顯示裝置及面狀光源裝置的制作方法

專利名稱：顯示裝置及面狀光源裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示裝置及面狀光源裝置，特別涉及適用于將在導光板中傳播的光照射到顯示板上的面狀光源裝置和使用了該裝置的顯示裝置的有效技術。
背景技術：
以往，移動電話、筆記本電腦的顯示器等，使用例如具有液晶顯示板的液晶顯示裝置(液晶顯示單元)。
上述液晶顯示裝置大致分為透射型和反射型。所述透射型，是在液晶顯示板的后方配置背光源(光源)，來自該光源的光照射到上述液晶顯示板并透過，由此顯示圖像(視頻)的方式；所謂反射型，是通過用上述液晶顯示板反射來自顯示裝置外部的光，來顯示圖像(視頻)的方式。
另外，上述透射型的液晶顯示裝置的背光源大致分為例如直下型和邊光型。所謂直下型，是在與液晶顯示板的顯示區域重疊的區域配置螢光管等光源的方式；所謂邊光型(也稱為側光型)，是在與液晶顯示板的顯示區域重疊的區域配置導光板，在該導光板的端部配置光源的方式。
上述邊光型背光源，是使來自配置在導光板端部的光源的光在上述導光板內傳播，同時，利用設置在上述導光板的內面的反射部以漫射板向液晶顯示板的方向進行漫射，照射到液晶顯示板上的背光源，能夠比直下型的薄。因此，移動電話或筆記本電腦的顯示器，較多采用具有該邊光型背光源的液晶顯示裝置。
另外，在上述邊光型的背光源中，為了使光均勻地照射到液晶顯示板的顯示區域，例如有將加工了用于高效反射所傳播光的形狀(例如溝等)的導光板和反射片組合在一起的背光源(例如參照專利文獻1(Japanese Patent Laid-open No.11599/2005))。
另外，在上述邊光型的背光源中，為了薄型化，例如有將導光體層(導光板)、反射層(反射部)及漫射層(漫射板)分別以薄膜片構成，并進行一體化的背光源(例如參照專利文獻2(Japanese PatentLaid-open Hei08-152526))。

發明內容
然而，在例如上述專利文獻1所記載的背光源中，在上述導光板加工了反射溝等，從而在反射片之間出現空隙，光進入該空隙。另外，由于上述反射溝，存在向無益于正面亮度的角度反射或折射的光。因此，存在光的損失變大這樣的問題。另外，一般較多是以射出成形方式形成上述導光板的，所以從加工精度方面考慮，存在難于加工成設計意圖的形狀的問題。
另外，在例如上述專利文獻2所記載的背光源中，利用了通過組合折射率不同的薄膜片以在其界面發生全反射的方式。然而，沒有對從光源入射到上述導光體層時的入射角度進行考慮。因此，例如存在如下問題以入射角度較小、不發生全反射的角度入射到導光板的光成為支配性的，在液晶顯示板的顯示區域面內不能有效地照射光。
另外，在上述移動電話等所使用的液晶顯示裝置(液晶顯示單元)中，近年來例如為了進行輕型化，開始將LED(發光二極管)等點光源用于背光源的光源。然而，在上述專利文獻2所記載的背光源中，是以使用螢光管等線光源作光源為前提的。因此，例如在使用LED等點光源時，存在難以使照射到液晶顯示板的顯示區域面內的光的亮度分布均勻的問題。
本發明的目的在于，提供一種例如能使液晶顯示裝置所使用的背光源薄型化、輕型化的技術。
本發明的其他目的在于，提供一種例如能使液晶顯示裝置所使用的背光源薄型化、輕型化，且高亮度化的技術。
本發明的上述目的和其他目的及新穎的特征，將通過本說明書的記載和附圖而得到明確。
以下概略說明本申請所公開的發明中有代表性的結構。
(1)提供一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述背光源包括膜片狀的導光部件，貼附在上述導光部件的與上述顯示板相對的第一面上的膜片狀半透光部件，貼附在上述導光部件的上述第一面的背面的膜片狀反射部件，以及配置在使光從上述導光部件的上述第一面或其背面入射到上述導光部件的位置的點光源；其中，上述半透光部件的折射率比上述導光部件的折射率小。
(2)提供一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述顯示板在與上述背光源相對的面及其背面貼附有偏振片；上述背光源包括膜片狀的導光部件，貼附在上述導光部件的與上述顯示板相對的第一面上的膜片狀偏振反射部件，貼附在上述導光部件的上述第一面的背面的膜片狀反射部件，以及配置在使光從上述導光部件的上述第一面或其背面入射到上述導光部件的位置的點光源；其中，上述偏振反射部件的透過軸，與貼附在上述顯示板的跟上述背光源相對的面上的偏振片的透過軸同向。
(3)在上述(1)或(2)中，上述背光源將上述點光源配置在向上述導光部件的膜片面方向射出光的方向；還包括反射片，使從上述點光源射出的光反射而入射到上述導光部件。
(4)在上述(1)或(2)中，上述半透光部件或上述偏振反射部件，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述導光部件中所傳播的光的透射率和反射率的比發生改變。
(5)在上述(1)或(2)中，上述半透光部件或上述偏振反射部件在多處具有通孔，并且依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述通孔的分布密度發生改變。
(6)在上述(1)或(2)中，上述反射部件依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，其反射率發生改變。
(7)在上述(1)或(2)中，上述反射部件在與上述導光部件緊密接觸的面的多處具有凹形狀或凸形狀的漫反射圖案，并且，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述漫反射圖案的分布密度發生改變。
(8)提供一種面狀光源裝置，具有光源和膜片狀的導光部件，其特征在于上述光源配置成使光向垂直于上述導光部件的膜片面的方向射出；在上述導光部件的光入射的區域與上述光源的光射出的面之間，具有使向上述導光部件的光的入射方向改變為上述導光部件的光傳播方向的膜片狀的入射光調整部件；上述入射光調整部件在與上述導光部件相對的面側具有一個或兩個以上的突起，并且上述突起的前端面與上述導光部件緊密接觸。
