JP2007179752A - 平面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面発光装置において、導光板の出射面の輝度の均一性を容易に実現する。
【解決手段】平面発光装置１の導光板４の反射面４２には、多数の断面略Ｖ字型のＶ溝４５が形成されている。導光板４を長さＬ方向にＮ個の領域に分割したとき、任意の位置Ｘの領域における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓは、概ね次式を満たしている。

（１）式は、幾何光学的計算方法により求めた数式であり、反射面積Ｓが概ね（１）式を満たすことにより、輝度の均一性が満たされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示用バックライトなどに用いることが可能な平面発光装置に関するものである。

従来から、導光板を用いて光を平面状に発光させる平面発光装置がある。この平面発光装置は、光源から放射した光を導光板により導光し、その光を導光板の平面状に形成された出射面から出射させることにより、光を平面状に発光させている。また、平面発光装置は、導光板の出射面と反対の面から漏れた光を反射板により反射して再び導光板に入射させるようにしている。導光板の出射面と反対の面には、出射面から出射する光を制御する断面略Ｖ字型の多数の微細な溝から成る光制御手段が形成されている。

このような平面発光装置は、光制御手段を成す溝を光源から遠ざかるにつれて大きくなるように形成することにより、導光板の出射面の輝度分布を全面に亘って均一にするようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平７−１６８０２６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の平面発光装置においては、溝の大きさが規定されておらず、また、どのような規則に従って溝を光源から遠ざかるにつれて大きくするのかが記述されていない。導光板の出射面（すなわち平面発光装置の発光面）の輝度の均一性は、溝の設計に大きく依存するため、単純に溝を光源から遠ざかるにつれて大きくしただけでは、光が均一に出射されず、出射面の輝度の均一性が満たされない。このため、従来では、出射面の輝度の均一性を得るために、輝度の均一性を満たす性能が得られるまで試行錯誤的に溝の設計を繰り返していた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、導光板に形成する溝の反射面積と、導光板の形状と、導光板の出射面から出射される光量との関係を明らかにし、溝の反射面積を幾何光学的計算方法を用いて配分することにより、溝の設計を試行錯誤的に行うことなく、容易に輝度の均一性を満たすことができる平面発光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に請求項１の発明は、光を放射する光源と、光を反射する反射板と、前記光源から放射された光を出射する出射面を有すると共に前記出射面から出射する光を制御する光制御手段を前記出射面と反対の面に有する導光板と、を備える平面発光装置において、前記光制御手段は、複数の溝により構成されており、前記導光板を長さ方向にＮ個の領域に分割したとき、任意の位置Ｘの領域における単位幅当りの前記溝の反射面積Ｓは、概ね次式を満たし、前記光源から離れるにつれて漸次大きくなっているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の平面発光装置において、最も非光源側の領域における単位幅当りの溝の反射面積Ｓmaxと、全ての領域における単位幅当りの溝の平均溝反射面積Ｓaveが、次式の条件を満たすものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の平面発光装置において、全ての領域における単位幅当りの溝の総反射面積ΣＳと前記導光板の厚みＴ及び長さＬの関係が次式の条件を満たすものである。

請求項１の発明によれば、溝の反射面積が概ね（１）式を満たすことにより、導光板の出射面の各領域から出射される光の量は概ね同じになり、導光板の出射面全体の輝度は均一になる。（１）式は、導光板の出射面から出射される光の量が出射面の全面に亘って均一になるように、幾何光学的計算方法により求めた数式であり、従って、溝の反射面積が概ね（１）式を満たすように溝を設計することにより、従来のように試行錯誤的に溝の設計を繰り返す必要がなく、容易に輝度の均一性を満たす性能を得ることができる。しかも、溝の反射面積は、（１）式に基づいて、導光板を長さ方向に有限個の領域に分割して各領域毎に離散的に設定すればよいため、輝度均一化のためのチューニングを直感的かつ容易に行うことができる。

