JP4685748B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源から射出された光を拡散して光射出面から照明光を射出する導光板を有する面状照明装置に関し、詳しくは、屋内外を照明する面状照明装置、液晶表示装置の液晶パネル、広告パネル、広告塔、もしくは看板などのバックライトとして用いられる面状照明装置に関する。

液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射し、液晶表示パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。バックライトユニットは、照明用の光源が発する光を拡散して液晶表示パネルを照射する導光板や、プリズムシートや拡散シートなどの光学部材を用いて構成される。

現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、導光板を配置せず、照明用の光源の直上に拡散板等の光学部材を配置した、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である。この方式では、光源である冷陰極管を液晶表示パネルの背面に複数本配置し、内部を白色の反射面として均一な光量分布と必要な輝度を確保している。

しかしながら、直下型のバックライトユニットでは、光量分布を均一にするために、液晶表示パネルに対して垂直方向の厚みが所定厚み、一例としては３０ｍｍ程度必要である。今後バックライトユニットは、さらに薄型のものが望まれるであろうが、直下型では光量むらの観点からさらに薄く、例えば１０ｍｍ以下の厚みをもつバックライトユニットを実現することは困難であると考えられる。

そこで、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
例えば、特許文献１には、少なくとも１つの光入射領域及び少なくとも１つの光取出面領域を有する光散乱導光体と前記光入射面領域から光入射を行う為の光源手段とを備え、前記光散乱導光体は前記光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有していることを特徴とする光散乱導光光源装置が記載されている。
また、特許文献２には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献３には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光出射面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献４には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。

このような面状照明装置では、光源から放射され、光入射面から光散乱導光体内に進入した光が、その内部を伝播する過程において、一定の割合で、１回または多重的な散乱作用を受ける。また、光散乱導光体の両面あるいは反射体の表面に到達した光の相当部分は反射作用を受けて、光散乱導光体内へ戻される。
このような複合的な過程を通して、光源の方向からみて前方斜め方向に向かう指向性をもって光取出面から高効率で出射される光束が生成される。つまり、光源から放射された光を光散乱導光体の光取出面から出射される。
このように、散乱粒子が混入された導光板を用いることで、高い出射効率で、均一な光を射出することができると記載されている。

また、導光板としては、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板以外にも、平板形状の導光板や、光入射面から遠ざかるにつれて厚みを減ずる傾向を持った領域を有している形状の導光板を着き合わせた形状の導光板を有する面状照明装置が記載されている。

特開平０７−３６０３７号公報 特開平０８−２４８２３３号公報 特開平０８−２７１７３９号公報 特開平１１−１５３９６３号公報

ここで、このような面状照明装置の導光板に光を入射させる光源としては、冷陰極管等の蛍光管以外にも、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう。）を用いることができる。
ＬＥＤは、指向性を高い光を射出することができるため光源にＬＥＤを用いることで、導光板に入射した光を導光板のより奥まで届けることができ、面状照明装置を大型化することができる。さらに、電源の構成を簡単にすることもできる。

また、白色光を射出させるＬＥＤとしては、青色発光ダイオード（以下「青色ＬＥＤ」ともいう。）とＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体とを組み合わせ、青色発光ダイオードから射出された青色光を、ＹＡＧ蛍光体により白色光に変換する構成がある。
このように、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせることで簡単な構成で白色光を射出させることができる。
しかしながら、このような青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせることで射出される光は色温度が低く、また、光利用効率を下げることなく、色温度を調整することが困難であるという問題がある。そのため、面状照明装置の光射出面から射出される光の色温度が低くなり、また、調整も困難であるという問題がある。

また、特許文献１〜４に記載されている、光源の入射位置から遠ざかるにつれて厚みを減する傾向を持つ形状、または、平板形状では、光の到達距離に限界があるため、大型化に限界があるという問題もある。
さらに、特許文献１〜４に記載の導光板を用いる面状照明装置では、大型化するために光源からより遠い位置まで光を到達させるためには、導光板自体の厚みを厚くする必要がある。つまり、面状照明装置を、大型化、薄型化、軽量化できないという問題もある。

本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、簡単な構成で、所望の色温度の光を射出することができ、かつ光利用効率も高くすることができる面状照明装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、薄型で、軽量で、均一で輝度むらのない照明光を射出することができ、かつ大型化が可能な面状照明装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、上記目的に加え、光源から射出される光を効率よく利用することができ、さらに、より高輝度な光を光射出面から射出することができる面状照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、発光面から青色光を射出するＬＥＤチップを少なくとも１つ有する光源と、前記光源から射出された光が入射される光入射面及び前記光入射面から入射した光を面状の光として射出する光射出面を有する透明な導光板と、前記発光面と前記光入射面との間に配置され、前記発光面から射出される青色光を白色光に変換して射出する蛍光体塗布部及び前記発光面から射出される青色光を青色光として射出する青色光透過部を有する蛍光部材とを有する面状照明装置を提供するものである。

ここで、前記青色光透過部は、透明フィルムまたは開口により形成されていることが好ましい。
また、前記光源は、複数の前記ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを支持する支持体とを有し、前記ＬＥＤチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されていることが好ましい。
また、前記蛍光部材は、１つの前記ＬＥＤチップの前記発光面毎に複数の前記青色光透過部が形成されていることが好ましい。
さらに、前記蛍光部材は、前記複数のＬＥＤチップに共通の一枚のシート状部材であることが好ましい。また、前記蛍光部材を前記複数のＬＥＤチップ毎に設けることも好ましい。
また、前記蛍光部材は、全体の面積をＳａとし、全ての前記青色光透過部の面積の和をＳａｐとしたとき、ＳａとＳａｐとの関係が、０．０５≦Ｓａｐ／Ｓａ≦０．４０を満たすことが好ましい。
また、前記蛍光部材は、前記発光面に接触して配置されていることが好ましく、前記光入射面に接触して配置されていることも好ましい。

前記導光板は、面状の光を射出する光射出面、該光射出面の端縁に形成され、前記光射出面及び略直交する方向から前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面を有し、前記光入射面から離れるに従って、前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなる形状であることが好ましい。または、前記導光板は、面状の光を射出する光射出面、該光射出面の端縁に形成され、前記光射出面と略直交する方向から前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面、および前記光射出面の反対側の面であって前記光入射面から遠ざかるに従って前記光射出面から遠ざかるように傾斜する傾斜面を有する形状であることが好ましい。

さらに、前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃ、光の入射方向における前記導光板の前記光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをＬ_Ｇ、としたときに、不等式１．１≦Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃ≦８．２、及び、０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１を満足することが好ましい。

また、前記ＬＥＤチップは、前記光入射面が形成された該光入射面の端縁側における前記光射出面と略直交する方向の前記光入射面の有効断面の長さより長い発光面を持ち、該発光面を前記導光板の前記光入射面に対向させて、前記光射出面と略直交する方向に対して所定角度傾斜させて配置されていることが好ましい。
さらに、前記導光板の前記光入射面は、前記光射出面と略直交する平面であり、前記光入射面の有効断面は、この略直交する平面に該当することが好ましく、前記導光板の前記光入射面は、前記光射出面と略直交する方向に対して前記光源の前記発光面に平行に対面するように傾斜する平面であり、前記光入射面の有効断面は、前記光入射面の中央における前記光射出面と略直交する方向の断面に該当することも好ましい。
また、前記光源の発光面の前記光射出面と略直交する方向に対する傾斜角度は、１５度〜９０度であることが好ましい。

さらに、前記導光板の前記光入射面の前記光射出面側および前記傾斜面側に配置され、前記光源から射出された光を前記光入射面に誘導する誘導反射板とを備えることが好ましい。前記誘導反射板は、前記導光板の前記光射出面の端部に取り付けられた第１誘導反射板と、前記導光板の前記傾斜面の端部に取り付けられ、前記傾斜面の端縁から外側に延長される延長部分を持つ第２誘導反射板とを有するものであることがさらに好ましい。

また、前記導光板は、前記光射出面は、矩形状であり、前記光入射面は、前記光射出面の対向する２つの端辺にそれぞれ形成される第１光入射面及び第２光入射面とで構成され、前記導光板は、前記第１光入射面及び第２光入射面において厚みが最も薄く、第１光入射面と第２光入射面とを結んだ線の中点において厚みが最も厚くなる形状であることが好ましい。

または、前記導光板は、面状の光を射出する光射出面、前記光射出面とのなす角が９０°より大きい角度で傾斜して、該光射出面の端縁に形成された側面、前記光射出面の反対側の面であって前記側面から遠ざかるに従って前記光射出面から遠ざかるように傾斜する傾斜面、前記側面と前記傾斜面との間に形成され、光が入射される光入射面を有する形状とすることも好ましい。

本発明によれば、ＬＥＤから射出される青色光を白色光に変換する蛍光部材に青色光透過部を形成することで、ＬＥＤから射出される光の一部を青色光として射出することができる。これにより、面状照明装置から色温度の高い光を射出することができる。また、蛍光部材に青色光透過部を形成するのみで色温度を調整することができるため、調整が簡単となり、かつ、装置構成も簡単にすることができる。

また、本発明によれば、導光板を光入射面から離れるに従って光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなる形状とすることで、光入射面から入射した光をより遠くまで届けることができ、薄型で、かつ光射出面を大きくすることができる。

さらに、光源の発光面を光射出面に垂直な方向に対して所定角度傾斜させることにより、光入射面の有効断面の長さよりも長い発光面を持つ光源を使用した場合も効率よく光を入射させることができる。つまり、光利用効率を高くすることができる。さらに、発光面の面積を大きくすることで、発光面から射出させる光の量も多くすることができる。
つまり、本発明によれば、輝度または照度の高い光を効率よく光射出面から射出することができ、さらに装置を薄くすることができる。

以下、本発明に係る面状照明装置の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る面状照明装置の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す面状照明装置のII−II線断面図であり、図３は、図２に示した面状照明装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。
各図に示すように、面状照明装置１０は、光源１２と、矩形状の光出射面１４ａから均一な光を出射する照明装置本体１４と、光源１２と照明装置本体１４との間に配置された蛍光部材１７と、内部に光源１２、照明装置本体１４及び蛍光部材１７を収納する筐体１６とを備えている。筐体１６は、後述するように、本体部１６ａと額縁部１６ｂとからなるものである。

まず、光源１２について説明する。
図４（Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置１０の光源１２の概略構成を示す概略斜視図であり、図４（Ｂ）は、、図４（Ａ）に示す光源１２の断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す光源１２の１つのＬＥＤチップのみを拡大して示す概略斜視図である。
図４（Ａ）に示すように、光源１２は、複数の発光ダイオードのチップ（以下「ＬＥＤチップ」という。）４０と、光源支持部４１とから構成されている。

