专利名称：面光源装置及用于该面光源装置的导光体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种边缘照明方式的面光源装置以及用于构成该面光源装置的导光体，该导光体适合于作为例如便携式笔记本等的显示器、液晶电视等的显示部而被使用的液晶显示装置的背光。
背景技术：
液晶显示装置基本上由背光和液晶显示元件构成。作为背光，从液晶显示装置的紧凑化的观点出发，边缘照明方式被频繁采用。关于边缘照明方式的背光，是将矩形板状的导光体的至少1个端面作为光入射端面使用，沿着该光入射端面配置直管型萤光灯等的线状或者棒状的一次光源，使该一次光源所发出的光从导光体的光入射端面导入至导光体内部，并使其从作为该导光体的两个主面中的一个面的光出射面出射。关于移动电话机、便携式游戏机等的便携式电子设备或者各种电气机械和电子设备的显示器等的比较小的画面尺寸的液晶显示装置，尤其被期望小型化并降低消耗电力。因此，为了减少消耗电力，作为背光的一次光源，使用的是作为点状光源的发光二极管 (LED)。使用LED作为一次光源的背光，例如如在日本特开平7-2706M号公报(专利文献 1)中记载的那样，为了发挥与使用线状一次光源的背光同样的功能，将多个LED沿着导光体的光入射端面一维地排列。近年，这样的点状一次光源不仅使用在小型的液晶显示装置， 也使用在便携式笔记本等的显示器或液晶电视等的显示部之外的其它的比较大的液晶显示装置。日本特公平7-27137号公报(专利文献2)中提出这样的方法，即光出射面使用粗糙面的导光体，将排列有多个棱镜列的棱镜片配置在导光体的光出射面上以使得该棱镜面成为导光体侧，为了抑制背光的消耗电力且尽可能不牺牲亮度，而使得出射光的分布变窄。 但是，采用这样的背光，虽然以低消耗电力得到高亮度，但亮斑易于通过棱镜片识别出来。以消除这样的亮斑为目的，日本特开2004-63 号公报(专利文献3)中提出使导光体的形成棱镜列的表面粗糙化，或者形成使棱镜列的直线的形状变形了的透镜列。又在日本特开2006-171253号公报(专利文献4)和日本特开2006-261064号公报(专利文献幻中揭示以下技术，即通过在导光体的一个面的一部分在大致沿着来自入射端面的光的前进方向的方向上形成多个槽，以减少亮斑的技术。
背景技术：
文献专利文献专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献5
3日本特开平7-270624号公报 日本特公平7-27137号公报 日本特开2004-63 号公报 日本特开2006-171253号公报 日本特开2006-261064号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在采用专利文献3所揭示的那样的导光体的面光源装置中，有时也会出现由于面光源装置的大小、配置的LED等的点状光源的个数、点状光源的配置间隔，从各点状光源出射的光相互重叠的部分亮度变高，导致在点状光源前方部分产生暗部的情况。又，在专利文献4和专利文献5中，槽形状没有最合适化，亮斑没有彻底的消除。特别地，在这些专利文献中并没有揭示出，对将多个棱镜列排列了的棱镜片配置在导光体的光出射面上而构成的面光源装置(特别地，配置在使得棱镜片的棱镜面成为导光体侧的导光体的光出射面上而构成的高亮度的面光源装置)消除亮斑，特别是与LED等的点状光源相对应出现的点状的亮度部分(热点“HotSpot”)的出现所导致的亮斑。本发明的一个目的在于提供这样一种面光源装置用导光体，其可以消除伴随以上那样的面光源装置的点状的一次光源的使用等从一次光源至导光体内的导入光的分布不均勻所引起的面光源装置的亮斑，可以实现高品质的面光源装置。本发明的另一个目的在于提供一种使用以上那样的面光源装置用导光体的面光源装置、以及使用该面光源装置的显示装置。用来解决课题的手段根据本发明，提供一种面光源装置用导光体，以解决上述课题中的某一个。该导光体为板状，对从一次光源发出的光进行导光，且具有从所述一次光源发出的光入射的光入射端面、被导光的光出射的光出射面、及该光出射面的相反侧的背面，所述面光源装置用导光体形成有与所述光入射端面靠近的入射侧端边部，该入射侧端边部在与显示装置的有效的显示区域相对应的有效显示区域之外，所述显示装置采用使用了所述导光体的面光源装置而形成，所述面光源装置用导光体的特征在于，在所述光出射面及背面中的一个面形成有基本上沿着与所述一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向延伸、且彼此大致平行地排列的多个第1透镜列，在所述入射侧端边部，在所述光出射面及背面中的另一个面，形成有基本上沿着与所述另一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向延伸、且彼此大致平行地排列的多个第2透镜列，垂直于所述另一个面与所述光入射端面的边界的方向的所述入射侧端边部的尺寸A与所述入射侧端边部的所述导光体的厚度T的比A/T为5以上。在本发明的一实施形态中，所述第2透镜列的在与所述另一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向上的尺寸为所述入射侧端边部的尺寸A的50%以上。在本发明的一实施形态中，构成所述第2透镜列的透镜面被表面粗糙化，且沿所述第2透镜列的延伸方向测定的平均倾斜角在0. 1-8度的范围内。在本发明的一实施形态中，形成有所述第2透镜列的区域是所述另一个面的一部分，与所述另一个面的形成有所述第2透镜列的区域以外的区域相比，所述第2透镜列的一部分位于所述一个面的附近。在本发明的一实施形态中，形成有所述第2透镜列的区域是所述另一个面的一部分，与所述另一个面的形成有所述第2透镜列的区域以外的区域相比，所述第2透镜列整体都位于所述一个面的附近。
