專利名稱：面光源裝置用導(dǎo)光體及面光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及邊緣照明方式的面光源裝置及其中所用的導(dǎo)光體，尤其是涉及謀求實(shí)現(xiàn)小型化及減少功耗的面光源裝置。本發(fā)明的面光源裝置較好地適用于作為例如手機(jī)或便攜式電子游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備的顯示屏或各種設(shè)備的指示器使用的較小型的液晶顯示裝置的面光源裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，液晶顯示裝置作為便攜式筆記本電腦的監(jiān)視器或作為液晶電視機(jī)、視頻一體型液晶電視機(jī)等的顯示單元，還在其它各種領(lǐng)域得以廣泛使用。液晶顯示裝置基本上由背照燈部分和液晶顯示元件部分構(gòu)成。從使液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)緊湊的角度考慮，背照燈部分大多采用邊緣照明方式。向來(lái)，背照燈廣泛采用的結(jié)構(gòu)為將矩形板狀的導(dǎo)光體中至少一個(gè)端面作為光入射端面加以利用，沿該光入射端面配置直管型熒光燈之類的線狀或棒狀的一次光源，從導(dǎo)光體的光入射端面將從該一次光源發(fā)出的光引入導(dǎo)光體內(nèi)部，使光從該導(dǎo)光體的兩個(gè)主面中的一個(gè)即光出射面出射。
然而，近年來(lái)，對(duì)于手機(jī)或便攜式電子游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備、各種電氣設(shè)備、或電子設(shè)備的指示計(jì)等使用較小畫(huà)面尺寸的液晶顯示裝置，在要求小型化之同時(shí)還希望能降低其功耗。因此，為了降低其功耗，作為背照燈的一次光源使用作為點(diǎn)狀光源的發(fā)光二極管(LED)。將LED作為一次光源使用的背照燈，例如，如日本特開(kāi)平7-270624號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)所述，為了使其發(fā)揮和利用線狀一次光源的裝置同樣的功能，將多個(gè)LED沿導(dǎo)光體的光入射端面一維地排列。利用由多個(gè)LED如此地一維排列形成的一次光源，從而可以獲得所要的光量及在整個(gè)畫(huà)面上亮度分布的均勻性。
在這種小型的液晶顯示裝置的情況下，要求更進(jìn)一步降低功耗，為了與此要求相對(duì)應(yīng)，就要減少所使用的LED數(shù)量。但是，LED的數(shù)量一減少發(fā)光點(diǎn)間的距離就拉長(zhǎng)，所以靠近相鄰發(fā)光點(diǎn)間的區(qū)域的導(dǎo)光體的區(qū)域擴(kuò)大，從該導(dǎo)光體區(qū)域射向所要方向的光的強(qiáng)度降低。由此造成面光源裝置發(fā)光面上觀察方向的亮度分布不均勻(即亮度不均)。
另外，特公平7-27137號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中提出以下的方法，即利用光出射面為粗糙面的導(dǎo)光體，將排列著多列棱鏡列的棱鏡片配置于導(dǎo)光體的光出射面上使其棱鏡面在導(dǎo)光體的一側(cè)，抑制背照燈的功耗，同時(shí)還為了盡量不犧牲亮度而使出射光分布變窄的方法。但這樣的背照燈雖然能夠以低功耗獲得較高的亮度，但是透過(guò)棱鏡片容易辨認(rèn)出亮度不均勻。
這種亮度不均勻中最成問(wèn)題的是，如圖27所示，在與排列著多個(gè)LED的兩端的LED2的外側(cè)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)光體區(qū)域或相鄰LED2的中間產(chǎn)生的陰影部分(暗部)。當(dāng)該暗部面積較大，在與液晶顯示裝置的顯示畫(huà)面對(duì)應(yīng)的背照燈的有效發(fā)光區(qū)域也就容易被辨認(rèn)出來(lái)，背照燈的照明品質(zhì)大大降低。特別是在為了謀求降低功耗而減少所用的LED個(gè)數(shù)，或?yàn)榱酥\求裝置的小型化而縮小LED和有效發(fā)光區(qū)域之間的距離的情況下，容易辨認(rèn)出在有效發(fā)光區(qū)域有暗部存在。這一亮度不均勻的原因源于從與導(dǎo)光體的光入射端面相鄰配置的各個(gè)LED發(fā)出的光具有指向性，更由于入射導(dǎo)光體時(shí)的折射作用導(dǎo)致入射導(dǎo)光體的光的發(fā)散程度變得較窄。再有，從光出射面法線方向可觀察到的只是與棱鏡片的棱鏡列方向大致垂直的方向的光，所以所觀察的光的發(fā)散程度實(shí)際上較從導(dǎo)光體出射的光的發(fā)散程度小。這樣，用現(xiàn)有的采用點(diǎn)狀光源作為一次光源的背照燈難以同時(shí)做到既降低功耗又保持亮度均勻分布。
再有，在使用冷陰極管等線狀光源作為一次光源的背照燈上，作為一種消除入射面附近的暗部的方法，在例如日本特開(kāi)平9-160035號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中提出了一種使導(dǎo)光體光入射端面粗糙的方法，但在將LED等點(diǎn)狀光源作為一次光源使用的背照燈上用這種方法不能充分消除前述的暗部。
另一方面，日本実開(kāi)平5-6401號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)和特開(kāi)平8-179322號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)5)等提出了以下所述的方法，即在采用冷陰極管等的線狀光源的背照燈上，出于使來(lái)自導(dǎo)光體的出射光收斂于和光入射面平行的方向之目的，在導(dǎo)光體的光出射面或其相反的一面上并排形成沿與光入射端面大致垂直的方向延伸的多列棱鏡列。在形成這樣的棱鏡列的導(dǎo)光體上，入射導(dǎo)光體的光因?qū)Ч怏w的棱鏡列的反射，朝著相對(duì)入射光方向的傾角變大的方向，或再度返回入射光的方向。因此，入射導(dǎo)光體的光的行進(jìn)方向在棱鏡列的延伸方向上收斂，所以能提高亮度。將這樣的導(dǎo)光體應(yīng)用于使用LED的背照燈時(shí)，入射導(dǎo)光體的光由于導(dǎo)光體的棱鏡列的反射相對(duì)入射光的方向發(fā)散，這一發(fā)散的光沿和棱鏡片的棱鏡列大致垂直的方向出射，所以透過(guò)棱鏡片可以看到光的分布展寬。
但是，若在導(dǎo)光體上形成斷面形狀由直線部分組成的棱鏡列，則由于該棱鏡列，在特定方向具有各向異性，光發(fā)散，所以如圖28所示，在斜向上產(chǎn)生明亮的條狀亮度不均。另外，如圖29所示，在各點(diǎn)狀光源出射的光之間相互重疊的部分亮度變亮產(chǎn)生亮度不均勻。
再有，在為了消除一次光源間或角落部的暗區(qū)，如上所述使光入射端面粗糙的情況下，雖然暗區(qū)變小，但在圖30所示的斜向上可以更顯著地觀察到明亮的條狀亮度不均勻。
以消除這樣的亮度不均勻?yàn)槟康?，日本特開(kāi)2004-6326號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)6)提出一種使形成于導(dǎo)光體上的棱鏡列表面粗糙，或形成使棱鏡列的直線形狀變形的棱鏡列的方法。但是，在采用這樣的導(dǎo)光體的面光源裝置上，也由于面光源裝置的大小、所配置的LED等點(diǎn)狀光源的個(gè)數(shù)和點(diǎn)狀光源的配置間隔的關(guān)系，有時(shí)發(fā)現(xiàn)在圖29所示的各點(diǎn)狀光源出射的光之間相互重疊的部分亮度變亮，造成點(diǎn)狀光源前方處產(chǎn)生暗部。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平7-270624號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特公平7-27137號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)平9-160035號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4実開(kāi)平5-6401號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開(kāi)平8-179322號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開(kāi)2004-6326號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本申請(qǐng)之目的在于，提供一種高品位的面光源裝置，能消除為了降低以上所述的面光源裝置功耗使用數(shù)量較少的點(diǎn)狀一次光源所伴生的亮度不均勻現(xiàn)象，以及用于該面光源裝置的面光源裝置用導(dǎo)光體。
即，本申請(qǐng)的面光源裝置用導(dǎo)光體，是一種板狀的導(dǎo)光體，引導(dǎo)自多個(gè)點(diǎn)狀一次光源發(fā)出的光，并具有供自所述一次光源發(fā)出的光入射的光入射端面及供所引導(dǎo)的光出射的光出射面，其特點(diǎn)是，在所述光出射面及其相反一側(cè)的背面中的至少一方的面的所述光入射端面附近，形成高光擴(kuò)散區(qū)域，該高光擴(kuò)散區(qū)域大致沿入射所述導(dǎo)光體的光的指向方向延伸，該指向方向是指沿所述光出射面的面內(nèi)的指向方向，該高光擴(kuò)散區(qū)域具有比其相鄰的區(qū)域大的平均傾角。
另外，本申請(qǐng)的面光源裝置的特點(diǎn)是，具備所述面光源裝置用導(dǎo)光體；與該導(dǎo)光體的所述光入射端面相鄰配置的多個(gè)點(diǎn)狀的所述一次光源；以及與所述導(dǎo)光體的光出射面相鄰配置，具有與所述導(dǎo)光體的光出射面對(duì)向設(shè)置的入光面和其相反一側(cè)的出光面，并在所述入光面上形成沿與所述導(dǎo)光體的光入射端面大致平行的方向延伸而且互相平行的多列透鏡列的光偏轉(zhuǎn)元件。
