(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光射出面から光を射出させる面状照明装置であって、
光源から射出された光を光出面から出射する平板状の導光板と、
前記光出面上に直接配置され、前記光出面から射出された光を拡散させて出射する透過率調整部材とを有し、
前記透過率調整体部材は、多数の透過率調整体で構成され、
前記透過率調整体の所定位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、パターン密度がρｂの前記透過率調整体が配置された場合における面状照明装置の光出面の所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）としたときに、前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆｍｉｎ｝/（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）＋ρｂ
（式中、ｃは、０＜ｃ≦０．３、かつ、ρｂは、０．５≦ρｂを満たし、Ｆｍａｘは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最大輝度であり、Ｆｍｉｎは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満たすことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
さらに、前記透過率調整部材の光出面側に、光学部材が配置されている請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記光学部材は、拡散フィルム、プリズムシート、及び拡散板の少なくとも１つを有する請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記ρｂは、ρｂ≦１．５を満たす請求項１〜３のいずれかに記載の面状照明装置。
【請求項５】
光出面から光を出射させる平板状の導光板を少なくとも有する面状照明装置の前記導光板の光射面上に配置され、前記導光板から出射した光を拡散させて出射する透過率調整部材を構成する多数の透過率調整体の配置方法であって、
前記透過率調整部材の所定位置（ｘ，ｙ）での透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、
パターン密度がρｂの前記透過率調整体が配置された面状照明装置の光射出面の所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、
前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）＋ρｂ
（式中、ｃは、０＜ｃ≦０．３かつ、０．５≦ρｂを満たし、Ｆmaxは、相対輝度の最大輝度Ｆ（ｘ，ｙ）であり、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満たすように前記透過率調整体を前記導光板の光出面上に直接配置することを特徴とする透過率調整体の配置方法。
【請求項６】
前記導光板の前記光出面上の全面にパターン密度がρｂとなる前記透過率調整体を配置し、
その後、所定位置（ｘ，ｙ）に応じて、ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）となるパターン密度の透過率調整体を配置する請求項５に記載の透過率調整体の配置方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の透過率調整体の配置方法により、導光板の光出面上に透過率調整体を配置する面状照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板、該導光板の光出射面から出射した光を均一な出射光にする透過率調整体で構成される透過率調整部材を有する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、その透過率調整体の配置方法、及び面状照明装置の製造方法に関する。
【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は、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射する導光板、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。
このようなバックライトユニットとしては、例えば特許文献１に開示のバックライトユニットが知られている。
【０００３】
図２１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２００に蛍光ランプ２０２を埋め込んだ後、導光板２００の背面に反射シート２０４を配置し、導光板２００の出射面に透過光量補正シート２０６、光拡散板２０８およびプリズムシート２１０を積層することで形成される。
導光板２００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２００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２００の背面（出射面と反対側の面）には、蛍光ランプ２０２を埋め込む断面Ｕ字状の溝２００ａが形成され、導光板２００の出射面には、蛍光ランプ２０２の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面２００ｂ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２００を形成すると共に、蛍光ランプ２０２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２００ｂ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記載されている。
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）が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。
【０００７】
このような導光板を用いた面状照明装置では、輝線、暗線などの輝度分布が生じることから、これを改善するための種々の方法が提案されている。（例えば、特許文献５、及び特許文献６）
【０００８】
特許文献５には、その図１９に示すように、表面に光透過を阻止するドット状の印刷部が形成され、その印刷部の密度を冷陰極管蛍光灯３６が直下に位置付けられている領域３９Ａにおいて密にし、該領域３９Ａから遠ざかるにつれ疎にするようにしている拡散板を有する液晶表示装置が記載されている。このような拡散板により、拡散板側に放出される光量は、該拡散板の全面にいたって均一となるとされている。
【０００９】
また、特許文献６には、線光源に対向する面に上面から放射される光の一部を反射・散乱して導光板に戻すための光量調整層が設けられた面光源装置が記載されている。この光量調整層は、線光源から遠ざかるにつれて面積率が小さくなるように形成されていてもよく、線光源の近傍のみに形成されていてもよいと記載されている。また、透明性平板の材料としては、透光性の樹脂やフィルムなどを用いるが、導光板および線光源から上面に放出される光の強度分布をなめらかにするために光拡散板を用いてもよいと記載されている。
【００１０】
