專利名稱：面光源裝置及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置及使用該面光源裝置的顯示裝置，特別是涉及使用偏振光分離片的裝置。
在以液晶顯示裝置為代表的非發(fā)光顯示裝置中，例如在數(shù)字式普通照相機(jī)或視頻攝象機(jī)、或攜帶用液晶電視等產(chǎn)品組裝時，為了其照明，在背面設(shè)有背照光單元。為了獲得顯示畫面的識別性好的圖象質(zhì)量，對背照光單元要求呈現(xiàn)均勻的高亮度的照明性能。
為了提高背照光單元的亮度，備有偏振光分離片，用來使從作為背照光單元的構(gòu)成要素的導(dǎo)光片射出的光中的P偏振光透射，使S偏振光反射，或者使右旋圓偏振光透射，使左旋圓偏振光反射，提高來自背照光單元的照明亮度，使之實(shí)用化(例如參照特開平9-105929號公報)。
這樣的偏振光分離片使從導(dǎo)光片射出的光中所希望的偏振光分量通過，通過的(偏振光分量的)光進(jìn)入液晶顯示盤等中將其照亮。不是所希望的偏振光分量的偏振光分量在被反射后返回導(dǎo)光片內(nèi)，在再次到達(dá)導(dǎo)光片的出射面的過程中變成所希望的偏振光分量，然后從出射面射出，通過偏振光分離片照亮液晶顯示盤等。液晶顯示盤是根據(jù)原來的一種偏振光分量的光能否通過它而進(jìn)行顯示的裝置，所以作為照明光只是一種偏振光分量的光即可。因此，通過使用偏振光分離片，能將另一種偏振光分量作為一種偏振光分量利用，用這樣的背照光單元，能有效地利用來自光源的光，謀求提高照明亮度。
通常，在備有偏振光分離片的面光源裝置中，特別是在備有使P偏振光透射、使S偏振光反射的偏振光分離片的面光源裝置中，例如如特開平9-105929號公報所述，在導(dǎo)光片的背面一側(cè)備有與背面相對的相位差片(或1／4波長片)，在相位差片后面?zhèn)溆蟹瓷淦?。設(shè)置該相位差片(或1／4波長片)是為了將在偏振光分離片上反射的偏振光分量有效地變換成所希望的偏振光分量。另外，在備有偏振光分離片的面光源裝置的情況下，采用具有銀箔或鋁等的金屬反射層的反射片。
另一方面，在特開平10-253830號公報中，由于不備有該相位差片(或1／4波長片)，所以能謀求由于零件個數(shù)的減少而降低成本、以及簡化操作。
可是，在備有偏振光分離片的面光源裝置中，在背面不備有相位差片(或1／4波長片)的情況下，即，在金屬反射層直接與背面相對的情況下，存在照明光的亮度均勻性下降的問題。另外，雖然備有偏振光分離片，但也不太能提高照明亮度，未能充分地獲得偏振光分離片的效果。亮度均勻性的下降或照明亮度的不足有損于作為面光源裝置的照明性能，另外還使得備有該面光源裝置的顯示裝置顯示性能下降。
本發(fā)明就是鑒于這種情況而完成的，其目的在于謀求在導(dǎo)光片的背面一側(cè)未備有相位差片(或1／4波長片)的面光源裝置的照明亮度的提高和亮度不均勻的改善，提供一種使用該面光源顯示性能好的顯示裝置。
本發(fā)明的第一方面的面光源裝置的特征在于備有光源；導(dǎo)光片，該導(dǎo)光片有使光源的光從側(cè)面入射的入射面、使入射的光出射的出射面、以及與出射面相對的背面；設(shè)置在導(dǎo)光片的出射面一側(cè)的偏振光分離片；以及反射片，該反射片通過空氣層與導(dǎo)光片的背面相對配置，具有作為平滑面的散射或漫反射面。
本發(fā)明的第二方面的面光源裝置的特征在于在發(fā)明的第一方面的面光源裝置中，備有收容光源、導(dǎo)光片、偏振光分離片、以及反射片的托架，該托架有為了使照明光射出而在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置的開口部；覆蓋導(dǎo)光片的背面一側(cè)的后面部；將導(dǎo)光片的入射面除外覆蓋側(cè)面的周面部；收容著光源、具有與導(dǎo)光片的入射面部分對應(yīng)的開口的光源收容室；以及在與偏振光分離片上配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)收容非發(fā)光顯示裝置的顯示裝置收容區(qū)。
