專利名稱：面發(fā)光裝置和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及面發(fā)光裝置和液晶顯示裝置的技術(shù)領(lǐng)域。 更具體地，本發(fā)明涉及4吏光源之間預(yù)定位置的正面亮度具有預(yù)定范 圍內(nèi)的最小值，從而抑制從所有方向觀看的狀態(tài)下的不均勻亮度的 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
具有背光(面發(fā)光裝置)的液晶顯示裝置已經(jīng)被用作諸如文字 處理器、膝上型個人計算機等的顯示裝置。由于需要減小液晶顯示 裝置的面發(fā)光裝置的重量和厚度，所以具有設(shè)置在透明板(導(dǎo)光板) 側(cè)的線性光源(例如，熒光管)以及具有設(shè)置在導(dǎo)光板上的液晶顯 示面^1的邊纟彖光型背光已經(jīng)成為主流。
然而，近年來，隨著液晶顯示裝置(例如，用于電視機的液晶 顯示裝置)尺寸的增加，邊緣光型背光的使用使得亮度趨于不充分， 因此，具有直接設(shè)置在液晶顯示面板下的線性光源的直下型背光得 到廣泛地使用。圖45是示出相關(guān)領(lǐng)域的直下型背光裝置1的示意性結(jié)構(gòu)的透
視圖。背光裝置1包括熒光管等的光源(線性光源)2、 2.....反
射板3和擴散板4。
對于光源(線性光源)2、 2、...，例如，4吏用冷陰4及熒光管(CCFL ) 等，并且以在預(yù)定方向上延伸的圓柱形形成光源。
設(shè)置反射板3用于再4吏用從擴散板4等反射的光或從光源2、 2、…發(fā)射但沒有到達擴散板4的光。
擴散纟反4是具有至少1 mm以上厚度的光學(xué)元件，并通過^f吏透 明基板隨機地包含具有與透明基板的折射率不同的折射率的樹脂 來改善擴散板的擴散性能和分散性能。該擴散板4被用作用于抑制 正面亮度分布變化的光學(xué)元件。
在背光裝置l中，通過將光源2、 2、...夾著在中間來相對設(shè)置 反射板3和擴散板4。
在背光裝置1中，從擴散板4輸出從光源2、 2、…所發(fā)射的光， 但是當(dāng)減小光源2、 2、…和擴散板4之間的距離或者增大光源之間 的距離時，如圖46所示，直接在光源2、 2、...上方位置處背光裝 置1的照射光通量的亮度較高，而光源2、 2、…之間位置處的亮度 較低，因此，正面亮度分布變得不均勻，從而引起亮度的變化。
為了抑制這種亮度的變化，如圖47所示，眾所周知代替擴散 4反4, i殳置了諸如棱鏡片或雙凸透鏡片的光學(xué)片5(例如，參見專 利文件l:日本專利申請公開第JP 5-333333號，專利文件2:曰本 專利申請公開第JP 6-250178號，專利文件3:日本專利申請公開第 JP 10-283818號，以及專利文件4:日本專利申諱-^>開第jp 2004-6256號)。圖47示出了^替圖46所示擴散^反4 "i殳置光學(xué)元件(棱 #:片)5的實例。
通常被用作亮度改善片的光學(xué)光件(棱鏡片)5包括具有三角 形形狀并以規(guī)則的間距連續(xù)形成在光學(xué)元件的前表面和后表面上 的多個線性突起(棱鏡)。這些線性突起用作用于抑制從光源2、 2、... 輸出的光的光軸方向上的亮度變化的亮度分布形成層5a。
設(shè)置光學(xué)元件5,使得用作亮度分布形成層5a的線性突起的棱 線方向與光源2、 2、…的長度方向一致。如圖47所示，通過使用 光學(xué)元件5,將要輸出的照射光通量分別被分為作為光源的分割圖 像2A、 2A、...的多個通量，因此抑制了正面亮度變化。圖47示出 了通過光學(xué)元件5將光源的分割圖像2A、2A、…增加至光源2、 2、... 的分割圖 <象的兩〗咅的實例。
對于圖47所示的面發(fā)光裝置1 ，如圖48所示，抑制了從前側(cè) 看的亮度(正面亮度)的變化，但是當(dāng)從傾斜側(cè)看時，引起了亮度 變化，/人而導(dǎo)致不均勻亮度分布的問題。圖48示出了作為光學(xué)元 件5,使用具有亮度分布形成層(其設(shè)置有每一個均具有七邊形形 狀的多個結(jié)構(gòu)部(線性突出))的棱鏡片，并且從光學(xué)元件5上的 傾斜側(cè)看的亮度分布(下文中稱為"傾斜亮度分布")不均勻的實 例。
為了解決不均勻的傾斜亮度分布，例如，存在多個擴散片相互 堆疊并設(shè)置在棱鏡片上的方法，但在這種方法中，由于堆疊了多個 擴散片，所以存在來自光源等的光的亮度的較大損失的問題。
此外，為了解決不均勻的傾斜亮度分布，例如，如圖49所示， 存在使用具有高擴散功能的擴散片6的方法。然而，在這種方法中， 具有高擴散功能的擴散片6均分了從光學(xué)元件(棱鏡片)5輸出的
14照射光通量的角度分布，因此，如圖50所示，即使改善了不均勻 的傾斜亮度分布，同時也降低了正面亮度分布的均勻性。
因此，期望提供可以解決該問題并抑制從所有方向看的不均勻 亮度的本發(fā)明的面發(fā)光裝置和液晶顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，面發(fā)光裝置包括多個光源，設(shè)置 在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、用 于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置。基于以下假設(shè)，光源距離 L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源 的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在乂人一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，小表示乂人光源發(fā)射并穿過光學(xué)元
件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及())m肌表示光學(xué)元件上的正面
亮度())的最大值，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，在x二L/2條件下 的正面亮度小取最小值(|)0,并滿足以下公式0.65 (J)max S如S 0.85
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，另一個面發(fā)光裝置包括多個光源， 設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置?；谝韵录僭O(shè)，光源距離L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源 的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，c()表示從光源發(fā)射并穿過光學(xué)元
件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示光學(xué)元件上的正面
亮度(j)的最大值，當(dāng)L/H在2.8-4.2的范圍內(nèi)時，在x二L/2條件下 的正面亮度小取最d、值(j)。，以及在x=0條件下的正面亮度小取最d、值 (jh，并滿足以下乂>式0.65 . <|)max5(j)0S0.85 . <|)max，且如<())。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例，液晶顯示裝置包括多個光源，設(shè) 置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元件 來與多個光源相對地i殳置擴散裝；以及液晶面壽反，顯示圖像，并尋皮 從多個光源發(fā)射的光所照射?；谝韵录僭O(shè)，光源距離L表示彼此 相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源的中心到光 學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個光源到鄰近
學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示光學(xué)元件上的正面亮度())的最大
值，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，在x^L/2條件下的正面亮度(f) 取最小值如，并滿足以下公式0.65 (j)脂x ^々0 S 0.85 小脂x。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，另一個液晶顯示裝置包括多個光 源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其 上的、用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成 層；反射面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件 之間具有空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地 設(shè)置反射面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元4牛來與多個光源相對;也i殳置擴散裝置；以及液晶面^反，顯示 圖像，并被從多個光源發(fā)射的光所照射。基于以下假設(shè)，光源距離 L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源 的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，(j)表示從光源發(fā)射并穿過光學(xué)元
件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示光學(xué)元件上的正面
亮度小的最大值，當(dāng)L/H在2.8-4.2的范圍內(nèi)時，在x二L/2條件下 的正面亮度小取最小值如，以及在x=0條件下的正面亮度小取最d、值 小p并滿足以下7>式0.65 (J)maxS(j)oS 0.85 ())max,且小o〈()),。
因此，在面發(fā)光裝置和液晶顯示裝置中，從傾斜側(cè)看的亮度的 最大值和正面亮度的最小值基本出現(xiàn)在關(guān)于從光源的移動距離相 同的位置。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，另一個面發(fā)光裝置包括多個光源，設(shè) 置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有在其上形成的用 于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地i殳置擴散裝置?；谝韵隆?殳，光學(xué)元件 中的亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，多個結(jié)構(gòu)部^皮i殳置成使結(jié)
向上并列，光源距離L表示;f皮此相鄰的光源的中心之間的距離，光 軸距離H表示從光源的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動 距離x在從一個光源到鄰近光源的方向上的距離，中表示在亮度分 布形成層中的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的一黃截面中，與結(jié)構(gòu)部的外表面 相切的切線和與光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍內(nèi)時，相對于結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面，在具有在結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面部分 的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面的
結(jié)構(gòu)部纟黃截面的陣列方向分量的比率變成39。~59°的切線角W的 部分的比率Q滿足以下7>式0.37^ Q ^0.70。