根據(jù)本申請(qǐng)，可提供一種能消除為了降低面光源裝置的功耗而使用數(shù)量較少的點(diǎn)狀一次光源所伴生的亮度不均勻現(xiàn)象的、高品位的面光源裝置。尤其是能提供一種適用于作為手機(jī)或便攜式電子游戲機(jī)等便攜式電子設(shè)備的顯示屏或各種設(shè)備的指示計(jì)使用的較小型的液晶顯示裝置的面光源裝置。


圖1為表示本發(fā)明的面光源裝置用的分解立體圖。
圖2為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的底視圖。
圖3為表示由光偏轉(zhuǎn)元件造成的光偏轉(zhuǎn)形態(tài)用的圖。
圖4為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的立體圖。
圖5為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的底視圖。
圖6為確定本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列的斷面形狀用的傾斜角度度數(shù)分布計(jì)算方法的說(shuō)明圖。
圖7表示傾斜角度度數(shù)分布的一個(gè)示例。
圖8為確定本發(fā)明的導(dǎo)光體的不對(duì)稱透鏡列的斷面形狀用的傾斜角度度數(shù)分布計(jì)算方法的說(shuō)明圖。
圖9為確定本發(fā)明的導(dǎo)光體的不規(guī)則形狀的凹凸構(gòu)造列的斷面形狀用的傾斜角度度數(shù)分布計(jì)算方法的說(shuō)明圖。
圖10為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的底視圖。
圖11為模式性表示本發(fā)明的面光源裝置的法線方向亮度分布的測(cè)量方法的俯視圖。
圖12為表示法線方向亮度分布的示例用的圖。
圖13為表示使用多個(gè)一次光源的亮度分布的示例用的圖。
圖14為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的底視圖。
圖15為表示本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列斷面形狀的一個(gè)示例用的圖。
圖16為表示本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列斷面形狀的一個(gè)示例用的圖。
圖17為表示本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列斷面形狀的一個(gè)示例用的圖。
圖18為表示本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列斷面形狀的一個(gè)示例用的圖。
圖19為表示本發(fā)明的導(dǎo)光體的透鏡列斷面形狀的一個(gè)示例用的圖。
圖20為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的俯視圖。
圖21為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的俯視圖。
圖22為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和一次光源一起表示的局部分解立體圖。
圖23為說(shuō)明形成本發(fā)明的導(dǎo)光體的光出射面用的金屬模的制造方法所用的說(shuō)明圖。
圖24為說(shuō)明形成本發(fā)明的導(dǎo)光體的光出射面用的金屬模的制造方法所用的說(shuō)明圖。
圖25為說(shuō)明形成本發(fā)明的導(dǎo)光體的光出射面用的金屬模的制造方法所用的說(shuō)明圖。
圖26為說(shuō)明形成本發(fā)明的導(dǎo)光體的光出射面用的金屬模的制造方法所用的說(shuō)明圖。
圖27為說(shuō)明面光源裝置上產(chǎn)生亮度不均用的示意圖。
圖28為說(shuō)明面光源裝置上產(chǎn)生亮度不均用的示意圖。
圖29為說(shuō)明面光源裝置上產(chǎn)生亮度不均用的示意圖。
圖30為說(shuō)明面光源裝置上產(chǎn)生亮度不均用的示意圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明2LED4導(dǎo)光體41光入射端面43光出射面431高光擴(kuò)散區(qū)域432第1區(qū)域433第2區(qū)域434第3區(qū)域435平滑區(qū)域44透鏡列形成面44a透鏡列6光偏轉(zhuǎn)元件61入光面61a透鏡列62出光面
8光反射元件50斜透鏡列52點(diǎn)圖形具體實(shí)施方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為表示本發(fā)明的面光源裝置的一實(shí)施方式用的分解立體圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的面光源裝置包括多個(gè)作為點(diǎn)狀的一次光源的LED2；使從該LED發(fā)出的光自光入射端面入射并引導(dǎo)光自光出射面出射的在XY面內(nèi)的矩形板狀的導(dǎo)光體4；以及與該導(dǎo)光體相鄰配置的光偏轉(zhuǎn)元件6及光反射元件8。導(dǎo)光體4具有上下兩個(gè)主面和將該兩個(gè)主面的外周邊緣彼此相連的4個(gè)端緣。
LED2與導(dǎo)光體4的大致互相平行的一對(duì)端面中的一個(gè)面(圖1的左前方一側(cè)的端面入射端面)相鄰而且在其Y方向的中央及其兩側(cè)互相間隔適當(dāng)?shù)木嚯x進(jìn)行配置。在本發(fā)明中，作為一次光源的LED等點(diǎn)狀光源出于降低功耗的考慮其數(shù)量最好盡可能少，但可以根據(jù)導(dǎo)光體4的大小等因素將多個(gè)導(dǎo)光體以相等間隔進(jìn)行配置或靠近配置。
在導(dǎo)光體4的入射端面形成與配置LED2的位置相當(dāng)?shù)墓馊肷涠嗣?1。形成于導(dǎo)光體4上的光入射端面41也可以通過(guò)將入射端面切成凹狀而形成，使其成為凹圓柱面狀等形狀。LED發(fā)光面和光入射端面最好是凹凸相反互相配合的形狀(包括兩者均為平面的情況)。
另外，光入射端面41為了加大光在XY面內(nèi)的發(fā)散，最好使其表面變得粗糙。粗糙面的形成方法有例如用銑刀等工具切削的方法；用砂輪、砂皮紙、磨光輪等進(jìn)行研磨的方法；噴砂加工、放電加工、電解研磨、化學(xué)研磨等方法。噴砂加工所用的噴砂粒子有例如玻璃珠之類的球形粒子、氧化鋁珠之類的多角形粒子，但由于使用多角形的粒子能形成光發(fā)散效果好的粗糙面，所以較為理想。但通過(guò)調(diào)整切削加工或研磨加工的加工方向，也能形成各向異性的粗糙面。這種粗糙面加工也可直接對(duì)導(dǎo)光體的光入射端面施加，但是也可以對(duì)與金屬模的與光入射端面相當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行加工后，再在成形時(shí)將其復(fù)制。
可以將導(dǎo)光體4的一個(gè)主面(圖中為上表面)作為光出射面43。該光出射面43具有使導(dǎo)光體4所引導(dǎo)的光沿相對(duì)該光出射面43傾斜的方向(即相對(duì)XY面傾斜的方向)出射的指向性光出射機(jī)構(gòu)。該指向性光出射機(jī)構(gòu)由例如粗糙面或凹凸構(gòu)造的面構(gòu)成。該指向性光出射機(jī)構(gòu)出射在包括光出射面43的法線方向(Z方向)及與入射端面正交的X方向的兩個(gè)方向的XZ面內(nèi)的分布上具有指向性的光。該出射光分布的峰值方向和光出射面43間的夾角為例如10度～40度，出射光分布的半幅值為例如10度～40度。還有，關(guān)于該指向性光出射機(jī)構(gòu)的詳細(xì)情況將在以后闡述。
導(dǎo)光體4的另一主面(圖中為下表面背面)為作為凹凸構(gòu)造列形成面的透鏡列形成面44。該透鏡列形成面44具有作為互相大致平行地排列的多列凹凸構(gòu)造列的透鏡列，該透鏡列沿著從LED2發(fā)出并入射導(dǎo)光體4的光的指向方向(光強(qiáng)度分布中的最大強(qiáng)度的方向)延伸，該指向方向是指沿所述光出射面43的面內(nèi)(XY面內(nèi))的指向方向。還有，在以下的說(shuō)明中，入射導(dǎo)光體4的光的指向方向只要事先不作特別說(shuō)明，則系指沿光出射面43的面內(nèi)(XY面內(nèi))的指向方向。例如在入射導(dǎo)光體4的光的指向方向大致為X方向的情況下，如圖2所示，可以將透鏡列44a的方向作為X方向(圖2中表示各透鏡列44a的棱線)。還有，本發(fā)明中，透鏡列44a的方向只要是在對(duì)使光發(fā)散的效果無(wú)大損害的范圍內(nèi)，則也可以偏離入射導(dǎo)光體2的光的指向方向，這樣的方向可以看作大致沿著入射導(dǎo)光體4的光的指向方向的方向。在這種情況下，透鏡列44a的方向相對(duì)入射導(dǎo)光體的光的指向方向最好在20度以內(nèi)的范圍內(nèi)，更理想的是10度以內(nèi)的范圍內(nèi)。通過(guò)在這樣的方向上形成透鏡列，能使入射導(dǎo)光體的光在XY面內(nèi)發(fā)散，不容易產(chǎn)生暗區(qū)。
光偏轉(zhuǎn)元件6配置于導(dǎo)光體4的光出射面43上。光偏轉(zhuǎn)元件6的兩個(gè)主面整個(gè)面分別位于與XY面平行的位置上。兩個(gè)主面中的一個(gè)面(位于導(dǎo)光體4的光出射面43一側(cè)的主面)為入光面61，而另一面為出光面62。出光面62為與導(dǎo)光體4的光出射面43平行的平面。入光面61為多列透鏡列61a互相平行地排列的透鏡列形成面。入光面61的透鏡列61a做成沿和入射導(dǎo)光體4的來(lái)自LED2的光的指向方向大致正交的方向延伸并互相平行。本實(shí)施方式中，透鏡列61a沿Y方向延伸。
圖3中示出光偏轉(zhuǎn)元件6產(chǎn)生的光偏轉(zhuǎn)的形態(tài)。該圖表示XZ面內(nèi)的來(lái)自導(dǎo)光體4的峰值出射光(與出射光分布的峰值對(duì)應(yīng)的光)的行進(jìn)方向。斜著從導(dǎo)光體4的光出射面43出射的光入射透鏡列61a的第1面，再由第2面全反射，大致沿出光面62的法線方向出射。另外，在YZ面內(nèi)，利用上述透鏡列44a的作用，能夠在大范圍的區(qū)域內(nèi)謀求充分提高出光面62法線方向的亮度。
