專利名稱：反射器以及背光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射器以及使用該反射器的背光裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，提供有一種為了對(duì)移動(dòng)電話等的液晶顯示裝置進(jìn)行照明，將從光源所射出的光導(dǎo)向液晶顯示裝置的導(dǎo)光板以及對(duì)具有該導(dǎo)光板的液晶顯示裝置從背面進(jìn)行照明的背光裝置。
圖1是表示現(xiàn)有導(dǎo)光板的外觀的立體圖。在圖示中，還同時(shí)表示有作為光源的發(fā)光二極管2。導(dǎo)光板1由例如PMMA或聚碳酸酯等透明材料構(gòu)成，其具有大致呈板狀的平坦形狀。而且，將其上面及下面分別作為射出面3及反射面4，并將一個(gè)側(cè)面做為入射面5。在反射面4上，為了使從入射面5所入射的光向射出面3進(jìn)行反射，而形成反射元件6。
從光源2射出的光由入射面5入射到導(dǎo)光板1，并利用在反射面4上所形成的反射元件6，向射出面3方向偏轉(zhuǎn)反射，而從射出面3射出。像這樣將從處于側(cè)面的入射面5所入射的光從處于主面的射出面3射出的導(dǎo)光板1稱做側(cè)光方式，其廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電話等中。
圖2是表示現(xiàn)有導(dǎo)光板及背光裝置的使用形態(tài)的剖視圖。導(dǎo)光板1在液晶顯示裝置7的正下方，以使射出面3夾持光學(xué)片8并與液晶顯示裝置7的下面9對(duì)向的形態(tài)進(jìn)行配置。在導(dǎo)光板1上，從發(fā)光二極管2所射出的光由入射面5入射。
從入射面5入射導(dǎo)光板1的光，利用在與射出面3對(duì)向的反射面4上所形成的反射元件6被偏轉(zhuǎn)反射，而向液晶顯示裝置7的方向升起，由射出面3射出。
從導(dǎo)光板1的射出面3所射出的光通過(guò)光學(xué)片8入射液晶顯示裝置7的下面9。光學(xué)片8以使光垂直入射液晶顯示裝置7的下面9的形態(tài)，將從導(dǎo)光板1所射出的光向液晶向顯示裝置7的方向升起。
另外，在與導(dǎo)光板1的反射面4相接的一側(cè)，設(shè)置有使來(lái)自反射面4的射出光進(jìn)行反射的反射器10?，F(xiàn)有的反射器10的反射面為單純的鏡面。
在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然從光源2所射出的光由入射面5入射導(dǎo)光板1，但在導(dǎo)光板1的入射面5附近，來(lái)自二極體點(diǎn)光源的光線呈扇形展開，并在導(dǎo)光板1內(nèi)傳輸，因?yàn)槭屈c(diǎn)光源，會(huì)在光源2間產(chǎn)生暗部。
而且，來(lái)自光源2的光在入射面5附近，容易產(chǎn)生因發(fā)光二極管光線的強(qiáng)弱所引起的稱做脈動(dòng)明暗和貓眼現(xiàn)象(目玉現(xiàn)象)的熱點(diǎn)·輝線等。
因此，雖然對(duì)反射元件6的形狀反復(fù)試驗(yàn)而進(jìn)行形狀設(shè)計(jì)，但由于利用反射元件6被反射偏轉(zhuǎn)的光線直接從導(dǎo)光板1的射出面3通過(guò)光學(xué)片8向液晶顯示裝置7射出，所以會(huì)產(chǎn)生圖3所示的局部明亮的熱點(diǎn)11現(xiàn)象和輝線12及因光源2間的光線分配不足所造成的暗部13等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可解決這些問(wèn)題的反射器及利用該反射器的背光裝置。
為了解決前述的問(wèn)題，本發(fā)明的反射器是其反射面包括由梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的反復(fù)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面。前述棱鏡構(gòu)件的剖面高度為一定較佳。前述棱鏡構(gòu)件的剖面高度連續(xù)減少為佳。在前述反射器的結(jié)構(gòu)面的表面上，為了提高反射率，形成銀、銀合金、鋁等的金屬層為佳。另外，在前述金屬層的表面上，為了提高耐久性，形成由透明的金屬氧化物或樹脂構(gòu)成的保護(hù)層為佳。
關(guān)于本發(fā)明的背光裝置，是一種配置于顯示裝置的背面?zhèn)?，并配置有使光進(jìn)行傳播、反射、擴(kuò)散的導(dǎo)光板；在前述導(dǎo)光板的至少一側(cè)端部配置的光源；以及使來(lái)自前述導(dǎo)光板的光反射到前述導(dǎo)光板的底面的反射器。前述反射器的反射面包括由梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的反復(fù)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面。
