(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な樹脂材料により形成される単位導光板が複数一体に連結されて構成される導光板であって、
前記単位導光板は、平坦な矩形状の光出射面と、前記光出射面の反対側のほぼ中央に前記光出射面の一辺に平行な平行溝が形成された背面とを有し、
前記平行溝に線状光源が配置されて使用され、
前記導光板の、前記平行溝に垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、前記樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの前記線状光源の表面温度をＴｓ［℃］、前記単位導光板を前記平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、不等式
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０
を満足する導光板。
【請求項２】
前記単位導光板の背面は、前記平行溝を挟んで互いに対称な一対の傾斜面から構成され、前記一対の傾斜面は、前記平行溝から前記単位導光板の端に向かうにしたがって前記単位導光板の厚みが漸減するように傾斜している請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記一対の傾斜面が曲面で形成されている請求項２に記載の導光板。
【請求項４】
平坦な矩形状の光出射面と、前記光出射面の反対側のほぼ中央に前記光出射面の一辺に平行な平行溝が形成された背面とを有し、透明な樹脂材料により形成される単位導光板が複数一体に連結されて構成される導光板と、
前記導光板の平行溝に配置される線状光源とを有し、
前記導光板の、前記平行溝に垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、前記単位導光板の樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの前記線状光源の表面温度をＴｓ［℃］、前記単位導光板を前記平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０
を満足する面状照明装置。
【請求項５】
前記単位導光板の背面は、前記平行溝を挟んで互いに対称な一対の傾斜面から構成され、前記一対の傾斜面は、前記平行溝から前記単位導光板の端に向かうにしたがって前記単位導光板の厚みが漸減するように傾斜している請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記一対の傾斜面が曲面で形成されている請求項５に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状光源の光を面方向に拡散して光出射面から均一な照明光を出射する透明な導光板及びこれを用いる面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から光を照射し、液晶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として、透明な樹脂製の平板を用いて光源の光を面状光に変換するための導光板を用いたものが知られている。この導光板を利用したバックライトユニットは、通常、照明用の光源、この光源から出射した光を拡散して液晶パネルを照明する導光板、導光板から放射される光を均一化するプリズムシートや拡散シートなどの部品を用いて構成される。
近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化が要望されており、それを実現するために種々の形状の導光板が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
図１５は、特許文献１に開示された面光源装置の概略断面図である。
同図に示す面光源装置（バックライトユニット）は、導光板１００に蛍光ランプ１０２を埋め込んだ後、導光板１００の背面に反射シート１０４を配置し、導光板１００の出射面に透過光量補正シート１０６、光拡散板１０８、プリズムシート１１０を積層することで形成される。
導光板１００は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板１００の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板１００の背面（出射面と反対側の面）には蛍光ランプ１０２を埋め込む断面Ｕ字状の溝１００ａが形成され、導光板１００の出射面には、蛍光ランプ１０２の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面１００ｂが形成されている。
【０００４】
このように、特許文献１には、微粒子を混入して導光板１００を形成すると共に、蛍光ランプ１０２の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面１００ｂにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度むらを低減できることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が開示されている。
