面光源装置以及显示装置的制作方法

专利名称：面光源装置以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及面光源装置以及使用了该面光源装置的显示装置。本发明应用 于例如车辆行驶用信息装置、摄像机、数字照相机、电子笔记本、便携式电话 机、便携式电子终端设备、电子笔记本、个人计算机以及液晶电视机等各装置 中的显示装置。另外，本发明还可应用于这些显示装置中从背面侧对被照明部 件(液晶显示面板等)进行照明的面光源装置、或从背面侧对广告板等进行照 明的面光源装置。
本发明适合应用于例如采用几种颜色的LED作为一次光源，提供白色的 照明输出光的类型的面光源装置，以及具备该面光源装置的显示装置(在车辆 行驶用信息装置、摄像机等中使用)。
背景技术：
迄今为止，在车辆行驶用信息装置等各装置中广泛使用由液晶显示板和对 该液晶显示板进行背光照明的面光源装置构成的显示装置。 一般来说，面光源 装置具备薄的导光板和沿其一个侧面(入射面)配置的棒状的荧光灯(一次光 源)。来自荧光灯的光(一次光)从入射面进入导光板内，成为内部传播光。 在该内部传播的过程中，从与入射面几乎正交而延伸的射出面逐渐射出。
然而，若使用荧光灯作为一次光源， 一般会产生以下(l) ~ (3)的问题。
(1) 由于荧光灯内含有水银，所以废弃时会对环境有不良影响。
(2) 电力消耗大。
(3) 需要包含变换器的驱动电路。
于是，如下述专利文献l所公布的那样，提出了采用所谓的'白色LED， 取代荧光灯的方案，并在实际中得到了使用。白色LED是输出白色光的发光 机构，因蓝色LED的实用化而可能采用。采用该白色LED作为面光源装置的 一次光源的话，上述问题(l) ~ (3)得到了解决。
此外，对于在导光板的一端侧配置了 LED的侧光型面光源装置，还提出了以下方案使来自LED的光有效地入射到导光板内，同时，为了降低在LED 和LED之间对应的位置的光量不足引起的辉度不均而采用图17所示的构造。 在下述专利文献2中公布了这种构造。
另一方面，近年来，出现了等离子显示器那样的色彩再现性优良的显示装 置。因此，对于面光源装置中对液晶显示板等被照明部件进行背光照明类型的 显示装置也要求更高的显示品质，尤其是色彩显示性能(色彩再现性)。
然而，'白色LED'是组合蓝色LED和荧光发光体的光来产生接近白色 的光的发光源。在此，为了方便而把使用了它的白色光产生方法称为'白色 LED法，。
另一方面，还知道有分别配置一个以上R(红)、G(绿)、B(蓝)的LED 元件，通过混合它们的输出光来获得白色光的方法。在此，为了方便而把该白 色光产生方法称为'LED光混色法，。已知LED光混色法在色彩再现性上比 白色LED法更加优良。
图15以及图16表示采用了 LED光混色法的面光源装置(面发光装置) 的概略构造的例子。在下述专利文献3中公布了这种构造。
参照图15、图16,面发光装置102具备2块导光板103、 104，以及第一 LED组和第二LED组。导光板103、 104具有相同的形状，2块上下重叠起来 配置。各LED组由R、 G、 B三个LED105、 105、 105构成。第一LED组面 对上侧导光板103的右侧侧面配置，第二 LED组面对下侧导光板104的左侧 侧面配置。
来自第一组LED105的光主要在导光板103内混色，从射出面107射出。 来自第二组LED105的光主要在导光板104内混色，从射出面106射出，经过 导光板103,从射出面107射出。这样，来自第一组以及第二组LED105的光 成为从导光板103的整个射出面107射出的照明输出光。
专利文献1:特开平10-242513号公报
专利文献2:特开2001-43721号公报
专利文献3:特开2006-100102号公报
然而，在图15以及图16所示的面光源装置102中，没有充分地考虑相对 于入射面108稳定地维持用作一次光源的点状光源(LED) 105的位置。
5
此外，在图17所示的面光源装置112中，配置反射片114包围住用作一 次光源的点状光源(LED) 115。并且，该反射片114的一端被双面胶带122 固定在导光板113的射出面116在入射面121侧的端部边缘。此外，反射片 114的另一端用别的双面胶带122固定在沿导光板113的背面117配置的反射 板118的背面119在入射面121侧的端部边缘。
采用这种固定方法的话，点状光源(LED) 115与入射面121的位置关系 稳定，但会产生所谓的'漏光导致的异常发光，的问题。
'漏光，是一次光的一部分经由导光板113的入射面121的上端边缘的侧 棱123或上端边缘的侧棱124而进入导光板113内的现象。并且，众所周知， 该现象在射出面116的入射面121附近的位置产生局部的亮部(异常发光)。
这种漏光在产生于图15至图16所示类型的面光源装置102的场合，来自 混色前的LED105的光在射出面106、 107的入射面108附近射出。这样，产 生颜色不均和辉度不均。
还有，为了防止漏光，用双面胶带122广泛地覆盖射出面116的话，有效 发光面积(能够输出照明光的范围)变窄。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种改良的面光源装置，它是在导光板的侧面 配置一个以上点状光源而对该导光板的入射面(侧部端面)进行一次光的供给 的面光源装置，有效发光面积变窄，能够防止漏光，并且能够稳定地维持点状 光源(一次光源)相对于导光板的入射面的位置。