根据本发明，提供一种面光源装置，以解决上述课题中的某一个，该面光源装置的特征在于，包含所述的面光源装置用导光体、与该导光体的所述光入射端面相邻配置的所述一次光源、和与所述导光体的所述光出射面相邻配置的光偏转元件，所述面光源装置用导光体的入射侧端边部位于与用所述面光源装置形成的显示装置的有效显示区域相对应的有效的显示区域之外。在本发明的一实施形态中，所述光偏转元件具有与所述导光体的光出射面相对的入光面和该入光面的相反侧的出光面，在所述入光面形成有沿着所述光入射端面彼此平行地排列的多个棱镜列。根据本发明，提供一种显示装置，以解决上述课题中的某一个，该显示装置的特征在于，含有所述的面光源装置、和配置为使从该面光源装置发出的光透过的显示元件，所述面光源装置用导光体的入射侧端边部位于所述显示装置的有效的显示区域之外。发明效果根据本发明的面光源装置用导光体，消除了亮斑，可以制造高品质的面光源装置和显示装置。
图1是示出本发明的面光源装置的一实施形态的部分透视立体示意图。图2是图1的面光源装置的部分分解立体示意图。图3是示出图1的面光源装置的光偏转元件的光偏转情况的示意图。图4是图1的面光源装置的第1透镜列的截面图。图5是在实施例中制作的面光源装置用导光体的立体示意图。图6是示出本发明的面光源装置的另一实施形态的部分分解立体示意图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施形态。图1是示出本发明的面光源装置的一实施形态的部分透视立体示意图，图2是部分分解立体示意图。如图1所示，本实施形态的面光源装置具有在Y方向间隔适当的距离配置的作为点状的一次光源的多个LED2、对从该LED发出的光进行导光的板状的导光体4、 光偏转元件6和光反射元件8。多个LED2优选配置为使得那些LED2发出的光的最大强度光的方向彼此平行。从LED2发出的光的最大强度光的方向例如可以为X方向。导光体4配置为与XY面平行，整体形成为矩形板状。导光体4有4个侧端面，与其中的TL面大致平行的1对侧端面中的一个侧端面作为光入射端面41，相邻配置LED2使其与该光入射端面相对。与导光体4的TL面大致平行的1对侧端面中的另一个侧端面作为与光入射端面的相反侧的相反端面42。与导光体4的光入射端面41大致垂直相交的2 个主面的任何一个都配置为与Z方向大致垂直相交，作为一个主面的上表面作为光出射面 43。该光出射面43设置有形成有多个第2透镜列4 的区域。第2透镜列4 大致沿X方向延伸，且彼此大致平行的排列，该X方向是从LED2发出且导入导光体4的光的最大强度光在沿光出射面43的面内的方向(即、在沿光出射面43面内的、入射至导光体光入射端面41且被导入导光体4内的光的指向性的方向)。即，排列为彼此大致平行的第2透镜列4 分别大致沿着与光出射面43和光入射端面41的边界垂直的方向即X方向延伸。另外，这里所说的“光出射面43和光入射端面41的边界”中的“光出射面43”是指除粗糙表面43a 以及透镜列4 的形状以外的部分，具体来说是和XY面平行的。即，这里所说的“光出射面 43和光入射端面41的边界”大致沿Y方向延伸。第2透镜列4 的与第2透镜列43b的延伸方向垂直相交的截面的形状可以根据 LED2的配置间隔形成为圆弧形状、V字形状、顶端R的V字形状、正旋曲线、抛物线形状等的所希望的形状。第2透镜列4 具有对在该第2透镜列43b内通过或者反射的光线有规则地进行方向控制的功能，具有使从点状的一次光源出射的光均勻地扩散的功能。因此，截面形状优选为有多个角度成分的圆弧形状或者顶端为R的V字形状。关于所述截面，在第2透镜列4 的形状使用圆弧形状或者顶端为R的V字形状的情况下，该曲率半径例如为5 200 μ m，优选为7 120 μ m，更优选为10 50 μ m。又，第2 透镜列4 的排列间距例如为10 μ m 200 μ m，优选为10 μ m 150 μ m，更优选为20 μ m 100 μ m，和所述曲率半径配合，该截面可以得到所希望的形状。又，无论该截面是哪种形状，第2透镜列4 的表面即构成该透镜列的透镜面(以下也称为透镜列的“斜面”)优选为被表面粗糙化。粗糙表面具有随机扩散光的功能。通过将透镜列的斜面表面粗糙化，两者的功能被混合，可以更有效地实现亮斑的消除。规则的方向控制功能的效果与随机扩散功能的效果的比例根据透镜列斜面的表面粗糙化程度而变化，但斜面的表面粗糙化的程度如下以斜面作为基准面的后述的平均倾斜角优选为(该平均倾斜角可以在第2透镜列43b的延伸方向测定)0. 