CN100585469C

CN100585469C - 背光装置以及透射型显示装置

Info

Publication number: CN100585469C
Application number: CN200810009648A
Authority: CN
Inventors: 结城昭正; 小田恭一郎; 岩崎直子; 田畑伸; 爰河徹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2028-02-19
Also published as: JP2008235245A; CN101251674A; JP4780081B2; TW200844576A

Abstract

提供一种可以在正面方向和左右方向上照射的背光装置以及透射型显示装置。为此，在第一导光板(1)的端面侧配置第一光源(2)，在第一导光板(1)的光取出侧以与第一导光板(1)相对的面侧为三角形状棱镜列的方式配置第一棱镜片(3)。在第一导光板(1)的与第一棱镜片(3)相反的一侧，隔着视场角调整膜(5)配置第二光源(4)，来自第二光源(4)的光，通过视场角调整膜(5)进行控制，以使从第二光源(4)出射的光的角度分布狭窄，并在第一棱镜片(3)的出射面(30)的法线方向上具有方向性。

Description

背光装置以及透射型显示装置

技术领域

本发明涉及在照射特性上表现出色的背光装置以及在显示特性上表现出色的透射型显示装置。

背景技术

已公开具有以下配置的显示装置，即在导光板的不同的2个入光端面上分别配置光源，在上述导光板的出光面侧配置具有三角形状棱镜列和圆柱状透镜列的两面棱型透镜片，并在上述棱镜片的出光面侧配置了透射型显示面板。在该显示装置中，以分别与左右视差相对应的角度从上述透射型显示面板出射来自上述光源的光，并使其同步于上述光源而使视差像交替显示在透射型显示面板上，由此可以进行立体显示(例如参照专利文献1)。

另外，还公开了以下液晶显示装置，该液晶显示装置使用了包含液晶层的图像形成层和视差屏障层隔着透明层而设置的液晶显示面板。在该液晶显示装置中，通过上述透明层将图像形成层与视差屏障层之间的距离调节成适合于双像显示的距离，在上述图像形成层上所形成的左侧观察者用的图像和右侧观察者用的图像借助于通过视差屏障的透射光，被分别引导给左侧和右侧的观察者，从而可以进行显示各自不同的图像的双像显示(例如参照专利文献2)。

【专利文献1】国际公开第04/027492号小册子(第1页)

【专利文献2】日本专利公开特开2005-258016号公报(第1页)

虽然在专利文献1所示的显示装置中，只要与分别配置在导光板的不同的2个入光端面上的光源的点亮切换进行同步地重复不同的2图像并改写于液晶面板，就可以使在以显示面的法线方向为中心到向左侧15度之间观看的用户和到向右侧15度之间观看的用户分别观看不同的图像，但是存在有当主要用户一人正对着显示面板时，在正面方向上二个图像混在一起这样的问题。

另外，专利文献2的液晶显示面板，设置有视差屏障，以便在像素形成层上显示左侧观察者用的图像和右侧观察者用的图像，自该各个图像出射的光被分别引导给左侧和右侧的观察者，所以就有显示角度倾斜，正对着显示面板时难以使用这样的问题。另外，存在由于图像形成层被分为左侧和右侧的观察者用，所以变成一半像素数的图像，而且，因视差屏障而遮挡透射光的一部分，因此显示变暗这样的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种可以在正面方向和左右方向上照射的背光装置。

另外，其目的在于获得一种可以在正面方向和左右方向上显示明亮的图像的透射型显示装置。

本发明所涉及的背光装置，具备：第一棱镜片，在一个面上具有三角形状棱镜列；第一光源，将在相对于该第一棱镜片的与上述三角形状棱镜列相反的一侧的出射面法线方向倾斜的方向上具有方向性的光，入射到上述第一棱镜片的三角形状棱镜列；以及第二光源，将在上述第一棱镜片的出射面的法线方向上具有方向性的光，入射到上述第一棱镜片的三角形状棱镜列。

在相对于第一棱镜片的出射面的法线方向倾斜的方向上具有方向性的光入射到第一棱镜片的三角形状棱镜列，在上述第一棱镜片的三角形状棱镜列的斜面进行反射并出射到正面方向。另外，在上述棱镜片的出射面的法线方向上具有方向性的光入射到第一棱镜片的三角形状棱镜列，在上述棱镜片上进行折射，并从棱镜片向左右方向出射。通过以上处理，能够在正面方向和左右方向上照射。

附图说明

图1是本发明实施方式1的背光装置的立体图。

图2是表示来自图1中的光源的光的透射光路的说明图。

图3是表示本发明实施方式1涉及的、在第一棱镜片中的透射光路的图。

图4是表示本发明实施方式1中、来自第一光源的光的朝第一棱镜片的入射光和出射光的角度分布的特性图。

图5是表示本发明实施方式1中、来自第二光源的光的朝第一棱镜片的入射光和出射光的角度分布的特性图。

图6是本发明实施方式1的背光装置的照射状态的说明图。

图7是表示本发明实施方式2的背光装置的照射光的角度分布的特性图。

图8是表示本发明实施方式2的背光装置的照射光的角度分布的特性图。

图9是表示本发明实施方式2的背光装置的照射光的角度分布的特性图。

图10是表示本发明实施方式2的背光装置的照射光的角度分布的特性图。

图11是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图12是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图13是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图14是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图15是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图16是表示本发明实施方式3的背光装置中、来自第二光源的出射光的角度分布的特性图。