本发明的另 一个目的是利用上述改良的面光源装置，提供显示品质优良的 显示装置。
本发明首先应用于具备导光板和包含至少一个点状光源的面光源装置。
按照本发明的基本特征，所述导光板具有由一个侧端面提供的入射面； 位于与该入射面相反一侧的末端面；由一个主面提供的四边形的射出面；位于 与该射出面相反一侧的四边形的背面。
此外，在该入射面上设有至少一个定位用突起，同时，在所述入射面和所 述一次光源之间设有定位 遮光机构。
并且，所述定位.遮光机构具备使从所述一次光源射出的光朝向所述入射 面通过的至少一个窗口和可嵌入所述定位用突起的孔。
并且，所述窗口的在所述导光板的厚度方向上的尺寸定为比所述射出面在 所述导光板的厚度方向上的尺寸更小，这样，来自所述一次光源的光被挡住而 不会入射到所述射出面的上侧侧棱以及下侧侧棱的任一个。
此外，本发明的面光源装置也可以进一步具备副导光板和包含至少一个点 状光源的副一次光源。
该场合，所述导光板以所述背面面对所述副入射面延伸且所述副入射面位 于与所述入射面的相反一侧的方式重叠配置在所述副导光板上。并且，与副导 光板相关的构造和与导光板相关的构造相同。
即，所述副导光板具有由一个侧端面提供的副入射面；位于与该副入射 面相反一侧的副末端面；由一个主面提供的四边形的副射出面；位于与该副射 出面相反一侧的四边形的副背面。
此外，在该副入射面上设有至少一个副定位用突起，同时，在所述副入射 面和所述副一次光源之间设有副定位 遮光^L构。
并且，所述副定位.遮光机构具备使从所述副一次光源射出的光朝向所述 副入射面通过的至少一个副窗口和可嵌入所述副定位用突起的孔，所述副窗口 的在所述副导光板的厚度方向上的尺寸定为比所述副射出面在所述副导光板 的厚度方向上的尺寸更小。这样，来自所述副一次光源的光被挡住而不会入射 到所述副射出面的上侧侧棱以及下侧侧棱的任一个。
在典型的例子中，所述定位.遮光机构由收放所述导光板的框架的侧壁提 供。此外，所述副定位.遮光^L构由收;^文所述导光板以及所述副导光板的框架 的侧壁提供。
此外，所述定位用突起较好是沿所述入射面的长方向形成有多个，所述定 位用突起较好是沿所述入射面的长方向形成有多个。
并且，本发明也可应用于具备面光源装置和被该面光源装置输出的照明光 照明的显示部件的显示装置。才艮据本发明的特征，作为面光源装置采用的是上 述任一个面光源装置。
才艮据本发明，得到了以下的作用。
(1)利用定位 遮光机构(以及副定位 遮光机构)的遮光功能，阻止
了经由导光板的入射面(以及副导光板的各入射面)的上下侧棱进入导光板内 (以及副导光板内)。结果，避免了所谓的漏光(入射面附近的入射面的局部 的异常发光)。
(2 )利用定位 遮光机构(以及副定位 遮光机构)的导光板定位功能， 导光板(以及副导光板)的位置(相对于一次光源的位置)稳定。此外，由于 该定位，有效发光区域不狭窄。
(3)从得到了上述(1)、 (2)的作用的面光源装置输出的照明输出光对 显示部件进行照明的显示装置展现出高的显示品质。
还有，上述'发明内容，以及'权利要求，中用了 '副…，的称呼。'副…， 在后述的实施方式的说明中，表示与'第一导光板4，相关的各面、各部件等。 另一方面，没有带'副，的称呼(导光板、 一次光源、定位部件等)在后述的 实施方式的说明中，表示与'第二导光板5，相关的各面、各部件等。 主要的对应关系如下。
'导光板，=第二导光板5
'副导光板，=第一导光板4
'入射面，=第二导光板5的入射面6
.'副入射面，=第一导光板5的入射面6
'末端面，=第二导光板5的末端15
'副末端面，=第一导光板5的末端15
'射出面，=第二导光板5的射出面11
'副射出面，=第一导光板5的射出面17
'背面，=第二导光板5的背面18
'副背面，=第一导光板5的背面8
'一次光源，=第二点状光源组14
'副一次光源，=第一点状光源组14
'窗口，=使来自第二点状光源组14的光通过的窗口 31a
'副窗口，=使来自第一点状光源组14的光通过的窗口 31a
'定位用突起，=形成于第二导光板5的入射面6的定位用突起16
'副定位用突起，-形成于第一导光板4的入射面6的定位用突起16
'定位.遮光机构，=对第二导光板4发挥定位和遮光功能的机构，具备
'窗口，和可嵌入形成于第二导光板4的入射面6的定位用突起16的孔。在 实施方式中由框架23的侧壁提供。
'副定位.遮光机构，=对第一导光板4发挥定位和遮光功能的机构，具 备'副窗口，和可嵌入形成于第一导光板4的入射面6的定位用突起16的孔。 在实施方式中由框架23的侧壁提供。


图1表示本发明的实施方式的显示装置的剖视图，表示沿图2中A-A线 的剖面。
图2是表示本发明的实施方式的面光源装置的俯视图，表示从图1所示的 显示装置除去液晶显示板的状态。
图3是省略框架等来示意本发明的实施方式的显示装置的剖视图。
图4 (a)是图2所示的显示装置中，省略局部结构，同时切断一部分来 示意第1导光板以及LED封装品安装到框架上的状态的局部俯视图。
图4 (b)是图4 (a)中从B方向所见的图。
图5 (a)是图4 (a)中沿C-C线的剖视图。
图5 (b)是图5 (a)中从F1方向所见的图。
图6 (a)是图4 (a)中沿D-D线的剖视图。
图6 (b)是图6 (a)中从F2方向所见的图。