才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，另一個液晶顯示裝置包括多個光源， 設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元件 來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置；以及液晶面板，顯示圖像，并 被從多個光源發(fā)射的光所照射?；谌缦录僭O(shè)，光學(xué)元件中的亮度 分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，多個結(jié)構(gòu)部祐 沒置成4吏結(jié)構(gòu)部在乂人 光源發(fā)射的光的光軸方向上突出并在多個光源的陣列方向上并列， 光源距離L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表 示從光源的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x在從 一個光源到鄰近光源的方向上的距離，甲表示在亮度分布形成層中 的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的沖黃截面中，與結(jié)構(gòu)部的外表面相切的切線 和與光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍 內(nèi)時，相對于結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面，在具 有在結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部纟黃截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部 才黃截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部4黃截面的外表面的結(jié)構(gòu)部4黃 截面的陣列方向分量的比率變成39。~59。的切線角W的部分的比 率Q滿足以下乂>式Q ^0.70。
因此，在另一個面發(fā)光裝置和另一個液晶顯示裝置中，從傾斜 側(cè)看的亮度的最大值和正面亮度的最小值基本出現(xiàn)在關(guān)于從光源 的移動距離相同的位置。


圖1與圖2~圖44一起示出了4吏用本發(fā)明的面發(fā)光裝置和液晶 顯示裝置的最佳模式，并且圖l是示出液晶顯示裝置的示意性透視
系的示意性；
圖3是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的切線角；
圖4是示出來自光源的光在光學(xué)元件上的亮度分布的示圖5是示出來自光源的光在擴散裝置上的亮度分布的示圖6是示出當(dāng)從單一光源輸出光時的亮度分布和合成亮度分布 的示意圖7與圖8 ~圖IO—起示出了亮度分布的形狀實例，并且圖7 是示出具有圓頂?shù)幕緸槿切涡螤畹膶嵗氖疽鈭D8是示出在其斜面上具有臺階的形狀的示意圖9是示出亮度等級在光源直上位置處具有最小值的實例的 示意圖10是亮度等級在光源直上位置處基本恒定的實例的示意圖11是示出光源距離L與光軸距離H的比率(L/H)和最大切 線角a之間的關(guān)系的示圖12是示出移動距離x和最大切線角a之間的關(guān)系的示圖；圖13是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/H-2.0時，從任意角看的亮度分布基本恒定， 而與移動3巨離x無關(guān)；
圖14是示出關(guān)于圖13所示形狀實例的切線角^F和等于或大于 切線角甲的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖15是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)1711=2.0時，從任意角看的亮度分布不是基本 恒定；
圖16是示出關(guān)于圖15所示形狀實例的切線角^F和等于或大于 切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖17是列出圖13 ~圖16所示形狀實例的每個數(shù)據(jù)的表格；
圖18是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/H二3.0時，從任意角看的亮度分布基本恒定， 而與移動3巨離x無關(guān)；
圖19是示出關(guān)于圖18所示形狀實例的切線角^和等于或大于 切線角甲的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖20是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/I^3.0時，從任意角看的亮度分布不是基本 恒定；
圖21是示出關(guān)于圖20所示形狀實例的切線角甲和等于或大于 切線角甲的切線角的比率之間的關(guān)系的圖表；
圖22是列出圖18 ~圖21所示形狀實例的每個數(shù)據(jù)的表格；
20圖23是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)1711=4.0時，從任意角看的亮度分布基本恒定， 而與移動3巨離x無關(guān)；
圖24是示出關(guān)于圖23所示形狀實例的切線角中和等于或大于 切線角W的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖25是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/H=4.0時，從任意角看的亮度分布不是基 本恒定；
圖26是示出關(guān)于圖25所示形狀實例的切線角^和等于或大于 切線角^的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖27是列出圖23 ~圖26所示形狀實例的每個數(shù)據(jù)的表格；
圖28是示出當(dāng)使用具有不同的總透光率T的擴散裝置時亮度 變化生成率(不均勻率)和L/H之間的關(guān)系的示圖29是示出通過》文大部分來示出圖28的部分圖表的示圖30是示出當(dāng)使用具有由每一個均具有等腰三角形形狀的結(jié) 構(gòu)部構(gòu)成的亮度分布形成層的光學(xué)元件時的亮度分布的示圖31是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/H為2.8~3.5時，從任意角看的亮度分布基 本恒定，而與移動3巨離無關(guān)；
圖32是示出關(guān)于圖31所示形狀實例的切線角^和等于或大于 切線角甲的切線角的比率之間的關(guān)系的圖表；圖33是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的各個實例 的示意圖，其中，當(dāng)L/H為2.8~3.5時，從任意角看的亮度分布基 本恒定，而與移動3巨離無關(guān)；
圖34是示出關(guān)于圖33所示兩個形狀實例的切線角T和等于或 大于切線角^的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖35是示出關(guān)于形狀實例的比率Q和亮度變化生成的表才各；
圖36是示出關(guān)于兩個形狀實例的通過比較來示出亮度分布的 示圖37是示出具有多邊形形狀的的亮度分布形成層的實例的示
圖38是示出具有多邊形形狀的兩個結(jié)構(gòu)部的亮度分布形成層 的實例的示圖39是示出具有多邊形形狀的兩個結(jié)構(gòu)部的亮度分布形成層 的另一實例的示圖40是示出具有多邊形形狀的兩個結(jié)構(gòu)部的光學(xué)元件和用于 對光學(xué)元件進行模制的模型的示圖41是示出具有光學(xué)元件、擴散板和利用封裝件封裝的光學(xué) 元件組的光學(xué)元件封裝的示意圖42是示出光學(xué)元件和擴散板結(jié)合在一起的光學(xué)元件結(jié)合體 的示意圖；圖43是與擴散裝置一起示出部分結(jié)構(gòu)部在尺寸上與其他部分 不同的實例的示意圖44是示出圖43所示光學(xué)元件的模制實例的示意圖45是示出相關(guān)4支術(shù)的面發(fā)光裝置的示意性透一見圖46是示出相關(guān)技術(shù)的面發(fā)光裝置中的正面亮度分布的實例 的示意圖，其中，光源和擴散板之間的距離變短；
圖47是示出相關(guān)技術(shù)的面發(fā)光裝置中的正面亮度分布的實例 的示意圖48是示出相關(guān)技術(shù)的面發(fā)光裝置中的正面亮度分布和傾斜 亮度分布的實例的示意圖49是示出相關(guān)技術(shù)的面發(fā)光裝置中具有高擴散功能的擴散 片均分從光學(xué)元件發(fā)射的照射光通量的角度分布的實例的示意圖； 以及
圖50是示出當(dāng)是以相關(guān)技術(shù)的面發(fā)光裝置中的具有高擴散功 能的擴散片時所引起的問題的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，面發(fā)光裝置包括多個光源，設(shè)置 在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、用 于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置?；谝韵录僭O(shè)，光源距離 L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離X表示在乂人一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，(j)表示/人光源發(fā)射并穿過光學(xué)元 件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示光學(xué)元件上的正面
亮度小的最大值，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，在x:L/2條件下
的正面亮度(t)取最小值如，并滿足以下公式0.65 (t)max^(()()^0.85
小max。
因此，從所有角度看的亮度分布變得幾乎恒定，從而可以抑制 從所有方向看的亮度的不均勻。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例，另一個面發(fā)光裝置包括多個光源， 設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置?；谝韵伦鱄殳，光源距離 L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源 的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，(()表示從光源發(fā)射并穿過光學(xué)元
件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及(J)max表示光學(xué)元件上的正面
亮度(j)的最大值，當(dāng)L/H在2.8 4.2的范圍內(nèi)時，在x二L/2條件下 的正面亮度小取最小值小0,以及在x=0條件下的正面亮度小取最小值 ()h，并滿足以下7>式
0.65 小應(yīng)^小0 ^ 0.85 小腿，且小0 < (jh。
因此，當(dāng)義人所有角度看時亮度分布變得幾乎恒定，從而可以抑 制從所有方向看的亮度的不均勻。
24才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例，液晶顯示裝置包括多個光源，i殳 置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射乂人多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元件 來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝；以及液晶面板，顯示圖像，并被 從多個光源發(fā)射的光所照射。基于以下假設(shè)，光源距離L表示彼此 相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源的中心到光 學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個光源到鄰近
光源的方向上的3巨離，())表示,人光源發(fā)射并穿過光學(xué)元4牛的光在光
