TW201539049A - 面光源裝置及顯示裝置 - Google Patents

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Tatsuaki Inoue
Masahiro Gotou
Hiroki Matsushita
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Dainippon Printing Co Ltd
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Abstract

面光源裝置(20)係包含導光板(30)、光學薄片(60)及光源(24)。光學薄片係具有突出於導光板側、排列於第1方向之複數單位稜鏡。單位稜鏡包含朝向第1方向的一側之第1稜鏡面(71)、與朝向第1方向的另一側之第2稜鏡面(72)。第2稜鏡面(72)包含傾斜角度互異之複數要素面(73)。使各要素面之傾斜角度(θt)、各要素面的沿著第1方向之長度(Wt)、第2稜鏡面(72)的沿著第1方向之長度(Wb2)滿足指定之條件。

Description

面光源裝置及顯示裝置
本發明係有關側光型的面光源裝置，特別是，有關一面維持高的正面方向亮度、一面抑制於直交的二個面內的亮度角度分佈的不均一性之面光源裝置，以及，具有該面光源裝置之顯示裝置。
具有面狀地發光的發光面之面光源裝置，例如作為被安裝入液晶顯示裝置而由背面側照明液晶顯示面板之背光，已經是廣為普及的(例如，JP2004-46076A專利文獻1)。液晶顯示裝置用之面光源裝置，大致可以分為在光學構件的正下方配置光源的直下型，及在光學構件的側方配置光源的邊緣光型(亦被稱為側光型)。邊緣光型的面光源裝置，相較於直下型的面光源裝置，前者在可以薄型化之點上較優。
專利文獻1所揭示之邊緣光型的面光源裝置，係具有導光體、面對於導光板的出光面而配置之光偏向元件、與面對於導光體的一個側面而配置之光源。在該面光源裝置，從導光體的出光面射出的光的多數，係對出 光面的法線方向大幅傾斜往導光體內的導光方向之方向，例如對出光面的法線方向往導光體內的導光方向傾斜60°~80°之方向前進。光偏向元件，係具有在平行於導光體的導光方向之方向排列且向導光體突出之複數個線狀稜鏡。該線狀稜鏡，係具有從導光體起大大傾斜之成為光的入射面之第1稜鏡面、與反射該大大傾斜之光並朝向正面方向之第2稜鏡面。專利文獻1之面光源裝置方面，藉由將第2稜鏡面作為折面而形成，讓光偏向元件之偏向功能強化，結果謀求光源光的有效利用。
然而，近年，被稱為行動電話或平板電腦之小型行動終端正急速普及。在多數的行動電話或小型行動終端，適用包含可以實現薄型化的邊緣光型的面光源裝置之液晶顯示裝置。在行動電話或小型行動終端之顯示裝置，因應保持行動電話或小型行動終端之方向，而使影像顯示之方向也改變。使用者，能夠因應顯示影像，而在橫長或者縱長之顯示面來適切地觀察影像。在於此類用途之面光源裝置，以不隨著觀察影像的方向而改變影像的明亮度或視角的方式，抑制在直交的二個面內之亮度角度分佈的不均一性為佳。另一方面，行動電話或小型行動終端方面，也強烈被要求一面謀求省電、一面確保高的正面方向亮度。
本發明係考慮以上幾點而做成，其目的在於 提供一種一面可維持高的正面方向亮度、一面可抑制在直交的二個面內的亮度角度分佈的不均一性之面光源裝置，以及，具有該面光源裝置之顯示裝置。
根據本發明之面光源裝置，其特徵係具備：具有出光面與對向於第1方向的一對側面之導光板，面對於前述導光板的前述出光面而配置之光學薄片，與面對於位在前述第1方向的一側的導光板的側面而配置之光源；前述光學薄片係具有薄片狀的本體部、與在前述本體部的前述導光板側被排列於前述第1方向且各自在與前述第1方向交叉的方向上線狀延伸之複數單位稜鏡；各單位稜鏡包含朝向前述第1方向的一側之第1稜鏡面、與朝向前述第1方向的另一側之第2稜鏡面；前述第2稜鏡面，在平行於前述第1方向與前述本體部的法線方向雙方之光學薄片的主切斷面，包含以使對前述第1方向之傾斜角度，從距離前述本體部最遠的單位稜鏡的先端部之側起、朝向最接近前述本體部之單位稜鏡的基端部之側，逐漸增加之方式配置之n(n為2以上的自然數)個要素面；從前述單位稜鏡的前述先端部側朝向前述基端部側位於第t(t為滿足1≦t≦n的自然數)個之要素面，於前述光學薄片的主切斷面，把對前述第1方向所夾的未滿180°的角度設為θt，把該第t個要素面的沿著前述第1方向之長度設為Wt，把在前述光學薄片的主切斷面的前述第2稜鏡面的沿著前述第1方向之長度設為Wb2時，滿足以下的條件(a)及(b)；
於前述光學薄片的主切斷面，該單位稜鏡之沿著前述第1方向之幅寬Wb對沿著前述本體部的法線方向之前述單位稜鏡的高度Hb之比(Wb/Hb)，滿足以下之條件(c)；1.15≦Wb/Hb≦1.4‧‧‧(c)
在平行於前述導光板的法線方向及前述第1方向雙方的面內之往各方向的前述導光板的前述出光面上之亮度的角度分佈，可得到峰值亮度之方向從前述導光板的法線方向沿著前述第1方向往另一側傾斜之角度θaImax1，以及，位於前述導光板的法線方向與可得到前述峰值亮度的方向之間之可得到峰值亮度的一半亮度之方向從可得到峰值亮度之方向起沿著第1方向往一側傾斜之角度θaIα1，滿足以下之條件(d)及(e)。
60°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d)
5°≦θ aIα1≦25°‧‧‧(e)
根據本發明之面光源裝置，在平行於前述導光板的法線方向並直交於前述第1方向的面內之往各方向的在前述導光板的前述出光面上之亮度的角度分佈，可得到峰值亮度的方向對前述導光板的法線方向所夾的角度大 小θaImax2，以及，位於可得到前述峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向、從可得到峰值亮度的方向起分別傾斜之角度大小的平均值θaIα2，是滿足以下之條件(f)及(g)。
θ aImax2≦3°‧‧‧(f)
12°≦θ aIα2≦27°‧‧‧(g)
根據本發明之面光源裝置，在前述光學薄片之與前述導光板之側為相對側之面，也可以形成光擴散層。
根據本發明之面光源裝置，前述第2稜鏡面，在平行於前述第1方向與前述本體部的法線方向雙方的光學薄片的主切斷面，包含以對前述第1方向的傾斜角度從距離前述本體部最遠之單位稜鏡的先端部之側起、向最接近前述本體部之單位稜鏡的基端部之側，逐漸增加之方式配置之n(n為3以上之自然數)個要素面。
根據本發明之顯示裝置，係具備根據上述本發明之面光源裝置之任一項，與面對於前述面光源裝置而配置之顯示面板。
根據本發明，能夠一面賦予面光源裝置高的正面方向亮度、一面抑制在直交的二個面內之亮度角度分佈的不均一性。
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧顯示面
12‧‧‧液晶層胞
13‧‧‧上偏光板
14‧‧‧下偏光板
15‧‧‧液晶顯示面板
20‧‧‧面光源裝置
21‧‧‧發光面
24‧‧‧光源
25‧‧‧發光體
28‧‧‧反射薄片
30‧‧‧導光板
31‧‧‧出光面
32‧‧‧背面
33‧‧‧入光面
60‧‧‧光學薄片(稜鏡薄片)
61‧‧‧出光面
圖1係供說明根據本發明之一實施型態之圖，係顯示裝置及面光源裝置之概略構成之剖面圖。
圖2係供說明圖1的面光源裝置的作用之圖。
圖3係從出光面之側來顯示被組入圖1的面光源裝置的導光板之立體圖。
圖4係從背面之側來顯示被組入圖1的面光源裝置的導光板之立體圖。
圖5係供說明導光板的作用之圖，圖示沿著圖3的V-V線剖面之導光板。
