專(zhuān)利名稱(chēng)：導(dǎo)光板、面狀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)明涉及一種使用于液晶顯示裝置等的導(dǎo)光板。
背景技術(shù)：
于液晶顯示裝置中使用有背光單元(backlight unit)，該背光單元自液晶顯示面板(panel)的背面?zhèn)日丈涑龉?，?duì)液晶顯示面板進(jìn)行照明。使用導(dǎo)光板、棱鏡片(prismsheet)或擴(kuò)散片等的零件來(lái)構(gòu)成背光單元，上述導(dǎo)光板使照明用的光源所發(fā)出的光擴(kuò)散，對(duì)液晶顯示面板進(jìn)行照射，上述棱鏡片或擴(kuò)散片使自導(dǎo)光板射出的光均一化。目前，對(duì)于大型的液晶電視(television)的背光單元而言，如下的方式為主流，該方式是將導(dǎo)光板配置于照明用的光源的正上方的所謂的直下型的方式。于該方式中，將多根作為光源的冷陰極管配置于液晶顯示面板的背面，將內(nèi)部設(shè)為白色的反射面以確保均一的光量分布與必需的殼度。然而，對(duì)于直下型的背光單元而言，為了使光量分布均一，與液晶顯示面板垂直的方向的厚度必須為30mm左右，且難以使該厚度比30mm左右更薄。相對(duì)于此，作為能夠?qū)崿F(xiàn)薄型化的背光單元，已存在使用如下的導(dǎo)光板的背光單元，該導(dǎo)光板將自照明用的光源射出之后入射的光引導(dǎo)至規(guī)定方向，且使光自與入射面不同的面即光出射面射出。作為此種使用導(dǎo)光板的背光單元，已提出有使用板狀的導(dǎo)光板的方式的背光單元，該板狀的導(dǎo)光板是將用以使光散射的散射粒子混入至透明樹(shù)脂而成，使光自側(cè)面入射，接著使光自表面射出。例如，于專(zhuān)利文獻(xiàn) I中揭不有一種光散射導(dǎo)光光源裝置，該光散射導(dǎo)光光源裝置的特征在于包括:光散射導(dǎo)光體，具有至少一個(gè)光入射面區(qū)域及至少一個(gè)出光面區(qū)域；以及光源單元，用以使光自上述光入射面區(qū)域入射，上述光散射導(dǎo)光體包括如下的區(qū)域，該區(qū)域具有隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而厚度減小的傾向。又，于專(zhuān)利文獻(xiàn)2中揭示有一種面光源裝置，該面光源裝置包括:光散射導(dǎo)光體、配置于光散射導(dǎo)光體的出光面?zhèn)鹊睦忡R片、以及配置于光散射導(dǎo)光體的背面?zhèn)鹊姆瓷潴w。又，于專(zhuān)利文獻(xiàn)3中揭不有一種包括板狀的包含光學(xué)材料的光出射方向修正兀件的液晶顯示器(display)，該光出射方向修正元件包括:具有棱鏡列狀的重復(fù)起伏的光入射面、與具有光擴(kuò)散性的光出射面，于專(zhuān)利文獻(xiàn)4中揭示有一種光源裝置，該光源裝置包括:于內(nèi)部具有散射能力的光散射導(dǎo)光體、與自上述光散射導(dǎo)光體的端面部供給光的光供給單元。又，作為導(dǎo)光板，除了上述導(dǎo)光板以外，亦提出有:中間部的厚度形成得比入射側(cè)的端部及對(duì)向側(cè)的端部的厚度更大的導(dǎo)光板；具有隨著遠(yuǎn)離入光部而朝厚度變厚的方向傾斜的反射面的導(dǎo)光板；以及具有如下的形狀的形狀的導(dǎo)光板，該形狀是指于入射部處，表面部與背面部之間的距離最小，于最遠(yuǎn)離入射部的位置，厚度最大(例如參照引用文獻(xiàn)5至引用文獻(xiàn)8)。此外，于專(zhuān)利文獻(xiàn)9以及專(zhuān)利文獻(xiàn)10中，揭示有一種導(dǎo)光體的出射面為凹面的照光裝置，于專(zhuān)利文獻(xiàn)11中，揭示有一種導(dǎo)光板的光出射面為朝下凸出的曲面(即，光出射面為凹面)的導(dǎo)光板。 又，于專(zhuān)利文獻(xiàn)11中揭示有如下的導(dǎo)光板(剖面形狀為等腰三角形)，該導(dǎo)光板為包含2個(gè)層的導(dǎo)光板，第I層與第2層的邊界面為傾斜面，該傾斜面隨著自端部朝向?qū)Ч獍宓闹醒攵咏诠獬錾涿娴姆较騼A斜。此外，于專(zhuān)利文獻(xiàn)12中揭示有一種面光源裝置，其特征在于:在具有重疊有至少一個(gè)非散射導(dǎo)光區(qū)域與至少一個(gè)散射導(dǎo)光區(qū)域的部分的板狀體上，將光源燈安裝于端面，并且利用兩個(gè)區(qū)域的板厚來(lái)局部地對(duì)粒子的濃度進(jìn)行調(diào)整，藉此來(lái)對(duì)來(lái)自主面的出射兩的分布狀態(tài)進(jìn)行控制，上述至少一個(gè)散射導(dǎo)光區(qū)域是使折射率不同的粒子均一地分散于與上述至少一個(gè)非散射導(dǎo)光區(qū)域相同的材料而成的區(qū)域，散射導(dǎo)光區(qū)域?yàn)橥範(fàn)畹膶?dǎo)光體區(qū)塊(block)，非散射導(dǎo)光區(qū)域?yàn)榕c凸?fàn)畹膶?dǎo)光體區(qū)塊相對(duì)應(yīng)的凹狀的導(dǎo)光體區(qū)塊。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專(zhuān)利文獻(xiàn)][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]日本專(zhuān)利特開(kāi)平7-36037號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-248233號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-271739號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)4]日本專(zhuān)利特開(kāi)平11-153963號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)5]日本專(zhuān)利特開(kāi)2003-90919號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