專利名稱：面光源裝置以及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置以及液晶顯示裝置，特別是，涉及使光高效地射入厚度比光源更薄的導(dǎo)光板的面光源裝置的構(gòu)造。

背景技術(shù)：
圖1是表示使用邊緣照明型的面光源裝置的現(xiàn)有的液晶顯示裝置的示意圖。該液晶顯示裝置11由面光源裝置12和液晶面板15構(gòu)成。
面光源裝置12將使用LED的點(diǎn)光源18與由透明樹脂形成的導(dǎo)光板17的端面(光入射面)相對(duì)而配置，在導(dǎo)光板17的上表面(光出射面)重疊擴(kuò)散板13和兩個(gè)棱鏡片14，并且使反射板16與導(dǎo)光板17的下表面相對(duì)。另外，點(diǎn)光源18安裝在基板20上。液晶面板15隔著墊片19(黑框)配置在棱鏡片14之上。
從點(diǎn)光源18射出的光從導(dǎo)光板17的端面射入導(dǎo)光板17內(nèi)，在導(dǎo)光板17內(nèi)傳播并擴(kuò)散，從導(dǎo)光板17大致整個(gè)上表面射出。從導(dǎo)光板17的上表面射出的光透過擴(kuò)散板13以及棱鏡片14而從背面?zhèn)日樟烈壕姘?5。另外，從導(dǎo)光板17的下表面漏出的光被反射板16反射而再次返回導(dǎo)光板17內(nèi)，對(duì)光進(jìn)行再利用。
在這樣的面光源裝置12中，除了要求亮度均勻、高亮度以及低成本之外，還要求發(fā)光面積大(發(fā)光面以外的面積小)以及厚度薄。特別是，在組裝到便攜式設(shè)備中時(shí)，隨著便攜式設(shè)備的薄型化，對(duì)面光源裝置12的薄型化的要求也越來越高。
通常的面光源裝置的各部件尺寸如下。
基板與點(diǎn)光源的厚度之和600μm 點(diǎn)光源的光出射窗的高度300μm 棱鏡片的厚度 62μm(每一片) 擴(kuò)散板的厚度 55μm 導(dǎo)光板的厚度 300～650μm 反射板的厚度60μm 墊片的厚度55μm 由此，面光源裝置的厚度在點(diǎn)光源側(cè)為600μm左右，在導(dǎo)光板側(cè)，除了墊片的厚度之外，為539μm～889μm左右。因此，希望將占據(jù)面光源裝置大部分面積的導(dǎo)光板側(cè)的厚度減薄。
占據(jù)面光源裝置大部分厚度(以下，在單稱面光源裝置的厚度時(shí)，指的是面光源裝置在導(dǎo)光板側(cè)的厚度)的是導(dǎo)光板。但是，若使導(dǎo)光板的厚度比點(diǎn)光源的光出射窗的高度小，則從點(diǎn)光源射出的光中不射入導(dǎo)光板的光增加，面光源裝置的光利用率下降。因此，導(dǎo)光板的厚度受到點(diǎn)光源的光出射窗的高度的制約，難以使面光源裝置的厚度比點(diǎn)光源的光出射窗的高度小。同樣地，在光源為冷陰極管時(shí)，難以使導(dǎo)光板的厚度小于冷陰極管的直徑。
(關(guān)于專利文獻(xiàn)1) 圖2是日本特開平5-53111號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開的液晶顯示裝置21的側(cè)面圖。在用于該液晶顯示裝置21的面光源裝置22中，為了使來自螢光管23的光有效地射入厚度比螢光管23薄的導(dǎo)光板，在導(dǎo)光板的厚度薄的部分、即導(dǎo)光板主體24的端部設(shè)有錐形部25。錐形部25的端面具有與螢光管23的直徑大致相等的高度，螢光管23與該端面相對(duì)。從錐形部25的端面射入的光在錐形部25的表面背面全反射而被導(dǎo)向?qū)Ч獍逯黧w24，從導(dǎo)光板主體24的上表面向液晶面板26射出。
專利文獻(xiàn)1公開的面光源裝置22用于將螢光管23的光不泄漏地導(dǎo)向?qū)Ч獍?。因此，使錐形部25端面的高度與螢光管23的直徑大致相等，將螢光管23的光不泄漏地導(dǎo)向錐形部25。但是，在面光源裝置22中，不能夠防止錐形部25的漏光。因此，從錐形部25漏出的光發(fā)亮而能夠從觀察者側(cè)看到，液晶顯示裝置21的顯示部(畫面)的邊緣以高亮度發(fā)光，使顯示部的品質(zhì)下降。
使用圖3對(duì)該面光源裝置22的上述構(gòu)造不能夠防止自錐形部25的漏光的理由進(jìn)行說明。對(duì)在錐形部25最容易漏出的光進(jìn)行探討。防止了該最易泄漏的光的漏出，則在面光源裝置22中，錐形部25不漏光。最易漏出的光是從螢光管23發(fā)出而射入錐形部25的光中入射角α最大的光線L，故而考慮能夠使從與錐形部25的端面垂直的方向測(cè)定的入射角α最大的光線L在錐形部25不漏光且可盡量減薄導(dǎo)光板主體24的厚度的結(jié)構(gòu)。為了得到這樣的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，只要考慮射入角α最大的光線L在錐形部25的傾斜面上端(A點(diǎn))全反射之后、在導(dǎo)光板下表面的B點(diǎn)再次全反射并在導(dǎo)光板主體24的與錐形部25相鄰的上表面(C)點(diǎn)反射的條件即可。另外，在圖3中，在錐形部25的端面部分表示平板狀的短部分，但這只是為了附圖的方便表示，其長(zhǎng)度可以無限地短。
首先，射入導(dǎo)光板的光線的最大入射角α由下式?jīng)Q定。
sinα＝1/n ...(式1) (其中，n為導(dǎo)光板的折射率) 該入射角α最大的光線L射入傾斜角θ的A點(diǎn)的入射角為90°-θ-α，故而在該傾斜面將光線全反射的條件為 θ≤90°-2α...(式2)。
另外，在A點(diǎn)全反射后的光射入錐形部25的下表面的入射角為90°-2θ-α，故而在該下表面的B點(diǎn)將光線全反射的條件為 θ≤45°-α...(式3) 若滿足該式3，則在B點(diǎn)全反射后的光在導(dǎo)光板主體24的C點(diǎn)也全反射。
由此，由式2及式3可知，為了使光線L在A點(diǎn)、B點(diǎn)以及C點(diǎn)全反射，只要滿足下式即可。
θ≤45°-α...(式4) 但是，若錐形部25的傾斜角θ小，則在錐形部25的傾斜面的上端全反射之后，在導(dǎo)光板的下表面全反射后的光會(huì)再次射入到錐形部25的傾斜面而從錐形部25漏光，另外，由于傾斜角θ小則錐形部25的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，故而傾斜角θ在滿足式4的范圍內(nèi)盡可能地大為好。因此，傾斜角θ設(shè)定為在滿足式4的限度內(nèi)盡可能大的值。即，θ＝45°-α...(式5)。
若將錐形部25的端面高度設(shè)為T，將錐形部25的長(zhǎng)度設(shè)為X，將錐形部25的傾斜面的高低差設(shè)為Y，則由圖3，錐形部25的長(zhǎng)度X和高低差Y成為 X＝Tcot(α+2θ)+(T-Y)cot(α+2θ) ＝(2T-Y)cot(α+2θ) Y＝Xtanθ 這是關(guān)于X、Y的求解，若使用式5，則成為下式6、7。
...(式6) ...(式7) 其中，a＝tanα＝tan(45°-θ)。
另外，導(dǎo)光板主體24的厚度t由下式8表示。
...(式8) 作為導(dǎo)光板材料，考慮具有代表性的導(dǎo)光板材料即丙稀酸樹脂和聚碳酸酯樹脂(PC樹脂)，若使導(dǎo)光板的折射率為 n＝1.49(丙稀酸樹脂的情況) n＝1.59(聚碳酸酯樹脂的情況) 進(jìn)行計(jì)算，則最大的入射角α由式1算得為 α＝42.16°(丙稀酸樹脂的情況) α＝38.97°(聚碳酸酯樹脂的情況) 由式3算出錐形部3的傾斜角θ為 θ＝2.84°(丙稀酸樹脂的情況) θ＝6.03°(聚碳酸酯樹脂的情況)。
另外，在專利文獻(xiàn)1中，將錐形部25的端面高度記為T＝4.10mm，故而使用該高度T的值和上述α的值，由式6～8如下地求出錐形部25的長(zhǎng)度X和高低差Y、導(dǎo)光板主體24的厚度t。在導(dǎo)光板材料為丙稀酸樹脂的情況下，T＝4.10mm、α＝42.16°(a＝tanα＝0.91)，故而 X＝7.10mm Y＝0.35mm t＝3.75mm。
同樣地，在導(dǎo)光板材料為聚碳酸酯樹脂的情況下，T＝4.10mm、α＝38.97°(a＝tanα＝0.81)，故而 X＝6.11mm Y＝0.65mm t＝3.45mm。
圖4匯總表示上述的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)圖4，導(dǎo)光板主體24的厚度t為3.75mm(丙稀酸樹脂的情況)或3.45mm(聚碳酸酯樹脂的情況)。對(duì)此，在專利文獻(xiàn)1公開的液晶顯示裝置21中，相對(duì)于錐形部25的端面高度T＝4.10mm，將導(dǎo)光板主體24的厚度記為t＝2.2mm。該t＝2.2mm的值比由上述計(jì)算求出的厚度t的值(圖4)薄很多，故而必然從錐形部25漏光。
由此，在專利文獻(xiàn)1公開的面光源裝置22中，不能夠防止自錐形部25的漏光?；蛘?，在專利文獻(xiàn)1公開的面光源裝置22中，至少對(duì)于自錐形部25的漏光完全未作考慮。
(關(guān)于專利文獻(xiàn)2) 圖5是表示日本特開2004-69751號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)的圖1公開的面光源裝置的立體圖。該面光源裝置31在導(dǎo)光片32的端部設(shè)置形成圓錐形的導(dǎo)光部33，并且將點(diǎn)光源35與導(dǎo)光部33的端面(受光部34)相對(duì)而配置。在該面光源裝置31中，點(diǎn)光源35和導(dǎo)光板33的受光部34也具有相同程度的高度，將點(diǎn)光源35的光從導(dǎo)光部33射入而導(dǎo)向?qū)Ч馄?2。
專利文獻(xiàn)2公開的面光源裝置31用于將點(diǎn)光源35的光不泄漏地導(dǎo)向?qū)Ч馄?2。因此，使受光部34的高度與點(diǎn)光源35的高度大致相等，通過導(dǎo)光部33的錐形將點(diǎn)光源35的光不漏光地導(dǎo)向?qū)Ч馄?2。但是，在該面光源裝置31中，也不能夠防止在形成圓錐狀的導(dǎo)光部33的漏光。因此，從導(dǎo)光部33漏出的光明亮而能夠從觀察者側(cè)看到，液晶顯示裝置的顯示部(畫面)一端以高亮度發(fā)光，使顯示部的品質(zhì)下降。
圖6是表示由通過導(dǎo)光部33的軸心的垂直面剖切后的導(dǎo)光部33以及受光部34的截面的圖。使用圖6對(duì)專利文獻(xiàn)2(圖1)的面光源裝置31也不能夠防止自導(dǎo)光部33的漏光進(jìn)行說明。在專利文獻(xiàn)2的面光源裝置31中，作為導(dǎo)光板材料使用丙稀酸樹脂，故而射入到導(dǎo)光部33的光線L的最大入射角α由圖4可知為α＝42.16°，此時(shí)導(dǎo)光部33的表面的傾斜角θ為θ＝2.84°。但是，在專利文獻(xiàn)2的面光源裝置31中，受光部34的高度為3mm，導(dǎo)光片32的厚度為1mm，故而若使導(dǎo)光部33的傾斜角為θ＝2.84°，則導(dǎo)光部33的長(zhǎng)度為X＝20.16mm。由此，如圖6所示，在導(dǎo)光部33的一傾斜面的上端全反射后的光以90°-(α+3θ)＝39.32°的入射角向另一傾斜面射入。該入射角39.32°比全反射的臨界角(42.16°)小，故而射入到另一傾斜面的光線L如圖6所示地向外部漏光。
因此，在專利文獻(xiàn)2公開的面光源裝置31中，雖然能夠封入一定的光，但是數(shù)10％左右的光從導(dǎo)光部33漏出，漏出的光在顯示面發(fā)亮而使液晶顯示裝置的品質(zhì)變差。另外，在專利文獻(xiàn)2中，對(duì)于防止這樣的漏光未作任何的探討。
另外，在專利文獻(xiàn)2的圖3中公開了如下的導(dǎo)光板，即，導(dǎo)光部33的端面(受光部34)為圓形，隨著朝向受光部34的相反側(cè)，導(dǎo)光部33扁平地?cái)U(kuò)展且變薄，參照本發(fā)明的圖7。但是，在這樣的面光源裝置中，如圖8所示地從受光部34側(cè)觀察可知，以圖8的K-K所示的截面進(jìn)行考慮，導(dǎo)光部33的上表面?zhèn)鹊谋砻婧拖卤砻鎮(zhèn)鹊谋砻娲笾缕叫械叵鄬?duì)。由此，在這樣的導(dǎo)光板中，與專利文獻(xiàn)2的圖1的情況相同，從導(dǎo)光部33向外漏光。
(關(guān)于專利文獻(xiàn)3) 圖9是日本特開2005-285389號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)公開的面光源裝置的剖面圖。該面光源裝置41為了使光有效地射入厚度比光源42薄的導(dǎo)光板主體43，將從光入射面?zhèn)乳_始依次減薄的臺(tái)階狀的入光部44設(shè)置在導(dǎo)光板主體43的端部。另外，在入光部44的表面設(shè)有光反射板45。
在這種結(jié)構(gòu)的面光源裝置41中，如圖10所示的光線L1那樣，從入光部44漏出的光線在光反射板45反射而再次射入入光部44，在入光部44的界面和光反射板45反復(fù)進(jìn)行反射而導(dǎo)向?qū)Ч獍逯黧w43。
但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，如圖10所示的光線L2那樣地，一部分光被光反射板45吸收而使光利用率下降。另外，通過粘接劑將光反射板45固定在入光部44上時(shí)，由粘接劑也吸收了相當(dāng)?shù)墓舛斐蓳p失。另外，由于入光部44構(gòu)成臺(tái)階狀，故而如圖10的光線L1那樣反射的光線從光入射面漏出。由此，在這樣的構(gòu)造中，與通過全反射封入光的面光源裝置相比，光的利用率差。
另外，在這樣的面光源裝置中，在入光部44設(shè)有光反射板45，故而具有入光部44的厚度增大與光反射板45的厚度相當(dāng)?shù)牧康牟涣记闆r。另外，將光反射板45粘附在入光部44的各面時(shí)的組裝成本增加，導(dǎo)致面光源裝置的成本上升。
專利文獻(xiàn)1(日本)特開平5-53111號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2(日本)特開2004-69751號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3(日本)特開2005-285389號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)課題而作出的，其目的在于提供一種面光源裝置，通過使光導(dǎo)入部的端面厚度與點(diǎn)光源的光出射窗的高度大致相同，可將光導(dǎo)向比點(diǎn)光源的光出射窗的高度薄的導(dǎo)光板，其中，能夠進(jìn)一步減少自光導(dǎo)入部的漏光。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的面光源裝置具有點(diǎn)光源和導(dǎo)光板，所述導(dǎo)光板將所述點(diǎn)光源的光從光入射面導(dǎo)入并從光出射面向外部射出，其特征在于，所述點(diǎn)光源設(shè)置在與所述導(dǎo)光板的光入射面相對(duì)的位置，所述導(dǎo)光板具有光導(dǎo)入部，其用于將從光入射面射入的、來自點(diǎn)光源的光封入；導(dǎo)光板主體，其厚度小于所述光導(dǎo)入部的最大厚度，并且與所述光導(dǎo)入部連續(xù)設(shè)置，通過光射出部件將被封入的光從光出射面向外部射出，所述光導(dǎo)入部在所述導(dǎo)光板的光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有傾斜面，該傾斜面從厚度比所述導(dǎo)光板主體大的部分的表面向所述導(dǎo)光板主體的表面端傾斜，所述導(dǎo)光板在光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有指向性變換圖案，該指向性變換圖案將射入到所述光導(dǎo)入部的光在所述導(dǎo)光板的厚度方向上的指向性擴(kuò)展變換成朝向與導(dǎo)光板的面方向平行的方向傾斜的指向特性。
