JP6490136B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状照明装置に関する。

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から入光面に入射された光を出射する導光板を備える面状照明装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９８９０５号公報

ここで、上述した面状照明装置において、導光板を、矩形の４つの角（四隅）のうち、少なくとも複数のＬＥＤ１１が配置される側の２つの角が切り欠けられた形状とすることが、被照明体を含めた意匠性等の観点から考えられる。例えば、切り欠けられた部分の形状が曲面であり、この曲面に対向するようにＬＥＤを配置させた場合には、ＬＥＤと曲面との隙間が生じ、輝度ムラが発生する場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輝度ムラの発生を抑制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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、直線状に配置され、光を発する複数の光源と、前記複数の光源が対向して配置される側面と、前記側面の両端から互いに離れる方向、かつ、前記複数の光源から離れる方向に延伸する延伸部とを有する導光板と、を備え、前記延伸部側の端部の光源の出射範囲と当該出射範囲とは異なる領域との前記延伸部側の境界に前記導光板の発光領域が接するか、又は、当該境界よりも前記延伸部とは逆側に前記発光領域が位置し、前記発光領域の前記境界側の端部は、丸みを帯びた形状であり、前記発光領域は、前記複数の光源が配置される方向において、前記端部の光源よりも延伸部側に延びており、前記発光領域の入光側の端辺が、一対の前記延伸部間に配置されている。

本発明の一態様によれば、輝度ムラの発生を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図３は、実施形態に係る入光面及び複数のＬＥＤの上面図である。 図４は、実施形態に係る端部のＬＥＤが配置されるｘ軸方向の位置の範囲について説明するための図である。 図５は、実施形態に係るθ_ｍを説明するための図である。 図６は、比較例１に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。 図７は、比較例２に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。 図８は、実施形態の第１の変形例に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。 図９は、実施形態の第２の変形例に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。 図１０は、第２の変形例に係る端部ＬＥＤが発した光が導光板に到達するまでの出射範囲を説明するための図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。図１の例に示すように、実施形態に係る面状照明装置１０の形状は、上面視で略矩形状である。面状照明装置１０の長手方向（ｙ軸方向）の一端側は、第１遮光シート３０ａ及び第２遮光シート３０ｂを含む遮光シート３０で覆われる。また、面状照明装置１０の長手方向の他端側は、遮光シート３１で覆われる。遮光シート３０と遮光シート３１とは一体成形される。そして、面状照明装置１０は、遮光シート３０、３１で覆われていない発光領域（発光エリアとも称される）９０から光を出射する。すなわち、遮光シート３０、３１により、発光領域９０が規定される。本実施形態に係る面状照明装置１０は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、スマートフォンにおいて用いられる。

ここで、図１において、遮光シート３１よりも遮光シート３０の方が、幅が広い。これは、遮光シート３１は、遮光シート３１の下部に存在する後述する導光板１２、拡散シート１５、プリズムシート１６を覆うのに対して、遮光シート３０は、遮光シート３０の下部に存在する後述する導光板１２、拡散シート１５、プリズムシート１６に加え、後述するＬＥＤ１１やＦＰＣ１３等を含む比較的広い領域を覆うためである。

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図２に示すように、面状照明装置１０は、ＬＥＤ１１、導光板１２、ＦＰＣ１３、拡散シート１５、プリズムシート１６、フレーム１７、反射シート１８、固定部材２０、第１連結部材２１、第２連結部材２２、両面テープ２３及び遮光シート３０を有する。

ＦＰＣ１３は、面状照明装置１０の短手方向（ｘ軸方向、後述する入光面１２ｃの長辺方向）に延伸する短冊状の基板である。ＦＰＣ１３は、２つの主面１３ａ、１３ｂを有する。２つの主面１３ａ、１３ｂは、面状照明装置１０の短手方向に延伸する短冊状の面である。２つの主面１３ａ、１３ｂのうち、一方の主面１３ａは、ＬＥＤ１１が実装される実装面である。このため、「主面１３ａ」を「実装面１３ａ」と表記する場合がある。実装面１３ａには、ＬＥＤ１１の発光面１１ａとは反対側の面が載置される。ＦＰＣ１３を介して、図示しない駆動回路の制御によりＬＥＤ１１が駆動し、発光する。

導光板１２は、透明材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）を用いて上面視で矩形状に形成されている。導光板１２は、主面１２ａ、１２ｂと、側面（端面）１２ｃとを有する。側面１２ｃは、ＬＥＤ１１を配置する側の側面である入光面であって面状照明装置１０の短手方向に延伸する短冊状の入光面である。そのため、以下の説明では、「側面１２ｃ」を「入光面１２ｃ」と表記する場合がある。入光面１２ｃには、ＬＥＤ１１が発した光が入射される。すなわち、入光面１２ｃは、ＬＥＤ１１が発光する光を入射する。２つの主面１２ａ、１２ｂのうち一方の主面１２ａは、入光面１２ｃから入射された光（ＬＥＤ１１が発した光）が出射される出射面である。そのため、以下の説明では、「主面１２ａ」を「出射面１２ａ」と表記する場合がある。導光板１２の出射面１２ａとは反対側の面である主面１２ｂ側には、例えば、複数のドットからなる光路変更パターンが形成されている。光路変更パターンを形成することにより、導光板１２内を進む光の進行方向が変更されて、出射面１２ａから光が出射される。すなわち、実施形態に係る面状照明装置１０は、いわゆるエッジライト型の照明装置である。なお、面状照明装置１０としては、出射面１２ａのうち発光領域９０から、光が出射される。すなわち、発光領域９０が、入光面１２ｃから入射された光を出射する。

