DE102015220323B4

DE102015220323B4 - Lichtleiterplatte und flächige Lichtquellenvorrichtung

Info

Publication number: DE102015220323B4
Application number: DE102015220323.9A
Authority: DE
Inventors: Gouo Kurata
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Tohoku Denshi Co Ltd Lwaki Shi Jp
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2035-10-20
Also published as: DE102015220323A1; CN105527671B; US20160109639A1; JP6311988B2; CN105527671A; JP2016081851A; US9810945B2

Abstract

Lichtleiterplatte (33), aufweisend
eine Lichteinstrahlungsendfläche (38), in die Licht eingeleitet wird;
eine Lichtausstrahlungsfläche (39), von der flächenförmig verbreitetes Licht ausgestrahlt wird;
einen flachen plattenförmigen Lichtleiterplattenhauptkörper (34), der die Lichtausstrahlungsfläche (39) aufweist;
einen Lichteinleitabschnitt (35), der die Lichteinstrahlungsendfläche (38) aufweist und eine größte Dicke (T) aufweist, die größer als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ist;
eine erste schräge Fläche (37b), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite ausgebildet ist und von einer ersten Stelle (P1), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist, zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt ist; und
mehrere erste Musterelemente (40a), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite zwischen einer zweiten Stelle (P2), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist und näher als die erste Stelle (P1) an dem Lichtleiterplattenhauptkörper (34) positioniert ist, und dem Endabschnitt des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ausgebildet sind, bereitgestellt sind, wobei
die ersten Musterelemente (40a) aus einer senkrecht zu der Lichtausstrahlungsfläche (39) verlaufenden Richtung her gesehen in Bezug auf eine senkrecht zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufende Richtung jeweils parallel verlaufen und Grate aufweisen, die von der zweiten Stelle (P2) zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt sind, und
die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen den ersten Musterelementen (40a) von der Seitenfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) her gesehen jeweils mit einem durchschnittlichen Neigungswinkel (α) geneigt sind, der kleiner als der maximale Neigungswinkel (β) der ersten schrägen Fläche (37b) ist,
wobei an der ersten schrägen Fläche (37b) mehrere zweite Musterelemente (40b) gebildet sind,
wobei bei Betrachtung aus einer Richtung, die zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) senkrecht verläuft, die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) und die zweiten Musterelemente (40b) oder Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen (40b) Elemente oder Grate enthalten, die geradlinig angeordnet sind,
wobei der Schrittabstand, in dem die ersten Musterelemente (40a) angeordnet sind, die Hälfte des Schrittabstands beträgt, in dem die zweiten Musterelemente (40b) angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtleiterplatte und eine flächige Lichtquellenvorrichtung, und betrifft konkret eine Lichtleiterplatte, um Licht, das von einer Lichtquelle ausgestrahlt wurde, flächig zu verteilen und von einer Lichtausstrahlungsfläche auszustrahlen, sowie eine flächige Lichtquellenvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
(Erstes Beispiel für den Stand der Technik)
1 ist eine Schrägansicht, die eine in dem Patentliteraturbeispiel 1 offenbarte flächige Lichtquellenvorrichtung zeigt. Bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 11 von 1 ist eine Lichtleiterplatte 13 so ausgeführt, dass ein keilförmig ausgeführter Lichteinleitabschnitt 14 und ein flach plattenförmig ausgeführter Lichtleiterplattenhauptkörper 15 einstückig gebildet sind. Einer Lichteinstrahlungsendfläche 16 des Lichteinleitabschnitts 14 liegt eine Lichtquelle 12 gegenüber. An der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 14 ist eine schräge Fläche 17 gebildet. An der Oberseite des Lichtleiterplattenhauptkörpers 15 ist eine Lichtausstrahlungsfläche 19 gebildet.
An der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 14, das heißt, an der schrägen Fläche 17, ist ein Lichtstreuungsmuster 18 ausgebildet, um die Richtungscharakteristik (directivity) des reflektierenden Lichts in der Breitenrichtung auszudehnen. An der Lichtausstrahlungsfläche 19 des Lichtleiterplattenhauptkörpers 15 ist eine Lentikularlinse 20 gebildet. An dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 15, das heißt, in dem Bereich, der von der Lichtausstrahlungsfläche 19 und der schrägen Fläche eingeschlossen ist, sind Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik ausgebildet, und vor der Lichtquelle 12 ist ein Bereich 22 ohne Muster ausgebildet. Die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik sind Muster, bei denen mehrere V-förmig ausgeführte Musterelemente strahlenförmig angeordnet sind.
Bei dieser flächigen Lichtquellenvorrichtung 11 wird das Licht der Lichtquelle 12, das von der Lichteinstrahlungsendfläche 16 in den Lichteinleitabschnitt 14 eingestrahlt hat, wie in 1 mit den Pfeilen gezeigt an der Oberseite und der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 14 reflektiert in den Lichtleiterplattenhauptkörper 15, der eine geringe Dicke aufweist, geleitet und gleichzeitig seine Richtungscharakteristik durch die Lichtstreuungsmuster 18 in der Breitenrichtung des Lichteinleitabschnitts 14 ausgedehnt. Das in den Lichtleiterplattenhauptkörper 15 geleitete Licht wird in den Lichtleiterplattenhauptkörper 15 geleitet, während es durch die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik 21, die Lentikularlinsen 20 und die Unterseite des Lichtleiterplattenhauptkörpers 15 reflektiert wird. Dabei wird das Licht, das in die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik eingestrahlt hat, wie in 1 gezeigt durch die Reflexion an den Mustern 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik weiter in der Breitenrichtung zu den Außenseiten gebeugt und in der Breitenrichtung der Lichtleiterplatte 13 verbreitet. Ein Teil des Lichts, das durch die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik zu den Außenseiten gebeugt wurde, wird an den Seitenflächen der Lichtleiterplatte 13 reflektiert und in den Mittelbereich der Lichtleiterplatte 13 zurückgeführt. Auf diese Weise wird das Licht, das über den gesamten Lichtleiterplattenhauptkörper 15 verbreitet wurde, unter Ausdehnung seiner Richtungscharakteristik durch die Lentikularlinsen 20 ungefähr gleichmäßig von der Lichtausstrahlungsfläche 19 ausgestrahlt.
Doch bei dieser flächigen Lichtquellenvorrichtung 11 kommt es durch eine Positionsabweichung der Lichtquelle 12 in der Breitenrichtung leicht zu Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten und nimmt die Stabilität ab. In 3(A) ist die Leuchtstärkeverteilung der Lichtleiterplatte 13, wenn die Lichtquelle 12 in der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 16 positioniert ist, durch eine Simulation dargestellt. In 3(B) ist die Leuchtstärkeverteilung der Lichtleiterplatte 13, wenn die Lichtquelle 12 um 0,1 mm in der Breitenrichtung von der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 16 verschoben ist, durch eine Simulation dargestellt. In 3(C) ist die Leuchtstärkeverteilung der Lichtleiterplatte 13, wenn die Lichtquelle 12 um 0,2 mm in der Breitenrichtung von der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 16 verschoben ist, durch eine Simulation dargestellt. In dieser Simulation ist der Schrittabstand des Musters 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik auf etwa 0,025 mm eingerichtet.
Im Fall von 3(A) ist die Leuchtstärkeverteilung an beiden Seiten in Bezug auf die Mitte der Lichtleiterplatte 13 (die optische Achse der Lichtquelle) symmetrisch. Im Fall von 3(B) ist die Leuchtstärkeverteilung ein wenig asymmetrisch, und in 3(C) ist die Asymmetrie der Leuchtstärkeverteilung noch deutlicher. Daraus ergibt sich, dass die Gleichmäßigkeit der Leuchtstärkeverteilung leicht durch Positionsabweichungen der Lichtquelle beeinträchtigt wird und es bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung leicht zu Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten kommt.
2(A) und 2(B) erklären den Grund, warum es durch eine Positionsabweichung der Lichtquelle 12 zu der oben angeführten Asymmetrie der Leuchtstärkeverteilung kommt. Da die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 11 strahlenförmig gebildet sind, wird das Licht dann, wenn die Position der Lichtquelle 12 mit der Mitte der Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik übereinstimmt, wie in 2(A) gezeigt in symmetrischen Richtungen reflektiert. Doch wenn die Position der Lichtquelle 12 von der Mitte der Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik verschoben ist, werden die Richtungen des Lichts, das durch die Muster 21 zur Änderung der Richtungscharakteristik reflektiert wird, wie in 2(B) gezeigt asymmetrisch und verändern sich die Richtungen des reflektierten Lichts überdies stark von den Richtungen in 2(A). Daher wird die Richtung der Lichtleitung im Inneren des Lichtleiterplattenhauptkörpers 15 wie in 3(C) durch den Pfeil gezeigt gebeugt und wird die Leuchtstärkeverteilung asymmetrisch.
(Zweites Beispiel für den Stand der Technik)
4(A) und 4(B) sind Schrägansichten, die einen Teil einer Lichtleiterplatte, die in dem Nichtpatentliteraturbeispiel 1 offenbart ist, zeigen. Bei dieser Lichtleiterplatte 26 sind an einer schrägen Fläche 17, die an der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 14 gebildet ist, zwei Arten von Mustern 27, 28 ausgebildet. Die einen Muster 27 sind vergleichsweise kurze Muster, die sich von der Lichteinstrahlungsendfläche 16 erstrecken, und die anderen Muster 28 sind vergleichsweise lange Muster, die sich von der Lichteinstrahlungsendfläche 16 erstrecken. Die Muster 27 und die Muster 28 sind abwechselnd angeordnet, und der Neigungswinkel der Grate der Muster 28 ist kleiner als der Neigungswinkel der Grate der Muster 27.
In 5 ist die Leuchtstärkeverteilung in dem Lichtausstrahlungsbereich einer flächigen Lichtquellenvorrichtung, bei der die Lichtleiterplatte 26 verwendet wird, durch eine Simulation dargestellt. Bei der Lichtleiterplatte 26 mit dem in 4 gezeigten Aufbau entsteht dann, wenn der Bereich D von der Lichteinstrahlungsendfläche 16 bis zu dem Ende der Lichtausstrahlungsfläche 19 kurz ist (bei der Simulation ist D auf 2,5 mm eingerichtet), wie in 5 gezeigt in dem Endabschnitt der Lichtausstrahlungsfläche 19 in jenem Bereich, der zu der Vorderseite der Lichtquelle 12 hin gelegen ist, ein Bereich mit einer hohen Leuchtstärke, so dass das Problem besteht, dass die Leuchtstärkeverteilung ungleichmäßig wird.
Weiterer Stand der Technik wird durch US 2014/0 111 743 A1 , US 2013/0 141 669 A1 , US 2014/0 185 321 A1 und JP 2007 - 5015 Agebildet.
Patentliteratur
Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift JP 2014-146535
Nichtpatentliteratur
Nichtpatentliteraturbeispiel 1:„The Design of Efficiency Light-Guide Plate with Multi Steps Wedge Structure", Yi Wen Chang (Auto Technology Center, AU Optonics Corporation), IDW'13 FMCp-21, Seite 634-636
Die vorliegende Erfindung erfolgte auf Basis der obigen Probleme und hat die Aufgabe, eine Lichtleiterplatte, bei der die Gleichmäßigkeit der Leuchtstärkeverteilung an der Lichtausstrahlungsfläche verbessert werden kann und insbesondere die Gleichmäßigkeit der Leuchtstärkeverteilung nur schwer durch eine Positionsabweichung der Lichtquelle beeinträchtigt wird, sowie eine flächige Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit einer Lichtleiterplatte gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Aspekte der Erfindung sind nachstehend aufgeführt.
