JP2011192522A - 導光板および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板において、サイズの大きな形態でも出射面における照度ムラを抑制する手法を提供する。
【解決手段】導光板３において、導光板基材３１に形成されるドットパターン３２は、出射面と対向する主面３１ｂにおいて、入射面となる側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、導光板およびそれを用いた照明装置に関する。

従来より、入射面から内部に入射した光を導いて出射面から面状に出射させる導光板およびそれを用いた照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。導光板は、アクリル樹脂などの合成樹脂により形成された板状部材であり、出射面と対向する主面には、白色印刷にて形成される光各拡散面が形成されている。この導光板において、その側端面（入射面）より内部に入射した光は表面反射を繰り返して導光板の広い面積に広がりつつ、その反射位置に光拡散面が存在した場合には光が散乱して主面（出射面）より光が出射する。これにより、導光板は光を面状に出射させる。

特開平８−１０１６５４号公報

しかしながら、このような導光板を用いた照明装置では、導光板のサイズが大きくなると、導光板による光制御が難しくなり、出射面において照度ムラが生じてしまうという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイズの大きな形態であっても出射面における照度ムラを抑制する手法を提供する。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、入射面から内部に入射した光を導いて出射面から面状に出射させる導光板を提供する。この導光板は、互いに対向する一対の主面と、側端面とを備えており、側端面が入射面として機能するとともに一対の主面のうち一方の主面が出斜面として機能する板状の基材と、一対の主面のうち他方の主面に形成されており、一方の面から面状に出射する光の分布を制御する光制御手段とを有する。この場合、光制御手段は、他方の主面上に離散的に配置される複数のドットからなるドットパターンであり、ドットパターンは、他方の主面において入射面となる側端面に対応する縁部から中央部に向かうにしたがって、単位面積あたりに占めるドットの総面積の比率であるドット密度が増加するように構成される。

また、第１の発明において、基材は四角形状を有することができる。この場合、ドットパターンは、他方の主面の長さ方向にかけて等ピッチで並ぶ複数のドットからなるドット群が、他方の主面の幅方向にかけて等間隔で複数配置されているとともに、他方の主面において入射面となる側端面に対応する縁部から中央部に向かうにしたがって、ドットの面積がそれぞれ増加するように構成されることが好ましい。

また、第１の発明において、基材は、４つの側端面のうち互いに対向する一対の側端面がそれぞれ入射面として機能することが好ましい。

さらに、第１の発明において、ドットパターンは、入射面となる各側端面に対応する縁部のそれぞれから中央部に向かうにしたがってドット密度が増加するように構成されることが好ましい。

また、第１の発明において、基材は矩形状を有し、各主面の短辺と対応する側端面が入射面として機能することが望ましい。

また、第１の発明において、ドットパターンは、ドット密度の増加が線形的に変化するように構成されることが好ましい。

また、第２の発明は、光源と、光源と対向して配置された入射面を介して光源から入射した光を導いて出射面から面状に出射する導光板とを有する照明装置を提供する。この場合、導光板は、互いに対向する一対の主面と側端面とを備えて、側端面が入射面となるとともに一対の主面のうち一方の主面が出斜面となる板状の基材と、一対の主面のうち他方の主面に形成されており、一方の面から面状に出射する光の分布を制御する光制御手段とを有する。ここで、光制御手段は、他方の主面上に離散的に配置される複数のドットからなるドットパターンであり、ドットパターンは、他方の主面において入射面となる側端面に対応する縁部から中央部に向かうにしたがって、単位面積あたりに占めるドットの総面積の比率であるドット密度が増加する。

また、第２の発明は、導光板を構成する基材の一方の面側に積層配置され、光透過性を有する拡散板と、導光板を構成する基材の他方の面側に積層配置され、少なくとも他方の面と対向する面が光反射性を備える反射板と、反射板を介して導光板と積層配置される金属性の背板とをさらに有していてもよい。この場合、光源は、基材の側端面の延在方向に沿って等ピッチで並んだ複数のＬＥＤで構成されることが好ましい。

