專利名稱：面光源裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置及液晶顯示裝置，具體而言，涉及能夠消除發(fā)光面的亮度 不均、同時實現(xiàn)射出光的窄指向性且實現(xiàn)發(fā)光面的均勻和高亮度化的面光源裝置和使用該 面光源裝置的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
(專利文獻1)為了將用于液晶顯示裝置等的背光燈薄型化，需要省略光擴散片材等附加的片 材，同時，使導(dǎo)光板自身的厚度變薄。但是，在使導(dǎo)光板的厚度減薄時，由于導(dǎo)光板如片材那樣減薄，所以導(dǎo)光板容易產(chǎn) 生翹曲。而且，在導(dǎo)光板容易翹曲時，背光燈的安裝變得困難，同時，光有可能從導(dǎo)光板翹曲 的位置泄漏。因此，作為防止變薄的導(dǎo)光板翹曲的方法，有在導(dǎo)光板與液晶顯示面板之間不 夾入空氣層，而通過粘接劑等將導(dǎo)光板粘貼在液晶顯示面板的背面的方法。作為在液晶顯示面板的背面粘接導(dǎo)光板的液晶顯示裝置，例如專利文獻1的比較 例1(參照專利文獻1的圖幻中有所記述。在該液晶顯示裝置11中，如圖1所示，作為導(dǎo) 光板12，使用兩面平滑的丙烯酸板(折射率1. 49)，并使用折射率比導(dǎo)光板12高的連接層 13 (折射率1.51的二液固化型硅酮)，將導(dǎo)光板12以不夾持空氣層的方式粘貼在散亂型的 液晶顯示面板14的背面。另外，在與導(dǎo)光板12的兩端面相對的位置分別設(shè)置有由冷陰極 管構(gòu)成的光源15。在該液晶顯示裝置11中，如圖2(a)所示，從光源15射出并進入導(dǎo)光板12內(nèi)的光 L從導(dǎo)光板12向連接層13透過，進而向液晶顯示面板14入射并被處于散射狀態(tài)(白濁狀 態(tài))的像素進行散射，由此，向前方射出，使該像素發(fā)光。但是，在這種液晶顯示裝置中，由于連接層13的折射率比導(dǎo)光板12的折射率高， 因此，如在圖2(a)中虛線標示的光L，在連接層13與導(dǎo)光板12的界面上光不會進行全反 射。因此，入射到導(dǎo)光板12的光L不能在導(dǎo)光板12內(nèi)被導(dǎo)光，在光源15的附近從液晶顯 示面板14射出。其結(jié)果是，如圖2(b)的亮度分布所示，在光源15附近發(fā)光亮度高且明亮， 在遠離光源15(即，光源15彼此之間的中央部分)中發(fā)光亮度低而變暗。為了消除如上所述的發(fā)光亮度的不均勻，在如專利文獻1所記載的第一實施例 (參照專利文獻1的圖1)中，如圖3所示，在導(dǎo)光板12的表面上局部形成折射率比導(dǎo)光板 12低的薄膜16，同時，在接近光源15的位置增大薄膜16的面積率，在遠離光源15的位置 減小薄膜16的面積率。另外，形成薄膜6的導(dǎo)光板12經(jīng)由折射率比導(dǎo)光板12高的連接層 13粘貼在液晶顯示面板14的背面。在此，導(dǎo)光板12由折射率為1. 49的丙烯酸板形成，作 為薄膜16，使用折射率為1. 41的二液固化型硅酮，作為連接層13，使用折射率為1. 51的二 液固化型硅酮。在專利文獻1的第一實施例中，由于在導(dǎo)光板12的表面形成有薄膜16，所以導(dǎo)光 板12內(nèi)的光通過在導(dǎo)光板12和薄膜16的界面上進行全反射而導(dǎo)入到導(dǎo)光板12內(nèi)。而且，由于在接近光源15的位置，薄膜16的面積率變大，所以通過薄膜16間從液晶顯示面板14 射出的光的比率變小，在遠離達到的光量少的光源5的位置，由于薄膜16的面積率小，所以 通過薄膜16間從液晶顯示面板14射出的光的比率變大，其結(jié)果，實現(xiàn)液晶顯示裝置的顯示 面整體的發(fā)光亮度的均勻化。另外，在專利文獻1所記載的第二實施例(參照專利文獻1的圖2)中，如圖4所 示，在導(dǎo)光板12的表面局部形成棱鏡狀的凹凸7，同時，在接近光源15的位置，凹凸17的粗 面化的程度低，在遠離光源15的位置，凹凸17的粗面化的程度高。另外，形成凹凸17的導(dǎo) 光板12經(jīng)由折射率比導(dǎo)光板12低的連接層13粘貼在液晶顯示面板14的背面。在此，導(dǎo) 光板12由折射率為1. 49的丙烯酸板形成，作為連接層13，使用折射率為1. 41的二液固化 型硅酮。在專利文獻1的第二實施例中，由于連接層13的折射率比導(dǎo)光板12的折射率低， 所以導(dǎo)光板12內(nèi)的光通過在導(dǎo)光板12表面的平滑的區(qū)域內(nèi)進行全反射，而被封入到導(dǎo)光 板12內(nèi)，在導(dǎo)光板12內(nèi)進行導(dǎo)光。另一方面，入射到凹凸17的光通過由凹凸17進行散射， 向連接層13內(nèi)透過，進而，以液晶顯示面板14處于散射狀態(tài)的像素進行散射并進行發(fā)光。 而且，由于在接近光源15的位置，凹凸17的粗面化的程度低，所以，以凹凸17進行散射，從 液晶顯示面板14射出的光的比率變小，在到達的光量少的遠離光源15的位置，凹凸17的 粗面化的程度高，因此，通過凹凸17進行散射，從液晶顯示面板14射出的光的比率變大，其 結(jié)果是，在液晶顯示裝置的顯示面整體實現(xiàn)發(fā)光亮度的均勻化。在專利文獻1的第一實施例中，在垂直于導(dǎo)光板12的平面內(nèi)的光的指向特性如圖 5(a)所示。由于入射到導(dǎo)光板12的正前方的光的廣度(指向特性)為士90°，導(dǎo)光板12的 折射率為ng =1.49,因此，入射到導(dǎo)光板12之后的光的廣度形成為士arcsin (1/1. 49 > = 士42. 2。。另外，導(dǎo)光板12與薄膜16的界面的全反射的臨界角形成為arcsin (1. 41/1. 49) =71.1°。該臨界角71. 1°在從水平方向測量時為18.9°。因此，在進入導(dǎo)光板12內(nèi)的士 42.2°的廣度的光中的從水平方向測量為 18.9° 42.2°的范圍的光和-18.9° -42.2°的范圍的光(在圖5 (b)中畫有斜線的范 圍的光)入射到與薄膜16的界面時，不在與薄膜16的界面上進行反射而透過薄膜6。這 樣，圖5(b)中畫有斜線的范圍的光在光源15的附近透過薄膜16而不在導(dǎo)光板12內(nèi)進行 導(dǎo)光，因此，從光源15到較遠的距離內(nèi)不能導(dǎo)入足夠的光量，不能使發(fā)光亮度充分均勻。即使是在專利文獻1的第二實施例中，由于連接層13的折射率與第一實施例的薄 膜16相同，都為1.41，因此，進入導(dǎo)光板12內(nèi)的士42. 2°的廣度的光中從水平方向測量為 18.9° 42. 2°的范圍的光和-18. 9° -42. 2°的范圍的光在導(dǎo)光板12的平滑的區(qū)域內(nèi) 不進行反射而透過連接層13。這樣，在第二實施例的情況下，圖5(b)中畫有斜線的范圍的 光也在光源15的附近透過連接層13而不在導(dǎo)光板12內(nèi)進行導(dǎo)光，因此，從光源15到較遠 的距離內(nèi)不能導(dǎo)入足夠的光量，不能使發(fā)光亮度充分均勻。如上所述，在專利文獻1公開的液晶顯示裝置中，由于在光源的附近光不容易泄 漏，所以光源的附近的發(fā)光較亮，在顯示面上產(chǎn)生亮度不均，另外，由于光的利用效率降低， 所以存在顯示面變暗的問題。另外，在本說明書中，在表示光的指向特性及指向性廣度的情況下，使用慣用的 標記方法。例如，如上所述，代替光的廣度為-42. 2° +42.20(即，將光的廣度設(shè)定為X時，-42. 2x ( +42. 2)的記述，而是簡單地記述為士42. 2°。(關(guān)于專利文獻2)另外，作為通過省略棱鏡片材等附加的片材，使導(dǎo)光板的厚度變薄，同時，不產(chǎn)生 由附加的片材引起的光的減弱，另外通過使射出光的指向特性變窄而實現(xiàn)顯示面的亮度提 高的液晶顯示裝置，在專利文獻2中有所公開。圖6是表示公開于專利文獻2的液晶顯示裝置的構(gòu)造的概略圖。該液晶顯示裝置 21在面光源裝置22的整面上重疊液晶顯示面板23。面光源裝置22具備形成楔形的導(dǎo)光 板對，在導(dǎo)光板M的下表面重疊有比折射率導(dǎo)光板M低的第一光透過層25，在第一光透 過層25的下表面重疊有折射率與導(dǎo)光板M大致相同的光偏向?qū)?6。光偏向?qū)由蛟诰哂?與導(dǎo)光板M幾乎相同的折射率的第二光透過層27的背面上與由金屬材料構(gòu)成的微鏡觀 形成為一體。另外，在導(dǎo)光板M的厚度大的側(cè)的端面上相對配置有冷陰極型熒光燈那樣的 光源29。在圖6中，光路如箭頭所示，在該面光源裝置22中，從光源四發(fā)射的光通過導(dǎo)光 板對的側(cè)面進入導(dǎo)光板M內(nèi)。進入導(dǎo)光板M內(nèi)的光在導(dǎo)光板M的上表面和下表面之間 重復(fù)進行全反射，同時在導(dǎo)光板M內(nèi)進行導(dǎo)光。導(dǎo)光板M內(nèi)的光每次在形成楔形的導(dǎo)光 板M的上表面和下表面進行全反射時，入射到導(dǎo)光板M的下表面時的入射角(光線與直 立于導(dǎo)光板M的下表面的法線形成的角度)變小。而且，在入射導(dǎo)導(dǎo)光板M的下表面的 光的入射角比第一光透過層25與導(dǎo)光板M的界面的全反射的臨界角小時，該光透過導(dǎo)光 板M的下表面入射到第一光透過層25，進而入射到第二光透過層27內(nèi)并由微鏡觀進行 反射，由微鏡觀反射的光透過第二光透過層27、第一光透過層25及導(dǎo)光板M從導(dǎo)光板M 的上表面(光射出面)射出。在該種構(gòu)造的面光源裝置22中，在導(dǎo)入到導(dǎo)光板M內(nèi)的光中，只有入射到導(dǎo)光 板M的下表面時的入射角比全反射的臨界角小的窄范圍內(nèi)的光透過第一及第二光透過層 25,27而由微鏡觀進行反射，因此，能夠從面光源裝置22射出窄的指向特性的光。但是，由于該面光源裝置22中，折射率比導(dǎo)光板M低的第一光透過層25不經(jīng)由 空氣層而粘緊在導(dǎo)光板M的下表面，因此，相當(dāng)于圖5(b)中畫有斜線的范圍的光如圖7所 示，在最初入射到導(dǎo)光板M的下表面時，透過第一及第二光透過層25、27而由微鏡觀進行 反射，同時從面光源裝置22的正面射出。因此，即使在使用該面光源裝置22的情況下，光 源四的附近也會產(chǎn)生亮度較高的光，從而產(chǎn)生亮度不均，不能使顯示面整體均勻發(fā)光。另 外，由于在光源四的附近，由于光泄漏而造成光的利用效率降低，所以存在顯示面變暗的 問題。專利文獻1 (日本)特開平5-88174號公報專利文獻2 (日本)特開2001-110218號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的技術(shù)課題而提出的，其目的在于提供一種可以降低光源附近 的光的泄漏使其更均勻地發(fā)光，進而可以通過使窄的指向特性的光射出使發(fā)光亮度提高的 面光源裝置。另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用該面光源裝置的液晶顯示裝置。本發(fā)明第一方面的面光源裝置具備光源；導(dǎo)光板，其設(shè)置在與所述光源相對的