學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示光學(xué)元件上的正面亮度(l)的最大
值，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，在乂 = 172條件下的正面亮度(|) 耳又最小4直cj)0，并滿足以下7>式0.65 (})max S如S 0.85 . cj)max。
因此，從所有角度看的亮度分布變得幾乎恒定，從而可以抑制 從所有方向看的亮度的不均勻。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，另一個液晶顯示裝置包括多個光 源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其 上的、用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成 層；反射面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件 之間具有空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地 設(shè)置反射面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置 光學(xué)元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置；以及液晶面板，顯示 圖像，并被從多個光源發(fā)射的光所照射?；谝韵录僭O(shè)，光源距離 L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表示從光源 的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x表示在從一個 光源到鄰近光源的方向上的距離，(J)表示乂人光源發(fā)射并穿過光學(xué)元件的光在光學(xué)元件上的正面亮度，以及(j)max表示光學(xué)元件上的正面
亮度(j)的最大值，當(dāng)L/H在2.8-4.2的范圍內(nèi)時，在x二L/2條件下 的正面亮度小取最小值(l)o,以及在x=0條件下的正面亮度(j)取最小值 (fh，并滿足以下爿i^式
0.65 (j)max^如S 0.85 (|)max，且如< 。
因此，從所有角度看的亮度分布變得幾乎恒定，從而可以抑制 從所有方向看的亮度的不均勻。
才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，另一個面發(fā)光裝置包括多個光源，i殳 置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有在其上形成的用 于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué) 元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置?；谝韵录僭O(shè)，光學(xué)元件 中的亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，多個結(jié)構(gòu)部被設(shè)置成使結(jié)
向上并列，光源距離L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光 軸距離H表示從光源的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動 距離x在從一個光源到鄰近光源的方向上的距離，屮表示在亮度分 布形成層中的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的4黃截面中，與結(jié)構(gòu)部的外表面 相切的切線和與光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍內(nèi)時，相對于結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部4黃截面的外 表面，在具有在結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面部分 的結(jié)構(gòu)部4黃截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面的 結(jié)構(gòu)部沖黃截面的陣列方向分量的比率變成39°~59。的切線角^的
部分的比率Q滿足以下,>式Q ^0.70。因此，從所有角度看的亮度分布變得幾乎恒定，從而可以抑制 從所有方向看的亮度的不均勻。
才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，另一個液晶顯示裝置包括多個光源， 設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、 用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射 面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有 空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射 面；擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元件 來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置；以及液晶面板，顯示圖像，并 被從多個光源發(fā)射的光所照射?；谌缦录僭O(shè)，光學(xué)元件中的亮度 分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，多個結(jié)構(gòu)部祐 沒置成4吏結(jié)構(gòu)部在乂人 光源發(fā)射的光的光軸方向上突出并在多個光源的陣列方向上并列， 光源距離L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離，光軸距離H表 示從光源的中心到光學(xué)元件在光軸方向上的距離，移動距離x在從 一個光源到鄰近光源的方向上的距離，T表示在亮度分布形成層中 的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的一黃截面中，與結(jié)構(gòu)部的外表面相切的切線 和與光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍 內(nèi)時，相對于結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部4黃截面的外表面，在具 有在結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部 橫截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面的結(jié)構(gòu)部橫 截面的陣列方向分量的比率變成39°~59。的切線角T的部分的比 率Q滿足以下^^式0.37SQ^0.70。
因此，乂人所有角度看的亮度分布幾乎都變得恒定，并且可以抑 制從所有角度看的亮度的不均勻。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖描述4吏用本發(fā)明的面發(fā)光裝置和液晶顯示 裝置的最佳模式。
在下述的最佳才莫式中，將本發(fā)明的面發(fā)光裝置應(yīng)用于液晶顯示 裝置的背光裝置。本發(fā)明的面發(fā)光裝置的應(yīng)用范圍不^f又限于液晶顯 示裝置的背光裝置，并且該面發(fā)光裝置還可以廣泛應(yīng)用于其它圖像 顯示裝置所使用的發(fā)光裝置。
例如，面發(fā)光裝置IO被用作液晶顯示裝置50中的直下型背光 裝置(參見圖1 )。
面發(fā)光裝置10具有所需部分分別i殳置在外殼11內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并
包括多個光源(線形光源)12、 12.....反射板13、擴散裝置14、
光學(xué)元件(光學(xué)4反)15以及光學(xué)元件組16。
對于光源12、 12、…，4吏用i者如冷陰才及熒光管或熱陰才及熒光燈 的熒光管。光源12、 12、...分別具有圓柱形狀并被設(shè)置在反射板13 上，4吏得它們在圖1所示的Y方向上延伸。在圖1所示X方向上 以規(guī)則的間隔在反射板13和光學(xué)元件15之間設(shè)置光源12、 12、...， 使得光源以平行狀態(tài)進行設(shè)置。
在面發(fā)光裝置10中，以規(guī)則的間隔在反射板13上設(shè)置多個光 源12、 12、…，并保持光源配置的均勻性。因此，已經(jīng)到達下述液 晶顯示面^反的來自光源12、 12、…的光不可能呈現(xiàn)出局部不均勻的 亮度，這由光源12、 12、...的配置所引起。
反射面13a是反射才反13面向光源12、 12、...的表面。來自光 源12、 12、...的部分光在反射面13a上反射并轉(zhuǎn)向光學(xué)元件15。對于反射板13，可以使用具有能反射光的能力的任意材料，例如可以 使用由鋁、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚碳酸酯形成的反射板。
通過在其間夾置光學(xué)元件15來與光源12、 12、...相對地i殳置 擴散裝置14。擴散裝置14具有擴散穿過光學(xué)元件15的入射光以使 照射光通量的亮度分布均勻化的功能。
對于擴散裝置14，只要提供光透射特性和光擴散功能，例如擴 散板或膜形式的擴散片的任意材料都是可用的。使用由例如聚苯乙 烯、環(huán)烯烴聚合物、丙烯醛基或聚碳酸酯形成的擴散裝置14。對于 擴散片，使用涂覆在例如PET基板上的諸如填充物顆粒的用于支持 光擴散的材料。對于擴散裝置14,使用擴散板和擴散片中的至少任 意一種，4旦也可以以堆疊形式4吏用這兩者。
在擴散裝置14的光輸出側(cè)上i殳置液晶顯示面^反(未示出)。
在光源12、 12、...和擴散裝置14之間設(shè)置光學(xué)元件15。例如， 光學(xué)元件15是具有光透射性能的棱鏡片或雙凸透鏡片，并具有在 基斗反17的光IIT出側(cè)整體形成亮度分布形成層18的結(jié)構(gòu)。
基板17由諸如丙烯酸樹脂、聚對苯二曱酸乙二酯、聚萘二曱 酸乙二酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯樹脂或聚乙烯-曱基丙烯酸甲基共聚 物樹脂的透明合成樹脂制成的板材料?？梢砸园寤蚰さ男问街谱骰?板17，但優(yōu)選由具有高剛性的板材料制作基板，因為設(shè)置在外殼 11中的板材料不可能經(jīng)受偏轉(zhuǎn)、扭曲、熱變形等，并且在Z方向上 與光源12的距離不可能改變。對于基板17的厚度，不存在具體限 制，并且只要可以保證預(yù)定的剛性，基板的厚度可以與板或膜的厚 度一樣小。亮度分布形成層18具有抑制來自光源12的光的亮度變化的功 能。亮度分布形成層18由每一個均具有在圖1所示Y方向上延伸 的邊《彖的多個結(jié)構(gòu)部18a、 18a、...構(gòu)成，并且以預(yù)定的間3巨在X方 向上連續(xù)i殳置結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…。結(jié)構(gòu)省P18a在圖1所示的Z方 向上突出，即，在來自光源12的光的光軸方向上突出，并且每個 結(jié)構(gòu)部都包括具有例如曲線形狀或多邊形形狀的外表面。當(dāng)每個結(jié) 構(gòu)部18a都具有曲線形狀時，曲線形狀是例如非3求形形狀。
結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…的陣列間距與光源12、 12、…的陣列間距 不相關(guān)，并且以更小的間距排列結(jié)構(gòu)部18a、 18a、...。
光學(xué)元件15可具有在基板上整體模制的亮度分布形成層18的 結(jié)構(gòu)，但是也可以具有將由紫外線固化樹脂制成的亮度分布形成層 18轉(zhuǎn)印至基板17或者通過壓模在基板17上結(jié)合亮度分布形成層 18的結(jié)構(gòu)。