)6]日本專(zhuān)利特開(kāi)2004-171948號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)7]日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-108676號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)8]日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-302322號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)9]日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-220346號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)10]日本專(zhuān)利特開(kāi)2009-117349號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)11]日本專(zhuān)利特開(kāi)2009-117357號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)12]日本專(zhuān)利第4127897號(hào)(日本專(zhuān)利特開(kāi)平11-345512號(hào))公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，對(duì)于使用隨著遠(yuǎn)離光源而厚度變薄的導(dǎo)光板的串列(tandem)方式等的背光單元而言，雖能夠?qū)崿F(xiàn)薄型的背光單元，但存在如下的問(wèn)題，即，由于冷陰極管與反射器(reflector)的相對(duì)尺寸的關(guān)系，光利用效率比直下型更差。又，當(dāng)使用將冷陰極管收容在形成于導(dǎo)光板的槽中的形狀的導(dǎo)光板時(shí)，雖可形成隨著遠(yuǎn)離冷陰極管而厚度變薄的形狀，但若導(dǎo)光板的厚度變薄，則存在如下的問(wèn)題，即，配置在槽中的冷陰極管的正上方的亮度會(huì)增強(qiáng)，光出射面的亮度不均變得顯著。又，上述方式的導(dǎo)光板的形狀均復(fù)雜，因此，加工成本(cost)上升，當(dāng)形成大型的導(dǎo)光板，例如形成畫(huà)面尺寸(size)為37時(shí)(inch)以上尤其為50時(shí)以上的液晶電視的背光用的導(dǎo)光板時(shí)，存在成本升高的問(wèn)題。又，于專(zhuān)利文獻(xiàn)5至專(zhuān)利文獻(xiàn)8中提出有如下的導(dǎo)光板，為了實(shí)現(xiàn)制造穩(wěn)定化，或?yàn)榱死枚嘀胤瓷鋪?lái)抑制亮度(光量)不均，隨著遠(yuǎn)離光入射面，該導(dǎo)光板的厚度變厚，但這些導(dǎo)光板為透明體，自光源入射的光會(huì)直接朝相反方向的端部側(cè)射出，因此，必須于下表面安裝棱鏡或使下表面具有點(diǎn)圖案(dot pattern)。
又，亦存在如下的方法，S卩，將反射構(gòu)件配置于光入射面的相反側(cè)的端部，對(duì)入射的光進(jìn)行多重反射而使該光自光出射面射出，但為了實(shí)現(xiàn)大型化，必須使導(dǎo)光板變厚，從而該導(dǎo)光板會(huì)變重，成本亦會(huì)升高。又，亦存在如下的問(wèn)題，即，產(chǎn)生光源的映入而導(dǎo)致亮度不均及/或照度不均。對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)9所揭示的照光裝置而言，由于在反射面上設(shè)置鋸齒槽(serrationgap)而形成漫反射面，因此，為了實(shí)現(xiàn)大型化，必須使導(dǎo)光板變厚。因此，存在如下的問(wèn)題，即，該導(dǎo)光板變重，而且由于需要復(fù)雜的加工,故而成本亦升高。對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)10所揭示的面狀照明裝置而言，確實(shí)是將導(dǎo)光板的光出射面設(shè)為凹面，但散射粒子均一地混合于整個(gè)導(dǎo)光板，于光學(xué)特性方面，難以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)薄型化。又，由于光入射面小，因此，無(wú)法不增加導(dǎo)光板的重量而使光利用效率(入射效率)提高。專(zhuān)利文獻(xiàn)11所揭示的導(dǎo)光板確實(shí)為包含2個(gè)層的導(dǎo)光板，第I層與第2層的邊界面的隨著自端部朝向?qū)Ч獍宓闹醒攵咏诠獬錾涿娴姆较騼A斜的剖面形狀為等腰三角形，但并未考慮對(duì)第2層的形狀進(jìn)行調(diào)整以將出射光量予以最佳化。專(zhuān)利文獻(xiàn)12所揭示的面光源裝置亦同樣未考慮對(duì)散射導(dǎo)光區(qū)域的形狀進(jìn)行調(diào)整以將出射光量予以最佳化。又，對(duì)于大型的導(dǎo)光板而言，由周?chē)臏囟取穸纫鸬纳炜s大，當(dāng)尺寸為50時(shí)左右時(shí)，會(huì)重復(fù)地伸縮5mm以上。因此，若導(dǎo)光板為平板，則無(wú)法獲知光出射面?zhèn)扰c反射面?zhèn)鹊哪囊粋?cè)產(chǎn)生了翹曲，當(dāng)光出射面?zhèn)犬a(chǎn)生了翹曲時(shí)，伸縮的導(dǎo)光板會(huì)將液晶面板頂起，自液晶顯示裝置射出的光會(huì)產(chǎn)生泳池狀的不均(pool-like unevenness)。為了避免上述情形，考慮預(yù)先增大液晶面板與背光單元之間的距離，但如此則存在無(wú)法使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)薄型化的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)且提供如下的導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板呈大型且薄型的形狀，光的利用效率高，可使亮度不均少的光射出，且可獲得大畫(huà)面的薄型液晶電視所要求的畫(huà)面的中央部附近比周邊部更明亮的分布，即，可獲得所謂的中間高或吊鐘狀的明亮度的分布。