TWI704400B - 面光源裝置 - Google Patents

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TWI704400B
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Abstract

面光源裝置(100)，係具備有光源(10、20)，和導光板(30)，以及稜鏡薄片(40)。複數條之凸條(41)，係被形成於稜鏡薄片(40)之射入面側處。各凸條(41)，係具備有相對於法線(45a)之傾斜角度分別為A1、A2的第1以及第2傾斜面(41a、41b)。但是，係成為35.5°≦A1≦39°、23°≦A2≦30°。

Description

面光源裝置
本發明，係有關於面光源裝置及稜鏡薄片。
近年來，筆記型電腦、平板型終端等之可攜帶的液晶顯示裝置之需求係有所增加。又，作為身為液晶顯示裝置之背光的面光源裝置，因應於使用者之用途、例如因應於使用者將液晶顯示裝置使用於業務中等的用途，係對於能夠對從液晶顯示裝置而來之面狀照明光的配光分布作切換之面光源裝置有所要求。
作為因應於使用者之用途而將配光分布作2階段的切換之面光源裝置，例如，係提案有下述之面光源裝置，其係具備有與導光板之相互對向之側面作對向配置的第1光源以及第2光源、和在光放出面處具有與從第1光源以及第2光源而來之光的方向相互平行地而延伸存在之複數條的稜鏡並且在與光放出面相反側的光反射面處具備有複數條的凹條之導光板、以及被設置在導光板之光放出面側並且射入有從導光板而來之光之稜鏡薄片，而構成之(參考日本專利第5254658號公報)。
專利文獻1之面光源裝置，在使第1光源作了點燈的情況時，從導光板而來之光，係藉由稜鏡薄片之稜鏡，而朝向稜鏡薄片射出面之法線方向作為指向性為強之光來從稜鏡薄片射出。故而，在使第1光源作了點燈的情況時，相對於從稜鏡薄片所射出之光的射出角度之亮度的配光分布，由於係形成為在射出角度0°附近而具備有1個峰值的分布，因此僅有面光源裝置之法線方向的使用者能夠對於被組入了面光源裝置之裝置的畫面作視覺辨認。
又，在使第1光源以及第2光源同時作了點燈的情況時，通過稜鏡薄片而射出的合成配光，係成為具備有廣射出角度的配光分布。故而，專利文獻1之面光源裝置，係能夠藉由因應於使用者之用途來對於光源之點燈態樣作變更，而對從稜鏡薄片所射出的光之配光分布作2階段的切換。
然而，專利文獻1之面光源裝置，在為了得到具有廣射出角度之配光分布而使第1光源以及第2光源同時作了點燈的情況時，係會形成具備有身為3個的極大點之峰值以及身為相鄰之峰值間的極小點之底部的配光分布。因此，對於對搭載有面光源裝置之液晶顯示裝置作了觀察的使用者而言，與該底部相對應之部分係會在顯示畫面上作為陰影線部分而被辨識出來，而會有產生作為面光源之品質之降低的情況。
本發明，係以提供一種能夠將相對於面狀照明光之射出角度的亮度之配光分布作2階段的切換並且就算是在射出角度為廣之配光分布的情況時亦能夠對於面狀照明光中之可被察覺到的明暗差異之發生作抑制之面光源裝置以及被使用在此種面光源裝置中之稜鏡薄片一事，作為目的。
本發明者等，係發現到：藉由使面光源裝置具備具有特定之形狀的稜鏡之稜鏡薄片，在從面光源裝置所射出的面狀照明光之配光分布中，係能夠對於亮度之峰值與存在於峰值之間之底部的亮度之間之差異作抑制，而達成了上述目的。
亦即是，本發明，係為一種面光源裝置，係具備有：導光板，係以於相互平行之一對的側面處分別被射入有光並從至少1個的平面而射出光的方式而被形成；和一對之光源，係與前述導光板之被射入光的各側面相對向地作配置；和稜鏡薄片，係被與前述導光板之射出光的平面相對向地作配置，該面光源裝置，其特徵為：前述稜鏡薄片，係具備有使從前述導光板所射出之光被射入之射入面、和從與前述射入面相反側之前述稜鏡薄片而射出光之射出面，並於前述射入面處，具備有與前述導光板之前述側面相平行地延伸存在並且並排形成於與前述側面相正交之方向上的複數之凸條，前述凸條，係具備有從各凸條之頂部起朝向相鄰之凸條側而延伸存在並且在與前述凸條之間形成溝之傾斜面，從各凸條之頂部起而延伸至相鄰之 凸條側處之傾斜面的其中一方，係由朝向前述溝之底部而傾斜角互為相異的頂部側之第1傾斜面和底部側之第2傾斜面所成，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，係具備有由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面、和相對於前述射出面之法線而與前述第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面，前述一對之光源，係由被配置在前述導光板之前述第2凸條傾斜面之側之側面處的第1光源和被配置在前述導光板之前述第1凸條傾斜面之側之側面處的第2光源而成，前述第1光源以及前述第2光源係被設置為可分別獨立地點燈，前述第1傾斜面，係將從前述第1光源所射出之光朝向相對於前述射出面之法線而朝第1方向作了傾斜的方向而反射，前述第2傾斜面，係將從前述第1光源所射出之光朝向相對於前述射出面之法線而朝與前述第1方向相反側之第2方向作了傾斜的方向而反射，相對於前述稜鏡薄片之前述射出面的法線，前述第1傾斜面之傾斜角度A1係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，前述第2傾斜面之傾斜角度A2係為23°≦A2≦30°之範圍的角度，在相對於從前述射出面而來的射出光之射出角度之亮度的配光分布中，前述第2光源之射出光之峰值亮度，係較前述第1光源之射出光之峰值亮度而更高，相當於前述第2光源之射出光的角度半值寬幅之射出角度範圍，係被設定在相當於前述第1光源之射出光之角度半值寬幅的射出角度範圍之內側。
