WO2018186413A1 - 導光体、及び面状発光モジュール - Google Patents

Abstract

側面受光方式の導光体を備える面状発光モジュールに生じるグレアを抑制する。　互いに並行する複数の複合溝（２７）を有し、当該複合溝は一次溝Ｐ（２５）及び前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｓ（２６）を有し、前記一次溝Ｐは滑らかに蛇行しており、前記複数の複合溝（２７）の間で前記一次溝の蛇行の位相は互いに不規則にずれており、前記板形状の拡がる平面を基準平面（２８）とするとともに、前記受光面の法線と前記基準平面の法線とに平行である断面を基準断面としたとき、前記基準断面において前記一次溝Ｐの輪郭線の接線が前記基準平面に対して成す傾斜角は、前記一次溝Ｐの中での深さが大きくなるにつれて単調に小さくなるとともに、前記深さに応じて滑らかに変化し、前記複合溝において前記二次溝Ｓは前記一次溝Ｐよりも前記受光面に近い側に配置されるとともに、前記一次溝Ｐの蛇行の位相に沿って蛇行し、前記基準断面において、前記二次溝Ｓは深さに応じて狭くなる、導光体。

Description

導光体、及び面状発光モジュール

　本発明は導光体、及び面状発光モジュールに関する。

　特許文献１はエッジライト方式の照明装置を開示している。かかる照明装置の分解斜視図を同文献より引用し図２５に示す。かかる照明装置１では、導光板２の側面２ａ，ｂ側に配置した発光ユニット３ａ、３ｂの備えるＬＥＤ（発光ダイオード）８から光が導光板２内に入射する。照明装置１では導光板２の主面２ｄから光が出射する。図中には反射シート４、拡散シート５及び主面２ｄに設けられた凸条７が描かれている。

　図２５に示す導光板２の底面２ｃには、Ｘ軸方向に延びる凹条６が所定のピッチで複数形成されている。凹条６により、底面２ｃで光は向きを変え、主面２ｄに向かって進むようになる。凹条６の断面形状を所定のものとすることにより、導光板２の主面２ｄから光が拡散しながら出射し、拡散シート５にてさらに拡散して出射するため、照明装置１を斜めから、視角を変えながら見た時の発光面上における輝度の変化を緩和することができる。

国際公開第２０１４／２０００９６号 特開２００９－０８７９１６号公報

　上記照明装置において、発光ユニット３ａ、３ｂのように間隔を置いて配置されるＬＥＤ光源を用いるとグレアが発生しやすい。グレアは、発光面を所定の視角で観察した時に、強く出光する部分と弱く出光する部分との差異があると、強く出光する部分で強く認識される。
　本願発明は発光面となる導光体の出射面上の輝度ムラを抑制すること、及び、側面受光方式の導光体を備える面状発光モジュールに生じるグレアを抑制することを目的とする。

