面光源装置及其导光板
阅读：88发布：2020-05-23
专利汇可以提供面光源装置及其导光板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种面 光源 装置及其导光板，该导光板在光入射端面的附近具有倾斜面，光不易从导光板主体的倾斜面附近泄露，且制造容易。导光板（23）具备：形成为楔形的光导入部（26）、和比光导入部（26）的最大厚度薄且与光导入部26）连续设置的导光板主体（25）。光导入部（26）具有从最大厚度处朝向导光板主体（25）倾斜的光滑的倾斜面（30）。光源（22）与光导入部（26）的端面（光入射端面27）相对。在导光板主体（25）中，在与倾斜面（30）相同侧的面的倾斜面附近，设有由形成为V形槽状的图案元件（33）构成的光学图案部即 指向性 变换图案（32）。，下面是面光源装置及其导光板专利的具体信息内容。
1.一种导光板，其特征在于，具备：
光导入部，其具有光入射的端面；
导光板主体，其与所述光导入部连续地设置，并具有比所述光导入部的最大厚度小的厚度；
光射出面，其固定于所述导光板主体的表面，并将导向所述导光板主体的光向外部射出；
倾斜面，其为光滑的倾斜面，并设置在所述光导入部的光射出侧的面和其相反面中的至少一面，并从厚度比所述导光板主体大的部分的表面向所述导光板主体的端部倾斜；
光学图案部，其设置在所述导光板主体的所述光射出侧的面内且在所述倾斜面的附近区域，并由条纹状的图案元件构成，
所述光学图案部的棱线和谷线沿所述导光板的宽度方向交互排列，
在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于与所述端面对向配置的光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内，
连结所述光学图案部的棱线中的任一棱线和与该棱线邻接的一谷线的斜面及连结该棱线和与该棱线邻接的另一谷线的斜面，相对于通过该棱线并垂直于所述光射出面的直线非对称，而且，
在通过所述光源的发光中心且垂直于所述端面及所述光射出面的平面的两侧，至少存在一组不同形状的非对称形状部分，
在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域，且在由所述平面隔开的两个区域中的至少一区域内，从内部朝向外部在连结所述光学图案部的邻接的棱线和谷线的斜面上设立法线时，所述法线向所述平面侧倾斜的斜面的横向宽度的总和比所述法线向所述平面的相反侧倾斜的斜面的横向宽度的总和大。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述图案元件为山形突起状的图案。
3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内，
在邻接的两个所述斜面上设立的法线中，所述法线向所述平面侧倾斜的斜面的横向宽度比所述法线向所述平面的相反侧倾斜的斜面的横向宽度大。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述光学图案部的谷线的至少一部分位于所述光射出面的所述导光板主体的内部侧。
5.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，
所述光学图案部的棱线的至少一部分位于所述光射出面的所述导光板主体的内部侧。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述图案元件在垂直于所述端面的方向平行地延伸。
7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述图案元件呈放射状地排列。
8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
在从垂直于所述导光板主体的上面的方向观察时，所述图案元件在通过与所述端面对向配置的光源的发光中心且由垂直于所述端面的轴隔开的两个区域中的一区域和另一区域内分别平行地排列，并在所述一区域和所述另一区域内相互向相反方向倾斜。
9.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述光射出面具有在垂直于所述端面的方向平行地延伸的双凸透镜。
10.一种面光源装置，具备：
权利要求1～9中任一项所述的导光板；
将光送入所述导光板的所述端面的光源。
11.一种液晶显示装置，具备：
权利要求1～9中任一项所述的导光板；
将光送入所述导光板的所述端面的光源；
与所述导光板的所述光射出面对向配置的液晶面板。
12.一种移动设备，具备权利要求11所述的液晶显示装置。
面光源装置及其导光板
技术领域
[0001] 本发明涉及一种面光源装置及其导光板。具体而言，本发明涉及用于使光有效率地入射到比光源的高度薄的导光板的面光源装置及导光板。
