CN1769971A - 导光板主体、导光板、背照射光组件及其液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明构造的导光板主体(10)，具有光出射端面(51)和与光出射端面(51)相对的底面(52)，在底面(52)处还形成有剖面形状呈三角形状的沟槽部分或/和突条部分(24)，而且构成沟槽部分或/和突条部分(24)的倾斜面(24)与光出射端面(51)之间的交叉角度锐角α被设定在39.5～47.5°的范围之内。

Description

导光板主体、导光板、 背照射光组件及其液晶显示装置

技术领域

本发明涉及导光板主体、导光板、背照射光组件，以及使用这些部件构成的液晶显示装置。

背景技术

如果举例来说，在先技术中所公知的液晶显示装置可以如图8所示，在液晶显示元件101的上下两个面处配置有一对偏振光板102、103，同时，在下侧偏振光板103的下面侧处还配置有背照射光组件。对于大多使用在诸如笔记本型计算机等等处的液晶显示装置，为了能够实现薄型化、低电力消耗化，通常采用边缘光照型背照射光组件作为前述的背照射光组件。

这种边缘光照型背照射光组件通常可以如图8所示，将通过反射板107集光得到的、由光源111给出的光束，按照由导光板109的一个端面导入至导光板109内的方式实施照明。在前述导光板109的底面处，还通过诸如丝沙印刷等方式形成有扩散反射层110，而且在导光板109的底面侧等等处，还配置有不使由前述导光板109处漏出的光束不产生作用、而是对其实施有效利用的反射板108。在前述下侧偏振光板103与导光板109之间，配置有为了能够有效利用光源111给出的光束而对偏振光实施选择分离的亮度提高用滤波器104，在该亮度提高用滤波器104的下侧处还配置在位于液晶显示元件的显示区域处的有效角度范围内对光束实施集束或扩散用的棱镜型薄膜105，而且在该棱镜型薄膜105的下侧处还配置有降低背照射光强度起伏用的扩散板106(请参见图8)。

具有如图8所示构成形式的液晶显示装置，由于采用着具有亮度提高用滤波器和棱镜型薄膜的构成形式，所以存在有构成复杂而使制造效率低下，部件数目比较多而使制造成本高等问题。另外，也难以获得良好的耐用性能。

因此，为了能够解决这些问题，已经有人提出了在液晶显示元件的内面侧处，依次配置呈楔形的导光板、全息象板、λ/4相位差板、反射板的液晶显示装置(比如说可以参见专利文献1)。这种液晶显示装置是按照使由光源入射至导光板处的光束为平行光束，而且衍射角大体为90°的方式设计的。

【专利文献1】日本特开平11-281978号公报

发明内容

然而，使由光源入射至导光板处的光束为平行光束，存在有比较大技术困难，所以采用由前述专利文献记载的技术，难以获得良好的偏振光分离功能，存在有难以高效率地对不需要的偏振光成分实施再利用的技术问题。

更进一步地，在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内的光束照射功能也不够良好。

本发明就是解决前述技术问题用的发明，本发明的目的就是提供出能够通过简单的构成形式以减少部件数目，且能够使制造容易以降低成本，同时还可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射的导光板主体，导光板，背照射光组件以及液晶显示装置。

为了能够实现前述目的，本发明提供了下述技术解决方案。

本发明提供的一种导光板主体，可以具有光出射端面和与光出射端面相对的底面，在该底面处形成有剖面呈三角形状的沟槽部分或/和突条部分，而且构成沟槽部分或/和突条部分的倾斜面与光出射端面之间的交叉角度(锐角)被设定在39.5～47.5°的范围之内。

如果采用本发明的这种构成形式，可以使构成位于导光板主体的底面处的沟槽部分或/和突条部分的倾斜面，与光出射端面之间的交叉角度(锐角)设定在39.5～47.5°的范围之内，所以可以可靠地对由导光板主体的光出射端面处出射的光束扩散角度(角度范围)实施控制。因此，如果采用使用着这种导光板主体的液晶显示装置，可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射。而且，由于不再使用棱镜型薄膜对出射光束的扩散角度实施控制，所以还可以通过简单的构成形式以减少部件数目，从而可以提供出一种与在先技术相比更为薄型化的背照射光组件，并且可以提供出一种价格低廉、薄型且低电力消耗的液晶显示装置。

在此，还可以使前述交叉角度为设定在位于39.5～47.5°的范围之内的两种以上不同的角度。

如果采用这种构成形式，还可以进一步减少光出射端面处出射的光束强度起伏，形成为更加均匀的面光源。

在此，还可以将交叉角度设定在39.5～44.5°或45.5～47.5°的范围之内。当交叉角度位于超过44.5°但小于45.5°的范围内时，光束的扩散角度将比较小。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使沟槽部分或/和突条部分的宽度位于0.01～5mm(毫米)的范围之内，位于0.01～1mm(毫米)的范围之内更好些。

