TWI504951B - 導光板及面光源裝置 - Google Patents

導光板及面光源裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI504951B
TWI504951B TW102105043A TW102105043A TWI504951B TW I504951 B TWI504951 B TW I504951B TW 102105043 A TW102105043 A TW 102105043A TW 102105043 A TW102105043 A TW 102105043A TW I504951 B TWI504951 B TW I504951B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
guide plate
illumination region
light guide
pattern
Prior art date
Application number
TW102105043A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201418805A (zh
Inventor
Gouo Kurata
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Publication of TW201418805A publication Critical patent/TW201418805A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI504951B publication Critical patent/TWI504951B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/003—Lens or lenticular sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

導光板及面光源裝置
本發明係有關導光板及面光源裝置。具體而言係有關做為液晶顯示裝置等的背光(backlight)使用的面光源裝置及構成該面光源裝置的導光板。
近年來，隨著內置面光源裝置的行動(mobile)機器的薄型化，面光源裝置也被要求更加薄型化。要將面光源裝置予以薄型化，就必須減小導光板的厚度。然而，就算成功將製成平板狀的導光板的厚度減小了，在減小由LED(Light-Emitted Diode；發光二極體)組成的光源的高度這方面卻有其極限。因為這個原因，在使用平板狀的薄導光板時，光源的高度會比導光板端面(光入射面)的厚度還大，導致以與導光板的光入射面相對向的方式配置的光源高出導光板的上表面許多。當光源如上述般高出導光板，自光源射出的光就無法全部都進入導光板的光入射面，有部分的光會漏洩至外部，使得光利用效率變差。
為了解決上述缺陷，有人提出了一種導光板，在平板狀導光板本體的端部設置比導光板本體還厚的光導入部，並在光導入部設置從光導入部厚度最大之 處朝導光板本體的端部傾斜的傾斜面。就使用此種導光板的面光源裝置而言，有例如後列的專利文獻1及2所揭示者。
圖式第1圖顯示使用該種導光板的面光源裝置11的一例，即其導光板具有厚度比導光板本體還厚的光導入部。導光板13由厚度大致均勻的導光板本體14與楔子狀的光導入部15所構成。導光板本體14的背面形成有偏向圖案(pattern)或擴散圖案，表面則形成有雙凸透鏡(lenticular lens)16。於光導入部15，設置有從光導入部15的厚度最大之處起朝導光板本體14的端部傾斜的傾斜面17。此外，光導入部15的端面(光入射面)的厚度比光源12的高度還大。在使用此種導光板13的面光源裝置11中，是將光導入部15的端面的厚度形成為比光源12的高度還大，藉此把自光源12射出的光有效率地取入至光導入部15。此外，取入至光導入部15的光會被導引至導光板本體14而擴散成面狀，經偏向圖案或擴散圖案反射而從導光板本體14的光出射面射出至外部。此時從光出射面射出的光的指向特性會因為雙凸透鏡16的作用而擴散。因此依據此種構成的面光源裝置，能夠兼顧光源的光利用效率之提升及面光源裝置的薄型化。
然而，在第1圖所示之令光導入部15具有傾斜面17的面光源裝置11中，從垂直於導光板本體14的方向觀看時，在光導入部15內朝偏斜於光源12光軸之方向前進的光會如第1圖中的箭頭所示，因為受到傾斜 面17反射而往橫方向(導光板的寬度方向)擴散，造成其與光源12的光軸之夾角變得更大。結果，因傾斜面而橫向擴散的光便從導光板13的側面漏洩，或是光會從橫方向射入雙凸透鏡16，從雙凸透鏡16漏光，導致光量損失，造成光利用效率降低，也造成輝度的均勻性降低。
此外，第2圖是專利文獻1所揭示的面光源裝置的立體圖。在第2圖的面光源裝置21中，光導入部15的傾斜面設有由複數條平行V形溝所構成的漏光防止圖案22。該漏光防止圖案22是用來減少從傾斜面17漏光以提升光利用效率。然而，從另一方面來看，受漏光防止圖案22反射的光會比只有傾斜面17而沒有設置漏光防止圖案22時更容易往橫方向擴散。因此光往橫方向的擴散程度會變得更大，使光更加容易從導光板13側面漏洩。此外，當在導光板13的上表面和下表面設有雙凸透鏡等光學性圖案時，會使得光容易從該些圖案漏洩。結果還是導致光量損失，造成光利用效率降低，也造成輝度的均勻性降低。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 國際專利公報第2010/070821號公報
專利文獻2 國際專利公報第2008/153024號公報
有鑒於上述課題，本發明的發明人們提出了如第3圖所示構造的面光源裝置30(日本國專利申請案號：2012-59419)。該面光源裝置30由光源32與導光板33所構成。導光板33是在板狀的導光板本體34的一端將楔子狀的光導入部35連續一體成形而成。光導入部35的上表面設有傾斜面37，傾斜面37是從光導入部35的厚度比導光板本體34還大的部分的表面朝導光板本體34的端部下降傾斜。從距離導光板本體34的光導入部側端緣有些許距離的位置到導光板本體34的另一端為止的區域是用以使光射出的照明區域46，且在照明區域46的上表面形成有雙凸透鏡36。此外，在導光板本體34中之位於光導入部35與照明區域46之間的區域(圖案形成區域47)，設有指向性變換圖案40，該指向性變換圖案40用於變換要從光導入部35通過照明區域46的光的指向方向，從垂直於光出射面39的方向觀看時，該指向性變換圖案40使上述指向方向與垂直於光入射面38的方向所成之夾角變小。
在該面光源裝置30中，當自光源32射出的光從光入射面38射入光導入部35，射入光導入部35的光會被封閉在光導入部35內，一邊在傾斜面37與光導入部35的下表面之間被反射一邊被導引至導光板本體34。被導引至導光板本體34而導光於導光板本體34內的光會因設在導光板本體34下表面的光出射手段而從照明區域46射出至外部。從光導入部35進入導光板本體34的光會射向指向性變換圖案40而遭到反射，藉此， 如第3圖中所示的光L2，光與垂直於光入射面38的方向所成之夾角會變小，所以變得不容易從導光板33側面漏洩至外部，也不容易從雙凸透鏡36漏洩至外部。藉由上述設計而得以使方向統一成垂直於光入射面38的光在從照明區域46射出時，會因為雙凸透鏡36的作用而往寬度方向擴散。
然而，在第3圖這種面光源裝置30中，若指向性變換圖案40比照明區域的表面向上突出，就會很清楚地出現如第4圖的L1所示的狀況，進入導光板本體34內的光會從指向性變換圖案40的照明區域側端面48漏洩。當光如上述般從指向性變換圖案40的照明區域側端面48漏洩時，會有照明區域46的端部發生局部明亮(圓眼狀的發光現象)，造成照明區域46的輝度分布不均的問題。此外，還會有因為指性向變換圖案40的照明區域側端面48的漏光增加而如第5圖所示，使得光源32前方的圓眼狀發光K變大，造成有效照明區域(照明區域46中無圓眼狀發光等現象發生、射出均勻輝度的光而能用於照明之區域)變得狹小的問題。
本發明乃是以上述見解為基礎而發明，其目的在於減少從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光，藉此使照明區域的輝度分布均勻化，並增加有效照明區域。