背景技术
[0002] 近年来，伴随移动设备的薄型化，组装入移动设备的面光源装置也逐渐要求薄型化。为了使面光源装置的厚度变薄，需要使导光板的厚度变薄。但是，即使使形成为平板状的导光板的厚度变薄，也难以减小LED光源的高度。在使用形成为平板状的薄的导光板的情况下，光源的高度比导光板的端面(光入射端面)的厚度大。其结果，与导光板的光入射端面对向配置的光源从导光板的上面向上突出。在光源从导光板的上面向上突出的情况下，从光源射出的所有的光不会入射到导光板的光入射端面，而是一部分的光泄露到导光板的外部而使光利用率变差。
[0003] 为了解决上述技术课题，有时会使用如图1所示的导光板13。该导光板13在形成为平板状的导光板主体15的端部具有比导光板主体15的厚度大的光导入部14。在光导入部14的上面形成有从光导入部14的最大厚度处朝向导光板主体15端部倾斜的倾斜面16。在导光板13的下面对向形成有反射片19。该导光板13由于光导入部14的端面(光入射端面)的厚度与光源12的高度相同或比其大，因此，能够将光源12的光高效地取入到光导入部14，进而能够导向厚度较薄的导光板主体。
[0004] 从光入射端面入射到光导入部14的光在光导入部14的倾斜面16和其下面之间全反射的同时，向导光板主体15传播。在导光板主体15内传播的光每次被上述倾斜面反射时，入射到导光板主体15的上面时的入射角变小。因此，光容易从位于上述倾斜面16的附近的导光板主体15的上面泄露到导光板主体15的外部。特别是在上述倾斜面16的倾斜角变大时，从倾斜面16附近的导光板主体15的上面的漏光变得显著。
[0005] 为了测量从具有倾斜面16的导光板13的上面泄露的光的分布，如图1所示，与导光板13的上面对向配置测量器Dt。图2表示由测量器Dt测量的区域R1中的光强度的分布和区域R2中的光强度的分布。如图1所示，从与倾斜面16的上端相连的平面部16a泄露的光和从倾斜面16泄露的光从导光板主体15的上面分开考虑。从平面部16a泄露的光的光量大致为0％。从倾斜面16泄露的光的光量大致为整体的54％。从导光板主体15的上面泄露的光的光量大致为整体的45％。因此，漏光的光量中，与从导光板主体15泄露的光相比，从倾斜面16泄露的光多。
[0006] 如图2的区域R1所示，从倾斜面16泄露的光集中于与导光板主体15的边界附近。如图2的区域R2所示，从导光板主体15泄露的光也集中于与倾斜面16的边界附近。因此，从导光板13的上面泄露的光集中于倾斜面16与导光板主体15的边界部分。如上所述，从倾斜面16泄露的光的光量比从导光板主体15泄露的光多。但是，从图2可知，由于从导光板主体15泄露的光集中在狭窄的范围内且亮度较高，因此，容易引人注意。因此，需要减小导光板主体15的上面的、倾斜面附近区域的光泄露。
[0007] 另外，图3为在通过光源12的发光中心的截面内，通过模拟计算从导光板13泄露的光的分布，并将其用光线表示的图。从图3也可知，导光板主体15的上面的、倾斜面附近区域的光泄露大。
[0008] 作为降低光泄露的面光源装置，有如专利文献1所示的装置。图4是表示专利文献1公开的面光源装置11的立体图。面光源装置11由光源12和导光板13构成。导光板13为将形成为楔形的光导入部14和平板状的导光板主体15一体成形而成的装置。光导入部14在其上面具有倾斜面16。倾斜面16从光入射端面侧的端部朝向导光板主体15的端部倾斜。在光导入部14的倾斜面16设有指向性变换图案17。指向性变换图案17由沿导光板13的宽度方向排列的多个V形槽18构成。指向性变换图案17有时仅设于光源12的前方区域，有时遍及导光板13的全面而设置。
[0009] 根据该面光源装置11，通过入射到倾斜面16的光由V形槽18反射，在倾斜面16的附近，入射到导光板主体15的光的入射角变大。其结果，在倾斜面16的附近，光不易从导光板主体15泄露。
[0010] 但是，当为面光源装置11那样的构造，则必须在倾斜面16成形指向性变换图案17，因此，用于成形导光板13的成形模型或压模的加工变得复杂，成形模型或压模的制造变得非常困难。
[0011] 专利文献1：日本专利第5003758号公报
发明内容
[0012] 本发明的目的在于，提供一种在光入射端面的附近具有倾斜面的导光板，光不易在倾斜面的附近从导光板主体泄露，且制造也容易。另外，其目的在于提供一种使用该导光板的面光源装置。
[0013] 本发明的导光板具备：光导入部，其具有光入射的端面；导光板主体，其与所述光导入部连续地设置，并具有比所述光导入部的最大厚度小的厚度；光射出面，其固定于所述导光板主体的表面，并将导向所述导光板主体的光向外部射出；倾斜面，其为光滑的倾斜面，并设置在所述光导入部的光射出侧的面和其相反面中的至少一面，并从厚度比所述导光板主体大的部分的表面向所述导光板主体的端部倾斜；光学图案部，其设置在所述导光板主体的所述光射出侧的面内且在所述倾斜面的附近区域，并由条纹状的图案元件构成。在此，光滑的倾斜面是指，倾斜面不具有光学图案引起的凹凸。另外，所述图案元件为如山形突起状的图案。
