CN102192447A - 面光源装置及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制产生亮线及亮度不均的面光源装置及液晶显示装置。在导光板(33)的上表面(光出射面)形成有向导光板(33)的长度方向延伸的截面大致半圆形的漫射图形(40)，漫射图形(40)沿导光板(33)的宽度方向排列。在导光板(33)的下表面设有多个偏转图形(41)，其在导光板(33)的长度方向具有倾斜面，并且在导光板(33)的宽度方向具有弯曲的截面。

Description

面光源装置及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及面光源装置及液晶显示装置。具体地说，涉及能够用于液晶显示器的背光灯等的具有较大面积的发光面的边缘发光型的面光源装置、和使用该面光源装置的液晶显示装置。

背景技术

作为边缘发光型的面光源装置，具有专利文献1公开的结构。图1(a)为专利文献1记载的面光源装置的一例。该面光源装置11与透明的导光板12的端面(光入射面14)相对而设有多个点状光源13(LED光源)，在导光板12的光出射面15设有多个凸部16，在导光板12的光出射面15相反面形成有槽17。导光板12的凸部16形成为截面三角形，向与光入射面14垂直的方向(以下，也称为导光板12的长度方向)延伸。另外，各凸部16形成相同的形状，沿与光入射面14平行的方向(以下，也称为导光板12的宽度方向)等间距地排列。导光板12的槽17具有图1(b)所示的V槽形状，向与光入射面14平行的方向延伸。槽17具有相同的形状，沿导光板12的长度方向以一定的间距排列。

在这种构造的面光源装置11中，从导光板12射出的光从光入射面14入射到导光板12内。在导光板12内导光的光(图面中光线用箭头表示)通过在光出射面15的凸部16全反射，向导光板12的宽度方向漫射，另外，被槽17的倾斜面17a反射时，如图1(c)所示，从光出射面15向大致垂直的方向射出。

但是，在图1的构造的面光源装置11中，从光出射面15射出的光的展宽(指向特性)变宽。因此，在对比文献2公开的面光源装置21中，通过图2所示的构造从面光源装置21射出的光的指向特性变窄。即，减小倾斜面17a的倾斜角，并且与光出射面15相对配置棱镜片22。根据这种构造，由于倾斜面17a的倾斜角减小，所以在导光板12内导光的光在用倾斜面17a全反射的角度上稍微减小与光出射面15的法线形成的角度，入射到光出射面15的光的入射角比全反射的临界角减小时，光从光出射面15射出。这样，从光出射面15射出光向与光出射面15形成的角度小的方向(即，与光出射面15大致平行的方向)射出，并且在与光出射面15垂直的面内集中在窄小的范围内。这样，向与光出射面15大致平行的方向射出的指向特性窄的光利用棱镜片22向与光出射面15大致垂直的方向弯曲，所以指向特性窄的光从面光源装置21朝向大致垂直的方向射出。

另外，在图1的面光源装置11中显示点状光源13，但作为光源也可以使用冷阴极管。同样地，在图2的面光源装置21中显示冷阴极管23，但作为光源也可以使用多个点状光源。

专利文献1：日本特开2005-108512号公报

专利文献2：日本特开平9-113730号公报

但是，无论专利文献1公开的面光源装置11，还是专利文献2公开的面光源装置21，在作为光源而使用点状光源的情况下，具有在点状光源的附近显现出亮线的问题。图3为在点状光源13的附近、从表示在面光源装置显现的亮线的正面观察的图(照片)。

另外，代替多个点状光源而使用冷阴极管的情况下未产生亮线，但具有在冷阴极管中沿光入射面，光出射面的边缘整体地发亮，在面光源装置中产生亮度不均的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种技术课题而作出的，其目的在于提供可以抑制产生上述的亮线及亮度不均的面光源装置和液晶显示装置。