本發明的第1導光板係具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前 述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端緣傾斜；前述導光板本體係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極小部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置。此處，指向性變換圖案的極小部指的是例如溝狀的指向性變換圖案的谷線。此外，當在照明區域的表面設置有雙凸透鏡等圖案時，照明區域的表面指的是位於該圖案的頂點的高度的面。
在本發明的第1導光板中，指向性變換圖案的極小部的至少一部分位在比照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置，所以相較於整個指向性變換圖案都比照明區域的表面更向外突出的情形，能夠縮小指向性變換圖案的的照明區域側端面的面積。如此一來，使從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光變少，抑制圓眼狀發光，能夠防止有效照明區域變得狹小。
在本發明的第1導光板的一實施態樣中，前述指向性變換圖案的所有極小部皆位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置。依據此實 施態樣，能夠更進一步減少從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光，能夠防止有效照明區域變得狹小。
本發明的第2導光板係具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端緣傾斜；前述導光板本體係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置。此處，指向性變換圖案的極大部指的是例如溝狀的指向性變換圖案的稜線。此外，當在照明區域的表面設置有雙凸透鏡等圖案時，照明區域的表面指的是位於該圖案的頂點的高度的面。
在本發明的第2導光板中，指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置，所以相較於整個指向性變換圖案都比照明區域的表面更向外突出的情形，能夠縮小指向性變換圖案的的照明區域側端面的面積。如此一來，使從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光變少，抑制圓眼狀發光，能夠防止有效照明區域變得狹小。
在本發明的第2導光板的一實施態樣中，前述指向性變換圖案的所有極大部皆位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置。依據此實施態樣，能夠更進一步減少從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光，能夠防止有效照明區域變得狹小。
在本發明的第1或第2導光板的其他實施態樣中，前述指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更外側的位置；前述指向性變換圖案中之比前述照明區域的表面更往外側突出的部分的照明區域側端面，係與前述照明區域的表面形成45°以下的角度。依據此實施態樣，能夠更進一步減少從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光，能夠防止有效照明區域變得狹小。
本發明的第3導光板係具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端緣傾斜；前述導光板本體係在光出射側面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極小部的至少一部分位 在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置；前述指向性變換圖案的光導入部側端部係以貫通前述光導入部的前述傾斜面的方式與前述傾斜面連接。此處，指向性變換圖案的極小部指的是例如溝狀的指向性變換圖案的谷線。此外，當在照明區域的表面設置有雙凸透鏡等圖案時，照明區域的表面指的是位於該圖案的頂點的高度的面。此外，指向性變換圖案的光導入部側端部係以貫通光導入部的傾斜面的方式與前述傾斜面連接意指：指向性變換圖案的光導入部側端面與光導入部的傾斜面之間不存在間隙，或者意指：指向性變換圖案的光導入部側端面不存在於導光板的外表面。依據此實施態樣，能夠減少光的漏洩，使光利用效率提升。
在本發明的第1或第2或第3光導入部的其他實施態樣中，前述指向性變換圖案係以從垂直於前述照明區域的方向觀看時，使要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向與垂直於前述光導入部的前述端面的方向所成之夾角變小的方式進行變換。
在本發明的第1或第2或第3光導入部的其他實施態樣中，前述光導入部係設置有用以將從前述光導入部的前述端面射入的光往前述導光板本體的寬度方向擴散的光擴散圖案。另外，該光擴散圖案的設置位置並無特別限定，可設置在例如光導入部的上表面、下表面、為傾斜面的上表面或下表面、光入射面等位置。依據此實施態樣，能夠將從光入射面進入光導入部的光以光擴散圖案往橫向擴散，然後再藉由指向性變換圖案變 換為縱方向。因此能夠將光送往導光板的側面的周圍而使導光板板緣的輝度提升，並且將光的方向統一為縱方向，使光不易從導光板的側面和雙凸透鏡等光學圖案漏洩，從而能夠謀求輝度的均勻化和光利用效率的提升。
在本發明的第1或第2或第3光導入部的其他實施態樣中，前述照明區域形成有雙凸透鏡形狀。依據此實施態樣，能夠將從照明區域射出的光往與雙凸透鏡的長度方向垂直的方向擴散。
本發明的面光源裝置係具備第1或第2或第3導光板；及光源，係用以將光送入前述導光板具有的前述光導入部的前述端面。在本發明的面光源裝置中，由於能夠減少從形成在導光板的指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光，所以能夠防止有效照明區域變得狹小。
本發明的第1或第2或第3導光板或面光源裝置能夠使用於液晶顯示裝置，不需加大導光板的面積就能增加有效照明區域。
此外，本發明的第1或第2或第3導光板或面光源裝置亦能夠使用於智慧型手機(SmartPhone)、平板型電腦(Tablet computer)、電子書閱讀器(E-book reader)、電子字典等行動機器。
另外，本發明的用以解決前述課題的手段具有適當組合上述構成要素之特徵，且本發明可藉由該些構成要素的組合而獲得各種變化。
11、21、30、31、51、71、73、81、91、96‧‧‧面光源裝置
12、32‧‧‧光源
13、33‧‧‧導光板
14、34‧‧‧導光板本體
15、35‧‧‧光導入部
16、36‧‧‧雙凸透鏡
17、37‧‧‧傾斜面
22‧‧‧漏光防止圖案
38‧‧‧光入射面
39‧‧‧光出射面
40‧‧‧指向性變換圖案
40a‧‧‧圖案元件
41‧‧‧LED(發光二極體)
42‧‧‧透明密封樹脂
43‧‧‧白色樹脂
44‧‧‧光出射窗(發光面)
45‧‧‧光出射手段
46‧‧‧照明區域
47‧‧‧圖案形成區域
48‧‧‧照明區域側端面
49‧‧‧光導入部側端面
50a、50b‧‧‧斜面
52、72、82、93‧‧‧光擴散圖案
92‧‧‧膨出部
101、112‧‧‧液晶顯示裝置
102‧‧‧擴散板
103‧‧‧稜鏡片
104‧‧‧液晶面板
105‧‧‧反射片
111‧‧‧智慧型手機
a‧‧‧導光板本體的端緣位置
b‧‧‧圖案形成區域與照明區域 的分界位置
C‧‧‧光軸
C’‧‧‧垂線
D1、D1i、D2、D2j‧‧‧橫向寬度
e1‧‧‧高度
e2‧‧‧深度
G‧‧‧圖案形成區域的長度
H‧‧‧光出射窗的高度
K‧‧‧圓眼狀發光
L1、L2‧‧‧光
M1、M2‧‧‧無效區域長度
N‧‧‧法線
t‧‧‧導光板本體的厚度
T‧‧‧光導入部的最大厚度
W‧‧‧導光板的寬度
α 、α i、β 、β j‧‧‧法線與垂線之夾角
‧‧‧傾斜角
第1圖係習知面光源裝置的立體圖。
第2圖係專利文獻1揭示的面光源裝置的立體圖。
第3圖係發明人之前提出的專利申請中揭示的面光源裝置及本發明實施形態1的面光源裝置的立體圖。
第4圖係用於說明第3圖所示的面光源裝置的技術課題的概略剖面圖。
