配置され第１導光板の端面に出射光を入射させる第１ＬＥＤアレイ８と、第２導光板の端面に対向し且つ段部に配置され第２導光板の端面に出射光を入射させる第２ＬＥＤアレイ１０と、を備えている、ことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ面光源装置に関し、詳細には、異なる波長の単色光を出射する複数のＬＥＤ（発光ダイオード）からの単色光を混合して使用するＬＥＤ面光源装置に関する。

液晶パネル等のディスプレイパネルの照明用面光源装置として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたＬＥＤ面光源装置が知られている。このようなＬＥＤ面光源装置として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の単色光を発する３種類の単色ＬＥＤをセットにして用い、各ＬＥＤから発せられた単色光をミキシングして白色光を作り出すタイプ（以下、「ＲＧＢ−ＬＥＤ面光源装置」と呼ぶ。）のものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２８３８１７号公報

このようなＲＧＢ−ＬＥＤ面光源装置は、３種類の単色光をミキシングして白色光を得るので、導光板端面から光を入射させるエッジライト方式を採用する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の単色ＬＥＤは導光板端面に沿って配置されることになる。ここで、均一な白色光を得るために、３種類の単色ＬＥＤは、色むらができるだけ少なくなるようなパターンで入射面である導光板端面に沿って配置する必要がある。
しかしながら、エッジライト方式では、細長い導光板端面が入射面となるあるため、単色ＬＥＤの配置の自由度が制限され、均一な白色を得ることが難しいという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、単色ＬＥＤの配置の自由度が大きくなり、均一な白色光が容易に得られるＬＥＤ面光源装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、異なる波長の単色光を発光する複数のＬＥＤからの単色光を混合して出射させるＬＥＤ面光源装置であって、第１導光板と、前記第１導光板に積層された第２導光板と、前記第１導光板の端面に対向して配置され該第１導光板の端面に出射光を入射させる第１ＬＥＤアレイと、前記第２導光板の端面に対向し且つ前記第１ＬＥＤアレイと上下方向に重ならないように配置され該第２導光板の端面に出射光を入射させる第２ＬＥＤアレイと、を備えていることを特徴とするＬＥＤ面光源装置が提供される。

このような構成によれば、導光板の端面の総延長が長くなるので、入射端面に対向させるＬＥＤアレイの配置の自由度が高くなる。
また、入射した光が２枚の導光板の厚さ方向に伝搬する際にも、ミキシングが行われるので、額縁部を広く採ることなく且つ部品点数を増加させることなく効率的なミキシングが可能となる。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１ＬＥＤアレイが、赤色の単色光を発する赤色ＬＥＤ、緑色の単色光を発する緑色ＬＥＤおよび青色の単色光を発する青色ＬＥＤのうちの１または２種類の単色ＬＥＤから構成され、前記第２ＬＥＤアレイが、前記１または２種類の単色ＬＥＤ以外の単色ＬＥＤから構成されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１導光板および第２導光板が、屈折率が前記第１導光板および第２導光板と略等しい層を介して光学的に密着させられた状態で積層されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１導光板または第２導光板の前記第１ＬＥＤアレイまたは第２ＬＥＤアレイが対向している端面に、光拡散手段または光偏向手段が形成されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１導光板または第２導光板の前記第１ＬＥＤアレイまたは第２ＬＥＤアレイが対向している端面近傍の上面および下面の少なくとも一方に、光偏向手段が設けられている。

このような構成によれば、第１導光板または第２導光板に入射した単色光は、光拡散手段あるいは光偏向手段によって偏向され、短いミキシング距離で効率良く混合されるため、色むらのない白色光を得ることができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１導光板の下面が凹状に形成されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１および第２導光板の少なくとも一方が、光拡散剤が分散された透明樹脂を含む光散乱導光板である。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記光散乱導光板は、前記透明樹脂と前記光拡散剤との屈折率差が０．０１以上０．１未満である場合には、１００以上１０００ｐｐｍ以下で略均一に分散された光拡散剤を含む。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記光散乱導光板は、前記透明樹脂と前記光拡散剤との屈折率差が０．１以上０．５以下である場合には、１０以上５００ｐｐｍ以下で略均一に分散された光拡散剤を含む。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記散乱導光板は、前記透明樹脂と前記光拡散剤との屈折率差が０．５を超える場合には、１以上１０ｐｐｍ以下で略均一に分散された光拡散剤を含む。

