CN103809235B - 导光板、面光源装置、液晶显示装置及移动设备 - Google Patents

导光板、面光源装置、液晶显示装置及移动设备 Download PDF

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Abstract

一种导光板、面光源装置、液晶显示装置以及移动设备，减少从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，从而扩大有效照明区域。导光板（33）具备将从端面射入的光封入的光导入部（35）和厚度比光导入部小且使入射的光从照明区域（46）向外部射出的导光板主体（34）。光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有从厚度比所述导光板主体大的部分的表面向导光板主体的一端倾斜的倾斜面（37）。导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于光导入部与照明区域之间的区域具有用于变换从光导入部通过照明区域的光的指向方向的指向性变换图案（40）。指向性变换图案的谷线的至少一部分位于比照明区域的表面更靠导光板主体的内部侧。

Description

导光板、面光源装置、液晶显示装置及移动设备
技术领域
本发明涉及导光板及面光源装置。具体而言，涉及作为液晶显示装置等的背景灯使用的面光源装置和构成该面光源装置的导光板。
背景技术
近年来，随着装入面光源装置的移动设备的薄型化，也越发要求面光源装置的薄型化。为了将面光源装置薄型化，需要减薄导光板的厚度。但是，即使能减薄形成平板状的导光板的厚度，在将由LED构成的光源的高度缩小方面也具有界限。因此，在使用形成平板状的较薄的导光板的情况下，光源的高度比导光板的端面（光入射面）的厚度大，与导光板的光入射面相对配置的光源向导光板的上面的更上方飞出。这样，当光源向导光板的上方飞出时，从光源射出的光不会全部进入导光板的光入射面，一部分向外部漏出而使光利用效率变差。
为了解决这种不良情况，提出有适用如下的导光板的方案，即，该导光板在形成平板状的导光板主体的一端设置厚度比导光板主体大的光导入部，在光导入部设置从光导入部最大厚度的部位向导光板主体的一端倾斜的倾斜面。作为使用这种导光板的面光源装置，具有例如专利文献1公开的面光源装置及专利文献2公开的面光源装置。
图1表示使用了具有厚度比导光板主体大的光导入部的导光板的面光源装置11之一例。导光板13由具有大致均一厚度的导光板主体14和形成楔状的光导入部15构成。在导光板主体14的背面形成有偏向图案或扩散图案，在表面形成有双凸透镜16。在光导入部15设有从光导入部15最大厚度的部位向导光板主体14的一端倾斜的倾斜面17。另外，光导入部15端面（光入射面）的厚度比光源12的高度大。在使用了这种导光板13的面光源装置11中，通过使光导入部15端面的厚度大于光源12的高度，将从光源12射出的光有效地射入光导入部15。另外，射入光导入部15的光被向导光板主体14引导而面状扩展，以偏向图案或扩散图案反射并从导光板主体14的光出射面向外部射出。此时，从光出射面射出的光通过双凸透镜16使指向特性扩展。因此，根据这种构造的面光源装置，能够兼具提高光源的光的利用效率和面光源装置的薄型化。
但是，如图1所示在光导入部15具有倾斜面17的面光源装置11的情况下，从垂直于导光板主体14的方向观察时，如图1中箭头标记所示，在光导入部15内向相对于光源12的光轴倾斜的方向进入的光通过在倾斜面17反射而向横向（导光板的宽度方向）扩展，与光源12的光轴构成的角度变大。其结果，通过倾斜面17横向扩展的光从导光板13的侧面漏出，或光从横向射入双凸透镜16而从双凸透镜16漏出，产生光量损失造成的光利用效率的降低及亮度均匀性的降低。
另外，图2是专利文献1公开的面光源装置的立体图。在图2的面光源装置21中，在光导入部15的倾斜面17设有由多个平行的V槽构成的防漏光图案22。该防漏光图案22用于减少来自倾斜面17的漏光，提高光利用效率。但另一方面，由防漏光图案22反射的光比未设置防漏光图案22仅由倾斜面17反射的情况相比更容易向横向扩散。因此，光向横向的扩展更大，光更加容易从导光板13的侧面漏出。另外，在导光板13的上面或下面具有双凸透镜以外的光学图案的情况下，光容易从此漏出。其结果，仍然产生光量损失造成的光利用效率的降低及亮度均匀性的降低。
专利文献1：国际公开第2010／070821号
专利文献2：国际公开第2008／153024号
鉴于上述那样的课题，本发明的发明人提案有图3那样构造的面光源装置30（其专利申请为日本特愿2012－59419）。该面光源装置30由光源32和导光板33构成。导光板33是在形成板状的导光板主体34的一端连续一体地成形有形成楔状的光导入部35的构成。在光导入部35的上面设有倾斜面37，倾斜面37从厚度比光导入部35的导光板主体34大的部分的表面向导光板主体34的一端向下倾斜。从稍微离开导光板主体34的光导入部侧端缘的位置到导光板主体34的另一端的区域成为用于射出光的照明区域46，在照明区域46的上面形成有双凸透镜36。另外，在导光板主体34的位于光导入部35与照明区域46之间的区域（图案形成区域47）设有从与光出射面39垂直的方向观察时，以与垂直于光入射面38的方向构成的角度变小的方式对用于将从光导入部35通过照明区域46的光的指向方向进行变换的指向性变换图案40。
