專利名稱：有防反射層導(dǎo)光板及制造方法、照明裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置及液晶顯示裝置，特別是涉及配置在液晶顯示板前面的照明裝置的結(jié)構(gòu)。


圖12是配置了正面光的液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖中所示液晶顯示裝置100由液晶板120和設(shè)在該液晶板120前側(cè)面的正面光110組成。液晶顯示裝置120配置相對的上基板121和下基板122，以密封材料124密封的液晶層123夾持在上基板121和下基板122之間。在上基板121的內(nèi)側(cè)面(液晶層123一側(cè))，形成由電極和定向膜等構(gòu)成的液晶控制層126；在下基板122的內(nèi)側(cè)面(液晶層123一側(cè))，由鋁、銀等反射率高的金屬薄膜構(gòu)成的反射層127和由電極和定向膜等構(gòu)成的液晶控制層128順序地層疊在下基板122上。
正面光110是由平板狀的導(dǎo)光板112和設(shè)在該導(dǎo)光板112側(cè)端面112a的棒狀光源113構(gòu)成的。從光源113射出的光從導(dǎo)光板112的側(cè)端面112a傳送到導(dǎo)光板112內(nèi)，再經(jīng)過棱柱體狀的導(dǎo)光板112的反射面112c的反射，而改變了光的傳播方向，從導(dǎo)光板112的出射面112b對著液晶板120照射。
另外，在正面光110的出射面112b設(shè)有防反射層117，可以有效地將傳送到導(dǎo)光板112內(nèi)部的光傳向液晶板120一側(cè)，另外，由于反射型液晶板120的反射光被導(dǎo)光板112表面反射，可以防止光的衰減。
上述防反射層117是將折射率不同的多層材料(典型的是Sio2層和Tio2層)周期性地層疊形成的，各層用噴涂法或真空鍍膜等方法形成有一定厚度的膜，例如以1/4λ的光學(xué)條件制成的防反射層，使射入該防反射層117的光可以高透射率透過。
另外，通過構(gòu)成防反射層117各層的折射率、膜厚的組合，得到防反射的效果，但是要想在整個可視波長范圍得到防反射效果，實際上是很困難的。并且，如果從斜方向觀察設(shè)有這種防反射層的照明裝置，可以看到防反射層著色，也有顯示色再現(xiàn)性低下的問題。
另外，由于多層結(jié)構(gòu)是周期性地層疊形成的多層膜，特別是在高溫、高濕的環(huán)境中，耐久性就可能是個問題，為了確保導(dǎo)光板及正面光的可靠性，對環(huán)境就要有所限制。
這里，作為考慮生產(chǎn)性的一種簡單方法，使用控制折射率降低的有機化合物的溶液浸漬，經(jīng)涂敷形成的防反射層的方法。但是，用這種方法形成的防反射膜，需要折射率能任意變化、并且能制作實際可以使用的處理液的材料，但是該折射率的可控制性和處理液制作的容易性兩方面都兼顧的材料幾乎沒有，所以要想得到防反射效果好的防反射層是困難的。另外，為了得到實用的防反射效果，將上述有機化合物涂敷在導(dǎo)光板上以后，還要進行加熱處理等后期處理，由于這種后期處理，也會使導(dǎo)光板的特性惡化。
為解決上述課題中存在的問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種能有良好防反射效果、并設(shè)置了可靠性強的防反射層的導(dǎo)光板。
本發(fā)明的目的之二是提供一種導(dǎo)光板的制造方法，使設(shè)有上述防反射層的導(dǎo)光板易于制造而且價格低廉。
本發(fā)明的目的之三是提供一種設(shè)有上述防反射層的導(dǎo)光板的照明裝置。
另外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種配置了上述照明裝置的液晶顯示裝置。
為了達到上述的目的，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中的導(dǎo)光板設(shè)有將光源發(fā)出的光從側(cè)端面?zhèn)魅?、并將傳送到?nèi)部的上述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)，其特征是在上述出射面設(shè)有亞微細粒量級的微細凹部或凸部，按格子狀地排列形成的防反射層。
依據(jù)上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板，以可見光波長以下的微細凹凸形狀排列在導(dǎo)光板的出射面。這樣，可以防止入射到該出射面的光被反射，提高導(dǎo)光板出射面的光透射率。因此，傳送到導(dǎo)光板內(nèi)部的光可以更有效地從出射面射出，這樣可以提高光源的利用效率，構(gòu)成一種設(shè)有高亮度照明裝置的導(dǎo)光板。