圖4為將本發(fā)明的導(dǎo)光體和LED2一起表示的立體圖。該圖中特地表示導(dǎo)光體4的光出射面43的構(gòu)成，現(xiàn)據(jù)此對(duì)上述指向性光出射機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。還有，與平面狀的光入射端面41對(duì)向配置的多個(gè)(圖4中為4個(gè))LED2保持大致一定的間隔進(jìn)行排列。從各LED2發(fā)出入射光入射端面41的光在導(dǎo)光體4內(nèi)的指向方向?yàn)榕c光入射端面41大致正交的方向，通常為圖1示出的X方向。
作為光出射面43具有的指向性光出射機(jī)構(gòu)，如上所述可列舉出由粗糙面或凹凸構(gòu)造面構(gòu)成的機(jī)構(gòu)。作為凹凸構(gòu)造面有例如做成由多個(gè)點(diǎn)狀或錐狀凸起等構(gòu)成的面、和將棱鏡列、雙凸透鏡列或V字形溝等多列(條)透鏡列互相平行地形成，使其沿與入射導(dǎo)光體4的來(lái)自LED2的光的指向方向大致正交的方向(圖1示出的Y方向)或大致平行的方向(圖1示出的X方向)延伸的透鏡列形成面。還有，此時(shí)的透鏡列并不限于直線狀延伸的透鏡列，可以是圍著LED2的彎曲狀的面(例如以LED2為中心同心排列的弧面)。
出于使光出射面43內(nèi)亮度均勻化的考慮，最好這種光出射機(jī)構(gòu)的粗糙面或凹凸構(gòu)造面依據(jù)ISO4287/1-1984在入射導(dǎo)光體的光的指向方向上測(cè)定的平均傾角θ a范圍為0.2～20度。更理想的平均傾角θa的范圍為0.3～10度，而尤為理想的平均傾角θa范圍為0.5～5度。
在采用由沿Y方向延伸的透鏡列排列構(gòu)成的透鏡列形成面作為光出射機(jī)構(gòu)時(shí)，按照這一目的使用的透鏡列其排列間距較理想的范圍為10～100μm、更理想的為10～80μm、最理想的是20～60μm，頂角較理想的范圍為140～179.6度、更理想的為156～179.4度、最理想的是164～179度。
作為形成于導(dǎo)光體4的光出射機(jī)構(gòu)的粗糙面或透鏡列形成面等凹凸構(gòu)造面的平均傾角θa按照ISO4287/1-1984，利用探針式表面粗糙度計(jì)測(cè)量粗糙面形狀，設(shè)測(cè)量方向的坐標(biāo)為x，可根據(jù)所得的傾斜函數(shù)f(x)利用下式(1)及(2)求出。在這里，L為測(cè)量長(zhǎng)度、Δa為平均傾角θa的正切。
Δa=(1/L)∫0L|(d/dx)f(x)|dx···(1)]]>θa＝tan-1(Δa)…(2)另外，作為導(dǎo)光體的光出射機(jī)構(gòu)，也可以使具有和導(dǎo)光體的主要成分不同折射率的物質(zhì)存在于導(dǎo)光體中。作為這樣的折射率不同的物質(zhì)，可以使微粒狀物質(zhì)散布于導(dǎo)光體中，也可以在導(dǎo)光體的表面或內(nèi)部設(shè)置折射率不同的層。折射率不同的物質(zhì)和導(dǎo)光體主要成分之間的折射率之差，以大于等于0.002小于等于0.3為宜、更理想的是大于等于0.005小于等于0.2、最理想的是大于等于0.01小于等于0.1。折射率不同的物質(zhì)的形狀，由于將微粒狀物質(zhì)分散容易制造，所以尤為理想。作為微粒的例子，可以列舉出硅系、苯乙烯系或其共聚體、丙烯系或其共聚體、無(wú)機(jī)粒子等。微粒的濃度大于等于0.01wt％小于等于10wt％為宜、更理想的為大于等于0.1wt％小于等于5wt％、最理想的為大于等于0.2wt％小于等于3wt％。
還有，為了提高面光源裝置亮度，最好在與光出射面43的光入射端面41相鄰并沿該光入射端面延伸的區(qū)域435上不形成光出射機(jī)構(gòu)。不形成這樣的光出射機(jī)構(gòu)的平均傾角近似0的平滑區(qū)域435的寬度以小于等于7mm為宜、更理想的為小于等于5mm、最理想的為小于等于4mm。
光出射機(jī)構(gòu)通過(guò)設(shè)計(jì)成在導(dǎo)光體4的光出射面43內(nèi)光漫射特性呈不均勻分布，從而能夠謀求抑制光出射面43內(nèi)亮度的不均勻、或謀求實(shí)現(xiàn)最佳的亮度分布。光出射機(jī)構(gòu)在整個(gè)有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)均勻的狀態(tài)下設(shè)置上述光偏轉(zhuǎn)元件、光反射元件、及一次光源，并測(cè)量法線亮度時(shí)，在亮度發(fā)生降低的區(qū)域加大導(dǎo)光體的光出射機(jī)構(gòu)的平均傾角，而在亮度增高的區(qū)域?qū)⑵湓O(shè)定得小，通過(guò)這樣，能減少亮度不均勻。
在本發(fā)明的面光源裝置，尤其是小型面光源裝置上，發(fā)光面的亮度的總體分布最好是中央部亮度高，越向周邊越是降低。因此，最好在光出射面43的中央部形成平均傾角大的區(qū)域，而將其它部分形成為平均傾角較前者小的區(qū)域。圖4示出的實(shí)施方式中，光出射面43上設(shè)置大致位于中央部的圓形的平均傾角大的區(qū)域432、位于其周?chē)钠骄鶅A角較大的區(qū)域433、較該區(qū)域433位于更靠近光入射端面41的平均傾角小的區(qū)域434、以及位于該區(qū)域434和光入射端面41之間沿該光入射端面41的位置上的上述平滑區(qū)域435。區(qū)域432、433、434構(gòu)成光出射機(jī)構(gòu)。平均傾角小的區(qū)域434的平均傾角θa的范圍以0.2～2度為宜、更理想的是0.5～1.5度，另外，平均傾角較大的區(qū)域433的平均傾角θa的范圍以1～10度為宜、更理想的是1.5～5度，而平均傾角大的區(qū)域432的平均傾角θa的范圍以1.5～20度為宜、更理想的為2～10度。上述各區(qū)域?yàn)楸苊庠诨ハ噜徑拥膮^(qū)域間光漫射特性急劇變化造成的亮度急劇變化等品質(zhì)降低，最好做成至少在各邊界區(qū)域平均傾角θa緩慢變化。
再有，在本發(fā)明中，在導(dǎo)光體4的光出射面43上，在光入射端面41附近，在大致沿各LED2的前方即從各LED2入射導(dǎo)光體4的光的指向方向(通常為圖1示出的X方向)延伸的直線上，形成大致沿該直線延伸的高光擴(kuò)散區(qū)域431。該高光擴(kuò)散區(qū)域431配置于上述平均傾角小的區(qū)域434內(nèi)，具有較相鄰的周?chē)鷧^(qū)域即區(qū)域434大的平均傾角。因此高光擴(kuò)散區(qū)域431其光擴(kuò)散性較區(qū)域434高。高光擴(kuò)散區(qū)域431也構(gòu)成光出射機(jī)構(gòu)。設(shè)置該高光擴(kuò)散區(qū)域431是為了抑制由于在相鄰的LED2出射的光彼此之間重疊的部分亮度變亮造成在各LED2的前方產(chǎn)生相對(duì)較暗的部分。高光擴(kuò)散區(qū)域431和區(qū)域434的平均傾角θa之差最好設(shè)定為0.1～1度。當(dāng)平均傾角θ a之差不到0.1度時(shí)，存在不能充分發(fā)揮制止LED2前方產(chǎn)生暗部的效果的傾向，反之，當(dāng)超過(guò)1度時(shí)高光擴(kuò)散區(qū)域431變得過(guò)于明亮，有招致產(chǎn)生亮度不均勻的傾向。該高光擴(kuò)散區(qū)域431和區(qū)域434的平均傾角θa之差更理想的是0.3～0.7度。最理想的是0.2～0.4度。該高光擴(kuò)散區(qū)域431為了避免由于與區(qū)域434之間光擴(kuò)散性急劇變化造成亮度的急劇變化等而品質(zhì)降低，最好做成至少在和與其相鄰的周?chē)鷧^(qū)域之間的邊界區(qū)域平均傾角θa緩慢變化。
高光擴(kuò)散區(qū)域431做成大致沿導(dǎo)光體4內(nèi)的入射光的指向方向延伸的長(zhǎng)方形或三角形等縱向長(zhǎng)的形狀。該形狀為了避免由于和周?chē)g光漫射特性的急劇變化造成亮度的急劇變化等而品質(zhì)降低，最好將其角部倒角為圓形，或做成橢圓形。圖4示出的高光擴(kuò)散區(qū)域431的形狀相當(dāng)于將細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形的各角倒角成圓形或橢圓形的形狀。高光擴(kuò)散區(qū)域431的長(zhǎng)或?qū)捒砂凑瞻l(fā)生的暗部適當(dāng)設(shè)定，但為了有效抑制在高光擴(kuò)散區(qū)域431不過(guò)于明亮的范圍在LED2前方產(chǎn)生暗部，長(zhǎng)邊(導(dǎo)光體4內(nèi)入射光的指向方向的尺寸)相對(duì)短邊(和導(dǎo)光體4內(nèi)入射光的指向方向大致正交的方向的尺寸)的比率即長(zhǎng)寬比理想的范圍為1.1～7，最好是寬度為0.5～5mm、長(zhǎng)度為0.55～35mm左右，更理想的是長(zhǎng)寬比范圍為3～5，寬度為1.5～4.5mm、長(zhǎng)度為5～15mm。
至于高光擴(kuò)散區(qū)域431的形成位置也可按照產(chǎn)生的暗部適當(dāng)設(shè)定，但為了有效地制止在高光擴(kuò)散區(qū)域431不過(guò)于明亮的范圍在LED2前方產(chǎn)生暗部，最好做成使靠近光入射端面41的端部位于離開(kāi)光入射端面41約0.5～7mm的位置，同時(shí)使該端部在有效發(fā)光區(qū)域外。
本發(fā)明中，為了使亮度不均勻不易被覺(jué)察，最好能對(duì)形成于導(dǎo)光體4的透鏡列44a等凹凸構(gòu)造列的斷面形狀作適當(dāng)調(diào)整。這一斷面形狀的適當(dāng)調(diào)整以確定后面將說(shuō)明的透鏡列斷面形狀等的凹凸構(gòu)造列所需的微小區(qū)域的傾斜角度(微小傾斜角度)及以基于此的角度成分的存在比例(分布度數(shù))為基準(zhǔn)。
作為確定透鏡列44a等凹凸構(gòu)造列的斷面形狀的計(jì)算微小傾斜角度或分布度數(shù)用的斷面，取與透鏡列等凹凸構(gòu)造列延伸的方向大致垂直的斷面(參照?qǐng)D5(a))。在透鏡列44a等凹凸構(gòu)造列不是互相完全平行的情況下，取與各透鏡列等的凹凸構(gòu)造列的延伸方向正交的曲面形狀的斷面(參照?qǐng)D5(b))。
