以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「導光板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「導光板」は、「導光シート」や「導光フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
In this specification, the terms “plate”, “sheet”, and “film” are not distinguished from each other only based on the difference in designation. For example, a “light guide plate” is a concept that includes a member that can be called a sheet or a film. Therefore, a “light guide plate” is a member that is called a “light guide sheet” or a “light guide film”. It cannot be distinguished only by differences.
また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の板面（シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。
In addition, “plate surface (sheet surface, film surface)” means a target plate-like member (sheet-like) when the target plate-like (sheet-like, film-like) member is viewed as a whole and globally. It refers to the surface that coincides with the plane direction of the member or film-like member. Moreover, the normal direction used with respect to a plate-like (sheet-like, film-like) member refers to the normal direction with respect to the plate | board surface (sheet surface, film surface) of the said member.
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
Furthermore, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
図１〜図１０は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、本実施の形態の表示装置を示す縦断面図である。とりわけ図１は、表示装置の光源が発光していない状態において表示装置を示している。図２は、表示装置を、光源が発光した状態において示す縦断面図であり、図３は、表示装置の光源及び導光板を示す部分斜視図であり、図４は、導光板の板面と平行をなす断面において光源及び導光板を示す平面図である。
FIGS. 1-10 is a figure for demonstrating one Embodiment by this invention. Among these, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the display device of the present embodiment. In particular, FIG. 1 shows the display device in a state where the light source of the display device is not emitting light. 2 is a longitudinal sectional view showing the display device in a state where the light source emits light, FIG. 3 is a partial perspective view showing the light source and the light guide plate of the display device, and FIG. 4 shows the plate surface of the light guide plate. It is a top view which shows a light source and a light-guide plate in the cross section which makes | forms a parallel.
本実施の形態の表示装置１は、例えば動画、静止画、文字情報や、これらの組み合わせで構成された映像を液晶表示パネルに表示する装置であり、室内、車両内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用され得る。とりわけ図１に示された表示装置１は、反射型の液晶表示パネル５に映像を表示することが可能な反射型液晶表示装置として構成されている。
The display device 1 according to the present embodiment is a device that displays, for example, a moving image, a still image, character information, and an image composed of a combination thereof on a liquid crystal display panel. It can be used for various purposes such as television images and display of various information. In particular, the display device 1 shown in FIG. 1 is configured as a reflective liquid crystal display device capable of displaying an image on a reflective liquid crystal display panel 5.
表示装置１は、表示面６ｂを有する液晶表示パネル５と、表示面６ｂと対向して配置された導光板３０とを備えている。図１に示された例では、表示装置１は、さらに、導光板３０に向けて光を出射する光源２０と、液晶表示パネル５、光源２０及び導光板３０を保持する筐体８を有している。本実施の形態の表示装置１においては、光源２０及び導光板３０は、いわゆるエッジライト型の照明装置１０を構成しており、液晶表示パネル５の表示面６ｂ側から当該液晶表示パネル５を照明する。導光板３０は、平板状に形成され、一対の対向する主面として第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂを有している。図示された例では、第１主面３１ａが、照明装置１０の出光面１１ａを形成し、第２主面３１ｂが、出光面１１ａとは反対側の反対面（非出光面）１１ｂを形成している。
The display device 1 includes a liquid crystal display panel 5 having a display surface 6b, and a light guide plate 30 disposed to face the display surface 6b. In the example shown in FIG. 1, the display device 1 further includes a light source 20 that emits light toward the light guide plate 30, and a housing 8 that holds the liquid crystal display panel 5, the light source 20, and the light guide plate 30. ing. In the display device 1 according to the present embodiment, the light source 20 and the light guide plate 30 constitute a so-called edge light type illumination device 10, and the liquid crystal display panel 5 is illuminated from the display surface 6 b side of the liquid crystal display panel 5. To do. The light guide plate 30 is formed in a flat plate shape, and has a first main surface 31a and a second main surface 31b as a pair of opposing main surfaces. In the illustrated example, the first main surface 31a forms the light output surface 11a of the lighting device 10, and the second main surface 31b forms the opposite surface (non-light output surface) 11b opposite to the light output surface 11a. ing.
液晶表示パネル５は、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂのうちの一方の主面（第１主面）３１ａに対向して配置されている。図示された例では、液晶表示パネル５は、映像が表示される表示面６ｂが導光板３０側を向くように配置されている。すなわち、液晶表示パネル５と導光板３０とは、液晶表示パネル５の表示面６ｂと導光板３０の第１主面３１ａ（照明装置１０の出光面１１ａ）とが互いに対面するようにして配置されている。図示された例では、液晶表示パネル５及び導光板３０は、いずれも平面視において四角形形状に形成されている。
The liquid crystal display panel 5 is disposed to face one main surface (first main surface) 31 a of the pair of main surfaces 31 a and 31 b of the light guide plate 30. In the illustrated example, the liquid crystal display panel 5 is disposed such that the display surface 6b on which an image is displayed faces the light guide plate 30 side. That is, the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 are disposed such that the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 and the first main surface 31a of the light guide plate 30 (the light exit surface 11a of the lighting device 10) face each other. ing. In the illustrated example, both the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 are formed in a square shape in plan view.
本実施の形態の液晶表示パネル５は、反射型の液晶表示パネルであり、導光板３０から液晶表示パネル５に入射した光の一部を反射させ、表示面６ｂに映像を表示させる。液晶表示パネル５は、液晶材料を有する液晶層を含んでおり、液晶層の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。このような液晶表示パネル５の一例として、液晶セル（液晶層）と、液晶層の一方側に配置された偏光板と、液晶層の他方側に配置された反射板と、液晶層と偏光板との間又は液晶層と反射板との間に配置されたカラーフィルターと、を有する液晶表示パネルを用いることができる。なお、これに限られず、本実施の形態の液晶表示パネル５として、種々の反射型の液晶表示パネルを用いることができる。
The liquid crystal display panel 5 of the present embodiment is a reflective liquid crystal display panel, and reflects a part of light incident on the liquid crystal display panel 5 from the light guide plate 30 to display an image on the display surface 6b. The liquid crystal display panel 5 includes a liquid crystal layer having a liquid crystal material, and the light transmittance of the liquid crystal layer changes according to the strength of the electric field applied to the liquid crystal layer. As an example of such a liquid crystal display panel 5, a liquid crystal cell (liquid crystal layer), a polarizing plate disposed on one side of the liquid crystal layer, a reflector disposed on the other side of the liquid crystal layer, a liquid crystal layer and a polarizing plate Or a color filter disposed between the liquid crystal layer and the reflective plate can be used. However, the present invention is not limited to this, and various reflective liquid crystal display panels can be used as the liquid crystal display panel 5 of the present embodiment.
筐体８は、液晶表示パネル５、光源２０及び導光板３０を収容し保持する部材である。図１に示された例では、筐体８は、液晶表示パネル５、光源２０及び導光板３０を所定の相対位置に保持する。また、筐体８は、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂのうちの他方の主面（第２主面）３１ｂの少なくとも一部を外部に露出させる開口部を有しており、この開口部から露出した導光板３０の第２主面３１ｂが、表示装置１の表示面をなす。このような筐体８は、金属材料や樹脂材料等、適宜の材料で構成され得る。
The housing 8 is a member that houses and holds the liquid crystal display panel 5, the light source 20, and the light guide plate 30. In the example shown in FIG. 1, the housing 8 holds the liquid crystal display panel 5, the light source 20, and the light guide plate 30 at predetermined relative positions. The housing 8 has an opening that exposes at least part of the other main surface (second main surface) 31b of the pair of main surfaces 31a and 31b of the light guide plate 30 to the outside. The second main surface 31 b of the light guide plate 30 exposed from the opening forms the display surface of the display device 1. Such a housing 8 can be made of an appropriate material such as a metal material or a resin material.
次に、表示装置１のフロントライトをなす照明装置１０について説明する。本実施の形態の照明装置１０は、光源２０と、光源２０から出射した光を液晶表示パネル５の表示面６ｂに向けて導光する導光板３０と、を有している。光源２０は、例えば、冷陰極管等の蛍光灯や、ＬＥＤ（発光ダイオード）や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。図１〜図４に示された例では、光源２０は、導光板３０の後述の入光面３１ｃの長手方向である第２方向ｄ２に沿って、並べて配置された多数の発光体２２、一例として多数のＬＥＤ、によって構成されている。各発光体２２の出力、すなわち、各発光体２２の点灯及び消灯、及び／又は、各発光体２２の点灯時の明るさは、他の発光体の出力から独立して調節されてもよい。なお、図示された例において、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、互いに直交し、且つ、ともに導光板３０の板面に平行となっている。なお、導光板３０を、例えばその板面が鉛直方向と略平行になるようにして用いる場合、すなわち導光板３０を立てた状態で用いる場合、光源２０は、導光板３０の側方、上方、下方のいずれに配置されてもよい。また、図１〜図４には、光源２０から照射された光が直接導光板３０に入射するようになっているものが示されているが、これに限られず、光源２０から照射された光が、鏡やプリズム等の光路変更手段を介して導光板３０に入射するようになっていてもよい。
Next, the illumination device 10 that forms the front light of the display device 1 will be described. The illuminating device 10 of this Embodiment has the light source 20 and the light-guide plate 30 which guides the light radiate | emitted from the light source 20 toward the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5. FIG. The light source 20 may be configured in various modes such as a fluorescent lamp such as a cold cathode tube, an LED (light emitting diode), an incandescent lamp, and the like. In the example shown in FIGS. 1 to 4, the light source 20 includes a large number of light emitters 22 arranged side by side along a second direction d <b> 2 that is a longitudinal direction of a light incident surface 31 c described later of the light guide plate 30. As a number of LEDs. The output of each light emitter 22, that is, the lighting and extinction of each light emitter 22, and / or the brightness when each light emitter 22 is turned on may be adjusted independently from the outputs of the other light emitters. In the illustrated example, the first direction d1 and the second direction d2 are orthogonal to each other and are both parallel to the plate surface of the light guide plate 30. For example, when the light guide plate 30 is used so that its plate surface is substantially parallel to the vertical direction, that is, when the light guide plate 30 is used in a standing state, the light source 20 is located on the side of the light guide plate 30, above, It may be arranged at any position below. 1 to 4 show the light emitted from the light source 20 directly incident on the light guide plate 30, but not limited thereto, the light emitted from the light source 20 is not limited thereto. However, the light may be incident on the light guide plate 30 through optical path changing means such as a mirror or a prism.
図示する例において、平板状の導光板３０は、平面視において四角形形状に形成されている。したがって、一対の主面である第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂも、四角形形状に形成され、且つ、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂ間に画成される側面は四つの面を含んでいる。ここで、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂは、それぞれ平坦であり且つ互いに平行をなしている。また、導光板３０の板面に沿って延びる第１方向ｄ１に対向する二つの側面のうちの一方の側面が、入光面３１ｃをなしている。図１〜図４に示すように、入光面３１ｃに対面して光源２０の発光体２２が設けられている。図２に示すように、入光面３１ｃから導光板３０に入射した光Ｌ２１〜Ｌ２３は、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３１ｃに対向する反対面３１ｄに向け、概ね第１方向（導光方向）ｄ１に沿って導光板３０内を進むようになる。
In the illustrated example, the flat light guide plate 30 is formed in a quadrangular shape in plan view. Therefore, the first main surface 31a and the second main surface 31b, which are a pair of main surfaces, are also formed in a square shape, and four side surfaces defined between the pair of main surfaces 31a and 31b of the light guide plate 30 are four. Includes face. Here, the pair of main surfaces 31a and 31b of the light guide plate 30 are flat and parallel to each other. In addition, one of the two side surfaces facing the first direction d1 extending along the plate surface of the light guide plate 30 forms a light incident surface 31c. As shown in FIGS. 1 to 4, the light emitter 22 of the light source 20 is provided facing the light incident surface 31 c. As shown in FIG. 2, the light L21 to L23 incident on the light guide plate 30 from the light incident surface 31c is substantially directed toward the opposite surface 31d facing the light incident surface 31c along the first direction (light guide direction) d1. The light guide plate 30 travels along the first direction (light guide direction) d1.
導光板３０は、一対の対向する主面４１ａ，４１ｂを含む平板状の取出導光層４０を有している。取出導光層４０は、その第１主面４１ａが導光板３０の第１主面３１ａに近接する側に位置するとともにその第２主面４１ｂが導光板３０の第２主面３１ｂに近接する側に位置するよう、配置されている。また、図示された例において、導光板３０は、第１主面４１ａの側から取出導光層４０に順に積層された第１低屈折率層５５及び第１カバー層５６と、第２主面４１ｂの側から取出導光層４０に順に積層された第２低屈折率層５７及び第２カバー層５８と、をさらに有している。さらに、図示された例では、取出導光層４０の第２主面４１ｂと第２低屈折率層５７との間に、複数の遮光部６０が第１方向ｄ１に沿って間隔をあけて設けられている。
The light guide plate 30 has a flat extraction light guide layer 40 including a pair of opposed main surfaces 41a and 41b. The extraction light guide layer 40 has a first main surface 41 a located on the side close to the first main surface 31 a of the light guide plate 30 and a second main surface 41 b close to the second main surface 31 b of the light guide plate 30. It is arranged to be located on the side. Further, in the illustrated example, the light guide plate 30 includes a first low refractive index layer 55 and a first cover layer 56 that are sequentially stacked on the extraction light guide layer 40 from the first main surface 41a side, and a second main surface. A second low-refractive index layer 57 and a second cover layer 58 are sequentially stacked on the extraction light guide layer 40 from the 41b side. Further, in the illustrated example, a plurality of light shielding portions 60 are provided at intervals along the first direction d1 between the second main surface 41b of the extraction light guide layer 40 and the second low refractive index layer 57. It has been.
