專利名稱：導(dǎo)光板、使用該導(dǎo)光板的面光源和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)光板、使用該導(dǎo)光板的面光源和液晶顯示裝置，更具體地說涉及有取入來自太陽光和熒光燈等外光的外光取入部分的導(dǎo)光板，使用該導(dǎo)光板的液晶顯示裝置的背光用的面光源，和用數(shù)字靜象照相機(jī)及電視攝象機(jī)映出被攝體的液晶監(jiān)視器等背光方式的液晶顯示裝置。
作為液晶顯示裝置的背光用的面光源，已知以透光性平板作為導(dǎo)光板的側(cè)光方式的面光源。在這種面光源中，從由透明的平行平板和斷面楔形平板構(gòu)成的導(dǎo)光板的側(cè)端面一方，入射來自熒光燈等光源的光，利用透光性平板內(nèi)部的全反射，把光傳播遍及至導(dǎo)光板整個(gè)區(qū)域，用導(dǎo)光板里面的光散射反射板將該傳播光的一部分構(gòu)成臨界角不足的擴(kuò)散反射光，從導(dǎo)光板表面發(fā)射擴(kuò)散光(實(shí)開昭55-162201)。
此外，為了把太陽光和室內(nèi)光等外光作為輔助光源，已知在導(dǎo)光板的側(cè)端面設(shè)置外光取入部分的背光用的面光源，該外光取入部分的形狀為斷面圓弧狀，構(gòu)成一個(gè)柱面透鏡(特開平5-11249)。
但是，在以往的液晶顯示裝置的導(dǎo)光板中，如

圖1所示，外光取入部分1a的外光取入面和安裝液晶屏9的導(dǎo)光板1的光射出面1e以及光反射面1d為同一面，由于未向液晶屏9的方向(即圖的上方向)和光反射面1d以下的方向突出，所以不能使外光取入面的表面面積變大，其結(jié)果，使取入外光的效率非常低，存在不能實(shí)現(xiàn)消耗功率降低的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供導(dǎo)光板、使用該導(dǎo)光板的面光源和液晶顯示裝置，其中該導(dǎo)光板通過提高外光取入效率，能夠降低主光源的消耗功率，進(jìn)而也可不要主光源。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方案的導(dǎo)光板配有取入外光的外光取入部分，和將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，其特征在于，與所述光射出面相比，所述外光取入部分向所述光射出方向更突出。
本發(fā)明第二方案的面光源的特征在于，配有第一方案所述的導(dǎo)光板，在所述導(dǎo)光板的外光取入部分和光射出面以外的表面上安裝的光源。
本發(fā)明第三方案的液晶顯示裝置的特征在于，配有第一方案所述的導(dǎo)光板，和靠近所述導(dǎo)光板的光射出面安裝的液晶屏。
本發(fā)明第四方案的液晶顯示裝置的特征在于，在第三方案所述的液晶顯示裝置中，與所述液晶屏的顯示面相比，所述導(dǎo)光板的外光取入部分不向光射出方向突出。
本發(fā)明第五方案的導(dǎo)光板配有取入外光的外光取入部分，將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，和作為面對(duì)所述光射出面的一面反射從所述外光取入部分取入的外光的光反射面，其特征在于，與所述光射出面和所述光反射面相比，所述外光取入部分更突出。
本發(fā)明第六方案的導(dǎo)光板配有取入外光的外光取入部分，將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，和作為面對(duì)所述光射出面的一面反射從所述外光取入部分取入的外光的光反射面，其特征在于，與所述光射出面和所述光反射面相比，所述外光取入部分更突出，同時(shí)所述外光取入部分的厚度比所述光射出面和所述光反射面的厚度厚。
本發(fā)明第七方案的面光源的特征在于，配有第五方案或第六方案所述的導(dǎo)光板，在所述導(dǎo)光板的外光取入部分和液晶屏安裝面以外的至少一面上安裝的光源。
本發(fā)明第八方案的液晶顯示裝置的特征在于，配有第五方案或第六方案所述的導(dǎo)光板或第七方案所述的面光源中的任一個(gè)，和靠近所述導(dǎo)光板的光射出面安裝的液晶屏。
圖1是以往的液晶顯示裝置的模式圖。
