導(dǎo)光板和面光源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)光板和面光源裝置。具體而言，涉及用作液晶顯示裝置的背光的面光源裝置和用于該面光源裝置的導(dǎo)光板。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，伴隨著組裝有面光源裝置的移動設(shè)備的薄型化，也要求面光源裝置更加薄型化。為了使面光源裝置薄型化，需要使導(dǎo)光板的厚度變薄。可是，即使能夠使呈平板狀的導(dǎo)光板的厚度變薄，將由LED構(gòu)成的光源的高度減小也是有限的。因此，在使用呈平板狀的薄的導(dǎo)光板的情況下，光源的高度比導(dǎo)光板的端面(光入射面)的厚度大，與導(dǎo)光板的光入射面對置地配置的光源相對于導(dǎo)光板的上表面朝上方凸出。這樣，當(dāng)光源相對于導(dǎo)光板朝上方凸出時，從光源射出的光不能全部進(jìn)入導(dǎo)光板的光入射面，一部分會泄漏至外部，導(dǎo)致光利用效率變差。
[0003]為了解決這樣的不良情況，一直以來采用了圖1那樣的面光源裝置11。在該面光源裝置11中，與如下那樣的導(dǎo)光板13的光入射面17對置地配置了光源12。關(guān)于導(dǎo)光板13，在呈平板狀的導(dǎo)光板主體15的端部設(shè)置有厚度比導(dǎo)光板主體15大的光導(dǎo)入部14，在光導(dǎo)入部14上設(shè)置有從其最大厚度的部位朝向?qū)Ч獍逯黧w15的端部傾斜的傾斜面16。
[0004]根據(jù)圖1的面光源裝置11，設(shè)置于光導(dǎo)入部14的端面的光入射面17的高度比光源12的發(fā)光面(光出射窗)的高度大，因此能夠?qū)墓庠?2射出的光高效地引入到光導(dǎo)入部14內(nèi)。此外，從厚度大的光導(dǎo)入部14朝向厚度薄的導(dǎo)光板主體15的光中的、入射到傾斜面16的光被傾斜面16反射后被引導(dǎo)至導(dǎo)光板主體15。引導(dǎo)至導(dǎo)光板主體15的光由設(shè)置于導(dǎo)光板主體15的下表面的光學(xué)圖案(未圖示)反射，并從導(dǎo)光板主體15的上表面的光出射面18朝外部射出。在這樣的面光源裝置11中，能夠從光入射面17高效地引入光源12的光，并且能夠減少在從光導(dǎo)入部14向?qū)Ч獍逯黧w15傳播的中途從導(dǎo)光板13泄漏的光的光量，因此面光源裝置11的光利用效率提高。此外，光難以從傾斜面16和導(dǎo)光板主體15的上表面的緣部泄漏，因此光出射面18的緣部不易因泄漏光而發(fā)亮，從而面光源裝置11的品質(zhì)提尚。
[0005]但是，隨著對面光源裝置的品質(zhì)的要求提高，光利用效率的改善效果在圖1那樣的面光源裝置11中也變得不充分。特別是，朝向光源12的正面方向射出的光相對于傾斜面16的入射角較小，因此容易透過傾斜面16而泄漏到導(dǎo)光板13的外部，從而無法得到足夠的光利用效率。
[0006]為了改善圖1那樣的構(gòu)造的面光源裝置的光利用效率，非專利文獻(xiàn)I公開了新構(gòu)造的面光源裝置。圖2的(A)是示出非專利文獻(xiàn)I所公開的面光源裝置21的構(gòu)造的立體圖。在該面光源裝置21中，在光導(dǎo)入部14的傾斜面16上設(shè)置有兩個圓柱面22。在兩個圓柱面22之間形成有V槽狀的槽23。兩個圓柱面22關(guān)于通過槽23的槽線且與光入射面17和光出射面18垂直的平面呈對稱的形狀。此外，圓柱面22的各軸心以隨著朝向上方行進(jìn)而接近光入射面?zhèn)鹊姆绞絻A斜，圓柱面22的軸心的傾角與傾斜面16的傾斜角相等。因此，圓柱面22的軸心與傾斜面16平行。在從與導(dǎo)光板主體15的上表面垂直的方向觀察時，穿過光源12的發(fā)光中心的主軸(與主光線一致的軸)穿過兩個圓柱面22的相交線(槽23的槽線)且位于與光入射面17垂直的直線上。
[0007]圖2的⑶是表示圖2的㈧所示的面光源裝置21的光源附近的概略俯視圖。在該面光源裝置21中，如圖2的⑶中箭頭所示，從光源12朝正面方向射出的光線以比設(shè)置圓柱面22之前向傾斜面16入射的入射角大的入射角入射到圓柱面22，因此正面方向的光容易被圓柱面22反射。其結(jié)果，能夠在光源12的正面方向上減少從光導(dǎo)入部14的表面泄漏的光，能夠提高光利用效率。