图7是图6(a)中/人E方向所见的弹簧才几构的正一见图。
图8是表示来自LED的光的传播状态的导光板的局部的俯视图。
图9是表示与本发明的面光源装置的主要部位剖面形状对应来展示的射 出光亮度曲线的图。
图IO是示意面光源装置的俯视图，是表示射出光的颜色不均和色斑成为 问题的点状光源单元附近的射出光的色度测量点的图。
图11是表示对本实施方式的面光源装置和原有例的面光源装置(参照专 利文献2)比较图10所示的每个色度测量点的x色度值(CIE1931XYZ表色 系色度坐标x的色度值)的图。
图12是表示对本实施方式的面光源装置和原有例的面光源装置(参照专
利文献2)比较图10所示的每个色度测量点的y色度值(CIE1931XYZ表色 系色度坐标y的色度值)的图。
图13 (a)是对于与图l所示的实施方式相关的变型例2省略导光板以及 点状光源单元来表示的框架的局部立体图。
图13 (b)是在图13 (a)所示的框架上组合安装导光板以及点状光源单 元的状态下的沿G1-G1线的剖视图(组装状态)。
图13 (c)是在图13 (a)所示的框架上组合安装导光板以及点状光源单 元的状态下的沿G2-G2线的剖视图(组装状态)。
图13 (d)是在图13 (a)所示的框架上组合安装导光板以及点状光源单 元的状态下的沿G3-G3线的剖S见图(组装状态)。
图14是图1所示的实施方式的变型例的图，表示的是与图1所示的实施 方式的LED封装品不同的LED封装品的安装状态。
图15是原有例的面光源装置的模式剖视图。
图16是原有例的面光源装置的模式俯视图。
图17是表示原有例的面光源装置的导光板和点状光源以及反射部件的定 位状态的剖^见图。 图中
l一显示装置；2—面光源装置；3 —液晶显示板(被照明部件)；4—导光 板(第1导光板-副导光板)；5—导光板(第2导光板)；6—入射面(一端侧 侧面)；14(14a、 14b、 14c) 一LED (点状光源)；16—定位用突起；23—框 架；24—导光4反定位孔；27、 29—側壁；31、 54—窗口； 32—上边缘部；33 —下边缘部；36—上端边缘的侧棱(工、;/-〉， 37—下端边缘的侧棱(工、乂 ^); 60—上端边缘附近(上边缘部)；61 —下端边缘附近(下边缘部)
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细叙述。还有，在本实施方式 中，导光板是2块(第一导光板4以及第二导光板5)重叠起来进行配置，但 也可以仅配置一块。在该场合，省略第一导光板4以及与它关联的各要素(在 上述对应关系中，带有'副，的各要素)。
(面光源装置以及具备该面光源装置的显示装置的大致结构)
图1 ~图3所示的是实施方式的显示装置1以及具备该显示装置1的面光 源装置2。图2是面光源装置2的俯视图。在图1中，所示的是在沿图2中的 A-A线的剖面结构中加上液晶显示板3的结构。此外，图3是省略一部分来示 意的显示装置1的剖面结构。
液晶显示板(作为被照明装置的显示部件的一例)3由面光源装置2进行 背光照明。面光源装置2具备两块导光板，即第一导光板4和第二导光板5。 两导光板4、 5重合。在图1中，第二导光板5在第一导光板4的上侧(在本 例中，接近液晶显示板的一侧 一般是面光源装置2的照明光输出侧)。
第一导光板4的一个侧端面(辅助面)提供入射面(第一入射面)6。第 一导光板4的另一个侧端面(辅助面)提供末端面(第一末端面)15。另一方 面，第二导光板5的一个侧端面(辅助面)提供入射面(第二入射面)6。第 二导光板5的另一个側端面(辅助面)提供末端面(第二末端面)15。
在此该注意的是，第一导光板4的入射面(第一入射面)6和第二导光板 5的入射面(第二入射面)6在互为相反的一侧(图1中，第一导光板4的左 端以及第二导光板5的右端)。
在图1中，第一导光板4的上表面(一方主面)提供射出面(第一射出面) 17，下表面(另一方主面)提供背面(第一背面)8。不用说，背面(第一背 面)8位于射出面(第一射出面)17的相反侧。
同样地，在图1中，第二导光板5的上表面(一方主面)提供射出面(第 二射出面)ll，下表面(另一方主面)提供背面(第二背面).18。不用说，背 面(第一背面)18位于射出面(第一射出面)ll的相反侧。
此外，在第一导光板4的射出面17和第二导光板5的背面18之间存在薄 的低折射率层。在此，'低折射率层'是折射率比两导光板4、 5的折射率更低 的层，典型的是空气层。
并且，沿着第一导光板4的背面8配置有反射片10，沿着第二导光板5 的射出面11配置有第一光控制部件12以及第二光控制部件13。
第一以及第二导光板4、 5的入射面6、 6附近分别配置有点状光源单元7、 7。如图4 (a)所示，各点状光源单元7、 7具备LED (点状光源)14 ( 14a、 14b、 14c)。 LED14a的发光色为R(红)，LED14b的发光色为G(绿)，LED14c的发光色为B(蓝)。众所周知，若混合这三原色R、 G、 B则得到白色光。对 于各点状光源单元7、 7， LED14a、 LED14b、 LED14c沿入射面6、 6的长方 向(图2以及图4 (a)、 (b)中的X方向)配置成一列。还有，把朝向第一导 光板4的入射面6供给一次光的点状光源组(LED14a、 14b、 14c )称为第一 点状光源组(副一次光源)，把朝向第二导光板5的入射面6供给一次光的点 状光源组(LED14a、 14b、 14c)称为第二点状光源组( 一次光源)。
