CN1170192C - 面发光装置及其制造方法和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种面发光装置，包括光源(13)和具有使来自该光源(13)的光从侧端面(12a)入射并从出射面(12b)射出的结构的导光板(12)；在与所述出射面(12b)相反一侧的面(12c)上形成有多条***(14)；在所述沟(14)中，离开光源(12)的距离越远，则沟(14)就越深，并且离开光源的距离越远，则相邻的沟(14)的深度差就变得越大。即使在远离光源的位置上也能得到充足的光量。

Description

面发光装置及其制造方法和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种面发光装置及其制造方法和液晶显示装置，特别是涉及一种适合用作液晶显示装置的前光源的面发光装置的结构。
背景技术
因为以太阳光和照明光作为光源进行显示的反射型液晶显示装置具有耗电少的特征，所以被用于移动电话和便携式信息终端等，但该反射型液晶显示装置存在着无法利用外部光源的暗处的显示极差这一问题。为了解决该问题，众所周知的是，有一种半透射反射型液晶显示装置，它在反射型液晶显示装置中配备背照光源，在得不到外部光源的暗处等，点亮该背照光源，进行透射显示。
可是，在该半透射反射型液晶显示装置中，因为必须使背照光源通过由金属薄膜构成的反射膜，所以很难同时提高透射显示和反射显示的亮度。
为此，开发了一种具备面发光装置(前光源)的液晶显示装置，即，使由导光板侧端面导入的来自冷阴极管等光源的光从导光板的一面射出，使该光从反射型液晶显示元件的前面照射。这样，通过在液晶显示装置的前面设置面发光装置，即使在暗处也能进行与利用外来光的情况同样的反射显示。
图15是表示在液晶显示单元的前面设置前光源的液晶显示装置的一个例子的剖面结构图。在该图中，液晶显示装置100由前光源110和液晶显示单元120构成，前光源110由以下所述部分概略构成，即，由透明的丙烯基类树脂等构成的导光板112，和配置在导光板侧端面112a上的由冷阴极管和LED(发光二极管)等构成的光源113概略构成；在与导光板112的出射面112b相对的对面112c上，连续形成多条***114，该沟114由相对于出射面112b倾斜形成的两个斜面部114a、114b所构成。
所述两个斜面部由缓斜面部114a和比缓斜面部114a倾斜角度大的陡斜面部114b构成，在所述导光板112的对面112c上，连续交互形成了缓斜面部114a和陡斜面部114b。
另一方面，液晶显示单元120的结构为：用密封材料124把一对夹着液晶层123的玻璃衬底121、122连接为一个整体。在液晶显示单元120的后面一侧(与前光源相对110相反一侧)的衬底121的液晶层123一侧形成有反射膜125和显示电路126。在与衬底121相对的衬底122的液晶层123一侧形成有显示电路127。另外，显示电路126、127包含图中未显示的驱动、控制电极层和方向性膜等液晶层123的电路。
在所述液晶显示装置100中，前光源110的导光板112配置在液晶显示单元120的显示区域的前面一侧(图示中的上面一侧)。来自光源113的光通过导光板112的侧端面112a导入导光板112，由出射面112b和对面112c反射，在导光板112的内部进行传送的同时，在对面112c上形成的两个斜面部114a、114b中，利用具有更陡的倾斜角的陡斜面部114b的反射，把传送方向改变为向着出射面112b的方向，使光从出射面112b射出。这样一来，前光源110照亮了液晶显示单元120。接着，入射到液晶显示单元120中的光通过各显示电路126、127和液晶层123，到达反射层125后被反射，再次回到液晶显示装置120的外侧。该反射光通过前光源110后到达观察者，观察者看到液晶显示单元120的显示。
根据具有所述构成的液晶显示装置100，通过点亮前光源110，就可以做到即使在暗处也能进行显示这一点，但在前光源110被点亮的状态下，虽然在靠近光源113一侧能得到明亮的显示，但是离开光源113越远显示越暗。如果使用一般的前光源，则离开光源113大约50mm的位置的显示亮度只有靠近光源113的显示亮度的一半。因此，在所述液晶显示装置100中，在暗处实现的充分的视觉识别性的范围只是所述液晶显示装置100的显示区域的一部分。并且，因为存在着所述那样的显示较暗的区域，所以也存在着有时看不清楚显示这一问题。
发明内容
鉴于以上所述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种即使在远离光源的位置上也能得到充足的光量的面发光装置及其制造方法，和在整个显示区域都能有亮度均匀的显示的液晶显示装置。
为了解决以上所述问题，本发明的面发光装置其特征在于：包括：光源；和具有使来自该光源的光从端面射入，并从出射面射出的结构的导光板；而且，在与所述出射面相反一侧的面上呈条带状形成有多条沟，在所述沟中，其形成状态为：离开光源的距离越远则沟越深，并且离开光源的距离越远则相邻的沟的深度差也越大。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在本发明的所述面发光装置中，在呈所述条带状形成的多条沟中，从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Hn+1满足使用所述导光板的板厚T和第n条沟的深度Hn构成的关系式Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，在呈所述条带状形成的多条沟中，从所述光源数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用沟的编号n、系数a、第一条沟的深度H1(μm)和导光板的板厚T(μm)构成的关系式Hn＝an2T+H1；其中，所述系数a大于1.0×10-8，小于5.0×10-8。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，在呈所述条带状形成的多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用沟的编号n、系数a、b、第一条沟的深度H1(μm)和导光板的板厚T(μm)构成的关系式Hn＝(an2+bn)×T+H1；其中，所述系数a大于1.0×10-8，小于5.0×10-8；所述系数b大于1.0×10-6，小于3.0×10-6。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，在呈所述条带状形成的多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和作为该Hn以外部分的无效部分d的和(Hn+d)来表示；从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1满足使用第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T和所述无效部分d构成的关系式Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，所述导光板的反射面部具有在导光板的相邻的沟之间形成的平坦部。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，所述导光板的反射面部具有在沟的底部形成的平坦部。
而且，本发明的其他面发光装置，其特征在于：在所述面发光装置中，所述平坦部的面积是沿着导光方向逐渐变小。
