CN1211693C

CN1211693C - 导光板、使用该导光板的面光源和液晶显示装置

Info

Publication number: CN1211693C
Application number: CN 98121436
Authority: CN
Inventors: 后藤阳一郎; 能濑彻; 樋口政广; 佐藤道明; 草深孝也
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: TW420765B; CN1216371A

Abstract

提供可通过使外光取入效率提高，降低主光源的消耗功率的导光板，使用该导光板的面光源和液晶显示装置。制作使用金属模利用树脂成形的导光板1，同时形成向光射出方向比光射出面1e更突出的外光取入部分1a。外光取入部分1a的外光取入面的表面面积比以往的导光板更大，能够高效率地取入外光。用光反射面1d和导光板1的两个侧面1b反射从光入射面1c入射的来自光源的光和外光，从光射出面1e射出有均匀方向性的合成光。

Description

导光板、使用该导光板的面光源和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及导光板、使用该导光板的面光源和液晶显示装置，更具体地说涉及有取入来自太阳光和荧光灯等外光的外光取入部分的导光板，使用该导光板的液晶显示装置的背光用的面光源，和用数字静象照相机及电视摄象机映出被摄体的液晶监视器等背光方式的液晶显示装置。

背景技术

作为液晶显示装置的背光用的面光源，已知以透光性平板作为导光板的侧光方式的面光源。在这种面光源中，从由透明的平行平板和断面楔形平板构成的导光板的侧端面一方，入射来自荧光灯等光源的光，利用透光性平板内部的全反射，把光传播遍及至导光板整个区域，用导光板里面的光散射反射板将该传播光的一部分构成临界角不足的扩散反射光，从导光板表面发射扩散光(实开昭55-162201)。

此外，为了把太阳光和室内光等外光作为辅助光源，已知在导光板的侧端面设置外光取入部分的背光用的面光源，该外光取入部分的形状为断面圆弧状，构成一个柱面透镜(特开平5-11249)。

但是，在以往的液晶显示装置的导光板中，如图1所示，外光取入部分1a的外光取入面和安装液晶屏9的导光板1的光射出面1e以及光反射面1d为同一面，由于未向液晶屏9的方向(即图的上方向)和光反射面1d以下的方向突出，所以不能使外光取入面的表面面积变大，其结果，使取入外光的效率非常低，存在不能实现消耗功率降低的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供导光板、使用该导光板的面光源和液晶显示装置，其中该导光板通过提高外光取入效率，能够降低主光源的消耗功率，进而也可不要主光源。

为了实现上述目的，本发明第一方案的一种导光板，以树脂成形为一个整体，其特征在于：具有取入外光的外光取入部，将从所述外光取入部取入的外光射出的光射出面，和是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面；所述外光取入部是柱面透镜，从所述光射出面和所述光反射面突出。

本发明第二方案的导光板，其特征在于，在所述第一方案的基础上从所述光射出面侧的所述外光取入部的突出端部至所述光反射面侧的所述外光取入部的突出端部的距离即厚度，比从所述光射出面至所述光反射面的距离即厚度厚。

本发明第三方案的一种面光源，其特征在于：具有光源，和导光板，以树脂成形成一个整体，具有将从所述光源照射的光入射的光入射面，与所述光入射面对向，并取入外光的外光取入部，将从所述光入射面照射的光和从所述外光取入部取入的光射出的光射出面，和是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面，所述外光取入部从所述光射出面和所述光反射面突出；所述光源大致平行地接近于光入射面而设置。

本发明第四方案的一种液晶显示装置，其特征在于：具备导光板，以树脂成形为一个整体，其特征在于：具有取入外光的外光取入部，将从所述外光取入部取入的外光射出的光射出面，和是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面；所述外光取入部从所述光射出面和所述光反射面突出；和液晶面板，接近于所述导光板的光射出面而安装；所述导光板的外光取入部在光射出方向上并不突出于所述液晶面板的显示面。