本発明によれば、少ない部品で、ＬＥＤから発光された単色光を効率よくミキシングできるコンパクトな構造のＬＥＤ面光源装置が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態のＬＥＤ面光源装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるＬＥＤ面光源装置１の構造を概略的な縦断面図である。
図１に示されているように、ＬＥＤ面光源装置１は、導光板ユニット２を備えている。導光板ユニット２は、第１導光板４と、第２導光板６とを含んでいる。第１および第２導光板４、６は、透明な矩形の板であり、ＰＭＭＡ、ＰＳｔ、ＰＣ、ＭＳ、ＣＯＰ等の透明樹脂で形成されている。第２導光板６は、第１導光板４より大きな寸法を有し、両側縁部が第１導光板４より外方に突出して第１導光板４の両側縁部との間に段部Ｓを形成するように、第１導光板４に積層されている。

各導光板４、６の製造方法は、特に制限されるものではなく、公知技術が用いられれる。例えば、透明性樹脂の原料中に予め拡散剤を均一に分散させておき、このような原料を使用したキャスト成形或いは押出成形、射出成形、プレス成形などによって製造される。

ＬＥＤ面光源装置１は、さらに、第１導光板４の側端面に対向して配置された第１ＬＥＤアレイ８と、第２導光板６の側端面に対向して配置された第２ＬＥＤアレイ１０とを備えている。第１ＬＥＤアレイ８は、第１および第２導光板４、６の両側縁部に形成された段部Ｓ内に第１導光板４の側端面４ａに対向するように第１導光板４の両側にそれぞれ配置され、第２ＬＥＤアレイ１０は、第２導光板６の側端面に対向するように第２導光板６の両側にそれぞれ配置されている。

また、第１ＬＥＤアレイ８は緑色の単色光を発する複数の緑色ＬＥＤ８ｇから構成され、第２ＬＥＤアレイ１０は、赤色の単色光を発する複数の赤色ＬＥＤ１０ｒと青色の単色光を発する複数の青色ＬＥＤ１０ｂから構成されている。本実施形態では、緑色ＬＥＤ８ｇ、赤色ＬＥＤ１０ｒ、青色ＬＥＤ１０ｂは、図２に示されているように配置されている。

本実施形態では、赤色ＬＥＤ１０ｒ、緑色ＬＥＤ８ｇ、青色ＬＥＤ１０ｂの個数比は、所定の白色光が得られるように、Ｒ（赤）：Ｇ（緑）：Ｂ（青）＝２：２：１に設定されている。

第１および第２ＬＥＤアレイ８、１０を構成する各ＬＥＤ８ｇ，１０ｒ，１０ｂは、いずれも側方に大部分の光を出射する指向性を有するいわゆるサイド出射タイプのＬＥＤであり、緑色ＬＥＤ８ｇから出射した単色（緑）光は第１導光板４の側端面４ａに、赤色ＬＥＤ１０ｒおよび青色ＬＥＤ１０ｂから出射した単色光（赤、青）は第２導光板６の側端面６ａに入射するように構成されている。ＬＥＤの例としては、Lumileds社のLuxeon Emitterのサイドエミッタータイプが挙げられる。

各ＬＥＤ８ａ，１０ａ，１０ｂが実装されている基板１２の下には、ヒートシンク１４が設けられている。赤色ＬＥＤ１０ｒ、青色ＬＥＤ１０ｂは、上方に位置する第２導光板６の側端面６ａに対向するように配置されているので、赤色ＬＥＤ１０ｒ、青色ＬＥＤ１０ｂの下方に配置されるヒートシンク１４は、緑色ＬＥＤ８ｇの下方に配置されるヒートシンク１４より厚さが大きい。