而且，作为解决所述问题的手段，本发明提供一种面发光装置的制造方法，其特征在于：包含以下工序：在铸型用基体材料的一面上，以给定的间距进行平面加工，在通过该平面加工在所述铸型用基体材料的表面上以所述间距形成的段差部上形成多条***，制作铸型的工序；从该铸型制作金属模的工序；通过使用了该金属模的注射模塑成形制作导光板的工序；在该导光板上配置光源的工序。在所述多条沟中，离开光源的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差变得越大。
而且，作为解决所述问题的手段，本发明的面发光装置的制造方法，其特征在于：它包含以下所述工序：以给定的间距在金属模用基体材料的一个面上进行平面加工，通过利用该平面加工在以所述间距形成在所述金属模用基体材料的表面上的段差部上，呈条带状形成多条沟，来制作金属模的工序；通过使用了该金属模的注射模塑成形来制作导光板的工序；在该导光板上配置光源的工序；在所述多条沟中，离开光源的距离越远，沟就越深，并且离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差就变得越大。
而且，本发明的其他面发光装置的制造方法，其特征在于：在所述面发光装置的制造方法中，在所述多条***中，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和作为该Hn以外的部分的无效部分d的和(Hn+d)来表示；形成的所述沟要满足以下关系：即从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1可以用使用第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T和所述无效部分d构成的关系式Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d来表示。
而且，本发明的其他面发光装置的制造方法，其特征在于：在所述面发光装置的制造方法中，形成的所述沟满足以下关系：即在所述多条***中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用沟的编号n、在1.0×10-8以上5.0×10-8以下范围内的系数a、导光板的板厚T(μm)和第一条沟的深度H1(μm)所构成的关系式Hn＝an2T+H1。
而且，本发明的其他面发光装置的制造方法，其特征在于：在所述面发光装置的制造方法中，形成的所述沟满足以下关系：即在所述多条***中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用沟的编号n、在1.0×10-8以上和5.0×10-8以下范围内的系数a、在1.0×10-6以上和3.0×10-6以下范围内的系数b、导光板的板厚T(μm)、和第一条沟的深度H1(μm)构成的关系式Hn＝(an2+bn)×T+H1。
而且，本发明的其他面发光装置的制造方法，其特征在于：在所述面发光装置的制造方法中，形成所述沟，使相邻的所述沟之间形成平坦部。
而且，本发明的其他面发光装置的制造方法，其特征在于：在所述面发光装置的制造方法中，在所述平坦部中，距离光源越远，则该平坦部的面积越小。
而且，本发明提供一种液晶显示装置作为解决所述问题的手段，该液晶显示装置其特征在于：包括所述面发光装置。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是本发明的实施方式1的液晶显示装置的剖面图。
图2是表示本发明中的液晶显示单元的反射层的一部分的立体图。
图3是本发明中的面发光装置的导光板的部分剖面图。
图4是本发明实施方式2的前光源的导光板的部分剖面图。
图5中，A～C是按工序顺序表示本发明中面发光装置的制造工序的一个例子的剖面工序图。
图6中，D～F是按工序顺序表示本发明中面发光装置的制造工序的一个例子的剖面工序图。
图7是表示本发明中面发光装置的制造工序的一个例子的剖面工序图。
图8是表示本发明中面发光装置的制造工序的一个例子的剖面工序图。
图9中，图9A是表示本发明的实施例1的前光源的沟深度分布图表，图9B是表示实施例1的前光源的射出光量分布图表。
图10中，图10A是表示本发明的实施例2的前光源的沟深度分布图表，图10B是表示实施例2的前光源的射出光量分布图表。
图11中，图11A是表示本发明的实施例3的前光源的沟深度分布图表，图11B是表示实施例3的前光源的射出光量分布图表。
图12中，图12A是表示比较例1的前光源的沟深度分布图表，图12B是表示比较例1的前光源的射出光量分布图表。
图13中，图13A是表示比较例2的前光源的沟深度分布图表，图13B是表示比较例2的前光源的射出光量分布图表。
图14中，图14A是表示比较例3的前光源的沟深度分布图表，图14B是表示比较例3的前光源的射出光量分布图表。
图15是表示具有前光源的液晶显示装置的一个例子的剖面图。
附图说明
下面，简要说明附图符号。
1-液晶显示装置，10-前光源，12-导光板，13-光源，12a-侧端面，12b-出射面，12c-对面，14-沟，14a-缓斜面部，14b-陡斜面部，15-平坦部，20-液晶显示单元，40、70-铸型用基体材料，43、73-段差部，45、75-沟，50-铸型，51、80-金属模，53、83-导光板，58、88-光源。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。但是，本发明并不局限于以下所述的实施方式。并且，在以下所述的实施方式中参照的附图是用来说明各实施方式结构的，各部的大小、厚度和尺寸等与实际的面发光装置和液晶显示装置不同。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1中具有前光源的液晶显示装置的剖面图。该图所示的液晶显示装置1由液晶显示单元20和配置在该液晶显示单元20的前面(图示中的上方)上的前光源10构成。前光源10由导光板12和光源13概略构成。导光板12的液晶显示单元20一侧(底面)是平坦面，是光射出的出射面12b。
并且，如图1所示，在与出射面12b相对一侧的面即对面12c上，形成了由形成的相对于出射面12b倾斜的缓斜面部14a，和接着该缓斜面部14a形成的有比缓斜面部14a陡的倾斜角度的陡斜面部14b构成的多条***14。这些沟14，离开光源13的距离越远，沟就越深。另外，在对面12c的相邻的沟14之间，形成了平坦部15，离开光源13越远，该平坦部15的面积越小。
导光板12最好由光透射率在90％以上的透明树脂材料构成，作为该材料，有丙烯酸类树脂、环烯类树脂等。另外，作为构成光源13的元件，可以是冷阴极管、白色发光二极管、有机EL元件等。
如图1所示，在对面12c上形成的多条***14彼此呈相似形状。即，构成沟14的缓斜面部14a、陡斜面部14b相对于出射面12b的倾斜角，在所有的沟14中都是一样的。根据本发明，即使是这样单纯的结构，也可以通过对沟14的深度的控制，控制从出射面12b射出的光量。另外，因为结构单纯，所以提高加工精度很容易，能更精确地控制射出光量。
并且，导光板12在相邻的沟14之间有平坦部15。通过在相邻的沟14之间形成平坦部15，在对面12c中，除了缓斜面部14a和陡斜面部14b，所述平坦部15也能成为外来光的反射面。因此，用导光板12的外面强烈反射特定方向的光，能抑制视觉识别性差的现象。另外，离开光源13越远，所述平坦部15的面积越小。这是因为，如果把平坦部15的面积设置为一样的，该平坦部15的表面强烈反射特定方向的光，视觉识别性差，并且，为了确保远离光源13的位置的射出光量，必须形成很深的沟14，观察者很容易看到沟14，就妨碍了液晶显示单元20的显示，显示的视觉识别性差。
另一方面，液晶显示单元20结构为：由一对夹着液晶层23的玻璃等构成的第一衬底21和第二衬底22用密封材料24连接为一个整体。所述第一衬底21在液晶层23一侧的面上按顺序层叠了含金属反射膜的反射层25和显示电路26。所述第二衬底22在液晶层23一侧的面上形成了显示电路27。这样，液晶显示单元20是具有把来自外部的入射光反射的反射层25的反射型液晶显示单元。
