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JP2004325505A - Back-lighting device and liquid crystal display device - Google Patents

Back-lighting device and liquid crystal display device Download PDF

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JP2004325505A
JP2004325505A JP2003115907A JP2003115907A JP2004325505A JP 2004325505 A JP2004325505 A JP 2004325505A JP 2003115907 A JP2003115907 A JP 2003115907A JP 2003115907 A JP2003115907 A JP 2003115907A JP 2004325505 A JP2004325505 A JP 2004325505A
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JP
Japan
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light
light guide
guide plate
liquid crystal
crystal display
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JP2003115907A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Oizumi
満夫 大泉
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a back-lighting device which is thin-shaped and inexpensive even though it can uniformly and brightly illuminate an area to be illuminated, and to provide a liquid crystal display device equipped with the back-lighting device. <P>SOLUTION: The back-lighting device, that is, back light 10 is provided with a light source 13, an optical waveguide 12 for guiding light emitted from the light source 13 to the inside from a side end face 12a, and emitting the propagating light from an exit surface 12b, and a diffusion reflector 15 provided on the exit surface side of the optical waveguide 12. A plurality of projected lines 14 for reflecting the propagating light in the light transmission plate so that the light is made to exit to the exit surface side are formed on the exit surface 12b of the optical waveguide 12. As to the diffusion reflector 15, fine irregularity parts 15d having light reflecting characteristics are formed on the surface of the base material, and the fine irregularity parts are arranged facing the exit surface of the optical waveguide 12. The liquid crystal display device 1 is provided with the back light 10 on the rear side of a liquid crystal display unit 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のバックライトとして好適な背面照明装置、およびこれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は、従来のパッシブタイプ（単純マトリックスタイプ）の液晶表示装置の例を示した概略断面図である。この例の液晶表示装置３００は、透過型又は半透過反射型の液晶表示ユニット３２０と、この液晶表示ユニット３２０の背面側に配置されたバックライト３１０とから概略構成されている（例えば、特許文献１、２参照）。
