專利名稱：面光源裝置以及使用該裝置的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置以及使用該裝置的液晶顯示裝置。尤其是，本發(fā)明涉及在利用棱鏡片提高光的利用率的面光源裝置中，可防止棱鏡片由于外力而破損的面光源裝置。
背景技術(shù)：
在面光源裝置中，具有利用棱鏡片使從導(dǎo)光板的光射出面射出的光偏向與光射出面垂直的方向并提高光的利用率的裝置。作為其一例，具有特開2003-215584號公報(專利文獻(xiàn)1)公開的發(fā)明。
圖19是表示現(xiàn)有的液晶顯示裝置401的構(gòu)造(例如，專利文獻(xiàn)1)的剖面圖。液晶顯示裝置401由液晶面板402、導(dǎo)光板403、發(fā)光部404、棱鏡片405構(gòu)成。導(dǎo)光板403通過聚碳酸鹽樹脂或甲基丙烯酸樹脂等折射率高的透明樹脂形成。另外，在導(dǎo)光板403的背面，在導(dǎo)光板403成形時凹陷設(shè)有三角柱狀的擴(kuò)散圖案406。發(fā)光部404未作圖示，其在電路基板等上安裝有一個至多個發(fā)光二極管(LED)，與導(dǎo)光板403的側(cè)面的光射入面410相對。棱鏡片405在透明的塑料片407的一個面上形成有多個頂部為銳角(頂角為50度左右)的透明棱鏡408。另外，棱鏡片405被載置保持在導(dǎo)光板403的光射出面409上。因此，導(dǎo)光板403與棱鏡408的頂部總是相接。液晶面板402與棱鏡片405的與導(dǎo)光板403相反一側(cè)的面相對。另外，雖未作圖示，液晶面板402被托架等保持，由此在液晶面板402與棱鏡片405之間形成空間而不與棱鏡片405相接。
但是，對于該液晶顯示裝置401，如圖20(a)所示，光p從導(dǎo)光板43的光射出面409向與光射出面409大致平行的方向射出，通過空氣中而向棱鏡片405上形成的棱鏡408射入。射入棱鏡408的光p被棱鏡408折射、反射而偏向與光射出面409垂直的方向，從棱鏡片405的與棱鏡408形成面相反一側(cè)的面向垂直的方向射出。
但是，對該液晶顯示裝置401施加外力時，棱鏡408被壓抵在導(dǎo)光板403上而存在棱鏡408的整體或頂部的一部分被壓壞的情況。此時，如圖20(b)所示，在壓壞的部分被折射及反射的光p的方向變化，射入棱鏡408的壓壞部分的光p不向垂直于光射出面409的方向射出而成為雜光(迷光)，具有導(dǎo)致液晶顯示裝置401的畫面的正面亮度降低、亮度均勻性變差，雜光引起的外觀變差的問題。另外，作為施加這樣的外力的主要原因有在組裝、檢查時由于失誤而按壓導(dǎo)光板403的背側(cè)、檢測用工具等的角與液晶顯示裝置401碰撞等多種情況。
圖21是表示透過棱鏡片405射出的光的指向特性(基于計算結(jié)果)的圖，橫軸表示從棱鏡片405射出的光的光射出角度θ(將垂直于棱鏡片405的方向設(shè)為0度)，縱軸表示以各光射出角度θ射出的光的相對亮度。在圖2l中，將使用棱鏡408的頂角為50度的棱鏡片405時的指向特性、和使用棱鏡408的頂角為60度的棱鏡片405時的指向特性進(jìn)行比較而表示。由圖21可知，若比較棱鏡片405的0度方向的亮度(正面亮度)，則在頂角為60度的棱鏡片405中，與頂角為50度的棱鏡片405相比亮度約低20％。因此，為了提高液晶顯示裝置401的正面亮度，希望減小棱鏡408的頂角，但若棱鏡408的頂角變小，則具有棱鏡408接觸導(dǎo)光板403時容易損壞的問題。
作為應(yīng)對該課題的對策，在特開平11-305011號公報(專利文獻(xiàn)2)中提出有，通過將棱鏡的頂部形成為曲率半徑10～25μm的圓弧狀而提高棱鏡片的耐擦傷性的方案。根據(jù)這樣的對策，雖然棱鏡的頂部也難以損壞，但若這樣地增大頂部的曲率半徑，則有損棱鏡片的光學(xué)特性，向與棱鏡片垂直的方向射出的光變少，液晶顯示裝置的正面亮度明顯下降。
對此，在特開2001-343507號公報(專利文獻(xiàn)3)中提出有，由于將正面亮度的降低抑制到最小限而使頂部的曲率半徑為5μm以下的方案。但是，由于這樣地將曲率半徑減小則棱鏡的頂部變尖，故防止棱鏡損壞的效果不佳，尤其是在將棱鏡頂部的角度減小的棱鏡片的情況下，幾乎不起作用。因此，上述那樣對棱鏡形狀進(jìn)行探討的對策，作為抑制正面亮度的降低且防止棱鏡的損壞的對策是不夠的。
另一方面，作為其他對策方法，在特開2002-231030(專利文獻(xiàn)4)中提出有，使用保護(hù)棱鏡的緩沖劑的方法。在該方法中，在將形成有棱鏡的導(dǎo)光板的棱鏡形成面覆蓋的罩基板與導(dǎo)光板的棱鏡形成面之間，封入由凝膠狀或液體狀的透光性材料構(gòu)成的流動體，將該流動體作為緩沖劑。通過該方法，導(dǎo)光板的棱鏡形成面與流動體不夾著空氣層而貼合，二者的折射率之差小，故由于棱鏡而使光不充分地偏向，產(chǎn)生漏光而導(dǎo)致正面亮度下降。另外，使流動體中不混入氣泡等異物地將流動體均勻填充及密封是很難的，具有制造成本提高等問題。
