JP4044324B2

JP4044324B2 - Planar light emitter and liquid crystal display device

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Publication number: JP4044324B2
Application number: JP2001363361A
Authority: JP
Inventors: 満夫大泉; 琢郎杉浦
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: JP2003162914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状発光体および液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置の照明に用いるとき優れた画像輝度と視認性が得られる面状発光体、およびこの面状発光体を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯用表示端末機などに多く用いられる反射型液晶表示装置は、一般に表示画面の照明を外光に依存しているので、外光が不足する環境下では表示画像の視認性が極端に低下するという問題があった。この問題を解決するために、反射型の液晶表示ユニットの表示面上にフロントライトと呼ばれる面状発光体を装備して補助光源として用いる液晶表示装置が提案されている。この面状発光体を備えた液晶表示装置は、昼間の屋外や明るい室内など外光が十分に得られる環境では外光により表示画面を照明し、暗い環境下では前記面状発光体を発光させて表示画面全体を照明している。
【０００３】
従来から用いられている前記液晶表示装置の一例を図１５および図１６（ａ）（ｂ）に示す。図１５は前記液晶表示装置の斜視図であり、図１６（ａ）は前記液晶表示装置の一部を表示面側から見た平面図、図１６（ｂ）はその線Ｘ−Ｘで切った断面図である。
この液晶表示装置１００は、面状発光体１０１と液晶表示ユニット５０とからなっている。面状発光体１０１は概略、光源１０と柱状導光部１２０と板状導光部３０とからなっている。光源１０は冷陰極管またはＬＥＤなどの発光素子からなり、柱状導光部１２０および板状導光部３０は透明なアクリル樹脂などを射出成形して形成されている。液晶表示ユニット５０は板面の垂線方向に透光性の液晶表示板５１と反射層５２とからなっている。
【０００４】
柱状導光部１２０は、細長い角柱状に成形され、その受光端面１２１が光源１０からの光を受光すると、入射した光を長手方向に沿う出射面１２２から帯状光束Ｌ₁として出射するように構成されている。この柱状導光部１２０は、その出射面１２２と対向する側面（以下「反射面」という）１２３に、複数のプリズム状傾斜面１２４…が形成されている。このプリズム状傾斜面１２４…は何れもその稜線１２５が板状導光部３０の面に垂直な方向（図１５のＹ軸方向）に延びていて、光源１０から柱状導光部１２０に入射した光のうち、このプリズム状傾斜面１２４…に射突した光の多くは反射して出射面１２２から帯状光束Ｌ₁として出射される。このときプリズム状傾斜面１２４…の数や配置、それぞれの傾斜角などを適宜に選択することにより柱状導光部１２０の出射面１２２から出射される帯状光束Ｌ₁の輝度と均一性が良好にバランスするよう調整される。
【０００５】
板状導光部３０は板状に成形され、柱状導光部１２０の出射面１２２から出射した帯状光束Ｌ₁をその側面（以下「入射側面」という）３１から受光し、板面の一方である発光面３２から面状光束Ｌ₂として液晶表示ユニット５０の液晶表示板５１に向けて出射するように構成されている。板状導光部３０の発光面３２と対向する面（以下「対向面」という）３３には、複数のプリズム状傾斜面３４…が形成されている。このプリズム状傾斜面３４…は何れもその稜線３５が柱状導光部１２０の長手方向（Ｚ−Ｚ）に延びていて、入射側面３１から入射した帯状光のうち、このプリズム状傾斜面３４…に射突した光の多くは反射して発光面３２から面状光束Ｌ₂として出射される。このときプリズム状傾斜面３４…の数や配置、それぞれの傾斜角などを適宜に選択することにより板状導光部３０の発光面３２から出射される面状光束Ｌ₂の輝度と均一性が良好にバランスするよう調整される。
【０００６】
液晶表示ユニット５０の液晶表示板５１は一般に用いられているものであって、液晶分子の駆動によって、表示面に垂直な光の透過／不透過が動的に制御される。
液晶表示板５１に向けて出射された光のうち、液晶分子の配向によって板面の垂線方向に光透過性とされた液晶表示板５１の部分を透過した光は、反射層５２によって反射され、再び液晶表示板５１を垂直方向に透過し、更に板状導光部３０も透過する。これによって液晶表示板５１により形成された画像が板状導光部３０の上方から視認できるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成の液晶表示装置１００は小型の携帯用機器に多く用いられるので、面状発光体１０１による照明に際しては、光源１０のサイズと消費電力を極力低減し、なおかつ充分な画像輝度と視認性の向上とが求められる。しかし、光源１０からの光は一般に拡散性であることに加え、面状発光体１０１は前記のように光の進路が柱状導光部１２０内と面状導光部３０内との２箇所でほぼ直角方向に反射を繰り返し、しかもその反射が入射光の一部しか利用できない前記プリズム状傾斜面に依存しているので導光損失が大きく、出射光に充分な輝度が得られないばかりか、板状導光部３０の対向面３３が光透過性であることから、この対向面３３から外部への光の漏洩や散乱があって、ヘイズやグレアを発生し画像コントラストを低下させ、視認性を悪くする原因になっていた。本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、従ってその目的は、発光面からの出射光に高い輝度が得られると共に対向面から外部への光の漏洩や散乱が抑制され視認性が向上した面状発光体、およびこの面状発光体を用いた液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、柱状導光部と板状導光部とを有し、前記柱状導光部は端面から入射した光を長手方向に沿う側面（出射面）から出射するように構成され、前記板状導光部は前記柱状導光部が出射した光を側面（入射側面）で受光し、板面から出射するように構成された面状発光体であって、前記柱状導光部の前記出射面に、光の出射方向に凸となる凸面部が設けられ、前記凸面部は、前記柱状導光部の長手方向に延びる稜線を有するプリズム形状に形成され、前記稜線の位置が前記柱状導光部の厚み中央とずれていることを特徴とする面状発光体を提供する。
本発明においては、前記プリズム形状が２条以上平行して形成されていることを特徴とする面状発光体とすることができる。
また、本発明においては、前記プリズム形状が凸プリズム形状であることを特徴とする面状発光体とすることができる。
本発明者らは、小型省電力の光源を用い、しかも反射型液晶表示装置のフロントライトとして充分な画像輝度と視認性とが得られる面状発光体を開発すべく鋭意研究の結果、面状発光体の構成要素である柱状導光部の帯状光束を出射する側面（出射面）に、光の出射方向に凸となる凸面部を設けることにより、出射される光の拡散を適度に制御し、板状導光部の板面から光を面状光束として効率よく出射させ得ることを見出し本発明に到達した。すなわち、従来のこの種の柱状導光部においては、出射面が平面であったので、柱状導光部から出射した光が板状導光部内で広い角度に拡散し、面状光束として出射する板面（発光面）以外の面から光が外部に漏洩したり散乱したりして充分な光量が発光面から出射せず、光の利用効率が悪いばかりでなくヘイズやグレアを発生し画像コントラストを低下させ、視認性を悪くする原因になっていた。本発明の面状発光体によれば、板状導光部内部の光の拡散が好適に調整され、発光面以外の面から漏洩したり散乱したりすることによる光の損失や視認性の低下を抑制することができ、発光面からより多くの光を面状光束として出射させることができる。
【０００９】
前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる１以上の筒形凸レンズの形状に成形されていることが好ましい。前記筒形凸レンズ形状の曲率半径は、当該形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされていることが好ましい。稜線が柱状導光部の長手方向に延びる筒形凸レンズ形状（いわゆるシリンドリカルレンズ）を出射面に形成すれば、この筒形凸レンズ形状の曲率を選択することにより、板状導光部における発光面と、これに対向する板面（対向面）との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを共に向上させることができる。筒形凸レンズ形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。
実験の結果、筒形凸レンズ形状の曲率半径は、当該筒形凸レンズ形状の弦長（断面弧の弦の長さ）の０．５倍〜２．０倍の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。
【００１０】
前記凸面部は、１以上の球面凸レンズの形状に成形されていてもよい。前記球面凸レンズ形状の曲率半径は、当該形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされていることが好ましい。
出射面に球面凸レンズ形状を形成すれば、この球面凸レンズ形状の曲率を選択することにより、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。球面凸レンズ形状は出射面全体を覆うように１個だけ成形されていてもよく、２個以上が配列した形状に成形されていてもよい。
実験の結果、球面凸レンズ形状の曲率半径は、当該球面凸レンズ形状の弦長の０．５倍〜２．０倍の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。球面凸レンズ形状の曲率半径は柱状導光部の長手方向と厚み方向とで同じでも異なっていてもよい。
【００１１】
更に前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる１以上の凸プリズムの形状に成形されていてもよい。前記凸プリズム形状の底辺を挟む仰角は、２°〜４５°の範囲内とされていることが好ましい。
稜線が長手方向に延びる凸プリズム形状（断面三角形）を出射面に成形すれば、この凸プリズム形状の仰角を選択することにより、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。凸プリズム形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。
実験の結果、凸プリズム形状の底辺を挟む仰角（横断面における底辺と斜辺とが挟む角）は、２°〜４５°の範囲内とすることがより効果的であることがわかった。凸プリズム形状の仰角は底辺を挟む双方が同じでも異なっていてもよい。
【００１２】
更に前記凸面部は、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる４分割筒形凸レンズ部と、前記稜線を共有する片側傾斜面のプリズム部とからなる１以上の複合型凸面形状に成形されていてもよい。ここで「４分割筒形凸レンズ部」とは、円柱を軸心に沿って４分割した形状の筒形凸レンズを意味する。前記４分割筒形凸レンズ部の曲率半径は、当該複合型凸面形状の条幅の０．２倍〜０．８倍の範囲内とされ、前記プリズム部の仰角は、２５°〜７０°の範囲内とされていることが好ましい。
この複合型凸面形状の凸面部によって、板状導光部における発光面と対向面との間の光の拡散角を好適に制御することができ、面状光束の出射光量と視認性とを向上させることができる。前記複合型凸面形状は出射面に１条だけ形成されていてもよく、２条以上が平行して形成されていてもよい。また４分割筒形凸レンズ部とプリズム部とは、これらの組が１稜線を共有していればよいので、それらの配列順序は特に限定されない。
