CN103403441A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

导光板（33）具备呈楔状的光导入部（35）、厚度比光导入部（35）的最大厚度薄且以与光导入部（35）连续的方式设置的导光板主体（34）。点光源（32）配置在与光导入部（35）的端面（光入射面38）相对的位置。在导光板（33）的光射出侧面或其相反面上具有指向性变换图案（36），该指向性变换图案（36）用于使入射到光导入部（35）的光的导光板厚度方向的指向性扩散变换为向与导光板（33）的面方向平行的方向倾斜的指向特性。在与光入射面（38）平行地切开的指向性变换图案（36）的截面中位于点光源（32）的前方且处于光源宽度的区域内的部分，法线朝向光源中心相反侧的图案元素的斜面的横向宽度比法线朝向光源中心侧的图案元素的斜面的横向宽度窄或在一部分中相同。

Description

面光源装置

技术领域

本发明涉及面光源装置，具体而言涉及作为液晶显示器等的背光灯而使用的面光源装置。

背景技术

近年来，随着组装有面光源装置的移动设备的薄型化，面光源装置也越来越要求薄型化。为了将面光源装置薄型化，需要减小导光板的厚度。但是，即使能够减小呈平板状的导光板的厚度，在减小由LED构成的光源的高度上也是有限度的。因此，在使用呈平板状的较薄的导光板的情况下，光源的高度会比导光板的端面（光入射面）的厚度大，与导光板的光入射面相对配置的光源会向导光板的上面的上方突出。当光源这样突出于导光板的上方时，从光源射出的光就不会全部进入导光板的光入射面，导致一部分向外部泄漏，光利用效率变差。

为了解决这种不良情况，提出了使用如下导光板的技术，即，在呈平板状的导光板主体的端部设有厚度比导光板主体大的光导入部，在光导入部设有从光导入部的最大厚度的部位向导光板主体的端部而倾斜的倾斜面。作为使用这种导光板的面光源装置，具有例如专利文献1及专利文献2所公开的面光源装置。

图1是专利文献1公开的面光源装置11的立体图。在图1的面光源装置11中，使用具有比导光板主体厚的光导入部的导光板。该面光源装置11由光源12和导光板13构成，光源12相对配置于导光板13的光入射面16。光入射面16的厚度比光源12的高度大。导光板13一体地形成有具有大致均匀的厚度的导光板主体14和呈楔状的光导入部15。在导光板主体14的背面形成有偏向图案或扩散图案（未图示）。光导入部15具有从光导入部15的最大厚度的部位向导光板主体14的端部倾斜的倾斜面17。另外，在光导入部15的倾斜面17上设有由多条平行的V形槽构成的指向性变换图案18（防光泄漏图案）。

在该面光源装置11中，从光源12射出的光从光入射面16入射到光导入部15内。由于光导入部15的端面（光入射面16）的厚度比光源12的高度大，因此，从光源12射出的光会高效地导入到光导入部15。进入光导入部15内的光由光导入部15的上面或下面反射而导入导光板主体14，然后，由偏向图案或扩散图案反射，从导光板主体14的光射出面向外部射出。此时，从光入射面16进入光导入部15内的光的一部分有可能不由倾斜面17反射，而是透过倾斜面17而向外部泄漏。因此，通过在倾斜面17上设置指向性变换图案18，来减少来自倾斜面17的光泄漏。其结果是，根据这种构造的面光源装置11，能够兼得光利用效率的提高和面光源装置的薄型化这两者。

但是，在与厚度较薄的导光板主体14连续地设有厚度较大的光导入部15的面光源装置11中，即使在设有由多条V形槽构成的指向性变换图案18的情况下，如图2所示，也会发生光泄漏（用虚线箭头来表示进入光导入部15的光中向外部泄漏的光）。图2是表示从面光源装置11发生光泄漏的情形的概要平面图。在图2中，光L1表示从光源12的发光中心射出的光线，光L2表示从光源12的端部射出的光线，直线C表示光源中心。从发光中心12a射出的光L1与从光源12的端部射出的光L2相比，光强度高。图3是表示从发光中心12a射出的光强度高的光L1的行迹的示意图。从发光中心12a射出的光中从发光中心12a向前方射出的光L1如光L11那样由指向性变换图案18反射，因此，难以从倾斜面17泄漏。与此相对，在现有的面光源装置11中，如图3所示，指向性变换图案18重复排列有具有左右对称的截面形状的相同形状的V形槽，因此，从发光中心12a倾斜射出的光L1如光L12那样容易向外部泄漏。即，当入射到指向性变换图案18的位置远离光源中心C时，随之而来的是，光L1就会相对于指向性变换图案18的表面而逐渐以近似垂直的角度入射，容易从指向性变换图案18泄漏。其结果是，来自与光源12的宽度W（不是光源12的封装体的宽度，而是光射出窗口的宽度）相等的区域，特别是来自其侧端部的指向性变换图案18的光泄漏容易增大，光损失增大。

另外，在专利文献2记载的面光源装置中，光导入部的整个宽度都形成有相当于指向性变换图案的图案，但由于光源的光呈现大致朗伯分布，在相对于前方较大角度的方向上，光强度小，因此，导光板的侧端部的光泄漏不会成为问题。因而，即使在指向性变换图案从导光板的侧端设置到侧端的情况下，光泄漏成为问题的是与光源的宽度大致相等的区域。

专利文献1：国际公开第2010／070821号

专利文献2：国际公开第2008/153024号（WO2008/153024）

发明内容

本发明是鉴于如上所述的技术课题而提出的，其目的在于，提供一种在导光板的光导入部具有倾斜面但难以从指向性变换图案泄漏光的面光源装置。

本发明的面光源装置具备：光源；导光板，其使所述光源的光从光入射面导入而从光射出面射出到外部，其特征在于，所述光源设置于与所述导光板的光入射面相对的位置，所述导光板具备：用于将从光入射面入射的来自光源的光封入的光导入部、厚度比所述光导入部的最大厚度小且以与所述光导入部连续的方式设置并由光射出单元使已封入的光从光射出面向外部射出的导光板主体，所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面和其相反面中至少一面上，具有从厚度比所述导光板主体大的部分的表面向所述导光板主体的表面的端部倾斜的倾斜面，所述导光板在光射出侧的面和其相反面中至少一面上具有用于使入射到所述光导入部的光的所述导光板的厚度方向的指向性扩散变换为向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性的指向性变换图案，所述指向性变换图案以沿着所述导光板的宽度方向交替地重复脊线和谷线的方式构成，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，将所述指向性变换图案的脊线中的任一脊线和与该脊线邻接的一谷线连结的斜面和将该脊线和与该脊线邻接的另一谷线连结的斜面相对于穿过该脊线且与所述光射出面垂直的直线呈非对称，在光源中心的两侧至少存在一组不同形状的所述非对称形状部分。在此，光源中心是指穿过光源的发光中心且与导光板的光入射面及光射出面垂直的平面。另外，指向性变换图案的斜面是在指向性变换图案的脊线和谷线之间的倾斜的表面，有时是平面，有时是曲面。

