專利名稱：擴散板及面光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擴散板及面光源裝置，特別涉及作為液晶顯示面板照明用 的背光燈等而使用的面光源裝置，以及用于使從面光源裝置的導(dǎo)光板放射 的光擴散的擴散板。
背景技術(shù)：
圖1是表示第一現(xiàn)有例的面光源裝置11 (參照專利文件1)的結(jié)構(gòu)的
分解立體圖，圖2是該面光源裝置11的示意剖面圖。該面光源裝置11主要 由導(dǎo)光板12、發(fā)光部13、反射板14及擴散棱鏡片15構(gòu)成。另外，在現(xiàn)有 例的說明中，將與導(dǎo)光板12的表面垂直的方向設(shè)為z軸，將與鄰接在對應(yīng) 于發(fā)光部13的位置的導(dǎo)光板12的兩邊平行的方向分別設(shè)為x軸和y軸。 另外，將通過發(fā)光部13并在垂直于導(dǎo)光板12的面內(nèi)與導(dǎo)光板12的表面平 行的方向設(shè)為r軸，將與z軸和r軸正交的方向設(shè)為6軸。
導(dǎo)光板12由聚碳酸酯或曱基丙烯酸樹脂等透明樹脂形成為四邊形平板 狀，在導(dǎo)光板12的角部形成有光入射面17。在導(dǎo)光板12的下表面形成有 多個偏向圖案16。偏向圖案16以發(fā)光部13為中心排列為同心圓狀，各偏 向圖案16通過將導(dǎo)光板12的背面凹陷設(shè)置為截面三角形的V槽狀而形成。
發(fā)光部13是將LED等小發(fā)光元件密封的結(jié)構(gòu)。另外，發(fā)射板14是在 表面實施鍍Ag (Ag少y年)的鏡面加工，并且以與導(dǎo)光板12的背面整體 相對的方式而配置。
擴散棱鏡片15在透明的塑料片18的表面形成透明的凹凸擴散板19、 并在塑料片18的背面形成透明的棱鏡片20的結(jié)構(gòu)。凹凸擴散板19以大致 無間隙地?zé)o規(guī)則地排列的頂點為鈍角的圓錐形凸部為單位，在每個規(guī)定間 距橫豎反復(fù)排列。另外，棱鏡片20是將截面為左右非對稱的三角形的圓弧 狀棱鏡21排列成同心圓狀，各圓弧狀棱鏡21以發(fā)光部13為中心形成為圓 弧狀。
如圖2所示，在該面光源裝置ll中，由發(fā)光部D射出的光p，從光入射面17入射到導(dǎo)光板12內(nèi)。從光入射面17入射到導(dǎo)光板12的光p，在導(dǎo) 光板12的上表面和下表面之間反復(fù)進行全反射，而且，以放射狀在導(dǎo)光板 12內(nèi)前進。入射到導(dǎo)光板12的下表面的光p,每當(dāng)以截面為三角形的偏向 圖案16反射時，向?qū)Ч獍?2的上表面(光射出面22)入射的入射角變小， 以小于全反射的臨界角的入射角入射到光射出面22的光p,從導(dǎo)光板12朝 向與光射出面22大致平行的方向射出。并且，朝向與光射出面22大致平 行的方向射出的光p,通過透過棱鏡片20向與光射出面22大致垂直的方向 彎曲，接著，由凹凸擴散板19進行擴散而使指向性變寬。
在該面光源裝置11中，由于任一個偏向圖案16以與連接發(fā)光部13和 各偏向圖案16的方向正交的方式而配置，因此傳播在導(dǎo)光板12內(nèi)的光p, 即使以偏向圖案16擴散，該光p雖在與包含連接發(fā)光部13與該偏向圖案 16的方向的導(dǎo)光板12垂直的平面(zr平面)內(nèi)擴散，但在導(dǎo)光板12的平 面(xy平面)內(nèi)不擴散而直線前進。其結(jié)果，如圖3所示，從導(dǎo)光板12的 光射出面22射出，并透過擴散棱鏡片15向垂直于光射出面22的方向彎曲 的光的指向特性，在r軸方向變寬，在6軸方向變得非常狹窄。另外，圖3 是表示擴散棱鏡片15上的各點的指向特性的圖，該指向特性是用自紙面的 中心的距離表示以一定的角度觀察垂直于擴散棱鏡片l5的方向時的各方位 中的光強度。
因此，如圖3所示，從某方向觀察面光源裝置11時，在位于連接該觀 察者與發(fā)光部13的方向中的點A,如圖3中的箭頭所示的光強度大的光到 達(dá)觀察者，但是在偏離連接觀察者與發(fā)光部13的方向的B點和C點，如圖 3中的箭頭所示的只有光強度小的光才到達(dá)觀察者。因此，當(dāng)從傾斜方向觀 察面光源裝置11時，則如圖4所示，缺點是在發(fā)光部13的方向出現(xiàn)亮線 23,降低面光源裝置11的可見性。
產(chǎn)生這樣的亮線的原因在于指向特性在各方位不均勻。即，如圖5所 示，如果在各點的指向特性均勻而以圓形表示，則在^Mv某方向觀察面光源 裝置11時，無論在哪個點，達(dá)到觀察者的光強度相等。因而，在面光源裝 置中難以產(chǎn)生亮線或亮斑。
