WO2006087879A1

WO2006087879A1 - 面状照明装置

Info

Publication number: WO2006087879A1
Application number: PCT/JP2006/300375
Authority: WO
Inventors: Shingo Suzuki; Daisuke Nakayama
Original assignee: Minebea Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2006-08-24
Also published as: US20080259641A1; TW200643342A; JP4868331B2; US7575358B2; EP1862730A1; JP2006228589A

Abstract

　ＬＥＤを用いた面状照明装置の、更なる高輝度化、輝度の均一化を図りつつ、薄型化を促進する。　面状照明装置を構成するＬＥＤ２４は、ランプハウスを持たず、ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂２６が露出している。透光性樹脂の外形が連続曲面からなる突出部２８として形成されている。さらに、導光板１２のＬＥＤ２４に対向する側端面１２ａには、突出部２８の外形に倣った切欠き部１２ｄが形成され、かつこの切欠き部１２ｄには、導光板１２に直交する方向に延在する複数の単位プリズムからなるプリズム列１０１が形成されている。

Description

明細書

面状照明装置

技術分野

[0001] 本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置に関するものである。

背景技術

[0002] 今日の電子機器の表示手段等には液晶表示装置が広く用いられているが、この液晶表示装置は自発光型ではないことから、夜間や暗所での視認性を確保するための照明手段が必要となる。かかる照明手段として、従来から、面状照明装置が用いられている。

また、面状照明装置の一形態として、サイドライト方式の面状照明装置が広く用いられている。サイドライト方式の面状照明装置は、透光性を有する導光板と、該導光板の側端面に配置された棒状光源もしくは 1つないし複数の点状光源を基本要素として構成されている。そして、近年の傾向では、携帯情報端末等の小型の電子機器への応用例の増加から、駆動回路の簡略ィ匕を図ることが可能な点状光源を備える形式の面状照明装置が用いられている。図 15には、サイドライト方式の面状照明装置 10 の、導光板 12と、導光板 12の側端面に配置された複数の点状光源 (LED) 14とを模式的に示している。

[0003] ところで、図 15に示す点状光源 14を用いた面状照明装置 10は、 LED14から導光板 12へと照射される光が一定の指向性を持っために、 LED14によって照らされる導光板 12の LED14の近傍は、明部 Aと暗部 Bとに明確に分かれてしまう。この明部と暗部との差を解消して平均的な明るさを得るための対策として、図 16に示すように、導光板 12の LED14との対向面 12aに、微細なプリズム列等の光学的乱反射パターン 12bを設けたり、図 17に示すように、外装部材の一部が半円柱状の突出部 16aとなった LED16を用い、かつ、導光板 12には、突出部 16aと嵌合する半円筒状の凹部 12cを設け、突出部 16aに形成したスリットから、 LEDチップ 17の光を放射状に出射するもの（例えば、特許文献 1参照）、さらには、図 18に示す LED18のように、 LE Dチップ 19を覆うランプハウス 20を備え、ランプハウス 20の高さや、傾斜面 20aの傾斜角度を変更することによって、光の指向性を制御するもの等が挙げられる（例えば、特許文献 2参照)。なお、図 18において、符号 22は、ランプノヽウス 20内に LEDチップ 19を封止するための透光性榭脂である。

[0004] 特許文献 1 :特開平 10— 199316号公報（〔0023〕、〔0026〕〜〔0028〕）

特許文献 2 :特開 2002— 217459公報（〔請求項 1〕、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] さて、上記のごとき LEDを用いた面状照明装置は、液晶表示装置の照明手段としての役割を担っていることから、更なる高輝度化、輝度の均一化を図りつつ、薄型化を促進することが常に求められている。この点、図 16に示すような前方発光面がフラットな形式の LED14を用いた面状照明装置は、 LED内部に封止された LEDチップ力も出射される光のうち、前方のフラット面で全反射される光線が多ぐ後述するように前方出射光量比が悪ィ匕することから（図 6参照）、更なる高輝度化には限界が生じていた。また、図 17に示すような、半円柱状の突出部 16aから光を出射する形式の L ED16を用いた面状照明装置は、出射面で全反射される光線は減少するので、後述するように前方出射光量比は向上するが（図 6参照）、その反面、レンズ効果により L EDの半値幅が狭まり（図 6参照）、輝度の均一化を図ることが困難であるといった問題が生じていた。一方、図 18に示すように、 LEDチップ 19を覆うランプハウス 20を備えた LED18を用いた面状照明装置は、ランプハウス 20の肉厚が、面状照明装置の薄型化を阻害する原因となっていた。

