專利名稱：光學(xué)元件,照明設(shè)備和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及-"#光學(xué)元件，尤其^t漫射元件，用于無源(非自身M) 顯示裝置例如液晶顯示裝置的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖13a是示出了液晶顯示裝置28和照亮液晶顯示裝置的照明設(shè)備23的組 件結(jié)構(gòu)的示例'喊面示意圖。
液晶顯^5H殳備28財(cái)上部和下部透明^36，分別具有偏光器32和34， 以及位于上部和下部透明^ 36之間的液晶層37。
照明設(shè)備(背光卑元)23具有導(dǎo)光板22，它M源20 # >并從其面向 液晶顯7^殳備28的3t^4面的Ji4面發(fā)射光。 一個M器26位于導(dǎo)皿22 的下側(cè)。亮度增強(qiáng)膜29位于導(dǎo)光板22的上側(cè)，以將從導(dǎo)皿22發(fā)射的光垂直 引導(dǎo)到液晶顯示裝置28的M4^4面。一^#^30位于亮;^M雖膜29的上 側(cè)，以"fUt通過^l增強(qiáng)膜29的光。因此，^L增強(qiáng)膜29^^30把狄 導(dǎo)ibtl22有^JL均勻Ak^^'J液晶顯示裝置28。
圖13b示出了液晶顯示裝置28和照明設(shè)備23的另^L件，務(wù)似于圖13a 中所示。鍵圖13b所示的組件中，^t^30靠近導(dǎo)綠22。通過"W^30 ，的光^ii過兩^Ht為^^強(qiáng)膜的^t鏡板38和40，從而形成垂直于液晶顯示 ^Jl28的;5t^l^面的光。
關(guān)iS亥液晶顯示裝置的照明設(shè)備，已經(jīng)提出賴在行上并糸HU多個圓柱 形凹面的雙凸透4^L，以有^l^t^導(dǎo);^引導(dǎo)到液晶顯示iW (參見日本 專利申請^^號No. Hei06^201卯4 )。
^提出^在行上并#&^多個圓柱形凸面的雙凸透1^1，以提供用于 照亮液晶顯示似的均勻的光(參見日本專利申請No.Hei09-145932 )。
還提出iM!M多個圓柱形凸面的雙凸透鏡仗，以減少所使用的上Ji^鏡 板的數(shù)目，從而減少照明裝置的成本(參見日本專利申請No,2005-216030),
盡管在照明裝置中^雙凸透m已經(jīng)如上面所述被提出，雙凸透#^ ^"在下列問題。
圖15a示出了圓柱形凸透鏡片斷80，圖15b示出了具有多個^圖15a所示 的圓柱形凸透鏡片斷80的雙凸透鏡板82。圖16示出了ifeA^源84照射到雙凸 透艦82時的狀態(tài)。正如從圖16可以鄉(xiāng)的，穿艦凸透瓶82的絲垂直
;U-^上不在平肝每^i:鏡片斷80的縱向方向的方向上儲。即，光源84 的圖像的形成如附圖椒己86所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是才娥Jiii情況做出。相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提^"#光學(xué) 元件，它具有多個拉"^^m面，所iii^m面具有凸或凹的弓形橫截面，正 如上面描述的雙凸透^L的情況，且它不^fML垂直于^r^Nt:4^面的紹^向方向 的方向上具有，性，并JL^平^iS亥方向的方向Jn^r銜時性。
本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件，^"有^^面，所i^^面發(fā)4^Ut的 光。多付糊拉"l^t錄面^^面上并朝HU成行。拉^it錄面分別 具有弓形皿面。拉"l^tm面的彎曲橫戴面的高;1^4i"l^t4^面的縱向方 向Jii^且重復(fù)地變化。
