背光装置和显示设备 相关申请的交叉引用
本申请基于并要求 2011 年 3 月 4 日递交的 No.2011-047488 号日本专利申请的优 先权， 其全部内容通过引用包括于此。
技术领域
这里描述的实施例一般地涉及显示设备及在该显示设备中使用的背光装置。 背景技术 作为一种不要求专用眼镜等的三维图像显示系统， 已知一种其中在例如液晶显示 器或者等离子体显示器的显示面板上提供光束方向性控制元件的系统。在这种系统中， 来 自显示面板的光束受光束方向性控制元件控制， 以使光束到达观察者眼睛的位置。已知这 种系统是一种可以通过把常见显示面板和光束方向性控制元件组合而相对容易实施的系 统。光束方向性控制元件通常包括视差屏障或者双凸透镜， 并控制光束以便依据观察角方 向可以观看不同的图像。 但是， 这种系统不利之处在于三维图像的分辨率被降低， 并且二维 图像的视觉质量有可能被降低。因此， 正在开发控制背光的光束方向的方向性背光技术。
例如， 一种已知的方法包括在光束方向性控制元件的背表面上排列点光源， 并通 过经时分驱动切换光源的照射位置来改变背光处的方向性的方向。还存在一种已知结构， 其中线光源被排列在光束方向性控制元件的背表面上， 并且线光源的排列角度相对于光束 方向性控制元件的边缘线方向倾斜。利用这种结构， 可以为显示面板的列方向上的各个行 提供不同的方向性。其中每个线光源均由被分隔的导光板形成的结构是线光源的一个例 子。
发明内容
实施例的目的是提供一种能够以简单的结构提高方向性的数量的背光装置， 以及 显示设备。
一般地， 根据一个实施例， 一种背光装置包括光源、 导光板、 光束控制器和方向性 控制元件。导光板形成有多个散射来自光源的光的散射部分。光束控制器被配置成发射多 个线性光束。方向性控制元件具有多个光学开口。光学开口沿第二方向延伸， 并沿垂直于 第二方向的第一方向排列。 光束控制器发射沿相对于第二方向倾斜的第三方向延伸的线性 光束。 导光板具有第一区域和第二区域， 在第一区域中沿第三方向形成散射部分， 在第二区 域中不形成散射部分， 第一区域和第二区域沿第一方向交替排列。
根据上述背光装置， 可以利用简单的结构提高方向性的数量。
根据另一个实施例， 一种显示设备包括 ： 显示面板 ； 和背光装置， 包括 ： 光源 ； 导光 板， 形成有多个散射来自光源的光的散射部分 ； 光束控制器， 被配置成发射多个线性光束 ； 和方向性控制元件， 具有多个光学开口， 其中光学开口沿垂直于第二方向的第一方向排列 并沿第二方向延伸， 光束控制器发射沿相对于第二方向倾斜的第三方向延伸的线性光束，并且导光板具有第一区域和第二区域， 在第一区域中沿第三方向形成散射部分， 在第二区 域中不形成散射部分， 第一区域和第二区域沿第一方向交替排列。 附图说明
图 1 示出了根据第一实施例的显示设备和背光装置 ；
图 2 是说明性示图， 示出了由于根据第一实施例的背光装置中的散射特性所致的 光束的散射 ；
图 3 是根据第一实施例的背光装置中的散射部分的排列的说明性示图 ；
图 4 是根据第一实施例的背光装置中的各向异性散射元件的排列的说明性示图 ；
图 5 是根据第一实施例的背光装置中的各向异性散射元件的排列的说明性示图 ；
图 6 是根据第一实施例的背光装置中的散射区域中的节距的说明性示图 ；
图 7 示出了根据第一实施例的第一修改例子的显示设备和背光装置 ；
图 8 示出了根据第二实施例的散射部分的图案 ；
图 9 示出了根据第三实施例的散射部分的图案 ；
图 10 示出了根据第四实施例的散射部分的图案 ；
图 11 示出了根据第四实施例的第一修改例子的散射部分的图案 ； 图 12 示出了根据第四实施例的第二修改例子的散射部分的图案 ； 图 13 示出了根据第四实施例的第三修改例子的散射部分的图案 ； 图 14 示出了根据第五实施例的散射部分的图案 ； 图 15 示出了根据第五实施例的散射部分的图案的变化 ； 图 16 示出了根据第六实施例的背光装置 ； 图 17 示出了根据第六实施例的第一修改例子的狭缝阵列的排列 ； 图 18 示出了根据第六实施例的第二修改例子的狭缝阵列的排列 ； 图 19 示出了根据第六实施例的第三修改例子的狭缝阵列的排列 ； 图 20 示出了根据第六实施例的第四修改例子的狭缝阵列的排列 ； 和 图 21 示出了根据第七实施例的开口。具体实施例
下面将参考附图详细地描述实施例。在下面的实施例中， 用相同的附图标记指示 的部件类似地工作， 因此将适当地不重复其冗余描述。