为了实现上述目的，本发明的面光源装置具备将从光入射面导入的光向光出射面的大致整体扩展并从光出射面向外部射出的导光板、与该导光板的光入射面相对配置的线状光源，其特征在于，在所述导光板的光出射面形成有漫射图形，其在与所述光入射面平行的面内使导光板内的光漫反射，在与所述导光板的光出射面相反侧的面上形成有偏转图形，其通过在与所述光入射面及所述光出射面垂直的平面面内使导光板内的光反射，从而向与所述光出射面垂直的方向稍微偏转，并且至少在与所述光入射面平行的面内使导光板内的光漫反射。另外，本发明的线状光源是指，如冷阴极管那样地与导光板的端面相对并向其宽度方向延伸的光源、与导光板的端面相对并在其宽度方向排列的多个点状光源、将点状光源的光利用楔形导光体转换为线状的光源等。

本发明的面光源装置的一方面，所述偏转图形具备倾斜部分，所述倾斜部分以如下的方式倾斜，即，与垂直于所述光入射面及所述光出射面的平面平行的中心截面的截面形状随着接近所述光入射面而远离所述光出射面。另外，该倾斜部分的截面不限于直线，也可以弯曲。另外，所述倾斜部分的倾斜角优选比0°大为且20°以下。

在本发明的面光源装置的另一方面中，所述偏转图形的与所述光入射面平行的截面的形状为弯曲的形状。该偏转图形的截面中，以与所述弯曲形状的端部外接而规定的切线的斜度优选为23°以上且70°以下。该切线的斜度的条件无需在偏转图形的全部截面都满足，优选在大部分的剖面满足。

在本发明的面光源装置的又一方面中，所述偏转图形的形状为与圆锥形状的一部分大致相等的形状。

在本发明的面光源装置的再一方面中，所述漫射图形沿与所述光入射面垂直的方向具有均一的截面，并且与所述光入射面平行的截面的表面形状为弯曲形状或多边形形状。在此所说的多边形形状为除了截面形成三角形及矩形的漫射图形的意思。

本发明的液晶显增装置的特征在于由液晶显示器、和本发明的面光源装置构成。

另外，本发明的用于解决上述课题的方法具有适当地组合以上说明的构成要素的特征，本发明能够通过上述构成要素的组合而进行多种变化。

根据本发明，由于偏转图形也具有使光漫射的功能，所以可利用漫射图形和偏转图形使在导光板内导光的光漫射，从导光板的光出射面封入到狭窄的范围内，可以使光射出。其结果是，可以抑制在导光板的光源侧的边缘产生亮线及亮度不均。另外，通过将从光出射面封入到狭窄范围而射出的光利用棱镜片向面光源装置的正面方向弯曲而射出，能够进一步提高面光源装置的正面亮度。

附图说明

图1(a)是专利文献1公开的面光源装置的立体图，图1(b)是放大表示在用于该面光源装置的导光板的下表面形成的槽的一部分的立体图，图1(c)是表示由槽的倾斜面全反射的光从光出射面射出的情况的概略说明图；

图2是专利文献2公开的面光源装置的立体图；

图3是从正面观察亮线产生的图1的面光源装置的图；

图4(a)及(b)是表示由导光板的下表面将光全反射的情况的侧面图及平面图，图4(c)-(e)是用矢量图表示光矢量的变化的图，图4(f)-(h)是利用矢量图表示光点的移动的图；

图5(a)是表示由导光板的倾斜面使光全反射的情况的剖面图，图5(b)是利用矢量图表示光矢量的变化的图，图5(c)是利用矢量图表示光点的移动的图；

图6是表示从光源射出的光、射入导光板内的光、由导光板的下表面反射的光、从导光板的光出射面射出的光的各自的指向特性的概略图；

图7(a)及(b)是说明矢量图的图；

图8(a)、(b)及(c)是表示在下表面每隔一定的间距形成有倾斜面的导光板的概略背面图、概略平面图及概略侧面图，图8(d)、(e)及(f)是表示从X方向、Z方向及Y方向观察到的矢量图的图；

图9(a)、(b)及(c)是表示在上表面形成有截面三角形的凸部的导光板的概略背面图、概略平面图及概略侧面图，图9(d)、(e)及(f)是表示从X方向、Z方向及Y方向观察到的矢量图的图；

图10(a)及(b)是表示图1所示的面光源装置的光的动作的矢量图，图10(a)是从Y方向观察矢量图的图，图10(b)是从Z方向观察矢量图的图；

图11(a)是在导光板的下表面每隔一定的间距形成有倾斜面的面光源装置的概略立体图，图11(b)是利用矢量图表示在该面光源装置中在导光板内反射并导光的光的指向特性的图；