ＬＥＤ１１は、点状の光源（点状光源）である。ＬＥＤ１１は、例えば、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とからなる疑似白色ＬＥＤである。ＬＥＤ１１は、全体として略直方体状に形成され、発光面１１ａと、発光面１１ａとは反対側にＦＰＣ１３の実装面１３ａに載置される面とを有するいわゆるトップビュー型のＬＥＤである。複数のＬＥＤ１１は、実装面１３ａの長辺方向（ｘ軸方向）に沿って、所定の間隔を空けて実装面１３ａに実装される。これにより、複数のＬＥＤ１１は、発光面１１ａを、導光板１２の入光面１２ｃに対向させた状態で、入光面１２ｃの長辺方向（ｘ軸方向）に沿って、所定の間隔を空けて配置されることとなる。なお、後述するが、複数のＬＥＤ１１は、入光面１２ｃのうち、後述する平面である側面４０に沿って直線状に配置される。なお、ＬＥＤ１１は、サイドビュー型のＬＥＤであってもよい。

フレーム１７は、ＬＥＤ１１、導光板１２、ＦＰＣ１３、拡散シート１５、プリズムシート１６、反射シート１８、固定部材２０、第１連結部材２１、第２連結部材２２及び両面テープ２３を収納する。フレーム１７は、剛性と光の反射率が大きい、例えば、ステンレス製の板金フレームである。フレーム１７は、側壁１７ａと、底部１７ｂとを有する。

底部１７ｂは、導光板１２の主面１２ｂに沿って広がる形状を有する。底部１７ｂは、導光板１２側の面である床面１７ｄを有する。床面１７ｄは、平面１７ｄ＿１及び後述する凹部１７ｃが有する凹状の面１７ｄ＿２を有する。平面１７ｄ＿１には、導光板１２やＬＥＤ１１が載置される。側壁１７ａは、導光板１２の入光面１２ｃの長辺に沿って底部１７ｂから、光が出射する方向（床面１７ｄの平面１７ｄ＿１の法線方向、ｚ軸のプラス方向）に底部１７ｂと一体に立ち上がる部分である。側壁１７ａは、内側の面である側面１７ｅを有する。また、底部１７ｂは、凹部１７ｃを有する。凹部１７ｃは、床面１７ｄの側面１７ｅ側の部分から側面１７ｅに沿って光が出射する方向とは逆の方向（ｚ軸のマイナス方向）に凹むように形成された、ＦＰＣ１３の下端部を逃がす部材である。凹部１７ｃの幅は、より大きな第１連結部材２１が床面１７ｄの平面１７ｄ＿１に配置されるように、狭く形成されている。凹部１７ｃは、凹状の面１７ｄ＿２を有する。

反射シート１８は、出射面１２ａとは反対側の主面１２ｂから漏れた光を反射して、再度導光板１２に戻す。反射シート１８は、両面テープ２３により床面１７ｄ（具体的には床面１７ｄの平面１７ｄ＿１）上に固定された状態で、導光板１２の主面１２ｂと床面１７ｄとの間に配置される。

両面テープ２３は、例えば、白色の両面テープである。両面テープ２３の一方の面が反射シート１８の一部に貼り付けられ、他方の面が床面１７ｄ（具体的には床面１７ｄの平面１７ｄ＿１）に貼り付けられる。これにより、両面テープ２３が、反射シート１８を床面１７ｄ上に固定する。

固定部材２０は、フレーム１７が有する側面１７ｅに対してＦＰＣ１３を固定させる。固定部材２０は、例えば、両面テープである。固定部材２０の一方の面がＦＰＣ１３の主面１２ｂに貼り付けられ、他方の面が側面１７ｅに貼り付けられることにより、側面１７ｅに対してＦＰＣ１３が固定される。

第１連結部材２１は、導光板１２及びＬＥＤ１１と床面１７ｄ（具体的には床面１７ｄの平面１７ｄ＿１）との間に配置され、導光板１２とＬＥＤ１１とを光学的または構造的に連結させる。具体例を挙げて説明すると、第１連結部材２１は、導光板１２の光軸とＬＥＤ１１の光軸とが一致された状態で、導光板１２の入光面１２ｃとＬＥＤ１１の発光面１１ａとを連結させる。第１連結部材２１は、短冊状の片面テープであり、粘着層（粘着剤）２１ａ及び基材２１ｂを含む。