第一实施例
将参考图 1 到图 6 描述根据第一实施例的背光装置和显示设备。图 1 示出了根据 第一实施例的显示设备的结构例子。这个实施例的显示设备包括显示面板 50 和背光装置 60。从观察者侧观察， 背光装置 60 设置在显示面板 50 的背面。背光装置 60 包括透镜片 (lenticular sheet)40、 各向异性散射元件 30、 导光板 20 和光源 10。透镜片 40 被设置在 显示面板 50 的背面， 并且各向异性散射元件 30 和导光板 20 被按此顺序设置在透镜片 40 的背面。
显示面板 50 是透射型显示面板， 具有在其显示表面上按矩阵排布的像素。例如， 可以使用液晶面板。在这个实施例中透镜片 40 被用作方向性控制元件。形成光学开口的多个柱状透 镜被排列在透镜片 40 上。透镜片 40 上的柱状透镜均具有沿第二方向 82 延伸的边缘线， 并 且沿第一方向 81 按照使其边缘线平行的方式排列。第一方向 81 和第二方向 82 相互垂直。 在显示面板 50 上， 行方向上的像素沿着第一方向 81 排列， 而列方向上的像素沿着第二方向 82 排列。
各向异性散射元件 30 被用作光束控制器， 并被设置在透镜片 40 和导光板 20 之 间。各向异性散射元件 30 在特定方向上具有比其他方向更高的散射性质。在图 1 中， 与第 三方向 83 相同的方向 84 被指示为散射角最大的方向的例子。例如， 可以使用沿第三方向 83 具有比沿着除了第三方向 83 以外的方向更高的散射性质的各向异性散射元件 30。具有 较大散射性质的方向 ( 特定方向 ) 不限于第三方向 83。 具有较大散射性质的方向可以是这 样一个方向， 其中从各向异性散射元件 30 发射的光束交叠从而在透镜片 40 的入射平面上 沿第三方向 83 大致直线地连接。例如， 各向异性散射元件 30 是具有凹陷和凸出部分的由 合成树脂制成的元件。凹陷和凸出部分指具有多个沟槽和弯曲形状的形状。由于散射性质 随着凹陷和凸出的程度更大而增加， 沿第三方向 83 的凹陷和凸出的程度大于其他方向。
导光板 20 具有长方体形状， 具有例如平行于第二方向 82 的边缘， 并且设置在各向 异性散射元件 30 的背面。导光板 20 由例如弹性树脂制成的透明衬底形成。从光源 10 发 射的光束入射在导光板 20 上并在导光板 20 中被全反射并通过其传播。
导光板 20 具有区域 21( 第一区域 ) 和区域 22( 第二区域 )， 在区域 21 中形成了散 射部分 23， 在区域 22 中不形成散射部分。第一和第二区域沿着第一方向 81 交替排列。这 些区域沿着第三方向 83 延伸。例如， 散射部分 23 可以按点图案排列， 如图 1 中所示。点状 散射部分 23 沿着第三方向 83 直线排列并形成区域 21， 散射部分 23 在区域 21 中形成。其 中形成了散射部分 23 的区域 21 在导光板 20 的平面内沿第一方向 81 具有恒定宽度， 并沿 第一方向 81 以相等间隔排列。
在这个实施例中 LED 被用于光源 10。光源 10 设置在导光板 20 的平行于第二方向 82 的一个边缘上。
接着将描述根据这个实施例的背光装置 60 的操作。在这个实施例的背光装置中， 从光源 10 发射的光束入射在导光板 20 的边缘上， 并在导光板 20 中被全反射， 并通过导光 板 20 传播。 到达散射部分 23 的光被散射部分 23 散射， 并且全反射条件未被满足。 结果， 光 从导光板 20 朝向各向异性散射元件 30 发射。因此， 光从存在散射部分 23 的部分被发射， 但是没有光从其他部分被发射。换句话说， 在导光板 20 中被部分提取的光从导光板 20 被 发射。
图 2 是根据本实施例的背光装置 60 的剖视图。如图 2 中所示， 入射在各向异性散 射元件 30 上的光束由于其各向异性散射特性而被沿着第三方向 83 散射。散射光束 11 被 引导到透镜片 40 的入射平面。光束沿第三方向 83 的宽度是光束宽度 34。光束宽度 34 取 决于透镜片 40 与各向异性散射元件 20 之间的距离。
图 3 示出了散射部分 23 在第三方向 83 上的点间隔。散射部分 23 的点间隔 Ps 24 小于光束宽度 34。结果， 毗邻光束 11 的光束 12 与光束 11 交叠， 从而在透镜片 40 的入射平 面沿第三方向 83 大致直线地被连接， 如图 2 中所示。
