專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及具備將發(fā)光二極管元件等固體發(fā)光元件配置在導(dǎo)光板的側(cè)面的背面照明裝置(back light背光源)作為液晶顯示板的照明光源的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
在便攜式電話、便攜式信息終端等小型便攜式終端設(shè)備中，作為其顯示裝置，較多采用省電且小型輕便的液晶顯示裝置。在液晶顯示裝置中，有將外光作為用于使形成在液晶顯示板上的電子潛像可視化的照明手段來(lái)使用的，還有在液晶顯示板的背面或者前面設(shè)置輔助照明裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“照明裝置”)的。一般地，按慣例將設(shè)置于液晶顯示板的背面的照明裝置稱(chēng)為背光源，將設(shè)置于液晶顯示板的前面的照明裝置稱(chēng)為前光源。
作為便攜式電話等小型信息終端的背光源，雖然也有象顯示畫(huà)面尺寸比較大的筆記本電腦等那樣，采用具有將冷陰極熒光燈配置于側(cè)壁(側(cè)邊、光入射面)的導(dǎo)光板的背光源的，但優(yōu)選使用1個(gè)或多個(gè)以低耗電的發(fā)光二極管元件為代表的固體發(fā)光元件來(lái)取代上述冷陰極熒光燈。
在將多個(gè)發(fā)光二極管元件作為光源，將該發(fā)光二極管元件發(fā)出的光入射至導(dǎo)光板的側(cè)面(光入射面)，從導(dǎo)光板的上表面作為面光源射出的形式的背光源中，導(dǎo)光板內(nèi)的發(fā)光二極管元件的前方、和發(fā)光二極管元件與發(fā)光二極管元件之間，亮度差較大。尤其是在導(dǎo)光板的上表面(發(fā)光二極管元件與液晶顯示板之間)配置了具有向下棱鏡(prism)溝槽的棱鏡片(prism sheet)的背光源中，該傾向較顯著。為了減小使用多個(gè)發(fā)光二極管元件時(shí)發(fā)光二極管元件間的亮度差，人們進(jìn)行了各種各樣的研究，但還未能完全應(yīng)對(duì)。
關(guān)于這種背光源，在US Patent Pub No.2004/0120139A1(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)、USPN.6921178B2(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)、Japanese Patent Laid-OpenNo.227956/2004(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)等中，提出了通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)光板上的溝槽的形狀來(lái)消除亮度不均的嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
上述各專(zhuān)利文獻(xiàn)所公開(kāi)的發(fā)明，試圖通過(guò)形成在導(dǎo)光板上的溝槽形狀，來(lái)應(yīng)對(duì)由作為光源的發(fā)光二極管元件入射光后導(dǎo)光板的射出光的亮度不均，但都只停留在論述普通的溝槽形狀，而沒(méi)有對(duì)溝槽的相互關(guān)系加以考慮。
本發(fā)明的目的在于，提供一種在導(dǎo)光板的光入射面上配置了發(fā)光二極管元件的背光源的射出面，實(shí)現(xiàn)了均勻的亮度的液晶顯示裝置。
本發(fā)明是在研究通過(guò)形成于導(dǎo)光板上的各種形狀的溝槽、突起進(jìn)行應(yīng)對(duì)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)形成于導(dǎo)光板的上表面或者下表面、以及配置有光源的側(cè)面的溝槽，相對(duì)于導(dǎo)光板的上表面的亮度，相互之間有一定關(guān)系，本發(fā)明就是根據(jù)該結(jié)果而設(shè)計(jì)的，尤其是針對(duì)導(dǎo)光板的射出面(在圖1中為上表面)和光入射面的溝槽的形狀的關(guān)系而設(shè)計(jì)的。
本發(fā)明的代表性的結(jié)構(gòu)如下所述。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-35(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-27(°)。
通過(guò)在這樣的范圍內(nèi)設(shè)定上表面圓弧截面溝槽和光入射面圓弧截面溝槽，就能夠提供一種導(dǎo)光板的亮度分布優(yōu)異，在光入射面附近也沒(méi)有亮度不均的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-39(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-23(°)。
通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，也能提供一種導(dǎo)光板的亮度分布優(yōu)異，在光入射面附近也沒(méi)有亮度不均的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)；在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
顯然，在第三方案的結(jié)構(gòu)中，也能夠?qū)⑸媳砻鎴A弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，設(shè)定為1.5×Oa-35(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-27(°)；或者1.5×Oa-39(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-23(°)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；上述下表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-50.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-42.5(°)。
通過(guò)在這樣的范圍內(nèi)設(shè)定下表面圓弧截面溝槽和光入射面圓弧截面溝槽，能夠提供一種導(dǎo)光板的亮度分布優(yōu)異，在光入射面附近也沒(méi)有亮度不均的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；上述下表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-54.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-38.5(°)。
通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠提供一種導(dǎo)光板的亮度分布優(yōu)異，在光入射面附近也沒(méi)有亮度不均的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第六方案，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源；上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽；當(dāng)上述點(diǎn)光源與點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源與上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的下表面的，從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