実験の結果、４分割筒形凸レンズ部の曲率半径を当該複合型凸面形状の条幅の０．２倍〜０．８倍の範囲内とし、前記プリズム部の仰角を２５°〜７０°の範囲内とすることによって面状光束の出射光量と視認性とをより向上できることがわかった。４分割筒形凸レンズ部の曲率半径と凸プリズム部の仰角は、それぞれの条ごとに同じでも異なっていてもよい。
【００１３】
前記柱状導光部は、前記出射面（凸面部）と対向する側面（反射面）に、前記端面から入射した光を前記帯状光束の出射方向に反射する複数のプリズム状傾斜面が形成されていることが好ましい。この複数のプリズム状傾斜面は、稜線が反射面の延びる方向と直角の方向に延びていることが好ましい。
これによって帯状光束の出射光輝度と均一性を向上することができる。
【００１４】
前記板状導光部は、板面の垂線方向に光透過性であり、かつ前記入射側面で受光した帯状光束の光を一方の板面から面状光束として出射する反射手段が設けられていることが好ましい。前記反射手段は、前記発光面と対向する板面（対向面）に形成され、稜線が前記柱状導光部の長手方向に延びる複数のプリズム状傾斜面からなることが好ましい。
これによって本発明の面状発光体は面状光束を１方向（発光面側）に指向して出射できるようになり、かつ光が前記面状発光体を垂直に透過できるようになり、本発明の面状発光体を反射型液晶表示装置のフロントライトとして使用できるようになる。
【００１５】
本発明は更に、前記の何れかの面状発光体と液晶表示ユニットとを備えた液晶表示装置を提供する。
本発明の液晶表示装置は、前記本発明の面状発光体を液晶表示面の照明に用いるので小型省電力の光源を用いながら明るく視認性の高い画面が得られる。
前記の面状発光体と液晶表示ユニットとの組合わせ順序は特に限定されない。例えば板状導光部が板面の垂線方向に光透過性であり、かつ入射側面から入射した帯状光束が面状光束として一方の発光面から出射されるタイプの面状発光体を上層に配置し、その下に反射型液晶表示ユニットを表示面が前記発光面と対向するように配置すれば、本発明の面状発光体をフロントライトとする反射型液晶表示装置が得られる。また反射層を持たない透光性の液晶表示板を上層に配置し、その下に、板状導光部の対向面を光反射性とした本発明の面状発光体を、その発光面が液晶表示板の裏面と対向するように配置すれば、前記面状発光体をバックライトとする反射型液晶表示装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本実施の形態において参照される各図面は、本発明の思想を説明するためのものであり、各部の形状寸法は実際のものと異なる。
【００１７】
（参考例１）
図１は、本発明の参考例１の面状発光体を示す平面図である。
この面状発光体１は概略、二つの光源部１０，１０と、この光源部１０，１０に挟まれた角柱状の柱状導光部２０と、柱状導光部２０の一側面（凸面部２２）に一側面（入射側面）３１を対向させて延びる方形の板状導光部３０とからなっている。図１においてこの面状発光体１は中央線（Ｘ−Ｘ）に関して左右対称に構成されている。
光源部１０，１０は発光素子１１としてＬＥＤを内蔵するランプハウスからなり、それぞれ、一方に設けられた照射窓から柱状導光部２０のそれぞれの端面（以下「受光端面」という）２１に向けて光を照射するように配置されている。柱状導光部２０および板状導光部３０はいずれも透明なアクリル樹脂から成形されている。
【００１８】
図２は、柱状導光部２０の端部近辺を示す斜視図である。図１および図２において、柱状導光部２０は概略、細長い角柱状に成形されている。柱状導光部２０の長手方向（Ｚ−Ｚ方向）に延びる４側面のうち、板状導光部３０の入射側面３１と対向して配置された側面（出射面）が凸面部２２とされ、この凸面部２２と対向する側面が反射面２３とされている。
反射面２３には複数のプリズム状傾斜面２４…が形成されている。このプリズム状傾斜面２４…は、何れもその稜線２５が柱状導光部２０の厚みＴ方向に延びていて、受光端面２１から柱状導光部２０に入射した光を凸面部２２側に均一に反射する形状に成形されている。図示しないが凸面部２２を除く柱状導光部２０の３方の側面は全て反射膜により覆われている。
【００１９】
凸面部２２は、受光端面２１から入射した光をＺ−Ｚ方向に伸びる帯状光束として板状導光部３０に向けて出射する出射面である。この凸面部２２は板状導光部３０方向に凸となる筒形凸レンズ（シリンドリカルレンズ）の形状に成形されている。この筒形凸レンズ形状は、稜線（図２のＺ−Ｚで示す）の方向が柱状導光部２０の長手方向に延びていて、その曲率半径ｒは、この筒形凸レンズ形状の弦長Ｃ（本実施形態の場合は柱状導光部２０の厚みＴに等しい）の０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。ここで弦長Ｃとは筒形凸レンズ形状の断面弧の弦の長さであり、柱状導光部の厚みＴとは、凸面部２２と反射面２３とを挟んで相対する２側面の離間距離である。この凸面部２２の筒形凸レンズ形状が本実施形態の特徴となっている。
【００２０】
図３は図１の線Ｘ−Ｘで切った断面図であり、本参考例の面状発光体１と液晶表示ユニット５０とを組合わせて構成した本発明の液晶表示装置の一例を示している。
図１および図３において、板状導光部３０は概略方形の平板状に成形されてなり、その一方の側面が入射側面３１として柱状導光部２０の凸面部２２に対向して配置され、板状導光部３０の受光面とされている。
【００２１】
板状導光部３０の板面の一方は液晶表示ユニット５０の表示面５３と対向するように配置され、発光面３２とされている。発光面３２と対向する外側の板面は対向面３３とされている。対向面３３には複数のプリズム状傾斜面３４…が形成されている。このプリズム状傾斜面３４…は、何れもその稜線３５が柱状導光部２０の長手方向（Ｚ−Ｚ）と平行になるように成形され、かつ柱状導光部２０から板状導光部３０に入射した光を発光面３２の方向に均一に反射する形状に成形されている。
【００２２】
図３に示した液晶表示ユニット５０は液晶表示板５１とその下側に配された反射層５２とからなっている。液晶表示板５１は液晶層５４と、図示しないが液晶層を駆動する電極と、この電極に断続的に電位を印加する駆動回路と、偏光膜や必要ならカラーフィルタなどの光制御板とを有し、液晶層５４の液晶分子の配向により透光／遮光のスイッチングが行われるようになっている。液晶表示板５１の構成や駆動方式は特に限定されるものではない。
反射層５２は、一例を図４に示すように、有機膜５５の表面に内面が球面の一部をなす多数の凹部５６ａ…が重なり合うように連続して形成されており、この有機膜５５上に反射膜５７が成膜されてなっている。液晶表示板５１と反射層５２とは、液晶表示板５１の表示面５３が板状導光部３０の発光面３２と対向するように積層されることで、反射型液晶表示ユニットを構成している。
【００２３】
次に図１〜図３を用い、本参考例の面状発光体１の作用について説明する。まず概略の光の経路を説明すると、光源部１０，１０から放射されたＬＥＤ光は柱状導光部２０のそれぞれの受光端面２１，２１から入射し、柱状導光部２０内に導入される。柱状導光部２０内に導入された光は反射面２３に成形された複数のプリズム状傾斜面２４…によって大部分の光は凸面部２２の方向に反射され、凸面部２２から、この細長い面全体が光る帯状光束として出射し、入射側面３１から板状導光部３０内に導入される。板状導光部３０内に導入された光は、対向面３３に成形された複数のプリズム状傾斜面３４…によって大部分の光は発光面３２の方向に反射され、発光面３２から、面全体が光る面状光束として液晶表示ユニット５０の表示面５３を照射する。
【００２４】
液晶表示ユニットの表示面５３を照射した光の内、液晶分子の配向によって遮光されることなく液晶層５４を透過した光は反射層５２に達し、この反射層５２によって反射され、再び液晶層５４を透過する。板状導光部３０は、板面に対してほぼ垂直に入射する液晶表示ユニットからの反射光Ｌ₃を透過することができるので、反射光Ｌ₃は板状導光部３０を透過して対向面３３から外部に出射され液晶層５４が形成する画像として視認されるようになる。
板状導光部３０は、入射側面３１以外の側面や上下の板面が、外光や光源光の余分な反射や散乱に起因するヘイズやグレアを防止し画像コントラストを高めるために反射防止膜が施されていてもよい。
【００２５】
前記参考例の面状発光体１において、柱状導光部２０の凸面部２２の効果を調べるため、凸面部２２における筒形凸レンズ形状の曲率半径ｒを種々変化させた試作品を作成し、板状導光部３０の発光面３２から面状光束として出射する光の輝度と、対向面３３から漏洩してヘイズやグレアの原因となる有害光の輝度とを測定した。
輝度の測定は、発光面３２において、図５に示すように、板面の垂線から１°の視野で輝度を測定し、その平均値を測定点における輝度とした。
比較例として柱状導光部の出射面が平坦な従来型の面状発光体について同様に発光面と対向面から出射する光の輝度を測定した。
結果を図６に示す。図６において、横軸は、曲率半径ｒをその弦長Ｃ（この場合は厚みＴに等しい）で割った値ｒ／Ｃであり、縦軸は、各ｒ／Ｃ値を有する試作品について発光面からの出射光輝度と対向面からの出射光輝度とを、比較例におけるそれぞれの出射光輝度を１００として輝度比で示した値である。
【００２６】
図６の結果から、柱状導光部２０の出射面を筒形凸レンズ形状に成形した本参考例の面状発光体は、出射面が平坦な従来型の面状発光体より、発光面３２から出射される光の輝度が明らかに向上しており、かつヘイズやグレアの原因となる対向面３３からの漏洩光が明らかに減少していることがわかる。特に０．５ｒ／Ｃ〜２．０ｒ／Ｃの範囲内で大きい効果が得られている。
【００２７】
（実施形態１）
実施形態１の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。
従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。図７は、この実施形態における柱状導光部２０の一方の受光端面付近を示す斜視図である。図７において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２６とされ、この凸面部２６と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、図示しない光源部から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００２８】
実施形態１の凸面部２６は、光の出射方向に凸となる２条の筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの形状に成形されている。この筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂは、いずれも稜線（Ｚ−Ｚ）が柱状導光部２０の長手方向に延びている。筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの曲率半径は同じでも異なっていてもよい。またそれぞれの弦長Ｃも同じでも異なっていてもよい。本実施形態の場合、筒形凸レンズ２６ａ，２６ｂの弦長Ｃはそれぞれ柱状導光部２０の厚みをＴとするときＴ／２とされている。また曲率半径は、弦長Ｃの０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。
【００２９】
実施形態１の面状発光体は、参考例１の場合と同様に反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００３０】
（参考例２）
参考例２の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図８は、この参考例における柱状導光部２０の一方の受光端面付近を示す斜視図である。図８において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２７とされ、この凸面部２７と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、図示しない光源部から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３１】
参考例２の凸面部２７は、光の出射方向に凸となる複数の球面凸レンズが隣接して配列した形状に成形されている。それぞれの球面凸レンズ形状は、曲率半径が弦長Ｃの０．５倍〜２．０倍の範囲内とされている。
【００３２】
参考例２の柱状導光部は、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