入射在透镜片 40 上的线性光束被透镜片 40 以多个方向上的方向性扩散。方向性的方向的数量由第二方向 82 和第三方向 83 之间的角度差确定， 第二方向 82 是透镜片 40 的边缘线方向， 第三方向 83 是线性光束的倾斜方向。
方向性的方向的数量由显示面板 50 的像素宽度限定。例如， 如果方向性的方向的 数量是四， 则第三方向 83 被倾斜成使得对应于显示面板 50 的列方向上的四个像素的宽度 被分配给透镜片 40 的每一柱状透镜沿第一方向 81 的宽度。在这种情况下， 方向性的一个 方向被分配给一行， 因此， 在显示面板 50 中， 方向性的四个方向被分别分配给四行。
接着， 将描述本实施例的有益效果的一个例子。
在根据本实施例的背光装置中， 其中形成并直线排列散射部分 23 的区域和其中 不形成散射部分 23 的区域被设置在导光板 20 上， 通过使用散射部分 23 的排列和各向异性 散射元件 30 的散射性质实现线光源， 并且具有沿多个方向的方向性的光束被透镜片 40 发 射。线性光束的倾斜和节距 (pitch) 能够通过只改变散射部分 23 的排列和各向异性散射 元件 30 的散射方向来改变。结果能够很容易地增加具有方向性的光束的数量。
为了在其中排列点光源的前述常规技术中增加方向性的数量， 有必要也增加排列 在透镜片 40 的背表面上的 LED 光源的数量并改变光源的安装条件。此外， 如果方向性的最 大角度被固定， 则有必要减小光源的宽度而不改变透镜片 40 的透镜部分的节距。但是， 在 实践中很难使 LED 光源更小。 另一方面， 在本实施例中， 散射部分 23 可以通过例如丝网印刷形成。已知这种方 法简单且便宜， 并且在散射部分 23 的形状方面还具有高度灵活性。线性光束的宽度对应于 形成散射部分 23 的区域的宽度。因此， 也容易减小线性光束的宽度。因此能够增加光束的 方向性的数量而不受光源 10 的大小或者安装条件的限制， 并且不增加光源 10 的数量。
而且， 为了在其中排列点光源的前述常规技术中减少光源的数量， 可以考虑增加 透镜片 40 的透镜节距的方法和增加线性光束倾斜方向上光源之间的间隔的方法。
但是， 如果透镜节距增加， 则在发射有向光的角度范围恒定的条件下， 光源与透镜 片 40 之间的距离增加。此外， 透镜可能具有产生杂散光的形状。如果光源之间的间隔增 加， 则光源与各向异性散射元件之间的距离需要增大以便使用各向异性散射元件的散射特 性使点状光源直线连续。结果， 背光装置变得更大。换句话说， 产生了副作用。在本实施例 中， 可以很容易地增加光束的方向性的数量而不产生这种不利影响。
与其中由分割的导光板形成线光源的常规技术相比， 光束的方向性可被增加而无 需分割导光板。由于上面提到的原因， 根据本实施例的背光装置能够以简单的结构增加方 向性的数量。
图 4 和图 5 是说明各向异性散射元件 30 的凸出部分 36 的取向和设置的剖视图。 图 4 是如上述图 1 中所示各向异性散射元件 30 设置在导光板 20 和透镜片 40 之间的示图。 各向异性散射元件 30 的凸出部分 36 和透镜片 40 的凸出部分被设置成朝向导光板 20。具 体来说， 如果导光板 20 是平行平板， 则能够通过把各向异性散射元件 30 的凸出部分 36 设 置成朝向导光板 20 来防止各向异性散射元件 30 和导光板 20 之间的紧密附着并减小附着 不均匀性。结果可以提高图像的视觉质量。类似地， 优选地把透镜片 40 设置成使得其凸出 部分朝向各向异性散射元件 30。
图 5 是各向异性散射元件 30 被设置在透镜片 40 和显示面板 50 之间的示图。以 相同的方式， 通过防止导光板 20、 透镜片 40 和各向异性散射元件 30 的平坦表面之间的紧密
附着能够提高图像质量。 但是， 如果导光板 20、 各向异性散射元件 30 和透镜片 40 不具有平 坦表面， 则凸出部分可以朝向任一侧。
尽管在本实施例中主要说明了各向异性散射元件 30 被设置在导光板 20 和透镜片 40 之间的例子， 但是各向异性散射元件 30 也可以被设置在透镜片 40 和显示面板 50 之间， 如图 5 中所示。
此外， 尽管说明了透镜片 40 被用作方向性控制元件的例子， 但是也可以使用例如 棱镜阵列 (prism array) 或者蝇眼透镜 (fly-eye lens) 的光学元件。在棱镜阵列的情况 下， 每一个棱镜均形成一光学开口。 在蝇眼透镜的情况下， 组成蝇眼透镜的单个透镜中的每 一个均形成一光学开口。 或者， 可以使用液晶透镜或者液体透镜作为方向性控制元件， 所述 液晶透镜或者液体透镜可被控制成具有多个光学开口。具体来说， 使用散布有聚合物的液 晶的透镜可被使用。后一情况可被适当地应用于 2D 和 3D 之间的切换。
