导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置。导光板(50)具备板状的主体部(51)和多个透镜部(52)。主体部具有第一面(51a)，其形成有多个沿一个方向延伸并且在与一个方向大致正交的方向上并列配置的凸条部(55)；第二面(51b)，其处于第一面的相反侧；以及入射面(51c、51d)，它们是与第一面以第二面交叉的面且供光入射。多个透镜部分别形成于主体部的第二面，且从第二面观察朝与第一面所在的一侧相反的一侧凸出。
【专利说明】导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示装置等透射型图像显示装置一般具有面光源装置，该面光源装置配置于液晶显示面板这样的透射型图像显示部的背面侧并向透射型图像显示部供给背光。作为这样的面光源装置公知有边缘照明型的面光源装置(例如，参照专利文献I)。
[0003]边缘照明型的面光源装置具备:具有透光性的导光板；以及配置于导光板的侧方并用于向导光板的侧面供给光的光源。在导光板的背面侧设置有用于反射光的白点。在该结构中，从光源输出的光从与光源对置的导光板的侧面入射到导光板内，在导光板内全反射同时传播。由于在导光板的背面侧形成有多个白点(例如，参照专利文献1)，所以由白点反射的光从导光板的透射型图像显示部侧的射出面射出。
[0004]专利文献1:日本特开2005-38768号公报
[0005]然而，在具有白点的导光板中，入射到导光板的光不能充分从射出面射出，而无法充分实现売度的提闻。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种能够实现亮度的提高的导光板、包括该导光板的面光源装置以及透射型图像显示装置。
[0007]本发明的导光板具备板状的主体部和多个透镜部。主体部具有第一面，其形成有多个沿一个方向延伸并且在与一个方向大致正交的方向上并列配置的凸条部；第二面，其处于第一面的相反侧；以及入射面，其是与第一面及第二面交叉的面且供光入射。透镜部形成于主体部的第二面，且从第二面观察朝与第一面所在的一侧相反的一侧凸出。
[0008]本发明的面光源装置具备:上述的导光板；以及光源部，其与导光板的入射面对置配置，向入射面供给光。
[0009]另外，本发明的透射型图像显示装置具备:上述的导光板；光源部，其与导光板的入射面对置配置，向入射面供给光；以及透射型图像显示部，其设置于导光板的第一面侧，利用从导光板射出的光照明而显示图像。
[0010]在上述构成的导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置中，从导光板的入射面入射的光在导光板内全反射同时传播。若在导光板内传播的光入射到设置于第二面上的透镜部，则基于透镜部在与全反射的条件不同的条件下反射。因此，被透镜部反射的光从主体部的第一面射出。在第一面形成有凸条部，所以光射出效率提高。通过上述作用亮度提高。而且，在本发明的透射型图像显示装置中，在导光板上设置有透射型图像显示部，所以用亮度更高的光对透射型图像显示部进行照明。其结果是，能够实现由透射型图像显示部显不的图像的売度的提闻。
[0011]另外，在本发明的导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置中，能够使形成于第一面的凸条部为双凸透镜或者棱镜。
[0012]根据本发明，能够提供可以实现亮度的提高的导光板、包含该导光板的面光源装置以及透射型图像显示装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是表示应用了本发明的导光板的一实施方式的透射型图像显示装置的简要结构的示意图。
[0014]图2是从背面侧观察图1所示的导光板的情况的俯视图。
[0015]图3是从光源侧观察图1所示的导光板的情况的侧视图。
[0016]图4是用于说明凸条部的外形形状的例子的图。
[0017]图5是表示凸条部的剖面形状的例子的图。
[0018]图6是表示凸条部的剖面形状的例子的图。
[0019]图7是表示凸条部的剖面形状的例子的图。
[0020]图8是用于说明透镜部的外形形状的例子的图。
[0021]图9是表示规定透镜部的外形形状的条件的图表。
[0022]图10是表示透镜部的外形形状的图。
[0023]图11是表示通过观察计算由喷墨法形成的透镜部的纵横比[hIIa / W11J和尖度(i # >9方)kIIa的结果的图。
[0024]图12是表示通过喷墨法形成的透镜部的纵横比[hIIa / wIIa]和尖度kIIa的范围的图。
[0025]图13是表示相对于由图12所示的尖度kIIa和纵横比[hIIa / W11J决定的透镜形状的宽度wIIa的顶端部的曲率半径rn的图表。