この実施形態では凸面部２７を多数の球面凸レンズを配列した形状に成形したが、１個の球面凸レンズが出射面全体を覆うように成形してもよい。また球面凸レンズ形状の曲率半径は柱状導光部の長手方向（Ｚ−Ｚ）と厚み方向（Ｔ）とで同じでも異なっていてもよい。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態２の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図９は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図９において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２８とされ、この凸面部２８と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、光源部１０から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３４】
実施形態２の凸面部２８は、光の出射方向に凸となる凸プリズムの形状に成形されている。この凸プリズムの稜線（Ｚ−Ｚ）は柱状導光部の長手方向に延びている。凸プリズム形状の底辺を挟む双方の仰角θ，θは異なっており、２°〜４５°の範囲内とされている。
【００３５】
実施形態２の柱状導光部は、参考例１の場合と同様に反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００３６】
前記実施形態の面状発光体１において、柱状導光部２０の凸面部２８の形状の効果を調べるため、凸プリズム形状の仰角θを種々変化させた試作品を作成し、参考例１の場合と同様に板状導光部３０の発光面３２から面状光束として出射する光の輝度と、対向面３３から漏洩してヘイズやグレアの原因となる有害光の輝度とを測定した。試作品の底辺を挟む双方の仰角θ，θは何れも等しくした。輝度の測定は、発光面３２において、図５に示すように、板面の垂線から１°の視野で輝度を測定し、その平均値を測定点における輝度とした。比較例として柱状導光部の出射面が平坦な従来型の面状発光体について同様に発光面と対向面から出射する光の輝度を測定した。測定結果を図１０に示す。図１０は、横軸が仰角θであり、縦軸は、各仰角値を有する試作品について発光面からの出射光輝度と対向面からの出射光輝度とを、比較例におけるそれぞれの面からの出射光輝度を基準（１００）としたときの比で示した値である。
【００３７】
図１０の結果から、柱状導光部２０の出射面を凸プリズム形状に成形した面状発光体は、出射面が平坦な従来型の面状発光体より、発光面３２から出射される光の輝度が明らかに向上しており、かつヘイズやグレアの原因となる対向面３３からの漏洩光が明らかに減少していることがわかる。特に仰角θが２°〜４５°の範囲内で対向面からの漏洩光が大幅に減少し、視認性の改善に大きい効果が得られた。
【００３８】
（実施形態３）
実施形態３の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。図１１は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１１において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部２９とされ、この凸面部２９と対向する側面が反射面２３とされている。柱状導光部２０の受光端面２１は、光源部１０から照射された光を受光する位置に配置されている。
【００３９】
実施形態３の凸面部２９は、光の出射方向に凸となる２条の凸プリズムの形状２９ａ，２９ｂに成形されている。この凸プリズム形状２９ａ，２９ｂの稜線（Ｚ−Ｚ）は何れも柱状導光部の長手方向に延びている。凸プリズム形状２９ａ，２９ｂの各仰角はそれぞれが同じでも異なっていてもよいが、いずれも２°〜４０°の範囲内とされている。
【００４０】
実施形態３の面状発光体は、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４１】
（実施形態４）
実施形態４の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１２は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１２において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部４０とされ、この凸面部４０と対向する側面が反射面２３とされている。
【００４２】
実施形態４の凸面部４０は、４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４０ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４０ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成した複合型凸面形状となっている。ここで「４分割筒形凸レンズ部」とは、円柱を軸心に沿って４分割した筒形凸レンズである。レンズ部４０ａとプリズム部４０ｂとが合体して形成される複合型凸面形状の稜線（Ｚ−Ｚ）は柱状導光部２０の長手方向に延びている。試作した柱状導光部６Ａ，６Ｂ，６Ｃの凸面部におけるレンズ部４０ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４０ｂの底辺長さＬとを、柱状導光部２０の厚みＴに対する比として図１２に表示した。柱状導光部６Ａ（実施形態），６Ｂ（参考例），６Ｃ（実施形態）は何れも、レンズ部４０ａがプリズム部４０ｂの下側、すなわち板状導光部３０と組合わせたとき発光面３２の側に配置されている。
【００４３】
この面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１２に示す６Ａ，６Ｂ，６Ｃの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４４】
（実施形態５）
実施形態５の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは主として柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１３は、この実施形態における柱状導光部２０の受光端面付近を示す斜視図である。図１３において、この柱状導光部２０は、参考例１の場合と同様に長手方向に延びる４側面のうち、板状導光部の入射端面（図示せず）と対向して配置された出射面が凸面部４１とされ、この凸面部４１と対向する側面が反射面２３とされている。
【００４５】
実施形態５の凸面部４１は、実施形態４と同様に４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４１ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４１ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成した複合型凸面形状となっている。ただしレンズ部４１ａとプリズム部４１ｂとの上下の配列順序が実施形態４の場合とは逆になっている。すなわちこの実施形態ではレンズ部４１ａがプリズム部４０ｂの上側、すなわち板状導光部３０と組合わせたとき対向面３３の側に配置されている。試作した柱状導光部７Ａ（実施形態），７Ｂ（参考例），７Ｃ（実施形態）の凸面部におけるレンズ部４１ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４１ｂの底辺長さＬとを、柱状導光部２０の厚みＴに対する比として図１３に表示した。
【００４６】
この面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１３に示す７Ａ，７Ｂ，７Ｃの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４７】
（実施形態６）
実施形態６の面状発光体は、柱状導光部の凸面部形状が異なる以外は参考例１と同様の構成を有する。従ってここでは柱状導光部の凸面部形状について詳しく説明する。
図１４（ａ）〜図１４（ｄ）はそれぞれ、この実施形態における柱状導光部２０を長手方向に対し垂直に切った断面図である。実施形態６には凸面部４２の形状により８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの４種類の変形がある。図１４（ａ）〜図１４（ｄ）はそれぞれ８Ａ〜８Ｄの変形に対応している。
これら４種類の柱状導光部は、凸面部４２が何れも共通して、４分割筒形凸レンズの形状を有するレンズ部４２ａと片側傾斜面の形状を有するプリズム部４２ｂとがそれぞれの峰部で合体して１条の凸面を形成し、この複合型凸面形状が２条、柱状導光部２０の長手方向に平行して延びている。それぞれの変形におけるレンズ部４２ａとプリズム部４２ｂとの組合わせ順序は、板状導光部の発光面が下向きになる状態で、対向面の側から以下のようになっている。
８Ａ［レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ］
８Ｂ［レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ］
８Ｃ［プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ］
８Ｄ［プリズム部４２ｂ−レンズ部４２ａ−レンズ部４２ａ−プリズム部４２ｂ］
各変形８Ａ〜８Ｄにおいて、レンズ部４１ａの底辺上の曲率半径ｒとプリズム部４１ｂの底辺長さＬとは特に限定されるものではないが、一例として例えばレンズ部４１ａの曲率半径ｒが柱状導光部の厚みＴの０．２５倍、プリズム部４１ｂの底辺長さＬが柱状導光部の厚みＴの０．２５倍とされたものを挙げることができる。
【００４８】
実施形態６の面状発光体は、柱状導光部の凸面部の形状が図１４に示す８Ａ〜８Ｄの何れであっても、反射型液晶表示ユニットの表示面上に発光面が対向するように配置して本発明の反射型液晶表示装置を形成し点灯するとき、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の面状発光体は、柱状導光部の出射面に、光の出射方向に凸となる凸面部が設けられ、凸面部は、柱状導光部の長手方向に延びる稜線を有するプリズム形状に形成され、稜線の位置が前記柱状導光部の厚み中央とずれているものであるので、出射面が平坦な柱状導光部を用いた従来の面状発光体に比べ、板状導光部の発光面から出射される面状光束の輝度が増大し、また対向面からの有害光の漏洩や散乱が抑制される。
本発明の液晶表示装置は、前記の面状発光体と液晶表示ユニットとを備えているので、柱状導光部の出射面が平坦な従来の面状発光体を用いた液晶表示装置に比べ、画面が明るくかつ画像コントラストが高く視認性の良好な液晶表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１の面状発光体を示す平面図である。
【図２】前記実施形態の柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態の面状発光体と液晶表示ユニットとを組合わせて構成した本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図４】前記液晶表示装置に用いられる反射層の一例を示す斜視図である。
【図５】板状導光部の板面から出射される出射光の輝度を測定する方法を示す断面図である。
【図６】出射光輝度比の測定結果を示すグラフである。
【図７】実施形態１における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図８】参考例２における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図９】実施形態２における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１０】出射光輝度比の測定結果を示すグラフである。
