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エッジライト型面光源装置
JP5851608B2
Japan
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2013-07-03
2013-07-03
2016-02-03
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2016-02-03
2016-06-02
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2033-07-03
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本発明は、エッジライト型面光源装置に関する。
主に液晶用バックライトの用途として、導光板を用いたエッジライト型面光源装置が広く普及している。
液晶用バックライトでは、導光板を用いずに液晶パネルの直下に光源を配置する直下型のバックライトと比べ、線状光源を縁に配置し導光板にて面状の発光に変換するエッジライト型の面光源装置が、液晶用バックライトモジュールやその応用商品の薄型化に効果的であり、主流となっている（例えば、下記特許文献１参照）。また、一部では、照明用としても、エッジライト型の面光源装置が使用されている。
従来は、これらの光源装置の発光源として冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が主流であったが、近年、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）への置き換えが進んでいる。この置き換えにより、ＣＣＦＬや蛍光灯で使用される環境負荷の高い水銀の使用を廃止し、消費電力を削減し、色再現性を高め、光源装置の寿命を長らえることが可能になる。
ここで、図１４〜図２５を用いて、従来のエッジライト型面光源装置について説明する。図１４は、従来のエッジライト型の面光源装置の構成を示す分解斜視図である。図１５は、図１４に示す従来のエッジライト型の面光源装置の、組み立てられた状態の断面図である。
図１４および図１５に示すように、従来のエッジライト型の面光源装置であるＬＥＤ光源装置１００は、筐体１６０、導光板１２０、反射シート１３０、拡散シート１５０、およびＬＥＤ光源基板１４０を備えている。
なお、導光板１２０として比較的薄手のものが使用される場合は導光シートと呼ばれることがあるが、これらには厳密な区別は無く、慣用的に使い分けられる表現である。ここで導光板１２０と称する部材は導光シートと呼ばれるものを含む導光手段一般である。
ＬＥＤ光源基板１４０は、導光板１２０へ照射するための照射光を発光する。ＬＥＤ光源基板１４０から照射された照射光は、導光板１２０の一側面である入射面から、導光板１２０内へ入射される。入射面から入射した上記照射光は、導光板１２０の内部でミキシングおよび均一化され、面状光となって導光板１２０の照射面となる天面から出射される。
反射シート１３０は、導光板１２０の裏面側（上記照射面の反対側）に配置され、当該裏面側に漏れた光を導光板内へ戻すことにより、光の利用効率の向上に寄与する。
拡散シート１５０は、導光板１２０の表面側（上記照射面側）に配置され、当該表面側に出射された光を均一化し、輝度ムラを低減する効果があり、必要に応じてその他の様々な光学シート（例えば、レンズシート、偏光反射シート等）と組み合わせて用いられる。
筐体１６０はこれらの部材を内部に収納し、当該内部においてこれらの部材を固定および支持する。
ＬＥＤ光源装置１００は、上記構成により、ＬＥＤ光源基板１４０の発光を利用した面照射装置として機能する。
ここで、図１６〜図１９を用いて、従来のエッジライト型面光源装置が備えるＬＥＤ光源基板の構成について具体的に説明する。
図１６は、従来のエッジライト型面光源装置が備えるＬＥＤ光源基板の外観を示す。図１７は、図１６に示したＬＥＤ光源基板の断面図である。
ＬＥＤ光源基板６００は、図１６に示すように、平板状の配線基板６１０上に、複数のＬＥＤパッケージ６２０およびコネクタ６０１が実装されて構成されている。ＬＥＤパッケージ６２０は、コネクタ６０１およびハーネス（図示省略）を介して、外部（図示省略）と電気的に接続され、これにより、外部からの発光の制御が可能となっている。
図１７を用いて、ＬＥＤパッケージ６２０周辺の構造を更に詳細に説明する。
配線基板６１０は、基材６１１、配線層６１２、およびソルダーレジスト層６１３が積層されて構成されている。配線層６１２の上に、半田６２６によりＬＥＤパッケージ６２０が接続および固定される。
ＬＥＤパッケージ６２０は、ＬＥＤ素子６２１、封止樹脂６２２、ボンディングワイヤ６２３、配線層６２４、基材６２５を含む。ＬＥＤ素子６２１は基材６２５上に実装され、ボンディングワイヤ６２３を用いて配線層６２４に接続される。封止樹脂６２２は基材６２５の内部を樹脂にて封止することで、内部の部品や接続状態を保護する。また、封止樹脂６２２は、蛍光体を含有することで、ＬＥＤ素子６２１の発光色を変換することが可能であり、例えば青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体を使用して白色を発するＬＥＤパッケージを構成することができる。配線層６２４は、半田６２６にて接続される部位と、ＬＥＤ素子６２１がワイヤボンディングされる部位を配線する。
図１７にて示す例では、配線層６２４は基材６２５を貫通する形状となっており、半田６２６は、基材６２５の底面側の配線層６２４に接続されており、ＬＥＤ素子６２１は、基材６２５の天面側の配線層６２４に接続されている。
図１７に示す構成により、ＬＥＤ素子６２１は、ＬＥＤ素子は機構的に固定されつつ、配線基板６１０、コネクタ６０１、およびハーネス（図示省略）を介して、外部（図示省略）と電気的に接続され、これにより、外部からの発光の制御が可能となっている。
図１８は、従来のエッジライト型面光源装置が備えるＬＥＤ光源基板の他の一例を示す。図１９は、図１８に示したＬＥＤ光源基板のＡ−Ａ矢視断面図である。図１８および図１９に示すＬＥＤ光源基板５００は、ＬＥＤパッケージを用いずに、基材５１１上にＬＥＤ素子５１５がＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）にて実装されている。すなわち、ＬＥＤ素子５１５は、基材５１１の上に直接実装されている。基材５１１は、その表面に別の層（例えば配線層５１３）を備えていてもよく、この場合、ＬＥＤ素子５１５をその別の層の表面に実装することも可能である。いずれにせよ、ＣＯＢでは、ＬＥＤ素子５１５はパッケージに格納された上で間接的に配線基板に実装されるのではなく、素子のままで実装される。
基材５１１は、表面（図１９にて、基材５１１で最も上に水平に描かれた面）と、そこから窪んだ凹部を有し、ＬＥＤ素子５１５はこれらの凹部の内部に実装される。
ＬＥＤ光源基板５００では、配線層５１３およびＬＥＤ素子５１５はボンディングワイヤ５１６により電気的に接続される。また、特に図示しないが、配線層５１３はコネクタ５１２の有する電極端子と電気的に接続される。この構成により、コネクタ５１２に接続されたハーネス（不図示）を電気的に制御することでＬＥＤ素子５１５の発光を制御することが可能になる。
ＬＥＤ素子５１５、ボンディングワイヤ５１６、およびこれらの接続部位は、衝撃により容易に破損するので、それを防止するため、ＬＥＤ素子５１５とボンディングワイヤ５１６は接続部分も含めて封止樹脂５１４により封止される。すなわち、凹部に封止樹脂５１４が注入される。この構成により、ＬＥＤ素子５１５およびボンディングワイヤ５１６は、外部から付加されるある程度の衝撃に耐えられることに加え、水分・異物などから保護される。
また、封止樹脂５１４に着色剤や蛍光体が添加されることで、ＬＥＤ光源基板５００の出射光の色調の調整が可能である。例えば、ＬＥＤ素子５１５が青色や紫外線を発光し、封止樹脂５１４内に適合する蛍光体を含有することで、ＬＥＤ光源基板５００は白色光を出射することができる。
ＬＥＤ光源基板１４０を、ＬＥＤ光源基板６００のようにＬＥＤパッケージと配線基板を用いて構成することは、外形をプレス加工やルーター加工で作成できるので比較的大型の基板を作成しやすいこと、一般的なマウンタを用いてＬＥＤパッケージを実装できること、などの利点がある。それに対し、ＬＥＤ光源基板５００のようにＣＯＢによりＬＥＤ素子を実装する方法は、実装に半田を使用する必要が無いので使用時の半田温度に起因する温度の制約が無いこと、ＬＥＤパッケージと同様の工程で最終の形態に製造できるので小型の基板であれば低コストで製造できること、などの利点がある。
図２０は、従来のエッジライト型面光源装置における、光の反射パターンを示す。図２０において、ＬＥＤ光源基板１４０から発せられた光は、導光板１２０の入射面（図の左辺）より導光板１２０へ入射される。導光板１２０は、導光体１２１と反射パターン１２２からなる。
図２０において、代表的な入射光の軌跡を矢印で示している。ＬＥＤ光源基板１４０より出射され、導光体１２１の入射面に照射された光は、その入射角がある程度より小さい場合、屈折して導光体１２１の内部に入射され、その入射角がある程度より大きい場合、入射面で全反射し、導光体１２１の内部には入射されない。
導光体１２１に入射された入射光は、導光体１２１の天面および底面で全反射を繰り返す。入射光が反射パターン１２２に当たると、そこで拡散反射され、多くの成分が天面すなわち出射面より出射される。
通常、面発光パターンを均一化したり、所望の面発光パターンとしたりするため、反射パターン１２２は適正に設定される。例えば、均一な発光パターンを実現するためには、光源から遠い部位は反射パターンの密度を大きく（ひとつひとつの反射パターンが大きい、面積当たりの反射パターンの数が多い、あるいはそれらの組み合わせなど）、光源から近い部位は反射パターンの密度を小さく（ひとつひとつの反射パターンが小さい、面積当たりの反射パターンの数が少ない、あるいはそれらの組み合わせなど）する。
導光体１２１の材質には、透過率が非常に高いアクリル樹脂や、透過率がある程度高く強度が高いポリカーボネート等が使用されることが多い。特に、ある程度大きなサイズの面光源モジュールでは、導光板による吸収のために失われる光の量が無視できないので、アクリル樹脂を使用することが多い。一方、サイズが比較的小さく強度が必要な場合は、ポリカーボネートが使用されることが多い。
反射パターン１２２は、導光体１２１へのレーザーマーキング、塗料の塗布などにより導光体１２１に付加することも出来、また導光体１２１の成形時に同時に形成される形状にて実現することも可能である。
ここで、図２１〜図２４を用いて、従来のエッジライト型面光源装置における光源基板の配置について説明する。図２１〜図２４は、従来のエッジライト型面光源装置における光源基板の配置を概略的に示すものである。
図２１に示す例では、導光板１２０の一組の長辺（図中上辺および下辺）の各々に、光源基板１４０ａおよび光源基板１４０ｂが配置されている。光源基板１４０ａおよび光源基板１４０ｂの各々の長さは、導光板１２０の一組の長辺の各々の長さと等しくなっている。
図２２に示す例では、導光板１２０の一組の短辺（図中左辺および右辺）の各々に、光源基板１４０ａおよび光源基板１４０ｂが配置されている。光源基板１４０ａおよび光源基板１４０ｂの各々の長さは、導光板１２０の一組の短辺の各々の長さと等しくなっている。
図２３に示す例では、導光板１２０の一の長辺（図中下辺）に、光源基板１４０が配置されている。光源基板１４０の長さは、導光板１２０の一の長辺の長さと等しくなっている。
図２４に示す例では、導光板１２０の一の短辺（図中左辺）に、光源基板１４０が配置されている。光源基板１４０の長さは、導光板１２０の一の短辺の長さと等しくなっている。
ここで、光源基板を導光板の長辺に配置するよりも、導光板の短辺に配置する方が、光源基板の合計長さをより短くできる。また、光源基板を導光板の２辺に配置するよりも、導光板の１辺に配置する方が、光源基板の合計長さをより短くできる。
例えば、図２２に示す構成の方が、図２１に示す構成よりも、光源基板の合計長さをより短くできる。また、図２３に示す構成の方が、図２１に示す構成よりも、光源基板の長さの合計を短くすることができる。また、図２４に示す構成の方が、図２２に示す構成よりも、光源基板の長さの合計を短くすることができる。
一般に、光源基板の長さの合計を短くすることは、生産コストの低減、製品重量の低減、部材の使用量低減による環境負荷の低減、寸法および重量の低下に伴う輸送費の低減など、多くのメリットが見出せる。
しかしながら、光源基板の長さの合計を最も短くすることができる図２４の構成を採用したとしても、光源基板の長さは、対応する辺の長さと等しくする必要がある。その理由は、導光板における輝度をなるべく均一にするという要求を満たす必要があり、光源基板の長さを対応する辺の長さと等しくすることにより、容易にこれを実現できるからである。すなわち、図２４の構成を採用した場合、光源基板の長さを、対応する辺の長さよりも短くしてしまうと、導光板において十分な輝度が得られない部分が生じてしまう。