又，本發(fā)明的其他目的在于提供如下的導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板即便當(dāng)使用有對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子，作為混練分散于導(dǎo)光板的散射粒子時(shí)，與使用有單分散粒子的情形相比較，亦可防止光的利用效率下降。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板于內(nèi)部分散有散射粒子，且包括:矩形狀的光出射面、設(shè)置于上述光出射面的端邊側(cè)且使朝與上述光出射面大致平行的方向前進(jìn)的光入射的至少一個(gè)光入射面、以及上述光出射面的相反側(cè)的背面，該導(dǎo)光板的特征在于:上述散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子，上述導(dǎo)光板包括在大致垂直于上述光出射面的方向上重疊且上述散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層，上述兩個(gè)以上的層至少包括:上述粒子濃度為Npo的上述光出射面?zhèn)鹊牡贗層、與上述粒子濃度為Npr且位于比上述第I層更靠上述背面?zhèn)鹊牡?層，上述Npo與上述Npr的關(guān)系滿足Npo < Npr，于上述光出射面?zhèn)?，自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面形狀為凹形，使上述第I層以及上述第2層的大致垂直于上述光出射面的方向上的厚度發(fā)生變化，藉此來(lái)使上述導(dǎo)光板的各個(gè)部分的合成粒子濃度發(fā)生變化。又，較佳為于自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面中，在上述光出射面的中央部，上述第I層與上述第2層的邊界面為朝上述光出射面凸出的凸?fàn)?。而?較佳為使用逆偏差濃度(reverse-biased concentration)來(lái)求出上述合成粒子濃度，根據(jù)該合成粒子濃度，上述第2層的厚度以自上述光出射面的中央部朝上述光入射面變薄的方式而連續(xù)地發(fā)生變化，且以于上述光入射面附近，朝上述光入射面再次變厚的方式而連續(xù)地發(fā)生變化。又，較佳為上述光出射面與上述背面為平面形狀，使上述導(dǎo)光板朝上述背面?zhèn)葟澢纬缮鲜龉獬錾涿鎮(zhèn)鹊陌夹巍Ｓ?，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板包括:矩形狀的光出射面、設(shè)置于上述光出射面的端邊側(cè)且使朝與上述光出射面大致平行的方向前進(jìn)的光入射的至少一個(gè)光入射面、設(shè)置于上述光出射面的相反側(cè)的背面、以及分散于內(nèi)部的散射粒子，該導(dǎo)光板的特征在于:上述散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子，上述導(dǎo)光板包括在大致垂直于上述光出射面的方向上重疊且上述散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層，上述兩個(gè)以上的層至少包括:上述粒子濃度為Npo的上述光出射面?zhèn)鹊牡贗層、與上述粒子濃度為Npr且位于比上述第I層更靠上述背面?zhèn)鹊牡?層，上述Npo與上述Npr的關(guān)系滿足Npo < Npr，上述第2層的厚度以隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而暫時(shí)變薄的方式而發(fā)生變化之后，以再次變厚的方式而連續(xù)地發(fā)生變化。此處，較佳為于上述光出射面的中央部，上述第2層的厚度最厚。又，較佳為上述第I層與上述第2層的邊界面為平面，上述第2層為朝上述光出射面的相反側(cè)凸出的凸形，而且上述導(dǎo)光板包括與上述第2層的凸形相對(duì)應(yīng)且上述光出射面?zhèn)葹榘夹蔚牡?層。又，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板于內(nèi)部分散有散射粒子，且包括:矩形狀的光出射面、設(shè)置于上述光出射面的端邊側(cè)且使朝與上述光出射面大致平行的方向前進(jìn)的光入射的至少一個(gè)光入射面、以及上述光出射面的相反側(cè)的背面，該導(dǎo)光板的特征在于:上述散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子，上述導(dǎo)光板包括在大致垂直于上述光出射面的方向上重疊且上述散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層，上述兩個(gè)以上的層至少包括:上述粒子濃度為Npo的上述光出射面?zhèn)鹊牡贗層、與上述粒子濃度為Npr且位于比上述第I層更靠上述背面?zhèn)鹊牡?層，上述Npo與上述Npr的關(guān)系滿足Npo < Npr，上述第2層的厚度以隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而暫時(shí)變薄的方式而發(fā)生變化之后，以再次變厚的方式而連續(xù)地發(fā)生變化。又，較佳為上述第I層與上述第2層的邊界面是將一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那妗⑴c上述光入射面的相反側(cè)的面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿嫱钩龅那嬗枰越雍系拿??；蛘?，較佳為上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那?、上述光入射面的相反?cè)的面?zhèn)鹊钠叫杏谏鲜龉獬錾涿娴钠叫衅矫妗⒁约皩⑸鲜霭枷莸那媾c上述平行平面予以接合的朝上述光出射面凸出的曲面。或者，較佳為上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那?、上述光入射面的相反?cè)的面?zhèn)鹊南鄬?duì)于上述光出射面傾斜的傾斜平面、以及將上述凹陷的曲面與上述傾斜平面予以接合的朝上述光出射面凸出的曲面。