如上所述， 散射部分 23 可通过丝网印刷形成， 并且其材料不限于白墨水或者包括 钛氧化物 (TiO2) 等的紫外线敏感树脂。或者， 例如具有反射特性的银的材料可被应用于散 射部分 23。此外， 前面的方法不限于丝网印刷。导光板 20 可以具有带有通过切削或者激光 束加工形成的凹槽的结构。散射部分 23 的形状不限于点状形状， 并且可以是圆形、 椭圆形、 矩形， 等等。 尽管给出了 LED 被用于光源 10 的例子， 但是光源 10 可以是自发发光元件， 例如等 离子体产生元件、 有机 EL 或者 CCFL。
此外， 尽管说明了光源 10 被设置在导光板 20 的平行于第二方向 82 的一个边缘上 的例子， 但是光源 10 也可以设置在导光板 20 的垂直于第二方向 82 的另一边缘上。或者， 光源 10 可以设置在导光板 20 的所有边缘上。
在本实施例中， 其中形成散射部分 23 的区域 21 在第一方向 81 上的排列节距 25 被说明为在导光板 20 的平面内相等。但是排列节距 25 不限于在平面内相等， 并且可以在 平面内不均匀。例如， 其中形成散射部分 23 的区域 21 在第一方向 81 上靠近光源 10 处的 排列节距 25 可以与远离光源 10 的位置附近的排列节距 251 不同， 如图 6 中所示。通过采 样对应于光束的方向性的图像， 可以在显示面板 50 的每一个观察点观察到正常的图像。
第一实施例的第一修改例子
接着， 图 7 示出了根据第一实施例的第一修改例子的背光装置和显示设备的结构 例子。
根据这个修改例子的显示装置包括显示面板 50 和背光装置 601。 根据这个修改例 子的背光装置 601 与上述第一实施例的不同在于其透镜片 401 的边缘线方向的倾斜、 柱状 透镜的排列方向、 各向异性散射元件 301 的散射方向， 以及导光板 201 内的区域 21 和区域 22 的延伸方向。在这个修改例子中， 透镜片 401 的边缘线方向是第二方向 821， 并且柱状透 镜的排列方向是第一方向 811。这两个方向都不同于显示面板 50 的像素的排列方向并被 倾斜。各向异性散射元件 301 的散射性质最大的方向是第三方向 831， 其不同于第二方向 821。导光板 201 具有长方体形状， 具有平行于第三方向 831 的边缘。第二方向 821 不与导 光板 201 的边缘平行。
如这个修改例子中给出的那样， 透镜片 401 的边缘线方向只需要不同于各向异性 散射元件 301 的散射性质最大的方向， 并且无需与显示面板 50 的像素的排列方向相同。 即，
在第二方向 821 与第三方向 831 不同的条件下， 无论第二方向 821 是哪个方向， 透镜片 401 都如第一实施例那样能够对光束给予方向性。
依据背光装置 601 的制造精确度和安装环境， 可以确定透镜片 401 的边缘线方向。
此后， 将使用导光板 20 采用如图 1 中那样具有平行于第二方向 82 的边缘的长方 体形状的例子描述实施例。实施例也可以应用于图 7 中所示的结构例子。
第二实施例
接着， 将参考图 8 描述根据第二实施例的背光装置和显示设备。图 8 是示出应用 于根据本实施例的导光板 202 的散射部分 23 的结构例子的俯视图。这个实施例与上述第 一实施例不同在于散射部分 23 的排列。
在上述第一实施例中， 点状散射部分 23 被沿着第三方向 83 直线排列。但是在本 实施例中， 散射部分具有点状形状， 但是不以限制在沿着第三方向 83 的特定直线上的方式 排列。即， 在本实施例中， 散射部分 23 在区域 21 中随机排列。例如， 点状散射部分 23 在其 中形成散射部分 23 的区域 21 中以锯齿形方式排列， 如图 8 中所示。锯齿形排列不遵循任 何规则而是随机的。除了上面描述的那些以外， 这个实施例的结构和操作与上述第一实施 例中相同。 在本实施例中， 散射部分 23 的图案的自由度被提高， 并且通过随机排列散射部分 23， 沿第三方向 83 线性光束 31 的亮度的均匀性可被提高。点的形状可以是圆形、 椭圆、 矩 形， 等等， 不被特别限定。在导光板 202 内不同的点形状可被混和。
第三实施例
