专利名称：导光板和面光源装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及液晶显示面板等的背光模组(Back Light Unit)所使用的面光源
>J-U ρ α装直。
背景技术：
近年来，液晶显示装置由于轻量、薄型、低耗电驱动等的特征，而使其应用范围急速扩展。就液晶显示装置而言，通常因为并非是自发光装置，所以需要背光源(Back Light)这样另外的光源。背光模组主要由光源、和使从光源出射的光加以引导而使之进行面发光的导光板(Light Guide Plate)构成。 一般来说，背光模组根据光源的位置被分类为正下方型方式和侧灯方式(EdgeLight Type)等。根据正下方型方式，在导光板的正下方设有多个光源、例如冷阴极管和LED (Light Emitting Diode)，且使从光源入射的光由导光板扩散并经由多个光学板照射到液晶显示装置面板。根据侧灯方式，在导光板的侧端设置光源，且使从光源入射的光由导光板扩散，并经由多个光学板照射到液晶显示面板。图28表不米用了 LED的侧灯方式的背光模组的一例。如图28所示，在导光板101的侧面部，配置有多个作为点光源的LED106。另外，在导光板101的上方配置有扩散板102,扩散板102使从导光板101出射的光大面积扩散。此外，在扩散板102的上方配置有棱镜片103 (Prism Sheet 103)，在棱镜片103的上方配置有棱镜片104，在棱镜片104的上方配置有光学板105，分别使光会聚到目视方向，从而实现
高亮度化。在导光板101的材料中，一直以来使用的是透明树脂等的面板。导光板101中，在出射面和与出射面对置的底面之间的侧面具有入射面，该入射面配置有冷阴极管和多个LED106排列成的点状光源等的一次光源。另外，在导光板101的底面印刷有散射点，通过调整该点的大小和密度等，能够调整得使目视方向的亮度分布均匀。在这样的构成中，从一次光源出射的光，经由入射面入射到导光板101，且通过导光板内部，并从出射面朝向液晶显示部出射。然而，由于导光板的底面的散射点的影响，导致从导光板101出射后的光，具有以宽角度扩展的定向分布(配向分布)，因此光难以朝向目视方向。因此，为了使从导光板101出射的光朝着目视方向会聚而实现高亮度化，而使用彼此直交的2枚棱镜片103、棱镜片104和光学板105。然而，在这样的构成中，需要使用价格昂贵的棱镜片2枚，而使组件的构成部件件数增加、且组装变得复杂这样的课题存在。因此为了解决上述课题而大量提出的是，在导光板的出射面和与出射面对置的底面等形成棱镜，由此使从出射面出射的光朝向目视方向，但是，若棱镜形状规则地排列配置，则在入射面邻域发生高亮区(光集中的部分，亮点)和明暗线，面光源的均匀性受损。另夕卜，伴随每I个LED芯片的高亮度化，LED的设置间隔比以往有所扩大，因此更容易受到LED的指向性的影响。为了解决上述课题，提出按出射面形状使用多个棱镜，以改善高亮区/明暗线(例如，专利文献I)。图29和图30表示专利文献I所述的导光板22的出射面形状。图29是专利文献I的实施例I的导光板22的立体图。导光板22具有来自光源的入射面221和与入射面221邻接的出射面223。出射面223由如下区域构成与入射面221邻接的第一区域223A ;在与入射面221不同的位置与第一区域223A邻接的第二区域223B。图30是导光板22的顶视图。使第一区域223A和第二区域223B边界为与入射面221平行的架空的边界线III-III。如图29、30所示，在出射面223的第二区域223B，形成有多个细长的棱镜透镜225，棱镜透镜225的各侧面边缘，沿着与入射面221垂直的方向延长。此外，在出射面223的第一区域223A，形成有规则且定期配置的多个细长的四面体透镜226。 如图29所示，棱镜透镜225由V字突起构成，在第二区域223B的整个面排列配置。图31表示图30的III-III线的剖面图，如图31所示，各V字突起具有三角形截面。如图31所示，根据专利文献I的实施例1，各三角形截面的顶角Θ I设定在大约175°以下。另外，各三角形截面的下端的长度设定在大约2. Omm以下，各棱镜透镜225的各三角形截面的高度H也设定在大约2. Omm以下。另外，在图29中，四面体透镜226，沿着与入射面平行的方向，以与棱镜透镜225对应的方式排列对齐。各四面体透镜226具有面向棱镜透镜225的第一侧面2261 ;彼此相对的第二侧面2263和第三侧面2265 ;底面(未图示)。第一侧面2261位于图30的边界线III-IIIo另外，如图30所示，在边界线III-III，四面体透镜226的第一侧面2261与棱镜透镜225的终端相互连接，各四面体透镜226与各棱镜透镜225分别对应连接。随之而来的是，与棱镜透镜225的三角形截面的顶角Θ I相对应，各第一侧面2261的顶角也设定在大约175°以下。另外，各第一侧面2261的下端的长度设定在大约2. Omm以下，各第一侧面2261的高度H也设定在2. Omm以下。图32表示图25的IV-IV线的剖面图。如图32所示，由四面体透镜226的第二侧面2263和第三侧面2265定义的棱脊，具有投影角Θ 2和根据出射面223相对的递增点(入射面221与第二侧面2263和第三侧面2265的棱脊的线交叉的点)。