各ＬＥＤアレイ８、１０は断面Ｌ字状のリフレクター１６によって囲われ、各ＬＥＤ８ｇ、１０ｒ、１０ｂから導光板４、６と反対方向に向かって進む光を、導光板４、６の側端面４ａ、６ａに向けて反射するように構成されている。

第１導光板４の上面４ｂと第２導光板６の下面６ｂは、屈折率が両導光板４、６と略等しい熱硬化型透明接着剤或いは光硬化型透明接着剤等の接着層１８を介して光学的に密着している。ここで、「光学的に密着」とは、光透過性を有する物体どうしがその間に空気層を形成することなく密着している状態をいう。

第１導光板４の下面４ｃには、光出射機構２０が形成されている。光出射機構２０としては、シリカ、酸化チタン等の含有した白色塗料等の印刷による白色ドット印刷、サンドブラストやパターンロールによる熱転写、ＵＶ硬化樹脂等による微細凹凸形状が挙げられる。

本実施形態では、光出射機構２０は、占有密度（図１においては、第１導光板４の下面４ｃの単位面積あたりの白色ドット印刷パターンの占有面積）を、第１導光板４の下面４ｃの場所により適宜変化させて、第１導光板４から第２導光板６に向けて均一な光が出射されるように構成されている。

光出射機構２０の下には白色拡散反射フィルム２２が配置されている。この白色拡散反射フィルム２２としては、市販の白色拡散反射あるいは銀蒸着等による正反射の反射シートが使用される。

各導光板４、６への入射面となる側端面４ａ、６ａには、光拡散手段または光偏向手段２４が形成されている。光拡散手段は、例えば、側端面４ａ、６ａを加工することによって形成された粗面であり、光偏向手段は、例えば、側端面４ａ、６ａに設けられたプリズム部である。本実施形態には、プリズム部２４による光偏向手段が設けられている。

粗面は、各導光板４、６の端面４ａ、６ａを、サンドブラスト、機械切削、サンドペーパーによる切削、ＵＶ樹脂などの透明樹脂による粗面の転写、熱による粗面の転写および賦型等による公知の技術によって粗面化することによって形成される。粗面は、図１のＺまたはＹ方向に延びるようにランダムな筋状となる異方性拡散機能を有することが好ましい。

また、プリズム部２４は、各導光板４、６の入射面と側端面４ａ、６ａに多数の柱状三角プリズムを並列配置することによって形成されている。頂点が各導光板４、６に対して水平方向外方に向かって突出し、長手方向軸線が図１のＺまたはＹ方向に延びるように配置されていることが好ましい。
このような配置により、柱状三角プリズムは、隣り合う単色光を短いミキシング領域内で効率的に混色（ミキシング）することができる。

各導光板４、６の端面４ａ、６ａにプリズム部２４を形成する方法としては、機械切削、ＵＶ樹脂などの透明樹脂（フォトポリマ）によるプリズム形状の賦型、熱による転写および賦型、更にはプリズムレンズシート、異方性拡散フィルムの貼り合わせ等が挙げられる。

導光板ユニット２を構成する各導光板４、６は、両側端面（入射面）４ａ、６ａの近傍のいわゆる額縁部分が単色光をミキシングするためのミキシング部４ｄ、６ｄとされている。図１に示すように、第２導光板６のミキシング部６ｄの長さ（Ｘ方向の長さ）は、第１導光板４のミキシング部４ｄの長さ（Ｘ方向の長さ）よりも長く設定されている。また、両ミキシング部４ｄ、６ｄは、互いに接合されていない。

さらに、第１導光板４の下面４ｃおよび第２導光板６の下面６ｂの入射部近傍、すなわち、第１導光板４の両側縁のミキシング部４ｄの下面および第２導光板６の両側縁のミキシング部６ｄの下面には、光偏向素子として機能するプリズム部２６が配置されている。

