專利名稱：導光板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種用在自背面照射液晶顯示元件等的背光裝置中的導光板以及具備該導光板的背光裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，為對便攜式電話等的液晶顯示裝置進行照明，提供將從光源射出的光導入液晶顯示裝置的導光板以及具有該導光板且自背面對液晶顯示裝置進行照明的背光裝置。
圖1表示液晶顯示裝置10外觀的示意圖。在圖1中，1為導光板、2為光源、3為出射面、4為反射面、5為入射面、6為偏轉(zhuǎn)圖形元件、7為液晶面板、8為反射鏡、9為光學板、11為座(holder)、12為光線、13為觀察者的視點。再者，從液晶顯示裝置10中去除液晶面板之后，則是背光裝置14。
導光板1例如可由PMMA或者聚碳酸酯等透明材料構(gòu)成，且具有大致板狀的平坦形狀。而且，將一個側(cè)面作為入射面5，反射面4形成有由多個偏轉(zhuǎn)圖形元件6所構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)圖形，用于將自入射面5入射的光向出射面3反射或者偏轉(zhuǎn)。導光板1配置于液晶面板7下方，導光板1的出射面3與液晶面板7的下表面對置配置。從光源2射出的光線12自入射面5入射至導光板1且進入導光板1的內(nèi)部，并通過在反射面4上形成的偏轉(zhuǎn)圖形元件6而朝向出射面3的方向，并自出射面3射出。如此，將從位于側(cè)面的入射面5入射的光從位于主面的出射面3射出的導光板1稱作側(cè)向(side edge)入光方式，廣泛使用于便攜電話等中(例如參照日本專利第3151830號)。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中，提供有一種使激光通過具有漫射體(diffuser)的矩形開口而使感光薄膜曝光、無規(guī)則地形成多個光斑(speckle)后而成的全息圖(hologram)(例如參照美國專利第5,365,354號公報以及美國專利第5,534,386號公報)。該全息圖中，光斑具有略為橢圓的形狀，橢圓的長軸及短軸與開口的矩形短邊及長邊之間存在傅立葉轉(zhuǎn)換的關(guān)系。若向該全息圖射入激光，則激光會因各光斑而發(fā)生散射，而再現(xiàn)曝光時所使用的矩形狀開口。通過使用這樣的全息圖，可使入射光各向異性地擴散。
在現(xiàn)有的導光板中，偏轉(zhuǎn)圖形元件一般為如圖2(a)所示的點圖形15(dotpattern)。然而存有以下問題，因為偏轉(zhuǎn)圖形元件是獨立的橢圓圖形，故而如圖2(b)所示，利用偏轉(zhuǎn)圖形元件所反射的光并非向固定方向射出，其結(jié)果為，出射光擴散且難以提高亮度。
因此，近年來，為防止如此地亮度降低，如圖3(a)所示的施加大致呈V字型的偏轉(zhuǎn)圖形元件的導光板成為主流。一般來說，該V字槽型的偏轉(zhuǎn)圖形元件如圖3(b)的俯視圖所示，將上述V字槽的方向設為與入射面平行。
該方式如圖4所示，由于出射光線12比較對齊排列，故而通過與導光板1的上表面鄰接的光學板9，可有效將光線12導向正面方向，且可實現(xiàn)高亮度化。
然而，該結(jié)構(gòu)的情況存在以下難點，在光源2的入光面附近容易產(chǎn)生如圖5(a)所示的暗部16。其理由利用圖5(b)加以說明。圖5(b)是自光源2方向觀察圖5(a)的側(cè)視圖。來自光源2的光線自入射面5射入導光板1內(nèi)。如現(xiàn)有的導光板那樣，當反射槽為直線時，從光源2射出的光線中的光線12a的光線軌跡成為通過配置于上面的棱鏡薄膜10(prism film)而偏轉(zhuǎn)于正面方向。然而，光線12b(傾斜光)通過直線狀的反射面而偏轉(zhuǎn)地較大，由于脫離通過棱鏡薄膜10而可偏轉(zhuǎn)于正面方向的光線軌跡，故而存在以下問題，即產(chǎn)生光的出射量較少的部分，而該部分在觀察時為暗部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，目的在于提供一種可防止入射面附近的亮度明暗的導光板以及具有該導光板的背光裝置。
本發(fā)明通過在導光板上形成大致呈四角錐的反射槽，并通過配置在上面的棱鏡薄膜的偏轉(zhuǎn)，可便于將光線12a、12b的光線軌跡一同導入正面方向，從而可防止V字槽的缺陷即入射面附近的亮度明暗。