根据专利文献I的实施例1，角Θ 2设定在大约85°以下。在专利文献I中提出，通过采用上述的构成，能够抑制出射面发生的高亮区/明暗线。先行技术文献专利文献专利文献I美国专利第7431491号说明书然而，在所述专利文献I的构成中，因为在出射面从与入射面邻接的区域起构成棱镜，所以若LED的设置间隔变宽，则由于LED的指向性的影响，导致在入射面邻域的出射面发生明暗部。另外，若相等地设定导光板外形尺寸和有效发光区域，则由于LED的热影响而使导光板伸缩、不能稳定地从有效发光区域出射的可能性存在，因此期望使导光板外形尺寸比有效发光区域大。这种情况下，若在有效发光区域的外部有棱镜形状存在，则在这一区域而本来未用于液晶显示装置的光向出射面出射。其结果是，光的利用效率降低，更加耗电。
另外，在图30的构成中，出射面中入射面附近的光的扩展变大，在液晶画面滚动发光时，光从不必要的地方泄漏。这样的光作为残留图像在画面中映出，而使画面品质降低，因此有损分割发光性。
发明内容
因此，本发明的目的在于，解决上述问题，提供一种导光板，通过使在出射面中与入射面邻接的区域作为平面部分形成，并且在出射面中与该平面部分邻接的区域，形成与入射面垂直延长的多个棱镜突起，由此不会损害分割发光性，且可抑制高亮区和明暗线的发生。为了达成上述目的，本发明构成如下。根据本发明的第一形态，是一种导光板，其特征在于，具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向出射面传播反射的传播反射面。并且 ，在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽，在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分，在所述出射面中位于与所述平面部邻接的区域的棱镜部，形成有与所述入射面垂直地延长的多个棱镜突起。根据本发明的第二形态，是一种导光板，其特征在于，具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向出射面传播反射的传播反射面。并且，在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽；在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分；在所述出射面中位于与所述平面部邻接的区域的第一棱镜部，使与所述入射面垂直地延长的多个棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成；在所述出射面中与所述平面部不邻接且位于与所述第一棱镜部邻接的区域的第二棱镜部，不形成平面部分，而形成与所述入射面垂直地延长的多个棱镜突起。根据本发明的第三形态，是一种导光板，其特征在于，具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向出射面传播反射的传播反射面。并且，在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽；在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分；在所述出射面中位于与所述平面部邻接的区域的传播辅助区域，使与所述入射面垂直地延长的多个倾斜的棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成；在所述出射面中位于与所述传播辅助区域邻接的区域的第一棱镜部，使与所述入射面垂直地延长的多个倾斜的棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成；在所述出射面中与所述传播辅助区域不邻接且位于与所述棱镜部邻接的区域的第二棱镜部，不形成平面部分，而形成与所述入射面垂直地延长的多个高度固定的棱镜突起。根据本发明的第四形态，在第一至第三形态任意一个所述的导光板中，其特征在于，在各区域的所述棱镜突起的上端形成有弯曲部。根据本发明的第五形态，在第四形态所述的导光板中，其特征在于，在所述棱镜突起中，弯曲部的长度相对于直线部的长度在O. 3以上且1.0以下的范围。 根据本发明的第六形态，在第三形态所述的导光板中，其特征在于，所述传播辅助区域的棱镜突起的棱脊与所述第一棱镜部的棱镜突起的棱脊被连续形成，所述传播辅助区域的棱镜突起的棱脊的倾斜度，比所述第一棱镜部的棱镜突起的棱脊的倾斜度大。根据本发明的第七形态，在第一至第六形态的任意一个所述的导光板中，其特征在于，所述棱镜突起的高度，从所述入射面朝向所述导光板的中央固定地或连续性地递增。根据本发明的第八形态，在第一至第七形态的任意一个所述的导光板中，其特征在于，所述棱镜突起的各棱镜棱脊，由包含直线的曲线形成。根据本发明的第九形态，在第一至第九形态的任意一个所述的导光板中，其特征在于，与所述棱镜突起的所述入射面平行的截面的截面形状为V字形状。