另外，在專利文獻(xiàn)1公開的棱鏡片中，考慮由柔軟的、且具有彈性的樹脂制成棱鏡片的方法。若是這樣的棱鏡片，則即使棱鏡與導(dǎo)光板沖撞也能夠防止棱鏡頂部的破損，若棱鏡離開導(dǎo)光板，則棱鏡可再次回復(fù)原始形狀。但是，這樣的樹脂不能夠如現(xiàn)有的紫外線固化樹脂那樣得到良好的轉(zhuǎn)印性，在成型時棱鏡頂部的曲率半徑變大，液晶顯示裝置的正面亮度降低。
專利文獻(xiàn)1(日本)特開2003-215584號公報專利文獻(xiàn)2(日本)特開平11-305011號公報專利文獻(xiàn)3(日本)特開2001-343507號公報專利文獻(xiàn)4(日本)特開2002-231030號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的技術(shù)問題而提出的，其目的在于提供一種面光源裝置，不使正面亮度下降并防止棱鏡頂部由于外力而引起的破損，并且不導(dǎo)致光學(xué)接觸(光學(xué)密著)引起的外觀的變差。
本發(fā)明的面光源裝置，包括光源；導(dǎo)光板，其形成將導(dǎo)入內(nèi)部的所述光源的光偏向光射出面的凹凸圖案，從所述光射出面朝向與所述光射出面大致平行的方向射出光；棱鏡片，其形成多個用于使從所述光射出面射出的光偏向與所述光射出面大致垂直的方向的棱鏡，并且將所述棱鏡相對所述導(dǎo)光板側(cè)配置，其特征在于，具有透明的保護(hù)片，該保護(hù)片的表面具有規(guī)定的彈性率，將具有所述規(guī)定彈性率的表面相對所述棱鏡配置。
本發(fā)明的面光源裝置由于在導(dǎo)光板與棱鏡片之間配置有表面具有規(guī)定彈性率的透明保護(hù)片，故能夠不使面光源裝置的正面亮度降低，可防止棱鏡片與導(dǎo)光板接觸造成的棱鏡的破損。
本發(fā)明的面光源裝置的一方面，所述保護(hù)片在透明基板上形成有一層或多層具有規(guī)定彈性率的透明橡膠狀樹脂。
本發(fā)明的上述方面，由于在導(dǎo)光板的光射出面或棱鏡片的棱鏡成形時不直接形成透明橡膠狀樹脂，而是作為保護(hù)片而獨立形成，容易制造光學(xué)特性均勻的保護(hù)片。另外，通過在透明基板上形成透明橡膠狀樹脂，容易進(jìn)行處理。
本發(fā)明的面光源裝置的另一方面，所述保護(hù)片的表面的所述規(guī)定彈性率僅在所述棱鏡片受到外力時使表面變形。根據(jù)該方面，由于在棱鏡片不受外力的通常狀態(tài)下，保護(hù)片的表面不變形，故不將保護(hù)片的表面材料埋入形成于棱鏡片上的棱鏡與棱鏡之間，不發(fā)生光學(xué)接觸，外觀不變差。另一方面，在受到外力時，通過使保護(hù)片的表面變形，能夠使外力分散，故能夠防止棱鏡片的破損。另外，由于若從承受外力的狀態(tài)將外力去除，則返回到作用外力之前的狀態(tài)，故此時也不發(fā)生光學(xué)接觸。
本發(fā)明的面光源裝置的又一方面，所述保護(hù)片的表面與所述棱鏡的頂部相接，具有可不使所述表面變形而支承所述棱鏡的彈性率。根據(jù)該方面，能夠?qū)⒚婀庠囱b置的厚度減薄。
本發(fā)明的面光源裝置的再一方面，在所述保護(hù)片中分散微細(xì)的顆粒(ビ一ズ)。
本發(fā)明的上述方面，由于在保護(hù)片中分散細(xì)微的顆粒，故不僅具有保護(hù)棱鏡片不受外力影響的功能，還具有使射入的光擴(kuò)散而透過的擴(kuò)散板的功能，因此，無需另外設(shè)置擴(kuò)散板。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，具有本發(fā)明的面光源裝置、及液晶顯示面板。由此，能夠不增厚液晶顯示裝置的厚度，即使液晶顯示裝置受到外力時也不在圖像顯示面上引起壓痕等破損。
另外，本發(fā)明中以上說明的構(gòu)成要素只要可能則可任意地組合。


圖1是表示本發(fā)明實施例1的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖2(a)是表示在本發(fā)明實施例1的液晶顯示裝置中不作用外力的狀態(tài)的示意圖，圖2(b)是表示在本發(fā)明實施例1的液晶顯示裝置中施加有外力的狀態(tài)的示意圖。
圖3是表示保護(hù)片光學(xué)接觸時產(chǎn)生的光學(xué)接觸情形的圖。
圖4是表示滿足耐負(fù)荷性的保護(hù)片及其結(jié)構(gòu)部件的特性例的圖。
圖5是說明棱鏡部壓入到保護(hù)片中的狀態(tài)下的光的狀況的圖。
圖6是用于說明通用硬度測定方法的圖。
圖7是用于說明彈性回復(fù)功率的圖。
圖8是表示評價的保護(hù)片的通用硬度及彈性回復(fù)功率的圖。
圖9是用于說明保護(hù)片的耐負(fù)荷性的評價方法的圖。
圖10是表示保護(hù)片的耐負(fù)荷性的評價結(jié)果的圖。
圖11是本發(fā)明實施例2使用的保護(hù)片的側(cè)面圖。