[0006] 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、 LEDを用いた面状照明装置の、更なる高輝度化、輝度の均一化を図りつつ、薄型化を促進することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するための、本発明に係る面状照明装置は、板状の導光板と、該導光板の側端面に配置される LEDとを備える面状照明装置において、 LEDはランプハウスを持たず、 LEDチップを封止する透光性榭脂が露出しており、該透光性榭脂の外形が、前記 LEDの光出射方向前方へと突出する連続曲面で構成され、前記導光板の、前記 LEDと対向する側端面に、前記連続曲面で構成された突出部の外形に倣った切欠き部が形成され、かつ、該切欠き部の表面には、前記導光板と直交する方向に延在する複数の単位プリズム力なるプリズム列が設けられて、ることを特徴とする。

[0008] 本発明によれば、 LEDはランプハウスを持たず LEDチップを封止する透光性榭脂が露出していることで、ランプハウス分の厚みの増加が生じず、面状照明装置の薄型ィ匕が促進されることとなる。し力も、導光板の、 LEDと対向する側端面に、突出部の外形に倣った切欠き部が形成されており、切り欠き部の表面には、導光板と直行する方向に延在する複数の単位プリズムからなるプリズム列が設けられて、るため、 LED の透光性榭脂の突出部が導光板と密着することに加えて、プリズム列によって入射光が拡散され、 LED力導光板へと入光した光の発光分布を広角化し、 LED単体での光の発光分布と同等以上のものにすることが可能となり、面状照明装置の輝度の均一化に寄与することとなる。

[0009] 本発明において、前記単位プリズムは、凸条または凹条として形成され、該凸条または凹条の側面は、平面または曲面あるいはそれらの糸且合せによって構成されるものである。本発明の一態様では、前記プリズム列は、前記切欠き部の曲率中心方向に突設または凹設された単位プリズムを、前記切欠き部の周方向に沿って配列してなり、別の態様では、前記プリズム列は、前記導光板の、前記 LEDに対向する側端面に直交する方向に突設または凹設された単位プリズムを、前記切欠き部の周方向に沿って酉 S列してなるものである。

[0010] また、前記プリズム列は、断面の外形が略三角形状の単位プリズムを含んでいてもよぐあるいは、断面の外形が略円弧状の単位プリズムを含んでいても、もしくは、断面の外形が少なくとも 1の直線と該直線に連結する円弧カゝらなる単位プリズムを含んでいてもよい。

[0011] 本発明において、導光板の切欠き部に設けられるプリズム列の形状および配置を上記のように設定することによって、 LED力導光板へと入射した光を広角に拡散すると共に、上記所定のプリズム列の形状および配置に応じて、所望の方向に所望の強度で光を分配することが可能となる。

[0012] さらに、本発明において、前記 LEDの前記導光板と平行な方向の側面に沿って、反射板が配置されてヽることとすれば、 LEDの正面以外から出射される漏れ光の多くを、導光板へと導くことが可能となる。

[0013] また、本発明において、前記 LEDは、前記突出部の半径でその突出高さを除した値が 0. 3以上 0. 6以下の範囲となり、かつ、前記突出部の半径が、前記 LEDチップを前記導光板と直交する方向に投影した場合の長さに 1. 5を乗じた値以上となるように形成されてヽることが望まヽ。

[0014] 透光性榭脂の外形が上記所定の形状を有することで、面状照明装置の高輝度化に寄与する LEDの前方出射光量比と、面状照明装置の輝度の均一化に寄与する L