图12(a)是表示图2所示的面光源装置中的光的动作的矢量图，图12(b)是图12(a)的简化表示；

图13是本发明的实施方式1的面光源装置的立体图；

图14是表示在实施方式1的面光源装置中形成于导光板的下表面的偏转图形的图；

图15(a)是放大表示与导光板的YZ面平行的截面的一部分的图，图15(b)及(c)是偏转图形的放大立体图及概略剖面图；

图16是比较例的面光源装置的立体图；

图17(a)是表示比较例的光的动作的矢量图，图17(b)是放大其一部分的图；

图18是表示实施方式1的面光源装置的光的动作的矢量图；

图19是表示在实施方式1的面光源装置中亮线被大致消除的情况的图；

图20(a)及(b)是用于实施方式1的面光源装置的偏转图形的剖面图及端面图；

图21是表示一般的背光灯的指向特性的图；

图22(a)及(b)是用于说明偏转图形的倾斜角θ的范围的图；

图23是用于说明确定偏转图形的倾斜角φ的范围的依据的图；

图24是本发明的实施方式2的面光源装置的立体图；

图25(a)-(d)是表示漫射图形的各种截面形状的概略图；

图26(a)及(b)是表示在导光板的下表面凹设的偏转图形的立体图及剖面图；

图27(a)-(e)是表示偏转图形的各种形状的剖面图或仰视图。

符号说明

31、51  面光源装置

32  线状光源

33  导光板

35  棱镜片

37  点状光源

38  光入射面

39  光出射面

40  漫射图形

41  偏转图形

52  光导入部

53  导光板主体

54  点状光源

57  V槽图形

具体实施方式

以下，说明本发明的优选实施方式，但在此之前作为说明本发明的作用效果的手段，说明矢量图并使用矢量图说明在专利文献1、2的面光源装置中产生亮线及亮度不均的理由。

(矢量图的说明)

首先，对矢量图进行说明。所谓矢量图即为表现光的导光方向的图，通过从原点O向与光线的方向相同的方向延伸的光矢量表示光线。由于在折射率一定的介质中，光矢量的长度相同，所以各光矢量的前端位于相同的球面上。只要使用这种光矢量图，则可以简单地表示光的反射及折射的情况。

例如图4(a)、(b)所示，考虑在导光板P内导光的光A在导光板P的平的底面全反射而成为光B的情况。另外，将与导光板的光入射面垂直的方向设为X方向，将与导光板的光出射面垂直的方向设为Z方向，将与X方向及Z方向正交的方向设为Y方向。另外，将在包含上述光A及B的平面内与Z方向正交的方向设为W方向。

分别用三维矢量图表示该入射光A及反射光B时，与入射光A对应的光矢量OA和与反射光B对应的光矢量OB的光矢量的基点都处于原点O，前端处于同一球面Q1上。图4(c)是从与W方向及Z方向垂直的方向观察该矢量图的图，图4(d)是从Y方向观察的图，图4(e)是从X方向观察的图。考虑光矢量OA和OB的长度相同、相对于垂直于底面的法线N，入射光A和入射光B形成的角度相同，可知光矢量OB的前端处于使光矢量OA的前端向与法线N平行的方向移动的点(法线N与球面Q1的交点)。因此，只要使用矢量图，则从反射面的法线方向可简单地了解反射光的方向。

另外，由于光矢量的基点通常处于原点，所以光矢量图省略光矢量，只表示其前端，则为更简明的表现方法。图4(f)-(h)为用光点A、B表示光矢量OA、OB，简略地表示图4(c)-(e)的矢量图的图。

下面，如图5(a)所示，考虑在ZX面内入射光A由设于导光板P的底面的倾斜面R全反射的情况。该情况下，如图5(b)(从Y方向观察到的矢量图)所示了解反射光B。即，向与入射光A相同的方向描画光矢量OA，从光矢量OA的前端A向与倾斜面R的法线N1相同的方向延伸直线(N1)，描画以该直线与球面Q1的交点为前端B的光矢量OB即可。