6位置，使所述光源的光從光入射端面導(dǎo)入并從光射出面向外部射出，其特征在于，所述導(dǎo)光 板具備導(dǎo)光基板，其由透光性材料構(gòu)成；低折射率層，其粘緊在所述導(dǎo)光基板的與所述光 射出面相反側(cè)的面上，且折射率比所述導(dǎo)光基板低；反射層，其粘緊在所述低折射率層的與 所述光射出面相反側(cè)的面上，所述導(dǎo)光基板將設(shè)置在與所述光源相對的位置的光導(dǎo)入部、 和具備將從所述光導(dǎo)入部導(dǎo)光的光向外部射出的所述光射出面的導(dǎo)光板主體作為一體而 構(gòu)成，在所述光導(dǎo)入部的光射出側(cè)的面或其相反側(cè)的面設(shè)置有指向性變換部，該指向性變 換部用于將從所述光入射端面入射到所述光導(dǎo)入部的光封入在所述導(dǎo)光基板內(nèi)，在所述導(dǎo) 光板主體的所述光射出面?zhèn)刃纬捎泄饪刂茍D形，該光控制圖形用于使導(dǎo)光板主體內(nèi)的光反 射并從導(dǎo)光板主體的與所述光射出面相反側(cè)的面向所述低折射率層泄漏，在所述低折射率 層與所述反射層的界面或所述反射層的與所述界面相反側(cè)的面形成有光射出裝置，該光射 出裝置用于使向所述低折射率層泄漏出的光反射并從所述光射出面射出。本發(fā)明第一方面的面光源裝置中，可以通過指向性變換部使在導(dǎo)光板主體內(nèi)導(dǎo)光 的光的指向特性變窄，可以防止光源的附近的光的泄漏。其結(jié)果為，可以使發(fā)光面的亮度分 布的均勻性提高，另外，由于光的利用效率提高，發(fā)光面的亮度提高。另外，可以通過指向性 變換部使指向特性變窄的光的一部分透過低折射率層，由此，可使從光射出面射出的光的 指向特性更窄，可以使面光源裝置的正面亮度提高。另外，通過指向性變換部使導(dǎo)光板主體 內(nèi)的光的指向性變窄，由此，光控制圖形或光射出裝置的光的控制性也提高。因此，根據(jù)該 面光源裝置，可以實現(xiàn)窄指向性、亮度高、可均勻發(fā)光的背光燈。本發(fā)明第二方面的面光源裝置具備光源；導(dǎo)光板，其設(shè)置在與所述光源相對的 位置，使所述光源的光從光入射端面導(dǎo)入并從光射出面向外部射出，其特征在于，所述導(dǎo)光 板具備導(dǎo)光基板，其由透光性材料構(gòu)成；低折射率層，其粘緊在所述導(dǎo)光基板的與所述光 射出面相反側(cè)的面上，且折射率比所述導(dǎo)光基板低；高折射率層，其粘緊在所述低折射率層 的與所述光射出面相反側(cè)的面上，且比折射率所述低折射率層高，反射層，其粘緊在所述高 折射率層的與所述光射出面相反側(cè)的面上，所述導(dǎo)光基板將設(shè)置在與所述光源相對的位置 的光導(dǎo)入部、和具備將從所述光導(dǎo)入部導(dǎo)光的光向外部射出的所述光射出面的導(dǎo)光板主體 作為一體而構(gòu)成，在所述光導(dǎo)入部的光射出側(cè)的面或其相反側(cè)的面設(shè)置有指向性變換部， 該指向性變換部用于將從所述光入射端面入射到所述光導(dǎo)入部的光封入在所述導(dǎo)光基板 內(nèi)，在所述導(dǎo)光板主體的所述光射出面?zhèn)刃纬捎泄饪刂茍D形，該光控制圖形用于使導(dǎo)光板 主體內(nèi)的光反射并從導(dǎo)光板主體的與所述光射出面相反側(cè)的面向所述低折射率層泄漏，在 所述高折射率層與所述反射層的界面或所述反射層的與所述界面相反側(cè)的面形成有光射 出裝置，該光射出裝置用于使向所述高折射率層泄漏出的光反射并從所述光射出面射出。在本發(fā)明第二方面的面光源裝置中，實現(xiàn)和第一方面的面光源裝置相同的作用效 果。而且，在第二面光源裝置中，低折射率層的光通過進入高折射率層，進一步成為窄指向 性的光。而且，在高折射率層指向特性變窄的光通過光射出裝置反射并從光射出面射出。其 結(jié)果為，根據(jù)第二方面的面光源裝置，可以進一步使射出光為窄指向性，可以使正面亮度提 尚ο本發(fā)明第一或第二方面的面光源裝置，其特征在于，折射率比所述導(dǎo)光基板低的 第二低折射率層粘緊在所述導(dǎo)光基板的所述光射出面?zhèn)鹊拿嫔?。這樣實施方式中，由于在 光射出面設(shè)置第二低折射率層，因此，使通過光射出裝置反射的光易于向外部射出。另一方面，即使在光射出面設(shè)置第二低折射率層，也可以通過指向性變換部的作用防止導(dǎo)光板主 體內(nèi)的光直接向第二低折射率層側(cè)泄漏。本發(fā)明第一或第二方面的面光源裝置中，所述光源為點光源，所述光導(dǎo)入部在與 所述導(dǎo)光基板的光射出面?zhèn)鹊拿婊蚱湎喾疵娴乃龉馍涑雒嫫叫械膮^(qū)域形成有指向性變 換部，該指向性變換部通過從接近所述點光源的一側(cè)向遠離所述點光源的方向延伸的多個 圖形構(gòu)成。更具體而言，所述指向性變換部通過設(shè)為V形槽狀的多個指向性變換圖形構(gòu)成。 在由V形槽狀的指向性變換圖案構(gòu)成的指向性變換部，優(yōu)選與通過鄰接的所述指向性變換 圖形形成的山部的棱線垂直的截面的該山部的頂角為107°以上且154以下。。通過將所 述山部的頂角設(shè)為107°以上且154°以下，可以使導(dǎo)光板的指向性變換效率和導(dǎo)光效率 良好。另外，指向性變換圖形的山部是指從導(dǎo)光基板突出的部分，山部的頂角為夾著棱線的 面彼此之間的狹角。因此，在指向性變換部設(shè)于光導(dǎo)入部的光射出面?zhèn)鹊那闆r下，指向性變 換圖形的山部的谷線位于與棱線相比更靠近光射出面的相反面的一側(cè)，相反，在指向性變 換部設(shè)于光導(dǎo)入部的光射出面的相反面的情況下，指向性變換圖形的山部的谷線位于與棱 線相比更靠近光出射面的一側(cè)。另外，更具體而言，所述指向性變換部通過以所述點光源或點光源附近的某位置 為中心放射狀地排列的多個指向性變換圖形構(gòu)成。另外，該實施方式中，優(yōu)選的是，從與所述導(dǎo)光板的光射出面垂直的方向觀察時， 從所述指向性變換部的接近所述點光源一側(cè)的邊緣的任意點向所述點光源的光射出窗的 一端延伸的方向、與從該任意點向該光射出窗的中央延伸的方向形成的角度為32°以下， 而且，從所述指向性變換部的接近所述點光源的一側(cè)的邊緣的任意點向所述點光源的光射 出窗的另一端延伸的方向、與從該任意點向該光射出窗的中央延伸的方向形成的角度為 32°以下。根據(jù)這樣的實施方式，可以使導(dǎo)光板的指向性變換效率和導(dǎo)光效率良好。另外，該實施方式中，在沿所述導(dǎo)光板的端緣配置多個所述點光源的面光源裝置 中，從與所述導(dǎo)光板的光射出面垂直的方向觀察，將通過任一任意的點光源的中心與 所述導(dǎo)光板的端緣垂直的方向設(shè)定為X軸，將沿所述導(dǎo)光板的端緣設(shè)定為Y軸時，與該點光 源對應(yīng)的指向性變換部位于同時滿足以下3式的區(qū)域內(nèi)部，即、X > 0X 彡{-2Y+ (2P-W)} / (2tan α )X 彡{2Y+ (2P-W)} / (2tan α )其中，P 所述點光源間的距離，W 所述點光源的光射出窗的寬度，α 在將導(dǎo)光板 的折射率設(shè)為ng時，用α =arcsin(l/ng)表示角度。根據(jù)這樣的實施方式，在沿導(dǎo)光板 的端緣配置多個點光源，在各點光源的前方設(shè)置各自的指向性變換部的面光源裝置中，在 各個指向性變換部可以避免來自不對應(yīng)的其它的點光源的光入射后進行反射或透過，可以 降低來自指向性變換部或光導(dǎo)入部的光的泄漏。本發(fā)明第一或第二方面的面光源直至的再其它實施方式中，所述反射層的所述光 射出面?zhèn)鹊拿婢哂凶鳛樗龉馍涑鲅b置的多個傾斜面。該實施方式中，優(yōu)選的是，鄰接的所 述傾斜面彼此之間形成的角度為107°以上且136°以下。這是因為，若鄰接的傾斜面彼此 之間形成的角度位于該范圍內(nèi)，則可以將向士20°以內(nèi)的方向射出的光的全光量相對于與光射出面44的法線相對向士90°以內(nèi)的方向射出的光的全光量的比率設(shè)為60%以上。另外，本發(fā)明第一或第二方面的面光源直至的再其它實施方式中，優(yōu)選的是，所述 光控制圖形由在所述光射出面形成的凸?fàn)顖D形或凹狀圖形構(gòu)成，用于使所述凸?fàn)顖D形或所 述凹狀圖形的光反射的面與所述光射出面形成的角度為20°以下。本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具備本發(fā)明所述的面光源裝置、液晶面板、至少 介于所述面光源裝置的所述導(dǎo)光板主體與所述液晶面板之間并使所述導(dǎo)光板主體粘緊于 所述液晶面板的至少一層的連接層，其特征在于，所述各連接層的任一折射率比所述導(dǎo)光 板主體的折射率低。在這樣的液晶顯示裝置中，將面光源裝置通過低折射率的連接層安裝 于液晶面板，因此，即使在薄的面光源裝置的情況下，也可以防止面光源裝置的撓曲等。而 且，通過作為面光源裝置使用本發(fā)明的面光源裝置，可以防止光直接向連接層泄漏，可以將 液晶顯示裝置的顯示面進行高亮度化、使亮度分布均勻。另外，用于解決本發(fā)明的所述課題的裝置具有適當(dāng)組合以上說明的構(gòu)成要素的特 征，本發(fā)明可以通過這樣的構(gòu)成要素的組合進行更多的變形。