图17是本发明实施方式4的背光装置的构成图。

图18是本发明实施方式5的背光装置和使用了它的透射型显示装置的立体图。

图19是表示图18中的背光装置的透射光路和透射型面板的透射状态的图。

图20是表示本发明实施方式5涉及的光学部件中的液晶分子的取向状态的示意图。

图21是表示本发明实施方式5的其它背光装置涉及的光学部件中的液晶材料的取向状态的示意图。

图22是本发明实施方式5的其它第一导光板的截面图。

图23是本发明实施方式6的背光装置和使用了它的透射型显示装置的构成图。

图24是本发明实施方式7的透射型显示装置的构成图。

图25是本发明实施方式8的透射型显示装置的构成图。

图26是利用本发明实施方式8的透射型显示装置形成的显示图像的说明图。

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明实施方式1的背光装置的立体图。图2是表示来自图1中的光源的光的透射光路说明图，使用了垂直于棱镜片的三角形状棱镜列的棱线方向的面的截面图。

在第一导光板1的不同两个端面侧上分别配置第一光源2，在第一导光板1的光的取出侧(出射侧)上设置第一棱镜片3，在第一导光板1的与第一棱镜片3相反的一侧上，隔着视场角调整膜5配置第二光源4。另外，还设置光源控制部6，进行来自第一光源2和第二光源4的光的亮度调节或者闪烁切换。

作为本实施方式所涉及的第一光源2，通常使用LED或电灯，从第一光源出射的光入射到第一导光板1的端面。另外，作为本实施方式所涉及的第二光源4，除LED和电灯以外还使用电致发光等的面光源，从第二光源出射的光入射到第一导光板1的主面。

此外，虽然第一光源2和第二光源4被配置至少一个即可，但如本实施方式所示那样，当把第一光源2分别配置在第一导光板1的不同的两个端面侧，或配置多个第2光源4时，可以对称地实现背光面内的亮度均匀性和照射的配光角度分布。

本实施方式所涉及的第1导光板1，其侧面呈矩形状且整体上为平板状，在上下面的至少一面为了取出光而形成由5度以下的平缓倾斜的钝角度斜面组成的凹凸棱镜或者皱褶。从第一光源入射到第一导光板1的端面的光一边反复全反射一边行进，一部分碰到光取出用的皱褶的凹凸面并从第一导光板1出射。

另外，使本实施方式所涉及的第一棱镜片3的三角形状棱镜列的棱线方向与第一导光板1的来自第一光源2的光的入射端面大致平行。通过使其平行，能够使从第一棱镜片3出射的光容易地在第一棱镜片3面内变得均匀。

作为本实施方式所涉及的视场角调整膜5，例如使用住友3M(スリ一エム)(株)制造的光控制膜，使从第二光源4出射的光的角度分布狭窄，以控制方向性。在本实施方式中，通过视场角调整膜5来吸收从第1导光板泄漏到下方的光，从而能够防止成为杂散光。通过减少杂散光在第一光源2点亮时在左右方向上漏掉的光会变少。

另外，本实施方式所涉及的第一棱镜片3例如用折射率1.5的材料而形成，被配置成在一个面上棱线向平行于第一导光板1的端面的方向延伸的三角形状棱镜列在与纸面正交的方向上延伸，并设置成将与第一导光板1相对的面侧作为三角形状棱镜列。来自第一、第二光源的光入射到上述三角形状棱镜列，并从第一棱镜片3的与第一导光板1相反的一侧的面、即第一棱镜片3的出射面30出射。

图3是表示与本实施方式的背光装置有关的、第一棱镜片3中的来自第一、第二光源的光的透射光路的图，是三角形状棱镜列的顶角为60度的等膜三角形构成的例子。

如图3所示那样，来自第一光源2的光从第一导光板1作为在相对于第一棱镜片3的出射面30的法线方向(以下，简称为法线方向)倾斜的方向上具有方向性的光而出射。这一在相对于法线方向倾斜的方向上具有方向性的光a1从第一棱镜片3的三角形状棱镜列的斜面3b入射，并在三角形状棱镜列的斜面3a进行反射，从第一棱镜片3的出射面30，作为在法线方向上具有方向性的光a2而出射，由此照射正面方向。另外，来自第二光源4的光通过视场角调整膜5来控制方向性，成为在法线方向上具有方向性的光b1，这一在法线方向上具有方向性的光b1从第一棱镜片3的三角形状棱镜列的斜面3a入射，在入射到三角形状棱镜列的斜面3a之际进行折射，从第一棱镜片3的出射面30，作为在相对于法线方向倾斜的方向上具有方向性的光b2而出射，由此照射左右方向。