还有，对于各点状光源组，在本实施方式中，如图4(a)所示，把(LED14a、 14b、 14c)的組合配置了 2组是一例。 一般来说，配置一组以上的点状光源组。 此外，对于各点状光源组，发光颜色的组合典型的是R、 G、 B,但也有其它 的组合。属于一个点状光源组的点状光源的数目典型的是3，但也可以是2、 4、 或5以上。例如，在配置3个组合的点光源组的场合，以(Rl个、Gl个、B 2个)的组合、(Rl个、G2个、Bl个)的组合、(R2个、G 1个、Bl个) 的组合来构成3个组合亦可。此外，对于发光颜色、点状光源个数可以有不同 变化。
(第 一导光板以及第二导光板)
第一导光板4以及第二导光板5用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸 酯(PC)、环烯烃系树脂材料等透光性的材料形成。各导光板4、 5的平面形 状如图1至图4 (a)、 (b)所示是"大致矩形(四边形)形状"。在各导光板4、 5的入射面6、 6上设有多个定位用突起16。除掉这些定位用突起16的话，第 一导光板4以及第二导光板5实际上具有相同形状、相同尺寸的矩形的平面形 状。此外，各导光板4、 5的厚度从各入射面6直到末端面(另一端侧侧面) 15都均等。各导光板4、 5的厚度从各入射面6到末端面(另一端侧侧面)15 都均等。
在第一导光板4上形成有射出抑制区域(第 一射出抑制区域)20、射出促 进区域(第一射出促进区域)21、连接这些区域的射出渐增区域(第一射出渐 增区域)22。同样地，在第二导光板5上形成有射出抑制区域(第二射出抑制 区域)20、射出促进区域(第二射出促进区域)21、连接这些区域的射出渐增 区域(第二射出渐增区域)22。对哪个导光板4、 5，射出抑制区域20都形成 于入射面6的附近，射出促进区域21远离入射面6形成。并且，射出渐增区
域22是在两区域20、 21之间延伸的区域。
更具体地说，对于在第一导光板4以及第二导光板5，在从各入射面6、 6 朝向末端面15、 15规定尺寸(Ll)的范围，使背面8、 18为平滑面。这样， 在该范围，来自射出面17、 17的光的射出被尽量抑制。换言之，该范围提供 射出抑制区域20。
在此，规定尺寸Ll设定成'来自R、 G、 B的各LED14 ( 14a~ 14c)的 光充分地混合而产生实质上白色光所必要的离入射面6的距离，。因此，Ll较 好是比混色开始距离Ll，更大(L1>L1，)。在此，所谓混色开始距离L1，是'来 自R、 G、 B的各LED14 (14a~14c)的光的混合实质上开始所必要的离入射 面6的距离，。对于各导光板4、 5,离入射面6、 6的距离超过该L1，的话，光 就进行混合，白色光产生的幅度增加。
混色开始距离Ll，例如能够如下决定。
来自各LED14a、 14b、 14c…的光从入射面6进入导光板4、 5，分别成为 内部传播光。现在，对于各内部传播光，在与射出面ll平行的平面内的角度 张角为6。此外，使同一颜色的LED间距为Pa、 Pb、 Pc。 Pa是14a-14a之间 的距离，Pb是14b-14b之间的距离，Pc是14c-14c之间的距离。这样，混色开 始距离Ll，能够以下式定义(参照图8)。
Ll,=P/(2 tan6)
在此，P是Pa、 Pb、 Pc内最大的值。 即，P=max[Pa、 Pb、 Pc]。 *IJoPa=Pb=Pc，贝寸
Ll，=Pa/(2 . tan 6 )= Pb/(2 tan 6 )= Pc/(2 . tan 6 ) (参照图8)。
因此，想办法使在入射面6或其附近张角6变大的场合，可以采用比没设 法的场合的Ll，更小的Ll'的值。
但是，由于L1，是离同一颜色的光开始混合的入射面6的距离，如上所述， 较好是L1〉L1'。
还有，规定尺寸Ll的值最好是考虑第一及第二导光板4、 5的厚度尺寸 或LED14a 14c的发光特性而调整为最佳尺寸。
还有，如图8所示，使第一导光板4以及第二导光板5的入射面6在长方 向(X方向)的尺寸为L2。这样，第一导光板4以及第二导光板5的光的射 出抑制区域20、 20为(Ll) x (L2)的面积的区域。
因此，(Ll，) x (L2)的面积的区域能够称为是光混合前区域。
接下来，对射出促进区域21进行说明。首先，第一导光板4的射出促进 区域21 (第一射出促进区域)以与第二导光板5的射出抑制区域20 (第二射 出抑制区域)重叠的方式形成。另一方面，第二导光板5的射出促进区域21 (第二射出促进区域)以与第一导光板4的射出抑制区域20 (第一射出抑制 区域)重叠的方式形成。
换一句话说，对于各导光板4、 5,离末端面15、 15规定尺寸L1的范围 为各射出促进区域21、 21。在与各射出促进区域21对应的背面8、 18上的区 域形成有促进来自射出面17、 11的射出的射出促进机构。作为可采用的射出 促进机构，例如有无光泽面(无光泽表面)、多个微棱镜突起阵列、喷砂加工 面(blast-proceedsurface)、三角锥或圆锥等微小突起、微小凹部等粗造面、光 可以漫反射的油墨的印刷面等。 一般说来，是促进来自射出面11、 17的光的 射出的话，可采用任意机构。