圖12是本發(fā)明實施例3使用的保護(hù)片的側(cè)面圖。
圖13是本發(fā)明實施例4的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖14是本發(fā)明實施例5的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖15是說明實施例5的凸圖案的作用的示意圖。
圖16是本發(fā)明實施例6的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖17是實施例6的變形例的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖18是實施例6的另一變形例的液晶顯示裝置的示意剖面圖。
圖19是表示現(xiàn)有的液晶顯示裝置的構(gòu)成的剖面圖。
圖20(a)是用于說明上述的液晶顯示裝置的棱鏡片中正常狀態(tài)的光的動作的圖，圖20(b)用于說明上述的液晶顯示裝置的棱鏡片中棱鏡片破損狀態(tài)下光的動作的圖。
圖21是表示棱鏡片的棱鏡頂部的角度引起的面光源裝置的正面亮度的差別的圖。
附圖標(biāo)記說明101 液晶顯示裝置102 面光源裝置111 導(dǎo)光板112、211、214 保護(hù)片113 透明橡膠狀樹脂114 透明基板115 棱鏡片117 液晶面板118 保持架119 反射板122 光源
123 光射出面124 光擴(kuò)散圖案125 光射入面130 測定臺131 玻璃板132 維氏壓件133 壓入面212 第一透明橡膠狀樹脂213 第二透明橡膠狀樹脂216 顆粒具體實施方式
以下，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。顯然，本發(fā)明不限于以下說明的實施例。
實施例1圖1是本發(fā)明實施例1的液晶顯示裝置101的示意剖面圖。其中，圖1是示意表示的圖，液晶顯示裝置101實際上形成為厚度方向薄的面狀。液晶顯示裝置101由液晶面板117、面光源裝置102以及用于固定保持液晶面板117和面光源裝置102的保持架118構(gòu)成。
液晶面板117和面光源裝置102使液晶面板117與面光源裝置102的光射出側(cè)相對而配置，并且被收納在保持架118的中心部形成的貫通孔127中。另外，液晶面板117比面光源裝置102稍大，在形成于保持架118的貫通孔127內(nèi)部的臺階面128上由第一雙面膠帶120將周圍固定保持，在面光源裝置102與液晶面板117之間具有空間。因此，在不施加外力的情況下，液晶面板117不與面光源裝置102相接。
面光源裝置102由導(dǎo)光板111、棱鏡片115、保護(hù)片112、光源122、反射板119構(gòu)成。導(dǎo)光板111由聚碳酸酯樹脂或甲基丙烯酸樹脂等折射率高的透明樹脂成形。另外，在導(dǎo)光板111的背面，在導(dǎo)光板111成形時凹陷設(shè)有三角柱狀的擴(kuò)散圖案124。
光源122未特別圖示，是將一個乃至多個LED密封在透明模制樹脂中并由白色樹脂將模制樹脂正面以外的面覆蓋的結(jié)構(gòu)，從LED射出的光直接從光源122的前面射出，或者由模制樹脂與白色樹脂的界面反射后從光源122的前面射出。該光源122使其前面與設(shè)于導(dǎo)光板111側(cè)面的光射入面125相對。
反射板119是在表面上實施有鍍Ag的鏡面加工的板，與導(dǎo)光板111的整個背面相對配置。另外，反射板119通過第二雙面膠帶121將周圍粘接固定在保持架118上。
棱鏡片115在相對導(dǎo)光板111側(cè)的面上形成有具有射入面134和反射面135的棱鏡部116。棱鏡部116如下形成即，向塑料片126的上面滴下紫外線固化樹脂并由壓模按壓紫外線固化樹脂而使紫外線固化樹脂在壓模與塑料片126之間擴(kuò)展，然后，向紫外線固化樹脂照射紫外線而使其固化(Photo Polymerization法光作用法)。與形成有棱鏡部116的面相反一側(cè)的面，與液晶面板117相對。另外，在圖示例中，棱鏡部116具有均勻的剖面形狀，沿著與光射入面125平行的方向在塑料片126的整個寬幅上形成。
保護(hù)片112設(shè)置在導(dǎo)光板111與棱鏡片115之間，在透明基板114上層積透明橡膠狀樹脂113而形成。透明基板114與導(dǎo)光板111的光射出面123相對，透明橡膠狀樹脂113與棱鏡片115的形成有棱鏡部116的面相對。另外，如圖2(a)所示，透明橡膠狀樹脂113與棱鏡部116的頂部相接而配置，保持棱鏡片115使其不變形。另外，如圖2(b)所示，在對面光源裝置102施加有外力P的狀態(tài)下，通過將棱鏡部116壓入到透明橡膠狀樹脂113中而進(jìn)行保護(hù)，防止棱鏡部116的破損。另一方面，在不施加外力P的狀態(tài)下，如圖2(a)所示，棱鏡部116不壓入到透明橡膠狀樹脂113中，保持棱鏡片115并在透明基板114與導(dǎo)光板111的光射出面123之間不產(chǎn)生光學(xué)接觸。另外，若從施加有外力P的狀態(tài)將外力P去除，則返回到施加外力P之前的狀態(tài)。