[0014] 本发明的导光板由于将具有倾斜面的光导入部设于导光板主体的端部，因此，能够将光源的光从光导入部的端面高效地导入，并导向导光板主体。但是，在仅设有倾斜面的情况下，光容易从倾斜面的附近泄露。与此相对，在本发明的导光板中，在倾斜面的附近设有由条纹状的图案元件构成的光学图案部。因此，光不易从倾斜面的附近泄露，能够防止倾斜面的附近局部发光，另外，能够提高光利用率。而且，由于光学图案部在倾斜面的附近设于导光板主体的光射出侧的面，因此，与将光学图案部设于倾斜面的情况相比，用于制作导光板的成形模型的加工变得简单，能够降低成形模型的加工成本。
[0015] 本发明的导光板的一实施方式中，所述光学图案部的棱线和谷线沿所述导光板的宽度方向交互排列，在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于与所述端面对向配置的光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内，连结所述光学图案部的棱线中的任一棱线和与该棱线邻接的一谷线的斜面及连结该棱线和与该棱线邻接的另一谷线的斜面，相对于通过该棱线并垂直于所述光射出面的直线非对称，而且，在通过所述光源的发光中心且垂直于所述端面及所述光射出面的平面的两侧，至少存在一组不同形状的非对称形状部分。在此，光学图案部的斜面是指，光学图案部的棱线和谷线之间倾斜的表面，只要是光滑的面，也可以为曲面。根据该实施方式，由于连结光学图案部的棱线和其两侧的谷线的斜面之间为非对称，设计光学图案部时的约束条件变得宽松，光从光学图案部的泄露变小，光利用率提高。
[0016] 另外，在上述实施方式中，也可以为，在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域，且在由所述平面隔开的两个区域中的至少一区域内，从内部朝向外部在连结所述光学图案部的邻接的棱线和谷线的斜面上设立法线时，所述法线向所述平面侧倾斜的斜面的横向宽度的总和比所述法线向所述平面的相反侧倾斜的斜面的横向宽度的总和大。在此，光学图案部的斜面的横向宽度的总和是指，夹持所述平面(以下，将所述平面、即通过光源的发光中心且垂直于所述端面及光射出面的平面称为光源中心)的两个区域中至少一区域中的、光学图案部的各斜面的横向宽度(即，与所述端面平行的方向宽度)的合计。与法线向光源中心侧倾斜的斜面(以下，称为向内法线的斜面。)相比，来自光源的光更容易从法线向光源中心的相反侧倾斜的斜面(以下，称为向外法线的斜面。)泄露。在该方式的光学图案部中，由于与向内法线的斜面的横向宽度的总和相比，向外法线的斜面的横向宽度的总和小，因此，光容易泄漏的向外法线的斜面的面积总体变窄。其结果，能够抑制光从光学图案部的泄露，能够提高光的利用率。
[0017] 另外，在上述实施方式中，优选在与所述端面平行地切开的所述光学图案部的截面中，在位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内，在邻接的两个所述斜面上设立的法线中，所述法线向所述平面侧倾斜的斜面的横向宽度比所述法线向所述平面的相反侧倾斜的斜面的横向宽度大。根据该种形态，由于与向内法线的斜面的横向宽度相比，向外法线的斜面的横向宽度小，因此，光容易泄漏的向外法线的斜面的面积总体变窄，能够抑制光从构成光学图案部的各图案元件的泄露，光的利用率提高。
[0018] 本发明的导光板的另一实施方式，所述光学图案部的谷线的至少一部分位于所述光射出面的所述导光板主体的内部侧。另外，在光射出面设有图案例如双凸透镜的情况下，将位于该图案的顶点的高度的面作为光射出面的高度的基准。另外，在该实施方式中，所述光学图案部的棱线的至少一部分可以位于所述光射出面的所述导光板主体的内部侧。在该实施方式中，由于光学图案部的谷线的至少一部分位于光射出面的导光板主体的内部侧，因此，与光学图案部的整体向外突出光射出面的情况相比，能够减小光学图案部的光射出面侧的端面的面积。其结果，从光学图案部的光射出面侧端面泄露的光变少，能够抑制局部的发光。
[0019] 在本发明的导光板的再一实施方式中，所述图案元件可以在垂直于所述端面的方向平行地延伸，也可以呈放射状地排列。另外，图案元件在光轴中心的两侧相互平行地排列，且从垂直于所述导光板主体的上面的方向来观察，也可在光学中心的两侧相互向相反方向倾斜。另外，在本发明的导光板的再一实施方式中，所述光射出面也可以具有在垂直于所述端面的方向平行地延伸的双凸透镜。
[0020] 本发明的面光源装置具备本发明的导光板和将光送入所述导光板的所述端面的光源。在本发明的面光源装置中，由于使用了本发明的导光板，因此，能够防止导光板的倾斜面附近局部地发光，另外，能够提高光利用率。而且，由于能够降低用于制作导光板的成形模型的加工成本，也可抑制面光源装置的成本。