【図１１】実施形態３における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１２】実施形態４における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１３】実施形態５における柱状導光部の端部付近を示す斜視図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ実施形態６における柱状導光部の変形を示す断面図である。
【図１５】従来から用いられている液晶表示装置の一例を示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は前記従来の液晶表示装置の一部を表示面側から見た平面図、（ｂ）はその線Ｘ−Ｘで切った断面図である。
【符号の説明】
１０…光源部、２０…導光体、２１…受光端面、２２…凸面部、２３…反射面、３０…板状導光部、３１…入射側面、３２…発光面、３３…対向面、５０…液晶表示ユニット、５１…液晶表示板、５２…反射層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionPlanar light emitterIn particular, when used for illumination of a liquid crystal display device, excellent image brightness and visibility can be obtained.Planar light emitterAnd thisPlanar light emitterThe present invention relates to a liquid crystal display device using the.
[0002]
[Prior art]
Reflective liquid crystal display devices often used for mobile phones, portable display terminals, etc. generally rely on outside light for illumination of the display screen, so that the visibility of the displayed image is extremely high in an environment where the outside light is insufficient. There was a problem that it dropped. To solve this problem, it is called front light on the display surface of the reflective liquid crystal display unitPlanar light emitterThere has been proposed a liquid crystal display device that is used as an auxiliary light source. thisPlanar light emitterThe liquid crystal display device equipped with the illumination device illuminates the display screen with external light in an environment where sufficient external light can be obtained, such as outdoors in the daytime or in a bright room, and the above-mentioned in a dark environment.Planar light emitterIs illuminated to illuminate the entire display screen.
[0003]
An example of the conventional liquid crystal display device is shown in FIGS. 15 and 16 (a) and 16 (b). 15 is a perspective view of the liquid crystal display device, FIG. 16A is a plan view of a part of the liquid crystal display device as viewed from the display surface side, and FIG. 16B is cut along the line XX. It is sectional drawing.
The liquid crystal display device 100 includes:Planar light emitter101 and a liquid crystal display unit 50.Planar light emitter101 schematically includes a light source 10, a columnar light guide 120, and a plate-shaped light guide 30. The light source 10 includes a light emitting element such as a cold cathode tube or an LED, and the columnar light guide 120 and the plate light guide 30 are formed by injection molding a transparent acrylic resin or the like. The liquid crystal display unit 50 includes a translucent liquid crystal display plate 51 and a reflective layer 52 in the direction perpendicular to the plate surface.
[0004]
The columnar light guide 120 is formed into an elongated prismatic shape, and when the light receiving end surface 121 receives light from the light source 10, the incident light is transmitted from the emission surface 122 along the longitudinal direction to the strip-shaped light flux L.₁It is comprised so that it may radiate | emit as. The columnar light guide 120 has a plurality of prism-like inclined surfaces 124 formed on a side surface (hereinafter referred to as “reflecting surface”) 123 facing the emission surface 122. Each of the prism-shaped inclined surfaces 124 has a ridge line 125 extending in a direction perpendicular to the surface of the plate-shaped light guide 30 (Y-axis direction in FIG. 15), and is incident on the columnar light guide 120 from the light source 10. Of the light, most of the light that hits the prism-shaped inclined surface 124 is reflected and reflected from the exit surface 122 to the strip-shaped light flux L.₁Is emitted. At this time, a band-like light beam L emitted from the emission surface 122 of the columnar light guide 120 is selected by appropriately selecting the number and arrangement of the prism-like inclined surfaces 124.₁The brightness and uniformity of the image are adjusted so as to be well balanced.
[0005]
The plate-shaped light guide 30 is formed into a plate shape, and a strip-shaped light beam L emitted from the emission surface 122 of the columnar light guide 120.₁Is received from the side surface (hereinafter referred to as “incident side surface”) 31 and is emitted from the light emitting surface 32 which is one of the plate surfaces.₂As shown, the light is emitted toward the liquid crystal display plate 51 of the liquid crystal display unit 50. A plurality of prism-like inclined surfaces 34 are formed on a surface 33 (hereinafter referred to as “opposing surface”) facing the light emitting surface 32 of the plate-like light guide 30. Each of the prism-like inclined surfaces 34... Has a ridge 35 extending in the longitudinal direction (Z-Z) of the columnar light guide 120, and the prism-like inclined surfaces 34. Most of the light impinging on the light is reflected and is emitted from the light emitting surface 32 to the planar light beam L₂Is emitted. At this time, the planar light flux L emitted from the light emitting surface 32 of the plate-like light guide 30 is selected by appropriately selecting the number and arrangement of the prism-like inclined surfaces 34.₂The brightness and uniformity of the image are adjusted so as to be well balanced.
[0006]
The liquid crystal display plate 51 of the liquid crystal display unit 50 is generally used, and transmission / non-transmission of light perpendicular to the display surface is dynamically controlled by driving liquid crystal molecules.