此外，在第一棱镜片3内，来自第二光源的光b2在入射到三角形状棱镜列的斜面3a之际进行折射而相对于法线方向具有β角度。在第一棱镜片3的三角形状棱镜列的顶角的一半角度为α的情况下，若设β≤α，则上述光b2能够在左右方向上出射，而不会在三角形状棱镜列的与斜面3a相对的斜面3b上发生反射。

图4是表示将如图2所示那样从第一光源2出射并经由第一导光板1，入射到第一棱镜片3入射光a1的角度分布、和入射光a1从第一棱镜片3出射时的出射光a2的角度分布，通过基于蒙特卡罗法的光线轨迹跟踪法进行了仿真时的仿真结果的特性图。图中，横轴是相对于法线方向的角度，在图2的纸面上，相对于法线方向的左侧为负、右侧为正，纵轴是光的强度用任意单位来表示。

图4(a)是从第一光源2出射、入射到第一棱镜片3的入射光a1的角度分布，图中，实线所示的角度分布是由在图2中纸面左侧的第一光源2产生的入射光的角度分布，虚线所示的角度分布是由右侧的第一光源2产生的角度分布，相互为镜像关系。也就是说，从左右的第一光源2出射的光作为相对于法线方向在60度～80度上具有角度分布的光和在-80度～-60度上具有角度分布的光a1从第一导光板入射到第一棱镜片3。

图4(b)是入射到第一棱镜片3的入射光a1从第一棱镜片3出射时的出射光a2的角度分布，表示相对于法线方向在-20度～20度上具有角度分布，并在法线方向上聚光。

图5是表示将如图2所示那样从第二光源4出射并入射到第一棱镜片3的入射光b1的角度分布、和入射光b1从第一棱镜片3出射时的出射光b2的角度分布，通过基于蒙特卡罗法的光线轨迹跟踪法进行了仿真时的仿真结果的特性图。图中，横轴是相对于法线方向的角度，在图2的纸面上，相对于法线方向的左侧为负、右侧为正，纵轴是光的强度，用任意单位来表示。

图5(a)是从第二光源4出射并入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列的入射光b1的角度分布，例如通过视场角调整膜5使其狭窄以相对于法线方向在-35度～35度上具有角度分布，并在法线方向上控制方向性。图5(b)是入射到第一棱镜片3的入射光b1从第1棱镜片3出射时的出射光b2的角度分布，表示不是在法线方向上出射，而是以相对于法线方向在-30度以下且30度以上具有角度分布的方式在左右方向上分开进行出射。

图6是本实施方式的背光装置的照射状态的说明图。来自背光装置10的出射光，向观察者侧出射，若设观察者处于正对面时的左眼8a和右眼8b的距离约65mm，从第一棱镜片3的出射面30到观察者的视线距离约300mm，则上述出射面30的法线方向9和连结左眼8a或者右眼8b的直线所成的角度9a约为6度。另外，在观察者的左右某只眼处于正对面的情况下，另一只眼处于-12度以及12度的方向上。

根据以上叙述，本说明书中的正面方向是指以上述出射面30上的法线方向为中心的左右12度、即包含相对于法线方向-12度～+12度的角度范围的角度区域，将偏离上述正面方向的角度范围定义为左右方向。

因而，如上述那样，在本实施方式中，由于图4(a)所示的角度分布的光通过第一棱镜片3以相对于法线方向在-20度～20度上具有角度分布的方式得以汇聚，所以能够充分包含观察者能够在正面方向进行识别的出射光的角度范围(相对于法线方向-12度～+12度的范围)，通过第一光源2照射正面方向。

另外，由于图5(a)所示的角度分布的光通过第一棱镜片3以相对于法线方向在-30度以下和30度以上具有角度分布的方式得以弯曲，所以能够偏离观察者在正面方向能够进行识别的出射光的角度范围(相对于法线方向-12度～+12度的范围)，通过第二光源4照射左右方向。

实施方式2

使用三角棱镜列的顶角分别为70度、65度、60度或者55度的第一棱镜片3，作为从第二光源4入射到第一棱镜片3的入射光b1，使用在法线方向上具有方向性且相对于法线方向在-35度～35度上具有角度分布的光、即以法线方向为中心具有70度宽的角度分布的光，与实施方式1同样地进行了来自第一、第二光源的光在上述各第一棱镜片3上出射时的各出射光的角度分布的仿真。

图7～图10是在使用了具有上述各自不同顶角的三角棱镜列的第一棱镜片3的情况下，在上述各第一棱镜片3上出射的各出射光b2的角度分布的仿真结果、即本实施方式的背光装置的照射光的角度分布。此外，在各图中，(a)是来自第一光源2的光入射到第一棱镜片3之后出射的出射光a2的角度分布的仿真结果，(b)是从第二光源4入射到第一棱镜片3之后出射的出射光b2的角度分布的仿真结果。

在棱镜顶角为70度的情况下，如图7(a)所示那样，朝正面方向的照射光相对于照射面的法线方向在-10度～10度上具有角度分布，角度分布宽较窄，如图7(b)所示那样，朝左右方向的照射光在-20度以下和20度以上进行分布，所以-20度～-10度和10度～20度之间就成为任何光都难以看见的较暗的角度范围，观察者难以使用。

另外，在棱镜顶角为65度(图8所示)和60度(图9所示)的情况下，上述较暗的角度区域相当狭窄而得以改善。但是，在棱镜顶角为55度(图10所示)时，在正面方向上产生亮度的谷点，在正面方向上可看见较暗的暗线。

根据以上叙述，可知作为第一棱镜片5的棱镜的顶角最好是60度～65度。

实施方式3.

