导光板以及背光源部的制作方法

专利名称：导光板以及背光源部的制作方法
技术领域：
本发明涉及透射型、半透射型的液晶显示元件、广告板、紧急指示灯等所 使用的背光源部。
背景技术：
近年来，彩色液晶显示装置作为携带电话、携带用笔记本电脑、携带用液 晶电视、或录像一体型液晶电视等在各种领域被广泛利用。该液晶显示装置基 本上由背光源部和液晶显示元件部构成。作为背光源部有在液晶显示元件正下 方设置光源的正下方方式和在导光板的侧面设置光源的边缘光源方式，为了液 晶显示装置的小型化而多采用边缘光源方式。该边缘光源方式是在透光性平板 的导光板的侧面部配置光源，从导光板的整个表面使光射出的方式的背光源 部。
在这种液晶显示装置中，要求延长其电池驱动时间。但是，在液晶显示装 置中使用的背光源的消耗电力的比例大，这成为延长电池驱动时间的障碍。将 背光源的消耗电力尽可能抑制低对于延长电池的驱动时间、提高液晶显示装置 的实用价值是重要的课题。但是，因抑制背光源的消耗电力，使背光源的亮度 降低，牺牲了显示品质，从而不好。对此，为了不牺牲背光源的亮度，抑制消
耗电力，提高背光源的亮度的效率并且亮度均匀性高的背光源的开发得以推 进。
现在最普及的背光源如图1所示，具备光源1、导光板2、扩散膜3、朝上棱镜片4、 5、反射片6。从发光二极管(LED)等光源l射出的光从导光板 2的入光面2a入射，在导光板2内部导波。被在导光板2的反射面2b上设置 的槽或圓点等反射单元122反射的光从导光板2的出光面2c向斜方向射出。 反射单元的配置需要下功夫以使得亮度的面内分布均匀。例如，接近光源1 侧使反射单元的面密度减小，随着离光源l的距离变大，面密度变大，确保亮 度的均匀性。
然而，由于光从导光板2向斜方向射出，为了有效地利用光，需要使光偏 向背光源的法线方向并会聚。对此，在导光板2上设置扩散片3，使均匀性提 高的同时，使来自导光板2的射出光偏向背光源的法线方向。再有，作为控制 光的方向并使之会聚的聚光片，在扩散片3上重叠配置两枚具有剖面为三角形 且顶角为大致90度的多个棱镜列的朝上棱镜片4、 5。通过棱镜片4、 5各自 的棱镜列的排列方向相互正交地配置来实现亮度的效率提高。
使两枚棱镜片4、 5的棱镜列相互正交来层叠的方式，主要利用在棱镜列 的斜面的折射作用进行使来自导光板2的射出光偏向法线方向的方向控制。因 此，由于一部分的光在侧面反射、折射，亮度的效率提高有界限。另一方面， 还有向下方全反射的光。该光被在背光源的下面设置的反射片6反射而可以再 利用。被再利用的光由于从与最初射出的位置不同的位置射出，从而具有消除 面内的光不均和提高亮度均匀性的效果。图1所示的方式由于亮度的效率和均 匀性的平橫f良好，从而被广泛采用。
然而，本方式对于如上所述的亮度的效率提高有限度，所以开发了防止高 亮度的导光板、背光源。
作为聚光片，提出了使用向下棱镜片的背光源的方案(参照专利第 2739730号公报)。提出的背光源如图2所示，为将图1的扩散膜3和两枚朝 上棱镜用向下棱镜片21置换的构成。棱镜片21具有剖面为三角形的多个棱镜 列，棱镜列朝下配置成与导光板2的出光面2c相对。棱镜列的排列方向与导 光板2的入光面2a平行。使从导光板2斜射出的指向性光在棱镜列的一个斜 面折射，在另一个斜面向法线方向全反射，对光在法线方向进行方向控制。本 方法由于使来自导光板2的指向性射出光用直接全反射向法线方向射出，正面 亮度的效率原理上要变高。此外，能够使聚光片的部件件数少至仅一枚向下棱镜片21。但是，由于 指向性大，不利于消除光不均和确保亮度的均匀性。实际上，所有的场合几乎 都是在向下棱镜片21之上层叠扩散膜来使用。
在便携设备的显示器中，最近所有场合都是使用LED作为光源。如图4 所示，使用LED作为光源1时，使背光源点亮，从正面观察的话，在背光源 的入光部附近产生因LED的指向特性导致的暗部31和明部32明确分开的入 射光不均区域33。因设备的薄型化和小型化的要求，背光源中的显示区域32 的面积比例有增加的倾向，从入光面2a到显示区域34端部的入光部区域35 的距离LL减少。因此，使入光不均极小化也是重要的课题。
被反射不返回而直接一次向法线方向射出，所以存在可目视辨认入光不均的区 域变大的缺点。此外，即使以改善入射光不均为目的而在向下棱镜片之上层叠 扩散片，入光不均的改善效果也小。因此，现状是仅限定于在非显示区域大的 式样的背光源中使用。
提出了比向下棱镜片方式具有更高亮度的背光源(参照特开2006-58844 号公报)。所提出的背光源部为与图2相同的结构，取代向下棱镜片而使用具 有间距10 nm以下的锯齿形状的衍射光栅的聚光片这方面不同。通过详细设 计衍射光栅的形状，使光的射出角变化相对于入射角变化减小从而实现高聚光 性。另外，以将蓝色、绿色、红色三原色的各波长的衍射效率为最大的角度作