圖1是表示專利文獻1公開的比較例1的液晶顯示裝置的概略剖面圖；圖2(a)是表示入射到圖1的液晶顯示裝置的導(dǎo)光板內(nèi)的光的動作的圖；圖2 (b) 是根據(jù)距光源的距離說明液晶顯示裝置的亮度變化的情形；圖3是表示專利文獻1所述第一實施例的液晶顯示裝置的概略剖面圖；圖4是表示專利文獻1所述第二實施例的液晶顯示裝置的概略剖面圖；圖5(a)是表示圖3所示的液晶顯示裝置的導(dǎo)光板內(nèi)的光的指向性的圖；圖5 (b) 是表示入射到導(dǎo)光板內(nèi)的光中透過與薄膜的界面的光的區(qū)域的圖；圖6是專利文獻2公開的液晶顯示裝置的概略剖面圖；圖7是表示用于專利文獻2的液晶顯示裝置的面光源裝置的光的動作的圖；圖8(a)從光射出面?zhèn)扔^察本發(fā)明的實施方式1的面光源裝置的立體圖；圖8(b) 是從光射出面的相反側(cè)觀察該面光源裝置的立體圖；圖9(a)是實施方式1的面光源裝置的俯視圖；圖9(b)是表示通過面光源裝置的 中心的剖面圖；圖10(a)、(b)、(C)及(d)是擴散圖形的立體圖、俯視圖、正面圖及側(cè)面圖；圖11是說明實施方式1的導(dǎo)光板內(nèi)的光的動作的圖；圖12是表示導(dǎo)光板內(nèi)的光的指向特性的變化的圖；圖13是表示沿面光源裝置的中心線A-A的光射出面的亮度分布的圖；圖14是表示從光射出面射出的光的、從垂直于光射出面的方向觀察的指向特性 (亮度分布)的圖；圖15是將圖14的指向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的光強度的分布進行表示 的圖；圖16(a)是表示沿谷線的指向性變化圖形的剖面形狀的圖；圖16(b)是表示沿圖 9(a)的B-B線的剖面的局部的擴大圖；圖17(a)及(b)是表示入射到指向性變換部前的光的指向特性的圖；圖17(c)及(d)是表示通過指向性變換部后的光的指向性的圖；圖18(a)是表示入射到光導(dǎo)入部之后的光的指向特性的概略圖；圖18(b)是表示 通過指向性變換部變換了指向特性的概略圖；圖19是表示不同形狀的指向性變換圖形的剖面圖；圖20(a)、(b)及(C)是均表示不同的形狀的擴散圖形的剖面圖；圖21是顯示偏向圖形的光的動作的圖；圖22是表示指向特性士20°的范圍內(nèi)包含的光量相對偏向圖形47的頂角κ的 值的比率的圖；圖23(a) (c)是分別表示實施方式1的變形例的概略圖；圖對(幻是表示本發(fā)明的實施方式2的面光源裝置的概略剖面圖；圖對…)及(C) 是分別表示實施方式2的變形例的概略圖。圖25是表示圖對…)的面光源裝置中，從光射出面射出的光的指向特性(從Z方 向觀察的指向特性)的圖；圖沈是將圖25的X方向的指向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行 表示，另外，將圖25的Y方向的指向特性作為ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示的 圖；圖27是表示在偏向圖形的頂角κ = 120°的圖M(C)的面光源裝置中，從光射出 面射出的光的指向特性(從Z方向觀察的指向特性)的圖；圖觀是將圖27的X方向的指向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行 表示，另外，將圖27的Y方向的指向特性作為ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示的 圖；圖四是表示在偏向圖形的頂角κ = 112°的圖M(C)的面光源裝置中，從光射出 面射出的光的指向特性(從Z方向觀察的指向特性)的圖；圖30是將圖四的X方向的指向特性作為ZX面內(nèi)的各出射方向的亮度分布進行 表示，另外，將圖四的Y方向的指向特性作為ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示的 圖；圖31是表示本發(fā)明的實施方式3的面光源裝置的立體圖；圖32是表示通過指向性變換圖形形成的山部的頂角Φ與指向性變換效率、導(dǎo)光 效率、變換效率χ導(dǎo)光效率的關(guān)系的圖；圖33是表示預(yù)計角θ 1與指向性變換效率、導(dǎo)光效率、變換效率X導(dǎo)光效率的關(guān) 系的圖；圖34是用于說明預(yù)計角θ 1、θ 2的圖；圖35是表示實施方式3的變形例的面光源裝置的立體圖；圖36是表示在并列多個點光源構(gòu)成的情況下，在導(dǎo)光板內(nèi)從各點光源射出的光 到達的范圍的概略圖；圖37(a)是表示指向性變換部的反復(fù)試驗的配置的圖，圖37(b)是表示指向性變 換部的優(yōu)選配置的圖；圖38(a)是表示指向性變換部的反復(fù)試驗的配置的圖，圖38(b)是表示指向性變 換部的優(yōu)選配置的圖39是表示本發(fā)明的實施方式4的面光源裝置的立體圖；圖40(a)是表示本發(fā)明的實施方式5的面光源裝置的概略圖；圖40(b)是表示實 施方式5的變形例的概略圖；圖41 (a)是表示實施方式5的其它的變形例的概略圖，圖41 (b)是表示實施方式 5的再其它的變形例的概略圖；圖42是表示本發(fā)明的實施方式6的液晶顯示裝置的概略圖。附圖標記說明31、51、61、66、71、81 84、91 面光源裝置32 點光源33 導(dǎo)光板38 導(dǎo)光基板39低折射率層40反射層41 導(dǎo)光板主體42光導(dǎo)入部43光入射端面44光射出面45指向性變換部46擴散圖形47偏向圖形48指向性變換圖形52高折射率層72棒狀光源85表面?zhèn)鹊驼凵鋵?2 液晶面板
具體實施例方式下表面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行說明。(第一實施方式)下表面，參照圖8 圖10說明本發(fā)明實施方式1的面光源裝置31的構(gòu)造。圖8 (a) 及(b)分別是表示面光源裝置31的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊臉?gòu)造的立體圖。圖9(a)是面光源裝 置31局部截斷斷的俯視圖。圖9(b)是表示穿過面光源31的中心的剖面的圖。面光源裝置31由點光源32和導(dǎo)光板33構(gòu)成。點光源32內(nèi)置有一個或鄰近的多 個LED，并發(fā)出白色光。例如圖9(b)所示，點光源32在透明密封樹脂35內(nèi)密封一個或多 個LED34，進而由白色樹脂36覆蓋除該透明密封樹脂35的正面外的各面。透明密封樹脂 35的正面從白色樹脂36露出，成為光射出窗37。而且，從LED 34射出的光直接從光射出 窗37射出，或者在透明密封樹脂35與白色樹脂36的界面反射后從光射出窗37射出。點光源32并不限于圖9(b)所示的結(jié)構(gòu)。在此所說的點光源32并不是嚴格意義 上的點光源，只是相對于被稱為線狀光源的冷陰極管稱為點光源。即，點光源是指相比導(dǎo)光板33的寬度小的光源，點光源32也具有有限的寬度，但并不是如冷陰極管那樣具有IOmm 以上的長度或?qū)挾取＠?，作為其它點光源32有側(cè)視型的LED等。側(cè)視型的LED中，也可以在一封裝內(nèi) 封入一個以上的LED芯片，將多個LED芯片同時密封。在將多個LED芯片同時密封時，射出 窗的寬度為5mm左右，但由于與導(dǎo)光板的發(fā)光區(qū)域的寬度為2英寸左右相比非常小，因此， 看作為點光源。另外，也可以將使用光纖導(dǎo)入的光導(dǎo)入到導(dǎo)光板。該情況下，將光纖的光射 出端面看作為點光源。導(dǎo)光板33在由透光性材料構(gòu)成的導(dǎo)光基板38的下表面設(shè)有折射率比導(dǎo)光基板38 小的透光性材料構(gòu)成的低折射率層39，在低折射率層39的下表面通過金屬薄膜等形成有 反射層40。導(dǎo)光基板38的表面和背面成形為平行的板狀，概略上可以分為導(dǎo)光板主體41 和光導(dǎo)入部42。光導(dǎo)入部42設(shè)于導(dǎo)光板主體41的光源側(cè)端部，光導(dǎo)入部42和導(dǎo)光板主體 41 一體且連續(xù)地成形。導(dǎo)光基板38由聚碳酸酯樹脂(PC)、丙烯酸樹脂、環(huán)烯系材料、甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)等高折射率的透明樹脂或高折射率的玻璃成形，其折射率優(yōu)選為1. 5 1.6。另外，導(dǎo)光基板38的厚度優(yōu)選為0.3mm 0.5mm左右。只要光導(dǎo)入部42的端面(光 入射端面43)的厚度比點光源32的光射出窗37的高度厚，則可以將從點光源32射出的光 高效地從光入射端面43入射到光導(dǎo)入部42內(nèi)，從而，使面光源裝置31的光利用效率提高。 但是，導(dǎo)光基板38優(yōu)選盡可能地薄，因此，光導(dǎo)入部42的端面的厚度優(yōu)選為與點光源32的 光入射窗37的高度相等。