圖6係顯示被組入圖1的面光源裝置之光學薄片之立體圖。
圖7係顯示圖6的光學薄片在其主切斷面(沿著圖6的VII-VII線的剖面)之部分剖面圖。
圖8係供說明光學薄片的作用之圖，顯示面光源裝置在與圖7同樣的剖面之部分剖面圖。
圖9係顯示平行於正面方向及第1方向雙方的面內之、於導光板的出光面上的亮度的角度分佈圖。
圖10係顯示平行於正面方向及第2方向雙方的面內之、於導光板的出光面上的亮度的角度分佈圖。
圖11係顯示平行於正面方向及第1方向雙方的面內之、於光學薄片的出光面上的亮度的角度分佈圖。
圖12係顯示平行於正面方向及第2方向雙方的面內之、於光學薄片的出光面上的亮度的角度分佈圖。
圖13係顯示在主切斷面之光學薄片一變形例之剖面圖。
以下，參照圖面說明本發明之一實施型態。又，於本說明書所附之圖式，為了使圖式容易被理解以及繪製的方便上之目的，會適度地改變比例尺以及縱橫尺寸比等，改變圖式而比實物更為誇張。
圖1~圖8係供說明根據本發明之一實施型態之圖。其中，圖1係顯示液晶顯示裝置及面光源裝置的概略構成之剖面圖，圖2係供說明面光源裝置的作用之剖面圖。圖3及圖4係顯示面光源裝置所包含的導光板之立體圖，圖5係顯示在導光板的主切斷面的導光板之剖面圖。圖6係顯示面光源裝置所包含的光學薄片之立體圖，圖7及圖8係顯示在主切斷面的光學薄片之剖面圖。此外，圖9~圖12係圖示於面光源裝置的導光板的出光面上或光學薄片的出光面上的亮度的角度分佈之一例。
如圖1所示，顯示裝置10係具備液晶顯示面板15，與被配置在液晶顯示面板15背面側、從背面側使液晶顯示面板15面狀地發亮之面光源裝置20。顯示裝置10係具有顯示影像之顯示面11。液晶顯示面板15，係以作為每一畫素控制來自面光源裝置20的光的透過或遮斷之快門而發揮功能，在顯示面11顯示影像的方式構成的。
圖示之液晶顯示面板15，具有配置在出光側的上偏光板13，配置在入光側的下偏光板14，與配置在上偏光板13與下偏光板14之間的液晶層胞12。偏光板14、13，係具有將射入的光分解成直交的二個偏光成分(P波及S波)，使在一方的方向(與透過軸平行的方向)振動的直線偏光成分(例如P波)透過、將在直交於前述一方的方向之另一方方向(與吸收軸平行的方向)振動的直線偏光成分(例如S波)吸收之功能。
液晶層12，係做成得以對每個形成一畫素之區域施加電場。接著，利用電場施加的有無而使液晶層12中的液晶分子的配向方向改變。作為一例，透過配置於入光側的下偏光板14之特定方向的偏光成分，在通過被施加電場的液晶層12時使該偏光方向旋轉90°，另一方面，在通過未被施加電場的液晶層12時維持該偏光方向。該場合下，能夠利用有無往液晶層12施加電場，來控制在透過下偏光板14的特定方向振動之偏光成分是進而透過配置於下偏光板14的出光側之上偏光板13，或者，在上偏光板13被吸收而遮斷。
這樣一來使液晶面板(液晶顯示部)15得以控制每一畫素讓來自面光源裝置20的光透過或者遮斷。又，針對液晶顯示面板15的詳細內容，已記載於種種公知文獻(例如，「平面面板顯示器大辭典(內田龍男，內池平樹監修)」2001年工業調查會發行)，此處則省略更為詳細的說明。
其次，說明面光源裝置20。面光源装置20係具有面狀發光的發光面21，本實施型態係用作由背面側來照明液晶顯示面板15之装置。
如圖1所示，面光源裝置20係作為邊緣光型的面光源裝置而構成，具有導光板30、配置於導光板30一方之側(圖1之左側)的側方之光源24、與分別面對於導光板30而配置之光學薄片(稜鏡薄片)60及反射薄片28。圖示之例中，光學薄片60為直面於液晶顯示面板15而配置。接著，利用光學薄片60的出光面61，而畫成面光源裝置20的發光面21。
在圖示例，導光板30的出光面31，與液晶顯示裝置10的顯示面11及面光源裝置20的發光面21同樣地，平面視形狀(在圖1係由上方俯視所見之形狀)為形成四角形形狀。結果，導光板30，全體上被構成具有一對主面(出光面31及背面32)之相對厚度方向的邊比另一邊還小之長方體狀構件，被區劃在一對主面間的側面包含四個面。同樣地，光學薄片60及反射薄片28，全體被構成在相對厚度方向的邊比另一邊還小之長方體狀構件。
導光板30，係具有利用液晶顯示面板15側的一方主面所構成的出光面31、由對向於出光面31的另一方主面所構成的背面32、與延伸過出光面31及背面32之間的側面。對向於側面之中的第1方向d1之二個面之中的一方側面，形成入光面33。如圖1所示，面對於入光面33設置光源24。從入光面33射入導光板30內之 光，係沿著第1方向(導光方向)d1朝向對向於入光面33的相對面34，大概沿著第1方向(導光方向)d1被引導到導光板30內。如圖1及圖2所示，光學薄片60係配置成面對於導光板30的出光面31，反射薄片28則配置成面對於導光板30的背面32。
光源24，例如，能夠以線狀的冷陰極管等螢光燈，或點狀之LED(發光二極體)或白熾燈泡等種種態樣而構成。在本實施型態，光源24係利用沿著入光面33的長邊方向(在圖1係直交於紙面之方向，亦即，紙面的表裏方向)、並配置之多數點狀發光體25，具體而言，多數發光二極體(LED)而構成。又，在圖3及圖4所示之導光板30，顯示做成光源24的多數點狀發光體25之配置位置。
反射薄片28，係用以反射從導光板30的背面32漏出的光，並再使之射入導光板30內之構件。反射薄片28，可以是由白色之散射反射薄片、由金屬等具有高反射率的材料所構成之薄片、包含由具有高反射率的材料所構成的薄膜(例如金屬薄膜)作為表面層之薄片等所構成。用反射薄片28之反射，可以是正反射(鏡面反射)、也可以是擴散反射。在用反射薄片28的反射為擴散反射之場合下，該擴散反射可以是向同性擴散反射、或向異性擴散反射。
可是，在本說明書，「出光側」係光在光源24、導光板30、光學薄片60、液晶顯示面板15、與顯示 裝置10之構成要素間不會往回退地前進、而從顯示裝置10射出並朝向觀察者之行進方向之下游側(觀察者側，例如圖1之紙面的上側)；「入光側」則是光在光源24、導光板30、光學薄片60、液晶顯示面板15、與顯示裝置10之構成要素間不會往回退地前進、而從顯示裝置10射出並朝向觀察者之行進方向之上游側。
又，於本說明書，「薄片；sheet」、「膜；film」、「板」等之用語僅是稱呼上的差異，相互之間並無區別。因此，例如，「薄片」也包含可以被稱為膜或板之類的構件之概念。
再者，於本說明書，所謂「薄片面(板面、膜面)」，係指整體從大局來看成為對象的薄片狀構件的場合下，與成為對象的薄片狀構件之平面方向一致之面。接著，於本實施型態，導光板30的板面、導光板30後述之基部40的薄片面(板面)、光學薄片60的薄片面、反射薄片28之薄片面、液晶顯示面板之面板面、顯示裝置10之顯示面11、以及面光源裝置20之發光面21，係相互平行。再者，於本說明書，薄片狀構件的法線方向，係指成為對象的薄片狀構件之往薄片面的法線方向。再者，於本說明書之「正面方向」，係往面光源裝置20的發光面21之法線方向，在本實施型態，也一致於往面光源裝置20的發光面21之法線方向、往導光板30的板面之法線方向、往光學薄片60的薄片面之法線方向、往顯示裝置10的顯示面11之法線方向等(例如，參照圖2)。
其次，主要參照圖2~圖5，進而詳細說明導光板30。如圖2~圖5充分顯示，導光板30係具有形成板狀之基部40、與形成在基部40的一側的面(朝向觀察者側之面，出光側面)41上之複數單位光學要素50。基部40，被構成為具有一對平行的主面之平板狀構件。接著，利用位於面對於反射薄片28之側之基部40的另一側面42，構成導光板30的背面32。