另外，若将入射到导光板P的上表面的光B的入射角设为β1、将从导光板P的上表面射出的光C的射出角设为β_O、将导光板P的折射率设为n、将空气的折射率设为1，则在角度β1与β_O之间存在n·sinβ1＝sinβ_O的关系。因此，为了确定折射光C的光矢量OC，只要描画球面Q1的1/n的半径的球面Q2，求出通过光矢量OB的前端B的导光板上表面的法线N2与球面Q2的交点，则可以了解射出光C的光矢量OC。另外，图5(c)为以光矢量OA、OB、OC为光点A、B、C而简略地描画图5(b)的图。因此，只要使用矢量图，则可以由反射面及射出面的法线方向简单地了解反射光及射出光的方向。

以下，在表示矢量图的情况下，使用图4(f)-(h)及图5(c)这样简单的表现。

接着，利用图6说明导入导光板的光的指向特性及从导光板射出的光线方向和矢量图的关系。在图6中，将线状光源(多个点状光源或冷阴极管)配置于导光板P的左侧。从线状光源的任意点射出的光线的方向的区域为导光板侧的半球。即，从线状光源的任意点得出的指向特性如图6所示的指向特性G那样，为以X方向为中心的扩展角为90°的半球面。该光从光入射面P1入射到导光板P时，因光入射面P1的折射，所以导光板P内的指向特性如图6所示的指向特性G2，为X方向具有中心的圆锥状。该指向特性G2具有以X方向为中心的α＝arcsin(1/n)的扩展角。另外，n为导光板P的折射率。

另一方面，在导光板P的光出射面P2为平面的情况下，被导光板P的下表面全反射的光中能够从光出射面P2射出的光如图6所示的指向特性G3，为具有以Z方向为中心的α＝arcsin(1/n)的扩展角的范围内。该指向特性G3的光从光出射面P2射出时，如图6所示，以Z方向为中心的扩展角为90°的指向特性G4。

若用矢量图表示上述指向特性G2，则为图7(a)及(b)所示的以X方向为中心的球面状的区域G2，指向特性G3为以Z方向为中心的球面状的区域G3。即，在入射到导光板P之后的光的光点处于区域G2之上，与导光板P内全反射并在区域G3之上移动的光点对应的光从光出射面P2向外部射出。

例如图8(a)、(b)及(c)所示，考虑在导光板P的下表面形成有沿Y方向延伸的倾斜面R，该倾斜面R在X方向以一定的间距并列的情况。该情况下，如图8(d)、(e)及(f)所示，光通过在导光板P的上表面和倾斜面R全反射，区域G2上的光点(在附图中，光点用点表示)到达区域G3时，该光从导光板P的上表面向外部射出。另外，图8(a)及(d)分别是表示从X方向观察到的导光板P和矢量图的概略图，图8(b)及(e)分别是表示从Z方向观察到的导光板P和矢量图的概略图，图8(c)及(f)分别是表示从Y方向观察到的导光板P和矢量图的概略图。

另外，图9(a)、(b)及(c)表示在下表面平坦的导光板P的上表面(光出射面)设有光漫射用的凸部S的情况。凸部S形成截面三角形并向X方向延伸，而且沿Y方向隔一定的间距并列。另外，这样在光出射面形成有图形的情况下，将垂直于设有图形之前的平坦的光出射面(或使各图形平均化，平坦且均匀的光出射面)的法线称为光出射面的法线。对此，如图9(a)-(c)所示，将垂直于构成凸部S的倾斜面的法线称为凸部的法线。该情况下，凸部S的法线Ns从Z方向观察时，与Y方向平行，所以如图9(d)-(f)所示，处于矢量图内的区域G2的光点不向区域G3侧移动。因此，如图9(a)-(c)，只要在导光板P的上表面形成向X方向延伸的凸部，导光板P内的光就不会从光出射面向外部射出。另外，图9(a)及(d)分别是表示从X方向观察到的导光板P和矢量图的概略图，图9(b)及(e)分别是表示从Z方向观察到的导光板P和矢量图的概略图，图9(c)及(f)分别是表示从Y方向观察到的导光板P和矢量图的概略图。