まず、取出導光層４０について説明する。取出導光層４０は、一対の対向する主面をなす第１主面４６ａ及び第２主面４６ｂを有したベース部４５と、ベース部４５内に設けられた光拡散部５０と、を有している。図示された例において、ベース部４５の第２主面４６ｂには、第１方向ｄ１に間隔ｄを有して複数の溝４９が形成されている。そして、光拡散部５０は、この溝４９内に設けられている。ベース部４５は、導光板３０の外輪郭に対応して、平面視四角形形状の板状部材として形成されている。図示された例において、光拡散部５０は、ベース部４５の対応する溝４９を埋めるようにして当該溝４９の内部に配置されている。そして、取出導光層４０の第１主面４１ａは、ベース部４５の第１主面４６ａによって形成され、取出導光層４０の第２主面４１ｂは、ベース部４５の第２主面４６ｂと光拡散部５０の端面とによって形成されている。
First, the extraction light guide layer 40 will be described. The extraction light guide layer 40 includes a base portion 45 having a first main surface 46 a and a second main surface 46 b that form a pair of opposing main surfaces, and a light diffusion portion 50 provided in the base portion 45. doing. In the illustrated example, a plurality of grooves 49 are formed in the second main surface 46b of the base portion 45 with a distance d in the first direction d1. The light diffusion portion 50 is provided in the groove 49. The base portion 45 is formed as a plate-like member having a rectangular shape in plan view corresponding to the outer contour of the light guide plate 30. In the illustrated example, the light diffusing portion 50 is disposed inside the groove 49 so as to fill the corresponding groove 49 of the base portion 45. The first main surface 41 a of the extraction light guide layer 40 is formed by the first main surface 46 a of the base portion 45, and the second main surface 41 b of the extraction light guide layer 40 is the second main surface 46 b of the base portion 45. And the end face of the light diffusion portion 50.
ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂ間には、四つの側面が形成されている。そして、第１方向ｄ１に対向する一対の側面４６ｃ，４６ｄのうちの、第１方向ｄ１における光源２０に近接する一側に配置された入光側面４６ｃが、導光板３０の入光面３１ｃを形成し、第１方向ｄ１における光源２０から離間する他側に配置された反対側面４６ｄが、導光板３０の反対面３１ｄを形成している。
Four side surfaces are formed between the pair of main surfaces 46 a and 46 b of the base portion 45. Of the pair of side surfaces 46c and 46d opposed to the first direction d1, the light incident side surface 46c arranged on one side close to the light source 20 in the first direction d1 serves as the light incident surface 31c of the light guide plate 30. The opposite side surface 46d formed and disposed on the other side away from the light source 20 in the first direction d1 forms the opposite surface 31d of the light guide plate 30.
ベース部４５は、光源２０からの光を導光する部位であることから、高い光透過率を有した材料、例えば、透明な樹脂材料から形成される。一方、光拡散部５０は、入射光を拡散させる機能を有した層であり、取出導光層４０内を進む光の進行方向を変化させる部位である。後述するように、光拡散部５０で進行方向を曲げられた光は、取出導光層４０から出射することが可能となる。すなわち、光拡散部５０は、導光板３０の取出導光層４０内を導光されている光を導光板３０から取り出すための取出要素として機能する。
Since the base portion 45 is a portion that guides light from the light source 20, it is formed of a material having a high light transmittance, for example, a transparent resin material. On the other hand, the light diffusing unit 50 is a layer having a function of diffusing incident light, and is a part that changes the traveling direction of light traveling through the extraction light guide layer 40. As will be described later, the light whose traveling direction is bent by the light diffusing unit 50 can be emitted from the extraction light guide layer 40. In other words, the light diffusing unit 50 functions as an extraction element for extracting light guided through the extraction light guide layer 40 of the light guide plate 30 from the light guide plate 30.
このような光拡散部５０は、図５〜図７に示すように、樹脂材料からなる主部５１と、主部５１中に分散された拡散成分５２と、を有するように構成され得る。ここで、拡散成分とは、反射や屈折等によって、光の進路方向を変化させる機能を発揮し得る成分のことである。拡散成分として、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、金属化合物を周囲に保持した樹脂ビーズ、白色微粒子、さらには、単なる気泡が例示される。拡散成分をなす白色微粒子として、酸化チタンが添加されたアクリル樹脂粒子を例示することができる。このアクリル樹脂粒子は、光拡散部内に５％以上３０％以下の重量％で含有することができる。拡散成分の平均粒径（平均直径）は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。光拡散部５０が拡散成分を含有することができるよう、第２方向ｄ２に直交する断面における光拡散部５０の断面積は、拡散成分の平均粒径の二乗よりも大きくなっていてもよい。また、光拡散部５０が拡散成分を含有することができるよう、光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１を、拡散成分の平均粒径（平均直径）以上とすることができる。
As shown in FIGS. 5 to 7, such a light diffusing unit 50 may be configured to include a main part 51 made of a resin material and a diffusion component 52 dispersed in the main part 51. Here, the diffusion component is a component that can exhibit a function of changing the direction of light by reflection, refraction, or the like. Examples of the diffusion component include a metal compound, a porous material containing gas, resin beads holding the metal compound around, white fine particles, and simple bubbles. Examples of the white fine particles forming the diffusion component include acrylic resin particles to which titanium oxide is added. The acrylic resin particles can be contained in the light diffusion portion at a weight percent of 5% to 30%. The average particle diameter (average diameter) of the diffusing component can be, for example, 1 μm or more and 10 μm or less. The cross-sectional area of the light diffusion part 50 in the cross section perpendicular to the second direction d2 may be larger than the square of the average particle diameter of the diffusion component so that the light diffusion part 50 can contain a diffusion component. Also, to allow the light diffusing portion 50 contains a diffuse component, a dimension S 1 in the first direction d1 of the light diffusing portion 50 may be an average particle size of the diffusing component (average diameter) or more .
なお、図示された光拡散部５０は、ベース部４５の溝４９内に形成されてベース部４５とともに四角形薄板状の取出導光層４０をなす。したがって、各光拡散部５０は、溝４９に対応した形状及び配置にて構成されている。このため、以下においては、光拡散部５０の形状および配置を代表として説明し、これにより、溝４９の形状および配置についても説明したこととする。
The illustrated light diffusion portion 50 is formed in the groove 49 of the base portion 45 and forms the extraction light guide layer 40 having a rectangular thin plate shape together with the base portion 45. Therefore, each light diffusion portion 50 is configured with a shape and an arrangement corresponding to the groove 49. For this reason, in the following, the shape and arrangement of the light diffusing portion 50 will be described as a representative, and thereby the shape and arrangement of the groove 49 will also be described.
図１〜図４に示すように、複数の光拡散部５０は、第１方向ｄ１に沿って配列されている。各光拡散部５０は、配列方向である第１方向ｄ１と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、図３及び図４に示すように、各光拡散部５０は、第１方向ｄ１と直交する第２方向ｄ２に直線状に延びている。また、各光拡散部５０は、その長手方向に直交する断面、すなわち第２方向ｄ２に直交する断面において矩形形状となっている。また、光拡散部５０の断面をなす矩形形状の第１方向ｄ１に対向する一対の辺をなす、第１方向ｄ１に対向する一対の面は、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿って延びている。
As shown in FIGS. 1-4, the several light-diffusion part 50 is arranged along the 1st direction d1. Each light diffusion portion 50 extends in a direction non-parallel to the first direction d1 that is the arrangement direction. In particular, in the illustrated example, as shown in FIGS. 3 and 4, each light diffusion portion 50 extends linearly in a second direction d2 orthogonal to the first direction d1. Each light diffusion portion 50 has a rectangular shape in a cross section orthogonal to the longitudinal direction thereof, that is, a cross section orthogonal to the second direction d2. In addition, a pair of surfaces facing the first direction d1 that form a pair of sides facing the first direction d1 of the rectangular shape that forms a cross section of the light diffusing unit 50 is a normal direction nd to the plate surface of the light guide plate 30 It extends along.
図示された例において、導光板３０の板面への法線方向ｎｄ（図５参照）に沿った光拡散部５０の寸法Ｓ２（図５参照）は、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定ではない。光拡散部５０は、上述したように入射光を拡散させ導光板３０からの出射を引き起こす取出要素として、機能する。したがって、光拡散部５０の取出導光層４０内における体積分布によって、取出導光層４０からの出射光量分布を調整することができる。このため、導光方向ｄ１に沿って光源２０から離間した領域において出射光量が低下しやすくなるといった傾向を考慮した上で、光拡散部５０の寸法Ｓ２を決定することにより、導光方向である第１方向ｄ１における出射光量分布を制御することができる。
In the illustrated example, the dimension S 2 (see FIG. 5) of the light diffusion portion 50 along the normal direction nd (see FIG. 5) to the plate surface of the light guide plate 30 is a plurality of dimensions included in the extraction light guide layer 40. The light diffusing unit 50 is not constant. The light diffusing unit 50 functions as an extraction element that diffuses incident light and causes emission from the light guide plate 30 as described above. Therefore, the light quantity distribution from the extraction light guide layer 40 can be adjusted by the volume distribution in the extraction light guide layer 40 of the light diffusion portion 50. Therefore, in terms of amount of emitted light in spaced-apart regions from the light source 20 along the light guiding direction d1 is taken into consideration the tendency that it becomes liable to be lowered, by determining the size S 2 of the light diffusing portion 50, in the light guide direction The emitted light quantity distribution in a certain first direction d1 can be controlled.
図示された例では、第１方向ｄ１に沿った出射光量分布を均一化する観点から、各光拡散部５０の寸法Ｓ２が次のように決定されている。まず、少なくとも一つの光拡散部５０の寸法Ｓ２が、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部５０の寸法Ｓ２よりも大きくなっている。これにより、出射光量が低下しやすい導光方向に沿って光源２０から離間した領域においても光源２０からの光が光拡散部５０に入射しやすくなり、当該光源２０から離間した領域において、出射光量を確保することが可能となる。さらに図示された例では、任意の一つの光拡散部５０の寸法Ｓ２が、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する他の光拡散部５０の寸法Ｓ２以上となっている。或いは、任意の一つの光拡散部５０の寸法Ｓ２が、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０に近接する一側に位置する他の光拡散部５０の寸法Ｓ２より大きくなっている。このような光拡散部５０の寸法Ｓ２の分布によれば、光源２０から離間するにつれて光源２０からの光が光拡散部５０に入射しやすくすることができ、結果として、導光方向（第１方向ｄ１）に沿った出射光量分布を効果的に均一化することができる。
In the illustrated example, from the viewpoint of uniformizing the outgoing light intensity distribution along a first direction d1, the dimension S 2 of the light diffusing portion 50 is determined as follows. First, the size S 2 of at least one light diffusing portion 50 is, the dimension of the at least one other light diffusion part 50 located on one side close to the light source 20 in the first direction d1 than the one of the light diffusing portion 50 It is larger than S 2. This makes it easy for light from the light source 20 to enter the light diffusing section 50 even in a region separated from the light source 20 along the light guide direction in which the amount of emitted light tends to decrease. Can be secured. Further in the illustrated example, the dimension S 2 of any one of the light diffusing portion 50 is another light diffusion portion located on one side close to the light source 20 in the first direction d1 than the one of the light diffusing portion 50 and it has a 50 size S 2 or more. Alternatively, the dimension S 2 of any one light diffusing part 50 is the dimension S 2 of another light diffusing part 50 located on one side closer to the light source 20 in the first direction d1 than the one light diffusing part 50. It is getting bigger. According to the distribution of the size S 2 of such light diffusing portion 50, light from the light source 20 as it separates from light source 20 can be easily incident on the light diffusing portion 50, as a result, the light guide direction (a The emitted light quantity distribution along one direction d1) can be effectively uniformed.
その一方で、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の寸法Ｓ１は、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。同様に、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０のピッチも、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。さらに、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部の当該第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄも、図示された例のように、取出導光層４０に含まれる複数の光拡散部５０の間で、一定となっていることが好ましい。このような構成によれば、ベース部４５と異なる透過率を有していることからベース部４５と区別して視認されやすくなる光拡散部５０を、目立たなくさせることができる。
On the other hand, the size S 1 of the light diffusing portion 50 along the first direction d1, as in the illustrated example, between a plurality of light diffusion portions 50 included in the extraction light guide layer 40, a constant It is preferable. Similarly, the pitch of the light diffusion portions 50 along the first direction d1 is also constant among the plurality of light diffusion portions 50 included in the extraction light guide layer 40 as in the illustrated example. Is preferred. Furthermore, the separation distance d along the first direction d1 between the two light diffusion units adjacent to each other in the first direction d1 is also a plurality of light diffusion units 50 included in the extraction light guide layer 40 as in the illustrated example. It is preferable that the interval is constant. According to such a configuration, the light diffusing unit 50 that is easily distinguished from the base unit 45 because it has a different transmittance from the base unit 45 can be made inconspicuous.
以上のような取出導光層４０の具体的な寸法は、一例として次のように設定され得る。まず、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った厚さを、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の寸法Ｓ１を、１μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。さらに、隣り合う二つの光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄを、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。さらに、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の寸法Ｓ２を、１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。また、第１方向ｄ１に沿った光拡散部５０の寸法Ｓ１に対する、取出導光層４０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の寸法Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）、すなわち光拡散部５０のアスペクト比を０．１以上１０以下とすること、好ましくは１より大きくすることができる。光拡散部５０のアスペクト比が高い場合、導光板３０の板面への法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の投影面積を小さくしながら、導光板３０内に或る程度の体積で光拡散部５０を含ませることが可能となる。すなわち、図４に示すように、法線方向ｎｄから導光板３０を観察した際に、光拡散部５０が目立ってしまうことを防止しながら、光拡散部５０が取出要素として有効に機能することを可能にすることができる。
Specific dimensions of the extraction light guide layer 40 as described above can be set as follows as an example. First, the thickness along the normal direction nd to the plate surface of the extraction light guide layer 40 can be 2 mm or more and 10 mm or less. Further, the size S 1 of the light diffusing portion 50 along the first direction d1, can be 1μm or 20μm or less. Furthermore, the separation distance d along the first direction d1 between the two adjacent light diffusion portions 50 can be set to 50 μm or more and 500 μm or less. Furthermore, the size S 2 of the light diffusing portion 50 along the normal direction nd of the plate surface of the extraction light guide layer 40 may be a 1μm or 50μm or less. Further, the ratio of the dimension S 2 of the light diffusion portion 50 along the normal direction nd to the plate surface of the extraction light guide layer 40 to the dimension S 1 of the light diffusion portion 50 along the first direction d1 (S 2 / S 1 ), that is, the aspect ratio of the light diffusing unit 50 can be set to 0.1 or more and 10 or less, preferably 1 or more. When the aspect ratio of the light diffusing unit 50 is high, light is emitted in a certain volume in the light guide plate 30 while reducing the projection area of the light diffusing unit 50 along the normal direction nd to the plate surface of the light guide plate 30. The diffusion unit 50 can be included. That is, as shown in FIG. 4, the light diffusing unit 50 effectively functions as an extraction element while preventing the light diffusing unit 50 from being noticeable when the light guide plate 30 is observed from the normal direction nd. Can be made possible.
