CN103513322A

CN103513322A - 导光板及面光源装置

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Publication number: CN103513322A
Application number: CN201310255065.6A
Authority: CN
Inventors: 菊池荣成; 伊藤正弥; 藤田胜; 日下雄介
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: JP2014007054A; TW201400891A; TWI581022B; JP5927538B2; US20130343082A1; CN103513322B; US8882326B2

Abstract

本发明提供一种导光板及面光源装置。导光板(1)具备从点状光源射出的光所入射的入射面(10)和将从入射面(10)入射的光射出的出射面(11)，在与出射面(11)相反侧的背面形成有使光朝向出射面(11)反射的传播反射面(12)。出射面(11)由与入射面(10)相邻的传播区域(11a)、与传播区域(11a)相邻的扩散传播辅助区域(11b)、与扩散传播区域(11b)相邻的扩散传播区域(11c)构成，通过在扩散传播区域(11c)形成的棱镜上端的弯曲部来主要控制入射面附近的亮点·明暗线，并通过棱镜的直线部来主要控制导光板(1)的视场角特性。

Description

导光板及面光源装置

技术领域

本发明主要涉及在液晶显示面板等的背光单元(Back Light Unit)中使用的面光源装置。

背景技术

近些年，液晶显示装置通过轻量、薄型、低消耗电力驱动等特征，其应用范围得以快速推广。液晶显示装置通常不是自发光装置，因此需要背光灯那样的另行设置的光源。背光单元主要由光源和对从光源射出的光进行引导而使其进行面发光的导光板(Light Guide Plate)构成。

通常，背光单元根据光源的位置而被分类为直下型方式和侧光方式等。根据直下型方式，在导光板的正下方设置多个光源、例如冷阴极管或LED(Light Emitting Diode)，通过导光板使从光源入射的光扩散，并经由多个光学片使光向液晶显示装置面板照射。根据侧光方式，在导光板的侧端设置光源，通过导光板使从光源入射的光扩散，并经由多个光学片使光向液晶显示面板照射。

图34表示采用了LED的侧光方式的背光单元的一例。

如图34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的上方配置有扩散片102，扩散片102使从导光板101射出的光较宽地扩散。并且，在扩散片102的上方配置有棱镜片(Prism Sheet)103，在棱镜片103的上方配置有棱镜片104，在棱镜片104的上方配置有光学片105。棱镜片103、104及光学片105分别使光向视觉辨认方向会聚，由此实现高亮度化。

一直以来，导光板101的材料使用透明树脂等的面板。导光板101在出射面和与出射面对置的底面之间的侧面上具有入射面，该入射面上配置有通过将冷阴极管或多个LED106排列而成的点状光源等一次光源。另外，在导光板101的底面上印刷有散射点，通过调整该点的大小、密度等，由此能够将视觉辨认方向的亮度分布调整得均匀。在这样的结构中，从一次光源射出的光经由入射面向导光板101入射，并通过导光板101的内部而从出射面朝向液晶显示部射出。然而，因导光板101的底面的散射点的影响，刚从导光板101射出之后的光具有向宽的角度扩展的定向分布，因此光难以朝向视觉辨认方向。

因此，为了使从导光板101射出的光向视觉辨认方向会聚来实现高亮度化，而使用相互正交的两张棱镜片103及棱镜片104、以及光学片105。然而，在这样的结构中，需要使用两张价格高的棱镜片，从而存在单元的构成部件件数增加且组装变得麻烦这样的课题。

因此，为了解决上述课题，提出了很多通过在导光板的出射面或底面等上形成棱镜，来使从出射面射出的光朝向视觉辨认方向的方案。然而，当棱镜形状规则地排列配置时，在入射面附近产生亮点(光集中的部分，光点)或明暗线，从而有损出射光的均匀性。另外，伴随着每一个LED芯片的高亮度化，LED的设置间隔比以往变宽，因此LED的指向性的影响变大。

为了解决上述课题，提出有在出射面形状上使用多个棱镜来改善亮点·明暗线的方案(例如，专利文献1)。

图35及图36表示专利文献1所记载的导光板22的出射面形状。

图35是专利文献1的实施例1中的导光板22的立体图。导光板22具有来自光源的光的入射面221和与入射面221相邻的出射面223。出射面223由第一区域223A和第二区域223B构成，该第一区域223A与入射面221相邻，该第二区域223B在与入射面221不同的位置处与第一区域223A相邻。

图36是图35所示的导光板22的俯视图。第一区域223A与第二区域223B的交界为平行于入射面221的虚构的交界线III-III。

如图35、36所示，在出射面223的第二区域223B上形成有沿着与入射面221垂直的方向延伸的多个细长的棱镜透镜225。并且，在出射面223的第一区域223A上形成有规则地配置的多个细长的四面体透镜226。

图37是图36的III-III线的剖视图。棱镜透镜225由V字突起构成，且在第二区域223B的整面上排列配置。如图37所示，棱镜透镜225的各V字突起具有三角形截面。如图37所示，根据专利文献1的实施例1，各三角形截面的顶角θ1设定为约175°以下。另外，各三角形截面的下端的长度P_L设定为约2.0mm以下，各棱镜透镜225的各三角形截面的高度H也设定为约2.0mm以下。