此外，对于各导光板4、 5，在射出抑制区域20和射出促进区域21之间 形成有射出渐增区域22、 22。因此，对所述规定距离Ll, 2LK从射出面6到 末端面15的距离(导光板4、 5的全长)成立。
第一导光板4的射出渐增区域22 (第一射出渐增区域)和第二导光板5 的射出渐增区域22 (第二射出渐增区域)沿第一导光板4以及第二导光板5 的厚度方向重合。还有，在以下的说明，把'第一导光板4以及第二导光板5 的厚度方向，简单地称作'厚度方向，。
各射出渐增区域22是连接各射出抑制区域20和射出促进区域21的区域 (连接区域)。对于各导光板4、 5，射出渐增区域具有的射出促进能力随着离 开入射面6而逐渐增加。
此外，对于各导光板4、 5,在射出渐增区域22和射出抑制区域20的边 界，入射促进能力不会不连续地变化。同样地，对于各导光板4、 5,在射出 渐增区域22和射出促进区域21的边界，入射促进能力不会不连续地变化。
要使各射出渐增区域22的射出促进能力具有这种坡度，使上述射出促进 机构的形成密度随着离入射面6的距离平滑地改变(增大)的话即可。
还有，射出促进区域21、 21和射出渐增区域22、 22的射出促进机构只要 对在面光源装置2上的识别性和射出光亮度不产生不协调感，采用不同的机构 亦可。
其次，对定位用突起16进行说明。
对于各导光板4、 5，如图4(a)所示，在入射面6上相邻的LED14、 14 之间的部分以适当的间隔形成有多个四角棒状的定位用突起16。这些定位用 突起16嵌合到形成于框架23的导光板定位孔24中。这样，第一导光板4以 及第二导光板5不仅在X方向位置被确定，而且在Z方向(上下方向)的位 置也被确定。结果，两导光板4、 5在Z方向的偏离移动被阻止，或者，限制 到极其微小的量。该微小量实际上等于定位用突起16与导光板定位孔24的嵌 合间隙量。
(第一光控制部件以及第二光控制部件)
在本实施方式中，使用光扩散片作为第一光控制部件12，使用棱镜片作 为第二光控制部件13。由于这些光学部件的构造、构成材料以及基本功能都 是众所周知的，从而极简单地说明。
第一光控制部件(光扩散片)12是由透光性树脂组成的薄片，至少一个 面做成粗糙面。从第二导光板5的射出面ll输出的射出光(在此为白色光) 被第一光控制部件12扩散，入射到第二光控制部件13。通过这种扩散作用， 防止了形成于各导光板4、 5的射出促进区域21明显地看得见。还有，第一光 控制部件12的形状以及尺寸大致与射出面11的形状以及尺寸相同。
其次，本实施方式中作为第二光控制部件13配置的棱镜片在外侧面(与 液晶显示板3对应的面)上形成有多个棱镜状突起25 (参照图3)。各棱镜状 突起25的延伸方向大致与各导光板5、 6的入射面6、 6平行。第二光控制部 件13通过众所周知的光行进方向修正功能，把被第一光控制部件12扩散的光 的行进方向会聚到正面方向附近，并导向液晶显示板3。这样，提高液晶显示 板3的显示的亮度。
(框架以及光阑4几构)如图1、图2、图4 (a)、 (b) ~图6 (a)、 (b)所示，显示装置1具备向 上开很大的口的箱形形状的框架23。框架23由树脂材料(例如PC)形成， 具备底板26。在底板26上，各部件(反射片10、第一导光板4、第二导光板 5、第一光控制部件12、以及第二光控制部件13)重叠起来收放。
从底板26竖立起的侧壁27-30限制在内部收放的各部件沿X-Y平面(与 底板面平行的面)的偏移(移动)。
此外，框架23具有面对各导光板4、 5的入射面6、 6的侧壁27、 29，在 这些侧壁27、 29上形成有^f吏来自LED14的光通过的窗口 31。以下，着眼于 第一导光板4与框架23的关系来对这些窗口 31的作用进行说明。
如上所述，LED组14沿着各入射面6的长方向(图4 (a)、 (b)中的X 方向)排列。与此对应，形成有多个窗口31。这些窗口 31能够分为与两端部 的点状光源(14a、 14c)对应的窗口和除此以外的窗口。为了方便起见，把前 者用符号30 (31a)表示，后者用符号30 (31b)表示。各窗口 30 (31a)的 '纵长，设定成比各窗口 30 (31b)的'纵长，更小。在此，所谓'纵长，是 厚度方向的开口尺寸。即，如图5 (b)所示，在各窗口 30 (31a)上设有规定 长度的上边缘部32以及下边缘部33 ，开口变窄。这样，来自与各窗口30(31a) 对应的LED (两端的各LED)的光与别的LED (与各窗口 30 (31b)对应的 LED)的光比较，在厚度方向的角度张角被缩小，向各入射面6的入射光量减 少(被限制)。在此意思上，窗口 30 (30a)能够称为'光阑机构(入射光量 限制机构)'。
使这些光阑机构与两端的LED对应来设置是为了减小从来自这两端的 LED的光产生的反射光的强度。即，来自这两端的LED的光与来自别的LED 的光相比，在第一导光板4内传播后，易于入射到与入射面6正交的侧面34、 35。该入射光成为内部反射光和透射光。透射光的大部分^皮框架23的内表面 反射后，再度在内部传播。
在这些过程中到达的光路当然也通过射出促进区域21,在此时促进从射 出面ll的射出。该射出尤其在侧面34、 35易于发生。在此，射出的光易于不 充分地与来自别的LED的光混合，成为颜色不均和色斑的原因。因此，在接 近侧面34、 35易于发生颜色不均和色斑。
上述光阑机构，即窗口 30 (30a)具有抑制这种现象的作用。也就是，能 够从两端的LED向各入射面入射的光暈减少(被限制)。结果，防止了颜色不 均和色斑的发生。
