專利名稱：：面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置。尤其涉及在光源之間重疊光源的分割圖像并抑制亮度不均的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：可以采用包括背光(面發(fā)光裝置)的液晶顯示裝置。作為這樣的液晶顯示裝置用的面發(fā)光裝置，為了響應(yīng)輕型化以及薄型化的要求，端面照光式的背光成為了主流，該端面照光式(edge-light-type)的背光在透明板體(導(dǎo)光板)的一側(cè)配置熒光管這樣的線狀光源，在導(dǎo)光4反上配置'液晶顯示面々反。但是，隨著近年來(lái)電視用途等的液晶顯示裝置的大型化，在端面照光式的背光中大多亮度不足，從而多采用在液晶顯示面板的正下方配置線狀光源的直下式的背光。圖32是表示現(xiàn)有技術(shù)中的直下式的背光裝置1的概略構(gòu)成的立體圖。背光裝置1包括熒光管等光源(線狀光源)2、2…以及反射板3和擴(kuò)散板4。作為光源(線狀光源)2、2...,例如可以采用冷陰才及萸光管(CCFL:ColdCathodeFluorescentLamp)等，并形成為向夫見(jiàn)定的方向延伸的圓柱狀。反射板3是為了再利用被擴(kuò)散板4等反射的光或來(lái)自光源2、2...的未到達(dá)擴(kuò)散板4的光而配置的。擴(kuò)散板4是具有至少1mm以上厚度的光學(xué)元件，該擴(kuò)散板4由于使透明基材中任意地含有與該透明基材的折射率不同的樹(shù)脂體，從而提高了擴(kuò)散性以及散射性，該擴(kuò)散板4被用作用于抑制正面亮度分布偏差的光學(xué)it/f牛。背光裝置1中，在夾著光源2、2...的彼此相對(duì)的兩側(cè)上，分別配置有反射板3以及擴(kuò)散板4。在這樣的背光裝置1中，從光源2、2…射出的光可以從擴(kuò)散板4出光，但是當(dāng)光源2、2...和擴(kuò)散板4的距離縮短，或者光源2、2...之間的距離增長(zhǎng)時(shí)，如圖33所示，在光源2、2...的正上方位置背光裝置1的照射光束的亮度增高，在光源2、2...之間的位置背光裝置1的照射光束的亮度降低，從而導(dǎo)致正面亮度分布的均一性降低，產(chǎn)生亮度偏差。為了抑制這樣的亮度偏差，公開(kāi)有以下的技術(shù)(例如，參照曰本特開(kāi)平5-333333號(hào)/>凈艮、日本特開(kāi)平6-250178號(hào)〃>才艮、日本特開(kāi)平10-283818號(hào)7>才艮、日本特開(kāi)2004-6256號(hào)^>才艮)如圖34所示，在光源2、2...和擴(kuò)散^反4之間配置棱4竟片或雙凸透4竟片(lenticularlenssheet)等光學(xué)片(光學(xué)元件)5，或者配置棱4竟片或雙凸透鏡片等光學(xué)片5來(lái)代替擴(kuò)散板4。此外，圖34示出了配置光學(xué)元件(棱鏡片)5來(lái)代替圖33的擴(kuò)散板4的例子。光學(xué)元件(棱鏡片)5—般是用作亮度提高片(sheetforimprovingluminance)的光學(xué)it/f牛，該光學(xué)元4牛(才麥4竟片)5具有在正面或背面以等間隔連續(xù)設(shè)置的、例如三角形狀的多個(gè)線狀突起(棱鏡)。這些線狀突起作為亮度分布形成層5a而發(fā)揮作用，該亮度分布形成層5a用于抑制乂人光源2、2...射出的光的光軸方向的亮度偏差。光學(xué)元件5被配置，以便作為亮度分布形成層5a而發(fā)揮作用的線狀突起的棱線方向與光源2、2、...的長(zhǎng)度方向一致。如圖34所示，通過(guò)采用光學(xué)元件5，出光的照射光束^皮分割為多個(gè)光源的分割圖4象2A、2A、...，從而抑制正面亮度分布的偏差(variation)。此外，在圖34中，示出了通過(guò)光學(xué)元件5而使光源的分割圖像2A、2A、...i曾力口為光源2、2、...的兩倍的例子。但是，在上述現(xiàn)有的面發(fā)光裝置1中，存在如果光源2、2、...和光學(xué)元件5之間的距離發(fā)生變化，則容易發(fā)生很大的亮度不均的問(wèn)題。距離的變化例如會(huì)由于以下原因產(chǎn)生各部分的加工精度或組裝精度、或者由于溫度變化等環(huán)境變化導(dǎo)致光學(xué)元件的變形。例如，如圖35所示，當(dāng)光源2、2、...的中心和光學(xué)元件5的距離為H時(shí)，在可以分別獲得對(duì)于各光源2、2、...的分割圖像2A、2A、...的均一的正面亮度分布的面發(fā)光裝置中，在光學(xué)元件5的i殳計(jì)距離H變化了AH時(shí)，導(dǎo)致變?yōu)橐子诎l(fā)生如圖36所示的亮度不均的狀態(tài)。在面發(fā)光裝置l中，在保持設(shè)計(jì)上的距離H的狀態(tài)下，光源2的分割圖Y象2A與相鄰光源2的分割圖^f象2A不重疊，由于3巨離H變化時(shí)，正面亮度分布急劇變化，從而導(dǎo)致發(fā)生該亮度不均。即，如果距離H變化AH，則導(dǎo)致各光源2、2、…的分割圖像2A、2A、...重疊，從而變?yōu)閷?duì)正面亮度分布產(chǎn)生急劇變化且易于發(fā)生亮度不均的狀態(tài)。因此，為了獲得如圖35所示的均一的正面亮度分布，設(shè)計(jì)了光源2、2、...和光學(xué)元件5之間的距離，但是，該設(shè)計(jì)自由度非常狹窄。此外，隨著近年來(lái)的液晶顯示裝置的大屏幕化，面發(fā)光裝置(背光裝置)也大型化。因此，以實(shí)現(xiàn)正面亮度分布均一化為目的而配置的棱鏡片或雙凸透鏡片等光學(xué)元件也大型化。但是，如果這些光學(xué)元件大型化，則容易發(fā)生由于自重導(dǎo)致的彎曲或翹曲等，難以在光學(xué)元件的整個(gè)面上穩(wěn)定且固定地保持光學(xué)元件和光源之間的距離。因此，光學(xué)元件和光源之間的距離上就會(huì)產(chǎn)生偏差，如圖36所示，會(huì)導(dǎo)致阻礙正面亮度分布的均一化，并易于發(fā)生亮度不均。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置，其可以確4呆正面亮度分布的均一化，且即^f吏光源和光學(xué)元件之間的距離發(fā)生變化，也可以抑制亮度不均的發(fā)生。為了解決上述課題，面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置包括最大切線角度a，其中，對(duì)于最大切線角度a,當(dāng)將相鄰位置的光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將光學(xué)元件的厚度設(shè)為d，將從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W,將空氣層的空氣折射率設(shè)為no,將從光源射出并射入光學(xué)元件的光相對(duì)于光軸方向的射入角設(shè)為將射入光學(xué)元件的光在光學(xué)元件中的折射角設(shè)為02，將光源的直徑設(shè)為D,將在與亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與光軸正交的面所形成的角度設(shè)為切線角度4)，將切線角度小中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a，并通過(guò)(1)n0sin(a)=nsin(a-02)、(2)n。sin0產(chǎn)nsin62、(3)x=Wtan^+dtan02，算出光源的分割圖^f象在與光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，最大切線角度a滿足x〉L/2-D/2。因此，在面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置中，相鄰位置的各光源的至少一部分的分割圖<象重疊。本發(fā)明的面發(fā)光裝置包括包括多個(gè)光源，各個(gè)光源形成為向規(guī)定方向延伸的圓柱狀，在向同一方向延伸的狀態(tài)下被配置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透光性，并形成有亮度分布形成層，亮度分布形成層用于抑制從多個(gè)光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差；以及反射面，以?shī)A著多個(gè)光源的方式4立于光學(xué)元件的相對(duì)側(cè)，空氣層位于反射面和光學(xué)元件之間，并且，反射面用于反射從光源射出的光，在面發(fā)光裝置中，光學(xué)元件的亮度分布形成層由向光源的長(zhǎng)度方向延伸且向光軸方向突出的多個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成，在面發(fā)光裝置中，包括光學(xué)元件，包括最大切線角度a，其中，對(duì)于最大切線角度a，當(dāng)將相鄰位置的光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將光學(xué)元件的折射率設(shè)為n,將光學(xué)元件的厚度設(shè)為d,將從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W,將空氣層的空氣折射率設(shè)設(shè)為e,,將射入光學(xué)元件的光在光學(xué)元件中的折射角設(shè)為02，將光源的直徑設(shè)為D，將在與亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與光軸正交的面所形成的角度設(shè)為切線角度d)，將切線角度cj)中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a,并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3),算出光源的分割圖像在與光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離X的情況下，最大切線角度a滿足x〉L/2-D/2，n。