在此，光學(xué)接觸是指如下的狀態(tài)即，通過將棱鏡部116壓入到透明橡膠狀樹脂113中，如圖3所示，觀察透過棱鏡片115的光，如區(qū)域A和區(qū)域B(實施了暗光澤樣子的區(qū)域)那樣地產(chǎn)生明亮不同的情形(光學(xué)接觸情形)的現(xiàn)象。若透明橡膠狀樹脂113變形而將棱鏡部116壓入到透明橡膠狀樹脂113中，則在該部分如圖5所示地來自透明橡膠狀樹脂113的射出光p不通過空氣層而直接射入棱鏡部116，與通過空氣層的情況相比，由于折射方向變化，而產(chǎn)生上述光學(xué)接觸情形。另外，作為其他的光學(xué)接觸，也有如下的情況即，在對保護(hù)片112施加有外力P時，若通過使保護(hù)片112局部彎曲、翹曲，而在導(dǎo)光板111的光射出面123與保護(hù)片112的透明基板114之間使空氣層的間隔與產(chǎn)生干涉條紋的條件相一致，則產(chǎn)生不同色彩的多彩情形。這是在將不完全平行的兩張玻璃板貼合時、無論由反射光看還是透射光看在玻璃板最貼合的點的周圍都產(chǎn)生一組著色條紋(單色光時，為明暗條紋)的現(xiàn)象，是由相互的玻璃板之間的空氣層引起的光的干涉的結(jié)果。若產(chǎn)生這些光學(xué)接觸，則導(dǎo)致面光源裝置102的外觀變差。
圖4中表示棱鏡部的耐強度為以往的10倍、無光學(xué)接觸、并且滿足是以往產(chǎn)品的正面亮度下降率的10％以下的條件的保護(hù)片112的構(gòu)成例。另外，圖4中的構(gòu)成例1是表示構(gòu)成例2所示的保護(hù)片112的特性范圍內(nèi)最適合的特性(除透明基板的材料)。
接著，對圖4所示的各參數(shù)進(jìn)行說明。在實施例1所示的保護(hù)片112的透明基板114使用市場上銷售的高透射率的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，透明橡膠狀樹脂113使用硅類橡膠狀樹脂。另外，透明基板114及透明橡膠狀樹脂113以現(xiàn)有的面光源裝置的正面亮度為基準(zhǔn)，選定使面光源裝置102的正面亮度下降率在10％以內(nèi)的材料。所選定的透明基板114的全光線透射率也考慮菲涅耳反射的影響，為92％以上，混濁度(ヘイズ)為2％以下(＝大致不散射)。另外，由于由透明橡膠狀樹脂113單體不能夠測定全光線透射率及混濁度，故在測定保護(hù)片112的全光線透射率及混濁度時，幾乎不存在透明橡膠狀樹脂113的影響，考慮菲涅耳反射，全光線透射率為92％以上，混濁度為2％以下。另外，混濁度由(散射透射率/全光線透射率)×100來表示，表示透過試樣的光中散射的比率。另外，全光線透射率及混濁度以JIS-K7105為基準(zhǔn)進(jìn)行測定。
其次，透明橡膠狀樹脂113的最低厚度必須為棱鏡部116高度的一半左右。這是由于在將棱鏡部116的一半壓入到透明橡膠狀樹脂113中時，由于埋入棱鏡部116而隆起的透明橡膠狀樹脂113向棱鏡部116與棱鏡部116之間的空氣層擴(kuò)展而將棱鏡部116之間的空氣層全部埋住。例如，在棱鏡部116的高度為30μm的情況下，透明橡膠狀樹脂最低需要15μm的厚度。
從薄型化的觀點來看，保護(hù)片112的厚度設(shè)定為65～250μm左右為好。若比該厚度薄，則保護(hù)片112的硬挺性弱，故組裝時，保護(hù)片112由于自重而彎折，處理性性降低，或在夏天的機動車內(nèi)等高溫下長時間放置時，由于透明橡膠狀樹脂113與透明基板114的熱膨脹率之差而使保護(hù)片112翹曲，在與導(dǎo)光板111或與棱鏡片115之間容易引起光學(xué)接觸。另外，由于具有一定程度的厚度，即使在作用外力P而使保護(hù)片112局部彎曲的情況下也能夠復(fù)原，但若厚度小于65μm，則可能會引起與導(dǎo)光板111或棱鏡片115的光學(xué)接觸。
接著，通過在透明基板114的背面?zhèn)然蛘邔?dǎo)光板111的光射出面123上設(shè)置微小的凸圖案，能夠防止由導(dǎo)光板111的光射出面123與保護(hù)片112之間的空氣層引起的光干涉導(dǎo)致的光學(xué)接觸。在導(dǎo)光板111側(cè)形成凸圖案時，對導(dǎo)光板111的光射出面123側(cè)的模型實施噴丸處理等，在模具上設(shè)置凹圖案，這樣的話，在形成導(dǎo)光板111時，在光射出面123上形成模具上設(shè)置的凹圖案翻轉(zhuǎn)的凸圖案。另外，通過在透明基板114的導(dǎo)光板111的光射出面123側(cè)涂敷混入有微細(xì)的粉末(顆粒)的透明樹脂(顆粒涂敷)，能夠在透明基板114上形成凸圖案。此時，若將顆粒的大小增大為大于2μm，則能夠確認(rèn)不產(chǎn)生光學(xué)接觸。另外，通過在透明基板114的背面?zhèn)?、或者?dǎo)光板111的光射出面123上設(shè)置微小的凸圖案或者實施顆粒涂敷，能夠使棱鏡片115或?qū)Ч獍?11具有光擴(kuò)散效果，減少亮度不均。
