导光板及其制造方法、用该导光板的面光源和液晶显示装置制造方法及图纸

提供导光板等，通过消减双面凸透镜片的枚数或不要该透镜片，降低制造成本，还可降低主光源的消耗功率或不要主光源。制成使用金属模由树脂成形的导光板１，在导光板１上部的一端形成外光取入部分１ａ，形成由多个双面凸单位透镜１ｆ构成的第一透镜部分１ｅ。双面凸单位透镜是凹或凸形状的三角柱棱镜。在１２５度至１６５度范围内形成三角柱棱镜的顶角。外光取入部分１ａ取入外光，把入射光的大部分最终从第一透镜部分１ｅ作为有均匀方向性的合成光射出。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导光板、使用该导光板的面光源、液晶显示装置和导光板的制造方法，更详细地说，涉及有取入来自太阳光和荧光灯等外光的外光取入部分的导光板，使用该导光板的液晶显示装置的背光用的面光源，用数字静象照相机和电视摄象机映出被摄体的液晶监视器等背光方式的液晶显示装置及其导光板的制造方法。作为液晶显示装置的背光用的面光源，已知把透光性平板作为导光板的侧面光方式的面光源。在这种面光源中，从由透明的平行平板和断面楔形平板构成的导光板的侧端面的一方，入射来自荧光灯等光源的光，利用透光性平板内部的全反射，使光传播遍及至导光板的全域，把其传播光的一部分用导光板里面的光散射反射板构成不到临界角的扩散反射光，从导光板表面射出扩散光(实开昭55-16201)。此外，已知把在一面有三角棱镜型双面凸透镜的突起，另一面为平滑面的透镜片，使突起面朝上重叠在上述面光源的导光板表面上，利用透镜的聚光作用，能够把该扩散放射光在期望的角度范围内各向同性地均匀扩散(实开平4-107201)。在把这种透镜片与磨砂透明扩散板(磨砂透明片)组合使用的情况下，与单独使用磨砂透明扩散板的情况(美国专利第4729067号)相比，把光源的光能量重点分配在期望的限定角度范围内，并且在该角度范围内能够获得各向同性的均匀的强扩散光。而且目前作为用于液晶显示装置的背光的高亮度对策，如附图说明图1所示，倾向于采用把双面凸透镜两片直角地重叠的结构(月刊显示器，1996年5月号P35～P39)。此外，为了把太阳光和室内光等外光作为辅助光源，已知在导光板的侧端面上设置外光取入部分的背光用的面光源，该外光取入部分的形状为断面圆弧状，构成一个柱面透镜(特开平5-11249)。但是，在以往的液晶显示装置的面光源中，不仅存在视觉特性比较窄的问题，而且由于使用两枚双面凸透镜片，所以不仅该部分产生部件成本，同时由于必须把两枚双面凸透镜进行直角位置重合安装，所以存在产生很大的制造成本，使使用背光的制品变得昂贵的问题。此外，由于用数字静象照相机和电视摄象机映出被摄体的液晶显示装置自身的消耗功率非常大，所以即使控制其它电路系统的消耗功率，但作为照相机装置整体，难以实现有效地降低消耗功率，其结果，存在不能够实现使照相机装置使用时间长时间化的问题。为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供液晶显示装置和背光使用的面光源，配有该面光源的导光板，以及该导光板的制造方法，其中该液晶显示装置通过使双面凸透镜片的使用数达到一枚或不需要双面凸透镜片，可降低部件成本和制造成本，同时降低主光源消耗功率或可以不需要主光源。为了实现上述目的，本专利技术第一方案的导光板用树脂一体地成形，配有取入外光的外光取入部分，和将从所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，其特征在于，在所述光射出面上，形成由多个凹或凸形状的双面凸单位透镜构成的第一透镜部分，所述第一透镜部分的多个双面凸单位透镜相互平行地排列在其棱线方向上，同时大致垂直于所述外光取入部分的纵轴方向。本专利技术的第二方案的导光板的特征在于，在第一方案所述的导光板中，所述第一透镜部分的多个双面凸单位透镜的顶部角度为125度至165度。本专利技术的第三方案的导光板的特征在于，在第一方案所述的导光板中，所述第一透镜部分的多个双面凸单位透镜的顶部角度在150度左右。本专利技术的第四方案的导光板的特征在于，在第一方案至第三方案中的任一个方案所述的导光板中，在面对所述光射出面的光反射面上，配有由用与所述导光板相同的树脂成形的多个凹或凸形状的双面凸单位透镜构成的第二透镜部分，所述第二透镜部分的多个双面凸单位透镜相互略平行地排列在其棱线方向上，同时大致垂直于所述第一透镜部分的多个双面凸单位透镜的棱线方向。