[0026]图14是表示相对于由图12所示的尖度kIIa和纵横比[hIIa / W11J决定的透镜形状的宽度wIIa的顶端部的曲率半径rn的图表。
[0027]图15是由表示图12所示的尖度kIIa和纵横比[hIIa/ W11J决定的透镜形状的底部角度Y11的图表。
[0028]图16是表示由图12所示的尖度kIIa和纵横比[hIIa/ W11J决定的透镜形状的底部角度Y11的图表。
[0029]图17是表示规定透镜部的外形形状的条件的图表。
[0030]图18是表示模拟模型的示意图。
[0031]图19是表示形成于在模拟中使用的导光板的背面侧的微透镜的覆盖率分布的图。
[0032]图20是表示形成于在模拟中使用的导光板的背面侧的微透镜的覆盖率分布的图。
[0033]图21是表示在模拟中使用的点状光源的指向特性的图。
[0034]图22是表示模拟的结果的图表。
[0035]图23是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式Al)的图。
[0036]图24是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式A2)的图。
[0037]图25是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式A3)的图。[0038]图26是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式A4)的图。
[0039]图27是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式A5)的图。
[0040]图28是表示凸条部的其它剖面形状的部分的图。
[0041]图29是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Α1、Α2)的图。
[0042]图30是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Α3、Α4)的图。
[0043]图31是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Α5)的图。
[0044]图32是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与Λ α / AL的关系的图。
[0045]图33是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式BI)的图。
[0046]图34是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式B2)的图。
[0047]图35是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式B3)的图。
[0048]图36是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式B4)的图。
[0049]图37是表示凸条部的其它剖面形状的例子(实施方式B5)的图。
[0050]图38是表示凸条部的其它剖面形状的部分的图。
[0051]图39是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Β1、Β2)的图。
[0052]图40是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Β3、Β4)的图。
[0053]图41是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与倾斜角α的关系(实施方式Β5)的图。
[0054]图42是表示凸条部的其它剖面形状的线段长度L与Λ α / AL的关系的图。【具体实施方式】
[0055]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在附图的说明中，对相同要素标注相同附图标记并省略重复的说明。附图的尺寸比率未必与说明的对象一致。另外，在说明中，表示“上”、“下”等方向的词语是基于附图所示的状态的方便的词语。
[0056]图1是表示应用了本发明的导光板的一实施方式的透射型图像显示装置的简要结构的示意图。在图1中，分解示出了透射型图像显示装置10的剖面结构。透射型图像显示装置10能够适用于手机、各种电子设备的显示装置、电视装置。
[0057]透射型图像显示装置10具备透射型图像显示部20、和输出用于向透射型图像显示部20供给的面状的光的面光源装置30。以下，为了方便说明，如图1所示，将相对于面光源装置30排列有透射型图像显示部20的方向称为Z轴方向或者正面方向。另外，将与Z轴方向正交的两个方向称为X轴方向以及Y轴方向。X轴方向以及Y轴方向相互正交。