應(yīng)該注意的是，正如^^說明書中使用的，術(shù)洽'弓形，，包括凸和凹的弓形 麟面配置。當(dāng)拉^^#^面具有凹弓形#^面時，術(shù)發(fā)'弓形滅面高度"指 的是由M面l^艮定的凹^f^L。
^it種光學(xué)元件中，不像上面描述的常M^凸透II^樣，拉^itl^面
的弓形橫截面的高度^^i^^面的縱向方向J^且重復(fù)地變化。因此， MiL^面發(fā)財(cái)?shù)墓獠籢^垂直于4i"^t^^面的縱向方向的方向上^J"，而 JL^平^"f該方向的方向上"Wh
^My兌，拉"]fci^^面可形^使^^Ni^itm面的弓形M面的 高度^it:^^面的縱向方向JiJjt弦變化。
更^&說，拉^ii錄面可i5^ti弦波，所iiJt弦波由每個相^i長 透4^^面對形成，它們^t^目位、周期^^幅中的至少一個方面存在不同， 上面描述的光學(xué); t^可以M與^U^面相對的相對表面，且悉體上^W
板的形狀。
光學(xué)元件可iU如下。所i^目對表面財(cái)多付糊第Ji4i"^it:4^面， 它們在所^目對表面上并##列成行。每個第^T4i")^tm面均具有一個弓形 橫載面，并JLMUfe^面上垂直于拉^ii:^^面的縱向方向的方向Ji^伸。第
^4i"^itm面的弓形橫戴面的高度在第二拉"l^tm面的縱向方向J^續(xù)且 重復(fù)地變化。
上述^^個拉^^it:4^面的橫截面可以為凸弓形或凹弓形。 另外，本發(fā)明提供了，Ji^t學(xué)元件的照明設(shè)備。 該照明設(shè)備可具有導(dǎo)皿，其中所述光學(xué)元件位于導(dǎo)皿的;^4面處并 與之平行。
導(dǎo)ife^光學(xué)元件可-^^制成型。
另外，本發(fā)明提供了具有這種照明設(shè)備的液晶顯示裝置。
另外，本發(fā)明提供了-^t設(shè)備，例辦窩式電話，^*有這種液晶顯示裝置。
通過下面對她實(shí)施例的描述，結(jié)合相應(yīng)附圖，本發(fā)明的Ji^她目標(biāo)、 特蚌優(yōu)點(diǎn)將狄清楚。


圖1另_示意性示出了柏魂^>發(fā)明的光 ^1的逸現(xiàn)圖。 圖2a是沿圖1中的線2a-2a的截面圖。
圖2b是勤以于圖2a的截面圖，示出了^^4^L明的另一實(shí)施例的光lfeN"板。
圖3a是劐以于圖2a的截面圖，示出了##械明的光| ^的變型。 圖3b是翻以于圖2a的截面圖，示出了才娥械明的光lfcWL的另一變型。 圖3c是務(wù)似于圖2a的截面圖，示出了相魂本發(fā)明的光lfe^l的又一變型。 圖3d是^f以于圖2a的截面圖，示出了^^械明的光lfem的另一變型。 圖4是示出了^^^L明由i^iO^光li^JL的四^i:^^面形成的 彎曲表面之間的關(guān)系的絲圖。
圖5是示出了#^;^明由透*面在光|^! _11形成的彎曲表面的高度
變化的^t間距的7^圖。
圖6^1^f才N^^發(fā)明的4i"^it^^面的卑^:4^L件的i^圖。艦圖。
圖8a是圖7所示光^|*的#艦圖。 圖8b是圖7所示光li^L的端視圖。
意圖。
圖10是示出了##本發(fā)明的光 ^_，光的路徑的示意圖。 圖lla是一個示例的艦圖，其中才娥本發(fā)明的光^Hl做用到ii^光 照明設(shè)備。
圖llb^^-H^例的艦圖，其中才^t本發(fā)明位于導(dǎo);5y^L^面的光散
射結(jié)構(gòu)#用到ii^it^明設(shè)備。
圖12a是具有常恥&凸透M的導(dǎo)M的平面圖。
圖12b是具有才Mt發(fā)明的光，結(jié)構(gòu)的導(dǎo);^的平面圖。
圖13a是示出了包拾液晶顯示裝置和照亮液晶顯示裝置的背M元的，
結(jié)構(gòu)的示例的截面圖。
圖13b是示出了包拾液晶顯示裝置和照亮液晶顯示裝置的背^元的*
結(jié)構(gòu)的另一示例的截面圖.