1 8度，更优选为0. 5 3度。平均倾斜角为0. 1度以上时，可以得到粗糙面所带来的扩散效果，平均倾斜角为8度以下时， 可以得到透镜列的规则的方向控制效果。尤其是，平均倾斜角为0.5度以上的话，可以充分得到粗糙面所带来的扩散效果，平均倾斜角为3度以下的话，可以充分地得到透镜列的规则的方向控制效果。光出射面43上形成有第2透镜列4 的区域是靠近光入射端的区域。该区域可以是沿着与光入射端面41相邻的光出射面43的端边延伸的带状区域。该区域优选为在后述的有效显示区域F之外，即优选为位于与光入射端面41相邻的光出射面43的端边(换言之为上述的光出射面43和光入射端面41的边界)和有效显示区域F所夹的部分(入射侧端边部)。如果第2透镜列4 超出到有效显示区域F内而形成的话，形成有第2透镜列4 的区域和没有形成第2透镜列43b的区域的边界线就会出现在有效显示区域F内， 有时会看见亮斑。另外，“入射侧端边部”不仅如以上那样指光出射面43上的部分，也指导光体4上的部分。形成有第2透镜列43b的带状区域的宽度(即，垂直于光出射面43和光入射端面 41的边界的方向[X方向]的尺寸)是能充分得到上述的作用效果的大小，例如优选为导光体4的厚度的2倍以上。形成有第2透镜列4 的区域过小的话，不能充分地得到上述的作用效果，不能消除亮斑。又，上述入射侧端边部的宽度(即，垂直于光出射面43和光入射端面41的边界的方向[X方向]的尺寸)A与该入射侧端边部的导光体4的厚度T的比A/T优选为5以上。 这里，入射侧端边部的导光体4的厚度T是指光出射面43的第2透镜列43b的顶部和背面(后述的第1透镜列4 形成在上述入射侧端边部的情况下第1透镜列4 的顶部)之间的距离(Z方向的尺寸)。该比A/T过小的话，不能充分地得到上述的作用效果，不能消除亮斑。尤其是，由于将比A/T设为5以上，可以良好地消除与LED2等的点状光源对应出现的热点(HotSpot)的出现所导致的亮斑。有效显示区域F是指，在如图3所示那样在面光源装置的发光面上配置透过型液晶显示元件等的显示元件11而构成液晶显示装置等的显示装置的情况下，面光源装置中发出用于显示装置的有效显示的照明所实际利用的光的区域(即，与显示装置的有效的显示区域相对应的面光源装置的区域)。该有效显示区域F例如可以说是导光体4的区域，尤其可以说是光出射面43内的区域。该有效显示区域F相对于面光源装置的发光区域多为对角线在1 5mm左右的小区域。又，在导光体的光出射面43，从与导光体4的光入射端面 41相邻的端边至有效显示区域F的距离(上述入射侧端边部的宽度A)，根据面光源装置的形状以及尺寸来确定，但一般地是2 IOmm左右。光出射面43的形成有第2透镜列4 的区域也可以是在上述入射侧端边部的宽度方向上的一部分。但是，为了进一步提高上述的第2透镜列4 的作用效果，该宽度(X 方向的尺寸)B优选为入射侧端边部的宽度A的1/2以上(即50%以上)，特别优选为入射侧端边部的宽度A的全部。相当于光出射面43的有效显示区域F的区域作成为具有作为光出射控制功能结构的细微凹凸结构的粗糙面43a较为理想。使在包含光出射面43的法线方向(Z方向)以及与光入射端面41垂直相交的X方向这两个方向的)(Z面内的分布具有指向性的光从由粗糙面43a构成的区域出射。该出射光分布的峰值的方向与光出射面所成的角度例如为 10° 40°，出射光分布的半高宽例如是10° 40°。形成在导光体4的光出射面43上的具有作为光出射控制功能结构的细微凹凸结构的粗糙面43a的平均倾斜角θ a，按照IS04^7/1_1984，使用触针式表面粗糙度计测定粗糙面形状，设测定方向的坐标为X，可以用下面的(1)式以及( 式从所得到的倾斜函数 f(x)求得。Aa= (1/L) / 0L (d/dx)f(x) dx... (1)θ a = tan-1 (Δ a)...(2)这里，L是测定的长度，Δ a是平均倾斜角θ a的正切值。为了控制来自光出射面43的出射光在与LED2的排列方向平行的^面内的指向性，在导光体4的光出射面43的相反侧的主面(背面)44形成有多个第1透镜列44a，该多个第1透镜列4 大致沿横穿光入射端面41的方向例如相对于光入射端面41大致垂直的方向(即，在沿光出射面43的面内的入射到导光体4的光的指向性的方向，即X方向)延伸。即，排列为彼此大致平行的第1透镜列4 分别大致沿与背面44和光入射端面41的边界垂直的方向即X方向延伸。进一步，这里所说的“背面44和光入射端面41的边界”中的“背面44”是指除透镜列44a的形状以外的部分，具体来说是和XY面平行的。即，这里所说的“背面44和光入射端面41的边界”大略沿Y方向延伸。作为第1透镜列44a，优选使用顶端为R形状的棱镜列或者双凸透镜列。在本发明中，关于与透镜列4 的延伸方向垂直相交的截面的形状，第1透镜列的长宽比即第1透镜列44a的排列间距(Pl)和高度(Hl)的比(P1/H1)为7 200，优选为8 150，更优选为10 100，优选使用截面形状为圆弧或者顶端为曲线的第1透镜列44a。