如果采用这种构成形式，由于可以使沟槽部分或/和突条部分的宽度位于前述范围之内，所以可以良好地防止导光板主体底面处的光束衍射现象和干涉现象出现。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使沟槽部分或/和突条部分按照沿其长度方向不连续的方式形成。

如果采用这种构成形式，还可以进一步减少光出射端面处出射的光束强度起伏，形成为更加均匀的面光源。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使沟槽部分或/和突条部分按照其平面形状呈圆弧形状的方式形成。

如果采用这种构成形式，还可以进一步使沟槽部分或/和突条部分按照其平面形状呈圆弧形状的方式形成，所以即使对于采用点光源作为光源使用的场合，也可以减少光出射端面处出射的光束强度起伏。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使导光板主体的剖面形状呈矩形形状。

如果采用这种构成形式，由于可以使其剖面形状呈矩形形状，所以可以使导光板主体的制作更容易。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使导光板主体的剖面形状呈楔形形状。

如果采用这种构成形式，由于可以使导光板主体的剖面形状呈楔形形状，所以可以增大光束的利用效率。而且，通过使导光板主体的剖面形状呈楔形形状，还可以产生出空间间隙，从而可以将电气回路等等配置在该空间间隙处，使液晶显示装置进一步薄型化。

本发明的导光板具有：如上所述的导光板主体；以及与导光板主体的光出射端面相对的偏振光分离组件。

如果采用本发明的这种构成形式，可以通过诸如偏振光分离组件等等获得由诸如P偏振光等等特定偏振光成分构成的出射光束。

在此，还可以使偏振光分离组件为扩散型全息衍射元件。

如果采用这种构成形式，还可以采用扩散型全息衍射元件作为偏振光分离组件，所以可以获得良好的偏振光分离性能。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以采用浮雕扩散型全息衍射元件为扩散型全息衍射元件。

如果采用这种构成形式，还可以采用浮雕扩散型全息衍射元件为扩散型全息衍射元件，这种浮雕(レリ—フ)型全息衍射元件可以通过诸如模塑成型和挤压成型等方式容易地实施制作，所以还进一步具有能够提高可生产性的技术优点。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使扩散型全息衍射元件为由折射率比导光板主体的折射率大的材料构成的元件。

如果采用这种构成形式，由于可以使全息衍射元件为由折射率比导光板主体的折射率大的材料构成的元件，所以对于由光出射端面处出射的光束扩散角度(角度范围)比较小的场合，也可以通过使该出射光束由这种扩散型全息衍射元件透射的方式对该出射光束的扩散角度实施扩散，从而可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以使偏振光分离组件为线型格网元件

对于这种场合，由于可以采用线型格网元件作为偏振光分离组件，所以可以获得非常良好的偏振光分离性能。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以进一步具有与位于除了作为导光板主体的光入射端面的一个端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置着的，将S偏振光成分中的至少一部分变换为P偏振光成分并实施反射的偏振光方向变换组件。

如果采用这种构成形式，由于还可以具有配置在位于除了导光板主体的光入射端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面处的，将S偏振光成分中的至少一部分变换为P偏振光成分并实施反射的偏振光方向变换组件，所以可以不使S偏振光成分无效而是将其变换为P偏振光成分并作为照明光束加以利用，从而可以显著提高光束的利用效率。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以进一步具有与位于除了作为导光板主体的光入射端面的一个端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置着的λ/4相位差板和镜面反射板，并且可以将λ/4相位差板配置在导光板主体与镜面反射板之间。

如果采用这种构成形式，还可以通过λ/4相位差板相对导光板主体配置有镜面反射板，所以可以通过λ/4相位差板和镜面反射板的作用，将所到达的S偏振光变换为P偏振光并实施反射，使其再次入射至导光板主体内，将这种反射后的P偏振光作为照明光束加以利用，从而可以进一步提高光束的利用效率。

另外，在本发明的这种构成形式中，还可以进一步具有与位于除了作为导光板主体的光入射端面的一个端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置着的扩散反射板。

如果采用这种构成形式，由于还可以在与位于除了导光板主体的光入射端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面处配置有扩散反射板，所以可以使到达该扩散反射板处的S偏振光成分中的一部分变换为P偏振光成分，并将这种反射后的P偏振光作为照明光束加以利用，进一步提高光束的利用效率。

本发明的背照射光组件具有如上所述的导光板；以及配置在该导光板的端面侧处的光源。

在此，还可以进一步具有配置在比该光源更位于外侧位置处的反射板。

如果采用这种构成形式(背照射光组件)，还可以对于由导光板的光出射端面处出射的光束扩散角度(角度范围)实施控制。因此，如果采用具有这种背照射光组件的液晶显示装置的构成形式，可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射。而且，由于不再使用棱镜型薄膜对出射光束的扩散角度实施控制，所以还可以通过简单的构成形式减少部件数目，从而可以提供出一种与在先技术相比更为薄型化的背照射光组件。

