JP2008186751A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型で、軽量で、輝度むらのないまたは輝度むらが低減された照明光を射出することができ、さらに、薄型化および軽量化を実現しつつ、大光量を射出することができる面状照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】面状の光を射出する平坦な光射出面、該光射出面の一方の端縁に形成され、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、該光入射面の反対側の面に形成される端面、光射出面とは反対側の面に形成された２つの背面を有し、光入射面および端面から離れるにつれて厚みを増し、２つの背面の接合部分を軸とした左右の形状が非対称な導光板を有する面状照明装置により、上記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、線状光源または線状に配置された光源と、光源から射出され、入射した光を面状の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、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から光を照射し、液晶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。
現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である（例えば、特許文献１参照）。直下型のバックライトユニットは、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置した構成を有しており、冷陰極管が配置される筐体の内部を白色の反射面として液晶パネルを照明している。しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが３０ｍｍ程度必要である。

近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、その厚さを１０ｍｍ以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。

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つの光入射領域および少なくとも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、特許文献４には、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について記載されている。

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。

本発明の第１の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、光源から射出される光を効率よく利用して、輝度むらのないまたは輝度むらが低減された照明光を射出することができ、かつ大型化が可能な面状照明装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、上記目的に加え、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、光を射出する光源と、前記光源に対向して配置され、前記光源から射出された光を入射させ、面状の光として射出する導光板とを有し、前記導光板は、前記面状の光を射出する平坦な光射出面と、前記光源に対向して形成され前記光射出面の一辺を含む光入射面と、前記光射出面の前記一辺の対辺を含む端面と、前記光射出面とは反対側に形成された背面とを備え、前記背面が、前記端面と接合し、かつ前記端面から離れるに従って前記光射出面との距離が大きくなるように傾斜した第１の背面と、前記第１の背面と接合し、かつ前記光入射面と接合した第２の背面とで構成され、前記第１の背面と前記第２の背面とは接合して接合線を形成し、前記接合線から前記光入射面までの距離が、前記接合線から前記端面までの距離よりも小さく、かつ、前記光射出面と前記背面との距離は、前記接合線において最も大きくなる形状であることを特徴とする面状照明装置を提供する。

ここで、前記導光板の前記光入射面および前記端面は、前記光射出面に直交し、前記光射出面に直交する方向において、前記光入射面の長さが前記端面の長さよりも長いことが好ましい。
また、前記導光板は、前記一辺に直交しかつ光射出面に平行な方向における、前記接合線から前記光入射面までの長さをＬ_１、前記接合線から前記端面までの長さをＬ_２とすると、不等式１／３≦Ｌ_１／Ｌ_２≦２／３を満足することが好ましい。

また、前記導光板の前記第２の背面は、前記光入射面から前記接合線に向かって、前記光射出面との距離が大きくなるように傾斜した形状であることが好ましい。

さらに、前記導光板は、前記第１の背面の前記接合線側の一部および前記第２の背面の前記接合線側の一部が、それぞれ前記接合線を通り光射出面と直交する面上の任意の点を中心としたＲ形状であり、前記第１の背面のＲ形状の曲率半径をＲ_１とし、前記第２の背面のＲ形状の曲率半径をＲ_２とするとき、不等式Ｒ_１＜Ｒ_２を満足することが好ましい。

また、前記導光板の前記第２の背面は、前記光射出面に平行に形成されることも好ましい。

さらに、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の密度をＮ_ｐとし、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距離をＬとし、前記光射出面に垂直な方向における前記光入射面の長さをＤ１とし、前記光射出面に垂直な方向における前記接合線と前記光射出面との距離をＤ２とし、前記光射出面に垂直な方向における前記端面の長さをＤ３とすると、不等式
２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ_１＜２６／１０００
かつ
２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ_２＜２６／１０００
かつ
０．０４Ｗｔ％＜Ｎｐ＜０．２５Ｗｔ％
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。

前記光源は、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く、また、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。

本発明によれば、上記構成により、光源から射出される光を効率よく利用することができ、かつ、輝度むら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。
また、本発明によれば、光射出面から射出された光の輝度分布を釣鐘型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、導光板の厚みを厚くすることなく光入射面の面積を大きくすることができ、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。

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２は、面状照明装置１０と、その面状照明装置１０の光射出面側に配置される液晶表示パネル４と、液晶表示パネル４を駆動する駆動ユニット６とを有する。なお、図１においては、面状照明装置１０の構成を示すため、液晶表示パネル４の一部の図示を省略している。

液晶表示パネル４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４の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
駆動ユニット６は、液晶表示パネル４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４を透過する光の透過率を制御する。