顯然，在第六方案的結(jié)構(gòu)中，也能夠?qū)⑸媳砻鎴A弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，設(shè)定為1.5×Oa-50.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-42.5(°)；或者1.5×Oa-54.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-38.5(°)。
如上述這樣，在使用了在液晶顯示板的背面間隔向下棱鏡的導(dǎo)光板的背光源中，可以通過(guò)調(diào)整導(dǎo)光板的上表面(或者下表面)的圓弧截面形狀、光入射面的溝槽的圓弧截面形狀、以及導(dǎo)光板的下表面(或者上表面)的三角形截面形狀的溝槽的高度，能夠使導(dǎo)光板的光入射面內(nèi)部的LED前方和LED間的亮度達(dá)到平衡，減輕在光入射部附近發(fā)生的亮度不均。其理由在于，可以從3個(gè)方面如以下這樣發(fā)揮作用。
即，隨著導(dǎo)光板的上表面(或者下表面)的與光入射面正交的圓弧截面形狀部(光入射面圓弧截面溝槽)的接觸角增大(圓弧截面形狀對(duì)光入射面上升角度大、或者圓弧截面形狀部的高度高)，LED前方的亮度增加，LED之間的亮度減少。
此外，LED前方的亮度，隨著設(shè)置于光入射面的光入射面圓弧截面溝槽的圓弧截面形狀的接觸角增大、或者溝槽的高度增高而減少。反之，LED間的亮度，隨著設(shè)置于光入射面的光入射面圓弧截面溝槽的圓弧截面形狀的接觸角增大、或者溝槽的高度增高而增加。
進(jìn)而，LED前方的亮度，隨著導(dǎo)光板的下表面(或者上表面)的與光入射面平行的下表面三角截面溝槽的溝槽高度的增高而增加。
在制作在液晶顯示板的背面采用使用了向下棱鏡和導(dǎo)光板的背光源的液晶顯示裝置的過(guò)程中，已確認(rèn)與以往的采用使用了與散射片相互正交的2塊向上棱鏡的背光源的液晶顯示裝置相比，正面方向的亮度提高1.4倍以上。
而且，為了謀求通過(guò)降低部件材料費(fèi)和減少組裝工數(shù)來(lái)降低產(chǎn)品成本，考慮不使用散射片，但在采用了2塊向上棱鏡的以往結(jié)構(gòu)中，存在在導(dǎo)光板的光入射面附近發(fā)生亮度不均，顯示品質(zhì)下降的問(wèn)題。與此不同，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠減輕導(dǎo)光板的光入射面附近發(fā)生的亮度不均，可以用低成本獲得高顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置。
顯然本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)和在后述實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種各樣的變更。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠減輕在導(dǎo)光板的光入射面附近發(fā)生的亮度不均，可以獲得高顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的展開(kāi)斜視圖。
圖2A、2B是示意地表示構(gòu)成圖1所示的液晶顯示裝置的背光源周?chē)慕Y(jié)構(gòu)的2個(gè)例子的斜視圖。
圖3是示意地說(shuō)明在圖1和圖2A、2B所示的導(dǎo)光板的導(dǎo)光板下表面和光入射面所實(shí)施的形狀的斜視圖。
圖4是示意地說(shuō)明在導(dǎo)光板的上表面所實(shí)施的形狀的斜視圖。
圖5是表示用圖3的平面A切斷后的導(dǎo)光板的局部剖面的圖。
圖6是說(shuō)明導(dǎo)光板所具有的上表面圓弧截面溝槽和光入射面圓弧截面溝槽的示意圖。
圖7A、7B是用圖6的平面B切斷后的上表面圓弧截面溝槽的剖面圖，和用圖6的平面C切斷后的光入射面圓弧截面溝槽的剖面圖。
圖8是說(shuō)明在導(dǎo)光板下表面僅有與光入射面平行的方向的三角形截面溝槽時(shí)，從導(dǎo)光板GLB向棱鏡片PZS發(fā)出光的情況的說(shuō)明圖。
圖9是表示配置在圖8的結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)光板的光出射面上的棱鏡片上的亮度分布的圖。
圖10是說(shuō)明在導(dǎo)光板的下表面的光入射面上形成下表面三角形截面溝槽，在導(dǎo)光板的上表面形成上表面圓弧截面溝槽時(shí)，從導(dǎo)光板GLB向液晶顯示板發(fā)出光的情況的說(shuō)明圖。
圖11是說(shuō)明采用圖10的結(jié)構(gòu)時(shí)的導(dǎo)光板的光出射面的亮度的說(shuō)明圖。
圖12A、12B是說(shuō)明形成于導(dǎo)光板GLB上的圓弧截面溝槽的說(shuō)明圖。
圖13A、13B是說(shuō)明形成于導(dǎo)光板上表面的上表面圓弧截面溝槽的接觸角，與到達(dá)發(fā)光二極管元件LED間的光量的關(guān)系的圖。
圖14是針對(duì)光入射面圓弧截面溝槽的接觸角，對(duì)導(dǎo)光板內(nèi)部的光線角度特性進(jìn)行光學(xué)模擬的圖。
圖15A、15B是用坐標(biāo)圖表示在將上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa和光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea作為參數(shù)時(shí)，從圖11所示的入射端起的6mm的y-y′線間的亮度曲線的圖。
圖16是說(shuō)明在形成于導(dǎo)光板上的圓弧截面溝槽為上表面圓弧截面溝槽時(shí)，使發(fā)光二極管元件的前方和發(fā)光二極管元件之間的亮度達(dá)到平衡的接觸角Oa與接觸角Ea的關(guān)系的圖。
圖17是說(shuō)明在形成于導(dǎo)光板上的圓弧截面溝槽為下表面圓弧截面溝槽時(shí)，使發(fā)光二極管元件的前方與發(fā)光二極管元件之間的亮度達(dá)到平衡的接觸角Oa與接觸角Ea的關(guān)系的圖。
圖18是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)在導(dǎo)光板的下表面設(shè)置圓弧截面的溝槽、且Oa＝45°時(shí)，按實(shí)際的測(cè)量值觀察圖15A、15B所示的坐標(biāo)圖的亮度分布的圖。
圖19是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)在導(dǎo)光板的下表面設(shè)置圓弧截面的溝槽、且Oa＝55°時(shí)，按實(shí)際的測(cè)量值觀察圖15A、15B所示的坐標(biāo)圖的亮度分布的圖。
圖20是表示相對(duì)于與導(dǎo)光板的光入射面的距離(相對(duì)值)的溝槽高度(相對(duì)值)的圖。
圖21是說(shuō)明在導(dǎo)光板的下表面設(shè)置圓弧截面溝槽(下表面圓弧截面溝槽)，在該溝槽之間設(shè)置了平坦部的實(shí)施例2的說(shuō)明圖。
圖22是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面溝槽位于導(dǎo)光板的上表面，在導(dǎo)光板下表面的溝槽(下表面三角截面溝槽間)設(shè)置15％左右的平坦部時(shí)，導(dǎo)光板上表面的圓弧形狀的接觸角Oa與光入射面的溝槽的接觸角Ea的關(guān)系的圖。
圖23是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面溝槽位于導(dǎo)光板的下表面，在導(dǎo)光板上表面的溝槽(上表面三角截面溝槽間)設(shè)置15％左右的平坦部時(shí)，導(dǎo)光板下表面的圓弧形狀的接觸角Oa與光入射面的溝槽的接觸角Ea的關(guān)系的圖。
