專利名稱：面光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置，詳細而言，涉及適于透過型IXDOXD 液晶顯示器)、半透 過型LCD的背光源或者反射型LCD的輔助光源(前光源)等的面光源裝置。
背景技術(shù)：
已知使用導(dǎo)光板作為面光源裝置的技術(shù)(例如參照專利文獻1 3等)。導(dǎo)光板設(shè)計制作成以該板的長度方向的至少一端部作為導(dǎo)光板入射面，以上述板 的厚度方向的兩端部分別作為導(dǎo)光板射出面、導(dǎo)光板背面，將從光源發(fā)出的光從導(dǎo)光板入 射面導(dǎo)入，并擴展到導(dǎo)光板射出面的大致整個區(qū)域而射出。從導(dǎo)光板入射面進入導(dǎo)光板內(nèi)的光由導(dǎo)光板射出面和導(dǎo)光板背面全反射，由此擴 展到導(dǎo)光板射出面的大致整個區(qū)域，從導(dǎo)光板射出面射出。在面光源裝置中，來自導(dǎo)光板背面的漏光更少，從導(dǎo)光板射出面的射出光更多，而 且導(dǎo)光板射出面內(nèi)的亮度分布更均勻是理想的。為此，已知當(dāng)將與導(dǎo)光板的寬度方向正交 的剖面的形狀形成為楔形狀、以該楔形狀的根基側(cè)(板厚較厚側(cè)的端部側(cè))的端面作為導(dǎo) 光板入射面時，能夠向楔形狀的前端方向引導(dǎo)更大量的光，是有利的。因此，廣泛使用將上 述剖面的形狀形成為楔形狀的所謂的楔形導(dǎo)光板的面光源裝置。另一方面，在全色LCD中，通常在具有液晶層、配設(shè)在該液晶層的表背面的偏光 板、配設(shè)在上述液晶層與表面?zhèn)鹊钠獍逯g的分別透過R(紅)、G(綠)、B (藍)的光的彩 色濾光片的顯示裝置的背面?zhèn)扰湓O(shè)由上述面光源裝置構(gòu)成的背光源。由該背光源的導(dǎo)光板 引導(dǎo)光源的光，光從背面?zhèn)日丈渖鲜鲲@示裝置。并且，在該顯示裝置中，通過施加電壓來控 制液晶元件的液晶取向，調(diào)節(jié)透過各個彩色濾光片的光量，由此進行全色顯示。在這種顯示裝置中使用的彩色濾光片能夠顯示彩度高、廣色再現(xiàn)域的色彩。但是，存在這樣的問題由于透過規(guī)定的原色(波長)的光而衰減其他光，所以來 自導(dǎo)光板的光量被彩色濾光片衰減至約1/3，顯示整體變暗。作為解決該問題的手段，已知代替彩色濾光片，使用選擇透過的波長以外的可見 光會反射的二向色濾光片，進而將其配設(shè)在背光源的表面(面光源裝置的導(dǎo)光板射出面) 的技術(shù)(參照專利文獻4)。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 開)”專利文獻2
開)”專利文獻3
開)”專利文獻4日本公開特許公報“特開平10-268308號公報(1998年10月9日公 日本公開特許公報“特開平11-052372號公報(1999年2月26日公 日本公開特許公報“特開2002-258277號公報(2002年9月11日公日本公開特性公報“特開2004-264699號公報(2004年9月24日公開)”

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在將二向色濾光片配設(shè)在導(dǎo)光板射出面的面光源裝置中，使由選擇透過例 如R的光的波長的二向色濾光片(R濾光片)反射的光(R以外的光)效率良好地再次入射 到選擇透過G或B的光的波長的二向色濾光片(G濾光片、B濾光片)中的任一個濾光片中 而選擇透過G或B的光是困難的。另外，這一點，關(guān)于由G濾光片和B濾光片的各濾光片反 射的光也同樣。因此，存在光的利用率相應(yīng)地降低的問題。另外，需要將二向色濾光片配設(shè) 為液晶元件的面積以上，也存在制造成本增大的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種光的利用率高、色純度高 的面光源裝置。用于解決課題的手段本申請的發(fā)明人對用于解決上述問題的手段進行研究，其結(jié)果構(gòu)成了以下記載的 本發(fā)明。為了解決上述問題，本發(fā)明的面光源裝置，其特征在于包括光源；導(dǎo)光板，其由 板構(gòu)成，以上述板的長度方向的至少一端部作為導(dǎo)光板入射面，以上述板的厚度方向的兩 端部分別作為導(dǎo)光板射出面、導(dǎo)光板背面，將從上述光源發(fā)出的光從上述導(dǎo)光板入射面導(dǎo) 入，并擴展到上述導(dǎo)光板射出面的大致整個區(qū)域而射出；和一次反射元件，其將從上述光源 放射的光反射而照射到上述導(dǎo)光板入射面，上述面光源裝置還包括二向色濾光片列，其 通過將僅使特定波長的光選擇透過而其他光反射的二向色濾光片中選擇透過波長不同的 二向色濾光片以在導(dǎo)光板的寬度方向上形成巡回序列的方式配設(shè)在導(dǎo)光板入射面上而成； 和多個導(dǎo)光路部，其通過利用以面對作為上述二向色濾光片列的相鄰要素間邊界的、相互 相鄰的二向色濾光片間的邊界的面對部位為起點在導(dǎo)光板的長度方向上延伸的方式設(shè)置 的切口槽，在導(dǎo)光板的寬度方向上分割上述導(dǎo)光板的厚度方向兩端部中的任一者或兩者而 成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，從光源發(fā)出而入射到選擇透過波長不同的任一個二向色濾光片上 的光(一次入射光)中，與該二向色濾光片的選擇透過波長一致的成分(光)透過，剩余的 反射。該反射的光進一步由一次反射元件反射，其中約2/3入射到與前面不同的選擇透過 波長的濾光片，以后遵循與一次入射光相同的過程。