本発明によれば、縁部から中央部にかけてドット密度が増加するように構成されることで、出射面全領域においてムラのない、均一な照度を得ることができる。

第１の実施形態にかかる照明装置１の全体構成を模式的に示す説明図 第１の実施形態にかかる照明装置１を模式的に示す分解斜視図 図１に示す照明装置１のＡ−Ａ’断面図 導光板３を模式的に示す説明図 光源６を模式的に示す説明図 照明特性の測定点の説明図 第２の実施形態にかかる導光板３を模式的に示す説明図

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる照明装置１の全体構成を模式的に示す説明図であり、図２は、本実施形態にかかる照明装置１を模式的に示す分解斜視図である。また、図３は、図１に示す照明装置１のＡ−Ａ’断面図である。本実施形態にかかる照明装置１は、例えば、広告情報が表示されたサインボードのバックライトとして機能する装置であり、建物の壁面や柱といった箇所に設置して使用される。特に、本実施形態にかかる照明装置１は、Ｂ０やＡ１、あるいは、それ以上のサイズといった大きなサイズに対応するサインボードのバックライトとして好適である。

照明装置１は、拡散板２と、導光板３と、反射板４と、背板５と、光源６とを主体に構成されている。各板２〜５は、それぞれの主面寸法（長さおよび幅）が対応しており、拡散板２、導光板３、反射板４、背板５の順番で積層されている。各板２〜５からなる積層体は、その縁部の全周に亘り、矩形状の枠体であるフレーム７が取り付けられている。この照明装置１において、拡散板２側は装置の表面側に相当し、背板５側は装置の裏面側に相当する。

フレーム７は、枠体の全周に亘り内側が開口した断面コの字状のアルミ製フレームであり、ボトム部７ａと、このボトム部７ａにそれぞれ連結して互いに対向する一対のサイド部７ｂ，７ｃとで構成されている。このフレーム７は、開口領域（ボトム部７ａおよび一対のサイド部７ｂ，７ｃによって形成される領域）を介して各板２〜５からなる積層体の縁部の全周に装着されることにより、各板２〜５を保持・固定している。フレーム強度を確保しつつも、表面側に位置する拡散板２の露出領域を広く確保する観点から、表面側のサイド部７ｂは長さが短く、背面側のサイド部７ｃは長さが長くなるように設定されている。

拡散板２は、厚さが２ｍｍ程度の矩形状の板であり、例えば、アクリル樹脂といった合成樹脂で形成されている。本実施形態において、拡散板２は、光透過性を備える不透明白色（乳白色）の拡散板であり、後述する導光板３から照射された光をより均一な面状の光に変換する機能を有している。また、拡散板２は、導光板３から照射された光をより放射分布の広い光として表面側から出射させることにより、広い角度から見た場合でも拡散板２の表面を明るく認識させることができる。また、この拡散板２は、サインボードとしての機能を担っており、印刷等の手法により、その表面に種々の広告情報を表示することができる。

導光板３は、入射面を介して光源６から入射する光を導いて出射面から面状に出射する機能を担っている。この導光板３は、導光板基材３１と、後述する光制御手段とで構成されている。ここで、図４は、導光板３を模式的に示す説明図である。

導光板基材３１は、厚さが８ｍｍ程度の矩形状の板であり、互いに対向する一対の主面３１ａ，３１ｂと、４つの側端面３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆとを備えている。導光板基材３１は、無色透明であり、例えば、アクリル樹脂といった合成樹脂で形成されている。この導光板基材３１において、一対の主面３１ａ，３１ｂのうち装置の表面側に対応する第１の主面３１ａは、導光板３の出射面としての機能を担っており、装置の裏面側に対応する第２の主面３１ｂは、光制御手段を備えている。また、４つの側端面３１ｃ〜３１ｆは、主面３１ａ，３１ｂの長さ方向（Ｘ方向）に延在して互いに対向する第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄと、主面３１ａ，３１ｂの幅方向（Ｙ方向）に延在して互いに対向する第３および第４の側端面３１ｅ，３１ｆとで構成されている。本実施形態において、第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄは、主面３１ａ，３１ｂの長辺側と対応し、第３および第４の側端面３１ｅ，３１ｄは、主面３１ａ，３１ｂの短辺側と対応している。主面３１ａ，３１ｂの長辺側と対応する第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄのそれぞれは、導光板３の入射面としての機能を担っている。