從透鏡列斷面形狀中如圖6(a)所示抽出斷面形狀不斷重復(fù)的結(jié)構(gòu)中5個(gè)周期的形狀。將這一斷面形狀沿其形狀線作500等分(每個(gè)重復(fù)的單位作100等分)分割成500個(gè)微小區(qū)域。再有，斷面形狀的抽出不限于5個(gè)周期，另外，分割個(gè)數(shù)也不限于500，只要作為代表整個(gè)斷面形狀的微小傾斜角度和分布度數(shù)能獲得適當(dāng)?shù)闹?，這些都可適當(dāng)變更。
如圖6(b)所示，在各微小區(qū)域求其切線(例如該微小區(qū)域中央位置上的切線，近似地說(shuō)，也可以如圖6(b)所示用連接兩端的線段代表。以下均一樣)和透鏡列形成面44等凹凸構(gòu)造列形成面(這里系指將透鏡列等凹凸構(gòu)造列置之度外的平面。以下均一樣)間的夾角(傾斜角度)的絕對(duì)值，對(duì)每一度角度，計(jì)算對(duì)于整個(gè)微小區(qū)域的傾斜角度絕對(duì)值的度數(shù)分布(具有各種傾斜角度的微小區(qū)域的數(shù)量相對(duì)整個(gè)微小區(qū)域的數(shù)量的比例)(即設(shè)該角度為α°，用角度α°代表大于等于α°-0.5°并小于等于α°+0.5°的角度范圍)。圖7示出該度數(shù)分布的計(jì)算示例。
在所得的度數(shù)分布中，求出取某一范圍的角度的微小區(qū)域的數(shù)量相對(duì)整個(gè)微小區(qū)域的數(shù)量的比例，將其作為該角度范圍的角度成分的存在比例。根據(jù)這一存在比例確定透鏡列等凹凸構(gòu)造列的形狀。例如在圖7中，角度范圍為20～50°的微小區(qū)域的數(shù)量相對(duì)于全部微小區(qū)域的數(shù)量的比例為35％的情況下，20～50°的角度成分存在比例為35％。
如圖8所示，在斷面形狀重復(fù)構(gòu)造的各重復(fù)單位的形狀是左右不對(duì)稱的情況下，從斷面形狀重復(fù)構(gòu)造中抽出5個(gè)周期的形狀，只對(duì)其各重復(fù)單位的左側(cè)部分，分別沿其形狀線作50等分，合計(jì)分割為250個(gè)微小區(qū)域，同樣地只對(duì)各重復(fù)單位右側(cè)的部分，分別沿其形狀線作50等分，合計(jì)分割成250個(gè)微小區(qū)域。而且在左邊部分的各微小區(qū)域，求其切線和透鏡列形成面44等凹凸構(gòu)造列形成面間的夾角(傾斜角度)的絕對(duì)值，對(duì)全部微小區(qū)域逐度計(jì)算出傾斜角度絕對(duì)值的度數(shù)分布。同樣地對(duì)于右側(cè)部分，也對(duì)全部微小區(qū)域逐度計(jì)算出傾斜角度絕對(duì)值的度數(shù)分布。斷面形狀的抽出不限于5個(gè)周期，另外，分割個(gè)數(shù)也不限于上述個(gè)數(shù)，只要對(duì)于左邊部分及右邊部分作為代表全體斷面形狀的微小傾斜角度及或分布度數(shù)能獲得適當(dāng)?shù)闹?，可根?jù)情況適當(dāng)變更。
還有，如圖9所示，有時(shí)也會(huì)在凹凸構(gòu)造列上存在斷面形狀上未必能夠看作是單位形狀的重復(fù)的不規(guī)則的形狀，在這種情況下，抽出沿?cái)嗝嫘螤畹男螤罹€測(cè)出的長(zhǎng)度500μm份額，沿形狀線將其500等分，對(duì)由此所得的長(zhǎng)度1μm的各微小區(qū)域，與上面所述樣同樣地計(jì)算出度數(shù)分布。還有，斷面形狀的抽出不限于程度500μm的份額，而且分割個(gè)數(shù)也不限于500個(gè)，只要作為代表全部斷面形狀的微小傾斜角度的分布度數(shù)能獲得適當(dāng)?shù)闹?，則可適當(dāng)變更。
另外，在本發(fā)明中，在大致相同的單位形狀是有規(guī)則重復(fù)的斷面形狀的情況下(即凹凸構(gòu)造列是透鏡列的情況下)，形成于相鄰的重復(fù)單位彼此之間的邊界部分的谷部(斷面形狀中最低位置附近的區(qū)域)的形狀對(duì)光學(xué)性能帶來(lái)很大的影響。因而，采用透鏡谷部的傾斜角作為一個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目。其測(cè)量如以下所述。如以上所述從斷面形狀的重復(fù)構(gòu)造中抽出例如5個(gè)周期的形狀。將該斷面形狀沿其形狀線作例如500左右的等分(對(duì)各重復(fù)單位作100等分)，分割成例如500個(gè)微小區(qū)域。在形成于各重復(fù)單位之間的邊界部的5個(gè)透鏡谷部，從各重復(fù)單位之間的邊界開(kāi)始分別求左右各6個(gè)微小區(qū)域的上述傾斜角度的平均值。而且，在各重復(fù)單位的形狀是左右對(duì)稱的情況下，取如上所述地求得的10個(gè)平均值的平均，作為該透鏡列的谷部?jī)A斜角。還有，在各重復(fù)單位的形狀是左右不對(duì)稱的情況下，對(duì)如上所述求出的左側(cè)及右側(cè)，分別取5個(gè)平均值的平均，作為該透鏡列的左側(cè)谷部?jī)A斜角及右側(cè)谷部的傾斜角。
再有，如以上所述，在一次光源間隔寬，而且光入射端面至有效發(fā)光區(qū)域的距離小的情況下，在該有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)圖27所示那樣的暗部的亮度不均勻容易被辨認(rèn)出來(lái)。為了減小這種亮度不均勻，有必要在一次光源附近即光入射端面附近在XY面內(nèi)使入射導(dǎo)光體的光充分發(fā)散，以便在較寬的區(qū)域通過(guò)光偏轉(zhuǎn)元件6能觀察光。因此，在本發(fā)明中，至少將一次光源附近即光入射端面附近的透鏡列44a的形狀做成能使光很好地?cái)U(kuò)展。如上所述，入射導(dǎo)光體的光在XY面內(nèi)利用在透鏡列44a處的反射沿相對(duì)光的指向方向傾斜的方向行進(jìn)，沿該斜向行進(jìn)的光利用透鏡列44a處的反射返回入射光的指向方向。其結(jié)果是，入射導(dǎo)光體的光在XY面內(nèi)發(fā)散，而且沿和光偏轉(zhuǎn)元件6的透鏡列61a大致垂直的方向行進(jìn)。因此，通過(guò)光偏轉(zhuǎn)元件從光出射面法線方向進(jìn)行觀察時(shí)，可以看到光發(fā)散。
為了提高這種使光發(fā)散的作用，在透鏡列44a等凹凸構(gòu)造列的斷面形狀中，20～50°的角度成分的存在比例大于等于一定值的形狀是理想的。為了更加提高使光發(fā)散的作用，25～50°的角度成分的存在比例大于等于一定值的形狀是理想的，或最好是30～50°角度成分的存在比例大于等于一定值的形狀，或最好是35～50°角度成分的存在比例大于等于一定值的形狀，或最好是40～50°角度成分的存在比例大于等于一定值的形狀。為了提高這一作用，上述角度成分的存在比例越高越好。
這里所謂透鏡列44a等凹凸構(gòu)造列的斷面形狀，系指在計(jì)算上述參數(shù)之際抽出的平均處理后的結(jié)果，因而，在斷面形狀是上述那樣的不規(guī)則形狀時(shí)，意即不問(wèn)各個(gè)凹凸構(gòu)造列的形狀如何都作平均處理。另外，在斷面形狀的重復(fù)構(gòu)造的各重復(fù)單位的形狀為上述那樣左右不對(duì)稱的形狀時(shí)，有必要分別對(duì)左側(cè)部分及右側(cè)部分分別如上所述地作相應(yīng)的處理。以下對(duì)凹凸構(gòu)造列是透鏡列，并且斷面形狀的重復(fù)構(gòu)造的重復(fù)單位的形狀為左右對(duì)稱的形狀的情況進(jìn)行說(shuō)明，其它的情況也一樣。
為了提高使光發(fā)散的作用，最好至少在一次光源附近(光入射端面附近)，用透鏡列44a的斷面形狀的傾斜角度絕對(duì)值表示的20～50°的角度成分的存在比例大于等于10％，更理想的是大于等于20％，最理想的是大于等于30％。
為了更加提高使光發(fā)散的作用，最好至少在一次光源附近(光入射端面附近)，透鏡列44a的斷面形狀中大于等于25°小于等于50°的角度成分的存在比例大于等于10％，更理想的為大于等于20％，最理想的為大于等于30％。
為了更加提高使光發(fā)散的作用，最好至少在一次光源附近(光入射端面附近)，透鏡列44a的斷面形狀中25°～50°的角度成分的存在比例大于等于20％，更理想的為大于等于30％，最理想的為大于等于40％。或者透鏡列44a的斷面形狀中30°～50°的角度成分的存在比例大于等于5％，更理想的為大于等于10％，最理想的為大于等于15％。
為了更加提高使光發(fā)散的作用，最好至少在一次光源附近(光入射端面附近)，透鏡列44a的斷面形狀中30°～50°的角度成分的存在比例大于等于10％，更理想的為大于等于20％，最理想的為大于等于30％?；蛘?，透鏡列44a的斷面形狀中35°～50°的角度成分的存在比例大于等于8％，更理想的為大于等于10％，最理想的為大于等于20％，或者，透鏡列44a的斷面形狀中40°～50°的角度成分的存在比例大于等于2％，更理想的為大于等于3％，最理想的為大于等于5％。
為了提高光出射面法線方向上測(cè)出的亮度，最好使相對(duì)于和入射導(dǎo)光體的光的光出射面平行的面內(nèi)的指向方向斜向的光朝向光的指向方向的作用大，為此，最好一邊利用反射改變光的行進(jìn)方向，一邊設(shè)置沿透鏡列44a的延伸方向具有收斂作用的透鏡列44a。
為了抑制如圖28所示的，透鏡列44a沿特定方向具有各向異性而使光發(fā)散而產(chǎn)生的斜向明亮的條狀亮度不均勻，最好將透鏡列44a的斷面形狀做成曲線狀，以使光不集中于特定的角度。具體地說(shuō)，至少在一次光源附近，在透鏡列44a的斷面形狀上，或設(shè)角度為α°，對(duì)α°＝0～80°范圍內(nèi)全部角度求大于等于α°小于等于α°+10°的角度成分存在比例時(shí)，最好其最大值小于等于60％，理想的為小于等于50％，更理想的為小于等于40％。若該最大值過(guò)大，則透鏡列44a的斷面形狀變成直線，或在特定方向上具有各向異性，光容易發(fā)散，所以容易產(chǎn)生如圖28示出的斜向明亮的條狀亮度不均勻。