另外，面光源裝置102需要為如下結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示，在對面光源裝置102不作用外力P的狀態(tài)下，使透明橡膠狀樹脂113不發(fā)生變形地保持棱鏡片115，并且使透明基板114和導(dǎo)光板111不產(chǎn)生光學(xué)接觸；在施加有預(yù)想范圍外的外力P時，如圖2(b)所示，通過使保護(hù)片112的透明橡膠狀樹脂113變形而可防止棱鏡部116的破損，并且，若從施加有外力P的狀態(tài)將外力P去除，則返回到圖2(a)所示的施加有外力P之前的狀態(tài)。
即，若由于外力P而使棱鏡部116破損，則由于與圖19(b)所示的現(xiàn)有例同樣，棱鏡部116的破損部分的指向性變化，故射入棱鏡部116的破損部分的光不向垂直方向射出而成為雜光，導(dǎo)致正面亮度降低、亮度均勻化的惡化、雜光引起的外觀下降。另外，在未施加有外力P的狀態(tài)下，若透明橡膠狀樹脂113變形而將棱鏡部116壓入到透明橡膠狀樹脂113中，則產(chǎn)生圖3所示的光學(xué)接觸情形，外觀變差。
在實施例1的液晶顯示裝置101中，滿足這樣的耐負(fù)荷特性的條件通過試驗而求得通用硬度為大于0.2N/mm2、小于2.3N/mm2的值，彈性回復(fù)功率為70％以上。
在此，在對決定通用硬度(HU)和彈性回復(fù)功率的范圍的試驗進(jìn)行說明之前，對通用硬度及彈性回復(fù)功率進(jìn)行簡單地說明。首先，通用硬度由圖6所示的構(gòu)成的試驗(ISO14577-1標(biāo)準(zhǔn))求得。該試驗如下進(jìn)行即，在測定臺130上依次重疊配置平坦的玻璃板131、測定試樣(在本發(fā)明中為保護(hù)片112)，從測定試樣的上部對前端形成為角錐形的維氏壓件132施加負(fù)荷F而將其壓入。另外，圖6中的虛線為維氏壓件132上負(fù)載負(fù)荷而壓入到試樣(保護(hù)片112)中的狀態(tài)。通用硬度在負(fù)荷負(fù)荷的狀態(tài)下測定，將維氏壓件132與壓入面133的試樣接觸的部分的面積設(shè)為As，則使用試驗時的壓入負(fù)荷F由通用硬度＝F/As表示。另外，通常的維氏壓件前端部的角度φ為136度，此時，若將試驗時的壓入量設(shè)為h，則由通用硬度＝F/(26.43×h2)表示。
另外，通過試驗求出圖7所示的表示壓入負(fù)荷F與壓入量h的關(guān)系的曲線圖。圖7是橫軸為壓入量h、縱軸為壓入負(fù)荷F的曲線圖。圖7中的曲線C表示與負(fù)荷壓入負(fù)荷F時的壓入量h的關(guān)系。曲線D表示與負(fù)荷的壓入負(fù)荷F減少時的壓入量h的關(guān)系。另外，區(qū)域V是在曲線D上從與最小負(fù)荷(在此為零)對應(yīng)的壓入量H1到與最大負(fù)荷Fmax對應(yīng)的壓入量Hmax的范圍內(nèi)，利用壓入量h對沿曲線D的壓入負(fù)荷F積分而得到的區(qū)域，其被稱為彈性功。另外，區(qū)域W是在從壓入量h＝0到與最大負(fù)荷Fmax對應(yīng)壓入量Hmax的范圍內(nèi)利用壓入量h對沿曲線C的壓入負(fù)荷F與沿曲線D的壓入負(fù)荷F之差進(jìn)行積分而得到的區(qū)域，其被稱為塑性功。另外，區(qū)域C與區(qū)域D之和(塑性功+彈性功)稱為總功。彈性回復(fù)功率表示彈性功相對于總功的比例，由彈性回復(fù)功率＝彈性功/總功來表示。
然后，通過使用圖6說明的試驗來測定通用硬度及彈性回復(fù)功率，對六種保護(hù)片112(試樣1～6)進(jìn)行評價。評價的各試樣的通用硬度及彈性回復(fù)功率表示在圖8中。另外，由□涂黑標(biāo)記及實線表示各試樣的彈性回復(fù)功率(％)，由◇涂黑標(biāo)記以及虛線表示各試樣的通用硬度(N/mm2)。另外，在實施例1中，通用硬度及彈性回復(fù)功率的測定使用フイ一シヤ一スコ一プ公司制的H100C。另外，由于透明橡膠狀樹脂113的厚度為25μm左右，故為了使測定值不受透明基板的影響，通用硬度及彈性回復(fù)功率的測定如下進(jìn)行即，將維氏壓件132的最大壓入量設(shè)為2μm，維氏壓件132的壓入將從開始施加壓入負(fù)荷F到壓入量最大的時間設(shè)為5秒，進(jìn)而將由此到壓入負(fù)荷F減少為零的時間設(shè)為5秒(即，壓入速度為0.4μm/秒左右)，對各保護(hù)片112測定三次，將其平均值作為測定值。另外，測定是在溫度23℃、濕度50％的環(huán)境下進(jìn)行的。