在本發(fā)明的面光源裝置中，由于在導(dǎo)光板的使來自點(diǎn)光源的光射入的位置設(shè)有厚度大的光導(dǎo)入部，故而能夠?qū)狞c(diǎn)光源射出的光有效地導(dǎo)入厚度薄的導(dǎo)光板主體內(nèi)。另外，由于在光導(dǎo)入部設(shè)有指向性轉(zhuǎn)換圖案，其將射入到光導(dǎo)入部的光在導(dǎo)光板厚度方向上的指向性擴(kuò)展轉(zhuǎn)換成朝向與導(dǎo)光板的面方向平行的方向傾斜的指向特性，因此，即使增大傾斜面的傾斜角，也能夠使射入到光導(dǎo)入部的光較小地漏出，或者理想的是不漏光而向厚度小的導(dǎo)光板主體導(dǎo)光。由此，能夠一邊抑制光損失一邊減薄導(dǎo)光板的厚度。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，在從與所述導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向進(jìn)行觀察時(shí)，所述導(dǎo)光板在光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有由以所述點(diǎn)光源附近為中心放射狀延伸的多個(gè)平面構(gòu)成的所述指向性變換圖案。在該方面中，從與導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向觀察時(shí)，由以點(diǎn)光源為中心放射狀延伸的多個(gè)平面構(gòu)成的指向性轉(zhuǎn)換圖案設(shè)置在導(dǎo)光板上，故而即使增大傾斜面的傾斜角，也能夠使射入到光導(dǎo)入部的光的漏光最少，或者理想的是不漏光而向厚度小的導(dǎo)光板主體導(dǎo)光。由此，能夠一邊抑制光的損失一邊減薄導(dǎo)光板的厚度。
本發(fā)明的面光源裝置的另一方面，由包含以所述點(diǎn)光源為中心放射狀延伸的直線且與所述導(dǎo)光板的厚度方向平行的平面剖切的所述指向性轉(zhuǎn)換圖案的截面的平均傾斜角，比由與所述平面正交且與所述導(dǎo)光板的厚度方向平行的平面剖切的所述指向性轉(zhuǎn)換圖案的截面的平均傾斜角小。在此，所謂以點(diǎn)光源為中心放射狀延伸的直線是指，從光出射面?zhèn)扔^察導(dǎo)光板時(shí)，將通過點(diǎn)光源的有限寬度的中心的點(diǎn)和規(guī)定的圖案的點(diǎn)連接的直線。根據(jù)該方面，能夠使用平均傾斜角的概念對(duì)自導(dǎo)光板的漏光進(jìn)行評(píng)價(jià)，有助于設(shè)計(jì)漏光小的面光源裝置。
本發(fā)明的面光源裝置的又一方面，所述指向性轉(zhuǎn)換圖案通過由凹部及/或凸部構(gòu)成的凹凸構(gòu)造而形成，從形成有所述凹凸構(gòu)造的區(qū)域內(nèi)的某點(diǎn)向光源方向掃描一定長(zhǎng)度時(shí)所通過的凹部及/或凸部的數(shù)量比向與所述掃描方向正交的方向掃描相同長(zhǎng)度時(shí)所通過的凹部及/或凸部的數(shù)量少。所謂朝向光源的方向的長(zhǎng)度是指朝向光源的中心延伸的長(zhǎng)度。根據(jù)該方面，能夠通過凹凸的數(shù)量對(duì)自導(dǎo)光板的漏光進(jìn)行評(píng)價(jià)，有助于設(shè)計(jì)漏光少的面光源裝置。
本發(fā)明的面光源裝置的再一方面，分別向一方向延伸的凹部和凸部以彼此至少成為兩個(gè)以上的延伸方向的方式進(jìn)行配置而形成所述指向性變換圖案，所述凹部及/或凸部相對(duì)于將各自的位置和所述點(diǎn)光源連接的方向，其各自的延伸方向在±20°以內(nèi)。所謂與點(diǎn)光源連接的方向是指與點(diǎn)光源的中心連接的方向。若超過±20°，則會(huì)降低本發(fā)明的效果即減少漏光并改善光利用率的效果。
本發(fā)明的面光源裝置的其他方面，通過將向一方向延伸的凹部及/或凸部反復(fù)排列而形成所述指向性變換圖案，從所述點(diǎn)光源觀察所述指向性變換圖案的形成區(qū)域時(shí)，該區(qū)域的擴(kuò)展為80°以下。所謂從所述點(diǎn)光源觀察是指從點(diǎn)光源的中心觀察時(shí)的情況。若擴(kuò)展超過80°，則會(huì)降低本發(fā)明的效果即減少漏光并改善光利用率的效果。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述指向性變換圖案由多個(gè)V槽構(gòu)造構(gòu)成。在該方面中，由于利用多個(gè)V槽結(jié)構(gòu)構(gòu)成指向性變換圖案，故而入射到光導(dǎo)入部的光在導(dǎo)光板的厚度方向上的指向性擴(kuò)展能夠變換成與導(dǎo)光板的面方向平行的方向。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，從與所述導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向觀察時(shí)，所述指向性變換圖案形成在圓弧狀的區(qū)域。根據(jù)該方面，能夠在以點(diǎn)光源為中心的圓弧狀的區(qū)域設(shè)置指向性變換圖案，故而能夠使從點(diǎn)光源向各方向射出的光在光導(dǎo)入部的漏光最小。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述指向性變換圖案設(shè)置在形成于所述光導(dǎo)入部的傾斜面的至少一部分。若在傾斜面設(shè)置指向性變換圖案，則能夠?qū)A斜面和指向性變換圖案形成在導(dǎo)光板的同一面，導(dǎo)光板的制造容易。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述指向性變換圖案設(shè)置在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上的、所述光導(dǎo)入部和與所述光導(dǎo)入部相鄰的所述導(dǎo)光板主體的相鄰區(qū)域合并的區(qū)域中的至少一部分。若在光導(dǎo)入部和與光導(dǎo)入部相鄰的導(dǎo)光板主體的鄰接區(qū)域的至少一部分設(shè)置指向性變換圖案，則能夠使由指向性變換圖案變換了指向性后的光射入傾斜面，能夠?qū)A斜面的漏光抑制到最小限度。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述指向性變換圖案設(shè)置在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上的、比被所述傾斜面全反射的光在與所述光出射面相反側(cè)的面被第二次全反射的位置更接近所述點(diǎn)光源的區(qū)域。根據(jù)該方面，能夠防止由光導(dǎo)入部的傾斜面反射的光多次射入指向性變換圖案，能夠防止由于多次射入指向性變換部而向外部漏出，可減小光的損失。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述指向性變換圖案形成在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上，將所述導(dǎo)光板主體的厚度設(shè)為t，將所述傾斜面的傾斜角設(shè)為θ時(shí)，所述指向性變換圖案配置在比從所述傾斜面與所述導(dǎo)光板主體側(cè)邊緣相對(duì)的位置朝向所述導(dǎo)光板主體內(nèi)距離D＝(3·t)/tanθ的位置更接近所述點(diǎn)光源側(cè)。若滿足上述條件，能夠防止由光導(dǎo)入部的傾斜面反射的光多次射入指向性變換圖案，能夠防止由于多次射入指向性變換部而向外部漏出，可減小光的損失。
本發(fā)明的面光源裝置的具有V槽構(gòu)造的一方面，構(gòu)成所述指向性變換圖案的各V槽構(gòu)造構(gòu)成100°以上且140°以下的角度。若構(gòu)成V槽結(jié)構(gòu)的平面彼此的角度為100°以上且140°以下，則能夠減小漏光的比率(＝泄漏光/輸入光)。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，從所述指向性變換圖案接近所述點(diǎn)光源側(cè)的邊緣中的任意點(diǎn)向所述點(diǎn)光源的光出射窗的一端延伸的方向、與從該任意點(diǎn)向所述光出射窗的中央延伸的方向構(gòu)成的角度為30°以下，并且，從所述指向性變換圖案接近所述點(diǎn)光源一側(cè)的邊緣中的任意點(diǎn)向所述點(diǎn)光源的光出射窗的另一端延伸的方向、與從該任意點(diǎn)向所述光出射窗的中央延伸的方向構(gòu)成的角度為30°以下。根據(jù)該方面，即使光源的光出射窗具有有限的大小，也能夠?qū)墓獬錾浯暗娜我恻c(diǎn)射出的光封入光導(dǎo)入部而將自光導(dǎo)入部的漏光抑制到最小限度。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，構(gòu)成所述指向性變換圖案的凹部及/或凸部平面看時(shí)的縱橫尺寸比為0.5以下。在此，所謂平面看的縱橫長(zhǎng)寬比是指，從與導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向觀察指向性變換圖案時(shí)，構(gòu)成指向性變換圖案的凹部及/或凸部的與縱向(長(zhǎng)度方向)垂直的方向(截面形狀變換的方向或?qū)挾确较驒M向)的長(zhǎng)度與截面形狀不變化的方向或長(zhǎng)度方向(縱向)的長(zhǎng)度之比，通過使該值小于0.5，能夠減少自導(dǎo)光板的漏光。
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，其具有上述方面的面光源裝置、以及液晶面板。上述液晶顯示裝置使用有本發(fā)明的面光源裝置，故而通過減薄導(dǎo)光板能夠謀求液晶顯示裝置的薄型化，并且能夠抑制面光源裝置的光損失并使液晶面板的顯示面明亮。
另外，本發(fā)明用于解決上述課題的方式具有將以上說明的構(gòu)成要素適當(dāng)組合的特征，本發(fā)明通過將上述構(gòu)成要素適當(dāng)組合而能夠進(jìn)行多種變更。



圖1是使用有邊緣照明型的面光源裝置的現(xiàn)有的液晶顯示裝置的示意圖； 圖2是專利文獻(xiàn)1公開的液晶顯示裝置的側(cè)面圖； 圖3是用于說明在圖2的面光源裝置中在錐形部產(chǎn)生漏光的理由的圖； 圖4表示圖2的面光源裝置的設(shè)計(jì)例； 圖5是表示專利文獻(xiàn)2的圖1公開的面光源裝置的立體圖； 圖6是表示在圖5的面光源裝置中由通過導(dǎo)光部的軸心的垂直面剖切后的導(dǎo)光部以及受光部的截面的圖； 圖7是表示專利文獻(xiàn)2的圖3公開的面光源裝置的立體圖； 圖8是說明在圖7的面光源裝置漏光的理由的圖； 圖9是專利文獻(xiàn)3公開的面光源裝置的剖面圖； 圖10是用于說明圖9的面光源裝置的問題點(diǎn)的圖； 圖11是表示從點(diǎn)光源射出的光的指向特性S1和射入到導(dǎo)光板的光的指向特性S2的圖； 圖12(a)是從斜向看到的指向特性S1的圖，圖12(b)是從y軸的負(fù)向正的方向看到的指向特性S1的圖； 圖13(a)是從斜向看到的指向特性S2的圖，圖13(b)是從y軸的負(fù)向正的方向看到的指向特性S2的圖； 圖14是在光導(dǎo)入部不產(chǎn)生漏光而設(shè)計(jì)的導(dǎo)光板的示意剖面圖； 圖15(a)～(d)是說明圖14的導(dǎo)光板的指向特性的圖； 圖16(a)～(d)是說明圖14的導(dǎo)光板的指向特性的圖； 圖17是在光導(dǎo)入部產(chǎn)生漏光的導(dǎo)光板的示意剖面圖； 圖18(a)～(c)是說明圖17的導(dǎo)光板的指向特性的圖； 圖19(a)、(b)是利用方向余弦空間表示指向特性S2的圖； 圖20(a)～(c)是用于說明方向余弦空間和漏光的關(guān)系的圖； 圖21(a)、(b)是利用方向余弦空間表示圖14所示的導(dǎo)光板的指向特性S3的圖； 圖22(a)、(b)是利用方向余弦空間表示圖17所示的導(dǎo)光板的指向特性S3的圖； 圖23是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的面光源裝置的立體圖； 圖24是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的面光源裝置的示意剖面圖； 圖25是表示第一實(shí)施方式的面光源裝置的光導(dǎo)入部的放大立體圖； 圖26是表示第一實(shí)施方式的面光源裝置的光導(dǎo)入部的平面圖； 圖27是表示第一實(shí)施方式的面光源裝置的光導(dǎo)入部的立體圖； 圖28是用于說明第一實(shí)施方式的面光源裝置的光導(dǎo)入部的尺寸的圖； 圖29是說明指定傾斜的面的方向的圖； 圖30是具有三維狀的錐形部的面光源裝置的立體圖； 圖31(a)是表示由三維狀的錐形部反射之前的指向特性S2的圖，圖31(b)是表示由三維狀的錐形部反射之后的指向特性S3的圖； 圖32(a)是利用方向余弦空間的yz平面表示圖31(b)的指向特性S3的圖，圖32(b)是利用方向余弦空間的xy平面表示該指向特性S3的圖； 圖33(a)、(b)是表示繞z軸的旋轉(zhuǎn)方向不同的兩個(gè)傾斜面的圖，圖33(c)是說明作為兩個(gè)傾斜面的交線而產(chǎn)生的傾斜面的圖； 圖34(a)～(c)是表示控制橫向的指向性擴(kuò)展的方法的圖； 圖35(a)是利用方向余弦空間的yz平面表示考慮了橫向的指向性擴(kuò)展后的指向特性S2的圖，圖35(b)是利用方向余弦空間的xy平面表示該指向特性S2的圖； 圖36(a)是利用方向余弦空間的yz平面表示考慮了橫向的指向性擴(kuò)展后的指向特性S3的圖，圖36(b)是利用方向余弦空間的xy平面表示該指向特性S3的圖； 圖37(a)是利用方向余弦空間的yz平面表示將橫向的指向性擴(kuò)展擴(kuò)大后的指向特性S3的圖，圖37(b)是利用方向余弦空間的xy平面表示該指向特性S3的圖； 圖38是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的面光源裝置的立體圖； 圖39(a)是表示指向性變換圖案的左端部分的V槽構(gòu)造的一部分形狀的示意圖，圖39(b)是表示指向性變換圖案的中央部的V槽結(jié)構(gòu)的一部分形狀的示意圖，圖39(c)是表示指向性變換圖案的右端部分的V槽結(jié)構(gòu)的一部分形狀的示意圖； 圖40是表示指向性變換圖案的光源側(cè)邊緣與光出射窗的中央和端部所成的角度的圖； 圖41是說明第二實(shí)施方式的變形例的示意圖； 圖42是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的面光源裝置的立體圖； 圖43(a)是說明第三實(shí)施方式的面光源裝置的變形例的說明圖，圖43(b)是由圖43(a)的圓標(biāo)記包圍的部分的放大圖； 圖44是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的面光源裝置的示意剖面圖； 圖45是表示第四實(shí)施方式的變形例的示意剖面圖； 圖46是表示在第四實(shí)施方式的變形例中設(shè)置在導(dǎo)光板背面的指向性變換圖案的示意圖； 圖47是表示圖45的變形例的模擬用的數(shù)值例的圖； 