JP2004086221A - Front light and display device - Google Patents

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Takashi Masuda
増田 岳志
Yukihiro Tsunoda
角田 行広
Takeshi Ebi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminator in which double images and bright and dark fringes are suppressed, brightness and contrast ratio are made superior, high quality display is provided, projecting and recessing scratches and a change in quality of a reflecting means are reduced, warping of a light transmission body is reduced, reliability is improved and thickness, weight and cost are reduced, and to provide a display device provided with the illuminator. <P>SOLUTION: An illuminator 100 is provided with a light source 101, a light transmission body 102 that has an incident surface 102a, onto which light beams from the source 101 are made incident, a light emitting surface 102b from which light for illumination is emitted and an opposing surface 102c which is placed opposite to the surface 102b and a reflecting means 103 which is formed or arranged to the surface 102b or the surface 102c of the body 102 independent to the body 102. Light beams from the source 101 are made incident on the surface 102a of the body 102, propagated inside the body 102, reflected by the means 103 to emit the light for illumination. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、照明装置、並びに照明装置及び反射型液晶表示素子を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a lighting device and a display device including the lighting device and a reflective liquid crystal display element.

 情報表示システムやOA機器等に用いられる表示装置の1つである液晶表示装置は、外部から照射された光の透過光量を制御して画像を表示する透過型と、反射光量を制御して画像を表示する反射型とに大別される。 A liquid crystal display device, which is one of display devices used for an information display system or an OA device, has a transmission type in which an image is displayed by controlling a transmitted light amount of light emitted from the outside, and a liquid crystal display device in which a reflected light amount is controlled to control an image. And a reflective type that displays

 透過型液晶表示装置は、一般に、背面にバックライトと呼ばれる照明装置が配置されて使用される。 A transmissive liquid crystal display device is generally used with an illumination device called a backlight disposed on the back surface.

 反射型液晶表示装置は、周囲光を利用して表示することが可能であるが、表示輝度が周囲環境に依存する度合いが非常に高く、特に夜間などの暗闇では表示が全く認識できないこともある。そのため、十分な周囲光が得られない場合に備えて、反射型液晶表示素子を前方から照明するフロントライトと呼ばれる照明装置が必要となる。 A reflective liquid crystal display device can display using ambient light, but the degree to which display luminance depends on the surrounding environment is extremely high, and especially in the darkness such as at night, the display may not be recognized at all. . Therefore, an illuminating device called a front light for illuminating the reflective liquid crystal display element from the front is necessary in case sufficient ambient light cannot be obtained.

 図16は、この反射型液晶表示装置の構成例を示す。 FIG. 16 shows an example of the configuration of this reflective liquid crystal display device.

 この反射型液晶表示装置は、一対のガラス基板902a、902bの間に液晶層903が挟持され、背面側のガラス基板902bに反射電極904が設けられた反射型液晶表示素子900を有し、液晶層903の前面側には偏光板901aとλ/4板901bが配置されている。偏光板901aの透過軸(又は吸収軸)とλ/4板901bの遅相軸(又は進相軸)軸が45°の角度をなすように配置されている。 This reflective liquid crystal display device includes a reflective liquid crystal display element 900 in which a liquid crystal layer 903 is sandwiched between a pair of glass substrates 902a and 902b, and a reflective electrode 904 is provided on a rear glass substrate 902b. A polarizing plate 901a and a λ / 4 plate 901b are arranged on the front side of the layer 903. The transmission axis (or absorption axis) of the polarizing plate 901a and the slow axis (or fast axis) axis of the λ / 4 plate 901b are arranged at an angle of 45 °.

 照明光のうち、偏光板901aを透過した直線偏光は、λ/4板901bで円偏光に変換されて液晶層903に入射する。ここで、液晶層903が円偏光を変調しない場合には、反射電極904で反射する際に円偏光の回転方向が逆転し、再びλ/4板901bを透過した後は偏光板901aの透過軸と直交した直線偏光となって吸収されるので、黒色が表示される。 Among the illumination light, the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 901 a is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 901 b and enters the liquid crystal layer 903. Here, when the liquid crystal layer 903 does not modulate the circularly polarized light, the direction of rotation of the circularly polarized light is reversed when reflected by the reflective electrode 904, and after transmitting through the λ / 4 plate 901b again, the transmission axis of the polarizing plate 901a. Since the light is absorbed as linearly polarized light orthogonal to the light, black is displayed.

 反射型液晶表示素子900の液晶層903が、入射した円偏光を保存したまま反射するように変調する場合には、λ/4板901bを透過した後、偏光板901aの透過軸と一致した直線偏光となって出射するので、白色が表示される。 In the case where the liquid crystal layer 903 of the reflective liquid crystal display element 900 modulates so as to reflect incident circularly polarized light while preserving the same, after transmitting through the λ / 4 plate 901b, a straight line matching the transmission axis of the polarizing plate 901a is obtained. Since the light is emitted as polarized light, white color is displayed.

 偏光板901aの透過軸、及びλ/4板901bの遅相軸の方向は、液晶材料や配向の方向、視野角の特性などを考慮して決定される。さらに、λ/4板901bの光の波長に対する位相遅れの公差を補償するために、偏光板901aとλ/4板901bの間にλ/2板が配置されることもある。一般に、これらの偏光板901a、λ/2板、λ/4板901bはそれぞれ粘着層を介して一体とされ、反射型液晶表示素子900に貼り付けられている。 The direction of the transmission axis of the polarizing plate 901a and the direction of the slow axis of the λ / 4 plate 901b are determined in consideration of the liquid crystal material, the direction of alignment, the characteristics of the viewing angle, and the like. Further, a λ / 2 plate may be disposed between the polarizing plate 901a and the λ / 4 plate 901b in order to compensate for a phase delay tolerance of the wavelength of the light of the λ / 4 plate 901b. Generally, the polarizing plate 901a, the λ / 2 plate, and the λ / 4 plate 901b are integrated with each other via an adhesive layer, and are attached to the reflective liquid crystal display element 900.

 また、液晶層903の背面に配置される反射電極904は、表面に微細構造(MRS)が形成され、偏光板901a、λ/2板、λ/4板901bを介して入射した光を散乱して反射することで広い視角範囲で一様な表示ができるように工夫されている。具体的には、フォトリソグラフィのプロセスによって、下地層としてのMRSが形成され、その上にAlを真空蒸着することで反射電極904が形成される。 The reflective electrode 904 disposed on the back surface of the liquid crystal layer 903 has a microstructure (MRS) formed on the surface, and scatters light incident through the polarizing plates 901a, λ / 2 plates, and λ / 4 plates 901b. It is designed so that uniform display can be performed in a wide viewing angle range by reflecting light. Specifically, an MRS as an underlayer is formed by a photolithography process, and a reflective electrode 904 is formed by vacuum-depositing Al thereon.

 このようなMRSを備えた反射電極904の散乱特性を標準白色板(MgO)の散乱特性と比較して図3に示す。これによると、MRSを備えた反射電極では、入射角30°以内で入射した光を効率よく正面方向に散乱反射することができることが分かる。 FIG. 3 shows the scattering characteristics of the reflective electrode 904 provided with such an MRS in comparison with the scattering characteristics of a standard white plate (MgO). According to this, it can be seen that the reflective electrode provided with the MRS can efficiently scatter and reflect light incident within an incident angle of 30 ° in the front direction.

 上記のように液晶層903による変調を画素毎に制御することによって文字や画像が表示されるが、各画素に配置された赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色のカラーフィルタを透過させて着色することでカラー表示を行うことができる。R、G、B画素の配列パターンは種々あるが、代表例として図17に示すデルタ配列やストライプ配列などが挙げられ、画素が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置された構成からなる。画素数、画素のサイズについても様々であり、デルタ配列の反射型液晶表示素子の場合は、2.0型では水平画素数×垂直画素数が280×220、画素サイズは水平方向が145.5μm、垂直方向が138.5μmであり、2.5型では画素数が280×220、画素サイズが179.5×168.5μmという仕様が採用されている。また、ストライプ配列では、例えば3.8型QVGAの反射型液晶表示素子の場合、画素数が960×240、画素サイズが81×234.5μmといった仕様が採用されている。 As described above, characters and images are displayed by controlling the modulation by the liquid crystal layer 903 for each pixel, and the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) arranged in each pixel are displayed. A color display can be performed by coloring through a color filter. Although there are various arrangement patterns of R, G, and B pixels, typical examples include a delta arrangement and a stripe arrangement shown in FIG. 17, and the arrangement is such that pixels are repeatedly arranged in a horizontal direction and a vertical direction. The number of pixels and the size of the pixels are also various. In the case of the reflection type liquid crystal display element of the delta arrangement, the number of horizontal pixels × the number of vertical pixels is 280 × 220 in the 2.0 type, and the pixel size is 145.5 μm in the horizontal direction. The vertical direction is 138.5 μm, and the 2.5 type has a specification that the number of pixels is 280 × 220 and the pixel size is 179.5 × 168.5 μm. In the stripe arrangement, for example, in the case of a 3.8-inch QVGA reflective liquid crystal display device, the specification is adopted that the number of pixels is 960 × 240 and the pixel size is 81 × 234.5 μm.

 ところで、上述したフロントライトは従来から提案されており、例えば、SID(Society for Information Display)’95 Digest p.375(従来例1)には、図18(a)に示す構成のフロントライトが示されている。フロントライト910は、光源911と、光源911からの光が入射する入射面912aと、これにほぼ垂直な出射面912b及び対向面912cを備える導光体912とで構成される。導光体912の対向面912cには、周期的な凹凸913が形成されており、この凹凸913は出射面912bに略平行な伝搬部913aと傾斜した反射部913bとを有する。 By the way, the above-mentioned front light has been conventionally proposed. For example, SID (Society for Information and Display) '95 and Digest to p. 375 (conventional example 1) shows a front light having a configuration shown in FIG. The front light 910 includes a light source 911, an incident surface 912a on which light from the light source 911 is incident, and a light guide 912 having an emission surface 912b and a facing surface 912c substantially perpendicular thereto. Periodic unevenness 913 is formed on the opposing surface 912c of the light guide 912, and the unevenness 913 has a propagation portion 913a substantially parallel to the emission surface 912b and an inclined reflection portion 913b.

 このフロントライト910では、光源911からの光は、直接又は出射面912b及び対向面912cに形成された周期的な凹凸913の伝搬部913aで全反射され、導光体912の内部を伝搬して対向面912cに形成された周期的な凹凸913の反射部913bに到達し、出射面912bに向かって反射されて出射する。従って、出射面912b、即ちフロントライト910の出射面からの照明光が反射型液晶表示素子920に照射される。
、SID(Society for Information Display)’95 Digest p.375
In the front light 910, the light from the light source 911 is totally reflected directly or by the propagation portion 913 a of the periodic unevenness 913 formed on the emission surface 912 b and the opposed surface 912 c, and propagates inside the light guide 912. The light reaches the reflecting portion 913b of the periodic unevenness 913 formed on the facing surface 912c, and is reflected and emitted toward the emission surface 912b. Therefore, illumination light from the emission surface 912 b, that is, the emission surface of the front light 910 irradiates the reflective liquid crystal display element 920.
, SID (Sociality for Information Display) '95 Digest p. 375

 しかしながら、上記従来のフロントライト910と反射型液晶表示素子920とによる表示装置では、導光体912の対向面912cに形成された凹凸913が最表面に現れる構造であるため、凹凸913が傷つき易く、フロントライトの性能の劣化、表示品位、生産性、及び信頼性などの点で大きな問題を有する。 However, in the conventional display device including the front light 910 and the reflective liquid crystal display element 920, the unevenness 913 formed on the opposing surface 912c of the light guide 912 appears on the outermost surface, so that the unevenness 913 is easily damaged. In addition, there are major problems in terms of deterioration of front light performance, display quality, productivity, and reliability.

 また、反射型液晶表示素子920で反射された光は、導光体912を通過する際に、導光体912に形成された凹凸913の伝搬部913aと反射部913bとで別々の方向に屈折されるために、反射型液晶表示素子920の表示が2重に観察されるという問題が生じる。 When the light reflected by the reflective liquid crystal display element 920 passes through the light guide 912, the light is refracted in different directions by the propagation portion 913 a and the reflection portion 913 b of the unevenness 913 formed on the light guide 912. Therefore, there is a problem that the display of the reflective liquid crystal display element 920 is observed twice.

 さらに、周期的に形成された凹凸913が原因で、以下に述べるような2種類の明暗縞が発生し、反射型液晶表示素子920の表示品位を低下させるという問題が生じる。 {Circle around (2)} The two types of light and dark fringes described below occur due to the periodically formed unevenness 913, which causes a problem of deteriorating the display quality of the reflective liquid crystal display element 920.

 まず、第1の明暗縞が発生する理由について説明する。光源911から導光体912の入射面912aを介して入射した光は、導光体912の内部を伝搬して対向面912cに形成された周期的な凹凸913によって出射面912bに向かって反射され、その大部分が導光体912から出射して反射型液晶表示素子920を照明する。しかし、出射面912bにおける約4%の表面反射分は、反射されて対向面912cの周期的な凹凸913を通過して観察者に到達する。従って、観察者は周期的に配置された凹凸913からの光を周期的な凹凸913を通して見ることになるので、第1の明暗縞が観察される。同様に、反射型液晶表示素子920の表面での反射によっても第1の明暗縞は発生する。 First, the reason why the first light and dark fringes occur will be described. Light incident from the light source 911 via the incident surface 912a of the light guide 912 propagates inside the light guide 912 and is reflected toward the emission surface 912b by the periodic unevenness 913 formed on the facing surface 912c. Most of the light is emitted from the light guide 912 to illuminate the reflective liquid crystal display element 920. However, about 4% of the surface reflection on the emission surface 912b is reflected and passes through the periodic unevenness 913 on the facing surface 912c to reach the observer. Therefore, the observer sees the light from the periodically arranged unevenness 913 through the periodic unevenness 913, so that the first light and dark fringes are observed. Similarly, first light and dark fringes are also generated by reflection on the surface of the reflective liquid crystal display element 920.

 第2の明暗縞は、周期的な凹凸913での反射による照明光が、反射型液晶表示素子920の画素パターンを通過し、反射されて再び導光体912に形成された周期的な凹凸913を通過するために、3つの周期が干渉を起こして発生する。フロントライト910を点灯せずに、周囲光によって反射型液晶表示素子920を照明する場合にも、照明光は導光体912に形成された周期的な凹凸913、反射型液晶表示素子920の画素パターンを通過し、反射されて再び周期的な凹凸913を通過するために、これらの周期の干渉による第2の明暗縞が発生する。 The second bright and dark fringes are the periodic unevenness 913 formed by the reflection light of the periodic unevenness 913 passing through the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 920, being reflected and formed again on the light guide 912. , Three periods occur due to interference. Even when the reflection type liquid crystal display element 920 is illuminated by ambient light without turning on the front light 910, the illumination light includes the periodic irregularities 913 formed on the light guide 912 and the pixels of the reflection type liquid crystal display element 920. Since the light passes through the pattern, is reflected and passes through the periodic unevenness 913 again, a second light and dark fringe is generated due to interference of these periods.

 上記第1の明暗縞は、導光体912の出射面912b、及び反射型液晶表示素子920の表面の各々に反射防止層を配置し、表面反射を低減することで発生を抑制することができる。ここで、この反射防止層とは、蒸着やスパッタリングなどの手法で形成した膜厚が約0.1μmのMgF2、SiO2などからなる層で、薄膜の干渉作用によって反射エネルギーを低下させるものをいう。従って、例えば、反射防止層が基材となる透明フィルム上に形成された反射防止フィルムを導光体912の出射面912bに貼り合わせることによって簡単に表面反射を低減し、第1の明暗縞の発生を抑制することができる。 The first bright and dark fringes can be suppressed by reducing the surface reflection by disposing an anti-reflection layer on each of the emission surface 912 b of the light guide 912 and the surface of the reflective liquid crystal display element 920. . Here, the antireflection layer is a layer formed by a method such as vapor deposition or sputtering and having a thickness of about 0.1 μm and made of MgF 2 , SiO 2, or the like. Say. Therefore, for example, the surface reflection can be easily reduced by attaching an antireflection film in which an antireflection layer is formed on a transparent film serving as a base material to the emission surface 912b of the light guide 912, and the first light and dark stripes can be reduced. Generation can be suppressed.