バックライト３１０は、冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの長尺光源３１３からの光を、板状の導光板３１２内にその入射面（側面）３１２ａから入射させるとともに、導光板３１２の液晶ユニット３２０と対向する出射面（上面）３１２ｂから出射させるように構成されている。
【０００３】
導光板３１２の出射面３１２ｂの反対側の面（下面）３１２ｃには、白色又は反射性を有する多数の突起部又はドット状平面パターンからなる反射部材３１７が形成されることにより、光反射性が付与されている。導光板３１２の下面３１２ｃに上記のような反射部材３１７を設ける場合、輝度ムラが生じるために導光板３１２の出射面３１２ｂに、散乱板３１４を配置することで、均一な輝度が得られるようにしている。しかし、この散乱板３１４では光が出射される範囲が広くなり過ぎるため、この散乱板３１４上に２枚のプリズムシート３１５、３１６を順に積層している。
【０００４】
上記の各プリズムシートは、図２０に示すように基板上に形成した層に一連の断面三角状突出部３１８と一連の断面くさび状溝３１９とが形成されてなるものである。これら２枚のプリズムシート３１５、３１６は、一方のプリズムシートの突出部３１８の稜線の延在方向と他方のプリズムシートの突出部３１８の稜線の延在方向が９０度異なるように配置される（プリズム構造が直交するように配置される）ことで、導光板３１２の出射面３１２ｂから出射された光のうちある方向の光が一方のプリズムシート３１５を透過することで、ある角度範囲（例えば７０度まで）の視野角に集光され、出射光Ｌ２１として出射され、また、他の方向の光が他方のプリズムシート３１６を透過することで、ある角度範囲の視野角（例えば７０度まで）に集光され、出射光Ｌ２２として出射されるようになっている。
なお、近年、バックライトの光源として略点光源の白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を採用したものも提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特表平１１−５０００７１号公報
【特許文献２】
特願平１０−１６９９２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバックライト３１０においては、構成部品点数が多いため、厚みが大きくなりがちであり、しかもコスト高となってしまうという問題があった。また、従来のバックライト３１０の液晶表示ユニット３２０側となる面には、プリズムシート３１５の突出部３１８があるために、バックライト３１０上に液晶表示ユニット３２０を積層する際に上記の突出部３１８によって液晶表示ユニット３２０が損傷を受けるという問題があった。
また、従来の液晶表示装置３００においては、上記のようなバックライト３１０が備えられていたために、装置全体の厚みが大きくなってしまうだけでなく、コスト高となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、また、被照明領域を均一かつ明るく照明することができるものでありながら、薄型で、低コストである背面照明装置を提供することを目的の一つとする。
また、本発明は、被照明領域を均一かつ明るく照明することができるものでありながら、薄型で、低コストであり、しかもこの背面照明装置上に表示ユニットを積層する際、表示ユニットを損傷するのを防止できる背面照明装置を提供することを目的の一つとする。
また、本発明は、上記背面照明装置を備えることにより、表示の視認性が良好で、表示品質に優れたものでありながら、薄型で、低コストの液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明に係わる背面照明装置は、光源と、該光源からの光を側端面から内部に導入し、内部を伝搬する上記光を出射面から出射させる導光板と、上記導光板の出射面側に設けられた拡散性反射体とを備えてなり、
上記導光板の出射面に、該導光板内部の伝搬光を反射させて上記出射面側に出射させるためのプリズム形状が形成され、
上記拡散性反射体は、基材の表面に光反射性を有する微小凹凸部が形成されており、該微小凹凸部形成面が上記導光板の出射面側を向くように設けられたことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成の背面照明装置では、上記光源からの光を効率良く導光板の出射面から上記拡散性反射体に出射でき、さらにこの光は拡散性反射体の微小凹凸形成面で反射され、導光板を通って出射面の反対側面（対向面）から出射できる。上記拡散性反射体は、上記微小凹凸部の形状を制御することにより、反射特性を制御できるので、導光板の出射面の対向面から出射される出射光量や出射方向等も制御されることとなり、従来のバックライトに用いられていたような散乱板やプリズムシートが備えられていなくても、被照明領域を均一でかつ明るく照明できる。また、本発明の背面照明装置では、従来のバックライトに備えられていたような散乱板やプリズムシートを用いなくて済むので、部品点数を減らすことができ、これによって構造の単純化と薄型化が可能で、低コストとすることができる。