并且，显示电路26和27中，形成了图中未显示的用于驱动液晶层23的由透明导电膜构成的电极层和用于控制液晶层23的定向的方向性涂层。另外，根据情况，也可以形成用于彩色显示的滤色器。
并且，例如在表面上形成了凹凸形状的由丙烯酸类树脂等构成的有机膜上，用溅射法形成由铝和银等构成的金属反射膜，该反射膜和覆盖了有机膜由丙烯酸类树脂等构成的平坦化膜构成了反射层25。该反射层25可以包含滤色器，这种情况时，可以在所述的反射膜的正上方形成滤色器。如果采用这样的结构，因为能在光的反射面上配置滤色器，所以能降低色偏移和视差，实现高质量的彩色显示。
为此，参照图2说明所述液晶显示单元20的反射层25的有机膜表面和在有机膜上形成的反射膜的形状。
图2是放大显示液晶显示单元20的反射层25上形成的有机膜和反射膜的立体图。在该图中，有机膜28的表面上，彼此重叠，连续形成了多个内面为球面的一部分的的凹部28a，在该有机膜28上，形成反射膜29。
在衬底上使由感光性树脂等构成的树脂层形成平面形状后，把具有与图2所示的有机膜28的表面相反的凹凸表面形状的硅类树脂构成的复制模压接到所述树脂层的表面上后，通过使树脂层硬化形成有机膜28。反射膜29，是在有机膜28的表面形成，用于反射入射到液晶显示单元20的光，是把铝和银等具有高反射率的金属材料通过溅射法和真空蒸镀等成膜法形成的。
图2所示的凹部28a是在深度为0.1μm～3μm的范围内随机形成的，在5μm～100μm的范围内随机配置相邻的凹部28a的间距，所述凹部28a的倾斜角最好设置在-30度～+30度的范围内。
特别是，把凹部28a的倾斜角分布设置在-30度～+30度的范围内这一点，对于在平面的全方向上随机配置相邻的凹部28a的间距是十分重要的。这是因为，如果相邻的凹部28a的间距有规律性，就会出现光的干涉色，反射光就会带颜色。另外，凹部28a内面的倾斜角分布如果超出了-30度～+30度的范围，反射光的扩散角就会过大，从而导致反射强度低下，无法得到明亮的显示。(这是因为，反射光的扩散角在空气中达到36度以上时，液晶显示装置内部的反射强度峰值降低，反射损失变大。)
另外，如果凹部28a的深度超过了3μm，在后面的工序中，当使凹部28a变平坦时，无法用平坦化膜完全填平凸部的顶点，从而无法得到所期待的平坦性。
当相邻的凹部28a的间距不足5μm时，因为在为了形成有机膜28所使用的复制模的制作上有制约，导致加工时间变得极长，无法形成得到所要的反射特性所需的形状，产生干涉光等问题。另外，在实用上，用于形成有机膜28表面形状的所述复制模是用复制模用基体材料制作成的，复制模用基体材料是用多个金刚石压头在基体材料上加压后制作而成的。因为该金刚石压头的顶端直径最好在30μm～200μm的范围内，所以所以相邻的凹部28a的间距应在5μm～100μm的范围内。
具有以上的结构的液晶显示装置1，除了能利用太阳光和外部照明光进行反射显示，还能电亮前光源10，用所述反射层25反射此光，进行显示。
前光源10的导光板12配置在液晶显示单元20的显示区域的前面，来自前光源10的光源13通过导光板12的侧端面12a导入到导光板12的光，在导光板12的内部传送的同时，通过在导光板12的对面12c上形成的多个沟14反射，把传送方向改变为向着出射面12b，从导光板12的出射面12b射出，照亮了液晶显示单元20。入射到液晶显示单元20中的光通过显示电路26、27和液晶层23，到达反射层25，被该反射层25的反射膜反射，回到液晶显示单元20的外侧，通过导光板12，从对面12c射出，到达观察者。这样，观察者看到液晶显示单元20的显示。
在该液晶显示装置1的前光源10中，如图1所示，在导光板12的对面12c上形成了多条***14，离开光源13的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟14的深度差变得越大。该沟14的深度应满足以下关系，即从光源13数第(n+1)条沟14的深度Hn+1，使用导光板12的板厚T和第n条沟14的深度Hn，满足Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)的关系。
下面参照图3，具体说明所述的导光板的板厚和沟深的关系式。图3表示了本实施方式的前光源10的导光板12的部分剖面结构。在该图中，导光板12的底面是平坦面，是光的出射面12b。另外，位于与所述出射面12b相对的对面12c上，连续、周期地形成了由形成的相对于出射面12b倾斜的缓斜面部14a和形成的有比缓斜面部14a陡的倾斜角度的陡斜面部14b构成的多条***14。另外，虽然图中未显示，但是在图3的图示右侧配置了光源，来自该光源13的光从图示的右侧向着左侧在导光板12的内部传送。
在图3中，从导光板12的光出射面12b射出的光，是由图3所示的对面12c的陡斜面部14b反射的光从出射面12b射出。因为来自光源的光是在导光板12的内部被内面反射后传送的，所以由构成导光板12的沟14的陡斜面部14b反射后从出射面12b射出的光量，是通过沿图3所示A-A’线的导光板12的剖面的光中，相当于由陡斜面部14b反射的部分。
在图3中，符号14n代表的沟是从光源一侧数第n条沟，它的深度为Hn。另外，此沟前后的沟的深度为：靠近光源一侧的沟(第(n-1)条沟)的深度为Hn-1，靠近光的传送方向一侧的沟(第(n+1)条沟)的深度为Hn+1。在图3所示导光板12中，被陡斜面部14b反射后从出射面12b射出的光量，用通过沿图3所示A-A’线的导光板12的剖面的光量Ln和导光板12的板厚T表示，即Ln×Hn/T。未被陡斜面部14b反射，沿着导光方向传送的光量Ln+1由Ln+1＝Ln-Ln×Hn/T表示。
因此，挨着沟14n，在导光板12内传送的光通过的沟即第(n+1)条沟中，由陡斜面部14b改变方向，向着出射面12b的光量由第(n+1)条沟14的深度Hn+1和所述Ln+1表示，即Ln+1×Hn+1/T。
综上所述，因为第(n+1)条沟14导致的射出光量和所述第n条沟14导致的射出光量是同样的，所以式Ln+1×Hn+1/T＝Ln×Hn/T可以成立。因为如上所述，Ln+1＝Ln-Ln×Hn/T，所以从这两个关系式中，可以推导出Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)。总之，第(n+1)条沟14的深度必须比第n条沟14深，具体而言，如上所述，必须是T/(T-Hn)的倍数。
另外，如果要由所述关系式求出第(n+1)条沟14的深度Hn+1和第n条沟14的深度Hn的差，可用关系式Hn+1-Hn＝Hn 2/(T-Hn)表达。由上式可知，第n条沟14的深度Hn和第(n-1)条沟的深度Hn-1的差可用Hn-Hn-1＝Hn 2/(T+Hn)表示。由以上两个关系式可知，Hn+1-Hn＞Hn-Hn-1。即为了使各沟导致的射出光量均匀，随着n变大(即离开光源越远)，相邻的沟14的深度差就必须越来越大。
由上可知，为了减小多条沟导致的射出光量的差，使出射面12b上的射出光量的分布均匀，离开光源13越远，可以使导光板12的对面12c上形成的沟14的深度越深，并且离开光源13越远，相邻的沟14的深度差越大。
具体而言，如果设置沟14的深度，使从光源一侧数第(n+1)条沟14的深度Hn+1，满足使用了导光板12的板厚T和第n条沟14的深度Hn的关系式Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)，就能使对面12c上形成的各沟14导致的射出光量均匀化。
因此，本实施方式的前光源10的导光板12，能使被对面12c上形成的***14反射后向着出射面12b的光量，对所有的沟14来说，分布是均匀的。由此，在设置了前光源10的液晶显示装置中，在整个显示区域中，都能得到均匀、明亮的显示。