sin(a)=nsin(a-02)......(1)nosin6產(chǎn)nsin02......(2)x-Wtane+dtan02......(3)。本發(fā)明的光學(xué)元件形成有亮度分布形成層，亮度分布形成層用于抑制從多個(gè)光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差，各個(gè)光源形成為向失見(jiàn)定方向延伸的圓柱狀且在向同一方向延伸的狀態(tài)下^^皮配置在同一平面上，亮度分布形成層由向光源的長(zhǎng)度方向延伸且向光軸方向突出的多個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成，光學(xué)元件包4舌最大切線角度a,當(dāng)將相鄰位置的光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將光學(xué)元件的厚度設(shè)為d,將從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W,將空氣層的空氣折射率設(shè)為nG，將從射入光學(xué)元件的光在光學(xué)元件中的折射角i殳為e2，將光源的直徑i殳為D，將在與亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與光軸正交的面所形成的角度設(shè)為切線角度cj),將切線角度d)中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a，并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3),算出光源的分割圖像在與光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，最大切線角度a滿足x〉L/2-D/2，nosin(a)=nsin(a-02)......(1)n。sin0產(chǎn)nsin02......(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>......(3)。本發(fā)明的液晶顯示裝置包括多個(gè)光源，各個(gè)光源形成為向規(guī);定方向延伸的圓柱狀，在向同一方向延伸的狀態(tài)下^皮配置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透光性，并形成有亮度分布形成層，亮度分布形成層用于抑制乂人多個(gè)光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差，個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成；反射面，以?shī)A著多個(gè)光源的方式位于光學(xué)元件的相對(duì)側(cè)，空氣層位于反射面和光學(xué)元件之間，并且，反射面用于反射從光源射出的光；以及液晶面板，用于顯示圖^f象，并照射有從多個(gè)光源射出的光，在液晶顯示裝置中，包括光學(xué)元件，包括最大切線角度a,其中，對(duì)于最大切線角度a,當(dāng)將相鄰位置的光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將光學(xué)元件的厚度設(shè)為d，將從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W,將空氣層的空氣折射率設(shè)為no,將從光源射出并射入光學(xué)元件的光相對(duì)于光軸方向的射入角設(shè)為e"將射入光學(xué)元件的光在光學(xué)元件中的折射角設(shè)為02,將光源的直徑設(shè)為D,將在與亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與亮度分布形成層的外表面"f妄觸的切線、和與光軸正交的面所形成的角度i殳為切線角度4),將切線角度4)中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a，并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3),算出光源的分割圖像在與光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，最大切線角度a滿足x>L/2-D/2，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(3)。因此，本發(fā)明的面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置中，由于相鄰位置的各光源的至少一部分的分割圖l象重疊，所以可以確保正面亮度分布的均一性，并可抑制亮度不均。圖1是表示液晶顯示裝置的概略立體圖，此外，圖2至圖31均為表示用于實(shí)施本發(fā)明的面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施例的圖2是表示從光源射出的光的路徑和各部分的位置關(guān)系等的概念圖3是表示亮度分布形成層的構(gòu)造部中的切線角度(tangentialangle)的4既念圖4是表示從一個(gè)光源射出光的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖5是和圖6以及圖7—起表示正面亮度分布的例予的圖，圖5是表示頂點(diǎn)為略帶弧度的大致三角形狀的例子的概念圖6是表示在傾斜部具有階梯部(shoulder)的例子的概念圖7是表示傾斜部的傾斜呈階段性變化的例子的概念圖8是表示光源和光學(xué)元件之間的距離發(fā)生變化時(shí)，光透過(guò)擴(kuò)散才反之前的正面亮度分布的曲線圖9是表示在光源的分割圖像(splitimage)重疊部分很少的情況下，光源和光學(xué)元件之間的距離變化時(shí)，光透過(guò)擴(kuò)散板之前的正面亮度分布的曲線圖10是表示光源的分割圖〗象在與光軸正交的方向上距離光源的移動(dòng)距離的具體例子的概念圖11是表示亮度分布形成層的切線角度和光源的分割圖像的移動(dòng)距離之間關(guān)系的曲線圖12是表示光源的分割圖像移動(dòng)至相鄰光源時(shí)的正面亮度分布的曲線圖13是表示亮度分布形成層的最大切線角度和光源的分割圖像的移動(dòng)距離之間關(guān)系的曲線圖14是表示在光源和光學(xué)元件之間的距離是設(shè)計(jì)上的距離時(shí)，從光源射出的光透過(guò)擴(kuò)散板的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖15是在光源的分割圖像重疊很少的情況下，當(dāng)光源和光學(xué)元件之間的距離是設(shè)計(jì)上的距離時(shí)，從光源射出的光透過(guò)擴(kuò)散板的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖16是示出了關(guān)于亮度不均的發(fā)生率低的采樣，表示切線角度和其比率的曲線圖17是示出了關(guān)于亮度不均的發(fā)生率高的采樣，表示切線角度和其比率的曲線圖18是表示乂人多個(gè)光源射出的光透過(guò)光學(xué)元件的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖19是表示亮度分布形成層的構(gòu)造部的一例的概念圖20是關(guān)于圖19所示的亮度分布形成層，表示切線角度和其比率的曲線圖21是關(guān)于圖19以及圖20的例子，表示從多個(gè)光源射出的光透過(guò)光學(xué)元件的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖22是表示通過(guò)包裝部件包裝光學(xué)元件、擴(kuò)散4反以及光學(xué)元件體而形成的光學(xué)元件包裝體的概念圖23是表示接合光學(xué)元件和擴(kuò)散板而形成的光學(xué)元件包裝體的才既念圖24是具有多角形形狀的亮度分布形成層的例子的示意圖25是具有兩個(gè)多角形形狀的構(gòu)造部的亮度分布