因此，由上述二向色濾光片列反射的光 中大量的光再次反射，透過上述二向色濾光片列，被導(dǎo)光板取入，從導(dǎo)光板射出面射出。因 此，能夠比以往提高光的利用率。另外，上述面光源裝置通過具有利用上述切口槽在上述導(dǎo)光板的寬度方向上分割 上述導(dǎo)光板的厚度方向兩端部的任一者或兩者而成的多個導(dǎo)光路部，例如能夠使透過選擇 透過某特定顏色的波長的二向色濾光片而進入導(dǎo)光板的光在與其他分離的導(dǎo)光路部內(nèi)通 過，以幾乎不與其他顏色(波長)的光混色的方式從導(dǎo)光板射出面射出。因此，能夠抑制導(dǎo) 光板內(nèi)的各色光的色純度的降低。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選上述切口槽在導(dǎo)光板入射面上開口，上述導(dǎo)光板 入射面的開口由以面對上述光源的一側(cè)作為反射面的遮蔽用反射件遮蔽。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠抑制以下問題，即，當(dāng)切口槽在成為切口槽的起點的導(dǎo)光板 入射面中開口時，透過作為二向色濾光片列的相鄰要素間邊界的、相互相鄰的二向色濾光 片間的邊界的兩側(cè)的二色的光向相同的切口槽內(nèi)入射而混合，與來自導(dǎo)光路部的導(dǎo)光板射 出面?zhèn)鹊纳涑龉饣焐a(chǎn)生顏色不均。另外，在本發(fā)明的面光源裝置中，也可以隨著從導(dǎo)光板入射面朝向延伸方向的終 點，上述切口槽的槽寬從零逐漸增加或在從零增加后變?yōu)橐欢?。根?jù)上述的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光板入射面中的切口槽的槽寬為零，隨著從導(dǎo)光板入射面朝 向延伸方向的終點，槽寬暫時增加。因此，導(dǎo)光板入射面的正下方開始開口，在導(dǎo)光板入射 面不存在切口槽的開口。因此，能夠抑制以下問題，即，透過作為二向色濾光片列的相鄰要 素間邊界的、相互相鄰的二向色濾光片間的邊界的兩側(cè)的二色的光向相同的切口槽內(nèi)入射 而混合，與來自導(dǎo)光路部的導(dǎo)光板射出面?zhèn)鹊纳涑龉饣焐a(chǎn)生顏色不均。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選在上述切口槽的內(nèi)部配設(shè)有以面對上述導(dǎo)光路部 的一側(cè)作為反射面的分色用反射件。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，能夠降低從導(dǎo)光路部向切口槽內(nèi)的漏光導(dǎo)致的光損失。因此，能 夠進一步提高光的利用率。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選上述二向色濾光片列的與上述光源相對的面具有 凹面部，上述凹面部與上述導(dǎo)光板的寬度方向正交面的交線成為單一橢圓弧形的凹面形狀 或成為多個橢圓弧的連結(jié)形的凹面連結(jié)形狀，在將包含上述凹面部作為橢圓弧的母橢圓的 二焦點在上述導(dǎo)光板的寬度方向上移動而成的平行二軌跡直線中的任一根線上配置有上 述光源，在另一根線上配置有將從上述光源放射的光中由上述二向色濾光片列的光源相對 面反射的光進一步反射而照射在上述二向色濾光片列的光源相對面上的二次反射元件。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，從光源發(fā)出而由二向色濾光片列反射的光幾乎全部向二次反射 元件入射，被反射而再次向二向色濾光片列入射。由此，從光源發(fā)出而由二向色濾光片列反 射的光中向光源入射而被吸收的光幾乎消失，相應(yīng)地能夠進一步提高光的利用率。在本發(fā)明的面光源裝置中，出于能夠在配光分布上具有指向性，能夠使光源光的 大部分照射在導(dǎo)光板入射面上的理由，所以優(yōu)選上述光源是選自白色LED光源、RGB-LED光 源、多色LED光源、有機EL光源、激光光源中的至少一種光源。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選上述反射元件的反射面形狀是在上述導(dǎo)光板的寬 度方向上以作為上述二向色濾光片列的要素間距的二向色濾光片的間距以下的間隔將與 棱鏡的二面連結(jié)形狀、柱狀非球面透鏡的透鏡形狀和棱鏡的二面連結(jié)形狀與柱狀非球面透 鏡的透鏡形狀混合存在而成的連結(jié)形狀中的任一種形狀相同的形狀反復(fù)而成的面形狀。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在來自二向色濾光片列的例如選擇透過某一特定顏色的波長的二 向色濾光片的反射光由二次反射元件反射時，朝向選擇透過左右鄰的其他顏色的波長的二 向色濾光片而不是朝向上述二向色濾光片的比例增加，比例增加。因此，其他顏色的波長的 光再次射入選擇透過某一特定顏色的波長的二向色濾光片，反射的損失量減少，所以與該 損失量減少的量相應(yīng)地，能夠進一步提高光的利用率。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選上述二次反射元件的反射面的朝向被調(diào)節(jié)成其 反射主光線與將包含上述凹面部作為橢圓弧的母橢圓的短軸和上述凹面部的交點在上述 導(dǎo)光板的寬度方向上移動而成的軌跡直線交叉。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠進一步提高由二次反射元件反射的光中向二向色濾光片列照 射的部分的比例，能夠進一步提高光源光的利用率。