射光栅的特征的分散。并且，作为衍射光栅的优点，由于通过透射了多个锯齿 状的凹凸形状的衍射光的多重干涉来抑制射出光，所以具有即使缺损一个凹凸 形状或存在异物对射出光的影响也小的优点。
然而，衍射光栅方式与向下棱镜方式比较，尽管具有衍射与全反射的不同， 但是，由于使来自导光板的射出光直接向法线方向射出，所以目视辨认入光不 均的区域变大。
作为改善入光不均的方法，提出了如下方案在显示区域34的表面2c上 设置反射单元，如图4所示，在导光板2入光部附近的入光部区域35的表面 2d上形成圓点图形(参照特开2006-286489号公报)，或者通过喷沙形成粗糙面(特开2007-122958号公报)。这些方法通过使在入光部附近的表面2d的导 光板2内部导波的光因散射而扩展，并且使从入光部附近的表面2d射出的光 散射，从而降低入光不均。
然而，在上述的方法中，由于使光散射，所以具有使光向无助于入光改善 的方向散射的缺点。即，即使来自正面的入光不均得到改善，从某个特定方向 观察的场合不均也扩大。另外，由于光在入光部附近没有被良好地利用，结果 导致在显示区域的亮度下降。其结果，用于取得它们的平衡的圓点形状设计和 喷沙条件设定变得困难。

发明内容
本发明的目的在于提供能降低光源附近的入光不均的导光板以及背光源。 根据本发明的第一方案，提供一种导光板，具备基体，其具有一对主面 和包围主面的多个侧面，且至少以一个上述侧面为入光面、以一个上述主面为 反射面；第一反射单元，其配置在与上述入光面分离的上述反射面的第一区域，
射单元，其配置在上述入光面和上述第一区域之间的上述反射面的第二区域 内，且将上述光相对于上述反射面以与上述第一角度不同的第二角度反射。
根据本发明的第二方案，提供一种背光源部，具备光源；导光板，其具 有与上述光源相对的入光面和与上述入光面大致正交的反射面;第一反射单 元，其配置在与上述入光面分离的上述反射面的第一区域，且将从上述入光面 入射的光相对于反射面以第一角度反射；第二反射单元，其配置在上述入光面 和上述第 一区域之间的上述反射面的第二区域内，且将上述光相对于反射面以 与上述第一角度不同的第二角度反射；聚光片，其与上述导光板相对而配置， 且控制从上述导光板入射的上述光的传播方向并聚光；以及，反射片，其在上 述聚光片的相反侧与上述导光板相对。


图1是表示现有的背光源的构成的一个例子的概略图。
图2是表示现有的背光源的构成的其他一个例子的概略图。
图3是表示背光源点灯时的入光的图。
图4是表示现有的导光板的一个例子的概略图。图5是表示本发明的实施方式的说明所使用的背光源的一个例子的剖视图。
图6是说明来自导光板的射出光的角度的概略图。 图7和图8是说明来自导光板的射出光的光度分布的图。 图9至图12是表示本发明的实施方式的说明所使用的棱镜片的一个例子 的扭X略图。
图14是表示使用了扩散片的背光源部的入光不均的测定结果的一个例子 的表。
图15是表示本发明的实施方式的说明所使用的背光源部的其他例子的剖 视图。
图16是表示使用了扩散片的背光源部的入光不均的测定结果的其他例子 的表。
图17是表示本发明的实施方式的说明所使用的背光源部的其他例子的剖 视图。
图18是表示本发明的实施方式的说明所使用的衍射光栅片的一个例子的 剖视图。
图19是表示使用了扩散片的背光源部的入光不均的测定结果其他例子的表。
图20和图21是表示透射扩散膜后的光度角度分布的一个例子的图。
图22是表示本发明的实施方式的导光板的一个例子的剖视图。
图23是表示本发明的实施方式的导光板的反射单元的一个例子的剖视图。
图24是表示本发明的实施方式的导光板的反射单元的其他例子的剖视图。
图25是表示本发明的实施方式的导光板的光度角度分布的计算结果的图。
图26是表示本发明的实施方式的导光板的反射单元的其他例子的剖视图。子的图。
图29是表示本发明的实施方式的背光源部的一个例子的剖视图。
图30是表示本发明的实施方式的背光源部的其他例子的剖视图。 图31是表示本发明的实施方式的背光源部的其他例子的剖视图。 图32是表示本发明的实施方式的背光源部的入光不均的测定结果的一个 例子的表。
图33和图34是说明本发明的实施方式的背光源部的外观评价的图。
图35是表示本发明的实施方式的背光源部的入光不均的测定以及外观评
价结果的一个例子的表。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的记载中，对于相同 或类似的部分附注相同或类似的符号。但是附图是模式的，应注意厚度和平面 尺寸的关系、各层的厚度比率等与现实情况不同。因此，具体的厚度或尺寸应 参考以下说明来判断。而且在附图相互间，当然也包含相互的尺寸关系或比率 不同的部分。 (导光板)
