JP2004171870A - Lighting system and liquid crystal display device - Google Patents

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JP2004171870A
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Yuzo Hayashi
祐三 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system with low power consumption capable of preventing the occurrence of a dark part in the vicinity of a side end face of a light guide plate on the side of a light source, of preventing the occurrence of a bright line or a rainbow-like moire, and of evenly and brightly illuminating an illumination region. <P>SOLUTION: This front light (lighting system) 10 is equipped with: the light guide plate 12; an intermediate light guide body 13 installed along one-side end face 12a of the guide plate 12; and a light emitting element 15 installed on a longitudinal end face 13g of the guide body 13. A side face of the guide body 13 facing to the light entering surface 12a of the guide plate 12 is used as an emission surface 13k for emitting light to the guide plate 12; a fine uneven part 40 for diffusing and reflecting the light emitted from the element 15 and propagating in the intermediate light guide body is formed on an outside surface 13j opposite to the emission surface 13k; and the uneven part 40 is so formed that the reflection angle of the light reflected toward the entering surface 12a of the guide plate 12 is controlled according to the distance from the element 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置及び液晶表示装置に係り、特に、1灯の光源でも導光板の輝度分布の均一性を向上できる照明装置、及びそれを用いた液晶表示装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、反射型液晶表示装置のフロントライトには、光源、中間導光体、導光板及びこれらを一体保持する内面を反射性にしたケース体などから構成されたユニットが用いられている。
図16Aは、従来の液晶表示装置を示す斜視構成図であり、図16Bは、図16Aに示す液晶表示装置に備えられたフロントライトを観察側から見たときの平面図である。これらの図に示す液晶表示装置は、液晶表示ユニット120と、この液晶表示ユニット120の前面側に配設されたフロントライト110とから構成されている(例えば、特許文献1参照)。液晶表示ユニット120は、詳細は図示を省略したが、その前面側から入射した光を反射させて表示を行う反射型の液晶表示ユニットとされ、互いに対向して配置された上基板121、下基板122との間に液晶層を挟持しており、この液晶層の配向状態を制御することで、光の透過状態を変化させて表示を行うようになっている。
【0003】
フロントライト110は、平板状の導光板112と、この導光板112の側端面(入光面)112aに配設された棒状の中間導光体113と、この中間導光体113の一端面(図示左側端面)113gに配設された白色LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)などの点光源からなる発光素子115とを備えて構成されている。導光板112の上面側に、断面視くさび状の複数のプリズム溝114が互いに平行に平面視ストライプ状に形成された反射面112cとされており、下面は、液晶表示ユニット120を照明するための照明光が出射される出射面112bとされている。各プリズム溝114は、緩斜面部114aと、該緩斜面部114aよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部114bとからなる。
これらのプリズム溝114は、モアレ防止を目的として導光板側端面112aに対して若干傾斜して形成されている。
中間導光体113は、発光素子115からの光を導光板112の入光面に沿って均一に効率良く導光板112側に出射させるために設けられたもので、その外側面(導光板112側と反対側の側面)113aには、外側面113aの長さ方向に沿って(発光素子115側の端面113g側からこれの反対側の端面113h側にかけて)、プリズム面113fが形成されている。
プリズム面113fは、複数の平面視(横断面)くさび状の溝113bが互いに平行に形成されてなるものであり、これらくさび状の溝113bはピッチ及び深さが均一になるように設けられている。
【0004】
このような構成のフロントライト110では、発光素子115から出射された光は、中間導光体113内部に導入され、プリズム面113fによりその伝搬方向を変化され、導光板112の入光面112aから導光板112内へ導入され、この光をプリズム溝が形成された導光板112上面の反射面(内面)側で反射させることにより光の伝搬方向を変え、導光板112の出射面(下面)から液晶表示ユニット120へ向けて照射するようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特願平10−19213号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
携帯情報端末や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、バッテリ駆動時間がその使い勝手に大きく影響するために、これらの表示部として用いられる液晶表示装置ではフロントライトの低消費電力化を目的として、図16に示すフロントライト110のように、1灯の発光素子115のみを備えた1灯型のフロントライトが用いられるようになってきている。すなわち、発光素子の省略により低消費電力化を実現しようとするものである。また、携帯電子機器の小型化に伴い、フロントライト110の板厚を1mm程度にまで薄型化することも求められている。
【0007】
しかしながら、このような1灯型のフロントライトでは、対角数インチ以上の広い面積を有する表示領域(被照射領域)を、薄型の導光板と1灯の発光素子との組み合わせにより均一かつ明るく照明することはほとんど不可能であった。つまり、図16に示すフロントライト110において、発光素子115が片側に設けられた構成とした場合には、この発光素子115からの光を導光板112に均一に導くために、まず、中間導光体113により導光板112の入光面長さ方向で入射光を均一化する必要があるが、この中間導光体113により導光板112への入射光を均一化させること自体が困難であるため、出射面112bの全面に渡って均一な出射光を得ることが困難で、液晶表示ユニット120の表示領域を輝度ムラなく均一に照射することが困難で、表示の視認性を低下させることがあった。そのために、特に顕著な場合には、図16Bに示すような平面視三角形状の暗部128が、導光板112の発光素子115側の辺端面112g(図示左側辺端部)付近に生じてしまうため出射光のバラツキの問題が生じ、液晶表示装置の視認性を低下させることがあった。
また、上記のように複数のくさび状の溝113bを規則的に形成したプリズム面113fを有する中間導光体113が備えられたフロントライト110においては、出射面112bの全面に渡って均一な出射光を得ることが困難で、くさび状の溝113bを構成する二つの斜面やその頂角で光分散によりプリズム効果が発現し、輝線や虹状のモアレがでてしまうことがあった。
【0008】
なお、中間導光体113の他方の端面113h側(図示右側)にも発光素子を設けた2灯式のフロントライトでは、端面113h側の発光素子から出射された光により導光板112の左側辺端面112g付近の光量が補われて明るくなるが、1灯式に比べて消費電力がかかってしまう。
このように、1灯の発光素子を光源として使用するフロントライトへの要求は高まっているものの、薄型でありながら、大きな面積を均一に、かつ明るく照明することができるフロントライトは実現されていなかった。
【0009】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源から出射された光の利用効率が良好で、光源側の導光板辺端面近傍に暗部が発生するのを防止でき、しかも輝線や虹状のモアレの発生を防止でき、被照明領域を均一に、かつ明るく照明することができる低消費電力の照明装置を提供することを目的の一つとする。
また本発明は、上記照明装置を備え、高輝度で表示品質に優れた液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明に係わる照明装置は、導光板と、該導光板の一側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源とを備え、
上記導光板は光が導入される側端面が入光面とされ、上記光源から出射された光を上記中間導光体を介して上記導光板の入光面から導光板内部に導入し、該導光板内部を伝搬する光を上記導光板の一面側から出射させる照明装置であって、
上記導光板の一側端面と対向する上記中間導光体の側面が導光板に光を出射するための出射面とされ、該出射面と反対側の外側面に上記光源から出射されて上記中間導光体内部を伝搬する光を拡散反射させるための微小凹凸部が形成され、該微小凹凸部は上記光源からの距離に応じて上記導光板の入光面に向けて反射する光の反射角度が制御されていることを特徴とする。
【0011】
かかる構成の照明装置によれば、上記中間導光体の外側面に形成する微小凹凸部の形成条件を上記光源からの距離に応じて変更することにより上記導光板の入光面に向けて反射する光の反射角度が上記光源からの距離に応じて制御されていることとなり、平面視したときの導光板の輝度分布を均一化することができ、導光板の一面側(出射面)から均一に出射光を出射することができる。
また、複数のくさび状の溝を規則的に形成したプリズム面が設けられた中間導光体が備えられた従来の照明装置では、各くさび状の溝を構成する二つの斜面の界面の不連続面が規則的に存在することとなり、これら不連続面に起因して輝線や虹状のモアレが生じてしまうが、本発明では中間導光体の外側面に形成する微小凹凸部の形成条件が上記光源からの距離に応じて変更されているので、微小凹凸部の凸部と凸部との間又は凹部と凹部との間の不連続面は不規則に存在することとなり、しかも中間導光体の外側面に形成される凹凸部は微小であるので連続拡散面として機能するので、輝線や虹状のモアレが生じるのを防止できる。
従って、本発明によれば、中間導光体の一方の端面に光源を設けた1灯型であっても、光源から出射された光の利用効率が良好であり、光源側の導光板辺端面近傍に暗部が発生するのを防止でき、しかも輝線や虹状のモアレの発生を防止できるので、導光板の輝度分布の均一性を向上でき、これによって導光板の一面(出射面)から出射される出射光の均一性を向上でき、被照明領域を均一に、かつ明るく照明することができる低消費電力の照明装置の提供が可能である。
【0012】
また、本発明に係わる照明装置は、導光板と、該導光板の一側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源とを備え、
上記導光板は光が導入される側端面が入光面とされ、上記光源から出射された光を上記中間導光体を介して上記導光板の入光面から導光板内部に導入し、該導光板内部を伝搬する光を上記導光板の一面側から出射させる照明装置であって、上記導光板の一側端面と対向する上記中間導光体の側面が導光板に光を出射するための出射面とされ、該出射面と反対側の外側面に複数の断面くさび状の溝からなるプリズム面が形成され、該プリズム面の表面に上記光源から出射されて上記中間導光体内部を伝搬する光を拡散反射させるための微小凹凸部が形成され、該微小凹凸部は上記光源からの距離に応じて上記導光板の入光面に向けて反射する光の反射角度が制御されていることを特徴とするものであってもよい。
【0013】
かかる構成の照明装置によれば、特に、中間導光体の外側面に形成されたプリズム面の表面に上記のような微小凹凸部が形成されたことにより、このプリズム面による光の分散作用によって中間導光体から出射される光の輝度分布を概ね均一化でき、さらに上記微小凹凸部の拡散反射作用によってこの微小凹凸部で光が反射する際、拡散させることができる。
【0014】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、中間導光体の長さ方向の端面のうち光源が設けられる端面と反対側の端面にも上記のような微小凹凸部が形成されていることが、光源から出射された光のロス防止効果がある。
【0015】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記微小凹凸部は複数の凹部を有し、上記複数の凹部は各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、上記各凹部は光源からの距離に応じて上記特定縦断面の断面曲線の傾斜角が制御されているものであってもよい。
【0016】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記微小凹凸部は複数の凸部を有し、上記複数の凸部は各々が凸部の最頂部を通過する特定縦断面を有し、上記各凸部は光源からの距離に応じて上記特定縦断面の断面曲線の傾斜角が制御されているものであってもよい。
【0017】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記微小凹凸部は複数の凸部又は凹部を有し、上記凸部又は凹部のピッチは、上記光源に遠い側の方が上記光源に近い側よりも小さくされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、また中間導光体から出射される光の均一性を高めることができ、これによって導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
【0018】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記微小凹凸部は複数の凸部又は凹部を有し、上記凸部の高さ又は凹部の深さは、上記光源に遠い側の方が上記光源に近い側よりも大きくされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、また中間導光体から出射される光の均一性を高めることができ、これによって導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
【0019】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の出射面から上記導光板の入光面に向けて出射される光の出光角度は、上記照明装置を平面視した場合、上記入光面と直交する方向に対し±10度以内とされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の出射面から上記導光板の入光面に向けて出射される光の出光角度は、上記照明装置を断面視した場合、上記入光面と直交する方向に対し±20度以内とされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
【0020】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の出射面から上記導光板の入光面に向けて出射される光の出射方向は、上記照明装置を平面視した場合、上記光源の近傍側では上記入光面と直交する方向よりも光源側の方向、上記光源から遠い側では上記入光面と直交する方向に対して上記光源と反対側の方向、好ましくは後述する導光板のプリズム溝の延在方向と略直交する方向、上記光源の近傍側と遠い側の中間部分は上記入光面と略直交する方向とされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
【0021】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の上記出射面と該出射面と反対側の面(外側面)との間の厚みは、上記光源に遠い側の方が上記光源に近い側よりも小さくされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の微小凹凸部と上記導光板の入光面の距離は、上記光源に遠い側の方が上記光源に近い側よりも小さくされていることが、中間導光体から出射される光を効率よく導光板に供給でき、導光板の出射面から出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましい。
【0022】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の微小凹凸部の表面に金属反射膜が形成されていることが、微小凹凸面における反射率を高め、中間導光体の出射面方向へ反射する光量を増加させることができる点で好ましい。
【0023】
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源は、発光素子等の略点状光源であってもよい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記導光板の他の一面側には、緩斜面部と、該緩斜面部より急な傾斜角度を有する急斜面部とで形成される複数のプリズム溝が平面視ストライプ状に形成されていることが、導光板面内で出射光量が均一であり、かつ光源の利用効率が高く高輝度の照明装置が得られる点で好ましい。
また、上記のいずれかの構成の本発明の照明装置において、上記導光板のプリズム溝の延在方向が、上記入光面と交差する向きとされていてもよい。なお、当該照明装置により照明される被照明物が所定の間隔の周期的な形状又は模様(規則的パターン)を有している場合に、導光板のプリズム溝と上記被照明物の形状又は模様とが光学的に干渉してモアレ模様が生じるのを防止するために、被照明物における所定の間隔の周期的な形状又は模様(規則的パターン)のピッチに依存してプリズム溝の延在方向と入光面との交差角を設定し、プリズム溝の延在方向と被照明物の規則パターンの繰り返し方向とが平行にならないようにすることが好ましい。
【0024】
次に、本発明の液晶表示装置は、上記のいずれの構成の本発明の照明装置と、該照明装置により照明される液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、本発明の照明装置を備えたことで、照明装置の発光素子を1灯とした場合にも、表示領域(被照明領域)を均一に、かつ明るく照明できるので、表示の視認性が良好であり、従って高輝度で表示品質に優れ、低消費電力の液晶表示装置が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
[液晶表示装置の全体構成]