这里由于，通过将第1透镜列44a的长宽比设定在该范围，可以使来自光出射面43的出射光充分地聚光，可以进一步防止因透镜列4 的破损或其与光反射元件8的摩擦而引起的白点的产生。即，通过将第1透镜列44a的形状设定在该范围内，可以使在包含出射光分布的峰值光方向的与 )(Z面垂直的表面出射光分布的半高宽为30° 65°的被聚光的出射光出射，可以提高面光源装置的亮度。第1透镜列4 的排列间距Pl例如是10 μ m 200 μ m,优选为10 μ π! 150 μ m,更优选为20 μ m 100 μ m。又，第1透镜列4 的顶端部的截面形状优选为曲率半径R为25 300 μ m的圆弧形状，但并不特别限定为圆弧形状，也可以是与其近似的形状。 又，第1透镜列4 的截面形状可以是顶端部以外的部分也为曲线形状，也可以是例如通过正弦曲线等表示的波形状。又，第1透镜列44a的截面形状也可以是由多个圆弧形状的组合构成，更具体的说，可以是多个圆弧形状组合而成的形状，使得其与曲率半径R为25 300 μ m的圆弧形状内切。另外，在组合多个圆弧形状构成各个第1透镜列4 的情况下，不必要所有的圆弧形状完全与曲率半径R为25 300 μ m的圆弧形状内切，例如位于第1透镜列4 的顶部的圆弧形状可以是从曲率半径R为25 300 μ m的圆弧形状突出来一点点那样的形状。在本申请中，这样的形状也包含于曲率半径R为25 300 μ m的圆弧形状。也可以在导光体4的背面的第1透镜列4 的表面的至少一部分形成有多个细微的凹凸结构。图4中表示第1透镜列44a的截面形状。该细微的凹凸结构分别是，在垂直于光出射面的面的截面形状中，最大长宽比即长边和高度(深度)的比为7 200的凹凸形状。通过在第1透镜列44a的表面设置多个这样形状的细微的凹凸结构，即便在光出射面43为平面形状的情况下，也可以使在包含光出射面43的法线方向(Z方向)以及与光入射端面41垂直相交的X方向两个方向的TL面内的分布中具有指向性的光出射。理想的情况是，细微的凹凸结构设置在整个背面上，但也不一定需要设置在整个面上，也可以根据导光体的用途等，在理想的范围设置细微的凹凸结构。又，作为导光体4的光出射功能结构，可以使用与上述那样的在光出射面43以及 /或者背面44上形成的细微凹凸结构并用，并在导光体4的内部混入并分散光扩散性微粒而形成的结构。又，作为导光体4，除了使用图1以及图2所示那样的整体上厚度一样(忽视光出射面43的粗糙面的细微凹凸形状以及透镜列形状及背面44的透镜列形状等的情况下的厚度)的板状导光体之外，还可以使用在X方向上厚度从光入射端面41至相反端面42 渐渐变小的楔状导光体等各种截面形状的导光体。进一步，上述的光出射面43的结构和背面44的结构也可以相反。 导光体4的厚度例如是0. 3 10mm。光偏转元件6被配置在导光体4的光出射面43上。光偏转元件6的2个主面分别整体上与XY面大致平行。2个主面中的一个面(和导光体的光出射面43相对的主面) 是入光面61，另一个面是出光面62。出光面62是与导光体4的光出射面43平行的平坦面或者粗糙面。入光面61是多个棱镜列61a彼此平行排列的棱镜列形成面。入光面61的棱镜列61a沿与LED2的排列方向大致平行的Y方向延伸，形成为彼此平行(即，入光面61上形成有沿导光体光入射端面41彼此平行排列的多个棱镜列61a)。 棱镜列61a的排列间距P3的范围优选为10 μ m 100 μ m,更优选为10 μ m 80 μ m，进一步优选为20μπι 70μπι的范围。又，棱镜列61a的顶角优选为30° 80°的范围，更优选为40° 70°的范围。关于光偏转元件6，精确地制作所希望的形状的棱镜列，出于得到稳定的光学性能，并抑制在组装作业和作为光源装置使用时的棱镜列顶部的磨耗或变形的目的，可以在棱镜列的顶部形成顶部平坦部或顶部曲面部。这种情况下，从抑制作为面光源装置的亮度的低下和粘着所导致的亮度不均的图案的发生的观点出发，顶部平坦部或者顶部曲面部的宽度优选为3 μ m以下，顶部平坦部或者顶部曲面部的宽度更优选为2 μ m以下，进一步优选为Iym以下。光偏转元件6的厚度例如是30 350 μ m。图3中表示利用光偏转元件6进行光偏转的情况。该图表示在)(Z面内的来自导光体4的峰值出射光(与出射光分布的峰值对应的光)的前进方向。从导光体4的光出射面43的特别是由粗糙面43a构成的区域倾斜地出射的光入射至棱镜列61a的第1面，通过第2面被全反射，在大致维持来自导光体4的出射光的指向性的情况下，向出光面62的大致法线方向出射。由此，在)(Z面内，可以在出光面62的法线方向得到高的亮度。光偏转元件起到使来自导光体4的出射光向目的的方向偏转(转变角度)的功能，在与出射上述那样的指向性高的光的导光体4组合的情况下，优选为使用在至少一个面具有多个透镜单位并列形成的透镜面的透镜片。形成于透镜片的透镜的形状可以根据目的使用各种形状，例如，棱镜形状、双凸透镜透镜形状、复眼透镜形状、波型形状等。尤其是， 截面为大致三角形状的多个棱镜列并列配置的棱镜片特别理想。但是，构成棱镜列的2个棱镜面的至少一个面的截面可以由多个直线构成或者由一个以上的曲线构成或者由一个以上的直线和一个以上的曲线的组合构成。