この問題について、図２５を用いて具体的に説明する。図２５は、導光板の一辺に光源基板を配置した従来の面光源装置における、光源基板による光の照射範囲を示す。図２５では、従来の面光源装置において、導光板１２０の短辺１辺に対し、試験的に当該辺よりも短い光源基板１４０を配置した例を示す。
図２５に示すように、従来の面光源装置においては、ＬＥＤ光源基板１４０から照射された光は、導光板１２０の右辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の上辺方向への屈折角αをなす広がり、および、導光板１２０の下辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。
これは、ＬＥＤ光源基板１４０から照射された光が、導光板１２０の側面（すなわち、境界面）において屈折するからである。これにより、導光板１２０の左上角部および左下角部の各々においては、図２５に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０からの光が照射されない暗部（ハッチが施されていない部分）が形成されている。
このように、光源基板１４０の長さを対応する辺の長さよりも短くしてしまうと、上記照射範囲２１０ａに対しては、光を直接的に照射することができるものの、上記暗部に対しては、光を直接的に照射することができない。このため、従来の面光源装置においては、導光板において十分な輝度が得られなくなるため、光源基板１４０の長さを、対応する短辺の長さよりも短くすることができない。
光源基板１４０の長さを短くしなくとも、導光板１２０の長辺の長さを延長することにより、元のサイズの導光板１２０の全領域を、照射範囲とすることが可能である。しかしながら、通常、上記長辺の延長部分の長さが、短辺の長さの１割を超えることは許されない。
例えば、導光板１２０がアクリル樹脂（屈折率１．４９）からなる場合、臨界角αは、約４２°となる。光学ガラスの一部はこれよりも屈折率が低く、１．４３程度のものがあり、この場合、臨界角αは、約４５°となる。この場合、光源基板１４０の長さが対応する短辺の長さの０．８倍を下回ると、上記長辺の延長部分の長さが、短辺の長さの１割を超えてしまう。したがって、光源基板１４０の長さを、対応する短辺の長さの０．８倍以下とすることは、非常に困難である。
しかしながら、やはり光源基板の長さを対応する辺の長さよりも短くしたいという要求は不変である。そこで、従来、このような要求に応じるべく、光源基板の長さを対応する辺の長さよりも短くするための技術が考案されている。
例えば、下記特許文献２には、光源の長さを導光板の短辺の長さより短くしつつも、照明光導入部を設け、光源から出射された照明光を広げて、導光板に導く構成が開示されている。
また、下記特許文献３には、光源の長さを導光板の短辺の長さより短くしつつも、導光板に光散乱穴を形成することにより、導光板内において光を拡散させる構成が開示されている。
また、下記特許文献４および下記特許文献５には、Ｌ字状の光源を、導光板の角部に配置することにより、光源の低消費電力化を図りつつ、表示輝度の均一化を測る構成が開示されている。
しかしながら、上記特許文献２に記載の技術では、光源と導光板との間に照明光導入部を設ける必要があるため、コストが増加するだけでなく、そのためのスペースを導光板の縁部に設ける必要があり、面光源装置の大型化を招く。さらには、導光板への入射角が増大するため、入射効率が低下する。
また、上記特許文献３に記載の技術では、導光板に光散乱穴を形成する必要があり、このような加工は成形上の難度が高く、コストの大きな上昇に繋がる。
また、上記特許文献４、５に記載の技術では、Ｌ字状という複雑な構成の光源を用いる必要があるため、コストの増加を招く。また、事実上、導光板の長辺と短辺との双方に光源が配置されるため、一方の辺の側部を省スペース化することができない。
以上のとおり、特許文献２〜５に開示されている技術では、導光板の照射面の全面において十分かつ均一な輝度を得ると共に、低コスト化を図ることが難しかった。
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、導光板の照射面の全面において十分かつ均一な輝度を得ると共に、低コスト化を図ることを可能とするエッジライト型面光源装置を提供することにある。
本発明のエッジライト型面光源装置は、上記の問題を解決するために、導光手段と、前記導光手段の側面から前記導光手段内に光を照射する複数の光源とを備え、前記複数の光源は、前記導光手段の互いに対向しあう一組の辺の各々に配置され、当該複数の光源の発光部分のうち最も長いものの長さは、当該複数の光源が配置される前記導光手段の辺の長さより短く、前記複数の光源は、当該光源が光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光よりも、当該範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するように構成されており、前記導光手段の屈折率をλ、前記導光手段における前記一組の辺の各々の長さをｘ、前記導光手段における前記一組の辺とは異なる辺の長さをｙ、前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の長さの和をＬ、前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の個数をＮとしたとき、
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ
および、
Ｌ ＜ ｘ
を満足することを特徴としている。
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ
および、
Ｌ ＜ ｘ
を満足することを特徴としている。
上記の構成によれば、複数の光源の各々に短いサイズの光源を用いつつ、当該複数の光源の配置を上記配置としたことにより、当該複数の光源による光の照射範囲を十分に得ることができる。
さらに、上記の構成によれば、前記複数の光源から、当該光源が光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射する。これにより、光源の位置ずれに依存して、導光手段の特定領域にて輝度が極端に低下することを抑制することができる。従って、導光板（導光手段）の照射面の全面において均一な輝度を得ることが可能となる。
以上のとおり、本発明のエッジライト型面光源装置は、導光手段と、前記導光手段の側面から前記導光手段内に光を照射する複数の光源とを備え、前記複数の光源は、前記導光手段の互いに対向しあう一組の辺の各々に配置され、当該複数の光源の発光部分のうち最も長いものの長さは、当該複数の光源が配置される前記導光手段の辺の長さより短く、前記複数の光源は、当該光源が光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光よりも、当該範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するように構成されており、前記導光手段の屈折率をλ、前記導光手段における前記一組の辺の各々の長さをｘ、前記導光手段における前記一組の辺とは異なる辺の長さをｙ、前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の長さの和をＬ、前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の個数をＮとしたとき、
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ
および、
Ｌ ＜ ｘ
を満足する。
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ
および、
Ｌ ＜ ｘ
を満足する。
従って、導光板の照射面の全面において十分かつ均一な輝度を得ると共に、低コスト化を図ることが可能であるという効果を奏する。
以下本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
〔第１実施形態〕
まず、図１および図２を用いて、本発明に係るエッジライト型面光源装置の一例である第１実施形態の面光源装置１０について説明する。
まず、図１および図２を用いて、本発明に係るエッジライト型面光源装置の一例である第１実施形態の面光源装置１０について説明する。
（面光源装置の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る面光源装置１０の構成を概略的に示す。図１に示す面光源装置１０は、導光板（導光手段）１２０、ＬＥＤ光源基板（光源）１４０ａ、および１４０ｂを備えている。この面光源装置１０は、導光板１２０の側面に配置されたＬＥＤ光源基板１４０ａおよび１４０ｂによって、導光板１２０の側面からその内部に光を照射する、いわゆるエッジライト型の面光源装置である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る面光源装置１０の構成を概略的に示す。図１に示す面光源装置１０は、導光板（導光手段）１２０、ＬＥＤ光源基板（光源）１４０ａ、および１４０ｂを備えている。この面光源装置１０は、導光板１２０の側面に配置されたＬＥＤ光源基板１４０ａおよび１４０ｂによって、導光板１２０の側面からその内部に光を照射する、いわゆるエッジライト型の面光源装置である。
導光板１２０は、当該導光板１２０とともに表示装置に搭載される液晶表示パネルの形状に対応して、図１に示すように、互いに対向しあう一対の短辺（図中左辺および右辺）と、互いに対向しあう一対の長辺（図中上辺および下辺）とからなる、横長の長方形状を有している。
この面光源装置１０においては、上記一対の短辺の各々に、ＬＥＤ光源基板が配置されている。具体的には、導光板１２０の左辺にはＬＥＤ光源基板１４０ａが配置されており、導光板１２０の右辺には、ＬＥＤ光源基板１４０ｂが配置されている。
特に、注目すべきは、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、上記左辺の上端部に設けられているのに対し、ＬＥＤ光源基板１４０ｂは、上記右辺の下端部に設けられている点である。すなわち、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、導光板１２０の左上角部近傍に設けられているのに対し、ＬＥＤ光源基板１４０ｂは、導光板１２０の右下角部近傍に設けられている。
さらに、注目すべきは、ＬＥＤ光源基板１４０ａの発光部分の長さＷ１、およびＬＥＤ光源基板１４０ｂの発光部分の長さＷ２は、極めて短く、これら２つのＬＥＤ光源基板の発光部分の長さＷ１，Ｗ２の合計は、導光板１２０の１つの短辺の長さよりも短い点である。これは、２つのＬＥＤ光源基板を上記のように配置したことにより、各ＬＥＤ光源基板の発光部分の長さをこれ以上長くしなくとも、導光板１２０において十分な照射範囲を得ることが可能となっているからである。
（光の照射範囲）
図２は、本発明の第１実施形態に係る面光源装置１０における、各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲（照射領域とも呼ぶ）を示す。このうち、図２の（ａ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲２１０ａを示す。また、図２の（ｂ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲２１０ｂを示す。そして、図２の（ｃ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方による光の照射範囲を示す。
図２は、本発明の第１実施形態に係る面光源装置１０における、各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲（照射領域とも呼ぶ）を示す。このうち、図２の（ａ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲２１０ａを示す。また、図２の（ｂ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲２１０ｂを示す。そして、図２の（ｃ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方による光の照射範囲を示す。
（ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲）