根据本发明的第十形态，在第一至第九形态的任意一个所述的导光板中，其特征在于，所述棱镜槽按照在所述导光板的中央使槽深度最大、随着朝向所述入射面而连续性地变浅的方式形成。根据本发明的第十一形态，其特征在于，具有第一至第十形态所述的任意一个所述的导光板、和多个点光源。根据本发明的第十二形态，其特征在于，具有第一至第十形态所述的任意一个所述的导光板；至少I个扩散板；至少I枚棱镜片；控制来自所述导光板的光的多个光学板；以夹隔导光板的方式在所述扩散板的相反侧所设置、且使光向所述出射面反射的反射板；LED。如上，根据本发明的导光板，不会损害分割发光特性和光的利用效率，而能够抑制高亮区/明暗线。
图I本发明的实施方式I的面光源装置的模式剖面2是本发明的实施方式I的导光板的立体3是本发明的实施方式I的导光板的A部的立体4是本发明的实施方式I的导光板的传播反射面的剖面5是从本发明的实施方式I的导光板的Yl-Yl截面的背光模组出射的光的亮度分布6是由于一般的导光板的LED设置间距变宽而引起的暗部发生处的概略7是从出射面侧观看导光板的入射面附近的顶视8是A23部的放大细节9是本发明的实施方式I的导光板的A部的顶视10是本发明的实施方式I的导光板的Y2-Y2线的剖面11是本发明的实施方式I的导光板的Xl-Xl线的剖面12是在本发明的实施方式I的出射面未形成棱镜突起的导光板的光路13是表示在本发明的实施方式I的出射面未形成棱镜突起的导光板的高亮区/明暗线发生位置的顶视14是本发明的实施方式I的在出射面的有效发光区域的全面形成有棱镜突起的导光板的光路15是表示本发明的实施方式I的在出射面的有效发光区域的整个面形成有棱镜突起的导光板的高亮区/明暗线发生位置的顶视16是本发明的实施方式I的在出射面的有效发光区域存在有棱镜突起的部分和没有棱镜突起的部分这两方的导光板的光路17是本发明的实施方式2的导光板的立体18本发明的实施方式2的导光板的B部的立体19是本发明的实施方式2的导光板的B部的顶视20是本发明的实施方式2的导光板的Y3-Y3线的剖面图 图21是本发明的实施方式2的导光板的Y4-Y4线的剖面22是本发明的实施方式I的变形例的导光板的立体23是本发明的实施方式I的变形例的导光板的顶视24是本发明的实施方式I的变形例的导光板的Y5-Y5线的剖面25是本发明的实施方式2的变形例的导光板的立体26是本发明的实施方式2的变形例的导光板的顶视27是本发明的实施方式2的变形例的导光板的Y6-Y6线的剖面28是采用LED的现有例的侧灯方式的背光模组的立体29是现有例的导光板的立体30是现有例的导光板的顶视31是现有例的导光板的III-III剖面32是现有例的导光板的IV-IV剖面33是本发明的实施方式3的导光板的剖面34A是表示使本发明的实施方式3的导光板分割发光时的亮度的34B是表示使本发明的实施方式I的导光板分割发光时的亮度的35是本发明的实施方式3的导光板的顶视图符号说明I导光板2扩散板3棱镜片4光学板5反射板6LED10，30 入射面11，31 出射面12，32传播反射面11a，31a 传播区域11b，31b传播辅助区域11c，31c第一扩散传播区域lld，31d第二扩散传播区域
具体实施例方式以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。(实施方式I)一边参照图I 图15，一边对于本发明的实施方式I进行说明。图I是表示实施方式I的面光源装置的剖面图。如图I所示，面光源装置具有导光板I、扩散板2、棱镜片3、光学板4、反射板5、LED6。导光板I以透明树脂(例如，丙烯酸系树脂，聚碳酸酯)等为材料形成。在导光板I的上方设有扩散板2，其使从导光板I的上表面出射的光得以扩散。扩散板2其构成为，通过在透明的树脂等板的内部分散折射率不同的材料，或在透明板之上分散透明的球状的材料，或者在透明板的表面形成凹凸。从扩散板2出射的光具有向宽角度扩展的定向分布，因此大多都没有朝向目视方向。因此，为了使从扩散板2出射的光朝向目视方向会聚而实现高亮度化，而在扩散 板2的上方设置棱镜片3 (指向性板)，此外为了实现高亮度化，而在棱镜片3的上方设置光学板4。反射板5按照覆盖导光板I的下表面和后述的点状光源的LED6的方式配置，使光朝着出射面11的方向反射。反射板5其构成为，例如通过在透明的树脂片的内部密集地分散数μ m 数10 μ m左右的气泡；或在树脂片、金属板等上蒸镀银、铝等的反射率高的材料。LED6是点状光源，如图I所示，在导光板I的短边侧2处的侧面邻域分别多个排列而设。在实施方式I中，将在一侧70个、在两侧140个的LED6等间隔地配置。另外，使导光板I的厚度方向的中心与LED6的厚度方向的中心一致。(关于导光板I的详情)接下来，运用图2至图12，对于导光板I的形状的详细进行说明。图2表示导光板I的外观。如图2所示，导光板I形成为大致长方体形状，具有如下从图I所示的LED6出射的光进行入射的入射面10 ;使从入射面10入射的光出射的出射面11 ;作为与出射面11对置的面，并且使从入射面10入射的光朝向出射面11传播反射的传播反射面12 ;与这些面邻接的侧面13。这些面全部被抛光成光学平面。如图2所示，设与入射面10平行、与侧面13垂直的方向为X方向，与入射面10垂直、与侧面13平行的方向为Y方向，与入射面10平行、与出射面11垂直的方向为Z方向。以图3说明图2的A部的细节。如图3所示，在传播反射面12，配置有多个在X方向上延长的棱镜槽12a。在与入射面10垂直的平面观看棱镜槽12a时的截面为V字状。