CN101128696A - 导光板、使用该导光板的面状照明装置与液晶显示装置 - Google Patents
导光板、使用该导光板的面状照明装置与液晶显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101128696A CN101128696A CNA2006800043072A CN200680004307A CN101128696A CN 101128696 A CN101128696 A CN 101128696A CN A2006800043072 A CNA2006800043072 A CN A2006800043072A CN 200680004307 A CN200680004307 A CN 200680004307A CN 101128696 A CN101128696 A CN 101128696A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- lgp
- light
- emitting face
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
导光板的用于存放光源的平行沟在垂直方向的剖面形状中由随着朝向光出射面而其间隔变窄、且在顶点相交的1对轮廓线构成,各个轮廓线中具有相对于与光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,且为远离顶点的基端侧一方形成比接近顶点的前端侧更小的锐角的形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种将从棒状光源所入射的光沿大致平行于光出射面的方向扩散后从光出射面射出更加均匀的照明光的透明导光板,以及使用该导光板的面状照明装置与液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置中,使用从液晶面板(LCD)的背面侧照射光来对液晶面板进行照射的背光单元
现在,大型的液晶电视机的背光单元中,所谓的正下式方式是主流(例如参照实开平5-4133号公报)。正下式背光单元,具有在液晶面板的背面设有多根作为光源的冷阴极管的构成,将设有冷阴极管的筐体的内部作为白色的反射面,照射液晶面板。但是,本方式中为了让光量分布均匀,原理上液晶面板的垂直方向的厚度需要大约30mm。
近年来,要求液晶显示装置的薄型化、低消耗功率化、以及大型化,但上述正下式的背光单元中,如果将其厚度设为10mm以下,便会产生光量不均,由此在薄型化上存在极限。
这里,作为可薄型化的背光单元,还有将在照明用光源的侧面设有导光板的单元排列多个的所谓的纵列式(tandem)的方式(例如参照特开平11-288611号公报)。该现有方式通过从导光板的侧面使光入射,能够让背光单元较薄。但是,该现有方式与正下式背光单元相比,光的利用效率较低,因此为了射出高辉度的光就需要高功率。
因而,为了实现液晶显示装置的薄型化、低消耗功率化、以及大型化,提出了各种形状的导光板(参照特开平9-304623号公报、特开平8-62426号公报、特开平10-133027号公报、特开平5-249320号公报、特开2001-42327号公报、以及特开2002-75036号公报)。
图46为具有特开平9-304623号公报所公开的导光板100的面光源装置的概要剖面图。
该图所示的面光源装置(背光单元),通过将荧光灯102埋入导光板100之后,在导光板100的背面设置反射片104,且在导光板100的出射面层叠透过光量校准片106、光扩散板108、以及棱镜片110而形成。
导光板100具有略长方形的形状,使用分散混入有对照明光进行扩散的微粒的树脂而形成。另外,还可以让导光板100的上面变得平坦,分配为出射面。进而,还可以在导光板100的背面(与出射面相反侧的面)设置用于埋入荧光灯102的剖面为U字形的沟100a,在导光板100的出射面中,避开荧光灯102的正上方,形成有用于促进照明光的出射的光量校准面100b。
这样,特开平9-304623号公报公开了:混入微粒来形成导光板100,并且通过在除荧光灯102的正上方外的出射面的一部分或全部中形成的光量校准面100b来促进照明光的出射,由此,能够使全体的厚度较薄,且能够降低出射光的不自然的辉度不均。
另外,特开平8-62426号公报中,为了得到一种背光装置的照射量不减少,且能够实现液晶显示装置的小型轻量化、薄型化以及成本/消耗功率的降低的液晶显示装置的背光装置,公开了一种导光板,其具有长方形的照射面、在短边的中央部与长边平行地切除的用来嵌插光源的矩形剖面的沟、以及按照夹持该沟且随着朝向长边的两侧方向而板厚逐渐变薄的方式所形成的背面。
另外,特开平10-133027号公报中,公开了一种为了得到一种能够使液晶显示装置的边缘较窄、厚度较薄、光利用效率较好的明亮的背光单元,而让与用来设置光源的凹部的宽度方向平行的剖面形状,是以深度方向为主轴的抛物线形状的导光体(导光板)。
另外,特开平5-249320号公报中,为了保持显示面板的面内辉度均匀,进行高辉度的照明,而在八字形的高反射层上,顺次以折射率增高的方式层叠多个板状导光层,通过从该各个光出射面所出射的光来照亮光扩散层的导光板。这里,用来设置光源的凹部是三角形形状。
另外,特开2001-42327号公报中,为了将液晶背光装置以用于壁挂式电视机的大型液晶显示面进行改良,而将多个导光板并排设置,在导光板间设置给定数目的线状光源,而实现了高辉度高均匀的大型背面照明。
另外,特开2002-75036号公报中,公开了一种照明装置,其具有并列设置的多个线状或棒状的光源、具有用于存放上述光源的多个沟的导光板、设置在上述导光板的任一面侧的光扩散反射机构、在上述导光板的与上述光扩散反射机构相向的面之相反面侧设置的光扩散机构、以及在上述光源与上述光扩散机构之间设置的半透射反射机构。该照明装置中,上述导光板中的与上述光扩散机构相向的面是平坦面,上述导光板中的剖面形状构成为包含随着远离光源而逐渐变薄的曲线形成的斜面,在相对接近光源的位置与相对远离光源的位置中的导光板表面相对导光板背面的倾斜角度分别设为θn2与θf2的情况下,满足θn2≤θf2的关系,且上述导光板中的上述最薄部的上述导光板表面的倾斜角度实质上为0度。
上述各个文献中所公开的导光板,是为了实现液晶显示装置的薄型化、小型轻量化、低消耗功率化、低成本化等几个目的的,均采用在其中央部中设置1个或多个沟,并在该沟中容纳棒状光源的构成,较优选为,按照随着从沟部朝向端面而板厚逐渐变薄的方式形成,实现了薄型化。
专利文献1:实开平5-4133号公报
专利文献2:特开平11-288611号公报
专利文献3:特开平9-304623号公报
专利文献4:特开平8-62426号公报
专利文献5:特开平10-133027号公报
专利文献6:特开平5-249320号公报
专利文献7:特开2001-42327号公报
专利文献8:特开2002-75036号公报
但是,特开平9-304623号公报所公开的导光板100中,避开光源(荧光灯)102的正上方,在其出射面表面形成粗面或微棱镜面等光量校准面100b,为了促使相对出射面以临界角以上的角度入射的照明光的出射,如图47所示,由实线表示的来自具有光量校准面100b的导光板100的照明光的辉度N2、相对由虚线表示的来自未具有光量校准面的导光板的照明光的辉度N1而提高效果较少,由此,光量校准面100b所引起的辉度提高效果不大,光源光的利用效率较低,光源光的扩散不充分,从而存在无法从出射面射出均匀且高辉度的光这一问题。
另外,特开平9-304623号公报中所公开的导光板100中,在剖面形状为圆形的沟100a中埋入有光源(荧光灯)102,如图47所示,由于光源102的辉度峰值仍然存在,因此为了用作面光源装置,而使用在导光板的出射侧所设置的透射光量校准片106、光扩散板108、以及棱镜片110等,因此,需要去除出射面中的不自然的辉度不均,从而存在面光源装置的成本上升这个问题。
另外,特开平8-62426号公报中所公开的液晶显示装置的背光装置中,通过在使导光板的背面倾斜所产生的空隙间设置电路基板上的部件,从而能够实现低价且消耗功率低、液晶显示装置的小型轻量化或薄型化,但对于从导光板的出射面所出射的照明光的不均则完全没有考虑。
另外,特开平10-133027号公报中所公开的液晶显示装置的背光单元中,设置在导光体(导光板)中的沟上的凹部的剖面形状采用抛物线形状,通过这样,能够进行由导光体中光的扩散变得几乎均匀的对导光体的光的入射,提高了光的利用效率,但完全没有考虑从导光体的出射面所出射的光的不均。
另外,特开平5-249320号公报所公开的导光板中,采用多个板状光波导板层叠的复杂构造,与以前相比,辉度的衰减较少,能够得到均匀的辉度,且照明效果优异,但存在制造成本增高这一问题。
另外,特开2001-42327号公报所公开的导光板中,由于在线状光源正上部分中辉度上升,所以必须设置对线状光源的光源光的透射进行抑制的透射抑制图案,并且来自线状光源的光在导光板的内部,随着在面内方向从一方端部向另一方端部透过而光量逐渐衰减,由此,高辉度化不够。
再有,特开2002-75036号公报所公开的照明装置的导光板,由于棒状光源正上方附近的辉度上升,也存在同样的问题。
发明内容
本发明的第1课题在于,解决上述现有技术的问题点,提供一种薄且轻、可从光出射面射出光的利用效率(光出射效率)高、更均匀而没有不均的高辉度的照明光的导光板。
另外,本发明的另一课题在于,除上述第1课题外,提供一种能够得到更大尺寸的光出射面的导光板。
另外,本发明的第2课题在于,解决上述现有技术的问题点,提供一种薄且轻、能以更低成本进行制造的、光的利用效率高、能射出更均匀而没有不均的更高辉度的照明光,并且能够采用大尺寸的照明表面、或能够在壁挂电视机等液晶显示装置中用作背光装置的面状照明装置。
另外,本发明的第3课题在于,解决上述现有技术的问题点,提供一种薄且轻、能够以更低成本进行制造的、光的利用效率高、能够进行更均匀而没有不均的更高辉度的显示,并且能够采用大尺寸的显示画面、或能够采用为壁挂电视机等壁挂式的液晶显示装置。
为了解决上述第1课题,本发明的第1方案的第1形式,是一种导光板,具有:矩形状光出射面;在其一边略平行且位于矩形状光出射面的略中央部的厚壁部;形成为略平行于上述厚壁部的1对薄壁端部;平行沟,在上述厚壁部的略中央且在与上述矩形状光出射面相反侧以略平行于上述一边的方式形成,用来存放棒状光源;以及1对倾斜背部,随着从上述厚壁部分别朝向位于略垂直于上述一边的方向的两侧的上述1对上述薄壁端部而壁厚变薄,在上述平行沟的两侧分别形成1对倾斜背面,上述导光板是透明的导光板,上述平行沟,在上述垂直方向的剖面形状中,由随着朝向上述矩形状光出射面而间隔变窄且在顶点相交的1对轮廓线构成;上述垂直方向的剖面形状中的上述平行沟的各个轮廓线,具有相对于与上述矩形状光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,按照远离上述顶点的平行沟的基端侧一方形成比接近上述顶点的前端侧更小的锐角。
也即,本发明的导光板,是一种将成为入光部的平行沟的剖面形状形成为具有与相对顶部附近的曲线的斜率、进一步增大了斜率的剖面的曲线的组合的桥式导光板,其特征在于,入光部下部的剖面由具有与锥部的角度相同角度的线段构成。
这里,在成为上述导光板的入光部的平行沟的剖面形状中,优选将锥部与成为入光部的平行沟之间的接头部的中间部,与光出射面平行。
这里,作为优选,在上述平行沟的上述垂直方向的剖面形状中,上述平行沟的前端部分由按照以下比率随着朝向上述矩形状光出射面而其间隔变窄的一对轮廓线构成,该比率是上述矩形状光出射面在相当于上述平行沟的第1部分中由来自上述平行沟所存放的棒状光源的出射光所形成的照度或辉度的峰值、相对在相当于上述1对倾斜背部的第2部分中由上述出射光所形成的照度或辉度的平均值之比。
另外,优选上述1对倾斜背部,相对包含有上述棒状光源的轴的垂直于上述矩形状光出射面的面呈对称;上述垂直方向的剖面形状中的上述平行沟的1对轮廓线,相对上述平行沟的与上述矩形状光出射面垂直的中心线呈对称;上述平行沟的前端部分,在上述平行沟的上述垂直方向的剖面形状中,相对上述平行沟的与上述矩形状光出射面垂直的中心线,随着朝向上述矩形状光出射面而其间隔对称地变窄。
另外,优选上述平行沟的前端部分的1对轮廓线,其间隔按照上述矩形状光出射面的上述第1部分的照度(相对照度)或辉度(相对辉度)的峰值为上述第2部分的照度(相对照度)或辉度(相对辉度)的平均值的3倍以下的方式变窄。
另外,优选上述矩形状光出射面的上述第1部分的照度(相对照度)或辉度(相对辉度)的峰值,为上述第2部分的照度(相对照度)或辉度(相对辉度)的平均值的2倍以下。
另外,优选上述1对倾斜背部分别在上述平行沟附近具有平行于上述矩形状光出射面的部分。
另外,优选上述矩形状光出射面与上述1对倾斜背部的至少一方中,形成有多个微小的棱镜。
另外,优选上述1对倾斜背部中形成有多个微小的棱镜。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,对应于上述垂直方向中的位置而具有不同的形状。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,具有相对垂直于其底面且从其顶点通过的面不对称的形状。
另外,优选让形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,具有相对从其顶点通过且与没有棱镜时的上述倾斜背部垂直的面呈不对称的形状。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,在上述垂直方向的剖面形状中,具有相对垂直于连接与相邻棱镜之间的接点的线,且从其顶点通过的线呈不对称的形状。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,在上述垂直方向的剖面形状中,具有用于连结其顶点与上述平行沟侧的端部的轮廓线的长度、与用于连结其顶点与上述薄壁端部侧的端部的轮廓线的长度不同的形状。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,其顶角的角度为70度以上140度以下。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,垂直于其底面且通过其顶点的面、与上述平行沟侧的表面所形成的角度为0度以上70度以下,垂直于其底面且通过其顶点的面、与上述薄壁端部侧的表面所形成的角度为45度以上70度以下。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,垂直于其底面且通过其顶点的面、与上述平行沟侧的表面所形成的角度为30度以上70度以下。
另外,优选形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,在上述垂直方向中的底边的长度为0.1mm以下。
另外,优选上述平行沟的剖面形状中,上述前端部分是上述1对轮廓线所形成的角度为90度以内的部分。
另外,优选上述平行沟的剖面形状中,上述前端部分是上述1对轮廓线所形成的角度为60度以内的部分。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,具有相互相交的尖锐的1个交点,由相对上述中心线对称的2个直线或曲线的一部分构成。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的成为1对轮廓线的上述两个曲线,朝向上述平行沟的中心而凸出或凹进。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的形成剖面形状的上述两个曲线,能够以10次函数近似,且朝向上述平行沟的中心而凸出或凹进。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,或上述平行沟的成为1对轮廓线的上述2个曲线,是朝向上述平行沟的中心凸出或凹进的圆、椭圆、抛物线、或双曲线的一部分。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的剖面形状,或上述平行沟的剖面形状是三角形。
另外,优选上述平行沟的上述前端部分的顶部的剖面形状,是由上述对称的2个直线或曲线相交之前相互相对上述中心线对称的直线或曲线相连结的形状。
另外,优选上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是具有上述尖锐的1个交点被倒角后与上述矩形状光出射面平行的部分的形状。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的剖面形状、或上述平行沟的剖面形状是三角形,上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是相对上述中心线呈对称的梯形。
另外,优选上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是相对上述矩形状光出射面凸出或凹入的、相对上述中心线对称的曲线状。
另外,优选上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是相对上述中心线对称的、上述尖锐的1个交点被圆化后的圆形状、椭圆形状、抛物线形状、或双曲线形状。
另外,优选上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,分别为椭圆形或双曲线的一部分。
另外,上述平行沟的上述前端部分的上述顶部,优选是磨砂面。
另外,优选上述矩形状光出射面的相当于上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的部分中,具有网点。