基材２１ｂは、例えば、ＰＥＴであり、粘着層２１ａは、例えば、シリコンやアクリルである。粘着層２１ａは、導光板１２の主面１２ｂのＬＥＤ１１寄りの少なくとも一部に粘着するとともに、ＬＥＤ１１の床面１７ｄ側の面の導光板１２寄りの少なくとも一部に粘着する。これにより、第１連結部材２１に、導光板１２の主面１２ｂの少なくとも一部と、ＬＥＤ１１の床面１７ｄ側の面の少なくとも一部とが取り付けられることとなる。この結果、第１連結部材２１は、導光板１２の入光面１２ｃとＬＥＤ１１の発光面１１ａとを連結させる。

ここで、仮に、第１連結部材２１が両面テープである場合について説明する。この場合には、床面１７ｄに対して導光板１２及びＬＥＤ１１が固定されるため、面状照明装置１０に外部から何らかの力が加わると、導光板１２及びＬＥＤ１１は、その力を逃がすことができずに、破損してしまうことが考えられる。しかしながら、本実施形態に係る第１連結部材２１は、片面テープであるため、床面１７ｄに対して導光板１２及びＬＥＤ１１が固定されないので、導光板１２及びＬＥＤ１１は、外部からの力を逃がすことができる。このため、本実施形態に係る面状照明装置１０によれば、導光板１２及びＬＥＤ１１の破損の発生を抑制することができる。

第１連結部材２１は、光を吸収する部材、又は、光を反射する部材を有する。例えば、第１連結部材２１が、光を反射する部材を有する場合には、ＬＥＤ１１の発光面１１ａから発された光を反射して、再度導光板１２に戻すため、輝度を向上させることができる。

第２連結部材２２は、導光板１２及びＬＥＤ１１に対して第１連結部材２１とは反対側に配置され、導光板１２とＬＥＤ１１とを光学的または構造的に連結させる。具体例を挙げて説明すると、導光板１２の入光面１２ｃとＬＥＤ１１の発光面１１ａとを連結させる。第２連結部材２２は、後述する拡散シート１５と導光板１２及びＬＥＤ１１との間に配置される。第２連結部材２２は、例えば、両面テープである。第２連結部材２２の一方の面が、導光板１２の出射面１２ａのＬＥＤ１１寄りの少なくとも一部に貼り付けられるとともに、ＬＥＤ１１の床面１７ｄ側の面とは反対側の面の導光板１２寄りの少なくとも一部に貼り付けられる。これにより、第２連結部材２２に、導光板１２の出射面１２ａの少なくとも一部と、ＬＥＤ１１の床面１７ｄ側の面とは反対側の面の少なくとも一部とが取り付けられることとなる。この結果、第２連結部材２２は、導光板１２の入光面１２ｃとＬＥＤ１１の発光面１１ａとを連結させる。

また、第２連結部材２２の他方の面が、拡散シート１５の側壁１７ａ側の少なくとも一部に貼り付けられる。これにより、第２連結部材２２は、拡散シート１５を導光板１２及びＬＥＤ１１に固定させる。したがって、第２連結部材２２は、拡散シート１５が導光板１２から浮いてしまうことを抑制することができるので、発光領域９０から出射される光の輝度や輝度分布等の輝度特性の劣化を抑制することができる。

拡散シート１５は、導光板１２の出射面１２ａ側に配置され、出射面１２ａから出射される光を拡散する。具体例を挙げて説明すると、拡散シート１５は、出射面１２ａ及びＬＥＤ１１の床面１７ｄ側の面とは反対側の面の少なくとも一部を覆うように配置され、出射面１２ａから出射された光を拡散する。拡散シート１５は、上述したように、第２連結部材２２により導光板１２及びＬＥＤ１１に固定される。

プリズムシート１６は、拡散シート１５の出射面１２ａに対向する面とは反対側の面に配置され、拡散シート１５により拡散された光の配光制御を行って、配光制御が行われた光を出射する。

遮光シート３０は、プリズムシート１６の側壁１７ａ側の一部を覆うように配置され、導光板１２の出射面１２ａのうち一部の領域から出射される光を遮る。

遮光シート３０は、第１遮光シート３０ａ及び第２遮光シート３０ｂを含む。例えば、第１遮光シート３０ａは、光を遮ることが可能な片面テープである。第１遮光シート３０ａの一端側は、フレーム１７の側壁１７ａの外側の面に貼り付けられる。また、第１遮光シート３０ａの他端側は、プリズムシート１６の側壁１７ａ側に貼り付けられる。また、例えば、第２遮光シート３０ｂは、光を遮ることが可能な両面テープである。第２遮光シート３０ｂが有する２つの主面のうち、一方の主面は、第１遮光シート３０ａの他端側に貼り付けられ、他方の主面は、面状照明装置１０をバックライトとして用いる液晶表示装置に貼り付けられる。