光制御手段は、第２の主面３１ｂに備えられており、この第２の主面３１ｂと対向する第１の主面３１ａから面状に出射する光の分布を制御する機能を担っている。具体的には、光制御手段は、第２の主面３１ｂ上に離散的に配置される複数のドット３２ａで構成されるドットパターン３２であり、このドットパターン３２は、第２の主面３１ｂの周縁部を除いた矩形領域Ａｐ内の全面に形成されている。ドットパターン３２は、スクリーン印刷といった印刷手法を用いて第２の主面３１ｂに白色塗料を塗布することにより、第２の主面３１ｂの表面に形成されている。

本実施形態において、ドットパターン３２は、第２の主面３１ｂのＸ方向にかけて等ピッチで並ぶ複数のドット３２ａからなるＸ方向ドット群が、そのＹ方向にかけて等間隔で複数配置されて構成されている。この場合、隣り合う一対のＸ方向ドット群は、個々のドット３２ａが半ピッチ相当ずれた状態となるようにオフセットして配置されている。また、ドットパターン３２は、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２．４５ｃｍ（１インチ）あたり２０個のドット３２ａが配置され、結果として、２．４５ｃｍ（１インチ）四方に４００個のドット３２ａを有するような形態となっている（以下、このようなドット３２ａの配置を「２０線」という）。

本実施形態の特徴の一つとして、ドットパターン３２を構成する個々のドット３２ａは、第２の主面３１ｂにおいて、入射面である第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各縁部（具体的には、領域Ａｐの範囲を限度とする各縁部側）から、当該縁部の直行方向（Ｙ方向）に沿って中央部Ｃntに向かうにしたがって、ドット３２ａの面積が増加するように構成されている。この場合、個々のドット３２ａは、ドット３２ａの面積増加が縁部側から中央部Ｃntにかけて線形的に変化するように構成されている。ここで、図４（ｂ）は、第１の側端面３１ｃに対応する縁部側における所定領域Ａ１内のドット３２ａを示し、同図（ｃ）は、中央部Ｃntにおける所定領域Ａ２内におけるドット３２ａを示し、同図（ｄ）は、第２の側端面３１ｄに対応する縁部側における所定領域Ａ３内のドット３２ａを示している。

換言すれば、ドットパターン３２は、第２の主面３１ｂにおいて、入射面（側端面３１ｃ，３１ｄ）に対応する縁部から中央部Ｃntに向かうにしたがって、ドット密度が増加するように設定されている。ここで、ドット密度は、単位面積あたりに占めるドット３２ａの総面積の比率である。例えば、第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各縁部におけるドット密度は１５％であり、２０線のドット形態を考慮した場合、個々のドット３２ａは概ね０．３ｍｍ程度の直径を備えている。一方、中央部Ｃntにおけるドット密度は、５０％であり、２０線のドット形態を考慮した場合、個々のドット３２ａは概ね１．２ｍｍ程度の直径を備えている。なお、このようなドットパターン３２は、均一な面発光、すなわち、導光板３の面内の照度ムラを抑制する観点から、導光板基材３１の寸法および主面３１ｂ上の位置に応じて、最適なドット密度を設定することができ、その具体例については後述する。