ＬＥＤチップ４０は、青色光を射出する発光ダイオードのチップであり、所定面積の発光面４０ａを有し、この発光面４０ａから青色光を射出する。ここで、ＬＥＤチップ４０としては、ＧａＮ系発光ダイオード、ＩｎＧａＮ系発光ダイオード等が例示される。ここで、本発明において、青色光とは、射出光のピーク波長が４２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光であり、青色光を射出する発光ダイオードとしては、射出光のピーク波長が４５０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光を射出する発光ダイオードを用いることが好ましい。

光源支持部４１は、図４（Ｂ）に示すように、アレイ基板４２と複数のフィン４４と有する。上述した複数のＬＥＤチップ４０は、所定間隔離間して一列でアレイ基板４２上に配置されている。具体的には、複数のＬＥＤチップ４０は、後述する導光板１８の第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅの長手方向に沿って、言い換えれば、光射出面１８ａと第１光入射面１８ｄとが交わる線、または、光射出面１８ａと第２光入射面１８ｅとが交わる線と平行に、アレイ状に配列されている。

アレイ基板４２は、一面が導光板１８の最薄側端面に対向して配置された板状の部材であり、導光板１８の側端面である第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅに対向して配置されている。アレイ基板４２は、導光板１８の光入射面１８ｂに対向する面となる側面に、ＬＥＤチップ４０を支持している。
ここで、本実施形態のアレイ基板４２は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、ＬＥＤチップ４０から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。

複数のフィン４４は、それぞれ銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成された板状部材であり、アレイ基板４２のＬＥＤチップ４０が配置されている面とは反対側の面に、隣接するフィン４４と所定間隔離間して連結されている。
光源支持部４１に、フィン４４を複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、ＬＥＤチップ４０の冷却効率を高めることができる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部４１のアレイ基板４２をヒートシンクとして用いたが、ＬＥＤチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。

ここで、図４（Ｃ）に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤチップ４０の配列方向の長さよりも、配列方向に直交する方向の長さが短い長方形形状、つまり、後述する導光板１８の厚み方向（光射出面１８ａに垂直な方向）が短辺となる長方形形状を有する。言い換えれば、ＬＥＤチップ４０は、導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向の長さをａ、配列方向の長さをｂとしたときに、ｂ＞ａとなる形状である。また、ＬＥＤチップ４０の配置間隔をｑとするとｑ＞ｂである。このように、ＬＥＤチップ４０の導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向の長さａ、配列方向の長さｂ、ＬＥＤチップ４０の配置間隔ｑの関係が、ｑ＞ｂ＞ａを満たすことが好ましい。
ＬＥＤチップ４０を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型な光源とすることができる。光源を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。

なお、ＬＥＤチップ４０は、ＬＥＤアレイつまり光源をより薄型にできるため、導光板１８の厚み方向を短辺とする長方形形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、正方形形状、円形形状、多角形形状、楕円形形状等の種々の形状のＬＥＤチップを用いることができる。

ここで、図２及び図３に示すように、ＬＥＤチップ４０及びアレイ基板４２は、後述する導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向に対して所定角度傾斜して配置されている。つまり、ＬＥＤチップ４０は、その発光面４０ａが後述する導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向に対して所定角度傾斜する向きに配置されている。
この点については後ほど詳細に説明する。
また、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａには、蛍光部材１７が配置されている。蛍光部材１７については、後ほど詳細に説明する。

図２に示すように、照明装置本体１４は、基本的に、導光板１８と、プリズムシート２０と、拡散フィルム２２と、反射板２４と、上部誘導反射板３４と、下部誘導反射板３６とを有する。
以下、照明装置本体１４を構成するこれらの光学部品について詳細に説明する。

先ず、導光板１８について説明する。
導光板１８は、図２に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面１８ａと、この光射出面１８ａの両端に、光射出面１８ａに対してほぼ垂直に形成された２つの光入射面（第１光入射面１８ｄと第２光入射面１８ｅ）と、光射出面１８ａの反対側に位置し、第１光入射面１８ｄおよび第２光入射面１８ｅに平行で、光射出面１８ａを２等分する２等分線α（図１参照）を中心軸として互いに対称で、光射出面１８ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃ）とを有している。第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃは、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから遠ざかるに従って光射出面１８ａからの距離が遠ざかる（大きくなる）ように、つまり、それぞれ第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから導光板の中心に向かうに従って、導光板の光射出面に垂直な方向の厚みが大きくなるように傾斜している。つまり、導光板１８は、両端部、すなわち第１光入射面１８ｄと第２光入射面１８ｅで厚みが最も薄くなり、中央部、すなわち第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃが交差する２等分線αの位置で厚さが最大となる。言い換えれば、導光板１８は、第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅから離れるに従って導光板の光射出面１８ａに垂直な方向の厚みが厚くなる形状である。なお、光射出面１８ａに対する第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃの傾斜角度は特に限定されない。
また、上述した光源１２は、それぞれ導光板１８の第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅに対向して配置されている。つまり、面状照明装置１０は、２つの光源１２が、導光板１８をはさみこむように配置されている。言い換えれば、所定間隔離間して、向かい合って配置された２つの光源１２の間に導光板１８が配置されている。
このように導光板１８を第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅから離れるに従って、光射出面１８ａに垂直な方向の厚みが厚くなる形状とすることで、光入射面から入射する光を光入射面からより遠い位置まで届けることができ、光射出面を大きくすることができる。また、光入射面から入射した光を遠い位置まで好適に届けることができるため、導光板を薄型化することができる。

図２に示す導光板１８では、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅから入射した光は、導光板１８の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、導光板１８内部を通過し、直接、または第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃで反射した後、光射出面１８ａから出射する。このとき、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃから一部の光が漏出する場合もあるが、漏出した光は導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃを覆う反射板２４によって反射され再び導光板１８の内部に入射する。

導光板１８は、透明樹脂に、光を散乱させるための散乱粒子が混錬分散されて形成されている。導光板１８に用いられる透明樹脂の材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂が挙げられる。導光板１８に混錬分散させる散乱粒子としては、アトシパール、シンコーン、シリカ、ジルコニア、誘電体ポリマなどを用いることができる。このような散乱粒子を導光板１８の内部に含有させることによって、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面から出射することができる。このような導光板１８は、押出成形法や射出成形法を用いて製造することができる。

また、導光板１８に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光の入射する方向（導光板に入射した光の進行方向に平行な方向、光射出面に平行で、光射出面と光入射面（第１光入射面または第２光入射面）との接線に垂直な方向において、）における導光板１８の第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅから光射出面１８ａに直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光の入射する方向（本実施形態では、導光板１８の第１光入射面１８ｄに垂直な方向、以下「光軸方向」ともいう。）の半分の長さ（２等分線Ｌの位置までの長さ）をＬ_Ｇ、導光板１８に含まれる散乱粒子の密度（単位体積あたりの粒子数）をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃとした場合に、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、さらに、補正係数Ｋ_Ｃの値が０．００５以上０．１以下であるという関係を満たしているのがよい。導光板１８は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面１８ａから出射することができる。

一般的に、平行光束を等方媒質に入射させた場合の透過率Ｔは、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ則により下記式（１）で表される。
Ｔ＝Ｉ／Ｉ_０＝ｅｘｐ（−ρ・ｘ）・・・（１）
ここで、ｘは距離、Ｉ_０は入射光強度、Ｉは出射光強度、ρは減衰定数である。

上記減衰定数ρは、粒子の散乱断面積Φと媒質に含まれる単位体積当たりの粒子数Ｎ_pとを用いて下記式（２）で表される。
ρ＝Φ・Ｎ_ｐ・・・（２）
したがって、導光板の光の進行方向に平行な方向における導光板の入射面から厚みが最も厚い位置までの長さ、導光板の光軸方向の半分の長さをＬ_Ｇとすると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔは、下記式（３）で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇは、導光板１８の光入射面に垂直な方向における導光板１８の一方の光入射面から導光板１８の中心までの長さとなる。

また、光の取り出し効率とは、入射光に対する、導光板の光入射面から光軸方向に長さＬ_Ｇ離間した位置に到達する光の割合であり、例えば、図２に示す導光板１８の場合は、端面に入射する光に対する導光板の中心（導光板の光軸方向の半分の長さとなる位置）に到達する光の割合である。
Ｅ_ｏｕｔ∝ｅｘｐ（−Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ）・・・（３）

ここで式（３）は有限の大きさの空間におけるものであり、式（１）との関係を補正するための補正係数Ｋ_Ｃを導入する。補正係数Ｋ_Ｃは、有限の空間の光学媒質中で光が伝搬する場合に経験的に求められる無次元の補正係数である。そうすると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔは、下記式（４）で表される。
Ｅ_ｏｕｔ＝ｅｘｐ（−Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃ）・・・（４）

式（４）に従えば、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が３．５のときに、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが３％であり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が４．７のときに、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが１％である。
この結果より、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が大きくなると、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Ｅ_ｏｕｔが低くなると考えられる。

したがって、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は大きいほど導光板として好ましい性質であることが分かる。つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を大きくすることで、光の入射面と対向する面から射出される光を少なくし、光射出面から射出される光を多くすることができる。すなわち、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を大きくすることで、入射面に入射する光に対する光射出面から射出される光の割合（以下「光利用効率」ともいう。）を高くすることができる。具体的には、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を１．１以上とすることで、光利用効率を５０％以上にすることができる。

ここで、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は大きくすると、導光板１８の光射出面１８ａから出射する光の照度むらが顕著になるが、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値を８．２以下とすることで、照度むらを一定以下（許容範囲内）に抑えることができる。なお、照度と輝度は略同様に扱うことができる。従って、本発明においては、輝度と照度とは、同様の傾向があると推測される。

以上より、本発明の導光板１８のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は、１．１以上かつ８．２以下であるという関係を満たすことが好ましく、２．０以上かつ８．０以下であることがより好ましい。また、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値は、３．０以上であればさらに好ましく、４．７以上であれば最も好ましい。
また、補正係数Ｋ_Ｃは、０．００５以上０．１以下（０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１）であることが好ましい。

