CN103228978A - 导光体和具有导光体的照明装置以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
导光体(12)具有:第1主面(MS1);与第1主面(MS1)相对的第2主面(MS2);与第1主面和第2主面交叉的第1侧面(SS1);以及与第1侧面(SS1)相对的第2侧面(SS2),导光体(12)使从第1侧面(SS1)入射的光在第1主面(MS1)与第2主面(MS2)之间传播。导光体(12)具有折射率从第1主面(MS1)朝向第2主面(MS2)实质上连续变化的部分。
Description
技术领域
本发明涉及导光体和具有该导光体的照明装置以及显示装置。
背景技术
例如液晶显示装置这样的不是自发光型的显示装置具备被称为背光源或者前光源的照明装置。背光源设于液晶显示面板的背面侧,从背光源出射、透射过液晶显示面板的光用于显示。前光源设于液晶显示面板的观察者侧(正面侧),在透射过液晶显示面板的液晶层后朝向观察者侧反射的光用于显示。
作为这些照明装置,使用边光型的照明装置。边光型的照明装置具有光源和导光板(板状的导光体)。近年来,特别是将LED用作光源的照明装置被广泛利用。在透明的导光体的1个侧面或者角部配置有1个或者多个LED,从LED出射的光从该1个侧面入射到导光体内,在导光体内传播,并且从导光体出射。在导光体内传播的光和从导光体出射的光的比例由例如形成于导光体的表面的凹凸的形状、密度进行调整。例如,在前光源的导光体的观察者侧的表面形成有微小的棱镜图案,在导光体和空气的界面进行全反射的光在导光体内传播,不满足全反射条件的光在观察者侧出射。通过调节微小的棱镜的倾斜面的角度大小、倾斜面的长度,可决定传播的光和出射的光的比例。
专利文献1和2中公开了在表面不具有微小的棱镜图案的导光体。这些导光体具有折射率相互不同的多个导光层(导光体片),多个导光层以形成相对于导光体的主面倾斜的边界面的方式配置。从导光体的侧面入射的光的一部分在边界面折射,改变行进方向,例如,从显示面板侧的主面出射。从导光体的侧面入射的光的另一部分在导光体内进行多次反射后以及由反射板进行多次反射后,在边界面发生折射,从显示面板侧的主面出射。
另一方面,本申请人正在进行具有蛾眼结构的防反射膜(有时称为“蛾眼型防反射膜”。)的开发。蛾眼结构具有微小的凸部(圆锥状或者吊钟状),有效折射率连续变化,所以能使反射率降低到不足1%,甚至降低到0.2%以下。而且,蛾眼型防反射膜与利用电介质多层膜的防反射膜相比,具有能防止反射的光的波长范围广、且入射角度范围广的特征(专利文献3至6)。另外,作为蛾眼结构的制造方法,使用通过对铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔氧化铝层的方法的量产性优良(专利文献4至6)。优选适于防反射膜的蛾眼结构的凸部的2维大小(圆锥状或者吊钟状的凸部的直径)为10nm以上500nm以下,相互相邻的凸部的间隔也为10nm以上500nm以下,凸部的高度为100nm以上500nm以下,凸部的二维分布没有规则性。在本说明书援用专利文献3至6的全部公开内容用于参考。
另外,专利文献7中公开了在表面具有蛾眼结构的前光源用导光体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开平9-269416号公报
专利文献2:特开2009-224253号公报
专利文献3:特表2001-517319号公报
专利文献4:特表2003-531962号公报
专利文献5:特开2005-156695号公报
专利文献6:国际公开第2006/059686号
专利文献7:特开2003-344855号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,专利文献1或者2所记载的导光体不仅利用导光体内的边界面处的折射,也利用反射,所以具有不能提高光的利用效率的问题。特别是,当将专利文献1或者2所记载的导光体用作前光源时,从观察者侧入射到导光体的光在导光体内的边界面发生反射,所以光的利用效率低。另外,在专利文献1或者2所记载的导光体中,具有难以控制配光分布的问题。
另外,即使如专利文献7那样在导光体的表面形成蛾眼结构,也仅仅能抑制表面的反射,不能抑制导光体内部的界面处的反射。
本发明是为了解决上述课题而完成的,其实施方式的目的是提供抑制导光体内的边界面处的反射的、光的利用效率高的导光体和具有这样的导光体的照明装置以及显示装置。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式的导光体具有:第1主面;与上述第1主面相对的第2主面;与上述第1主面和上述第2主面交叉的第1侧面;以及与上述第1侧面相对的第2侧面,上述导光体能使从上述第1侧面入射的光在上述第1主面与上述第2主面之间传播,具有折射率从上述第1主面朝向上述第2主面实质上连续变化的部分。
在某实施方式中,上述导光体在上述第1主面与上述第2主面之间具有二维排列的多个凸部,上述多个凸部的2维大小为10nm以上500nm以下,上述多个凸部内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。
在某实施方式中,上述多个凸部从上述第2主面朝向上述第1主面突出。
在某实施方式中,上述相互相邻的凸部间的间隙由折射率比构成上述多个凸部的材料低的物质填满。此时,优选上述第1主面是平坦面。
在某实施方式中,上述多个凸部中的配置于离上述第1主面最近的一侧的多个凸部间的间隙由空气填满。
在某实施方式中,在上述第1主面与上述第2主面之间具有多个导光层,多个导光层包含:第1导光层;以及配置于上述第1导光层的上述第2主面侧的第2导光层,上述第1导光层和第2导光层分别具有上述多个凸部,上述第1导光层所具有的凸部的折射率n1比上述第2导光层所具有的凸部的折射率n2小(n1<n2)。