圖24是導(dǎo)光板的下表面的與光入射面平行的方向上的溝槽的局部剖面圖。
圖25A、25B是說(shuō)明導(dǎo)光板表面的細(xì)微的圓弧截面形狀的圓弧接觸角的定義的圖。
圖26是表示沿著光入射面配置了4個(gè)LED等點(diǎn)光源的結(jié)構(gòu)的圖。
圖27是表示將最外邊的LED與角部之間的導(dǎo)光板上表面的溝槽消除一部分，形成平坦部的結(jié)構(gòu)的圖。
圖28A、28B是說(shuō)明基于導(dǎo)光板的光出射面上的圓弧截面溝槽的形狀的光的到達(dá)狀態(tài)的圖。
圖29是詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)的圖。
圖30A、30B說(shuō)明關(guān)于光入射面的溝槽的其他實(shí)施例的圖。
圖31是說(shuō)明算術(shù)平均粗糙度的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(實(shí)施例1)圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的展開(kāi)斜視圖。在圖1中，液晶顯示板PNL通過(guò)2塊玻璃基板夾持液晶層而構(gòu)成，其中，在上述2塊玻璃基板的一方或者雙方的主面(內(nèi)面)的任一方上形成了用于選擇像素的電極、濾色器(color filter)等圖像形成要素。在該2塊玻璃基板的一方的基板上，配置有驅(qū)動(dòng)電路芯片(IC芯片)DRV，控制用于在液晶顯示板PNL上進(jìn)行顯示的驅(qū)動(dòng)。
液晶顯示板PNL，被通常由金屬框構(gòu)成的上框SHD、和通常為樹(shù)脂成型的模制件MLD從上下方向夾在當(dāng)中。在模制件MLD的下側(cè)(背面)，設(shè)置有背光源，其中，該背光源由棱鏡片PZS、導(dǎo)光板GLB、配置于導(dǎo)光板GLB的側(cè)面構(gòu)成光源的至少1個(gè)(此處為4個(gè))發(fā)光二極管元件LED、以及設(shè)置于導(dǎo)光板GLB的下側(cè)的反射片RFS構(gòu)成。另外，也可以取代該反射片而在導(dǎo)光板GLB的下側(cè)通過(guò)蒸鍍等直接配置銀等的反射膜。
另外，通過(guò)撓性印刷電路(flexible print circuit)FPC從未圖示的外部電路(信息處理裝置)向驅(qū)動(dòng)電路DRV提供顯示數(shù)據(jù)、時(shí)序信號(hào)、電源等。而且，發(fā)光二極管元件LED被裝載在光源用撓性印刷電路FPC-L上，靠近或者貼著導(dǎo)光板GLB的光入射面地設(shè)置。
棱鏡片PZS為在下表面具有棱鏡溝槽PZG的向下棱鏡片。在導(dǎo)光板GLB的上表面，形成有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽CDL，在該導(dǎo)光板GLB的下表面形成有在與上表面圓弧截面溝槽CDL正交的方向上延伸的多個(gè)下表面三角形溝槽BTL。進(jìn)而，在導(dǎo)光板GLB的光入射面上，形成有光入射面圓弧截面溝槽ACD，與發(fā)光二極管元件LED相對(duì)。
圖2A、2B是示意地表示構(gòu)成圖1所示的液晶顯示裝置的背光源周?chē)慕Y(jié)構(gòu)的2個(gè)例子的斜視圖。在圖2A、2B中，僅表示導(dǎo)光板GLB、棱鏡片(向下棱鏡片)PZS、配置于導(dǎo)光板GLB的至少一個(gè)側(cè)面(光入射面)的至少一個(gè)發(fā)光二極管元件LED、以及配置于導(dǎo)光板GLB的下側(cè)(與配置液晶顯示板PNL側(cè)相反的一側(cè))的反射片RFS，其中，上述棱鏡片(向下棱鏡片)PZS配置在導(dǎo)光板GLB的液晶顯示板PNL側(cè)，且棱鏡(棱鏡溝槽PZG)的頂角朝向?qū)Ч獍錑LB側(cè)。而且，棱鏡片PZS的棱鏡溝槽PZG的方向被配置成與設(shè)置有發(fā)光二極管元件LED的光入射面平行的方向。以下，將從導(dǎo)光板GLB來(lái)看的棱鏡片PZS側(cè)定義為上表面，將反射片RFS側(cè)定義為下表面進(jìn)行說(shuō)明。
在圖2A的結(jié)構(gòu)中，遍及導(dǎo)光板GLB的光入射面的整個(gè)面地形成有以導(dǎo)光板GLB的厚度方向?yàn)殚L(zhǎng)軸的多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽ACD。通過(guò)至少在發(fā)光二極管元件LED的配置區(qū)域設(shè)置該光入射面圓弧截面溝槽ACD，能夠獲得本發(fā)明的效果。因此，也可以如圖2B所示那樣，僅在與發(fā)光二極管元件LED相對(duì)的光入射面的區(qū)域設(shè)置。另外，每1個(gè)發(fā)光二極管元件的光入射面圓弧截面溝槽ACD的數(shù)量并無(wú)特殊限定。而且，光入射面圓弧截面溝槽ACD和上表面圓弧截面溝槽CDL的大小、配置沒(méi)有特別的限制。
圖3是示意地說(shuō)明在圖1和圖2A、2B所示的導(dǎo)光板的下表面和光入射面上所實(shí)施的形狀的斜視圖。圖4是示意地說(shuō)明在導(dǎo)光板的上表面所實(shí)施的形狀的斜視圖。另外，在圖3中，僅以端部的圓弧截面表示上表面圓弧截面溝槽CDL。如圖3所示，在導(dǎo)光板GLB的下表面，在與光入射面平行的方向上形成有多個(gè)下表面三角截面溝槽BTL。而且，在導(dǎo)光板GLB的上表面，如圖4所示，在與光入射面正交的方向上形成有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽CDL。在實(shí)施例1中，分別在導(dǎo)光板GLB的上表面形成上表面圓弧截面溝槽CDL、在下表面形成下表面三角截面溝槽BTL，但也可以在上表面和下表面交換形成這些溝槽。
圖5是表示用圖3的平面A切斷后的導(dǎo)光板GLB的局部剖面的圖。如圖5所示，形成于導(dǎo)光板GLB的下表面的下表面三角形截面溝槽BTL，與配置了發(fā)光二極管元件LED的光入射面平行地形成。通過(guò)控制下表面三角形截面溝槽BTL的頂角Ra和底角Rb，可以將來(lái)自發(fā)光二極管元件LED的光高效率地提供到液晶顯示板PNL側(cè)。在使用具有向下棱鏡溝槽的棱鏡片PZS時(shí)，通過(guò)將底角Rb設(shè)定在大約4～10度的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒋┻^(guò)棱鏡后的亮度峰值帶給液晶顯示板PNL的正面。
接著，使用圖6、圖7A、圖7B，對(duì)導(dǎo)光板GLB的上表面和光入射面的溝槽形狀進(jìn)行說(shuō)明。圖6是說(shuō)明導(dǎo)光板上具有的上表面圓弧截面溝槽和光入射面圓弧截面溝槽的示意圖。圖7A是用圖6的平面B切斷后的上表面圓弧截面溝槽CDL的剖面圖，圖7B是用圖6的平面C切斷后的光入射面圓弧截面溝槽ACD的剖面圖。如圖7A和圖7B所示，在導(dǎo)光板GLB的上表面具有的上表面圓弧截面溝槽CDL、在光入射面上具有的圓弧截面溝槽ACD的截面，都是沿著長(zhǎng)軸的方向切斷了圓柱(或者橢圓圓柱)的圓弧形狀。雖然在圖7A、7B中，圖示為圓弧形狀的溝槽與鄰接的溝槽連續(xù)地形成的樣子，但也可以在與鄰接溝槽之間設(shè)置若干平坦部。
在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)等所記載的以往技術(shù)中，雖然記載了在導(dǎo)光板上設(shè)置這樣的圓弧形狀溝槽，但沒(méi)有進(jìn)行具體的研究，自然也沒(méi)有對(duì)這些溝槽之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究。在本發(fā)明的實(shí)施例中，找出這些形成于導(dǎo)光板上的圓弧形狀溝槽的相互關(guān)系，可以構(gòu)成效率更高并且沒(méi)有亮度不均的背光源，進(jìn)行高品質(zhì)的顯示。