本发明者通过导光板射出特性的角度分布测定、入光不均的测定、入光部 附近的目视观察、导光板的入光部附近的形状设计、以及射出光角度分布冲莫拟， 发现得到能够降低入光不均的导光板以及背光源部的方法。用于得到本发明的 实施方式的导光板的顺序优选如下。
步骤l:在背光源部的导光板和聚光片之间插入混浊度不同的扩散膜，测 定入光不均。
步骤2:选定对入光不均具有改善效果的某种混浊度的扩散膜，测定透射 扩散膜后的亮度角度分布。
步骤3:将亮度的角度分布转换成光度的角度分布。
步骤4:将转换了的光度角度分布之中，对改善不均没有明显效果的角度 分设定为改善入光不均的入光部附近的目标角度分布。在上述的步骤中，步骤2的测定角度分布的位置优选在导光板的中央部。 这是因为，入光部附近的角度分布在高角度侧的亮度测定时的实际面积变大， 难以进行准确的测定。在步骤3中，之所以将亮度转换成光度是因为，亮度的 角度分布在高角度侧根据亮度的定义变大，亮度分布处于高角度侧，难以正确 地决定改善入光不均的角度分布的适当范围。
使用图5所示的背光源部进行说明。如图5所示，背光源部具备光源1、 导光板2、扩散片3、聚光片41、 51以及反射片6。聚光片41、 51包含第一 棱镜片41及第二棱^:片51。以与导光板2的至少一个侧面2a相对的方式设 有光源1。以与导光板2的上表面2c相对的方式设有扩散片3。以与导光板2 的下表面2b相对的方式设有反射片6。以与扩散片3相对的方式设有第一棱 镜片41。以隔着第一棱镜片41而与扩散片3相对的方式设有第二棱镜片51。
导光一反2至少以一个侧面2a为入光面、以与侧面2a大致正交的上表面 2c为出光面。光源1的光从导光板2的侧面2a入射，从导光板的上表面2c 倾斜地射出。从导光板2通过扩散片3入射到聚光片41、 51的光分别由两张 第一棱镜片41、 51会聚并向垂直方向弯曲。从导光板2的下表面2b射出的光 由反射板6反射后再次入射到导光板2。
在这里，如图6所示，在与导光板2的上表面2c平行的面上，在与侧面 2a平行的方向上规定X轴、在与X轴正交且离开光源1的方向上规定Y轴、 在与X及Y轴正交且从上表面2c朝向上方的方向上规定Z轴。另外，将来自 上表面2c的射出光L1与Z轴所成的天顶角规定为6 、将射出光L1向上表面 2c的投影线与X轴所成的方位角规定为(J)。此外，就关于从出光面射出的光 的天顶角e及方位角d)的光度分布而言，如图7以及图8所示，将光度为最大 的天顶角6及方位角小分别定义为6max及c])max，将天顶角6及方位角巾的 半高全宽角分别定义为A6及A(])。
光源1使用例如三灯的LED (例如，日亚化学制、NSCW215)。光源1 并不限定于LED,例如也可以使用冷阴极管等光源。
反射片6使用市场销售的银片(例如，抹式会社慮光制、AO;、，一 60W10).反射片6没有特别限制，但使用银片等具有正反射功能的反射片， 在亮度方面有利.导光板2例如宽度为30.8mm、长度为39.2mm、厚度为0.6mm。导光板2 使用聚碳酸酯、丙烯等。例如导光板2作为聚碳酸酯成形材料使用出光兴产抹 式会社制LC1500并通过注射成型而制作。在导光板2的下表面2b上设有反 射单元22。
作为反射单元22，使用了多个槽。对于多个槽的形状以及配置，利用光 线追踪模拟，以来自导光板2的射出光的亮度的位置分布均匀的方式设计。模 拟的结果，作为反射单元22，使用了槽的底角为17° 2°连续形成的多个槽。 在成为导光板2的中央部的显示区域34，输出光的光度为最大的天顶角6max 为大约68。。还有，作为反射单元22使用多个圓点也可以。
在导光板22的上表面2a上设有全息扩散器。在作为入光面的侧面2a上 设有沿导光板2的厚度方向具有棱线的两种棱镜。棱镜的顶角分别为100。以 及140°。侧面2形成为顶角为100°及140。的棱镜以及侧面2a的平坦面之比为 9: 8: 7。
扩散片3使用了市场销售的扩散膜(例如，抹式会社St制，，4卜7 作为扩散片3,使用混浊度为大约54%、大约86%以及大约91%不同 的三种扩散膜。
在面对第二棱镜片51的平坦的下表面的第一棱镜片41的上表面设有多个 棱镜列42。在面对扩散片3的第一棱镜片41的下表面设有多个棱镜列43。在 相对于第一棱镜片41相反一侧的棱镜片51的上表面设有多个棱镜列52。
如图9所示，在棱镜片41的上表面，多个棱4竟列42以棱线方向44与导 光板2的侧面2a平行的方式相互临接而配置。在棱镜片42的下表面，多个棱 镜列43以棱线方向45与棱镜列42的棱线方向44构成大致45。角度的方式相 互临接而配置。在棱镜列51的上表面，多个棱镜列52以棱线方向正交于与侧 面2a平行的面的方式相互临接而配置。