在某实施方式中,上述多个凸部所占有的体积比率在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧大。
在某实施方式中,上述多个凸部的高度在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧大。
在某实施方式中,上述多个凸部的数量在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧多。
在使光从上述第1侧面和上述第2侧面两者入射的情况下,上述多个凸部占有的体积比率在上述第1侧面侧和上述第2侧面侧的中间区域大。此时,上述多个凸部的高度在上述第1侧面侧和上述第2侧面侧的中间区域大。或者,上述多个凸部的数量在上述第1侧面侧和上述第2侧面侧的中间区域多。
本发明的实施方式的照明装置具有:上述中的任一导光体;以及以朝向上述导光体的上述第1侧面出射光的方式设置的光源。
本发明的实施方式的显示装置具有上述的照明装置和显示面板。上述显示面板例如是液晶显示面板。
在某实施方式中,上述照明装置配置于上述显示面板的观察者侧。上述显示面板例如是反射型液晶显示面板。
发明效果
根据本发明的实施方式,能提供抑制导光体内的边界面处的反射的、光的利用效率高的导光体和具有这样的导光体的照明装置以及显示装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液晶显示装置100的示意性截面图。
图2是本发明的其他实施方式的液晶显示装置100A的示意性截面图。
图3是本发明的另一其他实施方式的液晶显示装置100B的示意性截面图。
图4是本发明的另一其他实施方式的液晶显示装置100C的示意性截面图。
图5是本发明的另一其他实施方式的液晶显示装置100D的示意性截面图。
图6是本发明的另一其他实施方式的照明装置10E的示意性俯视图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式的导光体、照明装置以及显示装置。下面,例示使用反射型液晶显示面板的显示装置、用于其的前光源,说明用于它们的导光体,但是本发明不限于例示的实施方式。例如也能用于透射反射两用型液晶显示装置的前光源或者背光源,而且也能用于透射型液晶显示装置的背光源。当然,也能用于液晶显示装置以外的显示装置,例如电泳方式、二向色旋转微粒(扭转向列球)方式、色粉显示方式等的显示装置。另外,本发明的导光体或者照明装置也能用于显示装置以外的用途。
首先,参照图1说明本发明的实施方式的液晶显示装置100的结构。图1是液晶显示装置100的示意性截面图。液晶显示装置100具有反射型液晶显示面板30和照明装置(前光源)10。照明装置10具有导光体12和光源14。导光体12通过粘接层22贴附于反射型液晶显示面板30的观察者侧表面。
本发明的实施方式的导光体12具有:第1主面MS1;与第1主面MS1相对的第2主面MS2;与第1主面以及第2主面交叉的第1侧面SS1;以及与第1侧面SS1相对的第2侧面SS2,是使从第1侧面SS1入射的光能在第1主面MS1与第2主面MS2之间传播的导光体,具有折射率从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续变化的部分。在此例示的导光体12具有遍及导光体12的整体从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续地增大的折射率分布。即,在导光体12内不存在如专利文献1或者2记载的导光体那样使光折射和反射的边界面。因此,能解决专利文献1或者2记载的导光体所涉及的上述问题。在此示出如下例子:具有遍及导光体12的整体从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续地增大的折射率分布,但是导光体12只要使至少一部分具有折射率从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续变化的部分,该部分当然能得到上述的效果。
导光体12能利用例如折射率分布型透镜、导光路的制造方法来制造。作为这些制造方法已知例如下述的方法。
有如下方法:使金属离子浓度从包含离子交联聚合物的合成树脂圆柱状物体的中心轴朝向其表面连续地具有浓度变化(特公昭47-26913号公报);用特定的溶剂对由折射率不同的2种以上透明的聚合物的混合物所制造的合成树脂的圆柱体进行处理,使合成树脂体的构成成分中的至少一种部分地溶解除去,由此使聚合物的混合比从圆柱状物体的中心朝向外周变化而形成折射率分布(特公昭47-28059号公报);将折射率不同的2种单体的混合物放入圆筒状容器,控制单体的聚合,由此使圆柱状的聚合物的组分比从其中心朝向表面变化而形成折射率分布(特公昭54-30301号公报);使能形成折射率比交联聚合物的折射率低的聚合物的单体从圆柱状的交联聚合物的表面扩散,在以该单体的含有率从表面遍及内部连续地变化的方式分布后使单体聚合,得到具有折射率分布的光传播体(特公昭52-5857号公报、特公昭56-37521号公报);以及使具有比聚合物低的折射率、具有能与反应性聚合物反应的官能团的低分子化合物从具有反应性的圆柱状的聚合物的表面扩散而使其反应,使分子化合物的浓度从圆柱状聚合物的表面遍及内部连续地变化,由此形成折射率分布(特公昭57-29682号公报)。