このプリズム部２６は、並列状態で連続的に配置形成された多数の柱状三角プリズムによって構成されている。また、このようなプリズム部を、第１導光板４および第２導光板６の上面４ｂ、６ｃまたは下面４ｃ、６ｂのいずれかの面または全ての面に設けてもよい。

第２導光板６の上方には、空気層を介して、光拡散板または光拡散フィルム２８が配置されている。本実施形態では、光拡散フィルム２８として、表面に微細な凹凸が設けられた拡散フィルムが使用されている。この拡散フィルムは、アクリル或いはシリカビーズをバインダとともに基材に塗布したフィルムであり、拡散機能と光の偏向機能を合わせ持つ。

光拡散フィルム２８の上方にはプリズムシート３０が配置されている。プリズムシート３０は、表面に多数の柱状三角プリズムが並列状態で連続的に形成された透明シートである。この柱状三角プリズムは、頂点が光の出射方向（上方）に向かって突出し、長手方向軸線が図１のＺ方向に延びるように配置されている。

本実施形態の面光源装置１では、第１導光板４は、光路長３２０ｍｍ、入射面となる側端面４ａの長さ（Ｚ方向長さ）３０５ｍｍ、板厚（Ｙ方向長さ）６ｍｍ、額縁部分４ｄの長さ（Ｘ方向長さ）１０ｍｍであり、第２導光板６は、光路長３４０ｍｍ、入射面となる側端面６ａの長さ（Ｚ方向長さ）３０５ｍｍ、板厚（Ｙ方向長さ）６ｍｍ、額縁部分６ｄの長さ（Ｘ方向長さ）２０ｍｍである。また、上下部導光板４、６を接合する接着層１８の厚は０．２ｍｍであり、面光源としての有効発光面サイズ３００×３０５ｍｍとなっている。なお、第１および第２導光板４、６の板厚は、互いに異なるものでもよい。

次に、第１実施形態のＬＥＤ面光源装置１の作用について説明する。
第１導光板４の側端面４ａに対向して配置された緑色ＬＥＤ８ｇから出射した単色（緑色）光は、入射面である第１導光板４の側端面４ａに入射する。緑色光は、側端面４ａに配置されたプリズム部２４によって拡散されると共に、第１導光板４ａのミキシング部（額縁）４ｄの上面および下面に設けられたプリズム部２６によって偏向され、第１導光板４内を伝搬していく。接着層１８の屈折率は、第１導光板４および第２導光板６の屈折率と略等しいので、緑色光の一部は第２導光板６に入射し、第２導光板６内を伝搬する。

第１導光板４内を伝搬する緑色光のうち、第１導光板４の下面４ｃに形成された光出射機構２０に入射した成分は、出射機構２０によって第２導光板６の上面６ｃに向けて反射され、第１導光板４の上面４ｂを通して第１導光板４から出射し、接着層１８を介して、第２導光板６に入射する。第１導光板４の下面４ｃの光出射機構２０以外の部分に入射した成分は、白色拡散反射フィルム２２によって反射されて再び第１導光板４内に戻される。

このようにして第１導光板４の両側端面４ａから入射した緑色光は、順次、第１導光板４の上面４ｂから第２導光板６側に出射していく。この結果、第１導光板４の上面全体（ミキシング部を除く）から略均一な強度の緑色光が第２導光板６に向けて出射される。この緑色光は、接着層１８を通して、第２導光板６に入射する。

一方、第２導光板６の側端面６ａに対向して配置された赤色ＬＥＤ１０ｒ、１０ｂから出射した単色光（赤色、青色）は、第２導光板６の側端面６ａから第２導光板６に入射する。赤色の単色光と青色の単色光は、側端面６ａに配置されたプリズム部２４によって拡散されると共に、第２導光板６ａのミキシング（額縁）部６ｄの上面および下面に設けられたプリズム部２６によって偏向される。赤色と青色の単色光は、入射面６ａおよびミキシング（額縁）部６ｄでの拡散および偏向によって混色（ミキシング）され、その後、第２導光板６内を伝搬していく。