在这样的面光源装置30中，当光源32射出的光从光入射面38射入光导入部35时，射入光导入部35的光被封入光导入部35内，在倾斜面37与光导入部35的下面之间边反射边向导光板主体34引导。向导光板主体34引导并在导光板主体34内进行导光的光利用设于导光板主体34下面的光射出装置从照明区域46向外部射出。从光导入部35进入导光板主体34的光通过照到指向性变换图案40而被反射，如图3所示的光L2那样地与垂直于光入射面38的方向构成的角度变小，因此，难以从导光板33的侧面向外部漏出，另外，也难以从双凸透镜36向外部漏出。这样，与垂直于光入射面38的方向一致的光从照明区域46射出时，利用双凸透镜36向宽度方向扩展。
但是，在图3那样的面光源装置30中，可知，在指向性变换图案40比照明区域的表面更向上突出的情况下，如图4中L1所示地进入导光板主体34内的光从指向性变换图案40的照明区域侧端面48向外部漏出。这样，当光从指向性变换图案40的照明区域侧端面48漏出时，存在照明区域46的端部局部发光明亮（眼球状的发光现象），且照明区域46的亮度分布不均的问题。另外，由于来自指向性变换图案40的照明区域侧端面48的漏光变大，从而如图5所示，还具有光源32前方的眼球状的发光K变大，有效照明区域（照明区域46中，没有眼球状的发光等，射出均匀亮度的光，能够用于照明用的区域）相应地缩小的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的见解而作出的，其目的在于减少从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，从而使照明区域的亮度分布均匀化，扩大有效照明区域。
本发明的第一方面提供一种导光板，具备：光导入部，其用于将从端面射入的光封入；导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有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一端倾斜的倾斜面，所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，所述指向性变换图案的极小部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧。在此，指向性变换图案的极小部是指例如槽状的指向性变换图案的谷线。另外，照明区域的表面是指在照明区域表面设有双凸透镜等图案的情况下，位于该图案的顶点的高度的面。
在本发明第一方面的导光板中，由于指向性变换图案的极小部的至少一部分位于比照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧，故而与指向性变换图案伸出于照明区域的表面之外的情况相比，能够缩小指向性变换图案的照明区域侧端面的面积。其结果，从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光变少，能够抑制眼球状的发光，防止有效照明区域缩小。
本发明第一方面的导光板的优选方式，所述指向性变换图案的极小部全部位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧。根据该方式，能够进一步减少从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，能够防止有效照明区域缩小。
本发明第二方面的导光板，具备：光导入部，其用于将从端面射入的光封入；导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有从厚度比所述导光板主体厚的部分的表面向所述导光板主体的一端倾斜的倾斜面，所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，所述指向性变换图案的极大部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧。在此，指向性变换图案的极大部是指例如槽状的指向性变换图案的棱线。另外，照明区域的表面是指在照明区域表面设有双凸透镜等图案的情况下，位于该图案的顶点的高度的面。
在本发明第二方面的导光板中，由于指向性变换图案的极大部的至少一部分位于比照明区域表面更靠所述导光板主体的内部侧，故而与指向性变换图案的整体伸出于照明区域表面之外的情况相比，能够缩小指向性变换图案的照明区域侧端面的面积。其结果，从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光减少，能够抑制眼球状的发光，防止有效照明区域缩小。
本发明第二方面的导光板的优选方式，所述指向性变换图案的极大部全部位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧。根据该方式，能够进一步减少从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，能够防止有效照明区域缩小。
本发明第一方面或第二方面的导光板的其它优选方式，所述指向性变换图案的极大部的至少一部分位于比所述照明区域表面更靠外侧，所述指向性变换图案的、比所述照明区域的表面更向外侧伸出的部分的照明区域侧端面与所述照明区域的表面构成45°以下的角度。根据该方式，能够进一步减少从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，能够防止有效照明区域缩小。