 しかしながら、周囲の温度変化があった場合に、導光体912と反射防止フイルムの熱膨張係数の違いによって反りが発生することになり、信頼性の点で新たな問題が生じる。導光体912の表面に直接上記の反射防止層を形成する方法も考えられるが、蒸着やスパッタリングなどの薄膜形成は高温環境下でなされるため、導光体912に耐熱のある材質を適用しなければならない上、反射防止層の密着性にも問題があり、信頼性の点で問題が懸念される。 However, when the ambient temperature changes, warpage occurs due to the difference in the thermal expansion coefficient between the light guide 912 and the antireflection film, and a new problem arises in terms of reliability. Although a method of forming the above-described antireflection layer directly on the surface of the light guide 912 is also conceivable, since a thin film such as evaporation or sputtering is formed in a high-temperature environment, a heat-resistant material is applied to the light guide 912. In addition, there is a problem with the adhesion of the antireflection layer, and there is a concern about reliability.

 こうした問題に対し、上記従来例1には、導光体912に形成された凹凸913を保護し、反射型液晶表示素子920の表示において、2重像、第1の明暗縞、及び第2の明暗縞の発生を防止するために、フロントライトに光学補償板を加える構成についても記載されている。 In order to solve such a problem, the conventional example 1 protects the unevenness 913 formed on the light guide 912, and displays a double image, a first light and dark fringe, and a second image on the display of the reflective liquid crystal display element 920. There is also described a configuration in which an optical compensator is added to a front light in order to prevent the occurrence of light and dark fringes.

 このフロントライトでは、図18(b)に示すように、光学補償板914は、導光体912の対向面912cに形成された凹凸913が転写された形状の補償凹凸915を備え、導光体912と光学補償板914は、両者の凹凸同士が空気層を介して対向している。 In this front light, as shown in FIG. 18B, the optical compensator 914 includes compensation unevenness 915 in which the unevenness 913 formed on the opposing surface 912c of the light guide 912 is transferred. The 912 and the optical compensator 914 have their irregularities facing each other via an air layer.

 従って、照明光を受けた反射型液晶表示素子920からの反射光は、導光体912に形成された凹凸913の伝搬部913aと反射部913bを通過する際に別々の方向に屈折するが、光学補償板914の凹凸915を通過する際に再び屈折することで、光は凹凸が無い場合と同様に進行する。このような機能を備える光学補償板914を配置することによって、導光体912の凹凸913を保護することができる。また、周期的に形成された凹凸913に起因する反射型液晶表示素子20の表示における2重像の発生、並びに第1の明暗縞及び第2の明暗縞の発生を防止することができる。 Therefore, the reflected light from the reflective liquid crystal display element 920 that receives the illumination light is refracted in different directions when passing through the propagation portion 913a and the reflection portion 913b of the unevenness 913 formed on the light guide 912, By refracting again when passing through the unevenness 915 of the optical compensator 914, the light travels in the same manner as when there is no unevenness. By disposing the optical compensator 914 having such a function, the unevenness 913 of the light guide 912 can be protected. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a double image in the display of the reflective liquid crystal display element 20 and the occurrence of the first light-dark stripe and the second light-dark stripe due to the periodically formed unevenness 913.

 しかしながら、光学補償板914を付加することによって別の新たな問題も生じる。例えば、上記のような補償の効果を得るためには、導光体912と光学補償板914の間のギャップをできるだけ小さくしなければならないが、このギャップが不均一であると干渉縞が生じてしまうため、導光体912に対し光学補償板914を非常に高精度で設置する必要がある。また、光学補償板914の新たな界面による反射が加わるため、観察者に向かって反射される光が増加したり、透過率が低下して反射型液晶表示素子920の表示が暗くなることによって表示のコントラスト比が低下するという問題が生じる。さらに、厚さが増すために表示装置の大型化を招くといった問題も生じる。 However, the addition of the optical compensator 914 creates another new problem. For example, in order to obtain the above-described compensation effect, the gap between the light guide 912 and the optical compensator 914 must be as small as possible. However, if the gap is not uniform, interference fringes occur. Therefore, it is necessary to install the optical compensator 914 on the light guide 912 with very high accuracy. In addition, since the reflection at the new interface of the optical compensator 914 is added, the light reflected toward the observer increases, or the transmittance decreases, and the display of the reflection type liquid crystal display element 920 becomes darker. A problem occurs that the contrast ratio of Further, there is a problem that the display device is increased in size due to an increase in thickness.

 本発明は、こうした従来技術の課題を解決するものであり、2重像や明暗縞の発生を抑制することができ、明るくコントラスト比のよい、高品位の表示を行うことができる照明装置及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the related art, and can suppress the occurrence of double images and bright and dark fringes, and can provide a bright, high-contrast ratio, high-quality display and a lighting device. It is an object of the present invention to provide a display device provided with:

 また、本発明の他の目的は、反射手段における凹凸の傷つきや変質、及び導光体の反りを低減でき、信頼性を向上させることができる照明装置及びそれを備えた表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an illuminating device that can reduce the damage and deterioration of unevenness in the reflecting means and the warpage of the light guide, and can improve the reliability, and a display device including the illuminating device. It is in.

 また、本発明の他の目的は、薄型化、軽量化、低価格化を図ることができる照明装置及びそれを備えた表示装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a lighting device that can be made thinner, lighter, and less expensive, and a display device provided with the same.

 本発明の照明装置は、光源と、該光源からの光が入射する入射面と、該入射面に略直交し、照明光が出射する出射面と、該出射面に対向する対向面とを有する導光体と、該導光体の出射面又は対向面に、該導光体とは別に成形又は配置された反射手段とを備え、該光源から該導光体の入射面を介して入射し該導光体の内部を伝搬する光を、該反射手段で反射して照明光を出射するようにしており、そのことにより上記目的が達成される。 The lighting device of the present invention has a light source, an incident surface on which light from the light source is incident, an emission surface that is substantially orthogonal to the incident surface, emits illumination light, and a facing surface facing the emission surface. A light guide, and a reflection unit formed or arranged separately from the light guide on an emission surface or a facing surface of the light guide, and the light is incident from the light source via an incident surface of the light guide. Light propagating inside the light guide is reflected by the reflection means to emit illumination light, thereby achieving the above object.

 本発明の照明装置は、透明平板と反射手段とを対向配置して導光空間を形成し、該導光空間の端面に光源を配置した構成を有しており、該光源から該導光空間に入射し該導光空間を伝搬する光を、該反射手段で反射して照明光を出射するようにしており、そのことにより上記目的が達成される。 The lighting device of the present invention has a configuration in which a transparent flat plate and a reflecting unit are arranged to face each other to form a light guide space, and a light source is arranged on an end face of the light guide space. The light which enters the light guide and propagates in the light guide space is reflected by the reflection means to emit illumination light, thereby achieving the above object.

 好ましくは、前記反射手段が、凹凸形状の界面の屈折率差によって光を反射するものである構成とする。 Preferably, the reflection means reflects light by a difference in refractive index between interfaces of the uneven shape.

 好ましくは、前記反射手段が、屈折率の異なる2つの部材の組み合わせで構成されており、2つの部材の界面が凹凸形状をなし、該界面の屈折率差によって光を反射するものである構成とする。 Preferably, the reflecting means is constituted by a combination of two members having different refractive indexes, and an interface between the two members has an uneven shape, and reflects light by a difference in refractive index between the interfaces. I do.

 好ましくは、前記反射手段における凹凸形状が、プリズム状をなしており、前記導光体の出射面に略平行な伝搬部と傾斜した反射部とを有し、前記光源から該導光体の入射面を介して入射し主として該伝搬部を伝搬する光を、該反射部で反射して照明光を出射する構成とする。 Preferably, the concave-convex shape of the reflecting means has a prism shape, and has a propagating portion substantially parallel to an emission surface of the light guide and a tilted reflecting portion, and the light guide enters the light guide from the light source. Light that enters through a surface and propagates mainly through the propagation section is reflected by the reflection section to emit illumination light.

 好ましくは、前記反射手段における凹凸形状が、プリズム状をなしており、前記透明平板に対して傾斜した屈折部と反射部とを有し、前記光源から該導光空間に入射した光を、該屈折部の界面で屈折し、該反射部で反射して照明光を出射する構成とする。 Preferably, the concave-convex shape in the reflecting means has a prism shape, has a refraction portion and a reflection portion inclined with respect to the transparent flat plate, and emits light incident on the light guide space from the light source. The illumination light is refracted at the interface of the refraction part, reflected by the reflection part, and emitted.

 好ましくは、前記反射手段における凹凸形状が、前記反射部の界面での屈折率差による全反射角度をαとしたとき、該反射部が前記導光体の出射面又は前記透明平板に対してなす角度βが、下記(1)式
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係を満たす構成とする。
Preferably, when the concave and convex shape of the reflecting means is a total reflection angle due to a refractive index difference at the interface of the reflecting portion is α, the reflecting portion forms with respect to the emission surface of the light guide or the transparent flat plate. The angle β is expressed by the following equation (1) α−30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
It satisfies the relationship of

 また、本発明の表示装置は、上記のいずれかに記載の照明装置と、該照明装置からの照明光を受け、その反射率を画素毎に制御して画像を表示する反射型液晶表示素子とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。 Further, the display device of the present invention is a lighting device according to any one of the above, and a reflective liquid crystal display element that receives illumination light from the lighting device, controls the reflectance of each pixel, and displays an image. , Whereby the object is achieved.

 以下に、本発明の作用について説明する。 Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

 上記構成によれば、導光体は、光源からの光が入射する入射面と、入射面に略垂直な出射面と、出射面に対向する対向面とを有しており、入射面から入射した光を伝搬する。導光体の出射面又は対向面に、導光体とは別に成形又は配置された反射手段は、導光体の内部を伝搬する光を反射して照明光を出射させる。 According to the above configuration, the light guide has the incident surface on which the light from the light source is incident, the exit surface substantially perpendicular to the entrance surface, and the opposing surface facing the exit surface. Propagating the light. Reflecting means formed or arranged separately from the light guide on the light emitting surface or the opposing surface of the light guide reflects light propagating inside the light guide to emit illumination light.

 反射手段は、凹凸形状の界面の屈折率差によって光を反射する構成とすることができる。また、反射手段は、屈折率の異なる2つの部材の組み合わせで構成し、2つの部材の界面が凹凸形状をなし、この界面の屈折率差によって光を反射する構成とすることができる。 The reflecting means can be configured to reflect light by a difference in refractive index at the interface of the uneven shape. The reflecting means may be configured by a combination of two members having different refractive indices, and an interface between the two members may have an uneven shape, and light may be reflected by a difference in refractive index at the interface.

 具体的には、凹凸形状を導光体と一体に成形する場合には、その材質にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などに代表される透明樹脂等を用いて、導光体と反射手段を同時に成形することができる。 Specifically, when the uneven shape is formed integrally with the light guide, the light guide is made of a transparent resin such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or an epoxy resin as a material, and the light guide is formed by reflection. The means can be molded simultaneously.

 凹凸形状を導光体とは別に成形する場合には、凹凸形状は導光体の出射面又は対向面にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの他に、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等の透明樹脂を用いて成形することができ、材質の選択肢を多くとることができる。即ち、凹凸形状に硬度、対薬品性などの信頼性を有する材質を選ぶことができる。 When the uneven shape is formed separately from the light guide, the uneven shape may be an acrylic resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like on an emission surface or a facing surface of the light guide. Can be formed using a transparent resin such as the above, and the choice of materials can be increased. That is, a material having reliability such as hardness and chemical resistance can be selected for the uneven shape.

 以上の構成によれば、導光体は出射面及び対向面が平面であるため、材質の選択肢を多くとることができ、例えばガラスを選択すれば、透明樹脂に比べ剛性が高いため、反射手段が配置されていない平面に反射防止フイルムなどを貼り合わせ、導光体の透過率を向上させた場合でも、温度変化などによって生じる反りを低減できて信頼性が増す。 According to the above configuration, since the light guide has a flat exit surface and a facing surface, it is possible to select many materials. For example, if glass is selected, the rigidity is higher than that of a transparent resin. Even when an anti-reflection film or the like is attached to a plane where is not disposed to improve the transmittance of the light guide, warpage caused by a temperature change or the like can be reduced, and reliability is increased.

 反射手段が反射シートを利用した構成であった場合は、出射面及び対向面に反射シートと反射防止フィルムを貼り合わせることで、導光体の透過率が向上する他、双方がバランスを取って温度変化などで発生する導光体の反りをより低減することができる。さらには、双方の基材であるフィルムを同一とすることが望ましい。 In the case where the reflection means has a configuration using a reflection sheet, by bonding the reflection sheet and the antireflection film to the emission surface and the opposing surface, the transmittance of the light guide is improved, and both are balanced. It is possible to further reduce the warpage of the light guide caused by a temperature change or the like. Further, it is desirable that the films as both base materials are the same.

 反射手段を、凹凸を有する部材と、凹凸上に屈折率の異なる、好ましくは屈折率の低い屈折率層が形成された構成とする場合には、凹凸の傷つき、変質などによる照明装置の性能の低下を防止することができる。ここで、凹凸は導光体の出射面又は対向面に導光体とは別に形成することができる他、透明フィルム上に凹凸を形成した反射シートであってもよく、屈折率の異なる屈折率層と組み合わせて反射手段とすることができる。さらに、凹凸を導光体の出射面又は対向面に一体に成形し、屈折率の異なる屈折率層と組み合わせて反射手段としてもよい。 When the reflecting means has a configuration in which a member having unevenness and a refractive index layer having a different refractive index, preferably a low refractive index, are formed on the unevenness, the performance of the illumination device due to damage of the unevenness, deterioration, etc. The drop can be prevented. Here, the unevenness can be formed separately from the light guide on the emission surface or the opposing surface of the light guide, or may be a reflective sheet having unevenness formed on a transparent film, and a refractive index having a different refractive index. Reflection means can be used in combination with a layer. Further, the projections and depressions may be integrally formed on the emission surface or the opposing surface of the light guide, and may be combined with a refractive index layer having a different refractive index to form a reflection unit.

 上記反射手段を導光体の対向面に配置する場合には、低屈折率層の表面に防汚膜(撥水層)、ハードコート層などを形成することによって照明装置の表面の信頼性を向上させることができ、反射防止層を形成することによって表面の反射率を低減させることができる。なお、防汚膜(撥水層)、ハードコート層、反射防止層は、これらが予め形成された保護フィルムを低屈折率層の表面に配置することによって簡単に得ることができる。 When the reflecting means is disposed on the opposite surface of the light guide, the reliability of the surface of the lighting device is improved by forming an antifouling film (water repellent layer), a hard coat layer, etc. on the surface of the low refractive index layer. The surface reflectance can be reduced by forming the antireflection layer. The antifouling film (water repellent layer), hard coat layer and antireflection layer can be easily obtained by disposing a protective film on which these are formed in advance on the surface of the low refractive index layer.

 上記反射手段を導光体の出射面に配置する場合には、凹凸が導光体によって保護されるため、反射手段の信頼性を向上させることができる。また、反射手段の凹凸が形成されていない面に防汚膜(撥水層)、ハードコート層、反射防止層を形成してもよい。 (4) When the reflecting means is arranged on the light emitting surface of the light guide, the unevenness is protected by the light guide, so that the reliability of the reflecting means can be improved. Further, an antifouling film (water-repellent layer), a hard coat layer, and an anti-reflection layer may be formed on the surface of the reflection means where the unevenness is not formed.

 反射手段における凹凸形状が、導光体の出射面に略平行な伝搬部と傾斜した反射部とで構成されるプリズム状の形状であれば、光源から導光体内に入射面を介して入射した光は、導光体の出射面、対向面、又は凹凸形状の伝搬部で反射を繰り返しながら導光体内部を伝搬して反射部に到達し、界面での屈折率差によって反射し、照明光として出射する。したがって、反射手段における凹凸が、凹凸よりも屈折率の低い空気層や屈折率層と界面を形成する場合に全反射が発生し、より効率よく照明光を出射することができる。 If the concave-convex shape in the reflecting means is a prism-shaped shape composed of a propagation portion substantially parallel to the emission surface of the light guide and an inclined reflection portion, light enters the light guide from the light source via the incident surface. The light propagates inside the light guide and reaches the reflective portion while being repeatedly reflected on the light emitting surface, the facing surface, or the uneven propagation portion of the light guide, reaches the reflective portion, is reflected by the refractive index difference at the interface, and is illuminated. And emitted. Therefore, when the unevenness in the reflecting means forms an interface with an air layer or a refractive index layer having a lower refractive index than the unevenness, total reflection occurs, and illumination light can be emitted more efficiently.

 反射手段における凹凸形状が、その反射部の界面での屈折率差による全反射角度をαとしたとき、反射部が導光体の出射面に対してなす角度βが、α−30°≦β≦α+30°・・・(1)式の関係を満たす構成とすることが望ましい。 Assuming that the unevenness in the reflection means is the total reflection angle due to the difference in refractive index at the interface of the reflection portion, α, the angle β formed by the reflection portion with respect to the emission surface of the light guide is α−30 ° ≦ β .Ltoreq..alpha. + 30.degree.... It is desirable to adopt a configuration satisfying the relationship of equation (1).