若依據本發明，則在使被配置在第1傾斜面以及第2傾斜面側處之光源作了點燈的情況時，係射出在稜鏡薄片之射出面的法線方向(從面光源裝置起而朝向進行目視之人類的方向)上具備有指向性之射出角度之範圍為狹窄的配光分布之面狀照明光。因此，在將面光源裝置搭載於液晶顯示裝置上的情況時，由於係能夠於在與凸條所延伸存在之方向相垂直的面上之稜鏡薄片射出面的水平方向上而得到狹角之視覺辨認性，因此，例如，係能夠使被顯示在筆記型電腦、平板型終端等之可攜帶的液晶顯示裝置上之內容成為難以被附近的例如坐在隔壁之第三者等所讀取。
另一方面，在使2個光源作了點燈的情況時，係射出在稜鏡薄片之射出面的法線方向、從該法線方向起而朝向第1傾斜面以及第2傾斜面側作了傾斜的方向、以及從該法線方向起包夾著凸條而朝向與第1傾斜面以及第2傾斜面側相反側來作了傾斜的方向上而具備有指向性之射出角度之範圍為廣的配光分布之面狀照明光。因此，在將面光源裝置搭載於液晶顯示裝置上的情況時，係能夠於在與凸條所延伸存在之方向相垂直的面上之稜鏡薄片射出面的水平方向上而得到廣角之視覺辨認性。
故而，僅需要對於光源之點燈狀態作切換，便能夠使從面光源裝置而來之面狀照明光的配光分布之指向性互為相異，並成為能夠對於要將在搭載有面光源裝置 之液晶顯示裝置上的視覺辨認性設為狹角或廣角一事作選擇。
進而，由於相對於稜鏡薄片之射出面的法線之第1傾斜面之傾斜角度A1係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，相對於稜鏡薄片之射出面的法線之第2傾斜面之傾斜角度A2係為23°≦A2≦30°之範圍的角度，因此，在從面光源裝置所射出的面狀照明光之配光分布中，係能夠對於峰值之亮度與存在於相鄰之峰值之間之底部的亮度之間之差異作抑制。
另外，當A1>39°或者是A2<23°的情況時，面狀照明光，雖係會隨著第1傾斜面與第2傾斜面之間之傾斜角度之差變大而成為更廣角之射出角度，但是，在配光分布中，相對於峰值之亮度的相鄰之峰值間之底部的亮度之差異，係會顯著地變大。故而，在從面光源裝置而來之面狀照明光中，與底部相對應之部分，係可能會作為陰影線部分而被察覺到。
當A1<35.5°或者是A2>30°的情況時，第1傾斜面與第2傾斜面之間的傾斜角度之差係變小，2個的半值寬幅之其中一者的半值寬幅係會成為10°以下，就算是在使2個的光源作了點燈的情況時，也會變得難以形成均一並具有廣角之射出角度的面狀照明光。另外，所謂「半值寬幅」，係指在配光分布中，從稜鏡薄片之射出面的法線方向(亦即是從射出角度0°)起直到相對於配光分布之峰值的亮度為1/2以上的亮度之射出角度的最小值 (負值)為止之角度寬幅、和直到前述射出角度之最大值(正值)為止之角度寬幅。
故而，本發明之面光源裝置，係能夠將相對於面狀照明光之射出角度的亮度之配光分布作2階段的切換，並且就算是在射出角度為廣之配光分布的情況時，亦能夠對於從面光源裝置而來之面狀照明光中之可被察覺到的明暗差異之發生作抑制。
在本發明中，較理想，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，前述第1傾斜面之長度L1和前述第2傾斜面之長度L2之間的比例L2/L1，係為0.3≦L2/L1≦4之範圍的比例。
若依據此，則在使2個光源同時作了點燈的情況時，係能夠形成具有廣角性之射出角度的面狀照明光。另外，在L2/L1<0.3或者是L2/L1>4的情況時、亦即是當第1傾斜面之長度L1與第2傾斜面之長度L2之其中一者的比例變大的情況時，2個的半值寬幅之其中一者的半值寬幅會成為10°以下，而會有在與凸條所延伸存在之方向相垂直的面上之稜鏡薄片射出面水平方向上成為難以得到廣角性之視覺辨識性的情況。
又，在本發明中，較理想，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，係具備有由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面、和相對於前述射出面之法線而與前述第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面，在前述射出面之法線與前述第 2凸條傾斜面之交點處，相對於前述射出面之法線的前述第2凸條傾斜面之傾斜角度A3，係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度。
若依據此，則由於第2凸條傾斜面之傾斜角度A3係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度，因此，在使被配置在第1凸條傾斜面側處之光源作了點燈的情況時，從稜鏡薄片之射出面所射出的面狀照明光之配光分布的射出光之亮度之峰值，係被形成於射出角度0°附近處。
另外，當A3<30°或者是A3>34.5°的情況時，相對於在面狀照明光之配光分布中的亮度之峰值之射出角度的絕對值，由於係超過5°，因此，相對於稜鏡薄片射出面之垂直方向的面狀照明光之指向性係降低。故而，本發明，係能夠確實地射出相對於稜鏡薄片之射出面而在垂直方向上具備有指向性之射出角度之範圍為狹窄的配光分布之面狀照明光。