EDの出射光の角度とを、高い次元でバランスさせつつ、 LEDチップを透光性榭脂内に完全に封止することが可能となる。

発明の効果

[0015] 本発明はこのように構成したので、 LEDを用いた面状照明装置の、更なる高輝度ィ匕、輝度の均一化を図りつつ、薄型化を促進することが可能となる。また、面状照明装置の輝度を維持しつつ、導光板に入射した光の発光分布を広角化することができるため、導光板の側端面に単一の LEDを配置する面状照明装置の場合でも、十分な輝度の均一化を達成することができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の要部を示す斜視図であり、（a)は分解図、（b)は結合図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、 LEDの LEDチップを封止する透光性榭脂の外形を示す模式図である。

[図 3]図 2に示す LEDの具体的構造例を示す外観斜視図である。

[図 4]図 2に示す LEDの具体的構造例を示す断面図である。

[図 5]図 2に示す LEDの内部に封止された LEDチップを示すものであり、 (a)は平面図、（b)は側面図である。

[図 6]出射光の角度を示す半値幅 Θと、前方出射光量比 ξとをまとめた図表である。 [図 7]図 6の値に基くグラフである。

[図 8]図 5、図 6の半値幅について説明する解説図である。

[図 9]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、導光板に形成された切欠き部の一態様を示す図であり、（a)は LEDが配置された状態で示す平面図、（b)は切欠き部を拡大して示す平面図である。

[図 10]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、導光板に形成された切欠き部の別の態様を拡大して示す平面図である。

[図 11]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、導光板に形成された切欠き部の別の態様を拡大して示す平面図である。

[図 12]本発明の実施の形態に係る面状照明装置の、 LEDの導光板と平行な方向の側面に沿って、反射板を配置した例を示す斜視図であり、（a)は分解図、（b)は結合図である。

[図 13]本発明に係る実施例 1〜実施例 4について、その発光分布を比較例と共に示すグラフであり、 (a)は全体図、（b)は（a)の A部拡大図である。

[図 14]本発明に係る実施例 1、 2、 5、 6について、その発光分布を比較例と共に示すグラフであり、 (a)は全体図、（b)は（a)の A部拡大図である。

[図 15]従来の LEDを用いた面状照明装置の基本構成を示す平面図である。

[図 16]従来の、平均的な明るさを得るための対策が施された面状照明装置を示す平面図である。

[図 17]従来の、平均的な明るさを得るための対策が施された面状照明装置を示す平面図である。

[図 18]従来の、平均的な明るさを得るための対策が施された LEDを示す平面図である。

符号の説明

10 :面状照明装置

12 :導光板

12a： LEDと対向する側端面

12d:切欠き部 24 : LED

24a, 24b :導光板と平行な方向の側面

25 : LEDチップ

26 :透光性榭脂

28 :突出部

36 :反射板

101, 101，， 101" :プリズム列

101a, 101b, 101c :単位プリズム

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。

図 1は、本発明の実施の形態に係る面状照明装置の要部を示す斜視図であり、 (a )は分解図、（b)は結合図である。面状照明装置 10は、図 15に示す従来の面状照明装置と同様に、板状の導光板 12と、導光板 12の側端面 12aに配置される LED24 とを備免るちのである。

本実施形態において、 LED24は、ランプハウスを持たず、 LEDチップ 25 (図 2〜図 4参照)を封止する透光性榭脂 26が露出した構造を有している。また、透光性榭脂 26の外形が、 LED24の光出射方向前方へと突出する連続曲面で構成された突出部 28を有している。また、図示の例では、突出部 28は、導光板と平行な方向（図 1 5に示す導光板 12の紙面と平行な方向。 )に長ぐ導光板と直交する方向（図 15に示す導光板 12の紙面と直交する方向。）に短い、直方体状の透光性榭脂からなる基部 29と一体に形成されている。さらに、突出部 28を構成する連続曲面は、図示の例では一定の半径 Rを有する円筒面力もなるものである。