形成層的例子的示意圖26是具有兩個(gè)多角形形狀的構(gòu)造部的其它亮度分布形成層的例子的示意圖27是具有兩個(gè)多角形形狀的構(gòu)造部的光學(xué)元件以及成形該光學(xué)元件的金屬模的示意圖28是具有三個(gè)多角形形狀的構(gòu)造部的亮度分布形成層的例子的示意圖29是具有三個(gè)多角形形狀的構(gòu)造部的其它亮度分布形成層的例子的示意圖30是點(diǎn)亮具有圖26所示的亮度分布形成層的光學(xué)元件中的一個(gè)光源時(shí)的正面亮度分布的模擬結(jié)果的示意圖31是表示點(diǎn)亮具有圖26所示的亮度分布形成層的光學(xué)元件中的所有光源時(shí)的正面亮度分布的^^莫擬結(jié)果的曲線圖32是表示現(xiàn)有才支術(shù)中的面發(fā)光裝置的相克略立體圖33是表示在現(xiàn)有技術(shù)的面發(fā)光裝置中，光源和擴(kuò)散板的距離變短時(shí)的正面亮度分布的一例的概念圖34是表示現(xiàn)有技術(shù)中的面發(fā)光裝置中的正面亮度分布的一例的概念圖35是表示在現(xiàn)有技術(shù)的面發(fā)光裝置中，將光源和光學(xué)元件配置為設(shè)計(jì)上的距離時(shí)的正面亮度分布的一例的概念圖；以及圖36是用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中的面發(fā)光裝置中的問(wèn)題點(diǎn)的概念圖。具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。將面發(fā)光裝置10用作液晶顯示裝置50用的直下式背光(backlight)裝置(參照?qǐng)D1)。面發(fā)光裝置10是在框體11中配置所需要的各個(gè)部分而形成'的，其包括多個(gè)光源(線狀光源)12、12...、反射板13、擴(kuò)散板14、光學(xué)元件(光學(xué)板)15以及光學(xué)元件體16。作為光源12、12...,可以采用例如，冷陰才及熒光管或熱陰才及熒光管等熒光管。光源12、12...形成為圓柱狀，其在沿如圖1所示的Y方向延伸的狀態(tài)下被配置在反射板13上。光源12、12...在反射板13和光學(xué)元件15之間，以平行狀態(tài)在圖1所示的X方向上被分隔，且^皮相等間隔i也配置。這樣，在面發(fā)光裝置10中，多個(gè)光源12、12...在反射面13a上等間隔的配置，且可以在配置狀態(tài)下確保均一性，因此，當(dāng)從光源12、12...射出的光到達(dá)后述的液晶顯示面才反時(shí)，難以產(chǎn)生依存于光源12、12...的配置狀態(tài)的局部亮度不均。^!奪反射一反13相對(duì)于光源12、12…側(cè)的面形成作為反射面13a。從光源12、12...射出的光的一部分通過(guò)反射面13a向光學(xué)元件15反射。作為反射板13，只要是具有反射光的性質(zhì)即可，可以采用例如鋁制、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙酯)制、聚碳酸酯制等的各種材料。擴(kuò)散板14被配置在與光源12、12...相對(duì)的一側(cè)，擴(kuò)散板14與光源12、12…夾著光學(xué)元件15。擴(kuò)散板14具有以下功能擴(kuò)散透過(guò)光學(xué)元件15并射入的光，并4吏向正面方向射出的照射光束的亮度分布、即正面亮度分布均一化。此外，在面發(fā)光裝置10中，也可以采用厚度4交薄的擴(kuò)散片(diffusersheet)來(lái)代替擴(kuò)散板14。作為擴(kuò)散^反14,可以采用例如聚苯乙烯、環(huán)烯烴聚合物、丙烯基、聚碳酸酯制的擴(kuò)散板，擴(kuò)散片用于輔助光的擴(kuò)散，作為擴(kuò)散片，可以采用例如在PET基材上涂敷填充粒子的擴(kuò)散片。此外，雖然只要有擴(kuò)散板14以及擴(kuò)散片中的一種即可，但是也可以層疊擴(kuò)散板14以及擴(kuò)散片而加以4吏用。在擴(kuò)散板14的出光面?zhèn)扰渲糜形磮D示的液晶顯示面板。光學(xué)元件15配置在光源12、12...與擴(kuò)散板14之間。光學(xué)元件15例如是具有透光性的棱鏡片或雙凸透鏡片等，在基材17的光射出面?zhèn)龋缫惑w地形成有亮度分布形成層18。基材17是由丙烯酸類樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚碳酸酯、苯乙烯基類樹(shù)脂、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物樹(shù)脂等透明的合成樹(shù)脂制的板材形成。此外，基材17可以形成為片狀或薄膜狀，但是，因?yàn)槿绻蓜傂愿叩陌宀男纬苫?7，則難以發(fā)生當(dāng)將基材17配置于框體11內(nèi)時(shí)的撓曲、翹曲、熱變形等，并且與光源12之間的Z方向上的i巨離也^,以變^:,所以，更^尤選這種方式。此外，基材17的厚度沒(méi)有特別的限制，即使是片或薄膜這樣的厚度，只要可以確保失見(jiàn)定的剛性即可。亮度分布形成層18具有抑制乂人光源12射出的光的正面方向(Z方向)上的亮度偏差的功能。亮度分布形成層18由以圖1所示的Y方向?yàn)槔饩€方向的多個(gè)構(gòu)造部18a、18a…構(gòu)成，該構(gòu)造部18a、18a…在X方向上以失見(jiàn)定間距連續(xù)地排列。構(gòu)造部18a向圖1所示的Z方向、即/人光源12射出的光的光軸方向突出，外表面形成為曲面形狀或多角形形狀。當(dāng)構(gòu)造部18a形成為曲面形爿犬時(shí)，例如為非^求面形狀。構(gòu)造部18a、18a…的排列間距和光源12、12…的排列間距沒(méi)有關(guān)系，構(gòu)造部18a、18a…以樣i小的間3巨4非列。此外，亮度分布形成層18可以通過(guò)與基材17—體成形而形成，也可以是在基材17上轉(zhuǎn)印由紫外線硬化樹(shù)脂形成的亮度分布形成層18而形成，或者也可以通過(guò)加壓成形爿,亮度分布形成層18纟矣合于基材17而構(gòu)成。光學(xué)元件體16構(gòu)成為包括例如擴(kuò)散片、棱鏡片、反射偏^t展器等各種光學(xué)元件中的一種或多種。當(dāng)由多種光學(xué)元件構(gòu)成光學(xué)元件體16時(shí)，將這些多種光學(xué)元件配置為層疊狀。光學(xué)元件體16配置在光學(xué)元件15的相對(duì)側(cè)，并且，光學(xué)元件體16與光學(xué)元件15之間夾著擴(kuò)散4反14。在如上述形成的面發(fā)光裝置10中，將反射4反13和光學(xué)元4牛15之間的空間形成作為空氣層19。在面發(fā)光裝置10中，當(dāng)乂人光源12、12…射出光時(shí)，所射出的光依次透過(guò)光學(xué)元件15、擴(kuò)散板14以及光學(xué)元件體16而照射到液晶顯示面板上。這時(shí)射出的光的一部分被反射板13的反射面13a反射而朝向光學(xué)元件15。射入光學(xué)元件15的光被該光學(xué)元件15的射入面折射，進(jìn)而從光學(xué)元件15射出時(shí)也被折射，并朝向擴(kuò)散板14。射入擴(kuò)散板14的光被擴(kuò)散并出光(extract),經(jīng)過(guò)光學(xué)元件體16到達(dá)液晶顯示面板。圖2示出了從光源12、12…射出的光的路徑和各部分的位置關(guān)系等。在圖2中，將位于相鄰位置的光源12、12的各中心間的3巨離設(shè)為L(zhǎng),將光學(xué)元件15的折射率設(shè)為n，將光學(xué)元件15的厚度設(shè)為d，將乂人光源12的中心到光學(xué)元件15的光軸P方向上的3巨離i殳為W，將空氣層19的空氣的折射率設(shè)為nG,將從光源12射出且射入光學(xué)元件15的光相對(duì)于光軸P方向的射入角設(shè)為e!，將射入光學(xué)元件15的光在光學(xué)元件15中的折射角設(shè)為e2，將光源12的直徑設(shè)為D。此外，在圖2中，擴(kuò)大示出了亮度分布形成層18的構(gòu)造部18a、18a…相對(duì)于光學(xué)元件15的基材17的尺寸比例，實(shí)際上，構(gòu)造部18a、18a…的尺寸相對(duì)于基材17非常小。此外，如圖3所示，在與亮度分布形成層18的構(gòu)造部18a、18a…的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀上，將4妄觸于構(gòu)造部18a的外表面的切線S、和與光軸P正交的面Q所形成的角度i殳為切線角度4)。這時(shí)，如圖2所示，在切線角度cl)中，將最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a，將光源12的分割圖像12A距離光源12的、在與光軸P正交的方向上的移動(dòng)距離為x。移動(dòng)距離x是距離光源12端面的距離。如果采用以上各要素(參凄t)，則在面發(fā)光裝置10中，以下的數(shù)學(xué)式(1)至數(shù)學(xué)式(3)成立。n0sin((J))=nsin(小-02)......(1)n。