図1は、本発明の第1の実施形態である液晶表示装置の斜視構成図であり、図2は、図1に示す液晶表示装置の平面構成図、図3は、図2に示す液晶表示装置のIII−III線断面図である。また、図4は、図2に示す液晶表示装置に備えられたフロントライト(照明装置)を拡大して示す平面構成図、図5は図2に示す液晶表示装置に備えられたフロントライトのIII−III線断面図である。
本実施形態の液晶表示装置は、図1から図3に示すように、フロントライト(照明装置)10と、その背面側(図示下面側)に配置された反射型の液晶表示ユニット20とを備えて構成されている。
【0026】
フロントライト10は、図1に示すように、略平板状の透明の導光板12と、その側端面(一側端面)12aに沿って配設された中間導光体13と、この中間導光体13の長さ方向の一方の端面13gに配設された発光素子(光源)15と、中間導光体13、発光素子15及び導光板12の一側端部を覆うように中間導光体13側から被着されたケース体(遮光及び反射体)19とを備えて構成されている。
すなわち、本実施形態に係るフロントライト10では、導光板12の側端面12aが導光板の入光面とされている。また、図2に示すように、導光板12の上面側(他の一面側)には、中間導光体13が配設された入光面12aに対して傾斜角αだけ傾斜して複数のプリズム溝14が配列形成されている。なお、図1と図2において符号12dは、導光板12の入光面12aと反対側の側端面(他の側端面)である。
【0027】
液晶表示ユニット20は、対向して配置された上基板21と下基板22とを備えて構成され、図1に点線で示す矩形状の領域20Dが液晶表示ユニット20の表示領域とされ、また図2に示すように、表示領域20D内に画素20cがマトリクス状に形成されている。
上記構成の液晶表示装置は、液晶表示ユニット20の表示領域20D上に導光板12が配置され、この導光板12を透過して液晶表示ユニット20の表示を視認できるようになっている。また、外光が得られない暗所では、発光素子15を点灯させ、この発光素子15から出射された光を中間導光体13を介して導光板12の入光面12aから導光板内部へ導入し、この光を該導光板内部を伝搬させ導光板12の図示下面(一面)12b側から液晶表示ユニット20へ向けて出射させ、表示領域(被照明領域)20Dを照明するようになっている。
【0028】
次に、本実施形態の液晶表示装置の各部の構成について図面を参照して詳細に説明する。
[フロントライト]
フロントライト10の導光板12は、液晶表示ユニット20の表示領域20D上に配置されて発光素子15から出射された光を下面12b側から液晶表示ユニット20に出射する平板状の部材であり、透明なアクリル樹脂などから構成されている。図3の部分断面図に示すように、導光板12の図示上面(他の一面、言い換えれば液晶表示ユニット20側と反対側の面)は、複数のプリズム溝14が互いに平行に平面視ストライプ状に形成された反射面12cとされており、図示下面(液晶表示ユニット20側の面)12bは、液晶表示ユニット20を照明するための照明光が出射される出射面とされている。
【0029】
プリズム溝14は、反射面12cの基準面Saに対して傾斜して形成された一対の斜面部により構成された縦断面くさび状のもので、これらの斜面部の一方が緩斜面部14aとされ、他方がこの緩斜面部14aよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部14bとされている。また、プリズム溝14は、図1及び図2に示すように、その延在方向と、導光板12の入光面12aとが交差する向きとなるように、傾斜して形成されている。そして、導光板12内部を図3では右側から左側へ伝搬する光(入光面12a側から他の側端面12d側へ伝搬する光)を、反射面12cの急斜面部14bにより出射面12b側へ反射して導光板12の下面側に配置された液晶表示ユニット20に向けて出射させるようになっている。
【0030】
また、このフロントライト10では、図3に示す緩斜面部14aの傾斜角度θは、反射面12cの基準面Saに対して1°以上5°以下の範囲とされ、急斜面部14bの傾斜角度θが41°以上45°以下の範囲とされている。このような範囲とされていることで、導光板12面内を伝搬する光を効率よく液晶表示ユニット20へ出射させることができ、明るい表示が可能な液晶表示装置を構成することができる。
反射面12cの基準面Saとは、導光板12の隣接するプリズム溝14、14間の頂部14dを含む面である。
【0031】
また、本実施形態のフロントライト10ではプリズム溝14のピッチP(プリズム溝14の頂部14dの間隔あるいは底頂部の間隔)は、導光板の反射面12c面内で一定とされている。さらに、本実施形態のフロントライト10の場合はプリズム溝14の深さd(基準面Saと、プリズム溝14の底頂部との距離)も一定とされている。
尚、プリズム溝14のピッチP及び深さdは、必ずしも一定とする必要はなく、これらを変化させてプリズム溝14を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。また、それぞれのプリズム溝14の傾斜角度θ及びθを変化させてプリズム溝14を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。
【0032】
また、プリズム溝14は、図2に示すように、プリズム溝14と入光面12aとが成す角度により与えられるプリズム溝14の傾斜角αが、0°を越えて15°以下の範囲となるように形成されることが好ましい。また上記傾斜角αは、6.5°以上8.5°以下とされることがより好ましく、このような範囲とすることで、モアレ模様が生じにくく、かつ出射光の均一性に優れるフロントライトとすることができる。
【0033】
導光板12を構成する材料としてはアクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。
また、導光板12は、その板厚を大きくするほど導光板全体として出射光量を均一化することができるので、0.8mm以上の板厚とすることが好ましく、1.0mm以上とすることがより好ましい。また、板厚1.2mm以上では、1.0mm〜1.5mmの板厚のものと輝度が大きく変わらないため、フロントライト10の薄型化の点からも、板厚の上限は1.5mmとするのがよい。
【0034】
中間導光体13は、導光板12の入光面12aに沿う四角柱状とされた透明部材である。中間導光体13の一方の端面13gに発光素子15が配設されている。
この中間導光体13は、図1及び図4に示すように、導光板12の入光面12と対向する中間導光体13の側端面が、発光素子15から出射された光を導光板12に出射するための出射面13kとされている。
また、図4に示すように中間導光体13の出射面13kと反対側の外側面13jには、発光素子15から出射されてこの中間導光体内部を伝搬する光を拡散反射させるための微小凹凸部40が形成されている。微小凹凸部40は複数の凸部41を有している。これら複数の凸部41は、中間導光体13の内側に凸になるに設けられている。複数の凸部41は各々が凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面を有している。本実施形態の微小凹凸部40に採用可能な凸部の形状について後で詳しく述べる。また、この中間導光体13の発光素子15が設けられる端面13gと反対側の端面13hにも先に述べた理由により微小凹凸部40が形成されている。
中間導光体13の外側面13j及び端面13hに形成された微小凹凸部40の外側の表面には、先に述べた理由により、AlやAg等の高反射率の金属薄膜からなる金属反射膜47が形成されていても良い。
【0035】
外側面13jに形成された微小凹凸部40を構成する凸部41のピッチP(隣接する凸部41と凸部41の頂部の間隔、あるいは隣接する凸部41と凸部の中心の間隔)は、先に述べた理由により、発光素子15から離れるにしたがって小さくされており、すなわち、凸部41のピッチPは発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくされている。また、凸部41の高さdは、先に述べた理由により、発光素子15から離れるにしたがって高くなっており、すなわち、凸部41の高さdは、発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも大きくされている。また、中間導光体13の微小凹凸部40と導光板12の入光面12aの距離(本実施形態では凸部41の頂部と入光面12aの距離)は、発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくなっていてもよい。
【0036】
外側面13jに形成された微小凹凸部40は発光素子15からの距離に応じて導光板12の入光面12aに向けて反射する光の反射角度が制御されており、具体例については以下に述べる。
図4の点線aで囲まれた領域は中間導光体13の発光素子近傍側の領域、点線cで囲まれた領域は中間導光体13の発光素子から遠い側の領域、点線bで囲まれた領域は中間導光体13の発光素子近傍側の領域と遠い側の領域の中間領域である。また、図6は、中間導光体13の外側面13jの位置と、各位置に到達する発光素子からの光の角度の例を示す説明図である。なお、図6では微小凹凸部40の図示は略した。
【0037】
図6Aに示すように外側面13jの発光素子近傍側部分(図4の領域a内の外側面13j)に到達する光Lは、発光素子15から出射された光が初期の段階で出射面13kで反射したものが多い。これらの光Lは外側面13jに90度に近い角度θで入射するため、図4の領域a内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、出射面13kに向けて反射する光R(導光板12の入光面12aに向けて反射する光)の反射角度を制御し、出射面13kから入光面12aに出射される光Rの出光角度θは、図4に示すようにフロントライト10を平面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±10度以内とされており、しかも光Rの出光角度θは、図5に示すようにフロントライト10を断面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±20度以内とされている。
【0038】
また、図6Cに示すように外側面13jの発光素子から遠い側部分(図4の領域c内の外側面13j)に到達する光Lは、発光素子15から出射された光のうち水平方向のものが多い。これらの光Lは外側面13jに小さな角度θで入射するため、図4の領域c内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、出射面13kに向けて反射する光R(導光板12の入光面12aに向けて反射する光)の反射角度を制御し、出射面13kから入光面12aに出射される光Rの出光角度θは、図4に示すようにフロントライト10を平面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±10度以内とされており、しかも光Rの出光角度θは、図5に示すようにフロントライト10を断面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±20度以内とされている。
【0039】
また、図6Bに示すように外側面13jの発光素子近傍側と遠い側の中間部分(図4の領域b内の外側面13j)に到達する光Lは、発光素子15から出射された光がこの中間導光体13内で繰り返し反射してくるものが多い。これらの光Lは外側面13jに様々な角度(広い角度範囲)θで入射するため、図4の領域b内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、出射面13kに向けて反射する光R(導光板12の入光面12aに向けて反射する光)の反射角度を制御し、出射面13kから入光面12aに出射される光Rの出光角度θは、図4に示すようにフロントライト10を平面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±10度以内とされており、しかも光Rの出光角度θは、図5に示すようにフロントライト10を断面視した場合、入光面12aと直交する方向Mに対し±20度以内とされている。
【0040】
次に、発光素子15からの距離に応じて微小凹凸部40から出射から入光面に向けて反射する光の反射角度が制御された他の例について説明する。
図4の領域a内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、導光板12の入光面12aに向けて反射する光Rの反射角度を制御し、図7Aに示すように光Rの出光角度θを上記方向Mよりも発光素子15側の方向とされていてもよい。
また、図4の領域c内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、導光板12の入光面12aに向けて反射する光Rの反射角度を制御し、図7Cに示すように光Rの出光角度θを上記方向Mよりも発光素子15側と反対側の方向、好ましくは導光板12のプリズム溝14の延在方向と略直交する方向とされていてもよい。
また、図4の領域b内の凸部41の最頂部41aを通過する特定縦断面の断面曲線の傾斜角を制御することにより、導光板12の入光面12aに向けて反射する光Rの反射角度を制御し、図7Bに示すように光Rの出光角度θを略方向M(入光面12aと略直交する方向)とされている。
【0041】
中間導光体13は、 アクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。また発光素子(点光源)15は、中間導光体13の端面部に配設可能であれば、特に限定されず、白色LED(Light Emitting Diode)や有機EL素子等を用いることができる。
なお、中間導光体13の端面13hに形成された微小凹凸部40は、中間導光体内を反射せず、断面視水平方向に伝搬する光成分が端面13hから漏れるのを防止するようにされている。
【0042】
本実施形態のフロントライト10では、発光素子15から出射された光は、中間導光体13内部を、中間導光体13の長さ方向に伝搬され、微小凹凸部40の表面で拡散、反射するが、このとき微小凹凸部40の表面で反射する光は、発光素子15からの距離に応じて反射角度が制御されて導光板12の入光面12aに向けて出射されるようになっている。
【0043】
また、図1に示すように、フロントライト10の中間導光体13側には、ケース体19が被着されている。このケース体19の内面側には、AlやAg等の高反射率の金属薄膜からなる反射膜(図示略)が形成されており、中間導光体13及び導光板12から外側に漏洩する光があった場合、この光をこの反射膜で反射させることで、再度中間導光体13に入射させ、照明光として利用することができるようになっている。
【0044】
本実施形態のフロントライト10では、中間導光体13の外側面13jに形成する微小凹凸部40の形成条件を発光素子15からの距離に応じて変更することにより、導光板12の入光面12aに向けて反射する光の反射角度が発光素子15からの距離に応じて制御されていることとなり、平面視したときの導光板12の輝度分布を均一化することができ、導光板12の出射面12bから均一に出射光を出射することができる。また、微小凹凸部40の凸部41と凸部41との間の不連続面は不規則に存在しており、しかも中間導光体13の外側面13jに形成される凹凸部は微小であるので連続拡散面として機能するので、輝線や虹状のモアレが生じるのを防止できる。
従って、本実施形態のフロントライト10によれば、発光素子15から出射された光の利用効率が良好で、発光素子15側の導光板辺端面12gの近傍に暗部が発生するのを防止でき、しかも輝線や虹状のモアレの発生を防止でき、液晶表示ユニット20の表示領域20Dを均一に、かつ明るく照明することができ、しかも低消費電力とすることができる。
【0045】
尚、この本実施形態では、中間導光体13の長さ方向の一方の端面に発光素子15を設けた1灯型のフロントライトについて説明したが、中間導光体13の両端部に発光素子15が設けられていても良いのは勿論である。
また、中間導光体13の外側面13j(微小凹凸部が形成されていない面、即ち、外側面13jの基準面S)と出射面13kとの間の厚みが均一である場合について説明したが、外側面13jと出射面13kとの間の厚み(距離)は、発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくされていてもよく、その場合、微小凹凸部40の凸部41のピッチP や高さdは一定であってもよい。
【0046】
[液晶表示ユニット]
液晶表示ユニット20は、カラー表示が可能な反射型のパッシブマトリクス型液晶表示ユニットであり、図3に示すように、対向して配置された上基板21と下基板22との間に、液晶層23を挟持して構成され、上基板21の内面側(液晶層23側)に、図示左右方向に延在する平面視短冊状の複数の透明電極26a、配向膜26bが順次形成され、下基板22の内面側(液晶層23側)には、反射層25、カラーフィルタ層29、複数の平面視短冊状の透明電極28a、及び配向膜28bが順次形成されている。
上基板21の透明電極26aと、下基板22の透明電極28aは、いずれも短冊状の平面形状に形成されており、平面視ストライプ状に配列されている。そして、透明電極26aの延在方向と、透明電極28aの延在方向とは平面視において互いに直交するように配置されている。従って、一つの透明電極26aと一つの透明電極28aとが交差する位置に液晶表示ユニット20の1ドットが形成され、それぞれのドットに対応して後述する3色(赤、緑、青)のカラーフィルタのうち1色のカラーフィルタが配置されるようになっている。そして、R(赤)、G(緑)、B(青)に発色する3ドットが、図3に示すように、液晶表示ユニット20の1画素20cを構成している。また図2に示すように、その平面視においては、表示領域20D内に多数の画素20cがマトリクス状に配置された構成とされている。
【0047】
カラーフィルタ層29は、赤、緑、青のそれぞれのカラーフィルタ29R,29G,29Bが、周期的に配列された構成とされており、各カラーフィルタは、それぞれ対応する透明電極28aの下側に形成され、各画素20c毎にカラーフィルタ29R,29G,29Bの組が配置されている。そして、それぞれのカラーフィルタ29R,29G,29Bと対応する電極を駆動制御することで、画素20cの表示色が制御されるようになっている。
【0048】
本実施形態の液晶表示装置においては、フロントライト10の導光板12に形成されたプリズム溝14の延在方向と、液晶表示ユニット20の画素の配列方向とが交差する向きとされている。つまり、液晶表示ユニット20に周期的な模様を与えるカラーフィルタ層29のRGBの繰り返し方向と、プリズム溝14の延在方向とが平行とならないようにすることで、両者の光学的干渉によるモアレ模様の発生を防ぐようになっている。
【0049】
図8は、図2に示す液晶表示ユニット20の隣接する画素群を拡大して示す平面構成図である。この図に示すように、液晶表示ユニット20には、平面視においてマトリクス状に複数の画素20cが形成されており、それぞれの画素20cは、一組の赤、緑、青のカラーフィルタ29R,29G,29Bを備えている。
そして、図8に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、図8に二点鎖線で示されるフロントライト10のプリズム溝14の延在方向が、液晶表示ユニット20の画素20cの配列方向(図示左右方向)に対して傾斜角βだけ傾斜して配置されている。
このプリズム溝14の画素20cの配列方向(図示左右方向)に対する傾斜角βは、0°を越えて15°以下の範囲とされることが好ましく、より好ましくは6.5°以上8.5°以下の範囲である。このような範囲とすることで、液晶表示ユニット20の画素の周期構造と光学的に干渉してモアレ模様が生じるのを防ぐことができる。上記範囲外ではモアレ模様を低減する効果が小さくなる傾向にある。また、上記傾斜角βは、6.5°以上8.5°以下の範囲とすることがより好ましい。このような範囲とすることで、よりモアレ模様を防止する効果が高くなる。なお、モアレ模様が生じる恐れがない場合、上記傾斜角βは0°であってもよい。
【0050】
本実施形態の液晶表示装置では、図2に示すように、フロントライト10の導光板側端面12aと、液晶表示ユニット20の画素配列方向とが平行となるように配置されているため、上述のプリズム溝14の延在方向と導光板側端面12aとの成す角度αと、プリズム溝14の延在方向と画素20cの配列方向との成す角度βとは一致しているが、導光板側端面12cと画素20cの配列方向とが平行とならない場合には、傾斜角αとβは異なる角度となる。この場合、モアレ模様を低減するために傾斜角βを傾斜角αよりも優先して上記範囲とするのがよい。傾斜角βを決定すると、プリズム溝14の延在方向が決定されるので、導光板12の出射光量分布を均一化するためにはプリズム溝14の角度に対して導光板側端面12cの角度を、傾斜角αの範囲となるように調整すればよい。