此外,在此例示了如下情况:第1主面MS1和第2主面MS2均是平坦的表面,且相互平行,但是如众所周知的那样,可以使导光体12的截面形状为楔形。例如,可以使第2主面MS2倾斜,使截面为楔形。例如,在导光体12与液晶显示面板30之间具有空气层等折射率低的边界(引起全反射)的情况下,且在与有无第1主面MS1的反射无关,难以使从第1侧面SS1入射的光的角度在导光体12内充分变化的(例如,由于外形、制造方法上的制约等)情况下,使第2主面MS2倾斜,由此能有效地从导光体12取得光。
光源14以朝向导光体12的第1侧面SS1出射光的方式设置,从导光体12的第1侧面SS1入射的光L1按照导光体12的折射率分布被折射,从第2主面MS2朝向反射型液晶显示面板30的观察者侧表面出射。从导光体12的第2主面MS2出射的光由反射型液晶显示面板30反射,通过导光体12朝向观察者出射(光L3)。在此,为了简单起见,以在反射型液晶显示面板30的表面发生反射的方式进行图示,但是光L3表示被反射型液晶显示面板30的例如反射电极(未图示)反射以用于显示的光。此外,使粘接层22的折射率与反射型液晶显示面板30的观察者侧表面的折射率一致,由此能抑制液晶显示面板30的观察者侧表面处的反射。另外,使导光体12的第2主面MS2处的折射率与粘接层22的折射率一致,由此能降低第2主面MS2和粘接层22的界面处的反射率。
光源14例如是LED或者冷阴极管(CCFL)。在使用LED的情况下,可以沿着板状的导光体12的第1侧面SS1将多个LED配置成1列。另外,可以根据需要,以使从LED、CCFL出射的光有效地朝向导光体12的第1侧面SS1出射的方式设置反射板。
导光体12的折射率具有在第1主面MS1侧低、在第2主面MS2侧高的分布。因此,针对从周围入射到导光体12的光的第1主面MS1中的反射率比以往一般导光体小,所以从导光体12的第1主面MS1入射到导光体12内的周围光L2的比例高。而且,在导光体12内不存在如专利文献1或者2所记载的导光体那样的使光折射和反射的边界面,所以也没有这样的由边界面处的反射引起的光损失。
因此,具备具有导光体12的照明装置10的反射型液晶显示装置100能提供比以往更高质量的显示。另外,当使用本实施方式中的导光体12时,导光体12的表面反射率小,所以在晴天的室外也不必将照明装置10卸下,优选用粘接剂等将照明装置10固定于显示面板30。当然,照明装置10可以相对于显示面板30能拆装,例如,在周围光强烈的(晴天的室外)情况下,可以将照明装置10卸下。
接着,参照图2~图5说明利用蛾眼结构的实施方式的导光体和具有这样的导光体的照明装置和显示装置。在图2~图5中,与图1所示的液晶显示装置100共同的构成要素用共同的附图标记示出,有时省略详细说明。另外,液晶显示装置100A~100D至少得到与液晶显示装置100同样的作用效果。
图2中示出本发明的其他实施方式的液晶显示装置100A的示意性截面图。图2所示的液晶显示装置100A具有的照明装置10A具有导光体12A和光源14A。光源14A与上述的光源14同样,例如是LED或者CCFL。
导光体12A在第1主面MS1与第2主面MS2之间具有二维排列的多个凸部12Am。多个凸部12Am从第2主面MS2朝向第1主面MS1突出。多个凸部12Am的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部12Am内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部12Am的间隙中形成有多个凹部12Ap。凸部12Am的高度为例如0.5mm~20mm。导光体12A具有的多个凸部12Am具有蛾眼结构,蛾眼结构相对于可见光(波长380nm~780nm)作为良好的防反射膜发挥作用。优选多个二维排列不具有规则性。另外例示了单个的凸部12Am为圆锥状的情况,但是也可以是吊钟状,能适当改变。蛾眼结构与折射率从第1主面MS1侧朝向第2主面MS2实质上连续地增大的结构在光学上等价,在导光体12A内不存在使光折射和反射的边界面。
入射到导光体12A的第1主面MS1的周围光通过上述的蛾眼结构的防反射作用,例如99.8%以上不会在第1主面MS1发生反射,而入射到导光体12A内。而且,因为导光体12A不存在使入射的光折射或者反射的边界面,所以入射到导光体12A内的光用于显示面板30的反射显示。
导光体12A如例如专利文献4至6所记载的那样,能使用蛾眼用模具制造,通过反复进行如下工序而得到蛾眼用模具:通过对铝进行阳极氧化而形成多孔氧化铝层的工序;以及然后通过蚀刻多孔氧化铝层而使多孔氧化铝层的凹部(细孔)扩大的工序。通过阳极氧化工序,能使凹部生长(加深),通过蚀刻工序,能使凹部扩大。通过控制阳极氧化工序的条件(电解液的种类、温度、电压、时间等),能调整凹部的深度、相邻凹部间的间隔(在有规则性的情况下为凹部的间距)等。另外,通过控制蚀刻工序的条件(蚀刻液的种类、温度、时间等),能调整将凹部扩大的程度。通过控制阳极氧化工序以及蚀刻工序的条件和反复的条件,能调整凹部的深度、相邻凹部间的间隔、凹部的形状以及深度。在蛾眼用模具的凹部填满固化性树脂(例如紫外线固化树脂)的状态下使其固化,由此能形成导光体12A。
从防反射的观点出发,优选凹部12Ap是物理上的凹部,由空气(外界气体)填满,但是可以用材料12Ama形成导光体12A的凸部12Am,用材料12Amb填满导光体12A的凹部12Ap。但是,材料12Amb的折射率比材料12Ama的折射率小。当采用这样的构成时,能将第1主面MS1设为平坦面。这样,具有蛾眼结构的导光体12A的凹部12Ap不必是物理上的凹部,可以由折射率比构成凸部12Am的材料低的材料填满。因此,在此不管是否被填满材料,都将其称为凹部12Ap。另外,在本实施方式中,凹部12Ap可以是作为相邻的凸部12Am间的间隙而被规定的空间,典型地,将多个凸部12Am间扩大的一连串的空间与多个凹部12Ap对应。
图3中示出本发明的另一实施方式的液晶显示装置100B的示意性截面图。图3所示的液晶显示装置100B具有的照明装置10B具有导光体12B和光源14B。光源14B与上述的光源14同样,例如是LED或者CCFL。