前述棱鏡構(gòu)件的剖面高度為一定較佳。前述棱鏡構(gòu)件的剖面高度呈連續(xù)遞減為佳。前述棱鏡構(gòu)件的棱線方向?yàn)榇怪庇谂c前述導(dǎo)光板的光源相接的面的方向較佳。前述導(dǎo)光板為一種在與液晶顯示裝置鄰接的面上使反射元件一體成型，并利用此反射元件將光線沿鄰接于與液晶顯示裝置側(cè)相對(duì)的導(dǎo)光板面的反射器方向射出的導(dǎo)光板較佳。
前述導(dǎo)光板為了進(jìn)一步改善熱點(diǎn)和輝線及光源間的暗部，在與將反射元件一體成型的面相對(duì)的面上，一體成型各向異性擴(kuò)散圖案較佳。前述各向異性擴(kuò)散圖案為在光源間擴(kuò)散較多、而在反入光部的方向上擴(kuò)散較少的異形擴(kuò)散圖案較佳。而且，前述各向異性擴(kuò)散圖案為由表面浮凸全息圖所形成的凹凸圖案較佳。
通過(guò)使反射器的反射面由現(xiàn)有的單純的鏡面而成為由梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的反復(fù)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面，也可沿與單純的鏡面不同的方向反射由導(dǎo)光板的反射面所射出的光。雖然該反射光再次入射導(dǎo)光板，并最終通過(guò)光學(xué)片入射液晶顯示裝置，但由于加上與單純的鏡面不同的方向的反射光，從而能夠改良在現(xiàn)有技術(shù)中成為難點(diǎn)的入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等。
可得減少入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等的斑駁少，且均勻度高的背光裝置。


圖1是表示導(dǎo)光板的圖，分別以圖1(a)表示俯視圖，圖1(b)表示主視圖，圖1(c)表示立體圖。
圖2是表示現(xiàn)有的背光裝置的構(gòu)成的圖。
圖3是表示現(xiàn)有的背光裝置的入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部的圖。
圖4是表示本發(fā)明的反射器的實(shí)施方式的圖。
圖5是表示本發(fā)明的反射器的實(shí)施方式的圖。
圖6是表為本發(fā)明的反射器的實(shí)施方式的圖。
圖7是表示本發(fā)明的反射器的實(shí)施方式的圖。
圖8是表示本發(fā)明的背光裝置的實(shí)施方式的圖。
圖9是表示導(dǎo)光板的圖，分別以圖9(a)表示俯視圖，圖9(b)表示主視圖，圖9(c)表示立體圖。
圖10是表示導(dǎo)光板的剖面的圖。
圖11是表示導(dǎo)光板中的光線的動(dòng)作的圖。
圖12是表示與導(dǎo)光板一體成型的異形擴(kuò)散全息案的圖。
圖13是表示將異形擴(kuò)散全息案放大200倍的圖。
圖14是說(shuō)明全息圖的性質(zhì)的圖，圖14(a)是表示從導(dǎo)光板的射出面3的點(diǎn)P1、P2、P3所射出的光的強(qiáng)度與角度依存性的俯視圖，圖14(b)是立體表示從導(dǎo)光板10的射出面11的點(diǎn)P2所射出的光的強(qiáng)度分布的立體圖。
圖15是說(shuō)明本實(shí)施例的全息圖的制作的圖。
圖16是表示制作主全息圖(マスタ一ホログラム)的裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖17是表示由導(dǎo)光板及光學(xué)片所構(gòu)成的背光裝置的一部分。
圖18所示為光學(xué)片。
具體實(shí)施例方式
下面，對(duì)關(guān)于本發(fā)明的反射器及背光裝置的實(shí)施方式，參照?qǐng)D示詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，為了簡(jiǎn)單化，在幾個(gè)不同的圖示中以相同的標(biāo)示符號(hào)表示相同的構(gòu)件。而且，本實(shí)施方式的附圖是為了說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容而使用的，并不正確地反應(yīng)各部分尺寸的比率。
而且，為了方便參照，在圖中設(shè)定xyz直角座標(biāo)系。在導(dǎo)光板的光行進(jìn)方向上沿導(dǎo)光板的上面或下面的2個(gè)邊設(shè)定x軸及y軸，并沿射出面的法線方向設(shè)定z軸。而且，將z軸的正負(fù)方向稱作上下。