光學(xué)元件組16由單個或多個光學(xué)元件(例如，擴散片、棱鏡 片或反射偏振片)構(gòu)成。當(dāng)光學(xué)元件組16由多個光學(xué)元件構(gòu)成時， 以堆疊方式配置多個光學(xué)元件。通過夾置擴散裝置14來與光學(xué)元 件15相對地設(shè)置光學(xué)元件組16。
在具有上述結(jié)構(gòu)的面發(fā)光裝置10中，反射板13和光學(xué)元件15 之間的空間凈皮形成為空氣層19。
在面發(fā)光裝置10中，從光源12、 12、...發(fā)射的光順序穿過光 學(xué)元件15、擴散裝置14和光學(xué)元件組16,并照射液晶顯示面斗反。 在這種情況下，部分發(fā)射光在反射板13的反射面13a上被反射并 專i向光學(xué)it/f牛15。在光學(xué)元件15的入射表面處折射光學(xué)元件15上的入射光，并 且當(dāng)從光學(xué)元件15發(fā)射時，進一步折射并轉(zhuǎn)向擴散裝置14。擴散 并發(fā)射擴散裝置14上的入射光，并通過光學(xué)元件組16到達液晶顯 示面板。
圖2示出了從光源12、 12、...發(fā)射的光的通路以及各個部件的
位置關(guān)系。
在圖2中，字符L表示彼此相鄰的光源12、 12的中心之間的 距離(光源距離)，字符n表示光學(xué)元件15的折射率，dl表示光學(xué) 元件15的厚度，字符H表示從光源12的中心到光軸S的方向上的 光學(xué)元件15的距離(光軸距離)，nO表示空氣層19的折射率，ei 表示相對于從光源12發(fā)射并在光學(xué)元件15上入射的光的光軸S的 入射角，以及e2表示在光學(xué)元件15上入射的光的折射角。
在圖2中，通過放大尺寸示出了相對于光學(xué)元件15的基板17 的亮度分布形成層18的結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…，^f旦實際上結(jié)構(gòu)部18a、 18a、...相對于基板17非常小。
如圖3所示，在亮度分布形成層18中的結(jié)構(gòu)部18a、 18a、... 并列的方向上的碎黃截面中，才尋號v)i表示在與結(jié)構(gòu)部18a的外表面相 切的切線TL和垂直于光軸S的平面C之間形成的切線角。在這種 情況下，如圖2所示，字符a表示切線角w的最大切線角，字符x 表示在與來自光源12的光軸S垂直的方向上光源12的分割圖傳_ 12A的移動距離。最大切線角a通常趨于是結(jié)構(gòu)部18a的底角。
通過使用因數(shù)(參數(shù))，面發(fā)光裝置10滿足以下公式(1 ) (3 )。 n0 sin\|/ = n sin(\|/—62) (1)
n0 sinei =n sin92 (2)<formula>formula see original document page 32</formula>
使用公式(1 ) (3 )，將任意切線角v應(yīng)用于公式(1 )以計算
折射角e2，將所計算的折射角e2應(yīng)用于公式(2)以計算入射角ei， 然后將所計算入射角的ei和4斤射角e2、光軸距離h和光學(xué)元件的
厚度dl應(yīng)用于^^式(3)以計算移動3巨離X。因此，預(yù)先確定與切 線角^相對應(yīng)的移動距離X,以及以與x相對應(yīng)的距離在鄰近光源 12的方向上移動到達具有切線角vj;的亮度分布形成層18的接觸點 的光的分割圖〗象12a。
因此，預(yù)先才艮據(jù)切線角M/確定分割圖4象12a的移動距離x。
圖4是示出來自光源12、 12…的光在穿過擴散裝置14之前穿 過光學(xué)元件15的亮度分布的示圖。
如圖4所示，正面亮度在光源12、 12、...直上位置處最大，而 在彼此相鄰的光源12、 12之間的各空間中心處最小，即，在x二L/2 處最小。另一方面，從傾斜角(45°)看的亮度分布在光源12、 12 之間的各空間的中心處最大，而在光源12、 12、…直上的位置處最 小。在傾斜亮度分布(45。)中，在L/H=2附近，可能傾斜亮度在 光源12、 12之間的各空間的中心處最大。
在圖4中，還示出了以15。、 30?；?0。的角度看的亮度分布， 并且在這些傾殺牛亮度分布中，傾斜亮度在光源12、 12之間的預(yù)定 位置處最大。
圖5是示出穿過擴散裝置14的光的亮度分布的示圖。擴散裝 置14具有均分照射光通量的角度分布的功能，因此，通過傾斜亮 度分布補償正面亮度分布，使得正面亮度分布和傾斜亮度分布變得均勻。因此，當(dāng)從所有角度看液晶顯示面板時，亮度分布幾乎恒定， 而與移動^巨離X無關(guān)，并^f呆i正了亮度分布的均勻。
在面發(fā)光裝置10中，如圖6所示，乂人各個光源12、 12、…發(fā) 射的光的正面亮度分布M、 M、…在頂部具有基本為三角形的形狀， 使得亮度等級朝著彼此相鄰光源12、 12、…直上的位置降低。對于 兩個光源12、 12,各個正面亮度分布M、 M的一部分在彼此相鄰 的兩個光源12、 12之間的<立置處4皮此進4亍重疊，并且來自一個光 源12的光的亮度等級和來自另一光源12的光的亮度等級的總和構(gòu) 成總正面亮度分布TM。各個正面亮度分布M、 M的一部分在4皮此 相鄰的兩個光源12、 12之間彼此進行重疊，以將亮度等級提高至 光源12直上位置處的等級，因此，改善了正面亮度分布TM的均 勻性。
對于來自光源12的光的正面亮度分布，形狀不限于三角形， 形狀還可以是例如具有圓頂?shù)幕緸槿切蔚男螤?參見圖7)、在 其斜面中具有臺階的形狀(參見圖8)等。當(dāng)光源距離L與光軸距 離H的比率(L/H)較大時，正面亮度分布的形狀可以是亮度等級 在光源12直上位置處具有最小值的形狀(如圖9所示)，或者可以 是亮度等級在光源12直上位置周圍基本恒定的形狀(如圖10所 示)。
在面發(fā)光裝置10中，如上所述，在彼此相鄰的光源12、 12之 間的空間中心處，即，在x=L/2的位置處，正面亮度最小?；?J) 表示正面亮度的假設(shè)，正面亮度(|)的最小值(1)0相對于正面亮度(|)的最 大值小max滿足以下7>式。
0.65 (|)max ^如^ 0.85 小
max
(4)在x-L/2處，正面亮度小取最小值(t)()，且最小值c[)()滿足上述公 式(4),使得當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，當(dāng)從所有角度觀看液 晶顯示面板時，都可以保證的亮度分布的均勻性。
為了滿足上述公式(4),當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，期望 以滿足以下7>式的形狀形成光學(xué)元件15的亮度分布形成層18中的 結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…。
<formula>formula see original document page 34</formula>
當(dāng)結(jié)構(gòu)部18a的最大切線角a滿足以上/>式(5)時，可以控 制來自單個光源12的光的亮度分布的底部寬度。
圖11是示出上述/>式(5)的示圖，在圖11中，上面的線賴二 表示公式(5)的上限，即，a = 50。 + 5。
L/H，下面的線段表示公 式(5)的下限，即，a = 35° + 5° L/H。最大切線角a包4舌在上限 和下限之間，因此，在x二L/2條件下的正面亮度())耳又最小值(t)()。
為了滿足公式(4)和公式(5),需要結(jié)構(gòu)部18a具有最大切 線角a變成預(yù)定角的形狀，但是當(dāng)確定光學(xué)元件15的厚度dl和光 軸距離H時，結(jié)構(gòu)部18a的切線角甲變成僅移動距離x基于上述 公式(1) ~ (3)的功能。
圖12是示出例如當(dāng)光軸距離H= 15.0nm、光學(xué)元件的厚度dl =1.0、光學(xué)元件的折射率n= 1.59且空氣的折射率=1.0時基于公 式(l) ~ (3)的切線角^和移動距離x之間的關(guān)系的示圖。
給定光軸距離H和光學(xué)元件的厚度dl并從/>式(1 ) (3 )推 出切線角W和移動距離x之間的關(guān)系，以及給定光源距離L并以滿足公式(4)和公式(5)的形狀形成結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…，因此通
過切線角平控制光的亮度分布，使得確保了亮度分布的均勻。
當(dāng)特定切線角屮在結(jié)構(gòu)部18a中占^尤勢時，以與切線角屮相 對應(yīng)的移動距離x折射大量的光。例如，當(dāng)以具有90。頂角的基本 為三角形的形狀形成結(jié)構(gòu)部18a時，切線角屮=45。占優(yōu)勢，并且以 與切線角甲=45°相對應(yīng)的移動距離x折射大量光時，^f又在該部分中 的亮度等級變高。因此，當(dāng)特定切線角屮在結(jié)構(gòu)部18a中占優(yōu)勢時， 存在正面亮度小在x=L/2或在其附近的部分中變?yōu)樽畲笾怠?br> 在面發(fā)光裝置10中，為了防止正面亮度())在x-L/2或在其附近 的部分中變?yōu)樽畲骬直，配置具有在結(jié)構(gòu)部18a、 18a、...并列的方向 上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部4黃截面的陣列方向分量 的比率變成40。 ~ "a"的切線角屮的部分的比率P滿足以下7>式(6 )。
具體地，當(dāng)在結(jié)構(gòu)部18a、 18a、...并列的方向上結(jié)構(gòu)部的4黃截 面的整個外表面j的結(jié)構(gòu)部的橫截面的陣列方向分量(參見圖2)
為1時，比率P為具有結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量的比率為40。
"a"的切線角T的部分的比率。
0.15 ^ P ^ 0.45 (6)
如上所述，字符a表示結(jié)構(gòu)部中的最大切線角。
當(dāng)比率P落在爿^式(6)所示的恒定范圍內(nèi)時，在x:L/2或其 附近的部分中沒有出現(xiàn)正面亮度(()的最大值。
圖13是示出在亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的實例(實 例1 4)的示圖，其中，從任意角度看的亮度分布基本恒定，而與 移動3巨離x無關(guān)。圖13示出了 L/H=2.0 JU吏用具有60%的總透光 率的擴散裝置(擴散板)的實例。圖14是示出關(guān)于圖13所示形狀實例的切線角中和等于或大于 切線角平的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。例如，在形狀實例1 在結(jié)構(gòu)部上進行觀察。在該形狀實例中，約35。以上的切線角與全 部結(jié)構(gòu)部中的切線角的比率約為40%。形狀實例1~4的每一個數(shù) 據(jù)和X軸的交點表示最大切線角a。
將L/H-2.0應(yīng)用于上述^A式(5)以計算最大切線角a。結(jié)果， 所計算的最大切線角a在45°~60°的范圍內(nèi)。因此，在圖14所示 形狀實例1 ~4的每一個形狀實例中，最大切線角a落在45°~60° 的范圍內(nèi)，因此滿足上述/>式(5 )。
對于形狀實例1 ~4中的每一個，確定落在40。-a范圍內(nèi)的切 線角甲與切線角中的總分布的比率P。在形狀實例1 ~4的每一個 中，比率P落在0.25 -0.38的范圍內(nèi)，因》匕滿足以上/>式(6)。
此外，在形狀實例1 ~ 4的每一個中，最小值(j)o落在0.65c|)max ~
0.85())max范圍內(nèi)并滿足上述公式(4)。
另一方面，圖15是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面 的實例(形狀實例5-11)的示圖，其中，從任意角度看的亮度分 布不是基本恒定。與圖13所示的實例相類似，圖15示出了 L/H=2.0 且使用具有60%的總透光率的擴散裝置(擴散板)的實例。
與圖14相類似，圖16是示出關(guān)于圖15所示形狀實例的切線 角T和等于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。 實例5 ~ 11的每一個數(shù)據(jù)和X軸的交點表示最大切線角a。
將L/H二2.0應(yīng)用于上述公式(5)以計算最大切線角a。結(jié)果， 所計算的最大切線角在45°~60°的范圍內(nèi)。因此，除形狀實例10之外，在圖16所示的每一個形狀實例中(形狀實例5 ~9和11 )中， 最大切線角a不在45。 60。的范圍內(nèi)，并且不滿足上述7>式(5)。