[0021] 本发明的导光板可用于液晶显示装置，能够提供抑制成本同时品质良好的液晶显示装置。
[0024] 图1是表示用于测量光从导光板的泄露量的分布的装置的概略剖面图；
[0025] 图2是表示从导光板泄露的光的分布的图；
[0026] 图3是表示光从导光板泄露的状态的光线图；
[0027] 图4是表示现有的面光源装置的构造的立体图；
[0028] 图5是表示本发明的实施方式1的面光源装置的立体图；
[0029] 图6(A)是沿图5的X1－X1线的剖面图，图6(B)是表示沿图5的Y1－Y1线的截面的一部分放大的剖面图；
[0030] 图7(A)是用于说明指向性变换图案的长度测量方法的图，图7(B)是用于说明倾斜面的长度测量方法的图；
[0031] 图8是本发明的实施方式2的面光源装置的立体图；
[0032] 图9(A)是沿导光板的长度方向的面光源装置的剖面图；图9(B)是表示沿导光板的宽度方向的截面的一部分放大的剖面图；
[0033] 图10是表示本发明的实施方式3的面光源装置的立体图；
[0034] 图11是本发明的实施方式4的面光源装置的剖面图；
[0035] 图12是本发明的实施方式5的面光源装置的平面图；
[0036] 图13是图12的Y2－Y2线的剖面图，并放大其一部分的图；
[0037] 图14(A)是图13所示的指向性变换图案的作用说明图，图14(B)是表示光从实施方式1的指向性变换图案泄露的状态的概略图；
[0038] 图15(A)、图15(B)均表示本发明的实施方式6的面光源装置的概略平面图；
[0039] 图16是本发明的实施方式7的面光源装置的平面图；
[0040] 图17是本发明的液晶显示装置的概略剖面图；
[0041] 图18是本发明的移动设备的概略正面图。
[0042] 符号说明
[0043] 21、41、51、53、61、66、67、71 面光源装置
[0044] 22 光源
[0045] 23 导光板
[0046] 25 导光板主体
[0047] 26 光导入部
[0048] 27 光入射端面
[0049] 28 光射出面
[0050] 30 倾斜面
[0051] 32 指向性变换图案
[0052] 33 图案元件
[0053] 34 反射片
[0054] 52 双凸透镜
[0055] 54 反射板
[0056] 81 液晶显示装置
[0057] 91 智能电话
具体实施方式
[0058] 下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。但是，本发明不限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行各种设计变更。
[0059] (实施方式1)
[0060] 下面，参照图5、图6(A)及图6(B)对本发明实施方式1的面光源装置的构造进行说明。图5是表示本发明实施方式1的面光源装置21的立体图。图6(A)是导光板的长度方向、即沿图5的X1－X1方向的剖面图。图6(B)是表示沿导光板的宽度方向、即图5的Y1－Y1方向的截面的一部分放大的剖面图。
[0061] 面光源装置21由光源22和导光板23构成。光源22内置有一个或多个LED24，从正面的光射出窗射出白色光。该光源22具有比导光板23的宽度小的宽度，相对于冷阴极管被称为线状光源，而往往被称为点光源。
[0063] 光导入部26是导光板23中厚度较厚的部分。光源22与光导入部26的端面、即光入射端面27的一部分对向。光入射端面27的厚度与光源22的光射出窗的高度相等或比其厚。其结果，从光源22射出的光高效地从光入射端面27入射到光导入部26内，面光源装置21的光利用率提高。
[0064] 光导入部26形成为楔形，从光入射端面侧朝向导光板主体侧厚度逐渐变薄。即，光导入部26的上面的光入射端面侧的端部区域形成水平面29，从水平面29的端部至导光板主体25的端部的区域形成为倾斜面30。倾斜面30从导光板23的一侧面至另一侧面呈带状延伸，并从水平面29的端部朝向导光板主体25的端部向下倾斜。倾斜面30平滑。
[0065] 导光板主体25为表面和背面平行的平板。导光板主体25的厚度大致均匀，比光导入部26的最大厚度薄。导光板主体25占据导光板23的大部分的面积。导光板主体25的、与光射出面28对向的相反面具有光射出装置31。在图6(A)及图6(B)中，作为光射出装置31，表示有多个棱柱状的图案，可以为喷砂加工、图片打印扩散油墨的图案、衍射光栅图案、任意的凹凸图案。光射出装置31也可设于光射出面28、或光射出面28和其相反面的双方。光射出装置31在光源22的附近以比较小的密度设置，随着离光源22越远其密度越大，由此，使光射出面28的亮度均匀化。