本發(fā)明的實施方式是在側(cè)面具有入射面，在上表面或下表面具有出射面的板狀導光板，在上述出射面或與上述出射面對置的面上排列有多個偏轉(zhuǎn)圖形元件；該偏轉(zhuǎn)圖形元件具有四角錐形狀，其四角錐底面以外的四個面一體形成在該導光板上；上述四個面中的相鄰的第1面與第2面的各自的面積為相鄰的第三面與第四的各自的面積的10倍以上；上述第1面與上述第2面的各自的傾斜角相對上述出射面為0.5～3°。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述偏轉(zhuǎn)圖形元件是將四角錐形狀凹設(depressed)于導光板中。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是大致為四角錐形的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距PS固定。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是大致為四角錐形的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距PS不定。
最好是上述偏轉(zhuǎn)圖形元件的四角錐形的底面為平行四邊形。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述平行四邊形的邊與入射面所形成的角度θR以及θL分別是超過0且在60°以下。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述θL與上述θR角度相同。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述平行四邊形的四邊中的一組平行的兩邊與相鄰的平行四邊形的一邊成直線。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述平行四邊形的四邊的各個邊分別與相鄰的平行四邊形的一邊成直線。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是與入光面成θL角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻L(1)、PL(2)、…PL(m)，且與入光面成θR角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻R(1)、PR(2)、…PR(n)時，PL(m)與PR(n)均是相同的值。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是與入光面成θL角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻L(1)、PL(2)、…PL(m)，且與入光面成θR角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻R(1)、PR(2)、…PR(n)時，PL(m)以及PR(n)的數(shù)值是設定為隨機數(shù)。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述PL以及上述PR滿足PL(1)＝PR(1)、PL(2)＝PR(2)、…PL(n)＝PR(n)的關(guān)系。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述PL以及上述PR的中間值分別為30～500μm。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述隨機數(shù)的范圍為上述中間值±15％或者±20μm。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述第1面以及上述第2面所形成的棱線與上述入射面的法線所成的角在±40°以內(nèi)。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述偏轉(zhuǎn)圖形元件形成于與上述出射面對置的面上，且在出射面上形成有其它光學元件。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述其它光學元件具有擴散或聚光出射光的功能。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是上述其它光學元件具有各向異的擴散特性。
另外，本發(fā)明的另一實施方式最好是具有上述導光板的背光裝置及液晶顯示裝置。