或者，离开光源13越远，沟14的深度越深，并且离开光源13越远，相邻的沟14的深度差越大。如图1所示的沟14的深度，从光源13数第n条沟14的深度Hn(μm)，可以由使用了沟的编号n、系数a、第一条沟的深度H1(μm)和导光板12的板厚T(μm)的关系式Hn＝an2T+H1表示，所述系数a在1.0×10-8以上，在5.0×10-8以下的范围内。
如上所述，由于沟14的深度是沟的编号n的二次函数，所以离开光源13越远，沟14的深度和相邻的沟14的深度差都能变大。由此，因为能在导光板12的出射面12b上得到均匀的射出光量，所以液晶显示装置能取得均匀、明亮的显示。
或者，从光源13数第n条沟14的深度Hn(μm)，可以由使用了沟的编号n、系数a、b、第一条沟的深度H1、和导光板的板厚T(μm)的关系式Hn＝(an2+bn)×T+H1表示，系数a在1.0×10-8以上，5.0×10-8以下的范围内，系数b在1.0×10-6以上，3.0×10-6以下的范围内。如果用这样的关系式表示沟14的深度，与用所述二次函数Hn＝an2T+H1表示的情况相比，因为能更正确地控制沟的深度，所以能使从出射面12b射出的光量的分布更加均匀。
实施方式2
在所述实施方式1中，由所述沟14的深度与导光板12的板厚T的比例导出从出射面12b射出的光量，决定沟14的深度。可是，因为所述导光板12是把丙烯酸类树脂、环烯类树脂通过注射模塑成形制造出来的，所以在所示***14的一部分上产生了由面塌边等导致的成形不良现象，会发生构成沟14的陡斜面部14b的反射效率降低的现象。
在所述注射模塑成形工序中的面塌边等成形不良，在导光板12的表面上，对于向外突出的部分和向内凹的部分，如果成形条件一定，会在一定的长度或深度上发生。具体而言，在图3所示的导光板12的对面12c上，符号18表示的凸部的高会变小一定量，符号19表示的凹部的深度会减少一定量。
下面，参照图4，详细说明本发明的实施方式2，它是具有能修正面塌边等成形不良、更正确地控制沟的深度的导光板的前光源。
图4是本发明的实施方式2即前光源的导光板的部分剖面结构图。在该图中，导光板32在与作为平坦面、且光从其射出的出射面32b相对一侧的面即对面32c上，形成了由形成的相对于出射面32b倾斜的缓斜面部34a，和接着该缓斜面部34a形成的具有比缓斜面部34a陡的倾斜角度的陡斜面部34b构成的多条***34。
离开光源33的距离越远，此沟34就越深。另外，在多条***34中，相邻的两条沟的深度差，沿着导光方向逐渐变大。另外，虽然图中未显示，但是本实施例的前光源具有与图1所示的前光源相同的结构，图4所示的导光板32，它具有导光板32和设置在该导光板32的一侧端面上的光源。在图4中，光源配置在图中的右侧，来自该光源的光从图中的右向左，在导光板32的内部传送。另外，杂导光板32的内部传送的光中，由所述陡斜面部34b反射后向着出射面32b传送的光，由出射面32b射出。
本实施方式的导光板32的多条沟34的深度，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和该Hn以外的无效部分d的和(Hn+d)表示。从光源一侧数第n+1条沟的深度Fn+1使用第n条沟的深度Fn，导光板的板厚T，和所述无效部分d，由Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d表示。
下面，详细说明所述的关系式。
在本实施例中，是考虑了所述成形不良后，设置了多个所述***34的深度。下面，参照图4详细说明沟34的深度。如图4所示，在导光板32的对面32c上形成的***34上，形成了凸部35a、35b和凹部36a、36b。
在这些凸部35a、35b和凹部36a、36b中，在用注射模塑成形制作导光板32的工序中，如图4所示发生面塌边。具体而言，例如以凸部35a为例，在靠近图4所示的凸部35a的由虚线表示的部分，是在用于制作导光板32的注射模塑成形用金属模中形成的形状，但是在实际制作的导光板32中，如图4所示，成为角被去掉的凸部35a。另外，凸部35b和凹部36a、36b也是同样的。
在图4所示的导光板32中，由沟34产生的射出光是陡斜面部34b反射的光，沟34越深，射出光量越大。因此，如果考虑所述的成形不良，图4所示的沟34为从光源一侧数的第n条沟，从设计深度Fn中去掉了所述成形不良部后得到对应于沟34深度的有效部分Hn的陡斜面部34b是对光的射出有用的部分，如果把减去了所述Hn后得到的沟的深度设为d，d＝Fn-Hn部分成为无效部分。
可是，在凸部35a、35b中，从所述金属模的设计尺寸的偏差，在凸部35a、35b中几乎是同样的，在导光板的对面上形成的其它凸部中也是一样的。另外，在凹部36a、36b中也有和所述凸部35a、35b一样的对设计尺寸的偏差。因此，所述无效部分d可以是与沟34的深度无关的定值。
如上所述，通过适当地设置所述多条沟34的深度中的有效部分Hn，就能使导光板32的出射面32b的射出光量的分布均匀。具体而言，如所述实施例中所记载的，可以设置沟34的深度中的有效部分Hn，使它满足使用了导光板12的板厚T和第n条沟14的深度Hn的关系式Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)。
如上所述，因为可以把沟34深度的无效部分d设置为与沟34的深度无关的定值，所以第n条沟的设计深度Fn由该所述有效部分Hn和无效部分d的和表示，关系式Fn＝(Hn+d)成立。因此，可以设置沟34的深度，使它满足从这些关系式中推导出的沟34的设计深度的关系式，即第n+1条沟的深度Fn+1满足使用了第n条沟的设计深度Fn、导光板的板厚T和所述无效部分d的关系式Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d。
在所述实施方式1、实施方式2中，图1所示的导光板12和图4所示的导光板32，在一面上形成了***，虽然说明了把在沟之间有平坦部的导光板应用于面发光装置时的情况，但是在本发明的面发光装置中，可以使用在一面上形成了***、在该沟的底部具有平坦部的导光板。对于这样结构，也可以与所述实施例1、2同样，通过设置沟的深度，得到从出射面射出的光量大、且在出射面上有均匀的发光的面发光装置。
另外，在所述实施方式1或实施方式2中，虽然说明了只在导光板的一侧端面上设置了光源的前光源，但是也能在与其相对的第二个侧端面上设置光源。如果采用这样的结构，在靠近侧端面上配置的两个光源一侧，沟越浅，越靠导光板的中心，沟可以越深。如果采用这样的结构，能得到在出射面上的光射出量分布均匀、且大面积的面发光装置。
面发光装置的制造方法
下面，参照图5～图6说明本发明中面发光装置的制造方法。图5和图是表示本发明的面发光装置制造工序的一个例子的剖面结构图。另外，图5的A～C和图6的D～F分别表示了工序顺序，图5C和图6D所示工序是连续的。
首先，如图5A所示，使用顶端平坦的金刚石刀具41，由在例如SUS420钢上镀了50～100μm厚的Ni后得到的材料构成的平板状铸型用基体材料40的一面上，例如以160μm的间距，连续进行平面加工。当这样以一定间距进给刀具进行平面加工时，如图5A所示，很难连续地形成平面，在实际的加工中，由平面加工形成的平坦部42a和与该平坦部42a相邻的平坦部42b的界限上形成了段差部43。
在图5A所示的工序中，从铸型用基体材料40的上方开始用金刚石刀具进行平面加工，该平面加工的铸型用基体材料40在厚度方向上的加工精度是0.1μm。因此，在平坦部42a和平坦部42b的界限上形成了高度在0.3μm以下的段差部43。可是，另一方面，因为由平面加工形成的平坦部42a、42b的表面粗糙度在0.01μm以下，由于二者的不同在平坦部42a和平坦部42b的界限上形成的段差部43虽然只有零点几μm，但是作为段差能被识别，是造成光的散乱等问题的原因。
