專利名稱：照明設(shè)備、照明方法和顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備、 一種用于照明的方法以及一種能夠控 制出射光角度的顯示設(shè)備，且尤其涉及一種薄的、高可視性的照明設(shè) 備， 一種用于顯示設(shè)備的背光，以及包括該照明設(shè)備的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來，顯示板廣泛用于諸如電視機(jī)的大型終端、諸如筆記本尺寸 大小的個人電腦以及現(xiàn)金提款機(jī)的中等尺寸終端以及諸如移動電話和 便攜式游戲機(jī)的小尺寸終端。特別地，使用液晶顯示板的顯示設(shè)備具 有諸如薄的、輕、低功耗的優(yōu)點，并被安裝在許多終端設(shè)備中。
傳統(tǒng)上，窄視角被認(rèn)為是液晶顯示板的一個缺點；但是共面轉(zhuǎn)換 方法、垂直配向模式等等已變得實用；且當(dāng)前，寬視角顯示是可能的。 能夠?qū)捯暯秋@示的液晶顯示板不僅安裝在大型終端中，諸如電視機(jī)， 還甚至安裝在便攜式/小型終端(移動電話、便攜式游戲機(jī)等等)中用 于供多人觀看以及共享信息而不受結(jié)構(gòu)緊湊的影響。另一方面，需要 具有窄視角的顯示設(shè)備用于這樣的便攜式/小型終端以及中等尺寸終端 (筆記本大小的個人電腦、現(xiàn)金提款機(jī)等等)來提供隱私和保密性。因此， 需要能夠在窄視角顯示和寬視角顯示之間進(jìn)行切換的顯示設(shè)備，即能 夠切換視角(視角控制)的顯示設(shè)備。
包括根據(jù)專利文獻(xiàn)1的照明設(shè)備的一種液晶顯示設(shè)備是如上所述 能夠進(jìn)行視角控制的顯示設(shè)備的示例。根據(jù)專利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)視角控 制液晶顯示設(shè)備包括液晶顯示裝置、散射控制裝置(散射控制器件)以及 照明裝置；且該散射控制裝置設(shè)置在液晶顯示裝置和照明設(shè)備之間。 圖31是示出了根據(jù)專利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)照明設(shè)備的透視圖。如圖31中所示，照明設(shè)備125設(shè)置在散射控制裝置126的下面且包括具有遮光
槽120和照射單元121的板。光源122設(shè)置在照射單元121中；此外， 用于引導(dǎo)光從光源122射到具有遮光槽120的板的光線的光出射面 123，以及設(shè)置在與光出射面相對的面上用于反射來自光源122的光的 反射板124也設(shè)置在其中。具有遮光槽120的板包括相互平行設(shè)置在 透光板的一個面上的多種遮光材料。其中，遮光材料的延伸方向與垂 直于顯示單元的方向相同。
在這樣構(gòu)造的根據(jù)專利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)照明設(shè)備中，通過具有遮光 槽120的板使得從照射單元121射出的光的出射光角度分布很窄(高度 平行光)，在此之后，通過散射控制裝置(散射控制器件)126控制該出射 光角度分布(控制為高度平行出射光和散射光)。換句話說，散射控 制裝置126根據(jù)施加的電勢的存在或消失而控制入射光束的散射；因 此，當(dāng)散射控制裝置126處于散射狀態(tài)時，從散射控制裝置126射出 的光是廣視角光；而當(dāng)散射控制裝置126處于透光狀態(tài)時，從散射控 制裝置126射出的光是窄視角光。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，該照明設(shè)備控制出 射光角度分布并因此控制液晶顯示設(shè)備的視角。
然而，在根據(jù)專利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)視角控制液晶顯示設(shè)備中，由于 液晶顯示裝置和具有遮光槽的板之間的距離很短，因此由于液晶顯示 裝置中的構(gòu)造體(諸如黑矩陣(black matrix)或者內(nèi)部電路)和具有 遮光槽的板之間的干涉而產(chǎn)生莫瑞效應(yīng)；且可視性明顯降低。用于抑 制這種莫瑞效應(yīng)的方法包括例如專利文獻(xiàn)2的(0024至0025)段或者 專利文獻(xiàn)2的圖2所描述的用于以預(yù)定偏角傾斜具有遮光槽的板的方 法。此方法通過當(dāng)將具有遮光槽的板粘附到液晶顯示裝置時，以相對 于像素結(jié)構(gòu)的周期方向的預(yù)定角度傾斜具有遮光槽的板的遮光材料的 延伸方向而抑制莫瑞效應(yīng)。
而且，使用用于控制出射光角度分布的光束方向調(diào)節(jié)器諸如根據(jù) 專利文獻(xiàn)1具有遮光槽的板的顯示設(shè)備的示例包括根據(jù)專利文獻(xiàn)3的液晶顯示設(shè)備。在此液晶顯示設(shè)備中，將具有反射處理功能的光控膜(光 控制器)設(shè)置在液晶顯示單元和背光之間，以反射來自顯示面?zhèn)鹊娜肷?光并透射來自背光的光。通過這種構(gòu)造，來自該背光的光用于在黑暗 地方顯示；而在明亮地方，通過光控膜的反射處理反射外界光，且該 反射的光用于顯示。因此，實現(xiàn)了能夠透射和反射并具有高定向性出 射光(窄視角)的液晶顯示設(shè)備。
此外，專利文獻(xiàn)4的圖1中所示的液晶顯示設(shè)備包括設(shè)置在液晶 顯示單元和光源之間的散熱孔。另外，專利文獻(xiàn)4的圖4中所示的液 晶顯示設(shè)備包括設(shè)置在液晶顯示單元的顯示面?zhèn)壬系纳峥缀驮O(shè)置在 其相對面?zhèn)壬系姆瓷浒?。專利文獻(xiàn)4的圖1中所示的液晶顯示設(shè)備具 有較窄視角；且專利文獻(xiàn)4的圖4中所示的液晶顯示設(shè)備抑制使用用 于顯示的外界光的反射液晶顯示設(shè)備的顯示設(shè)備表面的漫反射并提高 對比度。此外，在其技術(shù)中，在專利文獻(xiàn)4的權(quán)利要求2中引用了反 射板設(shè)置在散熱孔的一面上的技術(shù)。但是沒有引用具體的描述或者示 例性實施例用于該權(quán)利要求，但明顯的是在使用用于顯示的外界光 的反射液晶顯示設(shè)備(專利文獻(xiàn)4的圖4中所示的液晶顯示裝置的修 改)中應(yīng)用該技術(shù)是可能的。
專利文獻(xiàn)l:日本專利No.3328496
專利文獻(xiàn)2:日本專利No.3675752
專利文獻(xiàn)3:日本實用新型申請?zhí)亻_No. H06 - 076934
專利文獻(xiàn)4:日本專利申請?zhí)亻_No.H01-2512
發(fā)明內(nèi)容
然而，以上所述的傳統(tǒng)技術(shù)存在以下問題。