Aspekte der Erfindung
Eine Lichtleiterplatte nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Lichteinstrahlungsendfläche, in die Licht eingeleitet wird; eine Lichtausstrahlungsfläche, von der flächenförmig verbreitetes Licht ausgestrahlt wird; einen flachen plattenförmigen Lichtleiterplattenhauptkörper, der die Lichtausstrahlungsfläche aufweist; einen Lichteinleitabschnitt, der die Lichteinstrahlungsendfläche aufweist und eine größte Dicke aufweist, die größer als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers ist; eine erste schräge Fläche, die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts und der Fläche an der entgegengesetzten Seite ausgebildet ist und von einer ersten Stelle, die eine größere Dicke als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers aufweist, zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenkörpers geneigt ist; und mehrere erste Musterelemente, die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts und der Fläche an der entgegengesetzten Seite zwischen einer zweiten Stelle, die eine größere Dicke als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers aufweist und näher als die erste Stelle an dem Lichtleiterplattenhauptkörper positioniert ist, und dem Endabschnitt des Lichtleiterplattenhauptkörpers ausgebildet sind, umfasst, wobei die ersten Musterelemente aus einer senkrecht zu der Lichtausstrahlungsfläche verlaufenden Richtung her gesehen in Bezug auf eine senkrecht zu der Lichteinstrahlungsendfläche verlaufende Richtung jeweils parallel verlaufen und ihre Grate von der zweiten Stelle zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers geneigt sind, und die ersten Musterelemente oder die Grate zwischen den ersten Musterelementen von der Seitenfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers her gesehen jeweils mit einem durchschnittlichen Neigungswinkel geneigt sind, der kleiner als der maximale Neigungswinkel der ersten schrägen Fläche ist.
Da bei der Lichtleiterplatte nach dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Lichteinleitabschnitt bereitgestellt ist, der eine größte Dicke aufweist, die größer als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers ist, und in dem Lichteinleitabschnitt eine erste schräge Fläche ausgebildet ist, die von einer ersten Stelle, welche eine größere Dicke als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers aufweist, zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenkörpers geneigt ist, kann das Licht von der Lichtquelle effizient in den Lichteinleitabschnitt aufgenommen werden und das in den Lichteinleitabschnitt aufgenommene Licht zu dem Lichtleiterplattenhauptkörper, der dünner als der Lichteinleitabschnitt ist, geleitet werden. Als Folge kann auf eine gleichmäßige Gestaltung der Leuchtstärkeverteilung abgezielt werden, ohne die Lichtverwendungseffizienz zu verringern. Da die Lichtleiterplatte ferner mit dem mehreren ersten Musterelementen versehen ist, die an einer Stelle beginnen, welche näher als die erste schräge Fläche an dem Lichtleiterplattenhauptkörper liegt, die ersten Musterelemente aus einer senkrecht zu der Lichtausstrahlungsfläche verlaufenden Richtung her gesehen in Bezug auf eine senkrecht zu der Lichteinstrahlungsendfläche verlaufende Richtung jeweils parallel verlaufen und die Grate der ersten Musterelemente von der Seitenfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers her gesehen mit einem durchschnittlichen Neigungswinkel geneigt sind, der kleiner als der maximale Neigungswinkel der ersten schrägen Fläche ist, verändert sich die Richtung des Lichts, das durch die ersten Muster (die Ansammlung der ersten Musterelemente) reflektiert wird, auch dann nur schwer, wenn die Position der Lichtquelle, die so angeordnet ist, dass sie der Lichteinstrahlungsendfläche gegenüberliegt, in der Breitenrichtung der Lichteinstrahlungsendfläche verschoben ist. Als Folge kann die Entstehung von Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten durch eine Positionsabweichung der Lichtquelle unterdrückt werden. Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten können auch dann verringert werden, wenn der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Lichtausstrahlungsfläche gering ist.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Neigungswinkel der ersten Musterelemente oder der Grate zwischen den ersten Musterelementen höchstens 3,5 ° beträgt. Durch diesen Aspekt kann die Menge der Hotspots nahe an 1 gebracht werden und können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der zweiten Stelle mit der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers als Basis höchstens ein Drittel der Höhe der ersten Stelle beträgt. Durch diesen Aspekt kann die Menge der Hotspots nahe an 1 gebracht werden und können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts und der Fläche an der entgegengesetzten Seite eine zweite schräge Fläche ausgebildet ist, die von der zweiten Stelle zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers geneigt ist, die zweite schräge Fläche einen durchschnittlichen Neigungswinkel aufweist, der kleiner als der maximale Neigungswinkel der ersten schrägen Fläche ist, und die mehreren ersten Musterelemente an der zweiten schrägen Fläche gebildet sind. Da durch diesen Aspekt die Unebenheit der ersten Muster verkleinert werden kann, wird die Herstellung der ersten Muster einfach.
Es ist erwünscht, dass bei diesem Aspekt der durchschnittliche Neigungswinkel der zweiten schrägen Fläche höchstens 3,5 ° beträgt. Durch diesen Aspekt kann die Menge der Hotspots nahe an 1 gebracht werden und können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Außerdem ist erwünscht, dass bei diesem Aspekt der Höhenunterschied der zweiten schrägen Fläche höchstens ein Drittel des Höhenunterschieds zwischen der Oberfläche der Stelle mit der größten Dicke des Lichteinleitabschnitts und der Oberfläche der Stelle mit der kleinsten Dicke des Lichteinleitabschnitts beträgt. Durch diesen Aspekt kann die Menge der Hotspots nahe an 1 gebracht werden und können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten schrägen Fläche mehrere zweite Musterelemente gebildet sind. Nach dem Aspekt können durch die Ausbildung von zweiten Musterelementen auch an der ersten schrägen Fläche die optischen Eigenschaften der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass die zu der Lichteinstrahlungsendfläche parallele Schnittfläche von wenigstens einem Teil der Musterelemente unter den ersten Musterelementen eine asymmetrische Form aufweist. Durch den Aspekt kann die Verlaufsrichtung des Lichts, das durch die ersten Muster reflektiert wird, asymmetrisch gesteuert werden.
Bei diesem Aspekt ist erwünscht, dass die ersten Musterelemente aus wenigstens zwei schrägen Flächen mit unterschiedlicher Neigungsrichtung bestehen, mehrere erste Musterelemente entlang der Breitenrichtung auf der zweiten schrägen Fläche angeordnet sind, und in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche parallelen Schnittfläche der ersten Musterelemente dann, wenn auf jede schräge Fläche der ersten Musterelemente eine von innen nach außen gerichtete Normale gesetzt wird, in den Bereichen an den beiden Seiten, die eine durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche verlaufende und zu der Lichteinstrahlungsendfläche senkrechte Mittellinie einschließen, die Summe der Breiten der schrägen Flächen, an denen die Normale jeweils zu der Seite der Mittellinie hin geneigt ist, größer als die Summe der Breiten der schrägen Flächen ist, an denen die Normale zu der Seite, die zu der Mittellinie entgegengesetzt ist, geneigt ist. Durch diesen Aspekt kann der Lichtaustritt von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik verringert werden und können die Richteigenschaften des Lichts, das von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik reflektiert wird, effizient in der Breitenrichtung zu der Außenseite hin gebeugt werden.
Ferner ist bei diesem Aspekt erwünscht, dass die ersten Musterelemente aus wenigstens zwei schrägen Flächen mit unterschiedlicher Neigungsrichtung bestehen, mehrere erste Musterelemente entlang der Breitenrichtung auf der zweiten schrägen Fläche angeordnet sind, und in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche parallelen Schnittfläche der ersten Musterelemente dann, wenn auf jede schräge Fläche der ersten Musterelemente eine von innen nach außen gerichtete Normale gesetzt wird, in den Bereichen an den beiden Seiten, die eine durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche verlaufende und zu der Lichteinstrahlungsendfläche senkrechte Mittellinie einschließen, der durchschnittliche Winkel der Winkel, den die Normalen, die zu den schrägen Flächen gehören, an denen die Normale jeweils zu der Seite, die zu der Mittellinie entgegengesetzt ist, geneigt ist, mit der zu der Lichtausstrahlungsfläche senkrechten Richtung bilden, größer als der durchschnittliche Winkel der Winkel ist, den die Normalen, die zu den schrägen Flächen gehören, an denen die Normale zu der Seite der Mittellinie hin geneigt ist, mit der zu der Lichtausstrahlungsfläche senkrechten Richtung bilden. Durch diesen Aspekt kann der Lichtaustritt von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik verringert werden und können die Richteigenschaften des Lichts, das von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik reflektiert wird, effizient in der Breitenrichtung zu der Außenseite hin gebeugt werden.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der Bereiche an den beiden Seiten mit einer durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche verlaufenden und zu der Lichteinstrahlungsendfläche senkrechten Mittellinie als Grenze dann, wenn der Bereich zwischen der Mittellinie und der Seitenfläche durch eine Trennlinie geteilt wird, die zu der Mittellinie parallel verläuft und von der Mittellinie und der Seitenfläche den gleichen Abstand aufweist, die Gesamtfläche des Bereichs, in dem die ersten Musterelemente gebildet sind, in dem Bereich zwischen der Mittellinie und der Trennlinie kleiner als die Gesamtfläche des Bereichs, in dem die ersten Musterelemente gebildet sind, in dem Bereich zwischen der Trennlinie und der Seitenfläche ist. Durch diesen Aspekt kann der Lichtaustritt von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik verringert werden und können die Richteigenschaften des Lichts, das von den Mustern zur Änderung der Richtungscharakteristik reflektiert wird, effizient in der Breitenrichtung zu der Außenseite hin gebeugt werden.
Bei dem obigen Aspekt brauchen die ersten Musterelemente nicht in dem Bereich gebildet zu werden, der die Mittellinie enthält. Außerdem brauchen die ersten Musterelemente nicht in dem Bereich gebildet zu werden, der durch die beiden Trennlinien, die sich an beiden Seiten der Mittellinie befinden, eingeschlossen ist.
Ein weiterer Aspektder Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente V-förmige Rillen sind. Wenn die ersten Musterelemente in einem V-förmigen Rillenmuster ausgeführt werden, werden die Gestaltung und die Herstellung einfach.
Bei diesem Aspekt ist erwünscht, dass der Scheitelwinkel zwischen benachbarten ersten Musterelementen mindestens 90 ° und höchstens 170 ° beträgt. Durch diesen Aspekt kann die Menge der Hotspots nahe an 1 gebracht werden und können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte verbessert werden.
Außerdem ist bei diesem Aspekt erwünscht, dass die zweiten Musterelemente V-förmige Rillen sind, und dass der Scheitelwinkel zwischen benachbarten ersten Musterelementen gleich oder größer als der Scheitelwinkel zwischen benachbarten zweiten Musterelementen ist.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrachtung aus einer Richtung, die zu der Oberfläche der Lichtleiterplattenhauptkörpers senkrecht verläuft, die ersten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen und die zweiten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen Elemente oder Grate enthalten, die geradlinig angeordnet sind. Durch diesen Aspekt wird die Herstellung der ersten und der zweiten Muster einfach.