接着，与刚才的工序不同，使用顶端形状为三角形的金刚石刀具44，首先决定加工位置，使所述金刚石刀具44的顶端44a位于由所述平面加工形成的段差部43上后，连续形成沿着所述段差部43的***45。
这样就得到图5C所示的铸型50。在所述工序中，通过在铸型用基体材料40的一面上，用金刚石刀具41以一定的间距进给，进行平面加工，在铸型用基体材料40上得到有所期望的平面粗糙度的平坦面的同时，还形成了可识别的段差43，然后在形成沟45的工序中，能正确地用段差43决定加工所使用的金刚石刀具44的位置。另一方面，成为光学问题的段差43能被基于金刚石刀具44的加工消除。因此，根据本发明的制造方法，能提高所制作的导光板的沟的尺寸精度，所以能使面发光装置的射出光量和分布更接近设计值。
在图5B所示的工序中形成的沟45的深度，从最初加工的沟45开始，按进给顺序，逐渐形成越来越深的沟，并且每一次进给，沟45的深度增加量，随着进给顺序逐渐增大。具体而言，在形成***45时，如果把最初形成的沟45作为第一条，那么第n+1条沟的深度Fn+1应满足使用了第n条沟的深度Fn、该Fn中对从出射面射出的光有用的有效部分Hn、该Hn以外的无效部分d和制作的导光板的板厚T的关系式，即Fn+1＝(Fn-d)×T/(T-Fn+d)。
通过设置沟45的深度，使其满足所述的关系式，能得到从导光板的出射面射出的光量分布均匀的面发光装置。理由在所述实施例2中已说明过了。
或者，也可以使从最初形成的沟数第n条沟45的深度Hn(μm)，满足使用了沟的编号n、在1.0×10-8以上至5.0×10-8以下范围内的系数a、导光板的板厚T(μm)和第一条沟的深度H1(μm)的关系式，即Hn＝an2T+H1。用具有这样的结构的铸型制作的导光板中，与所述同样，离开光源的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差变得越大，因此能得到在导光板的出射面射出的光量分布均匀的面发光装置。
或者，也可以使从最初形成的沟数第n条沟45的深度Hn(μm)，满足使用了沟的编号n、在1.0×10-8以上至5.0×10-8以下范围内的系数a、在1.0×10-6至3.0×10-6以下范围内的系数b、导光板的板厚T(μm)、第一条沟的深度H1(μm)的关系式，即Hn＝(an2+bn)×T+H1。用这样的结构制作的导光板也与所述同样，能得到从出射面射出的光量分布均匀的面发光装置。
另外，无论用所述的哪个关系式决定沟的深度，如图5C所示，在相邻的沟45之间最好形成平坦部46、47。通过在相邻的沟45之间设置这样的平坦部46、47，能防止在制作的面发光装置的导光板表面上，强烈反射特定方向的光，造成视觉识别性下降。
另外，平坦部46、47的面积，最好在金刚石刀具44的进给方向上，逐渐变小。即图5C所示的平坦部46的面积最好大于在进给方向上的平坦部47的面积。通过这种结构，能更有效地防止特定方向上的反射。
接着，如图6D所示，使用在所述工序中制作的铸型50，通过Ni电等方法，制作由Ni等构成的用于注射模塑成形的金属模51。该金属模51具有与形成了所述铸型50的沟45的一面50a的形状互补的凹凸形状的一面。
接着，如图6E所示，使用所述工序中制作的与所述铸型50呈互补形状的金属模51和箱状金属模52，用丙烯酸类树脂、环烯类树脂进行注射模塑成形，制作与所述铸型50的一面50a具有同样的面形状的导光板53。在该导光板53的一面上，形成图6F所示的***55，从导光板53的侧端面53a一侧开始向着对面的端面，沟55逐渐变深。另外，在相邻的沟55之间形成了平坦部56、57，离开导光板53的侧端面53a越远，所述平坦部的面积越小。总之，在图6F所示的导光板53中，平坦部57的面积比侧端面53a一侧的平坦部56的小。
接着，如图6F所示，在所述导光板53的侧端面53a一侧配置冷阴极管和LED等构成的棒状光源58，得到面发光装置60。
通过以上的工序制作的面发光装置60由导光板53和导光板53的侧端面53a上配置的光源58构成。来自光源58的光通过导光板53的侧端面53a导入到导光板53的内部，通过所述多个***55反射，把在导光板53的内部传送的光方向改变，从与形成了所述沟55的面相对的对面53b射出。
用本实施方式的制造方法制作的面发光装置60中，因为离开光源58越远，在导光板的一面上形成的沟55的深度越深，离开光源58越远，相邻的两条沟55的深度差越大，所以能使从导光板53的出射面53b射出的光量，在出射面53b上的分布是均匀的。另外，因为在设计沟55的深度时，预先考虑了图6E所示的注射模塑成形工序中产生的面塌边现象，所以不但能不减少从出射面53射出的光量，还能使射出光量的分布均匀。
或者，不用从铸型制作的金属模作为本发明的面发光装置的制造方法，而是使用在铸型用基体材料上进行平面加工和沟加工，制作金属模的方法。即在所述实施例中，可以把图5C所示的铸型原封不动地作为注射模塑成形的金属模使用。下面，参照图7、8，把该制造方法作为本发明的面发光装置制造方法的其它实施例加以说明。
图7A～C和图8D、E是表示本实施例的面发光装置制造方法的一个例子的剖面结构图，图7C和图8D所示的工序是连续的。
首先，如图7A所示，使用顶端平坦的金刚石刀具71，由在例如SUS420钢上镀了50～100μm厚的Ni后得到的材料构成的平板状铸型用基体材料70的一面上，例如以160μm的间距，连续进行平面加工。这时，在本实施例的制造工序中，在通过平面加工形成的平坦部72a的界限处，也形成了和图5、6所示的制造工序同样的段差部73。
接着，如图7B所示，使用顶端形状为三角形的金刚石刀具74，首先决定加工位置，使所述金刚石刀具74的顶端74a位于由所述平面加工形成的段差部73上后，连续形成沿着所述段差部73的***75。这样得到金属模80。
另外，在图7B所示的工序中，用本实施例的制造方法进行加工，使由金刚石刀具74形成的沟75的缓斜面部和陡斜面部的位置关系与5B所示的沟45相反。即从最初加工的沟75开始，按进给顺序，逐渐形成越来越深的沟，并且每一次进给，沟75的深度增加量，随着进给顺序逐渐增大。另外，也能使用所述实施例中的关系式作为与该沟75的深度有关的关系式。
接着，如图8D所示，使用在所述工序中制作的金属模80和箱状金属模82，用丙烯酸类树脂、环烯类树脂进行注射模塑成形，制作与所述金属模80的一面80a具有互补凹凸面形状的导光板83。
在该导光板83的一面上，形成图8E所示的***75，从导光板83的侧端面83a一侧开始向着对面的端面，沟75逐渐变深。另外，在相邻的沟75的底部形成了平坦部76、77，离开导光板83的侧端面83a越远，所述平坦部的面积越小。总之，在图8E所示的导光板83中，平坦部77的面积比侧端面83a一侧的平坦部76的小。
接着，如图8E所示，在导光板83的侧端面83a一侧配置冷阴极管和LED等构成的棒状光源88，得到面发光装置90。在面发光装置90中，来自光源88的光通过导光板83的侧端面83a导入到导光板83的内部，通过所述***85反射，把在导光板83的内部传送的光方向改变，从与形成了所述沟75的面相对的对面83b射出。另外，因为所述沟75与图6F所述的沟是在同样的控制下形成的，所以与所述面发光装置60同样，能使射出光量的分布均匀。
根据以上的面发光装置的制造方法，因为在注射模塑成形中使用的金属模是通过直接加工而制作的，所以能省略制作铸型的工序。因此，能通过削减工时而降低制造成本。另外，因为不通过铸型制造金属模，所以能提高金属模的尺寸精度，能以更高的精度制作高光板和面发光装置。
实施例
实施例1