在根據(jù)專利文獻(xiàn)1的液晶顯示設(shè)備中，如上所述液晶顯示裝置和 具有遮光槽的板之間的距離很短，且因此產(chǎn)生莫瑞效應(yīng)并明顯降低可 視性。此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2用于以預(yù)定偏角傾斜具有遮光槽的板的方法，盡管能夠在某種程度上抑制莫瑞效應(yīng)，但難以充分地抑制莫瑞 效應(yīng)。特別地，液晶顯示裝置中構(gòu)造體和光束方向調(diào)節(jié)器之間的干涉 在下述情況下變得更復(fù)雜，即使用具有被光吸收區(qū)域覆蓋的多邊形或 者圓形透光區(qū)域的光束方向調(diào)節(jié)器等從多個方向控制視角，而不是使 用根據(jù)專利文獻(xiàn)1具有遮光槽的板僅在一個方向(僅僅與槽垂直的方 向)上控制視角；因此，極其難以通過傾斜偏角的方法來抑制莫瑞效 應(yīng)。此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)1的液晶顯示設(shè)備，由于具有遮光槽的板的 遮光材料的寬度或者間隔的不均勻而使得出現(xiàn)液晶顯示設(shè)備的輝度的 不均勻，因此令人遺憾地降低了顯示質(zhì)量。另外，不考慮對于便攜終 端來說需要稍微較薄的顯示設(shè)備，根據(jù)專利文獻(xiàn)1的液晶顯示設(shè)備包 括增加的散射控制器件和遮光槽板，因此遺憾的是該液晶顯示設(shè)備變 得比一般液晶顯示設(shè)備更厚。
而且，在根據(jù)專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4的液晶顯示設(shè)備中與根據(jù) 專利文獻(xiàn)1的液晶顯示設(shè)備類似地，遺憾地發(fā)生了了莫瑞效應(yīng)且降低 了可視性。此外，設(shè)置在根據(jù)專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4的液晶顯示設(shè) 備中的每個反射板均反射外界光并于實現(xiàn)反射液晶顯示設(shè)備；且沒有
提供有關(guān)抑制莫瑞效應(yīng)和不均勻輝度、顯示設(shè)備的厚度減小等等的描 述。
考慮了有關(guān)問題而實現(xiàn)本發(fā)明且本發(fā)明意在提供一種照明設(shè)備和 一種能夠控制出射光角度分布以抑制莫瑞效應(yīng)和不均勻輝度的用于照 明的方法，以及包括該照明設(shè)備并能夠控制視角的顯示設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備包括光源；導(dǎo)光板，用于在與照明方向 相反的方向上發(fā)射來自光源的入射光；第一光束方向調(diào)節(jié)器，其設(shè)置 在導(dǎo)光板與照明方向相反的一側(cè)用于調(diào)節(jié)入射光的方向并發(fā)射該光； 反射構(gòu)件，其設(shè)置在第一光束方向調(diào)節(jié)器與照明方向相反的一側(cè)用于 反射入射光；以及透射/散射切換裝置，其設(shè)置在導(dǎo)光板的照明方向側(cè) 且能夠發(fā)射入射光并在透射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換；其中，來自光源的光在與照明方向相反的方向上從導(dǎo)光板射出，經(jīng)過第一光束 方向調(diào)節(jié)器，并由反射構(gòu)件反射；且該反射光經(jīng)過第一光束方向調(diào)節(jié) 器、導(dǎo)光板和透射/散射切換裝置，并在照明方向上射出。
第一光束方向調(diào)節(jié)器可以包括光吸收層和透明層；且該光吸收層
和透明層可交替層疊。
第一光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層的延伸方向可與來自光源的入射 光的導(dǎo)光板中的導(dǎo)光方向平行或者垂直。
而且，第一光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層的延伸方向可相對于來自 光源的入射光的導(dǎo)光板中的導(dǎo)光方向或垂直于該方向的方向傾斜。
另外，第一光束方向調(diào)節(jié)器可包括多個層疊光束方向調(diào)節(jié)器，所
述層疊光束方向調(diào)節(jié)器包括光吸收層和透明層；且光束方向調(diào)節(jié)器的 光吸收層的延伸方向可彼此不同。
此外，第一光束方向調(diào)節(jié)器可具有光吸收層和透明層；且該透明 層在垂直于照射方向的平面上的橫截面形狀可以是多邊形、圓形或者 橢圓形中的任意一種。
一種構(gòu)造可包括導(dǎo)光板和透射/散射切換裝置之間的第二光束方 向調(diào)節(jié)器。
第一光束方向調(diào)節(jié)器和第二光束方向調(diào)節(jié)器中的每一個可包括具 有交替層疊的光吸收層和透明層的光束方向調(diào)節(jié)器。
一種構(gòu)造是可能的，其中，第一光束方向調(diào)節(jié)器或者第二光束方 向調(diào)節(jié)器的其中一個的光吸收層的延伸方向平行于來自光源的入射光 的導(dǎo)向板中的導(dǎo)光方向，或相對于來自光源的入射光的導(dǎo)向板中的導(dǎo)光方向傾斜，且第一光束方向調(diào)節(jié)器或者第二光束方向調(diào)節(jié)器中的另 一個的光吸收層的延伸方向平行于與來自光源的入射光的導(dǎo)向板中的 導(dǎo)光方向垂直的方向，或相對于與來自光源的入射光的導(dǎo)向板中的導(dǎo) 光方向垂直的方向傾斜。
一種構(gòu)造可包括靠近導(dǎo)光板的光入射面的第三光束方向調(diào)節(jié)器， 其中光從光源進(jìn)入。
一種構(gòu)造是可能的，其中第三光束方向調(diào)節(jié)器是在其中光吸收層 和透明層交替層疊的光束方向調(diào)節(jié)器，且光吸收層平行于導(dǎo)光板的厚 度方向延伸。
反射構(gòu)件的反射面可相對于第一光束方向調(diào)節(jié)器與反射面相對的 平面傾斜。
可組合第一光束方向調(diào)節(jié)器和反射構(gòu)件。
一種構(gòu)造可包括導(dǎo)光板和透射/散射切換裝置之間的棱鏡板或者 球面/非球面透鏡板。
一種構(gòu)造可包括聚光器和散光器中的一個或全部。
一種根據(jù)本發(fā)明用于照明的方法，其特征在于使來自光源的光 在與預(yù)定照明方向相反的方向上從導(dǎo)光板射出；接收來自該導(dǎo)光板的 光、通過第一光束方向調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)該光的方向，并且發(fā)射該光；通過 反射構(gòu)件反射來自第一光束方向調(diào)節(jié)器的光，并透射該光通過第一光 束方向調(diào)節(jié)器和導(dǎo)光板；以及使得從導(dǎo)光板射出的光從透射/散射切換 裝置射出，并在用于透射光的狀態(tài)和用于散射光的狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器設(shè)備包括照明設(shè)備和顯示板。此外，例如該顯示板可以為液晶顯示板。 發(fā)明效果
根據(jù)與權(quán)利要求1有關(guān)的本發(fā)明，通過透射/散射切換裝置控制透 射/散射，由此控制來自照明設(shè)備的出射光角度分布。然后，第一光束 方向調(diào)節(jié)器相對于照明方向設(shè)置在導(dǎo)光板后面，且因此在顯示板諸如 設(shè)置在導(dǎo)光板前面，即本發(fā)明的照明設(shè)備的照明方向側(cè)的液晶顯示板， 和第一光束方向調(diào)節(jié)器之間存在較大間距；且能抑制由于顯示板和第 一光束方向調(diào)節(jié)器之間的干涉而造成的莫瑞效應(yīng)。此外，第一光束方 向調(diào)節(jié)器和透射/散射切換裝置的光出射面之間存在較大間距，因此從 第一光束方向調(diào)節(jié)器射出的光變寬，且能夠抑制不均勻輝度。同樣， 即便是在第一光束方向調(diào)節(jié)器的厚度是傳統(tǒng)照明設(shè)備的光束方向調(diào)節(jié) 器的厚度的一半的情況下，通過由反射構(gòu)件反射透射通過第一光束方 向調(diào)節(jié)器的光，并再次將該光透射通過第一光束方向調(diào)節(jié)器，能夠從 第一光束方向調(diào)節(jié)器產(chǎn)生與從傳統(tǒng)照明設(shè)備的光束方向調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的 最大出射光角度相等的最大出射光角度。因此，能夠使用傳統(tǒng)光束方 向調(diào)節(jié)器的一半厚度來控制出射光角度，且因此能夠減小照明設(shè)備的 厚度。