另一方面，如果減小α °～α°+10°的角度成分的存在比例的最大值，透鏡列的斷面形狀就不得不具有多種角度成分。本發(fā)明中，如下所述大于等于35°的角度成分變得過(guò)多時(shí)，沿入射光指向方向行進(jìn)的光相對(duì)增多，產(chǎn)生一次光源的前方變得明亮的現(xiàn)象。而且，大于50°的角度成分使光發(fā)散的作用也小。因此，最好透鏡列的斷面形狀其大部分微小區(qū)域分布于角度成分小于等于60°的范圍，最好是小于等于50°的范圍內(nèi)。因而，α°～α°+10°的角度成分存在比例的最大值以大于等于15％為宜，理想的是大于等于20％。
基于以上理由，前述40～50°角度成分的存在比例以小于等于60％為宜，更理想的為小于等于50％，最理想的為小于等于40％。另外，前述35～50°角度成分的存在比例以小于等于90％為宜，更理想的為小于等于75％，最理想的為小于等于60％。前述的30～50°角度成分的存在比例以小于等于80％為宜。
以下對(duì)光入射端面41進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)使光入射端面變得粗糙時(shí)，相對(duì)入射導(dǎo)光體的光線在與光出射面43平行的面內(nèi)的光的指向方向傾斜的光大量入射。這樣，XY面內(nèi)光的發(fā)散變大，圖27那樣的暗部變小。但光的發(fā)散一大，沿傾斜方向行進(jìn)的光因在透鏡列44a上反射而容易射出，所以在光發(fā)散最大的角度，圖30所述的明亮的條狀部分就容易產(chǎn)生。
為防止該亮度不均勻在有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)發(fā)生，在一次光源附近區(qū)域和有效發(fā)光區(qū)域使透鏡列的構(gòu)造互不相同的做法相當(dāng)有效。具體地說(shuō)，在一次光源附近增加使光發(fā)散作用最強(qiáng)的30～50°的角度成分，而在有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)則使其減少?；蛘?，在一次光源附近加大谷部?jī)A角，而在有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)則將其減少。利用這些手段，在一次光源附近，光線由于透鏡列44a的反射在相對(duì)光的指向方向傾斜的方向上發(fā)散，一邊再度返回入射光的指向方向一邊行進(jìn)。其結(jié)果是，入射導(dǎo)光體4的光在XY面內(nèi)發(fā)散。而且，沿和作為光偏轉(zhuǎn)元件6的透鏡片例如棱鏡片的棱鏡列垂直的方向出射的光增加，所以在透過(guò)棱鏡片觀察時(shí)，可以看到光發(fā)散。而且，成為圖30的亮度不均勻原因的最大發(fā)散角度的光由于在有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)形狀不同的透鏡列44a的反射不再返回入射光的指向方向。其結(jié)果是，透過(guò)棱鏡片觀察時(shí)，就看不到圖30示出的條狀亮線。
更具體地說(shuō)，如圖10所示，最好將一次光源附近的區(qū)域A做成透鏡列形成面的斷面形狀中30～50°角度成分存在比例大的區(qū)域，并且在到達(dá)有效發(fā)光區(qū)域之前切換成上述30～50°角度成分存在比例更小或谷部?jī)A斜角更小的另一區(qū)域B，這樣做使得區(qū)域A和區(qū)域B之間的邊界無(wú)法辨認(rèn)出來(lái)。具體地說(shuō)，最好自有效發(fā)光區(qū)域從大于等于0.1mm的面前開(kāi)始轉(zhuǎn)換成區(qū)域B，更理想的為大于等于0.3mm，最理想的為大于等于0.5mm。然后，將全部有效發(fā)光區(qū)域作為區(qū)域B(圖10(a))或?qū)⒉糠钟行Оl(fā)光區(qū)域作為區(qū)域B(圖10(b))。
區(qū)域B的透鏡列44a的具體的斷面形狀，與區(qū)域A相比30～50°的角度成分存在的比例以少5％以上為宜，少8％以上比較理想?；蛘邊^(qū)域B的透鏡列44a具體的斷面形狀與區(qū)域A相比，谷部?jī)A斜角小5％為宜，理想的為小10％以上，更理想的為小15％以上。若區(qū)域A和區(qū)域B之間的斷面形狀之差過(guò)小，則有降低防止圖30的亮度不均勻的效果的傾向。
另外，區(qū)域B的透鏡列44a的具體形狀，以30～50°的角度成分的存在比例小于等于40％為宜，較理想的為小于等于30％并且大于等于5％，更理想的為大于等于10％，最理想的為大于等于15％?；蛘撸∮诘扔?5～50°的角度成分的存在比例小于等于30％為宜，較理想的為小于等于20％，并且大于等于2％，更理想的為大于等于8％，最理想的為大于等于13％?；蛘?，區(qū)域B的透鏡列44a的具體形狀，以谷部?jī)A斜角小于等于30°為宜，較為理想的為小于等于25°，還要理想的是小于等于20°，并且大于等于5°，再理想的是大于等于8°，最理想的為大于等于10°。若上述角度成分存在比例或谷部?jī)A斜角過(guò)大，則可能會(huì)降低防止圖30那樣的亮度不均的效果，若過(guò)小，則不能使在一次光源附近的區(qū)域中發(fā)散的光向與棱鏡片的棱鏡列垂直的方向反射，借助于棱鏡片沿光出射面的法線方向上升的光的分量減少，其結(jié)果是，法線方向的亮度有可能會(huì)降低。
該區(qū)域A與區(qū)域B的轉(zhuǎn)換部的構(gòu)造最好做成透鏡列44a的形狀緩慢變化小構(gòu)造。這樣，即使將轉(zhuǎn)換部置于靠近有效發(fā)光區(qū)域端面(即有效發(fā)光區(qū)域和與液晶顯示裝置的不顯示部分對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的邊界)處，依然能避免透鏡列形狀轉(zhuǎn)換部的構(gòu)造映照在有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)。
作為一種使透鏡列形成面的形狀部分改變的方法，有使表面粗糙的方法。通過(guò)用各種方法使透鏡列表面至少一部分變得粗糙，從而能容易又廉價(jià)地使透鏡列的形狀的至少一部分發(fā)生變化。另外，也能連續(xù)地改變這一變化的程度，根據(jù)位置緩慢地改變透鏡列的形狀。通過(guò)對(duì)透鏡列44a進(jìn)行表面粗糙處理，也能消除如圖29所示的亮度不均勻。
為了降低如圖29所示的、由于從多個(gè)一次光源發(fā)出的光的重疊造成的亮度不均，最好能對(duì)各一次光源發(fā)出的光的亮度分布和光源間的距離之間的關(guān)系作適當(dāng)調(diào)整。具體地說(shuō)，在設(shè)置光偏轉(zhuǎn)元件6和光反射元件8的狀態(tài)下，在與導(dǎo)光體4端面相鄰設(shè)置的多個(gè)一次光源2中只有1個(gè)發(fā)光時(shí)，如圖11所示，在距有效發(fā)光區(qū)域的光入射端面一側(cè)的端面3～3.5mm的寬0.5mm的區(qū)域S，沿其長(zhǎng)度方向(y方向)按1mm的間隔測(cè)量法線亮度，在畫(huà)出測(cè)量位置y(mm)和亮度間的關(guān)系曲線時(shí)，其半幅值距離與一次光源間的距離的比率最好在0.8～1.2倍的范圍內(nèi)，理想的為大致相等。圖12(a)、(b)中示出畫(huà)有測(cè)量位置y(mm)和亮度間的關(guān)系曲線圖的例子。圖12(a)表示這一比率大于1.2的情形，而圖12(b)表示這一比率小于0.8的情形。若這一比率過(guò)大，則如圖13(a)所示，來(lái)自相鄰的一次光源2的光的分布重疊變大，這一重疊的部分變得特別明亮而且容易產(chǎn)生明暗花紋。另外，若上述比率過(guò)小，則如圖13(b)所示，來(lái)自一次光源2的光的分布發(fā)散不足，一次光源正面部分變得特別明亮，而與相鄰一次光源的中間位置對(duì)應(yīng)的區(qū)域相對(duì)變暗，并容易產(chǎn)生明暗花紋。
為了適當(dāng)?shù)卣{(diào)整以上所述的各一次光源發(fā)出的光的亮度分布和光源間距離之間的關(guān)系，透鏡列44a的斷面形狀在一次光源附近最好滿足以下條件。即在縮小上述半幅值全寬距離的情況下，最好增大透鏡列44a的35～60°的角度成分的存在比例或小于等于15°的角度成分的存在比例。反之，在增大上述半幅值全寬距離的情況下，最好減小透鏡列44a的35～60°的角度成分的存在比例或小于等于15°的角度成分的存在比例。大于等于35°的角度成分一多，相對(duì)于入射光指向方向傾斜著行進(jìn)的光被透鏡列44a反射，在極近一次光源的地方出射，所以沿入射光指向方向行進(jìn)的光就相對(duì)增多。另外，小于等于15°的角度成分一多，利用透鏡列44a不易使用光發(fā)散，所以沿入射光指向方向行進(jìn)的光就相對(duì)增多。
具體地說(shuō)，典型的一次光源間的距離為5～15mm，在這種情況下，滿足上述條件的透鏡列的斷面形狀至少在一次光源附近，35～60°的角度成分的存在比例為4～55％，或小于等于15°的角度成分的存在比例為25～85％為宜。更理想的為35～60°的角度成分的存在比例為10～45％，最理想的為20～40％。另外，小于等于15°的角度成分的存在比例30～70％則更加理想。
以下對(duì)透鏡列44a形狀互異的區(qū)域A和區(qū)域B的配置進(jìn)行說(shuō)明。如圖10(a)所示，可將區(qū)域A配置于一次光源2附近，而將區(qū)域B配置于整個(gè)有效發(fā)光區(qū)域和靠近該一次光源的端面至區(qū)域A為止的區(qū)域中。又如圖10(b)所示，可將區(qū)域A配置于一次光源2附近，而將區(qū)域B配置于與該區(qū)域A相鄰并包括有效發(fā)光區(qū)域的靠近一次光源的端面在內(nèi)的帶狀區(qū)域。這里，有效發(fā)光區(qū)域中的區(qū)域B以外的區(qū)域的構(gòu)造可以和區(qū)域A相同，也可以是除此以外的構(gòu)造。但在這種情況下，有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)透鏡列44a的形狀會(huì)發(fā)生變化，所以為了使由于形狀變化(形狀轉(zhuǎn)換)而引起的亮度不均不被辨認(rèn)出來(lái)，最好形狀的轉(zhuǎn)換慢慢地進(jìn)行。