請求項２の発明によれば、（２）式の条件を満たすことにより、導光板の光源側と非光源側の輝度のバランスがさらに良くなり、より輝度の均一性の高い性能を得ることができる。

請求項３の発明によれば、（３）式の条件を満たすことにより、導光板の出射面全体から出射される光の量が最大になり、輝度均一性の高い性能を得つつ導光板の出射面全体の輝度を最大に高めることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態による平面発光装置について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１、図２は、第１の実施形態に係る平面発光装置の構成を示す。平面発光装置１は、光を平面状に発光する装置であり、例えば液晶表示用バックライトなどに用いられる。この平面発光装置１は、光を放射する複数の光源２と、光を反射する反射板３と、光源２から放射された光を導光して平面状に発光する導光板４とを備えている。

複数の光源２は、１つのプリント基板６に１列に等間隔に配列されて実装されている。各光源２は白色ＬＥＤから成っている。反射板３は、金属板により形成されている。この反射板３は、光源２、導光板４を収納する筐体１０の一部を兼ねている。つまり、筐体１０は、金属板を折り曲げ加工して形成されており、その一部（筐体１０の底面）が反射板３を兼ねている。

導光板４は、樹脂製の透光性部材により形成されている。この導光板４は、長さＬ、幅Ｗ、厚みＴの略矩形の平板状をしており、光が入射する入射面４１と、光を導光・反射する反射面４２と、光を出射する出射面４３とを有している。反射面４２と出射面４３は相互に対向しており、各々、略平面状に形成されている。また、導光板４は、反射面４２（すなわち出射面４３と反対の面）に光制御手段４４を有している。この光制御手段４４は、出射面４３から出射する光を制御するものであり、断面略Ｖ字型の多数の微細なＶ溝４５から成っている。Ｖ溝４５は、反射面４２のほぼ全面に形成されており、入射面４１と平行に伸びている。

上記導光板４は、反射面４２が反射板３と向かい合うように、筐体１０に組み込まれ、上記プリント基板６に実装された光源２は、導光板４の入射面４１に向けて光を放射するように、筐体１０に組み込まれる。

導光板４及び光源２を筐体１０に組み込んだ状態において、光源２から放射された光は、導光板４の入射面４１から導光板４内に入射し、導光板４内に導光されると共に導光板４の反射面４２（Ｖ溝４５から成る光制御手段４４を含む）で反射されて、導光板４の出射面４３から出射される。また、反射面４２から漏れ出た光は、反射板３により反射されて、再び導光板４内に入射し、出射面４３から出射される。つまり、平面発光装置１は、光源２から放射された光を導光板４の平面状に形成された出射面４３から出射することにより、平面状に発光する。

図３は、上記Ｖ溝４５の構成を示す。上述のように、導光板４の反射面４２には多数のＶ溝４５が形成されている。これらのＶ溝４５は、ピッチＰで形成されており、各Ｖ溝４５は、入光側斜面５１と非入光側斜面５２を有している。入光側斜面５１の面積と非入光側斜面５２の面積の和をＶ溝４５の反射面積と呼ぶ。任意の１つのＶ溝４５について、Ｖ溝４５の深さをＤ、Ｖ溝４５の入光側頂角（入光側斜面５１と反射面４２の法線との成す角度）をθ_１、Ｖ溝４５の非入光側頂角（非入光側斜面５２と反射面４２の法線との成す角度）をθ_２とすると、任意の１つのＶ溝４５についての導光板４の単位幅当りの反射面積Ｕは、Ｄ／ｃｏｓθ_１＋Ｄ／ｃｏｓθ_２と表される。従って、導光板４に形成されている全てのＶ溝４５についての導光板４の単位幅当りの総反射面積ΣＳは、次の（４）式のように表される。但し、入光側頂角θ１及び非入光側頂角θ２は、全てのＶ溝４５において同じであるとしている。