在此，还可以采用彼此相互分离配置着的若干个点光源作为光源；而且可以使沟槽部分或/和突条部分在导光板主体的底面处，按照与各点光源相对应的、沿点光源的配置方向彼此分离配置的方式形成为若干组，使构成各组的沟槽部分或/和突条部分环绕相对应的各点光源的形式按照分别大体呈圆弧形状的方式配置。

如果采用这种构成形式，还可以提供出一种在采用若干个点光源作为光源时，也可以减少光出射端面处出射的光束强度起伏的背照射光组件。

本发明的液晶显示装置可以按照采用如上所述的背照射光组件的方式构成。

另外，根据本发明构造另一种液晶显示装置，可以具有液晶单元；配置在该液晶单元的上下两个侧面处的一对偏振光板；以及配置在前述下侧偏振光板的下面侧处的、如上所述的背照射光组件。

如果采用这种构成形式(液晶显示装置)，可以对由导光板主体的光出射端面处出射的光束扩散角度(角度范围)实施控制，所以可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射。而且，由于不再使用棱镜型薄膜对出射光束的扩散角度实施控制，所以还可以通过简单的构成形式减少部件数目。因此，可以提供出一种与在先技术相比更为薄型化且低电力消耗的液晶显示装置。

在此，还可以使形成在导光板底面处的沟槽部分或/和突条部分的形状，形成在导光板底面处的沟槽部分或/和突条部分的密度，或形成在导光板底面处的沟槽部分或/和突条部分的形状和密度，按照位于导光板底面处的位置不同而不同的方式构成。

如果采用这种构成形式，还可以进一步容易地提高依次透射过背照射光组件的导光板、下侧偏振光板后的光束在下侧偏振光板内的光束强度分布的均匀性。

如果采用如上所述的本发明，可以对由导光板主体的光出射端面处出射的光束扩散角度(角度范围)实施控制。因此，如果采用使用着这种导光板主体的背照射光组件的液晶显示装置，可以在位于液晶显示元件的显示面处的显示有效角度范围内实施效率良好的光束照射。而且，由于不再使用棱镜型薄膜对出射光束的扩散角度实施控制，所以还可以通过简单的构成形式减少部件数目，从而可以提供出一种与在先技术相比更为薄型化的背照射光组件，并且可以提供出一种价格低廉、薄型且低电力消耗的液晶显示装置。

附图说明

图1为表示根据本发明构造的液晶显示装置的一种实施形式用的示意性侧视图。

图2为说明导光板中偏振光方向变换组件和偏振光分离组件等的作用的示意性侧视图。

图3为表示导光板主体和反射板用的示意性底视图。

图4为表示导光板的一个变形实例用的示意性侧视图。

图5为表示通过模拟计算方式，对采用如图1所示构成形式的背照射光组件时到达导光板光出射端面的光束的相对光强度实施计算的结果用的示意性曲线性，其中图5(a)表示的是交叉角度为48°时的实例，图5(b)表示的是交叉角度为47°时的实例，图5(c)表示的是交叉角度为46°时的实例，图5(d)表示的是交叉角度为44°时的实例，图5(e)表示的是交叉角度为40°时的实例，图5(f)表示的是交叉角度为39°时的实例。

图6为表示导光板的一个变形实例用的示意性底视图(也是反射板的示意性底视图)。

图7为表示导光板的一个变形实例用的示意性侧视图。

图8为表示在先技术中的液晶显示装置用的示意性侧视图。

附图中的附图标记的含义为：

1……液晶显示装置；2……液晶单元；3……偏振光板(上侧)；4……偏振光板(下侧)；5……背照射光组件；6……光源；7……反射板；10……导光板主体；10L……导光板主体的光入射端面；10R……导光板主体的右端面；11……偏振光分离组件；12……偏振光方向变换组件；13……λ/4相位差板；14……镜面反射板；21……沟槽部分；22……倾斜面；23……突条部分；24……倾斜面；51……导光板主体的光出射端面；52……导光板主体的底面；60……液晶显示元件；70……导光板；160……光源部。

具体实施方式

作为本发明一种实施形式的液晶显示装置示出在图1中。在图1中，参考标号1表示的是液晶显示装置。液晶显示装置1可以具有液晶显示元件60、导光板70和光源部160。导光板70和光源部160构成为边缘光照型背照射光组件5。

液晶显示元件60可以由液晶单元2、偏振光板3和4构成。偏振光板3和4分别配置在液晶单元2的上下两侧处。

在位于液晶显示元件60下侧的偏振光板4的下面侧处，设置着导光板70。导光板70可以具有导光板主体10、偏振光分离组件11和偏振光方向变换组件12。

导光板主体10为其上侧面构成为光出射端面51的板状部件，并且配置在偏振光板4的下侧处。在该导光板主体10的光出射端面51上，叠层整体形成着偏振光分离组件11。在本实施形式中，是采用浮雕扩散型全息衍射元件作为这种偏振光分离组件11的，所以这种偏振光分离组件11具有对P偏振光实施透射且对S偏振光实施反射的功能。而且，这种扩散型全息衍射元件可以采用其折射率比导光板主体10更高的材料制作。