首先，准备不锈钢的铸型用基体材料，使用顶端平坦的金刚石刀具，以160μm的间距，通过切削加工，在所述铸型用基体材料的一面上进行平坦加工。接着，决定加工位置，使所述金刚石刀具的顶端位于通过所述平面加工铸型用基体材料的一面上形成的段差部上，沿着所述段差部进行切削加工，铸型用基体材料的一面上形成***，得到铸型。另外，在该工序中，在铸型的一面上形成的沟，在作为面发光装置工作的状态下，离开光源最近的沟的深度是5.24μm，对成形不良的修正量d(μm)为d＝3.69μm，然后，按顺序形成各沟，使从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1满足使用了第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T的关系式，即Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))。具体而言，第一条沟的深度是5.24μm，导光板的板厚是800μm，从上面的关系式按顺序算出沟的深度。离开光源最远的第314条沟的深度为7.64μm。另外，构成所述两个斜面部的倾斜角度分别为：陡斜面部为45度，缓斜面部为2.87度。
接着，用所述铸型，制作由具有与该铸型呈互补凹凸形状的一面的Ni构成的金属模。
接着，使用所述金属模，用丙烯酸类树脂进行注射模塑成形，制作(长)40mm×(宽)50mm×(厚)0.8mm的导光板。接着，在与该导光板的沟平行的侧端面上，配置具有白色LED的棒状光源，制作前光源。
图9A表示了通过所述工序得到的本实施例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图9A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本实施例的导光板中，离开光源越远，沟越深；离开光源越远，相邻的沟的深度差越大。
接着，使本实施例的前光源工作，图9B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图9B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图9B所示，当入光量为1时，本实施例中前光源的射出光量的最大值是0.00194，最小值是0.001844。另外，射出光量最大、最小值出现的位置，分别在第一条沟和第314条沟。如果用射出光量的最大、最小值的比表示本实施例中前光源的射出光量分布，就是95％。另外，平均的射出光量为0.001899。另外，本实施例中前光源的光源使用效率为26.0％。
实施例2
接着，用与实施例1同样的方法制作具有***的导光板，使其满足如下条件：即把第一条沟的深度设置为5.25μm，如果沟编号为n，导光板的板厚800μm，那么第n条沟的深度Hn(μm)满足以下关系式：Hn＝(2.8×10-8)n2+5.25。另外，本实施例中各沟的间距为160μm，构成沟的两个斜面部的倾斜角度分别为：陡斜面部为45度，缓斜面部为2.8度。另外，最远端(第314条)沟的深度为7.46μm。
接着，在该导光板上接合与所述实施例1同等的光源，制作前光源。
图10A表示了通过所述工序得到的本实施例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图10A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本实施例的导光板中，离开光源越远，沟越深；离开光源越远，相邻的沟的深度差越大。
接着，使本实施例的前光源工作，图10B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图10B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图10B所示，当入光量为1时，本实施例中前光源的射出光量的最大值是0.001965，射出光量的最小值是0.001813。由此得出，射出光量分布为92.3％，平均的射出光量为0.001892。另外，本实施例中前光源的光源使用效率为25.4％。
本实施例中前光源的射出光量出现最大、最小值的位置与所述的实施例1不同，射出光量出现最大值的位置在第260条沟的附近，最小值的位置在第80条沟的附近。
实施例3
接着，用与实施例1同样的方法制作具有***的导光板，使其满足如下条件：即把第一条沟的深度设置为5.25μm，如果沟编号为n，那么第n条沟的深度Hn(μm)满足以下关系式：Hn＝((2.36×10-8)n2+(1.6×10-6)n)×800+5.25。另外，本实施例中各沟的间距为160μm，沟角度分别为：陡斜面部为45度，缓斜面部为2.82度。另外，最远端(第314条)沟的深度为7.51μm。
接着，在该导光板上接合与所述实施例1同等的光源，制作前光源。
图11A表示了通过所述工序得到的本实施例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图11A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本实施例的导光板中，离开光源越远，沟越深；离开光源越远，相邻的沟的深度差越大。
接着，使本实施例的前光源工作，图11B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图11B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图11B所示，本实施例中前光源的射出光量的最大值是0.001984，射出光量的最小值是0.001879。由此得出，射出光量分布为94.7％，平均的射出光量为0.001934。另外，本实施例中前光源的光源使用效率为25.9％。
本实施例中前光源的射出光量出现最大、最小值的位置与所述的实施例1、2不同，射出光量出现最大值的位置在第230条沟的附近，最小值的位置在第60条沟的附近。
比较例1
接着，把第一条沟的深度设置为5.06μm，按后面的沟比前一条沟深0.0056μm的要求，制作具有***的导光板。另外，本比较例中各沟的间距为160μm，沟角度分别为：陡斜面部为45度，缓斜面部为2.55度。另外，最远端(第314条)沟的深度为6.82μm。
接着，在该导光板上接合与所述实施例1同等的光源，制作前光源。
图12A表示了通过所述工序得到的本比较例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图12A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本比较例的导光板中，离开光源越远，沟越深；相邻的沟的深度差与离开光源的距离无关，为定值0.0056μm。
接着，使本比较例的前光源工作，图12B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图12B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图12B所示，如果把入光量设置为1，那么本比较例中前光源的射出光量的最大值是0.001981，射出光量的最小值是0.001620。由此得出，射出光量分布为81.8％，平均的射出光量为0.001870。另外，本比较例中前光源的光源使用效率为25.1％。
本比较例中前光源的射出光量出现最大、最小值的位置与所述的实施例1～2不同，射出光量出现最大值的位置在第120条沟的附近，最小值的位置在第314条沟的附近。
比较例2
接着，制作了具有以往的结构的导光板，制作了前光源，把它作为比较例2。所谓具有以往的结构的导光板，是指：在与导光板上光的出射面相反一侧的面上，连续、周期地形成了由形成的相对于出射面倾斜的缓斜面部和形成的有比缓斜面部陡的倾斜角度的陡斜面部构成的***，构成了导光板的该沟的形状都是同样的。
把沟的深度设置为5.66μm，使沟角度分别为：陡斜面部为45度，缓斜面部为2.1度。按以上数据形成***，制作导光板。接着，在该导光板上接合具有白色LED的棒状光源，制作前光源。