Bei dem obigen Aspekt kann der Schrittabstand, in dem die ersten Musterelemente angeordnet sind, zum Beispiel die Hälfte (1/2) des Schrittabstands betragen, in dem die zweiten Musterelemente angeordnet sind. Außerdem können der Schrittabstand, in dem die ersten Musterelemente angeordnet sind, und der Schrittabstand, in dem die zweiten Musterelemente angeordnet sind, unterschiedlich sein und können die ersten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen und die zweiten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen periodisch geradlinig angeordnet sein. In beiden Fällen kommt es dazu, dass die ersten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen und die zweiten Musterelemente oder die Grate zwischen benachbarten Musterelementen „alle paar Mal“ übereinstimmen.
Ein weiterer Aspekt der Lichtleiterplatte ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Lichtausstrahlungsfläche mehrere Lentikularlinsenformen bereitgestellt sind. Wenn Lentikularlinsen ausgebildet sind, können die Richtungscharakteristikeigenschaften des Lichts, das von der Lichtausstrahlungsfläche ausgestrahlt wird, in der Breitenrichtung der Lentikularlinsen ausgedehnt werden.
Ferner ist bei diesem Aspekt erwünscht, dass die Endbereiche der mehreren Lentikularlinsen und die Endbereiche der mehreren ersten Musterelemente einander durchdringen.
Eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Lichtleiterplatte nach dem vorgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung und eine Lichtquelle, die so angeordnet ist, dass sie der Lichteinstrahlungsendfläche der Lichtleiterplatte gegenüberliegt, umfasst. Durch diese flächige Lichtquellenvorrichtung kann auf eine hohe Leuchtstärke und eine dünne Ausführung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung abgezielt werden und die Helligkeit der Bildfläche gleichmäßig gestaltet werden.
Bei einem Aspekt der flächigen Lichtquellenvorrichtung ist erwünscht, dass an Stellen, die der Lichteinstrahlungsendfläche gegenüberliegen, mehrere Lichtquellen angeordnet sind und der Abstand der mehreren ersten Musterelemente von der Vorderfläche der Lichtquellen bei einem Abstand, in dem die Lichtquellen angeordnet sind, von P und einem Brechungsindex der Lichtleiterplatte von n in einem Bereich von höchstens $P/[2 \cdot arcsin(1/n)]$
liegt. Wenn sich der Bereich, in die Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik gebildet sind, von der Lichtausstrahlungsendfläche einer Lichtquelle weiter als P/[2·arcsin(1/n)] ausdehnt, gelangt das Licht, das von dieser Lichtquelle ausgeht, in den Bereich vor den benachbarten Lichtquellen und wird die Verwendungseffizienz vielmehr schlecht.
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach dem vorgeannten Aspekt der vorliegenden Erfindung und ein Flüssigkristallpanel bereitgestellt sind. Durch diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann auf eine hohe Leuchtstärke und eine dünne Ausführung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung abgezielt werden und die Helligkeit der Bildfläche gleichmäßig gestaltet werden.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann für Mobilgeräte und elektronische Geräte verwendet werden.
Das Mittel zur Lösung der Aufgabe nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die oben erklärten Aufbauelemente passend kombiniert sind, und die vorliegende Erfindung ermöglicht durch Kombinationen der Aufbauelemente zahlreiche Variationen.
Figurenliste

1 1 ist eine Schrägansicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
2 2(A) und 2(B) sind Ansichten zur Erklärung der Problempunkte der flächigen Lichtquellenvorrichtung von 1.
3 3(A), 3(B) und 3(C) sind Ansichten, die die Veränderung der Leuchtstärkeverteilung der Lichtausstrahlungsfläche zeigen, wenn die Position der Lichtquelle bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung von 1 verschoben ist.
4 4(A) ist eine Schrägansicht, die einen Teil einer anderen Lichtleiterplatte des Stands der Technik zeigt. 4(B) ist eine Draufsicht auf die in 4(A) gezeigte Lichtleiterplatte.
5 5 ist eine Ansicht, die die Leuchtstärkeverteilung einer flächigen Lichtquellenvorrichtung, bei der die Lichtleiterplatte von 4 verwendet wurde, zeigt.
6 6 ist eine Schrägansicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 7(A) ist eine Schnittansicht der flächigen Lichtquellenvorrichtung, die in 6 gezeigt ist. 7(B) ist eine Vergrößerung des Bereichs X in 7(A).
8 8 ist eine Ansicht, die die Leuchtstärkeverteilung der flächigen Lichtquellenvorrichtung von Ausführungsform 1 zeigt.
9 9(A) ist eine schematische Ansicht, die das Verhalten des Lichts zeigt, wenn die Lichtquelle in der Mitte der Lichtausstrahlungsendfläche positioniert ist. 9(B) ist eine schematische Ansicht, die das Verhalten des Lichts zeigt, wenn die Lichtquelle von der Mitte der Lichtausstrahlungsendfläche verschoben ist.
10 10(A), 10(B) und 10(C) sind Ansichten, die die Veränderung der Leuchtstärkeverteilung der Lichtausstrahlungsfläche zeigen, wenn die Position der Lichtquelle bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung von 6 verschoben ist.
11 11 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel der zweiten schrägen Fläche und der Menge der Hotspots zeigt.
12 12 ist eine Ansicht, die den Bewertungsbereich zur Bewertung der Menge der Hotspots zeigt.
13 13 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Menge der Hotspots zeigt.
14 14 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel der Muster zur Lichtstreuung und der Lichtleiteffizienz bei einer Lichtleiteffizienz eines Vergleichsbeispiels von 100 % zeigt.
15 15 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 16 ist eine Schnittansicht, die die Form der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik in einem zu der Lichteinstrahlungsendfläche parallelen Schnitt sowie die Vergrößerung eines Teils davon zeigt.
17 17 ist eine Ansicht zur Erklärung der Wirkung der in 16 gezeigten Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik zeigt.
18 18 ist eine Ansicht, die die Summen der Breiten der schrägen Flächen der nach außen gerichteten Normalen bzw. der nach innen gerichteten Normalen und die Weise der Ermittlung des durchschnittlichen Winkels der schrägen Flächen der nach außen gerichteten Normalen bzw. der nach innen gerichteten Normalen erklärt.
19 19 ist eine schematische Ansicht, die den Überlagerungszustand der Endbereiche der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Endbereiche der Lentikularlinsen zeigt.
20 20(A) ist eine Schrägansicht einer Lichtleiterplatte, die für die in 15 gezeigte flächige Lichtquellenvorrichtung verwendet wird. 20(B) ist eine Schrägansicht des Zustands, in dem die verschiedenen optischen Muster von der in 20(A) gezeigten Lichtleiterplatte entfernt sind.
21 21(A) ist eine Schnittansicht, die mit der gleichen Schnittflächenform angeordnete Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik zeigt. 21(B) ist eine Draufsicht, die den Grenzbereich der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik von 21(A) und der Lentikularlinsen zeigt.
22 22(A) ist eine Schnittansicht, die unter allmählicher Drehung angeordnete Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik zeigt. 22(B) ist eine Draufsicht, die den Grenzbereich der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik von 22(A) und der Lentikularlinsen zeigt.
23 23 ist eine Ansicht, die die gesamte Fläche der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik, die in dem Bereich an der Seite der Lichtquelle enthalten sind, und die gesamte Fläche der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik, die in dem Bereich an der Seite der Seitenfläche enthalten sind, zeigt.
24 24(A) und 24(B) sind Draufsichten, die die Beziehung zwischen den Schrittabständen der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lichtstreuungsmusters zeigen.
25 25 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
26 26 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit mehreren Lichtquellen versehen ist.
27 27(A) bis 27(E) sind schematische Ansichten, die verschiedene Schnittflächenformen der Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik zeigen.
28 28(A) und 28(B) sind Ansichten zur Erklärung von verschiedenen Behandlungsverfahren der Lichtausstrahlungsfläche
29 29 ist eine Schrägansicht, die Lichtleiterplatten mit unterschiedlichem Aussehen zeigt.
30 30(A) bis 30(c) sind schematische Ansichten, die verschiedene Abwandlungen des Lichteinleitabschnitts zeigen.
31 31(A) bis 31(C) sind schematische Ansichten, die weitere Abwandlungen des Lichteinleitabschnitts zeigen.
32 32 ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach noch einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
33 33 ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach noch einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
34 34 ist eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
35 35 ist eine Vorderansicht eines Mobilgeräts nach der vorliegenden Erfindung.

Formen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ideale Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beiliegenden Ausführungsformen beschränkt, innerhalb eines Bereichs, der nicht von dem Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung abweicht, sind verschiedenste Gestaltungsänderungen möglich.
Ausführungsform 1
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 der Aufbau einer flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 6 ist eine Schrägansicht, die die flächige Lichtquellenvorrichtung 31 nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. 7(A) ist eine Schnittansicht der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31, die das Verhalten des Lichts in einer Ebene zeigt, die senkrecht zu einer Lichteinstrahlungsendfläche 38 und einer Lichtausstrahlungsfläche 39 einer Lichtleiterplatte 33 verläuft. 7(B) ist eine Vergrößerung des Bereichs X in Figur (A).
Die flächige Lichtquellenvorrichtung 31 besteht aus einer Lichtquelle 32 und einer Lichtleiterplatte 33. Die Lichtquelle 32 ist eine weiß leuchtende Vorrichtung, in die eine oder mehrere LEDs eingebaut sind. Wie in 7(A) gezeigt ist die LED/sind die LEDs 41 in einem durchsichtigen Versiegelungsharz 42 eingeschlossen und ist das Versiegelungsharz 42 mit Ausnahme seiner Vorderseite durch ein weißes Harz 43 abgedeckt, wobei die Vorderseite des Versiegelungsharzes 42, die von dem weißen Harz 43 freiliegt, ein Lichtausstrahlungsfenster 44 (eine Leuchtfläche) bildet. Diese Lichtquelle 32 weist verglichen mit der Breite der Lichtleiterplatte 33 eine geringe Breite auf und wird im Gegensatz zu einer Kathodenstrahlröhre, die als lineare Lichtquelle bezeichnet wird, als Punktlichtquelle bezeichnet.
Die Lichtleiterplatte 33 besteht aus einem Lichtleiterplattenhauptkörper 34, der in einer dünnen Plattenform ausgeführt ist, und einem ungefähr keilförmig ausgeführten Lichteinleitabschnitt 35. Der Lichteinleitabschnitt 35 ist mit dem Lichtleiterplattenhauptkörper 34 fortlaufend ausgeführt und an dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ausgebildet. Die Lichtleiterplatte 33 ist einstückig aus einem durchsichtigen Harz mit einem hohen Brechungsindex wie Acrylharz, Polycarbonatharz (PC), einem Cycloolefinharz oder Polymethylmethacrylat (PMMA) gebildet.
Der Lichteinleitabschnitt 35 ist ein ungefähr keilförmig ausgeführter Bereich, in dem die Lichtleiterplatte eine große Dicke aufweist, und seine Endfläche bildet eine Lichteinstrahlungsendfläche 38. Das Lichtausstrahlungsfenster 44 der Lichtquelle 32 liegt einem Teil der Lichteinstrahlungsendfläche 38 (dem Bereich in der Mitte der Breitenrichtung) gegenüber. Die Höhe T der Endfläche des Lichteinleitabschnitts 35 (der Lichteinstrahlungsendfläche 38) ist der Höhe H des Lichtausstrahlungsfensters 44 gleich oder dicker als diese, weshalb das von der Lichtquelle 32 ausgestrahlte Licht effizient von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 in den Lichteinleitabschnitt 35 einstrahlt und die Lichtverwendungsrate der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 hoch wird.