面状照明装置１０は、液晶表示パネル４の背面から、液晶表示パネル４の全面に光を照射する照明装置であり、液晶表示パネル４の画像表示面と略同一形状の光射出面を有する。

本発明に係る面状照明装置１０は、図１、図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、光源１７、導光板１８、反射板２８および光学部材ユニット２０を有する照明装置本体１４と、下部筐体２２、上部筐体２４および折返部材２６を有する筐体１６と、下部筐体２２と反射板２８との間に配置されている導光板支持部３０とで構成されている。また、図１に示すように、筐体１６の下部筐体２２の裏側には、光源１７に電力を供給する複数の電源を収納する電源収納部３２が取り付けられている。
以下、面状照明装置１０を構成する各構成部品について説明する。

照明装置本体１４は、光を射出する光源１７、光源１７から射出された光を面状の光として射出する導光板１８、導光板１８から漏出した光を反射させ、再び導光板１８の内部に入射する反射板２８および導光板１８から射出された光を散乱および拡散させて、よりムラのない光とする光学部材ユニット２０を有する。

まず、光源１７について説明する。
図４（Ａ）は、図１および図２に示す面状照明装置１０の光源１７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１７の断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す光源１７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１７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とを有する。

ＬＥＤチップ４０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４０ａを有し、この発光面４０ａから白色光を射出する。
つまり、ＬＥＤチップ４０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４０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４０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４１は、図４（Ｂ）に示すように、アレイ基板４２と複数のフィン４４とを有する。上述した複数のＬＥＤチップ４０は、所定間隔離間して一列でアレイ基板４２上に配置されている。具体的には、複数のＬＥＤチップ４０は、後述する導光板１８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４２は、一面が導光板１８の光入射面１８ｄに対向して配置された板状の部材である。アレイ基板４２の導光板１８の光入射面１８ｄに対向する面となる側面には、ＬＥＤチップ４０が支持されている。
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。

複数のフィン４４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４２のＬＥＤチップ４０が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン４４と所定間隔離間して連結されている。
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。

ここで、図４（Ｃ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤチップ４０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１８の厚み方向（光射出面１８ａ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４０は、導光板１８の光射出面１８ａ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４０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４０の導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ４０の配置間隔ｑの関係が、ｑ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
このように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、光源の薄型化が可能となるため、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ので、コストダウンを図ることができる。

なお、ＬＥＤチップ４０は、光源をより薄型にするために、導光板１８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、楕円形形状等の種々の形状の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、図４（Ｄ）に示すように、アレイ支持体４２に複数のＬＥＤチップ４０を配置した構成のＬＥＤアレイ４６を複数個、積層させた構成の多層ＬＥＤアレイを光源１７’として用いることもできる。このようにＬＥＤアレイ４６を積層させる場合でもＬＥＤチップ４０を長方形形状とし、ＬＥＤアレイ４６を薄型にすることで、光源を薄型化しつつ、より多くのＬＥＤアレイ４６を積層させることができる。さらに、多層のＬＥＤアレイ４６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。

次に、導光板１８について説明する。
図５は、導光板１８の形状を示す概略斜視図である。
導光板１８は、図２、図３および図５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の一端に、光射出面１８ａに対してほぼ垂直に形成された光入射面１８ｄと、光射出面１８ａの他端に、光入射面１８ｄと平行して形成された端面１８ｅと、光射出面１８ａの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、光射出面１８ａに対して所定の角度で傾斜する２つの背面（第１傾斜面（第１の背面）１８ｂと第２傾斜面（第２の背面）１８ｃ）とを有している。
第１傾斜面１８ｂは端面１８ｅから、また、第２傾斜面１８ｃは光入射面１８ｄから、各々遠ざかるに従って、光射出面１８ａから遠ざかるように、つまり、光射出面１８ａとの距離が大きくなるように、すなわち、導光板の光射出面に垂直な方向の厚みが大きくなるように傾斜している。

ここで、導光板１８は、図３（Ａ）に示すように、第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃとの接合部分を通り、光射出面１８ａと、光入射面１８ｄまたは端面１８ｅとの接線に平行な直線を、接合線αとし（図１、図３および図５参照）、光入射面１８ｄから接合線αまでの、導光板１８の光入射面１８ｄに垂直な方向（以下、光軸方向ともいう）の距離をＬ_１、端面１８ｅから接合線αまでの光軸方向の距離をＬ_２とすると、図示例においては、Ｌ_１／Ｌ_２＝１／２の関係が成り立つように形成されている。つまり、接合線αから光入射面１８ｄまでの距離と、接合線αから端面１８ｅまでの距離との比は、１：２となっている。言い換えれば、第２傾斜面１８ｃおよび第１傾斜面１８ｂは、それぞれ、光入射面１８ｄおよび端面１８ｅから接合線αまでの光軸方向の距離の比が、１：２となるように形成されている。
また、第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃは、それぞれ、光射出面１８ａに対して傾斜している。このため、導光板１８の背面において接合線αの部分が、最も厚みが厚い部分となる。
なお、本発明においては、導光板の形状は、上述のＬ_１およびＬ_２の関係がＬ_１＜Ｌ_２を満たすものであればよいが、図示例のように、Ｌ_１／Ｌ_２＝１／２であるのが、より好ましい。