本發(fā)明的第三方面的面光源裝置的特征在于備有光源；導(dǎo)光片，該導(dǎo)光片有使光源的光從側(cè)面入射的入射面、使入射的光出射的出射面、以及與出射面相對的背面；設(shè)置在導(dǎo)光片的出射面一側(cè)的偏振光分離片；以及收容光源、導(dǎo)光片、和偏振光分離片的托架，該托架有為了使照明光射出而在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置的開口部；覆蓋導(dǎo)光片的背面一側(cè)的后面部；將導(dǎo)光片的入射面除外覆蓋側(cè)面的周面部；收容著光源、具有與導(dǎo)光片的入射面部分對應(yīng)的開口的光源收容室；以及在與偏振光分離片上配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)收容非發(fā)光顯示裝置的顯示裝置收容區(qū)，后面部通過空氣層與導(dǎo)光片的背面相對，形成作為平滑面的散射或漫反射面。
本發(fā)明的第四方面的面光源裝置的特征在于在發(fā)明的第一至第三任意一方面所述的面光源裝置中，托架是樹脂成形體。
本發(fā)明的第五方面的顯示裝置的特征在于備有發(fā)明的第一至第四任意一方面所述的面光源裝置、以及配置在偏振光分離片的與配置導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)的非發(fā)光顯示裝置。
圖1是本發(fā)明的顯示裝置的一實(shí)施例的組裝結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中的顯示裝置的簡略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1中的第一托架的內(nèi)側(cè)略圖。
圖4是圖1中的第二托架的內(nèi)側(cè)略圖。
圖5是對使用本發(fā)明的一實(shí)施例的反射片時和使用銀箔反射片時的照明光的亮度進(jìn)行比較的圖。
圖6是圖5中的測定點(diǎn)的說明圖。
以下，根據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的顯示裝置的一實(shí)施例的組裝結(jié)構(gòu)圖，圖2是圖1中的顯示裝置的簡略結(jié)構(gòu)圖。
1是將光供給后文所述的導(dǎo)光片內(nèi)用的冷陰極熒光燈等光源，2是由透光性材料構(gòu)成的導(dǎo)光片，它備有來自光源1的光入射的作為側(cè)面的入射面21、入射的光一邊通過導(dǎo)光片內(nèi)一邊出射的出射面22、作為與出射面22相反的面的背面23、以及除了入射面以外的三個側(cè)面24。為了提高出射光的出射效率，導(dǎo)光片2的厚度即出射面22和背面23之間的距離隨著離開入射面21的距離的增大而變小，另外雖然圖中未示出，但為了提高出射光的亮度，在出射面上也可以形成由斷面呈三角形的頂陵構(gòu)成的透鏡組，或者形成作為設(shè)計了出射圖形的散射裝置的散射圖形，用來使入射到背面23上的光從出射面22以均勻的亮度射出。
這樣的導(dǎo)光片通常采用注射模塑成形法用熱塑性樹脂形成，所以即使是備有透鏡組或散射圖形的導(dǎo)光片，也能用金屬模采用一般的成形工序整體且容易地形成。
3是通過空氣層與導(dǎo)光片2的背面23相對配置的反射片，與背面23相對的面是光滑的平面且成為散射或漫反射面。所謂光滑的平面是指所說的表面呈鏡面加工的狀態(tài)，但該反射片3的反射面與銀箔或鋁等金屬反射膜的鏡面不同，因?yàn)楣庠诜瓷淦?的反射面上的反射是散射或漫反射，而鏡面是光滑平面，同時光在該面上的反射是正反射。這樣的反射片3能這樣獲得，即對混合了白色顏料的聚碳酸酯等樹脂片的表面進(jìn)行研磨加工或化學(xué)處理，或者對成形用的金屬模進(jìn)行加工，以便能獲得光滑的平面。
4是使從出射面22射出的光均勻分布用的散射片，5是使通過了散射片4的光聚焦，并以狹窄的角度射出的透鏡片，6是偏振光分離片，它設(shè)置在透鏡片5的出射側(cè)，能使入射的光中的一種偏振光分量(P偏振光)透過，而使另一種偏振光分量(S偏振光)反射，7是設(shè)置在偏振光分離片6的上方的作為非發(fā)光顯示裝置的透射型的液晶顯示盤。
