專利名稱：光學(xué)材料、光學(xué)器件、照明器和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)材料，更具體地是一種含有樹脂的光學(xué)材料。本發(fā)明也涉及一種由含有樹脂的光學(xué)材料制成的光學(xué)器件，以及使用這種光學(xué)器件的一種照明器及一種顯示裝置。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示裝置的如重量輕、結(jié)構(gòu)薄和能耗小的有利特征，它們被廣泛地使用在OA設(shè)備中、汽載電視、可攜式攝像機(jī)用監(jiān)視器等中。液晶顯示裝置與自發(fā)光顯示裝置如CRT、PDP(等離子顯示面板)和EL(電致發(fā)光)裝置不同，使用了自身不發(fā)光的液晶顯示器件。因此，在透射型液晶顯示裝置中，一稱作“背面光源”的平面照明器被設(shè)置在液晶顯示器件的后側(cè)，液晶顯示器件控制在每個(gè)像素中從其透射的從背面光源發(fā)出的輸出光量，以顯示圖像。
背面光源基本被分為“直射型”背面光源和“邊緣照明型”背面光源。直射型背面光源包括多個(gè)棒狀光源，比如位于液晶顯示器件正下方的熒光管。邊緣照明型背面光源包括沿著導(dǎo)光板一邊緣放置的光源，以使從該光源發(fā)出的光由導(dǎo)光板導(dǎo)向液晶顯示器件。
圖21描繪了直射型背面光源的典型結(jié)構(gòu)。圖21中描繪的背面光源40設(shè)置在透射型液晶顯示面板48的后側(cè)，且包括了多個(gè)以規(guī)則間隔排列的光源(熒光管)41，容納所述多個(gè)光源41的罩42，以及置于所述多個(gè)光源41和該液晶顯示面板48之間的擴(kuò)散板43。該擴(kuò)散板43將光源41發(fā)出的光擴(kuò)散以便增加輸出光的均勻性。擴(kuò)散板43典型地由包括樹脂和分散于該樹脂中的微粒的材料構(gòu)成，微粒具有同樹脂不同的折射率。因?yàn)闃渲w的折射率同分散于樹脂中的微粒的折射率不同，所以會(huì)顯示一種光擴(kuò)散特性。因?yàn)楸┧犷悩渲叨韧该鞑⒁子谒茉?，它通常被用作該種樹脂，并且因?yàn)楣柚橐哺叨韧该?，所以它們也常常被用作所述的微?！?br> 在最近一些年中，因?yàn)橐笠壕э@示裝置要具有非常高的亮度，所使用的光源41的數(shù)量在不斷增加，且從光源41產(chǎn)生的熱量也在不斷增加。然而，擴(kuò)散板43由一種包含具有低熱導(dǎo)率的樹脂構(gòu)成(例如，丙烯酸類樹脂具有很低的熱導(dǎo)率)，并具有低的熱輻射特性。因此，如果設(shè)置了大量的光源41，擴(kuò)散板43的熱輻射性可能就不充足，并且整個(gè)擴(kuò)散板43的溫度分布可能會(huì)變得不均勻，由此液晶顯示面板48的整個(gè)顯示板的溫度分布也可能會(huì)變得不均勻。因?yàn)榉忾]在液晶顯示面板48中的液晶材料的光學(xué)和電氣特性依賴于溫度，所以整個(gè)液晶顯示面板48上的不均勻的溫度分布會(huì)導(dǎo)致亮度不均勻等等，因此就降低了顯示的質(zhì)量。而且，背面光源40內(nèi)部的過高溫度還會(huì)導(dǎo)致其他問題如光源41的發(fā)光效率的降低和樹脂制造的器件的變軟。而且，隨著背面光源的厚度最近在不斷地減小，所以光源41同擴(kuò)散板43之間的距離在不斷減小，因此更有可能發(fā)生這樣的問題。
考慮到這種情況，日本特許公開專利出版物第4-172319號(hào)公開了一種方法，其中的背面光源的擴(kuò)散片由一種混有極小玻璃微粒的樹脂材料制成，由此能改進(jìn)該擴(kuò)散板的熱輻射特性。
然而，本發(fā)明進(jìn)行的深入研究揭示了無法通過使用日本特許公開專利出版物第4-172319號(hào)公開的混有極小玻璃微粒的樹脂材料形成的擴(kuò)散板獲得實(shí)際上能滿足需要的熱輻射特性。
這些問題不但會(huì)在直射型背面光源中出現(xiàn)，而且由于導(dǎo)光板的熱輻射特性的不充分，它們?cè)谶吘壵彰餍捅趁婀庠粗幸矔?huì)出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有期望的熱輻射特性的光學(xué)材料、一種由該光學(xué)材料制成的光學(xué)器件，以及使用這種光學(xué)器件的照明器和顯示裝置。
一種發(fā)明的光學(xué)材料包括一種樹脂，該樹脂的光透射系數(shù)為70％或更高，以及在其中混合的填充物，其熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該填充物的熱導(dǎo)率為10W/m·K或更高。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該填充物由氧化鋁制成。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該填充物由氧化鎂制成。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂的光透射系數(shù)為80％或更高。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂為聚碳酸酯。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂的光透射系數(shù)為90％或更高。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂為丙烯酸類樹脂。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂為聚苯乙烯。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該填充物是微粒。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該填充物的平均微粒直徑為1μm或更大。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該樹脂的折射率同該填充物的折射率不同，由此實(shí)現(xiàn)了一種光擴(kuò)散特性。
一種發(fā)明的光學(xué)器件包括上面所述的光學(xué)材料。
一種發(fā)明的擴(kuò)散板包括上面所述的光學(xué)材料。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該擴(kuò)散板的霧度值為95％或更大。
一種發(fā)明的照明器包括光源，以及上述的用來擴(kuò)散光源所發(fā)出的光線的擴(kuò)散板。
一種發(fā)明的導(dǎo)光體包括上述的光學(xué)材料。
另一種發(fā)明的照明器包括光源，以及上述的用來將光源所發(fā)出的光線在預(yù)定方向引導(dǎo)的導(dǎo)光體。
一種發(fā)明的用來散射光線的光散射器件包括上述的光學(xué)材料。