另外，在图36中，四面体透镜226沿着平行于入射面221的方向，以与棱镜透镜225对应的方式整齐排列。各四面体透镜226具有面向棱镜透镜225的第一侧面2261、相互对置的第二侧面2263及第三侧面2265、底面(未图示)。第一侧面2261位于图36的交界线III-III处。另外，如图36所示，在交界线III-III处，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。由此，各四面体透镜226与各棱镜透镜225分别对应而连接。相伴于此，与棱镜透镜225的三角形截面的顶角θ1(图37)对应，将各第一侧面2261的顶角也设定为约175°以下。另外，各第一侧面2261的下端的长度设定为约2.0mm以下，各第一侧面2261的高度也设定为2.0mm以下。

图38表示图36的IV-IV线的剖视图。如图38所示，四面体透镜226的由第二侧面2263和第三侧面2265定义的脊部从入射面221以将平行于出射面223的方向作为基准而形成角θ2的方式延伸。根据专利文献1的实施例1，角θ2设定为约85°以下。

在专利文献1中，提出通过采用上述的结构，而能够抑制在出射面223上产生的亮点·明暗线的方案。

【专利文献1】美国专利第7431491号说明书

然而，在上述专利文献1的结构中，在出射面223中的与入射面221相邻的区域形成棱镜(四面体透镜226)，因此当LED的设置间隔变宽时，因LED的指向性的影响而在入射面221附近的出射面223上产生明暗部。并且，当将导光板22的外形尺寸与有效发光区域同等设定时，因LED的热的影响而使导光板22发生伸缩，从而可能导致光无法从有效发光区域稳定地射出，因此期望预先使导光板22的外形尺寸比有效发光区域大。这样的情况下，当在有效发光区域的外部存在棱镜形状时，在该区域中，本来在液晶显示装置中不使用的光向出射面223射出。其结果是，光的利用效率下降，且消耗必要以上的电力。

另外，在图35的结构中，出射面223中的入射面221附近的光的扩展变大，在使液晶画面滚动发光时，光向不必要的部位泄漏。这样的光作为余象映在画面上，使画面品质降低，因此会有损分割发光特性。另外，在出射面223上形成有不同的多个棱镜的情况下，虽然在出射面223的特定的角度方向上消除了光的不均，但在其它方向上，存在因棱镜的指向性而未消除不均的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不会损害分割发光特性且抑制亮点或明暗线的产生的导光板。

为了实现上述目的，本发明如下这样构成。

根据本发明的第一形态，提供一种导光板，其具有：从多个点光源射出的光所入射的入射面；将从所述入射面入射的所述光射出的出射面；为与所述出射面对置的面，且使从所述入射面入射的所述光朝向所述出射面进行传播反射的传播反射面，所述导光板的特征在于，

在所述传播反射面上形成有与所述入射面平行地延伸的多个棱镜槽，

在所述出射面中位于与所述入射面相邻的区域的传播区域形成有平面部分，

在所述出射面中位于与所述传播区域相邻的区域的扩散传播区域形成有与所述入射面垂直地延伸的多个棱镜突起，所述棱镜突起包括在上端具有弯曲部的突起。

根据本发明的第二形态，在第一形态所记载的导光板的基础上，其特征在于，所述棱镜突起具备：与所述入射面平行的方向上的突起截面的上端由弯曲部构成的棱镜突起；与所述入射面平行的方向上的突起截面的上端由直线部构成的棱镜突起。

根据本发明的第三形态，在第一形态所记载的导光板的基础上，其特征在于，所述棱镜突起的与所述入射面平行的方向上的截面形状为山形状，所述山形状中的所述直线部的长度与所述弯曲部的长度的比例满足0.3≤(弯曲部的长度)/(直线部的长度)≤1.0。

根据本发明的第四形态，在第一形态所记载的导光板的基础上，其特征在于，在所述传播反射面上形成的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或者连续地增加。

根据本发明的第五形态，在第一形态所记载的导光板的基础上，其特征在于，所述棱镜突起的各棱镜脊部由包含直线的曲线形成。

根据本发明的第六形态，在第一形态所记载的导光板的基础上，其特征在于，所述棱镜槽在所述导光板的中央处槽深度最大，随着朝向所述入射面而连续变浅地形成。

根据本发明的第七形态，其特征在于，具备第一形态至第六形态中任一形态所述的导光板和多个点光源。

根据本发明的第八形态，其特征在于，具备第一形态至第六形态中任一形态所述的导光板、至少一个扩散片、至少一张棱镜片、对来自所述导光板的光进行控制的多个光学片、隔着所述导光板而设置在所述扩散片的相反侧且使光向所述出射面反射的反射片、LED。

【发明效果】

根据本发明的导光板，能够在不损害分割发光特性的情况下抑制亮点·明暗线。

附图说明

本发明的上述形态和特征通过参照附图对优选的实施方式的如下记述而得以明确。

图1是本发明的实施方式1涉及的面光源装置的示意图。

图2是本发明的实施方式1涉及的导光板的立体图。

图3是本发明的实施方式1涉及的导光板的A部的立体图。

图4是本发明的实施方式1涉及的导光板的传播反射面处的剖视图。

图5是本发明的实施方式1涉及的导光板的Y1-Y1截面处的从背光单元射出的光的亮度分布图。

图6是通常的导光板中的因LED设置间距变宽而产生的暗部产生部位的简图。

图7是从出射面侧观察导光板的入射面附近而得到的俯视图。

图8是A23部的放大详图。

图9是本发明的实施方式1涉及的导光板的A部的俯视图。

图10是本发明的实施方式1涉及的导光板的Y2-Y2线的剖视图。

图11是本发明的实施方式1涉及的导光板的X1-X1线的剖视图。

图12是本发明的实施方式1涉及的在出射面上未形成棱镜突起的导光板的光路图。

图13是表示本发明的实施方式1涉及的在出射面上未形成棱镜突起的导光板的亮点·明暗线产生位置的俯视图。

图14是本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域的整面上形成有棱镜突起的导光板的光路图。

图15是表示本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域的整面上形成具有同样的直线部的棱镜突起的导光板的亮点·明暗线产生位置的俯视图。