而且，根據(jù)與權(quán)利要求13有關(guān)的本發(fā)明，組合反射構(gòu)件和第一光 束方向調(diào)節(jié)器，因此提高了出射光角度分布的控制精度并提高了照明 設(shè)備的光利用效率。
另外，根據(jù)與權(quán)利要求16有關(guān)的本發(fā)明，通過包括本發(fā)明的照明 設(shè)備能夠抑制莫瑞效應(yīng)和不均勻輝度；并能提供能夠控制視角的薄顯 示設(shè)備。


圖1是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的照明設(shè)備的 側(cè)視圖。圖2A是示意性示出了根據(jù)該示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器的 俯視圖，而圖2B是其截面剖面圖。
圖3是示意性示出了第一示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器的光吸 收的俯視圖。
圖4是示意性示出了第一示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器的另一
光吸收的俯視圖。
圖5是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的照明設(shè)備的
側(cè)視圖。
圖6是示意性示出了第二示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器的光吸 收的俯視圖。
圖7是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的照明設(shè)備的 側(cè)視圖。
圖8A是示意性示出了傳統(tǒng)照明設(shè)備的側(cè)視圖，而圖8B是示意性 示出了此示例性實施例的照明設(shè)備的偵'」視圖。
圖9A是示意性示出了傳統(tǒng)照明設(shè)備的光束方向調(diào)節(jié)器和光束調(diào) 節(jié)方向的截面剖視圖，而圖9B是示意性示出了此示例性實施例的照明 設(shè)備的光束方向調(diào)節(jié)器和光束調(diào)節(jié)方向的截面剖視圖。
圖10是示出了根據(jù)第一示例性實施例的照明設(shè)備的操作的側(cè)視圖。
圖11是示意性示出了在表面上具有保護(hù)層的光束方向調(diào)節(jié)器的 截面剖視圖。
圖12是示意性示出了光束方向調(diào)節(jié)器和反射板之間的光線路徑 的剖面圖。
圖13示意性示出了導(dǎo)光板的棱鏡面的側(cè)視圖。 圖14是示出了從導(dǎo)光板射出的光的路徑的側(cè)視圖。 圖15是示意性示出了第一示例性實施例的修改的側(cè)視圖。 圖16是示意性示出了具有設(shè)置在照明方向上的棱鏡板的照明設(shè) 備的側(cè)視圖。
圖17是示意性示出了從導(dǎo)光板和光束方向調(diào)節(jié)器射出光的側(cè)視圖。圖18是示意性示出了光束方向調(diào)節(jié)器和光束調(diào)節(jié)方向的截面剖 視圖。
圖19A是示出了根據(jù)第一示例性實施例的反射板的反射面的截面
剖視圖，而圖19B是示出了根據(jù)第四示例性實施例的反射板的反射面
的截面剖視圖。
圖20是示出了第四示例性實施例的反射板的另一反射面的截面 剖視圖。
圖21A是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的照明設(shè)備
的俯視圖，而圖21B是其截面剖視圖。
圖22是示出了本發(fā)明第三示例性實施例的修改的示意圖，其圖
22A是側(cè)視圖而圖22B是截面剖視圖。
圖23示意性示出了示例1的構(gòu)造，其圖23A是俯視圖而圖23B
是截面剖視圖。
圖24是示出了示例1的出射光角度分布的曲線圖。
圖25是示意性示出了示例2的構(gòu)造的側(cè)視圖，其圖25A示出了導(dǎo)
光板，圖25B示出了光束方向調(diào)節(jié)器而圖25C示出了照明設(shè)備。 圖26是示出了示例2的出射光角度分布的曲線圖。 圖27是示意性示出了示例3的構(gòu)造的側(cè)視圖。 圖28是示出了示例3的出射光角度分布的曲線圖。 圖29是示出了示例4的具有棱鏡面的光束方向調(diào)節(jié)器的示意圖。 圖30是示出了示例4的出射光角度分布的曲線圖。 圖31是示出了根據(jù)專利文獻(xiàn)1的傳統(tǒng)照明設(shè)備的透視圖。
參考標(biāo)號的描述 1:照明設(shè)備 2:光源
3:導(dǎo)光板
4:透射/散射切換裝置
5、 15:光束方向調(diào)節(jié)器 6:反射板7:照明方向
8:光吸收層
9:透明層
10:導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向
lh第二光束方向調(diào)節(jié)器
12:第一光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層
13:第二光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層
14:第三光束方向調(diào)節(jié)器
16:液晶顯示板
17:保護(hù)層
18:從導(dǎo)光板朝向光束方向調(diào)節(jié)器射出的光
19:棱鏡板
20:光吸收層的延伸方向
21:第三光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層
22:混合區(qū)域
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。首先， 將描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的照明設(shè)備。圖1是示意性示出 了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的照明設(shè)備的側(cè)視圖。
如圖1中所示，此示例性實施例的照明設(shè)備1包括光源2;導(dǎo) 光板3;用于調(diào)節(jié)入射光的方向并發(fā)射該光的光束方向調(diào)節(jié)器5;反射 板6;以及透射/散射切換裝置4， g卩，能夠切換光的透射/散射的裝置。 光源2設(shè)置在導(dǎo)光板3的側(cè)面上；且多個斜面形成在導(dǎo)光板3的照明 方向7的面上，用于使來自光源2的光在與照明方向7相反的方向上
射出。而且，具有由多個光吸收層隔開的多個透明層的光束方向調(diào)節(jié)