(9)在上述(8)中，在上述導光部件的光的出射面具有調整從上述出射面出射的角度的出射光調整部件。
(10)在上述(8)或(9)中，上述導光部件的配置上述入射光調整部件的面是背面，且在與上述入射光調整部件重疊的區域具有反射部件。
(11)在上述(8)至(10)的任一種方案的面狀光源裝置中，上述入射光調整部件的突起是底面為曲面狀的柱狀突起。
(12)提供一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述背光源是上述方案(8)至(11)的任一個中所記載的面狀光源裝置。
本發明的顯示裝置，將傳播背光源光的部分的結構如上述方案(1)那樣做成用膜片狀的半透光部件和膜片狀的反射部件夾著膜片狀的導光材料的一體結構。此時，將上述各部件的厚度加工成0.25mm以下的膜片狀，并貼附成一體。通過這樣處理，能夠使導光板薄型化、輕型化。另外，將膜片狀的導光部件、半透光部件及反射部件做成一體結構，入射到導光部件的光就在半透光部件和反射部件之間高效率地反射，同時在上述導光部件中傳播。因此，能夠減小在上述導光部件中傳播的光的損失，提高照射到顯示板的顯示區域的光的亮度。
另外，在本發明的顯示裝置中，對于傳播背光源光的部分的結構，也可以如上述方案(2)那樣，取代上述半透光部件而使用膜片狀的偏振反射部件。
另外，此時通過采用上述方案(3)那樣的結構，能夠減小損失，提高照射到顯示板的顯示區域的光的亮度。此時，上述反射片例如最好具有凸向上述點光源方向的凸狀反射面。
另外，此時通過將上述半透光部件或上述偏振反射部件做成上述方案(4)那樣，能夠使照射到顯示板的顯示區域的光的面內亮度均勻。另外，此時也可以取代上述方案(4)的改變半透光部件或偏振反射部件的透射率和反射率之比，而如上述方案(5)那樣在半透光部件或偏振反射部件上改變分布密度地設置多個通孔。
另外，此時也可以取代上述方案(4)的改變半透光部件或偏振反射部件的透射率和反射率，而是如上述方案(6)那樣改變上述反射部件的反射率。另外此時，也可以取代上述方案(6)的改變反射部件的反射率，而是如上述方案(7)那樣在與反射部件的導光部件貼附的面上改變分布密度地設置多個漫反射圖案。
另外，當如上述方案(3)那樣從點光源射出的光是導光部件的膜片面方向時，即使用反射片反射，有時向上述導光部件入射的光的入射角度不超過臨界角的光會成為支配性的。以不超過臨界角的角度入射并在導光部件中傳播的光，不會在與半透光部件或偏振反射部件的界面、與反射部件的界面全反射。因此，在各界面，光泄漏到導光部件外部，光不在導光部件內傳播下去。
為了解決這樣的問題，例如如上述方案(8)那樣，優選使用將點光源配置成向與導光部件的膜片面垂直的方向射出光的面狀光源裝置。此時，在點光源和導光部件之間配置上述入射光調整部件。這樣，能夠用入射光調整部件將向與導光部件的膜片面垂直的方向射出的點光源的光變換成超過導光部件內的臨界角的角度而入射到導光部件。因此，能夠使點光源的光有效地入射到導光部件，得到較高的亮度均勻性。
另外，此時也可以如上述方案(9)那樣，在上述導光部件的光出射面設置調整來自上述出射面的出射角度的出射光調整部件。該出射光調整部件例如采用與上述入射光調整部件相同的結構。若采用這樣的結構，例如即使不用半透光部件和反射部件夾著導光部件，也能使入射到上述導光部件的光傳播同時面狀地射出。
另外，此時若如上述方案(10)那樣設置反射部件，則能夠以入射光調整部件不超過臨界角地用上述反射部使射出到導光部件外部的光反射，再次入射到導光部件。
另外，此時如果采用上述方案(11)，則能夠使點光源的光在導光部件內具有展寬度地傳播。
這樣，若采用上述方案(8)到方案(11)那樣的面狀光源裝置，則能夠使點光源的光有效地入射到導光部件并傳播，獲得較高的亮度均勻性。另外，通過將導光部件、入射光調整部件以及出射光調整部件做成膜片狀，能夠使面狀光源裝置薄型化、輕型化。因此，如果象上述方案(12)那樣，將上述方案(8)到方案(11)那樣的面狀光源裝置作為顯示裝置的背光源來使用，則能夠既實現背光源的薄型化、輕型化，又能夠提高顯示區域的亮度均勻性。


圖1是表示本發明的實施例1的顯示裝置的概略結構的示意圖。
圖2是將圖1的主要部分放大后的示意圖。
圖3是用于說明實施例1的變形例的示意圖。
圖4是表示本發明的實施例2的背光源的概略結構的示意圖。
圖5是圖4的A-A’線剖面圖。
圖6是用于說明實施例2的變形例的示意圖。
圖7是用于說明實施例2的應用例的示意圖。
圖8是表示本發明的實施例3的背光源的概略結構的示意圖。
圖9是圖8的B-B’線剖面圖。
圖10是用于說明實施例3的變形例的示意圖。
圖11是表示本發明實施例4的背光源的概略結構的示意圖。
圖12是圖11的C-C’線剖面圖。
圖13是圖11的D-D’線剖面圖。
圖14是用于說明實施例4的變形例的示意圖。
圖15是圖14的E-E’線剖面圖。
圖16是圖14的F-F’線剖面圖。
圖17是用于說明實施例4的背光源的效果之一的示意圖。
圖18是表示用于與實施例4的背光源進行比較的、使用以往的一般的背光源的顯示裝置的結構例的示意圖。
圖19是表示本發明實施例5的背光源的概略結構的示意圖。
圖20是圖19的G-G’線剖面圖。
圖21是用于說明入射光調整部件的安裝方法的示意圖。
圖22是用于說明實施例5的背光源的動作的示意圖。
圖23是表示實施例5中的點光源與入射光調整部件的貼附方法的一例的示意圖。
圖24是圖23的H-H’線剖面圖。
圖25是表示實施例5的背光源和顯示板的配置的一例的示意圖。
圖26是表示實施例5的背光源和顯示板的配置的另外一例的示意圖。
圖27是用于說明實施例5的第一應用例的示意圖。
圖28是用于說明實施例5的第二應用例的示意圖。
圖29是表示本發明實施例6的背光源的概略結構的示意圖。
圖30是圖29的J-J’線剖面圖。
具體實施例方式
以下，針對本發明，參照附圖詳細說明實施方式(實施例)。
在用于說明實施例的全部附圖中，對具有相同功能的部分標注相同的標號，并省略其反復的說明。