接着層１８の屈折率が、第１導光板４および第２導光板６の屈折率と略等しいので、ミキシングされた赤色光および青色光の一部は第１導光板４に入射し、第１導光板４内を伝搬して、第１導光板４内で緑色光とミキシングされて白色光となり第１導光板４内を伝搬する。

このように第１導光板４内でミキシングされ第１導光板４内を伝搬する光のうち、第１導光板４の下面４ｃに形成された光出射機構２０に入射した成分は、出射機構２０によって第２導光板６の上面６ｃに向けて反射され、第１導光板４の上面４ｂを通して第１導光板４から出射し、接着層１８を介して第２導光板６に入射し、第２導光板６の上面６ｃから出射する。第１導光板４の下面４ｃの光出射機構２０以外の部分に入射した成分は、白色拡散反射フィルム２２によって反射されて再び第１導光板４内に戻される。

一方、第２導光板６内を伝搬しているミキシングされた赤色光および青色光は、第１導光板４から第２導光板に入射した緑色光とミキシングされる。このミキシングされ第２導光板６内を伝搬する光は、接着層１８を介して第１導光板４から入射した緑色光とミキシングされて白色光となり、第２導光板内を伝搬しながら、順次、接着層１８を介して第１導光板４に入射する。

第１導光板４に入射した白色光のうち、第１導光板４の下面４ｃに形成された光出射機構２０に入射した成分は、出射機構２０によって第２導光板６の上面６ｃに向けて反射され、第１導光板４の上面４ｂを通して第１導光板４から出射し、接着層１８を介して第２導光板６に入射し、第２導光板６の上面６ｃから出射する。第１導光板４の下面４ｃの光出射機構２０以外の部分に入射した成分は、白色拡散反射フィルム２２によって反射されて再び第１導光板４内に戻される。
このようにして、ＬＥＤから第１および第２導光板４、６に入射した単色光の大部分は、ミキシングされて白色光となり、第２導光板６の上面６ｃから出射する。

第２導光板６の上面６ｃから出射した光は、光拡散フィルム２８によって偏向され、さらに、上向きプリズムシート３０によって、上面（出射面）６ｃの法線方向に偏向されてＬＥＤ面状光源装置１から出射する。

本実施形態のＬＥＤ面状光源装置１によれば、大きさが異なる導光板４，６を、段部Ｓを形成するように積層しているので、段部Ｓのスペースを利用して、下方の第１ＬＥＤアレイ８とヒートシンク１４を配置することができる。したがって、ＬＥＤアレイを上下に複数段配置しても、コンパクトなＬＥＤ面光源装置を得ることができる。また、ＬＥＤを多様な個数比およびパターンで配置させることができる。

また、本実施形態のＬＥＤ面状光源装置１によれば、ＬＥＤアレイ８、１０が２段に配置されるので、ＬＥＤアレイ内で隣接するＬＥＤ同士の距離が大きくなり、ＬＥＤの温度上昇を抑えることができる。この結果、ＬＥＤの温度上昇による、性能低下が抑制される。

さらに、本実施形態のＬＥＤ面状光源装置１によれば、赤色光と青色光の入射面となる第２導光板６の額縁部分６ｄの板厚が薄いため、額縁部分での入射光の全反射による反射回数が多くなり、短い額縁距離（狭い額縁）で効率的にミキシングを行うことができる。

さらにまた、第１導光板４および第２導光板６が、屈折率が第１導光板４および第２導光板６と略等しい接着層１８を介して光学的に密着させられているので、第１導光板４および第２導光板６間で光が自由に行き来できるので、第１ＬＥＤアレイ８から第１導光板に入射した緑色光と、第２ＬＥＤアレイ１０から第２導光板６に入射してミキシングされた赤色光と青色光とが、接着層１８を通して各導光板４、６の板厚方向で更にミキシングされ、最終的に第２導光板６の上面６ｃから出射する。したがって、ＬＥＤの単色光が、導光板の板厚方向で反射光による損失なくミキシングすることができる、色むらのないＬＥＤ面光源装置を得ることができる。