圖48(a)是表示通過模擬求出圖45的變形例的光線的動(dòng)作的結(jié)果的圖，圖48(b)是表示通過模擬求出無指向性變換圖案的比較例的光線的動(dòng)作的結(jié)果的圖； 圖49是表示第四實(shí)施方式的其他變形例的示意剖面圖； 圖50是表示在導(dǎo)光板的傾斜面相反側(cè)的面設(shè)置指向性變換圖案的區(qū)域的圖； 圖51是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的面光源裝置的示意平面圖； 圖52是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的面光源裝置的立體圖； 圖53(a)～(h)是表示導(dǎo)光板的其他各種形狀的示意圖； 圖54是表示圖53(g)所示的導(dǎo)光板的使用方式的示意圖； 圖55(a)是表示射入到光導(dǎo)入部的光的指向特性的方向余弦空間圖，圖55(b)是表示由圓錐狀的指向性變換圖案反射的光的指向特性的方向余弦空間圖； 圖56(a)、(b)是圓錐狀的凹凸構(gòu)造的平面圖以及示意剖面圖； 圖57(a)、(b)是將圓錐狀的凹凸構(gòu)造拉伸成長(zhǎng)圓狀的凹凸構(gòu)造的平面圖以及示意剖面圖； 圖58(a)是具有使光的指向性在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展的指向性變換圖案的導(dǎo)光板的示意剖面圖，圖58(b)是該指向性變換圖案的放大剖面圖； 圖59(a)是具有使光的指向性在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展的另一指向性變換圖案的導(dǎo)光板的示意平面圖，圖59(b)是該指向性變換圖案的放大剖面圖； 圖60(a)是具有使光的指向性在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展的又一指向性變換圖案的導(dǎo)光板的示意平面圖，圖60(b)是該指向性變換圖案的放大剖面圖； 圖61(a)是具有使光的指向性在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展的再一指向性變換圖案的導(dǎo)光板的示意平面圖，圖61(b)是該指向性變換圖案的放大剖面圖； 圖62是具有使光的指向性在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展的其他指向性變換圖案的導(dǎo)光板的示意平面圖； 圖63(a)、(b)是用于說明平均傾斜角的定義的圖； 圖64(a)是表示指向性變換圖案的配置的一例的圖，圖64(b)是表示沿F線的截面的圖，圖64(c)是表示沿G線的截面的圖，圖64(d)是表示沿G’線的截面的圖，圖64(e)是表示沿G”線的截面的圖； 圖65是說明與光源方向平行的掃描線F和與垂直于光源方向的方向平行的掃描線G、G’、G”的確定方法的圖； 圖66(a)～(d)是表示各種截面的指向性變換圖案及其平均傾斜角的圖； 圖67(a)、(b)是說明求得由曲線構(gòu)成的指向性變換圖案的平均傾斜角的方法的圖； 圖68是表示在以點(diǎn)光源為中心的圓弧狀區(qū)域放射狀地設(shè)置的指向性變換圖案的圖； 圖69是表示沿與光源方向平行的掃描線F掃描圖68的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀、和沿與光源方向正交的方向的掃描線G”、G、G’掃描圖68的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀的圖； 圖70是表示在直線狀區(qū)域相互平行而排列的指向性變換圖案的圖； 圖71是表示沿與光源方向平行的掃描線F掃描圖70的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀、和沿與光源方向正交的方向的掃描線G”、G、G’掃描圖70的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀的圖； 圖72是表示圓弧狀排列的指向性變換圖案的圖； 圖73(a)、(b)是表示圖72的F方向上的指向性變換圖案的截面、和圖72的G方向上的指向性變換圖案的截面的圖； 圖74是表示在直線狀區(qū)域相互平行地排列的指向性變換圖案的示意圖； 圖75(a)、(b)是表示圖74的F方向上的指向性變換圖案的截面、和圖74的G方向上的指向性變換圖案的截面的圖； 圖76是用于說明凹凸結(jié)構(gòu)的延伸方向的角度范圍的圖； 圖77是表示使指向性變換圖案的延伸方向相對(duì)于光源方向的角度變化時(shí)的效率改善效果的變化的圖； 圖78是用于說明指向性變換圖案在平面看時(shí)的縱橫尺寸比的圖； 圖79是表示使指向性變換圖案的縱橫尺寸比變化時(shí)的效率改善效果的變化的圖； 圖80(a)、(b)是用于說明設(shè)置指向性變換圖案的角度范圍(圖案擴(kuò)展角度μ)的圖； 圖81是表示設(shè)置指向性變換圖案的角度范圍(圖案擴(kuò)展角度μ)和效率改善效果的關(guān)系的圖； 圖82是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的面光源裝置的局部剖切立體圖； 圖83是第八實(shí)施方式的面光源裝置的局部剖切平面圖； 圖84(a)是圖82的e1部放大圖，圖84(b)是圖82的e2部放大圖； 圖85(a)是表示沿圖84(a)的光源方向的g1-g1線截面的圖，圖85(b)是表示沿圖84(a)的與光源方向正交的g2-g2線截面的圖； 圖86是表示第八實(shí)施方式的指向性變換圖案的一部分的平面圖； 圖87是表示沿與光源方向平行的掃描線F掃描圖86的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀、和沿與光源方向正交的方向的掃描線G”、G、G’掃描圖86的指向性變換圖案時(shí)的圖案形狀的圖； 圖88(a)是表示通過模擬求出圖82及圖83的面光源裝置的光線的動(dòng)作的結(jié)果的圖，圖88(b)是表示通過模擬求出無指向性變換圖案的比較例的光線的動(dòng)作的結(jié)果的圖； 圖89是表示本發(fā)明第九實(shí)施方式的面光源裝置的平面圖； 圖90是表示第九實(shí)施方式的變形例的指向性變換圖案的一部分的立體圖； 圖91是表示第十實(shí)施方式的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
附圖標(biāo)記說明 51點(diǎn)光源 52導(dǎo)光板 53光入射端面 54光出射面 55錐形部 56導(dǎo)光板主體 57傾斜面 58下表面 61面光源裝置 62點(diǎn)光源 62a光出射窗 63導(dǎo)光板 64導(dǎo)光板主體 65光導(dǎo)入部 66光入射端面 67傾斜面 68指向性變換圖案 68aV槽構(gòu)造 68b凹凸構(gòu)造 69光出射面 70光出射部件 71面光源裝置 81面光源裝置 92凹部 93反射板 98線狀光源 121液晶顯示裝置
具體實(shí)施例方式 以下，參照

本發(fā)明。首先，為了便于理解本發(fā)明的基本概念即方向余弦空間，對(duì)現(xiàn)有的面光源裝置的光的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖11是表示從點(diǎn)光源51射出的光(空氣中)的指向特性S1和射入到導(dǎo)光板52的光的指向特性S2的圖。點(diǎn)光源51使用LED，寬度小于導(dǎo)光板52。導(dǎo)光板52形成長(zhǎng)方形板狀，其折射率由n表示。另外，將與導(dǎo)光板52的光入射端面53垂直且朝向?qū)Ч獍鍍?nèi)部的方向定義成x軸，將與導(dǎo)光板52的光出射面54垂直的方向定義成z軸，將與x軸及z軸垂直的方向(與光入射端面53平行的方向)定義成y軸。
從LED射出的光是在各方向具有均勻的光強(qiáng)度的各向同性的朗伯(余弦)分布，故而從該點(diǎn)光源51射出的光的指向特性S1也為各向同性的朗伯分布。其中，考慮光僅向點(diǎn)光源51的前方射出而以半球狀的指向特性進(jìn)行表示，指向特性在通過x軸的任意平面內(nèi)具有180°的擴(kuò)展。圖12(a)是從斜向觀察該指向特性S1的圖，圖12(b)是從y軸的負(fù)向正的方向觀察指向特性S1的圖。
這樣的指向特性S1的光若從光入射端面53進(jìn)入導(dǎo)光板52內(nèi)，則由于光線折射(斯內(nèi)爾定律)，導(dǎo)光板52內(nèi)的光的指向特性S2如圖13(a)、(b)所示地，被限制在2α＝2×arcsin(1/n)的擴(kuò)展范圍。例如，在導(dǎo)光板52為聚碳酸酯樹脂時(shí)，折射率n＝1.59，故而α＝38.97°(以下，為了便于說明，設(shè)α＝39°)。圖13(a)、(b)的指向特性S2的Q方向和R方向的x、y、z成分也是針對(duì)于聚碳酸酯樹脂制的導(dǎo)光板52的。另外，所謂指向特性，一般是表示光的出射方向和光強(qiáng)度，但本發(fā)明只要以有無漏光為可體、即僅以光線方向?yàn)檠芯繉?duì)象即可，故而指向特性的光線矢量長(zhǎng)度都為1，僅表示光線方向。
接著，在圖14所示的導(dǎo)光板52中，考慮將光封入內(nèi)部。導(dǎo)光板52為聚碳酸酯樹脂制(折射率n＝1.59)，若錐形部55的端面高度為T＝0.3mm，則不使光從導(dǎo)光板52漏光的條件使用式1～8進(jìn)行計(jì)算，如下 最大入射角α＝39° 錐形部55的傾斜面57的傾斜角θ＝6° 錐形部55的長(zhǎng)度X＝0.45mm 錐形部55的傾斜面57的高低差Y＝0.05mm 導(dǎo)光板主體56的厚度t＝0.25mm 另外，在圖14中，在錐形部55的端面部表示了平板狀的短部分，這是為了附圖的表示方便，其長(zhǎng)度也可以無限地短。
考慮這樣的導(dǎo)光板52中zx平面內(nèi)的光的指向特性的變化。若射入到導(dǎo)光板52的光線方向(與x軸所成的角度以下，所謂光線方向是指與x軸所成的角度)ξ(其中-α≤ξ≤α)的光線在傾斜角θ的傾斜面57全反射，則反射后的光線方向?yàn)?ξ-2θ。因此，若進(jìn)入到導(dǎo)光板52中的-39°～+39°范圍的指向特性S2的光中-6°～+39°的光線方向的光線射入傾斜面57，則所有的光線被全反射，反射后的指向特性在-51°～-6°的范圍(圖15(a))。另外，-39°～-6°范圍的光不射入傾斜面57，故而保持-39°～-6°的指向特性不變(圖15(b))。另外，-6°～+39°范圍的光也不射入傾斜面57而保持-6°～+39°的指向特性不變(圖15(c))。由此，將這些各方向的光相加，則錐形部55的傾斜面57與下表面58之間的光的指向特性S3如圖15(d)所示地，光線方向在-51°～+39°的范圍。
另外，在錐形部55的下表面58中，-51°～+39°的指向特性S3的光中、-51°～0°的光在下表面58不漏光地被全反射，成為0°～+51°范圍的光(圖16(a))。另外，0°～+39°的光不射入下表面58，故而保持0°～+39°的指向特性不變(圖16(b))。另外，-51°～0°的光也不射入錐形部55的下表面58，保持-51°～0°的指向特性不變并進(jìn)入導(dǎo)光板主體56(圖16(c))。由此，將這些各方向的光相加，則在錐形部55的下表面58與導(dǎo)光板主體56之間的光的指向特性S4如圖16(d)所示地，光線方向在-51°～+51°的范圍。
由以上可知，通過圖14的錐形部55，在zx面內(nèi)從點(diǎn)光源51進(jìn)入的-39°～39°的光的指向特性擴(kuò)展到-51°～+51°，但是光既不從錐形部55的傾斜面57漏光也不從下表面58漏光而導(dǎo)向?qū)Ч獍逯黧w56。
接著，在圖17所示的導(dǎo)光板52中，不考慮式1～8的條件，而考慮增大錐形部55的傾斜面θ來進(jìn)一步減小導(dǎo)光板主體56的厚度t的情況。即，各部分的值如下設(shè)定 折射率n＝1.59(聚碳酸酯樹脂) 錐形部55的端面高度T＝0.3mm 最大入射角α＝39° 錐形部55的傾斜面57的傾斜角θ＝15° 錐形部55的長(zhǎng)度X＝0.485mm 錐形部55的傾斜面57的高低差Y＝0.13mm 導(dǎo)光板主體56的厚度t＝0.17mm 關(guān)于圖17這樣的導(dǎo)光板52，與圖14的導(dǎo)光板52同樣，追蹤zx平面內(nèi)的指向特性的變化。進(jìn)入導(dǎo)光板52中的點(diǎn)光源51的光的指向特性S2，如圖18(a)所示，為-39°～+39°。向傾斜面57射入的光線方向ξ的光線的入射角為90-θ-ξ，故而向傾斜面57射入-39°～+39°的指向特性的光時(shí)，其射入角為36°～114°。傾斜面57的全反射的臨界角為39°，故而在傾斜面57，入射角為36°～39°(以原本的光線方向ξ，為39°～36°)的光從傾斜面57向外部漏光而成為損失光Ls。由此， 在傾斜面57反射的光的指向性為-66°～-15° 不向傾斜面57射入的光的指向性為-39°～-15° 不向傾斜面57射入的一部分光的指向性為-15°～39°， 因此，將這些光相加，則錐形部55的傾斜面57與下表面58之間的指向特性S3為-66°～39°。
該指向特性S3的光中、-66°～0°的光射入錐形部55的下表面58，但由于其入射角為24°～90°，故而朝向下表面58的入射角為24°～90°(以原本的光線方向ξ，為36°～21°)的光從下表面58向外部漏光而成為損失光Ls。由此，-66°～0°的光中僅-51°～0°的光在下表面58被全反射而成為0°～+51°的光，與不被下表面58反射的-66°～39°的光相加而成為-66°～+51°的指向特性的光，導(dǎo)向?qū)Ч獍逯黧w56。并且，在導(dǎo)光板主體56的上表面再次漏光而成為損失光Ls，如圖18(b)所示，-51°～+51°的指向特性S4的光在導(dǎo)光板主體56內(nèi)導(dǎo)光。
由此，如圖18(a)所示，在這樣的導(dǎo)光板52中，進(jìn)入到導(dǎo)光板52的-39°～39°的光中斜線區(qū)域的光(21°～39°的光)從錐形部55的傾斜面57和下表面58漏光而成為損失。
這樣，在設(shè)有在導(dǎo)光板52的寬度方向上具有相同形狀的二維狀的錐形部的面光源裝置中，若為了不使光從錐形部漏光，則需要滿足上述式1及式5～8而進(jìn)行設(shè)計(jì)，若導(dǎo)光板主體比由式8決定的厚度t薄，則產(chǎn)生漏光。由此，在現(xiàn)有構(gòu)造的導(dǎo)光板中，不能夠在使自錐形部的漏光最小的同時(shí)將薄導(dǎo)光板主體的厚度減薄。
本發(fā)明避免上述制約而將錐形部的漏光抑制在最小限度，理想的是，不漏光并能夠?qū)?dǎo)光板薄型化。
接著，說明有助于理解本發(fā)明的方向余弦空間的概念，并且將圖14及圖17所示的導(dǎo)光板的漏光的有無與方向余弦空間的指向特性相關(guān)聯(lián)進(jìn)行表示。
所謂方向余弦空間是指將光的指向特性(光線的方向)作為半徑為1的球的表面的區(qū)域而表示的空間。例如，圖19(a)、圖19(b)分別表示了在圖13所示的指向特性S2中，將zx平面內(nèi)的指向特性QR以方向余弦空間的yz平面以及xy平面表示的空間。方向余弦空間外側(cè)的大圓表示半徑為1的球G2，內(nèi)側(cè)的小圓表示半徑sinα＝1/n的球G1。
另外，指向特性通常表現(xiàn)為半徑為1的球G2表面的面區(qū)域。但是，如指向特性S2的xy平面內(nèi)的光這樣地在y軸方向上擴(kuò)展的光，即使在錐形部55的傾斜面57和下表面58全反射，也只是zx平面內(nèi)的光線方向變化，光的擴(kuò)展不變化，與漏光無直接關(guān)系。由此，在具有二維的錐形部的導(dǎo)光板中，在考慮有無漏光的情況下，只要考慮zx平面內(nèi)的指向特性即可，故而以下對(duì)指向特性S2、S3等進(jìn)行探討時(shí)，僅考慮zx平面內(nèi)的指向特性。