【0051】
反射層25は、アクリル樹脂材料などからなる有機膜と、この有機膜上に形成されたAlやAg等の高反射率の金属反射膜とからなり、この反射層25の表面には、光反射性を有する複数の凹部が複数設けられている。上記有機膜は、上記金属反射膜に所定の表面形状を与えるためのものである。
【0052】
本実施形態の液晶表示装置は、大面積を均一に、かつ明るく照明することができるフロントライト10を備えたことで、表示領域20Dの全面にわたって高輝度で均一な明るさで照射されるので、優れた表示品質を得ることができる。また、フロントライト10の発光素子15を1灯とした場合にも、明るさの均一性が低下することがないため、表示の視認性が良好であり、従って優れた表示品質でかつ低消費電力の液晶表示装置が得られる。
【0053】
[アクティブマトリクス型液晶表示ユニット]
上述の実施形態では、液晶表示ユニット20をパッシブマトリクス型としたが、本発明に係る液晶表示装置には、アクティブマトリクス型の液晶表示ユニットも適用することができる。この場合にも、液晶表示ユニットの平面構成は、図2に示す先の実施形態の液晶表示ユニット20と同様であるので、以下の説明には図2も併用することとする。つまり、本構成の液晶表示ユニットは平面視マトリクス状に配列形成された複数の画素20cを備えている。
【0054】
本構成の液晶表示ユニットに形成された画素20cの平面構成図を図9に示し、図9のIX−IX線に沿う断面構成図を図10に示す。図9、10に示す液晶表示ユニットは、対向して配置された上基板31と、下基板32との間に液晶層33を挟持して構成されており、上基板31の内面側(液晶層33側)に、平面視マトリクス状に配列形成された複数の略長方形状の透明電極36と、これら透明電極36毎に形成された画素スイッチング用のトランジスタ素子Tとを備えており、下基板32の内面側(液晶層33側)に、反射層35と、この反射層35上に形成されたカラーフィルタ層39と、このカラーフィルタ層39上の全面に形成された透明電極38とを備えている。そして、R,G,Bに対応する3つの透明電極36が形成された領域が、1画素20cに対応している。尚、図9では、図面を見易くするためにトランジスタ素子Tを等価回路図とした。
【0055】
上記透明電極36をスイッチングするためのトランジスタ素子Tの一端側は、透明電極36に接続され、トランジスタ素子Tの他の二端は、透明電極36の間の図示左右方向に延在する走査線G〜G及び、図示上下方向に延在する信号線S〜Sに接続されている。また、下基板32の透明電極36と対応する位置のカラーフィルタ層39には、それぞれカラーフィルタ39R,39G,39Bが配置され、隣接するカラーフィルタ39R,39G,39B間には、ブラックマトリクス39Mが平面視格子状に形成されている。また、図示は省略したが、上基板31の内面側にも、透明電極36の周囲を取り囲むように平面視格子状のブラックマトリクスが形成されており、上面側から入射する光がトランジスタ素子Tや、これに接続された走査線や信号線に入射しないようになっている。
また、本例の液晶表示ユニットの反射層35としては、先の実施形態で説明した構成と同様の反射層25を適用することができる。
【0056】
上記構成の液晶表示ユニットは、トランジスタ素子Tにより透明電極36の電位を制御し、透明電極36と下基板32の透明電極38との間の液晶層33の光透過状態を制御することで、表示を行うようになっている。
【0057】
アクティブマトリクス型の液晶表示ユニットでは、透明電極36を取り囲むように遮光性のブラックマトリクスが平面視格子状に形成され、また表示のコントラストを高くすることができるため、パッシブマトリクス型の液晶表示ユニットよりも、画素20cの周期的な模様が明瞭になる傾向がある。すなわち、画素20cの周期的配列と、フロントライト10のプリズム溝14との光学的干渉が生じやすくなる傾向となるが、本実施形態の液晶表示装置では、プリズム溝14が画素20cの配列方向と交差する向きに延在するように形成されていることで、上記干渉を抑制し、モアレ模様により視認性が低下するのを効果的に防止することができる。このように、アクティブマトリクス型の液晶表示ユニットを用いて本発明に係る液晶表示装置を構成した場合にも、その表示領域においてモアレ模様が生じることが無く、また均一で明るい表示が可能な表示品質に優れた液晶表示装置とすることができる。
【0058】
尚、図10には、反射層35側にカラーフィルタ層39を形成した場合を示したが、下基板32側に画素スイッチング用の電極を形成するとともに、この電極が反射層を兼ねる構成とし、上基板31側にカラーフィルタ層を形成して構成することもできる。
【0059】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態の液晶表示装置について図11を参照して説明する。図11は、第2の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライト(照明装置)を拡大して示す平面構成図である。
第2の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライト50が、第1の実施形態で用いられたフロントライト10と異なるところは、中間導光体13の外側面13jに形成される微小凹凸部の形状が異なる点であり、即ち、本実施形態で中間導光体13の外側面13jに形成される微小凹凸部80は複数の凹部81を有する点であるので、上記以外の構成については、図1乃至図3に示すフロントライト10と同様の構成であるため、以下ではその詳細な説明は省略することとする。また、液晶表示ユニットの基本構造は、図1及び図3に示す液晶表示ユニットと同等のものであるので、その詳細な説明は省略する。
【0060】
上記微小凹凸部80を構成する複数の凹部81は、凹部が中間導光体13の内側を向くように設けられている。上記微小凹凸部80は、複数の凹部81は各々が凹部81の最深点81aを通過する特定縦断面を有している。本実施形態の微小凹凸部80に採用可能な凹部の形状について後で詳しく述べる。また、この中間導光体13の発光素子15が設けられる端面13gと反対側の端面13hにも先に述べた理由により微小凹凸部80が形成されている。
中間導光体13の外側面13j及び端面13hに形成された微小凹凸部80の外側の表面には、先に述べた理由により、金属反射膜47が形成されている。
【0061】
外側面13jに形成された微小凹凸部80を構成する凹部81のピッチP(隣接する凹部81と凹部81の頂部の間隔)は、先に述べた理由により、発光素子15から離れるにしたがって小さくされており、すなわち、凹部81のピッチPは発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくされている。 また、凹部81の深さdは、先に述べた理由により、発光素子15から離れるにしたがって高くなっており、すなわち、凹部81の深さdは、発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも大きくされている。
また、中間導光体13の微小凹凸部80と導光板12の入光面12aの距離(本実施形態では凹部81の底部と入光面12aの距離)は、発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくなっていてもよい。
【0062】
外側面13jに形成された微小凹凸部80は発光素子15からの距離に応じて導光板12の入光面12aに向けて反射する光の反射角度が制御されている。
本実施形態のフロントライト50では、発光素子15から出射された光は、中間導光体13内部を、中間導光体13の長さ方向に伝搬され、微小凹凸部80の表面で拡散、反射するが、このとき微小凹凸部80の表面で反射する光は、発光素子15からの距離に応じて反射角度が制御されて導光板12の入光面12aに向けて出射されるようになっている。
本実施形態のフロントライト50においても、第1の実施形態のフロントライト10と同様の効果が得られる。
【0063】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態の液晶表示装置について説明する。
図12は、第3の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライトの要部を拡大して示す平面構成図である。
第3の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライト60が、第1の実施形態で用いられたフロントライト10と異なるところは、中間導光体13の外側面13jにプリズム面13aが形成され、このプリズム面13aの表面に微小凹凸部40が形成され、さらにこの微小凹凸部40の外側の表面に、AlやAg等の高反射率の金属薄膜からなる金属反射膜(図示略)が形成されている点であるので、上記以外の構成については、図1乃至図3に示すフロントライト10と同様の構成であるため、以下ではその詳細な説明は省略することとする。また、液晶表示ユニットは、図1及び図3に示す液晶表示ユニットと同等のものであるので、その詳細な説明は省略する。
【0064】
プリズム面13aは、複数の平面視(横断面)くさび状の溝13bが互いに平行に形成されてなるものである。くさび状の溝13bは光を反射させるための対になる斜面13b1、13b2を有している。
くさび状の溝13bの深さdは、発光素子側と反対側に向かって指数関数的又は三次関数的に増加するように形成されており、本実施形態では、発光素子15から離れて形成されたものほど深い溝(発光素子から離れた溝13bほど中間導光体13の内側に突出)に形成されており、導光板12の側端面12aに均一に光を照射できるようになっている。
また、このくさび状の溝13bのピッチP(あるいは溝13の底頂部間の間隔)は、発光素子側と反対側に向かって指数関数的又は二次関数的に減少するように形成されているのが、導光板12の出射面13kから出射される光量と、その均一性を高めることができる点で好ましく、例えば、発光素子15から離れるほどピッチPが小さく形成されていてもよい。
【0065】
また、くさび状の溝13bを構成する2つの斜面13b1、13b2のなす角度θaは105度以上115度以下とされていることが好ましい。斜面13b1の角度θb、斜面13b2の角度θcは、それぞれ37.5度以上32.5度以下とされていることが好ましい。また、これら斜面13b1の角度θbと斜面13b2の角度θcとは同じ大きさであっても異なる大きさであってもよい。
【0066】
本実施形態の微小凹凸部40は、プリズム面13aの表面に設けられている以外は、第1の実施形態の微小凹凸部40と同様であり、発光素子15からの距離に応じて導光板12の入光面12aに向けて反射する光の反射角度が制御されている。
【0067】
本実施形態のフロントライト60では、プリズム面13aによる光の分散作用によって中間導光体13から出射される光の輝度分布を概ね均一化でき、さらに上記微小凹凸部40の拡散反射作用によってこの微小凹凸部40で光が反射する際、拡散させることができ、このとき微小凹凸部40の表面で反射する光は、発光素子15からの距離に応じて反射角度が制御されて導光板12の入光面12aに向けて出射されるようになっている。
本実施形態のフロントライト60においても、発光素子15から出射された光の利用効率が良好で、発光素子側の導光板辺端面12gの近傍に暗部が発生するのを防止でき、しかも輝線や虹状のモアレの発生を防止でき、液晶表示ユニットの表示領域を均一に、かつ明るく照明することができ、低消費電力のフロントライトとすることができる。
【0068】
(微細凹凸部の凸部の実施形態)
第1又は第3の実施形態に係わる微細凹凸部に採用される多数の凸部41の例について説明する。
図13Aは、上記多数の凸部41として採用される第1の例の凸部119の一つを拡大して示す斜視図であり、凸部119の表面は、曲率の小さい第1曲面と曲率の大きい第2曲面とから構成されている。これらの第1曲面,第2曲面は、それぞれ図13Bに示す特定縦断面Xにおいて、凸部119の一方の周辺部S1から頂部119aに至る第1曲線Aと、第1曲線Aになだらかに連続して頂部119aから他方の周辺部S2に至る第2曲線Bとで示される形状を有している。
【0069】
この頂部119aは平面視で凸部119の中心Oからx方向側にずれた位置にあり、第1曲線(第1断面曲線)Aの基準面S(第1実施形態では中間導光体13の外側面13jで、微小凹凸部が形成されていない面、即ち中間導光体の基準面Sであり、第3実施形態ではプリズム面13aの表面で、微小凹凸部が形成されていない面)に対する傾斜角θ及び第2曲線(第2断面曲線)Bの傾斜角θの絶対値の平均値は例えばそれぞれ1°〜89°,0.5°〜88°の角範囲でばらついて設定され、第1曲線Aの傾斜角θの平均値は第2曲線Bのものに比べて大きくなっている。また、最大傾斜角を示す第1曲線Aの周辺部S1における傾斜角δaは、各凸部119において例えば概ね4°〜35°の範囲内でにばらついている。これにより、各凸部119の高さd(第1実施形態の中間導光体13の基準面Sから凸部41の頂部41aまでの高さ、第3実施形態のプリズム面13aの表面で微小凹凸部が形成されていない面から凸部41の頂部41aまでの高さ)は例えば0.25μm〜3μmの範囲内でばらついて構成されている。
【0070】
また、第1曲面,第2曲面は、図13Cに示すY断面において共に略左右対称な形状を有しており、外周面の傾斜角θは例えば−18°〜+18°の範囲でばらついて設定されている。
なお、曲線や曲面の「傾斜角」とは、この曲線や曲面上の任意の箇所において例えば0.5μm幅の微小な範囲をとったときに、その微小範囲内における曲線又は曲面の基準面Sに対する角度のことをいう。
図4及び図5に示すように中間導光体13の外側面13jに複数の凸部41として上記のような凸部119が複数形成されるが、その際、これらの凸部119は発光素子15からの距離に応じて上記特定縦断面Xで断面したときの断面曲線A及びBの傾斜角が制御されている。
【0071】
さらに、凸部119のピッチ(隣接する凸部119の中心Oの間隔)は図4に示すように発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくされていてもよく、また、凸部119の高さdは、図4に示すようにフロントライト10に発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも大きくされていてもよい。
【0072】
図14Aは、上記多数の凸部41として採用される第2の例の凸部219の一つを拡大して示す斜視図であり、本例は、図13に示した凸部119の表面形状を変形し、指向性を変化させたものである。
この凸部219は先に述べた凸部119と同様に、曲率の小さい第1曲面と曲率の大きい第2曲面とから構成され、第1曲面及び第2曲面はそれぞれ図14Bに示す特定縦断面Xにおいて、凸部219の一方の周辺部S1から頂部219aに至る第1曲線(第1断面曲線)A′と、第1曲線A′になだらかに連続して凸部219の頂部219aから他方の周辺部S2に至る第2曲線(第2断面曲線)B′とで示される形状を有している。
【0073】
この頂部219aは凸部219の中心Oからx方向側にずれた位置にあり、基準面Sに対する第1曲線A′の傾斜角θ及び第2曲線B′の傾斜角θの絶対値の平均値は例えばそれぞれ2°〜90°,1°〜89°の各範囲でばらついて設定され、第1曲線A′の傾斜角θの平均値は第2曲線B′のものに比べて大きくなっている。また、最大傾斜角を示す第1曲線A′の周辺部S1における傾斜角δaは、各凸部219において例えば概ね4°〜35°の範囲内でばらついている。これにより、各凸部219の高さdは例えば0.25μm〜3μmの範囲内でばらついて構成されている。
【0074】
一方、第1曲面及び第2曲面はいずれも図14Cに示すY断面において中心Oに対して略左右対称な形状をなしている。このY断面の形状は、頂部219aの周辺において曲率の大きい(即ち、直線に近いなだらかな)曲線Eとなっており、その基準面Sに対する傾斜角θの絶対値は例えば概ね10°以下に構成されている。また、深型の曲線F,Gの基準面Sに対する傾斜角θの絶対値は、例えば2°〜9°の範囲内でばらついて構成されている。さらに、頂部219aの高さdは例えば0.1μm〜3μmの範囲内でばらついて構成されている。
図4及び図5に示すように中間導光体13の外側面13jに複数の凸部41として上記のような凸部219が複数形成されるが、その際、これらの凸部219は発光素子15からの距離に応じて上記特定縦断面Xで断面したときの断面曲線A’及びB’の傾斜角が制御されている。
さらに、凸部219のピッチ(隣接する凸部219の中心Oの間隔)は図4に示すように発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも小さくされていてもよく、また、凸部219の高さdは、図4に示すようにフロントライト10に発光素子15に遠い側の方が発光素子15に近い側よりも大きくされていてもよい。
【0075】
図15は、上記多数の凸部41として採用される第3の例の凸部319の一つを特定縦断面Xで断面したときの拡大断面図である。
この凸部319の表面は、一つの曲面から構成されており、この曲面は特定縦断面Xにおいて、凸部319の一方の周辺部S1から頂部319aを通って他方の周辺部S2に至るなだらかな曲線Aで示される形状を有している。凸部は、その深さを0.1μm〜3μmの範囲でばらついて設定され、隣接する凹部319のピッチ(隣接する凸部319の中心Oの間隔)を5μm〜100μmの範囲でばらついて設定され、上記凹部319内面の傾斜角θの分布を−18°〜+18°の範囲に設定されている。
図4及び図5に示すように中間導光体13の外側面13jに複数の凸部41として上記のような凸部319が複数形成されるが、その際、これらの凸部319は発光素子15からの距離に応じて上記特定縦断面Xで断面したときの断面曲線Aの傾斜角が制御されている。
【0076】
なお、図4及び図5に示すように中間導光体13の外側面13jに複数の凸部41として採用される凸部としては、上記第1〜第3の例の凸部のうちの1種類に限らず、第1〜第3の凸部のうちの2種以上を採用してもよく、その際、これらの凸部は発光素子15からの距離に応じて異なる種類のものを配置し、さらに発光素子15からの距離に応じて上記特定縦断面Xで断面したときの断面曲線の傾斜角を制御するようにしてもよい。
また、上記の実施形態においては第1又は第3の実施形態に係わる微細凹凸部を構成する多数の凸部41として第1〜第3の例の凸部119、219、319の1種以上を採用する場合について説明したが、第1〜第3の例の凸部119、219、319の1種以上をその凹部側が中間導光体13の内側になるように外側面13jに形成すれば、第2の実施形態に係わる微細凹凸部80を構成する多数の凹部81として採用することが可能である。その場合、第1〜第3の例の凸部の各最頂部は、最深点になる。
【0077】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、光源から出射された光の利用効率が良好で、光源側の導光板辺端面近傍に暗部が発生するのを防止でき、しかも輝線や虹状のモアレの発生を防止でき、被照明領域を均一に、かつ明るく照明することができる低消費電力の照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施形態である液晶表示装置の斜視構成図。
【図2】図2は、図1に示す液晶表示装置の平面構成図。
【図3】図2に示す液晶表示装置をIII−III線で断面したときの部分断面図。
【図4】図2に示す液晶表示装置に備えられたフロントライト(照明装置)を拡大して示す平面構成図。
【図5】図2に示す液晶表示装置に備えられたフロントライトのIII−III線断面図。
【図6】図2に示す中間導光体の外側面の位置と、各位置に到達する発光素子からの光の角度の例を示す説明図。
【図7】図2に示す中間導光体の微小凹凸部の位置と、各位置の微小凹凸部で反射した光の入光面への出光方向の例を示す説明図。
【図8】図8は、図2に示す液晶表示ユニットの画素群を拡大して示す平面構成図。
【図9】図9は、アクティブマトリクス型の液晶表示ユニットの画素を拡大して示す平面構成図。