さらに、本実施形態のＬＥＤ面状光源装置１によれば、２枚の導光板４、６が互いに接着層１８によって光学的に密着されているため、第１導光板４に入射した光と第２導光板６に入光した光を上下方向でミキシングすることができる。この結果、ＬＥＤアレイ８、１０内でＬＥＤ８ｇ、１０ｒ、１０ｂを粗に配列しても効率的にミキシングさせることができるので、ＬＥＤを配列パターンの自由度が拡がる。

なお、上述した本実施形態では、光拡散フィルム２８の上面に１枚のプリズムシート３０が配置されているが、柱状三角プリズムが図１のＸ方向（プリズムシート３０の柱状三角プリズムの長手方向と直交する方向）に延びるように形成されたプリズムシートを、第２の光偏向手段としてプリズムシート３０の上方に配置し、さらに正面輝度を高めるようにしてもよい。

また、光出射機構２０として、第１導光板４の下面４ｃに、低屈折率部と高屈折率部が交互に配置された層を形成し、さらに、第１導光板４の下面４ｃに導光方向に垂直な鋸歯状プリズムを設けても良い。これにより、第１導光板４に入射した光を第２導光板６の上面（出射面）６ｃから効率よく取り出すと共に、出射光の分布を制御することができる。

さらに、各ＬＥＤアレイ８、１０内の各ＬＥＤの配列は、上記実施形態の配列に限定されるものではなく、例えば、図３に示すように各ＬＥＤを密に配置してもよい。

つぎに、本発明の第２実施形態によるＬＥＤ面光源装置を説明する。図４は、本発明の第２実施形態のＬＥＤ面光源装置４０の概略的な縦断面図である。ＬＥＤ面光源装置４０は、第１実施態様のＬＥＤ面光源装置１と同一の基本構成を有するので、ＬＥＤ面光源装置１と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

図４に示すように、ＬＥＤ面光源装置４０のＬＥＤ面光源装置１との相違点は、下側の導光板である第１導光板４２の下面４２ａが上方に向かって凸状に湾曲し、第１導光板４２の下部にかまぼこ状の凹部が形成されている点である。下面４２ａには、凹部４４が形成されている。凹部４４は、下面４２ａを略半球状に切り欠くことによって形成され、中央部に近づくにしたがって密になるように配置されている。

次に、本発明の第３実施形態によるＬＥＤ面光源装置を説明する。第３実施形態のＬＥＤ面光源装置のＬＥＤ面光源装置１との相違点は、第１および第２導光板が、透明樹脂内に拡散剤がほぼ均一に分散されている光散乱導光板によって構成されている点である。

拡散剤は、各導光板を構成する透明樹脂と屈折率が異なる物質であり、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタンなどの無機系微粒子や、シリコンビーズ、ＰＭＭＡビーズ、ＭＳビーズ、スチレンビーズなどの有機系微粒子が使用される。

拡散剤の平均粒子径は、光散乱の波長依存性が小さくなり、出射光の色調変化が小さくなり、かつ、散乱光によるギラツキおよび輝度ムラがない均一な面光源を得ることができる０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。また、拡散剤の粒子形状は、不定形状、球形状、楕円形状、針形状、四角形状などから使用目的等に応じ、適宜選択される。

さらに、拡散剤による光散乱性が高いほど、各ＬＥＤからの単色光を、短距離で白色光に混色することができるが、その反面、ＬＥＤからの光が各導光板の中央まで光が届きにくくなり、輝度が均一な面光源を構成することが難しくなる。このため、拡散剤の含有量は、拡散剤の種類（拡散剤と透明樹脂との屈折率差）、粒子径、粒子の表面形状等の種々の条件を勘案して選択されることが好ましい。