接著，對(duì)在導(dǎo)光板下表面具有與光入射面平行的方向的三角形截面的溝槽的情況進(jìn)行考察。圖8是說(shuō)明在導(dǎo)光板下表面僅有與光入射面平行的方向的三角形截面溝槽時(shí)，從導(dǎo)光板GLB向棱鏡片PZS射出光的情況的說(shuō)明圖。圖9是表示向下棱鏡片PZS上的亮度分布的圖，其中，該向下棱鏡片PZS配置在圖8結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)光板的光出射面上。此處，如圖2A、2B所示，4個(gè)LED配置在導(dǎo)光板GLB的光入射面上，而且，導(dǎo)光板的除下表面以外的5個(gè)面全都是沒(méi)有溝槽等的平坦面。
在這種情況下，從發(fā)光二極管元件LED向?qū)Ч獍錑LB入射的光，通過(guò)形成于導(dǎo)光板GLB的下表面的三角截面溝槽BTL的作用，從導(dǎo)光板GLB的上表面射出。
如圖8所示，在發(fā)光二極管元件LED前方，從發(fā)光二極管元件LED向?qū)Ч獍錑LB入射的光，是與配置于導(dǎo)光板GLB的上方的棱鏡片PZS的溝槽方向正交的方向(Lo1)的光，因此，入射到導(dǎo)光板GLB的光，通過(guò)形成于導(dǎo)光板GLB的下表面的三角截面溝槽BTL的作用，從導(dǎo)光板GLB的上表面，朝與向下棱鏡片PZS的溝槽方向正交的方向射出。
但是，在發(fā)光二極管元件LED之間，從發(fā)光二極管元件LED朝導(dǎo)光板GLB，以相對(duì)于向下棱鏡片PZS的溝槽的方向成斜方向地射入光(Lo2)，雖然該入射光也因形成于導(dǎo)光板GLB的下表面的三角截面溝槽BTL的作用，從導(dǎo)光板GLB的上表面射出，但由于該出射光與向下棱鏡片PZS的溝槽方向不正交，因此不會(huì)通過(guò)棱鏡片PZS向液晶顯示板PNL的正面方向射出。即，來(lái)自導(dǎo)光板GLB的出射光中，僅與棱鏡片PZS的溝槽的方向正交的光，能通過(guò)棱鏡片PZS向液晶顯示板PNL的正面方向射出，因此，在本例的情況下，棱鏡片PZS的上表面的亮度分布成為如圖9所示那樣。
如圖9所示，雖然在與配置了4個(gè)LED的位置垂直的方向的導(dǎo)光板的上方的棱鏡片PZS上，有較亮的亮度B，但在與沒(méi)有配置發(fā)光二極管元件LED的位置垂直的位置的導(dǎo)光板GLB的上方的棱鏡片PZS上，亮度變暗。
消除這樣的亮線B的方法有多種，有在導(dǎo)光板GLB的與形成有三角形截面溝槽的面相對(duì)的面上形成截面為圓弧狀的溝槽的方法。
圖10是說(shuō)明在導(dǎo)光板的上表面形成上表面圓弧截面溝槽時(shí)，從導(dǎo)光板GLB朝棱鏡片PZS的射出光的情況的說(shuō)明圖。與導(dǎo)光板GLB的光入射面正交的上表面圓弧截面溝槽CDL的溝槽，如圖10所示，具有在發(fā)光二極管元件LED間的光透過(guò)后射出(或者，在導(dǎo)光板GLB的內(nèi)部反射)時(shí)，使入射光朝向與棱鏡片PZS的棱鏡溝槽PZG方向正交的方向的作用。
由此，即便在導(dǎo)光板GLB的發(fā)光二極管元件LED之間，也能使之成為與棱鏡片PZS的棱鏡溝槽PZG正交的成分的入射光，使與棱鏡片PZS的溝槽方向垂直的成分的光，向液晶顯示板PNL的正面方向射出。由此，即使是在將發(fā)光二極管元件LED這樣的點(diǎn)光源配置在導(dǎo)光板GLB的側(cè)面的情況下，在離開(kāi)光入射面的區(qū)域，亮度也變得均勻，不會(huì)形成亮線。
圖11是說(shuō)明采用圖10的結(jié)構(gòu)時(shí)的導(dǎo)光板的光出射面上的亮度的說(shuō)明圖。在圖10的結(jié)構(gòu)中，在從配置有發(fā)光二極管元件LED的導(dǎo)光板GLB的光入射面離開(kāi)的區(qū)域中，能夠得到均勻的亮度區(qū)域BHZ。但是，在臨近導(dǎo)光板GLB的光入射面的位置，存在亮度暗的區(qū)域DKZ，降低了顯示品質(zhì)。在圖11中，表示在短邊為50mm的導(dǎo)光板GLB的光入射面，等間隔地配置有4個(gè)發(fā)光二極管元件LED的情況。此時(shí)，除去兩端的光入射面以y-y′線表示的亮度暗區(qū)域?yàn)榇蠹s6mm。為了消除該亮度暗區(qū)域DKZ，雖然也考慮過(guò)使光入射面的截面形成圓弧狀的形狀的方法，但僅憑使截面形成圓弧狀，仍無(wú)法減少該亮度暗區(qū)域的存在。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，著眼于導(dǎo)光板的下表面和光入射面的圓弧形狀，發(fā)現(xiàn)只需使這些圓弧的接觸角的關(guān)系成為某種特定的關(guān)系，就能減少亮度暗區(qū)域。以下，對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖12A、12B是說(shuō)明形成于導(dǎo)光板GLB上的圓弧截面溝槽的說(shuō)明圖。圖12A表示與圖7A同樣的形成于導(dǎo)光板上表面的上表面圓弧截面溝槽CDL的截面形狀，圖12B表示與圖7B同樣的形成于導(dǎo)光板光入射面上的光入射面圓弧截面溝槽ACD的截面形狀。在圖12A中，上表面圓弧截面溝槽CDL的Op表示上表面圓弧截面溝槽CDL的山與山之間的間隔(間距)，Oa表示接觸角。在圖12B中，光入射面圓弧截面溝槽ACD的Ep表示該光入射面圓弧截面溝槽ACD的山與山之間的間隔(間距)，Ea表示接觸角。另外，對(duì)于該接觸角(圓弧接觸角)將于后文論述。
此外，圖13A、13B是說(shuō)明形成于導(dǎo)光板上表面的上表面圓弧截面溝槽的接觸角與到達(dá)發(fā)光二極管元件LED間的光量的關(guān)系的圖。圖13A表示接觸角Oa小的情況，圖13B表示接觸角Oa大的情況。
然后，圖14是針對(duì)光入射面圓弧截面溝槽的接觸角，對(duì)導(dǎo)光板內(nèi)部的光線角度特性進(jìn)行光學(xué)模擬的圖。圖14的上側(cè)的圖，是執(zhí)行該光學(xué)模擬的配置圖；下側(cè)是通過(guò)光學(xué)模擬得到的光線角度特性圖。該光線角度特性的光學(xué)模擬，是在沒(méi)有光入射面圓弧截面溝槽時(shí)，針對(duì)接觸角Ea為23°、35°、40°、45°，分別計(jì)算針對(duì)導(dǎo)光板內(nèi)部的擴(kuò)散角度θ的相對(duì)光度。
在本實(shí)施例中，對(duì)這些圓弧截面形狀中、圖12A所示的光出射面溝槽的圓弧形狀的接觸角Oa，與圖13A、13B所示的光入射面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系進(jìn)行了研究。在圖13A中，表示對(duì)于接觸角Oa小的情況，溝槽面的反射少，到達(dá)發(fā)光二極管元件LED間的光量變大。另一方面，在圖13B中，表示在接觸角Oa大的情況下，溝槽面的反射大，到達(dá)發(fā)光二極管元件LED間的光量變少。如此，圖12A所示的導(dǎo)光板上表面具有的上表面圓弧截面溝槽CDL的溝槽的接觸角Oa，如圖13A、13B所示那樣，隨著角度變大，從發(fā)光二極管元件LED擴(kuò)散的光線由溝槽反射的量增加，到達(dá)發(fā)光二極管元件LED間的光量減少。因此，接觸角Oa越大，發(fā)光二極管元件LED間的亮度就越減少。
此外，圖12B所示的導(dǎo)光板光入射面具有的光入射面圓弧截面溝槽ACD的溝槽的接觸角Ea，如圖14所示那樣，隨著接觸角Ea的角度變大，從發(fā)光二極管元件LED擴(kuò)散的光量增大。因此，接觸角Ea越大，發(fā)光二極管元件LED間的亮度就越增加。另外，在圖14中，坐標(biāo)圖的橫軸為導(dǎo)光板內(nèi)部的擴(kuò)散角度θ，縱軸表示相對(duì)光度。