导光体12B在第1主面MS1与第2主面MS2之间具有多个导光层12B1、12B2、12B3以及12B4。导光体12B具有的导光层的数量不限于4,可以是2以上的任意数。多个导光层12B1、12B2、12B3以及12B4各自具有二维排列的多个凸部(例如凸部12B1m、凸部12B2m)。多个导光层12B1、12B2、12B3以及12B4各自具有与图2所示的导光体12A同样的结构,多个凸部从第2主面MS2朝向第1主面MS1突出。例如,导光层12B1具有的多个凸部12B1m的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部12B1m内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部12B1m的间隙中形成有多个凹部12B1p。另外,导光层12B2具有的多个凸部12B2m的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部12B2m内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部12B2m的间隙中形成有多个凹部12B2p。此外,多个凹部12B1p典型地连接,另外多个凹部12B2p也典型地连接。
在此,从防反射的观点出发,优选配置于离第1主面MS1最近的一侧的导光层12B1的多个凸部12B1m间的间隙即凹部12B1p由空气填满,但是也可以由具有比构成凸部12B1m的材料的折射率n1小的折射率的材料填满。
构成在导光层12B1的正下方配置的导光层12B2的凸部12B2m的材料的折射率n2比构成导光层12B1的凸部12B1m的材料的折射率n1大(n2>n1)。另外,填满导光层12B2的凹部12B2p的材料的折射率与构成凸部12B1m的材料的折射率n1大致相等。通过这样构成,能得到折射率从导光层12B1的第1主面MS1侧表面直至导光层12B2的第2主面MS2侧表面实质上连续变化的结构。以针对导光层12B2满足同样的关系的方式构成导光层12B3,而且,以针对导光层12B3满足同样的关系的方式构成导光层12B4,由此得到折射率从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续变化的导光体12B。
图4中示出本发明的另一实施方式的液晶显示装置100C的示意性截面图。图4所示的液晶显示装置100C具有的照明装置10C具有导光体12C和光源14C。光源14C与上述的光源14同样,例如是LED或者CCFL。
导光体12C与导光体12A同样,在第1主面MS1与第2主面MS2之间具有二维排列的多个凸部12Cm。多个凸部12Cm从第2主面MS2朝向第1主面MS1突出。多个凸部12Cm的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部12Cm内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部12Cm的间隙中形成有多个凹部12Cp。导光体12C的凹部12Cp可以由空气填满,而且可以由具有比构成凸部12Cm的材料的折射率小的折射率的材料填满。
在此,在导光体12C中,与导光体12A不同,多个凸部12Cm占有的体积比率在第2侧面SS2侧比第1侧面SS1侧(光源14侧)大。例如,多个凸部12Cm占有的体积比率从第1侧面SS1侧至第2侧面SS2侧从0%至75%连续地变化。具体地,如图所示,凸部12Cm的高度在第2侧面SS2侧比第1侧面SS1侧大。凸部12Cm的高度例如从0.001mm至10mm连续地变化。因此,从第1侧面SS1侧入射到导光体12C的光在第1侧面SS1的附近不太被折射,随着在导光体12C内向第2侧面SS2侧传播而更多地被折射。通过这样构成,能使从第2主面MS2出射的光的量从第1侧面SS1侧至第2侧面SS2侧均匀化。
导光体12C例如能利用国际公开第2011/111697号记载的方法来制造。如上述专利申请所记载的那样,积极地利用多孔氧化铝层的结构依赖于阳极氧化时的温度的现象,能形成以规定的图案具备微小结构(例如凹部的深度)相互不同的区域的多孔氧化铝层。具体地,在准备形成于支撑体的1个主面上的铝膜的工序中,当在与支撑体的上述1个主面相对的一侧的其他主面上设置具有规定图案的低导热部件时,能形成以与低导热部件的图案对应的图案具有微小结构不同的区域的多孔氧化铝层。例如,在形成铝膜的支撑体的背面,在贴合丙烯酸树脂板的状态下进行阳极氧化时,能得到凹部的深度从上述一方朝向另一方连续地变大的多孔氧化铝层,上述丙烯酸树脂板的厚度从相对的一对侧面的一方朝向另一方连续地变大。这是由于:阳极氧化时的温度越高,越促进阳极氧化(凹部的生长)。通过将其用作模具,能得到导光体12C。为了参考,在本说明书中援用国际公报第2011/111697号的全部公开内容。
接着,图5中示出本发明的另一实施方式的液晶显示装置100D的示意性截面图。图5所示的液晶显示装置100D具有的照明装置10D具有导光体12D和光源14D。光源14D与上述的光源14同样,例如是LED或者CCFL。