[0066] 在导光板主体25的上面，在与光导入部26的倾斜面30邻接的区域设有光学图案部即指向性变换图案32。因此，指向性变换图案32位于倾斜面30和光射出面28之间。指向性变换图案32由形成为山形突起状或V形槽状的多个图案元件33构成。各图案元件33向与光入射端面27垂直的方向延伸，并沿导光板主体25的宽度方向相互平行排列。图案元件33具有沿其长度方向均匀的截面形状。而且，各图案元件33具有相互相同的截面形状。图案元件33的、与长度方向垂直的截面形成左右对称的截面形状即等边三角形。该截面中的顶角为120°左右。在该实施方式中，各图案元件33的谷线位于与光射出面28相同的高度。
[0067] 在导光板23的下面对向设置有反射片34。反射片34具有反射从导光板23的下面泄露的光并使其返回到导光板23内的作用。反射片34例如由白色片构成。由于从导光板23的下面泄露的光由反射片34反射再返回到导光板23内，因此，能够防止来自导光板23的下面的光泄露引起的面光源装置21的亮度降低。
[0068] 面光源装置21中光的行迹和作用效果如下所示。如图6(A)所示，从光源22射出的光L从光入射端面27入射到光导入部26内，在光导入部26的上面和下面反射，同时，导向导光板主体25。进入导光板主体25的光L由导光板主体25的上面和下面(或反射片34)反射，同时，导入导光板主体25内。在该导光途中，入射到光射出装置31的光L由光射出装置31反射，并通过光射出面28，在光射出面28上均匀发光。
[0069] 由光导入部26的倾斜面30反射的光L的大部分由光导入部26的下面反射后，在倾斜面30的附近入射到导光板主体25的上面。但是，由于由倾斜面30正反射的光入射到导光板主体25的下面时的入射角变小，一部分的光L从导光板主体25的下面泄露。从导光板主体25的下面泄露的光L由反射片34反射，并再入射到导光板23内，在倾斜面30的附近入射到导光板主体25的上面。
[0070] 在未设有指向性变换图案32的情况下，这样在倾斜面30的附近入射到导光板主体25的上面的光从倾斜面30的附近区域向外泄露，并在倾斜面30的附近区域局部地发光。与此相对，在倾斜面附近设有指向性变换图案32的情况下，即使相对导光板主体25的上面的入射角变小，相对图案元件33的斜面的入射角也大。因此，如图6(B)所示，入射到导光板主体25的上面的光容易由图案元件33反射。因此，无论是否在光导入部26设置倾斜面30，光也不易从倾斜面30的附近区域泄露。其结果，能够防止在倾斜面附近导光板主体25的上面局部地发光的现象。
[0071] 在光由指向性变换图案32正反射时，入射到光导入部26的光的导光板23的厚度方向上的指向性扩散(即，与光射出面28垂直的面内的指向性扩散)变换为向与导光板23的面方向平行的方向倾斜的指向特性。其结果，光不易从光射出面28的指向性变换图案附近区域泄露，光射出面28的端部不易发光。
[0072] 面光源装置21由于在倾斜面附近设有指向性变换图案32，能够使光向导光板主体25的宽度方向散射。其结果，能够减小从光射出面28射出的光量的偏差，使光射出面28的亮度分布均匀化。
[0073] 另外，如现有例所示，在倾斜面设有指向性变换图案的情况下，在通过刀具等在导光板的成形模型上加工指向性变换图案时，需要一边使成形模型保持倾斜一边进行V形槽加工。由于伴随这样的作业，因此，该成形模型的制作困难。与此相对，在本实施方式的面光源装置21中，由于将指向性变换图案32设置在导光板主体25的上面，因此，在成形模型上加工指向性变换图案时，在水平面(导光板主体25的上面)上进行V形槽加工即可。因此，根据本实施方式，能够简化对成形模型的加工，能够降低成形模型的加工成本。
[0074] 而且，与将指向性变换图案设于倾斜面的情况相比，由于指向性变换图案32的位置远离光源22，因此，能够进一步降低光泄露，光的利用率提高。
[0075] 接着，对设有上述指向性变换图案32的区域进行说明。图7(A)表示光导入部26及其附近区域的导光板23的纵方向截面。在通过指向性变换图案32防止倾斜面附近的光泄露中，需要将导向导光板主体25的光由指向性变换图案32至少反射一次。为此，可考虑恰恰未被指向性变换图案32反射的光即由导光板主体25的端部(倾斜面末端位置)反射的光由导光板主体25的下面反射，而再次入射向导光板主体25的上面的情况。将指向性变换图案32设置至该导光板主体上面的光入射处即可。如图7(A)所示，在导光板主体25内传播最远的光L为相对导光板主体25的下面以全反射的临界角α＝arcsin(1/n)入射的光。在此，n为导光板23的折射率。因此，如将导光板主体25的厚度设为t，则指向性变换图案32设于从倾斜面30的末端位置(导光板主体25的端部)至至少2×t×tanα之间即可。
[0076] 如上所述，为了使入射到导光板主体25的光至少一次入射到指向性变换图案32而防止光泄露，将指向性变换图案32的长度设为D，并满足以下条件1即可。
[0077] D≥2×t×tan[arcsin(1/n)] (条件1)