导光体4以及光偏转元件6可以由光透过率高的合成树脂构成。作为这样的合成树脂例如可以举例有甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、氯乙烯系树脂、环状聚烯烃树脂。特别地，甲基丙烯酸树脂光透过率高，耐热性、力学特性、成形加工性优良，所以最合适。这样的甲基丙烯酸树脂是以甲基丙烯酸甲脂为主成分的树脂，甲基丙烯酸甲脂优选为80重量％以上。在形成导光体4以及光偏光元件6的粗糙面的表面结构和棱镜列等的表面结构时，可以通过使用具有所希望的表面结构的模具部件热压透明合成树脂板而形成，也可以在通过丝网印刷、挤出成形或射出成形等成型的同时赋予形状。 又，也可以使用热或光硬化性树脂等形成构造面。进一步，也可以在由聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、氯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酰亚胺系树脂等形成的透明膜或者片等的透明基材上，在其表面形成由活性能线硬化型树脂构成的粗糙面结构或者透镜列排列结构，也可以通过粘结、热粘接等的方法将这样的片与另一个透明基材接合以一体化。作为活性能线硬化型树脂可以使用多官能(甲基)丙烯酸化合物、乙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸酯类、烯丙酸化合物、(甲基)丙烯酸的金属盐等。作为光反射元件8，例如可以使用在表面具有金属蒸镀反射层的塑料片。在本发明中，可以使用通过金属蒸镀等在导光体4的背面44形成的光反射层等作为光反射元件8来代替反射片。另外，也可以在被用作导光体4的光入射端面的端面以外的端面附加反射部件。为了以少的损失将从LED2发出的光引导至导光体4的光入射端面41，设置反射器10。作为该反射器10，例如可以使用在表面具有金属蒸镀反射层的塑料膜。如图所示，
9反射器10从光反射元件8的端边部外表面经LED2的外侧向光偏光元件6的出光面端边部绕卷。作为其他的方法，光源反射器10也可以避开光偏光元件6从光反射元件8的端边部外表面经LED2的外侧向导光体4的光出射面端边部绕卷。以上的实施形态中使用多个LED等的点状一次光源。这时，多个点状光源优选配置为从那些点状光源发出的光的最大强度光的方向彼此平行。在以上那样的由LED2、导光体4、光偏转元件6以及光反射元件8构成的面光源装置的发光面(光偏光元件6的出光面6 上，如图3所示那样配置透过型液晶显示元件等的显示元件11，由此构成液晶显示装置等的显示装置。在图1中，符号F表示与和面光源装置组合使用的显示元件11的有效显示的区域相对应的该面光源装置的上述有效显示区域。在本实施形态中，反射器10配置为覆盖有效显示区域F以外的区域的光偏转元件 6、导光体4以及光反射元件8的层叠体的端面及LED2。由此，可以使得从层叠体的端面部出射的光以及从LED2的盒子漏出的光在XY面内良好地扩散、反射，再入射至导光体4，可以向导光体光出射面43的广阔区域引导所需的强度的光，可以有助于亮度的均勻度的提高。观察者从图1以及图3的上方通过液晶显示元件等的显示元件11来观察液晶显示装置等的显示装置。由于可以使被充分校准的狭窄的分布的光从面光源装置入射至液晶显示元件，因此可以在液晶显示元件得到无色阶反转等的、明亮度、色相的均勻性良好的画像显示，并可以得到集中于所希望的方向的光照射，可以提高相对于该方向的照明的一次光源的发光光量的使用效率。又，在光偏转元件6的出光面62上，可以相邻配置光扩散元件。利用该光扩散元件，可以抑制导致画像显示的品质降低的眩光或亮斑等，从而能够提高画像显示的质量。光扩散元件可以是混入了光扩散材的片状结构，可以通过接合等使其在光偏转元件6的出光面62侧与该光偏转元件6 —体化，也可以载置在光偏转元件6上。在载置于光偏转元件6 上的情况下，为了防止与光偏转元件6的黏着，优选为在光扩散元件的与光偏转元件6相对一侧的表面(光入射侧的表面)赋予凹凸结构。进一步，在光扩散元件的光出射侧的表面上，为了防止该表面与配置在该表面上的液晶显示元件之间的黏着，优选赋予凹凸结构。该凹凸结构可以是这样的结构十点平均粗糙度优选为0.7°以上，更优选为1.0°以上，进一步地优选为1.5°以上。接着，对以上那样的面光源装置用导光体的制造方法的实施形态进行说明。在本实施形态中，包含使用成形用模具部件成形透光性树脂的工序地制造上述面光源装置用导光体4，该成形用模具部件具有用于分别形成光出射面43以及背面44的形状复制面。在制作成形用模具部件的时候，通过喷砂处理使模具原材料的所需区域表面粗糙化从而形成上述形状复制面。从喷砂处理简便化的观点出发，喷砂喷嘴和模具原材料之间的距离优选为维持一定的距离。作为喷砂粒子，可以使用玻璃串珠那样的球形状的粒子、氧化铝粒子那样的多角形状的粒子。通过使用如以上那样制作的成形用模具部件成形透光性树脂(组成物)，来制造上述那样的导光体。图6是示出本发明的面光源装置的另一实施形态的部分分解立体示意图。在该图中，与图2中同样的部分用相同的符号。