圖2是第一發(fā)明的導(dǎo)光板的模式圖。
圖3是表示第一發(fā)明的面光源的示意圖。
圖4是表示配有第一發(fā)明的面光源的液晶顯示裝置的示意圖。
圖5是第一發(fā)明的導(dǎo)光板的外光取入部分的正面圖。
圖6是第二發(fā)明的導(dǎo)光板的模式圖。
圖7是表示第二發(fā)明的面光源的示意圖。
圖8是表示配有第二發(fā)明的面光源的液晶顯示裝置的示意圖。
圖9是第二發(fā)明的導(dǎo)光板的外光取入部分的正面圖。
下面，按第一發(fā)明和第二發(fā)明劃分本發(fā)明的實(shí)施例，并參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。首先說明第一發(fā)明。
圖2是第一發(fā)明的導(dǎo)光板的模式圖。
1是導(dǎo)光板，在通過使用金屬模樹脂成形制做導(dǎo)光板1的同時(shí)，還形成下述外光取入部分1a。
1a是外光取入部分，取入作為輔助光的太陽光和室內(nèi)光等外光。與后述的光射出面1e相比，該外光取入部分1a更向合成光的射出方向(即圖中的上方向)突出，其結(jié)果，與以往的導(dǎo)光板比較，其外光取入面的表面面積變大。
圖5是第一發(fā)明的導(dǎo)光板的外光取入部分的正面圖，特別例示了外光取入部分可采用的形狀。
圖5(A)表示圖2的導(dǎo)光板，外光取入部分1a的左側(cè)為斷面圓弧狀，右側(cè)為斜直線狀。
圖5(B)表示外光取入部分1a的左右同時(shí)變?yōu)樾敝本€狀。
圖5(C)表示外光取入部分1a的左右同時(shí)變?yōu)閿嗝鎴A弧狀。
圖5(D)表示外光取入部分1a的左側(cè)為斷面圓弧狀，右側(cè)為垂直的直線狀。
圖5(E)表示外光取入部分1a的左側(cè)為半圓弧狀，右側(cè)為垂直的直線狀。
圖5(F)表示外光取入部分1a的左側(cè)為半圓弧狀，右側(cè)為斜直線狀。
圖5(G)表示在圖5(B)的導(dǎo)光板的外光取入部分1a的左側(cè)形成多個(gè)魚眼透鏡1f。
下面，返回圖2繼續(xù)說明。
1c是光入射面，如以下說明，入射從略平行地靠近光入射面1c設(shè)置的光源(圖中未示出)照射的光。而且，在兩個(gè)側(cè)面1b的一方也能夠配置光源作為光入射面。
1d是光反射面，在樹脂成形后，為了防止光的泄漏提高反射率，在點(diǎn)狀印刷之后安裝鋁等反射板(圖中未示出)。
1e是光射出面，來自外光取入部分1a和光入射面1c的入射光用光反射面1d和導(dǎo)光板1的兩個(gè)側(cè)面反射，入射光的大部分最終從光射出面1e作為有均勻方向性的合成光射出。而且，在該側(cè)面1b，為了防止光的泄漏，安裝有白色膠帶等防止泄漏部件。
作為導(dǎo)光板1的材料，可從透光性材料中選擇，通常使用丙烯基或聚碳酸酯樹脂。導(dǎo)光板的形狀為平行平板和斷面楔形平板，其厚度通常為1～10mm左右。
此外，作為其它透光性材料，可使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲基等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等的單獨(dú)或共重合體、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚丁烯對(duì)苯二酸酯等的聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丁烯等可熱塑性樹脂、或用紫外線或電子線交聯(lián)的多官能的聚氨丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等的丙烯酸酯、不飽和聚酯等透明樹脂、透明玻璃、透明陶瓷等。
下面，參照?qǐng)D2說明第一發(fā)明的導(dǎo)光板的動(dòng)作。
在導(dǎo)光板1的外光取入部分1a上，入射室外太陽光和室內(nèi)熒光燈等外光。通過使該外光取入部分1a向光射出方向比光射出面1e更大地突出，與以往的導(dǎo)光板的外光取入部分(參照?qǐng)D1)相比，外光取入面的表面面積變得很大，使外光被高效率地取入外光取入部分1a。其結(jié)果，在把配有第一發(fā)明的導(dǎo)光板的液晶顯示裝置用于取景器等中情況下，由于在不必點(diǎn)亮光源的程度下可進(jìn)行充分的照明，所以可實(shí)現(xiàn)消耗功率的降低。
