專利名稱：照明裝置及使用該照明裝置的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作液晶顯示裝置的背景光的照明裝置以及使用該照明裝置的液晶顯示裝置，特別是涉及一種謀求簡化裝置，同時具有高發(fā)光效率的照明裝置以及使用該照明裝置的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示裝置多使用于個人電腦，文字處理機，攝像機等的圖像顯示，其用途是多方面的，而且有日益擴大的趨勢。
圖15表示得到廣泛使用的已有的液晶顯示裝置。在圖上，51為導(dǎo)光體，52為在導(dǎo)光體的背面以白色墨汁印刷的多個小點圖案，或形成多個凸部的光漫射面，53為例如冷陰極螢光管光源，54為反射冷陰極螢光管發(fā)出的光線的光反射體，55為光反射薄片，56是靠近導(dǎo)光體51上表面配置的光漫射板，57是再在其上面配置的棱鏡片，7為在棱鏡片57的上表面配置的液晶顯示元件。
該液晶顯示裝置點亮光源53后，光源53的直接照射光線及光反射體54的反射光就射入導(dǎo)光體51，而該人射光在導(dǎo)光體51內(nèi)傳播，且被光漫射面52漫射，同時也輻射至導(dǎo)光體51的外部，而從導(dǎo)光體51的下表面射出的光線被光反射片55反射，并再度射入導(dǎo)光體51，從導(dǎo)光體51的上表面射出。
導(dǎo)光體51上表面射出的光線被光漫射板56漫射，而使導(dǎo)光體51的光漫射面的例如圓點圖案看不見。由光漫射板56所漫射的光線，由棱鏡片57調(diào)整到正面方向，且從背面照射液晶顯示元件7。這時，如果液晶顯示元件7正由未圖示出的驅(qū)動電路驅(qū)動著，就能在顯示畫面上看到圖像。
又，其他已有裝置的例子雖未圖示，但是，是上面與下面大約平行的長方體形狀的導(dǎo)光體，而其他構(gòu)成也有與上述結(jié)構(gòu)大致相同的。
但是，已有的液晶顯示裝置操作有若干問題。由于例如導(dǎo)光體51的背面的光漫射面52、光反射片55、在導(dǎo)光51上表面配置的光漫射板56，以及棱鏡片57等的光吸收，使光效率降低。
又，由于使用導(dǎo)光體51背面的光反射片55、導(dǎo)光體51上面的光漫射板56、棱鏡片57等許多薄片，需要使各薄片對位，而且存在異物混入薄片之間導(dǎo)致品質(zhì)劣化，成本提高等問題。為了解決這樣的問題，希望減少上述薄片類構(gòu)件的數(shù)目。
而且，已有的液晶顯示裝置有視野角度的問題，即一旦目視角度不同，就難以辨識圖像。因此雖然最近有140度、160度的廣視野角的液晶顯示元件實用化，但是仍然不充分。
本發(fā)明的目的在于，改善上述存在問題，提供由于提高光的利用效率而克服視野角度的問題，不需要安裝棱鏡片的照明裝置及液晶顯示裝置。
發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的照明裝置是，使下表面相當(dāng)于引導(dǎo)光源發(fā)出的光線的導(dǎo)光體的水平的上表面傾斜，并在導(dǎo)光體的厚度較大的一邊的側(cè)面配置光源，且在導(dǎo)光體的下表面一側(cè)配置光反射片而成。在所述導(dǎo)光體的傾斜的下表面，設(shè)置許多溝槽群1各個溝槽群與相鄰的溝槽群的之間以平坦面作連接。多個溝槽群形成于所述下表面，而且愈距所述導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面愈遠，溝槽群的各溝槽的深度就愈深，并在導(dǎo)光體的上表面?zhèn)扰渲霉饴浒濉?br>
本發(fā)明的另一種照明裝置以第1種發(fā)明的照明裝置使用的導(dǎo)光體是采用兩個的狀態(tài)，將導(dǎo)光體的厚度較小的側(cè)面在中央部貼合形成的導(dǎo)光體，并且使光源與厚度較大的兩側(cè)面相對配置，且沿著該導(dǎo)光體的下表面?zhèn)扰渲霉夥瓷淦?，而在?dǎo)光體的上表面?zhèn)扰渲霉饴浒澹以趯?dǎo)光體下表面設(shè)置多個溝槽群，該溝槽群的溝槽深度從導(dǎo)光體的兩側(cè)面向中央部逐漸增大。
本發(fā)明再一種照明裝置包含其上表面與下表面平行的導(dǎo)光體、在該導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面配置的光源、在導(dǎo)光體的下表面?zhèn)扰渲玫墓夥瓷淦⒁约霸O(shè)置在所述導(dǎo)光體上表面的光漫射板。且在所述導(dǎo)光體的下表面設(shè)置與所述一邊的側(cè)面平行的多個溝槽群，而該多個溝槽群的各溝槽的深度愈距所述一邊的側(cè)面愈遠深度愈大。
而且，本發(fā)明提供在上述照明裝置的光漫射板的上方配置液晶顯示元件的液晶顯示裝置。