使用在实施方式1中的具有顶角为60度的三角棱镜列的第一棱镜片3，在从第二光源4入射到第一棱镜片3的光b1在法线方向上具有方向性，并相对于法线方向分别在-20度～20度、-30度～30度、-35度～35度、-40度～40度、-45度～45度、或者-50度～50度上具有角度分布，即、以法线方向为中心分别具有40度、60度、70度、80度、90度、100度宽的角度分布的情况下，与实施方式1同样地进行了具有上述各角度分布的入射光b1在第一棱镜片3上出射时的各出射光b2的角度分布的仿真。

图11～图16是具有上述各自不同的角度分布的入射光b1从第一棱镜片3出射时的、出射光b2的角度分布的仿真结果，在各图中，(a)是从第二光源4入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列的入射光b1的角度分布，(b)是入射到上述第一棱镜片3的光b1从第一棱镜片3出射时的出射光b2的角度分布的仿真结果。

如图15(在-45度～45度上角度分布)和图16(在-50度～50度上角度分布)所示那样，若从第二光源4入射到第一棱镜片3的入射光b1相对于法线方向，角度分布展宽到-45～45度以上的范围，则来自第一棱镜片3的出射光b2向正面方向的泄漏将会增大。另外，如图11所示那样，若从上述第二光源4入射到第一棱镜片3的入射光b1的角度分布狭窄到-20度～20度以下的范围，则来自第一棱镜片3的出射光b2的角度分布的范围也变窄，-60度以下、60度以上的倾斜的亮度将会降低，所以左右方向的照射量减少，另外范围也将变窄。

从而，可知作为从第二光源4入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列的入射光b1的角度分布，如图12(在-30度～30度上角度分布)、图13(在-35度～35度上角度分布)和图14(在-40度～40度上角度分布)所示那样，以法线方向为中心，具有60～80度宽的角度分布的光为最佳。此外，上述角度分布的光能够通过适当组合漫射膜和视场角调整膜而得到。

实施方式4

本发明实施方式4的背光装置是将来自第二光源的光，经由棱镜片而作为在法线方向上具有方向性的光进行取出，以取代在实施方式1中将来自第二光源4的光通过视场角调整膜5而作为在法线方向上具有方向性的光入射到第一棱镜片3。

图17是本发明实施方式4的背光装置的构成图。

在实施方式1的背光装置中第一导光板的与第一棱镜片相反的一侧，隔着视场角调整膜5和漫射片8而设置第二棱镜片，在第二棱镜片的与第一导光板相反的一侧设置第二导光板。第二光源4被配置在第二导光板11的端面侧，在第二导光板11的与第二棱镜片13相反的一侧设置反射片9。

在本实施方式的背光装置中，从第一光源2出来的光在第一导光板1之中一边反复全反射一边行进，并从第一导光板1出来，在第一棱镜片3的三角形状棱镜列的斜面经过反射而朝正面方向出射。另外，从第二光源4出来的光也与上述同样，在第二棱镜片13的三角形状棱镜列的斜面经过反射而朝正面方向出射，在法线方向上具有方向性的出射光入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列，与实施方式1同样，从第一棱镜片3朝左右方向出射。

此外，本实施方式的背光部中的第一、第二棱镜片的三角形状棱镜的顶角均为60度，入射到第一棱镜片3的光的角度分布和从第一棱镜片3出射的光的角度分布的仿真结果与图4、图5相同。

此外，本实施方式中，由于从第二棱镜片13出射在法线方向上方向性较高的光，所以存在被视场角调整膜5所吸收的光较少、亮度效率较高的优点。

实施方式5

图18是本发明实施方式5的背光装置和使用了它的透射型显示装置的立体图。另外，图19是表示图18中的背光装置的透射光路和透射型面板的透射状态的说明图，使用垂直于第一导光板上设置的槽列的长度方向的面的截面图。

本实施方式的背光装置10是在实施方式1中第一导光板1在与第一棱镜片3相反的一侧的主面上具有槽列1_y，具有光学各向异性的光学部件1_a紧贴于槽列1_y的槽面1_z，除此以外与实施方式1相同。

进一步详细而言，在本实施方式所涉及的第一导光板1的一个主面连续设置槽列1_y，该槽列1_y的长度方向与第一导光板1的来自第一光源2的光的入射端面1_x、和第一棱镜片3的三角形状棱镜列的棱线方向大致平行。光学部件1_a是通过用具有光学各向异性的液晶材料以填埋槽列1_y的方式进行填充而形成的，具有光学各向异性，并紧贴于槽列1_y的槽面1_z。