在本发明的面光源装置中，由于将指向性变换图案的脊线和位于其两侧的谷线连结的斜面彼此成非对称，因此，能够缓和设计指向性变换图案时的制约，能够减少来自指向性变换图案的光的泄漏，从而提高光的利用效率。

本发明的面光源装置的第一实施方式的特征为，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在光源中心的两侧的区域，在将所述指向性变换图案的邻接的脊线和谷线连结的斜面上分别从所述导光板的内部向外部立设有法线时，所述法线向光源中心侧倾斜的斜面的横向宽度的总和比所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度的总和大。在此，指向性变换图案的斜面的横向宽度的总和是指，光源中心的左右两侧的各自的指向性变换图案的各斜面的横向宽度（即，与光入射面平行的方向的宽度）的合计。从光源到来的光在与法线向光源中心侧倾斜的斜面（以下，称为内向法线的斜面）相比时，容易从法线向光源中心相反侧倾斜的斜面（以下，称为外向法线的斜面）泄漏。在该实施方式的指向性变换图案中，外向法线的斜面的横向宽度的总和比内向法线的斜面的横向宽度的总和小，因此，光易泄漏的外向法线的斜面的面积总体上变小，能够抑制来自指向性变换图案的光的泄漏，能够提高光的利用效率。

在上述第一实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，邻接的两个所述斜面的所述法线向光源中心侧倾斜的斜面的横向宽度比所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度大或相同。根据这种方式，由于外向法线的斜面的横向宽度比内向法线的斜面的横向宽度小，因此，光易泄漏的外向法线的斜面的面积变小，能够抑制来自构成指向性变换图案的各图案元素的光的泄漏，能够提高光的利用效率。

另外，在上述第一实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，邻接的两个所述斜面中的所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度相对于该邻接的两个所述斜面的横向宽度之和的比随着距光源中心的距离越来越大而减小或相同。根据这种方式，能够进一步减少光的泄漏，能够进一步提高光的利用效率。

另外，在上述第一实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，将邻接的两个所述斜面中的所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度相对于该邻接的两个所述斜面的横向宽度之和的比设为A，且将该两个斜面的距光源中心的距离相对于所述光源的开口宽度的1／2之比设为B，当表示为A＝－0.456×B＋α时，所述α的值在0.3≤α≤0.9的范围内。根据这种方式，与使用邻接的斜面具有对称的形状的指向性变换图案的情况相比，能够提高光利用效率。

本发明的面光源装置的第二实施方式的特征为，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在光源中心的两侧的区域，在将所述指向性变换图案的邻接的脊线和谷线连结的斜面上分别从所述导光板的内部向外部立设有法线时，向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度的平均角度比向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度的平均角度小。在该实施方式的指向性变换图案中，由于向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度（以下，称为内向法线角度）的平均角度比向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度（以下，称为外向法线角度）的平均角度小，因此，外向法线角度增大，从而外向法线的斜面的倾斜角总体上增大。因此，从光源到来的光向外向法线的斜面入射时的入射角增大，光不容易从外向法线的斜面泄漏。因而，根据这种实施方式，能够抑制来自指向性变换图案的光的泄漏，能够提高光的利用效率。

在上述第二实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，邻接的两个所述斜面的向光源中心侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度比向光源中心相反侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度小或相同。根据这种方式，由于构成指向性变换图案的两个斜面（图案元素）中的外向法线的斜面的倾斜角增大，因此，从光源到来的光向外向法线的斜面入射时的入射角增大，光不易从外向法线的斜面泄漏。

另外，在上述第二实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，向光源中心侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度随着距光源中心的距离越来越大而减小或相同。根据这种方式，能够进一步减少光的泄漏，能够进一步提高光的利用效率。

另外，在上述第二实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，向光源中心相反侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度随着距光源中心的距离越来越大而增大或相同。根据这种方式，能够进一步减少光的泄漏，能够进一步提高光的利用效率。

另外，在上述第二实施方式中，优选在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在邻接的两个所述斜面中，将向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度减去向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度所得的差，相对于向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度和向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度之和的比设为C，将该两个斜面的距光源中心的距离相对于所述光源的开口宽度的1／2之比设为B，当表示为C＝＋0.391×B＋β时，所述β的值在－0.33≤β≤0.17的范围内。根据这种方式，与使用邻接斜面具有对称的形状的指向性变换图案的情况相比，能够提高光利用效率。

本发明的面光源装置的第三实施方式的特征为，所述指向性变换图案沿着所述导光板的宽度方向排列有多个图案元素，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在光源中心的两侧的区域分别具有所述图案元素，该图案元素通过反射光来变换以朝向光源中心相反侧的光比反射之前多的方式进行反射的光的指向特性。根据这种方式，能够进一步减少光的泄漏，能够进一步提高光的利用效率。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在光源中心的两侧的区域，分别向光源中心侧倾斜的所述法线的角度和向光源中心相反侧倾斜的所述法线的角度之和为35°以上且123°以下。如果满足这种条件，则与使用邻接斜面具有对称的形状的指向性变换图案的情况相比，能够减少光的泄漏，能够提高光利用效率。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，所述指向性变换图案由呈V形槽状的多个图案元素构成。根据这种实施方式，导光板的制作变得容易。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，形成于所述V形槽状的图案元素间的脊线部分的顶角为恒定。根据这种实施方式，在用于成形导光板的成形金属模内加工V形槽时，只要将V形槽加工用的工具倾斜而改变角度，同时依次加工V形槽即可，能够容易地进行成形金属模的制作。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，在与所述光入射面相对的位置，隔开间隔P配置有多个所述光源，在将所述导光板的折射率设为n时，所述指向性变换图案存在于距所述光源的光射出侧端面为P／[2·arcsin（1／n）]的距离以下的区域内。理由是，当形成有指向性变换图案的区域从光源的光射出侧端面延伸到比P／[2·arcsin（1／n）]还远的距离时，从某光源射出的光就会进入相邻光源的前方的区域，光的利用效率反而变差。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，在与所述光入射面相对的位置，配置有多个所述光源，所述指向性变换图案以相邻的光源与光源之间的大致中央为边界而周期性地构成。根据这种实施方式，导光板的制作变得容易。

本发明的面光源装置的再另一实施方式的特征为，在从垂直于所述光射出面的方向观察时，所述指向性变换图案由平行地排列的多个图案元素构成。根据这种实施方式，导光板的制作变得容易。