另外，涉及本發(fā)明的導光板最好是在側(cè)面具有入射面，在上表面或者下表面具有出射面的板狀導光板，在與上述出射面對置的面上鄰接排列有大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件，此偏轉(zhuǎn)圖形元件形成于導光板的一般壁厚變薄的方向上，該四角錐的形狀為四角錐底面以外的四面一體形成于導光板上，而底面以外的四面中的第1面與第2面的面積分別為其它第3面或者第4面的面積的20倍以上，上述第1面與第2面的棱線與入射面正交，上述第1面及第2面相對上述出射面的傾斜角在0.5～3度的范圍，上述第1面與第2面的面是大致相同的面積，上述第3面與第4面的面是大致相同的面積。這里所指的大致相同的面積是指兩個面積的中間值的±10％以內(nèi)。
最好是在出射面?zhèn)纫惑w成形表面起伏式全息圖。
最好是大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距固定。
最好是大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距不定。
最好是上述表面起伏式的全息圖具有在與入射面正交的方向上呈長線狀的多個無規(guī)則光斑區(qū)域。
最好是上述表面起伏式的全像圖的光擴散特性為在平行于入射面的方向上以30～70度的半值角進行異形擴散，且在垂直于入射面的方向上以0.5～3度的半值角進行異形擴散。
本發(fā)明的背光裝置具備上述結(jié)構(gòu)的導光板。
根據(jù)本發(fā)明，可解決導光板以及具備導光板的背光裝置中的入射面附近的的明暗的問題。


圖1是表示現(xiàn)有的導光板的概念圖。
圖2是表示現(xiàn)有的導光板以及背光裝置的使用狀態(tài)的圖。
圖3是表示現(xiàn)有的導光板中所使用的點圖形的偏轉(zhuǎn)圖形元件的概念圖。
圖4是施加現(xiàn)有的V字型反射槽的導光板。
圖5是在現(xiàn)有的導光板上面配置棱鏡薄膜的圖。
圖6是用于說明現(xiàn)有的導光板明暗的概念圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的導光板的概念圖，(a)為導光板的俯視圖，(b)為導光板的正視圖，(c)為導光板的立體圖。
圖8是凹設有偏轉(zhuǎn)圖形元件的導光板。
圖9是凸設有偏轉(zhuǎn)圖形元件的導光板。
圖10是表示現(xiàn)有的直線V字型反射槽方式和含有偏轉(zhuǎn)圖形元件的導光板的概念圖。
圖11是本發(fā)明的導光板。
圖12是表示本發(fā)明的導光板的第1面的作用的概念圖。
圖13是說明本發(fā)明的導光板中偏轉(zhuǎn)圖形元件的間隔的圖。
圖14是表示形成于出射面上的全息圖的詳情的放大圖。
圖15是表示本發(fā)明的導光板的第3實施方式的俯視圖。
圖16是表示形成于出射面上的全息圖的詳情的放大圖。
圖17是表示使用了本發(fā)明的導光板的背光裝置的一示例的概略圖。
圖18是說明全息圖的作用的圖。
圖19是表示出射光的強度分布的圖。
圖20是表示具有導光板與光學片的背光裝置(或者面光源裝置)的一部分的圖。
圖21是表示出射光的強度分布的圖。
圖22是表示背光裝置的一部分的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的導光板以及背光裝置的實施方式加以詳細說明。在本實施方式中，為求簡單，而在多幅不同的附圖中，對于相同部件使用共通的指示符號來表示。另外，本實施方式中的附圖用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，而并非正確地反映各部分尺寸的比率。另外，為便于參照，圖中設有xyz正交座標系。即，沿導光板的上表面或者下表面的2個邊設定為x軸與y軸，將來自光源的光的入射方向作為x軸，將與其垂直的方向作為y軸。另外，出射面的法線方向設定為z軸。另外，z軸的正負方向稱為上下。
(第1實施方式)圖6是表示本發(fā)明的導光板的第1實施方式的立體圖。圖6中，為便于理解，以圖表示作為光源2的發(fā)光二極體(LED)、光學片(棱鏡片)6與液晶面板7的配置的一種方式。導光板1具有大致呈矩形的上表面和下表面的板狀形狀，且具有使來自光源2的光入射的入射面5、將光向上方射出的出射面3、以及反射來自入射面5的入射光或者來自出射面3的反射光的反射面4。
作為構(gòu)成導光板1的材料，只要是具有固定折射率的透明材料不作特別限制，例如，可列舉PMMA、聚烯烴或者聚碳酸酯等。另外，導光板1的尺寸根據(jù)用途而不同，但如果是12或14英寸顯示器等的大型用途，其大小為182.9×243.8mm～213.4×284.5mm、如果是3或8英寸顯示器等的中型用途，其大小為45.7×81.0mm～121.9×162.6mm、如果是1或2.8英寸顯示器等的小型用途，其大小為15.2×20.3mm～42.7×56.9mm左右。另外，厚度通常為0.04mm～56.9mm。