Die Oberseite des Lichteinleitabschnitts 35 (die Fläche an der gleichen Seite wie die Lichtausstrahlungsfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34) ist von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 her der Reihe nach als waagerechte Fläche 37a, erste schräge Fläche 37b und zweite schräge Fläche 37c ausgeführt. Die waagerechte Fläche 37a ist eine Fläche, die zu der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 parallel verläuft und sich von dem oberen Ende der Lichteinstrahlungsendfläche 38 bis zu einer ersten Stelle P1 erstreckt. Die erste Stelle P1 ist eine beliebige Stelle an dem Lichteinleitabschnitt 35 mit einer Dicke, die größer als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ist. Die erste schräge Fläche 37b ist von der ersten Stelle P1 an dem Lichteinleitabschnitt 35 zu einer zweiten Stelle P2 geneigt. Die zweite Stelle P2 ist eine Stelle mit einer Dicke, die größer als die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ist, und eine Stelle, die näher als die Stelle P1 an dem Lichtleiterplattenhauptkörper 34 liegt. Die zweite schräge Fläche 37b ist von der zweiten Stelle P2 an dem Lichteinleitabschnitt 35 zu dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 geneigt. Die waagerechte Fläche 37a ist ein vergleichsweise kurzer Bereich, auf den auch verzichtet werden kann. Die Länge der zweiten schrägen Fläche 37c (die waagerechte Entfernung zwischen der zweiten Stelle P2 und dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34) ist kürzer als die Länge der ersten schrägen Fläche 37b (die waagerechte Entfernung zwischen der ersten Stelle P1 und der zweiten Stelle P2). Wie in 7(B) gezeigt ist der Neigungswinkel (im Allgemeinen der durchschnittliche Neigungswinkel) α der zweiten schrägen Fläche 37c kleiner als der maximale Neigungswinkel β der ersten schrägen Fläche 37a. Das heißt, die zweite schräge Fläche 37c ist sanft geneigt.
An der waagerechten Fläche 37a und der ersten schrägen Fläche 37b sind mehrere zweite Musterelemente, das heißt, mehrere Lichtstreuungsmuster 40b, gebildet. Die Lichtstreuungsmuster 40b sind Muster, die in der Neigungsrichtung der ersten schrägen Fläche 37b verlaufen und entlang der Breitenrichtung des Lichteinleitabschnitts 35 parallel angeordnet sind. Die Lichtstreuungsmuster 40b sind V-förmige Rillenmuster, deren zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallele Schnittfläche eine links und rechts symmetrische Schnittflächenform aufweist. Die Lichtstreuungsmuster 40b können auch Muster mit einer Lentikularlinsenform oder Muster mit einem zufälligen Form sein.
An der zweiten schrägen Fläche 37c sind mehrere erste Musterelemente 40a, das heißt, mehrere Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik, gebildet. Die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik sind Muster, die in der Neigungsrichtung der zweiten schrägen Fläche 37c verlaufen und entlang der Breitenrichtung des Lichteinleitabschnitts 35 parallel angeordnet sind. Die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik sind V-förmige Rillenmuster, deren zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallele Schnittfläche eine links und rechts symmetrische Schnittflächenform aufweist.
Wenn die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und die Lichtstreuungsmuster 40b Muster mit der gleichen Form, zum Beispiel jeweils Muster mit einer V-förmigen Rillenform, sind, ist erwünscht, den Anordnungsschrittabstand der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und den Anordnungsschrittabstand der Lichtstreuungsmuster 40b gleich zu gestalten, so dass die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und die Lichtstreuungsmuster 40b (und insbesondere die Grate der beiden V-förmigen Rillen) von oben her gesehen geradlinig angeordnet sind. Durch eine Anordnung der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lichtstreuungsmuster 40b auf einer geraden Linie wird die Herstellung der Muster an dem Lichteinleitabschnitt 35 einfach.
Der Lichtleiterplattenhauptkörper 34 nimmt den Großteil der Fläche der Lichtleiterplatte 33 ein. Seine Dicke t ist geringer als die Dicke T des Lichteinleitabschnitts 35, wodurch auf eine dünne Ausführung der Lichtleiterplatte 33 abgezielt wird. Der Lichtleiterplattenhauptkörper 34 weist eine flache Plattenform mit einer Vorder- und einer Rückfläche, die zueinander parallel sind, auf, und die Dicke des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ist annähernd gleichmäßig. Die Oberseite des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 bildet eine Lichtausstrahlungsfläche 39, und an der Lichtausstrahlungsfläche 39 sind Lentikularlinsen 36 gebildet. Die Lentikularlinsen 36 sind so ausgeführt, dass Konvexlinsen, die sich parallel zu der Längsrichtung des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 erstrecken, entlang der Breitenrichtung parallel angeordnet sind. Die Lentikularlinsen 36 haben die Aufgabe, die Richtungscharakteristikeigenschaften des von der Lichtausstrahlungsfläche 39 ausgestrahlten Lichts in der Breitenrichtung auszudehnen. An der Unterseite des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ist ein Lichtausstrahlungsmittel 45 bereitgestellt. In 7(A) ist für das Lichtausstrahlungsmittel 45 ein Muster aus dreieckigen Rillen gezeigt, doch ist auch eine Sandstrahlbearbeitung, ein Fotodruck mit streuender Tinte, ein Beugungsgittermuster oder ein beliebiges unebenes Muster möglich. Das Lichtausstrahlungsmittel 45 kann auch an der Lichtausstrahlungsfläche 39 des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ausgebildet sein, oder sowohl an der Lichtausstrahlungsfläche 39 als auch an der dazu entgegengesetzten Fläche ausgebildet sein.
In den Zeichnungen sind die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik, die Lichtstreuungsmuster 40b, die Lentikularlinsen 36 und weitere optische Muster je nach der Darstellung groß dargestellt, doch sind sie tatsächlich winzige Muster im Mikrometerbereich.
Nachstehend sind Abmessungsbeispiele für diese Ausführungsform angegeben, doch ist die flächige Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf die nachstehenden Abmessungen beschränkt.
Breite (w) des Lichtausstrahlungsfensters 44 der Lichtquelle 32: 2 mm;
Breite der Lichtleiterplatte 33: 4,7 mm;
maximale Höhe (T) des Lichteinleitabschnitts 35: 0,4 mm;
Entfernung von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 zu der zweiten Stelle P2: 1 mm;
Länge des Lichteinleitabschnitts 35: 1,5 mm;
Höhe (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34: 0,23 mm;
Entfernung (D) von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 zu dem Ende des Bereichs, der für die Anzeige verwendet werden kann: 2,5 mm; und
Brechungsindex (n) der Lichtleiterplatte 33: 1,59.
Bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das von der Lichtquelle 32 ausgestrahlte Licht wie in 7(A) durch Pfeile gezeigt von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 in den Lichteinleitabschnitt 35 eingestrahlt, an der Oberseite und der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 reflektiert, und zu dem Lichtleiterplattenhauptkörper 34 mit der geringen Dicke geleitet. Das zu dem Lichtleiterplattenhauptkörper 34 geleitete Licht wird unter Reflexion an den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik, den Lentikularlinsen 36 und der Unterseite des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 in den Lichtleiterplattenhauptkörper 34 geleitet, durch das Lichtausstrahlungsmittel 35 reflektiert oder gestreut, und von der Lichtausstrahlungsfläche 39 ungefähr gleichmäßig ausgestrahlt.
Dabei haben die Lichtstreuungsmuster 40b die Aufgabe, die Richtungscharakteristik des Lichts, das durch die Muster reflektiert wird, in der Breitenrichtung auszudehnen und zu verhindern, dass die seitlichen Randbereiche der Lichtausstrahlungsfläche 39 dunkel werden. Außerdem wird durch die Ausbildung der Lichtstreuungsmuster 40b erschwert, dass Licht von dem Lichteinstrahlungsabschnitt 35 nach außen austritt, und kann das in den Lichteinleitabschnitt 35 gelangte Licht der Lichtquelle 32 bei einem geringen Verlust zu dem Lichtleiterplattenhauptkörper 34 geleitet werden und die Leuchtstärke der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 verbessert werden.
Auch die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik dehnen die Richtungscharakteristik des Lichts, das durch die Muster reflektiert wird, in der Breitenrichtung aus und erschweren den Austritt des Lichts von dem Lichteinleitbereich 35 nach außen. Durch die Ausbildung der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik hinter den Lichtstreuungsmustern 40b können die Ausstrahlungslichtmenge und die Leuchtstärke des von der Lichtausstrahlungsfläche 39 ausgestrahlten Lichts unabhängig gesteuert werden. Folglich wird es durch das Hinzufügen der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik möglich, die Leuchtstärke gleichmäßiger als im Fall des Vorhandenseins nur der Lichtstreuungsmuster 40b zu gestalten. In 8 ist die Leuchtstärkeverteilung an der Lichtausstrahlungsfläche 39 der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 unter den gleichen Bedingungen wie in 5 durch eine Simulation dargestellt. Wie aus einem Vergleich mit 5 erkennbar ist, kann bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 dieser Ausführungsform auch bei einem geringen Abstand von der Lichtquelle 32 eine gleichmäßige Leuchtstärkeverteilung erhalten werden.
Da die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in konstanten Schrittabständen zueinander parallel angeordnet sind, kommt es auch bei einer Positionsverschiebung der Lichtquelle 32 nur schwer zu Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten. 9(A) zeigt das Verhalten des Lichts, wenn die Lichtquelle 32 in der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 38 positioniert ist. 9(B) zeigt das Verhalten des Lichts, wenn die Lichtquelle von der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 38 verschoben ist. Da die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 in konstanten Schrittabständen parallel angeordnet sind, ändert sich die Positionsbeziehung mit den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik auch dann kaum, wenn die Position der Lichtquelle 32 in der Breitenrichtung verschoben ist. Die Positionsbeziehung zwischen der Lichtquelle und den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ändert sich insbesondere dann nicht, wenn die Lichtquelle 32 um ein ganzzahliges Vielfaches des Schrittabstands der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik verschoben ist. Daher besteht auch bei einer Positionsverschiebung der Lichtquelle 32 kaum ein Einfluss auf das Verhalten des Lichts und wird kein Einfluss auf die Leuchtstärkeverteilung der Lichtausstrahlungsfläche 39 ausgeübt. 10(A) ist eine Ansicht, in der die Leuchtstärkeverteilung, wenn die Lichtquelle 32 in der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 38 positioniert ist, durch eine Simulation dargestellt ist. 10(B) ist eine Ansicht, in der die Leuchtstärkeverteilung, wenn die Lichtquelle 32 um 0,1 mm in der Breitenrichtung von der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 38 verschoben ist, durch eine Simulation dargestellt ist. 10(B) ist eine Ansicht, in der die Leuchtstärkeverteilung, wenn die Lichtquelle 32 um 0,2 mm in der Breitenrichtung von der Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche 38 verschoben ist, durch eine Simulation dargestellt ist. Da die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 31 parallel gebildet sind, breitet sich das Licht auch dann gleichmäßig aus, wenn die Position der Lichtquelle 32 wie in 10(B) und 10(C) verschoben ist, und schreitet es ohne eine Beugung wie in 3(C) voran. Als Folge kommt es auch bei einer Positionsverschiebung der Lichtquelle 32 nur schwer zu Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten und kann die Leuchtstärkeverteilung gleichmäßig gestaltet werden.