Of the light emitted toward the liquid crystal display plate 51, the light transmitted through the portion of the liquid crystal display plate 51 that is made light transmissive in the direction perpendicular to the plate surface by the orientation of the liquid crystal molecules is reflected by the reflective layer 52, The light passes again through the liquid crystal display panel 51 in the vertical direction, and further passes through the plate-shaped light guide 30. As a result, the image formed by the liquid crystal display plate 51 can be viewed from above the plate-shaped light guide 30.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the liquid crystal display device 100 configured as described above is often used for small portable devices,Planar light emitterIn the illumination with 101, it is required to reduce the size and power consumption of the light source 10 as much as possible, and to improve the image brightness and visibility sufficiently. However, in addition to the light from the light source 10 being generally diffusive,Planar light emitter101, as described above, the light path is repeatedly reflected in two substantially perpendicular directions in the columnar light guide 120 and the planar light guide 30, and only a part of the incident light can be used for the reflection. Since it depends on the prism-like inclined surface, the light guide loss is large and sufficient luminance cannot be obtained for the emitted light, and the opposing surface 33 of the plate-like light guide 30 is light transmissive. There has been leakage and scattering of light from the surface 33 to the outside, causing haze and glare, reducing the image contrast, and causing poor visibility. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and therefore, the object thereof is to obtain high luminance in the light emitted from the light emitting surface and to suppress the leakage and scattering of light from the opposite surface to the outside. ImprovedPlanar light emitterAnd thisPlanar light emitterAn object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has a columnar light guide and a plate-shaped light guide, and the columnar light guide from a side surface (outgoing surface) along the longitudinal direction of light incident from the end surface.ExitThe plate-shaped light guide is emitted from the columnar light guide.the lightLight is received at the side (incident side) and from the plate surfaceExitConfigured asPlanar light emitterAnd the convex surface part which becomes convex in the outgoing direction of light is provided in the outgoing side of the columnar light guide part,The convex surface portion is formed in a prism shape having a ridge line extending in the longitudinal direction of the columnar light guide, and the position of the ridge line is shifted from the thickness center of the columnar light guide.It is characterized byPlanar light emitterI will provide a.
In this invention, it can be set as the planar light-emitting body characterized by the said prism shape being formed in 2 or more parallel.
In the present invention, the planar light emitter can be characterized in that the prism shape is a convex prism shape.
The present inventors can obtain a sufficient image luminance and visibility as a front light of a reflective liquid crystal display device using a small power-saving light source.Planar light emitterAs a result of earnest research to developPlanar light emitterBy providing a convex surface portion that is convex in the light exit direction on the side surface (exit surface) that emits the strip-shaped light beam of the columnar light guide that is a component of the plate, the diffusion of the emitted light is appropriately controlled, and the plate The present inventors have found that light can be efficiently emitted as a planar light beam from the plate surface of the light guide. That is, in this type of conventional columnar light guide, since the emission surface is flat, the light emitted from the columnar light guide is diffused at a wide angle in the plate light guide and emitted as a planar light beam. Light leaks or scatters from the surface other than the plate surface (light emitting surface), and a sufficient amount of light is not emitted from the light emitting surface, resulting in not only inefficient use of light but also haze and glare, and image contrast It was causing the visibility to deteriorate. Of the present inventionPlanar light emitterAccording to the above, the diffusion of light inside the plate-shaped light guide unit is suitably adjusted, and it is possible to suppress loss of light and deterioration of visibility due to leakage or scattering from a surface other than the light emitting surface, More light can be emitted from the light emitting surface as a planar light beam.
[0009]
It is preferable that the convex surface portion is formed in the shape of one or more cylindrical convex lenses whose ridge lines extend in the longitudinal direction of the columnar light guide portion. The radius of curvature of the cylindrical convex lens shape is preferably in the range of 0.5 to 2.0 times the chord length of the shape. If a cylindrical convex lens shape (a so-called cylindrical lens) whose ridgeline extends in the longitudinal direction of the columnar light guide is formed on the exit surface, by selecting the curvature of this cylindrical convex lens shape, In addition, it is possible to suitably control the diffusion angle of light between the plate surface (facing surface) facing this, and to improve both the amount of emitted light and the visibility of the planar light beam. In the cylindrical convex lens shape, only one strip may be formed on the emission surface, or two or more strips may be formed in parallel.
As a result of the experiment, it is more effective that the radius of curvature of the cylindrical convex lens shape is in the range of 0.5 to 2.0 times the chord length of the cylindrical convex lens shape (the chord length of the cross-sectional arc). I found out that
[0010]
The convex portion may be formed in the shape of one or more spherical convex lenses. The curvature radius of the spherical convex lens shape is preferably in the range of 0.5 to 2.0 times the chord length of the shape.
If a spherical convex lens shape is formed on the exit surface, the diffusion angle of light between the light emitting surface and the opposing surface in the plate-shaped light guide can be suitably controlled by selecting the curvature of the spherical convex lens shape. In addition, the amount of light emitted from the planar light beam and the visibility can be improved. Only one spherical convex lens shape may be molded so as to cover the entire emission surface, or two or more spherical lens shapes may be molded.
As a result of experiments, it has been found that it is more effective to set the radius of curvature of the spherical convex lens shape within the range of 0.5 to 2.0 times the chord length of the spherical convex lens shape. The radius of curvature of the spherical convex lens shape may be the same or different in the longitudinal direction and the thickness direction of the columnar light guide.
[0011]
Furthermore, the convex surface portion may be formed in the shape of one or more convex prisms whose ridge lines extend in the longitudinal direction of the columnar light guide portion. The elevation angle across the base of the convex prism shape is preferably in the range of 2 ° to 45 °.
If a convex prism shape (triangular triangle) whose ridgeline extends in the longitudinal direction is formed on the exit surface, by selecting the elevation angle of this convex prism shape, the light between the light emitting surface and the opposing surface in the plate-shaped light guide unit is selected. The diffusion angle can be suitably controlled, and the amount of emitted light and the visibility of the planar light beam can be improved. In the convex prism shape, only one strip may be formed on the exit surface, or two or more strips may be formed in parallel.
As a result of experiments, it has been found that it is more effective to set the elevation angle (the angle between the base and the hypotenuse in the cross section) between the bases of the convex prism shape within the range of 2 ° to 45 °. The elevation angle of the convex prism shape may be the same or different on both sides of the base.
[0012]
Further, the convex surface portion is formed into one or more complex convex surface shapes including a quadrant cylindrical convex lens portion whose ridge line extends in the longitudinal direction of the columnar light guide portion and a prism portion on one side inclined surface sharing the ridge line. It may be. Here, the “four-divided cylindrical convex lens portion” means a cylindrical convex lens having a shape obtained by dividing a cylinder into four along the axis. The radius of curvature of the quadrant cylindrical convex lens portion is in the range of 0.2 to 0.8 times the width of the complex convex surface, and the elevation angle of the prism portion is in the range of 25 ° to 70 °. It is preferable that
The complex convex surface can suitably control the light diffusion angle between the light emitting surface and the opposing surface in the plate-shaped light guide, improving the amount of emitted light and visibility of the planar light beam. Can be made. In the composite convex surface shape, only one strip may be formed on the exit surface, or two or more strips may be formed in parallel. Further, since the four-divided cylindrical convex lens portion and the prism portion only need to share one ridge line, their arrangement order is not particularly limited.
As a result of the experiment, the radius of curvature of the quadrant cylindrical convex lens portion is in the range of 0.2 to 0.8 times the width of the complex convex surface, and the elevation angle of the prism portion is in the range of 25 ° to 70 °. It was found that the amount of emitted light and the visibility of the planar light beam can be further improved. The radius of curvature of the quadrangular cylindrical convex lens portion and the elevation angle of the convex prism portion may be the same or different for each strip.
[0013]
In the columnar light guide, a plurality of prism-like inclined surfaces that reflect light incident from the end surface in the emission direction of the band-shaped light flux are formed on a side surface (reflection surface) that faces the emission surface (convex surface portion). Preferably it is. The plurality of prismatic inclined surfaces preferably have ridge lines extending in a direction perpendicular to the direction in which the reflecting surface extends.
As a result, it is possible to improve the emitted light brightness and uniformity of the strip-shaped light flux.
[0014]
The plate-shaped light guide is light transmissive in the direction perpendicular to the plate surface, and is provided with reflecting means for emitting the light of the strip-shaped light beam received by the incident side surface as a planar light beam from one plate surface. It is preferable. The reflecting means is preferably formed on a plate surface (opposing surface) facing the light emitting surface, and a ridge line is composed of a plurality of prismatic inclined surfaces extending in the longitudinal direction of the columnar light guide.
This makes it possible toPlanar light emitterCan emit a planar light beam directed in one direction (light emitting surface side), and light can be emittedPlanar light emitterCan be transmitted vertically.Planar light emitterCan be used as a front light of a reflective liquid crystal display device.
[0015]
The present invention further includes any one of the above.Planar light emitterAnd a liquid crystal display unit.
The liquid crystal display device of the present invention is the above-described liquid crystal display device of the present invention.Planar light emitterIs used for illumination of the liquid crystal display surface, and a bright and highly visible screen can be obtained while using a small power-saving light source.