因此，本發(fā)明的發(fā)明者提出了在表面?zhèn)染哂泻铣蓤D案的擴散棱鏡片15 (參照專利文件2),該合成圖案是將在一方向形成長的線狀的多個第一凹 凸圖案和無規(guī)則地排列的凹鏡狀的多個第二凹凸圖案合成而形成。根據(jù)具有這樣的擴散棱鏡片15的第二現(xiàn)有例的面光源裝置，指向特性大致成為圓 形，而且面光源裝置的亮線也幾乎不顯眼。
但是，如圖6所示，即使是所述的面光源裝置，當(dāng)細(xì)微地觀察時，各 點的指向特性從圓形稍微變形，其形狀也根據(jù)場所有所不同。因此，即使
是這樣被改良的面光源裝置，也殘留亮線。
最近，由于隨著將面光源裝置作為背光燈而具備的液晶顯示器的高精 度化或面光源裝置的要求性能的高度化，即使是少量的亮線或亮斑也被視 為問題，因此這樣的少量的亮線也需要消除。
專利文件1:日本特開2003-215584號公報 專利文件2:日本特開2005-352400號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于如上所述的課題而提出的，其目的在于提供能夠更加減 少亮線或亮斑的擴散板以及具有該擴散板的面光源裝置。
本發(fā)明的擴散板，其特征在于，在光從一側(cè)面入射并從另一側(cè)面射出 的基板的任一側(cè)的面上，形成具有離散的擴散特性的光學(xué)圖案。
本發(fā)明的擴散板，由于光學(xué)圖案具有離散的擴散特性，因此在設(shè)計光 學(xué)圖案時，可以獨立設(shè)計各方向的擴散特性，并且容易得到所期望的擴散 特性。因而，例如在利用于面光源裝置時，可以精度良好地控制圖案形狀， 以消除亮線或亮斑。
本發(fā)明的擴散板的一實施方式，其特征在于，擴散特性根據(jù)所述基板 上的位置不同而不同。因而，根據(jù)該實施方式，在基板的各位置可以分別 地調(diào)整各個擴散特性，可以校正入射到擴散板的光的在各個位置的指向特 性的差異，并且可以使透過擴散板的光的指向特性均勻。
本發(fā)明的擴散板的另一實施方式中的所述光學(xué)圖案，由使光向離散方 向擴散的多面體構(gòu)成。因而，通過調(diào)整多面體的各面的朝向和傾斜度或面 積，可以容易調(diào)整光學(xué)圖案的擴散特性即光的擴散方向或光強度，并且能
夠精密地控制擴散板的在各個位置的擴散特性。
在所述實施方式中，各個所述多面體也可以具有規(guī)定的形狀，以使光 在從規(guī)定的擴散特性中抽出的多個主要擴散方向中的1個或2個以上的擴 散方向擴散。只要設(shè)計有具有規(guī)定形狀以使光在從規(guī)定的擴散特性中抽出的多個主要擴散方向中的1個或2個以上的擴散方向擴散的多個多面體， 則通過在擴散板的各位置調(diào)整多個多面體中的任一個，或者各多面體的組 合，或者各多面體的分布比率等，可以容易實現(xiàn)擴散板的整體所需要的擴 散特性。
本發(fā)明的擴散板的另一實施方式中的各種光學(xué)圖案，其特征在于，圖 案密度分別根據(jù)所述基板上的位置進行變化。在該實施方式中，由于根據(jù) 圖案密度可以調(diào)整指向特性，因此可以減少擴散板的圖案的種類，并且能 夠容易進行擴散板的設(shè)計和制造。
本發(fā)明的擴散板的另一實施方式，其特征在于，在所述基板的另一側(cè) 的面形成棱鏡。根據(jù)該實施方式，由于通過棱鏡改變?nèi)肷涞墓獾姆较?，?此，可以利用所述圖案調(diào)整光的指向特性。
本發(fā)明的另一實施方式的擴散板，其特征在于，配置使光源與端面相 對而配置的導(dǎo)光板的光射出面一側(cè)，在對應(yīng)于所述光源的正前面的位置設(shè) 置凹狀的所述光學(xué)圖案。根據(jù)該實施方式，可以抑制在光源的正前面的斜 方向上產(chǎn)生的亮線。
本發(fā)明的面光源裝置具有光源、以面狀擴散從所述光源導(dǎo)入的光并 從光射出面射出的導(dǎo)光板，以及相對所述導(dǎo)光板的光射出面配置的擴散板。 根據(jù)本發(fā)明的面光源裝置，在基板的整體上能使透過基板的光的指向特性 均勻化。
另外，本發(fā)明的以上說明的構(gòu)成要素可以盡可能任意地組合。


圖l是表示第一現(xiàn)有例的面光源裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體圖； 圖2是第一現(xiàn)有例的示意剖面圖3是說明從第 一現(xiàn)有例的面光源裝置射出的光的指向特性的圖； 圖4是表示在第一現(xiàn)有例的面光源裝置中亮線產(chǎn)生的情況的立體圖； 圖5是表示面光源裝置的優(yōu)選的指向特性的圖； 圖6是表示第二現(xiàn)有例的指向特性的圖； 圖7是表示本發(fā)明的實施方式1的面光源裝置的分解立體圖； 圖8是表示在實施方式1的面光源裝置中形成在導(dǎo)光板下表面的偏向 圖案的排列的圖；圖9是從背面?zhèn)瓤吹降挠糜趯嵤┓绞?的面光源裝置的棱鏡片的立體