导光体12D与图3所示的导光体12B同样,在第1主面MS1与第2主面MS2之间具有多个导光层12D1、12D2、12D3以及12D4。导光体12D具有的导光层的数量不限于4,可以是2以上的任意数。多个导光层12D1、12D2、12D3以及12D4各自在第2侧面SS2侧的一部分的区域具有二维排列的多个凸部(例如凸部12D1m)。多个凸部从第2主面MS2朝向第1主面MS1突出。例如,导光层12D1具有的多个凸部12D1m的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部12D1m内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部12D1m的间隙中形成有多个凹部12D1p2,未形成凸部12D1m的平坦部分12D1p1与凹部12D1p2同样地构成。另外,导光层12D2具有的多个凸部的2维大小为10nm以上500nm以下,多个凸部内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。在多个凸部的间隙中形成有多个凹部。
在此,从防反射的观点出发,优选配置于离第1主面MS1最近的一侧的导光层12D1的多个凸部12D1m间的间隙即凹部12D1p2由空气填满,但是也可以由具有比构成凸部12D1m的材料的折射率n1小的折射率的材料填满。
构成配置于导光层12D1的正下方的导光层12D2的凸部的材料的折射率n2比构成导光层12D1的凸部12D1m的材料的折射率n1大(n2>n1)。另外,填满导光层12D2的凹部的材料的折射率与构成凸部12D1m的材料的折射率n1大致相等。通过这样构成,能得到折射率从导光层12D1的第1主面MS1侧表面至导光层12D2的第2主面MS2侧表面实质上连续变化的结构。以针对导光层12D2满足同样的关系的方式构成导光层12D3,而且,以针对导光层12D3满足同样的关系的方式构成导光层12D4,由此得到折射率从第1主面MS1朝向第2主面MS2实质上连续变化的导光体12D。
但是,在导光体12D中,与图3所示的导光体12B不同,在多个导光层12D1、12D2、12D3以及12D4各自中,凸部仅设于第2侧面SS2侧的一部分。另外,设有凸部的区域按照多个导光层12D1、12D2、12D3以及12D4的顺序,即随着从第1主面MS1侧朝向第2主面MS2侧,从第2侧面SS2侧向第1侧面SS1侧较大地扩展。换言之,构成为:导光体12D具有的多个凸部的数量在第2侧面SS2侧比第1侧面SS1侧大。因此,在导光体12D中,多个凸部占有的体积比率在第2侧面SS2侧比第1侧面SS1侧大。其结果是,导光体12D与图4所示的导光体12C同样,能使从第2主面MS2出射的光的量从第1侧面SS1侧至第2侧面SS2侧均匀化。
此外,在此,在多个导光层12D1、12D2、12D3以及12D4各自中,形成有未设置凸部的区域,但是不限于此,即使在各导光层中形成与导光体12C同样的结构,也能得到同样的效果。
在上述的例子中,示出了光仅从各导光体的第1侧面SS1入射的情况,但是光不仅能从导光体的第1侧面SS1,也能从第2侧面SS2入射。在该情况下,多个凸部占有的体积比率只要在第1侧面SS1侧和第2侧面SS2侧的中间区域大即可。例如,只要为如下构成即可:多个凸部的高度在第1侧面SS1侧和第2侧面SS2侧的中间区域大,或者多个凸部的数量在第1侧面SS1侧和第2侧面SS2侧的中间区域多。
作为导光体,板状的导光体(导光板)一般使从导光板的相互相对的侧面的一方侧面(第1侧面SS1)入射的光向另一方侧面(第2侧面SS2)传播。此时,光在导光板内传播的方向是与第1侧面和第2侧面正交的方向。本发明的导光体不限于此,能应用于各种形状的导光体。
图6中示出本发明的另一实施方式的照明装置10E的示意性俯视图。照明装置10E具有导光体12E和光源14E。光源14E例如是LED。
导光体12E的第1主面MS1和第2主面MS2为大致长方形,1个角被切去,以朝向其侧面(在此为第1侧面SS1)出射光的方式配置有光源14E。导光体12E朝向第2侧面SS2(在此为构成位于被切去的角的对角的角的2个侧面中的任一个)传播光。在该导光板12E中配置图4所记载的多个凸部的情况下,只要以表示凸部的高度分布的等高线与圆弧12Em一致的方式设置多个凸部即可,圆弧12Em表示以图6中的光源14E为中心的大致同心圆。另外,在该导光体12E中配置图5所记载的多个凸部的情况下,只要以表示多个凸部的数量分布的等高线与圆弧12Em一致的方式设置多个凸部即可,圆弧12Em表示以图6中的光源14E为中心的大致同心圆。这样,本发明的实施方式的导光体能应用于公知的各种导光体。
工业上的可利用性
本发明的实施方式能广泛应用于导光体和具有该导光体的照明装置以及显示装置。
附图标记说明
10、10A、10B、10C、10D、10E:照明装置
12、12A、12B、12C、12D、12E:导光体(导光板)
12Am、12B1m、12B2m、12Cm、12D1m、12D2m:凸部
12Ap、12B1p、12B2p、12Cp、12D1p2:凹部
12B1、12B2、12B3、12B4:导光层
12D1、12D2、12D3、12D4:导光层
22:粘接层
30:反射型液晶显示面板
100、100A、100B、100C、100D:反射型液晶显示装置
Claims (13)
1.一种导光体,其具有:第1主面;与上述第1主面相对的第2主面;与上述第1主面和上述第2主面交叉的第1侧面;以及与上述第1侧面相对的第2侧面,上述导光体能使从上述第1侧面入射的光在上述第1主面与上述第2主面之间传播,
上述导光体具有折射率从上述第1主面朝向上述第2主面实质上连续变化的部分。
2.根据权利要求1所述的导光体,
在上述第1主面与上述第2主面之间具有二维排列的多个凸部。
3.根据权利要求2所述的导光体,
上述多个凸部的2维大小为10nm以上500nm以下,上述多个凸部内的相互相邻的凸部间的间隔为10nm以上500nm以下。
4.根据权利要求2或3所述的导光体,
上述多个凸部从上述第2主面朝向上述第1主面突出。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的导光体,
相互相邻的凸部间的间隙由折射率比构成上述多个凸部的材料低的物质填满。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的导光体,