本发明第三方面的导光板，具备：光导入部，其用于将从端面射入的光封入；导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有从厚度比所述导光板主体厚的部分的表面向所述导光板主体的一端倾斜的倾斜面，所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，所述指向性变换图案的极小部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧，所述指向性变换图案的光导入部侧端部以贯通所述光导入部的所述倾斜面的方式与所述倾斜面连接。在此，指向性变换图案的极小部是指例如槽状的指向性变换图案的谷线。另外，照明区域的表面是指在照明区域表面设有双凸透镜等图案的情况下，位于该图案的顶点的高度的面。另外，指向性变换图案的光导入部侧端部以贯通光导入部的倾斜面的方式与所述倾斜面连接是指，在指向性变换图案的光导入部侧端面与光导入部的倾斜面之间不存在间隙，或者在导光板的外面不存在指向性变换图案的光导入部侧端面。根据该方式，能够减少漏光出，提高光利用效率。
本发明第一、第二或第三方面的导光板的又一其它优选方式，所述指向性变换图案在从与所述照明区域垂直的方向观察时，以与垂直于所述光导入部的所述端面的方向构成的角度变小的方式对从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向进行变换。
本发明的第一、第二或第三方面的导光板的又一其它优选方式，在所述光导入部设有用于将从所述光导入部的所述端面射入的光向所述导光板主体的宽度方向扩展的光扩散图案。另外，设置该光扩散图案的位置没有特别限定，例如能够在作为光导入部的上面、下面、倾斜面的上面或下面、光入射面等设置。根据该方式，由于能够将从光入射面射入光导入部的光通过光扩散图案横向扩展后，利用指向性变换图案变换成纵向。因此，能够将光送向导光板的侧面附近，提高导光板边缘的亮度，同时可使光的方向与纵向一致而不易从导光板的侧面及双凸透镜等光学图案漏出，能够实现亮度的均匀化和光利用效率的提高。
本发明的第一、第二或第三方面的导光板的又一其它优选方式，在所述照明区域形成有双凸透镜形状。根据该方式，能够将从照明区域射出的光向与双凸透镜的长度方向正交的方向扩展。
本发明的面光源装置，具备：本发明第一、第二或第三方面的导光板、用于将光向所述导光板的所述光导入部的所述端面送入的光源。在本发明的面光源装置中，由于可减少从形成于导光板的指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光，故而能够防止有效照明区域缩小。
本发明第一、第二或第三方面的导光板乃至面光源装置能够用于液晶显示装置，不会增大导光板的面积而扩大有效照明区域。
另外，本发明第一、第二或第三方面的导光板乃至面光源装置还能够用于智能手机、平板电脑、电子图书阅读器、电子词典等移动设备。
另外，本发明的用于解决上述课题的方式具有适当组合以上说明的构成要素的特征，本发明可以通过进行组合上述的构成要素而进行多种变化。
附图说明
图1是表示现有的面光源装置的立体图；
图2是专利文献1所公开的面光源装置的立体图；
图3是通过以上申请公开的面光源装置及本发明的实施方式1的面光源装置的立体图；
图4是用于说明图3所示的面光源装置的技术课题的概略剖面图；
图5是表示通过从指向性变换图案的照明区域侧端面漏出的光产生眼球状发光的状况的概略图；
图6（A）是本发明实施方式1的面光源装置的俯视图，图6（B）是表示图6（A）的X－X线截面的放大图，表示双凸透镜的截面形状；
图7是图6所示的面光源装置的概略剖面图；
图8是表示与光入射面平行的截面的指向性变换图案的形状和将其一部分放大表示的剖面图；
图9是说明向外或向内法线的宽度总和与向外或向内法线的平均角度的求取方法的图；
图10（A）、（B）及（C）表示指向性变换图案的设置深度的概略图；
图11是表示为了测定来自导光板的漏光的比例而使用的样品的立体图；
图12（A）是表示在照明区域的表面的上方设有指向性变换图案的面光源装置的概略图，图12（B）是表示在照明区域的表面的下方设有指向性变换图案的面光源装置的概略图；
图13（A）是表示图12（A）所示的面光源装置的导光板主体的亮度分布的照片，图13（B）是表示图12（B）所示的面光源装置的导光板主体的亮度分布的照片；
图14是表示指向性变换图案的突出比率和死区比的关系的图；
图15是表示使指向性变换图案的照明区域侧端面的倾斜角φ变化时的相对漏光量的变化的图；
图16（A）是表示在指向性变换图案的光导入部侧端面与倾斜面之间形成间隙的面光源装置的概略图，图16（B）是表示指向性变换图案的光导入部侧端面贯通倾斜面而连接的面光源装置的概略图；
图17是本发明实施方式2的面光源装置的立体图；
图18（A）是图17所示的面光源装置的俯视图，图18（B）是图18（A）的Y－Y线剖面图，表示光扩散图案的截面形状；
图19是本发明实施方式2的变形例的面光源装置的立体图；
图20是本发明实施方式3的面光源装置的俯视图；
图21是将图20的面光源装置的光导入部的一部分放大表示的立体图；
图22是本发明实施方式4的面光源装置的立体图；
图23是本发明实施方式4的变形例的面光源装置的立体图；
图24是表示指向性变换图案和光扩散图案的连接部分的形状的局部放大图；
图25是本发明实施方式5的面光源装置的立体图；
图26是本发明实施方式6的液晶显示装置的剖面图；
图27是使用了本发明的面光源装置的移动设备的俯视图。
标记说明
31：面光源装置
32：光源
33：导光板
34：导光板主体
35：光导入部
36：双凸透镜
37：倾斜面
38：光入射面
39：光出射面
40：指向性变换图案