若使用這樣的方向余弦空間，則是否從導(dǎo)光板52漏光能夠由錐形部55的傾斜面57與下表面58之間的光的指向特性S3是否與圖20(b)、(c)的斜線區(qū)域重合來進(jìn)行判定。利用圖20(a)對(duì)其理由進(jìn)行說明。
將射入傾斜面57的光的光線方向設(shè)為ξ(其中，-α≤ξ≤α)時(shí)，在傾斜面57不漏光的條件是 90°-θ-ξ＞α，即90°-θ-α＞ξ...(式9)。
另外，在該傾斜面57全反射的光射入下表面58而不從下表面58漏光的條件是 90°-2θ-ξ＞α，即90°-2θ-α＞ξ...(式10)。
將式9和式10進(jìn)行比較可知，若在錐形部55的下表面58不漏光，則在錐形部55的傾斜面57也不漏光。
對(duì)射入錐形部55的下表面58的光進(jìn)行探討。如圖20(a)實(shí)線標(biāo)記所示的指向特性S3的光那樣地，相對(duì)于在下表面58豎立的法線(z軸)以大于α(臨界角)的入射角射入的光在下表面58全反射而不向外部漏光。對(duì)此，如圖20(a)虛線標(biāo)記所示的指向特性S3的光那樣地，相對(duì)于在下表面58豎立的法線(z軸)以小于α的入射角射入的光從下表面58向外部漏光。
若由方向余弦空間表示，則與z軸所成的角度小于α的光的區(qū)域是圖20(b)、(c)的虛線區(qū)域。由此，指向特性S3若重合在圖20(b)、(c)的斜線區(qū)域，則光向外部漏光。
若由方向余弦空間的yz平面以及xy平面表示圖14所示的導(dǎo)光板52的指向特性S3，則分別成為圖21(a)、圖21(b)的QR’那樣。在圖14的導(dǎo)光板52中，指向特性S3向下側(cè)偏移，R’點(diǎn)與斜線區(qū)域相接。因此可知，雖然錐形部55不漏光，但光處于向外部漏光的界限上。
同樣地，若由方向余弦空間的yz平面以及xy平面表示圖17所示的導(dǎo)光板52的指向特性S3，則分別成為圖22(a)、圖22(b)的QR”那樣。在圖17的導(dǎo)光板52中，指向特性S3的光的一部分重合在圖22(a)、(b)的斜線區(qū)域，重合在斜線區(qū)域的光(R”附近的光)向外部漏光。
(實(shí)施方式1) 對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖23是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的面光源裝置61的立體圖，圖24是其示意剖面圖。面光源裝置61由點(diǎn)光源62和導(dǎo)光板63構(gòu)成。點(diǎn)光源62內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)LED，發(fā)出白光。LED62b被封入透明密封樹脂62c中，透明密封樹脂62c除了正面之外被白色樹脂62d覆蓋，從透明密封樹脂62的白色樹脂62d露出的正面構(gòu)成光射出窗62a。該點(diǎn)光源62比導(dǎo)光板63的寬度(圖24的紙面進(jìn)深方向的尺寸)小，與被稱為線狀光源的冷陰極管相對(duì)，將點(diǎn)光源62稱為點(diǎn)光源。
另外，所謂點(diǎn)光源并不是嚴(yán)格意義上的點(diǎn)光源。點(diǎn)光源也具有一定的寬度，但是不像冷陰極管那樣具有10mm以上的寬度。例如，作為點(diǎn)光源，具有側(cè)圖型(サイドビユ一型)的LED等。也可以在一個(gè)封裝內(nèi)裝入一個(gè)以上LED芯片并將多個(gè)LED芯片同時(shí)密封。同時(shí)裝入多個(gè)芯片時(shí)，寬度方向(y軸方向)的開口尺寸為5mm左右，但是與尺寸2英寸左右的導(dǎo)光板的發(fā)光面相比是十分小的，故而可視為點(diǎn)光源。另外，也可以是半導(dǎo)體激光元件等這樣的、發(fā)出平行光的元件。另外，還可以將使用光纖引導(dǎo)的光導(dǎo)入導(dǎo)光板。此時(shí)，可將光纖的光出射端視為點(diǎn)光源。
導(dǎo)光板63在導(dǎo)光板主體64的端部設(shè)有光導(dǎo)入部65，由丙烯酸樹脂、聚碳酸脂樹脂(PC)、環(huán)烯烴類材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高折射率的透明樹脂成形。以下，導(dǎo)光板63為聚碳酸酯樹脂制。
光導(dǎo)入部65是導(dǎo)光板63中厚度較厚的部分，在其端面(光入射端面66)相對(duì)配置有點(diǎn)光源62。光導(dǎo)入部65的端面厚度T與光出射窗62a的高度H相同或比其厚，因此，從點(diǎn)光源62射出的光有效地從光入射端面66射入光導(dǎo)入部65中，面光源裝置61的光利用率提高。在光導(dǎo)入部65中，在與導(dǎo)光板主體64的光出射面69相同側(cè)的面，使形成圓錐梯形的大致一半的形狀的突部突出而加大光導(dǎo)入部65的厚度，該突部的外周面構(gòu)成傾斜面67，沿該傾斜面67形成有指向性變換圖案68。
傾斜面67在光導(dǎo)入部65中，從比導(dǎo)光板主體64更厚的部分的表面向?qū)Ч獍逯黧w64的端傾斜。即，傾斜面67自點(diǎn)光源62遠(yuǎn)離側(cè)的邊緣處于光導(dǎo)入部65與導(dǎo)光板主體64的邊界，從垂直于導(dǎo)光板63的方向觀察時(shí)，將從與點(diǎn)光源62相對(duì)的部分到傾斜面67遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)的邊緣定義為光導(dǎo)入部65。
導(dǎo)光板主體64占據(jù)導(dǎo)光板63的大部分面積，其厚度t比光導(dǎo)入部65的厚度T薄，由此，能夠謀求導(dǎo)光板63的薄型化。這里所說的實(shí)施方式中，導(dǎo)光板主體64形成表面背面平行的平板狀，導(dǎo)光板主體64的厚度大致均一。在導(dǎo)光板主體64的與光出射面69相反側(cè)的面上設(shè)有光出射部件70。在圖23、圖24中，作為光出射部件70表示有三角槽狀的圖案，但是也可以是噴砂加工及將擴(kuò)散墨影印印刷后的圖案、衍射柵圖案、任意的凹凸圖案、使導(dǎo)光板主體64與光出射面69相反側(cè)的面傾斜的圖案(楔形的導(dǎo)光板主體)等，另外，還可以在光出射面69、或光出射面69及其相反面雙方設(shè)置光出射部件70。
但是，在該面光源裝置61中，如圖24所示，從點(diǎn)光源62射出的光L從光入射端面66射入光導(dǎo)入部65中，在指向性變換圖案68和光導(dǎo)入部65的下表面全反射，或者通過光導(dǎo)入部65而向厚度薄的導(dǎo)光板主體64導(dǎo)光。向?qū)Ч獍逯黧w64導(dǎo)光的光通過光出射部件70全反射和擴(kuò)散，從光出射面69大致均勻地射出。
圖25是表示光導(dǎo)入部65的放大立體圖，圖26是詳細(xì)表示光導(dǎo)入部65的平面圖。光導(dǎo)入部65從與導(dǎo)光板主體64相同厚度的部分突出有圓錐梯形的一部分即突部。突部的外周面成為從光導(dǎo)入部65的上表面向?qū)Ч獍逯黧w64的光出射面69傾斜的傾斜面67，在傾斜面67形成有排列有多個(gè)V槽構(gòu)造68a的指向性變換圖案68。
從與光出射面69垂直的方向觀察時(shí)，指向性變換圖案68成為形成圓弧狀的帶狀區(qū)域，在此放射狀地排列有相同形狀的V槽構(gòu)造68a。另外，圖43這樣的一部分被圓弧狀的包絡(luò)線包圍、一部分被直線包圍的情況也形成在圓弧狀區(qū)域。比較例也二維地考慮，若延長(zhǎng)各V槽構(gòu)造68a的長(zhǎng)度方向，則各延長(zhǎng)線在光導(dǎo)入部65的端面的中央部匯集在接近的點(diǎn)上。在三維中，如圖27所示，若將V槽構(gòu)造68a的棱角線以及槽線向上方延長(zhǎng)，則各延長(zhǎng)線集中在1點(diǎn)U附近。
另外，從V槽構(gòu)造68a的棱角線方向觀察時(shí)的山部的頂角(構(gòu)成V槽構(gòu)造68a的平面所成的最大夾角)

為120°時(shí)，由后述的指向性變換產(chǎn)生的防漏光效果最大。另外，若頂角

為100～140°，則可形成為漏出光/輸入光≤20％，另外，若頂角

為110～130°，則可形成為漏出光/輸入光≤15％。
對(duì)將

設(shè)計(jì)成120°的例子進(jìn)行說明。參照?qǐng)D24，其具體的數(shù)值如下 光導(dǎo)入部65的端面的厚度T＝0.31mm 導(dǎo)光板主體64的厚度t＝0.18mm 光導(dǎo)入部65的上表面的長(zhǎng)度s1＝2.50mm 光導(dǎo)入部65的長(zhǎng)度s2＝3.19mm 傾斜面67的傾斜角θ＝15.3°。
另外，在傾斜面67形成有指向性變換圖案68時(shí)，將通過指向性變換圖案68的外側(cè)邊緣(例如棱角線)的包絡(luò)面、或者通過指向性變換圖案68的內(nèi)側(cè)邊緣(例如槽線)的包絡(luò)面、或者通過外側(cè)的包絡(luò)面與內(nèi)側(cè)的包絡(luò)面的中間的包絡(luò)面考慮為附予指向性變換圖案之前的傾斜面67，將垂直于導(dǎo)光板63的上表面的平面與這樣求出的傾斜面67相交時(shí)的交線的傾斜設(shè)為傾斜角θ。
另外，如圖28所示，通過各V槽構(gòu)造68a的上端的包絡(luò)線成為圓弧，通過槽線的上端的包絡(luò)線的半徑r1為2.50mm，通過棱角線的上端的包絡(luò)線的半徑r2為2.68mm。通過各V槽構(gòu)造68a的下端的包絡(luò)線也成為圓弧，通過槽線的下端的包絡(luò)線的半徑r3為2.98mm，通過棱角線的下端的包絡(luò)線的半徑r4為3.19mm。V槽構(gòu)造68a的上端側(cè)間距p1為0.17mm。V槽構(gòu)造68a的下端側(cè)的間距p2為0.20mm。另外，v槽構(gòu)造68a下端在平面看時(shí)的山部的頂角

為50°，v槽構(gòu)造68a下端在平面看時(shí)的槽部的頂角

為46.5°。
在第一實(shí)施方式的面光源裝置61中，如上所述地將傾斜面67的傾斜角θ設(shè)計(jì)成15.3°這樣大的角度，導(dǎo)光板主體64的厚度也為0.18mm這樣薄。在現(xiàn)有的具有二維的錐形部的面光源裝置中，若將傾斜角和導(dǎo)光板主體的厚度設(shè)成這樣的值，則能夠防止自錐形部的漏光，但是在本實(shí)施方式的面光源裝置61中可不產(chǎn)生光導(dǎo)入部65的漏光。以下，對(duì)其理由進(jìn)行說明。
在第一實(shí)施方式的面光源裝置61中，通過排列V槽構(gòu)造68a而構(gòu)成三維的錐形構(gòu)造。即，指向性變換圖案68的各面(全反射面)不僅繞y軸旋轉(zhuǎn)，也繞z軸旋轉(zhuǎn)。因此，對(duì)三維地傾斜的傾斜面進(jìn)行探討。
圖29是說明指定傾斜的面的方向的方法的圖。在圖29中，面F1表示與xy平面平行的面。面F2是將面F1繞y軸傾斜角度β后的面。面F3是將面F2繞z軸旋轉(zhuǎn)角度γ后的面，法線N是垂直于面F3的法線。這樣朝向任意方向的面能夠由繞y軸的傾斜(傾斜角)β和繞z軸的旋轉(zhuǎn)角γ而確定。例如，若β＝0°，則與面F3不傾斜的情況相同，此時(shí)的法線N的方向?yàn)?0、0、-1)。另外，若β＝30°，γ＝0°，則法線N的方向?yàn)?-0.5、0、-0.87)。
若面F3的法線N的方向變化，則由面F3反射后的反射光的指向特性變化?，F(xiàn)在，作為導(dǎo)光板52的錐形部55的傾斜面57，若考慮圖30所示的面F3那樣地繞y軸傾斜β、然后繞z軸旋轉(zhuǎn)γ后的三維狀的平坦面，則通過由錐形部55的傾斜面57全反射而使指向特性旋轉(zhuǎn)。即，作為射入到錐形部55的光的指向特性S2，若考慮圖31(a)所示的zx平面內(nèi)的指向特性QR，則該入射光在三維狀的錐形部55的傾斜面57全反射后的指向特性S3向下側(cè)(Rs側(cè))擴(kuò)展并繞x軸旋轉(zhuǎn)，成為圖31(b)的QsRs那樣。圖32(a)由方向余弦空間的yz平面表示圖31(b)的指向特性S3，圖32(b)由方向余弦空間的xy平面表示該指向特性S3。
在具有圖17所示的二維狀的錐形部55的面光源裝置中，若使傾斜面57的傾斜角θ為15°，則如圖22(a)、(b)所示，在方向余弦空間的xy平面，指向特性S3與半徑sinα的球G1重合，光漏出。對(duì)此，在具有圖30所示的三維狀的錐形部55的面光源裝置中，即使使傾斜角β也同樣為15°，若使繞z軸的旋轉(zhuǎn)角γ為55°，則指向特性S3繞x軸傾斜的結(jié)果，在圖22(b)的xy平面中與球G1重合的指向特性S3繞x軸傾斜而如圖32(b)所示地不與球G1重合。即，在圖22(b)中與球G1重合的指向特性R3的R”點(diǎn)在圖32(b)中如Rs點(diǎn)那樣地向球G1的邊緣移動(dòng)。由此，根據(jù)三維的錐形部，通過將yz平面的縱向的指向性向橫向變換，能夠?qū)⒐馊糠馊氲藉F形部中，不使光漏出。
通常，作為使光全反射的傾斜面57的傾斜角β使用較大的值，選擇適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)角γ的話，則能夠消除該傾斜面57的漏光。該現(xiàn)象由于使錐形部55的傾斜面57繞z軸旋轉(zhuǎn)γ時(shí)錐形部55的傾斜面的傾斜方向變化，在傾斜面將光向斜向反射，故而射入平坦的傾斜面57的光的入射角被緩和到不超過全反射的臨界角的程度。
關(guān)于繞z軸的旋轉(zhuǎn)角γ，即使向任意方向旋轉(zhuǎn)，也能夠得到同樣的防止漏光的效果。例如，無論使傾斜面57繞z軸旋轉(zhuǎn)+55°還是-55°都同樣。因此，如圖33(a)及圖33(b)所示，若設(shè)置繞z軸正向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(+)和繞z軸負(fù)向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(-)，則能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)施方式的V槽構(gòu)造68a。由此，決定可防止漏光的角度β、γ，交替排列正向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(+)和負(fù)向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(-)，則能夠?qū)崿F(xiàn)排列V槽機(jī)構(gòu)68a的指向性變換圖案58，并且能夠防止漏光。
另外，正向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(+)與負(fù)向旋轉(zhuǎn)的傾斜面57(-)的交線d為V槽構(gòu)造68a的棱角線或槽線。圖33(b)表示從x軸方向看到的傾斜面57(+)、57(-)的交線d的情況，但該交線d相對(duì)于導(dǎo)光板主體56的上表面傾斜。由此，將傾斜面57(+)、57(-)交替排列而形成指向性變換圖案68時(shí)，如圖33(c)所示，能夠形成與交線d相同的傾斜角的傾斜面67，在傾斜面67的一方可形成厚度薄的導(dǎo)光板主體64，在另一方可形成厚度大的光導(dǎo)入部65。
另外，在以上對(duì)指向特性等的說明中使用了正交坐標(biāo)x、y、z，但在使用點(diǎn)光源62的情況下，由于光以點(diǎn)光源62為中心放射狀地射出，故而上述x軸方向可重新解釋成光的出射方向(即，圓筒坐標(biāo)的動(dòng)徑方向)。由此，V槽構(gòu)造68a不在一直線上排列，而是以每個(gè)點(diǎn)光源62為中心圓弧狀排列，由此，可構(gòu)成圖23所示結(jié)構(gòu)的面光源裝置61。