另夕卜，就棱镜槽12a的深度而言,按照在导光板I的中央最大、随着朝向入射面10而连续性地变浅的方式构成。在实施方式I中，棱镜间距(Pitch of Prism)定义为500 μ m,镜槽12a的深度以4 μ m至70 μ m的范围加以定义。图4表不传播反射面12中的概略光路图。如图4所不，由于设置棱镜槽12a,能够使光碰到棱镜槽12a并使光的传播反射方向发生变化。另外，如上述通过使棱镜槽12a的深度(在Y方向上)增减，由此使得棱镜槽12a所形成的斜面的面积增减，从而能够使传播反射到出射面11侧的光量发生变化。图5表示从图2的Yl-Yl线的截面中的、背光模组出射的光的亮度分布。因为棱镜槽12a的深度在导光板I的中央部设定得深、且在入射面10附近设定得浅，所以如图5所示，越靠近导光板I的中央部，亮度越高。如此，通过调节棱镜槽的形状，能够使出射的光的亮度分布变化。如图3所示，在出射面11上形成有如下区域与入射面10邻接，一边使入射的光扩散一边使之传播的传播区域Ila ;在Y方向上与传播区域Ila邻接，一边使所传播的光扩散一边进行传播的传播辅助区域Ilb ;在Y方向上与传播辅助区域Ilb邻接，一边使所传播的光扩散一边进行传播的第一扩散传播区域Ilc ;在Y方向上与第一扩散传播区域Ilc邻接，一边使所传播的光扩散一边进行传播的第二扩散传播区域lid。就传播区域Ila而言，其没有棱镜突起 ，是由抛光成光学平面的平面构成的平面部，其表面粗糙度定义在Rt = 0.03以下。因为在传播区域Ila不存在棱镜突起，所以光在传播区域Ila几乎是发生全反射，并向传播辅助区域Ilb传播。如此，在传播区域Ila中，相对于入射光量，朝向目视方向的出射光量变少，因此朝向目视方向的出射光量大体上由除去传播区域Ila的其他3个区域(传播辅助区域lib、第一扩散传播区域11c、第二扩散传播区域Ild)决定。在此，在一般的导光板中由于LED设置间距变宽而发生的暗部发生处的概略图示于图6中。如图6所示，若LED6的设置间隔LlOO变宽，则在入射面附近容易发生暗部A2。在本实施方式I中，为了防止这样的暗部A2的发生，在出射面11中与入射面10邻接的区域设置传播区域11a。通过设置传播区域11a，能够使来自光源的热导致导光板I伸缩的这一影响不会作用于有效发光区域(本实施方式I中为第一扩散传播区域Ilc和第二扩散传播区域Ild)，此外，能够将依存于LED配置位置和指向特性而发生的暗部A2收容在作为有效发光区域外的传播区域Ila中。接着，对于传播区域Ila的范围的设定详细地加以说明。图7表示从出射面11侧观看导光板I的入射面10附近时从LED6发出的光的光路。在图7中，线R是从LED6的指向特性的半值角出射的光线。在此，在出射面11中由线R和入射面10所包围的区域即交差部A22，被包含在图6所示的暗部A2中，且依存于LED6的配置位置和指向特性而发生。如图7所示，根据LED设置间距Lp、LED单体的宽度Lw和LED的指向性，交差部A22和暗部A2的范围变化。图8表示A23部的放大细节图。如图7、8所示，若设从LED6向导光板I的入射角为0i，设折射角为ΘΓ，从LED6至导光板I之间的折射率为nl，导光板I内的折射率为n2，从LED6至入射面10的距离为Ldl，从入射面10至交差部A22的距离(暗部发生距离)为Ld,则根据斯涅尔定律(Snell，s Law)可导出下式。算式Inl X sin ( Θ i) = n2 X sin ( Θ r)若将该式展开，则进一步导出下式。算式2Ld= [Lp/2-Ldl X tan ( Θ i) ] X tan (90-Θ r)由该式可知，传播区域Ila的范围，将暗部发生距离Ld设定为目标即可。如图3所示，在传播辅助区域lib、第一扩散传播区域Ilc和第二扩散传播区域Ild中形成有棱镜突起。第一扩散传播区域Ilc和第二扩散传播区域Ild称为棱镜部(第一棱镜部和第二棱镜部)。从上方(Z方向)看导光板I时，棱镜突起其形成方式为，在与入射面10垂直的方向(Y方向)上延长，并且在与形成于传播反射面12的棱镜槽12a直交的方向上延长。图9表示图2的A部的导光板I的顶视图。如图9所示，形成于传播辅助区域Ilb的棱镜的棱脊Ilbl,形成于第一扩散传播区域Ilc的棱镜的棱脊Ilcl,和形成于第二扩散传播区域Ild的棱镜的棱脊Ildl相互连接,形成连续的棱脊。为了从不同的角度观看导光板I的形状，在图10中，示出图9的Y2-Y2线的导光板I的剖面图，在图11中，示出图9的Xl-Xl线的导光板I的剖面图。关于导光板I的详细的形状后述。(在出射面411不形成棱镜突起的情况)图12表示，在出射面411作为不形成棱镜突起的平面而构成时，在与入射面410平行的截面(XZ截面)观看导光板401时的光路图。 如图12所示，在出射面411不形成棱镜突起时，从LED6入射的光通过入射面410而进入导光板1，在导光板401内重复反射/折射后，在对于正面方向保持扩展的状态下从出射面411出射。在分割发光时，由于该光扩展，导致光出射到不必要的范围，成为使光的特性恶化的要因。作为其结果，关于在导光板401的出射面411产生的现象，从出射面411的上方(Z方向)观看的图示出在图13中。图13表示，出射面411整体作为平面部分形成、且不形成棱镜突起时，在出射面411发生的高亮区A3/明线A4。