次に、図３を参照して、本実施形態に係る入光面１２ｃに対する複数のＬＥＤ１１の配置の一例について説明する。図３は、実施形態に係る入光面及び複数のＬＥＤの上面図である。図３の例に示すように、入光面１２ｃは、側面４０と、延伸部４１ａ、４１ｂとを含む。すなわち、導光板１２の一側面には、側面４０が形成され、側面４０のｘ軸方向における一端側に延伸部４１ａが形成され、側面４０のｘ軸方向における他端側に延伸部４１ｂが形成される。図３の例では、入光面１２ｃのうち、ｘ軸方向において、ｘ座標が「０」以上「ｘ_ｌ１」未満の範囲の面が延伸部４１ａであり、ｘ座標が「ｘ_ｌ１」以上「ｘ_ｌ３」以下の範囲の面が側面４０であり、ｘ座標が「ｘ_ｌ３」よりも大きく「ｘ_ｌ４」以下の範囲の面が延伸部４１ｂである。

また、図３に示すように、導光板１２は、上述した発光領域９０を有する。発光領域９０は、少なくとも入光面１２ｃ側の２つの角部９０ａ、９０ｂが丸みを帯びた略矩形状である。角部９０ａは、延伸部４１ａに対応する位置に形成され、角部９０ｂは、延伸部４１ｂに対応する位置に形成される。

側面４０は、平面である。すなわち、側面４０は、平面状の面である。本実施形態では、複数のＬＥＤ１１は、側面４０に対向して、側面４０に沿って直線状に配置される。すなわち、複数のＬＥＤ１１は、ｘ軸方向に並んで配置される。それゆえ、本実施形態では、ｘ軸は、複数のＬＥＤ１１が配置される方向に延びる軸である。ｘ軸は、第１の軸の一例である。

延伸部４１ａは、側面４０の一端（側面４０のｘ軸方向における一端）から、延伸部４１ｂから離れる方向（側面４０から離れる方向）、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。延伸部４１ｂは、側面４０の他端（側面４０のｘ軸方向における他端）から、延伸部４１ａから離れる方向（側面４０から離れる方向）、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。このように、延伸部４１ａ、４１ｂは、側面４０の両端（側面４０のｘ軸方向における両端）から互いに離れる方向、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。すなわち、一対の延伸部４１ａ、４１ｂは、側面４０の両端から互いに離れる方向に拡開する。

したがって、本実施形態に係る導光板１２は、上面視で完全な矩形状ではなく、矩形の４つの角（四隅）のうち、少なくとも複数のＬＥＤ１１が配置される側の２つの角が切り欠けられた形状であると言える。

次に、図４を参照して、直線状に配置された複数のＬＥＤ１１のうち、端部のＬＥＤ１１が配置されるｘ軸方向の位置の範囲について説明する。以下の説明では、端部のＬＥＤ１１として、延伸部４１ａ側のＬＥＤ１１（図３において最も左側のＬＥＤ１１）が配置される位置の範囲について説明するが、以下に説明する、延伸部４１ａ側のＬＥＤ１１の位置の範囲を規定する原理と同様の原理によって、延伸部４１ｂ側のＬＥＤ１１（図３において最も右側のＬＥＤ１１）についても、配置される位置の範囲を規定することができる。

図４は、端部のＬＥＤが配置されるｘ軸方向の位置の範囲について説明するための図である。図４に示すように、延伸部４１ａ側の端部のＬＥＤ１１（図４において最も左側のＬＥＤ１１（以下、端部ＬＥＤ１１と称する））の発光面１１ａと入光面１２ｃとが接触し、かつ、光を発する発光面１１ａのｘ軸方向における長さが、端部ＬＥＤ１１のｘ軸方向における長さと一致する場合について説明する。

端部ＬＥＤ１１の延伸部４１ａ側の側面１１ｃが配置されるｘ軸方向の位置（ｘ座標）をｘ_ｌｅｄとする。この場合、端部ＬＥＤ１１の発光面１１ａの最も延伸部４１ａ側の位置は、ｌ０（ｘ_ｌｅｄ，０）で表され、ｘ_ｌｅｄの範囲は以下の式（１）で表される。

ただし、式（１）におけるｘ_ｌ１は、以下の式（２）で表される。

ただし、式（２）におけるＲ_ｓは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における延伸部４１ａが成す円弧を円周に含む円の半径である。なお、ｘｙ平面は、ｘ軸、及び、ｘ軸に交差（具体的には直交）するｙ軸を含む平面である。ｙ軸は、第２の軸の一例である。また、式（２）におけるｘ_ｒｓ、ｙ_ｒｓは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における延伸部４１ａが成す円弧を円周に含む円の中心Ｐ_ｒｓの座標のｘ座標、ｙ座標である。すなわち、ｘ_ｒｓは、ｘ軸における円の中心Ｐ_ｒｓの位置を示し、ｙ_ｒｓは、ｙ軸における円の中心Ｐ_ｒｓの位置を示す。

すなわち、図４に示す点ｌ１（ｘ_ｌ１，０）は、側面４０の延伸部４１ａ側の端部を指す。

また、式（１）におけるｘ_ｌ２は、以下の式（３）で表される。

また、式（３）におけるｘ_ｃ１は、以下の式（４）で表される。

ただし、式（４）におけるＲ_ｌは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における発光エリア９０の角部９０ａが成す円弧を円周に含む円の半径である。また、式（４）におけるｘ_ｒｌは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における発光エリア９０の角部９０ａが成す円弧を円周に含む円の中心Ｐ_ｒｌの座標のｘ座標である。すなわち、ｘ_ｒｌは、ｘ軸における、発光エリア９０の角部９０ａが成す円弧を円周に含む円の中心Ｐ_ｒｌの位置を示す。