再如圖14所示，最好區(qū)域B的構(gòu)造做成在與區(qū)域A相鄰而且包括有效發(fā)光區(qū)域的一次光源側(cè)端面的一部分在內(nèi)的部位而且配置成島狀。這里，有效發(fā)光區(qū)域中區(qū)域B以外區(qū)域的構(gòu)造可以和區(qū)域A一樣，也可以為其以外的構(gòu)造。但在這種情況下，有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)透鏡列44a的形狀會(huì)變化，所以為了使由于形狀變化(形狀轉(zhuǎn)換)而引起的亮度不均不被辨認(rèn)出來(lái)，最好緩慢地進(jìn)行形狀轉(zhuǎn)換。
作為透鏡列44a的理想的斷面形狀，斷面形狀線的一部分或全部有由像圖15那樣的向外凸的曲線組成的形狀、由圖16那樣的向外凹的曲線組成的形狀、以及由圖17那樣的具有向外凸的區(qū)域和向外凹的區(qū)域的曲線組成的形狀。另外，作為透鏡列44a的理想的斷面形狀，有如圖18所示的多邊形形狀(即由直線組成的形狀)、和如圖19所示的直線和曲線組合的形狀等。在采用包含這些多邊形或直線的形狀時(shí)，為了不產(chǎn)生圖28所示的亮度不均，最好能特意地對(duì)形狀作適當(dāng)設(shè)定。如上所述，最好在對(duì)0～80°范圍的角度α°求某個(gè)角度α°～α°+10°的角度成分存在比例時(shí)，其最大值小于等于60％為宜，理想的為小于等于50％，更理想的為小40％。而且，在透鏡列的斷面形狀包含若干條直線時(shí)，光被與各條直線對(duì)應(yīng)的平面反射，借助于此，增強(qiáng)使光發(fā)散的作用，而且若是反射的角度互相差異很大的構(gòu)造，則光沿各種各樣的方向行進(jìn)，圖28那樣的亮度不均就難以產(chǎn)生。理想的形狀為圖18所示的多邊形形狀，是與透鏡列形成面間的夾角有約40°、約30°、約20°的直線形狀，或具有約40°、約30°、約20°、約0°的直線的形狀。另外，也可以是具有滿足這一條件的直線的圖19那樣的構(gòu)造。若是這些的構(gòu)造，則即使是例如某個(gè)角度α°～α°+10°的角度成分的存在比例較大的情況下，也由于使光按照其它的角度成分向和附近的角度成分差別很大的方向反射，所以不易產(chǎn)生圖28那樣的亮度不均勻。
在圖18及圖19的斷面形狀中，直線(邊)的數(shù)量最好是2～20條，更理想的是3～15條，最理想的為4～10條。在邊的數(shù)量過(guò)少的情況下，因光不會(huì)向各種方向發(fā)散，所以容易產(chǎn)生圖28那樣的亮度不均勻，而另一方面，在邊的數(shù)量過(guò)多的情況下，制造具有透鏡列44a的導(dǎo)光體就變得困難。
另外，透鏡列44a的一次光源附近區(qū)域處的斷面形狀是曲線形狀，也可采用與該區(qū)域相鄰的區(qū)域的斷面形狀為近似三角形等形狀的近似多角形的導(dǎo)光體。具體地說(shuō)，在透鏡列44a左右各斜面上，在對(duì)0～80°范圍的角度α°求某個(gè)角度α°～α°+10°的角度成分的存在比例時(shí)，最好采用其最大值在與其相鄰的區(qū)域比在一次光源附近區(qū)域大的導(dǎo)光體。這樣做在一次光源附近能夠利用斷面形狀為曲線狀的透鏡列使光發(fā)散而不產(chǎn)生亮度不均勻，在與其相鄰的區(qū)域，利用斷面形狀做成近似三角形等近似多角形的透鏡列44a聚光，從而獲得高亮度。
透鏡列44a的排列間距以在10～100μm的范圍內(nèi)為宜，更理想的為10～80μm，最理想的范圍為20～70μm。還有，在本發(fā)明中，只要透鏡列44a的排列間距在上述范圍內(nèi)，則即使是所有的透鏡列44a相同都可以，也可以部分不同，也可以緩慢變化。
在所需的發(fā)散角大于等于110°的特大情況下，僅靠大致沿導(dǎo)光體入射光的指向方向延伸的透鏡列難以使光充分發(fā)散，在這種情況下，在導(dǎo)光體4的光出射面或背面最好配置如圖20示出的，沿相對(duì)入射光的指向方向(X方向)斜向延伸的斜透鏡列50。尤其是最好透鏡列沿與所需的發(fā)散角對(duì)應(yīng)的方向大致相同的方向延伸。由于這種斜透鏡列50的存在，能將在透鏡列44a上未能適當(dāng)?shù)胤瓷涞某蚀蠼嵌鹊娜肷涔獬煞忠擦己玫胤瓷?，并將行進(jìn)方向變換成在透鏡列44a上能恰當(dāng)?shù)胤瓷涞慕嵌?。該斜透鏡列50的理想的形成位置是與不顯示部對(duì)應(yīng)區(qū)域的一次光源間對(duì)應(yīng)的區(qū)域，在不形成該區(qū)域時(shí)，最好是透過(guò)光偏轉(zhuǎn)元件6、例如棱鏡片能觀察暗部的區(qū)域。在該區(qū)域，存在未朝向與棱鏡片的棱鏡列垂直的方向的光線，所以改變?cè)搮^(qū)域的光行進(jìn)方向?qū)τ跍p少圖27的暗部是一種有效的手段。所形成的斜透鏡列最好用和上述透鏡列44a同樣的方法算出的20～50°的角度成分的存在比例為10～80％。這一存在比例若過(guò)小則使光行進(jìn)方向改變的作用降低，而若過(guò)大則產(chǎn)生新的亮線，容易成為新的亮度不均勻的原因。
另外，出于同樣的目的，也可以在導(dǎo)光體4的光出射面或背面設(shè)置如圖21所示的點(diǎn)狀圖形52。點(diǎn)狀圖形52可通過(guò)蝕刻或激光加工等方法形成。由于這樣的點(diǎn)狀圖形52的存在，用透鏡列44a不能恰當(dāng)?shù)胤瓷涞南鄬?duì)入射光的指向方向呈較大角度的入射光成分也能較好地反射，將行進(jìn)方向變換成在透鏡列44a上能適當(dāng)反射的角度。該點(diǎn)狀圖形理想的形成位置為與不顯示部對(duì)應(yīng)區(qū)域的一次光源間對(duì)應(yīng)的區(qū)域，在不形成該點(diǎn)狀圖形時(shí)最好是透過(guò)棱鏡片能觀察到暗部的區(qū)域。在該區(qū)域有不朝向與棱鏡片的棱鏡列垂直的方向的光存在，所以使該位置的光的行進(jìn)方向變化對(duì)于降低圖27的暗部是一種相當(dāng)有效的手段。所形成的點(diǎn)狀圖形的各點(diǎn)的形狀在與將一次光源和點(diǎn)加以連接的直線正交的斷面上，用和上述透鏡列44a相同的方法計(jì)算出的20～80°的角度成分的存在比例最好是10～80％。這一存在比例若過(guò)小則使光的行進(jìn)方向改變的作用降低，而若過(guò)大則產(chǎn)生新的亮線，容易成為產(chǎn)生新的亮度不均的原因。
本發(fā)明中，如上所述在導(dǎo)光體4的光出射面43上形成光出射機(jī)構(gòu)，最好將其相反一側(cè)的主面(背面)作為形成透鏡列44a的透鏡列形成面，但也可以將光出射面作為透鏡列44a的形成面，在其相反一側(cè)的主面上形成具有高光擴(kuò)散區(qū)域的光出射機(jī)構(gòu)。
圖22為將本發(fā)明的面光源裝置用導(dǎo)光體的一部分和LED一起表示的局部分解立體圖。本實(shí)施方式中，光入射端面41形成具有各向異性的粗糙面。這種各向異性的粗糙面其沿光出射面43的Y方向上的平均傾角θ a比和光出射面43正交的Z方向上的平均傾角θa大。通過(guò)采用這樣的粗糙面，能使LED2發(fā)出并從光入射端面41入射導(dǎo)光體的光在XY面內(nèi)的分布發(fā)散開(kāi)來(lái)。這樣能防止由于XZ面內(nèi)的分布過(guò)度發(fā)散致使光入射端面附近的導(dǎo)光體4出射過(guò)度的光，能高效率地將所要強(qiáng)度的光導(dǎo)向光出射面43較寬的區(qū)域，可有助于提高亮度的均勻性。
該光入射端面41的各向異性粗糙面以沿光出射面43的Y方向上的平均傾角為3～30°為宜，更理想的為4～25°，特別理想的為5～20°。平均傾角若小于等于3°則上述作用的效果會(huì)減弱，平均傾角超過(guò)30°時(shí)，XY面內(nèi)光的分布過(guò)于發(fā)散亮度會(huì)降低。另外，為獲取上述作用的效果，與光出射面43正交的Z方向上的平均傾角最好小于等于5°，特別是小于等于3°。再有，光入射端面41的各向異性粗糙面最好在沿所述光出射面43的方向上測(cè)量時(shí)的傾角大于等于8°的區(qū)域的長(zhǎng)度小于等于測(cè)量總長(zhǎng)的5％。當(dāng)傾角大于等于8°的區(qū)域之長(zhǎng)度超過(guò)測(cè)量總長(zhǎng)的5％時(shí)，由于XY面內(nèi)光的分布過(guò)于發(fā)散從而會(huì)產(chǎn)生因光入射端面附近導(dǎo)光體4過(guò)度發(fā)出射光線致使亮度降低的現(xiàn)象。
這樣的各向異性粗糙面最好是形成大致沿Z方向延伸的互相大致平行的、規(guī)則或不規(guī)則的凹凸構(gòu)造。更具體地說(shuō)，可列舉出大致沿Z方向延伸的互相大致平行的透鏡列、或?qū)υ撏哥R列表面作粗糙處理的例子。
本發(fā)明的導(dǎo)光體4可由光透射率高的合成樹(shù)脂構(gòu)成。這樣的合成樹(shù)脂有例如異丁烯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、環(huán)聚烯樹(shù)脂等。尤其是異丁烯樹(shù)脂因其光透射率高、耐熱性、力學(xué)特性、加工成型性能均佳，故最為適合。這樣的異丁烯樹(shù)脂最好是以異丁烯酸甲酯為主要成分的樹(shù)脂，異丁烯酸甲酯大于等于80重量％的樹(shù)脂為理想。在形成導(dǎo)光體4的粗糙面的表面構(gòu)造或棱鏡列等表面構(gòu)造、或者光入射端面的各向異性粗糙面構(gòu)造時(shí)，也可以利用具有所要表面構(gòu)造的模具構(gòu)件對(duì)透明合成樹(shù)脂板進(jìn)行熱壓而形成，也可以利用網(wǎng)印、擠出成型號(hào)、或注射模塑成型等方法在成型之同時(shí)賦予形狀。又可利用熱或光固化樹(shù)脂等形成構(gòu)造面。