なお、ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返すことによる導光を実現可能とするため、第１方向ｄ１に隣り合ういずれか二つの光拡散部５０が、当該二つの光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った離間間隔ｄと、当該二つの光の光拡散部５０の取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿った寸法Ｓ２１，Ｓ２２と、取出導光層４０のベース部４５の屈折率ｎ１と、光拡散部５０が設けられている第２主面４６ｂの側から取出導光層４０に隣接する層５７の屈折率ｎ２と、を用いた次の式（ａ）を満たすようになっている。
ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１））≦ｄ／（Ｓ２１＋Ｓ２２） ・・・式（ａ）
In addition, in order to realize light guide by repeating total reflection on each of the pair of main surfaces 46a and 46b of the base portion 45, any two light diffusion portions 50 adjacent in the first direction d1 may be The separation distance d along the first direction d1 of the two light diffusion portions 50, the dimensions S 21 and S 22 along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40 of the two light diffusion portions 50, and the extraction The refractive index n 1 of the base portion 45 of the light guide layer 40 and the refractive index n 2 of the layer 57 adjacent to the extraction light guide layer 40 from the second main surface 46b side where the light diffusion portion 50 is provided. The following equation (a) used is satisfied.
tan (arcsin (n 2 / n 1 )) ≦ d / (S 21 + S 22 ) Expression (a)
隣接層（図示された例では第２低屈折率層）５７とベース部４５との界面での全反射臨界角度θｔは「ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）」となる。この全反射臨界角度θｔが、図５における角度θａ（＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／（Ｓ２１＋Ｓ２２）））よりも大きくなると、図５に示された二つの光拡散部５０の間となる位置において、ベース部４５の第２主面４６ｂで全反射した光は、必ず、第１方向ｄ１における光源２０から離間する他側に位置する、すなわち法線方向ｎｄに沿った寸法Ｓ２２を有する、光拡散部５０へ入射して、ベース部４５内での導光を継続することができなくなる。したがって、第１方向ｄ１に隣り合ういずれか二つの光拡散部５０が、
ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）≦ａｒｃｔａｎ（ｄ／（Ｓ２１＋Ｓ２２））
を満たす。すなわち式（ａ）を満たす。好ましくは、第１方向ｄ１に隣り合う任意の二つの光拡散部５０が、すべて、式（ａ）を満たす。
The total reflection critical angle θ t at the interface between the adjacent layer (second low-refractive index layer in the illustrated example) 57 and the base portion 45 is “arcsin (n 2 / n 1 )”. When the total reflection critical angle θ t becomes larger than the angle θ a (= arctan (d / (S 21 + S 22 ))) in FIG. 5, it becomes between the two light diffusion portions 50 shown in FIG. in position, the light totally reflected at the second main surface 46b of the base portion 45 is always located on the other side away from the light source 20 in the first direction d1, i.e. having dimensions S 22 along the normal direction nd Then, the light is incident on the light diffusing unit 50 and cannot be guided in the base unit 45. Therefore, any two light diffusion units 50 adjacent in the first direction d1 are
arcsin (n 2 / n 1 ) ≦ arctan (d / (S 21 + S 22 ))
Meet. That is, the formula (a) is satisfied. Preferably, any two light diffusion units 50 adjacent in the first direction d1 all satisfy the formula (a).
以上のような構成からなる取出導光層４０は、一例として、次のようにして製造され得る。まず、ベース部４５を、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線の照射により硬化する特徴を有するエポキシアクリレート等の硬化性材料を用いて、作製する。次に、硬化することによって光拡散部５０の主部５１をなすようになる硬化性材料と、光拡散部５０の拡散成分５２と、を含んだ未硬化で液状の組成物を用いて、光拡散部５０を作製する。硬化することによって光拡散部５０の主部５１をなすようになる硬化性材料として、電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等の硬化性材料を用いることができる。まず、先に形成されたベース部４５の第２主面４６ｂ上に組成物を供給する。その後、ベース部４５の溝４９の内部に、ドクターブレードを用いながら、組成物を充填しつつ、該溝４９外に溢出した余剰分の組成物を掻き落としていく。なお、掻き落としきれないことを原因としてベース部４５の第２主面４６ｂ上へ拡散成分５２が残留することを回避するため、拡散成分５２の粒径は、１μｍ以上であることが好ましく、また、溝４９の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１の５０％以下となっていることが好ましい。その後、溝４９内の組成物に電離放射線を照射して、組成物に含まれる硬化性材料を硬化させることにより、光拡散部５０が形成される。これにより、ベース部４５及び光拡散部５０を有する取出導光層４０が作製される。
The extraction light guide layer 40 having the above configuration can be manufactured as follows as an example. First, the base portion 45 is manufactured using, for example, a curable material such as epoxy acrylate having a characteristic of being cured by irradiation with ionizing radiation such as an electron beam or ultraviolet rays. Next, an uncured and liquid composition containing a curable material that forms a main portion 51 of the light diffusion portion 50 by curing and a diffusion component 52 of the light diffusion portion 50 is used to produce light. The diffusion unit 50 is produced. A curable material such as urethane acrylate having a characteristic of being cured by ionizing radiation can be used as the curable material that forms the main portion 51 of the light diffusion portion 50 by being cured. First, the composition is supplied onto the second main surface 46b of the base portion 45 formed previously. Thereafter, the composition inside the groove 49 of the base portion 45 is filled with the composition using a doctor blade, and the excess composition overflowing outside the groove 49 is scraped off. In order to avoid the diffusion component 52 remaining on the second main surface 46b of the base portion 45 due to the fact that it cannot be scraped off, the particle size of the diffusion component 52 is preferably 1 μm or more. it is preferable that equal to or less than 50% of the dimension S 1 in the first direction d1 of the grooves 49. Thereafter, the light diffusing portion 50 is formed by irradiating the composition in the groove 49 with ionizing radiation to cure the curable material contained in the composition. Thereby, the extraction light guide layer 40 having the base portion 45 and the light diffusion portion 50 is produced.
次に、第１低屈折率層５５、第１カバー層５６、第２低屈折率層５７及び第２カバー層５８について説明する。まず、取出導光層４０の一対の主面４１ａ，４１ｂに隣接して配置された第１低屈折率層５５及び第２低屈折率層５７は、取出導光層４０のベース部４５よりも低い屈折率を有した層である。ここで説明する導光板３０では、取出導光層４０のベース部４５と低屈折率層５５，５７との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射により、光を導光することを期待している。このため、低屈折率層５５，５７の屈折率は、取出導光層４０のベース部４５の屈折率よりも、０．０３以上低くなっていることが好ましく、０．０６以上低くなっていることがより好ましい。なお、図示された例において、低屈折率層５５，５７は、粘着剤や接着剤等からなる接合層として形成されており、カバー層５６，５８を取出導光層４０に貼合するための層としても機能している。
Next, the first low refractive index layer 55, the first cover layer 56, the second low refractive index layer 57, and the second cover layer 58 will be described. First, the first low-refractive index layer 55 and the second low-refractive index layer 57 arranged adjacent to the pair of main surfaces 41 a and 41 b of the extraction light guide layer 40 are more than the base portion 45 of the extraction light guide layer 40. It is a layer having a low refractive index. In the light guide plate 30 described here, light is guided by reflection at the interface between the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 and the low refractive index layers 55 and 57, particularly total reflection due to the difference in refractive index. Expecting. For this reason, it is preferable that the refractive index of the low refractive index layers 55 and 57 is 0.03 or more lower than the refractive index of the base part 45 of the extraction light guide layer 40, and is 0.06 or less. It is more preferable. In the illustrated example, the low refractive index layers 55 and 57 are formed as bonding layers made of an adhesive, an adhesive, or the like, and the cover layers 56 and 58 are taken out and bonded to the light guide layer 40. It also functions as a layer.
一方、第１カバー層５６及び第２カバー層５８は、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂを画成する層である。このようなカバー層５６，５８は、例えば、取出導光層４０や低屈折率層５５，５７よりも耐擦傷性に優れたハードコート層として形成され得る。なお、本件明細書で言及する耐擦傷性は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４（１９９９年）に準拠して実施される鉛筆硬度試験での試験結果に基づいて評価される。また、図１及び図２に示した例では、第１カバー層５６及び第２カバー層５８は、いずれも平坦なシート状部材であり、このうち第１カバー層５６が導光板３０の第１主面３１ａをなし、第２カバー層５８が第２主面３１ｂをなしている。これにより、導光板３０の第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂは、いずれも平坦面をなすようになる。
On the other hand, the first cover layer 56 and the second cover layer 58 are layers that define a pair of main surfaces 31 a and 31 b of the light guide plate 30. Such cover layers 56 and 58 can be formed as, for example, a hard coat layer having better scratch resistance than the extraction light guide layer 40 and the low refractive index layers 55 and 57. In addition, the scratch resistance mentioned in this specification is evaluated based on the test result in the pencil hardness test implemented based on JISK5600-5-4 (1999). In the example shown in FIGS. 1 and 2, the first cover layer 56 and the second cover layer 58 are both flat sheet-like members, and the first cover layer 56 is the first cover layer of the light guide plate 30. The main surface 31a is formed, and the second cover layer 58 is the second main surface 31b. Thereby, both the 1st main surface 31a and the 2nd main surface 31b of the light-guide plate 30 come to make a flat surface.
また、本実施の形態では、取出導光層４０のベース部４５内を進む光が反射する界面が、ベース部４５と低屈折率層５５，５７との間に形成されている。すなわち、取出導光層４０のベース部４５内を進む光が反射する界面が露出していない。このため、取出導光層４０のベース部４５内を進む光が反射することを予定された界面の損傷や異物付着を効果的に防止することができる。これにより、導光板３０内における導光のための光の反射が阻害されることを効果的に防止することができる。さらに、ベース部４５や低屈折率層５５，５７よりも耐擦傷性に優れたカバー層５６，５８によって、導光板３０の表面が形成されている。したがって、導光板３０を進む光が反射することを予定された界面の損傷や異物付着をより効果的に防止することができる。
In the present embodiment, an interface through which light traveling through the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 is reflected is formed between the base portion 45 and the low refractive index layers 55 and 57. That is, the interface where light traveling through the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 is reflected is not exposed. For this reason, it is possible to effectively prevent damage to the interface and adhesion of foreign substances on which light traveling through the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 is expected to be reflected. Thereby, it can prevent effectively that the reflection of the light for the light guide in the light-guide plate 30 is inhibited. Further, the surface of the light guide plate 30 is formed by the cover layers 56 and 58 that have better scratch resistance than the base portion 45 and the low refractive index layers 55 and 57. Accordingly, it is possible to more effectively prevent damage to the interface and adhesion of foreign substances on which light traveling through the light guide plate 30 is expected to be reflected.
なお、第１低屈折率層５５、第１カバー層５６及び第２カバー層５８は、必須ではなく、一以上を導光板３０から省くことができる。
The first low refractive index layer 55, the first cover layer 56, and the second cover layer 58 are not essential, and one or more of them can be omitted from the light guide plate 30.
次に、遮光部６０について説明する。遮光部６０は、取出導光層４０の各光拡散部５０で拡散された光のうち、第２主面４１ｂ側に進行方向を曲げられた光が第２主面４１ｂから出光し、照明装置１０の反対面１１ｂから光が漏れ、この光が観察者から視認されることを抑制する機能を有する。このため、遮光部６０は、取出導光層４０の各光拡散部５０のそれぞれに対応して設けられている。また、各遮光部６０は、対応する一つの光拡散部５０に液晶表示パネル５と反対側から対向する位置に配置されている。具体的には、各遮光部６０は、対応する一つの光拡散部５０に、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って液晶表示パネル５と反対側から、すなわち取出導光層４０の第２主面４１ｂ側から、対向するように配置されている。また、図示された例では、各遮光部６０は、取出導光層４０の第２主面４１ｂと第２低屈折率層５７との間に設けられている。図示された例において、複数の遮光部６０が、各光拡散部５０の配列に対応して、第１方向ｄ１に配列されている。また、各遮光部６０は、配列方向である第１方向ｄ１と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、図３に示されているように、各遮光部６０は、各光拡散部５０に対応して、第１方向ｄ１と直交する第２方向ｄ２に直線状に延びている。
Next, the light shielding unit 60 will be described. The light shielding unit 60 emits light whose traveling direction is bent toward the second main surface 41b out of the light diffused by each light diffusion unit 50 of the extraction light guide layer 40 from the second main surface 41b. 10 has a function of suppressing light from leaking from the opposite surface 11b and being visually recognized by an observer. For this reason, the light shielding part 60 is provided corresponding to each light diffusion part 50 of the extraction light guide layer 40. Further, each light shielding portion 60 is disposed at a position facing the corresponding one light diffusion portion 50 from the opposite side to the liquid crystal display panel 5. Specifically, each light shielding unit 60 is connected to one corresponding light diffusing unit 50 from the side opposite to the liquid crystal display panel 5 along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40, that is, the extraction light guide layer 40. It arrange | positions so that it may oppose from the 2nd main surface 41b side. In the illustrated example, each light shielding portion 60 is provided between the second main surface 41 b of the extraction light guide layer 40 and the second low refractive index layer 57. In the illustrated example, a plurality of light shielding parts 60 are arranged in the first direction d1 corresponding to the arrangement of the light diffusion parts 50. Further, each light shielding portion 60 extends in a direction non-parallel to the first direction d1 that is the arrangement direction. In particular, in the illustrated example, as shown in FIG. 3, each light shielding portion 60 extends linearly in a second direction d <b> 2 orthogonal to the first direction d <b> 1 corresponding to each light diffusion portion 50. Yes.