このように特許文献５及び特許文献６には、輝度むらを低減させる種々の構成が記載されているが、いずれの構成も十分に厚い拡散板を用いる必要があり、装置として厚く、重くなってしまう、または、充分に輝度むらを低減することができないなどの問題があった。
このような問題を解決するために、本発明者は、特許文献７において、線状光源の輝線の発生を抑制するために、透明フィルム上に所定のパターン密度で透過率調整体を配置して構成される透過率調整体ユニットを開示した。
【００１１】
【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】特開平５−２４９３２０号公報
【特許文献５】特開平５−１２７１５６号公報
【特許文献６】特開平６−２３５８２３号公報
【特許文献７】国際公開第２００６／０２８０８０パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献７に記載された透過率調整体ユニットを用いることにより、導光板の光出射面から出射した光をより均一で輝度むらの抑制された出射光にすることができる。
また、特許文献７に記載された透過率調整体ユニットは、透明シート、拡散フィルム、プリズムシートに配置する他、導光板の表面に直接配置することできると記載されている。
このように透過率調整体を導光板表面に配置することで、導光板と透過率調整体とがずれることを防止することができ、製造時に、アライメントをとる必要がなくなるという効果を得ることもできる。
【００１３】
しかしながら、導光板の光射出面に透過率調整体を直接配置する場合は、特許文献７に記載の式を満たすように透過率調整体を配置しても輝度むらを好適に低減できないという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、導光板の光射出面に透過率調整体が配置され、薄型で軽量であり、入射した光の平均輝度を低減することなく、かつ輝度むらを低減することができる面状照明装置、透過率調整体の配置方法及びそれを用いた面状照明装置の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者が上記課題を解決するために透過率調整体について鋭意検討した結果、導光板の光射出面以外、つまり透明シート等に透過率調整体を配置した場合は、導光板の光射出面から出射した光のみに影響を与えるのに対し、導光板の光射出面に透過率調整体を直接配置した場合は、導光板の光射出面で全反射する光と、光射出面から出射した光の両方に影響を与えることを知見した。つまり、透過率調整体を導光板の光射出面に配置することで、光射出面から出射していた光も全反射させてしまうため、透過率調整体を導光板の光射出面以外に配置した場合よりも光の低減効果が大きくなる。そのため特許文献７に記載の式に基づいて透過率調整体を配置すると、輝線部分における輝度の低減効果が大きくなりすぎるため、輝度むらを低減させることができないことを知見した。
また、輝線部分での輝度の低減効果を小さくするために、特許文献７の式のｃの値を小さくしたパターン密度で透過率調整体を配置すると、透過率調整体の配置密度が低くなり、透過率調整体による散乱効果が小さくなるため、観察する角度によって輝度の分布が変化し、正面方向の輝度むらは低減されている場合でも、観察する角度によって輝度むらが生じることも知見した。つまり、角度依存むらが生じることも知見した。
具体的には、図２０（ａ）に示すように、面状照明装置から射出される光を正面方向（図２０（ａ）中α方向）と、斜め方向（図２０（ａ）中β方向）とから観察した場合に、図２０（ｂ）に示すように、α方向には、均一輝度の光が射出されるが、β方向には、輝度むらのある光が射出される場合があることを知見した。
また、このような角度依存むらは、導光板の光射出面の全面にベース濃度として一定密度の透過率調整体を配置することで低減することができることを知見した。
つまり、本発明者は、透過率調整体が配置されていない場合の輝度分布に応じた所定パターンの密度分布に加えて、均一の密度分布で透過率調整体を配置することにより、導光板の光射出面に透過率調整体を配置した場合でも、輝度むらを低減することができることを知見し、本発明に至ったものである。
【００１６】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の第１の形態は、光射出面から光を射出させる面状照明装置であって、
光源から射出された光を光出面から出射する平板状の導光板と、
前記光出面上に直接配置され、前記光出面から射出された光を拡散させて出射する透過率調整部材とを有し、
前記透過率調整体部材は、多数の透過率調整体で構成され、
前記透過率調整体の所定位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、パターン密度がρｂの前記透過率調整体が配置された場合における面状照明装置の光出面の所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）としたときに、前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆｍｉｎ｝/（Ｆｍａｘ−Ｆｍｉｎ）＋ρｂ
（式中、ｃは、０＜ｃ≦０．３、かつ、ρｂは、０．５≦ρｂを満たし、Ｆｍａｘは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最大輝度であり、Ｆｍｉｎは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満たすことを特徴とする面状照明装置を提供するものである。
【００１７】
さらに、前記透過率調整部材の光出面側に、光学部材が配置されていることが好ましい。
また、前記光学部材は、拡散フィルム、プリズムシート、及び拡散板の少なくとも１つを有することが好ましい。
【００１８】
前記ρｂは、ρｂ≦１．５を満たすことが好ましい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の形態は、光出面から光を出射させる平板状の導光板を少なくとも有する面状照明装置の前記導光板の光射面上に配置され、前記導光板から出射した光を拡散させて出射する透過率調整部材を構成する多数の透過率調整体の配置方法であって、
前記透過率調整部材の所定位置（ｘ，ｙ）での透過率調整体のパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とし、
パターン密度がρｂの前記透過率調整体が配置された面状照明装置の光射出面の所定位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とすると、
前記相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）と前記パターン密度ρ（ｘ，ｙ）との関係が下記式、
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）＋ρｂ
（式中、ｃは、０＜ｃ≦０．３かつ、０．５≦ρｂを満たし、Ｆmaxは、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最大輝度であり、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）の最小輝度である）
を満たすように前記透過率調整体を前記導光板の光出面上に直接配置することを特徴とする透過率調整体の配置方法を提供するものである。