下面對(duì)這些模具構(gòu)件(金屬模)的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)光體4的光出射機(jī)構(gòu)的高光擴(kuò)散區(qū)域431及其它區(qū)域432、433、434之形成可以通過(guò)復(fù)制預(yù)先在金屬模上形成的形狀復(fù)制面的形狀來(lái)進(jìn)行。這種金屬模的形狀復(fù)制面的形成方法，在利用粗糙面形成光出射機(jī)構(gòu)的情況下有例如設(shè)置具有與形成于金屬模表面的區(qū)域的1個(gè)或多個(gè)區(qū)域相當(dāng)?shù)拈_(kāi)口部的遮擋板等，遮擋相應(yīng)區(qū)域以外的部分，再進(jìn)行噴砂或腐蝕的方法。特別是在利用微粒進(jìn)行噴砂處理的情況下，透過(guò)在距金屬模表面適當(dāng)?shù)木嚯x上設(shè)置遮擋板，可以在上述相應(yīng)區(qū)域的外周部形成平均傾角θ a漸漸減小的區(qū)域(上述邊界區(qū)域)。圖23至圖26中示出制造具有形成導(dǎo)光體光出射面用的形狀復(fù)制面的金屬模的過(guò)程中噴砂處理所用的遮擋板的具體示例。圖23表示具有與圖4示出的區(qū)域432、433相當(dāng)?shù)陌霃?R)為45mm的圓形開(kāi)口部的遮擋板。圖24表示具有與圖4示出的區(qū)域432相當(dāng)?shù)陌霃?R)為17mm的圓形開(kāi)口部的遮擋板。圖25表示具有與圖4示出的高光擴(kuò)散區(qū)域431相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)徑為13.5mm短徑為3mm的4個(gè)開(kāi)口部的遮擋板。另外，圖26表示具有雖然圖4未示出，但與光出射面43的光入射端面附近兩角落區(qū)域相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度4mm的兩條等邊的直角等邊三角形的兩個(gè)開(kāi)口部的遮擋板。另外，在形成點(diǎn)狀或錐狀凸起等凹凸構(gòu)造的情況下，作為金屬模的形狀復(fù)制面的形成方法，有例如在形狀復(fù)制面的規(guī)定位置上形成與所要的凹凸構(gòu)造對(duì)應(yīng)的相反的形狀的方法等。
作為一種使形成于本發(fā)明的導(dǎo)光體上的透鏡列44a的形狀部分改變的方法，有例如對(duì)利用切削或蝕刻等方法形成的具有透鏡列形狀復(fù)制面的金屬模之一部分或全部進(jìn)行噴砂處理的方法；對(duì)具有透鏡列形成面的金屬模之部分或全部進(jìn)行研磨，再將其復(fù)制的方法；以及對(duì)采用具有透鏡列形狀復(fù)制面的第1金屬模成型所得的成型物之部分或全部噴砂，再度將其復(fù)制，由此獲得具有透鏡列形狀復(fù)制面的第2金屬模的方法。利用這些方法，或通過(guò)利用至少對(duì)導(dǎo)光體4的透鏡列形成面之一部分直接進(jìn)行噴砂處理形成噴砂痕，可以使透鏡列44a斷面形狀的度數(shù)分布或谷部?jī)A角發(fā)生變化。
形成于光偏轉(zhuǎn)元件6的透鏡形狀根據(jù)目的可使用各種形狀，有例如棱鏡形狀、雙凸透鏡形狀、蠅眼(フラィァィ)透鏡形狀、波浪形狀等。其中將多列斷面大致為三角形的棱鏡列排列而成的棱鏡片尤為理想。棱鏡列頂角的范圍最好為50～80°，更理想的為55～70°。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件6可由光透射率高的合成樹(shù)脂構(gòu)成。這樣的合成樹(shù)脂有例如異丁烯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、環(huán)聚烯樹(shù)脂等。其中，尤其是異丁烯樹(shù)脂因其光透射率高、耐熱性、力學(xué)特性、加工成型性能均佳，故最為適合。這種異丁烯樹(shù)脂最好是以異丁烯酸甲酯為主要成分的樹(shù)脂，異丁烯酸甲酯大于等于80重量％為宜。在形成光偏轉(zhuǎn)元件6的棱鏡列等的表面構(gòu)造時(shí)，可以利用具有所要的表面構(gòu)造的模具構(gòu)件對(duì)透明合成樹(shù)脂板進(jìn)行熱壓而形成，也可以利用網(wǎng)印、擠出成型、或注射模塑成型等方法在成型之同時(shí)賦予所要的形狀。另外也可利用熱或光固化樹(shù)脂等形成構(gòu)造面。這些模具構(gòu)件可通過(guò)對(duì)金屬模進(jìn)行切削或蝕刻等方法而得到。再有，可在由聚酯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、聚異丁烯(酰)亞胺系樹(shù)脂等組成的透明薄膜或薄板等透明基材上，在其表面形成由激活能量射線固化型樹(shù)脂組成的粗糙面構(gòu)造或透鏡列排列構(gòu)造，也可以將這樣的薄片利用接合、熔敷等方法與另一透明基材接合成一體。作為激活能量射線固化樹(shù)脂可使用多官能(偏)丙烯化合物、乙烯化合物、(偏)丙烯酸酯類、丙烯基化合物、(偏)丙烯酸的金屬鹽等。
作為光反射元件8可使用例如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料片。本發(fā)明中，也可采用利用金屬蒸鍍等方法在導(dǎo)光體4的光出射面的相反一側(cè)的主面44上形成的光反射層等，代替反射片作為光反射元件8。還有，最好在導(dǎo)光體4的四個(gè)側(cè)端面(除光入射端面41外)上也附上反射構(gòu)件。
實(shí)施例以下示出本發(fā)明的實(shí)施例。還有，在實(shí)施例中，導(dǎo)光體斷面形狀的微小區(qū)域傾斜角度的測(cè)量如下所述進(jìn)行，即制作導(dǎo)光體的透鏡列形成面的復(fù)制品，將其在與透鏡列延伸方向正交的面切斷，根據(jù)用光學(xué)顯微鏡或原子顯微鏡、或者其它的攝像手段將切斷端面放大所得的斷面形狀線進(jìn)行測(cè)量。微小區(qū)域傾斜角度的絕對(duì)值的度數(shù)分布計(jì)算及谷部?jī)A角計(jì)算如關(guān)于圖6進(jìn)行的說(shuō)明那樣進(jìn)行。但如上所述將斷面形狀等分設(shè)定微小區(qū)域時(shí)，有時(shí)斷面形狀的坐標(biāo)測(cè)量會(huì)變得相當(dāng)繁瑣。在這種情況下，可用下述方法簡(jiǎn)單地計(jì)算出來(lái)。
首先，按照Y坐標(biāo)等分的方式分割切斷端面，設(shè)定微小區(qū)域。其后，用和上述相同的方法，計(jì)算出與等分Y坐標(biāo)的微小區(qū)域相關(guān)的微小區(qū)域傾斜角度的絕對(duì)值的度數(shù)分布。求計(jì)算出的度數(shù)分布中各傾斜角度的，度數(shù)/[傾斜角度的余弦(cos)]。然后，求度數(shù)/[傾斜角度的余弦(cos)]的總和。接著，對(duì)各傾斜角度求{度數(shù)/[傾斜角度的余弦(cos)]}/總和。這一值成為將斷面形狀等分，設(shè)定微小區(qū)域時(shí)的度數(shù)分布。
平均傾角的測(cè)量用探針式表面粗糙度計(jì)(東京精密儀器株式會(huì)社制造的サ一フコム570A型)，采用1μmR、55°圓錐形鉆石針(010-2528)作為探針，以0.03mm/秒的驅(qū)動(dòng)速度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量長(zhǎng)度為2mm。在對(duì)抽出曲線的平均線的傾斜進(jìn)行校正后，按照前述的式(1)及式(2)求出該曲線微分后的曲線的中心線平均值。
實(shí)施例1對(duì)鏡面拋光過(guò)的有效發(fā)光區(qū)域51mm×71mm、厚3mm的不銹鋼板表面，從其長(zhǎng)度51mm一側(cè)的短邊(與光入射端面對(duì)應(yīng)的邊)開(kāi)始向有效發(fā)光區(qū)域內(nèi)1mm為止的區(qū)域用粘膠帶遮蔽，然后按以下條件進(jìn)行第1噴砂處理使表面粗糙。也就是采用粒徑小于等于106μm的玻璃珠(ポッタ一ズ·バロティ一ニ株式會(huì)社制造的J220)，設(shè)不銹鋼板到噴嘴的距離為32cm，用0.09MPa的噴吹壓力，沿X軸方向使噴嘴以8.0cm/s的移動(dòng)速度移動(dòng)，并使不銹鋼板沿Y軸方向依次每移動(dòng)10mm進(jìn)行一次噴砂處理。不銹鋼板的受過(guò)第1次噴砂處理的粗糙面部分的平均傾角θ a為1.0°。還有，在本說(shuō)明書(shū)及附圖中，與金屬模(模具構(gòu)件)及其坯料有關(guān)的所謂有效發(fā)光區(qū)域系指與面光源裝置的發(fā)光區(qū)域?qū)?yīng)的形成導(dǎo)光體區(qū)域用的模具構(gòu)件及其坯料的區(qū)域。另外，關(guān)于金屬模及其坯料的X軸方向及Y軸方向系指與在有關(guān)利用其成型的導(dǎo)光體的圖1等中示出的X軸方向及Y軸方向?qū)?yīng)的方向。
然后，將圖23示出的遮擋板按照?qǐng)D示的位置關(guān)系配置于距第1次噴砂處理過(guò)的不銹鋼板7cm的高度，除噴嘴移動(dòng)速度為6.0cm/s外，其余均與第1次噴砂處理相同地進(jìn)行第2次噴砂處理。不銹鋼板的受過(guò)第2次噴砂處理的粗糙面部分的平均傾角θa為1.8°。然后，將圖24示出的遮擋板按照?qǐng)D示的位置關(guān)系配置于距第2次噴砂處理的不銹鋼板7cm的高度，與第2次噴砂處理相同地進(jìn)行第3次噴砂處理。不銹鋼板的受過(guò)第3次噴砂處理的粗糙面部分的平均傾角θa為2.5°。再將圖25示出的遮擋板按照?qǐng)D示的位置關(guān)系配置于距第3次噴砂處理過(guò)的不銹鋼板5cm的高度上，除噴嘴移動(dòng)速度為3.5cm/s外、其余均與第2次噴砂處理相同地進(jìn)行第4次噴砂處理。不銹鋼板的受過(guò)第4次噴砂處理的粗糙面部分(與導(dǎo)光體光出射面的高光擴(kuò)散區(qū)域?qū)?yīng)的部分)的平均傾角θa為1.3°，在高光擴(kuò)散區(qū)域的外周部，在2mm的寬度上形成平均傾角θa漸漸減少的區(qū)域。另外、將圖26示出的遮擋板按照?qǐng)D示的位置關(guān)系配置于距第4次噴砂處理過(guò)的不銹鋼板2cm的高度上，除用平均粒徑30μm的氧化鋁粒子(フジミィンコ一ピ レ一テッド株式會(huì)社制造的A400)，噴嘴移動(dòng)速度1.5cm/s、噴吹壓力0.6MPa外，其余與第2次噴砂處理相同地進(jìn)行第5次噴砂處理。不銹鋼板的受過(guò)第5次噴砂處理的粗糙面部分(與導(dǎo)光體光出射面的光入射端面附近的兩個(gè)角落的區(qū)域?qū)?yīng)的部分)的平均傾角θa為4°。通過(guò)這樣制成第1金屬模。