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選上述光源的光的照射方向被調(diào)節(jié)成其放射主光 線與將包含上述凹面部作為橢圓弧的母橢圓的短軸和上述凹面部的交點在上述導(dǎo)光板的 寬度方向上移動而成的軌跡直線交叉。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠進一步提高從光源放射的光中向二向色濾光片列照射的部分 的比例，能夠進一步提高光源光的利用率。在本發(fā)明的面光源裝置中，優(yōu)選還包括與上述導(dǎo)光板背面相對的反射鏡，該反射 鏡的與上述導(dǎo)光板背面相對的一側(cè)是具有上述導(dǎo)光板背面的面積以上的面積的反射面。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)膶?dǎo)光板背面漏出的光由上述反射鏡反射，照射在上述導(dǎo) 光板背面。這時，當(dāng)反射鏡的反射面的面積比上述導(dǎo)光板背面的面積大時，從導(dǎo)光板背面漏 出的光中由反射鏡反射而照射到上述導(dǎo)光板背面的光的比例變大。因此，能夠進一步提高 光源光的利用率。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，能夠使由導(dǎo)光板入射面上的二向色濾光片列反射的光由一次反射元 件或進一步由二次反射元件反射而再次向二向色濾光片列照射，光的利用率提高。從二向 色濾光片列的各要素進入導(dǎo)光板的相互不同的波長(顏色)的光，在由切口槽相互分離的 導(dǎo)光路部中通過而朝向?qū)Ч獍迳涑雒?，所以能夠防止混色?br>

圖1 (a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)是(a)所示的A部的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)是示意地表示(a)所示的B部的概略結(jié)構(gòu)的平面圖，(c)是示意地表示(a) 所示的B部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖3(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)、(c)分別是示意地表示(a)所示的C部的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖， (d)是示意地表示(b)、(c)共用的D部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖4(a) (C)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié) 構(gòu)的一個例子的剖面圖。圖5(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的立體圖，(b)是示意地表示(a)所示的面光源裝置的導(dǎo)光板入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的 剖面圖，(c)是示意地表示(a)所示的面光源裝置的導(dǎo)光板入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的平面 圖。圖6(a)、(b)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的導(dǎo)光板入 射面附近的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖。圖7(a) (C)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的導(dǎo)光板 入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的剖面圖。圖8是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的導(dǎo)光板入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。圖9(a)、(b)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu) 的一個例子的剖面圖。
具體實施例方式關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，根據(jù)圖1(a)、(b) 圖9(a)、(b)進行說明如下。圖1 (a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)是(a)所示的A部的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。如圖1(a)、(b)所示，本發(fā)明的面光源裝置包括導(dǎo)光板1、光源2、一次反射元件3 和二向色濾光片列4。導(dǎo)光板1設(shè)計制作成以其板長度方向(L方向)的一端部作為導(dǎo)光板入射面(以 下僅記作“入射面”)11，以其板厚度方向(T方向)的兩端部分別作為導(dǎo)光板射出面(以下 僅記作“射出面”)12和導(dǎo)光板背面(以下僅記作“背面”)13，將從點光源2發(fā)出的光從入 射面11導(dǎo)入，擴展到射出面12的大致整個區(qū)域而射出。另外，在本例中，導(dǎo)光板1為楔形 導(dǎo)光板，但是也可以為平板形導(dǎo)光板。楔形導(dǎo)光板的T方向為與射出面12正交的方向。