另外，用于解决本发明的所述课题的手段具有将以上说明的构成要素适当组合在一起的特征，本发明能够实现这种构成要素的组合的许多变更。

附图说明

图1是表示专利文献1记载的面光源装置的立体图；

图2是对光从专利文献1记载的面光源装置泄漏的情形进行说明的概要平面图；

图3是用于对光从指向性变换图案泄漏的情形进行说明的示意图；

图4是表示本发明的面光源装置的立体图；

图5是图4所示的面光源装置的平面图；

图6是图4所示的面光源装置的概要剖面图；

图7是图5的X－X线剖面图，且一并放大表示其局部；

图8是图7所示的指向性变换图案的作用说明图；

图9A－图9D是表示图7所示的指向性变换图案的变形例的概要图；

图10A及图10B是表示图7所示的指向性变换图案的变形例的概要图；

图11是对弯曲或弯折而成的图案斜面的横向宽度和法线角度的求出方法进行说明的图；

图12是图案元素的截面形状随着距光源中心的距离而变化的指向性变换图案的剖面图，且一并放大表示其局部；

图13是对立设于图案斜面的法线的平均角度的求出方法进行说明的图；

图14是将顶角保持为恒定的同时使图案元素的截面形状随着距光源中心的距离而变化的指向性变换图案的剖面图，且一并放大表示其局部；

图15是表示将顶角保持为恒定的同时使截面形状随着距光源中心的距离而变化的图案元素的外向法线角度与内向法线角度的变化的图；

图16A－图16C是截面形状随着距光源中心的距离而变化的各种指向性变换图案的概要剖面图；

图17是表示由式1定义的值α和将现有产品的导光效率设为100%时的导光效率之间的关系的图；

图18是表示导光效率高的区域的图；

图19是表示由式7定义的值β和将现有产品的导光效率设为100%时的导光效率之间的关系的图；

图20是表示导光效率高的区域的图；

图21是表示图案元素的顶角和将现有产品的导光效率设为100%时的导光效率之间的关系的图；

图22是表示图案元素的宽度和导光效率之间的关系的图；

图23是具有两个点光源的面光源装置的立体图；

图24是图23所示的面光源装置的平面图；

图25是表示具有多个点光源的面光源装置的一个例子的平面图；

图26是表示具有多个点光源的面光源装置的另一例的平面图；

图27是表示具有多个点光源的面光源装置的再另一例的平面图；

图28是表示具有多个点光源的面光源装置的再另一例的平面图；

图29A－图29C是表示各种指向性变换图案的概要平面图；

图30A－图30C是表示各种指向性变换图案的概要平面图；

图31A－图31C分别是表示导光板的各种形态的概要侧面图；

图32A－图32C分别是表示导光板的各种形态的概要侧面图；

图33A－图33C分别是表示导光板的各种形态的概要侧面图；

图34A－图34C分别是表示导光板的各种形态的概要侧面图；

符号说明

31、51面光源装置

32点光源

32a发光中心

33导光板

34导光板主体

35光导入部

36指向性变换图案

37倾斜面

38光入射面

46a、46b图案斜面

C光源中心

D1、D2图案斜面的横向宽度

θ1、θ2法线角度

θm1、θm2法线的平均角度

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。但是，本发明不限于下面的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，可进行各种设计变更。

（面光源装置的基本构造）

下面，参照图4－图6对本发明的面光源装置31的基本构造进行说明。图4是本发明的面光源装置31的立体图。图5是面光源装置31的平面图。图6是面光源装置31的与光入射面38垂直的方向的概要剖面图。

面光源装置31由点光源32（光源）和导光板33构成。点光源32是内装有一个或多个LED的点光源，发白色光。如图6所示，LED41密封在透明密封树脂42内，另外，透明密封树脂42除正面以外，其余各面都由白色树脂43覆盖，从白色树脂43露出的透明密封树脂42的正面成为光射出窗口44（发光面）。该点光源32是宽度比导光板33的宽度小的光源，相对于冷阴极管称为线状光源而言，被称为点光源。

导光板33与制成薄板状的导光板主体34连续，在导光板主体34的端面设有光导入部35。导光板33由丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树脂（PC）、环烯烃系材料、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等高折射率的透明树脂一体地成形。

光导入部35是导光板33中厚度较厚的大致楔状的部分，以与其端面即光入射面38的一部分相对的方式配置点光源32。光导入部35的端面的厚度T与光射出窗口44的高度H相等，或比其厚，因此，从点光源32射出的光高效地从光入射面38入射到光导入部35内，面光源装置31的光利用效率提高。

在光导入部35的上面（与导光板主体34的光射出面39同侧的面）形成有倾斜面37。倾斜面37从光入射面38附近的最大厚度的部分向导光板主体34的端部倾斜。倾斜面37从导光板33的一侧端到另一侧端带状地延伸。

如图4及图5所示，在倾斜面37上形成有指向性变换图案36。指向性变换图案36为沿着导光板33的宽度方向排列有呈山形或V形槽状的多个图案元素的结构。即，在指向性变换图案36中，脊线和谷线交替地排列。在从与光射出面39垂直的方向观察该指向性变换图案36时，图案元素或者脊线和谷线配置为与垂直于光入射面38的方向平行，沿着导光板33的宽度方向相互平行地排列。另外，各图案元素在与光入射面38平行的截面中，具有左右非对称的形状。另外，在光源中心的两侧的区域，存在至少一组具有互不相同的形状的非对称的图案元素。该指向性变换图案36具有如下作用，即，通过使入射到光导入部35的光反射，使入射到光导入部35的光的导光板厚度方向的指向性扩散变换为向与导光板33的面方向平行的方向倾斜的指向特性。

导光板主体34占据导光板33的大部分的面积，如图6所示，其厚度t比光导入部35的最大厚度T薄，由此，可实现导光板33的薄型化。导光板主体34的表背面呈平行的平板状，导光板主体34的厚度大致均匀。

在导光板主体34的与光射出面39相反面（下面）具备光射出单元45。在图6中，作为光射出单元45，图示有三角形槽状的图案，但也可以是喷砂加工、对扩散油墨进行写真印刷而成的图案、衍射栅格图案、任意的凹凸图案等，另外，将光射出单元45设置于导光板主体34的光射出面39或者光射出面39和其反面双方都没有问题。

但是，在该面光源装置31中，如图6的箭头所示，从点光源32射出的光从光入射面38入射到光导入部35内，由光导入部35的上面或下面反射，或者穿过光导入部35，导入厚度较薄的导光板主体34。导入导光板主体34的光由导光板主体34的上面和下面反射，同时在导光板主体34内进行导光，通过射出单元45来反射或漫射，从光射出面39大致均匀地射出。

（实施方式1的指向性变换图案）

图7表示的是图5的X－X线剖面的实施方式1的指向性变换图案36。即，图7表示的是处在与光入射面38平行地切开的指向性变换图案38的截面中位于点光源32的前方且宽度与点光源32相等的（光源宽度W）区域（即，从光源中心C向左右两侧W／2的区域）内的部分。在此，光源中心C是指穿过点光源32的发光中心32a且与导光板33的光入射面38及光射出面39都垂直的平面。另外，光源宽度W不是指点光源32的封装体的宽度，而是指发光面（光射出窗口44）的宽度。在图7中，指向性变换图案36具有相对光源中心C呈左右对称的形状，但不必左右对称。

在本发明实施方式1的面光源装置中，指向性变换图案36在与光入射面38平行的截面的光源宽度W的区域内，具有如下所述的构造或特性。在光源宽度W的外侧的区域内，也可以具有与光源宽度W的区域同样的构造或特性，但在远离点光源32的区域内，由于供给的光量及光强度小，因此，在光源宽度W的外侧，指向性变换图案36的构造没有特别限定。