また、特許文献３には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体（導光板）が開示されている。
【０００６】
ところが、これら特許文献１〜３に開示の導光板を用いた面状照明装置は、光出射面で輝度むらが発生してしまい、また、光利用効率が悪く、均一で高輝度な光を出射面から出射することができないという問題点があった。
そこで、本出願人は、特許文献４において、矩形状光出射面と、その一辺に平行で矩形状略中央部に位置する厚肉部と、その厚肉部に平行に形成される薄肉端部と、棒状光源を収納するための平行溝が、前記肉厚部の略中央に前記一辺と平行に形成されており、前記平行溝の両側に前記棒状光源の軸を含み前記矩形状光出射面に対して垂直な面に対して対称であり、前記厚肉部から前記一辺に直交する方向に両側の前記薄肉端部に向かって肉厚が薄くなり、傾斜背面を形成する傾斜背面部と、を有する透明な導光板であって、前記矩形状光出射面の前記平行溝に相当する第１部分において前記平行溝に収納された棒状光源からの射出光によって形成される照度又は輝度のピーク値の、前記傾斜背面部に相当する第２部分において前記射出光によって形成される照度又は輝度の平均値に対する比に応じて、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光出射面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光出射面に向かって前記平行溝の先端部分を対称に細くした導光板を開示した。かかる構成の導光板は、薄型で軽量であり、光出射面から、光の利用効率（光射出効率）が高くて、より均一でむらが少なく、かつより高輝度な照明光を出射することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３０４６２３号公報
【特許文献２】特開平８−６２４２６号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３０２７号公報
【特許文献４】特開２００５−２３４３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
導光板の背面に形成された溝に線状光源を配置する構造の面状照明装置において、線状光源を点灯させると、線状光源で発生する熱によって導光板の下面側の温度のほうが上面側の温度よりも高くなり、導光板の上面側と下面側との間で温度差が生じてしまう。このため、導光板の上面側と下面側との間で熱膨張による膨張量に差が発生し、導光板の内部に応力が発生して導光板に反りが発生する。このような導光板の反りは、導光板の光出射面にゆがみを発生させるので、面状照明装置の照明光に輝度むらを発生させたり、平均輝度を低下させたりしてしまう。
【０００９】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、本発明の目的は、溝に配置された線状光源の熱による反りの発生が抑制された導光板を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、導光板の溝に配置された線状光源の熱による導光板の反りの発生を防止又は抑制し、輝度むらの低減された均一な照明光を出射することのできる面状照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、透明な樹脂材料により形成される単位導光板が複数一体に連結されて構成される導光板であって、前記単位導光板は、平坦な矩形状の光出射面と、前記光出射面の反対側のほぼ中央に前記光出射面の一辺に平行な平行溝が形成された背面とを有し、前記平行溝に線状光源が配置されて使用され、前記導光板の、前記平行溝に垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、前記樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの前記線状光源の表面温度をＴｓ［℃］、前記単位導光板を前記平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、不等式
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０
を満足する導光板を提供する。
【００１１】
本発明の第１の態様の導光板において、前記単位導光板の背面は、前記平行溝を挟んで互いに対称な一対の傾斜面から構成され、前記一対の傾斜面は、前記平行溝から前記単位導光板の端に向かうにしたがって前記単位導光板の厚みが漸減するように傾斜していることが好ましく、前記一対の傾斜面が曲面で形成されていることが好ましい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、平坦な矩形状の光出射面と、前記光出射面の反対側のほぼ中央に前記光出射面の一辺に平行な平行溝が形成された背面とを有し、透明な樹脂材料により形成される単位導光板が複数一体に連結されて構成される導光板と、前記導光板の平行溝に配置される線状光源とを有し、前記導光板の、前記平行溝に垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、前記単位導光板の樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの前記線状光源の表面温度をＴｓ［℃］、前記単位導光板を前記平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０