［１］　受光面を有する側面と、偏向面を有する下底面と、発光面を有する上底面と、を有するとともに、板形状を有する導光体であって、
　前記偏向面は互いに並行する複数の複合溝を有し、
　前記複合溝は前記受光面に近い側から前記受光面に遠い側に向かう方向に順に配置され、
　前記複合溝は一次溝Ｐ及び前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｓを有し、
　前記板形状を平面視した時、前記一次溝Ｐは滑らかに蛇行しており、
　前記複数の複合溝の間で前記一次溝の蛇行の位相は互いに不規則にずれており、
　前記板形状の拡がる平面を基準平面とするとともに、前記受光面の法線と前記基準平面の法線とに平行である断面を基準断面としたとき、前記基準断面において前記一次溝Ｐの輪郭線の接線が前記基準平面に対して成す傾斜角は、前記一次溝Ｐの中での深さが大きくなるにつれて単調に小さくなるとともに、前記深さに応じて滑らかに変化し、
　前記複合溝において前記二次溝Ｓは前記一次溝Ｐよりも前記受光面に近い側に配置されるとともに、前記一次溝Ｐの蛇行の位相に沿って蛇行し、
　前記基準断面において、前記二次溝Ｓは深さに応じて狭くなる、
　導光体。
［２］　光源から前記導光体の有する受光面に対して光が入射する場合に、
　前記入射した光の一部は、前記二次溝Ｓの位置に仮想の滑面がある場合には前記仮想の滑面にて反射した後、さらに前記一次溝Ｐにて反射することで、前記発光面から出射する仮想の光路を辿るところ、
　前記仮想の光路上に前記二次溝Ｓがあることにより、前記仮想の光路を辿る光は、前記一次溝Ｐで反射する前に前記二次溝Ｓで反射することで、前記一次溝Ｐから逸れる、
　［１］に記載の導光体。
［３］　複数ある前記一次溝Ｐをそれぞれ前記基準断面に射影し、隣接する一次溝Ｐの射影の前記受光面の法線方向の最近接距離をＬとし、前記一次溝Ｐの最大深さをＶＨとしたときに、
　Ｌ／ＶＨ≧１５
　を満たす、［１］又は［２］に記載の導光体。
［４］　前記基準断面において、前記一次溝Ｐの最大深さを１としたとき、前記一次溝Ｐの前記最大深さにある点であって前記二次溝Ｓに最も近い点から、前記二次溝Ｓの最大深さにある点であって前記一次溝Ｐから最も遠い点までの前記基準平面と平行な方向における距離は２．５以上、１２．０以下である、
　［１］～［３］のいずれかに記載の導光体。
［５］　前記基準断面において、前記一次溝Ｐの最大深さを１としたとき、前記一次溝Ｐの前記最大深さにある点であって前記二次溝Ｓに最も近い点から、前記二次溝Ｓの縁にあたる点であって前記一次溝Ｐから遠い側の点までの前記基準平面と平行な方向における距離は２．６以上、１４．０以下である、
　［１］～［４］のいずれかに記載の導光体。
［６］　前記一次溝Ｐの前記傾斜角は少なくとも３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化し、
　前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐから遠い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、１５度以上、７０度以下であり、
　前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐに近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、１５度以上、７０度以下である、
　［１］～［５］のいずれかに記載の導光体。
［７］　前記複合溝はさらに前記二次溝Ｓと一次溝Ｐとの間に三次溝Ｔを有し、
　前記複合溝において前記三次溝Ｔは前記一次溝Ｐよりも浅く、前記一次溝Ｐと前記二次溝Ｓとの間に配置されるとともに、前記一次溝Ｐ及び二次溝Ｓの蛇行の位相に沿って蛇行し、
　前記基準断面において、前記三次溝Ｔは深さに応じて狭くなる、
　［１］～［６］のいずれかに記載の導光体。
［８］　前記二次溝Ｓ及び前記三次溝Ｔのそれぞれにおいて、前記一次溝Ｐから遠い側の斜面は、前記一次溝に近い側の斜面よりも急であり、
　前記二次溝Ｓと前記三次溝Ｔとの間には前記二次溝Ｓ及び前記三次溝Ｔの蛇行の位相に沿って蛇行する滑面が配置され、
　前記三次溝Ｔは前記一次溝Ｐに接する、
　［７］に記載の導光体。
［９］　前記一次溝Ｐの前記傾斜角は少なくとも３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化し、
　前記基準断面において前記三次溝Ｔの前記一次溝Ｐに近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、５度以上、６０度以下である、
　［７］又は［８］に記載の導光体。
［１０］　前記複合溝は前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔとそれぞれ対になる、前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｕ及び三次溝Ｖをさらに有し、
　前記複合溝において前記二次溝Ｕは前記一次溝Ｐよりも前記受光面から遠い側に配置されるとともに、前記一次溝Ｐの蛇行の位相に沿って蛇行し、
　前記基準断面において、前記二次溝Ｕは深さに応じて狭くなり、
　前記複合溝において前記三次溝Ｖは前記一次溝Ｐと前記二次溝Ｕとの間に配置されるとともに、前記一次溝Ｐ及び二次溝Ｕの蛇行の位相に沿って蛇行し、
　前記基準断面において、前記三次溝Ｖは深さに応じて狭くなる、
　［７］～［９］のいずれかに記載の導光体。
［１１］　全基準断面において、
　前記一次溝Ｐは左右対称な形状をなしており、
　前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔと、前記二次溝Ｕ及び三次溝Ｖとは、前記一次溝Ｐを中心にして左右対称な位置にあり、かつ左右対称な形状を成している、
　［１０］に記載の導光体。
［１２］　［１］～［１１］のいずれかに記載の導光体と、点光源群とを備える面状発光モジュールであって
　前記受光面は点光源群と対向し、
　前記点光源群は前記偏向面と平行な方向に所定の間隔で列をなす複数の点光源を有する、
　面状発光モジュール。

　本願発明は導光体の出射面上の輝度ムラを抑制すること、及び、側面受光方式の導光体を備える面状発光モジュールに生じるグレアを抑制することができる。

本発明の導光体の一実施形態を示す斜視図である。 本発明の面状発光モジュールの一実施形態を示す斜視図である。 断面視した複合溝の輪郭線の模式図である。 本明細書における角度θ及びφを説明する模式図である。 下底面に反射する入射光の仮想の光路の一例を示す模式図である。 下底面に反射する入射光の仮想の光路の別の一例を示す模式図である。 下底面に反射する入射光の仮想の光路の別の一例を示す模式図である。 図７の例において、仮想の光路上に溝が形成された際の光路の一例を示す模式図である。 比較例１の導光体における、断面視した溝の輪郭線を示す図である。 実施例１の導光体における、断面視した溝の輪郭線を示す図である。 実施例２の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例３及び４の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例５及び６の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例７、及び８の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例９の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例１０及び１１の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 実施例１２の導光体における、断面視した複合溝の輪郭線を示す図である。 比較例１の導光体の出射光の輝度の測定結果を示すグラフである。 実施例の面状発光モジュールの説明の用に供する正面図及び側面図である。 実施例の導光体の複合溝の蛇行の説明の用に供する正面図である。 平面視した複合溝の蛇行の一例を示す図である。 実施例１～３及び比較例１のホットスポットレベルの測定結果を示すグラフである。 実施例４～６及び比較例１のホットスポットレベルの測定結果を示すグラフである。 実施例７～９及び比較例１のホットスポットレベルの測定結果を示すグラフである。 実施例１０～１２及び比較例１のホットスポットレベルの測定結果を示すグラフである。 一次溝Ｐの最近接距離Ｌを説明するための模式図である。 関連技術である、蛇行する溝を有する導光体の一例を示す図である。 関連技術である、照明装置の斜視図である。

　まず、本明細書における座標系について、図４を参照して説明する。図４に示されるとおり、板形状の導光体の拡がる平面を基準平面（ｘ－ｙ平面）とし、光源から導光体へ光が入射する方向をｙ軸、ｙ軸と直交する方向をｘ軸とし、ｘ－ｙ平面の法線方向をｚ軸とする。各軸の正の向きはｙ軸の向きを基準に左手系となるようにとる。なお、光源が導光体の対向する両面側に配置されている場合は、着目する光を生じる光源を基準とするものとする。このとき、出射光の光路とｚ軸とのなす角をθ、出射光の光路のｘ－ｙ平面への射影とｘ軸とのなす角をφと定義する。
　本実施形態では様々な構成要素が互いに成す角度について言及している。２つの要素が互いに所定の角度を成している、あるいは直角であるという表現、及びこれらに類する表現は、これらの２つの要素が接している、又は交差していることを限定するものではない。