反射板４は、厚さが１ｍｍ程度の矩形状の板であり、例えば、アクリル樹脂といった合成樹脂で形成されている。本実施形態において、反射板４は、白色板からなり、その表面が光沢を備えることにより、装置の表面側の主面、すなわち、導光板基材３１の第２の主面と対向する主面に光反射性を備えた構成となっている。この反射板４は、光効率の向上の観点から、導光板基材３１の第２の主面３１ｂから出射した光を反射して、導光板基材３１へと再度入射させる機能を担っている。

背板５は、厚さが０．８ｍｍ程度の矩形状のアルミ製の板である。

図５は、光源６を模式的に示す説明図である。光源６は、導光板３の入射面に光を照射する機能を担っている。本実施形態の照明装置１には、導光板３が第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄをそれぞれ入射面とする、いわゆる、両側入射の形態を採用している関係上、第１の側端面３１ｃと第２の側端面３１ｄとに対応する２組の光源６が用意されている。

各組の光源６は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）６ａと、基板６ｂとでそれぞれ構成されており、隣接して並ぶ１〜３個のＬＥＤ６ａを１セットとして、当該ＬＥＤセットが所定間隔毎に、基板６ｂ上に複数配置されている。基板６ｂは、ＬＥＤ実装面が、導光板基材３１の第１の側端面３１ｃ（または第２の側端面３１ｂ）と同等の寸法に設定された細長の基板である。個々のＬＥＤ６ａは、リフロー工程により、ＬＥＤ６ａのアノード電極およびカソード電極が、基板６ｂ上の一対の電極端子とそれぞれはんだ付けされることにより、基板６ｂに実装されている。

各組の光源６は、フレーム７内に形成される各組用の光源収容部７ｄにそれぞれ収容され、基板６ｂに実装された各ＬＥＤ６ａが、導光板基材３１の第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄのそれぞれと対向するように配置されている。具体的には、図２に示すように、フレーム７において、導光板基材３１の第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各ボトム部７ａには、Ｘ方向に延在する断面凸形状の溝である光源収容部７ｄがそれぞれ形成されている。ＬＥＤ６ａが実装された基板６ｂは各光源収容部７ｄにスライド式に収容されており、基板６ｂに実装された個々のＬＥＤ６ａは、開口領域を介して導光板基材３１の第１および第２の側端面３１ｃ，３１ｄをそれぞれ照射している。

以下、表１を参照しつつ、Ｙ方向における幅が異なる種々の寸法の導光板３に関するドットパターン３２の詳細およびその照明特性について説明する。

表１に示す種々のケースにおいて、導光板３（導光板基材３１）は、板厚が８ｍｍのものを使用している。また、後述する照明特性は、図６に示すように、導光板基材３１の第１の主面３１ａの９点（計測点（１）〜（９））において照度をそれぞれ計測した上で、計測点（１）における照度を基準として各計測点（１）〜（９）の相対的な照度をパーセンテージで演算し、その演算値を１００％から減算することにより得た値である。ここで、計測点（１）は、導光板基材３１の中央点、すなわち、Ｘ方向の中央位置かつＹ方向の中央位置に設定され、各計測点（２）〜（９）は、図示の通り距離ａ（ａ：ケースに応じて異なる）の位置に配置されている。なお、計測点（２），（３）は、図示する距離ａ以外の点において、Ｙ方向における位置が計測点（１）と対応し、計測点（４），（７）は、図示する距離ａ以外の点において、Ｘ方向における位置が計測点（１）と対応している。

（ケース１：幅＝４９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した２０線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が３０％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が５０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が４９０ｍｍ×４９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で１６個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計６４個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを８個実装する２つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧１２Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは５０ｍｍである。

条件１は、１個あたりのＬＥＤ６ａの照度が２０００ルクスとなるように、個々のＬＥＤ６ａに電流を供給した際の照明特性であり、また、条件２は、１個あたりのＬＥＤ６ａに１００ｍＡの電流が供給されるように、２組の光源６に電流を供給した際の照明特性である。また、条件３は、１個あたりのＬＥＤ６ａに１５０ｍＡの電流が供給されるように、２組の光源６に電流を供給した際の照明特性である。なお、これらの電流条件は、後述するケースにおいても同様である。