sin0產(chǎn)nsin02......(2)x二Wtan0!+dtane2......(3)通過(guò)采用數(shù)學(xué)式(1)至數(shù)學(xué)式(3),通過(guò)將任意的切線角度4)代入數(shù)學(xué)式(i)算出折射角e2,通過(guò)將算出的折射角02代入數(shù)學(xué)式(2)算出折射角e"通過(guò)將算出的6t和02代入數(shù)學(xué)式(3)算出移動(dòng)距離X。因此，可以一個(gè)意義:l也確定與切線角度(l)對(duì)應(yīng)的移動(dòng)距離x,使到達(dá)具有切線角度cj)的亮度分布形成層18的切點(diǎn)的光的分割圖^象12A向相鄰的光源12移動(dòng)x。這樣，分割圖像12A的移動(dòng)距離x由切線角度(J)確定，當(dāng)在切線角度d)中，將光源12的分割圖像12A到達(dá)L/2的切線角度設(shè)為b，在切線角度4)中，光源12的分割圖4象12A達(dá)到L、即相鄰光源12的中心的切線角度為c時(shí)，滿足x=L/2-D/2......(4)的切線角度4)-切線角度b。(L/2-D/2)為相鄰光源12、12的各中心間中央的位置。因此，如果存在滿足以下數(shù)學(xué)式(5)的切線角度4>,則相鄰光源12、12的各分割圖像12A、12A重疊。x>I72-D/2......(5)這樣，由于滿足數(shù)學(xué)式(5)的切線角度cf)存在，所以相鄰的光源12、12的各分割圖像12A、12A重疊，這意味著如果在亮度分布形成層18中存在數(shù)學(xué)式(5)成立這樣的最大切線角度a，則相鄰的光源12、12的各分割圖像12A、12A重疊。在面發(fā)光裝置10中，形成有光學(xué)元件15,以便在亮度分布形成層18中存在數(shù)學(xué)式(5)成立這樣的最大切線角度a，相鄰的光源12、12的各分割圖像12A、12A重疊。圖4是表示在/人單一光源12射出的光透過(guò)光學(xué)元件15時(shí)，在透過(guò)擴(kuò)散板14之前的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖。如圖4所示，正面亮度分布具有大致三角形狀的山型形狀，即在光源12的正上方4立置亮度電平(luminancelevel)為最大，朝向相鄰的光源12的正上方4立置亮度電平降<氐。此外，圖4所示的正面亮度分布相對(duì)于三角形狀的正面亮度分布，其形狀稍有破壞，這種形狀的破壞是基于被反射板13所反射的光的作用。此外，從光源12射出時(shí)的正面亮度分布并不僅限于三角形狀，也可以是例如頂點(diǎn)帶有弧度的大致三角形狀(參照?qǐng)D5),在傾斜部分具有階梯部的形狀(參照?qǐng)D6)，傾斜部分的傾斜度階段性變化的形狀(參照?qǐng)D7)等。圖8是表示當(dāng)多個(gè)光源12、12、…的分割圖4象12A、12A、...重疊時(shí)，光透過(guò)距離W變化時(shí)的擴(kuò)散板14前的正面亮度分布狀態(tài)的曲線圖，圖8示出了i殳計(jì)上的3巨離W時(shí)的正面亮度分布、以及與此相對(duì)，距離W變化±8%時(shí)的正面亮度分布。圖8所示的正面亮度分布是通過(guò)蒙特卡羅法，對(duì)由反射板13、光學(xué)元件15以基于光學(xué)特性的概率對(duì)從光源12、12、…輸出的光進(jìn)行反射、折射、散射時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行模擬所得到的結(jié)果。在圖8中，一個(gè)光源12具有在該光源12的正上方位置上亮度電平最大，朝向相鄰的其4也光源12的正上方位置亮度電平降〗氐的正面亮度分布，在相鄰的兩個(gè)光源12、12之間的4立置上，該兩個(gè)光源12、12的分割圖4象12A、12A重疊，各個(gè)正面亮度分布的一部分重疊。在分割圖^f象12A、12A不重疊的情況下，在光源12和光學(xué)元件15的3巨離W變4匕時(shí)，各光源12、12、…的正面亮度分布的范圍寬度(在光源12、12、...的排列方向上的寬度)變動(dòng)，因此，導(dǎo)致正面亮度分布發(fā)生很大變化。例如，當(dāng)距離W大于設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)，各光源12、12、...的正面亮度分布的范圍寬度重疊，反之，當(dāng)距離W小于設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)，相鄰的光源12、12、…之間位置(中間位置)上的亮度電平降低，從而導(dǎo)致正面亮度分布發(fā)生很大的變化。但是，在面發(fā)光裝置10中，由于光源12、12、…的分割圖像12A、12A、...當(dāng)為設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)預(yù)先重疊，各個(gè)正面亮度分布的一部分相互重疊，因此，可以抑制與光源12、12、…和光學(xué)元件15的距離W的變化相對(duì)的亮度電平的變動(dòng)，如圖8所示，即使距離W發(fā)生變化，正面亮度分布的變化也4艮小，可以抑制亮度不均的發(fā)生。此夕卜，因?yàn)榭梢砸种朴晒庠?2、12、…和光學(xué)元件15的3巨離W的變化導(dǎo)致的亮度不均的發(fā)生，所以可以提高光學(xué)元件15在框體11中的配置自由度，并可實(shí)現(xiàn)提高各部分組裝時(shí)的操作性。而且，光源12、12、...的分割圖像12A、12A、…重疊意味著正面亮度分布的范圍寬度擴(kuò)大，且具有即使距離W發(fā)生變化，正面亮度分布本身也難以變化的特性。圖9是表示光源12、12、…的分割圖像12A、12A、…在光源12、12的中央部<義重疊4艮少部分時(shí)，光透過(guò)距離W發(fā)生變化時(shí)的擴(kuò)散板14之前的正面亮度分布狀態(tài)的曲線圖，圖9示出了設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)的正面亮度分布、以及與此相對(duì)，距離W變化±8%時(shí)的正面亮度分布。圖9所示的正面亮度分布和圖8所示一樣，是通過(guò)蒙特卡羅法，對(duì)以基于光學(xué)特性的概率進(jìn)行反射、折射、散射時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行模擬所得到的結(jié)果。如圖9所示，即使在光源12、12、…的分割圖像12A、12A、...僅重疊4艮少部分時(shí)，也可以確i人可以抑制與光源12、12、…和光學(xué)元件15的距離W的變化相對(duì)的亮度電平的變動(dòng)，即使距離W發(fā)生變化，正面亮度分布的變化也小，可以抑制亮度不均的發(fā)生。因此，如上述，通過(guò)光源12、12、…的分割圖像12A、12A、…的重疊以及分割圖像12A、12A、...的擴(kuò)大所帶來(lái)的正面亮度分布的范圍寬度的擴(kuò)大，從而可以實(shí)現(xiàn)距離W的設(shè)計(jì)自由度的提高。下面，示出了在面發(fā)光裝置10中，用于抑制亮度不均的構(gòu)成的具體例(參照?qǐng)D10至圖21)。一般，在薄型液晶顯示裝置中，光源(冷陰極熒光管)的直徑為D=3.0mm~4.0mm,相鄰位置的光源的各中心間的3巨離L=20mm~40mm，從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離W=6.0mm~16.0mm。作為光學(xué)元件，可以4吏用可^^介大量生產(chǎn)的工程塑料，光學(xué)元件的厚度d-0.3mm2.0mm,折射率n-1.501.63?？諝獾恼凵渎蕁o大致為1.0。例如，當(dāng)L-23.7mm時(shí)，若W-11.7mm,D=3.0mm,貝'H口圖10所示，如果光源的分割圖i象距離光源的、在與光軸正交方向上的移動(dòng)-巨離x-L/2-D/2-10.35mm或〉10.35mm,則光源的分割圖《象重疊。這時(shí)，如果i史定d=0.4mm、n=1.585,則光學(xué)元件的切線角度*與移動(dòng)距離x為通過(guò)數(shù)學(xué)式(1)至數(shù)學(xué)式(3)的圖11所示關(guān)系。如圖ll所示，x=10.35mm的切線角度為b六56。。因此，作為一^殳的薄型液晶顯示裝置所采用的參凄丈，當(dāng)L=23.7mm、W=11.7mm、D=3.0mm、d=0.4mm、n=1.585、n。=1.0時(shí)，需要光學(xué)元4牛的亮度分布形成層是具有切線角度cj)=56°以上的最大切線角度a的形狀。如上述，因?yàn)榭梢源_定所有的參數(shù)、即相鄰位置的光源的各中心間的距離L、光學(xué)元件的折射率n、光學(xué)元件的厚度d、從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離W、空氣層的空氣的折射率n0、光源的直徑D，所以可以才艮據(jù)利用數(shù)學(xué)式(1)至數(shù)學(xué)式(3)所算出的切線角度來(lái)確定光學(xué)元件的亮度分布形成層所需要的形狀。