光源部160配置在作为导光板主体10的光入射端面的左端面10L侧。光源部160可以具有光源6和反射板7。光源6朝着导光板主体10的左端面10L实施配置，反射板7配置在比光源6更靠近外侧的位置处。而且，由光源部160给出的光束可以由左端面10L入射至导光板主体10内。

正如图2所示，在导光板主体10的底面52处还形成有若干个突条部分23。突条部分23可以由两个倾斜面24形成，其剖面呈三角形状。突条部分23的各个倾斜面24与光出射端面51间的交叉角度(锐角)(α)，可以设定在39.5～47.5°的范围之内。

突条部分23可以如图3所示，呈大体沿左端面10L的延长方向延伸的构成形式。在本实施形式中，突条部分23呈沿其长度方向不连续的构成形式。换句话说就是，在突条部分23的延伸过程中形成有若干个平坦部分，突条部分23由沿长度方向分离配置着的若干个突条片23a构成。各个突条部分23的内侧可以朝向光源6侧方向弯曲，呈圆弧形状。而且，这种突条部分23可以沿由光源6离开的方向上形成有若干个。

正如图1和图2所示，在导光板主体10的下面侧和右端面10R侧，配置有能够至少将S偏振光成分中的一部分变换成P偏振光并实施反射的偏振光方向变换组件12。在本实施形式中，是采用λ/4相位差板13和镜面反射板14作为偏振光方向变换组件12的。换句话说就是，在导光板主体10的下面侧和右端面10R侧，分别通过λ/4相位差板13配置有镜面反射板14。

如图1所示的液晶单元2是通过框形密封材料将形成有定向膜的上下一对透明基板(比如说为玻璃板，塑料板等等)，接合在诸如ITO(铟锡的复合氧化物)和氧化锡等等的透明电极上，并且在这两个透明基板之间由框形密封材料围绕出的区域内，封装入液晶材料的。定向膜可以采用在先的液晶显示装置中所使用的定向膜，比如说除了可以为诸如聚酰亚胺、聚酰胺等等的高分子膜之外，还可以为诸如氧化硅、氧化铝等等的无机膜，这种高分子膜和无机膜可以通过诸如摩擦等等方式形成为定向膜，还可以通过诸如对碳化硅实施斜向蒸镀的方式形成这种定向膜。而且，还可以在诸如氧化硅、氧化铝等等的无机膜上叠层形成绝缘膜，或是叠层形成诸如遮光膜、彩色滤光膜等等。还可以在透明电极与透明基板之间叠层形成用于防止碱溶出的无机膜(比如说诸如氧化硅、氧化铝等等)，或是叠层形成有遮光膜、彩色滤光膜等等。在本实施形式中，是采用90°偏转的TN型液晶显示元件作为这种液晶单元2的。

上下一对偏振光板3、4可以按照使彼此的透射轴正交的方式配置，而且这两个偏振光板3、4的透射轴还可以按照与液晶单元2中的液晶分子定向方向平行的方式配置。

在液晶显示装置1中，由光源6给出的光束将如图2所示，由导光板主体10的左端面10L入射至导光板主体10内。在这时，由光源6给出的一部分光束，将由于反射板7的反射而由导光板主体10的左端面10L入射至导光板主体10内。这种入射光束为具有S偏振光成分、P偏振光成分的非偏振光。

入射至导光板主体10的入射光中的P偏振光成分，将如图2所示，到达导光板主体10的底面52处，由位于该底面52的突条部分23处的倾斜面24产生正反射，其中朝向上方向反射并由光出射端面51出射的部分，将原封不动地通过偏振光分离组件11，入射至下侧偏振光板4内。在这时，由于形成在导光板主体10的底面52处的突条部分23的倾斜面24，与光出射端面51间的交叉角度(α)被设定在39.5～47.5°的范围之内(请参见图2)，所以可以对由导光板主体10的光出射端面51出射的光束扩散角度(角度范围)实施良好控制，进而可以使通过这种角度控制后的光束入射至下侧偏振光板4内。

由于下侧偏振光板4的透射轴与P偏振光成分的偏振光方向相吻合，所以入射至下侧偏振光板4处的P偏振光，将可以按照不产生任何光损失的方式透射过下侧偏振光板4，入射至液晶单元2内并作为照射光束使用。在这时可以对由导光板主体10的光出射端面51出射的光束扩散角度实施良好控制，进而可以相对该液晶显示装置的显示面，使用位于能够实施有效显示的角度范围内的光束实施良好的照射。