圖1是使用本發(fā)明的第1實施形態(tài)的照明裝置的液晶顯示裝置的要部剖面圖。
圖2是從圖1的導(dǎo)光體的上面觀看的概略平面圖。
圖3是圖2的B-B線上的剖面圖。
圖4是圖3的部份放大圖。
圖5是從圖1所示的導(dǎo)光體下面觀看到的概略平面圖。
圖6是在圖1的實施形態(tài)的導(dǎo)光體下表面設(shè)置的溝槽群的部份放大圖。
圖7是表示在圖1所示的第1實施形態(tài)的導(dǎo)光體的厚度、導(dǎo)光體下表面的溝槽群的構(gòu)槽深度，與溝槽群的寬度的關(guān)系的本發(fā)明申請的導(dǎo)光體的特征的簡明表達的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。
圖8是使用以圖7的構(gòu)成關(guān)系圖為根據(jù)的導(dǎo)光體的本發(fā)明第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置與已有的液晶顯示裝置的顯示畫面的垂直方向的輝度分布圖。
圖9是使用于以圖7的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖為依據(jù)的導(dǎo)光體的本發(fā)明第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置與已有的液晶顯示裝置的顯示畫面的水平方向的輝度分布圖。
圖10是表示第1實施形態(tài)的導(dǎo)光體的厚度、導(dǎo)光體下表面的溝槽群的溝槽深度、與溝槽群的寬度的關(guān)系的其他實施形態(tài)的導(dǎo)光體的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。
圖11是使用本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置構(gòu)成的液晶顯示裝置的要部剖面圖。
圖12是使用本發(fā)明第3實施形態(tài)的照明裝置構(gòu)成的液晶顯示裝置的要部剖面圖。
圖13是圖12所示的實施形態(tài)的導(dǎo)光體的下表面的溝槽部份的放大圖。
圖14是本發(fā)明第4實施形態(tài)的照明裝置的導(dǎo)光體下表面的形成的溝槽部份的放大圖。
圖15是已有的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施形態(tài)參照附圖對本發(fā)明進行說明。
<第1實施形態(tài)>
圖1是使用本發(fā)明的第1實施形態(tài)的照明裝置的液晶顯示裝置的要部剖面圖，在圖中，1為導(dǎo)光體，由丙烯樹脂、聚碳酸酯等的透明樹脂的合成材料制成，導(dǎo)光體1的上表面8大致為水平，而下表面9傾斜，形成楔形的形狀。2為設(shè)在導(dǎo)光體1的下表面9的多個溝槽群，各溝槽群至少具有2個溝槽。3為靠近導(dǎo)光體1的厚度較大的一邊的側(cè)面10配置的光源，使用例如細長的直管形狀的冷陰極或熱陰極的螢光管。4為光反射體，包圍光源3設(shè)置，將光源3發(fā)出的光線向?qū)Ч怏w1的一邊的側(cè)面10反射，在例如樹脂的薄片上蒸鍍銀或鋁等光反射率較高的材料形成，或用鋁制金屬薄板形成光反射體4。5為光反射片，覆蓋導(dǎo)光體1的下表面9及另一側(cè)面(距光源3最遠的導(dǎo)光體1的端部)配置，形成能夠提高導(dǎo)光體1下表面9的相對側(cè)的光反射率的結(jié)構(gòu)，可使用與光反射體4相同的材料，或使用在透明的樹脂薄片內(nèi)稠密分散極微小的氣泡的材料。6為靠近導(dǎo)光體1的上表面8配置的光漫射板，使用在透明的樹脂薄片內(nèi)部分散折射率不同的材料或在透明薄片表面形成凹凸的材料。
圖2是從導(dǎo)光體1的上面觀看的概略平面固。如圖2所示，在導(dǎo)光體1的上表面，與光源3的長邊方向正交的方向，即與導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10正交的方向上形成多條溝槽11。還有，在導(dǎo)光體1有未以符號表示而以虛線表面的領(lǐng)域存在，可以理解為在該虛線區(qū)域也形成溝槽11。又，該多條溝槽，如圖2的平面圖的B-B線剖面3以及其部分放大4所示，以例如相同的形狀連續(xù)設(shè)置。在圖4所示的溝槽的峰與峰之間，或溝槽的谷部與谷部之間的間距約為50μm，而溝槽的深度約為20μm。
在構(gòu)成本發(fā)明的照明裝置的導(dǎo)光體1，不僅在其下表面9，而且在其上表面8也形成溝槽，其理由是，為了將從導(dǎo)光體1發(fā)出的光線聚光于液晶顯示元件7。但是，在導(dǎo)光體1的上表面8形成溝槽并非必要條件。