また、導光板 12の、 LED24と対向する側端面 12aに、突出部 28の外形に倣った切欠き部 12dが形成され、切欠き部 12dの表面には、導光板 12と直交する方向に延在する複数の単位プリズム力もなるプリズム列 101が形成されている（図 1では、このプリズム列 101は、複数の直線として模式的に示されており、その具体的な態様については、図 9〜図 11を参照して後述する)。本実施形態において、 LED24は、その突出部 28を切欠き部 12dに嵌合させて配置されている。

[0019] 次に、本実施形態に係る LED24の構成を詳細に説明する。

LED24の、透光性榭脂 26は、 LEDチップ 25の周囲力図 3、図 4に示すように、硬質シリコーン系榭脂中に黄色発光の蛍光体であるセリウムで付活されたイットリウム •アルミニウム 'ガーネット (YAG)微粒子を混入した層 30で封止され、さらにその周囲（上層）に透明の硬質シリコーン系榭脂層 32が付加された構造を有している。したがって、図示の例では、透明の硬質シリコーン系榭脂層 32に突出部 28が形成されている。また、 LEDチップ 25は、図 5に示すように、サフアイャ基板 25a上に、 GaN、 GaAIN等の窒化物系化合物半導体の積層からなる発光層 25bが形成されたもの（青色発光の素子）が用いられている。そして、 LEDチップ 25は、図 4に示すように、電極部を有する基板 (PCB) 34上に接着され、 LEDチップ 25上に形成されたァノード、力ソード電極と基板 34上の配線パターンとが、 φ 20 mの金線で接続された構造を有している。なお、図 3〜図 5には、 LED24および LEDチップ 25の具体的寸法例を示して!/、る (単位は mm)。

[0020] 以上の構造を有する LED24は、 LEDチップ 25の青色発光の一部が YAG微粒子混入層 30の YAG微粒子（蛍光体）に吸収され、 LEDチップ 25の発光よりも長波長に変換されて、 LEDチップ 25の青色発光との混色を生じることにより、擬似的に白色発光するものである。なお、透光性榭脂 26の YAG微粒子混入層 30は、図 3、図 4に示すように、透明層 32と完全に 2層に分離した構成に限らず、少なくとも青色発光 LE Dチップ 25の周囲にのみ YAG微粒子混入層 30が形成され、その周囲が全て透明層 32で覆われている構造を採用することも可能である。

また、透光性榭脂 26は、耐熱性を有する透明榭脂であれば良ぐ前記硬質シリコ一ン系榭脂の他にも、例えば、透明エポキシ榭脂等の熱硬化性の透明樹脂が適用可能である。また、高耐熱性の熱可塑性榭脂や、ガラス等の無機系材料も、必要に応じ適用可能である。

[0021] 本実施形態において、 LED24は、突出部 28の突出高さ（基部 29からの突出高さ）を Hとしたとき、 0. 3≤H/R≤0. 6の範囲、より好ましくは 0. 4≤H/R≤0. 5の範囲となるように形成されている。また、突出部 28の半径が、 LEDチップ 25を導光板と直交する方向に投影した場合の長さ（LED24の長手方向と平行な方向の長さであり、図 2、図 4に符号 Xで示す。）に 1. 5を乗じた値以上（1. 5X≤R)となるように形成されている。

[0022] 図 6は、本発明の実施の形態に係る面状照明装置に用いられる LED24の、 HZR の値を種々に変化させることによる、 LEDの出射光の角度を示す半値幅 Θと、前方出射光量比 ξとの変化を図表にまとめたものである。また、図 7は、図 6の値に基くグラフである。なお、「半値幅 0」は、図 8に示すように、出射光の出射強度のピーク値 Ρ (通常は、 LED24の正面方向である Θ =0° の近傍に現れる。）の半分の出射強度 1Z2Pが得られるときの出射光の角度を「半値幅」と称し、出射光分布の指標として一般的に用いられる値である。図 8は、 R=0. 9mm、 H = 0. 4mm、 H/R=0. 44 である LEDの、半値幅 Θを例示したものである。

また、「前方出射光量比」は、 LEDから出射される全方向の光のうち、 LEDよりも前方 (上下の空間も含まれる）に出射される、面状照明装置の高輝度化に貢献する光と、 LEDよりも後方 (上下の空間も含まれる）に出射される、面状照明装置の高輝度化に貢献しない光とに分類した場合の、前者の比率を表す値である。