图16是本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的导光板的俯视图。

图17是本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的导光板的光路图。

图18是本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的导光板的X-X剖视图。

图19是在出射面611的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的情况、和在出射面的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的情况的导光板的亮度分布比较图。

图20是本发明的实施方式1涉及的导光板的出射面形状的差异所引起的亮度分布及入光部附近截面的亮度图表比较图。

图21是本发明的实施方式1涉及的在出射面的有效发光区域的整面上存在上端带有某比例的弯曲部R(直线部S的长度：弯曲部R的长度＝1∶0.6)的同样的棱镜突起的导光板的试制结果图。

图22是本发明的实施方式2涉及的导光板的立体图。

图23是本发明的实施方式2涉及的导光板的B部的立体图。

图24是本发明的实施方式2涉及的导光板的B部的俯视图。

图25是本发明的实施方式2涉及的导光板的Y3-Y3线处的剖视图。

图26是本发明的实施方式2涉及的导光板的Y4-Y4线处的剖视图。

图27是本发明的实施方式2涉及的导光板的X2-X2线处的剖视图。

图28是本发明的实施方式1的变形例涉及的导光板的立体图。

图29是本发明的实施方式1的变形例涉及的导光板的俯视图。

图30是本发明的实施方式1的变形例涉及的导光板的Y5-Y5线处的剖视图。

图31是本发明的实施方式2的变形例涉及的导光板的立体图。

图32是本发明的实施方式2的变形例涉及的导光板的俯视图。

图33是本发明的实施方式2的变形例涉及的导光板的Y6-Y6线处的剖视图。

图34是采用了LED的侧光方式的背光单元的立体图。

图35是现有例涉及的导光板的立体图。

图36是现有例涉及的导光板的俯视图。

图37是现有例涉及的导光板的III-III剖视图。

图38是现有例涉及的导光板的IV-IV剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

参照图1～图21，对本发明的实施方式1进行说明。图1是表示实施方式1涉及的面光源装置的示意图。如图1所示，面光源装置具备导光板1、扩散片2、棱镜片3、光学片4、反射片5、LED6。导光板1由透明的树脂(例如，丙烯酸系树脂或聚碳酸酯)等形成。在导光板1的上方设有使从导光板1的上表面射出的光扩散的扩散片2。扩散片2可以通过使折射率不同的材料分散到透明的树脂等的板的内部、使透明的球状的材料分散在透明的板上、或者在透明的板的表面形成凹凸来构成。

为了使从扩散片2射出的光向视觉辨认方向会聚而实现高亮度化，在扩散片2的上方设置棱镜片3(指向性板)，并且，为了实现高亮度化，在棱镜片3的上方设置光学片4。

反射片5以覆盖后述的点状光源的LED6的方式配置在导光板1的下表面的下方，使光朝向导光板1的出射面11反射。反射片5例如通过在透明的树脂板的内部密集地分散几μm～几10μm左右的气泡、或者在树脂板或金属板等上蒸镀银或铝等反射率高的材料而构成。

LED6为点状光源，如图1所示，在导光板1的短边侧的侧面附近分别排列设置有多个。例如，可以在一侧配置72个、在两侧配置144个LED6。另外，导光板1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1的详细情况)

接着，使用图2至图18，对导光板1的形状的详细情况进行说明。

图2表示导光板1的外观。如图2所示，导光板1形成为大致长方体形状。导光板1具备：从图1所示的LED6射出的光所入射的入射面10；将从入射面10入射的光射出的出射面11；为与出射面11对置的面，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；与上述的面相邻的侧面13。上述的面全部被精加工成光学平面。如图2所示，将与入射面10平行且垂直于侧面13的方向作为X方向，将垂直于入射面10且与侧面13平行的方向作为Y方向，并将与入射面10平行且垂直于出射面11的方向作为Z方向。

通过图3来说明图2的A部的详细情况。如图3所示，在传播反射面12上配置有多个与入射面10大致平行且沿着X方向延伸的棱镜槽12a。在垂直于入射面10的平面上观察棱镜槽12a时，棱镜槽12a的截面为大致V字形状或大致梯形形状。另外，棱镜槽12a的深度在导光板1的中央最大且随着朝向入射面10而连续地变浅。在实施方式1中，将棱镜间距(Prism Pitch)定义为500μm，将棱镜槽12a的深度定义在4μm至70μm的范围内。需要说明的是，棱镜形状、棱镜间距、棱镜深度可以根据出射面11的亮度分布、视场角特性这些光学特性而适当变化。

图4表示传播反射面12处的大致光路图。如图4所示，通过设置棱镜槽12a，由此光照射到棱镜槽12a上，而能够使光的传播反射方向发生变化。并且，通过如上述那样(在Y方向上)增减棱镜槽12a的深度，由此能够增减在棱镜槽12a上形成的斜面的面积，从而使向出射面11侧传播反射的光量发生变化。另外，通过根据必要的光学规格来使棱镜角度θ1、θ2适当变化，从而能够改变出射面11处的光的出射角度。