圖4是表示第一實(shí)施例的反射器。圖4(a)為剖視圖，圖4(b)為俯視圖。在本實(shí)施方式中，于反射器的反射面上，使剖面為梯形形狀的棱鏡構(gòu)件以棱鏡構(gòu)件和棱鏡構(gòu)件間不空有間隙的形態(tài)反復(fù)形成。而且，如圖4(b)所示，各棱鏡構(gòu)件的梯形剖面的高度為一定。梯形底邊的長(zhǎng)度、即棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期較佳為1～200μm，而更佳為10～100μm。如不足1μm，則會(huì)因衍射造成的分光效果變強(qiáng)，而使液晶顯示裝置的顯示性能劣化。如超出200μm，則從液晶顯示裝置側(cè)也可識(shí)別結(jié)構(gòu)。梯形的斜邊與底邊形成的角度較佳為20～70度，而更佳為35～55度。
當(dāng)不足20度或超過(guò)70度時(shí)，對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。左右的角度無(wú)論是相同還是不同都可以。梯形的上邊長(zhǎng)度與底邊長(zhǎng)度(棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期)的比率較佳為0.05～0.5，更佳為0.1～0.3。如不足0.05，則輝度會(huì)下降，如超過(guò)0.5，則對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。而且，各棱鏡構(gòu)件的梯形剖面無(wú)論是相同還是不同都可以。
在剖面形狀為三角形的情況下，頂角部分容易受損而形成缺陷，容易使顯示品質(zhì)劣化，通過(guò)形成梯形，則會(huì)具有這種缺陷難以產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。
如圖4所示的梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的反復(fù)結(jié)構(gòu)可通過(guò)如下得到，即在例如PET薄膜上涂敷適當(dāng)厚度的紫外線硬化樹脂，并壓入具有適當(dāng)形狀的金屬模具，且從PET薄膜側(cè)照射紫外線并使紫外線硬化樹脂硬化后，從金屬模具進(jìn)行脫模。
在反復(fù)形成梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的結(jié)構(gòu)面的表面上，為了提高反射率，以形成銀、銀合金、鋁等金屬層為佳，特別以銀或銀合金為佳。金屬層可利用蒸鍍法或?yàn)R射法而形成。金屬層依據(jù)結(jié)構(gòu)面的棱鏡形狀而形成為佳。在平坦化的情況下，對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。而且，也可在結(jié)構(gòu)面和金屬層之間，設(shè)置用于提高密合性的固定(アンカ一)層。
另外，在前述金屬層的表面上，為了提高耐久性，而形成由透明的金屬氧化物或樹脂構(gòu)成的保護(hù)層為佳。保護(hù)層無(wú)論是依據(jù)結(jié)構(gòu)面的棱鏡形狀而形成，還是使結(jié)構(gòu)面平坦化而形成都可以，但依據(jù)棱鏡形狀成形成對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果強(qiáng)，所以更佳。
反射器的反射率在75％或以上較佳，80％或以上更佳。如在75％以下，則背光的輝度下降。而且，入光附近的輝線等明顯。
圖5是表示第二實(shí)施方式的反射器。圖5(a)為剖視圖，圖5(b)為俯視圖。在本實(shí)施方式中，于反射器的反射面上，使剖面為梯形形狀的棱鏡構(gòu)件以棱鏡構(gòu)件和棱鏡構(gòu)件間不空有間隙的形態(tài)反復(fù)形成。而且，如圖5(b)所示，各棱鏡構(gòu)件的梯形剖面的高度為一定。棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期較佳為1～200μm，更佳為10～100μm。
如不足1μm，則因衍射造成的分光效果變強(qiáng)，使液晶顯示裝置的顯示性能劣化。如超出200μm，則從液晶顯示裝置側(cè)也可識(shí)別結(jié)構(gòu)。梯形的斜邊與底邊形成的角度較佳為20～70度，更佳為35～55度。當(dāng)不足20度或超過(guò)70度時(shí)，對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。
左右的角度無(wú)論是相同還是不同都可以。梯形的上邊長(zhǎng)度和棱鏡構(gòu)件間的間隙的長(zhǎng)度之和相對(duì)棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期，為0.05～0.5的范圍比較佳，為0.1～0.3更佳。如不足0.05，則輝度下降，如超過(guò)0.5，則對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。而且，各棱鏡構(gòu)件的梯形剖面無(wú)論是相同還是不同都可以。