入射面5設于導光板的一側(cè)面，來自光源2的光會高效地向?qū)Ч獍?入射。入射面5多為平面，如圖6所示，亦可形成多個細線形槽。如此，在改善入射部的亮度不均的方面較好。另外，形成在入射面5的加工并非限于線形槽，可根據(jù)需要而實施現(xiàn)有的眾所周知的加工。
在反射面4上連續(xù)排列有大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件17形狀，該偏轉(zhuǎn)圖形元件17的四角錐底面以外的4個面形成于導光板上。圖7是表示偏轉(zhuǎn)圖形元件17的一個形狀的圖。另外，在圖7中，圖7(a)為偏轉(zhuǎn)圖形元件17的立體圖，圖7(b)為VIIb-VIIb的剖面圖，圖7(c)為VIIc-VIIc的剖面圖。
偏轉(zhuǎn)圖形元件17的面積較大的第1面17a與第2面17b主要用作用于將入射光導向?qū)Ч獍?的出射面3方向的反射面。此處，面積較大的第1面17a與第2面17b的面積最好分別為其它的第3面17c與第4面17d的面積的20倍以上。另外，第1面17a與第2面17b的面積最好大致相同，第3面17c與笫4面17d的面積亦最好大致相同。
因此，形成了如本實施方式的偏轉(zhuǎn)圖形元件17的反射面4，可提高將所入射的光向出射面3方向反射的效率，且提高導光板1的光利用效率。而且，四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件17排列為，第1面17a與第2面17b的棱線18朝向與入射面5正交的方向(X軸方向)。
另外，在本發(fā)明的導光板中，偏轉(zhuǎn)圖形元件17中的第1面17a及第2面17b的各自的傾斜角(相對出射面的傾斜)小于上述第3面17c及第4面17d的各自傾斜角。故而，偏轉(zhuǎn)圖形元件17的面積較大的第1面及第2面17a、17b主要是用作用于將入射光導向?qū)Ч獍?的出射面3方向的反射面。此處，面積較大的第1面17a與第2面17b的面積分別為其它的第3面17c與第4面17d的面積的10倍以上，較好是15倍以上，更好是20倍以上。另外，最好是鄰接的笫1面17a與第2面17b的面積大致相同，鄰接的第3面17c與第4面17d的面積亦大致相同。此處，所謂面積大致相同是指面積的差在2倍以內(nèi)。
本發(fā)明的導光板具有偏轉(zhuǎn)圖形，該偏轉(zhuǎn)圖形由四角錐的底面以外的四個面構(gòu)成，對此，上文已作說明。然而，四角錐底面以外的四個面的形成方法有兩種，即，該種導光板亦有兩種。一種方法是顛倒圖7(a)中的四角錐，向?qū)Ч獍灏磯?，從而形成偏轉(zhuǎn)圖形的方法。如此一來，則可獲得將圖7(a)四角錐形狀凹設(depressed)在導光板上的圖8中所示形狀的導光板。另一種方法是直接將圖7(a)的四角錐形狀按原樣在導光板上排列有多個的方法，這樣，可獲得如圖9所示的形狀的導光板。
任何一種導光板，均通過以朝向光源方向的方式配置面積較大的第1面17a與第2面17b，從而可使自光源入射的光向出射面方向偏轉(zhuǎn)，但就制造方法的容易度或光學特性方面而言，將四角錐形狀凹設(depressed)在導光板上的導光板較具有優(yōu)勢。
如此，在形成了如本實施方式的偏轉(zhuǎn)圖形元件17的導光板1中，能夠提高將所入射的光向觀察者方向反射的效率，結(jié)果，可提高光利用效率。
圖10是表示本發(fā)明的第1實施方式的導光板的俯視圖，四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件17排列為，第1面17a與第2面17b的棱線18朝向與入射面5正交的方向(x軸方向)。如此，棱線18對齊排列在與入射面5正交的方向(x軸方向)上，所以各個偏轉(zhuǎn)圖形元件17的外延形狀(四角錐底面的形狀)成為菱形。
圖10中，導光板1左側(cè)間距(pitch)(與入光面成θL角度的直線群的間距)表示為PL(1)、PL(2)、…PL(m)，導光板1右側(cè)間距(與入光面成θR角度的直線群的間距)表示為PR(1)、PR(2)、…PR(n)，所有PL為等間隔，所有PR為等間隔，并且PL與PR的值相等。圖10中，由第m個間距與第n個間距所形成的偏轉(zhuǎn)圖形元件表示為P(m，n)，此處，P(m，n)無論m與n為多少均成菱形形狀。
在第1實施方式中，相鄰的偏轉(zhuǎn)圖形元件17間的間隔(后述圖12中的PS)固定。PS的值，較好是30～500μm，更好是100～200μm，優(yōu)選120～160μm。再有，導光板1的出射面3與反射面4間的距離a(導光板的厚度)，較好是0.3～3.0mm，更好是0.35～0.8mm，優(yōu)選0.4～0.8mm。
圖10中，偏轉(zhuǎn)圖形元件的菱形邊與y軸所成的角度(θL與θR)無特別限制，但就光的利用效率方面而言，較好是0～60°，更好是5～40°，優(yōu)選5～20°。另外，作為PR、PL，就金屬模具的加工孔的外觀方面而言，較好是30～500μm，更好是100～200μm，優(yōu)選120～160μm。