另 外，由于在平板形導(dǎo)光板中射出面12與背面13相互平行，所以T方向也可以為與背面13 正交的方向。另外，在本例中，入射面11在L方向的一端部，但是也可以在兩端部。上述導(dǎo)光板1典型地使用聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等透明樹脂材料而形成。 但是，本實施方式不限于此。光源2可以是點光源、面發(fā)光光源中的任一個。作為點光源例如舉出白色LED (發(fā) 光二極管)光源、RGB-LED光源、多色LED光源、激光光源等。作為面發(fā)光光源例如舉出有 機EL (EL 電致發(fā)光)光源等。白色LED光源通過將波長不同的多個光重疊，從一個LED芯片發(fā)出白色光。另外， 作為白色LED光源，例如舉出將藍色LED和黃色發(fā)光熒光體組合而成的發(fā)光元件，但是不限 于此。RGB-LED光源是在一個封裝內(nèi)分別安裝有紅色(R) LED、綠色(G) LED和藍色(B)LED 的發(fā)光元件。多色LED光源是發(fā)光色不同的多種(例如3種)LED在一個封裝內(nèi)分別混合一個 以上安裝的發(fā)光元件。 作為上述光源2，選自這些白色LED光源、RGB-LED光源、多色LED光源、激光光源、 有機EL光源中的至少一種光源，能夠在配光分布上具有指向性，使光源光的大部分照射到 入射面2上，所以特別合適。一次反射元件3以內(nèi)表面?zhèn)葹榉瓷涿?，由包圍光?和入射面11側(cè)的殼體(反射 鏡，reflector)構(gòu)成。從光源2放射的光由一次反射元件3反射，在沒有設(shè)置二向色濾光 片列4的情況下照射在入射面11上。但是，在入射面11上配設(shè)有二向色濾光片列4的本 發(fā)明中，由一次反射元件3反射的光照射在二向色濾光片列4上。作為上述一次反射元件3，例如能夠使用板狀的反射件、薄膜狀的反射件等。另外， 作為上述一次反射元件3的材料不作特別限定，可以是正反射材料，也可以是擴散反射材 料。
作為正反射材料例如舉出銀、鋁等金屬材料等。其中，銀由于反射率(正反射率) 高，所以優(yōu)選。另外，也有通過在金屬材料等上層疊由多個介電膜構(gòu)成的介電多層膜，進一 步提高反射率的方法。另一方面，作為擴散反射材料例如舉出白色塑料、白色涂料等白色材料等。其中， 在使用擴散反射材料的情況下，由擴散反射材料反射并入射到二向色濾光片列4的光的利 用率，與使用正反射材料的情況相比降低。因此，更優(yōu)選使用正反射材料。在這些反射材料中，作為上述一次反射元件3的材料采用在作為正反射材料的鋁 之上層疊介電多層膜而成的物質(zhì)，由于向二向色濾光片列4的入射率最高，所以優(yōu)選。在鋁之上涂敷有介電多層膜的物質(zhì)的反射率為95 98%，具有比金屬單體高的 反射率。二向色濾光片列4通過將僅使特定波長的光選擇透過而反射其他光的二向色濾 光片31中選擇透過波長不同的二向色濾光片31以在導(dǎo)光板寬度方向(W方向)上形成巡 回序列的方式配設(shè)在入射面11上而成。在本例中，使用分別選擇透過R(紅)、G (綠)、B (藍)這三原色光的波長的3種二 向色濾光片31，以選擇透過波長按照RGBRGB的順序形成巡回序列的排列方式配設(shè)這些二 向色濾光片31。但是，也可以根據(jù)面光源裝置的使用目的，采用按照其他順序(RBG……)形成巡回 序列的排列方式。另外，也可以將選擇透過RGB以外的色光(青、品紅、黃等)的波長的二 向色濾光片31附加在選擇透過RGB的波長的二向色濾光片31上或與選擇透過RGB的波長 的二向色濾光片31的至少一個置換。以往，如前上述由于二向色濾光片配設(shè)在導(dǎo)光板射出面上，所以例如由選擇透過R 的光的波長的二向色濾光片(R濾光片)反射的光(R以外的光)再次入射到選擇透過G、B 中任一個的光的波長的二向色濾光片(即，G濾光片、B濾光片)而選擇透過G或B的光是 困難的。另外，這一點對于由G濾光片、B濾光片反射的光是相同的。相對于此，本發(fā)明中，由于二向色濾光片列4配設(shè)在入射面11上，所以從光源2發(fā) 出并入射到選擇透過RGB任一個的光的波長的二向色濾光片31的光(一次入射光)中，與 該二向色濾光片31的選擇透過波長一致的成分(光)透過，剩余的反射。該反射的光進一 步由一次反射元件3反射，其中約2/3入射到與前面不同的選擇透過波長的濾光片31，以后 遵循與一次入射光相同的過程。因此，由上述二向色濾光片列4反射的光中大量的光再次 反射，透過上述二向色濾光片列4，被導(dǎo)光板1取入，從射出面12射出。S卩，根據(jù)本發(fā)明，與 以往相比較，從光源發(fā)射的光(光源光)的利用率提高。另外，本發(fā)明中，如圖1(b)所示，利用以入射面11中面對二向色濾光片列4的相 鄰要素間邊界31A(即，相互相鄰的二向色濾光片31彼此的邊界)的面對部位IlA為起點 在L方向上延伸的方式設(shè)置的切口槽5在W方向上分割導(dǎo)光板1的T方向兩端部的任一者 或兩者(射出面12側(cè)的部分和背面13側(cè)的部分中的至少一個)而形成多個導(dǎo)光路部6。即，使RGB的各二向色濾光片31與利用切口槽5在W方向上分割而成的多個導(dǎo)光 路部6的各個導(dǎo)光路部一對一對應(yīng)。由此，例如能夠使透過選擇透過R的光的波長的二向色 濾光片31而進入導(dǎo)光板1的R光在與其他分離的導(dǎo)光路部內(nèi)通過，以與其他顏色(波長) 的光大體上不混色的方式從射出面12射出。另外，G光、B光也同樣。因此，能夠抑制導(dǎo)光板1內(nèi)的各色光的色純度的降低。進一步，當(dāng)切口槽5的深度(T方向的尺寸)不足導(dǎo)光板1的板厚的80%時，通過 相鄰的導(dǎo)光路部6之間的連通部從一個導(dǎo)光路部進入另一個導(dǎo)光路部的光的量增加，混色 變大，在各導(dǎo)光路部6內(nèi)均勻保持色純度變得困難。