Als nächstes wird der Bereich des Neigungswinkels α der zweiten schrägen Fläche 37c erklärt. 11 ist eine Ansicht, die das Ergebnis einer Ermittlung der Beziehung zwischen dem Neigungswinkel α der zweiten schrägen Fläche 37c und der Anzahl der Hotspots (Hot Spots) durch eine Simulation zeigt. Die Anzahl der Hotspots wird wie nachstehend definiert.
Wenn die Entfernung von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 zu dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 (die Länge des Lichteinleitabschnitts 35) als D angesetzt wird, der Brechungsindex der Lichtleiterplatte 33 als n angesetzt wird, und die Lichtausstrahlungsbreite der Lichtquelle 32 (die Breite des Lichtausstrahlungsfensters 44) als w angesetzt wird, wird der Bereich (nachstehend als Bewertungsbereich 46 bezeichnet), der eine Breite $G = 2 D \cdot tan(arcsin(1/n)) + w$
mit der optischen Achse der Lichtquelle 32 als Zentrum aufweist, betrachtet. Mit anderen Worten befindet sich das Ende dieses Bewertungsbereichs 46 an einer Stelle, die um D·tan(arcsin(1/n)) von dem Ende des Lichtausstrahlungsfensters 44 vorgeschoben ist. Doch wenn mehrere Lichtquellen 32 aneinander gereiht sind (siehe zum Beispiel 26), werden der durch die obige Formel (1) definierte Wert für G und der Schrittabstand (P) der Lichtquellen 32 verglichen, und wird dann, wenn der Schrittabstand der Lichtquellen 32 kleiner als G der obigen Formel 1 ist, der Wert des Schrittabstands der Lichtquellen 32 als Breite des Bewertungsbereichs 46 verwendet. Die Längsrichtung des Bewertungsbereichs 46 beginnt an dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 und endet an einer Position in einer Entfernung K von dem Ende des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 in der von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 wegführenden Richtung. Diese Entfernung K ist ein bestimmter Wert von höchstens 3 mm (zum Beispiel 1 mm). Die Entfernung D beträgt zum Beispiel 2,5 mm, die Lichtausstrahlungsbreite w der Lichtquelle 32 beträgt zum Beispiel 2 mm, und der Brechungsindex n der Lichtleiterplatte 33 beträgt zum Beispiel 1,59. Daher ist der Bewertungsbereich 46 wie in 12 gezeigt ein in der Breitenrichtung langer rechteckiger Bereich (mit der Länge K und der Breite G), der sich entlang des Endabschnitts des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 erstreckt. Wenn die durchschnittliche Leuchtstärke in der Mitte des Bewertungsbereichs 46 (an der Vorderseite der Lichtquelle 32) als Ao und die durchschnittliche Leuchtstärke an den Enden in der Breitenrichtung des Bewertungsbereichs als At angesetzt wird, ist die Anzahl der Hotspots durch Ao/At definiert. Daher werden die Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten um so geringer, je näher die Anzahl der Hotspots an 1 liegt, und werden die Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten um so stärker, je größer die Anzahl der Hotspots ist.
Gemäß dem in 11 gezeigten Simulationsergebnis kommt die Anzahl der Hotspots bei einem Neigungswinkel α der zweiten schrägen Fläche 37c von 1,5 ° dem Wert von 1 am nächsten, und wird die Anzahl der Hotspots größer, wenn der Neigungswinkel α kleiner bzw. größer als 1,5 ° wird. Bei der in 5 gezeigten flächigen Lichtquellenvorrichtung (Beispiel für den Stand der Technik) beträgt die Anzahl der Hotspots 2 oder mehr, und es lässt sich sagen, dass die Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten verbessert werden, wenn die Anzahl der Hotspots höchstens 1,5 beträgt. Aus 11 lässt sich erkennen, dass die zweite schräge Fläche 37c auf einen Neigungswinkel α von höchstens 3,5 ° einzurichten ist, um die Anzahl der Hotspots auf höchstens 1,5 zu bringen. Daher lässt sich verstehen, dass der Neigungswinkel α der zweiten schrägen Fläche 37c auf höchstens 3,5 ° eingerichtet werden soll.
Da die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik bei dieser Ausführungsform ungefähr parallel zu der zweiten schrägen Fläche 37c gebildet sind, können Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten verringert werden und kann das Aussehen der Lichtausstrahlungsfläche verbessert werden, wenn der Neigungswinkel der Grate der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik auf höchstens 3,5 ° eingerichtet wird.
Es wird zwar auf eine ausführliche Erklärung verzichtet, doch deutet sich an, dass die Anzahl der Hotspots an 1 angenähert werden kann und Lichtstärkeunregelmäßigkeiten der Lichtleiterplatte 33 verbessert werden können, wenn der Höhenunterschied der zweiten schrägen Fläche 37c (das heißt, der Abstand in der Richtung, die zu der Lichtausstrahlungsfläche 39 senkrecht verläuft, zwischen der höchsten Position und der niedrigsten Position der zweiten schrägen Fläche 37c) höchstens ein Drittel des Höhenunterschieds zwischen der Oberfläche der dicksten Stelle des Lichteinleitabschnitts 35 und der Oberfläche der dünnsten Stelle des Lichteinleitabschnitts 35 beträgt. Was diese Bedingung betrifft, ist es auch möglich, dass die Höhe der zweiten Stelle P2 mit der Lichtausstrahlungsfläche 39 des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 als Basis ein Drittel der Höhe der ersten Stelle P1 beträgt.
Als nächstes wird der Scheitelwinkel, der zwischen benachbarten Mustern 40 zur Änderung der Richtungscharakteristik mit der V-förmigen Rillenform gebildet ist, (nachstehend als Scheitelwinkel der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik bezeichnet) erklärt. 13 ist eine Ansicht, die das Ergebnis einer Ermittlung der Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel θ (siehe 16) der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Anzahl der Hotspots durch eine Simulation zeigt. Hier ist der Scheitelwinkel θ der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ein Winkel, den die schrägen Flächen, die den Grat einschließen, in einer senkrecht zu dem Grat, der zwischen benachbarten Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik gebildet ist, verlaufenden Schnittfläche bilden. Gemäß 13 kommt die Anzahl der Hotspots bei einem Scheitelwinkel θ der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik von 135 ° dem Wert von 1 am nächsten, und wird die Anzahl der Hotspots größer, wenn der Scheitelwinkel θ größer bzw. kleiner als 135 ° wird. Aus 13 lässt sich verstehen, dass der Scheitelwinkel θ der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik auf mindestens 90 ° und höchstens 170 ° eingerichtet werden soll, um die Anzahl der Hotspots auf höchstens 1,5 zu bringen.
14 ist eine Ansicht, die das Ergebnis einer Ermittlung der Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel ω der Lichtstreuungsmuster 40b, die als V-förmige Rillen ausgeführt sind, und der Lichtleiteffizienz durch eine Simulation zeigt. Die senkrechte Achse von 14 ist die Lichtleiteffizienz der Lichtleiterplatte, wobei ein Vergleichsbeispiel (bei dem ein links und rechts symmetrisches gleiches Lichtstreuungsmuster angeordnet ist) als 100 % ausgedrückt ist. Die Lichtleiteffizienz zeigt, welcher Lichtmengenanteil der Lichtmenge, die von der Lichteinstrahlungsendfläche in den Lichteinleitabschnitt gelangt ist, von dem Lichteinleitabschnitt zu dem Lichtleiterplattenhauptkörper geleitet wird. Der Scheitelwinkel ω der Lichtstreuungsmuster 40b ist der Scheitelwinkel des Bergbereichs, der in einer senkrecht zu dem Grat der Lichtstreuungsmuster 40b verlaufenden Schnittfläche zwischen benachbarten Lichtstreuungsmustern 40b gebildet ist. Aus 14 lässt sich erkennen, dass die Effizienz bei einem Scheitelwinkel 0 von etwa 120 ° am höchsten ist und die Effizienz gegenüber dem Vergleichsbeispiel verbessert wird, wenn der Scheitelwinkel ω in einem Bereich von $57 ° ≦ ω ≦ 145 °$
liegt.
Da der ideale Wert für den Scheitelwinkel θ der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik wie in 13 gezeigt nahe an 135 ° liegt und der ideale Wert für den Scheitelwinkel ω der Lichtstreuungsmuster 40b wie in 14 gezeigt nahe an 120 ° liegt, ist im Allgemeinen erwünscht, dass der Scheitelwinkel der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik dem Scheitelwinkel der Lichtstreuungsmuster 40b gleich oder größer als dieser ist.
Ausführungsform 2
15 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung 51 nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Besonderheit der flächigen Lichtquellenvorrichtung 51 nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung liegt in der Schnittflächenform der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik. Bei der flächigen Lichtquellenvorrichtung 51 von Ausführungsform 2 bildet die Form der Schnittfläche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik, die zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallel verläuft, eine asymmetrische Form. Da die sonstigen Punkte jenen von Ausführungsform 1 gleich sind, sind Teile mit dem gleichen Aufbau wie bei Ausführungsform 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird auf ihre Erklärung verzichtet.
16 ist eine Schnittansicht, die die Form der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an der entlang der Linie Y-Y in 15 verlaufenden Schnittfläche, die zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallel verläuft, zeigt. In 16 ist ein Teil der Schnittfläche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik vergrößert dargestellt. Wie in 16 gezeigt ist jedes Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallelen Schnittfläche durch zwei schräge Flächen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln und unterschiedlicher Neigungsrichtung gebildet und im Hinblick auf eine zu der Lichtausstrahlungsfläche 39 senkrechte gerade Linie, die durch die Tallinie (den untersten Punkt) verläuft, in einer links und rechts asymmetrischen V-förmigen Rillenform ausgeführt. Folglich sind in der zweiten schrägen Fläche 37c mehrere schräge Flächen mit unterschiedlichen Neigungsrichtungen abwechselnd angeordnet.
Die Schnittflächenform der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weist die folgende Besonderheit auf. Wenn man sich in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche 39 parallelen Schnittfläche Normale N vorstellt, die von dem Inneren der Lichtleiterplatte 33 nach außen gerichtet auf die schrägen Flächen jedes Musters 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik gesetzt sind, ist die Summe der Breiten D1 der schrägen Flächen 52a, an denen die Normale N zu einer senkrechten Linie C', welche die optische Achse C kreuzt, geneigt ist (nachstehend als schräge Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler N bezeichnet), größer als die Summe der Breiten D2 der schrägen Flächen 52b, an denen die Normale N zu der Seite, die zu der senkrechten Linie C' entgegengesetzt ist, geneigt ist (nachstehend als schräge Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler bezeichnet). Doch die Summe der Breiten D1 der schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler und die Summe der Breiten D2 der schrägen Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler werden in dem Bereich an der rechten Seite und in dem Bereich an der linken Seite der optischen Achse C jeweils einzeln berechnet, und die Summe der Breiten D1 der schrägen Flächen 52a ist an beiden Seiten der optischen Achse C jeweils größer als die Summe der Breiten D2 der schrägen Flächen 52b. Insbesondere ist bei dem in 16 gezeigten Beispiel bei zwei benachbarten schrägen Flächen 52a, 52b an einer beliebigen Stelle die Breite D1 der schrägen Fläche 52a mit einwärts gerichteter Normaler größer als die Breite D2 der schrägen Fläche 52b mit auswärts gerichteter Normaler.