例如，本实施方式所涉及的第一导光板1采用丙烯酸类树脂(折射率1.49)，本实施方式所涉及的光学部件1_a具有光学各向异性，采用紫外线硬化性的液晶材料(长轴方向的折射率为1.5、短轴方向的折射率为1.7)，并能够如以下那样进行制作。但是，如上述那样，形成光学部件1_a的液晶材料的一方的折射率与第一导光板1的折射率大致相等。

首先，使用上述丙烯酸类树脂通过注塑成型，制作在一个主面上具有长度方向与来自第一光源2的光的入射端面1_x大致平行的槽列1_y的第一导光板1，并根据需要在槽列1_y的表面形成取向膜或者实施摩擦处理。

其次，为了进行第一导光板1的槽列1_y的填埋，而涂敷上述紫外线硬化性的液晶材料，并照射紫外线进行硬化，由此形成具有光学各向异性的光学部件1。

图20是表示本实施方式所涉及的具有光学各向异性的光学部件1_a中的、液晶分子的取向状态的示意图。如图20所示那样，垂直于第一导光板1上所设置的槽列1_y的长度方向的截面形状是顶角γ为160～175度左右、顶角较宽的等膜三角形状。本实施方式所涉及的光学部件1_a如图20所示那样，填充截面为三角形状的槽以使棒状的液晶分子40其长轴方向与第一导光板1的平坦主面大致垂直地取向，并经过硬化而成为三角形状棱镜，具有将垂直于第一导光板1的主面的方向作为光学轴的光学各向异性。在这里，液晶分子40的短轴方向的折射率与第一导光板1的折射率不同，长轴方向的折射率与第一导光板1的折射率大致相等。

此外，如上述那样为了更稳定形成液晶分子的垂直取向，作为涂敷于槽列1_y的槽面1_z的取向膜50，使用带烷基链的聚酰亚胺或聚乙烯醇薄膜较为有效。

使用了本实施方式的背光装置10的透射型显示装置如图19所示那样，在背光装置10上设置透射型显示面板7，透射型显示面板7在玻璃基板7a、7b间保持液晶层7c，进而以夹着玻璃基板7a、7b的方式设置偏振片7d、7e。

一般而言，在透射型显示装置中，从背光装置10出来的光借助于透射型显示面板7的偏振片7e而只选择线偏振光分量，并在通过玻璃基板7b后到达液晶层7c。偏振片大多由于被发现有二色吸收性，而在从背光装置10出来的光之中吸收与偏振板7e的吸收轴相当的光的偏振光分量。即从背光装置10出来的光的一半被无用吸收，而成为使液晶显示装置的光利用效率大大降低的要因。

因而，本实施方式的背光装置10如图20所示那样，通过在第一导光板1的槽列1_y上设置具有光学各向异性的光学部件1_a，来利用上述变得无用的光，下面就动作进行说明。

如图19所示那样，从第一光源2出来的光具有在垂直于第一导光板1的槽列1_y长度方向(即纸面内)包含电场分量的线偏振光即p波2_p、和平行于第一导光板1的槽列1_y长度方向(即与纸面相垂直的面内)包含电场分量的线偏振光即s波2_s，并从端面1_x入射到第一导光板1。

已入射的光之中，p波2_p在第一导光板1与光学部件1_a的界面上对应丙烯酸类树脂和液晶材料的折射率差0.2进行菲涅尔反射，并从透射型显示面板7侧的一面放射超过临界角的光，利用第一棱镜片3朝正面方向弯曲后通过透射型显示面板7的偏振片7e。此时，偏振片7e的透射轴被设定成通过p波的朝向，由于这里不存在光损失，所以光的利用效率较高。

另一方面，从光源2出来、从端面1_x入射到第一导光板1的光之中，s波2_s以及在与光学部件1_a的界面上未进行反射的p波，在光学部件1_a的底面进行全反射后传播于第一导光板1，在途中由于第一导光板1的丙烯酸类树脂具有的双折射性，s波2_s其相位也随之变化而产生p波2_p分量，并与上述同样地被用于显示。

另外，在本实施方式中，如图19所示那样，在第一导光板1的、与第一光源2相反的一侧的端面粘贴反射板51和1/4波长板52。

因此，传播于第一导光板1并到达与第一光源2相反的一侧的端面的光，通过反射板51进行反射，再次入射到第一导光板1。此时，通过1/4波长板52，剩余比例较高的s波2_s变成p波2_p。再次入射到第一导光板1的p波2_p与上述同样地在与光学部件1_a的界面上进行反射，并与上述同样地被用于显示。

如以上那样，在本实施方式的背光装置10中，可以将从第一光源2出来的光的大部分作为p波2_p从第一导光板1取出，并能够将第一光源2的光高效率地用于显示而能够提高亮度。

另外，即便使用本实施方式所涉及的第一导光板1以及光学部件1_a，由于没有产生新的杂散光，所以如实施方式1所示那样，来自第一光源2的光具有方向性并从第一导光板1出射。也就是说，上述来自第一光源2的光作为在相对于法线方向倾斜的方向上具有方向性的光a1入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列，并在三角形状棱镜列的斜面进行反射，作为在法线方向上具有方向性的光a2从第一棱镜片3的出射面30出射，由此进行照射正面方向。