在光導(dǎo)入部42，在與導(dǎo)光板主體41的光射出面44相同的一側(cè)面(表面)形成有 指向性變換部45。指向性變換部45在光導(dǎo)入部42內(nèi)形成于與導(dǎo)光板主體41鄰接的區(qū)域。 換言之，從與導(dǎo)光板33的光射出面44垂直的方向看，將從位于指向性變換部45的距點光 源32遠的一側(cè)的邊緣到光入射端面43的區(qū)域稱作光導(dǎo)入部42，將其以外的區(qū)域(從位于 指向性變換部45的距點光源32遠的一側(cè)的邊緣到導(dǎo)光板33的光入射端面43的相反側(cè)的 端面的區(qū)域)稱作導(dǎo)光板主體41。光導(dǎo)入部42的背面平滑地形成。指向性變換部45具有 使從光入射端面43入射的光的指向特性變化并封入導(dǎo)光基板38內(nèi)的作用，其詳細內(nèi)容后 述。在導(dǎo)光板主體41的光射出面44凹設(shè)有多個用于使從光源側(cè)導(dǎo)來的光全反射并使 光的導(dǎo)入方向變化的微細的擴散圖形46 (光控制圖形)。擴散圖形46在圖8 (a)中規(guī)則性 地配置，但也可以隨機配置?；蛘邽樵诠馍涑雒?4的面內(nèi)得到亮度的均勻性而也可以使用 將擴散圖形46鋸齒狀配置、或?qū)U散圖形46放射狀(同心圓狀)地排列等通常的配置方 法。另外，隨著遠離點光源32，到達的光量減少，因此，為使面光源裝置31的發(fā)光亮度均勻 化，優(yōu)選隨著遠離點光源32而擴散圖形46的分布密度或數(shù)量密度增大。圖10 (a)、(b)、(c) 及(d)是表示擴散圖形46的形狀的立體圖、俯視圖(從光源側(cè)看到的)正面圖及側(cè)面圖。 該擴散圖形46為由四面的傾斜面構(gòu)成的鉆石形狀的凹部。導(dǎo)光板主體41的背面平滑并和光射出面44平行地形成。在導(dǎo)光板主體41的背 面不夾持空氣層而使其粘緊于導(dǎo)光板主體41的背面，形成有由折射率比導(dǎo)光板主體41低 的透明樹脂等形成的低折射率層39。低折射率層39通過甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸 酯樹脂(PC)、丙烯酸樹脂、環(huán)烯系材料等透明樹脂或玻璃成形。另外，優(yōu)選低折射率層39的 折射率比導(dǎo)光板主體41低、但為較高的折射率，因此，優(yōu)選折射率為1. 4以上且不足1. 5的
12材料。作為具體例，在由聚碳酸酯樹脂構(gòu)成的導(dǎo)光基板38的下表面形成由聚甲基丙烯酸甲 酯構(gòu)成的低折射率層39。低折射率層3. 9的厚度為5 μ m左右。在低折射率層39的下表面 形成有用于使從傾斜方向向低折射率層39的下表面入射的光反射并使其向大致垂直光射 出面44的方向射出的微細的偏向圖形47 (光射出裝置)。偏向圖形47形成截面為三角形 狀(棱鏡狀)的凸部并沿導(dǎo)光基板38的寬度方向較長地延伸，沿與光入射端面43垂直的 方向排列。在圖8及圖9，無間隙地排列偏向圖形47，但也可以隔開間隔離散地進行配置。 該情況下，偏向圖形47也可以為凹狀且也可以為凸?fàn)?，也可以為凹狀和凸?fàn)畹慕M合。另外， 偏向圖形47可以以平面構(gòu)成，也可以以曲面構(gòu)成。而且，以覆蓋該偏向圖形47的方式，在低折射率層39的下表面整個面上形成由Ag 或Al等金屬蒸鍍膜或白色樹脂覆蓋膜構(gòu)成的反射層40，通過低折射率層39和反射層40構(gòu) 成背面鏡。(作用效果)首先，參照圖11、圖12說明具有上述的構(gòu)造的面光源裝置31的光的動作和其作用 效果。對于用于實現(xiàn)這些光的動作且實現(xiàn)其作用效果的具體的構(gòu)成或條件等，之后進行詳 述。另外，以下，將垂直于導(dǎo)光基板38的光入射端面43的方向設(shè)為X方向、將垂直于光射 出面44的方向設(shè)為Z方向，將與X方向及Z方向正交的方向設(shè)為Y方向。圖11是表示面光源裝置31的光的動作的圖。另外，圖12是說明導(dǎo)光板33內(nèi)的 光的指向特性的變化的圖。圖12所示的指向特性Pl表示點光源32的光入射到光導(dǎo)入部 42之后的指向特性。若將導(dǎo)光基板38的折射率設(shè)為ng，則入射到光導(dǎo)入部42之后的光的 指向性廣度以士 α = 士arcsin(l/ng) (式 1)表示，因此，當(dāng)ng = 1. 59時，則指向特性Pl的指向性廣度士 α = 士39. 0°。若將導(dǎo)光基板38的折射率ng設(shè)為1. 59，則平坦面49或其背面和空氣層的界面的 全反射的臨界角相同為39.0°，因此，若將其換算為從水平方向(X軸方向)測得的角度， 則為51.0°。即，從水平方向測量，51.0°以上的角度的光和-51.0°以下的角度的光從 光導(dǎo)入部42和空氣層的界面泄漏出。但是，由于入射到光導(dǎo)入部42的光的指向性廣度為 士39.0°，所以，入射到光導(dǎo)入部42的光在與空氣的界面不產(chǎn)生泄漏出，而進行全反射并 導(dǎo)入導(dǎo)光板33內(nèi)。指向特性Pl中實施斜線的區(qū)域的光在沒有指向性變換部45的情況下，在如在圖 11中虛線箭頭所示的光L3那樣到達導(dǎo)光板主體41和低折射率層39的界面時，立即向低折 射率層39側(cè)泄漏，由反射層40反射且從光射出面44射出。另一方面，指向特性Pl中斜線 區(qū)域外的光為在與低折射率層39的界面進行全反射的光。即，指向特性Pl的斜線區(qū)域的 光相當(dāng)于圖5(b)的斜線區(qū)域內(nèi)的光。圖11所示的光線Li、L2均表示在圖12的指向特性 Pl實施了斜線的區(qū)域內(nèi)的光，如果沒有指向性變換部45，則如虛線箭頭的光L3那樣使光射 出面44的點光源附近發(fā)光，成為使亮度不均發(fā)生的原因。如果將導(dǎo)光基板38的折射率設(shè)為ng、將低折射率層39的折射率設(shè)為nl，則導(dǎo)光 板主體41和低折射率層39的界面的全反射的臨界角γ為y = arcsin(nl/ng) (式 2)如果將其換算給從水平方向測得的角度β，則，
β = 90° -γ =90° -arcsin(nl/ng) (式 3)其中，如果ng = 1.59、nl = 1.4，則 β = 28. 3°。因此，入射到光導(dǎo)入部42的指向性廣度士 α (士39.0° )的光中，-β +β的范 圍的光(斜線區(qū)域外的光)在光導(dǎo)入部42與空氣的界面和在導(dǎo)光板主體41與低折射率層 39的界面都進行全反射，不從導(dǎo)光基板38泄漏而導(dǎo)光。與之相對，-a -β的范圍的光L2 和+ β +a的范圍的光Ll (斜線區(qū)域的光)，在沒有指向性變換部45的情況下，在與空氣 的界面進行全反射，透過與低折射率層39的界面從光射出面44泄漏出。在面光源裝置31中，使這些光Li、L2通過指向性變換部45反射，由此，變換指向 特性且將其封入導(dǎo)光板主體41內(nèi)。若以指向特性進行說明，則進入光導(dǎo)入部42內(nèi)之后的 指向特性Pl通過將光用指向性變換部45進行反射而使垂直于光射出面44的截面內(nèi)的廣 度變窄。即，具有通過指向性變換部45變窄的指向特性P2的光的指向性廣度γ變小為指 向特性Pl的斜線區(qū)域外的光的指向性廣度β左右(優(yōu)選為Y < β。)。在指向特性Ρ2 為指向特性Pl的斜線區(qū)域外的狹小的指向特性的情況下，通過指向性變換部45反射后的 光(指向特性P》在導(dǎo)光板主體41與低折射率層39的界面進行全反射，如圖11所示的光 Li，在不通過擴散圖形46進行反射的條件下，則就在導(dǎo)光板主體41的表面(光射出面44) 和背面(和低折射率層39的界面)反復(fù)進行全反射，同時在導(dǎo)光板主體41內(nèi)進行導(dǎo)光。若這樣封入導(dǎo)光板主體41內(nèi)的光通過擴散圖形46進行全反射，則該光向下方前 進，因此，指向特性Ρ2的方向變化而變?yōu)橹赶蛱匦驭?。指向特性Ρ3的斜線區(qū)域外的光表示 入射角比與低折射率層39的界面的全反射的臨界角大的光。指向特性Ρ3的光中斜線區(qū)域 外的光在與低折射率層39的界面進行全反射，如圖11的光L2所示，斜線區(qū)域內(nèi)的光向低 折射率層39入射。因此，入射到低折射率層39的光的指向特性如Ρ4變窄。如圖11的光 L2所示，該指向特性窄的光在反射層40進行反射，朝向光射出面44 (指向特性PO、進而從 光射出面44射出外部(指向特性Ρ6)。其結(jié)果為，根據(jù)該面光源裝置31，通過設(shè)置指向性變換部45，可以高精度控制導(dǎo) 入到導(dǎo)光板主體41內(nèi)的光，可以防止在點光源32的附近指向特性Pl的斜線區(qū)域內(nèi)的光從 光射出面44泄漏出而產(chǎn)生亮度不均。例如，在將導(dǎo)光基板38的折射率設(shè)為1. 59，將低折射 率層39的折射率設(shè)為1. 4的情況下，如果在導(dǎo)光板33不設(shè)置指向性變換部45，則沿面光源 裝置的中心線Α-Α(參照圖9)的光射出面44的亮度分布成為如圖13以細實線所示，點光 源32的附近明亮地發(fā)光，在面光源裝置37產(chǎn)生顯著的亮度不均。與之相對，在通過指向性 變換部45反射后的指向特性(Ρ2)若將指向性廣度Y變窄為左右，則沿面光源裝置 的中心線A-A的光射出面的亮度分布成為如圖13以粗實線所示，光射出面44的亮度均勻。 而且，如圖13所示，通過抑制光從點光源32的附近泄漏出，在光射出面44整體亮度提高。另外，在導(dǎo)光板主體41的下表面設(shè)有低折射率層39和反射層40，因此，由于通過 用指向性變換部45進行反射，從而指向特性變窄的光的一部分通過導(dǎo)光板主體41和低折 射率層39的界面，由此，指向特性進一步變窄。