第5圖係顯示從指向性變換圖案的照明區域側端面漏洩的光造成圓眼狀發光的現象的概略示意圖。
第6圖(A)係本發明實施形態1的面光源裝置的俯視圖。
第6圖(B)係顯示第6圖(A)的X-X線剖面的放大圖，顯示雙凸透鏡的剖面形狀。
第7圖係第6圖所示面光源裝置的概略剖面圖。
第8圖係顯示指向性變換圖案與光入射面平行的剖面時的形狀及其局部放大剖面圖。
第9圖係說明向外或向內法線的寬度總和及向外或向內法線的平均角度的求取方法的圖。
第10圖(A)至(C)係顯示指向性變換圖案的設置深度的概略示意圖。
第11圖係顯示用於量測導光板的漏光比率的試樣的立體圖。
第12圖(A)係顯示將指向性變換圖案設置為高於照明區域表面的面光源裝置的概略示意圖。
第12圖(B)係顯示將指向性變換圖案設置為低於照明區域表面的面光源裝置的概略示意圖。
第13圖(A)係顯示第12圖(A)所示面光源裝置的導光板本體的輝度分布的照片。
第13圖(B)係顯示第12圖(B)所示面光源裝置的導光板本體的輝度分布的照片。
第14圖係顯示指向性變換圖案的突出比率與無效區域比之關係的圖。
第15圖係顯示令指向性變換圖案的照明區域側端面的傾斜角φ變化時的相對漏光量的變化的圖。
第16圖(A)係顯示在指向性變換圖案的光導入部側端面與傾斜面之間形成有間隙的面光源裝置的概略示意圖。
第16圖(B)係顯示指向性變換圖案的光導入部側端面以貫通的方式連接傾斜面的面光源裝置之概略示意圖。
第17圖係本發明實施形態2的面光源裝置的立體圖。
第18圖(A)係第17圖的面光源裝置的俯視圖。
第18圖(B)係第18圖(A)的Y-Y線剖面圖，顯示光擴散圖案的剖面形狀。
第19圖係本發明實施形態2的變化例的面光源裝置的立體圖。
第20圖係本發明實施形態3的面光源裝置的俯視圖。
第21圖係第20圖的面光源裝置的光導入部的局部放大立體圖。
第22圖係本發明實施形態4的面光源裝置的立體圖。
第23圖係本發明實施形態4的變化例的面光源裝置的立體圖。
第24圖係顯示指向性變換圖案與光擴散圖案的連接部分的形狀的局部放大圖。
第25圖係本發明實施形態5的面光源裝置的立體圖。
第26圖係本發明實施形態6的液晶顯示裝置的剖面圖。
第27圖係使用本發明的面光源裝置的行動機器的俯視圖。
以下，參照圖式說明本發明的較佳實施形態。此外，本發明並不受限於下述的實施形態，當可在不脫離本發明主旨的範圍內進行各種設計變更。
(實施形態1的構成)
以下，參照第6圖(A)、第6圖(A)、第7圖及第8圖說明本發明實施形態1的構成。第6圖(A)係本發明實施形態1的面光源裝置31的俯視圖。第6圖(B)係顯示第6圖(A)的X-X線剖面的放大圖，放大顯示在導光板33表面設置的雙凸透鏡36的剖面。第7圖係沿面光源裝置31的縱方向(垂直於光入射面38的方向)的概略剖 面圖，顯示導光板33內光線的行進動線。第8圖係顯示指向性變換圖案與光入射面平行的剖面時的形狀及其局部放大的剖面圖。另外，本發明實施形態1的面光源裝置31也能以和第3圖相同的立體圖表示，故以下進行說明時亦適當參照第3圖。另外，日本國專利申請案號2012-59419中有詳述本說明書中的面光源裝置31的基本構成及其光學性作用等內容。
面光源裝置31由光源(即使用LED的光源)32與導光板33構成。光源32內設1個或複數個LED，發出白色光。如第7圖所示，LED 41被密封在透明密封樹脂42內，而透明密封樹脂42除了正面之外都被白色樹脂43包覆，透明密封樹脂42中從白色樹脂43露出的正面為光出射窗44(發光面)。此光源32比導光板33的寬度小，相對於冷陰極管被稱為線狀光源，有人稱此種光源為點光源。
導光板33是以與薄板狀導光板本體34連續的方式將光導入部35連續一體成形於導光板本體34的端部而成。導光板33由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯(PC)、環烯烴系材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高折射率的透明樹脂或玻璃一體成形。
光導入部35是導光板33中厚度略厚且呈楔子狀的部分。光源32配置為與屬於光導入部35端面的光入射面38的一部分相對向。光導入部35的端面的厚度T和光出射窗44的高度H相等或是比較厚，藉此，自光源32射出的光能有效率地從光入射面38入射至光導入部35內，使面光源裝置31的光利用效率提高。
在光導入部35的上表面(和光出射面39同側的面)形成有傾斜面37。傾斜面37係從光入射面38附近厚度最大的部分起朝導光板本體34的端部下降傾斜。傾斜面37係從導光板33的一方側面帶狀延伸至另一方側面。在實施形態1的面光源裝置31中，傾斜面37形成為平滑面。
導光板本體34佔了導光板33大部分的面積，其厚度t比光導入部35的最大厚度T薄，藉此謀求導光板33的薄型化。導光板本體34為表面、背面平行的平板狀，導光板本體34的厚度大致均勻。如第6圖(A)所示，導光板本體34中，大部分為使光射出用的照明區域46，而與光導入部35鄰接的端部區域為圖案形成區域47。
照明區域46中，射出做為照明光的有效光、亦即射出擁有均勻輝度的光之區域稱為有效照明區域。有效照明區域係與重疊於面光源裝置31上的液晶面板的顯示區域相對應。亦即，有效照明區域指的是導光板本體34中除去圖案形成區域47後之區域(照明區域46)再除去發出不均勻輝度的光的區域(發生圓眼狀發光等的區域)之區域。
照明區域46的上表面為光出射面39，在光出射面39形成有雙凸透鏡36。如第6圖(A)及第6圖(B)所示，雙凸透鏡36是由與導光板本體34的縱方向平行地延伸的凸透鏡沿橫方向排列而成，功能是將從光射出面39射出的光的指向特向往橫向擴散。此外，在照明區 域46的光射出面39與其相對面(下表面)具備有光出射手段45。在第7圖中顯示以三角溝狀的圖案做為光出射手段45，但亦可為以噴砂加工形成的圖案、以擴散墨水印刷形成的圖案、繞射光柵圖案、形成任意凹凸的圖案等，此外，只在導光板本體34的光出射面39設置光出射手段45或是在光射出面39及其相對面兩者設置光出射手段45皆無妨。
圖案形成區域47位在導光板本體34的端部，也是位於光導入部35的端部(傾斜面37的下端)與照明區域46的端部之間的帶狀區域。在圖案形成區域47的上表面及/或下表面設有指向性變換圖案40。如第6圖(A)及第8圖所示，指向性變換圖案40由複數個V形溝狀的圖案元件40a放射狀排列而成。亦即，從垂直於光出射面39的方向觀看時，各圖案元件40a是相對於通過光源32發光中心且垂直於光入射面38的假想直線(以下稱之為光源32的光軸)偏斜，且各圖案元件40a的偏斜方向在光軸C兩側是相反的。此外，各圖案元件40a與光軸C之夾角隨著距離光軸C愈遠逐漸變大。
如第8圖所示，與光入射面38平行的剖面，各圖案元件40a是由傾斜角與傾斜方向相異的兩種斜面構成，形成左右不對稱的V形溝狀。因此，指向性變換圖案40是由傾斜方向相異的斜面交替排列而成。
該指向性變換圖案40的剖面形狀具有下述特徵。在指向性變換圖案40之與光入射面38平行的剖面中，於在各圖案元件40a的斜面從導光板33的內部朝 外部拉出法線N時，法線N是往與光軸C正交的垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的橫向寬度D2的總和比法線N是往垂線C’側傾斜的斜面50a的橫向寬度D1的總和大。其中，斜面50b的橫向寬度D2的總和與斜面50a的橫向寬度D1的總和分別以光軸C的右側區域與左側區域個別計算，在光軸C的兩側各側，斜面50b的橫向寬度D2的總和比斜面50a的橫向寬度D1的總和大。在第8圖所示的例子中，關於任意位置的相鄰兩個斜面50a、50b，法線N是往垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的橫向寬度D2比法線N是往垂線C’側傾斜的斜面50a的橫向寬度D1大。
此外，參照第9圖，指向性變換圖案40的剖面形狀的特徵亦能夠描述如下。往垂線C’側傾斜的斜面50a的法線N與垂線C’之夾角α (或是斜面50a的傾斜角)的平均角度比往垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的法線N與垂線C’之夾角β (或是斜面50b的傾斜角)的平均角度大。此處，往垂線C’側傾斜的斜面50a的法線N與垂線C’之夾角α 的平均角度的定義為：當令往垂線C’側傾斜的斜面50a的法線N與垂線C’之夾角為α i，令各斜面50a的寬度為D1i時(i為附加給各斜面50a的索引)，夾角α 的平均角度為Σαi×D1i/ΣD1i