又，本發(fā)明的液顯示裝置在光漫射板6的上方具有液晶顯示元件7。如所周知，是保持問隔將兩片透明玻璃基板重疊，使取向膜等疊層的面與透明導(dǎo)電膜的顯示用電極相對，以密封材料將該該兩基板貼合，在密封材料的內(nèi)側(cè)封入液晶，而在兩基板的外側(cè)設(shè)置偏向板構(gòu)成的。
圖5是在圖1從導(dǎo)光體1的下表面9觀看的概略平面圖，光源3沿著導(dǎo)光體1一邊的側(cè)面10靠近配置。然后，溝槽群2與導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10大約平行形成。
在本發(fā)明中，形成在下表面9的溝槽的方向配設(shè)為與一邊的側(cè)面10大致平行，其理由是要提高光的反射效率，假如不配設(shè)為平行而使其垂直，則會使溝槽的光的反射效率降低。
而在從導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10至側(cè)面鄰近部位M為止的導(dǎo)光體1的領(lǐng)域，雖未作圖示，但是也可以形成比溝槽群2的溝槽深度小而且溝槽深度大致均勻的溝槽。已知這樣使在導(dǎo)光體1光的利用效率進一步提高。
圖6是圖1的A所示部分的多個溝槽群的部份放大剖面圖，溝槽群2-1的溝槽12、13形成相同的深度h1和相同的形狀，同樣，溝槽群2-2的溝槽14、15也形成大致相同的深度h2和相同的形狀，相鄰接的溝槽群2-1與溝槽群2-2之間以導(dǎo)光體1的上表面8上的平坦面16連接。又通過平坦面16以及也相當(dāng)于溝槽的一部份的連接部17、18連接。溝槽群2-1、2-2中的溝槽12、13以及14、15形狀相似，這些溝槽為類似山或鋸齒的V字形的溝槽。V字形的溝槽的傾斜角度設(shè)定為55度左右，構(gòu)成平坦面16與溝槽14的一部份的線所形成的傾斜角度設(shè)定為130度左右。
又，溝槽的深度h2比h1大，這些溝槽的深度設(shè)計為從配置光源3的導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10起愈往另一側(cè)面，即距光源3愈遠溝槽深度就愈增大。
采用上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的照明裝置，由未圖示的電源裝置將光源3點亮后，光源3的光線由光反射體4反射的反射光與直接照射光就通過一邊的側(cè)面10入射到導(dǎo)光體1。入射到導(dǎo)光體1的光線在導(dǎo)光體1的上表面8與下表面9全反射同時在導(dǎo)光體1內(nèi)部傳播，而射入導(dǎo)光體1的下表面9的溝槽群2-1、2-2的溝槽12、13以及14、15的斜面的入射光，在斜面被反射后再度回到導(dǎo)光體1內(nèi)。通過斜面的光線被光反射片5反射，再度射入導(dǎo)光體內(nèi)部。然后，照射到上表面8的入射光，形成小于全反射角的入射角的光的大部份通過上表面8從導(dǎo)光體1射出。
這樣，入射導(dǎo)光體1的入射光在導(dǎo)光體1的內(nèi)部傳播，由于多個溝槽群2對光的反射，使光通過，光反射片5的反射光對導(dǎo)光體1的再入射等，通過導(dǎo)光體1的上表面8輻射到導(dǎo)光體1外部。
使導(dǎo)光體1的下表面9的溝槽群2的各個溝槽的溝槽深度，從配置光源3的導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10起愈遠離就愈增大，這是因為導(dǎo)光體1內(nèi)的光量愈靠近光源3就愈大，隨著愈光源34的距離的增大而變小，為了使導(dǎo)光體1上表面8的亮度的差異減少而這樣做。
向照明裝置的導(dǎo)光體1上表面8輻射的光線由于上表面8的溝槽11的作用使聚光效率得到提高，而且該光被光漫射板6漫射后從背面照射液晶顯示元件7。這時如果未圖示的驅(qū)動裝置驅(qū)動液晶顯示元件7，則能夠在其前面的顯示畫面上觀看到圖像。
在圖7，橫軸上所示的符號S表示光源3靠近配置的導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面10的位置，而E表示導(dǎo)光體1的另一側(cè)面位置即終端位置。縱軸分別表示導(dǎo)光體1的厚度t，溝槽群2的間距p，溝槽群2的深度h。而溝槽群的間距p若以圖6所示的溝槽群2-2作說明，即為平坦面16的寬度a、溝槽群2-2的溝槽14、15的寬度的相加寬度b、以及連接下一溝槽群的平坦面的連接部18的寬度c的總和，也就是p＝a+b+c。
而連接合18也是溝槽群2-1、2-2的一部分。如果這樣看，則間距p亦可視為p＝a+b。