【００２０】
上記透過率調整体の配置方法においては、前記導光板の前記光出面上の全面にパターン密度がρｂとなる前記透過率調整体を配置し、
その後、所定位置（ｘ，ｙ）に応じて、ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）となるパターン密度の透過率調整体を配置することが好ましい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の第３の形態は、上記のいずれかに記載の透過率調整体の配置方法により、導光板の光出面上に透過率調整体を配置する面状照明装置の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の形態によれば、上記式を満足するパターン密度で透過率調整部材を構成する透過率調整体を配置することで、輝度を低下させることなく、輝度むら、及び角度依存むらが低減された光を光射出面から射出させることができる。
さらに、導光板の光射出面上に透過率調整体を直接配置することで、透過率調整体と導光板とがずれることを防止できる。これにより、面状照明装置を光射出面が鉛直方向と平行となる向き、光射出面が鉛直方向下向きとなる向き等に配置した場合も透過率調整体が導光板の所定位置からずれることを防止できる。
【００２３】
また、本発明の第２の形態によれば、透過率調整体の密度パターンを簡単に算出し、決定し、配置することができる。これにより、透過率調整体を導光板の光射出面上の輝度むら、及び角度依存むらを低減できる位置に、簡単に配置することができる。
また、本発明の第３の形態によれば、輝度むら、及び角度依存むらが低減された光を射出させる面状照明装置を簡単に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の面状照明装置、透過率調整体の配置方法及び面状照明装置の製造方法を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の面状照明装置の一実施形態を示し、光出射面側から見た外観を示す概略斜視図である。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７参照）とを有する。
【００２６】
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。
【００２７】
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７参照）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７参照）については、後述する。
【００２８】
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、矩形状の個別光射出面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、曲面状の傾斜面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射出面２３ａを持つものである。
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。
【００２９】
なお、平行溝２２ｂは、図示例の如く、双曲線形状でも良いが、このほか、３角形状、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、曲面から形成されていてもよく、また、個別光出射面２３ａに対する傾斜角度が一定の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、個別光射出面２３ａから射出される照明光の輝度の均一性を高くでき、また、輝度の低下が少なければ、特に制限的ではなく、例えば、本出願人の出願に係る特願２００４−３２５２５１号に開示されている形状も適用することができる。
【００３０】
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に向かって個別光射出面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射出面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。
【００３１】
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後述の光学部材ユニット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。
【００３２】
透過率調整部材２５は、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、多数の透過率調整体２７を備える。
図６（ａ）は、透過率調整部材２５の概略構成を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した透過率調整部材２５の一部を拡大して示した拡大上面図である。ここで、図６（ａ）中、１ピッチとは、平行溝に垂直な方向おける１つの単位導光板２３の端から端までの長さである。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、透過率調整部材２５を構成する多数の透過率調整体２７は、所定の透過率を持つ種々の大きさのドットであり、四角形状を有し、所定パターン、例えば、位置に応じてドットの大きさ、ドットの配置数が異なるパターン（網点パターン）で光出面２２ａ上に直接配置されている。また、透過率調整体２５を多数配置することで、穴部２８が形成されている。
透過率調整体２７としては、拡散反射体を用いることができる。
拡散反射体としては、光を散乱させるシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の顔料、あるいは樹脂、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物が例示される。他には、反射率が高くて光の吸収が低い材料で、例えば、Ａｇ、Ａｌのような金属を用いることもできる。
透過率調整体２７の配置パターンについては後ほど詳細に説明する。
【００３３】
光学部材ユニット２４は、透過率調整部材２５から射出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、透過率調整部材２５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、透過率調整部材２５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とを有する。
【００３４】
なお、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および拡散シート均一にすることができるも２４ｂは、上述したものに限定されず、透過率調整部材２５から出射された照明光をよりのであれば、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［００２８］〜［００３３］に開示されているものを適用することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