附图说明

图1是以往的液晶显示装置的模式图。

图2是第一发明的导光板的模式图。

图3是表示第一发明的面光源的示意图。

图4是表示配有第一发明的面光源的液晶显示装置的示意图。

图5是第一发明的导光板的外光取入部分的正面图。

图6是第二发明的导光板的模式图。

图7是表示第二发明的面光源的示意图。

图8是表示配有第二发明的面光源的液晶显示装置的示意图。

图9是第二发明的导光板的外光取入部分的正面图。

具体实施方式

下面，按第一发明和第二发明划分本发明的实施例，并参照附图进行详细说明。首先说明第一发明。

图2是第一发明的导光板的模式图。

1是导光板，在通过使用金属模树脂成形制做导光板1的同时，还形成下述外光取入部分1a。

1a是外光取入部分，取入作为辅助光的太阳光和室内光等外光。与后述的光射出面1e相比，该外光取入部分1a更向合成光的射出方向(即图中的上方向)突出，其结果，与以往的导光板比较，其外光取入面的表面面积变大。

图5是第一发明的导光板的外光取入部分的正面图，特别例示了外光取入部分可采用的形状。

图5(A)表示图2的导光板，外光取入部分1a的左侧为断面圆弧状，右侧为斜直线状。

图5(B)表示外光取入部分1a的左右同时变为斜直线状。

图5(C)表示外光取入部分1a的左右同时变为断面圆弧状。

图5(D)表示外光取入部分1a的左侧为断面圆弧状，右侧为垂直的直线状。

图5(E)表示外光取入部分1a的左侧为半圆弧状，右侧为垂直的直线状。

图5(F)表示外光取入部分1a的左侧为半圆弧状，右侧为斜直线状。

图5(G)表示在图5(B)的导光板的外光取入部分1a的左侧形成多个鱼眼透镜1f。

下面，返回图2继续说明。

1c是光入射面，如以下说明，入射从略平行地靠近光入射面1c设置的光源(图中未示出)照射的光。而且，在两个侧面1b的一方也能够配置光源作为光入射面。

1d是光反射面，在树脂成形后，为了防止光的泄漏提高反射率，在点状印刷之后安装铝等反射板(图中未示出)。

1e是光射出面，来自外光取入部分1a和光入射面1c的入射光用光反射面1d和导光板1的两个侧面反射，入射光的大部分最终从光射出面1e作为有均匀方向性的合成光射出。而且，在该侧面1b，为了防止光的泄漏，安装有白色胶带等防止泄漏部件。

作为导光板1的材料，可从透光性材料中选择，通常使用丙烯基或聚碳酸酯树脂。导光板的形状为平行平板和断面楔形平板，其厚度通常为1～10mm左右。

此外，作为其它透光性材料，可使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲基等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等的单独或共重合体、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丁烯对苯二酸酯等的聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丁烯等可热塑性树脂、或用紫外线或电子线交联的多官能的聚氨丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等的丙烯酸酯、不饱和聚酯等透明树脂、透明玻璃、透明陶瓷等。

下面，参照图2说明第一发明的导光板的动作。

在导光板1的外光取入部分1a上，入射室外太阳光和室内荧光灯等外光。通过使该外光取入部分1a向光射出方向比光射出面1e更大地突出，与以往的导光板的外光取入部分(参照图1)相比，外光取入面的表面面积变得很大，使外光被高效率地取入外光取入部分1a。其结果，在把配有第一发明的导光板的液晶显示装置用于取景器等中情况下，由于在不必点亮光源的程度下可进行充分的照明，所以可实现消耗功率的降低。

此外，在点亮光源的情况下，用光反射面1d和导光板1的两个侧面1b反射从光入射面1c入射的来自光源的光和外光，作为有均匀方向性的合成光从光射出面1e射出。

图3是表示第一发明的面光源的示意图。

2是面光源，由第一发明的导光板1、荧光管等光源3和各种控制电路(图中未示出)等构成。在该控制电路中，还包括例如检测从导光板1的光射出面射出的光的总量，调整并供给光源3上的功率使射出光量变得最佳的电路。