又，本發明之面光源裝置的導光板，係並不被限定於1枚的導光板，而亦可被形成有複數枚的導光板。具體而言，係亦可構成為：前述一對之光源，係由在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，相對於前述射出面之法線而被配置在與由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面之側的第1光源、和被配置在前述第1凸條傾斜面之側的第2光源，而構成之，前述導光板，係由第1導光板、和相平行地鄰接於前述第1導光板所配置的第2導光板， 而構成之，前述第1光源，係被與前述第1導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第2光源，係被與前述第2導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第1光源以及前述第2光源，係包夾著前述第1導光板以及前述第2導光板地而相對向。
此時，就算是在射出角度為廣之面狀照明光之配光分布的情況時，亦同樣的，在對於能夠在從面光源裝置而來之面狀照明光中所察覺到的明暗差異之發生作抑制的觀點上，較理想，在由前述第1導光板之光被射出的平面以及前述第2導光板之光被射出的平面之法線方向和由前述第1導光板以及第2導光板的側面之法線方向所成之平面上，從前述第1導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ1，係較從前述第2導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ2而更大(θ1>θ2)。另外，所謂「角度半值寬幅」，係指相對於配光分布之峰值的亮度為1/2以上的亮度之射出角度的範圍。
又，本發明，係為一種稜鏡薄片，其係具備有使光被射入之射入面和使被射入之光射出之射出面，其特徵為：於前述射入面處，具備有在其中一方向上而並排形成之複數之凸條，前述凸條，係具備有從各凸條之頂部起朝向相鄰之凸條側而延伸存在並且在與前述凸條之間形成溝之傾斜面，從各凸條之頂部起而延伸至相鄰之凸條側處之傾斜面的其中一方，係由朝向前述溝之底部而傾斜角互為相異的頂部側之第1傾斜面和底部側之第2傾斜面所 成，相對於前述射出面的法線，前述第1傾斜面之傾斜角度A1係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，前述第2傾斜面之傾斜角度A2係為23°≦A2≦30°之範圍的角度。
在將本發明之稜鏡薄片配置在例如具備有以於相互平行之一對的側面處分別被射入有光並從至少1個的平面而射出光的方式而被形成之導光板和與前述導光板之被射入光的各側面相對向地作配置之一對的光源之面光源裝置中的情況時，藉由對於光源之點燈狀態作改變，係能夠將相對於面狀照明光之射出角度的射出光強度之配光分布作2階段的切換。又，藉由具備本發明之稜鏡薄片，就算是在形成射出角度為廣之配光分布的情況時，亦能夠對於在從面光源裝置而來之面狀照明光中之可被察覺到的明暗差異之發生作抑制。
又，在使上述面光源裝置之2個光源同時作了點燈的情況時，為了形成具有廣角性之射出角度的面狀照明光，較理想，前述稜鏡薄片之凸條，在與凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，前述第1傾斜面之長度L1和前述第2傾斜面之長度L2之間的比例L2/L1，係為0.3≦L2/L1≦4之範圍的比例。
進而，較理想，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，係具備有由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面、和相對於前述射出面之法線而與前述第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面，在前述射出面之法線與前述第2凸條傾斜 面之交點處，相對於前述射出面之法線的前述第2凸條傾斜面之傾斜角度A3，係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度。
例如，在使被配置於上述稜鏡薄片之第1傾斜面以及第2傾斜面側之光源作了點燈的情況時，從稜鏡薄片之射出面所射出的面狀照明光之配光分布的亮度之峰值，係被形成於射出角度0°附近處，而能夠確實地射出相對於稜鏡薄片之射出面而在垂直方向上具備有指向性的射出角度範圍為狹窄之配光分布之面狀照明光。
10:第1光源
20:第2光源
30:導光板
30a:導光板
30b:導光板
31:第1導光板射入面
31a:射入面
31b:射入面
32:第2導光板射入面
32a:射入面
32b:射入面
33:導光板射出面
33a:稜鏡
33b:平面
34:導光板背面
40:稜鏡薄片
41:凸條
41a:第1傾斜面
41b:第2傾斜面
41c:第1凸條傾斜面
41d:第2凸條傾斜面
42:頂部
43:底部
45:射出面
45a:法線
100:面光源裝置
100’:面光源裝置
A1:第1傾斜面之傾斜角度
A2:第2傾斜面之傾斜角度
A3:第2凸條傾斜面之傾斜角度
B1:底部
B2:底部
L1:第1傾斜面之長度
L2:第2傾斜面之長度
P1:峰值
P2:峰值
P3:峰值
圖1，係為本實施形態之面光源裝置的概要圖。
圖2，係為本實施形態之稜鏡薄片40的正面圖。
圖3，係為本實施形態之稜鏡薄片40的凸條41之說明圖。
圖4A，係為在使第1光源作了點燈的情況時之光前進路徑的說明圖。
圖4B，係為在使第2光源作了點燈的情況時之光前進路徑的說明圖。
圖5，係為針對相對於面狀照明光之射出角度的射出光之亮度的配光分布作展示之圖。
圖6A，係為對於當第1傾斜面之長度L1與第2傾斜面之長度L2間的比例L2/L1為0.3、1.5、4的情況時之 配光分布作展示之圖。
圖6B，係為對於當比例L2/L1為0.2、5的情況時之配光分布作展示之圖。
圖7A，係為對於當相對於稜鏡薄片之射出面的法線而使第1傾斜面之傾斜角度A1作了改變的情況時之配光分布作展示之圖。
圖7B，係為對於當相對於稜鏡薄片之射出面的法線而使第2傾斜面之傾斜角度A2作了改變的情況時之配光分布作展示之圖。