此處，分母的總和及分子的總和項皆是針對光軸C的右側區域或左側區域的斜面50a計算。同樣的，往垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的法線N與垂線C’之夾 角β 的平均角度的定義為：當令往垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的法線N與垂線C’之夾角β 為β j，令各斜面50b的寬度為D2j時(j為附加給各斜面50b的索引)，夾角β 的平均角度為Σβj×D2j/ΣD2j
此處，分母的總和項及分子的總和項皆是針對光軸C的右側區域或左側區域的斜面50b計算。此外，該平均角度的大小之比較是右側區域、左側區域分開比較。在第8圖所示的例子中，關於任意位置的相鄰兩個斜面50a、50b，往垂線C’側傾斜的斜面50a的法線N與垂線C’之夾角α 比往垂線C’側的相反側傾斜的斜面50b的法線N與垂線C’之夾角β 大。
此外，至少有一部分的指向性變換圖案40(圖案元件40a)，但較佳為所有的指向性變換圖案40(圖案元件40a)，其谷線(極小部)位在比照明區域46的表面更下方的位置(導光板本體34的內部側)。在第10圖(A)中，指向性變換圖案40的稜線(極大部)位在比照明區域46的表面更上方的位置，谷線位在比照明區域46的表面更下方的位置。在第10圖(B)中，指向性變換圖案40的稜線(極大部)與照明區域46的表面同高，谷線位在比照明區域46的表面更下方的位置。在第10圖(C)中，指向性變換圖案40的稜線位在比照明區域46的表面更下方的位置，谷線也位在比照明區域46的表面更下方的位置。另外，照明區域46的表面指的是位於與設置在照明區域46的雙凸透鏡36的頂點相同高度的面。
在第10圖(A)至第10圖(C)中，指向性變換圖案40的照明區域側端面之中，位在比照明區域46的表面更上方位置的部分係以愈接近照明區域46愈下降的方式傾斜，而位在比照明區域46的表面更下方位置的部分係以愈接近照明區域46愈升高的方式傾斜。此時，位在比照明區域46的表面更上方的位置的指向性變換圖案40，其照明區域側端面48與照明區域46的表面之夾角(傾斜角)φ較佳為設為45°以下。另外，指向性變換圖案40的照明區域側端面之中，位在比照明區域46的表面更下方位置的部分，雖然最佳為以愈接近照明區域46愈升高的方式傾斜，但受限於成形時的脫模，也並非一定要是該種形態的傾斜。例如，位在比照明區域46的表面更下方位置的部分亦可為與照明區域46的表面垂直的面，此外亦可為與位在比照明區域46的表面更上方位置的部分同樣愈接近照明區域46愈下降。
此外，指向性變換圖案40(圖案元件40a)的光導入部側端面49係以貫通光導入部35的傾斜面37之方式與傾斜面37連接。指向性變換圖案40的光導入部側端面49以貫通光導入部35的傾斜面37之方式與傾斜面37連接意指：指向性變換圖案40的光導入部側端面49與傾斜面37之間不存在間隙。或者意指：指向性變換圖案40的光導入部側端面49沒有露出至導光板33的外表面。
另外，在圖式中，由於圖式的限制，雙凸透鏡36和指向性變換圖案40等光學圖案採概略描繪，實際上該些圖案是微米(micron)尺度的微細圖案。
(實施形態1的作用效果)
因此，在該面光源裝置31中，自光源32射出的光會從光入射面38射入光導入部35內，被光導入部35的上表面或下表面反射或是通過光導入部35而被導引至厚度薄的導光板本體34。被導引至導光板本體34的光會一邊被指向性變換圖案40、雙凸透鏡36、導光板本體34的下表面反射，一邊導光於導光板本體34內，經光出射手段45反射或擴散而從光出射面39大致均勻地射出。
由於指向性變換圖案40配置為相對於光軸C呈現偏斜，所以射入指向性變換圖案40的光L2會如第3圖及第6圖所示，指向性變換圖案40的反射作用讓光L2轉向，變成與光軸C接近平行，使光L2與光軸C所成之夾角變小。如此一來，在本發明實施形態1的面光源裝置31中，指向性變換圖案40反射的光不易到達導光板33的側面，也不易從橫方向射入雙凸透鏡36。因此能夠減少從導光板33的側面和雙凸透鏡36漏洩的光，使光利用效率提升而能夠提升面光源裝置31的發光輝度。
此外，在本發明實施形態1的指向性變換圖案40中，離光軸C愈遠的圖案元件40a，與光軸C所成之夾角愈大。自光源32進入圖案元件40a的光線為，圖案元件40a距離愈光軸C愈遠，則光線與圖案元件40a的長度方向所成之夾角會愈大。因此，藉由設成令離光軸C愈遠的圖案元件40a，與光軸C所成之夾角愈大，便能夠無關乎與光軸C間的距離，將光同樣轉向前方。
但本發明的作用效果並不是指向性變換圖案40反射的所有光皆會轉向為與光軸C的方向。而是指向性變換圖案40反射的光的整體指向特性，尤其是最大輝度方向，轉為朝向與光軸C平行的方向。
根據實驗結果，沒有在圖案形成區域47設置指向性變換圖案40時，從圖案形成區域47漏洩的光為自光入射面38射入的光的15%。相對於此，有在圖案形成區域47設置指向性變換圖案40時，從圖案形成區域47漏洩的光減少為自光入射面38射入的光的5%。第11圖係顯示該實驗所使用之試樣面光源裝置51的立體圖。試樣面光源裝置51中，在光導入部35的傾斜面37還進一步形成有用以把將反射的光的指向性往橫方向擴散的光擴散圖案52。光擴散圖案52是將沿縱方向延伸的V形溝互為平行地排列而成。藉由設置光擴散圖案52，將光往橫方向擴散，送往導光板33的側面方向，防止光出射面39的側緣部變暗，同時利用指向性變換圖案40將被送往側面方向的光的指向特向變換為與光軸C平行的方向，藉此，使光不易從導光板33的側面和照明區域46漏洩。另一方面，省略了照明區域46的雙凸透鏡36。
此外，實驗所使用之試樣各部位的尺寸如下。
光源32的光出射窗的寬度：2mm
導光板33的寬度W：5.5mm
光導入部35的最大厚度T：0.42mm
光導入部35的長度S：1.5mm
導光板本體34的厚度t：0.23mm
圖案形成區域47的長度G：1.5mm
導光板33的折射率n：1.59
根據該實驗的結果，藉由在圖案形成區域47設置指向性變換圖案40，成功將漏光的比率降至1/3(15%→5%)。雖然此實驗使用的試樣(面光源裝置51)具有在實施形態1的面光源裝置31上又附加的要素，但實施形態1的面光源裝置31也能夠減少幾乎相同程度的漏光。
接著針對指向性變換圖案40的高度進行說明。第12圖(A)係顯示將指向性變換圖案40設置為高於照明區域46的比較例的概略示意圖。第12圖(B)係顯示將指向性變換圖案40設置為低於照明區域46的實施形態1的面光源裝置的概略示意圖。當如第12圖(A)所示，指向性變換圖案40高於照明區域46時，從光導入部35進入導光板本體34的光的一部分會容易從指向性變換圖案40的照明區域側端面48漏洩。結果使得在照明區域46的端部產生的圓眼狀發光(參照第5圖)變大，導致輝度不均度上升，造成有效照明區域變得狹小。因此，實際能夠做為面光源使用的面積變小了，面光源裝置的效率因而變差。
相對於此，當如第12圖(B)所示，指向性變換圖案40低於照明區域46時，指向性變換圖案40的照明區域側端面48是以貫通照明區域46的方式連接至照 明區域46。因此，射入指向性變換圖案40的光就算通過照明區域側端面48也還是回到照明區域46內，不易漏洩至外部。如此一來，讓在照明區域46的端部產生的圓眼狀發光變小，使得有效照明區域增加。因此，實際能夠做為面光源使用的面積變大了，面光源裝置的效率因而獲得改善。
第13圖(A)係顯示如第12圖(A)所示將指向性變換圖案40設置為高於照明區域46的比較例中的導光板本體於發光時的輝度分布的照片。第13圖(A)中的a線代表第12圖(A)中的導光板本體34的端緣(指向性變換圖案40的光導入部側端面)位置，第13圖(A)中的b線代表第12圖(A)中的圖案形成區域47與照明區域46的分界(指向性變換圖案40的照明區域側端面)位置。如第13圖(A)所示，在此比較例中，輝度高且不均勻的區域大幅擴及至照明區域內，無效區域長度M1所標出的範圍是無法做為面光源使用的無效區域(dead space)。亦即排除掉該M1範圍的無效區域後的區域即為有效照明區域。