其次，考虑从第二光源4入射到第一导光板1的主面的光b1的动作。来自第二光源4的光b1具有通过偏振片7e的线偏振光4_x和被吸收的线偏振光4_y，但不论哪种光，其电场分量都平行于第一导光板1的平坦主面。关于平行于第一导光板1主面的方向，由于在第一导光板1与光学部件1_a的界面没有折射率差，所以这些线偏振光能够不进行折射地原样行进。

因而，在实施方式4的背光装置的第二导光板11上与本实施方式所涉及的第一导光板1同样地设置槽列，并且使本实施方式所涉及的具有光学各向异性的光学部件紧贴于此槽列的槽面。由此，就能够使来自第二光源4的光b1成为较多地持有通过偏振片7e的线偏振光分量的光，能够提高来自第二光源4的光b1的利用效率，使背光装置10的亮度进一步改善。

接着，就将本实施方式所涉及的光学部件1_a采用圆盘状的盘状(discotic)液晶分子而形成，以取代使棒状的液晶分子如图20所示那样取向而形成的情况进行说明。

图21是表示本实施方式的其他背光装置所涉及的光学部件1_a的液晶分子取向状态的示意图。也就是说，使用设置了图20所示的截面形状的槽列1_y的第一导光板1，以圆盘状的盘状液晶分子41其半径方向与第一导光板1的平坦主面大致平行地取向的方式将槽列1_y进行填充并硬化。这种液晶分子的取向能够通过适当选择第一导光板的槽列1_y的槽面1_z上设置的取向膜50而实现。

在这里，将第一导光板1的丙烯酸类树脂的折射率、和光学部件1_a的盘状的液晶分子的半径方向的折射率设为大致相等的值，将上述丙烯酸类树脂的折射率、和垂直于胆甾醇型液晶分子41的半径方向的方向的折射率设为不同值。由此，能够与使用了上述棒状的液晶分子40的情况同样地通过光学部件1_a反射p波，并从第一导光板1高效率地出射p波并用于显示，而能够提高亮度。

在本实施方式中，如图20或者图21所示那样，就与第一导光板1槽列1_y的长度方向相垂直的方向的截面为斜边是直线的三角形，紧贴于槽列1_y槽面1_z的光学部件1_a构成三角形状棱镜列的情况进行了说明，但槽列1_y和光学部件1_a的形状并不限定于此。也就是说，还可以如图22所示那样，与第一导光板1的槽列1_y的长度方向相垂直的方向的截面形状为，斜边不是如图20所示那样为直线，而是比直线稍微向外侧或者内侧弯曲的三角形状。在此情况下，若斜边的曲线的最大倾斜角度α、β是与第一导光板1的主面方向倾斜3度～10度，就能够容易地得到与本实施方式同样的效果。

另外，本实施方式，光学部件1_a被设置在第一导光板1的与第一棱镜片3相反的一侧，但无论设置在第一导光板1的第一棱镜片3侧，还是进而设置在第一导光板1的两侧，都能够取得与本实施方式同样的效果。

另外，本实施方式，表示了光学部件1_a一方具有光学各向异性的情况，但无论是第一导光板1一方具有光学各向异性，还是两方都是具有光学各向异性的材料，都能够取得与本实施方式同样的效果。其中，选定构成第一导光板1与光学部件1a的材料，以便存在使第一导光板1与光学部件1_a的折射率值彼此大致相等的折射率值。

此外，在本实施方式中，由于第一棱镜片3的三角形状棱镜列的棱线方向平行于第一导光板1的来自第一光源2的光的入射端面，所以能够使从第一棱镜片3出射的光容易地在第一棱镜片3面内均匀。进而，由于设第一导光板1的槽列1_y的长度方向与第一棱镜片3的三角形状棱镜列的棱线方向平行，所以能够防止在偏振光通过第一棱镜片3时防止旋转。而且，由于第一导光板1的槽列1_y的长度方向平行于来自第一光源2的光的入射端面1_x，所以难以发生亮度不均。

实施方式6

图23是表示本发明实施方式6的背光装置、和使用了它的透射型显示装置的透射光路与透射型面板的透射状态的说明图，采用与第一导光板上设置的槽列的长度方向相垂直的面的截面图。

本实施方式的背光装置10通过使实施方式5中所用的棒状的液晶分子在与实施方式5不同的方向上进行取向而得到光学部件1_a，除此以外与实施方式5相同。

也就是说，本实施方式所涉及的具有各向异性的光学部件1_a是使棒状的液晶分子的长轴方向在平行于第一导光板1槽列1_y的长度方向的方向、也就是说垂直于纸面的面方向进行取向而得到的。

本实施方式所涉及的第一导光板1，将与上述实施方式相同的丙烯酸类树脂作为成型材料，例如在与第一导光板1的槽列1_y的长度方向相垂直的侧面设置向内腔进行注入已熔化的成型材料时的注入口(门)，并通过注塑成型而进行制作。

接着，为了填埋第一导光板1的槽列1_y，涂敷与实施方式5中所用的相同的紫外线硬化性的液晶材料，并照射紫外线进行硬化，使棒状液晶分子其长轴方向与第一导光板1的槽列1_y的长度方向平行地进行取向，形成具有光学各向异性的光学部件1_a。

另一方面，在适当制作已形成槽列1_y的第一导光板1后，用研磨剂对槽面1_z进行摩擦，之后，还通过选择研磨剂，与上述同样地涂敷紫外线硬化性的液晶材料并进行硬化，由此使棒状液晶分子40其长轴方向与第一导光板1的槽列1_y的长度方向平行地进行取向，形成具有光学各向异性的光学部件1_a。

此外，如以上那样而得到的光学部件1_a的光学轴就变得平行于槽列1_y的长度方向。

如图23所示那样，从第一光源2出来，并从端面1_z入射到第一导光板1的光之中的s波2_S，在第一导光板1与光学部件1_a的界面上对应折射率差0.2进行菲涅尔反射，并从透射型显示面板7侧一面放射超过临界角的光，利用第一棱镜片3朝正面方向a2弯曲后通过透射型显示面板7的偏振片7e。此时，偏振片7e的透射轴被设定成通过s波的朝向，由于这里不存在光损失，所以光的利用效率较高。此外，由于s波的菲涅尔反射率比p波还高，所以光从导光板的取出容易，具有能够提高总体上的光利用效率的效果。

如以上那样，在本实施方式的背光装置10中，可以将从第一光源2出来的光的大部分作为s波2_S从第一导光板1进行取出，能够将第一光源2的光高效率地用于显示而能够提高亮度。

另外，即便使用本实施方式所涉及的第一导光板1以及光学部件1_a，由于没有产生新的杂散光，所以如实施方式1所示那样，来自第一光源2的光具有方向性并从第一导光板1出射。也就是说，上述来自第一光源2的光作为在相对于法线方向倾斜的方向上具有方向性的光a1入射到第一棱镜片3的三角形状棱镜列，并在三角形状棱镜列的斜面进行反射，从第一棱镜片3的出射面30作为在法线方向上具有方向性的光a2出射，由此照射正面方向。

其次，考虑从第二光源4入射到第一导光板1的主面的光b1的动作。来自第二光源4的光b1具有通过偏振板7e的线偏振光4_x和被吸收的线偏振光4_y，电场分量垂直于第一导光板1的槽列1_y的长度方向的线偏振光，由于在第一导光板1和光学部件1_y的界面上因没有折射率差而通过。另一方面，电场分量平行于第一导光板1的槽列1_y的长度方向的线偏振光，在第一导光板1和光学部件1_y的界面上因折射率差而折射。为此，希望光学部件1_a是顶角为170～175度的钝角度。

另外，即便取代本实施方式所涉及的光学部件1_a，使圆盘状的盘状的液晶分子41的半径方向与第一导光板1的平坦主面大致平行地进行取向而形成光学部件1_a，也能够取得与本实施方式同样的效果。也就是说，能够将从第一光源2出来、从端面1_x入射到第一导光板1的光之中的s波2_s从第一导光板1高效率地取出，并与上述同样地高效率地用于显示。但是在此情况下，将第一导光板1的丙烯酸类树脂的折射率与光学部件1_a的胆甾醇型液晶的半径方向的折射率设为不同值，且将丙烯酸类树脂的折射率和与胆甾醇型液晶分子的半径方向相垂直的方向的折射率设为大致相等的值。

实施方式7

图24是表示本发明实施方式7的透射型显示装置的构造的构成图，使用了透射型显示面板7与实施方式1的背光装置10。在透射型显示面板7上通过图像驱动部件来显示图像信号，在背光装置10中，从第一光源2出射的光从第一导光板1出来、在第一棱镜片3的棱镜面进行反射而朝正面方向前进，另外，来自第二光源的在法线方向上具有方向性的光通过第一棱镜片3朝左右方向弯曲，分别照射透射型显示面板7的正面方向和左右方向。

在用于本实施方式的背光装置10中，图4(b)所示那样，源于第一光源2的光相对于法线方向，在-20度～20度上进行聚光并朝观察者出射，能够将显示在透射型显示面板7上的图像传递给正面方向的观察者。

另一方面，如图5(b)所示那样，源于第二光源4的光相对于法线方向，在-30度以下和30度以上的左右方向上进行弯曲并朝观察者出射，能够将显示在透射型显示面板7上的图像偏离正面方向而传递给左右方向的观察者。

此外，在本实施方式中，通过光源控制部6独立地调整正面方向和左右方向，由此就能够以宽广的视场角照射均匀的光。

实施方式8

图25是本发明实施方式8的透射型显示装置的构成图，在实施方式5～7的透射型显示装置上增加了同步驱动部。

在透射型显示面板7上通过图像驱动部件交替地显示2个不同的图像信号，并通过同步驱动部16使之同步于上述各图像信号，交替地切换照射透射型显示面板7的正面方向的第一光源、和照射透射型显示面板7的左右方向的第二光源。具体而言，使用同步驱动部16，在正面方向用的图像被显示的时段点亮第一光源2，而在左右方向用的图像被显示的时段点亮第二光源4，并在一方光源点亮时使另一方光源熄灭，这通过光源控制部6来进行切换。

图26是利用本发明实施方式8的透射型显示装置的显示图像的说明图，图26(a)是被引导给正面方向的观察者的图像和来自背光装置的照射光的角度分布，图26(b)是被引导给左右方向的观察者的图像和来自背光装置的照射光的角度分布。

通过与本实施方式有关的背光装置10，如图4(b)所示那样相对于法线方向在-20度～20度上被汇聚的角度分布的光，和如图5(b)所示那样相对于法线方向在-30度以下和30度以上的向左右方向弯曲的角度分布的光照射透射型显示面板7。另一方面，通过图像驱动部件在液晶面板20上将正面方向用的A图像和左右方向用的B图像这两个不同的图像交替地显示。因而，通过同步驱动部16，使上述各图像信号和利用光源控制部6的第一光源2与第二光源4的切换同步进行，若将这一切换以60Hz以上的频率反复进行，则如图26所示那样，A图像被正面方向的观察者明亮地辨识，B图像作为连续的明亮图像而被左右方向的观察者所辨识。

如上述那样，获得能够显示正对着的观察者易于看见的图像，并且对从左右的倾斜方向观看的周围人们显示不同的图像，能够使正面的观察者观看的图像对周围的人进行隐藏这样的效果。

此外，在背光装置10中，由于视场角调整膜5被设置在第一导光板的与棱镜侧相反的面侧，所以起到吸收从第一导光板3泄漏到下方的光，并防止成为杂散光的作用。由于通过减少杂散光，而使上部第一光源4点亮之际泄漏到左右方向的光变少，所以正面图像被从左右方向窥视到的危险性降低。

Claims

1.一种背光装置，其特征在于具备：

第一棱镜片，在一个面上具有三角形状棱镜列；

第一光源，将在相对于该第一棱镜片的与上述三角形状棱镜列相反的一侧的出射面法线方向倾斜的方向上具有方向性的光，入射到上述第一棱镜片的三角形状棱镜列；

第二光源，将在上述第一棱镜片的出射面的法线方向上具有方向性的光，入射到上述第一棱镜片的三角形状棱镜列；以及

第一导光板，设置在上述第一棱镜片的三角形状棱镜列的面侧，

其中，上述第一光源设置在上述第一导光板的端面侧，第二光源设置在上述第一导光板的与上述第一棱镜片相反的一侧。

2.按照权利要求1所记载的背光装置，其特征在于：

从第二光源入射到第一棱镜片的三角形状棱镜列的光，具有以第一棱镜片的出射面的法线方向为中心的60度～80度宽的角度分布。

3.按照权利要求2所记载的背光装置，其特征在于：

三角形状棱镜列的棱镜顶角为60度～65度。

4.按照权利要求1所记载的背光装置，其特征在于：

第二光源隔着使视场角范围变窄的视场角调整膜而设置。

5.按照权利要求1所记载的背光装置，其特征在于具备：

第二棱镜片，设置在第一导光板的与第一棱镜片相反的一侧；以及

第二导光板，设置在上述第二棱镜片的与上述第一导光板相反的一侧，且

第二光源设置在上述第二导光板的端面侧。

6.按照权利要求1所记载的背光装置，其特征在于：

第一导光板在至少一方的主面上具有长度方向与第一棱镜片的三角形状棱镜列的棱线方向大致平行地连续设置的槽列，

并具备紧贴于该槽列的槽面、且由具有光学各向异性的液晶材料形成的光学部件。

7.按照权利要求6所记载的背光装置，其特征在于：

光学部件的一方的折射率与第一导光板的折射率大致相等。

8.按照权利要求6所记载的背光装置，其特征在于：

光学部件是将棒状的液晶分子取向为使该液晶分子的长轴方向相对于第一导光板的主面大致垂直地形成的。

9.按照权利要求6所记载的背光装置，其特征在于：

光学部件是将圆盘状的液晶分子取向为使该液晶分子的半径方向与第一导光板的主面大致平行地形成的。

10.按照权利要求6所记载的背光装置，其特征在于：

光学部件是将棒状的液晶分子取向为使该液晶分子的长轴方向与第一导光板的槽列的长度方向大致平行地形成的。

11.按照权利要求5所记载的背光装置，其特征在于：

第二导光板在至少一方的主面上具有长度方向与第二棱镜片的三角形状棱镜列的棱线方向大致平行地连续设置的槽列，

12.按照权利要求1所记载的背光装置，其特征在于：

具备独立地控制第一、第二光源的动作的光源控制部。

13.一种透射型显示装置，具备透射型显示面板、和权利要求1所记载的背光装置。

14.一种透射型显示装置，具备：

透射型显示面板；

在透射型显示面板上交替地显示不同的2个图像信号的图像驱动部件；

权利要求12所记载的背光装置；

使利用该背光装置的光源控制部的第一、第二光源的闪烁同步于上述各图像信号，并交替地进行切换的同步驱动部。