 これは、図3に示すように、反射型液晶表示素子において、微細構造が形成された反射電極の反射特性は、反射型液晶表示素子を効率よく照明し、明るい表示を得るためには、入射角30°以内で照明する必要があることに起因する。 This is because, as shown in FIG. 3, in a reflection type liquid crystal display device, the reflection characteristics of a reflection electrode on which a fine structure is formed are required to efficiently illuminate the reflection type liquid crystal display device and obtain a bright display. This is due to the need to illuminate within an angle of 30 °.

 具体的には、例えば、図6(a)に示すように、凹凸の反射部が導光体の出射面に対してなす角度βを(α−30°)とした場合、反射部界面で全反射した光に出射面に対して出射角30°となる光が存在する。 Specifically, for example, as shown in FIG. 6A, when the angle β formed by the uneven reflection portion with respect to the emission surface of the light guide is set to (α−30 °), the entire reflection surface interface is formed. The reflected light includes light having an emission angle of 30 ° with respect to the emission surface.

 図6(b)に示すように、β=αとした場合は、反射部界面で全反射した光に出射面に対して出射角0°で出射する光が存在し、効率よく反射型液晶表示素子を照明できる。 As shown in FIG. 6B, when β = α, light totally emitted at the interface of the reflection portion includes light emitted at an emission angle of 0 ° with respect to the emission surface, and the reflection type liquid crystal display is efficiently performed. The element can be illuminated.

 図6(c)に示すように、β=(α+30°)とすると、出射面に対して出射角30°以下となる照明光が生じるが、β>(α+30°)とすると出射面に対して出射角30°以上の照明光が多くなり、反射型液晶表示素子の照明に適さない。 As shown in FIG. 6C, when β = (α + 30 °), illumination light having an emission angle of 30 ° or less with respect to the emission surface is generated. However, when β> (α + 30 °), illumination light with respect to the emission surface is generated. The amount of illumination light having an emission angle of 30 ° or more increases, which is not suitable for illumination of a reflective liquid crystal display element.

 一方、照明装置から出射する照明光の光量のみについて考えると、βが0°に近いほど光量が多く、βが大きくなるほど光量が減少していく。 On the other hand, considering only the amount of illumination light emitted from the illumination device, the amount of light increases as β approaches 0 °, and decreases as β increases.

 従って、照明光の出射角、光量の双方を考慮すると、反射部は導光体の出射面に対して(α−30°)以上、(α+30°)以下の角度をなすように形成されることが望ましい。 Therefore, considering both the emission angle and the light amount of the illumination light, the reflecting portion is formed to have an angle of (α−30 °) or more and (α + 30 °) or less with respect to the emission surface of the light guide. Is desirable.

 次に、反射型液晶表示素子の表示の2重像による表示品位の劣化の評価方法を説明する。 Next, a method for evaluating deterioration of display quality due to a double image of a display of the reflection type liquid crystal display element will be described.

 図8に示すように、導光体31を前面に配置した反射型液晶表示素子32を、蛍光灯等の光源30によって上方から照明して、観察者37が表示を観察し、この時の表示の2重像による表示品位の低下の度合いを評価した。図9に、評価の結果得られた凹凸の反射部と伝搬部の比率(P2/P1)と2重像との関係を示す。図9中の○印は、2重像が観察されず良好な表示品位であることを示し、△印は、2重像がやや発生するものの表示の認識には支障の無いことを示す。×印は2重像が顕著であり、表示品位に悪影響を及ぼすことを示す。図9によれば、凹凸の反射部と伝搬部の比率(P2/P1)が0.2以下であれば、2重像に対して効果があり、さらに0.05以下であれば良好な表示品位を得ることができることが分かる。 As shown in FIG. 8, a reflective liquid crystal display element 32 having a light guide 31 disposed on the front surface is illuminated from above by a light source 30 such as a fluorescent lamp, and an observer 37 observes the display. Was evaluated for the degree of reduction in display quality due to the double image. FIG. 9 shows the relationship between the ratio (P2 / P1) of the reflection portion and the propagation portion of the unevenness obtained as a result of the evaluation and the double image. In FIG. 9, a circle indicates that a double image is not observed and the display quality is good, and a triangle indicates that a double image is slightly generated but does not hinder display recognition. The mark "x" indicates that the double image is remarkable and adversely affects the display quality. According to FIG. 9, if the ratio (P2 / P1) of the uneven reflection portion and the propagation portion is 0.2 or less, an effect is obtained for a double image, and if the ratio is 0.05 or less, good display is obtained. It can be seen that quality can be obtained.

 従って、反射手段である凹凸の伝搬部の長さ(P1)に対する反射部の長さ(P2)の割合(P2/P1)が、0より大きく、0.2以下となるように形成することによって、観察者37は反射型液晶表示素子の表示を凹凸の主に伝搬部を通して見ることになり、反射部を通過して観察者37に到達する光によって発生する2重像を抑制することができる。 Therefore, by forming the ratio (P2 / P1) of the length (P2) of the reflection portion to the length (P1) of the propagation portion of the unevenness serving as the reflection means to be larger than 0 and equal to or smaller than 0.2. The observer 37 views the display of the reflection type liquid crystal display element mainly through the propagation portion of the unevenness, and can suppress a double image generated by light reaching the observer 37 through the reflection portion. .

 また、上記のように、照明装置の表面に反射防止層が配置されている構成にすると、照明装置の表面反射が低減でき、透過率が向上するため、これを反射型液晶表示素子の照明装置に適用すると、明るく、コントラスト比がよく、鮮明な画像を表示できる表示装置が提供できる。尚、反射型液晶表示素子の表面にも反射防止層が形成されていることが望ましく、この場合には、さらに明るく、コントラスト比のよい表示装置が実現できる。 Further, as described above, when the anti-reflection layer is arranged on the surface of the lighting device, the surface reflection of the lighting device can be reduced and the transmittance can be improved. When applied to a display device, it is possible to provide a display device that can display a bright image with a good contrast ratio and a clear image. It is desirable that an anti-reflection layer is also formed on the surface of the reflection type liquid crystal display element. In this case, a display device which is brighter and has a good contrast ratio can be realized.

 ところで、上述したように、反射手段である凹凸形状が周期的に形成された場合、これをを備えた照明装置では、点灯時に凹凸で反射された光が照明装置の出射面、及び反射型液晶表示素子の表面で反射して再び凹凸を通過して観察者に到達するため、凹凸の干渉による第1の明暗縞が発生する。 By the way, as described above, when the uneven shape as the reflecting means is formed periodically, in the lighting device provided with the light, the light reflected by the unevenness at the time of lighting, the emission surface of the lighting device, and the reflection type liquid crystal. Since the light is reflected on the surface of the display element and passes through the unevenness again to reach the observer, the first light and dark fringes are generated due to interference of the unevenness.

 しかしながら、上記のように、照明装置の出射面、及び反射型液晶表示素子の表面に反射防止層を形成して表面反射を低減させることによって、第1の明暗縞の発生を抑えることができる。 However, as described above, the formation of the first light and dark fringes can be suppressed by forming the antireflection layer on the emission surface of the lighting device and the surface of the reflective liquid crystal display element to reduce surface reflection.

 あるいは、反射型液晶表示素子が偏光選択透過手段を透過した偏光を利用して画像を表示する構成であった場合は、導光体の出射面に偏光選択透過手段を貼り合せることによって第1の明暗縞の発生を抑えることができる。 Alternatively, when the reflective liquid crystal display element is configured to display an image using polarized light transmitted through the polarized light selective transmission means, the first polarized light selective transmission means is attached to the light exit surface of the light guide. The occurrence of light and dark stripes can be suppressed.

 なぜならば、上述したように、偏光板の透過軸又は吸収軸とλ/4板の遅相軸又は進相軸が45°の角度をなすように配置された偏光選択透過手段は、透過した円偏光が反射する際に回転方向が逆転するために、再び偏光選択透過手段に到達したときに偏光板で吸収される。従って、偏光選択透過手段を照明装置の出射面に貼り合せることによって、偏光選択透過手段より後方、即ち、偏光選択透過手段と反射型液晶表示素子の表面での反射光を吸収でき、第1の明暗縞の発生を抑えることができる。また、同様の理由で、コントラスト比のよい表示装置を提供できる。 This is because, as described above, the polarized light selective transmission means arranged such that the transmission axis or absorption axis of the polarizing plate and the slow axis or fast axis of the λ / 4 plate make an angle of 45 °, Since the rotation direction is reversed when the polarized light is reflected, the polarized light is absorbed by the polarizing plate when it reaches the polarized light selective transmission means again. Therefore, by attaching the polarized light selective transmission means to the exit surface of the illumination device, the reflected light on the rear side of the polarized light selective transmission means, that is, on the surface of the polarized light selective transmission means and the reflection type liquid crystal display element can be absorbed. The occurrence of light and dark stripes can be suppressed. Further, for the same reason, a display device with a good contrast ratio can be provided.

 さらに、偏光選択透過手段と反射型液晶表示素子の表面に反射防止層を配置することによって反射光を低減することができ、透過光が増加するため、より一層明るい表示が可能となる。 (4) Further, by arranging the anti-reflection layer on the surface of the polarization selective transmission means and the reflective liquid crystal display element, the reflected light can be reduced, and the transmitted light increases, so that a brighter display can be achieved.

 反射型液晶表示素子と照明装置による表示装置に、入力装置としてタッチパネルを追加した構成とする場合には、導光体とタッチパネルとを兼用する構成とすることができる。即ち、タッチパネルの反射型液晶表示素子側の面を導光体の出射面、観察者側の面を導光体の対向面とし、いずれかの面に反射手段を配置することによって、光源から導光体の入射面を介して入射した光が反射手段で反射し、照明装置から照明光として出射し、反射型液晶表示素子を照明する。 In the case where a touch panel is added as an input device to a display device including a reflective liquid crystal display element and a lighting device, the light guide and the touch panel can also be used. That is, the surface of the touch panel on the side of the reflective liquid crystal display element is the emission surface of the light guide, and the surface on the observer side is the facing surface of the light guide. The light incident through the incident surface of the light body is reflected by the reflection means, emitted from the illumination device as illumination light, and illuminates the reflective liquid crystal display element.

 反射手段は、タッチパネルの表面に透明樹脂による凹凸を成形して得ることができる。または、透明なフィルムの表面に透明樹脂による凹凸が成形された反射シートを貼り合わせて構成できる。さらに、凹凸を備える部材の凹凸上に屈折率の異なる、望ましくは屈折率の低い屈折率層を形成して反射手段とし、タッチパネルの表面に配置してもよい。尚、反射手段は、タッチパネルの反射型液晶表示素子側、即ち導光体の出射面に配置される方が望ましい。なぜなら、タッチパネルの観察者側はタッチペンなどによる入力が行われるため、こちらに反射手段である凹凸を設けると凹凸の傷つき、変形によって照明装置の性能が劣化し、表示品位に影響を及ぼすためである。 Reflection means can be obtained by forming irregularities of a transparent resin on the surface of the touch panel. Alternatively, it can be configured by attaching a reflective sheet having irregularities formed of a transparent resin on the surface of a transparent film. Further, a refractive index layer having a different refractive index, preferably a low refractive index, may be formed on the unevenness of the member having the unevenness to serve as a reflection means, and may be disposed on the surface of the touch panel. It is preferable that the reflection means is disposed on the reflection type liquid crystal display element side of the touch panel, that is, on the light exit surface of the light guide. This is because the viewer side of the touch panel receives an input by using a touch pen or the like, and therefore, if the projections and depressions are provided here, the projections and projections are damaged, and the performance of the illumination device is deteriorated due to deformation, thereby affecting display quality. .

 この構成によれば、従来の表示装置のように、導光体とタッチパネルの両方を備えることで生じる装置の大型化を避けることができ、安価で薄型、軽量で携帯性に優れた表示装置を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to avoid an increase in the size of the device caused by providing both the light guide and the touch panel as in a conventional display device, and to provide a display device that is inexpensive, thin, lightweight, and excellent in portability. Can be realized.

 導光空間を有する照明装置では、透明平板と反射手段とは対向して配置されて導光空間を形成し、光源は導光空間の端面に配置される。そして、光源から導光空間に入射し導光空間を伝搬する光は、反射手段で反射され照明光として照明装置から出射する。 (4) In the lighting device having the light guide space, the transparent flat plate and the reflection unit are arranged to face each other to form a light guide space, and the light source is arranged on an end face of the light guide space. Then, the light that enters the light guide space from the light source and propagates through the light guide space is reflected by the reflection unit and emitted from the lighting device as illumination light.

 本照明装置において、反射手段は多数の凹凸によって構成される。したがって、本照明装置を反射型液晶表示素子に対して使用する場合には、反射手段は透明フィルムの表面に配置された多数の凹凸であり、透明フィルムと多数の凹凸による反射シートが反射型液晶表示素子の表面に貼り合わされる。または、多数の凹凸を反射型液晶表示素子の表面に直接形成して反射手段としてもよい。凹凸はアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明樹脂、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂などで成形して作製できる。これに対向して略平行に配置される透明平板は透明樹脂による平板やガラス板を使用することができる。また、入力装置としてタッチパネルを備えた場合にはタッチパネルを透明平板として適用できる。これらの透明平板には表面に反射防止処理を施すことによって表面反射を低減し、透過率を向上させることが望ましく、本構成によって明るく、コントラスト比のよい表示装置が実現できる。 反射 In this lighting device, the reflection means is composed of a number of irregularities. Therefore, when the present illuminating device is used for a reflective liquid crystal display element, the reflecting means is a large number of irregularities arranged on the surface of the transparent film, and the reflective film formed of the transparent film and the large number of irregularities forms the reflective liquid crystal. It is attached to the surface of the display element. Alternatively, a large number of concaves and convexes may be directly formed on the surface of the reflective liquid crystal display element to serve as a reflection unit. The irregularities can be formed by molding with a transparent resin such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or an epoxy resin, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like. A transparent flat plate and a glass plate made of a transparent resin can be used as the transparent flat plate disposed substantially parallel to the transparent flat plate. When a touch panel is provided as an input device, the touch panel can be applied as a transparent flat plate. It is desirable that the surface of these transparent flat plates be subjected to an antireflection treatment so as to reduce surface reflection and improve transmittance. With this configuration, a bright and high-contrast display device can be realized.

 上記構成によれば導光空間を利用することによって照明装置の軽量化を図ることができる。 According to the above configuration, the weight of the lighting device can be reduced by using the light guide space.

 反射手段における凹凸形状が、導光空間を形成する透明平板に対して傾斜した2つの傾斜部、即ち屈折部と反射部を有するプリズム状をなす構成とすれば、光源から導光空間に入射した光は、透明平板と反射手段で反射を繰り返しながら導光空間を伝搬して凹凸に到達し、界面での屈折率差によって屈折部の界面で屈折し、その屈折光が反射部の界面で反射し、この反射光が照明光として出射する。 If the concave-convex shape of the reflecting means is configured to have two inclined portions inclined with respect to the transparent flat plate forming the light guide space, that is, a prism shape having a refraction portion and a reflection portion, light enters the light guide space from the light source. The light propagates through the light guide space while repeating reflection by the transparent flat plate and the reflection means, reaches the unevenness, and is refracted at the interface of the refraction part due to a difference in refractive index at the interface, and the refracted light is reflected at the interface of the reflection part. Then, the reflected light is emitted as illumination light.

 反射手段における凹凸形状が、その反射部の界面での屈折率差による全反射角度をαとしたとき、反射部が反射手段及び反射型液晶表示素子と略平行に配置された透明平板に対してなす角度βが、α−30°≦β≦α+30°・・・(1)式の関係を満たす構成とすることが望ましい。 When the unevenness in the reflecting means is α, the total reflection angle due to the difference in the refractive index at the interface of the reflecting part is relative to a transparent flat plate in which the reflecting part is arranged substantially parallel to the reflecting means and the reflective liquid crystal display element. It is desirable that the angle β to be formed satisfies the relationship of α−30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1).

 具体的には、例えば、図7(a)に示すように、反射部が透明平板に対してなす角度、即ち反射型液晶表示素子に対してなす角度βを(α−30°)とした場合、反射部界面で全反射した光に透明平板の垂線に対して30°、即ち反射型液晶表示素子に対する入射角が30°をなす光が存在する。 More specifically, for example, as shown in FIG. 7A, when the angle formed by the reflective portion with respect to the transparent flat plate, that is, the angle β formed with respect to the reflective liquid crystal display element is (α−30 °). In addition, there is light whose total angle of reflection is 30 ° with respect to the normal to the transparent flat plate, that is, light whose incident angle with respect to the reflective liquid crystal display element is 30 °.