图5表示图2的Y1-Y1线的截面处的从背光单元射出的光的亮度分布。由于将棱镜槽12a(图3)的深度设定为在导光板1的中央部深且在入射面10附近浅，因此如图5所示，越往导光板1的中央部，亮度越高。这样，通过调节棱镜槽12a的形状，由此能够使射出的光的亮度分布变化。

如图3所示，在出射面11上形成有：与入射面10相邻，使入射的光在扩散的同时进行传播的传播区域11a；在Y方向上与传播区域11a相邻，使传播的光在扩散的同时进行传播的扩散传播辅助区域11b；在Y方向上与扩散传播辅助区域11b相邻，使传播的光在扩散的同时进行传播的扩散传播区域11c。

传播区域11a是不具有棱镜突起且被精加工成光学平面的平面，表面粗糙度定义为Rt＝0.03以下。由于在传播区域11a不存在棱镜突起，因此大部分的光发生全反射而向扩散传播辅助区域11b及11c传播。这样，在传播区域11a中，向视觉辨认方向的出射光量相对于入射光量变少，因此向视觉辨认方向的出射光量大致由除了传播区域11a以外的两个区域(扩散传播辅助区域11b、扩散传播区域11c)来确定。

在此，在图6中示出在现有的导光板中因LED设置间距变宽而产生的暗部产生部位的简图。如图6所示，当LED6的设置间隔(LED设置间距)变宽时，在导光板101的出射面11上的靠近入射面10的部位容易产生暗部A2。

在本实施方式1中，为了防止这样的暗部A2的产生，在图3所示的出射面11上的与入射面10相邻的区域设置传播区域11a。通过设置传播区域11a，由此能够使依赖于LED配置位置及指向特性而产生的暗部处于作为有效发光区域外的传播区域11a中。并且，能够使因来自光源的热而使导光板1发生伸缩的影响不施加给有效发光区域(在本实施方式1中为扩散传播区域11c)。

接着，使用图7，详细地说明传播区域11a(图3)的范围的设定。图7表示从出射面11侧观察导光板1的入射面10附近时从LED6射出的光的光路。在图7中，线R表示从LED6的指向特性的半值角射出的光线。在此，出射面11上由线R和入射面10包围的区域即交差部A22包含在图6所示的暗部A2中，依赖于LED配置位置及指向特性而产生。如图7所示，交差部A22及暗部A2的范围因LED设置间距Lp、LED单体的宽度Lw以及LED的指向性而变化。

图8表示图7的A23部的放大详图。

如图7、8所示，当从LED6向导光板1的入射角为θi、折射角为θr、从LED6到导光板1之间的折射率为n1、导光板1内的折射率为n2、从LED6到入射面10的距离为Ld1、从入射面10到交差部A22的距离(暗部产生距离)为Ld时，根据斯涅耳定律，导出以下的式子。

【式1】

n1×sin(θi)＝n2×sin(θr)

当将式1的式子展开时，进一步导出以下的式子。

【式2】

Ld＝[Lp/2-Ld1×tan(θi)]×tan(90-θr)

由式2的式子可知，传播区域11a的范围只要以暗部产生距离Ld为基准进行设定即可。

如图3所示，在扩散传播区域11c形成有棱镜突起。当从上方(Z方向)观察导光板1时，棱镜突起形成为沿着垂直于入射面10的方向(Y方向)延伸，并且沿着与在传播反射面12上形成的棱镜槽12a大致正交的方向延伸。

图9表示图2的A部处的导光板1的俯视图。如图9所示，在扩散传播辅助区域11b形成的棱镜的脊部11b1、在扩散传播区域11c形成的棱镜的脊部11c1相互连接，而形成连续的脊部。

为了从不同的角度观察导光板1的形状，在图10中示出图9的Y2-Y2线处的导光板1的剖视图，在图11中示出图9的X1-X1线处的导光板1的剖视图。在图10中，H1表示扩散传播区域11c的棱镜高度，另外，θ3表示扩散传播辅助区域11b的倾斜角。

如图11所示，在与棱镜的延伸方向垂直的截面(与入射面10平行的突起截面)中，在扩散传播区域11c(图9、10)上形成的全部的棱镜的上端不是直线形状，而带有相对于棱镜的斜面长度为某固定比例的(向上方凸出的凸状的)弯曲部R。另外，θ4表示在扩散传播辅助区域11b及扩散传播区域11c形成的棱镜的顶角。

在图11中，虚线部表示弯曲部R。弯曲部R和棱镜的直线部S(直线部S1及S2)形成为通过切线连结。

以上，在图9-11中，对在出射面11的有效发光区域的整面上形成有上端带有某比例的弯曲部R的同样的棱镜突起的情况进行了说明，除了这样的情况以外，还考虑有使用以下的图12-18进行说明的其它的出射面的形状。

(在出射面上未形成棱镜突起的情况)

图12表示在出射面411构成为未形成有棱镜突起的平面的情况下，在与入射面410平行的截面(XZ截面)处观察导光板401时的光路简图。

如图12所示，在出射面411上未形成棱镜突起的情况下，从LED6入射的光通过入射面410而进入导光板401，在导光板401内反复进行反射·折射后，以相对于正面方向具有扩展的状态从出射面411射出。在进行分割发光时，因该光的扩展而使光射出到不需要的范围，成为使光的特性恶化的主要原因。作为其结果，在图13中示出从出射面411的上方(Z方向)观察在导光板401的出射面411上产生的现象而得到的图。