因此，切口槽5的深度優(yōu)選為導(dǎo)光板1 的板厚80%以上。另外，當(dāng)切口槽5的深度超過導(dǎo)光板1的板厚的90%時，導(dǎo)光路部6容 易在W方向上變形，所以切口槽5的深度優(yōu)選為導(dǎo)光板1的板厚的90%以下。另外，實質(zhì)上不從切口槽5射出光。因此，上述切口槽5的寬度越小越優(yōu)選。切口 槽5的寬度(W方向的尺寸)適當(dāng)?shù)乇辉O(shè)定為二向色濾光片列4的間距q(參照圖6)的寬 度的20%以下。另外，圖1(a)、(b)所示的例子中，示出了切口槽5僅設(shè)置在射出面12側(cè)的情況， 但是不限于此，也可以是切口槽5僅設(shè)置在背面13側(cè)，另外，也可以設(shè)置在射出面12側(cè)和 背面13側(cè)兩者。在將切口槽5設(shè)置在射出面12側(cè)和背面13側(cè)這兩者的情況下，射出面12 側(cè)的切口槽5的深度和背面13側(cè)的切口槽5的深度的合計深度被設(shè)定為導(dǎo)光板1的板厚 的80%以上、90%以下。切口槽5可以例如利用金屬模在形成導(dǎo)光板1的同時形成，也可以在形成沒有切 口槽5的導(dǎo)光板1后使用切削手段(切斷手段)在導(dǎo)光板1上形成切口槽5。作為上述切削手段不作特別限定，例如能夠使用金剛石切割器(diamond cutter)、鋼絲切割器(wire cutter)、水切割器(water cutter)、刀片(blade)、激光等各種 切割手段。另外，導(dǎo)光板1不僅通過金屬模，也能夠通過射出成型、擠壓成型、熱壓成型或切 削加工等形成，其形成方法不作特別限定。圖2(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)是示意地表示(a)所示的B部的概略結(jié)構(gòu)的平面圖，(c)是示意地表示(a) 所示的B部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。如圖1(b)所示，當(dāng)在成為切口槽5的起點的入射面11(入射面11中面對相鄰要 素間邊界31A的面對部位11A)中開設(shè)切口槽5時，透過二向色濾光片列4的相鄰要素間邊 界31A的兩側(cè)的二色光(S卩，分別透過相鄰的二向色濾光片31的光)可能向相同的切口槽 5內(nèi)入射混合，與來自導(dǎo)光路部6的導(dǎo)光板射出面12側(cè)的射出光混色而產(chǎn)生顏色不均。相對于此，例如如圖2(a) (c)所示，用以面對光源2的一側(cè)作為反射面的反射 件(遮蔽用反射件)7遮蔽上述起點的開口是有效的。在這種情況下，使切口槽5的槽寬從 起點到終點大致一定，實現(xiàn)形成切口槽5的加工的容易化。作為上述反射件7的材料，不作特別限定，可以是正反射材料，也可以是擴散反射 材料。作為上述正反射材料和擴散反射材料，例如能夠使用上述例示的正反射材料和擴 散反射材料。在這些反射材料中，作為上述反射件7的材料，如前所述由于比金屬單體反射率 高，所以優(yōu)選在作為正反射材料的鋁之上層疊介電多層膜而成的物質(zhì)。另外，關(guān)于用于解決上述問題的面光源裝置的其他結(jié)構(gòu)，參照圖3(a) (d)在以 下進行說明。
圖3(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的剖面圖，(b)、(c)分別是示意地表示(a)所示的C部的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖， (d)是示意地表示(b)、(c)共用的D部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。作為解決上述問題的一個例子，例如舉出圖3(b)所示，隨著從切口槽5的入射面 11朝向延伸方向的終點，從零增加槽寬的方法。另外，作為解決上述問題的其他例子，例如舉出圖3(c)所示在從零增加槽寬后使 其一定的方法。在這些圖3(b)、(c)中的任何情況下，如圖3(d)所示，在入射面11 (入射面11中 面對相鄰要素間邊界31A的面對部位11A)都不存在切口槽5的開口。S卩，在圖1(a)、(b) 和圖2(a) (c)中，切口槽5中成為其起點的面對相鄰要素間邊界31A的面對部位IlA處 于一定寬度開口的狀態(tài)，相對于此，在圖3(a) (d)所示的例子中，切口槽5形成為從成 為其起點的面對相鄰要素間邊界31A的面對部位IlA不開口的關(guān)閉狀態(tài)開始，槽寬逐漸增 加。因此，切口槽5以入射面11的正下方的部位為開口的起點而形成。由此，能夠防止切 口槽5內(nèi)侵入光。在此，切口槽5相對于L方向的槽壁的傾斜優(yōu)選設(shè)定在從導(dǎo)光路部6向切口槽5 的漏光盡量變小(在切口槽5與導(dǎo)光路部6的界面的導(dǎo)光路部6側(cè)盡量滿足全反射條件) 的傾斜范圍內(nèi)。在圖3(a) (d)的情況下，與圖2(a)、(b)的情況相比，制造工序因使槽寬 在L方向上變化而相應(yīng)地變得復(fù)雜，但是因不配設(shè)遮蔽用的反射件7而相應(yīng)地變得簡單。另外，切口槽5的延伸方向的終點不作特別限定，能夠設(shè)定在入射面11與其相反 側(cè)的面之間的任意位置上。例如，如圖1(a)、(b)至圖3 (a) (d)所示，可以配置在L方向 的與入射面U相反一側(cè)的端部，或者配置在從該端部到上述起點之間的適當(dāng)?shù)腖方向位置 上。圖4(a)、(C)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu) 的一個例子的剖面圖。