又，導(dǎo)光體1從配置光源3的一邊的側(cè)面10的位置S起，越往另一側(cè)面位置E靠近，其厚度t越是減少，而相反，溝槽群的各溝槽的深度h則漸漸增加，溝槽群的間距p則為一定值，與導(dǎo)光體1的長度方向的位置無關(guān)。
在本實施形態(tài)，導(dǎo)光體1的具體厚度t為，導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面一側(cè)，即配置光源3的一側(cè)的厚度為2.5mm，離光源3最遠處的另一側(cè)面一側(cè)則設(shè)定為0.5mm。溝槽群2-1、2-2的溝槽深度h在整個導(dǎo)光體1上為5～20μm。間距固定為110μm左右，與導(dǎo)光體1的位置無關(guān)。
又，平坦面a的寬度尺寸在整個導(dǎo)光體1為50～100μm，而溝槽的寬度b為10μm～50μm，連接部c為5μm左右。
從上部的說明可知，本發(fā)明的特征是，在間距p中平坦面a所占有的比例選擇得較大。這些關(guān)系進一步詳細說明如下。首先，配設(shè)在導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面一側(cè)，溝槽群中溝槽深度h為最小的溝槽中，設(shè)定h＝6.3μm，a＝91μm，b＝14.1μm，c＝4.9μm，p＝110μm。因此，平坦面a在間距p中所占的比例a/p為80％以上。而溝槽寬度b的比例b/p從上述數(shù)值可以簡單求出，約為13％。
又，溝槽群的溝槽設(shè)定h為，最大的溝槽中，設(shè)定h＝19.6μm，a＝61.5μm，b＝43.6μm，c＝4.9μm，P＝110μm，因此，a/p就超過50％。同樣，溝槽寬度b所占的比例b/p約為40％，比平坦面所占的比例小。
由上述說明可知，本發(fā)明的特徴在于，在導(dǎo)光體1的下表面9形成溝槽群2、2-1、2-2，這些溝槽群在導(dǎo)光體1所占的比例比平坦面16所占的比例小。這樣的特征意味著，本發(fā)明的導(dǎo)光體1粗略看來幾乎是由沒有溝槽的平坦面構(gòu)成的，又，以手拿著也感覺不到有凹凸的存在。
圖1～圖7所示的本發(fā)明的第1實施形態(tài)的導(dǎo)光體1的平面形狀的縱向及橫向的尺寸，分別約為40mm、30mm，呈長方形。即正視圖2時導(dǎo)光體1的縱方向的長度約40mm，而橫方向的長度為約30mm。又，一邊的側(cè)面10的厚度如上所述約為2.5mm，離一邊的側(cè)面10最遠的另一側(cè)面的厚度約為0.5mm。
又，以直管形狀的冷陰極螢光管構(gòu)成的光源3的直徑比一邊的側(cè)面10的厚度小，約為1.8mm。
采用上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的照明裝置中導(dǎo)光體1的長度、厚度、下表面的溝槽群的各個溝槽的深度以及溝槽群的間距的關(guān)系使用圖7所示的關(guān)系，并且在導(dǎo)光體1的上表面8，試作形成如圖4所示的溝槽的液晶顯示裝置。
又，為了與本發(fā)明的裝置進行比較，將圖15所示的液晶顯示裝置試制成與本發(fā)明的導(dǎo)光體1為同樣的外形尺寸，光源尺寸以及亮度。
圖8及圖9表示這些比較結(jié)果，即液晶顯示元件7的垂直方向及水平方向的輝度分部的測定結(jié)果。
圖8表示液晶顯示元件7的垂直方向的輝度分布，即表示正對液晶顯示裝置的顯示畫面，將其顯示畫面在前后方向上來回轉(zhuǎn)動時，其畫面的測定點上的輝度。
圖9表示水平方向的輝度分，即表示使正對的顯示畫面在左右方向上來回轉(zhuǎn)動時其畫面的測定點上的輝度分布。在圖中，符號Q所示的實線表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的輝度分布，符號R所示的虛線表示已有的裝置的輝度分布。
第8及圖9的縱軸所示的「輝度比」表示使顯示畫面在前后左右來回轉(zhuǎn)動的輻射角度為0度時的亮度為基準(zhǔn)(絕對值1.0)，將顯示畫面在前后左右來回轉(zhuǎn)動時各來回轉(zhuǎn)動的角度的亮度與上述基準(zhǔn)位比較的相對輝度比。
又，圖8及圖9的橫軸所示的所謂「輻射角度」表示使顯示畫面在前后左右來回轉(zhuǎn)動時的角度本身。
從該輝度分布結(jié)果可知，已有的裝置(虛線R)，在水平方向上，從左右的輻射角度20度左右輝度開始大幅度下降。另一方面，在垂直方向上，即從前后的放射角為30度左右輝度開始大幅度下降，而且輝度分布本身有很大的變動。這表示在水平方向上左右20度，在垂直方向上前后30度左右，圖像識別惡化。
另一方面，本發(fā)明裝置(實線Q)隨著水平方向、垂直方向的輻射角度的變大，其輝度有降低的傾向，但是，不像已有的裝置那樣有大幅度下降，可知在水平、垂直方向其輝度分布都有顯著改善。