又，本說明書之「單位稜鏡」、「單位形狀要素」、「單位光學要素」及「單位透鏡」，係指對光造成折射或反射等光學的作用，而具有使該光的行進方向改變的功能的要素，僅有稱呼上的差別，相互之間並無實質上的差異。
如圖4充分顯示，做成導光板30的背面32之基部40的另一側面42係形成凹凸面。作為具體的構成，係利用基部40的另一側面42的凹凸，讓背面32具有傾斜面37、延伸於導光板30的法線方向nd之段差面38、與延伸於導光板30的板面方向之接續面39。於導光板30內之導光，係基於在導光板30的一對主面31、32之全反射作用。另一方面，傾斜面37，以隨著從入光面33側朝向相對面34側而逐漸接近出光面31之方式，對著導光板30的板面傾斜。從而，針對在傾斜面37反射之光，在射入一對主面31、32時的入射角度會變小。當藉由用傾斜面37來進行反射，而往一對主面31、32的入射角度未滿全反射臨界角度時，該光便從導光板30射出。 亦即，傾斜面37係作為用以從導光板30把光取出的要素之功能。
藉著在背面32內調節沿著導光方向的第1方向d1之傾斜面37的分佈，能夠調整來自導光板30的射出光量沿著第1方向d1之分佈。圖2~圖5所示之例中，沿著導光方向而隨著從入射面33愈接近相對面34，背面32中的傾斜面37所佔的比例愈高。根據這樣的構成，可以有效地防止促進沿著導光方向遠離入射面33的區域之來自導光板30的光的射出、而隨著遠離入射面33而降低射出光量之情形。
其次，說明設在基部40的一側面41上之單位光學要素50。如圖3充分顯示，複數單位光學要素50，係並排在交叉於第1方向d1且平行於基部40的一側面41的排列方向(於圖3為左右方向)，而排列於基部40的一側面41上。各單位光學要素50，係在與其排列方向交叉之方向上線狀地延伸於基部40的一側面41上。
特別是在本實施型態中，如圖3所示，複數單位光學要素50，係在基部40的一側面41上、在與第1方向d1直交之第2方向(排列方向)d2沒有間隙地並排排列著。從而，導光板30的出光面31，係根據單位光學要素50的表面而做成的傾斜面35、36來構成的。此外，各單位光學要素50係沿著與排列方向直交之第1方向d1而直線狀地延伸。再者，各單位光學要素50被形成柱狀，沿著其長邊方向而具有相同的剖面形狀。此外，於本 實施型態，複數單位光學要素50係互為相同地被構成。結果，本實施型態之導光板30，於沿著第1方向d1之各位置，具有一定之剖面形狀。
其次，說明在圖5所示之剖面，亦即，平行於單位光學要素的排列方向(第2方向)d2及往基部40的一側面41(導光板30的板面)的法線方向nd的兩方向之剖面(以下也簡稱導光板的主切斷面)之、各單位光學要素50的剖面形狀。如圖5所示，在圖示之例，在導光板的主切斷面之各單位光學要素50的剖面形狀成為朝向出光側先端愈來愈細之形狀。亦即，在導光板的主切斷面，平行於導光板30的板面之單位光學要素50的幅寬，係沿著導光板30的法線方向nd隨著愈遠離基部40而愈來愈小。
此外，在本實施型態，單位光學要素50的主切斷面之外輪廓51(對應於出光側面31)，係以該外輪廓對基部40的一側面41所夾的角度之出光面角度θa，從距離基部40最遠的單位光學要素50的外輪廓51上的先端部52a起、向最接近基部40之單位光學要素50的外輪廓51上的基端部52b而增加之方式改變。針對該出光面角度θa，係能夠以例如日本專利特開2013-51149所揭示之方式來設定。
又，此處所謂的出光面角度θa，如前述，係於導光板的主切斷面，單位光學要素50的出光側面(外輪廓)51對基部40的一側面41之夾角。如圖5所示之 例那樣，在單位光學要素50的主切斷面之外輪廓(出光側面)51被形成折線狀的場合下，形成於構成折線的各直線部與基部40的一側面41之間的角度(嚴密地說，是被形成的兩個角之中的比較小的角度(劣角角度))成為出光面角度θa。另一方面，在單位光學要素50的主切斷面之外輪廓(出光側面)51是隨著曲面而構成之場合下，在往該外輪廓的接線與基部40的一側面41之間形成的角度(嚴密地說，是被形成的兩個角之中的比較小的角度(劣角角度))特定設為出光面角度θa。
作為圖5所示一具體例之單位光學要素50，係於導光板30的主切斷面，一邊位於基部40的一側面41上而且二邊位於外輪廓41上的先端部52a與各基端部52b之間之五角形形狀，或者，將該五角形形狀的一個以上的角倒稜而做成的形狀。此外，於圖示之例，以有效果地提高正面方向亮度，以及對沿著第2方向d2的面內的亮度之角度分佈賦予對稱性為目的，單位光學要素50的主切斷面之剖面形狀，以正面方向nd為中心，具有對稱性。亦即，如圖5充分顯示，各單位光學要素50的出光側面51，係利用以正面方向為中心被構成為對稱的一對之折面35、36所構成的。一對之折面35、36，相互被連接而區劃出先端部52a。各折面35、36係具有區劃出先端部52a之第1面35a、36a、與往第1面35a、36a從基部40側起連接之第2面35b、36b。一對之第1傾斜面35a、36a係以正面方向nd為中心而具有對稱的構成，而 且，一對之第2傾斜面35b、36b也是以正面方向nd為中心而具有對稱的構成。
作為單位光學要素50全體的構成，從導光板30的主切斷面之單位光學要素50的基部40起的沿著正面方向之突出高度Ha、對往導光板30的主切斷面之單位光學要素50的排列方向之幅寬Wa之比(Ha/Wa)，最好是0.3以上0.45以下。根據這樣的單位光學要素50，利用在出光側面51的折射及反射，可以對於沿著單位光學要素50的排列方向(第2方向)之光的成分發揮良好的聚光功能，且可以有效地抑制旁瓣(side lobe)的發生。
又，本說明書之所謂的「五角形形狀」就嚴格的意義上來說，不僅限於五角形形狀，亦包含製造技術的極限或含有成型時的誤差等之約略五角形形狀。此外，同樣地，在本說明書所使用的，特定其他的形狀或幾何學條件的用語，例如「平行」、「直交」以及「對稱」等用語，不受限於其嚴格的意義，亦解釋為包含與可以期待具有相同的光學功能的程度之誤差。
在此，導光板30的尺寸，作為一例，得以如以下設定。首先，作為單位光學要素50的具體例，可以把幅寬Wa(參照圖5)設在10μm以上500μm以下。另一方面，基部40的厚度可以做成0.2mm~6mm。
由以上之類的構成所形成的導光板30，係可以藉由在基材上將單位光學要素50賦型、或者利用擠出成型來製作。作為做成導光板30的基部40及單位光學要 素50之材料，可以使用種種材料。只是，廣泛被使用作為組入顯示裝置之光學薄片用材料，要具有優良的機械性特性、光學特性、安定性及加工性等、還要是可以較便宜地取得的材料，例如，得以適切地使用以壓克力樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈等一種以上作為主成分之透明樹脂、或者環氧丙烯酸酯或胺基甲酸酯丙烯酸酯系之反應性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)。又，因應必要，也可以在導光板30中添加具有使光擴散的功能之擴散性成分。作為擴散成分之一例，可以使用由平均粒徑為0.5~100μm程度之二氧化矽、氧化鋁、壓克力樹脂、聚碳酸酯樹脂、矽氧烷樹脂等透明物質所構成之粒子。
在藉由在基材上使電離放射線硬化型樹脂硬化來製作導光板30之場合下，也可以與單位光學要素50一起，把位於單位光學要素50與基材之間之薄片狀的島部形成在基材上。這場合下，基部40係由基材與利用電離放射線硬化型樹脂所形成的島部所構成。此外，作為基材，可以採用由光擴散粒子還有被擠出成型的樹脂材料形成的板材。另一方面，在以擠出成型製作出的導光板30，係得以將基部40、與基部40的一側面41上的複數單位光學要素50一體地形成。