還有另一種發(fā)明的照明器是一種用于設(shè)置在顯示面板后側(cè)用于顯示裝置的照明器，包括多個(gè)通常相互平行放置的棒狀光源；以及設(shè)置于多個(gè)棒狀光源的兩相鄰光源間的上述光散射器件。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件一般位于兩個(gè)棒狀光源之間的中間。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件為一棒狀器件。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件一般與多個(gè)棒狀光源平行放置。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件的中心軸同多個(gè)棒狀光源的中心軸基本共面放置。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件具有與多個(gè)棒狀光源的外直徑基本相同的外直徑。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，在垂直于縱向方向的方向中獲取的該光散射器件的橫截面形狀一般同多個(gè)棒狀光源中每一個(gè)的橫截面形狀相同。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，在垂直于縱向方向的方向中獲取的該光散射器件的橫截面形狀通常為圓形。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，多個(gè)棒狀光源中的每一個(gè)是熒光管。
還有另一種發(fā)明的照明器是一種設(shè)置在顯示面板后側(cè)用于顯示裝置的照明器，包括至少一個(gè)光源，光源包括多個(gè)通常相互平行放置的棒狀部分，以及相互連接所述多個(gè)棒狀部分中兩個(gè)相鄰部分的彎曲部；以及放置于多個(gè)棒狀部分的兩個(gè)相鄰部分間的上述光散射器件。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件一般位于兩個(gè)棒狀部分之間的中間。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件為一棒狀器件。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件一般與多個(gè)棒狀部分平行放置。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件的中心軸同多個(gè)棒狀部分的中心軸基本共面放置。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該光散射器件通常具有與多個(gè)棒狀部分的外直徑基本相同的外直徑。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，在垂直于縱向方向的方向中獲取的該光散射器件的橫截面形狀一般同多個(gè)棒狀部分中每一個(gè)的橫截面形狀相同。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，在垂直于縱向方向的方向中獲取的該光散射器件的橫截面形狀通常為圓形。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的至少一個(gè)光源是至少一個(gè)熒光管。
一種發(fā)明的光源支架是用于照明器的光源支架，包括上述的光學(xué)材料。
還有另一種發(fā)明的照明器包括一個(gè)光源和用來支撐該光源的上述光源支架。
一種發(fā)明的顯示裝置包括上述的照明器，以及一種使用該照明器所發(fā)出的光線來顯示圖像的顯示面板。
本發(fā)明的光學(xué)材料包括一種光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂，以及一種在其中混合的其熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物，由此提供一種優(yōu)選的光學(xué)特性(透明度)和一種期望的熱輻射特性。


圖1是示意性地顯示本發(fā)明照明器10A的截面圖。
圖2示意性地說明了設(shè)置于本發(fā)明的照明器10A中的擴(kuò)散板3。
圖3是顯示測(cè)量到的3mm厚測(cè)試片的光透射系數(shù)與光程為20mm的透射光量之間的關(guān)系的圖表。
圖4是示意性地說明本發(fā)明的另一照明器10B的橫截面圖。
圖5示意性地說明了設(shè)置于本發(fā)明的照明器10B中的導(dǎo)光板。
圖6是示意性地說明一種傳統(tǒng)直射型背面光源的橫截面圖。
圖7是示意性地說明一種傳統(tǒng)直射型背面光源的橫截面圖。
圖8是示意性地說明使用本發(fā)明的另一種照明器10C的液晶顯示裝置的橫截面圖。
圖9是示意性地說明本發(fā)明的照明器10C的平面圖。
圖10示意性地說明了在一傳統(tǒng)直射型背面光源中亮度不均勻是如何發(fā)生的。
圖11示意性地說明了在一傳統(tǒng)直射型背面光源中亮度不均勻是如何發(fā)生的。
圖12示意性地說明了在一傳統(tǒng)直射型背面光源中亮度不均勻是如何發(fā)生的。
圖13示意性地說明了在本發(fā)明的照明器10C中如何抑制亮度不均勻。
圖14A、圖14B和圖14C分別說明了一種在照明器10C中使用的光散射器件的設(shè)置。
圖15A到圖15E分別說明了在垂直于縱向方向的方向中獲取的在照明器10C中使用的光散射器件的橫截面形狀。
圖16是示意性地說明照明器10C的一種變體的橫截面圖。
圖17是示意性地說明照明器10C的該種變體的平面圖。
圖18是示意性地說明本發(fā)明的照明器10C的平面圖。
圖19A和圖19B是分別示意性地說明由本發(fā)明的光學(xué)材料制成的光源支架的橫截面圖。
圖20A和圖20B是分別示意性地說明本發(fā)明其它照明器10E和10F的平面圖。
圖21是示意性地說明一種傳統(tǒng)直射型背面光源40的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。注意本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施方式。
實(shí)施方式1參考圖1，將對(duì)本實(shí)施方式的照明器10A進(jìn)行說明。
如圖1所示，該照明器10A為所謂的設(shè)置于液晶顯示面板20后側(cè)(遠(yuǎn)離觀看者的一側(cè))的“背面光源”。液晶顯示面板20包括一對(duì)基板(例如，玻璃基板)21和22以及設(shè)置在它們之間的液晶層23，并調(diào)節(jié)從照明器10A發(fā)出的光來顯示圖像。液晶顯示面板20在每個(gè)像素中包括一個(gè)區(qū)域，在其中以透射模式來顯示圖像。這樣，該液晶顯示面板20是透射型或透射-反射型液晶顯示面板。
該照明器10A是一直射型背面光源，且包括多個(gè)棒狀光源1，這些棒狀光源彼此基本上平行排列。在本實(shí)施方式中，棒狀光源1是冷陰極熒光管(CCFT)。該棒狀光源1由設(shè)置在罩2中的支撐器件(支架，沒有顯示)固定在罩2中，且在該棒狀光源1和該液晶顯示面板20之間設(shè)有擴(kuò)散板3。該擴(kuò)散板3將光源1發(fā)出的光線擴(kuò)散且由此提高了發(fā)出光線的均勻性。典型情況下，為了增加光的效率，罩2靠近棒狀光源1的表面上設(shè)置有高反射成分(如，一種光反射片)，或該罩2本身就由高反射材料制成。
本實(shí)施方式的照明器10A具有與已知的直射型背面光源基本相同的結(jié)構(gòu)，除了構(gòu)成擴(kuò)散板3的光學(xué)材料同那些傳統(tǒng)使用的材料不同外。參見圖2，現(xiàn)在對(duì)照明器10A的擴(kuò)散板3進(jìn)行說明。