圖10 (a)和(b)表示用于實施方式1的面光源裝置的凹凸擴散板的 第一凹凸圖案和第二凹凸圖案的圖，圖10 (c)是表示凹凸擴散板的合成圖 案的圖11 (a)是說明同上的第一凹凸圖案的光學(xué)作用的立體圖，圖11 (b) 是說明同上的第二凹凸圖案的光學(xué)作用的立體圖12 (a)是第一凹凸圖案42的放大圖，圖12 (b)是第二凹凸圖案 43的放大圖13是表示凹凸擴散板的合成圖案的局部的放大圖； 圖14是表示凹凸擴散板及其擴散特性的圖； 圖15是表示在面光源裝置的各層的光的指向特性的模式圖； 圖16是表示透過棱鏡片和凹凸擴散板的光的指向特性P1、校正用光學(xué) 片的擴散特性P2及作為目標(biāo)的正圓狀的指向特性P3的圖； 圖17是表示形成在校正用光學(xué)片的校正圖案的平面圖； 圖18是表示校正用光學(xué)片的典型的擴散特性P2的圖； 圖19是表示用等高線表示校正圖案(46A)的平面圖； 圖20是表示用等高線表示校正圖案(46B)的平面圖； 圖21是表示用等高線表示校正圖案(46C)的平面圖； 圖22是表示用等高線表示校正圖案(46D)的平面圖； 圖23是表示用等高線表示校正圖案(46E)的平面圖； 圖24是校正圖案(46A)的立體圖25 (a)是表示從正面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46A)時的輪廓的圖，圖 25 (b)是表示從側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46A)時的輪廓的圖； 圖26是校正圖案(46B)的立體圖27 (a)是表示從正面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46B)時的輪廓的圖，圖 25 (b)是表示從側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46B)時的輪廓的圖； 圖28是校正圖案(46C)的立體圖29 (a)是表示從正面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46C)時的輪廓的圖，圖 29 (b)是表示從側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46C)時的輪廓的圖； 圖30是校正圖案(46D)的立體圖；圖31 (a)是表示從正面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46D)時的輪廓的圖，圖 31 (b)是表示從側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46D)時的輪廓的圖； 圖32是校正圖案(46E)的立體圖33 (a)是表示從正面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46E)時的輪廓的圖，圖 331 (b)是表示從側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案(46E)時的輪廓的圖34(a)是模式地表示圖21所示的校正圖案的主要面的示意平面圖， 圖34 (b)表示以該校正圖案擴散的光的擴散特性的圖35是表示以圖19所示的校正圖案擴散的光的指向特性圖36是表示以圖20所示的校正圖案擴散的光的指向特性圖37是表示以圖21所示的校正圖案擴散的光的指向特性圖38是表示以圖22所示的校正圖案擴散的光的指向特性圖39是表示以圖23所示的校正圖案擴散的光的指向特性圖40是表示將圖35 ~圖39的擴散特性疊加并合成的擴散特性的圖41是表示以圖19所示的校正圖案擴散的光的擴散特性的立體圖42是表示以圖20所示的校正圖案擴散的光的擴散特性的立體圖43是表示以圖21所示的校正圖案擴散的光的擴散特性的立體圖44是表示以圖22所示的校正圖案擴散的光的擴散特性的立體圖45是表示以圖23所示的校正圖案擴散的光的擴散特性的立體圖46是表示校正圖案的場所依賴性的圖47是表示校正圖案(46A)的圖案密度的圖48是表示校正圖案(46B)的圖案密度的圖49是表示校正圖案(46C)的圖案密度的圖50是表示校正圖案(46D)的圖案密度的圖51是表示校正圖案(46E)的圖案密度的圖52是表示各校正圖案的、面光源裝置中的圖案密度的變化的圖53是表示校正用光學(xué)片的擴散特性的圖54(a) ~ (c)是表示校正用光學(xué)片的擴散特性P2的圖，圖54(d) ~ (f)是表示透過校正用光學(xué)片并射出的光的指向特性P3的圖； 圖55是擴散板的放大圖56 (a) ~ (c)是均表示校正圖案的其他形狀的平面圖和剖面圖； 圖57是表示現(xiàn)有的其他面光源裝置的立體圖；圖58 (a)是表示從上方看到的同上的現(xiàn)有例的面光源裝置的樣子的平 面圖，圖58 (b)是表示從光源的相反側(cè)斜視到的該面光源裝置的樣子的立 體圖，圖58 (c)是表示從光源側(cè)斜視到的該面光源裝置的樣子的立體圖59 (a)是表示沿圖58 (b)的F-F線的剖面及其方向中的指向特性 的圖，圖59 (b)是表示沿圖58 (b)的G-G線的剖面及其方向中的指向特 性的圖60是表示本發(fā)明的實施方式2的面光源裝置的平面圖； 圖61 (a)是表示設(shè)置在同上的面光源裝置的擴散圖案的平面圖，圖61 (b )是表示圖61 ( a)的M-M線剖面圖，圖61 ( c )是表示61 ( a)的N-N 線剖面圖。
附圖標(biāo)記i兌明
31 面光源裝置；32 導(dǎo)光板；33 發(fā)光部；35 擴散板；36 棱鏡 片；37 凹凸擴散板；38 校正用光學(xué)片；39 偏向圖案；41 圓弧狀棱 鏡；42 第一凹凸圖案；43 第二凹凸圖案；44 合成圖案；45 光射出 面；46、 46A-46E校正圖案；61 面光源裝置；62 擴散圖案。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。但是，毋庸置疑，本發(fā) 明并不限于以下實施方式。 實施方式1
圖7是表示利用本發(fā)明的實施方式1的擴散板的面光源裝置31的分解 立體圖。該面光源裝置31由導(dǎo)光板32、發(fā)光部33、反射板34及擴散板35 構(gòu)成。其中，擴散板35實際上是一枚光學(xué)片，在圖7中根據(jù)其功能分別表 示為棱鏡片36、凹凸擴散板37和校正用光學(xué)片38。另外，在本發(fā)明的實 施方式的說明中，將與導(dǎo)光板32表面垂直的方向設(shè)為z軸，與導(dǎo)光板32 的某一邊(光入射面40)垂直的方向設(shè)為y軸，與該一邊平行的方向設(shè)為 x軸。另外，將以發(fā)光部33為中心的動徑方向設(shè)為r軸，與z軸和r軸垂直 的方向設(shè)為6軸。
導(dǎo)光板32由聚碳酸酯或曱基丙烯酸樹脂等透明樹脂形成為四邊形平板 狀，在背面設(shè)置有多個乃至更多的偏向圖案39。形成在導(dǎo)光板32的偏向圖 案39的排列示于圖8中。在導(dǎo)光板32下表面形成的偏向圖案39，排列在以發(fā)光部33 (特別是 內(nèi)部的LED )為中心的同心圓狀的圓弧上，各偏向圖案39通過將導(dǎo)光板32 的背面凹陷設(shè)置為非對稱的截面為三角形狀而形成為直線狀。作為在該截 面為三角形狀的偏向圖案39的、接近于發(fā)光部33 —側(cè)的斜面的傾斜角優(yōu) 選為20°以內(nèi)。另外，各偏向圖案39沿著以發(fā)光部33為中心的圓弧的圓 周方向延伸為直線狀，并且，，各偏向圖案39的反射面俯視看(從z軸方 向看)與連接發(fā)光部33和該偏向圖案39的方向(r軸)正交。另外，偏向 圖案39形成為隨著遠(yuǎn)離發(fā)光部33圖案密度逐漸變大。但是，在發(fā)光部33 的附近，即使偏向圖案39的圖案密度大致相等也無妨。另外，為了控制從 發(fā)光部33進入導(dǎo)光板32內(nèi)的光的配向圖案，在導(dǎo)光板32的光入射面40 中與發(fā)光部33相對的位置，也可以形成由透鏡或棱鏡等構(gòu)成的光學(xué)元件。
發(fā)光部33是在大致放射方向射出光的點狀光源，雖未圖示，它將一個 乃至數(shù)個LED密封在透明的模制樹脂中，并且用白色樹脂包覆模制樹脂的 正面以外的其他面。從LED射出的光直接或者在模制樹脂與白色樹脂界面 反射之后，從發(fā)光部33的前表面射出。另外，在該實施方式中，雖然發(fā)光 部33配置在與導(dǎo)光板32的光入射面40的中央部相對的位置，但是也可以 配置在導(dǎo)光板32的角部。但是此時，導(dǎo)光板32的偏向圖案39或擴散棱鏡 片的各圖案的配置，根據(jù)上述發(fā)光部33的配置情況需要變化。
反射板34是在表面實施鍍Ag的鏡面加工而形成的裝置，其配置為與 導(dǎo)光板32的背面整體相對。
擴散板35是在透明基板(塑料片)的背面形成透明的棱鏡片36、并在 該透明基板的表面形成透明的凹凸擴散板37和校正用光學(xué)片38重疊的合 成圖案的結(jié)構(gòu)。棱鏡片36是在透明基板的背面滴下紫外線固化樹脂，然后 用壓模器摁壓紫外線固化樹脂而使其在壓模器與透明基板之間攤開，接著， 在紫外線固化型樹脂上照射紫外線而使其固化(2P法photo polymerization 法)而形成。同樣，凹凸擴散板37和校正用光學(xué)片38的合成圖案也利用 2P法形成。