(實施例1)
圖1是表示本發明實施例1的顯示裝置的概略結構的示意圖。另外，圖2是將圖1的主要部分放大后的示意圖。
在圖1中，1是顯示板，201是光照射部，201a是導光部件(導光膜)，201b是半透光部件(半透光膜)，201c是反射部件(反射膜)，3A、3B是偏振片膜。
本實施例1的顯示裝置例如如圖1所示那樣，在顯示板1的下方具有背光源的光照射部201。
顯示板1只要是使從背光源的光照射部201照射的光透過來顯示圖像(視頻)的結構，任何類型都可以。作為顯示板1的一例，可舉例為由一對基板夾持液晶材料的液晶顯示板。另外，顯示板1一般如圖1所示那樣，在來自背光源的光入射的面和出射的面分別貼附有偏振片膜3A、3B。
背光源的光照射部201例如如圖1和圖2所示那樣，為由半透光部件201b和反射部件201c夾著導光部件201a的一體結構。此時，半透光部件201b采用折射率低于導光部件201a的折射率的材料。
另外，在實施例1中，導光板201a、半透光部件201b以及反射部件201c分別采用膜片狀的部件。以下，將導光部件201a稱為導光膜，將半透光部件201b稱為半透光膜，將反射部件201c稱為反射膜。另外，使導光膜201a的厚度Ta在例如0.25mm以下。另外，使半透光膜201b的厚度Tb和反射膜201c的厚度Tc分別在例如0.05mm以下。
導光膜201a采用例如折射率為1.59的聚碳酸酯(PC)。另外，半透光膜201b采用例如折射率為1.35的含氟樹脂。半透光膜201b可以采用例如折射率為1.57的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、折射率為1.49的丙烯酸類UV固化樹脂。另外，反射膜201c例如使用聚酯類多層膜膜片或在PET基板上濺射銀而成的鍍銀片。
另外，在實施例1中，使導光部件201a、半透光部件201b及反射部件201c成為例如用具有與半透光部件201b相同程度折射率的光學粘接劑貼附成一體的結構。
在這樣的結構的顯示裝置中，例如如圖1和圖2所示那樣，光4從導光膜201a的與顯示板1相對的面(以下成為膜片面)的端部入射到背光源的光照射部201。然后，入射的光4在與半透光膜的界面和與反射膜201c的界面不斷反射地在導光膜內傳播。此時，在與半透光膜201b的界面，根據導光膜201a的折射率和半透光膜201b的折射率的關系，角度淺的光、換言之相對于半透光膜201b的入射角大的光在界面進行反射。另一方面，角度深的光、換言之相對于半透光膜的入射角小的光在界面進行折射，向顯示板1的方向射出。在與半透光膜201b的界面反射的光，在與反射膜201c的界面進行反射，再次入射到與半透光膜201b的界面。在導光膜201a中傳播的光反復進行該動作，由此，入射到導光膜201a的光4被變換成面狀的光，照射到顯示板1上。
另外，在圖1和圖2中省略了如下說明對于入射到導光膜201a的光4的光源，只要是使入射到導光膜201a的光4從入射的位置向與顯示板1重疊的區域的方向傳播，被配置在什么位置都可以。
這樣，在本實施例1的顯示裝置中，使導光膜201a的厚度Ta為0.25mm以下，使半透光膜201b的厚度Tb和反射膜201c的厚度Tc分別為0.05mm以下。由此，導光膜201a的厚度Ta和半透光膜201b的厚度Tb以及反射膜201c的厚度Tc的合計能夠在0mm以上0.35mm以下。而且通過將它們做成一體結構，能夠使背光源的光照射部201薄型化且輕型化。
另外，通過將導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c做成一體結構，能夠使入射到導光膜201a的光4在與半透光膜201b的界面和與反射膜201c的界面高效率地不斷反射同時進行傳播。因此，能夠減小各界面、特別是在與反射膜201c的界面的光的泄漏損失，能夠提高照射到顯示板1的光的亮度。
圖3是用于說明實施例1的變形例的示意圖。
在實施例1的顯示裝置中，通過將導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c做成一體結構，能夠使入射到導光膜201a的光4在與半透光膜201b的界面和與反射膜201c的界面高效率地反射同時進行傳播。此時，半透光膜201b是根據在導光膜201a中傳播、入射到與半透光膜201b的界面的光的入射角，而使之發生反射或折射(透過)的部件。即，在導光膜201a與半透光膜201b的界面，入射到該界面的光的一部分發生反射繼續在導光膜201a中傳播，其余的照射到顯示板1上。因此，對于背光源的光照射部201，也可以取代半透光部件201b而使用具有與半透光膜201b相同功能的部件。作為具有與半透光膜201b相同功能的部件，例如可以舉出偏振反射膜。
偏振反射膜是例如使所入射的光中、僅偏振面朝向某一方向的成分透過而其余成分反射的部件。因此，如果取代半透光膜201b而使用該偏振反射膜，則在導光膜201a中傳播的光中，僅與偏振反射膜的透過軸(偏振軸)一致的成分透過偏振反射膜而照射到顯示板1上。其余成分發生反射，繼續在導光膜201a中傳播。在與偏振反射膜的界面發生了反射的光，在與反射膜201c的界面發生反射，再次入射到與偏振反射膜的界面。通過使在導光膜201a中傳播的光反復進行該動作，入射到導光膜201a的光4被變換成面狀的光，照射到顯示板1上。
此時，從導光膜201a透過偏振反射膜照射到顯示板1上的光，是偏振面與偏振反射膜的透過軸一致的光。因此，在使用偏振反射膜的情況下，例如如圖3所示那樣在導光膜201a的與顯示板1相對的面上貼附偏振反射膜201d時，使其透過軸AX1朝向與被貼附在顯示板1的與光照射部201相對的面上的偏振片3A的透過軸AX2相同的方向。這樣的話，從導光膜201a透過偏振反射膜201d而照射到顯示板1上的光的偏振面，與位于顯示板1之前位置的偏振片3A的偏振軸AX2相一致，所以能夠通過偏振片3A，入射到顯示板1上。
另外，此時通過使偏振反射膜201d的厚度與半透光膜201b相同、在例如0.05mm以下，并與導光膜201a和反射膜201c做成一體結構，能夠使背光源的光照射部201薄型化、輕型化。