还有，可以调整提供光阑机构的窗口 30 (30a)的'横向尺寸，(图4(a)、 (b)中X方向的尺寸)。无论如何，使各窗口 30 ( 30a)的开口面积Sa比各 窗口 30 (30b)的开口面积Sb更小。并且，最佳开口比Sa/Sb较好是考虑到 LED的发光特性、框架23的光反射率等各因素后来决定。
此外，框架23的两端部以外的窗口 31 (31b)和第一导光板4的关系如下。
即，如图1以及图6 (a)所示，对于第一导光板4的入射面6，以框架 23覆盖厚度方向(Z方向)的上端边缘以及下端边缘，来自LED14 (两端以 外)的光经由上端边缘的侧棱36和下端边缘的側棱37入射到第一导光板4 内#皮阻止。
在此，被框架23覆盖各侧棱36、 37的尺寸考虑到第一导光板4的定位用 突起16在框架23的导光板定位孔24内晃动尺寸来决定。
这样，即使组装进框架23内的第一导光板4在上下方向(士Z方向)偏移， 来自LED14的光也不会通过经由第一导光板4的入射面6的上端边缘的侧棱 36或下端边缘的侧棱37入射到第一导光板4内。
此外，在本实施方式中，通过第一导光板4的入射面6的定位用突起16 与框架23的导光板定位孔24的嵌合，在厚度方向(Z方向)以及入射面6的 长方向(X方向)上定位偏离的移动受到限制。因此，即使在振动或冲击作用 下的环境^f吏用也可防止来自LED14 (两端以外)的光经由上端边缘的侧棱36 和下端边缘的侧棱37入射到第一导光板4内。众所周知，这些'经由侧棱的向 导光板的入射，是导致局部的异常发光的原因。如上所述，在本实施方式中， 防止了这种异常发光。
以上那种框架23、第一导光板4、各窗口 31等之间的关系对于框架23与 第二导光板5、各窗口 31等之间的关系也同样成立。因此，省略重复说明。
在此，对本实施方中使用的框架23进行补充说明。
框架23由黑色树脂材料形成。这样，从LED14射出的光之中，从导光板
4、 5的各入射面6以外的场所入射到导光板4、 5的光纟皮吸收。此外，该光吸 收作用辅助光阑机构的功能。
但是，根据LED14的发光特性等采用黑色以外的具有遮光效果的颜色的材 料也可以。
(LED封装品安装到框架的状态)
如图1、图5 (a)以及图6(a)所示，点状光源单元7具有嵌入框架23 的封装品配合凹部40内的LED封装品41。 LED封装品41通过导电性薄片 38被弹簧机构42与热传导性薄片38 —起向第一导光板4或第二导光板5侧 按压。
这样，LED封装品41不会从框架23的封装品配合凹部40脱落，可靠地 保持在框架23的规定位置。还有，被弹簧机构42按压的LED封装品41向第 一导光板4或第二导光板5的入射面6按压形成于框架23的窗口 31的薄壁的 上边缘附近43a、 43b以及下边缘附近44a、 44b。
图7是从图6(a)的E方向所见的弹簧机构42的正4见图。如图7所示， 弹簧机构42是把板状弹性材料进行板金加工而成。弹性机构42以规定的弹性 力均等地按压一体地保持多个LED组14的点状光源单元7的多个地方(在本 实施方式中是与LED封装品41对应的多个场所)。
弹簧机构42包含按压点状光源单元7的弹性接触片45。弹性接触片45把 弹簧机构42的板状的侧壁部分地切成舌片状。
还有，在本实施方式中，也可以省略热传导性薄片38。该场合，在封装品 配合凹部40内嵌入LED封装品41，由弹性接触片45直接挤压点状光源单元 7亦可。
(本实施方式的作用和效果)
图9是在面光源装置2中，使下述亮灯条件1中的射出光辉度曲线(实线 A-第一图案)、下述亮灯条件2中的射出光辉度曲线(实线B-第二图案)、下 述亮灯条件3中的射出光辉度曲线(虚线C-第三图案)与面光源装置2的界 面构造对应来表示。
亮灯条件1:仅点亮属于第一导光板4的入射面6附近的点状光源单元7 的各LED14 ( 14a~ 14c)。
亮灯条件2:仅点亮属于第二导光板5的入射面6附近的点状光源单元7 的各LED14 ( 14a ~ 14c )。
亮灯条件3:点亮两单元的各LED14 (14a 14c)。 从图9可知以下各点。
(a) 在第一图案中，在第一导光板4的射出抑制区域(第一射出抑制区域) 20几乎不引起光射出。
(b) 在第二图案中，在第二导光板5的射出抑制区域(第二射出抑制区域) 20几乎不引起光射出。
(c) 在第一图案中，在第一导光板4的射出促进区域(第一射出促进区域) 21引起大致一定的光射出。详细地看的话，辉度朝向末端面15非常緩慢地减 少。
(d) 在第二图案中，在第二导光板5的射出促进区域(第二射出促进区域) 21引起大致一定的光射出。详细地看的话，辉度朝向末端面15非常緩慢地减 少。
(e) 在第一图案中，在第一导光板4的射出渐增区域(第一射出渐增区域) 22，朝向末端面15辉度增大。
(f) 在第二图案中，在第二导光板5的射出渐增区域(第二射出渐增区域) 22,朝向末端面15辉度增大。
(g) 在第三图案中，整体有大致一定的光射出。详细地看的话，辉度从中 央部朝向第一导光板4的末端面15以及第二导光板5的末端面15非常緩慢地 减少。
从以上可知，在本实施方式的面光源装置2中得到了辉度高的均匀性。 其次，对本实施方式的面光源装置2的照明输出光的颜色的均匀性进行说明。