8、9是收容光源1、導(dǎo)光片2、反射片3、散射片4、透鏡片5、偏振光分離片6、液晶顯示盤7用的托架，它被分成第一托架8、第二托架9，第一托架8在導(dǎo)光片2的背面一側(cè)、第二托架9在液晶顯示盤7的顯示面一側(cè)保持它們。
圖3是第一托架8的內(nèi)側(cè)面略圖。
在第一托架8上設(shè)置著與導(dǎo)光片的背面23相對并覆蓋它的后面部81；在反射面上形成與導(dǎo)光片的側(cè)面24相對并覆蓋它的周面部86；夾住并保持光源1的第一光源保持部82；夾住并保持向光源1供電用的電線(圖中未示出)的第一電線保持部83；具有與導(dǎo)光片2的入射面21部分對應(yīng)的開口、作為收容光源1的光源收容室A的下半部分的第一收容區(qū)84；以及在第一收容區(qū)84內(nèi)形成、具有與光源1的發(fā)光部分對應(yīng)的反射面的第一反射鏡85。另外，在第一托架8的外周部設(shè)有與第二托架9組裝用的多個凸部87。
圖4是第二托架9的內(nèi)側(cè)面略圖。
在第二托架9上設(shè)置著設(shè)置在偏振光分離片6的與配置導(dǎo)光片2的一側(cè)相反一側(cè)、與液晶顯示盤7的顯示區(qū)對應(yīng)的開口部91；與第一托架8對應(yīng)、夾住并保持光源1的第二光源保持部92；夾住并保持向光源1供電用的電線(圖中未示出)的第二電線保持部93；具有與導(dǎo)光片2的入射面21部分對應(yīng)的開口、作為收容光源1的光源收容室A的上半部分的第二收容區(qū)94；以及在第二收容區(qū)94內(nèi)形成、具有與光源1的發(fā)光部分對應(yīng)的反射面的第二反射鏡95。而且，在開口部91的下側(cè)，在偏振光分離片6的與配置導(dǎo)光片2的一側(cè)相反一側(cè)的偏振光分離片7的上方部分形成作為收容液晶顯示盤7的顯示裝置收容區(qū)的盤收容部B。另外，在出射面22上與入射面21一側(cè)附近相對的位置以從第二反射鏡95連接的狀態(tài)設(shè)有遮光片96，在第二托架9的外周部與凸部87對應(yīng)地設(shè)有嵌合與凸部87的多個配合部97。
這些第一托架8及第二托架9例如用聚碳酸酯等具有遮光性的樹脂形成，再通過摻入白色顏料或能提高反射率的材料(例如二氧化鈦)，使總體呈白色，具有高的反射率。利用注射模塑成形法容易形成這樣的第一托架8及第二托架9。
其次，將光源1、導(dǎo)光片2、反射片3、散射片4、透鏡片5、偏振光分離片6、液晶顯示盤7收容在第一托架8及第二托架9內(nèi)，凸部87和配合部97相配合，組裝成備有面光源裝置的顯示裝置。這時，液晶顯示盤7被收容在盤收容部B中，另外，在導(dǎo)光片的背面23和反射片3之間為夾空氣層10的狀態(tài)。
在這樣的狀態(tài)下，由第一托架8及第二托架9都分割構(gòu)成的第一收容區(qū)84和第二收容區(qū)94構(gòu)成光源收容室A，雖然圖中未示出，但光源1被收容在該光源收容室A內(nèi)，發(fā)光部的兩端部分呈被第一光源保持部82和第二光源保持部92夾持并保持的狀態(tài)。這時，第一反射鏡85和第二反射鏡95相對，兩者具有將來自光源1的光有效地引導(dǎo)到入射面21上用的規(guī)定形狀的反射面，除了光源1的發(fā)光部分的入射面21一側(cè)以外，其周圍與光源1(發(fā)光部分)的距離保持一定。另外，在入射面21附近遮光片96與出射面22相對。該遮光片96用來防止來自光源1的光泄露后直接從背面照亮液晶顯示盤7的顯示區(qū)。
然后，如果將光源1點(diǎn)亮，則一部分光直接入射到入射面21上，其余的光被第一反射鏡85或第二反射鏡95反射后入射到入射面21上。這時，第一反射鏡85和第二反射鏡95不會受外力而變形，光源1也被第一、第二光源保持部82、92保持著，所以光源1和第一、第二反射鏡85、95之間能經(jīng)常確保足夠的空間。因此，被第一、第二反射鏡85、95反射的光進(jìn)入光源1的比例非常小，被第一、第二反射鏡85、95反射的光以較大的比例入射到入射面21上。即，來自光源1的光高效率地入射到入射面21上。