另外，在圖3中，偏振反射膜201d的透過軸AX1是與導光膜201a的光所入射的邊平行的，但只要是與貼附在顯示板1上的偏振片3A的透過軸AX2相一致，朝向哪個方向都可以。
(實施例2)圖4是表示本發明實施例2的背光源的概略結構的示意圖。另外，圖5是圖4的A-A’線剖面圖。
在實施例2中，以實施例1的結構為前提，對使照射到顯示板1的光的亮度(光量)在面內均勻的光照射部201的結構例進行說明。
此時，背光源的光照射部201例如如圖4和圖5所示那樣，是用半透光膜201b和反射膜201c夾著導光膜201a而成為一體結構的構造。該導光膜201a的厚度在0.25mm以下。另外，半透光膜201b和反射膜201c的厚度分別在例如0.05mm以下。另外，對于導光膜201a、半透光膜201b及反射膜201c，分別使用例如在實施例1中所說明的那樣的材料。另外，導光膜201a、半透光膜201b及反射膜201c按實施例1中所說明的那樣的方法做成一體結構。
另外，在實施例2的情況下，在半透光膜201b的多處設有通孔TH。該通孔TH例如是對半透光膜201b進行蝕刻而形成。
另外，例如如圖4所示那樣設置該通孔TH，使得與導光膜201a的設置光入射區域L的邊平行地排列多個通孔TH而形成列，沿光的傳播方向排列多個這樣的列。另外此時，優選各通孔TH列的間隔G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7如圖4所示那樣，隨著與導光膜201a的光所入射的邊的距離加大而逐漸變窄。另外在圖4所示的例子中，通孔TH列有8列，但當然也可以是8列以外的其他列數。
當在半透光膜201b上設有這樣的通孔TH時，例如如圖5所示那樣，從導光膜201a的某位置入射的光4，按實線箭頭所示那樣的路徑在導光膜201a中傳播。此時，由反射膜201c反射而入射到與半透光膜201b的界面的光，入射到有通孔TH的區域。入射到該有通孔TH的區域的光發生折射，射出到通孔TH的內部空間。然后，在通孔TH的側面發生反射或折射，向顯示板1所在的方向射出。即，通過設置通孔TH，能夠在該通孔TH的側面使光漫反射而向顯示板1所在的方向射出。因此，與實施例1的情況相比，照射到顯示板1上的光的亮度(光量)的面內均勻性提高。
另外此時，在導光膜201a中傳播的光，例如在靠近光入射的邊的區域光量多、隨著遠離光入射的邊而光量逐漸減少。因此，如圖4所示那樣，加大遠離光入射的邊的區域的通孔TH的分布密度，使之容易引起光的漫反射，由此提高照射到顯示板1的光的亮度(光量)的面內均勻性。
圖6是用于說明實施例2的變形例的示意圖。
在實施例2的背光源中，例如，在入射到導光膜201a的光4的光源由例如多個點光源組合而成時，即使是靠近光入射的邊的區域，在該邊方向上的兩個點光源之間光量也變小。因此，在使用多個點光源的背光源的情況下，優選將半透光膜201b的通孔TH按例如圖6所示那樣進行配置。
在圖6中，舉出在例如導光膜的兩個區域L配置點光源的情況，對于設置通孔TH，使得與導光膜201a的光入射的邊平行地排列多個通孔TH而形成列，沿光的傳播方向排列多個這樣的列，如前所述。另外，在靠近光入射的邊的區域，來自點光源的光的展寬度不充分，在點光源之間產生光量較小的區域。因此，通過在該區域再設置多個通孔TH提高分布密度，能夠提高照射到顯示板1的光的亮度(光量)的面內均勻性。
這樣，在實施例2的背光源中，即使在使用點光源的情況下，也能提高照射到顯示板1的光的亮度(光量)的面內均勻性。
圖7是用于說明實施例2的應用例的示意圖。
實施例2中，是通過使從導光膜201a向顯示板1方向射出的光漫反射，來提高照射到顯示板1的光的面內均勻性的。并且，作為使光漫反射的方法的一例，舉出如圖4等那樣在半透光膜201b上設置通孔TH的例子。然而，取代在半透光膜201b上設置通孔TH而如圖7所示那樣在導光膜201a和反射膜201c的界面設置使光漫反射的圖案(以下稱為漫反射圖案)RP，也能取得同樣的效果。
當在導光膜201a和反射膜201c的界面設置這樣的漫反射圖案RP時，例如如圖7所示那樣，從導光膜201a的某位置入射的光4按實線箭頭所示的路線在導光膜201a中傳播。此時，由反射膜201c的漫反射圖案RP反射的光改變光路，在漫反射圖案RP反射前后，向與半透光膜201b的界面入射的入射角度改變。此時，由漫反射圖案RP反射后的入射角度變小，若使之以較深的角度入射，則該光的一部分在與半透光膜201b的界面發生折射，向顯示板1所在的方向射出。因此，與在半透光膜上設置通孔TH的情況一樣，照射到顯示板1上的光的亮度(光量)的面內均勻性提高。
另外此時，導光膜201a和反射膜201c是例如以透明的光學粘接劑接合而成的一體結構，其界面沒有間隙。因此，能防止光從導光膜201a和反射膜201c的界面泄漏而造成損失。
另外，當在導光膜201a和反射膜201c的界面設置漫反射圖案RP時，該配置例如與圖4或圖6所示的半透光膜201b的通孔TH的配置一樣，提高在遠離導光膜201a的光入射邊的區域和點光源之間的區域的分布密度即可。
另外，在實施例2中，以使用半透光膜201b的情況為例進行了說明，但當然也可以使用偏振反射膜201d來取代半透光膜201b。
另外，在實施例2中，例如如圖4所示那樣將通孔TH配置成列狀，但不限于此，當然也可以配置在任意位置。
(實施例3)圖8是表示本發明實施例3的背光源的概略結構的示意圖。另外，圖9是圖8的B-B’線剖面圖。
在實施例3中，以實施例1的結構為前提，對以與實施例2不同的方法使照射到顯示板1的光的亮度(光量)實現面內均勻的光照射部201的結構例進行說明。
此時，背光源的光照射部201例如如圖8和圖9所示那樣，是由半透光膜201b和反射膜201c夾著導光膜201a的一體結構。該導光膜201a的厚度在0.25mm以下。另外，半透光膜201b和反射膜201c的厚度分別在例如0.05mm以下。另外，導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c例如分別使用實施例1中所說明的那樣的材料。另外，以實施例1中所說明的那樣的方法，使導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c成為一體結構。