器5設(shè)置在導(dǎo)光板3與照明方向7相對的一側(cè)；且此外，反射板6設(shè) 置在光束方向調(diào)節(jié)器5與照明方向7相對的一側(cè)。反射板6具有用于 反射光的反射面，且設(shè)置有與照明方向7垂直的反射面。反射板6反射來自導(dǎo)光板2經(jīng)過光束方向調(diào)節(jié)器5并在與照明方向7相反的方向 上射出的光，并使得反射的光再次進(jìn)入光束方向調(diào)節(jié)器5。而且，能夠 發(fā)射入射光并在透射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換的透射/散射切換裝
置4設(shè)置在導(dǎo)光板3的照射方向7側(cè)。在反射板6處反射的光經(jīng)過光 束方向調(diào)節(jié)器5和導(dǎo)光板3進(jìn)入透射/散射切換裝置4，然后在透射狀 態(tài)或者散射狀態(tài)射出。
圖2A是示意性示出了根據(jù)此示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器5 的俯視圖，而圖2B是其截面剖視圖。如圖2A和圖2B中所示，可使 用光束方向調(diào)節(jié)器5，其中光吸收層8和透明層9交替層疊，且光吸收 層8和透明層9在垂直于其層疊方向的方向上相互平行延伸。如圖3 中所示，根據(jù)此示例性實施例，光束方向調(diào)節(jié)器5被設(shè)置為使得光吸 收層8的延伸方向和導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO互相平行。通過這樣的 安排調(diào)節(jié)垂直于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向10的方向的出射光角度分布。
根據(jù)第一示例性實施例，光束方向調(diào)節(jié)器5被設(shè)置為使得光吸收 層8的延伸方向平行于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向10，但光束方向調(diào)節(jié)器 5還可以設(shè)置為使得光吸收層8的延伸方向與導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向 10垂直。在這種情況下，出射光的角調(diào)節(jié)方向與此示例性實施例的角 調(diào)節(jié)方向正交。
透明高分子材料，諸如聚乙烯、聚丙烯或者多晶硅(硅橡膠)等等可 用作光束方向調(diào)節(jié)器5的透明層9;且光吸收層8可包括諸如被混合成 為高分子材料的炭黑或者色素的混合物。然后，能夠通過交替層疊這 些透明層和光吸收層制造此示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器5。而且， 通過用于使用印模等來形成透明層或者光吸收層的圖案的方法的構(gòu)造 是可能的，此后，將光吸收層材料或者透明層材料填入凹陷部分。還 可類似地制造具有下述透明層的光束方向調(diào)節(jié)器，即具有多邊形、圓 形或者橢圓形的平面形狀的透明層。例如，此示例性實施例的照明設(shè)備1的反射板6可由Al(鋁)材料
形成。在圖l中，光束方向調(diào)節(jié)器5與反射板6被隔開，但在如圖12 中所示光束方向調(diào)節(jié)器5和反射板6之間存在間隙31的情況下，光可 通過鄰近的透明層9并以大于最大出射光角度的出射角在照明方向上 射出。因此，需要將光束方向調(diào)節(jié)器5與反射板6組合，且光束方向 調(diào)節(jié)器5和反射板6的反射面相互接觸?？赏ㄟ^將光束方向調(diào)節(jié)器5 與反射板6接合來實現(xiàn)光束方向調(diào)節(jié)器5和反射板6的組合，諸如通 過進(jìn)行Al氣相沉積或者濺射等在光束方向調(diào)節(jié)器5的一面上形成反射 層。
接下來，將描述此示例性實施例的照明設(shè)備1的導(dǎo)光板3。例如 可使用諸如樹脂(丙烯酸樹脂等等)或者玻璃的透明材料制造導(dǎo)光板3; 且在樹脂的情況中，通過諸如注塑成型、熱壓、切削等的方法的該構(gòu) 造是可能的。便攜式終端/小型終端中所使用的用于背光/前光等的現(xiàn)有 導(dǎo)光板可用作此示例性實施例的導(dǎo)光板3，在圖13中示出其一個示例。 圖13示出了下述構(gòu)造，其中，在導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO上行進(jìn)的 光束被形成在導(dǎo)光板3上面的棱鏡面反射并作為出射光18從該導(dǎo)光板 朝著光束方向調(diào)節(jié)器射出。圖13A是下述示例，即棱鏡面包括相對于 導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO傾斜的多個面，而圖13B是下述示例，即棱 鏡面包括形成在平行于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO的部分平面中的多個 斜面。
而且，能控制透射/散射性能的液晶裝置，諸如高分子分散型液晶 (PNLC)裝置等可用作此示例性實施例的透射/散射切換裝置4。特別地， 因為透射/散射程度能通過施加在基板之間的電勢來改變，因此PNLC 設(shè)備是非常合適的。另外，能夠?qū)⒗潢帢O熒光管、LED (發(fā)光二極管) 等用作此示例性實施例的光源2。
接下來，使用圖IO描述此示例性實施例的操作。從此示例性實施 例的照明設(shè)備1的光源2射出的光進(jìn)入導(dǎo)光板3，且通過導(dǎo)光板3使得該光在與照明方向7相反的方向上射出(光束A)。經(jīng)過光束方向調(diào)節(jié)器
5的光被反射板6反射，再次經(jīng)過光束方向調(diào)節(jié)器5和導(dǎo)光板3，并朝 著照明方向7射出(光束B)。此時，如圖9B中所示，來自相對于與光 束方向調(diào)節(jié)器8的光入射面垂直的方向非常傾斜的角度的方向的入射 光由設(shè)置在光束方向調(diào)節(jié)器5中的光吸收層8吸收。因此，從光束方 向調(diào)節(jié)器5射出的光的角分布得以限制，且射出具有窄出射光角度分 布的光。從光束方向調(diào)節(jié)器5射出的光經(jīng)過導(dǎo)光板3并進(jìn)入透射/散射 切換裝置4。此時，在透射/散射切換裝置4處于透射狀態(tài)的情況下， 進(jìn)入透射/散射切換裝置4的光由透射/散射切換裝置4不變地透射，且 能獲得窄出射光角度分布的照明(光束C)。而且，在透射/散射切換裝置 4處于散射狀態(tài)的情況下，進(jìn)入透射/散射切換裝置4的光由透射/散射 切換裝置4散射，且能獲得廣出射光角度分布的照明(光束D)?？赏ㄟ^ 例如施加到透射/散射切換裝置4的電勢的存在或消失進(jìn)行透射/散射切 換裝置4的透射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間的切換。
參照圖8和圖9，對此示例性實施例的照明設(shè)備和傳統(tǒng)照明設(shè)備 進(jìn)行比較，且更詳細(xì)描述本發(fā)明的特征。圖8A是示意性示出了傳統(tǒng)照 明設(shè)備的側(cè)視圖，而圖8B是示意性示出了此示例性實施例的照明設(shè)備 的側(cè)視圖。而且，圖9A是示出了傳統(tǒng)照明設(shè)備的光束方向調(diào)節(jié)器和光 束調(diào)節(jié)方向的截面剖視圖，而圖9B是示出了此示例性實施例的照明設(shè) 備的光束方向調(diào)節(jié)器和光束調(diào)節(jié)方向的截面剖視圖。