另外，如图9所示，在导光板P的上表面设有截面三角形的凸部S的情况下，由于凸部S的法线Ns从光出射面的法线方向(Z方向)向双向倾斜，所以使光向外部射出的区域G3如图9(e)地分离成两个区域。因此，区域G3的整体的面积扩大，光的射出效率提高。但是，在两个区域G3未重叠的区域，入射到凸部S的一倾斜的倾斜面的光向外部射出，但入射到另一倾斜面的光被全反射并再次返回导光板内。因此，作为整体的射出效率没有变化，所以区域G3用一个球面状的区域表示。

(现有例中产生亮线等的理由)

首先，考虑在专利文献1中公开的面光源装置中产生亮线或亮度不均的理由。该情况下，与图8相同，倾斜面的法线方向从Z方向看与X方向平行，并且使倾斜面的倾斜角增大，如图10(a)、(b)，由于使区域G2的光点一起向区域G3移动，所以从导光板的光出射面射出的光在Y方向的扩展变大。因此，向斜向乃至横向射出的光增多，面光源装置上产生亮线(点状光源的情况)及亮度不均(冷阴极管的情况)。

作为改善专利文献1的面光源装置的方法，专利文献2中记载有使光从光出射面P2向与光出射面P2大致平行的方向射出，利用棱镜片使向与该光出射面P2大致平行的方向射出的光向与光出射面P2大致垂直的方向转换的方法。作为该方法之一，专利文献2公开有图11(a)所示地减小导光板P下表面的倾斜面R的斜度，使光点的移动间距减小的方法。然而，如图11(a)所示，在使光出射面P2平坦的情况下，由于光点如图11(b)地仅与X方向平行地稍微移动，所以光在区域G3中描画斜线的区域从光出射面P2射出。该光从光出射面P2向与光出射面P2大致平行的方向射出，如图11(a)所示在导光板P的宽度方向(Y方向)扩展。其结果是，不能消除亮线及亮度不均，另外，即使利用棱镜片向与光出射面P2垂直的方向转换，该正面亮度也降低。

为了使光向与射出面P2大致平行的方向射出且使指向特性变窄，只要使之向图6所示的指向特性G4中描画斜线的方向射出即可，在此，由导光板P的下表面反射的光尽量集中在指向特性G3的描画斜线的区域g3即可。因此，在图2所示的面光源装置21(专利文献2)中，在导光板12的下表面设有倾斜角小的倾斜面17a，并且在光出射面15形成有光漫射用的凸部16。

图12(a)是表示图2所示的面光源装置21的光点的移动的一例的矢量图。在此，空心圆印表示由导光板的上表面(凸部16)反射后的光点，黑心圆印表示由导光板的下表面(槽17)反射后的光点。但是，因空心的光点为朝向导光板的下表面的光矢量，所以没有必要对从光射面射出的光的情况进行考虑。因此，以下，只考虑由导光板的下表面反射的光。在图12(a)的情况中省略空心圆印而将黑心圆印彼此直接连接，如图12(b)所示。

在该面光源装置21中，由于用凸部16可以使光漫射，所以处于区域G2的端部的部分的光点也可以到达区域g3，可以使指向性窄的光(图6的指向特性G4中描画斜线的区域g4内的光)射出。但是，由于凸部16形成截面三角形，所以漫射规则，如图12(b)所示，到达区域G3中区域g3以外的区域的光点易集中在特定的部分。因此，在面光源装置21中也不能消除亮线及亮度不均。另外，希望光源装置21的正面亮度更进一步提高。

(本发明的第一实施方式)

图13是表示本发明实施方式1的面光源装置31的概略立体图。该面光源装置31由线状光源32、导光板33、光反射板34及棱镜片35构成。线状光源32为在电路基板36的表面并排一列安装有使用LED的多个(数十个左右)点状光源37的光源，与导光板33的光入射面38相对配置。

另外，图示例中表示由多个点状光源构成的线状光源32，但线状光源32也可以使用冷阴极管。另外，虽未图示，但也可以是使用在倾斜方向伸长的楔形的透明导光体、棱镜片以及一个点状光源将从点状光源射出的光导入楔状的导光体内并从楔形导光体的细长面射出的线状光源。

如图14所示，导光板33由折射率高的透光性树脂或玻璃形成。导光板33的上表面(光出射面39)和下表面平行，在上表面形成有多条光漫射用的漫射图形40，在下表面形成有多个偏转图形41。