AbovePlanar light emitterThe combination order of the liquid crystal display unit and the liquid crystal display unit is not particularly limited. For example, the plate-shaped light guide is light transmissive in the direction perpendicular to the plate surface, and a strip-shaped light beam incident from the incident side surface is emitted from one light emitting surface as a planar light beam.Planar light emitterIs disposed in the upper layer, and a reflective liquid crystal display unit is disposed under the upper surface so that the display surface faces the light emitting surface.Planar light emitterA reflective liquid crystal display device having a front light is obtained. In addition, a translucent liquid crystal display panel having no reflective layer is disposed in the upper layer, and the opposing surface of the plate-like light guide unit is made light reflective under the light-transmitting liquid crystal display panel.Planar light emitterIs arranged such that the light emitting surface faces the back surface of the liquid crystal display panel,Planar light emitterCan be obtained as a backlight.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. Each drawing referred to in this embodiment is for explaining the idea of the present invention, and the shape and size of each part is different from the actual one.
[0017]
(Reference example 1)
FIG. 1 illustrates the present invention.Reference example 1ofPlanar light emitterFIG.
thisPlanar light emitter1 schematically includes two light source portions 10 and 10, a prismatic columnar light guide portion 20 sandwiched between the light source portions 10 and 10, and one side surface (convex surface portion 22) on one side surface (convex surface portion 22). It is composed of a rectangular plate-shaped light guide portion 30 that extends with an incident side surface 31 facing each other. In FIG.Planar light emitter1 is configured symmetrically with respect to the center line (XX).
Each of the light sources 10 and 10 is composed of a lamp house that incorporates an LED as the light emitting element 11, and is directed from each irradiation window provided on one side toward each end face (hereinafter referred to as “light receiving end face”) 21 of the columnar light guide 20. It arrange | positions so that light may be irradiated. Both the columnar light guide 20 and the plate-shaped light guide 30 are formed from a transparent acrylic resin.
[0018]
FIG. 2 is a perspective view showing the vicinity of the end of the columnar light guide 20. 1 and 2, the columnar light guide 20 is roughly shaped into an elongated prismatic shape. Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction (Z-Z direction) of the columnar light guide unit 20, the side surface (outgoing surface) disposed to face the incident side surface 31 of the plate-shaped light guide unit 30 is the convex surface portion 22. A side surface facing the convex surface portion 22 is a reflection surface 23.
The reflecting surface 23 is formed with a plurality of prismatic inclined surfaces 24. Each of the prism-like inclined surfaces 24... Has a ridge line 25 extending in the thickness T direction of the columnar light guide 20, so that light incident on the columnar light guide 20 from the light receiving end surface 21 is uniformly distributed toward the convex surface 22. It is shaped to reflect. Although not shown, all three side surfaces of the columnar light guide 20 excluding the convex portion 22 are covered with a reflective film.
[0019]
The convex surface portion 22 is an exit surface that emits light incident from the light receiving end surface 21 toward the plate-shaped light guide portion 30 as a strip-like light beam extending in the ZZ direction. The convex surface portion 22 is formed in the shape of a cylindrical convex lens (cylindrical lens) that is convex in the direction of the plate-shaped light guide portion 30. In this cylindrical convex lens shape, the direction of the ridge line (indicated by ZZ in FIG. 2) extends in the longitudinal direction of the columnar light guide 20, and the radius of curvature r is the chord length C ( In the case of this embodiment, it is in the range of 0.5 to 2.0 times the thickness T of the columnar light guide 20. Here, the chord length C is the length of the chord of the cross-section arc of the cylindrical convex lens shape, and the thickness T of the columnar light guide is the distance between the two side surfaces facing each other with the convex portion 22 and the reflecting surface 23 sandwiched therebetween. It is. The cylindrical convex lens shape of the convex surface portion 22 is a feature of this embodiment.
[0020]
3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.Reference exampleofPlanar light emitter1 shows an example of a liquid crystal display device according to the present invention configured by combining a liquid crystal display unit 1 and a liquid crystal display unit 50.
1 and 3, the plate-shaped light guide 30 is formed into a substantially rectangular flat plate shape, and one side surface thereof is disposed as the incident side surface 31 so as to face the convex surface portion 22 of the columnar light guide unit 20, The light receiving surface of the plate-like light guide 30 is used.
[0021]
One of the plate surfaces of the plate-shaped light guide unit 30 is disposed so as to face the display surface 53 of the liquid crystal display unit 50, and serves as a light emitting surface 32. The outer plate surface facing the light emitting surface 32 is a facing surface 33. A plurality of prismatic inclined surfaces 34 are formed on the facing surface 33. Each of the prism-shaped inclined surfaces 34 is formed so that the ridge line 35 thereof is parallel to the longitudinal direction (Z-Z) of the columnar light guide 20 and the plate-shaped light guide 20 to the plate-shaped light guide 30. Is formed in a shape that reflects light uniformly in the direction of the light emitting surface 32.
[0022]
The liquid crystal display unit 50 shown in FIG. 3 includes a liquid crystal display plate 51 and a reflective layer 52 disposed below the liquid crystal display plate 51. The liquid crystal display plate 51 includes a liquid crystal layer 54, an electrode (not shown) for driving the liquid crystal layer, a drive circuit for intermittently applying a potential to the electrode, and a light control plate such as a polarizing film and, if necessary, a color filter. The light transmission / light shielding switching is performed by the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 54. The configuration and driving method of the liquid crystal display panel 51 are not particularly limited.
As shown in FIG. 4, the reflective layer 52 is continuously formed on the surface of the organic film 55 so that a large number of concave portions 56 a. A reflective film 57 is formed on the surface. The liquid crystal display plate 51 and the reflective layer 52 are laminated so that the display surface 53 of the liquid crystal display plate 51 faces the light emitting surface 32 of the plate-like light guide 30 to constitute a reflective liquid crystal display unit. Yes.
[0023]
Next, using FIGS.Reference exampleofPlanar light emitterThe operation of 1 will be described. First, a general light path will be described. LED light emitted from the light source units 10 and 10 is incident from the respective light receiving end surfaces 21 and 21 of the columnar light guide unit 20 and introduced into the columnar light guide unit 20. Most of the light introduced into the columnar light guide 20 is reflected in the direction of the convex surface 22 by the plurality of prism-like inclined surfaces 24 formed on the reflective surface 23, and this elongated surface is reflected from the convex surface 22. The whole light is emitted as a shining light flux, and is introduced into the plate-like light guide 30 from the incident side surface 31. Most of the light introduced into the plate-shaped light guide 30 is reflected in the direction of the light emitting surface 32 by the plurality of prism-like inclined surfaces 34 formed on the opposing surface 33. The display surface 53 of the liquid crystal display unit 50 is irradiated as a planar light beam that shines entirely.
[0024]
Of the light irradiating the display surface 53 of the liquid crystal display unit, the light transmitted through the liquid crystal layer 54 without being blocked by the orientation of the liquid crystal molecules reaches the reflection layer 52, is reflected by the reflection layer 52, and is again reflected by the liquid crystal layer 54. Transparent. The plate-shaped light guide unit 30 reflects the reflected light L from the liquid crystal display unit that is incident substantially perpendicular to the plate surface._ThreeSo that the reflected light L can be transmitted._ThreeIs transmitted through the plate-shaped light guide 30 and emitted from the opposing surface 33 to the outside and is visually recognized as an image formed by the liquid crystal layer 54.
The plate-like light guide 30 has an anti-reflection film on the side surfaces other than the incident side surface 31 and the upper and lower plate surfaces in order to prevent haze and glare caused by extraneous reflection and scattering of external light and light from the light source and to increase image contrast. May be given.
[0025]
SaidReference exampleofPlanar light emitter1, in order to examine the effect of the convex surface portion 22 of the columnar light guide section 20, prototypes in which the curvature radius r of the cylindrical convex lens shape in the convex surface section 22 is variously changed are created, and the light emitting surface of the plate-shaped light guide section 30. The luminance of light emitted as a planar light beam from 32 and the luminance of harmful light leaking from the opposing surface 33 and causing haze and glare were measured.
For the measurement of luminance, as shown in FIG. 5, the luminance was measured in a visual field of 1 ° from the normal of the plate surface on the light emitting surface 32, and the average value was taken as the luminance at the measurement point.
As a comparative example, a conventional light guide with a flat exit surface is used.Planar light emitterSimilarly, the luminance of light emitted from the light emitting surface and the opposite surface was measured.
The results are shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents a value r / C obtained by dividing the radius of curvature r by its chord length C (in this case, equal to the thickness T), and the vertical axis represents light emission for a prototype having each r / C value. The brightness of the emitted light from the surface and the brightness of the emitted light from the opposing surface are values expressed as a brightness ratio, with each emitted light brightness in the comparative example being 100.