本發(fā)明中，例如圖4(a) (c)所示，優(yōu)選在切口槽5的內(nèi)部配設(shè)以面對導(dǎo)光路部 6的一側(cè)為反射面的反射件(分色用反射件)8。由此，能夠降低由從導(dǎo)光路部6向切口槽內(nèi)的漏光引起的光損失，能夠進一步提 高光源光的利用率。在此，圖4(a)表示切口槽5的內(nèi)表面由膜狀的反射件8覆蓋的方式，圖4(b)表示 切口槽5的槽內(nèi)整體由反射件8填充的方式，圖4 (c)表示在切口槽5的槽內(nèi)以與槽壁之間 具有間隙(空氣層)的方式配置板狀的反射件8的方式。在圖4 (a)、(b)中，從導(dǎo)光路部6內(nèi)向與切口槽5的界面入射的光由反射件8發(fā)射 并返回至導(dǎo)光路部6內(nèi)，但是在該發(fā)射時光的一部分(百分之幾)被反射件8吸收，產(chǎn)生與 該吸收相應(yīng)的損失。另一方面，在圖4(c)中，從導(dǎo)光路部6向與切口槽5的界面入射的光中滿足全反 射條件的量不被吸收而被全反射并返回到導(dǎo)光路部6內(nèi)，不滿足全反射條件的量向切口槽 5內(nèi)漏出后，由反射件8反射而向?qū)Ч饴凡?入射而被再利用。由反射件8反射時，一部分 (百分之幾)被吸收，產(chǎn)生與其吸收量的損失，但是向反射件8入射的光的量比圖4(a)、(b) 的情況少，所以吸收引起的光損失也比圖4(a)、(b)的情況少。由此，從提高光源光的利用率的觀點看，與圖4(a)、(b)的方式相比，圖4(c)的方式是有利的。其中，如圖4(c)的方式與圖4(a)、(b)的方式相比，存在難以制造的缺點。在使用 分色用的反射件8的情況下，是否采用圖4 (a) (c)中任一個的方式只要考慮上述的長處 短處來判斷即可。作為上述反射件8的材料不作特別限定，例如能夠使用上述例示的正反射材料和 擴散反射材料。這些反射材料中，作為上述反射件8的材料，如前所述由于比金屬單體反射率高， 所以優(yōu)選在作為正反射材料的鋁之上層疊介電多層膜而成的物質(zhì)。圖5(a)是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例 子的立體圖，(b)是示意地表示(a)所示的面光源裝置的導(dǎo)光板入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的 剖面圖，(c)是示意地表示(a)所示的面光源裝置的導(dǎo)光板入射面附近的概略結(jié)構(gòu)的平面 圖。另外，對于進一步提高光源光的利用率，例如圖5(a) (C)所示，優(yōu)選在二向色濾 光片列4的與光源2相對的面上設(shè)置與W方向正交面的交線成為單一的橢圓弧形的凹面形 狀的凹面部41，在通過將包含該凹面部41作為橢圓弧的母橢圓14的二焦點在W方向上移 動而成的平行二軌跡直線(以下記作“橢圓二焦點線”)15、16中的任一根線上配置光源2， 在另一根線上配置二次反射元件9。二次反射元件9是將從光源2放射的光中由二向色濾光片列4的與光源2相對的 面放射的光進一步反射而照射在二向色濾光片列4中與光源2相對的面上的反射部件。另外，在本實施方式中，如圖5(a)、(b)所示，將二向色濾光片列4的與光源2相對 的面整體形成與W方向正交面的交線成為單一的橢圓弧形的凹面形狀。在這種情況下，二向色濾光片列4的與光源2相對的面的W方向正交剖面構(gòu)成橢 圓弧形狀，在其橢圓二焦點線15、16中的任一根線(橢圓二焦點線15)上配置光源2，在另 一根線(橢圓二焦點線16)上配置二次反射元件9，所以從光源2發(fā)出并由二向色濾光片列 4反射的光幾乎全部向二次反射元件9入射，被反射而再次向二向色濾光片列4入射。由 此，從光源2發(fā)出并由二向色濾光片列4反射的光中向光源2入射并被吸收的光幾乎消失， 相應(yīng)地光源光的利用率進一步提高。接著，關(guān)于用于進一步提高光源光的利用率的結(jié)構(gòu)，參照圖6(a)、(b)在以下進行 說明。圖6(a)、(b)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的入射面11 附近的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的平面圖。為了進一步提高光源光的利用率，例如如圖6(a)、(b)所示，優(yōu)選將二次反射元件 9的反射面形狀形成為以作為二向色濾光片列4的要素間距的間距q以下的間隔(更合適， 為不足間距q的間隔)形成的棱鏡的二面連結(jié)形狀的反復(fù)形狀(圖6(a))、柱狀非球面透鏡 的透鏡形狀的反復(fù)形狀(圖6(b))或這些形狀混合而成的形狀(省略圖示)延伸設(shè)置而得 的面形狀。另外，在此“二向色濾光片列4的要素間距”表示構(gòu)成二向色濾光片列4的各二 向色濾光片31的間距。即，上述二次反射元件9的反射面優(yōu)選具有在W方向上以二向色濾光片列4中的 二向色濾光片31的間距q以下的間隔(更適當(dāng)?shù)兀瑸椴蛔汩g距q的間隔)形成的棱鏡的二面連結(jié)形狀的反復(fù)形狀、柱狀非球面透鏡的透鏡形狀的反復(fù)形狀和棱鏡的二面連結(jié)形狀與 柱狀非球面透鏡的透鏡形狀混合存在而得的連結(jié)形狀中的任一種面形狀。其中，更優(yōu)選在 W方向上以上述二向色濾光片31的間距q以下的間隔(更適當(dāng)?shù)?，為不到間距q的間隔) 將與棱鏡的二面連結(jié)形狀、柱狀非球面透鏡的透鏡形狀和它們的連結(jié)形狀中任一種形狀相 同的形狀反復(fù)而得的面形狀。由此，在來自二向色濾光片列4的例如G要素(G濾光片)的反射光(G以外的顏 色的波長的光)由二次反射元件9反射時，朝向兩個相鄰的R要素(R濾光片)和B要素(B 濾光片)而不是朝向G要素的比例增加。