また、式（４）におけるθ_ｍは、以下の式（５）で表される。

ただし、式（５）におけるｎは、導光板１２の屈折率である。すなわち、θ_ｍは、端部ＬＥＤ１１が発した光が側面４０と平行な方向で側面４０に入射した場合を想定しており、臨界角を示す。

図５は、実施形態に係るθ_ｍを説明するための図である。例えば、図５に示すように、θ_ｍは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面５０において、導光板１２の側面４０に入射され、導光板１２内を進む光の出射範囲５１と出射範囲５１とは異なる領域（出射範囲５１ではない領域）５２との境界５３、５４それぞれと端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂとの角度である。ここで、出射範囲５１は、端部ＬＥＤ１１から側面４０に入射された光の導光板１２内における範囲である。また、図５において、２つの境界５３、５４のうち、境界５３は、延伸部４１ａ側の境界である。なお、上述したように、端部ＬＥＤ１１から側面４０に入射された光が導光板１２内を進む範囲が、出射範囲５１であるが、出射範囲５１は、導光板１２内をＬＥＤ１１からの直接光が進む範囲であり、反射光が進む範囲については出射範囲５１に含まれない。

また、式（３）におけるｙ_ｃ１は、以下の式（６）で表される。

また、式（６）におけるｙ_ｒｌは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における発光エリア９０の角部９０ａが成す円弧を円周に含む円の中心Ｐ_ｒｌの座標のｙ座標である。すなわち、ｙ_ｒｌは、ｙ軸における、発光エリア９０の角部９０ａが成す円弧を円周に含む円の中心Ｐ_ｒｌの位置を示す。

上述した式（３）〜式（６）から分かるように、図４に示す点ｌ２（ｘ_ｌ２，０）は、境界５３が発光領域９０と接する場合の境界５３と側面４０とが交差する点となる。また、上述した式（４）及び式（６）から分かるように、図４に示す点Ｃ１（ｘ_ｃ１，ｙ_ｃ１）は、境界５３と発光領域９０との接点である。

以上のことから、ｘ_ｌｅｄが上述した式（１）で表される範囲、すなわち、図４に示すｘ_ｌ１以上ｘ_ｌ２以下の範囲７０内である場合には、端部ＬＥＤ１１は、平面である側面４０に対向することになる。また、ｘ_ｌｅｄが範囲７０内である場合には、境界５３に発光領域９０が接するか、又は、境界５３よりも延伸部４１ａとは逆側に発光領域９０が位置することとなるため、端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ａにまで確実に到達することになる。

ここで、図６、７を用いて、比較例１に係る面状照明装置１００及び比較例２に係る面状照明装置１０１を説明したうえで、実施形態に係る面状照明装置１０と面状照明装置１００、１０１とを比較する。図６は、比較例１に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。図７は、比較例２に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。

図６に示すように、比較例１に係る面状照明装置１００では、端部ＬＥＤ１１が延伸部４１ａに対向して配置される。この場合には、端部ＬＥＤ１１と延伸部４１ａとの間に空気層の隙間１００ａが存在し、この隙間１００ａが比較的大きい。また、端部ＬＥＤ１１が発した光は、上下方向（ｚ軸方向）に広がって進む。このため、隙間１００ａが大きいと、端部ＬＥＤ１１が発した光の一部が延伸部４１ａに入射されずに、延伸部４１ａよりも上側及び下側に進んでしまう。したがって、比較例１に係る面状照明装置１００は、発光効率が良好ではない。

また、端部ＬＥＤ１１の発光面１１ａは、延伸部４１ａと接触している箇所と、延伸部４１ａとの間に隙間１００ａが存在している箇所を有する。このため、延伸部４１ａと接触している箇所から延伸部４１ａに入射される光量と、延伸部４１ａとの間に隙間１００ａが存在している箇所から延伸部４１ａに入射される光量とが異なる。このように、端部ＬＥＤ１１から延伸部４１ａに入射される光量は発光面１１ａの箇所ごとに異なるため、端部ＬＥＤ１１と対向する発光領域９０の角部９０ａから発光される光に輝度ムラが生ずる場合がある。

図７に示すように、比較例２に係る面状照明装置１０１では、導光板１２は、矩形の角部が面取りされた延伸部４１ｃを有する。比較例２に係る面状照明装置１０１では、端部ＬＥＤ１１が、延伸部４１ｃに対向して配置される。このように、端部ＬＥＤ１１が、面取りされた延伸部４１ｃに配置される場合には、端部ＬＥＤ１１の発光面１１ａと発光領域９０との距離ｄは、発光面１１ａ上の位置によって異なる。このため、発光領域９０における漏れ光の影響の受けやすさが発光面１１ａ上の位置によって異なり、端部ＬＥＤ１１と対向する発光領域９０の角部９０ａから発光される光に輝度ムラが生ずる場合がある。