以下、具体例とともに、導光板１８についてより詳細に説明する。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Ｎ_ｐ、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇ、補正係数Ｋ_Ｃを種々の値とし、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら［％］は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をＩ_Maxとし、最小照度をＩ_Minとし、平均照度をＩ_Aveとしたときの［（Ｉ_Max−Ｉ_Min）／Ｉ_Ave］×１００とした。
測定した結果を表１に示す。また、表１における判定は、光利用効率が５０％以上かつ照度むらが１５０％以下の場合を○、光利用効率が５０％より小さいまたは照度むらが１５０％より大きいの場合を×として示す。

また、図５に、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値と光利用効率（光入射面に入射する光に対して光射出面１８ａから射出される光の割合）との関係を測定した結果を示す。
表１及び図５に示すように、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を５０％以上とすることができ、８．２以下とすることで、照度ムラを１５０％以下にすることができることがわかる。
また、Ｋｃを０．００５以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、０．１以下とすることで、導光板からの射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。

次に、導光板に混錬又は分散させる微粒子の粒子密度Ｎ_ｐが種々の値の導光板を作成し、それぞれの導光板の光射出面の各位置から射出される光の照度分布を測定した。ここで本実施形態では、粒子密度Ｎ_ｐを除いて他の条件、具体的には、散乱断面積Φ、導光板の光軸方向の半分の長さＬ_Ｇ、補正係数Ｋ_Ｃ、導光板の形状等は、同じ値とした。従って、本実施形態では、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃは、粒子密度Ｎ_ｐに比例して変化する。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図６に示す。図６は、縦軸を照度［ｌｘ］とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離（導光長）［ｍｍ］とした。

さらに、測定した照度分布の導光板の側壁から射出される光の最大照度をＩ_Maxとし、最小照度をＩ_Minとし、平均照度をＩ_Aveとしたときの照度むら［（Ｉ_Max−Ｉ_Min）／Ｉ_Ave］×１００［％］を算出した。
図７に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図７では、縦軸を照度むら［％］とし、横軸を粒子密度［個／ｍ³］とした。また、図７には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率［％］とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。

図６、図７に示すように、粒子密度を高くする、つまりΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを大きくすると、光利用効率は高くなるが、照度むらも大きくなる。また、粒子密度を低くする、つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを小さくすると、光利用効率は低くなるが、照度むらを小さくなることがわかる。
ここで、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を５０％以上とし、かつ、照度むらを１５０％以下とすることができる。照度むらを１５０％以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃを１．１以上８．２以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。

なお、導光板は、上記形状に限定されず、光入射面から離れるに従って、導光板の厚みが厚くなる形状であれば、種々の形状とすることができる。
例えば、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃには、第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅと平行な方向にプリズム列を形成してもよい。また、このようなプリズム列の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に形成することもできる。例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型など、レンズ効果を有する光学素子を導光板の傾斜面に形成することもできる。

なお、導光板の形状は、本実施形態の形状に限定されず、例えば、図２に示した導光板を半分に切断した形状、つまり、光入射面が１面のみとなり、光入射面から離れるに従って、導光板の厚みが厚くなる形状、言い換えれば、光入射面が、光射出面の１つの端辺に形成される１つの光入射面から構成され、傾斜面が、光入射面からこれに対向する他端面に向かうに従って光射出面から遠ざかるように傾斜する１つの傾斜面から構成され、光入射面において最も薄く、他端面において最も厚い形状としてもよい。また、導光板の側面のいずれの面に光源を配置し、４方の側面を光入射面とし、４つの光入射面から中央に向かうに従って、厚みが厚くなる形状、つまり、導光板の光射出面とは反対側の面が四角錐形状となる形状、言い換えれば、光入射面が、該光射出面の４つの端辺にそれぞれ形成される４つの光入射面から構成され、傾斜面は、４つの光入射面からそれぞれ中央に向かうに従って前記光射出面から遠ざかるように傾斜した４つの傾斜面から構成され、光入射面における厚みが最も薄く、４つの傾斜面の交わる位置における厚みが最も厚い形状としてもよい。
導光板をこのような形状とすることでも、薄型を維持しつつ、光入射面から遠い位置まで光を到達させることができる。これにより導光板を薄型化でかつ光射出面を大型化することができる。
導光板を上記のような形状とした場合も、光の入射する方向において導光板の光入射面から光射出面に直交する方向の厚みが最大となる位置までの長さをＬ_Ｇとし、上述のΦ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃが１．１以上８．２以下を満たすことが好ましい。上記範囲を満たすことで照度むらが低減され、かつ光利用効率を高い光を光射出面から射出させることができる。

次に、プリズムシート２０について説明する。
図２に示されるように、導光板１８と拡散フィルム２２の間に１枚のプリズムシート２０が設けられている、つまり、プリズムシート２０は、導光板１８の光射出面１８ａに対向して配置されている。プリズムシート２０は、透明なシートの表面上に複数の細長いプリズムを互いに平行に配列させることにより形成される光学部材であり、導光板１８の光射出面から出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート２０の各プリズム２０ａの頂点が、導光板１８の光射出面１８ａと対向するように、すなわち図中下向きに配置されている。また、別の態様として、プリズムシート１６の上に、同一構造の第２のプリズムシートを、そのプリズムがプリズム１６ａと交差するように配置することができる。また、別のプリズムシートとして、多数の三角錐形状（ピラミッド形状）のプリズムを透明シート面に多数配列した構成のものを使用してもよい。

次に、拡散フィルム２２について説明する。
拡散フィルム２２は、プリズムシート２０の導光板１８側とは反対側の面に配置されている。つまり、導光板１８の光射出面１８ａ上には、光射出面１８ａ側からプリズムシート２０、拡散フィルム２２の順で積層されている。
拡散フィルム２２は、フィルム状部材に光拡散性を付与して形成される。フィルム状部材は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ベンジルメタクリレート、ＭＳ樹脂、あるいはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）のような光学的に透明な樹脂を材料に形成することができる。

拡散フィルム２２の製造方法は特に限定されないが、例えば、フィルム状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料や、樹脂、ガラス、ジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記顔料やビーズ類を上記透明な樹脂中に混練したりすることで形成することができる。他には、反射率が高く光の吸収が低い材料で、例えば、Ａｇ、Ａｌのような金属を用いて形成することもできる。
本発明において、拡散フィルム２２としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散フィルムを用いることができる。
図２では、拡散フィルム２２をプリズムシート２０の上に配置したが、拡散フィルム２２の配置位置は特に限定されず、導光板１８とプリズムシート２０との間に配置してもよい。

次に、照明装置本体の反射板２４について説明する。
反射板２４は、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃから漏洩する光を反射して、再び導光板１８に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板２４は、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃに対応した形状で、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃを覆うように形成される。本実施形態では、図２では、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃが断面三角形状に形成されているので、反射板２４もこれに補形する形状に形成されている。

反射板２４は、導光板１８の傾斜面から漏洩する光を反射することができれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、ＰＥＴやＰＰ（ポリプロピレン）等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。

上部誘導反射板３４は、導光板１８とプリズムシート２０との間、つまり、導光板１８の光射出面１８ａ側に、光源１２及び導光板１８の光射出面１８ａの端部（第１光入射面１８ｄ側の端部及び第２光入射面１８ｅ側の端部）を覆うようにそれぞれ配置されている。言い換えれば、上部誘導反射板３４は、光軸方向に平行な方向において、導光板１８の光射出面１８ａの一部から光源１２のアレイ基板４２の一部までを覆うように配置されている。つまり、２つの上部誘導反射板３４が、導光板１８の両端部にそれぞれ配置されている。
下部誘導反射板３６は、導光板１８の光射出面１８ａ側とは反対側、つまり、第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃ側に、光源１２の一部を覆うように配置されている。また、下部誘導反射板３６の導光板中心側の端部は、反射板２４と連結されている。
ここで、上部誘導反射板３４及び下部誘導反射板３６としては、上述した反射板２４に用いる各種材料を用いることができる。

このように、上部誘導反射板３４を配置することで、光源１２から射出された光が導光板１８に入射することなく、光射出面１８側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源１２のＬＥＤチップ４０から射出された光を効率よく、導光板１８の第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
また、下部誘導反射板３６も同様に、光源１２から射出された光が導光板１８に入射することなく、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃ側に漏れ出すことを防止できる。
これにより、光源１２のＬＥＤチップ４０から射出された光を効率よく、導光板１８の第１光入射面１８ｄ及び第２光入射面１８ｅに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。

ここで、上部誘導反射板３４は、下部誘導反射板３６は、光源１２から射出された光を第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅ側に反射させ、光源１２から射出された光を第１光入射面１８ｄまた第２光入射面１８ｅに入射させることができ、導光板１８に入射した光を導光板１８中心側に導くことができれば、その形状及び幅は特に限定されない。

次に、筐体１６について説明する。
筐体１６は、光源１２と照明装置本体１４を収納して支持するもので、基本的に、本体部１６ａと額縁部１６ｂとを有する。
本体部１６ａは、上面が開放され、上方から照明装置本体１４を収納して支持し、かつ、照明装置本体１４の４方の側面を覆う形状であり、さらに、その４方の側面には、逆凹字（Ｕ字）形の折返部２６が一体に形成されている。
額縁部１６ｂは、上面に照明装置本体１４の矩形状の光出射面１４ａより小さい矩形状の開口部２８が形成され、下面が開放され、照明装置本体１４およびこれが収納された本体部１６ａをその４方の側面も含め覆うように、照明装置本体１４の光射出面１４ａ側から被せられ、本体部１６ａに取り付けられている。

折返部２６は、内面で導光板１８、反射板２４および後述の導光板支持部３０の側面を支持し、かつ、折返部２６の外側面が額縁部１６ｂを嵌合されている。
本体部１６ａの折返部２６と額縁部１６ｂとの接合方法としては、ボルトおよびナット、接着剤、溶接等種々の公知の方法を用いることができる。筐体１６は、基本的に以上のように構成される。

本実施形態の面状照明装置１０は、さらに、本体部１６ａと反射板２４との間に導光板支持部３０が配置されている。導光板支持部３０は、ポリカーボネート等の樹脂により形成されており、本体部１６ａと反射板２４に当接している。
また、本体部１６ａの裏側には、光源１２の電源（図示せず）を収納する電源収納部３２（図１参照）が取り付けられている。

次に、蛍光部材１７について説明する。
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図２に示した面状照明装置の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、（Ａ）は、上面図、（Ｂ）は、正面図、（Ｃ）は、側面図である。
図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、蛍光部材１７は、シート状部材であり、光源１２のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに接触して配置されている。つまり、蛍光部材１７は、光源１２のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに対向する部分が、光射出面４０ａに接触されている。ここで、蛍光部材１７の配置方法は特に限定されず、例えば、接着材等により発光面４０ａに接着させても、固定部材等により発光面４０ａに接触した状態で固定してもよい。

