JP4868331B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

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。

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、駆動回路の簡略化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。

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つために、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、ＬＥＤ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、ランプハウス２０内にＬＥＤチップ１９を封止するための透光性樹脂である。

特開平１０−１９９３１６号公報（〔００２３〕、〔００２６〕〜〔００２８〕） 特開２００２−２１７４５９公報（〔請求項１〕、図１）

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チップから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く、後述するように前方出射光量比が悪化することから（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ＬＥＤ１６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ＬＥＤ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。

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。

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、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樹脂が露出しており、該透光性樹脂の外形が、前記ＬＥＤの光出射方向前方へと前記導光板と直交する方向の厚み一定で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て、前記ＬＥＤは前記突出部を前記切欠部に嵌合させて配置され、かつ、前記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からなるプリズム列が設けられており、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、一本の金型加工用バイトにより成形金型に切削加工された溝に対応する形状をなして突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。

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樹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化が促進されることとなる。しかも、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、ＬＥＤはその突出部を切欠部に嵌合させて配置されており、切り欠き部の表面には、導光板と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が設けられているため、ＬＥＤの透光性樹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こととなる。

本発明において、前記透光性樹脂は、前記ＬＥＤチップの周囲を封止する蛍光体を混入した平板状の層と、その上層に形成された透明樹脂層とを有し、該透明樹脂層に前記連続曲面が形成されており、前記ＬＥＤチップの青色発光の一部が前記蛍光体を混入した層の蛍光体に吸収され、前記ＬＥＤチップの発光よりも長波長に変換されて、前記ＬＥＤチップの青色発光との混色を生じることにより、前記ＬＥＤは擬似的に白色発光するものであることが望ましい。

本発明において、前記単位プリズムは、好ましくは、凸条として形成され、該凸条の側面は、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ものである。
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く、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からなる単位プリズムを含んでいてもよい。

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から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。

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いることとすれば、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。

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いることが望ましい。

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

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、更なる高輝度化、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。

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とを備えるものである。
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）を封止する透光性樹脂２６が露出した構造を有している。また、透光性樹脂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１５に示す導光板１２の紙面と平行な方向。）に長く、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、直方体状の透光性樹脂からなる基部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を有する円筒面からなるものである。
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からなるプリズム列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。

次に、本実施形態に係るＬＥＤ２４の構成を詳細に説明する。
ＬＥＤ２４の、透光性樹脂２６は、ＬＥＤチップ２５の周囲が、図３、図４に示すように、硬質シリコーン系樹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樹脂層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樹脂層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、サファイヤ基板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上に形成されたアノード、カソード電極と基板３４上の配線パターンとが、φ２０μｍ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いる（単位はｍｍ）。

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、透光性樹脂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ＬＥＤ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、透光性樹脂２６は、耐熱性を有する透明樹脂であれば良く、前記硬質シリコーン系樹脂の他にも、例えば、透明エポキシ樹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樹脂や、ガラス等の無機系材料も、必要に応じ適用可能である。

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。

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、Ｈ／Ｒ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θ」は、図８に示すように、出射光の出射強度のピーク値Ｐ（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１／２Ｐ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ξ」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ξ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、Ｈ／Ｒ＝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ξ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、Ｈ／Ｒ＝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の値の低下が著しく、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。

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の参考例及び好適な態様について説明する。
図９は、一参考例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１０１ａ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、本参考例において、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を有する円筒面からなり、切欠き部１２ｄの表面は、Ｒよりも僅かに大きな半径を有して同心に形成された円筒面からなるものである。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１０１ａ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。

本参考例における面状照明装置（同様に符号１０を付して参照する）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の透光性樹脂の突出部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）に示すように、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_Ｐ、あるいは、プリズム密度（ここでは、切欠き部１２ｄの表面に対するプリズム部分の割合、すなわち（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１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。

図１０は、参考例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１２ｄ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から構成されており、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。本参考例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ｒ１、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_Ｐ、あるいは、プリズム密度（（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１）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。

図１１は、本実施形態におけるプリズム列の一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からなる単位プリズム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からなるものであってもよい。
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１０１”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β／２、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_Ｐ、あるいは、プリズム密度（（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１）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、図１０に示すプリズム列１０１と同様である。

ここで、導光板１２を形成する材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等が成形性と光学特性とのバ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、ポリオレフィン、フッ素系ポリマー、エポキシ樹脂等の透明樹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が、熱加圧成形、押し出し成形、注型法など、各種樹脂成形法を適用することができる。

上記参考例及び実施形態では、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、１０１ｃ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バ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_Ｐに従って回転させながら、溝加工を施すものである。また、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ｌ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１０１”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が、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。

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が、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こともできる。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。

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、薄い樹脂基板上に、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、薄い樹脂基材上に、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樹脂からなる白色樹脂板、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１００μｍ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。

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１．０ｍｍの円筒表面を有する切欠き部１２ｄが形成されている。尚、以下に示す実施例のうち、実施例１〜５は、本発明の参考例に係る実施例である。

（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_P＝４°とし、プリズム密度を５０％とするものである（このとき、突出高さｄ＝約１５μｍ）。
（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_P＝４°とし、プリズム密度を８０％とするものである（このとき、突出高さｄ＝約２５μｍ）。
（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_P＝４°とし、プリズム密度を５０％とするものである。
（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_P＝４°とし、プリズム密度を８０％とするものである。
（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ｒ１＝０．０５ｍｍ、円周方向の配列ピッチθ_P＝１２°とし、突出高さｄ＝約４０μｍ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θ_P＝１２°とし、突出高さｄ＝約４０μｍ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いない導光板を使用した。

図１３（ａ）は、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、および比較例について、ＬＥＤ２４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θ＝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（｜θ｜≧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く、例えば、本実施例の場合、３０ｍｍ×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１、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。

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。 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樹脂の外形を示す模式図である。 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２に示すＬＥＤの具体的構造例を示す断面図である。 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。 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６の値に基くグラフである。 図５、図６の半値幅について説明する解説図である。 本発明の参考例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。 本発明の参考例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。 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。 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。 本発明の参考例に係る実施例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。 本発明の参考例に係る実施例１、２、５及び本発明に係る実施例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。 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。 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。 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。 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：透光性樹脂、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

Claims (8)

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樹脂が露出しており、該透光性樹脂の外形が、前記ＬＥＤの光出射方向前方へと前記導光板と直交する方向の厚み一定で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て、前記ＬＥＤは前記突出部を前記切欠部に嵌合させて配置され、かつ、前記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からなるプリズム列が設けられており、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、一本の金型加工用バイトにより成形金型に切削加工された溝に対応する形状をなして突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面状照明装置。
2. 前記透光性樹脂は、前記ＬＥＤチップの周囲を封止する蛍光体を混入した平板状の層と、その上層に形成された透明樹脂層とを有し、該透明樹脂層に前記連続曲面が形成されており、前記ＬＥＤチップの青色発光の一部が前記蛍光体を混入した層の蛍光体に吸収され、前記ＬＥＤチップの発光よりも長波長に変換されて、前記ＬＥＤチップの青色発光との混色を生じることにより、前記ＬＥＤは擬似的に白色発光するものであることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記単位プリズムは凸条として形成され、該凸条の側面は、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または２に記載の面状照明装置。
4. 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３のいずれか１項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３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３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
7. 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６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
8. 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。

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