另外，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，上述排列形成的微細凹部或凸部的間距最好在0.3μm以下，這種結(jié)構(gòu)，使短波長側(cè)的光也能充分透射，可以取得良好的反射效果。上述間距一超過0.3μm，上述一部分出射光被反射，會降低出射面的透射率。另外，也容易產(chǎn)生透過該反射層的透射光或反射光的著色等問題。例如使用液晶板前面配置了正面光的導(dǎo)光板的液晶板，顯示色的再現(xiàn)性會降低。還有，為防止光反射，提高效率，要將上述間距盡量作小，由于形成間距極小而又排列正確的凹部/凸部是很困難的，所以實際上間距最好在0.2μm以上。
另外，本發(fā)明的導(dǎo)光板中，上述微細凹部或凸部最好按交錯格子狀排列。以這種結(jié)構(gòu)排列的上述凹部或凸部，比起按正方格子狀排列的上述凹部或凸部，因為可以配置密度更高的凹部和凸部，所以實際上可以使排列間距變小，在提高防反射效果的同時，還可以防止產(chǎn)生透過該反射層的透射光或被反射光的著色等。
另外，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，上述形成交錯排列的凹部或凸部的排列方向，最好是使對著該導(dǎo)光板的主導(dǎo)光的方向的凹部或凸部的有效間距為最小的方向，這種結(jié)構(gòu)可以取得更好的防反射效果。
本發(fā)明中所說的“有效間距”是指通過某個凸部(凹部)中心的第1直線，與通過該凸部相鄰的中心、并與上述第1直線平行的第2直線之間的距離；對著按正方格子狀排列的多個凸部的凸部排列方向的有效間距，與這些凸部的間距是相同的。但是，對著正方格子對角線方向的有效間距是凸部間距的 比實際的間距更小。還有，當(dāng)防反射層的凸部以最密集的六方格子狀交錯排列時，上述有效間距變小到實際間距的1/2。
所說的導(dǎo)光板面內(nèi)的“主導(dǎo)光方向”是指從配設(shè)在導(dǎo)光板側(cè)面的光源輸入到導(dǎo)光板內(nèi)的光，在導(dǎo)光板面宏觀的傳播方向，通常是從設(shè)了光源的側(cè)端面，與該側(cè)端面相對的側(cè)端面的方向。
另外，本發(fā)明的導(dǎo)光板中，對著上述導(dǎo)光板的主導(dǎo)光方向的凹部或凸部的有效間距最好在0.15μm以下。以這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板，在進一步提高防反射效果的同時，還可以抑制透射光或反射光的著色。
本發(fā)明導(dǎo)光板的制造方法是將設(shè)有將光源的從側(cè)端面?zhèn)魅雰?nèi)部，并將傳入內(nèi)部的所述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板用金屬膜噴射形成的，其特征是在對應(yīng)用于形成上述導(dǎo)光板的空腔部的導(dǎo)光板出射面的壁面，使用按格子狀排列形成的亞微細粒量級的微小凹部或凸部的金屬模，將上述微細的凹部或凸部的形狀，在噴射成形時復(fù)制在導(dǎo)光板上。
采用這種構(gòu)成的制造方法，由于在導(dǎo)光板噴射成形的同時，在出射面形成防反射層，所以，就不用對防反射層再進行鍍膜或涂敷等處理過程，可以高效率地制造設(shè)置了防反射層的導(dǎo)光板。
另外，在本發(fā)明導(dǎo)光板的制造方法中，最好使用對應(yīng)上述導(dǎo)光板出射面空腔部壁面的間距是0.3μm以下，按交錯格子狀排列形成微細凹部或凸部的金屬模。這樣構(gòu)成的導(dǎo)光板，防反射效果好，而且可以抑制透射/反射光的著色等，也容易制造。
本發(fā)明的照明裝置，其特征是設(shè)有所述的導(dǎo)光板和配置在該導(dǎo)光板側(cè)端面的光源。這種結(jié)構(gòu)的照明裝置，由于設(shè)置了上述本發(fā)明的導(dǎo)光板，可以將從光源輸入到導(dǎo)光板的光，更有效地從導(dǎo)光板的出射面射出。這樣的照明裝置，光源的利用效率高，亮度也高。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征是將上述的照明裝置設(shè)在液晶板的前側(cè)面。這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，設(shè)置了上述本發(fā)明的照明裝置，可以防止液晶板的反射光在照明裝置的導(dǎo)光板下面被反射而衰減，也可以提高顯示的亮度。另外，在彩顯的場合，由于可以抑制透過導(dǎo)光板光的著色，就可以得到好色彩的再現(xiàn)性。
圖2是圖1所示液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是圖2所示標(biāo)準(zhǔn)的防反射層的表面形狀結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖4是圖3所示防反射層凸部排列示例的說明圖，圖4A是按正方格子狀排列的示例；圖4B是按交錯格子狀排列的示例。