これらの具体的数値例から明らかなように、 0. 3≤H/R≤0. 6の範囲では、半値幅 Θ、前方出射光量比共に十分に良好な値が得られている。また、面状照明装置の更なる高輝度化と、輝度の均一化とを実現するために、半値幅 Θおよび前方出射光量比 ξをより高いレベルでバランスさせるためには、 0. 4≤H/R≤0. 5の範囲とすることが望ましい。なお、 HZR=0 (図 15に示すような、前方発光面がフラットな形式の LED14)では、前方出射光量比の値が最低レベルまで低下しており、面状照明装置の高輝度化が困難であることが理解される。また、 HZR= 1 (図 16に示すような、半円柱状の突出部 16aから光を出射する形式の LED16)では、半値幅 Θの値の低下が著しぐ面状照明装置の輝度の均一化が困難であることが理解される。

[0023] 次に、図 9〜図 11を参照して、導光板 12に形成されたプリズム列 101の好適な態様について説明する。

図 9は、本実施形態におけるプリズム列 101の一態様を示す図であり、（a)は導光板 12の切欠き部 12dを LED24と共に示す平面図、（b)は切欠き部 12dを拡大して示す平面図である。

図 9 (a)に示すように、導光板 12の、 LED24と対向する側端面 12aには、突出部 2 8の外形に倣った切欠き部 12dが形成され、切欠き部 12dの表面には、導光板 12と直交する方向に延在する複数の単位プリズム 101 aからなるプリズム列 101が形成されている。上述したように、本実施形態において、 LED24の突出部 28を構成する連続曲面は、曲率中心を Oとして一定の半径 Rを有する円筒面力なり、切欠き部 12d の表面は、 Rよりも僅か〖こ大きな半径を有して同心に形成された円筒面カゝらなるものである。図 9に示す態様では、切欠き部 12dの表面に設けられたプリズム列 101は、断面の外形が三角形状の単位プリズム 101aから構成されており、各単位プリズム 10 laは、突出部 28と切欠き部 12dとの共通の曲率中心 O方向に突設されて、切欠き部 12dの周方向に沿って配列されて、る。

[0024] 本実施形態における面状照明装置 10では、 LED24と導光板 12とを上記構成により結合することによって、 LED24の透光性榭脂の突出部 28が導光板 12と密着することに加えて、プリズム列 101によって LED24からの入射光が拡散され、 LEDから導光板へと入光した光の発光分布を広角化し、 LED単体での光の発光分布と同等以上のものにすることが可能となり、面状照明装置の輝度の均一化に寄与するものである。その際、プリズム列 101は、図 9 (b)に示すよう〖こ、単位プリズム 101aの断面の外形を構成する三角形の頂角 α、単位プリズムの突出高さ d、各単位プリズム 101aを配列する際の円周方向の配列ピッチ Θ 、あるいは、プリズム密度 (ここでは、切欠き

P

部 12dの表面に対するプリズム部分の割合、すなわち (W1— W2) ZW1と定義する )などを適切に設定することによって、所望の方向に所望の強度で光を分配するものである。

[0025] 図 10は、本実施形態におけるプリズム列の別の態様を示すものであり、切欠き部 1 2dを拡大して示す平面図である。図 10に示す態様では、切欠き部 12dの表面に設けられたプリズム列 101 'は、断面の外形が円弧状の単位プリズム 101b力構成されており、各単位プリズム 101bは、突出部 28と切欠き部 12dとの共通の曲率中心 O方向に突設されて、切欠き部 12dの周方向に沿って配列されている。本実施形態における面状照明装置 10は、単位プリズム 101bからなるプリズム列 101 'によって、図 9 に示すプリズム列 101と同等の作用 ·効果を得るものである。また、プリズム列 101 'は、単位プリズム 101bの断面の外形を構成する円弧の半径 rl、単位プリズム 101bの突出高さ d、各単位プリズム 101bを配列する際の円周方向の配列ピッチ Θ 、あるい