本実施の形態の遮光部６０は、光吸収部６２及び光反射部６４を含んでいる。光吸収部６２は、対応する一つの光拡散部５０に液晶表示パネル５と反対側から対向する位置に配置されている。具体的には、各光吸収部６２は、対応する一つの光拡散部５０に、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って液晶表示パネル５と反対側から対向するように配置されている。また、光反射部６４は、対応する一つの光拡散部５０と、当該光拡散部５０に対応する光吸収部６２との間となる位置に配置されている。なお、これに限られず、遮光部６０は、光反射部６４を含まず光吸収部６２のみで構成されてもよい。
The light shielding unit 60 of the present embodiment includes a light absorbing unit 62 and a light reflecting unit 64. The light absorbing unit 62 is disposed at a position facing the corresponding one light diffusing unit 50 from the side opposite to the liquid crystal display panel 5. Specifically, each light absorbing portion 62 is disposed on one corresponding light diffusing portion 50 so as to face the liquid crystal display panel 5 from the opposite side along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40. Yes. Further, the light reflecting portion 64 is disposed at a position between one corresponding light diffusing portion 50 and the light absorbing portion 62 corresponding to the light diffusing portion 50. However, the present invention is not limited to this, and the light shielding unit 60 may include only the light absorbing unit 62 without including the light reflecting unit 64.
図１〜図７に示された例では、複数の光拡散部５０が、第１方向ｄ１に沿って配列され、遮光部６０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ３は、当該遮光部６０に対応する光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１よりも大きくなっている。また、光拡散部５０は、当該光拡散部５０に対応する遮光部６０に取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って対向する領域内に配置されている。図示された例では、各遮光部６０に含まれる光吸収部６２と光反射部６４とは、互いに第１方向ｄ１に沿って同一の寸法を有している。すなわち、各遮光部６０に含まれる光吸収部６２及び光反射部６４は、それぞれ第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ３を有している。したがって、法線方向ｎｄから取出導光層４０（導光板３０）を観察した場合（図４参照）、遮光部６０の光吸収部６２と光反射部６４とは、互いに同一の平面視形状を有している。なお、これに限られず、各遮光部６０に含まれる光吸収部６２と光反射部６４とは、互いに第１方向ｄ１に沿って異なる寸法を有していてもよい。例えば、光吸収部６２の第１方向ｄ１に沿った寸法が、対応する光反射部６４の第１方向ｄ１に沿った寸法よりも大きくされていてもよい。
In the example shown in FIGS. 1 to 7, the plurality of light diffusion portions 50 are arranged along the first direction d <b> 1, and the dimension S <b> 3 along the first direction d <b> 1 of the light shielding portion 60 is the light shielding portion 60. It is larger than the size S 1 in the first direction d1 of the light diffusing portion 50 which corresponds to. The light diffusing unit 50 is disposed in a region facing the light shielding unit 60 corresponding to the light diffusing unit 50 along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40. In the illustrated example, the light absorbing portion 62 and the light reflecting portion 64 included in each light shielding portion 60 have the same dimension along the first direction d1. That is, the light absorbing portion 62 and the light reflecting portion 64 included in the light blocking portion 60 has a dimension S 3 along the first direction d1, respectively. Therefore, when the extraction light guide layer 40 (light guide plate 30) is observed from the normal direction nd (see FIG. 4), the light absorption part 62 and the light reflection part 64 of the light shielding part 60 have the same planar view shape. Have. However, the present invention is not limited to this, and the light absorbing part 62 and the light reflecting part 64 included in each light shielding part 60 may have different dimensions along the first direction d1. For example, the dimension along the first direction d1 of the light absorbing part 62 may be made larger than the dimension along the first direction d1 of the corresponding light reflecting part 64.
光吸収部６２は、当該光吸収部６２に入射した光を吸収する機能を有する。光吸収部６２は、例えば黒色等の暗色の層であることが好ましい。この光吸収層は、例えば、暗色粒子を含有する組成物または暗色材料の塗膜を、公知の印刷技術を用いて設けることができる。暗色粒子としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。また、電界めっき及び無電界めっきを含むめっき法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、イオンプレーティング法、又はこれらの二以上を組み合わせた方法により、取出導光層４０の第２主面４１ｂ上に暗色層を設け、その後、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより設けてもよい。暗色層の材料としては、種々の公知のものを用いることができる。例えば窒化銅、酸化銅、窒化ニッケル等が例示できる。
The light absorption unit 62 has a function of absorbing light incident on the light absorption unit 62. The light absorbing portion 62 is preferably a dark layer such as black. For example, the light absorbing layer can be provided with a composition containing dark particles or a coating film of dark material using a known printing technique. Examples of dark particles include metal salts such as carbon black, graphite, and black iron oxide, pigments or dyes, resin particles colored with pigments or dyes, and the like. Further, on the second main surface 41b of the extraction light guide layer 40 by a plating method including electroplating and electroless plating, a sputtering method, a CVD method, a PVD method, an ion plating method, or a combination of these two or more. A dark color layer may be provided on the substrate and then patterned by using a known photolithography technique. Various known materials can be used as the material for the dark color layer. For example, copper nitride, copper oxide, nickel nitride and the like can be exemplified.
光反射部６４は、当該光反射部６４に入射した光を反射させる機能を有する。光反射部６４は、例えば白色等の明色の層、または、銀色等の光沢を有する層であることが好ましい。この光反射層は、例えば、明色粒子または光沢粒子を含有する組成物、あるいは、明色材料または光沢材料の塗膜を、公知の印刷技術を用いて設けることができる。明色粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。また、光沢粒子としては、例えば、アルミニウム、銀等の金属粒子、アルミニウム、銀等の金属で被覆された樹脂粒子等が挙げられる。また、上述の光吸収部６２の場合と同様にして、取出導光層４０の第２主面４１ｂ上に明色層または光沢層を設け、その後、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより設けてもよい。
The light reflecting portion 64 has a function of reflecting light incident on the light reflecting portion 64. The light reflecting portion 64 is preferably a light layer such as white or a layer having a gloss such as silver. For example, the light reflecting layer may be provided with a composition containing light-colored particles or glossy particles, or a coating of light-colored material or glossy material, using a known printing technique. Examples of light color particles include titanium oxide, aluminum oxide, pigments or dyes, resin particles colored with pigments or dyes, and the like. Further, examples of the glossy particles include metal particles such as aluminum and silver, resin particles coated with a metal such as aluminum and silver, and the like. Further, in the same manner as in the case of the light absorbing portion 62 described above, a bright color layer or a gloss layer is provided on the second main surface 41b of the extraction light guide layer 40, and then patterned using a known photolithography technique. May be provided.
本実施の形態では、遮光部６０は、取出導光層４０の第２主面４１ｂ上に光反射部６４と光吸収部６２とをこの順に積層することにより、光反射部６４及び光吸収部６２を含む光反射吸収積層体として構成されている。このような光反射吸収積層体を含む遮光部６０によれば、図６に示されているように、光源２０から光拡散部５０へ入射して当該光拡散部５０で拡散し取出導光層４０の第２主面４１ｂ側へ向かう光Ｌ６５を、遮光部６０の光反射部６４で取出導光層４０側に反射させることができる。これにより、取出導光層４０の各光拡散部５０で拡散された光のうち、第２主面４１ｂ側に進行方向を曲げられた光が第２主面４１ｂから観察者側へ出光することを抑制することが可能となり、さらに、光源２０から導光板３０（取出導光層４０）に入射した光の利用効率を向上させることも可能となる。したがって、液晶表示パネル５の表示面６ｂに表示された映像のコントラストの低下を効果的に抑制することができるとともに、光源２０によるエネルギー消費量を増大させることなく液晶表示パネル５の表示面６ｂにおける照度の向上を図ることができる。また、液晶表示パネル５の表示面６ｂにおける照度を低下させることなく、光源２０によるエネルギー消費量の低減を図ることができる。
In the present embodiment, the light-shielding part 60 is formed by laminating the light reflecting part 64 and the light absorbing part 62 in this order on the second main surface 41b of the extraction light guiding layer 40. 62 is configured as a light reflection / absorption laminate including 62. According to the light shielding part 60 including such a light reflection / absorption laminate, as shown in FIG. 6, the light is incident on the light diffusion part 50 from the light source 20 and diffused by the light diffusion part 50, and is taken out. The light L65 directed toward the second main surface 41b side of 40 can be reflected to the extraction light guide layer 40 side by the light reflecting portion 64 of the light shielding portion 60. As a result, out of the light diffused by each light diffusion portion 50 of the extraction light guide layer 40, the light whose traveling direction is bent toward the second main surface 41b is emitted from the second main surface 41b to the viewer side. In addition, it is possible to improve the utilization efficiency of light incident on the light guide plate 30 (the extraction light guide layer 40) from the light source 20. Accordingly, it is possible to effectively suppress a decrease in contrast of the image displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 and to increase the energy consumption by the light source 20 on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5. The illuminance can be improved. Further, the energy consumption by the light source 20 can be reduced without reducing the illuminance on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
その一方で、光反射部６４が観察者側から視認される場合、すなわち、光反射部６４の観察者側に光吸収部６２が設けられていない場合、導光板３０の第２主面３１ｂ側から各光反射部６４に入射した外光Ｌ６１が、各光反射部６４で導光板３０の第２主面３１ｂ側に反射される。この反射光が観察者に視認されると、液晶表示パネル５の表示面６ｂに表示された映像のコントラストが低下する。これに対して、図６に示された例では、光反射部６４の観察者側に光吸収部６２が設けられているので、導光板３０の第２主面３１ｂ側から各光反射部６４に入射しようとする外光Ｌ６１は、各光反射部に対応する光吸収部６２により吸収される。これにより、導光板３０に入射した外光Ｌ６１が各光反射部６４で反射され、観察者から視認されることを防止することができる。したがって、液晶表示パネル５の表示面６ｂに表示された映像のコントラストの低下を効果的に抑制することができる。
On the other hand, when the light reflecting portion 64 is viewed from the observer side, that is, when the light absorbing portion 62 is not provided on the observer side of the light reflecting portion 64, the second main surface 31b side of the light guide plate 30 is provided. The external light L61 that has entered the light reflecting portions 64 from the light is reflected by the light reflecting portions 64 toward the second main surface 31b of the light guide plate 30. When this reflected light is visually recognized by the observer, the contrast of the image displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 is lowered. On the other hand, in the example shown in FIG. 6, since the light absorbing portion 62 is provided on the viewer side of the light reflecting portion 64, each light reflecting portion 64 from the second main surface 31 b side of the light guide plate 30. The external light L61 to be incident on the light is absorbed by the light absorbing portions 62 corresponding to the respective light reflecting portions. Accordingly, it is possible to prevent the external light L61 incident on the light guide plate 30 from being reflected by each light reflecting portion 64 and being viewed by an observer. Accordingly, it is possible to effectively suppress a decrease in contrast of the image displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
なお、遮光部６０において光反射部６４は必須の構成ではなく、省略することもできる。この場合、遮光部６０は、対応する一つの光拡散部５０に液晶表示パネル５と反対側から対向する位置に配置された光吸収部６２を含む。この光吸収部６２からなる遮光部６０は、光源２０から取出導光層４０に入射し各光拡散部５０で拡散された光のうち、取出導光層４０の第２主面４１ｂ側に進行方向を曲げられた光が当該第２主面４１ｂから出光し、照明装置１０の反対面１１ｂから光が漏れ、この光が観察者から視認されることを防止することができる。したがって、この場合にも、液晶表示パネル５の表示面６ｂに表示された映像のコントラストの低下を、効果的に抑制することができる。
In addition, the light reflection part 64 in the light shielding part 60 is not an essential configuration and may be omitted. In this case, the light shielding unit 60 includes a light absorbing unit 62 disposed at a position facing the corresponding one light diffusing unit 50 from the side opposite to the liquid crystal display panel 5. The light shielding unit 60 including the light absorbing unit 62 proceeds to the second main surface 41b side of the extraction light guide layer 40 out of the light incident on the extraction light guide layer 40 from the light source 20 and diffused by each light diffusion unit 50. It is possible to prevent the light whose direction is bent from the second main surface 41b from leaking from the opposite surface 11b of the illumination device 10 and seeing this light from the viewer. Therefore, also in this case, it is possible to effectively suppress the decrease in contrast of the image displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
遮光部６０が、光拡散部５０で拡散された光が第２主面３１ｂを介して取出導光層４０から出射することを有効に規制することを実現するため、導光板３０は次のように設計され得る。
In order to realize that the light shielding unit 60 effectively restricts the light diffused by the light diffusion unit 50 from being emitted from the extraction light guide layer 40 via the second main surface 31b, the light guide plate 30 is as follows. Can be designed to.