在与光入射面38平行的截面的光源宽度W的区域中，构成指向性变换图案36的大部分或所有的图案元素都具有非对称的形状。即，将某脊线（截面的极大点）和与该脊线邻接的一谷线（截面的极小点）连结的图案斜面46a和将该脊线和与该脊线邻接的另一谷线（截面的极小点）连结的图案斜面46b相对于穿过该脊线与光射出面39垂直的直线呈左右非对称。但是，一部分图案元素（例如，位于光源中心C的位置的图案元素）也可以为左右对称。在此，图案斜面46a、46b是位于相邻的脊线和谷线之间的指向性变换图案36的表面。在图7所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b为平面，但如后所述，也可以为曲面及弯折面等。

另外，在从光源中心C起向左侧W／2的区域（以下，称为光源中心C的左侧区域）中，在从导光板33的内部向外部并在各图案斜面46a、46b上立设有法线N时，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的横向宽度D2的总和（各图案斜面46b的横向宽度D2的宽度W／2的左侧区域的合计值）比法线N向光源中心相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1的总和（各图案斜面46a的横向宽度D1的宽度W／2的左侧区域的合计值）大（条件1：ΣD1＜ΣD2）。

同样，在从光源中心C起向右侧W／2的区域（以下，称为光源中心C的右侧区域）中，在从导光板33的内部向外部并在各图案斜面46a、46b上立设有法线N时，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的横向宽度D2的总和（各图案斜面46b的横向宽度D2的宽度W／2的右侧区域的合计值）比法线N向光源中心相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1的总和（各图案斜面46a的横向宽度D1的宽度W／2的右侧区域的合计值）大（条件1：ΣD1＜ΣD2）。

为了实现这种形态，在邻接的两个图案斜面46a、46b（图案元素）中，只要法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的横向宽度D2比法线N向光源中心相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1大或在局部相同即可（条件2：D1≤D2）。只要光源宽度W的区域内的至少一部分图案元素满足该条件2即可。优选尽可能多的图案元素满足该条件2，但不必要求所有的图案元素都这样。

在实施方式1的面光源装置31中，在光源中心C的左右的区域，分别是法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的横向宽度D2的总和比法线N向光源中心相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1的总和大（条件1）。特别是，在许多图案元素中，法线N向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的横向宽度D2比法线N向光源中心相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1大或在一部分图案元素中相同（条件2）。该结果是，如图8所示，从发光中心32a向倾斜方向射出的光L1以近似垂直的角度入射的图案斜面46a的面积比图案元素为左右对称的指向性变换图案（参照图3）的情况小，光不易从图案斜面46a泄漏。另外，由于法线N向光源中心C相反侧倾斜的图案斜面46a的倾斜角增大，因此，与指向性变换图案的图案元素左右对称的情况相比，入射到图案斜面46a的光L1的入射角增大，光L1不易从图案斜面46a泄漏。该结果是，根据实施方式1的面光源装置31，能够抑制来自指向性变换图案36的光的泄漏，光的利用效率提高。

（弯曲或弯折的图案斜面的情况）

指向性变换图案36的图案斜面46a、46b不必为平面，也可以为弯曲面及弯折面。图9A－图9D表示的是由曲面构成图案斜面46a、46b的指向性变换图案36的截面。在图9A所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b都以向外伸出的方式弯曲。在图9B所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b都以向内侧凹陷的方式弯曲。在图9C所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b中的一方向外伸出，另一方向内侧凹陷。另外，在图9D所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体而圆滑地弯曲。

图10A及图10B表示的是由弯折面构成图案斜面46a、46b的指向性变换图案36的截面。在图10A所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体而弯折为多边形状。在图10B所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体为平面状，但细看时，弯折为锯齿状。

这样，在图案斜面46a、46b由弯曲面或弯折面构成的情况下也同样，如图11所示，如果将脊线和谷线之间的区间的水平距离设为图案斜面46a、46b的横向宽度D1、D2时，则可适用上述条件1或条件2。

（图案元素随着距光源中心的距离而变化的情况）

在图7所示的指向性变换图案36中，在光源中心C的左侧区域和右侧区域中，都重复排列有相同截面形状的图案元素，但也可以使各图案元素的截面形状随着距光源中心C的距离而变化。图12表示的是图案元素的截面形状因距光源中心C的距离G而变化的指向性变换图案36。特别是，在图12所示的指向性变换图案36中，法线N向光源中心C相反侧倾斜的图案斜面46a的横向宽度D1相对于邻接的图案斜面46a、46b的横向宽度之和（D1＋D2）之比即D1／（D1＋D2）随着距光源中心C的距离G增大而减小或在一部分图案元素中相同。

这样，在图案元素的截面形状逐渐变化的情况下也如图13所示，如果将各图案斜面46a、46b的横向宽度依次设为D1、D2、D3、D4、……，则在左侧区域和右侧区域中，只要分别满足与图案斜面的横向宽度的总和相关的条件1即D1＋D3＋D5＋……＜D2＋D4＋D6＋……即可。因此，在左侧区域和右侧区域这两个区域中，只要大部分图案元素满足上述条件2即D1≤D2、D3≤D4、D5≤D6、……即可。

如上所述，在使图案元素的截面形状随着距光源中心C的距离G而变化的情况下，如图14所示，优选以如下方式变化，即，将邻接的图案斜面46a、46b之间的顶角ω保持为恒定，同时使图案斜面46a的比率D1／（D1＋D2）随着距光源中心C的距离G增大而减小或在一部分图案元素中相同。

本发明的发明者们通过模拟对重复排列有相同截面形状的图案元素的比较例的指向性变换图案的情况、将顶角保持为恒定的状态下使截面形状逐渐变化的实施方式1的指向性变换图案的情况的导光效率进行了评价。在所使用的面光源装置的模型中，点光源的光源宽度W设为2mm，导光板的宽度设为5.5mm，导光板主体34的厚度t设为0.23mm，光导入部35的高度T设为0.42mm，光导入部35的长度设为1.5mm，导光板的折射率设为1.59。另外，在比较例的指向性变换图案中，重复排列有顶角ω为120°的左右对称的截面形状的图案元素。在实施方式1的指向性变换图案中，如图15所示，在光源中心C的位置，具有顶角为120°的左右对称的图案元素，但在将顶角保持为120°的状态下，使图案元素的形状随着距光源中心C越来越远而变化。图15的横轴是从光源中心C测得的图案元素的距离G。图15的纵轴表示的是位于距离G的图案元素的向光源中心C相反侧倾斜的图案斜面46a的法线N与垂直于光射出面39的方向所成的角度（外向法线角度）、向光源中心侧倾斜的图案斜面46b的法线N与垂直于光射出面39的方向所成的角度（内向法线角度）。由图15可知，实施方式1的指向性变换图案从导光板的一侧端到另一侧端，顶角ω保持为恒定角度（120°），图案元素的截面形状变化到比光源宽度W稍宽的区域，在其外侧，成为恒定的截面形状。