を満足する面状照明装置を提供する。
【００１３】
本発明の第２の態様において、前記単位導光板の背面は、前記平行溝を挟んで互いに対称な一対の傾斜面から構成され、前記一対の傾斜面は、前記平行溝から前記単位導光板の端に向かうにしたがって前記単位導光板の厚みが漸減するように傾斜していることが好ましく、前記一対の傾斜面が曲面で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の導光板は、背面の溝に配置された線状光源の熱による反りの発生を抑制することができる。それゆえ、均一で輝度むらの殆どない面状の照明光を光出射面から出射することができる。
【００１５】
また、本発明の面状照明装置は、導光板の溝に配置された線状光源の熱による導光板の反りの発生が防止又は抑制されているので、輝度むらの低減された均一な照明光を出射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に従う導光板及びそれを用いた面状照明装置について説明する。
図１は、本発明の面状照明装置の一実施形態を、光出射面側から見た概略斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ図１に示す面状照明装置の正面図、底面図、側面図および背面図である。図３は、図１に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。なお、これらの図も含め、以下の図においては、理解を容易にするために、面状照明装置の厚みの方向に、拡大して示されている。
図１および図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、面状照明装置１０は、複数の線状光源１２を含み、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、内部に照明装置本体１４を収納し、光出射面１４ａの側（表面側）に矩形状の開口部１６ａが形成された筐体１６と、筐体１６の、光出射面１４ａと逆側（裏面側）に取り付けられ、複数の線状光源１２をそれぞれ点灯するのに用いられる複数のインバータユニット１８を収納するインバータ収納部２０と、インバータ収納部２０に収納される複数のインバータユニット１８に接続され、それぞれ複数の線状光源１２を点灯するための電源３８（図１３参照）とを有する。
【００１７】
ここで、照明装置本体１４は、矩形状の光出射面１４ａから均一な光を出射するためのものであって、図３、図４および図５（ａ）に示すように、基本的に、複数の線状光源１２と、光出射面１４ａの側に矩形状の光出面２２ａが形成され、その裏側に複数の線状光源１２をそれぞれ収納する複数の平行溝２２ｂが形成され、隣接する平行溝２２ｂの間に光出面２２ａ側からその裏側に向かう厚みが最も薄い最薄部２２ｃが形成される本発明に従う導光板２２と、導光板２２の光出面２２ａ側に配置され、矩形状の光出射面１４ａを形成する矩形状の平面を持つ光学部材ユニット２４と、導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置される反射部材２６とを備える。
なお、図４に示す照明装置本体１４は、導光板２２を構成する１つの単位となる１つの平行溝２２ｂを持つ単位導光板２３についてのみについて示したものであるが、図３に示すように、照明装置本体１４は、複数の単位導光板２３からなる導光板２２によるものであり、導光板２２の上部に配置される光学部材ユニット２４も、導光板２２の光出射面２２ａと略同一のサイズ（面積）を持つものであることは言うまでもない。
【００１８】
線状光源１２は、導光板２２の複数の平行溝２２ｂ内に配置され、それぞれインバータユニット１８と接続されている。本発明に用いられる線状光源１２は、線状、すなわち細径の棒状の冷陰極管（ＣＣＦＬ：図１３参照）であり、面状に照明するために用いられる。ここでは、線状光源１２として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線状光源１２としては、棒状光源（線状光源）であれば、どのようなものでもよく、冷陰極管（ＣＣＦＬ）の他、例えば、通常の蛍光管（熱陰極管；ＨＣＦＬ）、外部電極管（ＥＥＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ等の光源を用いることができる。なお、線状光源１２として、ＬＥＤを用いる場合には、導光板２２の平行溝２２ｂと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にＬＥＤを配置し、ＬＥＤの光を導光体の上面および底面から入射し、導光体の側面から出射するＬＥＤ光源を用いても良い。