　本発明者は、鋭意検討の結果、図２５に示されるような複数の溝を有する導光体において、当該溝をそれぞれ不規則に蛇行させることにより、面状発光モジュールに生じるグレアを抑制できることを見出した。このことについて図２４を参照して説明する。
　図２４は蛇行する溝を有する導光体１０を備えた面状発光モジュール１８を表す。図２４の例に示される面状発光モジュール１８は、導光体１０と光源３０ａ－ｄとを備える。図２４に示す導光体１０は板形状を成しており、側面１１ａは受光面を有し、下底面１２は略Ｖ字型の凹条である溝１５ａ－ｄを有する。下底面１２は溝によって偏向面の機能を発揮する。下底面１２は複数の溝を有するが、溝１５ａ－ｄは互いに交差しておらず、溝１５ａ－ｄは滑らかに蛇行している。溝１５ａ－ｄの間で蛇行の位相は互いに不規則にずれている。導光体１０の上底面１３は発光面を有する。
　このような導光体により、列を成すＬＥＤのように間隔を置いて配置される光源を用いた場合であっても、強く出光する部分と弱く出光する部分が不明瞭となり、グレアの発生が抑制される。

　一方、上述の図２４に示されるような蛇行する溝を有する導光体を用いた場合であっても、特定方向から観察した場合に、輝度ムラが生じていることが明らかとなった。本発明者は鋭意検討の結果、特定方向とその近傍へ出光する光に輝度ムラが生じているとの知見を得た。このような特定方向における輝度ムラは、特許文献１のように導光板の上に拡散シートを載せて使用する場合はあまり問題とはならないが、本発明の導光体のように、導光体自体が照明器具の発光面となる場合においては問題となった。
　当該特定方向は、前記蛇行する溝の形状や蛇行幅、周期など種々の要因によって変化するが、一例として導光体の発光面からθが３０度～６０度、φが５度～４５度の範囲内である。

　当該特定方向における輝度ムラが生じる作用については未解明な部分もあるが、図２４の光源３０ａ－３０ｄより出射した光の一部が、下底面１２の平坦面（滑面）で反射した後、溝１５ａ－ｄにおいて再度反射して導光体の発光面から出射しているものがある。図５～図７に下底面に反射する入射光の仮想の光路の一例を示す。図５～図７に示されるように、光源より出射した光の一部は下底面１２で反射して溝１５ａ－ｄに入射する光路４１をとっている。このような出射光は、後述する図１８に示されるような、光源のＬＥＤ配列パターンに対応して、発光面上の輝度が強弱を繰り返す周期パターンを生じ、輝度ムラとなって観察される。
　本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、一次溝に入射する光を二次溝等によって逸らすことにより、前記特定方向における輝度ムラを低減された導光体を提供するものである。以下このような本発明の導光体及び、面状発光モジュールについて詳細に説明する。

　図１は、導光体の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す導光体２０は板形状を成している。かかる板形状は、後述する面状発光モジュールにおいて点光源群が配置される受光面を有する側面２１ａ，ｂと、下底面２２と、上底面２３とを有する。導光体２０の成す板形状の拡がる方向を基準平面２８とする。
　受光面は側面全体となっていてもよく、側面の一部であってもよい。また、受光面は側面２１ａ又は２１ｂのいずれか一方であってもよく、また、側面２１ａと側面２１ｂの両側であってもよい。

　図１に示す上底面２３は発光面を有する。図中では上底面２３の全体が発光面となっている。発光面は上底面２３の一部であってもよい。上底面２３と側面２１ａ，ｂとは互いに直角を成していてもよい。上底面２３と側面２１ａ，ｂとは互いに交差していてもよく、交差していなくてもよい。

　図１に示す断面２４は側面の成す受光面の法線に平行である。断面２４は基準平面の法線に平行である。図中において断面２４は側面２１ａ，ｂと基準平面とに対して直角である。

　図１の下底面２２は偏向面を有する。下底面２２の全体が偏向面となっている。偏向面は下底面２２の一部であってもよい。下底面２２と側面２１ａ，ｂとは互いに直角を成していてもよい。下底面２２と側面２１ａ，ｂとは互いに交差していてもよく、交差していなくてもよい。

　下底面２２は、互いに並行する複数の複合溝２７ａ－２７ｃを有する。図１の例では、一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）にそれぞれ並行する二次溝Ｓ（２６ａ－２６ｃ）を有し、対応する一次溝Ｐと二次溝Ｓとにより複合溝２７ａ－２７ｃを構成する。複合溝２７ａ－２７ｃは互いに交差しない。

　下底面２２は主に一次溝Ｐによって偏向面の機能を発揮する。一次溝Ｐは、基準断面において、深さに応じて狭くなる、略Ｖ字型の凹条である。下底面２２は複数の一次溝Ｐを有するが、その数は限定されない。図中では３本の一次溝Ｐが例示されている。

　図１に示す複合溝Ｐ２７ａ－２７ｃは受光面２１ａの近傍から、かかる受光面の遠方に向かう方向に順に配置される。導光体２０の成す板形状を平面視した時、一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）は滑らかに蛇行している。一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）の間で蛇行の位相は互いに不規則にずれている。蛇行の影響を排除した場合には、一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）は互いに平行であることが好ましい。