図２の（ａ）に示すように、本実施形態の面光源装置１０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光は、導光板１２０の右辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の下辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これは、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光が、導光板１２０の側面（すなわち、境界面）において屈折するからである。これにより、導光板１２０の左下角部においては、図２の（ａ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａ（ハッチが施されていない部分）が形成されている。
図２の（ａ）に示すように、本実施形態の面光源装置１０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光は、導光板１２０の右辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の下辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これは、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光が、導光板１２０の側面（すなわち、境界面）において屈折するからである。これにより、導光板１２０の左下角部においては、図２の（ａ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａ（ハッチが施されていない部分）が形成されている。
ここで、導光板１２０の屈折率λは１より大きくなっている。このため、法線と屈折線とがなす屈折角αは、９０°より小さいものとなる。
上記屈折率λと上記屈折角αとの関係は、下記式（１）によって表すことができる。
sinα = 1/λ ・・・ （１）
（ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲）
また、図２の（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源装置１０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光は、導光板１２０の左辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｂは、導光板１２０の上辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の右上角部においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂ（ハッチが施されていない部分）が形成されている。
（ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲）
また、図２の（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源装置１０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光は、導光板１２０の左辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｂは、導光板１２０の上辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の右上角部においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂ（ハッチが施されていない部分）が形成されている。
（ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂによる光の照射範囲）
図２の（ｃ）は、照射範囲２１０ａと照射範囲２１０ｂとを重ね合わせて示している。図２の（ｃ）において、第３のハッチによって示されている照射範囲２１０ｃは、照射範囲２１０ａと照射範囲２１０ｂとが重なり合っている領域である。
図２の（ｃ）は、照射範囲２１０ａと照射範囲２１０ｂとを重ね合わせて示している。図２の（ｃ）において、第３のハッチによって示されている照射範囲２１０ｃは、照射範囲２１０ａと照射範囲２１０ｂとが重なり合っている領域である。
図２の（ａ）および図２の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａのみを点灯させた状態、ＬＥＤ光源基板１４０ｂのみを点灯させた状態を個別に見ると、それぞれ暗部２１２ａ、暗部２１２ｂが形成されることとなるが、図２の（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方を点灯させた状態では、導光板１２０において、暗部２１２ａは照射範囲２１０ｂによって解消され、暗部２１２ｂは照射範囲２１０ａによって解消されるため、その全ての領域が照射範囲となる。
（本実施形態の効果）
このように、本実施形態の面光源装置１０は、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を用いていながら、その配置を上記のように工夫したことにより、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。
このように、本実施形態の面光源装置１０は、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を用いていながら、その配置を上記のように工夫したことにより、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。
なお、もし、導光板１２０の辺の長さや、導光板１２０の屈折率λが本実施形態と異なる場合には、必要に応じて、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂの少なくとも一方の発光部分の長さを変更することにより、本実施形態と同様に、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
この場合、導光板１２０の長辺の長さをｘ、導光板１２０の短辺の長さをｙ、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和をＬとしたとき、下記式（２）を満たすことにより、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
Ｌ＋ｘ／√（λ２−１） ≧ ｙ ・・・ （２）
ここで、上記式（２）をより詳細に説明するために、上記式（２）で不等号が等号の場合、すなわち、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光の照射領域が重複する照射範囲２１０ｃが０となるが、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、１４０ｂから照射された光の照射範囲２１０ａ、２１０ｂによって導光板１２０における全ての領域を網羅することができる事例を図２の（ｄ）に示す。この事例では、上記式（２）を満たしつつ、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和であるＬが最短となる。
ここで、上記式（２）をより詳細に説明するために、上記式（２）で不等号が等号の場合、すなわち、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光の照射領域が重複する照射範囲２１０ｃが０となるが、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、１４０ｂから照射された光の照射範囲２１０ａ、２１０ｂによって導光板１２０における全ての領域を網羅することができる事例を図２の（ｄ）に示す。この事例では、上記式（２）を満たしつつ、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和であるＬが最短となる。
図２の（ｄ）に示すように、この事例では、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光の照射範囲２１０ａの境界線２１３ａと、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光の照射範囲２１０ｂの境界線２１３ｂとが、上記式（１）を満たす屈折角αに沿って丁度、同じ直線上に重なっている。
このとき、図２の（ｄ）を参照すればわかるように、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、１４０ｂの長さＷ１、Ｗ２と導光板１２０の短辺の長さyとの間で、下記式（２’）を満たすことなる。
Ｗ1＋ｘ×tan(α)＋Ｗ２＝ｙ ・・・ （２’）
ここで、Ｗ１＋Ｗ２は、上述の通り、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和はＬであり、屈折角αは、上記式（１）を満たす角度なので、式（２’）を導光板の屈折率λおよびＬを用いて書き直すと、式（２’）は、上記式（２）で不等号が等号の場合となる。
ここで、Ｗ１＋Ｗ２は、上述の通り、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和はＬであり、屈折角αは、上記式（１）を満たす角度なので、式（２’）を導光板の屈折率λおよびＬを用いて書き直すと、式（２’）は、上記式（２）で不等号が等号の場合となる。
式（２’）で左辺が右辺（ｙ：導光板１２０の短辺の長さ）より大きくなるとＬＥＤ光源基板１４０ａ、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光の照射領域が重複する照射範囲２１０ｃが増加することになる。
例えば、図２の（ｄ）の状態から、ＬＥＤ光源基板１４０ａの長さが長くなると、境界線２１３ａは下方に移動し、ＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さが長くなると、境界線２１３ｂは上方に移動する。したがって、この状態から、少なくともＬＥＤ光源基板１４０ａまたはＬＥＤ光源基板１４０ｂの一方の長さが長くなると、図２の（ｃ）に例示するように、照射範囲２１０ａと照射範囲２１０ｂとが重複する照射範囲２１０ｃが形成されることとなる。
なお、上記発光部分の長さ（ＬＥＤ光源基板１４０ａまたはＬＥＤ光源基板１４０ｂの少なくともいずれか一方の長さ）をより短くすることも可能な場合がある。たとえば導光板１２０にアクリル樹脂（λ＝１．４９）を使用し、導光板１２０の縦横比が液晶テレビ等に一般的に用いられている９：１６であるとき、いかなるＬであっても上記の式（２）を満たすことができる。すなわち、上記発光部分の長さを可能な限り短くすることができる。
また、本実施形態の面光源装置１０は、導光板１２０における各角部の輝度を、比較的高めることができる。
例えば、面光源装置１０は、ＬＥＤ光源基板１４０ａが導光板１２０の左上角部に配置されているので、当該左上角部の輝度を高めることができるのはもちろんのこと、ＬＥＤ光源基板１４０ａの法線方向にある、導光板１２０の右上角部の輝度を高めることもできる。一般に、線状のＬＥＤ光源基板は、法線方向への照射光の強度が強いからである。
同様に、面光源装置１０は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂが導光板１２０の右下角部に配置されているので、当該右下角部の輝度を高めることができるのはもちろんのこと、ＬＥＤ光源基板１４０ｂの法線方向にある、導光板１２０の左下角部の輝度を高めることもできる。
また、本実施形態の面光源装置１０は、導光板１２０に対するＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの配置が点対称となっており、導光板１２０における光の反射パターンも点対称となっているため、１８０°回転させた状態で、液晶表示パネルなどに対称に組み込むことが可能となっている。これにより、本実施形態の面光源装置１０は、上記組み込み時の生産性を高めることが可能となっている。この場合、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂには、同一のＬＥＤ光源基板を用いることが好ましく、これにより、部品コスト削減等の効果を得ることができる。
〔第２実施形態〕
次に、図３および図４を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第２実施形態の面光源装置３０について説明する。
次に、図３および図４を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第２実施形態の面光源装置３０について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る面光源装置３０の構成を概略的に示す。この第２実施形態の面光源装置３０は、各ＬＥＤ光源基板の配置が、面光源装置１０と異なり、その他の点については、面光源装置１０と同様である。