このように導光板１８は、端面１８ｅで厚みが最も薄くなり、第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃとが接合する位置、つまり接合線αの位置で厚みが最大となる。言い換えれば、導光板１８は、光入射面１８ｄまたは端面１８ｅから離れ、接合線αに近づくに従って、導光板の光射出面１８ａに垂直な方向の厚みが厚くなる形状である。
また、導光板１８では、光入射面１８ｄの面積は、端面１８ｅの面積よりも大きい。

また、上述した光源１７は、導光板１８の光入射面１８ｄに対向して配置されている。なお、本実施形態では、光射出面１８ａに垂直な方向において、光源１７のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さと光入射面１８ｄの長さが略同一である。

このように、背面を第１傾斜面と第２傾斜面とで構成し、導光板の光入射面側の一部を光入射面から遠ざかるに従ってそ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るため、光射出面を大きくすることができる。
また、導光板１８の光入射面１８ｄの面積を大きくすることにより、より多くの、またはより大型の光源を配置することが可能となり、光入射面に入射させる光の量を多くすることができる。このように導光板に入射する光の量を多くできることで、つまり、大光量を得ることが可能となることで、光射出面からより輝度または照度の高い光を射出させることが可能となる。
さらに、上述の導光板１８を有する本発明の面状照明装置においては、光入射面を、導光板の一端のみに設けることにより、例えば、導光板の両端に光入射面が形成され、それぞれの光入射面に対向して光源を配置する構成を有する面状照明装置に比べて、ＬＥＤの個数を減らすことができるため、コストダウンを図ることができる。

図２に示す導光板１８では、光入射面１８ｄから入射した光は、導光板１８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１８内部を通過し、直接、または第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅで反射した後、光射出面１８ａから出射する。このとき、第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅ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１８の第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅを覆う反射板２８によって反射され再び導光板１８の内部に入射する。反射板２８については後ほど詳細に説明する。

導光板１８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１８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１８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１８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射出面から出射することができる。このような導光板１８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１８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（光射出面に平行で、光射出面と光入射面との接線に垂直な方向、光軸方向）における導光板１８の長さ（光入射面１８ｄから端面１８ｅまでの長さ）をＬ、導光板１８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・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１８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射出面１８ａ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端面までの長さ、つまり導光板の光軸方向の長さをＬ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。

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１８の場合は、光入射面に入射する光に対する端面（光入射面と反対側の面）に到達する光の割合である。
Ｅ_ｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ）・・・（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・Ｋ_Ｃ）・・・（４）

式（４）に従えば、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ・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・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・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・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・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・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・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・Ｋ_Ｃの値は大きくすると、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ・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１８のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ・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・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。

Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ・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、照度ムラを一定以下（許容範囲内）にすることができる。
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、導光板から射出される光の照度むらを小さくすることができる。

次に、光学部材ユニット２０について説明する。
光学部材ユニット２０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拡散シート２０ａ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２０ｂと、プリズムシート２０ｂ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２０ｃとを有する。

拡散シート２０ａおよび２０ｃ、プリズムシート２０ｂ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２０ａおよび２０ｃと、２枚の拡散シートの間に配置したプリズムシート２０ｂとで構成したが、プリズムシートおよ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１８の光射出面１８ａ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、上述の拡散シートおよ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。

次に、照明装置本体の反射板２８について説明する。
反射板２８は、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅに対応した形状で、第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅを覆うように形成される。つまり、反射板２８は、導光板１８の光射出面１８ａと反対側に、第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅに沿った形状で配置されている。
反射板２８は、光を反射する部材で形成されており、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅ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２８を導光板１８の第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅに対向して配置し、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅから漏洩した光を反射し、導光板１８に再入射させることで、光の利用効率を向上させることができる。

反射板２８は、導光板１８の背面（第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃ）および端面１８ｅ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。

次に、筐体１６について説明する。
図２に示すように、筐体１６は、照明装置本体１４を収納して支持し、かつその光射出面１４ａ側と導光板１８の第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃ側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体２２と上部筐体２４と折返部材２６とを有する。

図６（Ａ）は、下部筐体の形状を示す概略斜視図であり、図６（Ｂ）は、上部筐体の形状を示す概略斜視図であり、図６（Ｃ）は、折返部材の形状を示す概略斜視図である。

下部筐体２２は、図６（Ａ）に示すように、上面が開放され、底面部２２ａと、底面部２２ａの４辺に設けられ底面部２２ａに垂直な側面部２２ｂ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２２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２２ａおよび側面部２２ｂ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（背面）および側面を覆っている。

