CN105473933A - 导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置 - Google Patents

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CN105473933A CN201480046899.9A CN201480046899A CN105473933A CN 105473933 A CN105473933 A CN 105473933A CN 201480046899 A CN201480046899 A CN 201480046899A CN 105473933 A CN105473933 A CN 105473933A
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Abstract

一个实施方式所涉及的导光板(24)具备：导光板基材(30)，其使从端面(30c)入射的光在内部传播；以及多个光散射点(32)，其形成于导光板基材的主面(30a)，并使在导光板基材内传播的光的一部分散射。在形成于主面的规定区域(34a)的光散射点群中，在将邻接的两个光散射点中第一光散射点(321)的最大宽度设为D1、第二光散射点(322)的最大宽度设为D2、第一光散射点与第二光散射点的中心间距离设为P12时，相对于光散射点群所具有的全部的光散射点的、P12在(D1/2+D2/2)以下的光散射点的比例在10％以下。规定区域是假想地分割主面所得的多个区域(34)中的光散射点群的覆盖率在30％以下的区域。

Description

导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置
技术领域
本发明涉及导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置。
背景技术
作为液晶显示装置等透射型图像显示装置，公知有具有利用导光板供给面状的光的面光源装置(背光装置)的装置(参照专利文献1)。在上述面光源装置中，沿着导光板的端面设置有光源。这样的面光源装置被称为边缘光型面光源装置。
在边缘光型面光源装置中，从导光板的端面入射的光在导光板的内部边反复进行全反射边传播。在其传播过程中，光的一部分被设置于导光板的一个面的多个光散射点散射。由该散射产生的以临界角以上的角度向射出面入射的光从导光板射出。这样，在导光板中传播的光的一部分从射出面射出，从而使面状的光从导光板射出。
为了使导光板的光射出面的亮度均匀，通常以越远离光源、光散射点的覆盖率就越高的配置图案，形成多个光散射点。
专利文献1：日本特开2005-38768号公报
近年，随着图像显示装置的进一步的轻薄化，要求薄型的导光板。在这样的薄型的导光板中，存在光散射点的覆盖率变低的趋势。例如，与现有的导光板相比，在薄型的导光板中，存在覆盖率在40％以下的区域增多的趋势。并且，存在薄型的导光板装入于在比较小的画面尺寸下呈高分辨率的图像显示装置的情况。在比较小的画面尺寸下呈高分辨率的图像显示装置的例子是智能手机或者平板电脑所使用的图像显示装置。这样的图像显示装置经常是用户从比较近的距离(例如，距显示画面0.3m左右)凝视显示图像那样的使用方法。
本发明者发现，在薄型的导光板中存在光散射点彼此的连结变得不均而容易被看到的趋势。本发明者尤其发现，若薄型的导光板装入用户从近处凝视画面那样的使用方法的图像显示装置，则存在光散射点彼此的连结变得不均而容易被看到的趋势。
发明内容
本发明的主要目的在于提供光散射点的连结变得不均而难以看到的导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置。
本发明的一个方式所涉及的导光板具备：导光板基材，其使从端面入射的光在内部传播；以及多个光散射点，其形成于导光板基材的主面亦即与端面交叉的主面，并使在导光板基材内传播的光的一部分散射。在形成于主面的规定区域的光散射点群中，在邻接的光散射点中将第一光散射点的直径设为D1、第二光散射点的直径设为D2、将第一光散射点与第二光散射点的中心间距离设为P12时，相对于光散射点群所具有的全部的光散射点的、满足式(1)的光散射点的比例在10％以下。规定区域是假想地分割主面所得的多个区域中的光散射点群的覆盖率在30％以下的区域。
【式1】
P12≤(D1/2+D2/2)...(1)