具体的には、図３に示すように、第２実施形態の面光源装置３０は、ＬＥＤ光源基板１４０ａが、導光板１２０の左辺の中央部に設けられており、ＬＥＤ光源基板１４０ｂが、導光板１２０の右辺の中央部に設けられている。
図４は、本発明の第２実施形態に係る面光源装置３０における、各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲を示す。このうち、図４の（ａ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲２１０ａを示す。また、図４の（ｂ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲２１０ｂを示す。そして、図４の（ｃ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方による光の照射範囲を示す。
図４の（ａ）に示すように、本実施形態の面光源装置３０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光は、導光板１２０の右辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の上辺方向への屈折角αをなす広がり、および、導光板１２０の下辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の左上角部および左下角部の各々において、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａが形成されている。
また、図４の（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源装置３０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光は、導光板１２０の左辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｂは、導光板１２０の上辺方向への屈折角αをなす広がり、および、導光板１２０の下辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の右上角部および右下角部の各々において、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂが形成されている。
本実施形態の面光源装置３０においても、図４の（ａ）および図４の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａのみを点灯させた状態、ＬＥＤ光源基板１４０ｂのみを点灯させた状態を個別に見ると、それぞれ暗部２１２ａ、暗部２１２ｂが形成されることとなるが、図４の（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方を点灯させた状態では、導光板１２０において、暗部２１２ａは照射範囲２１０ｂによって解消され、暗部２１２ｂは照射範囲２１０ａによって解消されるため、その全ての領域が照射範囲となる。
すなわち、本実施形態の面光源装置３０も、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を用いていながら、その配置を上記のように工夫したことにより、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。
この面光源装置３０によっても、面光源装置１０と同様、短いＬＥＤ光源基板によって導光板１２０の全領域から光を照射することが出来る。特に、面光源装置３０によれば、この構成によれば、視聴者にとってより自然な見た目となる、上下対称かつ左右対称の照射パターンを、導光板１２０に形成することができる。
既に説明したとおり、従来技術（図２５参照）では、光源基板１４０の長さが導光板１２０の短辺の長さの０．８倍を下回ると、必要となる導光板１２０の延長部分の長さが導光板１２０の短辺の長さの１割を超えるが、本実施形態の面光源装置３０においては、光源基板１４０の長さが導光板１２０の短辺の長さの０．８倍を下回る場合でも、上記延長部分の長さが導光板１２０の短辺の長さの１割を十分に下回り、当該長さを略ゼロにすることもできる。
〔第３実施形態〕
次に、図５および図６を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第３実施形態の面光源装置５０について説明する。
次に、図５および図６を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第３実施形態の面光源装置５０について説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る面光源装置５０の構成を概略的に示す。この第３実施形態の面光源装置５０は、各ＬＥＤ光源基板の配置が、面光源装置１０，３０と異なり、その他の点については、面光源装置１０，３０と同様である。
具体的には、図５に示すように、第３実施形態の面光源装置５０は、ＬＥＤ光源基板１４０ａが、導光板１２０の上辺の左端部に設けられており、ＬＥＤ光源基板１４０ｂが、導光板１２０の下辺の右端部に設けられている。すなわち、第３実施形態の面光源装置５０は、ＬＥＤ光源基板が、導光板１２０における一対の長辺の各々に設けられている。
図６は、本発明の第３実施形態に係る面光源装置５０における、各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲を示す。各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲を示す。このうち、図６の（ａ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲２１０ａを示す。また、図６の（ｂ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲２１０ｂを示す。そして、図６の（ｃ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方による光の照射範囲を示す。
図６の（ａ）に示すように、本実施形態の面光源装置５０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光は、導光板１２０の下辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の右辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の右上角部において、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａが形成されている。
また、図６の（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源装置５０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光は、導光板１２０の上辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｂは、導光板１２０の左辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の左下角部において、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂが形成されている。
本実施形態の面光源装置５０においても、図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａのみを点灯させた状態、ＬＥＤ光源基板１４０ｂのみを点灯させた状態を個別に見ると、それぞれ暗部２１２ａ、暗部２１２ｂが形成されることとなるが、図６の（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂの双方を点灯させた状態では、導光板１２０において、暗部２１２ａは照射範囲２１０ｂによって解消され、暗部２１２ｂは照射範囲２１０ａによって解消されるため、その全ての領域が照射範囲となる。
すなわち、本実施形態の面光源装置５０も、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を用いていながら、その配置を上記のように工夫したことにより、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。
このように、ＬＥＤ光源基板を長辺に設ける場合、導光板１２０の長辺の長さをｘ、導光板１２０の短辺の長さをｙ、ＬＥＤ光源基板１４０ａとＬＥＤ光源基板１４０ｂの長さの和をＬとしたとき、第１実施形態で説明した式（２）と同様に、下記式（３）を満たすことにより、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
Ｌ＋ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ ・・・ （３）
たとえば導光板１２０にアクリル樹脂（λ＝１．４９）を使用し、導光板１２０の縦横比が液晶テレビ等に一般的に用いられている９：１６であるとき、下記式（４）を満たすことにより、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
たとえば導光板１２０にアクリル樹脂（λ＝１．４９）を使用し、導光板１２０の縦横比が液晶テレビ等に一般的に用いられている９：１６であるとき、下記式（４）を満たすことにより、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
Ｌ ≧ ０．４９ｘ ・・・ （４）
すなわち、光源基板１４０ａと光源基板１４０ｂの長さの和が、導光板１２０の長辺の長さの０．４９倍を上回っていれば、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
すなわち、光源基板１４０ａと光源基板１４０ｂの長さの和が、導光板１２０の長辺の長さの０．４９倍を上回っていれば、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とすることができる。
本実施形態の面光源装置５０によれば、ＬＥＤ光源基板は導光板の長辺に沿って配置されるため、ＬＥＤ光源基板から照射された光が、導光板を通って導光板の照射面から出射されるまでの距離は比較的短い。従って、導光板により吸収される光は比較的少なく、発光効率の向上が可能となる。
〔第４実施形態〕
次に、図７および図８を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第４実施形態の面光源装置７０について説明する。
次に、図７および図８を用いて、本発明に係るエッジライト型光源基板の一例である第４実施形態の面光源装置７０について説明する。
図７は、本発明の第４実施形態に係る面光源装置７０の構成を概略的に示す。この第４実施形態の面光源装置７０は、各ＬＥＤ光源基板の配置が、面光源装置１０，３０，５０と異なり、その他の点については、面光源装置１０，３０，５０と同様である。
具体的には、図７に示すように、第４実施形態の面光源装置７０は、ＬＥＤ光源基板として、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、ＬＥＤ光源基板１４０ｂ、およびＬＥＤ光源基板１４０ｃを備えている。
ＬＥＤ光源基板１４０ａは、導光板１２０の上辺の左端部に設けられており、ＬＥＤ光源基板１４０ｂは、導光板１２０の上辺の右端部に設けられており、ＬＥＤ光源基板１４０ｃは、導光板１２０の下辺の中央部に設けられている。
すなわち、第４実施形態の面光源装置７０は、３つのＬＥＤ光源基板が設けられている点、および、導光板１２０の１つの長辺（上辺）に対して２つのＬＥＤ光源基板が設けられている点で、これまでに説明した面光源装置１０，３０，５０と異なる。
図８は、本発明の第４実施形態に係る面光源装置７０における、各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲を示す。各ＬＥＤ光源基板による光の照射範囲を示す。このうち、図８の（ａ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる光の照射範囲２１０ａを示す。また、図８の（ｂ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる光の照射範囲２１０ｂを示す。また、図８の（ｃ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ｃによる光の照射範囲２１０ｃを示す。そして、図８の（ｄ）は、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂ，ｃの全てによる光の照射範囲を示す。