圖5是實施例1的導(dǎo)光板的反射率的測定結(jié)果的曲線圖。
圖6是實施例2的導(dǎo)光板漏光的亮度的測定結(jié)果的曲線圖。
圖7是實施例2的導(dǎo)光板漏光的色度的測定結(jié)果的曲線圖。
圖8是實施例3的導(dǎo)光板漏光的色度測定結(jié)果的曲線圖。
圖9是實施例4的導(dǎo)光板漏光的色度測定結(jié)果的曲線圖。
圖10是實施例4的導(dǎo)光板漏光的色度測定結(jié)果的曲線圖。
圖11是實施例5的導(dǎo)光板漏光的色度測定結(jié)果的曲線圖。
圖12是設(shè)有現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的導(dǎo)光板的液晶顯示裝置剖視圖。符號說明10—正面光、12—導(dǎo)光板、13—光源、14a—緩斜面部、14b—陡斜面部、17—防反射層、7—凸部、20—液晶板、30—模型。
圖1為本發(fā)明一個實施方式—液晶顯示裝置的主體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2為圖1所示液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。這些圖中所示的液晶顯示裝置設(shè)有反射型液晶板20和配置在其前側(cè)面的正面光(照明裝置)10。
正面光10由略呈平板狀的透明導(dǎo)光板12，以及配設(shè)在該導(dǎo)光板12的側(cè)端面(入光面)12a的光源13構(gòu)成。導(dǎo)光板12由丙烯類樹脂或聚碳酸酯類樹脂形成。如圖12所示在該導(dǎo)光板12的下面(液晶顯示部件20一側(cè))形成出射正面光10照明光的出射面12b，在其表面(與液晶顯示部件20相反的一側(cè))，形成剖視為三角形波浪狀的棱柱形狀。具體地講，剖視為三角形多個凸部14相互平行地形成，由對著上述出射面12b傾斜的緩傾斜面部14a和比該緩斜面部14a傾斜角度更大的陡斜面14b組成。而且，在導(dǎo)光板12的出射面12b上形成防反射層17。
設(shè)置在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a的光源13是棒狀的，沿導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a而設(shè)置的。具體地說，在棒狀的導(dǎo)光體13b的兩端設(shè)有由白色LED(Light Emitting Diode發(fā)光二極管)等組成的發(fā)光元件13a、13a。并且，將從這些發(fā)光元件13a、13a射出的光通過導(dǎo)光體13b傳入導(dǎo)光板12。由于棒狀的導(dǎo)光體13b設(shè)在發(fā)光元素13a、13a和導(dǎo)光板12之間，所以可使點光源—發(fā)光元件13a、13a的光均勻地照射在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a上。
光源13將光傳入導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a是沒有問題的，例如也可以使用沿導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a排列發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。另外也可以只設(shè)置一個發(fā)光元件13a。
上述結(jié)構(gòu)的正面光10將從光源13射出的光，從導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a傳入導(dǎo)光板12內(nèi)部，經(jīng)設(shè)在反射面12c的凸部14的陡斜面部14b的反射，改變光的傳播方向，作為照明光從出射面12b射出。
本實施方式的正面光10的導(dǎo)光板12，在其出射面12b一側(cè)設(shè)有防反射層17。其特征是該防反射層是由亞微細粒量級的微細凹部或凸部按格子狀排列形成的。
以下參照圖3、圖4說明該防反射層17。圖3所示為標(biāo)準(zhǔn)防反射層17表面形狀一部分的立體圖。圖4所示為標(biāo)準(zhǔn)防反射層結(jié)構(gòu)的微細凸部(凹部)排列示例的俯視圖，圖4A所示上述凸部是按正方格子狀排列的示例，圖4B是按交錯格子狀排列的示例。