如图IO所示，棱镜片41的多个棱镜列43各自的顶角Aa为大约58.5。。 如图11所示，棱镜片41的多个棱镜列42各自的两个棱镜面与法线所成的角 度Ba及Bb分别为大约10°及大约48.5°。如图12所示，棱镜片51的多个棱 镜列22各自的两个棱镜面与法线所成的角度Ca及Cb分别为大约10。及大约 48.5°。多个棱镜列43、 42、 52各自的高度Ha为大约23 u m。对于上述构造的背光源部的点灯评价，对光源1所使用的三个LED分别
施加大约15mA的电流。利用亮度测定装置(例如，有限公司"4 ， 乂卜'制、 RISA)测定了背光源部的中央部(图17所示的显示区域34)的正面亮度。而 且，背光源部的亮度角度分布利用液晶面板视场角测定装置(例如、ELDIM 社制，EzContrast)测定。从所测定的亮度角度分布算出各方向的相对光度。
对背光源部的入光不均的测定方法进行说明。图13是表示在使背光源部 点灯的状态下从正上方所见的背光源部的入光部附近的图。如图13所示，作 为光源1的LED沿着图5所示的导光板2的侧面2a排列有三个。在入光区域 35附近，将与光源1的排列方向平行的方向(X方向)的宽度30.8mm分割成 100分，将与光源1的排列方向正交的方向(Y方向)的长度9mm分割成30 分而形成网孔71。利用亮度测定装置，在网孔71的各部分以直径0.1mm位置 分解能力测定正面亮度。将从光源1至某一定距离Y中的X方向100点的亮 度数据的最小和最大之比(最小值/最大值)定义为在距离Y的均匀度。将均 匀度为0.6以上的最小距离Y定义为入光不均。
图M是表示插入混浊度不同的扩散膜A、 B、 C作为扩散片3的实施例 1 3的入光不均以及正面亮度值的测定结果的表。在图14中，为了比较还示 出了没有使用扩散片的比较例1的测定结果。如图14所示，在使用了混浊度 最高的扩散膜C的实施例3中，入光不均变得最小。但是混浊度越高中央部 的正面亮度越小。
如图15所示，对于作为聚光片而使用向下棱镜片21的背光源部也同样地 进行了入光不均以及正面亮度的测定。在面对扩散片3的棱镜片21的下表面， 棱线与侧面2a平行的多个棱镜列相互临接而配置。作为向下棱镜片21使用了 市场上销售的棱镜片(例如，三棱!^一3乂制、S163)。在图15所示的背光源 部，使用向下棱镜片21作为聚光片这方面与图5所示的背光源部不同。其它 构成与图5所示的背光源部同样，所以省略重复的记载。
图16是表示插入混浊度不同的扩散膜A、 B、 C作为扩散片3的实施例 4~6的入光不均以及正面亮度值的测定结果的表。在图16中，为了比较还示 出了没有使用扩散片的比较例2的测定结果。如图16所示，在使用了混浊度 最高的扩散膜C的实施例6中，入光不均变得最小。但是混浊度越高中央部的正面亮度越小。还有，与图14所示的比较例1相比较。比较例2的正面亮 度高。
再有，对于图17所示的、作为聚光片而使用衍射光栅片21a的背光源部 也同样地进行了入光不均以及正面亮度的测定。在面对扩散片3的衍射光栅片 21a的下表面设有剖面为锯齿形状的相互平行的多个脊(]J :y-)。如图18所 示，多个脊以间距Pd排列。将每个脊的一个斜面的法线与衍射光栅片21a的 上表面的法线所成的角度设为otF，将另一个斜面的法线与衍射光栅片21a的上 表面的法线所成的角度设为(Xb,将入射光L2与衍射光栅片21a的上表面的法 线所成的角度设为0i。间距Pd为大约ljum以上、大约10jum以下，角ctF 为70。以上、89.5。以下，而且，优选角ctB相对于入射角9i为(e/2.69-5)《
(78-aB)《(e/2.69+5)的角度条件为宜。
例如，相对于衍射光栅片21a，将脊的间距Pd设为大约5|am、将角aF 设为大约80°、将角otB设为大约54°。这里，入射光L2向衍射光4册片21a的入 射角0i采用导光板2的射出光的光度为最大的天顶角emax二大约68。。
(GH/2.89-5)成为18.53。、 ( 0i/2.89+5 )成为28.53。、 ( 78-aB )成为24。，因此，
角W及角(xb满足上述的角度条件。
具体地说，制作了图18中所示的脊形状的金刚石刀具，并通过旋转加工
制作了衍射光栅成形用金属模。在金属模的表面涂敷丙烯系的紫外线固化型树
脂，在其上重叠市场上销售的易粘接聚酯系树脂(PET)(例如，东洋纺织株 式会社n久乇夕Y 4 7 A4300 50|im)。用橡胶包层辊拉伸以使树脂均匀。从 易粘接PET之上通过金属卣化物水银灯以大约1500mJ照射了紫外线后，从金 属模剥离从而得到衍射光栅型聚光膜。