なお、複数の線状光源１２の点灯および消灯を行うインバータユニット１８および電源３８（図１３（ｂ）参照）については、後述する。
【００１９】
つぎに、本発明に従う導光板２２について説明する。
導光板２２は、図５（ａ）に示すように、複数の単位導光板２３から構成される。
単位導光板２３は、透明樹脂により形成され、図５（ｂ）に示すように、矩形状の個別光出射面２３ａと、その一辺に平行な厚肉部２３ｂと、この厚肉部２３ｂの両側に一辺に平行に形成される薄肉端部２３ｃと、厚肉部２３ｂから一辺に直交する方向に両側の薄肉端部２３ｃに向かって肉厚が薄くなり、導光板２２の裏面２２ｄを構成し、端部近傍の一部分のみが曲面に形成された平坦な傾斜面２３ｄを形成する傾斜背面部２３ｅと、肉厚部２３ｂに一辺に平行に形成される、光源１２を収納するための平行溝２２ｂとを有する。すなわち、単位導光板２３は、１つの平行溝２２ｂを備え、この平行溝２２ｂに平行な方向には、導光板２２の光出射面１４ａと同じ長さの個別光出射面２３ａを持つものである。
【００２０】
本発明に従う導光板２２は、導光板２２の、平行溝２２ｂに垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、導光板２２を構成する樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの線状光源１２の表面温度をＴｓ［℃］、単位導光板を平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、下記不等式（１）、
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０  ・・・（１）
を満足するように構成されている。この不等式（１）については後に詳しく説明する。
本発明では、上記不等式（１）を満足すれば、単位導光板２３および導光板２２の構造や材質については、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の［００３６］〜［００３９］に開示されているものを適用することができる。
【００２１】
なお、平行溝２２ｂは、図示例の如く、三角形状でもよいが、このほか、交差する２つの双曲線形状、Ｕ字状、放物線状などの輝度均一化効果のある形状であればどのようなものでも良く、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の［００４０］〜［００５８］に開示されているものを適用することができる。
また、傾斜面２３ｄは、図示例の如く、端部近傍の一部分のみが曲面で形成された平面から形成されていてもよく、また、全面が曲面で形成されてもよいし、更には、個別光出射面２３ａに対する傾斜角度が一定の全面が平坦な平面であっても良いし、傾斜角度が徐々に変化する複数の平面から構成されていても良いが、これらの曲面や平面は平行溝２２ｂには平行である必要がある。
なお、平行溝２２ｂおよび傾斜面２３ｄの、平行溝２２ｂと直交する断面のプロファイルは、特に制限的ではないが、個別光出射面２３ａから出射される照明光の輝度の均一性が高く、また、輝度の低下が少なければ、特に制限的ではないが、本出願人の出願に係る特願２００４−３２５２５１号に開示されているものを適用することができる。
【００２２】
単位導光板２３は、平行溝２２ｂに収納された線状光源１２から出射された照明光を入射させ、厚肉部２３ｂから薄肉端部２３ｃに向かって個別光出射面２３ａに平行な方向に傾斜背面部２３ｅ内を伝播させた照明光、および裏面を構成する傾斜面２３ｄに向かい、傾斜面２３ｄおよびこれに沿って配置される反射部材２６で反射された照明光を個別光出射面２３ａから均一な照明光として射出させる。
こうして、複数の単位導光板２３が連結された導光板２２の光出射面２２ａから均一な照明光が射出される。
導光板２２は、図５（ａ）に示すように、平行溝２２ｂと直交する方向に隣接する単位導光板２３同士が各薄肉端部２３ｃで連結された構造を有し、薄肉端部２３ｃの連結部分が導光板２２の最薄部２２を形成する。この場合には、複数の単位導光板２３の光出射面２３ａは、面一に連結され、導光板２２では、均一な平面の光出射面２２ａが形成されるのはいうまでもない。
【００２３】
なお、導光板２２は、図５（ａ）に示すように、複数の単位導光板２３を連結した状態で一体成形した１枚の導光板連結体であっても良いが、低コスト化や歩留まりの向上や製造の容易性を考慮し、一体成形された複数の単位導光板２３の導光板連結体を複数個連結して大面積の光出射面２２ａを持つ大型の導光板としても良い。この場合には、導光板連結体は、隣接する導光板連結体の単位導光板２３の薄肉端部２３ｃ同士を連結して、平行溝２２ｂと直交する方向に連結して、大型化し、光出射面２２ａを大面積化しても良いし、隣接する導光板連結体の薄肉端部２３ｃと直交する端部同士を連結して、平行溝２２ｂと平行な方向に連結して、大型化し、光出射面２２ａを大面積化しても良いし、これらを同時に行って、平行溝２２ｂと平行な方向および直交する方向に連結して、さらに、大型化し、光出射面２２ａを大面積化しても良い。なお、このとき、複数の導光板連結体の均一な平面状の光出射面は、面一に連結され、導光板２２では、均一な平面の光出射面２２ａが形成されるのはいうまでもない。この場合には、線状光源１２は、導光板連結体を連結した導光板２２の平行溝２２ｂの長さを持つ線状光源とするのが好ましく、また、導光板２２の上部に配置される光学部材ユニット２４は、導光板２２の光出射面２２ａと略同一のサイズ（面積）を持つものであるのが好ましい。