上部筐体２４は、図６（Ｂ）に示すように、照明装置本体１４の矩形状の光射出面１４ａより小さい、上面に開口部２４ａとなる矩形状の開口が形成され、下面が開放された形状である。
上部筐体２４は、図２に示すように、面状照明装置本体１４および下部筐体２２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２２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。

また、折返部材２６は、図６（Ｃ）に示すように、所定方向に垂直な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２６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２２と折返部材２６との接合方法、折返部材２６と上部筐体２４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。

このように折返部材２６を配置することで、筐体１６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が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、下部筐体および折返部材には、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。

本実施形態の面状照明装置１０は、さらに、下部筐体２２と反射板２８との間に導光板支持部３０が配置されている。導光板支持部３０は、ポリカーボネート等の樹脂により形成されており、下部筐体２２と反射板２８に当接している。
また、下部筐体２２の裏側には、光源１７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。
面状照明装置１０は、導光板１８の一端に配置された光源１７から射出された光が導光板１８の光入射面１８ｄに入射し、導光板１８の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板１８内部を通過し、直接、または、第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅで反射した後、光射出面１８ａから出射する。このとき、第１傾斜面１８ｂ、第２傾斜面１８ｃ、および端面１８ｅから漏出した一部の光は、反射板２８によって反射され再び導光板１８の内部に再入射する。
このようにして、導光板１８の光射出面１８ａから射出された光は、光学部材ユニット２０を透過し、照明装置本体１４の光射出面１４ａから射出され、液晶表示パネル４を照明する。
液晶表示パネル４は、駆動ユニット６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４の表面上に文字、図形、画像などを表示する。

このように、導光板の形状を、本発明の導光板１８のような、最も厚みのある部分を導光板の中心よりも光入射面に近い部分に形成する形状（本実施形態ではＬ_１／Ｌ_２＝１／２）とし、導光板の一端のみから光を入射させる構成とすることにより、面状照明装置において、光射出面から射出される光の輝度を全体的に高くすることができ、光源から射出される光を効率よく利用することができ、かつ、輝度むら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。また、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るため、光射出面を大きくすることができる。
また、上述のような形状の導光板を用いる面状照明装置によれば、導光板１８において最も厚みのある部分（接合線αの部分）を、導光板の中心よりも光入射面に近い部分に形成することにより、導光板の一端のみから光を入射させた場合でも、光射出面１８ａから射出される光の輝度分布を、中央部に向かって徐々に輝度が高くなる釣鐘型の分布にすることができる。
これにより、光射出面において中央部の輝度を最も高くすることができ、つまり、輝度分布のピークを光射出面の中央部とすることができ、液晶表示装置に表示させた画像において、一般的に最も注目が集まる中央部の画像をより鮮明にすることができる。また、目視において、光射出面から均一な光が射出されているように見える。さらに、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。

さらに、導光板の光入射面の面積を、端面の面積よりも大きくすることで、導光板の厚みを厚くすることなく、より多くの、またはより大型の光源を配置することができるため、光入射面に入射させる光を多くさせて、薄型化および軽量化を実現しつつ、大光量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。
また、本発明の面状照明装置においては、光入射面を、導光板の一端のみに設けることにより、光源を導光板の片側のみに設置して、コストダウンを図ることができる。

また、導光板は、左右対称な形状の導光板の一端を切断することにより製造してもよいし、図２、図３および図５に示す形状の導光板を、押出成形法や射出成形法などを用いて製造してもよい。

以下、本発明の面状照明装置について、具体的実施例とともに、より詳細に説明する。
本発明の面状照明装置、および、比較例として左右対称な形状の導光板を有する面状照明装置を用いて、光射出面から射出される光の輝度分布を測定した。
測定例１では、導光板１８として、光軸方向の長さ、つまり光入射面１８ｄから端面１８ｅまでの長さＬを４８０ｍｍとし、光入射面１８ｄの光射出面に垂直な方向の長さｄ１を３ｍｍとし、端面１８ｅの光射出面に垂直な方向の長さｄ２を２ｍｍとし、接合線αにおける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、光入射面１８ｄから接合線αまでの距離Ｌ_１を１６０ｍｍとし、端面１８ｅから接合線αまでの距離Ｌ_２を３２０ｍｍ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。
このような形状の導光板１８を備える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。

また、測定例２では、導光板として、光軸方向の長さＬを４８０ｍｍとし、光入射面の光射出面に垂直な方向の長さｄ１を２ｍｍとし、端面の光射出面に垂直な方向の長さｄ２を２ｍｍとし、接合線αにおける光射出面から背面までの長さＤを４ｍｍとし、導光板の光入射面から接合線αまでの距離Ｌ_１を２４０ｍｍとし、端面から接合線αまでの距離Ｌ_２を２４０ｍｍとした形状、つまり、第１傾斜面と第２傾斜面との接合線を通り光射出面に垂直な面を軸として対称形状とした導光板を用いた。
また、測定例２においても、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。
このように、測定例２では、対称形状の導光板を備える面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。