對于形狀實例5~11的每一個，確定在切線角甲的總分布中 40。 a的范圍內(nèi)的切線角屮的比率P。在除形狀實例9之外的形狀 實例5、 6、 7、 8、 10和11的每一個中，比率P為0或者在大于0.45 的范圍內(nèi)，因此，不滿足以上7>式(6)。
此外，在形狀實例5-11的每一個中，在x二L/2位置處的正面 亮度小的最小值小o小于0.65c|)max，正面亮度在x=L/2的位置處沒有最 小值如，或者最小值大于0.85(|)max。因此，在形狀實例5~11的每 一個中，不滿足以上/>式(4)。
在滿足上述公式(4)、 (5)和(6)的實例(形狀實例1~4) 中，以上結(jié)果確認(rèn)從任意角度看的亮度分布基本恒定。
圖17是列出圖13 ~圖16所示形狀實例1 ~ 11的數(shù)據(jù)的表格。
在面發(fā)光裝置10中，如上所述，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi) 時，期望滿足以上公式(5),但是當(dāng)L/H在2.8 4.2的范圍內(nèi)時， 期望滿足以下公式(5)'。
35。 + 5。 . L/H ^ a ^ (從50° + 5。
L/H和65°中選4奪的較小角度)
(5)，
當(dāng)結(jié)構(gòu)部18a的最大切線角a滿足以上公式(5)，時，可以控制 乂人單個光源12發(fā)射的光的亮度分布的底部寬度。
以上描述了 L/H在1.8-2.3的小范圍內(nèi)的情況，但是當(dāng)L/H在 大范圍內(nèi)時，光源和光學(xué)元件之間的光軸3巨離H變小或者4皮此相鄰 的光源之間的光源距離L變大，并且在x=0 (光源直上的位置處)條件下的亮度可能趨于比x-L/2條件下的亮度更大。因此，當(dāng)L/H 在較大值的范圍內(nèi)時，期望正面亮度分布c))具有圖9所示的形狀并 在光源直上的位置(x=0)取最小值(Jh，以及40°~a范圍內(nèi)的切線 角甲與結(jié)構(gòu)部18a的切線角屮的總分布的比率P較大。
來自光源在光學(xué)元件的下表面(面向光源的表面)上垂直入射 的光在亮度分布形成層被內(nèi)反射，但是當(dāng)最大切線角a變大時，上 述反射角變小，并且從亮度分布形成層輸出的光可能在擴散裝置上 入射而不是在相鄰的亮度分布形成層上入射。當(dāng)光在擴散裝置上入 射時，擴散裝置均分角度，從而增大在x岣條件下的光量。因此， 即使在x=0的條件下取最小值(W，在x=0的條件下的亮度也變得太 大，并且從任意角度看的亮度分布不可能變得基本恒定。因此，當(dāng) L/H在擴大的范圍內(nèi)時，即，2.8~4.2時，為了避免高角度，將公 式(5)，中的最大切線角度a的上限設(shè)置為65°。
當(dāng)比率P較大時，結(jié)構(gòu)部18a的切線角^趨于4交大，并且增加 了緊鄰x=L/2的位置處的分割圖像的亮度，使得降低了光源直上位 置的分割圖像的亮度。例如，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍內(nèi)時，假設(shè) 比率P滿足以下7>式
0.55 ^ P ^ 0.70 (6)，
當(dāng)L/H在3.5 ~4.2的范圍內(nèi)時，*1/沒比率P滿足以下7〉式
0.60 ^ P 0.75 (6)，，
然而，當(dāng)比率P的值變得太大時，光源直上的位置處的正面亮 度分布())的最小值(lh變得太小，并且存在穿過擴散裝置的光的亮度 在光源直上位置處降低的可能性。因此，為了防止穿過擴散裝置的 光的亮度在光源直上的位置處變得太小，需要在x^條件下的正面亮度分布的最小值如大于在x-L/2條件下的正面亮度分布的最小值 小o。
小o < (h (7)
圖18是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的才黃截面的實例(形 狀實例12~ 14)的示圖，其中，當(dāng)作為L/H在2.8 3.5范圍內(nèi)的實 例的1711=3.0時，從任意角度看的亮度分布基本恒定，而與移動距 離x無關(guān)。圖18示出了使用具有60%的總透光率的擴散裝置(擴 散氺反)的實例。
與圖13類似，圖19是示出關(guān)于圖18所示形狀實例的切線角 屮和等于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。
將L/H:3.0應(yīng)用于上述^厶式(5)，以計算最大切線角a。結(jié)果，最 大切線角a在50。 65。的范圍內(nèi)。因此，在圖19所示形狀實例12 ~ 14的每一個中，最大切線角a落在50。 65。的范圍內(nèi)，因此，滿足 以上乂>式(5)，。
對于形狀實例12~14的每一個，確定切線角T的總分布中 40°~a的范圍內(nèi)的切線角^的比率P。在形狀實例12~14的每一 個中，比率P落在0.62-0.68的范圍內(nèi)，因此，滿足以上7>式(6)，。
此夕卜，對于形狀實例12-14的每一個，在x=L/2位置的正面 亮度(j)的最小值(l)o落在0.65c))max ~ 0.85々max的范圍內(nèi)，滿足以上公式 (4)。
另外，對于形狀實例12~ 14的每一個，(j)o〈((h，即，滿足上述 公式(7 )。另一方面，圖20是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的4黃截面 的實例(形狀實例15-18)的示圖，其中，當(dāng)L/H-3.0時，即作為 L/H在2.8 3.5范圍內(nèi)的實例時，從任意角度看的亮度分布不是基 本恒定。圖20示出了使用具有60%的總透光率的擴散裝置(擴散 板)的實例。
與圖14相類似，圖21是示出關(guān)于圖20所示形狀實例的切線 角^和等于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。
將L/HN3.0應(yīng)用于上述/^式(5)，以計算最大切線角a。結(jié)果，最 大切線角a在50°~65°的范圍內(nèi)。因此，在圖21所示形狀實例16 和17的每一個中，最大切線角a落在50°~65°的范圍內(nèi)，因此， 滿足上述公式(5)'，但是在形狀實例15和18的每一個中，最大切 線角a小于50?；虼笥?5°,因此，不滿足以上/>式(5)，。
對于形習(xí)犬實例15-18的每一個，確定切線角Y的總分布中 40。 a的切線角T的比率P。結(jié)果，盡管形狀實例15和18滿足以 上/>式(6)，， ^f旦形狀實例16和17不滿足以上7>式(6)，。
此夕卜，在形狀實例16和17的每一個中，滿足以上公式(4),但 在形狀實例15和18的每一個中，最小值如小于0.65(()max或大于 0.85(|)max,并且不滿足以上公式(4)。
另夕卜，在形狀實例15中，(j)o〈((h，即，滿足以上7>式(7), ^f旦 是在形4犬實例16和18的每一個中，())0〉 (jh，即，不滿足以上7>式 (7)。在形狀實例17中，不包括((h，因此，不滿足以上公式(7)。
在滿足以上/>式(4)、 (5)，、 (6)，和(7)的每一個實例(形狀 實例12~14)中，以上結(jié)果確認(rèn)從任意角度看的亮度分布變得基本恒定。圖22是歹'J出圖18 ~圖21所示形狀實例12 ~ 18的數(shù)據(jù)的表格。
圖23是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的實例(實 例19~21 )的示圖，其中，當(dāng)4乍為L/H在3.5 ~4.2范圍內(nèi)的實例的 L/H=4.0時，從任意角度看的亮度分布基本恒定，而與移動距離x 無關(guān)。圖23示出了使用具有60%的總透光率的擴散裝置(擴散板) 的實例。
與圖13類似，圖24是示出關(guān)于圖23所示形狀實例的切線角 W和等于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。
將L/f^4.0應(yīng)用于上述公式(5)，以計算最大切線角a。結(jié)果，最 大切線角a在55。-65。的范圍內(nèi)。因此，在圖24所示形狀實例19 ~ 21的每一個中，最大切線角a落在55。 65。的范圍內(nèi)，因此，滿足 以上7>式(5)，。
對于形狀實例19~21的每一個，確定了在切線角^的總分布 中40。 a的+刀線角^的比率P。在形習(xí)犬實例19~21的每一個中， 比率P落在0.61 ~0.73的范圍內(nèi)，因此，滿足以上7>式(6)"。
此外，在形狀實例19~21的每一個中，x^L/2位置的正面亮度
4>的最小值(|)0落在0.65(j)max 0.85(j)max的范圍內(nèi)，并且滿足以上公式
(4)。
另夕卜，在形狀實例19~21的每一個中，如〈(jh，即，滿足上述 公式(7 )。
另一方面，圖25是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的4黃截面 的實例(形狀實例22~26)的圖表，其中，當(dāng)4乍為L/H在3.5 ~4.2 范圍內(nèi)的實例的L/H=4.0時，從任意角度看的亮度分布沒有變得基本恒定。圖25示出了使用具有60%的總透光率的擴散裝置(擴散 —反)的實例。
與圖14相類似，圖26是示出關(guān)于圖25所示形狀實例的切線 角屮和等于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。
將L/H二4.0應(yīng)用于上述公式(5)，以計算最大切線角a。結(jié)果，最 大切線角a在55°~65°的范圍內(nèi)。因此，在圖26所示形狀實例22 和26的每一個中，最大切線角a落在55°~65。的范圍內(nèi)，因此， 滿足以上公式(5)'，但是在形狀實例23 ~25的每一個中，最大切線 角a小于55°或大于65。，因此，不滿足以上公式(5)'。
對于形狀實例22~26的每一個，確定了在切線角^的總分布 中40。 ~a的切線角平的比率P。在形習(xí)犬實例23和24的每一個中， 滿足以上/>式(6)"， 4旦是在形狀實例22、 25和26的每一個中，滿 足以上 ^式(6)"。
此外，在形狀實例22中，滿足以上/>式(4)，但是在形狀實例
23 26的每一個中，最小<直小0小于0.65(()max或大于0.85())max，因it匕，
不滿足以上/>式(4)。
另外，在形狀實例23 ~26的每一個中，如〈()h，即，滿足以上 7>式(7), 4旦是在形狀實例22中，如〉^，即，不滿足以上乂A式(7)。
在滿足以上公式(4)、 (5)，、 (6)"和(7)的實例(形狀實例19-21)的每一個實例中，上述結(jié)果確認(rèn)從任意角度看的亮度分布變得 基本恒定。
圖27是列出圖23 ~圖26所示形狀實例19 ~ 26的數(shù)據(jù)的表格。在面發(fā)光裝置10中，擴散裝置14具有0.55 ~ 0.85的總透光率 T。擴散裝置14具有均分乂人光源12、 12、…和/人光學(xué)元件15發(fā)射 的照射光通量的角度分布的功能，但隨著總透光率T變小，擴散裝 置的上述功能變得更加突出。當(dāng)總透光率T約為0.55時，均分功能 飽和(基本變?yōu)樽畲笾?，并且即使總透光率變得小于0.55時，均 分功能也沒有4艮大的改變，因此，增加了亮度損失。隨著全光透—見 率T從0.85作為變小，均分角度分布的功能變得突出。因此，當(dāng)擴 散裝置14的總透光率T在0.55 -0.85范圍內(nèi)時，該功能可以充分 均分?jǐn)U散裝置14的角度分布，同時抑制亮度變化。
圖28是示出當(dāng)使用具有不同的總透光率T的擴散裝置時亮度 變化生成率(不均勻亮度比率)和L/H之間的關(guān)系的示圖，圖29 是示出通過》文大一部分示出圖28的部分圖表的示圖；水平軸表示 光源3巨離L相乂十于光軸3巨離H的比率L/H,垂直軸表示亮度變4t生 成率(不均勻亮度比率)。
除實線的凝:據(jù)之外，圖28和圖29的凄t據(jù)是通過夾置光學(xué)元件 彼此相對設(shè)置光源和擴散裝置以及通過夾置擴散裝置相對于光學(xué) 元件設(shè)置擴散片和棱鏡片的結(jié)構(gòu)所測量的數(shù)據(jù)。實線的數(shù)據(jù)是在從 結(jié)構(gòu)中除去光學(xué)元件的狀態(tài)下所測量的凄史據(jù)。圖中所示^t據(jù)是通過 使用總透光率T分別為0.58、 0.66、 0.76、 0.79或0.85的擴散裝置 所測量的數(shù)據(jù)(圖28、 29的數(shù)據(jù)補充)。