最后，對(duì)從點(diǎn)光源62射出的光的橫向擴(kuò)展進(jìn)行探討。射入到光導(dǎo)入部65的光在橫向(xy平面)的擴(kuò)展與縱向的指向性擴(kuò)展相同，以x軸方向?yàn)橹行南騼蓚?cè)偏移39°。在二維的錐形部的情況下，無需考慮這樣的橫向的指向性擴(kuò)展，但是在三維的錐形部或第一實(shí)施方式的導(dǎo)光板63中，在xy平面內(nèi)光發(fā)生全反射，故而需要也考慮橫向的指向性。
但是，若詳細(xì)地探討可知，無論如何調(diào)整V槽構(gòu)造68a各面的傾斜都不可能將在縱向和橫向具有±39°的擴(kuò)展的指向特性S2的光全部封入到光導(dǎo)入部65中。另外，若詳細(xì)地探討可知，若以x軸為中心使射入到光導(dǎo)入部65的光在橫向的指向性擴(kuò)展為±20°以下進(jìn)行限制，則在光導(dǎo)入部65封入光。
圖34(a)～(c)是表示控制橫向的指向性擴(kuò)展的方法的圖，都表示從z軸方向觀察指向性變換圖案68的情況。圖34(c)中，將點(diǎn)光源62的光出射窗62a的一端和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段與將光出射窗62a的中央和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段所成的角度為40°。在該例中，由于指向性變換圖案68的尺寸減小，故而雖然導(dǎo)光板63的靜區(qū)(dead space)減小，但是不能夠防止漏光。
圖34(a)中，將點(diǎn)光源62的光出射窗62a的一端和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段與將光出射窗62a的中央和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段所成的角度為20°。另外，將點(diǎn)光源62的光出射窗62a的另一端和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段與將光出射窗62a的中央和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段所成的角度也為20°。在該例中，由于指向性變換圖案68的尺寸增大，故而導(dǎo)光板63的靜區(qū)增大。但是，由于射入光導(dǎo)入部65時(shí)的折射爾使在指向性變換圖案68的中央部的光在橫向上的擴(kuò)展小于20°，在自指向性變換圖案68的中央偏離的部位，光在橫向上的擴(kuò)展進(jìn)一步減小，在指向性變換圖案68的整體能夠防止漏光。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，如圖34(a)所示，將指向性變換圖案68的內(nèi)周緣中央與光出射窗62a的兩端所成的角度設(shè)為40°(±20°)時(shí)，可構(gòu)成為漏出光/輸入光≤2％。
另外，圖34(b)中，將點(diǎn)光源62的光出射窗62a的一端和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段與將光出射窗62a的中央和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段所成的角度為30°。此時(shí)，可使漏出光/輸入光≤15％，比圖34(a)的情況要差，但是具有封入光的效果和將靜區(qū)減小的效果。
另外，該角度也可以為20°以下，但若過小，則指向性變換圖案68變大，導(dǎo)光板63的靜區(qū)變大，故而接近20°為好。
如上所述，指向性變換圖案68的內(nèi)周緣與光出射窗62a的兩端所成的角度為40°以下地限制橫向上的指向性擴(kuò)展時(shí)，射入到光導(dǎo)入部65的光的指向特性S2在方向余弦空間中成為圖35(a)及圖35(b)所示的樣子。在此，縱向的指向特性由連續(xù)的曲線表示，但橫向的指向特性斷續(xù)表示。由圖35(a)可知，指向特性S2在橫向的擴(kuò)展比在縱向的擴(kuò)展小。另外，圖36(a)利用方向余弦空間的yz平面表示在光導(dǎo)入部65的傾斜面67全反射的光的指向特性S3，圖36(b)利用方向余弦空間的xy平面表示指向特性S3。如圖36(b)所示，通過將指向特性S2的橫向擴(kuò)展縮小，在方向余弦空間的xy平面中，指向特性S3自半徑sinα的球G1偏離而不重合。由此，能夠?qū)⑸淙氲綄?dǎo)光板63的光封入光導(dǎo)入部65，可將漏光抑制在最小限度。
圖37(a)、(b)利用方向余弦空間表示圖34(b)所示地從點(diǎn)光源62射入的光的擴(kuò)展為30°(在兩側(cè)為60°的擴(kuò)展)時(shí)的指向特性S3?？芍趫D37的方向余弦空間中，橫向擴(kuò)展的光的一部分與斜線區(qū)域重合，擴(kuò)展20°以上的光的一部分漏出。通過計(jì)算，漏光率(＝漏出光/輸入光)為15％左右。如圖34(b)所示，光的擴(kuò)展在一側(cè)為30°左右，若將導(dǎo)光板主體的厚度減薄則產(chǎn)生漏光，但是作為面光源裝置61的要求，除了薄型化以外，削減靜區(qū)也是重要的課題，故而即使有一點(diǎn)兒漏光，在實(shí)用化方面也是有用的。
制作具有上述的指向性變換圖案68的導(dǎo)光板的方法如下。首先，對(duì)Cu類材料等容易加工的金屬使用金剛石刀片實(shí)施槽加工并加工成希望的形狀，制作指向性變換圖案68的母板(原盤)。接著，以母板為基礎(chǔ)實(shí)施鍍鎳等，從母板剝離而得到Ni制的壓模。然后，將該壓模組裝到導(dǎo)光板成型用模具中將指向性變換圖案68與導(dǎo)光板同時(shí)成形。或者，在成形具有突部的導(dǎo)光板之后，在突部的傾斜面涂敷紫外線固化樹脂，利用壓模按壓而對(duì)紫外線固化樹脂照射紫外線，將指向性變換圖案68與導(dǎo)光板分別成形。
另外，指向性變換圖案68的面與面的連接部分(即傾斜面57(+)與傾斜面57(-)之間的棱角線和槽線)考慮實(shí)際的成形塌邊等而可以形成圓弧面。指向性變換圖案68的面與面之間的圓弧越大，超過設(shè)計(jì)的面的控制范圍而容易產(chǎn)生漏光，故而希望使圓弧盡可能地小，面與面之間的連接部分為銳角為好。但是，面與面之間的連接部分形成銳角在實(shí)際加工中是不可能的，若由于成形塌邊而形成圓弧，則在圓弧的大小上產(chǎn)生偏差，也產(chǎn)生圓弧大的產(chǎn)品。由此，使圓弧面的截面的曲率半徑為1μm左右這樣地加工模具和壓模，即使形成圓弧面也是均勻的圓弧面。即使這樣形成半徑1μm左右的圓弧，光導(dǎo)入部65的漏光也可抑制在漏出光/輸入光≤10％。
(實(shí)施方式2) 圖38是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的面光源裝置71的立體圖。在該面光源裝置71中，將指向性變換圖案68的上端側(cè)以及下端側(cè)的包絡(luò)線分別形成直線狀。即，光導(dǎo)入部65在導(dǎo)光板63端部的整個(gè)寬度上形成，在光導(dǎo)入部65的形成平面狀的整個(gè)傾斜面形成有指向性變換圖案68。其中，設(shè)置在指向性變換圖案68的V槽構(gòu)造68a，從垂直于光出射面69的方向觀察時(shí)，都以點(diǎn)光源62為中心放射狀地延伸配置。圖39(a)表示指向性變換圖案68的左端部分的V槽構(gòu)造68a的形狀，圖39(b)表示指向性變換圖案68的中央部的V槽構(gòu)造68a的形狀，圖39(c)表示指向性變換圖案68的右端部分的V槽構(gòu)造68a的形狀。
在這樣的指向性變換圖案68中，與第一實(shí)施方式同樣地設(shè)計(jì)。即，如圖40所示，將點(diǎn)光源62的光出射窗62a的一端部和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段與將光出射窗62a的中央和指向性變換圖案68的內(nèi)周側(cè)邊緣的中央連接的線段構(gòu)成的角度為20°以下，理想的是，在指向性變換圖案68的中央為20°。該角度由點(diǎn)光源62與指向性變換圖案68的上端側(cè)的包絡(luò)線的距離和光出射窗62a的寬度決定。其中，V槽構(gòu)造68a的間距根據(jù)位置的不同而變化，在指向性變換圖案68的中央部，V槽構(gòu)造68a的間距短，越朝向指向性變換圖案68的端部，V槽構(gòu)造68的間距越長(zhǎng)。
在這樣的面光源裝置71中，指向性變換圖案68中央部的V槽構(gòu)造68a的長(zhǎng)度和指向性變換圖案68端部的V槽構(gòu)造68a的長(zhǎng)度不同，在端部，V槽構(gòu)造68a的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。因此，越向端部，光越容易往復(fù)而二次射入V槽構(gòu)造68a，容易產(chǎn)生漏光。由此，效率低于第一實(shí)施方式的情況，即使如此也能夠得到漏出光/輸入光≤10％的效果。
圖41是說明第二實(shí)施方式的變形例的示意圖。在該變形例中，將指向性變換圖案68的包絡(luò)線形成橢圓形。這樣，指向性變換圖案68自身的形狀不作特別限定，但是需要留意將V槽構(gòu)造68a以點(diǎn)光源62為中心放射狀形成，橫向的指向性擴(kuò)展為40°以下。
(實(shí)施方式3) 圖42是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的面光源裝置81的立體圖。在該面光源裝置81中具有多個(gè)點(diǎn)光源62，與各點(diǎn)光源62相對(duì)而設(shè)有多個(gè)光導(dǎo)入部65。這樣設(shè)置多個(gè)光導(dǎo)入部65時(shí)，相鄰的指向性變換圖案68彼此會(huì)相互干涉，故而光導(dǎo)入部65彼此以5～10mm左右的中心間間距配置為好。在這樣的實(shí)施方式中，使用多個(gè)點(diǎn)光源62，故而能夠使面光源裝置81更加明亮。
圖43(a)是說明第三實(shí)施方式的面光源裝置的變形例的說明圖，圖43(b)是圖43(a)的圓標(biāo)記包圍的部分的放大圖。在該變形例中，使點(diǎn)光源62的排列間距為10mm，指向性變換圖案68上端側(cè)的包絡(luò)線形成為直線，指向性變換圖案68下端側(cè)的包絡(luò)線形成為圓弧狀。另外，相鄰的指向性變換圖案68彼此可以稍重合。在這樣的變形例中，可實(shí)現(xiàn)漏出光/輸入光≤5％的效果。
(實(shí)施方式4) 圖44是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的面光源裝置91的示意剖面圖。在該實(shí)施方式中，將光導(dǎo)入部65的傾斜面67形成為沒有圖案的平坦面。另一方面，在導(dǎo)光板63的設(shè)有傾斜面67的面的相反側(cè)且比傾斜面67更接近點(diǎn)光源62的位置，在光導(dǎo)入部65設(shè)有截面三角形的凹部92，在凹部92的斜面設(shè)有排列V槽構(gòu)造68a的指向性變換圖案68。
根據(jù)該實(shí)施方式，能夠有效地封入來自點(diǎn)光源的光，可使漏出光/輸入光≤2％，能夠?qū)⒚婀庠囱b置81薄型化。在這樣的實(shí)施方式中，指向性變換圖案68位于光源側(cè)，在遠(yuǎn)離光源的方向上設(shè)有傾斜面67，故而與第一實(shí)施方式相比，靜區(qū)擴(kuò)大。
圖45及圖46是第四實(shí)施方式的變形例，在平坦的傾斜面67上粘貼反射板93，在傾斜面67的相反面，將指向性變換圖案68配置在比反射板93更遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62的位置，使指向性變換圖案68處于導(dǎo)光板主體64中。在該實(shí)施方式中，自傾斜面67漏出的光可被反射板93反射而再次射入光導(dǎo)入部65中。但是，由于粘貼有反射板93的粘貼帶等將光吸收，故而在這樣的變形例中產(chǎn)生損失，漏出光/輸入光≤10％。
圖48(a)是表示如圖45及圖46所示在導(dǎo)光板63的背面?zhèn)戎赶蛐宰儞Q圖案68處于導(dǎo)光板主體64中時(shí)的光線的動(dòng)作的模擬結(jié)果的圖。另外，圖48(b)是表示僅在傾斜面67在表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)榷紵o指向性變換圖案的比較例的光線的動(dòng)作的模擬結(jié)果的圖。在圖48(a)、(b)的模擬中，如圖47所示，光導(dǎo)入部65的上表面的半徑為2.71mm，至傾斜面67的邊緣的半徑為3.19mm，傾斜面67的傾斜角為15.3°。另外，在圖48(a)的模擬中，指向性變換圖案68至點(diǎn)光源側(cè)的邊緣的半徑為2.83mm，指向性變換圖案68自點(diǎn)光源遠(yuǎn)離側(cè)的邊緣的半徑為3.33mm，指向性變換圖案68使頂角(

)為120°的V槽構(gòu)造68a以點(diǎn)光源62為中心放射狀地延伸。另外，圖48(a)、(b)所示的光線不僅在圖示的截面內(nèi)，也表示從截面偏離的向不同方向放射狀發(fā)出的光線。
將圖48(a)和圖48(b)比較可知，在圖48(b)的比較例中，漏光顯著，但是在背面設(shè)有指向性變換圖案68的圖48(a)的實(shí)施方式中，漏光減小。在圖48(a)的情況下，漏光的損失為10％。
另外，圖49是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的其他變形例的剖面圖，在指向性變換圖案68位于導(dǎo)光板主體64側(cè)的圖45的方式中，從傾斜面67中除去反射板93，在該變形例中，為了使除了反射板93之外也不從傾斜面67漏光，使導(dǎo)光板63的折射率為1.59，傾斜面67的傾斜角θ為12.1°以下。若省去反射板93，則與具有反射板93的情況相比，傾斜面67的傾斜角θ減小，故而若使光導(dǎo)入部65及導(dǎo)光板主體64的厚度相同，則基于光導(dǎo)入部65的靜區(qū)變大，或者若是相同的靜區(qū)(光導(dǎo)入部65)，則導(dǎo)光板主體64的厚度增加。具體而言，光導(dǎo)入部65的厚度為T＝0.31mm、導(dǎo)光板主體64的厚度為t＝0.18mm時(shí)，若各厚度相同，則靜區(qū)大約增大5％(0.14/3)，若靜區(qū)相同，則導(dǎo)光板主體64的厚度t大約增加16％(0.029/0.18)。另一方面，若除去反射板93，則不需要附在傾斜面67上的部件，故而靜區(qū)和厚度有余量時(shí)，也可以形成該變形例。
圖50表示在導(dǎo)光板63的設(shè)有傾斜面67的面相反側(cè)的面上可設(shè)置指向性變換圖案68的范圍。指向性變換圖案68可以跨越光導(dǎo)入部65和導(dǎo)光板主體64的與光導(dǎo)入部65相接的區(qū)域設(shè)置。詳細(xì)說明，將導(dǎo)光板主體64的厚度設(shè)為t，將傾斜面的傾斜角設(shè)為θ時(shí)，從傾斜面67(光導(dǎo)入部65)與導(dǎo)光板主體64的邊界測(cè)量，指向性變換圖案68朝向?qū)Ч獍逯黧w64側(cè)向?qū)Ч獍逯黧w64內(nèi)突出的距離不為以下距離D以上為好。