図８の（ａ）に示すように、本実施形態の面光源装置７０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ａから照射された光は、導光板１２０の下辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ａは、導光板１２０の右辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の右上角部を主として、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａが形成されている。
また、図８の（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源装置７０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから照射された光は、導光板１２０の下辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｂは、導光板１２０の左辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の左上角部を主として、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂが形成されている。
また、図８の（ｃ）に示すように、本実施形態の面光源装置７０においては、ＬＥＤ光源基板１４０ｃから照射された光は、導光板１２０の上辺方向に向かって進行し、その照射範囲２１０ｃは、導光板１２０の左辺方向への屈折角αをなす広がり、および、導光板１２０の右辺方向への屈折角αをなす広がりを持っている。これにより、導光板１２０の左下角部および右下角部の各々において、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｃが形成されている。
本実施形態の面光源装置７０においても、図８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａのみを点灯させた状態、ＬＥＤ光源基板１４０ｂのみを点灯させた状態、ＬＥＤ光源基板１４０ｃのみを点灯させた状態を個別に見ると、それぞれ暗部２１２ａ、暗部２１２ｂ、暗部２１２ｃが形成されることとなるが、図８の（ｄ）に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａ，ｂ，ｃを全て点灯させた状態では、導光板１２０において、暗部２１２ａは照射範囲２１０ｂ，ｃによって解消され、暗部２１２ｂは照射範囲２１０ａ，ｃによって解消され、暗部２１２ｃは照射範囲２１０ａ，ｂによって解消されるため、その全ての領域が照射範囲となる。
すなわち、本実施形態の面光源装置７０も、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を用いていながら、その数および配置を上記のように工夫したことにより、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。
特に、本実施形態の面光源装置７０は、各ＬＥＤ光源基板から照射された光の広がり形状を鑑みて、各ＬＥＤ光源基板を上記のとおり適切に配置したことにより、その発光部分の長さが極めて短いＬＥＤ光源基板を僅か３つしか用いていないにも関わらず、導光板１２０における光の照射範囲を十分に得ることが可能となっている。すなわち、本実施形態の面光源装置７０は、第３実施形態の面光源装置５０と比較すると、ＬＥＤ光源基板の数を１つ増やすこととなるが、ＬＥＤ光源基板のサイズを極端に小さくすることができる。
この効果は、面光源装置５０の照射範囲を示す図６と、面光源装置７０の照射範囲を示す図８とを見比べれば明らかであるが、以下の説明からも明らかである。
Ｎ個のＬＥＤ光源基板を長辺に設ける場合、導光板１２０における全ての領域を照射範囲とするためには、第１実施形態で説明した式（２）と同様に、下記式（５）を満たす必要がある。
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ ・・・（５）
例えば、導光板１２０にアクリル樹脂（λ＝１．４９）を使用し、導光板１２０の縦横比が９：１６である場合を考える。
例えば、導光板１２０にアクリル樹脂（λ＝１．４９）を使用し、導光板１２０の縦横比が９：１６である場合を考える。
第３実施形態の面光源装置５０の場合、Ｎ＝２となり、この場合、Ｌ＝０では、上記式（５）を満たさない。すなわち、ＬＥＤ光源基板の長さの総和を短くすることに限界がある。
一方、本実施形態の面光源装置５０の場合、Ｎ＝３となり、この場合、Ｌ＝０としても、上記式（５）を満たす。すなわち、ＬＥＤ光源基板の長さの総和を短くすることに限度は無い。
〔第５実施形態〕
次に、図９〜図１１を用いて、本発明の第５実施形態について説明する。
次に、図９〜図１１を用いて、本発明の第５実施形態について説明する。
第２実施形態で説明したエッジライト型面光源装置３０は、ＬＥＤ光源基板を導光板１２０の短辺の中央に設ける構成となっているため、導光板１２０における各角部の輝度が、これ以外の部分よりも低くなる場合がある。
そこで、本実施形態では、第２実施形態の面光源装置３０を用いて、導光板１２０における各角部の輝度を向上させる構成の一例を説明する。
図９は、本発明の第５実施形態に係る面光源装置３０の構成を示す断面図である。
図９と図１５とを比較すれば分かるように、従来のエッジライト型の面光源装置には、導光板１２０の一方の短辺にしかＬＥＤ光源基板が設けられていないが、本実施形態の面光源装置３０には、導光板１２０の両方の短辺に、ＬＥＤ光源基板が設けられている。
さらに、本実施形態の面光源装置３０には、導光板１２０の両方の短辺に、反射材１３１が設けられているが、従来のエッジライト型の面光源装置には、このような反射材が設けられていない。
図１０は、本発明の第５実施形態に係る面光源装置３０が備える、反射シート１３０および反射材１３１の構成を示す。
図１０に示すように、面光源装置３０の反射シート１３０には、反射材１３１が一体的に形成されている。具体的には、反射シート１３０には、その一対の短辺の各々において、当該短辺に沿ってある程度の幅を有して拡張された部分を有しており、この拡張部分が、反射材１３１となっている。
図９に示すように、反射材１３１は、反射シート１３０との境界線（図中破線）において垂直に折り曲げられ、これにより、導光板１２０の側面を覆うことが可能となる。このため、反射材１３１の上記幅は、導光板１２０の側面を覆うのに十分なものとなっている。また、上記境界線部分には、上記折り曲げを容易かつ確実なものとするために、ミシン目加工、ハーフカット加工、圧縮加工等が施されている。
特に、反射シート１３０においては、一対の短辺の各々の両端部に、反射材１３１が設けられている。例えば、反射材１３１には、全光反射率が約７０％以上の材料が用いられる。これにより、本実施形態の面光源装置３０は、導光板１２０の全ての角部において、その短辺側の側面を反射材１３１で覆い、当該角部の輝度を高めることが可能となっている。
さらに、反射シート１３０においては、上記一対の短辺の各々の中央部に、反射材１３１が設けられていない部分である、切り欠け部１３２が設けられている。この切り欠け部１３２は、ＬＥＤ光源基板から照射された光を遮らないようにするために設けられている。したがって、切り欠け部１３２の長さは、少なくとも、ＬＥＤ光源基板の発光部分の長さよりも長くなっていることが好ましい。
なお、ＬＥＤ光源基板から照射された光を遮らなければ、切り欠け部１３２を設けない構成とすることも可能である。例えば、切り欠け部１３２の代わりに、開口部を設けることによっても、ＬＥＤ光源基板から照射された光を遮らない構成とすることができる。
また、切り欠け部や開口部を備えなくとも、導光板１２０の側面を全て覆うように、反射材１３１を構成し、ＬＥＤ光源基板を反射材１３１と導光板１２０との間に配置することで、ＬＥＤ光源基板から照射された光を遮らない構成とすることができる。この場合、反射材１３１の構成をより簡単に、あるいは反射材１３１の部品点数を低減することも可能である。
なお、反射材１３１として、反射シート１３０よりも反射率を低くする場合、反射材１３１の表面に例えば黒色の塗料を塗布することにより、これを容易に実現できる。
また、本実施形態では、反射材１３１を設けることにより、導光板１２０の任意の部分（上記例では、各角部）における反射率を高めることとしたが、例えば、導光板１２０の側面に白色塗料を塗布したり、銀など反射率の高い金属を蒸着したりする等、これ以外の構成により、導光板１２０の任意の部分における反射率を高めるようにしてもよい。これらの場合、反射材１３１と同様の機能を容易に実現することが可能である。
また、必要に応じて、上記例とは反対に、導光板１２０の任意の部分における反射率を低める構成を用いても良い。例えば、導光板１２０の側面に反射率の低い材料を設置、塗布、蒸着等することにより、導光板１２０の任意の部分における反射率を低めるようにしてもよい。上記材料としては、例えば、カーボンブラックを配合した樹脂や塗料等、一般的に黒色として認識できる全光反射率が約１０％以下の材料が挙げられる。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る面光源装置３０における、導光板１２０の側方の構成を示す。図１１は、導光板１２０、反射シート１３０、反射材１３１、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、およびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、互いに組み合わされた状態を示す。
図１１において、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂは、配線基板６１０およびＬＥＤパッケージ６２０に加え、反射シート固定部材６３０を有する。反射シート固定部材６３０は、配線基板６１０から導光板１２０側に突出する部材であり、反射材１３１を導光板１２０に押さえつける。これにより、本実施形態の面光源装置３０は、反射材１３１を固定するための部材を別途設ける必要が無く、反射材１３１の固定が容易なものとなっている。
なお、反射シート固定部材６３０を配線基板６１０と一体的に構成することも可能である。特に、本実施形態において、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂにＬＥＤパッケージを用いる代わりに、ＬＥＤ素子を配線基板にＣＯＢ実装してもよい。これにより、配線基板を射出成形することで、配線基板と反射シート固定部材とを容易に一体成形することができる。
〔第６実施形態〕
次に、図１２を用いて、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、複数の小基板１４１を連結することにより、ＬＥＤ光源基板１４０を構成する例を説明する。
次に、図１２を用いて、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、複数の小基板１４１を連結することにより、ＬＥＤ光源基板１４０を構成する例を説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る面光源装置３０における、導光板１２０の側方の構成を示す。図１２は、第２実施形態の面光源装置３０の一部の構成を具体的に示すものであり、導光板１２０、反射シート１３０、反射材１３１、ＬＥＤ光源基板１４０ａ、およびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、互いに組み合わされた状態を示す。
図１２おいて、光源基板１４０ａおよび光源基板１４０ｂは、複数（本例では３個）の小基板１４１が連結されて構成されている。これら複数の小基板１４１は相互に機構的および電気的に連結可能に構成され、連結されることで、単一の光源基板と同等に取り扱うことが可能となっている。さらに、反射材１３１も、小基板１４１と機構的に連結可能に構成されている。
連結部分の構成は、公知のどのような構成を用いてもよいが、例えば、一方の部材の凸部と他方の部材の凹部とが勘合することにより、両部材が連結する構成を用いることができる。
このように、本実施形態の面光源装置３０は、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂの両端に反射材１３１を連結させたことにより、導光板１２０の側面のうちＬＥＤ光源基板が設けられていない部分の反射率が調整され、第５実施形態の面光源装置３０と同様の効果を奏することが可能となっている。特に、本実施形態の面光源装置３０は、着脱自在な反射材１３１を用いたことにより、上記反射率を容易に変更することが可能となっている。
以上の例では、反射材１３１を反射シート１３０と一体に構成する例を説明したが、反射材１３１の構成はこれに限定されない。すなわち、反射材１３１は、単独の部材として備えられてもよい。その場合、反射材１３１は、導光板１２０に対して接着剤やテープ等の接着手段により接着されることで、位置を固定することが可能となる。
〔第７実施形態〕