另外，實際上棱鏡片36、凹凸擴散板37及校正用光學(xué)片38形成為一 體，但是為了便于理解分別進行說明。不過，棱鏡片36、凹凸擴散板37及 校正用光學(xué)片38的部分或全部也可以相互分體設(shè)置。
圖9是表示所述棱鏡片36的結(jié)構(gòu)的從背面?zhèn)瓤吹降牧Ⅲw圖。棱鏡片36將截面為左右非對稱的三角形的圓弧狀棱鏡41 (在圖9中夸張地描繪了圓
弧狀棱鏡41 )排列成同心圓狀，各圓弧狀棱鏡41以配置發(fā)光部33的LED 的位置為中心形成為圓弧狀。
由于凹凸擴散板37詳細(xì)記載在專利文件2中，因此在此筒單進行說明。 凹凸擴散板37是在透明基板的上表面利用壓模器等一次性地成形第一凹凸 狀和第二凹凸?fàn)畹慕Y(jié)構(gòu)，并且第一凹凸?fàn)詈偷诙纪範(fàn)钜院铣傻姆绞蒋B加。 圖10 (a)和(b)分別表示成為合成圖案前的第一凹凸?fàn)詈偷诙纪範(fàn)畹?局部圖，圖10 (c)表示根據(jù)合成第一凹凸?fàn)詈偷诙纪範(fàn)畹膱D案在凹凸擴 散板37的表面形成的圖案的局部圖。
第一凹凸?fàn)钣啥鄠€第一凹凸圖案42 (凹部或凸部)構(gòu)成。第一凹凸圖 案42形成為截面為波紋狀、半圓狀、半橢圓狀、圓筒形透鏡狀、三角柱狀 及截面梯形狀等，并保持均勻的截面不變延伸為直線狀而形成線狀或棒狀。 另外，第一凹凸圖案42以放射狀排列，使得其長度方向與r軸方向平行。 如圖11 (a)所示，第一凹凸圖案42的典型的光學(xué)作用是當(dāng)光從下表面 側(cè)垂直入射時，包括入射光的光軸(最大光度的光線)，并且在垂直于第一 凹凸圖案42的長度方向的平面內(nèi)使入射光擴散。
第二凹凸?fàn)钣啥鄠€第二凹凸圖案43 (凹部或凸部)構(gòu)成。第二凹凸圖 案43形成為球面凹透鏡狀、非球面凹透鏡狀、圓錐狀、圓錐臺狀、角錐狀、 角錐臺狀等，并排列成無規(guī)則。第二凹凸圖案43其大小也可以無規(guī)則。并 且，第二凹凸圖案43優(yōu)選通過反復(fù)周期性地配置無規(guī)則地排列的基本圖案 來構(gòu)成整體。如圖11 (b)所示，第二凹凸圖案43的典型的光學(xué)作用是 當(dāng)光從下表面?zhèn)却怪钡厝肷鋾r，與入射光的光軸平行且在通過第二凹凸圖 案43的中心部的直線的周圍使入射光擴散。
凹凸擴散板37的合成圖案44將如圖10 ( a)所示排列的多個第 一凹凸 圖案42和如圖10(b)所示排列的多個第二凹凸圖案43疊加并合成而形成。 圖12 (a)是第一凹凸圖案42的放大圖，圖12 (b)是第二凹凸圖案43的 放大圖，圖13是合成圖案44的局部放大圖。另外，圖14是表示在凹凸擴 散板37上垂直地照射平行光時的凹凸擴散板37的各點的透過光的擴散特 性的圖。
如在現(xiàn)有例中進行說明 一樣(參照圖2 ),從發(fā)光部33射出并入射至導(dǎo) 光板32內(nèi)的光，通過在導(dǎo)光板32的表面與背面之間反復(fù)進行全反射，由此，在導(dǎo)光板32內(nèi)導(dǎo)光。在導(dǎo)光板32內(nèi)導(dǎo)光的光，當(dāng)以偏向圖案39進行 全反射時，則全反射的光朝向?qū)Ч獍?2的光射出面45,以小于全反射的臨 界角的入射角入射至光射出面45的光，透過光射出面45朝向大致與光射 出面45平行的方向射出。這樣，朝向與光射出面45平行的方向射出的光， 通過透過棱鏡片36使光的方向彎曲，并向與光射出面45大致垂直的方向 射出。
圖15是根據(jù)大致圓錐狀模式地表示各層的光的指向特性的圖。從現(xiàn)有 例的說明中也可知，從光射出面45射出的光的指向特性上下變寬且在寬度 方向上變窄。因而，透過棱鏡片36的光的指向特性在r軸方向上變寬且在 6軸方向上變窄。另一方面，如圖14所示，凹凸擴散板37的擴散特性在r 軸方向上變窄且在6軸方向上變寬。因而，使大致垂直地透過棱鏡片36的 光，如果進一步透過凹凸擴散板37,則透過棱鏡片36的光的指向特性在e 軸方向上變寬，并且透過凹凸擴散板37的光在r軸方向的寬度和e軸方向 的寬度大致相等而其指向特性變?yōu)閳A形，從而認(rèn)為消除了亮線或亮斑。
然而，當(dāng)詳細(xì)地檢查透過該凹凸擴散板37的光的指向特性，則如在現(xiàn) 有例的圖6中說明過的那樣，稍微變形為扁形。校正用光學(xué)片38是進一步 校正該稍微變性的指向特性，并得到正圓狀的指向特性的裝置。也就是說， 校正用光學(xué)片38只要具有以下的擴散特性即可，即、當(dāng)使具有如圖6所示 的指向特性的光透過，則透過后的光的指向特性變?yōu)檎龍A狀。