D＝(3·t)/tanθ...(式11) 在此，計(jì)算傾斜角θ時(shí)，例如圖53(b)、(c)所示地傾斜面67形成為臺(tái)階狀或彎曲面狀時(shí)，根據(jù)將其傾斜面67的開始點(diǎn)(上端)和終止點(diǎn)(下端)連接的直線的傾斜來定義傾斜角θ。另外，在圖53(b)這樣的臺(tái)階狀的傾斜面67的情況下，除了作為整體的傾斜角之外，將各臺(tái)階的傾斜角中最大的傾斜角設(shè)定為不漏光的角度為好。另外，如圖53(c)這樣彎曲面上的傾斜面67的情況下，彎曲的部分的傾斜角(即，各點(diǎn)的切線的傾斜角)中最大的傾斜角設(shè)定成不漏光的角度為好。使一部分光漏出而設(shè)定臺(tái)階狀或彎曲面上的傾斜面67的形狀的情況下，會(huì)產(chǎn)生由效率降低和漏光引起的亮線的不良影響，但是其程度只要在容許范圍內(nèi)則沒有問題。另外，如圖38所示傾斜面67不是圓弧狀而是直線狀的情況下的傾斜角θ由于在各個(gè)方向(從點(diǎn)光源62看到的在xy平面內(nèi)的方向)傾斜角θ的值不同，故而將各個(gè)方向的傾斜角θ定義成各個(gè)的傾斜角θ。
這是由于在傾斜面67反射之后，射入導(dǎo)光板63的背面的光中最進(jìn)入導(dǎo)光板主體64的光，如圖50虛線所示的光那樣地，是與傾斜面67平行的光。該光在指向性變換圖案68被反射兩次以上時(shí)，向?qū)Ч獍?3之外漏出，故而指向性變換圖案68的端部在導(dǎo)光板63的背面比第二次射入的位置更靠近點(diǎn)光源62側(cè)為好。由圖50可知，光在該導(dǎo)光板63的背面第二次射入的位置自導(dǎo)光板主體64的端部的距離為D＝(3·t)/tanθ。由此，為了使光不向指向性變換圖案68射入兩次以上，指向性變換圖案68位于距導(dǎo)光板主體64的端部D以內(nèi)的區(qū)域?yàn)楹谩Ｈ糁赶蛐宰儞Q圖案68如圖26那樣地形成為同心圓的帶狀，則距離D在二維的任何方向上都相等，形成自導(dǎo)光板主體64的端部向外側(cè)偏離D的同心圓。另一方面，如圖38所示在直線狀的傾斜面67形成有指向性變換圖案68時(shí)，在自點(diǎn)光源62的正面方向偏離的區(qū)域，傾斜面θ根據(jù)從點(diǎn)光源62觀察的方向的不同而變化，使點(diǎn)光源62的正面方向(x軸方向)為最大，隨著自正面偏離而逐漸減小。因此，適用式11時(shí)，距離D在正面方向最小，隨著自正面偏離而變大。結(jié)果，將在各方向延伸的距離D的前端連接的線越向外側(cè)越長(zhǎng)。
另外，若指向性變換圖案68向?qū)Ч獍逯黧w64內(nèi)的突出長(zhǎng)度為D以下，則指向性變換圖案68也可以處于液晶面板的顯示區(qū)域內(nèi)。指向性變換圖案68不是使光向外部射出的圖案，故而即使處于顯示區(qū)域中也沒有問題。
(實(shí)施方式5) 圖51是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的面光源裝置96的示意平面圖。在該實(shí)施方式中，將導(dǎo)光板主體64的角部斜切，沿該切后的端部的邊緣直線狀地形成有光導(dǎo)入部65。在該光導(dǎo)入部65的傾斜面67通過放射狀排列的多個(gè)V槽構(gòu)造68a而形成有指向性變換圖案68。
(實(shí)施方式6) 圖52是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的面光源裝置97的立體圖。在該實(shí)施方式中，沿導(dǎo)光板主體64的一端邊直線狀地設(shè)有光導(dǎo)入部65。在光導(dǎo)入部65與光入射端面66相對(duì)的位置配置有點(diǎn)光源62和使用有楔形導(dǎo)光體99的線狀光源98。該線狀光源98與由透明樹脂構(gòu)成的楔形導(dǎo)光體99的入射面102相對(duì)而配置點(diǎn)光源62，與楔形導(dǎo)光體99的出射面103相對(duì)而設(shè)置棱鏡片101，與其相反面相對(duì)而配置有正反射板100。
但是，從點(diǎn)光源62射出的光從入射面102射入楔形導(dǎo)光體99內(nèi)，在楔形導(dǎo)光體99的出射面103及其相反面全反射并在楔形導(dǎo)光體99的全長(zhǎng)上擴(kuò)展。在其中途，從楔形導(dǎo)光板99的背面漏出的光被正反射板100正反射而再次射入楔形導(dǎo)光體99。以比在出射面103全反射的臨界角小的入射角射入的光向與出射面103大致平行的方向射出。然后，從楔形導(dǎo)光體99的出射面103射出的光透過棱鏡片101而使光線方向彎曲，向大致垂直于楔形導(dǎo)光體99的出射面103的方向射出。
這樣從線狀光源98射出大致平行的光而導(dǎo)入導(dǎo)光板63中，故而與其配合，光導(dǎo)入部65的傾斜面67也成為直線狀。設(shè)于面光源裝置97的指向性變換圖案68的V槽構(gòu)造68a也相互平行地排列。
(其他) 圖53(a)～(h)表示導(dǎo)光板63的其他形狀。圖53(a)所示的導(dǎo)光板63中，在光導(dǎo)入部65的上表面沒有平坦部分，僅由傾斜面67構(gòu)成。
在圖53(b)所示的導(dǎo)光板63中，從垂直于光出射面的截面觀察光導(dǎo)入部65的傾斜面67時(shí)，不為直線狀，而成為臺(tái)階狀。并且，在形成臺(tái)階狀的傾斜面67形成有V槽構(gòu)造68a排列的指向性變換圖案68。
在圖53(c)所示的導(dǎo)光板63中，通過彎曲面形成有光導(dǎo)入部65的傾斜面67。并且，在彎曲后的傾斜面67形成有排列V槽構(gòu)造68a的指向性變換圖案68。
在圖53(d)所示的導(dǎo)光板63中，使光導(dǎo)入部65的突部向?qū)Ч獍?3的光出射面?zhèn)认喾磦?cè)的面突出，并且在兩面設(shè)有指向性變換圖案68。此時(shí)，也可以使傾斜面67的傾斜角在背面和表面不同。
在圖53(e)所示的導(dǎo)光板63中，導(dǎo)光板主體64以隨著遠(yuǎn)離光源側(cè)而變薄的方式形成楔形。
在圖53(f)所示的導(dǎo)光板63中，在光導(dǎo)入部65的光源側(cè)端部設(shè)有倒錐形傾斜的傾斜面104。
特別是，如圖53(g)所示，。通過設(shè)置倒錐形的傾斜面104，光導(dǎo)入部65的端面(光入射端面66)的高度也可以變得小于導(dǎo)光板主體64的厚度。如圖54所示，若光入射端面66的光度T小于導(dǎo)光板主體64的厚度t，則點(diǎn)光源62的光出射窗伸出到光入射端面66之外而漏光產(chǎn)生光損失。但是若點(diǎn)光源62的上表面與光導(dǎo)入部65的上表面之間的間隙被使來自點(diǎn)光源62的光反射的部件例如反射片106覆蓋，則從點(diǎn)光源62向光入射端面66之外射出的光被反射片106反射而能夠從傾斜面106射入光導(dǎo)入部65中。
由此可知，光導(dǎo)入部65的最大厚度若比導(dǎo)光板主體64的厚度大，則本發(fā)明不僅適用于光導(dǎo)入部65的光入射端面66的厚度比導(dǎo)光板主體64的厚度大的情況，而且還可適用于光導(dǎo)入部65的光入射端面66的厚度比導(dǎo)光板主體64的厚度小的情況。
在圖53(h)所示的導(dǎo)光板63中，在導(dǎo)光板主體64的與光導(dǎo)入部65相反側(cè)的端部設(shè)有突出部105(肋)，使導(dǎo)光板63的一部分比光導(dǎo)入部65的厚度大。
(實(shí)施方式7) 在以上的實(shí)施方式中，考慮了通過大致嚴(yán)密的構(gòu)造防止光自導(dǎo)光板漏出的方法，但以下，對(duì)更加一般的原理進(jìn)行說明。即，若被指向性變換圖案68反射的光的指向性在與光源方向(與點(diǎn)光源62的中心連接的方向)垂直的方向上擴(kuò)展(即，使縱向的指向性在橫向上擴(kuò)展)，則能夠減小傾斜面67或其附近的漏光。以下，對(duì)其原理進(jìn)行說明。
為了便于理解，在此，對(duì)在傾斜面67的相反側(cè)的面上設(shè)有指向性變換圖案68的情況進(jìn)行說明(例如，參照?qǐng)D49)。另外，傾斜面67的傾斜角設(shè)定成不漏光的角度(例如，若將導(dǎo)光板63的折射率設(shè)為1.59，則傾斜面67的傾斜角為12.1°)。
射入到光導(dǎo)入部65中的光具有圓錐狀的指向特性(參照?qǐng)D13(a))，但是射入位于x軸方向的點(diǎn)的光的指向特性，從垂直于導(dǎo)光板63的z軸方向看時(shí)，成為圖55(a)所示的指向特性(參照?qǐng)D19(b))。構(gòu)成指向性變換圖案68的凹部及/或凸部(以下稱為凸凹構(gòu)造68b)如圖56(a)平面所示、圖56(b)截面所示(僅表示一個(gè)凸凹構(gòu)造68b)，如圓錐那樣地成為使光各向同性地?cái)U(kuò)散的形狀。向在這樣的圓錐狀凸凹構(gòu)造68b射入來自點(diǎn)光源62的光時(shí)，如圖55(b)所示，通過計(jì)算求出由凸凹構(gòu)造68僅反射一次的光向哪個(gè)方向照射。圖55(b)也是從z軸方向看到的方向余弦空間。在圖56(a)的f1區(qū)域反射的光向圖55(b)的f1區(qū)域射出，被圖56(a)的f2區(qū)域反射的光向圖55(b)的f2區(qū)域射出，并且在圖56(a)的f3區(qū)域反射的光向圖55(b)的f3區(qū)域射出。在方向余弦空間中位于內(nèi)側(cè)的圓G2中的光線向?qū)Ч獍?3的外部漏出，故而在凸凹構(gòu)造68b的與點(diǎn)光源62相反側(cè)的斜面(f1區(qū)域)反射的光向外部漏光。另外，在f2、f3區(qū)域中被圖56(a)粗線包圍的區(qū)域(光源側(cè)的斜面)反射的光中，存在照射到點(diǎn)光源62相反側(cè)的斜面的光。這樣兩次照射到凸凹構(gòu)造68b的斜面時(shí)，成為向?qū)Ч獍?3之外漏出的光，故而在這些區(qū)域使光反射并不理想。另外，構(gòu)成指向性變換圖案68的凸凹構(gòu)造68b包含V槽構(gòu)造68a等。
如上所述在圖56(a)中，在點(diǎn)光源相反側(cè)的斜面(f1區(qū)域)反射的光和在由粗線包圍的點(diǎn)光源側(cè)的斜面反射的光成為向外部漏出的光，其之外的區(qū)域的光成為不向外部漏出的光。因此，為了減小向外部漏出的光，將凸凹構(gòu)造68b中光漏出的區(qū)域的比例減小，將其之外的區(qū)域增大即可。即，如圖57(a)、(b)所示可知，只要使凸凹構(gòu)造68b以在與點(diǎn)光源62的中心連接的方向(光源方向)上伸長(zhǎng)的方式延伸即可。
作為這樣的凸凹構(gòu)造68b，對(duì)照射到凸凹構(gòu)造68b的光的指向性進(jìn)行變換以在與光源方向正交的方向上擴(kuò)展即可，例如，如圖58(a)、(b)～圖62所示。圖58(a)、(b)將形成圓柱形透鏡狀乃至橢圓槽狀(橢圓球面狀)的凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心、按照各凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度方向與光源方向大致平行的方式放射狀排列，構(gòu)成指向性變換圖案68。圖59(a)、(b)是將形成V槽狀的凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心、按照各凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度方向與光源方向大致平行的方式放射狀排列，構(gòu)成指向性變換圖案68。圖60(a)、(b)將形成U槽狀的凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心、按照各凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度方向與光源方向大致平行的方式放射狀排列，構(gòu)成指向性變換圖案68。圖61(a)、(b)中，將形成衍射柵狀的凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心、按照各凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度方向與光源方向大致平行的方式放射狀排列，構(gòu)成指向性變換圖案68。圖62是將從z軸方向看連續(xù)彎折那樣的凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心、按照各凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度方向與光源方向大致平行的方式放射狀排列，構(gòu)成指向性變換圖案68。
如上述原理所說明地，與光源方向平行的方向和與光源方向正交的方向的擴(kuò)散度的關(guān)系只要在正交方向上強(qiáng)即可，故而凸凹構(gòu)造68b除了圖58～圖62所示的形狀以外，可以為五邊形、六邊形等多邊形及其組合形狀，或者多邊形和曲面的組合行走。其中，凸凹構(gòu)造68b在導(dǎo)光板63的表面大致無間隙地設(shè)置為好。
另外，在以點(diǎn)光源62為中心同心圓狀地配置圖案的情況下，與圖28所示的同樣地，以一個(gè)凸凹構(gòu)造68b的接近點(diǎn)光源62側(cè)的寬度(p1)減小、遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)的寬度(p2)增大的方式放射狀地?cái)U(kuò)展。
另外，在圖58(a)、(b)這樣的具有圓柱形透鏡狀的凸凹構(gòu)造68b中，從z軸方向看到的形狀可以是在遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)的寬度比接近點(diǎn)光源62側(cè)的寬度大，也可以是相同寬度。
(基于平均傾斜角的表示) 接著，考慮將反射后的光的指向性可在與光源方向(與點(diǎn)光源62的中心連接的方向)正交的方向上擴(kuò)展的指向性變換圖案68與平均傾斜角的概念相關(guān)聯(lián)進(jìn)行表示。
明確平均傾斜角的概念。在此，將與光源方向平行地掃描時(shí)的平均傾斜角和在垂直于光源方向的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角分開來進(jìn)行說明。首先，說明與光源方向平行地掃描時(shí)的平均傾斜角。所謂在光源方向上掃描指向性變換圖案68的形狀時(shí)的平均傾斜角θx*，如圖63(a)所示，若將從所通過的各凸凹構(gòu)造68b的底面測(cè)得的傾斜角設(shè)為θxi(i＝1、2、...)、將對(duì)應(yīng)的底邊的長(zhǎng)度設(shè)為ΔXi，則由下式定義 θx*＝∑|θxi×ΔXi|/∑|ΔXi|...(式12) 其中，∑是關(guān)于i的總和，對(duì)絕對(duì)值進(jìn)行求和。
另外，另外所謂在與光源方向正交的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θy*，如圖63(b)所示，若將從所通過的各凸凹構(gòu)造68b的底面測(cè)得的傾斜角設(shè)為θyj(j＝1、2、...)、將對(duì)應(yīng)的底邊的長(zhǎng)度設(shè)為ΔYj，則由下式定義 θy*＝∑|θyj×ΔYj|/∑|ΔYj|...(式13) 其中，∑是關(guān)于j的總和，對(duì)絕對(duì)值進(jìn)行求和。