[0058]透射型图像显示部20被从面光源装置30射出的面状的光照明从而显示图像。透射型图像显示部20的例子是在液晶单元21的两面配置有直线偏光板22、23的作为偏光板贴合体的液晶显示面板。在该情况下，透射型图像显示装置10是液晶显示装置(或者液晶电视)。液晶单元21以及偏光板22、23能够使用现有的液晶显示装置等透射型图像显示装置中所使用的结构。液晶单元21的例子是TFT (Thin Film Transistor)型的液晶单元、STN(Super Twisted Nematic)型的液晶单兀等。
[0059]面光源装置30是对透射型图像显示部20供给背光的边缘照明型的背光单元。面光源装置30具备导光板50、和与导光板50的相互对置的侧面50a、50b分别对置地配置的光源部60、60。
[0060]光源部60、60具有多个排列为线状(图1中沿Y轴方向排列)的点状光源61。点状光源61的例子是发光二极管。光源部60为了高效地向导光板50入射光,可以在与导光板50相反的一侧具备反射光的作为反射部的反射器。这里，例示了具有多个点状光源61的光源部60,但光源部60也可以是冷阴极管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)等线状光源。
[0061]面光源装置30可以具备位于相对于导光板50而与透射型图像显示部20所在的一侧相反的一侧的反射部70。反射部70用于将从导光板50向反射部70侧射出的光再次入射到导光板50。如图1所示，反射部70可以为片状。另外，反射部70可以是收纳导光板50的面光源装置30的框体底面且是实施了镜面加工的底面。
[0062]参照图1?图3，对导光板50进行说明。图2是从背面侧观察图1所示的导光板50的情况的俯视图。图3是从左侧面侧观察图1所示的导光板50的情况的左侧视图。导光板50的俯视形状的例子包括近似长方形以及近似正方形。
[0063]导光板50具有:板状的主体部51，其在成为主体部51的射出面(第一面)51a的一侧形成有凸条部55 ;和多个透镜部52，它们形成在处于与形成有凸条部55的面相反的一侧的成为主体部51的背面(第二面)51b的一侧。主体部51由透光性材料(或者透明材料)构成。透光性材料的折射率的例子为1.46?1.62。透光性材料的例子包括透光性树脂材料、透光性玻璃材料。透光性树脂材料的例子包括聚碳酸酯树脂(折射率:1.59)、MS树脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂)(折射率:1.56?1.59)、聚苯乙烯树脂(折射率:1.59)、AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂)(折射率:1.56?1.59)、丙烯酸系紫外线固化树脂(折射率:1.46?1.58)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(折射率:1.49)。从透明性的观点考虑，透光性树脂材料更加优选PMMA。
[0064]如图1?图3所示，主体部51具有与透射型图像显示部20相互对置的射出面51a、处于射出面51a的相反侧的背面51b、以及与射出面51a和背面51b交叉的四个侧面51c、51d、51e、51f。在图1中，示出了两个在X轴方向相互对置的侧面51c以及51d。侧面51c以及侧面51d也是与光源部60对置的上述侧面50a以及侧面50b。在该情况下，侧面51c以及侧面51d是供来自光源部60的光入射的入射面。主体部51具有的四个侧面51c、51d、51e、51f中的剩余的两个侧面51e、51f(参照图3)在Y轴方向相互对置。在图1以及图3中，作为侧面51c、51d、51e、51f和射出面51a以及背面51b的配置关系的一个例子，示出了侧面51c、51d、51e、51f分别与射出面51a以及背面51b大致正交的状态。
[0065]接下来，对形成于主体部51的射出面51a侧的凸条部55进行说明。这里为了简化说明，设为多个凸条部55的大小相同来进行说明。凸条部55是透明的，将来自导光板50内的光朝向透射型图像显示部20射出。另外，如图3所示凸条部55的外形形状具有双凸透镜的外形形状。
[0066]多个凸条部55沿图1以及图3所示的X轴方向延伸，并且在Y轴方向并列配置。与凸条部55的延伸方向正交的剖面形状大致均匀。如图3以及图4所示，多个凸条部55能够以在短边方向(Y轴方向)邻接的凸条部55彼此空开恒定距离S的方式配置，此时在相互邻接的凸条部55的端即底部55b之间形成平坦部55c。主体部51的射出面51a的多个凸条部55的覆盖率能够通过改变距离S (平坦部55c的长度)来调整。例如，若将在短边方向邻接的凸条部55彼此以无间隙的方式配置，使邻接的凸条部55的端即底部55b的位置相互一致(图4所示的距离S为O)，则其覆盖率为100%。主体部51的射出面51a的多个凸条部55的覆盖率通常为50%~100%。