S卩，G以外的顏色的波長的光再次入射G要素并 由G要素反射的損失量減少。因此，與該損失量減少的量相應(yīng)地，光的利用率進一步提高。 另外，這一點在將G濾光片置換成R濾光片、B濾光片中的任一個的情況下也同樣。另外，圖7(a) (c)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的入 射面11附近的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的剖面圖。在本實施方式中，如圖7(a)所示，二次反射元件9的反射面的朝向被調(diào)節(jié)成其反 射主光線18與通過將包含上述凹面部41作為橢圓弧的母橢圓14的短軸17和上述凹面部 41的交點P在W方向上移動而成的軌跡直線交叉。另外，如圖7(b)所示，光源2的光的照射方向被調(diào)節(jié)成其放射主光線19與通過 將包含上述凹面部41作為橢圓弧的母橢圓14的短軸17和上述凹面部41的交點P在W方 向上移動而成的軌跡直線交叉。另外，如圖7(c)所示，該二次反射元件9和光源2優(yōu)選采用組合圖7 (a)所示的方 式和圖7(b)所示的方式。根據(jù)圖7(a) (c)所示的方式，由二次反射元件9反射的光和從光源2放射的光 中至少一種光向二向色濾光片列4照射的部分的比例能夠進一步提高，光源光的利用率進
一步提尚。作為上述二次反射元件9例如能夠使用板狀的反射件、薄膜狀的反射件等。作為 上述二次反射元件9的材料不作特別限定，例如能夠使用上述例示的正反射材料和擴散反 射材料。在如前所述使用擴散反射材料的情況下由擴散反射材料反射而入射到二向色濾光 片列4中的光的利用率與使用正反射材料的情況相比降低。因此，作為上述二次反射元件 9的材料更優(yōu)選使用正反射材料。在這些反射材料中，作為上述二次反射元件9的材料，也如前所述與金屬單體相 比反射率高，向二向色濾光片列4的與光源2相對的面的再入射率最高，所以優(yōu)選在作為正 反射材料的鋁之上層疊介電多層膜而得的物質(zhì)。另外，在圖5(a) (c)和圖7(a) (c)中，如前所述，以二向色濾光片列4的與 光源2相對的面整體形成與W方向正交面的交線成為單一橢圓弧形的凹面形狀的情況為例 進行了說明。但是，本實施方式不限于此。圖8是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的入射面11附近的概略 結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。上述面光源裝置可以在二向色濾光片列4的與光源2相對的面中在作為導(dǎo)光板1 的厚度方向的T方向上如圖5(a) (c)和圖7(a) (c)所示僅設(shè)置有一個凹面部41，也 可以如圖8所示設(shè)置有多個凹面部41。
S卩，二向色濾光片列4的與光源2相對的面也可以具有如圖8所示該面與W方向 正交面的交線成為多個橢圓弧的連結(jié)形的凹面連結(jié)形狀(橢圓弧連結(jié)形狀)，代替該面與W 方向正交面的交線成為單一橢圓弧形的凹面形狀。如圖8所示，在二向色濾光片列4的與光源2相對的面上設(shè)置有多個凹面部41的 情況下，光源2和二次反射元件9分別與各凹面部41相對設(shè)置。這時，光源2和二次反射 元件9分別配置在將分別包含各凹面部41作為橢圓弧的各母橢圓14的二焦點分別在作為 導(dǎo)光板1的寬度方向的W方向上移動而成的各母橢圓14的橢圓二焦點線15、16的一根線 和另一根線上。在這種情況下，如上所述，包含各凹面部41作為橢圓弧的母橢圓14的橢圓二焦點 線15、16的任一根線(橢圓二焦點線15)上配置光源2，在另一根線(橢圓二焦點線16)上 配置二次反射元件9，所以從光源2發(fā)出而由二向色濾光片列4反射的光幾乎全部向二次反 射元件9反射，被反射而再次向二向色濾光片列4入射。由此，從光源2發(fā)出而由二向色濾 光片列4反射的光中向光源2入射而被吸收的光幾乎消失，相應(yīng)地光源光的利用率進一步 提尚。另外，在這種情況下，凹面部41在二向色濾光片列4的與光源2相對的面上設(shè)置 多個，由此能夠增加入射到導(dǎo)光板1的光量。另外，圖9(a)、(b)分別是示意地表示本發(fā)明的一個實施方式的面光源裝置的概 略結(jié)構(gòu)的一個例子的剖面圖。另外，本發(fā)明中，例如圖9(a)、(b)所示，附設(shè)將從背面13漏出的光反射而照射在 上述背面13的反射鏡20，由此能夠進一步提高光源光的利用率。分別在圖9(a)中表示二向色濾光片列4的與光源2相對的面為平面形狀的情況 的例子，在圖9(b)中表示二向色濾光片列4的與光源2相對的面為橢圓弧狀凹面形狀的情 況的例子。反射鏡20將與背面13相對的面作為反射面20a，但是該反射面20a優(yōu)選具有背面 13的面積以上的面積。當(dāng)反射鏡20的反射面20a的面積比背面13的面積小時，從背面13 漏出的光中由反射鏡20反射并向背面13照射的部分的比例變小，是不利的。另一方面，當(dāng) 反射鏡20的反射面20a的面積比背面13的面積大時，從背面13漏出的光中由反射鏡20 反射并照射在背面13上的光的比例變大。因此，優(yōu)選反射鏡20的反射面20a的面積比背 面13的面積大。另外，如圖9(a)、(b)所示的例子那樣，反射鏡20的反射面20a做成凹凸面形狀而 不做成同樣的平面形狀時，能夠?qū)谋趁?3漏出的光向更無規(guī)則的方向反射，能夠更均勻 地向背面13照射，所以優(yōu)選。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的面光源裝置能夠適用于透過型IXD、半透過型IXD的背光或者反射型IXD 的輔助光源(前光源)等。附圖標記說明1導(dǎo)光板2 光源3—次反射元件