表２に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部側（計測点（４）〜（６），計測点（７）〜（９））に比して中央部（計測点（１）〜（３））の照度が良好に得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース２：幅＝５９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した２０線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が２４．５８％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が５０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が５９０ｍｍ×５９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で２０個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計８０個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを１０個実装する２つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧１２Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは５０ｍｍである。

表３に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部側（計測点（４）〜（６），計測点（７）〜（９））に比して中央部（計測点（１）〜（３））の照度が良好に得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース３：幅＝６９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した２０線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が２０％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が５０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が６９０ｍｍ×６９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で２４個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計９６個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを８個実装する３つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧２４Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは５０ｍｍである。

表４に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（６），計測点（７）〜（９））に比して中央部（計測点（１）〜（３））の照度が良好に得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース４：幅＝７９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、１５線の形態を採用した（１５線：Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２．４５ｃｍ（１インチ）あたり１５個のドット３２ａが配置され、結果として、２．４５ｃｍ（１インチ）四方に２２５個のドット３２ａを有する形態）。このドットパターン３は、最も縁部側に対応するドット密度が２０％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が４０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が７９０ｍｍ×７９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で２７個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計１０８個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを９個実装する３つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧２４Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは１２０ｍｍである。

表５に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（６））に比して中央部（計測点（１）〜（３））の照度が良好に得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。また、一方の光源６の近傍に位置する縁部（計測点（７）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無いことがわかる。

（ケース５：幅＝８９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した１５線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が２０％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が４０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が８９０ｍｍ×８９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で３０個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計１２０個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを１０個実装する３つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧２４Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは１２０ｍｍである。

表６に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無く、良好に照度が得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース６：幅＝９９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した１５線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が２０％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が４０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が９９０ｍｍ×９９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で３５個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計７０個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを７個実装する５つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧３６Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは１２０ｍｍである。

表７に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（６））に比して中央部（計測点（１）〜（３））の照度が良好に得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。また、一方の光源６の近傍に位置する縁部（計測点（７）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無いことがわかる。

（ケース７：幅＝１０９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した１５線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が１５％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が４０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が１０９０ｍｍ×１０９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で３６個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計１４４個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを９個実装する４つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧２４Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは２００ｍｍである。

表８に示すように、条件２，３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無く、良好に照度が得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース８：幅＝１２９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した１５線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が１５％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が４５％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が１２９０ｍｍ×１２９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で４５個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計１８０個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを９個実装する５つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧３６Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは３００ｍｍである。

表９に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無く、良好に照度が得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

（ケース９：幅＝１４９０ｍｍ）
ドットパターン３２は、上述した１５線の形態を採用し、最も縁部側に対応するドット密度が１５％に設定されている。また、このドットパターン３２は、各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように設定され、中央部Ｃntに対応するドット密度が５０％に設定されている。

実験に使用した導光板基材３１は、長さ（Ｌｘ）×幅（Ｌｙ）が１４９０ｍｍ×１４９０ｍｍの正方形の板であり、以下に、かかるドットパターン３２を備える導光板３に関する照明特性を計測した結果を示す。

ここで、導光板３への入射条件は、両側入射であり、それぞれの入射面（第１および第２の入射面３１ｃ，３１ｄ）には、基板長手方向に隣接する２個のＬＥＤ６ａを１セットとしたＬＥＤセットが等間隔で５０個並んで構成される光源６が対向配置されている（すなわち、両側で合計２００個のＬＥＤ６ａ）。具体的には、片方の入射面に対応する光源６は、それぞれがＬＥＤセットを１０個実装する５つの基板６ｂが電気的に並列接続されて構成されており、このような光源６が、両方の入射面に対応して２組電気的に並列接続されている。また、図示しない電源は、電源電圧３６Ｖのものを使用し、図６に示す距離ａは３００ｍｍである。