如圖8A中所示，光源2設(shè)置在導(dǎo)光板3的側(cè)面，而光束方向調(diào)節(jié) 器5設(shè)置在傳統(tǒng)照明設(shè)備中導(dǎo)光板3的上面處。而且，透射/散射切換 裝置4設(shè)置在光束方向調(diào)節(jié)器5上面。另外，液晶顯示板16設(shè)置在該 傳統(tǒng)照明設(shè)備上面。這樣構(gòu)造的傳統(tǒng)照明設(shè)備中液晶顯示板16和光 束方向調(diào)節(jié)器5之間的距離Ll很小，因此，由于液晶顯示板16中的 構(gòu)造體(諸如黑矩陣或內(nèi)部電路等等)和光束方向調(diào)節(jié)器5之間的干涉產(chǎn) 生莫瑞效應(yīng)。另一方面，在圖8B中，液晶顯示板16設(shè)置在此示例性實施例的 照明設(shè)備l上面。根據(jù)此示例性實施例，在液晶顯示板16和光束方向 調(diào)節(jié)器5之間存在導(dǎo)光板3，因此，液晶顯示板16和光束方向調(diào)節(jié)器 5之間的距離L1變寬，并能抑制莫瑞效應(yīng)。
此外，對于傳統(tǒng)照明設(shè)備，在來自背光或光源的光被用于顯示的 情況下，如下地確定光束方向調(diào)節(jié)器5的厚度D1:如圖9A中所示， 將光束方向調(diào)節(jié)器5的橫截面的透明層9的寬度(折射率nl)設(shè)置為 L2，并將從光束方向調(diào)節(jié)器5射出的光的最大出射光角度設(shè)置為a (出 射角分布寬度Ml二2xa)，根據(jù)Snell定律，連接透明層8的對頂角的 直線，即光束路徑與光吸收層8和透明層9的界面之間的角e i滿足下 面的公式1。
公式1
<formula>formula see original document page 19</formula>
這里，角a是從垂直于光束方向調(diào)節(jié)器5的上面或下面的方向的 傾斜角。通過以下引用的公式2從與角《的幾何關(guān)系確定光束方向調(diào)節(jié) 器5的厚度D1。
公式2
<formula>formula see original document page 19</formula>
反之，如下地確定根據(jù)此示例性實施例的光束方向調(diào)節(jié)器5的厚 度D2:如圖9B中所示，來自光束方向調(diào)節(jié)器5的上面的入射光束向 下經(jīng)過光束方向調(diào)節(jié)器5的透明層9;然后，該光由設(shè)置在光束方向調(diào) 節(jié)器5的下面的反射板(圖9B中未示出)反射；此后，再次經(jīng)過光束方 向調(diào)節(jié)器5;然后從光束方向調(diào)節(jié)器5的上面射出。將從光束方向調(diào)節(jié) 器5射出的光的最大出射光角度設(shè)置為a，由上述公式1確定的角6 i與圖9A的不同且由直角三角形確定并滿足下列公式3，該直龜三角形
具有由透明層9的寬度的一半(L2 / 2)和光束方向調(diào)節(jié)器5的厚度D2 組成的兩邊，如圖9B中所示。
公式3
<formula>formula see original document page 20</formula>
從公式2和公式3可看出，對于相同的最大出射角a，此示例性 實施例的光束方向調(diào)節(jié)器的厚度D2是傳統(tǒng)光束方向調(diào)節(jié)器的厚度Dl 的一半。因此，此示例性實施例的光束調(diào)節(jié)器能用傳統(tǒng)照明設(shè)備中使 用的光束方向調(diào)節(jié)器的厚度的一半實現(xiàn)相同的最大出射角。因此，整 個照明設(shè)備的厚度減小是可能的。
如圖11中所示，保護(hù)層17可設(shè)置在光束方向調(diào)節(jié)器5上。在圖 11中，在包括交替布置的透明層9和光吸收層8的光束方向調(diào)節(jié)器5 的上面和下面均設(shè)置保護(hù)層17。諸如聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯 等的膜可用作保護(hù)層17，且可通過粘結(jié)劑而將這樣的膜粘附到光控膜 而形成保護(hù)層。在這樣的構(gòu)造中，并且在光束方向調(diào)節(jié)器5和保護(hù)層 17的折射率不同的情況下，可通過考慮保護(hù)層17的折射率并改變公式 3來確定光束方向調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)。
此外，對于一些現(xiàn)有的導(dǎo)光板，從導(dǎo)光板朝向光束方向調(diào)節(jié)器的 出射光18的最大輝度方向(出射光角度分布)相對于與導(dǎo)光板中光線的 導(dǎo)光方向IO垂直的方向傾斜(傾斜角B)，如圖14中所示。在組合有導(dǎo) 光板3和光束方向調(diào)節(jié)器5的照明設(shè)備中，其中光吸收層平行于導(dǎo)光 板3的導(dǎo)光方向延伸(在與導(dǎo)光方向垂直的方向上限制出射光角度分 布)，光束調(diào)節(jié)方向和該導(dǎo)光方向正交；因此，盡管來自該照明設(shè)備 的出射光以角/3的傾斜度射出，但由出射光的此類傾斜對出射光角度 分布控制的影響是很少的。在這種情況下，通過在導(dǎo)光板和透射/散射切換裝置之間設(shè)置新的 光束方向調(diào)節(jié)器能獲得與導(dǎo)光板的導(dǎo)光方向垂直的方向上的出射光。 圖15是示意性示出了第一示例性實施例的修改的側(cè)視圖；且如圖15
中所示，通過除了在導(dǎo)光板3和透射/散射切換裝置4之間設(shè)置光束方 向調(diào)節(jié)器5之外，還設(shè)置光束方向調(diào)節(jié)器15能在與導(dǎo)光板3的導(dǎo)光方 向垂直的方向上獲得出射光。諸如圖16中所示的棱鏡板19、球面/非 球面透鏡板等等可用作這種光束方向調(diào)節(jié)器15。在圖16中，棱鏡板 19設(shè)置在導(dǎo)光板3之上；且來自導(dǎo)光板3以傾斜角/3進(jìn)入棱鏡板19的 光通過形成在棱鏡板19中的斜面進(jìn)行總內(nèi)部反射并在與透射/散射切 換裝置4的平面垂直的方向射出。
此外，在組合有導(dǎo)光板3和光束方向調(diào)節(jié)器5的照明設(shè)備中，其 中如圖14中所示，光吸收層在與導(dǎo)光板3的導(dǎo)光方向垂直的方向上延 伸(在平行于導(dǎo)光方向的方向上限制出射光角度分布)，從該導(dǎo)光板朝著 光束方向調(diào)節(jié)器的出射光具有角/ 方向的最大輝度方向，且該出射光 角度分布為土(/3+f0，如圖17中所示。因此，從導(dǎo)光板3進(jìn)入光束方 向調(diào)節(jié)器5的光的角分布被偏移；因此，在使用具有由公式3和上述 圖9B確定的厚度的光束方向調(diào)節(jié)器的情況下，不可能獲得設(shè)置的出射 光角度分布(角范圍:士a)。因此，為獲得土ce的出射光角度分布(出射 光角度分布寬度Ml = 2X o;)，將從導(dǎo)光板3進(jìn)入光束方向調(diào)節(jié)器5 的光的角分布設(shè)置為在士7的范圍內(nèi)(出射光角度分布寬度M2 = 2X 7)，考慮傾斜角/3確定光束方向調(diào)節(jié)器的厚度D3以滿足以下所述公 式4到公式6，如圖18中所示。