漫射图形40沿与光射入面38垂直的方向(X方向)具有均一的截面，沿导光板33的宽度方向(Y方向)以一定的间距排列。漫射图形40在与YZ面平行的截面内，如图15(a)所示，表面弯曲成圆弧状。

入射到该漫射图形40的光在YZ面内如图15(a)所示地向由于入射位置不同而有所不同的方向全反射，所以在YZ面内漫射。另一方面，在ZX面内，入射到漫射图形40的光相对于光出射面39的法线，以与入射角相同的角度反射。因此，在矢量图中由漫射图形40反射的光的光点在Y方向及Z方向随机地移动，但不向X方向移动。

另外，漫射图形40只要YZ面内的反射光的漫射程度比截面三角形的凸部强即可，不限于具有半圆状或圆弧状的表面。例如图25(a)所示，可以具有椭圆状的截面，也可以为图25(b)所示地扁平的截面形状。另外，如图25(c)所示，漫射图形40可以为表面由四面以上的平面形成为截面多边形的图形。另外，漫射图形40不必为凸部，也可以如图25(d)所示，由凹部形成漫射图形40。

偏转图形41如图15(b)、(c)所示，向导光板33的下表面突出，为将圆锥形状大致分成两半的形状。另外，各偏转图形41从Z方向观察，其中心轴以与X方向平行的方式配置，大致半圆状的端面位于靠近光入射面38侧，前端位于远离光入射面38侧。因此，在与ZX面平行的中心截面，如图15(c)所示，偏转图形41为具有倾斜面的三角形的凸部。另外，在与YZ面平行的截面中，偏转图形41为大致半圆状的凸部，与光入射面38平行的各截面的截面形状为相互相似形。通过使截面形状形成相似形，由各偏转图形41偏转的光在YZ面内指向性没有偏差。

入射到该偏转图形41的光如图14及图15(b)所示，由于向因入射位置而有所不同的方向全反射，所以因偏转图形41而散射。另外，在ZX面内入射到漫射图形40的光向与光出射面39的法线形成的角度减小的方向全反射。因此，在矢量图上利用偏转图形41反射的光的光点向Y方向及Z方向随机移动，另外，向X方向仅稍微移动。并且，在该X方向的光点的移动量也在一定限度内随机变化。

光反射板34与导光板33的下表面相对配置。光反射板34为白色树脂片及金属片这样的高反射率的片材，将从导光板33漏出的光反射而再次向导光板33返回，起到防止光利用效率降低的作用。

棱镜片35为将截面三角形的微细棱镜沿X方向排列而成的装置。导光板33从其光出射面39射出指向性窄的光(即，使光向图6所示的指向特性G4中的斜线区域g4内射出)，但该光朝向与光出射面39大致平行的方向，对正面亮度不起作用。因此，通过使向与该光出射面39大致平行的方向射出的光向棱镜片35射入，将光的方向转换为与光出射面39大致垂直的方向，使光向面光源装置31的正面方向射出。

接着，比较图16的比较例的面光源装置101并说明面光源装置31的作用效果。图16的比较例的面光源装置101与面光源装置31的不同点仅在于导光板33下表面的图形。在比较例的面光源装置101中，导光板33下表面的图形为，形成V槽而较小倾斜的倾斜面R(参照图8)在X方向排列。截面为圆弧状的漫射图形40使光点在Y方向及Z方向随机移动，倾斜面R仅使光点向X方向稍微移动，所以矢量图的光点的移动如图17(a)。只要使用截面为圆弧状的漫射图形40，光点在Y方向及Z方向随机移动，所以区域G2内的光点与截面三角形状的凸部S的情况相比易进入区域g3，可以将从光出射面射出的光封入窄的范围内。

但是，在比较例的面光源装置101中，光点的移动的偏差还不充分，如图17(b)所示，还具有光点越过区域g3而移动并进入区域G3内的区域g3以外的位置的情况。因此，在区域g3以外从光出射面射出的光成为亮线及亮度不均的原因。另外，因进入区域g3以外的光，使面光源装置101的正面亮度降低。