これらのＶ溝４５は、次の（１）式を概ね満たすように形成されている。

つまり、導光板４を長さ方向にＮ個の同じ大きさの領域Ｒ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）に分割して、任意の位置Ｘの領域Ｒ_ｋにおける単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓを考えたとき、その反射面積Ｓは、上記（１）式を満たして、光源２から離れるにつれて漸次大きくなっている。分割数Ｎは、特に限定されるものではないが８〜２０程度が好ましい。

なお、任意の位置Ｘの領域Ｒ_ｋにおける単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓとは、その領域Ｒ_ｋ内にある全てのＶ溝４５についての単位幅当りの反射面積Ｕの総和のことである。領域Ｒ_１における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積ＳをＳ_１、領域Ｒ_２における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積ＳをＳ_２、・・・、領域Ｒ_Ｎにおける単位幅当りのＶ溝４５の反射面積ＳをＳ_Ｎとすると、Ｓ_１＋Ｓ_２＋・・・＋Ｓ_Ｎ＝ΣＳとなる。

上記（１）式は、導光板４の出射面４３から出射される光の量が出射面４３の全面に亘って均一になるように、幾何光学的計算方法を用いて導出したものである。従って、Ｖ溝４５が（１）式を概ね満たすように形成されていることにより、導光板４の出射面４３の各領域から出射される光の量は概ね同じになり、導光板４の出射面４３全体の輝度（すなわち平面発光装置１の発光面の輝度）は均一になる。

この（１）式は、以下のようにして導出される。すなわち、導光板４を長さ方向にＮ個の同じ大きさの領域Ｒ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）に分割し、導光板４の入射面４１から入射した光が各領域Ｒ_ｋの出射面４３から均等に出射するように、各領域Ｒ_ｋのＶ溝４５の反射面積Ｓ_ｋを設定することを考える。なお、簡単のために、導光板４を１０分割（Ｎ＝１０）し、入射面４１からＥ_０の量の光が入射し、また、導光板４に光量損失はなく、入射面４１から入射したＥ_０の量の光は、全て出射面４３から出射するものとする。

この場合、最も入射面４１に近い（光源２に近い）領域Ｒ_１には、Ｅ_０の量の光が入射する。領域Ｒ_１〜Ｒ_１０は１０分割されているため、各領域Ｒ_１〜Ｒ_１０の出射面４３から光を均等に出射させるためには、領域Ｒ_１のＶ溝４５の反射面積Ｓ_１は、領域Ｒ_１に入射する光の１／１０を領域Ｒ_１の出射面４３から出射させるように設定する必要がある。

そして、２番目に入射面４１に近い領域Ｒ_２には、既に領域Ｒ_１の出射面４３からＥ_０の１／１０の量の光が出射しているため、残りの光であるＥ_０の９／１０の量の光が入射する。領域Ｒ_２〜領域Ｒ_１０は９分割されているため、領域Ｒ_２〜Ｒ_１０の出射面４３から光を均等に出射させるためには、領域Ｒ_２のＶ溝４５の反射面積Ｓ_２は、領域Ｒ_２に入射する光の１／９を領域Ｒ_２の出射面４３から出射させるように設定する必要がある。

同様に、３番目に入射面４１に近い領域Ｒ_３、４番目に入射面４１に近い領域Ｒ_４、・・・について考えると、それらの領域に入射する光は、入射面４１から離れるにつれて減少し、そして、領域Ｒ_３のＶ溝４５の反射面積Ｓ_３、領域Ｒ_４のＶ溝４５の反射面積Ｓ_４、・・・は、それらの領域に入射する光の１／８、１／７、・・・を出射させるように設定する必要がある。

このように、導光板４を長さ方向にＮ個の同じ大きさの領域Ｒ_ｋに分割して考えた場合、各領域Ｒ_ｋに入射する光の量は、入射面４１から離れるにつれて減少し、従って、各領域Ｒ_ｋの出射面４３から均等に光を出射させるためには、各領域Ｒ_ｋにおける単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓ_ｋは、入射面４１から離れるにつれて増加させる必要がある。