圖11表示圖10中XI-XI剖面的一部分的剖面圖。如該圖所示，偏轉(zhuǎn)圖形元件17具有朝向光源大致呈四角錐狀的反射面即第1面17a與第2面17b、以及第3面17c與第4面17d，第1面17a與第2面17b相對平行于出射面3的面具有特定角度α1(傾斜角度)。根據(jù)圖11可知，第1與第2面17a、17b會使得與出射面3成角度φ1入射的光向上行進，而使光線與出射面3的角度成φ2。即，對于出射面3的法線以某角度入射的光，每次向第1面17a與第2面17b入射時，可減小與上述法線所形成的角度。而且，若逐漸向上行進的光與出射面3的法線所形成的角度小于臨界角，則自出射面3射出。即，自光源2向?qū)Ч獍?的入射面5射入的光在與出射面3的法線所呈的角度達到臨界角為止，以出射面3與反射面4反復全反射的同時進入導光板1內(nèi)部。
上述第1面及第2面17a、17b與平行于出射面3的面所成的角度α1必須小于上述笫3面與第4面的傾斜角度α2，較好是其絕對值亦較小。α1越小，則光通過與第1面與第2面17a、17b的反射而緩慢地向上行進，來自出射面3的出射光的出射角(出射面的法線與出射光所形成的角度)通常為與臨界角大致相等的角度。因此，自出射面3射出的光的方向?qū)R排列。從該觀點考慮，第1面及第2面17a、17b與平行于出射面3的面所成的角度α1(傾斜角度)，較好是0.5～3度，更好是1～2.5度。
另外，第3面與第4面17c、17d與平行于出射面3的面所成的角度(第3面與第4面的傾斜角度)α2，由于幾乎或全部沒有上述反射作用，故而最好是盡可能大。然而，從便于下述導光板1成形時的起模方面考慮，較好是90度以下。獲取以上的平衡時，較好是α2為50～90度，更好是55～87度。
另外，在第1實施方式中，相鄰的偏轉(zhuǎn)圖形元件17間的間隔PS如圖12所示為固定。作為PS的值，較好是30～500μm，更好是100～200μm，優(yōu)選120～160μm。再有，導光板1的出射面3與反射面4的距離a(導光板的厚度)較好是0.3～3.0mm，更好是0.35～0.8mm，優(yōu)選0.4～0.8mm。
繼而，依次對底面形狀不是菱形的其它實施方式加以說明。再有，關(guān)于偏轉(zhuǎn)圖形的各面的傾斜角度α1與α2的范圍，在以下說明的本發(fā)明的其它實施方式中亦相同。
(第2實施方式)如第1實施方式所示，當圖12中的上述間隔(間距)PS為固定時，通過液晶顯示元件像素的間隔，液晶顯示元件的單元配置與導光板的干涉會出現(xiàn)波紋(moire)(干涉條紋)。這種情況，可通過有意地無規(guī)則設定上述間隔PS，而消除或減少波紋。
圖13表示無規(guī)則設置PS的方法。圖13是表示自反射面4側(cè)觀察以PS為無規(guī)則的方式加工了的導光板1的俯視圖。圖13中，導光板1的左側(cè)間距表示為PL(1)、PL(2)、…PL(m)，導光板1的右側(cè)間距表示為PR(1)、PR(2)、…PR(n)，所有PL、PR均為無規(guī)則地設定。
關(guān)于PR、PL的中間值(最大值與最小值的中間值)，從金屬模具加工孔的外觀方面考慮，較好是30～500μm，更好是100～200μm，優(yōu)選120～160μm。另外，作為隨機數(shù)的范圍，最好在上述中間值的±15％或者±20μm以內(nèi)。另外，偏轉(zhuǎn)圖形元件的四角形邊與y軸所成的角度并無特別限制，但從光的利用效率方面考慮，較好是0～60°，更好是5～40°，優(yōu)選5～20°。
PL、PR的值無規(guī)則地決定，但亦可為PL(1)＝PR(1)、PL(2)＝PR(2)、PL(n)＝PR(n)。如此，在加工導光板時，一次性決定隨機數(shù)較佳。這樣決定PL、PR的值的導光板表面形狀如圖14(a)所示，偏轉(zhuǎn)圖形元件P(m，n)的形狀，在m＝n的部分為菱形，其棱線對齊排列在直線上，m≠n的部分不是菱形而是平行四邊形且其棱線亦沒有對齊排列在直線上。
例如，平行四邊形的邊與y軸所成的角度為10°，PR、PL的中間值設為140μm，隨機數(shù)的范圍設為±20μm的情況，如圖14(b)所示，各個偏轉(zhuǎn)圖形元件形狀為，在y軸方向為236～316μm，在x軸方向為41～56μm，另外，棱線的角度φ為自x軸±39.01°范圍內(nèi)。最好是該棱線的角度為±40°以內(nèi)的范圍。如此，各個偏轉(zhuǎn)圖形元件形狀具有豐富的無規(guī)則性，因而可期待消除或減少波紋。