此外，在點(diǎn)亮光源的情況下，用光反射面1d和導(dǎo)光板1的兩個(gè)側(cè)面1b反射從光入射面1c入射的來自光源的光和外光，作為有均勻方向性的合成光從光射出面1e射出。
圖3是表示第一發(fā)明的面光源的示意圖。
2是面光源，由第一發(fā)明的導(dǎo)光板1、熒光管等光源3和各種控制電路(圖中未示出)等構(gòu)成。在該控制電路中，還包括例如檢測(cè)從導(dǎo)光板1的光射出面射出的光的總量，調(diào)整并供給光源3上的功率使射出光量變得最佳的電路。
從光源3射出的光由反射體4反射從導(dǎo)光板1的光入射面1c進(jìn)入導(dǎo)光板1的內(nèi)部，此外，自然光等外光從導(dǎo)光板1的外光取入部分1a進(jìn)入導(dǎo)光板1的內(nèi)部，用在光反射面1d下部安裝的反射板5和側(cè)端面1b反復(fù)進(jìn)行反射聚光，從導(dǎo)光板1的光射出面1e向擴(kuò)散板6射出。此外，向擴(kuò)散板6入射的光利用擴(kuò)散板6和透鏡片7在期望的角度范圍內(nèi)各向同性地均勻地?cái)U(kuò)散，從透鏡片7射出。
圖4是表示配有第一發(fā)明的面光源的液晶顯示裝置的示意圖，圖4(A)表示外光取入部分向光射出方向比液晶屏9的顯示面更突出，另一方面，圖4(B)表示外光取入部分向光射出方向不比液晶屏9更突出。這兩類液晶顯示裝置在外光取入效果上都是優(yōu)良的，但圖4(B)的裝置由于外光取入部分沒有比液晶屏9的顯示面更突出，所以不僅防止了該外光取入部分本身的損傷和使用者的受傷，還不損害設(shè)計(jì)上的自由度。
8是液晶顯示裝置，由液晶屏9和本發(fā)明的面光源2構(gòu)成。從上述面光源2各向同性地均勻地?cái)U(kuò)散的射出光被導(dǎo)入液晶屏9。但是，從面光源2除去光源3，僅利用來自導(dǎo)光板的外光的液晶顯示裝置也可以。
下面，說明第二發(fā)明。
圖6是第二發(fā)明的導(dǎo)光板的模式圖。
1是導(dǎo)光板，在制成使用金屬模由樹脂成形的導(dǎo)光板1的同時(shí)，還在導(dǎo)光板1的上部一端形成外光取入部分1a。
1a是外光取入部分，取入作為主要光的太陽光和室內(nèi)光等外光。該外光取入部分1a沿圖的上下方向比后述的光射出面1e和光反射面1d更突出，其結(jié)果，與以往的導(dǎo)光板比較，使外光取入面的表面面積變大。外光取入部分1a的形狀為其斷面略扇形形狀，其前端為圓弧狀的柱面透鏡，利用該透鏡效果，高效率取入不僅來自正上方而且來自側(cè)面和斜上下方的外光。但是，外光取入部分1a并不限于扇形形狀的柱面透鏡，例如不形成梯形柱狀而形成平坦形狀的透鏡也可以。
圖9是第二發(fā)明的導(dǎo)光板的外光取入部分的正面圖，特別例示了外光取入部分可采用的形狀。
圖9(A)表示圖6的導(dǎo)光板，略呈扇形狀的外光取入部分1a的左側(cè)為斷面圓弧狀，右側(cè)變?yōu)樾敝本€狀。
圖9(B)表示略呈梯形形狀的外光取入部分1a的左側(cè)為扁平狀，右側(cè)變?yōu)樾敝本€狀。
圖9(C)表示外光取入部分1a的左右同時(shí)變?yōu)閿嗝鎴A弧狀。
圖9(D)表示外光取入部分1a的左側(cè)為斷面圓弧狀，右側(cè)為垂直的直線狀。
圖9(E)表示在圖9(B)的導(dǎo)光板的外光取入部分1a的左側(cè)形成多個(gè)魚眼透鏡1f。
下面，返回圖6繼續(xù)說明。
1c是光入射面，如以下說明，入射從略平行地靠近光入射面1c設(shè)置的光源(圖中未示出)照射的光。而且，在兩個(gè)側(cè)面1b的一方或兩方也能夠配置光源作為光入射面。
1d是光反射面，在樹脂成形后，為了防止光的泄漏提高反射率，在點(diǎn)狀印刷之后安裝鋁等反射板(圖中未示出)。
1e是光射出面，用光反射面1d和導(dǎo)光板1的兩個(gè)側(cè)面反射來自外光取入部分1a和光入射面1c的入射光，入射光的大部分最終作為有均勻方向性的合成光從光射出面1e射出。而且，在該側(cè)面1b上，為了防止光的泄漏，安裝有白色膠帶等防止泄漏部件。