其次，主要參照圖2、圖6~圖8，進而詳細說明光學薄片(稜鏡薄片)60。光學薄片60係一種具有使透過光的行進方向改變的功能之構件。
如圖6充分顯示，光學薄片60係具有形成板狀的本體部65、與形成在本體部65的入光側面67上之複數單位稜鏡(單位形狀要素、單位光學要素、單位透鏡)70。本體部65，被構成具有一對平行的主面之平板狀構件。接著，利用位於不面對導光板30之側之本體部65的出光側面66，來構成光學薄片60的出光面61。
其次，說明設置在本體部65的入光側面上之單位稜鏡70。如圖2及圖6充分顯示，複數單位稜鏡70係在本體部65的入光側面67上並排配置。各單位稜鏡70係被形成柱狀、延伸在與其排列方向交叉之方向。
於本實施型態，各單位稜鏡70係直線狀地延伸。此外，各單位稜鏡70，被形成為柱狀，沿著其長邊方向上具有相同的剖面形狀。再者，複數單位稜鏡70係沿著直交於其長邊方向之方向，沒有間隙地並排在本體部65的入光側面67上。從而，光學薄片60的入光面62便利用沒有間隙地排列在本體部65上之單位稜鏡70的表面(稜鏡面)71、72而形成。
又，如上述，光學薄片60係配置成重疊在導光板30，使光學薄片60的單位稜鏡70對面於導光板30的出光面31。此外，如圖1及圖2所示，光學薄片60，係以單位稜鏡70的長邊方向與隨導光板30所形成的導光方向(連結導光板30的入光面33與對向於該入光面的相對面34之第1方向)d1交叉之方式，對著導光板30定位。更嚴密而言，以使單位稜鏡70的長邊方向與隨導光 板30所形成的導光方向(亦即，第1方向)d1直交，而且，單位稜鏡70的排列方向與隨導光板30所形成的導光方向d1平行之方式，讓光學薄片60對著導光板30定位。因此，各單位稜鏡70係在平行於導光板30的單位光學要素50的排列方向之第2方向d2延伸。
如圖2充分顯示，各單位稜鏡70係具有沿著單位稜鏡70的排列方向，亦即第1方向d1，相互對向配置之第1稜鏡面71及第2稜鏡面72。各單位稜鏡70的第1稜鏡面71係位於第1方向之一側(圖1及圖2紙面之左側)；第2稜鏡面72係位於第1方向之另一側(圖1及圖2紙面之右側)。更詳細而言，各單位稜鏡70的第1稜鏡面71係位於第1方向d1之光源24側並朝向第1方向d1之一側。各單位稜鏡70的第2稜鏡面72則位於第1方向d1之遠離光源24之側、朝向第1方向d1之另一側。如後述，第1稜鏡面71主要是作為讓從配置在第1方向d1的一側之光源24起朝導光板30內前進、之後從導光板30射出的光，在往光學薄片60射入時之入射面之功能。另一方面，第2稜鏡面72係具有將往光學薄片60射入的光反射，並補正該光的光路之功能。
如圖7及圖8充分顯示，第1稜鏡面71及第2稜鏡面72係分別從本體部65延伸出去而且相互接續。在第1稜鏡面71及第2稜鏡面72分別接續在本體部65之位置，區劃出單位稜鏡70的基端部75b。此外，在第1稜鏡面71及第2稜鏡面72相互接續之位置，區劃出從本 體部65往入光側最突出之單位稜鏡70的先端部(頂部)75a。
如上述，或圖7及圖8所示，平行於往本體部65的薄片面(本體部65的入光側面67、光學薄片60的薄片面)的法線方向nd及單位稜鏡70的排列方向之第1方向d1雙方之剖面(於以下，也簡稱為光學薄片的主切斷面)之各單位稜鏡70的剖面形狀，沿著該單位稜鏡70的長邊方向(直線狀地延伸之方向)成為固定。
於以下，進而詳細說明在光學薄片的主切斷面之單位稜鏡70的剖面形狀。又，圖7係顯示相當於光學薄片的主切斷面之沿著圖6的VII-VII線之光學薄片的剖面；圖8係顯示平行於光學薄片的主切斷面之剖面的面光源裝置20。如圖7及圖8所示，在本實施型態，在光學薄片的主切斷面之各單位稜鏡70的剖面形狀係成為朝向入光側(導光板之側)先端愈來愈細之形狀。亦即，於主切斷面，平行於本體部65的薄片面之單位稜鏡70的幅寬，係沿著本體部65的法線方向nd並隨著遠離本體部65而愈來愈小。
於本實施型態，在光學薄片60的主切斷面，構成單位稜鏡70的外輪廓的一部份之第2稜鏡面72(構成入光側面的一部份之第2稜鏡面72)，對第1方向d1所夾的角度為傾斜角度θt時，至少一個單位稜鏡70的傾斜角度θt在第2稜鏡面72內並不是固定的。如圖7及圖8所示，傾斜角度θt係在第2稜鏡面72內以從距離本體 部65最遠的該單位稜鏡的先端部75a起向最接近本體部65的該單位稜鏡70的基端部75b而增加之方式改變。如圖8所示，根據這樣的單位稜鏡70，就能在朝第2稜鏡面72之中的，對正面方向nd的傾斜角度比較小的方向上前進之比較立起的光L81為主而射入之基端部75b側的區域、以及、朝對正面方向nd的傾斜角度非常大的方向前進之比較傾倒的光L82為主而射入之先端部75a側的區域雙方，都確保優良的聚光功能。
作為具體的構成，於光學薄片的主切斷面，包含以對第1方向d1的傾斜角度θt、從單位稜鏡70的先端部75a側起向基端部65b側、逐漸增加之方式配置之n(n為2以上的自然數)個要素面73，亦即複數要素面。圖示之本實施型態方面，單位稜鏡70的第2稜鏡面72的輪廓，係於光學薄片的主切斷面，具有連接直線部形成之，或者，連接直線部而且將接頭倒稜形成之形狀。換言之，單位稜鏡70的第2稜鏡面72的外輪廓，係形成折線狀、或者、將折線的角部倒稜而成的形狀。特別是在圖示之例，第2稜鏡面72係具有：區劃出先端部75a之第1要素面73a、與在第1要素面73a從本體部65側起所鄰接之第2要素面73b。接著，如圖7所示，第2要素面73b的傾斜角度θ1是比在第2要素面73b之傾斜角度θ2還大。
又，傾斜角度θt、θ1、θ2，如上述，係於光學薄片60的主切斷面，單位稜鏡70的入光側面(第2稜鏡 面72)對第1方向d1所夾之角度。在構成折線的各要素面73與第1方向d1之間形成的角度(嚴密來說，被形成的二個角之中的比較小的角度(劣角角度))為傾斜角度θt、θ1、θ2。
在具有以上之類的構成的光學薄片60，光學薄片的主切斷面沿著單位稜鏡70的排列方向之單位稜鏡70的第2稜鏡面72的幅寬Wb(參照圖8)對光學薄片的主切斷面沿著本體部65的法線方向nd之單位稜鏡70的高度Hb之比(Wb/Hb)的大小，會影響到該光學薄片60的聚光性及擴散性。此外，各要素面73的傾斜角度θt的大小，當然也會大大地影響到該光學薄片60的聚光性及擴散性。接著，本案發明人等再三銳意檢討之結果確認，光學薄片60最好是使以下的關係式(a)~(c)成立。
本案發明人等確認後，根據滿足有關傾斜角度θt及比(Wb/Hb)之條件(a)~(c)之光學薄片60，能夠在與藉由典型地具有上述構成而被賦予光學特性之導光板30之組合，一邊高度保有正面方向亮度，一邊有效地使沿著第1方向d1的面內之亮度角度分佈之外形(profile)、與沿著第2方向d2的面內之亮度角度分佈之外形一致。
又，上述條件之「θt」，係如圖7所示，於光學薄片的主切斷面，從單位稜鏡70的先端部75a側起向基端部75b側位於第t個(t為滿足1≦t≦n之自然數)要素面73之上述的傾斜角度的大小。「Wt」，係從單位稜鏡70的先端部75a側起向基端部75b側位於第t個(t為滿足1≦t≦n之自然數)要素面73之、沿著第1方向d1之幅寬。「Wb2」，係第2稜鏡面72之沿著第1方向d1之幅寬。