[0026]
From the result of FIG. 6, the book which shape | molded the output surface of the columnar light guide part 20 in the shape of a cylindrical convex lensReference exampleofPlanar light emitterThe conventional type with a flat exit surfacePlanar light emitterThus, it can be seen that the luminance of the light emitted from the light emitting surface 32 is clearly improved, and the leakage light from the facing surface 33 that causes haze and glare is clearly reduced. In particular, a great effect is obtained within a range of 0.5 r / C to 2.0 r / C.
[0027]
(Embodiment 1)
Embodiment 1ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as.
Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail. FIG. 7 is a perspective view showing the vicinity of one light receiving end face of the columnar light guide 20 in this embodiment. In FIG. 7, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in, the exit surface arranged to face the incident end face (not shown) of the plate-like light guide portion is the convex surface portion 26, and faces this convex surface portion 26. The side surface is a reflecting surface 23. The light receiving end face 21 of the columnar light guide unit 20 is disposed at a position for receiving light emitted from a light source unit (not shown).
[0028]
Embodiment 1The convex surface portion 26 is formed into the shape of two cylindrical convex lenses 26a and 26b that are convex in the light emitting direction. The cylindrical convex lenses 26 a and 26 b both have ridge lines (Z-Z) extending in the longitudinal direction of the columnar light guide 20. The curvature radii of the cylindrical convex lenses 26a and 26b may be the same or different. Each chord length C may be the same or different. In the case of this embodiment, the chord length C of the cylindrical convex lenses 26a and 26b is T / 2 when the thickness of the columnar light guide 20 is T. The radius of curvature is in the range of 0.5 to 2.0 times the chord length C.
[0029]
Embodiment 1ofPlanar light emitterIsReference example 1As in the case of the above, when the reflective liquid crystal display device of the present invention is formed and placed on the display surface of the reflective liquid crystal display unit so that the light emitting surface faces, the screen is bright and the image contrast is high. A good liquid crystal display was obtained.
[0030]
(Reference example 2)
Reference example 2ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail.
Figure 8 shows thisReference exampleIt is a perspective view which shows the one light-receiving end surface vicinity of the columnar light guide part 20 in FIG. In FIG. 8, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in the case, the exit surface arranged to face the incident end face (not shown) of the plate-like light guide portion is the convex surface portion 27, and faces this convex surface portion 27. The side surface is a reflecting surface 23. The light receiving end face 21 of the columnar light guide unit 20 is disposed at a position for receiving light emitted from a light source unit (not shown).
[0031]
Reference example 2The convex surface portion 27 is formed into a shape in which a plurality of spherical convex lenses convex in the light emitting direction are arranged adjacent to each other. Each spherical convex lens shape has a radius of curvature in the range of 0.5 to 2.0 times the chord length C.
[0032]
Reference example 2The columnar light guide unit is arranged so that the light emitting surface faces the display surface of the reflective liquid crystal display unit to form the reflective liquid crystal display device of the present invention, and when the light is turned on, the screen is bright and the image contrast is high. A liquid crystal display with good visibility was obtained.
In this embodiment, the convex surface portion 27 is formed into a shape in which a large number of spherical convex lenses are arranged. However, a single spherical convex lens may be formed so as to cover the entire emission surface. Further, the radius of curvature of the spherical convex lens shape may be the same or different in the longitudinal direction (ZZ) and the thickness direction (T) of the columnar light guide.
[0033]
(Embodiment 2)
Embodiment 2ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail.
Figure 9 shows thisEmbodimentIt is a perspective view which shows the light-receiving end surface vicinity of the columnar light guide part 20 in FIG. In FIG. 9, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in, the exit surface arranged to face the incident end face (not shown) of the plate-shaped light guide portion is a convex surface portion 28 and faces this convex surface portion 28. The side surface is a reflecting surface 23. The light receiving end face 21 of the columnar light guide unit 20 is disposed at a position for receiving light emitted from the light source unit 10.
[0034]
Embodiment 2The convex portion 28 is formed into a convex prism shape that is convex in the light emission direction. The ridge line (ZZ) of this convex prism extends in the longitudinal direction of the columnar light guide. Both elevation angles θ and θ across the bottom of the convex prism shape areIs differentIt is within a range of 2 ° to 45 °.
[0035]
Embodiment 2The columnar light guide isReference example 1As in the case of the above, when the reflective liquid crystal display device of the present invention is formed and placed on the display surface of the reflective liquid crystal display unit so that the light emitting surface faces, the screen is bright and the image contrast is high. A good liquid crystal display was obtained.
[0036]
Of the embodimentPlanar light emitter1, in order to examine the effect of the shape of the convex surface portion 28 of the columnar light guide 20, a prototype in which the elevation angle θ of the convex prism shape is variously changed is created,Reference example 1Similarly to the above, the luminance of light emitted as a planar light beam from the light emitting surface 32 of the plate-shaped light guide 30 and the luminance of harmful light leaking from the opposing surface 33 and causing haze and glare were measured. Both elevation angles θ and θ across the bottom of the prototype were the same. For the measurement of luminance, as shown in FIG. 5, the luminance was measured in a visual field of 1 ° from the normal of the plate surface on the light emitting surface 32, and the average value was taken as the luminance at the measurement point. As a comparative example, a conventional light guide with a flat exit surface is used.Planar light emitterSimilarly, the luminance of light emitted from the light emitting surface and the opposite surface was measured. The measurement results are shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis represents the elevation angle θ, and the vertical axis represents the emitted light luminance from the light emitting surface and the emitted light luminance from the opposite surface for each prototype having each elevation angle value from each surface in the comparative example. It is a value indicated by a ratio when the emitted light luminance is set as a reference (100).
[0037]
From the result of FIG. 10, the exit surface of the columnar light guide 20 was formed into a convex prism shape.Planar light emitterThe conventional type with a flat exit surfacePlanar light emitterThus, it can be seen that the luminance of the light emitted from the light emitting surface 32 is clearly improved, and the leakage light from the facing surface 33 that causes haze and glare is clearly reduced. In particular, when the elevation angle θ is in the range of 2 ° to 45 °, the leakage light from the facing surface is significantly reduced, and a great effect is obtained in improving the visibility.
[0038]
(Embodiment 3)
Embodiment 3ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail. Figure 11 shows thisEmbodimentIt is a perspective view which shows the light-receiving end surface vicinity of the columnar light guide part 20 in FIG. In FIG. 11, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in the above, the exit surface disposed to face the incident end face (not shown) of the plate-like light guide portion is the convex surface portion 29, and faces this convex surface portion 29. The side surface is a reflecting surface 23. The light receiving end face 21 of the columnar light guide unit 20 is disposed at a position for receiving light emitted from the light source unit 10.
[0039]
Embodiment 3The convex surface portion 29 is formed into two convex prism shapes 29a and 29b that are convex in the light emission direction. The ridgelines (ZZ) of the convex prism shapes 29a and 29b both extend in the longitudinal direction of the columnar light guide. The elevation angles of the convex prism shapes 29a and 29b may be the same or different, but both are within the range of 2 ° to 40 °.
[0040]
Embodiment 3ofPlanar light emitterWhen the reflective liquid crystal display device of the present invention is formed and lit with the light emitting surface facing the display surface of the reflective liquid crystal display unit, the screen is bright and the image contrast is high and the visibility is good. A liquid crystal display was obtained.
[0041]
(Embodiment 4)
Embodiment 4ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail.
FIG. 12 is a perspective view showing the vicinity of the light receiving end face of the columnar light guide 20 in this embodiment. In FIG. 12, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in, the exit surface arranged to face the incident end face (not shown) of the plate-like light guide portion is the convex surface portion 40, and faces this convex surface portion 40. The side surface is a reflecting surface 23.
[0042]
Embodiment 4The convex surface portion 40 is a composite convex surface shape in which a lens portion 40a having the shape of a four-divided cylindrical convex lens and a prism portion 40b having a one-side inclined surface shape are combined at each peak to form a single convex surface. It has become. Here, the “four-divided cylindrical convex lens portion” is a cylindrical convex lens obtained by dividing a cylinder into four along the axis. A complex convex ridge line (Z-Z) formed by combining the lens part 40 a and the prism part 40 b extends in the longitudinal direction of the columnar light guide part 20. The curvature radius r on the bottom of the lens portion 40a and the base length L of the prism portion 40b in the convex portions of the columnar light guides 6A, 6B, and 6C manufactured as trials are shown as a ratio to the thickness T of the columnar light guide 20 in FIG. Displayed. Columnar light guide 6A(Embodiment), 6B(Reference example), 6C(Embodiment)In any case, the lens part 40a is arranged on the lower side of the prism part 40b, that is, on the light emitting surface 32 side when combined with the plate-like light guide part 30.