圖15A、15B是用坐標(biāo)圖表示在將接觸角Oa和Ea作為參數(shù)時(shí)，從圖11所示的入射端起，6mm的y-y′線間的亮度曲線的圖，是在導(dǎo)光板上具有上表面圓弧截面溝槽的情況。在圖15A、15B中，表示了由于接觸角Oa和接觸角Ea，發(fā)光二極管元件LED前方和發(fā)光二極管元件LED之間的亮度的關(guān)系發(fā)生了變化的情況。在圖15A、15B中，縱軸表示亮度。
在圖15A所示的導(dǎo)光板具有的上表面圓弧截面溝槽CDL的圓弧的接觸角Oa＝45°時(shí)，光入射面具有的光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea為36.5°左右，發(fā)光二極管元件LED前方和發(fā)光二極管元件LED之間的亮度值變得相等。在圖15B所示的導(dǎo)光板上表面的圓弧的接觸角Oa＝55°時(shí)，入射溝槽的接觸角Ea為51.5°左右，發(fā)光二極管元件LED前方和發(fā)光二極管元件LED之間的亮度值變得相等。
圖16是說(shuō)明在形成于導(dǎo)光板上的圓弧截面溝槽為上表面圓弧截面溝槽時(shí)，使發(fā)光二極管元件的前方和發(fā)光二極管元件之間的亮度達(dá)到平衡的接觸角Oa與接觸角Ea的關(guān)系的圖。圖16的坐標(biāo)圖的橫軸為導(dǎo)光板下表面的溝槽的接觸角Oa(°)，縱軸為導(dǎo)光板的光入射面溝槽的接觸角Ea(°)。此外，坐標(biāo)圖的實(shí)線，表示針對(duì)某個(gè)接觸角Oa的適當(dāng)?shù)慕佑|角Ea的中心值，可以通過(guò)Ea(°)＝-31.0+1.5×Oa(°)……式(1)來(lái)表示。
而且，該中心值的上下的虛線表示接觸角Ea的適當(dāng)范圍，上側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-31.0+1.5×Oa+4(°)……式(2)，下側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-31.0+1.5×Oa-4(°)……式(3)。
在本發(fā)明中，通過(guò)目視觀測(cè)了取得亮度平衡的范圍，確定了該適當(dāng)范圍。即-31.0+1.5×Oa-4(°)≤Ea(°)≤-31.0+1.5×Oa+4(°)…式(4)總之，確認(rèn)了通過(guò)設(shè)定在1.5×Oa-35(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-27(°)……式(5)的范圍內(nèi)，就能夠成為取得了亮度平衡的顯示裝置。
另外，還通過(guò)目視確認(rèn)了，將Ea和Oa設(shè)定為式(1)±8°的上下的范圍內(nèi)，在亮度平衡這一點(diǎn)上，也具有某種程度的效果。
另外，此時(shí)的上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，變成1.5×Oa-39(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-23(°)……式(6)。
另外，雖然如圖25A那樣設(shè)計(jì)圓弧截面的溝槽，但實(shí)物如圖25B那樣，由于實(shí)際的加工精度，圓弧的連接部變得平緩，因此根據(jù)其實(shí)際的加工情況，有時(shí)適當(dāng)?shù)腅a也會(huì)發(fā)生變動(dòng)。
圖17是說(shuō)明在形成于導(dǎo)光板上的圓弧截面溝槽為下表面圓弧截面溝槽時(shí)，使發(fā)光二極管元件的前方和發(fā)光二極管元件之間的亮度達(dá)到平衡的接觸角Oa與接觸角Ea的關(guān)系的圖。與圖16一樣，坐標(biāo)圖的實(shí)線表示針對(duì)某個(gè)接觸角Oa的適當(dāng)?shù)慕佑|角Ea的中心值，可以通過(guò)
Ea(°)＝-46.5+1.5×Oa(°)……式(7)表示。
而且，該中心值的上下的虛線表示接觸角Ea的適當(dāng)范圍，上側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-46.5+1.5×Oa(°)+4(°)……式(8)，下側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-46.5+1.5×Oa(°)-4(°)……式(9)。
在本發(fā)明中，也通過(guò)目視觀測(cè)了取得亮度平衡的范圍，確定了該適當(dāng)范圍。即-46.5+1.5×Oa(°)-4(°)≤Ea(°)≤-46.5+1.5×Oa(°)+4(°)……式(10)。
總之，確認(rèn)了通過(guò)設(shè)定在1.5×Oa-50.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-42.5(°)……式(11)的范圍內(nèi)，就能夠成為取得了亮度平衡的顯示裝置。
另外，還通過(guò)目視確認(rèn)了，將Ea和Oa設(shè)定為式(7)±8°的上下的范圍內(nèi)，在亮度平衡這一點(diǎn)上，也具有某種程度的效果。
另外，此時(shí)的上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-54.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-38.5(°)……式(12)。
此處，同與光入射面正交的圓弧截面的溝槽位于上表面的情況相比，圓弧截面的溝槽位于下表面時(shí)，針對(duì)相同Oa的適當(dāng)?shù)腅a的值變小，其理由在以下論述。當(dāng)與光入射面正交的圓弧截面的溝槽位于上表面時(shí)，光線穿過(guò)圓弧而射出，在LED前方消耗了光，與此不同，當(dāng)圓弧截面的溝槽位于下表面時(shí)，穿過(guò)圓弧的光線被反射片(圖1的RFS)反射而重新返回導(dǎo)光板內(nèi)，因此更多的光到達(dá)LED間。所以，當(dāng)圓弧截面溝槽形成在下表面時(shí)，可以通過(guò)比較小的Ea的值提升LED間的亮度，因此，與圓弧截面溝槽形成于上表面的情況相比，Ea的值變小。
圖18是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)在導(dǎo)光板的下表面設(shè)置圓弧截面的溝槽、Oa＝45°時(shí)，觀察圖15A、15B所示的坐標(biāo)圖的實(shí)際測(cè)量值后的亮度分布的圖。在圖18中，橫軸表示Oa＝45°時(shí)的y-y′截面坐標(biāo)(mm)，縱軸表示亮度(cd/m2)。從圖18可知，在式(1)的上下4(°)的范圍內(nèi)的Ea＝21.0和Ea＝23.0的情況下，取得了亮度平衡。進(jìn)而可以說(shuō)，表示了在式(1)的上下2(°)的范圍內(nèi)時(shí)，取得最佳亮度平衡。
接著，圖19是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)在導(dǎo)光板的下側(cè)設(shè)置圓弧截面的溝槽、Oa＝55°時(shí)，觀察圖15A、15B所示的坐標(biāo)圖的實(shí)際測(cè)量值后的亮度分布的圖。從圖19也可以得知，在式(7)的上下4(°)的范圍內(nèi)的Ea＝35.0和Ea＝40.0的情況下，取得了亮度平衡。在圖18和圖19中，橫軸為y-y′截面坐標(biāo)(mm)，縱軸為亮度(cd/m2)。
對(duì)以上所論述的通過(guò)設(shè)置于導(dǎo)光板的下表面、上表面、光入射面的圓弧截面溝槽，調(diào)整亮度分布的步驟進(jìn)行總結(jié)，如以下這樣。