45：光射出装置
46：照明区域
47：图案形成区域
48：光导入部侧端面
49：照明区域侧端面
51、71、73、81、91、96：面光源装置
52、72、82、93：光扩散图案
92：突出部
101：液晶显示装置
104：液晶面板
111：智能手机
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。但本发明不限定于以下的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种设计变更。
（实施方式1的构成）
以下，参照图6（A）、图6（B）、图7及图8对本发明第一实施方式的构成进行说明。图6（A）是本发明实施方式1的面光源装置31的俯视图。图6（B）是表示图6（A）的X－X线截面的放大图，放大表示在导光板33的表面设置的双凸透镜36的截面。图7是沿着面光源装置31的纵向（与光入射面38垂直的方向）的概略剖面图，表示导光板33内的光线的动作。图8是将与光入射面平行的截面中的指向性变换图案的形状和其一部分放大表示的剖面图。另外，本发明实施方式1的面光源装置31也用与图3相同的立体图表示，因此，也适当参照图3进行说明。另外，对于在此叙述的面光源装置31的基本构成及其光学作用等，在（日本）特愿2012－59419中有详细说明。
面光源装置31由使用了光源即LED的光源32和导光板33构成。光源32内置有1个或多个LED，进行白色发光。如图7所示，LED41被密封在透明密封树脂42内，另外，透明密封树脂42除去正面之外，被白色树脂43覆盖，透明密封树脂42的从白色树脂43露出的正面成为光射出窗口44（发光面）。该光源32的宽度比导光板33小，相对于将冷阴极管称为线状光源而有时将光源32称为点光源。
导光板33与形成薄板状的导光板主体34连续，与导光板主体34的一端连续一体地成形有光导入部35。导光板33由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂（PC）、环烯烃类材料、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等高折射率的透明树脂或玻璃一体成形。
光导入部35是导光板33中厚度较厚的大致楔状的部分，与作为其端面的光入射面38的一部分相对而配置有光源32。光导入部35端面的厚度T与光射出窗口44的高度H相等或比其厚，因此，从光源32射出的光有效地从光入射面38射入光导入部35内，面光源装置31的光利用效率变高。
在光导入部35的上面（与光出射面39相同侧的面）形成有倾斜面37。倾斜面37从光入射面38附近的最大厚度的部分向导光板主体34的一端朝下倾斜。倾斜面37从导光板33的一侧面到另一侧面带状延伸。在实施方式1的面光源装置31中，平滑地形成有倾斜面37。
导光板主体34占据导光板33的大部分面积，其厚度t比光导入部35的最大厚度T薄，由此，可实现导光板33的薄型化。导光板主体34的表面和背面形成平行的平板状，导光板主体34的厚度大致均匀。如图6（A）所示，导光板主体34的大部分成为用于射出光的照明区域46，与光导入部35邻接的端部区域成为图案形成区域47。
照明区域46中，将作为照明光而射出有效光即均匀亮度的光的区域称为有效照明区域。有效照明区域对应于重叠在面光源装置31之上的液晶面板的显示区域。即，有效照明区域是指，从导光板主体34除去图案形成区域47的区域（照明区域46）进一步除去以不均匀的亮度进行发光的区域（产生眼球状的发光等的区域）的区域。
照明区域46的上面成为光出射面39，在光出射面39形成有双凸透镜36。如图6（A）及图6（B）所示，双凸透镜36将与导光板主体34的纵向平行延伸的凸透镜在横向上排列，起到使从光出射面39射出的光的指向特性在横向上扩展的作用。另外，在照明区域46的光出射面39的相反面（下面）具备光射出装置45。图7中，作为光射出装置45，表示了三角槽状的图案，但也可以是喷砂加工、对扩散油墨进行了照片打印的图案、衍射光栅图案、任意凹凸图案等，另外，也可以在导光板主体34的光出射面39或光出射面39及其相反面双方设置光射出装置45。
图案形成区域47是处于导光板主体34的端部，且位于光导入部35的一端（倾斜面37的下端）与照明区域46的一端之间的带状区域。在图案形成区域47的上面及／或下面设有指向性变换图案40。如图6（A）及图8所示，指向性变换图案40放射状配列有形成V槽状的多个图案元件40a。即，从垂直于光出射面39的方向观察时，各图案元件40a通过光源32的发光中心，并且相对于与光入射面38垂直的虚拟直线（以下，称为光源32的光轴C）倾斜，在光轴C的两侧，各图案元件40a的倾斜方向成为反向。另外，随着各图案元件40a远离光轴C，与光轴C构成的角度逐渐变大。
如图8所示，在与光入射面38平行的截面，各图案元件40a由倾斜角和倾斜方向不同的两个斜面构成，成为左右非对称的V槽状。因此，指向性变换图案40将倾斜方向不同的斜面交替排列。
该指向性变换图案40的截面形状具有如下的特征。在与光入射面38平行的截面，考虑在各图案元件40a的斜面从导光板33的内部向外部立起的法线N时，法线N向与光轴C正交的垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的横宽D2的总和比法线N向垂线C′侧倾斜的斜面50a的横宽D1的总和大。但是，斜面50b的横宽D2的总和与斜面50a的横宽D1的总和分别在光轴C的右侧区域和左侧区域逐一计算，在光轴C的两侧，各斜面50b的横宽D2的总和比斜面50a的横宽D1的总和大。特别是，在图8所示的例子中，关于任意部位的相邻的两个斜面50a、50b，法线N向与垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的横宽D2比法线N向垂线C′侧倾斜的斜面50a的横宽D1大。