从光源3射出的光由反射体4反射从导光板1的光入射面1c进入导光板1的内部，此外，自然光等外光从导光板1的外光取入部分1a进入导光板1的内部，用在光反射面1d下部安装的反射板5和侧端面1b反复进行反射聚光，从导光板1的光射出面1e向扩散板6射出。此外，向扩散板6入射的光利用扩散板6和透镜片7在期望的角度范围内各向同性地均匀地扩散，从透镜片7射出。

图4是表示配有第一发明的面光源的液晶显示装置的示意图，图4(A)表示外光取入部分向光射出方向比液晶屏9的显示面更突出，另一方面，图4(B)表示外光取入部分向光射出方向不比液晶屏9更突出。这两类液晶显示装置在外光取入效果上都是优良的，但图4(B)的装置由于外光取入部分没有比液晶屏9的显示面更突出，所以不仅防止了该外光取入部分本身的损伤和使用者的受伤，还不损害设计上的自由度。

8是液晶显示装置，由液晶屏9和本发明的面光源2构成。从上述面光源2各向同性地均匀地扩散的射出光被导入液晶屏9。但是，从面光源2除去光源3，仅利用来自导光板的外光的液晶显示装置也可以。

下面，说明第二发明。

图6是第二发明的导光板的模式图。

1是导光板，在制成使用金属模由树脂成形的导光板1的同时，还在导光板1的上部一端形成外光取入部分1a。

1a是外光取入部分，取入作为主要光的太阳光和室内光等外光。该外光取入部分1a沿图的上下方向比后述的光射出面1e和光反射面1d更突出，其结果，与以往的导光板比较，使外光取入面的表面面积变大。外光取入部分1a的形状为其断面略扇形形状，其前端为圆弧状的柱面透镜，利用该透镜效果，高效率取入不仅来自正上方而且来自侧面和斜上下方的外光。但是，外光取入部分1a并不限于扇形形状的柱面透镜，例如不形成梯形柱状而形成平坦形状的透镜也可以。

图9是第二发明的导光板的外光取入部分的正面图，特别例示了外光取入部分可采用的形状。

图9(A)表示图6的导光板，略呈扇形状的外光取入部分1a的左侧为断面圆弧状，右侧变为斜直线状。

图9(B)表示略呈梯形形状的外光取入部分1a的左侧为扁平状，右侧变为斜直线状。

图9(C)表示外光取入部分1a的左右同时变为断面圆弧状。

图9(D)表示外光取入部分1a的左侧为断面圆弧状，右侧为垂直的直线状。

图9(E)表示在图9(B)的导光板的外光取入部分1a的左侧形成多个鱼眼透镜1f。

下面，返回图6继续说明。

1c是光入射面，如以下说明，入射从略平行地靠近光入射面1c设置的光源(图中未示出)照射的光。而且，在两个侧面1b的一方或两方也能够配置光源作为光入射面。

1e是光射出面，用光反射面1d和导光板1的两个侧面反射来自外光取入部分1a和光入射面1c的入射光，入射光的大部分最终作为有均匀方向性的合成光从光射出面1e射出。而且，在该侧面1b上，为了防止光的泄漏，安装有白色胶带等防止泄漏部件。

此外，作为其它透光性材料，可使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲基等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等的单独或共重合体、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丁烯对苯二酸酯等的聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丁烯等可热塑性树脂、或用紫外线或电子射线交联的多官能的聚氨丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等的丙烯酸酯、不饱和聚酯等透明树脂、透明玻璃、透明陶瓷等。

下面，参照图6说明本发明的导光板的动作。

在导光板1的外光取入部分1a上，由于高效率地入射来自室外的太阳光和室内的荧光灯等外光，所以在把配有本发明的导光板的液晶显示装置作为用数字静象照相机和电视摄象机映出被摄体的液晶监视器等使用的情况下，在不必点亮光源的程度下能够进行充分的照明，其结果，使实现各种照相机装置自身的消耗功率的降低变为可能。

此外，在点亮光源的情况下，用光反射面1d和导光板1的两个侧面1b反射从光入射面1c入射的来自光源的光和从外光取入部分1a取入的外光，从光射出面1e射出有均匀方向性的合成光。