另外，在實施例3中，在半透光膜201b的多處設有遮光的圖案(以下稱為遮光圖案)BP。該遮光圖案BP例如通過白色墨水印刷等而形成。
另外，該遮光圖案BP例如如圖8所示那樣進行設置，使得與導光膜201a的設置光入射區域L的邊平行地排列多個遮光圖案BP而形成列，沿光的傳播方向排列多個這樣的列。另外此時，優選各遮光圖案BP列的間隔G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7如圖8所示那樣，隨著與導光膜201a的光所入射的邊的距離加大而逐漸變寬。另外在圖8所示的例子中，遮光圖案BP列有8列，但當然也可以是8列以外的其他列數。
當在半透光膜201b上設置有這樣的遮光圖案BP時，例如如圖9所示那樣，從導光膜201a的某位置入射的光4按實線箭頭所示那樣的路徑在導光膜201a中傳播。此時，由反射膜201c反射而入射到與半透光膜201b的界面的光，由遮光圖案BP遮光(反射)，不通過半透光膜201b向有顯示板的方向射出。即，通過設置遮光圖案BP，能夠限制向顯示板1所在的方向射出的光的光量。因此，與實施例1的情況相比，提高了照射到顯示板1的光的亮度(光量)的面內均勻性。
另外，此時在導光膜201a中傳播的光，例如在靠近光入射的邊的區域光量多，隨著遠離光入射的邊而光量逐漸減少。因此，通過如圖8所示那樣加大靠近光入射的邊的區域的遮光圖案BP的分布密度、降低向顯示板1所在的方向射出的光的光量，更加提高照射到顯示板的光的亮度(光量)的面內均勻性。
圖10是用于說明實施例3的變形例的示意圖。
在實施例3的背光源中，例如，入射到導光膜201a的光4的光源例如是由多個點光源構成，在這樣的情況下，即使是靠近光入射的邊的區域，該邊方向上的兩個點光源之間光量也會變小。因此，在使用多個點光源的背光源的情況下，優選將遮光圖案BP按例如圖10所示那樣進行配置。
在圖10中，例如舉出在導光膜201a的兩個區域L配置點光源的情況，對于設置遮光圖案BP，使得與導光膜201a的光入射的邊平行地排列多個遮光圖案BP而形成列，沿光的傳播方向排列多個這樣的列，如前所述。另外，在靠近光入射的邊的區域，來自點光源的光的展寬度不充分，在點光源之間產生光量較小的區域。因此，通過提高靠近光入射的邊的區域的、緊鄰點光源的光量較大的區域的遮光圖案的分布密度，能夠提高照射到顯示板1的光的亮度(光量)的面內均勻性。
這樣，用實施例3的背光源，即使在使用點光源的情況下也能夠提高照射到顯示板的光的亮度(光量)的面內均勻性。
另外，在實施例3中，以使用半透光膜201b的情況進行了說明，但當然也可以使用偏振反射膜201d來取代半透光膜201b。
另外，在實施例3中，例如如圖8所示那樣將遮光圖案BP配置成了列狀，但當然不限于此，可以配置在任意的位置。
(實施例4)圖11是表示本發明實施例4的背光源的概略結構的示意圖。另外，圖12是圖11的C-C’線剖面圖。另外，圖13是圖11的D-D’線剖面圖。另外，圖11表示了背光源的正面圖和下側的側面圖。
在實施例4中，以實施例1到實施例3中所說明的背光源的光照射部201的結構為前提，對包括入射到導光膜201a的光的光源的背光源的結構例進行說明。
此時，背光源的光照射部201如圖11至圖13所示，是由半透光膜201b和反射膜201c夾著導光膜201a的一體結構。使該導光膜201a的厚度在0.25mm以下。另外，使半透光膜201b和反射膜201c的厚度分別在例如0.05mm以下。另外，導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c例如分別使用實施例1中所說明的那樣的材料。另外，以實施例1中所說明的那樣的方法，使導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c成為一體結構。
另外，此時光照射部201例如也可以如實施例2那樣在半透光膜201b的多處設置通孔TH。另外，也可以取代通孔TH，而是例如在導光膜201a和反射膜201c的界面設置漫反射圖案RP。另外，例如還可以如實施例3那樣在半透光膜201b和導光膜201a的界面設置遮光圖案BP。
另外，入射到導光膜201a的光4的光源，例如采用LED那樣的點光源202。該點光源202例如安裝在撓性電路基板203上。此時，安裝了點光源202的撓性電路基板203例如配置在光照射部201的半透光膜201b之上、且對顯示板1的顯示區域照射光的區域(以下稱為照射區域)IR的外側。另外，此時，撓性電路基板203上的點光源202例如使用側光(side view)型的LED，安裝使得其向導光膜201a的膠片面方向且與照射區域IR相反的方向射出光。
另外此時，在導光膜201a的端部的配置了點光源202的一側，設有反射片204。從點光源202射出的光4如圖14和圖15所示那樣，由反射片204的反射面204a反射而向照射區域IR方向改變方向后，入射到導光膜201a。這樣入射的光4在導光膜201a中傳播的情況如實施例1至3中所說明過的那樣，因而在此省略詳細說明。
另外，在實施例4中，使用了LED那樣的點光源202，但該LED通常為了提高亮度，所射出的光4的展寬度變小。因此，通過使反射片204的反射面204a中與點光源202的光出射面相對的面例如如圖13所示那樣凸向點光源202側，而使點光源202的光具有展寬度。通過這樣做，能夠使光有效地傳播到兩個點光源202之間的區域。
圖14是用于說明實施例4的變形例的示意圖。另外，圖15是圖14的E-E’線剖面圖。另外，圖16是圖14的F-F’線剖面圖。圖14表示背光源的正視圖和下側的側視圖。
實施例4的背光源使用側光型的LED那樣的點光源202，用反射片204使從點光源202向導光膜201a的膠片面方向射出的光發生反射，入射到導光膜201a。此時，在反射片204上例如如圖13所示那樣設置作為凸向點光源202側的凸曲面的反射面204a，由此使從點光源202射出的光具有展寬度。但不限于圖13所示那樣的凸曲面的反射面204a，例如通過圖14至圖16所示那樣的、組合平面而凸向點光源202側的反射面204b，也能使從點光源202射出的光具有展寬度。