[0078] 如将导光板23的折射率n设为1.59(聚碳酸酯树脂的折射率)，将导光板主体25的厚度t设为0.23mm，则指向性变换图案32的长度D需要为0.372mm以上。
[0079] 但是，在指向性变换图案32的长度D变长时，指向性变换图案32可能会从有效照明区域(作为照明用的发光面而使用的区域)突出。在该情况下，需要限制指向性变换图案32的长度D，以不使指向性变换图案32从有效照明区域突出。
[0080] 接着，为了不使光从倾斜面30向外泄露，满足以下的条件2、3即可。在入射向倾斜面30的光中，相对倾斜面30以最小入射角入射的光为相对垂直于光入射端面27的方向(水平方向)以与全反射的临界角α＝arcsin(1/n)相等的角度推进的光。从图7(B)可知，如将倾斜面30的倾斜角设为θ，则相对水平方向以α的角度推进的光入射到倾斜面30时的入射角β为β＝(π/2)－α－θ。为了不使最容易从倾斜面30的光从倾斜面30泄露，入射角β比全反射的临界角α＝arcsin(1/n)大即可。因此，倾斜面30的倾斜角θ满足下述条件2即可。
[0081] θ≤(π/2)－2×arcsin(1/n) (条件2)
[0082] 在光导入部26内传导的光由倾斜面30多次反射时，在某次入射到倾斜面30时从倾斜面30泄露。因此，必须满足光仅一次入射到倾斜面30的条件。即，除条件2外，倾斜面30的长度(水平距离)S还必须满足下述条件3。在此，T为光导入部26的最大厚度，t为导光板主体25的厚度，n为导光板23的折射率，θ为倾斜面30的倾斜角。
[0083] S≤(T+t)/tan[arcsin(1/n)+2θ] (条件3)
[0084] (实施方式2)
[0085] 图8为本发明的实施方式2的面光源装置41的立体图。图9(A)为沿导光板的长度方向的、面光源装置41的剖面图。图9(B)为表示沿导光板的宽度方向的截面的一部分放大的剖面图。在实施方式2的面光源装置41中，指向性变换图案32的谷线的至少一部分位于导光板主体25的表面(光射出面28)的导光板主体25的内部侧即下方。由于其它构造与实施方式1的情况大致相同，在相同的构成部分中标注相同的符号，并引用实施方式1中的说明(实施方式3以后也同样)。
[0086] 如图8及图9(B)所示，指向性变换图案32为使形成为山形状或V形槽状的多个图案元件33相互平行排列的图案。指向性变换图案32形成于光射出面28的凹部内，其谷线(图案元件33的极小部)位于光射出面28的下方。在图示例中，指向性变换图案32的棱线(图案元件33的极大部)位于与光射出面28相同的高度，指向性变换图案32的整体埋设在光射出面28的下方。但是，也可为指向性变换图案32的棱线位于光射出面28的下方。
[0087] 如实施方式1所示，在指向性变换图案32突出于光射出面28的上方的情况下，如图6(A)中虚线所示的光La那样，从光导入部26进入导光板主体25的光的一部分容易从图案元件33的光射出面侧的端面向外部泄露。其结果，可能会出现在光射出面28的端部产生眼花缭乱状的发光，且局部的亮度变高。另外，由于光泄露，光的利用率可能会降低。
[0088] 与此相对，如图9(A)所示，在指向性变换图案32位于光射出面28的下方的情况下，指向性变换图案32的光射出面侧的端面42a不从导光板主体25露出。因此，通过光射出面侧的端面42a的光L1进入光射出面28的下方，而不易向导光板23的外部泄露。其结果，在光射出面28的端部产生的眼花缭乱状的发光变少，能够防止不均匀的亮度分布。另外，由于漏光变少，光的利用率提高。
[0089] 优选的是，为了便于使导光板的成形品脱模，指向性变换图案32的光射出面侧的端面42a(或者，位于邻接的图案元件33的端面间的凹陷的壁面)随着朝向光射出面28而向上方倾斜。但是，不一定限于该种倾斜。例如，指向性变换图案32的光射出面侧的端面42a也可为与光射出面28垂直的面。
[0090] 如图9(A)所示，优选指向性变换图案32(图案元件33)的光导入部侧的端面42b按照与光导入部26的倾斜面30贯通的方式与倾斜面30连接。如图6(A)所示，在指向性变换图案32的光导入部侧的端面和倾斜面30之间存在间隙时，如图6(A)中虚线所示的光Lb那样，从倾斜面30中与指向性变换图案32的光导入部侧的端面对向的位置向间隙产生光泄露。因此，光的利用率降低，另外，在倾斜面30的下端部产生眼花缭乱状的发光。
[0091] 与此相对，在本实施方式中，指向性变换图案32的光导入部侧的端面42b按照贯通倾斜面30的方式连接。在该情况下，如图9(A)所示的光L2那样，通过指向性变换图案32的光导入部侧的端面42b的光由指向性变换图案32反射而返回到导光板主体25内。因此，只要指向性变换图案32的光导入部侧的端面42b按照贯通倾斜面的方式连接，则光的利用率提高，同时，能够降低光导入部侧的端面42b的附近的眼花缭乱状的发光。