【００１０】
本発明に係わる背面照明装置では、上記導光板のプリズム形状が、上記出射面に形成された複数の突条により構成され、上記突条の上記伝搬光の進行方向側に斜面部が形成された構成とすることができる。
このような構成とすることで、上記伝搬光を出射面から出射させる導光板を容易に構成することができる。上記突条は、上記斜面部を有していればその形状に特に限定はない。
【００１１】
また、本発明に係わる背面照明装置では、上記導光板の突条が、その頂部に平坦部が形成された断面視略台形状とされた構成とすることもできる。
かかる構成の背面照明装置では、上記突条の頂部が平坦部とされていることで、前記斜面部以外の出射面に入射した伝搬光が外側へ漏れ出にくくなるので、前記斜面部により反射されて意図した方向へ進行する光の割合を増加させることができ、実質的に背面照明装置の輝度を高めることができる。
また、本発明に係わる背面照明装置では、上記導光板の突条が、上記出射面の水平基準面に対して傾斜する一対の斜面部により構成された断面視くさび状に形成された構成としてもよい。
【００１２】
さらにまた、本発明に係わる背面照明装置では、上記導光板の一対の斜面部は、一方が緩斜面部とされ、他方がこの緩斜面部より急な傾斜角度に形成された急斜面部とされ、上記緩斜面部の傾斜角θ１が０．５度以上５度以下とされ、上記急斜面部の傾斜角θ２が４０度以上６０度以下とされた構成とすることが好ましい。
このような構成とすることで、前記一対の斜面部に入射する光を効率よく反射させることができ、高輝度の背面照明装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明に係わる背面照明装置では、上記導光板における出射面の反対側面は、略平坦に形成されていることが好ましい。
この背面照明装置では、上記導光板における出射面の対向面がフラットであるので、この背面照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合に、この背面照明装置上に液晶表示ユニットを積層する際に液晶表示ユニットが損傷を受けるのを改善できる。
【００１４】
また、本発明に係わる背面照明装置において、上記拡散性反射体は、上記導光板から出射された光を上記微小凹凸部で反射した反射光の反射率のピークが、好ましくは凸部又は凹部の法線方向から±３０度より小さい角度範囲内であり、より好ましくは凸部又は凹部の法線方向から±２５度より小さい角度範囲内であり、さらに好ましくは凸部又は凹部の法線方向から±２０度より小さい角度範囲内である。本発明において凸部又は凹部の法線方向から＋方向とは、上記拡散性反射体の凸部又は凹部に立てた法線方向を基準としたときに、この法線方向より光源側の方向であり、−方向とは上記法線方向より光源側と反対側の方向である。
本発明の背面照明装置が携帯電話等に備えられる液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合、通常の使用状態において使用者（観察者）の視点は光源側にあり、上記光源側から表示を観察することとなる。
【００１５】
かかる構成の背面照明装置によれば、拡散性反射体で反射した反射光量は観察者の視点に近い方向の分布が高くなるので、液晶表示装置のバックライトとして備えた場合に、実用の視点において、特に、明るい表示（画面）の液晶表示装置を実現できる。
【００１６】
また、本発明に係わる背面照明装置において、上記拡散性反射体に形成された微小凹凸部は複数の凹部を有し、上記凹部の内面は、球面又は非球面の一部である曲面を有するものであり、上記凹部の深さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、上記複数の凹部は隣接する凹部のピッチが３μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で不規則に配置された構成とすることが好ましい。
かかる構成の背面照明装置によれば、上記のような反射特性を備える拡散性反射体の実現が可能である。
【００１７】
また、本発明に係わる背面照明装置において、上記拡散性反射体に形成された微小凹凸部は複数の凸部を有し、上記凸部の外面は、球面又は非球面の一部である曲面を有するものであり、上記凸部の高さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、上記複数の凸部は隣接する凸部のピッチが３μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で不規則に配置された構成とすることが好ましい。
かかる構成の背面照明装置によれば、上記のような反射特性を備える拡散性反射体の実現が可能である。
【００１８】
本発明に係わる背面照明装置において、上記光源は、導光板の側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面部に配設された発光素子とを備えた構成としてもよい。