根据上述模拟，在比较例中，导光效率为91%，与此相对，在实施方式1中，导光效率为96%。导光效率表示的是从光入射面入射到光导入部内的光量中多少比例的光量的光从光导入部导入了导光板主体。因而可知，在图案元素的截面形状为恒定的比较例中，在光导入部9%的光泄漏而损失，与此相对，在将顶角保持为恒定并使图案元素的截面形状变化的实施方式1的情况下，光导入部的光的泄漏减小到4%。

另外，如图14的指向性变换图案36所示，只要图案元素的顶角ω为恒定，则成形金属模的制作就变得容易。即，在制作导光板成形用的成形金属模的情况下，山形的图案元素在成形金属模中成为V形槽状的图案。只要图案元素的顶角ω为恒定，则在通过工具切削而在成形金属模内依次切削V形槽状的图案的情况下，能够使一个V形槽用工具的斜度变化，同时依次切削V形槽，成形金属模的制作容易。

在使图案元素的截面形状随着距光源中心C的距离G而变化的形态中具有各种各样的形态。例如，在图16A所示的指向性变换图案36中，图案元素的顶角ω随着距光源中心C越来越远而逐渐减小。在图16B所示的指向性变换图案36中，图案元素的顶角ω随着距光源中心C越来越远而逐渐增大。图16C是具有弯曲面的图案元素排列而成的指向性变换图案36，图案元素的弯曲度随着距光源中心C越来越远而逐渐变化。

作为实施方式1的指向性变换图案36的形状，如上所述，可实现各种形状，但由本发明的发明者们的试验及研讨的结果可知，无论是怎样形状的指向性变换图案36，只要满足下面的条件3，就可得到高于现有产品的导光效率。即，当考虑

α＝D1／（D1＋D2）＋0.912×（G／W）      （式1）

这样的值时，如果α的值为0.3以上且0.9以下，则能够得到高于现有产品的导光效率。在此，D1及D2是邻接的图案斜面46a、46b的横向宽度。G是该图案斜面46a、46b的距光源中心C的距离。W是光源宽度。

图17是表示上述值α和导光效率之间的关系的图。图17的纵轴是将现有产品（排列有左右对称的相同图案元素的现有产品）设为100%时表示导光板的导光效率的轴。根据图17可知，在α为约0.5时，导光效率最高，如果α为0.3以上且0.9以下，则导光效率就比现有产品高。

因而，如果将法线朝向光源中心C相反侧的图案斜面46a的横向宽度D1相对于邻接的图案斜面46a、46b的横向宽度之和（D1＋D2）的比率设为A＝D1／（D1＋D2），且将该两个斜面的距光源中心C的距离G相对于上述光源的开口宽度W的1／2之比设为B＝G／（W／2），则上述式1可表示为

A＝－0.456×B＋α      （式2），

只要在0.3≤α≤0.9（条件3）的范围内，则导光效率就比现有产品高。其中，条件3不是对所有的图案元素提出要求的条件，但优选尽可能多的图案元素满足条件3。

图18是在横轴上规定有B＝G／（W／2）、在纵轴上规定有A＝D1／（D1＋D2）并描画有α值为0.2～1.0的直线的图。如果处在该图的影线的区域内，则其面光源装置的导光效率就比现有产品高。

（实施方式2的指向性变换图案）

接着，对实施方式2的面光源装置进行说明。实施方式2的面光源装置也具有如图4～图6所示的基本构造，除指向性变换图案以外，都具有与实施方式1的面光源装置31相同的构造，因此，省略实施方式2的面光源装置的基本构造的说明。另外，对于指向性变换图案36，由于基本的截面形状也与实施方式1重合，因此，利用图7～图16对实施方式2的指向性变换图案36的构造进行说明。

在本发明实施方式2的面光源装置中，指向性变换图案36在与光入射面38平行的截面的光源宽度W的区域中，具有如下所述的构造或特性。在光源宽度W的外侧的区域中，也可以具有与光源宽度W的区域同样的构造或特性，但在远离点光源32的区域中，由于所供给的光量及光强度小，因此，在光源宽度W的外侧，指向性变换图案36的构造没有特别限定。

在与光入射面38平行的截面的光源宽度W的区域中，构成指向性变换图案36的大部分或所有的图案元素都具有非对称的截面形状。另外，实施方式2的指向性变换图案36因立设于图案斜面46a、46b的法线N的角度或平均角度而带有特征。即，在与光入射面38平行的截面中，在从光源中心C起向左侧W／2的区域（左侧区域）中，向光源中心侧倾斜的法线N（以下，称为内向法线）与垂直于光射出面39的方向所成的角度（以下，称为内向法线角度）θ2的平均角度θm2比向光源中心相反侧倾斜的法线N（以下，称为外向法线）与垂直于光射出面39的方向所成的角度（以下，称为外向法线角度）θ1的平均角度θm1小（条件4：θm1＞θm2）。在此，平均倾斜角是指外向法线的平均角度θm1和内向法线的平均角度θm2，在左侧区域或右侧区域中，如图13所示，在将各图案斜面46a的外向法线角度设为θ1、θ3、θ5、……，将各图案斜面46b的内向法线角度设为θ2、θ4、θ6、……，且将法线角度设为θ1、θ2、θ3、θ4、……的各图案斜面46a、46b的横向宽度设为D1、D2、D3、D4、……时，外向法线的平均角度θm1和内向法线的平均角度θm2用下式3、4来表示。

$\mathrm{\θm}1=\frac{\mathrm{\θ}1\×D1+\mathrm{\θ}3\×D3+\mathrm{\θ}5\×D5\·\·\·}{D1+D3+D3+\·\·\·}$       （式3）

$\mathrm{\θm}2=\frac{\mathrm{\θ}2\×D2+\mathrm{\θ}4\×D4+\mathrm{\θ}6\×D6\·\·\·}{D2+D4+D6+\·\·\·}$       （式4）

同样，在与光入射面38平行的截面中，在从光源中心C起向右侧W／2的区域（右侧区域）中，内向法线N与垂直于光射出面39的方向所成的内向法线角度θ2的平均角度θm2比外向法线N与垂直于光射出面39的方向所成的外向法线角度θ1的平均角度θm1小（条件4：θm1＞θm2）。

为了实现这种形态，在邻接的两个图案斜面46a、46b（图案元素）中，只要图案斜面46a的外向法线角度θ1比图案斜面46b的内向角度θ2大或在一部分图案元素中相同即可（条件5：θ1≥θ2）。只要光源宽度W的区域内的至少一部分图案元素满足该条件5即可。优选尽可能多的图案元素满足该条件5，但不要求所有的图案元素都满足。

图7表示的是重复排列有相同形状的图案元素的指向性变换图案36。在这种情况下，立设于图案斜面46a的法线N的外向法线角度θ1对于任一个图案元素都相同，另外，其平均角度θm1也等于θ1。同样，立设于图案斜面46b的法线N的内向法线角度θ2对于任一个图案元素都相同，另外，其平均角度θm2也等于θ2。