通常，這種光學部件中，若表面形狀具有無規(guī)則性，則出射光亦具有無規(guī)則性，從而降低聚光性能，結(jié)果，存在會導致光量降低的問題。然而，本實施方式中，偏轉(zhuǎn)圖形元件17的棱線18方向(圖14(a)的箭頭)整體朝向y軸方向，因而既具有無規(guī)則性亦可聚光。再有，當然，可完全無規(guī)則地設置上述PL、PR，還可沒有任何相關(guān)。
(第3實施方式)上述第1與第2實施方式中，偏轉(zhuǎn)圖形元件的四角錐底面的平行四邊形(或者菱形)的四邊分別與相鄰的平行四邊形的一邊形成為直線。然而，本發(fā)明的導光板的一個特征在于，排列有多個圖7(a)所示的偏轉(zhuǎn)圖形元件，由此，可獲得可提供提高光利用效率且高亮度的背光裝置的導光板，故而不必如上所述進行排列。即，使平行四邊形稍微“偏移”，如圖15所示，亦可為平行四邊形或者菱形的四邊中僅一組平行的兩邊與鄰接的平行四邊形的一邊形成直線。該方式與第1與第2實施方式相比，制造上較困難，但另一方面，通過“偏移”而給予偏轉(zhuǎn)圖形元件的排列無規(guī)則性，且亦可改善外觀、在波紋消除等上也可獲得效果。
(第4實施方式)在上述第1與第2實施方式中，為消除光源附近的暗部，而將偏轉(zhuǎn)圖形元件作成平行四邊形或者菱形。然而，當LED的數(shù)量較多、使用線狀光源、且在液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)上看不到暗部的情形下，有時候無需將偏轉(zhuǎn)圖形元件作成平行四邊形或者菱形。這種情況，如圖16(a)或圖16(b)所示，亦可作成反射槽自身為平行于x軸或者y軸的方向的直線、但其間隔為無規(guī)則的導光板。
(對出射面的加工)最好是在出射面3上形成有具有各向異性的各向異性擴散圖形，優(yōu)選該各向異性擴散圖形是其光擴散特性為在平行于入射面的方向上以30～70度的半值角進行異形擴散，在垂直于入射面的方向上以0.5～3度的半值角進行異形擴散的圖形。
另外，作為上述各向異性擴散圖形最好是形成全息圖，優(yōu)選該全息圖是表面起伏式全息圖(為區(qū)別于三維形成的全息圖，而稱其為表面起伏式全息圖)。由此，在正交于入射面的方向上具有長線狀的多個無規(guī)則光斑區(qū)域。
(背光裝置)作為使用了本發(fā)明的導光板的背光裝置，可如已作說明的圖6所示而配置，另外，亦可如圖17所示，將導光板的偏轉(zhuǎn)圖形元件17設置在出射面3上。由此，與第1實施方式中將偏轉(zhuǎn)圖形元件17設于反射面4的導光板相比，具有光源2附近的外觀變得更好、亮度提高的傾向，故而較理想。
如第1實施方式所述將偏轉(zhuǎn)圖形元件17設于反射面4側(cè)、還是如第4實施方式而將偏轉(zhuǎn)圖形元件17設于出射面3側(cè)，可根據(jù)用途而自由選擇。例如，當將偏轉(zhuǎn)圖形元件17設于出射面3側(cè)時，則由于光源2附近的外觀變得良好的反面、使用的棱鏡片6，有時會觀察到棱鏡片6與導光板1之間出現(xiàn)水泡狀的情況。另一方面，若是第1實施方式實施，則由于亮度或外觀與第4實施方式相比稍稍變差的反面、在出射面上未形成有偏轉(zhuǎn)圖形元件17，故而可在出射面實施其它加工。例如，為減少出射光的不均、以及波紋，可在出射面實施粗面加工。當然，第4實施方式中亦可進行同樣的粗面加工，但由于粗面配置在距觀察者較遠的位置，故而與第1實施方式相比，效果較差。
(對無偏轉(zhuǎn)圖形的面的加工)在本發(fā)明的導光板中，最好是在未形成有偏轉(zhuǎn)圖形元件17的面上形成具有各向異性的各向異性擴散圖形，優(yōu)選該各向異性擴散圖形是其光擴散特性為在平行于入射面的方向上以30～70度的半值角進行異形擴散，在垂直于入射面的方向上以0.5～3度的半值角進行異形擴散的圖形。
另外，作為上述各向異性擴散圖形最好是形成有全息圖，優(yōu)選該全息圖是表面起伏式的全息圖(為區(qū)別于三維形成的全息圖，而稱其為表面起伏式的全息圖)。由此，在正交于入射面的方向上具有長線狀的多個無規(guī)則光斑區(qū)域。
圖18與圖19是表示形成于出射面3的全息圖100的詳情的放大圖。圖18是將全息圖擴大200倍后的放大圖，圖19是將全息圖進一步放大后的放大圖。
如圖18所示，全息圖在擴大200倍左右觀察時，具有在正交于入射面4的方向上延伸的線狀的多個無規(guī)則光斑或者無規(guī)則光斑區(qū)域100a(例如與其它區(qū)域相比，穿透率較高(或者較低)區(qū)域)(無規(guī)則的槽或者凹凸)。該無規(guī)則光斑100a的形狀以及位置在整個全息圖中并非固定，具有無規(guī)則性。
如下所述，通過線狀光斑100a，進而入射至全息圖的光具有在平行于入射面5的方向上較強而在直交方向上則較弱的擴散特性。與入射面5平行的平行方向以及正交方向的擴散度的擴散比是由光斑的長軸及短軸的尺寸決定。