17 ist eine schematische Ansicht, die das Verhalten des Lichts, das durch die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik reflektiert wird, zeigt, wobei ein Teil der zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 parallelen Schnittfläche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik dargestellt ist. Das in die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik einstrahlende Licht L wird durch die Reflexion an den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik so gebeugt, dass der Winkel, den es mit der optischen Achse C bildet, groß wird, und in der Breitenrichtung der Lichtleiterplatte 33 verbreitet. Wie in 17 gezeigt kann beim Einstrahlen von Licht von der Lichtquelle 32 zu den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik die Lichtmenge des Lichts, das von den schrägen Flächen 52b austritt, verringert werden, da die Flächenausdehnung der schrägen Flächen 52b, in die das Licht L aus einer beinahe senkrechten Richtung einstrahlt, klein ist.
Ferner wird das Licht L, das von der Lichtquelle 32 ausgeht und in die schrägen Flächen 52a einstrahlt, so nach außen reflektiert, dass der mit der optischen Achse C gebildete Winkel groß wird, doch da die Flächenausdehnung der schrägen Flächen 52a bei den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik groß ist, wird die nach außen reflektierte Lichtmenge groß und werden die Richtungscharakteristikeigenschaften des Lichts L in der Breitenrichtung der Lichtleiterplatte erweitert. Ein Teil des Lichts, der zu dem Mittelbereich der Lichtleiterplatte 33 (vor die Lichtquelle 32) ausgestrahlt wurde, wird durch eine Reflexion durch die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik zu den beiden Seitenrandbereichen der Lichtleiterplatte 33 geleitet, und ein Teil des Lichts, das zu den beiden Seitenrandbereichen der Lichtleiterplatte 33 ausgestrahlt wurde, wird durch die Seitenflächen der Lichtleiterplatte 33 reflektiert und zu dem Mittelbereich der Lichtleiterplatte 33 geleitet, so dass das Licht effizient vermischt wird und Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten zwischen dem Mittelbereich der Lichtleiterplatte 33 und den beiden Seitenrandbereichen unterdrückt werden.
Die Besonderheit der Schnittflächenform der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik kann auch wie folgt ausgedrückt werden. Der durchschnittliche Winkel der Winkel β, die die Normalen N der schrägen Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden (oder der Neigungswinkel der schrägen Flächen 52b), ist größer als der durchschnittliche Winkel der Winkel α, die die Normalen N der schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden (oder der Neigungswinkel der schrägen Flächen 52a). Hier ist der durchschnittliche Winkel der Winkel α, die die Normalen N der schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden, dann, wenn wie in 18 gezeigt der Winkel, den die schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden, jeweils als αi angesetzt wird und die Breite jeder schrägen Fläche 52a als D1i angesetzt wird (i ist der Index, mit dem jede Fläche 52a mit einwärts gerichteter Normaler versehen ist), durch $Σα i \times D1i/ Σ D1i$
definiert. Hier wird die Berechnung der Summe der Nenner und Zähler für die schrägen Flächen 52a des Bereichs rechts bzw. des Bereichs links von der optischen Achse C gesondert vorgenommen. Auf die gleiche Weise ist der durchschnittliche Winkel der Winkel β, die die Normalen N der schrägen Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden, dann, wenn der Winkel, den die schrägen Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden, jeweils als βj angesetzt wird und die Breite jeder schrägen Fläche 52n als D2j angesetzt wird (j ist der Index, mit dem jede Fläche 52b mit auswärts gerichteter Normaler versehen ist), durch $Σ β j \times D2j/ Σ D2j$
definiert. Hier wird die Berechnung der Summe der Nenner und Zähler für die schrägen Flächen 52b des Bereichs rechts bzw. des Bereichs links von der optischen Achse C gesondert vorgenommen. Auch der Größenvergleich der durchschnittlichen Winkel wird für den Bereich rechts bzw. den Bereich links von der optischen Achse C gesondert vorgenommen. Insbesondere ist bei dem in 18 gezeigten Beispiel bei zwei benachbarten schrägen Flächen 52a, 52b an einer beliebigen Stelle der Winkel β, den die Normalen N der schrägen Flächen 52b mit auswärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden, größer als der Winkel α, den die Normalen N der schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler mit der senkrechten Linie C' bilden.
Es ist möglich, dass die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik nicht nur eine asymmetrische Schnittflächenform aufweisen, sondern, dass sich auch die Schnittflächenform der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit dem Verlauf von der Mitte zu den Außenseiten in der Breitenrichtung verändert. Insbesondere wird wie in 19 gezeigt bevorzugt, dass die Breite der schrägen Flächen 52a mit einwärts gerichteter Normaler mit der Entfernung von der optischen Achse C allmählich breiter wird (zum Beispiel können sich wie in 22(A) gezeigt die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik allmählich drehen, während der Scheitelwinkel der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik konstant gehalten wird). Die Endbereiche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und die Endbereiche der Lentikularlinsen 36 sind an der Grenze der zweiten schrägen Fläche 27c und der Lichtausstrahlungsfläche 39 nicht unterbrochen, sondern so verbunden, dass sie einander durchdringen.
Wenn Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit einer derartigen Form vorhanden sind, entsteht eine Ausführung, bei der ein Teil der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in dem Mittelbereich der Lichtleiterplatte 33 wie in 20(A) gezeigt stark eingezogen ist, obwohl die zweite schräge Fläche 37c wie ein 20(B) gezeigt entlang der Breitenrichtung der Lichtleiterplatte 33 gleichmäßig ausgeführt ist. Dies liegt wie in 19 gezeigt daran, dass die Anzahl der Lentikularlinsen 36, die von der Oberfläche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik vorstehen, mit der Annäherung an die optische Achse C zunimmt und sich die Endbereiche der Lentikularlinsen 36 weit zu der Seite der zweiten schrägen Fläche 37c erstrecken.
21 und 22 erklären, dass die Form des Grenzbereichs der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lentikularlinsen 36 in dem Fall, in dem die Breite der schrägen Flächen 52a und der schrägen Flächen 52b der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik gleichmäßig ist, und dem Fall, in dem sich die Breite der schrägen Flächen 52a und der schrägen Flächen 52b allmählich verändert, unterschiedlich ist.
21(A) zeigt den Fall, in dem mehrere Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik, die links und rechts eine asymmetrische Schnittfläche aufweisen, wiederholt mit der gleichen Schnittflächenform angeordnet sind. In diesem Fall ist der Grenzbereich der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lentikularlinsen 36 trotz des Bestehens von Unebenheiten als Ganzes betrachtet in einer zu der Lichteinstrahlungsendfläche 38 ungefähr parallelen Richtung angeordnet. Das heißt, das Vorsprungsausmaß der Lentikularlinsen 36 zu der Seite der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ist als Ganzes entlang der Breitenrichtung ungefähr konstant.
Im Gegensatz dazu zeigt 22(A) den Fall, in dem mehrere der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik unter allmählicher Drehung der Schnittfläche angeordnet sind, während die Scheitelwinkel von benachbarten Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik konstant gehalten werden (dies ist ein besonderer Fall der in 18 gezeigten Schnittfläche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik). In diesem Fall ist der Grenzbereich der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lentikularlinsen 36 als Ganzes gesehen wie in 22(A) gezeigt mit dem Verlauf von der optischen Achse C in der Breitenrichtung der Lichtleiterplatte 33 nach außen allmählich in eine sich von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 entfernende Richtung verschoben. Das heißt, die Vorsprungslänge der Lentikularlinsen 36 zu der Seite der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik neigt dazu, dass sie mit der Annäherung an die optische Achse C länger wird.
Die Besonderheit der wie mit 21 und 22 besprochenen Grenzbereiche der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Lentikularlinsen 36 kann durch ein wie nachstehendes Ausdrücken quantitativ behandelt werden. Wie in 23 gezeigt wird angenommen, dass die Lichtleiterplatte 33 durch die optische Achse C der Lichtquelle 32 links und rechts zweigeteilt wird. In dem linken bzw. rechten Bereich, die abgeteilt wurden, wird der Bereich zwischen der optischen Achse C und der Seitenfläche der Lichtleiterplatte durch eine Trennlinie J, die parallel zu der optischen Achse C verläuft und sich in einem gleichen Abstand von der optischen Achse C und der Seitenfläche der Lichtleiterplatte 33 befindet, erneut zweigeteilt. Nun wird die Aufmerksamkeit auf den die zweite schräge Fläche 37c enthaltenden Bereich ARo zwischen der optischen Achse C und der Trennlinie J gerichtet und die Gesamtfläche (die gesamte Fläche) So der in diesem Bereich ARo enthaltenen Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ermittelt. Ebenso wird die Aufmerksamkeit auf den die zweite schräge Fläche 37c enthaltenden Bereich Art zwischen der Trennlinie J und der Seitenfläche der Lichtleiterplatte 33 gerichtet und die Gesamtfläche (die gesamte Fläche) St der in diesem Bereich ARt enthaltenen Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ermittelt. Im Fall von 22 ist die so ermittelte Fläche ARo der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik kleiner als die Fläche ARt. Wenn diese Bedingung erfüllt wird, kann der Lichtaustritt an den Mustern 40 zur Änderung der Richtungscharakteristik noch besser verringert werden und die Wirkung zur Verringerung von Lichtstärkeunregelmäßigkeiten erhöht werden. Im Gegensatz dazu ist die Fläche ARo der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik im Fall von 21 der Fläche ARt ungefähr gleich.
Bei den obigen Ausführungsformen sind die Schrittabstände der angeordneten Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der angeordneten Lichtstreuungsmuster 40b untereinander gleich und die Grate der beiden Muster auf einer geraden Linie angeordnet. Es besteht jedoch keine Beschränkung auf diese Ausführungsweise, und der Schrittabstand der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik kann wie in 24(A) gezeigt auch die Hälfte des Schrittabstands der Lichtstreuungsmuster 40b betragen. Bei dem dargestellten Beispiel ist jedes zweite Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik so ausgeführt, dass sein Grat mit jenem eines Lichtstreuungsmusters 40b fortlaufend ist. Die dazwischenliegenden Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik sind so ausgeführt, dass sie zwischen den Spitzenenden der Lichtstreuungsmuster 40b liegen. Wie in 24(B) gezeigt ist es auch möglich, dass sich der Schrittabstand der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und der Schrittabstand der Lichtstreuungsmuster 40b unterscheiden und die Grate der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik und die Grate der der Lichtstreuungsmuster 40b „alle paar Mal“ auf einer geraden Linie angeordnet sind.
Auch bei Ausführungsform 2 ist erwünscht, dass der Scheitelwinkel der Muster 40 zur Änderung der Richtungscharakteristik mindestens 90 ° und höchstens 170 ° beträgt. Vorzugsweise beträgt der Scheitelwinkel der Muster 40 zur Änderung der Richtungscharakteristik wenigstens den Scheitelwinkel der Lichtstreuungsmuster 40b. Auch bei den Lichtstreuungsmustern 40b kann die Schnittfläche so wie bei den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik dieser Ausführungsform asymmetrisch sein und sich die Schnittflächenform allmählich verändern.
Ausführungsform 3
25 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind an der waagerechten Fläche 37a und an der ersten schrägen Fläche 37b keine Lichtstreuungsmuster 40b ausgebildet.
Ausführungsform 4
Als nächstes wird eine flächige Lichtquellenvorrichtung 61 erklärt, die mehrere Lichtquellen 32 aufweist. 26 ist eine Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung 61 zeigt, bei der mehrere Lichtquellen 32 so angeordnet sind, dass sie der Lichteinstrahlungsendfläche 38 gegenüberliegen. Bei dieser flächigen Lichtquellenvorrichtung 61 sind die Lichtquellen 32 in einem Schrittabstand P angeordnet.