接着， 将参考图 9 描述根据第三实施例的背光装置和显示设备。图 9 示出应用于 根据本实施例的导光板 203 的散射部分 23 的结构例子的俯视图。这个实施例与上述第一 实施例不同在于散射部分 23 的形状。
在上述第一实施例中， 点状散射部分 23 被沿着第三方向 83 直线排列。但是， 在本 实施例中， 散射部分 23 是直线的形式， 并排列在形成散射部分 23 的区域 21 中。散射部分 23 的形状与其中形成散射部分 23 的区域 21 的形状相同。即， 散射部分 23 的直线图案沿着 第一方向 81 排成一行， 并沿着第三方向 83 延伸。在这种情况下， 其在第一方向 81 上的宽 度是恒定的。除了上面描述的那些以外， 这个实施例的结构和操作与上述第一实施例中相 同。
在本实施例中， 散射部分 23 以直线图案的形式形成。直线图案比点状形状更简 单， 并且线性光束 31 在第一方向 81 上的宽度更容易控制， 结果， 线性光束的宽度的均匀性 可以提高， 并且例如可以减小由宽度变化引起的显示不均匀。直线图案不限于与其中形成 散射部分 23 的区域 21 是相同形状， 并且在其中形成散射部分 23 的区域 21 中可以形成多 个直线图案。
第四实施例
接着， 将参考图 10 描述根据第四实施例的背光装置和显示设备。图 10 是示出应 用于根据本实施例的导光板 204 的散射部分 23 的结构例子的俯视图。这个实施例与上述 第一实施例不同在于散射部分 23 的形状的平面内分布。
在上述第一实施例中， 点状散射部分 23 的平面内分布未被特别限定。但是， 在本 实施例中， 在导光板 204 内， 其中形成散射部分 23 的区域 21 的宽度 28 沿第一方向 81 是恒
定的。此外， 随着散射部分 23 更靠近光源， 散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度变得更小。
如上所述， 光源 10 设置在导光板 204 的平行于第二方向 82 的一个边缘上。靠近 光源 10 的散射部分 23 沿第三方向 83 具有宽度 270。远离光源 10 的散射部分 23 沿第三方 向 83 具有宽度 271。宽度 270 小于宽度 271。
宽度 270 和宽度 271 的变化量可以从下述值确定， 这些值被优化以使通过各向异 性散射元件 30 的线性光束 31 的亮度在例如光源 10 的光分布特性和导光板 204 的光分布 特性的条件下在第三方向上变得大致均匀。除了上面描述的那些以外， 这个实施例的结构 和操作与上述第一实施例中相同。
如上所述， 在本实施例的背光装置中， 从光源 10 发射的光束入射在导光板 204 的 边缘上， 并在导光板 204 中被全反射并通过导光板 204 传播。然后， 到达散射部分 23 的光 被散射部分 23 散射， 并且全反射条件不被满足。结果， 光被从导光板 204 朝各向异性散射 元件 30 发射。从散射部分 23 朝各向异性散射元件 30 发射的光的量取决于散射部分 23 的 面积。
从光源 10 发射的光的量是有限的， 因此有必要使靠近光源 10 的光的全反射分量 保持， 以使光到达导光板 204 中远离光源 10 的区域。通过使靠近光源 10 的散射部分 23 沿 第三方向 83 的宽度更小以及其面积更小， 可以使被散射部分 23 发射的光的量在靠近光源 10 的区域和在远离光源 10 的区域相等。其中形成散射部分 23 的区域 21 的宽度 28 在导光 板 204 内恒定。因此， 从各向异性散射元件 30 发射的线性光束具有均匀的宽度。结果， 平 面内均匀性可被提高而对背光装置发射的光束的方向性无任何负面影响。
第四实施例的第一修改例子
接着， 将参考图 11 描述根据第四实施例的第一修改例子的背光装置和显示设备。 图 11 是示出应用于根据本修改例子的导光板 204-1 的散射部分 23 和光源 10 及 13 的结构 例子的俯视图。第一修改例子与上述第四实施例不同在于光源 ( 光源 10 和 13) 的排列和 散射部分 23 的形状和排列。
在上述第四实施例中， 光源 10 设置在导光板 204 的平行于第二方向 82 的一个边 缘上。相比之下， 在这个修改例子中， 除了光源 10 以外， 还在导光板 204-1 的平行于第二方 向 82 的另一边缘上排列了光源 13。由于导光板 204-1 具有上述长方体形状， 光源 10 和光 源 13 被排列在导光板 204-1 的相对边缘上。光源 10 沿着第二方向 82 的位置对应于光源 13 沿着第二方向 82 的位置。因此， 光源 10 被排列为与光源 13 相对。