在实施方式2的面光源装置中，在光源中心C的左右区域，分别是内向法线N的平均角度θm2比外向法线N的平均角度θm1小。特别是，在许多图案元素中，图案斜面46a的外向法线角度θ1比图案斜面46b的内向法线角度θ2大或在一部分图案元素中相同。因而，如图8所示，与图案元素为左右对称的指向性变换图案相比，入射到图案斜面46a的光L1的入射角增大，光L1难以从图案斜面46a泄漏。另外，如图8所示，具有外向法线的图案斜面46a的面积比具有内向法线的图案斜面46b的面积小或相同，因此，从发光中心32a向倾斜方向射出的光L1以近似垂直的角度入射的图案斜面46a的面积比图案元素为左右对称的指向性变换图案（参照图3）小，光难以从图案斜面46a泄漏。该结果是，根据实施方式2的面光源装置31，能够抑制光的泄漏，光的利用效率提高。

（弯曲或弯折的图案斜面的情况）

在实施方式2中，图案斜面46a、46b也不必为平面，也可以为弯曲面及弯折面。图9A－图9D表示的是由曲面构成图案斜面46a、46b的指向性变换图案36的截面。在图9A所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b都以向外伸出的方式弯曲。在图9B所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b都以向内侧凹陷的方式弯曲。在图9C所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b中的一方向外伸出，另一方向内侧凹陷。另外，在图9D所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体而圆滑地弯曲。

图10A及图10B表示的是由弯折面构成图案斜面46a、46b的指向性变换图案36的截面。在图10A所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体而弯折为多边形状。在图10B所示的指向性变换图案36中，图案斜面46a、46b作为整体为平面状，但细看时，弯折为锯齿状。

这样，在图案斜面46a、46b由弯曲面或弯折面构成的情况下，不能直接决定立设于图案斜面46a、46b的法线N的角度θ1、θ2。因此，在这种情况下，如下那样决定立设于各图案斜面46a、46b的法线N的角度（法线角度）θ1、θ2。如图11所示，用均等的横向宽度Δ对图案斜面46a进行M1等分，在M1等分后的各斜面上分别立设法线N，求出各法线N与垂直于光射出面39的方向所成的角度φ11、φ12、……。只要求出角度φ11、φ12、……，则其图案斜面46a的法线角度θ1就通过下式5来求出。

同样，用均等的横向宽度Δ对图案斜面46b进行M2等分，在M2等分后的各斜面上分别立设法线N，求出各法线N与垂直于光射出面39的方向所成的角度φ21、φ22、……。只要求出角度φ21、φ22、……，则其图案斜面46b的法线角度θ2就通过下式6来求出。

$\mathrm{\θ}1=\frac{\mathrm{\φ}11\×\mathrm{\Δ}+\mathrm{\φ}12\×\mathrm{\Δ}+\·\·\·}{M1\×\mathrm{\Δ}}$       （式5）

$\mathrm{\θ}2=\frac{\mathrm{\φ}21\×\mathrm{\Δ}+\mathrm{\φ}22\×\mathrm{\Δ}+\·\·\·}{M2\×\mathrm{\Δ}}$       （式6）

（图案元素随着距光源中心的距离而变化的情况）

另外，在实施方式2的指向性变换图案36中，也可以使各图案元素的截面形状随着距光源中心C的距离而变化。图12表示的是图案元素的截面形状因距光源中心C的距离G而不同的指向性变换图案36。特别是，在图12所示的指向性变换图案36中，内向法线角度随着距光源中心C的距离G增大而逐渐减小或在一部分图案元素中相同。或者，外向法线角度随着距光源中心C的距离G增大而增大或在一部分图案元素中相同。

这样，在图案元素的截面形状逐渐变化的情况下，在光源中心C的左右区域中，也分别是只要内向法线的平均角度θm2比外向法线的法线N的平均角度θm1小即可。因此，在大部分图案元素中，只要外向法线角度θ1比内向法线角度θ2大或在一部分图案元素中相同即可。

在实施方式1中，对图案元素的截面形状遍及整体都相同的比较例、将顶角ω保持为恒定并如图14、图15所示使内向法线角度和外向法线角度变化时的导光效率的差异进行了说明。这作为实施方式2也能够解释，因此，进行重复说明。

如上所述，在使用于比较例和实施方式2的模拟的面光源装置的模型中，点光源的光源宽度W为2mm，导光板的宽度为5.5mm，导光板主体34的厚度t为0.23mm，光导入部35的高度T为0.42mm，光导入部35的长度为1.5mm，导光板的折射率为1.59。另外，在比较例的指向性变换图案中，重复排列有顶角ω为120°的左右对称的截面形状的图案元素。在实施方式2的指向性变换图案中，在光源中心C的位置，具有顶角为120°的左右对称的图案元素，但在将顶角保持为120°的状态下，如图15所示，使内向法线角度和外向法线角度随着距光源中心C越来越远而变化。图15的横轴是从光源中心C测得的图案元素的距离G。图15的纵轴表示的是位于距离G的图案元素的外向法线角度及内向法线角度。由图15可知，实施方式2的指向性变换图案从导光板的一侧端到另一侧端，顶角ω保持为恒定角度（120°），图案元素的截面形状变化到比光源宽度W稍宽的区域，在其外侧，成为恒定的截面形状。

根据上述模拟，在比较例中，导光效率为91%，与此相对，在实施方式1中，导光效率为96%。因而可知，在图案元素的截面形状为恒定的比较例中，在光导入部，9%的光泄漏而损失，与此相对，在将顶角保持为恒定并使图案元素的外向法线角度和内向法线角度变化的实施方式1的情况下，光导入部的光的泄漏减小到4%。

另外，如图14的指向性变换图案36所示，只要图案元素的顶角ω为恒定，则成形金属模的制作就容易。即，在制作导光板成形用的成形金属模的情况下，山形的图案元素在成形金属模中成为V形槽状的图案。只要图案元素的顶角ω为恒定，则在通过工具切削而在成形金属模内依次切削V形槽状的图案的情况下，能够使一个V形槽用工具的斜度变化，同时依次切削V形槽，成形金属模的制作变得容易。

在使图案元素的截面形状随着距光源中心C的距离G而变化的形态上，具有各种各样的形态。例如，在图16A所示的指向性变换图案36中，图案元素的顶角ω随着距光源中心C越来越远而逐渐减小。在图16B所示的指向性变换图案36中，图案元素的顶角ω随着距光源中心C越来越远而逐渐增大。图16C是具有弯曲面的图案元素排列而成的指向性变换图案36，图案元素的弯曲度随着距光源中心C越来越远而逐渐变化。

作为实施方式2的指向性变换图案36的形状，如上所述，具有各种形状，但由本发明的发明者们的试验及研讨的结果可知，无论是怎样形状的指向性变换图案36，只要满足下面的条件6，就可得到高于现有产品的导光效率。即，当考虑

β＝－（θ1－θ2）／（θ1＋θ2）＋0.782×（G／W）      （式7）

这样的值时，只要β的值为－0.33以上且0.17以下，就能够得到高于现有产品的导光效率。在此，θ1及θ2为邻接的图案斜面46a、46b的外向法线角度和内向法线角度。G为该图案斜面46a、46b的距光源中心C的距离。W为光源宽度。