蛍光部材１７は、アレイ基板４２上に配置された全てのＬＥＤチップ４０の発光面４０ａを覆う大きさのシート状部材であり、蛍光体塗布部４８と開口部５０とで構成されている。言い換えると、蛍光部材１７は、基本的に蛍光体塗布部４８で形成され、所定間隔毎に矩形の開口部５０が形成されている。つまり、蛍光部材１７の開口部５０以外の部分は、蛍光物質で形成された蛍光体塗布部４８である。

蛍光体塗布部４８は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光物質で形成されている。蛍光体塗布部４８は、ＬＥＤチップ４０から射出された青色光が透過すると、ＹＡＧ系蛍光物質が蛍光する。
このようにして、蛍光体塗布部４８は、ＬＥＤチップ４０から射出された青色光が透過すると、ＬＥＤチップ４０から射出された青色光とＹＡＧ系蛍光物質が蛍光することで射出される光とで白色光を生成する。つまり、ＬＥＤチップ４０から射出され蛍光体塗布部４８を透過した光は、青色光から白色光となる。言い換えれば、蛍光体塗布部４８は、透過する青色光を白色光に変換する。

開口部５０は、矩形の開口であり、上述したように、シート状の蛍光部材１７に一定間隔でマトリックス状に複数形成されている。開口部５０は、ＬＥＤチップ４０から射出された青色光を青色光として射出する。つまり、ＬＥＤチップ４０から射出され開口部５０を透過した光は、青色光としてそのまま射出される。

このように、蛍光部材１７は、蛍光体塗布部４８で構成される青色光を白色光に変換する領域と、開口部５０で構成される青色光を青色光として透過する領域の２つの領域を有する。

ここで、蛍光体塗布部４８と開口部５０とを有する蛍光部材１７は、例えば、透明シートの全面に蛍光物質を塗布して、透明シート全体に蛍光体塗布部を形成した後、開口部となる部分を切り抜くことで作成することができる。
また、他の一例としては、透明シートの開口部となる部分を切り抜き、開口部を形成した後に、透明シートに蛍光物質を塗布して蛍光体塗布部を作成してもよい。
面状照明装置１０は基本的に以上のような構成である。

このように面状照明装置１０は、青色光を射出するＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに蛍光部材１７を配置することで、それぞれのＬＥＤチップ４０から射出された光は、蛍光部材１７を透過した後、導光板１８の第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅに入射し光射出面１８ａから射出される。また、光射出面１８ａから射出された光は、プリズムシート２０、拡散フィルム２２等の光学部材を透過（通過）し、光射出面１４ａから射出される。

面状照明装置１０は、青色光を白色光に変換する蛍光体塗布部４８で形成されている蛍光部材１７の一部に開口部５０を設け、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａから射出される青色光の一部を青色光として射出させることで、導光板または面状照明装置の光射出面から色温度の高い光を射出することができる。つまり、導光板の光入射面（第１光入射面または第２光入射面）とＬＥＤの発光面との間に配置する蛍光部材の一部に開口部を設け、ＬＥＤから射出された光のうち一部の開口部を透過する光を青色光のまま透過させ、その他の蛍光体塗布部を透過する光を白色光に変換することで、光射出面から色温度の高い光を射出することができる。なお、蛍光部材を透過した青色光と白色光は、その後、導光板を透過することで、混色される。

また、蛍光部材１７に形成する開口部５０の比率を変化させて、蛍光部材１７を透過した光の白色光と青色光との割合を簡単に調整することができるため、簡単に色温度を調整させることができる。これにより、簡単な調整で導光板または面状照明装置の光射出面から所望の色温度の光を射出させることができる。また、蛍光部材の蛍光物質の厚みにより色温度を制御するよりも、簡単に色温度を調整することができる。

ここで、蛍光部材１７は、蛍光部材１７の全体の面積をＳａとし、開口部５０の面積の和つまり、青色光透過部の面積の和をＳａｐとしたときに、ＳａとＳａｐとの関係が０．０５≦Ｓａｐ／Ｓａ≦０．４０を満たすことが好ましい。
Ｓａｐ／Ｓａを０．０５以上とすることで、色温度を７０００Ｋ以上にすることができ、０．４０以下とすることで、色温度を３５０００Ｋ以下にすることができる。

以下、具体例とともにより詳細に説明する。
本具体的実施例では、蛍光部材１７の全体の面積Ｓａに対する青色光透過部の面積の和Ｓａｐの割合を種々の値とした面状照明装置１０の光射出面１４ａから射出される光の輝度分布及び色温度を測定した。
図９は、蛍光部材１７の全体の面積Ｓａに対する青色光透過部の面積の和Ｓａｐの割合つまり、Ｓａｐ／Ｓａを０．０５、０．１，０．１５，０．２，０．２５，０．３，０．３５，０．４とした場合に、面状照明装置の光射出面から射出される光の波長分布（分光スペクトル）を測定した結果を示すグラフである。ここで、図９のグラフでは、縦軸を相対強度とし、横軸を波長［ｎｍ］とした。
また、図１０は、蛍光部材１７の全体の面積Ｓａに対する青色光透過部の面積の和Ｓａｐの割合（Ｓａｐ／Ｓａ）と光射出面から射出される光の色温度との関係を示すグラフである。ここで、図１０のグラフでは、縦軸を色温度［Ｋ］とし、横軸を蛍光部材１７の全体の面積Ｓａに対する青色光透過部の面積の和Ｓａｐの割合（Ｓａｐ／Ｓａ）とした。

図１０に示すように、開口部を形成することにより、光射出面から射出される光の色温度を高くすることができることがわかる。
さらに、図１０に示すように、Ｓａｐ／Ｓａを変化させることで、色温度を種々の値とすることができることがわかる。具体的には、本実施形態によれば、蛍光部材全体に対する開口部の割合を０．０５≦Ｓａｐ／Ｓａ≦０．４０の間で調整することで、色温度を約７０００Ｋ以上約３４０００Ｋ以下の任意の色温度とすることができることがわかる。つまり、開口部の大きさを調整するのみで、色温度を調整することができることがわかる。
また、図９に示すように、蛍光部材全体に対する開口部の割合を調整することにより、光射出面から射出される光の色味を調整できることもわかる。
以上より、本発明の効果は明らかである。

ここで、本実施形態では、蛍光部材１７の開口部５０を、矩形形状としたが、これに限定されず、種々の形状とすることができる。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ蛍光部材の他の一例を示す正面図である。
例えば、図１１（Ａ）に示すように、蛍光部材６０ａの開口部６２ａの形状を円形とし、蛍光部材６０ａの開口部６２ａを除く部分を蛍光体塗布部６４ａとてもよい。なお、開口部の形状は、円形に限定されず、楕円形、多角形、星型等、種々の形状とすることができる。
また、図１１（Ｂ）に示すように、蛍光部材６０ｂの開口部６２ｂの形状を、発光面の一辺と平行な棒形状とし、この開口部６２ｂを一定間隔で配置し、蛍光部材６０ｂの開口部６２ｂを除く部分を蛍光体塗布部６４ｂとしてもよい。
さらに、図１１（Ｃ）に示すように、蛍光部材６０ｃの開口部６２ｃの形状を、Ｘ字形状とし、蛍光部材６０ｃの開口部６２ｃを除く部分を蛍光体塗布部６４ｃとしてもよい。

このように開口部の形状は特に限定されないが、開口部は、１つのＬＥＤチップの発光面に対して複数個設けることが好ましい。１つのＬＥＤチップの発光面に対して開口部を複数設けることにより、ＬＥＤチップから射出され蛍光部材を透過することで生成される青色光と白色光とを混色しやすくすることができる。これにより、光射出面から、色むらがなくまたは色むらが低減され、かつ、色温度の高い光を射出させることができる。
また、１つの開口部の面積は、０．１ｍｍ²以上０．５ｍｍ²以下とすることが好ましい。１つの開口部の面積を、０．１ｍｍ²以上とすることで、蛍光部材に開口部を確実に形成し、開口部から青色光を射出させることができ、０．５ｍｍ²以下とすることで、蛍光部材を透過した光を効率よくかつ確実に混色させることができ、光射出面から色むらがなくまたは色むらが低減され、かつ、色温度の高い光を射出させることができる。

なお、本実施形態では、蛍光部材の一部に開口部を形成し、この開口部を、青色光を青色のまま透過する青色光透過部としたが、本発明はこれに限定されず、透明シートに選択的に蛍光物質を塗布し、透明シート上に蛍光物質が塗布された蛍光体塗布部と蛍光物質が塗布されていない透明部とを形成し、透明部を、青色光を青色光のまま透過する青色光透過部としてもよい。

また、上記実施形態では、蛍光部材を、光源１２のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに接触する位置に配置したが、これに限定されず、ＬＥＤの発光面と導光板の光入射面（第１光入射面、第２光入射面）との間であれば、どの位置に配置してもよい。
図１２は、本発明の面状照明装置の他の一例を示す拡大断面図である。
ここで、本実施形態の面状照明装置は、上述した２等分線を軸として対称形状であるので、導光板の一方の端部つまり第１光入射面１８ｄ側の端部のみを示し、第２光入射面１８ｅ側の端部の記載は省略しているが、第２光入射面１８ｅ側も同様の構成である。また、後述する面状照明装置の他の例も同様である。

図１２に示すように、蛍光部材１７ａを導光板１８の第１光入射面１８ｄに接触させて配置してもよい。ここで、蛍光部材１７ａは、第１光入射面１８ｄとより大きい面積か、同じ面積のシートであることが好ましい。蛍光部材１７ａと第１光入射面の面積を同一か、蛍光部材１７ａの面積の方を大きくすることで、ＬＥＤチップ４０から射出された光が蛍光部材１７を透過することなく、導光板１８の第１光入射面１８ｄに入射することを防止できる。
なお、このように、蛍光部材１７ａを導光板１８の第１光入射面１８ｄに配置する場合は、透明シートを用いることなく、導光板１８の第１光入射面１８ｄに直接蛍光物質を塗布して、蛍光体塗布部と開口部を形成するにより、蛍光部材１７ａを設けてもよい。
また、上記実施形態ではいずれも、導光板または光源に付着させて配置したが、蛍光部材をシート状の独立した部材とし、光射出面と発光面との間に配置してもよい。