さらに、測定例３として、導光板として、測定例２と同様の形状の導光板を用い、導光板の端面にも光源を配置した面状照明装置、つまり、導光板の対向する２つの面を光入射面とする面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。
図７に測定例１〜測定例３の測定結果を示す。図７において、横軸は、光軸方向における光入射面からの距離、つまり導光長［ｍｍ］であり、縦軸は、輝度［ｃｄ／ｍ²］である。

次に、測定例４として、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０．１０Ｗｔ％としたことを除いて、測定例１の面状照明装置と同様の構成、形状である面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。
さらに、測定例５として、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０．１０Ｗｔ％としたことを除いて、測定例２の面状照明装置と同様の構成、形状である面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。
図８に測定例４および測定例５の測定結果を示す。図８において、横軸は、光軸方向における光入射面からの距離、つまり導光長［ｍｍ］であり、縦軸は、輝度［ｃｄ／ｍ²］である。

また、測定例６として、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０．１４Ｗｔ％としたことを除いて、測定例１の面状照明装置と同様の構成、形状である面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。
さらに、測定例７として、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０．１４Ｗｔ％としたことを除いて、測定例２の面状照明装置と同様の構成、形状である面状照明装置の光射出面から射出された光の輝度分布を測定した。
図９に測定例６および測定例７の測定結果を示す。図９において、横軸は、光軸方向における光入射面からの距離、つまり導光長［ｍｍ］であり、縦軸は、輝度［ｃｄ／ｍ²］である。

図７〜図９から、散乱粒子の重量の割合に関わらず、本発明の導光板を用いた面状照明装置の光射出面から射出される光の輝度分布（測定例１、４、６）は、対称形状の導光板を用いた面状照明装置の光射出面から射出される光の輝度分布（測定例２、５、７）と比較して、より釣鐘型に近い輝度分布、つまり、中央部に向かうに従って徐々に輝度が高くなる輝度分布とすることができることがわかる。さらに、本発明の導光板を用いる場合の方が、光射出面から射出される光の輝度が全体的に高くなることがわかる。
また、図７に示すように、導光板の両端に対向して光源を設け、両側から光を入射させた面状照明装置（測定例３）よりも、本発明の導光板を用い、片側のみに光源を設けた面状照明装置（測定例１）の方が、光射出面から射出される光の輝度分布をより釣鐘型の輝度分布とすることができることがわかる。つまり、光射出面の中央部から射出される光の輝度を他の部分よりもより高くすることができることがわかる。

また、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導光板の厚み、つまり本実施形態では接合線αにおける導光板の厚み（中心厚み）をＤ２とし、端面における導光板の厚みをＤ３とし、導光板の光の入射方向において、入射面から接合線αまでの長さをＬ_１、端面から接合線αまでの長さをＬ_２としたときに、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
27／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ_１＜5／100 （Ａ）
Ｄ３＜Ｄ２ かつ、
27／100000＜（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ_２＜5／100 （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
０．０４Ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５Ｗｔ％
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の導光板を用いることで出射効率を３０％以上にすることができる。また、（Ａ）および（Ｂ）の関係は、どちらか一方を満たしていればよいが、両方の関係を満たすことがより好ましい。

または、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
66／100000＜（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ_１＜26／1000 （Ｃ）
Ｄ３＜Ｄ２ かつ、
66／100000＜（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ_２＜26／1000 （Ｄ）
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
０．０４Ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５Ｗｔ％
の関係を満たすことがより好ましい。上記関係を満足する形状の導光板を用いることで出射効率を４０％以上にすることができる。また、（Ｃ）および（Ｄ）の関係は、どちらか一方を満たしていればよいが、両方を満たすことがより好ましい。

さらに、導光板は、
Ｄ１＜Ｄ２ かつ、
1／1000＜（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ_１＜26／1000 （Ｅ）
Ｄ３＜Ｄ２ かつ、
1／1000＜（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ_２＜26／1000 （Ｆ）
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
０．０４Ｗｔ％＜Ｎｐａ＜０．２５Ｗｔ％
の関係を満たすことがさらに好ましい。上記関係を満足する形状の導光板を用いることで、出射効率を５０％以上にすることができる。また、（Ｅ）および（Ｆ）の関係は、どちらか一方を満たしていればよいが、両方を満たすことがより好ましい。