從入射面21入射的光一邊在導(dǎo)光片2內(nèi)傳播，一邊被背面23反射或從背面23泄露的光在反射片3的反射面上反射，再次入射到導(dǎo)光片2內(nèi)，從出射面22射出。出射的光經(jīng)散射片4及透鏡片5入射到偏振光分離片6上。入射到偏振光分離片6上的光中只有P偏振光分量的光才能通過，從背面照亮液晶顯示盤7。S偏振光分量在偏振光分離片6上被反射，經(jīng)透鏡片5及散射片4從出射面22入射到導(dǎo)光片2內(nèi)。被偏振光分離片6反射后從出射面22入射的光在背面23或反射片3上被反射，再次從出射面22射出，經(jīng)散射片4及透鏡片5入射到偏振光分離片6上。這時，入射到偏振光分離片6上的光由于經(jīng)過了背面23或反射片3的反射而變成了P偏振光分量，所以不再被反射而通過偏振光分離片6從背面照亮液晶顯示盤7。
這里，圖5中示出了使用本實(shí)施例的反射片3作為設(shè)置在導(dǎo)光片的背面的反射片時和使用具有作為正反射的鏡面的銀箔的金屬反射膜的銀箔反射片時的照明光的亮度的比較結(jié)果。在圖5中，除了反射片以外的條件，兩者都用圖1所示的顯示裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行亮度的測定，是在液晶顯示盤7的顯示面上的圖6所示的各點(diǎn)進(jìn)行的。另外，為了進(jìn)行比較研究，還分別測定了沒有偏振光分離片時的亮度。
從圖5可知，不管在備有反射片3的情況下、還是在備有銀箔反射片的情況下，都使備有偏振光分離片時各測定點(diǎn)的亮度及平均亮度大幅度(平均亮度接近50％)提高。而且，在備有偏振光分離片的狀態(tài)下，備有反射片3時比備有銀箔反射片時的平均亮度大，而且大部分測定點(diǎn)的亮度大。被測定的光是透過液晶顯示盤的光，如果考慮到液晶顯示盤的光透射率約低8％，那么各測定點(diǎn)的亮度及平均亮度的差是很大的，備有反射片3時比備有銀箔反射片時能進(jìn)行照明亮度的改善。
另外，關(guān)于亮度的均勻性(最小亮度／最大亮度)，在備有偏振光分離片的狀態(tài)下，備有反射片3時比備有銀箔反射片時高4％。該4％的差在看作照明光的情況下，是能明確識別亮度不均勻的強(qiáng)弱的差，備有反射片3時比備有銀箔反射片時亮度的均勻性也能大幅度改善。另外，在備有反射片3的情況下，不備有偏振光分離片時比備有時亮度的均勻性低1％，但由于備有偏振光分離片，該值是在亮度提高了的狀態(tài)下的值，所以采用反射片3和偏振光分離片的組合，無損于亮度的均勻性。
這樣，在本發(fā)明中，在備有偏振光分離片6的情況下，由于不僅備有與導(dǎo)光片的背面相對配置的相位差片(或1／4波長片)，而且通過空氣層與導(dǎo)光片的背面23相對地配置具有光滑的平面且作為散射或漫反射面的反射片3，所以能改善使用銀箔反射片時發(fā)生的照明亮度低或亮度不均勻。因此，能充分地獲得偏振光分離片的效果，能有助于提高照明性能，進(jìn)而提高顯示裝置的顯示性能。
另外，在本發(fā)明中，光源1和導(dǎo)光片2被收容在第一、第二托架8、9內(nèi)，除了開口部91一側(cè)以外，光源1和導(dǎo)光片2被第一、第二托架8、9覆蓋，所以能抑制從光源1發(fā)出的光及入射到導(dǎo)光片2內(nèi)的光從出射面23以外泄露。因此，光的泄露少，所以來自光源的光能被有效地利用，更能發(fā)揮偏振光分離片的作用。而且，能謀求進(jìn)一步提高作為面光源裝置的照明性能及顯示裝置的顯示性能。
在圖1及圖2所示的實(shí)施例中，雖然反射片3和第二托架9是獨(dú)立的個體，但通過使第一托架8的后面部81與導(dǎo)光片的背面23相對的面形成光滑的平面且為散射或漫反射面，則不需要備有單獨(dú)的反射片3。由于第二托架9是用樹脂成形的，所以通過對成形用的金屬模的后面部對應(yīng)的部分進(jìn)行加工，以便獲得光滑平面，能呈一體地且容易地形成備有反射面的托架。另外，根據(jù)需要還可以對后面部81的表面進(jìn)行研磨加工或化學(xué)處理。而且，在將導(dǎo)光片2組裝到第二托架9中時，在與導(dǎo)光片的背面23之間存在空氣層的狀態(tài)下，使后面部81和背面23相對，既能減少零件個數(shù)，還能獲得與圖1及圖2所示的實(shí)施例相同的效果。