图19是表示上述值β和导光效率之间的关系的图。图19的纵轴是将现有产品（排列有左右对称的相同图案元素的现有产品）设为100%时表示导光板的导光效率的轴。根据图19可知，β在0附近时，效率最高，只要β为－0.33以上且0.17以下，则效率就比现有产品高。

因而，如果将外向法线角度减去内向法线角度所得的差（θ1－θ2）相对于邻接的图案斜面46a、46b的外向法线角度和内向法线角度之和（θ1＋θ2）的比设为C＝（θ1－θ2）／（θ1＋θ2），且将该两个斜面的距光源中心C的距离G相对于上述光源的开口宽度W的1／2之比设为B＝G／（W／2），则上式7可表示为式8。

C＝＋0.391×B＋β      （式8）

只要在－0.33≤β≤0.17（条件6）的范围内，则导光效率就比现有产品高。其中，条件6不是对所有的图案元素提出要求的条件，但优选尽可能多的图案元素满足条件6。

图20是在横轴上规定有B＝G／（W／2）、在纵轴上规定有C＝（θ1－θ2）／（θ1＋θ2）并描画有β值为－0.42～0.25的直线的图。只要处在该图的影线的区域内，则其面光源装置的导光效率就比现有产品高。

（顶角的范围）

图21是表示由呈山形或V形槽状的图案元素构成的指向性变换图案36的顶角ω和导光效率之间的关系的图。图21的纵轴是将现有产品（排列有左右对称的相同图案元素的现有产品）设为100%时表示导光板的导光效率的轴。根据图21可知，在顶角ω为约120°时，效率最高，只要顶角ω为

57°≤ω≤145°      （式9）

则效率比现有产品高。

在此，当将图案元素的顶角设为ω、外向法线角度设为θ1、内向法线角度设为θ2时，在它们之间，具有ω＋θ1＋θ2＝180°的关系。如果使用该关系，则式9表示为如下。

57°≤180°－（θ1＋θ2）≤145°

因此，在与光入射面38平行地切开的指向性变换图案36的截面中，在位于点光源32的前方且在光源宽度W的区域内，只要指向性变换图案36的图案元素满足35°≤（θ1＋θ2）≤123°这样的条件，则能够减小指向性变换图案36的光的泄漏，从而能够提高光利用效率。

图22是表示通过模拟来对图案元素的宽度（D1＋D2）和导光效率之间的关系进行评价的结果的图。该模拟使用的模型是光导入部35的厚度T和导光板主体34的厚度t之差（T－t）为0.19mm、顶角ω为最佳角的120°、指向性变换图案36的长度（垂直于光入射面38的方向的长度）为1.5mm的导光板。在图22中，当图案元素的宽度（D1＋D2）增大时，导光效率就下降，原因是，当图案元素的宽度增大时，在光导入部35，无图案元素的斜面就会因指向性变换图案36的制作方法而增加。上述模拟的参数是图案元素的宽度增加引起的效率下降较大时的例子。根据图22，为了将导光效率的下降抑制到不足10%，优选图案元素的宽度（D1＋D2）制成0.33mm以下。特别是，由于希望将导光效率的下降抑制到不足5%，因此，图案元素的宽度优选为0.2mm以下。

（具备多个点光源的面光源装置）

接着，对具备多个点光源32的面光源装置51进行说明。图23是表示与导光板33的光入射面38相对地配置有多个点光源32的面光源装置51的立体图。另外，图24是面光源装置51的平面图。在该面光源装置51中，以点光源32和点光源32的中间为边界，以与点光源32的间距P相同的周期，周期性地形成有相同的指向性变换图案36。例如，点光源32的间距P为5.5mm，指向性变换图案36的周期W也成为5.5mm。

这样，在排列有多个点光源32的情况下，来自两侧的点光源32的光往往会到达指向性变换图案36中相邻的点光源32的中间部分。当来自两侧的点光源32的光同时入射到指向性变换图案36的某部位时，由于不能实现最佳设计以使相对于双方的光难以产生光泄漏，因此，面光源装置的光利用效率就会变差。

因此，指向性变换图案36优选不使来自多个点光源32的光入射。从点光源32射出并从光入射面38进入光导入部35的光的入射角γ通过菲涅耳定律而表示为如下式10。

γ＝arcsin（1／n）      （式10）

其中，n为导光板33的折射率。因而，如图24所示，光导入部35内的光的扩散成为以光源中心C为中心而在左右γ的范围。从图24和上式10推出，指向性变换图案36的光的向横方向的扩散g成为如下式11。

为了不使从光源中心C导向γ方向的光进入相邻的区域，只要该横方向扩散g比点光源32的间距P的1／2小即可，因此，成为g≤P／2（条件7）。

其中，S为从点光源32的端面（发光面）测得的到指向性变换图案36的端部的距离。因而，从上式11和条件7推出，用于不使光从两个方向到来指向性变换图案36的条件成为S≤P／[2·arcsin（1／n）]（条件8）。

因此，在使用多个点光源32的情况下，只要将从点光源32的端面测得到指向性变换图案36的端部的距离S确定为满足S≤P／[2·arcsin（1／n）]这样的条件，就能够最佳地设计指向性变换图案36，能够减少光的泄漏，从而提高光利用效率。例如，如果将点光源32的间距设为P＝5.5mm、导光板33的折射率设为n＝1.59（聚碳酸酯树脂），则成为J≤约4mm，只要设置指向性变换图案36的区域的长度为约4mm以下即可。

作为与导光板33的光入射面38相对地配置多个点光源32的形态，如图25所示，以相等的间距排列有多个点光源32且用于各点光源32的指向性变换图案36的周期W也相等的形态是基本形态。但是，也可以如图26所示，以较短的间距来配置两端的点光源32，且使两端的用于点光源32的指向性变换图案36的周期W1比其他部分的周期W2短。相反，也可以如图27所示，以较长的间距来配置两端的点光源32，且使两端的用于点光源32的指向性变换图案36的周期W2比其他部分的周期W1长。另外，如图28所示，也可以随机地确定点光源32的间距、用于各点光源32的指向性变换图案36的周期W1、W2、W3、W4。

（指向性变换图案的各种形态）

图29A～图29C、图30A～图30C是表示指向性变换图案36的各种形态的概要平面图。如在此所示，指向性变换图案36也可形成为各种形状。

在图29A所示的导光板33中，从倾斜面37的中途到倾斜面37的下端都设有指向性变换图案36，倾斜面37的上部成为平坦面。在图29B所示的导光板33中，在光导入部35的上面的整体设有指向性变换图案36。在图29C所示的导光板33中，仅在位于点光源32的前方的倾斜面37的中央部设有指向性变换图案36。

在图30A所示的导光板33中，形成有指向性变换图案36的区域的下侧的边缘弯折或弯曲为凸状。在图30B所示的导光板33中，指向性变换图案36的图案元素不是平行地排列，而是例如放射状地排列。图30C所示的指向性变换图案36由弯折为曲折形的图案元素构成。