[0043]
This planar light emitterIs arranged such that the light emitting surface faces the display surface of the reflective liquid crystal display unit regardless of the shape of the convex portion of the columnar light guide portion of any of 6A, 6B and 6C shown in FIG. When the reflective liquid crystal display device was formed and turned on, a liquid crystal display with a bright screen, high image contrast and good visibility was obtained.
[0044]
(Embodiment 5)
Embodiment 5ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Therefore, here, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be mainly described in detail.
FIG. 13 is a perspective view showing the vicinity of the light receiving end face of the columnar light guide 20 in this embodiment. In FIG. 13, this columnar light guide 20 isReference example 1Of the four side surfaces extending in the longitudinal direction in the same manner as in the case, the exit surface arranged to face the incident end face (not shown) of the plate-like light guide portion is the convex surface portion 41, and faces this convex surface portion 41. The side surface is a reflecting surface 23.
[0045]
Embodiment 5The convex portion 41 ofEmbodiment 4Similarly, the lens portion 41a having the shape of a four-divided cylindrical convex lens and the prism portion 41b having the shape of the one-side inclined surface are combined at each peak to form a composite convex surface shape. Yes. However, the upper and lower arrangement order of the lens part 41a and the prism part 41b isEmbodiment 4This is the opposite of the case. That is, in this embodiment, the lens portion 41 a is disposed on the upper side of the prism portion 40 b, that is, on the side of the facing surface 33 when combined with the plate-like light guide portion 30. Prototype columnar light guide 7A(Embodiment), 7B( Reference example), 7C(Embodiment)As a ratio of the radius of curvature r on the base of the lens portion 41a and the base length L of the prism portion 41b to the thickness T of the columnar light guide portion 20FIG.Displayed.
[0046]
This planar light emitterIs arranged such that the light emitting surface faces the display surface of the reflective liquid crystal display unit, regardless of the shape of the convex surface portion of the columnar light guide portion of any of 7A, 7B, and 7C shown in FIG. When the reflective liquid crystal display device was formed and turned on, a liquid crystal display with a bright screen, high image contrast and good visibility was obtained.
[0047]
(Embodiment 6)
Embodiment 6ofPlanar light emitterExcept for the convex shape of the columnar light guideReference example 1It has the same configuration as. Accordingly, the shape of the convex portion of the columnar light guide will be described in detail here.
FIG. 14A to FIG. 14D are cross-sectional views of the columnar light guide 20 in this embodiment cut perpendicular to the longitudinal direction.Embodiment 6There are four types of deformations of 8A, 8B, 8C, and 8D depending on the shape of the convex portion 42. 14A to 14D correspond to the deformations 8A to 8D, respectively.
These four types of columnar light guides all have a common convex surface portion 42, and a lens portion 42a having the shape of a four-divided cylindrical convex lens and a prism portion 42b having the shape of a one-side inclined surface are the respective peak portions. They are combined to form a single convex surface, and this composite convex surface shape extends in parallel to the longitudinal direction of the double light columnar light guide 20. The combination order of the lens part 42a and the prism part 42b in each modification is as follows from the side of the opposing surface in a state where the light emitting surface of the plate-like light guide part faces downward.
8A [lens part 42a-prism part 42b-prism part 42b-lens part 42a]
8B [lens part 42a-prism part 42b-lens part 42a-prism part 42b]
8C [Prism part 42b-Lens part 42a-Prism part 42b-Lens part 42a]
8D [Prism part 42b-Lens part 42a-Lens part 42a-Prism part 42b]
In each of the modifications 8A to 8D, the curvature radius r on the bottom side of the lens portion 41a and the base length L of the prism portion 41b are not particularly limited, but as an example, for example, the curvature radius r of the lens portion 41a is a columnar guide. An example is one in which the thickness T of the optical part is 0.25 times and the base side length L of the prism part 41b is 0.25 times the thickness T of the columnar light guide part.
[0048]
Embodiment 6ofPlanar light emitterIs arranged so that the light emitting surface faces the display surface of the reflective liquid crystal display unit, even if the shape of the convex surface portion of the columnar light guide is 8A to 8D shown in FIG. When a liquid crystal display device was formed and lit, a liquid crystal display with a bright screen, high image contrast, and good visibility was obtained.
[0049]
【The invention's effect】
Of the present inventionPlanar light emitterIs provided with a convex surface portion that is convex in the light emission direction on the emission surface of the columnar light guide,The convex surface portion is formed in a prism shape having a ridge line extending in the longitudinal direction of the columnar light guide portion, and the position of the ridge line is deviated from the thickness center of the columnar light guide portion.Therefore, the conventional light guide with a flat exit surface is used.Planar light emitterAs compared with the above, the luminance of the planar light beam emitted from the light emitting surface of the plate-shaped light guide portion is increased, and the leakage and scattering of harmful light from the facing surface are suppressed.
The liquid crystal display device of the present invention is the above-mentionedPlanar light emitterAnd a liquid crystal display unit, the exit surface of the columnar light guide is flat.Planar light emitterCompared with a liquid crystal display device using a liquid crystal display, a liquid crystal display with a bright screen, high image contrast, and good visibility can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionReference example 1ofPlanar light emitterFIG.
FIG. 2 is a perspective view showing the vicinity of the end of the columnar light guide in the embodiment.
FIG. 3 shows the embodiment.Planar light emitterIt is sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display device of this invention comprised combining the liquid crystal display unit.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a reflective layer used in the liquid crystal display device.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method for measuring the luminance of outgoing light emitted from a plate surface of a plate-like light guide.
FIG. 6 is a graph showing a measurement result of an emitted light luminance ratio.
[Fig. 7]Embodiment 1It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
[Fig. 8]Reference example 2It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
FIG. 9Embodiment 2It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
FIG. 10 is a graph showing a measurement result of an emitted light luminance ratio.
FIG. 11Embodiment 3It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
FIG.Embodiment 4It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
FIG. 13Embodiment 5It is a perspective view which shows the edge part vicinity of the columnar light guide part in.
14 (a) (b) (c) (d) are respectivelyEmbodiment 6It is sectional drawing which shows a deformation | transformation of the columnar light guide part in.
FIG. 15 is a perspective view showing an example of a conventionally used liquid crystal display device.
16A is a plan view of a part of the conventional liquid crystal display device as viewed from the display surface side, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line XX.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source part, 20 ... Light guide, 21 ... Light-receiving end surface, 22 ... Convex surface part, 23 ... Reflecting surface, 30 ... Plate-shaped light guide part, 31 ... Incident side surface, 32 ... Light emitting surface, 33 ... Opposite surface, 50 ... liquid crystal display unit, 51 ... liquid crystal display plate, 52 ... reflective layer.

Claims

And a columnar light guide portion and the plate-like light guiding portion, the columnar light guide portion is configured to emit light incident from the end face from the side (emission surface) along the longitudinal direction, the plate-like light guiding portions the columnar light guide light unit is emitted and received by the side surface (incident side), a configured planar light-emitting so as to emit from the plate surface,
The exit surface of the columnar light guide is provided with a convex surface portion that is convex in the light exit direction,
The convex portion, the formed a prism shape having a longitudinally extending ridge of the columnar light guide, planar light-emitting position of the ridgeline, characterized in that it deviates from the thickness center of the columnar light guide portion .

The planar light-emitting body according to claim 1, wherein two or more prisms are formed in parallel .

The planar light-emitting body according to claim 1, wherein the prism shape is a convex prism shape .

The planar light-emitting body according to claim 3, wherein an elevation angle across the base of the convex prism shape is in a range of 2 ° to 45 °.

The convex surface portion is formed into one or more complex convex surface shapes including a quadrant cylindrical convex lens portion whose ridge line extends in the longitudinal direction of the columnar light guide portion, and a prism portion on one side inclined surface sharing the ridge line. The planar light-emitting body according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.

The radius of curvature of the quadrant cylindrical convex lens portion is in the range of 0.2 to 0.8 times the width of the complex convex surface, and the elevation angle of the prism portion is in the range of 25 ° to 70 °. The planar light-emitting body according to claim 5, wherein

2. The columnar light guide unit is formed with a plurality of prism-like inclined surfaces that reflect light incident from the end surface in an emission direction of the band-shaped light flux on a side surface facing the emission surface. The planar light-emitting body according to claim 6.

The plate-like light guide portion is light-transmissive in the direction perpendicular to the plate surface, and provided with reflecting means for emitting the light of the strip-shaped light beam received by the incident side surface as a planar light beam from one plate surface. The planar light-emitting body according to any one of claims 1 to 7, wherein

The reflecting means is formed on a plate surface opposite to the plate surface (light emitting surface) from which light is emitted as a planar light beam, and a ridge line is composed of a plurality of prismatic inclined surfaces extending in the longitudinal direction of the columnar light guide. The planar light-emitting body according to claim 8.

10. A liquid crystal display device comprising the planar light emitter according to claim 1 and a liquid crystal display unit.