図７に示すように、取出導光層４０の光拡散部５０で拡散されてベース部４５内を第２主面４１ｂ側に進む光の進行方向が、ベース部４５の第２主面４６ｂの法線方向ｎｄに対してなす角度、すなわち光拡散部５０での拡散光の第２主面４６ｂへの入射角度を、角度θｉとする。取出導光層４０の光拡散部５０で拡散されてベース部４５内を第２主面４１ｂ側に進む光のうち、この角度θｉがベース部４５と隣接層（図示された例では第２低屈折率層）５７との界面での全反射臨界角度θｔ以上となっている光は、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射して、取出導光層４０内で進行方向を第１主面４１ａ側に逆転させる。これに対して、光拡散部５０での拡散光の第２主面４６ｂへの入射角度θｉが全反射臨界角度θｔ未満となる光は、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射せずに、第２主面４１ｂを介して取出導光層４０から出射する。このベース部４５と隣接層５７との界面で全反射せずに第２主面４１ｂを介して取出導光層４０から出射する光を効果的に遮光するため、第１方向ｄ１および取出導光層４０の法線方向ｎｄの両方に平行な主切断面において、光拡散部５０の第１方向ｄ１における一方の側の端部と当該光拡散部５０に対応する遮光部６０の第１方向ｄ１における一方の側の端部との間の第１方向ｄ１に沿った距離ｘと、当該遮光部６０の当該光拡散部５０に対向する面と当該光拡散部５０の当該遮光部６０に対向する側とは反対側の端部との間の取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿った距離ｙと、ベース部４５の屈折率ｎ１と、第１方向ｄ１に沿って隣り合う二つの遮光部６０の間においてベース部４５に法線方向ｎｄに沿って遮光部６０と同じ側から隣接する部位（図示された例では第２低屈折率層５７）の屈折率ｎ２とが、次の条件を満たすことが好ましい。
ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）≦ａｒｃｃｏｓ（ｎ２／ｎ１） ・・・式（ｂ）
As shown in FIG. 7, the traveling direction of the light that is diffused by the light diffusing portion 50 of the extraction light guide layer 40 and travels in the base portion 45 toward the second main surface 41 b side is the second main surface 46 b of the base portion 45. An angle formed with respect to the normal direction nd, that is, an incident angle of the diffused light in the light diffusing portion 50 to the second main surface 46b is defined as an angle θ i . Of the light that is diffused by the light diffusing portion 50 of the extraction light guide layer 40 and travels in the base portion 45 toward the second main surface 41b, this angle θ i is equal to the base portion 45 and the adjacent layer (in the illustrated example, the second layer). light that is the total reflection critical angle theta t or more at the interface between the low refractive index layer) 57 is totally reflected by the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57, the traveling direction in extraction light guide layer within 40 Is reversed to the first main surface 41a side. On the other hand, light having an incident angle θ i of diffused light on the second main surface 46 b of the light diffusing portion 50 that is less than the total reflection critical angle θ t is totally transmitted at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57. Without being reflected, the light is emitted from the extraction light guide layer 40 via the second main surface 41b. In order to effectively shield the light emitted from the extraction light guide layer 40 via the second main surface 41b without being totally reflected at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57, the first direction d1 and the extraction light guide In the main cutting plane parallel to both the normal direction nd of the layer 40, the end of one side in the first direction d 1 of the light diffusing unit 50 and the first direction d 1 of the light shielding unit 60 corresponding to the light diffusing unit 50. The distance x along the first direction d1 between the end on one side of the light, the surface of the light shielding part 60 that faces the light diffusion part 50, and the light shielding part 60 of the light diffusion part 50. The distance y along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40 between the end portion opposite to the side, the refractive index n 1 of the base portion 45, and two adjacent ones along the first direction d1 Adjacent to the base portion 45 between the light shielding portions 60 along the normal direction nd from the same side as the light shielding portion 60 It is preferable that the refractive index n 2 of the portion to be performed (the second low refractive index layer 57 in the illustrated example) satisfies the following condition.
arctan (y / x) ≦ arccos (n 2 / n 1 ) Expression (b)
第１方向ｄ１および取出導光層４０の法線方向ｎｄの両方に平行な主切断面において、ベース部４５と隣接層５７との界面への入射点Ｍと、光拡散部５０の第１方向ｄ１における入射点Ｍ側の面における当該光拡散部５０の遮光部６０に対向する側とは反対側の端部Ｐとを結ぶ直線ＭＰと、ベース部４５の第２主面４６ｂと、のなす角をθｂとすると、この角度θｂは、光拡散部５０での拡散光の第２主面４６ｂへの入射角度θｉとの間で次の条件を満たす。
θｉ＝９０−θｂ（°）
そして、図７の直線ＭＰに沿って進む光Ｌ７１が、全反射臨界角度θｔで、ベース部４５と隣接部位（図示された例では第２低屈折率層）５７との界面の入射する場合、次の関係が成り立つ。
ｎ１×ｓｉｎ（９０−θｂ）＝ｎ２×ｓｉｎ９０°
が成り立つ。これよりθｂは、
θｂ＝ａｒｃｃｏｓ（ｎ２／ｎ１）
となる。
In the main cutting plane parallel to both the first direction d1 and the normal direction nd of the extraction light guide layer 40, the incident point M to the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57 and the first direction of the light diffusion portion 50 A straight line MP connecting the end P of the light diffusing unit 50 opposite to the side facing the light shielding unit 60 on the surface on the incident point M side in d1 and the second main surface 46b of the base unit 45 are formed. When the angle is θ b , this angle θ b satisfies the following condition with respect to the incident angle θ i of the diffused light in the light diffusing portion 50 to the second main surface 46 b.
θ i = 90−θ b (°)
When the light L71 traveling along a straight line MP in Fig. 7, the total reflection critical angle theta t, (in the example shown the second low refractive index layer) adjacent site the base portion 45 enters the interface between the 57 The following relationship holds.
n 1 × sin (90−θ b ) = n 2 × sin 90 °
Holds. From this, θ b is
θ b = arccos (n 2 / n 1 )
It becomes.
一方、図７において、直線ＮＰは、遮光部６０の取出導光層４０の法線方向ｎｄにおける取出導光層４０側の面の第１方向ｄ１における一方の側の端部Ｎと、光拡散部５０の第１方向ｄ１における点Ｎ側の面における当該光拡散部５０の遮光部６０に対向する側とは反対側の端部Ｐとを結んでいる。この直線ＮＰと、ベース部４５の第２主面４６ｂと、のなす角度をθｃとすると、この角度θｃは、上述した距離ｘ及び距離ｙとの間で、次の関係を満たす。
θｃ＝ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｘ）
となる。
On the other hand, in FIG. 7, the straight line NP is the light diffusion and the end N on one side in the first direction d1 of the surface on the extraction light guide layer 40 side in the normal direction nd of the extraction light guide layer 40 of the light shielding unit 60. The end P of the light diffusing unit 50 opposite to the side facing the light shielding unit 60 on the surface on the point N side in the first direction d1 of the unit 50 is connected. Assuming that the angle formed by the straight line NP and the second main surface 46b of the base portion 45 is θ c , the angle θ c satisfies the following relationship between the distance x and the distance y described above.
θ c = arctan (y / x)
It becomes.
そして、θｃ≦θｂであるとき、すなわち式（ｂ）が成り立つときに、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射せずに導光板３０の第２主面３１ｂ側に進む光を、遮光部６０で反射または吸収することにより、効果的に遮光することができる。好ましくは、すべての遮光部６０が、式（ｂ）を満たす。
Then, when θ c ≦ θ b, that is, when the formula (b) is satisfied, the light traveling toward the second main surface 31 b side of the light guide plate 30 without being totally reflected at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57. Can be effectively shielded by reflecting or absorbing the light. Preferably, all the light shielding parts 60 satisfy the formula (b).
なお、第１方向ｄ１に沿った遮光部６０の寸法Ｓ３は、複数の遮光部６０の間で一定の寸法を有するようにしてもよい。この場合、各遮光部６０の寸法Ｓ３は、複数の光拡散部５０のうち最大の寸法Ｓ２を有する光拡散部５０の寸法Ｓ２ｍａｘに対応する寸法とすることが好ましい。とりわけ、各遮光部６０の寸法Ｓ３を、式（ｂ）においてｙ＝Ｓ２ｍａｘとして、式（ｂ）を満たすようなｘを有する寸法とすることがより好ましい。このような一定の寸法を有する複数の遮光部６０によれば、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射せずに導光板３０の第２主面３１ｂ側に進む光を効果的に遮光し、且つ、照明装置１０の非出光面１１ｂ側から出光面１１ａ側へ透過する外光の光量分布を効果的に均一化することができる。
The size S 3 of the light shielding portion 60 along the first direction d1 can be set to have a predetermined dimension between a plurality of light shielding portions 60. In this case, the dimension S 3 of each light shielding part 60 is preferably a dimension corresponding to the dimension S 2max of the light diffusion part 50 having the maximum dimension S 2 among the plurality of light diffusion parts 50. Especially, the dimension S 3 of each light-shielding portion 60, as y = S 2max in formula (b), it is more preferable that the dimension with x satisfying the equation (b). According to the plurality of light-shielding portions 60 having such constant dimensions, the light traveling toward the second main surface 31b side of the light guide plate 30 without being totally reflected at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57 can be effectively used. The light quantity distribution of the external light that is shielded and transmitted from the non-light-emitting surface 11b side to the light-emitting surface 11a side of the illumination device 10 can be effectively uniformized.
また、第１方向ｄ１に沿った遮光部６０の寸法Ｓ３は、複数の遮光部６０の間で異なる寸法を有するようにしてもよい。この場合、各遮光部６０の寸法Ｓ３は、それぞれ対応する光拡散部５０の寸法Ｓ２が小さくなるほど各遮光部６０の寸法Ｓ３が小さくなるようにすることが好ましい。とりわけ、各遮光部６０において、それぞれ式（ｂ）を満たすようなｘを有する寸法とすることがより好ましい。このような異なる寸法を有する複数の遮光部６０によれば、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射せずに導光板３０の第２主面３１ｂ側に進む光を効果的に遮光し、且つ、遮光部６０における取出導光層４０の板面に沿った面積の合計を減少させ、照明装置１０の反対面（非出光面）１１ｂ側から出光面１１ａ側へ透過する外光の光量を効果的に増大することができる。
The dimensional S 3 of the light shielding portion 60 along the first direction d1 can be set to have different dimensions between a plurality of light shielding portions 60. In this case, the dimension S 3 of the light shielding portion 60, it is preferable that the dimensions S 3 of the light shielding portion 60 as dimension S 2 of the corresponding light diffusing portion 50 is reduced smaller. In particular, it is more preferable that each of the light shielding portions 60 has a dimension having x that satisfies the formula (b). According to the plurality of light shielding portions 60 having such different dimensions, the light traveling toward the second main surface 31b side of the light guide plate 30 without being totally reflected at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57 is effectively shielded. And the total of the area along the plate | board surface of the extraction light guide layer 40 in the light-shielding part 60 is reduced, and the external light which permeate | transmits from the opposite surface (non-light-emitting surface) 11b side of the illuminating device 10 to the light-emitting surface 11a side. The amount of light can be effectively increased.
以上のような遮光部６０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ３は、一例として２μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。また、遮光部６０の、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿った厚さは、一例として１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。
Or dimension S 3 along the first direction d1 of the light shielding portion 60, such as may be a 2μm above 100μm below as an example. Moreover, the thickness of the light shielding part 60 along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40 can be set to 1 μm or more and 10 μm or less, for example.
次に、以上のような構成からなる表示装置１の作用について説明する。
Next, the operation of the display device 1 having the above configuration will be described.
図１及び図２に示された表示装置１は、光源２０が非発光の場合には外光Ｌ１を照明光として反射型の液晶表示パネル５の表示面６ｂに映像を表示し、光源２０が発光している場合には光源２０からの光Ｌ２１〜Ｌ２３を照明光として、液晶表示パネル５の表示面６ｂに映像を表示する。
The display device 1 shown in FIGS. 1 and 2 displays an image on the display surface 6b of the reflective liquid crystal display panel 5 using the external light L1 as illumination light when the light source 20 is not emitting light. When the light is emitted, an image is displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 using the light L21 to L23 from the light source 20 as illumination light.
表示装置１において、光源２０が発光していない場合、図１に示すように、導光板３０の第２主面３１ｂ側から表示装置１に入射した外光Ｌ１は、導光板３０を第２主面３１ｂ側から第１主面３１ａ側へ透過し、液晶表示パネル５へ表示面６ｂから入射する。
In the display device 1, when the light source 20 is not emitting light, as shown in FIG. 1, external light L <b> 1 incident on the display device 1 from the second main surface 31 b side of the light guide plate 30 passes through the light guide plate 30 to the second main surface. The light passes from the surface 31b side to the first main surface 31a side and enters the liquid crystal display panel 5 from the display surface 6b.
液晶表示パネル５へ入射した光は、例えば、液晶表示パネル５の偏光板、カラーフィルター及び液晶層を透過して反射板で反射され、再度、液晶層、カラーフィルター及び偏光板を透過して、液晶表示パネル５の表示面６ｂから導光板３０側へ出射する。このとき、液晶表示パネル５の表示面６ｂには映像が表示される。すなわち、液晶表示パネル５の表示面６ｂから出射した光は、映像光として導光板３０側へ出射する。液晶表示パネル５から導光板３０に入射した映像光は、導光板３０を第１主面３１ａ側から第２主面３１ｂ側へ透過し、第２主面３１ｂから観察者側へ向けて出射する。この映像光を観察者が視認することにより、表示装置１で表示された映像が観察される。
The light incident on the liquid crystal display panel 5 is, for example, transmitted through the polarizing plate, the color filter and the liquid crystal layer of the liquid crystal display panel 5 and reflected by the reflecting plate, and again transmitted through the liquid crystal layer, the color filter and the polarizing plate, The light is emitted from the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 to the light guide plate 30 side. At this time, an image is displayed on the display surface 6 b of the liquid crystal display panel 5. That is, the light emitted from the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 is emitted to the light guide plate 30 side as video light. The image light that has entered the light guide plate 30 from the liquid crystal display panel 5 passes through the light guide plate 30 from the first main surface 31a side to the second main surface 31b side, and exits from the second main surface 31b toward the viewer side. . When the viewer visually recognizes this video light, the video displayed on the display device 1 is observed.
本実施の形態の導光板３０では、導光板３０の光取出要素となる光拡散部５０の寸法Ｓ２を調整することにより、導光板３０からの出射光量の導光方向（第１方向）ｄ１に沿った分布を制御している。そして、法線方向ｎｄから導光板３０を観察した場合、複数の光拡散部５０間での寸法Ｓ２の変化は感知され難い。
In the light guide plate 30 of the present embodiment, by adjusting the size S 2 of the light diffusing portion 50 serving as a light extraction elements of the light guide plate 30, light guiding direction of the amount of light emitted from the light guide plate 30 (first direction) d1 Control the distribution along. When the light guide plate 30 is observed from the normal direction nd, a change in the dimension S < b > 2 between the plurality of light diffusion units 50 is difficult to be detected.
また、本実施の形態の導光板３０では、光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１や、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部５０の離間間隔ｄを、出射光量分布の制御に利用しなくてもよい。このため、光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１や、第１方向ｄ１に隣り合う二つの光拡散部５０の離間間隔ｄを、導光板３０内において一定にすることも可能である。この場合、導光板３０の法線方向ｎｄに沿った光拡散部５０の投影面積は同一となり、複数の光拡散部５０の間での構成の相違は、ほとんど感知することができない。
Further, the light guide plate 30 of the present embodiment, the dimension S 1 and along the first direction d1 of the light diffusing portion 50, the separation distance d of the two light diffusion part 50 adjacent in the first direction d1, the emission light intensity It may not be used for controlling the distribution. Therefore, and size S 1 in the first direction d1 of the light diffusing portion 50, the separation distance d of the two light diffusion part 50 adjacent in the first direction d1, it is also possible to make constant the light guide plate 30 It is. In this case, the projected area of the light diffusing unit 50 along the normal direction nd of the light guide plate 30 is the same, and the difference in configuration among the plurality of light diffusing units 50 can hardly be detected.