圖9表示保護(hù)片112的耐負(fù)荷性(棱鏡部頂部的破損難易度、透明橡膠狀樹脂的壓痕殘留的難易度)的評價時的構(gòu)成。詳細(xì)地說，在測定臺130上放置平坦的玻璃板131，將之上組裝有試樣1～6的面光源裝置102的棱鏡片115的與棱鏡部116形成面相反側(cè)的面載置在玻璃板131之上。詳細(xì)地，棱鏡片115的棱鏡部116形成面成為上側(cè)而設(shè)置在玻璃板131上，進(jìn)而，使透明橡膠狀樹脂113側(cè)與棱鏡部116相對而從上側(cè)配置保護(hù)片112，在透明基板114之上載置導(dǎo)光板111的光射出面123。
接著，從導(dǎo)光板111的與光射出面123相反側(cè)的面負(fù)荷規(guī)定的負(fù)荷F′之后，將面光源裝置102點亮，通過目測來判斷外觀是否變差。另外，由目測一并確認(rèn)保護(hù)片112(試樣1～6)上是否劃傷。另外，棱鏡片115使用密度為9.5×10-4g/mm3、通用硬度約9.2N/mm2的材料。
圖10表示試樣1～6的評價結(jié)果。圖中的×標(biāo)記，在評價中，在“接觸”欄中表示發(fā)生了光學(xué)接觸，在“耐負(fù)荷”欄中，表示產(chǎn)生了棱鏡部116頂部的破損和向透明橡膠狀樹脂113壓痕。對此，○標(biāo)記表示都沒有發(fā)生。
在實施例1的液晶顯示裝置101的構(gòu)成中，在通用硬度為0.2N/mm2以下時，發(fā)生光學(xué)接觸(試樣6)，在通用硬度為2.3N/mm2以上時，棱鏡部116的頂部破損并且在透明橡膠狀樹脂113上殘留壓痕(試樣4、5)。另外，若彈性回復(fù)功率為70％以下，則棱鏡部116的頂部破損并且在透明橡膠狀樹脂113上殘留壓痕(試樣4、5)。
以上，在實施例1的液晶顯示裝置101的構(gòu)成中，為了確保耐負(fù)荷性，需要使硬度為大于0.2N/mm2、小于2.3N/mm2的值，彈性回復(fù)功率為70％以上。
因此，將在透明基板114上形成有透明橡膠狀樹脂113的保護(hù)片112配置在導(dǎo)光板111與棱鏡片115之間，使透明橡膠狀樹脂113為棱鏡片115側(cè)，通過使用僅由棱鏡片115的自重不使透明橡膠狀樹脂113的特性改變、只有施加通常以上的外力時才發(fā)生變形的材料，將正面亮度下降抑制到最小限，并且在通常狀態(tài)下不發(fā)生光學(xué)接觸，即使作用設(shè)想范圍內(nèi)的外力，也能夠防止棱鏡片115破損或在保護(hù)片112上劃傷的情況。即，保護(hù)片112形成有圖6及圖7說明的方法測定的通用硬度及彈性回復(fù)功率具有適當(dāng)?shù)闹档耐该飨鹉z狀樹脂113，通過將該保護(hù)片112配置在導(dǎo)光板111與棱鏡片115之間，能夠提高液晶顯示裝置101及面光源裝置102的耐負(fù)荷性。
另外，不將保護(hù)片112直接形成在導(dǎo)光板111上，通過使為獨立的片，容易制造光學(xué)特性均勻的保護(hù)片112。另外，保護(hù)片112不因棱鏡片115的自重而變形，故無需設(shè)置用于固定棱鏡片115的特別的固定機構(gòu)。另外，僅通過將棱鏡片115放置在保護(hù)片112上即可在形成于棱鏡片115上的各棱鏡部116之間保持空氣層，故能夠不將面光源裝置102增厚至必要以上，由便宜的構(gòu)成就可將光有效地向垂直方向射出。
實施例2實施例2與實施例1的液晶顯示裝置101所使用的保護(hù)片112的構(gòu)成不同。在圖11中表示本發(fā)明實施例2使用的保護(hù)片211的側(cè)面圖。保護(hù)片211在透明基板114上形成第一透明橡膠狀樹脂212，進(jìn)而在第一透明橡膠狀樹脂212上形成第二透明橡膠狀樹脂213，透明橡膠狀樹脂成為雙層構(gòu)造。例如，在該保護(hù)片211中，第二透明橡膠狀樹脂213主要防止與棱鏡片115的光學(xué)接觸而構(gòu)成，第一透明橡膠狀樹脂212防止棱鏡部116相對外力破損而構(gòu)成。即，第二透明橡膠狀樹脂213使用稍硬的透明橡膠狀樹脂，具有不會由于棱鏡片115的自重而變形并且不引起光學(xué)接觸的特性，第一透明橡膠狀樹脂212使用比第二透明橡膠狀樹脂213軟的樹脂，防止在施加有外力時變形、形成于棱鏡片115的棱鏡部116的頂部破損。
因此，由于可將作用分散在第一透明橡膠狀樹脂212及第二透明橡膠狀樹脂213上，故通過將特性不同的透明橡膠狀樹脂很好地組合，能夠在比實施例1所示的保護(hù)片112的特性范圍寬的范圍中滿足必要性能(耐負(fù)荷性)。另外，由于可使用的材料的種類也增加，故使用更便宜的材料而低成本化，或使用具有新功能的材料而制成附加價值更高的產(chǎn)品。另外，也可以將透明橡膠狀樹脂形成三層以上，但考慮到批量生產(chǎn)性，總數(shù)少為好，故兩層左右為好。顯然，若層數(shù)增加，則各層使用的樹脂的組合自由度變大。