圖8A，係為對於當相對於稜鏡薄片之射出面的法線而使第1傾斜面之傾斜角度A1作了改變的情況時之其他之配光分布作展示之圖。
圖8B，係為對於當相對於稜鏡薄片之射出面的法線而使第2傾斜面之傾斜角度A2作了改變的情況時之其他之配光分布作展示之圖。
圖9，係為對於當相對於稜鏡薄片之射出面的法線而使第2凸條傾斜面之傾斜角度A3作了改變的情況時之其他之面狀照明光之配光分布作展示之圖。
圖10，係為其他實施形態之面光源裝置的概要圖。
圖11，係為圖10之其他實施形態的從各導光板所射出之光之說明圖。
參考圖1~圖3，針對本實施形態之面光源裝 置100的全體構成作說明。本實施形態之面光源裝置100，係為作為液晶顯示裝置之背光而被使用的裝置，並如同圖1中所示一般，本實施形態之面光源裝置100，係具備有第1光源10、第2光源20、導光板30以及稜鏡薄片40。
第1光源10以及第2光源20，係均為將複數之LED(Light Emitting Diode)以陣列狀而配置為1列的LED陣列。另外，第1光源10以及第2光源20，係並不被限定於LED，而亦可使用冷陰極螢光管、熱陰極螢光管等之線狀光源。
第1光源10以及第2光源20，係分別藉由相互獨立之點燈電路(省略圖示)而被點燈。另外，在搭載有將面光源裝置100作為背光來使用的液晶顯示裝置之機器中、例如在筆記型電腦、平板型終端、行動電話、攜帶式電視、DVD等的行動電子機器、銀行之ATM終端等之中，係被設置有用以對於要使第1光源10以及第2光源20之何者點燈一事作選擇的光源選擇手段(省略圖示)。光源選擇手段，例如，係由切換開關、切換按鍵、或者是觸控面板或鍵盤等之被以特定之狀態而作了分配的按鍵等，來構成之。另外，光源選擇手段，係亦可為藉由因應於被搭載有液晶顯示裝置之機器的使用狀態來對光源自動性地作選擇的程式所控制之機器。
導光板30，係為矩形板狀之導光板，並由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等之透光性材質所形成。導光板 30，係以具備有相互在導光板30之長邊方向上而相對向的一對之側面31、32和身為厚度方向之其中一面的導光板射出面33的方式，而被構成。側面31和與側面31相對向之側面32，係為相互平行之平坦面。
側面31，係作為使光從第1光源10而射入至導光板30之內部的第1導光板射入面31而被構成。第1光源10，係使第1光源10之長邊方向與第1導光板射入面31之長邊方向相互一致，並以與第1導光板射入面31相對向的方式而被作配置，從第1光源10而來之光係經由第1導光板射入面31而被導入至導光板30之內部。
側面32，係作為使光從第2光源20而射入至導光板30之內部的第2導光板射入面32而被構成。第2光源20，係使第2光源20之長邊方向與第2導光板射入面32之長邊方向相互一致，並以與第2導光板射入面32相對向的方式而被作配置，從第2光源20而來之光係經由第2導光板射入面32而被導入至導光板30之內部。
在以下的說明中，如同圖1~圖3中所示一般，係將與第1導光板射入面31以及第2導光板射入面32相垂直之方向作為X軸方向，並將在與X軸方向相正交之平面上而相互正交之2軸方向作為Y軸方向、Z軸方向。X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向，係為相互正交之3軸方向，將Y軸方向設為第1導光板射入面31以及第2導光板射入面32之長邊方向(第1光源10以及第2光源20之長邊方向)，並將Z軸方向作為導光板30之厚度方 向(在圖1中係為上下方向)。
關於X軸方向，係將從第1導光板射入面31起而朝向第2導光板射入面32之方向作為X軸正方向，換言之，係將從第1光源10起所對於導光板30之光的導入方向作為X軸正方向。關於Z軸方向，係將從導光板30之背面34起而朝向表面33之方向作為Z軸正方向。
導光板30之厚度方向的表面(在圖1中係為上面)33，係構成將被導入至內部的光射出至稜鏡薄片40處的導光板射出面33。又，導光板30之厚度方向的背面(在圖1中係為下面)34，係構成將被導入至內部的光作反射並朝向導光板射出面33之光反射面。身為導光板射出面之導光板表面33和導光板背面34，其之個別的基準平面係為相互平行之平坦面。
導光板射出面33，係從基準平面起朝向Z軸正方向而突出並連續地形成有在X軸方向上而相互平行地延伸存在之複數條之稜鏡33a。各稜鏡33a，係為X軸方向垂直剖面為略二等邊三角形狀者，換言之，係為在X軸方向上而延伸存在的概略三角柱狀之稜鏡。稜鏡33a，係藉由射出成形等而被與導光板30一體性地形成。稜鏡33a之Y軸方向的寬幅以及頂角，係依據在面光源裝置中所要求的指向特性等而被適宜作調整。
另外，稜鏡33a之X軸方向垂直剖面形狀，係並不被限定於使二等邊三角形狀作了連續的形狀，亦可為頂部為平坦之梯形型、魚板型、波浪型等的形狀，進 而，係亦可為於此些之形狀之間而具備有平坦之面者。又，亦可為使稜鏡33a之X軸方向垂直剖面形狀在Z軸方向上而連續性地作相似性改變者，或者是亦可為稜鏡33a之間之Y軸方向的間隔並非為一定者。
在導光板背面34處，係為了使從第1光源10以及第2光源20而來之光朝向導光板射出面33，而使在Y軸方向上而相互平行地作直線性的延伸存在(未圖示)之複數條之凹條部，以朝向Z軸正方向而凹陷的方式來連續地形成。在導光板背面34處，只要是能夠使從第1光源10以及第2光源20而來之光朝向導光板射出面33，則例如係亦可形成凹狀點等。