如圖2所示，該擴(kuò)散板3包括一種樹脂基體3a，以及分散于該樹脂基體3a中的一種填充物(無機(jī)填充物)3b。在本實(shí)施方式中使用的填充物3b是微粒。該填充物3b的折射率同所述樹脂基體3a的折射率不同，由此擴(kuò)散板3顯示出一種光擴(kuò)散特性。
擴(kuò)散板3由包括一種光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂以及一種混合在其中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料構(gòu)成。結(jié)果，該擴(kuò)散板3具有作為一種光學(xué)器件的優(yōu)選光學(xué)特性，并同時(shí)具有期望的熱輻射特性。現(xiàn)在將更詳細(xì)地對(duì)此進(jìn)行說明。
首先，將解釋為什么用光透射系數(shù)為70％可獲得一種優(yōu)選的光學(xué)特性的原因。光透射系數(shù)T(％)可被表達(dá)為T＝(T1/T0)×100，其中T0為入射光的強(qiáng)度，且T1為對(duì)可見光(波長(zhǎng)為350nm到800nm)的所有透射光的強(qiáng)度。根據(jù)ASTM D1003，通過使用例如MurakamiColor Research Laboratory(彩色研究實(shí)驗(yàn)室)制造的HR-100來對(duì)光透射系數(shù)進(jìn)行測(cè)量。在光學(xué)材料中使用的樹脂的光透射系數(shù)通常使用厚度為3mm的測(cè)試片來測(cè)量。因此，除非另外指出，在此使用的樹脂的“光透射系數(shù)”指的就是“用3mm厚的測(cè)試片測(cè)量的光透射系數(shù)”。
在普通直射型背面光源中，諸如CCFT的光源通常以間距約為20mm設(shè)置。因此，為了消除以此間距設(shè)置的光源的鏡像(即，去消除這些光源正上方區(qū)域的亮度與光源間其他區(qū)域的亮度之間的差異)，需要該擴(kuò)散板具有20mm或更多的光學(xué)距離。這樣，該擴(kuò)散板的樹脂基體需要在光學(xué)距離為20mm時(shí)，透射足夠的光量。
圖3顯示的是轉(zhuǎn)化為光學(xué)距離為20mm時(shí)的透射光量的光透射系數(shù)(用3mm厚的測(cè)試片的透射系數(shù))，且下表1顯示了這種轉(zhuǎn)化的代表值。注意在圖3和表1中，給出的透射光量是關(guān)于入射光量的一個(gè)百分?jǐn)?shù)。
表1

從圖3中可以看出，當(dāng)光學(xué)距離變長(zhǎng)時(shí)，光透射系數(shù)的值對(duì)透射光量的減少貢獻(xiàn)更大。如圖3和表1所示，對(duì)光透射系數(shù)值70％，80％和90％，透射光量分別約為10％(9.3％)，約為20％(22％)和約為50％(49.5％)。因此，如果在光學(xué)材料中使用的樹脂的光透射系數(shù)為70％或更大，就能實(shí)現(xiàn)約10％或更多的透射光量，由此獲得優(yōu)選的光可能性高。
·由于按照處理⑨持續(xù)處理1個(gè)月，溶液的毒性驟減。
因此可以理解，處理⑨的處理，可以隨時(shí)間共同進(jìn)行。
如上所述，本發(fā)明的生物學(xué)評(píng)價(jià)法是通過對(duì)利用各種各樣的方法處理的溶液毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣有助于決定最適宜的處理方法。
實(shí)施例15對(duì)于進(jìn)行以下的處理的各種工業(yè)廢液，進(jìn)行氮氧化物的定量分析與基因氧化損傷試驗(yàn)兩方面，對(duì)廢液處理結(jié)果進(jìn)行調(diào)查。
樣品C使用鉑電極對(duì)工業(yè)廢液進(jìn)行電解處理處理完畢時(shí)的COD350ppm處理完畢時(shí)的次氯酸濃度3,013ppm樣品D使用鉑·銥電極對(duì)工業(yè)廢液進(jìn)行電解處理處理完畢時(shí)的COD2,600ppm處理完畢時(shí)的次氯酸濃度1,560ppm實(shí)驗(yàn)1 氮氧化物的定量樣品C與樣品D各稀釋100倍后，與實(shí)施例12相同，定量分析樣品A與B中的氮氧化物。
結(jié)果如下所示。

實(shí)驗(yàn)2 基因氧化損傷試驗(yàn)對(duì)于樣品C與D，進(jìn)行基因氧化損傷試驗(yàn)，觀察基因氧化損傷誘導(dǎo)性的變化。
在該試驗(yàn)中，分別向各樣品90μl中加入dG(200μg/ml)10μl，攪拌5分鐘。然后，加入反應(yīng)停止液100μl，與實(shí)施例1相同地同時(shí)測(cè)定dG有高透射系數(shù)且不易吸水。因此，用MS樹脂，可以在保持高透射系數(shù)的同時(shí)防止由吸水導(dǎo)致的變形。聚碳酸酯可以利于用在高溫條件下，因其能忍耐的最高溫度比丙烯酸類樹脂所能忍耐的最高溫度高30℃。例如，負(fù)荷為4.6kg/cm2條件下，丙烯酸類樹脂的偏差溫度是從74℃到113℃，而聚碳酸酯是從138℃到142℃。此外，負(fù)荷為18.6kg/cm2條件下，丙烯酸類樹脂的偏差溫度是從68℃到102℃，而聚碳酸酯是從121℃到132℃。注意該負(fù)荷下的偏差溫度根據(jù)ASTM D648測(cè)量。
下面，解釋為什么日本特許公開專利出版物第4-172319號(hào)所公開的在擴(kuò)散板中混合了極小玻璃微粒仍不能獲得一種期望的熱輻射特性的原因，在其之后將解釋為什么用熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物獲得期望的熱輻射特性的原因。
在一種典型的擴(kuò)散板中，用來表現(xiàn)光擴(kuò)散特性的微粒以總質(zhì)量的約5％被混合在樹脂基體中。依賴于光擴(kuò)散特性的程度(例如，由霧度(haze value)值定義)，混入的微粒量自然會(huì)在一定程度上發(fā)生變化，如果它顯著地超過了總質(zhì)量的5％，該霧度值將會(huì)過高，因此增加了光線穿過擴(kuò)散板的距離，并顯著降低了透射系數(shù)。下表3顯示了當(dāng)以質(zhì)量的5％將極小玻璃微粒混合到樹脂基體中時(shí)，極小玻璃微粒的熱導(dǎo)率、樹脂基體的熱導(dǎo)率、以及作為一個(gè)整體的擴(kuò)散板的熱導(dǎo)率情況。注意盡管典型樹脂基體的熱導(dǎo)率根據(jù)樹脂類型的不同而變化，它通常為0.2或者更小。
表3

如表3所示，極小玻璃微粒的熱導(dǎo)率跟該樹脂基體的熱導(dǎo)率在同一個(gè)量級(jí)上。即使加入有質(zhì)量約5％的這種極小玻璃微粒，作為一個(gè)整體的該擴(kuò)散板的熱導(dǎo)率基本上同樹脂基板的熱導(dǎo)率一樣。因此，擴(kuò)散板的熱輻射特性基本上并未通過分散在該擴(kuò)散板中的極小玻璃微粒而得到提高。
在大尺寸液晶顯示面板(例如，正逐漸成為市場(chǎng)主流的，對(duì)角線尺寸約為32英寸的液晶顯示電視)中，由背面光源消耗的功率高達(dá)100W。因?yàn)楸趁婀庠聪牡拇蟛糠止β兽D(zhuǎn)變成了熱且僅有很少的部分轉(zhuǎn)變成直接貢獻(xiàn)于顯示器的光，所以可以認(rèn)為基本上所有的100W的能量都轉(zhuǎn)變成了熱。
32英寸液晶顯示電視的顯示平面的面積大約為0.72×0.41≈0.300m2，且擴(kuò)散板的主平面也具有大約同樣的面積。因?yàn)樗龅墓庠矗鳛闊嵩?，向著該擴(kuò)散板和相對(duì)的一側(cè)輻射熱量，所以可以認(rèn)為該擴(kuò)散板在其面積約為0.300m2的表面上將繼續(xù)接收50W熱能。這樣，20mm厚的擴(kuò)散板在光源一側(cè)和相反一側(cè)的溫度差值被如下解釋。