一方、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、かつその光射出面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、上方から照明装置本体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、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。
【００３７】
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を配置することで、筐体１６の剛性を高くすることができ、光を均一に効率よく射出させることができる反面、平行溝２２ｂの存在により反りが生じ易い導光板２２であっても、反りを矯正し、または、導光板２２に反りが生じることを防止でき、輝度むら等を生じさせることなく、良好な光学特性を得ることができる。また、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で、筐体１６の剛性をより高くすることができ、導光板２２に反りが生じることをより好適に防止することができる。これにより、より良好な光学特性を得ることができる。
【００３８】
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。
【００３９】
さらに、導光板支持体としては、導光板を反転させた部材を用いることができる。
導光板支持体に、導光板を反転させた部材を用いることで、導光板と導光板支持体との位置決めを容易にすることができ、かつ、導光板支持体を別部材として製造する必要がなくなり、製造コストを下げることができる。
さらに、表面に傷がある等により導光板として用いることができない欠陥品を導光板支持体に用いることで、製造した部品を効率よく利用することができ、生産品の歩留まりを向上させ、製造コストを下げることもできる。
【００４０】
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、面状装置本体１４のプリズムシート２４ａと上部筐体３０の開口部１６ａ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。
【００４１】
次に、面状装置本体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７（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７（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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８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。
【００４５】
ここで、透過率調整部材２５を構成する多数の透過率調整体２７の配置パターンについて詳細に説明する。
透過率調整体２７は、光源１２の軸に平行な方向ではパターン密度が変化しないように一定の分布で配置され、光源１２の軸に垂直な方向では、所定のパターン密度分布で配置されている。光源１２の軸に垂直な方向のパターン密度の分布は、以下に記載する方法によって決定されている。
【００４６】
まず、バイアス密度ρｂの透過率調整体が導光板の光射出面上の全面に配置された透過率調整部材２５を用いた場合の面状照明装置の光出射面の任意の位置（ｘ，ｙ）から出射される光の相対輝度をＦ（ｘ，ｙ）とする。また、バイアス密度ρｂの透過率調整体が導光板の光射出面上の全面に配置された透過率調整部材２５を用いた場合の面状照明装置の光出射面から出射される光の相対輝度の最大値、つまり最大輝度をＦmaxとし、相対輝度の最小値、つまり最小輝度をＦminとする。また、相対輝度の基準値は、任意の値とする。
このとき、透過率調整体２７の任意の位置（ｘ，ｙ）におけるパターン密度をρ（ｘ，ｙ）とすると、透過率調整体２７のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）と相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）との関係は、下記式１を満足する。
ρ（ｘ，ｙ）＝ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）＋ρｂ    式１
ここで、ｃは最大密度であり、０＜ｃ≦０．３であり、ρｂはバイアス密度であり、０．５≦ρｂである。
【００４７】
本発明において、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）とは、任意の位置（ｘ，ｙ）に存在する透過率調整体２７の単位面積（１ｍｍ２）あたりの占有率であり、ρ（ｘ，ｙ）＝１のとき透過率調整体２７は、単位面積内の全面に配置され、ρ（ｘ，ｙ）＝０のとき、単位面積内に全く配置されない。
また、パターン密度ρ（ｘ、ｙ）が１を超える場合、つまりパターン密度が１００％を超える場合は、透過率調整体を２重（２層）に配置する。つまり、透過率調整体を単位面積内の全面に配置した上に（ρ（ｘ，ｙ）−１）のパターン密度の透過率調整体を配置する。ここで、透過率調整体は均一な厚みであり、透過率調整体が２重に配置された部分は、透過率調整体の厚みが２倍となる。
【００４８】
本実施形態のように、透過率調整体２７を導光板２２の光出面２２ａ上に直接配置することで、例えば、光射出面１４ａが鉛直方向と平行になるように面状照明装置１０を配置した場合、光射出面１４ａを鉛直方向下向きに配置した場合も光出面２２ａと透過率調整体２７の配置パターンとの間に位置ずれが生じることを防止できる。
【００４９】
また、透過率調整部材２５の透過率調整体２７を上記式１のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を満たすように配置することで、透過率調整体２７を光出面２２ａ上に直接配置した場合でも、面状照明装置１０の光出射面１４ａから出射される光の平均輝度の低下を抑え、かつ輝度むらを低減することができる。
【００５０】
また、上記式１において、ρｂを０．５以上とし、導光板２２の光出面２２ａの全面に一定密度以上の透過率調整体２５を配置することで、透過率調整体２５のパターン密度によって生じることがあった角度依存むらの発生を防止することができる。
ここで、角度依存むらとは、光射出面を観察する角度、例えば、光射出面に垂直な方向から見た場合と４５°傾いた方向から見た場合等によって輝度分布が変化し、観察する角度によっては輝度むらが生じることをいう。
つまり、ρｂを０．５以上とすることで、導光板の光射出面から射出される光の輝度分布（輝度むら）が、導光板の光射出面を見る角度によって変化することを防止できる。
さらに、上記式１を用いて、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）に応じてパターン密度を決定することで、高輝度を維持しつつ、輝度むらも低減することができる。
また、ｃの範囲を０．３以下とすることで、透過率調整体を光射出面に直接配置した場合でも、輝度むらを好適に低減させることができる。
【００５１】
以上より、透過率調整部材２５の透過率調整体２７を上記式１のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を満たすように配置することで、光射出面に対して垂直な方向にも斜め方向にも輝度むらが低減されて高輝度な光を射出させることができる。