【００２４】
ここで、前述したように、本発明に従う導光板２２は、導光板２２の、平行溝２２ｂに垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、導光板２２を構成する樹脂材料の線膨張係数をｋ［／℃］、点灯後に安定状態となったときの線状光源１２の表面温度をＴｓ［℃］、単位導光板を平行溝に垂直な面で切断した時の切断面積の半分の値をＳ［ｍｍ２］とし、Ｔ＝Ｔｓ−２５としたときに、下記不等式（１）、
（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）≦１０  ・・・（１）
を満足するように構成されている。これにより、線状光源を長時間点灯させることによって、導光板の下面が高温になったとしても、導光板に反りが殆ど発生せず、常に、均一で輝度むらのない照明を光出射面から出射させることができる。以下に、上記不等式（１）の根拠について詳細に説明する。
【００２５】
まず、熱構造解析ソフトを用いて、線状光源の安定温度及び導光板の線膨張係数を変化させて、導光板の反り量を計算した。この反り量の解析では、導光板の解析モデルとして、図５（ｂ）に示す形状の単位導光板が１０個（１０連）一体となった構造を有する導光板を用いた。また、光源の直径を２．６ｍｍとし、単位導光板の寸法は、図５（ｂ）に示すように、単位導光板１８のピッチ、つまり単位導光板２２の幅Ｌを２８ｍｍとし、単位導光板２２の肉厚部２２ｂの厚みが最も厚い部分の厚みＤを５．５ｍｍとし、平行溝２２ｂの先端部分と光出射面２３ａとの距離ｄ１を１．０ｍｍとし、傾斜背面２３ｄの端部を平坦としたときの導光板ユニットの厚みが最も薄くなる面の厚みｄ２を２．８７ｍｍとし、平行溝２２ｂの光出射面２３ａと反対側の端部の幅Ｇ１を５．２ｍｍとし、隣接する単位導光板との接合部の傾斜背面を平面形状とし、その接合面２３ｆ近傍の極小厚部の曲率半径Ｒを１５ｍｍとした形状とした。また、光出射面２３ａと傾斜背面２３ｄとのなす角度を１５．７６度とした。
また、導光板の線膨張係数を、３．００×１０−５［／℃］、６．００×１０−５［／℃］、７．００×１０−５［／℃］、及び、１．００×１０−４［／℃］とし、線状光源の安定温度は６０℃と９０℃とした。
ここで、安定温度とは、光源の表面温度が一定になったときの温度である。
なお、導光板２２の反り量は、図６に示されるように、導光板２２の両端を水平に置いた時、導光板２２の厚み方向（垂直方向）において、光出射面２２ａの最も低い位置Ａから、最も高い位置Ｂまでの距離ｈとした。導光板２２の反り量は、線状光源１２を点灯させて、線状光源が安定温度に達したときの反り量とした。
【００２６】
図７に、線状光源１２を点灯させた後、安定した時の温度（安定温度）が６０℃のときと、９０℃のときの、線膨張係数が異なる４種類の導光板の反り量のグラフを示した。また、図８には、線膨張係数の異なる４種類の導光板の、安定温度に対する反り量の変化を示すグラフを示した。図７のグラフから、導光板の反り量は、導光板を構成する材料の線膨張係数に比例していることがわかる。また、図８のグラフから、光源の安定温度が室温の２５℃よりも高くなるにしたがって、導光板の反り量が増大していることがわかる。
ここで、図８に示す、線膨張係数が１．００×１０−４の導光板の安定温度Ｔｓに対する反り量のグラフにおいて、室温（２５℃）が原点になるように座標変換したグラフを図９に示した。また、図９には、下記４次多項式（２）で表される近似曲線と、下記２次多項式（３）で表される近似曲線を示した。
Ｙ＝１．８×１０−６Ｔ４−１．８×１０−４Ｔ３＋６．１×１０−３Ｔ２＋５．７×１０−２Ｔ  ・・・（２）
Ｙ＝１．４×１０−３Ｔ２＋７．１×１０−２Ｔ  ・・・（３）
以上の結果から、導光板の反り量Ｙは、線膨張係数ｋと温度Ｔ（＝安定温度Ｔｓ−２５）を用いて下記式（４）で表される。
Ｙ＝ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）・・・（４）
【００２７】
次いで、反り量Ｙと単位導光板の半ピッチの断面積Ｓとの関係を次のようにして調べた。ここで、断面積Ｓは、単位導光板を平行溝に垂直な面で切断したときの切断面の面積の半分の値であり、図１０に示されるように、単位導光板２３の半ピッチ、すなわち、単位導光板２３の切断面の中心線Ｍから端面２３ｆまでの領域（斜線で示される領域）の面積である。まず、導光板の全体の長さ２８０［ｍｍ］（＝Ｌ0）と一定にして、ピッチが１４［ｍｍ］の単位導光板を２０個（２０連）連結した構造の導光板のモデルと、ピッチが５６［ｍｍ］の単位導光板を５個（５連）連結した構造の導光板のモデルについて上記と同様にして熱構造解析ソフトを用いて解析を行った。なお、解析では、単位導光板のピッチを変えただけで、すなわち、連結させる単位導光板の個数を変えただけで、単位導光板の平行溝の形状は、基本的には、図５（ｂ）に示す導光板２３と同じ形状として計算している。そして、導光板の線膨張率ｋを１×１０−４［／℃］として安定温度が６０℃の場合と９０℃の場合について、上記同様の解析を行って、その導光板の反り量を求めた。図１１に、単位導光板の半ピッチの断面積Ｓに対する反り量のグラフを示す。