此外，光學薄片60之其他的尺寸，作為一例，可以如下述般設定。首先，作為由以上之類的構成所形成之單位稜鏡70的具體例，可以將單位稜鏡70的排列距離(於圖示之例，相當於單位稜鏡70的幅寬Wb)設為10μm以上200μm以下。只是，近來，單位稜鏡70排列的高精細化急速進展，最好是將單位稜鏡70的排列距離設為10μm以上40μm以下。同樣地，可以將單位稜鏡70的第2稜鏡面72的幅寬Wb2設在5μm以上100μm以下；考慮進來的傾向，則可以設為5μm以上20μm以下。此外，可以把沿著往光學薄片60薄片面的法線方向nd之從本體部65起的單位稜鏡70的突出高度Hb設在5.5μm以上180μm以下。此外，可以將在第2稜鏡面72的第1要素面73a之傾斜角度θ1設在45°以上60°以下；可以將在第2稜鏡面72的第2要素面73b之傾斜角度θ2設在50°以上70°以下。
由以上之類的構成所形成的光學薄片60，係 可以藉由在基材上將光學薄片60賦型、或者利用擠出成型來製作。作為做成光學薄片60的本體部65及單位稜鏡70之材料，可以使用種種材料。只是，廣泛被使用作為組入顯示裝置之光學薄片用材料，要具有優良的機械性特性、光學特性、安定性及加工性等、還要是可以較便宜地取得的材料，例如，得以適切地使用以壓克力樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈等一種以上作為主成分之透明樹脂、或者環氧丙烯酸酯或胺基甲酸酯丙烯酸酯系之反應性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)。
在藉由在基材上使電離放射線硬化型樹脂硬化來製作光學薄片60之場合下，也可以把單位稜鏡70、還有位於單位稜鏡70與基材之間之薄片狀島部形成在基材上。這場合下，本體部65係由基材與利用電離放射線硬化型樹脂所形成的島部構成。另一方面，在以擠出成型製作出的光學薄片60，係得以將本體部65、與本體部65的入光側面67上的複數單位稜鏡70等一體地形成。
其次，說明由以上之類的構成所形成的顯示裝置10之作用。
首先，如圖1及圖2所示，以做成光源24的發光體25發出的光，介著入光面33、射入導光板30。如圖2所示，往導光板30射入的光L21、L22，於導光板30的出光面31及背面32，反覆進行反射、特別是起因於構成導光板30的材料與空氣的折射率差之全反射，往連結 導光板30的入光面33與相對面34之第1方向(導光方向)d1前進。
導光板30的背面32，係具有以從入光面33起隨著愈向相對面34、而對著出光面31愈接近之方式傾斜之傾斜面37。傾斜面37係介著段差面38及接續面39而連結著。之中的段差面38係延伸於導光板30板面的法線方向nd。從而，導光板30內從入光面33側往相對面34側前進的光的大部分，在背面32之中，不射入段差面38，而在傾斜面37或接續面39反射。接著，當在背面32之中的傾斜面37反射時，會使圖2所示之剖面之該光的行進方向，對導光板30板面的傾斜角度增大。亦即，在背面32之中的傾斜面37反射時，以下之、該光往出光面31及背面32之入射角度變小。從而，行進於導光板30內的光之往出光面31及背面32的入射角度，會隨著在背面32之中的傾斜面37之一次以上的反射，而逐漸變小、直到未達全反射臨界角。在此場合下，該光變成可以從導光板30的出光面31及背面32射出。從出光面31射出的光L21、L22，係朝向被配置於導光板30的出光側之光學薄片60。另一方面，由背面32射出的光，變成利用配置在導光板30的背面的反射薄片28反射再射入導光板30內而行進於導光板30內。
特別是，圖示之例中，沿著導光方向而隨著從入射面33愈接近相對面34，背面32中的傾斜面37所佔的比例愈高。藉此，在有導致射出光量變少傾向之遠離 入光面33之區域，能夠充分確保來自導光板30出光面31的射出光量、謀求沿著導光方向之射出光量的均一化。
可是，圖示之導光板30的出光面31係利用複數單位光學要素50而構成，各單位光學要素50的主切斷面之剖面形狀，會成為以正面方向為中心並對稱地配置之五角形形狀或者將該五角形形狀之一個以上的角倒稜而成的形狀。更詳細而言，如上述，導光板30的出光面31係以作為對導光板30的背面32傾斜之折面而構成(參照圖5)。該折面，會形成挾著往基部40出光側面41的法線方向nd而成為相互傾斜於相反側之傾斜面35、36。接著，在該傾斜面35、36全反射而行進於導光板30內之光及通過該傾斜面35、36而從導光板30射出之光，會從該傾斜面35、36受到以下說明之作用之影響。首先，說明對於在傾斜面35、36全反射而行進於導光板30內之光所造成的作用。
圖5係於出光面31及背面32一邊反覆進行全反射一邊行進於導光板30內之光L51、L52之光路，顯示在導光板的主切斷面內。如上述，做成導光板30出光面31之傾斜面35、36，係包含挾著往基部40出光側面41的法線方向nd而相互地傾斜於相反側之二種面。此外，相互傾斜於相反側之二種傾斜面35、36，係沿著第2方向d2交互地並排。接著，如圖5所示，朝向出光面31行進於導光板30內、射入出光面31之光L51、L52，大 多場合下，係往二種傾斜面35、36之中的在導光板的主切斷面以朝向基部40出光側面41的法線方向nd為基準之傾斜於與該光的行進方向相反側之傾斜面射入。
結果，如圖5所示，行進於導光板30內的光L51、L52，在出光面31的傾斜面35、36進行全反射的大多數的場合下，會使沿著第2方向d2的成分被減低，進而，於主切斷面其行進方向成為以正面方向nd為中心而朝向相反側。如此方式，利用做成導光板30出光面31之傾斜面35、36，會使以某發光點放射狀地發出的光，照樣在第2方向d2繼續擴展受到限制。亦即，在由光源24的發光體25對第1方向d1大幅傾斜的方向上發光、射入導光板30內的光，也是一邊讓往第2方向d2之移動受到限制，一邊主要往第1方向d1行進。藉此，使從導光板30出光面31射出的光之沿著第2方向d2的光量分佈，可以利用光源24的構成(例如，發光體25的排列)，或是發光體25的輸出來調節。
其次，說明對於通過出光面31而從導光板30射出的光所造成的作用。如圖5所示，介著出光面31從導光板30射出的光L51、L52，係在做成導光板30出光面31之單位光學要素50的出光側面折射。利用此折射，於主切斷面在從正面方向nd傾斜的方向前進的光L51、L52的行進方向(射出方向)，與通過導光板30內時之光的行進方向相比較，主要以使對正面方向nd的夾角變小的方式來彎曲。藉由這樣的作用，單位光學要素50， 可以針對沿著與導光方向直交的第2方向d2的光的成分，使透過光之行進方向集中於正面方向nd側。亦即，單位光學要素50，針對沿著與導光方向直交的第2方向d2之光的成分，造成聚光作用。如此進行，由導光板30射出的光的射出角度，在平行於導光板30的單位光學要素50的排列方向之面內，會被擠壓於以正面方向為中心的狹窄的角度範圍內。
如此進行，由導光板30射出的光的射出角度，在平行於導光板30的單位光學要素50的排列方向之面，會被擠壓於以正面方向為中心的狹窄的角度範圍內。另一方面，從導光板30射出的光的射出角度，到目前為止，由於以導光板30內為主而朝第1方向d1前進，所以如圖2所示，在平行於第1方向(導光方向)d1之面，造成從正面方向nd比較大地傾斜之比較大的射出角度θk。亦即，從導光板30射出的光的第1方向成分d1的射出角度(射出光的第1方向成分與往導光板30板面的法線方向nd之夾角θk(參照圖2))，有偏向形成比較大角度之狹窄角度範圍內的傾向。
例如，由上述例示的形狀及尺寸所構成之導光板30方面，在平行於導光板30的法線方向nd及第1方向d1雙方之面內往各方向的在導光板30出光面31上之亮度的角度分佈上，能夠把可得到峰值亮度之方向從導光板30的法線方向nd沿著第1方向d1往另一側(相對面34側)傾斜之角度θaImax1，以及，位於導光板30的法 線方向nd與可得到峰值亮度的方向之間之可得到峰值亮度的一半亮度之方向從可得到峰值亮度的方向沿著第1方向d1往一側(入光面33側)傾斜之角度θaIα1，設定在滿足以下的條件(d)及(e)，更好是條件(d’)及(e’)之範圍。