或者，較佳為上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那?、上述光入射面的相反?cè)的面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿嫱钩龅那?、以及將上述凹陷的曲面與上述凸出的曲面予以接合的相對(duì)于上述光出射面傾斜的傾斜平面。又，較佳為上述Npo與上述Npr的范圍滿足Npo = Owt %, 0.0lwt % < Npr
<0.4wt%。又,較佳為上述Npo與上述Npr的范圍滿足Owt % < Npo < 0.15wt*%且Npo < Npr
<0.4wt%。又，較佳為上述背面為平行于上述光出射面的平面?；蛘?，較佳為上述背面是隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而朝遠(yuǎn)離上述光出射面的方向傾斜的面?；蛘撸^佳為上述背面是隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而朝接近于上述光出射面的方向傾斜的面。又，較佳為于上述背面?zhèn)?，自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面形狀亦為凹形。又，較佳為上述光入射面設(shè)置于上述光出射面的長(zhǎng)邊，且較佳為上述光入射面設(shè)置于上述光出射面的一個(gè)端邊側(cè)。又，較佳為上述光入射面是設(shè)置于上述光出射面的相對(duì)向的兩個(gè)端邊側(cè)的兩個(gè)光入射面。又，較佳為光入射面設(shè)置于上述光出射面的4個(gè)端邊側(cè)。又，較佳為使光自上述背面射出。此處,較佳為在與上述導(dǎo)光板的上述光入射面垂直的方向上，將自上述光入射面至距離Lnpi為止的區(qū)域設(shè)為入光部，該入光部的粒子濃度與其他區(qū)域的粒子濃度不同。又，較佳為上述入光部的寬度Lnpi滿足Omm < Lnpi ( 20mm。再者，當(dāng)抑制導(dǎo)光板的光入射面附近的突光不均時(shí)，若將分散于上述入光部的上述散射粒子的粒子密度設(shè)為Npi，則較佳為Npi > Npr或Npi > Npo0或者，當(dāng)抑制導(dǎo)光板的光入射面附近的亮線不均時(shí)，若將分散于上述入光部的上述散射粒子的粒子密度設(shè)為Npi，則較佳為Npi < Npr或Npi < Npo0又，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種面狀照明裝置，該面狀照明裝置的特征在于:包括上述任一個(gè)內(nèi)容所述的導(dǎo)光板。此處，較佳為于上述導(dǎo)光板的上述光出射面?zhèn)劝ü鈱W(xué)構(gòu)件，該光學(xué)構(gòu)件至少包含一個(gè)微透鏡片。而且，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置的特征在于:包括上述內(nèi)容所述的面狀照明裝置。[發(fā)明的效果]根據(jù)本發(fā)明，形狀為薄型，且光的利用效率高，可使亮度不均少的光射出，且可獲得大畫(huà)面的薄型液晶電視所要求的畫(huà)面的中央部附近比周邊部更明亮的分布，即可獲得所謂的中間高或吊鐘狀的明亮度的分布。又，根據(jù)本發(fā)明，由于不易朝光出射面?zhèn)嚷N曲，可使液晶面板與導(dǎo)光板的間隔縮小，從而可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)薄型化。
此外，由于光出射面為凹形，因此，與平均厚度相同的平板的導(dǎo)光板相比較，可使光入射面增大，從而可使來(lái)自光源的光的入射效率提高。又，若光入射面的大小相同，則與平板的導(dǎo)光板相比較，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化。


圖1是表示包括使用本發(fā)明的導(dǎo)光板的面狀照明裝置的液晶顯示裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的概略立體圖。圖2是圖1所示的液晶顯示裝置的I1-1I線剖面圖。圖3 (A)是圖2所示的面狀照明裝置的II1-1II線箭視圖，圖3(B)是圖3(A)的B-B線剖面圖。圖4(A)是表示圖1及圖2所示的面狀照明裝置的光源的概略構(gòu)成的立體圖，圖4(B)是放大地表示圖4(A)所示的光源的一個(gè)LED的概略立體圖。圖5是表示圖3 (A)、圖3 (B)所示的導(dǎo)光板的形狀的概略立體圖。圖6是表示散射粒子的散射剖面積的比較的圖表。圖7(A)及圖7(B)是表示使用于本發(fā)明的導(dǎo)光板的散射粒子的粒徑的分布的圖表。圖8(A)及圖8(B)是表示使用于本發(fā)明的背光單元的光學(xué)構(gòu)件單元的另一例的概略剖面圖。圖9是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖10是表示本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖11是表示導(dǎo)光板的光入射面中的LED尺寸與效率的關(guān)系的圖表。