このような考え方に基づいて、導光板４の分割数Ｎを一般化して、各領域Ｒ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）の反射面積Ｓ_ｋを配分するように幾何光学的計算を行うことにより、上記（１）式が導出される。

図４は、上記（１）式により分割数Ｎ＝１０とした場合に求められる導光板４上の位置Ｘと反射面積Ｓとの関係を示す。導光板４の各領域Ｒ_１〜Ｒ_１０の反射面積Ｓ_１〜Ｓ_１０は、最も入射面４１に近い０≦Ｘ≦Ｌ／Ｎの領域Ｒ_１の反射面積Ｓ_１が最小であり、２番目に入射面４１に近いＬ／Ｎ＜Ｘ≦２Ｌ／Ｎの領域Ｒ_２、３番目に入射面４１に近い２Ｌ／Ｎ＜Ｘ≦３Ｌ／Ｎの領域Ｒ_３、・・・と入射面４１から離れるにつれて、それらの領域の反射面積Ｓ_２、Ｓ_３、・・・が漸次大きくなる。そして、最も入射面４３から離れた９Ｌ／Ｎ＜Ｘ≦Ｌの領域Ｒ_１０の反射面積Ｓ_１０（＝Ｓmax）が最大となる。このような関係により、つまり、このように反射面積Ｓ_１〜Ｓ_１０を配分することにより、各領域Ｒ_１〜Ｒ_１０から出射される光の量Ｅ_１〜Ｅ_１０が同じになる。

図５は、長さＬが８０ｍｍである導光板４について、上記（１）式により分割数Ｎ＝１０として反射面積Ｓを配分した例を示す。この場合、導光板４の長さＬが８０ｍｍであり、分割数Ｎが１０であるため、導光板４は、長さ方向に８ｍｍ毎に０〜８ｍｍ、８〜１６ｍｍ、１６〜２４ｍｍ、・・・、７２〜８０ｍｍの１０個の領域Ｒ_１〜Ｒ_１０に分割される。図中Ｓ_１、Ｓ_２、・・・、Ｓ_１０は、０〜８ｍｍの領域Ｒ_１の反射面積、８〜１６ｍｍの領域Ｒ_２の反射面積、・・・、７２〜８０ｍｍの領域Ｒ_１０の反射面積を示している。最も非光源側の７２〜８０ｍｍの領域Ｒ_１０の反射面積Ｓ_１０＝Ｓmaxを決定することにより、その他の領域Ｒ_１〜Ｒ_９の反射面積Ｓ_１〜Ｓ_９が（１）式により求められる。

図５に示す例では、Ｓmax＝１４．０ｍｍ^２であり、（１）式において、Ｌ＝８０ｍｍ、Ｎ＝１０、Ｘ＝８ｍｍ、１６ｍｍ、２４ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ、４８ｍｍ、５６ｍｍ、６４ｍｍ、７２ｍｍとすることにより、Ｓ_１＝１．４ｍｍ^２、Ｓ_２＝１．６７ｍｍ^２、Ｓ_３＝１．７５ｍｍ^２、Ｓ_４＝２．０ｍｍ^２、Ｓ_５＝２．３３ｍｍ^２、Ｓ_６＝２．８ｍｍ^２、Ｓ_７＝３．５ｍｍ^２、Ｓ_８＝４．６７ｍｍ^２、Ｓ_９＝７．０ｍｍ^２が求められる。

本実施形態の平面発光装置１によれば、Ｖ溝４５の反射面積が概ね（１）式を満たすことにより、導光板４の出射面４３の各領域から出射される光の量は概ね同じになり、導光板４の出射面４３全体の輝度（すなわち平面発光装置１の発光面の輝度）は均一になる。（１）式は、導光板４の出射面４３から出射される光の量が出射面４３の全面に亘って均一になるように、幾何光学的計算方法により求めた数式であり、従って、Ｖ溝４５の反射面積が概ね（１）式を満たすようにＶ溝４５を設計することにより、従来のように試行錯誤的にＶ溝４５の設計を繰り返す必要がなく、容易に輝度の均一性を満たす性能を得ることができる。