加えて、光拡散部５０の第１方向ｄ１に沿った寸法Ｓ１を十分に小さくしておけば、光拡散部５０の存在自体を感知し難くすることができる。具体的には、導光板３０のヘイズ値が、０．１％以上１０％以下となっていることが好ましい。ヘイズ値は、ヘイズメーター（村上色彩技術研究所製、製品番号；ＨＭ−１５０）を用いてＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠した方法により測定することができる。
In addition, if the size S 1 in the first direction d1 of the light diffusing portion 50 is sufficiently small, it can be difficult to sense the existence of the light diffusion unit 50. Specifically, the haze value of the light guide plate 30 is preferably 0.1% or more and 10% or less. The haze value can be measured by a method based on JIS K7136 using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory, product number: HM-150).
これにより、本実施の形態の表示装置１では、光源２０が発光していない場合において、光拡散部５０が目立って観察されてしまうことを防止することができる。したがって、光拡散部５０が観察されてしまうことに起因する、液晶表示パネル５に表示された映像の解像度やコントラストが低下することを効果的に抑制することが可能になる。
Thereby, in the display apparatus 1 of this Embodiment, when the light source 20 is not light-emitting, it can prevent that the light-diffusion part 50 is observed conspicuously. Therefore, it is possible to effectively suppress a decrease in the resolution and contrast of the video displayed on the liquid crystal display panel 5 due to the observation of the light diffusion unit 50.
一方、表示装置１の光源２０が発光すると、図２に示すように、光源２０の発光体２２から出射した光Ｌ２１〜Ｌ２３は、導光板３０の入光面３１ｃから導光板３０内へ入射する。導光板３０内に入射した光は、ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返しながら、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３１ｃから反対面３１ｄに向けて導光される。第１方向ｄ１に沿った導光中に光拡散部５０に入射した光は、光拡散部５０に含まれる拡散成分５２により拡散され、液晶表示パネル５の表示面６ｂを照明する。
On the other hand, when the light source 20 of the display device 1 emits light, the lights L21 to L23 emitted from the light emitter 22 of the light source 20 enter the light guide plate 30 from the light incident surface 31c of the light guide plate 30 as shown in FIG. . The light incident on the light guide plate 30 repeats total reflection on each of the pair of main surfaces 46a, 46b of the base portion 45, and repeats from the light incident surface 31c to the opposite surface 31d along the first direction (light guide direction) d1. It is guided toward. Light incident on the light diffusion unit 50 during light guide along the first direction d1 is diffused by the diffusion component 52 included in the light diffusion unit 50, and illuminates the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
具体的には、光源２０をなす発光体２２で発光された光は、入光面３１ｃを介し、導光板３０の取出導光層４０内に入射する。取出導光層４０をなす材料の屈折率が、通常、１．４〜１．６であることに起因して、図２に示すように、屈折率１の空気層から取出導光層４０のベース部４５内に入射した光Ｌ２１〜Ｌ２３の進行方向は、ベース部４５の入光側面４６ｃ（導光板３０の入光面３１ｃ）への法線方向に対して、すなわち第１方向ｄ１に対して大きく傾斜することはない。そして、取出導光層４０のベース部４５へ入射した光Ｌ２１〜Ｌ２３の多くは、ベース部４５の第１主面４６ａおよび第２主面４６ｂにおいて、反射、とりわけベース部４５とベース部４５に隣接する低屈折率層５５，５７との屈折率差に起因した全反射を繰り返し、ベース部４５の入光側面４６ｃと反対側面４６ｄとを結ぶ導光方向、とりわけ図示された例では第１方向ｄ１へ進んでいく。
Specifically, the light emitted from the light emitter 22 constituting the light source 20 enters the extraction light guide layer 40 of the light guide plate 30 through the light incident surface 31c. Since the refractive index of the material forming the extraction light guide layer 40 is normally 1.4 to 1.6, the extraction light guide layer 40 has a refractive index of 1 from the air layer as shown in FIG. The traveling directions of the light beams L21 to L23 that have entered the base portion 45 are normal to the light incident side surface 46c of the base portion 45 (the light incident surface 31c of the light guide plate 30), that is, with respect to the first direction d1. Will not be inclined greatly. Then, most of the lights L21 to L23 incident on the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 are reflected on the first main surface 46a and the second main surface 46b of the base portion 45, particularly on the base portion 45 and the base portion 45. The total reflection caused by the difference in refractive index between the adjacent low refractive index layers 55 and 57 is repeated, and the light guide direction connecting the light incident side surface 46c and the opposite side surface 46d of the base portion 45, particularly the first direction in the illustrated example. Proceed to d1.
取出導光層４０内には、第１方向ｄ１に間隔をあけて複数の光拡散部５０が設けられている。各光拡散部５０は、ベース部４５の溝４９内に形成され、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って取出導光層４０の第２主面４１ｂから取出導光層４０内に延び出している。したがって、取出導光層４０のベース部４５内を進む光は、この光拡散部５０に入射することもある。そして、図２に示すように、ベース部４５内を進む光は、光拡散部５０に入射すると、光拡散部５０での拡散機能によって進行方向を曲げられる。
In the extraction light guide layer 40, a plurality of light diffusion portions 50 are provided at intervals in the first direction d1. Each light diffusion portion 50 is formed in the groove 49 of the base portion 45, and enters the extraction light guide layer 40 from the second main surface 41 b of the extraction light guide layer 40 along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40. It extends. Therefore, the light traveling in the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 may enter the light diffusion portion 50. Then, as shown in FIG. 2, when the light traveling in the base portion 45 enters the light diffusion portion 50, the traveling direction is bent by the diffusion function in the light diffusion portion 50.
この結果、光拡散部５０で拡散された光は、全反射臨界角度未満の角度で取出導光層４０の第１主面４１ａに入射し、第１主面４１ａを介して取出導光層４０から出射するようになる。このような光は、第１低屈折率層５５及び第１カバー層５６を透過して、出光面１１ａをなす第１主面３１ａを介して導光板３０から照明光として出射し、液晶表示パネル５の表示面６ｂを照明する。
As a result, the light diffused by the light diffusing section 50 is incident on the first main surface 41a of the extraction light guide layer 40 at an angle less than the total reflection critical angle, and the extraction light guide layer 40 is interposed via the first main surface 41a. It comes out from. Such light passes through the first low-refractive index layer 55 and the first cover layer 56 and is emitted as illumination light from the light guide plate 30 through the first main surface 31a forming the light exit surface 11a. 5 display surface 6b is illuminated.
光拡散部５０は、導光方向である第１方向ｄ１に配列されている。したがって、取出導光層４０のベース部４５内を進行する光は、導光方向ｄ１に沿った各区域において、光拡散部５０に入射する。このため、取出導光層４０のベース部４５内を進んでいる光は、導光方向に沿った各区域において、導光板３０から出射するようになる。とりわけ上述したように光拡散部５０の寸法Ｓ２が調節されている場合には、導光方向ｄ１に沿って光源２０に近接する側での出射光量が多くなり且つ導光方向ｄ１に沿って光源２０から離間する側での出射光量が少なくなるといった傾向を効果的に解消し、導光方向ｄ１に沿った各位置からの出射光量の分布を効果的に均一化することができる。より具体的には、少なくとも一つの光拡散部５０の寸法Ｓ２が、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０側に位置する少なくとも一つの他の光拡散部５０の寸法Ｓ２よりも大きい場合、より好ましくは、任意の一つの光拡散部５０の寸法Ｓ２が、当該一つの光拡散部５０よりも第１方向ｄ１において光源２０側に位置する他の光拡散部５０の寸法Ｓ２以上または他の光拡散部５０の寸法Ｓ２よりも大きい場合、導光方向ｄ１に沿った各位置からの出射光量の分布を効果的に均一化することが可能となる。
The light diffusion portions 50 are arranged in the first direction d1 that is the light guide direction. Therefore, the light traveling in the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 enters the light diffusion portion 50 in each section along the light guide direction d1. For this reason, the light traveling in the base portion 45 of the extraction light guide layer 40 comes out from the light guide plate 30 in each section along the light guide direction. Especially when the size S 2 of the light diffusing portion 50 is adjusted as described above, the amount of light emitted at a side close to the light source 20 along the light guiding direction d1 is increased and along the guiding direction d1 The tendency that the amount of emitted light on the side away from the light source 20 is reduced can be effectively eliminated, and the distribution of the amount of emitted light from each position along the light guide direction d1 can be effectively uniformed. More specifically, the size S 2 of at least one light diffusing portion 50 is, the dimension of the at least one other light diffusion unit 50 located on the light source 20 side in the first direction d1 than the one of the light diffusing portion 50 When it is larger than S 2 , more preferably, the dimension S 2 of any one light diffusing unit 50 is another light diffusing unit located on the light source 20 side in the first direction d 1 than the one light diffusing unit 50. If greater than the dimension S 2 dimensions S 2 or more, or other light diffusing portion 50 of 50, it is possible to effectively equalize the distribution of the amount of light emitted from each position along the light guiding direction d1.
また、光拡散部５０での拡散によって、取出導光層４０の第２主面４１ｂ（ベース部４５の第２主面４６ｂ）に向かう光も生じる。このような光のうち、この光の進行方向とベース部４５の第２主面４６ｂの法線方向とのなす角度が、ベース部４５と隣接層（図示された例では第２低屈折率層）５７との界面での全反射臨界角度以上の角度で入射した光は、ベース部４５と隣接層５７との界面で全反射して、取出導光層４０の第１主面４１ａ側に進行方向を曲げられる。
Further, the light traveling toward the second main surface 41 b of the extraction light guide layer 40 (the second main surface 46 b of the base unit 45) is also generated by the diffusion in the light diffusion unit 50. Of such light, the angle formed between the traveling direction of this light and the normal direction of the second main surface 46b of the base portion 45 is the base portion 45 and an adjacent layer (in the illustrated example, the second low refractive index layer). ) Light incident at an angle greater than the critical angle for total reflection at the interface with 57 is totally reflected at the interface between the base portion 45 and the adjacent layer 57 and travels toward the first main surface 41a side of the extraction light guide layer 40. The direction can be bent.
図６を参照してさらに詳述する。光源２０から導光板３０に入射し、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３１ｃから反対面３１ｄに向けて導光され、いずれかの光拡散部５０に入射した光Ｌ６２（図２のＬ２１〜２３）は、当該光拡散部５０で拡散される。この拡散光のうち、導光板３０の第１主面３１ａ側へ向かう光Ｌ６３は、第１主面３１ａを介して液晶表示パネル５を照明する。拡散光のうち、導光板３０の第２主面３１ｂ側へ向かい、ベース部４５と第２低屈折率層５７との界面（ベース部４５の第２主面４６ｂ）へ全反射臨界角度以上の角度で入射した光Ｌ６４は、第２主面４６ｂで全反射して、その進行方向を導光板３０の第１主面３１ａ側に逆転させる。その後、光Ｌ６４の一部は第１方向ｄ１に隣り合う他の光拡散部５０に入射し、光Ｌ６４の他の一部はベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返しながら、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って導光される。
Further details will be described with reference to FIG. Light L62 (incident on the light guide plate 30 from the light source 20, guided along the first direction (light guide direction) d1 from the light incident surface 31c toward the opposite surface 31d, and incident on one of the light diffusion portions 50 2 are diffused by the light diffusion unit 50. Of this diffused light, the light L63 directed toward the first main surface 31a of the light guide plate 30 illuminates the liquid crystal display panel 5 through the first main surface 31a. Of the diffused light, it goes to the second main surface 31b side of the light guide plate 30, and reaches the interface between the base portion 45 and the second low refractive index layer 57 (the second main surface 46b of the base portion 45) with a total reflection critical angle or more. The light L64 incident at an angle is totally reflected by the second main surface 46 b and reverses its traveling direction to the first main surface 31 a side of the light guide plate 30. Thereafter, a part of the light L64 is incident on another light diffusion unit 50 adjacent in the first direction d1, and the other part of the light L64 is totally reflected on each of the pair of main surfaces 46a and 46b of the base unit 45. The light is guided along the first direction (light guide direction) d1 while repeating.
本実施の形態の導光板３０では、各光拡散部５０に対応して、光拡散部５０に液晶表示パネル５と反対側から対向する位置に配置された、遮光部６０を有している。また、遮光部６０は、光吸収部６２及び光反射部６４を含み、各光吸収部６２は、対応する一つの光拡散部５０に、取出導光層４０の法線方向ｎｄに沿って液晶表示パネル５と反対側から対向するように配置されている。また、光反射部６４は、対応する一つの光拡散部５０と、当該光拡散部５０に対応する光吸収部６２との間となる位置に配置されている。この場合、上述の拡散光のうち、導光板３０の第２主面３１ｂ側へ向かい、遮光部６０の光反射部６４へ入射した光Ｌ６５は、光反射部６４で反射して、その進行方向を導光板３０の第１主面３１ａ側に逆転させる。その後、光Ｌ６５は、第１主面３１ａを介して液晶表示パネル５を照明する。
The light guide plate 30 according to the present embodiment includes a light shielding unit 60 that is disposed at a position facing the light diffusing unit 50 from the side opposite to the liquid crystal display panel 5 corresponding to each light diffusing unit 50. In addition, the light shielding unit 60 includes a light absorbing unit 62 and a light reflecting unit 64, and each light absorbing unit 62 is liquid crystal along the normal direction nd of the extraction light guide layer 40 to the corresponding one light diffusion unit 50. It is arranged so as to face the display panel 5 from the opposite side. Further, the light reflecting portion 64 is disposed at a position between one corresponding light diffusing portion 50 and the light absorbing portion 62 corresponding to the light diffusing portion 50. In this case, of the above-described diffused light, the light L65 that is directed to the second main surface 31b side of the light guide plate 30 and is incident on the light reflecting portion 64 of the light shielding portion 60 is reflected by the light reflecting portion 64 and travels in the traveling direction. Is reversed to the first main surface 31 a side of the light guide plate 30. Thereafter, the light L65 illuminates the liquid crystal display panel 5 through the first main surface 31a.