在設(shè)置光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)中，除部分光之外，從光源發(fā)射的、穿 過光學(xué)元件并到達擴散裝置的光被擴散裝置所擴散，并朝向擴散片 和棱鏡片發(fā)射。發(fā)射光的一部分被反射并返回到擴散裝置，被擴散 裝置和光學(xué)元件擴散并再次朝向擴散片和棱鏡片發(fā)射。
圖28和圖29已經(jīng)確^人與沒有4吏用光學(xué)元件時的亮度變化生 成率相比，當(dāng)l吏用光學(xué)元件時，亮度變化生成率明顯減小。此外，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用光學(xué)元件且L/H在圖中所示的范圍內(nèi)時，通 過使用具有圖中所示總透光率T的擴散裝置，降低了亮度變化生成 率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別當(dāng)使用具有0.66 ~ 0.85的總透光率T (數(shù)據(jù)填充) 的擴散裝置時，大大降低了亮度變化生成率。因此，當(dāng)擴散裝置具 有0.66-0.85的總透光率T時，擴散裝置可以表現(xiàn)出均分?jǐn)U散裝置 的角度分布的最大功能，同時抑制亮度變化。
假設(shè)當(dāng)擴散裝置的總透光率T變高時，通過超過擴散裝置從擴 散片和棱鏡片返回到光源側(cè)的光量變大，并且^L擴散裝置和光學(xué)元 件擴散的光量增加，從而降低了亮度變化生成率。
在面發(fā)光裝置中，如上所述，當(dāng)L/H在較大范圍內(nèi)時，例如 L/H在2.8 3.5的范圍內(nèi)，在x-0位置處，即，在光源直上的位置 處，亮度變高，可能引起亮度變化。因此，期望在從光學(xué)元件發(fā)射 至擴散裝置的光和在x=0附近的光中，返回到光學(xué)元件的光在數(shù)量 上增加。在從光學(xué)元件發(fā)射至擴散裝置的光和在x=0附近的光中， 當(dāng)返回到光學(xué)元件的光在數(shù)量上增加時，正面亮度分布可能成為圖 9所示的形狀，使得亮度等級在光源直上的位置具有最小值。
圖30是示出當(dāng)使用具有由每一個均具有等邊三角形形狀的結(jié) 構(gòu)部構(gòu)成的亮度分布形成層的光學(xué)元件時在L/H=3.7條件下的亮度 分布的示圖，并示出了當(dāng)4吏用具有不同切線角甲的多個光學(xué)元件時 的凄t據(jù)。圖30的lt據(jù)是通過夾置光學(xué)元件;波此相對i殳置光源和擴 散裝置以及通過夾置擴散裝置與光學(xué)元件相對設(shè)置擴散片和棱鏡 片的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。
例如，當(dāng)使用被形成使得切線角W為65。的光學(xué)元件時，光源 直上(x=0)的亮度較高且光源之間的亮度較低，并且從擴散裝置 返回到光源的光量4交小。當(dāng)^f吏用^皮形成佳J尋切線角甲為例如45。的光學(xué)元件時，光源直上(x=0)的亮度較低且光源之間的亮度較高，
并且從擴散裝置返回到光源的光量較大。
如上所述，當(dāng)L/H在4交大范圍內(nèi)時，期望在x二O附近的光中， 返回到光學(xué)元件的光量增加，并且圖30的凄t據(jù)已經(jīng)確i人用于增加 返回到光學(xué)元件的光量的結(jié)構(gòu)部的切線角W期望在39°~59°范圍 內(nèi)。
因此，當(dāng)L/H在專交大范圍內(nèi)時，即，在2.8~3.5的范圍內(nèi)時， 通過使用由具有39° ~ 59。切線角平的結(jié)構(gòu)部構(gòu)成的光學(xué)元件，可以 抑制亮度變化。
圖31是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的實例(形 狀實例27~31 )的示圖，其中，從任意角度看的亮度分布變得基本 恒定，而與移動距離x無關(guān)。圖31示出了 L/H為2.8~3.5且使用 66%的總透光率(補充)的擴散裝置(擴散板)的實例。
圖32是示出關(guān)于圖31所示的形狀實例的切線角T和等于或大 于切線角^的切線角的比率之間的關(guān)系的示圖。對于形狀實例27 ~ 31,具有39° ~ 59。的切線角甲的部分的比率Q在形狀實例27中為 0.44,在形狀實例28中為0.37,在形狀實例29中為0.42，在形狀 實例30中為0.51，以及在形習(xí)犬實例31中為0.50。
與上述比率P類似，當(dāng)在結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部的4黃截 面(參見圖2)的整個外表面J的結(jié)構(gòu)部的4黃截面的陣列方向分量 取1時，比率Q為具有結(jié)構(gòu)部的橫截面的陣列方向分量的比率為 39° ~ 59。的切線角屮的部分相對于整個外表面J的比率。
對于結(jié)構(gòu)部排列的方向上的結(jié)構(gòu)部的橫截面的外表面，在除具 有結(jié)構(gòu)部的橫截面的陣列方向分量的比率為39°~59°的切線角甲的部分之外的部分中，具有結(jié)構(gòu)部的4黃截面的陣列方向分量的比率
為大于59。的切線角屮的部分的比率作為比率R。比率R在形狀實 例27中為0.36，在形狀實例28中為0.59,在形狀實例29中為0.90, 在形狀實例30中為0.86,以及在形狀實例31中為1.00。
圖33是示出亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部的橫截面的實例(形 狀實例31 ~33 )的示圖，其中，從任意角度看的亮度分布變得基本 恒定，而與移動距離x無關(guān)。與圖31所示的結(jié)構(gòu)實例相似，圖33 示出了 L/H為2.8 ~ 3.5且使用66%的總透光率(補充)的擴散裝置 (擴散板)的實例。注意，圖33所示的形狀實例31與圖31所示 的形狀實例31相同，并且在圖中示出是為了與形狀實例32進4亍比 較。
圖34是示出關(guān)于圖33所示形狀實例32和33的切線角^和等 于或大于切線角屮的切線角的比率之間的關(guān)系的示出。對于形狀實 例32和33,具有39° ~ 59。的切線角^的部分的比率Q在形狀實例 32中為0.63，在形狀實例33中為0.50 (圖34數(shù)據(jù)補充)。
比率R在形^1犬實例32中為0%，在形習(xí)犬實例33中為100%。
圖35是示出除形狀實例27 33之外，對于形狀實例3、 5、 8、 9、 11 ~ 14以及16 ~ 25的每一個的具有39。 ~ 59。的+刀纟戔角T的吾卩 分的比率Q以及亮度變化生成的表格。如圖35所示，在比率Q為 0.37 -0.68的形狀實例中，亮度變化4交小，而在比率為小于0.37或 大于0.72的形狀實例中，亮度變化變得較大。
因此，當(dāng)L/H在2.8 3.5的范圍內(nèi)，且具有切線角屮的部分的 比率Q滿足公式0.37 Q ^ 0.70時，其中，在結(jié)構(gòu)部并列的方向 上的結(jié)構(gòu)部的橫截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部的橫截面的陣列方向 分量的比率變成39。 59。，因此，可以抑制亮度變化。例如，圖36是通過比較示出關(guān)于亮度分布的形狀實例31和32 的示圖。在形^)犬實例31中，比率Q為0.50,比率R為l.OO。在形 狀實例32中，比率Q為0.63，比率R為O。形狀實例31的比率R 大于形4犬實例32的比率R。
如圖36中的標(biāo)識才尋V、 V、…所示，在形a犬實例31的亮度分 布中，相對于光源直上(x=0)的亮度，直接在光源側(cè)面的亮度的 上升程度較為緩和，而在形狀實例32中的亮度分布中，相對于光 源直上(x=0)的亮度，直接在光源側(cè)面的亮度的上升程度較急劇。 因此，如上所述，當(dāng)比率Q在0.37 -0.70的范圍內(nèi)時，可以抑制亮 度變化，但是為了進一步降低光源直上部分附近的對比以更加能夠 確保抑制亮度變化，期望比率R4交大。
除比率R為1.00的形狀實例31之外，可以進一步降低光源直 上部分附近的對比以進 一 步抑制亮度變化的形狀實例包括比率R 為0.90的形4犬實例29、比率R為0.86的形4犬實例30以及比率R 為1.00的形狀實例33。因此，在除具有39°~59°的切線角T的部 分之外的部分中，具有大于59。的切線角T的部分的比率R為0.80 以上時，可以進一步抑制亮度變化。
在面發(fā)光裝置10中，通過形成光學(xué)元件15中的亮度分布形成 層18使得該層的橫截面(外表面)具有期望的曲線形狀，可以抑 制亮度的不均勻，但是在許多情況下，由于處理原因難以將亮度分 布形成層18形成為曲線形4犬。因it匕，以下述^妄近曲線形狀的多邊 形形狀來形成亮度分布形成層18,因此，在^f呆i正良好加工性能的同 時抑制亮度的不均勻。
以下將描述光學(xué)元件15中的亮度分布形成層18的橫截面的實 例(參見圖37~39)。圖37示出了具有多邊形形狀的亮度分布形成層18的實例100。 亮度分布形成層100由與光源的陣列方向平行的外表面101以
103、 ...、 107、 107構(gòu)成，基于外表面101，隨著外表面4妄近光源， 傾斜角變大。亮度分布形成層100具有基于穿過將外表面101分為 兩部分的點的中線M在光源的陣列方向上線對稱的形狀。
例如，由具有不同傾斜角的十三(13)個外表面(線段)形成 亮度分布形成層IOO， ^旦外表面的lt量不限于13,而是可以通過考 慮光源距離L等任意確定外表面的凄丈量。
當(dāng)使用具有接近圖37所示曲線形狀的多邊形形狀的橫截面的 亮度分布形成層100時，不需要形成通常很難形成的曲線形狀，因 此，從而保證光學(xué)元件的良好加工性能的同時可以抑制亮度變化。
此夕卜，當(dāng)形成與光源的陣列方向平^f亍的外表面101時，可以容
易地控制正面亮度(j)的最小值())O。
圖38和圖39分別示出了亮度分布形成層200、 300，作為具有 通過劃分圖37所示多邊形形狀所獲得的多個結(jié)構(gòu)部的亮度分布形 成層的實例。
圖38所示的亮度分布形成層200具有交替排列的兩個結(jié)構(gòu)部 200a、 200b。
例如，結(jié)構(gòu)部200a具有7個外表面，并包4舌表面201、 202、 202、 203、 203、 204、 204。侈寸^口，纟吉4勾告卩200b也具有7個夕卜表面， 并包括夕卜表面205、 206、 206、 207、 207、 208、 208。夕卜表面201、 205與光源的陣列方向平4亍。夕卜表面202、 203、 204相對于光源的陣列方向的傾斜角分別與亮度分布形成層100的 夕卜表面103、 105、 107的卡頁凍牛角才目同，并且夕卜表面206、 207、 208 相對于光源的陣列方向的傾斜角分別與亮度分布形成層100的外表 面102、 104、 106的，頁凍+角相同。
當(dāng)使用由通過劃分亮度分布形成層100的形狀獲得的結(jié)構(gòu)部 200a、 200b、 200a、 200b、…形成的亮度分布形成層200時，結(jié)構(gòu) 部200a、 200b的每一個的外表面的數(shù)量較小，因此，可以容易地 進4亍光學(xué)元件的處理。
圖39所示的亮度分布形成層300具有交替設(shè)置的兩個結(jié)構(gòu)部 300a、 300b。
侈'J^口，纟吉才勾部300a具有6個夕卜表面，并由夕卜表面301、 301、 302、 302、 303、 303開j成。侈'J^口，纟吉片勾吾卩300b也具有6個夕卜表面， 并由夕卜表面304、 304、 305、 305、 306、 306形成。
夕卜表面301、 302、 303相對于光源的陣列方向的傾斜角分別與 亮度分布形成層100的外表面103、 105、 107的傾斜角相同，而外 表面304、 305、 306相對于光源的陣列方向的傾斜角分別與亮度分 布形成層100的外表面102、 104、 106的傾殺牛角相同。
在結(jié)構(gòu)部300a和300b之間，形成與光源的陣列方向平4亍的平 4亍平面307。平4于平面307對應(yīng)于亮度分布形成層100的外表面101 。