溫度差值(K)＝{提供的熱量(50W)×擴(kuò)散板的厚度(0.02m)}/{熱導(dǎo)率(W/m·K)×熱傳導(dǎo)面積(0.3m2)}考慮到可銷售性，即使是在50℃的環(huán)境下，液晶顯示裝置應(yīng)該優(yōu)選地具有少于60℃的內(nèi)部溫度。這是因?yàn)橥ǔＳ米鞴庠吹睦潢帢O熒光管(CCFT)的發(fā)光效率在大約60℃的溫度達(dá)到峰值，且當(dāng)溫度超過70℃時(shí)，樹脂材料開始變軟。因此，該溫差需要小于l0℃。
在樹脂中沒有混合填充物的情況下，溫差大到約16℃。即使以總質(zhì)量的約5％將極小玻璃微?；旌嫌跇渲w中，該溫差仍為大約14.5℃。
相對(duì)比，如果填充物3b的熱導(dǎo)率如本實(shí)施方式的擴(kuò)散板3中的一樣，為3W/m·K或更高，通過混有5％總質(zhì)量的填充物，造成的溫差可小于10℃。如果該填充物3b的熱導(dǎo)率為10W/m·K或更高，則造成的溫差可小于5℃，由此進(jìn)一步提高了溫度余量。
這樣，如果擴(kuò)散板3由包括了光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂和混合在樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料構(gòu)成，就有可能同時(shí)獲得可作為光學(xué)器件的優(yōu)選光學(xué)特性以及一種理想的熱輻射特性。因此，本實(shí)施方式的照明器10A能在抑制樹脂器件變軟的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率。而且，由于有使用該照明器10A的液晶顯示裝置，有可能抑制因液晶顯示面板20的溫度分布不均勻而造成的顯示質(zhì)量的下降并生產(chǎn)高質(zhì)量的顯示器。
特別地，填充物3b可由氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)等等構(gòu)成。下表4顯示了氧化鋁構(gòu)成的填充物3b的熱導(dǎo)率，以及作為整體的擴(kuò)散板3的熱導(dǎo)率，其中在樹脂基體3a中混合有占質(zhì)量5％的氧化鋁填充物3b。而且，下表5顯示了氧化鎂構(gòu)成填充物3b的熱導(dǎo)率、以及作為一個(gè)整體的擴(kuò)散板3的熱導(dǎo)率，其中在樹脂基體3a中混合有占質(zhì)量5％的氧化鎂填充物3b。
表4

表5

如表4中所示，氧化鋁構(gòu)成的填充物3b具有20W/m·K的熱導(dǎo)率，這比樹脂基體3a的熱導(dǎo)率要大約100倍，在此僅用質(zhì)量5％的填充物3b，作為整體的擴(kuò)散板3的熱導(dǎo)率能比樹脂基體3a的熱導(dǎo)率增加約6倍。
如表5中所示，氧化鎂構(gòu)成填充物3b具有60W/m·K的熱導(dǎo)率，這比樹脂基體3a的熱導(dǎo)率要大約300倍，在此僅使用了為質(zhì)量的5％的填充物3b，作為整體的擴(kuò)散板3的熱導(dǎo)率能比樹脂基體3a的熱導(dǎo)率增加16倍。
氧化鋁和氧化鎂不僅有如上所述的高熱導(dǎo)率而且還便宜。此外，從它們是寶石的組成部分的事實(shí)可以看出，它們高度透明且可適用作填充物3b的材料。作為選擇，鉆石可以被用作填充物3b的材料。鉆石具有非常高的為2000W/m·K的熱導(dǎo)率，且具有非常高的透明度。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于這些材料，而可以使用任何其他具有3W/m·K或更高的熱導(dǎo)率的合適材料。例如，可以使用氧化釔、釓、鎢酸鉛等等。然而要注意的是為了保持作為整體的擴(kuò)散板3的高透明度，填充物3b最好也應(yīng)具有高透明度，且填充物3b具有的透明度最好同樹脂基體3a的透明度一樣高或更高。氧化鋁、氧化鎂或鉆石構(gòu)成的填充物3b具有比樹脂基體3a更高的透明度。
通過使用上述的樹脂和填充物的已知方法來制造用于擴(kuò)散板3的光學(xué)材料。更具體些，可通過對(duì)上述的樹脂和填充物的準(zhǔn)備，且隨后將該填充物分散于樹脂中來獲得該光學(xué)材料。
使用上述的填充物材料通過一種已知填充物制造方法可制造出所述的填充物。填充物的微粒直徑和含量可以基于一種想要的熱導(dǎo)率(作為整體的擴(kuò)散板的熱導(dǎo)率)、一種想要的霧度值等來適當(dāng)確定。
因?yàn)榭梢姽獠ㄩL(zhǎng)為350nm到800nm，所以一種其微粒直徑與可見光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)(即，在100nm量級(jí)上)相同的填充物會(huì)導(dǎo)致光的擴(kuò)散。換句話說，為了實(shí)現(xiàn)光擴(kuò)散特性，需要填充物的微粒直徑為100nm或更多。而且，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的光擴(kuò)散特性，每個(gè)填充物微粒的直徑優(yōu)選地比可見光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)更高，優(yōu)選地為1μm或更多。因此，該填充物的平均微粒直徑優(yōu)選地為1μm或更多，且更優(yōu)選地為大約2μm。
在傳統(tǒng)擴(kuò)散板中，可通過在丙烯酸類樹脂基板材料中混入占總質(zhì)量約1％到約5％的硅珠實(shí)現(xiàn)一種優(yōu)選的光擴(kuò)散特性。假設(shè)微粒的直徑是恒定的，這種光擴(kuò)散特性通常與微粒的體積密度成正比。因此，在具有同硅珠大致相同的微粒直徑的填充物中，通過將該填充物的體積密度設(shè)定為基本等同于傳統(tǒng)擴(kuò)散板中的硅珠的體積密度，可以實(shí)現(xiàn)一種優(yōu)選的光擴(kuò)散特性。因?yàn)楸┧犷悩渲拿芏葹?.1g/cm3且硅珠的密度為2.1g/cm3，所以傳統(tǒng)擴(kuò)散板中的硅珠的體積密度占體積的大約0.5％到2.7％。因此，通過將該填充物的體積密度設(shè)定為占體積的大約0.5％或更多些和2.7％或更少些，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的光擴(kuò)散特性。在使用氧化鋁構(gòu)成的填充物時(shí)，例如，因?yàn)檠趸X的密度是3.6g/cm3，優(yōu)選的是以占質(zhì)量大約1％到大約9％將填充物混合到樹脂材料中。注意如果該填充物的含量增加了，光擴(kuò)散特性將得到增加但光透射系數(shù)會(huì)減小。而且，當(dāng)填充物含量增加時(shí)，擴(kuò)散板3的可塑性在某些情況下會(huì)下降。對(duì)填充物含量的確定要考慮這些因素。
擴(kuò)散板3可通過一種已知方法諸如注入模塑使用上述制造的光學(xué)材料來形成。為了充分地?cái)U(kuò)散光源1中發(fā)出的光線來抑制亮度的不均勻性，擴(kuò)散板3的霧度值優(yōu)選地為95％或更多，更優(yōu)選地為99％或更多，并最優(yōu)選地為基本上100％。應(yīng)注意的是該霧度值通過使用例如前述的Murakami Color Research Laboratory(彩色研究試驗(yàn)室)制造的HR-100來測(cè)量。