其結(jié)果為，從光射出面44射出的光的指向 特性變窄，面光源裝置31的正面亮度提高。圖14表示從光射出面44射出的光的指向特性 (從Z方向觀察的指向特性)，但是，可知在X方向可以實現(xiàn)非常狹小的指向特性。另外， 圖15為表示將該指向特性設(shè)為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮度分布的圖。根據(jù)圖15可知，在 士 20°以內(nèi)聚集有全射出光的90%以上的光量。另外，圖14及圖15為將擴散圖形46的傾斜角ε設(shè)為9. 3°，將偏向圖形47的頂角κ設(shè)為120°的情況下的特性。因此，根據(jù)該面光源裝置31，可以通過指向性變換部45將在導(dǎo)光板主體41內(nèi)進行 導(dǎo)光的光的指向特性變窄，可以防止點光源的附近的光泄漏出。其結(jié)果為，可以使發(fā)光面的 亮度分布的均勻性提高，另外，通過提高光的利用效率從而使發(fā)光面的亮度提高。另外，通 過使由指向性變換部45使指向特性變窄的光的局部透過低折射率層39，由此，可以使從光 射出面44射出的光的指向特性更窄，可以使面光源裝置31的正面亮度提高。另外，由于通 過指向性變換部45使導(dǎo)光板主體41內(nèi)的光的指向性變窄，從而利用擴散圖形46或偏向圖 形47的光的控制性也提高。因此，根據(jù)該面光源裝置31，通過窄指向性，亮度變高，可以實 現(xiàn)可均勻發(fā)光的背光燈。另外，由于不需要棱鏡片材等付加的片材，所以可以使面光源裝置 31或液晶顯示裝置進行薄型化。(關(guān)于指向性變換部)下面，說明用于實現(xiàn)上述的光的動作和作用效果的詳細內(nèi)容。首先，說明指向性變 換部45的構(gòu)造。如圖8所示，指向性變換部45設(shè)置于矩形區(qū)域或帶狀區(qū)域，以放射狀地排列設(shè)為V 形槽狀的同一形狀的指向性變換圖形48而構(gòu)成。圖16(a)為表示沿某指向性變換圖形48 的谷線截斷的導(dǎo)光板33的局部的剖面圖。圖16(b)為表示沿圖9(a)的B-B線的、垂直于 各指向性變換圖形48的棱線48a的截面的局部的擴大圖。光導(dǎo)入部42中的比指向性變換 部45更接近點光源32的區(qū)域為與光射出面44同面的平坦面(將該平坦的區(qū)域稱為光導(dǎo) 入部42的平坦面49)，指向性變換部45以從光射出面44及平坦面49凹入的方式形成。設(shè)為V形槽狀的指向性變換圖形48的棱線48a處于包含光射出面44及平坦面49 的平面內(nèi)并沿水平方向延伸。另外，指向性變換圖形48的谷線48b以在遠離點光源32側(cè) 最深，在接近點光源32側(cè)最淺的方式直線地傾斜。在鄰接的指向性變換圖形48間形成的 V形槽部的兩端面均為垂直于光射出面44及平坦面49的面。另外，各指向性變換圖形48 具有相同的形狀，距點S等距離的截面(垂直于棱線的剖面)形成相互相等的截面形狀。將各指向性變換圖形48的谷線48b向點光源32側(cè)三維地延長的目的地為聚集于 某1點或某1點的附近區(qū)域。在該實施方式的情況下，延長各指向性變換圖形48的谷線48b 的目的地聚集于在平坦面49上位于光導(dǎo)入部42的端面(光入射端面43)的中央部的1點 或其附近的1點或其1點的附近區(qū)域。在該實施方式中，設(shè)為將其聚集于位于光導(dǎo)入部42 的端面的中央部的1點S。同樣，將各指向性變換圖形48的棱線48a三維地延長的目的地 也聚集于某1點或某1點的附近區(qū)域。另外，指向性變換圖形48的谷線48b的傾斜角度(斜度)θ為約1°，該傾斜角 度θ的值根據(jù)指向性變換圖形48的廣度(以點S為中心的XY面內(nèi)的廣度角)而變化。 另外，在垂直于棱線48a的截面，夾持棱線48a的傾斜角形成的角度(山部的頂角)Φ優(yōu)選 107° < Φ < 154°，特別優(yōu)選120°有左右。大致而言，指向性變換部45在反射光的前后使光的指向特性繞X軸旋轉(zhuǎn)，或進行 傾斜運動。入射到光導(dǎo)入部42的光作為全體具有如圖18(a)所示的圓錐狀的指向特性Ρ1， 如從X軸方向的某點觀察，如圖17(a)、(b)所示，在Y方向為窄的指向特性的光。若通過 指向性變換部45反射該光，則其指向特性如圖17(c)、(d)那樣旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果為，在ZX面 內(nèi)的指向性廣度變小為Y。作為全體，圖18(a)的圓錐狀的指向特性Pl如圖18(b)那樣變換為在Z方向收縮的扁平的指向特性P2。因此，若以Y < β的方式確定指向性變換部 45的形狀及尺寸，則指向性變換部45反射的光即使在與低折射率層39的界面也不泄漏， 也可以將光傳播到遠處。另外，關(guān)于指向性變換部45的詳細內(nèi)容，可以參照(日本)特愿 2008-180147 或 PCT/JP2009/003184(參照文獻 1)或(日本)特愿 2007-155797 或 PCT/ JP2008/61610(參照文獻 2)。另外，圖17(b)、(d)是從ZX面內(nèi)看到的光的指向特性，這樣的指向特性在XY面 內(nèi)從傾斜方向觀察點光源32的情況下，根據(jù)觀察的方向而上下方向的指向性廣度不同。因 此，指向性變換部45也可以使圖形的形狀在正面方向和傾斜方向變化，從圖形制造的容易 度出發(fā)，將各方向的指向性變換圖形48設(shè)為相同的形狀。另外，若使光的泄漏過完全消失，則指向性變換部45理論上需要具有只有可以在 指向性變換部45全部承受-α -β的范圍的光和+β + α的范圍的光的長度或面積， 也考慮其它條件，不一定需要由指向性變換部45全部承受這些范圍的光。圖8、圖9等所示的指向性變換部45從平坦面49或光射出面44凹入，但是，指向 性變換部45也可以以從平坦面49或光射出面44突出的方式設(shè)置。圖19為表示使指向性 變換部45突出的例的剖面圖。該指向性變換部45以使光導(dǎo)入部42的表面的一部分突出 的方式形成，排列的V形槽狀的指向性變換圖形48的谷線48b為水平，并處于與光射出面 44相同的平面內(nèi)。接近棱線48a的點光源32的側(cè)的一端高度變低，遠離棱線48a的點光源 32的側(cè)的一端高度變高。因此，指向性變換部45的V形槽隨著遠離點光源32直線深入，棱 線48a也直線狀地傾斜。另外，指向性變換部45的兩端面相對于平坦面49及光射出面44 為垂直面。向點光源32側(cè)延長各棱線48a的目的地為聚集于1點S。另外，指向性變換部45不管在從光射出面44向上突起的情況下還是從光射出面 44向下凹入的情況下，優(yōu)選指向性變換部45和光射出面44的高度差小。另外，指向性變換部45或指向性變換圖形48也可以具有在此所示的以外的形狀。 例如，可以為參照文獻1所公開的各種形狀。另外，這些最適當(dāng)?shù)脑O(shè)計例也可以參照文獻1 的記載。(擴散圖形)下面，說明形成于光射出面44的擴散圖形46。擴散圖形46實現(xiàn)通過使在導(dǎo)光板 主體41內(nèi)導(dǎo)入的光進行全反射，以對導(dǎo)光板主體41的下表面的入射角變小的方式彎曲光 路的作用。圖10所示的擴散圖形46凹陷為鉆石形狀，在擴散圖形46為凹狀的情況下，由 于在接近點光源32的前半部反射光，因此，位于遠離點光源32的側(cè)的后半部的形狀不管為 什么形狀都沒有特別的問題。另一方面，擴散圖形46的前半部若需要使光進行反射使其從 導(dǎo)光板主體41透過低折射率層39，則需要從導(dǎo)光板主體41透過低折射率層39的光的指 向性廣度盡可能地窄。因此，擴散圖形46中位于接近點光源32的側(cè)的前半部的傾斜角ε 優(yōu)選0° < ε彡20°。優(yōu)選該傾斜角為0° < ε彡10°，更優(yōu)選為0° < ε彡5°。但 是，向低折射率層39穿透的光的峰值方向可以通過擴散圖形46的傾斜角ε、導(dǎo)光基板38 的折射率和低折射率層39的折射率的折射率比的組合進行控制，因此，最適宜的傾斜角ε 的值必須考慮導(dǎo)光基板38和低折射率層39的折射率比決定。擴散圖形46只要前半部的傾斜角ε位于上述范圍就可以，因此，不需要如圖10 所示那樣前半部和后半部對稱，也可以如圖20 (a)所示的擴散圖形46那樣前半部和后半部非對稱。特別是，也可以為如圖20(a)所示那樣截面為非等邊三角形狀。另外，如圖20(b) 所示，擴散圖形46也可以從光射出面44突出。在凸?fàn)畹臄U散圖形46的情況下，向?qū)Ч獍?主體41導(dǎo)入的光由于在擴散圖形46的后半部進行全反射，所以，在該情況下，后半部的傾 斜角ε只要在上述范圍即可。而且，擴散圖形46如圖20(c)所示，可以由曲面構(gòu)成。在圖 20(c)中，使設(shè)為圓頂狀的擴散圖形46突出于光射出面44的表面。(偏向圖形)圖21是表示偏向圖形47的光的動作的圖。如圖21用箭頭表示光路所示，偏向圖 形47及反射層40具有使向低折射率層39入射的光向垂直于光射出面44的方向反射的作 用。偏向圖形47為設(shè)為截面三角形狀的棒狀的圖形，突出于低折射率層39的下表面。偏 向圖形47考慮易于制作形成作為其原型的模型的理由，截面形狀為等腰三角形。另外，偏 向圖形47的截面為等腰三角形的情況下，位于點光源32的相反側(cè)的斜面具有使來自光源 方向的光(在圖21用實線表示的光)反射并使其從光射出面44射出的作用。圖21的虛 線箭頭表示到達導(dǎo)光基板38或低折射率層39的端面，在其端面進行反射并返回的光，處于 光源側(cè)的斜面具有使該返回光反射并使其從光射出面44射出的作用。該偏向圖形47的頂角κ優(yōu)選107°以上且136°以下。圖22表示該原因。圖22 表示指向特性在士20°的范圍內(nèi)包含的光量相對偏向圖形47的頂角κ的值的比率。圖 22的橫軸表示偏向圖形47的頂角κ。