另外，由于光斑100a的無規(guī)則性，射向全息圖的入射光可向無規(guī)則的方向散射或者穿透。因此，全息圖具有作為漫射體的功能。
圖20是說明全息圖作用的圖。
圖20(a)是表示自導光板1的出射面3上的點P1、P2所射出的光的強度的角度依存性的俯視圖。圖20(b)是立體表示自導光板1的出射面3上的點P2射出的光的強度分布的立體圖。
自導光板1的出射面3上的點P1、P2射出的光具有由于形成于出射面3上的全息圖100，如橢圓E1、E2所示，在平行于上述入射面5的方向擴散較強而在正交方向上則較弱的擴散性。
圖21表示上述出射光的強度分布。圖21(a)表示上述θ方向的上述出射光的強度分布，圖21(b)表示上述r方向的上述出射光的強度分布。
如上所述，與入射面5正交的方向r相比，平行方向θ上擴散較強，θ方向的擴散角φ0的半幅值φθ0，遠大于r方向的擴散角φr的半幅值φr0(φθ0＞＞φr0)。
上述r方向的半幅值φr0最好是0.5＜φr0≦3度，優(yōu)選1＜φr0≦2度。另一方面，θ方向的半幅值φθ0較好是30～70度，更好是45～65度，優(yōu)選50～60度。
利用上述全息圖的各向異性擴散作用，在該導光板1中，可實現(xiàn)與θ方向上相同的出射光的強度分布。尤其可防止出現(xiàn)來自出射面3的出射光的亮線。
(光學片)圖22是表示具有導光板以及光學片的背光裝置50(或者面光源裝置)的一部分的示意圖。在具有導光板1與光學片(棱鏡薄膜)10的背光裝置50中，自導光板1的出射面3射出的光含有與出射面3形成的角度γ1、γ2較小的成分的光L1、L2。光學片10具有平坦的上表面(10A)與棱鏡狀的下表面(10B)，當與導光板1的出射面3所形成的角度較小的光L1、L2自下表面(10B)入射后，會與上表面(10A)形成較大的角度而偏轉(zhuǎn)出射(L1′、L2′)。如此，光學片10可提高向液晶顯示裝置出射的光的正面強度。
作為該光學片，只要具有一般棱鏡結(jié)構(gòu)并不作特別限制，具體地說，例如，可列舉M065HS(三菱レイヨン)、M168YS(三菱レイヨン)、T-BEM(3M)等，這些可僅使用一個、或者兩種以上、亦或?qū)蓧K以上組合使用。
作為上述背光裝置(或者面光源裝置)，可在便攜式電話·電子記事本等的液晶顯示裝置中用作背光。
再者，上述實施方式是表示本發(fā)明的一具體例，但本發(fā)明并非僅限于此。只要未脫離本發(fā)明的范圍，則可適用于各種對象。另外，實施例中所示的數(shù)值只不過是一個例子，但本發(fā)明當然亦并非僅限于此。
例如，關(guān)于上述光源，實質(zhì)上點光源即可，但還可為單芯片LED、雙芯片LED、或多芯片LED。
權(quán)利要求
1.一種導光板，是在側(cè)面具有入射面，在上表面或下表面具有出射面的板狀導光板，其特征在于在上述出射面或與上述出射面對置的面上排列有多個偏轉(zhuǎn)圖形元件；該偏轉(zhuǎn)圖形元件具有四角錐形狀，其四角錐底面以外的四個面一體形成在該導光板上；上述四個面中的相鄰的第1面與第2面的各自的面積為相鄰的第3面與第4面的各自的面積的10倍以上；上述第1面與上述第2面的各自的傾斜角小于上述第3面與第4面的各自的傾斜角。
2.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于上述偏轉(zhuǎn)圖形元件的四角錐形狀凹設(depressed)于導光板中。
3.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距PS固定。
4.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距PS不定。
5.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于上述第1面與上述第2面的各自的傾斜角相對上述出射面為0.5～3°。
6.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于上述偏轉(zhuǎn)圖形元件的四角錐形狀的底面為平行四邊形。
7.如權(quán)利要求6所述的導光板，其特征在于上述平行四邊形的邊與入射面所形成的角度θR與θL分別超過0且在60°以下。
8.如權(quán)利要求7所述的導光板，其特征在于上述θL與θR的角度相同。
9.如權(quán)利要求6所述的導光板，其特征在于上述平行四邊形的四邊中的一組平行的兩邊與相鄰的平行四邊形的一邊成直線。
10.如權(quán)利要求6所述的導光板，其特征在于上述平行四邊形中的四邊的各個邊與相鄰的平行四邊形的一邊成直線。