在上述结构中，在光散射点群的覆盖率为30％以下的规定区域中，由于满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，所以难以看到基于光散射点的连结的不均。
全部的上述规定区域的总面积相对于主面的有效面积也可以在90％以上。
在该情况下，由于在主面的有效面积的90％以上时满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，所以更加难以看到基于光散射点的连结的不均。
上述光散射点群所包含的光散射点的最大宽度也可以在30μm～100μm的范围内。在该情况下，即使光散射点的最大宽度在30μm～100μm的范围内，也由于在光散射点群的覆盖率为30％以下的规定区域中，满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，所以难以看到基于光散射点的连结的不均。
上述导光板基材的厚度也可以不足1mm。
即使导光板基材的厚度不足1mm，也由于在光散射点群的覆盖率为30％以下的规定区域中满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，所以难以看到基于光散射点的连结的不均。
上述导光板基材的俯视形状也可以为矩形。在该情况下，导光板基材的俯视形状下的短边的长度也可以在250mm以下。
具有俯视形状为矩形并且其短边的长度为250mm的导光板基材的导光板例如容易装入智能手机以及平板电脑等。智能手机以及平板电脑等存在用户从近距离观察显示画面的趋势。即使是这样的情况，也由于在光散射点群的覆盖率为30％以下的规定区域中满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，所以难以看到基于光散射点的连结的不均。
本发明的另一方式所涉及的面光源装置具备：本发明的一个方式所涉及的导光板；以及光源，其向导光板所具有的导光板基材的端面供给光。
本发明的又一方式所涉及的透射型图像显示装置具备：本发明的一个方式所涉及的导光板；光源，其向导光板所具有的导光板基材的端面供给光；以及透射型图像显示部，其被从导光板射出的光照射并显示图像。
在上述面光源装置以及透射型图像显示装置中，由于具备本发明的一个方式所涉及的导光板，所以难以看到基于光散射点的连结的不均。
根据本发明，能够提供难以看到散射点的连结变得不均的导光板、面光源装置以及透射型图像显示装置。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的透射型图像显示装置的概略结构的示意图。
图2是从点形成面侧观察一个实施方式所涉及的导光板的情况的俯视图。
图3是对光散射点的配置的一个例子进行说明的附图。
图4是对光散射点的配置的另一个例子进行说明的附图。
图5是表示第一以及第二光散射点的大小与位置关系的附图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。对相同的要素标注相同的附图标记。省略重复的说明。附图的尺寸比率未必与说明的一致。在说明中，表示“上”、“下”等方向的词语是基于附图所示的状态的方便的词语。
图1是表示透射型图像显示装置的一个实施方式的概略结构的示意图。图2是从形成有导光板所具有的光散射点的一侧观察导光板的情况的俯视图。在图1中，分解地示出了透射型图像显示装置10的结构。透射型图像显示装置10能够适当地用于智能手机、平板电脑以及移动用的笔记本电脑等。透射型图像显示装置10的应用对象并不限定于所例示的智能手机以及平板电脑等。透射型图像显示装置10也可以应用于移动用以外的笔记本电脑以及电视装置等。
图1所示的透射型图像显示装置10主要具备：透射型图像显示部12；以及输出用于向透射型图像显示部12供给的面状的光的面光源装置14。也可以在透射型图像显示部12与面光源装置14之间配置光学部件16。光学部件的例子包括反射型偏振光分离片、光扩散片、微型透镜片、双凸透镜片以及棱镜片等光学片。只要不脱离本发明的主旨，就能够单独或者组合地配置所例示的光学片。
以下，为了便于说明，如图1所示，将透射型图像显示部12以及光学部件16相对于面光源装置14所排列的方向称为Z轴方向。将与Z轴方向正交的两个方向称为X轴方向以及Y轴方向。X轴方向以及Y轴方向相互正交。