本發(fā)明得到改善的理由如上所述，在溝槽群與其相鄰的溝槽群之間形成平坦面16，且使該平坦面16相對于間距p所占的比例設(shè)定得較大，以此擴大反射光線的面，因而即使是輻射角度大，輝度也不會下降。
圖10表示導(dǎo)光體1的另一實施形態(tài)，在配置光源3的一邊的側(cè)面10的位置S上，將其附近部分的溝槽群2的溝槽深度h做得較小且均勻，并使溝槽群的間距p從側(cè)面10的位置S起愈往鄰近部分的端部M愈減少，而在從側(cè)面位置鄰近部分的端部M起愈往另一側(cè)面位置E，溝槽群的深度h愈增加，且溝槽群的寬度p在溝槽間沒有差別，大致為一定值。
圖10所示的導(dǎo)光體1比使用圖2，圖5及圖7所說明者的導(dǎo)光體大，其平面形成的縱向及橫向尺寸分別約為60mm、50mm。又，從一邊的側(cè)面10的位置至鄰近部份的端部M為止，約為15mm。
使用這樣的導(dǎo)光體1，與使用具備圖7所示尺寸的導(dǎo)光體1的裝置相比，可以看出液晶顯示元件7在垂直及水平方向上，在大輻射角度的輝度下降都有所改善，雖然只是略有改善。這種情況是由于將從一邊的側(cè)面10的位置S至鄰近部份的端部為止的溝槽深度做得比其他溝槽的深度小，而且在這些領(lǐng)域使其深度為一定值，并且使溝槽群的間距p漸漸減小，因此從光源3來的入射光在光源3的鄰近部份沒有被大量反射，促進了從導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面向最遠的另一側(cè)面E的光入射。
圖10所示的導(dǎo)光體1的厚度t、溝槽群的溝槽深度h及間距p的尺寸，在一邊的側(cè)面10(S)的位置上，導(dǎo)光體1的厚度t＝2.5mm，溝槽深度h＝4.5μm、間距p＝296μm。有關(guān)間距p的內(nèi)容為，平坦面a的尺寸為280μm、溝槽群的溝槽的寬度b為10μm，連接部c為6μm。
又，在一邊的側(cè)面的鄰近部M的近傍的上述尺寸為h＝7.8μm、p＝132μm，而其內(nèi)容為a＝110μm、b＝17.3μm、c＝4.7μm。
即在本發(fā)明的導(dǎo)光體1的另一實施形態(tài)中，間距p從一邊的側(cè)面(S)的位置至其鄰近部M，如圖10所示逐漸減少。
又，另一側(cè)面(E)的上述尺寸為，h＝19.8μm、p＝132μm，而其內(nèi)容為，a＝83.2μm，b＝44.1μm，c＝4.7μm，導(dǎo)光體1的厚度t如前所述為0.5mm。
因此，從鄰近部M至另一側(cè)面E為止的溝槽深度h從7.8μm漸漸增加至19.8μm，而間距p與導(dǎo)光體1的位置無關(guān)，固定為132μm。
在這里，間距p中平坦面a的比例a/p，在導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面(S)上，a/p＝280μm/296μm，因此，其值超過90％。又，在鄰近部M，a/p＝110μm/132μm，超過80％。并且在導(dǎo)光體1的另一側(cè)面E上的a/p值為83.2μm/132μm，超過60％。
由上述說明可知，本發(fā)明的導(dǎo)光體1的另一實施形態(tài)中，也將導(dǎo)光體1的下表面9中間距p的平坦面a的所占的比率設(shè)定為比溝槽群2的溝槽所占的比例大。
亦即，如果采用本發(fā)明，由于使平坦面所占的比例比形成于導(dǎo)光體1的溝槽的凹凸所占的比率大，提高了照明裝置的性能。
<第2實施形態(tài)>
圖11是使用本發(fā)明第2實施形態(tài)的照明裝置形成的液晶顯示裝置的要部剖面圖，是將第1實施形態(tài)的2個導(dǎo)光體的厚度較薄的一側(cè)側(cè)面在中央部貼合的形狀的導(dǎo)光體。
在圖中，19為對于水平的上表面，其下表面為圖示形狀的導(dǎo)光體，20為形成于導(dǎo)光體19的下表面的多個溝槽群，且將溝槽群20對稱地形成于中央部26的右側(cè)與左側(cè)，而這些溝槽群20與第1實施形態(tài)一樣形成。
21、22是沿著導(dǎo)光體19的兩側(cè)面靠近配置的細長的直管形狀的冷陰極或熱陰極的螢光管構(gòu)成的光源。光源21與光源22分別配置于導(dǎo)光體19的第1側(cè)面與導(dǎo)光體19的第2側(cè)面。又，溝槽群20并非直接從第1側(cè)面及第2側(cè)面開始形成，而如第1實施形態(tài)所說明，至第1及第2側(cè)面的鄰近部為止之間形成其他溝槽，從鄰近部向另一側(cè)面，形成其深度漸增的溝槽群。
圖中23、24為與第1實施形態(tài)同樣的光反射體，25為沿著導(dǎo)光體19的下表面配置的光反射片，與第1實施形態(tài)同樣使用丙烯樹脂，聚碳酸酯等材料。為了提高聚光效率，也可以在導(dǎo)光體19的上表面27連續(xù)形成與第1實施形態(tài)相同的溝槽，即在與光源21、22正交的方向上連續(xù)形成相同形狀的溝槽，雖然這并非必要構(gòu)成。