如圖3所示，直徑為0.15～0.4μm的多個微細凸部7，按交錯格子狀排列在防反射層17的表面，可以使寬幅波長范圍的光以高透射率透射，由于設(shè)有這種微細凹凸形狀的防反射層，就可以防止光的反射技術(shù)，這種技術(shù)已在德國弗瑯荷費學(xué)會(Fraunhofer Gesell Shaft)的情報信息中發(fā)表了，每個凸部的高度都在可見波長范圍以下，并以相同的間距重復(fù)排列形成，這樣就不會產(chǎn)生入射光反射的問題。
而且，由于設(shè)有該防反射層17，當(dāng)傳送到導(dǎo)光板12內(nèi)部的光入射到出射面12b時，幾乎不產(chǎn)生反射光，可以提高液晶板20的照明效率。另外，由于在出射面12b的內(nèi)側(cè)幾乎不產(chǎn)生反射，可以抑制出射面12b被反射的光到達使用者時產(chǎn)生泛白現(xiàn)象，也可以提高對比度和顯示的質(zhì)量。
另外，由反射型液晶板20反射的光，在射入導(dǎo)光板12的出射面12b時，該防反射層17起到有效的作用，以高透射率透過液晶板20的反射光，可以得到高亮度的顯示。而液晶板20的反射光被導(dǎo)光板12的出射面12b反射，損失了部分顯示光會使亮度降低；另外，由于出射面12b的反射會使導(dǎo)光板12產(chǎn)生泛白現(xiàn)象而降低了對比度。所以本發(fā)明的導(dǎo)光板12設(shè)有防反射層17，就可以避免出現(xiàn)上述的問題。
本發(fā)明中凸部7的間距最好在0.3μm以下、凸部7的高度最好在0.2μm以上。這是因為間距一超過0.3μm，光入射到導(dǎo)光板時會產(chǎn)生著色現(xiàn)象；另外，如果凸部7的高度在0.2μm以下，防反射效果不理想，會使反射率提高。
上述凸部7的間距盡量的小，就可以提高防反射層17的透射率。但是，以均勻的尺寸排列形成間距在0.2μm以下的極微細凸部7是很困難的，也是制造成本高的原因之一。所以，實用的凸部7的間距下限值為0.2μm左右。
以下參照圖4說明構(gòu)成防反射層17的凸部7的排列結(jié)構(gòu)。在本實施方式防反射層17中，圖4A所示凸部7是按正方格子狀排列的；圖4B所示是按交錯格子狀排列的。凸部7最好按交錯格子狀排列，使該有效間距成為最小的方向，與在導(dǎo)光板12面內(nèi)的主導(dǎo)光方向平行，這樣形成的防反射層17效果最好。
導(dǎo)光板12面內(nèi)的主導(dǎo)光方向，如圖4A、4B所示，象本實施方式的正面光10那樣，在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a設(shè)有棒狀的光源13的場合，是從導(dǎo)光體13b的光出射面，對著導(dǎo)光板12側(cè)端面的方向。(從導(dǎo)光板側(cè)端面12a對著該側(cè)端面12a相對面的方向)。
另外，設(shè)圖4A中凸部7的有效間距Pe，在圖示的上、下方向，與相鄰的凸部7的間距P相等；設(shè)在圖4B的上、下方向，與圖示斜方向相鄰的凸部7，7的中心之間在圖示上、下方向的距離是有效間距Pe，與實際間距P的1/2相等。
這樣，圖4B所示按交錯格子狀的排列方法比圖4A所示按正方格子狀的排列方法，凸部7的有效間距Pe變小。該有效間距Pe為最小時的方向與導(dǎo)光板12的主導(dǎo)光方向平行，可以防止在防反射層17的光的反射，也防止由于防反射層17透射/反射光的著色，而降低液晶顯示裝置的顏色再現(xiàn)性。
因此，在圖4A所示凸部7即使是按正方格子狀排列的場合，當(dāng)導(dǎo)光板12的主導(dǎo)光在如圖示上、下方向時，凸部7的排列方向如圖所示為斜向45°，可以使有效間距Pe能夠變小。相反，如圖4B所示凸部7即使是按交錯格子狀排列的場合，主導(dǎo)光方向在如圖示上、下方向的場合，圖中未示出，例如凸部7的排列方向為圖示中的左、右方向(連接相鄰的凸部7的中心之間直線的方向為圖示的左、右方向)的配置，由于這種場合在圖示上、下方向的有效間距Pe與凸部7的間距P相等，比起有效間距Pe變得最小的排列場合，防反射效果也降低。
本發(fā)明導(dǎo)光板12中，在導(dǎo)光板12的主導(dǎo)光方向的上述凸部7的有效間距最好在0.15μm以下。在這個范圍內(nèi)，可以提高防反射層17的防反射效果，也可提高液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量。如果有效間距一超過1.5μm，就降低了防反射層17的防反射特性。
在本發(fā)明導(dǎo)光板12中，防反射層17不僅在出射面12b設(shè)置，在配置了光源13的側(cè)端面12a也設(shè)有防反射層。以這種結(jié)構(gòu)也可以在光源13(導(dǎo)光體13b)的光傳入導(dǎo)光板12時，抑制在導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a的光反射，這樣就可以有效地提高光源的利用效率，也可以提高正面光10的亮度。