これにより、各光拡散部５０で拡散された光のうち、導光板３０の第２主面３１ｂ側に向かう光が第２主面３１ｂから観察者側へ出光することを抑制することができる。したがって、第２主面３１ｂから観察者側へ出光した光が観察者から視認されることによる、液晶表示パネル５に表示された映像のコントラストの低下を効果的に抑制することができる。また、遮光部６０が光反射部６４を有していることにより、光源２０から導光板３０に入射した光の利用効率を向上させることができる。したがって、光源２０によるエネルギー消費量を増大させることなく液晶表示パネル５における照度の向上を図ることができる。また、液晶表示パネル５における照度を低下させることなく、光源２０によるエネルギー消費量の低減を図ることができる。
Thereby, it can suppress that the light which goes to the 2nd main surface 31b side of the light-guide plate 30 among the lights diffused by each light-diffusion part 50 emits to the observer side from the 2nd main surface 31b. Accordingly, it is possible to effectively suppress a decrease in contrast of the image displayed on the liquid crystal display panel 5 due to the light emitted from the second main surface 31b toward the viewer being viewed by the viewer. Further, since the light shielding unit 60 includes the light reflecting unit 64, it is possible to improve the utilization efficiency of the light incident on the light guide plate 30 from the light source 20. Therefore, the illuminance of the liquid crystal display panel 5 can be improved without increasing the energy consumption by the light source 20. In addition, the energy consumption by the light source 20 can be reduced without reducing the illuminance in the liquid crystal display panel 5.
とりわけ、図７を参照して説明したように、各遮光部６０が、上述の式（ｂ）を満たすような寸法を有している場合、ベース部４５内からベース部４５の第２主面４６ｂへ全反射臨界角度以上の角度で入射した光Ｌ６４は、第２主面４６ｂで全反射して、導光板３０の第１主面３１ａ側に向かい、ベース部４５内からベース部４５の第２主面４６ｂへ全反射臨界角度未満の角度で入射した光Ｌ６５は、遮光部６０の光反射部６４で反射して、導光板３０の第１主面３１ａ側に向かう。
In particular, as described with reference to FIG. 7, when each light shielding portion 60 has a size that satisfies the above-described formula (b), the second main surface of the base portion 45 from the inside of the base portion 45. The light L64 incident on 46b at an angle equal to or greater than the total reflection critical angle is totally reflected by the second main surface 46b, travels toward the first main surface 31a of the light guide plate 30, and passes through the base 45 to The light L65 incident on the second principal surface 46b at an angle less than the total reflection critical angle is reflected by the light reflecting portion 64 of the light shielding portion 60 and travels toward the first principal surface 31a side of the light guide plate 30.
これにより、各光拡散部５０で拡散された光のうち、導光板３０の第２主面３１ｂ側に向かう光が第２主面３１ｂから観察者側へ出光することをより効果的に抑制することができるとともに、光源２０から導光板３０に入射した光の利用効率をさらに向上させることができる。
Thereby, the light which goes to the 2nd main surface 31b side of the light-guide plate 30 among the light diffused in each light-diffusion part 50 controls more effectively that it emits to the observer side from the 2nd main surface 31b. In addition, the utilization efficiency of light incident on the light guide plate 30 from the light source 20 can be further improved.
なお、図２に示された例において、導光板３０の第１主面３１ａから出射して液晶表示パネル５を照明する光は、図１に示された例と同様にして液晶表示パネル５内で反射されて液晶表示パネル５の表示面６ｂから導光板３０側へ出射する。これにより、液晶表示パネル５の表示面６ｂには映像が表示される。
In the example shown in FIG. 2, the light that is emitted from the first main surface 31a of the light guide plate 30 and illuminates the liquid crystal display panel 5 is the same as that in the example shown in FIG. And is emitted from the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 to the light guide plate 30 side. As a result, an image is displayed on the display surface 6 b of the liquid crystal display panel 5.
本実施の形態の表示装置１は、表示面６ｂを有する反射型液晶表示パネル５と、表示面６ｂと対向して配置された導光板３０とを備え、導光板３０は、一対の主面４６ａ，４６ｂを有するベース部４５と、ベース部４５内に設けられた複数の光拡散部５０と、を有する取出導光層４０を有する。
The display device 1 according to the present embodiment includes a reflective liquid crystal display panel 5 having a display surface 6b, and a light guide plate 30 disposed to face the display surface 6b. The light guide plate 30 includes a pair of main surfaces 46a. , 46b, and a light guide layer 40 having a plurality of light diffusion portions 50 provided in the base portion 45.
従来技術の表示装置では、導光板表面に凹凸形状が形成されており、この凹凸形状の存在に起因して液晶表示パネルに表示された画像の視認性が低下する問題があった。例えば、液晶表示パネルから観察者に向けて出射した光が、導光板表面の凹凸面を透過する際に意図しない屈折を生じ、これにより液晶表示パネルに表示された画像の解像度が低下する問題があった。また、とりわけ光源が発光していない状態において、導光板表面に形成された凹凸面で反射した外光が観察者から視認されることにより、液晶表示パネルに表示された画像のコントラストが低下する問題もあった。
In the display device of the prior art, a concavo-convex shape is formed on the surface of the light guide plate, and due to the presence of the concavo-convex shape, there is a problem that visibility of an image displayed on the liquid crystal display panel is lowered. For example, there is a problem in that light emitted from a liquid crystal display panel toward an observer causes unintended refraction when passing through the uneven surface of the light guide plate surface, thereby reducing the resolution of an image displayed on the liquid crystal display panel. there were. In addition, particularly in a state where the light source is not emitting light, the external light reflected by the uneven surface formed on the surface of the light guide plate is visually recognized by an observer, thereby reducing the contrast of the image displayed on the liquid crystal display panel. There was also.
これに対して本実施の形態の表示装置１によれば、導光板３０の主面３１ａ，３１ｂに凹凸形状を形成する必要がなく、凹凸形状の存在に起因する、液晶表示パネル５に表示された画像の視認性の低下を効果的に抑制することができる。とりわけ、導光板３０の一対の主面３１ａ，３１ｂを、それぞれ平坦に形成することも可能である。この場合、導光板表面の凹凸形状に起因する、液晶表示パネル５に表示された映像の解像度やコントラストの低下といった視認性の低下をさらに効果的に抑制することができる。すなわち、表示装置１で表示された映像に、高い視認性を付与することができる。
On the other hand, according to the display device 1 of the present embodiment, it is not necessary to form uneven shapes on the main surfaces 31a and 31b of the light guide plate 30, and the liquid crystal display panel 5 is displayed due to the presence of the uneven shapes. It is possible to effectively suppress a reduction in the visibility of the image. In particular, the pair of main surfaces 31a and 31b of the light guide plate 30 can be formed flat. In this case, it is possible to more effectively suppress a decrease in visibility such as a decrease in resolution and contrast of an image displayed on the liquid crystal display panel 5 due to the uneven shape on the surface of the light guide plate. That is, high visibility can be imparted to the video displayed on the display device 1.
本実施の形態の表示装置１は、各光拡散部５０にそれぞれ対応して設けられた複数の遮光部６０、をさらに備え、各遮光部６０は、対応する一つの光拡散部５０に反射型液晶表示パネル５と反対側から対向する位置に配置された光吸収部６２を含んでいる。
The display device 1 according to the present embodiment further includes a plurality of light shielding portions 60 provided corresponding to the respective light diffusion portions 50, and each light shielding portion 60 is reflective to one corresponding light diffusion portion 50. The light absorption part 62 arrange | positioned in the position facing the liquid crystal display panel 5 from the opposite side is included.
このような表示装置１によれば、取出導光層４０の各光拡散部５０で拡散された光のうち、第２主面４１ｂ側に進行方向を曲げられた光が第２主面４１ｂから出光し、照明装置１０の反対面１１ｂから光が漏れ、この光が観察者から視認されることを抑制することができる。したがって、液晶表示パネル５の表示面６ｂに表示された映像のコントラストの低下を効果的に抑制することができる。
According to such a display device 1, among the light diffused by each light diffusion portion 50 of the extraction light guide layer 40, the light whose traveling direction is bent toward the second main surface 41 b side is emitted from the second main surface 41 b. It is possible to prevent light from leaking and leaking light from the opposite surface 11b of the lighting device 10 and being viewed by an observer. Accordingly, it is possible to effectively suppress a decrease in contrast of the image displayed on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
本実施の形態の表示装置１において、各遮光部６０は、対応する一つの光拡散部５０と、当該光拡散部５０に対応する光吸収部６２との間となる位置に配置された光反射部６４をさらに含んでいる。
In the display device 1 according to the present embodiment, each light shielding unit 60 is a light reflection unit disposed at a position between one corresponding light diffusion unit 50 and a light absorption unit 62 corresponding to the light diffusion unit 50. A portion 64 is further included.
このような表示装置１によれば、取出導光層４０の各光拡散部５０で拡散し取出導光層４０の第２主面４１ｂ側へ向かう光を、光反射部６４で取出導光層４０側に反射させることができる。これにより、光源２０から取出導光層４０に入射した光の利用効率を効果的に向上させることが可能となる。したがって、光源２０によるエネルギー消費量を増大させることなく液晶表示パネル５の表示面６ｂにおける照度の向上を図ることができる。また、液晶表示パネル５の表示面６ｂにおける照度を低下させることなく、光源２０によるエネルギー消費量の低減を図ることができる。
According to such a display device 1, the light that is diffused by each light diffusion portion 50 of the extraction light guide layer 40 and travels toward the second main surface 41 b side of the extraction light guide layer 40 is extracted by the light reflection portion 64. It can be reflected to the 40 side. Thereby, it is possible to effectively improve the utilization efficiency of the light incident on the extraction light guide layer 40 from the light source 20. Therefore, the illuminance on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5 can be improved without increasing the energy consumption by the light source 20. Further, the energy consumption by the light source 20 can be reduced without reducing the illuminance on the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
また、上述した本実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
Various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, modified examples will be described with reference to the drawings as appropriate. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted.
図８は、本変形例に係る表示装置を示す縦断面図である。とりわけ図８は、表示装置の光源が発光していない状態において表示装置を示している。図９は、図８の表示装置を、光源が発光した状態において示す縦断面図である。また、図１０は、図８の導光板を示す部分拡大図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a display device according to this modification. In particular, FIG. 8 shows the display device in a state where the light source of the display device is not emitting light. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the display device of FIG. 8 in a state where the light source emits light. FIG. 10 is a partially enlarged view showing the light guide plate of FIG.
表示装置の使用態様によっては、表示装置への外光の入射範囲がある角度範囲に偏ることがある。例えば、表示装置をその液晶表示パネル及び導光板の法線方向が水平方向と平行をなすようにして配置して用いる場合がある。屋外で用いる場合には、表示装置の照明として用いる外光は太陽光であり、水平方向に対して上方に傾斜した方向から表示装置に入射する。また、屋内等で用いる場合には、天井に設置された屋内照明を表示装置の照明として用いることがあり、この場合にも、表示装置の照明として用いる外光（屋内照明の光）は、水平方向に対して上方に傾斜した方向から表示装置に入射する。
Depending on the usage of the display device, the incident range of external light on the display device may be biased to a certain angle range. For example, the display device may be arranged and used such that the normal direction of the liquid crystal display panel and the light guide plate is parallel to the horizontal direction. When used outdoors, the external light used as illumination of the display device is sunlight, and enters the display device from a direction inclined upward with respect to the horizontal direction. In addition, when used indoors, indoor lighting installed on the ceiling may be used as lighting for the display device. In this case as well, outside light (light for indoor lighting) used as lighting for the display device is horizontal. The light enters the display device from a direction inclined upward with respect to the direction.
反射面にある入射角度を有して入射した光は、当該反射面で反射され、入射角度と同一の出射角度を有して当該反射面から出射する。したがって、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から入射した外光を液晶表示パネル内で反射して映像光として用いる場合、映像光は水平方向に対して大きく下方に傾斜した方向に出射し得る。この場合、液晶表示パネルの法線方向からは、十分な明るさを有した映像を視認できないことがある。
Light incident with an incident angle on the reflecting surface is reflected by the reflecting surface and is emitted from the reflecting surface with the same emission angle as the incident angle. Therefore, when external light incident from a direction greatly inclined upward with respect to the horizontal direction is reflected in the liquid crystal display panel and used as image light, the image light is emitted in a direction greatly inclined downward with respect to the horizontal direction. obtain. In this case, an image having sufficient brightness may not be visible from the normal direction of the liquid crystal display panel.
このような事情を考慮して、液晶表示パネルとして、当該液晶表示パネルの法線方向に対して相対的に大きく傾斜した方向から入射した照明光を、法線方向に対して相対的に小さく傾斜した方向又は法線方向に平行な方向に反射するものを用いることがある。このような液晶表示パネルは公知であるので詳細な説明は省略するが、一例として、特開２００２−１４８６１３号公報に開示されるような液晶表示パネルを挙げることができる。
In consideration of such circumstances, the illumination light incident from the direction relatively inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal display panel as the liquid crystal display panel is inclined relatively small with respect to the normal direction. May be used that reflects in a direction parallel to the normal direction or the normal direction. Such a liquid crystal display panel is well known and will not be described in detail, but as an example, a liquid crystal display panel as disclosed in JP-A-2002-148613 can be cited.