透射型图像显示部12被从面光源装置14射出的面状的光照明从而显示图像。透射型图像显示部12的例子是在液晶元件18的两面分别配置有偏光板20、22的作为偏光板贴合体的液晶显示面板。在该情况下，透射型图像显示装置10是液晶显示装置(或者液晶电视)。作为液晶元件18以及偏光板20、22，能够使用现有的液晶显示装置等透射型图像显示装置所使用的液晶元件以及偏光板。液晶元件18的例子是TFT(ThinFilmTransistor)型液晶元件。作为液晶元件18的其他例子，也举出STN(SuperTwistedNematic)型、TN(TwistedNematic)型、IPS(InPlaneSwitching)型、VA(VerticalAlignment)型的液晶元件等。
图1所示的面光源装置14是向透射型图像显示部12供给光的边缘光型面光源装置。面光源装置14具备导光板24、以及配置于导光板24的侧方的光源部26。
光源部26具有排列为线状(图1中沿Y轴方向排列)的多个点状光源26a。点状光源26a的例子是发光二极管。为了使光高效地入射至导光板24，光源部26也可以在光源部26的上下、或根据情况而在与导光板24侧相反的一侧，具备使来自光源部26的光反射而用于向导光板24引导的作为反射部的反射器。这里，例示出了具有多个点状光源26a的光源部26。然而，光源部26也可以是冷阴极管(CCFL：ColdCathodeFluorescentLamp)等线状光源。
面光源装置14也可以具备相对于导光板24位于与透射型图像显示部12相反的一侧的反射板28。反射板28是用于使从导光板24向反射板28侧射出的光再次向导光板24入射的部件。如图1所示，反射板28也可以是片状。反射板28也可以是对导光板24进行收容的面光源装置14的壳体底面。反射板28的反射面可以是对光进行镜面反射的面，或者也可以是边使光散射并对其进行反射的面。
导光板24将从光源部26射出的光转换为面状的光而向透射型图像显示部12射出。导光板24具有导光板基材30、以及设置于导光板基材30的多个光散射点32。在图1以及图2中，示意地示出了光散射点32，其大小以及个数未必与其他的图一致。导光板24利用光散射点32使从光源部26入射并通过全反射而在导光板基材30内传播的光散射，从而将来自光源部26的光转换为面状的光而射出。利用光散射点32进行的光的散射包括漫反射。
导光板基材30具有：形成多个光散射点32的一方的主面亦即点形成面30a；在导光板24中作为射出光的面而发挥功能的另一方的主面亦即射出面30b；以及与点形成面30a以及射出面30b交叉的四个端面30c、30d、30e、30f。导光板基材30的俯视形状的例子包括近似矩形以及近似正方形。在以下的说明中，只要未特别指出，则导光板基材30的俯视形状为近似矩形。在一个实施方式中，端面30c、30d、30e、30f如图1所例示的那样与点形成面30a以及射出面30b大致正交。端面30c可以是平坦的面，也可以是棱镜形状以及双凸透镜形状之类的形成有凹凸的面。
点形成面30a可以是大致平坦的面。点形成面30a也可以是被施行了疏液处理的面。射出面30b是与点形成面30a相反的一侧的面。射出面30b在透射型图像显示装置10中与透射型图像显示部12(或者光学部件16)对置。射出面30b可以如本实施方式那样是平坦面，但也可以是具有凹凸形状的面。如图2所示，端面30c以及端面30d在X轴方向上位于相互相反的一侧。端面30c与光源部26对置。在该情况下，端面30c是供来自光源部26的光入射的入光面。端面30e以及端面30f在Y轴方向上位于相互相反的一侧。
导光板基材30主要由透光性材料形成。作为透光性材料，优选为聚(甲基)丙烯酸烷基树脂片、聚苯乙烯树脂片或者聚碳酸酯系树脂片，在它们之中，优选为聚甲基丙烯酸甲酯树脂片(PMMA树脂片)。导光板基材30也可以包括扩散粒子。在导光板基材30由透光性树脂构成的情况下，导光板基材30是透光性树脂片。
在一个实施方式中，导光板基材30能够满足如下的(a)与(b)中的至少一个。
(a)导光板基材30的厚度不足1mm。
(b)导光板基材30的短边的长度在250mm以下。
导光板基材30的厚度通常在0.3mm以上。导光板基材30的短边的长度通常在50mm以上。
利用图2～图4对多个光散射点32进行说明。图3是用于对光散射点32的配置进行说明的附图。图4是用于对邻接的两个光散射点32的关系进行说明的附图。
形成于点形成面30a的光散射点32的俯视形状的一个例子是近似圆形。光散射点32的材料使用光散射性的油墨。作为光散射点32的材料，例如使用紫外线固化型油墨、水性油墨或者溶剂型油墨等。光散射点32能够通过喷墨印刷法以及丝网印刷法等来形成。也可以通过激光线的照射来形成光散射点32。