這一實施形態(tài)適于輻射光線的面積比上表面大的導(dǎo)光體19，由于將光源21、22靠近導(dǎo)光體19的兩側(cè)面配置，所以即使是用輻射光線的面積較大的導(dǎo)光體也能夠做成高輝度且高光效率的裝置，并且也可以使未圖示的液晶顯示元件的水平及垂直方向的輝度分布做得和第1實施形態(tài)一樣好。
<第3實施形態(tài)>
圖12表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的液晶顯示裝置的要部剖面圖。28是上表面與下表面平行的導(dǎo)光體，29與30分別表示與上面所述相同的光源和光反射體，31為光反射片。導(dǎo)光體28下表面的溝槽32呈將圖12的F部分放大的圖13所示的形狀。溝槽群32～1的溝槽33、34為同一形狀，而溝槽群32～2的溝槽35、36以相同的形狀構(gòu)成，又，溝槽群32～3的溝槽37、38以同一形狀構(gòu)成，又，溝槽群32～1、32～2以及32～3的各個溝槽具有相似的形狀。這些溝槽群的溝槽深度h3、h4及h5愈接近配置光源29的光導(dǎo)體28的一邊的側(cè)面愈小，而距該一邊的側(cè)面愈遠則溝槽深度愈大。即溝槽群32～1的溝槽深度h3，溝槽群32～2的溝槽深度h4、溝槽群32～3的溝槽深度h5之間的關(guān)系選擇為為h3＜h4＜h5。
這一實施形態(tài)的情況下，導(dǎo)光體28為直長方體，與第1實施形態(tài)所示的楔形導(dǎo)光體輝度分布多少有些不同，但是，適當(dāng)調(diào)整例如溝槽群32～2的連接平坦面39的寬度a1、溝槽35、36的溝槽寬度b1相加的間距p1、溝槽群32～3的連接平坦面40的寬度a2、溝槽37、38的溝槽寬度b2相加的間距p2、和各個溝槽的深度h4、h5，對導(dǎo)光體28的下表面9的溝槽群的深度、溝槽群的寬度等進行調(diào)整，以便獲得最合適的輝度分布即可。
又，在本實施形態(tài)中也可以在導(dǎo)光體28的上表面8形成溝槽。以此可以進一步提高導(dǎo)光體28的聚光效率。
<第4實施形態(tài)>
圖14是本發(fā)明的照明裝置的第4實施形態(tài)，是使用于照明裝置的導(dǎo)光體的部份放大的剖面圖。與上述第1～第3實施形態(tài)不同的是，在第1實施形態(tài)的楔形導(dǎo)光體1下表面9形成的溝槽群以單一溝槽形成。
溝槽41、42及43以相似形狀形成，各溝槽的深度h6、h7及h8隨著與配置光源的導(dǎo)光體1的一邊的側(cè)面(未圖示)的距離的增大而逐漸增大。和這一實施形態(tài)相同，將連接溝槽41、42及43的平坦面44、45及46的寬度a3、a4及a5與各個溝槽的寬度b3、b4及b5分別相加得到的間距p3、p4及p5以及溝槽的深度h6、h7及h8適當(dāng)調(diào)整以獲得最佳輝度分布即可。而47、48及49是將溝槽41、42及43連接于平坦面45、46及50用的連接部份，如果使向著平坦面的連接部分的梯度(斜度)盡量做得陡峭，則可以看作是溝槽41、42及43的一部分。如果這樣做，則這樣的連接部分47～49在本發(fā)明中并非必要構(gòu)件。
又，在本實施形態(tài)中，在第1實施形態(tài)的楔形的導(dǎo)光體1形成單一溝槽，但是當(dāng)然也可以形成于圖12的實施形態(tài)的長方體形狀的導(dǎo)光體28，而如上所述將溝槽深度、溝槽部分的寬度等加以調(diào)整，設(shè)定于最佳輝度分布即可。
還有，在本實施形態(tài)中，也可以把溝槽形成于未圖示的導(dǎo)光體1的上表面8。
在上述使用照明裝置的液晶顯示裝置中，雖然對所使用的液晶顯示元件并無特別規(guī)定，但是如果盡量使用視野角較廣的，例如140度、160度的液晶顯示元件，則水平及垂直方向的輝度分布當(dāng)然能夠進一步得到改善。
<其他的實施形態(tài)>
在上述第1～第3實施形態(tài)表示出導(dǎo)光體下表面的溝槽群內(nèi)的溝槽有2個，但是只要根據(jù)所使用的對象或液晶顯示的畫面尺寸等，一邊看著輝度分布的情形一邊進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也可以使用3個或4個。又，在各實施形態(tài)中導(dǎo)光體下表面的多個溝槽群內(nèi)的多個溝槽及多個單一的溝槽的對著光源的面必須是斜面，但是其梯度視輝度分布的情形而作調(diào)整即可。
又，如在第1實施形態(tài)所述，在第2～第4實施形態(tài)也可以在從一邊的側(cè)面至側(cè)面附近部位的區(qū)域形成深度大致相同的溝槽，而從該側(cè)面附近部位到另一側(cè)面形成其深度漸增的多個溝槽部。