在另一方面，入射至导光板主体10的入射光中的S偏振光成分，将如图2所示，到达构成导光板主体10的下侧面的光出射端面51处，并由于偏振光分离组件11的存在而产生反射，在由导光板主体10的光出射端面51与底面52间重复进行反射之后，再由导光板主体10的右端面10R处出射，通过偏振光方向变换组件12的反射再次进入至导光板主体10内。在本实施形式中，是采用λ/4相位差板13和镜面反射板14作为偏振光方向变换组件12的，所以由导光板主体10的右端面10R出射的S偏振光，在通过λ/4相位差板13时将变换为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光将由镜面反射板14实施反射，并且在实施反射时变换成左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光在再次透射过λ/4相位差板13时将变换成P偏振光成分，所以由导光板主体10的右端面10R出射的S偏振光，将由λ/4相位差板13和镜面反射板14变换成P偏振光后，再次入射至导光板主体10内。这种再入射的P偏振光将由位于导光板主体10的底面52处的突条部分23产生向上方向的反射，由光出射端面51出射，并将原封不动地通过偏振光分离组件11，入射至下侧偏振光板4内。

而且，入射至导光板主体10的入射光中的S偏振光成分中的一部分，在透射过导光板主体10的底面52之后，将由配置在导光板主体10的下面侧处的偏振光方向变换组件12实施反射，再次入射至前述导光板主体10内。在本实施形式中，是采用λ/4相位差板13和镜面反射板14作为偏振光方向变换组件12的，所以由导光板主体10的下面侧出射的S偏振光，在通过λ/4相位差板13时将变换为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光将由镜面反射板14实施反射，并且在实施反射时将变换成左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光在再次透射过λ/4相位差板13时将变换成P偏振光成分，所以由导光板主体10的下面侧出射的S偏振光，将由λ/4相位差板13和镜面反射板14变换成P偏振光后，再次入射至导光板主体10内。

在这种导光板主体10内，由其右端面10R和下侧面再次入射的P偏振光，将通过位于导光板主体10的底面52处的突条部分23实施朝向上方向的反射，由光出射端面51出射，并将原封不动地通过偏振光分离组件11，入射至下侧偏振光板4内。采用这种方式，可以不使S偏振光成分成为无效成分，而是可以将其变换为P偏振光成分并作为照射光束实施利用，所以可以显著提高光束的利用效率。在这时可以如上所述，将形成在导光板主体10的底面52处的突条部分23的倾斜面24，与光出射端面51间的交叉角度(α)设定在39.5～47.5°的范围之内，所以可以对由导光板主体10的光出射端面51出射的光束扩散角度(角度范围)实施良好控制，并且可以使通过这种角度控制后的光束入射至下侧偏振光板4内。

而且在本实施形式中，是在导光板主体10的底面52处形成有剖面呈三角形状的突条部分23的，然而也可以不采用这种突条部分23，而是采用形成有剖面呈三角形状的沟槽部分21(请参见图4)，或是采用在导光板主体10的底面52处，同时形成有剖面呈三角形状的突条部分23和剖面呈三角形状的沟槽部分21的构成形式。

在本发明中，对于采用突条部分23、沟槽部分21中至少一种的构成形式的场合，需要使构成这种突条部分23的两个倾斜面24，以及构成这种沟槽部分21的两个倾斜面22，按照相对光出射端面51沿特定范围角度倾斜的形式实施配置。换句话说就是，构成位于导光板主体10的底面52处的沟槽部分21的倾斜面22和突条部分23用的倾斜面24，与光出射端面51间的交叉角度(锐角)(α)需要被设定在39.5～47.5°的范围之内，设定在39.5～44.5°或45.5～47.5°的范围之内更好些。而且，这种交叉角度(α)表示的是倾斜面24、22的延长面与光出射端面51间的交叉角度(锐角)(请参见图2和图4)。

下面参考图5，对需要将交叉角度α限定在特定角度范围的原因进行说明。

图5为表示通过模拟计算方式，对采用如图1所示构成形式的背照射光组件、到达导光板主体的光出射端面51处的光束(反射光束)的相对光强度，与交叉角度(α)间呈种种变化时通过计算机实施计算的结果用的示意性曲线图。在这种计算机模拟计算中，是采用光强度角度分布呈正规曲线分布的光源作为光源6，并且是对由导光板主体10的左端面10L(光入射端面)入射的光束由底面52实施正反射后达到光出射端面51处的光量实施评估的。在这时，是按照将空气中的光源强度的角度分布半幅度值取为45°的方式实施模拟计算的。

在图5中，纵轴的“入射角”表示的是到达光出射端面51时的光束方向，与相对光出射端面51的法线方向(垂直方向)间的夹角。而且在图5中，实线表示的是P偏振光的反射光产生的光强度分布，虚线表示的是S偏振光的反射光产生的光强度分布。

而且，图5(a)表示的是交叉角度α为48°时的实例，图5(b)表示的是交叉角度α为47°时的实例，图5(c)表示的是交叉角度α为46°时的实例，图5(d)表示的是交叉角度α为44°时的实例，图5(e)表示的是交叉角度α为40°时的实例，图5(f)表示的是交叉角度α为39°时的实例。