作為導(dǎo)光板1的材料，可從透光性材料中選擇，通常使用丙烯基或聚碳酸酯樹脂。導(dǎo)光板的形狀為平行平板和斷面楔形平板，其厚度通常為1～10mm左右。
此外，作為其它透光性材料，可使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲基等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等的單獨(dú)或共重合體、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚丁烯對(duì)苯二酸酯等的聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丁烯等可熱塑性樹脂、或用紫外線或電子射線交聯(lián)的多官能的聚氨丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等的丙烯酸酯、不飽和聚酯等透明樹脂、透明玻璃、透明陶瓷等。
下面，參照?qǐng)D6說明本發(fā)明的導(dǎo)光板的動(dòng)作。
在導(dǎo)光板1的外光取入部分1a上，由于高效率地入射來自室外的太陽光和室內(nèi)的熒光燈等外光，所以在把配有本發(fā)明的導(dǎo)光板的液晶顯示裝置作為用數(shù)字靜象照相機(jī)和電視攝象機(jī)映出被攝體的液晶監(jiān)視器等使用的情況下，在不必點(diǎn)亮光源的程度下能夠進(jìn)行充分的照明，其結(jié)果，使實(shí)現(xiàn)各種照相機(jī)裝置自身的消耗功率的降低變?yōu)榭赡堋?br> 此外，在點(diǎn)亮光源的情況下，用光反射面1d和導(dǎo)光板1的兩個(gè)側(cè)面1b反射從光入射面1c入射的來自光源的光和從外光取入部分1a取入的外光，從光射出面1e射出有均勻方向性的合成光。
圖7是表示本發(fā)明的面光源的示意圖。
2是面光源，由本發(fā)明的導(dǎo)光板1、熒光管等光源3和各種控制電路(圖中未示出)等構(gòu)成。在該控制電路中，還包括例如檢測(cè)從導(dǎo)光板1的光射出面射出的光的總量，調(diào)整并供給光源3的功率使射出光量變得最佳的電路。
從光源3射出的光由反射體4反射從導(dǎo)光板1的光入射面1c進(jìn)入導(dǎo)光板1的內(nèi)部，此外，自然光等外光從導(dǎo)光板1的外光取入部分1a進(jìn)入導(dǎo)光板1的內(nèi)部，用在光反射面1d下部安裝的反射板5和側(cè)端面1b反復(fù)進(jìn)行反射聚光，從導(dǎo)光板1的光射出面1e向擴(kuò)散板6射出。此外，射入擴(kuò)散板6的光利用擴(kuò)散板6和透鏡片7在期望的角度范圍內(nèi)各向同性地均勻地?cái)U(kuò)散，從透鏡片7射出。但是，根據(jù)用途，從本面光源2除去熒光管和控制電路等(圖中未示出)，僅使用取入外光類型的面光源也可以。
圖8是表示配有本發(fā)明的面光源的液晶顯示裝置的模式圖，圖8(A)表示外光取入部分向光射出方向比液晶屏9的顯示面更突出，另一方面，圖8(B)表示外光取入部分向光射出方向不比液晶屏9的顯示面更突出。這兩類液晶顯示裝置在外光取入效果上都是優(yōu)良的，但圖8(B)的裝置由于外光取入部分沒有比液晶屏9的顯示面突出，所以不僅防止了該外光取入部分本身的損傷和使用者的受傷等，還不損害設(shè)計(jì)上的自由度。
8是液晶顯示裝置，由液晶屏9和本發(fā)明的面光源2構(gòu)成。從上述面光源2各向同性地均勻地?cái)U(kuò)散的射出光被導(dǎo)入液晶屏9。但是，從面光源2除去光源3，僅利用來自導(dǎo)光板的外光的液晶顯示裝置也可以。
如以上說明，按照第一發(fā)明的導(dǎo)光板，由于外光取入部分比光射出面更突出，所以與以往的導(dǎo)光板相比，能夠使外光取入面的表面面積增大，使高效率地取入作為主要光的太陽光和室內(nèi)光等外光變?yōu)榭赡堋?br> 按照第一發(fā)明的面光源和液晶顯示裝置，由于通過使用上述導(dǎo)光板使外光取入效率提高，在達(dá)到一定射出光量的情況下，不僅能夠降低供給光源的功率，而且根據(jù)用途，可不要光源。