表１０に示すように、条件１〜３において、本ケースの導光板３は、光源６の近傍に位置する縁部（計測点（４）〜（９））と中央部（計測点（１）〜（３））との照度にはあまり差が無く、良好に照度が得られており、出射面全領域において均一な照度を得ていることが分かる。

このように本実施形態によれば、導光板３において、導光板基材３１に形成されるドットパターン３２は、第２の主面３１ｂにおいて、入射面となる側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがってドット密度が増加するように構成されている。具体的には、ドットパターン３２は、入射面となる側端面３１ｃ，３１ｄに対応する各縁部側から中央部Ｃntに向かうにしたがって、ドット３２ａの面積が増加するように構成されている。

かかる構成によれば、第２の主面３１ｂ上の位置に応じてドットパターン３２を構成する個々のドット３２ａの疎密状態を調整することにより、第１の主面３１ａから面状に出射する光の分布を効果的に制御することができる。これにより、第１の主面３１ａにおいて、どの位置でも有効な照度を得ることができ、出射面全領域においてムラのない、均一な照度を得ることができる。また、実験結果に示すように、入射面とは異なる側端面３１ｅ，３１ｆのサイズが大きくなるような場合であっても、出射面全領域においてムラのない、均一な照度を得ることができる。また、均一照度により、サインボードの美観の向上を図ることができるとともに、大きなサイズのサインボードにより、アイキャッチ効果を高めることができ、広告情報を効果的にアピールすることができるとともに、このような魅力的な広告情報を提供することができる照明装置１自体の商品価値を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、光源６として、ＬＥＤ６ａを採用している。このため、蛍光灯などを使用する場合と比較して、光源６の省エネルギー化および長寿命化を図ることができ、メンテナンスコストを軽減することができる。また、光源６から発せられる熱を抑制することができるので、照明装置１の設置に際する場所的な制約の低減や、安全性の向上を図ることができる。さらに、光源６自体の小型化を図ることができるので、装置の薄型化が可能であり、設置した際の美観の向上を図ることができるとともに、取り付け場所の制約などを受けにくい構成とすることができる。

また、本実施形態によれば、ドットパターン３２は、スクリーン印刷により導光板基材３１に形成されている。ドットパターンを形成する手法としては、化学的または機械的な手法により導光板基材に凹凸を形成することもでも可能であるが、かかる手法は製造作業が繁雑であるとともに、導光板３としても使用時に埃などがたまり、見栄えが悪化するという問題がある。しかしながら、本実施形態の手法によれば、このような問題を生じることなく、ドットパターン３２を導光板基材３１に形成することができる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態にかかる導光板３を模式的に示す説明図である。第２の実施形態にかかる導光板３が、第１の実施形態のそれと異なる点は、光源６からの入射形態の相違にともないドットパターン３２の形態を異ならせていることある。具体的には、第２の実施形態にかかる導光板３は、光源６からの入射形態が片側入光であることを前提に、第１の側端面３１ｃのみが入射面として機能している。

本実施形態の導光板３は、上述した両側入射に対応するドットパターン３２と思想を同じにするものであり、第１の実施形態に示す導光板３について、Ｙ方向における中央位置を基準としてＸ方向に沿って２分割することにより得ることができる。

すなわち、ドットパターン３２は、第１の実施形態と同様、第２の主面３１ｂのＸ方向にかけて等ピッチで並ぶ複数のドット３２ａからなるＸ方向ドット群が、そのＹ方向にかけて等間隔で複数配置された格好となっている。また、相互に隣接するＸ方向ドット群は、個々のドット３２ａが半ピッチ相当だけ互い違いとなるように、オフセットした状態で配置されている。個々のドット３２ａは、第２の主面３１ｂにおいて、入射面である第１の側端面３１ｃに対応する縁部（具体的には、領域Ａｐの範囲を限度とする縁部側）から、当該縁部の直行方向（法線方向）に沿って中央部Ｃntにそれぞれ向かうにしたがって、ドット３２ａの面積が増加する。