Wenn wie bei dieser Ausführungsform mehrere Lichtquellen 32 angeordnet sind, wird wie in 26 gezeigt als Folge der Ausbreitung des Lichts der Lichtquellen 32 an den Lichtstreuungsmustern 40b und den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik auch Licht von angrenzenden Lichtquellen in den Lichtleiterplattenbereich, der einer Lichtquelle 32 entspricht, geleitet und eine unzureichende Lichtmenge in dem Zwischenbereich zwischen Lichtquellen 32 und 32 aufgehoben.
Wenn mehrere Lichtquellen 32 nebeneinander angeordnet sind, kommt es vor, dass das Licht von Lichtquellen 32 an zwei Seiten in dem Zwischenbereich der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik zwischen benachbarten Lichtquellen 32 ankommt. Wenn das Licht von Lichtquellen 32 an zwei Seiten an einer bestimmten Stelle der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik einstrahlt, wird es nicht möglich, eine ideale Ausführung zu treffen, um den Lichtaustritt in Bezug auf die beiden Lichter zu erschweren, so dass die Lichtverwendungseffizienz der flächigen Lichtquellenvorrichtung schlecht wird.
Daher werden die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik vorzugsweise so gestaltet, dass kein Licht von mehreren Lichtquellen 32 einstrahlt. Der Einstrahlungswinkel γ des Lichts, das von einer Lichtquelle 32 ausgestrahlt und von der Lichteinstrahlungsendfläche 38 in den Lichteinleitteil 35 gelangt, ist nach dem Fresnel' schen Gesetz durch $γ = arcsin(1/n)$
ausgedrückt. Dabei ist n der Brechungsindex der Lichtleiterplatte 33. Daher breitet sich das Licht in dem Lichteinstrahlungsteil 35 wie in 26 gezeigt mit der optischen Achse C als Zentrum in dem Bereich γ an der linken und der rechten Seite aus. Die Ausbreitung g des Lichts in der Breitenrichtung in den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik lautet gemäß 26 und der obigen Formel 2 $g = S tan γ ≒ S \cdot γ= S \cdot arcsin(1/n)$
Da die Ausbreitung in der Breitenrichtung g kleiner als 1/2 des Schrittabstands P der Lichtquellen 32 sein sollte, damit das von der optischen Achse in der Richtung γ eingeleitete Licht nicht in den benachbarten Bereich gelangt, wird $g ≦ P/2$
erhalten. Dabei ist S der von der Endfläche der Lichtquellen 32 (der Lichtausstrahlungsfläche) gemessene Abstand bis zu dem Ende der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik. Daher lautet die Bedingung, damit es nicht zu der Ankunft von Licht aus zwei Richtungen an den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik kommt, aus der obigen Formel 3 und der Bedingung 1 $S ≦ P/[2 \cdot arcsin(1/n)]$
Folglich wird es im Fall einer Verwendung von mehreren Lichtquellen 32 möglich, die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ideal auszuführen und kann die Lichtverwendungsrate durch Verringern des Lichtaustritts erhöht werden, wenn der von dem Ende der Endfläche der Lichtquellen 32 gemessene Abstand S bis zu dem Ende der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik so bestimmt wird, dass die Bedingung $S ≦ P/[2 \cdot arcsin(1/n)]$
erfüllt wird.
Andere Ausführungsformen
27 zeigt verschiedene Schnittflächen von Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik. Bei den in 27(A) gezeigten Mustern sind Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit links und rechts asymmetrischer Schnittfläche in dem linken und dem rechten Bereich wiederholt angeordnet. In 27(B) sind Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit links und rechts asymmetrischer Schnittfläche, deren Form sich in dem linken und dem rechten Bereich allmählich verändert, angeordnet. Insbesondere drehen sich die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik allmählich um ihren Grat, während der Scheitelwinkel der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik konstant behalten wird. Wie in 27(C) gezeigt können auch Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit links und rechts symmetrischer Schnittfläche, die mit einer V-förmigen Rillenform ausgeführt sind, wiederholt angeordnet sein. Es ist auch möglich, den Scheitelbereich der Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik wie in 27(D) gezeigt bogenförmig auszuführen oder wie in 27(E) gezeigt Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit einer vieleckigen Querschnittfläche anzuordnen.
28 stellt verschiedene optische Muster, die an der Lichtausstrahlungsfläche 39 ausgebildet sind, dar. Bei den bisherigen Ausführungsformen waren an der Lichtausstrahlungsfläche 39 Lentikularlinsen 36 ausgebildet, doch ist es wie in 28(A) auch möglich, die Lichtausstrahlungsfläche 39 so auszuführen, dass sie eine Spiegelfläche oder eine ungefähre Spiegelfläche bildet. Außerdem ist es wie in 28(B) auch möglich, die Lichtausstrahlungsfläche 39 einer groben Schleifbehandlung zu unterziehen und sie als grobe Fläche auszuführen. Außerdem ist es möglich, die Lichtausstrahlungsfläche 39 einer Schleifbehandlung zu unterziehen und in der Längsrichtung der Lichtausstrahlungsfläche 39 feine Schrammen auszuführen. Durch diese Schrammen wird die gleiche Wirkung wie durch Lentikularlinsen erhalten.
29 ist eine Ausführung, bei der nur an der ersten schrägen Fläche 37b Lichtstreuungsmuster 40b ausgebildet sind und in der waagerechten Fläche 37a keine Lichtstreuungsmuster 40b ausgebildet sind, so dass sie glatt gestaltet ist.
30(A) zeigt einen Aufbau bei dem die zweite schräge Fläche 37c durch mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Neigungswinkeln gebildet ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die zweite schräge Fläche 37c zu einer V-Form gebogen. 30(B) ist ein Aufbau, bei dem die erste schräge Fläche 37b durch mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Neigungswinkeln gebildet ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die erste schräge Fläche 37b zu einer V-Form gebogen. In 30(C) sind die Lichtstreuungsmuster 40b nur in einem Teil der ersten schrägen Fläche 37a ausgebildet. Bei dem gezeigten Beispiel bilden die waagerechte Fläche 37a und ein Teil der ersten schrägen Fläche 37b eine glatte Fläche ohne Muster.
In 31(A) sind die erste schräge Fläche 37b und die Lichtstreuungsmuster 40b an der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 35 ausgebildet, und sind die zweite schräge Fläche 37c und die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 ausgebildet. In dem Endbereich der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 ist eine waagerechte Fläche 37d, die länger als die waagerechte Fläche 37a ist, ausgebildet.
In 31(B) sind die waagerechte Fläche 37a, die erste schräge Fläche 37b und die Lichtstreuungsmuster 40b und auch die zweite schräge Fläche 37c und die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 ausgebildet.
In 31(C) sind die waagerechte Fläche 37a, die erste schräge Fläche 37b und die Lichtstreuungsmuster 40b an der Unterseite des Lichteinleitabschnitts 35 ausgebildet und sind die zweite schräge Fläche 37c und die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 35 ausgebildet. In dem Endbereich der Oberseite des Lichteinleitabschnitts 35 ist eine waagerechte Fläche 37d ausgebildet, die länger als die waagerechte Fläche 37a ist.
Es wurde zwar keine entsprechende Darstellung vorgenommen, doch muss die zweite schräge Fläche nicht vorhanden sein. Da in diesem Fall die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an der gleichen flachen Fläche wie der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers 34 ausgebildet werden, werden dreieckspyramidenförmige Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik mit geneigten Graten ausgebildet.
Die in 32 gezeigte Darstellung ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung noch einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der Ausführungsform von 32 sind die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in dem Mittelbereich der zweiten schrägen Fläche 37b (vor der Lichtquelle 32) weggelassen und nur an den beiden Seitenbereichen der zweiten schrägen Fläche 37c Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ausgebildet. Durch den Verzicht auf die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in dem Mittelbereich wird dafür gesorgt, dass der Bereich vor der Lichtquelle 32 nicht durch Streuen des Lichts dunkel wird. In dem Bereich, in dem die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weggelassen sind, können auch die Lichtstreuungsmuster 40b weggelassen werden, und der Bereich kann als die gleiche glatte Fläche wie die Lichtausstrahlungsfläche 39 ausgeführt werden (das heißt, die Lichtstreuungsmuster 40b können auch nur an den beiden Seitenbereichen ausgebildet werden). Für den Bereich, in dem die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weggelassen sind, ist insbesondere der gesamte Bereich, der von der optischen Achse C der Lichtquelle 32 und der Trennlinie J eingeschlossen wird, günstig. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform in dem Bereich, in dem die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weggelassen sind (oder in dem Bereich, der von den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an den beiden Seiten eingeschlossen wird), die Lentikularlinsen 36 verlängert.
Die in 33 gezeigte Darstellung ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht, die eine flächige Lichtquellenvorrichtung noch einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Auch bei der Ausführungsform von 33 sind die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik in dem Mittelbereich der zweiten schrägen Fläche 37c (vor der Lichtquelle 32) weggelassen und sind nur an den beiden Seitenbereichen der zweiten schrägen Fläche 37c Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik ausgebildet. Auch in diesem Fall ist für den Bereich, in dem die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weggelassen sind, insbesondere der gesamte Bereich, der von der optischen Achse C der Lichtquelle 32 und der Trennlinie J eingeschlossen wird, günstig. Außerdem ist bei der Ausführungsform von 33 in dem Bereich, in dem die Muster 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik weggelassen sind (oder in dem Bereich, der von den Mustern 40a zur Änderung der Richtungscharakteristik an den beiden Seiten eingeschlossen wird), die erste schräge Fläche 37b verlängert und sind an der Oberseite der verlängerten ersten schrägen Fläche 40b die Lichtstreuungsmuster 40b verlängert.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
34 ist eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 71, bei der die flächige Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung (zum Beispiel die flächige Lichtquellenvorrichtung 31 von Ausführungsform 1) verwendet wird. Bei dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung 71 sind eine Streuplatte 72, eine Prismenbahn 73 und ein Flüssigkristallpanel 74 so geschichtet, dass sie der Seite der Lichtausstrahlungsfläche der Lichtleiterplatte 33 gegenüberliegen, und ist an der Rückseite der Lichtleiterplatte 33 eine Reflexionsbahn 75 angeordnet. Durch diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung 71 können die Besonderheiten der flächigen Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung hervorgebracht werden, kann verhindert werden, dass an der Bildfläche der Flüssigkristallanzeigevorrichtung Unregelmäßigkeiten auftreten, und kann die Bildqualität der Flüssigkristallanzeigevorrichtung verbessert werden.
Mobilgerät
35 ist eine Draufsicht auf ein Mobilgerät, das heißt, ein Smartphone 81, bei dem die flächige Lichtquellenvorrichtung oder die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird. An der Vorderseite ist eine mit einem Touch-Panel versehene Flüssigkristallanzeigevorrichtung 82 bereitgestellt. Da Leuchtstärkeunregelmäßigkeiten der Bildfläche unterdrückt werden können, wenn die flächige Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung für ein solches Smartphone 81 verwendet wird, wird die Qualität des Anzeigebilds verbessert. Außerdem kann die flächige Lichtquellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung neben Mobiltelefonen wie etwa Smartphones auch auf Mobilgeräte oder elektronische Geräte wie Tabletcomputer, elektronische Wörterbücher oder E-Book-Reader angewendet werden.