また、輝度ムラを目立たなくするために、距離ｄを長くして、発光面１１ａ上の位置ごとに異なる延伸部４１ｃに入射される光量の差を相対的に小さくすることも考えられる。しかしながら、この場合には、距離ｄが長くなるため、面状照明装置１０１の外形が大きくなり、いわゆる狭額縁化の達成が困難となる。

また、延伸部４１ｃと側面４０との境界の点４１ｄと接触し、かつ、延伸部４１ｃ及び側面４０のいずれかに接触するように端部ＬＥＤ１１を配置した場合には、接触していない方の面と端部ＬＥＤ１１との間に隙間が生じてしまう。このため、発光効率は、良好ではない。また、端部ＬＥＤ１１と導光板１２の入光面１２ｃとの距離が、発光面１１ａ上の位置によって異なるため、端部ＬＥＤ１１と対向する発光領域９０の角部９０ａから発光される光に輝度ムラが生ずる場合がある。

以上のことから、端部ＬＥＤ１１は、発光効率の向上及び輝度ムラの抑制の観点から、延伸部４１ａ、４１ｃに配置しないことが好ましいことが分かる。

そこで、実施形態に係る面状照明装置１０では、端部ＬＥＤ１１を側面４０に対向して配置させる。すなわち、全てのＬＥＤ１１（複数のＬＥＤ１１）を側面４０のみに対向して直線状に配置させる。これにより、全てのＬＥＤ１１において、発光面１１ａと側面４０との距離が、発光面１１ａ上のどの位置でも略同一となる。

また、実施形態に係る面状照明装置１０では、発光領域９０は、複数のＬＥＤ１１が配置される方向（ｘ軸方向）において、端部ＬＥＤ１１（側面４０）よりも延伸部４１ａ、４１ｂ側に延びている。すなわち、発光領域９０は、平面状の側面４０が延伸する方向（ｘ軸方向）において、平面状の側面４０よりも延伸部４１ａ、４１ｂ側に延びている。しかしながら、発光領域９０が延伸部４１ａ、４１ｂ側に延びていても、端部ＬＥＤ１１からの光が確実にその延びている領域まで到達する。

具体例を挙げて説明すると、実施形態に係る面状照明装置１０では、境界５３に発光領域９０が接するか、又は、境界５３よりも延伸部４１ａとは逆側に発光領域９０が位置することとなる。このため、端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ａにまで確実に到達することになる。

以上、本実施形態に係る面状照明装置１０について説明した。以上のことから、実施形態に係る面状照明装置１０では、発光効率を向上させることができ、輝度ムラの発生を抑制させることができる。

（実施形態の第１の変形例）
上述した実施形態では、角部９０ａが丸みを帯びており、角部９０ａの外形がｘｙ平面において曲線である場合について説明した。しかしながら、導光板１２は、矩形の角部が面取りされた形状であってもよい。そこで、このような実施形態を、実施形態の第１の変形例として説明する。

図８は、実施形態の第１の変形例に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。図８の例に示すように、第１の変形例に係る面状照明装置１０ａは、発光領域９０の角部９０ａに対応する角部が面取りされ、平面である延伸部４１ｅを有する導光板１２を備える。

また、発光領域９０の角部９０ｂに対応する角部が、上述した延伸部４１ｅと同様に面取りされ、導光板１２は、平面である延伸部４１ｆを有する。

延伸部４１ｅは、側面４０の一端（側面４０のｘ軸方向における一端）から、延伸部４１ｆから離れる方向（側面４０から離れる方向）、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。延伸部４１ｆは、側面４０の他端（側面４０のｘ軸方向における他端）から、延伸部４１ｅから離れる方向（側面４０から離れる方向）、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。すなわち、延伸部４１ｅ、４１ｆは、側面４０の両端（側面４０のｘ軸方向における両端）から互いに離れる方向、かつ、複数のＬＥＤ１１から離れる方向に延伸する。

第１の変形例に係る面状照明装置１０ａにおいても、上述した実施形態に係る面状照明装置１０と同様に、ｘ_ｌｅｄは、上述した式（１）で表される範囲、すなわち、図８に示すｘ_ｌ１以上ｘ_ｌ２以下の範囲７０内である。

第１の変形例に係るｘ_ｌ２は、上述した実施形態に係るｘ_ｌ２と同様である。一方、第１の変形例に係るｘ_ｌ１は、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面における延伸部４１ｅが成す直線と側面４０との交点ｌ１のｘ座標である。

以上、延伸部４１ｅ側のＬＥＤ１１が配置されるｘ軸方向の位置の範囲について説明したが、延伸部４１ｅ側のＬＥＤ１１の位置の範囲を規定する原理と同様の原理によって、延伸部４１ｆ側のＬＥＤ１１についても、配置される位置の範囲を規定することができる。