另外，圖22的縱軸在從光射出面44射出的光的指 向特性中，以百分率表示相對光射出面44的法線向士20°以內(nèi)的方向射出的光的全光量 和向士90°以內(nèi)的方向射出的光的全光量的的比率。該光量的比率為60%以上即可，此時 的頂角κ的值從圖22可知，為107°以上且136°以下。因此，偏向圖形47的頂角κ優(yōu) 選107°以上且136°以下。另外，從光射出面44射出的光的指向特性的峰值方向可以通 過偏向圖形47的傾斜面的傾斜角ν進行控制。(第一實施方式的變形例)圖23(a) (c)表示實施方式1的變形例。圖23(a)所示的變形例中，在光導(dǎo)入 部42的下表面形成有指向性變換部45。在該情況下，在光通過光導(dǎo)入部42的下表面進行 反射時，用指向性變換部45變換指向特性。另外，在將指向性變換部45設(shè)于光導(dǎo)入部42 的下表面的情況下，指向性變換圖形48的谷線48b位于比棱線48a更靠近光射出面44的 側(cè)。在圖23(b)所示的變形例中，光導(dǎo)入部42的下表面形成指向性變換部45，同時， 將低折射率層39及反射層40延長至光導(dǎo)入部42的端面。因為低折射率層39延長至光導(dǎo) 入部42端，所以，從指向性變換部45向低折射率層39的光泄漏一部分，相比如專利文獻2 那樣沒有指向性變換部45的情況，效率高，而且，由于低折射率層39延長至光導(dǎo)入部42的 端面，易于進行制作。因此，即使將低折射率層39及反射層40延長至光導(dǎo)入部42端也沒 有問題。但是，以點光源32的光從低折射率層39的端面不直接入射到低折射率層39的方 式，點光源32的光射出窗37的下端位于比低折射率層39的上表面更靠上的位置。圖23(c)所示的變形例中，在光導(dǎo)入部42的上表面形成指向性變換部45，同時， 使低折射率層39及反射層40延長至光導(dǎo)入部42的端面。在這樣的方式中，入射到光導(dǎo)入 部42的光的一部分不通過指向性變換部45進行變換而直接入射到低折射率層39，入射到 低折射率層39的光不向下方泄漏而通過反射層40向上方反射，之后向指向性變換部45入
17射。在圖23 (b)的方式中，將指向性變換部45設(shè)于光導(dǎo)入部42與低折射率層39之間， 由于光易于泄漏出，設(shè)計方面變得困難，因此，在將低折射率層39和反射層40延長至光導(dǎo) 入部42端面的情況下，如圖23(c)所示，優(yōu)選使指向性變換部45位于光導(dǎo)入部42與空氣 的界面。(第二實施方式)圖對(幻是表示本發(fā)明的實施方式2的面光源裝置51的概略剖面圖。在該面光 源裝置51中，在實施方式1的面光源裝置31中的低折射率層39的下表面與反射層40之 間設(shè)置具有與導(dǎo)光基板38的折射率同程度的折射率的高折射率層52。低折射率層39由折 射率為1. 4以上且不足1. 5的透明材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯等)形成，具有均一的厚 度且為5 μ m左右的厚度。高折射率層52由折射率為1.5 1.6左右的透明材料(例如折 射率為1. 59的聚碳酸酯樹脂)形成，具有10 μ m 50 μ m左右的厚度。在高折射率層52 的下表面形成有偏向圖形47，在高折射率層52的表面設(shè)有反射層40。即使這樣的面光源裝置51也可以實現(xiàn)和實施方式1同樣的作用效果。另外，在實 施方式2的面光源裝置51中，通過使向低折射率層39內(nèi)泄漏的光入射到高折射率層52內(nèi)， 可以使指向特性比低折射率層39內(nèi)的指向特性進一步變窄，另外，可以利用反射層40進行 反射。其結(jié)果為，與沒有高折射率層52的情況相比，可以將從光射出面44射出的光的指向 特性以半值全寬度縮窄約10°。而且，由于可以使用折射率比導(dǎo)光基板38低的透明樹脂粘 著劑，將在下表面形成有偏向圖形47和反射層40的成形品的高折射率層52粘接于導(dǎo)光基 板38的下表面，通過固化的低折射率透明粘著劑形成低折射率層39，因此，面光源裝置51 的制造變得容易。在實施方式2中，擴散圖形46可以如圖在光射出面44凹設(shè)成鉆石形狀或 三角形狀(彗星圖形)，也可以如圖24(b)在光射出面44突設(shè)鉆石形狀或三角形狀(彗星 圖形)，也可以如圖M(c)在光射出面44的上表面突設(shè)圓頂狀(爆炸圖形)。另外，也可以 將低折射率層39或高折射率層52、反射層40延伸至光導(dǎo)入部42的端面。圖25是表示如圖24(b)那樣突設(shè)傾斜角ε =4° 10°的彗星圖形狀的擴散圖 形46且設(shè)偏向圖形47的頂角κ =120°的面光源裝置中從光射出面44射出的光的指向 特性(從Z方向看的指向特性)的圖。從圖25可知，得到非常窄的指向特性。另外，圖沈 為將圖25的X方向的指向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示、將圖25的 Y方向的指向特性作為ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示的圖。根據(jù)圖26，ZX面 內(nèi)的指向特性中，在從光射出面44的法線方向士20°以內(nèi)聚集全射出光的98%的光量。圖27是表示在如圖M(C)突設(shè)爆炸圖形狀的擴散圖形46且設(shè)偏向圖形47的頂 角κ =120°的面光源裝置中從光射出面44射出的光的指向特性(從Z方向看的指向特 性)的圖。從圖27也可知，得到非常窄的指向特性。另外，圖觀是將圖27的X方向的指 向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示、將圖27的Y方向的指向特性作為 ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行表示的圖。根據(jù)圖觀，在ZX面內(nèi)的向特性中，在從光 射出面44的法線方向士20°以內(nèi)聚集全射出光的96%的光量。因此，可知，由于窄指向性，所以設(shè)為鉆石形狀等彗星圖形狀的擴散圖形46比爆 炸圖形狀的擴散圖形46的性能好若干。
另外，圖四是表示在如圖M(C)突設(shè)爆炸圖形狀的擴散圖形46且設(shè)偏向圖形47 的頂角κ =112°的面光源裝置中從光射出面44射出的光的指向特性(從Z方向看的指 向特性)的圖。另外，圖30是將圖四的乂方向的指向特性作為ZX面內(nèi)的各射出方向的亮 度分布進行表示，將圖四的Y方向的指向特性作為ZY面內(nèi)的各射出方向的亮度分布進行 表示的圖。表示頂角κ = 120°的情況下的指向特性的圖觀中，ZX面內(nèi)的指向特性的峰值 方向成為大致0°。同樣，在表示頂角κ =112°的情況下的指向特性的圖30中，ZX面內(nèi) 的指向特性的峰值方向也為大致0°。若也結(jié)合這里沒有表示的模擬結(jié)果進行考慮，可知， 只要偏向圖形47的頂角κ為110°以上且120°以下的范圍，則就在ZX面內(nèi)的指向特性 (X方向的指向特性)為大致0°的方向具有峰值。因此，只要設(shè)偏向圖形47的頂角κ為 110°以上且120°以下，對于使面光源裝置的正面亮度提高就有效果。(第三實施方式)圖31是本發(fā)明實施方式3的面光源裝置61的立體圖。面光源裝置61特征在于 在以每個配置有點光源32的位置為中心的圓弧狀的區(qū)域設(shè)置指向性變換部45。另外，指 向性變換圖形48為V形槽狀，將指向性變換部45的圓弧狀區(qū)域的中心作為相同的中心而 放射狀地排列。因此，根據(jù)該實施方式，各指向性變換圖形48為相同形狀，指向性變換圖形 48或指向性變換部45的設(shè)計變得容易。另外，在圖31中，指向性變換部45比光射出面44 更向上突出，但也可以比光射出面44向下凹陷地設(shè)置(未圖示)。另外，在該實施方式中，在與指向性變換圖形48的棱線48a垂直的截面，夾著棱 線48a的傾斜面形成的角度(山部的頂角)Φ優(yōu)選設(shè)為107° < Φ < 154°，特別地優(yōu)選 120°左右。該理由如下。圖32表示由指向性變換圖形48形成的山部的頂角Φ和指向性變換效率、導(dǎo)光效 率、變換效率X導(dǎo)光效率的關(guān)系。該關(guān)系為設(shè)置指向性變換部45的內(nèi)周緣的半徑rl = 2. 5mm、指向性變換部45的外周緣的半徑r2 = 3. 8mm的情況，然而，除此之外的情況也表示 相同的趨勢。山部的頂角Φ為鄰接的指向性變換圖形37間形成的山部的、垂直于棱線38a 的截面的頂角(山部的兩側(cè)斜面形成的最大夾角)。另外，指向性變換效率表示在向?qū)Ч獍?主體41傳遞到的光的指向性中、在成為目標的指向性的范圍多少的光量進入(參照參照文 獻1)。即，指向性變換效率=(設(shè)為目標的指向性的范圍內(nèi)的光量)+ (全體的光量)=(全體的光量-范圍外的光量)+(全體的光量)。導(dǎo)光效率表示向?qū)Ч獍逯黧w41傳遞到的光量相對于入射到光導(dǎo)入部42之后的光 的光量的比例。艮口，導(dǎo)光效率=(向?qū)Ч獍逯黧w傳遞到的光量)+ (入射之后的光量)。根據(jù)圖32，在頂角Φ = 120°時，指向性變換部45的指向性的變換效率為最高。 若頂角Φ變得比120°小時，則在指向性變換效率降低的同時，在指向性變換部45產(chǎn)生光 泄漏，因為向?qū)Ч獍逯黧w四傳遞的光的光量減少，所以導(dǎo)光效率也降低。若頂角Φ為比 120°大，則雖然指向性變換效率降低，但是由于光泄漏減少，所以導(dǎo)光效率提高。如上，最佳的頂角Φ需要考慮指向性變換效率和導(dǎo)光效率這兩者決定，因此，優(yōu) 選通過指向性變換效率X導(dǎo)光效率進行評價。該指向性變換效率X導(dǎo)光效率的值優(yōu)選為指向性變換效率X導(dǎo)光效率>0.85，因此，根據(jù)圖32，只要頂角Φ >92°就可以。