【図10】図10は、図9のIX−IX線に沿う断面図。
【図11】第2の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライトを拡大して示す平面構成図。
【図12】第3の実施形態の液晶表示装置に備えられたフロントライトを拡大して示す平面構成図。
【図13】第1の実施形態に係わるフロントライトに備えられる中間導光体の微細凹凸部の凸部の第1の例を示す模式図であり、Aはその斜視図、BはそのX断面図であり、CはそのY断面図。
【図14】第1の実施形態に係わるフロントライトに備えられる中間導光体の微細凹凸部の凸部の第2の例を示す模式図であり、Aはその斜視図、BはそのX断面図であり、CはそのY断面図。
【図15】第1の実施形態に係わるフロントライトに備えられる中間導光体の微細凹凸部の第3の例の凸部を特定縦断面Xで断面したときの拡大断面図。
【図16】Aは、従来の構成の液晶表示装置の斜視図であり、Bは、Aに示すフロントライトの平面図である。
【符号の説明】
10,50,60…フロントライト(照明装置)、20…液晶表示ユニット、12…導光板、12a…側端面(入光面、一側端面)、 12b…下面(出射面、一面)、12c…上面(反射面、他の一面)、12d…側端面(他の側端面)、 12g…辺端面、12h…辺端面、13…中間導光体、13a…プリズム面、 13b…さび状の溝、13b1、13b2…斜面、13g…端面、13h…端面、13k…出射面、13j…外側面、14…プリズム溝、14a…緩斜面部、14b…急斜面部、15…発光素子(光源)、20D…表示領域(被照明領域)、40、80…微小凹凸部、41、119、219、319…凸部、41a、119a、219a、319a…最頂部、47…金属反射膜、81…凹部、81a…最深点、d…高さ、d…深さ、L…光、M…入光面と直交する方向、R…反射光、P、P…ピッチ、θ…傾斜角
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an illuminating device and a liquid crystal display device, and more particularly to an illuminating device capable of improving the uniformity of the luminance distribution of a light guide plate even with a single light source, and a configuration of a liquid crystal display device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a unit including a light source, an intermediate light guide, a light guide plate, and a case body having an inner surface that reflects the light source, an intermediate light guide, and an inner surface thereof, has been used as a front light of a reflective liquid crystal display device.
FIG. 16A is a perspective configuration diagram showing a conventional liquid crystal display device, and FIG. 16B is a plan view when a front light provided in the liquid crystal display device shown in FIG. 16A is viewed from an observation side. The liquid crystal display device shown in these figures includes a liquid crystal display unit 120 and a front light 110 arranged on the front side of the liquid crystal display unit 120 (for example, see Patent Document 1). Although not shown in detail, the liquid crystal display unit 120 is a reflection-type liquid crystal display unit that performs display by reflecting light incident from the front side thereof, and includes an upper substrate 121 and a lower substrate that are arranged to face each other. A liquid crystal layer is sandwiched between the liquid crystal layer 122 and the liquid crystal layer 122. By controlling the alignment state of the liquid crystal layer, display is performed by changing the light transmission state.
[0003]
The front light 110 includes a flat light guide plate 112, a rod-shaped intermediate light guide 113 disposed on a side end surface (light incident surface) 112 a of the light guide plate 112, and one end surface of the intermediate light guide 113. The light emitting element 115 is a point light source such as a white LED (Light Emitting Diode) disposed at 113 g (left end face in the figure). On the upper surface side of the light guide plate 112, a plurality of wedge-shaped prism grooves 114 are formed as reflection surfaces 112c formed in a stripe shape in a plan view in parallel with each other, and the lower surface is used for illuminating the liquid crystal display unit 120. An emission surface 112b from which illumination light is emitted is provided. Each prism groove 114 includes a gentle slope portion 114a and a sharp slope portion 114b formed at a steeper inclination angle than the gentle slope portion 114a.
These prism grooves 114 are formed slightly inclined with respect to the light guide plate side end surface 112a for the purpose of preventing moire.
The intermediate light guide 113 is provided to uniformly and efficiently emit light from the light emitting element 115 to the light guide plate 112 along the light incident surface of the light guide plate 112, and has an outer surface (the light guide plate 112). A prism surface 113f is formed on the outer surface 113a along the length direction of the outer surface 113a (from the end surface 113g on the light emitting element 115 side to the end surface 113h on the opposite side) 113a. .
The prism surface 113f is formed by forming a plurality of wedge-shaped grooves 113b parallel to each other in a plan view (transverse cross section). These wedge-shaped grooves 113b are provided so that the pitch and the depth are uniform. I have.
[0004]
In the front light 110 having such a configuration, the light emitted from the light emitting element 115 is introduced into the intermediate light guide 113, its propagation direction is changed by the prism surface 113 f, and the light is emitted from the light incident surface 112 a of the light guide plate 112. The light is introduced into the light guide plate 112, and this light is reflected on the reflection surface (inner surface) side of the upper surface of the light guide plate 112 in which the prism groove is formed, thereby changing the propagation direction of the light, and from the emission surface (lower surface) of the light guide plate 112 The light is emitted toward the liquid crystal display unit 120.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 10-19213
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In portable electronic devices such as portable information terminals and portable game machines, the battery drive time greatly affects the usability, and the liquid crystal display device used as these display units aims to reduce the power consumption of the front light. As in the case of a front light 110 shown in FIG. 16, a one-light type front light having only one light-emitting element 115 has been used. That is, it is intended to realize low power consumption by omitting the light emitting element. In addition, with the miniaturization of portable electronic devices, it is required to reduce the thickness of the front light 110 to about 1 mm.
[0007]
However, in such a single-lamp front light, a display area (illuminated area) having a wide area of several inches or more on a diagonal is uniformly and brightly illuminated by a combination of a thin light guide plate and a single light-emitting element. It was almost impossible to do. That is, in the case where the light emitting element 115 is provided on one side in the front light 110 shown in FIG. 16, in order to uniformly guide the light from the light emitting element 115 to the light guide It is necessary to equalize the incident light in the length direction of the light incident surface of the light guide plate 112 by the body 113, but it is difficult to equalize the incident light to the light guide plate 112 by the intermediate light guide 113 itself. In addition, it is difficult to obtain uniform outgoing light over the entire surface of the outgoing surface 112b, it is difficult to uniformly irradiate the display area of the liquid crystal display unit 120 without luminance unevenness, and the display visibility may be reduced. Was. For this reason, in a particularly prominent case, a dark portion 128 having a triangular shape in plan view as shown in FIG. A problem of variation in emitted light may occur, which may reduce the visibility of the liquid crystal display device.
Further, in the front light 110 provided with the intermediate light guide 113 having the prism surface 113f in which the plurality of wedge-shaped grooves 113b are regularly formed as described above, uniform light emission is provided over the entire exit surface 112b. It is difficult to obtain the light, and the prism effect is manifested by light dispersion at the two slopes constituting the wedge-shaped groove 113b and the apex angle thereof, so that a bright line or a rainbow-like moire may be generated.
[0008]
In a two-lamp type front light in which a light emitting element is also provided on the other end surface 113h side (right side in the figure) of the intermediate light guide 113, the light emitted from the light emitting element on the end surface 113h side causes the left side of the light guide plate 112 to be left. Although the light amount near the end face 112g is compensated for and becomes brighter, power consumption is increased as compared with the single-lamp type.
As described above, although the demand for a front light using one light emitting element as a light source is increasing, a front light capable of illuminating a large area uniformly and brightly while being thin has not been realized. Was.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above problems, the use efficiency of the light emitted from the light source is good, it is possible to prevent the occurrence of a dark portion near the light guide side edge of the light source side, In addition, it is an object to provide a low-power-consumption lighting device that can prevent the occurrence of a bright line or a rainbow-like moiré, and can uniformly and brightly illuminate an illuminated area.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device including the above lighting device and having high luminance and excellent display quality.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations.