(步驟1)將形成于導(dǎo)光板上表面的圓弧形狀的溝槽(上表面圓弧截面溝槽)的接觸角度Oa固定為40°～70°范圍內(nèi)的某個(gè)值。Oa的范圍沒(méi)必要特別限定，但考慮到以下情況在Oa不足40°時(shí)，如圖10所示那樣，使從發(fā)光二極管擴(kuò)散的光與棱鏡的格正交的效果不充分；另一方面，在Oa超過(guò)70°時(shí)，圖13B所示的溝槽的反射過(guò)大，即便將形成于光入射面上的圓弧形狀的溝槽的接觸角Ea設(shè)定為最大值＝90°，到達(dá)發(fā)光二極管間的光量也不足，因此作為實(shí)際能夠使用的范圍，該范圍是適當(dāng)?shù)摹?br> (步驟2)圖20對(duì)形成于導(dǎo)光板的下側(cè)的溝槽進(jìn)行了描述，記載了從LED離開(kāi)越遠(yuǎn)，溝槽的高度設(shè)定得越高。
如此，如圖20所示那樣，調(diào)整縱軸所示的溝槽的高度的相對(duì)值的分布(圖5的Rd)，確定背光源整體的亮度分布。圖20的橫軸，表示與光入射面的距離的相對(duì)值。但是，也可以不用溝槽的高度分布(圖5的Rd)，而代之以該溝槽的間距(圖5的Rp)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。另外，圖20表示針對(duì)與導(dǎo)光板的光入射面的距離(相對(duì)值)的溝槽的高度(相對(duì)值)。該測(cè)量位置表示在圖20的上部。
(步驟3)通過(guò)式(1)，確定亮度不均變得最小的光入射溝槽的接觸角度Ea。
另外，如果將導(dǎo)光板上表面的溝槽(上表面圓弧截面溝槽)和下表面的溝槽(下表面圓弧截面溝槽)在上下面交換，則特性會(huì)發(fā)生一些變化。將其利害得失總結(jié)為表1。
表1

在表1中，在導(dǎo)光板的下表面形成與光入射面正交的圓弧截面溝槽時(shí)，比在導(dǎo)光板的上表面形成圓弧截面溝槽時(shí)亮度高5％左右，但由于與反射片的接觸面積大，因此產(chǎn)生由于緊貼的亮度不均。然而，產(chǎn)生亮度不均是蒸鍍銀等鏡面的反射片的情況，如果反射片為白色片，則緊貼會(huì)得到緩解，從而不產(chǎn)生該亮度不均。
作為優(yōu)選的規(guī)格，將與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧形狀的溝槽設(shè)定為形成于導(dǎo)光板的上表面的上表面圓弧截面溝槽，其接觸角度Oa設(shè)定為約50°。將與該導(dǎo)光板的光入射面平行的三角形形狀的溝槽設(shè)定為形成于導(dǎo)光板的下表面的下表面三角形溝槽，將三角截面溝槽的間距固定為0.143，調(diào)整高度分布?？紤]將設(shè)置于導(dǎo)光板的光入射面的光入射面圓弧截面溝槽的接觸角設(shè)定為Ea＝44°附近。
(實(shí)施例2)圖21是說(shuō)明在導(dǎo)光板的下表面設(shè)置圓弧截面溝槽(下表面圓弧截面溝槽)，在該溝槽之間設(shè)置了平坦部的實(shí)施例2的說(shuō)明圖。除設(shè)置于導(dǎo)光板的下表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa以外，還有有調(diào)整發(fā)光二極管元件LED前方和發(fā)光二極管元件LED之間的亮度平衡的參數(shù)。其中之一為圖21所示的溝槽間的平坦部。設(shè)置于導(dǎo)光板的下表面的圓弧形狀(下表面圓弧截面溝槽)通常為連續(xù)的，但當(dāng)在該溝槽間設(shè)置平坦部時(shí)，到達(dá)發(fā)光二極管元件LED之間的光量增加，發(fā)光二極管元件LED之間的導(dǎo)光板的面上的亮度增加。但是，如果該平坦部過(guò)大則會(huì)呈現(xiàn)相反的效果，因此，優(yōu)選例如在將圓弧間的距離設(shè)定為Op，平坦部的長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)時(shí)，在L/Op×100為5～25％的范圍內(nèi)調(diào)整。
圖22是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面溝槽位于導(dǎo)光板的上表面，在導(dǎo)光板下表面的溝槽(下表面三角截面溝槽間)設(shè)置15％左右的平坦部時(shí)，導(dǎo)光板上表面的圓弧形狀的接觸角Oa與光入射面的溝槽的接觸角Ea的關(guān)系的圖。圖23是用坐標(biāo)圖表示當(dāng)與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面溝槽位于導(dǎo)光板的下表面，在導(dǎo)光板上表面的溝槽(上表面三角截面溝槽間)設(shè)置15％左右的平坦部時(shí)，導(dǎo)光板下表面的圓弧形狀的接觸角Oa與光入射面的溝槽的接觸角Ea的關(guān)系的圖。
在圖22和圖23中，如果接觸角Ea較大，則在從LED擴(kuò)散的方向上能觀察到亮線，但如果使用本方法，接觸角Ea只需較小即可，可以緩解該亮線。
此時(shí)，在與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面的溝槽位于導(dǎo)光板的上表面時(shí)的Oa與Ea的適當(dāng)關(guān)系，可以如下這樣設(shè)定。
即，中心線為Ea(°)＝-46.0+1.5×Oa(°)……式(13)，上側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-46.0+1.5×Oa(°)+4(°)……式(14)，下側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-46.0+1.5×Oa(°)-4(°)……式(15)。
在本發(fā)明中，也通過(guò)目視觀測(cè)了取得亮度平衡的范圍，確定了該適當(dāng)范圍。即-46.0+1.5×Oa(°)-4(°)≤Ea(°)≤-46.0+1.5×Oa(°)+4(°)……式(16)。
總之，確認(rèn)了通過(guò)設(shè)定在1.5×Oa(°)-50.0(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa(°)-42.0(°)……式(17)的范圍內(nèi)，就能夠成為取得了亮度平衡的顯示裝置。
另外，還通過(guò)目視確認(rèn)了，將Ea和Oa設(shè)定為式(13)±8°的上下的范圍內(nèi)，在亮度平衡這一點(diǎn)上，也具有某種程度的效果。
另外，此時(shí)的上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-54.0(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-38.0(°)……式(18)。
此外，在與導(dǎo)光板的光入射面正交的圓弧截面的溝槽位于導(dǎo)光板的下表面時(shí)的Oa與Ea的適當(dāng)關(guān)系，可以如下這樣設(shè)定。
即，中心線為Ea(°)＝-61.5+1.5×Oa(°)……式(19)，上側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-61.5+1.5×Oa(°)+4(°)……式(20)，下側(cè)的虛線表示Ea(°)＝-61.5+1.5×Oa(°)-4(°)……式(21)。
在本發(fā)明中，也通過(guò)目視觀測(cè)了取得亮度平衡的范圍，確定了該適當(dāng)范圍。即-61.5+1.5×Oa(°)-4(°)≤Ea(°)≤-61.5+1.5×Oa(°)+4(°)……式(22)。
總之，確認(rèn)了通過(guò)設(shè)定在1.5×Oa(°)-65.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa(°)-57.5(°)……式(23)的范圍內(nèi)，就能夠成為取得了亮度平衡的顯示裝置。
另外，還通過(guò)目視確認(rèn)了，將Ea和Oa設(shè)定為式(18)±8°的上下的范圍內(nèi)，在亮度平衡這一點(diǎn)上，也具有某種程度的效果。