在導光板背面34側處，係以與導光板背面34相對向地來覆蓋導光板背面34的方式，而被配置有未圖示之光吸收薄片。光吸收薄片，係為黑色或灰色之樹脂薄片，並將從導光板背面34而漏出至導光板30之外部的光作吸收。藉由光吸收薄片，來對於作了反射、散射後之光再度射入至導光板30之內部並導致從導光板30之導光板射出面33起所放出至稜鏡薄片40側之光的方向成為非預期之方向一事作防止。又，代替光吸收薄片，係亦可使用高反射率之薄片。在使用有高反射率之薄片的情況時，起因於漏出至外部後而再度射入至導光板中之光的影響，指向性之功能係會降低，但是，由於在峰值處所射出的光之強度係增加，因此，在周遭為明亮的環境下、例如在主要會於室外被使用一般的製品中，係成為能夠充分地滿足特 性者。
稜鏡薄片40，係為與導光板射出面33相對向並且以覆蓋導光板射出面33的方式來相對於導光板射出面33而平行地作了層積的透明構件。稜鏡薄片40之材料，係可列舉出玻璃、例如聚碳酸酯(PC)、丙烯酸、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等之聚合物薄膜或者是薄片等。
稜鏡薄片40，係在稜鏡薄片40之厚度方向(Z軸方向)上，具備有射出面狀照明光之平坦面之射出面45、和與射出面45相反側之背面。在稜鏡薄片之與射出面45相反側的背面處，係具備有於Y軸方向(與射出面45相平行並且與導光板射入面31、32之法線相垂直的方向)上而並列地延伸存在並且朝向Z軸負方向而突出之複數條之凸條41。
凸條41，係如同在身為凸條41之Y軸方向垂直剖面的圖3中所示一般，沿著Y軸方向，而從凸條41之頂部42起朝向存在於相鄰之凸條41之間之溝的底部43，而具備有依序由平坦面之第1傾斜面41a和平坦面之第2傾斜面41b所成之第1凸條傾斜面41c、和相對於射出面45之法線45a而在與第1凸條傾斜面41c相反側處的平坦面之第2凸條傾斜面41d。另外，第2凸條傾斜面41d，係並不被限定於平坦面，而亦可為彎曲面。
具備有凸條41之稜鏡薄片40，係使從導光板射出面33而來之光的方向改變，並對於從射出面45所射 出的面狀照明光之方向作調整。
面光源裝置100，係於在導光板30之導光板背面34側處重疊了光吸收薄片的狀態下，於導光板射入面31、32側端部處分別組裝第1以及第2光源10、20，並且於在導光板30之導光板射出面33側處重疊了稜鏡薄片40的狀態下，來組裝於框體之內側，藉由此，來構成之。
而，面光源裝置100，係使藉由對於從面光源裝置100而來的面狀照明光作控制一事來進行畫像顯示的液晶面板與稜鏡薄片40作對向配置，而作為液晶顯示裝置之背光來使用。
接著，針對本實施形態之面光源裝置100的動作作說明。
〔第1光源點燈狀態〕
在使第1光源10作了點燈的第1光源點燈狀態的情況時，首先，從第1光源10而經由導光板射入面31所導入至導光板30中的光，係藉由導光板背面34之未圖示之複數條的凹條部而被作反射，並以相同之角度而射入至導光板射出面33處。
接著，射入至導光板射出面33中之光的一部分，係從導光板射出面33而被導入至稜鏡薄片40處，並在第1凸條傾斜面41c處被反射，再從射出面45而射出。圖4A，係為對於在使第1光源10作了點燈的情況時 之從第1光源10而被導入至導光板30中之光的一部分之於稜鏡薄片40處的光前進路徑而以實線來作了展示之圖。
如同圖4A中所示一般，在第1光源點燈狀態的情況時，從導光板30而被導入至稜鏡薄片40中之光的一部分，係在凸條41之第1傾斜面41a處而反射，又，該光之另外一部分，係在凸條41之第2傾斜面41b處而反射，且進而在射出面45處而折射，並使方向改變為朝向X軸正負方向作了傾斜的方向。故而，從射出面45所射出的光，係朝向從射出面45之法線45a而朝向X軸正負方向作了傾斜的方向而射出。
〔第2光源點燈狀態〕
在使第2光源20作了點燈的第2光源點燈狀態的情況時，首先，從第2光源20而經由導光板射入面32所導入至導光板3.0中的光，係與第1光源點燈狀態相同的，藉由導光板背面34之未圖示之複數條的凹條部而被作反射，並以相同之角度而射入至導光板射出面33處。
接著，射入至導光板射出面33中之光的一部分，係從導光板射出面33而被導入至稜鏡薄片40處，並在第2凸條傾斜面41d處被反射，再從射出面45而射出。圖4B，係為對於在使第2光源20作了點燈的情況時之從第2光源20而被導入至導光板30中之光的一部分之於稜鏡薄片40處的光前進路徑而以實線來作了展示之 圖。
如同圖4B中所示一般，在第2光源點燈狀態的情況時，從導光板30而被導入至稜鏡薄片40中之光的一部分，係在凸條41之第2凸條傾斜面41d處而反射，且進而在射出面45處而折射，並使方向改變為朝向Z軸正方向。故而，關於從射出面45所射出的光，係能夠得到具備有被狹窄地限定於射出面45之法線方向、亦即是被狹窄地限定於Z軸正方向的指向性之配光分布。
〔同時點燈狀態〕
在使第1光源10以及第2光源20作了點燈的同時點燈狀態的情況時，從射出面45所射出之光，係為在第1光源點燈狀態下之從射出面45所射出之光和在第2光源點燈狀態下之從射出面45所射出之光的合成光。故而，關於從射出面45所射出的光，係能夠得到朝向從射出面45之法線45a而朝向X軸正負方向作了傾斜的方向而射出之具備有廣射出角度範圍的配光分布。
於圖5中，針對當在凸條41之延伸存在方向(Y軸方向)垂直剖面上，第1傾斜面41a之長度L1與第2傾斜面41b之長度L2間的比例L2/L1為1.5的情況時之模擬結果作展示。於圖5中，係將相對於在第1光源點燈狀態、第2光源點燈狀態以及同時點燈狀態下的射出角度之射出光之亮度的配光分布，以虛線、實線、一點鍊線來作展示。
另外，射出角度，係代表從射出面45所射出之光的從Z軸正方向起之傾斜角度。所謂射出角度為正，係指從Z軸正方向起朝向第2光源20側傾斜地而射出光，所謂射出角度為負，係指從Z軸正方向起朝向第1光源10側傾斜地而射出光。