图13A表示了本比较例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图13A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本比较例的导光板中，沟的深度与离开光源的距离无关，为定值5.66μm。
接着，使本比较例的前光源工作，图13B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图13B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图13B所示，如果把入光量设置为1，那么本比较例中前光源的射出光量的最大值是0.002464，射出光量的最小值是0.001138。由此得出，射出光量分布为46.2％，平均的射出光量为0.001717。另外，本比较例中前光源的光源使用效率为23.0％。
本比较例中前光源的射出光量出现最大值的位置在第1条沟，最小值的位置在第314条沟。
比较例3
接着，把沟深设置为4.49μm，缓斜面部的倾斜角度设置为1.65度，制作了与所述比较例2具有同样结构的前光源。
图14A表示了本比较例的前光源导光板的一面上形成的沟深度分布。图14A中的横轴表示沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示对应于沟编号的沟深度。如该图所示，在本比较例的导光板中，沟的深度与离开光源的距离无关，为定值4.49μm。
接着，使本比较例的前光源工作，图14B表示了对导光板的出射面的各部分上射出光量的分布进行了测定后得到的结果。图14B中的横轴表示导光板上形成的所述沟的沟编号，以靠光源最近的沟为1号沟，纵轴表示用光源的光量标准化了的前光源的光出射面的射出光量。
如图14B所示，如果把入光量设置为1，那么本比较例中前光源的射出光量的最大值是0.001000，射出光量的最小值是0.000731。由此得出，射出光量分布为73.1％，平均的射出光量为0.000859。另外，本比较例中前光源的光源使用效率为11.5％。
本比较例中前光源的射出光量出现最大值的位置在第1条沟，最小值的位置在第314条沟。
综合以上的实施例1～实施例3以及比较例1～比较例3中前光源的射出光量分布的测定结果，得到如下表格。
                平均射出光量    射出光量分布
实施例1          0.001899          95.0％
实施例2          0.001892          92.3％
实施例3          0.001934          94.7％
比较例1          0.001870          81.8％
比较例2          0.001717          46.2％
比较例3          0.000859          73.0％
由所述表格可知，本发明的实施例1～实施例3的前光源中的任何一个，其射出光量的最大值和最小值的比值即射出光量分布都在90％以上。即使是平均射出光量也比具有以往结构的前光源即比较例2的前光源提高了10％。
另外，如果把实施例1～3与比较例1比较，虽然这些前光源中，都是离开光源越远，沟的深度越深，但是在平均射出光量、射出光量分布等方面，都是实施例1～3的前光源的更好。这是由于实施例1～3的前光源的导光板中，离开光源越远，相邻的沟的深度差越大，而比较例1中的前光源的导光板中，相邻的沟的深度差是一定的，所以在远离光源的位置的射出光量不足。
如果把比较例2和比较例3做比较，沟深度浅的比较例3的前光源虽然把射出光量分布改善为73％，但是平均射出光量却降低了约一半。由此可知，在不改变沟深度的分布的前提下，改善射出光量分布时，会导致平均射出光量降低。与此相比，把实施例1～3的前光源与比较例2做比较，无论是平均射出光量还是射出光量分布都得到了改善，能非常清楚地看到本发明的良好效果。
发明的效果
正如以上所详细描述的，本发明提供了一种面发光装置，在该装置中设置了光源和具有把来自该光源的光从端面射入从出射面射出的结构的导光板，在与所述出射面相反一侧的面上形成了多条***，在所述多条沟中，因为离开光源的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差变得越大，所以增大了在远离光源的位置的射出光量，使射出光量的分布均匀。
接着，在本发明的所述面发光装置中，所述多条沟中，从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Hn+1满足使用了所述导光板的板厚T和第n条沟的深度Hn的关系式，即满足Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)，那么在导光板的内部传送的光中，由各沟反射的光量在各沟都是均匀的，因此，在出射面上能得到均匀的射出光量分布。
接着，在本发明的所述面发光装置中，所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)，如果满足使用了沟的编号n、系数a、第一条沟的深度H1(μm)和导光板的板厚T(μm)的关系时，即Hn＝an2T+H1，所述系数a在1.0×10-8以上，在5.0×10-8以下，那么在出射面上就能得到均匀的射出光量分布。
接着，在本发明的所述面发光装置中，所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)如果满足使用了沟的编号n、系数a、b、第一条沟的深度H1和导光板的板厚T(μm)的关系式，即Hn＝(an2+bn)×T+H1，所述系数a在1.0×10-8以上，在5.0×10-8以下，所述系数b在1.0×10-6以上，在3.0×10-6以下，那么在出射面上就能得到均匀的射出光量分布。
接着，在本发明的所述面发光装置中，所述多条沟中，如果这样设置沟的深度，即从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和该Hn以外的无效部分d的和(Hn+d)表示。从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1满足使用了导光板的板厚T和所述无效部分d的关系式，即Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d，那么，不但修正了由注射模塑成形制作导光板时发生的面塌边导致的沟反射效率降低，还能决定各沟的射出光量，因此在出射面上能得到均匀的射出光量分布。
再者，本发明提供了一种面发光装置的制造方法，它包含以下工序，包括：在铸型用基体材料的一面上，以给定的间距进行平面加工，用通过该平面加工在所述铸型用基体材料的表面上以所述间距形成的段差部决定沟加工用金刚石刀具的顶端的位置，形成多条***，制作铸型的工序；从该铸型制作金属模的工序；通过使用该金属模的注射模塑成形制作导光板的工序；在该导光板上配置光源的工序。在所述多条沟中，离开光源的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差变得越大。因此能制造出在出射面上射出光量分布均匀、视觉识别性优异的面发光装置。
接着，本发明提供了一种面发光装置的制造方法，它包含以下工序，包括：在铸型用基体材料的一面上，用通过该平面加工在所述铸型用基体材料的表面上以所述间距形成的段差部决定沟加工用金刚石刀具的顶端的位置，形成多条***，制作金属模的工序；通过使用了该金属模的注射模塑成形制作导光板的工序；在该导光板上配置光源的工序。如果该制造方法中，在所述形成多条沟的工序中，离开光源的距离越远，沟就越深，并且随着离开光源的距离越远，相邻的沟的深度差变得越大，那么因为是在不使用铸型的前提下制作金属模，所以能通过削减工时而降低制造成本。