上述多个凸部中的配置于离上述第1主面最近的一侧的多个凸部间的间隙由空气填满。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的导光体,
在上述第1主面与上述第2主面之间具有多个导光层,上述多个导光层包含:第1导光层;以及配置于上述第1导光层的上述第2主面侧的第2导光层,
上述第1导光层和第2导光层分别具有上述多个凸部,上述第1导光层所具有的凸部的折射率n1比上述第2导光层所具有的凸部的折射率n2小。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的导光体,
上述多个凸部所占有的体积比率在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧大。
9.根据权利要求8所述的导光体,
上述多个凸部的高度在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧大。
10.根据权利要求8所述的导光体,
上述多个凸部的数量在上述第2侧面侧比上述第1侧面侧多。
11.一种照明装置,其具有:
权利要求1至10中的任一项所述的导光体;以及
光源,其以朝向上述导光体的上述第1侧面出射光的方式设置。
12.一种显示装置,其具有:
权利要求11所述的照明装置;以及
显示面板。
13.根据权利要求12所述的显示装置,
上述照明装置配置于上述显示面板的观察者侧。
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105911635A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组及显示装置 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9746604B2 (en) * | 2014-01-06 | 2017-08-29 | Agira, Inc. | Light guide apparatus and fabrication method thereof |
CN103913798B (zh) * | 2014-03-28 | 2015-11-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 导光板、背光模组、显示装置及导光板制造方法 |
CN104165330A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-11-26 | 合肥京东方显示光源有限公司 | 光学组件、背光模组及显示装置 |
TWI588544B (zh) * | 2015-09-23 | 2017-06-21 | 元太科技工業股份有限公司 | 前光模組及顯示模組 |
FR3070070A1 (fr) * | 2017-08-14 | 2019-02-15 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Guide de lumiere en forme de tige et lampe de vehicule |
CN107367778B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-09-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学元件、使用其的反射型液晶显示系统 |
JP7165029B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2022-11-02 | 信越化学工業株式会社 | 反射防止積層膜、反射防止積層膜の形成方法、及び眼鏡型ディスプレイ |
CN112005146B (zh) * | 2018-04-16 | 2023-05-09 | 大日本印刷株式会社 | 导光板、面光源装置、显示装置、导光板的制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6239851B1 (en) * | 1995-10-12 | 2001-05-29 | Ibm Corporation | Planar light source device having polarization separator formed of two sheets with mating triangular prisms and different indices of refraction |
JP2007227287A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | 照明装置、及び、これを備える表示装置 |
CN101403483A (zh) * | 2007-10-04 | 2009-04-08 | 三星电子株式会社 | 一体型光导板和采用该光导板的背光设备 |
WO2009128187A1 (ja) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
CN101576683A (zh) * | 2008-05-08 | 2009-11-11 | 奇美电子股份有限公司 | 显示装置 |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3819782A (en) | 1969-09-17 | 1974-06-25 | Nippon Selfoc Co Ltd | Process for producing a light-conducting structure |