另外,为了解决除上述第1课题外的其他课题,本发明的第1方案的第2形式,提供一种导光板,其中将上述第1形式的任一个导光板作为1个导光板块,由多个导光板块构成,且上述厚壁端面互相连结。
这里,优选互相连结的2个上述导光板块的上述薄壁端面的上述倾斜背面,分别在连结部分中具有以相互平缓方式倾斜的部分。
这里,第1形式与第2形式的导光板,都优选由透明树脂中至少混合有可塑剂的材料构成。
另外,为了解决上述第2课题,本发明的第2方案,提供一种面状照明装置,具有:上述第1方案的任一个的导光板;存放在上述导光板的上述平行沟中的棒状光源;按照塞住上述平行沟的方式将上述棒状光源设置在其背后的反射器;安装在上述导光板的上述厚壁部的两侧的上述倾斜背部的上述倾斜背面中的反射片;以及设置在上述导光板的上述矩形状光出射面上的扩散片。
这里,本发明的第2方案是上述面状照明装置,优选还具有:在上述导光板的上述矩形状光出射面与上述扩散片之间所设置的棱镜片。
另外,优选上述导光板的上述矩形状光出射面的上述第1部分的相对照度或相对辉度的峰值、与上述第2部分的相对照度或相对辉度的平均值之比,对应于上述导光板的上述矩形状光出射面与上述扩散片之间的允许间隔,或上述面状照明装置的允许厚度而设定。
另外,为了解决上述第3课题,本发明的第3方案,提供一种液晶显示装置,具有:由上述第2方式的任一个面状照明装置所构成的背光单元、在该背光单元的光出射面侧所设置的液晶显示面板、以及用于驱动上述背光单元与上述液晶显示面板的驱动单元。
根据本发明的第1方案,能够让导光板薄型化且轻量化,能够从其光出射面出射光的利用效率(光出射效率)高、更加均匀、不均较少且更高辉度的照明光。
另外,根据本发明的第1方案的第1形式,通过根据在相当于平行沟的光出射面的第1部分中、来自存放在平行沟中的棒状光源的出射光的照度或辉度的峰值相对除此之外部分的照度或辉度的平均值之比,将平行沟的剖面形状向着面向光出射面的前端部分变细,能够降低照度和辉度的峰值而使光出射面中的照度或辉度更加均匀化,让辉度分布更加近似为平坦,同时,通过将平行沟的基端部分的剖面形状的倾斜大于前端部分,例如更陡峭,能够提高光的利用效率(光出射效率),实现光出射面所要求的高均匀度与高光出射效率。
另外,根据本发明的第1方案的理想实施方式,按照光出射面的第1部分的照度或辉度的峰值为除此之外的部分的照度或辉度的平均值的3倍以下的方式,将平行沟的剖面形状向着面向光出射面的前端部分变细,通过这样,能够降低照度或辉度的峰值,使得光出射面中的照度或辉度进一步均匀化。
另外,1对倾斜背部中具有平行于光出射面的部分的导光板中,还能够进一步提高光的利用效率(光出射效率)。
另外,在将矩形状光出射面与上述1对倾斜背部的至少一方中形成有多个微小的棱镜的导光板用作背光装置时,可以不需要棱镜片,能够提高作为背光的光利用效率(光出射效率),让背光装置的结构紧凑化,实现成本降低。
另外,根据本发明的第1方案的第2形式,通过将上述第1形式的导光板的薄壁端部互相连结,能够使得导光板的光出射面的尺寸更大。
另外,根据本发明的第2方案,通过使用上述第1方案的导光板,能够薄且轻、以更加低成本进行制造,能够出射高的光利用效率的、更加均匀、不均较少、且更高辉度的照明光,另外,能够将照明表面形成为大尺寸,从而能够提供一种可适用于壁挂式电视机等的液晶显示装置的面状照明装置。
另外,根据本发明的第3方案,通过使用上述第3方案的面状照明装置,能够薄且轻、以更加低成本进行制造,能够进行光的利用效率高、更加均匀、不均较少且更高辉度的显示,另外,能够将照明表面形成为大尺寸,从而能够提供一种可作为壁挂电视机等壁挂式的液晶照明装置。
附图说明
图1为将本发明的导光板多个并排设置的情况下的概要结构剖面图。
图2A与图2B分别为使用具有本发明的导光板的背光单元的液晶显示装置的概要立体图与概要剖面图。
图3A为表示在反射片与导光板的斜面之间设置有棱镜片的情形的概要剖面图,图3B为从导光板侧看到的在反射片与导光板的斜面之间所设置的棱镜片的概要平面图,图3C为棱镜片的概要横剖面图。
图4A为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状为双曲线的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图4B为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状为椭圆的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图4C为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状、由相对从平行沟的中心通过且垂直于导光板的光出射面的中心线对称的2个圆弧曲线的一部分所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图4D为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状、由相对从平行沟的中心通过且垂直于导光板的光出射面的中心线对称的2个抛物线的一部分所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图。
图5A为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状、由向着平行沟的中心凸出的两个曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图5B为平行沟的1对前端面的长度方向的垂直剖面形状、由向着平行沟的中心凸出的曲线与凹进的曲线组合而成的曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图。
图6A为平行沟的1对基端面的长度方向的垂直剖面形状、由比1对前端面更小的锐角线段所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图6B为平行沟的1对基端面的长度方向的垂直剖面形状、由向着平行沟的中心凹进的曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图。
图7为表示本发明的导光板的另一例的概要剖面图。
图8为形成在导光板的光出射面的网点图案的例子。
图9A为平行沟的1对前端面的剖面形状为斜边、平行沟的1对基端面的剖面形状由垂直于光出射面的线段所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图9B为平行沟的1对前端面的剖面形状为斜边、平行沟的1对基端面的剖面形状由与1对前端面相同倾斜的线段所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图9C为平行沟的1对前端面的剖面形状为斜边、平行沟的1对基端面的剖面形状由比1对前端面更倾斜的线段所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图9D为1对前端面与1对基端面的连接部比图9A形成得更靠近平行部侧的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图9E为平行沟的1对前端面的剖面形状为斜边、平行沟的1对基端面的剖面形状由向着平行沟的中心凹进的曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图。
图10A~图10D分别为表示从图9A、图9C、图9D、图9E所示的导光板的光出射面所射出的光的辉度分布的曲线图。
图11A~图11C分别为没有设置图9A、图9C、图9D所示的导光板的平行面的情况下的导光板的平行沟周边的概要结构图。
图12A~图12C分别为表示从图11A、图11B、图11C所示的导光板的光出射面所射出的光的辉度分布的曲线图。
图13A为平行沟的1对前端面的剖面形状为双曲线、平行沟的1对基端面的剖面形状由垂直于光出射面的线段所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图13B为平行沟的1对前端面的剖面形状为双曲线、平行沟的1对基端面的剖面形状由与1对前端面相同的双曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图13C为平行沟的1对前端面的剖面形状为双曲线、平行沟的1对基端面的剖面形状由比1对前端面更倾斜的双曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图;图13D为平行沟的1对前端面的剖面形状为双曲线、平行沟的1对基端面的剖面形状由向着平行沟的中心凹进的曲线所形成的导光板的平行沟周边的概要剖面图。
图14A~图14C分别为表示从图13A、图13C、图13D所示的导光板的光出射面所射出的光的辉度分布的曲线图。
图15A与图15B分别为没有设置图13A与图13C所示的导光板的平行面的情况下的导光板的平行沟周边的概要结构图。
图16A与图16B分别为表示从图15A与图15B所示的导光板的光出射面所射出的光的辉度分布的曲线图。
图17为本发明的导光板并排设置时的另一例的概要剖面图。
图18A为本发明的导光板的侧面设有反射板的结构例,图18B为本发明的导光板排列设置时在导光板的侧面设有反射板的结构例。
图19A为表示导光板的斜面中形成有棱镜的情形的概要剖面图,图19B为从光出射面侧所看到的形成有棱镜的导光板的斜面的概要平面图与概要横剖面图。
图20为表示在导光板的斜面与光出射面形成有棱镜的情形的概要剖面图。
图21A与图21B为存放背光单元的筐体的概要立体图。
图22为存放背光单元与液晶显示面板的筐体的示意立体图。
图23为存放背光单元与液晶显示面板的筐体的示意剖面图。
图24为图23所示的筐体的两端部的示意放大剖面图。
图25A为表示本发明的背光单元所使用的光源之一例的概要剖面图,图25B为表示光源的定位机构之一例的概要立体图,图25C与图25D为图25A与图25B所示的光源的概要剖面图。
图26A为本发明的导光板的另一例的概要剖面图,图26B为图26A中所示的导光板的底面图。
图27A与图27B分别为示意表示反射片与含有光源的导光板一体化后的结构的平面图与剖面图,图27C为图27A的C-C向视图,图27D为图27A的D-D向视图,是用来对反射片与含有光源的导光板一体化后的结构进行说明的图。
图28是由网点所形成的网点片按照将相连结的多个导光板的光出射面覆盖的方式设置的情形的示意图。
图29A为本发明在导光板的光源长边方向的侧面设有反射板的结构例,图29B为图29A的剖面图。
图30A为表示本发明的导光板的另一例的概要立体图,图30B为图30A的B-B线剖面图,图30C为图30A的C-C线剖面图,图30D为图30A的D-D线剖面图。
图31A与图31B分别为表示宽度相同的导光板与宽度不同的导光板多个连结所形成的导光板之另一例的概要剖面图。
图32为表示光出射面具有R形状的导光板之一例的概要剖面图。
图33A为表示光源的长边方向中的导光板的端部具有倾斜的形状之一例的概要剖面图,图33B为表示平行于光出射面,且在垂直于光源的长边方向的方向上的导光板的端部有倾斜的形状之一例的概要立体图,图33C为图33B的C-C线剖面图。
图34A为表示光出射面在光源的长边方向的剖面形状变为曲线的平缓的曲面形状的导光板之一例的概要立体图,图34B为光出射面上具有沿与光源的长边方向正交的方向延伸的微小高度肋条的导光板之一例的概要立体图。
图35为从背面侧所观察到的背光单元的概要立体图。
图36A为表示导光板的平行面与斜面的示意图,图36B为放大表示平行面中所刻制的棱镜的示意图,图36C为放大表示斜面中所刻制的棱镜的示意图,图36D~图36F分别为表示斜面中所刻制的棱镜之另一例的示意图。
图37A为表示导光板的平行面与斜面的示意图,图37B为表示平行面中所刻制的棱镜的示意图,图37C为表示斜面的A区域中所刻制的棱镜的示意图,图37D为表示斜面的B区域中所刻制的棱镜的示意图,图37E为表示斜面的C区域中所刻制的棱镜的示意图。
图38为表示刻制在导光板的斜面中的棱镜相对垂直方向分割为多个,并对应于其位置通过不同的形状来刻制的情况下的另一例的示意图。
图39为在导光板的光出射面上设置网点片、且在其上由凸部支持网点板而设置的结构例。
图40为表示本发明的面状照明装置的一实施方式从光出射面所看到的外观的概要立体图。
图41A、图41B、图41C以及图41D分别为图1中所示的面状照明装置的主视图、长边方向的侧视图、短边方向的侧视图、以及后视图。
图42为图1所示的面状照明装置的一实施方式的部分剖面图。
图43A为图3所示的面状照明装置所使用的导光板的概要立体图,图43B为图4所示的面状照明装置主体的1个单位导光板的剖面形状的线图。
图44A为图2所示的面状照明装置所使用的线状光源的驱动装置的一实施方式的布线图,图44B为图44A所示的线状光源的驱动装置的方框图。
图45为表示本发明的面状照明装置的另一实施方式的概要结构图。
图46为表示具有以前的导光板的面光源装置的概要剖面图。
图47为图46的面光源装置的导光板的出射面中的辉度的曲线图。
图中:2…背光单元,4…液晶显示单元,6…驱动单元,10…液晶显示装置,12…光源,14…扩散片,16、17、19…棱镜片,18…导光板,18a、52…光出射面,18b…厚壁部,18c…薄壁端部,18d…斜面,18e、80…倾斜底面部,18f…平行沟,18g…平行面,18h、18h’、40…1对前端面,18i、18i’、70、72、76…1对基端面,20…反射器,22…反射片,24…反射板,25、26…棱镜,54a、54b…圆弧曲线,56…交点,64a、64b…抛物线,72a、72b、82a、82b、84a、84b…曲线,74、78…侧面,92…网点图案。
具体实施方式
下面根据附图中所示的优选方式,对本发明的导光板、使用该导光板的面状照明装置以及液晶显示装置进行详细说明。
图1中示出了将本发明的第1方案的导光板18并排多个而构成的本发明的第2方案的面状照明装置2(以下也称作背光单元)的概要剖面图。这样的面状照明装置2用作本发明的第3方案的液晶显示装置的背光单元。图2A与2B中示出了图1所示的背光单元2的1个导光板18的部分、与使用该背光单元2的液晶显示装置10的概要部分立体图与概要部分剖面图。如图2A与2B所示,液晶显示装置10基本上具有:背光单元2、在背光单元2的光出射面侧设置的液晶显示面板4、以及用来对它们进行驱动的驱动单元6。导光板单元2具有冷阴极管12、扩散片14、棱镜片16与17、导光板18、反射器20、以及反射板22。
图2A与2B所示的液晶显示装置中,液晶显示面板4中,例如能够使用按照GH、PC、TN、STN、ECB、PDLC、IPS(In-Plane Switching)、VA(Vertical Aligned)方式的各种(MVA、PVA、EVA)、OCB、铁电液晶、反铁电液晶等液晶显示模式的液晶显示面板。另外,液晶显示面板4的驱动方式也没有特别的限制,可以使用单纯矩阵方式、有源矩阵方式等已知的驱动方式。
背光单元2是用来从液晶显示面板4的背后向液晶显示面板4的全表面照射均匀光的面状照明装置,具有与液晶显示面板4的像素显示面大致同样大小的光出射面(发光面)。如图2所示,背光单元2基本上具有:光源12、扩散片14、2张棱镜片16与17、导光板18、反射器20、以及反射片22。
该背光单元2的驱动方法并没有特别的限制,例如可以按照对周围的环境进行监视且进行辉度调制的方式进行驱动。例如,通过设置外光传感器来检测出周围的辉度,或设置温度传感器来检测出周围的温度,对应于辉度或温度而使辉度调制也可。另外,背光单元2的驱动方式也没有特别的限制,例如可以使用R(红)、G(绿)、B(蓝)各色光源(例如LED光源),并且通过将该各个光源与液晶显示面板4的显示对应地顺次点亮的场序制(field sequential)方式来驱动;或通过与液晶的扫描显示对应地、顺次或同时发光或熄灭的间歇亮灭方式来驱动也可。如果使用场序制方式来驱动背光单元2,就能够去掉R、G、B的各个彩色滤光片,因此能够消除彩色滤光片所引起的光量损失。另外,如果按照间歇亮灭方式将光源短时间点亮,则可通过动画的显示功能。
另外,用于构成背光单元2的上述结构部件,如图21A与图21B所示,设置在筐体280内,通过从背光单元2的背面侧固定,以一体化方式构成也可。这里,图21A是从光出射面侧表示背光单元2的概要立体图,图21B是从背面侧(与光出射面侧相反的面)表示背光单元2的概要立体图。
筐体280如图21A所示,具有一面打开的箱状构造,在背光单元的光出射面所在之侧,形成有矩形状开口。
这样的筐体280例如可以列举出:由树脂或金属形成的箱状构造的筐体、由金属形成骨架构造的框架、由金属之外的刚性较强的树脂所形成的箱状构造的筐体、或者骨骼构造的框架由金属与刚性较强的树脂形成,并具有沿着与导光板18的平行沟平行的方向延伸的肋条的筐体等。
在将背光单元2的构成部件组装到树脂所形成的筐体280中的情况下,如图21B所示,还可以将用于夹持背光单元的卡爪部281设置在筐体280中,通过该卡爪部281也能够夹持背光单元2的反射片22等。
图21A与图21B中,示出了将用于构成背光单元2的构成部件设置在筐体280内的结构,但也可以采用将背光单元与液晶显示面板设置在1个筐体内的结构。图22~图24中示出了存放背光单元与液晶显示面板的筐体的结构例。图22为存放有背光单元(未图示)与液晶显示面板4的筐体290的示意立体图,图23为存放有背光单元2与液晶显示面板的筐体290的示意剖面图。另外,图24为图23所示的筐体290的两端部的示意放大剖面图。
用于存放背光单元与液晶显示面板的筐体,可以采用将背光单元由专用筐体存放后,将该该背光单元用筐体中所存放的背光单元与液晶显示面板进行收容的结构也可,或采用不将背光单元存放在背光单元用筐体中,而是将背光单元本体与液晶显示装置面板固定存放的结构也可。