又，導(dǎo)光體上表面的多個溝槽也以相同的形狀連續(xù)形成的溝槽進行了說明，但是這也只要一邊確認輝度分布一邊調(diào)整溝槽的形狀和溝槽的寬度即可。
而且，所使用的光源可以是冷陰極型或熱極型的熒光管中的任何一種，但是冷陰極型就電極構(gòu)成而言比熱陰極型更容易實現(xiàn)小型化，因此，以冷陰極型的熒光管為佳。也可以使用LED。
工業(yè)應(yīng)用性如上述，本發(fā)明的照明裝置，使對光源發(fā)射的光線進行導(dǎo)光的導(dǎo)光體的下表面相對于導(dǎo)光體的水平的上面傾斜，在導(dǎo)光體的厚度較大的一邊的側(cè)面一側(cè)配置光源，并在導(dǎo)光體的下表面一側(cè)配置光反射片。在前述導(dǎo)光體的下表面，設(shè)置多個溝槽群，而各個溝槽群與相鄰的溝槽群之間以平坦面連接。多個溝槽群愈是遠離前述導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面，溝槽群的各溝槽的深度愈大。
因此，導(dǎo)光體內(nèi)部的光的反射效率與光線從導(dǎo)光體輻射出的輻射效果能夠提高，因此可以不必在導(dǎo)光體上表面測配置的棱鏡片。
又，本發(fā)明的照明裝置采用導(dǎo)光體中央部的厚度比其兩側(cè)薄的導(dǎo)光體，在厚度較厚的兩側(cè)面?zhèn)认鄬Φ嘏渲霉庠?，且沿著該?dǎo)光體的下表面配置光反射片，并在導(dǎo)光體的上表面配置光漫射片。
依據(jù)上面所述，本發(fā)明的照明裝置由于有高光效率的導(dǎo)光體的功能，因此在已往作為必要的構(gòu)件的導(dǎo)光體上表面配置的棱鏡片也可以不要。又，由于不要棱鏡片，因而與其他光漫射板或光反射片的對位就比較容易，而且薄片之間異物混入的危險亦可減少，能夠提供改善品質(zhì)劣化，在成本上較為有利的照明裝置。
而且，本發(fā)明的照明裝置由上表面與下表面平行的導(dǎo)光體、在該導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面配置的光源、在導(dǎo)光體的下表面?zhèn)扰渲玫墓夥瓷淦⒁约霸O(shè)在前述導(dǎo)光體的上表面的光漫射板構(gòu)成，前述導(dǎo)光體的下表面設(shè)有多個溝槽群，且這些溝槽群的溝槽的深度隨著溝槽與上述一邊的側(cè)面的距離的增大而逐漸增大。
又，本發(fā)明的照明裝置在從導(dǎo)光體的下表面的一邊的側(cè)面起至側(cè)面的鄰近部為止的區(qū)域形成深度大致相同，而且與上述一邊的側(cè)面大致平行的溝槽。借助于此，可以使光的反射效率進一步提高而且能夠更有效地利用光線。
還有，本發(fā)明的照明裝置在導(dǎo)光體的上表面，而且是在與上述一邊的側(cè)面相垂直的方向，即光行進的方向形成溝槽。借助于此，本發(fā)明的照明裝置還可以發(fā)揮高光效率的導(dǎo)光體的功用，因此，在已有的裝置上成為必要的、在導(dǎo)光體上表面配置的棱鏡片也可以不要。又，由于棱鏡片不再度需要，所以與其他的光漫射板或光反射片的對位比較容易，且異物混入薄片問的危險性也小，能夠提供品質(zhì)劣化有所改善，并在成本上也有利的照明裝置。
而且在使用該照明裝置的液晶顯示裝置中，液晶顯示元件的水平及垂直方向上的輝度分布也能夠比已有的裝置有所改善。
從上述說明可知，本發(fā)明的照明裝置及液晶顯示裝置首先在導(dǎo)光體的形狀上具有特征，其次在導(dǎo)光的下表面，即，反射光線的一側(cè)形成溝槽，而且使溝槽深度相對于光的行進方向逐漸增加，第3，在導(dǎo)光體的上表面也形成溝槽，這些特征的組合能夠提高光的反射效率，因此，向來作為必要構(gòu)件的棱鏡片也可以不要。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征在于，具備光源；下表面相對于水平的上表面傾斜，靠近厚度大的一邊的側(cè)面配置所述光源的導(dǎo)光體；將所述光源發(fā)出的光線向所述一邊的側(cè)面的方向反射的光反射體；靠近所述導(dǎo)光體的下表面配置的光反射片；以及配置在所述導(dǎo)光體的上表面?zhèn)鹊墓饴浒?，所述?dǎo)光體的下表面有多個與所述一邊的側(cè)面大致平行形成的溝槽群；而所述多數(shù)的溝槽群的溝槽的深度隨著離所述一邊的側(cè)面的距離增加而漸增。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，漸增的所述多個溝槽群，從所述導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面至所述導(dǎo)光體的另一側(cè)面止，以大致相同的間距配置。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，在導(dǎo)光體的下表面，從所述一邊的側(cè)面至所述一邊的側(cè)面的鄰近部位，形成深度大致相同的溝槽，且形成從所述側(cè)面的鄰近部位向著所述導(dǎo)光體的另一側(cè)面其深度漸增的溝槽。