对此，在本发明实施方式的面光源装置31中，利用导光板33下表面的偏转图形41使光漫射的结果是，利用偏转图形41使光点向Y方向及Z方向随机移动，进而向X方向也随机移动。其结果，矢量图中的光点的移动如图18所示，进一步随机移动。另外，由于光通过下表面的偏转形图41反射而在YZ面内向Y方向散射，所以由偏转图形41反射的光的光点易趋近ZX面，因此，由上表面的漫射图形40反射时，光点容易越过ZX面而向相反侧移动。其结果是，光点易进入区域g3。因此，从光出射面39射出的光集中于窄区域，难以产生亮线及亮度不均。另外，通过将集中于该窄范围的光利用棱镜片35向正面方向变换，可以提高面光源装置31的正面亮度。图19是表示在本发明实施方式的面光源装置31中减少亮线的情况的图(照片)。

接着，说明下表面的偏转图形41的条件。即，偏转图形41的X方向的倾斜角的最大值比0°大且为20°以下，且在与偏转图形41的YZ面平行的截面内与偏转图形41的表面外接的切线的斜度的最大值必须为23°以上且70°以下。对图15(b)、(c)所示的半圆锥状的偏转图形41的情况而言，与通过图20(a)所示的偏转图形41的中心的ZX面平行的截面的倾斜角θ为0°＜θ≤20°(或θ≤20°且θ≠0°)，且与形成图20(b)所示的偏转图形41的大致半圆状的截面(与YZ面平行的截面)的端部外接的切线和导光板33的下表面形成的角度(切线的斜度)φ必须为23°≤φ≤70°。另外，全部的截面中不必使切线的斜度φ满足上述的条件，优选在大部分的截面中切线的斜度满足上述条件。

其理由如下。图21为表示一般的背光灯的指向特性的图。由该图可知，从面光源装置射出的光的展宽最大必需为55°以下。图22(a)中描画斜线所示的区域表示利用棱镜片35将区域g3的光变换为与光出射面39垂直的方向的光的区域。该区域K的最大的展宽角为γ＝55°。而且，图22(a)的区域g3表示为了将区域K的最大的展宽角γ形成55°，必须将光点集中在区域G3内的区域。该区域g3的展宽为γ＝55°。而且，因将光集中在区域g3内，只要满足以下的条件即可。图22(b)表示在ZX面内用于将光集中在区域g3内的临界状态。在ZX面内，从区域g3的边缘向与Z方向平行延伸的直线与球面Q1相交的点设为J时，从点J观察光未漏出的条件为光点的移动方向JF在与内侧的球面(区域g3)外接的情况下与Z方向形成的角度ε为最大值。该条件下，只要求出通过点J与区域g3的球面外接的切线(N)与Z方向形成的角度ε，则该角度ε约为20°(正确为19.6°)。该切线(N)的方向由于为与偏转图形41的倾斜面垂直的法线N平行，所以偏转图形41的倾斜角θ必须为20°以下。更理想的是，θ＜10°即可。另外，只要倾斜角θ为0°，光点不会向X方向移动，理论上只要不是0°，光点向X方向移动，所以偏转图形41的倾斜角θ比0°大即可，优选为1°以上即可。另外，倾斜角θ的最佳值为3°左右。

接着，为了使区域G2的光点到达区域g3，在矢量图中，利用偏转图形41反射的光的光点从Z方向观察时，必须夹持X方向而向相反侧移动。图23表示从偏转图形41的端部引出的切线的斜度φ、利用模拟求出光点越过X方向向相反侧移动的光点的比例的结果。至少光点的一半以上必须越过X方向，所以根据图23的结果，切线的斜度φ为23°以上，优选为30°以上，更优选应该为45°以上。另一方面，切线的斜度φ趋近90°时，光不会入射到偏转图形41的侧面，所以切线的斜度φ需要为70°以下。因此，从偏转图形41的端部引出的切线的斜度φ必须为23°以上且70°以下。另外，斜度φ的最佳值为60°左右。

但是，倾斜度θ、φ的条件不必是全部的偏转图形41都满足，至少全部图形的数量的70％以上，优选80％以上满足即可。

(本发明的第二实施方式)