圖12是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖13是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖14是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的亮度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖15是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的亮度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖16是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖17是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖18是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖19是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖20是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖21是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖22是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。
圖23是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖24(A)及圖24(B)是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖25(A) 圖25(D)分別是表示使用本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的背光單元的一部分的概略剖面圖。圖26是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的亮度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖27是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的亮度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖28是表不本發(fā)明的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。圖29是表示圖28所示的導(dǎo)光板的第I層的厚度的圖表。圖30(A)及圖30(B)是表示對(duì)自導(dǎo)光板的光出射面射出的光的照度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果的圖表。圖31是表示先前的導(dǎo)光板的一例的概略剖面圖。圖32是表示先前的導(dǎo)光板的另一例的概略剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于隨附圖式所示的較佳實(shí)施形態(tài)，詳細(xì)地對(duì)使用本發(fā)明的導(dǎo)光板的面狀照明裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示包括使用本發(fā)明的導(dǎo)光板的面狀照明裝置的液晶顯示裝置的概略的立體圖，圖2是圖1所示的液晶顯示裝置的I1-1I線剖面圖。又，圖3(A)是圖2所示的面狀照明裝置(以下亦稱(chēng)為“背光單元”)的II1-1II線箭視圖，圖3(B)是圖3(A)的B-B線剖面圖。液晶顯示裝置10包括:背光單元20、配置于該背光單元20的光出射面?zhèn)鹊囊壕э@示面板12、以及將液晶顯示面板12予以驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元14。再者,于圖1中，為了表示背光單元的構(gòu)成，將液晶顯示面板12的一部分的圖示予以省略。液晶顯示面板12是部分地將電場(chǎng)施加于預(yù)先朝特定的方向排列的液晶分子來(lái)改變?cè)摲肿拥呐帕?，利用液晶?liquid crystal cell)內(nèi)產(chǎn)生的折射率的變化，將文字、圖形、以及影像等顯示于液晶顯示面板12的表面上。驅(qū)動(dòng)單元14將電壓施加于液晶顯示面板12內(nèi)的透明電極，改變液晶分子的朝向，從而對(duì)通過(guò)液晶顯示面板12的光的透射率進(jìn)行控制。背光單元20是自液晶顯示面板12的背面將光照射至液晶顯示面板12的整個(gè)面的照明裝置，該背光單元20包括形狀與液晶顯示面板12的影像顯示面大致相同的光出射面 24a。如圖1、圖2、圖3(A)以及圖3 (B)所示，本實(shí)施形態(tài)的背光單元20包括:照明裝置本體24，具有兩個(gè)光源28、導(dǎo)光板30及光學(xué)構(gòu)件單元32 ；以及框體26，具有下部框體42、上部框體44、折回構(gòu)件46及支持構(gòu)件48。又，如圖1所示，于框體26的下部框體42的背偵牝安裝有收納著多個(gè)電源的電源收納部49，上述多個(gè)電源將電力供給至光源28。以下，對(duì)構(gòu)成背光單元20的各構(gòu)成零件進(jìn)行說(shuō)明。
照明裝置本體24包括:使光射出的光源28、使自光源28射出的光作為面狀的光而射出的導(dǎo)光板30、以及光學(xué)構(gòu)件單元32，該光學(xué)構(gòu)件單元32使自導(dǎo)光板30射出的光散射或擴(kuò)散而形成更不存在不均的光。首先，對(duì)光源28進(jìn)行說(shuō)明。圖4(A)是表示圖1及圖2所示的背光單元20的光源28的概略構(gòu)成的概略立體圖，圖4(B)是僅放大地表示圖4(A)所示的光源28的一個(gè)發(fā)光二極管(Light EmittingDiode, LED)芯片(chip)的概略立體圖。如圖4(A)所示，光源28包括:多個(gè)發(fā)光二極管的芯片(以下稱(chēng)為“LED芯片”)50、與光源支持部52。LED芯片50是將突光物質(zhì)涂布于射出藍(lán)色光的發(fā)光二極管的表面而成的芯片,該LED芯片50具有規(guī)定面積的發(fā)光面58，自該發(fā)光面58射出白色光。亦即，自LED芯片50的發(fā)光二極管的表面射出的藍(lán)色光通過(guò)熒光物質(zhì)之后，熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。