圖14是具有M才Nt本發(fā)明的照明設(shè)備的液晶顯示裝置的設(shè)備的示意圖。
圖15a是示出了圖15b所示常艦凸透m的透鏡片斷的 圖。
圖15b是常皿凸透m的itt圖。
圖16另_示出了由常皿凸透:^l^f射的光的5^的示意圖。
圖17a是示出了另—例的 圖，其中4Mt本發(fā)明的光"^h^被應(yīng)用到
雄 明設(shè)備。
圖17b是示出了又 例的it^L圖，其中^^^C明的光^Wb^用到 雄 明設(shè)備。
圖18是#^另一實(shí)施例的光^4^1的#規(guī)圖，它^Ji面和下面均M4i長
圖19a;lE示另一^例的艦圖，其中才l^械明的光lfeH^做用到 錄柳月設(shè)備，
圖1外是示出了另一個示例的 圖，其中才娥本發(fā)明的光"IU^^紐用 到ii^^^、明設(shè)備。
絲實(shí)絲式
;^發(fā)明的實(shí)施例將結(jié)合圖1至15b描t
圖1示奮性示出了才M&極明作為光學(xué)元件的光"lfc^14。光ltWL14 具有^jt^面，所il^4面由一行并朝喊置的具有圖2a所示凸弓形橫栽面的 拉^it:4^面I^至RK)形成，與常M凸透4^的方^目同。特別地，如圖4 所示，每個拉"^it錄面具有在其縱向方向Y上周期性變化的高度。
如圖2a所示，光 14 ^^形m 54和透鏡卩軒ij 52，具有形# 其上的拉^:*面R至Rw。盡管圖2a中，基敗54和透^P車列52顯示為 分立的元件，但它們也可以^#^制成型。
圖10顯示了光"lfc^14的光"fi^作用。
如圖所示，光 14在垂直于^^ii:4^L件的4i^it:^^面的縱向方向 的方向上絲來自光源84的光，并JMMMt^每^Ht^L件的拉^i^錄面的 縱向方向的方向上M光，與圖16所示的常規(guī)雙凸透^^目比，&"相當(dāng)大的 狄。
如圖2b所示，光"WHll4的拉"Jfcii:錄面可以具有凹弓形麟面。扭 種情況下，凹弓形透4^面的深度在其縱向方向上U弦變化，如上面描述的 例子的情況。這^f^構(gòu)也帶來刻以于上面的^,
如圖3a到3c所示，4i")^t:^^面的^^面可在形^曲率方面作適當(dāng)?shù)?改變。如圖3d所示，透W^可i5X^L形^L的兩面上。
圖4中的部分a至d示出了"H^例，其中拉"^:錄面被"&E^使每個 拉^it:4^面的高度在其縱向方向上lJt弦變化，J4目對于相^^it^面 具有約120度的片^i差。
圖5中的部分a至e示出了四^1S^續(xù)的拉"^it:l^面的不同高度的間i^ 的續(xù)變化L""和"，且間距變4^M^i"^i:錄面重復(fù)。
圖9中的部分a至e示出了妙間距L的例子。用A表示半振幅，L/A的 M小，光lfet的^^。 L/A的值可在l至200的范圍內(nèi)適當(dāng)確定。例如， 為了增加光"fy^t^U^N"光以^^源如圖10所示成像，L/A的^^在1
至10的范圍內(nèi)確定。為了減弱光"fb^^， L/A的佳^f在100至200的范圍 內(nèi)確定。當(dāng)本發(fā)明被應(yīng)用于ii^Ut型導(dǎo)it^時，如下面所述，I7A的^IL^ 在10至80的范圍內(nèi)確定。
^"發(fā)明中，可以恰當(dāng)iikia合上述因素，即拉"^it錄面的縱向方向的間
距、相位、凹或凸械面結(jié)構(gòu)、它的曲率等等。#^多這些因素組合在"^，
可使得光"IWSL的狄面具有任意的結(jié)構(gòu)?？梢?娥光"IM^^斤需要的光M ^it當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)狄面結(jié)構(gòu)。
圖6示出了具有4i"]^t:^^面的單-"it:4^L件12。
圖7示出了通過將多^Si口圖6所示的拉^i^^L件12并朝KU^t而形成 的光"tfat^14。圖8a;UbtJ^14從圖7中方向B看去的倆敗圖。圖8b是 光IMt裝置14從圖7中的方向C看去的艦圖。
圖lla示出了一個例子，其中光"^H114被應(yīng)用到Wi4^光型導(dǎo)^L 18的照明設(shè)備。^kj 、明設(shè)備中，導(dǎo)拔18接樣LED光源20在箭頭氏的 方向J^t射的光，并在箭頭H2的方向上發(fā)射光。光，板14位于導(dǎo)光板18的 Jl^側(cè)。4娥這種設(shè)置，光"WH114可以，來自導(dǎo)光板18的光，而不減少 光的量，并對液晶顯示^A (未示出)4^供均勻分布的照明光。可iMl光， 板14代##統(tǒng) ^，與#^ *[目比，能夠^it^輸效率。
圖lib示出了一個例子，其中光"Wt^L 14和導(dǎo)光板18可以由聚^酯或 剡以物^^制成型，通iiit種M,可以斷^^p厚度。
圖17a和17b)應(yīng)用到照明i殳備。