 図7(b)に示すように、β=αとした場合は、反射部界面で全反射した光に透明平板の垂線に対して又は反射型液晶表示素子に対する入射角が0°の角度をなす光が存在し、効率よく反射型液晶表示素子を照明できる。 As shown in FIG. 7B, when β = α, the angle of incidence of the light totally reflected at the interface of the reflecting portion with respect to the perpendicular of the transparent flat plate or with respect to the reflective liquid crystal display element is 0 °. The presence of light can efficiently illuminate the reflective liquid crystal display device.

 図7(c)に示すように、β=(α+30°)とした場合は、透明平板の垂線に対する角度及び反射型液晶表示素子に対する入射角が30°以下となる照明光が生じる。しかし、β>(α+30°)とすると、透明平板の垂線に対する角度及び反射型液晶表示素子に対する入射角が30°以上の照明光が多くなり、反射型液晶表示素子の照明に適さない。 ΒAs shown in FIG. 7C, when β = (α + 30 °), illumination light having an angle with respect to the perpendicular of the transparent flat plate and an incident angle with respect to the reflective liquid crystal display element of 30 ° or less is generated. However, if β> (α + 30 °), the amount of illumination light whose angle to the perpendicular of the transparent flat plate and the incident angle to the reflective liquid crystal display element is 30 ° or more increases, which is not suitable for illumination of the reflective liquid crystal display element.

 従って、反射部が透明平板に対してなす角βを上記(1)式に従って設計することで、反射型液晶表示素子を効率よく照明でき、明るい表示を行うことが可能となる。 Therefore, by designing the angle β formed by the reflection portion with respect to the transparent flat plate according to the above equation (1), the reflection type liquid crystal display element can be efficiently illuminated and a bright display can be performed.

 反射手段における凹凸に起因する反射型液晶表示素子の表示の2重像について考慮すると、図9に示す結果から、導光空間による照明装置において、反射手段である凹凸が形成されていない領域(P1’)に対する凹凸が形成されている領域(P2’)の割合(P2’/P1’)が0より大きく、0.2以下にすると、反射型液晶表示素子の表示が2重に観察されることがなく、良好な表示品位を得ることができることが分かる。さらに望ましくは、比率(P2’/P1’)を0.05以下とすることで鮮明な表示を提供することができる。 Considering the double image of the display of the reflection type liquid crystal display element caused by the unevenness in the reflecting means, the result shown in FIG. 9 shows that in the illumination device using the light guide space, the area (P1) where the unevenness as the reflecting means is not formed If the ratio (P2 '/ P1') of the region (P2 ') where the unevenness is formed with respect to (') is greater than 0 and less than or equal to 0.2, the display of the reflective liquid crystal display element is observed twice. It can be seen that good display quality can be obtained without any. More desirably, by setting the ratio (P2 '/ P1') to 0.05 or less, a clear display can be provided.

 導光空間を備えた照明装置を反射型液晶表示素子の前面に配置し、これを照明する場合、透明平板にはガラス板、透明樹脂による板、又はタッチパネルを適用することができるが、これらの透明平板に反射防止処理を施すことによって照明装置の透過率が向上し、明るく、コントラスト比のよい表示装置が実現できる。 When an illuminating device having a light guiding space is arranged on the front surface of the reflective liquid crystal display element and illuminates the illuminating device, a glass plate, a transparent resin plate, or a touch panel can be applied to the transparent flat plate. By performing the anti-reflection treatment on the transparent flat plate, the transmittance of the lighting device is improved, and a bright and high-contrast display device can be realized.

 以上の構成の照明装置における反射手段の凹凸が周期的に形成される場合には、その筋の方向が、液晶表示素子の画素パターンの繰り返しの水平方向と一致しないように配置することが望ましい。 In the case where the unevenness of the reflecting means is periodically formed in the lighting device having the above-described configuration, it is desirable that the direction of the streak is arranged so as not to coincide with the repeated horizontal direction of the pixel pattern of the liquid crystal display element.

 周期的な凹凸が形成された反射手段を備えた照明装置をフロントライトとして反射型液晶表示素子の前方に配置すると、反射手段の凹凸と反射型液晶表示素子の画素パターンとが干渉して第2の明暗縞が発生するが、凹凸が形成された筋の方向と画素パターンの繰り返しの方向とに角度を与えることによって、第2の明暗縞の周期が短くなり、やがて観察されなくなるという現象が生じるからである。 When a lighting device provided with a reflecting means having periodic unevenness is arranged as a front light in front of the reflective liquid crystal display element, the unevenness of the reflecting means and the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element interfere with each other, so that the second However, by giving an angle between the direction of the streaks on which the irregularities are formed and the direction of repetition of the pixel pattern, the cycle of the second light and dark stripes is shortened, and a phenomenon occurs in which the second light and dark stripes are eventually not observed. Because.

 具体的に、図4に、2.0型、2.5型のデルタ配列の反射型液晶表示素子の前方に周期的な凹凸が形成された反射手段を備えた照明装置を配置し、凹凸の筋の方向と画素パターンの水平方向とに角度を与えて第2の明暗縞を観察し、第2の明暗縞が観察されない角度範囲を見出した結果を示す。また、図5に、3.8型QVGAのストライプ配列の反射型液晶表示素子についても同様の実験を行った結果を示す。 Specifically, in FIG. 4, an illuminating device provided with a reflection means having periodic irregularities is disposed in front of a reflection type liquid crystal display element having a 2.0-type or a 2.5-type delta arrangement. The result of observing the second light and dark fringes by giving an angle between the direction of the streak and the horizontal direction of the pixel pattern and finding the angle range in which the second light and dark fringes are not observed is shown. FIG. 5 shows the results of a similar experiment performed on a reflection type liquid crystal display device having a 3.8-type QVGA stripe arrangement.

 図4及び図5によると、凹凸の周期によって角度範囲にばらつきがあるものの、反射型液晶表示素子がデルタ配列であった場合は10°から25°、及び55°から80°の角度範囲、ストライプ配列であった場合は15°から75°の角度範囲で第2の明暗縞が観察されなくなり、良好な表示品位を得ることができる。 According to FIGS. 4 and 5, although the angular range varies depending on the period of the unevenness, when the reflective liquid crystal display element has a delta arrangement, the angular range is 10 ° to 25 °, and 55 ° to 80 °, and the stripes. In the case of the arrangement, the second light and dark fringes are not observed in the angle range of 15 ° to 75 °, and good display quality can be obtained.

 以上説明したように、本発明の照明装置によれば、反射手段における凹凸の傷つきや変質及び導光体の反りを低減でき、信頼性を向上させることができる。本発明の照明装置を備えた表示装置によれば、2重像や明暗縞の発生を抑制することができ、明るくコントラスト比のよい、高品位の表示を行うことができる。加えて、照明装置及び表示装置の薄型化、軽量化、低価格化を図ることができる。 As described above, according to the lighting device of the present invention, it is possible to reduce the damage and deterioration of the unevenness in the reflecting means and the warpage of the light guide, thereby improving the reliability. According to the display device provided with the illumination device of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of double images and bright and dark stripes, and to perform bright, high-contrast, high-quality display. In addition, the lighting device and the display device can be reduced in thickness, weight, and cost.

 より詳しくは、導光体は出射面及び対向面が平面であるため、材質の選択肢を多くとることができ、例えばガラスを選択すれば、透明樹脂に比べ剛性が高いため、反射手段が配置されていない平面に反射防止フイルムなどを貼り合わせ、導光体の透過率を向上させた場合でも、温度変化などによって生じる反りを低減できて信頼性が増す。 More specifically, since the light guide has a flat exit surface and an opposing surface, it is possible to take many choices of materials.For example, if glass is selected, the rigidity is higher than that of a transparent resin. Even when an antireflection film or the like is stuck on a flat surface to improve the transmittance of the light guide, the warpage caused by a change in temperature or the like can be reduced, and the reliability increases.

 具体的には、凹凸形状を導光体と一体に成形する場合には、その材質にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などに代表される透明樹脂等を用いて、導光体と反射手段を同時に成形することができる。 Specifically, when the uneven shape is formed integrally with the light guide, the light guide is made of a transparent resin such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, or an epoxy resin as a material, and the light guide is formed by reflection. The means can be molded simultaneously.

 凹凸形状を導光体とは別に成形する場合には、凹凸形状は導光体の出射面又は対向面にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの他に、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等の透明樹脂を用いて成形することができ、材質の選択肢を多くとることができる。即ち、凹凸形状に硬度、対薬品性などの信頼性を有する材質を選ぶことができる。 When the uneven shape is formed separately from the light guide, the uneven shape may be an acrylic resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like on an emission surface or a facing surface of the light guide. Can be formed using a transparent resin such as the above, and the choice of materials can be increased. That is, a material having reliability such as hardness and chemical resistance can be selected for the uneven shape.

 反射手段を、凹凸を有する部材と、凹凸上に屈折率の異なる、好ましくは屈折率の低い屈折率層が形成された構成とする場合には、凹凸の傷つき、変質などによる照明装置の性能の低下を防止することができる。 When the reflecting means has a configuration in which a member having unevenness and a refractive index layer having a different refractive index, preferably a low refractive index, are formed on the unevenness, the performance of the illumination device due to damage of the unevenness, deterioration, etc. The drop can be prevented.

 反射手段を、反射シートを利用する構成とする場合には、出射面及び対向面に反射シートと反射防止フィルムを貼り合わせることで、導光体の透過率を向上させることができる他、双方がバランスを取って温度変化などで発生する導光体の反りをより低減することができる。 In the case where the reflection means is configured to use a reflection sheet, the transmittance of the light guide can be improved by bonding the reflection sheet and the antireflection film to the emission surface and the opposing surface, and both of them can be improved. It is possible to reduce the warpage of the light guide caused by a temperature change or the like by taking a balance.

 反射手段を導光体の対向面に配置する場合には、低屈折率層の表面に防汚膜(撥水層)、ハードコート層などを形成することによって、照明装置の表面の信頼性を向上させることができ、反射防止層を形成することによって表面の反射率を低減させることができる。 When the reflection means is disposed on the opposite surface of the light guide, the reliability of the surface of the lighting device is improved by forming an antifouling film (water repellent layer), a hard coat layer, etc. on the surface of the low refractive index layer. The surface reflectance can be reduced by forming the antireflection layer.

 反射手段を導光体の出射面に配置する場合には、凹凸が導光体によって保護されるため、反射手段の信頼性を向上させることができる。 (4) When the reflecting means is disposed on the light emitting surface of the light guide, the unevenness is protected by the light guide, so that the reliability of the reflecting means can be improved.

 反射手段と透明平板とで構成された導光空間を利用した照明装置では、表示装置のより一層の軽量化を図ることができる。 (4) In the lighting device using the light guide space constituted by the reflection means and the transparent flat plate, the weight of the display device can be further reduced.

 反射型液晶表示素子と照明装置による表示装置に、入力装置としてタッチパネルを追加した構成とする場合には、導光体とタッチパネルとを兼用する構成とすることができる。この場合には、表示装置、携帯情報端末等の薄型化、軽量化及び低価格化を実現することができる。 In the case where a touch panel is added as an input device to a display device including a reflective liquid crystal display element and a lighting device, the light guide and the touch panel can also be used. In this case, it is possible to reduce the thickness, weight, and cost of the display device, the portable information terminal, and the like.

 反射手段における凹凸形状が、導光体の出射面に略平行な伝搬部と傾斜した反射部とで構成されるプリズム状の形状であれば、凹凸よりも屈折率の低い空気層や屈折率層と界面を形成する場合に全反射が発生し、より効率よく照明光を出射することができる。 If the concave and convex shape in the reflecting means is a prism-like shape composed of a propagation portion substantially parallel to the light emitting surface of the light guide and an inclined reflecting portion, an air layer or a refractive index layer having a lower refractive index than the concave and convex portions. When an interface is formed, total reflection occurs, and illumination light can be emitted more efficiently.

 反射手段における凹凸形状が、反射部の界面での屈折率差による全反射角度をαとしたとき、反射部が導光体の出射面又は透明平板に対してなす角度βが、上記(1)式の関係を満たすようにすると、効率よく反射型液晶表示素子を照明することができるので、明るく、コントラスト比のよい、高品位の表示を行うことができる表示装置が得られる。 Assuming that the total reflection angle due to the difference in the refractive index at the interface of the reflecting portion is α, the angle β formed by the reflecting portion with respect to the light exit surface of the light guide or the transparent flat plate is (1). By satisfying the relationship of the expression, the reflective liquid crystal display element can be efficiently illuminated, so that a display device which is bright, has a good contrast ratio, and can perform high-quality display can be obtained.

 また、反射手段である凹凸の伝搬部の長さに対する反射部の長さの割合(P2/P1)、又は凹凸の形成されている領域と形成されていない領域の割合(P2’/P1’)が所定の関係を満たすようにすることで、反射型液晶表示素子の2重像や明暗縞の発生を抑制することができる。 Further, the ratio of the length of the reflecting portion to the length of the propagation portion of the unevenness as the reflecting means (P2 / P1), or the ratio of the area where the unevenness is formed and the area where the unevenness is not formed (P2 ′ / P1 ′). Satisfies a predetermined relationship, it is possible to suppress the occurrence of double images and bright and dark stripes of the reflective liquid crystal display element.

 加えて、照明装置の出射面に反射型液晶表示素子の偏光選択手段を配置することによって、明暗縞が発生せず、明るく、コントラスト比のよい、高品位の表示を行うことができる表示装置が得られる。 In addition, by arranging the polarization selecting means of the reflection type liquid crystal display element on the emission surface of the illumination device, a display device capable of performing bright, high-contrast ratio, high-quality display without causing bright and dark stripes is provided. can get.

 以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

  (実施形態1)
 図1及び図2に、本発明の実施形態1による照明装置と、それを備えた反射型液晶表示素子による表示装置の構成例を示す。
(Embodiment 1)
1 and 2 show a configuration example of a lighting device according to a first embodiment of the present invention and a display device including a reflective liquid crystal display device including the lighting device.

 この実施形態1は、図1及び図2に示すように、照明装置100は、光源101、導光体102、反射手段103及び反射防止フイルム104で構成される。また、反射型液晶表示素子110は、偏光選択透過手段111、一対のガラス基板112a、112bと、その間に挟持された液晶層113、及びその背面側に配置された反射電極114で構成される。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the lighting device 100 includes a light source 101, a light guide 102, a reflection unit 103, and an antireflection film 104. The reflection type liquid crystal display element 110 includes a polarization selective transmission unit 111, a pair of glass substrates 112a and 112b, a liquid crystal layer 113 interposed therebetween, and a reflection electrode 114 disposed on the back side thereof.

 具体的には、光源101に蛍光管を使用し、導光体102には屈折率1.53のガラス板を適用した。ここで、導光体102において、照明装置100の照明光が出射する側の面を出射面102bとし、これに対向する面を対向面102cとする。導光体102の対向面102cに、導光体102とは別に形成された凹凸による反射手段103は、紫外線硬化樹脂である大日本インキ化学工業(株)製のGRNDICRC−8720を使用した。この紫外線硬化樹脂は、硬化後の屈折率が1.52、剛性率が2.1×1010dyn/cm2である。従って、屈折率はガラス板とほぼ等しく、また、剛性率が高いので傷つきにくく、高い信頼性を得ることができる。この紫外線硬化樹脂をガラス板上に塗布し、さらに金型を配置してガラス板側から紫外線を照射することで樹脂を硬化させ、金型の形状を転写することで凹凸による反射手段103を形成できる。 Specifically, a fluorescent tube was used as the light source 101, and a glass plate having a refractive index of 1.53 was used as the light guide 102. Here, in the light guide body 102, a surface on the side from which the illumination light of the illumination device 100 emits light is defined as an emission surface 102b, and a surface facing this is defined as an opposite surface 102c. As the reflecting means 103 formed by unevenness formed separately from the light guide 102 on the opposing surface 102c of the light guide 102, GRNDICRC-8720 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., which is an ultraviolet curable resin, was used. This UV-curable resin has a refractive index after curing of 1.52 and a rigidity of 2.1 × 10 10 dyn / cm 2 . Therefore, the refractive index is almost equal to that of the glass plate, and the rigidity is high, so that the glass is hardly damaged and high reliability can be obtained. This ultraviolet-curing resin is applied on a glass plate, a mold is arranged, the resin is cured by irradiating ultraviolet rays from the glass plate side, and the shape of the mold is transferred to form the reflection means 103 by unevenness. it can.