　図１に示す複合溝２７ａ－２７ｃ内において、一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）よりも受光面２１ａに近い側に二次溝Ｓ（２６ａ－２６ｃ）が配置され、前記一次溝Ｐ（２５ａ－２５ｃ）の蛇行の位相に沿って蛇行している。
　例えば、図５に示されるような下底面１２での反射光の仮想の光路上に２次溝Ｓがあることにより、前記仮想の光路を辿る光は、前記一次溝Ｐで反射する前に前記二次溝Ｓで反射することで、前記一次溝Ｐから逸れるため、前述した特定方向へ出射する光が抑制される。

　図３を参照して、複合溝の好ましい構成について説明する。図３は、断面視した１つの複合溝の輪郭線の模式図である。本発明において複合溝は、少なくとも一次溝Ｐ及び一次溝Ｐよりも光源側に二次溝Ｓを有する。一次溝Ｐと二次溝Ｓとの間に三次溝Ｔを有していてもよく、更に一次溝Ｐの光源とは反対側に二次溝Ｕと三次溝Ｖを有していてもよい。

　ＺＹ平面に平行な断面において複合溝を構成する各溝は各々略Ｖ字形状の輪郭線を有する。輪郭線は直線であってもよく、滑らかに湾曲していてもよい。また、略Ｖ字形状の最奥部は角度を有している必要はない。最奥部は緩やかな曲線でも、図３の例のように平坦でもよい。

　一次溝Ｐがその両側から光源の光を受ける場合、かかる略Ｖ字形状の溝の中心線は基準平面２８に対して直角であることが好ましい。言い換えれば中心線はＺ軸と平行であることが好ましい。また溝は断面において左右対称になるように配置することが好ましい。かかる態様により、出射光の偏りを抑制できる。

　一次溝Ｐの深さの最大値は０．００２～０．１ｍｍとすることができるがこれに限定されない。深さの方向はＺ軸と平行でもよい。一次溝Ｐの幅Ｈは０．００３～０．２ｍｍとすることができるがこれに限定されない。また、一次溝Ｐの傾斜角は一例として３０度から７０度までの範囲である。

　一次溝Ｐの最大深さを１としたときに、一次溝Ｐの最大深さにある点であって、二次溝Ｓに最も近い点から、当該二次溝Ｓの最大深さにある点であって前記一次溝Ｐから最も遠い点間での距離、即ち、図３におけるＰ２は、２．５以上１２．０以下であることが好ましい。

　一次溝Ｐの最大深さを１としたときに、一次溝Ｐの最大深さにある点であって、二次溝Ｓに最も近い点から、当該二次溝Ｓの縁にあたる点であって前記一次溝Ｐから最も遠い点間での距離、即ち、図３におけるＰ３は、２．６以上、１４．０以下であることが好ましい。

　二次溝Ｓの一次溝Ｐから遠い側の斜面は、当該一次溝に近い側の斜面よりも急であることが好ましい。また、一次溝Ｐの二次溝Ｓ側の傾斜角は、３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化していることが好ましく、更にこの場合、前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐから遠い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度、即ち図３におけるＲ４の角度は、１５度以上、７０度以下であることが好ましく、前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐに近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度、即ち図３におけるＲ３の角度は、１５度以上、７０度以下であることが好ましい。

　複合溝はさらに三次溝Ｔを有し、前記複合溝において前記三次溝Ｔは前記一次溝Ｐと前記二次溝Ｓとの間に配置されていてもよい。三次溝Ｔの一次溝Ｐから遠い側の斜面は、当該一次溝に近い側の斜面よりも急であることが好ましい。また、三次溝Ｔは、一次溝Ｐに接していることが好ましい。
　一次溝Ｐの二次溝Ｓ側の傾斜角は、３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化していることが好ましく、更にこの場合、前記基準断面において前記三次溝Ｔの前記一次溝Ｐから近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度、即ち図３におけるＲ１の角度は、５度以上、６０度以下であることが好ましい。また、前記三次溝Ｔの前記一次溝Ｐから遠い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度、即ち図３におけるＲ２の角度は、５度以上、６７度以下であることが好ましい。

　複合溝はさらに、前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔとそれぞれ対になる、前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｕ及び三次溝Ｖをさらに有していてもよい、この場合、対向する側面両面に受光面を有する場合であっても輝度ムラが抑制される。この場合、前記一次溝Ｐは左右対称な形状をなしており、
　前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔと、前記二次溝Ｕ及び三次溝Ｖとは、前記一次溝Ｐを中心にして左右対称な位置にあり、かつ左右対称な形状を成していることが好ましい。