實(shí)施方式2參見圖4，現(xiàn)在將對(duì)本實(shí)施方式的照明器10B進(jìn)行說明。照明器10B也是一種設(shè)置在液晶顯示面板20后側(cè)(遠(yuǎn)離觀看者的一側(cè))的背面光源。
照明器10B是一種邊緣照明型背面光源，它包括了棒狀光源1、及如圖4所示的用來將光線從棒狀光源1導(dǎo)向液晶顯示面板20的導(dǎo)光板(導(dǎo)光體)4。在本實(shí)施方式中，棒狀光源1是冷陰極熒光管(CCFT)。在棒狀光源1附近和導(dǎo)光板4背面上(關(guān)于液晶顯示面板20的導(dǎo)光板4的反面)分別設(shè)置有反射器5和反射片6。棒狀光源1、導(dǎo)光板4、反射器5和反射片6被放置于框架7中。此外，用來調(diào)節(jié)導(dǎo)光板4所導(dǎo)出的光線的特性的光學(xué)片8被設(shè)置于導(dǎo)光板4和液晶顯示面板20之間。
除了構(gòu)成導(dǎo)光板4的光學(xué)材料同傳統(tǒng)使用的光學(xué)材料不同以外，本實(shí)施方式的照明器10B同一已知邊緣照明型背面光源的結(jié)構(gòu)相同。參見圖5，現(xiàn)在將對(duì)照明器10B的導(dǎo)光板4進(jìn)行說明。
如圖5所示，導(dǎo)光板4包括一種樹脂基體4a和分散在該樹脂基體4a中的填充物4b。在本實(shí)施方式中使用的填充物4b是微粒。
而且，導(dǎo)光板4具有用來接受從棒狀光源1發(fā)出的光的入射側(cè)面4c，出射側(cè)面4d和同所述的出射側(cè)面4d相對(duì)的相反表面4e，來自入射側(cè)面4c的且穿過該導(dǎo)光板4的光穿過該出射側(cè)面4d并向著液晶顯示面板20輸出。盡管未在圖5中顯示，至少出射側(cè)面4d和相反表面4e中的一個(gè)設(shè)置有光線分布控制結(jié)構(gòu)，用來將穿過該導(dǎo)光板4的光線導(dǎo)向液晶顯示面板20。該光線分布控制結(jié)構(gòu)可以是那些用在已有導(dǎo)光板中的一個(gè)結(jié)構(gòu)。更具體來說，該光線分布控制結(jié)構(gòu)可以是棱鏡、透鏡、折皺鏡(crease)等等。
導(dǎo)光板4由一種光學(xué)材料構(gòu)成。該光學(xué)材料包括了一種光透射系數(shù)為70％或更多的樹脂以及混合于樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物。因此，與以上實(shí)施方式1中對(duì)擴(kuò)散板3所述的原因相同，導(dǎo)光板4具有作為光學(xué)器件的優(yōu)選的光學(xué)特性和一種期望的熱輻射特性。因此，本實(shí)施方式的照明器10B在抑制樹脂制作的元件變軟的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)高的發(fā)光效率。此外，由于有了使用照明器10B的液晶顯示裝置，就可能抑制由液晶顯示面板20的溫度分布不均勻?qū)е碌娘@示質(zhì)量的下降且生產(chǎn)高質(zhì)量的顯示器。
可以用類似實(shí)施方式1中用于擴(kuò)散板3的光學(xué)材料的方式來制造用于導(dǎo)光板4的光學(xué)材料，并且導(dǎo)光板4可通過已知的導(dǎo)光板的制造方法使用這樣的光學(xué)材料來制造。
應(yīng)該注意的是與擴(kuò)散板3不同，導(dǎo)光板4無需具有光擴(kuò)散特性。因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)為350nm到800nm，所以微粒直徑數(shù)量級(jí)比該波長(zhǎng)范圍小，即，微粒直徑少于100nm的填充物4b對(duì)光擴(kuò)散特性沒有貢獻(xiàn)。因此，如果填充物4b的微粒直徑被設(shè)置為小于100nm，就可能獲得基本無光擴(kuò)散特性的導(dǎo)光板4。當(dāng)然，該導(dǎo)光板4可以包括微粒直徑為1μm或更多的填充物4b并具有光擴(kuò)散特性。同樣，使用光學(xué)器件而不是導(dǎo)光板4，通過如上所述適當(dāng)?shù)乜刂铺畛湮?b的微粒直徑就可能獲得具有預(yù)期的光擴(kuò)散特性和預(yù)期的熱導(dǎo)率的光學(xué)器件。例如，通過把對(duì)光擴(kuò)散特性無貢獻(xiàn)的填充物4b添加到擴(kuò)散板3中的光學(xué)材料中，可能獲得具有低光擴(kuò)散特性(小霧度值)和高熱導(dǎo)率的擴(kuò)散板3。
實(shí)施方式3在說明本實(shí)施方式的照明器之前，將在下面討論用直射型背面光源的亮度不均勻問題。
用圖21中說明的直射型背面光源40，設(shè)置光源(熒光管)41以便使與光源41的縱向方向相垂直的方向中的范圍僅通過光源41以間斷(離散)方式覆蓋，由此導(dǎo)致了亮度的不均勻，即在光源41正上方的區(qū)域中亮度較高，而在光源41之間的其它區(qū)域中亮度較低。
當(dāng)光源41和液晶顯示面板48間的距離A變大時(shí)以及當(dāng)光源41之間的距離B變小時(shí)，亮度不均勻性變小。因此，距離B關(guān)于距離A的比值R(＝B/A)變小，則亮度不均勻性變小，并且反之亦然。這樣，有可能通過增加光源41和液晶顯示面板48之間的距離A或增加光源41的數(shù)量來縮短光源41之間的距離B，來降低亮度的不均勻性。
然而，增加光源41和液晶顯示面板48之間的距離A會(huì)導(dǎo)致背面光源40的厚度增加，并因此增加顯示裝置的厚度，從而減損顯示裝置的商業(yè)價(jià)值。而且，增加光源41的數(shù)量來縮短光源41之間的距離B會(huì)導(dǎo)致成本的上升，從而也減損顯示裝置的商業(yè)價(jià)值。
考慮到這一點(diǎn)，日本特許公開專利出版物第2002-122863號(hào)公開了一種背面光源50，其中具有三角形橫截面的光反射凸出部分52被設(shè)置在如圖6中所示的光源51之間，由此抑制了亮度的不均勻性。
而且，日本特許公開專利出版物第2000-310776公開了一種背面光源60，其中包括了一個(gè)輔助光源64，該輔助光源包括如圖7所示的一次光源62(primary light source)以及導(dǎo)光板63，并設(shè)置在光源61遠(yuǎn)離液晶顯示面板的一側(cè)上，由此抑制了亮度的不均勻性。日本特許公開專利出版物第2000-310776也公開了一種設(shè)置方式，其中用來獲取由一次光源62進(jìn)入到導(dǎo)光板63中的光線的導(dǎo)光板63的表面上的光散射點(diǎn)圖形在光源61正下方區(qū)域中稀疏放置且在光源61間的其他區(qū)域比較稠密，由此從導(dǎo)光板63出來的光的亮度可被設(shè)置以在光源61正下方區(qū)域較低且在光源61之間的其他區(qū)域中較高，因而進(jìn)一步抑制了亮度的不均勻性。
本發(fā)明人從不同角度對(duì)背面光源的結(jié)構(gòu)和亮度不均勻程度間的關(guān)系所做的深入研究揭示了在這些出版物中公開的用背面光源對(duì)亮度不均勻進(jìn)行的抑制是不充分的。更具體地說，采用任何在這些出版物中公開的背面光源，盡管在法線方向上(同顯示裝置的顯示平面相垂直的方向)的亮度不均勻是足夠小的，但在傾斜方向上(關(guān)于顯示平面的法線方向傾斜的方向)的亮度不均勻還不是足夠小的。