接着，在发明的面发光装置的制造方法中，如果在形成所述多条沟时，使所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和该Hn以外的无效部分d的和(Hn+d)表示，从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1满足使用了使用第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T的关系式，即Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d，那么就能制造出在出射面上射出光量分布更均匀的面发光装置。
再者，在发明的面发光装置的制造方法中，如果在形成所述多条沟时，使所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用了沟的编号n、在1.0×10-8以上和5.0×10-8以下范围内的系数a、导光板的板厚T(μm)和第一条沟的深度H1(μm)的关系式，即满足Hn＝an2T+H1，那么就能制造出在出射面上射出光量分布更均匀的面发光装置。
再者，在发明的面发光装置的制造方法中，如果在形成所述多条沟时，使所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hn(μm)满足使用了沟的编号n、在1.0×10-8以上和5.0×10-8以下的系数a、在1.0×10-6以上和3.0×10-6以下的系数b、导光板的板厚T(μm)、第一条沟的深度H1(μm)的关系式，即满足Hn＝(an2+bn)×T+H1，那么就能制造出在出射面上射出光量分布更均匀的面发光装置。
还有，如果根据本发明的液晶显示装置，则因为它具有本发明的面发光装置，所以即使在远离光源的位置也能从面发光装置得到充足的照明光。因此，在整个显示区域中都能得到亮度均匀的显示。

Claims (16)

1.一种面发光装置，其特征在于：
包括：光源；和具有使来自该光源的光从侧端面射入并从出射面射出的结构的导光板；在与所述导光板的出射面相反一侧的面上，呈条带状周期性地形成由缓斜面部和具有比该缓斜面部陡的倾斜角度的陡斜面部所构成的多条沟；
在所述沟中，其形成状态为：离开光源的距离越远则沟越深，并且离开光源的距离越远则相邻的沟的深度差也越大。
2.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
在所述多条沟中，应使从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Hn+1满足使用导光板的板厚T和第n条沟的深度Hn构成的关系式
Hn+1＝Hn×T/(T-Hn)。
3.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
在所述多条沟中，应使从光源一侧数第n条沟的深度Hnμm满足使用沟的编号n、系数a、第一条沟的深度H1μm和导光板的板厚Tμm所构成的关系式Hn＝an2T+H1；所述系数a在1.0×10-8以上，5.0×10-8以下。
4.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
在所述多条沟中，应使从光源一侧数第n条沟的深度Hnμm满足使用沟的编号n、系数a、b、第一条沟的深度H1μm和导光板的板厚Tμm的关系式Hn＝(an2+bn)×T+H1；所述系数a在1.0×10-8以上，5.0×10-8以下；所述系数b在1.0×10-6以上，3.0×10-6以下。
5.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
在所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和作为该Hn以外的部分的无效部分d的和(Hn+d)来表示；
从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1由使用第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T和所述无效部分d所构成的关系式Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d来表示。
6.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
所述导光板的反射面部具有在相邻的沟之间形成的平坦部。
7.根据权利要求1所述的面发光装置，其特征在于：
所述导光板的的反射面部具有在沟的底部形成的平坦部。
8.根据权利要求6所述的面发光装置，其特征在于：
在所述平坦部中，离开光源的距离越远，则该平坦部的面积就越小。
9.一种面发光装置的制造方法，其特征在于：
包含以下所述工序：
以给定的间距在铸型用基体材料的一面上进行平面加工，在通过该平面加工在所述铸型用基体材料的表面上以所述间距形成的段差部上，呈条带状地形成多条沟，来制作铸型的工序；
从该铸型来制作金属模的工序；
通过使用该金属模的注射模塑成形，来制作导光板的工序；
在该导光板上配置光源的工序；
在所述多条沟中，离开光源的距离越远，则沟就越深，并且离开光源的距离越远，则相邻的沟的深度差就越大。
10.一种面发光装置的制造方法，其特征在于：
包含以下所述工序：
以给定的间距在金属模用基体材料的一个面上进行平面加工，通过利用该平面加工在以所述间距形成在所述金属模用基体材料的表面上的段差部上，呈条带状地形成多条沟，来制作金属模的工序；
通过使用该金属模的注射模塑成形来制作导光板的工序；
在该导光板上配置光源的工序；
在所述多条沟中，离开光源的距离越远，则沟就越深，并且离开光源的距离越远，则相邻的沟的深度差就变得越大。
11.根据权利要求9或10所述的面发光装置的制造方法，其特征在于：
在所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Fn由该Fn中对光的射出有用的有效部分Hn和作为该Hn以外的部分的无效部分d的和(Hn+d)来表示；
形成所述沟要满足以下关系：即从光源一侧数第(n+1)条沟的深度Fn+1可以用使用第n条沟的深度Fn、导光板的板厚T和所述无效部分d所构成的关系式Fn+1＝((Fn-d)×T/(T-Fn+d))+d来表示。
12.根据权利要求10所述的面发光装置的制造方法，其特征在于：
形成所述沟要满足以下关系：即在所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hnμm满足使用沟的编号n、在1.0×10-8以上5.0×10-8以下范围内的系数a、导光板的板厚Tμm和第一条沟的深度H1μm所构成的关系式Hn＝an2T+H1。
13.根据权利要求10所述的面发光装置的制造方法，其特征在于：
形成所述沟要满足以下关系：即在所述多条沟中，从光源一侧数第n条沟的深度Hnμm满足使用沟的编号n、在1.0×10-8以上5.0×10-8以下范围内的系数a、在1.0×10-6以上3.0×10-6以下范围内的系数b、导光板的板厚Tμm、和第一条沟的深度H1μm所构成的关系式Hn＝(an2+bn)×T+H1。
14.根据权利要求10所述的面发光装置的制造方法，其特征在于：
形成所述多条沟，要在相邻的所述沟之间形成平坦部。
15.根据权利要求14所述的面发光装置的制造方法，其特征在于：
在所述平坦部中，距离设有光源的端部越远，则该平坦部的面积越小。
16.一种液晶显示装置，其特征在于：
包括权利要求1所述的面发光装置。
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