相對於此，如第12圖(B)所示將指向性變換圖案40設置為低於照明區域46的實施形態1中的導光板本體於發光時的輝度分布，係如第13圖(B)的照片所示。第13圖(B)中的a線同樣代表第12圖(B)中的導光板本體34的端緣(指向性變換圖案40的光導入部側端面)位置，第13圖(B)中的b線同樣代表第12圖(B)中的圖案形成區域47與照明區域46的分界(指向性變換圖案40 的照明區域側端面)位置。如第13圖(B)所示，在實施形態1中，輝度高且不均勻的區域變小，與比較例相比，無效區域長度M2所標出的無效區域變小。亦即實施形態1的有效照明區域相較於比較例的有效照明區域大，使得面光源裝置的效率提升。
另外，第13圖(A)及第13圖(B)的觀察所使用的比較例及實施形態1的試樣尺寸與第11圖的試樣尺寸相同。此外，在第13圖(A)的比較例中，是在圖案形成區域47形成從照明區域46起算高出e1=10μm(微米)、高度為10μm的指向性變換圖案40。此外，在第13圖(B)的實施形態1中是將高度為10μm的指向性變換圖案40設置在從照明區域46起算e2=10μm的深度。此外，在第13圖(A)及第13圖(B)中，大部分的區域呈現黑色，這只是因為這些區域的輝度低於發生圓眼狀發光的部分的輝度，所以拍攝出來才會呈現黑色。該些黑色區域也是照明區域。
第14圖係顯示指向性變換圖案40的突出比率與無效區域(dead space)比之關係的圖(實驗值)。此處，指向性變換圖案的突出比率指的是指向性變換圖案高出照明區域的部分的高度相對於指向性變換圖案的高度之比率。亦即，指向性變換圖案的突出比率=(從照明區域的表面量至指向性變換圖案的稜線為止的高度)÷(指向性變換圖案的高度)
此外，無效區域比指的是各無效區域長度相對於如第12圖(A)整個指向性變換圖案40都高出照明區域46的表面時(亦即指向性變換圖案40的谷線與照明區域46的表面同高時)的無效區域長度(第13圖(A)的M1)之比率。舉例而言，第12圖(A)的指向性變換圖案的突出比率為1，第10圖(A)的突出比率為0.5，第12圖(B)的突出比率為0。
根據第14圖，令指向性變換圖案的突出比率減少時，突出比率為-0.5時的無效區域比約0.88，接著就算突出比率比-0.5變得更小，無效區域比也不會變得更小。因此較佳為將指向性變換圖案40設計成從照明區域46起至指向性變換圖案40的稜線為止的深度為指向性變換圖案40的高度的1/2(即突出比率為-0.5)(參照第10圖(C))。
接著，第15圖係顯示照明區域46與指向性變換圖案40的稜線之距離(高低差)保持不變的情況下令指向性變換圖案40的照明區域側端面48的傾斜角φ(參照第10圖(A))變化時的相對漏光量的變化。此處，相對漏光量指的是傾斜角φ的漏光量相對於傾斜角φ為90°時的漏光量之比率。從第15圖可知，傾斜角φ為45°以上時，相對漏光量幾乎不會變化，而傾斜角φ為45°以下時，相對漏光量會隨著傾斜角φ變小而變小。因此指向性變換圖案40的照明區域側端面48的傾斜角φ較佳為如前所述為45°以下。
接著，針對指向性變換圖案40的光導入部側端面49的形狀進行說明。第16圖(A)係顯示在指向性變換圖案40的光導入部側端面49與傾斜面37之間形成有間隙的面光源裝置的概略示意圖。第16圖(B)係顯示指向性變換圖案40的光導入部側端面49以貫通的方式連接傾斜面的面光源裝置之概略示意圖。
當指向性變換圖案40的光導入部側端面49與傾斜面37之間有間隙時，如第16圖(A)的箭頭所示，光容易從傾斜面37的光導入部側端面49的對向處漏洩，導致光的利用效率降低，還會在光導入部側端面49周圍發生圓眼狀發光。相對於此，當指向性變換圖案40的光導入部側端面49以貫通的方式連接傾斜面時，如第16圖(B)的箭頭所示，通過光導入部側端面49的光會被指向性變換圖案40反射而回到導光板本體34內。因此，只要指向性變換圖案40的光導入部側端面49以貫通的方式連接傾斜面，就能使光的利用效率提升，同時減少光導入部側端面49周圍的圓眼狀發光現象。
(實施形態2)
第17圖係本發明實施形態2的面光源裝置71的立體圖。第18圖(A)係面光源裝置71的俯視圖。第18圖(B)係第18圖(A)的Y-Y線剖面圖。
在實施形態2的面光源裝置71中，進一步在光導入部35的上表面及/或下表面形成有用以將反射光的指向性往橫方向擴散的光擴散圖案72。光擴散圖案72可為如第18圖(B)所示將沿縱方向延伸的V形溝72a互 為平行地排列而成的圖案，亦可為雙凸透鏡狀圖案或不規則形狀圖案等圖案。在此種構造中，藉由光擴散圖案72將光往橫方向擴散，送往導光板33的側面方向，防止光出射面39的側緣部變暗，同時利用指向性變換圖案40將被送往側面方向的光的指向特向變換為與光軸C平行的方向，藉此，使光不易從導光板33的側面和雙凸透鏡36漏洩。
此外，以V形溝72a形成光擴散圖案72的話，光就不容易從傾斜面37或光導入部35漏洩至外部，從而能夠以低損失將進入光導入部35的光源32之光導光至導光板本體34。
(變化例)
第19圖係本發明實施形態2的變化例的面光源裝置73的立體圖。在該面光源裝置73中，將光往橫方向擴散用的光擴散圖案72是以放射狀形成。
(實施形態3)
第20圖係本發明實施形態3的面光源裝置81的俯視圖。此外，第21圖係面光源裝置81的光導入部35的局部放大立體圖。
在實施形態3的面光源裝置81中，光導入部35的光入射面38之中，至少在與光源32相對向的區域設置有將光往橫方向擴散用的光擴散圖案82。光擴散圖案82可為如第21圖所示將沿高度方向延伸的凸透鏡橫向排列的柱狀透鏡組成的圖案，亦可為將沿高度方向延伸的V形溝互為平行地排列而成的圖案，亦可為不規則形狀圖案等圖案。
在如此構成的面光源裝置81中，同樣能夠藉由光擴散圖案82將光往橫方向擴散，送往導光板33的側面方向，防止光出射面39的側緣部變暗，同時利用指向性變換圖案40將被送往側面方向的光的指向特向變換為與光軸C平行的方向，藉此，使光不易從導光板33的側面和雙凸透鏡36漏洩。
(實施形態4)
第22圖係顯示本發明實施形態4的面光源裝置91的立體圖。該面光源裝置91中，於光源32的前方，在光導入部35的傾斜面37形成有膨出部92。該膨出部92具有與一部分之圓錐台相同的形狀。只要在傾斜面37設置此種膨出部92，從垂直於導光板33的上方觀看時，由於膨出部92的外周面(傾斜面)以大略圓弧狀將光源32圍起，所以自光源32射出後從光入射面38進入光導入部35內的光會幾乎垂直地射入膨出部92的外周面。如此一來，光不容易從光導入部35的傾斜面(膨出部92的外周面)漏洩，使從光導入部35導光至導光板本體34的導光效率提升。
(變化例)
在實施形態4的面光源裝置中，亦可如第23圖所示，於膨出部92的外周面設置用以將光往橫方向擴散用的光擴散圖案93。
另外，當如第17至19圖和第23圖所示的面光源裝置，於傾斜面37設置有光擴散圖案72或93時，同樣是較佳為在光擴散圖案72或93與指向性變換圖案 40之間不要有間隙。亦即如第24圖所示，較佳為指向性變換圖案40的光導入部側端面49以貫通的方式連接傾斜面的光擴散圖案72、93，且傾斜面的光擴散圖案72、93的圖案形成區域側端面也以貫通的方式連接圖案形成區域47的指向性變換圖案40。
(實施形態5)
第25圖係本發明實施形態5的面光源裝置96的立體圖。在該面光源裝置96中，對1片導光板33使用了複數個光源32。亦即令複數個光源32相對向於導光板33的光入射面38且隔著固定的間距配置。此外，在圖案形成區域47，對應各光源32形成指向性變換圖案40。依據此實施形態，便能夠製造具有大面積照明區域46的面光源裝置。另外，做為面光源裝置96之基礎的導光板構造可採用上述各實施形態任一者的導光板。
(實施形態6)
第26圖係使用本發明的面光源裝置(例如實施形態1的面光源裝置31)的液晶顯示裝置101的概略剖面圖。該液晶顯示裝置101係將擴散板102、稜鏡片103及液晶面板104相對向於導光板33的光出射面側重疊，並於導光板33的背面側配置反射片105。依據此種液晶顯示裝置101，能夠有效地發揮本發明的面光源裝置的特徵，使液晶顯示裝置101的光利用效率提升而能夠增進畫面的易視性，同時能夠謀求液晶顯示裝置101的薄型化。
(實施形態7)
第27圖係使用本發明的面光源裝置或液晶顯示裝置的行動機器，即智慧型手機111的俯視圖。該智慧型手機111的正面具備附設有觸控面板(touch panel)的液晶顯示裝置112。在該智慧型手機若使用本發明的面光源裝置，就不易發生圓眼狀發光和輝線，因此顯示畫質得以提升。此外，本發明的面光源裝置除了可適用於智慧型手機之外，亦可適用於平板型電腦、電子字典、電子書閱讀器等行動機器。
32‧‧‧光源