4 二向色濾光片列5 切口槽6導(dǎo)光路部7反射件(遮蔽用反射件)8反射件(分色用反射件)9 二次反射元件11入射面(導(dǎo)光板入射面)IlA面對部位12射出面(導(dǎo)光板射出面)13背面(導(dǎo)光板背面)14母橢圓15橢圓二焦點線(平行二軌跡直線)16橢圓二焦點線(平行二軌跡直線)17 短軸18反射主光線19放射主光線20反射鏡20a反射面31 二向色濾光片3IA相鄰要素間邊界41凹面部
權(quán)利要求
1.一種面光源裝置，其特征在于包括光源；導(dǎo)光板，其由板構(gòu)成，以所述板的長度方向的至少一端部作為導(dǎo)光板入射 面，以所述板的厚度方向的兩端部分別作為導(dǎo)光板射出面、導(dǎo)光板背面，將從所述光源發(fā)出 的光從所述導(dǎo)光板入射面導(dǎo)入，并擴展到所述導(dǎo)光板射出面的大致整個區(qū)域而射出；和一 次反射元件，其將從所述光源放射的光反射而照射到所述導(dǎo)光板入射面，所述面光源裝置還包括二向色濾光片列，其通過將僅使特定波長的光選擇透過而其他光反射的二向色濾光片 中選擇透過波長不同的二向色濾光片以在導(dǎo)光板的寬度方向上形成巡回序列的方式配設(shè) 在導(dǎo)光板入射面上而成；和多個導(dǎo)光路部，其通過利用以面對作為所述二向色濾光片列的相鄰要素間邊界的、相 互相鄰的二向色濾光片間的邊界的面對部位為起點在導(dǎo)光板的長度方向上延伸的方式設(shè) 置的切口槽，在導(dǎo)光板的寬度方向上分割所述導(dǎo)光板的厚度方向兩端部中的任一者或兩者 而成。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于所述切口槽在導(dǎo)光板入射面上開口，所述導(dǎo)光板入射面的開口由以面對所述光源的一 側(cè)作為反射面的遮蔽用反射件遮蔽。
3.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其特征在于隨著從導(dǎo)光板入射面朝向延伸方向的終點，所述切口槽的槽寬從零逐漸增加或在從零 增加后變?yōu)橐欢ā?br> 4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的面光源裝置，其特征在于還在所述切口槽的內(nèi)部配設(shè)有以面對所述導(dǎo)光路部的一側(cè)作為反射面的分色用反射件。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的面光源裝置，其特征在于所述二向色濾光片列的光源相對面具有凹面部，所述凹面部與所述導(dǎo)光板的寬度方向 正交面的交線成為單一橢圓弧形的凹面形狀或成為多個橢圓弧的連結(jié)形的凹面連結(jié)形狀，在將包含所述凹面部作為橢圓弧的母橢圓的二焦點在所述導(dǎo)光板的寬度方向上移動 而成的平行二軌跡直線中的任一根線上配置有所述光源，在另一根線上配置有將從所述光 源放射的光中由所述二向色濾光片列的光源相對面反射的光進一步反射而照射在所述二 向色濾光片列的光源相對面上的二次反射元件。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的面光源裝置，其特征在于所述光源是選自白色LED光源、RGB-LED光源、多色LED光源、有機EL光源、激光光源 中的至少一種光源。
7.如權(quán)利要求5或6所述的面光源裝置，其特征在于所述二次反射元件的反射面形狀是在所述導(dǎo)光板的寬度方向上以作為所述二向色濾 光片列的要素間距的二向色濾光片的間距以下的間隔將與棱鏡的二面連結(jié)形狀、柱狀非球 面透鏡的透鏡形狀和棱鏡的二面連結(jié)形狀與柱狀非球面透鏡的透鏡形狀混合存在而成的 連結(jié)形狀中的任一種形狀相同的形狀反復(fù)而成的面形狀。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的面光源裝置，其特征在于所述二次反射元件的反射面的朝向被調(diào)節(jié)成其反射主光線與將包含所述凹面部作為橢圓弧的母橢圓的短軸和所述凹面部的交點在所述導(dǎo)光板的寬度方向上移動而成的軌跡 直線交叉。
9.如權(quán)利要求5至8中任一項所述的面光源裝置，其特征在于所述光源的光的照射方向被調(diào)節(jié)成其放射主光線與將包含所述凹面部作為橢圓弧的 母橢圓的短軸和所述凹面部的交點在所述導(dǎo)光板的寬度方向上移動而成的軌跡直線交叉。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的面光源裝置，其特征在于 還包括與所述導(dǎo)光板背面相對的反射鏡，該反射鏡的與所述導(dǎo)光板背面相對的一側(cè)是具有所述導(dǎo)光板背面的面積以上的面積 的反射面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面光源裝置，將二向色濾光片列(4)配設(shè)在入射面(11)上。利用切口槽(5)在W方向上分割導(dǎo)光板(1)的厚度方向兩端部的任一者或兩者而形成多個導(dǎo)光路部(6)。使導(dǎo)光路部(6)的入射面(11)側(cè)的位置與作為二向色濾光片列(4)的各要素的二向色濾光片(31)的位置匹配。
文檔編號F21V9/08GK102112799SQ20098012987
公開日2011年6月29日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者內(nèi)田龍男, 川上徹, 橋本佳擴, 片桐麥, 石井裕, 石原將市, 石鍋隆宏, 神崎修一, 鈴木芳人 申請人:國立大學(xué)法人東北大學(xué), 夏普株式會社