首先，对于在入射面410邻域的区域发生的高亮区A3进行说明。如图12所示，在出射面411中越靠近LED6的正面方向(Y方向)，光的入射角越小的倾向存在，光容易引出。另一方面，越是远离LED6的正面方向，入射角越大，光发生全反射，因此光难以引出。因此，如图13所示，在出射面411的入射面410邻近的区域，由于光向LED6的正面方向集中而被引出，致使作为比周围明亮的部分的高亮区A3产生。另一方面，在距入射面410有一定程度的距离下，由于LED6的指向性的影响，导致光的强度产生不均衡，由此引起在光变强的LED6的正面方向发生明线A4。还有，若进一步达到某种程度的距离，则受到从其他的LED出射的光的影响，光的强度被平均化，因此明线A4消失。如此，高亮区A3和明线A4，很大程度上依存于LED6的指向性而发生，如果在出射面411整体均不形成棱镜突起，则在LED6的正面方向发生。另外，随着LED设置间距变宽，或每一个LED的总光通量变高，高亮区A3/明线A4的区域与其周围区域的明暗差进一步变大。(在出射面511的有效发光区域的整个面形成棱镜突起的情况)另一方面，图14表示，在出射面511的有效发光区域的整个面形成棱镜突起的情况下(在有效发光区域不存在平面部分的情况)，在与入射面510平行的截面(XZ截面)观看导光板501时的光路图。如图14所示，在出射面511的有效发光区域的整个面形成棱镜突起时，从LED6入射的光通过入射面510而进入导光板501内部并重复反射/折射，以其大部分被朝向出射面511的正面方向会聚的状态从出射面511出射。因此，与在出射面511不形成棱镜突起的情况相比，在分割发光时向不必要范围的出射光量减少，光的直线传播性提高，分割发光特性提高。然而，即使在这样的情况下，仍会发生上述这样的高亮区/明暗线。图15表示，在出射面511的有效发光区域的整体形成棱镜突起时发生的高亮区A5、明线A6。像这样形成有棱镜突起时，与没有形成棱镜突起的情况不同，如图15所示，在靠近LED6的正面方向的地方(相当于上述的A3部)，光发生全反射，在远离LED6的正面方向的A5部，光不发生全反射，而是从出射面被引出。因此，高亮区A5，如图15所示，在从LED6的正面方向偏离开的位置发生。另一方面，明线A6无论有无棱镜突起，都在LED6的正面方向发生。随着LED设置间距变宽，或每一个LED的总光通量变高，高亮区A5/明线A6的区域与其周围区域的明暗差进一步变大。(在出射面11的有效发光区域，存在有棱镜突起的部分和没有棱镜突起的部分这两方时)如图9所示，在导光板I中，在第二扩散传播区域Ild，不存在平面部分而只存在棱镜突起，在传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域11c，存在有棱镜突起的部分和没有棱镜突起的部分(平面部分)这两方，各个部分在X方向上交替形成。图16表示，在与入射面10平行的截面(XZ截面)观看传播辅助区域Ilb和第一 扩散传播区域Ilc时的光路图。在传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域11c，通过形成棱 镜突起，与不形成棱镜突起的情况相比，光的直线传播性提高，分割发光特性提高。另外，高亮区/明暗线由光的强弱可被辨认，高亮区的发生位置因棱镜突起的有无而不同。因此，通过使传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域Ilc所形成的棱镜突起的高度从一定范围光滑地变化，而使棱镜突起的斜面的角度变化，来控制光的出射方向，实现 光的强度的均匀化。由此，能够防止高亮区/明暗线的发生。具体来说，在图10中，使传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域Ilc的棱镜高度越距入射面10远(在Y方向上)而越增加，第二扩散传播区域Ild的棱镜高度固定。在实施方式I中，使传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域Ilc的边界的高度Hl为15 μ m，使第二扩散传播区域Ild的高度H2为50μπι。另外，Lila、Lllb, Lllc, Llld的长度满足Lllb ^ Llla^ Lllc < Llld的关系。Llla、Lllb、Lllc主要具有的作用是，防止出射面11发生高亮区/明暗线，Llld主要具有的作用是，控制导光板I的视角特性。关于Llla、Lllb、Lllc、Llld的作用，更详细地加以说明。Llla具有的作用是，防止因LED设置间距和LED的指向性引起的高亮区的发生和来自光源的热的影响造成的导光板的伸缩的影响。Lllb具有的作用是，为了抑制高亮区的发生而对Lllc进行辅助，在LED的指向性强时更有效。就Lllc而言，不仅抑制高亮区/明暗线，而且在棱镜突起上形成斜面，由此便看不到因棱镜突起的有无而辨认到的边界线，能够使图像的品质提高。就Llld而言，能够使未发生高亮区/明暗线的范围的光的出射方向朝着正面方向会聚。在实施方式I中，Lllb的倾斜度设定得比Lllc的倾斜度大。Lila、Lllb, Lllc的长度分别为约7. 5mm、约2mm、约30mm。