如上所述， 散射部分 23 具有点状形状。在这个修改例子中， 靠近光源 10 的散射 部分 23 沿第三方向 83 的宽度 270 小于远离光源 10 的散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度 271。类似地， 在光源 13 附近， 靠近光源 13 的散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度 270 小于 远离光源 13 的散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度 271。因此， 在靠近导光板 204-1 的中心 处沿第三方向 83 的点宽度 271 最大。除了上面描述的那些以外， 这个修改例子的结构和操 作与上述第四实施例中相同。
在这个修改例子中， 即使在光源被排列在导光板 204-1 两侧上以改善背光装置的 亮度的情况下， 平面内亮度的均匀性也可被保障。
尽管在这个修改例子中描述了光源被排列在彼此相对的边缘上， 具体来说， 在导 光板 204-1 平行于第二方向 82 的边缘上， 但是排列不限于此。例如， 光源可以被排列在与第二方向 82 垂直的边缘上。在这种情况下， 散射部分 23 的图案的排列和效果与上面描述 的类似。此外， 光源可被设置在导光板 204-1 的四个边缘上， 或者， 可以按 L 形排列在垂直 于第二方向 82 的一个边缘上和平行于第二方向 82 的一个边缘上。
第四实施例的第二修改例子
接着， 将参考图 12 描述根据第四实施例的第二修改例子的背光装置和显示设备。 图 12 是示出应用于根据本修改例子的导光板 204-2 的散射部分 23 和光源 10 和 13 的结构 例子的俯视图。这个修改例子与上述第一修改例子 ( 第四实施例的第一修改例子 ) 不同在 于光源 10 和 13 的排列。
在上述第一修改例子中， 光源 10 和光源 13 被排列为彼此相对。 相比之下， 光源 10 的位置和光源 13 的位置在本修改例子中沿第二方向 82 不相互对应。例如， 光源 10 和光源 13 沿第二方向 82 交替排列。散射部分 23 的图案类似于第一修改例子。除了上面描述的那 些以外， 这个修改例子的结构和操作与上述第一修改例子中相同。
在这个修改例子中， 通过个别控制光源 10 和 13 中的每一个， 光源 10 和光源 13 可 以针对小的区域而被调整。因此， 平面内均匀性可以被进一步提高。
第四实施例的第三修改例子 接着， 将参考图 13 描述根据第四实施例的第三修改例子的背光装置和显示设备。 图 13 是示出应用于根据本修改例子的导光板 204-3 的散射部分 23 和光源 10 和 13 的结构 例子的俯视图。这个修改例子与上述第二修改例子 ( 第四实施例的第二修改例子 ) 不同在 于光源 10 和 13 的排列以及散射部分 23 的形状和排列。
在上述第二修改例子中， 光源 10 和光源 13 沿第二方向 82 交替排列， 但是光源 10 和 13 以及散射部分 23 的位置未被限定。相比之下， 在这个修改例子中， 散射部分 23 被排 列成对应于光源 10 和 13 中的每一个， 并且沿着第一方向 81 直线排列。即， 被排列成对应 于光源 10 和 13 中的每一个的散射部分 23 形成一行。在对应于光源 10 的行中， 靠近光源 10 的散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度小于远离光源 10 的散射部分 23 沿第三方向 83 的 宽度 2711。类似地， 在对应于光源 13 的行中， 靠近光源 13 的散射部分 23 沿第三方向 83 的 宽度小于远离光源 13 的散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度 2712。除了上面描述的那些以 外， 这个修改例子的结构和操作与上述第一修改例子中相同。
这个修改例子可以被适当地应用于光源 10 和 13 具有高方向性的情况， 即， 来自光 源 10 和 13 的光不沿第二方向 82 大量散射， 并且光源 10 和 13 具有方向性沿第一方向 81 较高的光分布特性的情况。结果， 平面内均匀性可被提高。在图 13 中， 光束 14 和 15 分别 是从光源 10 和 13 发射的具有高方向性的光束的例子。