如图3以及图4中的点划线所示，在将点形成面30a分割为多个假想区域34时，多个光散射点32以满足各假想区域34中设定的覆盖率的方式，在用于形成光散射点32的假想的格子点(以下，称为假想格子点)上形成。如图2～图4中的虚线所示，假想格子点是沿第一方向延伸的第一假想线L1与沿相对于第一方向正交的第二方向延伸的第二假想线L2的交点。在图2～图4中，第一方向是与短边平行的方向。多个第一假想线L1相互平行。同样地，多个第二假想线L2也相互平行。第一假想线L1与第二假想线L2也可以不正交。第一假想线L1与第二假想线L2的交叉角度θ为30度～150度，优选为60度～120度。
在图3以及图4中，假想地将点形成面30a分割为8×13。该分割数是为了便于说明而设定的，分割数并不限定于8×13。假想区域34的大小只要设定为使假想区域34内的假想的上述格子点的数量相同，就没有特别的限定。
在图3以及图4中，示出了假想地分割点形成面30a的整个面的例子。然而，只要将点形成面30a中的形成光散射点32的点形成区域分割为多个假想区域即可。例如，存在在点形成面30a的周边部附近以恒定的宽度设置未形成光散射点32的区域的情况。在为这样的结构的情况下，除去上述恒定的宽度的区域之外的点形成面30a的区域是形成光散射点32的点形成区域。作为上述恒定的宽度，例如在点形成面30a的大小为175mm×300mm时，在入光面(图2中为端面30c)侧为3mm，在其他三边侧为1mm。即，在点形成面30a的大小为175mm×300mm时，点形成区域的大小的一个例子是171mm×298mm。通常，点形成区域的面积相对于点形成面30a的面积在95％以上。在以下的说明中，为了简化说明，将点形成面30a的整个面作为点形成区域来进行说明。
在假想区域34中设定的覆盖率是该假想区域34所包含的光散射点32的面积(俯视形状的面积)的总和相对于假想区域34的面积的比例。
以使射出面30b中亮度均匀的方式设定覆盖率。通常，光散射点32配置为随着远离光源部26而覆盖率变高。在相对于一个端面(图2中为端面30c)配置光源部26的一边入光类型中，以使与供光从光源部26入射的端面相反的一侧的端面(图2中为端面30d)附近的覆盖率更高的方式，配置光散射点32。
光散射点32可以如图2以及图3所示地形成于全部的假想格子点上，或者也可以如图4所示地在一部分的假想格子点未形成光散射点32。如图2以及图3所示，在全部的假想格子点上形成有光散射点32的情况下，在第一以及第二方向上邻接的光散射点32的中心间距离是恒定的。另一方面，如图4所示，在一部分的假想格子点未形成光散射点32的情况下，分别在第一以及第二方向上邻接的光散射点32的中心间距离可以分别是第一以及第二方向上的假想格子点间隔的整数倍。以从射出面30b射出均匀的光的方式，适当地选择与假想格子点间隔的整数倍对应的光散射点32的中心间距离。只要以从射出面30b射出均匀的光的方式配置光散射点32，则例如一部分的光散射点32也可以从假想格子点稍稍偏移地配置。
在全部的假想格子点上形成光散射点32的情况下，覆盖率主要由形成于假想格子点的光散射点32的大小来决定。当未在一个假想区域34内的假想格子点的全部形成光散射点32的情况下、即当与在所有假想格子点形成光散射点32的情况相比间隔剔除光散射点32的情况下，主要利用一个假想区域34内的光散射点32的数量与光散射点32的大小一同决定覆盖率。
在导光板基材30的厚度不足1mm的薄型的导光板24中，假想区域34的覆盖率通常可以在40％以下。在导光板基材30的厚度不足1mm的薄型的导光板24中，点形成面30a的有效面积中的90％以上的面积的区域可以是覆盖率在30％以下的区域。点形成面30a的有效面积是指前述点形成区域的面积。换言之，点形成面30a的有效面积是形成于点形成面30a上的多个光散射点32所配置的区域的面积，其与多个假想区域的面积的总和对应。
以下，将假想区域34中覆盖率在30％以下的各假想区域34称为规定区域34a。规定区域34a例如是图3中标注了剖面线的部分的各假想区域34。将规定区域34a的光散射点群中邻接的两个光散射点32中的一方的光散射点32称为第一光散射点321，将另一方的光散射点32称为第二光散射点322。
图5是表示第一以及第二光散射点321、322的大小与位置关系的附图。