A lighting device according to the present invention includes a light guide plate, an intermediate light guide disposed along one end surface of the light guide plate, and a light source disposed on a longitudinal end surface of the intermediate light guide. With
The light guide plate has a side end surface into which light is introduced as a light incident surface, and introduces light emitted from the light source from the light incident surface of the light guide plate into the light guide plate through the intermediate light guide. An illumination device that emits light propagating inside the light guide plate from one surface side of the light guide plate,
A side surface of the intermediate light guide opposed to one end surface of the light guide plate is an emission surface for emitting light to the light guide plate, and the intermediate surface is emitted from the light source to an outer surface opposite to the emission surface. A minute uneven portion for diffusing and reflecting light propagating inside the light guide is formed, and the minute uneven portion reflects a reflection angle of light reflected toward a light incident surface of the light guide plate according to a distance from the light source. Is controlled.
[0011]
According to the illumination device having such a configuration, the light is reflected toward the light incident surface of the light guide plate by changing the formation conditions of the minute uneven portion formed on the outer surface of the intermediate light guide according to the distance from the light source. The reflection angle of the generated light is controlled in accordance with the distance from the light source, so that the brightness distribution of the light guide plate when viewed in a plan view can be made uniform, and the light guide plate can be made uniform from one surface side (emission surface). Outgoing light can be emitted.
Further, in a conventional illumination device provided with an intermediate light guide provided with a prism surface in which a plurality of wedge-shaped grooves are regularly formed, a discontinuity at an interface between two slopes forming each wedge-shaped groove is provided. The surfaces are regularly present, and bright lines and rainbow-like moire are generated due to these discontinuous surfaces. However, in the present invention, the conditions for forming the minute uneven portions formed on the outer surface of the intermediate light guide are limited. Since it is changed according to the distance from the light source, the discontinuous surface between the convex portions of the minute concave / convex portions or between the concave portions and the concave portions is irregularly present, and furthermore, the intermediate light guide. Since the uneven portion formed on the outer surface of the body is very small and functions as a continuous diffusion surface, it is possible to prevent the occurrence of bright lines and rainbow-like moire.
Therefore, according to the present invention, even if the light source is provided on one end face of the intermediate light guide, the use efficiency of the light emitted from the light source is good, and the light guide plate side end face on the light source side is good. Since it is possible to prevent the generation of a dark portion in the vicinity and to prevent the occurrence of a bright line or a rainbow-like moiré, the uniformity of the luminance distribution of the light guide plate can be improved. It is possible to provide a low-power-consumption illuminating device capable of improving the uniformity of the emitted light and illuminating the illuminated area uniformly and brightly.
[0012]
Further, the lighting device according to the present invention is provided with a light guide plate, an intermediate light guide disposed along one end face of the light guide plate, and an end face in a longitudinal direction of the intermediate light guide. With a light source,
The light guide plate has a side end surface into which light is introduced as a light incident surface, and introduces light emitted from the light source from the light incident surface of the light guide plate into the light guide plate through the intermediate light guide. A lighting device for emitting light propagating inside the light guide plate from one surface side of the light guide plate, wherein a side surface of the intermediate light guide facing one end surface of the light guide plate emits light to the light guide plate. An exit surface is formed, and a prism surface including a plurality of wedge-shaped grooves is formed on an outer surface opposite to the exit surface, and emitted from the light source on the surface of the prism surface and propagates inside the intermediate light guide. Micro-irregularities for diffusing and reflecting light to be emitted are formed, and the angle of reflection of the light reflected toward the light-incident surface of the light guide plate is controlled in accordance with the distance from the light source. May be characterized.
[0013]
According to the illuminating device having such a configuration, in particular, since the above-described minute irregularities are formed on the surface of the prism surface formed on the outer surface of the intermediate light guide, the light is dispersed by the prism surface. The luminance distribution of the light emitted from the intermediate light guide can be made substantially uniform, and the light can be diffused when reflected by the minute unevenness due to the diffuse reflection action of the minute unevenness.
[0014]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above-described structures, the fine unevenness as described above is also formed on the end surface of the intermediate light guide in the longitudinal direction opposite to the end surface on which the light source is provided. This has the effect of preventing loss of light emitted from the light source.
[0015]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the minute concave-convex portion has a plurality of concave portions, and the plurality of concave portions each have a specific vertical cross section passing through the deepest point of the concave portion. Each of the concave portions may be such that the inclination angle of the cross section curve of the specific vertical cross section is controlled according to the distance from the light source.
[0016]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the minute uneven portion has a plurality of convex portions, and each of the plurality of convex portions has a specific vertical cross section passing through the top of the convex portion. Each of the projections may be such that the inclination angle of the sectional curve of the specific longitudinal section is controlled in accordance with the distance from the light source.
[0017]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the minute uneven portion has a plurality of convex portions or concave portions, and the pitch of the convex portions or concave portions is such that the side farther from the light source is the light source. Being smaller than the side closer to the light source, the light emitted from the intermediate light guide can be efficiently supplied to the light guide plate, and the uniformity of the light emitted from the intermediate light guide can be improved. This is preferable in that the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate and its uniformity can be improved.
[0018]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the minute uneven portion has a plurality of convex portions or concave portions, and the height of the convex portions or the depth of the concave portions is farther from the light source. The light emitting device is configured to be larger than the light source closer to the light source, so that the light emitted from the intermediate light guide can be efficiently supplied to the light guide plate, and the uniformity of the light emitted from the intermediate light guide is improved. This is preferable in that the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate and its uniformity can be improved.
[0019]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the light emitting angle of light emitted from the light emitting surface of the intermediate light guide toward the light input surface of the light guide plate is such that the lighting device is viewed in a plan view. In this case, the angle within ± 10 degrees with respect to the direction perpendicular to the light incident surface can efficiently supply the light emitted from the intermediate light guide to the light guide plate, and is emitted from the light emission surface of the light guide plate. This is preferable in that the amount of light and the uniformity can be improved.
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the light output angle of the light emitted from the output surface of the intermediate light guide toward the light input surface of the light guide plate is such that the lighting device has a cross-sectional view. In this case, the angle within ± 20 degrees with respect to the direction perpendicular to the light incident surface can efficiently supply the light emitted from the intermediate light guide to the light guide plate, and is emitted from the light emission surface of the light guide plate. This is preferable in that the amount of light and the uniformity can be improved.
[0020]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above configurations, the emission direction of light emitted from the emission surface of the intermediate light guide toward the light incidence surface of the light guide plate is such that the illumination device is viewed in a plan view. In this case, the direction closer to the light source than the direction orthogonal to the light incident surface on the side near the light source, the direction opposite to the light source relative to the direction orthogonal to the light incident surface on the side farther from the light source, preferably Is a direction substantially perpendicular to an extending direction of a prism groove of a light guide plate to be described later, and an intermediate portion between a side near and far from the light source is a direction substantially perpendicular to the light incident surface. This is preferable because the light emitted from the light guide plate can be efficiently supplied to the light guide plate, and the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate and its uniformity can be improved.
[0021]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the thickness of the intermediate light guide between the light exit surface and a surface (outer surface) opposite to the light exit surface is farther from the light source. Is smaller than the side closer to the light source, the light emitted from the intermediate light guide can be efficiently supplied to the light guide plate, and the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate and its uniformity Is preferred in that it can increase the
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the distance between the minute uneven portion of the intermediate light guide and the light incident surface of the light guide plate is such that the side farther from the light source is closer to the light source. It is preferable that the width is smaller than that in that the light emitted from the intermediate light guide can be efficiently supplied to the light guide plate, and the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate and its uniformity can be improved. .
[0022]
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the fact that the metal reflection film is formed on the surface of the minute uneven portion of the intermediate light guide increases the reflectance on the minute uneven surface, This is preferable in that the amount of light reflected toward the exit surface of the light body can be increased.
[0023]
In the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the light source disposed on the longitudinal end face of the intermediate light guide may be a substantially point light source such as a light emitting element.
In the lighting device of the present invention having any one of the above structures, the other surface of the light guide plate is formed of a gentle slope portion and a sharp slope portion having a steeper inclination angle than the gentle slope portion. It is preferable that the plurality of prism grooves are formed in a stripe shape in a plan view, since the amount of emitted light is uniform in the light guide plate surface, and the use efficiency of the light source is high and a high-luminance illuminating device can be obtained.
Further, in the lighting device of the present invention having any one of the above configurations, the extending direction of the prism groove of the light guide plate may be set to a direction intersecting the light incident surface. When the illuminated object illuminated by the illuminating device has a periodic shape or pattern (regular pattern) at predetermined intervals, the prism groove of the light guide plate and the shape or pattern of the illuminated object are used. Direction of the prism groove depending on the pitch of the periodic shape or pattern (regular pattern) at predetermined intervals on the illuminated object in order to prevent the occurrence of a moiré pattern due to optical interference with the prism groove. It is preferable to set the intersection angle between the light source and the light incident surface so that the direction in which the prism groove extends and the direction in which the regular pattern of the illuminated object is repeated are not parallel.
[0024]
Next, a liquid crystal display device of the present invention includes the lighting device of the present invention having any one of the above-described structures, and a liquid crystal display unit illuminated by the lighting device.
Since the liquid crystal display device of the present invention includes the lighting device of the present invention, the display region (illuminated region) can be uniformly and brightly illuminated even when the lighting device has one light emitting element. A liquid crystal display device with good display visibility, high luminance and excellent display quality, and low power consumption can be obtained.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
[Overall configuration of liquid crystal display device]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan configuration diagram of the liquid crystal display device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the device. 4 is an enlarged plan view showing a front light (illumination device) provided in the liquid crystal display device shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a front view III of the front light provided in the liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III.
As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid crystal display device of the present embodiment includes a front light (illumination device) 10 and a reflective liquid crystal display unit 20 disposed on the back side (the lower side in the figure). It is configured.
[0026]
As shown in FIG. 1, the front light 10 includes a substantially flat transparent light guide plate 12, an intermediate light guide 13 disposed along a side end surface (one side end surface) 12 a, and the intermediate light guide 13. A light emitting element (light source) 15 disposed on one end surface 13g in the length direction of the body 13 and an intermediate light guide so as to cover one end of the intermediate light guide 13, the light emitting element 15 and the light guide plate 12. And a case body (light shielding and reflecting body) 19 attached from the 13 side.
That is, in the front light 10 according to the present embodiment, the side end surface 12a of the light guide plate 12 is a light incident surface of the light guide plate. As shown in FIG. 2, a plurality of light guide plates 12 are provided on the upper surface side (another surface side) of the light guide plate 12 at a tilt angle α with respect to the light incident surface 12a on which the intermediate light guide 13 is disposed. The prism grooves 14 are arranged and formed. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 12 d denotes a side end surface (another side end surface) of the light guide plate 12 opposite to the light incident surface 12 a.
[0027]
The liquid crystal display unit 20 includes an upper substrate 21 and a lower substrate 22 that are arranged to face each other. A rectangular area 20D indicated by a dotted line in FIG. 1 is a display area of the liquid crystal display unit 20, and FIG. As shown in FIG. 2, pixels 20c are formed in a matrix in the display area 20D.
In the liquid crystal display device having the above configuration, the light guide plate 12 is disposed on the display area 20D of the liquid crystal display unit 20, and the display of the liquid crystal display unit 20 can be visually recognized through the light guide plate 12. In a dark place where external light cannot be obtained, the light emitting element 15 is turned on, and light emitted from the light emitting element 15 is transmitted from the light incident surface 12a of the light guide plate 12 to the inside of the light guide plate via the intermediate light guide 13. The light is propagated inside the light guide plate and emitted from the lower surface (one surface) 12b side of the light guide plate 12 toward the liquid crystal display unit 20 to illuminate a display area (illuminated area) 20D. I have.
[0028]
Next, the configuration of each part of the liquid crystal display device of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[Front light]
The light guide plate 12 of the front light 10 is a plate-shaped member that is disposed on the display area 20D of the liquid crystal display unit 20 and emits light emitted from the light emitting element 15 to the liquid crystal display unit 20 from the lower surface 12b side. It is composed of an acrylic resin or the like. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 3, the upper surface of the light guide plate 12 (the other surface, in other words, the surface on the side opposite to the liquid crystal display unit 20) has a plurality of prism grooves 14 in a stripe shape in parallel with each other. The lower surface (surface on the side of the liquid crystal display unit 20) 12b is an emission surface from which illumination light for illuminating the liquid crystal display unit 20 is emitted.
[0029]
The prism groove 14 is a wedge-shaped longitudinal section formed by a pair of slopes formed to be inclined with respect to the reference surface Sa of the reflection surface 12c, and one of these slopes is a gentle slope 14a. The other is a steep slope 14b formed at a steeper inclination angle than the gentle slope 14a. As shown in FIGS. 1 and 2, the prism groove 14 is formed so as to be inclined so that the extending direction thereof and the light incident surface 12 a of the light guide plate 12 intersect. In FIG. 3, light propagating from the right side to the left side (light propagating from the light incident surface 12a to the other side end surface 12d) inside the light guide plate 12 is directed toward the light emitting surface 12b by the steep slope portion 14b of the reflecting surface 12c. The light is reflected and emitted toward the liquid crystal display unit 20 arranged on the lower surface side of the light guide plate 12.
[0030]
In the front light 10, the inclination angle θ of the gentle slope portion 14a shown in FIG. 1 Is in the range of 1 ° to 5 ° with respect to the reference surface Sa of the reflection surface 12c, and the inclination angle θ of the steep slope portion 14b 2 Is in the range of 41 ° or more and 45 ° or less. With such a range, light propagating in the plane of the light guide plate 12 can be efficiently emitted to the liquid crystal display unit 20, and a liquid crystal display device capable of bright display can be configured.
The reference surface Sa of the reflection surface 12c is a surface including the top portion 14d between the adjacent prism grooves 14 of the light guide plate 12.
[0031]
In the front light 10 of the present embodiment, the pitch P of the prism grooves 14 (the distance between the tops 14d or the distance between the bottoms of the prism grooves 14) is constant within the reflection surface 12c of the light guide plate. Further, in the case of the front light 10 of the present embodiment, the depth d of the prism groove 14 (the distance between the reference surface Sa and the bottom top of the prism groove 14) is also constant.
Note that the pitch P and the depth d of the prism grooves 14 are not necessarily required to be constant, and even if these are changed to form the prism grooves 14, it does not exceed the technical scope of the present invention. Also, the inclination angle θ of each prism groove 14 1 And θ 2 Even if the prism groove 14 is formed by changing the above, it does not exceed the technical scope of the present invention.
[0032]
2, the inclination angle α of the prism groove 14 given by the angle formed by the prism groove 14 and the light incident surface 12a is in a range of more than 0 ° and 15 ° or less, as shown in FIG. It is preferable that it is formed as follows. The inclination angle α is more preferably in the range of 6.5 ° to 8.5 °, and by setting it in such a range, a moiré pattern hardly occurs and the front light is excellent in uniformity of emitted light. It can be.