在图17所示的背光源部，使用衍射光栅片21a作为聚光片这方面与图5 以及图15所示的背光源部不同。其他构成与图5以及图15所示的背光源部相 同，所以省略重复的记载。
图19是表示插入混浊度不同的扩散膜A、 B、 C作为扩散片3的实施例 7 9的入光不均以及正面亮度值的测定结果的表。在图19中，为了比较还示 出了没有使用扩散片的比较例3的测定结果。如图19所示，在使用了混浊度 最高的扩散膜C的实施例9中，入光不均变得最小。但是混浊度越高中央部的正面亮度越小。还有，与图14以及图16所示的比较例1、 2相比较。比较 例3的正面亮度高。
如上所述，为了降低入光不均且提高正面亮度，只要入光部附近的导光板
2射出光与透射扩散膜C后的光度角度分布相同即可。图20及图21表示透过
光度分布在方位角为cj) max的场合,天丁贞角6 max为大约450， 半高全宽角A 6为大约75 °;天顶角为6max的场合，方位角cj)max为大约90°,半高全宽 角A(])为大约145°。即、只要使将自入光部附近的导光板2的输出光的光度角 度分布接近图20以及图21所示的分布就能够改善入光不均。
另夕卜，从图20以及图21可看到分布中有相当大的拖尾。拖尾部分是光的 利用效率明显恶化的部分。因此，改善入光不均的导光板2的入光部附近的射 出光的光度角度分布考虑光的利用效率，优选6max为45°±15°、 (|) max为大 约90°、 A6为70。士10。、 AcJ)为130°±20。左右且没有拖尾的光度角度分布。而 且，光度角度分布更优选6 max为45°±10。、 d) max为大约90°、 A 6为70 °±5 。、 A4)为125°±15°左右。
这里，6max为上述光度角度分布的范围外的场合，入光不均的改善效果 小。而且，A6不足60°或A(J)不足110°的场合，射出光的扩展变小且入光不 均的改善效果小。A6超过80。或Acj)超过150°的场合，由于射出光的角度分 布过于扩展所以亮度降低。为此，想要实现与显示区域部的亮度同等程度的亮 度，结果必须在入光部附近射出更多的光。其结果，在显示区域使用的光量减 少、亮度降低而不理想。另外，对于ct)max为大约90。是导光板的一般特性。
背光源部所使用的导光板2如果入光部附近的射出特性为上述光度角度 分布范围，则对用于实现它的方法没有特别限制。例如可列举以下方法在导 光板的入光部附近的上表面2c (出光面)以及相反侧的下表面2b的至少任一 方配置槽、球面透镜、双凸透镜等的反射单元。通过光线追踪模拟计算光度角 度分布。以计算结果进入上述光度角度分布的范围的方式决定反射单元的形 状。这样，为了改善入光不均，向导光板的入光部附近导入的反射单元的形状 没有特别限制。
形成亍入光部附近的反射单元和平坦面的比率没有特别限制。若在入光部附近的反射单元的比率过大，则在入光部附近大量消耗光导致在显示区域的亮 度降低。另一方面，若比率过小，则入光不均的改善效果变小。因此，应根据
背光源部的从导光板2的入光面即侧面2a直到与显示区域对应的导光板2的 区域的距离以及亮度的方式来决定。另夕卜，对用于改变在导光板2的入光部附 近以外的区域的光的方向而使光从导光板2射出的反射单元的形状没有特别 限制。
如图22所示，在导光板2的下表面2b上设有反射单元(第一反射单元) 22以及反射单元(第二反射单元)24。反射单元22设在与显示区域34对应 的区域(第一区域)。反射单元24设在与入光部区域35对应的区域(第二区 域)。反射单元22将从侧面2a入射的光相对于下表面2b以第一角度反射。反 射单元24将从侧面2a入射的光相对于下表面2b以与第一角度不同的第二角 度反射。
作为反射单元24，如图23以及图24所示，使用了棱线与侧面2a平行地 相互邻接而设置的多个槽24a、 24b。槽24a是台形的槽，在槽的底面上形成 有平坦面。槽24b是三角形的槽，在槽的上表面上形成有平坦面。在槽Ma、 24b中，将朝向导光板2的内部的法线与侧面2a相交的斜面设为第一斜面、 将另一斜面设为第二斜面。将第一斜面与侧面2a的法线所成的倾斜角设为a、 将第二斜面与侧面2a的法线所成的角度设为卩。这里，第一斜面相对于从侧 面2a入射的光具有反射功能。跟据光线追踪模拟的结果，要想实现第二区域 的希望的光度角度分布，反射单元24优选将倾斜角度a为25 °±10 °的槽组合 一种或多种而形成。
槽24a、 24b利用金刚石旋转等可容易加工注射成型用的金属模。因此， 可以容易地制作第二区域的具有希望的光度角度分布的导光板2。还有，对于 第二斜面的倾斜角度P没有特别限制，但是若考虑加工金属模的容易度则希望 为75。以下。导光板2如上所述，使用聚碳酸酯、丙烯等透明性高的材料，通 过注射成型使用金属模成型而得到。但是，对于导光板2的材料以及制造方法 没有特别限制。