液晶板20的液晶層23夾在上、下相對配置的上基板21和下基板22之間，液晶層23被設(shè)在沿基板21、22內(nèi)側(cè)面邊框的密封材料24密封住。圖1所示的液晶顯示裝置1，支持在設(shè)于下基板22外側(cè)面的模型30上，圖示該模型30的下側(cè)面(與液晶板20相反的一側(cè))設(shè)有控制電路(圖中未示出)，與模型30的外周邊彈性的基板29a、29b連接。在上基板21的內(nèi)側(cè)(下基板22一側(cè))設(shè)有液晶控制層26；在下基板22的內(nèi)側(cè)面(上基板21一側(cè))設(shè)有反射層27，反射層27有用于反射正面光10的照明光和反射外部光的金屬薄膜，該反射層27上還有液晶控制層28。
液晶控制層26、28由用于驅(qū)動控制液晶層23的電極和定向膜等構(gòu)成，還設(shè)有用于轉(zhuǎn)換上述電極的半導(dǎo)體元件等。另外，還有用于彩色顯示的彩色濾光片。并且，如圖2所示，下基板22一側(cè)的液晶控制層28超過密封材料24延伸至外側(cè)，在其前端部28a與彈性基板29a連接，另外上基板21一側(cè)的液晶控制層26，設(shè)有詳細的圖示，如圖1所示那樣，它與彈性基板29b連接。
反射層27設(shè)有反射膜，由反射率高的鋁或銀等的金屬薄膜制成，用來反射射入液晶顯示板20的外部光和正面光10的照明光。為防止在特定的方向反射光變強而降低液晶顯示裝置的目視性，最好設(shè)置光散射單元，作為這種光散射單元，可以將反射膜作成凹凸形狀的，也可以使用散射膜，用以分散與構(gòu)成樹脂膜材料折射率不同的樹脂空心顆粒。
以上構(gòu)成的本發(fā)明實施例中的液晶顯示裝置1，在外部光條件充分的環(huán)境中，利用外部光反射顯示；在設(shè)有外部光條件時，點亮正面光10，用從導(dǎo)光板12的出射面12b射出的光，作為照明光顯示。
并且，在正面光10的導(dǎo)光板12設(shè)有防反射層17，可以使從光源13傳入導(dǎo)光板12內(nèi)部的光，有效地從出射面12b射出，可以提高射入液晶板20的照明光的亮度，使顯示亮度提高。
另外，射入上述液晶板20的光，通過下基板22的反射層27反射后再射入導(dǎo)光板12，透過該導(dǎo)光板12后顯示出來。本實施方式的液晶顯示裝置1中的上述導(dǎo)光板12，設(shè)有防反射層17，從液晶板20的反射光幾乎不被導(dǎo)光板12的出射面12b反射，就顯示出來。因此，可以防止被導(dǎo)光板12的出射面12b反射的光顯示亮度降低，也可以防止出射面12b反射所產(chǎn)生導(dǎo)光板12泛白，使顯示的亮度高，對比度也強。
(導(dǎo)光板的制造方法)以下說明本發(fā)明導(dǎo)光板的制造方法。但是本發(fā)明導(dǎo)光板的制造方法，也不只限于以下說明的方法。
圖1所示導(dǎo)光板12是使用金屬模噴射形成的。即、在用于形成導(dǎo)光板12的金屬膜的空腔部，形成導(dǎo)光板12的出射面的壁面，由亞微細粒量級的微細凹部或凸部排列形成。使用這種金屬模噴射成形，將該凹處的凹凸形狀復(fù)制在導(dǎo)光板的出射面，并在導(dǎo)光板的出射面形成防反射層。
作為上述空腔部壁面形成的凹凸形狀，其所形成的凹部或凸部的間距最好在0.3μm以下，并按交錯格子狀排列的形狀為好。而且，最好對應(yīng)導(dǎo)光板12側(cè)端面12a的空腔部壁面，使在垂直方向的上述凹部或凸部的有效間距最小那樣來設(shè)定上述凹部或凸部的間距排列方向。如上述液晶顯示裝置的實施方式所示，這樣可以制造出防反射效果好，又沒有著色的導(dǎo)光板。
采用這種制造方法，不需要增加新工藝，就能制造設(shè)有高效率防反射層的導(dǎo)光板。與現(xiàn)有技術(shù)中使用鍍膜法制造防反射層的方法相比，能使制造成本低，并在短時間內(nèi)就能制造出有同等以上防反射特性的導(dǎo)光板。
本實施方式制造方法中使用的用于形成金屬模防反射層的凹凸形狀，例如，可以使用電子束繪圖裝置在金屬模的表面形成圖案，然后進行蝕刻處理后形成。但也不只限于上述這種方法，也可以使用有金屬模的空腔部的凹凸形狀的模子，形成導(dǎo)光板的防反射層。用于形成該防反射層的模子，可以用眾所周知的Ni電鑄制版法等。
另外，如果對應(yīng)導(dǎo)光板12的側(cè)端面12a的空腔部的壁面，形成與上述同樣的微細凹凸形狀的上述金屬模，也可以制作在側(cè)端面12a形成防反射層的導(dǎo)光板。
(實施例1)首先準(zhǔn)備形成與導(dǎo)光板外形相反的凹凸的空腔部的金屬模，在對應(yīng)該金屬模的導(dǎo)光板的出射面的壁面，使用電子束繪圖裝置形成圖案，其后進行蝕刻處理。在對應(yīng)上述導(dǎo)光板出射面的壁面排列形成多個凹部。在該金屬模形成的凹部，是按交錯格子狀排列的，間距設(shè)為0.25μm，凹部的深度設(shè)為0.25μm。