[0033]
The light guide plate 12 may be formed of a transparent resin material such as a polycarbonate resin or an epoxy resin, glass, or the like, in addition to an acrylic resin.
Further, the light guide plate 12 can make the amount of emitted light uniform as the light guide plate as a whole increases in thickness, so that the plate thickness is preferably 0.8 mm or more, and more preferably 1.0 mm or more. More preferred. Further, when the plate thickness is 1.2 mm or more, since the luminance is not much different from that of the plate having a thickness of 1.0 mm to 1.5 mm, the upper limit of the plate thickness is 1.5 mm from the viewpoint of thinning the front light 10. Good to do.
[0034]
The intermediate light guide 13 is a quadrangular prism-shaped transparent member along the light incident surface 12a of the light guide plate 12. The light emitting element 15 is provided on one end face 13 g of the intermediate light guide 13.
As shown in FIGS. 1 and 4, the intermediate light guide 13 has a side end surface facing the light incident surface 12 of the light guide plate 12, and the light emitted from the light emitting element 15 is used as the light guide plate. An emission surface 13k for emitting the light to the light source 12 is provided.
Further, as shown in FIG. 4, an outer surface 13j of the intermediate light guide 13 opposite to the emission surface 13k is provided for diffusing and reflecting light emitted from the light emitting element 15 and propagating inside the intermediate light guide. The minute uneven portion 40 is formed. The minute uneven portion 40 has a plurality of convex portions 41. The plurality of convex portions 41 are provided so as to be convex inside the intermediate light guide 13. Each of the plurality of convex portions 41 has a specific vertical cross section that passes through the top 41 a of the convex portion 41. The shape of the convex portion that can be used for the minute concave / convex portion 40 of the present embodiment will be described later in detail. Further, minute uneven portions 40 are also formed on the end face 13h of the intermediate light guide 13 opposite to the end face 13g on which the light emitting element 15 is provided, for the reason described above.
On the outer surface of the minute uneven portion 40 formed on the outer surface 13j and the end surface 13h of the intermediate light guide 13, a metal reflection film made of a metal thin film of high reflectivity such as Al or Ag is used for the reason described above. 47 may be formed.
[0035]
Pitch P of convex portions 41 constituting minute concave / convex portions 40 formed on outer side surface 13j 2 (The distance between the adjacent convex portions 41 and the tops of the convex portions 41 or the distance between the adjacent convex portions 41 and the center of the convex portions) is reduced as the distance from the light emitting element 15 increases, for the reason described above. That is, the pitch P of the projection 41 2 Is smaller on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15. Also, the height d of the convex portion 41 2 Is higher as the distance from the light emitting element 15 increases, that is, the height d of the protrusion 41 is increased. 2 Is larger on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15. Further, the distance between the minute uneven portion 40 of the intermediate light guide 13 and the light incident surface 12a of the light guide plate 12 (the distance between the top of the convex portion 41 and the light incident surface 12a in the present embodiment) is closer to the light emitting element 15. The side may be smaller than the side closer to the light emitting element 15.
[0036]
The reflection angle of the light reflected toward the light incident surface 12a of the light guide plate 12 is controlled in accordance with the distance from the light emitting element 15 to the minute uneven portion 40 formed on the outer side surface 13j. State.
In FIG. 4, a region surrounded by a dotted line a is a region of the intermediate light guide 13 near the light emitting element, a region surrounded by a dotted line c is a region of the intermediate light guide 13 far from the light emitting element, and is surrounded by a dotted line b. The shaded area is an intermediate area between the area of the intermediate light guide 13 near the light emitting element and the area far from the light emitting element. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the position of the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 and the angle of light from the light emitting element reaching each position. In FIG. 6, illustration of the minute uneven portion 40 is omitted.
[0037]
As shown in FIG. 6A, the light L reaching the portion of the outer surface 13j near the light emitting element (the outer surface 13j in the region a in FIG. 4) is such that the light emitted from the light emitting element 15 has an emission surface 13k at an initial stage. Many are reflected by These lights L are incident on the outer surface 13j at an angle θ close to 90 degrees. 5 By controlling the inclination angle of the cross-sectional curve of the specific vertical cross section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the area a in FIG. 4, the light R (light guide plate) reflected toward the emission surface 13k Of the light R emitted from the light exit surface 13k to the light incident surface 12a. 6 When the front light 10 is viewed in a plan view as shown in FIG. 4, the angle is within ± 10 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a, and the light emission angle θ of the light R. 6 When the front light 10 is viewed in cross section as shown in FIG. 5, the angle is within ± 20 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a.
[0038]
Further, as shown in FIG. 6C, the light L arriving at a portion of the outer surface 13j farther from the light emitting element (the outer surface 13j in the region c in FIG. 4) is the light L emitted from the light emitting element 15 in the horizontal direction. There are many things. These lights L impinge on the outer surface 13j at a small angle θ. 5 By controlling the inclination angle of the cross-sectional curve of the specific longitudinal section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the area c of FIG. 4, the light R reflected toward the emission surface 13k (light guide plate) Of the light R emitted from the light exit surface 13k to the light incident surface 12a. 6 When the front light 10 is viewed in a plan view as shown in FIG. 4, the angle is within ± 10 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a, and the light emission angle θ of the light R. 6 When the front light 10 is viewed in cross section as shown in FIG. 5, the angle is within ± 20 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a.
[0039]
Further, as shown in FIG. 6B, light L arriving at an intermediate portion (outer surface 13j in region b in FIG. 4) of the outer surface 13j on the near side and far side of the light emitting element is the light emitted from light emitting element 15 Many are repeatedly reflected in the intermediate light guide 13. These lights L are applied to the outer surface 13j at various angles (wide angle range) θ. 5 The light R (light guide plate) reflected toward the emission surface 13k is controlled by controlling the inclination angle of a cross-sectional curve of a specific vertical cross-section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the region b in FIG. Of the light R emitted from the light exit surface 13k to the light incident surface 12a. 6 When the front light 10 is viewed in a plan view as shown in FIG. 4, the angle is within ± 10 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a, and the light emission angle θ of the light R. 6 When the front light 10 is viewed in cross section as shown in FIG. 5, the angle is within ± 20 degrees with respect to a direction M perpendicular to the light incident surface 12a.
[0040]
Next, another example in which the reflection angle of light reflected from the minute uneven portion 40 toward the light incident surface from the emission from the minute uneven portion 40 is controlled according to the distance from the light emitting element 15 will be described.
The reflection angle of the light R reflected toward the light entrance surface 12a of the light guide plate 12 by controlling the inclination angle of the cross-sectional curve of the specific vertical cross section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the region a of FIG. And the light emission angle θ of the light R as shown in FIG. 7A. 7 May be a direction closer to the light emitting element 15 than the direction M.
Further, by controlling the inclination angle of the cross-sectional curve of the specific vertical cross section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the region c of FIG. 4, the light R reflected toward the light entrance surface 12a of the light guide plate 12 is controlled. The reflection angle is controlled, and as shown in FIG. 7 May be a direction opposite to the light emitting element 15 side with respect to the direction M, preferably a direction substantially orthogonal to the extending direction of the prism groove 14 of the light guide plate 12.
Further, by controlling the inclination angle of the cross-sectional curve of the specific longitudinal section passing through the top 41a of the convex portion 41 in the region b of FIG. 4, the light R reflected toward the light incident surface 12a of the light guide plate 12 is controlled. The reflection angle is controlled, and as shown in FIG. 7 Is a substantially direction M (a direction substantially orthogonal to the light incident surface 12a).
[0041]
The intermediate light guide 13 may be made of a transparent resin material such as a polycarbonate resin or an epoxy resin, glass, or the like, in addition to an acrylic resin. The light emitting element (point light source) 15 is not particularly limited as long as it can be disposed on the end face of the intermediate light guide 13, and a white LED (Light Emitting Diode), an organic EL element, or the like can be used.
In addition, the minute uneven portion 40 formed on the end face 13h of the intermediate light guide 13 does not reflect the inside of the intermediate light guide, and prevents a light component propagating in a horizontal direction in a sectional view from leaking from the end face 13h. ing.
[0042]
In the front light 10 of the present embodiment, the light emitted from the light emitting element 15 propagates inside the intermediate light guide 13 in the length direction of the intermediate light guide 13, and diffuses and reflects on the surface of the minute uneven portion 40. However, at this time, the light reflected on the surface of the minute uneven portion 40 is emitted toward the light incident surface 12 a of the light guide plate 12 with the reflection angle controlled according to the distance from the light emitting element 15. I have.
[0043]
As shown in FIG. 1, a case body 19 is attached to the front light 10 on the side of the intermediate light guide 13. A reflection film (not shown) made of a metal thin film having a high reflectance such as Al or Ag is formed on the inner surface side of the case body 19, and light leaking outward from the intermediate light guide 13 and the light guide plate 12 is formed. In the case where there is, the light is reflected by the reflection film, so that the light enters the intermediate light guide 13 again and can be used as illumination light.
[0044]
In the front light 10 of the present embodiment, the light entrance surface of the light guide plate 12 is changed by changing the formation conditions of the minute uneven portion 40 formed on the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 according to the distance from the light emitting element 15. The reflection angle of the light reflected toward the light guide plate 12a is controlled in accordance with the distance from the light emitting element 15, and the brightness distribution of the light guide plate 12 when viewed in a plan view can be made uniform. Emitted light can be emitted uniformly from the emission surface 12b. In addition, the discontinuous surface between the convex portions 41 of the minute concave / convex portions 40 is irregular, and the concave / convex portions formed on the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 are minute. Therefore, since it functions as a continuous diffusion surface, it is possible to prevent the occurrence of bright lines and rainbow-like moire.
Therefore, according to the front light 10 of the present embodiment, the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting element 15 is good, and it is possible to prevent a dark portion from being generated near the light guide plate side end surface 12g on the light emitting element 15 side. Moreover, it is possible to prevent the occurrence of bright lines and rainbow-like moiré, to uniformly and brightly illuminate the display area 20D of the liquid crystal display unit 20, and to reduce power consumption.
[0045]
In the present embodiment, a single-lamp front light in which the light emitting element 15 is provided on one end face in the length direction of the intermediate light guide 13 has been described. Of course, 15 may be provided.
Also, a case has been described where the thickness between the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 (the surface on which the minute uneven portions are not formed, that is, the reference surface S of the outer surface 13j) and the emission surface 13k is uniform. The thickness (distance) between the outer side surface 13j and the emission surface 13k may be smaller on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15; Pitch P of convex part 41 2 And height d 2 May be constant.
[0046]
[Liquid crystal display unit]
The liquid crystal display unit 20 is a reflective passive matrix type liquid crystal display unit capable of color display. As shown in FIG. 3, a liquid crystal layer is provided between an upper substrate 21 and a lower substrate 22 which are arranged to face each other. 23, a plurality of strip-shaped transparent electrodes 26a and an alignment film 26b are sequentially formed on the inner surface side (the liquid crystal layer 23 side) of the upper substrate 21 and extend in the left-right direction in the drawing. A reflection layer 25, a color filter layer 29, a plurality of strip-shaped transparent electrodes 28a in plan view, and an alignment film 28b are sequentially formed on the inner surface side (the liquid crystal layer 23 side) of 22.
The transparent electrode 26a of the upper substrate 21 and the transparent electrode 28a of the lower substrate 22 are both formed in a strip-like planar shape, and are arranged in a stripe shape in plan view. The extending direction of the transparent electrode 26a and the extending direction of the transparent electrode 28a are arranged so as to be orthogonal to each other in plan view. Therefore, one dot of the liquid crystal display unit 20 is formed at a position where one transparent electrode 26a and one transparent electrode 28a intersect, and three colors (red, green, and blue) described later correspond to each dot. One color filter of the filters is arranged. Then, the three dots emitting R (red), G (green) and B (blue) constitute one pixel 20c of the liquid crystal display unit 20, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2, when viewed in a plan view, a large number of pixels 20c are arranged in a matrix in the display area 20D.
[0047]
The color filter layer 29 has a structure in which red, green, and blue color filters 29R, 29G, and 29B are periodically arranged, and each color filter is provided below the corresponding transparent electrode 28a. A set of color filters 29R, 29G, and 29B is formed for each pixel 20c. The display color of the pixel 20c is controlled by controlling the driving of the electrodes corresponding to the color filters 29R, 29G, and 29B.
[0048]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the direction in which the prism grooves 14 formed in the light guide plate 12 of the front light 10 extend and the direction in which the pixels of the liquid crystal display unit 20 are arranged intersect. That is, by preventing the repetition direction of RGB of the color filter layer 29 that gives a periodic pattern to the liquid crystal display unit 20 and the extending direction of the prism groove 14 from becoming parallel, the moire pattern due to optical interference between the two. Is to prevent the occurrence of.
[0049]
FIG. 8 is an enlarged plan view showing an adjacent pixel group of the liquid crystal display unit 20 shown in FIG. As shown in this figure, the liquid crystal display unit 20 has a plurality of pixels 20c formed in a matrix in a plan view, and each pixel 20c has a set of red, green, and blue color filters 29R, 29G. , 29B.
As shown in FIG. 8, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the extending direction of the prism groove 14 of the front light 10 indicated by the two-dot chain line in FIG. (Horizontal direction in the drawing) and are inclined at an inclination angle β.
The inclination angle β of the prism groove 14 with respect to the arrangement direction (the horizontal direction in the drawing) of the pixels 20c is preferably in the range of more than 0 ° and 15 ° or less, and more preferably 6.5 ° or more and 8.5 °. The range is as follows. With such a range, it is possible to prevent a moire pattern from being generated due to optical interference with the periodic structure of the pixels of the liquid crystal display unit 20. Outside the above range, the effect of reducing the moiré pattern tends to decrease. Further, the inclination angle β is more preferably in the range of 6.5 ° to 8.5 °. By setting such a range, the effect of preventing a moiré pattern becomes higher. When there is no possibility that a moiré pattern is generated, the inclination angle β may be 0 °.
[0050]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 2, since the light guide plate side end surface 12a of the front light 10 and the pixel array direction of the liquid crystal display unit 20 are arranged in parallel, The angle α formed between the extending direction of the prism groove 14 and the light guide plate side end surface 12a and the angle β formed between the extending direction of the prism groove 14 and the arrangement direction of the pixels 20c coincide with each other, but the light guide plate side end surface. When the arrangement direction of 12c and the pixel 20c is not parallel, the inclination angles α and β are different angles. In this case, in order to reduce the moiré pattern, it is preferable that the inclination angle β is set to the above-mentioned range by giving priority to the inclination angle α. When the inclination angle β is determined, the extending direction of the prism groove 14 is determined. Therefore, in order to make the distribution of the amount of light emitted from the light guide plate 12 uniform, the angle of the light guide plate side end face 12 c with respect to the angle of the prism groove 14 is determined. May be adjusted so as to fall within the range of the inclination angle α.