图10是示意面光源装置2的俯视图。在该图中，所示的是点状光源单元附 近(8英寸的面光源装置2中离入射面6约20mm)的射出光的色度测量点(1 ~ 13)。此外，图11所示的是对本实施方式的面光源装置2和原有例的面光源装 置102 (参照图17)比较图IO的每个色度测量点(1~13)的x色度值的图。
此外，图12所示的是同样对本实施方式的面光源装置2和原有例的面光源
装置102 (参照图17 )比较每个色度测量点(1 ~ 13 )的y色度值的图。
在此，要注意原有例的面光源装置102上不具备用于调节来自两端部的
LED14的射出光向导光板的入射的光阑机构。
此外，所谓'x色度值，是根据规格CIE1931的XYZ表色系色度坐标x的色
度值。同样地，所谓'y色度值，是根据规格C正1931的XYZ表色系色度坐标y
的色度值。
如这些图所示，本实施方式的面光源装置2 (图11 ~ 12中记述为本发明的 变化曲线)是以中央的测量点7为中心几乎左右对称。此外，中央的测量点7 和两端部的测量点l、 13的x、 y色度值的起伏极小。
另一方面，原有例的面光源装置102(图11 ~ 12中记述为原来的变化曲线) 以中央的测量点7为中心左右不对称。而且，y色度值的起伏也极大。
这样，通过本实施方式，与原有例比较，得到了颜色均匀度高的照明输出 光。特别地，第一导光板4以及第二导光板5的侧面34、 35附近的颜色不均 或色斑被抑制是很大的优点。此外，利用该优点，容易提高进行色彩显示时的 显示品质。
还有，本发明并不限定于以上实施方式，如下所述，可以有各种变型。 (变型例l)
代替通过用光阑改变框架23的窗口 31 ( 3la)的开口面积来提供光阑机构， 可采用其他机构。其例如下。
(i) 使框架23的窗口 31的开口面积全部相同，通过在两端部的LED14、 14的发光面粘贴未图示的遮光部件(遮光膜或遮光胶带等)，用遮光部件仅对 ,见定面积的两端部的LED14、 14的发光面进行遮光亦可。即，把遮光部件用 作遮光才几构亦可。
(ii) 也可以在面对两端部的LED14、 14的第一导光板4以及第二导光板 5的入射面6粘贴遮光部件。
(m)使框架23的窗口 31的开口面积全部相同，在两端部的LED14、 14 与第一导光板4以及第二导光板5之间配置具备开口面积比框架23的窗口 31 更小的可变光阑孔的隔离块(未图示)亦可。该隔离块是光阑机构的一个例子。
(iv)代替隔离块，配置用于调节光透过率的薄片(例如扩散片)，把它用
作光阑才几构亦可。
(v) 使框架23的窗口 31的开口面积全部相同，在两端部的LED14、 14 的发光面涂抹遮光油墨，用作光阑机构亦可。
(vi) 使框架23的窗口 31的开口面积全部相同，在与两端部的LED14、 14对应的入射面6上的部分区域涂4未遮光油墨，用作光阑^U勾亦可。
(变型例2)
图13(a) ~ (d)是表示上述实施方式的变型例2的图。在该变型例中， 代替树脂制的框架23，采用以金属板形成的框架53。如图13所示，框架53 在面对点光源单元7的LED封装品41的部分形成窗口 54。并且，在各窗口 54、 54之间形成保持LED封装品41、 41间的点状光源单元7的爪55、 56。
与点状光源单元7的上部接触的第一爪55和与点状光源单元7的下部接触 的第二爪56以交错状交互形成。此外，框架53把由爪55、 56形成的孔做成 导光板定位孔57，第一导光板4以及第二导光板5的定位用突起58与该导光 板定位孔57配合。
此外，框架53利用窗口 54的上端边缘附近60以及下端边缘附近61遮光 使得来自LED14的光不入射到导光板4、 5的各入射面6、 6的上端边缘的侧 棱36以及下端边缘的侧棱37。
在本变型例中，较好是对用光反射性优良的金属形成框架53或提高收放第 一导光板4以及第二导光板5的框架内表面的光反射性下功夫。该场合，光的 利用效率提高，能够以更高亮度进行均匀的面状白色照明。 (变型例3)
图14是表示与上述实施方式的LED封装品41不同的LED封装品62的安 装状态的图。
本变型例的LED封装品62与发光面平坦的上述实施方式的LED封装品 41不同，发光面是半球状的。这种LED封装品62不能把位于框架23的窗口 31附近的薄壁部分63、 64按压到第一导光板4以及第二导光板5侧。因此， 把第一导光板4以及第二导光板5向框架23的窗口 31侧LED封装品按压。 或者，考虑到第一导光板4以及第二导光板5与框架23之间的间隙来决定窗 口 31的开口面积。 LED65的光不从第一导光板4以及第二导光板5的入射面6的上端侧的侧 棱36以及下端边缘的侧棱37入射。使用了本变型例的LED封装品62的面光 源装置2能够得到与上述实施方式同样的效果。 (其它变型例)
此外，还容许有以下变型。
(I) 作为第2光控制部件13，配置朝下的棱镜片(棱镜状突起形成于与 第二光控制部件12对应的面的棱镜片)亦可。并且，在该朝下的棱镜片之上 配置棱镜状突起的延伸方向与入射面6的长方向正交的棱镜片作为第三光控 制部件亦可。
一般地，棱镜片的块数、棱镜状突起的延伸方向、棱镜状突起的形状能够 设计确定。
(II) 对于用作第一光控制部件12的光扩散片也对块数没有限制。此外， 在棱镜片(第二光控制部件13)的外侧配置光扩散片亦可。
(m)—般地，在射出面11上配置的光控制部件的种类、块数没有特別的 限制。例如，也可以在配置于射出面11上的光控制部件中包含偏振分离片。 还有，偏振分离片是^U巴必要的偏振成分的光用作射出光的众所周知的光学部 件。