33‧‧‧導光板
34‧‧‧導光板本體
35‧‧‧光導入部
37‧‧‧傾斜面
40‧‧‧指向性變換圖案
46‧‧‧照明區域
48‧‧‧照明區域側端面
49‧‧‧光導入部側端面
‧‧‧傾斜角

Claims (13)

  1. 一種導光板，其特徵為具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端部傾斜；前述導光板本體係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有配列有左右非對稱之V形溝狀的複數個圖案元件之指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極小部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置；前述指向性變換圖案係藉由複數個前述圖案元件的配列，以傾斜方向相異的斜面交替排列的方式構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之導光板，其中前述指向性變換圖案的所有極小部皆位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之導光板，其中前述指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比前述照明區域的 表面更靠外側的位置；前述指向性變換圖案中之比前述照明區域的表面更向外側突出的部分的照明區域側端面，係與前述照明區域的表面形成45°以下的角度。
  4. 一種導光板，其特徵為具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端部傾斜；前述導光板本體係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有配列有左右非對稱之V形溝狀的複數個圖案元件之指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置；前述指向性變換圖案係藉由複數個前述圖案元件的配列，以傾斜方向相異的斜面交替排列的方式構成。
  5. 如申請專利範圍第4項之導光板，其中前述指向性變換圖案的所有極大部皆位在比前述照明區域的表面更 靠前述導光板本體的內部側的位置。
  6. 如申請專利範圍第4項之導光板，其中前述指向性變換圖案的極大部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠外側的位置；前述指向性變換圖案中之比前述照明區域的表面更向外側突出的部分的照明區域側端面，係與前述照明區域的表面形成45°以下的角度。
  7. 一種導光板，其特徵為具備：光導入部，係用以封閉自端面射入的光；及導光板本體，其厚度比前述光導入部的最大厚度還小，且以與前述光導入部連續的方式設置，並藉由光出射手段使射入的光從照明區域射出至外部；前述光導入部係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面具有傾斜面，該傾斜面係從前述光導入部的厚度比前述導光板本體還大之部分的表面朝前述導光板本體的端部傾斜；前述導光板本體係在光出射側的面及該面的相對面其中至少一面，於位在前述光導入部與前述照明區域之間的區域具有配列有左右非對稱之V形溝狀的複數個圖案元件之指向性變換圖案，用於變換要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向；前述指向性變換圖案的極小部的至少一部分位在比前述照明區域的表面更靠前述導光板本體的內部側的位置；前述指向性變換圖案的光導入部側端部係以貫通 前述光導入部的前述傾斜面的方式與前述傾斜面連接；前述指向性變換圖案係藉由複數個前述圖案元件的配列，以傾斜方向相異的斜面交替排列的方式構成。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之導光板，其中前述指向性變換圖案係以從垂直於前述照明區域的方向觀看時，使要從前述光導入部通過前述照明區域的光的指向方向與垂直於前述光導入部的前述端面的方向所成之角度變小的方式進行變換。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之導光板，其中前述光導入部係設置有用以將從前述光導入部的前述端面射入的光往前述導光板本體的寬度方向擴散的光擴散圖案。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之導光板，其中前述照明區域形成有雙凸透鏡形狀。
  11. 一種面光源裝置，係具備：申請專利範圍第1至10項中任一項之導光板；及光源，係用以將光送入前述導光板中之前述光導入部的前述端面。
  12. 一種液晶顯示裝置，係具備：申請專利範圍第1至10項中任一項之導光板；光源，係用以將光送入前述導光板中之前述光導入部的前述端面；及液晶面板，配置在前述導光板的前述照明區域上。
  13. 一種行動機器，係具備申請專利範圍第12項之液晶顯示裝置。
TW102105043A 2012-11-15 2013-02-08 導光板及面光源裝置 TWI504951B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012251396A JP5532109B2 (ja) 2012-11-15 2012-11-15 導光板及び面光源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201418805A TW201418805A (zh) 2014-05-16
TWI504951B true TWI504951B (zh) 2015-10-21

Family

ID=50681400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102105043A TWI504951B (zh) 2012-11-15 2013-02-08 導光板及面光源裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9223074B2 (zh)
JP (1) JP5532109B2 (zh)
KR (1) KR101441232B1 (zh)
CN (1) CN103809235B (zh)
TW (1) TWI504951B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI554418B (zh) * 2014-07-18 2016-10-21 福安工業股份有限公司 車輛用之導光條構造

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10281635B2 (en) 2012-03-16 2019-05-07 Radiant Opto-Electronics (Suzhou) Co.,Ltd. Light guide plate, backlight module and display device
US9557469B2 (en) * 2012-03-16 2017-01-31 Radiant Opto-Electronics Corporation Light guide plate, backlight module and display device
US9442240B2 (en) 2012-03-16 2016-09-13 Radiant Opto-Electronics Corporation Light guide plate and light source module
JP6245431B2 (ja) * 2012-12-26 2017-12-13 オムロン株式会社 面光源装置及びその導光板
TWI561874B (en) * 2012-12-27 2016-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Optical couple device and backlight module
JP6331020B2 (ja) 2014-09-03 2018-05-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 導光板表示装置