 反射防止フィルム104には、透明基材であるTACフィルム上に反射防止層が形成された日東電工(株)製のTAC−HC/ARを使用し、導光体102の出射面102bに粘着層を介して貼り合わせた。 For the anti-reflection film 104, a TAC-HC / AR manufactured by Nitto Denko Corporation having an anti-reflection layer formed on a TAC film as a transparent base material is used, and an adhesive layer is formed on the emission surface 102b of the light guide 102. Pasted together.

 反射型液晶表示素子110は、2.0型のデルタ配列で、画素数が280×220、画素サイズが145.5×138.5μmである。 The reflective liquid crystal display element 110 has a 2.0-type delta arrangement, the number of pixels is 280 × 220, and the pixel size is 145.5 × 138.5 μm.

 偏光選択透過手段111は、図2の部分拡大図に示すように、偏光板111a、λ/2板111b、及びλ/4板111cが粘着層を介してこの順で貼り合わされており、λ/4板111cがガラス基板112aに貼り合わされている。この偏光選択透過手段111に入射した光は、偏光板111aで直線偏光のみが選択され、λ/2板111bでλ/4板111cの遅相軸(又は進相軸)と45°の角度をなす直線偏光に旋光され、λ/4板111cは直線偏光を円偏光に変換する。 As shown in the partial enlarged view of FIG. 2, the polarization selective transmission unit 111 includes a polarizing plate 111a, a λ / 2 plate 111b, and a λ / 4 plate 111c bonded together in this order via an adhesive layer. Four plates 111c are bonded to a glass substrate 112a. For the light incident on the polarization selective transmission unit 111, only linearly polarized light is selected by the polarizing plate 111a, and the angle of the slow axis (or fast axis) of the λ / 4 plate 111c with the λ / 2 plate 111b is set to 45 °. The λ / 4 plate 111c converts the linearly polarized light into circularly polarized light.

 従って、反射型液晶表示素子110は、周囲光又は照明装置100からの照明光のうち、偏光選択透過手段111を通過した円偏光を画素毎に液晶層113で変調しつつ、反射電極114で反射させて再び偏光選択透過手段111を通過する光の光量を制御することで画像を表示する。 Therefore, the reflective liquid crystal display element 110 reflects the circularly polarized light, which has passed through the polarization selective transmission unit 111, of the ambient light or the illumination light from the illumination device 100 on the liquid crystal layer 113 for each pixel, and reflects the circularly polarized light on the reflection electrode 114. Then, an image is displayed by controlling the amount of light passing through the polarization selective transmission unit 111 again.

 反射電極114は、入射光を散乱反射させて広い視角範囲で良好な表示品位の画像を提供するために、表面に微細構造(MRS)が形成されており、図3に示すような散乱特性を有している。 The reflective electrode 114 has a fine structure (MRS) formed on its surface in order to scatter and reflect incident light to provide an image of good display quality in a wide viewing angle range, and has a scattering characteristic as shown in FIG. Have.

 次に、凹凸による反射手段103について説明する。凹凸は、図1の部分拡大図に示すように、導光体102の出射面102bに略平行な伝搬部103aと、出射面102bに対し傾斜した反射部103bとからなる。従って、光源101からの光は、導光体102に入射面102aを介して内部に入射し、全反射を繰り返しながら伝搬した光は、凹凸の反射部103bに到達し、界面で全反射されて導光体102の出射面102b、即ち照明装置100の出射面100aから出射して反射型液晶表示素子110を照明する。 Next, a description will be given of the reflecting means 103 using unevenness. As shown in the partially enlarged view of FIG. 1, the unevenness is composed of a propagation portion 103a substantially parallel to the emission surface 102b of the light guide 102, and a reflection portion 103b inclined with respect to the emission surface 102b. Accordingly, light from the light source 101 enters the light guide 102 via the incident surface 102a, and light that propagates while repeating total reflection reaches the uneven reflection portion 103b and is totally reflected at the interface. The light exits from the exit surface 102b of the light guide 102, that is, the exit surface 100a of the lighting device 100, and illuminates the reflective liquid crystal display element 110.

 ここで、図3に示した反射型液晶表示素子110における反射電極114の散乱特性によると、入射角30°以内の照明光を効率よく正面方向に散乱反射するため、照明光の入射角は30°以内であることが望ましい。 Here, according to the scattering characteristics of the reflective electrode 114 in the reflective liquid crystal display element 110 shown in FIG. 3, the illumination light within an incident angle of 30 ° is efficiently scattered and reflected in the front direction. It is desirable that it is within °.

 具体的には、凹凸による反射手段103の反射部103bと導光体102の出射面102bとがなす角度βと、凹凸による反射手段103と空気の界面での全反射角αとの間に、下記(1)式、
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係が成り立つように凹凸の形状を設計することによって、上記のような照明光を得ることができる。
Specifically, between the angle β formed between the reflecting portion 103b of the reflecting means 103 due to the unevenness and the emission surface 102b of the light guide 102 and the total reflection angle α at the interface between the reflecting means 103 and the air caused by the unevenness, The following formula (1),
α-30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
The illumination light as described above can be obtained by designing the shape of the unevenness so that the relationship of

 本実施形態1では、凹凸による反射手段103は、屈折率1.52の透明樹脂からなり、空気と界面を形成しているため、その全反射角αは、下記(2)式、
  α=sin-1(1.0/1.52)=41.8°・・・(2)
で与えられる。
In the first embodiment, since the reflecting means 103 formed by the unevenness is made of a transparent resin having a refractive index of 1.52 and forms an interface with air, the total reflection angle α is expressed by the following equation (2).
α = sin −1 (1.0 / 1.52) = 41.8 ° (2)
Given by

 従って、βをαにほぼ等しい40°とした。 Therefore, β was set to 40 ° which is almost equal to α.

 導光体102の出射面102b、及びこれにほぼ平行な照明装置100の出射面100aに対する出射角、即ち反射型液晶表示素子110に対する入射角がほぼ0°の照明光を得ることができ、反射型液晶表示素子110を効率よく照明することができる。 It is possible to obtain illumination light having an emission angle with respect to the emission surface 102b of the light guide 102 and the emission surface 100a of the illumination device 100 substantially parallel thereto, that is, an incidence angle with respect to the reflective liquid crystal display element 110 of approximately 0 °. The liquid crystal display element 110 can be efficiently illuminated.

 反射手段103の凹凸周期と、形成される筋の方向は、反射型液晶表示素子110の画素パターンとの干渉によって発生する第2の明暗縞による表示品位の劣化を防止するために、図4に従って決定した。即ち、反射型液晶表示素子110が2.0型のデルタ配列であるので、反射手段103は、図2に示すように、周期Pを390μmで、反射型液晶表示素子110の画素パターンの水平方向と14°の角度をなすように形成した。これにより、周期的に形成された凹凸からなる反射手段103と反射型液晶表示素子110の画素パターンとの干渉による第2の明暗縞の周期が短くなるので、観察者に認識されず、反射型液晶表示素子110の表示品位を損なうことが無い。 The period of the unevenness of the reflection means 103 and the direction of the streaks are determined according to FIG. 4 in order to prevent the deterioration of the display quality due to the second light and dark fringes generated by the interference with the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element 110. Were determined. That is, since the reflection type liquid crystal display element 110 has a 2.0 type delta arrangement, the reflection means 103 has a period P of 390 μm and a horizontal direction of the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element 110 as shown in FIG. And 14 °. This shortens the period of the second light and dark fringes due to interference between the reflective means 103, which is composed of periodically formed irregularities, and the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 110, and is not recognized by the observer. The display quality of the liquid crystal display element 110 is not impaired.

 さらに、反射手段103である凹凸の周期390μmのうち、伝搬部103aの長さP1を平均370μm、反射部103bの長さP2を平均20μmとして、伝搬部103aに対する反射部103bの割合(P2/P1)を0.05程度とした。従って、観察者は反射型液晶表示素子110の表示を主に伝搬部103aを通して見ることになり、反射部103bを通過して観察者に到達する光によって発生する2重像を防止でき、良好な表示品位を得ることができた。 Further, of the irregularity period 390 μm of the reflection means 103, the length P1 of the propagation portion 103a is 370 μm on average and the length P2 of the reflection portion 103b is 20 μm on average, and the ratio of the reflection portion 103b to the propagation portion 103a (P2 / P1 ) Was set to about 0.05. Therefore, the observer views the display of the reflection type liquid crystal display element 110 mainly through the propagation section 103a, and can prevent a double image generated by the light reaching the observer through the reflection section 103b, which is favorable. The display quality was obtained.

 また、導光体102の出射面102bに配置された反射防止フィルム104は、導光体102の表面反射を低減し透過率を向上させる効果があるため、周囲光によって反射型液晶表示素子110の表示を観察する場合に、明るくコントラスト比のよい表示を行うことができる。また、照明装置100の点灯時には、導光体102の対向面102cに周期的に形成された凹凸による反射手段103に起因する第1の明暗縞の発生を抑制するため、反射型液晶表示素子110の表示品位を向上させることができる。同様の理由で、反射型液晶表示素子110の表面、即ち、偏光選択透過手段111の表面にも反射防止処理が施されていることが望ましい。 Further, the antireflection film 104 disposed on the emission surface 102b of the light guide 102 has an effect of reducing the surface reflection of the light guide 102 and improving the transmittance. When observing the display, a bright display with a good contrast ratio can be performed. When the lighting device 100 is turned on, the reflection type liquid crystal display element 110 is used to suppress the occurrence of the first light and dark fringes caused by the reflecting means 103 due to the unevenness periodically formed on the opposing surface 102 c of the light guide 102. Display quality can be improved. For the same reason, it is desirable that the surface of the reflective liquid crystal display element 110, that is, the surface of the polarization selective transmission unit 111 is also subjected to an antireflection treatment.

 また、本実施形態1では、導光体102にガラス板を用いているため、高温及び低温の環境下でも反射手段103を形成する透明樹脂及び反射防止フィルム104の熱膨張によって生じる反りを低減することができ、照明装置100の信頼性が向上する。また、反射手段103を形成する透明樹脂には剛性や高度の高い樹脂を選択することによって、傷付きなどによる性能の劣化を防止することができる。 Further, in the first embodiment, since a glass plate is used for the light guide 102, warpage caused by thermal expansion of the transparent resin and the antireflection film 104 forming the reflection unit 103 is reduced even in a high-temperature and low-temperature environment. And the reliability of the lighting device 100 is improved. Further, by selecting a resin having high rigidity and high degree as the transparent resin forming the reflection means 103, it is possible to prevent the performance from being deteriorated due to scratches or the like.

 上記構成の照明装置100と反射型液晶表示素子110とにより、明るく、表示品位が良好な画像を提供でき、信頼性の高い表示装置を実現できた。 (4) With the illumination device 100 and the reflective liquid crystal display element 110 having the above-described configurations, a bright and high-quality image can be provided, and a highly reliable display device can be realized.

 尚、本実施形態1では、光源に蛍光管を使用したが、他にもELやLED、LEDと棒状導光体の組み合わせなど、導光体の入射面に均一に光を照射する光源であればいずれを用いても良い。 In the first embodiment, a fluorescent tube is used as a light source. However, any other light source such as an EL, an LED, and a combination of an LED and a rod-shaped light guide that uniformly irradiates the light incident surface of the light guide may be used. Any one may be used.

 導光体102の材質は、ガラスの他にも、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂に代表される透明樹脂などを適宜用いることができる。 As the material of the light guide 102, a transparent resin typified by an acrylic resin, a polycarbonate resin, or an epoxy resin, in addition to glass, can be used as appropriate.

 反射手段103の材質は、紫外線硬化樹脂に限らず、熱硬化樹脂やアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂に代表される透明樹脂などを適宜用いることができる。また、反射手段103は、透明基材上に透明樹脂による凹凸を多数形成した反射シートを導光体102に貼り合わせて構成しても良い。 材質 The material of the reflection means 103 is not limited to an ultraviolet curable resin, and a thermosetting resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a transparent resin represented by an epoxy resin, or the like can be appropriately used. In addition, the reflection unit 103 may be configured by attaching a reflection sheet in which a large number of irregularities made of a transparent resin are formed on a transparent base material to the light guide 102.

 導光体102の出射面102bには反射防止フィルム104を貼り合わせるほかに、導光体102に直接反射防止層を形成しても良い。また、本実施形態1における反射型液晶表示素子110のように、偏光選択透過手段111が偏光板111a、λ/4板111cを備えたものであった場合は、反射防止フィルム104の代わりに偏光選択透過手段111を導光体102の出射面102bに貼り合わせても良い。 ほ か In addition to bonding the antireflection film 104 to the light exit surface 102b of the light guide 102, an antireflection layer may be formed directly on the light guide 102. Further, when the polarization selective transmission unit 111 includes a polarizing plate 111a and a λ / 4 plate 111c as in the reflection type liquid crystal display element 110 in the first embodiment, a polarization is used instead of the antireflection film 104. The selective transmission unit 111 may be attached to the emission surface 102b of the light guide 102.

 反射手段103の凹凸周期と形成される筋の方向は上記に限ったものではなく、図4及び図5に示すように反射型液晶表示素子の画素パターンによって変化する。即ち、図2に示す反射手段103の形成される凹凸の筋の方向は、その周期によって異なるが、画素パターンがデルタ配列の場合は、図4に示すように、画素パターンの水平方向と10°〜25°、及び55°〜80°の角度を持たせることが望ましく、画素パターンがストライプ配列の場合は、図5に示すように、15°〜75°の角度を持たせることが望ましい。 凹凸 The period of the unevenness of the reflection means 103 and the direction of the streaks are not limited to those described above, and vary depending on the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element as shown in FIGS. That is, the direction of the streaks of the unevenness formed by the reflection means 103 shown in FIG. 2 differs depending on the period. However, when the pixel pattern is in a delta arrangement, as shown in FIG. It is desirable to have an angle of 25 ° to 25 ° and 55 ° to 80 °. When the pixel pattern has a stripe arrangement, it is desirable to have an angle of 15 ° to 75 ° as shown in FIG.

 これらの導光体102、反射手段103、反射防止処理104、及び偏光選択透過手段111の種類の選択は、照明装置の性能、信頼性を考慮して適宜決定される。 The selection of the types of the light guide 102, the reflection means 103, the antireflection treatment 104, and the polarization selective transmission means 111 is appropriately determined in consideration of the performance and reliability of the lighting device.

 反射型液晶表示素子110は、偏光選択透過手段111を備え、円偏光を変調して画像を表示するものに限らず、さまざまな液晶分子のモードを利用した反射型液晶表示素子を適用することができる。 The reflection type liquid crystal display element 110 includes a polarization selective transmission unit 111, and is not limited to one that displays an image by modulating circularly polarized light, and may be a reflection type liquid crystal display element using various modes of liquid crystal molecules. it can.

  (実施形態2)
 図10及び図11に、本発明の実施形態2による照明装置と、それを備えた反射型液晶表示素子による表示装置の構成例を示す。
(Embodiment 2)
10 and 11 show a configuration example of a lighting device according to the second embodiment of the present invention and a display device including a reflective liquid crystal display device including the lighting device.

 この実施形態2は、図10及び図11に示すように、照明装置200は、光源201、導光体202、低屈折率層204、保護フィルム205及び偏光選択透過手段211で構成されており、ここで、導光体202において、照明装置200の照明光が出射する側の面を出射面202bとし、これに対向する面を対向面202cとする。照明装置200において、反射手段203は、導光体202の出射面202bに一体に形成された多数の凹凸の表面に、屈折率が導光体202よりも小さい低屈折率層204を形成して構成されており、この低屈折率層204上には更に保護フィルム205が貼り合わされている。また、反射型液晶表示素子210は、一対のガラス基板212a、212bと、その間に挟持された液晶層213、及びその背面側に配置された反射電極214で構成される。 In Embodiment 2, as shown in FIGS. 10 and 11, the lighting device 200 includes a light source 201, a light guide 202, a low refractive index layer 204, a protective film 205, and a polarized light selective transmission unit 211, Here, in the light guide 202, the surface of the illumination device 200 on the side from which the illumination light is emitted is defined as an emission surface 202b, and the surface facing the surface is defined as an opposite surface 202c. In the illumination device 200, the reflection means 203 forms a low refractive index layer 204 having a refractive index smaller than that of the light guide 202 on the surface of a large number of irregularities integrally formed on the emission surface 202 b of the light guide 202. The protective film 205 is further laminated on the low refractive index layer 204. The reflection type liquid crystal display element 210 includes a pair of glass substrates 212a and 212b, a liquid crystal layer 213 sandwiched therebetween, and a reflection electrode 214 disposed on the back side thereof.

 具体的には、光源201に蛍光管を使用し、導光体202には屈折率が1.58のポリカーボネートを射出成形して対向面202cに反射手段203となる凹凸を一体に形成した。 Specifically, a fluorescent tube was used for the light source 201, and polycarbonate having a refractive index of 1.58 was injection-molded for the light guide 202, and concavities and convexities serving as the reflection means 203 were integrally formed on the facing surface 202c.