4.一種照明裝置，其特征在于，含有具有中央部的厚度比第1側(cè)面及第2側(cè)面的厚度薄，上表面為水平面，而下面具有從所述第1側(cè)及第2側(cè)面對所述中央部以同一角度傾斜的第1傾斜面及第2傾斜面的導(dǎo)光體；靠近所述第1側(cè)面配置的第1光源；靠近所述第2側(cè)面配置的第2光源；將所述第1光源發(fā)出的光線向所述第1側(cè)面方向反射的第1光反射體；將所述第2光源發(fā)出的光線向所述第2側(cè)面方向反射的第2光反射體；沿著所述導(dǎo)光體的下表面靠近配置的光反射片；以及靠近所述導(dǎo)光體的上表面配置的光漫射板，而且在所述第1傾斜面形成與所述第1側(cè)面平行的多個第1溝槽群，并使所述多個第1溝槽群的溝槽深度從所述第1側(cè)面向所述導(dǎo)光體的中央部漸增，又在所述第2傾斜面形成與所述第2側(cè)面為平行的多個第2溝槽群，并使所述多個第2溝槽群的溝槽深度從所述第2側(cè)面向所述導(dǎo)光體的中央部漸增。
5.如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于，漸增的多個所述第1溝槽群以大致相同的間距從所述導(dǎo)光體的第1側(cè)面配置至所述導(dǎo)光體的中央部為止，而漸增的多個所述第2溝槽群以大致相同的間距從所述第2側(cè)面配置至所述導(dǎo)光體的中央部。
6.如權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于，所述多個第1溝槽群的深度從所述第1側(cè)面至所述第1側(cè)面鄰近部大致相同，而所述多個第2溝槽群的深度從所述第2側(cè)面至所述第2側(cè)面鄰近部大致相同。
7.一種照明裝置，其特征在于，包含光源；上表面與下表面大致平行而所述上表面為水平面，且所述光源配置在一邊的側(cè)面的導(dǎo)光體；使所述光源發(fā)出的光線向所述一邊的側(cè)面的方向反射的光反射體；以及配置在所述導(dǎo)光體的上表面的光漫射板，所述導(dǎo)光體的下表面形成與所述一邊的側(cè)面大致平行的多個溝槽群，所述多個溝槽群的溝槽深度是隨著遠離所述一邊的側(cè)面而漸增。
8.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，漸增的所述溝槽群從所述導(dǎo)光體的一邊的側(cè)面至所述導(dǎo)光體的另一側(cè)面以大致相同的間距配置。
9.如權(quán)利要求1或4或7所述的照明裝置，其特征在于，多個溝槽群中各溝槽群至少具有2個溝槽，與所述溝槽群相鄰的其他溝槽群以設(shè)在所述導(dǎo)光體上的平坦面相連接。
10.一種照明裝置，其特征在于，權(quán)利要求2、5、8中的任一項所述的間距至少包含形成于導(dǎo)光體的溝槽群的溝槽寬度及平坦面的寬度。
11.一種照明裝置，其特征在于，權(quán)利要求10所述的平坦面所占的比例比溝槽群的溝槽在導(dǎo)光體的下表面占有的比例大。
12.如權(quán)利要求1或4或7所述的照明裝置，其特征在于，在導(dǎo)光體的上表面，與所述一邊的側(cè)面或第1側(cè)面大致垂直的方向上設(shè)置多條溝槽。
13.如權(quán)利要求1～12中的任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在照明裝置的光漫射板的上方部配置液晶顯示元件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供不需要棱鏡片,光效率高的照明裝置以及使用該裝置的液晶顯示裝置。本發(fā)明的照明裝置在導(dǎo)光體(1)的下表面(9)與一個側(cè)面(10)大致平行地設(shè)置多個由一條或2條以上的溝槽構(gòu)成的溝槽群(2)。溝槽群(2)的溝槽的深度(h)從配置有光源(3)的導(dǎo)光體的一個側(cè)面(10)向?qū)Ч怏w另一側(cè)面一側(cè)漸增。又,溝槽群(2)與相鄰的其他溝槽群(2)之間,以設(shè)在導(dǎo)光體(1)的下表面的平坦面(16)連接,利用這樣的結(jié)構(gòu)形成更加能夠?qū)崿F(xiàn)高光效率的照明裝置。
文檔編號F21V8/00GK1345406SQ00805801
公開日2002年4月17日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者上原大志 申請人:韋斯特電氣株式會社