P

は、プリズム密度（(W1— W2) ZW1)などを適切に設定することによって、所望の方向に所望の強度で光を分配することが可能となることも、図 9に示すプリズム列 101と同様である。

[0026] 図 11は、本実施形態におけるプリズム列のさらに別の態様を示すものであり、 (a) は切欠き部 12dを拡大して示す平面図、（b)は (a)に示す導光板の金型加工用バイトの形状を示す側面図である。図 11 (a)に示す態様では、切欠き部 12dの表面に設けられたプリズム列 101"は、断面の外形が 1本の直線 102と直線 102に連結する円弧 104力もなる単位プリズム 101cから構成されており、各単位プリズム 101cは、側端面 12aに直交する方向（A方向）に突設されて、切欠き部 12dの周方向に沿って配列されている。なお、単位プリズム 101cの外形は、図 11 (a)に仮想線 103で示す直線をさらに有し、 2本の直線 102、 103とそれらの直線を先端部で連結する円弧 104 力なるものであってもよ、。

本実施形態における面状照明装置 10は、単位プリズム 101cからなるプリズム列 10 1"によって、図 9、図 10に示すプリズム列 101、 101 'と同等の作用'効果を得るものである。また、プリズム列 101"は、単位プリズム 101cの断面の外形一部を構成する円弧の半径 r2および直線 102 (および、存在する場合は直線 103)の A方向に対する傾斜角 ι8 Ζ2、単位プリズム 101cの突出高さ d、各単位プリズム 101cを配列する際の円周方向の配列ピッチ Θ 、あるいは、プリズム密度（(W1—W2) ZW1)などを

P

適切に設定することによって、所望の方向に所望の強度で光を分配することが可能となることも、図 9、図 10に示すプリズム列 101と同様である。

[0027] ここで、導光板 12を形成する材料としては、アクリル榭脂、ポリカーボネート榭脂、非晶性ポリオレフイン榭脂等が成形性と光学特性とのノランスに優れているため好適であるが、これに代えて、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフイン、フッ素系ポリマ一、エポキシ榭脂等の透明榭脂を使用することができる。また、導光板 12の成形には、射出成形が生産性および精度の点で優れているため好適である力熱加圧成形、押し出し成形、注型法など、各種榭脂成形法を適用することができる。

[0028] 本実施形態では、導光板 12に対して、図 9〜図 11に示すプリズム列 101、 101 '、 101"を設けるため、その成形用金型には、上述した単位プリズム 101a、 101b, 101 cに対応する溝加工を実施するものであり、本発明はその具体的な方法に限定されるものではないが、例えば、各単位プリズム 101a、 101b, 101cに対応する形状に加工したノイトを用いて切削加工するものであってもよい。その際、図 9および図 10 に示すプリズム列 101、 101，の場合には、それぞれ単位プリズム 101a、 101bに対応する三角形または円形の刃先を有するバイトを用い、切欠き部 12dに対応する金型の円筒部分をピッチ Θ に従って回転させながら、溝加工を施すものである。また、

P

図 11に示すプリズム列 101"の場合は、図 11 (b)に示すような、断面の外形が、中心線 1に対して対称に傾斜する一対の直線 42、 44と、一対の直線 42、 44の先端部を連結する円弧 41からなるバイト 40を用い、このバイトを、図 11 (a)に示すように、側端面 12aに対して平行に所定のピッチ Pで送りながら、側端面 12aに対して垂直方向（ A方向）に所定の深さの溝を切削加工するものである。この態様は、単位プリズム 10 1"の傾斜角 βの大きさや突出高さ dによらず、成形後に導光板 12とその金型とを容易に分離できるため、製造性の点で有利である。