圖17是用于說明實施例4的背光源的效果之一的示意圖。另外，圖18是用于與實施例4的背光源進行比較的、使用以往的一般背光源的顯示裝置的結構例的示意圖。
實施例4的背光源將導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c做成一體結構，由此使光照射部201薄型化。另外，入射到導光膜201a的光的點光源202配置在導光膜201a之上且向顯示板1照射光的照射區域IR的外側。因此，在使用實施例4的背光源的顯示裝置中，例如能夠如圖17所示那樣在顯示板1的側面方向配置點光源202和反射片204。通過這樣配置，能夠吸收配置在半透光膜201b之上的撓性電路基板203和所安裝的點光源202的高度差，能夠減小重疊顯示板1和背光源(光照射部201)時的厚度Td。
以往的顯示裝置中，例如使用射出成形的導光板，如圖18所示那樣在導光板201e的側面配置點光源202。在背光源采用這樣的結構的情況下，導光板201e的厚度例如是0.4mm作用。因此，重疊顯示板1和背光源(光照射部201)時的厚度Te例如成為1.06mm左右。
而在使用了實施例4的背光源的顯示裝置的情況下，背光源的光照射部201的厚度在0.35mm以下。因此，重疊顯示板1和背光源(光照射部201)時的厚度Td成為0.95mm左右。
因此，通過使用實施例4的背光源，能夠使顯示裝置薄型化、輕型化，且能提高照射區域IR的光量的面內均勻性。
另外，在實施例4中，以使用半透光膜201b的情況進行了說明，但當然也可以使用偏振反射膜201d來取代半透光膜201b。
(實施例5)圖19是表示本發明實施例5的背光源的概略結構的示意圖。另外，圖20是圖19的G-G’線剖面圖。另外，圖21是說明入射光調整部件的安裝方法的示意圖。
在實施例5中，以在實施例1至3中所說明的背光源的光照射部201的結構為前提，對包括入射到導光膜201a的光的光源的背光源的其他結構例進行說明。
此時，背光源的光照射部201如圖19和圖20所示，是由半透光膜201b和反射膜201c夾著導光膜201a的一體結構。使該導光膜201a的厚度為0.25mm以下。另外，使半透光膜201b和反射膜201c的厚度分別在例如0.05mm以下。另外，導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c例如分別使用實施例1中所說明的那樣的材料。另外，以實施例1中所說明的那樣的方法，使導光膜201a、半透光膜201b以及反射膜201c成為一體結構。
另外此時，光照射部201例如也可以如實施例2那樣在半透光膜201b的多處設置通孔TH。另外，例如也可以取代通孔TH而在導光膜201a和反射膜201c的界面設置漫反射圖案RP。進而，例如也可以如實施例3那樣在半透光膜201b和導光膜201a的界面設置遮光圖案BP。
另外，入射到導光膜201a的光4的光源例如為LED那樣的點光源202。該點光源202例如安裝在撓性電路基板203上。此時，安裝了點光源202的撓性電路基板203例如配置在光照射部201(導光膜201a)的有反射膜201c的面那一側、且對顯示板1的顯示區域照射光的照射區域IR的外側。另外，此時，撓性電路基板203上的點光源202例如使用側光型的LED，安裝使得其向導光膜201a的與膠片面方向垂直的方向射出光。
另外此時，在導光膜201a和點光源202之間，存在著在與導光膜201a相對的面上具有多個突起205a的入射光調整部件205。該入射光調整部件205例如采用與導光膜201a相同的材料制成。另外，入射光調整部件205的突起205a的前端呈平坦的面狀，與導光膜201a的膜片面貼合。
這樣的入射光調整部件205，優選為例如包含突起205a的厚度為0.1mm至0.2mm的膜片狀。另外，突起205a例如通過光刻形成。
另外，關于使入射光調整部件205的突起205a的前端面與導光膜201a緊密接觸，例如只要如圖21所示那樣在突起205a的前端面涂敷光學粘接劑，接合在導光膜201a的膜片面上即可。
另外，入射光調整部件205的突起205a例如如圖19所示那樣做成底面為曲面狀的柱狀突起。另外，入射光調整部件205的突起205a例如如圖20所示那樣，使與照射區域IR相反側的側面成為凸曲面狀。
另外，在實施例5的背光源中，優選在導光膜201a的存在半透光膜201b的面上設置與入射光調整部件205重疊的反射片207。
圖22是用于說明實施例5的背光源的動作的示意圖。
用圖22說明實施例5的背光源的動作。圖22是將圖20中的區域AR1放大后的剖面圖。
在實施例5的背光源中，LED等點光源202如圖20所示那樣配置，使得向導光膜201a的與膜片面垂直的方向射出光。因此就這樣，來自點光源202的光向導光膜201a的入射角度小，不能使所入射的光4向照射區域IR傳播。因此，在點光源202和導光膜201a之間，存在具有圖22所示那樣的突起205a的入射光調整部件205。此時，向與導光膜201a的與膜片面垂直的方向射出的光4，例如如圖22所示那樣，由入射光調整部件205的突起205a的位于照射區域IR的相反側的凸曲面反射而改變光路后，入射到導光膜201a。這樣入射的光在導光膜201a中傳播的情況與在實施例1至3中說明過的一樣，因而在此省略詳細說明。
此時，關于入射光調整部件205的突起205a的凸曲面的形狀，例如是凸曲面的光的反射角θ滿足下式(1)的形狀。
θ＝I/2＞(arcsin(1/n))/2...(1)在式(1)中，i是在導光膜201a與半透光膜201b的界面的光的入射角，n是入射光調整部件205和導光膜201a的折射率。
從LED等點光源202射出的光，其與導光膜201a的膜片面垂直方向的成分為最大，但對于垂直方向以外的光，通過做成滿足式(1)那樣的形狀，也能有效地入射到導光膜201a。