另外， 進一步優(yōu)選為指向性變換效率X導(dǎo)光效率> 0. 9，因此，只要107° < Φ < 154°就可以。 另外，指向性變換效率X導(dǎo)光效率的值在頂角Φ = 120°時成為最大值。圖33表示預(yù)計角θ 1和指向性變換效率、導(dǎo)光效率、指向性變換效率X導(dǎo)光效率 的關(guān)系。圖33為以頂角Φ =120°通過計算求出的。在此，如圖34所示，預(yù)計角Θ1為由 從指向性變換部45的內(nèi)周緣的中央向點光源32的光射出窗37的一端延伸的線段和從指 向性變換部45的內(nèi)周緣的中央向光射出窗37的中央延伸的線段形成的角度。圖33的關(guān) 系對由從指向性變換部45的內(nèi)周緣的中央向點光源32的光射出窗37的另一端延伸的線 段和從指向性變換部45的內(nèi)周緣的中央向光射出窗37的中央延伸的線段形成的角度θ 2 也適用。根據(jù)圖33，為了設(shè)置指向性變換效率X導(dǎo)光效率>0.85，只要θ 1 < 43°就可 以。另外，為了設(shè)置指向性變換效率X導(dǎo)光效率>0.9，只要Θ1<32°就可以。另外， 在θ 1 = 22°時，指向性變換效率X導(dǎo)光效率的值為最大值。因此，預(yù)計角θ 1、θ 2優(yōu)選 Θ1<32°、Θ2<32°，特別是，若設(shè)Θ1= Θ2 = 22°，則對使指向性變換效率和導(dǎo)光 效率良好，因此，特別優(yōu)選。在圖31中，擴散圖形46相互平行進行配置，但也可以結(jié)合指向性變換部45放射 狀地配置擴散圖形46。另外，下表面的偏向圖形47也不限于延長為直線狀，也可以以大致 以點光源32的位置為中心圓弧狀地延長。(第三實施方式的變形例)圖35是表示實施方式3的變形例的面光源裝置66的立體圖。在該面光源裝置66 中，沿導(dǎo)光板33的端緣排列多個具有設(shè)為圓弧狀的指向性變換部45的光導(dǎo)入部42。在與 各光導(dǎo)入部42的光入射端面相對的位置分別配置有點光源32。在該面光源裝置66中，由 于可以使用多個點光源32，因此，可以增高面光源裝置66的發(fā)光亮度。另外，在鄰接的指向 性變換部45之間重合配置的情況下，優(yōu)選消除各指向性變換部45的重合部分，使指向性變 換部45之間不重合地進行設(shè)置。另外，在這樣使用多個點光源32，沿導(dǎo)光板33的端緣并列多個指向性變換部45 的情況下，對于從光入射端面到指向性變換部45的外周緣的距離(半徑)r2，在 (2tane)(其中，T為光導(dǎo)入部42的厚度、θ為指向性變換圖形的棱線48a的傾角。)的條 件的基礎(chǔ)上，進一步進行限制。下面，對此進行說明。圖36是沿垂直的方向觀察沿端面并列多個點光源32的光導(dǎo)入部42的概略圖。在 圖36中，從垂直于導(dǎo)光板33的方向觀察，通過某點光源32的中心，將沿垂直于導(dǎo)光板33 的端面的方向設(shè)定X軸，將沿導(dǎo)光板33的光入射端面43設(shè)定Y軸。若將導(dǎo)光基板38的折 射率設(shè)為ng，則從點光源32的光射出窗觀射出且從光入射端面43入射到光導(dǎo)入部42的 光的廣度為士 α = 士arcsind/ng)。在圖36中，分別用Lg表示從各點光源32射出的、 穿過光的光導(dǎo)入部42內(nèi)的指向性廣度的端部的光線。在觀察夾著某一點光源32 (以下、稱 為正中的點光源32。)的2個點光源32之間的區(qū)域(圖37的線段El和E2之間的區(qū)域) 時，圖36所示的區(qū)域C為來自任一點光源32的光都不能到達的區(qū)域、區(qū)域D為只有來自正 中的點光源32的光可以到達的區(qū)域，區(qū)域C及D以外的區(qū)域為位于正中的點光源32的兩 側(cè)的任一點光源32的光到達的區(qū)域。
在正中的點光源32的前方配置的指向性變換部45因為只反射正中的點光源32 的光且不反射其兩側(cè)的點光源32的光，所以，需要其指向性變換部45收納于合并區(qū)域C和 區(qū)域D的區(qū)域內(nèi)。因此，在正中的點光源32的前方，指向性變換部45收納于同時滿足以下 3式的區(qū)域內(nèi)，即，X > 0 (式 4)X ^ {-2Y+ (2P-W)} / (2tan α )(式 5)X 彡{2Y+ (2P-W)} / (2tan α ) (式 6)在此，P為多個點光源32的排列間距、W為點光源32的光射出窗28的寬度，a = arcsin(l/ng)，ng為導(dǎo)光基板38的折射率。另外，區(qū)域D的前端Jl及區(qū)域C的前端J2、J3的X坐標、Y坐標分別為Jl((2P-ff)/(2tana)>0)J2 ((P-W) / (2tan α )、-Ρ/2)J3 ((P-W) / (2tan α ), P/2)例如，P= 6. 5mm、ng = 1. 59,W = 2mm 時，這些坐標為 Jl (6. 8、0)、J2 (2. 78,-3. 25)、 J3(2. 78,3. 25)。但是，即使在區(qū)域C及D內(nèi)，如圖37 (a)中用虛線表示的指向性變換部45所示，在 區(qū)域D的前端Jl的附近設(shè)置指向性變換部45，從正中的點光源32發(fā)出的光的一部分不穿 過指向性變換部45而到達導(dǎo)光板主體41。另外，存在可能指向性變換部45的外周緣的高 度變得過高，或變得過深。因此，如在圖37(a)中實線所示，最大的指向性變換部45優(yōu)選以 其外周緣穿過區(qū)域C的前端J2、J3的方式而設(shè)定。而且，即使在指向性變換部45的外周緣 穿過 J2、J3 的情況下，sin2a ( (P-W)/(2P-W)[或，ng2 ^ (2P-W) / (P-W)]的情況下，若指 向性變換部45的圓弧方向的長度變長，則如在圖37(a)中用實線表示的指向性變換部45 所示，指向性變換部45的兩端部突出在區(qū)域C及D外。因此，在Sin2a ( (P-ff)/(2P-ff)的情況下，指向性變換部45以外周緣穿過區(qū)域 C的前端J2、J3，且指向性變換部45從區(qū)域C及D不突出的方式而設(shè)置，優(yōu)選如圖37 (b)分 別設(shè)置于各點光源32的前方。此時，從光射出窗觀的中央到指向性變換部45的外周緣的 半徑r2可以用下面的式7表示。r 2 = /(P-W)2P2 (式 7)
V 2 tan α4指向性變換部45的外周緣的半徑r2不僅滿足r2 > rl等其它條件，而且相比式 7的值較小地設(shè)置，因此，在Sin2a ^ (P-W) / (2P-W)的情況下，指向性變換部45的外周緣的 半徑r2設(shè)置在上述式7表示的值為上限值。由此，半徑r2只要滿足下面的式8即可。Γ 2 ^ J ( P-W 2 +
ν ‘ 2 tan α ^4...(式8)另一方面，在sin2 α 彡(P-ff) / (2P-ff)[或者，ng2 ( (2P-W) / (Pi)]的情況下，以 外周緣穿過區(qū)域C的前端J2、J3的方式設(shè)置指向性變換部45，如圖38(a)所示，指向性變 換部45突出到區(qū)域C及D外。因此，如圖38(b)所示，該情況下，需要縮小至將指向性變換 部45的外周緣與指向性廣度的緣Lg相接。此時的外周緣的半徑r2為
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r2 = {P- (ff/2)} cos α (式 9)因此，在Sin2Ci彡(P-W)/(2P-W)的情況下，指向性變換部45的外周緣的半徑r2 可以滿足下面的式10表示的條件。r2 ^ {P-(ff/2) }cosa (式 10)(第四實施方式)圖39是表示本發(fā)明的實施方式4的面光源裝置71的立體圖。該面光源裝置71 使用具有與導(dǎo)光基板38的寬度大致相等的長度的棒狀光源72。棒狀光源72由使用LED的 點光源73、透明的楔狀導(dǎo)光體74、及棱鏡片材75構(gòu)成。點光源73與楔狀導(dǎo)光體74的厚度 大的側(cè)的端面相對。從點光源73射出的光從端面進入楔狀導(dǎo)光體74內(nèi)，在楔狀導(dǎo)光體74 的前面和背面反復(fù)進行全反射并向前端方向?qū)Ч?。通過楔狀導(dǎo)光體74進行導(dǎo)入的光從楔 狀導(dǎo)光體74的前面貫通全長向傾斜方向射出。向傾斜方向射出的光通過穿過棱鏡片材75 而彎曲光路，向相對于導(dǎo)光板33的光入射端面43大致垂直的方向射出。另外，設(shè)于楔狀導(dǎo) 光體74的背后的反射片材76反射從楔狀導(dǎo)光體74的背面泄漏的光并使其再入射到楔狀 導(dǎo)光體74。因此，從光入射端面43向光導(dǎo)入部42入射的光為大致平行的光，因此，在該面光 源裝置71中，指向性變換圖形48也與光入射端面43垂直的方向相互平行而形成。(第五實施方式)圖40(a)是表示本發(fā)明實施方式5的面光源裝置81的立體圖。在該面光源裝置 81中，在導(dǎo)光基板38的上表面設(shè)有表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5。表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5和低折射率層 39相同由比折射率導(dǎo)光基板38低的透明材料(也可以和低折射率層39相同的折射率的相 同材料。)形成，厚度為3 5um左右。擴散圖形46內(nèi)也由表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5埋設(shè)，通過 使用片材狀的表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5，優(yōu)選在擴散圖形46內(nèi)殘留空氣層。另外，在表面?zhèn)鹊驼?射層85的上表面也可以重疊擴散板或棱鏡片材等光學(xué)片材。