また、上記実施形態では、導光板の光入射面１８ｄから接合線αまでの距離Ｌ_１と端面１８ｅから接合線αまでの距離Ｌ_２との関係がＬ_１／Ｌ_２＝１／２、つまり、Ｌ_１：Ｌ_２＝１：２を満たす形状としたが、本発明はこれに限定されず、少なくともＬ_１＜Ｌ_２を満たす形状とすることで、光射出面を大きくすることができ、かつ、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ができる。
また、導光板は、光射出面をより大きくして、かつ、光射出面から射出される光の輝度分布をより均等な釣鐘型にするために、距離Ｌ_１と距離Ｌ_２との関係が１／３≦Ｌ_１／Ｌ_２≦２／３を満たす形状とすることが好ましく、本実施形態のように、Ｌ_１／Ｌ_２＝１／２とすることがより好ましい。

なお、導光板は、上記形状に限定されず、第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃには、光入射面１８ｄおよび端面１８ｅ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、第１傾斜面と第２傾斜面とは、滑らかに接続することが好ましい。つまり、第１傾斜面の接合線α側の一部と第２傾斜面の接合線α側の一部をそれぞれ曲面形状とすることが好ましく、具体的には、接合線αを通り光射出面と直交する面上の任意の点を中心としたＲ形状とすることが好ましい。
さらに、このような導光板において、第１傾斜面の接合線α側のＲ形状部分および第２傾斜面の接合線α側のＲ形状部分における曲率半径を、それぞれＲ_１およびＲ_２とすると、Ｒ_１とＲ_２との関係がＲ_１＜Ｒ_２を満たすことがさらに好ましい。

図１０に、第１傾斜面の接合線α側および第２傾斜面の接合線α側をそれぞれＲ形状とした場合の導光板の一例の一部の拡大断面図を示す。
図１０に示す導光板５８は、第１傾斜面１８ｂおよび第２傾斜面１８ｃの接合線α側の一部の形状を除いて他の部分は、図２、３および５に示す導光板１８と同様の構成を有するものであるので、詳細な説明は省略し、以下、導光板５８の特有の点について説明する。

導光板５８は、上述した導光板１８と同様に、光射出面と、第１傾斜面５８ｂと、第２傾斜面５８ｃと、光入射面と、端面とを有する。
第１傾斜面５８ｂは、接合線α側の一部、つまり、第２傾斜面５８ｃとの接続部分がＲ形状である。つまり、光射出面と光入射面との接合線（接線）に直交する面において、第１傾斜面５８ｂは、第１の直線９０ａと第１の円弧９０ｂ（Ｒ形状）とで構成されている。すなわち、光射出面と光入射面との接合線（接線）に直交する面において、第１傾斜面５８ｂは、接合線α側の一部が円弧であり、その他の部分は直線である。
この第１傾斜面５８ｂの接合線α側の一部を構成する曲面は、接合線αを通り光射出面と直交する面を面βとすると、この面β上の任意の点を中心とした、曲率半径がＲ_１のＲ形状となっている。

第２傾斜面５８ｃは、接合線α側の一部がＲ形状である。つまり、光射出面と光入射面との接合線（接線）に直交する面において、第２傾斜面５８ｃは、第２の直線９０ｄと第２の円弧９０ｃ（Ｒ形状）とで構成されている。すなわち、第２傾斜面５８ｃは、光射出面と光入射面との接合線（接線）に直交する面において、接合線α側の一部が円弧であり、その他の部分は直線である。
この第２傾斜面５８ｃの接合線α側の一部を構成する曲面は、面β上の任意の点を中心とした、曲率半径がＲ_２のＲ形状となっている。
さらに、第１傾斜面５８ｂの第１の円弧９０ｂの曲率半径Ｒ_１と、第２傾斜面５８ｃの第２の円弧９０ｃの曲率半径Ｒ_２との関係は、Ｒ_１＜Ｒ_２を満たす。
なお、図１０に示すように、第１の円弧９０ｂの中心点と、第２の円弧９０ｃの中心点とは、それぞれ面β上の異なる点に位置する。

このように、第１傾斜面５８ｂの接合線α側、および第２傾斜面５８ｃの接合線α側をそれぞれＲ形状とすることで、第１傾斜面５８ｂと第２傾斜面５８ｃとを滑らかに接続することができ、導光板の接合線α部分で、輝線、暗線等が発生することを防止でき、より均一な光を射出させることができる。
さらに、Ｒ_１＜Ｒ_２を満たす形状とすることで、光射出面の中央の輝度を高くすることができ、光射出面から射出される光の輝度分布をより釣鐘型とすることができる。つまり、光射出面から射出される光の輝度が最も高くなる位置を光射出面の中央とすることができる。

また、上記実施形態では、導光板の第２傾斜面を、光射出面に対して傾斜させる形状としたが、例えば、光入射面の端辺に形成されている第２傾斜面を、光射出面と平行な、傾斜のない面に変更することもできる。図１１に、このような導光板を用いる本発明の面状照明装置の他の一例の概略断面図を示す。
図１１に示す面状照明装置６０は、光源６７、導光板６８、反射板７４、および導光板支持部７０の形状を除いて他の部分は、図１および２に示した、面状照明装置１０と同じ構成のものである。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、その詳細な説明は省略し、以下、面状照明装置６０に特有の点を重点的に説明する。