另外，例如在向與導光膜201a的膜片面垂直的方向射出的光中，也有的通過突起205a的不是凸曲面的部分。此時，該光垂直入射到導光膜201a的膜片面，所以在與半透光膜201b的界面不發生反射，而是透過半透光膜201b。因此，如果在半透光膜201b上的與入射光調整部件205重疊的區域設置反射片207，則透過半透光膜201b的光在該反射片207發生反射，再次入射到導光膜201a。
圖23是表示實施例5中的點光源與入射光調整部件的貼附方法的一例的示意圖。另外，圖24是圖23的H-H’線剖面圖。
在實施例5的背光源中，優選將LED那樣的點光源202例如如圖23和圖24所示那樣，用環狀的粘接劑208貼附到入射光調整部件205上。此時，環狀的粘接劑208設置在點光源202的光出射面的最外周，使得不遮擋來自點光源202所具有的發光元件(LED芯片)202a的光。
圖25是表示實施例5的背光源與顯示板的配置的一例的示意圖。另外，圖26是表示實施例5的背光源與顯示板的配置的另外一例的示意圖。
實施例5的背光源例如如圖20所示那樣，在導光膜201a的有反射膜201c的面側配置入射光調整部件205和點光源202。此時，顯示板1配置在導光膜201a的有半透光膜201b的面側。因此，如圖25所示那樣，點光源配置在背光源的光照射部201的內面。
在采用這樣的配置的情況下，例如能夠將入射光調整部件205配置成其一部分或全部與顯示板1重疊。因此，能夠減小顯示裝置的顯示區域外的區域、即所謂的邊緣區域。
另外，用實施例5的背光源，點光源202和入射光調整部件205例如可以如圖26所示那樣配置在導光膜201a的有半透光膜201b的面側。
圖27是用于說明實施例5的第一應用例的示意圖。
在說明實施例5的背光源的結構時，例如以圖19所示那樣配置一個點光源202的情況為例進行了說明，但不限于此，例如也可以如圖27所示那樣配置兩個點光源。另外，雖然省略了圖示，但當然也可以配置三個以上的點光源202。
圖28是用于說明實施例5的第二應用例的示意圖。
在說明實施例5的背光源的結構時，例如以如圖20所示那樣設置與入射光調整部件205重疊的反射片207使之貼附在半透光膜201b上為例進行了說明，但不限于此，例如也可以如圖28所示那樣在半透光膜201b和反射片207之間配置棱鏡片209。通過配置棱鏡片209，能夠使透過半透光膜201b在反射片207反射的光以某入射角度再次入射到導光膜201a中，進而能夠提高光利用率。
另外，雖然在利用附圖的說明中進行了省略，但入射光調整部件205的多個突起205a的配置當然不限于例如圖19所示那樣的格子狀配置。作為突起的配置，例如有在以某點為中心的同心圓的圓周上等的、凸向照射區域IR方向的曲線上配置多個突起205a的方法。
(實施例6)圖29是表示本發明實施例6的背光源的概略結構的示意圖。另外，圖30是圖29的J-J’線剖面圖。
實施例6的背光源是實施例5的又一個應用例，光源202及其附近的結構與實施例5的背光源相同。在本實施例6中，與實施例5不同之處在于導光膜201a的照射區域IR的結構。
本實施例6的背光源例如如圖29和圖30所示那樣，不在導光膜201a的膜片面貼附半透光部件201b或偏振反射膜201d、以及反射膜201c。取而代之在導光膜201a的一個膜片面、換言之在與顯示板1相對的面上設置出射光調整部件201f。該出射光調整部件201f是調整從導光膜201a的膜片面射出而照射到顯示板1上的光的出射角度的部件。
另外，該出射光調整部件201f例如是與入射光調整部件205相同的結構，在與導光膜201a相對的面上具有一個或兩個以上的突起，突起的前端面與導光膜201a的膜片面緊密接觸。另外，在圖29和圖30中，僅在靠近光源202的區域表示了該突起，但實際上是在出射光調整部件201f的全部區域設置同樣的突起。此時，出射光調整部件201f例如最好是包括突起在內的厚度為0.05mm的膜片狀。
另外，關于使出射光調整部件201f的突起的前端面與導光膜201a緊密接觸，只要例如在突起的前端面涂敷光學粘接劑，接合到導光膜201a的膜片面上即可。
另外，出射光調整部件201f的突起，例如如圖29所示那樣采用底面為曲面狀的柱狀突起。另外，出射光調整部件201f的突起例如如圖30那樣，使與光源202相反側的側面為凸曲面狀。
另外，在本實施例6的背光源中，也使導光膜201a的厚度在0.25mm以下。另外，對于導光膜201a，例如視野折射率為1.59的聚碳酸酯(PC)。
本實施例6的背光源沒有使用半透光膜201b或偏振反射膜201d、以及反射部件201c，但導光膜201a的折射率比空氣的折射率大，所以通過入射光調整部件205入射到導光膜201a的光4在膜片面、即導光膜201a與空氣的界面反復進行全反射，在導光膜201a內傳播。
此時，在出射光調整部件201f的突起與導光膜201a相接的地方，折射率幾乎相同，所以不引起全反射，光4就此在出射光調整部件201f的突起內前進。并且，進入到突起內的光4在突起的側面與空氣的界面發生反射后，向顯示板1所在的方向射出。
這樣，根據本實施例6的背光源，通過使用出射光調整部件201f來取代半透光膜201b或偏振反射膜201d、以及反射部件201c，能夠得到與實施例5的背光源同樣的效果。因此，能夠減少貼附到導光膜201a上的片(膜片)的種類，能夠更加薄型化，且能實現低成本的背光源。
以上，基于上述實施例具體說明了本發明，但本發明并不限于上述實施例，在不脫離其要旨的范圍內，當然可以進行各種變更。
在上述各實施例中說明的背光源薄、輕，并且照射面的亮度均勻性高。因此，各實施例所舉出的背光源不限于液晶顯示裝置等顯示裝置的光源，也可以適用于例如照明器具的面狀光源裝置(單元)。
權利要求