（导光板的各种形态）

图31A～图31C、图32A～图32C、图33A～图33C及图34A～图34C是表示导光板33的各种形状的概要侧面图。在使用这些导光板的情况下，也能够实现本申请发明的效果。

图31A所示的是去掉了光导入部35的端部的水平部分，且倾斜面37从光入射面38开始的导光板。图31B所示的是将光导入部35的倾斜面37设置为多个台阶的导光板。图31C所示的是将光导入部35的倾斜面37制成弯曲面的导光板。

图32A所示的是使导光板主体34的上面倾斜而锥状地形成导光板主体34的导光板。图32B、图32C所示的是使光导入部35的上面的光入射面38侧的端部与倾斜面37反向地倾斜而设有倒倾斜部61的导光板。特别是，在图32C中，通过设有倒倾斜部61，光导入部35的端部的高度T′比导光板主体34的厚度t小。

图33A所示的是在光导入部35的上下两面都设有倾斜面37且在其中的一倾斜面37或两倾斜面37上设有指向性变换图案36的导光板。如图33B所示，在导光板主体34的局部设有厚度比光导入部35厚的部分62也没关系。

另外，如图33A、图33B所示，使光导入部35的最上面平缓地倾斜而制成平缓倾斜面63也没关系。

图33C是在光导入部35的倾斜面37和下面双方都设有指向性变换图案36的图。另外，图34A是仅在光导入部35的下面设有指向性变换图案36的图。如图33C及图34A所示，设置于光导入部35的下面的指向性变换图案36也可以向导光板主体34的下面伸出。

在图34B及图34C的导光板33中，倾斜面37从中途起改变斜度而两阶梯地形成。而且，在图34B的导光板33中，在倾斜面37的整体上设有指向性变换图案36，在图34C的导光板33中，仅在倾斜面37的下半部分设有指向性变换图案36。

另外，在上述实施方式及变形例中，对使用一个光源的情况进行了说明，但也可以与导光板的光入射面相对地排列多个点光源。在这种情况下，只要与各点光源的位置对应，以在与点光源的排列间距相等的每个间隔而重复设置如上所述的构成的指向性变换图案等即可。

另外，在上述各实施方式及变形例中，在导光板的上面设有指向性变换图案，但也可以在导光板的下面或者在导光板的上面和下面双方设有指向性变换图案。

另外，倾斜面37也可以设置于光射出面39的相反面（下面）。

Claims (17)

1.一种面光源装置，具备：

光源；

导光板，其使所述光源的光从光入射面导入而从光射出面射出到外部，其特征在于，

所述光源设置于与所述导光板的光入射面相对的位置，

所述导光板具备：用于将从光入射面入射的来自光源的光封入的光导入部、厚度比所述光导入部的最大厚度小且以与所述光导入部连续的方式设置并由光射出单元使已封入的光从光射出面向外部射出的导光板主体，

所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面和其相反面中至少一面上，具有从厚度比所述导光板主体大的部分的表面向所述导光板主体的表面的端部倾斜的倾斜面，

所述导光板在光射出侧的面和其相反面中至少一面上具有用于使入射到所述光导入部的光的所述导光板的厚度方向的指向性扩散变换为向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性的指向性变换图案，

所述指向性变换图案以沿着所述导光板的宽度方向交替地重复脊线和谷线的方式构成，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，将所述指向性变换图案的脊线中的任一脊线和与该脊线邻接的一谷线连结的斜面和将该脊线和与该脊线邻接的另一谷线连结的斜面相对于穿过该脊线且与所述光射出面垂直的直线呈非对称，在光源中心的两侧至少存在一组不同形状的所述非对称形状部分。

2.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

在光源中心的两侧的区域，在将所述指向性变换图案的邻接的脊线和谷线连结的斜面上分别从所述导光板的内部向外部立设有法线时，所述法线向光源中心侧倾斜的斜面的横向宽度的总和比所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度的总和大。

3.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

邻接的两个所述斜面的所述法线向光源中心侧倾斜的斜面的横向宽度比所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度大或相同。

4.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

邻接的两个所述斜面中的所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度相对于该邻接的两个所述斜面的横向宽度之和的比随着距光源中心的距离越来越大而减小或相同。

5.如权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

将邻接的两个所述斜面中的所述法线向光源中心相反侧倾斜的斜面的横向宽度相对于该邻接的两个所述斜面的横向宽度之和的比设为A，且将该两个斜面的距光源中心的距离相对于所述光源的开口宽度的1／2之比设为B，

当表示为A＝－0.456×B＋α时，所述α的值在0.3≤α≤0.9的范围内。

6.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

在光源中心的两侧的区域，在将所述指向性变换图案的邻接的脊线和谷线连结的斜面上分别从所述导光板的内部向外部立设有法线时，向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度的平均角度比向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度的平均角度小。

7.如权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

邻接的两个所述斜面的向光源中心侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度比向光源中心相反侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度小或相同。

8.如权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

向光源中心侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度随着距光源中心的距离越来越大而减小或相同。

9.如权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

向光源中心相反侧倾斜的所述法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度随着距光源中心的距离越来越大而增大或相同。

10.如权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

在邻接的两个所述斜面中，将向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度减去向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度所得的差，相对于向光源中心相反侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度和向光源中心侧倾斜的法线与垂直于所述光射出面的方向所成的角度之和的比设为C，

将该两个斜面的距光源中心的距离相对于所述光源的开口宽度的1／2之比设为B，当表示为C＝＋0.391×B＋β时，所述β的值在－0.33≤β≤0.17的范围内。

11.如权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

所述指向性变换图案沿着所述导光板的宽度方向排列有多个图案元素，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，在光源中心的两侧的区域分别具有所述图案元素，该图案元素通过反射光来变换以朝向光源中心相反侧的光比反射之前多的方式进行反射的光的指向特性。

12.如权利要求1～11中的任一项所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

在光源中心的两侧的区域，分别向光源中心侧倾斜的所述法线的角度和向光源中心相反侧倾斜的所述法线的角度之和为35°以上且123°以下。

13.如权利要求12所述的面光源装置，其特征在于，

所述指向性变换图案由呈V形槽状的多个图案元素构成。

14.如权利要求13所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面平行地切开的所述指向性变换图案的截面中位于所述光源的前方且具有与所述光源相等的宽度的区域内的部分，

形成于所述V形槽状的图案元素间的脊线部分的顶角为恒定。

15.如权利要求1～12中任一项所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面相对的位置，隔开间隔P配置有多个所述光源，

在将所述导光板的折射率设为n时，所述指向性变换图案存在于距所述光源的光射出侧端面为P／[2·arcsin（1／n）]的距离以下的区域内。

16.如权利要求1～12中任一项所述的面光源装置，其特征在于，

在与所述光入射面相对的位置，配置有多个所述光源，

所述指向性变换图案以相邻的光源与光源之间的大致中央为边界而周期性地构成。

17.如权利要求1～16中任一项所述的面光源装置，其特征在于，

在从垂直于所述光射出面的方向观察时，所述指向性变换图案由平行地排列的多个图案元素构成。

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