藉此，藉由發(fā)光二極管所射出的藍(lán)色光、與熒光物質(zhì)發(fā)出熒光而射出的光來(lái)產(chǎn)生白色光，自LED芯片50射出該白色光。此處，作為L(zhǎng)ED芯片50,例不了將乾招石槽石(Yttrium Aluminum Garnet, YAG)系突光物質(zhì)涂布于GaN系發(fā)光二極管、InGaN系發(fā)光二極管等的表面而成的芯片。光源支持部52是一個(gè)面與導(dǎo)光板30的光入射面(30c、30d)相對(duì)向地配置的板狀構(gòu)件。對(duì)于光源支持部52而言,于成為與導(dǎo)光板30的光入射面(30c、30d)相對(duì)向的面的側(cè)面，以彼此隔開(kāi)規(guī)定間隔的狀態(tài)而支持有多個(gè)LED芯片50。具體而言，構(gòu)成光源28的多個(gè)LED芯片50是沿著后述的導(dǎo)光板30的第I光入射面30c或第2光入射面30d的長(zhǎng)度方向而排列為陣列(array)狀，換言之是平行于光出射面30a與第I光入射面30c相交而成的線，或平行于光出射面30a與第2光入射面30d相交而成的線而排列為陣列狀，上述多個(gè)LED芯片50固定于光源支持部52上。光源支持部52由銅或鋁(aluminium)等的導(dǎo)熱性佳的金屬形成，該光源支持部52亦具有作為散熱器(heat sink)的功能，該散熱器將自LED芯片50產(chǎn)生的熱予以吸收且使該熱發(fā)散至外部。再者，于光源支持部52上，可設(shè)置能夠使表面積擴(kuò)大且能夠使散熱效果提高的散熱片(fin)，亦可設(shè)置將熱傳導(dǎo)至散熱構(gòu)件的熱管(heat pipe)。此處，如圖4(B)所示，本實(shí)施形態(tài)的LED芯片50具有長(zhǎng)方形的形狀，該長(zhǎng)方形的形狀的與LED芯片50的排列方向正交的方向的長(zhǎng)度，比該LED芯片50的排列方向的長(zhǎng)度更短，亦即，上述LED芯片50具有使后述的導(dǎo)光板30的厚度方向(與光出射面30a垂直的方向)成為短邊的長(zhǎng)方形的形狀。換言之，當(dāng)將與導(dǎo)光板30的光出射面30a垂直的方向的長(zhǎng)度設(shè)為a，將排列方向的長(zhǎng)度設(shè)為b時(shí)，LED芯片50為b > a的形狀。又，若將LED芯片50的配置間隔設(shè)為q，則q > b。如此，LED芯片50的與導(dǎo)光板30的光出射面30a垂直的方向的長(zhǎng)度a、排列方向的長(zhǎng)度b、以及LED芯片50的配置間隔q的關(guān)系較佳為滿足q > b> a。藉由將LED芯片50設(shè)為長(zhǎng)方形的形狀，可維持大光量的輸出且實(shí)現(xiàn)薄型的光源。藉由將光源28予以薄型化，可使背光單元為薄型的背光單元。又，可使LED芯片的配置個(gè)數(shù)減少。
再者，為了可使光源28為更薄型的光源，LED芯片50較佳設(shè)為以導(dǎo)光板30的厚度方向作為短邊的長(zhǎng)方形的形狀，但本發(fā)明并不限定于此，可使用正方形的形狀、圓形的形狀、多角形的形狀、以及橢圓形的形狀等各種形狀的LED芯片。接著，對(duì)導(dǎo)光板30進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表不導(dǎo)光板的形狀的概略立體圖。如圖2、圖3(A)、圖3(B)以及圖5所示，導(dǎo)光板30包括:長(zhǎng)方形的形狀的光出射面30a ;兩個(gè)光入射面(第I光入射面30c與第2光入射面30d)，與光出射面30a大致垂直地形成于上述光出射面30a的長(zhǎng)邊側(cè)的兩端面；以及背面30b，位于光出射面30a的相反側(cè)即導(dǎo)光板30的背面?zhèn)惹覟槠矫妗?dǎo)光板30為凹形，即，隨著自第I光入射面30c以及第2光入射面30d朝向?qū)Ч獍宓?光出射面30a的)中央，厚度變薄，于與中央部的二等分線a相對(duì)應(yīng)的部分，厚度最薄，于兩端部的兩個(gè)光入射面(第I光入射面30c與第2光入射面30d)處，厚度最厚。亦即，光出射面30a為凹陷的凹形，該光出射面30a是以將該光出射面30a的短邊的中心予以連結(jié)的二等分線a (參照?qǐng)D1、圖3(A)、圖3(B))作為中心軸而彼此對(duì)稱(chēng)。亦即，當(dāng)利用將第I光入射面30c與第2光入射面30d予以連結(jié)且垂直于各個(gè)光入射面的線，沿著導(dǎo)光板的厚度方向來(lái)進(jìn)行切斷時(shí)，切斷面呈使光出射面30a凹陷而成的凹形，該光出射面30a是以在切斷面上與通過(guò)上述垂直的線的中點(diǎn)的上述垂直的線成直角的線(在切斷面上通過(guò)上述垂直的線的中點(diǎn)且平行于各個(gè)光入射面的線)為中心而呈線對(duì)稱(chēng)。此處，上述兩個(gè)光源28分別與導(dǎo)光板30的第I光入射面30c以及第2光入射面30d相對(duì)向地配置。此處，于本實(shí)施形態(tài)中，在與光出射面30a大致垂直的方向上，光源28的LED芯片50的發(fā)光面58的長(zhǎng)度與第I光入射面30c以及第2光入射面30d的長(zhǎng)度為大致相同的長(zhǎng)度。如此，背光單元20是以兩個(gè)光源28夾持著導(dǎo)光板30的方式配置而成。亦即，于隔開(kāi)規(guī)定間隔且相向地配置的兩個(gè)光源28之間配置有導(dǎo)光板30。導(dǎo)光板30是將用以使光散射的散射粒子混練分散于透明樹(shù)脂而形成。作為用于導(dǎo)光板30的透明樹(shù)脂的材料，例如可列舉如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate, PET)、聚丙烯(Polypropylene, PP)、聚碳酸酉旨(Polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)、甲基丙烯酸節(jié)酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(Methylmethacrylate Styrene, MS)樹(shù)脂、或環(huán)烯經(jīng)聚合物(Cycloolefin Polymer,COP)般的光學(xué)性透明的樹(shù)脂?？