另外，LED设置间距越短，越能够缩短Llla的长度；LED设置间距越长，越要延长Llla的长度。关于HI、Lllb, Lllc的长度，也是根据LED设置间距和每一个LED具有的总光通量使之适宜变化。在实施方式I中，大体上Llla Lllb Lllc Llld = 4 I 15 200。另外，如图 11 所示，出射面 11 的棱镜形状的配置间距P为100 μ m，顶角Θ 4约为90°。如上，根据本实施方式I的导光板I，作为平面部分的传播区域11a，抑制来自光源的热造成的导光板的伸缩，此外，通过将高亮区放在有效发光区域外，从而能够抑制高亮区的发生。另外，传播辅助区域Ilb和第一扩散传播区域Ilc中，通过有斜面形成的棱镜突起与平面部分混合形成，从而使出射光均匀化而抑制高亮区/明暗线的发生，并且降低棱镜突起的边界线的辨认性而使图像的品质提高。另外，在整个面形成有棱镜突起的第二扩散传播区域lld，使光的出射方向朝正面方向会聚。通过如此设定各棱镜突起，不会损害分割发光性和光的利用效率，而能够抑制高亮区/明暗线。(实施方式2)一边参照图17 图21，一边对于本发明的实施方式2的面状光源装置进行说明。本实施方式2的面状光源装置，与实施方式I的面状光源装置比较，只有导光板21的出射面31的形状不同，其他的构成均与上述实施方式I相同。具体来说，设置2个棱镜突起的群(Group)，根据LED设置间距和每一个LED具有的总光通量使该群的配置比例变化。图17表示本实施方式2的导光板21，图18、19分别是图17的B部的导光板21的立体图和顶视图。
如图18所示，所谓2群棱镜突起，是具有控制来自导光板21的光的出射方向这一作用的、包含传播辅助区域31b和第二扩散传播区域31d的棱镜突起群G1，和具有控制来自导光板21的光的出射方向这一作用的、包含第一扩散传播区域31c和第二扩散传播区域3Id的棱镜突起群G2。通过使这些棱镜突起群Gl、G2的配置比例变化，能够局部性地使光的出射方向变化，可以提高分割发光特性和抑制高亮区/明暗线。关于棱镜突起详细的说明后述。如图19所示，在棱镜突起群Gl中，形成于传播辅助区域31b的棱镜的棱脊31bl和形成于第二扩散传播区域31d的棱镜的棱脊31dl相互连接。同样，在棱镜突起群G2中，形成于第一扩散传播区域31c的棱镜的棱脊31cl和形成于第二扩散传播区域31d的棱镜的棱脊31dl也相互连接。图20表示图19的Y3-Y3线的剖面图(棱镜突起群Gl)，图21表示图19的Y4-Y4线的剖面图(棱镜突起群G2)。图19的Y-Y方向的截面是与上述实施方式I同样的形状。运用图20，对于棱镜突起群Gl的棱镜突起形状进行说明。如图20所示，传播辅助区域31b的棱镜高度越距入射面30远(在Y方向上)而使之增加，第二扩散传播区域31d的棱镜高度固定。在实施方式2中，使第二扩散传播区域31d的高度H6为50 μ m。另外图21 所示的 L31a、L31b、L31c、L31d、L31e、L31f 的长度满足 L31b ( L31a ( L31c < L31d,L31e = L31c+L31d，L31a = L31b+L31f的关系。L31b、L31f主要具有的作用是控制入射面的高亮区/明暗线，L31e主具有的作用是控制导光板的视角特性。关于具体的作用，与上記实施方式I中所示的相同。接着，运用图21对于棱镜突起群G2的棱镜突起形状进行说明。如图21所示，第一扩散传播区域31c的棱镜高度越距入射面30远而越增加,第二扩散传播区域31d的棱镜高度固定。在实施方式2中，使第一扩散传播区域31c的初始高度H5为Ομπι，使H6为50 μ m。但是，H5并不限于O μ m，在I 50 μ m间可变。另外，L31a、L31c、L31d的长度满足L31a ( L31c < L31d的关系。L31a、L31c主要具有的作用是，控制入射面30的高亮区/明暗线，L31d主要具有的作用是控制导光板21的视角特性。具有图20所示的截面形状的棱镜突起和具有图21所示的截面形状的棱镜突起的配置比例(在图18中为I : I)和H5、H6、L31b、L31c的长度，根据LED设置间距和每一个LED具有的总光通量的变化而使之适宜变化。由此，能够进一步实现光的强度的均匀化，不会损害分割发光特性和光的利用效率，而能够抑制高亮区/明暗线。(实施方式3)一边参照图33、34A、34B、35，一边对于本发明的实施方式3的面状光源装置进行说明。本实施方式3的面状光源装置，与实施方式I的面状光源装置比较，只有导光板的棱镜突起的形状不同，其他的构成均与上述实施方式I同样。具体来说，就是在本实施方式3的各区域所配置的棱镜突起的上端形成有弯曲部W。图33表示本实施方式3的导光板81的棱镜突起的截面。如图33所示，在与导光板81的棱镜突起的延伸方向垂直的截面观看时，在棱镜突起的上端形成有弯曲部W，除了弯曲部W的棱镜突起的侧面部分分别形成为直线部S (直线部SI和S2)。各棱镜突起由直线部S与相邻的棱镜突起邻接。 根据本实施方式3，通过在棱镜突起的上端形成弯曲部W，从导光板81出射的光的出射方向容易被分散。因此，与图11所示这样棱镜突起只由直线部S形成的情况相比，能够减小亮度的偏差，能够使亮度均匀化。以下，对于使具有上述构成的棱镜突起的导光板81和实施方式I的导光板I分别进行分割发光时的亮度进行比较。