一般的には、透明樹脂と拡散剤との屈折率差が小さい拡散剤では、透明樹脂内での拡散剤の含有量をある程度、高くしないと、光散乱性を高める効果が得られないが、透明樹脂との屈折率差が大きい拡散剤は、透明樹脂内での拡散剤の含有量が低い状態でも、光散乱性を高める効果を得ることができる。

本実施形態の各導光板では、ミキシング性と導光性を両立させるために、樹脂材料との屈折率差Ｎが０．０１≦Ｎ≦０．１の範囲にある拡散剤の場合には、拡散剤含有量Ｃを１００≦Ｃ≦１０００（ｐｐｍ）の範囲に設定している。また、屈折率差Ｎが０．１＜Ｎ＜０．５の範囲にある拡散剤の場合には、拡散剤含有量Ｃを１０≦Ｃ≦５００（ｐｐｍ）の範囲に設定している。さらに、屈折率差Ｎが０．５≦Ｎの範囲にある拡散剤の場合には、拡散剤含有量Ｃを１≦Ｃ≦１０（ｐｐｍ）の範囲に設定している。ここで、拡散剤は、各導光板の透明樹脂中に均一分散されている。
なお、各導光板における拡散剤の含有量は、ともに同濃度を含有させてもよいし、互いに濃度を変えて含有させるようにしてもよい。

本実施形態のＬＥＤ面光源装置によれば、各ＬＥＤアレイから各導光板に入射した単色光が拡散剤によって光散乱されて短いミキシング距離で混色されるので、効率よく白色光を得ることができる。

本発明の上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

本発明の第１実施形態によるＬＥＤ面光源装置の構造を概略的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるＬＥＤ面光源装置の各ＬＥＤアレイにおける各単色ＬＥＤの配列パターンの一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態の変形例によるＬＥＤ面光源装置の各ＬＥＤアレイにおける各単色ＬＥＤの配列パターンの一例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態のＬＥＤ面光源装置を示す、図１と同様の概略断面図である。

符号の説明

１：ＬＥＤ面光源装置
４：第１導光板
４ｄ：ミキシング部
６：第２導光板
６ｄ：ミキシング部
８：第１ＬＥＤアレイ
８ｇ：緑色ＬＥＤ
１０：第２ＬＥＤアレイ
１０ｒ：赤色ＬＥＤ
１０ｂ：青色ＬＥＤ
１４：ヒートシンク
１８：接着層
２０：光出射機構
２４：プリズム部

Claims (4)

1. 異なる波長の単色光を発光する複数のＬＥＤからの単色光を混合して出射させるＬＥＤ面光源装置であって、
   第１導光板と、
   前記第１導光板より大きな寸法を有し、前記第１導光板との間に段部を形成するように前記第１導光板に積層され、出射面を有する第２導光板と、
   前記第１導光板の端面に対向して配置され該第１導光板の端面に出射光を入射させる第１ＬＥＤアレイと、
   前記第２導光板の端面に対向し且つ前記段部に配置され該第２導光板の端面に出射光を入射させる第２ＬＥＤアレイと、を備えている、
   ことを特徴とするＬＥＤ面光源装置。
2. 前記第１ＬＥＤアレイが、赤色の単色光を発する赤色ＬＥＤ、緑色の単色光を発する緑色ＬＥＤおよび青色の単色光を発する青色ＬＥＤのうちの１または２種類の単色ＬＥＤから構成され、
   前記第２ＬＥＤアレイが、前記１または２種類の単色ＬＥＤ以外の単色ＬＥＤから構成されている、
   請求項１に記載のＬＥＤ面光源装置。
3. 前記第１導光板または第２導光板の前記第１ＬＥＤアレイまたは第２ＬＥＤアレイが対向している端面に、光拡散手段または光偏向手段が形成されている、
   請求項１または２に記載のＬＥＤ面光源装置。
4. 前記第１導光板または第２導光板の前記第１ＬＥＤアレイまたは第２ＬＥＤアレイが対向している端面近傍の上面および下面の少なくとも一方に、光偏向手段が設けられている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＬＥＤ面光源装置。

Images