[发明专利]导光板、面光源装置以及液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及导光板、面光源装置以及液晶显示装置，更详细地说，涉及背面设置有多个微型反射镜的导光板的改进、使用所述改进的导光板的面光源装置、以及使用该面光源装置照明液晶显示面板的液晶显示装置。本发明适用于例如个人计算机、车辆导行系统、手持电话等上安装的液晶显示装置、其中使用的面光源装置以及导光板。

背景技术

从导光板的端部供给光、传导到导光板内部的光从出射面输出形式的面光源装置是众所周知的，它被广泛用于液晶显示面板等的照明中。作为一次光源，广泛使用棒状荧光灯(冷阴极管)，但是近年来，利用LED(发光二极管，后面相同)这样的点状发光体。

这样的面光源装置中，传导到导光板内的光的行进方向转换成朝着出射面后从出射面输出。导光板采用光散射导光体，通过背面和出射面上进行使之具有光扩散功能等促进出射的处理，实现在导光板的内部传播的光行进方向转换，比以前更能够促进从出射面出射。

可是，众所周知，通过这样的手段获得的出射光在前方较大倾斜方向上(例如对于正面方向倾斜程度为60度)优先输出。很少希望这样倾斜较大的输出方向，通常希望在大致正面方向或者它的周边方向上出射。因此，能够进行方向转换以便获得希望的优先输出方向的一种技术提出了在导光板的背面设置多个微型反射镜。

根据该技术，在导光板的背面上形成多个微小突起形状的微型反射镜，通过该突起的内面反射产生朝向出射面的内部传播光。该内部传播光从出射面出射成为输出光。采用形成有这样的微型反射镜的导光板的面光源装置用于液晶显示面板照明的例子，参照图1～图4对其进行说明。

首先，图1(a)是使用带有微型反射镜的导光板的面光源装置用于背照光的液晶显示装置的简要布局，是从导光板的背面一侧看的平面图；图1(b)是从图1(a)左方看的侧面图。图2示出该布局中微型反射镜20的排列例子。在这些图中，符号10是由丙烯酸类树脂、聚碳酸酯(PC)、环烯类树脂等透明材料形成的导光板，其中一个侧面作为入射面12。

棒状的一次光源(冷阴极管)L1沿着入射面12设置，向入射面12提供光。导光板10的两个主面13、14中的一个成为出射面13。另一个面(背面)14上设置有多个微小突起状的微型反射镜20。出射面13的外侧设置有众所周知的液晶面板PL，构成背景光型液晶显示器。而且，在图1(a)中，省略微型反射镜20的描述。而且，尺寸表示是例示，使用的单位是mm。

从一次光源L1发出的光通过入射面12传导到导光板10内。在导光板10内传播的光进入微型反射镜20内，随着内反射发生方向转换，产生朝向出射面13的光。这里，如同后面所述作为原则内反射发生两次。

在图2中，示出在导光板10的背面14上多个微型反射镜20排列的例子。这里，沿着入射面12设置的一次光源L1是棒状冷阴极管，它的发光部的长度比入射面12的长度稍微短一点。两端是电极部EL1、EL2，不发光。为了避免两端的电极部EL1、EL2突出，屡次采用这样的设计。

背面14上的微型反射镜20以如下形式分布，即保持随着与入射面12的距离增大覆盖率提高的趋势。

而且，在电极部EL1、EL2附近的角部区域C、D，以另外一种高覆盖率方式排列微型反射镜20。通过这样的覆盖率分布，能够防止随着与入射面12的距离的变化而使亮度变化时发生角部区域亮度不足的现象。而且，微型反射镜的“覆盖率”是导光板背面的单位面积内的微型反射镜所占据的面积。

各微型反射镜20具有四角锥形状，并从代表背面14的基本平面(假想去掉微型反射镜20后的面)突出。各个微型反射镜20的姿态设定为如下形式，即到达这里的光高效率输入到内部，在出射面13转换为大致朝向垂直方向上的内部输出光。参照图3、图4(a)、(b)、(c)对该状态进行说明。

图3是示出取出一个微型反射镜20、由内部传播光产生内部输出光的状态的透视斜视图。微型反射镜20中的内部输入光用两条光线P1、P2代表。其中，P1代表按照斜面21、22的顺序被内反射的内部输入光，P2代表按照斜面22、21的顺序被内反射的内部输入光。光线Q1、Q2表示分别由光线P1、P2产生的内部输出光。 

而且，一对光线P1、P2中任何一个都平行于入射到该微型反射镜20内部的光的主要行进方向。而且，图3中，坐标系O-XYZ是指定方向的右手正交坐标系，Z轴是从背面14一侧垂直出射面13(准确地说，是代表出射面的第二基本平面，后面相同)延长的轴，+Z方向对应“正面方向”。