[0051]
The reflection layer 25 is composed of an organic film made of an acrylic resin material or the like, and a metal reflection film of high reflectivity such as Al or Ag formed on the organic film. A plurality of concave portions having a property are provided. The organic film is for giving the metal reflective film a predetermined surface shape.
[0052]
Since the liquid crystal display device of the present embodiment includes the front light 10 that can illuminate a large area uniformly and brightly, the entire area of the display area 20D is irradiated with high brightness and uniform brightness. Excellent display quality can be obtained. Further, even when the front light 10 has one light emitting element 15, the uniformity of brightness does not decrease, so that the visibility of the display is good, and therefore the display quality is excellent and the power consumption is low. Is obtained.
[0053]
[Active matrix liquid crystal display unit]
In the above embodiment, the liquid crystal display unit 20 is of a passive matrix type. However, an active matrix type liquid crystal display unit can be applied to the liquid crystal display device according to the present invention. Also in this case, since the planar configuration of the liquid crystal display unit is the same as that of the liquid crystal display unit 20 of the previous embodiment shown in FIG. 2, FIG. 2 is also used in the following description. That is, the liquid crystal display unit of this configuration includes a plurality of pixels 20c arranged in a matrix in a plan view.
[0054]
FIG. 9 shows a plan view of a pixel 20c formed in the liquid crystal display unit having this configuration, and FIG. 10 shows a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. The liquid crystal display unit shown in FIGS. 9 and 10 has a configuration in which a liquid crystal layer 33 is sandwiched between an upper substrate 31 and a lower substrate 32 which are arranged to face each other. 33), a plurality of substantially rectangular transparent electrodes 36 arranged in a matrix in a plan view and pixel switching transistor elements T formed for each of the transparent electrodes 36 are provided. A reflection layer 35, a color filter layer 39 formed on the reflection layer 35, and a transparent electrode 38 formed on the entire surface of the color filter layer 39. I have. A region where three transparent electrodes 36 corresponding to R, G, and B are formed corresponds to one pixel 20c. In FIG. 9, the transistor element T is an equivalent circuit diagram for easy understanding of the drawing.
[0055]
One end of the transistor element T for switching the transparent electrode 36 is connected to the transparent electrode 36, and the other two ends of the transistor element T are connected to a scanning line G extending between the transparent electrodes 36 in the left-right direction in the figure. 1 ~ G 3 And a signal line S extending vertically in the drawing. 1 ~ S 2 It is connected to the. The color filters 39R, 39G, and 39B are disposed on the color filter layer 39 at positions corresponding to the transparent electrodes 36 on the lower substrate 32, and a black matrix 39M is provided between the adjacent color filters 39R, 39G, and 39B. It is formed in a lattice shape in plan view. Although not shown, a black matrix having a lattice shape in a plan view is formed on the inner surface side of the upper substrate 31 so as to surround the periphery of the transparent electrode 36. , Are not incident on the scanning lines or signal lines connected thereto.
Further, as the reflection layer 35 of the liquid crystal display unit of this example, the same reflection layer 25 as the configuration described in the above embodiment can be applied.
[0056]
The liquid crystal display unit having the above configuration controls the electric potential of the transparent electrode 36 by the transistor element T, and controls the light transmission state of the liquid crystal layer 33 between the transparent electrode 36 and the transparent electrode 38 of the lower substrate 32 to perform display. It is supposed to do.
[0057]
In the active matrix type liquid crystal display unit, a light-shielding black matrix is formed in a lattice shape in plan view so as to surround the transparent electrode 36, and the contrast of display can be increased. Also, the periodic pattern of the pixel 20c tends to be clear. That is, optical interference between the periodic arrangement of the pixels 20c and the prism grooves 14 of the front light 10 tends to occur. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the prism grooves 14 are arranged in the same direction as the arrangement direction of the pixels 20c. By being formed to extend in the intersecting direction, it is possible to suppress the interference and effectively prevent the visibility from being lowered due to the moiré pattern. As described above, even when the liquid crystal display device according to the present invention is configured using the active matrix type liquid crystal display unit, a display quality in which a moiré pattern does not occur in the display region and a uniform and bright display is possible. And a liquid crystal display device excellent in the above.
[0058]
Although FIG. 10 shows a case where the color filter layer 39 is formed on the reflective layer 35 side, a pixel switching electrode is formed on the lower substrate 32 side, and this electrode also serves as a reflective layer. A color filter layer may be formed on the upper substrate 31 side.
[0059]
(Second embodiment)
Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an enlarged plan view illustrating a front light (illumination device) provided in the liquid crystal display device according to the second embodiment.
The difference between the front light 50 provided in the liquid crystal display device of the second embodiment and the front light 10 used in the first embodiment is that the unevenness formed on the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 is small. This is a point that the shape of the portion is different, that is, the minute uneven portion 80 formed on the outer surface 13j of the intermediate light guide 13 in the present embodiment has a plurality of concave portions 81. Since the configuration is the same as that of the front light 10 shown in FIGS. 1 to 3, a detailed description thereof will be omitted below. The basic structure of the liquid crystal display unit is the same as that of the liquid crystal display unit shown in FIGS. 1 and 3, and a detailed description thereof will be omitted.
[0060]
The plurality of concave portions 81 constituting the minute concave-convex portion 80 are provided such that the concave portions face the inside of the intermediate light guide 13. The plurality of concave portions 81 have a specific vertical cross section that passes through the deepest point 81 a of the concave portion 81. The shape of the concave portion that can be employed in the minute concave and convex portion 80 of the present embodiment will be described in detail later. Further, minute unevenness portions 80 are also formed on the end surface 13h of the intermediate light guide 13 opposite to the end surface 13g on which the light emitting element 15 is provided, for the reason described above.
The metal reflection film 47 is formed on the outer surface of the minute uneven portion 80 formed on the outer surface 13j and the end surface 13h of the intermediate light guide 13 for the reason described above.
[0061]
Pitch P of concave portion 81 forming minute concave-convex portion 80 formed on outer side surface 13j 3 The distance between the adjacent recesses 81 and the tops of the recesses 81 is reduced as the distance from the light emitting element 15 increases, that is, the pitch P of the recesses 81 is reduced. 3 Is smaller on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15. Also, the depth d of the concave portion 81 3 Is higher as the distance from the light emitting element 15 is increased, that is, the depth d of the concave portion 81 is increased. 3 Is larger on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15.
Further, the distance between the minute uneven portion 80 of the intermediate light guide 13 and the light incident surface 12a of the light guide plate 12 (the distance between the bottom of the concave portion 81 and the light incident surface 12a in this embodiment) is closer to the light emitting element 15. May be smaller than the side closer to the light emitting element 15.
[0062]
The reflection angle of the light reflected toward the light entrance surface 12a of the light guide plate 12 is controlled in accordance with the distance from the light emitting element 15 to the minute uneven portion 80 formed on the outer side surface 13j.
In the front light 50 of the present embodiment, the light emitted from the light emitting element 15 propagates inside the intermediate light guide 13 in the length direction of the intermediate light guide 13 and diffuses and reflects on the surface of the minute uneven portion 80. However, at this time, the light reflected on the surface of the minute uneven portion 80 is emitted toward the light incident surface 12 a of the light guide plate 12 with the reflection angle controlled according to the distance from the light emitting element 15. I have.
In the front light 50 of the present embodiment, the same effects as those of the front light 10 of the first embodiment can be obtained.
[0063]
(Third embodiment)
Next, a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is an enlarged plan view illustrating a main part of a front light provided in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
The difference between the front light 60 provided in the liquid crystal display device of the third embodiment and the front light 10 used in the first embodiment is that a prism surface 13 a is formed on the outer surface 13 j of the intermediate light guide 13. On the surface of the prism surface 13a, a minute uneven portion 40 is formed, and on the outer surface of the minute uneven portion 40, a metal reflection film (not shown) made of a metal thin film of high reflectivity such as Al or Ag is formed. Since it is formed, since the configuration other than the above is the same as that of the front light 10 shown in FIGS. 1 to 3, detailed description thereof will be omitted below. Further, the liquid crystal display unit is equivalent to the liquid crystal display unit shown in FIGS. 1 and 3, and a detailed description thereof will be omitted.
[0064]
The prism surface 13a is formed by forming a plurality of wedge-shaped grooves 13b in a plan view (transverse section) parallel to each other. The wedge-shaped groove 13b has a pair of slopes 13b1 and 13b2 for reflecting light.
Depth d of wedge-shaped groove 13b 4 Are formed so as to increase exponentially or cubically toward the side opposite to the light emitting element side. In the present embodiment, the grooves formed farther from the light emitting element 15 have a deeper groove (from the light emitting element). The more distant grooves 13b protrude from the inside of the intermediate light guide 13), so that light can be uniformly applied to the side end surface 12a of the light guide plate 12.
Also, the pitch P of the wedge-shaped groove 13b 4 (Or the distance between the bottoms of the grooves 13) is formed so as to decrease exponentially or quadratically toward the side opposite to the light emitting element side. It is preferable in that the emitted light quantity and its uniformity can be improved. For example, the pitch P 4 May be formed small.
[0065]
Further, it is preferable that the angle θa formed by the two slopes 13b1 and 13b2 forming the wedge-shaped groove 13b is set to 105 degrees or more and 115 degrees or less. It is preferable that each of the angle θb of the slope 13b1 and the angle θc of the slope 13b2 is not less than 37.5 degrees and not more than 32.5 degrees. The angle θb of the slope 13b1 and the angle θc of the slope 13b2 may be the same or different.
[0066]
The micro uneven portion 40 of this embodiment is the same as the micro uneven portion 40 of the first embodiment except that it is provided on the surface of the prism surface 13a. The reflection angle of the light reflected toward the light incident surface 12a is controlled.
[0067]
In the front light 60 of the present embodiment, the brightness distribution of the light emitted from the intermediate light guide 13 can be made substantially uniform by the light dispersing action of the prism surface 13a. When the light is reflected by the uneven portion 40, the light can be diffused. At this time, the light reflected on the surface of the minute uneven portion 40 enters the light guide plate 12 by controlling the reflection angle according to the distance from the light emitting element 15. The light is emitted toward the light surface 12a.
Also in the front light 60 of the present embodiment, the efficiency of use of the light emitted from the light emitting element 15 is good, and it is possible to prevent a dark portion from being generated in the vicinity of the light guide plate side end face 12g on the light emitting element side, and to further obtain a bright line or a rainbow. It is possible to prevent the occurrence of moiré-like shapes, to uniformly and brightly illuminate the display area of the liquid crystal display unit, and to provide a front light with low power consumption.
[0068]
(Embodiment of convex part of fine uneven part)
An example of a large number of protrusions 41 employed in the fine unevenness according to the first or third embodiment will be described.
FIG. 13A is an enlarged perspective view showing one of the projections 119 of the first example employed as the large number of projections 41. The surface of the projection 119 has a first curved surface having a small curvature and a curvature. And a second curved surface having a large diameter. Each of the first curved surface and the second curved surface is smoothly continuous with the first curve A extending from one peripheral portion S1 of the convex portion 119 to the top portion 119a and the first curve A in the specific longitudinal section X shown in FIG. 13B. And a second curve B extending from the top 119a to the other peripheral portion S2.
[0069]
The top portion 119a is located at a position shifted in the x direction from the center O of the convex portion 119 in plan view, and has a reference surface S of the first curve (first section curve) A (in the first embodiment, the intermediate light guide 13 On the outer side surface 13j, the surface on which the fine unevenness is not formed, that is, the reference surface S of the intermediate light guide, and in the third embodiment, the surface of the prism surface 13a on which the fine unevenness is not formed) Tilt angle θ h And the inclination angle θ of the second curve (second sectional curve) B h Are set, for example, in an angular range of 1 ° to 89 ° and 0.5 ° to 88 °, respectively. h Is larger than that of the second curve B. In addition, the inclination angle δa in the peripheral portion S1 of the first curve A indicating the maximum inclination angle varies in each of the protrusions 119, for example, within a range of approximately 4 ° to 35 °. Thereby, the height d of each convex portion 119 is obtained. 2 (The height from the reference surface S of the intermediate light guide 13 of the first embodiment to the top 41a of the convex portion 41, and the height of the surface of the prism surface 13a of the third embodiment from the surface where the fine unevenness is not formed. The height of the top 41 to the top 41a varies, for example, in the range of 0.25 μm to 3 μm.
[0070]
In addition, the first curved surface and the second curved surface both have substantially symmetrical shapes in the Y section shown in FIG. 13C, and the inclination angle θ of the outer peripheral surface. g Is set, for example, in the range of −18 ° to + 18 °.
Note that the “inclination angle” of a curve or a curved surface is defined as a reference surface S of a curve or a curved surface within a minute range, for example, when a minute range of 0.5 μm width is taken at an arbitrary position on the curve or the curved surface. Means the angle with respect to
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of the above-mentioned protrusions 119 are formed on the outer side surface 13j of the intermediate light guide 13 as the plurality of protrusions 41. At this time, these protrusions 119 are formed by light emitting elements. The inclination angles of the cross-sectional curves A and B when cross-sectioned at the specific vertical cross-section X are controlled in accordance with the distance from 15.
[0071]
Further, the pitch of the protrusions 119 (the interval between the centers O of the adjacent protrusions 119) may be smaller on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15, as shown in FIG. Also, the height d of the projection 119 2 As shown in FIG. 4, the side of the front light 10 that is farther from the light emitting element 15 may be larger than the side that is closer to the light emitting element 15.
[0072]
FIG. 14A is an enlarged perspective view showing one of the projections 219 of the second example employed as the large number of projections 41. In this example, the surface shape of the projections 119 shown in FIG. Is modified to change the directivity.
The convex portion 219 is composed of a first curved surface having a small curvature and a second curved surface having a large curvature, similarly to the convex portion 119 described above, and the first curved surface and the second curved surface are each a specific longitudinal section shown in FIG. 14B. At X, a first curve (first sectional curve) A ′ from one peripheral portion S1 of the convex portion 219 to the top portion 219a, and the other from the top portion 219a of the convex portion 219 smoothly to the first curve A ′. It has a shape indicated by a second curve (second cross-sectional curve) B ′ reaching the peripheral portion S2.