圖16中的3點分別表示透過棱鏡片36和凹凸擴散板37的光的指向特 性Pl (和圖6中表示的指向特性相同)、作為目標(biāo)的正圓狀的指向特性P3 (該指向特性P3在任何位置大致相等)以及用于將指向特性Pl的光變換 為指向特性P3的光的擴散特性P2。因而，只要通過與光射出面45相對的 面整體求出所述擴散特性P2，則可以制作校正用光學(xué)片38。另外，所謂擴 散特性P2，是表示當(dāng)光垂直地入射至校正用光學(xué)片38時，通過校正用光學(xué) 片38而擴散的光在各方位的光強度的特性，在圖16和圖18等中表示從垂 直于校正用光學(xué)片38的方向看到的特性。
指向特性P3即使在任何位置也可以相同，但是，由于指向特性P1根 據(jù)位置的不同而不同，因此，所要求出的擴散特性P2也因位置的不同而不 同。因而，為了實現(xiàn)各位置的擴散特性P2，必須在1點1點分別設(shè)計校正 用光學(xué)片38的校正圖案46的形狀。但是，在校正用光學(xué)片38的整體上，1點1點地確定對應(yīng)于指向特性P1的擴散特性P2，實際上是困難的，另夕卜，
在所述的校正用光學(xué)片38中，不得不形成極其復(fù)雜的表面形狀(或者由復(fù) 雜的曲面構(gòu)成的校正圖案)。因此，如圖17所示，通過由具有離散的擴散 特性的多面體構(gòu)成的多個乃至更多的校正圖案46的分散集合，近似設(shè)定校 正用光學(xué)片38的圖案。
另外，當(dāng)觀察求出(在圖16中只用3點表示，但實際上對于多個的點 求出了擴散特性)的幾處擴散特性P2的結(jié)果時，則可以知道校正用光學(xué)片 38的擴散特性P2成為如圖18所示的圖案。例如，如果求出校正用光學(xué)片 38整體上的數(shù)點的擴散特性，并疊加這些擴散特性，就得到如圖18所示的 通用的擴散特性。每個點的擴散特性，可以通過使圖18的各部分的相對亮 度變大或變小來精確地近似。即使看起來每個點的擴散特性的形狀和圖18 的擴散特性有很大的不同(參照圖53),但也可以認(rèn)為圖18的擴散特性的 部分亮度為零。并且，如果觀察各點的擴散特性，則可以確定根據(jù)校正用 光學(xué)片38中的位置而相對亮度變化的成為中心的點(以下稱該點為特征點。 在圖18中用x標(biāo)記表示特征點)。
但是，當(dāng)求出具有所述擴散特性P2的圖案的形狀時，則成為復(fù)雜的多 面體，校正用光學(xué)片38的設(shè)計或制造變得困難。因此，將如圖18所示的 擴散特性P2分解為多個特征點，并且，通過將能夠向任意特征點擴散光的 面進行組合而裝配具有離散的擴散特性的多種多面體，來確定校正圖案46 的形狀。
校正圖案46的形狀通過圖18的特征點的組合方法，可以得到各種形 狀。但是，根據(jù)該特征點的組合方法，校正圖案46的多面體形狀變成簡單 或復(fù)雜，并且所需的校正圖案46的數(shù)量也不同。因此，在該實施例中，采 用了 5個校正圖案46的多面體形狀。
在圖19~圖23中作為校正圖案46—例用等高線表示一組為5個圖案 的圖案46A 46E。另外，圖24是校正圖案46A的立體圖，圖25(a)和 (b)是分別表示從正面?zhèn)群蛡?cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案46A時的輪廓的圖。同 樣，圖26是校正圖案46B的立體圖，圖27 (a)和(b)是分別表示從正面 側(cè)和側(cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案46B時的輪廓的圖。圖28是校正圖案46C的立 體圖，圖29 (a)和(b)是分別表示從正面?zhèn)群蛡?cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案46C 時的輪廓的圖。圖30是校正圖案46D的立體圖，圖31 (a)和(b)是分別表示從正面?zhèn)群蛡?cè)面?zhèn)瓤吹降男Ｕ龍D案46D時的輪廓的圖。圖32是校正圖 案46E的立體圖，圖33 (a)和(b)是分別表示從正面?zhèn)群蛡?cè)面?zhèn)瓤吹降?校正圖案46E時的輪廓的圖。
對于這些校正圖案46A-46E,當(dāng)入射與校正用光學(xué)片38垂直的平行 光時，則在校正圖案46A 46E的各平面、光被折射以平行光射出并向特征 點的方向進入。對此以校正圖案46C為例在圖34 (a)和(b)中具體說明。 圖34 (a)是模式地表示校正圖案46C的主要面的示意平面圖，圖34 (b) 是用校正圖案46C表示擴散光的擴散特性的圖。在垂直地入射至校正用光 學(xué)片38的平行光中，透過圖34 (a)所示的校正圖案46C的各平面的光， 分別在各平面折射，并向用箭頭連接的圖34 (b)的特征點的方向以平行光 射出。并且，如果構(gòu)成校正圖案46A-46E的多面體的平面的朝向或傾斜度 (傾斜角)不同，則平行光向不同的方向折射，另外，如果構(gòu)成多面體的 平面的面積不同，則特征點的亮度發(fā)生變化。因此，根據(jù)如圖19所示的校 正圖案46A,可以得到如圖35所示的擴散特性。另外，根據(jù)如圖20所示 的校正圖案46B,可以得到如圖36所示的擴散特性。另外，根據(jù)如圖21 所示的校正圖案46C，可以得到如圖37所示的擴散特性。另外，根據(jù)如圖 22所示的校正圖案46D，可以得到如圖38所示的擴散特性。另外，根據(jù)如 圖23所示的校正圖案46E，可以得到如圖39所示的擴散特性。