另外，此時(shí)的上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-69.5(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-53.5(°)……式(24)。
(實(shí)施例3)本發(fā)明，對(duì)于以往的將相互正交的2塊向上棱鏡設(shè)置在導(dǎo)光板與液晶顯示板之間的背光源，在應(yīng)對(duì)亮度不均上也有效果。作為其優(yōu)點(diǎn)，有(1)雖然正面亮度為向下棱鏡方式的60～70％左右，但視場(chǎng)角特性廣闊(向下棱鏡的與棱鏡正交的方向的視場(chǎng)角特性為半值寬度±10°，2塊向上棱鏡的視場(chǎng)角特性為半值寬度±20°)。
(2)而且，與以往技術(shù)相比，由于改善了亮度不均因而可以取消散射片，能夠降低這一部分的成本，而且正面的亮度也可以提高5～10％左右。
其結(jié)構(gòu)如下，與前面論述的向下棱鏡的情況大致相同。即，(1)在光入射面上設(shè)置截面為圓弧狀(圓弧狀)的溝槽(接觸角Ea)；(2)在導(dǎo)光板的上表面，沿與光入射面正交的方向設(shè)置截面為圓弧狀(圓弧狀)的溝槽(接觸角Oa)。在為向下棱鏡的情況下，無(wú)論在下表面、上表面的哪一方形成溝槽都可以，但在為向上棱鏡時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知在上表面形成溝槽時(shí)，比在下表面形成溝槽時(shí)正面亮度要高。
(3)在導(dǎo)光板的下表面，沿與光入射面平行的方向設(shè)置溝槽。其截面可以如圖24那樣形成三角形形狀，其傾斜角度Rb在20～30°的范圍內(nèi)設(shè)定。
(實(shí)施例4)通過(guò)以上論述的方法，能夠?qū)ED前的亮度和LED之間的亮度調(diào)整為均勻。然而，在將從外側(cè)的LED到角部的距離A2，取為比圖26所示的LED間的距離的半值A(chǔ)1大時(shí)，發(fā)生角部變暗的問(wèn)題。
圖26表示配置LED等光源的附近的非顯示區(qū)域AN、顯示區(qū)域AD、以及沿著光入射面配置了4個(gè)LED等點(diǎn)光源的結(jié)構(gòu)。而且，是表示雖然這4個(gè)LED各自以等間隔配置，但該LED間的間隔的1/2值A(chǔ)1，比從最靠外的LED到角部的距離A2小的情況的圖。如果象這樣進(jìn)行配置，則會(huì)發(fā)生角部AC的暗區(qū)域增加這樣的問(wèn)題。
對(duì)于該問(wèn)題，借助于調(diào)整圖16所示的光入射面的圓弧截面溝槽的接觸角Ea、導(dǎo)光板上表面的圓弧截面溝槽的接觸角Oa來(lái)進(jìn)行改善是不夠的。因此，在實(shí)施例4中，如圖27所示那樣，將最靠外的LED與角部AC之間的導(dǎo)光板上表面的溝槽清除掉一部分而形成平坦部ND。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠謀求提高角部暗區(qū)域的亮度。以下通過(guò)圖28A、28B說(shuō)明其理由。
圖28A表示導(dǎo)光板的光出射面的圓弧截面溝槽，形成到光入射面?zhèn)葹橹沟慕Y(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從LED射出的光，由于圓弧截面的溝槽構(gòu)成障礙，而無(wú)法充分到達(dá)角部。
另一方面，圖28B表示實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)，表示在LED的配置位置與角部之間的區(qū)域，設(shè)置沒(méi)有圓弧截面溝槽的平坦部的結(jié)構(gòu)。通過(guò)如圖28B那樣形成平坦部，能夠使LED射出的光，在沒(méi)有圓弧截面溝槽形成障礙的情況下，充分到達(dá)角部。
圖29詳細(xì)地表示實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)。如果沒(méi)有圓弧截面溝槽的區(qū)域離顯示區(qū)域過(guò)近，或者沒(méi)有溝槽的區(qū)域過(guò)大，其影子可能影響到顯示區(qū)域。因此，優(yōu)選在顯示區(qū)域與沒(méi)有溝槽的區(qū)域之間設(shè)置3～4mm的余量，并且將大小設(shè)定在所需要的最低限度。
(實(shí)施例5)接著，說(shuō)明關(guān)于光入射面的溝槽的其他實(shí)施例。光入射面的溝槽，除了圖16、17所示那樣的圓弧截面溝槽之外，還考慮了基于圖30A所示那樣的研磨加工、圖30B所示那樣的放電加工的粗糙面加工的方法。
圖30A表示在導(dǎo)光板的光入射面的厚度方向通過(guò)研磨加工等形成條狀的粗糙面的圖。該粗糙面的狀態(tài)，優(yōu)選將圖30A的A-A截面的算術(shù)平均的粗糙度，加工成Ra＝0.2-1.0μm的程度。
圖30B表示在導(dǎo)光板的光入射面上通過(guò)放電加工等形成放電凹痕(crater)狀的粗糙面的圖。在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選將圖30B的A-A截面的算術(shù)平均的粗糙度，加工成Ra＝1.0-4.0μm的程度。另外，在圖30A、30B中，箭頭代表導(dǎo)光板的厚度方向。
另外，雖然說(shuō)明了在導(dǎo)光板的上表面形成圓弧截面溝槽的情況，但在導(dǎo)光板下表面形成圓弧截面溝槽，并在導(dǎo)光板的上表面形成三角溝槽的結(jié)構(gòu)，也能取得同樣的效果。
(關(guān)于算術(shù)平均粗糙度的定義)算術(shù)平均粗糙度Ra，如圖31所示，是通過(guò)從粗糙度曲線y＝f(x)在其平均線方向抽取基準(zhǔn)長(zhǎng)L，在該抽取部分的方向上取X軸，以y＝f(x)表示粗糙度曲線時(shí)的下式定義的。
Ra＝1/L∫0L|f(x)|dx……(式5)(關(guān)于圓弧接觸角α的定義)圖25A、25B是說(shuō)明導(dǎo)光板表面的細(xì)微的圓弧截面形狀的圓弧接觸角的定義的圖。在圖25A、25B中，在2個(gè)圓弧相接的點(diǎn)，將各自圓弧的切線與水平線所成的角度定義為圓弧接觸角α。如圖25A記載的那樣，所需要的圓弧的接觸角α的定義式為接觸角α＝90-tan-1(a/b)。
在圖25A中，d為圓弧半徑，p為圓弧間隔，h為圓弧高度，α為接觸角，其關(guān)系為α＝90-tan-1(a/b)、a＝d-h、b＝p/2。
此外，在圖25B中，L＝2L/2，通過(guò)三角公式，以d＝(K×K+L×L)/2K來(lái)算出圓弧半徑d。
(關(guān)于導(dǎo)光板的圓弧溝槽形狀的接觸角α測(cè)量方法定義)在塑料樹(shù)脂成型的導(dǎo)光板中，即使射出成型金屬模具為上述形狀的圓弧，也無(wú)法復(fù)制成型相同的形狀，因此通過(guò)以下的測(cè)量法定義接觸角。用于形狀測(cè)量的儀器，采用可以測(cè)量細(xì)微形狀的接觸式或者非接觸式的形狀測(cè)量器。導(dǎo)光板表面的圓弧半徑d，根據(jù)用表面形狀測(cè)量器測(cè)得的形狀數(shù)據(jù)，通過(guò)以下的測(cè)量計(jì)測(cè)。