圖6及圖7是表示第三實(shí)施方式的反射器。在本實(shí)施方式中，于反射器的反射面上，反復(fù)形成有梯形剖面的高度連續(xù)遞減的棱鏡構(gòu)件。棱鏡構(gòu)件間無(wú)論是如圖6(a)所示沒(méi)有間隙、還是如圖6(b)所示存在間隙都可以。而且，棱鏡構(gòu)件沿棱線方向的反復(fù)配置無(wú)論是如圖6所示只配置1個(gè)棱鏡構(gòu)件、還是如圖7所示反復(fù)配置多個(gè)棱鏡構(gòu)件都可以。
而且，在這種情況下，梯形的底邊長(zhǎng)度、棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期、梯形的斜邊與底邊形成的角度、梯形的上邊長(zhǎng)度和底邊長(zhǎng)度的比率、梯形的上邊長(zhǎng)度和棱鏡構(gòu)件間的間隙長(zhǎng)度的和與棱鏡構(gòu)件的反復(fù)周期的比率等的較佳范圍，與第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式的情況相同。
而且，第二實(shí)施方式及第三實(shí)施方式的情況也與第一實(shí)施方式相同，結(jié)構(gòu)面可以通過(guò)如下得到，即在例如PET薄膜上涂敷適當(dāng)厚度的紫外線硬化樹脂，并壓入具有適當(dāng)形狀的金屬模具，且從PET薄膜側(cè)照射紫外線并使紫外線硬化樹脂硬化后，從金屬模具進(jìn)行脫模。
而且，在結(jié)構(gòu)面的表面上，為了提高反射率，以形成銀、銀合金、鋁等金屬層為佳，特別以銀或銀合金為更佳。金屬層可利用蒸鍍法或?yàn)R射法而形成。金屬層依據(jù)結(jié)構(gòu)面的棱鏡形狀而形成為佳。在平坦化的情況下，對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果下降。而且，也可在結(jié)構(gòu)面和金屬層之間，設(shè)置用于提高密合性的固定層。
另外，在前述金屬層的表面上，為了提高耐久性，而形成由透明的金屬氧化物或樹脂構(gòu)成的保護(hù)層為佳。保護(hù)層無(wú)論是依據(jù)結(jié)構(gòu)面的棱鏡形狀而形成，還是使結(jié)構(gòu)面平坦化而形成都可以，但依據(jù)棱鏡形狀的情況，對(duì)入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善的效果強(qiáng)，所以更佳。
圖8是表示利用本發(fā)明的反射器的背光裝置的實(shí)施方式的圖。圖8為與在現(xiàn)有技術(shù)中說(shuō)明的圖同樣的剖視圖。
導(dǎo)光板1設(shè)置有反射元件6，且在導(dǎo)光板1和液晶顯示元件7之間，配置有棱鏡片等光學(xué)片8。另一方面，在與導(dǎo)光板1設(shè)置了光學(xué)片8的一側(cè)對(duì)向的另一側(cè)上，配置具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)面的反射器10。在圖8中，導(dǎo)光板的反射元件6設(shè)置在射出面3上，但也可設(shè)置在與反射器10鄰接的相對(duì)面上。
圖9所示為本實(shí)施方式的導(dǎo)光板。在圖示中，還同時(shí)表示有作為光源的發(fā)光二極管2。
圖9(a)為導(dǎo)光板1的俯視圖，圖9(b)為導(dǎo)光板1的主視圖，圖9(c)為導(dǎo)光板1的立體圖。另外，圖10為剖視圖。
在本實(shí)施方式中，如圖11所示，于液晶顯示裝置7側(cè)的導(dǎo)光板1的射出面3上一體成型有反射元件6。在xy面內(nèi)，從發(fā)光二極管2入射導(dǎo)光板1的光線100沿-z軸方向被反射偏轉(zhuǎn)，一部分透過(guò)與射出面3相對(duì)的面14，到達(dá)反射器10面。
與導(dǎo)光板1的射出面3相對(duì)的面14既可為鏡面也可為粗面，在本實(shí)施方式中，一體成型有可異形擴(kuò)散的擴(kuò)散圖案層18。導(dǎo)光板1由例如PMMA、聚烯烴或聚碳酸酯等具有一定折射率的透明材料形成，形成具有大致呈矩形狀的上面及下面的大致呈板狀的形狀。
如參照前述座標(biāo)軸，則導(dǎo)光板1將與xy面大致平行的上面及下面分別作為射出面3及異形擴(kuò)散圖案一體成型層18，并將處于射出面3及異形擴(kuò)散圖案一體成型層18之間且使光線從端面入射的部位作為入射面5。
在射出面3上，形成有反射元件6。反射元件6起到將從入射面5所入射的光進(jìn)行反射，并向異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的作用。反射元件6從導(dǎo)光板1的一側(cè)面向另一側(cè)面連續(xù)或不連續(xù)地形成，反射元件6的大部分用于光的反射。因此，形成有本實(shí)施方式的反射元件6的射出面3，使所入射的光向異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的方向進(jìn)行反射的效率高，從而提高導(dǎo)光板1的光利用效率。