图34A表示使本实施方式3的导光板81 (图33)分割发光时的正面亮度，图34B表示使实施方式I的导光板1(图11)分割发光时的正面亮度。图34A、34B均表示，如图35所示这样，通过使配置在发光部I1的特定的LED6发光，以使平均正面亮度达到lOOOOcd/m2的方式使特定的分割发光范围I2分割发光时的亮度。图34A的X轴表示图35所示的导光板81距侧面82的距离(mm)，并且图34A的Y轴，表示从正面侧测量的正面亮度(cd/m2)。还有，实施方式I的导光板I的棱镜突起的上端的角度(2条直线部形成的角度)设定为90度。如图34A所示，在本实施方式3的导光板81中，分割发光范围I2 (X例如为70mm(Xl) 130mm(X2)的范围)的亮度差的最大值(最大亮度差)约为lOOOOcd/m2。相对于此，如图34B所示，在实施方式I的导光板I中，最大亮度差约不16000cd/m2。由此结果表明，根据本实施方式3的导光板81，通过在棱镜突起的上端形成弯曲部W，与实施方式I这样只由直线部S形成棱镜突起的情况相比，能够减小亮度的偏差。因此，能够实现亮度的均匀化。此外，在与棱镜突起的延伸方向垂直的截面的弯曲部W的长度W1和相同截面的直线部S的长度S1的比例即W1ZiS1，与导光板的最大亮度差的关系示出在表I中。表I中的实施例3对应本实施方式3，实施例5对应实施方式I。表I
文施例I 实施例I 实施_ 3 实Ml例4 文施例5
W /SI0.60302O , ….-----
(cd/nr)4000 6000 10000 14000 16000由表I可知，若使W1ZiS1在0. 3以上，则能够使最大亮度差达到10000 (cd/m2)以下，能够实现亮度的均匀化。另一方面，若W1ZiS1超过1，则光的出射方向的扩展变得过大，而存在光出射到不必要的范围的情况，分割发光性变差。由此，W1Zs1的值在分割发光特性上优选为0.3以上、1. O以下。还有，在本实施方式3中，对于在各棱镜突起分别形成弯曲部的情况进行了说明，但例如，通过分别具有只由弯曲部形成的棱镜突起、和只由直线部形成的突起棱镜，从而使弯曲部和直线部混合成为整体的情况也可以。另外，在本实施方式3中，对于包含传播辅助区域、第一扩散传播区域和第二扩散传播区域的各区域的棱镜突起具有弯曲部的情况进行了说明，但并不限于此，例如，只在一部分区域的棱镜突起形成弯曲部，在其他区域的棱镜突起不形成弯曲部而只形成直线部的情况也可以。如上根据本发明，在侧灯式背光源中，根据所使用的LED的个数和LED设置间距使来自LED的入射面邻域的出射面形状变化，由此不会损失光的利用效率，不依存于LED的配置间隔，能够以所需最小限度的LED个数，不损害分割发光性，省电而高效率地从LED引出光，此外，通过消除高亮区/明暗线而能够实现不损害均匀性的导光板。另外，在分割发光性中，导光板的横向的特性能够改善约25%。还有，本发明不受上述实施方式限定，也能够以其他各种形态实施。例如，在上述实施方式I、2，也可以采用没有传播辅助区域I lb、3 Ib的构成。图22、23是关于上述实施方式I没有传播辅助区域Ilb时的变形例的导光板41的立体图和顶视图，图24是图23的Y5-Y5线的导光板41的剖面图。另外，图23的X3-X3线的导光板41的剖面图，与上述实施方式I的图11相同。此外，图25、26是关于上述实施方式2没有传播辅助区域31b时的变形例的导光板61的立体图和顶视图，图27是图26的Y6-Y6线的导光板61的剖面图，同样，图26的X4-X4线的导光板61的剖面图与上述实施方式I的图11相同。上述变形例除了没有传播辅助区域llb、31b这一点以外均与上述实施方式1、2相同，因此省略关于各构成要素的详细的说明。配置在有效发光区域外的传播辅助区域lib、31b，相对于有效发光区域是微小的范围，不会对导光板1、21的品质造成重大影响，但通过成为不形成传播辅助区域llb、31b的构成，能够防止在传播辅助区域llb、31b产生的微小的光损失。另外，在上述实施方式和变形例中，是对于在YZ截面观看时，棱镜突起的各棱镜棱脊被形成为直线的情况进行了说明，也可以是形成为包含直线的曲线的情況。另外，对于与入射面平行的截面的棱镜突起的截面形状为V字形状的情况进行了说明，但也可以采用其他的各种形状。另外，图中所示的光路和各构成要素的比例尺等，为了说明而模式化地表示，与实际的光路和比例尺等不一致。还有，通过使上述各种实施方式之中的任意的实施方式适宜组合，能够发挥其各自具有的效果。本发明ー边參照附图，一边关联优选的实施方式进行了充分地记述，但对于熟练掌握这ー技术的人们来说，各种变形和修改很明白。这样的变形和修改只要不脱离所附上的权利要求所限定的本发明的范围，则应该理解为包含在其中。2011年7月5日申请的日本专利申请No. 2011-149298号，及2012年4月27日申请的日本专利申请No. 2012-103586号的说明书、附图，及专利权利要求的范围的公开内容全部參照并在本说明书的中援引。产业上的可利用性液晶电视、笔记本电脑等的背光源、照明装置的发光装置。 ·
权利要求