【００５２】
このように、透過率調整部材２５を用いて輝度むらを低減させれば、拡散フィルム１４により、光の拡散をそれほど十分に行う必要がなくなるため、拡散フィルム１４をより薄くすることができる。また、プリズムシートの使用を止めることができ、あるいは、プリズムシートの使用枚数を減らすことができ、より軽量で、安価なバックライトユニットを提供することができる。
【００５３】
ここで、透過率調整体２７は、パターン密度ρ（ｘ、ｙ）＝１、つまり透過率調整体を全面に配置した場合の透過率が１０％以上５０％以下であることが好ましく、２０％以上４０％以下とすることがより好ましい。
透過率を１０％以上とすることで、輝度むらを好適に低減させることができ、５０％以下とすることで、平均輝度を低下させることなく、輝度むらを低減させることができる。
さらに、透過率を２０％以上４０％以下とすることで、上記効果をより好適に得ることができる。
【００５４】
また、透過率調整体２７は、１つの透過率調整体の幅が０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。幅を０．１ｍｍ以下とすることで、寸法が肉眼の判別能以下となり、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体２７の形状が面状照明装置の光出面に投影されて輝度むらとなることが抑制され、効率よく輝度むらを低減することができる。
【００５５】
また、バイアス密度ρｂは、ρｂ≦１．５とすることが好ましい。
ρｂを１．５以下とすることで、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）を２．０以下となり、透過率調整体を２重以下で配置することができる。つまり、透過率調整体を３重にすることなく、上記式１を満たすパターン密度の透過率調整体を配置することができる。
透過率調整体を２重以下で配置することで、導光板の光出面上に簡単に配置することができ、装置コスト及び製造コストを低減することができる。
また、ρｂを１．５以下とし、ρ（ｘ，ｙ）を２．０以下とすることで、平均輝度の低下を防止しつつ、輝度むらを低減することができる。
【００５６】
また、本実施例では、透過率調整体の大きさを変化させることで、パターン密度分布を調整したが、本発明は、これに限定されず、一定形状の透過率調整体の配置間隔を調整することで、パターン密度を調整することもできる。例えば、パターン密度に応じた透過率調整体の配置方法としては、ＦＭスクリーニング方式、ＡＭコア方式等種々の方式を用いることができる。
ここで、透過率調整体は、ＦＭスクリーニング方式により配置することが好ましい。これにより、透過率調整体を微細で均一なドットとして分散集合させて配置することができ、バックライトユニットの光射出面から、透過率調整体の配置パターンを視認しにくくすることができる。つまり、バックライトユニットの光射出面から透過率調整体の配置パターンが投影され、むらのある光が射出されることを防止でき、より均一な光を射出することができる。また、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
【００５７】
ここで、透過率調整体は、最大寸法を５００μｍ以下、例えば、矩形形状の場合は一辺の長さを５００μｍ以下、楕円形状の場合は、長径を５００μｍ以下とすることが好ましく、２００μｍ以下とすることがより好ましい。透過率調整体の最大寸法を５００μｍ以下とすることで、透過率調整体の形状が目視されにくくなり、最大寸法を２００μｍ以下とすることで、透過率調整体の形状が目視できなくなり、実施に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、効率よく輝度むらを低減することができる。
また、透過率調整体は、最大寸法を１００μｍ以下とすることがさらに好ましい。最大寸法を１００μｍ以下とすることで、寸法がより確実に肉眼の判別能以下とすることができ、実際に液晶表示装置として使用する際に、透過率調整体の形状がバックライトユニットの光射出面に投影されて輝度むらとなることがなく、より確実に、かつ、効率よく輝度むらを低減することができる。
【００５８】
また、透過率調整体を導光板の表面に印刷する方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の種々の印刷方法を用いることができる。
このように、透過率調整体を一定形状とし、配置間隔でパターン密度を調整することで、透過率調整体が大きくすぎバックライトユニットの光出射面に投影されることを防止し、ドット寸法が小さくなりすぎ透過率調整体の形成が困難になることも防止できる。
【００５９】
ここで、このような面状照明装置は、上記式１を用いて上述の方法により決定した配置パターンに基づいて、導光板の光出面上に透過率調整体を配置することで、透過率調整部材を設け、その表面上に光学部材を配置し、その他光源１２、筐体１６、インバータユニット１８等を所定の位置に配置して作製する。
また、透過率調整体は、バイアス密度ρｂに対応する透過率調整体を配置し、その後、ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）に対応する透過率調整体を配置することが好ましいが、上記式１を満たす透過率調整体、つまり、ｃ｛Ｆ（ｘ，ｙ）−Ｆmin｝／（Ｆmax−Ｆmin）＋ρｂに対応する透過率調整体を一度に配置してもよい。
【００６０】
また、上記式を用いて、透過率調整体の配置を決定することで、より簡単に透過率調整体の配置パターンを決定することができる。これにより、好適な透過率調整体の配置パターンを決定するために試作を繰り返す必要がなくなり、設計コストを少なくし、設計に費やす時間を短くすることができ、結果として、効率よく透過率調整部材を設計することができる。
また、上記配置方法を用いて、導光板の表面上に透過率調整体を配置して面状照明装置を製造することにより、輝度むら及び角度依存むらが低減された高輝度な光を射出する面状照明装置を簡単に効率よく作製することができる。
【００６１】
以下、具体的実施例とともに、本発明の面状照明装置についてより詳細に説明する。
本実施例の面状照明装置は、上記図１〜図７に示した面状照明装置と同様の構成である。
本実施例では、光源１２に直径２．６ｍｍの冷陰極管を使用し、導光板２３は、図５（ｂ）に示すように、単位導光板２２の中心から単位導光板２３の厚みが最も薄くなる麺、つまり隣接する単位導光板２３との接合面までの距離Ｌを１４ｍｍとし、単位導光板２３の厚肉部２３ｂ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との距離ｄ１を１ｍｍとし、平行溝２２ｂの光出射面２３ａと反対側の端部の幅Ｇ１を５．５ｍｍとし、傾斜背面の隣接する単位導光板との接合部となる部分を滑らかな曲面形状としてその曲率半径Ｒを１５ｍｍとし、傾斜背面の傾斜θが１５．７６°とし、平行溝２２ｂを双曲線形状とした形状の単位導光板を１０個連結させた導光板を使用した。この導光板２２の光出面２２ａは、光源１２に平行な方向の長さが５００ｍｍ、光源１２に垂直な方向の長さが２８０ｍｍの長方形形状である。
【００６２】
まず、透過率調整体を光射出面上の全面に一定密度、つまり、上記式１中のバイアス密度ρｂのみを配置した透過率調整部材を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から射出される光の視認テストを行った。ここで、透過率調整体のバイアス密度ρｂをそれぞれ０，０．３，０．５，０．８，１．０とした面状照明装置を作製した。