 低屈折率層204には、大日本インキ化学工業(株)製の紫外線硬化樹脂DEFENSA7702Aを適用した。この紫外線硬化樹脂は硬化後の屈折率が1.38であり、導光体202の材質であるポリカーボネートより低屈折率である。 紫外線 UV curable resin DEFENSA7702A manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. was applied to the low refractive index layer 204. This UV-curable resin has a refractive index of 1.38 after curing, and has a lower refractive index than polycarbonate, which is a material of the light guide 202.

 保護フィルム205には、基材としてPETフィルム205aを適用し、図10の部分拡大図に示すように、片面にハードコート層、反射防止層及び防汚層である層205bを形成した。 (4) A PET film 205a was applied as a base material to the protective film 205, and a hard coat layer, an antireflection layer, and a layer 205b serving as an antifouling layer were formed on one surface as shown in a partially enlarged view of FIG.

 導光体202の対向面202cに形成された反射手段203となる凹凸上に上記紫外線硬化樹脂を塗布し、さらに保護フイルム205を配置して、この保護フィルム205側から紫外線を照射することによって低屈折率層204を形成し、導光体202、保護フィルム205を一体とした。ここで、保護フィルム205は、ハードコート層、反射防止層及び防汚層である層205bが外側となるように配置している。 The UV curable resin is applied on the irregularities serving as the reflection means 203 formed on the opposing surface 202c of the light guide 202, and a protective film 205 is further disposed. The refractive index layer 204 was formed, and the light guide 202 and the protective film 205 were integrated. Here, the protective film 205 is disposed such that the layer 205b serving as the hard coat layer, the antireflection layer, and the antifouling layer is on the outside.

 偏光選択透過手段211は、図11の部分拡大図に示すように、偏光板211a、λ/2板211b、及びλ/4板211cが粘着層を介してこの順で貼り合わされており、偏光板211aが粘着層を介して導光体202の出射面202bに貼り合わされている。この偏光選択透過手段211に入射した光は、偏光板211aで直線偏光のみが選択され、λ/2板211bで旋光され、λ/4板211cは直線偏光を円偏光に変換する。 As shown in a partially enlarged view of FIG. 11, the polarization selective transmission unit 211 includes a polarizing plate 211a, a λ / 2 plate 211b, and a λ / 4 plate 211c bonded in this order via an adhesive layer. 211a is bonded to the emission surface 202b of the light guide 202 via an adhesive layer. As for the light incident on the polarization selective transmission unit 211, only the linearly polarized light is selected by the polarizing plate 211a, the light is rotated by the λ / 2 plate 211b, and the λ / 4 plate 211c converts the linearly polarized light into circularly polarized light.

 反射型液晶表示素子210は、2.5型のデルタ配列で、画素数が280×220、画素サイズが179.5×168.5μmである。 The reflection type liquid crystal display element 210 has a 2.5-type delta arrangement, the number of pixels is 280 × 220, and the pixel size is 179.5 × 168.5 μm.

 従って、偏光選択透過手段211を通過した周囲光又は照明装置200からの照明光を受け、反射電極214で反射して再び偏光選択透過手段211を通過する光の光量を画素毎に制御することで画像を表示する。尚、反射電極214は、図3に示すような散乱特性を有している。 Accordingly, by receiving ambient light passing through the polarization selective transmission unit 211 or illumination light from the illumination device 200 and controlling the amount of light reflected by the reflective electrode 214 and passing through the polarization selective transmission unit 211 again for each pixel. Display an image. Note that the reflective electrode 214 has a scattering characteristic as shown in FIG.

 次に、導光体202の対向面202cに一体に成形された凹凸と、低屈折率層204による反射手段203について説明する。凹凸は、図10の部分拡大図に示すように、導光体202の出射面202bに略平行な伝搬部203aと、出射面202bに対し傾斜した反射部203bとからなる。従って、光源201からの光は、導光体202に入射面202aを介して内部に入射し、反射部203bに到達した光は、低屈折率層204との界面で全反射されて導光体202の出射面202b、及び照明装置200の出射面200aから出射して反射型液晶表示素子210を照明する。 Next, the unevenness integrally formed on the facing surface 202c of the light guide 202 and the reflection means 203 by the low refractive index layer 204 will be described. As shown in the partial enlarged view of FIG. 10, the unevenness includes a propagation portion 203a substantially parallel to the emission surface 202b of the light guide 202, and a reflection portion 203b inclined with respect to the emission surface 202b. Accordingly, the light from the light source 201 enters the light guide 202 through the incident surface 202a, and the light that reaches the reflecting portion 203b is totally reflected at the interface with the low refractive index layer 204, and becomes light guide. The light exits from the emission surface 202b of the illumination device 202 and the emission surface 200a of the illumination device 200 to illuminate the reflective liquid crystal display element 210.

 反射型液晶表示素子210の反射電極214は、入射角30°以内の照明光を効率よく正面方向に散乱反射する。従って、反射手段203の凹凸の反射部203bと導光体202の出射面202bとがなす角度βと、対向面202cに形成された凹凸と低屈折率層204とで構成される反射手段203の凹凸の界面での全反射角αとの間に、下記(1)式、
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係が成り立つように凹凸の形状を設計して、反射型液晶表示素子210に対する照明光の入射角を30°以内とすることが望ましい。
The reflective electrode 214 of the reflective liquid crystal display element 210 efficiently scatters and reflects illumination light within an incident angle of 30 ° in the front direction. Therefore, the angle β formed between the uneven reflection part 203b of the reflection means 203 and the emission surface 202b of the light guide 202, and the reflection means 203 of the The following equation (1) is calculated between the total reflection angle α at the interface of the irregularities.
α−30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
It is desirable to design the shape of the concavo-convex shape so that the relationship described above is satisfied, and set the incident angle of the illumination light to the reflective liquid crystal display element 210 within 30 °.

 本実施形態2では、反射手段203の凹凸は、屈折率1.58のポリカーボネートからなり、低屈折率層204の屈折率は1.38であるので、その全反射角αは、下記(3)式、
  α=sin-1(1.38/1.58)=60.9°・・・(3)
で与えられる。
In the second embodiment, the unevenness of the reflection means 203 is made of polycarbonate having a refractive index of 1.58, and the low refractive index layer 204 has a refractive index of 1.38. formula,
α = sin −1 (1.38 / 1.58) = 60.9 ° (3)
Given by

 従って、βをαにほぼ等しい60°とした。 Therefore, β was set to 60 ° which is almost equal to α.

 この場合、導光体202の出射面202b、及びこれにほぼ平行な照明装置200の出射面200aに対する出射角、即ち反射型液晶表示素子210に対する入射角がほぼ0°の照明光を得ることができ、反射型液晶表示素子210を効率よく照明することができる。 In this case, it is possible to obtain an illumination light having an emission angle with respect to the emission surface 202b of the light guide 202 and the emission surface 200a of the illumination device 200 substantially parallel thereto, that is, an incidence angle with respect to the reflective liquid crystal display element 210 of approximately 0 °. Thus, the reflective liquid crystal display element 210 can be efficiently illuminated.

 反射手段203の凹凸周期と、形成される筋の方向は、図4に従って反射型液晶表示素子210の仕様である2.5型のデルタ配列に適したものとした。具体的には、図11に示すように、周期Pを390μmで、反射型液晶表示素子210の画素パターンの水平方向と14°の角度をなすように形成した。これにより、導光体202の対向面202cに周期的に形成された凹凸からなる反射手段203と反射型液晶表示素子210の画素パターンとの干渉による第2の明暗縞の周期が短くなるので、観察者に認識されず、反射型液晶表示素子210の表示品位を損なうことが無い。 (4) The unevenness period of the reflection means 203 and the direction of the formed streaks are suitable for the 2.5-type delta arrangement which is the specification of the reflection type liquid crystal display element 210 according to FIG. More specifically, as shown in FIG. 11, the period P was 390 μm, and was formed so as to form an angle of 14 ° with the horizontal direction of the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 210. Accordingly, the period of the second light and dark fringes due to interference between the reflection means 203 having irregularities formed periodically on the opposing surface 202c of the light guide 202 and the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element 210 is shortened. The display quality of the reflective liquid crystal display element 210 is not impaired by the observer without being recognized.

 さらに、反射手段203である凹凸周期390μmのうち、伝搬部203aの長さP1を平均370μm、反射部203bの長さP2を平均20μmとして、伝搬部203aに対する反射部203bの割合(P2/P1)を0.05程度とした。従って、反射型液晶表示素子210の画像が2重像として観察されることが無く、良好な表示品位を得ることができた。 Further, of the irregularity period 390 μm as the reflection means 203, the length P1 of the propagation portion 203a is 370 μm on average, and the length P2 of the reflection portion 203b is 20 μm on average, and the ratio of the reflection portion 203b to the propagation portion 203a (P2 / P1). Was set to about 0.05. Therefore, the image of the reflection type liquid crystal display element 210 was not observed as a double image, and good display quality could be obtained.

 反射手段203は、導光体202の対向面202cに一体に形成された多数の凹凸の表面に、低屈折率層204を形成して構成されており、この低屈折率層204上には更に保護フィルム205が貼り合わされているので、反射手段203における凹凸の傷つきや変質を防止することができる。また、保護フィルム205の表面には、ハードコート層、防汚層が形成されているので、保護フィルム205の傷つき、汚れなども防止することができる。従って、照明装置200の性能の維持に非常に効果的である。また、反射防止層によって、周囲からの光が照明手段200で反射する光量を低減でき、反射型液晶表示素子210に入射する光の量が多くなるため、明るくコントラスト比のよい表示を行うことができる。 The reflection means 203 is constituted by forming a low refractive index layer 204 on the surface of a large number of irregularities integrally formed on the facing surface 202 c of the light guide 202, and further comprises a low refractive index layer 204 on the low refractive index layer 204. Since the protective film 205 is attached, it is possible to prevent the reflection means 203 from being damaged or deteriorated. Further, since a hard coat layer and an antifouling layer are formed on the surface of the protective film 205, it is possible to prevent the protective film 205 from being damaged or stained. Therefore, it is very effective in maintaining the performance of the lighting device 200. Further, the antireflection layer can reduce the amount of light reflected from the surroundings by the illumination means 200 and increase the amount of light incident on the reflective liquid crystal display element 210, so that a bright display with a good contrast ratio can be performed. it can.

 導光体202の出射面202bに貼り合わされた偏光選択透過手段211は、上記のように偏光板211a、λ/2板211b、及びλ/4板211cによって構成されている。従って、偏光選択透過手段211を透過した円偏光は、偏光選択透過手段211と反射型液晶表示素子210におけるガラス基板212aの表面で反射される際に回転方向が逆転し、再び偏光選択透過手段211に入射して吸収される。即ち、偏光選択透過手段211とガラス基板212aの表面反射による反射型液晶表示素子210の表示のコントラストの低下が解決される。さらに、偏光選択透過手段211とガラス基板212aの表面に反射防止層を配置してもよく、この場合にはそれぞれの表面反射が少なくなる分、反射型液晶表示素子210に入射する光が多くなり、明るい表示を行うことが可能となる。 The polarization selective transmission unit 211 bonded to the light exit surface 202b of the light guide 202 is constituted by the polarizing plate 211a, the λ / 2 plate 211b, and the λ / 4 plate 211c as described above. Accordingly, when the circularly polarized light transmitted through the polarization selective transmission unit 211 is reflected by the polarization selective transmission unit 211 and the surface of the glass substrate 212a of the reflection type liquid crystal display element 210, the rotation direction is reversed, and the polarization selective transmission unit 211 is again transmitted. And is absorbed. That is, a decrease in the display contrast of the reflective liquid crystal display element 210 due to the surface reflection of the polarization selective transmission means 211 and the glass substrate 212a is solved. Further, an anti-reflection layer may be disposed on the surfaces of the polarization selective transmission unit 211 and the glass substrate 212a. In this case, the amount of light incident on the reflective liquid crystal display element 210 increases as the surface reflection decreases. Thus, a bright display can be performed.

 上記構成の照明装置と反射型液晶表示素子とにより、明るく、表示品位が良好な画像を提供でき、信頼性の高い表示装置を実現できた。 (4) A bright and high-quality image can be provided by the illumination device having the above-described configuration and the reflective liquid crystal display element, and a highly reliable display device can be realized.

 尚、本実施形態2では、光源201に蛍光管を使用したが、他にもELやLED、LEDと棒状導光体の組み合せなど、導光体202の入射面202aに均一に光を照射する光源であればいずれを用いても良い。 In the second embodiment, a fluorescent tube is used as the light source 201, but the light is uniformly applied to the incident surface 202a of the light guide 202 such as an EL, an LED, or a combination of an LED and a rod-shaped light guide. Any light source may be used.

 導光体202の材質としては、ガラスの他にも、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂に代表される透明樹脂などを適宜用いることができる。 As the material of the light guide 202, besides glass, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a transparent resin represented by an epoxy resin, or the like can be appropriately used.

 反射手段203における凹凸は導光体202と一体に形成する他に、透明樹脂などによって導光体202とは別に形成しても良い。また、透明基材上に透明樹脂による凹凸を多数形成した反射シートを導光体202に貼り合わせて構成しても良い。 (4) The unevenness of the reflection means 203 may be formed integrally with the light guide 202, or may be formed separately from the light guide 202 by a transparent resin or the like. Further, a reflection sheet in which a number of irregularities made of a transparent resin are formed on a transparent substrate may be bonded to the light guide 202.

 導光体202の出射面202bには偏光選択透過手段211を貼り合わせる他に、反射防止層を配置しても良い。この場合、反射型液晶表示素子210の表面にも反射防止層が配置されることが望ましい。 他 An anti-reflection layer may be disposed on the emission surface 202b of the light guide 202, in addition to the polarization selective transmission unit 211 being attached. In this case, it is desirable that an anti-reflection layer is also provided on the surface of the reflection type liquid crystal display element 210.

 反射手段203の凹凸周期と形成される筋の方向は上記に限ったものではなく、図4及び図5に示すように反射型液晶表示素子210の画素パターンによって変化する。 (4) The irregularity period of the reflection means 203 and the direction of the formed streaks are not limited to those described above, but change according to the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element 210 as shown in FIGS.

 反射型液晶表示素子210は、偏光選択透過手段211を用いて、円偏光を変調して画像を表示するものに限らず、さまざまな液晶分子のモードを利用した反射型液晶表示素子を適用することができる。 The reflection type liquid crystal display element 210 is not limited to one that displays an image by modulating circularly polarized light by using the polarization selective transmission unit 211, and a reflection type liquid crystal display element using various modes of liquid crystal molecules is applied. Can be.

 照明装置200及び反射型液晶表示素子210を構成する各手段の種類の選択は、いずれも、表示装置の性能、信頼性を考慮して決定される。 (4) The selection of the type of each unit constituting the illumination device 200 and the reflection type liquid crystal display element 210 is determined in consideration of the performance and reliability of the display device.

  (実施形態3)
 図12及び図13に、本発明の実施形態3による照明装置と、それを備えた反射型液晶表示素子による表示装置の構成例を示す。
(Embodiment 3)
12 and 13 show a configuration example of a lighting device according to Embodiment 3 of the present invention and a display device including a reflective liquid crystal display device including the lighting device.

 この実施形態3は、図12及び図13に示すように、照明装置300は、光源301、導光体302及び反射シート303によって構成されている。反射型液晶表示素子310は、偏光選択透過手段311、一対のガラス基板312a、312bと、その間に挟持された液晶層313、及びその背面側に配置された反射電極314て構成される。 In the third embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the lighting device 300 includes a light source 301, a light guide 302, and a reflection sheet 303. The reflection type liquid crystal display element 310 includes a polarization selective transmission unit 311, a pair of glass substrates 312a and 312b, a liquid crystal layer 313 sandwiched therebetween, and a reflection electrode 314 disposed on the back side thereof.

 具体的には、光源301に蛍光管を使用し、導光体302をタッチパネルとした。タッチパネルは面内をタッチペン320等で圧迫すると、その位置を検出する入力システムで、携帯情報端末などに搭載されている。ここで、導光体302において、照明装置300の照明光が出射する側の面を出射面302bとし、これに対向する面を対向面302cとする。 Specifically, a fluorescent tube was used as the light source 301 and the light guide 302 was a touch panel. The touch panel is an input system that detects the position of the touch panel when the surface is pressed with a touch pen 320 or the like, and is mounted on a portable information terminal or the like. Here, in the light guide 302, a surface on the side from which the illumination light of the illuminating device 300 is emitted is referred to as an emission surface 302b, and a surface opposed thereto is referred to as an opposed surface 302c.