しかも、Ｖ溝４５の反射面積は、（１）式に基づいて、導光板４を長さ方向に有限個の領域Ｒ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）に分割して各領域Ｒ_ｋ毎に離散的に設定すればよいため、輝度均一化のためのチューニングを直感的かつ容易に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。以下、上記図１乃至図３に付した符号を引用して説明する。本実施形態の平面発光装置１では、Ｖ溝４５は、上記第１の実施形態の（１）式に加え、次の（２）式の条件を満たすように形成されている。

つまり、導光板４の最も非光源側の領域における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓmaxと、導光板４の全ての領域における単位幅当りのＶ溝４５の平均溝反射面積Ｓaveが、上記（２）式の条件を満たしている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

上記（２）式は、シミュレーション実験により得られたものである。すなわち、シミュレーション実験の結果、（２）式において、係数γの値が３．４よりも小さければ、導光板４の非光源側の輝度が相対的に高くなり、係数γの値が４．６よりも大きければ、光源側の輝度が相対的に高くなり、係数γの値が３．４≦γ≦４．６の範囲であれば光源側の輝度と非光源側の輝度のバランスが良くなる（輝度の差が少なくなる）ことが明らかとなった。

本実施形態の平面発光装置１によれば、反射面積Ｓmaxと平均溝反射面積Ｓaveが上記（２）式の条件を満たすことにより、導光板４の光源側の輝度と非光源側の輝度のバランスがさらに良くなり、より輝度の均一性の高い性能を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。以下、上記図１乃至図３に付した符号を引用して説明する。本実施形態の平面発光装置１では、Ｖ溝４５は、上記第１の実施形態の（１）式、及び上記第２の実施形態の（２）式に加え、次の（３）式の条件を満たすように形成されている。

つまり、導光板４の全ての領域における単位幅当りのＶ溝４５の総反射面積ΣＳと導光板４の厚みＴ及び長さＬの関係が上記（３）式の条件を満たしている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

上記（３）式は、以下のようにして得られたものである。すなわち、導光板４の出射面４全体からの出射量が最大となるときの単位幅当りのＶ溝４５の総反射面積ΣＳの値は、導光板４の厚みＴと長さＬに依存して異なった値となる。そこで、まず、異なる厚みＴ及び長さＬの導光板４について、出射面４３全体からの出射量が最大となるときの総反射面積ΣＳの値を求めるシミュレーション実験を行った。

図６（ａ）（ｂ）は、このシミュレーション実験の結果を示す。図６（ａ）は、Ｖ溝４５のピッチＰを０．３ｍｍとした場合の結果を示し、図６（ｂ）は、Ｖ溝４５のピッチＰを１．０ｍｍとした場合の結果を示す。これらの図において、図中の数値は、それぞれ、導光板４の厚みＴを０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、導光板４の長さＬを４０ｍｍ、８０ｍｍ、１２０ｍｍ、１６０ｍｍ、２００ｍｍとした場合に出射面４３全体からの出射量が最大となったときの総反射面積ΣＳの値（単位ｍｍ^２）を示している。

そして、出射面４３全体からの出射量が最大となるときの総反射面積ΣＳ、厚みＴ、長さＬの関係を見出すために、これらの実験結果をグラフ化した。

図７（ａ）は、Ｖ溝４５のピッチＰを０．３ｍｍとした場合の実験結果をグラフ化したものを示し、図７（ｂ）は、Ｖ溝４５のピッチＰを１．０ｍｍとした場合の実験結果をグラフ化したものを示す。これらの図は、導光板４の長さＬを横軸にとり、Ｖ溝４５の総反射面積ΣＳを導光板４の厚みＴで除した値ΣＳ／Ｔを縦軸にとって、上記実験で得た（すなわち出射面４３全体からの出射量が最大となるときの）ΣＳの値をグラフ化したものである。