图13表示在出射面411整体形成为平面部分且未形成棱镜突起的情况下，在出射面411上产生的亮点A3·明线A4。

首先，对在入射面410附近的区域产生的亮点A3进行说明。如图13所示，在出射面411中的入射面410附近的区域，由于在LED6的正面方向上集中而取出光，因此产生比周围明亮的部分即亮点A3。如图12所示，在出射面411中，存在越接近LED6的正面方向(Y方向)，光的入射角越小的倾向，且越容易取出光。另一方面，越从LED6的正面方向离开，入射角越大而光发生全反射，因此越难以取出光。

另一方面，在距入射面410某程度的距离处，因LED6的指向性的影响而在光的强度上产生不均衡，从而导致在光变强的LED6的正面方向上产生明线A4。需要说明的是，当进一步离开某程度的距离时，受到从其它的LED6射出的光的影响而使光的强度平均化，因此明线A4消失。这样，亮点A3及明线A4较大地依赖于LED6的指向性而产生，在出射面411整体上未形成棱镜突起的情况下都会在LED6的正面方向上产生。另外，随着LED设置间距变宽或每一个LED的总光通量变高，亮点A3·明线A4的区域与其周围的区域的明暗差进一步变大。

(在出射面的有效发光区域的正面上形成有具有同样的直线部的棱镜突起的情况)

另一方面，图14表示在出射面511的有效发光区域的整面上形成有棱镜突起的情况(在有效发光区域不存在平面部分的情况)下，在与入射面510平行的截面(XZ截面)处观察导光板501时的光路简图。

如图14所示，棱镜突起的截面由直线部形成，未形成弯曲部。如图14所示，在出射面511的有效发光区域的整面上形成有棱镜突起的情况下，从LED6入射的光通过入射面510进入导光板501内部而反复进行反射·折射，其多半以向出射面511的正面方向会聚的状态从出射面511射出。因此，与在出射面511上未形成棱镜突起的情况相比，在分割发光时，向不需要的范围射出的出射光量减少，光的直线前进性提高，且分割发光特性提高。然而，在这样的情况下，也会产生上述那样的亮点·明暗线。

图15表示在出射面511的有效发光区域的整体上形成有棱镜突起时产生的亮点A5、明线A6。这样，在形成有具有同样的直线部的棱镜突起的情况下，与未形成棱镜突起的情况不同，如图15所示，在接近LED6的正面方向的部位(相当于图13的A3部)，光发生全反射，在从LED6的正面方向离开的A5部，光未发生全反射而被从出射面511取出。因此，如图15所示，亮点A5在从LED6的正面方向错开的位置产生。另一方面，明线A6不论有无棱镜突起，都在LED6的正面方向上产生。

(在出射面的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的情况)

如图16所示，在导光板601中，在第二扩散传播区域611d不存在平面部分且仅存在棱镜突起。另一方面，在扩散传播辅助区域611b及第一扩散传播区域611c存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分(平面部分)这两方，且各部分在X方向上交替形成。

图17表示在与入射面610平行的截面(XZ截面)处观察扩散传播辅助区域611b(图16)及第一扩散传播区域611c(图16)时的光路简图。在扩散传播辅助区域611b及第一扩散传播区域611c中，通过形成棱镜突起，与未形成棱镜突起的情况相比，光的直线前进性提高，且分割发光特性提高。

亮点·明暗线通过光的强弱而被视觉辨认，另外，亮点的产生位置因棱镜突起的有无而不同。因此，通过使在扩散传播辅助区域611b及第一扩散传播区域611c形成的棱镜突起的高度从某范围平滑地变化，由此使棱镜突起的斜面的角度变化来控制光的出射方向，实现光强度的均匀化。这样，能够防止亮点·明暗线的产生。

具体而言，在图18中，越从入射面610远离(在Y方向上)，越增加扩散传播辅助区域611b及第一扩散传播区域611c的棱镜高度(从高度H3至高度H4)。第二扩散传播区域611d的棱镜高度固定。另外，在扩散传播辅助区域611b中，根据扩散性使区域长度L611b适当变化，并根据进行加工的车刀形状使区域长度L611b适当变化。其结果是，通过区域长度L611b和高度H3来决定倾斜角θ5。

然而，在上述的棱镜结构中，通过在有效发光区域存在的多个棱镜的影响，虽然使从正面方向的视觉辨认性得以改善，但无法改善从角度方向的视觉辨认性。在图19中示出上述的棱镜结构(图16-18)中的导光板上的视觉辨认性确认结果和实施方式1中的导光板(图9-11)上的视觉辨认性确认结果。具体而言，图19(A)表示在图16所示的出射面611的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的情况的导光板上的亮度分布。另外，图19(B)表示在图3所示的出射面11的有效发光区域的整面上形成有上端带有某比例的弯曲部的同样的棱镜突起的情况的导光板上的亮度分布。需要说明的是，如图19(C)所示，对视觉辨认性进行确认时的视觉辨认方向(也就是评价角度方向)即角度θ6在本实施方式1中为导光板601的出射面611处的距法线的角度。