面状照明装置６０は、光源６７、導光板６８、反射板７４および光学部材ユニット２０を備える照明装置本体６２と、下部筐体２２、上部筐体２４、折返部材２６、および、下部筐体２２と反射板７４との間に配置されている導光板支持部７０とを備える筐体１６とを有する。

導光板６８は、光射出面６８ａ、光入射面６８ｄ、端面６８ｅ、第１の背面６８ｂ、および第２の背面６８ｃを有する。導光板６８は、光入射面６８ｄ、第１の背面６８ｂおよび第２の背面６８ｃ以外の構成は、図２に示した導光板１８と同様のものであるのでその詳細な説明は省略する。

導光板６８は、光射出面６８ａとは反対側の面が第１の背面６８ｂと第２の背面６８ｃとで構成されている。
第１の背面６８ｂは、導光板１８の第１傾斜面１８ｂと同様の構成であり、端面６８ｅから離れるにしたがって光射出面６８ａとの距離が大きくなる方向に、所定の角度、傾斜している。
第２の背面６８ｃは、光射出面６８ａとは反対側の面の光入射面６８ｄと第１の背面６８ｂとの間に光射出面６８ａと平行に形成されている。つまり、導光板６８は、接合線αにおける光射出面６８ａに垂直な方向の厚みと、光入射面６８ｄにおける厚みとが等しい形状である。
また、導光板６８において、光入射面６８ｄから接合線αまでの距離と端面６８ｅから接合線αまでの距離との比は１：２である。

光源６７は、複数のＬＥＤチップ８０と、光源支持部８１とを有する。なお、光源６７は、ＬＥＤチップ８０と、光源支持部８１の大きさを除いて各構成は上述した光源１７と同様である。
ＬＥＤチップ８０は、発光面の光射出面に垂直な方向の長さ、つまり図１１中上下方向の長さが、光入射面６８ｄの短辺方向の長さ、つまり、図１１中上下方向の長さと同じ長さとなっている形状である。
また、光源支持部８１は、光射出面に垂直な方向における長さが、ＬＥＤチップ８０よりも長い形状である。

このように、導光板６８の光射出面６８ａとは反対側に光入射面６８ｄと接して形成された第２の背面６８ｃを、光射出面６８ａと平行にすることにより、光入射面６８ｄの面積をより大きくすることができる。よって、この光入射面６８ｄに合わせてＬＥＤチップの発光面を大きくすることができるため、光源から射出される光の量を多くすることができ、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る。

反射板７４は、図２に示す反射板２８と同様の材料で形成されており、導光板６８の第１の背面６８ｂ、第２の背面６８ｃ、および端面６８ｅに対応した形状で、第１の背面６８ｂ、第２の背面６８ｃ、および端面６８ｅを覆うように形成される。
また、図１１に示す面状照明装置６０においては、下部筐体２２と、反射板７４の第１の背面６８ｂを覆う部分との間に、導光板支持部７０が配置されている。導光板支持部７０は、図２に示す導光板支持部３０と同様に、ポリカーボネート等の樹脂により形成されており、下部筐体２２と、反射板７４の第１の背面６８ｂを覆う部分に当接している。つまり、導光板支持部７０は、下部筐体２２と反射板７４との間に配置され、導光板６８を支持している。

図２、図３、および図５に示す導光板１８は、光入射面から導光板の中心に向かうにつれて導光板の厚みが増す形状とすることで、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到達させることができ、光射出面をより大型化することができるため好ましいが、導光板を図１１に示すような形状としても、薄型を維持しつつ、光入射面の面積を大きくして、光入射面に十分な光を入射させることができ、大光量を得ることができる。また、これにより導光板を薄型化し、かつ光射出面を大型化することができる。
つまり、光射出面を大型化することができ、かつ、光射出面から輝度、および／または照度の高い光を射出させることができる。
また、図１１に示す形状の導光板においては、光入射面の面積をより大きくでき、光入射面に合わせて光源の発光面を大きくすることができるため、光源から射出される光の量を多くすることができ、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る。
なお、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ける導光板の光入射面から端面までの長さをＬとし、上述のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ・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、かつ光利用効率の高い光を光射出面から射出させることができる。

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、上述した本実施形態では、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、導光板は、透明樹脂に可塑剤を混入して作製してもよい。
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。