また、上記実施形態では、蛍光部材を１枚のシート形状としたが、本発明はこれに限定されず、ＬＥＤチップの発光面毎に個別に蛍光部材を配置してもよい。
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ面状照明装置の他の一例の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、（Ａ）は、上面図、（Ｂ）は、正面図、（Ｃ）は、側面図である。
図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示す蛍光部材７０は、ＬＥＤチップ４０毎に設けられており、各蛍光部材７０は、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに接触して設けられている。本実施形態では、蛍光部材７０は、発光面４０ａに接着されている。
蛍光部材７０は、蛍光体塗布部７２と開口部７４とを有し、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの全面を覆うように設けられている。蛍光部材７０は、蛍光物質が塗布されて形成された蛍光体塗布部７２と、所定間隔毎に所定径の円形の開口として形成された開口部７４とで構成されている。つまり、蛍光部材７０も、ＬＥＤチップ４０から射出された青色光を白色光に変換する領域である蛍光体塗布部７２と、青色光を青色光のまま射出させる領域である開口部つまり青色光透過部とで構成されている。

このように、蛍光部材７０をＬＥＤチップ４０毎に設けても、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの全面に蛍光部材７０を配置することで、発光面４０ａから射出された光は、蛍光部材７０の蛍光体塗布部７２または開口部７４を透過（通過）する。
これにより、上述と同様に、ＬＥＤチップ４０から射出された光の一部が青色光として入射させることができ、簡単な構成で、色温度の高い光を光射出面から射出させることができる。

また、ＬＥＤチップの発光面毎に蛍光部材を設ける場合も、開口部の形状は特に限定されず、図１３（Ａ）に示すようにように開口部７４を円形としてもよく、図１４（Ａ）に示すように、蛍光部材７６の開口部７８ａを矩形としてもよい。
また、蛍光部材は、射出された光の混色が効率よくでき、光射出面から色むらのない光を射出できるため、１つのＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに対して、複数の透明部を設けることが好ましいが、図１４（Ｂ）に示すように、１つの発光面４０ａに対して１つの開口部７８ｂを設ける構成としてもよい。つまり、１つの蛍光部材７６ｂに対して、１つの開口部７８ｂを設ける構成としてもよい。また、この場合も透明部の形状は特に限定されず、図１４（Ｂ）では、開口部７８ｂを矩形状としたが、図１４（Ｃ）に示すように、蛍光部材７６ｃの開口部７８ｃを円形としてもよく、これにも限定されず、楕円形、星型、多角形、Ｘ字形等種々の形状とすることができる。

ここで、本実施形態のように、蛍光部材７０をＬＥＤの発光面に接触して設ける場合は、発光面に蛍光物質を直接塗布して、蛍光体塗布部と開口部とを形成してもよい。
これにより、蛍光部材７０の位置ずれを防止でき、さらに、透明シートを用いることなく、蛍光部材を形成することができるため、部材をへらすことができ、装置構成をより簡単にすることができる。

次に、図２及び図３に示すように、本実施形態の面状照明装置１０の光源１２のＬＥＤチップ４０及びアレイ基板４２は、導光板１８の光射出面１８ａに垂直、かつ、第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅの長辺方向の辺に平行な面Ｓ（以下「基準面Ｓ」ともいう。）に対して所定角度θ傾斜して配置されている。具体的には、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａが基準面Ｓに対して、角度θ傾斜して配置されている。つまり、発光面４０ａが基準面Ｓから光射出面１８ａに向けて角度θ回転させた位置に配置されている。
このように、光源１２を傾斜して配置することで、発光面の大きい光源から射出される光を効率よく導光板に入射させることができ、発光面の大きい光源を用いることで、光源から射出する光の量を多くすることができる。つまり、発光面の大きい光源から射出された光を効率よく導光板に入射させることで、導光板の光射出面から高輝度な光を射出させることができる。
また、上部誘導反射板及び下部誘導反射板を配置し、光源から射出された光を反射させることで、発光面を所定角度傾斜させて配置させた場合でも、光源から射出された光が導光板に入射することなく射出されることを防止でき、光源から射出された光を効率よく導光板の第１光入射面及び第２光入射面に入射させることができる。

ここで、光源１２のＬＥＤチップ４０は、発光面４０ａの傾斜方向の長さ、つまり、本実施形態ではＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａ（図４参照）が、第１光入射面１８ｄの光射出面１８ａの端縁側における光射出面１８ａと直交する方向の第１光入射面の断面の長さ、本実施例では、導光板１８の光射出面１８ａに垂直な方向における導光板１８の第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅの長さｄ１（以下「光入射面の有効断面の長さｄ１」という。）、つまり、第１光入射面１８ｄまたは第２光入射面１８ｅにおける導光板の厚み方向の長さよりも長いことが好ましい。
発光面４０ａの長さａを光入射面の有効断面の長さｄ１よりも大きくすることで、発光面からより多くの光を射出させることができる。
また、発光面４０ａを基準面Ｓに対して所定角度θ傾斜させて配置することで、発光面４０ａの長さａを光入射面の有効断面の長さｄ１よりも大きくした場合でも、効率よく導光板に光を入射させることができ、上述したように、輝度の高い光を効率よく、導光板の光射出面から射出させることができる。

ここで、基準面Ｓに対する発光面４０ａの傾斜角度θは、１５°以上９０°以下、つまり、１５°≦θ≦９０°とすることが好ましく、１５°以上７５°以下、つまり、１５°≦θ≦７５°とすることがより好ましい。ここで、傾斜角度θは、基準面Ｓを基準として、発光面４０ａを光射出面１８ａ側に傾けた角度であり、θ＝９０°のとき、発光面４０ａは、光射出面１８ａと平行となり、発光面４０ａからは、導光板１８の光射出面１８ａから射出される光と同一方向に光が射出される。
発光面４０ａの傾斜角度θを、１５°≦θ≦９０°とすることで、光利用効率をより高くすることができ、かつ、光射出面から射出される光を均一にすることができ、１５°≦θ≦７５°とすることで、光利用効率をより高くし、より均一にすることができる。
なお、光源１２は、本実施形態のように、発光面４０を光射出面側に向けて配置することが好ましいが、本発明はこれに限定されず、光源１２の発光面４０ａを第１傾斜面１８ｂまたは第２傾斜面１８ｃに向けて配置してもよい。

以下、具体的実施例とともに面状照明装置１０についてより詳細に説明する。ここで、本実施例の面状照明装置は、上述した２等分線αを軸として対称形状であるので、代表して第１光入射面側を用いて説明する。
本実施例の面状照明装置は、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを２．５ｍｍ、ＬＥＤチップ４０の厚みｗ１を０．５ｍｍ、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のアレイ支持体４２の長さｄ２を３．０ｍｍ、アレイ支持体４２の厚みｗ２を０．５ｍｍ、導光板１８の第１光入射面１８ｄの有効断面の長さｄ１を２．０ｍｍ、上部誘導反射板３４と導光板１８の光射出面１８ａとが重なっている長さ、つまり、光入射面１８ｄと上部誘導反射板３４の導光板１８中心側の端部との距離Ｌを５ｍｍとした。また、反射板２４及び下部誘導反射板３６には、厚さ０．１ｍｍで、反射率９８％の反射フィルムを用い、上部誘導反射板３４には、厚み０．１ｍｍ、反射率９０％の反射フィルムを用いた。ここで、反射板２４と下部誘導反射板３６とは一枚の反射フィルムで形成されている。また、反射板２４と下部誘導反射板３６とは、連結部、つまり、導光板１８の端部の第１光入射面１８ｄに対応する位置で折り曲げられている。
このような形状の面状照明装置の光源１２のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの傾斜角度θをθ＝１５°、３０°、４５°、６０°、７５°とした場合の面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。
また、比較のために、比較例１として、図１５（Ａ）に示すように、θ＝０°、つまり、発光面４０ａを基準面Ｓと平行になる位置つまり角度で配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。さらに、比較例２として、図１５（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを１．４５ｍｍとし、θ＝０°として配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。なお、図１５においては、寸法線を明確に示すために、蛍光部材１７の図示を省略したが、蛍光部材１７は、図３と同様にＬＥＤチップ４０の発光面４０ａに接して配置されている。
測定した結果を下記表２及び図１６に示す。

表２及び図１６に示すように、光源の発光面を所定角度傾斜させることで、発光面４０ａを基準面Ｓと平行になる位置つまり角度で配置した場合よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。つまり、導光板により多くの光を入射させることができ、光源から射出される光の輝度または照度をより高くすることができる。
さらに、本実施例においては、発光面４０ａの傾斜角度θを、１５°≦θ≦４５°以下とすることで、光入射面の有効断面の長さよりもＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを短くしたＬＥＤチップ４０を配置した比較例２よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。
つまり、発光面の傾斜角度θを調整することで、光源から射出される光をより効率よく導光板に入射させ、光射出面からより輝度及び照度の高い光を射出させることができる。

次に、面状照明装置の他の実施形態について説明する。
図１７は、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す概略断面図であり、図１８は、図１７に示した面状照明装置の一部を拡大した拡大断面図である。
図１７及び図１８に示す面状照明装置１００は、導光板１８’の第１光入射面１８ｄ’及び第２光入射面１８ｅ’の形状を除いて、図１〜図３に示す面状照明装置１０と同様の構成である。したがって、両者で同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下、面状照明装置１００に特有の点を重点的に説明する。

面状照明装置１００は、光源１２と、矩形状の光射出面１４ａから均一な光を射出する照明装置本体１４’と、光源１２と照明装置本体１４との間に配置された蛍光部材１７ｂと、内部に光源１２、照明装置本体１４’及び蛍光部材１７ｂを収納する筐体１６とを備えている。また、照明装置本体１４’は、導光板１８’と、プリズムシート２０と、拡散フィルム２２と、反射板２４と、上部誘導反射板３４と、下部誘導反射板３６を有する。ここで、光源１２、筐体１６、プリズムシート２０、拡散フィルム２２、反射板２４、上部誘導反射板３４、下部誘導反射板３６は、上述した面状照明装置１０と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。