公式4
<formula>formula see original document page 21</formula>
公式5
<formula>formula see original document page 21</formula>公式6
<formula>formula see original document page 22</formula>
此外，與光束方向調(diào)節(jié)器類似，其中光吸收層平行于導(dǎo)光板中光 的導(dǎo)光方向延伸，通過在照明方向7上設(shè)置光束方向調(diào)節(jié)器15而獲得 在與導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向垂直的方向上的出射光(參照圖15)。
接下來，將描述此示例性實施例的效果。在此示例性實施例的照 明設(shè)備1中，通過由透射/散射切換裝置4進(jìn)行的透射/散射控制來控制 來自照明設(shè)備1的出射光角度分布。此外，光束方向調(diào)節(jié)器5相對于 照明方向7位于導(dǎo)光板3后面，且因此到設(shè)置在照明方向7中的液晶 顯示板、具有透鏡板和構(gòu)造體(透鏡、槽等等)的用于照明的蓋等的距離 增加；并能抑制由于這些與光束方向調(diào)節(jié)器5之間的干涉造成的莫瑞 效應(yīng)。而且，根據(jù)此示例性實施例，能夠減小照明設(shè)備的厚度。此外， 光束方向調(diào)節(jié)器5和透射/散射切換裝置4的出射面(即，最終出射面) 之間的距離增加，因此從光束方向調(diào)節(jié)器5射出的光變寬，并能抑制 不均勻輝度。另外，加固反射板6和光束方向調(diào)節(jié)器5提高了出射光 角度分布控制的精度，并提高了照明設(shè)備的光利用效率。
如圖4中所示，光吸收層8的延伸方向可相對于導(dǎo)光板中光的導(dǎo) 光方向10傾斜。因此，在組合照明設(shè)備和液晶顯示板等的情況下能進(jìn) 一步抑制莫瑞效應(yīng)。
而且，能夠?qū)⑵渲卸鄠€層疊的光束方向調(diào)節(jié)器具有光吸收層8互 相不同方向的延伸的光束方向調(diào)節(jié)器用作光束方向調(diào)節(jié)器5。此外，可 使用光束方向調(diào)節(jié)器5，其中平行于該光束方向調(diào)節(jié)器的透明層的光出 射面的平面的橫截面形狀為多邊形、圓形或橢圓形中的任意一種。通 過使用這種光束方向調(diào)節(jié)器5能從多個方向進(jìn)行視角控制。
此示例性實施例的照明設(shè)備可包括聚光器和散光器的中的一種或者全部，因此使得能夠調(diào)整出射光角度分布、均勻性等等。
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的照明設(shè)備。圖5 是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實施例的照明設(shè)備的側(cè)視圖。 如圖5中所示，在此示例性實施例的照明設(shè)備51中第二光束方向調(diào)節(jié) 器11設(shè)置在導(dǎo)光板3和透射/散射切換裝置4之間。因此，此示例性實
施例除了具有設(shè)置在導(dǎo)光板3與照明方向7相反的一側(cè)的光束方向調(diào) 節(jié)器5之外，還具有設(shè)置在導(dǎo)光板3和透射/散射切換裝置4之間的第 二光束方向調(diào)節(jié)器11;且可將如圖2所示其中光吸收層和透明層交替 層疊的光束方向調(diào)節(jié)器用作這種光束方向調(diào)節(jié)器。
根據(jù)此示例性實施例，在照明方向7上從導(dǎo)光板3射出的光的角 分布能夠由第二光束方向調(diào)節(jié)器11調(diào)節(jié)。換句話說，通過使第一光束 方向調(diào)節(jié)器5和第二光束方向調(diào)節(jié)器11的光吸收層的延伸方向相對于 彼此改變能夠從多個方向進(jìn)行視角控制。例如，如圖6中所示，可將 第一光束方向調(diào)節(jié)器5設(shè)置為第一方向調(diào)節(jié)器的光吸收層12的延伸方 向相對于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO傾斜；且可將第二光束方向調(diào)節(jié)器 11設(shè)置為第二光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層13的延伸方向與第一光束方 向調(diào)節(jié)器的光吸收層12的延伸方向正交。而且，第一光束方向調(diào)節(jié)器 的光吸收層12的延伸方向可與導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向10平行或垂直； 且第二光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層13的延伸方向與第一光束方向調(diào)節(jié) 器的光吸收層12的延伸方向之間的角可以是除0之外的任意角度。圖 21A示出了下述示例，其中第一光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層12的延伸 方向與導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向IO平行，且第二光束方向調(diào)節(jié)器的光吸 收層13的延伸方向與第一光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層12的延伸方向 正交。此外，圖21B是對應(yīng)于圖21A的此示例性實施例的側(cè)視圖且本 質(zhì)上與圖5相同(盡管在圖21B中組合了光束方向調(diào)節(jié)器5與反射板 6)。此示例性實施例的其它構(gòu)造、操作和效果類似于第一示例性實 施例的構(gòu)造、操作和效果，因此省略了對其詳細(xì)說明。接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的照明設(shè)備。圖7 是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第三示例性實施例的照明設(shè)備的側(cè)視圖。 在如圖7所示的此示例性實施例的照明設(shè)備61中，除了第一示例性實 施例的構(gòu)造之外，在導(dǎo)光板3的光入射面附近設(shè)置第三光束方向調(diào)節(jié)
器14，其中來自光源2的光進(jìn)入?？蓪⑾率龉馐较蛘{(diào)節(jié)器用作第三 光束方向調(diào)節(jié)器14，即其中光吸收層和透明層交替層疊并且光吸收層
與該導(dǎo)光板的厚度方向互相平行地延伸。通過這種構(gòu)造，在垂直于光
吸收層的延伸方向的方向上調(diào)節(jié)從光源2射出并進(jìn)入導(dǎo)光板3的光的 角分布，且能夠提高進(jìn)入導(dǎo)光板的光的定向性。