當(dāng)使用由通過劃分亮度分布形成層100的形狀獲得的結(jié)構(gòu)部 300a、 300b、 300a、 300b、…形成的亮度分布形成層300時，結(jié)構(gòu) 部300a、 300b的每一個的外表面的數(shù)量較小，因此，可以容易地 進行光學(xué)元件的處理。當(dāng)采用亮度分布形成層300時，4吏用例如才莫型1000通過注射 成型來形成光學(xué)元件。如圖40所示，在^^莫型1000中，在用于^t制 結(jié)構(gòu)部300a和結(jié)構(gòu)部300b的部分之間具有突起1001,并且突起 1001在光源的陣列方向上具有特定寬度，因此，表現(xiàn)出高硬度。因 此，不可能引起突起1001的變形，可以平穩(wěn)地進行模型1000的釋 放，因此，從而改善模制的亮度分布成形層300的處理精度。
作為實例上文描述了具有連續(xù)形成多個陣列的兩種類型的結(jié) 構(gòu)部的亮度分布形成層，{旦多邊形的形狀的分割總凄t不4又限于兩 個，總數(shù)可以是三個以上。通過將多邊形形狀分為多個結(jié)構(gòu)部獲得 這些結(jié)構(gòu)，并與未分割的亮度分布形成層100 —樣表現(xiàn)出不是很大 的光學(xué)性能偏差，并且可以通過考慮加工性能來任意選擇結(jié)構(gòu)。
接下來，將描述具有集成光學(xué)元件15和擴散裝置14的結(jié)構(gòu)的 光學(xué)元件封裝和光學(xué)元件結(jié)合體(參見圖41和圖42)。
如上所述，在面發(fā)光裝置10中，4姿順序/人光源12、 12、…側(cè) i殳置光學(xué)元件15、擴散裝置14以及光學(xué)元件組16，并才艮據(jù)部件的 厚度，可能硬度較低引起扭曲或者巻曲等，從而助于導(dǎo)致不均勻亮度。
為了防止4丑曲或者巻曲的產(chǎn)生，可通過"P者如透明片或透明膜的 封裝件20來封裝光學(xué)元件15和擴散裝置14、或者光學(xué)元件15、 擴散裝置14和光學(xué)元件組16以形成光學(xué)元件封裝21(參見圖41 )。
可選地，例如，可通過使用紫外線固化樹脂、壓敏粘合劑等來 結(jié)合光學(xué)元件15和擴散裝置14,以形成光學(xué)元件結(jié)合體22 (參見 圖42)。在這種情況下，除光學(xué)元件15之外，還可以將光學(xué)元件組 16與擴散裝置14結(jié)合，以形成光學(xué)元件結(jié)合體22。當(dāng)形成光學(xué)元件封裝21或光學(xué)元件結(jié)合體22時，可以通過增 加厚度來改善硬度，從而防止扭曲、巻曲等的產(chǎn)生。
在光學(xué)元件封裝21或光學(xué)元件結(jié)合體22中，將光學(xué)元件15 配置為具有0.05 mm-0.40 mm范圍內(nèi)的厚度dl,并將擴散裝置14 配置為具有1.0mm 2.5mm范圍內(nèi)的厚度d2。即使當(dāng)使用具有較 小厚度和較小硬度的光學(xué)元件15時，具有較大厚度的擴散裝置14 也被用于形成光學(xué)元件封裝21或光學(xué)元件結(jié)合體22,使得可以在 光源12、 12、...附近設(shè)置光學(xué)元件15。
當(dāng)通過具有與0.05 mm ~ 0.40 mm范圍一樣小的厚度dl以及通 過利用例如熔體擠出來使基板17與亮度分布形成層18集成形成光 學(xué)元件15時，不〗又可以降低材料成本以降低生產(chǎn)成本，而且還可 以提高成形轉(zhuǎn)印特性以改善亮度分布形成層18的模制精度。
jt匕夕卜，當(dāng)通過具有例長口與0.05 mm ~ 0.40 ~ mm范圍一才羊小的 厚度dl以及通過使用紫外線固化樹脂使亮度分布形成層18與基板 17結(jié)合形成光學(xué)元件15時，不需要形成例如雙軸延伸PET膜的厚 基板17，從而可以實現(xiàn)厚度和生產(chǎn)成本的降低。
另夕卜，可以形成光學(xué)元件15，使得亮度分布形成層18中的部 分結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…具有不同的尺寸(參見圖43)。例如，可以 形成光學(xué)元件，使得部分結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…的光軸方向上的高度 變得比其他結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…的高度更高。通過形成光學(xué)元件15， 即4吏當(dāng)i殳置在亮度分布形成層18側(cè)的擴散裝置14和光學(xué)元件15 偶然4皮此4妄觸時，也可以減少這兩者的4妄觸面積。
因此，減少擴散裝置14和光學(xué)元件15之間的4妾觸面積，可以 抑制在結(jié)構(gòu)部18a、 18a、…和擴散裝置14之間所引起的損壞?？赏ㄟ^〗吏用用于形成光學(xué)元件15的才莫型500形成上述形狀， 4吏4尋例如如圖44所示，用于形成凹槽500a的部分具有4交深的凹面 形狀。
上述最佳模式中所描述的各個部件的具體形狀和結(jié)構(gòu)只是用 于執(zhí)行本發(fā)明的實例，不能通過實例限制本發(fā)明的沖支術(shù)范圍。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計要求和其他因素，可以 有多種修改、組合、再組合和改進，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求 或等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種面發(fā)光裝置，包括多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能，并具有形成在其上的、用于抑制從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射從所述多個光源發(fā)射的光，在所述反射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述多個光源來與所述光學(xué)元件相對地設(shè)置所述反射面；以及擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝置，其中；基于以下假設(shè)，L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離(光源距離)，H表示從光源的中心到所述光學(xué)元件在光軸方向上的距離(光軸距離)，x表示在從一個光源到鄰近光源的方向上的移動距離，φ表示從所述光源發(fā)射并穿過所述光學(xué)元件的光在所述光學(xué)元件上的正面亮度，以及φmax表示所述光學(xué)元件上的所述正面亮度φ的最大值，當(dāng)L/H在1.8～2.3的范圍內(nèi)時，在x＝L/2條件下的正面亮度φ取最小值φ0，并滿足以下公式0.65·φmax≤φ0≤0.85·φmax。
2. —種面發(fā)光裝置，包括多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能，并具有形成在其上的、用于 抑制從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射從所述多個光源發(fā)射的光，在所述反 射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述 多個光源來與所述光學(xué)元件相對地設(shè)置所述反射面；以及擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾 置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝置， 其中；基于以下々i設(shè)，L表示;f皮此相鄰的光源的中心之間的距離 (光源距離)，H表示乂人光源的中心到所述光學(xué)元件在光軸方向上的距 離(光軸距離)，x表示在/人一個光源到鄰近光源的方向上的移動距離， 光學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示所述光學(xué)元件上的所述正面亮度小的最大值，當(dāng)L/H在2.8-4.2的范圍內(nèi)時，在x^L/2條件下的正面 亮度(()取最小值(j)()，以及在x=0條件下的正面亮度cj)取最小值 并滿足以下7>式`0.65 (tw^(()"0.85 ()vax,且小0 <小l。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其中，所述光學(xué)元件中的所述亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，所述多個結(jié)構(gòu)部4皮設(shè)
4.并在所述多個光源的陣列方向上并列，以及基于以下假設(shè)切線角屮表示在所述亮度分布形成層中 的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的橫截面中，與所述結(jié)構(gòu)部的外表面相 切的切線和與所述光軸垂直的平面之間的角度，以及"a"表示所述切線角？中的最大切線角，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，滿足以下/>式`350 + 5Q IVH ^ a ^ 50。 + 5Q I7H其中，具有在所述結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部4黃截面 的外表面部分的結(jié)構(gòu)部纟黃截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部 橫截面的外表面的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量的比率變成 40。 - "a"的切線角T的部分的比率P滿足以下/>式`0.15SPS0.45。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面發(fā)光裝置，其中，所述光學(xué)元件中的 所述亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組成，所述多個結(jié)構(gòu)部一皮設(shè)并在所述多個光源的陣列方向上并列，以及基于以下*1/沒切線角屮表示在所述亮度分布形成層中 的結(jié)構(gòu)部并列的方向上的橫截面中，與所述結(jié)構(gòu)部的外表面相 切的切線和與所述光軸垂直的平面之間所形成的角度，以及"a"表示所述切線角中的最大切線角，當(dāng)L/H在2.8 4.2的范圍內(nèi)時，滿足以下/>式`35。+ 5° . L/H<a< (乂人50。 + 5。 . L/H和65。中選4奪的4交 小角度)當(dāng)L/H在2.8-3.5的范圍內(nèi)時，具有在所述結(jié)構(gòu)部并列 的方向上的結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣 列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表面的結(jié)構(gòu)部纟黃截面的 陣列方向分量的比率變成40°~ "a，，的切線角屮的部分的比 率P滿足以下7>式0.70其中，當(dāng)L/H在3.5~4.2的范圍內(nèi)時，具有在所述結(jié)構(gòu) 部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部片黃截面的外表面部分的結(jié)構(gòu)部一黃截 面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部橫截面的外表面的結(jié)構(gòu)部橫 截面的陣列方向分量的比率變成40°~ "a"的切線角^的部 分的比率P滿足以下/>式根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其中所述擴散裝置具有0.55 -0.85范圍內(nèi)的總透光率T，其中，總透光率的標(biāo)準(zhǔn)為JIS K 7361。其中，所述擴散裝置具有 其中，所述擴散裝置具有 其中，所述擴散裝置具有 其中，所述結(jié)構(gòu)部具有以