 反射シート303は、図12の部分拡大図に示すように、反射手段となる凹凸を形成した部材306の凹凸上に低屈折率層307が形成されており、それらを基材304と基材305で挟んだ構造をなしており、この基材305がタッチパネルの裏面である導光体302の出射面302bに粘着層を介して貼り合わされている。 As shown in a partially enlarged view of FIG. 12, the reflection sheet 303 has a low refractive index layer 307 formed on the unevenness of a member 306 having unevenness as a reflection means. The base material 305 is bonded to an emission surface 302b of the light guide 302, which is the back surface of the touch panel, via an adhesive layer.

 具体的には、基材であるPETフィルム304a上に、屈折率が1.58のポリカーボネートを成形することによって、多数の凹凸を有する部材306を配置する。さらに、低屈折率層307には、大日本インキ化学工業(株)製の紫外線硬化樹脂DEFENSA7702Aを適用し、これを部材306の凹凸上に塗布し、再び基材であるPETフィルム305を配置し、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる。ここで、紫外線硬化樹脂は硬化後の屈折率は1.38である。尚、基材304は、PETフィルム304aの部材306が形成されていない面に、予め反射防止層304bが形成されている。 Specifically, a member 306 having a large number of irregularities is arranged by molding a polycarbonate having a refractive index of 1.58 on a PET film 304a as a base material. Further, an ultraviolet curable resin DEFENSA7702A manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. is applied to the low refractive index layer 307, this is applied on the unevenness of the member 306, and the PET film 305 as the base material is disposed again. Irradiate ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin. Here, the refractive index of the ultraviolet curable resin after curing is 1.38. The base material 304 has an anti-reflection layer 304b formed in advance on the surface of the PET film 304a on which the member 306 is not formed.

 反射型液晶表示素子310は、3.8型のQVGA、即ち、ストライプ配列で画素数が960×240、画素サイズが81×234.5μmである。 The reflection type liquid crystal display element 310 is a 3.8-type QVGA, that is, a stripe array having 960 × 240 pixels and a pixel size of 81 × 234.5 μm.

 反射型液晶表示素子310に備えられた偏光選択透過手段311は、図13の部分拡大図に示すように、偏光板311a、λ/2板311b、及びλ/4板311cが粘着層を介してこの順序で貼り合わされ、λ/4板311cがガラス基板312aに貼り合わされている。 As shown in a partially enlarged view of FIG. 13, the polarization selective transmission unit 311 provided in the reflection type liquid crystal display element 310 is configured such that a polarizing plate 311a, a λ / 2 plate 311b, and a λ / 4 plate 311c are provided via an adhesive layer. The λ / 4 plate 311c is attached to the glass substrate 312a in this order.

 従って、反射型液晶表示素子310は、周囲光又は照明装置300からの照明光のうち、偏光選択透過手段311を通過した円偏光を受け、反射電極314で反射して再び偏光選択透過手段311を通過する光の光量を画素毎に制御することで画像を表示する。反射電極314は図3に示すような散乱特性を有している。 Therefore, the reflection type liquid crystal display element 310 receives the circularly polarized light that has passed through the polarization selective transmission unit 311 out of the ambient light or the illumination light from the illumination device 300, is reflected by the reflection electrode 314, and transmits the polarization selective transmission unit 311 again. An image is displayed by controlling the amount of passing light for each pixel. The reflective electrode 314 has a scattering characteristic as shown in FIG.

 次に、反射シート303に形成された反射手段である部材306の凹凸形状について説明する。凹凸は、導光体302の出射面302bに略平行な伝搬部306aと、出射面302bに対し傾斜した反射部306bとからなる。上述したように、反射シート303は導光体302の出射面302bに貼り合わされているため、光源301からの光は、導光体302の内部に入射面302aを介して入射して凹凸306の反射部306bに到達し、低屈折率層307との界面で全反射されて照明装置300の出射面300aから出射して反射型液晶表示素子310を照明する。 Next, a description will be given of the uneven shape of the member 306, which is a reflection unit, formed on the reflection sheet 303. The projections and depressions include a propagation portion 306a substantially parallel to the emission surface 302b of the light guide 302, and a reflection portion 306b inclined with respect to the emission surface 302b. As described above, since the reflection sheet 303 is attached to the emission surface 302 b of the light guide 302, light from the light source 301 enters the light guide 302 via the incident surface 302 a to form the unevenness 306. The light reaches the reflection portion 306b, is totally reflected at the interface with the low refractive index layer 307, and is emitted from the emission surface 300a of the illumination device 300 to illuminate the reflection type liquid crystal display element 310.

 反射型液晶表示素子310の反射電極314は、入射角30°以内の照明光を効率よく正面方向に散乱反射する。従って、部材306の凹凸の反射部306bと導光体302の出射面302bとがなす角度βと、部材306の凹凸と低屈折率層307の界面での全反射角αとの間に、下記(1)式、
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係が成り立つように凹凸の形状を設計して、反射型液晶表示素子310に対する照明光の入射角を30°以内とすることが望ましい。
The reflective electrode 314 of the reflective liquid crystal display element 310 efficiently scatters and reflects illumination light within an incident angle of 30 ° in the front direction. Therefore, between the angle β formed by the uneven reflection portion 306b of the member 306 and the emission surface 302b of the light guide 302 and the total reflection angle α at the interface between the unevenness of the member 306 and the low refractive index layer 307, Equation (1),
α-30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
It is desirable to design the shape of the concavo-convex so as to satisfy the relationship described above, and set the incident angle of the illumination light to the reflective liquid crystal display element 310 within 30 °.

 本実施形態3では、部材306の凹凸は屈折率1.58のポリカーボネートからなり、低屈折率層307の屈折率が1.38であるので、その全反射角αは、下記(4)式、
  α=sin-1(1.38/1.58)=60.9°・・・(4)
で与えられる。
In the third embodiment, the unevenness of the member 306 is made of polycarbonate having a refractive index of 1.58, and the low refractive index layer 307 has a refractive index of 1.38.
α = sin −1 (1.38 / 1.58) = 60.9 ° (4)
Given by

 従って、βをαにほぼ等しい60°とした。 Therefore, β was set to 60 ° which is almost equal to α.

 この場合、導光体302の出射面302b、又はこれにほぼ平行な照明装置300の出射面300aに対する出射角、即ち反射型液晶表示素子310に対する入射角がほぼ0°の照明光を得ることができ、反射型液晶表示素子310を効率よく照明することができる。 In this case, it is possible to obtain illumination light having an emission angle with respect to the emission surface 302b of the light guide 302 or the emission surface 300a of the illumination device 300 substantially parallel thereto, that is, an incidence angle with respect to the reflective liquid crystal display element 310 of approximately 0 °. Thus, the reflective liquid crystal display element 310 can be efficiently illuminated.

 部材306の凹凸周期と、形成される筋の方向は、図5に従って反射型液晶表示素子310の仕様である3.8型QVGAに適したものとした。具体的には、図13に示すように、周期Pを390μmで、反射型液晶表示素子310の画素パターンの水平方向と23°の角度をなすように形成した。これにより、周期的に形成された多数の凹凸からなる反射手段と反射型液晶表示素子310の画素パターンとの干渉による第2の明暗縞の周期が短くなるので、観察者に認識されず、反射型液晶表示素子310の表示品位を損なうことが無い。 The irregularity period of the member 306 and the direction of the streaks formed were suitable for the 3.8 type QVGA which is the specification of the reflective liquid crystal display element 310 according to FIG. Specifically, as shown in FIG. 13, the period P was set to 390 μm and formed at an angle of 23 ° with the horizontal direction of the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 310. This shortens the period of the second light and dark fringes due to interference between the reflecting means having a large number of irregularities formed periodically and the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 310, so that the light is not recognized by the observer and the reflection is not performed. The display quality of the liquid crystal display element 310 is not impaired.

 さらに、反射手段である部材306の凹凸の周期390μmのうち、伝搬部306aの長さP1を平均370μm、反射部306bの長さP2を平均20μmとし、反射部306bの長さP2を、光源に近いほど短く、遠ざかるほど長く設定することで反射型液晶表示素子310を均一に照明できるよう設計した。このとき、伝搬部306aに対する反射部306bの割合(P2/P1)は0.05程度であるので、反射型液晶表示素子310の画像が2重像として観察されることが無く、良好な表示品位を得ることができた。 Further, of the period 390 μm of the unevenness of the member 306 as the reflection means, the length P1 of the propagation portion 306a is 370 μm on average, the length P2 of the reflection portion 306b is 20 μm on average, and the length P2 of the reflection portion 306b is used as a light source. The design is such that the reflective liquid crystal display element 310 can be uniformly illuminated by setting the distance to be shorter as the distance is shorter and set as the distance is longer. At this time, since the ratio (P2 / P1) of the reflection unit 306b to the propagation unit 306a is about 0.05, the image of the reflection type liquid crystal display element 310 is not observed as a double image, and the display quality is good. Could be obtained.

 反射シート303の基材であるPETフイルム304aに形成された反射防止層304bは、照明装置300の表面反射を低減し、透過率を向上させるため、反射型液晶表示素子310の表示を明るくコントラスト比のよいものとすることができる。同様の理由で、導光体302の対向面302c、及び反射型液晶表示素子310の表面、即ち、偏光選択透過手段311の表面にも反射防止処理が施されていることが望ましい。 The anti-reflection layer 304b formed on the PET film 304a, which is the base material of the reflection sheet 303, reduces the surface reflection of the illumination device 300 and improves the transmittance, so that the display of the reflection type liquid crystal display element 310 is bright and has a high contrast ratio. Can be good. For the same reason, it is desirable that the anti-reflection treatment is also applied to the opposing surface 302 c of the light guide 302 and the surface of the reflective liquid crystal display element 310, that is, the surface of the polarization selective transmission unit 311.

 本実施形態3では、導光体とタッチパネルとが兼用であるため、それぞれが別部材からなるの従来の構成に比べて界面が少なくなるために、表面反射が低減し、反射型液晶表示装置に入射する光の光量が増加するため、非常に明るくコントラスト比のよい表示を行うことができる。また、低価格で薄型、軽量の表示装置、及び携帯情報端末等の情報表示システムを実現できる。 In the third embodiment, since the light guide and the touch panel are also used, the number of interfaces is reduced as compared with the conventional configuration in which each of the light guides and the touch panel is formed of a separate member. Since the amount of incident light increases, very bright display with a high contrast ratio can be performed. Further, an inexpensive, thin and lightweight display device and an information display system such as a portable information terminal can be realized.

 尚、本実施形態3では、光源に蛍光管を使用したが、他にもELやLED、LEDと棒状導光体の組み合せなどを用いても良い。 In the third embodiment, a fluorescent tube is used as a light source. However, an EL, an LED, a combination of an LED and a rod-shaped light guide, or the like may be used.

 導光体としては、タッチパネルに限らず、ガラスや、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂に代表される透明樹脂などを適宜用いることができる。 The light guide is not limited to a touch panel, but may be a glass, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a transparent resin represented by an epoxy resin, or the like as appropriate.

 反射シート303を構成する基材304、305、反射手段となる凹凸を有する部材306及び低屈折率層307も、種々の組み合わせが可能である。また、基材上に形成された反射手段を低屈折率層307を介して直接導光体302の出射面302bに配置しても良い。 基材 Various combinations are also possible for the bases 304 and 305 constituting the reflection sheet 303, the member 306 having irregularities serving as reflection means, and the low refractive index layer 307. Further, the reflecting means formed on the base material may be directly disposed on the light emitting surface 302b of the light guide 302 via the low refractive index layer 307.

 反射シート303の反射型液晶表示素子310に対向する面に、反射防止層304bを設ける他に、本実施形態3の反射型液晶表示素子310のように、偏光選択透過手段311が偏光板、λ/4を備えたものである場合には、偏光選択透過手段を貼り合わせても良い。 In addition to providing an anti-reflection layer 304b on the surface of the reflection sheet 303 facing the reflection type liquid crystal display element 310, as in the reflection type liquid crystal display element 310 of the third embodiment, the polarization selective transmission means 311 comprises a polarizing plate and λ. In the case of having / 4, polarized light selective transmission means may be attached.

 反射手段である凹凸の周期と形成される筋の方向は上記に限ったものではなく、図4及び図5のように反射型液晶表示素子の画素パターンによって変化する。 (4) The period of the unevenness as the reflection means and the direction of the formed streaks are not limited to the above, but change according to the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element as shown in FIGS.

 反射型液晶表示素子310は、偏光選択透過手段311を備え、円偏光を変調して画像を表示するものに限らず、さまざまな液晶分子のモードを利用した反射型液晶表示素子を適用することができる。 The reflection type liquid crystal display element 310 includes the polarization selective transmission unit 311, and is not limited to one that modulates circularly polarized light to display an image, and may employ a reflection type liquid crystal display element using various modes of liquid crystal molecules. it can.

 照明装置300及び反射型液晶表示素子310を構成する各手段の種類の選択は、いずれも、表示装置の性能、信頼性を考慮して決定される。 種類 The selection of the type of each means constituting the lighting device 300 and the reflective liquid crystal display element 310 is determined in consideration of the performance and reliability of the display device.

  (実施形態4)
 図14及び図15に、本発明の実施形態4による照明装置と、それを備えた反射型液晶表示素子による表示装置の構成例を示す。
(Embodiment 4)
14 and 15 show a configuration example of a lighting device according to a fourth embodiment of the present invention and a display device including a reflective liquid crystal display device including the lighting device.

 この実施形態4は、図14及び図15に示すように、照明装置400は、光源401a、401bと、反射手段403、透明平板406によって構成され、反射手段403と透明平板406とは対向して略平行に配置されて導光空間402を形成する。尚、透明平板406はタッチパネルである。反射型液晶表示素子410は、偏光選択透過手段411、一対のガラス基板412a、412bと、その間に挟持された液晶層413、及びその背面側に配置された反射電極414で構成される。 In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, an illumination device 400 includes light sources 401a and 401b, a reflection unit 403, and a transparent flat plate 406. The reflection unit 403 and the transparent flat plate 406 face each other. The light guide spaces 402 are formed substantially in parallel. Note that the transparent flat plate 406 is a touch panel. The reflection type liquid crystal display element 410 includes a polarization selective transmission unit 411, a pair of glass substrates 412a and 412b, a liquid crystal layer 413 sandwiched therebetween, and a reflection electrode 414 disposed on the back side thereof.

 具体的には、光源401a及び401bに蛍光管を使用し、両者は向かい合うように配置されている。 Specifically, fluorescent tubes are used for the light sources 401a and 401b, and both are arranged to face each other.

 反射手段403は、図14の部分拡大図に示すように、基材であるPETフィルム405上に、屈折率が1.58のポリカーボネートからなるプリズム404を多数配置して凹凸を形成し、PETフィルム405の反対面が反射型液晶表示素子410に粘着層を介して貼り合わされている。 As shown in a partially enlarged view of FIG. 14, the reflection means 403 arranges a large number of prisms 404 made of polycarbonate having a refractive index of 1.58 on a PET film 405 as a base material to form irregularities. The opposite surface of 405 is bonded to the reflective liquid crystal display element 410 via an adhesive layer.

 反射手段403の上方にはタッチパネル406が配置され、両者に挟まれて形成された空間が導光空間402となる。 タ ッ チ パ ネ ル A touch panel 406 is disposed above the reflection means 403, and a space formed between the two is a light guide space 402.

 反射型液晶表示素子410は、3.8型のQVGAである。 The reflection type liquid crystal display element 410 is a 3.8-type QVGA.

 反射型液晶表示素子410に備えられた偏光選択透過手段411は、図14の部分拡大図に示すように、偏光板411a、λ/2板411b、及びλ/4板411cが粘着層を介してこの順で貼り合わされており、λ/4板411cがガラス基板412aに貼り合わされている。 As shown in a partially enlarged view of FIG. 14, the polarization selective transmission unit 411 provided in the reflection type liquid crystal display element 410 is configured such that the polarizing plates 411a, λ / 2 plates 411b, and λ / 4 plates 411c are provided via an adhesive layer. The λ / 4 plate 411c is bonded to the glass substrate 412a in this order.

 従って、反射型液晶表示素子410は、周囲光又は照明装置400からの照明光のうち、偏光選択透過手段411を通過した円偏光を受け、画素毎の反射光の光量を制御することで画像を表示する。 Therefore, the reflection type liquid crystal display element 410 receives the circularly polarized light that has passed through the polarization selective transmission unit 411 out of the ambient light or the illumination light from the illumination device 400 and controls the amount of the reflected light for each pixel to form an image. indicate.

 尚、反射電極414は、図3に示すような散乱特性を有している。 The reflective electrode 414 has a scattering characteristic as shown in FIG.