换句话说就是，当交叉角度(α)超过47.5°时，将具有如图5(a)所示的相对比较小的光强度，即相对该液晶显示装置的显示面，难以使用位于能够实施有效显示的角度范围内的光束实施良好的照射(光束的利用效率低)。在另一方面，当交叉角度(α)小于39.5°时，将使如图5(f)所示的、相对光出射端面51的法线方向(垂直方向)呈比较大偏差的出射光增加，即难以对出射光束的扩散角度实施控制。对于交叉角度(α)位于39.5～47.5°的范围之内的场合，可以由图5(b)、图5(c)、图5(d)、图5(e)清楚看出，能够效率良好地获得对光束扩散角度实施良好控制的光束，因此相对液晶显示装置的显示面，能够使用位于能够实施有效显示的角度范围内的光束实施良好的照射。特别是对于将交叉角度(α)设定在39.5～44.5°或45.5～47.5°的范围之内的场合，能够效率良好地获得对光束扩散角度实施非常良好控制的光束，因此相对液晶显示装置的显示面，能够使用位于能够实施有效显示的角度范围内的光束实施非常良好的照射。其中，将交叉角度(α)设定在40～44°或46～47°的范围之内时更好些。当交叉角度(α)位于超过44.5°但小于45.5°的范围内时，虽然光束的扩散角度比较小，但仍然能够实施本发明。

在本发明中，还可以按照使交叉角度(α)位于39.5～47.5°的范围之内，更好些是位于39.5～44.5°或45.5～47.5°的范围之内，且呈两种以上不同角度的方式实施设定。如果更具体的讲就是，还可以采用其交叉角度为42°的突条部分与其交叉角度为46.5°的突条部分交替并列配置的构成形式，采用其交叉角度为42°的沟槽部分、其交叉角度为43°的沟槽部分和其交叉角度为46°的沟槽部分依次交替并列配置的构成形式等等。而且，还可以使一个沟槽部分和突条部分中的一侧倾斜面的交叉角度α，与其另一侧倾斜面的交叉角度α彼此不同。如果采用这种构成形式，还将具有能够降低光出射端面处的出射光束的强度起伏的优点。

沟槽部分21的宽度、突条部分23的宽度可以设定在0.01～5mm(毫米)的范围之内，设定在0.01～1mm(毫米)的范围之内更好些。当其小于0.01mm(毫米)时，在导光板主体10的底面52处将会产生光衍射现象和光干涉现象而使性能恶化，当其超过5mm(毫米)时，与交叉角度α的设定范围相关的沟槽部分深度和突条部分高度也必然比较大，进而会增大导光板主体10的厚度，难以实现薄型化。而且，当在其宽度超过5mm(毫米)时，还会容易出现诸如摩尔条纹等等的强度起伏。

对于沟槽部分21、突条部分23的平面形状，本发明并没有特殊限制，可以为诸如圆弧形、波浪形等等的曲线形状，也可以为直线形状等等。而且，对于如图3所示的构成实例，沿长度方向不连续延伸的各个突条部分23、23、23、23、23，是按照使各个突条部分23上不连续形成的突条片23a分别配置在同一圆弧(线)上的方式形成的，然而本发明并不仅限于这种配置形式，比如说还可以按照使沿其长度方向不连续延伸的各个突条部分23、23、23、23、23上的突条片23a，分别形成在不同的圆弧(线)上的方式(彼此形成有偏置的方式)形成，换句话说就是，各突条部分23中按照不连续方式形成的各个突条片23a，还可以按照沿与各突条片23a的长度方向(比如说沿圆弧或直线的方向)交叉的方向上彼此偏置的方式形成。对于其平面形状呈直线形状的场合也与此相类似，沿其长度方向不连续延伸的突条部分23……上的各突条片23a，可以不配置在同一直线上。对于采用沟槽部分21的场合，也可以采用类似的变形构成形式。

对于采用点光源(比如说发光二极管等等)作为光源6的场合，沟槽部分21、突条部分23的平面形状呈如图3所示的圆弧形状比较好。换句话说就是，采用其内侧弯曲形成为朝向光源6侧的圆弧形状比较好。如果采用这种构成形式，即使对于采用点光源作为光源6的场合，也可以减少由光出射端面出射光束的强度起伏。

而且，对于采用两个点光源作为光源6的场合，可以如图6所示，采用在导光板主体10的底面52中位于由一个点光源6A给出的光束的入射方向前方位置处，配置有由呈包绕着该点光源6A(大体位于中心处)的圆弧形状的突条部分23……构成的第一突条部分组71，而且配置有由呈包绕着另一点光源6B(大体位于中心处)的圆弧形状的突条部分23……构成的第二突条部分组72的构成形式。