これら図７（ａ）（ｂ）のグラフから見て判るように、Ｖ溝４５の総反射面積ΣＳを導光板４の厚みＴで除した値ΣＳ／Ｔと導光板４の長さＬとの関係は、ほぼ直線で表される。この直線を表す式を数値解析により求めると、上記（３）式が得られる。

すなわち、Ｖ溝４５の総反射面積ΣＳと導光板４の厚みＴ及び長さＬの関係が上記（３）式の条件を満たしていれば、導光板４の出射面４３全体からの出射量がほぼ最大となる。なお、係数αの値が０．０２３よりも大きい場合は、総反射面積ΣＳが大きくなりすぎて、入射面４１近傍から多くの光が出射されてしまうため、出射面４３全体からの出射量が少なくなる。係数βの値が１１．０より大きい場合も同様である。また、係数αの値が０．０１６よりも小さい場合は、総反射面積ΣＳが小さくなりすぎて、Ｖ溝４５により反射する回数が減り、出射面４３全体からの出射量が少なくなる。係数βの値が７．０より小さい場合も同様である。

（３）式によれば、導光板４の厚みＴと長さＬを設定することにより、０．０１６≦α≦０．０２３、７．０≦β≦１１．０の値を用いて、導光板４の出射面４３全体からの出射量がほぼ最大となる総反射面積ΣＳを求めることができる。また、（３）式により求めたΣＳの値を用い、Ｖ溝４５の総本数ｎを設定することにより、上記（２）式により、導光板４の最も非光源側の領域における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓmaxを求めることができ、さらに、この（２）式で求めたＳmaxの値を用いて、上記（１）式により、導光板４の各領域における単位幅当りのＶ溝４５の反射面積Ｓを求めることができる。

本実施形態の平面発光装置１によれば、導光板４の全ての領域における単位幅当りのＶ溝４５の総反射面積ΣＳが（３）式の条件を満たすことにより、導光板４の出射面４３全体から出射される光の量が最大になり、輝度均一性の高い性能を得つつ出射面４３全体の輝度を最大に高めることができる。しかも、総反射面積ΣＳは、導光板４の厚みＴと長さＬを設定すれば、（３）式に基づいて、それら厚みＴ、長さＬ、及び係数α、βの値を用いて容易に求めることができる。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。以下、上記図１乃至図３に付した符号を引用して説明する。本実施形態の平面発光装置１では、導光板４の厚みＴを１．２ｍｍ、長さＬを８０ｍｍ、幅Ｗを６０ｍｍ、Ｖ溝４５のピッチＰを導光板４の全領域に亘って一定の０．３ｍｍとし、上記（１）〜（３）式に基づいて導光板４の各領域でのＶ溝４５の反射面積Ｓを設定した。反射面積Ｓは、上記図４及び図５と同様に導光板４の入射面４１（光源２）から離れるにつれて漸次増加し、Ｓaveは約０．０３７〜０．０５８ｍｍ^２、Ｓmaxは約０．１３〜０．２７ｍｍ^２となる。

図８は、本実施形態の平面発光装置１における導光板４上の位置ＸとＶ溝４５の深さＤとの関係を示す。Ｖ溝４５の深さＤは、反射面積Ｓの大きさと対応して入射面４１から離れるにつれて漸次深くなり、最も入射面４１に近い位置において最も浅く約０．００４ｍｍとなり、最も入射面４１から離れた位置において最も深く、約０．０８５ｍｍとなる。

本実施形態の平面発光装置１によれば、導光板４の出射面４３全体から出射される光の量が最大になると共に、出射面４３の各領域から出射される光の量が均等になり、これにより、全体の輝度が高く、かつ輝度均一性の高い性能が得られる。