【００２８】
更に、ピッチが１４［ｍｍ］の導光板（２０連構造の導光板）のモデルと、ピッチが５６［ｍｍ］の導光板（５連構造の導光板）のモデルについて、ピッチが２８［ｍｍ］の導光板（１０連構造の導光板）のモデルの反り量に対する比を求めた。図１２に、単位導光板の半ピッチの断面積Ｓに対する反り量の比を示した。
図１２に示したグラフからわかるように、断面積Ｓが１／２倍となると、導光板の反り量は１．２倍となり、断面積が２倍になると、導光板の反り量が１／１．２倍となる。すなわち、導光板の反り量Ｙは、断面積Ｓの対数と１次関数で表されることがわかる。
【００２９】
以上の結果から、導光板の反り量Ｙは、導光板２２の、平行溝２２ｂに垂直な方向の長さをＬ0〔ｍｍ〕、線膨張係数ｋと温度Ｔ（＝安定温度Ｔｓ−２５）と単位導光板の半ピッチの断面積Ｓとを用いて以下の式で表される。導光板の解析モデルは、平行溝に垂直な方向に２８０ｍｍの長さＬ0を有するので、式（５）において、モデル長さを正規化するために、係数（Ｌ0／２８０）2を乗算している。
Ｙ＝（Ｌ0／２８０）2・ｋ（１４Ｔ２＋７１０Ｔ）×（−０．６５ｌｏｇＳ＋１．９）  ・・・（５）
したがって、このＹが１０ｍｍ以下となるような線膨張係数ｋと温度Ｔ（＝安定温度Ｔｓ−２５）と単位導光板の半ピッチの断面積Ｓとの組み合わせを用いれば、平行溝に配置される線状光源の熱に起因する反りの発生の殆どない導光板を得ることができる。
例えば、面状照明装置で使用する線状光源が決まっているのであれば、その線状光源の安定温度を測定し、上記不等式（１）を満たすように、線膨張係数ｋと単位導光板の半ピッチの断面積Ｓの範囲を設定して、その範囲内に含まれるように導光板を製造することにより、線状光源の発熱による反りの殆どない導光板を得ることができる。更に、使用する線状光源に加え、導光板に使用可能な材料が限定される場合には、上記不等式（１）を満たすような断面積Ｓとなるように導光板の形状を設計すればよい。
下記表１には、導光板の好適な樹脂材料と、その線膨張係数を示した。
【００３０】
【表１】
0004680883.tif 000002
【００３１】
これらの材料の中では、上記不等式（１）および価格、透明性の観点から、PMMAを用いることがより好ましい。
【００３２】
以上、本発明に従う導光板２２について詳細に説明した。
続いて、光学部材ユニットについて説明する。光学部材ユニット２４は、導光板２２の光出面２２ａから出射された均一な照明光をより均一にして、照明装置本体１４の光出射面１４ａから均一性がさらに向上した照明光を出射するためのもので、図３および図４に示すように、光出射面１４ａを構成する、導光板２２の平行溝２２ｂと平行なマイクロプリズム列が形成され、導光板２２の光出面２２ａから出射された照明光の集光性を高めて輝度を改善するプリズムシート２４ａと、導光板２２の光出面２２ａから出射する照明光を拡散して均一化する拡散シート２４ｂと、導光板２２の光出面２２ａから射出された照明光の輝度むらを低減させるために用いられるもので、透明フィルム２５ａおよびこの表面に輝度むらに応じて配置され、拡散反射体からなる多数の透過率調整体２５ｂを備える透過率調整部材２４ｃとを有する。
【００３３】
なお、透過率調整部材２４ｃは、導光板２２の光出射面２２ａに近い側に設けられるのが好ましいが、プリズムシート２４ａおよび拡散シート２４ｂの配置順序や配置数は限定的ではなく、また、光学部材ユニット２４に用いられるプリズムシート２４ａ、拡散シート２４ｂおよび透過率調整部材２４ｃは、上述したものに限定されず、導光板２２の光出射面２２ａから出射された照明光をより均一にすることができるものであれば、どのような光学部材を用いても良い。なお、プリズムシート２４ａは、導光板２２の裏面２２ｄ側の反射部材２６との間に配置しても良いし、導光板２２の裏面２２ｄ自体にプリズム列を形成しても良い。
プリズムシート２４ａ、拡散シート２４ｂおよび透過率調整部材２４ｃからなる光学部材ユニット２４に用いられる光学部材については、本出願人の出願に係る特開２００５−２３４３９７号公報の段落［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。
【００３４】
照明装置本体１４に用いられる反射部材２６は、導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置され、線状光源１２から射出された照明光の利用効率を向上させるためのもので、導光板２２の平行溝２２ｂが形成される裏側に平行溝２２ｂを除く導光板２２の裏面２２ｄに沿って配置され、導光板２２の背面から漏洩する光を反射して、再び導光板２２に入射させる反射シート２６ａと、隣接する反射シート２６ａ間の、導光板２２の各平行溝２２ｂを塞ぐように線状光源１２の背面に配置され、線状光源１２の下面から光を反射して、導光板２２の平行溝２２ｂの側壁面から反射光を入射させるリフレクタ２６ｂとを備える。
照明装置本体１４は、基本的に、以上のように構成される。
【００３５】