60°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d)
5°≦θ aIα1≦25°‧‧‧(e)
70°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d’)
5°≦θ aIα1≦15°‧‧‧(e’)
此外，由上述例示之形狀及尺寸所構成的導光板30方面，在導光板30的主切斷面內往各方向的在導光板30出光面31上之亮度的角度分佈上，能夠把可得到峰值亮度的方向對導光板30的法線方向nd之夾角大小θaImax2，以及，讓分別位於可得到峰值亮度的方向的兩側且可得到峰值亮度的一半亮度的方向、從可得到峰值亮度的方向傾斜之角度大小的平均值θaIα2(=(θaIα2x+θaIα2y)/2)，設定在以下之範圍。
0°≦θ aImax2≦3°‧‧‧(f)
12°≦θ aIα2≦27°‧‧‧(g)
又，圖9及圖10係顯示在導光板30的出光面31測定到的亮度的角度分佈之一例。圖9所示之亮度分佈為實際調查平行於第1方向d1及正面方向nd的兩方向的面內來自各方向的亮度之結果。於圖9所示圖表，設 定從正面方向沿著第1方向傾斜於另一側之角度值為正。另一方面，圖10所示之亮度分佈，為實際調查平行於第2方向d2及正面方向nd的兩方向的面內來自各方向的亮度之結果。
從導光板30射出的光，之後，會往光學薄片60射入。如上述，該光學薄片60，係具有先端部75a朝向導光板30側突出之單位稜鏡70。如圖2所充分顯示的，單位稜鏡70的長邊方向，係平行於隨導光板30形成的導光方向(第1方向)d1交叉之方向，特別是在本實施型態之與導光方向直交之第2方向d2。
結果，以配置於第1方向d1的一側(圖2紙面之左側)之光源24來發光、介著導光板30向光學薄片30之光L21、L22，係介著相互接續之第1稜鏡面71及第2稜鏡面72之中的、位於第1方向d1的光源24側的一側之第1稜鏡面71而往單位稜鏡70射入。如圖2所示，該光L21、L22，之後，則在位於第1方向d1之與光源為相對側的另一側(圖2紙面之右側)之第2稜鏡面72全反射而使其行進方向改變。
接著，利用在單位稜鏡70的第2稜鏡面72之全反射，於圖2及圖8所示之光學薄片的主切斷面(平行於第1方向(導光方向)d1與正面方向nd的兩方向之剖面)、從正面方向nd朝傾斜的方向前進之光L21、L22、L81、L82，會折射成使其行進方向對正面方向nd之夾角縮小。利用這樣的作用，單位稜鏡70，能夠針對 沿著第1方向(導光方向)d1的光的成分，使透過光之行進方向擠壓於正面方向nd側。亦即，光學薄片60，對於沿著第1方向d1之光的成分，造成聚光作用。
又，以此方式利用光學薄片60的單位稜鏡70使其行進方向大幅改變的光，主要是在單位稜鏡70排列方向的第1方向d1前進之成分，與在利用導光板30的單位光學要素50的傾斜面35、36而聚光之第2方向d2前進之成分是不同的。從而，利用在光學薄片60的單位稜鏡70之光學的作用，能夠不妨礙利用導光板30的單位光學要素50而上升的正面方向亮度，進而，使正面方向亮度提高。
從形成面光源裝置20發光面21之光學薄片60射出之一方的偏光成分的光，之後，會往液晶顯示面板15射入而透過下偏光板14。透過下偏光板14之光，會因應對每一畫素施加電場之狀態，而選擇性地透過上偏光板13。以此方式，就能利用液晶顯示面板15，藉由使來自面光源裝置20的光對每一畫素選擇性地透過，而讓液晶顯示裝置10的觀察者觀察映像。
可是，如在從前技術欄也提及，近年，被稱為行動電話或平板電腦之小型行動終端急速地普及。接著，在行動電話或小型行動終端之顯示裝置，因應保持行動電話或小型行動終端之方向，而使影像顯示之方向也改變。使用者，能夠因應顯示影像，而在橫長或者縱長之顯示面來適切地觀察影像。用在此類用途之面光源裝置方 面，不要隨觀察影像之方向而改變影像的明亮度或視野角，則最好抑制在直交的二個面內之亮度角度分佈的不均一性。同時，行動電話或小型行動終端方面，也強烈被要求一面謀求省電、一面確保高的正面方向亮度。
然而，如隨著比較圖9及圖10的亮度角度分佈而可以容易理解，從導光板射出的光係顯示出極強的指向性。為此，要一面維持高的正面方向亮度、一面使發光面上測定出之直交的二面內之亮度角度分佈的外形一致是非常困難，而供使發光面上測定出之直交的二面內之亮度角度分佈的外形一致用之確立手法並不存在。
另一方面，本案發明人等確認後，根據滿足有關傾斜角度θt及比(Wb/Hb)的條件(a)~(c)之光學薄片60，在與被賦予指定的光學特性(滿足上述之條件(d)及(e)、條件(d’)及(e’)更佳之特性，或者，在上述之條件(d)及(e)、更好是條件(d’)及(e’)加上進而滿足上述之條件(f)及(g)之特性)之導光板30之組合下，能夠一面高度保持正面方向亮度，一面有效地使沿著第1方向d1的面內之亮度角度分佈的外形、與沿著第2方向d2的面內之亮度角度分佈的外形等一致。
又，上述條件之「θt」，係如圖7所示，於光學薄片的主切斷面，從單位稜鏡70的先端部75a側起向基端部75b側位於第t個(t為滿足1≦t≦n之自然數)要素面73之傾斜角度的大小。「Wt」，係從單位稜鏡70的先端部75a側起向基端部75b側位於第t個(t為滿足1≦t≦n之自然數)要素面73之、沿著第1方向d1之長度(幅寬)。「Wb2」，係第2稜鏡面72之沿著第1方向d1之長度(幅寬)。均在圖7所示之光學薄片的主切斷面被特定。
條件(b)所規定的「θave」，係將第2稜鏡面72全體的傾斜角度的大小、於考慮各要素面73的幅寬Wt後顯示之指標。條件(a)之「Σ(|θt-θave|×(Wt/Wb2))」，係顯示一個第2稜鏡面72所包含之要素面73的傾斜角度θt的離差量大小之指標。為此，藉由滿足條件(a)，得以確保邊參照圖8邊說明之在複數要素面73形成的第2稜鏡面72之優良的聚光功能。另一方面，依照條件(c)而大概決定光學薄片60之聚光功能的程度。結果推測，根據滿足條件(a)~(c)之光學薄片60，在與藉由典型地具有上述構成而被賦予指定的光學特性(滿足上述之條件(d)及(e)、條件(d’)及(e’)更佳之特性，或者，在上述之條件(d)及(e)、更好是條件(d’)及(e’)加上進而滿足上述之條件(f)及(g)之特性)的導光板30之組合下，能夠一面高度保持正面方向亮度，一面有效地使沿著第1方向d1的面內之 亮度角度分佈的外形、與沿著第2方向d2的面內之亮度角度分佈的外形等一致。
又，圖11及圖12係顯示在光學薄片60的出光面61測定到的亮度的角度分佈之一例。圖11所示之亮度分佈，為實際調查平行於第1方向d1及正面方向nd的兩方向的面內來自各方向的亮度之結果。圖11所示之圖表方面，與上述圖9所示之圖表同樣地，將從正面方向沿著第1方向傾斜於另一側之角度值設為正。另一方面，圖12所示之亮度分佈，為實際調查平行於第2方向d2及正面方向nd等兩方向的面內來自各方向的亮度之結果。
圖11及圖12之測定亮度角度分佈之面光源裝置20，係與上述圖9及圖10之測定亮度角度分佈之面光源裝置相同。亦即，圖11及圖12之亮度特性，係藉由將顯示圖9及圖10的亮度特性之來自導光板30的射出光的光路、利用滿足條件(a)~(c)之光學薄片60來補正而得到。如圖9及圖10所示，在導光板30出光面31上的亮度特性，在沿著第1方向d1的面內的亮度角度分佈、與在沿著第2方向d2的面內的亮度角度分佈，顯著不同。另一方面，如圖11及圖12所示，在光學薄片60出光面61上的亮度特性，在沿著第1方向d1的面內的亮度角度分佈、與在沿著第2方向d2的面內的亮度角度分佈，則呈現大概同樣的外形。實際上，在將具有圖11及圖12的亮度特性之面光源裝置安裝進行動終端之場合下，即使改變顯示裝置的方向來觀察影像，有關影像的明 亮度之變化或視野角的變化用肉眼都無法察覺出來。