このような構成とすることで、上記中間導光体によりその延在方向に均一に光が伝搬されるので、導光板側端面に入射する光が上記側端面内で均一に分布された状態となり、その結果導光板の出射面内での光量分布を均一化することができる。
【００１９】
本発明の液晶表示装置は、上記のいずれかの構成の本発明の背面照明装置と、該背面照明装置により背面側から照明される透過型又は半透過反射型の液晶表示ユニットとを備えたことを特徴としている。
本発明の液晶表示装置は、本発明の背面照明装置が液晶表示ユニットの背面側に備えられたことで、表示領域（被照明領域）を均一に、かつ明るく照明できるので、表示の視認性が良好で、表示品質に優れたものとすることができ、また、部品点数が少なくて済むので、薄型で、低コストとすることができる。
【００２０】
また、本発明の液晶表示装置においては、上記背面照明装置に備えられた導光板の突条のピッチＰ１が、上記液晶表示ユニットの画素ピッチＰＬＣＤに対して、（０．６×ＰＬＣＤ）μｍ＜Ｐ１＜（０．８×ＰＬＣＤ）μｍの範囲とされていることが好ましい。
かかる構成の液晶表示装置によれば、上記導光板の突条や液晶表示ユニットの画素の周期構造による光学的な干渉を抑制することができるので、上記干渉によるモアレ模様により液晶表示装置の視認性が低下するのを防ぐことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態であるバックライト（背面照射装置）を備えた液晶表示装置の断面構成図である。
本実施形態の液晶表示装置１は、液晶表示ユニット２０と、この液晶表示ユニット２０の背面側（下面側）に配置された、液晶表示ユニット２０を背面側から照明するためのバックライト１０とから概略構成されている。
【００２２】
液晶表示ユニット２０は透過型であり、液晶層２３を挟持して対向するガラスなどからなる第１の基板２１と、第２の基板２２をシール材２４で接合一体化して概略構成されている。第１の基板２１および第２の基板２２の液晶層２３側には、表示回路２６，２７がそれぞれ形成されている。
表示回路２６および２７は、図示されていないが液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。また、場合によってはカラー表示を行うためのカラーフィルタなどを有する構成であってもよい。
【００２３】
バックライト（第１の例の背面照明装置）１０は、導光板（第１の例の導光板）１２と、光源１３と、拡散性反射体１５、保持部材１８とから概略構成されている。図５は、このバックライト１０に備えられた導光板と光源を示した斜視図である。
本実施形態に係わるバックライト１０において、光源１３は、導光板１２に光を導入する側端面１２ａ側に配設されており、拡散性反射体１５は導光板１２の出射面（下面）１２ｂ側に空気層１６を介して設けられている。
【００２４】
本実施形態に係わるバックライト１０では、図１及び図５に示すように、略平板状の透明の導光板１２と、その側端面１２ａに沿って配設されたバー導光体（中間導光体）１３ａと、このバー導光体１３ａの長さ方向の少なくとも一方の端面部に配設された発光素子１３ｂと、を備えて構成されている。すなわち、本実施形態に係るバックライト１０では、発光素子１３ｂとバー導光体１３ａとが光源１３とされ、導光板１２の側端面１２ａが導光板の入光面（入射面）とされている。
また、図１及び図５に示すように、導光板１２の液晶表示ユニットと反対側面（図示下面）１２ｂは、導光板１２の側端面１２ａと略平行に延在する複数の突条１４が配列形成された、断面略鋸刃状とされている。
【００２５】
導光板１２は、図１及び図５に示すように上記液晶表示ユニット２０の表示領域の背面側（図示下面側）に配置されており、発光素子１３ｂから出射された光を下面（出射面）から出射して拡散性反射体１５に照射して、この拡散性反射体１５で反射させるものであり、平板状の透明なアクリル樹脂などから構成されている。出射面１２ｂには、複数の突条１４が互いに平行に平面視ストライプ状に形成されてプリズム形状を成しており、出射面１２ｂと反対側面（対向面、上面）１２ｃは、平坦面に形成されている。
【００２６】
図６に示すように、出射面１２ｂに形成された突条１４は、出射面１２ｂの水平基準面ｚに対して傾斜して形成された一対の斜面部により構成された縦断面くさび状のもので、これらの斜面部の一方が緩斜面部１４ａとされ、他方がこの緩斜面部１４ａよりも急な傾斜角度に形成された急斜面部（斜面部）１４ｂとされている。また、緩斜面部１４ａは、出射面１２ｂの水平基準面ｚに対して傾斜角θ１を有して形成され、急斜面部１４ｂは傾斜角θ２を有して形成されており、両者の傾斜方向は水平基準面ｚの法線に対して同一方向とされている。すなわち、急斜面部１４ｂの外面が導光板１２の対向面１２ｃ側を向き、内面は出射面１２ｂの外側を向くように形成されている。
そして、導光板１２内部を図６では左側（バー導光体１３側）から右側へ伝搬する光を、出射面１２ｂの急斜面部１４ｂにより出射面１２ｂ側へ反射して導光板１２の上面側に配置された液晶表示ユニット２０に向けて出射させるようになっている。
【００２７】