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および図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１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す光源の断面図であり、（Ｄ）は、光源の他の一例の概略構成を示す正面図である。 導光板の形状を示す概略斜視図である。 （Ａ）は、下部筐体の形状を示す概略斜視図であり、（Ｂ）は、上部筐体の形状を示す概略斜視図であり、（Ｃ）は、折返部材の形状を示す概略斜視図である。 散乱粒子の重量の割合が０．０７Ｗｔ％の場合における、本発明の導光板と、左右対称な導光板との輝度分布の関係を示す図である。 散乱粒子の重量の割合が０．１０Ｗｔ％の場合における、本発明の導光板と、左右対称な導光板との輝度分布の関係を示す図である。 散乱粒子の重量の割合が０．１４Ｗｔ％の場合における、本発明の導光板と、左右対称な導光板との輝度分布の関係を示す図である。 第１傾斜面および第２傾斜面の接合部分をＲ形状とした場合の本発明の導光板の断面図である。 本発明の面状照明装置の他の一例の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

２ 液晶表示装置
４ 液晶表示パネル
６ 駆動ユニット
１０、６０ 面状照明装置
１４、６２ 照明装置本体
１４ａ 光射出面
１６ 筐体
１７、６７、８４ 光源
１８、５８、６８ 導光板
１８ａ、６８ａ 光射出面
１８ｂ、５８ｂ 第１傾斜面
１８ｃ、５８ｃ 第２傾斜面
１８ｄ、６８ｄ 光入射面
１８ｅ、６８ｅ 端面
２０ 光学部材ユニット
２０ａ、２０ｃ 拡散シート
２０ｂ プリズムシート
２２ 下部筐体
２２ａ 底面部
２２ｂ 側面部
２４ 上部筐体
２４ａ 開口部
２６ 折返部材
２８、７４ 反射板
３０、７０ 導光板支持部
３２ 電源収納部
４０、８０ ＬＥＤチップ
４０ａ 発光面
４１、８１ 光源支持部
４２ アレイ支持体
４４ フィン
４６ ＬＥＤアレイ
６８ｂ 第１の背面
６８ｃ 第２の背面
９０ａ 第１の直線
９０ｂ 第１の円弧
９０ｃ 第２の円弧
９０ｄ 第２の直線

Claims (10)

1. 光を射出する光源と、
   前記光源に対向して配置され、前記光源から射出された光を入射させ、面状の光として射出する導光板とを有し、
   前記導光板は、前記面状の光を射出する平坦な光射出面と、前記光源に対向して形成され前記光射出面の一辺を含む光入射面と、前記光射出面の前記一辺の対辺を含む端面と、前記光射出面とは反対側に形成された背面とを備え、
   前記背面が、前記端面と接合し、かつ前記端面から離れるに従って前記光射出面との距離が大きくなるように傾斜した第１の背面と、前記第１の背面と接合し、かつ前記光入射面と接合した第２の背面とで構成され、
   前記第１の背面と前記第２の背面とは接合して接合線を形成し、前記接合線から前記光入射面までの距離が、前記接合線から前記端面までの距離よりも小さく、かつ、前記光射出面と前記背面との距離は、前記接合線において最も大きくなる形状であることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記導光板の前記光入射面および前記端面は、前記光射出面に直交し、前記光射出面に直交する方向において、前記光入射面の長さが前記端面の長さよりも長い請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記導光板は、前記一辺に直交しかつ光射出面に平行な方向における、前記接合線から前記光入射面までの長さをＬ_１、前記接合線から前記端面までの長さをＬ_２とすると、不等式１／３≦Ｌ_１／Ｌ_２≦２／３を満足する請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記導光板の前記第２の背面は、前記光入射面から前記接合線に向かって、前記光射出面との距離が大きくなるように傾斜した形状である請求項１〜３のいずれかに記載の面状照明装置。
5. 前記導光板は、前記第１の背面の前記接合線側の一部および前記第２の背面の前記接合線側の一部が、それぞれ前記接合線を通り光射出面と直交する面上の任意の点を中心としたＲ形状であり、
   前記第１の背面のＲ形状の曲率半径をＲ_１とし、前記第２の背面のＲ形状の曲率半径をＲ_２とするとき、不等式Ｒ_１＜Ｒ_２を満足する請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
6. 前記導光板の前記第２の背面は、前記光射出面に平行に形成される請求項１〜３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Ｎ_ｐとし、
   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距離をＬとし、前記光射出面に垂直な方向における前記光入射面の長さをＤ１とし、前記光射出面に垂直な方向における前記接合線と前記光射出面との距離をＤ２とし、前記光射出面に垂直な方向における前記端面の長さをＤ３とすると、不等式
   ２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ_１＜２６／１０００
   かつ
   ２７／１０００００＜（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ_２＜２６／１０００
   かつ
   ０．０４Ｗｔ％＜Ｎｐ＜０．２５Ｗｔ％
   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
   を満足する請求項１〜７のいずれかに記載の面状照明装置。
9. 前記光源は、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請求項１〜８のいずれかに記載の面状照明装置。
10. 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９に記載の面状照明装置。

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