根據如以上之本實施型態，第2稜鏡面72，係於光學薄片的主切斷面，包含以對第1方向d1之傾斜角度θt，從距離本體部65最遠的單位稜鏡70的先端部75a側起、朝向最接近本體部65之單位稜鏡70的基端部75b側，逐漸增加之方式配置之n(n為2以上的自然數)個要素面73。接著，在把光學薄片的主切斷面之從先端部75a側起向基端部75b側而位於第t個(t為滿足1≦t≦n之自然數)之要素面73對第1方向所夾之未滿180°的角度設為θt，該第t個要素面73的沿著第1方向d1之長度設為Wt，於光學薄片的主切斷面之第2稜鏡面72的沿著第1方向d1之長度設為Wb2時，滿足以下之條件(a)及(b)。此外，於光學薄片的主切斷面，該單位稜鏡70的沿著第1方向d1之幅寬Wb對沿著本體部65的法線方向nd之單位稜鏡70的高度Hb之比(Wb/Hb)，滿足以下之條件(c)。
如此滿足條件(a)~(c)之光學薄片60，在與滿足條件(d)及(e)、更好是條件(d’)及(e’)的導光板30之組合下，能夠一面維持高的正面方向亮 度、一面有效地均一化直交的二個面內之亮度角度分佈。
又，條件(d)及(d’)之「θaImax1」，係在平行於導光板的法線方向nd及第1方向d1雙方的面內之往各方向的導光板30出光面31上的亮度的角度分佈上，可得到峰值亮度之方向從導光板30的法線方向nd起沿著第1方向d1往另一側傾斜之角度。此外，條件(e)及(e’)之「θaIα1」，係在平行於導光板的法線方向nd及第1方向d1雙方的面內之往各方向的導光板30出光面31上的亮度的角度分佈上，位於導光板的法線方向nd與可得到峰值亮度的方向之間之可得到峰值亮度的一半亮度之方向、從可得到峰值亮度的方向起沿著第1方向往一側傾斜之角度。
60°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d)
5°<θ aIα1≦25°‧‧‧(e)
70°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d’)
5°≦θ aIα1≦15°‧‧‧(e’)
此外，滿足條件(a)~(c)之光學薄片60，在滿足條件(d)及(e)、更佳為滿足(d’)及(e’)的條件下，進而滿足條件(f)及(g)的導光板30之組合下，能夠一面維持高的正面方向亮度、一面有效地均一化直交的二個面內之亮度角度分佈。
又，條件(f)之「θaImax2」，係在平行於導光板30的法線方向nd並直交於第1方向d1之面內之往各方向的導光板30出光面31上的亮度的角度分佈上，可 得到峰值亮度的方向對導光板30的法線方向nd所夾角度之大小。此外，條件(g)之「θaIα2」，係在平行於導光板30的法線方向nd並直交於第1方向d1之面內之往各方向的導光板30出光面31上的亮度的角度分佈上，位於可得到峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向，從可得到峰值亮度的方向分別傾斜之角度大小的平均值。
0°≦θ aImax2≦3°‧‧‧(f)
12°≦θ aIα2≦27°‧‧‧(g)
又，對於上述之實施型態是可以再加上種種變更。以下，參照圖面同時說明變形之一例。以下說明及以下說明所用之圖面方面，針對得以與上述實施型態同樣地構成之部分，使用與上述實施型態對所對應的部分使用的圖號同一圖號、而且省略重複說明。
首先，於上述之實施型態，說明光學薄片60的單位稜鏡70之一例，但並不受限於該例，而可以有種種之變更。例如，複數單位稜鏡70也可以具有互異之構成。此外，第2稜鏡面72並不受限於例示之包含二個要素面73，第2稜鏡面72也可以是包含三個以上要素面73。再者，於單位稜鏡70的主切斷面之剖面形狀並不受限於圖7及圖8所示之具體例，例如，也可以是五角形形狀、或者六角形形狀等。
此外，如圖13所示，在與利用光學薄片60 的單位稜鏡70而形成的面相對側之出光面61，也可以形成光擴散層(墊(mat)層)65a。於圖13所示之例，光擴散層65a係具有黏合樹脂69、與分散於黏合樹脂69中的光擴散粒子68。又，該光擴散層65a的擴散能，在光擴散層65a讓平行光束射入之場合下，最好是將可得到峰值亮度的一半亮度之角度範圍設為0.8°以上。該場合下，利用在光擴散層65a的擴散，可以讓光學薄片60或導光板30上產生的缺陷不易顯眼而隱藏。例如，即使由於光學薄片60或導光板30的製造中產生瑕疵或凹陷等導致亮點或缺點發生，也能利用墊層65a的擴散能而難以察覺該缺陷。利用於這樣的墊層65a之光擴散功能，能夠對光學薄片60的單位稜鏡70、反射薄片28、導光板30或墊層65a之缺陷之容許範圍擴大，結果，能夠改善光學薄片60、反射薄片28、導光板30或墊層65a等之產出率。此外，在墊層65a的擴散功能，能使在面光源裝置20的發光面21上被測定的亮度角度分佈平滑化，觀察者在改變觀察角度時可有效地迴避發生大的明亮度變化、且能夠提供可觀察適切的影像之角度範圍(視野角)。
但是，光擴散層65a的擴散能過強的話，會造成正面方向亮度降低。從這點來看，光擴散層65a的擴散能，在光擴散層65a讓平行光束射入之場合下，最好是將可得到峰值亮度的一半亮度之角度範圍設成2.6°以下。
再者，於上述之實施型態，說明導光板30的單位光學要素50之一例，但並不受限於該例，而可以有 種種之變更。例如，導光板30所包含之複數單位光學要素50也可以具有互異之構成。此外，於單位光學要素50的主切斷面之剖面形狀並不受限於圖5所示之具體例，也可以是例如三角形形狀或半圓狀。
此外，圖示省略，但是，於面光源裝置20，在光學薄片60的出光面(圖1為面光源裝置的發光面21)與液晶顯示面板15的下偏光板14之間，也可以配置習知的反射型偏光子(也稱作偏光分離膜)。在這樣的型態，從光學薄片60出來的光之中，僅特定偏光成分會透過，且與該特定偏光成分直交的偏光成分則不吸收而反射。從該反射型偏光子被反射的偏光成分，利用反射薄片28等而反射、解消偏光(包含特定偏光成分與正交於該特定偏光成分之偏光成分雙方之狀態)之後，再度射入反射型偏光子。因而，再度射入的光之中變換成特定偏光成分之偏光成分會透過反射型偏光子，與該特定偏光成分直交之偏光成分則再度被反射。以下，藉由反覆進行上述的過程，當初從光學薄片60射出的光的70~80%左右就成為該特定偏光成分之光源光而被放出。亦即，藉由使該反射型偏光子的特定偏光成分(透過軸成分)之偏光方向與液晶顯示面板15的下偏光板14之透過軸方向定位，使來自面光源裝置20的射出光可以全部在液晶顯示面板15利用於影像形成。為此，即使從光源24投入的光能量相同，相較於未配置該反射型偏光子之場合，前者可以形成更高亮度的影像，此外，光源24(再者，其電源之)能 量利用效率也會提升。
又，於以上說明了對前述實施形態之一些變形例，當然，可以適當地組合而適用複數之變形例。
[實施例]
以下，用實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不以這些實施例為限。
以以下說明之作法，製作出關於各樣本之面光源裝置。面光源裝置，係與參照並說明圖1~8之上述一實施型態相同地構成。亦即，面光源裝置係具有光源、導光板，以及，光學薄片。導光板，係與參照並說明圖1~8之上述一實施型態相同地構成。反射薄片及光源係利用被組入市售之液晶顯示裝置之物件。導光板、反射薄片以及光源，於各面光源裝置間為共通。又，導光板、反射薄片及光源，係呈現上述圖9及圖10所示之亮度特性之物件。