本专利技术的第五方案的导光板的特征在于，在第四方案所述的导光板中，所述第二透镜部分的多个双面凸单位透镜的顶部角度为125度至165度。本专利技术的第六方案的导光板的特征在于，在第四方案所述的导光板中，所述第二透镜部分的多个双面凸单位透镜的顶部角度在150度左右。本专利技术的第七方案的面光源的特征在于，配有第一方案至第六方案中的任一个方案所述的导光板，和在所述导光板的外光取入部分、在所述光射出面和所述光反射面以外的至少一个面上安装的光源。本专利技术第八方案的液晶显示装置的特征在于，配有第一方案至第六方案中的任一个方案所述的导光板或第七方案所述的面光源中的任一个，和在所述导光板的光射出面附近安装的液晶屏。本专利技术第九方案的导光板的制造方法，是制造如第一方案至第六方案中的任何一个方案所述的导光板的方法，其特征在于，包括用金属模成形所述导光板的工序。图1是以往的液晶显示装置的模式图。图2是表示本专利技术的导光板的透视图。图3是表示亮度分布特性的曲线图。图4是表示视野角特性的曲线图。图5是表示本专利技术的导光板的透视图。图6是表示本专利技术的面光源的模式图。图7是表示导光板的透视图。图8是表示三角柱棱镜部分的断面形状的模式图。图9是表示相对于棱镜节距的亮度分布特性变化的曲线图。图10是表示配有本专利技术的面光源的液晶显示装置的模式图。实施例下面，参照附图详细说明本专利技术的实施例。图7(A)和(B)是表示导光板的透视图，利用该图定义以下用语。在图7(A)中，把以顶点ABC形成的三角形为底面的三角柱棱镜称为双面凸单位透镜，而在图7(B)中，把以顶点ABDEC形成的五角形为底面的五角柱棱镜称为双面凸单位透镜。但是，这里所示的双面凸单位透镜1f只是简单的例示，并不限于此，除此之外，圆柱、椭圆柱和多角形柱也可以。此外，在该图中，双面凸单位透镜1f仅示出了凸形状，但图中未示出的凹形状也可以。把图7(A)和图7(B)中以顶点ABC形成的三角形为底面的三角柱的棱镜称为双面凸单位透镜的三角柱棱镜部分。把图7(A)和图7(B)中的顶点A称为三角柱棱镜部分的顶部。把图7(A)和图7(B)中点BAC构成的角度称为三角柱棱镜部分的顶部角度。图8是表示三角柱棱镜部分的断面形状的模式图。三角柱棱镜部分如图8(A)所示，期望是两等边三角形，但由于例如无论变为图8(B)所示的缺少顶部A的梯形状，或变为图8(C)所示的顶部A圆滑弯曲的形状，对导光板的性能基本上不产生影响，所以这些形状的棱镜都被包括在本申请的三角柱棱镜部分中。图2是表示本专利技术的导光板的透视图。1是导光板，制成使用金属模由树脂成形的导光板1，同时在导光板1的上部一端形成外光取入部分1a，此外形成由多个双面凸单位透镜1f构成的第一透镜部分1e。第一透镜部分1e的双面凸单位透镜1f为三角柱棱镜，其棱线方向大致相互平行，排列成大致与外光取入部分1a的纵轴方向垂直。特别是三角柱棱镜的顶角，根据后述的计算结果，按125度至165度的范围制造。此外，如果三角柱棱镜的顶角在125度至165度的范围内，即使产生三角柱棱镜的大小、节距、高度和顶角的偏差和离散，也不会影响导光板的性能。如图9所示，可知即使棱镜的节距在10μm至1000μm的范围内变化，亮度分布特性也没有大变化。外先取入部分1a取入作为主要光的太阳光和室内光等外光。该外光取入部分1a朝向图的上方向比第一透镜部分1e更突出，其结果，与以往的导光板比较，使外光取入面的表面面积变大。外光取入部分1a的形状为断面略扇形的形状，其前端为圆弧状的柱面透镜，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导光板，用树脂一体地成形，该导光板配有：取入外光的外光取入部分，和将从所述外光取入部分取入的外光射出的光射出面，其特征在于，在所述光射出面上，形成有由多个凹或凸形状的双面凸单位透镜构成的第一透镜部分， 所述第一透镜部分的多个双面凸单位透镜相互大致平行地排列在其棱线方向上，同时与所述外光取入部分的纵轴方向大致垂直。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：后藤阳一郎，能濑彻，樋口政广，佐藤道明，草深孝也，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]