圖12a和12b示出了^Eji面描述的iL^設(shè)備中;5M)光^HgL的^Mk的^ 圖12a示出了導(dǎo)條82的^y '浪面,用常m凸透^^代替上面描述的 光"fS^l與該導(dǎo)ib^^^形成'^il種情況下，暗區(qū)90不利地出5ME LED光 源20之間.圖12b示出了與光，長14整體形成的導(dǎo)光板83的;^y 'J4面。 ^jfcit種情況下，暗區(qū)91減少，因?yàn)檎缟厦嫠龅?，光^Kl4在每^Ht鏡 片斷的拉^it:^^面的縱向方向上提供了^L的光^i"^。
圖18示出了勒以于圖8a和8b所示的光"IU H1^與其不同的光^^L， 不同4J^于，形成在圖8a和8b所示光^^L的上側(cè)的透鏡陣列形成在該光 ^UI^的上側(cè)和下側(cè)，以進(jìn)一步增加光^lt效果。在所示的例子中，上側(cè)的透
錄面和下側(cè)的透錄面i^絲平面視圖中;^H:垂JL^伸。
圖19a示出了一^N子，其中圖18所示的光^feM用在照明設(shè)備上。 圖19b示出了-M^ij子,其中圖18所示的光^t^]作導(dǎo);^。通itil種i^， 可縮小導(dǎo) ^光 ;斤占據(jù)的空間，以減少照明設(shè)備的總厚度，射吏得成 糊氐。
圖14示出了一個蜂窩式電話70，它是具有液晶顯示裝置74的設(shè)^例子， 這里的液晶顯示裝置采用了4Mt本發(fā)明的照明設(shè)備76?？梢愿俚腲t^更高 的^，J用率制it^l才娥本發(fā)明的液晶顯示裝置的設(shè)備。4娥本發(fā)明的液晶顯 示裝置不僅可在小型設(shè)備、如峰窩式電話中使用，而且可在t嫩大的設(shè)備、如 電^+幾中有^k/f^。
應(yīng)該注意的是本發(fā)明并不必局限于前述實(shí)施例，而另_可以在不脫離^^發(fā)明 主旨的情況下以多種方式 。例如，盡管在說明中##本發(fā)明的光1 ^^被 應(yīng)用在ii^絲艦，作為例子，光^WK同樣可應(yīng)用于準(zhǔn)直(aligned-light) 光型導(dǎo)光板，其中光源位于導(dǎo)，的一側(cè)，與，為光^L射面的"H^討目免
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)元件，具有可以發(fā)射光同時散射光的發(fā)光表面，所述發(fā)光表面上具有多個并排設(shè)置成行的平行的拉長透鏡表面，所述每個拉長透鏡表面具有弓形橫截面，其中所述拉長透鏡表面的所述弓形橫截面的高度在所述拉長透鏡表面的縱向方向上連續(xù)和重復(fù)地變化。
2、 ^^^U'澳求1的光學(xué)元件，其中每個所ii^^"^ii:4^面的橫蘇面的高 度在所iiit^^面的縱向方向JiJjE弦變化。
3、 根據(jù)W'J^求2的光學(xué)元件，其中由每晰目鄰的所i^i^ii^^面形成 的正弦波斜目位、周期和振幅中的至少一個方面;fetb不同。
4、 才W妙漆求3的光學(xué)元件，絲有與所i2yu^面相反的表面且鄉(xiāng)上為板形。
5、 的光學(xué)元件，其中所i^目反的表面財(cái)多個在所i^目反 表面上并朝HU成行的平^第^^i")^i:m面，所述每個第^i^t^面 具有弓形橫截面，并JL^所ii^^面上沿垂直于拉"^t4^面縱向方向的方 向上延伸，其中所^i"l^tm面的所述弓形橫載面的高度在所^"^4M^ *面的縱向方向_11^和重復(fù)地變化。
6、 才Mt^uy^求i至5中任一項(xiàng)的光學(xué)元件，其中每個所^:^t錄面 的橫栽面為凸弓形或凹弓形。
7、 一種照明設(shè)備，；JM1^U'澳求1至5中^項(xiàng)所述的光學(xué)元件。
8、 才^^U，J^求7的照明設(shè)備，其包括WJUt面的導(dǎo)光板，其中所^3t 學(xué)元 ^與所述導(dǎo)綠的 ^面相對且平行.
9、 才M^5U'J^求8的照明設(shè)備，其中所述導(dǎo);5fe^所iy^學(xué)元件^^制 成型。
10、 一種液晶顯示M， W^H^U，虔求9的照明設(shè)備，u、 --#設(shè)備，具有#^^'決求io的液晶顯示 :。
全文摘要
一種光散射元件，由光學(xué)透明材料制成，具有發(fā)射光同時散射光的光散射表面。光發(fā)射表面上具有多個并排設(shè)置成行的平行的拉長透鏡表面。每個拉長透鏡表面具有凸弓形橫截面。拉長透鏡表面的凸弓形橫截面的高度在拉長透鏡表面的縱向方向上連續(xù)和重復(fù)地變化。
文檔編號G02F1/1335GK101101343SQ20071014218
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者志村崇 申請人:株式會社西鐵城電子