實施例3實施例3與實施例1的液晶顯示裝置101所使用的保護(hù)片112的構(gòu)成不同。在圖12中表示本發(fā)明實施例3使用的保護(hù)片214的側(cè)面圖。保護(hù)片214在透明基板114上形成透明橡膠狀樹脂215，在透明橡膠狀樹脂215中混入有顆粒216等。由此，防止外力造成的棱鏡片115的破損，并且起到作為擴(kuò)散板的作用，能夠減少亮度不均。
通過在透明橡膠狀樹脂215中混入顆粒216等，與未混入顆粒的情況相比，正面亮度減少，故需要以能夠確保必要的正面亮度的范圍的密度混入顆粒216。另外，在透明橡膠狀樹脂215中使顆粒216的密度部分地變化，由此能夠附加容易校正亮度不均的功能。
另外，在實施例3中，不在透明橡膠狀樹脂215中而是在透明基板114或透明橡膠狀樹脂215和透明基板114二者中分散顆粒216，由此也可以起到作為擴(kuò)散板的作用。
另外，在本發(fā)明中，以單面發(fā)光型液晶顯示裝置進(jìn)行了說明，但也可以為雙面發(fā)光型液晶顯示裝置及組裝到其所使用的雙面發(fā)光裝置中使用。
實施例4圖13是本發(fā)明實施例4的液晶顯示裝置301的示意剖面圖。實施例4的液晶顯示裝置301與實施例1的液晶顯示裝置101和保護(hù)片112的構(gòu)造不同。
在實施例4所使用的保護(hù)片112中，在透明基板114的上面層積透明橡膠狀樹脂113、在透明基板114的下面也層積透明橡膠狀樹脂302并一體化。下面?zhèn)鹊耐该飨鹉z狀樹脂302可以通過與上面?zhèn)鹊耐该飨鹉z狀樹脂113相同的材料形成，只要為透明橡膠狀樹脂則也可以由不同的材料構(gòu)成。
設(shè)于下面?zhèn)鹊耐该飨鹉z狀樹脂302不含有空氣而緊密貼合在導(dǎo)光板111的光射出面123上，通過使透明橡膠狀樹脂302與光射出面123貼合，將保護(hù)片112和導(dǎo)光板111一體化。使透明橡膠狀樹脂302與光射出面123貼合時，可以利用透明橡膠狀樹脂302的粘彈性而貼合在光射出面123上，也可以使用粘接劑或配合油(マツチンゲオイル)而將透明橡膠狀樹脂302貼合在光射出面123上。由于光在保護(hù)片112中通過，故作為構(gòu)成保護(hù)片112的各層的材料，使用光的吸收少、光的擴(kuò)散性低的材料為好。
在實施例1的情況下，通過在光射出面123和透明基板14的任一個設(shè)置凸圖案或混入顆粒，在光射出面123與透明基板114背面之間設(shè)有空氣層，但在實施例4的情況下，由于光射出面123與透明橡膠狀樹脂302貼合，故在導(dǎo)光板111與保護(hù)片112之間沒有空氣層。
因此，根據(jù)實施例4的液晶顯示裝置301，不需要實施例1中為了防止貼合而設(shè)置的凸圖案或顆粒，故不會由于凸圖案或顆粒而使來自導(dǎo)光板111的射出光擴(kuò)散，相應(yīng)地，可提高液晶顯示裝置301的正面亮度。不過，保護(hù)片112不貼合在導(dǎo)光板111的實施例1的構(gòu)成，在從斜向?qū)忡R片115施加力時，由于保護(hù)片112能夠向平行地對導(dǎo)光板111施力的方向位移，故沖擊吸收效果好。
另外，在使用實施例1這樣的由透明基板114和光射出面112構(gòu)成的保護(hù)片112的情況下，也可以使用粘接劑或配合油將透明基板114的下面貼合在光射出面123上。
另外，在實施例4中，在透明基板114的兩面設(shè)有透明橡膠狀樹脂113、302，但在保護(hù)片112的處理性幾乎沒有問題的情況下，也可以由一張透明橡膠狀樹脂113形成保護(hù)片112。此時，由透明橡膠狀樹脂113的上面保護(hù)棱鏡片115，使透明橡膠狀樹脂113的下面貼合在導(dǎo)光板111的光射出面123上。
實施例5圖14是本發(fā)明實施例5的液晶顯示裝置311的示意剖面圖。實施例5所使用的保護(hù)片112在透明基板114的上面層積有透明橡膠狀樹脂113，在透明橡膠狀樹脂113的上面通過與透明橡膠狀樹脂113相同的材料形成有多個微細(xì)圖案312。微細(xì)圖案312比棱鏡片115上設(shè)置的棱鏡部116還要微細(xì)，只要為例如數(shù)μm～10μm左右的高度即可。
若將這樣的微細(xì)圖案312設(shè)置在保護(hù)片112的表面上，則透明橡膠狀樹脂113與棱鏡部116的頂部更加難以貼合，更加難以引起光學(xué)接觸。另外，防止棱鏡部116頂部的損壞的效果也進(jìn)一步提高。
另外，若將微細(xì)圖案312的圖案形狀形成為三角錐狀或圓錐狀等錐形狀，則如圖15所示，能夠由微細(xì)圖案312使通過保護(hù)片112的光p偏向任意的方向。
實施例6圖16是本發(fā)明實施例6的液晶顯示裝置321的示意剖面圖。實施例6所使用的保持架118中，在臺階面128的下方、在保持架118的貫通孔127內(nèi)面設(shè)有用于支承棱鏡片115的階梯面322。棱鏡片115將周邊部下面載置于階梯面322之上而被水平地保持在保持架118的貫通孔127中，在棱鏡片115的棱鏡部116與保護(hù)片112的上面之間開設(shè)有規(guī)定的空隙323?？障?23的厚度只要為10μm以上即可，但要求液晶顯示裝置薄型化中的空隙323的厚度上限值大體為100μm左右。