導光板１８’は、図１７及び図１８に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面１８ａと、この光射出面１８ａの両端に、光射出面１８ａに垂直な基準面Ｓに対して所定角度θ１傾斜して形成された２つの光入射面（第１光入射面１８ｄ’と第２光入射面１８ｅ’）と、光射出面１８ａの反対側に位置し、第１光入射面１８ｄ’および第２光入射面１８ｅ’に平行で、光射出面１８ａを２等分する２等分線α（図１参照）を中心軸として互いに対称で、光射出面１８ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃ）とを有している。第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃは、第１光入射面１８ｄ’及び第２光入射面１８ｅ’から遠ざかるに従って光射出面１８ａからの距離が遠ざかる（大きくなる）ように、つまり、それぞれ第１光入射面１８ｄ’及び第２光入射面１８ｅ’から導光板１８’の中心に向かうに従って、導光板の光射出面に垂直な方向の厚みが大きくなるように傾斜している。つまり、導光板１８’は、両端部、すなわち第１光入射面１８ｄ’と第２光入射面１８ｅ’で厚みが最も薄くなり、中央部、すなわち第１傾斜面１８ｂと第２傾斜面１８ｃが交差する２等分線αの位置で厚さが最大となる。なお、光射出面１８ａに対する第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃの傾斜角度は特に限定されない。
また、光源１２は、それぞれ導光板１８’の第１光入射面１８ｄ’及び第２光入射面１８ｅ’に対向して配置されている。つまり、面状照明装置１０は、２つの光源１２が、導光板１８’をはさみこむように配置されている。言い換えれば、所定間隔離間して、向かい合って配置された２つの光源１２の間に導光板１８’が配置されている。
ここで、面状照明装置１００も上述した面状照明装置１０と同様に２等分線αを中心軸として対称形状であるので、代表して第１光入射面側を用いて説明する。

本実施形態の面状照明装置１００は、図１８に示すように、基準面Ｓに対する第１光入射面１８ｄ’の傾斜角度θ１と、第１光入射面１８ｄ’に対向して配置された光源１２のＬＥＤチップ４０の発行面４０ａの基準面Ｓに対する傾斜角θとが同一角度で配置されている。つまり、第１光入射面１８ｄ’と発光面４０ａとが平行に配置されている。

本実施形態のように、導光板１８の第１光入射面１８ｄ’を基準面Ｓに対して所定角度傾斜させた場合も、光源１２のＬＥＤ４０の発光面４０ａに蛍光部材１７ｂを配置することで、光射出面１４から射出される光の色温度を高くすることができ、また、青色光透過部つまり、開口部または透明部の形状を調整することで光射出面１４ａから射出される光の色温度を所望の色温度とすることができる。なお、本実施形態の場合も、蛍光部材１７ｂの配置位置は、ＬＥＤの発光面と導光板の光射出面の間であれば、例えば、光入射面に接触（密着）させて配置する等、どの位置に配置してもよい。

また、導光板１８の第１光入射面１８ｄ’を基準面Ｓに対して、所定角度θ１傾斜させることで、第１光入射面１８’の表面積を第１光入射面１８’の有効断面の表面積よりを大きくすることができる。これにより、光源１２の発光面４０ａから射出された光を導光板１８’に効率よく入射させることができる。
ここで、本実施形態のように第１光入射面１８ｄ’を傾斜させた形状とする場合は、第１光入射面１８ｄ’の光射出面１８ａの端縁側、つまり、第１光入射面１８ｄ’と光射出面１８ａとの接点（接線、つまり連結位置）における光射出面１８ａと略直交する方向の断面が、光入射面の有効断面となる。
また、本実施形態のように、導光板１８の第１光入射面１８ｄ’を光源１２の発光面４０ａに対して平行にすること、つまり、基準面Ｓに対する第１光入射面の傾斜角度を、それぞれ対向して配置された光源の発光面の傾斜角度と同一角度とするで、発光面４０ａから射出された光を導光板１８の第１光入射面１８ｄ’に効率よく入射させることができる。

ここで、第１光入射面１８ｄ’の傾斜角度θ１は、本実施形態のように、光源の発光面４０ａの傾斜角度θと同一角度とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、傾斜角度θ１と傾斜角度θとを異なる角度してもよい。つまり、第１光入射面１８ｄ’に対して、発光面４０ａを所定角度傾けて配置してもよい。

以下、具体的実施例とともに面状照明装置１００についてより詳細に説明する。
本実施例の面状照明装置１００は、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを２．５ｍｍ、ＬＥＤチップ４０の厚みｗ１を０．５ｍｍ、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のアレイ支持体４２の長さｄ２を３．０ｍｍ、アレイ支持体４２の厚みｗ２を０．５ｍｍ、導光板１８’の第１光入射面１８ｄ’の有効断面の長さｄ１を２．０ｍｍ、第１光射出面１８ｄ’の長さ、つまり、光射出面１８ａと第１傾斜面１８ｂとを結ぶ第１光射出面１８ｄ’の長さｄ３を（２．０／ｃｏｓθ１）、上部誘導反射板３４と導光板１８’の光射出面１８ａとが重なっている長さ、つまり、第１光入射面１８ｄ’と上部誘導反射板３４の導光板１８’中心側の端部との距離Ｌを５ｍｍとした。また、反射板２４及び下部誘導反射板３６には、厚さ０．１ｍｍで、反射率９８％の反射フィルムを用い、上部誘導反射板３４には、厚み０．１ｍｍ、反射率９０％の反射フィルムを用いた。ここで、反射板２４と下部誘導反射板３６とは一枚の反射フィルムで形成されている。また、反射板２４と下部誘導反射板３６とは、連結部、つまり、導光板１８’の第１光入射面１８ｄ’に対応する位置で折り曲げられている。
また、光源１２の発光面４０ａと導光板１８の第１光入射面１８ｄ’とは平行に、つまり、発光面４０ａの傾斜角度θと、第１光入射面１８ｄ’の傾斜角度θ１とは同一角度とした。
このような形状の面状照明装置の発光面４０ａの傾斜角度θ及び第１光入射面θ１をθ＝θ１とし、かつθ＝１５°、３０°、４５°、６０°、７５°とした場合の面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。
また、比較のために、上記実施例と同様に、比較例１として、図１５（Ａ）に示すように、θ＝０°、つまり、発光面４０ａを基準面Ｓと平行になる位置、角度で配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。さらに、比較例２として、図１５（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを１．４５ｍｍとし、θ＝０°として配置した面状照明装置の光源の光利用効率を測定した。
測定した結果を下記表３及び図１９に示す。

表３及び図１９に示すように、光源の発光面と導光板の光入射面を所定角度傾斜させることで、発光面４０ａを基準面Ｓと平行になる位置つまり角度で配置した場合と略同一、または、発光面４０ａを基準面Ｓと平行になる位置で配置した場合よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。また、本実施形態では、同じ光源を用いたが、傾斜して配置することで、光源をより大きくすることも可能となる。つまり、導光板により多くの光を入射させることができ、光源から射出される光の輝度または照度をより高くすることができる。
さらに、本実施例においては、発光面４０ａの傾斜角度θ及び導光板の傾斜角度θ１を、θ＝θ１、かつ１５°≦θ≦６０°以下とすることで、光入射面の有効断面の長さよりもＬＥＤチップ４０の配列方向に直交する方向のＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの長さａを短くしたＬＥＤチップ４０を配置した比較例２よりも光利用効率を高くすることができることがわかる。
つまり、発光面の傾斜角度θ及び導光板の傾斜角度θ１を調整することで、光源から射出される光をより効率よく導光板に入射させ、光射出面からより輝度及び照度の高い光を射出させることができる。

次に、他の具体的実施例について説明する。
本実施例では、θ＝４５°とし、第１光入射面１８ｄと上部誘導反射板３４の導光板１８中心側の端部との距離Ｌを５ｍｍとした上述した面状照明装置１０の具体的実施例と略同様の構成とした２つの面状照明装置の光射出面から射出されるそれぞれ各位置の輝度（ｃｄ／ｍ²）、照度（ｌｘ）、光利用効率（％）及び平均輝度（ｃｄ／ｍ²）を測定した。
さらに、θ＝θ１＝４５°とし、第１光入射面１８ｄ’と上部誘導反射板３４の導光板１８中心側の端部との距離Ｌをそれぞれ５ｍｍと１０ｍｍとしたことを除いて上述した面状照明装置１００の具体的実施例と略同様の構成とした２つの面状照明装置の光射出面から射出されるそれぞれの各位置の輝度（ｃｄ／ｍ²）、照度（ｌｘ）と、光利用効率（％）及び平均輝度（ｃｄ／ｍ²）とを測定した。また、比較のために、比較例３として、反射板を配置せず、導光板の光入射面及び光源の発光面が基準面と平行とした面状照明装置の光射出面から射出される各位置の輝度（ｃｄ／ｍ²）、照度（ｌｘ）と、光利用効率（％）及び平均輝度（ｃｄ／ｍ²）も測定した。
測定した輝度分布を図２０に、照度分布を図２１に示す。ここで、図２０は、縦軸を輝度（ｃｄ／ｍ²）とし、横軸を導光板中心からの距離（ｍｍ）とした。また、図２１は、縦軸を照度（ｌｘ）とし、横軸を導光板中心からの距離（ｍｍ）とした。
また、表４に測定した光利用効率（％）及び平均輝度（ｃｄ／ｍ²）を示す。

表４に示すように、比較例３に比べて、本発明の実施例は、平均輝度及び光利用効率を高くすることができることがわかる。
図２０及び図２１に示すように、比較例３に比べて、本発明の実施例は、導光板中央側の各位置における輝度及び照度を高くすることができることがわかる。
また、上部誘導反射板の長さＬを５ｍｍとすることで、平均輝度を高くすることができることがわかる。
以上より本発明の効果は明らかである。

次に、本発明の面状照明装置のさらに他の実施形態について説明する。
図２２（Ａ）及び（Ｂ）、図２３は、それぞれ、本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す拡大断面図である。ここで、図２２（Ａ）に示す面状照明装置１１０、図２２（Ｂ）に示す面状照明装置１１０’及び図２３に示す面状照明装置１５０も、上述した面状照明装置１０及び面状照明装置１００と同様に左右対称な形状であるので、一方の端部のみを示す。

図２２（Ａ）に示す面状照明装置１１０は、基準面Ｓに対する発光面４０ａの傾斜角度θを９０°としたことを除いて、他の構成は、基本的に面状照明装置１０と同様の構成である。

面状照明装置１１０の光源１２は、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの傾斜角度θが９０°となる位置、つまり、発光面４０ａが第１光入射面１８ｄに対して垂直に配置されている。このＬＥＤチップ４０は、第１光入射面１８ｄの第１傾斜面１８ｂ側に配置されている。
蛍光部材１７ｃは、ＬＥＤチップ４０の光射出面４０ａに接触して配置されている。なお、蛍光部材１７ｃの形状、構成は、上述した蛍光部材１７と同様であるので省略する。
上部誘導反射板１１２は、導光板１８の光射出面の端部で折り曲げられた板状部材であり、導光板１８の光射出面１８ａの一部から、ＬＥＤチップ４０の発光面４０ａの第１光入射面１８ｄよりも遠い側の端部までを覆って配置されている。なお、上部誘導反射板１１２としては、上述した上部誘導反射板３４と同様の材料を用いることができる。