　一次溝Ｐ、二次溝Ｓ、Ｕ及び三次溝Ｔ、Ｖは、いずれも基準断面において、深さに応じて狭くなる、略Ｖ字型の凹条であることが好ましい。

　次に、図２３を参照して、複数ある複合溝間の位置関係について説明する。図２３は、一次溝Ｐの最近接距離Ｌを説明するための模式図であり、（ａ）は導光体２０を上底面５３側から見た図、（ｂ）は、導光体２０を基準断面５４側から見た図である。図２３（ａ）では、一次溝Ｐ（５１ａ－５１ｆ）が示されており、二次溝及び三次溝は省略されている。また、図２３（ｂ）は、一次溝Ｐの基準断面５４への射影（５２ａ－５２ｆ）が示されている。ここで、隣接する一次溝Ｐの射影の受光面５５から法線方向の最近接距離をＬとする。例えば図２３において隣接する一次溝５１ａと一次溝５１ｂの場合、射影５２ａの受光面５５から法線方向（以下、Ｙ軸方向）で、受光面から最も遠い点５６ａから、射影５２ｂの受光面から最も近い点５６ｂまでの距離を最近接距離Ｌ１とする。最近接距離Ｌ２～Ｌ５も同様にして決定される。
　図２３中、最近接距離Ｌ２及びＬ４は、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５と比較して小さくなっている。例えば比較的短い最近接距離Ｌ２を有する一次溝５１ｂと一次溝５１ｃの場合、当該一次溝５１ｂと一次溝５１ｃの最大深さＶＨの位置が領域Ａ内で特に近くなっている。この場合、領域Ａ内において、一次溝５１ｃは一次溝５１ｂの陰になり光源からの光が他の一次溝と比較して当たりにくい。そのため、この部分の出射が弱くなり、一次溝５１ｂと一次溝５１ｃとの間は暗線スジとなって見えることがあった。
　一方、例えば、一次溝５１ｄと一次溝５１ｅの場合、比較的短い最近接距離Ｌ４を有するが、領域Ｂに示されるように一次溝５１ｄと一次溝５１ｅの最大深さＶＨはそれほど近接していない。この場合、一次溝５１ｄと一次溝５１ｅは各々光を反射する。そのためこの部分は、出射が強まり、当該一次溝５１ｄと一次溝５１ｅとの間は輝線スジとなって見えることがあった。
　上記暗線スジ、輝線スジは、最近接距離Ｌを大きくすることで解消することができる。特に、導光体から出射される光を直接見た場合にも、出射面上の輝度ムラが更に抑制される観点から、一次溝Ｐの最大深さＶＨと、前記最近接距離Ｌとが、Ｌ／ＶＨ≧１５を満たすことが好ましく、Ｌ／ＶＨ≧１８を満たすことがより好ましく、Ｌ／ＶＨ≧２０を満たすことが更に好ましい。なお隣接する一次溝Ｐの最大深さが異なる場合には、それぞれの一次溝Ｐの最大深さの平均値をＶＨとして、Ｌ／ＶＨが上記範囲を満たすことが好ましい。

　図２は面状発光モジュールを表す。図２の例では、面状発光モジュール４０は前記導光体２０と、点光源群となる光源３０ａ－ｄを有する発光ユニット３３ａとを有する。面状発光モジュール４０が備える発光ユニット３３ａは複数の光源を有するが、その数は限定されない。図中では４個の光源が例示されている。なお、導光体２０は複合溝を有するものであるが、図２においては省略されている。また、図２には発光ユニット３３ａに加え３３ｂを有しているが、図２に関する以下の説明は、発光ユニット３３ａのみの場合および３３ａと３３ｂとの両方を備える場合のいずれについても該当する。

　更に図２に示すように他の部材を面状発光モジュールに付加して照明装置４０を構成してもよい。図２は照明装置の一例であり、本実施形態の照明装置はこれらに限定されない。例えば図２に示す面状発光モジュールはそのまま照明装置として用いることもできる。照明装置を設置する向きは限定されない。例えば上底面２３の成す発光面が鉛直方向の下方向に向くように、照明装置４０を天井に設置してもよい。

　図２に示す面状発光モジュール４０において、例えば上底面２３の成す発光面を、凸条３７を有する面とする。凸条３７の高さは１０～５００μｍ、好ましくは１０～５０μｍとすることができる。凸条３７の高さは一定でなくてもよい。

　図２に示す凸条３７の断面は楕円弧、円弧、放物線及び多角形のいずれかでもよい。図中の凸条３７はレンチキュラーレンズである。円弧は半円でもよい。凸条３７がレンチキュラーレンズの場合、凸条３７のアスペクト比は次のように規定することができる。レンチキュラーレンズの垂直断面をトレースする円の半径をＲとして、レンチキュラーレンズを形成する円弧のトップから弦までの距離をｒとしたとき、（アスペクト比）＝ｒ／２Ｒ×１００（％）。このとき、アスペクト比は１０％より大きく、４０％以下とすることができる。凸条３７の発光面又は基準平面２８に対する傾斜角は０～８５°とすることができる。

　図２に示す凸条３７は互いに並行する。凸条３７同士の間隔は１０～３００μｍとすることができる。凸条３７は側面２１ａ，ｂの成す受光面に対して直角であることが好ましい。凸条３７は受光面の法線と平行な直線状とすることができる。

　また下底面２２の成す偏向面を覆うように反射材３４を設けてもよく、設けなくてもよい。反射材３４の反射面は偏向面に対向するとともに拡散性を有してもよい。拡散性を有する反射面は例えば非鏡面である。反射材３４は反射シートでもよい。また反射材３４の反射面が鏡面であると共に、偏向面に対向していてもよい。かかる態様でも上記と同一の効果が得られる。

　図２に示す反射材３４を照明装置に設けないことで、照明装置は偏向面からも発光することができる。かかる照明装置を天井から吊り下げて設置した場合には天井下の空間を発光面で照らすとともに、天井を偏向面で照らすこともできる。

　また図２に示す上底面２３の成す発光面を覆うように拡散材３５を設けてもよく、設けなくてもよい。拡散材３５は導光体２０の側端を覆ってもよい。拡散材３５は拡散板でも、拡散シートでもよい。拡散材３５の厚さは０．１～３ｍｍとすることができる。拡散材３５の表面は鏡面でもよい。かかる表面はシボを有してもよい。

　図２に示すように上底面２３の成す発光面に対向する拡散材３５を設けないことで発光面から発せられる光のエネルギーの損失を抑制できる。また拡散材３５に替えて、透明材を用いてもよい。透明材は光エネルギーの損失を抑制しつつ発光面を保護することができる。