11.一種如權(quán)利要求10所述的導光板，其特征在于與入光面成θL角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻L(1)、PL(2)、…PL(m)；與入光面成θR角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻R(1)、PR(2)、…PR(n)表示時；PL(m)與PR(n)全都是相同數(shù)值。
12.一種如權(quán)利要求10所述的導光板，其特征在于與入光面成θL角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻L(1)、PL(2)、…PL(m)；與入光面成θR角的直線群的間距自入光面?zhèn)纫来伪硎緸镻R(1)、PR(2)、…PR(n)表示時；PL(m)與PR(n)的數(shù)值設定為隨機數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的導光板，其特征在于上述PL與上述PR滿足PL(1)＝PR(1)、PL(2)＝PR(2)、…PL(n)＝PR(n)的關(guān)系。
14.如權(quán)利要求13所述的導光板，其特征在于上述PL以及上述PR的中間值分別為30～500μm。
15.如權(quán)利要求12所述的導光板，其特征在于上述隨機數(shù)的范圍為上述中間值±15％或者±20μm。
16.如權(quán)利要求12所述的導光板，其特征在于上述第1面以及上述第二面所形成的棱線與上述入射面的法線所成的角為±40°以內(nèi)。
17.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于上述偏轉(zhuǎn)圖形元件形成在與上述出射面對置的面上，在出射面上形成有其它光學元件。
18.如權(quán)利要求17所述的導光板，其特征在于上述其它光學元件具有擴散或聚光出射光的功能。
19.如權(quán)利要求17所述的導光板，其特征在于上述其它光學元件具有各向異的擴散特性。
20.一種背光裝置，其特征在于具備如權(quán)利要求1至19任何一項所述的導光板。
21.一種導光板，作成在側(cè)面具有入射面，在上表面或者下表面具有出射面的板狀導光板，且在與上述出射面對置的面上鄰接排列有大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件，該偏轉(zhuǎn)圖形元件形成于相對導光板的一般壁厚變薄的方向上，該四角錐的形狀中的四角錐底面以外的四面一體形成于導光板上，其特征在于底面以外的四面中的第1面與第2面分別為其它第3面或第4面的面積的20倍以上；上述第1面及第2面的棱線與入射面正交；上述第1及第2面相對上述出射面的傾斜角在0.5～3度的范圍；上述第1與第2面為大致相同的面積；上述第3與第4面為大致相同的面積。
22.如權(quán)利要求21所述的導光板，其特征在于在出射面?zhèn)纫惑w形成有表面起伏式全息圖。
23.如權(quán)利要求21或22所述的導光板，其特征在于大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距固定。
24.如權(quán)利要求21或22所述的導光板，其特征在于大致呈四角錐的偏轉(zhuǎn)圖形元件的間距不定。
25.如權(quán)利要求21或22所述的導光板，其特征在于上述表面起伏式全息圖具有在與入射面正交的方向上呈長線狀的多個無規(guī)則光斑區(qū)域。
26.如權(quán)利要求21或22所述的導光板，其特征在于上述表面起伏式全息圖的光擴散特性為在平行于入射面的方向上以30～70度的半值角進行異形擴散，在垂直于入射面的方向上以0.5～3度的半值角進行異形擴散。
27.一種背光裝置，其特征在于具備如權(quán)利要求21至26任何一項所述的導光板。
全文摘要
一種導光板(1)，在側(cè)面具有入射面(5)，且在上表面或下表面具有出射面(3)。在與出射面(3)對置的面上鄰接排列有大致呈四角錐形的偏轉(zhuǎn)圖形元件(17)，該偏轉(zhuǎn)圖形元件(17)形成于導光板(1)的一般壁厚變薄的方向上，該四角錐的形狀是四角錐底面以外的四面一體形成于導光板(1)，底面以外的四面中的第1面與第2面的面積分別為其它第3面或第4面的面積的20倍以上，第1面與第2面的棱線與入射面(5)正交，第1面及第2面相對出射面(3)的傾斜角在0.5～3度的范圍，第1面與第2面是大致相同的面積，第3面與第4面是大致相同的面積，可防止入射面附近的亮度明暗。
文檔編號G02F1/13GK101061347SQ200580039509
公開日2007年10月24日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者牧島和宏, 手島照雄, 石川善康, 豬瀨雅雄 申請人:日立化成工業(yè)株式會社