在此，計(jì)算在與光源方向正交的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θy*時(shí)，對(duì)與在光源方向上掃描而計(jì)算平均傾斜角θx*時(shí)相等的范圍(掃描距離)W進(jìn)行計(jì)算。特別是，在光源方向和與光源方向正交的方向中的任意方向圖案周期性反復(fù)的情況下，在圖案周期性反復(fù)的方向上規(guī)定的兩周期計(jì)算平均傾斜角為好。另外，在光源方向和其垂直的方向上圖案都呈周期性的情況下，只要將某一方向的兩周期作為比較范圍即可。另外，在光源方向上和與光源方向正交的方向上圖案都不呈周期性的情況下，將500μm左右的范圍作為比較范圍即可。其中，截面形狀的獲得不限于兩周期和500μm這樣的數(shù)值，只要作為以整體的截面形狀為代表的凸凹，可得到適當(dāng)?shù)男螤?，則可進(jìn)行適當(dāng)變更。
另外，所謂在光源方向掃描而計(jì)算平均傾斜角θx*時(shí)的掃描線F和在與光源方向正交的方向上掃描而求出平均傾斜角θy*時(shí)的掃描線G，如圖64(a)所示，按照任意指向性變換圖案68通過最大高度O點(diǎn)的方式進(jìn)行定義。關(guān)于光源方向的平均傾斜角θx*，針對(duì)沿著圖64(b)的掃描線F的截面，根據(jù)上述式12計(jì)算平均傾斜角θx*的值。
對(duì)此，在與光源方向正交的方向上，如圖64(a)所示，在通過O點(diǎn)的掃描線G的基礎(chǔ)上，還確定相對(duì)于掃描線G向兩側(cè)平行移動(dòng)規(guī)定距離δ(例如δ＝50μm)后的掃描線G’、G”。并且，針對(duì)沿著圖64(c)、(d)、(e)所示的三條掃描線G、G’、G”的截面，計(jì)算各自的平均傾斜角θy*的值。將求出的三個(gè)值中最大的值作為與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*。
另外，掃描方向自正面方向偏移的情況下，在與光源方向正交的方向掃描時(shí)，如圖65所示，沿光源方向的掃描線F掃描時(shí)在凸凹構(gòu)造68b的高度最大的O點(diǎn)，光源方向的掃描線F與垂直于光源方向的掃描線G交叉而決定在正交方向上的掃描位置。在光源方向F上不存在成為最大的點(diǎn)而一定的情況下，只要形成在圖案形狀區(qū)域內(nèi)的掃描線F的中央附近即可。
在決定通過交叉位置的掃描線G之后，如前所述決定向中央的掃描線G兩側(cè)分別偏移一定距離δ(50μm)后的掃描線G’、G”，關(guān)于三條掃描線G、G’、G”，將計(jì)算出的平均傾斜角中最大的值作為與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*。另外，在傾斜面67形成有指向性變換圖案68的情況下，除了傾斜面67的影響之外，求出平均傾斜角θx*、θy*并進(jìn)行比較。
圖66(a)～(d)表示各種圖案的平均傾斜角的具體例。在此，由于掃描方向不成問題，故而由θ*表示平均傾斜角。圖66(a)為傾斜角5°的鋸齒狀圖案，圖66(b)為傾斜角3°的鋸齒狀圖案，各自的平均傾斜角θ*＝5°、θ*＝3°。另外，圖66(c)為傾斜角5°(底邊的長(zhǎng)度3∧/8，∧為周期)和傾斜角3°(底邊的長(zhǎng)度5∧/8)的三角波形圖案，平均傾斜角θ*＝3.75°。另外，在圖66(d)這樣的無V槽得梯形圖案中，θ*＝3°。另外，在平坦面中平均傾斜角θ*為0°。
首先對(duì)為了減小漏光而將凸凹構(gòu)造68b相對(duì)于點(diǎn)光源在光源方向上形狀細(xì)長(zhǎng)形狀為好進(jìn)行說明，其可使用平均傾斜角來表現(xiàn)。即，凸凹構(gòu)造68b的形狀為在光源方向上比與光源方向正交的方向更加細(xì)長(zhǎng)的形狀，使用上述定義的平均傾斜角θx*、θy*來進(jìn)行表示的話，則成為下式 與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*＞光源方向的平均傾斜角θx*...(式14) 另外，該平均傾斜角可以擴(kuò)張成圖66所示地由平面構(gòu)成的形狀之外的圖案。例如，在凸凹構(gòu)造68b為曲面的情況下，如圖67(a)的細(xì)線所示，關(guān)于與凸凹構(gòu)造68b內(nèi)切或外接的折線形狀，計(jì)算平均傾斜角|θx1×ΔX1+θx2×ΔX2+...|/|ΔX1+ΔX2+...|，將各折線的長(zhǎng)度ΔX1、ΔX2、...接近零時(shí)的平均傾斜角的極限值定義成其圖案的平均傾斜角。
或者，在圖67(b)所示這樣的圓柱形透鏡狀的圖案的情況下，可以通過向其兩側(cè)引出的切線而使曲面圖案近似三角圖案，求出平均傾斜角。另外，在微細(xì)的隨機(jī)的擴(kuò)散圖案的情況下，可使其擴(kuò)散面的粗糙度和平均傾斜角相關(guān)。
圖68是表示在以點(diǎn)光源62為中心的圓弧狀區(qū)域放射狀設(shè)置的凸凹構(gòu)造68b構(gòu)成的指向性變換圖案68。另外，圖69表示沿光源方向的掃描線F掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀、和在與光源方向的掃描線F正交的方向上掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀。沿掃描線G的圖案為指向性變換圖案68的光源方向中央的截面，沿掃描線G”的圖案為自光源方向中央向遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面，沿掃描線G’的圖案為從光源方向中央向接近點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面。
由圖69計(jì)算在光源方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θx*時(shí)，光源方向F的平均傾斜角為0°。另外，計(jì)算在與光源方向正交的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θy*時(shí)， 與光源方向正交的方向G的平均傾斜角(中央)30.8° 與光源方向正交的方向G’的平均傾斜角(向點(diǎn)光源側(cè)50μm)30.9° 與光源方向正交的方向G”的平均傾斜角(向遠(yuǎn)離側(cè)50μm)30.7°。
各平均傾斜角θx*、θy*的計(jì)算在光源方向和在與光源方向正交的方向上，以與光源方向正交的方向的兩周期量的長(zhǎng)度進(jìn)行。由此，在與光源方向正交的方向上，將三個(gè)值中最高的30.9°作為與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*。此時(shí)，可知滿足與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*＞光源方向的平均傾斜角θx*。
圖70是表示在直線狀區(qū)域?qū)⑾嗷テ叫卸蛞环较蜓由斓耐拱紭?gòu)造68b排列所構(gòu)成的指向性變換圖案68。另外，圖71表示沿光源方向的掃描線F掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀、和在與光源方向的掃描線F正交的方向上掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀。沿掃描線G的圖案為沿在掃描線F通過的指向性變換圖案68的最高點(diǎn)正交的方向的截面，沿掃描線G”的圖案為自通過最高點(diǎn)的位置向遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面，沿掃描線G’的圖案為從最高點(diǎn)向接近點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面。
由圖71計(jì)算在光源方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θx*時(shí)，光源方向F的平均傾斜角為16.6°。另外，計(jì)算在與光源方向正交的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θy*時(shí)， 與光源方向正交的方向G的平均傾斜角(中央)27.1° 與光源方向正交的方向G’的平均傾斜角(向點(diǎn)光源側(cè)50μm)27.1° 與光源方向正交的方向G”的平均傾斜角(向遠(yuǎn)離側(cè)50μm)27.1°。
各平均傾斜角的計(jì)算在光源方向和在與光源方向正交的方向上，以與光源方向正交的方向的兩周期量的長(zhǎng)度進(jìn)行。由此，在與光源方向正交的方向，將三個(gè)值中最高的27.1°作為與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*。此時(shí)，可知滿足與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*＞光源方向的平均傾斜角θx*。
(基于凹凸程度或凹凸數(shù)量的表示) 接著，將反射后的光的指向性在相對(duì)于光源方向(與點(diǎn)光源62的中心連接的方向)正交的方向上擴(kuò)展的指向性變換圖案68與凹凸程度或凹凸數(shù)量的概念相關(guān)聯(lián)進(jìn)行表示。在構(gòu)成指向性變換圖案68的凹部及/或凸部周期性反復(fù)的情況下，能夠?qū)庠捶较虻陌纪钩潭群痛怪庇诠庠吹姆较蛏系陌纪钩潭冗M(jìn)行比較。這里所說的凹凸程度是指規(guī)定的距離(例如圖案的兩周期量的長(zhǎng)度)中所包含的凹部及/或凸部的數(shù)量。
例如圖72所示，在與光源方向正交的方向上凸凹構(gòu)造68b周期性反復(fù)的情況下，將與光源方向正交的方向的兩周期量所包含的凹凸的數(shù)量(凸凹構(gòu)造68b的數(shù)量)和相同距離所包含的光源方向的凹凸的數(shù)量進(jìn)行比較。在凸凹構(gòu)造68b以一定間距排列成圓弧狀時(shí)，如圖73(b)所示，光源方向的凹凸數(shù)量為0個(gè)，如圖73(a)所示，與光源方向正交的方向上的凹凸數(shù)量為2個(gè)。
與相同距離中所包含的光源方向上的凹凸數(shù)量相比、與光源方向正交的方向上的凹凸數(shù)量多的情況下，意味著凸凹構(gòu)造68b的形狀在光源方向上伸長(zhǎng)，故而能夠減小自導(dǎo)光板63的漏光。
另外，圖74表示在直線狀區(qū)域相互平行而向一方向延伸的凸凹構(gòu)造68b排列構(gòu)成的指向性變換圖案68。另外，圖75表示在光源方向F掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀、和在與光源方向正交的方向G掃描時(shí)的圖案形狀。觀察與光源方向正交的方向上反復(fù)的兩周期量所包含的凹凸的數(shù)量，在與光源方向正交的方向上，凹凸的數(shù)量為2個(gè)，在光源方向上，凹凸的數(shù)量為1.7個(gè)。因此，該情況下，與光源方向正交的方向上的凹凸數(shù)量也比相同距離所包含的光源方向上的凹凸數(shù)量多，能夠減小自導(dǎo)光板63的漏光。
(圖案的延伸方向的角度范圍) 接著，對(duì)凸凹構(gòu)造68b的延伸方向的角度范圍(傾斜)進(jìn)行說明。指向性變換圖案68的各凸凹構(gòu)造68b以點(diǎn)光源62為中心放射狀排列的情況下，各凸凹構(gòu)造68b的延伸方向與光源方向平行。但是，也可以如圖76所示地，凸凹構(gòu)造68b從光源方向傾斜配置。其中，指向性變換圖案68的延伸方向J相對(duì)于光源方向F的角度υ在任意方向都在20°以內(nèi)(即±20°以內(nèi))為好。在此，所謂延伸方向J是指凸凹構(gòu)造68b的截面形狀不變化的方向或者長(zhǎng)度方向。另外，根據(jù)凸凹構(gòu)造68b，凸凹變換的方向可以是周期性的也可以不是周期性的。
圖77中，使凸凹構(gòu)造68b的延伸方向J相對(duì)于光源方向F構(gòu)成的角度υ變化并計(jì)算此時(shí)的效率改善效果。作為模型，從光出射面?zhèn)扔^察，使圖26的多個(gè)V槽構(gòu)造68a的一個(gè)向相同方向旋轉(zhuǎn)而計(jì)算圖案傾斜時(shí)的效果。所謂效率改善效果是指，從光導(dǎo)入部65向?qū)Ч獍逯黧w64將多少比例的光不漏出而傳遞的效率，無指向性變換圖案68時(shí)的效率為零，具有防止漏光的效率改善效果(漏光減少)時(shí)為正，相反使防漏光的效果下降(漏光增加)時(shí)為負(fù)。具體地，在某延伸方向上設(shè)有凸凹構(gòu)造68b時(shí)向?qū)Ч獍逯黧w64傳遞的光量設(shè)為Iυ，無圖案時(shí)向?qū)Ч獍逯黧w64傳遞的光量設(shè)為Io的話，以(Iυ-Io)/Io來進(jìn)行表示。另外，圖77所示的效率改善效果在效率改善效果最高的點(diǎn)上被標(biāo)準(zhǔn)化為1。另外，在該計(jì)算中，作為指向性變換圖案68利用V槽構(gòu)造的模型進(jìn)行計(jì)算，但即使指向性變換圖案的形狀改變，其傾向也不變大。
由圖77可知，若角度υ超過20°，則效率改善效果急劇下降，超過25°的話則帶來相反效果。由此，各自的指向性變換圖案68使延伸方向J相對(duì)于光源方向F所成的角度在20°以下為好。
(圖案的縱橫尺寸比) 如圖78所示，從導(dǎo)光板63的上表面觀察，指向性變換圖案68的凸凹構(gòu)造68b向一方向延伸時(shí)，凸凹構(gòu)造68b平面看的縱橫尺寸比、即指向性變換圖案68的截面變換的方向即與縱向垂直的方向或?qū)挾确较?橫向)的長(zhǎng)度M1與截面不變化的方向或長(zhǎng)度方向(縱向＝延伸方向J)的長(zhǎng)度M2之比M1/M2為0.5倍以下為好。在此，如圖28所示地間距P1與P2的長(zhǎng)度不同的情況下，只要將間距p1和p2的平均考慮為長(zhǎng)度M1即可。
圖79表示對(duì)使凸凹構(gòu)造68b的縱橫尺寸比M1/M2變化時(shí)的效率改善效果進(jìn)行計(jì)算得到的結(jié)果。作為模型，使用圖82～圖84所示的模型計(jì)算效果。圖79中也與圖77同樣，將無指向性變換圖案時(shí)的效率設(shè)為零，將具有防漏光的效率改善效果(漏光減少)時(shí)設(shè)為正，將相反地使防漏光的效果下降(漏光增加)時(shí)設(shè)為負(fù)，在效率改善效果最高的點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化為1。若觀察該結(jié)果可知，若縱橫尺寸比M1/M2為0.5以下，則效率改善效果為正，可得到效果，但是若進(jìn)一步增大則帶來相反效果。由此，平面看到的指向性變換圖案68的縱橫尺寸比為0.5以下為好。
(圖案的設(shè)置范圍) 如圖80(a)所示，相對(duì)于導(dǎo)光板63的光入射端面66向一方向延伸的指向性變換圖案68在有限的區(qū)域中反復(fù)配置時(shí)，其區(qū)域在從點(diǎn)光源62的發(fā)光中心看80°的擴(kuò)展范圍內(nèi)為好。將這樣從點(diǎn)光源62的發(fā)光中心看到的圖案的擴(kuò)展范圍稱為圖案擴(kuò)展角度μ。另外，該圖案的擴(kuò)展范圍相對(duì)于點(diǎn)光源62的正面方向大致對(duì)稱為好，即，從為自正面方向±40°以內(nèi)的擴(kuò)展為好。
圖81的圖表是計(jì)算設(shè)置指向性變換圖案的角度范圍(圖案擴(kuò)展角度μ)和效率改善效果的關(guān)系的圖。作為模型，使用圖80(a)所示地相對(duì)于點(diǎn)光源62的正面方向平行的V槽構(gòu)造的模型計(jì)算效果。例如，圖案擴(kuò)展角度μ為0°是指，未設(shè)置指向性變換圖案68的狀態(tài)，圖案擴(kuò)展角度μ為40°是指，在μ為40°的范圍設(shè)有指向性變換圖案68的狀態(tài)。效率改善效果為以圖案擴(kuò)展角度μ為50°作為峰值，若比50°進(jìn)一步擴(kuò)展，則效率改善效果開始下降，可得到高的效率改善效果時(shí)為80°左右。在該實(shí)施例的情況下，正面方向的圖案與光的行進(jìn)方向和指向性變換圖案的延伸方向大致平行，故而正面附近的效率高，隨著自正面偏離而使效率稍下降，但整體的效率受到正面方向的指向性變換圖案的支配，故而端部的影響小。另外，在該計(jì)算中，作為指向性變換圖案68也使用V槽構(gòu)造的模型，但即使凸凹構(gòu)造68b的圖形變化，其傾向也不增大。