而且，圖22是示出了本發(fā)明第三示例性實施例的修改的示意圖； 圖22A是側(cè)視圖；而圖22B是截面剖視圖。如圖22A和圖22B中所示， 第三光束方向調(diào)節(jié)器14設(shè)置在導(dǎo)光板3的光入射面附近，其中來自光 源2的光進(jìn)入；且在導(dǎo)光板3與照明方向7相對的一側(cè)設(shè)置與反射板6 組合的光束方向調(diào)節(jié)器5。光束方向調(diào)節(jié)器5的光吸收層8的延伸方向 垂直于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向10。除了這種構(gòu)造以外，根據(jù)此示例性 實施例，在導(dǎo)光板3的光入射面和第三光束方向調(diào)節(jié)器14之間設(shè)置用 于混合來自光源2的光的混合區(qū)域22。因此，在將第三光束方向調(diào)節(jié) 器14設(shè)置在導(dǎo)光板3的光入射面附近且將諸如LED的點光源用作光源 2的情況下，通過如圖22中所示設(shè)置混合區(qū)域22能夠獲得更均勻的出 射光。此示例性實施例的其它構(gòu)造、操作和效果類似于第一示例性實 施例的構(gòu)造、操作和效果，因此省略了對其詳細(xì)說明。
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明第四示例性實施例的照明設(shè)備。此示 例性實施例的照明設(shè)備特征在于反射板的反射面的一部分或全部相對 于與反射板相對設(shè)置的光束方向調(diào)節(jié)器的平面傾斜。換句話說，根據(jù) 此示例性實施例的反射板具有在光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層之間傾斜 的反射面或者沿著所述光吸收層傾斜的反射面。
例如，在下述光束方向調(diào)節(jié)器，即其中光吸收層的延伸方向平行于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向的情況下，如圖19B中所示，可以使用在光 吸收層8之間具有中心對稱斜面的反射板6。使用這種具有斜面的反射
板6使得在使用平坦反射板6(圖19A)的情況下，由于光吸收層的吸收 而丟失的光能夠射出，并提高光利用效率。
而且，如圖20中所示，通過形成沿反射板6的反射面上的光吸收 層(換句話說，沿光吸收層延仲方向20)的斜面也能調(diào)整出射光角度。另 外，對于其中光吸收層的延伸方向垂直于導(dǎo)光板中光的導(dǎo)光方向的光 束方向調(diào)節(jié)器，能獲得類似的效果。此示例性實施例的其它構(gòu)造、操
作和效果類似于第一示例性實施例的構(gòu)造、操作和效果，因此省略了 對其詳細(xì)描述。
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明第五示例性實施例的顯示設(shè)備。此示 例性實施例的顯示設(shè)備為包括根據(jù)上述本發(fā)明的照明設(shè)備。例如這種 顯示設(shè)備包括具有本發(fā)明的照明設(shè)備和液晶顯示板的液晶顯示設(shè)備。 這種液晶顯示設(shè)備能夠進(jìn)行視角控制，抑制莫瑞效應(yīng)/不均勻輝度并且 還能夠?qū)崿F(xiàn)薄顯示設(shè)備。
示例
在下文中，通過與本發(fā)明的范圍以外的比較示例進(jìn)行比較來描述 本發(fā)明的示例。
(比較示例1)
作為傳統(tǒng)光束方向調(diào)節(jié)器，制造具有透明層寬度L2 = 0.085 mm、 透明層折射率n = 1.60、光吸收層寬度L3 = 0.015 mm以及厚度Dl = 0.258 mm的光束方向調(diào)節(jié)器并將其與背光和PNLC裝置組合來制造傳 統(tǒng)照明設(shè)備(參照圖8A和圖9A)。結(jié)果，對于PNLC的透射狀態(tài)獲得在 出射光角度控制方向上具有最大出射光角度29.50。的分布(出射光角度 分布寬度M2二59。)。(示例1)
制造下述光束方向調(diào)節(jié)器，該光束方向調(diào)節(jié)器具有透明層寬度L2
=0.085 mm、透明層折射率n- 1.60、光吸收層寬度L3 = 0.015mm和厚 度D2 = 0.129mm，其中Al反射板被氣相沉積在其一面上且光吸收層平 行于導(dǎo)光板的導(dǎo)光方向延伸。組合光束方向調(diào)節(jié)器、線形光源、導(dǎo)光 板以及PNLC裝置，以制造如圖23中所示的本發(fā)明的照明設(shè)備。在圖 23中，對與圖1和圖3相同的部件給予相同的參考標(biāo)號，且省略了對 它們的詳細(xì)描述。結(jié)果，如圖24中所示，對于PNLC的透射狀態(tài)獲得 具有在出射光角度控制方向(垂直于導(dǎo)光方向的方向)上最大出射光 角度31°的分布(出射光角度分布寬度M2:62。)。結(jié)果表明能夠使用 為傳統(tǒng)光束方向調(diào)節(jié)器厚度的一半的薄光束方向調(diào)節(jié)器而類似于傳統(tǒng) 光束方向調(diào)節(jié)器來控制出射光角度分布。圖24示出了對于PNLC的透 射狀態(tài)和散射狀態(tài)中每一個的出射光的角度分布；橫軸表示出射光角 度0(deg.)，而縱軸表示相對輝度L(yo)。
(示例2)
將示例1的光束方向調(diào)節(jié)器、如圖25A所示的導(dǎo)光板(在導(dǎo)光方向 上的出射光傾斜度/3大約為43° )、具有頂角為50。的棱鏡面的光束 方向調(diào)節(jié)器(圖25B)、線形光源以及PNLC裝置組合，以制造本發(fā)明的 照明設(shè)備(圖25C)。圖25C是類似于圖15中所示的第一示例性實施例 的修改的構(gòu)造。結(jié)果，對于圖26中所示的PNLC的透射狀態(tài)，在出射 光角度控制方向(與導(dǎo)光方向垂直的方向)上能夠獲得具有31.5°的最 大出射光角度的分布(出射光角度分布寬度]^2 = 63° )。此外，在將液 晶顯示板附接到此實施例的照明設(shè)備時，在視覺上就可確定不存在莫 瑞效應(yīng)/不均勻輝度。
(示例3)
比較示例1的光束方向調(diào)節(jié)器(第二光束方向調(diào)節(jié)器)設(shè)置在光束 方向調(diào)節(jié)器和示例2的照明設(shè)備的PNLC裝置之間，從而光吸收層垂 直于導(dǎo)光板的導(dǎo)光方向延伸，以制造照明設(shè)備(圖27)。結(jié)果，對于如圖28中所示的PNLC的透射狀態(tài)，獲得在垂直于導(dǎo)光方向(圖28A)的方向 上具有最大出射光角度29° ( - 29°到+ 29° )的分布、在平行方向(圖 28B)上具有最大出射光角度29。 (-29°到+23° )的分布。圖27中所示 的構(gòu)造與圖21B中所示的第二示例性實施例的構(gòu)造相同。
(示例4)
制造下述光束方向調(diào)節(jié)器，該光束方向調(diào)節(jié)器具有透明層寬度L2 =0.085 mm、透明層折射率n = 1.60、光吸收層寬度L3 = 0.015mm以及 厚度D2 = 0.066mm，其中Al反射板被氣相沉積在其一面上且光吸收層 垂直于導(dǎo)光板的導(dǎo)光方向延伸。將此光束方向調(diào)節(jié)器，示例2的線形 光源、導(dǎo)光板和PNLC裝置，以及具有如圖29中所示的棱鏡面的光束 方向調(diào)節(jié)器組合以制造本發(fā)明的照明設(shè)備。結(jié)果，對于如圖30中所示 的PNLC的透射狀態(tài)，獲得在平行于導(dǎo)光方向的方向上最大出射光角 度32° (-32°至U+25。)。
工業(yè)適用性
本發(fā)明能夠用作液晶顯示設(shè)備的照明(背光)、室內(nèi)照明等等。
權(quán)利要求