(IV) 射出促进机构也可以是代替背面8、 18之上，或除了背面8、 18之 上还形成于射出面17、 11上。
(V) 在上述实施方式中，作为点状光源单元7，例示了配置多个组合的R、 G、 B各LED14a、 14b、 14c的方式。但是，这并不限定本发明的范围。例如， 适当地使用R、 G、 B以外的颜色的LED亦可。
(VI) 本发明也可以对各点状光源使用发光颜色有某种程度的不均的白色 光源(输出几乎白色的光的光源)。
(VI) 反射片IO也可以省略。特别地，在收放面光源装置2的框架23的 底部内表面有反射性的场合，省略反射片IO没有问题。
(VII) 导光板4、 5的定位用突起16也可以是圓棒状。 一般地，导光板定 位孔24是定位用突起16能够嵌合的圆孔亦可。
(VIII) 导光板4、导光板5的厚度从各入射面6朝向各末端面15变化亦
可。
(IX) 被面光源装置2照明的显示部件(被照明部件)是液晶显示板3以 外的图象显示部件(例如描绘有图像的光透过板)亦可。
(X) 在本说明书以及附图中，所谓'上，以及'下，的表现是为了说明上的方 便，在图1中对应于Z方向。要注意，例如，倾斜面光源装置2来配置的话， Z方向也倾斜。
权利要求
1.一种面光源装置，具备导光板和包含至少一个点状光源的一次光源，其特征在于，所述导光板具有由一个侧端面提供的入射面；位于与该入射面相反一侧的末端面；由一个主面提供的四边形的射出面；以及位于与该射出面相反一侧的四边形的背面；在所述入射面上设有至少一个定位用突起，另一方面，在所述入射面和所述一次光源之间设有定位·遮光机构；所述定位·遮光机构具备使从所述一次光源射出的光朝向所述入射面通过的至少一个窗口和可嵌入所述定位用突起的孔；所述窗口的在所述导光板的厚度方向上的尺寸定为比所述射出面在所述导光板的厚度方向上的尺寸更小，这样，来自所述一次光源的光被挡住而不会入射到所述射出面的上侧侧棱以及下侧侧棱的任一个。
2. 根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于， 还具备副导光板和包含至少 一个点状光源的副 一次光源； 所述副导光板具有由一个侧端面提供的副入射面；位于与该副入射面相反一侧的副末端面；由一个主面提供的四边形的副射出面；位于与该副射出面 相反一侧的四边形的副背面；在所述副入射面上设有至少一个副定位用突起，另一方面，在所述副入射 面和所述副一次光源之间i殳有副定位.遮光^L构；所述副定位.遮光机构具备使从所述副一次光源射出的光朝向所述副入射 面通过的至少一个副窗口和可嵌入所述副定位用突起的孔；所述副窗口的在所述副导光板的厚度方向上的尺寸定为比所述副射出面 在所述副导光板的厚度方向上的尺寸更小，这样，来自所述副一次光源的光被 挡住而不会入射到所述副射出面的上侧侧棱以及下侧侧棱的任一个。所述导光板以所述背面面对所述副入射面延伸且所述副入射面位于与所 述入射面的相反一侧的方式重叠配置在所述副导光板上。
3. 根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于， 所述定位 遮光机构由收放所述导光板的框架的侧壁提供。
4. 根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，所述定位'遮光机构以及所述副定位'遮光机构由收放所述导光板以及所 述副导光板的框架的侧壁提供。
5. 根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于， 所述定位用突起沿所述入射面的长方向形成有多个。
6. 根据权利要求3所述的面光源装置，其特征在于，所述定位用突起沿所述入射面的长方向形成有多个。
7. 根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于， 所述定位用突起沿所述入射面的长方向形成有多个，同时， 所述副定位用突起沿所述副入射面的长方向形成有多个。
8. 根据权利要求4所述的面光源装置，其特征在于， 所述定位用突起沿所述入射面的长方向形成有多个，同时， 所述副定位用突起沿所述副入射面的长方向形成有多个。
9. 一种显示装置，具备面光源装置和被从所述面光源装置输出的照明光 照明的显示部件，其特征在于，所述面光源装置是权利要求1 ~ 8任一项所述的面光源装置。
全文摘要
本发明涉及面光源装置以及显示装置。导光板(4)及其它各部件收放在框架(23)中。来自点状光源(LED)(14)的一次光经过形成于框架(23)的窗口(31)而被供给导光板(4)的入射面(6)。形成于入射面(6)的定位用突起(16)嵌入形成于框架(23)的导光板定位孔(24)，从而使导光板(4)的移动受到限制。框架(23)的窗口(31)的上边缘部、下边缘部挡住入射面(6)的上下端边缘的各侧棱的光。这样，防止了一次光的一部分经由入射面(6)的上下端边缘的各侧棱进入导光板(4)内，防止了异常发光。也可以在导光板(4)的背面侧配置别的导光板(5)，以同样的配置进行一次光供给。
文档编号F21V21/00GK101183194SQ20071017023
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月15日 优先权日2006年11月16日
发明者高田进 申请人:恩普乐股份有限公司