如图19(A)所示，可知在出射面611的有效发光区域存在具有棱镜突起的部分和不具有棱镜突起的部分这两方的情况下(图17)，在角度θ6接近0°的正面方向上，视觉辨认性没有大的问题，但在角度θ6为60°以上时，视觉辨认性恶化。具体而言，在角度θ6为60°以上时，入光部附近(图示上方)产生亮线不均(輝線ムラ)，与此相对，当从入光部远离时，明暗度急剧变化。这是由于通过第一扩散传播区域611c(图16)的棱镜使光的传播方向变化，从而与第二扩散传播区域611d(图16)中的光的传播方向产生了差异的缘故。根据以上的情况，难以在有效发光区域内使用多个棱镜来维持分割发光特性，并难以将亮点·亮线不均完全消除。这样的亮线不均的变化因扩散传播辅助区域611b及第一扩散传播区域611c的棱镜面而变化。即，因第一扩散传播区域611c的棱镜面的三维角度、LED的指向性、导光板601的折射率而变化。

(在出射面11的有效发光区域的整面上形成有上端带有某比例的弯曲部的同样的棱镜突起的情况)

另一方面，在本实施方式1中，如图9所示，在导光板1的扩散传播区域11c中不存在平面部分且仅存在棱镜突起。另外，扩散传播辅助区域11b形成在有效发光区域外。具有图11所示的弯曲部R的截面形状时的光路通过弯曲部R的弯曲形状而使光分散。因此，不易产生因光向特定方向集中射出而引起的亮点或亮线·暗线(图13或图15)。另外，如图19(B)所示，可知就上述的棱镜结构中的导光板上的视觉辨认性来说，在正面方向上视觉辨认性没有大的问题，在角度θ为60°以上的角度方向上，视觉辨认性也不会恶化。这是由于通过使棱镜的直线部S具有确保分割发光特性的功能，并且使棱镜上端的弯曲部R具有消除入光部的亮点·亮线不均的功能，从而能够维持分割发光特性，并同时消除亮点·亮线不均。

具体而言，在图10中，越从入射面10远离(在Y方向上)，越增加扩散传播辅助区域11b的棱镜高度，且扩散传播区域11c的棱镜高度固定。在实施方式1中，使扩散传播区域11c的高度H1为32.5μm，且使上端的弯曲部R(图11)的半径为20μm。另外，传播区域11a、扩散传播辅助区域11b、扩散传播区域11c的区域长度满足L11b＜L11a＜L11c的关系。棱镜上端的弯曲部R主要具有防止出射面11的亮点·明暗线的产生的作用，直线部S主要具有控制导光板1的视场角特性的作用。

对传播区域11a、扩散传播辅助区域11b、扩散传播区域11c的作用进行更加详细地说明。传播区域11a具有防止因LED设置间距及指向性引起的亮点的产生、因来自光源的热的影响引起的导光板1的伸缩的作用。扩散传播辅助区域11b具有对扩散传播区域11c进行辅助来抑制亮点的产生的作用，在LED6的指向性强时更加有效。扩散传播区域11c通过在棱镜上端形成弯曲部R，从而不仅能够抑制亮点·明暗线，而且能够使不产生亮点·明暗线的范围内的光的出射方向朝向正面方向会聚。

在实施方式1中，扩散传播辅助区域11b的倾斜角度θ3设定为3°。传播区域11a、扩散传播辅助区域11b的区域长度L11a、L11b分别设为约2mm、约0.7mm。另外，LED设置间距越短，可以越缩短传播区域11a的区域长度L11a，LED设置间距越长，可以越增长传播区域11a的区域长度L11a。关于H1、L11b、L11c，根据LED设置间距及每一个LED所具有的总光通量而适当变化。另外，如图11所示，出射面11的棱镜形状的配置间距P为65μm，顶角θ4约为90°。在本实施方式1中，上述的数值也根据必要的光学特性而适当变化。

(构成棱镜突起的直线部S与弯曲部R的比例)

在此，使用图20，对构成棱镜突起的直线部S和弯曲部R的比例进行说明。图20(A)-(D)表示通过使特定的LED发光来使特定的分割发光范围进行分割发光时的、入光部附近的导光板上的亮度分布(俯视)、截面亮度图表(A-A截面、B-B截面、C-C截面、D-D截面)以及特性评价。

图20(A)表示形成有具有同样的直线部的棱镜突起的情况，图20(B)表示在出射面的棱镜上使直线部的长度：弯曲部的长度的比率为1∶0.6的情况，图20(C)表示在出射面的棱镜上使直线部的长度：弯曲部的长度的比率为1∶0.3的情况，图20(D)表示在出射面的棱镜上使直线部的长度：弯曲部的长度的比率为1∶1的情况。需要说明的是，在截面亮度图表中，X轴(位置)表示与导光板的侧面相距的距离(mm)，Y轴表示从正面侧测定的正面亮度(cd/m²)。

图20(A)是在出射面侧的有效发光区域的整面上形成有图14所示的具有同样的直线部S的棱镜突起的情况下的导光板上的亮度分布图的确认结果。如图20(A)所示，可知亮度差在入光部附近(图示左侧)表现得较大。另外，当确认截面A-A的亮度图表时，可知相对于发光面中的暗部的亮度bb，明部的亮度aa为4～5倍左右。由于该影响而视觉辨认到亮点。

图20(B)是在有效发光区域的整面上形成有图11所示那样的在上端带有某比例的弯曲部R的同样的棱镜突起的情况下的导光板上的亮度分布图及截面B-B的亮度图表。在实施方式1中，直线部：弯曲部的比例为1∶0.6。如图20(B)所示，可知在入光部附近，上述的亮度差被缓和了1.5～2倍左右。