尚、上述したバイト 40の材料としては、単結晶ダイヤモンドが好適である力必要な工具硬度が得られる限り、任意の材料を使用することができる。

[0029] また、図 9〜図 11を参照して上述したプリズム列 101、 101 '、 101"の説明において、各単位プリズム 101、 101 '、 101"は、導光板 12の切欠き部 12dの表面に突設された凸条として説明した力本発明に係るプリズム列は、断面の外形が同様の形状を有するように凹設された凹条とするものであってもよい。また、導光板 12の切欠き部 12dは、 LED24の突出部 28および基部 29の外形に倣ったものとして形成し、切欠き部 12dに、 LED24の突出部 28および基部 29の両方を嵌合させるものであってもよい。

[0030] さらに、図 12 (a)、 (b)に示すように、 LED24の導光板 12と平行な方向の側面 24a 、 24b (図 12の例では、上下面）に沿って、反射板 36を配置することとしても良い。反射板 36としては、薄い榭脂基板上に、アルミニウム、銀等の高反射率の金属薄膜を形成した反射板が、薄さと反射特性の面で好適であるが、薄い榭脂基材上に、白色または乳白色の塗料を塗布することにより構成された光反射率の高い反射板、白色顔料を混入した榭脂からなる白色榭脂板、アルミニウム、銀等の高反射率の金属薄板等を用いることもできる。また、その厚みを 100 /z m以下に抑えることで、面状照明装置 10全体の厚みを極力抑えることが可能となる。また、反射板 36の形状は、生産性を考慮すれば、図示のごとく LED24の全体を完全に覆うことが可能な矩形であることが望ましいが、例えば、 LED24の突出部 28のみ覆う形状とすることで、必要な効果を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態に係る面状照明装置は、いわゆるバックライトにもフロントライトにも適用可能である。

実施例

[0031] 以下、本発明の実施例について、図 13および図 14に基づいてその作用を説明する。

図 13および図 14は、本発明に係る面状照明装置の 6通りの実施例について、その発光分布を測定した結果を示すグラフである。いずれの実施例においても、使用した LED24は、 R=0. 9mm、 H = 0. 4mm、 H/R=0. 44である円筒面の突出部 28 ( 図 2参照）を有するものであり、図 9 (a)に示すように、導光板 12の側端面 12aには、突出部 28と同心かつ半径 1. Ommの円筒表面を有する切欠き部 12dが形成されている。

[0032] (実施例 1)

実施例 1におけるプリズム列は、図 9 (b)に示すプリズム列 101に対応するものであり、頂角 α = 90° 、円周方向の配列ピッチ Θ =4° とし、プリズム密度を 50%とする

Ρ

ものである（このとき、突出高さ d=約 15 m)。

(実施例 2)

実施例 2におけるプリズム列は、図 9 (b)に示すプリズム列 101に対応するものであり、頂角 α = 90° 、円周方向の配列ピッチ Θ =4° とし、プリズム密度を 80%とする

Ρ

ものである（このとき、突出高さ d=約 25 m)。 (実施例 3)

実施例 3におけるプリズム列は、図 9 (b)に示すプリズム列 101に対応するものであり、頂角 α = 60° 、円周方向の配列ピッチ Θ =4° とし、プリズム密度を 50%とする

Ρ

ものである。

(実施例 4)

実施例 4におけるプリズム列は、図 9 (b)に示すプリズム列 101に対応するものであり、頂角 α = 60° 、円周方向の配列ピッチ Θ =4° とし、プリズム密度を 80%とする

Ρ

ものである。

(実施例 5)

実施例 5におけるプリズム列は、図 10に示すプリズム列 101 'に対応するものであり、半径 rl = 0. 05mm,円周方向の配列ピッチ 0 = 12° とし、突出高さ d=約 40

P

mとするとするものである。

(実施例 6)

実施例 6におけるプリズム列は、図 11 (a)に示すプリズム列 101"に対応するものであり、半径 r2 = 0. 04mm、円周方向の配列ピッチ 0 = 12° とし、突出高さ d=約 40