また、個々のドット３２ａは、第２の主面３１ｂにおいて、中央部Ｃntから入射面である第１の側端面３１ｃと対向する第２の側端面３１ｄに対応する縁部（具体的には、領域Ａｐの範囲を限度とする縁部側）に向かうにしたがって、ドット３２ａの面積が増加する。ここで、図４（ｂ）は、第１の側端面３１ｃに対応する縁部側における所定領域Ａ１内のドット３２ａを示し、同図（ｃ）は、中央部Ａ２における所定領域Ａ２内におけるドット３２ａを示し、同図（ｄ）は、第３の側端面３１ｃに対応する縁部側における所定領域Ａ３内のドット３２ａを示している。また、ドットパターン３２は、ドット３２ａの面積増加が、入射面側の縁部側から中央部を経由して対向する側端面３１ｄにかけて線形的に変化するように構成されている。

このように本実施形態によれば、片面入射からなる照明装置１を提供することができる。かかる片面入射であっても、第１の実施形態と同様に、導光板３は、第１の主面３１ａにおいて、どの位置でも有効に照度を得ることができ、出射面全領域においてムラのない、均一な照度を得ることができる。

以上、本発明の実施形態にかかる照明装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、照明装置を構成する導光板についても、本発明の一部として機能する。

また、上述した各実施形態によれば、照明装置を広告情報が表示されたサインボードのバックライトとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、照明装置は、床、壁、壁面に設置して使用する照明機器として機能してもよいし、商品陳列棚やショーケースの照明器具として利用してもよい。

また、上述した各実施形態によれば導光板の長辺側の側端面から光を入射させる形態であったが、これを短辺側の側端面から入射させてもよい。この場合、光源であるＬＥＤの使用個数を減少させることができるので、省エネルギー化を実現することができる。

１…照明装置
２…拡散板
３…導光板
３１…導光板基材
３１ａ…第１の主面
３１ｂ…第２の主面
３１ｃ…第１の側端面
３１ｄ…第２の側端面
３１ｅ…第３の側端面
３１ｆ…第４の側端面
３２…ドットパターン
３２ａ…ドット
４…反射板
５…背板
６…光源
６ａ…ＬＥＤ
６ｂ…基板
７…フレーム
７ａ…ボトム部
７ｂ…サイド部
７ｃ…サイド部

Claims (2)

1. 入射面から内部に入射した光を導いて出射面から面状に出射させる導光板において、
   互いに対向する一対の主面と、側端面とを備えており、前記側端面が前記入射面として機能するとともに前記一対の主面のうち一方の主面が前記出斜面として機能する板状の基材と、
   前記一対の主面のうち他方の主面に形成されており、前記一方の面から面状に出射する光の分布を制御する光制御手段とを有し、
   前記光制御手段は、前記他方の主面上に離散的に配置される複数のドットからなるドットパターンであり、
   前記ドットパターンは、前記他方の主面において前記入射面となる側端面に対応する縁部から中央部に向かうにしたがって、単位面積あたりに占めるドットの総面積の比率であるドット密度が増加するように構成されることを特徴とする導光板。
2. 光源と、
   前記光源と対向して配置された入射面を介して前記光源から入射した光を導いて出射面から面状に出射する導光板とを有し、
   前記導光板は、
   互いに対向する一対の主面と側端面とを備えて、前記側端面が前記入射面となるとともに前記一対の主面のうち一方の主面が前記出斜面となる板状の基材と、
   前記一対の主面のうち他方の主面に形成されており、前記一方の面から面状に出射する光の分布を制御する光制御手段とを有し、
   前記光制御手段は、前記他方の主面上に離散的に配置される複数のドットからなるドットパターンであり、
   前記ドットパターンは、前記他方の主面において前記入射面となる側端面に対応する縁部から中央部に向かうにしたがって、単位面積あたりに占めるドットの総面積の比率であるドット密度が増加するように構成されることを特徴とする照明装置。

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