墒褂贸⒐璺?Tospearl)等的聚硅氧微粒子、硅土、氧化鋯、以及介電體聚合物等作為混練分散于導(dǎo)光板30的散射粒子。此處，當(dāng)利用將導(dǎo)光板30的第I光入射面30c與第2光入射面30d予以連結(jié)且垂直于各個(gè)光入射面的線，沿著導(dǎo)光板的厚度方向來(lái)進(jìn)行切斷時(shí)，剖面形狀大致為矩形狀，光出射面30a為凹形。又，利用分為光出射面30a側(cè)的第I層60與背面30b側(cè)的第2層62的雙層構(gòu)造來(lái)形成上述導(dǎo)光板30。第I層60與第2層62的邊界面z為朝光出射面30a側(cè)凸出的大致圓弧狀。第I層60是由光出射面30a、第I光入射面30c、第2光入射面30d、以及邊界面z所包圍的剖面的區(qū)域，第2層62是鄰接于第I層的背面30b側(cè)的層，且是由邊界面z與背面30b所包圍的剖面的區(qū)域。例如，當(dāng)畫(huà)面尺寸為42時(shí)時(shí)，光出射面30a的凹形包含曲率半徑R為75000mm的圓的圓弧。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于光出射面30a的中央部的二等分線a的部分、與第I光入射面30c以及第2光入射面30d的光出射面30a側(cè)的端部之差，即，光出射面30a的凹形的凹陷量d為 0.44mmn再者，根據(jù)光學(xué)特性與機(jī)械特性(強(qiáng)度)的平衡(balance)，凹形的曲率半徑R較佳為處于35000mm 1850000mm的范圍，凹陷量d較佳為處于0.1mm 0.6mm的范圍。此處，表I表示各畫(huà)面尺寸的光入射面30c、30d之間的長(zhǎng)度、凹陷量d、曲率半徑R、以及凹形的圓弧的弦長(zhǎng)的例子。又，凹形不僅可為圓的圓弧，而且可為橢圓的圓弧或?qū)A與橢圓加以組合而成的圓弧，光出射面30a的中央部亦可使用圓弧，且朝第I光入射面30c以及第2光入射面30d呈斜面地連接。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光板，包括:矩形狀的光出射面、至少一個(gè)光入射面，設(shè)置于上述光出射面的端邊側(cè)且使朝與上述光出射面大致平行的方向前進(jìn)的光入射、上述光出射面的相反側(cè)的背面、以及分散于內(nèi)部的散射粒子，該導(dǎo)光板的特征在于: 上述散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子， 上述導(dǎo)光板包括在大致垂直于上述光出射面的方向上重疊且上述散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層， 上述兩個(gè)以上的層至少包括:上述粒子濃度為Npo的上述光出射面?zhèn)鹊牡贗層、與上述粒子濃度為Npr且位于比上述第I層更靠上述背面?zhèn)鹊牡?層，上述Npo與上述Npr的關(guān)系滿足Npo < Npr, 于上述光出射面?zhèn)?，自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面形狀為凹形? 使上述第I層以及上述第2層的大致垂直于上述光出射面的方向上的厚度發(fā)生變化，藉此來(lái)使上述導(dǎo)光板的各個(gè)部分的合成粒子濃度發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中，于自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面中，在上述光出射面的中央部，上述第I層與上述第2層的邊界面為朝上述光出射面凸出的凸形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光板，其中，還使用逆偏差濃度來(lái)求出上述合成粒子濃度，根據(jù)該合成粒子濃度，上述第2層的厚度以自上述光出射面的中央部朝上述光入射面變薄的方式而連續(xù)地發(fā)生變化，且以于上述光入射面附近，朝上述光入射面再次變厚的方式而連續(xù)地發(fā)生變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述光出射面與上述背面為平面形狀，使上述導(dǎo)光板朝上述背面?zhèn)葟澢纬缮鲜龉獬錾涿鎮(zhèn)鹊陌夹巍?br> 5.一種導(dǎo)光板，包括:矩形狀的光出射面、至少一個(gè)光入射面，設(shè)置于上述光出射面的端邊側(cè)且使朝與上述光出射面大致平行的方向前進(jìn)的光入射、設(shè)置于上述光出射面的相反側(cè)的背面、以及分散于內(nèi)部的散射粒子，該導(dǎo)光板的特征在于: 上述散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子， 上述導(dǎo)光板包括在大致垂直于上述光出射面的方向上重疊且上述散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層， 上述兩個(gè)以上的層至少包括:上述粒子濃度為Npo的上述光出射面?zhèn)鹊牡贗層、與上述粒子濃度為Npr且位于比上述第I層更靠上述背面?zhèn)鹊牡?層，上述Npo與上述Npr的關(guān)系滿足Npo < Npr, 上述第2層的厚度以隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而暫時(shí)變薄的方式而發(fā)生變化之后，以再次變厚的方式而連續(xù)地發(fā)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，于上述光出射面的中央部，上述第2層的厚度最厚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)光板，其中， 上述第I層與上述第2層的邊界面為平面，上述第2層為朝上述光出射面的相反側(cè)凸出的凸形， 而且上述導(dǎo)光板包括與上述第2層的凸形相對(duì)應(yīng)且上述光出射面?zhèn)葹榘夹蔚牡?