对于设置反射单元24的范围，只要是在从作为入光面的侧面2a直到与显 示区域34对应的第一区域的第二区域内即可。理想的是比至第一区域的距离短lmm的范围，更理想的是短1.5mm的范围为宜。
另外，对于在使设置反射单元24的范围比至第一区域的距离短lmm、更 理想的是短1.5mm的范围设置的场合的、从反射单元24的端部至第一区域的 范围没有特别限制，但是设置射出角度分布与第 一 区域相同且相同形状的反射 单元为宜。更理想的是，设置第一区域和第二区域各自的射出角度分布的中间 也连续地变化的反射单元为宜。
这样，在实施方式中，为了在入光部附近实现规定的光度角度分布，使用 了在入光部附近具有倾斜角ot为25°±10。的范围的槽的导光板2。其结果，在 来自光源1的光入射的侧面2a附近可实现没有明亮度不均的均匀的背光源部。
对图22所示的与导光板2的入光区域35对应的第二区域，改变图23所 示的槽24a的倾斜角a并实施了光线追踪模拟。对于倾斜角a为19 °的槽A 以及倾斜角a为30。的槽B,将计算了关于来自第二区域的输出光的天顶角6 的光度角度分布的结果表示在图25中。还有，方位角d)采用了 4)max。在图 25中，同时表示了在导光板2上配置了混浊度为大约91。/。的扩散膜C的场合 的光度角度分布的测定结果。再有，对于以1: 1、 2: 1的比率组合了槽A和 槽B的场合也计算了光度角度分布。
图26表示以2: 1的比率组合了槽A和槽B的场合。如图26所示，倾斜 角aa为19 。的槽A的倾斜角^以及倾斜角ab为30 。的槽B的倾斜角(3b均 为11°。槽A、 B的三角形状的突起部的宽度Wp均为0.0435mm,槽A、 B的 间距Pr均为0.0925mm。
如图25所示，槽A的场合，半高全宽角A0与扩散膜C的场合相比较要 小。槽B的场合，虽然半高全宽角A6增大，但是6max偏移到15°。若以1: 1、 2: 1、 3: 1的比率组合槽A和槽B,则接近于扩散膜C的角度分布。A: B=2: 1的场合，如图27以及图28所示，6max为大约45。、半高全宽角A6 为大约68。、 cj)max为大约90。、半高全宽角AcJ)为大约131 。。这样，以2: 1 之比使用了槽A、 B的导光板2满足使用扩散膜C决定的光度角度分布。 (背光源部)
本发明的实施方式的背光源部如图29所示，具备光源1、导光板2、聚光 片41、 51以及反射片6。导光板2在下表面2b上具有反射单元22、 24。反射单元22设置在与背光源部的显示区域34对应的第一区域。对于反射单元22 的形状以及配置，在显示区域34中通过光线追踪以来自导光板的射出光的亮 度位置分布均匀的方式设计。反射单元24设置在与背光源部的入光区域35 对应的第二区域。反射单元24使用了图26所示的槽A及B之比为2: 1的槽。
实施方式的背光源部，在导光板2的下表面2b设置反射单元24而未使用 扩散片这方面与图5所示的背光源部不同。其它构成与图5所示的背光源部相 同，所以省略重复的说明。
如图29所示，反射单元24配置在从导光玲反2的侧面2a距离LK的范围， 距离LK比从导光板2的侧面2a到显示区域34的距离LL短。具体地说，距 离LL为3.5mm， 3巨离LK为2mm。
如图30所示，也可以取代两枚棱镜片41、 51的聚光片41、 51而使用图 15所示的向下棱镜片21作为聚光片。如图31所示，也可以使用图17以及图 18所示的衍射光栅片21a作为聚光片。再有，在图29 图31所示的背光源部， 也可以不将反射单元22、24设置在导光板2的下表面2b上而是设置在上表面 2c。
图32的表表示了实施方式的实施例10~15的入光不均的测定结果。而且， 图32的表中还表示了在图14、图16及图19的表中表示的比较里1~3的测定 结果。
如图32所示，使用了棱镜片41、 51的实施例10及11的入光不均分别为 大约3.9mm及3.3mm。比较例1的入光不均为大约4.7mm，实施例10、 11的 入光不均都得到改善。使用了向下棱镜片21的实施例12及13的入光不均分 别为大约4.5mm及大约3.6mm。比较例2的入光不均为大约6.8mm，实施例 12、 13的入光不均都得到改善。此外，使用了衍射光栅片21a的实施例14及 15的入光不均分别为大约4.3mm及大约3.5mm。比4交例3的入光不均为大约 5.4mm，实施例14、 15的入光不均都得到改善。不管在哪种场合，就入光不 均而言，将反射单元22、 24配置在上表面2c上要比配置在下表面2b上小。
在实施例1- 15中，从作为入光面的侧面2a至显示区域34的距离LL为