現(xiàn)在，將參考圖8和圖9對(duì)本實(shí)施方式的照明器10C進(jìn)行說明。圖8是示意性地說明包括該照明器10C的液晶顯示裝置的截面圖，且圖9是示意性地說明該照明器10C的平面圖。
如圖8所示，照明器10C是一種設(shè)置在液晶顯示面板20后側(cè)(遠(yuǎn)離觀察者的一側(cè))的直射型背面光源，且如圖8和9所示，包括了多個(gè)基本上彼此相互平行放置的棒狀光源1。在本實(shí)施方式中，棒狀光源1是冷陰極熒光管(CCFT)。
如圖9所示，在罩2中，棒狀光源1由罩2中設(shè)置的支撐器件(支架)11所支撐，且如圖8所示，在棒狀光源1和液晶顯示面板20之間設(shè)置由光學(xué)片3。該光學(xué)片3可以是，例如擴(kuò)散片或棱鏡片。要注意的是盡管圖8中只顯示了一種光學(xué)片3，但在實(shí)際中可組合使用擴(kuò)散片、棱鏡片等。典型地，為了增加光的效率，罩2靠近棒狀光源1的表面設(shè)置了高度反射器件(例如，一種光線反射片)，或是罩2本身由高反射材料制成。
照明器10C進(jìn)一步包括設(shè)置在兩相鄰棒狀光源1之間的用來散射光線的光散射器件9。如圖9所示，光散射器件9包括一種樹脂基體9a和一種分布于樹脂基體9a中的填充物9b(無機(jī)填充物)。在本實(shí)施方式中使用的填充物9b為微粒。填充物9b的折射率同樹脂基體9a的折射率不同，由此光散射器件9展示了一種光散射特性(光擴(kuò)散特性)。該光散射器件9由包括光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂以及混合于該樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料構(gòu)成。
本實(shí)施方式的每一個(gè)光散射器件9是棒狀器件，且基本放置于兩個(gè)相鄰棒狀光源1之間的中間并同棒狀光源1基本平行。而且，如同棒狀光源1一樣，該光散射器件9被支撐器件11固定在罩2中。
在本實(shí)施方式的照明器10C中，每一光散射器件9被放置于兩相鄰棒狀光源1之間，這樣部分從棒狀光源1發(fā)出的光被光散射器件9散射，由此增加了從棒狀光源1之間的照明器10C的一個(gè)區(qū)域發(fā)出的光的強(qiáng)度。這樣，有可能降低亮度的不均勻性。因?yàn)樵O(shè)置于棒狀光源1之間的光散射器件9將向每一個(gè)方位充分地散射光線，它們不僅用來增加棒狀光源1之間的區(qū)域發(fā)出的光的強(qiáng)度，而且行使偽光源的功能。因此，有可能實(shí)現(xiàn)一種類似于那些以更短間距設(shè)置的大量棒狀光源1所實(shí)現(xiàn)的光學(xué)系統(tǒng)。這樣，不僅能在法線方向(同顯示裝置的顯示平面相垂直的方向)上而且也可以在傾斜方向(同顯示平面的法線方向相傾斜的方向)上降低亮度的不均勻性。
光散射器件9由一種包括了光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂以及混合于該樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料構(gòu)成。因此，與實(shí)施方式1中對(duì)擴(kuò)散板3的原因說明一樣，光散射器件9具有作為光學(xué)器件的優(yōu)選的光學(xué)特性和一種期望的熱輻射特性。因此，本實(shí)施方式的照明器10C在抑制樹脂造器件變軟的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)較高的發(fā)光效率。而且，有了使用照明器10C的液晶顯示裝置，有可能去抑制由液晶顯示面板20的溫度分布不均勻?qū)е碌娘@示質(zhì)量下降且可能生產(chǎn)高質(zhì)量的顯示器。
圖10到圖13說明了在傳統(tǒng)直射型背面光源中亮度不均勻是如何產(chǎn)生的，且在本實(shí)施方式的照明器10C中亮度不均勻是如何被抑制的。
如圖10所示，典型傳統(tǒng)直射型背面光源40在法線方向與傾斜方向上均有明顯的亮度不均勻。因此，顯示質(zhì)量降低。
在日本特許公開專利出版物第2002-122863公開的一種背面光源50，包括如圖11所示的光源51之間的光反射凸出部分52，由此增加從光源51之間區(qū)域發(fā)出的光的強(qiáng)度并因此降低了在法線方向上的亮度不均勻性。然而，與能向各個(gè)方向散射光線的光散射器件9不同，具有三角形橫截面并反射光線的凸出部分52，并不行使偽光源的功能，由此不可能在傾斜方向上充分降低亮度不均勻性。這樣，顯示質(zhì)量不能得到顯著地提高。
在日本特許公開專利出版物第2000-310776中公開的背面光源60中，在光源61的下方，如圖12所示設(shè)置了輔助光源64，且輔助光源64的導(dǎo)光板63上的光散射點(diǎn)圖形在光源61正下方區(qū)域稀疏設(shè)置且在光源61之間的其他區(qū)域設(shè)置得比較稠密，由此增加了光源61之間區(qū)域發(fā)出的光的強(qiáng)度并由此降低了法線方向上的亮度不均勻性。然而，該輔助光源64被設(shè)置在光源61的下面而不是之間，且其發(fā)射平面光線，故不能與棒狀光源61協(xié)同行使偽光源的功能。因此，不可能在傾斜方向上充分降低亮度不均勻性。這樣，顯示質(zhì)量不能得到顯著地提高。
相對(duì)比，在本實(shí)施方式的照明器10C中，光散射器件9的每個(gè)設(shè)置在如圖13所示的兩相鄰棒狀光源1之間，由此該光散射器件9能行使偽光源的功能，由此可能不但在法線方向上而且在傾斜方向上降低亮度不均勻性。這樣，使用該照明器10C的顯示裝置能產(chǎn)生高質(zhì)量的顯示。而且，因?yàn)樵摴馍⑸淦骷?行使偽光源的功能，有可能在不增加棒狀光源1的數(shù)量的情況下，降低液晶顯示面板20同棒狀光源1之間(對(duì)應(yīng)于圖21中的距離A)的距離。因此，因?yàn)檎彰髌?0C能制成更薄的外形，且也能以低成本制造，所以具有較高的商業(yè)價(jià)值。
如上所述，在照明器10C中，用于散射光線的光散射器件9能行使偽光源的作用，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)置不但考慮了它們同棒狀光源1的平面位置，而且也考慮了它們同棒狀光源1的三維位置。光散射器件9不僅當(dāng)從顯示平面的法線方向看去時(shí)，位于如圖9所示的棒狀光源1“之間”，且當(dāng)從棒狀光源1的縱向看上去時(shí)，也位于如圖8所示的棒狀光源1之間。注意這里使用的“當(dāng)從棒狀光源1的縱向看上去時(shí)該光散射器件9位于棒狀光源1之間”的意思是該光散射器件9至少被部分地包括在了如圖14A到圖14C所示的兩個(gè)棒狀光源1之間限定的空間內(nèi)。為了進(jìn)一步降低從傾斜方向看去的亮度不均勻性，優(yōu)選的是每一光散射器件9的中心軸(虛軸)CA被包括在如圖14B所示的棒狀光源1之間限定的空間內(nèi)，且更優(yōu)選的是如圖14C所示，每一光散射器件9的中心軸CA同的棒狀光源1的中心軸CA基本上共面(高度相同)。
而且，為了光散射器件9更好地行使偽光源的功能，優(yōu)選地是該光散射器件9具有接近那些棒狀光源1的光分布特性。為了使該光散射器件9具有接近那些棒狀光源1的光分布特性，優(yōu)選地是該光散射器件9是棒狀器件且與本實(shí)施方式一樣，將棒狀光散射器件9與棒狀光源1基本上平行放置。而且，優(yōu)選地是每一棒狀光散射器件9分別具有同棒狀光源1基本相同的外直徑。