GB1268331A (zh) | 1969-01-23 | 1972-03-29 | ||
JPS4728059U (zh) | 1971-04-19 | 1972-11-30 | ||
JPS4726913U (zh) | 1971-04-21 | 1972-11-27 | ||
JPS525857B2 (zh) | 1972-10-23 | 1977-02-17 | ||
JPS5729682B2 (zh) | 1974-01-21 | 1982-06-24 | ||
JPS5430301B2 (zh) | 1975-01-27 | 1979-09-29 | ||
JPS54119939A (en) | 1978-03-10 | 1979-09-18 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Method of making lightttransmitting synthetic resin |
JPH0728059B2 (ja) | 1985-05-17 | 1995-03-29 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子 |
US4725883A (en) | 1986-07-18 | 1988-02-16 | Westinghouse Electric Corp. | Optical profilometry system for tubular products |
US5899552A (en) * | 1993-11-11 | 1999-05-04 | Enplas Corporation | Surface light source device |
JP3994447B2 (ja) | 1996-03-29 | 2007-10-17 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置、及び液晶表示装置 |
DE19708776C1 (de) | 1997-03-04 | 1998-06-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Entspiegelungsschicht sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
US7066234B2 (en) | 2001-04-25 | 2006-06-27 | Alcove Surfaces Gmbh | Stamping tool, casting mold and methods for structuring a surface of a work piece |
DE10020877C1 (de) | 2000-04-28 | 2001-10-25 | Alcove Surfaces Gmbh | Prägewerkzeug, Verfahren zum Herstellen desselben, Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche eines Werkstücks und Verwendung einer anodisch oxidierten Oberflächenschicht |
US6592233B1 (en) * | 2000-10-03 | 2003-07-15 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Lighting device for non-emissive displays |
WO2003027568A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Stichting Dutch Polymer Institute | Micro-structured illumination system for providing polarized light |
US7253853B2 (en) * | 2001-12-04 | 2007-08-07 | Rohm Co., Ltd. | Liquid crystal display and lighting unit having parabolic surface |
JP2003344855A (ja) | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | フロントライト用導光板 |
JP4142016B2 (ja) | 2002-12-18 | 2008-08-27 | シャープ株式会社 | 導光板およびそれを備えた照明装置、平面光源装置ならびに表示装置 |
JP4406553B2 (ja) | 2003-11-21 | 2010-01-27 | 財団法人神奈川科学技術アカデミー | 反射防止膜の製造方法 |
US20050213914A1 (en) * | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Motorola, Inc. | High efficiency light guide |
TWI285772B (en) * | 2004-06-18 | 2007-08-21 | Innolux Display Corp | A light guide plate and a backlight module using the same |