另外，参照图9，指向性变换图案40的截面形状的特征可以如下表示。向垂线C′侧倾斜的斜面50a的法线N与垂线C′构成的角度α（或斜面50a的倾斜角）的平均角度比向垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的法线N与垂线C′构成的角度β（或斜面50b的倾斜角）的平均角度大。在此，当将向垂线C′侧倾斜的斜面50a的法线N与垂线C′构成的角度设为αi，将各斜面50a的宽度设为D1i时（i为对各斜面50a标注的指标），向垂线C′侧倾斜的斜面50a的法线N与垂线C′构成的角度α的平均角度以
Σαi×D1i／ΣD1i
进行定义。在此，分母及分子的总和均是对光轴C的右侧区域或左侧区域的斜面50a进行的。同样地，当将向垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的法线N与垂线C′构成的角度设为βj，将各斜面50b的宽度设为D2j时（j为对各斜面50b标注的指标），向垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的法线N与垂线C′构成的角度β的平均角度以
Σβj×D2j／ΣD2j
进行定义。在此，分母及分子的总和均是对光轴C的右侧区域或左侧区域的斜面50b进行的。另外，该平均角度的大小的比较在光轴C的右侧区域和左侧区域分别进行。特别是在图8所示的例中，关于任意部位的相邻的两个斜面50a、50b，向垂线C′侧倾斜的斜面50a的法线N与垂线C′构成的角度α比向垂线C′的相反侧倾斜的斜面50b的法线N与垂线C′构成的角度β大。
另外，至少一部分指向性变换图案40（图案元件40a），优选全部的指向性变换图案40（图案元件40a），其谷线（极小部）位于照明区域46的表面的更下方（导光板主体34的内部侧）。在图10（A）中，指向性变换图案40的棱线（极大部）位于照明区域46的表面的更上方，谷线位于照明区域46的表面的更下方。在图10（B）中，指向性变换图案40的棱线（极大部）处于与照明区域46的表面相同的高度，谷线位于照明区域46的表面的更下方。在图10（C）中，指向性变换图案40的棱线位于照明区域46的表面的更下方，谷线也位于照明区域46的表面的更下方。另外，照明区域46的表面是指，位于与设于照明区域46的双凸透镜36的顶点相同高度的面。
在图10（A）～图10（C）的情况下，指向性变换图案40的照明区域侧端面中，处于照明区域46的表面的更上方的部分以随着朝向照明区域46而下降的方式倾斜，处于照明区域46的表面的更下方的部分以随着朝向照明区域46而向上方升起的方式倾斜。此时，位于照明区域46的表面的更上方的指向性变换图案40的照明区域侧端面48与照明区域46的表面构成的角度（倾斜角）φ优选设为45°以下。另外，为了便于成形时的脱模，指向性变换图案40的照明区域侧端面中处于照明区域46的表面的更下方的部分优选以随着朝向照明区域46而向上方升起的方式倾斜，但不限于这样的倾斜。例如，处于照明区域46的表面的更下方的部分也可以是与照明区域46的表面垂直的面，另外，与处于照明区域46的表面的更上方的部分同样，也可以随着朝向照明区域46而下降。
另外，指向性变换图案40（图案元件40a）的光导入部侧端面49以贯通光导入部35的倾斜面37的方式与倾斜面37连接。指向性变换图案40的光导入部侧端面49以贯通光导入部35的倾斜面37的方式与倾斜面37连接是指，指向性变换图案40的光导入部侧端面49与倾斜面37之间不存在间隙。或是说，指向性变换图案40的光导入部侧端面49不在导光板33的外面露出。
另外，在附图中，为了便于图示，粗略地描述了双凸透镜36及指向性变换图案40等光学图案，但实际上，它们是微米级的细微的图案。
（实施方式1的作用效果）
在该面光源装置31中，从光源32射出的光从光入射面38射入光导入部35内，在光导入部35的上面或下面反射，或者通过光导入部35而被向厚度较薄的导光板主体34引导。向导光板主体34导入的光在指向性变换图案40、双凸透镜36、导光板主体34的下面反射并在导光板主体34内导光，由光射出装置45反射或扩散，从光出射面39大致均匀地射出。
指向性变换图案40以相对于光轴C倾斜的方式配置，因此，如图3及图6所示，射入指向性变换图案40的光L2由指向性变换图案40反射，从而以与光轴C平行接近的方式弯曲，以与光轴C构成的角度变小的方式进行变换。其结果，在本发明实施方式1的面光源装置31中，由指向性变换图案40反射的光不易到达导光板33的侧面，而且不易从横向射入双凸透镜36。因此，能够减少来自导光板33的侧面及双凸透镜36的漏光，能够提高光的利用效率并提高面光源装置31的发光亮度。
另外，在本发明实施方式1的指向性变换图案40中，越远离光轴C的图案元件40a，与光轴C构成的角度越大。越是远离光轴C的图案元件40a，从光源32射入图案元件40a的光线与图案元件40a的长度方向构成的角度越大。因此，越远离光轴C的图案元件40a，越增大与光轴C构成的角度，由此，能够与距光轴C的距离无关而相同地向前方弯曲光。
但是，本发明的作用效果不是使由指向性变换图案40反射的光全部向与光轴C平行的方向弯曲。而是以使指向性变换图案40反射的光的整体指向特性，特别是其最大亮度方向朝向与光轴C平行的方向的方式进行变换。