盡管本實(shí)施方式使用的是圓柱形光散射器件9在與其縱向垂直方向上的橫截面基本為圓形，但光散射器件9的橫截面形狀并不局限于此?？商鎿Q地，光散射器件9在與其縱向方向垂直的橫截面形狀可以為如圖15A所示的大致圓形、如圖15B所示的大致多邊形、或如圖15C所示的大致矩形。它也可以是如圖15D所示的大致橢圓形，或如圖15E所示的有圓角的大致矩形。然而要注意的是為了實(shí)現(xiàn)近于棒狀光源1的光分布特性，優(yōu)選的是光散射器件9在與其縱向方向垂直的橫截面形狀基本上同棒狀光源1的橫截面形狀相同。因?yàn)榈湫偷闹T如冷陰極熒光管的棒狀光源常常具有大致為圓形的橫截面，所以從這一點(diǎn)看，光散射器件9在與其縱向方向垂直的橫截面的形狀基本上為圓形。
要注意盡管在本實(shí)施方式中，兩相鄰棒狀光源1之間只設(shè)有每個(gè)光散射器件9中的一個(gè)，但可以在兩相鄰棒狀光源1之間設(shè)有超過1個(gè)的光散射器件9。如同本實(shí)施方式一樣，當(dāng)在兩相鄰棒狀光源1之間設(shè)有一個(gè)光散射器件9時(shí)，優(yōu)選的是該光散射器件9位于兩棒狀光源1之間的大致中間位置。如果該光散射器件9位于兩相鄰棒狀光源1之間的大致中間位置，則有可能提高對(duì)亮度不均勻性抑制的效果。
光散射器件9散射光線的程度被定義為例如霧度值。光散射器件9的具體霧度值可根據(jù)棒狀光源1的數(shù)量、棒狀光源1間的距離、每個(gè)棒狀光源1的亮度等被適當(dāng)確定。
注意在圖8和圖9說明的例子中設(shè)置了3個(gè)棒狀光源1，但應(yīng)該理解棒狀光源1的數(shù)量并不限于此數(shù)?？上駡D16和17所示，設(shè)置有大量的棒狀光源1。
將參考圖18對(duì)本實(shí)施方式的另一個(gè)照明器10D進(jìn)行說明。該照明器10D包括如圖18所示的U型光源1′。每一光源1′包括多個(gè)彼此基本平行的棒狀部分(棒狀發(fā)光部分)1a，以及將兩相鄰棒狀部分1a互相連接的一彎曲部分1b。本實(shí)施方式的光源1′是冷陰極熒光管。
該照明器10D進(jìn)一步包括在兩相鄰棒狀部分1a間的每一個(gè)用于散射光線的光散射器件9。本實(shí)施方式的光散射器件9是棒狀器件，且被設(shè)置在兩相鄰棒狀部分1a之間的大致中間位置并基本同棒狀部分1a平行。
光源1′以及光散射器件9由設(shè)置在罩2內(nèi)的支撐器件(支架)11固定在罩2中。盡管并未在圖中顯示，有必要將光學(xué)片設(shè)置在比光源1′和光散射器件9更靠前的位置中(更接近于觀察者)。
同樣在照明器10D中，每個(gè)設(shè)置在兩相鄰棒狀部分1a間的光散射器件9行使偽光源的功能，由此有可能實(shí)現(xiàn)一種類似于那些以更短間距設(shè)置的大量光源1的棒狀部分1a所實(shí)現(xiàn)的光學(xué)系統(tǒng)。這樣，不僅能在法線方向上而且也可以在傾斜方向上降低亮度的不均勻性。
至于照明器10D的光散射器件9的優(yōu)選形狀以及設(shè)置，基本上可以引用對(duì)照明器10C的光散射器件9的說明。特別地，為了進(jìn)一步降低從傾斜方向看去的亮度不均勻性，優(yōu)選的是每一光散射器件9的中心軸(虛軸)被包括在兩棒狀部分1a之間定義的空間內(nèi)，且更優(yōu)選地是每一光散射器件9的中心軸同棒狀部分1a的中心軸基本上共面(高度相同)。
而且，為了光散射器件9更好地行使偽光源的功能，優(yōu)選的是該光散射器件9具有近似那些棒狀部分1a的光分布特性。為了使該光散射器件9具有近似那些棒狀部分1a的光分布特性，優(yōu)選的是該光散射器件9是棒狀器件且像本實(shí)施方式一樣，將棒狀光散射器件9同棒狀部分1a基本上平行放置。而且，優(yōu)選的是每一棒狀光散射器件9分別具有同棒狀部分1a基本相同的外直徑。而且，優(yōu)選的是光散射器件9在與其縱向方向垂直的橫截面形狀和棒狀部分1a的基本相同，且因?yàn)橥ǔＪ褂玫闹T如冷陰極熒光管的光源的棒狀部分典型地具有大致為圓型的橫截面形狀，所以優(yōu)選的是該光散射器件9的橫截面形狀基本為圓形。
而且，當(dāng)一個(gè)光散射器件9像本實(shí)施方式一樣被設(shè)置于兩棒狀部分1a之間時(shí)，優(yōu)選的是該光散射器件9被設(shè)置在兩棒狀部分1a間的大致中間位置。
盡管本實(shí)施方式專注于包括兩個(gè)棒狀部分1a和一個(gè)彎曲部分1b的U型光源1′，但可以使用包括更多棒狀部分和更多彎曲部分的光源而不是這種U型光源1′。例如，可以使用包括有四個(gè)棒狀部分和三個(gè)彎曲部分的W型光源。由于有了包括多個(gè)棒狀部分和每個(gè)將兩棒狀部分互相連接的多個(gè)彎曲部分的光源，同使用棒狀光源的情況相比，有可能降低光源的數(shù)量，并由此減少成本。
盡管在上面的實(shí)施方式1到3中已對(duì)作為本發(fā)明光學(xué)器件的照明器用擴(kuò)散板、照明器用導(dǎo)光板(導(dǎo)光體)以及LED光源封裝做了說明，但本發(fā)明并不局限于此，且可使用通常采用的光學(xué)器件。如果光學(xué)器件由包括了光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂和混合于該樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料所構(gòu)成，就有可能同時(shí)獲得作為光學(xué)器件的優(yōu)選的光學(xué)特性以及一種期望的熱輻射特性。
本發(fā)明的光學(xué)材料也能被用作照明器(如直射型背面光源)中光源支架(光源支撐器件)的材料。圖19A和圖19B分別說明了一種由包括了光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂以及混合于該樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物的光學(xué)材料所構(gòu)成的光源支架12。該支架12為一種固定棒狀光源1的器件，并包括有一種樹脂基體12a和一種分布在該樹脂基體12a中的填充物(無機(jī)填充物)12b。注意圖19B中說明的支架12同圖19A中說明的支架不同點(diǎn)在于圖19B中說明的支架12包括有一橫截面為三角形的凸出部分12c。該凸出部分12c被用來支撐位于光源上方的諸如擴(kuò)散板的光學(xué)器件。
按照慣例，在光源支架中使用一種光阻白色樹脂材料。然而，由此種材料構(gòu)成的支架有低的熱導(dǎo)率并使棒狀光源發(fā)出的熱也保持在其中，由此降低了該裝置的可靠性并導(dǎo)致了光的不均勻性。
相對(duì)比，用圖19A和圖19B中所示的支架12，棒狀光源1發(fā)出的熱被快速地輻射，由此能提高該裝置的可靠性并降低光的不均勻性。而且，由于支架12高度透明，更多棒狀光源1發(fā)出的光線可在這里透射，由此能提高亮度。
圖20A和圖20B說明了本發(fā)明的其他照明器，其中可以使用本發(fā)明的光學(xué)材料。圖20A和圖20B中分別說明的照明器10E和10F都包括了多個(gè)棒狀光源1。
雖然棒狀光源1在圖9所示的照明器10C中被放置在單獨(dú)一條線上，在圖20A和圖20B所示的照明器10E和10F中，棒狀光源1被放置在了兩行上。由于有了這樣一種棒狀光源1被放置于多行上的設(shè)置，短棒狀光源可以被用作棒狀光源1。同長(zhǎng)些的棒狀光源相比，短些的棒狀光源具有較低的工作電壓、更好的操作性以及更好的抗震性。注意所有棒狀光源1都具有同樣的長(zhǎng)度比較可取。如果所有棒狀光源1都具有同樣的長(zhǎng)度，照明器在整個(gè)照明器上不同位置的電氣和光學(xué)特性將很少變化，且能方便地對(duì)光發(fā)射進(jìn)行控制。