この面状照明装置１１０は、光源１２から射出され、蛍光部材１７ｃを透過された光が、直接または上部誘導反射板１１２に反射された後、第１光入射面１８ｄから導光板１８に入射する。導光板１８に入射した光は、上述した面状照明装置１０と同様に光射出面から射出される。

本実施形態の構成でも同様に、光源１２のＬＥＤ４０の発光面４０ａに蛍光部材１７ｅを配置することで、光射出面１４から射出される光の色温度を高くすることができ、また、青色光透過部つまり、開口部または透明部の形状を調整することで光射出面１４ａから射出される光の色温度を所望の色温度とすることができる。

このように、発光面４０ａの傾斜角度θを９０°にすることでも、発光面が大きい光源、例えば、光入射面の有効断面の長さよりも長い発光面を有する光源から射出された光を効率よく光射出面に入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。また、傾斜角度θを９０°にすることで、発光面の面積をより大きくすることができるため、光射出面から輝度または照度の高い光を射出させることができる。

また、本実施形態の場合も、蛍光部材の配置は特に限定されず、図２２（Ｂ）に示すように、面状照明装置１１０’の導光板１８の第１光入射面１９ｄに接触する位置に蛍光部材１７ｃを配置してもよい。

図２３に示す面状照明装置１５０は、導光板１５２の形状を除いて、図２２（Ａ）に示した面状照明装置１１０と同様の構成である。
導光板１５２は、略矩形形状の平坦な光射出面１５２ａと、光射出面１５２ａの両端に、光射出面１５２ａに対して所定角度傾斜して形成された２つの側面（第１側面１５２ｆ及び第２側面１５２ｇ）と、光射出面１５２ａを２等分する２等分線α（図１参照）を中心軸として互いに対称で、光射出面１５２ａに対して所定の角度で傾斜する２つの傾斜面（第１傾斜面１５２ｂと第２傾斜面１５２ｃ）と、それぞれの傾斜面の端部と側面の端部との間に形成された２つの光入射面（第１光入射面１５２ｄ及び第２光入射面１５２ｅ）を有している。ここで、導光板１５２は、光射出面１５２ａと第１側面１５２ｄのなす角が９０°より大きく、第１光入射面１５２ｄと第１側面１５２ｆのなす角が９０°より小さい形状である。また、第１光入射面１５２ｄは、基準面Ｓとの傾斜角度θ１が９０°で形成されている。
また、本実施形態では、第１光入射面１５２ｄの第１傾斜面１５２ｂ側の端縁における導光板１５２の光射出面１５２ａと略直交する方向の断面が、光入射面の有効断面となる。
なお、面状照明装置１５０は、対称形状であるため、図２３では、第１側面１５２ｄ側の端部のみを示す。

光源１２は、複数のＬＥＤチップ４０と光源支持部４１とを有し、導光板１５２の第１傾斜面１５２ｂと第１側面１５２ｆの間に形成された第1光入射面１５２ｄに対向して配置されている。
光源１２は、基準面Ｓに対する発光面４０ａの傾斜角度θが９０°となる位置に配置されている。したがって、光源１２の発光面４０ａと、第１光入射面１５２ｄとは平行に配置されている。

上部誘導反射板１１２は、光射出面１５２ａの第１側面１５２ｆ側の一部及び第１側面１５２ｆの形状に沿って、導光板１５２を覆うように配置されている。また、上部誘導反射板１１２の導光板１５２の第１側面１５２ｆ側の端部は、光源１２と接続している。
また、導光板１５２の第１傾斜面１５２ｂ側には、下部誘導反射板３６及び反射板２４が配置されている。
つまり、導光板１５２は、第１側面１５２ｆ側の光射出面１５２ａ、第１側面１５２ｆ、第1光入射面１５２ｄ及び第１傾斜面１５２ｂが、上部誘導反射板１１２、光源１２、下部誘導反射板３６及び反射板２４により隙間なく覆われている。ここで、本実施形態では、反射板２４が下部誘導反射板３６とが一体に形成されている。

蛍光部材１７ｅは、光入射面１５２ｄとＬＥＤの発光面４０ａとの間に配置されている。蛍光部材１７ｅは、上述した蛍光部材１７と同様の形状、構成であるのでその詳細な説明は省略する。

この光源１２の発光面４０ａから射出された光は、蛍光部材１７ｅを透過した後、導光板１５２の第1光入射面１５２ｄから入射し、直接導光板１５２の中心側に、または、第1側面１５２ｆもしくは上部誘導反射板１１２に反射されて導光板１５２の中心側に進行する。
導光板１５２の中心側に進行する光は、上述した導光板１８と同様に、導光板１５２の内部に含まれる散乱体（詳細は後述する）によって散乱されつつ、導光板１５２内部を通過し、直接、または第１傾斜面１５２ｂ及び第２傾斜面１５２ｃで反射した後、光射出面１５２ａから出射する。

本実施形態の構成でも同様に、光源１２のＬＥＤ４０の発光面４０ａに蛍光部材１７ｅを配置することで、光射出面１４から射出される光の色温度を高くすることができ、また、青色光透過部つまり、開口部または透明部の形状を調整することで光射出面１４ａから射出される光の色温度を所望の色温度とすることができる。

また、光源の発光面を基準面に対して所定角度傾斜させ、導光板の光入射面も所定角度傾斜させ、さらに、導光板の光入射面と光射出面との間に側面を設けることでも、光源から射出された光を効率よく導光板に入射させることができ、光利用効率を高くすることができる。
さらに、導光板に側面を設け、光射出面を傾斜面側に配置することで、光源の発光面の面積をより大きくすることができ、輝度または照度の高い光を光射出面から射出させることができる。また、光入射面から入射した光を所定角度傾斜した側面で反射させることで、傾斜面側に設けた光入射面から光を入射させた場合も光射出面からムラのない光を射出させることができる。

また、側面を設けることで、光入射面から入射した光を側面で反射させることができ、基準面に対する光入射面の傾斜角度を大きくした場合でも、簡単に光入射面から入射した光を導光板の中心方向に誘導することができる。
また、本実施形態のように、基準面Ｓに対する第１光入射面１５２ｄの傾斜角度θ１を９０°、つまり、第１光入射面１５２と光射出面とを平行にすることで、光源の発光面の面積をより大きくすることができる。

なお、このように導光板の傾斜面の端部から光を入射させる面状照明装置の場合も、導光板１５２に含まれる散乱粒子の散乱断面積をΦ、光射出面１５２ａに平行で、光射出面１５２ａと側面（第１側面１５２ｆまたは第２側面１５２ｇ）との接線に垂直な方向において、導光板１５２の側面と光入射面の接点、つまり導光板の端部から導光板１５２の厚み（光射出面に垂直な方向の厚み（長さ））が最大となる位置までの距離をＬ_Ｇとし、導光板１５２に含まれる散乱粒子の密度（単位体積あたりの粒子数）をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃとした場合に、Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃの値が１．１以上であり、かつ８．２以下であり、さらに、補正係数Ｋ_Ｃの値が０．００５以上０．１以下であるという関係を満たしているのが好ましい。導光板１８は、このような関係を満たす散乱粒子を含んでいるので、均一で輝度むらが少ない照明光を光出射面１５２ａから出射することができる。
また、側面を形成した場合も、好ましい態様は、上述した実施形態と同様であり、例えば、傾斜角度θ＝θ１は、１５°≦θ≦９０°とすることが好ましい。

以下、具体的実施例とともに本発明の面状照明装置をより詳細に説明する。
本実施例では、θ＝９０°としたこと、つまり、光源のＬＥＤチップの発光面４０ａの傾斜角度、上部誘導反射板の形状を面状照明装置１１０に示す形状としたこと及び上部誘導反射板の長さＬを１０ｍｍとしたことを除いて、上述した面状照明装置１０と略同様の大きさ、構成とした。この面状照明装置１１０の光射出面から射出される各位置の照度（ｌｘ）と、光利用効率（％）とを測定した。また、比較のために、θ＝４５°とし、上部誘導反射板の長さＬを１０ｍｍとした面状照明装置の導光板の光入射面及び光源の光射出面が基準面と平行とした面状照明装置の光射出面から射出される各位置の照度（ｌｘ）と、光利用効率（％）も測定した。
測定した結果を図２４及び表５に示す。ここで、図２４のグラフでは、縦軸を照度（ｌｘ）とし、横軸を導光板中心からの距離（ｍｍ）とした。

図２４及び表５に示すように、θ＝９０°とした場合もθ＝４５°の場合と同様に光利用効率を高くすることができることがわかる。また、図２４に示すように、導光板の中央部分から均一な光を射出することができることがわかる。

このような面状照明装置は、屋内外を照明する面状照明装置、液晶表示装置の液晶パネルを照明するバックライト、広告パネル、広告塔、もしくは看板などのバックライトとして用いることができる。

以上、本発明に従う面状照明装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

上述ではいずれの実施形態でも、図２に示すように、本体部１６ａと反射板２４との間に樹脂等で形成された導光板支持部３０を配置し、導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃ側から反射板２４を支持して、導光板１８と反射板２４とを密着させたが、本発明はこれに限定されない。
ここで、反射板２４の導光板１８側とは反対側の面、つまり本実施形態の本体部１６ａと反射板２４との間には、緩衝部材を配置することが好ましい。ここで、緩衝部材は、導光板の形状に沿って変形する導光板よりも剛性が低い部材であり、例えば、スポンジ等がある。
緩衝部材により、反射板２４及び導光板１８の第１傾斜面１８ｂ及び第２傾斜面１８ｃ側を支持することで、反射板２４を導光板１８に密着させることができ、反射板２４がたわむことを防止できる。また、支持体を緩衝部材とすることにより、導光板と反射板とをムラなく接触させることができる。これにより、反射板の一部のみが接触し、光を乱反射させ、光射出面から射出される光の輝部として視認されることを防止し、均一な光を光射出面から射出させることができる。