这样，通过使距离LK比距离LL短，能够改善背光源部的入光不均。实际上，在背光源部，直到包含光源1在内的距离LL一般由黑色的遮光带覆盖。例如，
若反射单元24超过距离LL而设置，则由于具有与配置在与显示区域34对应 的第一区域中的反射单元22不同的反射特性，所以存在可清楚地目一见辨认不 同的形状，而且明亮度的不同也变得明确的问题。
另外，若距离LK为距离LL以下，但是比(LL-1.5) mm大时，难以可 靠地降低入光不均。其原因是，反射单元24与反射单元22的形状以及射出特 性不同，所以不能使在显示区域34和入光区域35的边界区域的明亮度相对于 所有方向完全相同。其结果，明亮度之差超过显示区域34和入光区域35的边 界而可目^L辨认。
改变形成与显示区域34对应的第一区域的反射单元22不同形状的反射单 元24的距离(面积)来制作导光板2，并组装到背光源部。如图33以及图34 所示，用遮光带遮蔽作为非显示区域的入光区域35并进行了点灯评价。其结 果可知，若距离LK为(LL-1.5) mm以下，则没有观察到反射单元22、 24的 形状不同导致的明亮度之差所引起的不均。
具体地说，与图32的表所示实施例11、 13及15为相同结构，反射单元 22、 24设置在导光板2的上表面2c上。将从侧面2a直到与显示区域34对应 的第一区域的距离LL设为3.5mm。制作了在距离侧面2a的距离LK分别为大 约1.7mm、大约2mm、大约2.5mm以及大约3.0mm的范围i殳置了 26所示的 反射单元24的导光板2。图12所示的槽A、 B的总数分别是18个、21个、 27个及33个。
对具备这样制作的导光板2的背光源实施了入光不均的测定和外观评价。 用黑色的遮光带遮蔽背光源部的光源1以及从侧面2a距离LL的第一区域并 观察了外观。概况评价如图33以及图35所示，在显示区域34和遮光带36 的边界局部地目视辨认明部32并判定了良(G)非(NG)。图33的场合，由 于没有明部32所以为"G，，，图35的场合由于观察到了明部32所以为"NG"。
图35的表表示对实施例11、 13、 15及16 24的评价结果。使用了棱镜片 41、 51的实施例16、 11、 17及18的入光不均与图32的表所示的比较例1相 比较要小，被改善为大约3.3mm 大约3.8mm。使用了向下棱镜片21的实施 例19、 13、 20及21的入光不均与图32的表所示的比较例2相比较要小，被改善为大约3.6mm 大约4mm。使用了衍射光栅片21a的实施例22、 15、 23 及24的入光不均与图32的表所示的比较例3相比较要小，被改善为大约 3.5mm 大约3.9mm。外观在距离LK为大约2mm以下的实施例16、 11、 19、 13、 22及15的场合良好。
这样，为了改善背光源部的入光不均，设置反射单元24的范围其距离LK 为(LL-1.5mm)以下为宜。对于设置反射单元24的范围的下限，若距离LK 太小则入光改善效果变小，所以希望为(LL-1.5)mm以下且尽可能接近 (LL-1.5 ) mm的程度。另外，距离LK还依赖于导光板2的厚度和入光部附 近的射出特性。例如，只要导光板2的厚度为lmm以下，作为距离LK(LL-1.5) mm以下的条件就有效。
这样，根据本实施方式的背光源部，不论进行光的方向控制并聚光的聚光 片的种类如何，都能降低光源附近的入光不均。
虽然如上所述那样记载了本发明的实施方式，但是构成该公开的一部分的 论述及附图不应理解为是对本发明进行限制的技术。本行业人员根据该公开将 会清楚各种代替实施方式、实施例及运用技术。因此，本发明的技术范围根据 上述的说明仅由妥当的权利要求的范围的发明特定事项而决定。
权利要求
1. 一种导光板，具备基体，其具有一对主面和包围主面的多个侧面，且至少以一个上述侧面为入光面、以一个上述主面为反射面；第一反射单元，其配置在与上述入光面分离的上述反射面的第一区域，且将从上述入光面入射的光相对于上述反射面以第一角度反射；以及，第二反射单元，其配置在上述入光面和上述第一区域之间的上述反射面的第二区域内，且将上述光相对于上述反射面以与上述第一角度不同的第二角度反射。
2. 根据权利要求1所述的导光板，其特征在于， 上述第二反射单元是具有与上述入光面平行的棱线的多个槽。
3. 根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，上述第二反射单元配置在上述入光面侧离开上述第一区域的端部1.5mm 以上的上述第二区域。
4. 根据权利要求1所述的导光板，其特征在于， 上迷光的出光面是上述反射面。
5. 根据权利要求1所述的导光板，其特征在于， 上述光的出光面是上述反射面的相反侧的面。