第五实施例
接着， 将参考图 14 描述根据第四实施例的背光装置和显示设备。图 14 是示出应 用于根据本实施例的导光板 205 的散射部分 23 的结构例子的俯视图。这个实施例与上述 第四实施例不同在于散射部分 23 的形状和平面内分布。
在上述第四实施例中， 当散射部分 23 更靠近光源时， 散射部分 23 沿第三方向 83 的宽度变得更小。但是， 在本实施例中， 散射部分 23 的宽度不变化， 但是区域 21 内的散射 部分 23 的密度 ( 点密度 ) 变化。在更靠近光源 10 的区域 21 中， 散射部分 23 的点密度更 低。注意， 其中形成散射部分 23 的区域 21 沿第一方向 81 的宽度 28 在导光板 205 内恒定。
为了改变点密度， 使靠近光源 10 的沿垂直于第一方向 81 的方向的点间隔 29 更 大， 远离光源 10 的区域中更小。除了上面描述的那些以外， 本实施例的结构和操作与上述 第四实施例中相同。
在本实施例中， 利用上述结构， 可以使通过各向异性散射元件 30 的线性光束沿第 三方向 83 的亮度均匀化。
第五实施例的第一修改例子
图 15 是示出应用于根据本实施例的第一修改例子的导光板 205-1 的散射部分 23 的结构例子的俯视图。在图 14 中所示的例子中， 在其中形成散射部分 23 的区域 21 中， 散 射部分 23 被沿着第三方向 83 直线形成。但是， 如图 15 中所示， 在靠近光源 10 的区域和与 其远离的区域之间， 散射部分 23 的点形状可被改变， 并且除了如上所述依据光源 10 的光分 布特性和安装条件改变散射部分 23 的点密度以外， 散射部分 23 可被随机排列。
此外， 从靠近光源 10 的区域到与其远离的区域， 沿第二方向 82 的点面积的总和沿 着第一方向 81 被逐渐改变。图 15 中所示的曲线图示出了导光板 205-1 中点面积的平面内 分布， 其中水平轴代表导光板 205-1 沿第一方向 81 的坐标， 并且垂直轴代表在坐标位置沿 第二方向的点面积的和。 利用这种结构， 散射部分 23 的图案的自由度被增加， 并且针对使亮度均匀化的优 化变得更容易。
第六实施例
接着， 将参考图 16 描述根据第六实施例的背光装置和显示设备。图 16 是示出根 据本实施例的背光装置 606 和显示设备的结构例子的剖视图。本实施例与上述第五实施例 的不同在于设置了狭缝阵列 9 代替各向异性散射元件 30 作为光束控制器。
即， 在本实施例中， 透镜片 40 被设置在显示面板 50 的背面， 并且狭缝阵列 9 和导 光板 20 被按此顺序设置在透镜片 40 的背面。狭缝阵列 9 具有多个沿着第三方向 83 延伸 并沿着第一方向 81 排列的狭缝 90。遮光部分 91 被设置在狭缝 90 之间。换句话说， 遮光部 分 91 和狭缝 90 被沿着第一方向 81 交替排列。沿第一方向 81， 狭缝 90 被设置在与其中形 成散射部分 23 的区域 21 相对的位置。除了上面描述的那些以外， 本实施例的结构和操作 与上述第一实施例中相同。
在本实施例中， 通过使用狭缝阵列 9 可以获得线性光束， 因此可以提高方向性。这 是因为遮光部分 91 能够覆盖除了那些用于线性光束的部分以外的部分以防止不期望位置 处的光泄漏的效果所致。利用这种结构， 例如能够防止作为导光板 20 上的非预期损坏的结 果而产生额外的光或者光泄漏， 并且， 能够以高精确度形成光束图案。此外， 通过排列其中 形成散射部分 23 的区域 21 以对应于狭缝阵列 9 的相应狭缝 90， 能够提高光源 10 的光使用 效率。
利用遮光部分 91 朝向导光板的表面具有反射特性并且在从观察者看来在导光板 的背表面提供了反射器的结构， 遮光部分 91 可以重新使用光。因此， 光使用效率能够被进 一步地提高。
尽管其中形成散射部分 23 的区域 21 最好被排列在与各狭缝 90 对应的位置， 但是 只要光能够通过狭缝 90 输出， 这些位置不一定和对应狭缝 90 的位置对齐。但是， 期望这些 位置在光源 10 的光使用效率不显著降低的范围内。
第六实施例的第一修改例子
接着， 将参考图 17 描述根据第六实施例的第一修改例子的背光装置 606-1 和显示 设备。这个修改例子与上述第六实施例不同在于在狭缝阵列 9 和透镜片 40 之间添加了各 向异性散射元件 30。各向异性散射元件 30 具有与上述第一实施例中那些相同的特性。在 这个修改例子中， 狭缝阵列 9 被设置为与导光板 20 紧密接触。在这种情况下， 可以由在通 过例如溅射诸如铝和银的具有反射特性的材料的方法形成导光板 20 的遮光部分 91 的位置 形成的薄膜形成狭缝阵列 9。 除了上面描述的那些以外， 这个修改例子的结构和操作与上述 第六实施例中相同。