另外，如圖80(b)所示，指向性變換圖案68的延伸方向的傾斜δ表示相對(duì)于點(diǎn)光源62的正面方向傾斜的角度，指向性變換圖案68的延伸方向也可以傾斜，但是從效率的觀點(diǎn)來看，其傾斜δ在±20°以內(nèi)為好，在±5°以內(nèi)更好。
(實(shí)施方式8) 圖82是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的面光源裝置111的局部剖切立體圖，圖83是面光源裝置111的局部剖切平面圖，圖84(a)是圖82的e1部放大圖，圖84(b)是圖82的e2部放大圖。
該面光源裝置111的指向性變換圖案68設(shè)置在傾斜面67上。另外，由圖84(a)、(b)的放大圖可知，指向性變換圖案68將V槽狀的凸凹構(gòu)造68b在圓周方向上排列。并且，凸凹構(gòu)造68b在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)排列成雙重圓弧狀，由凸凹構(gòu)造68b形成的內(nèi)周側(cè)的山形形狀和外周側(cè)的槽形形狀或者內(nèi)周側(cè)的槽線形狀和外周側(cè)的山形形狀在光源方向上排列，其之間由微小的多個(gè)三角形傾斜面相連。另外，在內(nèi)周側(cè)的凸凹構(gòu)造68b的內(nèi)周緣和外周側(cè)的凸凹構(gòu)造68b的外周緣形成有微小的箭頭形傾斜面。
另外，圖85(a)表示沿圖84(a)的光源方向的g1-g1線截面，圖85(b)表示沿與圖84(a)的光源方向正交的方向的g2-g2線。指向性變換圖案68沿g2-g2線的截面的頂角為120°，沿g1-g1線的截面的斜面傾斜角為30°。另外，與光源方向正交的方向的凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度M1與光源方向的凸凹構(gòu)造68b的長(zhǎng)度M2之比(縱橫尺寸比)為M1/M2＝0.5。若縱橫尺寸比為0.5以下，則可得到效率改善效果，故而在該實(shí)施方式中起到效率改善效果。
圖86是表示如上所述地在圓弧狀的區(qū)域內(nèi)將凸凹構(gòu)造68b在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)排列兩列而形成有指向性變換圖案68的結(jié)構(gòu)的一部分。圖87表示沿光源方向F掃描線該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀、和在與光源方向F正交的方向上掃描該指向性變換圖案68時(shí)的圖案形狀。沿掃描線G的圖案為通過光源方向的中央的截面，沿掃描線G”的圖案為自中央向遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面，沿掃描線G’的圖案為從中央向接近點(diǎn)光源62側(cè)偏離δ(50μm)的位置的截面。
由圖87計(jì)算在光源方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θx*時(shí)，光源方向F的平均傾斜角為14.6°。另外，計(jì)算在與光源方向正交的方向上掃描時(shí)的平均傾斜角θy*時(shí)， 與光源方向正交的方向G的平均傾斜角(中央)30.8° 與光源方向正交的方向G’的平均傾斜角(向點(diǎn)光源側(cè)50μm)30.7° 與光源方向正交的方向G”的平均傾斜角(向遠(yuǎn)離側(cè)50μm)28.4°。
各平均傾斜角的計(jì)算在光源方向和在與光源方向正交的方向上，以與光源方向正交的方向的兩周期量的長(zhǎng)度進(jìn)行。由此，在與光源方向正交的方向，將三個(gè)值中最高的30.8°作為與光源方向正交的方向的平均傾斜角。此時(shí)，可知滿足與光源方向正交的方向的平均傾斜角θy*＞光源方向的平均傾斜角θx*。
圖88(a)是表示對(duì)圖82及圖83這樣的面光源裝置111中的光線的動(dòng)作進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。另外，圖88(b)是表示對(duì)僅在傾斜面67、在表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)榷紱]有指向性變換圖案的比較例的光線的動(dòng)作進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。將圖88(a)和圖88(b)進(jìn)行比較可知，在圖88(b)的比較例中漏光顯著，但是在背面設(shè)有指向性變換圖案68的實(shí)施方式中，漏光減小。
(實(shí)施方式9) 在如圖89所示使用多個(gè)點(diǎn)光源62時(shí)，與各點(diǎn)光源62對(duì)應(yīng)而在其前方的區(qū)域分別設(shè)置指向性變換圖案68。但是，相鄰的點(diǎn)光源62和指向性變換圖案68接近，從某點(diǎn)光源62射出的光射入到位于相鄰的點(diǎn)光源62前方的指向性變換圖案68時(shí)，由此容易漏光而成為光損失。因此，為了防止這樣的光損失，將點(diǎn)光源62彼此的中心間距離Dc設(shè)為

為好。在此，

時(shí)從點(diǎn)光源62射出的光的實(shí)質(zhì)擴(kuò)展，例如只要為

即可。另外，ζ1是從點(diǎn)光源62到指向性變換圖案68的設(shè)置區(qū)域的接近點(diǎn)光源62側(cè)的端部的距離，ζ2是從點(diǎn)光源62到指向性變換圖案68的設(shè)置區(qū)域的遠(yuǎn)離點(diǎn)光源62側(cè)的端部的距離。或者，只要由形狀的制作難易度和求出的效率適當(dāng)計(jì)算指向性變換圖案68即可。
另外，圖90表示設(shè)有排列多個(gè)點(diǎn)光源62而在各點(diǎn)光源62的前方大致圓弧狀排列的指向性變換圖案68的結(jié)構(gòu)。從光導(dǎo)入部65的光入射端面66射入的光具有圓錐狀的指向特性，故而從垂直于導(dǎo)光板63的方向觀察時(shí)，從光入射端面66射入的光的擴(kuò)展比180°小。由此，在將指向性變換圖案68排列成圓弧狀的情況下，無需將指向性變換圖案68設(shè)置在180°的范圍，只要設(shè)置在比180°小的范圍即可。其中，相鄰的區(qū)域的指向性變換圖案68彼此不相互重合。
(實(shí)施方式10) 圖91是使用有本發(fā)明的面光源裝置(例如第一實(shí)施方式的面光源裝置61)的液晶顯示裝置121的示意剖面圖。該液晶顯示裝置121與導(dǎo)光板63的光出射面?zhèn)认鄬?duì)而使擴(kuò)散板124、棱鏡片123以及液晶面板122重合，在導(dǎo)光板63的背面?zhèn)扰渲糜蟹瓷淦?25。根據(jù)這樣的液晶顯示裝置121，能夠產(chǎn)生本發(fā)明的面光源裝置的特點(diǎn)，并且能夠使液晶顯示裝置121的光利用率提供而容易看到畫面，能夠謀求液晶顯示裝置121的薄型化。
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，其具有點(diǎn)光源和導(dǎo)光板，所述導(dǎo)光板將所述點(diǎn)光源的光從光入射面導(dǎo)入并從光出射面向外部射出，其特征在于，
所述點(diǎn)光源設(shè)置在與所述導(dǎo)光板的光入射面相對(duì)的位置，
所述導(dǎo)光板具有光導(dǎo)入部，其用于將從光入射面射入的、來自點(diǎn)光源的光封入；導(dǎo)光板主體，其厚度小于所述光導(dǎo)入部的最大厚度，并且與所述光導(dǎo)入部連續(xù)設(shè)置，通過光射出部件將被封入的光從光出射面向外部射出，
所述光導(dǎo)入部在所述導(dǎo)光板的光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有傾斜面，該傾斜面從厚度比所述導(dǎo)光板主體大的部分的表面向所述導(dǎo)光板主體的表面端傾斜，
所述導(dǎo)光板在光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有指向性變換圖案，該指向性變換圖案將射入到所述光導(dǎo)入部的光在所述導(dǎo)光板的厚度方向上的指向性擴(kuò)展變換成朝向與導(dǎo)光板的面方向平行的方向傾斜的指向特性。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，在從與所述導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向進(jìn)行觀察時(shí)，所述導(dǎo)光板在光出射側(cè)的面或其相反面上設(shè)有由以所述點(diǎn)光源附近為中心放射狀延伸的多個(gè)平面構(gòu)成的所述指向性變換圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，由包含以所述點(diǎn)光源為中心放射狀延伸的直線且與所述導(dǎo)光板的厚度方向平行的平面剖切的所述指向性轉(zhuǎn)換圖案的截面的平均傾斜角，比由與所述平面正交且與所述導(dǎo)光板的厚度方向平行的平面剖切的所述指向性轉(zhuǎn)換圖案的截面的平均傾斜角小。
4.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性轉(zhuǎn)換圖案通過由凹部及/或凸部構(gòu)成的凹凸構(gòu)造而形成，
從形成有所述凹凸構(gòu)造的區(qū)域內(nèi)的某點(diǎn)向光源方向掃描一定長(zhǎng)度時(shí)所通過的凹部及/或凸部的數(shù)量比向與所述掃描方向正交的方向掃描相同長(zhǎng)度時(shí)所通過的凹部及/或凸部的數(shù)量少。
5.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，
分別向一方向延伸的凹部和凸部以彼此至少成為兩個(gè)以上的延伸方向的方式進(jìn)行配置而形成所述指向性變換圖案，
所述凹部及/或凸部相對(duì)于將各自的位置和所述點(diǎn)光源連接的方向，其各自的延伸方向在±20°以內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，通過將向一方向延伸的凹部及/或凸部反復(fù)排列而形成所述指向性變換圖案，
從所述點(diǎn)光源觀察所述指向性變換圖案的形成區(qū)域時(shí)，該區(qū)域的擴(kuò)展為80°以下。
7.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換圖案由多個(gè)V槽構(gòu)造構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，從與所述導(dǎo)光板的光出射面垂直的方向觀察時(shí)，所述指向性變換圖案形成在圓弧狀的區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換圖案設(shè)置在形成于所述光導(dǎo)入部的傾斜面的至少一部分。
10.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換圖案設(shè)置在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上的、所述光導(dǎo)入部和與所述光導(dǎo)入部相鄰的所述導(dǎo)光板主體的相鄰區(qū)域合并的區(qū)域中的至少一部分。
11.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換圖案設(shè)置在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上的、比被所述傾斜面全反射的光在與所述光出射面相反側(cè)的面被第二次全反射的位置更接近所述點(diǎn)光源的區(qū)域。
12.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換圖案形成在所述導(dǎo)光板的與形成有所述傾斜面的面相反側(cè)的面上，
將所述導(dǎo)光板主體的厚度設(shè)為t，將所述傾斜面的傾斜角設(shè)為θ時(shí)，所述指向性變換圖案配置在比從所述傾斜面與所述導(dǎo)光板主體側(cè)邊緣相對(duì)的位置朝向所述導(dǎo)光板主體內(nèi)距離D＝(3·t)/tanθ的位置更接近所述點(diǎn)光源側(cè)。
13.如權(quán)利要求7所述的面光源裝置，其特征在于，構(gòu)成所述指向性變換圖案的各V槽構(gòu)造構(gòu)成100°以上且140°以下的角度。
14.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，從所述指向性變換圖案接近所述點(diǎn)光源側(cè)的邊緣中的任意點(diǎn)向所述點(diǎn)光源的光出射窗的一端延伸的方向、與從該任意點(diǎn)向所述光出射窗的中央延伸的方向構(gòu)成的角度為30°以下，
并且，從所述指向性變換圖案接近所述點(diǎn)光源一側(cè)的邊緣中的任意點(diǎn)向所述點(diǎn)光源的光出射窗的另一端延伸的方向、與從該任意點(diǎn)向所述光出射窗的中央延伸的方向構(gòu)成的角度為30°以下。
15.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，構(gòu)成所述指向性變換圖案的凹部及/或凸部平面看時(shí)的縱橫尺寸比為0.5以下。
16.一種液晶顯示裝置，其具有權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的面光源裝置、以及液晶面板。
全文摘要
一種面光源裝置及液晶顯示裝置。導(dǎo)光板(63)由光導(dǎo)入部(65)和導(dǎo)光板主體(64)構(gòu)成，光導(dǎo)入部(65)位于與點(diǎn)光源(62)相對(duì)的位置，用于將來自點(diǎn)光源的光封住，導(dǎo)光板主體(64)的厚度比光導(dǎo)入部的點(diǎn)光源側(cè)一端的厚度小，并且通過光射出機(jī)構(gòu)(70)將被封入的光從光射出面向外部射出。光導(dǎo)入部(65)具有從其表面朝向?qū)Ч獍逯黧w(64)的表面傾斜的傾斜面(67)。在該傾斜面(67)設(shè)有指向性變換圖案(68)，其將射入到光導(dǎo)入部(65)的光在導(dǎo)光板厚度方向上的指向性擴(kuò)展變換成向與導(dǎo)光板面方向平行的方向傾斜的指向特性。指向性變化圖案(68)具有排列有多個(gè)V槽結(jié)構(gòu)(68a)的構(gòu)造。
文檔編號(hào)F21V8/00GK101755167SQ20088002522
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者篠原正幸, 田上靖宏, 廣田和英, 竹村宏一, 巖瀬拓麻, 石川貴子, 上野佳宏, 大田盛久, 岸本潤(rùn), 倉田剛大, 高橋幸大, 宮本寬之 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社