另外，在图21中示出此时的导光板的试制结果。图21(A)是导光板上的发光照片，图21(B)是在导光板上放置有扩散片的状态下的发光照片，图21(C)是在导光板上放置有扩散片和棱镜片的状态下的发光照片，图21(D)是在导光板上放置有扩散片、棱镜片和光学片的状态下的照片。如图21(E)所示，作为对视觉辨认性进行确认时的视觉辨认方向，使用导光板的出射面处的距法线的角度θ6。需要说明的是，图21(A)-21(D)表示角度θ6为0°的情况和为70°的情况的结果。

如图21(D)所示，可知在将全部的片组合起来的状态下可消除亮点·亮线。

返回图20，图20(C)是直线部的长度：弯曲部的长度的比例为1∶0.3时的亮度分布图及截面C-C的亮度图表。图20(D)是直线部S的长度：弯曲部R的长度的比例为1∶1时的亮度分布图及截面D-D的亮度图表。如图20(C)、20(D)所示，可知与图20(B)的情况同样，光不均(亮线不均)及分割发光特性这两方的特性良好。

根据图20(A)～20(D)所示的结果，可知通过使棱镜中的直线部的长度：弯曲部的长度的比率变化，从而使亮度差的程度发生变化。该变化量可以根据在导光板上设置的光学片的特性而适当变更。更具体而言，通过减小导光板上的亮度的振幅差来改善亮点不均，但当弯曲部R的长度过剩地变大时，分割发光特性发生恶化。在此，当棱镜突起的与入射面平行的方向上的截面形状为山形状(向上方凸出的凸状)，且山形状中的直线部S的长度与弯曲部R的长度的比例满足0.3≤(弯曲部R的长度)/(直线部S的长度)≤1.0时，可同时实现分割发光特性的确保和亮点·亮线不均的消除，从而优选。

如以上那样，根据本实施方式1涉及的导光板1，作为平面部分的传播区域11a抑制因来自光源的热引起的导光板的伸缩所导致的对有效发光区域产生的影响。另外，扩散传播辅助区域11b及扩散传播区域11c通过同样地形成在上端具有弯曲部R的棱镜突起，从而使出射光均匀化而抑制亮点·明暗线的产生，并且使光的出射方向朝向正面方向会聚。通过这样设定各棱镜突起的形状，从而能够在不有损分割发光特性及光的利用效率的情况下抑制亮点·明暗线。

(实施方式2)

参照图22～图27，对本发明的实施方式2涉及的面状光源装置进行说明。

图22表示本实施方式2涉及的导光板21，图23、24分别是图22的B部中的导光板21的立体图及俯视图。在图22中，出射面31是将从入射面10入射的光射出的面。本实施方式2涉及的面状光源装置与实施方式1涉及的面状光源装置(图2)相比，仅导光板的出射面的形状不同，其它的结构与上述实施方式1同样。具体而言，在本实施方式2中，在出射面上设置两组棱镜突起，并使这两组的配置比例根据LED设置间距及每一个LED所具有的总光通量而变化。

如图23所示，两组棱镜突起是指具有对来自导光板21的光的出射方向进行控制的作用的棱镜突起组G1和棱镜突起组G2，该棱镜突起组G1包括扩散传播辅助区域31b和扩散传播区域31c，该棱镜突起组G2包括扩散传播辅助区域31e和扩散传播区域31f。通过使上述的棱镜突起组G1、G2的配置比例变化，由此能够使光的出射方向局部地变化，从而能够实现分割发光特性的提高及亮点·明暗线的抑制。关于棱镜突起的详细情况在后叙述。

如图24所示，在棱镜突起组G1中，在扩散传播辅助区域31b上形成的棱镜的脊部31b1及在扩散传播区域31c上形成的棱镜的脊部31c1相互连接。同样，在棱镜突起组G2中，在扩散传播辅助区域31e上形成的棱镜的虚构的脊部31e1及在扩散传播区域31f上形成的棱镜的虚构的脊部31f1也相互连接。

图25表示图24的Y3-Y3线的剖视图(棱镜突起组G1)，图26表示图24的Y4-Y4线的剖视图(棱镜突起组G2)。图27表示图24的X2-X2线的剖视图。

在图27中，棱镜突起组G1是在上端具有直线形状的棱镜突起，棱镜突起组G2是具有圆形状截面(向上端弯曲的弯曲部)的棱镜形状。棱镜突起组G1的棱镜具有确保分割发光特性的作用，棱镜突起组G2的棱镜具有抑制亮点·亮线的作用。其理由在于，棱镜突起组G1的棱镜(直线形状)具有使光朝向特定方向的效果，棱镜突起组G2的棱镜(R形状)具有使光向不特定方向分散的效果。

使用图25，对棱镜突起组G1的棱镜突起形状进行说明。如图25所示，扩散传播辅助区域31b的棱镜高度越远离入射面10(在Y方向上)越增加，且扩散传播辅助区域31b的长度L31b由其倾斜角θ7来决定。另外，扩散传播区域31c的棱镜高度H5固定。在实施方式2中，图25所示的区域长度L31a、L31b、L31c满足L31b≤L31a＜L31c的关系。L31b主要具有对入射面10的光的扩散传播进行辅助的作用，L31c主要具有对导光板21的视场角特性进行控制的作用。具体的作用与上述实施方式1所示的作用同样。