つぎに、照明装置本体１４を収納するための筐体１６について説明する。筐体１６は、図３に示すように、照明装置本体１４を収納して支持し、かつその光出射面１４ａ側と反射部材２６側とから挟み込み、固定するものであり、上面が開放され、上方から導光板組立体１４を収納して支持すると共に、その４方の側面を覆う下部筐体３０と、照明装置本体１４の矩形状の光出射面１４ａより小さい、上面に開口部１６ａとなる矩形状の開口が形成され、下面が開放され、導光板組立体１４およびこれが収納された下部筐体３０をその４方の側面も含め覆うように、これらの上方から被せられる上部筐体３２と、下部筐体３０の側壁と上部筐体３２の側壁との間に嵌挿される凹（Ｕ字）型の折返部材３４と、下部筐体３０の底部に配置され、導光板２２の裏面２２ｄを反射部材２６を介して支持して、面状照明装置本体１４全体をも支持する導光板支持部材３６とを有する。なお、図３には図示しないが、下部筐体３０の裏側には、複数のインバータユニット１８を収納するインバータ収納部２０（図２参照）が取付られている。
【００３６】
ここで、下部筐体３０と折返部材３４との接合方法、折返部材３４と上部筐体３２との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
上部筐体３２は、下部筐体３０よりも大きく、少なくとも、照明装置本体１４の導光板２２の平行溝２２ｂまたはこれに収納された線状光源１２に平行な下部筐体３０の両端の外側壁面とこれに対向する上部筐体３２の両内側壁面との各間隙には、折返部材３４が配置される必要があるが、折返部材３４は、筐体１６の４方の側面において下部筐体３０の側壁と上部筐体３２の側壁との間に配置されても良い。また、凹状の折返部材３４の凹部を補強する補強部材を取り付けることが好ましい。
このように折返部材３４を配置することにより、筐体１６の剛性を高くすることができ、更に、補強部材を取り付けることにより筐体１６の強度をより高くすることができる。
【００３７】
また、導光板支持部３６は、ポリカーボネート等の樹脂により形成され、図示例では、導光板２２の最薄部２２ｃの部分の裏面２２ｄの形状を反転した形状を有する凸状の部材であって、下部筐体３０の底部に導光板２２の裏面２２ｄに沿って導光板２２の最薄部２２ｃ毎に所定の間隔をおいて配置されているが、本発明は、これに限定されず、導光板２２の裏面２２ｄの形状を反転した形状を有する凸状の部分が所定の間隔をおいて設けられている連続した部材であっても良い。
なお、筐体１６には、その４つの隅部を接合するＬ字金具などの止め金具や、照明装置本体１４のプリズムシート２４ａと上部筐体３０の開口部１４ａの周縁部との間にゴムなどの弾性材料からなる弾性部材や、面状装置本体１４のプリズムシート２４ａの上面全体を保護する保護部材などが設けられていても良い。
筐体１６は、基本的に以上のように構成される。
【００３８】
次に、照明装置本体１４の導光板２２の平行溝２２ｂに収納される複数の線状光源１２の駆動装置について説明する。
図１３（ａ）および（ｂ）に示す駆動装置３７は、複数のＣＣＦＬなどの線状光源１２を駆動する、すなわち点灯および消灯を行い、面状照明装置１０の照明の駆動を行なうものであり、複数のＣＣＦＬなどの線状光源１２にそれぞれ接続される複数のインバータユニット１８と、この複数のインバータユニット１８が接続される電源３８とを備えるものである。なお、図１３（ｂ）には、インバータユニット１８の詳細な構成を示すために、１本のＣＣＦＬなどの線状光源１２を点灯するための駆動装置３７としてそのブロック図が示されている。
電源３８は、直流電圧、例えばＤＣ２４Ｖの直流電圧を出力する直流電源である。この直流電圧は、電源３８に接続された複数のインバータユニット１８の各々に供給される。
【００３９】
インバータユニット１８は、電源３８から供給された直流電圧から所定電圧（例えば、６５０Ｖｐ−ｐ）の所定周波数の１次側交流信号を生成する駆動回路１８ａと、線状光源１２に接続され、駆動回路１８ａで生成された１次側交流信号をＣＣＦＬ等の線状光源１２を点灯させるために必要な高電圧の２次側交流信号（例えば、６５００Ｖｐ−ｐ、１０００〜２４００Ｖｒｍｓ）に昇圧するトランス１８ｂと、ＣＣＦＬ等の線状光源１２に接続され、その管電流を検出する管電流検出回路１８ｃと、管電流検出回路１８ｃから出力される管電流がフィードバックされ、駆動回路１８ａにおいて１次側交流信号を生成するための所定周波数のクロック（基本波）をフィードバックされた管電流に応じて発振する電圧制御発振回路１８ｄとを備える。
【００４０】
本発明においては、線状光源１２の駆動装置３７をこのように構成することにより、効率よく、安定して、しかも安全に複数の線状光源１２を同時かつ均一に点灯し、均一な輝度で発光させることができる。
なお、本発明においては、複数の線状光源１２を同時に点灯しているが、インバータユニット１８によって一部のみを点灯するようにしても良いし、これらを切り換えるようにしても良い。
線状光源の駆動装置および面状照明装置は、基本的に、以上のように構成される。
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、もしくは液晶表示パネルや広告パネルや広告塔や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として利用することができる。