JP2006147420A (ja) | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Alps Electric Co Ltd | 導光板並びにそれを用いた面発光装置及び液晶表示装置 |
KR100657914B1 (ko) * | 2004-11-24 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 프리즘 시트 및 이를 채용한 백라이트 유니트 |
WO2006059686A1 (ja) | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | 反射防止材、光学素子、および表示装置ならびにスタンパの製造方法およびスタンパを用いた反射防止材の製造方法 |
KR101353396B1 (ko) * | 2007-04-12 | 2014-01-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | 시야각 및 휘도 특성이 개선된 액정 표시 장치 |
TWI428646B (zh) * | 2007-10-12 | 2014-03-01 | Ind Tech Res Inst | 導光板與發光裝置 |
CN101514801A (zh) * | 2008-02-22 | 2009-08-26 | 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 | 照明装置 |
JP2009224253A (ja) | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Seiko Epson Corp | 導光体、表示装置及び導光体の成形方法 |
US20100135038A1 (en) * | 2008-11-30 | 2010-06-03 | Handschy Mark A | Frontlights for reflective displays |
CN102791909B (zh) | 2010-03-09 | 2015-05-20 | 夏普株式会社 | 阳极氧化层的形成方法、模具的制造方法以及防反射膜的制造方法 |
JPWO2012046700A1 (ja) * | 2010-10-08 | 2014-02-24 | シャープ株式会社 | 導光板、照明装置、及び、液晶表示装置 |
US20140119056A1 (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Light Guide Plate and Backlight Module Using the Light Guide Plate |
-
2011
- 2011-11-25 US US13/989,947 patent/US9128220B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-11-25 JP JP2012546826A patent/JP5612123B2/ja active Active
- 2011-11-25 WO PCT/JP2011/077181 patent/WO2012073819A1/ja active Application Filing
- 2011-11-25 CN CN201180057198.1A patent/CN103228978B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6239851B1 (en) * | 1995-10-12 | 2001-05-29 | Ibm Corporation | Planar light source device having polarization separator formed of two sheets with mating triangular prisms and different indices of refraction |
JP2007227287A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | 照明装置、及び、これを備える表示装置 |
CN101403483A (zh) * | 2007-10-04 | 2009-04-08 | 三星电子株式会社 | 一体型光导板和采用该光导板的背光设备 |
WO2009128187A1 (ja) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
CN101576683A (zh) * | 2008-05-08 | 2009-11-11 | 奇美电子股份有限公司 | 显示装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105911635A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组及显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9128220B2 (en) | 2015-09-08 |
JP5612123B2 (ja) | 2014-10-22 |
CN103228978B (zh) | 2015-11-25 |
JPWO2012073819A1 (ja) | 2014-05-19 |
US20130242610A1 (en) | 2013-09-19 |
WO2012073819A1 (ja) | 2012-06-07 |
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |