專利名稱：棱鏡板、光照裝置、面發(fā)光裝置以及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及棱鏡板、光照裝置、面發(fā)光裝置以及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往以來，作為液晶顯示裝置的照明方法，背光裝置已為眾所周知，該背光裝置是一種從液晶顯示面板的背面?zhèn)瘸蝻@示面?zhèn)仁构馔高^的面發(fā)光裝置。以往的背光裝置一般包括導(dǎo)光板，由透明樹脂板構(gòu)成，該透明樹脂板具有一側(cè)端面、與該一側(cè)端面正交的射出面以及設(shè)置于該射出面相反側(cè)的棱鏡面；光源，配置于導(dǎo)光板一側(cè)端面?zhèn)?；棱鏡板，配置于導(dǎo)光板的射出面?zhèn)取?br> 該以往的背光裝置其構(gòu)成為，從光源所發(fā)出的光由一側(cè)端面入射到導(dǎo)光板內(nèi)部，在棱鏡面上進行反射從射出面射出，進而該射出光利用棱鏡板進行收斂從棱鏡板的整個面射出。作為這種背光裝置的一個示例，專利文獻1記載的面光源器件以往以來已為眾所周知。
專利文獻1特公平7-27137號公報在專利文獻1記載的面光源器件中，如同一文獻的圖1所示可知，從導(dǎo)光板所射出光線的方向朝著相互不同的方向，在光分散的狀態(tài)下加以射出。根據(jù)專利文獻1，雖然通過棱鏡板使該分散的光向一個方向收斂，但是由于在棱鏡板的收斂效果上還存在限度，因而無法充分提高使之通過棱鏡板后的光的指向性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述狀況而做出的，其目的為提供光的指向性高、高亮度并且在亮度均勻性方面優(yōu)良的面發(fā)光裝置及具備該面發(fā)光裝置的液晶顯示裝置。另外，本發(fā)明的目的為，提供在面發(fā)光裝置中使用的棱鏡板以及光照裝置。
本發(fā)明的棱鏡板，其特征為在透明板的入射面?zhèn)冗B續(xù)設(shè)置多個由折射面和反射面構(gòu)成的凸條狀光折射部，并使與上述入射面相反方的射出面成為平坦面，上述光折射部利用上述折射面，使來自相對于上述透明板傾斜方向的入射光入射到上述透明板內(nèi)部，并在上述透明板內(nèi)部利用上述反射面使該入射光進行反射，從上述另一面射出。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以利用折射面和反射面使入射光向指定方向折射加以射出。特別是上述棱鏡板，可以在使指向性高的入射光幾乎沒有分散的狀況下進行折射。
另外，本發(fā)明的棱鏡板，將上述入射光相對于上述射出面法線方向的入射角度設(shè)為α，將來自上述射出面的射出角度設(shè)為ψ，將上述折射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式1]的關(guān)系。
公式1θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}-sin-1(sinψ/N)]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使相對于上述射出面法線方向以入射角度α入射的光，沿射出角度ψ的方向射出。
另外，本發(fā)明的棱鏡板，將上述折射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述入射光相對于上述射出面法線方向的入射角度設(shè)為α，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式2]的關(guān)系。
公式2θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}]
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使相對于上述射出面法線方向以入射角度α入射的光，沿射出面的法線方向射出。
另外，本發(fā)明的棱鏡板，在上述光折射部上，上述折射面和上述反射面相接來形成頂部，在相鄰的各光折射部之間形成谷部，將從上述頂部到上述谷部的高度設(shè)為上述光折射部的高度h，將從上述頂部到下述入射光通過上述谷部的透明板法線的位置的高度設(shè)為H，此時滿足H＜h。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以提高從折射面入射利用反射面進行反射的光量，能夠使射出光的亮度得到提高。
另外，本發(fā)明的棱鏡板是一種前面記載的棱鏡板，其特征為上述射出面被光澤精加工處理。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使射出面上射出光亮度的均勻性得到提高。
本發(fā)明的另一種光照裝置，其特征為具備導(dǎo)光板和配置于該導(dǎo)光板的一側(cè)端面附近的光源，在上述導(dǎo)光板的與上述一側(cè)端面正交的一面上，連續(xù)設(shè)置多個由緩斜面部和陡斜面部構(gòu)成的凸條狀棱鏡部，該陡斜面部比該緩斜面部更靠近上述一側(cè)端面，來自上述光源的光經(jīng)由上述一側(cè)端面被導(dǎo)入上述導(dǎo)光板的內(nèi)部。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光在一面和該一面相反方的另一面之間交替反射，與此同時在導(dǎo)光板內(nèi)部進行傳播，在以指定臨界角度照到緩斜面部或另一面時，從緩斜面部或另一面向?qū)Ч獍逋獠可涑?。雖然從緩斜面部和另一面所射出的光的方向各自不同，但至少在與一側(cè)端面相反方的方向，且相對于另一面各自不同的角度方向進行收斂。因而，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使光源的光向指定方向進行收斂加以射出，能夠提高射出光的亮度。
另外，本發(fā)明的光照裝置是一種前面記載的光照裝置中，其特征為，在與上述導(dǎo)光板的一面相反方的另一面上也設(shè)置多個上述棱鏡部。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光在一面和另一面之間交替反射，與此同時在導(dǎo)光板內(nèi)部進行傳播，在以指定臨界角度照到一面或另一面的任一緩斜面部上時，從該緩斜面部向?qū)Ч獍逋獠可涑觥木徯泵娌克涑龅墓獾姆较蛑辽偈且粋?cè)端面相反方的方向，對另一面向指定角度方向進行收斂。因而，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使光源的光向指定方向進行收斂加以射出，能夠提高射出光的亮度。
另外，本發(fā)明的光照裝置是一種前面記載的光照裝置，其特征為，使與上述導(dǎo)光板的一面相反方的另一面配置有反射板，該反射板具有金屬光澤面。
采用這種結(jié)構(gòu)，可以在導(dǎo)光板內(nèi)部使照到另一面上的光進行正反射。據(jù)此，可以只從一面方的緩斜面部使光射出，能夠提高射出光的亮度。
另外，在本發(fā)明中，也可以使上述導(dǎo)光板的一面方配置反射板，該反射板具有金屬光澤面。采用這種結(jié)構(gòu)，可以使從導(dǎo)光板內(nèi)部向一面所射出的光在反射板上進行正反射，令其再次導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部，最后只從導(dǎo)光板的另一面使光射出，能夠提高射出光的亮度。
另外，本發(fā)明的光照裝置是一種前面記載的光照裝置，其特征為，對上述一面及/或另一面的上述陡斜面部的傾斜角度γ1為20°～90°的范圍，上述緩斜面部的傾斜角度γ2為0.5°～5°的范圍。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光，從緩斜面部高效率地射出。
本發(fā)明的面發(fā)光裝置，其特征為具備導(dǎo)光板；光源，配置于該導(dǎo)光板的一側(cè)端面附近；棱鏡板，配置于上述導(dǎo)光板的與上述一側(cè)端面正交的一面上，由透明板構(gòu)成，在上述導(dǎo)光板的一面及/或另一面上，連續(xù)設(shè)置多個由緩斜面部和陡斜面部構(gòu)成的凸條狀棱鏡部，該陡斜面部比該緩斜面部更靠近上述一側(cè)端面，在上述棱鏡板與上述導(dǎo)光板相對的入射面上，連續(xù)設(shè)置多個由折射面和反射面構(gòu)成的凸條狀光折射部，并使與上述入射面相反方的射出面成為平坦面，并且上述棱鏡板在使上述折射面朝向上述光源方的狀態(tài)下配置于上述導(dǎo)光板上，從上述光源經(jīng)由上述一側(cè)端面被導(dǎo)入上述導(dǎo)光板內(nèi)部的光從上述緩斜面部射出，入射到上述光折射部，入射到上述光折射部的光利用上述折射面被導(dǎo)入上述透明板內(nèi)部，并在該透明板內(nèi)部利用上述反射面使光反射，從上述射出面射出。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使來自光源的光從導(dǎo)光板的緩斜面部向一個方向進行收斂加以射出，利用棱鏡板使該射出光向指定方向折射。據(jù)此，可以從棱鏡板的射出面射出高亮度、在亮度均勻性方面優(yōu)良并且指向性高的光。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置，其特征為，將對上述棱鏡板射出面法線方向的上述入射光的入射角度設(shè)為α，將出自上述射出面的射出角度設(shè)為ψ，將對上述射出面的上述折射面的傾斜角度設(shè)為θ1，將對上述射出面的上述反射面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式3]的關(guān)系。
公式3θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}-sin-1(sinψ/N)]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使對射出面法線方向以角度α從導(dǎo)光板所射出的光，沿射出角度ψ的方向射出。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置是一種前面記載的面發(fā)光裝置，其特征為，將對上述棱鏡板射出面的上述折射面的傾斜角度設(shè)為θ1，將對上述射出面的上述反射面的傾斜角度設(shè)為θ2，將對上述射出面法線方向的出自上述導(dǎo)光板的射出光的射出角度設(shè)為α，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式4]的關(guān)系。
公式4θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使對射出面法線方向以角度α從導(dǎo)光板所射出的光，沿射出面的法線方向射出。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置是一種前面記載的面發(fā)光裝置，其特征為，在上述光折射部上，上述折射面和上述反射面相接來形成頂部，在相鄰的各光折射部之間形成谷部，將從上述頂部到上述谷部的高度設(shè)為上述光折射部的高度h，將從上述頂部到下述入射光位置的高度設(shè)為H，該入射光從上述谷部的透明板法線上通過，此時滿足H＜h。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以提高從折射面入射利用反射面進行反射的光量，能夠使面發(fā)光裝置射出光的亮度得到提高。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置是一種前面記載的面發(fā)光裝置，其特征為，使上述導(dǎo)光板與一面相反方的另一面配置反射板，該反射板具有金屬光澤面。
采用這種結(jié)構(gòu)，可以在導(dǎo)光板內(nèi)部使照到另一面上的光進行正反射。據(jù)此，可以只從一面方的緩斜面部使光射出，能夠提高面發(fā)光裝置射出光的亮度。
另外，在本發(fā)明中，也可以使上述導(dǎo)光板的一面方配置反射板，該反射板具有金屬光澤面。采用這種結(jié)構(gòu)，可以使從導(dǎo)光板內(nèi)部向一面所射出的光在反射板上進行正反射，令其再次導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部，最后只從導(dǎo)光板的另一面使光射出，能夠提高射出光的亮度。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置是一種前面記載的面發(fā)光裝置，其特征為，對上述一面及/或另一面的上述陡斜面部的傾斜角度γ1為20°～90°的范圍，上述緩斜面部的傾斜角度γ2為0.5°～5°的范圍。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光，從緩斜面部高效率地射出，能夠提高面發(fā)光裝置射出光的亮度。
另外，本發(fā)明的面發(fā)光裝置是一種前面記載的面發(fā)光裝置，其特征為，上述射出面已被光澤精加工(犁地)處理。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以使棱鏡板射出面上射出光亮度的均勻性得到提高。
接著，本發(fā)明的液晶顯示裝置其特征為，具備液晶顯示面板，在一對基片間挾持著液晶層；前面任一項中記載的面發(fā)光裝置，在液晶顯示面板的背面方朝向上述棱鏡板配置上述面發(fā)光裝置。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于具備射出光亮度高并且在亮度均勻性方面優(yōu)良的上述面發(fā)光裝置，因而可以獲得明亮且沒有亮度不均勻的顯示。
發(fā)明效果如同上面所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的棱鏡板，可以在不使指向性高的光分散的狀況下令其折射。另外，根據(jù)本發(fā)明的光照裝置，可以使指向性高的光射出。再者，根據(jù)本發(fā)明的面發(fā)光裝置，可以從射出面的整個面射出亮度高并且亮度均勻性優(yōu)良的光。再者還有，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，可以獲得明亮且沒有亮度不均勻的顯示。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式光照裝置的斜視圖。
圖2是表示本發(fā)明第1實施方式光照裝置的剖面模式圖。
圖3是表示被導(dǎo)入本發(fā)明第1實施方式光照裝置導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向的模式圖。
圖4是在實驗示例1中說明光照裝置和亮度測定傳感器的位置關(guān)系的模式圖。
圖5是在實驗示例1中說明亮度測定傳感器的角度和來自光照裝置的射出光亮度之間關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實施方式光照裝置的剖面模式圖。
圖7是表示被導(dǎo)入本發(fā)明第2實施方式光照裝置導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向的模式圖。
圖8是表示本發(fā)明第3實施方式光照裝置的剖面模式圖。
圖9是表示被導(dǎo)入本發(fā)明第3實施方式光照裝置導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向的模式圖。
圖10是表示本發(fā)明第4實施方式棱鏡板的剖面模式圖。
圖11是表示本發(fā)明第4實施方式棱鏡板主要部件的剖面模式圖。
圖12是表示對棱鏡板折射面及反射面的各傾斜角度θ1、θ2和光入射角度α之間的關(guān)系進行模擬后的結(jié)果的曲線圖。
圖13是表示本發(fā)明第4實施方式棱鏡板主要部件的側(cè)面模式圖。
圖14是在實驗示例2中表示棱鏡板和激射光之間位置關(guān)系的模式圖。
圖15是表示本發(fā)明第5實施方式面發(fā)光裝置的側(cè)面模式圖。
圖16是表示被導(dǎo)入本發(fā)明第5實施方式面發(fā)光裝置內(nèi)部的光的傳播方向的模式圖。
圖17是表示本發(fā)明第6實施方式液晶顯示裝置的側(cè)面模式圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行說明，而在下面的說明中所使用的附圖是說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)所用的，所圖示各部分的大小、厚度和尺寸等未必與實際各裝置的尺寸關(guān)系相一致。
參照附圖，對作為本發(fā)明第1實施方式的光照裝置加以說明。圖1表示本實施方式光照裝置的斜視圖，圖2表示本實施方式光照裝置的剖面模式圖，圖3采用模式圖來表示被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向。
如圖1及圖2所示，光照裝置1大致由透明的導(dǎo)光板2和光源裝置(光源)3構(gòu)成。光源裝置3配置于向?qū)Ч獍?導(dǎo)入光側(cè)的一側(cè)端面2a側(cè)。另外，導(dǎo)光板2由平板狀透明的丙烯樹脂板等構(gòu)成，經(jīng)由該一側(cè)端面2a將從配置于一側(cè)端面2a側(cè)的光源裝置3所射出的光導(dǎo)入導(dǎo)光板2的內(nèi)部。
另外，如圖1及圖2所示，在導(dǎo)光板2的與一側(cè)端面2a正交的一面2b(圖1中導(dǎo)光板的上面)上，設(shè)置有多個凸條狀棱鏡部4。棱鏡部4呈條狀且按指定間距形成有多個。另外，與一面2b相反方的另一面2c成為平坦面。
如圖2所示，棱鏡部4由緩斜面部4a和陡斜面部4b構(gòu)成，該陡斜面部比該緩斜面部4a更靠近一側(cè)端面2a被配置。棱鏡部4因緩斜面部4a和下述陡斜面部4b而成為非對稱形狀，該陡斜面部是以比緩斜面部4a更陡的傾斜角度來形成的，各棱鏡部4的形成方向相一致，使之對導(dǎo)光板2的一側(cè)端面2a平行延伸。另外，棱鏡部4…之間，因緩斜面部4a和陡斜面部4b鄰接，而連結(jié)形成谷部4c。另外，在棱鏡部4上，緩斜面部4a和陡斜面部4b鄰接來形成頂部4d。
陡斜面部4b的傾斜角度γ1相對于一面2b的基準面2d被設(shè)定為20°～90°的范圍，緩斜面部4a的傾斜角度γ2相對應(yīng)基準面2d被設(shè)定為0.5°～5°的范圍。另外，棱鏡部4…之間的間距P被設(shè)定為0.05～0.5mm左右。若間距P較大，則如下所述疊加棱鏡板時的亮度增大。另外，緩斜面部的角度γ2越小，疊加棱鏡板時的亮度均勻性越得到提高。
還有，作為構(gòu)成導(dǎo)光板2的材料除丙烯系列樹脂之外，還可以使用聚碳酸酯系列樹脂以及環(huán)氧樹脂類的透明樹脂材料和玻璃等。另外，導(dǎo)光板的折射率最好為1.40～1.60左右。
接著，光源裝置3被配置于導(dǎo)光板2的一側(cè)端面2a附近。光源裝置3如圖1所示，包括棒狀導(dǎo)光體3a，與導(dǎo)光板2相鄰；LED等的發(fā)光裝置3b，被安裝于該棒狀導(dǎo)光體3a的一端。在該光源裝置3中，由發(fā)光裝置3b所發(fā)出的光在棒狀導(dǎo)光體3a內(nèi)部傳播期間向?qū)Ч獍?方折射，可以從棒狀導(dǎo)光體3a向?qū)Ч獍?的一側(cè)端面2a照射來自發(fā)光裝置3b的光。
如圖3所示，從光源裝置3向?qū)Ч獍?所照射的光經(jīng)由一側(cè)端面2a被導(dǎo)入導(dǎo)光板2內(nèi)部。圖3中的符號5表示，在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播的光的傳播路徑示例。從光源裝置3所射出的光5在導(dǎo)光板2的一面2b和另一面2c之間進行反射，與此同時在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播，朝向與一側(cè)端面2a相反方的另一端面2e行進。隨后，在光的一部分以指定臨界角度入射到緩斜面部4a上時，從其緩斜面部4a射出。同樣，光的另一部分也從導(dǎo)光板2的另一面2c射出。所射出的光各自對導(dǎo)光板2的基準面2d向指定的方向進行收斂。也就是說，雖然從發(fā)光裝置3入射到導(dǎo)光板2上的光的路線朝向各個方向，但是隨著在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播其路線的方向逐漸收斂，在從緩斜面部4a及另一面射出時，大致被收斂為一定的方向。
在導(dǎo)光板2內(nèi)部光的傳播路徑可以根據(jù)緩斜面部4a的傾斜角γ2、陡斜面部4b的傾斜角γ1以及棱鏡部4的間距P，使之產(chǎn)生變化。因而，可以通過適當設(shè)定這些傾斜角γ1、γ2及間距P，來調(diào)整緩斜面部4a及另一面2c上射出光的射出方向。
(實驗示例1)作為導(dǎo)光板2準備好下述部件，該部件由長度為50mm、寬度為66mm、厚度為1.0mm的透明丙烯樹脂形成，將緩斜面部4a的傾斜角度設(shè)為2.3°，將陡斜面部4b的傾斜角度設(shè)為43°，將間距P設(shè)為0.18mm。另外，作為光源裝置3準備好下述部件，該部件在棒狀導(dǎo)光體的兩端安裝有2個額定值為10mA的LED(發(fā)光裝置)。然后，通過在導(dǎo)光板2的一側(cè)端面2a側(cè)安裝光源裝置3，制造出實驗示例1的光照裝置。
另外，如圖4所示，對于該實驗示例1的光照裝置，在導(dǎo)光板2大致中央的上方配置亮度測定傳感器6。亮度測定傳感器6可以將導(dǎo)光板2的中央作為中心O，向?qū)Ч獍?的一側(cè)端面2a側(cè)((-)方向(負方向))和另一側(cè)端面2e方((+)方向(正方向))按圓弧狀進行移動。
然后，在使光照裝置進行動作的同時，通過使亮度測定傳感器從(+)方向向(-)方向按10°的刻度進行移動，測定出從導(dǎo)光板一面?zhèn)人涑龅墓獾膹姸?。將結(jié)果表示在圖5中。另外，將光照裝置翻轉(zhuǎn)，也在導(dǎo)光板的另一面?zhèn)扰渲昧炼葌鞲衅?，測定出光的亮度。將結(jié)果一起表示在圖5中。再者，在圖5中，同時記載出一面?zhèn)鹊牧炼群土硪幻鎮(zhèn)鹊牧炼戎g的合計量。
圖5是表示對導(dǎo)光板2基準面2d的亮度傳感器的傾斜角度和射出光亮度之間關(guān)系的曲線圖。圖5的角度0°是導(dǎo)光板2基準面2d的法線方向。在圖5中，亮度增高的角度相當于射出光的射出角度。
如圖5所示可知，從一面?zhèn)人涑龅纳涑龉鈴某^+60°的附近開始其亮度增高，在+80°附近亮度成為最大。另外，可知在導(dǎo)光板基準面2d的法線方向及負(-)方向上，光完全沒有射出。也就是說，可知來自一面?zhèn)鹊纳涑龉庠趯?dǎo)光板另一側(cè)端面2e側(cè)，對于導(dǎo)光板的基準面2d在10°～30°的范圍被射出。
另一方面，可知從另一面?zhèn)人涑龅纳涑龉鈴某^+50°的附近開始其亮度增高，在+70°附近亮度成為最大。另外，可知在導(dǎo)光板基準面2d的法線方向及負(-)方向上，光完全沒有射出。也就是說，可知來自另一面?zhèn)鹊纳涑龉庠趯?dǎo)光板的另一側(cè)端面2e側(cè)，對于導(dǎo)光板的基準面2d于10°～40°的范圍被射出。
再者，可知從導(dǎo)光板整體所射出的光的亮度最大指示出3150(cd/m2)左右，得到高亮度的射出光。因此，如果在另一面?zhèn)扰渲梅瓷浒?，則可以從一面?zhèn)葌?cè)使全部光射出。對于這種結(jié)構(gòu)，將在下述的第2實施方式中加以詳細說明。
如同上面所說明的那樣，根據(jù)本實施方式的光照裝置1，可以使從光源裝置3入射到導(dǎo)光板2內(nèi)部的光，相對于導(dǎo)光板2的基準面2d在指定角度的方向不斷收斂加以射出。
下面，參照附圖對作為本發(fā)明第2實施方式的光照裝置加以說明。圖6表示本實施方式光照裝置的剖面模式圖，圖7采用模式圖表示被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向。還有，在圖6及圖7所示本實施方式光照裝置的結(jié)構(gòu)要件之內(nèi)與第1實施方式光照裝置的結(jié)構(gòu)要件相同的部件上，附加相同的符號以省略其詳細的說明。
如圖6所示，光照裝置11大致由透明的導(dǎo)光板2、光源裝置(光源)3以及安裝于導(dǎo)光板2上的反射板7構(gòu)成。光源裝置3配置于向?qū)Ч獍?導(dǎo)入光側(cè)的一側(cè)端面2a側(cè)。另外，導(dǎo)光板2由平板狀透明的丙烯樹脂板等構(gòu)成，經(jīng)由該一側(cè)端面2a將從配置于一側(cè)端面2a側(cè)的光源裝置3所射出的光導(dǎo)入導(dǎo)光板2的內(nèi)部。
另外，如圖1及圖2所示，在導(dǎo)光板2的與一側(cè)端面2a正交的一面2b(圖1中導(dǎo)光板的上面)上，設(shè)置有多個凸條狀棱鏡部4。棱鏡部4呈條狀且按指定間距形成有多個。另外，與一面2b相反方的另一面2c成為平坦面。
在另一面2c上配置反射板7。反射板7其反射面7a為光澤面，該反射面7a與另一面2c接合。反射板7由鋁、銀等具有金屬光澤性的金屬等構(gòu)成。通過將反射板7與導(dǎo)光板2的另一面2c接合，在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播，向另一面2c入射的光利用反射面7a進行正反射。
如圖7所示，從光源裝置3照射到導(dǎo)光板2上的光經(jīng)由一側(cè)端面2a被導(dǎo)入導(dǎo)光板2內(nèi)部。圖7中的符號5表示，在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播的光的傳播路徑示例。從光源裝置3所射出的光5在導(dǎo)光板2的一面2b和另一面2c之間被反射，與此同時在導(dǎo)光板2的內(nèi)部進行傳播，朝向與一側(cè)端面2a相反方的另一端面2e行進。隨后，在光的一部分以指定臨界角度入射到緩斜面部4a上時，從其緩斜面部4a射出。
由于在導(dǎo)光板2的另一面2c上接合有反射板7，因而在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播向另一面2c入射的光，利用反射面7a總是進行正反射。因此，傳播到導(dǎo)光板2的光其大部分從一面2b側(cè)射出，沒有從另一面2c側(cè)射出的狀況。據(jù)此，可以進一步提高來自一面2b的射出光亮度。
對于本實施方式的光照裝置認為，如果與第1實施方式的實施示例1相同測定射出光的亮度，則表示與圖5所示測定結(jié)果中合計亮度的數(shù)據(jù)相同的狀況。也就是說，設(shè)想由一面?zhèn)人涑龅纳涑龉獾牧炼葟某^+60°的附近開始增高，在+80°附近成為最大。另外，設(shè)想出在導(dǎo)光板基準面2d的法線方向以及負(-)方向上，光完全沒有射出。由上面可設(shè)想出，來自一面方的射出光在導(dǎo)光板的另一側(cè)端面2e方，相對應(yīng)導(dǎo)光板的基準面2d在10°～30°的范圍被射出。
另一方面，對于另一面?zhèn)瓤稍O(shè)想出，由于在導(dǎo)光板內(nèi)部進行傳播的光利用反射板全部進行正反射，因而光從另一面?zhèn)韧耆槐簧涑觥?br> 因此，可以設(shè)想出從導(dǎo)光板一面所射出的光的亮度獲得與上述實施示例1中導(dǎo)光板整體的最大亮度3150(cd/m2)相當?shù)牧炼取?br> 這樣，根據(jù)本實施方式的光照裝置11，可以在導(dǎo)光板2內(nèi)部使照到另一面2c上的光進行正反射。據(jù)此，可以只從一面2b側(cè)的緩斜面部4a使光射出，能夠進一步提高射出光的亮度。
下面，有關(guān)本發(fā)明第3實施方式的光照裝置，參照附圖予以說明。圖8表示本實施方式光照裝置的剖面模式圖，圖9采用模式圖表示被導(dǎo)入導(dǎo)光板內(nèi)部的光的傳播方向。還有，在圖8及圖9所示本實施方式光照裝置的結(jié)構(gòu)要件之內(nèi)與第1實施方式光照裝置的結(jié)構(gòu)要件相同的部件上，附加相同的符號以省略其詳細的說明。
如圖8所示，光照裝置21大致由透明的導(dǎo)光板22及光源裝置(光源)3構(gòu)成。光源裝置3配置于向?qū)Ч獍?2導(dǎo)入光側(cè)的一側(cè)端面22a側(cè)。另外，導(dǎo)光板22由平板狀透明的丙烯樹脂板等構(gòu)成，經(jīng)由該一側(cè)端面22a將從配置于一側(cè)端面22a側(cè)的光源裝置3所射出的光導(dǎo)入導(dǎo)光板22的內(nèi)部。
另外，如圖8所示，在導(dǎo)光板22d與一側(cè)端面22a正交的兩個面22b、22c(一面22b(圖8中導(dǎo)光板的上面)以及另一面22c(圖8中導(dǎo)光板的下面))兩個面上，分別設(shè)置有多個凸條狀棱鏡部4。各棱鏡部4呈條狀且按指定間距形成有多個。棱鏡部4由緩斜面部4a和陡斜面部4b構(gòu)成，該陡斜面部比該緩斜面部4a更靠近一側(cè)端面1a被配置。
陡斜面部4b的傾斜角度γ1相對應(yīng)一面22b的基準面22d被設(shè)定為20°～90°的范圍，緩斜面部4a的傾斜角度γ2相對應(yīng)基準面22d被設(shè)定為0.5°～5°的范圍。另外，棱鏡部4…之間的間距P被設(shè)定為0.05～0.5mm左右。還有，在一面22b及另一面22c上分別形成的棱鏡部4…的傾斜角度γ1、γ2及間距P各自被同樣設(shè)定。
另外，作為構(gòu)成導(dǎo)光板22的材料除丙烯系列樹脂之外，還可以使用聚碳酸酯系列樹脂以及環(huán)氧樹脂類的透明樹脂材料和玻璃等。另外，導(dǎo)光板的折射率最好為1.40～1.60左右。
如圖9所示，從光源裝置3照射到導(dǎo)光板22上的光經(jīng)由一側(cè)端面22a被導(dǎo)入導(dǎo)光板22內(nèi)部。圖9中的符號5表示，在導(dǎo)光板22內(nèi)部進行傳播的光的傳播路徑示例。從光源裝置3所射出的光5在導(dǎo)光板22的一面22b和另一面22c之間進行反射，與此同時在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播，朝向與一側(cè)端面22a相反側(cè)的另一端面22e行進。隨后，在光的一部分以指定臨界角度入射到緩斜面部4a時，從其緩斜面部4a射出。同樣，光的另一部分也從另一面22c側(cè)的緩斜面部4a射出。所射出的光各自對導(dǎo)光板22的基準面22d向指定的角度方向進行收斂。也就是說，雖然從發(fā)光裝置3入射到導(dǎo)光板22的光的路線朝向各個方向，但是隨著在導(dǎo)光板22內(nèi)部進行傳播其路線的方向逐漸收斂，在從緩斜面部4a射出時，大致被收斂為一定的方向。
在導(dǎo)光板22內(nèi)部光的傳播路徑可以通過緩斜面部4a的傾斜角γ2、陡斜面部4b的傾斜角γ1以及棱鏡部4的間距P來產(chǎn)生變化。因而，可以通過適當設(shè)定這些傾斜角γ1、γ2及間距P，來調(diào)整緩斜面部4a上射出光的射出方向。
對于本實施方式的光照裝置，可以設(shè)想出，如果與第1實施方式的實施示例1相同測定射出光的亮度，則由一面22b方所射出的射出光從超過+60°的附近開始其亮度增高，在+80°附近成為最大。另外，設(shè)想出在導(dǎo)光板基準面22d的法線方向以及負(-)方向上，光完全沒有射出。也就是說，設(shè)想出來自一面22b方的射出光在導(dǎo)光板22的另一側(cè)端面22e側(cè)，相對于基準面22d于10°～30°的范圍被射出。
另外，對于另一面22c可以設(shè)想出，由于形成有與一面方相同的棱鏡部，因而與一面?zhèn)鹊那樾蜗嗤?，在?dǎo)光板22的另一側(cè)端面22e側(cè)，相對應(yīng)基準面22d于10°～30°的范圍被射出。
這樣，根據(jù)本實施方式的光照裝置21，可以相對于基準面22d在指定角度的范圍內(nèi)使光射出，提高射出光的指向性，與此同時能夠提高射出光的亮度。
下面，有關(guān)作為本發(fā)明第4實施方式的棱鏡板，參照附圖予以說明。圖10表示本實施方式棱鏡板的側(cè)面模式圖，圖11表示棱鏡板主要部件的側(cè)面擴大圖。
如圖10所示，本實施方式的棱鏡板31在透明板32的入射面33側(cè)連續(xù)設(shè)置多個凸條狀的光折射部34，與此同時與入射面33相反側(cè)的射出面35成為平坦面。
如圖11所示，光折射部34由折射面34a和反射面34b構(gòu)成。各光折射部34的形成方向相一致，使之對透明板32的一側(cè)端面32a平行延伸。另外，各光折射部34…之間，因折射面34a和反射面34b鄰接，而連結(jié)形成谷部34c。另外，在光折射部34上，折射面34a和反射面34b鄰接來形成頂部34d。
作為構(gòu)成棱鏡板31的透明板32的材料除丙烯系列樹脂之外，還可以使用聚碳酸酯系列樹脂以及環(huán)氧樹脂類的透明樹脂材料和玻璃等。另外，導(dǎo)光板的折射率最好為1.40～1.60左右。
另外，射出面35最好進行光澤精加工處理。據(jù)此，可以使射出光的亮度變得均勻。
如圖11所示，在本實施方式的棱鏡板31上，利用折射面34a使來自對透明板32傾斜方向的入射光36入射到透明板32的內(nèi)部，與此同時在透明板32的內(nèi)部利用反射面34b使該入射光36反射，從射出面35射出。
在圖11中，入射光36對于棱鏡板射出面35的法線M1方向，以入射角度α的角度入射到棱鏡板31的折射面34a上。對折射面34a的入射光36的入射角度相對于折射面34a的法線M2方向偏離角度β，以此角度加以入射。在將透明板的折射率設(shè)為N時，入射光36在通過折射面34a時以對法線M2的方向偏離角度δ的角度，予以射出。
接著，該入射光36在透明板32內(nèi)部照到反射面34b上進行正反射，相對于射出面35的法線方向M1具有ε的角度。再者，入射光36通過射出面35進行折射，對于射出面35的法線方向M1按射出角ψ的方向予以射出。還有，在ε＝0°時，成為ψ＝0°。
射出角度ψ根據(jù)折射面34a的傾斜角度θ1、反射面34b的傾斜角度θ2、對棱鏡板的入射光的入射角度α以及透明板32的折射率N之間的關(guān)系進行設(shè)定，使之滿足上述[公式1]的關(guān)系。還有，本實施方式中的入射角度α符合第1實施方式光照裝置對基準面2d法線方向的射出角度。
雖然本實施方式的棱鏡板31其詳細狀況在下面進行說明，但是將其與第1或第2實施方式的光照裝置進行組合，作為液晶顯示面板的照明裝置(面發(fā)光裝置)來使用。也就是說，在光照裝置1、11的一面?zhèn)?，使棱鏡板的入射面33相向成為一體的狀態(tài)下，加以使用。為了通過該面發(fā)光裝置高效率地對液晶顯示面板進行照明，最好按棱鏡板31的射出面法線方向使射出光射出。也就是說，最好使上述射出角度ε變成0°。
為了使射出角度ε變成0°，最好設(shè)定折射面34a的傾斜角度θ1、反射面34b的傾斜角度θ2、相對于棱鏡板的入射光的入射角度α以及透明板32的折射率N的關(guān)系，使之滿足上述[公式2]的關(guān)系。還有，本實施方式中的入射角度α符合第1實施方式光照裝置對基準面2d法線方向的射出角度。
在圖12中采用曲線圖表示，將透明板的折射率N設(shè)為1.49并且入射光的入射角度α設(shè)為65°、75°、80°及85°時的傾斜角度θ1及θ2的關(guān)系。如圖12所示，可知傾斜角度θ1及θ2處于反比例的關(guān)系。通過將傾斜角度θ1、θ2、入射角度α及折射率N設(shè)定為圖12的關(guān)系，而可以使棱鏡板射出光的射出角度ε變成0°。
另外，如上所述為了從棱鏡板31的射出面35使光射出，必須在使入射光36通過折射面34a之后照到反射面34b上。因而，如果將該光量增多，則提高射出面35上的亮度。為此，通過光折射部34頂部34d附近的光必須盡量多地照到反射面34b上。也就是說，根據(jù)入射光的入射角度α的不同，需要對折射面34a及反射面34b的傾斜角度θ1、θ2進行最佳化。
如圖13所示，在將光折射部34的間距設(shè)為p時，反射面34b的射影長度p·d為p·d＝p·tanθ1/(tanθ1+tanθ2)。
另外，假設(shè)通過折射面34a而未照到反射面34b的光36a達到谷部34c上的高度為H，則該H為Hp(1+d)/tanα。
另外，光折射部34的高度h為h＝p·d·tanθ2。
由于入射光36通過折射面34a，并且照到反射面34b上，因而最好為H＜h。也就是說，最好確定θ1及θ2，使之成為(1+d)/tanα＜d·tanθ2。
在θ1及θ2滿足上述關(guān)系的場合下，可以增加棱鏡板31的射出光量。
在下述表1～表7中，將射出角度ε設(shè)為0°，將入射角度α設(shè)為55°～85°，將θ1設(shè)為0°～80°，根據(jù)α及θ1從圖12的關(guān)系導(dǎo)出θ2，此時從α、θ1、θ2計算出H＜h是否成立。將結(jié)果表示在表1～表7中。
表1


(α＝55°，ε＝0°)表2


(α＝60°，ε＝0°)表3


(α＝65°，ε＝0°)表4


(α＝70°，ε＝0°)表5


(α＝75°，ε＝0°)表6


(α＝80°，ε＝0°)表7


(α＝85°，ε＝0°)例如，如表1所示在對棱鏡板31的入射角度α為55°時可知，在將θ1設(shè)為80°并且將θ2設(shè)為58.2°時，H＜p成立，可以使射出光量成為最大。
(實驗示例2)在本實驗示例中，實行對表1～表7及圖12模擬數(shù)據(jù)的可靠性進行檢驗的實驗。
作為棱鏡板31準備出下述部件，該部件由厚度為0.6mm的透明丙烯樹脂(商品名derupetto80NH)構(gòu)成，將折射面的傾斜角度θ1設(shè)為50°～55°，將反射面的傾斜角度θ2設(shè)為55.2°～55.9°，將間距p設(shè)為0.070mm。然后，如圖14所示，從該棱鏡板31的射出面35法線方向?qū)ι涑雒嬲丈浼ど涔釲，查出從入射面33側(cè)所射出激射光L的折射角度θ3。將結(jié)果表示在表8中。
表8


如表8所示，向傾斜角度θ1為50°并且傾斜角度θ2為55.2°的棱鏡板31所入射的激射光L，在棱鏡板31內(nèi)部利用反射面被反射之后從折射面射出。此時對射出面33法線方向的折射角度θ3為81.6°。
上述結(jié)果認為，若考慮光的共軛性，則意味著在從棱鏡板的入射面?zhèn)纫?1.6°的角度入射激射光的場合下，沿射出面法線方向射出激射光。
可是，上述棱鏡板相當于從上述表6之上開始第6個棱鏡板，是將α設(shè)為80°進行模擬的棱鏡板。因而，在本實驗示例中，對于理論值80°獲得實測值81.6°。這樣，根據(jù)本實驗示例，可知表1～表7及圖12的模擬數(shù)據(jù)其可靠性高。
另外，表8所示的其它實驗示例結(jié)果也相同，α的設(shè)計值和實測值是極為接近的值。
如上面所說明的那樣，根據(jù)本實施方式的棱鏡板31，可以利用折射面34a和反射面34b使入射光向指定方向折射予以射出。特別是上述棱鏡板31可以在幾乎不使指向性高的入射光分散的狀況下，進行折射。另外，通過將α、θ1及θ2設(shè)定為[公式2]及圖12曲線圖的關(guān)系，可以使對射出面35法線方向以入射角度α入射的光，沿射出面35的法線方向射出。再者，通過設(shè)定為H＜h，可以提高從折射面34a入射利用反射面34b進行反射的光量，能夠提高射出光的亮度。
下面，有關(guān)作為本發(fā)明第5實施方式的面發(fā)光裝置，參照附圖予以說明。圖15表示本實施方式面發(fā)光裝置100的側(cè)面模式圖，圖16采用模式圖表示被導(dǎo)入面發(fā)光裝置100的光的傳播方向。還有，本實施方式的面發(fā)光裝置100是將第2實施方式的光照裝置和第4實施方式的棱鏡板加以組合而構(gòu)成的。因而，在圖15及圖16所示本實施方式面發(fā)光裝置100的結(jié)構(gòu)要件之內(nèi)與第2實施方式的光照裝置及第4實施方式的棱鏡板各結(jié)構(gòu)要件相同的結(jié)構(gòu)要件上，附加相同的符號以省略其詳細的說明。
如圖15所示，本實施方式的面發(fā)光裝置100其結(jié)構(gòu)具備導(dǎo)光板2；光源裝置3，配置于導(dǎo)光板2的一側(cè)端面2a附近；棱鏡板31，配置于導(dǎo)光板2與一側(cè)端面2a正交的一面2b上；反射板7，與導(dǎo)光板2的另一面2c側(cè)接合。
導(dǎo)光板2由平板狀透明的丙烯樹脂板等構(gòu)成，經(jīng)由該一側(cè)端面2a將從配置于一側(cè)端面2a側(cè)的光源裝置3所射出的光，導(dǎo)入導(dǎo)光板2內(nèi)部。在導(dǎo)光板2的一面2b上，連續(xù)設(shè)置多個由緩斜面部4a和陡斜面部4b構(gòu)成的凸條狀棱鏡部4。另外，與一面2b相反側(cè)的另一面2c成為平坦面。
陡斜面部4b的傾斜角度γ1相對于一面2b的基準面2d被設(shè)定為20°～90°的范圍，緩斜面部4a的傾斜角度γ2相對于基準面2d被設(shè)定為0.5°～5°的范圍。另外，棱鏡部4…之間的間距P被設(shè)定為0.05～0.5mm左右。若間距P較大，則疊加棱鏡板31時出自棱鏡板31的射出光亮度增大。另外，緩斜面部的角度γ2越小，疊加棱鏡板31時的射出光亮度均勻性越得到提高。還有，導(dǎo)光板的折射率最好為1.40～1.60左右。
在導(dǎo)光板2的另一面2c上，接合有以金屬光澤面作為反射面7a的反射板7。
棱鏡板31在透明板32的入射面33側(cè)連續(xù)設(shè)置多個凸條狀光折射部34，與此同時與入射面33相反方的射出面35成為平坦面。光折射部34由折射面34a和反射面34b構(gòu)成。各光折射部34的形成方向相一致，使之對透明板32的一側(cè)端面32a平行延伸。
然后，該棱鏡板31使入射面33朝向?qū)Ч獍?，重合于導(dǎo)光板2的一面2b上。另外，棱鏡板31在將折射面34a朝向光源裝置3方的狀態(tài)下配置于導(dǎo)光板3上。
如圖16所示，被導(dǎo)入導(dǎo)光板2內(nèi)部的光36在導(dǎo)光板2的一面2b和另一面2c之間進行反射，與此同時在導(dǎo)光板2的內(nèi)部進行傳播，在其一部分以指定臨界角度入射到緩斜面部4a上之時，從其緩斜面部4a射出。此時的射出光如圖16所示，相對于棱鏡板31的射出面35法線H1以射出角度α予以射出。