　拡散材３５を照明装置に付与する場合は、拡散材３５の全光線透過率（Ｔ．Ｔ）は７０％以上であることが好ましい。拡散材３５のヘイズ値は８０％以上であることが好ましい。

　図２に示すように面状発光モジュール４０は光源３０ａ－ｄを有する棒状の光源ユニット３３ａ、３３ｂとを備えていても良い。導光体２０は側面２１ｂをさらに有する。側面２１ｂは側面２１ａと対向する。側面２１ｂは光源ユニット３３ｂと対向する。光源ユニット３３ｂは導光体２０を挟んで光源ユニット３３ａと対向する。光源ユニット２１ｂは光源ユニット２１ａと同等の構成を有する。このため、光源ユニット３３ａ，ｂによって上底面２３の成す発光面を均一に発光させることができる。

　以下、実施例を用いてより詳細に説明する。なお本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
　種々の導光体を用いた図２の面状発光モジュールを用い、特定方向に生じる輝度ムラについて調べた。なお、導光体で生じるθ＝５０°、φ＝２０°方向の輝度ムラは、凸条３７を有する図２の面状発光モジュールにおいては、θ＝５０°、φ＝２０°方向に観察される。以下の実施例および比較例では拡散材３５は設置しなかった。また、本実施例においては、５６９ｍｍ角の導光体を使用しているが、図１９に示されるように、導光体２０の周縁部はフレーム４２に覆われている。本実施例においてフレームは導光体２０の各辺６．５ｍｍを覆っている。本実施例においては、導光体２０のフレーム４２に覆われていない５５６ｍｍ角を発光エリア４３として輝度の測定を行った。本実施例においては、着目する光源側３３ｂ側のフレーム４３と発光エリア４３の境界をＹ＝０とする。

［導光体及び光源］
　図１９の上部は図面状発光モジュール４０の正面図である。図１９の下部は当該面状発光モジュール４０の側面図である。また図２０は、複合溝の蛇行の説明に用いる導光体２０の正面図である。平面視した導光体２０は正方形又は長方形の形状を有する。本実施例においては、５６９ｍｍ角の導光体を使用している。図２０に示す導光体２０の厚さは１～８ｍｍとすることができる。本実施例では導光体の厚さは３ｍｍである。

　図２０には複合溝２７の蛇行を一次溝Ｐの中心を表すベースラインで表現されている。正面図中で複合溝の二次溝及び三次溝は省略されている。側面２１ｂと側面２１ａとの間の中に複数の複合溝を有している。

　図２０に示す光源３０ａ－ｄを初めとする光源は各々ＬＥＤからなるとともに、光源群３３ａを構成している。光源群３３ｂは導光体２０を挟んで光源群３３ａの反対側に位置している。また、光源群３３ｂは側面２１ｂに対向している。図中において側面２１ｂ及び側面２１ａの成す受光面はいずれも上底面の成す発光面に対して直角である。以上の通り、線状の光源群３３ａ，ｂは導光体２０のサイドエッジに配置される。

　図１９に示す上底面の成す発光面上に凸条３７を設ける場合がある。以下の実施例及び比較例では、上底面の成す発光面上には、アスペクト比２０％のレンチキュラーレンズが設けられている。レンチキュラーレンズの高さは１２．５μｍ、幅は５０μｍ、ピッチは５０μｍである。

［溝の形状］
　図２０に示すように複合溝２７ａ－ｄは滑らかに蛇行している。各複合溝の間で蛇行の位相は互いに不規則にずれている。また上述した通り、複合溝２７ａ－ｄが滑らかな凹面を成す曲面で構成されている。溝の輪郭線の接線が基準平面に対して成す傾斜角は、溝の中での深さが大きくなるにつれて単調に小さくなっていてもよい。

　導光体２０に設けられた溝の形状は面状発光モジュールのグレア低減に影響を及ぼす。図２１は平面視した一次溝２５ａのベースライン及び輪郭線２９を模式的に表す。一次溝２５ａの平面視した時に、一次溝２５ａのベースラインと交差する輪郭線２９が連続的に表されている。以下の実施例および比較例では、一次溝２５ａの蛇行の形状はいわゆる正弦曲線とした。蛇行の形状は放物線でもよい。図２１においては二次溝及び三次溝は省略されているが、二次溝及び三次溝は前記一次溝に沿って形成されており、複合溝を構成している。

　図２０に示すピッチＰは複合溝２７ａの蛇行のピッチである。蛇行のピッチＰは、いわゆる蛇行の波長である。蛇行幅Ｍは複合溝２７ａの蛇行の蛇行幅である。蛇行幅は、いわゆる蛇行の振幅である。

　図１９に示す複合溝は互いに接しないことが好ましいので、複合溝同士の間隔は蛇行幅Ｍの２倍よりも大きいことが好ましい。一次溝の中心間の間隔は（蛇行幅Ｍ）×２＋（複合溝の幅）よりも大きいことが好ましい。一次溝の中心間の間隔は２ｍｍ未満とすることが好ましい。蛇行幅Ｍは２００μｍ以下としてもよい。ピッチＰは０．０５～５ｍｍとすることができる。以下の実施例および比較例では、ピッチＰは１ｍｍ、蛇行幅Ｍは０．１４ｍｍとした。また、以下の実施例及び比較例では一次溝の最大深さＶＨを４μｍとし、隣接する一次溝間の最近接距離Ｌの最小値がＬ＝３８×ＶＨ（Ｌ／ＶＨ＝３８）であった。