根据实验结果来看，未在图案形成区域47设置指向性变换图案40的情况下，从图案形成区域47漏出的光为从光入射面38入射的光的15％。对此，在图案形成区域47设有指向性变换图案40的情况下，从图案形成区域47漏出的光减少到从光入射面38入射的光的5％。图11是表示用于该实验的样品的面光源装置51的立体图。在样品的面光源装置51中，在光导入部35的倾斜面37还形成有用于将反射的光的指向性向横向扩展的光扩散图案52。光扩散图案52将在纵向延伸的V槽相互平行地排列。通过设置光扩散图案52，将光向横向扩展并送向导光板33的侧面方向，防止光出射面39的侧缘部变暗，并且，将送向侧面方向的光的指向特性利用指向性变换图案40变换成与光轴C平行的方向，由此，光不易从导光板33的侧面及照明区域46漏出。另一方面，省略照明区域46的双凸透镜36。
另外，用于实验的样品的各部的尺寸如下。
光源32的光射出窗口的宽度：2mm
导光板33的宽度Ｗ：5.5mm
光导入部35的最大厚度T：0.42mm
光导入部35的长度S：1.5mm
导光板主体34的厚度t：0.23mm
图案形成区域47的长度G：1.5mm
导光板33的折射率n：1.59
根据该实验结果，通过在图案形成区域47设置指向性变换图案40，能够将漏光比例设为1／3（15％→5％）。用于该实验的样品（面光源装置51）在实施方式1的面光源装置31上还具有附加的要素，但即使是实施方式1的面光源装置31，也能够大致相同程度地降低漏光。
接着，对指向性变换图案40的高度进行说明。图12（A）是表示在照明区域46的更上方设有指向性变换图案40的比较例的概略图。图12（B）是表示在照明区域46的更下方设有指向性变换图案40的实施方式1的面光源装置的概略图。如图12（A）所示，指向性变换图案40在照明区域46的更上方伸出的情况下，从光导入部35进入导光板主体34的光的一部分容易从指向性变换图案40的照明区域侧端面48漏出。其结果，在照明区域46的端部产生的眼球状的发光（参照图5）变大，亮度的不均匀度增加，有效照明区域相应地变小。因此，实际上可作为面光源使用的面积变小，面光源装置的效率变差。
对此，如图12（B）所示在指向性变换图案40处于照明区域46的更下方的情况下，指向性变换图案40的照明区域侧端面48以贯通照明区域46的方式与照明区域46连接。因此，射入指向性变换图案40的光即使通过照明区域侧端面48也返回到照明区域46内，不易向外部漏出。其结果，在照明区域46的端部产生的眼球状的发光变小，有效照明区域相应地扩大。因此，实际上可作为面光源使用的面积变大，面光源装置的效率得以改善。
图13（A）是表示图12（A）那样在照明区域46的更上方设有指向性变换图案40的比较例的导光板主体发光时的亮度分布的照片。图13（A）的a线表示图12（A）所示的导光板主体34的一端（指向性变换图案40的光导入部侧端面）的位置，图13（A）的b线表示图12（A）所示的图案形成区域47和照明区域46的边界（指向性变换图案40的照明区域侧端面）的位置。如图13（A）所示，在该比较例的情况下，亮度不均的较大区域大面积进入照明区域46内，死区长度M1表示的范围成为不能作为面光源使用的死区。即，除去该M1的死区后的区域成为有效照明区域。
对此，如图12（B）所示在照明区域46的更下方设有指向性变换图案40的实施方式1的导光板主体发光时的亮度分布如图13（B）的照片那样。图13（B）的a线也表示图12（B）所示的导光板主体34的一端（指向性变换图案40的光导入部侧端面）的位置，图13（B）的b线也表示图12（B）所示的图案形成区域47和照明区域46的边界（指向性变换图案40的照明区域侧端面）的位置。如图13（B）所示，在实施方式1的情况下，亮度不均的较大区域变小，与比较例的情况相比，死区长度M2表示的死区变小。即，与比较例的有效照明区域相比，实施方式1的有效照明区域扩大，面光源装置的效率提高。
另外，图13（A）及图13（B）的用于观察的比较例及实施方式1的样品的尺寸与图11所示的样品的尺寸相同。另外，在图13（A）的比较例中，从照明区域46飞出e1＝10μm，在图案形成区域47形成有高度为10μm的指向性变换图案40。另外，在图13（B）的实施方式1中，在距照明区域46的距离为e2＝10μm的深度设有高度为10μm的指向性变换图案40。另外，在图13（A）及图13（B）中，大部分区域变黑，但与产生眼球状发光的部分相比，这只不过是由于亮度较低，而较黑地反映，这些较黑的区域也是发光区域。
图14是表示指向性变换图案40的突出比率和死区比的关系的图（实验值）。在此，指向性变换图案的突出比率是指，从照明区域飞出的部分的高度相对于指向性变换图案的高度的比率。即，
指向性变换图案的突出比率＝（从照明区域的表面到测定的指向性变换图案的棱线的高度）÷（指向性变换图案的高度）。另外，死区比是指，图12（A）那样地指向性变换图案40整体在照明区域46的表面的更上方伸出的情况（即，指向性变换图案40的谷线处于与照明区域46的表面相同高度的情况）下的各死区长度相对于死区长度（图13（A）的M1）的比率。例如，在图12（A）中，指向性变换图案的突出比率为1，在图10（A）中，突出比率为0.5，在图12（B）中，突出比率为0。
根据图14，在缩小指向性变换图案40的突出比率的情况下，突出比率为－0.5时，死区比约为0.88，即使突出比率小于－0.5，死区比也不会更小。因此，在设计上，指向性变换图案40优选从照明区域46到指向性变换图案40的棱线的深度为指向性变换图案40的高度的1/2（突出比率为－0.5）（参照图10（C））。