对于采用三个以上点光源作为光源6的场合，也可以采用类似的构成形式。而且不言而喻，对于这些构成形式中，均可以采用沟槽部分组取代突条部分组。

当在导光板主体10的底面52处形成沟槽部分21或/和突条部分23时，还可以采用使该底面52不剩余有平坦面的构成形式(沟槽部分和突条部分呈沿其宽度方向连续形成的构成形式)，然而从减少由光出射端面出射光束的强度起伏的角度上看，采用沟槽部分21或/和突条部分23在导光板主体10的底面52处还剩余有平坦面的构成形式更好些。换句话说就是，采用沟槽部分21或/和突条部分23沿其宽度方向不连续的构成形式更好些(请参见图1、图2、图4)。

而且，在导光板主体10的底面处形成的沟槽部分21和突条部分23的密度，也可以按照在面内分布不均匀的方式形成。如果举例来说可以如图7所示，使沟槽部分21或/和突条部分23的个数密度，呈离光源6越远越高的构成形式。对于这种场合，也可以使通过下侧偏振光板4由液晶显示元件60侧透射出的光束强度分布，按照在偏振光板4的出射面处满足实用条件的充分均匀的方式，容易地实施调整。

而且，在导光板主体10的底面处形成的沟槽部分21和突条部分23的形状，也可以按照在面内彼此不同的方式形成。如果举例来说，可以按照与光源6间的距离相对应的方式，使形成在底面上各位置处的各个沟槽部分21或/和突条部分23的形状，比如说交叉角度α、沟槽部分深度、突条部分高度等等彼此不同。如果举例来说，可以使沟槽部分21或/和突条部分23的交叉角度α，呈离光源6越远越大的构成形式。即使对于这种场合，也可以使通过下侧偏振光板4由液晶显示元件60侧透射出的光束强度分布，按照在偏振光板4的出射面处满足实用条件的充分均匀的方式，容易地实施调整。而且，还可以按照使在底面处的沟槽部分21或/和突条部分23的密度，和沟槽部分21或和突条部分23的形状两方面均具有变化的方式实施形成。

在上述实施形式中，偏振光方向变换组件12是配置在导光板主体10的下面侧和右端面侧的，然而本发明并不仅限于这种配置形式，比如说还可以使偏振光方向变换组件12配置在除了作为导光板主体10的光入射端面的左端面10L和光出射端面51的其余四面中的至少一个侧面处。

而且在上述实施形式中，是采用λ/4相位差板13和镜面反射板14作为偏振光方向变换组件12的，然而本发明并不仅限于这种构成形式，还可以采用扩散反射板作为偏振光方向变换组件12的构成形式。换句话说就是，还可以采用在除了作为导光板主体10的光入射端面的左端面10L和光出射端面51之外的其余四面中的至少一个侧面处，配置有扩散反射板的构成形式。对于这种场合，由导光板主体10出射的S偏振光将由该扩散反射板12实施反射，形成为包含有S偏振光成分和P偏振光成分的非偏振光。换句话说就是，由导光板主体10出射的一部分S偏振光，将由扩散反射板12变换为P偏振光后，再次入射至导光板主体10内。

而且在上述实施形式中，采用的是将光源6配置在导光板主体10的一个端面侧的构成形式，然而本发明并不仅限于这种构成形式，比如说还可以将光源6配置在导光板主体10的四个端面中的任意两个或三个端面侧的构成形式，或是采用配置在全部四个端面侧的构成形式。对于将光源6配置在导光板主体10的两个端面侧的场合，采用配置在彼此相对的两个端面侧的形式更好些。

而且在上述实施形式中，是采用TN型液晶显示元件作为液晶单元2的，然而本发明并不仅限于这种构成形式，比如说还可以采用诸如超扭曲向列相型(STN)液晶显示元件，或是按直接利用偏振光成分的其它动作模式运行的液晶显示元件。而且，也可以采用在STN型液晶显示元件上叠层形成相位差板和其它液晶单元的、使颜色黑白化的FSTN型液晶显示元件、DSTN型液晶显示元件等等。而且，还可以采用将彩色滤波器组合在这种液晶显示元件上以实现彩色化的彩色STN型液晶显示元件等等。

在本发明中，导光板主体10可以按照本实施形式给出的、使光出射端面51与底面52呈平行形状的构成形式(剖面呈矩形形状)，然而也可以采用光出射端面51与底面52呈非平行形状配置着的、剖面呈楔形形状的构成形式。而且，本发明对导光板主体10的构成材料并没有特殊的限制，比如说可以采用丙稀树脂等等。

而且，本发明对光源6并没有特殊的限制，比如说可以采用点光源、线光源等等。而且如果举例来说，可以采用发光二极管作为这种点光源。

而且，本发明对偏振光分离组件11并没有特殊的限制，比如说可以采用扩散型全息衍射元件、线型格网元件等等。

本发明对可使用的全息衍射元件并没有特殊的限制，比如说可以采用诸如丙稀类、聚乙烯咔唑类等等的光聚合物，诸如重铬酸胶凝体、光抗蚀体、银盐等等的各种感光材料。还可以采用李普曼(LIPPMAN)型的体积相位类全息衍射元件，然而从能够批量生产的角度考虑，采用浮雕型全息衍射元件更好些。换句话说就是，浮雕型全息衍射元件可以通过诸如模塑成型和挤压成型等方式容易地实施制作，所以能够提高可生产性。