在異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上，形成有具有各向異性的全息圖(各向異性擴(kuò)散圖案)。為了與三維形成的全息圖有所區(qū)別，該全息圖有時(shí)稱做表面浮凸全息圖。全息圖使從異形擴(kuò)散圖案一體成型層18所射出的光在光源2間的方向上較大地?cái)U(kuò)散并透過(guò)。而且，以使行進(jìn)到與光源的入射面5相對(duì)的面即反入光面15的光線形成較小的擴(kuò)散的形態(tài)進(jìn)行配置。由反射元件6所反射的光利用前述全息圖彌補(bǔ)光源2間所產(chǎn)生的光線量不足，而在光源2間的方向進(jìn)行較大地?cái)U(kuò)散，并從異形擴(kuò)散圖案一體成型層18射出大致呈橢圓形狀擴(kuò)散的光。
具有前述這種形狀的導(dǎo)光板1可通過(guò)將PMMA、聚烯烴系或聚碳酸酯等材料在金屬模具中進(jìn)行注入成型而制造。
圖10是表示導(dǎo)光板各部分的尺寸的圖。
射出面3和異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的距離a一般由光源2的種類而決定，其距離范圍為0.3～3.0mm，較佳為0.4～1.0mm，更佳為0.5～0.8mm。反射元件6的第一面61和射出面3所形成的角度θ1為0.2～5度，較佳為0.3～3.0度，更佳為0.3～1.5度。反射元件6的第二面62和射出面3(主面)所形成的角度θ2在90度或以下，較佳為30～89度，更佳為35～89度。
鄰接的反射元件的間隔p較佳為一定，其范圍較佳為5～500μm，更佳為50～250μm，特佳為100～150μm。另外，如使前述間隔p一定，則因與液晶顯示元件的元(セル)配置的干涉，有時(shí)會(huì)顯示出莫爾條紋，所以也可有意識(shí)地將前述間隔隨機(jī)地進(jìn)行設(shè)定。
圖11是表示導(dǎo)光板的光路的圖。
從發(fā)光二極管2入射導(dǎo)光板1的入射面5的光線100在與異形擴(kuò)散圖案一體成型層18形成的角度達(dá)到臨界角之前，由異形擴(kuò)散圖案一體成型層18和射出面3反復(fù)進(jìn)行全反射，并在導(dǎo)光板1的內(nèi)部行進(jìn)。
反射元件6的第一面61起到將所反射的光向異形擴(kuò)散圖案一體成型層18方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的作用。與射出面3形成小角度并在入射面5進(jìn)行入射的光在每次由反射元件6的第一面61進(jìn)行反射時(shí)，被偏轉(zhuǎn)向異形擴(kuò)散圖案一體成型層18方向，并在與異形擴(kuò)散圖案一體成型層18形成的角度超出臨界角時(shí)，從異形擴(kuò)散圖案一體成型層18射出。
因此，反射元件6的第一面61和異形擴(kuò)散圖案一體成型層18所形成的角度θ1越小，越可利用與反射元件6的第一面61的反射而使光緩緩升起，從而從異形擴(kuò)散圖案一體成型層18所射出的光的方向定向。定向了的光操作容易，但從異形擴(kuò)散圖案一體成型層18脫出的光由反射器10的表面上所施加的反射槽16和其表面上所形成的金屬蒸鍍膜17再次被偏轉(zhuǎn)，光線還向?qū)Ч獍?的方向進(jìn)行反射。
該光線由導(dǎo)光板1的異形擴(kuò)散圖案一體成型層18再次被擴(kuò)散，光線向射出面3行進(jìn)。此時(shí)，通過(guò)進(jìn)行設(shè)定以使相對(duì)異形擴(kuò)散圖案一體成型層18及反射元件6的面，形成全反射角或以下的角度，從而使由反射器10的反射槽16及金屬蒸鍍膜17所反射的光從導(dǎo)光板1的射出面3射出。從導(dǎo)光板所射出的光線利用光學(xué)片8進(jìn)行規(guī)定的偏轉(zhuǎn)，由液晶顯示裝置7的下面9入射。
在本實(shí)施方式的導(dǎo)光板1中，反射元件6的形狀是利用圖11所示的V字槽。
與射出面3所形成的角度為0.7，且以與入射面5和射出面3相交的角部19相距120μm的一定間距設(shè)置傾斜。因?yàn)閮A斜角使來(lái)自入射面5的光緩緩地形成全反射角或以下，所以如圖11所示，制作在傾斜面面對(duì)光源的方向上加工有反射元件6的V字槽的金屬模具，并利用注入成型制作導(dǎo)光板1。
在與反射元件6相對(duì)的面18上形成可擴(kuò)散圖案為佳。在這種情況下，如在光源2間的方向上進(jìn)行較大的擴(kuò)散，而在反入光面15和光源間的方向上形成較小的擴(kuò)散，則有望提高正面輝度。在本實(shí)施方式的導(dǎo)光板1中，在異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上所形成的全息圖可在光源2間的方向上進(jìn)行較大的擴(kuò)散，而在反入光面15和光源間的方向上形成較小的擴(kuò)散。而且，使用具有各個(gè)半值擴(kuò)散角度在光源間的方向上為60°、在另一方上為1°的特性的圖案。