　比較例１、及び、実施例１～１２の複合溝の断面視形状を図９～図１７に示す。図９～図１７において、深さ及び幅は、いずれも一次溝の最大深さ４μｍを１として規格化されている。また、表３に複合溝の形状の詳細を示す。なお、表３中の各符号は、図３の符号を用いている。

［観測条件］
　図１９を参照しつつ、実施例の面状発光モジュールの観察に関わる物理的な変量を説明する。なお比較例にかかる構成要素並びに物理的な変量の説明の便宜のため、比較例についても図１９を参照しながら説明する。

　本実施例の説明では図１９に示す発光エリア４３を、θ＝５０°、φ＝２０°方向から面輝度計（コニカミノルタジャパン株式会社製ＣＡ２０００）で観測した。このとき原点４５（Ｘ＝０，Ｙ＝０）は発光エリアの外周上かつ左下コーナー部においた。
　図１８を参照して具体的に説明する。図１８は、Ｙを１ｍｍ、５ｍｍ、９ｍｍにおいてＸに対する輝度をプロットした。Ｙ＝１ｍｍのＸ方向の輝度の変化を実線で示す。次いで、得られた結果から各周期ごとに極大輝度Ｍ、極小輝度ｍ、及び平均値Ａを求め、Ｌ＝（Ｍ－ｍ）／Ａを算出した。全ての周期のＬの平均値を、ホットスポットレベル（Ｈｏｔｓｐｏｔ　Ｌｅｖｅｌ）として、輝度ムラを評価した。ホットスポットレベルが小さいほど輝度ムラが低いと評価される。図１８においては、同様にＹ＝５ｍｍ、９ｍｍにおいても実施した。
　比較例１及び実施例１～１０に係る面状発光モジュールの形状の特徴と、Ｙ＝１ｍｍ～５１ｍｍまでの間の７点における前記ホットスポットレベルの測定結果を表１及び２、並びに図２２Ａ～図２２Ｄに示す。
　なお、表１及び２中、複合溝の特徴の欄の各符号は図３の符号を用いている。また、各評価基準は以下の通りである。
［発光エリア境界における低減効果］
○：Ｙ＝１におけるホットスポットレベルが０．４以下であった。
×：Ｙ＝１におけるホットスポットレベルが０．４超過であった。
［ホットスポット解消総合評価］
Ａ：発光エリア境界における低減効果が認められ、ホットスポットレベルが０．１５以下となる距離が１２ｍｍ以下であった。
Ｂ：発光エリア境界における低減効果が認められ、ホットスポットレベルが０．１５以下となる距離が１２ｍｍ超過１７ｍｍ以下であった。
Ｃ：発光エリア境界における低減効果が認められ、ホットスポットレベルが０．１５以下となる距離が１７ｍｍ超過２０ｍｍ以下であった。
Ｄ：発光エリア境界における低減効果が認められたが、ホットスポットレベルが０．１５以下となる距離が２０ｍｍ超過であった。
Ｅ：発光エリア境界における低減効果が確認できなかった。
　なお、ホットスポットレベルが０．１５以下であれば、目視で筋状の輝度ムラが観察されない。ホットスポット解消総合評価がＡ～Ｄであれば、当該面状発光モジュールは実用上問題なく使用することができる。

［結果のまとめ］
　二次溝及び三次溝を有しない比較例１の導光体は、発光エリア境界におけるθ＝５０°、φ＝２０°方向への出光する光に輝度ムラが生じており、特定方向から観察した場合に、筋状の明暗が強く観察された。実施例１～１０の導光体は、いずれも発光エリア境界におけるθ＝５０°、φ＝２０°方向への出光する光の輝度ムラが抑制されていることが明らかとなった。

　この出願は、２０１７年４月４日に出願された特願２０１７－７４８００を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１　照明装置；　２　導光板；　２ａ，ｂ　側面；　２ｃ　底面；　２ｄ　主面；　３ａ，ｂ　発光ユニット；　４　反射シート；　５　拡散シート；　６　凹条；　７　凸条；　８　発光ダイオード；　１０　導光体；　１１ａ，ｂ；側面　１２　下底面；　１３　上底面；　１４　断面；　１５，１５ａ－ｄ　溝；　１６　基準平面；　１８　面状発光モジュール：　２０　導光体；　２１ａ，ｂ；側面　２２　下底面；　２３　上底面；　２４　断面；　２５ａ－ｄ　一次溝Ｐ；　２６ａ－ｄ　二次溝Ｓ；　２７，２７ａ－ｄ　複合溝；　２８　基準平面；　２９　輪郭線；　３０ａ－ｄ　光源；　３３ａ，ｂ　発光ユニット；　３４　反射材；　３５　拡散材；　３７　凸条；　４０　面状発光ユニット；　４１　光路；　４２　フレーム；　４３　発光エリア；　４４　出光面；　４５　原点；　５１ａ－ｆ　一次溝Ｐ；　５２ａ－ｆ　射影；　５３　上底面；　５４　基準断面；　５５　受光面；　５６ａ－ｂ　端点

Claims (12)