1. 一種照明設(shè)備包括光源；導(dǎo)光板，用于在與照明方向相反的方向上發(fā)射來自所述光源的入射光；第一光束方向調(diào)節(jié)器，所述第一光束方向調(diào)節(jié)器設(shè)置在所述導(dǎo)光板與所述照明方向相反的一側(cè)用于調(diào)節(jié)入射光的方向并發(fā)射所述光；反射構(gòu)件，所述反射構(gòu)件設(shè)置在所述第一光束方向調(diào)節(jié)器與所述照明方向相反的一側(cè)用于反射入射光；以及透射/散射切換裝置，所述透射/散射切換裝置設(shè)置在所述導(dǎo)光板的照明方向側(cè)且能夠發(fā)射入射光并在透射狀態(tài)和散射狀態(tài)之間進(jìn)行切換；其中來自所述光源的光在與所述照明方向相反的方向上從所述導(dǎo)光板射出，經(jīng)過所述第一光束方向調(diào)節(jié)器，并由所述反射構(gòu)件反射；以及所述反射光經(jīng)過所述第一光束方向調(diào)節(jié)器、所述導(dǎo)光板和所述透射/散射切換裝置，并在所述照明方向上射出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備，其中 所述第一光束方向調(diào)節(jié)器包括光吸收層和透明層，以及 所述光吸收層和所述透明層交替層疊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié) 器的所述光吸收層的延伸方向與來自所述光源的入射光的所述導(dǎo)光板 中的導(dǎo)光方向平行或者垂直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié) 器的所述光吸收層的延伸方向相對于來自所述光源的入射光的所述導(dǎo) 光板中的導(dǎo)光方向或與其垂直的方向傾斜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié)器包括多個層疊的光束方向調(diào)節(jié)器，所述 多個層疊的光束方向調(diào)節(jié)器包括光吸收層和透明層，以及 所述光束方向調(diào)節(jié)器的光吸收層的延伸方向彼此不同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備，其中 所述第一光束方向調(diào)節(jié)器包括光吸收層和透明層，以及 所述透明層在垂直于照射方向的平面上的橫截面形狀是多邊形、圓形或者橢圓形中的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的照明設(shè)備，包括所述導(dǎo)光 板和所述透射/散射切換裝置之間的第二光束方向調(diào)節(jié)器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié) 器和所述第二光束方向調(diào)節(jié)器中的每一個是具有交替層疊的光吸收層 和透明層的光束方向調(diào)節(jié)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié)器或者所述第二光束方向調(diào)節(jié)器的其中一 個的所述光吸收層的延伸方向平行于來自所述光源的入射光的所述導(dǎo) 向板中的導(dǎo)光方向，或相對于來自所述光源的入射光的所述導(dǎo)向板中 的導(dǎo)光方向傾斜，以及所述第一光束方向調(diào)節(jié)器或者所述第二光束方向調(diào)節(jié)器中的另一 個的所述光吸收層的延伸方向與垂直于來自所述光源的入射光的所述 導(dǎo)向板中的導(dǎo)光方向的方向平行，或相對于垂直于來自所述光源的入 射光的所述導(dǎo)向板中的導(dǎo)光方向的方向傾斜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的照明設(shè)備，包括靠近從 所述光源進(jìn)入所述導(dǎo)光板的光的所述導(dǎo)光板的光入射面的第三光束方 向調(diào)節(jié)器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的照明設(shè)備，其中所述第三光束方向調(diào)節(jié)器是下述光束方向調(diào)節(jié)器，其中光吸收層和透明層交替層疊，以及所述光吸收層平行于所述導(dǎo)光板的厚度方向延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的照明設(shè)備，其中所述反射構(gòu)件的反射面相對于所述第一光束方向調(diào)節(jié)器的與所述反射面相對的平面傾斜。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的照明設(shè)備，其中所述第一光束方向調(diào)節(jié)器與所述反射構(gòu)件被組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的照明設(shè)備，包括所述導(dǎo)光板和所述透射/散射切換裝置之間的棱鏡板或者球面/非球面透鏡板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的照明設(shè)備，包括聚光器和散光器中的一種或全部。
16. —種用于照明的方法，特征在于使來自光源的光在與預(yù)定照明方向相反的方向上從導(dǎo)光板射出；接收來自所述導(dǎo)光板的光，由第一光束方向調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述光的方向并發(fā)射所述光；由反射構(gòu)件反射來自所述第一光束方向調(diào)節(jié)器的光，并透射所述光經(jīng)過所述第一光束方向調(diào)節(jié)器和所述導(dǎo)光板；以及使得從所述導(dǎo)光板射出的光從透射/散射切換裝置射出，并在透射的狀態(tài)和散射光的狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
17. —種包括根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的照明設(shè)備和顯示板的顯示設(shè)備。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顯示設(shè)備，其中所述顯示板是液晶顯示板。
全文摘要
設(shè)置在導(dǎo)光板側(cè)面的光源，以及順序地設(shè)置在所述導(dǎo)光板的與照明方向相對的一側(cè)的光束方向調(diào)節(jié)器和反射板。此外，透射/散射切換裝置設(shè)置在所述導(dǎo)光板的照明方向側(cè)。來自所述光源進(jìn)入所述導(dǎo)光板的光在與所述照明方向相反的方向上射出，經(jīng)過所述光束方向調(diào)節(jié)器并由所述反射板反射。所述反射光再次經(jīng)過所述光束方向調(diào)節(jié)器，經(jīng)過所述導(dǎo)光板、進(jìn)入所述透射/散射切換裝置，然后作為處于透射狀態(tài)或散射狀態(tài)的光射出。因此，抑制莫瑞效應(yīng)和不均勻輝度的產(chǎn)生，并獲得能夠控制出射光角度分布的照明設(shè)備。
文檔編號F21V8/00GK101473168SQ20078002335
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者今井雅雄, 齋藤悟郎 申請人:日本電氣株式會社