圖12是表示在異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上所形成的全息圖的圖。
圖13是將全息圖擴(kuò)大200倍的圖。
如圖12所示，全息圖以在光源6間的方向上進(jìn)行較大的擴(kuò)散、而在反入光面15和光源2間的方向上形成較小的擴(kuò)散的形態(tài)進(jìn)行配置。
利用在射出面3上一體成型的V字形反射元件6進(jìn)行全反射并被偏轉(zhuǎn)的光線100照到異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上，一部分的光線向反射器10側(cè)射出。當(dāng)利用V字形反射元件6進(jìn)行全反射并被偏轉(zhuǎn)的光線100照到異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上時(shí)，由于該圖案為粗面(參照?qǐng)D11)而失掉全反射角，使一部分向反射器10側(cè)射出。當(dāng)從導(dǎo)光板射出時(shí)，因全息圖擴(kuò)散特性而被異形擴(kuò)散，光在光源間的方向上進(jìn)行較大的擴(kuò)散，并到達(dá)反射器10。
圖14是說(shuō)明全息圖性質(zhì)的說(shuō)明圖。圖14(a)是表示從導(dǎo)光板1的異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的點(diǎn)P1、P2、P3所射出的光強(qiáng)度與角度依存性的俯視圖。圖14(b)是立體表示從導(dǎo)光板1的異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的點(diǎn)P2所射出的光的強(qiáng)度分布的立體圖。
從導(dǎo)光板1的異形擴(kuò)散圖案一體成型層18的點(diǎn)P1、P2、P3所射出的光利用在異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上所形成的全息圖，如橢圓E1、E2、E3所示地以在前述光源2間的方向D1上進(jìn)行較大的擴(kuò)散，而在反入光面15和光源2間的方向D0上形成較小的擴(kuò)散的形態(tài)進(jìn)行擴(kuò)散。表示所擴(kuò)散的光的強(qiáng)度分布的橢圓E1、E2、E3的長(zhǎng)軸方向和短軸方向的比率是可變的，在本實(shí)施例中是1∶60，但也可進(jìn)行變化。
圖15是表示制作主全息圖的裝置的構(gòu)成的框圖。
在異形擴(kuò)散圖案一體成型層18上所形成的全息圖是轉(zhuǎn)印主全息圖的全息圖，與主全息圖具有相同的光學(xué)特性。
該裝置具有射出規(guī)定波長(zhǎng)的激光的激光源71、具有例如矩形形狀的開口的遮光片(マスク)72、使光只透過(guò)所需的區(qū)域的遮光片73、使光刻膠(フオトレジスト)74可平行移動(dòng)的支持座75。
激光源71可將RGB的激光進(jìn)行切換并射出。這是因?yàn)椋瑸榱酥谱饔糜趯⒗缫苿?dòng)電話的液晶顯示裝置的照明所必需的白色光進(jìn)行擴(kuò)散的全息圖，需要用RGB的激光將光刻膠74分別進(jìn)行曝光。另外，也可利用分別發(fā)出RGB的激光的3個(gè)激光源，并將這些激光源切換使用。
遮光片72具有由矩形形狀的擴(kuò)散器所形成的開口。該擴(kuò)散器可使用例如磨砂玻璃。前述矩形的長(zhǎng)邊和短邊的尺寸與在光刻膠74上所形成的大致橢圓形的斑點(diǎn)的短軸和長(zhǎng)軸的尺寸分別對(duì)應(yīng)。另外，前述長(zhǎng)邊及短邊與前述短軸及長(zhǎng)軸具有彼此可利用傅立葉變換進(jìn)行變換的關(guān)系。
遮光片73用于只將光刻膠74所需的部分進(jìn)行曝光。本實(shí)施例的全息圖不將光刻膠74一次全部曝光，使各部分具有所需的擴(kuò)散特性地只對(duì)該部分進(jìn)行曝光。而且，進(jìn)行使這種曝光對(duì)各部分反復(fù)進(jìn)行的多重曝光，將光刻膠74的全體進(jìn)行曝光。多重曝光用各種RGB進(jìn)行。像這樣進(jìn)行了曝光的全息圖顯像后，就得到主全息圖。
光刻膠74為使高感度的感光體均勻分散的厚膜，以可感度良好地檢測(cè)微弱的光并忠實(shí)地再現(xiàn)斑點(diǎn)。
支持座75用于使光刻膠74平行移動(dòng)。支持座75在變更光刻膠74的曝光位置，或?qū)φ诠馄?2、73和光刻膠74的距離進(jìn)行調(diào)整時(shí)，將光刻膠74進(jìn)行移動(dòng)。
圖16是表示用于制作主全息圖的裝置的構(gòu)成的立體圖。