【００６３】
視認テストは、１０名の観察者が、導光板の光射出面から５０ｃｍ離れた地点から、光射出面に垂直な方向つまり正面方向と、垂直な方向に対して４５°傾斜した方向とから光射出面を観察し、輝度むらに差異が感じられるか否か、つまり、角度依存むらがあるか否かを判断させた。
観察者が判断した結果、正面方向と４５°傾斜した方向とで、輝度むらに差異が感じられたと判断した人数が６名以上であれば×、３名以上５名以下であれば△、２名以下であれば○とした。
【００６４】
透過率調整体のバイアス密度ρｂをそれぞれ０，０．３，０．５，０．８，１．０とした面状照明装置について、視認テストを行った結果を下記表１に示す。
【００６５】
【表１】
0004579871.tif 000002
【００６６】
このようにバイアス密度ρｂを０．５以上とすることで、角度依存むらを低減でき、０．８以上とすることで、より確実に角度依存むらを低減できる。
以上より、バイアス密度ρｂは、０．５以上とすることが好ましく、０．８以上とすることがより好ましいことは明らかである。
【００６７】
つぎに、このような形状の面状照明装置において、上記式１を満足する透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出するために、透過率調整体のパターン密度が位置によらず一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置を用い、この面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を算出した。
図９（ａ）は、ρｂ＝０．８として透過率調整体を配置した透過率調整部材を示す上面図であり、図９（ｂ）に、図９（ａ）に示した透過率調整部材の一部の拡大図である。
本実施例では、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、パターン密度がρ（ｘ，ｙ）＝ρｂ＝０．８（８０％）で一定にして透過率調整体２７ａを配置し、穴部２８ａを形成した透過率調整部材２５ａを用いて、相対輝度（ｘ，ｙ）を算出した。本実施形態では、穴部２８ａと隣接する穴部２８ａとの光源の延在方向に平行な方向の間隔Ｌｂと垂直な方向の間隔ＬａをＬａ＝Ｌｂ＝０．５ｍｍとして、透過率調整体の配置パターンを調整した。
【００６８】
ここで、相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、次のようにして算出した。
まず、上記面状照明装置１０の照明装置本体１４の光出射面１４ａをＸＹステージに固定し、照明装置本体１４の光出射面１４ａに垂直になるように輝度計を固定する。そして輝度計によって照明装置本体１４の光出射面１４ａの位置における輝度を測定して導光板２２の光出面２２ａの特定位置に関する輝度の情報を得る。
その後、ＸＹステージを移動させることにより、照明装置本体１４の光出射面１４ａ上の各位置における輝度を測定し、所定の基準値に対する各位置における輝度の比率を、その位置（ｘ，ｙ）における相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）として算出した。また、測定し、算出した相対輝度の最大輝度、つまり相対輝度の最大値をＦmaxとし、最小輝度、つまり相対輝度の最小値をＦminとする。このようにして、測定した測定結果を図１０に示す。ここで、図１０のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離とした。また、参考のために、透過率調整体を備えないこと以外同じ構成、形状の面状照明装置の光射出面から射出される光の相対輝度を算出した結果も併せて示す。ここで、本実施形態において、相対輝度は、透過率調整部材を設置しない状態での平均輝度を１として規格化したものである。
【００６９】
次に、測定結果から上記式１を用いて相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）に対応するパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出する。ここで、本実施例では、最大密度ｃを、ｃ＝０．１，０．２，０．３，０．５，０．８とした場合にそれぞれ上記式１を満たすパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を算出した。
図１１に、それぞれｃ＝０．１，０．２，０．３，０．５，０．８として算出した透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を示す。図１１のグラフでは、縦軸をパターン密度ρ（ｘ，ｙ）とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離［ｍｍ］とした。
【００７０】
このようにして算出したｃ＝０．１，０．２，０．３，０．５，０．８の透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）に基づいて、透過率調整体を配置した面状照明装置をそれぞれ作成した。ここで、上述した図６（ａ）及び（ｂ）は、ｃ＝０．１としてパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を算出した結果に基づいて、透過率調整体２７を配置した透過率調整部材２５である。
ここで、本実施形態では、パターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を幅方向（図６中の横方向、）の０．５ｍｍ毎に算出し、算出したパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を満たすように、０．５≦ρの時は、穴部２８の面積を、ρ＜０．５の時は、透過率調整体２５の面積を調整して、透過率調整体２７を配置した。本実施形態では、穴部と隣接する穴部との光源の延在方向に平行な方向の間隔Ｌｂと垂直な方向の間隔ＬａをＬａ＝Ｌｂ＝０．５ｍｍとして、透過率調整体の配置パターンを調整した。
また、本実施形態では、穴部２８または透過率調整体２５の形状を略正方形として透過率調整体２７を配置し、透過率調整部材２５を作製した。
ここで、本実施形態では、透過率調整体を全面に配置した場合、つまりパターン密度ρ（ｘ，ｙ）が１のとき、波長５５０ｎｍでの透過率が３３％である白色インクにより作成した透過率調整体２７を配置した。
【００７１】
このようにして作成した透過率調整部材２５を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度を測定した。測定方法は上述の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を測定した測定方法と同様の方法で測定した。測定結果を図１２に示す。ここで、図１２のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離とした。また、比較のために透過率調整体部材を備えないこと以外は同じ構成の面状照明装置の照明装置本体の光出射面から出射された光の相対輝度、及び、透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）が０．８で一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射された光の相対輝度を測定した測定結果も併せて示す。