[0092] 另外，指向性变换图案32可以为一部分突出于光射出面28的上方，一部分位于光射出面28的下方。例如，也可为图案元件33的高度中上侧的1/2位于光射出面28的上方，下侧的1/2位于光射出面28的下方。
[0093] (实施方式3)
[0094] 图10是表示本发明实施方式3的面光源装置51的立体图。在该实施方式中，光射出面28具有精细的双凸透镜52。双凸透镜52沿与光入射端面27垂直的方向延伸，并沿导光板主体25的宽度方向排列。如果在光射出面28上设有双凸透镜52，则从光射出面28射出的光的指向特性在导光板23的宽度方向变窄。
[0095] 在实施方式3的面光源装置51的某样品中，光利用率(从光入射端面入射到导光板内的光中从光射出面射出的光的比例)为93.7％。与此相对，在面光源装置51中，在将形成指向性变换图案32的区域为平坦的面的比较例的样品中，光利用率为86.6％。因此，能够确认到：通过在导光板主体25的表面设有指向性变换图案32，能够减小光的泄露。
[0096] (实施方式4)
[0097] 图11是本发明实施方式4的面光源装置53的剖面图。在实施方式4中，在光导入部26的上面配置有反射板54。在光导入部26的上面层叠反射板54时，从倾斜面30泄露的光由反射板54反射，向光导入部26内再入射。因此，能够减少从倾斜面30泄露的光的光量，提高面光源装置53的光利用率。特别是在不满足上述条件2或条件3的情况下，由于光可能会从倾斜面30泄露，因此，本实施方式有效。
[0098] 例如，在本实施方式的某模型中，光利用率为94.2％，但在取出反射板54时，光利用率降低为93.7％。
[0099] (实施方式5)
[0100] 图12是本发明实施方式5的面光源装置61的平面图。实施方式5的面光源装置61的特征在于形成于倾斜面30和光射出面28之间的指向性变换图案32的截面形状。即，在平行于光入射端面27的截面中，各图案元件33具有左右非对称的形状。
[0101] 图13表示图12的Y2－Y2线截面的指向性变换图案32的截面形状。即，图13表示与光入射端面27平行地切开的指向性变换图案32的截面中，位于光源22的前方且处于具有与光源22相等宽度(光源宽度W)的区域(即，从光源中心C向左右两侧的W/2的区域)内的部分。在此，光源中心C是指通过光源22的发光中心且垂直于导光板23的光入射端面27及光射出面28的平面。另外，光源宽度W不是指光源22的包装的宽度，而是指发光面(光射出窗)的宽度。在图13中，指向性变换图案32具有相对光源中心C左右对称的形状，但不一定必须为左右对称。
[0102] 实施方式5的面光源装置61的指向性变换图案32在与光入射端面27平行的截面中的光源宽度W的区域内，具有如下所述的构造或特性。即使在光源宽度W的外侧区域，也可具有与光源宽度W的区域相同的构造或特性，但由于在离开光源22的区域供给的光量较小，因此，在光源宽度W的外侧不特别限定指向性变换图案32的构造。
[0103] 在与光入射端面27平行的截面中的光源宽度W的区域内，构成指向性变换图案32的大部分或全部图案元件33具有非对称的形状。即，连结一棱线(截面的极大点)和与该棱线邻接的一谷线(截面的极小点)的图案斜面62a、连结该棱线和与该棱线邻接的另一谷线(截面的极小点)的图案斜面62b相对于通过该棱线而与光射出面28垂直的直线左右非对称。但是，一部分的图案元件33(例如，位于光源中心C的位置的图案元件)也可左右对称。在此，图案斜面62a、62b为位于邻接的棱线和谷线之间的指向性变换图案32的表面。在如图13所示的指向性变换图案32中，图案斜面62a、62b为平面，也可为曲面或折曲面。
[0104] 考虑光源中心C和从其向左侧的W/2的区域(以下，称为光源中心C的左侧区域)。因此，在从导光板23的内部朝向外部在各图案斜面62a、62b上设立法线N时，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面62b的横向宽度D2的总和(各图案斜面62b的横向宽度D2的、宽W/2的左侧区域中的合计值)比法线N向与光源中心相反侧倾斜的图案斜面62a的横向宽度D1的总和(各图案斜面62a的横向宽度D1的、宽W/2的左侧区域中的合计值)大(条件4)。
[0105] 同样，考虑光源中心C和从其朝向右侧的W/2的区域(以下，称为光源中心C的右侧区域)。因此，在从导光板23的内部朝向外部在各图案斜面62a、62b上设立法线N时，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面62b的横向宽度D2的总和(各图案斜面62b的横向宽度D2的、宽W/2的右侧区域中的合计值)比法线N朝向与光源中心相反侧倾斜的图案斜面62a的横向宽度D1的总和(各图案斜面62a的横向宽度D1的、宽W/2的右侧区域中的合计值)大(条件4)。