线型格网元件是一种将金属线按预定间隔配置而形成的元件，可以通过诸如对导光板主体10的整个光出射端面实施金属蒸镀和腐蚀处理的方式实施制作。而且，在这儿的线型格网元件可以按照美国专利第6122103号公报中公开的方法制作。

如果举例来说，使用在本发明中的全息衍射元件11，可以按照フランク·ウイロ—スキ—(Frank Wyrowski)，オロフ·ブリンド—ル(Olof Bryngdahl)共著，“イタラテイブフ—リエトランスフオ—ムアルゴリズムアプライドツ—コンピユ—タ—ホログラフイ—(Iterative Fourier-transform algorithmapplied to computer Holography)”，ジヤ—ナルオブオプテイカムソサイエテイ—オブアメリカ(J.Opt.Soc.Am.A)，第5卷，第7号，美国，美国光学会(The Optical Society of America)，1988年7月，p.1058-1065中公开的方法制作出图表。并且可以依据制作出的图表数值数据，采用诸如日本特开2001-337584号公报中公开的电子线描画装置制作出母板，再使用这种母板批量生产全息衍射元件11。

而且，偏振光分离组件11也可以按照与导光板主体的光出射端面分离的方式设置。

而且，根据本发明构造的导光板主体、导光板、背照射光组件、液晶显示装置，并不仅限于上述特定的实施形式，本领域的普通技术人员还可以进行多种形式的改动。

Claims (21)

1.一种导光板主体，具有光出射端面和与前述光出射端面相对的底面，其特征在于，在前述底面处形成有剖面呈三角形状的沟槽部分或/和突条部分，而且构成前述沟槽部分或/和突条部分的倾斜面与前述光出射端面之间的交叉角度锐角设定在39.5～47.5°的范围之内。

2.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，前述交叉角度设定为39.5～47.5°的范围之内的两种以上不同的角度。

3.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，前述沟槽部分或/和突条部分的宽度为0.01～5毫米。

4.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，前述沟槽部分或/和突条部分按照沿其长度方向不连续的方式形成。

5.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，前述沟槽部分或/和突条部分按照其平面形状呈圆弧形状的方式形成。

6.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，其剖面形状呈矩形形状。

7.如权利要求1所述的导光板主体，其特征在于，其剖面形状呈楔形形状。

8.一种导光板，其特征在于，具有如权利要求1所述的导光板主体，以及与前述导光板主体的光出射端面相对的偏振光分离组件。

9.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，前述偏振光分离组件为扩散型全息衍射元件。

10.如权利要求9所述的导光板，其特征在于，前述扩散型全息衍射元件为浮雕扩散型全息衍射元件。

11.一种如权利要求9所述的导光板，其特征在于前述扩散型全息衍射元件由折射率比前述导光板主体的折射率大的材料构成。

12.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，前述偏振光分离组件为线栅元件

13.如权利要求8所述的导光板，其特征在，还具有：与除了导光板主体的光入射端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置、将S偏振光成分中的至少一部分变换为P偏振光成分并实施反射的偏振光方向变换组件。

14.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，还具有与位于除了导光板主体的光入射端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置的λ/4相位差板和镜面反射板，并且将前述λ/4相位差板配置在前述导光板主体与前述镜面反射板之间。

15.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，还具有与除了导光板主体的光入射端面和光出射端面之外的剩余面中的至少一个侧面相对配置的扩散反射板。

16.一种背照射光组件，其特征在于，具有如权利要求8所述的导光板，以及配置在该导光板的端面侧的光源。

17.如权利要求16所述的背照射光组件，其特征在于，还具有配置在比该光源更位于外侧位置的反射板。

18.如权利要求16所述的背照射光组件，其特征在于，采用彼此相互分离配置的多个点光源作为前述光源，

而且前述沟槽部分或/和突条部分在前述导光板主体的底面处，按照与前述各点光源相对应、沿前述点光源的配置方向彼此分离配置的方式形成为多组，构成前述各组的沟槽部分或/和突条部分环绕前述相对应的各点光源的形式分别大体呈圆弧形状配置。

19.一种液晶显示装置，其特征在于，用如权利要求16所述的背照射光组件构成。

20.一种液晶显示装置，其特征在于，具有：

液晶单元；

配置在该液晶单元的上下两个侧面处的一对偏振光板；

以及配置在前述下侧偏振光板的下表面侧的、如权利要求16所述的背照射光组件。

21.如权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，形成在前述导光板底面的沟槽部分或/和突条部分的形状、形成在前述导光板底面的沟槽部分或/和突条部分的密度、或形成在前述导光板底面的沟槽部分或/和突条部分的形状和密度，按照位于前述导光板底面处的位置不同而不同的方式构成。

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