Bezugszeichenliste

31, 51, 61: flächige Lichtquellenvorrichtung
32: Lichtquelle
33: Lichtleiterplatte
34: Lichtleiterplattenhauptkörper
35: Lichteinleitabschnitt
36: Lentikularlinse
37a, 37d: waagerechte Fläche
37b: erste schräge Fläche
37c: zweite schräge Fläche
38: Lichteinstrahlungsendfläche
39: Lichtausstrahlungsfläche
40a: Muster zur Änderung der Richtungscharakteristik (erste Musterelemente)
40b: Lichtstreuungsmuster (zweite Musterelemente)

Claims

Lichtleiterplatte (33), aufweisend eine Lichteinstrahlungsendfläche (38), in die Licht eingeleitet wird; eine Lichtausstrahlungsfläche (39), von der flächenförmig verbreitetes Licht ausgestrahlt wird; einen flachen plattenförmigen Lichtleiterplattenhauptkörper (34), der die Lichtausstrahlungsfläche (39) aufweist; einen Lichteinleitabschnitt (35), der die Lichteinstrahlungsendfläche (38) aufweist und eine größte Dicke (T) aufweist, die größer als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ist; eine erste schräge Fläche (37b), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite ausgebildet ist und von einer ersten Stelle (P1), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist, zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt ist; und mehrere erste Musterelemente (40a), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite zwischen einer zweiten Stelle (P2), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist und näher als die erste Stelle (P1) an dem Lichtleiterplattenhauptkörper (34) positioniert ist, und dem Endabschnitt des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ausgebildet sind, bereitgestellt sind, wobei die ersten Musterelemente (40a) aus einer senkrecht zu der Lichtausstrahlungsfläche (39) verlaufenden Richtung her gesehen in Bezug auf eine senkrecht zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufende Richtung jeweils parallel verlaufen und Grate aufweisen, die von der zweiten Stelle (P2) zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt sind, und die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen den ersten Musterelementen (40a) von der Seitenfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) her gesehen jeweils mit einem durchschnittlichen Neigungswinkel (α) geneigt sind, der kleiner als der maximale Neigungswinkel (β) der ersten schrägen Fläche (37b) ist, wobei an der ersten schrägen Fläche (37b) mehrere zweite Musterelemente (40b) gebildet sind, wobei bei Betrachtung aus einer Richtung, die zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) senkrecht verläuft, die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) und die zweiten Musterelemente (40b) oder Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen (40b) Elemente oder Grate enthalten, die geradlinig angeordnet sind, wobei der Schrittabstand, in dem die ersten Musterelemente (40a) angeordnet sind, die Hälfte des Schrittabstands beträgt, in dem die zweiten Musterelemente (40b) angeordnet sind.
Lichtleiterplatte (33), aufweisend eine Lichteinstrahlungsendfläche (38), in die Licht eingeleitet wird; eine Lichtausstrahlungsfläche (39), von der flächenförmig verbreitetes Licht ausgestrahlt wird; einen flachen plattenförmigen Lichtleiterplattenhauptkörper (34), der die Lichtausstrahlungsfläche (39) aufweist; einen Lichteinleitabschnitt (35), der die Lichteinstrahlungsendfläche (38) aufweist und eine größte Dicke (T) aufweist, die größer als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ist; eine erste schräge Fläche (37b), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite ausgebildet ist und von einer ersten Stelle (P1), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist, zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt ist; und mehrere erste Musterelemente (40a), die an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts (35) und der Fläche an der entgegengesetzten Seite zwischen einer zweiten Stelle (P2), die eine größere Dicke als die Dicke (t) des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) aufweist und näher als die erste Stelle (P1) an dem Lichtleiterplattenhauptkörper (34) positioniert ist, und dem Endabschnitt des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) ausgebildet sind, bereitgestellt sind, wobei die ersten Musterelemente (40a) aus einer senkrecht zu der Lichtausstrahlungsfläche (39) verlaufenden Richtung her gesehen in Bezug auf eine senkrecht zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufende Richtung jeweils parallel verlaufen und Grate aufweisen, die von der zweiten Stelle (P2) zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) geneigt sind, und die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen den ersten Musterelementen (40a) von der Seitenfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) her gesehen jeweils mit einem durchschnittlichen Neigungswinkel (α) geneigt sind, der kleiner als der maximale Neigungswinkel (β) der ersten schrägen Fläche (37b) ist, wobei an der ersten schrägen Fläche (37b) mehrere zweite Musterelemente (40b) gebildet sind, wobei bei Betrachtung aus einer Richtung, die zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) senkrecht verläuft, die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) und die zweiten Musterelemente (40b) oder Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen (40b) Elemente oder Grate enthalten, die geradlinig angeordnet sind, wobei der Schrittabstand, in dem die ersten Musterelemente (40a) angeordnet sind, und der Schrittabstand, in dem die zweiten Musterelemente (40b) angeordnet sind, unterschiedlich ist und die ersten Musterelemente (40a) oder die Grate zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) und die zweiten Musterelemente (40b) oder die Grate zwischen benachbarten zweiten Musterelementen (40b) periodisch geradlinig angeordnet sind.
Lichtleiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Neigungswinkel (α) der ersten Musterelemente (40a) oder der Grate zwischen den ersten Musterelementen (40a) höchstens 3,5° beträgt.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der zweiten Stelle (P2) mit der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers (34) als Basis höchstens ein Drittel der Höhe der ersten Stelle (P1) beträgt.
Lichtleiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Fläche aus der Fläche an der Lichtausstrahlungsseite des Lichteinleitabschnitts und der Fläche an der entgegengesetzten Seite eine zweite schräge Fläche ausgebildet ist, die von der zweiten Stelle zu der Oberfläche des Lichtleiterplattenhauptkörpers geneigt ist, die zweite schräge Fläche einen durchschnittlichen Neigungswinkel aufweist, der kleiner als der maximale Neigungswinkel der ersten schrägen Fläche ist, und die mehreren ersten Musterelemente an der zweiten schrägen Fläche gebildet sind.
Lichtleiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Neigungswinkel der zweiten schrägen Fläche höchstens 3,5 ° beträgt.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied der zweiten schrägen Fläche (37c) höchstens ein Drittel des Höhenunterschieds zwischen der Oberfläche der Stelle mit der größten Dicke (T) des Lichteinleitabschnitts (35) und der Oberfläche der Stelle mit der kleinsten Dicke des Lichteinleitabschnitts (35) beträgt.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) parallele Schnittfläche von wenigstens einem Teil der Musterelemente unter den ersten Musterelementen (40a) eine asymmetrische Form aufweist.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente (40a) aus wenigstens zwei schrägen Flächen mit unterschiedlicher Neigungsrichtung bestehen, mehrere erste Musterelemente (40a) entlang der Breitenrichtung auf der zweiten schrägen Fläche (37c) angeordnet sind, und in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) parallelen Schnittfläche der ersten Musterelemente (40a) dann, wenn auf jede schräge Fläche der ersten Musterelemente (40a) eine von innen nach außen gerichtete Normale gesetzt wird, in den Bereichen an den beiden Seiten, die eine durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufende und zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) senkrechte Mittellinie einschließen, die Summe der Breiten der schrägen Flächen, an denen die Normale jeweils zu der Seite der Mittellinie hin geneigt ist, größer als die Summe der Breiten der schrägen Flächen ist, an denen die Normale zu der Seite, die zu der Mittellinie entgegengesetzt ist, geneigt ist.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente (40a) aus wenigstens zwei schrägen Flächen mit unterschiedlicher Neigungsrichtung bestehen, mehrere erste Musterelemente (40a) entlang der Breitenrichtung auf der zweiten schrägen Fläche (37c) angeordnet sind, und in der zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) parallelen Schnittfläche der ersten Musterelemente (40a) dann, wenn auf jede schräge Fläche der ersten Musterelemente (40a) eine von innen nach außen gerichtete Normale gesetzt wird, in den Bereichen an den beiden Seiten, die eine durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufende und zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) senkrechte Mittellinie einschließen, der durchschnittliche Winkel der Winkel, den die Normalen, die zu den schrägen Flächen gehören, an denen die Normale jeweils zu der Seite, die zu der Mittellinie entgegengesetzt ist, geneigt ist, mit der zu der Lichtausstrahlungsfläche (39) senkrechten Richtung bilden, größer als der durchschnittliche Winkel der Winkel ist, den die Normalen, die zu den schrägen Flächen gehören, an denen die Normale zu der Seite der Mittellinie hin geneigt ist, mit der zu der Lichtausstrahlungsfläche (39) senkrechten Richtung bilden.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der Bereiche an den beiden Seiten mit einer durch die Mitte der Lichteinstrahlungsendfläche (38) verlaufenden und zu der Lichteinstrahlungsendfläche (38) senkrechten Mittellinie als Grenze dann, wenn der Bereich zwischen der Mittellinie und der Seitenfläche durch eine Trennlinie geteilt wird, die zu der Mittellinie parallel verläuft und von der Mittellinie und der Seitenfläche den gleichen Abstand aufweist, die Gesamtfläche des Bereichs, in dem die ersten Musterelemente (40a) gebildet sind, in dem Bereich zwischen der Mittellinie und der Trennlinie kleiner als die Gesamtfläche des Bereichs, in dem die ersten Musterelemente (40a) gebildet sind, in dem Bereich zwischen der Trennlinie und der Seitenfläche ist.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente (40a) nicht in dem Bereich gebildet werden, der die Mittellinie enthält.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente (40a) nicht in dem Bereich gebildet werden, der durch die beiden Trennlinien, die sich an beiden Seiten der Mittellinie befinden, eingeschlossen ist.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Musterelemente (40a) V-förmige Rillen sind.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitelwinkel (θ) zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) mindestens 90° und höchstens 170° beträgt.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Musterelemente (40b) V-förmige Rillen sind, und dass der Scheitelwinkel (θ) zwischen benachbarten ersten Musterelementen (40a) gleich oder größer als der Scheitelwinkel (ω) zwischen benachbarten zweiten Musterelementen (40b) ist.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lichtausstrahlungsfläche (39) mehrere Lentikularlinsenformen bereitgestellt sind.
Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche der mehreren Lentikularlinsen und die Endbereiche der mehreren ersten Musterelemente (40a) einander durchdringen.
Flächige Lichtquellenvorrichtung (51), dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtleiterplatte (33) nach Anspruch 1 oder 2, und eine Lichtquelle, die so angeordnet ist, dass sie der Lichteinstrahlungsendfläche (38) der Lichtleiterplatte (33) gegenüberliegt, bereitgestellt sind.
Flächige Lichtquellenvorrichtung (51) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an Stellen, die der Lichteinstrahlungsendfläche (38) gegenüberliegen, mehrere Lichtquellen angeordnet sind, und der Abstand der mehreren ersten Musterelemente (40a) von der Vorderfläche der Lichtquellen bei einem Abstand, in dem die Lichtquellen angeordnet sind, von P und einem Brechungsindex der Lichtleiterplatte (33) von n in einem Bereich von höchstens $P/[2 \cdot arcsin(1/n)]$
liegt.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (71), umfassend eine flächige Lichtquellenvorrichtung (51) nach Anspruch 19, und ein Flüssigkristallpanel (74).
Elektronisches Gerät, das eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (51) nach Anspruch 21 umfasst.
Mobilgerät (81), das eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (82) nach Anspruch 21 umfasst.