ｘ_ｌｅｄが図８に示すｘ_ｌ１以上ｘ_ｌ２以下の範囲７０内である場合には、端部ＬＥＤ１１は、平面である側面４０に対向することになる。また、ｘ_ｌｅｄが範囲７０内である場合には、境界５３に発光領域９０が接するか、又は、境界５３よりも延伸部４１ｅとは逆側に発光領域９０が位置することとなるため、延伸部４１ｅ側の端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ａにまで確実に到達することになる。同様に、延伸部４１ｆ側の端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ｂにまで確実に到達することになる。

以上、実施形態の第１の変形例に係る面状照明装置１０ａについて説明した。以上のことから、第１の変形例に係る面状照明装置１０ａでは、上述した実施形態に係る面状照明装置１０と同様に、発光効率を向上させることができ、輝度ムラの発生を抑制させることができる。

（実施形態の第２の変形例）
上述した実施形態及び第１の変形例では、ＬＥＤ１１と導光板１２とが接触している場合について説明した。しかしながら、ＬＥＤ１１と導光板１２とが離れていてもよい。そこで、このような実施形態を、実施形態の第２の変形例として説明する。

図９は、実施形態の第２の変形例に係る面状照明装置における導光板、発光エリア、端部ＬＥＤの位置関係を示す上面図である。図９の例に示すように、第２の変形例に係る面状照明装置１０ｂは、複数（全て）のＬＥＤ１１が側面４０から距離ｄ_１離れている点が、上述した実施形態に係る面状照明装置１０と異なる。すなわち、図９に示すように、端部ＬＥＤ１１の発光面１１ａの最も延伸部４１ａ側の位置は、ｌ７（ｘ_ｌｅｄ，−ｄ_１）で表される。

図１０は、第２の変形例に係る端部ＬＥＤが発した光が導光板に到達するまでの出射範囲を説明するための図である。第２の変形例では、端部ＬＥＤ１１が発した光のうち光度が所定値以上の光が進む範囲を出射範囲５５とする。例えば、図１０に示すように、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂを含むｘｙ平面５０において、端部ＬＥＤ１１が発した光の出射範囲５５と出射範囲５５とは異なる領域（出射範囲５５ではない領域）５６との２つの境界５７、５８それぞれと端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂとの角度が、θ_αである。このように、θ_αは、端部ＬＥＤ１１の光軸１１ｂと境界５７、５８それぞれとの成す角の角度である。すなわち、端部ＬＥＤ１１からの光度が所定値以上の光は、導光板１２に到達するまで光軸１１ｂに対して角度θ_αの広がりを有して進む。ここで、図１０において、２つの境界５７、５８のうち、境界５７は、延伸部４１ａ側の境界である。なお、角度θ_αを半値幅（半値角）として具体的に示せば、一般的には６０°である。

第２の変形例では、ｘ_ｌｅｄは、上述した式（１）で表される範囲内ではなく、以下の式（７）で表される範囲内である点が、上述した実施形態や第１の変形例と異なる。

ここで、式（７）におけるｘ_ｌ５は、以下の式（８）で表される。

また、第２の変形例では、θ_ｍは、上述した式（５）ではなく、以下の式（９）で表される点が、上述した実施形態や第１の変形例と異なる。

ｘ_ｌｅｄが図９に示すｘ_ｌ１以上ｘ_ｌ５以下の範囲８１内である場合には、端部ＬＥＤ１１は、平面である側面４０に対向することになる。また、ｘ_ｌｅｄが範囲８１内である場合には、境界５３に発光領域９０が接するか、又は、境界５３よりも延伸部４１ｅとは逆側に発光領域９０が位置することとなるため、延伸部４１ｅ側の端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ａにまで確実に到達することになる。同様に、延伸部４１ｆ側の端部ＬＥＤ１１が発した光は、発光領域９０の角部９０ｂ（図３参照）にまで確実に到達することになる。

以上、実施形態の第２の変形例に係る面状照明装置１０ｂについて説明した。以上のことから、第２の変形例に係る面状照明装置１０ｂでは、上述した実施形態に係る面状照明装置１０や第１の変形例に係る面状照明装置１０ａと同様に、発光効率を向上させることができ、輝度ムラの発生を抑制させることができる。

また、上述した実施形態や各種の変形例では、導光板１２の側面４０に入光プリズムが形成されていない場合について説明したが、側面４０に入光プリズムが形成されていてもよい。この場合には、上述したθ_ｍは、光学シミュレーションにより求められる。

以上、実施形態及び実施形態の変形例について説明したが、上記実施の形態及び上記変形例により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１０ 面状照明装置
１１ ＬＥＤ（光源）
１１ａ 発光面
１２ 導光板
１２ｃ 側面（端面）
４０ 側面
４１ａ、４１ｂ、４１ｅ、４１ｆ 延伸部
５３、５７ 境界
９０ 発光領域
９０ａ、９０ｂ 角部

Claims (6)