このような液晶表示パネル５を用いた表示装置１の例を図８に示す。図示された例では、表示装置１は、液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄが水平方向と平行をなすようにして配置されている。液晶表示パネル５は、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から入射した光を当該液晶表示パネル５内で反射して、映像光として液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄ（水平方向）と略平行をなして出射するように構成されている。したがって、図８に示されているように、光源２０が発光していない状態において、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から液晶表示パネル５に外光Ｌ８１が入射すると、この外光Ｌ８１は、液晶表示パネル５内で反射されて、観察者側へ映像光として液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄ（水平方向）と略平行をなして出射する。
An example of the display device 1 using such a liquid crystal display panel 5 is shown in FIG. In the illustrated example, the display device 1 is arranged so that the normal direction nd of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 is parallel to the horizontal direction. The liquid crystal display panel 5 reflects light incident from a direction greatly tilted upward with respect to the horizontal direction within the liquid crystal display panel 5, and normal image direction nd () of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 as image light. The light is emitted substantially parallel to the horizontal direction. Therefore, as shown in FIG. 8, when the external light L81 is incident on the liquid crystal display panel 5 from a direction that is largely inclined upward with respect to the horizontal direction in a state where the light source 20 is not emitting light, the external light L81. Is reflected in the liquid crystal display panel 5 and is emitted as image light to the viewer side substantially parallel to the normal direction nd (horizontal direction) of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30.
表示装置１の光源２０を発光させると、図９に示すように、光源２０から出射した光Ｌ９１〜Ｌ９３は、導光板３０の入光面３１ｃから導光板３０内へ入射する。導光板３０内に入射した光は、ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返しながら、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って入光面３１ｃから反対面３１ｄに向けて導光される。第１方向ｄ１に沿った導光中に光拡散部５０に入射した光は、光拡散部５０に含まれる拡散成分５２により拡散され、液晶表示パネル５の表示面６ｂを照明する。
When the light source 20 of the display device 1 is caused to emit light, the lights L91 to L93 emitted from the light source 20 enter the light guide plate 30 from the light incident surface 31c of the light guide plate 30, as shown in FIG. The light incident on the light guide plate 30 repeats total reflection on each of the pair of main surfaces 46a, 46b of the base portion 45, and repeats from the light incident surface 31c to the opposite surface 31d along the first direction (light guide direction) d1. It is guided toward. Light incident on the light diffusion unit 50 during light guide along the first direction d1 is diffused by the diffusion component 52 included in the light diffusion unit 50, and illuminates the display surface 6b of the liquid crystal display panel 5.
ここで、本変形例では、光拡散部５０に入射した光Ｌ９１〜Ｌ９３は、光拡散部５０で全方向に等方的に拡散するのではなく、ある角度の幅を有して特定の向きに偏って進行するようになっている。すなわち、本変形例では、光拡散部５０に入射した光Ｌ９１〜Ｌ９３は、光拡散部５０において異方性拡散するようになっている。とりわけ図９及び図１０に示された例では、光拡散部５０に入射した光Ｌ９１〜Ｌ９３は、光拡散部５０へ入射した向きと概ね同じ向きに、ある角度の幅を有して進行する。すなわち、光拡散部５０に入射した光Ｌ９１〜Ｌ９３は、光拡散部５０において前方拡散する。
Here, in this modification, the light L91 to L93 incident on the light diffusing unit 50 is not isotropically diffused in all directions by the light diffusing unit 50, but has a certain angle width and a specific direction. It is designed to proceed with a bias. That is, in this modification, the light L91 to L93 incident on the light diffusion unit 50 is anisotropically diffused in the light diffusion unit 50. In particular, in the example shown in FIGS. 9 and 10, the light L91 to L93 incident on the light diffusing portion 50 travels with a certain angle width in substantially the same direction as the direction incident on the light diffusing portion 50. . That is, the light L91 to L93 incident on the light diffusion unit 50 is diffused forward in the light diffusion unit 50.
このような光拡散部５０は、一例として、拡散成分５２として、主部５１の屈折率と異なる屈折率を有する粒子を用いることにより、作製することができる。例えば、ベース部４５及び主部５１の屈折率が１．５程度である場合、拡散成分５２として、１．５よりも小さい屈折率を有するシリコーンビーズや単なる気泡を用いたり、１．５よりも大きい屈折率を有する酸化チタンや高屈折率ガラスを用いることができる。とりわけ、主部５１の屈折率と拡散成分５２の屈折率との差の絶対値は０．２以上であることが好ましい。さらに、主部５１の屈折率と拡散成分５２の屈折率との差の絶対値は０．２以上１．０以下であることがより好ましい。主部５１の屈折率と拡散成分５２の屈折率との差の絶対値が０．２以上であると、光拡散部５０が十分な光拡散機能を発揮することができる。また、主部５１の屈折率と拡散成分５２の屈折率との差の絶対値が１．０以下であると、光拡散部５０で拡散した光をある角度の幅を有して特定の向きに進行させ異方性拡散機能をより適切に発揮させることができる。
For example, such a light diffusing portion 50 can be manufactured by using particles having a refractive index different from the refractive index of the main portion 51 as the diffusing component 52. For example, when the refractive index of the base part 45 and the main part 51 is about 1.5, silicone beads or simple bubbles having a refractive index smaller than 1.5 are used as the diffusion component 52, or Titanium oxide or high refractive index glass having a large refractive index can be used. In particular, the absolute value of the difference between the refractive index of the main portion 51 and the refractive index of the diffusing component 52 is preferably 0.2 or more. Furthermore, the absolute value of the difference between the refractive index of the main portion 51 and the refractive index of the diffusing component 52 is more preferably 0.2 or more and 1.0 or less. When the absolute value of the difference between the refractive index of the main portion 51 and the refractive index of the diffusing component 52 is 0.2 or more, the light diffusing portion 50 can exhibit a sufficient light diffusing function. Further, when the absolute value of the difference between the refractive index of the main portion 51 and the refractive index of the diffusing component 52 is 1.0 or less, the light diffused by the light diffusing portion 50 has a certain angle width and has a specific direction. The anisotropic diffusion function can be exhibited more appropriately.
図１０に示した例では、光源２０から出射して導光板３０内へ入射し、ベース部４５の一対の主面４６ａ，４６ｂのそれぞれにおいて全反射を繰り返しながら、第１方向（導光方向）ｄ１に沿って光源２０側（図１０では上側）から光源２０と反対側（図１０では下側）に向けて導光された光Ｌ１０１（図９のＬ９１〜Ｌ９３）は、ベース部４５の第２主面４６ｂで全反射して、導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０側に傾斜し、導光板３０の板面に対して第２主面３１ｂ側に傾斜した方向から（図１０では右上から）、光拡散部５０に入射する。言い換えると、光Ｌ１０１は、導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第１主面３１ａ側に傾斜した方向に向かって（図１０では左下に向かって）光拡散部５０に入射する。光Ｌ１０１は、光拡散部５０で拡散して、光拡散部５０へ入射した向きと概ね同じ向きに、ある角度の幅を有して進行する。すなわち、光拡散部５０で拡散した光は、概ね導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第１主面３１ａ側に傾斜した方向に向かって（図１０では左下に向かって）進行する。
In the example shown in FIG. 10, the light is emitted from the light source 20, enters the light guide plate 30, and repeats total reflection on each of the pair of main surfaces 46 a and 46 b of the base portion 45, while repeating the first direction (light guide direction). Light L101 (L91 to L93 in FIG. 9) guided from the light source 20 side (upper side in FIG. 10) to the opposite side (lower side in FIG. 10) along d1 2 is totally reflected by the main surface 46b, is inclined toward the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30, and is inclined from the direction inclined toward the second main surface 31b with respect to the plate surface of the light guide plate 30 (see FIG. 10 from the upper right) and enters the light diffusion portion 50. In other words, the light L101 is inclined in the direction opposite to the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and toward the first main surface 31a with respect to the plate surface of the light guide plate 30 (see FIG. 10 enters the light diffusing section 50 (toward the lower left). The light L101 is diffused by the light diffusing unit 50 and travels in a direction substantially the same as the direction of incidence on the light diffusing unit 50 with a certain angle width. That is, the light diffused by the light diffusing unit 50 is substantially inclined to the opposite side of the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and inclined to the first main surface 31 a side with respect to the plate surface of the light guide plate 30. It progresses in the direction (toward the lower left in FIG. 10).
なお、導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０側に傾斜し、導光板３０の板面に対して第１主面３１ａ側に傾斜した方向から（図１０では左上から）光拡散部５０に入射した光、言い換えると、導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第２主面３１ｂ側に傾斜した方向に向かって（図１０では右下に向かって）光拡散部５０に入射した光は、光拡散部５０で拡散して、光拡散部５０へ入射した向きと概ね同じ向きに、すなわち概ね導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第２主面３１ｂ側に傾斜した方向に向かって（図１０では右下に向かって）ある角度の幅を有して進行する。拡散光のうち、遮光部６０の光反射部６４へ入射した光は、光反射部６４で反射して、その進行方向を導光板３０の第１主面３１ａ側に逆転させる。また、拡散光のうち、ベース部４５の第２主面４６ｂへ全反射臨界角度以上の角度で入射した光は、第２主面４６ｂで全反射して、その進行方向を導光板３０の第１主面３１ａ側に逆転させる。結果として、導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第２主面３１ｂ側に傾斜した方向に向かって（図１０では右下に向かって）光拡散部５０に入射した光も、概ね導光板３０の法線方向ｎｄに対して光源２０と反対側に傾斜し導光板３０の板面に対して第１主面３１ａ側に傾斜した方向に向かって（図１０では左下に向かって）進行することになる。このような作用を考慮して、図９では全ての拡散光が左下に向かって進行するように図示されている。
The light diffusing unit is inclined from the light source 20 side with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and from the direction inclined toward the first main surface 31a side with respect to the plate surface of the light guide plate 30 (from the upper left in FIG. 10). 50, in other words, toward the direction inclined to the opposite side of the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and inclined toward the second main surface 31 b side with respect to the plate surface of the light guide plate 30. The light incident on the light diffusing section 50 (toward the lower right in FIG. 10) is diffused by the light diffusing section 50 and is in the same direction as that incident on the light diffusing section 50, that is, generally the method of the light guide plate 30. A width of an angle in a direction inclined toward the second main surface 31b side with respect to the plate surface of the light guide plate 30 with respect to the line direction nd (toward the lower right in FIG. 10). Proceed with Of the diffused light, the light incident on the light reflecting portion 64 of the light shielding portion 60 is reflected by the light reflecting portion 64 and reverses its traveling direction to the first main surface 31 a side of the light guide plate 30. Of the diffused light, the light incident on the second main surface 46b of the base portion 45 at an angle equal to or greater than the total reflection critical angle is totally reflected by the second main surface 46b, and the traveling direction of the light propagates in the second direction of the light guide plate 30. 1 reverse to the main surface 31a side. As a result, it is inclined toward the opposite side of the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and toward the second main surface 31b side with respect to the plate surface of the light guide plate 30 (lower right in FIG. 10). The light incident on the light diffusing unit 50 is also inclined to the side opposite to the light source 20 with respect to the normal direction nd of the light guide plate 30 and is closer to the first main surface 31 a side than the plate surface of the light guide plate 30. It progresses toward the inclined direction (toward the lower left in FIG. 10). In consideration of such an action, FIG. 9 shows that all diffused light travels toward the lower left.
このような光拡散部５０によれば、光源２０から導光板３０内に入射し光拡散部５０で拡散された光の進行方向を、図８に示した外光Ｌ８１の進行方向と概ね一致させることができる。上述のように、本変形例の液晶表示パネル５は、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から入射した光を当該液晶表示パネル５内で反射して、映像光として液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄ（水平方向）と略平行をなして出射するように構成されている。したがって、表示装置１の光源２０を発光させた場合には、光源２０から導光板３０内に入射し光拡散部５０で拡散された光は、図９に示されているように、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から液晶表示パネル５に入射し、当該液晶表示パネル５内で反射されて、映像光として液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄ（水平方向）と略平行をなして出射する。これにより、反射型液晶表示パネル５の照明光として利用されるべき外光が、水平方向に対して上方に大きく傾斜した方向から入射することを意図された表示装置１において、光源２０が非発光の場合、光源２０が発光した場合のいずれにおいても、液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄから明るい映像を視認することが可能となる。
According to such a light diffusing unit 50, the traveling direction of the light incident from the light source 20 into the light guide plate 30 and diffused by the light diffusing unit 50 is substantially matched with the traveling direction of the external light L 81 shown in FIG. be able to. As described above, the liquid crystal display panel 5 of the present modification reflects light incident from a direction greatly inclined upward with respect to the horizontal direction within the liquid crystal display panel 5, so that the liquid crystal display panel 5 The light guide plate 30 is configured to emit light substantially parallel to the normal direction nd (horizontal direction) of the light guide plate 30. Therefore, when the light source 20 of the display device 1 is caused to emit light, the light that has entered the light guide plate 30 from the light source 20 and has been diffused by the light diffusing unit 50 in the horizontal direction, as shown in FIG. On the other hand, it is incident on the liquid crystal display panel 5 from a direction greatly inclined upward, reflected in the liquid crystal display panel 5, and substantially the normal direction nd (horizontal direction) of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 as image light. The light is emitted in parallel. As a result, in the display device 1 intended to allow outside light to be used as illumination light of the reflective liquid crystal display panel 5 to enter from a direction that is largely inclined upward with respect to the horizontal direction, the light source 20 does not emit light. In this case, a bright image can be visually recognized from the normal direction nd of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30 in any case where the light source 20 emits light.
なお、反射型液晶表示パネル５の照明光として利用されるべき外光の入射方向は、水平方向に対して上方に傾斜した方向に限られない。表示装置１の使用形態に応じて、液晶表示パネル５及び導光板３０の法線方向ｎｄに対して側方に傾斜した方向や、下方に傾斜した方向等から入射する外光を反射型液晶表示パネル５の照明光として利用するように構成してもよい。この場合、例えば、光源２０を導光板３０の側方や下方に設けるようにすることで、光拡散部５０で拡散された光の進行方向を外光の入射方向と一致するように調整することができる。
The incident direction of the external light to be used as the illumination light of the reflective liquid crystal display panel 5 is not limited to the direction inclined upward with respect to the horizontal direction. Depending on the usage of the display device 1, external light incident from a direction inclined laterally with respect to the normal direction nd of the liquid crystal display panel 5 and the light guide plate 30, a direction inclined downward, or the like is reflected in the reflective liquid crystal display. You may comprise so that it may utilize as illumination light of the panel 5. FIG. In this case, for example, by providing the light source 20 on the side of or below the light guide plate 30, the traveling direction of the light diffused by the light diffusing unit 50 is adjusted to coincide with the incident direction of the external light. Can do.