另外，由于在導(dǎo)光板2的另一面2c上接合有反射板7，因而在導(dǎo)光板2內(nèi)部進行傳播到向另一面2c入射的光在反射面7a上總是進行正反射。因此，傳播到導(dǎo)光板2的光其大部分從一面2b側(cè)射出，沒有從另一面2c側(cè)射出的狀況。
接著，從導(dǎo)光板2所射出的光36照射到棱鏡板31上。光36相對于法線M1方向以入射角度α入射到折射面34a上。接著，該光36在透明板32內(nèi)部照到反射面34b上進行正反射，從射出面35射出。射出光36沿射出面35的大致法線方向被射出。
為了射出光36沿棱鏡板31的射出面35法線方向射出，折射面34a和反射面34b的各傾斜角度θ1、θ2、入射角度α以及棱鏡板的折射率N之間的關(guān)系，需要滿足上述[公式3]的關(guān)系。
另外，為了使照到折射面34a及反射面34b上的光量增加，如同第4實施方式所說明的那樣，需要滿足H＜h的關(guān)系。
(實驗示例3)作為導(dǎo)光板2準備好下述部件，該部件由長度為50mm、寬度為66mm、厚度為1.0mm的透明丙烯樹脂(商品名derupetto80NH)構(gòu)成，將緩斜面部4a的傾斜角度設(shè)為1.5°～4.0°，將陡斜面部4b的傾斜角度設(shè)為40°～45°，將間距P設(shè)為0.14～0.257mm。還有，在導(dǎo)光板的另一面上安裝有銀膜制的反射板。另外，作為光源裝置3準備好下述部件，該部件在棒狀導(dǎo)光體的兩端安裝有2個額定值為10mA的LED(發(fā)光裝置)。再者，作為棱鏡板準備出好下述部件，該部件由厚度為0.6mm的透明丙烯樹脂構(gòu)成，將折射面的傾斜角度θ1設(shè)為50°，將反射面的傾斜角度θ2設(shè)為56.8°，將間距p設(shè)為0.070mm。然后，如圖16所示，將導(dǎo)光板、光源裝置及棱鏡板組合，制作出面發(fā)光裝置100。
對于所獲得的面發(fā)光裝置100，在面發(fā)光裝置(棱鏡板)的射出面法線上配置亮度測定傳感器，使光源裝置的LED點亮，測定出來自射出面的射出光亮度。將結(jié)果表示在表8中。
表9


如表9所示可知，越是增大導(dǎo)光板2棱鏡部4的間距P，越使亮度得到提高。
如同上面所說明的那樣，根據(jù)本實施方式的面發(fā)光裝置100，可以使來自光源裝置3的光，從導(dǎo)光板2的緩斜面部2a向一個方向進行收斂加以射出，利用棱鏡板31使該射出光向指定方向折射。據(jù)此，可以從棱鏡板31的射出面35，使高亮度、在亮度均勻性方面優(yōu)良且指向性高的光射出。
下面，對于作為本發(fā)明第6實施方式的液晶顯示裝置，參照附圖予以說明。圖17表示本實施方式液晶顯示裝置的側(cè)面模式圖。還有，本實施方式的液晶顯示裝置是將第5實施方式的面發(fā)光裝置裝載到液晶顯示面板上的裝置。因而，在圖17所示本實施方式液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)要件之內(nèi)與第5實施方式面發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)要件相同的結(jié)構(gòu)要件上，附加相同的符號以省略其詳細的說明。
本實施方式的液晶顯示裝置200由液晶顯示面板120和面發(fā)光裝置100構(gòu)成，該面發(fā)光裝置配置于液晶顯示面板120的背面?zhèn)龋瑥膬?nèi)面對液晶顯示面板120進行照明。
液晶顯示面板120為半透過型，其大致結(jié)構(gòu)為采用密封材料124將下述透明的第1基片121和透明的第2基片22接合成一體，這兩個基片用來挾持液晶層123并且由相對的玻璃等構(gòu)成。在第1基片121及第2基片122的液晶層123側(cè)，各自具備顯示電路部126、127。
第2基片122的液晶層123側(cè)所具備的顯示電路部127其構(gòu)成為，依次堆積有未圖示的半透過反射膜，疊加在第2基片122上；未圖示的濾色片，用來實行彩色顯示；未圖示的覆蓋涂(coat)膜，用來保護半透過反射膜和濾色器，與此同時使因半透過反射膜和濾色片而引起的凹凸平坦化；未圖示的條狀電極，用來驅(qū)動液晶層123；未圖示的取向膜，用來對構(gòu)成液晶層123的液晶分子取向進行控制。
另外，第1基片121的液晶層123側(cè)所具備的顯示電路部126其構(gòu)成為，從第1基片121側(cè)依次按順序堆積未圖示的條狀電極、未圖示的覆蓋涂膜以及未圖示的取向膜。
在本實施方式的液晶顯示裝置200中，從光源裝置3所發(fā)出的光透過導(dǎo)光板2的內(nèi)部從緩慢斜面部4a射出，再利用棱鏡板31進行折射向液晶顯示面板120側(cè)射出。射出光朝向射出面35的大致法線方向射出。然后，射出光依次透過第1基片122、顯示電路部127、液晶層123、顯示電路部126以及第2基片121，從液晶顯示面板120射出。
這樣，由于從面發(fā)光裝置100向液晶顯示面板120照射指向性優(yōu)良的光，因而可以使液晶顯示面板120的顯示變得明亮，與此同時能夠盡量抑制顯示不均勻。
還有，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實施方式，而可以添加各種各樣的變更。例如，雖然在本發(fā)明中對在導(dǎo)光板的平坦面?zhèn)扰渲梅瓷浒宓氖纠炎龀稣f明，但是也可以在導(dǎo)光板的棱鏡面?zhèn)扰渲梅瓷浒濉Ｔ僬?，也可以在?dǎo)光板的棱鏡面?zhèn)扰渲梅瓷浒澹c此同時在平坦面?zhèn)扰渲美忡R板。
權(quán)利要求
1.一種棱鏡板，其特征為在透明板的入射面?zhèn)冗B續(xù)設(shè)置多個由折射面和反射面構(gòu)成的凸條狀光折射部，并使與上述入射面相反方的射出面成為平坦面，上述光折射部利用上述折射面，使來自相對于上述透明板傾斜方向的入射光入射到上述透明板內(nèi)部，并在上述透明板內(nèi)部利用上述反射面使該入射光進行反射，從上述另一面射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的棱鏡板，其特征為將上述入射光相對于上述射出面法線方向的入射角度設(shè)為α，將來自上述射出面的射出角度設(shè)為ψ，將上述折射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式1]的關(guān)系。公式1θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}-sin-1(sinψ/N]
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的棱鏡板，其特征為將上述折射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述入射光相對于上述射出面法線方向的入射角度設(shè)為α，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式2]的關(guān)系。公式2θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}]