由于樹(shù)脂成型后的導(dǎo)光板表面的圓弧交點(diǎn)不形成銳角，所以作圖畫(huà)出保持圓弧的曲率不變而延長(zhǎng)的虛擬線，確定交點(diǎn)m。對(duì)于圓弧虛擬延長(zhǎng)線的交點(diǎn)m與圓弧頂部之間的高度h，假設(shè)在該高度h的60％位置，即從圓弧頂部構(gòu)成K＝0.6的水平線，將連接與導(dǎo)光板表面圓弧形狀的交點(diǎn)的水平距離設(shè)為2L。根據(jù)由上述水平距離2L和圓弧半徑d構(gòu)成的三角形，成為d＝(K2+L2)/2K。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源，上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽，上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-35(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-27(°)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述點(diǎn)光源，在上述一個(gè)側(cè)面上至少配置有2個(gè)，在上述導(dǎo)光板的一個(gè)側(cè)面，在與上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的部位相對(duì)的部位，形成有平坦部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述點(diǎn)光源，在上述一個(gè)側(cè)面上至少配置有2個(gè)，當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述液晶板與上述照明裝置之間，在上述導(dǎo)光板側(cè)，配置有沿與上述導(dǎo)光板的上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向并排設(shè)置了多個(gè)棱鏡溝槽的棱鏡片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的與形成了上述上表面圓弧截面溝槽的面相反側(cè)的面上，沿與上述上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向形成有多個(gè)下表面三角截面溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的下表面三角截面溝槽的下側(cè)，配置有反射膜或反射片。
8.一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源，上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽，上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-39(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-23(°)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述點(diǎn)光源，在上述一個(gè)側(cè)面上至少配置有2個(gè)，在上述導(dǎo)光板的一個(gè)側(cè)面，在與上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的部位相對(duì)的部位，形成有平坦部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述點(diǎn)光源，在上述一個(gè)側(cè)面上至少配置有2個(gè)，當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述液晶板與上述照明裝置之間，在上述導(dǎo)光板側(cè)，配置有沿與上述導(dǎo)光板的上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向并排設(shè)置了多個(gè)棱鏡溝槽的棱鏡片。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的與形成了上述上表面圓弧截面溝槽的面相反側(cè)的面上，沿與上述上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向形成有多個(gè)下表面三角截面溝槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的下表面三角截面溝槽的下側(cè)，配置有反射膜或反射片。
15.一種液晶顯示裝置，具有液晶板和配置于該液晶板的背面的照明裝置，其特征在于上述照明裝置，具有導(dǎo)光板和在該導(dǎo)光板的至少一個(gè)側(cè)面上的至少一個(gè)點(diǎn)光源，上述導(dǎo)光板，在與上述液晶板相對(duì)的面上，沿與上述一個(gè)側(cè)面正交的方向具有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在上述一個(gè)側(cè)面的至少與配置了上述點(diǎn)光源的位置相對(duì)的部位，沿上述導(dǎo)光板的厚度方向具有多個(gè)光入射面圓弧截面溝槽，當(dāng)上述點(diǎn)光源和點(diǎn)光源之間的1/2間隔，比配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源和上述導(dǎo)光板的角部的距離小時(shí)，在上述導(dǎo)光板的上表面，在從上述配置于最外側(cè)的點(diǎn)光源朝向上述角部的區(qū)域的附近，形成有平坦部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-35(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-27(°)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述上表面圓弧截面溝槽的接觸角Oa與上述光入射面圓弧截面溝槽的接觸角Ea的關(guān)系，為1.5×Oa-39(°)≤Ea(°)≤1.5×Oa-23(°)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述液晶板與上述照明裝置之間，在上述導(dǎo)光板側(cè)，配置有沿與上述導(dǎo)光板的上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向并排設(shè)置了多個(gè)棱鏡溝槽的棱鏡片。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的與形成了上述上表面圓弧截面溝槽的面相反側(cè)的面上，沿與上述上表面圓弧截面溝槽的形成方向正交的方向形成有多個(gè)下表面三角截面溝槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述導(dǎo)光板的下表面三角截面溝槽的下側(cè)，配置有反射膜或反射片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在導(dǎo)光板的光入射面配置了發(fā)光二極管元件的背光源的射出面，實(shí)現(xiàn)了均勻的亮度的液晶顯示裝置。在本發(fā)明中，在裝入液晶顯示板的模制件的下側(cè)(背面)設(shè)置有背光源，該背光源包括棱鏡片、導(dǎo)光板、配置于導(dǎo)光板的側(cè)面構(gòu)成光源的發(fā)光二極管元件、以及設(shè)置于導(dǎo)光板的下側(cè)的反射片。發(fā)光二極管元件安裝在光源用撓性印刷電路上，靠近或者緊貼著導(dǎo)光板的光入射面地設(shè)置。棱鏡片在下表面具有棱鏡溝槽，在導(dǎo)光板的上表面，形成有多個(gè)上表面圓弧截面溝槽，在下表面形成有在與上表面圓弧截面溝槽正交的方向上延伸的多個(gè)下表面三角形溝槽。而且，在導(dǎo)光板的光入射面上，形成有光入射面圓弧截面溝槽，與發(fā)光二極管元件相對(duì)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1782818SQ200510124400
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者齋藤健, 島野重雄, 仲本浩, 吉田弘之, 矢部宏和, 宮肋壽嗣, 戶(hù)邊明良 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器, 株式會(huì)社日立顯示器件