根據圖5，可以得知，在第1光源點燈狀態的情況時(虛線)，係形成於射出角度-10°附近以及15°附近而具有峰值之分布，在第2光源點燈狀態的情況時(實線)，係形成於射出角度0°附近而具有峰值之分布，亦即是形成具有被狹窄地限定於Z軸正方向之指向性的分布。又，可以得知，在同時點燈狀態的情況時(一點鍊線)，係形成有-30°~30°之廣射出角度範圍的分布。
故而，係能夠藉由僅使第2光源20點燈，而形成指向性為非常強之配光分布，並能夠藉由使第1光源10以及第2光源20同時點燈，而形成射出角度為廣之配光分布。
又，在使第1光源10以及第2光源20同時作了點燈的情況時，關於身為配光分布之3個的極大點之峰值P1、P2、P3中的外側之峰值P1、P3以及分別與該些相鄰接之身為極小值之底部B1、B2，P1和B1以及P3和B2之間的亮度之差係變小。故而，若依據面光源裝置100，則就算是在射出角度為廣之配光分布的情況時，亦能夠在搭載有面光源裝置100之液晶顯示裝置的顯示畫面上而得到難以辨識出陰影線部分之自然的配光。
在凸條41之延伸存在方向(Y軸方向)垂直剖面上，第1傾斜面41a之長度L1與第2傾斜面41b之長度L2間的比例L2/L1，係以身為0.3≦L2/L1≦4之範圍的比例為理想。於圖6A中，將比例L2/L1之值為0.3、1.5、4的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線、實線來作標示。如同圖6A中所示一般，在使第1光源10以及第2光源20同時作了點燈的情況時，係形成具有廣角性之射出角度的面狀照明光。
又，於圖6B中，將比例L2/L1之值為0.2、5的情況時之配光分布，分別以虛線、二點鍊線來作標示。如同圖6B中所示一般，在L2/L1<0.3或者是L2/L1>4的情況時、亦即是當第1傾斜面之長度L1與第2傾斜面之長度L2之其中一者的比例變大的情況時，例如於L2/L1=0.2的情況時，半值寬幅係為17.3°(負值側)、8.0°(正值側)，於L2/L1=5的情況時，半值寬幅係為7.3°(負值側)、20.6°(正值側)，2個的半值寬幅之其中一者的半值寬幅會成為10°以下，因此，會有在X軸正負方向(與凸條41之延伸存在方向(Y軸方向)相垂直的面上之左右方向)處而成為難以均勻地得到廣角性之視覺辨識性的可能性。
又，較理想，在凸條41之延伸存在方向(Y軸方向)垂直剖面上，相對於射出面45之法線45a的第1傾斜面41a之傾斜角度A1，係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，相對於射出面45之法線45a的第2傾斜面 41b之傾斜角度A2，係為23°≦A2≦30°之範圍的角度。
於圖7A中，將(A1，A2，L2/L1)乃身為(35.5°，26.5°，1.5)、(37.5°，26.5°，1.5)、(39.0°，26.5°，1.5)的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線、實線來作標示。又，於圖7B中，將(A1，A2，L2/L1)乃身為(37.5°，23.0°，1.5)、(37.5°，26.5°，1.5)、(37.5°，30°，1.5)的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線、實線來作標示。
如同圖7A以及圖7B中所示一般，當傾斜角度A1為35.5°≦A1≦39°之範圍內並且傾斜角度A2為23°≦A2≦30°之範圍內的情況時，由於係並不存在有極小點，或者是就算存在有極小點也能夠對於其之與相鄰之極大點之間的亮度之差異作抑制，因此，就算是在射出角度為廣之配光分布的情況時，亦能夠在搭載有面光源裝置100之液晶顯示裝置的顯示畫面上而得到難以辨識出陰影線部分之自然的配光。
於圖8A中，將(A1，A2，L2/L1)乃身為(35.0°，26.5°，1.5)、(39.5°，26.5°，1.5)的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線來作標示。又，於圖8B中，將(A1，A2，L2/L1)乃身為(37.5°，22.5°，1.5)、(37.5°，31°，1.5)的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線來作標示。
如同圖8A以及圖8B中所示一般，當A1>39°或者是A2<23°的情況時，配光分布雖係會隨著第1 傾斜面41a與第2傾斜面41b之間之傾斜角度之差變大而成為更廣角之射出角度，但是，在極小點和與極小點相鄰接之極大點之間的亮度之差異，係會顯著地變大。故而，在從面光源裝置100而來之面狀照明光中，與亮度之極小點相對應之部分，係可能會作為陰影線部分而被察覺到。
又，當A1<35.5°或者是A2>30°的情況時，第1傾斜面41a和第2傾斜面41b之間的傾斜角度之差係變小。因此，例如，當A1=35.0°的情況時，半值寬幅係為10°(負值側)、18.7°(正值側)，當A2=31°的情況時，半值寬幅係為20°(負值側)、8.0°(正值側)，2個的半值寬幅之其中一者的半值寬幅係會成為10°以下，因此，就算是在使第1光源10和第2光源20同時作了點燈的情況時，也會變得難以形成均一並具有廣角之射出角度的面狀照明光。
又，較理想，在凸條41之延伸存在方向(Y軸方向)垂直剖面上，於射出面45之法線45a和第2凸條傾斜面41d之間的交點處，相對於射出面45之法線45a的第2凸條傾斜面41d之傾斜角度A3，係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度。