另外，臺階面128與階梯面322之間的垂直距離與棱鏡片115的厚度大致相等，棱鏡片115通過粘貼在臺階面128上的第一雙面膠帶120而將周圍壓住。
在實施例1的液晶顯示裝置101中，由于將棱鏡片115載置在保護(hù)片112之上，故透明橡膠狀樹脂113的硬度需要設(shè)定成不會由于棱鏡片115的自重而發(fā)生光學(xué)接觸的水平。但是，根據(jù)液晶顯示裝置的構(gòu)成及用途等，由保持架118的變形等而使保護(hù)片112或棱鏡片115翹曲，對保護(hù)片112施加棱鏡片115的自重以上的負(fù)荷會時常發(fā)生光學(xué)接觸。
在實施例6中，作為其對策，在棱鏡片115與保護(hù)片112之間形成有空隙323。即，根據(jù)實施例6的液晶顯示裝置321，在產(chǎn)生熱循環(huán)這樣的嚴(yán)峻的條件(例如-50℃～+100℃)下使保護(hù)片12翹曲的情況、或為了減弱保持架118的剛性而使保持架118撓曲而總對保護(hù)片112或棱鏡片115施加外力產(chǎn)生翹曲的情況下，也能夠防止棱鏡片115的棱鏡部116與保護(hù)片112準(zhǔn)穩(wěn)定地接觸的問題。并且，在產(chǎn)生翹曲的基礎(chǔ)上施加外力而使棱鏡部116的頂部接觸保護(hù)片112時，可通過透明橡膠狀樹脂113防止棱鏡部116頂部的破損。
圖17是表示實施例6的變形例的液晶顯示裝置331的示意剖面圖。在該變形例中，在階梯面322的下方，在保持架118的貫通孔127內(nèi)面設(shè)有帶粘貼面332。該帶粘貼面332形成在與收納在保持架118中的保護(hù)片112的上面大致相等的高度上。由此，通過從帶粘貼面332到保護(hù)片112的上面周圍粘貼粘貼帶333，能夠?qū)⒈Ｗo(hù)片112的周圍固定在保持架118上，并且可防止保護(hù)片112的浮起。
另外，為了防止保護(hù)片112的浮起，也可以如圖18所示的另一變形例的液晶顯示裝置334那樣，在導(dǎo)光板111的有效區(qū)域外，通過第三雙面膠帶335將保護(hù)片112的下面外周部粘貼到導(dǎo)光板111的上面外周部。
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，包括光源；導(dǎo)光板，其形成將導(dǎo)入內(nèi)部的所述光源的光偏向光射出面的凹凸圖案，從所述光射出面朝向與所述光射出面大致平行的方向射出光；棱鏡片，其形成多個用于使從所述光射出面射出的光偏向與所述光射出面大致垂直的方向的棱鏡，將所述棱鏡相對所述導(dǎo)光板側(cè)配置，其特征在于，具有透明的保護(hù)片，該保護(hù)片的表面具有規(guī)定的彈性率，并且將具有所述規(guī)定彈性率的表面相對所述棱鏡配置。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述保護(hù)片在透明基板上形成一層或多層具有規(guī)定彈性率的透明橡膠狀樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述保護(hù)片的表面的所述規(guī)定彈性率僅在所述棱鏡片受到外力時使表面變形。
4.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，所述保護(hù)片的表面與所述棱鏡的頂部相接，具有可不使所述表面變形而支承所述棱鏡的彈性率。
5.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于，在所述保護(hù)片中分散有微細(xì)的顆粒。
6.一種液晶顯示裝置，其中，具有權(quán)利要求1～5中任一項所述的面光源裝置、和液晶顯示面板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面光源裝置以及使用該裝置的液晶顯示裝置。在透明基板(114)上形成有透明橡膠狀樹脂(113)的保護(hù)片(112)配置在導(dǎo)光板(111)的光射出面(123)與棱鏡片(115)的棱鏡部(116)形成面之間，使透明橡膠狀樹脂(113)和棱鏡部(116)的頂部相接。透明橡膠狀樹脂(113)在無外力的狀態(tài)下不發(fā)生變形地保持棱鏡片，并且在棱鏡片(115)與保護(hù)片(112)之間不發(fā)生光學(xué)接觸。另一方面，在作用有外力的狀態(tài)下，通過使透明橡膠狀樹脂(113)變形來防止棱鏡部(116)的破損。
文檔編號G02F1/13GK101072972SQ20058004222
公開日2007年11月14日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者上野佳宏, 竹村宏一, 幕田功, 篠原正幸 申請人:歐姆龍株式會社