遮光片81、82相當(dāng)于圖15所示的具有矩形狀的開口的遮光片72。遮光片81具有狹縫81a。矩形狀開口的短邊由狹縫81a的寬度而確定。遮光片82具有三角形的開口82a。前述矩形狀的開口的長(zhǎng)邊由透過(guò)了遮光片81的狹縫81a的光在透過(guò)遮光片82的開口82a的區(qū)域的長(zhǎng)度方向上的最大長(zhǎng)度來(lái)確定。另外，遮光片81、82利用未圖示的擴(kuò)散器將透過(guò)的光進(jìn)行擴(kuò)散。
遮光片83相當(dāng)于圖15所示的遮光片73。遮光片83具有矩形的開口83a。光刻膠84被曝光的區(qū)域限于透過(guò)了開口83a的光所到達(dá)的部分。即通過(guò)變更光刻膠84的前述部分且進(jìn)行多重曝光，可將光刻膠84的全面進(jìn)行曝光。
在將利用圖15及圖16的裝置進(jìn)行了曝光的光刻膠顯像后，得到主全息圖。將這樣制作的主全息圖在導(dǎo)光板的成型中所使用的金屬模具的射出面的部分上作為凹凸進(jìn)行轉(zhuǎn)印。然后，通過(guò)利用轉(zhuǎn)印了主全息圖的金屬模具注入成型導(dǎo)光板，可在導(dǎo)光板的射出面上一體成型全息圖。
圖17是表示由導(dǎo)光板及光學(xué)片所構(gòu)成的背光裝置的一部分。
在由導(dǎo)光板1及光學(xué)片8構(gòu)成的背光裝置中，從導(dǎo)光板1的射出面3所射出的光含有與射出面3所形成的角度較小的成分的光L1、L2。光學(xué)片8具有平坦的上面51和棱鏡狀的下面52，當(dāng)與導(dǎo)光板1的射出面3所形成的角度較小的光L1、L2從下面52入射時(shí)，以與上面51形成較大的角度的形態(tài)而變更角度并射出L1’、L2’。這樣，光學(xué)片8使液晶顯示裝置7所射出的光的正面強(qiáng)度提高。
圖18所示為光學(xué)片。
光學(xué)片(prism sheet)8由例如PMMA、聚烯烴或聚碳酸酯、光硬化型樹脂等透明材料構(gòu)成，在與上面51對(duì)向的下面52上具有形成連續(xù)的棱鏡狀的構(gòu)造的反射槽53。該光學(xué)片8被設(shè)置在導(dǎo)光板1的射出面3上。
以下表示適用了本發(fā)明的背光裝置的實(shí)驗(yàn)例。在以下的實(shí)施例中，共同使用下面的構(gòu)成。參照?qǐng)D8對(duì)構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
對(duì)于光源2，使用4個(gè)日亞化學(xué)制的發(fā)光二極管NSCW335。導(dǎo)光板1為與入射面5平行方向的長(zhǎng)度為40mm、垂直方向的長(zhǎng)度為50mm、厚0.7mm的聚碳酸酯制的導(dǎo)光板。反射元件6為在圖10中θ1＝1.5度、θ2＝35度、p＝150μm的形狀。在導(dǎo)光板1中，于形成有反射元件6的相反側(cè)的面上，利用異形擴(kuò)散圖案一體成型層18形成全息案，該全息案將對(duì)此面垂直入射的光沿長(zhǎng)軸方向及短軸方向分別在60度及1度的范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。而且，設(shè)置導(dǎo)光板1，使得反射元件6側(cè)的面成為與光學(xué)元件8對(duì)向的一側(cè)，異形擴(kuò)散圖案一體成型層18側(cè)的面成為與反射器10對(duì)向的一側(cè)。
光學(xué)片8為三菱麗陽(yáng)(レイヨン)制的棱鏡薄膜M165，以棱鏡面與導(dǎo)光板1側(cè)對(duì)向的形態(tài)進(jìn)行設(shè)置。反射器10為在各種的棱鏡薄膜上將銀以1000的厚度進(jìn)行蒸鍍，并以棱鏡的棱線方向與導(dǎo)光板1的入射面5直交的形態(tài)進(jìn)行配置。
第一實(shí)施例使用圖4所示的、梯形形狀的棱鏡構(gòu)件無(wú)間隙地形成的第一實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為45度，梯形的平坦部的比率為0.15。這里，所說(shuō)的平坦部的比率是指例如在反射器10的一面上的平坦部的面積所占的比例。該第一實(shí)施例的背光裝置的輝度為2290(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近未發(fā)現(xiàn)輝線。
第二實(shí)施例使用圖4所示的、梯形形狀的棱鏡構(gòu)件無(wú)間隙地形成的第一實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為45度，梯形的平坦部的比率為0.11。該第二實(shí)施例的背光裝置的輝度為2225(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近未發(fā)現(xiàn)輝線。
第三實(shí)施例使用圖5所示的、在棱鏡構(gòu)件間空有間隙且梯形形狀的棱鏡構(gòu)件反復(fù)形成的第二實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為45度，梯形的平坦部的比率為0.24。該第三實(shí)施例的背光裝置的輝度為2320(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近未發(fā)現(xiàn)輝線。