図９は、本実施形態の平面発光装置１における導光板４の出射面４３の輝度分布を示す。出射面４３を縦横に９等分した９つの領域Ｑ_１〜Ｑ_９について輝度の測定を行った。図中、各領域Ｑ_１〜Ｑ_９内に示す数値は、その領域の輝度（単位ｃｄ／ｍ^２）を示している。このように輝度を測定した結果、領域Ｑ_８の輝度が３１３．７ｃｄ／ｍ^２で最大となり、領域Ｑ_１の輝度が２８７．９ｃｄ／ｍ^２で最小となった。中央領域Ｑ_５に対する最大輝度領域Ｑ_８の輝度ムラ「（領域Ｑ_５の輝度−領域Ｑ_８の輝度）／領域Ｑ_５の輝度」は、約−０．１％であり、中央領域Ｑ_５に対する最小輝度領域Ｑ_１の輝度ムラ「（領域Ｑ_５の輝度−領域Ｑ_１の輝度）／領域Ｑ_５の輝度」は、約８．１％である。また、入射面側領域Ｑ_１〜Ｑ_３に対する非入射面側領域Ｑ_７〜Ｑ_９の輝度ムラ「（領域Ｑ_１〜Ｑ_３の輝度−領域Ｑ_７〜Ｑ_９の輝度）／領域Ｑ_１〜Ｑ_３の輝度」は、約−３．０％である。これらの結果から判るように、本実施形態の平面発光装置１は、導光板４の出射面４３の輝度が出射面４３の全面に亘って均一になっており、また、出射面４３全体の輝度が十分に高くなっている。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、光源２は、複数に限られず、１つであってもよい。また、光源２は、白色ＬＥＤに限られず、例えば冷陰極管を用いてもよい。反射板３と筐体１０は別体であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る平面発光装置の分解斜視図。 同平面発光装置の断面図。 同平面発光装置のＶ溝の構成を示す導光板の一部を拡大した断面図。 同平面発光装置の導光板上の位置とその位置の領域における単位幅当りのＶ溝の反射面積の関係を示す図。 同平面発光装置の各領域における単位幅当りのＶ溝の反射面積の配分例を示す図。 本発明の第３の実施形態に係る平面発光装置の（３）式を導出するために、異なる厚み及び長さの導光板について、出射面全体からの出射量が最大となるときの総反射面積の値を求める実験を行った結果を示す図であり、（ａ）はＶ溝のピッチを０．３ｍｍとした場合の実験結果を示す図、（ｂ）はＶ溝のピッチを１．０ｍｍとした場合の実験結果を示す図。 （ａ）は図６（ａ）に示す実験結果をグラフにした図、（ｂ）は図６（ｂ）に示す実験結果をグラフにした図。 本発明の第４の実施形態に係る平面発光装置における導光板上の位置とその位置におけるＶ溝の深さとの関係を示す図。 同平面発光装置の出射面の輝度分布を示す図。

符号の説明

１ 平面発光装置
２ 光源
３ 反射板
４ 導光板
６ プリント基板
１０ 筐体
４１ 入射面
４２ 反射面
４３ 出射面
４４ 光制御手段
４５ Ｖ溝

Claims (3)

1. 光を放射する光源と、光を反射する反射板と、前記光源から放射された光を出射する出射面を有すると共に前記出射面から出射する光を制御する光制御手段を前記出射面と反対の面に有する導光板と、を備える平面発光装置において、
   前記光制御手段は、複数の溝により構成されており、
   前記導光板を長さ方向にＮ個の領域に分割したとき、任意の位置Ｘの領域における単位幅当りの前記溝の反射面積Ｓは、概ね次式を満たし、前記光源から離れるにつれて漸次大きくなっていることを特徴とする平面発光装置。
   

   
2. 最も非光源側の領域における単位幅当りの溝の反射面積Ｓmaxと、全ての領域における単位幅当りの溝の平均溝反射面積Ｓaveが、次式の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の平面発光装置。
   

   
3. 全ての領域における単位幅当りの溝の総反射面積ΣＳと前記導光板の厚みＴ及び長さＬの関係が次式の条件を満たすことを特徴とする請求項２記載の平面発光装置。
   

   

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