層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)光板，其中，上述第I層與上述第2層的邊界面是將一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那妗⑴c上述光入射面的相反側(cè)的面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿嫱钩龅那嬗枰越雍系拿妗?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)光板，其中，上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那?、上述光入射面的相反?cè)的面?zhèn)鹊钠叫杏谏鲜龉獬錾涿娴钠叫衅矫?、以及將上述凹陷的曲面與上述平行平面予以接合的朝上述光出射面凸出的曲面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)光板，其中，上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那?、上述光入射面的相反?cè)的面?zhèn)鹊南鄬?duì)于上述光出射面傾斜的傾斜平面、以及將上述凹陷的曲面與上述傾斜平面予以接合的朝上述光出射面凸出的曲面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)光板，其中，上述第I層與上述第2層的邊界面包括:一個(gè)上述光入射面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿姘枷莸那妗⑸鲜龉馊肷涿娴南喾磦?cè)的面?zhèn)鹊某鲜龉獬錾涿嫱钩龅那?、以及將上述凹陷的曲面與上述凸出的曲面予以接合的相對(duì)于上述光出射面傾斜的傾斜平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述Npo與上述Npr的范圍滿足Npo = Owt %，0.0 Iwt % < Npr < 0.4wt %。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述Npo與上述Npr的范圍滿足Owt % < Npo < 0.15wt % 且 Npo < Npr < 0.4wt %。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述背面為平行于上述光出射面的平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述背面是隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而朝遠(yuǎn)離上述光出射面的方向`傾斜的面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述背面是隨著遠(yuǎn)離上述光入射面而朝接近于上述光出射面的方向傾斜的面。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，進(jìn)而于上述背面?zhèn)?，自上述光入射面朝向上述光出射面的中央部且垂直于上述光入射面的方向的剖面形狀亦為凹形?br> 18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板,其中，上述光入射面設(shè)置于上述光出射面的長(zhǎng)邊。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板,其中，上述光入射面設(shè)置于上述光出射面的一個(gè)端邊側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板，其中，上述光入射面是設(shè)置于上述光出射面的相對(duì)向的兩個(gè)端邊側(cè)的兩個(gè)光入射面。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板,其中，上述光入射面設(shè)置于上述光出射面的4個(gè)端邊側(cè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板,其中，使光自上述背面射出。
23.一種面狀照明裝置，其特征在于:包括如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光板。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的面狀照明裝置，其特征在于:于上述導(dǎo)光板的上述光出射面?zhèn)劝ü鈱W(xué)構(gòu)件，該光學(xué)構(gòu)件至少包含一個(gè)微透鏡片。
25.一 種液晶顯示裝置，其特征在于:包括如權(quán)利要求23或24所述的面狀照明裝置。
全文摘要
一種導(dǎo)光板，光的利用效率高，可使亮度不均少的光射出且可獲得畫(huà)面的中央部附近比周邊部更明亮的分布。散射粒子為對(duì)粒徑不同的粒子進(jìn)行混合而成的多分散粒子，導(dǎo)光板包括在大致垂直于光出射面的方向上重疊且散射粒子的粒子濃度不同的兩個(gè)以上的層，該兩個(gè)以上的層包括粒子濃度為Npo的光出射面?zhèn)鹊牡?層、與粒子濃度為Npr且位于比第1層更靠背面?zhèn)鹊牡?層，滿足Npo＜Npr的關(guān)系，于光出射面?zhèn)?，垂直于光入射面的方向的剖面形狀為凹形，使?層與第2層的大致垂直于光出射面的方向上的厚度分別發(fā)生變化，藉此來(lái)使導(dǎo)光板的各個(gè)部分的合成粒子濃度發(fā)生變化，從而解決上述問(wèn)題。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK103119351SQ20118004320
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者巖崎修 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社