另一方面，在鏡面拋光過(guò)的有效發(fā)光區(qū)域51mm×71mm、厚34mm的淬火鋼板鍍上厚0.2mm的鎳后對(duì)其進(jìn)行鏡面拋光，在其表面通過(guò)切削加工形成間距50μm的透鏡列平行于長(zhǎng)度71mm的邊連續(xù)設(shè)置的對(duì)稱的透鏡圖形。然后，用粘膠帶將從該鋼板的長(zhǎng)度51mm的一方的短邊(與光入射端面對(duì)應(yīng)的邊)起至3.5mm為止的區(qū)域加以遮蔽，再用粒徑小于等于63μm的玻璃珠(ポッタ一ズ·バロティ一ニ株式會(huì)社制造的J400)，除噴嘴的移動(dòng)速度為3.8cm/s、噴吹壓力為0.2MPa外，其余與第2次噴砂處理相同地進(jìn)行噴砂處理。通過(guò)這樣，制成對(duì)透鏡圖形的形狀復(fù)制面作過(guò)部分表面粗糙處理的第2金屬模。
再對(duì)鏡面拋光過(guò)的有效區(qū)域0.85mm×51mm、厚34mm的淬火鋼材除用平均粒徑30μm氧化鋁粒子(フジミィンコ一ポレ一テッド株式會(huì)社制造的A400)，噴嘴高度16cm、噴嘴移動(dòng)速度5.0cm/s、噴吹壓力0.08MPa外其余與第2次噴砂處理相同地進(jìn)行噴砂處理。通過(guò)這樣，制成第3金屬模。
將用如上所述方法所得的第1金屬模、第2金屬模、第3金屬模分別作為導(dǎo)光體光出射面復(fù)制形成用金屬模、導(dǎo)光體背面復(fù)制形成用金屬模、以及光入射端面形成用金屬模使用，進(jìn)行注射模塑成型，制成短邊51mn及長(zhǎng)邊71m的長(zhǎng)方形的，厚度為沿長(zhǎng)邊在0.85mm(光入射端面?zhèn)榷瞬?～0.6mm(對(duì)向端部)變化的楔形的形狀，一主面為在光入射端面附近形成高光擴(kuò)散區(qū)域的光出射面，而另一主面為由透鏡列形成面組成的透明丙烯樹(shù)脂制的導(dǎo)光體。
將4個(gè)LED(日亜化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn)的NECW008A)按照11mm的間隔配置，使其與導(dǎo)光體的厚度0.85mm的短邊側(cè)端面(光入射端面)對(duì)向。光散射反射片(麗光株式會(huì)社生產(chǎn)的75W05)配置于該導(dǎo)光體的透鏡列形成面一側(cè)，將多列頂角68°、間距18μm的棱鏡列并排地形成的棱鏡片(三菱レィョン株式會(huì)社制造的M168YS)配置于光出射面一側(cè)使其棱鏡列形成面對(duì)向，如上所述地制成面光源裝置。
該面光源裝置與液晶顯示元件組合，構(gòu)成有效顯示區(qū)域尺寸為46mm×61mm、導(dǎo)光體光入射端面至有效顯示區(qū)域的距離為6.25mm的液晶顯示裝置。
所得導(dǎo)光體的透鏡列形成面的斷面形狀如以下所述。
(區(qū)域A距光入射端面3.5mm以內(nèi)的區(qū)域)向外凸的曲線傾斜角度絕對(duì)值的度數(shù)分布大于等于20°小于等于50°--67％
大于等于25°小于等于50°--51％大于等于30°小于等于50°--39％大于等于35°小于等于50°--26％大于等于40°小于等于50°--8％小于等于15°--------33％大于等于35°小于等于60°--26％大于等于40°小于等于60°--8％α°～α°+10°的比例的最大值31％(α°＝31°)谷部?jī)A角31°(區(qū)域B區(qū)域A以外的區(qū)域)向外凸的曲線傾斜角度絕對(duì)值的度數(shù)分布大于等于30°小于等于50°--26％谷部?jī)A角12°點(diǎn)亮所有的LED使面光源裝置發(fā)光，判斷有效發(fā)光區(qū)域的亮度不均勻的情況。如圖27所示的暗部、如圖28所示的條狀亮線、如圖29所示的由于光源彼此之間分布重疊而形成的亮部、以及如圖30所示的條狀亮線，LED前方的暗部等都觀察不到。
實(shí)施例2除第4次噴砂處理的噴嘴移動(dòng)速度為5.0cm/s外其余均與實(shí)施例1相同地制成面光源裝置。還有，所得的導(dǎo)光體的高光擴(kuò)散區(qū)域的平均傾角θa為1.5°。點(diǎn)亮所有的LED使面光源裝置發(fā)光判斷有效發(fā)光區(qū)域的亮度不均勻的情況。如圖27所示的暗部、如圖28所示的條狀亮線、如圖29所示的由于光源彼此之間分布重疊而形成的亮部、以及如圖30所示的條狀亮線，LED前方的暗部等都觀察不到。
實(shí)施例3除了第4次噴砂處理的噴吹壓力為0.15MPa外，其余均與實(shí)施例1相同，以此制成面光源裝置。另外，所得的導(dǎo)光體高光擴(kuò)散區(qū)域的平均傾角θa為1.7°。點(diǎn)亮所有的LED使面光源裝置發(fā)光，判斷有效發(fā)光區(qū)域的亮度不均勻情況。如圖27所示的暗部、如圖28所示的條狀亮線、如圖29所示的由于光源彼此之間分布重疊而形成的亮部、以及如圖30所示的條狀亮線，LED前方的暗部等都觀察不到。
比較例1除了不進(jìn)行第4次噴砂處理外，其余均與實(shí)施例1相同，以此制成面光源裝置。點(diǎn)亮所有的LED使面光源裝置發(fā)光，判斷有效發(fā)光區(qū)域的亮度不均勻情況時(shí)，在各LED前方的部位都觀察到暗部。
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置用導(dǎo)光體，是板狀的導(dǎo)光體，引導(dǎo)自點(diǎn)狀的多個(gè)一次光源發(fā)出的光，并具有供自所述一次光源發(fā)出的光入射的光入射端面及供所引導(dǎo)的光出射的光出射面，其特征在于，在所述光出射面及其相反一側(cè)的背面中至少一方的面的所述光入射端面近旁，形成高光擴(kuò)散區(qū)域，該高光擴(kuò)散區(qū)域大致沿入射所述導(dǎo)光體的光的指向方向延伸，該指向方向是指沿所述光出射面的面內(nèi)的指向方向，該高光擴(kuò)散區(qū)域具有較與其相鄰的區(qū)域大的平均傾角。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，所述高光擴(kuò)散區(qū)域?qū)?yīng)所述一次光源設(shè)置有多個(gè)，所述高光擴(kuò)散區(qū)域及所述一次光源相對(duì)應(yīng)的一對(duì)位于沿該一次光源的所述指向方向延伸的直線上。
3.如權(quán)利要求2所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，多個(gè)所述高光擴(kuò)散區(qū)域大致相互平行地延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，所述高光擴(kuò)散區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域間的平均傾角之差為0.1～1°。
5.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，形成有所述高光擴(kuò)散區(qū)域的面中，所述高光擴(kuò)散區(qū)域以外的區(qū)域的至少一部分是粗糙表面或凹凸構(gòu)造面。
6.如權(quán)利要求5所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，形成有所述高光擴(kuò)散區(qū)域的面包括位于其中央部的平均傾角大的區(qū)域、以及在所述光入射端面近旁位于所述高光擴(kuò)散區(qū)域周?chē)钠骄鶅A角小的區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，在和形成有所述高光擴(kuò)散區(qū)域的面相反一側(cè)的面上，形成有大致互相平行地配置排列的多列凹凸構(gòu)造列，該多列凹凸構(gòu)造列大致沿入射所述導(dǎo)光體的光的指向方向延伸，該指向方向是指沿所述光出射面的面內(nèi)的指向方向。
8.如權(quán)利要求7所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，所述凹凸構(gòu)造列，至少在所述一次光源近旁，所述多列凹凸構(gòu)造列的與其延伸方向正交的斷面形狀為，其各微小區(qū)域處的切線和所述凹凸構(gòu)造列形成面之間構(gòu)成的傾斜角度絕對(duì)值大于等于20°小于等于50°的角度成分的存在比例大于等于10％。
9.如權(quán)利要求7所述的面光源裝置用導(dǎo)光體，其特征在于，形成有所述凹凸構(gòu)造列的面具有位于所述一次光源近旁，形成有所述凹凸構(gòu)造列的區(qū)域A；以及位于靠近該區(qū)域A的位置，形成有所述凹凸構(gòu)造列的區(qū)域B，所述區(qū)域A與所述區(qū)域B之間所述斷面形狀互不相同。
10.一種面光源裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的面光源裝置用導(dǎo)光體；與該導(dǎo)光體的所述光入射端面相鄰配置的點(diǎn)狀的多個(gè)所述一次光源；以及與所述導(dǎo)光體的光出射面相鄰配置，具有位于與所述導(dǎo)光體的光射出面相對(duì)位置的入光面和其相反一側(cè)的出光面，在所述入光面上形成有沿和所述導(dǎo)光體的光入射端面大致平行的方向延伸且互相平行的多列透鏡列的光偏轉(zhuǎn)元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能消除為了降低功耗使用數(shù)量較少的點(diǎn)狀一次光源等伴生的各種亮度不均勻現(xiàn)象的、高品質(zhì)的面光源裝置及用于該裝置的面光源裝置用導(dǎo)光體。這是一種引導(dǎo)自多個(gè)點(diǎn)狀一次光源(2)發(fā)出的光，并具有供自一次光源(2)發(fā)出的光入射的光入射端面(41)及供所引導(dǎo)的光出射的光出射面(43)的板狀的導(dǎo)光體(4)，該面光源裝置用導(dǎo)光體，在光出射面(43)及其相反一側(cè)的背面(44)中至少一個(gè)面的光入射端面附近，形成大致沿入射導(dǎo)光體(4)的光的指向方向延伸的高光擴(kuò)散區(qū)域(431)，該指向方向是指沿光出射面(41)的面內(nèi)的指向方向，高光擴(kuò)散區(qū)域(431)具有較與其相鄰的區(qū)域(434)大的平均傾角。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101027521SQ20058003253
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者林健太郎, 山下友義 申請(qǐng)人:三菱麗陽(yáng)株式會(huì)社