於圖9中，將角度A3乃身為30°、32.5°、34.5°的情況時之配光分布，分別以虛線、一點鍊線、實線來作標示。如同圖9中所示一般，當角度A3係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度的情況時，若是使第2光源20(被配置在第1凸條傾斜面41c側處之光源)作點燈， 則從射出面45所射出的面狀照明光之配光分布的亮度之峰值，係被形成於射出角度0°附近處。故而，係從射出面45而射出具備有被狹窄地限定於射出面45之法線方向(Z軸正方向)的指向性之配光分布之光。
又，如同根據圖9而可掌握到一般，當A3<30°或者是A3>34.5°的情況時，由於配光分布之亮度的峰值係超過射出角度±5°，因此，係從射出面45而射出使射出面45之法線方向(Z軸正方向)的指向性有所降低的配光分布之光。
另外，導光板，係並不被限定於1枚的導光板，而亦可被形成有複數枚的導光板。於圖10中，對於其他實施形態之面光源裝置100’作展示。另外，係從圖10而將被設置在導光板30a、30b之厚度方向之面上的稜鏡以及凸條部作省略。以下，僅針對與面光源裝置100相異之點作說明。
面光源裝置100’，係具備有第1光源10、第2光源20，導光板30a、30b，以及稜鏡薄片40。導光板30a之側面31a、32a中的側面31a，係作為使光從第1光源10而射入至導光板30a之內部的導光板30a之射入面31a而被構成。第1光源10，係使第1光源10之長邊方向與導光板30a之射入面31a之長邊方向相互一致，並以與射入面31a相對向的方式而被作配置，從第1光源10而來之光係經由射入面31a而被導入至導光板30a之內部。
導光板30b之側面31b、32b中的側面32b，係作為使光從第2光源20而射入至導光板30b之內部的導光板30b之射入面32b而被構成。第2光源20，係使第2光源20之長邊方向與導光板30b之射入面32b之長邊方向相互一致，並以與射入面32b相對向的方式而被作配置，從第2光源20而來之光係經由射入面32b而被導入至導光板30b之內部。
又，面光源裝置100’，就算是在射出角度為廣之面狀照明光之配光分布的情況時，亦同樣的，在對於能夠在面狀照明光中所察覺到的明暗差異之發生作抑制的觀點上，係以在由導光板30a之光被射出的平面33a以及導光板30b之光被射出的平面33b之法線方向和導光板30a以及導光板30b的側面31a、32a、31b、32b之法線方向所成之平面(Y軸方向垂直平面)上，從導光板30a而來之射出光的角度半值寬幅θ1會成為較從導光板30b而來之射出光的角度半值寬幅θ2而更大(θ1>θ2)的方式，來構成之。
從導光板30b之平面33b所射出之光，係在如同圖11中所示一般地以角度半值寬幅θ2來射出之後，通過圖4B之路徑，而以在圖5中以實線所標示之射出特性來從射出面45射出。此時，若是角度半值寬幅θ2變廣，則由於在圖5中以實線所標示之射出角度之角度半值寬幅也會變廣，因此，為了得到強的指向性(狹窄的視覺辨識性)，較理想，θ2係為狹窄之角度半值寬幅。
又，從導光板30a之平面33a所射出之光，係在如同圖11中所示一般地以角度半值寬幅θ1來射出之後，通過圖4A之路徑，而形成在圖5中以虛線所標示之相對於射出面之法線方向而相互朝向反方向來作了分離的配光分布。
此時，當身為θ2>θ1、亦即是當身為θ1為較θ2而角度半值寬幅為更狹窄之射出特性的情況時，具備有2個的峰值之該相互分離了的配光分布，係成為相對於2個的峰值之各者而分別具備有狹窄的角度半值寬幅之分布。因此，在同時點燈狀態下，具備有3個的峰值之配光分布，係成為相對於3個的峰值之各者而分別具備有狹窄的角度半值寬幅，在配光分布中之峰值和底部的差異係變大。
故而，為了維持強的指向性，係藉由將圖11中所示之角度半值寬幅θ2維持於狹窄之角度半值寬幅，並進而設為θ1>θ2、亦即是相較於角度半值寬幅θ2而將θ1設為更廣，來實現狹窄之視覺辨識特性並對於明暗差異之發生作抑制。
如同圖11中所示一般，當在使第1光源10作了點燈時的從導光板30a之平面33a所射出的光之角度半值寬幅θ1為30.0°，而當在使第2光源20作了點燈時的從導光板30b之平面33b所射出的光之角度半值寬幅θ2為15.9°的情況時，由於係成為θ1>θ2，因此，就算是在射出角度為廣之面狀照明光之配光分布的情況時，能夠 在面狀照明光中所察覺到的明暗差異之發生亦被作抑制。
41:凸條
41a:第1傾斜面
41b:第2傾斜面
41c:第1凸條傾斜面
41d:第2凸條傾斜面
42:頂部
43:底部
45:射出面
45a:法線
A1:第1傾斜面之傾斜角度
A2:第2傾斜面之傾斜角度
A3:第2凸條傾斜面之傾斜角度
L1:第1傾斜面之長度
L2:第2傾斜面之長度

Claims (7)

  1. 一種面光源裝置，係具備有：導光板，係以於相互平行之一對的側面處分別被射入有光並從至少1個的平面而射出光的方式而被形成；和一對之光源，係與前述導光板之被射入光的各側面相對向地作配置；和稜鏡薄片，係被與前述導光板之射出光的平面相對向地作配置，該面光源裝置，其特徵為：前述稜鏡薄片，係具備有使從前述導光板所射出之光被射入之射入面、和從與前述射入面相反側之前述稜鏡薄片而射出光之射出面，並於前述射入面處，具備有與前述導光板之前述側面相平行地延伸存在並且並排形成於與前述側面相正交之方向上的複數之凸條，前述凸條，係具備有從各凸條之頂部起朝向相鄰之凸條側而延伸存在並且在與前述凸條之間形成溝之傾斜面，從各凸條之頂部起而延伸至相鄰之凸條側處之傾斜面的其中一方，係由朝向前述溝之底部而傾斜角互為相異的頂部側之第1傾斜面和底部側之第2傾斜面所成，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，係具備有由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面、和相對於前述射出面之法線而與前述第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面，前述一對之光源，係由被配置在前述導光板之前述第 