本实施形态与参照图1至图4说明的实施形态的不同仅在于形成于导光体4的光出射面43上的第2透镜列4 的Z方向位置。S卩，在图1至图4的实施形态中，包含第2 透镜列4 的顶部的透镜面即斜面位于光出射面43的形成有第2透镜列43b的区域以外的区域(即由粗糙面43a构成的区域)的上方。相对于此，在图6的实施形态中，包含第2 透镜列4 的顶部的透镜表面即斜面的整体位于光出射面43的由粗糙面43a构成的区域的下方(即背面44的附近)。 设第2透镜列43b的高度为H2的话，则第2透镜列43b的表面中的与粗糙面43a 最近的部分和粗糙面43a在Z方向上的距离例如可以是0. 1 (H2+10) μ m，优选为0. 5 (H2+3) μ m。该距离即第2透镜列4 的顶部与光出射面43的由粗糙面43a构成的区域在 Z方向位置的差(即高度的差)具体来说例如可以是1 30 μ m。在本实施形态中，在导光体4的光出射面43中，形成有第2透镜列4 的区域与由粗糙面43a构成的区域的边界区域的以Z方向为基准的面倾斜的朝向和图1至图4的实施形态相反。即，在图1至图4的实施形态中，上述边界区域的表面朝向Z方向(光出射面法线方向)和由粗糙面43a构成的区域之间，相对于此，在图6的本实施形态中，上述边界区域的表面朝向Z方向(光出射面法线方向)和形成有第2透镜列43b的区域之间。因此， 本实施形态与图1至图4的实施形态相比，从上述边界区域的导光的漏出变少，可以显著地减少该边界区域导致的亮斑的产生。本实施形态的面光源装置用导光体4也可以包含使用成形用模具部件成形透光树脂这样的工序地进行制造，该成形用模具部件具有用于分别形成光出射面43以及背面 44的形状复制面。在本实施形态中，特别是在制作成形用模具部件时，第2透镜列4 的形状复制部易于形成。即，在成形用模具部件中，第2透镜列43b的形状复制部的整体位于比粗糙面43a的形状复制部高的位置，因此，第2透镜列4 的形状复制部可以通过整形器等的使用了切削加工装置的切削刃的往复移动容易地形成。另外，本发明也包含形成于导光体4的光出射面43上的第2透镜列4 的Z方向位置在图1至图4的实施形态的位置和图6的实施形态的位置之间的情况。即，与作为形成有该第2透镜列的区域以外的区域的由粗糙面43a构成的区域相比，第2透镜列4 的一部分位于背面44的附近这样的形态也包含于本发明。在本实施形态中，在导光体4的光出射面43中，形成有第2透镜列43b的区域和由粗糙面43a构成的区域的边界区域的以Z方向为基准的面倾斜的方向，一部分与图1至图4的实施形态相同，其它的部分与图6的实施形态相同。因此，本实施形态与图1至图4 的实施形态相比，从上述边界区域的导光的漏出变少，可以显著地减少该边界区域导致的亮斑的产生。实施例以下，通过实施例以及比较例对本发明进行说明。(实施例1)在加工面已被加工为镜面的、有效面积195mm(X方向尺寸)X307mm(Y方向尺寸)、 厚度30mm的镀NiP的块体的加工面上进行了切削加工，以形成用于复制形成图2所示那样的第2透镜列4 的复制区域。第2透镜列4 在与第2透镜列4 的延伸方向垂直相交的面内，是宽度50 μ m(Y方向尺寸)、高度11 μ m(Z方向尺寸)、曲率半径34 μ m的圆弧形状。块体的复制区域具有与此相对应的相反形状。切削加工长度(X方向尺寸)在有效面积内是5mm，使得切削加工部分不会进入导光体4的有效显示区域F。接着，在所得到的块体的加工面上，喷射玻璃串珠(Potter-Ballotini社制J220) 以使得平均倾斜角θ a从靠近光入射端面侧向远离光入射端面侧为0. 9度至3. O度的渐变，从而作成第1复制面形成金属模具。喷射处理的条件如下。玻璃串珠是，从320mm的高度以2. 5mm间距从靠近光入射端面侧向远离光入射端面侧呈带状地多次喷射40g/分的量， 通过使各个带的速度从20m/分变化至4m/分、使各个带的压力从0. 2MPa变化至0. 4MPa,形成了平均倾斜角θ a的渐变。接着，在加工面已被加工为镜面的、有效面积195mm(X方向尺寸)X 307mm(Y方向尺寸)、厚度IOmm的另一个镀NiP块体的加工面进行了切削加工，以形成用于复制形成图2 所示那样的第1透镜列44a的复制区域。第1透镜列4 在与第1透镜列4 的延伸方向垂直相交的面内，是宽度50 μ m(Y方向尺寸)、高度5 μ m(Z方向尺寸)、曲率半径65 μ m的大致圆弧形状。块体的复制区域有与此相对应的翻转形状。接着，在所得到的块体的加工面上，喷射处理玻璃串珠(Potter-Ballotini社制 J400)以作成第2复制面形成金属模具。又，在喷砂处理中，玻璃串珠是从520mm的高度以 Imm间距从靠近光入射端面侧向远离光入射端面侧、以5m/分的速度以及0. IlMI3a的压力多次带状地喷射60g/分的量。将所述第1以及第2复制面形成金属模具组合到射出成形装置上，进行了射出成形。使用丙烯酸树脂(三菱丽阳社制ACRYPET TF-8)作为成形材料。所得到的成形品即导光体4的概略图如图5所示。与导光体的厚度0. 8mm的长边侧端面(光入射端面41)相对地沿该长边以等间隔配置M个LED (丰田合成社制、E1S62-YW0S7-07)，进一步配置了光源反射器10。