[0106] 因此，在邻接的两个图案斜面62a、62b(图案元件)中，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面62b的横向宽度D2比法线N向与光源中心相反侧倾斜的图案斜面62a的横向宽度D1大，或在一部分中相同即可(D2≥D1和非(D2≡D1)：条件5)。处于光源宽度W的区域的至少一部分图案元件33满足条件5即可。优选尽可能多的图案元件33满足该条件5，但不一定要求所有的图案元件33都满足该条件5。
[0107] 图14(B)为在由具有左右对称的截面形状的图案元件33构成的指向性变换图案32中，表示从发光中心22a射出的光的行迹的模式图。在从发光中心22a射出的光中，由于从发光中心22a朝向前方射出的光由指向性变换图案32反射，因此，不易从图案元件33的倾斜面泄露。但是，在图案元件33具有左右对称的截面形状的情况下，从发光中心22a倾斜射出的光容易如图14(B)中虚线所示的光L那样，从图案元件33的斜面向外部泄露。即，在入射到指向性变换图案32的位置远离光源中心C时，伴随于此，光相对指向性变换图案32的表面以逐渐接近垂直的角度入射。其结果，光容易从指向性变换图案32泄露，光损失变大。
[0108] 与此相对，在实施方式5中，在光源中心C的分别左右区域中，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面62b的横向宽度D2的总和比法线N向与光源中心相反侧倾斜的图案斜面62a的横向宽度D1的总和大(条件4)。特别是，在多个图案元件中，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面62b的横向宽度D2比法线N向与光源中心相反侧倾斜的图案斜面62a的横向宽度D1大，或在一部分的图案元件中相同(D2≥D1和非(D2≡D1)：条件5)。
[0109] 因此，如图14(A)所示，从发光中心22a向倾斜方向射出的光L1以接近垂直的角度入射的图案斜面62a的面积与图案元件为左右对称的指向性变换图案(图14(B))时相比变窄。其结果，光不易从图案斜面62a泄露。而且，由于法线N向与光源中心C相反侧倾斜的图案斜面62a的倾斜角变大，与指向性变换图案的图案元件左右对称时相比，入射到图案斜面62a的光L1的入射角变大。因此，光L1不易从图案斜面62a泄露。其结果，根据实施方式5的面光源装置61，能够抑制光从指向性变换图案32的泄露，光的利用率提高。
[0110] (实施方式5的变形例)
[0111] 在如图13所示的指向性变换图案32中，在光源中心C的左侧区域和右侧区域中，均重复排列相同的截面形状的图案元件。但是，各图案元件的截面形状也可对应距光源中心C的距离而变化。
[0112] 指向性变换图案32的图案斜面62a、62b不一定必须为平面，也可以是弯曲面或折曲面。
[0113] 对于各图案元件33，优选图13所示的图案元件33的顶角ω为一定。这是因为，只要将顶角ω设为一定，则用于成形指向性变换图案32的成形模型的加工变得容易。
[0115] (实施方式6)
[0116] 在至此说明的实施方式中，图案元件33均相互平行排列。但是，图案元件33也可相对与光入射端面27垂直的方向倾斜。
[0117] 在如图15(A)所示的面光源装置66中，图案元件33在光源中心的左右相互反向倾斜，图案元件33排列为V字状。在图15(B)所示的面光源装置67中，将光源中心或光源中心附近的点作为中心，图案元件33呈放射状排列。
[0118] 另外，作为本发明的实施方式的变形，如专利文献1的图81所记载那样，也可切除导光板的边角部而形成光入射端面，与导光板的角部对向配置光源。另外，也可使用如专利文献1的图82所记载的线状光源。
[0119] (实施方式7)
[0120] 图16是表示本发明实施方式7的面光源装置71的平面图。在该面光源装置71中，对一片导光板23使用多个光源22。即，各按一定间距相对导光板23的光入射端面27配置多个光源22。另外，在导光板主体25的、邻接倾斜面30的区域，形成有指向性变换图案32。根据该实施方式，可制作具有大面积的照明区域的面光源装置。另外，作为面光源装置71的基本的导光板构造可以是上述各实施方式的任一种的导光板。
[0121] (实施方式8)
[0122] 图17是使用本发明的面光源装置(例如实施方式1的面光源装置21)的液晶显示装置81的概略剖面图。在该液晶显示装置81中，与导光板23的光射出面相对，层叠有扩散板82、1片或2片棱镜片83及液晶面板84，在导光板23的背面对向设置有反射片34。根据该种液晶显示装置81，能够产生本发明的面光源装置的特征，能够提高液晶显示装置81的光利用率并容易看到画面，同时，能够实现液晶显示装置81的薄型化。
[0123] (实施方式9)
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