在导光板24中，在将第一光散射点321的直径(俯视观察光散射点时的最大宽度)设为D1，将第二光散射点322的直径(最大宽度)设为D2，将第一以及第二光散射点321、322的中心间距离设为P12时，P12满足下式(2)的光散射点32的比例在10％以下。在一个实施方式中，规定区域34a中的光散射点32的直径的例子可以是30μm～100μm。
【式2】
P12≤(D1/2+D2/2)…(2)
P12满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下是指，将满足式(2)的光散射点32的数量除以构成规定区域34a的光散射点群的全部的光散射点32的数量所得的数值的百分比显示在10以下。在计入满足式(2)的光散射点32的数量时，例如在相对于一个第一光散射点321分别在不同的方向(例如，第一方向以及第二方向)上存在满足式(2)的邻接的第二光散射点322的情况下，共用的上述第一光散射点321计入为一个。换言之，在两组邻接的光散射点32中一个光散射点32为相同的情况下，满足式(2)的光散射点32的数量为3。
在上述结构下的导光板24中，从端面30c入射的光在导光板基材30的内部边进行全反射边传播。在该传播的过程中，被光散射点32散射的光在与全反射条件不同的条件下向射出面30b入射，因此从射出面30b射出。在导光板基材30内传播的光的一部分从射出面30b射出，因此从射出面30b射出面状的光。
在规定区域34a即覆盖率为30％以下的区域中，由于满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以抑制邻接的光散射点32、32的连结。因此，例如，即使用户从近处(例如，距显示画面0.3m以内)凝视装入了导光板24的透射型图像显示装置10的显示画面，也难以看到基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，规定区域34a中的光散射点32的直径为30μm～100μm。即使是这样的方式，也由于在规定区域34a中满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以难以看到基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，导光板24是导光板基材30的厚度不足1mm、不足0.8mm或者不足0.5mm那样的薄型的导光板。即使是这样的方式，也难以看到基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，全部的规定区域34a所占的面积(全部的规定区域的总面积)在点形成面30a的有效面积的90％以上。在这样的方式中，由于在点形成面30a的有效面积的90％以上时满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以进一步难以看到基于光散射点32的连结的不均。
对于装入于智能手机以及平板电脑等透射型图像显示装置的导光板24而言，大多情况下短边的长度在250mm以下，甚至在200mm以下。并且，智能手机以及平板电脑等的用户有在近处凝视显示画面的趋势。即使是这样的情况，只要在规定区域34a中满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，就能减少基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，导光板基材30的形状满足上述(a)以及(b)的至少一方，并且全部的规定区域34a所占的面积在点形成面30a的有效面积的90％以上。即使是这样的方式，也由于满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以更加难以看到基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，多个规定区域34a中的覆盖率在20％以下的规定区域34a存在于点形成面30a。在这样的方式中，即使覆盖率在20％以下的规定区域34a的面积的总和为有效面积的85％、甚至为90％，也由于满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以减少基于光散射点32的连结的不均。
在一个实施方式中，多个规定区域34a中的覆盖率在10％以下的规定区域34a存在于点形成面30a。在这样的方式中，即使覆盖率在10％以下的规定区域34a的面积的总和为有效面积的50％、甚至为60％，也由于满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以减少基于光散射点32的连结的不均。