又，与导光体的背面44相对地配置光漫反射片(T0RAY社制E6SP)作为光反射元件8，与光出射面43 相对地配置厚度为155 μ m的棱镜片(三菱丽阳社制M16OTK)作为光偏转元件6，该棱镜片并列有多个顶角为65°且间距为50 μ m的透镜列，并配置为其透镜列形成面与光出射面43 相对，从而制作出图1以及图2所示那样的面光源装置。在该面光源装置与所组合的透过型液晶显示元件的有效显示区域的关系上，有效显示区域F的外缘位于与导光体外周缘相距5. 2mm的位置。因此，该入射侧端边部的宽度 (X方向尺寸)A (5. 2mm)与入射侧端边部的导光体4的厚度T (0. 811mm)的比Α/Τ是6. 41。 又，形成第2透镜列4 的带状区域的宽度即第2透镜列4 的X方向尺寸B (5mm)是上述入射侧端边部的宽度A (5. 2mm)的96%。使所得到的面光源装置点亮，观察发光状态时，在有效显示区域F内没有发现因 LED的配置引起的亮斑(特别是热点)，亮度均勻度也良好。(比较例1)在制作第1复制面形成金属模具时，采用实施了镜面加工的有效面积是195mm(X 方向尺寸)X 307mm(Y方向尺寸)、厚度3mm的不锈钢板作为模具原材料，不形成用于复制形成第2透镜列4 的复制区域，而是使用玻璃串珠(Potter-Ballotini社制J220)进行喷砂处理，其他和实施例1同样地制作面光源装置。使所得到的面光源装置点亮，观察发光状态时，在有效显示区域F内仅发现少许
12因LED的配置引起的亮斑(特别是热点)。(实施例2)在加工面已被加工为镜面的、有效面积为175. 5mm(X方向尺寸)5mm(Y方向尺寸)的镀NiP的板的加工面上进行了切削加工，以形成用于复制形成如图6所示那样的第2透镜列4 的复制区域，所述镀NiP的板具有如下尺寸形成用于复制形成第2透镜列 43b的复制区域的部分的厚度为3. 05mm,形成用于复制形成粗糙面43a的复制区域的部分的厚度为3mm，这些部分的边界区域的宽度为0. 7mm。第2透镜列4 在与第2透镜列4 的延伸方向垂直相交的面内，是宽度70 μ m(Y方向尺寸)、高度方向尺寸)、顶角 80度、顶端的曲率半径34 μ m的、顶端R的V字形状。又，第2透镜列4 的顶端部配置在比由粗糙面43a构成的区域低5 μ m的位置。块体的复制区域具有与此相对应的相反形状。 切削加工长度(X方向尺寸)在有效面积内是3mm，使得切削加工部分不会进入导光体4的有效显示区域F。接着，在所得到的板的加工面，和实施例1同样地喷射玻璃串珠 (Potter-Ballotini社制J400)以作成第1复制面形成模具。但是，喷砂处理的条件如下。 玻璃串珠是从320mm的高度以2. 5mm间距从靠近光入射端面侧向远离光入射端面侧呈带状地多次喷射40g/分的量，通过是各个带的速度从20m/分变化至3m/分、使各个带的压力从 0. 2MPa变化至0. 4MPa,形成平均倾斜角θ a的渐变。在加工面已被加工为镜面的、有效面积为175. 5mm(X方向尺寸)5mm(Y方向尺寸)、厚度30mm的镀NiP的块体的加工面进行了切削加工，以形成用于复制形成图6所示那样的第1透镜列44a的复制区域。第1透镜列4 在与第1透镜列4 的延伸方向垂直相交的面内，是宽度50 μ m(Y方向尺寸)、高度5 μ m(Z方向尺寸)、曲率半径65 μ m的大致圆弧形状。块体的复制区域有与此相对应的翻转形状。接着，在所得到的块体的加工面上，和实施例1同样地喷射玻璃串珠 (Potter-Ballotini社制J400)以作成第2复制面形成金属模具。与实施例1同样地将所述第1以及第2复制面形成金属模具组合到射出成形装置上，进行射出成形。在所得到的导光体的光出射面43上形成有粗糙面43a和第2透镜列 43b，该粗糙面43a的平均倾斜角θ a从靠近光入射端面侧向远离光入射端面侧形成从0. 8 度至2. 9度的渐变。第2透镜列4 的表面的一部分被表面粗糙化，具有宽度70 μ m、高度 24 μ m、顶角80度、顶端的曲率半径34 μ m的、顶端为R的V字截面形状，且从光入射端面垂直地延伸3mm。又，在光出射面的背面44的整个面形成有第1透镜列44a，该第1透镜列 44a的表面的一部分被表面粗糙化，具有宽度50 μ m、高度5 μ m、曲率半径65 μ m的大致圆弧的截面形状。与导光体的厚度0.7mm的长边侧端面(光入射端面41)相对地沿着该长边以等间隔配置M个LED (丰田合成社制、E1S62-YW0S7-07)，进一步配置光源反射器10。又，与导光体的背面44相对地配置光漫反射片(T0RAY社制E6SP)作为光反射元件8，与光出射面43 相对地配置厚度188 μ m的棱镜片(三菱丽阳社制M268YWC;3)作为光偏转元件6，该棱镜片并列有多个顶角68°且间距^ym的透镜列，并配置为该透镜列形成面与光出射面43相对，从而制作出图6所示那样的面光源装置。在该面光源装置与所组合的透过型液晶显示元件的有效显示区域的关系上，有效