[0073]
The top 219 a is located at a position shifted in the x direction from the center O of the projection 219, and the inclination angle θ of the first curve A ′ with respect to the reference plane S. h And the inclination angle θ of the second curve B ′ h The average value of the absolute values is set in a range of 2 ° to 90 ° and 1 ° to 89 °, for example, and the inclination angle θ of the first curve A ′ is set. h Is larger than that of the second curve B '. In addition, the inclination angle δa at the peripheral portion S1 of the first curve A ′ indicating the maximum inclination angle varies in each of the convex portions 219, for example, within a range of approximately 4 ° to 35 °. Thereby, the height d of each convex portion 219 2 Are configured to vary within a range of, for example, 0.25 μm to 3 μm.
[0074]
On the other hand, both the first curved surface and the second curved surface are substantially symmetrical with respect to the center O in the Y section shown in FIG. 14C. The shape of this Y section is a curve E having a large curvature (that is, a gentle curve close to a straight line) around the top 219a, and its inclination angle θ with respect to the reference plane S. g Is configured to be, for example, approximately 10 ° or less. Further, the inclination angle θ of the deep curves F and G with respect to the reference plane S g Are varied within a range of, for example, 2 ° to 9 °. Further, the height d of the top 219a 2 Are configured to vary within a range of, for example, 0.1 μm to 3 μm.
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of the above-described protrusions 219 are formed as the plurality of protrusions 41 on the outer side surface 13j of the intermediate light guide 13. The inclination angles of the cross-sectional curves A ′ and B ′ when crossing at the specific vertical cross-section X are controlled in accordance with the distance from 15.
Further, the pitch of the protrusions 219 (the interval between the centers O of the adjacent protrusions 219) may be smaller on the side farther from the light emitting element 15 than on the side closer to the light emitting element 15, as shown in FIG. Also, the height d of the convex portion 219 2 As shown in FIG. 4, the side of the front light 10 that is farther from the light emitting element 15 may be larger than the side that is closer to the light emitting element 15.
[0075]
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view when one of the protrusions 319 of the third example employed as the plurality of protrusions 41 is cut along a specific vertical section X.
The surface of the convex portion 319 is formed of one curved surface, and this curved surface is gentle in the specific longitudinal section X from one peripheral portion S1 of the convex portion 319 to the other peripheral portion S2 through the top 319a. It has the shape shown by the curve A. The convex portions are set with the depth thereof varied in the range of 0.1 μm to 3 μm, and the pitch of the adjacent concave portions 319 (the interval between the centers O of the adjacent convex portions 319) is set in the range of 5 μm to 100 μm. , The inclination angle θ of the inner surface of the recess 319. h Is set in the range of −18 ° to + 18 °.
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of the above-described protrusions 319 are formed as the plurality of protrusions 41 on the outer side surface 13j of the intermediate light guide 13. The inclination angle of the cross-sectional curve A when cross-sectioned at the specific vertical cross-section X is controlled in accordance with the distance from 15.
[0076]
In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, one of the protrusions of the first to third examples is one of the protrusions employed as the plurality of protrusions 41 on the outer surface 13j of the intermediate light guide 13. Not limited to the type, two or more of the first to third convex portions may be employed. In this case, different types of these convex portions are arranged according to the distance from the light emitting element 15. Further, the inclination angle of the cross-sectional curve when cross-sectioned at the specific vertical cross-section X may be controlled according to the distance from the light-emitting element 15.
Further, in the above embodiment, at least one of the projections 119, 219, 319 of the first to third examples is used as the multiple projections 41 constituting the fine unevenness according to the first or third embodiment. Although the case of adoption has been described, if at least one of the convex portions 119, 219, and 319 of the first to third examples is formed on the outer surface 13j such that the concave side is inside the intermediate light guide 13, It can be adopted as a large number of concave portions 81 constituting the fine concave-convex portion 80 according to the second embodiment. In that case, each top of the projections of the first to third examples is the deepest point.
[0077]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the efficiency of use of light emitted from a light source is good, and it is possible to prevent a dark portion from being generated near a side end surface of a light guide plate on a light source side, and to further obtain a bright line or a rainbow-like shape. And a low-power illuminating device capable of uniformly and brightly illuminating the illuminated area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal display device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. 2 taken along line III-III.
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a front light (illumination device) provided in the liquid crystal display device shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view taken along line III-III of a front light provided in the liquid crystal display device shown in FIG. 2;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the position of the outer surface of the intermediate light guide shown in FIG. 2 and the angle of light from the light emitting element reaching each position.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of the positions of the minute uneven portions of the intermediate light guide shown in FIG. 2 and the direction in which light reflected by the minute uneven portions at each position exits to the light incident surface.
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a pixel group of the liquid crystal display unit shown in FIG. 2;
FIG. 9 is an enlarged plan view showing pixels of an active matrix liquid crystal display unit.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 9;
FIG. 11 is an enlarged plan view showing a front light provided in a liquid crystal display device according to a second embodiment.
FIG. 12 is an enlarged plan view illustrating a front light provided in a liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 13 is a schematic view showing a first example of a convex portion of a fine concave-convex portion of an intermediate light guide provided in the front light according to the first embodiment, where A is a perspective view thereof and B is an X sectional view thereof. It is a figure and C is the Y sectional drawing.
FIG. 14 is a schematic view showing a second example of a convex portion of the fine concave-convex portion of the intermediate light guide provided in the front light according to the first embodiment, where A is a perspective view and B is an X section thereof. It is a figure and C is the Y sectional drawing.
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the third example of the fine irregularities of the intermediate light guide provided in the front light according to the first embodiment, taken along a specific vertical section X.
16A is a perspective view of a liquid crystal display device having a conventional configuration, and FIG. 16B is a plan view of a front light shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10, 50, 60: front light (illumination device), 20: liquid crystal display unit, 12: light guide plate, 12a: side end surface (light entrance surface, one side end surface), 12b: lower surface (exit surface, one surface), 12c ... Top surface (reflection surface, other one surface), 12d ... side end surface (other side end surface), 12g ... side end surface, 12h ... side end surface, 13 ... intermediate light guide, 13a ... prism surface, 13b ... rust-shaped groove, 13b1, 13b2 ... slope, 13g ... end face, 13h ... end face, 13k ... emission face, 13j ... outer face, 14 ... prism groove, 14a ... gentle slope part, 14b ... steep slope part, 15 ... light emitting element (light source), 20D ... Display area (illuminated area), 40, 80 ... minute unevenness, 41, 119, 219, 319 ... convex, 41a, 119a, 219a, 319a ... top, 47 ... metal reflective film, 81 ... concave, 81a ... Deepest point, d 2 … Height, d 3 ... depth, L ... light, M ... direction perpendicular to the light incident surface, R ... reflected light, P 2 , P 3 … Pitch, θ h … Inclination angle

Claims (15)

導光板と、該導光板の一側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源とを備え、
前記導光板は光が導入される側端面が入光面とされ、前記光源から出射された光を前記中間導光体を介して前記導光板の入光面から導光板内部に導入し、該導光板内部を伝搬する光を前記導光板の一面側から出射させる照明装置であって、前記導光板の一側端面と対向する前記中間導光体の側面が導光板に光を出射するための出射面とされ、該出射面と反対側の外側面に前記光源から出射されて前記中間導光体内部を伝搬する光を拡散反射させるための微小凹凸部が形成され、該微小凹凸部は前記光源からの距離に応じて前記導光板の入光面に向けて反射する光の反射角度が制御されていることを特徴とする照明装置。
A light guide plate, an intermediate light guide disposed along one end surface of the light guide plate, and a light source disposed on a longitudinal end surface of the intermediate light guide,
The light guide plate has a light incident surface at a side end surface into which light is introduced, and introduces light emitted from the light source from the light incident surface of the light guide plate into the light guide plate through the intermediate light guide. A lighting device for emitting light propagating inside the light guide plate from one surface side of the light guide plate, wherein a side surface of the intermediate light guide opposed to one end surface of the light guide plate emits light to the light guide plate. An emission surface is formed on the outer surface on the opposite side to the emission surface, and minute uneven portions for diffusing and reflecting light emitted from the light source and propagated inside the intermediate light guide are formed. A lighting device, wherein a reflection angle of light reflected toward a light incident surface of the light guide plate is controlled according to a distance from a light source.
導光板と、該導光板の一側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源とを備え、
前記導光板は光が導入される側端面が入光面とされ、前記光源から出射された光を前記中間導光体を介して前記導光板の入光面から導光板内部に導入し、該導光板内部を伝搬する光を前記導光板の一面側から出射させる照明装置であって、前記導光板の一側端面と対向する前記中間導光体の側面が導光板に光を出射するための出射面とされ、該出射面と反対側の外側面に複数の断面くさび状の溝からなるプリズム面が形成され、該プリズム面の表面に前記光源から出射されて前記中間導光体内部を伝搬する光を拡散反射させるための微小凹凸部が形成され、該微小凹凸部は前記光源からの距離に応じて前記導光板の入光面に向けて反射する光の反射角度が制御されていることを特徴とする照明装置。
A light guide plate, an intermediate light guide disposed along one end surface of the light guide plate, and a light source disposed on a longitudinal end surface of the intermediate light guide,
The light guide plate has a light incident surface at a side end surface into which light is introduced, and introduces light emitted from the light source from the light incident surface of the light guide plate into the light guide plate through the intermediate light guide. A lighting device for emitting light propagating inside the light guide plate from one surface side of the light guide plate, wherein a side surface of the intermediate light guide opposed to one end surface of the light guide plate emits light to the light guide plate. An exit surface is formed, and a prism surface including a plurality of wedge-shaped grooves is formed on an outer surface opposite to the exit surface, and the prism surface is emitted from the light source and propagates inside the intermediate light guide. Micro-irregularities for diffusing and reflecting light to be emitted are formed, and the angle of reflection of light reflected toward the light incident surface of the light guide plate is controlled in accordance with the distance from the light source. A lighting device characterized by the above-mentioned.
前記微小凹凸部は複数の凹部を有し、前記複数の凹部は各々が凹部の最深点を通過する特定縦断面を有し、前記各凹部は光源からの距離に応じて前記特定縦断面の断面曲線の傾斜角が制御されていることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置。The minute concave-convex portion has a plurality of concave portions, each of the plurality of concave portions has a specific vertical cross section passing through the deepest point of the concave portion, and each concave portion has a cross section of the specific vertical cross section according to a distance from a light source. 3. The lighting device according to claim 1, wherein an inclination angle of the curve is controlled. 前記微小凹凸部は複数の凸部を有し、前記複数の凸部は各々が凸部の最頂部を通過する特定縦断面を有し、前記各凸部は光源からの距離に応じて前記特定縦断面の断面曲線の傾斜角が制御されていることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置。The micro uneven portion has a plurality of convex portions, each of the plurality of convex portions has a specific vertical section passing through the top of the convex portion, and each of the convex portions is the specific one according to a distance from a light source. 3. The lighting device according to claim 1, wherein an inclination angle of a cross-sectional curve of the vertical cross section is controlled. 前記微小凹凸部は複数の凸部又は凹部を有し、前記凸部又は凹部のピッチは、前記光源に遠い側の方が前記光源に近い側よりも小さくされていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の照明装置。The said micro uneven | corrugated part has a several convex part or a recessed part, The pitch of the said convex part or a recessed part is smaller on the side farther to the light source than the side near the light source, The characterized by the above-mentioned. The lighting device according to any one of claims 1 to 4. 前記微小凹凸部は複数の凸部又は凹部を有し、前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記光源に遠い側の方が前記光源に近い側よりも大きくされていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。The minute uneven portion has a plurality of convex portions or concave portions, and the height of the convex portions or the depth of the concave portions is larger on the side farther from the light source than on the side closer to the light source. The lighting device according to claim 1. 前記中間導光体の出射面から前記導光板の入光面に向けて出射される光の出光角度は、前記照明装置を平面視した場合、前記入光面と直交する方向に対し±10度以内であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明装置。The light exit angle of the light exiting from the exit surface of the intermediate light guide toward the light entrance surface of the light guide plate is ± 10 degrees with respect to a direction orthogonal to the light entrance surface when the lighting device is viewed in plan. The lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein: 前記中間導光体の出射面から前記導光板の入光面に向けて出射される光の出光角度は、前記照明装置を断面視した場合、前記入光面と直交する方向に対し±20度以内であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の照明装置。The light exit angle of light emitted from the exit surface of the intermediate light guide toward the light entrance surface of the light guide plate is ± 20 degrees with respect to a direction orthogonal to the light entrance surface when the illumination device is viewed in cross section. The lighting device according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記中間導光体の出射面から前記導光板の入光面に向けて出射される光の出射方向は、前記照明装置を平面視した場合、前記光源の近傍側では前記入光面と直交する方向よりも光源側の方向、前記光源から遠い側では前記入光面と直交する方向に対して前記光源と反対側の方向、前記光源の近傍側と遠い側の中間部分は前記入光面と略直交する方向であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の照明装置。The emission direction of light emitted from the emission surface of the intermediate light guide toward the light entrance surface of the light guide plate is orthogonal to the light entrance surface near the light source when the illumination device is viewed in plan. The direction on the light source side than the direction, the direction opposite to the light source with respect to the direction orthogonal to the light incident surface on the side far from the light source, the intermediate part between the near side and the far side of the light source is the light incident surface. The lighting device according to claim 1, wherein the direction is substantially orthogonal. 前記中間導光体の微小凹凸部と前記導光板の入光面の距離は、前記光源に遠い側の方が前記光源に近い側よりも小さくされていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明装置。The distance between the minute uneven portion of the intermediate light guide and the light incident surface of the light guide plate is smaller on a side farther from the light source than on a side closer to the light source. The lighting device according to claim 1. 前記中間導光体の微小凹凸部の表面に金属反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の照明装置。The lighting device according to claim 1, wherein a metal reflection film is formed on a surface of the minute uneven portion of the intermediate light guide. 前記中間導光体の長さ方向の端面に配設された光源は、略点状光源であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の照明装置。The lighting device according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source disposed on the longitudinal end face of the intermediate light guide is a substantially point-like light source. 前記導光板の他の一面側には、緩斜面部と、該緩斜面部より急な傾斜角度を有する急斜面部とで形成される複数のプリズム溝が平面視ストライプ状に形成されたことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の照明装置。On another side of the light guide plate, a plurality of prism grooves formed by a gentle slope portion and a sharp slope portion having a steeper inclination angle than the gentle slope portion are formed in a stripe shape in a plan view. The lighting device according to any one of claims 1 to 12, wherein 前記導光板のプリズム溝の延在方向が、前記入光面と交差する向きとされたことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の照明装置。The lighting device according to any one of claims 1 to 13, wherein an extending direction of the prism groove of the light guide plate is set to a direction crossing the light incident surface. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の照明装置と、該照明装置により照明される液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device comprising: the lighting device according to claim 1; and a liquid crystal display unit illuminated by the lighting device.
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