通過以上的說明可知，本發(fā)明在備有偏振光分離片6的情況下，使具有光滑的平面且為散射或漫反射面的反射片通過空氣層與導(dǎo)光片的背面相對地配置，能改善使用銀箔反射片時發(fā)生的照明亮度下降或亮度不均勻的現(xiàn)象。而且，在備有偏振光分離片的情況下，不備有與導(dǎo)光片的背面相對配置的相位差片(或1／4波長片)，能充分地獲得偏振光分離片的效果，有助于提高照明性能，進(jìn)而提高顯示裝置的顯示性能。
另外，由于光源和導(dǎo)光片被收容在第一、第二托架內(nèi)，除了開口部以外的周圍呈被覆蓋的狀態(tài)，所以能減少光的泄露，能有效地利用來自光源的光，同時更能發(fā)揮偏振光分離片的效果。
另外，通過使第一托架的后面部與導(dǎo)光片的背面相對的面形成光滑的平面且為散射或漫反射面，不需要備有單獨(dú)的反射片，既能減少零件個數(shù)，還能獲得與上述相同的效果。
權(quán)利要求
1．一種面光源裝置，其特征在于備有光源；導(dǎo)光片，該導(dǎo)光片有使光源的光從側(cè)面入射的入射面、使入射的光出射的出射面、以及與出射面相對的背面；設(shè)置在導(dǎo)光片的出射面一側(cè)的偏振光分離片；以及反射片，該反射片通過空氣層與導(dǎo)光片的背面相對配置，具有作為平滑面的散射或漫反射面。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于備有收容光源、導(dǎo)光片、偏振光分離片、以及反射片的托架，托架有為了使照明光射出而在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置的開口部；覆蓋導(dǎo)光片的背面一側(cè)的后面部；將導(dǎo)光片的入射面除外覆蓋側(cè)面的周面部；收容著光源、具有與導(dǎo)光片的入射面部分對應(yīng)的開口的光源收容室；以及在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)收容非發(fā)光顯示裝置的顯示裝置收容區(qū)。
3．一種面光源裝置，其特征在于備有光源；導(dǎo)光片，該導(dǎo)光片有使光源的光從側(cè)面入射的入射面、使入射的光出射的出射面、以及與出射面相對的背面；設(shè)置在導(dǎo)光片的出射面一側(cè)的偏振光分離片；以及收容光源、導(dǎo)光片、以及偏振光分離片的托架，托架有為了使照明光射出而在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置的開口部；覆蓋導(dǎo)光片的背面一側(cè)的后面部；將導(dǎo)光片的入射面除外覆蓋側(cè)面的周面部；收容著光源、具有與導(dǎo)光片的入射面部分對應(yīng)的開口的光源收容室；以及在與偏振光分離片的配置著導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)收容非發(fā)光顯示裝置的顯示裝置收容區(qū)，后面部通過空氣層與導(dǎo)光片的背面相對，形成作為平滑面的散射或漫反射面。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的面光源裝置，其特征在于托架是樹脂成形體。
5．一種顯示裝置，其特征在于備有根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的面光源裝置、以及配置在偏振光分離片的與配置導(dǎo)光片的一側(cè)相反一側(cè)的非發(fā)光顯示裝置。
全文摘要
目的在于在備有偏振光分離片、不備有相位差片的面光源裝置中,改善使用銀箔反射片時發(fā)生的照明亮度下降或亮度不均勻的現(xiàn)象,提供一種顯示性能好的顯示裝置。在導(dǎo)光片2的出射面22一側(cè)備有偏振光分離片6,在背面23一側(cè)設(shè)有反射片3,該反射片3通過空氣層與背面23相對配置,有平滑面且為散射或漫反射面,比使用銀箔反射片時更能充分地發(fā)揮偏振光分離片的效果。因此,能改善照明亮度的下降或亮度不均勻現(xiàn)象。
文檔編號G02F1/13GK1292504SQ0011995
公開日2001年4月25日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者松尾宏和, 石關(guān)博文, 竹本公 申請人:三洋電機(jī)株式會社