然后，向該金屬模注入丙烯樹脂噴射成形，制成在(W)40mm×(L)50mm×(t)0.8mm的出射面設(shè)有防反射層的導(dǎo)光板。經(jīng)過AFM(Atomic ForceMicroscopy)測定制成的導(dǎo)光板出射面的形狀，確認高度為0.23μm～0.24μm的微細凹部是以0.25μm間距，按交錯格子狀均勻排列形成的。
然后測定制成的導(dǎo)光板出射面的反射率，測定結(jié)果如圖5曲線圖所示，波長在400nm～700nm范圍內(nèi)，反射率不到0.5％，可以判定導(dǎo)光板的出射面有反射功能。另外，在導(dǎo)光板的出射面不設(shè)置防反射層，制作有與本實施例導(dǎo)光板相同結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板，并測定其出射面的反射率時，反射率為4～5％。
(實施例2)下面，為了驗證由于構(gòu)成導(dǎo)光板防反射層的凸部間距不同，其反射效果不同，用與上述實施例1相同的制作方法，制作3種只是凸部間距不同的導(dǎo)光板。具體地講，就是使用在上述空腔部形成的凹部的間距為0.25μm、0.3μm、0.4μm3種金屬模，噴射制成3種類型的導(dǎo)光板。
通過AFM確認導(dǎo)光板出射面的形狀，各自凸部形成的間距是0.25μm、0.3μm、0.4μm，而每塊導(dǎo)光板的凸部高度都是0.25μm～0.27μm。
并且，在上述制成的各導(dǎo)光板短邊的側(cè)端面，設(shè)置兩端有白色LED的棒狀光源，制成正面光。
接著測定上述各正面光點亮?xí)r，向?qū)Ч獍宓纳厦?與出射面相反的一側(cè)的面)的漏光。測定該漏光時，設(shè)定導(dǎo)光板的法線方向為0°，沿導(dǎo)光板面內(nèi)的導(dǎo)光方向，向配置光源的一側(cè)端面的傾角為負，以與其相反側(cè)的傾角為正，移動檢測漏光用的檢測器，測定-30°～30°范圍內(nèi)的該漏光。測定結(jié)果如圖6的曲線圖所示。圖6曲線圖的橫軸表示檢測器的角度，縱軸表示漏光的亮度。
如圖6所示，凸部的間距為0.25μm、0.3μm的導(dǎo)光板的漏光比凸部的間距為0.4μm導(dǎo)光板的漏光變化幅度小，可以確認這2種導(dǎo)光板取得了很好的防反射效果。因此，我們可以認定凸部間距在0.3μm以下的導(dǎo)光板，能高效率地將光源的光傳入導(dǎo)光板出射面一側(cè)。另外，由于對導(dǎo)光板上面一側(cè)的漏光減少，所以，即使配置在液晶板的前面，也不會降低顯示的目視性，可以得到高對比度的、高亮度的顯示效果。
以下測定上述各導(dǎo)光板漏光的色度。測定方法與上述測定漏光的方法一樣，沿導(dǎo)光板面的導(dǎo)光方向，使檢測器在-30°～30°的角度范圍變化，測定結(jié)果如圖7所示，圖7是xy色度圖。曲線圖中印有X符號表示的點是C光源(白色)。
如圖7所示那樣，凸部的間距為0.25μm的導(dǎo)光板和凸部間距為0.3μm的導(dǎo)光板，色度的角度依賴性小，并都集中在C光源的附近。即在液晶板的前面設(shè)置正面光構(gòu)成的液晶顯示裝置，即使從斜方向進行觀察，顯示也沒有著色，可以說提高了液晶板顯示色的再現(xiàn)性。另外，凸部的間距是0.25μm的導(dǎo)光板，由于色度的分布小，著色也小，可以說是再現(xiàn)性良好的導(dǎo)光板，與之相比，凸部的間距是0.4μm的導(dǎo)光板，色度與C光源的距離大，分布范圍也廣大，漏光產(chǎn)生著色，其顏色也因角度不同而不同，比上述間距小的導(dǎo)光板，再現(xiàn)性低下。
(實施例3)以下，為驗證因?qū)Ч獍宓姆瓷鋵油共颗帕胁煌男Ч?，制作只是凸部排列不同?種導(dǎo)光板。
首先準(zhǔn)備在空腔部的壁面按正方格子狀排列凹部形成的金屬模和按交錯格子狀排列凹部形成的金屬模。無論那一種金屬模都是凹部的間距為0.3μm，凹部的深度為0.3μm。然后，使用各自的金屬膜用噴射成形法制成導(dǎo)光板，用AFM測定所得到的導(dǎo)光板出射面的形狀，所形成的凸部各自按正方格子狀和交錯格子狀排列，排列形成的導(dǎo)光板都形成了間距是0.3μm、高度是0.27μm～0.29μm的微細凸部。
在上述制成的導(dǎo)光板的側(cè)端面，設(shè)有棒狀的光源構(gòu)成正面光，這些正面光在點亮的狀態(tài)下，與上述實施例2一樣，測定漏光的色度。其結(jié)果如圖8所示那樣，可以認定凸部按交錯格子狀排列形成的導(dǎo)光板，比凸部按正方格子狀排列形成的導(dǎo)光板色度的分布小，而且都集中在C光源附近，著色也比較少。凸部按正方格子狀排列的導(dǎo)光板，測定角度的角度大的場合，色度有遠離C光源的傾向，可以說即使從導(dǎo)光板的正面看著色少，但從斜方向觀察時著色還是變大，顯示色也是有若干變化的。