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3記載的棱鏡板，其特征為在上述光折射部上，上述折射面和上述反射面相接來形成頂部，在相鄰的各光折射部之間形成谷部，將從上述頂部到上述谷部的高度設(shè)為上述光折射部的高度h，將從上述頂部到下述入射光通過上述谷部的透明板法線的位置的高度設(shè)為H，此時滿足H＜h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的棱鏡板，其特征為上述射出面被經(jīng)過光澤精加工處理。
6.一種光照裝置，其特征為具備導(dǎo)光板和配置于該導(dǎo)光板的一側(cè)端面附近的光源，在上述導(dǎo)光板的與上述一側(cè)端面正交的一面上，連續(xù)設(shè)置多個由緩斜面部和陡斜面部構(gòu)成的凸條狀棱鏡部，該陡斜面部比該緩斜面部更靠近上述一側(cè)端面，來自上述光源的光經(jīng)由上述一側(cè)端面被導(dǎo)入上述導(dǎo)光板的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的光照裝置，其特征為在與上述導(dǎo)光板的一面相反方的另一面上也設(shè)置多個上述棱鏡部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6記載的光照裝置，其特征為在與上述導(dǎo)光板的一面相反方的另一面配置具有金屬光澤面的反射板。
9.根據(jù)權(quán)利要求6記載的光照裝置，其特征為在上述導(dǎo)光板的一面?zhèn)扰渲镁哂薪饘俟鉂擅娴姆瓷浒濉?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求6至9的任一項記載的光照裝置，其特征為上述陡斜面部相對于上述一面及/或另一面的傾斜角度γ1為20°～90°的范圍，上述緩斜面部的傾斜角度γ2為0.5°～5°的范圍。
11.一種面發(fā)光裝置，其特征為具備導(dǎo)光板；光源，配置于該導(dǎo)光板的一側(cè)端面附近；棱鏡板，配置于上述導(dǎo)光板的與上述一側(cè)端面正交的一面上，由透明板構(gòu)成，在上述導(dǎo)光板的一面及/或另一面上，連續(xù)設(shè)置多個由緩斜面部和陡斜面部構(gòu)成的凸條狀棱鏡部，該陡斜面部比該緩斜面部更靠近上述一側(cè)端面，在上述棱鏡板與上述導(dǎo)光板相對的入射面上，連續(xù)設(shè)置多個由折射面和反射面構(gòu)成的凸條狀光折射部，并使與上述入射面相反方的射出面成為平坦面，并且上述棱鏡板在使上述折射面朝向上述光源方的狀態(tài)下配置于上述導(dǎo)光板上，從上述光源經(jīng)由上述一側(cè)端面被導(dǎo)入上述導(dǎo)光板內(nèi)部的光從上述緩斜面部射出，入射到上述光折射部，入射到上述光折射部的光利用上述折射面被導(dǎo)入上述透明板內(nèi)部，并在該透明板內(nèi)部利用上述反射面使光反射，從上述射出面射出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，其特征為將上述入射光相對于上述棱鏡板射出面法線方向的入射角度設(shè)為α，將來自上述射出面的射出角度設(shè)為ψ，將上述折射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式3]的關(guān)系。公式3θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}-sin-1(sinψ/N)]
13.根據(jù)權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，其特征為將上述折射面相對于上述棱鏡板射出面的傾斜角度設(shè)為θ1，將上述反射面相對于上述射出面的傾斜角度設(shè)為θ2，將來自上述導(dǎo)光板的射出光相對于上述射出面法線方向的射出角度設(shè)為α，將上述透明板的折射率設(shè)為N，此時上述θ1和上述θ2滿足下述[公式4]的關(guān)系。公式4θ2＝1/2[180-θ1-sin-1{sin(α-θ1)/N}]
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13記載的面發(fā)光裝置，其特征為在上述光折射部上，上述折射面和上述反射面相接來形成頂部，在相鄰的各光折射部之間形成谷部，將從上述頂部到上述谷部的高度設(shè)為上述光折射部的高度h，將從上述頂部到下述入射光通過上述谷部的透明板法線的位置的高度設(shè)為H，此時滿足H＜h。
15.根據(jù)權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，其特征為在與上述導(dǎo)光板一面相反方的另一面配置具有金屬光澤面的反射板。
16.根據(jù)權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，其特征為在上述導(dǎo)光板的一面方配置具有金屬光澤面的反射板。
17.根據(jù)權(quán)利要求11～13、15～16的任一項記載的面發(fā)光裝置，其特征為上述陡斜面部相對于上述一面及/或另一面的傾斜角度γ1為20°～90°的范圍，上述緩斜面部的傾斜角度γ2為0.5°～5°的范圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，其特征為上述射出面被經(jīng)過光澤精加工處理。
19.一種液晶顯示裝置，其特征為具備液晶顯示面板，在一對基片間挾持著液晶層；權(quán)利要求11記載的面發(fā)光裝置，在液晶顯示面板的背面?zhèn)?，朝向上述棱鏡板配置上述面發(fā)光裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光的指向性高、高亮度且在亮度均勻性方面優(yōu)良的面發(fā)光裝置。面發(fā)光裝置(100)具備導(dǎo)光板(2)、光源(3)及棱鏡板(31)，在導(dǎo)光板(2)上設(shè)置由緩斜面部(4a)和陡斜面部(4b)構(gòu)成的棱鏡部(4)，該陡斜面部比緩斜面部(4a)更靠近一側(cè)端面(2a)被配置，在棱鏡板(31)的入射面(33)上設(shè)置多個由折射面(34a)和反射面(34b)構(gòu)成的光折射部(34)，從光源(3)導(dǎo)入導(dǎo)光板(2)內(nèi)部的光從緩斜面部(4a)射出，入射到光折射部(34)上，在光折射部上利用折射面(34a)被導(dǎo)入內(nèi)部，與此同時利用反射面(34b)使之反射加以射出。
文檔編號F21V8/00GK1624543SQ200410100628
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者杉浦琢郎 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社