[0008]圖3是對圖1的面光源裝置11 (樣本I)和圖2的(A)的面光源裝置21 (樣本2)各自的光利用效率進(jìn)行了比較的圖。圖3的橫軸表示臺階比例t/T，圖3的縱軸表示光利用效率R。臺階比例表示導(dǎo)光板主體15的高度t相對于光導(dǎo)入部14的高度T的比t/T。光利用效率是用百分比)來表示使入射到導(dǎo)光板13的光中的多少比例的光從導(dǎo)光板13的光出射面18射出。具體而言，如圖4所不，與導(dǎo)光板13的和光入射面17對置的端面相向地配置光檢測器24，在設(shè)從光源12發(fā)出并入射到光入射面17的光的光量為1、由光檢測器24測定出的光量(S卩，從與光入射面17對置的端面射出的光的光量)為Is時，將(Is/Ιο) X 100[% ]設(shè)為圖3的光利用效率R。其中，圖3的測定中采用了如下導(dǎo)光板:該導(dǎo)光板不具有用于使光從光出射面18射出的光學(xué)圖案，即導(dǎo)光板主體15的上表面和下表面平滑且平行。因此，由光檢測器24測定出的光量是原本應(yīng)該由光學(xué)圖案反射而從光出射面18的有效區(qū)域朝上方射出的光的光量。
[0009]如圖3所示，與圖1的面光源裝置11(樣本I)相比，圖2的(A)的面光源裝置21 (樣本2)的光利用效率R顯著提高。但是，從圖2的⑶所示的光線的情形可知，在具有圓柱面22的面光源裝置21的情況下，雖然光源12的正面方向上的光泄漏得到抑制，但從光源12朝正面方向射出的光由于被圓柱面22反射而朝橫向擴(kuò)展。其結(jié)果，在光源12的正面方向上，光出射面18的發(fā)光亮度下降，從而產(chǎn)生亮度不均。
[0010]為了使光出射面18(有效區(qū)域)上的發(fā)光亮度均勻，考慮如圖5所示的面光源裝置31那樣，在導(dǎo)光板主體15的上表面設(shè)置柱狀透鏡(lenticular lens) 32。如果在光出射面18上設(shè)置柱狀透鏡32，則從光出射面18射出的光的指向特性通過柱狀透鏡32而朝橫向擴(kuò)展，因此能夠使光出射面18的發(fā)光亮度均勻。
[0011]但是，如果在光出射面18上設(shè)置柱狀透鏡32，則光容易從柱狀透鏡32泄漏，因此在導(dǎo)光板主體15的上表面產(chǎn)生傾斜方向的亮線。
[0012]圖6說明了該狀況。圖6的(A)表示在不具有柱狀透鏡的圖2的面光源裝置21的情況下，從與光入射面17垂直的方向觀察到的導(dǎo)光板主體15的與光入射面17對置的端面上的光的指向特性的情形。圖6的(B)表示在具有柱狀透鏡32的圖5的面光源裝置31的情況下同樣地從與光入射面17垂直的方向觀察到的導(dǎo)光板主體15的與光入射面17對置的端面上的光的指向特性的情形。在圖6的㈧和圖6的⑶中，越黑的部分，光強(qiáng)度越大。圖6的(C)表示如圖4所示那樣與導(dǎo)光板主體15的光出射面18對置地配置光檢測器25、且由光檢測器25測定從面光源裝置31的光出射面18泄漏的光量而得到的結(jié)果。在圖6的(C)中，越白的部分，泄漏光越強(qiáng)。
[0013]在圖6的(A)的情況下，在朝向與光入射面17大致垂直的方向(正面方向)的光束的指向特性33的周圍，顯現(xiàn)出因圓柱面22而朝橫向擴(kuò)展的光束的指向特性34。另一方面，在圖6的⑶的情況下，僅正面方向的指向特性33顯著，而傾斜方向的指向特性34消失。即，具有圖6的(A)中顯現(xiàn)出的傾斜方向的指向特性34的光因柱狀透鏡32而泄漏的結(jié)果是，指向特性34從圖6的(B)中消失。這樣，在圖5的面光源裝置31中，因柱狀透鏡32而從光出射面18泄漏的光如圖6的(C)所示那樣成為傾斜方向(用細(xì)線箭頭表示的方向)的亮線。這里采用的導(dǎo)光板13未設(shè)置有光學(xué)圖案，因此在設(shè)計(jì)上，光應(yīng)該不會從導(dǎo)光板主體15的上表面泄漏，但由于柱狀透鏡32而泄漏，成為傾斜方向的亮線。
[0014]此外，在對圖2的㈧的面光源裝置21附加了柱狀透鏡32后的面光源裝置31中，雖然光因圓柱面22而朝橫向擴(kuò)展，但會由于柱狀透鏡32而泄漏，因此面光源裝置31的光利用效率下降。圖3中用虛線示出的樣本3表示使用圖5的面光源裝置31，并測定出其光利用效率的結(jié)果。根據(jù)樣本2和樣本3的比較可知，如果對圖2的(A)的面光源裝置21附加柱狀透鏡32，則光利用效率顯著降低。
[0015]非專利文獻(xiàn)1:〃A Novel LED-Backlight System with Tilted CylindricalSurfaces on the Light Guide Plate^Kazutada Takaira,Yasuhiro Morii, SeijiSakai,Kenji Ito ga, Akimasa Yuuki ；SID Symposium Digest of TechnicalPapers, Volume44, Issue I, pages 820-823,June 2013 (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/j.2168-0159.2013.tb06343.x/citedby)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明正是鑒于上述技術(shù)背景而完成的，其目的在于，在導(dǎo)光板的傾斜面上形成有成對的圓柱面的面光源裝置中，通過對導(dǎo)光板