表l示出了在液晶顯示裝置中，一般所采用的參數(shù)在如下所述的范圍內(nèi)時(shí)所算出的切線角度b的最大值(bmax)和最小值(bmin)，其中，一般所采用的參數(shù)的范圍是L-20mm40mm、W=6.0mm~16.0mm、D=3.0mm~4.0mm、d=0.3mm~2.0mm、n=1.50—1.63。例如，在L/W=3.0的情況下，在L=40mm、W=13.3mm、D=3.0mm時(shí)，(L/2-D/2)表示最大4直，并且，在n=1.50、d=0.3mm時(shí)，表示最大值(bmax)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>如果在亮度分布形成層18中存在大于表1所示的切線角度b的最大切線角度a，則光源12、12、...的分割圖像12A、12A、...重疊，在面發(fā)光裝置10中，形成有光學(xué)元件15，以便在亮度分布形成層18中存在這樣的、大于表1所示的切線角度b的最大切線角度a。因此，在面發(fā)光裝置10中，由于光源12、12、...的分割圖像12A、12A、...重疊，因此，即3吏從光源12的中心到光學(xué)元件15為止的光軸P方向上的3巨離W發(fā)生變化，正面亮度分布的變4b也4艮小，也可以水卩制亮度不均的發(fā)生。更優(yōu)選的例子是如圖12所示，作為正面亮度分布，光源12的分割圖^象12A到達(dá)兩個(gè)相鄰的光源12、12的正上方位置。為了獲得這樣的正面亮度分布，只要滿足x-L-D/2的切線角度cl)為最大切線角度a即可，因此，只要光源12的分割圖像12A到達(dá)相鄰光源12的中心的切線角度c與最大切線角度a相同即可。此外，圖12所示的直線T表示相加各光源12、12、…的正面亮度分布而得到的正面亮度分布。表2采用與算出表1的數(shù)值時(shí)相同的參數(shù)I^20mm40mm、W=6.0mm~16.0mm、D=3.0mm~4.0mm、d=0.3mm~2.0mm、n=1.50~1.63來(lái)表示+刀線角度c的最大^f直(cmax)和最小4直(cmin)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>因此，如果在亮度分布形成層18中存在與表2所示的切線角度c相同的最大切線角度a,則光源12、12、…的分割圖像12A、12A、...在各光源12、12、...之間的整個(gè)區(qū)i或重疊。此外，為了獲得圖12所示的正面亮度分布，當(dāng)光源12的正上方位置的亮度電平為1時(shí)，需要該光源12的分割圖4象12A的、與相鄰光源12之間的中央的亮度電平為大至丈一半的0.40.6禾呈度，而且，相鄰光源12的正上方的亮度電平大致為0。因此，需要光學(xué)元件15的最大切線角度a與表2所示的切線角度c大致相同，而且，在亮度分布形成層18上包括40%~60%的、切線角度為b以上且小于c的部分。如上述，切線角度b是光源12的分割圖4象12A到達(dá)L/2的角度，切線角度c是光源12的分割圖像12A到達(dá)L的角度。在面發(fā)光裝置10中，形成有光學(xué)元件15，以便在亮度分布形成層18上存在與這樣如表2所示的切線角度c大致相同的最大切線角度a，且在亮度分布形成層18上包括40%~60%的、切線角度為b以上且小于c的部分。因此，在面發(fā)光裝置10中，由于光源12、12、...的分割圖傳_12A、12A、...在各光源12、12、...之間的整個(gè)區(qū)域重疊，因此，即使從光源12的中心到光學(xué)元件15為止的光軸P方向的距離W發(fā)生變化，正面亮度分布的變化也很小，也可以抑制亮度不均的發(fā)生。圖13是表示相對(duì)于從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離W-1，光源的直徑為D=0.25、W/D-4、光學(xué)元件的折射率n=1.585、光學(xué)元件的厚度d=0.4mm時(shí)，最大切線角度a和分割圖像的移動(dòng)距離x之間的關(guān)系的曲線圖。如圖13所示，若移動(dòng)距離x增大，則最大切線角度a的變4b率也增大。如果相鄰位置光源的各中心間的距離L比從光源中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離W的比、即L/W增大，則移動(dòng)距離x也增大，因此，如果L/W增大，則與最大切線角度a的變化相對(duì)的移動(dòng)距離x的變化量也增大。這樣，如果最大切線角度a的變化率增大，則難以形成亮度分布形成層。因此，如果L/W增大，則難以形成亮度分布形成層，且難以控制最大切線角度a?？煽刂谱畲笄芯€角度a的范圍為L(zhǎng)/W在2.5以下的范圍，在表2中的L/W在2.5以下的范圍中，可以適當(dāng)抑制亮度不均的發(fā)生。圖14及圖15表示從光源12射出的光透過(guò)光學(xué)元件15和擴(kuò)散板14的狀態(tài)下的正面亮度分布的曲線圖。圖14是與圖8中的設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)的正面亮度分布相對(duì)應(yīng)的曲線圖，圖15是與圖9中的設(shè)計(jì)上的距離W時(shí)的正面亮度分布相對(duì)應(yīng)的曲線圖。如圖14及圖15所示，由于擴(kuò)散板14的擴(kuò)散作用，在透過(guò)擴(kuò)散一反14的狀態(tài)下，正面亮度分布大致均一。這樣，通過(guò)采用擴(kuò)散纟反14，可以實(shí)現(xiàn)正面亮度分布的均一化，并可防止亮度不均的發(fā)生。如上述，通過(guò)采用擴(kuò)散纟反14，可以實(shí)現(xiàn)正面亮度分布的均一化，因此，在從光源12、12、...射出的光透過(guò)擴(kuò)散板14前的狀態(tài)下，只要正面亮度分布的亮度電平的最大值和最小值不產(chǎn)生很大的差，;就可以實(shí)3見(jiàn)正面亮度分布的均一4匕。如果考慮擴(kuò)散板14的作用，則根據(jù)擴(kuò)散板14的作用而可以實(shí)現(xiàn)正面亮度分布的均一化的亮度電平的最大值和最小值的比為允_許例如0.7以上的范圍。圖16及圖17是表示對(duì)合計(jì)23個(gè)釆樣，探討了亮度不均的發(fā)生狀態(tài)，在橫軸上表示切線角度小，在縱軸上表示在亮度分布形成層中包含該切線角度d)的比率的曲線圖。圖16及圖17和圖13的凄t據(jù)一樣，是表示相對(duì)于從光源的中心到光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離W=1,光源的直徑D-0.25、W/D-4、光學(xué)元件的折射率n=1.585、光學(xué)元件的厚度d-0.4mm時(shí)，切線角度(t)和該切線角度cb的比率之間的關(guān)系的曲線圖。此外，光源各中心間的3巨離L比3巨離W的比、即L/W-2.0,擴(kuò)散板的光透過(guò)率為60%。圖16示出了11個(gè)采樣(A-K)的相關(guān)凄t據(jù)，該11個(gè)采樣是光透過(guò)擴(kuò)散板之前的正面亮度分布中的亮度電平的最大值和最小值的比為0.7以上，亮度不均的發(fā)生率小，并確保了正面亮度分布的均一性的釆樣。另一方面，圖17示出了12個(gè)采樣(L~W)的相關(guān)數(shù)據(jù)，該12個(gè)采樣是光透過(guò)擴(kuò)散板之前的亮度電平的最大值和最小值的比未滿0.7,亮度不均的發(fā)生率高，且未能確保正面亮度分布的均一性的采樣。如圖16所示，亮度不均的發(fā)生率低的數(shù)據(jù)表示在所有采樣的亮度分布形成層中包括具有切線角度b=56°以上的切線角度ci>的部分，且包括大致10%~30%切線角度(1)中的切線角度b(=56°)以上的部分(圖16所示的R)。另一方面，在圖17所示的亮度不均的發(fā)生率高的數(shù)據(jù)中，除兩個(gè)采樣之外，可以由最大切線角度a小于切線角度b(=56°)的采樣(L、M、N、O、P、Q)、切線角度b以上的部分超過(guò)30%的采樣(T、V、W)、或者切線角度b以上的部分小于10%的采樣(10構(gòu)成。如圖16及圖17所示，可以確認(rèn)當(dāng)包括10%~30%切線角度4)中的切線角度b(=56。)以上的部分時(shí)，光透過(guò)擴(kuò)散4反之前的正面亮度分布中的亮度電平的最大值和最小值的比為0.7以上，從而可以抑制亮度不均。因此，形成有光學(xué)元件15的亮度分布形成層18,以便包括10%~30%切線角度4>中的切線角度b以上的部分，乂人而可以抑制亮度不均。圖18表示乂人光源射出的光透過(guò)光學(xué)元件15及亮度分布形成層18的狀態(tài)下的正面亮度分布。如圖18所示，當(dāng)使光源12的分割圖像12A位于相鄰光源12的正上方時(shí)(參照?qǐng)D12)，即使在未設(shè)置擴(kuò)散板14的狀態(tài)下，也可以確保正面亮度分布的均一性。但是，特別是當(dāng)L/W為較大的值時(shí)，需要高精度地形成具有較大切線角度(t)、例如切線角度b-56°以上的切線角度(J)的亮度分布形成層18。