光源12是细直径的棒状冷阴极管,用来对液晶显示面板4进行照明。光源12设置在导光板18上所形成的平行沟18f内,与驱动单元6相连接。这里,作为光源12使用冷阴极管,但本发明并不仅限于此,只要是棒状光源就可以。光源12例如可以使用通常的荧光管、冷阴极管、热阴极管、外部电极管、发光二极管(LED)、半导体激光器等光源,特别是优选使用冷阴极管、外部电极管或发光二极管。
另外,使用具有与导光板18的平行沟18f同等长度的圆柱状或棱柱状透明导光体的、且在该导光体的上面与底面设有LED的LED光源,也可以用来代替光源12。这样的LED光源能够从导光体的上面与底面将LED的光入射后从导光体的侧面射出LED的光。
另外,光源还可以使用如图25A所示的孔眼型灯。本发明中,孔眼型灯是指在除希望出射的角度外的部分中设置高反射率的部件、也就是在不射出光的部分中设置反射率高的部件,而使从给定角度射出的光的光量增加的棒状光源。图25C中示出了孔眼型灯的剖面图。图25C中,区域320是光出射区域。通过使用孔眼型灯,更能够提高光的利用效率。另外,光源的背面侧所设置的反射片(反射器)不一定要设置,由此能够使装置结构进一步简化,也能够防止反射片的安装误差所引起的辉度不均的发生。
这里,高反射率的部件可以使用金属、非金属的各种材料,特别是优选使用非金属的材料。通过使用非金属的材料作为反射率高的部件,能够降低泄漏电流。
进而,在使用孔眼型灯的情况下,优选在至少1处设置定位机构。定位机构例如图25B所示,可以采用在灯的端部设置弯曲部322并在用于支持灯的支持部件324中形成沟326且让弯曲部322嵌入支持部件324的沟326中而使灯固定的方法等。另外,灯的端部所设置的弯曲部322的角度只要是相对导光板的平行沟可规定的、任何角度即可,特别优选如图25D所示,以孔眼型灯的光出射区域320可被二等分的方式设置弯曲部322。另外,弯曲部的形状只要是能够使灯的配置位置及相对平行沟反射率高的部件的设置方向固定的、且不妨碍对平行沟的设置的、任何形状即可。
这样,通过设置定位机构,能够容易地进行光源的开口部中心与导光板的平行沟的中心之间的位置对准,从而能够高效地使光入射到导光板。
图26A为表示本发明的导光板的另一例的概要剖面图,图26B为图26A所示的导光板的仰视图。
本发明中,如图26A与图26B所示,在导光板18的平行沟18f中设有光源时,为了不让光源12与形成在导光板18中的平行沟18f直接接触,可以在导光板18的平行沟18f中部分地设置肋条330等,将光源12设置在导光板18f的平行沟18内也可。
通过采用这样的结构,抑制了光源12所产生的热直接传递到导光板18,抑制了导光板18的温度过度上升,且避免了光源即冷阴极管被部分冷却。这样的肋条330例如以宽度为1mm以下且高度为0.5mm程度的凸起形状形成。另外,肋条330优选部分地设置在导光板的平行沟18f的中心线方向上。
另外,作为优选采用以下结构,即在相当于导光板18的平行沟的中心线方向的延长线上的背光单元的侧面,设置开口部,通过该开口部能够更换光源12。通过这样,在光源12到了寿命或发生故障时,能够容易地更换光源,同时,还不需要为了更换光源12而另行设置导轨部件。
为了规定限制光源12相对反射片22的位置,优选采用反射片22由具有刚性的金属材料或树脂材料形成,且反射片22与含有光源12的导光板18被一体化的结构。此时,如图27A~图27D所示,在导光板18与反射片22中的、一方中设置凹部而另一方中设置凸部后进行嵌合、或通过螺丝固定而使导光板18与反射片22一体化也可。
这里,为了针对背光单元的薄型化而确保足够的刚性,在由金属材料形成反射片22的情况下,金属材料与冷阴极管的组合会产生悬浮电容,这是公知的。与此相对,通过在与冷阴极管对抗的反射片的部分中设置细长的孔穴部,能够实现悬浮电容的降低。
图2中,扩散片14用来对从导光板18的光出射面18a所出射的光进行扩散且使之均匀化,例如通过给PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、苯甲基异丁烯酸酯或MS树脂、其他丙烯酸系树脂、或COP(环烯聚合物)之类的光学透明的树脂所构成的平板状部件赋予光扩散性而形成。该方法并没有特别的限制,例如可以给上述平板状部件的表面实施细微凹凸加工或研磨使其表面粗化(以后将实施了该处理的面称作“磨砂面”)而赋予扩散性,或对表面涂布使光散射的二氧化硅、氧化钛或氧化锌等颜料,或与粘合剂一起涂布树脂、玻璃、氧化锆等碎粒类,而在上述树脂中将使光散射的上述颜料、碎粒类混合来形成。本发明中,扩散片14可以使用磨砂型或涂覆型的扩散片。
本发明中,作为扩散片14使用上述材料,且优选使用赋予了光扩散性的厚500μm以下的薄膜状部件。
扩散片14优选按照从导光板18的光出射面18a离开给定的距离的方式进行设置,该距离能够随着导光板18的光出射面18a的光量分布而适当变更。通过如此这般将扩散片14从导光板18的光出射面18a隔开给定间隔,而使从导光板18的光出射面18a所射出的光在光出射面18a与扩散片14之间进一步混合。由此,能够让透过扩散片14照射液晶显示面板4的光的辉度更加均匀化。让扩散片14与导光板18的光出射面18a隔开给定间隔的方法,例如可以采用在扩散片14与导光板18之间设置分隔器的方法。
特别是在背光单元2的厚度可以稍厚的情况下,不需要通过导光板18的平行沟18f的剖面形状,来充分降低相当于平行沟18f的导光板18的光出射面18a中的辉度的峰值,可以对其进行部分降低,同时在扩散片14与导光板18的光出射面18a之间设置间隙,让从扩散片14所出射的照明光的辉度分布均匀。另外,导光板18的平行沟18f的剖面形状的改良(平行沟的前端部分的逐渐变细)存在极限,在相当于平行沟18f的导光板18的光出射面18a中的辉度的峰值无法完全降低的情况下、或无法充分降低的情况下,可以在扩散片14与导光板18的光出射面18a之间设置间隙,使得从扩散片14所出射的照明光的辉度分布均匀也可。
棱镜片16与17是通过将多个棱镜平行排列而形成的透明片材,能够提高从导光板18的光出射面18a所出射的光的聚光性,由此改善辉度。棱镜片16与17中的一方,按照其棱镜列延伸的方向与导光板18的平行沟18f平行的方式配置,另一方按照垂直的方式配置。也即,棱镜片16与17按照棱镜列的延伸方向互相垂直的方式配置。另外,棱镜片16被设置得其棱镜的顶角与导光板18的光出射面18a相向。这里,棱镜片16与17的配置顺序可以是在导光板上设置具有沿平行于导光板的平行沟的方向延伸的棱镜的棱镜片16,在该棱镜片16上设置具有沿垂直于导光板的平行沟的方向延伸的棱镜的棱镜片17,或者也可以反过来设置。
另外,图示的例子中,使用棱镜片,但也可以代替棱镜片,使用将类似于棱镜的光学器件规则地设置后的片材。另外,代替棱镜片还可以使用将具有棱镜效果的器件例如双凸透镜、凹透镜、凸透镜、金字塔型等光学元件规则地配置后的片材。
本发明中,如图3A、图3B、以及图3C所示,更优选在反射片22与导光板18的光出射面18a的相反侧的斜面18d之间,设置棱镜片19。图3A为表示在反射片22与导光板18的斜面之间设有棱镜片19的情形的概要剖面图,图3B为从导光板侧所看到的在反射片22与导光板18的斜面之间所设置的棱镜片19的概要平面图,图3C为棱镜片的概要横剖面图。在反射片22与导光板18的斜面18d之间设置的棱镜片19,优选按照棱镜19a的延伸方向垂直于导光板18的平行沟18f的方式配置,并且按照棱镜19a的顶角与导光板18的斜面18d相向的方式配置。
这里使用了棱镜片,但也可以使用具有与棱镜片相同效果的光学元件,或使用将具有透镜效果的光学元件例如双凸透镜、凹透镜、凸透镜、金字塔型等光学元件规则地设置后的片材。
另外,图示的例子中,使用棱镜片16与17,更优选使用棱镜片19,但在通过导光板18的平行沟18f而使光出射面18a中的辉度被更加均匀化的情况下,当然不需要棱镜片19,还可以不使用棱镜片16与17中的任一方或双方。通过减少高价的棱镜片的使用片数,或者放弃使用棱镜片,能够降低装置成本。
图2A与图2B中,反射片22用来对从导光板18的背面(图中下面)所泄漏的光进行反射而使其再次入射到导光板18,由此能够提高光的利用效率。反射片22按照覆盖住导光板18的下面(斜面)的方式形成。反射器20设置在光源12的背后,以塞住导光板18的平行沟18f。反射器20能够对来自光源12的下面的光进行反射,并使光从导光板18的平行沟18f的侧壁面入射。
反射片22只要能够对从导光板18的背面(图中下面)所泄漏的光进行反射的、由任何材料形成即可,例如可以是通过在PET或PP(聚丙稀)等中将填充物混合后进行延伸来形成空腔而使反射率提高的树脂片、在透明或上述白色树脂片的表面通过铝蒸镀等而形成有镜面的薄片、铝等金属箔或置放有金属箔的树脂片、或通过表面具有足够反射性的金属板来形成。
另外,反射片可以直接粘贴在与导光板的光出射面相向一侧面的除平行沟外的部分、例如斜面。另外,并不仅限于将反射片直接粘贴在导光板上,还可以将具有与反射片同样的功能的涂料直接涂布在导光板上。
这样,通过直接粘贴反射片或直接涂布涂料,能够提高出射效率,另外,还能够防止因反射片的安装误差所引起的辉度不均。
另外,本发明中的背光单元并不仅限于图2A与图2B中所示的结构,例如为了提高从导光板18所射出的光的辉度,还可以设置反射型偏振光膜、胆甾(コレステイシク)型偏振光膜、散射型偏振光膜等辉度增强片。这样的辉度增强片,在图2A与图2B中,优选设置在导光板18与液晶显示面板4(下面偏振光板)之间,特别优选设置在液晶显示面板4(下面偏振光板)的光入射侧的面。
反射型偏振光片例如可以采用特开平6-331824号公报中所记载那样的双折射性材料,该双折射性材料至少相对1个偏振波面具有比在导光板的光出射面上导光板的折射率更高的折射率、相对与该偏转波面垂直的偏转波面具有比导光板的平均折射率低的折射率。
另外,还可以使用特开平11-281975号公报中所记载那样的、延伸膜。这里,在使用延伸膜的情况下,如特开平11-281975号公报中所述那样,可以经由黏合剂层或粘接剂层而粘贴在导光板的单面上。
另外,还可以使用特开平7-49496号公报中所述那样的、将相对折射率较大的透明介质与相对折射率较小的透明介质交替层叠所形成的多层结构体,或在面状透明支持体的至少一面中,优选将具有1000nm以下厚度的电介质膜至少成膜一层以上的结构体,或将折射率不同的多种透明性聚合物进行层叠的结构体。
另外,还可以使用特开平7-72475号公报中所述的偏振光分离器,该偏振光分离器是在剖面为略W字状的透明支持体状上至少设有一层以上的、具有与可见光波长同等以下的厚度的电介质膜而构成的分离器,对于给定入射方向附近的光线,让p偏振光成分透过而对s偏振光成分的至少一部分进行反射。
另外,还可以使用特开2004-78234号公报中所述的折转反射偏振光器,该偏振光器具有并列设置的本质上为直角二等边的系数的棱镜的直线排列所构成的结构化表面,由关于对该结构表面相反的平滑表面的接面形成约45度的角度的垂直系数的面的第1材料、本质上与第1材料相同的第2材料、以及至少位于1个材料的结构化平面上由所选择的光学厚度的高折射率材料与低折射率材料交互重叠而成的层所构成的至少1个光学堆积构成;第1材料与第2材料完全光学粘合,形成单一单元,该单一单元中,第1与第2材料的折射率以及上述光学堆积的多个层的上述折射率与光学厚度,全部按照所偏转后的光产生选择性反射的方式进行选择,上述光学堆积的一部分的内部,混合过的偏振光的入射光线被分离成s-偏振光与p-偏振光,上述s-偏振光成分,被上述光学堆积的其他部分所反射,在该部分中被反射为与入射光学平行,逆着入射光方向行进,上述p-偏振光成分,相对入射光线平行地透过。
另外,还可以使用特开昭61-262705号公报中所述的偏振光器件,该偏振光器件在交互设置A型凸条与V型沟而形成有三角波形面的透明材料上,设置了具有偏振光过滤功能与相位差板功能的电介质多层膜。
另外,还可以使用美国专利第3610729号公报的说明书中所记载的、将具有双折射性质的材料以厚度为各种波长的1/4的层连续层叠而构成的偏振光膜。
另外,还可以使用美国专利第5867316号说明书中所述的、由包括具有双折射性质的连续相和连续相的内部少量的分散相的聚合物所形成的光学膜。
另外,还可以使用特开2003-295183号公报中所述的、将表面等离子体子的金属薄膜由低折射率的透明介质夹持的结构的偏振光分离膜。
进而,除了采用了只让平行于入射面的P偏振光成分透过、反射垂直于入射面的S偏振光成分的表面等离子体子的偏振光分离膜的配置之外,还能够通过将用于变更光的偏振方向的、例如具有在垂直的偏振光成分之间在光学厚度中仅产生λ/4差的双折射性质的λ/4相位膜或扩散膜等偏振光方向变更膜、与导光板一体构成,来进一步提高辉度。
散射型偏振光膜,例如可以使用特开平8-76114号公报中所述的、将液晶与高分子的复合体延伸形成的各向异性散射体。
另外,还可以使用特开2001-343612号公报中所述的、根据直线偏振光的振动方向而巴特斯(Bates)值不同的巴特斯各向异性层。这种情况下,优选进一步在导光板的光出射面的相反面中粘帖第1相位差板,且在导光板与反射板之间设置第2相位差板。
另外,还可以使用特开平9-274108号公报中所述的、在透明的高分子膜中均匀分散与其不同的材料所构成的微小区域、与高分子膜与微小区域垂直的、相对直线偏振光的一方的折射率几乎相同而相对该直线偏振光的另一方的折射率不同的偏振光元件。
胆甾型偏振光元件,例如可以使用特开平6-281814号公报中所述的、分子螺旋的轴以膜横切后延伸的方式取向、而使膜中的分子螺旋的间距以最大间距与最小间距的差至少为100nm的方式变化的、偏振光膜。
上述实施方式中,对采用具有偏振光分离功能的辉度增强膜的结构进行了说明,但本发明并不仅限于此,如特开2001-201746号公报、特开2001-228474号公报中所述那样,在导光板的光出射面中形成具有偏振光分离功能的细微凹凸部,也能够提高从光出射面所出射的光的辉度。
另外,如特开平9-134607号公报中所述,在导光板与反射部件(反射板)之间,设置具有实质上为导光板折射率以上的第1折射率与小于导光板的折射率的第2折射率,且将第1偏振光状态的大致全部从垂直于第1偏振光状态的第2偏振光状态中分离的各向异性层,也能够提高辉度。
另外,如特开2004-363062号公报中所述,在导光板的倾斜背面中形成由细微凸起所构成的具有偏振光分离功能的粗糙面图案,也能够提高辉度。
另外,如特表平10-508151号公报中所述,在光波导(导光板)中,设置填充了与光波导材料不同的材料的凹部,这两个材料的一方采用折射率为np的各向同性材料,另一方材料采用折射率为no与ne的各向异性材料。这里,关于折射率,设定no或ne与np相等或事实上相等。由此,在各向同性材料与各向异性材料间的界面中,能够分离偏振光,将光源所照射的光的大部分,变更成在从光导波路出去之前具有同一个偏振光方向的光。这样,通过将特表平10-508151号公报中所述的结构应用于本发明,也能够提高辉度。
另外,如特开平9-292530号公报中所述,导光板由具有导光功能的2层以上的层构成,第1层或第2层中的至少一方采用具有双折射性质的材料,在第1层与第2层之间设置界面,而使光被界面所散射或折射或衍射后的光从导光板的表面出射,由此也能够提高辉度。
另外,本发明中还能够设置用于扩大视角的光学补偿膜。光学补偿膜例如可以采取使用盘型(discotic)液晶或向列型(nematic)液晶的光学补偿膜,或使用准直膜的光学补偿膜等。光学补偿膜在图2A与图2B中,优选以粘贴在液晶显示面板4的上面与下面的方式设置。
另外,还可以将具有扩散、聚光、散射或衍射等功能的光学部件,设置在图2A与图2B中的导光板18的光出射侧,例如设置在导光板18的光出射面或导光板18与液晶显示面板4之间。作为这样的光学部件,将具有上述任一功能的光学部件设置一个也可,将功能相同或不同的多个光学部件组合后进行配置也可。在多个光学部件组合后进行使用的情况下,这些多个光学部件的设置顺序是任意的,可以对应于所希望的光学特性,适当调整设置的顺序。
上述扩散膜、棱镜片、辉度增强片等光学部件可以分别一个一个地使用,也可以使用多个。另外,也可以将这样的光学部件互相粘贴起来使用。另外,还能够直接粘贴在导光板上,或粘贴在液晶显示面板的光入射侧的面中。另外,棱镜片的设置也没有特别的限制,例如在将光出射方向设为向上方向时,既可以将棱镜向上设置又可以向下设置,还可以使2片棱镜片重叠后进行使用。
另外,图2A与图2B中,在导光板18与液晶显示面板4之间如上所述那样设有扩散片14、棱镜片16、17等光学部件,但这些光学部件的构成并不局限于这样的结构例,例如还可以采用以下所示的结构。例如,在导光板的光出射面侧,顺次设置通过印刷形成有用于抑制谱线(line)发生的网点的扩散片、棱镜片、以及上述辉度增强片的结构。这种情况下,扩散片的光入射侧的面也即与导光板的光出射面相向的面中,优选形成有网点,且棱镜片优选在光出射侧设置棱镜列。
另外,作为其他结构例,还可以采用在导光板的光出射面侧设置有通过印刷形成有网点的扩散片、以及辉度增强片的结构。这种情况下,与上述一样,优选在扩散片的光入射侧的面中形成有网点。另外,作为另一结构例,可以采用通过印刷在导光板的光出射面上形成网点,并顺次在该导光板的光出射面侧设置有扩散片与辉度增强片的结构。这种情况下,由于在导光板的光出射面上形成有网点,所以可使用未形成网点的扩散片。
进而,还可以采用通过印刷在导光板的光出射面侧形成网点,并在该导光板的光出射面侧顺次设置具有相同或不同特性的2片扩散片与1片辉度增强片的结构。另外,还可以是在导光板的光出射面侧顺次设置2片扩散片与1片辉度增强片的结构。这种情况下,作为优选,在导光板的光出射面未形成网点,而是在位于接近导光板一侧的扩散片的、与导光板的光出射面相向的面中通过印刷来形成网点。
上述结构例中,从部件数目减少且能够降低制造成本的观点来看,优选采用在导光板的光出射面通过印刷而形成网点,并在该导光板的光出射面侧顺次设置扩散片与辉度增强片的结构。