ここで、図６及び図７を参照して急斜面部１４ｂによる伝搬光の反射作用について説明する。図７は、図６に示す急斜面部１４ｂを拡大して示す部分断面構成図である。本実施形態に係るバックライト１０では、図７に示すように、導光板１２内部から急斜面部１４ｂに入射する伝搬光Ｌｉｎと、急斜面部１４ｂによる前記伝搬光Ｌｉｎの反射光Ｌｏｕｔとの成す角度θ４が、鈍角となるように、傾斜角θ２を有して急斜面部１４ｂが形成されている。すなわち、この急斜面部１４ｂ（突条１４）が形成された位置において伝搬光Ｌｉｎが急斜面部１４ｂに対して４５°を超える入射角で入射するようしている。これにより、急斜面部１４ｂに入射した伝搬光Ｌｉｎが透過されるのを最大限防止することが可能になり、その結果急斜面部１４ｂで反射される光量が増加し、導光板１２の出射面１２ｂから出射される出射光の輝度が向上する。
尚、本発明者は急斜面部１４ｂの傾斜角の最適化により導光板１２の出射面１２からの出射光量を増加させ得ることを検証しており、後述の実施例に詳述している。
【００２８】
バックライト１０では、図６に示す緩斜面部１４ａの傾斜角θ１は、水平基準面ｚに対して０．５°以上５°以下の範囲とされ、急斜面部１４ｂの傾斜角θ２は４０°以上６０°以下の範囲とされることが好ましい。このような範囲とするならば、導光板１２面内を伝搬する光を効率よく拡散性反射体１５側へ出射させることができる。緩斜面部１４ａの傾斜角θ１の範囲が、０．５°未満では、バックライトの平均輝度が低下し、５°を超える場合には、導光板面内での出射光量を均一化することができなくなる。また、急斜面部１４ｂの傾斜角θ２が、４０°未満の場合、及び４５°を超える場合には、急斜面部１４ｂを透過して漏れ出る光量が多くなり出射面１２ｂからの出射光量が低下し、その結果として拡散性反射体１５で反射する光量が低下し、バックライト１０の輝度が低下するため好ましくない。
【００２９】
本実施形態では、導光板１２の突条１４のピッチＰ１が、液晶表示ユニット２０の画素ピッチＰＬＣＤに対して、（０．６×ＰＬＣＤ）μｍ＜Ｐ１＜（０．８×ＰＬＣＤ）μｍの範囲とされている突条１４のピッチＰ１が（０．６×ＰＬＣＤ）μｍ未満及び（０．８×ＰＬＣＤ）μｍを超えると、画素ピッチＰＬＣＤと突条１４のピッチＰ１の干渉によりモアレが発生し、表示品位を大きく損ねる。
【００３０】
また、本実施形態のバックライト１０では突条１４のピッチＰ１（突条１４の頂点部の間隔、あるいは底頂部の間隔）は、導光板の出射面１２ｂ面内で一定とされている。さらに、本実施形態のバックライト１０の場合は突条１４の高さｈ（水平基準面ｚと、突条１４の底頂部との距離）も出射面１２ｂの面内で一定とされている。
尚、突条１４のピッチＰ１及び高さｈは、必ずしも出射面１２ｂの面内で一定とする必要はなく、これらを変化させて突条１４を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。また、それぞれの突条１４の傾斜角θ１及びθ２を変化させて突条１４を形成しても本発明の技術範囲を超えるものではない。
【００３１】
バー導光体（中間導光体）１３ａは、透明なアクリル樹脂等の材料からなる棒状の部材で、導光板１２の側端面１２ａに沿って配置される。このバー導光体１３の背面（導光板１２と反対側面）には、図示略のプリズム形状が加工されており、端面から導入されてバー導光体１３の長さ方向に伝搬する光を導光板１２の側端面１２ａに効率良く均一に照射できるようになっている。
【００３２】
上記のような導光板１２の出射面１２ｂ側には空気層１６を介して拡散性反射体１５が設けられている。なお、空気層１６に代わりに接着層とすることもできるが、この場合の接着層は、光を透過する特性を有する接着材料を用いて構成され、この接着層の屈折率と導光板１２の屈折率との差が大きいほど、高輝度かつ均一な特性が得られる。
【００３３】
図２は、拡散性反射体（第１の例の拡散性反射体）１５の一部を拡大して示した斜視図である。
拡散性反射体１５は、基材の表面に光反射性を有する微小凹凸部１５ｄが設けられたものである。この微小凹凸部１５ｄは、複数の凹部３０を有している。
本実施形態において、基材は、基板１５ａと、基板１５ａ上に形成されたアクリル系樹脂等からなる有機膜１５ｂと、有機膜１５ｂの表面上に設けられた高反射率の金属膜からなる反射膜１５ｃとから構成されている。
有機膜１５ｂは、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等からなる基板１５ａ上に感光性樹脂などからなる樹脂層を平面形状に形成した後、得ようとする有機膜１５ｂの表面形状とは逆凹凸の表面形状を有するアクリル系樹脂などからなる転写型を上記樹脂層の表面に圧着し、樹脂層を硬化させることにより形成することができる。そして、このようにして表面に凹部が形成された有機膜１５ｂ上に反射膜１５ｃが形成される。反射膜１５ｃは、アルミニウムや銀などの高い反射率を有する金属材料をスパッタ法や真空蒸着などの成膜法により形成することができる。
基板１５ａは、反射膜１５ｃ形成後に剥離除去してもよく、この場合には、拡散性反射体１５の基材は有機膜１５ｂと反射膜１５ｃとから構成されることになる。
この拡散性反射体１５は、微小凹凸部１５ｄが形成された面（微小凹凸部形成面）が導光板１２の下面１２ｃ側を向くように設けられている。