1.一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述背光源包括膜片狀的導光部件，貼附在上述導光部件的與上述顯示板相對的第一面上的膜片狀半透光部件，貼附在上述導光部件的上述第一面的背面的膜片狀反射部件，以及配置在使光從上述導光部件的上述第一面或其背面入射到上述導光部件的位置的點光源；其中，上述半透光部件的折射率比上述導光部件的折射率小。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述背光源將上述點光源配置在向上述導光部件的膜片面方向射出光的方向，還包括反射片，將從上述點光源射出的光反射而入射到上述導光部件。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述半透光部件或上述反射部件，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述導光部件中所傳播的光的透射率和反射率的比發生改變。
4.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述半透光部件或上述反射部件在多處具有通孔，并且依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述通孔的分布密度發生改變。
5.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，其反射率發生改變。
6.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件在與上述導光部件緊密接觸的面的多處具有凹形狀或凸形狀的漫反射圖案，并且，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述漫反射圖案的分布密度發生改變。
7.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件的厚度、上述導光部件的厚度、以及上述半透光部件的厚度的合計大于0而在0.35mm以下。
8.根據權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述導光部件的厚度大于0而在0.25mm以下。
9.根據權利要求8所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件的厚度大于0而在0.05mm以下。
10.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述導光部件是聚碳酸酯，上述半透光部件是聚對苯二甲酸乙二醇酯或丙烯酸類樹脂。
11.一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述顯示板在與上述背光源相對的面及其背面貼附有偏振片；上述背光源包括膜片狀的導光部件，貼附在上述導光部件的與上述顯示板相對的第一面上的膜片狀偏振反射部件，貼附在上述導光部件的上述第一面的背面的膜片狀反射部件，以及配置在使光從上述導光部件的上述第一面或其背面入射到上述導光部件的位置的點光源；其中，上述偏振反射部件的透過軸，與貼附在上述顯示板的跟上述背光源相對的面上的偏振片的透過軸同向。
12.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述背光源將上述點光源配置在向上述導光部件的膜片面方向射出光的方向，還包括反射片，使從上述點光源射出的光反射而入射到上述導光部件。
13.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述半透光部件或上述偏振反射部件，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述導光部件中所傳播的光的透射率和反射率的比發生改變。
14.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述半透光部件或上述偏振反射部件在多處具有通孔，并且依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述通孔的分布密度發生改變。
15.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，其反射率發生改變。
16.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述反射部件在與上述導光部件緊密接觸的面的多處具有凹形狀或凸形狀的漫反射圖案，并且，依照自上述導光部件的光所入射的位置的距離，上述漫反射圖案的分布密度發生改變。
17.一種面狀光源裝置，具有光源和膜片狀的導光部件，其特征在于上述光源配置在向垂直于上述導光部件的膜片面的方向射出光的方向，在上述導光部件的光入射的區域與上述光源的光射出的面之間，具有使向上述導光部件的光的入射方向改變為上述導光部件的光傳播方向的膜片狀的入射光調整部件，上述入射光調整部件在與上述導光部件相對的面側具有一個或兩個以上的突起，并且上述突起的前端面與上述導光部件緊密接觸。
18.根據權利要求17所述的面狀光源裝置，其特征在于在上述導光部件的光的出射面具有調整從上述出射面出射的角度的出射光調整部件。
19.根據權利要求18所述的面狀光源裝置，其特征在于上述導光部件的配置上述入射光調整部件的面是背面，且在與上述入射光調整部件重疊的區域具有反射部件。
20.根據權利要求18所述的面狀光源裝置，其特征在于上述入射光調整部件的突起是底面為曲面狀的柱狀突起。
全文摘要
本發明涉及使液晶顯示裝置所使用的背光源薄型化、輕型化的技術。本發明提供一種顯示裝置，具有顯示板和配置在上述顯示板后方的背光源，其特征在于上述背光源包括膜片狀的導光部件、貼附在上述導光部件的與上述顯示板相對的第一面上的膜片狀半透光部件、貼附在上述導光部件的上述第一面的背面的膜片狀反射部件、以及配置在使光從上述導光部件的上述第一面或其背面入射到上述導光部件的位置的點光源；其中，上述半透光部件的折射率比上述導光部件的折射率小。
文檔編號G02B1/04GK1979309SQ200610164530
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月5日 優先權日2005年12月6日
發明者栗原博司 申請人:株式會社日立顯示器