【００７２】
図１２に示すように、式１を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むらを低減することができる。また、上述したようにバイアス密度として一定密度の透過率調整体を配置しているため、角度依存むらが発生することも防止できる。
つまり、式１を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むら及び角度依存むらを低減することができる。
【００７３】
次に、図１３（ａ）及び（ｂ）に示した透過率調整部材の他の配置パターンと図１４〜図１６のグラフとともに、他の具体的実施例を説明する。
本実施例は、透過率調整体のバイアス密度ρｂを１．０としたことを除いて、他の条件は上記具体的実施例と同じである。また、図１３（ａ）は、パターン密度を１．０として全面一定に透過率調整体を配置した透過率調整部材を示す上面図であり、図１３（ｂ）は、ｃ＝０．１４として算出したパターン密度で透過率調整体を配置した透過率調整部材のバイアス密度部分を除いた透過率調整部材を示す上面図である。
本実施例においては、まず、上記式１を満足する透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出するために、図１３（ａ）に示すように、パターン密度が１．０で全面一定の透過率調整体２７ｂが配置された面状照明装置を用い、この面状照明装置の照明装置本体の光射出面から射出される光の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を算出した。
この相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、上記具体的実施例と同様の方法で測定した。
算出した相対輝度を図１４に示す。ここで、図１４のグラフでは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離とした。また、参考のために、透過率調整部材を備えないこと以外同じ構成、形状の面状照明装置の光射出面から射出される光の相対輝度を算出した結果も併せて示す。ここで、本実施形態においても、相対輝度は、透過率調整部材を設置しない状態での平均輝度を１として規格化したものである。
【００７４】
次に、図１４に示した算出した相対輝度Ｆ（ｘ、ｙ）に基づいて上記式１を満足する透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）を算出した。ここで、本実施例では、最大密度ｃをｃ＝０．０９，０．１４，０．１８，０．３，０．５，０．８とした場合について算出した。
図１５に、ｃ＝０．０９，０．１４，０．１８，０．３，０．５，０．８としてそれぞれ算出した透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）の分布を示す。図１５のグラフでは、縦軸をパターン密度ρ（ｘ，ｙ）とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離［ｍｍ］とした。
【００７５】
このようにして算出したｃ＝０．０９，０．１４，０．１８，０．３，０．５，０．８の透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）に基づいて、透過率調整体を配置した面状照明装置をそれぞれ作成した。
一例として、ｃ＝０．１４、ρｂ＝１．０としたとき上記式（１）を満足する透過率調整部材は、図１３（ａ）に示す全面に透過率調整体２７ｂを配置し、その上に、図１３（ｂ）に示す分布の透過率調整体２７ｃを配置して作製する。
この作製した透過率調整部材２５を有する面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射される光の相対輝度を測定した。測定方法は上述の相対輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を測定した測定方法と同様の方法で測定した。測定結果を図１６に示す。ここで、図１６のグラフは、縦軸を相対輝度とし、横軸を導光板の中心（平行溝の中心）からの距離とした。また、比較のために透過率調整体部材を備えないこと以外は同じ構成の面状照明装置の照明装置本体の光出射面から出射された光の相対輝度、及び、透過率調整体のパターン密度ρ（ｘ，ｙ）が０．８で一定の透過率調整部材を配置した面状照明装置の照明装置本体の光射出面から出射された光の相対輝度を測定した測定結果も併せて示す。
【００７６】
図１６に示すように、バイアス密度ρｂをρｂ＝１とした場合でも、上記式１を満たすパターン密度で透過率調整体を配置することで、輝度むらを低減することができる。
また、ｃを０．３以下とすることで、光射出面から射出される光をより均一で輝度むらのない光にすることが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。
【００７７】
次に、本発明の面状照明装置を用いた照明装置の一例を説明する。
図１７は、本発明の面状照明装置を室内照明に用いた一実施形態を示す概略断面図である。
面状照明装置１００は、２つの照明装置本体をそれぞれ所定角度傾斜して配置された逆富士形状の照明装置であり、複数の線状光源１２と、２つの照明装置本体１４と、２つの筐体１６と、２つのインバータユニット１８と、電源３８、固定部材１０２とを有する。
【００７８】
固定部材１０２は、底面１０２ａに垂直な方向の断面が、底面１０２ａの中央を通り底面１０２ａに垂直な線を対称軸とした略等脚台形形状を有し、底面１０２ａが天井に固定されている。つまり、固定部材１０２は、天井１０２ａに対して所定角度傾斜した傾斜面１０２ｂ、１０２ｃを有する。また、固定部材１０２は内部が空洞となっている。
【００７９】
１つの照明装置本体１４は、筐体１６に収納されており、筐体１６は、傾斜面１０２ｂに固定されている。また、インバータユニット１８は、傾斜面１０２ｂの筐体１６が配置されている面と反対側の面に固定されている。つまり傾斜面１０２ｂの外側の面には、筐体１６が固定されており、傾斜面１０２ｂの内側の面には、インバータユニット１８が固定されている。
また、もう一つの照明装置本体１４および筐体１６は、傾斜面１０２ｃの外側の面に、傾斜面１０２ｂに配置された照明装置本体１４および筐体１６と同様に配置されている。
つまり、２つの照明装置本体１４および２つの筐体１６は、底面１０２ａの中央を通り底面１０２ａに垂直な線を対称軸として対称に配置されている。
【００８０】
電源３８は、固定部１０２の底面の天井と接している面とは反対側の面、つまり底面の内側の面に固定されている。電源３８は、複数のインバータユニットに接続されており、直流電流を供給する。
【００８１】
次に、図１８（ａ）は、図１７に示す面状照明装置１００の照明装置本体１４周辺の線状光源１６の軸に平行な方向の断面図であり、（ｂ）は、照明装置本体１４の正面図である。なお、図１８（ａ）では、筐体１６、透過率調整部材２５、反射部材２６の図示を省略する。
線状光源１２は、単位導光板の平行溝に直列に配置された複数の冷陰極管１０４で構成される。冷陰極管１０４は、両端部に折返し部を備えたコの字形状である。
また、インバータユニット１８は、複数のインバータ１０８を有し、インバータ１０８は、それぞれ冷陰極管１０４に接続されている。
【００８２】
冷陰極管１０４をコの字形状とすることで、冷陰極管の端部の電極部等の発光しない部分および発光が不安定な部分を除いた均一な光を発光する部分のみを、導光板の平行溝に配置することができる。