【００３４】
拡散性反射体１５の反射特性は、微小凹凸部１５ｄの形状を制御することにより制御でき、具体的には反射膜１５ｃの表面に多数形成される凹部３０の内面形状を変化させることによって、所望の反射特性が得られるように制御することができる。
本実施形態において、凹部３０は、その深さを０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部３０のピッチを３μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに配置し、上記凹部３０内面の傾斜角を−１８°〜＋１８°の範囲に設定することが望ましい。
なお、本明細書において「凹部の深さ」とは、凹部が形成されていない部分の反射膜１５ｃの表面（基材表面）から凹部の底部までの距離をいい、「隣接する凹部のピッチ」とは平面視したときに円形となる凹部の中心間の距離のことである。また、「凹部内面の傾斜角」とは、図３に示すように、凹部３０の内面の任意の箇所において例えば０．５μｍ幅の微小な範囲をとったときに、その微小範囲内における斜面の水平面（基材表面）に対する角度θＣのことである。この角度θＣの正負は、凹部が形成されていない部分の反射膜１５ｃの表面（基材表面）に立てた法線に対して、例えば図３における右側の斜面を正、左側の斜面を負と定義する。
【００３５】
本実施形態において、特に、凹部３０内面の傾斜角分布を−１８°〜＋１８°の範囲に設定する点、隣接する凹部３０のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部３０のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。また、凹部３０内面の傾斜角分布が−１８°〜＋１８°の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない（反射光の拡散角が空気中で５５°以上になる）からである。
また、凹部３０の深さが０．１μｍに満たないと、反射面に凹部を形成したことによる光拡散効果が十分に得られず、凹部３０の深さが３μｍを超えると、十分な光拡散効果を得るためにピッチを大きくしなければならず、そうするとモアレが発生するおそれが生じる。
【００３６】
また、隣接する凹部３０のピッチが３μｍ未満の場合、有機膜１５ｂを形成するために用いる転写型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、有機膜１５ｂの表面形状を形成するための上記転写型は、ダイヤモンド圧子をステンレス鋼などの基材に多数押圧して作製された転写型用母型の表面形状を、シリコーン樹脂などに転写することによって作製される。
【００３７】
図４は本実施形態で用いられている拡散性反射体１５の反射面（基材表面）に、入射角３０°で光を照射し、受光角を、反射面（基材表面）に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係を示したものである。この図に示されるように、正反射方向を中心とする広い受光角範囲でほぼ均等な反射率が得られる。
これは、図３に示す凹部３０の深さやピッチが上記に示す範囲に制御されていることと、凹部３０の内面が球面であることによる。すなわち、凹部３０の深さとピッチが制御されて形成されていることにより、光の反射角を支配する凹部３０の内面の傾斜角が一定の範囲に制御されるので、反射膜１５ｃの反射効率を一定の範囲に制御することが可能になる。また、凹部３０の内面が全ての方向に対して対称な球面であることから反射膜１５ｃの広い反射方向において均等な反射率が得られる。
【００３８】
保持部材１８は、導光板１２、光源１３、拡散性反射体１５を取り囲むように設けられてこれらを一括的に収容することで、導光板１２、光源１３、拡散性反射体１５を一体的に保持している。又、この保持部材１８の内面を光反射性にすることで、種々の部材から発生する漏れ光を再利用することが可能である。
なお、本実施形態の液晶表示装置１が携帯電話等に表示部に備えられた場合に、通常の使用状態において使用者（観察者）Ｏｂの視点は光源１３側にあり、使用者（観察者）Ｏｂは光源１３側と同じ側から表示を観察することとなる。
【００３９】
本実施形態の液晶表示装置１にあっては、液晶表示ユニット２０の背面側に設けられたバックライト１０を点灯させることによって、透過型の液晶表示を行うことができる。
具体的には、バックライト１０の発光素子１３ｂから出射された光はバー導光体１３内を伝搬後、導光板１２の入射面１２ａから導光板１２に導入され、そしてこの導光板１２内に導入された光は、導光板１２の内面で反射されながら内部を伝搬する。導光板１２の内部の伝搬光のうち急斜面部１４ｂに入射したものは、導光板１２の出射面１２ｂから出射されて反射特性が制御された拡散性反射体１５で反射され、この反射光が導光板１２の緩斜面部１４ａを通過して導光板１２の上面１２ｃから出射される。そして、導光板１２の上面１２ｃから出射された光は、液晶表示ユニット２０（特に、表示領域）を背面側から照明する。