另外，在實施方式5，也可以將 表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5和低折射率層39及反射層40的一方或雙方、特別是低折射率層39及 40延長至導(dǎo)光基板38的端面。圖40 (b)為變形例，為在低折射率層39的下表面存在高折射率層52的情況。另外，如圖41(a)及(b)所示，從表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5的上表面至到達導(dǎo)光基板38 的深度，也可以形成擴散圖形46。另外，在圖40 (a)、圖40 (b)、圖41 (a)及圖41 (b)中，表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5、低折射率 層39、高折射率層52及反射層40的端部也可以到達光導(dǎo)入部42的端面。(第六實施方式)圖42為表示本發(fā)明實施方式6的液晶顯示裝置91的立體圖。該液晶裝置是在本 發(fā)明的面光源裝置上直接載置液晶面板92進行一體化。作為表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5，只要使用 透明粘接樹脂(連接層)，則可以將導(dǎo)光基板38粘接于液晶面板92的下表面進行一體化， 即使在薄的面光源裝置的情況下，也可以防止撓曲。另外，由于使點光源32的上表面從導(dǎo) 光基板38的上表面突出表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5的厚度部分，因此，在導(dǎo)光基板38的上表面，由 表面?zhèn)鹊驼凵鋵?5粘接的液晶面板92的下表面位于點光源32的上表面，液晶面板92變 得穩(wěn)定。
2權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，具備光源；導(dǎo)光板，其設(shè)置在與所述光源相對的位置，使所述光 源的光從光入射端面導(dǎo)入并從光射出面向外部射出，其特征在于，所述導(dǎo)光板具備導(dǎo)光基板，其由透光性材料構(gòu)成；低折射率層，其粘緊在所述導(dǎo)光基 板的與所述光射出面相反側(cè)的面上，且折射率比所述導(dǎo)光基板低；反射層，其粘緊在所述低 折射率層的與所述光射出面相反側(cè)的面上，所述導(dǎo)光基板將設(shè)置在與所述光源相對的位置的光導(dǎo)入部、和具備將從所述光導(dǎo)入部 導(dǎo)光的光向外部射出的所述光射出面的導(dǎo)光板主體作為一體而構(gòu)成，在所述光導(dǎo)入部的光射出側(cè)的面或其相反側(cè)的面設(shè)置有指向性變換部，該指向性變換 部用于將從所述光入射端面入射到所述光導(dǎo)入部的光封入在所述導(dǎo)光基板內(nèi)，在所述導(dǎo)光板主體的所述光射出面?zhèn)刃纬捎泄饪刂茍D形，該光控制圖形用于使導(dǎo)光板 主體內(nèi)的光反射并從導(dǎo)光板主體的與所述光射出面相反側(cè)的面向所述低折射率層泄漏，在所述低折射率層與所述反射層的界面或所述反射層的與所述界面相反側(cè)的面形成 有光射出裝置，該光射出裝置用于使向所述低折射率層泄漏出的光反射并從所述光射出面 射出。
2.一種面光源裝置，具備光源；導(dǎo)光板，其設(shè)置在與所述光源相對的位置，使所述光 源的光從光入射端面導(dǎo)入并從光射出面向外部射出，其特征在于，所述導(dǎo)光板具備導(dǎo)光基板，其由透光性材料構(gòu)成；低折射率層，其粘緊在所述導(dǎo)光基 板的與所述光射出面相反側(cè)的面上，且折射率比所述導(dǎo)光基板低；高折射率層，其粘緊在所 述低折射率層的與所述光射出面相反側(cè)的面上，且比折射率所述低折射率層高；反射層，其 粘緊在所述高折射率層的與所述光射出面相反側(cè)的面上，所述導(dǎo)光基板將設(shè)置在與所述光源相對的位置的光導(dǎo)入部、和具備將從所述光導(dǎo)入部 導(dǎo)光的光向外部射出的所述光射出面的導(dǎo)光板主體作為一體而構(gòu)成，在所述光導(dǎo)入部的光射出側(cè)的面或其相反側(cè)的面設(shè)置有指向性變換部，該指向性變換 部用于將從所述光入射端面入射到所述光導(dǎo)入部的光封入在所述導(dǎo)光基板內(nèi)，在所述導(dǎo)光板主體的所述光射出面?zhèn)刃纬捎泄饪刂茍D形，該光控制圖形用于使導(dǎo)光板 主體內(nèi)的光反射并從導(dǎo)光板主體的與所述光射出面相反側(cè)的面向所述低折射率層泄漏，在所述高折射率層與所述反射層的界面或所述反射層的與所述界面相反側(cè)的面形成 有光射出裝置，該光射出裝置用于使向所述高折射率層泄漏出的光反射并從所述光射出面 射出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置，其特征在于，折射率比所述導(dǎo)光基板低的第二低折射率層粘緊在所述導(dǎo)光基板的所述光射出面?zhèn)?的面上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置，其特征在于， 所述光源為點光源，所述光導(dǎo)入部在與所述導(dǎo)光基板的光射出面?zhèn)鹊拿婊蚱湎喾疵娴乃龉馍涑雒嫫叫?的區(qū)域形成有指向性變換部，該指向性變換部通過從接近所述點光源的一側(cè)向遠離所述點 光源的方向延伸的多個圖形構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換部通過設(shè)為V形槽狀的多個指向性變換圖形構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的面光源裝置，其特征在于，在與通過鄰接的所述指向性變換圖形形成的山部的棱線垂直的截面中，該山部的頂角 為107°以上且154以下。。
7.如權(quán)利要求4所述的面光源裝置，其特征在于，所述指向性變換部通過以所述點光源或點光源附近的某位置為中心放射狀地排列的 多個指向性變換圖形構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4所述的面光源裝置，其特征在于，從與所述導(dǎo)光板的光射出面垂直的方向觀察時，從所述指向性變換部的接近所述點光源一側(cè)的邊緣的任意點向所述點光源的光射出 窗的一端延伸的方向、與從該任意點向該光射出窗的中央延伸的方向形成的角度為32°以 下，而且，從所述指向性變換部的接近所述點光源的一側(cè)的邊緣的任意點向所述點光源的 光射出窗的另一端延伸的方向、與從該任意點向該光射出窗的中央延伸的方向形成的角度 為32°以下。
9.如權(quán)利要求4所述的面光源裝置，其特征在于，在沿所述導(dǎo)光板的端緣配置多個所述點光源的面光源裝置中，從與所述導(dǎo)光板的光射出面垂直的方向觀察，將通過任一任意的點光源的中心與所述 導(dǎo)光板的端緣垂直的方向設(shè)定為X軸，將沿所述導(dǎo)光板的端緣設(shè)定為Y軸時，與該點光源對 應(yīng)的指向性變換部位于同時滿足以下3式的區(qū)域內(nèi)部，即、X > 0X 彡{-2Y+(2P-W)}/(2tanα )X 彡{2Y+ (2P-W)}/(2tan α )其中，P:所述點光源間的距離W 所述點光源的光射出窗的寬度α 在將導(dǎo)光板的折射率設(shè)為ng時，用α = arcsin(l/ng)表示的角度。
10.如權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置，其特征在于，所述反射層的所述光射出面?zhèn)鹊拿婢哂凶鳛樗龉馍涑鲅b置的多個傾斜面。
11.如權(quán)利要求10所述的面光源裝置，其特征在于，鄰接的所述傾斜面彼此之間形成的角度為107°以上且136°以下。
12.如權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置，其特征在于，所述光控制圖形由在所述光射出面形成的凸?fàn)顖D形或凹狀圖形構(gòu)成，用于使所述凸?fàn)?圖形或所述凹狀圖形的光反射的面與所述光射出面形成的角度為20°以下。
13.一種液晶顯示裝置，具備權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置、液晶面板、至少介于 所述面光源裝置的所述導(dǎo)光板主體與所述液晶面板之間并使所述導(dǎo)光板主體粘緊于所述 液晶面板的至少一層的連接層，其特征在于，所述各連接層的任一折射率比所述導(dǎo)光板主體的折射率低。
全文摘要
一種面光源裝置及液晶顯示裝置，可降低光源附近的光的泄漏使其更均勻地發(fā)光，且通過使窄的指向特性的光射出，可使發(fā)光亮度提高。導(dǎo)光基板(38)具有導(dǎo)入點光源(32)的光的光導(dǎo)入部(42)、使光從光射出面(44)向外部射出的導(dǎo)光板主體(41)。在導(dǎo)光板主體(41)的光射出面(44)上設(shè)有多個擴散圖形(46)。在導(dǎo)光板主體(41)的下表面形成有折射率比導(dǎo)光板(38)低的低折射率層(39)，在低折射率層(39)的下表面形成有反射層(40)。另外，點光源(32)位于與光導(dǎo)入部(42)的端面相對的位置。在光導(dǎo)入部(42)的上表面設(shè)有指向性變換部(45)。指向性變換部(45)通過將設(shè)為V形槽狀的指向性變換圖形(48)放射狀地排列而構(gòu)成。
文檔編號F21S8/00GK102128388SQ201110002510
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者上野佳宏, 田上靖宏, 石川貴子, 篠原正幸 申請人:歐姆龍株式會社