1.一种导光板,其特征在于， 具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向出射面传播反射的传播反射面， 在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽， 在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分， 在所述出射面位于与所述平面部邻接的区域的棱镜部，形成有与所述入射面垂直延长的多个棱镜突起。
2.—种导光板,其特征在于， 具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向所述出射面传播反射的传播反射面， 在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽， 在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分， 在所述出射面中位于与所述平面部邻接的区域的第一棱镜部，使与所述入射面垂直地延长的多个棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成， 在所述出射面中与所述平面部不邻接且位于与所述第一棱镜部邻接的区域的第二棱镜部，不形成平面部分，而形成与所述入射面垂直地延长的多个棱镜突起。
3.—种导光板,其特征在于， 具有从多个点光源出射的光进行入射的入射面；使从所述入射面入射的光出射的出射面；作为与所述出射面对置的面，并且使从所述入射面入射的光朝向出射面传播反射的传播反射面， 在所述传播反射面，形成有与所述入射面平行地延长的多个棱镜槽， 在所述出射面中位于与所述入射面邻接的区域的平面部，被形成为平面部分， 在所述出射面中位于与所述平面部邻接的区域的传播辅助区域，使与所述入射面垂直地延长的多个倾斜的棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成， 在所述出射面中位于与所述传播辅助区域邻接的区域的第一棱镜部，使与所述入射面垂直地延长的多个倾斜的棱镜突起和平面部分被分别在与所述入射面平行的方向上交替地形成， 在所述出射面中与所述传播辅助区域不邻接且位于与所述棱镜部邻接的区域的第二棱镜部，不形成平面部分，而形成与所述入射面垂直地延长的多个高度固定的棱镜突起。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的导光板，其特征在于， 在各区域的所述棱镜突起的上端形成有弯曲部。
5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于， 在所述棱镜突起中，弯曲部的长度相对于直线部的长度在O. 3以上且I. O以下的范围。
6.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于， 所述传播辅助区域的棱镜突起的棱脊与所述第一棱镜部的棱镜突起的棱脊被连续形成，所述传播辅助区域的棱镜突起的棱脊的倾斜度，比所述第一棱镜部的棱镜突起的棱脊的倾斜度大。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的导光板，其特征在于， 所述棱镜突起的高度，从所述入射面朝向所述导光板的中央固定地或连续性地递增。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的导光板，其特征在于， 所述棱镜突起的各棱镜棱脊，由包含直线的曲线形成。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的导光板，其特征在于， 所述棱镜突起的在与所述入射面平行的截面的截面形状为V字形状。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的导光板，其特征在于， 所述棱镜槽按照在所述导光板的中央使槽深度最大、随着朝向所述入射面而连续性地变浅的方式形成。
11.一种背光模组，其特征在于，具有权利要求I至10中任一项所述的导光板、和多个点光源。
12.—种面光源装置,具备 权利要求I至10中任一项所述的导光板； 至少I个扩散板； 至少I枚棱镜片； 控制来自所述导光板的光的多个光学板； 以夹隔导光板的方式在所述扩散板的相反侧所设置、且使光向所述出射面反射的反射板；和LED。
全文摘要
本发明提供导光板和面光源装置，不会损害分割发光性，而抑制入射面邻域的出射光所产生的高亮区(热点)和明暗线。其中，导光板具有使从点状光源出射的光入射的入射面、和使从入射面入射的光出射的出射面，并且，在与出射面相反侧的背面，形成有朝向出射面反射的传播反射面。出射面由如下区域构成与入射面邻接的传播区域；与传播区域邻接的传播辅助区域；与传播辅助区域邻接的第一扩散传播区域；与第一扩散传播区域邻接的第二扩散传播区域，由传播区域、传播辅助区域、第一扩散传播区域主要控制入射面邻域的高亮区/明暗线，由第二扩散传播区域主要控制导光板的视角特性。
文档编号G02B5/04GK102866452SQ20121022519
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月29日 优先权日2011年7月5日
发明者菊池荣成, 伊藤正弥, 藤田胜, 日下雄介 申请人:松下电器产业株式会社