このようにして液晶表示ユニットが背面側から照明されることにより、液晶表示ユニット２０の表示が使用者Ｏｂに視認される。
【００４０】
本実施形態のバックライト１０では、光源１３からの光を効率良く導光板１２の出射面（下面）１２ｂから拡散性反射体１５に出射でき、さらにこの光は拡散性反射体１５の微小凹凸形成面で反射され、導光板１２を通って上面１２ｃから出射できる。拡散性反射体１５は、微小凹凸部１５ｄの形状を制御することにより、反射特性を制御できるので、導光板１２の上面１２ｃから出射される出射光量や出射方向等も制御されることとなり、従来のバックライトに用いられていたような散乱板やプリズムシートが備えられていなくても、被照明領域を均一でかつ明るく照明できる。また、本実施形態のバックライト１０では、従来のバックライトに備えられていたような散乱板やプリズムシートを用いなくて済むので、部品点数を減らすことができ、これによって構造の単純化と薄型化が可能で、低コストとすることができる。
本実施形態の液晶表示装置１は、上記ような構成のバックライト１０が液晶表示ユニット２０の背面側に備えられたことで、表示領域（被照明領域）を均一に、かつ明るく照明できるので、表示の視認性が良好で、表示品質に優れたものとすることができ、また、部品点数が少なくて済むので、薄型で、低コストとすることができる。
また、上記バックライト１０は、導光板１２の上面１２ｃがフラットであるので、このバックライト１０上に液晶表示ユニット２０を積層する際に液晶表示ユニットが損傷を受けるのを改善できる。
なお、上記実施形態の液晶表示装置１においては、液晶表示ユニット２０が透過型である場合について説明したが、半透過反射型であってもよい。
【００４１】
また、本実施形態の液晶表示装置１は、太陽光や照明等の周囲光が十分に明るい場合には、バックライト１０を点灯させなくても、周囲光がバックライト１０の拡散性反射体１５で反射されるので、この反射光を利用して反射型或いは半透過反射型の液晶表示を行うこともできる。
具体的には、液晶表示装置１の周囲光が、液晶表示ユニット２０、およびバックライト１０の導光板１２を経て、拡散性反射体１５に到達し、その反射膜１５ｃ表面で反射された反射光によって液晶表示ユニットが背面側から照明され、液晶表示ユニット２０の表示が使用者に視認される。
また、拡散性反射体１５の反射面が上述した形状に形成されているので、映り込みが防止されるとともに、拡散性反射体１５における反射角度の範囲が広くて均一性も良好であるので、広い視野角と明るい表示画面を有する液晶表示装置が得られる。
また、上記の実施形態においては、バックライト１０に備えられる光源１３がアクリル系樹脂やポリカーボート系樹脂などからなる四角柱状のバー導光体１３ａと、この中間導光体１３ａの長手方向両端面に配設された分散型ＥＬ又はＬＥＤ等の略点光源の発光素子１３ｂ，１３ｂとから構成されている場合について説明したが、冷陰極管と反射板から構成された光源であってもよい。
【００４２】
（導光板の第２の例）
次に、上記実施形態の液晶表示装置のバックライトに備えられる導光板の第２の例について説明する。
先に述べた実施の形態では、導光板出射面１２ｂのプリズム形状として、突条１４を断面くさび状とし、出射面１２ｂを断面視鋸刃状とした形状を備えたフロントライトについて説明したが、この出射面１２ｂのプリズム形状は、先の形状に限定されず、上記急斜面部を利用して効率よく照明光を出射できる構造を有していればよい。
図８は、本発明に係るバックライトに備えられる導光板の第２の例である、断面略台形状の突条が複数配列形成された断面略矩形波状の出射面を有する導光板の部分断面構造を示す図である。
【００４３】
図８に示す導光板１３２は、その下面側が出射面１３２ｂとされ、出射面１３２ｂと反対側が対向面（上面）１３２ｃとされており、出射面１３２ｂには紙面垂直方向に延在する複数の突条１３４が配列形成されており、対向面１３２ｃは平坦面とされている。上記突条１３４は、平坦部１３４ａを天井部とし、その幅方向両側に第１斜面部（斜面部）１３４ｂと第２斜面部１３４ｃとが形成された断面略台形状であり、第１斜面部１３４ｂは、水平基準面ｚに対して傾斜角θ２を有して傾斜しており、第２斜面部１３４ｃは傾斜角θ３を有して傾斜して形成されている。また、第１斜面部１３４ｂと第２斜面部１３４ｃとは、導光板１３２の法線に対して同一側に傾斜している。
隣接する突条１３４，１３４間は、平坦面に形成された底面部１３４ｄとされており、本実施形態のバックライトでは、第１、第２斜面部１３４ｂ、１３４ｃ以外の出射面１３２ｂの平面領域は、突条１３４の平坦部１３４ａとともに水平基準面ｚと平行な平坦面となるように形成されている。
【００４４】
上記第１斜面部１３４ｂの傾斜角θ２は、図６に示す急斜面部１４ｂの傾斜角θ２と同様に、第１斜面部１３４ｂに入射する伝搬光に対して鈍角（θ４）を成す方向の反射光を生じさせる構成とされ、突条１３４のピッチＰ１や高さｈも、図６に示す突条１４と同様に出射面３２ｂ面内で一定とされている。
第２斜面部１３４ｃの傾斜角θ３は、４０°以上６０°以下の範囲とすることが好ましい。上記範囲とすることで、第１斜面部１３４ｂから漏れ出る光が少なくなり、バックライトの輝度を高めることができる。