[0067]接下来，对凸条部55的外形形状的各种例子进行说明。这里为了为了方便说明而定义基准面51g。即，将基准面51g定义为如图4所示那样在凸条部55的剖面中与将后述的底部55b彼此连结的线平行的面(图4中用单点划线表示)、即形成凸条部55的底面的平面。在本实施方式中，导光板50的背面51b(参照图1)与基准面51g相互平行。
[0068]例如，凸条部55的外形形状可以是由以下所示的纵横比〔hIa / wIa〕、相对于宽度的曲率半径〔ri / wIa〕、底部角度“的组合而规定的形状。以下，参照图4，对纵横比〔hIa /wIa〕、相对于宽度的曲率半径〔r / wIa〕、底部角度Y1进行说明。
[0069](I)纵横比〔hIa / W1J
[0070]纵横比〔hIa / W1J是指在图4中将凸条部55的宽度设为Wla(Um)、将凸条部55的最大高度设为hIa(l.! m)时，最大高度hIa与宽度wIa的比。
[0071](II)相对于宽度的曲率半径〔r / W1J
[0072]相对于宽度的曲率半径〔r/ W1J是指在将凸条部55的宽度设为Wla(μ m)、将凸条部55的顶端部55a的曲率半径设为!T1 (μ m)时，曲率半径!T1与宽度wIa的比。顶端部55a的曲率半径^表示作为凸条部55的顶部的顶端部55a的弯曲情况。例如,如图4所示，顶端部55a的曲率半径1^是假定与顶端部55a相切的圆(图4中用虚线表示的圆)的情况下的圆的半径。
[0073](III)底部角度 Yi
[0074]底部角度Y工是与延伸方向正交的剖面中的凸条部55的轮廓线与基准面51g的交点的位置处的凸条部55的切平面P1与基准面51g之间所成的角度。底部55b相对于顶端部55a是凸条部55的底端部。因此，底部角度Y1也是底端部角度。
[0075]图4示出了与凸条部55的延伸方向正交的剖面的结构。Wla是凸条部55的宽度。另外，hIa是凸条部55的顶端部55a的位置处的厚度。因此，上述纵横比[hIa / W1J与相对于凸条部55的宽度的顶端部55a的位置处的凸条部55的厚度(或者高度)、即[顶端部位置处的厚度]/ [凸条部的宽度]对应。通常，顶端部55a的位置处的凸条部55的厚度最大，所以顶端部55a的位置处的凸条部55的厚度也是凸条部55的最大厚度。另外，上述
(II)记载的比对应于曲率半径!^与凸条部55的宽度的比、即[曲率半径]/ [凸条部的宽度]。
[0076]另外，凸条部55的外形形状除了上述(I)~(III)的条件规定之外，还可将凸条部55的轮廓线规定为下述式(I)所表示的圆锥曲线。在图5中，将与图1以及图3所示的凸条部55的延伸方向(X轴方向)正交的并列方向(Y轴方向)作为U1轴来设定U1V1坐标系。这里，U1轴与平行于多个凸条部55的并列方向的轴(Y轴)对应。^轴与平行于导光板50的厚度方向的轴(Z轴)对应。在该U1V1坐标系的U1V1面中，凸条部55的剖面形状为:两端部55b、55b位于U1轴上，顶端部55a位于V1轴上。此时凸条部55的外形形状能够形成为:和凸条部55相切的切平面P1与基准面51g所成的角度从凸条部55的底部55b侧朝向顶端部55a侧单调递减。
[0077][式I]
【权利要求】
1.一种导光板，其特征在于，具备板状的主体部与多个透镜部， 所述主体部具有:第一面，其形成有多个沿一个方向延伸并且在与所述一个方向大致正交的方向上并列配置的凸条部；第二面，其处于所述第一面的相反侧；以及入射面，其为与所述第一面及第二面交叉的面且供光入射， 所述多个透镜部形成于所述主体部的所述第二面，且从所述第二面观察朝与所述第一面所在的一侧相反的一侧凸出。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于， 所述凸条部是双凸透镜或者棱镜。
3.一种面光源装置，其特征在于，具备: 权利要求1或2所述的导光板；以及 光源部，其与所述导光板的所述入射面对置配置，向所述入射面供给光。
4.一种透射型图像显示装置，其特征在于，具备: 权利要求1或2所述的导光板； 光源部，其与所述导光板的所述入射面对置配置，向所述入射面供给光；以及透射型图像显示部，其设置于所述导光板的所述第一面侧，利用从所述导光板射出的光照明而显示图像。
【文档编号】F21Y103/00GK103782082SQ201280043700
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】太田宽史, 关口泰广, 西野祥太郎 申请人:住友化学株式会社