 次に、反射手段403の凹凸形状について説明する。凹凸は、基材であるPETフィルム405上に、プリズム404を多数配置することにより形成されており、各プリズム404は、透明平板406又はこれにほぼ平行な照明装置400の照明光が出射する出射面400aに対して傾斜した第1の傾斜部404aと第2の傾斜部404bを有する。 Next, the uneven shape of the reflection means 403 will be described. The unevenness is formed by arranging a large number of prisms 404 on a PET film 405 as a base material, and each prism 404 is formed by a transparent flat plate 406 or an emission light from which illumination light of an illumination device 400 substantially parallel thereto is emitted. It has a first inclined portion 404a and a second inclined portion 404b inclined with respect to the surface 400a.

 光源401aから導光空間402に入射した光は、導光空間402を伝搬してプリズム404に到達し、第1の傾斜部404aと導光空間402の界面で屈折され、第2の傾斜部404bと導光空間402との界面で全反射されて反射型液晶表示素子410を照明する。同様に、光源401bから導光空間402に入射した光は、プリズム404に到達し、第2の傾斜部404bで屈折され、第1の傾斜部404aで全反射されて反射型液晶表示素子410を照明する。 Light that has entered the light guide space 402 from the light source 401a propagates through the light guide space 402, reaches the prism 404, is refracted at the interface between the first inclined portion 404a and the light guide space 402, and is refracted at the second inclined portion 404b. The light is totally reflected at the interface between the liquid crystal display device and the light guide space 402 to illuminate the reflective liquid crystal display element 410. Similarly, light incident on the light guide space 402 from the light source 401b reaches the prism 404, is refracted by the second inclined portion 404b, is totally reflected by the first inclined portion 404a, and is reflected by the reflection type liquid crystal display element 410. Light up.

 反射型液晶表示素子410の反射電極414は、入射角30°以内の照明光を効率よく正面方向に散乱反射する。従って、プリズム404の第1の傾斜部404a及び第2の傾斜部404bが照明装置の出射面400aとなす角度βは、プリズム404と導光空間402の界面での全反射角αとの間に、下記(1)式、
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係が成り立つように設計して、照明光の入射角を30°以内とすることが望ましい。
The reflective electrode 414 of the reflective liquid crystal display element 410 efficiently scatters and reflects the illumination light within an incident angle of 30 ° in the front direction. Therefore, the angle β formed by the first inclined portion 404a and the second inclined portion 404b of the prism 404 with the emission surface 400a of the illumination device is between the total reflection angle α at the interface between the prism 404 and the light guide space 402. , The following formula (1),
α-30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
It is desirable that the incident angle of the illumination light be within 30 °.

 本実施形態4では、プリズム404は、屈折率1.58のポリカーボネートからなり、導光空間403の屈折率が1.0であるため、その全反射角αは、下記(5)式、
  α=asin(1.0/1.58)=39.2°・・・(5)
で与えられる。
In the fourth embodiment, since the prism 404 is made of polycarbonate having a refractive index of 1.58 and the refractive index of the light guide space 403 is 1.0, the total reflection angle α is expressed by the following equation (5).
α = asin (1.0 / 1.58) = 39.2 ° (5)
Given by

 従って、βをαにほぼ等しい40°とした。 Therefore, β was set to 40 ° which is almost equal to α.

 この場合、照明装置400の出射面400aに対する出射角、即ち反射型液晶表示素子410に対する入射角がほぼ0°の照明光を得ることができ、反射型液晶表示素子410を効率よく照明することができる。 In this case, it is possible to obtain illumination light having an emission angle with respect to the emission surface 400a of the illumination device 400, that is, an incidence angle with respect to the reflection type liquid crystal display element 410 of approximately 0 °, so that the reflection type liquid crystal display element 410 can be efficiently illuminated. it can.

 反射手段403における凹凸周期と、形成される筋の方向は、図5に従って反射型液晶表示素子310の仕様である3.8型QVGAに適したものとした。具体的には、図15に示すように、周期Pを500μmで、反射型液晶表示素子310の画素パターンの水平方向と20°の角度をなすように形成した。これにより、周期的に形成された多数の凹凸と反射型液晶表示素子410の画素パターンとの干渉による第2の明暗縞の周期が短くなるので、観察者に認識されず、反射型液晶表示素子410の表示品位を損なうことが無い。 (5) The unevenness period and the direction of the streaks formed in the reflection means 403 are suitable for the 3.8 type QVGA which is the specification of the reflection type liquid crystal display element 310 according to FIG. Specifically, as shown in FIG. 15, the period P was set to 500 μm and formed at an angle of 20 ° with the horizontal direction of the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 310. Accordingly, the cycle of the second bright and dark fringes due to the interference between the numerous irregularities formed periodically and the pixel pattern of the reflective liquid crystal display element 410 is shortened, so that the reflective liquid crystal display element is not recognized by the observer. The display quality of the display 410 is not deteriorated.

 さらに、反射手段403の凹凸の周期500μmのうち、凹凸の形成されていない領域の長さP1’を平均475μm、凹凸が形成されている領域の長さP2’を平均25μmとし、凹凸が形成されている領域の長さP2’を、光源に近いほど短く、遠ざかるほど長く設定することで反射型液晶表示素子410を均一に照明できるよう設計した。このとき、凹凸の形成されていない領域の長さに対する凹凸が形成されている領域の長さの割合(P2’/P1’)は0.05程度であるので、反射型液晶表示素子410の画像が2重像として観察されることが無く、良好な表示品位を得ることができた。 Further, of the period 500 μm of the unevenness of the reflecting means 403, the length P1 ′ of the area where no unevenness is formed is 475 μm on average, and the length P2 ′ of the area where the unevenness is formed is 25 μm on average. The length P2 'of the region is set shorter as it is closer to the light source and longer as it is farther from the light source, so that the reflective liquid crystal display element 410 can be uniformly illuminated. At this time, the ratio (P2 ′ / P1 ′) of the length of the region where the unevenness is formed to the length of the region where the unevenness is not formed is about 0.05. Was not observed as a double image, and good display quality was obtained.

 本実施形態4では、反射手段403とタッチパネル406によって形成された導光空間402を利用しているため、導光体を利用する構成に比べて低価格で軽量の表示装置、及び携帯情報端末等の情報表示システムを実現できる。 In the fourth embodiment, since the light guide space 402 formed by the reflection means 403 and the touch panel 406 is used, the display device and the portable information terminal are cheaper and lighter than the configuration using the light guide. Information display system can be realized.

 尚、本実施形態4では、光源に蛍光管を使用したが、他にもELやLED、LEDと棒状導光体の組み合せなどを用いても良い。 In the fourth embodiment, a fluorescent tube is used as a light source. However, an EL, an LED, a combination of an LED and a rod-shaped light guide, or the like may be used.

 反射手段403は基材上に凹凸形状を成形する方法以外にも、例えば、反射型液晶表示素子410の表面に直接多数の凹凸を形成して反射手段を構成しても良い。 The reflecting means 403 may be formed by forming a large number of irregularities directly on the surface of the reflective liquid crystal display element 410, for example, in addition to the method of forming irregularities on the base material.

 反射手段403の凹凸周期と形成される筋の方向は上記に限ったものではなく、図4及び図5のように反射型液晶表示素子の画素パターンによって変化する。 (4) The unevenness period of the reflection means 403 and the direction of the formed streaks are not limited to those described above, and change according to the pixel pattern of the reflection type liquid crystal display element as shown in FIGS.

 反射型液晶表示素子410は、偏光選択透過手段411を備え、円偏光を変調して画像を表示するものに限らず、さまざまな液晶分子のモードを利用した反射型液晶表示素子を適用することができる。 The reflection type liquid crystal display element 410 includes a polarization selective transmission unit 411, and is not limited to one that modulates circularly polarized light to display an image, and may employ a reflection type liquid crystal display element using various modes of liquid crystal molecules. it can.

 照明装置400及び反射型液晶表示素子410を構成する各手段の種類の選択は、いずれも、表示装置の性能、信頼性を考慮して決定される。 (4) The selection of the type of each means constituting the illumination device 400 and the reflection type liquid crystal display element 410 is determined in consideration of the performance and reliability of the display device.

本発明の実施形態1による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention. 反射型液晶表示素子に用いられる反射電極の散乱反射特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the scattering and reflection characteristics of a reflective electrode used in a reflective liquid crystal display element. 第2の明暗縞が発生しない照明装置とデルタ配列の反射型液晶表示素子との関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a lighting device in which a second bright and dark fringe does not occur and a reflection-type liquid crystal display element in a delta arrangement. 第2の明暗縞が発生しない照明装置とストライプ配列の反射型液晶表示素子との関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an illumination device in which second bright and dark fringes do not occur and a reflective liquid crystal display element in a stripe arrangement. 本発明の照明装置における反射手段の最適な形状について説明する第1の図である。FIG. 3 is a first diagram illustrating an optimal shape of a reflection unit in the lighting device of the present invention. 本発明の照明装置における反射手段の最適な形状について説明する第2の図である。It is a 2nd figure explaining the optimal shape of the reflection means in the illumination device of this invention. 本発明の照明装置による反射型液晶表示素子の表示における2重像を評価する手法について説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for evaluating a double image in display of a reflective liquid crystal display element by the illumination device of the present invention. 本発明の照明装置と反射型液晶表示素子の表示における2重像の程度を、凹凸の反射部と伝搬部の割合(P2/P1)及び凹凸の形成されている領域と形成されていない領域の割合(P2’/P1’)の関係で示す図である。The degree of the double image in the display of the illumination device of the present invention and the reflection type liquid crystal display element is determined by the ratio of the reflection part and the propagation part (P2 / P1) of the unevenness, and the area of the area where the unevenness is formed and the area where the unevenness is not formed. It is a figure shown by the relationship of a ratio (P2 '/ P1'). 本発明の実施形態2による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態3による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態3による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4による照明装置と反射型液晶表示素子による表示装置を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating a display device including a lighting device and a reflective liquid crystal display element according to a fourth embodiment of the present invention. 反射型液晶表示素子の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a reflective liquid crystal display element. 反射型液晶表示素子の画素の配列パターンを示す図であって、(a)にデルタ配列の場合を、(b)にストライプ配列の場合を示す。6A and 6B are diagrams illustrating an arrangement pattern of pixels of a reflection type liquid crystal display element, in which FIG. 7A illustrates a case of a delta arrangement and FIG. 7B illustrates a case of a stripe arrangement. 従来の照明装置であるフロントライトの構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a front light that is a conventional lighting device.

符号の説明Explanation of reference numerals

30、101、201、301、401a、401b、911 光源
31、102、202、302、912 導光体
32、110、210、310、410、920 反射型液晶表示素子
33、111、211、311、411、921 偏光選択透過手段
34a、34b、112a、112b、212a、212b、312a、312
b、412a、412b、922a、922b ガラス基板
35、113、213、313、413、923 液晶層
36、114、214、314、414、924 反射電極
37 観察者
100、910 照明装置(フロントライト)
102a、202a、302a、912a 入射面
100a、102b、200a、202b、302b、912b 出射面
102c、202c、302c、912c 対向面
103、203、913 反射手段(凹凸)
103a、203a、306a、913a 伝搬部
103b、203b、306b、913b 反射部
104 反射防止フィルム
111a、211a、311a、411a 偏光板
111b、211b、311b、411b λ/4板
111c、211c、311c、411c λ/2板
200、300、400 照明装置
204、307 低屈折率層
205 保護フィルム
205a 保護フィルムの基材
205b ハードコート層、反射防止層、防汚層
303、403 反射シート(反射手段)
304、305 反射シートの基材
304a PETフィルム
304b 反射防止層
306 凹凸を有する部材
402 導光空間
404 プリズム
404a 第1の傾斜部
404b 第2の傾斜部
405 反射シートの基材
406 透明平板(タッチパネル)
914 光学補償板
915 補償凹凸
30, 101, 201, 301, 401a, 401b, 911 Light source 31, 102, 202, 302, 912 Light guide 32, 110, 210, 310, 410, 920 Reflective liquid crystal display elements 33, 111, 211, 311; 411, 921 Polarization selective transmission means 34a, 34b, 112a, 112b, 212a, 212b, 312a, 312
b, 412a, 412b, 922a, 922b Glass substrate 35, 113, 213, 313, 413, 923 Liquid crystal layer 36, 114, 214, 314, 414, 924 Reflective electrode 37 Observer 100, 910 Illumination device (front light)
102a, 202a, 302a, 912a Incident surfaces 100a, 102b, 200a, 202b, 302b, 912b Outgoing surfaces 102c, 202c, 302c, 912c Opposing surfaces 103, 203, 913 Reflecting means (irregularities)
103a, 203a, 306a, 913a Propagation parts 103b, 203b, 306b, 913b Reflection parts 104 Antireflection films 111a, 211a, 311a, 411a Polarization plates 111b, 211b, 211b, 311b, 411b λ / 4 plates 111c, 211c, 311c, 411c λ / 2 plate 200, 300, 400 Lighting device 204, 307 Low refractive index layer 205 Protective film 205a Protective film substrate 205b Hard coat layer, antireflection layer, antifouling layer 303, 403 Reflection sheet (reflection means)
304, 305 Reflective sheet substrate 304a PET film 304b Antireflection layer 306 Member with irregularities 402 Light guide space 404 Prism 404a First inclined portion 404b Second inclined portion 405 Reflective sheet substrate 406 Transparent flat plate (touch panel)
914 Optical compensator 915 Compensation unevenness

Claims (2)

光源と、
 該光源からの光が入射する入射面と、該入射面に略直交し、照明光が出射する出射面と、該出射面に対向する対向面とを有する導光体と、
 該導光体の出射面又は対向面に、該導光体とは別に成形または配置された反射手段とを備え、
 該導光体の出射面に、反射防止フィルムが設けられており、
 該光源から該導光体の入射面を介して入射し該導光体の内部を伝搬する光を、該反射手段で反射して照明光として出射し、
 該照明光が反射型液晶表示装置に入射される、フロントライト。
A light source,
An incident surface on which light from the light source is incident, an exit surface that is substantially orthogonal to the incident surface, and an exit surface from which illumination light exits, and a light guide having a facing surface facing the exit surface,
On the emission surface or the opposing surface of the light guide, provided with reflecting means molded or arranged separately from the light guide,
An antireflection film is provided on an emission surface of the light guide,
Light that enters from the light source through the incident surface of the light guide and propagates inside the light guide is reflected by the reflection unit and emitted as illumination light ,
A front light in which the illumination light is incident on a reflection type liquid crystal display device .
光源と、
 該光源からの光が入射する入射面と、該入射面に略直交し、照明光が出射する出射面と、該出射面に対向する対向面とを有する導光体と、
 該導光体の出射面又は対向面に、該導光体とは別に成形又は配置された反射手段とを備え、
 該反射手段は、凹凸形状に界面の屈折率差によって光を反射し、
 該凹凸形状は、プリズム状をなしており、該導光体の出射面に略平行な伝搬部とを傾斜した反射部とを有し、該反射部の界面での屈折率差による全反射角度をαとしたとき、該反射部が前記導光体の出射面又は前記透明平板に対してなす角度βが、下記(1)式
  α−30°≦β≦α+30°・・・(1)
の関係を満たすことで、
 該光源から該導光体の入射面を介して入射し、該導光体の内部を伝搬し、主として該伝搬部を伝搬する光を、該反射部で反射して照明光として出射するフロントライトと、
 該フロントライトからの照明光を受け、その反射率を画素ごとに制御して画像を表示する微細構造が形成された反射電極を有する反射型液晶表示素子と
 を備えた表示装置。
A light source,
An incident surface on which light from the light source is incident, an exit surface that is substantially orthogonal to the incident surface, and an exit surface from which illumination light exits, and a light guide having a facing surface facing the exit surface,
On the emission surface or the opposing surface of the light guide, provided with reflecting means molded or arranged separately from the light guide,
The reflecting means reflects light according to the refractive index difference of the interface in the uneven shape,
The concavo-convex shape has a prism shape, and has a reflecting portion inclined with a propagation portion substantially parallel to an emission surface of the light guide, and a total reflection angle due to a refractive index difference at an interface of the reflecting portion. Is α, the angle β formed by the reflecting portion with respect to the light exit surface of the light guide or the transparent flat plate is expressed by the following equation (1): α−30 ° ≦ β ≦ α + 30 ° (1)
By satisfying the relationship
A front light that enters from the light source through the incident surface of the light guide, propagates inside the light guide, and mainly reflects light that propagates through the propagation portion at the reflection portion and emits it as illumination light When,
A reflective liquid crystal display element having a reflective electrode having a fine structure for displaying an image by receiving illumination light from the front light and controlling the reflectance for each pixel to display an image.
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