1. 直線状に配置され、光を発する複数の光源と、
   前記複数の光源が対向して配置される側面と、前記側面の両端から互いに離れる方向、かつ、前記複数の光源から離れる方向に延伸する延伸部とを有する導光板と、
   を備え、
   前記延伸部側の端部の光源の出射範囲と当該出射範囲とは異なる領域との前記延伸部側の境界に前記導光板の発光領域が接するか、又は、当該境界よりも前記延伸部とは逆側に前記発光領域が位置し、
   前記発光領域の前記境界側の端部は、丸みを帯びた形状であり、
   前記発光領域は、前記複数の光源が配置される方向において、前記端部の光源よりも延伸部側に延びており、
   前記発光領域の入光側の端辺が、一対の前記延伸部間に配置されている、
   面状照明装置。
2. 前記端部の光源から前記側面に入射された光の前記導光板内における前記出射範囲と当該出射範囲と異なる領域との前記境界に前記発光領域が接するか、又は、前記境界よりも前記延伸部とは逆側に前記発光領域が位置する、請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記側面には、入光プリズムが形成されている、請求項１又は２に記載の面状照明装置。
4. 光を発する複数の光源と、
   前記複数の光源が発光する光を入射する端面、及び、前記端面から入射された光を出射する発光領域を有する導光板と、
   を備え、
   前記端面は、平面状の側面と、前記側面の両端から互いに離れる方向に拡開する一対の延伸部と、を有し、
   前記発光領域の入光側の端辺の端部は、丸みを帯びた形状であり、
   前記発光領域は、前記平面状の側面が延伸する方向において、前記平面状の側面よりも前記延伸部側に延びており、
   前記発光領域の入光側の端辺が、一対の前記延伸部間に配置されており、
   前記複数の光源は、前記平面状の側面のみに対向して配置されている、
   面状照明装置。
5. 前記複数の光源が配置される方向に延びる第１の軸における前記端部の光源の位置ｘ_ｌｅｄが式（１）により示される範囲内である請求項１から３のいずれかに記載の面状照明装置。
   

   

   ただし、式（１）におけるｘ_ｌ１は、式（２）で表される。
   

   

   ただし、式（２）におけるＲ_ｓは、前記端部の光源の光軸を含む平面であって、前記第１の軸及び前記第１の軸に交差する第２の軸を含む平面における前記延伸部が成す円弧を円周に含む円の半径である。また、式（２）におけるｘ_ｒｓは、前記第１の軸における前記円の中心の位置を示す。また、式（２）におけるｙ_ｒｓは、前記第２の軸における前記円の中心の位置を示す。
   また、式（１）におけるｘ_ｌ２は、式（３）で表される。
   

   

   ただし、式（３）におけるｘ_ｃ１は、以下の式（４）で表される。
   

   

   ただし、式（４）におけるＲ_ｌは、前記平面における前記発光領域の角部が成す円弧を円周に含む円の半径である。また、式（４）におけるｘ_ｒｌは、前記第１の軸における前記発光領域の前記角部が成す円弧を円周に含む円の中心の位置を示す。また、式（４）におけるθ_ｍは、以下の式（５）で表される。
   

   

   ただし、式（５）におけるｎは、前記導光板の屈折率である。
   また、式（３）におけるｙ_ｃ１は、以下の式（６）で表される。
   

   

   ただし、式（６）におけるｙ_ｒｌは、前記第２の軸における前記発光領域の前記角部が成す円弧を円周に含む円の中心の位置を示す。
6. 前記複数の光源が配置される方向に延びる第１の軸における前記端部の光源の位置ｘ_ｌｅｄが式（７）により示される範囲内である請求項１から３のいずれかに記載の面状照明装置。
   

   

   ただし、式（７）におけるｘ_ｌ１は、式（８）で表される。
   

   

   ただし、式（８）におけるＲ_ｓは、前記端部の光源の光軸を含む平面であって、前記第１の軸及び前記第１の軸に交差する第２の軸を含む平面における前記延伸部が成す円弧を円周に含む円の半径である。また、式（８）におけるｘ_ｒｓは、前記第１の軸における前記円の中心の位置を示す。また、式（８）におけるｙ_ｒｓは、前記第２の軸における前記円の中心の位置を示す。
   また、式（７）におけるｘ_ｌ５は、式（９）で表される。
   

   

   ただし、式（９）におけるｄ_１は、前記端部の光源と前記導光板の前記側面との間の距離である。また、式（９）におけるθ_αは、前記光軸と前記境界との成す角の角度である。また、式（９）におけるｘ_ｌ２は、式（１０）で表される。
   

   

   ただし、式（１０）におけるｘ_ｃ１は、以下の式（１１）で表される。
   

   

   ただし、式（１１）におけるＲ_ｌは、前記平面における前記発光領域の角部が成す円弧を円周に含む円の半径である。また、式（１１）におけるｘ_ｒｌは、前記第１の軸における前記発光領域の前記角部が成す円弧を円周に含む円の中心の位置を示す。また、式（１１）におけるθ_ｍは、以下の式（１２）で表される。
   

   

   ただし、式（１２）におけるｎは、前記導光板の屈折率である。
   また、式（１０）におけるｙ_ｃ１は、以下の式（１３）で表される。
   

   

   ただし、式（１３）におけるｙ_ｒｌは、前記第２の軸における前記発光領域の前記角部が成す円弧を円周に含む円の中心の位置を示す。

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