2凸條傾斜面之側之側面處的第1光源和被配置在前述導光板之前述第1凸條傾斜面之側之側面處的第2光源而成，前述第1光源以及前述第2光源係被設置為可分別獨立地點燈，前述第1傾斜面，係將從前述第1光源所射出之光朝向相對於前述射出面之法線而朝第1方向作了傾斜的方向而反射，前述第2傾斜面，係將從前述第1光源所射出之光朝向相對於前述射出面之法線而朝與前述第1方向相反側之第2方向作了傾斜的方向而反射，相對於前述稜鏡薄片之前述射出面的法線，前述第1傾斜面之傾斜角度A1係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，前述第2傾斜面之傾斜角度A2係為23°≦A2≦30°之範圍的角度，在相對於從前述射出面而來的射出光之射出角度之亮度的配光分布中，前述第2光源之射出光之峰值亮度，係較前述第1光源之射出光之峰值亮度而更高，相當於前述第2光源之射出光的角度半值寬幅之射出角度範圍，係被設定在相當於前述第1光源之射出光之角度半值寬幅的射出角度範圍之內側。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之面光源裝置，其中，前述凸條，在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，前述第1傾斜面之長度L1和前述第2傾斜面之 長度L2之間的比例L2/L1，係為0.3≦L2/L1≦4之範圍的比例。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之面光源裝置，其中，在前述射出面之法線與前述第2凸條傾斜面之交點處，相對於前述射出面之法線的前述第2凸條傾斜面之傾斜角度A3，係為30°≦A3≦34.5°之範圍的角度。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之面光源裝置，其中，前述導光板，係由第1導光板、和相平行地鄰接於前述第1導光板所配置的第2導光板，而構成之，前述第1光源，係被與前述第1導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第2光源，係被與前述第2導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第1光源以及前述第2光源，係包夾著前述第1導光板以及前述第2導光板地而相對向。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之面光源裝置，其中，在由前述第1導光板之光被射出的平面以及前述第2導光板之光被射出的平面之法線方向和由前述第1導光板以及前述第2導光板的側面之法線方向所成之平面上，從前述第1導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ1，係較從前述第2導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ2而更大(θ1>θ2)。
  6. 一種面光源裝置，係具備有： 導光板，係以於相互平行之一對的側面處分別被射入有光並從至少1個的平面而射出光的方式而被形成；和一對之光源，係與前述導光板之被射入光的各側面相對向地作配置；和稜鏡薄片，係被與前述導光板之射出光的平面相對向地作配置，該面光源裝置，其特徵為：前述稜鏡薄片，係具備有使從前述導光板所射出之光被射入之射入面、和從與前述射入面相反側之前述稜鏡薄片而射出光之射出面，並於前述射入面處，具備有與前述導光板之前述側面相平行地延伸存在並且並排形成於與前述側面相正交之方向上的複數之凸條，前述凸條，係具備有從各凸條之頂部起朝向相鄰之凸條側而延伸存在並且在與前述凸條之間形成溝之傾斜面，從各凸條之頂部起而延伸至相鄰之凸條側處之傾斜面的其中一方，係由朝向前述溝之底部而傾斜角互為相異的頂部側之第1傾斜面和底部側之第2傾斜面所成，相對於前述稜鏡薄片之前述射出面的法線，前述第1傾斜面之傾斜角度A1係為35.5°≦A1≦39°之範圍的角度，前述第2傾斜面之傾斜角度A2係為23°≦A2≦30°之範圍的角度，前述一對之光源，係由在與前述凸條所延伸存在之方向相垂直的剖面上，相對於前述射出面之法線而被配置在與由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條 與由前述第1傾斜面以及前述第2傾斜面所成之第1凸條傾斜面相反側之第2凸條傾斜面之側的第1光源、和被配置在前述第1凸條傾斜面之側的第2光源，而構成之，前述導光板，係由第1導光板、和相平行地鄰接於前述第1導光板所配置的第2導光板，而構成之，前述第1光源，係被與前述第1導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第2光源，係被與前述第2導光板之光被射入的側面相對向地作配置，前述第1光源以及前述第2光源，係包夾著前述第1導光板以及前述第2導光板地而相對向。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之面光源裝置，其中，在由前述第1導光板之光被射出的平面以及前述第2導光板之光被射出的平面之法線方向和由前述第1導光板以及前述第2導光板的側面之法線方向所成之平面上，從前述第1導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ1，係較從前述第2導光板而來之射出光的角度半值寬幅θ2而更大(θ1>θ2)。
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