但是，如上述，因?yàn)樵O(shè)置有用于擴(kuò)散透過(guò)光學(xué)元件15的光的擴(kuò)散板14，所以在光透過(guò)擴(kuò)散板14之前的狀態(tài)下，即使光源12的分割圖像12A未到達(dá)相鄰光源12的正上方位置，也可以在透過(guò)擴(kuò)散板14的狀態(tài)下，通過(guò)擴(kuò)散板14的作用，使分割圖像12A位于相鄰光源12的正上方。因此，在設(shè)置有擴(kuò)散板14時(shí)，可以不估計(jì)L/W的大小，而實(shí)現(xiàn)以高精度形成具有大切線角度ct)的亮度分布形成層18的必要性降〗氏，并^f更于制造光學(xué)元件15。此外，在未設(shè)置有擴(kuò)散^反14時(shí)，雖然為了使光源12的分割圖像12A相互連續(xù)地重疊，而優(yōu)選使光學(xué)元件15的亮度分布形成層18中的構(gòu)造部18a、18a、...的外表面形成為曲面形狀，<旦是，在設(shè)置有擴(kuò)散板14時(shí)，因?yàn)榭梢钥s小分割圖像12A的移動(dòng)距離x，而且，即使分割圖像12A不連續(xù)，也可以根據(jù)擴(kuò)散板14的效果來(lái)形成平滑的(smooth)亮度分布，所以可以-使構(gòu)造部18a、18a、…的外表面形成為例如多角形形狀或其外表面的一部分是平面狀的形狀，乂人而可以實(shí)現(xiàn)J更于光學(xué)元4牛15的制造。圖19示出了例如當(dāng)設(shè)置有擴(kuò)散板14時(shí)，構(gòu)造部18a、18a、...的至少一部分形成為平面狀的光學(xué)元件15的例子。在圖19所示的例子中，構(gòu)成為三+構(gòu)造部18b、18c、18d為一組的構(gòu)造體，該構(gòu)造體連續(xù)且形成多個(gè)。在圖19所示的例子中，L/W=2.0，在亮度分布形成層18中包括10。/。-15。/。切線角度b-56。以上部分，在亮度分布形成層18中包括10%~20%切線角度0。的部分、即形成為相對(duì)于光軸正交的平面狀的部分，且構(gòu)造部18c以及構(gòu)造部18d形成為多角形形狀。圖20是表示關(guān)于圖19所示的光學(xué)元件15,在4黃軸上表示切線角度4)，在縱軸上表示在亮度分布形成層18中包含該切線角度cb的比率的曲線圖。如圖20所示，如圖19所示的光學(xué)元件15在亮度分布形成層18中包含10%~15%切線角度約為56。以上的部分。圖21示出了關(guān)于圖19及圖20的例子，乂人光源12、12、…射出的光透過(guò)擴(kuò)散板14的狀態(tài)下的正面亮度分布。這時(shí)，擴(kuò)散板14的光的透過(guò)率是60%。如圖21所示，可以確i人根據(jù)擴(kuò)散板14的擴(kuò)散作用而擴(kuò)散光，從而可以確保正面亮度分布的均一性，并可抑制亮度不均。因此，即使在使光學(xué)元件15的亮度分布形成層18的構(gòu)造部18a、18a、...的外表面形成為多角形形狀或其一部分為平面狀的情況下，也可通過(guò)采用擴(kuò)散纟反14來(lái)抑制亮度不均。此外，在面發(fā)光裝置10中，例如擴(kuò)散片、棱鏡片、反射偏振器等光學(xué)元件體16^皮配置在光學(xué)元件15的相對(duì)側(cè)，光學(xué)元件體16和光學(xué)元件15夾著擴(kuò)散板14，因此，被擴(kuò)散板14擴(kuò)散的光被光學(xué)元件體16進(jìn)一步進(jìn)行擴(kuò)散、散射等，從而可以實(shí)現(xiàn)提高抑制亮度不均的歲支果。下面，對(duì)使光學(xué)元件15和擴(kuò)散板14一體化的構(gòu)造、即光學(xué)元件包裝體進(jìn)行說(shuō)明(參照?qǐng)D22及圖23)。如上述，雖然在面發(fā)光裝置10中，/人光源12、12、…側(cè)依次配置有光學(xué)元件15、擴(kuò)散^反14以及光學(xué)元件體16,^旦是恐怕由于這些各部分的厚度而導(dǎo)致剛性降低，會(huì)發(fā)生翹曲或彎曲等，從而引起發(fā)生亮度不均。為了防止這樣的翹曲或彎曲的發(fā)生，可以構(gòu)成包裝體21，該包裝體21通過(guò)以下方法形成通過(guò)透明片或透明薄力菱等包裝部件20來(lái)包裝光學(xué)元件15和擴(kuò)散才反14、或者光學(xué)元件15和擴(kuò)散斧反14以及光學(xué)元件體16(參照?qǐng)D22)。此外，例如，也可以通過(guò)紫外線硬化型樹(shù)脂或壓^J交等4妄合光學(xué)元件15和擴(kuò)散片反14而構(gòu)成光學(xué)元件包裝體22(參照?qǐng)D23)。在這種情況下，也可以在4妄合光學(xué)元件15和擴(kuò)散4反14的基礎(chǔ)上，使光學(xué)元件體16也接合于擴(kuò)散板14上，從而構(gòu)成光學(xué)元件包裝體22。通過(guò)構(gòu)成光學(xué)元件包裝體21或光學(xué)元件包裝體22,可以增加厚度并4是高剛性，乂人而防止翹曲或彎曲等的發(fā)生。下面，示出了光學(xué)元件15的亮度分布形成層18的截面形狀的例子(參照?qǐng)D24至圖29)。通過(guò)使光學(xué)元件15的亮度分布形成層18的截面形狀(外表面的形狀)形成為所期望的曲面形狀，/人而可以抑制亮度不均，〗旦是，如上述，對(duì)于l吏亮度分布形成層18形成為曲面形狀，大多存在加工困難的問(wèn)題。于是，通過(guò)使如下述的多角形形狀作為近似的曲面形狀而形成亮度分布形成層18，可以在確^呆良好的加工性的基礎(chǔ)上，抑制亮度不均的發(fā)生。圖24示出了具有這樣多角形形狀的亮度分布形成層18的一個(gè)例子100。亮度分布形成層100構(gòu)成為包括外表面101,與光源的排列方向平4??；以及外面102、102、103、103、…、107、107，以該外表面101為基準(zhǔn)，隨著靠近光源，其相對(duì)于光源的排列方向的傾斜角度逐漸增大。亮度分布形成層100以跨越二等分外表面101的點(diǎn)的中央線M為基準(zhǔn)，在光源的排列方向上呈線對(duì)稱的形狀。因此，亮度分布形成層100形成為當(dāng)依次設(shè)定各外表面101、102、103、...相只于于光源的^列方向的傾殺牛角度為sl、s2、s3、...s7時(shí)，sl<s2<s3<...<s7。雖然亮度分布形成層100由13個(gè)具有不同角度的外表面(線段)形成，但是，外表面的數(shù)量并不僅限于13個(gè)，可以考慮光源間的3巨離L和光源的直徑D等而4壬意地決定外表面的凄t量。通過(guò)采用如圖24所示的、截面形狀為近似曲面形狀的多角形形狀的亮度分布形成層18，由于沒(méi)有必要形成制作困難的曲面形狀，因此可以確保光學(xué)元件的良好的加工性。圖25及圖26示出了分割如圖24所示的多角形形狀而形成多個(gè)構(gòu)造部的亮度分布形成層的例子200、300。圖25所示的亮度分布形成層200是通過(guò)多次交互排列兩個(gè)構(gòu)造部200a、200b而形成的。才勾造部200a侈寸^口有七個(gè)夕卜表面，由夕卜表面201、202、202、203、203、204、204構(gòu)成，構(gòu)造部200b也例如有七個(gè)外表面，由外表面205、206、206、207、207、208、208構(gòu)成。外表面201、205與光源的排列方向平行，分別形成與亮度分布形成層100中的傾斜角度sl相同的傾斜角度。外表面202、203、204相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾在牛角度s3、s5、s7相同，外表面206、207、208相7于于光源4非列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾斜角度s2、s4、s6相同。這樣，通過(guò)采用由分割亮度分布形成層100的形狀的構(gòu)造部200a、200b、200a、200b、…構(gòu)成的亮度分布形成層200，從而由于構(gòu)造部200a、200b的外表面的ft量少，所以可易于進(jìn)4于光學(xué)元^f牛的力口工。圖26所示的亮度分布形成層300包括多次交互排列的兩個(gè)構(gòu)造部300a、300b。一勾造告卩300a^列^口有六個(gè)夕卜表面，由夕卜表面301、301、302、302、303、303構(gòu)成，構(gòu)造部300b也例如有六個(gè)外表面，由夕卜表面304、304、305、305、306、306構(gòu)成。夕卜表面301、302、303相對(duì)于光源排列方向的傾^F角度分別與亮度分布形成層100中的傾斜角度s3、s5、s7相同，外表面304、305、306相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾在+角度s2、s4、s6相同。在構(gòu)造部300a與300b之間，形成有與光源排列方向平行的平行面307。平行面307是相當(dāng)于亮度分布形成層100的外表面101的面。這樣，通過(guò)采用由分割亮度分布形成層100的形狀的構(gòu)造部300a、300b、300a、300b、…構(gòu)成的亮度分布形成層300,由于構(gòu)造部300a、300b的外表面的數(shù)量少，所以可以易于進(jìn)行光學(xué)元件的力口王。