P

μ mとするとするものである。

(比較例）

比較例として、切欠き部 12dの表面にプリズム列を設けて、な、導光板を使用した図 13 (a)は、実施例実施例 2、実施例 3、実施例 4、および比較例について、 LE D24から導光板 12入光後の発光分布の強度比を、 LED24の正面方向を 0 = 0° としてその角度に対して示したグラフであり、図 13 (b)は図 13 (a)の広角領域 (A部）を拡大して示すグラフである。図 13から分かるように、実施例 1〜実施例 4のいずれの場合にも、比較例に比べて正面方向の強度比が低下し、かつ、広角方向（ I Θ I ≥約 70° )の強度比が増大して、その結果、発光分布の均一性が向上すると共に、広角方向の輝度が増大することが分かる。

また、少なくとも図 13に示す測定例において、実施例 1と実施例 2 (および、実施例 3と実施例 4)を比較すれば、プリズム密度が増大するほど Θ = 0° 方向からの光の拡散の度合いが大きくなり、実施例 1と実施例 3 (および、実施例 2と実施例 4)を比較すれば、三角形の頂角を鋭角にするほど、上記拡散作用が大きくなることが分かる。このように、本発明では、各単位プリズムの形状および単位プリズムの配列を適切に設定することによって、所望の方向および所望の強度に光を分配することができる。面状照明装置全体の輝度を考慮すれば、 Θ =0° 方向の強度比を極端に低下させることは、必ずしも望ましいことではなぐ例えば、本実施例の場合、 30mm X 40mm のサイズの導光板を使用し、その短辺側（30mm)に 1個の LEDを配置する場合、実施例 1のプリズム列が最適であり、その長辺側（40mm)に 1個の LEDを配置する場合、実施例 2のプリズム列が最適なものである。

図 14 (a)は、実施例実施例 2、実施例 5、実施例 6、および比較例について、図 13と同様の発光分布を示したグラフであり、図 14 (b)は、図 14 (a)の広角領域 (A部 )を拡大して示すグラフである。図 14によれば、実施例 5および実施例 6も、上述した実施例 1および実施例 2と同等の作用 ·効果を有するものであることが分かる。

Claims

請求の範囲

[1] 板状の導光板と、該導光板の側端面に配置される LEDとを備える面状照明装置において、前記 LEDはランプハウスを持たず、 LEDチップを封止する透光性榭脂が露出しており、該透光性榭脂の外形が、前記 LEDの光出射方向前方へと突出する連続曲面で構成され、前記導光板の、前記 LEDと対向する側端面に、前記連続曲面で構成された突出部の外形に倣った切欠き部が形成され、かつ、該切欠き部の表面には、前記導光板と直交する方向に延在する複数の単位プリズム力なるプリズム列が設けられていることを特徴とする面状照明装置。

[2] 前記単位プリズムは凸条または凹条として形成され、該凸条または凹条の側面は、平面または曲面あるいはそれらの組合せによって構成されることを特徴とする請求項

1に記載の面状照明装置。

[3] 前記プリズム列は、前記切欠き部の曲率中心方向に突設または凹設された単位プリズムを、前記切欠き部の周方向に沿って配列してなることを特徴とする請求項 1または 2に記載の面状照明装置。

[4] 前記プリズム列は、前記導光板の、前記 LEDに対向する側端面に直交する方向に突設または凹設された単位プリズムを、前記切欠き部の周方向に沿って配列してなることを特徴とする請求項 1または 2に記載の面状照明装置。

[5] 前記プリズム列は、断面の外形が略三角形状の単位プリズムを含むことを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の面状照明装置。

[6] 前記プリズム列は、断面の外形が略円弧状の単位プリズムを含むことを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の面状照明装置。

[7] 前記プリズム列は、断面の外形が少なくとも 1の直線と該直線に連結する円弧からなる単位プリズムを含むことを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の面状照明装置。

[8] 前記 LEDの前記導光板と平行な方向の側面に沿って、反射板が配置されていることを特徴とする請求項 1から 7のいずれか 1項に記載の面状照明装置。

[9] 前記 LEDは、前記突出部の半径でその突出高さを除した値が 0. 3以上 0. 6以下の範囲となり、かつ、前記突出部の半径が、前記 LEDチップを前記導光板と直交する方向に投影した場合の長さに 1. 5を乗じた値以上となるように形成されて!ヽることを特徴とする請求項 1から 8のいずれか 1項に記載の面状照明装置。