これにより、直列に配置した冷陰極管１０４の接続部分での輝度むらの発生を防止でき、線状光源１０４から均一な光を射出させることができる。
冷陰極管は、強度等の問題から直径に応じて製造可能な長さに限界があるが、このように、複数の冷陰極管を直列配置させることで、径の細い冷陰極管を用いる場合も線状光源を長くすることができる。これにより、冷陰極管の破損を防止しつつ、照明装置本体を平行溝の延在方向に長い形状、つまり、光射出面が細長い形状とすることができる。
【００８３】
このように、光射出面が平行溝の延在方向に細長い形状の２つの照明装置本体１４をそれぞれ等脚台形形状の固定部１０２の傾斜面１０２ｂ、１０２ｃに配置した面状照明装置１００は、熱陰極管（ＨＣＦＬ）を用いた逆富士型の照明装置と同じ様に室内照明として用いることができる。
【００８４】
また、光源としての寿命が長い冷陰極管を用いることで、熱陰極管を用いる照明装置よりも光源の交換回数を減らすことができる。これにより、光源の交換に係るコスト（人件費、部品代）を減らすことができる。
また、熱陰極管よりも水銀量、鉛量が少ない冷陰極管を光源に用いることで、危険物拡散を防止することもできる。
【００８５】
また、複数の冷陰極管を直列配置させる場合は、冷陰極管同士の接続部での輝度むらの発生を防止できるため、本実施形態のようにコの字型形状の冷陰極管を用いることが好ましいが、折返し部のない線状の冷陰極管を用いてもよい。
【００８６】
また、逆富士型の照明装置に限定されず、面状照明装置を壁や天井に埋め込み光射出面が壁と同一平面となるように配置した埋め込み型の照明装置としても用いることもできる。
【００８７】
次に、図１９（ａ）は、本発明の面状照明装置を看板に用いた一実施形態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、面状照明装置の正面図であり、（ｃ）は、面状照明装置の側面図である。
面状照明装置１２０は、複数の照明ユニット１２２と、外枠体１２４とを有する。
【００８８】
照明ユニット１２２は、複数の線状光源１２と、１つの照明装置本体１４と、１つのインバータユニット１８とで構成される。照明ユニット１２２は、上述した図１８に示す照明装置本体１４及びその周辺部と同様の構成のものであるので、その詳細な説明は省略する。
複数の照明ユニット１２２は、光射出面が同一平面となるように互いに所定間隔離間して二次元方向に配置されている。
【００８９】
外枠体１２４は、照明ユニット１２２の外周に配置され、図示しない固定手段により照明ユニット１２２を固定している。外枠体１２４の照明ユニット１２２の光射出面（照明装置本体の光射出面）と対向する面は、照明ユニット１２２から射出された光が透過する。
この面状照明装置１２０の外枠体１２４の光が透過する面には画像が形成されており、照明ユニット１２２から射出された光を透過させることで、広告等を表示させる照明看板として用いることができる。
【００９０】
また、本実施形態では、照明ユニット１２２を所定間隔離間させて配置したが、照明ユニットを隙間無く配置してもよい。
【００９１】
以上、本発明の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】
【００９２】
【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外観を示す概略斜視図である。
【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】（ａ）は、図３に示した面状照明装置の透過率調整部材の概略構成を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した透過率調整部材の一部を拡大した拡大上面図である。
【図７】（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８】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９】（ａ）は、ρｂ＝０．８とした透過率調整部材を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した透過率調整部材の一部を拡大した拡大上面図である。
【図１０】面状照明装置の光射出面から射出された光の相対輝度を測定した結果の一例を示すグラフである。
【図１１】図１０に示した相対輝度の算出結果に基づいて最大密度ｃを種々の値として算出した透過率調整体のパターン密度の分布を示すグラフである。
【図１２】図１１に示したパターン密度の透過率調整体を配置した面状照明装置の光射出面から射出された光の相対輝度を算出した結果を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は、パターン密度を１．０として全面一定に透過率調整体を配置した透過率調整部材を示す上面図であり、（ｂ）は、ｃ＝０．１４として算出したパターン密度で透過率調整体を配置した透過率調整部材のバイアス密度部分を除いた透過率調整部材を示す上面図である。
【図１４】面状照明装置の光射出面から射出された光の相対輝度を測定した結果の他の一例を示すグラフである。
【図１５】図１４に示した相対輝度の算出結果に基づいて最大密度ｃを種々の値として算出した透過率調整体のパターン密度の分布を示すグラフである。
【図１６】図１５に示したパターン密度の透過率調整体を配置した面状照明装置の光射出面から射出された光の相対輝度を測定した結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の面状照明装置の具体的な実施形態を示す概略断面図である。
【図１８】（ａ）は、図１７に示した面状照明装置の１つの照明装置本体周辺の光源の軸に平行な方向の断面図であり、（ｂ）は、照明装置本体の正面図である。
【図１９】（ａ）本発明の面状照明装置の具体的な実施形態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、面状照明装置の正面図であり、（ｃ）は、面状照明装置の側面図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ角度依存むらを説明する模式図及びグラフである。
【図２１】従来の面状照明装置を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０、１１、１００、１２０  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  個別光射出面
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
２５  透過率調整部材
２６  反射部材
２６ａ  反射フィルム
２６ｂ  リフレクタ
２７  透過率調整体
２８  穴部
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
１０２  固定部材
１０４  冷陰極管
１０６  インバータ
１２２  照明ユニット
１２４  外枠体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0004579871.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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