特に、本発明に従う導光板は反りの発生が抑制されているので、その導光板を備える本発明に従う面状照明装置を、液晶表示パネルのバックライトとして利用した場合には、導光板の反りに起因する面状照明装置の変形によって面状照明装置の一部が液晶表示パネルに押し付けられることがない。それゆえ、本発明の面状照明装置を液晶表示パネルのバックライトに使用すれば、面状照明装置の変形に起因する表示むらの発生を防止又は抑制することができる。
【００４１】
上述した実施形態の面状照明装置１０は、筐体１６の裏側にインバータ収納部２０を設け、複数のインバータユニット１８を収納するものであったが、本発明の面状照明装置はこれに限定されず、図１４に示す面状照明装置１１のように、線状光源１２と直交する側の筐体１６の開口部１６ａの周辺部において、下部筐体３０と上部筐体３２との間に空間を設けてインバータ収納部２０とし、複数のインバータユニット１８を収納するようにしても良い。こうすることにより、面状照明装置１１の裏面、すなわち、筐体１６の裏面を平坦にすることができ、天井や壁面への取り付けを容易にすることができる。
【００４２】
以上、本発明の導光板及び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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の面状照明装置の一実施形態の光出射面側から見た概略斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ図１に示す面状照明装置の正面図、長手方向の側面図、短手方向の側面図および背面図である。
【図３】図１に示す面状照明装置の一実施形態の部分断面図である。
【図４】図３に示す面状照明装置に用いられる１つの単位導光板に対応する面状照明装置本体の概略斜視図である。
【図５】（ａ）は、図３に示す面状照明装置に用いられる導光板の概略斜視図であり、（ｂ）は、図４に示す面状照明装置本体の１つの単位導光板の断面形状を示す線図である。
【図６】導光板の反り量を定義するための模式図である。
【図７】線状光源の安定温度が６０℃のときと、９０℃のときの線膨張係数が異なる４種類の導光板の反り量のグラフである。
【図８】線膨張係数の異なる４種類の導光板の、安定温度に対する反り量の変化を示すグラフである。
【図９】図８に示す、線膨張係数が１．００×１０−４の導光板の安定温度に対する反り量のグラフにおいて、室温（２５℃）が原点になるように座標変換したグラフである。
【図１０】単位導光板の半ピッチの断面積を説明するための模式図である。
【図１１】単位導光板の半ピッチの断面積Ｓに対する反り量のグラフである。
【図１２】単位導光板の半ピッチの断面積Ｓに対する反り量の比を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は、図２に示す面状照明装置に用いられる線状光源の駆動装置の一実施形態の配線図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す線状光源の駆動装置のブロック図である。
【図１４】本発明の面状照明装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１５】従来の導光板を有する面光源装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１１  面状照明装置
１２  線状光源
１４  照明装置本体
１４ａ  光出射面
１６  筐体
１６ａ  開口部
１８  インバータユニット
１８ａ  駆動回路
１８ｂ  トランス
１８ｃ  管電流検出回路
１８ｄ  電圧制御発振回路
２０  インバータ収納部
２２  導光板
２２ａ  光出面
２２ｂ  平行溝
２２ｃ  最薄部
２２ｄ  裏面
２３  単位導光板
２３ａ  個別光出射面
２３ｂ  厚肉部
２３ｃ  薄肉端部
２３ｄ  傾斜面
２３ｅ  傾斜背面部
２４  光学部材ユニット
２４ａ  プリズムシート
２４ｂ  拡散フィルム
２４ｃ  透過率調整部材
２５ａ  透明シート
２５ｂ  透過率調整体
２６  反射部材
２６ａ  反射フィルム
２６ｂ  リフレクタ
３０  下部筐体
３２  上部筐体
３４  折返部材
３６  導光板支持部材
３７  駆動装置
３８  電源
【図１】
0004680883.tif 000003
【図２】
0004680883.tif 000004
【図３】
0004680883.tif 000005
【図４】
0004680883.tif 000006
【図５】
0004680883.tif 000007
【図６】
0004680883.tif 000008
【図７】
0004680883.tif 000009
【図８】
0004680883.tif 000010
【図９】
0004680883.tif 000011
【図１０】
0004680883.tif 000012
【図１１】
0004680883.tif 000013
【図１２】
0004680883.tif 000014
【図１３】
0004680883.tif 000015
【図１４】
0004680883.tif 000016
【図１５】
0004680883.tif 000017