图15表示在将照明区域46和指向性变换图案40的棱线的距离（高低差）保持为一定的状态下，使指向性变换图案40的照明区域侧端面48的倾斜角φ（参照图10（A））变化时的相对漏光量的变化。在此，相对漏光量是指，角度φ相对于将倾斜角φ设为90°时的漏光量的情况下的漏光量比率。由图15可知，若倾斜角φ为45°以上，则相对漏光量几乎不变化，但若倾斜角φ为45°以下，则随着倾斜角φ的减小，相对漏光量减小。因此，如上述地，指向性变换图案40的照明区域侧端面48的倾斜角φ优选为45°以下。
接着，对指向性变换图案40的光导入部侧端面49的形状进行说明。图16（A）是表示在指向性变换图案40的光导入部侧端面49与倾斜面37之间形成间隙的面光源装置的概略图。图16（B）是表示指向性变换图案40的光导入部侧端面49以贯通倾斜面的方式连接的面光源装置的概略图。
在指向性变换图案40的光导入部侧端面49与倾斜面37之间产生有间隙的情况下，如图16（A）中箭头标记所示，光容易从倾斜面37的与光导入部侧端面49相对的部位漏出，光的利用效率降低，在光导入部侧端面49附近还产生眼球状的发光。对此，在指向性变换图案40的光导入部侧端面49以贯通倾斜面的方式连接的情况下，如图16（B）中箭头标记所示，通过光导入部侧端面49的光由指向性变换图案40反射而返回到导光板主体34内。因此，若指向性变换图案40的光导入部侧端面49以贯通倾斜面的方式连接，则光的利用效率提高，并且，可减少光导入部侧端面49附近的眼球状的发光。
（第二实施方式）
图17是本发明实施方式2的面光源装置71的立体图。图18（A）是面光源装置71的俯视图。图18（B）是图18（A）的Y－Y线剖面图。
在实施方式2的面光源装置71中，在光导入部35的上面及／或下面还形成有用于将反射的光的指向性向横向扩展的光扩散图案72。如图18（B）所示，光扩散图案72也可以是将纵向延伸的V槽72a相互平行地排列的图案，还可以是双凸透镜状的图案或任意形状的图案等。这种构造下，利用光扩散图案72将光向横向扩展并送向导光板33的侧面方向，防止光出射面39的侧缘部变暗，并且，利用指向性变换图案40将送向侧面方向输送的光的指向特性变换成与光轴C平行的方向，由此，光不易从导光板33的侧面及双凸透镜36漏出。
另外，若利用V槽72a构成光扩散图案72，则光不易从倾斜面37或光导入部35向外部漏出，可降低进入光导入部35的光源32的光的损失且向导光板主体34导光。
（变形例）
图19是表示本发明实施方式2的变形例的面光源装置73的立体图。在该面光源装置73中，放射状地形成用于将光向横向扩展的光扩散图案72。
（实施方式3）
图20是本发明实施方式3的面光源装置81的俯视图。另外，图21是表示将面光源装置81的光导入部35的一部分放大表示的立体图。
在实施方式3的面光源装置81中，光导入部35的光入射面38中，在至少与光源32相对的区域设有用于将光向横向扩展的光扩散图案82。如图21所示，光扩散图案82可以是将在高度方向上延伸的凸透镜横向排列的柱面透镜状的图案，也可以是将在高度方向上延伸的V槽相互平行地排列的图案，还可以是任意形状的图案。
在这种构造的面光源装置81中，也利用光扩散图案82将光向横向扩展并送向导光板33的侧面方向，防止光出射面39的侧缘部变暗，并且，利用指向性变换图案40将送向侧面方向的光的指向特性变换成与光轴C平行的方向，由此，光不易以从导光板33的侧面及双凸透镜36漏出。
（实施方式4）
图22是表示本发明实施方式4的面光源装置91的立体图。在该面光源装置91中，在光源32的前方，在光导入部35的倾斜面37形成有突出部92。该突出部92具有与截锥体的一部分相同的形状。若在倾斜面37设置这样的突出部92，从与导光板33垂直的上方观察时，则突出部92的外周面（倾斜面）大致圆弧状地包围光源32，故而从光源32射出并从光入射面38射入光导入部35内的光大致垂直地向突出部92的外周面射入。其结果，光不易从光导入部35的倾斜面（突出部92的外周面）漏出，从光导入部35到导光板主体34的导光效率提高。
（变形例）
在实施方式4的面光源装置中，如图23所示，也可以在突出部92的外周面设置用于将光向横向扩展的光扩散图案93。
另外，如图17～图19及图23所示的面光源装置，在倾斜面37设有光扩散图案72或93的情况下，也优选在光扩散图案72、93与指向性变换图案40之间不产生间隙。即，如图24所示，指向性变换图案40的光导入部侧端面49以贯通倾斜面的光扩散图案72、93的方式连接，另外，倾斜面的光扩散图案72、93的图案形成区域侧端面也优选以贯通图案形成区域47的指向性变换图案40的方式连接。
（实施方式5）
图25是表示本发明实施方式5的面光源装置96的立体图。在该面光源装置96中，对一个导光板33使用多个光源32。即，与导光板33的光入射面38相对而每隔一定间距配置有多个光源32。另外，在图案形成区域47与各光源32对应而形成有指向性变换图案40。根据这种实施方式，能够制作具有大面积的照明区域46的面光源装置。另外，成为面光源装置96的基本的导光板构造也可以是上述各实施方式中的任一导光板。
（实施方式6）
图26是使用本发明面光源装置（例如，实施方式1的面光源装置31）的液晶显示装置101的概略剖面图。该液晶显示装置101将扩散板102、棱镜片103及液晶面板104与导光板33的光出射面侧相对而重叠，在导光板33的背面侧配置有反射片105。根据这种液晶显示装置101，能够得到本发明面光源装置的特征，提高液晶显示装置101的光利用效率，能够易于观察画面，并且，能够实现液晶显示装置101的薄型化。
（实施方式7）