第四實(shí)施例使用圖5所示的、在棱鏡構(gòu)件間空有間隙且梯形形狀的棱鏡構(gòu)件反復(fù)形成的第二實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為45度，梯形的平坦部的比率為0.41。該第四實(shí)施例的背光裝置的輝度為2350(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近只發(fā)現(xiàn)很少的輝線。
以下，為了與前述背光裝置的實(shí)施例進(jìn)行對(duì)照，表示背光裝置的比較例。在比較例中，除了特別進(jìn)行明確的情況以外，也與前述實(shí)施例采用相同的構(gòu)成。
第一比較例使用圖4所示的、梯形形狀的棱鏡構(gòu)件無(wú)間隙地形成的第一實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為45度，梯形的平坦部的比率為0。該第一比較例的背光裝置的輝度為2100(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近未發(fā)現(xiàn)輝線。
第二比較例使用圖4所示的、梯形形狀的棱鏡構(gòu)件無(wú)間隙地形成的第一實(shí)施方式的反射器10，并使梯形的底角為27度，梯形的平坦部的比率為0.30。該第二比較例的背光裝置的輝度為2182(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近發(fā)現(xiàn)輝線。
第三比較例使用鏡面狀的反射器10。該第三比較例的背光裝置的輝度為2360(cd/m2)，當(dāng)從光學(xué)片8的上面進(jìn)行觀察時(shí)，在導(dǎo)光板1的入射面5附近發(fā)現(xiàn)強(qiáng)輝線和光源間的暗部。
將前述實(shí)施例及比較例歸納并表示在表1中。
表1

入光部形態(tài)
◎無(wú)輝線○只看到很少的輝線△可看到輝線×可看到強(qiáng)輝線，也可看到光源間的暗部另外，上述實(shí)施例是表示本發(fā)明的一個(gè)具體例子，而本發(fā)明并不限定于此。只要不脫離本發(fā)明的范圍，可適用于各種對(duì)象。而且，實(shí)施例中所示的數(shù)值只不過(guò)是一個(gè)例子，本發(fā)明當(dāng)然并不限定于此。
權(quán)利要求
1.一種反射器，其特征在于，反射面包括由梯形剖面的棱鏡構(gòu)件的反復(fù)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射器，其特征在于，棱鏡構(gòu)件的剖面高度為一定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射器，其特征在于，棱鏡構(gòu)件的剖面高度連續(xù)遞減。
4.一種背光裝置，配置于顯示裝置的背面?zhèn)龋⑴渲糜惺构膺M(jìn)行傳播、反射與擴(kuò)散的導(dǎo)光板；在上述導(dǎo)光板的至少一側(cè)端部配置的光源；以及使來(lái)自上述導(dǎo)光板的光反射到上述導(dǎo)光板的底面的反射器，其特征在于，上述反射器為權(quán)利要求1至3所述的反射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光裝置，其特征在于，使用在與液晶顯示裝置鄰接的面上使反射元件一體成型，并通過(guò)該反射元件將光線沿鄰接于與液晶顯示裝置側(cè)相對(duì)的導(dǎo)光板面的反射器方向射出的導(dǎo)光板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背光裝置，其特征在于，在與將反射元件一體成型于導(dǎo)光板上的面相對(duì)的面上，一體成型各向異性擴(kuò)散圖案。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射器以及背光裝置。通過(guò)使反射器的反射面為梯形剖面的棱鏡構(gòu)件反復(fù)而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面，而對(duì)背光裝置的入光附近的熱點(diǎn)和輝線、光源間的暗部等進(jìn)行改善。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1910399SQ20058000244
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者杉本靖, 手島照雄 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社