次に、図１３を用いて、本発明の第７実施形態について説明する。図１３は、本発明の第７実施形態に係る面光源装置３０における、導光板１２０の側方の構成を示す。
次に、図１３を用いて、本発明の第７実施形態について説明する。図１３は、本発明の第７実施形態に係る面光源装置３０における、導光板１２０の側方の構成を示す。
本実施形態では、反射材１３１の形状が、第６実施形態と異なる。具体的には、本実施形態では、反射材１３１に、小基板１４１の基板部分が用いられている。
これにより、本実施形態の反射材１３１は、小基板１４１の基板部分をそのまま用いることができ、小基板１４１と同様に連結することが可能となっている。したがって、本実施形態の反射材１３１は、その構造や強度に関し、小基板１４１と同等の性能や信頼性が確保できる。また、反射材１３１に専用の部品を用いる必要がないため、反射材１３１に係るコストを削減することができる。
特に、小基板１４１の基板部分には、光を有効に活用するために反射率の高い材料が用いられているため、特に加工することなく、そのまま反射率の高い反射材１３１として利用することが可能となっている。
〔補足説明〕
上記各実施形態において、光源としてＬＥＤ光源基板を用いることとしたが、これに限らない。但し、上記各実施形態に例示したように、光源としてＬＥＤ光源基板を用いることにより、より短い光源基板で同等の輝度を実現することができる。
上記各実施形態において、光源としてＬＥＤ光源基板を用いることとしたが、これに限らない。但し、上記各実施形態に例示したように、光源としてＬＥＤ光源基板を用いることにより、より短い光源基板で同等の輝度を実現することができる。
特に、光源としてＬＥＤ光源基板を用いることにより、ＬＥＤ素子の数や配置（位置や間隔）を調整することで、導体板１２０における任意の部分の輝度を容易に調整することができる。例えば、導体板１２０の短辺の端部における輝度を高める場合、当該端部におけるＬＥＤ素子の設置間隔を短くすることで、容易にこれを実現することができる。
また、上記各実施形態において、ＬＥＤ光源基板におけるＬＥＤ素子の実装方法として、ＬＥＤパッケージを用いてもよいが、以下の理由から、ＣＯＢ実装することがより好ましい。（１）ＬＥＤパッケージを配線基板に実装する方法では、パッケージやその半田付けを構成するためにある程度の長さが必要となるので、同じ長さ当たりに実装できるＬＥＤ素子の数が少ない。より多くのＬＥＤ素子を高密度に実装するためには、ＣＯＢ実装が好適である。（２）ＣＯＢ実装では半田を使用しないことが可能であるので、半田温度の制約を受けず、より多くの電力を使用する、すなわち温度の上昇を許容できるため大きな電流を流すことが可能で、同じＬＥＤ素子であってもより輝度を向上することができる。（３）ＣＯＢ用の基板を射出成形にて作成する場合、第６実施形態および第７実施形態で説明したような、連結可能な構成を容易に実現することができる。
〔応用例〕
以下、上記各実施形態の応用例について、図４の（ａ）〜（ｃ）および図２６を参照して説明する。
以下、上記各実施形態の応用例について、図４の（ａ）〜（ｃ）および図２６を参照して説明する。
図２６には、本応用例に係る面光源装置の概略構成、および光の照射の様子を示している。
図４の（ａ）〜（ｃ）に示す面光源装置３０では、ＬＥＤ光源基板１４０ａからの光が照射されない暗部２１２ａをＬＥＤ光源基板１４０ｂにより照らし、ＬＥＤ光源基板１４０ｂからの光が照射されない暗部２１２ｂをＬＥＤ光源基板１４０ａにより照らした。こうして、導光板１２０の照射面の全てから光が照射される構成を実現した。
ここでは、導光板１２０の照射面の全てから照射される光の明るさの均一化を図る手法について説明する。
図２６には、面光源装置３０の応用例である面光源装置３００を示している。図示の範囲において、面光源装置３００は面光源装置３０と同じ部材を備えている。
加えて、図２６には、ＬＥＤ光源基板１４０ａが備えているＬＥＤパッケージ６２０であるＬＥＤパッケージ（点光源、発光ダイオード）６２０ａと、ＬＥＤ光源基板１４０ｂが備えているＬＥＤパッケージ６２０であるＬＥＤパッケージ６２０ｂとを示している。ＬＥＤ光源基板１４０ａは導光板１２０の左辺に沿って延伸するように配置されており、ＬＥＤパッケージ６２０ａはＬＥＤ光源基板１４０ａの延伸方向に複数個（図２６では７個であるが、これに限定されない）並んで設けられている。同様に、ＬＥＤ光源基板１４０ｂは導光板１２０の右辺に沿って延伸するように配置されており、ＬＥＤパッケージ６２０ｂはＬＥＤ光源基板１４０ｂの延伸方向に複数個（図２６では７個であるが、これに限定されない）並んで設けられている。
図２６によれば、照射範囲２１０ｃは、主にＬＥＤ光源基板１４０ａから出射される光により照らされる照射範囲２１０ｃａと、主にＬＥＤ光源基板１４０ｂから出射される光により照らされる照射範囲２１０ｃｂとに分けられる。このため、主にＬＥＤ光源基板１４０ａから出射される光により照らされる部分は、照射範囲２１０ａおよび２１０ｃａ（導光板１２０の照射面内の白色部分）となる。一方、主にＬＥＤ光源基板１４０ｂから出射される光により照らされる部分は、照射範囲２１０ｂおよび２１０ｃｂ（導光板１２０の照射面内の灰色部分）となる。
白色部分から出射される光の輝度と、灰色部分から出射される光の輝度とを同じにすれば、導光板１２０の照射面の全てから照射される光の明るさの均一化を図ることが可能であると考えられる。そして、白色部分から出射される光の輝度と、灰色部分から出射される光の輝度とを同じにする手法としては、下記の手法が挙げられる。すなわち、導光板１２０の照射面の全面における、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による輝度分布と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による輝度分布とが、互いに逆相の関係を有するようにする。
ここで逆相とは、同じ領域を照らす２種類の発光に関し、一方の発光による輝度分布（輝度の大小）が、他方の発光による輝度分布（輝度の大小）に対して略反転している状態を意味している。従って、換言すれば、導光板１２０の照射面の全面では、ＬＥＤ光源基板１４０ａから出射される光から得られる輝度分布が、ＬＥＤ光源基板１４０ｂから出射される光から得られる輝度分布に対して、その大小が略反転している。
なお、導光板１２０において、反射パターン１２２（図２０参照）を適正に設けることにより、所望の面発光パターンを得ることは容易であることから、上記の互いに逆相の関係を有する構成を実現することは、技術的には容易である。
ここで、上記の互いに逆相の関係を有する構成を実現する際の注意点について、図２６および図２７を参照して説明する。
図２７は、面光源装置３００（応用例）における、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂの各々による照射による明るさを示す波形であり、図２６のＡ−Ａ´間における明るさの関係を示している。
図２７によれば、上記の互いに逆相の関係を有する構成を実現した場合、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさ（輝度）は、照射範囲２１０ｃａ（白色部分）では高くなっており、照射範囲２１０ｂ（灰色部分）では低くなっている。反対に、この場合、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による明るさは、照射範囲２１０ｃａでは低くなっており、照射範囲２１０ｂでは高くなっている。照射範囲２１０ｃｂ（灰色部分）および照射範囲２１０ａ（白色部分）についても同様である。これにより、面光源装置３００では、導光板１２０の照射面の全てにおいて均一の照射を実現しており、これを図２７ではバックライトの明るさとして示している。
ここで注意すべき点は、図２７に示す例が、面光源装置３００において、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光を照射する場合の例であるということである。なおこの場合、通常は、各ＬＥＤパッケージ６２０ａは互いに略均一な輝度となり、各ＬＥＤパッケージ６２０ｂも互いに略均一な輝度となる。
図２７に示す例では、照射範囲２１０ｃａと照射範囲２１０ｂとの境目にて、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する位置での輝度の勾配と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による同勾配とが急峻となっている。これは、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光を照射するため、該範囲の縁が、縁以外の該範囲内と同程度に明るいことによる。
ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂに位置ずれが無い場合、図２７の上に示すグラフのように、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する部分と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による明るさが変化する部分とが完全に一致する。この結果、正真正銘、バックライトの明るさは一定となり、導光板１２０の照射面の全てにおいて均一の照射が実現されていると言える。
一方、何らかの要因でＬＥＤ光源基板１４０ａが下にずれて配置された場合、図２７の下に示すグラフのように、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する部分と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による明るさが変化する部分とがずれる。この結果、バックライトの明るさが落ち込む部分ＢＭ１が、狭い範囲に大きな落ち込みとして生じ、これが導光板１２０の照射面における照射が不均一となる（すなわち、輝度ムラの）要因となる。ＬＥＤ光源基板１４０ａが下以外にずれて配置される場合、さらには、ＬＥＤ光源基板１４０ｂがずれて配置される場合についても同様である。
〔応用例の変形例〕
図２７を参照して説明した要領で、導光板１２０の照射面における照射が不均一となることを抑制するために、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂは、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光よりも、当該範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するように構成する。
図２７を参照して説明した要領で、導光板１２０の照射面における照射が不均一となることを抑制するために、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂは、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光よりも、当該範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するように構成する。
これにより、ＬＥＤ光源基板１４０ａまたはＬＥＤ光源基板１４０ｂの位置ずれに依存して、導光板１２０の特定領域にて輝度が極端に低下することを抑制することができる。従って、導光板１２０の照射面の全面において均一な輝度を得ることが可能となる。
このことについて、図２６および図２８〜図３０を参照して説明する。
図２８は、面光源装置３００（応用例の変形例）における、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂの各々による照射による明るさを示す波形であり、図２６のＡ−Ａ´間における明るさの関係を示している。
図２８によっても、図２７と同様の要領により、面光源装置３００では、導光板１２０の照射面の全てにおいて均一の照射を実現しており、これを図２８ではバックライトの明るさとして示している。
ここで注目すべき点は、図２８に示す例が、面光源装置３００において、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射する場合の例であるということである。なおこの場合の、各ＬＥＤパッケージ６２０ａおよび各ＬＥＤパッケージ６２０ｂの構成例については後述する。
図２８に示す例では、照射範囲２１０ｃａと照射範囲２１０ｂとの境目にて、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する位置での輝度の勾配と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による同勾配とが、図２７に示す例と比べて緩やかとなっている。これは、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂが、光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するため、該縁が、縁以外の該範囲内よりも暗いことによる。
ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂに位置ずれが無い場合、図２８の上に示すグラフのように、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する部分と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による明るさが変化する部分とが完全に一致する。この結果、正真正銘、バックライトの明るさは一定となり、導光板１２０の照射面の全てにおいて均一の照射が実現されていると言える。
一方、何らかの要因でＬＥＤ光源基板１４０ａが下にずれて配置された場合、図２８の下に示すグラフのように、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する部分と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による明るさが変化する部分とがずれる。
しかしながら、上述したとおり、照射範囲２１０ｃａと照射範囲２１０ｂとの境目にて、ＬＥＤ光源基板１４０ａによる照射による明るさが変化する位置での輝度の勾配と、ＬＥＤ光源基板１４０ｂによる照射による同勾配とが緩やかとなっている。この結果、バックライトの明るさが落ち込む部分ＢＭ２が、広い範囲にこそなるが上記ＢＭ１よりも小さな落ち込みとして生じる。該ＢＭ２は、広い範囲に小さい落ち込みとして現れるため、輝度ムラとして目立ちにくく、導光板１２０の照射面における照射が不均一となる要因としては、影響が小さい。ＬＥＤ光源基板１４０ａが下以外にずれて配置される場合、さらには、ＬＥＤ光源基板１４０ｂがずれて配置される場合についても同様である。
ここで、図２８に示す例を実現するための、ＬＥＤ光源基板１４０ａおよびＬＥＤ光源基板１４０ｂの構成について説明する。以下では、便宜上、ＬＥＤ光源基板１４０ａについてのみ説明を行うが、ＬＥＤ光源基板１４０ｂにおいても、ＬＥＤ光源基板１４０ａと同様の構成を適用することができる。
まず、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、導光板１２０の左辺に沿って（ＬＥＤ光源基板１４０ｂは、導光板１２０の右辺に沿って）延伸するように配置されている。ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端から出射される光の輝度がＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分から出射される光の輝度よりも小さいのが好ましい。
なお、このような構成は、具体的に下記の各構成により実現することができる。
第１例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａの輝度を、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分Ｃに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａの輝度よりも小さくする（図２９参照）。
第２例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに配置された複数のＬＥＤパッケージ６２０ａを、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分Ｃに配置された複数のＬＥＤパッケージ６２０ａよりも疎に配置する（図３０参照）。
第３例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する電流値を、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分Ｃに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する電流値よりも小さくする。
第４例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓおよび中央部分Ｃのそれぞれに、互いに並列に接続された複数のＬＥＤパッケージ６２０ａを設ける。そしてこのとき、両端Ｓ・Ｓにて互いに並列に接続されたＬＥＤパッケージ６２０ａの個数を、中央部分Ｃにて互いに並列に接続されたＬＥＤパッケージ６２０ａの個数よりも多くする。
第５例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの各ＬＥＤパッケージ６２０ａをＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）により駆動する。そして、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する電流のデューティー比を、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分Ｃに配置されているＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する電流のデューティー比よりも小さくする。
各例により、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端から出射される光の輝度を、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分から出射される光の輝度に対して、５〜１０％程度小さくするのが好ましい。一度に大きく変化させると、ＬＥＤパッケージ６２０ａ自体の輝度の勾配に段差（変化が極めて急峻な箇所）が生じ、この段差が輝度ムラの原因となる。中央部分Ｃから両端Ｓ・Ｓに向かって、十分なだらかに輝度を変化させる場合は、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端から出射される光の輝度を、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分から出射される光の輝度に対して、最大３０％程度小さくすることも可能である。
続いて、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、両端から出射される光の配光特性が、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光を照射する光源（ここでは基準光源と称する）と異なっているのが好ましい。
なお、このような構成は、具体的に下記の各構成により実現することができる。
第１例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに設けられた少なくとも１つのＬＥＤパッケージ６２０ａの向きを、前記基準光源と異ならせる。具体的には、図３１に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに設けられた少なくとも１つのＬＥＤパッケージ６２０ａを中央部分Ｃ側またはその他の側に傾けてもよい。また、図３２に示すように、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに設けられた少なくとも１つのＬＥＤパッケージ６２０ａを配線基板６１０ａの面と平行な方向に回転させた状態で設けてもよい。
第２例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓに設けられた少なくとも１つのＬＥＤパッケージ６２０ａを配置する高さを、前記基準光源と異ならせる。
第３例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａに設けられたＬＥＤパッケージ６２０ａの全てが、同じ配光特性とならないようにする。
第４例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓから出射される光を反射させる光反射部材（光反射手段）７３０ａを設ける（図３３参照）。光反射部材７３０ａには、例えば全光反射率が約７０％以上の材料が用いられる。
第５例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓから出射される光を吸収する光吸収部材（光吸収手段）７４０ａを設ける（図３４参照）。
第６例として、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・Ｓから出射される光を拡散させる光拡散部材（光拡散手段）７５０ａを設ける（図３５参照）。光拡散部材７５０ａには、例えば拡散シート１５０と同様の材料が用いられる。
また、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、ワイヤボンディング方式により、リードフレームに各ＬＥＤパッケージ６２０ａを実装したものであってもよい。
また、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、ワイヤボンディング方式により、基板上に各ＬＥＤパッケージ６２０ａを実装したものであってもよい。
また、ＬＥＤ光源基板１４０ａは、半田を用いた接合方式により、基板上に各ＬＥＤパッケージ６２０ａを実装したものであってもよい。
また、ＬＥＤパッケージ６２０ａは白色ＬＥＤ（白色発光ダイオード）であってもよいし、面光源装置３００は、互いに異なる発光色である複数のＬＥＤパッケージ６２０ａを備えていてもよい。
ＬＥＤ光源基板１４０ａは、このようなＬＥＤパッケージ６２０ａを３つ、またはそれ以上備えているのが好ましい。
対応する導光板１２０の辺より短いＬＥＤ光源基板１４０ａを用いるエッジライト型面光源装置において、面光源装置３００は、輝度が均一であるのが一般的であった。この場合、ＬＥＤ光源基板１４０ａが出射する光の縁において輝度の勾配が大きいと、ＬＥＤ光源基板１４０ａの位置ずれに起因する輝度ムラが発生し易くなる。
そこで、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端における輝度の勾配を緩やかにすることで、光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射する。具体的には、ＬＥＤ光源基板１４０ａの端部Ｓの輝度または配光特性を変える。
輝度を変えるためには、下記の方法が考えられる。すなわち、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・ＳにＬＥＤパッケージ６２０ａを疎に配置する。また、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・ＳのＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する回路と、ＬＥＤ光源基板１４０ａの中央部分ＣのＬＥＤパッケージ６２０ａを駆動する回路とを別にする。そして、両端Ｓ・ＳのＬＥＤパッケージ６２０ａについてのみ、それを駆動する電流値またはデューティー比を下げる。
一方、配光特性を変えるためには、ＬＥＤ光源基板１４０ａの両端Ｓ・ＳのＬＥＤパッケージ６２０ａを傾ける。
この結果、面光源装置３００の組み立て精度に起因する輝度ムラを低減することができ、公差に対する厳密さを緩和することができる。
なお、図２６に示す面光源装置３００は、面光源装置３０の構成と応用例およびその変形例に係る技術思想とを組み合わせたものであるが、面光源装置１０、５０、７０のいずれかと、応用例およびその変形例に係る技術思想とを組み合わせても当然良い。
ＬＥＤ光源基板１４０ａを導光板１２０の対応する辺の中程に配置するときは、両端Ｓ・Ｓの輝度の勾配をゆるやかにする必要があるが、ＬＥＤパッケージ６２０ａを当該辺の隅に配置するときは、一方（隅から遠い方）の端部Ｓの輝度の勾配をゆるやかにすれば効果が得られる。
ＬＥＤ光源基板１４０ａと導光板１２０との位置ずれに起因する輝度ムラを軽減するためには、これらの双方に対策を施す必要がある。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、３つ以上の点光源を備えているのが好ましい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、少なくとも１つの光源は、対応する前記導光手段の辺に沿って延伸するように配置されており、かつ、その少なくとも一方の端部から出射される光の輝度がその中央部分から出射される光の輝度よりも小さいのが好ましい。
上記の構成によれば、前記複数の光源から、当該光源が光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射することを実現することが可能である。なお、このような構成は、具体的に下記の各構成により実現することができる。