换言之，在多个规定区域34a中的覆盖率在20％以下与10％以下的至少一种的规定区域34a存在于点形成面30a的情况下，规定区域34a中满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下的导光板24的结构更加有效。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。
在上述实施方式中，光散射点32配置在假想格子点上。然而，例如，至少一个光散射点32也可以从假想格子点偏移地形成。针对导光板24，除了端面30c之外也可以从端面30d入射光。或者，也可以从导光板24所具有的三个端面或者四个端面入射光。光朝向导光板24的入射方法例如能够由应用导光板24的面光源装置或者透射型图像显示装置的大小及其使用方法来决定。
在导光板24中，也可以在射出面30b形成有光散射点32。形成于射出面30b的光散射点32的配置所满足的条件与形成于图1所示的点形成面30a的光散射点32的配置所满足的条件相同。形成于射出面30b的光散射点32例如也可以边使光透过并对其进行漫反射从而使光散射。在射出面30b形成光散射点32的情况下，也可以在与射出面30b相反的一侧的面不形成光散射点32。
光散射点32的俯视形状并不限定于圆形，也可以是椭圆形、三角形以及四边形。在光散射点32的形状为椭圆形的情况下，最大宽度为长边的长度，在光散射点32的形状为三角形以及四边形的情况下，最大宽度为最长的边的长度。光散射点32的中心例如只要是点的重心位置即可。
主要使导光板基材30的俯视形状为矩形来进行了说明，但如上所述，导光板基材30的俯视形状也可以是正方形。在该情况下，即使例如一边在250mm以下，也由于满足式(2)的光散射点32的比例在10％以下，所以更加难以看到基于光散射点32的连结的不均。
附图标记的说明
10…透射型图像显示装置；12…透射型图像显示部；14…面光源装置；24…导光板；26…光源部；30…导光板基材；30a…点形成面(主面)；30c…端面；32…光散射点；34…假想区域；34a…规定区域；321…第一光散射点；322…第二光散射点。

Claims (7)

1.一种导光板，其特征在于，具备：
导光板基材，其使从端面入射的光在内部传播；以及
多个光散射点，其形成于所述导光板基材的主面亦即与所述端面交叉的所述主面，并使在所述导光板基材内传播的所述光的一部分散射，
在形成于所述主面中的规定区域的光散射点群中，在邻接的两个光散射点中将第一光散射点的俯视观察时的最大宽度设为D1、第二光散射点的俯视观察时的最大宽度设为D2、所述第一光散射点与所述第二光散射点的中心间距离设为P12时，相对于所述光散射点群所具有的全部的光散射点的、满足式(1)的光散射点的比例在10％以下，
所述规定区域是假想地分割所述主面所得的多个区域中的所述光散射点群的覆盖率在30％以下的区域，
P12≤(D1/2+D2/2)···(1)。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，
全部的所述规定区域的总面积相对于所述主面的有效面积在90％以上。
3.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，
所述光散射点群所包含的光散射点的最大宽度在30μm～100μm的范围内。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述导光板基材的厚度不足1mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的导光板，其特征在于，
所述导光板基材的俯视形状为矩形，
所述导光板基材的所述俯视形状下的短边的长度在250mm以下。
6.一种面光源装置，其特征在于，具备：
权利要求1～5中任一项所述的导光板；以及
光源，其向所述导光板所具有的所述导光板基材的所述端面供给光。
7.一种透射型图像显示装置，其特征在于，具备：
权利要求1～5中任一项所述的导光板；
光源，其向所述导光板所具有的所述导光板基材的所述端面供给光；以及
透射型图像显示部，其被从所述导光板射出的光照射并显示图像。
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