图2B中,导光板18具有:矩形状光出射面18a;在其一边平行的厚壁部18b;在该厚壁部18b的两侧以平行于上述一边的方式形成的一对薄壁端部18c;一对倾斜背部18e,随着从厚壁部18b沿与上述一边直行(平行)的方向分别朝向两侧的薄壁端部18c而壁厚变薄,且形成斜面18d;以及平行沟18f,在厚壁部18b中以平行于上述一边方式形成,用于存放光源12。
也即,导光板18其表面的外形形状是矩形状平板,通过透明树脂形成。导光板18其一方的面平坦而构成光出射面18a,另一方的面按照从厚壁部18b向两侧随着朝向一方的边而板厚逐渐变薄的方式构成相对一方的面倾斜的一对斜面18d。这里,斜面18d形成为平面,但也可以是曲面。
另外,本实施方式的导光板18中,另一方的面中在斜面18d与基端面18i之间形成有平行于光出射面18a的平行面18g。也即,该导光板18的厚壁部18b中设置有从斜面18d延伸的平行面18g。本发明中,不一定要设置这样的平行面18g,但由于能够提高光的利用效率,因此优选进行设置。
导光板18例如可以使用将加热后的原料树脂以挤压成形或注射模塑成形来进行成形的方法,以及使用在模具中使单体、低聚体聚合而进行成形的浇铸聚合法等来进行制造。导光板18的材料例如可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、苯甲基异丁烯酸酯或MS树脂、其他丙烯酸树脂、或COP(环烯聚合物)等透明树脂。透明树脂中可以混入用于使光散射的微粒。由此,能够进一步提高来自光出射面18a的光出射效率。在透明树脂中混入有用于使光散射的微粒的情况下,该微粒可以各向同性,也可以各向异性。
另外,还能够在导光板中混入色调校准剂,对出射光的色调进行调节。另外,代替在导光板中混入色调校准剂,还可以设置用于对入射到液晶显示面板中的光的色调进行校准的颜色校准滤光器。进而,还可以同时使用混入有色调校准剂的导光板与用来校准色调的颜色校准滤光器。
这里,导光板中所使用的透明部件中,优选使用蓝色容易透过的材料。例如,在光源是冷阴极管之类的棒状光源的情况下,因透过部分的分光特性,液晶显示面板的光出射面的色温减低得比光源的色温低。因此,需要预先将光源的色温设置得较高。但是如果将光源的色温设置得较高,辉度效率便会降低。通过导光板中所使用的透明部件中采用容易透过蓝色的材料,能够让光源的色温与液晶显示面的色温相同。由此,能够让从光源所射出的高辉度的光从液晶显示面板出射,而不会使色温降低。其结果,能够进一步降低消耗功率,另外还能够进一步延长光源的寿命,减少光源的数目与逆变器的数目,由此降低成本。
另外,可以在导光板的光出射面侧涂布抗静电材料或导电材料。由此,能够让背光装置内部很难因静电而堆积灰尘。
这里,本发明的导光板可以在上述透明树脂中混入可塑剂来制作。这样,用混合有透明材料与可塑剂的材料来制作导光板,能够让导光板有挠性,也即能够获得具有柔软性的导光板,导光板能以各种形状进行变形。因而,能够将导光板的表面形成为各种曲面。
由此,例如在将导光板或采用该导光板的面状照明装置用作灯饰(照明)关系的显示板的情况下,在具有曲率的墙壁上也可安装,从而能够在更多种类、更大的使用范围内的灯饰或POP(POP广告)灯中使用导光板。
在这里,作为增塑剂,可列举邻苯二甲酸酯,具体是邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP(DEHP))、邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸混基酯(C6~C11)(610P、711P等)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)。另外,除了邻苯二甲酸酯还可列举己二酸二辛酯(DOA)、己二酸二异壬酯(DINA)、己二酸二正烷基酯(C6、8、10)(610A)、己二酸二烷基酯(C7、9)(79A)、壬二酸二辛酯(DOZ)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二辛酯(DOS)、磷酸三甲苯酯(TCP)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、环氧化大豆油(ESBO)、偏苯三酸三辛酯(TOTM)、聚酯系、氯化石蜡等。
导光板18的厚壁部18b的与光出射面侧18a相反侧中,在长边方向延伸形成有用于存放光源12的平行沟18f。平行沟18f的深度优选决定为不会让光源12的一部分从导光板18的下面露出来,并优选考虑到光源12的尺寸、导光板18的机械强度、经时变化等再决定。另外,导光板18的厚壁部18b与薄壁部18c的厚度,可以根据光源12的尺寸而任意变更。这里,导光板18的平行沟18f可以沿垂直于导光板18的长边方向的方向而形成,但为了提高来自存放于平行沟18f中的光源12的光利用效率,优选形成在长边方向上。
本实施方式中,平行沟18f由用于构成其前端部分的1对前端面18h与用于构成基端部分的1对基端面18i形成,基端面18i相对光出射面18a的倾斜比前端面18h的倾斜更陡。也就是,基端面18i的接面与光出射面18a所形成的角度(倾斜角)φn比前端面18h的接面与光出射面18a所形成的角度的最大值即最大倾斜角φm更大。
具有图2B所示的构造的导光板18中,由其平行沟18f内所设置的光源12所射出的光中的、从形成平行沟18的侧面入射到导光板18内部的光,被导光板18的斜面18d反射之后,从光出射面18a出射。此时,一部分光从导光板18的下面泄漏出来,但该泄漏了的光被形成在导光板18的斜面侧18d中的反射片22所反射,再次入射到导光板18的内部后从光出射面18a出射。这样,从导光板18的光出射面18a射出均匀的光。
另外,本发明中,为了将光出射面18a所射出的光均匀化,而对斜面18d的角度(锥度)进行限制,以使相对光射出面18a为直角,且沿平行发行(逆行进方向)有效地传输光束。也即,将斜面18d的角度(锥度)设为可使光源12所射出的入射到导光板18中的光束的一部分由光出射面18a(背面)全反射的角度。
图2B中,导光板18的平行沟18f在垂直于平行沟18f的长边方向的剖面形状中,其前端部分呈三角形,基端部分呈矩形,整体形成为向光出射面18a侧凸出的本垒(home base)形状。因此,平行沟18f的一对前端面18h,各自的一方的端部相互相交,相对垂直于光出射面18a且从光源的中心通过的垂直面以给定的角度倾斜呈对称,其剖面形状由形成三角形的1个顶点的具有给定角度的倾斜的两个线段(斜边)形成。导光板18的平行沟18f的1对基端面18i,其各自的一方端部与1对前端面18h各自的另一方端部相连,且关于上述垂直面平行对称,其剖面形状由与三角形剩下的两个顶点分别相连结的、且分别与导光板18的平行面18g相连的垂直于光出射面18a的线段形成。
这里,平行沟18f的剖面形状形成为前端部分呈三角形、基端部分呈矩形的本垒(home base)形状,但本发明并不仅限于此,只要前端部分倾斜相交,且与前端部分相连的基端部分的倾斜比前端部分的倾斜更陡峭,则不管是什么形状都可以。也即,平行沟18f的剖面形状由前端部分中随着朝向光出射面18a而其间隔变窄、且在顶点相交的1对轮廓线构成,只要各个轮廓线中具有相对于与光出射面18a垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,且为远离顶点的平行沟的基端侧(基端面18i)一方形成比接近顶点的前端侧(前端面18h)更小的锐角的形状即可。换而言之,平行沟18f的剖面形状中,只要为远离顶点的平行沟基端侧(基端面18i)的轮廓线与光出射面18a所形成的倾斜角(倾斜角φn)一方比接近顶点的前端侧(前端面18h)的轮廓线与光出射面18a所形成的倾斜角(最大倾斜角φm)更大的形状即可。例如图4A所示,可以将平行沟18f的1对前端面40形成为双曲线形状,如图4B所示,可以将平行沟18f的1对前端面40形成为椭圆形状,或可以将平行沟18f的1对前端面40为悬垂线形状。
另外,本发明中,在平行沟的剖面形状中将平行沟的顶点即最深部(用于形成平行沟的侧壁的连接部)形成为尖点的形状也可。也就是,平行沟的1对前端面的剖面形状,具有互相相交的尖锐的1个交点,由相对从平行沟的中心通过且垂直于导光板的光出射面的中心线呈对称的2个曲线或直线的一部分形成。本发明中,导光板的平行沟的剖面形状只要是上述任一个形状,从导光板的光出射面就能够出射均匀的光。
图4C中示出了平行沟的1对前端面50的剖面形状具有互相相交的尖锐的1个交点、由相对从平行沟18f的中心通过且垂直于导光板的光出射面的中心线呈对称的2个曲线的一部分形成时的一例。图4C所示的导光板18是相对从平行沟18f的中心通过且垂直于导光板18的光出射面18a的中心线X呈对称的、成为1对前端面50的、2个曲线51a、51b为圆弧的情况。这种情况下,如图4C所示,被形成为:用于形成平行沟18f的一方侧壁所对应的圆弧51a的中心位置与另一方侧壁所对应的圆弧51b的中心位置不同。由此,圆弧状的两侧壁相交的部分52成为如图4C所示那样的尖锐的形状。
另外,图4D中示出了平行沟的1对前端面53的剖面形状具有互相相交的尖锐的1个交点、由相对从平行沟的中心通过且垂直于导光板的光出射面的中心线呈对称的2个曲线的一部分形成的情况下的另一例。图4D所示的导光板18是相对从平行沟18f的中心通过且垂直于导光板18的光出射面18a的中心线X呈对称的、成为1对前端面53的、2个曲线54a、54b为抛物线的情况。图4D中,平行沟18f的1对前端面53被形成为:平行沟18f的一方侧壁所对应的抛物线54a的焦点与另一方侧壁所对应的抛物线54b的焦点不同。
如图4D所示,在平行沟18f的1对前端面53的剖面形状由在交点56相交的2个曲线54a与54b形成的情况下,平行沟18f的一方侧壁所对应的曲线54a在交点(尖点)56的接线、与平行沟18f的另一方侧壁所对应的曲线54b在交点56的接线相互所形成的角度θ优选为90度以下,更优选为60度以下。
图1~图4D中,例示了在平行沟的剖面形状中用于形成平行沟的1对前端面的曲线朝向平行沟的中心呈凹状的导光板的例子,而图5A与图5B中示出了与此不同的本发明的导光板的另一方式。图5A为平行沟18f的1对前端面60的剖面形状由朝向平行沟18f的中心凸出的两个曲线61a与61b形成的导光板的示例;图5B为平行沟18f的1对前端面63的剖面形状由朝向平行沟18f的中心凸出的曲线64a与64b和朝向平行沟18f的中心凹进的曲线66a与66b组合后的曲线所形成的导光板的例子。具有图5A与图5B所示的剖面形状的平行沟的导光板,也能够不仅抑制谱线的发生并且从光出射面出射足够辉度的光。
另外,图1~图5B中,在平行沟的剖面形状中,平行沟的前端部分的1对基端面形成为与前端面18h及与平行面18g相接的、相对光出射面18a平行对称的垂直线段,而平行沟18f的剖面形状由随着朝向光出射面18a而其间隔变窄、且在顶点相交的1对轮廓线构成,各个轮廓线只要具有相对于与光出射面18a垂直的线的倾斜角度存在变化的部分、按照远离顶点的平行沟的基端侧(基端面)一方形成比接近顶点的前端侧(前端面)更小的锐角即可,例如在平行沟的1对前端面的剖面形状为三角形的情况下(参照图2),如图6A所示,平行沟的1对基端面70的剖面形状由具有以与垂直于光出射面18a且从光源的中心通过的线所形成的角度比前端面18h的角度更小的这种给定倾斜的线段(斜边)形成。另外,平行沟的各个基端面的剖面形状并不仅限于直线,还可以使用曲线,如图6B所示,可以将平行沟18f的1对基端面72的剖面形状形成为朝向平行沟18f的中心凹进的曲线。这里,曲线可以采用双曲线形状、椭圆形状、抛物线形状等平行沟的1对前端面中所采用的各种曲线。
平行沟的形状并不仅限于此,还可以采用上述1对前端面的形状与1对基端面的形状进行了各种组合后的形状等的各种形状。另外,平行沟的1对前端面与1对基端面的大小只要能够在平行沟的内部设置光源就可以,1对前端面与1对基端面的边界位置(接触位置)并没有特别的限定。
这里,平行沟的1对前端面与1对基端面的接头(连接部分),以及平行沟的1对基端面与平行面的接头以及平行面与斜面的接头,优选为R>0.01[mm]的平滑的形状。通过将接头形成为平滑的形状,能够防止接头中的光的散射,防止谱线的发生、辉度不均的发生。
进而,可以在除平行沟的侧面(1对前端面与1对基端面)外的导光板的表面,例如在光出射面及/或斜面形成多个其棱平行于棒状光源的轴的给定形状的微小的棱镜。通过在除平行沟的侧面(1对前端面与1对基端面)外的导光板表面形成多个给定形状的微小棱镜,在构成背光灯等面状照明装置的情况下,可以不需要棱镜片,由此提高作为面状照明装置的光利用效率,实现装置的小型化乃至成本的降低。另外,多个给定形状的微小棱镜优选形成在斜面与出射面的任一个中,更优选在斜面与光出射面双方中形成这样的棱镜。
这里,形成在斜面中的棱镜其顶角θp1优选为100°≤θp1≤140°。另外,形成在光出射面中的棱镜其顶角θp2更优选为40°≤θp2≤70°。
另外,图1~图6B所示的导光板中,在1对斜面与平行沟的1对基端面之间分别设有1对平行面,但本发明中不一定要设置平行面,也可以如图7所示,采用不设置平行面而让斜面80与平行沟18f的基端面18i直接连接的构造。
本发明的导光板中,如图8所示,可以在导光板18的光出射面18a中例如通过印刷形成网点图案92,该网点图案92在某中心线X中网点的密度较高、随着从该中心线X朝向两侧(相对中心线的垂直方向)而网点密度逐渐变低。通过在导光板18的光出射面18a中按照网点图案的中心线X与导光板18的平行沟的中心线所对应的位置相一致的方式形成这样的网点图案92,能够抑制导光板18的光出射面18a中的谱线的发生和不均。另外,代替将网点图案92印刷在导光板18上,将形成有网点图案的薄片层叠在光出射面上也可。网点的形状可以是矩形、圆形、椭圆形等任意的形状,网点的密度可以对应于谱线的强度或宽度来适当选择。另外,代替通过印刷形成这样的网点图案,可以让网点图案所对应的部分粗化为磨砂面。这样的磨砂面可以形成在导光板的平行沟的最深部或侧壁中。
这里,从光出射面所出射的光的辉度分布,很大程度上依赖于导光板的平行沟的前端部分的形状,因此仅通过将导光板的平行沟的形状设计为上述本发明所示的形状,就能够将导光板的光出射面中的辉度调整到最佳,实现均匀化。
作为一例,在导光板的平行沟的剖面形状为双曲线的情况下,平行沟所对应部分中的相对辉度的峰值,变为由来自倾斜背部的出射光所形成的相对辉度的平均值的10倍以下,来自光出射面的辉度变得大体均匀。另外,在平行沟的剖面形状为半圆形或抛物线形的以前的导光板中,平行沟的中心部分即光源的正上方的位置中相对辉度变高,产生了谱线。也即,在以前的平行沟的剖面形状为半圆形或抛物线形的导光板中,光出射面中的辉度不均匀。
另外,在平行沟的剖面形状为三角形的导光板中,由于中心部分的相对辉度变低,因此通过将顶点以给定的幅度变得平坦,或变为曲率半径较小的曲面,能够让光出射面中的辉度均匀化。
这里,在将平行沟的顶点以给定的幅度平坦化的情况下,导光板的平行沟所对应的部分中的相对辉度随着平坦部分的长度而变化。因此,本发明中通过将平行沟的最深处的平坦部分增长就能够提高辉度,但如果过长则存在变为谱线之虞,因此平坦部分的长度优选为冷阴极管直径的20%以下,更优选为10%以下。
另外,导光板的表面中,辉度与照度能以大体一样的方式处理。本发明中,推测在照度中也有同样的倾向。因此,通过将导光板的平行沟的形状设计为本发明所示的形状,可认为能够将导光板的光出射面中的照度也均匀化。
另外,平行沟的前端部分的顶部(最深部)的剖面形状,并非仅为相对平行沟的中心线呈对称的尖锐的1个交点中被倒角后的平坦状状、或被圆化后的圆形,当然为椭圆形、抛物线形、或双曲线形也可。进而,除此之外,如上所述那样,通过将平行沟的前端部分的顶部(最深部)形成为磨砂面,来降低照度或辉度的峰值也可。
如上所述,本发明的导光板中,按照以下比率将导光板18的平行沟18f的前端形状进行尖细化,该比率是导光板18的光出射面18a在相当于平行沟18f的部分(第1部分)中所形成的谱线的峰值(辉度的峰值)、相对导光板18的光出射面18a在除平行沟18外即相当于斜面18d的部分(第2部分)中所形成的辉度的平均值之比,也就是,按照该比率之值对导光板18的平行沟18f的前端形状的尖细化程度进行控制。另外,这种情况下,如后述的第2方式的情况那样,该比率优选为3以下,更优选为2以下。
另外,优选根据背光单元2的厚度(导光板18的光出射面18a与扩散片14之间的距离)、或背光单元2中所使用的扩散片14的扩散效率或张数、棱镜片16、17与19的扩散效率或使用张数等来设定该比率。也即,在背光单元2的厚度(导光板18的光出射面18a与扩散片14之间的距离)能够增厚(大)至某程度的情况下、或在背光单元2中所使用的扩散片14的扩散效率高、能够增多使用张数的情况下、或棱镜片16、17以及19的扩散效率高、能够增多使用张数的情况下,能够充分进行从导光板18的光出射面18a所出射的照明光的扩散(混合等),因此虽然成本升高,但能够将导光板18的光出射面18a的第1部分的辉度的峰值、相对导光板18的光出射面18a的第2部分的辉度的平均值之比设为某个程度的大小。但在不是这样的情况下,虽然可低成本化,但需要将该比率之值设定得较小。
另一方面,本发明的导光板中,按照导光板18的光出射面18a的第1部分的辉度的峰值为导光板18的光出射面18a的第2部分的辉度的平均值的3倍以下、更优选为2倍以下的方式,进行导光板18的平行沟18f的前端形状的尖细化。这里,将导光板18的光出射面18a的第1部分的辉度峰值形成为导光板18的光出射面18a的第2部分的辉度的平均值的3倍以下,是因为可使从导光板18的光出射面18a所射出的照明光的辉度分布比以前更加均匀化,其结果,从导光板18的光出射面18a所射出的照明光的扩散(混合等)不需要如此充分的进行,由此能够使用扩散效率不太高的低成本的扩散片14且减少使用张数,另外,可以停止高价棱镜片16、17、19自身的使用,或可使用扩散效率不太高的低成本的棱镜片16、17、19,或减少使用张数。