图27是使用了本发明面光源装置或液晶显示装置的移动设备即智能手机111的俯视图，正面具备带触摸屏的液晶显示装置112。如果在这种智能手机中使用本发明的面光源装置，则难以产生眼球状的发光及亮线，因此，显示画面的品质提高。另外，本发明的面光源装置除了可适用于智能手机等手机以外，还可以适用于平板电脑、电子词典、电子图书阅读器等移动设备中。

Claims (14)

1.一种导光板，其特征在于，具备：
光导入部，其用于将从端面射入的光封入；
导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，
所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有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一端倾斜的倾斜面，
所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，
所述指向性变换图案的高度的极小部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧，
所述指向性变换图案的高度的极大部的至少一部分位于比所述照明区域表面更靠外侧，
所述指向性变换图案的、比所述照明区域的表面更向外侧伸出的部分的照明区域侧端面与所述照明区域的表面构成45°以下的角度。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，
所述指向性变换图案的高度的极小部全部位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧。
3.一种导光板，其特征在于，具备：
光导入部，其用于将从端面射入的光封入；
导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，
所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有从厚度比所述导光板主体厚的部分的表面向所述导光板主体的一端倾斜的倾斜面，
所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，
所述指向性变换图案的高度的极大部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧，
所述指向性变换图案的高度的极大部的至少一部分位于比所述照明区域表面更靠外侧，
所述指向性变换图案的、比所述照明区域的表面更向外侧伸出的部分的照明区域侧端面与所述照明区域的表面构成45°以下的角度。
4.一种导光板，其特征在于，具备：
光导入部，其用于将从端面射入的光封入；
导光板主体，其厚度比所述光导入部的最大厚度小，以与所述光导入部连续的方式设置，利用光射出装置使入射的光从照明区域向外部射出，
所述光导入部在光射出侧的面和其相反面中的至少一面具有从厚度比所述导光板主体厚的部分的表面向所述导光板主体的一端倾斜的倾斜面，
所述导光板主体在光射出侧的面和其相反面中的至少一面，在位于所述光导入部与所述照明区域之间的区域具有用于变换从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向的指向性变换图案，
所述指向性变换图案的高度的极小部的至少一部分位于比所述照明区域的表面更靠所述导光板主体的内部侧，
所述指向性变换图案的光导入部侧端部以贯通所述光导入部的所述倾斜面的方式与所述倾斜面连接，
所述指向性变换图案的高度的极大部的至少一部分位于比所述照明区域表面更靠外侧，
所述指向性变换图案的、比所述照明区域的表面更向外侧伸出的部分的照明区域侧端面与所述照明区域的表面构成45°以下的角度。
5.如权利要求1～4中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述指向性变换图案在从与所述照明区域垂直的方向观察时，以与垂直于所述光导入部的所述端面的方向构成的角度变小的方式对从所述光导入部通过所述照明区域的光的指向方向进行变换。
6.如权利要求1～4中任一项所述的导光板，其特征在于，
在所述光导入部设有用于将从所述光导入部的所述端面射入的光向所述导光板主体的宽度方向扩展的光扩散图案。
7.如权利要求5所述的导光板，其特征在于，
在所述光导入部设有用于将从所述光导入部的所述端面射入的光向所述导光板主体的宽度方向扩展的光扩散图案。
8.如权利要求1～4中任一项所述的导光板，其特征在于，
在所述照明区域形成有双凸透镜形状。
9.如权利要求5所述的导光板，其特征在于，
在所述照明区域形成有双凸透镜形状。
10.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，
在所述照明区域形成有双凸透镜形状。
11.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，
在所述照明区域形成有双凸透镜形状。
12.一种面光源装置，其具备：
权利要求1～11中任一项所述的导光板；
用于将光向所述导光板的所述光导入部的所述端面送入的光源。
13.一种液晶显示装置，其具备：
权利要求1～11中任一项所述的导光板；
用于将光向所述导光板的所述光导入部的所述端面送入的光源；
配置在所述导光板的所述照明区域上的液晶面板。
14.一种移动设备，其具备权利要求13所述的液晶显示装置。
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