ここで、図２５（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、導光板及び反射板を支持する緩衝部材の概略構成の一例を示す分解断面図である。
例えば、図２５（Ａ）に示すように、反射板２４の導光板１８とは反対側の面に矩形状の緩衝部材２０２を配置してもよい。ここで、緩衝部材２０２としては、面状照明装置として組み立てたときに緩衝部材２０２から導光板１８に作用する最大応力が、本実施例では、第１傾斜面と第２傾斜面との接続部に作用する応力が、５［Ｎ／ｃｍ²］以下となる材料を用いることが好ましい。
また、図２５（Ｂ）に示すように、反射板２４の導光板１８とは反対側の面に多層の緩衝材２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃにより構成された緩衝部材２１２を配置し、導光板１８の形状に応じて位置により緩衝部材２１２の厚みが異なる形状としてもよい。このように位置に応じて、緩衝部材２１２の厚みを変化させることで、緩衝部材の圧縮率を低下させ、導光板に作用する最大応力を低くすることができる。これにより、導光板に作用する力をより均一にすることができ、導光板と反射板とを均一に密着させることができる。
また、図２５（Ｃ）に示すように、緩衝部材２２２を導光板１８の傾斜面に沿った形状としてもよい。つまり、緩衝部材２２２は、導光板１８側の面に導光板１８の第１傾斜面及び第２傾斜面を同じ傾斜角の第１傾斜面２２２ａ及び第２傾斜面２２２ｂが形成された形状である。
このように、緩衝部材を導光板の傾斜面に沿った形状とすることでも導光板と反射板とを均一に密着させることができる。
さらに、図２５（Ｄ）に示すように、緩衝部材２３２を導光板１８の傾斜面に沿った形状とし、さらに緩衝部材２３２の導光板１８側とは反対側の面に、導光板１８の傾斜面の形状に沿った板金部材２３４を設けた構成としてもよい。
緩衝部材２３２の導光板１８側とは反対側の面に導光板１８の傾斜面の形状に沿った板金部材２３４を設けることで、緩衝部材の圧縮率を均一にすることができ、かつ緩衝部材を介して反射板を支持することで、導光板と反射板とを密着させることができる。

また、上記実施形態ではいずれも光源として、ＬＥＤチップを一方向に単列配置したが、これに限定されず、ＬＥＤチップを複数列配置した構成、つまりＬＥＤチップをマトリックス状に配置した構成としてもよい。
他方、本実施形態では、複数のＬＥＤチップを列状に配置したが、これにも限定されず、ＬＥＤチップを１つのみ配置した構成としてもよい。例えば、光射出面が略矩形状の導光板の４隅の一箇所を切り欠いた形状とし、この切り欠き部分を光入射面とし、この光入射面に対向させて、１つのＬＥＤチップを配置した構成とすることもできる。 これにより、面状照明装置を小型化することができる。

また、本実施形態の面状照明装置では、光源から射出される光を効率よく利用できる点から、光源の発光面を導光板の光射出面に直交する方向に対して所定角度傾斜させて配置したが、本発明はこれに限定されず、光源の発光面を導光板の光射出面に対して垂直に配置してもよい。

また、導光板の形状は、光をより遠くまで到達させることができ、装置を大型化することができる等の効果があるため、上述したように、光射出面から離れるに従って厚みが厚くなる形状とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、例えば、平板形状や、光入射面から離れるに従って厚みが薄くなる形状としてもよい。

また、透明樹脂に可塑剤を混入して導光板を作製してもよい。
このように、透明材料と可塑剤とを混合した材料で導光板を作製することで、導光板をフレキシブルにすること、つまり、柔軟性のある導光板とすることができ、導光板を種々の形状に変形させることが可能となる。従って、導光板の表面を種々の曲面に形成することができる。

本発明に係る面状照明装置の一実施形態を示す概略斜視図である。 図１に示した面状照明装置のII−II線断面図である。 図２に示した面状照明装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。 （Ａ）は、図１及び図２に示す面状照明装置の光源の概略構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光源の断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す光源の１つのＬＥＤを拡大して示す概略斜視図である。 Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃと光利用効率との関係を測定した結果を示す図である。 粒子密度が異なるそれぞれの導光体から射出される光の照度をそれぞれ測定した結果を示す図である。 光利用効率及び照度むらと粒子密度との関係を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図２に示した面状照明装置の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、（Ａ）は、上面図、（Ｂ）は、正面図、（Ｃ）は、側面図である。 Ｓａｐ／Ｓａを種々の値とした面状照明装置の光射出面から射出される光の波長分布を測定した結果を示すグラフである。 蛍光部材の全体の面積Ｓａに対する青色光透過部の面積の和Ｓａｐの割合と光射出面から射出される光の色温度との関係を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ蛍光部材の他の一例を示す正面図である。 本発明の面状照明装置の他の実施形態の概略構成を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ面状照明装置の他の一例の蛍光部材と光源の一部を示す図であり、（Ａ）は、上面図、（Ｂ）は、正面図、（Ｃ）は、側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ蛍光部材の他の一例を示す正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の面状照明装置との比較のために用いた面状照明装置の一例の概略構成を示す拡大断面図である。 発光面の傾斜角度θを種々の値とした面状照明装置の光利用効率を測定した結果を示すグラフである。 本発明の面状照明装置の他の実施形態の概略構成を示す断面図である。 図１７に示した面状照明装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。 発光面の傾斜角度θを種々の値とした面状照明装置の光利用効率を測定した結果を示すグラフである。 発光面および光入射面の傾斜角度と上部誘導反射板の取付け長を種々の値とした面状照明装置の光射出面から射出される光の輝度分布を示すグラフである。 発光面および光入射面の傾斜角度と上部誘導反射板の取付け長を種々の値とした面状照明装置の光射出面から射出される光の照度分布を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の面状照明装置の他の一例の概略構成を示す拡大断面図である。 本発明の面状照明装置の他の一例の概略構成を示す拡大断面図である。 図２２（Ａ）に示した面状照明装置の光射出面から射出される光の照度分布を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ導光板及び反射板を支持する緩衝部材の一例を示す分解構成図である。

符号の説明

１０ 面状照明装置
１２ 光源
１２ａ 発光面
１４ 照明装置本体
１４ａ 光出射面
１６ 筐体
１６ａ 本体部
１６ｂ 額縁部
１７、６０、７０、７６ 蛍光部材
１８ 導光板
１８ａ 光射出面
１８ｂ 第１傾斜面
１８ｃ 第２傾斜面
１８ｄ、１８ｄ’ 第１光入射面
１８ｅ 第２光入射面
２０ プリズムシート
２２ 拡散フィルム
２４ 反射板
２６ 折返部
２８、５０、７４、７８ 開口部
３２ 電源収納部
３４ 上部誘導反射板
３６ 下部誘導反射板
４０ ＬＥＤチップ
４１ 光源支持部
４２ アレイ基板
４４ フィン
４８、７２、７７ 蛍光体塗布部

Claims (15)

1. 発光面から青色光を射出するＬＥＤチップを少なくとも１つ有する光源と、
   前記光源から射出された光が入射される光入射面及び前記光入射面から入射した光を面状の光として射出する光射出面を有する透明な導光板と、
   前記発光面と前記光入射面との間に配置され、前記発光面から射出される青色光を白色光に変換して射出する蛍光体塗布部及び前記発光面から射出される青色光を青色光として射出する青色光透過部を有する蛍光部材とを有する面状照明装置。
2. 前記青色光透過部は、透明フィルムまたは開口により形成されている請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記光源は、複数の前記ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを支持する支持体とを有し、
   前記ＬＥＤチップは、前記支持体の前記光入射面に対向する面に列状に配置されている請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記蛍光部材は、前記複数のＬＥＤチップに共通の一枚のシート状部材である請求項３に記載の面状照明装置。
5. 前記蛍光部材は、１つの前記ＬＥＤチップの前記発光面毎に複数の前記青色光透過部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の面状照明装置。
6. 前記蛍光部材は、全体の面積をＳａとし、全ての前記青色光透過部の面積の和をＳａｐとしたとき、ＳａとＳａｐとの関係が、０．０５≦Ｓａｐ／Ｓａ≦０．４０を満たす請求項１〜５のいずれかに記載の面状照明装置。
7. 前記導光板は、面状の光を射出する光射出面、該光射出面の端縁に形成され、前記光射出面及び略直交する方向から前記光射出面と平行な方向に進行する光を入射させるための光入射面を有し、
   前記光入射面から離れるに従って、前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなる形状である請求項１〜６のいずれかに記載の面状照明装置。
8. 前記導光板は、
   内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をＮ_ｐ、補正係数をＫ_Ｃ、光の入射方向における前記導光板の前記光入射面から前記導光板の厚みが最も厚くなる位置までの長さをＬ_Ｇ、としたときに、下記の不等式
   １．１≦Φ・Ｎ_ｐ・Ｌ_Ｇ・Ｋ_Ｃ≦８．２
   ０．００５≦Ｋ_Ｃ≦０．１
   を満足する請求項７に記載の面状照明装置。
9. 前記ＬＥＤチップは、前記光入射面が形成された該光入射面の端縁側における前記光射出面と略直交する方向の前記光入射面の有効断面の長さより長い発光面を持ち、該発光面を前記導光板の前記光入射面に対向させて、前記光射出面と略直交する方向に対して所定角度傾斜させて配置されている請求項７または８に記載の面状照明装置。
10. 前記導光板の前記光入射面は、前記光射出面と略直交する平面であり、前記光入射面の有効断面は、この略直交する平面に該当する請求項９に記載の面状照明装置。
11. 前記導光板の前記光入射面は、前記光射出面と略直交する方向に対して前記光源の前記発光面に平行に対面するように傾斜する平面であり、前記光入射面の有効断面は、前記光入射面の中央における前記光射出面と略直交する方向の断面に該当する請求項９に記載の面状照明装置。
12. 前記光源の発光面の前記光射出面と略直交する方向に対する傾斜角度は、１５度〜９０度である請求項９〜１１のいずれかに記載の面状照明装置。
13. さらに、前記導光板の前記光入射面の前記光射出面側および前記傾斜面側に配置され、前記光源から射出された光を前記光入射面に誘導する誘導反射板とを備える請求項９〜１２のいずれかに記載の面状照明装置。
14. 前記誘導反射板は、前記導光板の前記光射出面の端部に取り付けられた第１誘導反射板と、前記導光板の前記傾斜面の端部に取り付けられ、前記傾斜面の端縁から外側に延長される延長部分を持つ第２誘導反射板とを有するものである請求項１３に記載の面状照明装置。
15. 前記導光板は、
    前記光射出面は、矩形状であり、
    前記光入射面は、前記光射出面の対向する２つの端辺にそれぞれ形成される第１光入射面及び第２光入射面とで構成され、
    前記導光板は、前記第１光入射面及び第２光入射面において厚みが最も薄く、第１光入射面と第２光入射面とを結んだ線の中点において厚みが最も厚くなる形状である請求項１〜１４のいずれかに記載の面状照明装置。

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