CN105093388A (zh) * 2015-08-07 2015-11-25 武汉华星光电技术有限公司 导光板及具有该导光板的背光模块
TWI601912B (zh) * 2015-10-21 2017-10-11 瑞儀光電（蘇州）有限公司 導光板、背光模組及顯示裝置
US10475418B2 (en) 2015-10-26 2019-11-12 Reald Spark, Llc Intelligent privacy system, apparatus, and method thereof
CN106772756B (zh) * 2015-11-20 2020-04-03 瑞仪光电(苏州)有限公司 导光板、背光模块及显示设备
TWI582501B (zh) * 2016-01-04 2017-05-11 揚昇照明股份有限公司 光源模組與顯示裝置
CN105629370A (zh) * 2016-01-05 2016-06-01 京东方光科技有限公司 一种导光板、背光模组及显示装置
JP2017188250A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 ミネベアミツミ株式会社 面状照明装置
WO2017200950A1 (en) 2016-05-19 2017-11-23 Reald Spark, Llc Wide angle imaging directional backlights
US10088118B2 (en) 2016-08-30 2018-10-02 HELLA GmbH & Co. KGaA Light emitting area extender
WO2018058423A1 (zh) * 2016-09-29 2018-04-05 瑞仪光电(苏州)有限公司 导光板、背光模组及显示装置
CN108235738B (zh) * 2016-10-11 2019-11-22 瑞仪光电(苏州)有限公司 导光板、背光模组及显示装置
CN110785694B (zh) * 2017-05-08 2023-06-23 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于定向显示器的光学叠堆
US10126575B1 (en) 2017-05-08 2018-11-13 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
JP6861388B2 (ja) * 2017-07-19 2021-04-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 導光板と導光板の射出成形方法
TW201921060A (zh) * 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
US10948648B2 (en) 2017-09-29 2021-03-16 Reald Spark, Llc Backlights having stacked waveguide and optical components with different coefficients of friction
US11115647B2 (en) 2017-11-06 2021-09-07 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
EP3743753A4 (en) 2018-01-25 2021-12-22 RealD Spark, LLC REFLECTIVE OPTICAL STACK FOR PRIVATE SPHERE DISPLAY
JP7353007B2 (ja) 2018-01-25 2023-09-29 リアルディー スパーク エルエルシー プライバシー表示用タッチスクリーン
US10935714B2 (en) 2018-03-22 2021-03-02 Reald Spark, Llc Optical waveguide for directional backlight
CN112639591A (zh) 2018-06-29 2021-04-09 瑞尔D斯帕克有限责任公司 隐私显示的稳定化
WO2020018552A1 (en) 2018-07-18 2020-01-23 Reald Spark, Llc Optical stack for switchable directional display
US11106103B2 (en) 2018-10-03 2021-08-31 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus controlled in response to environment of apparatus
CN209102944U (zh) * 2018-10-25 2019-07-12 瑞仪光电(苏州)有限公司 导光板、背光模块及显示设备
CN117311038A (zh) 2018-11-07 2023-12-29 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示设备
CN113508334A (zh) 2019-01-07 2021-10-15 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的光学叠堆
CN113646695B (zh) 2019-02-12 2024-05-24 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的漫射器
KR20200101722A (ko) * 2019-02-20 2020-08-28 코닝 인코포레이티드 발광다이오드 장치용 광학 구조물 및 이를 구비하는 조명용 발광다이오드 장치
CN110161618A (zh) * 2019-05-30 2019-08-23 开平市盈光机电科技有限公司 一种入光面上具有光学微结构的导光板
CN110109218A (zh) * 2019-05-30 2019-08-09 开平市盈光机电科技有限公司 一种楔形面上具有光学微结构的导光板
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
CN114341681A (zh) 2019-08-02 2022-04-12 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的光学堆叠
CN110486688B (zh) * 2019-09-11 2024-05-03 华域视觉科技(上海)有限公司 一种车灯模组、车灯及车辆
US11114063B2 (en) 2019-10-02 2021-09-07 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
CN114846393A (zh) 2019-11-13 2022-08-02 瑞尔D斯帕克有限责任公司 离轴显示装置
EP4073560A4 (en) 2019-12-10 2024-02-21 RealD Spark, LLC REFLECTION CONTROL OF A DISPLAY DEVICE
CN114902093A (zh) 2019-12-18 2022-08-12 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于隐私显示的环境光的控制
US11237417B2 (en) 2020-04-30 2022-02-01 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
US11442316B2 (en) 2020-04-30 2022-09-13 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
EP4143631A4 (en) 2020-04-30 2024-05-29 RealD Spark, LLC DIRECTION INDICATOR