13显示区域F的外缘位于与导光体外周缘相距6mm的位置。因此，该入射侧端边部的宽度(X 方向尺寸)A(6mm)与入射侧端边部的导光体4的厚度T(0. 795mm)的比Α/Τ是7. 55。又，形成有第2透镜列4 的带状区域的宽度即第2透镜列4 的X方向尺寸B(3mm)是上述入射侧端边部的宽度A (6mm)的50 %。使所得到的面光源装置点亮，观察发光状态时，在有效显示区域F内没有发现因 LED的配置引起的亮斑(特别是热点)，亮度均勻度也良好。(比较例2)以及(实施例3) (实施例9)入射侧端边部的导光体4的厚度T (mm)、该入射侧端边部的宽度A (mm)以及第2透镜列4 的X方向尺寸B (mm)如以下的表1所示，因此A/T以及B/A(% )如表1所示，尺寸 (英寸型)如表1所示，除这些情况以外，与实施例1同样地制作面光源装置。使得到的面光源装置点亮，观察发光状态时，关于有效显示区域F内的因LED的配置引起的亮斑(特别是热点)，得到了表1所示那样的结果。(表1)
权利要求
1.一种面光源装置用导光体，该导光体为板状，对从一次光源发出的光进行导光，且具有从所述一次光源发出的光入射的光入射端面、被导光的光出射的光出射面、及该光出射面的相反侧的背面，所述面光源装置用导光体形成有与所述光入射端面靠近的入射侧端边部，该入射侧端边部在与显示装置的有效的显示区域相对应的有效显示区域之外，所述显示装置采用使用了所述导光体的面光源装置而形成，所述面光源装置用导光体的特征在于，在所述光出射面及背面中的一个面形成有基本上沿着与所述一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向延伸、且彼此大致平行地排列的多个第1透镜列，在所述入射侧端边部，在所述光出射面及背面中的另一个面，形成有基本上沿着与所述另一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向延伸、且彼此大致平行地排列的多个第2 透镜列，垂直于所述另一个面与所述光入射端面的边界的方向的所述入射侧端边部的尺寸A 与所述入射侧端边部的所述导光体的厚度T的比A/T为5以上。
2.如权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，所述第2透镜列的在与所述另一个面和所述光入射端面的边界垂直的方向上的尺寸为所述入射侧端边部的尺寸A的 50%以上。
3.如权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，构成所述第2透镜列的透镜面被表面粗糙化，且沿所述第2透镜列的延伸方向测定的平均倾斜角在0. 1-8度的范围内。
4.如权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，形成有所述第2透镜列的区域是所述另一个面的一部分，与所述另一个面的形成有所述第2透镜列的区域以外的区域相比，所述第2透镜列的一部分位于所述一个面的附近。
5.如权利要求1所述的面光源装置用导光体，其特征在于，形成有所述第2透镜列的区域是所述另一个面的一部分，与所述另一个面的形成有所述第2透镜列的区域以外的区域相比，所述第2透镜列整体都位于所述一个面的附近。
6.一种面光源装置，其特征在于，包含权利要求1中所述的面光源装置用导光体、与该导光体的所述光入射端面相邻配置的所述一次光源、和与所述导光体的所述光出射面相邻配置的光偏转元件，所述面光源装置用导光体的入射侧端边部位于与用所述面光源装置形成的显示装置的有效显示区域相对应的有效的显示区域之外。
7.如权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，所述光偏转元件具有与所述导光体的光出射面相对的入光面和该入光面的相反侧的出光面，在所述入光面形成有沿着所述光入射端面彼此平行地排列的多个棱镜列。
8.—种显示装置，其特征在于，含有权利要求6中所述的面光源装置、和配置为使从该面光源装置发出的光透过的显示元件，所述面光源装置用导光体的入射侧端边部位于所述显示装置的有效的显示区域之外。
全文摘要
本发明提供一种面光源装置及用于其的导光体。板状的导光体(4)对从一次光源(2)发出的光进行导光，且具有光入射端面(41)、光出射面(43)以及其相反侧的背面(44)。背面(44)上形成有沿与背面(44)和光入射端面(41)的边界垂直的方向延伸、且彼此平行地排列的多个第1透镜列(44a)。在光出射面(43)的靠近光入射端面(41)的区域形成有沿与光出射面(43)和光入射端面(41)的边界垂直的方向延伸、且彼此大致平行地排列的多个第2透镜列(43b)，垂直于光出射面(43)和光入射端面(41)的边界的方向的上述区域的尺寸A与上述区域的导光体(4)厚度T的比A/T为5以上，且构成第2透镜列(43b)的透镜面被表面粗糙化。
文档编号G02F1/13357GK102224373SQ20098014777
公开日2011年10月19日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年11月21日
发明者佐伯厚志, 北条淳征, 林健太郎 申请人:三菱丽阳株式会社