图24所示为表示本发明的实施方式2的面光源装置51的立体图。该面光源装置51通过在导光板主体53的端部设有比导光板主体53的厚度厚的光导入部52，实现占导光板33的大部分的导光板主体53的薄型化。导光板主体53具有与实施方式1的导光板33同样的构造(在图24中，图示省略了与导光板主体53相对配置的棱镜片35)。

由于光源的高度有限，所以使导光板的厚度变薄时，未从光射入面进入导光板内而消耗的光增加，光的利用效率降低。因此，在该面光源装置51中，在导光板主体53的端部设有厚度厚的光导入部52，使线状光源32与光导入部52的端面(光入射面38)相对。优选光导入部52的厚度比光源的光出射面的高度厚。

在光导入部52的上表面与导光板主体53的上表面之间形成有倾斜面55，但倾斜面55的倾斜角增大时，光容易从倾斜面55漏出，不能将射入到光导入部52的光高效地导入导光板主体53。因此，在设置于线状光源32的各点状光源54的前方沿倾斜面55形成圆锥状面56，在圆锥状面56的表面沿倾斜方向大致放射状地形成V槽图形57。通过由设置在倾斜面55乃至圆锥面56的V槽图形57全反射光导入部52内的光，由此变换光的指向特性，不会使光从倾斜面55漏出，可以将光导入导光板主体53。因此，根据该实施方式，不仅有实施方式1的作用效果，而且，实现导光板33的薄型化，并可以提高光源的光的利用效率。

另外，关于设置在这种实施方式的光导入部52及圆锥状面56的V槽图形57等的作用在日本特原2008-209832(或PCT/JP2009/003435)中详细说明。

(其它实施方式)

本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可进行各种设计变更。例如，在上述实施方式中，偏转图形41向导光板33的下表面突出，但也可以如图26(a)及(b)所示，向导光板33的下表面凹陷设置。该情况下，具有将圆锥形状分割为二分之一的形状的41以前端为接近光入射面的一侧、半圆状的端面为远离光入射面的一侧的方式配置。

另外，偏转图形41的形状如图27所示，考虑各种形状。图27(a)为X方向的截面弯曲的图。另外，图27(b)及(c)所示的形状为连接两个半圆锥状图形的形状。图27(d)为前端形成球状的偏转图形41，图27(e)为使前端形成多边形的偏转图形41。另外，在偏转图形41中光几乎未射入的部分可以为任意形状。

产业上的可利用性

本发明的面光源装置为作为比较大面积的面光源装置而使用的装置，例如，可以作为搭载于笔记本电脑的液晶显示器等的背光灯而使用。

Claims (8)

1.一种面光源装置，具备将从光入射面导入的光向光出射面的大致整体扩展并从光出射面向外部射出的导光板、和与该导光板的光入射面相对配置的线状光源，其特征在于，

在所述导光板的光出射面形成有漫射图形，所述漫射图形在与所述光入射面平行的面内使导光板内的光漫反射，

在所述导光板的光出射面相反侧的面上形成有偏转图形，所述偏转图形通过使导光板内的光在与所述光入射面及所述光出射面垂直的平面面内反射，从而向与所述光出射面垂直的方向稍微偏转，并且至少在与所述光入射面平行的面内使导光板内的光漫反射。

2.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

所述偏转图形具备倾斜部分，所述倾斜部分以如下的方式倾斜，即，与垂直于所述光入射面及所述光出射面的平面平行的中心截面的截面形状随着接近所述光入射面而远离所述光出射面。

3.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，

所述倾斜部分的倾斜角比0°大且为20°以下。

4.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

所述偏转图形的与所述光入射面平行的截面的形状为弯曲的形状。

5.如权利要求4所述的面光源装置，其特征在于，

所述偏转图形的截面中、与所述弯曲形状的端部外接而规定的切线的斜度为23°以上且70°以下。

6.如权利要求2或4所述的面光源装置，其特征在于，

所述偏转图形的形状为与圆锥形状的一部分大致相等的形状。

7.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

所述漫射图形沿与所述光入射面垂直的方向具有均一的截面，并且与所述光入射面平行的截面的表面形状为弯曲形状或多边形形状。

8.一种液晶显示装置，其特征在于，其由液晶显示器和权利要求1所述的面光源装置构成。

Images