TW202204818A (zh) 2020-07-29 2022-02-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 光瞳照明裝置
CN116209945A (zh) 2020-07-29 2023-06-02 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于可切换定向显示器的背光源
US11892717B2 (en) 2021-09-30 2024-02-06 Reald Spark, Llc Marks for privacy display
US11977286B2 (en) 2022-02-09 2024-05-07 Reald Spark, Llc Observer-tracked privacy display
US11892718B2 (en) 2022-04-07 2024-02-06 Reald Spark, Llc Directional display apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200636329A (en) * 2005-04-15 2006-10-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Double-faced light guide plate, surface light source device and display
TW200702842A (en) * 2005-07-13 2007-01-16 Mitsubishi Rayon Co Planar light source device and light guide for use in the same
JP2011146185A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Omron Corp 面光源装置及び液晶表示装置
JP2012138222A (ja) * 2010-12-25 2012-07-19 Omron Corp 面光源装置及び立体表示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI350360B (en) * 2007-06-12 2011-10-11 Omron Tateisi Electronics Co Surface light source device
WO2009099547A2 (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Digital Optics International, Llc Thin illumination system
JP5018692B2 (ja) * 2008-08-18 2012-09-05 オムロン株式会社 面光源装置
KR101236089B1 (ko) * 2008-12-16 2013-02-21 오므론 가부시키가이샤 면광원 장치
JP4985787B2 (ja) * 2010-01-12 2012-07-25 オムロン株式会社 面光源装置及び液晶表示装置
JP2012059419A (ja) 2010-09-06 2012-03-22 Seiko Epson Corp 発光素子、表示装置および電子機器
KR101866244B1 (ko) * 2011-01-17 2018-06-12 삼성전자주식회사 스캐닝 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 액정 표시 장치
JP5556837B2 (ja) * 2012-03-15 2014-07-23 オムロン株式会社 面光源装置及び液晶表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200636329A (en) * 2005-04-15 2006-10-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Double-faced light guide plate, surface light source device and display
TW200702842A (en) * 2005-07-13 2007-01-16 Mitsubishi Rayon Co Planar light source device and light guide for use in the same
JP2011146185A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Omron Corp 面光源装置及び液晶表示装置
JP2012138222A (ja) * 2010-12-25 2012-07-19 Omron Corp 面光源装置及び立体表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI554418B (zh) * 2014-07-18 2016-10-21 福安工業股份有限公司 車輛用之導光條構造

Also Published As

Publication number Publication date
CN103809235A (zh) 2014-05-21
US20140132887A1 (en) 2014-05-15
CN103809235B (zh) 2017-03-01
US9223074B2 (en) 2015-12-29
JP2014099363A (ja) 2014-05-29
TW201418805A (zh) 2014-05-16
JP5532109B2 (ja) 2014-06-25
KR20140063364A (ko) 2014-05-27
KR101441232B1 (ko) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI504951B (zh) 導光板及面光源裝置
TWI504990B (zh) 面光源裝置及液晶顯示裝置
JP6237998B2 (ja) 導光板及び面光源装置
US8920017B2 (en) Surface light source device
JP6288442B2 (ja) 導光板及び面光源装置
TWI490569B (zh) Light guide plate and surface light source device
JP6311988B2 (ja) 導光板及び面光源装置
US9261637B2 (en) Surface light source device and its light guide plate
US9128221B2 (en) Light guide plate and surface light source device
JP6288443B2 (ja) 導光板及び面光源装置
US20060203494A1 (en) Light control member, surface light source device and display
JP2010205713A (ja) 照明装置及びこれを用いた表示装置
JP2010509707A (ja) バックライトおよびディスプレイ
US10324249B2 (en) Display device
TW201319684A (zh) 照明裝置、顯示裝置
JP2008066014A (ja) 導光板，面光源装置及び画像表示装置
JP5867386B2 (ja) 導光板及び面光源装置
JP4815930B2 (ja) 光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置
JP2010245005A (ja) 面光源
JP2014093265A (ja) 導光体、照明装置、表示装置
JP5672833B2 (ja) 照明ユニット及びこれを用いた表示装置
JP5531631B2 (ja) 隠蔽構造体を備えた照明ユニット、照明装置、表示装置
JP5533174B2 (ja) 照明ユニット及びそれを備えた表示装置
JP2021185418A (ja) 光学構造体および表示装置
JP2014053089A (ja) 照明ユニット及びこれを備えた表示装置