此外，按照第一發(fā)明的液晶顯示裝置，由于導(dǎo)光板的外光取入部分不比液晶屏的顯示面更突出，所以使造成裝置使用者受傷的主要因素變少，能夠確保安全性，而且能夠防止該外光取入部分自身的損傷和確保設(shè)計(jì)上的自由度。
按照第二發(fā)明的導(dǎo)光板，由于外光取入部分比光射出面和光反射面突出，所以與以往的導(dǎo)光板相比，能夠使外光取入面的表面面積增大，使高效率地取入作為主要光的太陽光和室內(nèi)光等外光變?yōu)榭赡堋?br> 按照第二發(fā)明的面光源和液晶顯示裝置，由于通過使用上述導(dǎo)光板使外光取入效率提高，所以在達(dá)到一定射出光的情況下，不僅使降低對(duì)光源供給功率變?yōu)榭赡?，而且根?jù)用途，使不要光源變?yōu)榭赡堋?br> 此外，按照第二發(fā)明的液晶顯示裝置，由于導(dǎo)光板的外光取入部分不比液晶屏的顯示面突出，所以使造成裝置使用者受傷的主要因素變少，能夠確保安全性，而且能夠防止該外光取入部分自身的損傷和保持設(shè)計(jì)上的自由度。
權(quán)利要求
1．一種導(dǎo)光板，配有取入外光的外光取入部分，和將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，其特征在于，所述外光取入部分向所述光射出方向比所述光射出面更突出。
2．一種面光源，其特征在于，配有如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，和在所述導(dǎo)光板的外光取入部分和光射出面以外的表面安裝的光源。
3．一種液晶顯示裝置，其特征在于，配有如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，和靠近所述導(dǎo)光板的光射出面安裝的液晶屏。
4．一種如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光板的外光取入部分向光射出方向比所述液晶屏的顯示面更突出。
5．一種導(dǎo)光板，配有取入外光的外光取入部分；將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面；和作為面對(duì)所述光射出面的一面反射從所述外光取入部分取入的外光的光反射面，其特征在于，所述外光取入部分比所述光射出面和所述光反射面更突出。
6．一種導(dǎo)光板，配有取入外光的外光取入部分；將從所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，和作為面對(duì)所述光射出面的一面反射從所述外光取入部分取入的外光的光反射面，其特征在于，所述外光取入部分比所述光射出面和所述光反射面更突出，同時(shí)所述外光取入部分的厚度比所述光射出面和所述光反射面的厚度厚。
7．如權(quán)利要求5或6所述的導(dǎo)光板，其特征在于，配有在所述導(dǎo)光板的外光取入部分和液晶屏安裝面以外的至少一面上安裝的光源。
8．一種液晶顯示裝置，其特征在于，配有權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光板或權(quán)利要求7所述的面光源中的任一個(gè)，和靠近所述導(dǎo)光板的光射出面安裝的液晶屏。
全文摘要
提供可通過使外光取入效率提高,降低主光源的消耗功率的導(dǎo)光板,使用該導(dǎo)光板的面光源和液晶顯示裝置。制作使用金屬模利用樹脂成形的導(dǎo)光板1,同時(shí)形成向光射出方向比光射出面1e更突出的外光取入部分1a。外光取入部分1a的外光取入面的表面面積比以往的導(dǎo)光板更大,能夠高效率地取入外光。用光反射面1d和導(dǎo)光板1的兩個(gè)側(cè)面1b反射從光入射面1c入射的來自光源的光和外光,從光射出面1e射出有均勻方向性的合成光。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1216371SQ9812143
公開日1999年5月12日 申請(qǐng)日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者后藤陽一郎, 能瀨徹, 樋口政廣, 佐藤道明, 草深孝也 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社