并且，通過在某區(qū)域設(shè)置校正圖案46A 46E,來疊加校正圖案"A-46E的擴散特性(參照圖35 ~圖39)，由此可以實現(xiàn)如圖40所示的作為目 的的擴散特性(參照圖18)。而且，由于只要使各校正圖案46A 46E的分 布密度變化，則可以改變圖35~圖39的擴散圖案的疊加的重量，并且可以 分別調(diào)整特征點的相對亮度，因此可以得到校正用光學(xué)片38上的各點的任 意的擴散特性。
另外，由于校正圖案46A 46E由以平面包圍的多面體構(gòu)成，因此具有 使光向特定的分離方向(特征點)射出的離散的擴散特性。圖41 ~圖45是 表示校正圖案46A 46E的擴散特性的立體圖，并且表示具有離散的擴散特 性，即射出光的前進方向和強度的分布具有多個極大值。
圖46表示校正圖案46的場所依賴性。當(dāng)考慮從z軸方向觀察通過發(fā) 光部33的兩端的圓K時，則在該圓K上的任一點的從發(fā)光部33入射的光 的寬度相等，只要將朝向作為另外考慮，則認(rèn)為指向特性相同。因而，可知在通過發(fā)光部33的兩端的圓K上，沿圓周4吏圖案的朝向變化，同時，只 要配置相同的校正圖案46即可。另外，在不同半徑的圓上，雖然校正圖案 46發(fā)生變化，但是為了容易設(shè)計，在不同的圓上使校正圖案46不發(fā)生變化 而使校正圖案46的圖案密度發(fā)生變化。
因而，圖19~圖23的校正圖案46A-46E在校正用光學(xué)片38上分別 以如圖47~圖51所示的圖案密度分布。另外，在圖47~圖51中，發(fā)光部 33均位于朝向左側(cè)的位置。另外，圖52是表示各校正圖案46A 46E的、 沿位于面光源裝置31中央的y軸方向的圖案密度變化的曲線圖。由于校正 圖案46A、 46B可以調(diào)整整體的擴散程度，因此均勻分布在校正用光學(xué)片 38的整體上。校正圖案46C在發(fā)光部33附近使圖案密度變大，校正圖案 46E在遠(yuǎn)離發(fā)光部33的區(qū)域使圖案密度變大，校正圖案46D在其中間區(qū)域 使圖案密度變大。
圖53表示如上所述得到的校正用光學(xué)片38的擴散特性。即，當(dāng)從背 面?zhèn)认蛐Ｕ霉鈱W(xué)片38上照射平行光時，通過位于校正用光學(xué)片38的中 央的5點表示透過校正用光學(xué)片38的光的擴散情況。另外，圖54 (a) ~ (c)是表示校正用光學(xué)片38的適當(dāng)?shù)狞c的擴散特性P2的圖，圖M(d) (f) 是表示從利用校正用光學(xué)片38的面光源裝置31射出的光的指向特性P3的 圖，圖54(d) ~ (f)是具有如圖54 (a) -(c)所示的擴散特性P2的各處 的指向特性P3。另外，圖55是擴散板35的表面的局部放大圖。
當(dāng)利用這樣的校正用光學(xué)片38時，從面光源裝置31射出的光，由于 具有如圖54(d) ~ (f)所示的指向特性P3那樣的正圓狀特性，因此可以 消除面光源裝置31的亮線或亮斑。
另外，校正圖案46通過特征點的組合方法形成各種各樣的多邊形，除 可以形成如圖19~圖23所示形狀的校正圖案46以外，還可以形成如圖56 (a) -(c)所示的形狀。另外，在圖56(a) (c)中，表示在左側(cè)的圖是表 示校正圖案46的平面狀的圖，表示在右側(cè)的圖是左圖的各A-A線剖面圖。 另外，雖然各校正圖案46基本上是以平面包圍的多面體，但是頂部或角部 可以帶有圓形，或者也可以是以緩和的曲面包圍的多面體。
實施方式2
圖57是表示現(xiàn)有的另一個面光源裝置的立體圖。在該面光源裝置中， 通過相對導(dǎo)光板12的端面排列多個發(fā)光部13，由此，使發(fā)光部13成為線狀光源。在導(dǎo)光板12的背面平行地排列有形成為橫跨寬度方向整個寬度的
V槽狀的偏向圖案24,導(dǎo)光板12的背面形成為鋸齒狀。偏向圖案24雖然 角度小，但是隨著遠(yuǎn)離發(fā)光部33角度逐漸變大。在導(dǎo)光板12的上表面， 形成有在與相對發(fā)光部13的端面垂直的方向延伸的條紋狀的擴散圖案25。 另外，在導(dǎo)光板12上重疊有棱鏡片20。