於各面光源裝置間，製作不同的光學薄片。製作出的光學薄片，係把光學薄片的主切斷面之剖面形狀做成不同，而其他則互為相同。各光學薄片，係與參照並說明圖1~8之上述一實施型態相同地構成。亦即，各光學薄片係具有薄片狀本體部、與排列在本體部上之單位稜鏡。各光學薄片，係藉由在厚度125μm的PET膜(東洋紡(股)公司製A4300)之一方面上採用紫外線硬化型樹脂(DIC(股)公司、RC25-750)賦型單位稜鏡而製作出 來。光學薄片的主切斷面之各光學薄片的各尺寸係如表1所示。表1之各尺寸係如上述實施型態已說明，詳細則相當於圖7及圖8所示之各尺寸。此外，表1也顯示光學薄片是否分別滿足上述之條件(a)及(c)。
針對各面光源裝置，調查以下事項。把調查之各角度值顯示於表1。
(1)在平行於正面方向及第1方向d1兩方向的面內之往各方向的在光學薄片出光面上之亮度角度分佈上，可得到峰值亮度之方向對正面方向之夾角的大小θbImax1
(2)在平行於正面方向及第1方向d1兩方向的面內之往各方向的在光學薄片出光面上之亮度角度分佈上，位於可得到峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向，從可得到峰值亮度之方向分別傾斜之角度大小的平均值θbIα1
(3)在平行於正面方向及第2方向d2兩方向的面內之往各方向的在光學薄片出光面上之亮度角度分佈上，可得到峰值亮度之方向對正面方向之夾角的大小θbImax2
(4)在平行於正面方向及第2方向d2兩方向的面內之往各方向的在光學薄片出光面上之亮度角度分佈上，位於可得到峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向，從可得到峰值亮度之方向分別傾斜之角度大小的平均值θbIα2
(5)在平行於正面方向及第1方向d1兩方向的面內之往各方向的在導光板出光面上之亮度角度分佈上，可得 到峰值亮度之方向從正面方向起沿著第1方向而往另一側傾斜之角度的大小θaImax1
(6)在平行於正面方向及第1方向d1兩方向的面內之往各方向的在導光板出光面上之亮度角度分佈上，位於正面方向與可得到峰值亮度的方向之間之可得到峰值亮度的一半亮度之方向、從可得到峰值亮度的方向起沿著第1方向而往一側傾斜之角度大小的平均值θaIα1
(7)在平行於正面方向及第2方向d2兩方向的面內之往各方向的在導光板出光面上之亮度角度分佈上，可得到峰值亮度之方向對正面方向之夾角的大小θaImax2
(8)在平行於正面方向及第2方向d2兩方向的面內之往各方向的在導光板出光面上之亮度角度分佈上，位於可得到峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向，從可得到峰值亮度之方向分別傾斜之角度大小的平均值θaIα2
又，本案發明人等確認之後，在|θbIα1-θbIα2|的數值未滿6°之場合下，在使把面光源裝置安裝進去之顯示裝置的顯示面90°旋轉之前後之顯示面的明亮度變化，並 不能以肉眼察覺。實際上，樣本3的面光源裝置方面，在使發光面90°旋轉之前後，並不能以肉眼察覺到明亮度的變化。另一方面，樣本1或2之面光源裝置方面，在使發光面90°旋轉之前後，以肉眼可察覺到明亮度的變化。
又，圖9~圖12所示之亮度角度分佈係針對樣本3的面光源裝置之測定結果。
20‧‧‧面光源裝置
24‧‧‧光源
25‧‧‧發光體
28‧‧‧反射薄片
30‧‧‧導光板
31‧‧‧出光面
32‧‧‧背面
33‧‧‧入光面
34‧‧‧相對面
37‧‧‧傾斜面
38‧‧‧段差面
39‧‧‧接續面
40‧‧‧基部
41‧‧‧一側面
42‧‧‧另一側面
50‧‧‧單位光學要素
60‧‧‧光學薄片(稜鏡薄片)
61‧‧‧出光面
65‧‧‧本體部
66‧‧‧出光側面
67‧‧‧入光側面
70‧‧‧單位稜鏡
71‧‧‧第1稜鏡面
72‧‧‧第2稜鏡面
75a‧‧‧先端部
L21、L22‧‧‧光
nd‧‧‧正面方向
θk‧‧‧射出角度

Claims (5)

  1. 一種面光源裝置，其特徵係具備：具有出光面與對向於第1方向的一對側面之導光板，面對於前述導光板的前述出光面而配置之光學薄片，與面對於位在前述第1方向的一側的導光板的側面而配置之光源；前述光學薄片係具有薄片狀的本體部、與在前述本體部的前述導光板側被排列於前述第1方向且各自在與前述第1方向交叉的方向上線狀延伸之複數單位稜鏡；各單位稜鏡包含朝向前述第1方向的一側之第1稜鏡面、與朝向前述第1方向的另一側之第2稜鏡面；前述第2稜鏡面，在平行於前述第1方向與前述本體部的法線方向雙方之光學薄片的主切斷面，包含以使對前述第1方向之傾斜角度，從距離前述本體部最遠的單位稜鏡的先端部之側起、朝向最接近前述本體部之單位稜鏡的基端部之側，逐漸增加之方式配置之n(n為2以上的自然數)個要素面；從前述單位稜鏡的前述先端部側朝向前述基端部側位於第t(t為滿足1≦t≦n的自然數)個之要素面，於前述光學薄片的主切斷面，把對前述第1方向所夾的未滿180°的角度設為θt，把該第t個要素面的沿著前述第1方向之長度設為Wt，把在前述光學薄片的主切斷面的前述第2稜鏡面的沿著前述第1方向之長度設為Wb2時，滿足以下的條件(a)及(b)； 於前述光學薄片的主切斷面，該單位稜鏡之沿著前述第1方向之幅寬Wb對沿著前述本體部的法線方向之前述單位稜鏡的高度Hb之比(Wb/Hb)，滿足以下之條件(c)；1.15≦Wb/Hb≦1.4‧‧‧(c)在平行於前述導光板的法線方向及前述第1方向雙方的面內之往各方向的前述導光板的前述出光面上之亮度的角度分佈，可得到峰值亮度之方向從前述導光板的法線方向沿著前述第1方向往另一側傾斜之角度θaImax1，以及，位於前述導光板的法線方向與可得到前述峰值亮度的方向之間之可得到峰值亮度的一半亮度之方向從可得到峰值亮度之方向起沿著第1方向往一側傾斜之角度θaIα1，滿足以下之條件(d)及(e)60°≦θ aImax1≦80°‧‧‧(d) 5°≦θ aIα1≦25°‧‧‧(e)。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之面光源裝置，其中在平行於前述導光板的法線方向並直交於前述第1方向的面內之往各方向的在前述導光板的前述出光面上之亮 度的角度分佈，可得到峰值亮度的方向對前述導光板的法線方向所夾的角度大小θaImax2，以及，位於可得到前述峰值亮度的方向的兩側並可得到峰值亮度的一半亮度之方向、從可得到峰值亮度的方向起分別傾斜之角度大小的平均值θaIα2，是滿足以下之條件(f)及(g)，θ aImax2≦3°‧‧‧(f) 12°≦θ aIα2≦27°‧‧‧(g)。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之面光源裝置，其中在前述光學薄片之與前述導光板之側為相對側之面，形成光擴散層。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之面光源裝置，其中前述第2稜鏡面，在平行於前述第1方向與前述本體部的法線方向雙方的光學薄片的主切斷面，包含以對前述第1方向的傾斜角度從距離前述本體部最遠之單位稜鏡的先端部之側起、向最接近前述本體部之單位稜鏡的基端部之側，逐漸增加之方式配置之n(n為3以上之自然數)個要素面。
  5. 一種顯示裝置，其特徵為具備申請專利範圍第1~4項任一項記載之面光源裝置，與面對於前述面光源裝置配置之顯示面板。
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