在这个修改例子中， 狭缝 90 被在导光板 20 上直接形成。因此能够防止狭缝 90 对 不齐， 并提高产生线性光束的精确度。
用于形成遮光部分 91 的方法不限于溅射。例如， 如果导光板 20 由热敏材料制成， 则丝网印刷可被应用于具有反射特性的材料。或者， 狭缝阵列 9 可被形成， 然后附着到导光 板 20 以便与其集成。
第六实施例的第二修改例子
图 18 是示出根据本实施例的第二修改例子的背光装置 606-2 的结构例子的剖视 图。如图 18 中所示， 狭缝阵列 9 被直接排列在各向异性散射元件 30 朝向导光板 20 的一侧 上。 第六实施例的第三修改例子
图 19 是示出根据本实施例的第三修改例子的背光装置 606-3 的结构例子的剖视 图。 如图 19 中所示， 狭缝阵列 9 可在透明衬底 92 上形成， 透明衬底 92 是用于间隙调整的厚 衬底。设定透明衬底 92 的厚度以保持各向异性散射元件 30 和导光板 20 之间的间隙。在 图 19 中， 狭缝 90 在朝向各向异性散射元件 30 的一侧上形成。这个结构帮助在导光板 20 和遮光部分 91 之间提供空气层， 因而提高通过导光板 20 传播的光的全反射概率。因此， 光 源 10 的光使用效率可被提高。 例如， 尽管如果用于遮光部分 91 的材料是铝则导致大约 2％ 的光损耗， 但是利用这种结构能够防止该光损耗。狭缝 90 可以在朝向导光板 20 的一侧上 交替形成。
第六实施例的第四修改例子
图 20 是示出根据本实施例的第四修改例子的背光装置 606-4 的结构例子的剖视 图。如图 20 中所示， 可在透镜片 40 和各向异性散射元件 30 之间设置狭缝阵列 9。在图 20 中， 狭缝 90 被示出直接在各向异性散射元件 30 朝向透镜片 40 的一侧上形成。此外， 在图 20 的结构中， 很清楚狭缝 90 可在图 19 中的用于间隙调整的衬底中形成。
第七实施例
接着， 将参考图 21 描述根据第七实施例的背光装置和显示设备。图 21 是示出根 据本实施例的背光装置 607 和显示设备的结构例子的剖视图。本实施例与上述第六实施例 不同在于光束控制器的结构。即， 提供了具有与上述各向异性散射元件 30 的特性类似的特 性的混和各向异性散射元件 37 作为光束控制器。混和各向异性散射元件 37 被设置在透镜 片 40 和导光板 20 之间。
以上述第六实施例中的狭缝阵列 9 的狭缝 90 被形成为具有各向异性散射元件 30 的特性的方式来获取混和各向异性散射元件 37。 狭缝 90 在与各向异性散射元件 30 相同的
表面上形成， 并且狭缝 90 和遮光部分 91 沿着第一方向 81 交替排列。
例如可以通过下面的方法形成混和各向异性散射元件 37。首先， 合成树脂被引入 具有各向异性散射结构的部分和平坦部分被交替排列的模具， 并在其中被模制。 接着， 银薄 膜被施加于平坦部分。结果， 可以获得混和各向异性散射元件 37。除了上面描述的那些以 外， 本实施例的结构和操作与上述第六实施例中相同。
利用这种结构， 部件的数量和树脂材料可被减少， 并且可使背光装置更薄且更简 单。 而且， 各向异性散射能力也能被提高， 并且能够实现具有更均匀的平面内特性的背光装 置。
根据上述至少一个实施例的背光装置， 导光板形成有多个散射来自光源的光的散 射部分。光束控制器被配置成发射多个线性光束。方向性控制元件具有多个光学开口。光 学开口沿第二方向延伸并沿垂直于第二方向的第一方向排列。 光束控制器发射沿相对于第 二方向倾斜的第三方向延伸的线性光束。导光板具有第一区域和第二区域， 在第一区域中 沿第三方向形成散射部分， 在第二区域中不形成散射部分， 第一区域和第二区域沿第一方 向交替排列。因此， 背光装置能够以简单的结构增加方向性的数量。
虽然已经描述了某些实施例， 但是这些实施例仅通过举例给出， 并非旨在限制本 发明的范围。实际上， 这里描述的新颖的实施例可以用各种其他形式来具体实施 ； 此外， 不 偏离本发明的精神， 可以在这里描述的实施例的形式上做出各种省略、 替换和变化。 预期所 附权利要求及其等同物覆盖落入本发明的精神和范围内的这些形式或者修改。