(實施例4)以下為了驗證導(dǎo)光板的主導(dǎo)光方向與防反射層凸部的排列方向的不同，對導(dǎo)光板防反射特性的影響，用與上述實施例1相同的制造方法，制作2種防反射層凸部排列方向不同的導(dǎo)光板，設(shè)定各導(dǎo)光板凸部的間距為0.25μm，高度為0.23μm～0.24μm，它們的間距和高度幾乎是相同的。
各導(dǎo)光板凸部的排列方向，一個凸部排列方向是與導(dǎo)光板主導(dǎo)光方向平行的方向；另一個凸部排列方向是與主導(dǎo)光方向垂直的方向。這樣制成的導(dǎo)光板，前者在導(dǎo)光板的主導(dǎo)光方向上的有效間距是0.125μm，后者的有效間距是0.217μm。即，前者排列中，防反射層凸部在導(dǎo)光板主導(dǎo)光方向排列的有效間距為最小。
下面，在上述制成的2種導(dǎo)光板側(cè)端面設(shè)置棒狀的光源構(gòu)成正面光，這些正面光在點亮的狀態(tài)下，與上述實施例2一樣，測定其色度。測定結(jié)果如圖9色度圖所示那樣，防反射層的有效間距是0.125μm的導(dǎo)光板與防反射層的有效間距為0.217μm的導(dǎo)光板相比，可以確認有效間距為0.125μm的導(dǎo)光板色度分布集中在C光源的附近，著色小，而且從斜方向觀察，色度的變化也小。另一方面，有效間距是0.217μm的導(dǎo)光板，從正面觀察色度在C光源的附近，著色小，但從斜方向觀察時，著色變大。
以下，在與導(dǎo)光板的主導(dǎo)光方向垂直的方向上變化測定角度，來測定上述2種導(dǎo)光板的色度，也就是說驗證與導(dǎo)光板的側(cè)端面平行方向的漏光對角度的依賴性。設(shè)定測定角度范圍在-30°～30°之間，其測定結(jié)果如圖10所示那樣，在與導(dǎo)光板側(cè)端面平行的方向，與上述在主導(dǎo)光方向上的測定相反，在導(dǎo)光板主導(dǎo)方向的有效間距最小的導(dǎo)光板色度的分布，比有效間距為0.217μm的導(dǎo)光板的更大。我們可以認為這是因為與導(dǎo)光板的側(cè)端面平行方向上的漏光，就是對著主導(dǎo)光方向入射在垂直方向附近的入射光的反射光，對于這個光，有效間距為0.217μm的一方，與入射光垂直形狀的間距變小。與液晶板組合時，從觀察者的角度來看，上、下方向的色度分布小是重要的，而在左、右方向的色度分布，在使用中問題不大，所以，從觀察者的角度來看，在導(dǎo)光板的上端部或下端部配置了棒狀的光源的導(dǎo)光板的有效間距以最小為好。
這樣，由于在導(dǎo)光板的主導(dǎo)光方向凸部的有效間距變小，可以抑制漏光的著色。另外，從圖9及圖10所示的結(jié)果看，如果防反射層的有效間距在0.15μm以下的話，色度幾乎都集中在C光源的附近；而按正方格子狀排列凸部間距在0.15μm以下的就不會這樣，本發(fā)明導(dǎo)光板的凸部，按交錯格子狀排列形成，能夠得到比凸部間距更小的相同的特性，可以說在制作和成本方面也很有利。
(實施例5)下面，比較現(xiàn)有技術(shù)的多層膜構(gòu)成的防反射層和本發(fā)明的防反射層，作為比較試樣，制作了現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的導(dǎo)光板。具體地講，導(dǎo)光板不是在出射面形成凹凸形狀，而是噴射成型的，在該導(dǎo)光板的出射面用真空鍍膜法，將Sio2層和Tio2層相互交替周期性地層疊形成了防反射層。而且，在該導(dǎo)光板的側(cè)端面設(shè)置棒狀光源，作為比較用的正面光。
上述比較用的正面光在點亮的狀態(tài)下，與上述實施例2相同測定色度，測定結(jié)果如圖11的色度圖所示，另外，圖11中也有為用于比較上述實施例2制成的防反射層凸部間距是0.25μm的導(dǎo)光板色度的測定結(jié)果。如該圖所示，可以說現(xiàn)有技術(shù)的防反射層形成的比較用正面光，色度分布廣，從觀測角度看，漏光也著色。而與液晶板組合后，大大降低了斜方向的顏色再現(xiàn)性。因此，本發(fā)明中導(dǎo)光板與液晶板組合后，液晶顯示裝置比現(xiàn)有技術(shù)的視角更大。
(發(fā)明效果)如上述詳細說明，本發(fā)明的導(dǎo)光板設(shè)有從側(cè)端面輸入光源的光，將傳入內(nèi)部的上述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)，在上述出射面，設(shè)有防反射層，亞微細粒量級的微細凹部或凸部按格子狀排列形成。可以使傳入導(dǎo)光板內(nèi)部的光能更有效地從出射面射出，使光源的利用效率高，構(gòu)成了高亮度的照明裝置。
另外，本發(fā)明導(dǎo)光板中，上述微細凹部或凸部按交錯格子狀排列的比按正方格子狀排列所設(shè)置的凹部或凸部密度更高，這樣就可以得到有效間距排列變小、防反射效果也好的同時，還可以防止透過該反射層的光或反射的光的著色的導(dǎo)光板。