1. 　受光面を有する側面と、偏向面を有する下底面と、発光面を有する上底面と、を有するとともに、板形状を有する導光体であって、
   　前記偏向面は互いに並行する複数の複合溝を有し、
   　前記複合溝は前記受光面に近い側から前記受光面に遠い側に向かう方向に順に配置され、
   　前記複合溝は一次溝Ｐ及び前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｓを有し、
   　前記板形状を平面視した時、前記一次溝Ｐは滑らかに蛇行しており、
   　前記複数の複合溝の間で前記一次溝の蛇行の位相は互いに不規則にずれており、
   　前記板形状の拡がる平面を基準平面とするとともに、前記受光面の法線と前記基準平面の法線とに平行である断面を基準断面としたとき、前記基準断面において前記一次溝Ｐの輪郭線の接線が前記基準平面に対して成す傾斜角は、前記一次溝Ｐの中での深さが大きくなるにつれて単調に小さくなるとともに、前記深さに応じて滑らかに変化し、
   　前記複合溝において前記二次溝Ｓは前記一次溝Ｐよりも前記受光面に近い側に配置されるとともに、前記一次溝Ｐの蛇行の位相に沿って蛇行し、
   　前記基準断面において、前記二次溝Ｓは深さに応じて狭くなる、
   　導光体。
2. 　光源から前記導光体の有する受光面に対して光が入射する場合に、
   　前記入射した光の一部は、前記二次溝Ｓの位置に仮想の滑面がある場合には前記仮想の滑面にて反射した後、さらに前記一次溝Ｐにて反射することで、前記発光面から出射する仮想の光路を辿るところ、
   　前記仮想の光路上に前記二次溝Ｓがあることにより、前記仮想の光路を辿る光は、前記一次溝Ｐで反射する前に前記二次溝Ｓで反射することで、前記一次溝Ｐから逸れる、
   　請求項１に記載の導光体。
3. 　複数ある前記一次溝Ｐをそれぞれ前記基準断面に射影し、隣接する一次溝Ｐの射影の前記受光面の法線方向の最近接距離をＬとし、前記一次溝Ｐの最大深さをＶＨとしたときに、
   　Ｌ／ＶＨ≧１５
   　を満たす、請求項１又は２に記載の導光体。
4. 　前記基準断面において、前記一次溝Ｐの最大深さを１としたとき、前記一次溝Ｐの前記最大深さにある点であって前記二次溝Ｓに最も近い点から、前記二次溝Ｓの最大深さにある点であって前記一次溝Ｐから最も遠い点までの前記基準平面と平行な方向における距離は２．５以上、１２．０以下である、
   　請求項１～３のいずれかに記載の導光体。
5. 　前記基準断面において、前記一次溝Ｐの最大深さを１としたとき、前記一次溝Ｐの前記最大深さにある点であって前記二次溝Ｓに最も近い点から、前記二次溝Ｓの縁にあたる点であって前記一次溝Ｐから遠い側の点までの前記基準平面と平行な方向における距離は２．６以上、１４．０以下である、
   　請求項１～４のいずれかに記載の導光体。
6. 　前記一次溝Ｐの前記傾斜角は少なくとも３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化し、
   　前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐから遠い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、１５度以上、７０度以下であり、
   　前記基準断面において前記二次溝Ｓの前記一次溝Ｐに近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、１５度以上、７０度以下である、
   　請求項１～５のいずれかに記載の導光体。
7. 　前記複合溝はさらに前記二次溝Ｓと一次溝Ｐとの間に三次溝Ｔを有し、
   　前記複合溝において前記三次溝Ｔは前記一次溝Ｐよりも浅く、前記一次溝Ｐと前記二次溝Ｓとの間に配置されるとともに、前記一次溝Ｐ及び二次溝Ｓの蛇行の位相に沿って蛇行し、
   　前記基準断面において、前記三次溝Ｔは深さに応じて狭くなる、
   　請求項１～６のいずれかに記載の導光体。
8. 　前記二次溝Ｓ及び前記三次溝Ｔのそれぞれにおいて、前記一次溝Ｐから遠い側の斜面は、前記一次溝に近い側の斜面よりも急であり、
   　前記二次溝Ｓと前記三次溝Ｔとの間には前記二次溝Ｓ及び前記三次溝Ｔの蛇行の位相に沿って蛇行する滑面が配置され、
   　前記三次溝Ｔは前記一次溝Ｐに接する、
   　請求項７に記載の導光体。
9. 　前記一次溝Ｐの前記傾斜角は少なくとも３０度から７０度までの範囲で単調かつ滑らかに変化し、
   　前記基準断面において前記三次溝Ｔの前記一次溝Ｐに近い側の斜面の前記基準平面に対する平均斜度は、５度以上、６０度以下である、
   　請求項７又は８に記載の導光体。
10. 　前記複合溝は前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔとそれぞれ対になる、前記一次溝Ｐよりも浅い二次溝Ｕ及び三次溝Ｖをさらに有し、
    　前記複合溝において前記二次溝Ｕは前記一次溝Ｐよりも前記受光面から遠い側に配置されるとともに、前記一次溝Ｐの蛇行の位相に沿って蛇行し、
    　前記基準断面において、前記二次溝Ｕは深さに応じて狭くなり、
    　前記複合溝において前記三次溝Ｖは前記一次溝Ｐと前記二次溝Ｕとの間に配置されるとともに、前記一次溝Ｐ及び二次溝Ｕの蛇行の位相に沿って蛇行し、
    　前記基準断面において、前記三次溝Ｖは深さに応じて狭くなる、
    　請求項７～９のいずれかに記載の導光体。
11. 　全基準断面において、
    　前記一次溝Ｐは左右対称な形状をなしており、
    　前記二次溝Ｓ及び三次溝Ｔと、前記二次溝Ｕ及び三次溝Ｖとは、前記一次溝Ｐを中心にして左右対称な位置にあり、かつ左右対称な形状を成している、
    　請求項１０に記載の導光体。
12. 　請求項１～１１のいずれかに記載の導光体と、点光源群とを備える面状発光モジュールであって
    　前記受光面は点光源群と対向し、
    　前記点光源群は前記偏向面と平行な方向に所定の間隔で列をなす複数の点光源を有する、
    　面状発光モジュール。

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