6. 根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，将另 一个主面作为射出上述光的出光面，将上述光与上述出光面的法线所 成的角作为天顶角，将上述光的向上述出光面的投影线与平行于上述入光面的 线所成的角作为方位角，上述第二角度其光度为最大的天顶角以及方位角分别 是45。 ±15。、以及大致90。，天顶角以及方位角的半高全宽角分别是70。 ±10°、以及130° ±20°。
7. 根据权利要求2所述的导光板，其特征在于， 上述多个槽是形状不同的两种以上的槽。
8. 根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，上述多个槽各自具有朝向上述多个槽的相反侧的法线与上述入光面相交
9. 一种背光源部，具备光源；导光板，其具有与上述光源相对的入光面和与上述入光面大致正交的反射面；第一反射单元，其配置在与上述入光面分离的上述反射面的第一区域，且 将从上述入光面入射的光相对于反射面以第 一角度反射；第二反射单元，其配置在上述入光面和上述第一区域之间的上述反射面的 第二区域内，且将上述光相对于反射面以与上述第 一角度不同的第二角度反 射；聚光片，其与上述导光板相对而配置，且控制从上述导光4反入射的上述光 的传播方向并聚光；以及，反射片，其在上述聚光片的相反侧与上述导光板相对。
10. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于， 上述第二反射单元是具有与上述入光面平行的棱线的多个槽。
11. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于，上述第二反射单元配置在上述入光面侧离开上述第一区域的端部1.5mm 以上的上述第二区域。
12. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于， 上述光的出光面是上述反射面。
13. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于， 上述光的出光面是上述反射面的相反侧的面。
14. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于，将另一个主面作为射出上述光的出光面，将上述光与上述出光面的法线所线所成的角作为方位角，上述第二禽度其光度为最大的天顶角以及方位角分别 是45° ±15。、以及大致90。，天顶角以及方位角的半高全宽角分别是70° 士100、以及130° ±20°。
15. 根据权利要求l()所述的背光源部，其特征在于，上述多个槽是形状不同的两种以上的槽。
16. 根据权利要求IO所述的背光源部，其特征在于，上述多个槽各自具有朝向上述多个槽的相反侧的法线与上述入光面相交的斜面，上述斜面与上述入光面的法线所成的倾斜角为25° ±10。。
17. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于，上述聚光片是在面对上述导光板的透明基体材料的下表面具有多个棱镜 列的向下棱镜片，该多个棱镜列其棱线与上述入光面平行，且相互临接而配置。
18. 根据权利要求9所述的背光源部，其特征在于，上述聚光片是在面对上述导光板的透明基体材料的下表面具有多个脊的 衍射光栅片，该多个脊其剖面为锯齿形状且相互平行。
19. 根据权利要求18所述的背光源部，其特征在于， 上述多个脊各自的一个斜面的法线与上述聚光片的上表面的法线所成的角度oiA为70。以上、89.5°以下，另一个斜面的法线与上述聚光片的上表面的 法线所成的角度otB相对于上述光与上述聚光片的上表面的法线所成的角ei为 (0i/2.69-5)《(78-eta)《(0i/2.69+5 )。
全文摘要
本发明涉及导光板以及背光源部。导光板具备具有一对主面和包围主面的多个侧面，且至少以一个上述侧面为入光面、以一个上述主面为反射面的基体；配置在与上述入光面分离的上述反射面的第一区域，且将从上述入光面入射的光相对于上述反射面以第一角度反射的第一反射单元；以及，配置在上述入光面和上述第一区域之间的上述反射面的第二区域，且将上述光相对于上述反射面以与上述第一角度不同的第二角度反射的第二反射单元。
文档编号F21V8/00GK101435892SQ20081017464
公开日2009年5月20日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月16日
发明者奥田唯史, 小松德太郎, 手岛照雄, 杉本靖, 田谷昌人 申请人:日立化成工业株式会社