接着，使用图26，对棱镜突起组G2的棱镜突起形状进行说明。如图26所示，在本实施方式2中，越从入射面10远离，越增加扩散传播辅助区域31e的棱镜高度，且扩散传播辅助区域31e的区域长度L31e由其倾斜角θ8决定。另外，扩散传播区域31f的棱镜高度H6固定。在实施方式2中，图26所示的区域长度L31a、L31e、L31f满足L31e≤L31a＜L31f的关系。区域长度L31e、L31f主要具有对入射面10的亮点·明暗线进行控制的作用。

对具有图25所示的截面形状的棱镜突起组G1和具有图26所示的截面形状的棱镜突起组G2进行配置的比例在图23中为1∶1，但也可以适当变化。棱镜突起组G1的棱镜高度H5、棱镜突起组G2的棱镜高度H6也可以根据LED设置间距及每一个LED所具有的总光通量的变化而适当变化。由此，能够进一步实现光的强度的均匀化，能够在不有损分割发光特性及光的利用效率的情况下抑制亮点·明暗线。

如以上那样，根据本实施方式2，与实施方式1同样，通过在侧光式背光灯中根据所使用的LED6的个数及LED设置间距来使出射面31的形状变化，由此不会损害光的利用效率，且不依赖于LED6的配置间隔，能够在必要最小限度的LED6的个数下不损害分割发光特性，节省电力且效率良好地从LED6取出光。并且，通过使亮点·明暗线消失，从而能够实现不会有损均匀性的导光板21。另外，在分割发光特性上，能够降低向导光板21的宽度方向的不需要区域的光泄漏量。

需要说明的是，本发明没有限定为上述实施方式1、2，能够以其它各种形态实施。例如，在上述的实施方式1、2中，也可以采用没有扩散传播辅助区域11b、31b的结构。

图28、29是在上述实施方式1中没有扩散传播辅助区域11b时的变形例涉及的导光板41的立体图及俯视图。图30是图29的Y5-Y5线处的导光板41的剖视图。图29的X3-X3线处的导光板41的剖视图与上述实施方式1涉及的图11相同，因此省略说明。

并且，图31、32是在上述实施方式2中没有扩散传播辅助区域31b时的变形例涉及的导光板61的立体图及俯视图。图33是图32的Y6-Y6、Y7-Y7线处的导光板61的剖视图。图32的X4-X4线处的导光板61的剖视图与上述实施方式2涉及的图27相同，因此省略说明。

上述变形例除了没有扩散传播辅助区域11b、31b这一点以外，与上述实施方式1、2同样，因此省略各构成要素的详细的说明。配置在有效发光区域外的扩散传播辅助区域11b、31b相对于有效发光区域为微小的范围，不会对导光板1、21的品质造成大影响。通过构成为没有形成扩散传播辅助区域11b、31b的结构，从而能够防止在扩散传播辅助区域11b、31b产生的微小的光的损耗。

另外，在上述实施方式1、2及变形例中，对在YZ截面处观察时棱镜突起的上端形状形成为圆弧状的情况进行了说明，但也可以是形成为包含楕圆的曲线的情况。另外，对与入射面平行的截面中的棱镜突起的截面形状为V字形状的情况进行了说明，但也可以采用其它各种形状。

另外，图中所示的光路、各构成要素的比例尺等为了说明而示意性地表示，与实际的光路、比例尺等不一致。

需要说明的是，通过将上述各种实施方式中的任意的实施方式适当组合，从而能够起到各实施方式所具有的效果。

本实施方式涉及的导光板、背光单元及面光源装置在液晶电视、平板终端、笔记本电脑等的背光灯、照明装置的发光装置等中有用。

本发明参照附图并对优选的实施方式进行了充分地记载，但对于本领域技术人员来说，清楚各种变形或修改。这样的变形或修改只要不脱离权利要求书所规定的本发明的范围，就应该理解为包含在本发明中。

将2012年6月25日提出申请的日本国专利申请No.2012-141879号的说明书、附图及权利要求书的公开内容整体作为参照而援引到本说明书中。

Claims

1.一种导光板，其具有：从多个点光源射出的光所入射的入射面；将从所述入射面入射的所述光射出的出射面；为与所述出射面对置的面，且使从所述入射面入射的所述光朝向所述出射面进行传播反射的传播反射面，所述导光板的特征在于，

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，

所述棱镜突起具备：与所述入射面平行的方向上的突起截面的上端由弯曲部构成的棱镜突起；与所述入射面平行的方向上的突起截面的上端由直线部构成的棱镜突起。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，

所述棱镜突起的与所述入射面平行的方向上的截面形状为山形状，

所述山形状中的所述直线部的长度与所述弯曲部的长度的比例满足0.3≤(弯曲部的长度)/(直线部的长度)≤1.0。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，

在所述传播反射面上形成的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或者连续地增加。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，

所述棱镜突起的各棱镜脊部由包含直线的曲线形成。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，

所述棱镜槽在所述导光板的中央处槽深度最大，随着朝向所述入射面而连续变浅地形成。

7.一种背光单元，其具备权利要求1至6中任一项所述的导光板和多个点光源。

8.一种面光源装置，其具备权利要求1至6中任一项所述的导光板、至少一个扩散片、至少一张棱镜片、对来自所述导光板的光进行控制的多个光学片、隔着所述导光板而设置在所述扩散片的相反侧且使光向所述出射面反射的反射片、LED。