此外，在采用亮度分布形成層300時(shí)，如圖27所示，在例如通過(guò)采用金屬才莫1000的射出成形來(lái)形成光學(xué)元件時(shí)，在金屬才莫1000中，在成形構(gòu)造部300a和構(gòu)造部300b的部分之間存在突部1001,但是，該突部1001在光源的排列方向上具有一定的寬度，因此剛性高。因此，突部1001難以發(fā)生變形，從而可以順利地進(jìn)行金屬模1000的脫模，并可以實(shí)現(xiàn)提高成形后的亮度分布形成層300的加工精度。圖28及圖29示出了分割為三個(gè)三角形形狀的亮度分布形成層的<列子400、500。圖28所示的亮度分布形成層400由依次多次4非列三個(gè)構(gòu)造部400a、400b、楊c而形成。沖勾造省卩400a、400、400c侈寸^口分另ij有五個(gè)夕卜表面，4勾造部400a的夕卜表面401、402、403相對(duì)于光源排列方向的傾殺牛角度分別與亮度分布形成層100中的傾殺牛角度sl、s3、s6相同，構(gòu)造部400b的外表面404、405、406相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾殺牛角度sl、s4、s7相同，構(gòu)造部400c的外表面407、408、409相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾殺牛角度sl、s2、s5相同。這樣，通過(guò)采用由分割亮度分布形成層100的形狀的構(gòu)造部400a、400b、400c構(gòu)成的亮度分布形成層400,由于構(gòu)造部400a、400b、400c的外表面的數(shù)量少，所以可以易于進(jìn)行光學(xué)元件的加工。圖29所示的亮度分布形成層500通過(guò)依次多次排列三個(gè)構(gòu)造部500a、500b、500c而形成。構(gòu)造部500a、500b、500c例如分別具有四個(gè)外表面，構(gòu)造部500a的外表面501、502相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾凍牛角度s3、s6相同，構(gòu)造部500b的外表面503、504相對(duì)于光源排列方向的傾殺+角度分別與亮度分布形成層100中的傾凍牛角度s4、s7相同，構(gòu)造部500c的夕卜表面505、506相對(duì)于光源排列方向的傾斜角度分別與亮度分布形成層100中的傾4+角度s2、s5相同。在構(gòu)造部500a、500b、500c之間，形成分別與光源排列方向平行的平行面507、507。平行面507、507是相當(dāng)于亮度分布形成層100的外表面101的面。這樣，通過(guò)采用由分割亮度分布形成層100的形狀的構(gòu)造部500a、500b、500c構(gòu)成的亮度分布形成層500,由于構(gòu)造部500a、500b、500c的外表面的凄t量少，所以可以易于進(jìn)行光學(xué)元件的加工。此外，即使在采用亮度分布形成層500的情況下，也與采用亮度分布形成層300時(shí)一樣，由于金屬才莫的突部的剛性高，所以可以實(shí)現(xiàn)提高成形后的亮度分布形成層500的加工精度。此外，上面示出了具有依次多次排列的兩個(gè)或三個(gè)構(gòu)造部的亮度分布形成層的例子，但是，多角形形狀的分割數(shù)并不僅限于兩個(gè)或三個(gè)，也可以是四個(gè)以上。這些構(gòu)造是將多角形形狀分割成多個(gè)構(gòu)造部的構(gòu)造，在光學(xué)特性上與未進(jìn)行分割的亮度分布形成層100沒(méi)有大的差別，可以任意選擇考慮了加工性的構(gòu)造。圖30是表示作為一例的、具有亮度分布形成層300的光學(xué)元件的正面亮度分布的模擬結(jié)果，是與圖4對(duì)應(yīng)的曲線圖。正面亮度分布具有如下述的大致山型的形狀在光源12的正上方位置亮度電平最大，朝向相鄰的其它光源12、12、...的正上方位置亮度電平降低。圖31表示在圖30中點(diǎn)亮全部光源時(shí)的正面亮度分布，是與圖18^j"應(yīng)的曲線圖。若將圖30及圖31所示結(jié)果與圖4及圖18所示結(jié)果進(jìn)行比較，則雖然整體上產(chǎn)生了微小的亮度不均，但是，該亮度不均和依存于光源間距離L的光源不均不同，通過(guò)配置擴(kuò)散板或擴(kuò)散片等，可以控制亮度不均直至在實(shí)用中不存在問(wèn)題。在上述優(yōu)選實(shí)施例中所示的各部分的具體形狀以及構(gòu)造，均為實(shí)施本發(fā)明時(shí)的具體化的一個(gè)例子，不能根據(jù)這些而對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍做限定性的解釋。權(quán)利要求1.一種面發(fā)光裝置，包括多個(gè)光源，各個(gè)所述光源形成為向規(guī)定方向延伸的圓柱狀，在向同一方向延伸的狀態(tài)下被配置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透光性，并形成有亮度分布形成層，所述亮度分布形成層用于抑制從多個(gè)所述光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差；以及反射面，以?shī)A著多個(gè)所述光源的方式位于所述光學(xué)元件的相對(duì)側(cè)，空氣層位于所述反射面和所述光學(xué)元件之間，并且，所述反射面用于反射從所述光源射出的光，在所述面發(fā)光裝置中，所述光學(xué)元件的亮度分布形成層由向所述光源的長(zhǎng)度方向延伸且向所述光軸方向突出的多個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成，所述面發(fā)光裝置的特征在于，包括所述光學(xué)元件，包括最大切線角度a，其中，對(duì)于所述最大切線角度a，當(dāng)將相鄰位置的所述光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將所述光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將所述光學(xué)元件的厚度設(shè)為d，將從所述光源中心到所述光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W，將所述空氣層的空氣折射率設(shè)為n0，將從所述光源射出并射入所述光學(xué)元件的光相對(duì)于光軸方向的射入角設(shè)為θ1，將射入所述光學(xué)元件的光在所述光學(xué)元件中的折射角設(shè)為θ2，將所述光源的直徑設(shè)為D，將在與所述亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與所述亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與所述光軸正交的面所形成的角度設(shè)為切線角度φ，將所述切線角度φ中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a，并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3)，算出所述光源的分割圖像在與所述光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，所述最大切線角度a滿足x＞L/2-D/2，n0sin(a)＝nsin(a-θ2)......(1)n0sinθ1＝nsinθ2......(2)x＝Wtanθ1+dtanθ2......(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在3巨離L為20mm~40mm、折射率n為1.50~1.63、厚度d為0.3mm~2.0mm、3巨離W為6.0mm~16.0mm、直徑D為3.0mm~4.0mm的范圍內(nèi)，當(dāng)L/W=1.5~1.7且b=40°~58。、L/W=1.7~1.9且b=45°~62。、L/W=1.9~2.1且b=48°~64。、L/W=2.1~2.3且b=52°~67。、L/W=2.3~2.5且b=55°~69。、L/W=2.5~2.7且b=57。~71。、L/W-2.7~2.9且b=59°~72。、L/W=2.9~3.1且b=61°~73。、I7W-3.1-3.3JLb=62°~74°、或者L/W=3.3~3.5且b=63°~750時(shí)，在所述切線角度cj)中，若所述光源的分割圖4象到達(dá)L/2的所述切線角度設(shè)為b,則所述最大切線角度a大于切線角度b。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，所述面發(fā)光裝置包括所述光學(xué)元件，包括滿足x-L-D/2的所述最大切線角度a。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在3巨離L為20mm~40mm、折射率n為1.50-1.63、厚度d為0.3mm~2.0mm、3巨離W為6.0mm~16.0mm、直4圣D為3.0mm~4.0mm的范圍內(nèi)，當(dāng)L/W=1.5~1.7且c=610~75。、IVW=1.7~1.9JLc=64°~76。、L/W=1.9-2.1且c=66。