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面發(fā)光裝置， 0.55 -0.85范圍內(nèi)的總透光率T。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置， 0.66 ~ 0.85 '范圍內(nèi)的總、透光率T。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面發(fā)光裝置, 0.66 ~ 0.85 '范圍內(nèi)的總、透光率T。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的面發(fā)光裝置， 多邊形形狀形成的外表面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的面發(fā)光裝置，其中，所述結(jié)構(gòu)部具有以 多邊形形狀形成的外表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的面發(fā)光裝置，其中，與所述光軸垂直的 平面形成在4皮此相鄰的結(jié)構(gòu)部之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的面發(fā)光裝置，其中，與所述光軸垂直的 平面形成在;f皮此相鄰的結(jié)構(gòu)部之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的面發(fā)光裝置，其中，所述結(jié)構(gòu)部中形成 有與所述光軸垂直的平面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的面發(fā)光裝置，其中，所述結(jié)構(gòu)部中形成 有與所述光軸垂直的平面。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其中，通過夾置所述擴散裝置，與所述光學(xué)元件不同的至少一 個光學(xué)元件與所述光學(xué)元件相對地i殳置，以及設(shè)置其中通過封裝件來覆蓋所述擴散裝置和設(shè)置在所述 擴散裝置兩側(cè)的各個光學(xué)元件的光學(xué)元件封裝。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面發(fā)光裝置，其中，通過夾置所述擴散裝置，與所述光學(xué)元件不同的至少一 個光學(xué)元件與所述光學(xué)元件相對地i殳置，以及設(shè)置其中通過封裝件來覆蓋所述擴散裝置和設(shè)置在所述 擴散裝置兩側(cè)的各個光學(xué)元件的光學(xué)元件封裝。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其中，設(shè)置所述擴散裝置 和通過結(jié)合所述光學(xué)元件形成的光學(xué)元件結(jié)合體。
18. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面發(fā)光裝置，其中，設(shè)置所述擴散裝置和通過結(jié)合所述光學(xué)元件形成的光學(xué)元件結(jié)合體。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的面發(fā)光裝置，其中，所述光學(xué)元件具有0.05 mm ~ 0.40 mm范圍內(nèi)的厚度dl, 且擴散裝置具有1.0 mm ~ 2.5 mm范圍內(nèi)的厚度d2。
20. 才艮據(jù)權(quán)利要求18所述的面發(fā)光裝置，其中，所述光學(xué)元件具有0.05 mm ~ 0.40 mm范圍內(nèi)的厚度dl, 且擴散裝置具有1.0 mm ~ 2.5 mm范圍內(nèi)的厚度d2。
21. —種液晶顯示裝置，包括多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能，并具有形成在其上的、用于 抑制從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射從所述多個光源發(fā)射的光，在所述反 射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述多個光源來與所述光學(xué)元件相對地i殳置所述反射面；擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝；以 及液晶面斧反，顯示圖像，并一皮乂人所述多個光源發(fā)射的光所照射，其中；基于以下假設(shè)，L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離 (光源距離)，H表示從光源的中心到所迷光學(xué)元件在光軸方向上的距離(光軸距離)，X表示在從 一 個光源到鄰近光源的方向上的移動距離，光學(xué)元件上的正面亮度，以及(j)max表示所述光學(xué)元件上的所述正面亮度小的最大值，當(dāng)L/H在1.8-2.3的范圍內(nèi)時，在x^L/2條件下的正面 亮度(j)取最小值(f)o，并滿足以下公式0.65 ())麗S小o ^ 0.85 ())脂x。
22.<image>image see original document page 8</image>
23.一種液晶顯示裝置，包括多個光源，i殳置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、用于抑 制從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射從所述多個光源發(fā)射的光，在所述反 射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述 多個光源來與所述光學(xué)元件相對地i殳置所述反射面；擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾 置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝置； 以及液晶面4反，顯示圖^f象，并凈皮乂人所述多個光源發(fā)射的光所 照射，其中；基于以下假設(shè)，L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離 (光源距離)，H表示乂人光源的中心到所述光學(xué)元件在光軸方向上的距 離(光軸距離)，x表示在/人一個光源到鄰近光源的方向上的移動距離，光學(xué)元件上的正面亮度，以及小max表示所述光學(xué)元件上的所述正面亮度())的最大值，當(dāng)L/H在2.8-4.2的范圍內(nèi)時，在x-L/2條件下的正面亮度小取最小值小0，以及在x=0條件下的正面亮度())取最小值 小，并滿足以下7>式0.65 小maxS())O ^ 0.85 (j)max，且 小0 <小l。一種面發(fā)光裝置，包括，多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有在其上形成的用于抑制 從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射乂人所述多個光源發(fā)射的光，在所述反 射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述 多個光源來與所述光學(xué)元件相對地-沒置所述反射面；以及擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾 置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝置； 其中所述光學(xué)元件中的所述亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組 成，所述多個結(jié)構(gòu)部^皮i殳置成使所述結(jié)構(gòu)部在從所述光源發(fā)射 的光的光軸方向上突出并在所述多個光源的陣列方向上并列，基于以下々支設(shè)，L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離 (光源距離)，H表示從光源的中心到所述光學(xué)元件在光軸方向上的距 離(光軸距離)，X在乂人一個光源到鄰近光源的方向上的移動3巨離，切線角甲表示在所述亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部并列的 方向上的4黃截面中，與所述結(jié)構(gòu)部的外表面相切的切線和與所 述光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8-3.5的范圍內(nèi)時，其中，具有在所述結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部4黃截面 的外表面部分的結(jié)構(gòu)部纟黃截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部 橫截面的外表面的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量的比率變成 39。~59。的切線角W的部分的比率Q滿足以下公式
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的面發(fā)光裝置，其中除了具有在所述結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的 外表面部分的結(jié)構(gòu)部一黃截面的陣列方向分量的比率變成 39。~59。的切線角^的部分之外，80%以上的部分具有大于 59。的切線角甲。
25. —種液晶顯示裝置，包括多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、用于抑 制從所述多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射乂人所述多個光源發(fā)射的光，在所述反 射面和所述光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置所述 多個光源來與所述光學(xué)元件相對地設(shè)置所述反射面；擴散裝置，用于擴散從所述多個光源發(fā)射的光，通過夾 置所述光學(xué)元件來與所述多個光源相對地設(shè)置所述擴散裝置； 以及液晶面才反，顯示圖^f象，并凈皮乂人所述多個光源發(fā)射的光所照射，其中；所述光學(xué)元件中的所述亮度分布形成層由多個結(jié)構(gòu)部組 成，所述多個結(jié)構(gòu)部被設(shè)置成所述結(jié)構(gòu)部在從所述光源發(fā)射的 光的光軸方向上突出并在所述多個光源的陣列方向上并列，基于以下假設(shè)，L表示彼此相鄰的光源的中心之間的距離 (光源距離)，H表示/人光源的中心到所述光學(xué)元件在光軸方向上的距 離(光軸距離)，x表示在/人一個光源到鄰近光源的方向上的移動距離，切線角T表示在所述亮度分布形成層中的結(jié)構(gòu)部并列的 方向上的一黃截面中，與所述結(jié)構(gòu)部的外表面相切的切線和與所 述光軸垂直的平面之間所形成的角度，當(dāng)L/H在2.8-3.5的范圍內(nèi)時，具有在所述結(jié)構(gòu)部并列的方向上的結(jié)構(gòu)部一黃截面的外表 面部分的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量相對于結(jié)構(gòu)部橫截面 的外表面的結(jié)構(gòu)部橫截面的陣列方向分量的比率變成39。 ~ 59。的切線角屮的部分的比率Q滿足以下7>式0.37SP^0.70。
全文摘要
本發(fā)明公開了面發(fā)光裝置和液晶顯示裝置，其中，該面發(fā)光裝置，包括多個光源，設(shè)置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透射性能并具有形成在其上的、用于抑制從多個光源發(fā)射的光的亮度變化的亮度分布形成層；反射面，用于反射從多個光源發(fā)射的光，在反射面和光學(xué)元件之間具有空氣層的情況下，通過夾置多個光源來與光學(xué)元件相對地設(shè)置反射面；以及擴散裝置，用于擴散從多個光源發(fā)射的光，通過夾置光學(xué)元件來與多個光源相對地設(shè)置擴散裝置。通過本發(fā)明，從所有角度看的亮度分布幾乎都變得恒定，并且可以抑制從所有角度看的亮度的不均勻。
文檔編號G02F1/13357GK101630095SQ20081021052
公開日2010年1月20日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者大村太郎, 太田榮治, 山北茂洋, 新開章吾, 石森拓 申請人:索尼株式會社