まず、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部に配置されている前記点光源の輝度が、前記中央部分に配置されている前記点光源の輝度よりも小さい。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部と前記中央部分とのそれぞれに、複数の前記点光源を備えており、前記端部に配置された複数の前記点光源が、前記中央部分に配置された複数の前記点光源よりも疎に配置されている。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部に配置されている前記点光源を駆動する電流の電流値が、前記中央部分に配置されている前記点光源を駆動する電流の電流値よりも小さい。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部と前記中央部分とのそれぞれに、複数の前記点光源を備えており、前記端部における前記点光源の列数が、前記中央部分における前記点光源の列数よりも多い。
そして、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記点光源をパルス幅変調により駆動し、前記端部に配置されている前記点光源を駆動する電流のデューティー比が、前記中央部分に配置されている前記点光源を駆動する電流のデューティー比よりも小さい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、少なくとも１つの光源は、対応する前記導光手段の辺に沿って延伸するように配置されており、かつ、その少なくとも一方の端部から出射される光の配光特性が、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光を照射する光源である基準光源と異なっているのが好ましい。
上記の構成によれば、前記複数の光源から、当該光源が光を照射する範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射することを実現することが可能である。なお、このような構成は、具体的に下記の各構成により実現することができる。
まず、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部に設けられた少なくとも１つの前記点光源の向きが、前記基準光源と異なっている。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、前記端部に設けられた少なくとも１つの前記点光源を配置する高さが、前記基準光源と異なっている。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置は、前記３つ以上の点光源が、全て同じ配光特性でない。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置は、前記端部から出射される光を反射させる光反射手段を備えている。
続いて、本発明のエッジライト型面光源装置は、前記端部から出射される光を吸収する光吸収手段を備えている。
そして、本発明のエッジライト型面光源装置は、前記端部から出射される光を拡散させる光拡散手段を備えている。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、ワイヤボンディング方式により、リードフレームに前記点光源を実装したものであってもよい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、ワイヤボンディング方式により、基板上に前記点光源を実装したものであってもよい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記少なくとも１つの光源は、半田を用いた接合方式により、基板上に前記点光源を実装したものであってもよい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記点光源は発光ダイオードであるのが好ましい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードであってもよい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置において、互いに異なる発光色である複数の前記発光ダイオードを備えていてもよい。
また、本発明のエッジライト型面光源装置は、前記導光手段の照射面の全面における、前記複数の光源の１つから出射された光の照射による輝度分布と、前記複数の光源の別の１つから出射された光の照射による輝度分布とが、互いに逆相の関係を有するのが好ましい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、エッジライト型面光源装置に利用することができる。
１０、３０、５０、７０、３００ 面光源装置（エッジライト型面光源装置）
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、５００、６００ ＬＥＤ光源基板（光源）
１４１ 小基板
１２０ 導光板（導光手段）
１２１ 導光体
１２２ 反射パターン
１３０ 反射シート
１３１ 反射材
１３２ 反射シートの切り欠き部
１５０ 拡散シート
１６０ 筺体
６０１ コネクタ
６１０ 配線基板
６１１ 基材
６１２ 配線層
６１３ ソルダーレジスト層
６２０、６２０ａ、６２０ｂ ＬＥＤパッケージ（点光源、発光ダイオード）
６２１ ＬＥＤ素子
６２２ 封止樹脂
６２３ ボンディングワイヤ
６２４ 配線層
６２５ 基材
６２６ 半田
６３０ 反射シート固定部材
５１１ 基材
５１２ コネクタ
５１３ 配線層
５１４ 封止樹脂
５１５ ＬＥＤ素子
５１６ ボンディングワイヤ
７３０ａ 光反射部材（光反射手段）
７４０ａ 光吸収部材（光吸収手段）
７５０ａ 光拡散部材（光拡散手段）
Ｃ 中央部分
Ｓ 端部
Ｓ・Ｓ 両端
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、５００、６００ ＬＥＤ光源基板（光源）
１４１ 小基板
１２０ 導光板（導光手段）
１２１ 導光体
１２２ 反射パターン
１３０ 反射シート
１３１ 反射材
１３２ 反射シートの切り欠き部
１５０ 拡散シート
１６０ 筺体
６０１ コネクタ
６１０ 配線基板
６１１ 基材
６１２ 配線層
６１３ ソルダーレジスト層
６２０、６２０ａ、６２０ｂ ＬＥＤパッケージ（点光源、発光ダイオード）
６２１ ＬＥＤ素子
６２２ 封止樹脂
６２３ ボンディングワイヤ
６２４ 配線層
６２５ 基材
６２６ 半田
６３０ 反射シート固定部材
５１１ 基材
５１２ コネクタ
５１３ 配線層
５１４ 封止樹脂
５１５ ＬＥＤ素子
５１６ ボンディングワイヤ
７３０ａ 光反射部材（光反射手段）
７４０ａ 光吸収部材（光吸収手段）
７５０ａ 光拡散部材（光拡散手段）
Ｃ 中央部分
Ｓ 端部
Ｓ・Ｓ 両端
Claims (23)
Hide Dependent
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- 導光手段と、
前記導光手段の側面から前記導光手段内に光を照射する複数の光源と
を備え、
前記複数の光源は、
前記導光手段の互いに対向しあう一組の辺の各々に配置され、当該複数の光源の発光部分のうち最も長いものの長さは、当該複数の光源が配置される前記導光手段の辺の長さより短く、
前記複数の光源は、
当該光源が光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光よりも、当該範囲の縁における輝度の勾配が小さい光を照射するように構成されており、
前記導光手段の屈折率をλ、
前記導光手段における前記一組の辺の各々の長さをｘ、
前記導光手段における前記一組の辺とは異なる辺の長さをｙ、
前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の長さの和をＬ、
前記導光手段の長さｘの辺に設けた前記複数の光源の個数をＮとしたとき、
Ｌ＋（Ｎ−１）ｙ／√（λ２−１） ≧ ｘ
および、
Ｌ ＜ ｘ
を満足することを特徴とするエッジライト型面光源装置。 - 少なくとも１つの光源は、
対応する前記導光手段の辺に沿って延伸するように配置されており、かつ、その少なくとも一方の端部から出射される光の輝度がその中央部分から出射される光の輝度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
３つ以上の点光源を備えていることを特徴とする請求項２に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部に配置されている前記点光源の輝度が、前記中央部分に配置されている前記点光源の輝度よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部と前記中央部分とのそれぞれに、複数の前記点光源を備えており、
前記端部に配置された複数の前記点光源が、前記中央部分に配置された複数の前記点光源よりも疎に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部に配置されている前記点光源を駆動する電流の電流値が、前記中央部分に配置されている前記点光源を駆動する電流の電流値よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部と前記中央部分とのそれぞれに、複数の前記点光源を備えており、
前記端部における前記点光源の列数が、前記中央部分における前記点光源の列数よりも多いことを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記点光源をパルス幅変調により駆動し、
前記端部に配置されている前記点光源を駆動する電流のデューティー比が、前記中央部分に配置されている前記点光源を駆動する電流のデューティー比よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 少なくとも１つの光源は、
対応する前記導光手段の辺に沿って延伸するように配置されており、かつ、その少なくとも一方の端部から出射される光の配光特性が、光を照射する範囲の全てにて略均一な輝度を有する光を照射する光源である基準光源と異なっていることを特徴とする請求項１に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
３つ以上の点光源を備えていることを特徴とする請求項９に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部に設けられた少なくとも１つの前記点光源の向きが、前記基準光源と異なっていることを特徴とする請求項１０に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
前記端部に設けられた少なくとも１つの前記点光源を配置する高さが、前記基準光源と異なっていることを特徴とする請求項１０に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記３つ以上の点光源が、全て同じ配光特性でないことを特徴とする請求項１０に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記端部から出射される光を反射させる光反射手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記端部から出射される光を吸収する光吸収手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記端部から出射される光を拡散させる光拡散手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記少なくとも１つの光源は、
ワイヤボンディング方式により、リードフレームに前記点光源を実装したものであることを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
ワイヤボンディング方式により、基板上に前記点光源を実装したものであることを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記少なくとも１つの光源は、
半田を用いた接合方式により、基板上に前記点光源を実装したものであることを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。 - 前記点光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードであることを特徴とする請求項２０に記載のエッジライト型面光源装置。
- 互いに異なる発光色である複数の前記発光ダイオードを備えていることを特徴とする請求項２０に記載のエッジライト型面光源装置。
- 前記導光手段の照射面の全面における、前記複数の光源の１つから出射された光の照射による輝度分布と、前記複数の光源の別の１つから出射された光の照射による輝度分布とが、互いに逆相の関係を有することを特徴とする請求項１に記載のエッジライト型面光源装置。