图7是表示本发明的面光源的示意图。

2是面光源，由本发明的导光板1、荧光管等光源3和各种控制电路(图中未示出)等构成。在该控制电路中，还包括例如检测从导光板1的光射出面射出的光的总量，调整并供给光源3的功率使射出光量变得最佳的电路。

从光源3射出的光由反射体4反射从导光板1的光入射面1c进入导光板1的内部，此外，自然光等外光从导光板1的外光取入部分1a进入导光板1的内部，用在光反射面1d下部安装的反射板5和侧端面1b反复进行反射聚光，从导光板1的光射出面1e向扩散板6射出。此外，射入扩散板6的光利用扩散板6和透镜片7在期望的角度范围内各向同性地均匀地扩散，从透镜片7射出。但是，根据用途，从本面光源2除去荧光管和控制电路等(图中未示出)，仅使用取入外光类型的面光源也可以。

图8是表示配有本发明的面光源的液晶显示装置的模式图，图8(A)表示外光取入部分向光射出方向比液晶屏9的显示面更突出，另一方面，图8(B)表示外光取入部分向光射出方向不比液晶屏9的显示面更突出。这两类液晶显示装置在外光取入效果上都是优良的，但图8(B)的装置由于外光取入部分没有比液晶屏9的显示面突出，所以不仅防止了该外光取入部分本身的损伤和使用者的受伤等，还不损害设计上的自由度。

如以上说明，按照第一发明的导光板，由于外光取入部分比光射出面更突出，所以与以往的导光板相比，能够使外光取入面的表面面积增大，使高效率地取入作为主要光的太阳光和室内光等外光变为可能。

按照第一发明的面光源和液晶显示装置，由于通过使用上述导光板使外光取入效率提高，在达到一定射出光量的情况下，不仅能够降低供给光源的功率，而且根据用途，可不要光源。

此外，按照第一发明的液晶显示装置，由于导光板的外光取入部分不比液晶屏的显示面更突出，所以使造成装置使用者受伤的主要因素变少，能够确保安全性，而且能够防止该外光取入部分自身的损伤和确保设计上的自由度。

按照第二发明的导光板，由于外光取入部分比光射出面和光反射面突出，所以与以往的导光板相比，能够使外光取入面的表面面积增大，使高效率地取入作为主要光的太阳光和室内光等外光变为可能。

按照第二发明的面光源和液晶显示装置，由于通过使用上述导光板使外光取入效率提高，所以在达到一定射出光的情况下，不仅使降低对光源供给功率变为可能，而且根据用途，使不要光源变为可能。

此外，按照第二发明的液晶显示装置，由于导光板的外光取入部分不比液晶屏的显示面突出，所以使造成装置使用者受伤的主要因素变少，能够确保安全性，而且能够防止该外光取入部分自身的损伤和保持设计上的自由度。

Claims

1.一种导光板，以树脂成形为一个整体，其特征在于：

具有

取入外光的外光取入部，

将从所述外光取入部取入的外光射出的光射出面，和

是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面；

所述外光取入部是柱面透镜，从所述光射出面和所述光反射面突出。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：

从所述光射出面侧的所述外光取入部的突出端部至所述光反射面侧的所述外光取入部的突出端部的距离即厚度，比从所述光射出面至所述光反射面的距离即厚度厚。

3.一种面光源，其特征在于：

具有

光源，和

导光板，以树脂成形成一个整体，具有将从所述光源照射的光入射的光入射面，与所述光入射面对向，并取入外光的外光取入部，将从所述光入射面照射的光和从所述外光取入部取入的光射出的光射出面，和是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面，所述外光取入部从所述光射出面和所述光反射面突出；

所述光源大致平行地接近于光入射面而设置。

4.一种液晶显示装置，其特征在于：具备

导光板，以树脂成形为一个整体，其特征在于：具有取入外光的外光取入部，将从所述外光取入部取入的外光射出的光射出面，和是与所述光射出面相对的一个表面，并将从所述外光取入部取入的外光反射的光反射面；所述外光取入部从所述光射出面和所述光反射面突出；和

液晶面板，接近于所述导光板的光射出面而安装；

所述导光板的外光取入部在光射出方向上并不突出于所述液晶面板的显示面。