另外,本发明的导光板中,在导光板18的平行沟18f的剖面形状中,平行沟18f的尖锐化实施的前端部分优选为相对从棒状光源12的中心朝向光出射面18a的垂线(X)的角度在两侧为90度以内的部分,更优选为60度以内的部分。也即,本发明中,为了降低导光板18的光出射面18a中相当于平行沟18f的第1部分的辉度的峰值,平行沟18f的尖锐化实施部分,可以是平行沟18f全体,但也可以是给定的前端部分,只要能够降低峰值就可以。
进而,本发明中,导光板的平行沟的形状由随着朝向光出射面其间隔变窄的、在顶点相交的1对轮廓线构成,各个轮廓线具有相对于与光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,且为远离顶点的平行沟的基端侧(1对各基端面)一方形成比接近顶点的前端侧(1对各前端面)更小的锐角的形状,从而能够进一步减少辉度不均,提高出射效率。也即,通过将平行沟的剖面形状形成为相对其他双曲线、抛物线、其他曲面的倾斜线段的最大倾斜角φm具有其他倾斜角φn(>φm)的曲线的组合,由此能够进一步降低辉度不均,提高出射效率。
接下来,对在导光板的平行沟的剖面形状变更为各种形状时从导光板的光出射面所出射的光的辉度分布进行模拟并调查。
首先,作为本发明的导光板的例子,对图9A所示的导光板18的光出射面所出射的光的辉度分布进行调查。这里,图9A所示的导光板18的平行沟18f,其前端面18h的剖面形状由相对于与光出射面18a垂直且从光源12的中心通过的线具有给定角度的倾斜的线段(斜边)形成,基端面18i的剖面形状由与前端面18h以及平行面18g相接的、垂直于光出射面18a的线段形成,顶部由曲面形状形成。另外,平行面18g设置在平行沟18的前端面18h的线段的延长线、与平行于光出射面且从导光板的下端通过的线的交点、与平行沟的1对基端面的下端之间。
这里,图9A所示的导光板18,其光源12的直径为3mm,前端面18h相对垂直于光出射面18a且从光源12的中心通过的线的倾斜角为30度,顶部的曲面形状为R=0.25mm,前端面18h与基端面18i的接头为R=15mm。
另外,为了进行比较,对图9B所示的平行沟18f的剖面形状为略三角形的导光板18也调查了从光出射面18a所出射的光的辉度分布。这里,图9B所示的导光板18除平行沟18f的侧面74外、也即除了1对前端面与1对基端面的剖面形状是仅通过斜边形成的形状之外,是与图9A所示的导光板相同的形状。
图10A中示出了图9A所示的导光板与图9B中所示的导光板的光出射侧之面的辉度分布。图10A中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图9A中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,图9B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图10A可以得知,图9A中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,小于图9B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差。也即,图9A所示的导光板能够出射比图9B所示的导光板更加降低了辉度不均的光。也即,能够让光出射面中的辉度更加均匀化。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是:图9A所示形状的导光板的出射效率为65.4%,图9B所示形状的导光板的出射效率为59.7%。另外,图9A所示形状的导光板的入射效率为84.0%,图9B所示形状的导光板的入射效率为95.5%。这样,图9A所示的导光板能够让出射效率与入射效率都比图9B所示的导光板高。
另外,作为本发明的导光板的另一例,对如图9C所示那样的、除平行沟的1对基端面70为具有前端面的倾斜的一半的、也即相对垂直于光出射面18a且从光源的中心通过的线倾斜15度的线段(斜边)外而与图9A的导光板相同形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
图10B中示出了图9C所示的导光板的光出射侧之面的辉度分布。图10B中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图9C中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图9B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图10B可以得知,图9C中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,小于图9B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差。也即,图9C所示的导光板能够出射比图9B所示的导光板更加降低了辉度不均的光。也即,能够让光出射面中的辉度更加均匀化。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是:图9C中所示的形状的导光板的出射效率为65.5%。这样,图9C中所示的导光板其出射效率可比图9B所示的导光板更高。
另外,作为本发明的导光板的另一例,对如图9D所示那样的、除平行沟18f的1对前端面18h’与基端面18i’的连接部设置得比图9A所示的导光板更加靠近平行部18g侧之外而与图9A的导光板相同形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
图10C中示出了图9D所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图10C中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图9D中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图9B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图10C可以得知,图9D中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,与图9B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差大体相同。也即,图9C所示的导光板能够出射与图9B所示的导光板等同的降低了辉度不均的光。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图9D中所示的形状的导光板的出射效率为65.5%。这样,图9D中所示的导光板其出射效率比图9B所示的导光板更高。
另外,作为本发明的导光板的另一例,对如图9E所示那样的、除平行沟18f的1对基端面72的剖面形状为朝向平行沟18f的中心凹进的曲线之外而与图9A的导光板相同形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
图10D中示出了图9E所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图10D中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图9E中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图9B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图10D可以得知,图9E中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,小于图9B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差。也即,图9E所示的导光板,能够出射比图9B所示的导光板更加降低了辉度不均的光。也即,能够让光出射面中的辉度更加均匀化。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图9E中所示的形状的导光板的出射效率为70.9%。这样,图9E中所示的导光板其出射效率比图9B所示的导光板更高。
以上,由图10A~图10D可知,通过将导光板的平行沟形成为本发明的形状,能够获得平行沟的形状采用与以前相比能够更加降低辉度不均的三角形的情况下相同的辉度不均,甚至进一步降低辉度不均,且提高出射效率。
接下来,对如图11A~图11C所示的平行沟18f的基端面18i与斜面80直接接触、没有设置平行面的各种形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
这里,图11A中所示的导光板,除没有设置平行面而变更斜面80的倾斜角后使平行沟18f的基端面18i与斜面80直接连接之外,为与图9A所示的导光板相同的形状。另外,图11B与图11C中所示的导光板,除没有设置平行面而变更斜面80的倾斜角后使平行沟18f的1对基端面70或18i与斜面80直接连接之外,为分别与图9C、图9D所示的导光板相同的形状。
图12A~12C中分别示出了图11A~图11C所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图12A~12C中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图12A~12C中,分别将图11A~11C中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图9B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
如图12A~图12C所示,任一个导光板的情况下,都能够获得与图9B中所示的导光板一样的、甚至更加降低的辉度不均。另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图11A中所示的导光板的出射效率为61.5%,图1iB中所示的导光板的出射效率为61.6%,图11C中所示的导光板的出射效率为62.0%。由此,可知任一个导光板能够让其出射效率增高至高于图9B所示的导光板。
以上,由图12A~图12C可知,通过将导光板的平行沟形成为本发明的形状,能够获得平行沟的形状采用与以前相比能够更加降低辉度不均的三角形的情况下相同的辉度不均,甚至进一步降低辉度不均,且提高出射效率。
接下来,对如图13A~图13D所示的导光板的平行沟的1对前端面40的剖面形状为双曲线形状的导光板的、从光出射面所出射的光的辉度分布进行了调查。
这里,图13A中所示的导光板18,除平行沟18f的1对前端面40的剖面形状为双曲线之外为与图9A所示的导光板相同的形状。另外,为了进行比较,对图13B所示的平行沟18f的侧面78的剖面形状仅由双曲线形状形成的导光板18也调查了从光出射面18a所出射的光的辉度分布。这里,图13B中所示的导光板18,除平行沟18f的一方侧面78也即前端面与基端面的剖面形状分别是由1个双曲线所形成的形状这一点之外,为与图13A所示的导光板相同的形状。
图14A中示出了图13A所示的导光板与图13B中所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图14A中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图13A中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,图13B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图14A可以得知,图13A中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,小于图13B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差。也即,图13A所示的导光板,能够出射比图13B所示的导光板更加降低了辉度不均的光。也即,能够让光出射面中的辉度更加均匀化。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图13A中所示的形状的导光板的出射效率为63.1%,图13B中所示的形状的导光板的出射效率为56.6%。这样,图13A中所示的导光板能够将其出射效率增高至高于图13B所示的导光板。
另外,作为本发明的导光板的另一例,对如图13C所示的那样的、除平行沟18f的1对基端面76的剖面形状为前端面40的双曲线的一半斜率的双曲线、也即是与垂直于光出射面18a且从光源的中心通过的线所形成的角度比前端面40的双曲线的更小的双曲线这一点之外,为与图13A的导光板相同形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
图14B中示出了图13C所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图14B中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图13C中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图13B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图14B可以得知,图13C中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,与图13B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差大体相同。也即,图13C所示的导光板能够出射与图13B所示的导光板一样降低了辉度不均的光。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图13C中所示的形状的导光板的出射效率为59.1%。这样,图13C中所示的导光板能够将其出射效率增高至高于图13B所示的导光板。
另外,作为本发明的导光板的另一例,对如图13D所示那样的、除平行沟的1对基端面的剖面形状为朝向平行沟的中心凹进的曲线这一点之外为与图13A的导光板相同形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
图14C中示出了图13D所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图14D中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图13D中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,图13B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布通过虚线来表示。
从图14C可以得知,图13D中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差,小于图13B中所示的导光板的光出射面中的辉度的最大值与最小值的差。也即,图13D所示的导光板,能够出射比图13B所示的导光板更加降低了辉度不均的光。也即,能够让光出射面中的辉度更加均匀化。
另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图13D中所示的形状的导光板的出射效率为67.8%。这样,图13D中所示的导光板能够将其出射效率增高至高于图13B所示的导光板。
以上,由根据图14A~图14C可知,通过将导光板的平行沟形成为本发明的形状,能够获得平行沟的形状采用与以前相比能够更加降低辉度不均的双曲线形状的情况下相同的辉度不均,甚至进一步降低辉度不均,且提高出射效率。
接下来,对图15A与图15B中所示的平行沟的1对基端面与斜面分别直接接触的没有设置平行面的各种形状的导光板,调查了从光出射面所出射的光的辉度分布。
这里,图15A中所示的导光板,除没有设置平行面而变更斜面的倾斜角后使平行沟的1对基端面与斜面分别直接连接这一点之外,为与图13A所示的导光板相同的形状。另外,图15B中所示的导光板,除没有设置平行面而变更斜面的倾斜角后使平行沟的1对基端面与斜面分别直接连接这一点之外,为与图13C所示的导光板相同的形状。
图16A与图16B中分别示出了图15A与图15B所示的导光板的光出射侧的面中的辉度分布。图16A与图16B中,纵轴表示辉度[cd/m2],横轴表示距导光板中心(平行沟的中心部分)的距离[mm]。另外,图16A与图16B中,分别将图15A与图15B中所示的导光板的光出射面中的辉度分布通过实线表示,为了进行比较,通过虚线来表示图13B中所示的形状的导光板的光出射面中的辉度分布。
在如16A与图16B所示的、任一个导光板的情况下,都能够与图13B中所示的导光板一样甚至更加降低辉度不均。另外,根据所计算出的辉度分布计算导光板的出射效率的结果是,图15A中所示的导光板的出射效率为63.9%,图15B中所示的导光板的出射效率为58.9%。由此可知,任一个导光板均能够将其出射效率增高至高于图13B所示的导光板。
以上,由16A与图16B可知,通过将导光板的平行沟形成为本发明的形状,能够获得平行沟的形状采用与以前相比能够更加降低辉度不均的三角形的情况下相同的辉度不均,甚至进一步降低辉度不均,且提高出射效率。
根据以上,导光板的平行沟的形状由随着朝向光出射面而其间隔变窄的、在顶点相交的1对轮廓线构成,各个轮廓线具有相对于与光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,为远离顶点的平行沟的基端侧(1对各基端面)一方形成比接近顶点的前端侧(1对各前端面)更小的锐角的形状,由此能够出射更加均匀的光,进一步提高出射效率。
另外,在光出射面中设置网点图案的情况下,也能够减小网点密度的动态范围,而使网点图案更加易于设计。由此,能够使用具有各种透过率的墨水作为用于形成网点图案的墨水,增加网点用墨水材料的选择范围。也即,能够扩大基于墨水种类的透过率。
另外,由于能够减小网点的辉度调整控制范围,因此能够提高网点膜自身的透过率。也就是,由于能够从光出射面出射均匀的光,因此能够减小要调整的辉度的范围。即,能够降低网点的配置密度,提高网点图案的透过率。由此,即使在设置了网点图案的情况下,也能够抑制从光出射面出射的光的辉度的降低,也就是能够既维持高辉度,又出射更均匀的光。
另外,通过在平行沟与斜面之间设置平行于光出射面的面(平行面),能够进一步提高出射效率。这里,平行面的大小没有特别的限定,但优选设置在平行沟的1对前端面的剖面线的延长线、与从导光板的下端通过且平行于光出射面的线的交点、与平行沟的1对基端面的下端之间。
以上,对本发明的导光板和具有该导光板的面状照明装置以及液晶显示装置进行了详细说明,但本发明并不仅限于上述实施方式,还可以在不脱离本发明的要点的范围内,进行各种改良与变更。
例如,本发明中,在按照导光板18的光出射面18a都形成同一平面的方式将多个导光板18排列设置而构成大型的导光板的情况下,如图17所示,能够对导光板18的斜面18d的倾角进行调整,使得一方导光板18的斜面18d和与其相连接的另一方导光板18’的斜面18d之间的接点中的接线不会交叉,也即各个斜面的连接部分中形成平滑的平面或曲面。另外,图17所示的导光板中,导光板18与18’各自的斜面18d与18d’所形成的面成为弓形。
通过使用这样的具有大尺寸的光出射面的导光板,能够获得具有大尺寸的光照射面的背光单元,因此能够适用于具有大尺寸的显示画面的液晶显示装置,特别适用于壁挂电视机等壁挂式的液晶显示装置。
这里,在导光板18排列多个后构成的情况下,优选将斜面的形状、倾斜角形成为使光不从1块出射而分为多块份后出射的、可将从光出射面所出射的光的辉度分布更加均匀的形状。
这样,通过将入射到相邻的导光板中的光也从光出射面出射,能够出射更加均匀的光,进一步提高出射效率。
如上所述,为了将多个本发明的导光板连结起来形成大型的导光板,可以将分别成形的本发明的导光板以薄壁部相接的方式设置、或粘合而形成,但为了提高出射光的均匀性,优选将2个以上的本发明的导光板以连结后的形状成形为一体。
从制造效率的观点看,优选将形成相当于必需的画面尺寸的导光板所需的数目的本发明的导光板一体成形。
另外,上述实施方式中,多个连结后的导光板的光出射面被构成为平坦的、也即构成为平面,但各个导光板的光出射面不一定要构成为平坦的,也可以多个连结后的导光板的光出射面被构成为全面是同一个曲面,或按照导光板的光出射面的一部分面成为曲面的方式构成也可。或者,也可以将各个导光板构成为在多个相连结后的导光板的光出射面的全表面以一定的周期起伏。另外,还可以在光出射面的全面或一部分中,形成磨砂面或波纹,或多个微小的凸起物,或通过印刷形成多个散射体。通过这样的磨砂面或波纹(dimple)、凸起物、散射体,能够抑制导光板的光出射面中的谱线的发生。
另外,如图28所示,在通过连结多个导光板18而构成大尺寸的背光单元的情况下,优选将形成有用来抑制相连结的导光板18的光出射面中的辉度不均的发生的网点的1张网点片350,设置得将相连结的多个导光板的光出射面覆盖住。这样的网点片350能够对应于相连结的导光板的数目而采用各种大小,并将网点片18的网点设置在导光板18的光出射面的谱线发生位置中。
这样的网点片350的材料,从抑制热变化的影响的观点出发,优选使用与导光板18相同的材料、或热膨胀率大致相等且透过率与扩散效果高的材料。通过使用这样的材料来构成网点片,能够抑制因伴随着制造环境或使用环境的温度湿度变化而网点片的网点位置与导光板的光出射面的谱线发生位置错开,抑制从导光板单元的光出射面所出射的光的照度分布中的变化。
另外,导光板在如图2B所示的导光板18中,可以具有沿着用于设置光源的平行沟的中心线被分割的构造。在使用具有这样的构造的导光板的情况下,由于在图2B所示的构造的导光板18的相当于平行沟18f的部分中导光板互相连结,因此优选按照该连结部分与网点片中的网点密度最高的部分相一致的方式来设置网点片。进而,在连结多个导光板的情况下,当一部分导光板通过沿着平行沟的中心线被分割的构造来构成而除此之外的导光板通过如图2B所示的构造来构成时,优选按照连结部分以外的导光板的平行沟的中心线所对应的位置中的网点的密度较高的方式,来形成网点片的网点图案。
通过形成这样的网点图案,在将多个导光板连结起来制造大尺寸的背光单元的情况下,能够抑制多个导光板的连结部分中的谱线的发生或不均。这样的网点片通过在背面层叠粘接剂而能够与导光板相粘合。
另外,在将这样的网点片设置在多个连结而成的导光板的光出射面上时,为了让网点片中所形成的网点图案的位置与导光板的平行沟的中心线所对应的位置准确且可靠地一致,例如优选在不会用作导光板的光出射面的光出射区域的区域的任意位置、与对应该位置的网点片的位置中,形成定位用孔。通过让销钉等固定器具从该定位用孔中通过,能够准确且可靠地定位导光板的谱线发生位置与网点片的网点的位置。定位用孔的形成位置并没有特别的限定,只要是不用作光出射区域就可以,但为了降低因温度湿度变化的影响等所引起的网点图案与导光板的平行沟的中心线所对应的位置之间的偏差,优选在导光板的平行沟的长边方向的端部侧、且与导光板的平行沟的中心线垂直的方向的光出射面的大致中央,形成孔。
另外,网点片优选在所结合的导光板的中央部附近进行位置限制,且将外周部以厚度持有间隙的方式进行嵌合。
另外,本发明的导光板中,考虑到侧面的面积,如图18A所示,在导光板18的侧面设置反射板24。在设有多个导光板18的情况下,如图18B所示,只有在被设置在最外侧的导光板18的侧面设置反射板24即可。通过在侧面设置这样的反射板24,能够防止光从导光板24的侧面泄漏,进一步提高光利用效率。反射板24可以使用与前述反射片或反射器相同的材料形成。
进而,如图29A与29B所示,可以在导光板18的光源12的长边方向的侧面,设置与上述反射片22或反射器相同的材料的反射板362。由此,能够进一步提高出射效率,进而,还能够降低光源12的长边方向中的导光板18的端部中的辉度不均。
另外,光源的长边方向中,在光源的辉度分布为不平坦的情况下,有一种根据光源的长边方向中的位置来调整导光板的平行沟的形状,特别是前端部分的角度的方法。例如,在光源的长边方向中,随着从端部朝向中央部而光源的辉度增高的情况下,如图30A~图30D所示,可以采用在光源12的长边方向中随着从导光板的端部(参照图30B与图30D)朝向中央部(参照图30C)而导光板18的平行沟18f的前端部分的角度增大的形状。
另外,在平行于导光板的光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中,光源的辉度分布不平坦且从导光板的光出射面所出射的光的辉度不平坦等情况下,可以变更多个光源的设置间隔。也即,可以根据设置位置来调整各个导光板的宽度。例如,在平行于光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中,随着从导光板的端部朝向中央部而辉度增高的情况下,可以不如图31A那样等间隔设置光源,而如图31B所示那样采用在平行于导光板18的光出射面18a且垂直于光源12的长边方向的方向中,越远离导光板18的中央而光源12的设置间隔就变得越窄的形状。
另外,还可以将导光板的光出射面形成为在与光源的长边方向垂直的面中的剖面形状为曲线的曲面形状,而使在平行于光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中的、光源的辉度分布或从导光板的光出射面所出射的光的辉度分布平坦。例如,在平行于光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中,随着从导光板的端部朝向中央部而辉度增高的情况下,如图32所示,可以将导光板18形成为在与光源12的长边方向垂直的面中的剖面形状为向光源12侧凸出的R形状的曲面,为在平行于导光板18的光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中,随着从导光板的端部朝向中央部而设置在各个导光板中的光源与液晶显示面板4之间的距离逐渐离开的形状也可。
另外,在光源的长边方向的端部附近的辉度分布与其他部分不同的情况下,如图33A所示,光源12的长边方向的导光板18的端部402,可以具有从垂直于导光板18的光出射面的方向倾斜给定的角度的形状。另外,在平行于光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中的导光板端部附近的辉度分布与其他部分不同的情况下,如图33B与图33C所示,在平行于光出射面且垂直于光源的长边方向的方向中的导光板的端部,可以具有从垂直于导光板18的光出射面的方向倾斜给定的角度的形状。
这样,通过对应于光源来调整导光板的形状,能够从光出射面出射均匀的光。
进而,在能够增大背光单元的厚度等情况下,可以如图34A所示那样将导光板18的光出射面形成为光源12的长边方向的剖面形状变为曲线的平缓的曲面形状,或者如图34B所示,在导光板19的光出射面上设置沿垂直于光源12的长边方向的方向延伸的微小高度的肋条412。由此,能够防止光源的长边方向与垂直方向中的导光板的弯曲。进而,肋条412还起到在导光板18与扩散片等构成背光单元的片状部件之间形成给定的空隙的分隔器的功能,能够让照明液晶显示面板的光的照度更加均匀化。
另外,还可以如图35所示,在导光板18的斜面中粘帖反射片,并让反射片延长到导光板的平行沟,由此将光源的位置进行限制,或进行暂时固定。
通过限制光源的位置,能够让光源相对导光板的位置一定,降低辉度不均。另外,通过暂时固定光源,能够提高背光单元的组装性。
另外,如图35所示,在使用冷阴极管作为光源的情况下,可以将包围冷阴极管的弹性部件,例如透明的O环420设置的冷阴极管的端部以及中央部。通过设置这样的弹性部件,由于弹性部件起到缓冲材料的作用,因此在导光板的平行沟中设置冷阴极管时,能够防止冷阴极管与平行沟碰撞而使得冷阴极管破损。另外,通过将弹性部件固定在冷阴极管中,提高了组装以及制造工序中的处理。
另外,通过由海绵等电极覆盖物422来保持冷阴极管的长边方向的端部,并将导光板的平行沟的长边方向的侧面部分封闭起来,能够防止灰尘从外部侵入到导光板的平行沟内,同时还能够防止冷阴极管被部分冷却。
另外,图1~图3所示的实施方式中,在导光板的光出射面侧、及/或导光板的斜面与反射片之间,设置有棱镜片,但本发明并不仅限于此,还可以在除了平行沟的侧面(1对前端面与1对基端面)外的导光板的表面例如光出射面及/或斜面中,直接刻制其沟与棒状光源的轴平行的棱镜。
例如图19A与图19B所示,可以在导光板18的斜面18d中直接形成棱镜25,或如图20所示,在导光板18的光出射面18a中形成棱镜26,在斜面18d中形成棱镜25。进而,在平行面18g中也可以形成棱镜。
这样,通过在除平行沟的侧面(1对前端面与1对基端面)外的导光板表面中直接形成棱镜,能够得到与设有棱镜片的情况下相同的效果。进而,由于不需要设置棱镜片,还能够消除因设置棱镜片而形成的间隙所引起的光的衰减(辉度降低)。其结果,能够将作为面状照明装置的光利用效率也即光的出射效率增高至高于设置棱镜片的情况。进而,由于不需要设置棱镜片,也能够使装置更加小型化(薄型化)。
这里,本发明中,采用由随着朝向光出射面而其间隔变窄的在顶点相交的1对轮廓线构成的、各个轮廓线具有相对于与光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分、且具有远离顶点的平行沟的基端侧(1对各基端面)一方形成比接近顶点的前端侧(1对各前端面)更小的锐角的形状的导光板,但并不仅限于此,即使在使用平行沟具有例如图9B所示的三角形、及如图13B所示那样的双曲线等相对前端面的倾斜而基端面的倾斜并不陡峭的形状,或只有光出射面侧的前端形状被尖锐化了的形状的导光板的情况下,通过在除了平行沟的侧面(1对前端面与1对基端面)的导光板的表面中形成棱镜,能够得到与上述相同的效果。
这里,刻制在斜面中的棱镜,其顶角θp1优选为70°≤θp1≤140°。另外,形成在光出射面中的棱镜其顶角θp2优选为40°≤θp2≤70°。通过将所形成的棱镜的顶角θp1与θp1处于上述范围,能够更好地提高作为面状照明装置的出射效率。
图36A~图36C中,示出了在斜面与平行面中刻制有棱镜的导光板之一例。图36A为表示导光板18的平行面与斜面的示意图,图36B为放大表示刻制在平行面18g中的棱镜27的示意图,图36C为放大表示刻制在斜面18d中的棱镜25的示意图。另外,图36A中省略了棱镜25与棱镜27的凹凸形状的图示,棱镜部分也通过直线来表示。
如图36A所示,导光板18在斜面18d中刻有棱镜25,在平行面18g中刻有棱镜27。如图36B所示,刻制在平行面18g中的棱镜27,具有顶角为82度的等边三角形形状,如图36C所示,刻制在斜面18d中的棱镜25,具有顶角为120度的等边三角形形状。
这样,通过在斜面中刻制满足上述范围的棱镜,能够提高出射效率。另外,通过在平行面中也形成棱镜,能够进一步提高出射效率。
这里,上述导光板中,形成在斜面18d中的棱镜25,为关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈对称的形状,也即,形成在斜面中的棱镜25,为垂直于其底面且从其顶点通过的面与棱镜25的表面所形成的角度为60度的形状,但本发明中形成在斜面与平行面中的棱镜,更优选为关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈不对称的形状。即,更优选的形状是:关于从其顶点通过且垂直于没有棱镜时的上述倾斜背部的面呈不对称的形状,也就是在上述垂直方向的剖面形状中,相对与相邻的棱镜的接点相连结的线垂直的、且从其顶点通过的线呈不对称的形状,换而言之,在上述垂直方向的剖面形状中,为连结其顶点与上述平行沟侧的端部的轮廓线的长度、与连结其顶点与上述薄壁端部侧的端部的轮廓线的长度不同的形状。
这里,棱镜的底面是指成为与棱镜的顶角相向的面的假想面,也即连结棱镜与相邻的棱镜之间的接点的假想面,即连结棱镜的平行沟侧的端部与薄壁端部侧的端部的假想面。
通过将形成在斜面与平行面中的棱镜的形状构成为关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈不对称的形状,能够将从光出射面出射的光的角度分布特性均匀,进一步提高正面辉度。
这里,角度分布特性是指来自背光单元的出射光相对视角的辉度分布特性,通过让导光板的任意点中的角度分布特性变得均匀,能够抑制相对视角的辉度不均。
另外,刻制在斜面与平行面中的棱镜,优选让垂直于其底面且从其顶点通过的面、与平行沟侧的表面所形成的角度(θ1)为0度以上70度以下,也即0°≤θ1≤70°,让垂直于其底面且从其顶点通过的面、与薄壁端部侧的表面所形成的角度(θ2)为45度以上70度以下,也即45°≤θ1≤70°。另外,如果θ1为30度以上70度以下,也即30°≤θ1≤70°,则更优选。
作为一例,有以下几种形状:如图36D所示,形成在斜面18d中的棱镜25,垂直于其底面(图36D中β线)且从其顶点通过的面(图36D中α线)与平行沟侧的表面所形成的角度(以下称作θ1)为60度,垂直于其底面(β线)且从其顶点通过的面(α线)与薄壁端部侧的表面所形成的角度(以下称作θ2)为55度,或如图36E所示,θ1为60度而θ2为50度,或如图36F所示,θ1为60度而θ2为45度。
这样,通过将刻制在斜面中的棱镜设为满足上述范围的形状,能够让从光出射面出射的光的角度分布特性均匀,进一步提高正面辉度。进而,通过将θ1设为30°≤θ1≤70°,而使棱镜的顶角θp1变为70度以上,能够进一步提高作为面状照明装置的出射效率。
这里,上述实施方式中,形成在斜面中的所有棱镜都是关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈不对称的形状,但并不仅限于此,通过将斜面及/或平行面的一部分设为关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈不对称的形状,能够让从光出射面出射的光的角度分布特性均匀,提高正面辉度。
进而,作为刻制在斜面与平行面中的棱镜的导光板的另一例,图37A~图37E中,示出了刻制在斜面中的棱镜对应于在垂直于平行沟的方向中的斜面的位置而以不同的形状进行刻制时的例子。这里,图37A为表示导光板18的平行面与斜面的示意图。
图37A中所示的导光板18中,平行面18g中刻有棱镜27。另外,图37A所示的导光板18中,从斜面18d的与平行面18g相接的部分到与相邻的导光板的斜面相连结的部分之间的A区域、B区域、以及C区域这3个区域中,分别形成有不同形状的棱镜。也即,平行面侧的A区域中刻有棱镜25a,比A区域更靠近薄壁端部侧的B区域中刻有棱镜25b,比B区域更靠近薄壁端部侧的C区域中刻有棱镜25c。
图37A~图37D中分别示出了形成在导光板18的平行面A区域、B区域、C区域中的各个棱镜的形状。图37B为刻在平行面中的棱镜27的示意图,图37C为在斜面18d的A区域中所刻制的棱镜25a的示意图,图37D为在斜面18d的B区域中所刻制的棱镜25b的示意图,图37E为在斜面18d的C区域中所刻制的棱镜25c的示意图。
如图37B所示,棱镜27具有顶角为82度的等边三角形形状,即左右对称的形状。另外,如图37C所示,棱镜25a具有θ1为60度而θ2为45度的三角形形状,棱镜25b具有θ1为60度而θ2为40度的三角形形状,棱镜25c具有θ1为60度而θ2为60度的三角形形状。
图38中,示出了在斜面与平行面中所刻制的棱镜,对应于在垂直于平行沟的方向中的斜面的位置而以不同的形状进行刻制的情况下的另一例。
导光板的平行面中,与上例一样,刻有顶角为82度的等边三角形形状的棱镜27。另外,从斜面18d的与平行面18g相接的部分到与相邻的导光板的斜面相连结的部分之间的A’区域、B’区域、C’区域、D’区域、及E’区域这5个区域中,分别刻有棱镜25a’、25b’、25c’、25d’、25e’。这里,棱镜25a’通过θ1为60度而θ2为55度的三角形形状刻制,棱镜25b’通过θ1为60度而θ2为50度的三角形形状刻制,棱镜25c’通过θ1为60度而θ2为60度的三角形形状刻制,棱镜25d’通过θ1为60度而θ2为50度的三角形形状刻制,棱镜25e’通过θ1为60度而θ2为60度的三角形形状刻制。
这样,通过刻制对应于与平行沟垂直的方向中的斜面的位置而不同形状的棱镜,能够使得从光出射面所出射的光的角度分布特性更加均匀,进一步提高正面辉度。
另外,棱镜优选将垂直于平行沟的方向中的底边的长度设为0.1mm以下。
通过将棱镜的底边长度设为0.1mm以下,能够使得棱镜构造的可见性几乎可以忽略。
这里,形成在斜面与平行面中的棱镜的区域的数目、宽度、比率并没有特别的限定,可以设为任意的数目、宽度、比率。另外,上述实施方式中,形成在平行面中的棱镜为关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈对称的形状,但当然也可以采用不对称的形状。
另外,如图37与图38所示,棱镜的设置图案没有特别的限制,可以根据需要采用各种设置图案。另外,本实施例中,按每个区域划分所刻制的棱镜,但本发明并不仅限于此,例如可以交替形成θ1为60度而θ2为50度的三角形形状的棱镜、与θ1为60度而θ2为50度的三角形形状的棱镜。
另外,刻在斜面与平行面中的棱镜,优选按照关于垂直于其底面且从其顶点通过的面呈对称的方式,刻制(形成)在1对斜面与平行面中。
另外,棱镜的形成方法并没有特别的限定,可以切削斜面而形成,可以附设棱镜,另外在通过挤压成形或注射模塑成形来制作导光板的情况下,还可以使用形成有棱镜的模具,制造形成有棱镜的导光板。
这里,导光板18的光出射面18a中优选形成有凸部。作为一例,将椭圆被切断一半后上部带有圆的形状的凸部,在平行于平行沟的方向上,以一定的高度与宽度设置在与相邻的导光板之间的边界部分中。这里,凸部的高度并没有特别的限定,只要是导光板18的光出射面18a中的辉度不均能够通过设置在其上的膜材料来充分降低的这种高度就可以。另外,凸部的形状也没有特别的限定,凸部的剖面形状例如可以是矩形、梯形、半圆、或三角形。另外,形成在导光板18的光出射面18a中的凸部的位置也没有特别的限定,可以设置在任意的位置中。另外,凸部的个数也没有特别的限定,例如可以对导光板形成3个以上的凸部。
形成在导光板的光出射面中的凸部,可以在导光板的制造时与导光板一体形成,也可以在制造了具有平坦的光出射面的导光板之后,在平坦的光出射面中设置成为凸部的部件。从制造的容易程度的观点出发,优选与导光板一体形成。
这样,形成在光出射面中的凸部,能够用作用于确保构成背光单元的光学部件与光出射面之间的空间的分隔器。也即,能够用作用于让设置在光出射面上的棱镜片或扩散片等膜状的光学部件离开光出射面的平坦部给定的距离的分隔器。也即,通过在光出射面中形成凸部,能够降低辉度不均。
另外,通过与导光板一体设置,如上所述,制造变得容易,另外,在组装时不需要调整导光板与凸部之间的排列布置。
这里,图39中作为理想结构,示出了在导光板18的光出射面中设置网点片32、并在其上由凸部18p支持网点片39、进而在网点片39上设有辉度增强膜38的构成。
图39中,示出了形成在光出射面18a中的凸部18p,是不与导光板18一体形成的独立部件,具有矩形的剖面形状。这里,图39的导光板18,与图36一样,在斜面与平行面中刻有棱镜。
进而,在如图39所示,当采用在从导光板18的光出射面18a所出射的光的光路上设有2个网点图案的结构时,优选让设置在接近导光板18的光出射面18一侧的网点片32的网点图案,由用来抑制高频的辉度不均的图案构成,距光出射面18a隔开凸部18p的高度距离的网点片39的网点图案,由用来抑制低频的辉度不均的图案构成。通过采用这样的构成,能够有效地抑制照明光的辉度不均的发生。
这里,高频的辉度不均,是指在导光板的光出射面上的任意点x1与x2的距离设为dx[mm],点x1中的辉度B1[cd/m2]与点x2中的辉度B2[cd/m2]之间的差分设为dB,且将辉度不均定义为dB/dx的情况下,2点间的距离dx为0.1mm<dx<3mm时成为5<|dB/dx|的辉度不均。另外,低频的辉度不均,是指在2点间的距离dx为3mm≤dx时成为|dB/dx|≤5的辉度不均。
这里,图39中,网点片39的光出射面侧的面上,只设有辉度增强膜39,但优选设置上述扩散片、光学补偿膜、棱镜片等,能够进一步让光扩散及/或提高辉度。
这里,上述实施方式中,对将面状照明装置用作液晶显示装置的背光单元的情况下进行了说明,但本发明并不仅限于此,还可以用作对室内外进行照明面状照明装置、广告面板或广告塔、招牌等背光的面状照明装置。
下面对用作室内照明装置、招牌等照明装置的面状照明装置的一例,连同具体实施例进行说明。
图40为表示本发明的面状照明装置的一实施方式从光出射面侧所看到的外观的概要立体图。图41A、图41B、图41C、图41D分别为图40中所示的面状照明装置的主视图、仰视图、侧视图、以及后视图。图42为图40中所示的面状照明装置的一实施方式的部分剖面图。另外,也包括这些图,在以下的图中,为了容易理解而在面状照明装置的厚度方向上进行放大显示。
如图40以及图41A~图41D所示,面状照明装置500具有:从矩形状光出射面514a射出均匀的光的照明装置本体514、内部存放照明装置本体514且在光出射面514a侧(表面侧)形成有矩形状开口部516a的筐体516、安装在筐体516的光出射面侧的相反侧(背面侧)且用于存放分别用来对照明装置主体514中包括的多个线状光源512进行点亮的多个逆变器单元518的逆变器存放部520、以及与存放在逆变器存放部520中的多个逆变器单元518相连接的、分别用来点亮多个线状光源512的电源538(参照图44)。
照明装置主体514如图42及图43A所示那样具有:多个光源12、扩散片14、棱镜片16、17、连结导光板522、反射器20、以及反射板22。这里,照明装置本体514除多个导光板523连结而成的连结导光板522外的部分,是与图1以及图2中所示的面状照明装置2相同的构成,因此省略其说明。
连结导光板522如图43A所示,连结有多个导光板523。该连结导光板522在连结有多个导光板522的状态下一体成形。连结导光板522具有在垂直于平行沟522b的方向上相邻的导光板523彼此通过各个薄壁端部523c相连结的构造,薄壁端部523c的连结部分形成连结导光板522的最薄部522。另外,多个导光板523的光出射面523a连结成1个面,由此在导光板522中形成均匀平面的光出射面522a。
另外,1个导光板523的形状如图43B所示,除了斜面23d的薄壁端部23c侧为曲面形状之外,是与上述导光板18相同的形状,因此省略其详细说明。
图43A所示的实施例中,形成将多个导光板523在相连结的状态下一体成形后的1个连结导光板,但考虑到低成本化、成品率的提高、以及制造的容易性,代替连结导光板,还能够采用将多个导光板523一体成形后的连结导光板连结多个而形成的具有大面积的光出射面22a的导光板连结体。这种情况下,导光板连结体可以将相邻的连结导光板523的薄壁端部523c彼此连结起来,在垂直于平行沟522b的方向上连结,实现大型化与光出射面522a的大面积化也可;相邻的连结导光板的薄壁端部523c与垂直的端部彼此连结,在平行于平行沟522b的方向上连结,实现大型化与光出射面522a的大面积化也可;与此同时,在平行于平行沟522b的方向上与垂直于平行沟522b的方向上连结,进一步实现大型化与光出射面522a的大面积化也可。另外,当然,此时多个连结导光板的均匀平面状的光出射面是连结成1个面,导光板连结体中形成有均匀平面的光出射面。
这里,作为导光板连结体,具体例示了:将垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面523a的长度为28mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为560mm的导光板连结7个后一体成形,制作出3个垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面522a的长度为196mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为560mm的连结导光板522,在垂直于平行沟522b的方向上使这3个连结导光板522连结的、垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面的长度为588mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面的长度为560mm的光出射面的导光板连结体。
另外,还可以使用将连结有不同数目的导光板的连结导光板以多个连结后的导光板连结体。
具体的说,将垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面523a的长度为28mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为715mm的导光板、连结12个后一体成形,制作出2个垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面522a的长度为336mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为715mm的连结导光板522,进而,将垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面523a的长度为28mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为715mm的导光板、连结13个后一体成形,制作出1个垂直于光源12的长边方向的方向中的导光板523的光出射面522a的长度为364mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面522a的长度为715mm的连结导光板522,在垂直于平行沟522b的方向上将这3个连结导光板522连结的、垂直于光源12的长边方向的方向中的光出射面的长度为715mm而平行于光源12的长边方向的方向中的光出射面的长度为1036mm的光出射面的导光板连结体。
另外,在连结导光板的情况下,为了匹配所希望的大小,可以进行切削倾斜背部、在空隙中填埋PMMA复合材料等处理。
筐体516如图42所示,将照明装置本体514进行存放并支持,且从其光出射面514a侧与反射器20以及反射片22侧进行夹持固定,该筐体具有:上面打开,从上方将照明装置本体514存放后进行支持的、同时覆盖其四方的侧面的下部筐体530;比照明装置本体514的矩形的光出射面514a小,且上面形成有成为开口部16a的矩形的开口,下面打开,按照将照明装置本体514以及存放它的下部筐体530的四方的侧面覆盖起来的方式,从其上方罩起来的上部筐体532;在下部筐体530的侧壁与上部筐体532的侧壁之间嵌插入的凹(U字)形的折叠部件534;以及设置在下部筐体530的底部,隔着反射片22对连结导光板522的背面522d进行支持,还对照明装置本体514进行支持的导光板支持部件536。另外,图42中虽然没有图示,但下部筐体530的背面,安装有存放多个逆变器单元518的逆变器存放部520(参照图41)。
这里,下部筐体530与折叠部件534的粘结方法、折叠部件534与上部筐体532的粘结方法,可以采用使用螺栓与螺钉等的方法,使用粘合剂的方法等各种公知的方法。
上部筐体532比下部筐体530大,至少在与照明装置主体514的连结导光板522的平行沟522b或存放于其中的线状光源12平行的下部筐体530的两端的外侧壁面、以及与其相向的上部筐体532的两侧壁面的各个空隙中,需要设置折叠部件534,折叠部件534在筐体516的四方的侧面中,设置在下部筐体530的侧壁与上部筐体532的侧壁之间也可。另外,优选还安装对凹状的折叠部件534的凹部进行加强的加强部件。
通过像这样设置折叠部件534,能够提高筐体516的刚性,并且将光均匀且高效地射出。具体的说,即使是因平行沟522b的存在而容易发生翘曲的连结导光板522,也能够矫正翘曲,或能防止连结导光板522中发生翘曲,不会发生辉度不均等,能够得到良好的光学特性。另外,通过安装对折叠部件534的凹部进行加强的加强部件,能够进一步提高筐体516的刚性,更好地防止连结导光板522中发生翘曲。由此,能够得到更好的光学特性。另外,为了变换色温,还可以使用市售的色温变换过滤器。
另外,导光板支持部536通过聚碳酸酯等树脂形成,图示的例子中,是具有将连结导光板522的最薄部522c部分的背面522d的形状、即相连结的2个导光板523的斜面523d所形成的形状反转了之后的形状的凸状部件,在下部筐体530的底部,沿着连结导光板522的背面522d,按每连结导光板522的最薄部522c隔开给定的间隔进行配置,但本发明并不仅限于此,还可以是将具有连结导光板522的背面522d的形状反转之后的形状的凸状的部分,以给定的间隔设置的连续部件。
另外,筐体516中,还可以设置用于粘结其4个角部的L字状金属零件等的金属卡零件,在面状的装置本体514的扩散片14与上部筐体530的开口部514a的周边部之间,设置橡胶等弹性材料所形成的弹性部件、以及对面状装置本体514的扩散片14的上面全体进行保护的保护部件等。
筐体516基本上如上构成。
接下来,对面状装置本体514的连结导光板522的平行沟522b中所存放的多个线状光源12的驱动装置进行说明。
图44A与图44B中所示的驱动装置537,驱动多个CCFL等线状光源12,也即进行点亮与熄灭,进行面状照明装置500的照明的驱动,该驱动装置具有与多个CCFL等线状光源12分别相连结的多个逆变器单元518、以及与该多个逆变器单元518相连结的电源538。另外,图44B中,为了示出逆变器单元518的详细结构,而作为用来点亮1个CCFL等线状光源12的驱动装置537,示出了其方框图。
电源538是输出直流电压例如DC24V的直流电压的直流电源。该直流电压分别提供给与电源538相连结的多个逆变器单元518。
逆变器单元518具有:从电源538所提供的直流电压中生成给定电压(例如650Vp-p)的给定频率的1次侧交流信号的驱动电路518a;与线状光源12相连结,将驱动电路518a中所生成的1次侧交流信号升压成为了点亮CCFL等线状光源12所必需的高压的2次侧交流信号(例如6500Vp-p,1000~2400Vms)的变压器518b;与CCFL等线状光源12相连结,用于检测出其管电流的管电流检测电路518c;以及对管电流检测电路518c所输出的管电流进行反馈,对应于所反馈的管电流,振荡出用来在驱动电路518a中生成1次侧交流信号的给定频率的时钟(基波)的电压振荡控制电路518d。
本发明中,线状光源12的驱动装置537通过采用这样的构成,能够高效、稳定、且安全地将多个线状光源12同时均匀地点亮,以均匀的辉度进行发光。
另外,本发明中,将多个线状光源12同时点亮,但也可以只通过逆变器单元518点亮其中一部分,或进行切换。
线状光源的驱动装置以及面状照明装置,基本上如上构成。
这里,通过如本实施方式所述,将逆变器518设置在筐体516的背面,能够减小筐体516的边缘部的面积。
上述实施方式的面状照明装置500,在筐体516的背面设有逆变器存放部520,存放多个逆变器单元518,但本发明的面状照明装置并不仅限于此,还可以像图45中所示的面状照明装置501那样,在垂直于线状光源12一侧的筐体516的开口部516a的周边部中,在下部筐体530与上部筐体532之间设置空间,作为逆变器存放部520,存放多个逆变器单元518。通过这样,能够使得面状照明装置501的背面也即筐体516的背面平坦,进而能够容易地在天井或墙壁等中安装。另外还能够实现面状照明装置的薄型化。
另外,上述各种方式(导光板的形状、面状照明装置的形式等),平行沟可以适用于特开2005-234397号公报中所记载的各种形状的导光板,特别适用于平行沟的形状为双曲线的导光板。
Claims (27)
1.一种导光板,具有:
矩形状光出射面;
厚壁部,在其一边大致平行且位于矩形状光出射面的大致中央部;
1对薄壁端部,以大致平行于上述厚壁部的方式形成;
平行沟,在上述厚壁部的大致中央且在与上述矩形状光出射面相反侧以大致平行于上述一边的方式形成,用来存放棒状光源;以及
1对倾斜背部,随着从上述厚壁部分别朝向位于大致垂直于上述一边的方向的两侧的上述1对上述薄壁端部而壁厚变薄,在上述平行沟的两侧分别形成1对倾斜背面,
上述导光板是透明的导光板,
上述平行沟,在上述垂直方向的剖面形状中,由随着朝向上述矩形状光出射面而其间隔变窄且在顶点相交的1对轮廓线构成;
上述垂直方向的剖面形状中的上述平行沟的各个轮廓线,具有相对于与上述矩形状光出射面垂直的线的倾斜角度存在变化的部分,按照远离上述顶点的上述平行沟的基端侧一方形成比接近上述顶点的前端侧更小的锐角。
2.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于:
在上述平行沟的上述垂直方向的剖面形状中,上述平行沟的前端部分由按照以下比率随着朝向上述矩形状光出射面而其间隔变窄的一对轮廓线构成,该比率是上述矩形状光出射面在相当于上述平行沟的第1部分中由来自上述平行沟所存放的棒状光源的出射光所形成的照度或辉度的峰值、相对在相当于上述1对倾斜背部的第2部分中由上述出射光所形成的照度或辉度的平均值之比。
3.根据权利要求1或2所述的导光板,其特征在于:
上述1对倾斜背部,相对包含有上述棒状光源的轴的垂直于上述矩形状光出射面的面呈对称;
上述垂直方向的剖面形状中的上述平行沟的1对轮廓线,相对上述平行沟的与上述矩形状光出射面垂直的中心线呈对称;
上述平行沟的前端部分,在上述平行沟的上述正交方向的剖面形状中,相对上述平行沟的与上述矩形状光出射面垂直的中心线,随着朝向上述矩形状光出射面而其间隔对称地变窄。
4.根据权利要求2或3所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的前端部分的1对轮廓线,其间隔按照上述矩形状光出射面的上述第1部分的照度或辉度的峰值为上述第2部分的照度或辉度的平均值的3倍以下的方式变窄。
5.根据权利要求1~4任一项所述的导光板,其特征在于:
上述1对倾斜背部分别在上述平行沟附近具有平行于上述矩形状光出射面的部分。
6.根据权利要求1~5任一项所述的导光板,其特征在于:
上述矩形状光出射面上形成有多个微小的棱镜。
7.根据权利要求1~6任一项所述的导光板,其特征在于:
上述1对倾斜背部中形成有多个微小的棱镜。
8.根据权利要求7所述的导光板,其特征在于:
形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,对应于上述正交方向中的位置而具有不同的形状。
9.根据权利要求7或8所述的导光板,其特征在于:
形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,具有相对从其顶点通过且与没有棱镜时的上述倾斜背部垂直的面呈不对称的形状。
10.根据权利要求7~9任一项所述的导光板,其特征在于:
形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,其顶角的角度为70度以上140度以下。
11.根据权利要求7~10任一项所述的导光板,其特征在于:
形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,垂直于其底面且通过其顶点的面、与上述平行沟侧的表面所形成的角度为0度以上70度以下,垂直于其底面且通过其顶点的面、与上述薄壁端部侧的表面所形成的角度为45度以上70度以下。
12.根据权利要求7~11任一项所述的导光板,其特征在于:
形成在上述1对倾斜背部中的棱镜,在上述垂直方向中的底边的长度为0.1mm以下。
13.根据权利要求1~12任一项所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的剖面形状中,上述前端部分是上述1对轮廓线所形成的角度为90度以内的部分。
14.根据权利要求1~13任一项所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,具有相互相交的尖锐的1个交点,由相对上述中心线对称的2个直线或曲线的一部分构成。
15.根据权利要求14所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的至少上述前端部分的成为1对轮廓线的上述两个曲线,向着上述平行沟的中心凸出或凹进。
16.根据权利要求14或15所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,或上述平行沟的成为1对轮廓线的上述2个曲线,是朝向上述平行沟的中心凸出或凹进的圆、椭圆、抛物线、或双曲线的一部分。
17.根据权利要求1~14任一项所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的至少上述前端部分的剖面形状、或上述平行沟的剖面形状是三角形。
18.根据权利要求14~17任一项所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的上述前端部分的顶部的剖面形状,是由上述对称的2个直线或曲线相交之前相互相对上述中心线对称的直线或曲线相连接的形状。
19.根据权利要求18所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是具有上述尖锐的1个交点被倒角后与上述矩形状光出射面平行的部分的形状。
20.根据权利要求18所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的上述前端部分的上述顶部的剖面形状,是相对上述中心线对称的、上述尖锐的1个交点被圆化后的圆形状、椭圆形状、抛物线形状、或双曲线形状。
21.根据权利要求1~12任一项所述的导光板,其特征在于:
上述平行沟的至少上述前端部分的1对轮廓线,分别为椭圆形或双曲线的一部分。
22.一种导光板,其特征在于:
以权利要求1~21任一项所述的导光板作为1个导光板块,由多个导光板块构成,且上述薄壁端面互相连结。
23.根据权利要求22所述的导光板,其特征在于:
互相连结的2个上述导光板块的上述薄壁端面的上述倾斜背面,分别在连接部分具有以相互平缓方式倾斜的部分。
24.根据权利要求1~23任一项所述的导光板,其特征在于:
由透明树脂中至少混合有可塑剂的材料构成。
25.一种面状照明装置,具有:
权利要求1~24任一项所述的导光板;
存放在上述导光板的上述平行沟中的棒状光源;
按照塞住上述平行沟的方式将上述棒状光源设置在其背后的反射器;
安装在上述导光板的上述厚壁部的两侧的上述倾斜背部的上述倾斜背面中的反射片;以及
设置在上述导光板的上述矩形状光出射面上的扩散片。
26.根据权利要求25所述的面状照明装置,其特征在于:
还具有在上述导光板的上述矩形状光出射面与上述扩散片之间所设置的棱镜片。
27.一种液晶显示装置,具有:
由权利要求25或26所述的面状照明装置构成的背光单元;
设置在该背光单元的光出射面侧的液晶显示面板、以及用于驱动上述背光单元与上述液晶显示面板的驱动单元。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP032231/2005 | 2005-02-08 | ||
JP2005032231 | 2005-02-08 | ||
JP041398/2005 | 2005-02-17 | ||
JP122368/2005 | 2005-04-20 | ||
JP237508/2005 | 2005-08-18 | ||
JP013873/2006 | 2006-01-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101128696A true CN101128696A (zh) | 2008-02-20 |
Family
ID=39096053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2006800043072A Pending CN101128696A (zh) | 2005-02-08 | 2006-02-07 | 导光板、使用该导光板的面状照明装置与液晶显示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101128696A (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102235628A (zh) * | 2010-04-19 | 2011-11-09 | Smr专利责任有限公司 | 汽车用光导装置 |
CN102272667A (zh) * | 2009-01-09 | 2011-12-07 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置和背光源 |
CN102498331A (zh) * | 2009-09-16 | 2012-06-13 | 夏普株式会社 | 照明装置、显示装置以及电视接收装置 |
WO2012109806A1 (zh) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块与包括其的显示装置 |
CN103343926A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-10-09 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模组和使用其的液晶显示装置 |
US8567978B2 (en) | 2011-02-18 | 2013-10-29 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Backlight module having a light guide plate and a heat dissipation frame and display apparatus having the same |
CN103477257A (zh) * | 2011-03-15 | 2013-12-25 | 高通Mems科技公司 | 用于光导的光转向特征图案 |
CN103900032A (zh) * | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 瑞仪光电股份有限公司 | 导光元件与应用此导光元件的光源装置 |
US9575237B2 (en) | 2012-12-24 | 2017-02-21 | Radiant Opto-Electronics Corporation | Light guide element and light source device using the light guide element |
CN110264868A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-09-20 | 惠州市华星光电技术有限公司 | 显示模组及显示设备 |
US11119266B2 (en) | 2019-06-05 | 2021-09-14 | Huizhou China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Display module and display device |
-
2006
- 2006-02-07 CN CNA2006800043072A patent/CN101128696A/zh active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102272667A (zh) * | 2009-01-09 | 2011-12-07 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置和背光源 |
CN102498331A (zh) * | 2009-09-16 | 2012-06-13 | 夏普株式会社 | 照明装置、显示装置以及电视接收装置 |
CN102235628A (zh) * | 2010-04-19 | 2011-11-09 | Smr专利责任有限公司 | 汽车用光导装置 |
CN102235628B (zh) * | 2010-04-19 | 2015-06-10 | Smr专利责任有限公司 | 汽车用光导装置 |
WO2012109806A1 (zh) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块与包括其的显示装置 |
US8567978B2 (en) | 2011-02-18 | 2013-10-29 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Backlight module having a light guide plate and a heat dissipation frame and display apparatus having the same |
CN103477257A (zh) * | 2011-03-15 | 2013-12-25 | 高通Mems科技公司 | 用于光导的光转向特征图案 |
CN103900032A (zh) * | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 瑞仪光电股份有限公司 | 导光元件与应用此导光元件的光源装置 |
US9575237B2 (en) | 2012-12-24 | 2017-02-21 | Radiant Opto-Electronics Corporation | Light guide element and light source device using the light guide element |
CN103343926A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-10-09 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模组和使用其的液晶显示装置 |
CN103343926B (zh) * | 2013-07-19 | 2015-09-09 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模组和使用其的液晶显示装置 |
CN110264868A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-09-20 | 惠州市华星光电技术有限公司 | 显示模组及显示设备 |
US11119266B2 (en) | 2019-06-05 | 2021-09-14 | Huizhou China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Display module and display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101128696A (zh) | 导光板、使用该导光板的面状照明装置与液晶显示装置 | |
US7416309B2 (en) | Optical film having a surface with rounded structures | |
US7220026B2 (en) | Optical film having a structured surface with offset prismatic structures | |
CN101473167B (zh) | 导光板、导光板组装体、利用它们的面状照明装置及液晶显示装置 | |
US7320538B2 (en) | Optical film having a structured surface with concave pyramid-shaped structures | |
CN100510516C (zh) | 导光板、使用该导光板的面状照明装置和液晶显示装置 | |
US20060250707A1 (en) | Optical film having a surface with rounded pyramidal structures | |
US8047669B2 (en) | Backlight illumination assembly having a joining clip with diffusion means | |
US20080285307A1 (en) | Lcd displays with light redirection | |
EP1847767A1 (en) | Light guide plate, and planar lighting device and liquid crystal display device using such light guide plate | |
CN101649969B (zh) | 照明装置和显示装置 | |
EP2375736A1 (en) | Display apparatus | |
JP5071675B2 (ja) | 照明装置および表示装置 | |
JP2006128060A (ja) | 光調節プレート及びこれを有するバックライト組立体及び表示装置。 | |
JP2006128060A5 (zh) | ||
CN102003658A (zh) | 光学片及其制造方法和具有其的背光单元和液晶显示设备 | |
CN101243286A (zh) | 面状照明装置 | |
JP4542478B2 (ja) | 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置 | |
US9052543B2 (en) | Liquid crystal display | |
CN111323961A (zh) | 光学结构体及显示装置 | |
JP2010050003A (ja) | 面発光装置及び画像表示装置 | |
CN113678036A (zh) | 包括以不同的折叠角折叠的耦合光导的反射型显示器 | |
WO2012109099A2 (en) | Modular display | |
US7857476B2 (en) | Display backlight including an array of optical waveguides | |
CN104216041B (zh) | 具有圆角多边形图案的导光板及具有其的液晶显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080220 |