~78°、或者I7W=2.1—2.3且0=67°~78°時(shí)，在所述切線角度4)中，若將所述光源的分割圖像到達(dá)L的切線角度設(shè)為c，則所述最大切線角度a與切線角度c大致相同，所述面發(fā)光裝置包括所述光學(xué)元件，在所述亮度分布形成層中包括40%~60%的大于等于b且小于c的部分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，以與所述光源夾著所述光學(xué)元件的方式，在所述光源的相對(duì)側(cè)配置擴(kuò)散4反，所述面發(fā)光裝置包括所述光學(xué)元件，當(dāng)在所述切線角度4>中，將所述光源的分割圖像到達(dá)L/2的切線角度設(shè)為b，D/W為0.19~0.35，I7W為1.9-3.5時(shí)，在所述亮度分布形成層中，所述光學(xué)元件包4舌10%~30%的切線角度cb中的大于b的部分。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，以與所述光源夾著所述光學(xué)元件的方式，將所述擴(kuò)散板配置在所述光源的相對(duì)側(cè)，所述擴(kuò)散4反的光透過(guò)率為55%~65%，厚度為lmm以上。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，當(dāng)L/W為2.0時(shí)，在所述光學(xué)元件的所述亮度分布形成層中形成為包括10%~15。/。的所述切線角度cl)為56。以上的部分，且包括10%~20%的所述切線角度(|)為0。的部分，所述光學(xué)元件的厚度為0.2mm~0.4mm,所述擴(kuò)散才反的光透過(guò)率為55%~65%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，以與所述光源夾著所述光學(xué)元件的方式，在所述光源的相對(duì)側(cè)配置所述擴(kuò)散4反，以與所述光學(xué)元件夾著所述擴(kuò)散板的方式，在所述光學(xué)元件的相對(duì)側(cè)i更置與所述光學(xué)元件不同的另外的至少一個(gè)光學(xué)元件，在所述面發(fā)光裝置中設(shè)置有光學(xué)元件包裝體，所述光學(xué)元件包裝體是通過(guò)包裝部件，將所述擴(kuò)散板和分別配置于所述擴(kuò)散板兩側(cè)的各所述光學(xué)元件進(jìn)行包裝而形成的。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，以與所述光源夾著所述光學(xué)元件的方式，在所述光源的相乂于側(cè)配置擴(kuò)散4反，在所述面發(fā)光裝置中設(shè)置有光學(xué)元件包裝體，所述光學(xué)10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，所述亮度分布形成層的各構(gòu)造部的外表面形成為曲面形狀。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，所述亮度分布形成層的各構(gòu)造部的外表面形成為多角形形狀。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，所述各構(gòu)造部在所述光源的排列方向上形成為線對(duì)稱的形狀，且所述各構(gòu)造部形成為相對(duì)于所述光源排列方向的各外表面的傾斜角度隨著4妄近所述光源而逐漸增大。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在所述各構(gòu)造部之間形成有與光軸正交的平面。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在所述反射面上，等間隔地配置多個(gè)所述光源。15.—種光學(xué)元件，形成有亮度分布形成層，所述亮度分布形成層用于抑制從多個(gè)光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差，各個(gè)所述光源形成為向規(guī)定方向延伸的圓柱狀且在向同一方向延伸的狀態(tài)下^皮配置在同一平面上，所述亮度分布形成層由向所述光源的長(zhǎng)度方向延伸且向所述光軸方向突出的多個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成，所述光學(xué)元件的特;f正在于，所述光學(xué)元件包括最大切線角度a，當(dāng)將相鄰位置的所述光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng)，將所述光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將所述光學(xué)元件的厚度i殳為d,將從所述光源中心到所述光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W,將所述空氣層的空氣折射率設(shè)為no,為e:將所述光源的直徑i殳為D，將在與所述亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與所述亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與所述光軸正交的面所形成的角度"^殳為切線角度d),將所述切線角度C))中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3)，算出所述光源的分割圖像在與所述光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，所述最大切線角度a滿足x>L/2-D/2，nosin(a)=nsin(a-02)......(1)nosin0產(chǎn)nsin02......(2)x考tanej+dtan02......(3)。16.—種液晶顯示裝置，包括多個(gè)光源，各個(gè)所述光源形成為向夫見(jiàn)定方向延伸的圓柱狀，在向同一方向延伸的狀態(tài)下^皮配置在同一平面上；光學(xué)元件，具有透光性，并形成有亮度分布形成層，所述亮度分布形成層用于抑制從多個(gè)所述光源射出的光在光軸方向上的亮度偏差，所述亮度分布形成層由向所述光源的長(zhǎng)度方向延伸且向所述光軸方向突出的多個(gè)構(gòu)造部構(gòu)成；反射面，以?shī)A著多個(gè)所述光源的方式4立于所述光學(xué)元件的相對(duì)側(cè)，空氣層位于所述反射面和所述光學(xué)元件之間，并且，所述反射面用于反射從所述光源射出的光；以及液晶面板，用于顯示圖像，并照射有從多個(gè)所述光源射出的光，所述液晶顯示裝置的特征在于，包括所述光學(xué)元件，包括最大切線角度a,其中，對(duì)于所述最大切線角度a，當(dāng)將相鄰位置的所述光源的各中心間距離設(shè)為L(zhǎng),將所述光學(xué)元件的折射率設(shè)為n，將所述光學(xué)元件的厚度^:為d，將乂人所述光源中心到所述光學(xué)元件為止的光軸方向上的距離設(shè)為W，將所述空氣層的空氣折射率設(shè)為n0，為e2,將所述光源的直徑，沒(méi)為D,將在與所述亮度分布形成層的構(gòu)造部的長(zhǎng)度方向正交的截面形狀中，與所述亮度分布形成層的外表面接觸的切線、和與所述光軸正交的面所形成的角度設(shè)為切線角度ct),將所述切線角度(J)中最大的切線角度設(shè)為最大切線角度a,并通過(guò)下面的條件式(1)至條件式(3)，算出所述光源的分割圖像在與所述光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x的情況下，所述最大切線角度a滿足x>L/2-D/2,nosin(a)=nsin(a—02)......(1)n。sin0產(chǎn)nsin02......(2)x:Wtane!+dtan02......(3)。全文摘要本發(fā)明提供了面發(fā)光裝置、光學(xué)元件以及液晶顯示裝置。當(dāng)使用光源(12)、(12)的各中心間距離L、光學(xué)元件(15)的折射率n、光學(xué)元件的厚度d、從光源中心到光學(xué)元件為止的距離W、空氣的折射率n₀、相對(duì)于光學(xué)元件的射入角θ₁、光學(xué)元件中的折射角θ₂、光源的直徑D、以及與光學(xué)元件的亮度分布形成層(18)的外表面相接觸的切線和與光軸正交的面所形成的最大切線角度a，通過(guò)(1)n₀sin(a)＝nsin(a-θ₂)、(2)n₀sinθ₁＝nsinθ₂、(3)x＝Wtanθ₁+dtanθ₂來(lái)計(jì)算光源的分割圖像在光軸正交方向上距離光源的移動(dòng)距離x時(shí)，最大切線角度a滿足x＞L/2-D/2。文檔編號(hào)F21V5/04GK101351671SQ200780001019公開(kāi)日2009年1月21日申請(qǐng)日期2007年7月25日優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日發(fā)明者山北茂洋,新開(kāi)章吾,星光成申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社