照明器10E和10F的每個(gè)棒狀光源1均被一對(duì)支架13a和13b所固定。如果該支架13a和13b由上述的光學(xué)材料制成，就能提高可靠性和亮度。特別是，如果處于液晶顯示裝置顯示區(qū)域內(nèi)的向里放置的支架13a由本發(fā)明的光學(xué)材料構(gòu)成，那么便可大幅提高亮度。
如上所述，本發(fā)明提供了一種具有期望熱輻射特性的光學(xué)材料，一種由此種材料構(gòu)成的光學(xué)器件，以及使用該種光學(xué)器件的一種照明器和一種顯示裝置。
本發(fā)明適合被用作照明器用擴(kuò)散板或?qū)Ч獍寤蛴米饕环NLED光源的封裝。
盡管本發(fā)明已經(jīng)在優(yōu)選實(shí)施方式中得到了說明，但對(duì)那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員，明顯可以用多種方式對(duì)已公開的本發(fā)明進(jìn)行修改，并且還可采取除那些具體設(shè)定或上述實(shí)施方式以外的多種實(shí)施方式。因此，通過附加的權(quán)利要求意圖涵蓋落在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)材料，包括一種光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂，以及混合于所述樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的一種填充物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述填充物的熱導(dǎo)率為10W/m·K或更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述填充物由氧化鋁構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述填充物由氧化鎂構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂的光透射系數(shù)為80％或更高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂由聚碳酸酯構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂的光透射系數(shù)為90％或更高。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂是丙烯酸類樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂是聚苯乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂是甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述填充物為微粒。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)材料，其中所述填充物的平均微粒直徑為1μm或更大。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料，其中所述樹脂的折射率同所述填充物的折射率不同，由此實(shí)現(xiàn)了一種光擴(kuò)散特性。
14.一種光學(xué)器件，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料。
15.一種擴(kuò)散板，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的擴(kuò)散板，其中所述擴(kuò)散板的霧度值為95％或更大。
17.一種照明器，包括一個(gè)光源，以及根據(jù)權(quán)利要求15所述的擴(kuò)散板，用來擴(kuò)散從所述光源發(fā)出的光線。
18.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的照明器，以及一種顯示面板，用來通過使用所述照明器發(fā)出的光線顯示一個(gè)圖像。
19.一種導(dǎo)光體，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料。
20.一種照明器，包括一個(gè)光源，以及根據(jù)權(quán)利要求19所述的導(dǎo)光體，用來按預(yù)定方向引導(dǎo)從所述光源發(fā)出的光線。
21.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明器，以及一個(gè)顯示面板，用來通過使用所述照明器發(fā)出的光線顯示一個(gè)圖像。
22.一種用來散射光線的光散射器件，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料。
23.用于一種顯示裝置的一種照明器，被設(shè)置在一個(gè)顯示面板后側(cè)，包括彼此基本平行放置的多個(gè)棒狀光源；以及放置于所述多個(gè)棒狀光源的兩個(gè)相鄰棒狀光源之間的根據(jù)權(quán)利要求22所述的光散射器件。
24.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求23所述的照明器，以及一種顯示面板，用來通過使用所述照明器發(fā)出的光線顯示一個(gè)圖像。
25.用于一種顯示裝置的一種照明器，設(shè)置在一個(gè)顯示面板后側(cè)，包括至少一個(gè)光源，該光源包括彼此基本平行放置的多個(gè)棒狀部分；以及一個(gè)彎曲部分，使所述多個(gè)棒狀部分的兩相鄰棒狀部分彼此連接；以及根據(jù)權(quán)利要求22所述的光散射器件，放置于所述多個(gè)棒狀部分的兩個(gè)相鄰棒狀部分之間。
26.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求25所述的照明器，以及一種顯示面板，用來通過使用所述照明器發(fā)出的光線顯示一個(gè)圖像。
27.一種光源支架，用于一種照明器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料。
28.一種照明器，包括一個(gè)光源以及根據(jù)權(quán)利要求27所述的光源支架，用來支撐所述光源。
29.一種顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求28所述的照明器，以及一種顯示面板，被用來通過使用所述照明器發(fā)出的光線顯示一個(gè)圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學(xué)材料，包括光透射系數(shù)為70％或更高的樹脂，以及混合于所述樹脂中的熱導(dǎo)率為3W/m·K或更高的填充物。
文檔編號(hào)F21Y103/00GK1629657SQ20041010137
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者鷹田良樹 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社