另外，在本發(fā)明導(dǎo)光板中，上述交錯排列形成的凹部或凸部的排列方向是對著該導(dǎo)光板面的主導(dǎo)光方向，凹部或凸部的有效距離為最小的方向，就可以取得更有效的防反射效果。
以下是本發(fā)明導(dǎo)光板的制造方法，導(dǎo)光板具有從側(cè)端面輸入光源的光、并將傳入內(nèi)部的上述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光板是使用金屬模噴射成型的方法制造的。
對應(yīng)用于形成上述導(dǎo)光板的空腔部的導(dǎo)光板出射面的壁面，使用亞微細粒量級的細小凹部或凸部按格子狀排列形成的金屬模，將上述微細凹部或凸部的形狀，在噴射成形時復(fù)制在導(dǎo)光板上。由于在導(dǎo)光板噴射成形時，同時在導(dǎo)光板的出射面形成防反射層，所以，可以高效、容易且廉價地制造導(dǎo)光板。
本發(fā)明的照明裝置設(shè)有上述本發(fā)明的導(dǎo)光板，來自光源的、導(dǎo)入導(dǎo)光板的光，可以有效地從導(dǎo)光板的出射面射出。這樣的照明裝置，光源的利用效率高，亮度也好。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，在液晶板的前面，設(shè)有上述的照明裝置，所以可以防止液晶板的反射光，因照明裝置的導(dǎo)光板下面的反射而衰減，從而獲得高亮度顯示。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光板，具備將光源的光從側(cè)端面?zhèn)魅雰?nèi)部，并將傳送到內(nèi)部的所述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述出射面設(shè)有防反射層，由亞微細粒量級的微細凹部或凸部按格子狀排列形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于所述排列形成的微細凹部或凸部的間距在0.3μm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于所述微細凹部或凸部按交錯格子狀排列形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光板，其特征在于所述交錯排列形成的凹部或凸部的排列方向，是對著該導(dǎo)光板內(nèi)主導(dǎo)光方向的凹部或凸部的有效間距為最小的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其特征在于對著所述導(dǎo)光板面內(nèi)主導(dǎo)光方向的凹部或凸部的有效間距在0.15μm以下。
6.一種導(dǎo)光板的制造方法，設(shè)有將光源的光從側(cè)端面?zhèn)魅雰?nèi)部，并將傳送到內(nèi)部的所述光從出射面射出的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板，用金屬模噴射成形，其特征在于在對應(yīng)用于形成所述導(dǎo)光板空腔部的導(dǎo)光板出射面的壁面，使用格子狀排列形成的亞微細粒量級的微細凹部或凸部的金屬模，將所述微細凹部或凸部的形狀，在噴射成形時復(fù)制在導(dǎo)光板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述導(dǎo)光板的制造方法，其特征在于對應(yīng)所述導(dǎo)光板出射面空腔部的壁面，使用間距在0.3μm以下，按交錯格子狀排列形成的微細凹部或凸部的金屬模。
8.一種照明裝置，其特征在于包括權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板和設(shè)置在該導(dǎo)光板側(cè)端面的光源。
9.一種液晶顯示裝置，其特征在于將權(quán)利要求8所述的照明裝置設(shè)置在液晶板的前面?zhèn)取?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)有防反射效果良好，可靠性強的防反射層的導(dǎo)光板，及其制造方法、照明裝置以及液晶顯示裝置。本發(fā)明的導(dǎo)光板(12)具有將光源(13)發(fā)出的光從側(cè)端面(12a)導(dǎo)入，并將傳入內(nèi)部的所述光從出射面(12b)射出的結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述出射面(12b)設(shè)有亞微細粒量級的微細凹部或凸部按格子狀排列形成的防反射層(17)。
文檔編號G02B6/00GK1430090SQ0215836
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者石高良彥 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社