如圖57所示的面光源裝置，當(dāng)從上表面觀察時，能看見如圖58(a) 所示的均勻的亮度。但是，當(dāng)在發(fā)光部13的相反側(cè)，從傾斜45°的上方觀 察上方的該面光源裝置，則如圖58 (b)所示，在發(fā)光部13的附近能看見 亮線23。另一方面，當(dāng)在發(fā)光部13的一側(cè)，從傾斜45°的上方觀察該面 光源裝置時，則如圖58 (c)所示，就看不見亮線。
圖59 (a)和(b)是說明當(dāng)從發(fā)光部13的相反側(cè)觀察時能看見亮線的 理由的圖。圖59 (a)表示沿圖58 (b)的F-F線的剖面及其方向的指向特 性，圖59 (b)表示沿圖58 (b)的G-G線的剖面及其方向的指向特性。發(fā) 光部13的正前方的剖面具有如圖59 (a)所示的指向特性，在發(fā)光部13的 斜方向上具有如圖59 (b)所示的指向特性，在斜方向上指向特性在發(fā)光部 13的相反側(cè)鼓起。因此，當(dāng)從發(fā)光部13的相反側(cè)觀察時能看見亮線23， 但是從發(fā)光部13的一側(cè)觀察時看不見亮線。
圖60是表示本發(fā)明的實施方式2的面光源裝置61的平面圖。如果除 去在棱鏡片20的上表面設(shè)置有擴散圖案62的點以外，則該面光源裝置61 具有和如圖57所示的面光源裝置相同結(jié)構(gòu)。在棱鏡片20的上表面中，擴 散圖案62凹陷設(shè)置在各發(fā)光部13的正前面。圖61 (a)是擴散圖案62的 平面圖，圖61 (b)是圖61 (a)的M-M線剖面圖，圖61 (c)是圖61 (a) 的N-N線剖面圖。 '
在本發(fā)明的面光源裝置61中，由于在發(fā)光部13的正前面設(shè)置擴散圖 案62，因此，如圖61 (c)所示，在發(fā)光部13的正前面垂直地透過棱鏡片 20下表面的棱鏡的光p,通過擴散圖案62并向發(fā)光部13的相反側(cè)大致45 °方向射出。因而，由于光不僅在斜方向射出，而且還向前方射出，因此 即使在從發(fā)光部13的相反側(cè)觀察時，也難以觀察到亮線。
另夕卜，在實施方式2中，雖然在棱鏡片20的上表面設(shè)置了擴散圖案62, 但是也可以在棱鏡片20上重疊具有擴散圖案62的校正用光學(xué)片。
權(quán)利要求
1. 一種擴散板，其特征在于在光從一側(cè)面入射并從另一側(cè)面射出的基板的任一側(cè)的面上，形成具有離散的擴散特性的光學(xué)圖案。
2. 如權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于擴散特性根據(jù)所述基板 上的位置不同而不同。
3. 如權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于所述光學(xué)圖案由使光向 離散方向擴散的多面體構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求3所述的擴散板，其特征在于各個所述多面體具有規(guī) 定的形狀，以使光在從規(guī)定的擴散特性抽出的多個主要擴散方向中的1個 或2個以上的擴散方向擴散。
5. 如權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于各種光學(xué)圖案的圖案密 度分別根據(jù)所述基板上的位置進行變化。
6. 如權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于在所述基板的另一側(cè)的 面上形成棱鏡。 —
7. 如權(quán)利要求1所述的擴散板，其特征在于配置使光源與端面相對 而配置的導(dǎo)光板的光射出面一側(cè)，在對應(yīng)于所述光源的正前面的位置設(shè)置 凹狀的所述光學(xué)圖案。
8. —種面光源裝置，具有 光源；以及如權(quán)利要求1所述的擴散板，其相對所述導(dǎo)光板的光射出面而配置。
全文摘要
一種擴散板及面光源裝置，在導(dǎo)光板(32)上重疊棱鏡片(36)、凹凸擴散板(37)及校正用光學(xué)片(38)。從導(dǎo)光板(32)向與光射出面(45)大致平行的方向射出的光，通過棱鏡片(36)向與光射出面(45)大致垂直的方向彎曲。透過棱鏡片(36)的、在r軸方向上具有長的指向特性的光，通過透過凹凸擴散板(37)變換為具有大致圓形指向特性的光。進而，透過凹凸擴散板(37)的、具有大致圓形的指向特性的光，通過校正用光學(xué)片(38)變換為具有更加接近于正圓的指向特性的光。校正用光學(xué)片(38)由多個多面體形狀的圖案形成。
文檔編號F21Y101/02GK101421644SQ200780013199
公開日2009年4月29日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者上野佳宏, 廣田和英, 田上靖宏, 篠原正幸, 簑部哲也 申請人:歐姆龍株式會社