【００４５】
図５の導光板１２に代えて図８の導光板１３２を備えた本実施形態のフロントライトによっても、第１斜面部１３４ｂに入射する光を効率よく反射させて導光板１３２の出射面１３２ｂから出射させて反射特性が制御された拡散性反射体１５で反射され、照明光とすることができるので、高輝度の照明光が得られる。
また、斜面部１３４ｂ、１３４ｃ以外の出射面１３２ｂの平面領域が平坦面とされていることで、導光板１３２内部を伝搬する光が斜面部以外の面から漏れ出にくい構造となっており、光源の利用効率を高めて照明光の輝度を向上させることができる。
【００４６】
（拡散性反射体の第２の例）
次に、上記いずれかの実施形態のバックライトに備えられる拡散性反射体の第２の例について説明する。
第２の例の拡散性反射体と第１の実施形態の拡散性反射体１５（第１の例の拡散性反射体）とが大きく異なる点は、拡散性反射体に形成されている微小凹凸部の凹部の内面形状が異なっている点である。
図９は、第２の例の拡散性反射体４５に形成されている微小凹凸部を構成する多数の凹部４０の１つを示したもので、図９Ａは凹部４０の断面図であり、図９Ｂは平面図である。
この図に示すように、各凹部４０の内面は、各々半径が異なる複数の球面の一部を連続させた面からなっており、具体的には、各々半径が異なる２つの球面の一部である周縁曲面４０ａと周縁曲面４０ａに囲まれた位置に存在する底曲面４０ｂとを連続させた面からなっている。周縁曲面４０ａは中心をＯ１として半径がＲ１である球面の一部である。また、底曲面４０ｂは中心をＯ２として半径がＲ２である球面の一部である。各々の球面の中心であるＯ１、Ｏ２のそれぞれから、拡散性反射体４５の基材表面に立てた法線、すなわち反射膜の凹部４０が形成されていない表面に対して垂直方向に立てた法線はいずれも同一の直線Ｌ上に位置している。
【００４７】
各々の半径とＲ１とＲ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係にあり、かつ１０μｍ≦Ｒ１≦７０μｍ、２０μｍ≦Ｒ２≦１００μｍの範囲で変化するものである。また、図９Ａにおいて、θ１１は周縁曲面４０ａの傾斜角で、１０°≦θ１１≦３５°、および−３５°≦θ１１≦−１０°の範囲で変化するものである。また、θ１２は底曲面４０ｂの傾斜角で、４°≦θ１２≦１７°、および−１７°≦θ１２≦−４°の範囲で変化するものである。
なお、拡散性反射体４５の表面を平面視したときの、凹部４０の周縁曲面４０ａの半径ｒ１および底曲面４０ｂの半径ｒ２は、各々の半径Ｒ１とＲ２、および傾斜角θ１１，θ１２に応じて決まる。
また、凹部４０の深さｄ１１およびピッチは、第１の実施形態と同様の理由により、好ましくは深さｄ１１は０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに、ピッチが３μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに設定される。
【００４８】
図１０は上記のような凹部４０が複数形成された拡散性反射体４５の反射膜の表面（反射面）に、入射角３０°で光を照射し、受光角を、反射面に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係を示したものである。
この図に示されるように、凹部４０が複数形成された拡散性反射体４５によれば、反射面に形成された凹部４０の内面に、半径の小さい球面の一部からなる周縁曲面４０ａが存在しており、これが比較的絶対値の大きい傾斜角を与えるので、１５°〜４５°という広い範囲で良好な反射率が得られる。また、半径が大きい球面の一部からなる底曲面４０ｂは、平坦面に近い曲面であるので、これが存在することによりゼロに近い傾斜角を与える内面の割合が高くなる。その結果、入射角度である３０°の正反射方向である反射角度３０°における反射率をピークとして、その近傍の反射率が高くなっている。
【００４９】
かかる構成の凹部４０が複数形成された拡散性反射体４５を備えたバックライトによれば、拡散性反射体４５の反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているので、導光板１２の出射面１２ｂから出射された光を効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体４５で反射される反射光は、特に正反射方向において反射率が高くなるという指向性を有しているので、これにより拡散性反射体４５を経由して導光板１２の上面１２ｃから出射される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角度において出射効率を高くすることができる。
また、特に上記のような構成の拡散性反射体４５が備えられたバックライトにおいては、拡散性反射体４５において正反射方向への反射率が高いという指向性が得られるので、これにより、特定の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるように制御することが可能である。
また、拡散性反射体４５の反射面が上述した形状に形成されているので、映り込みが防止されるとともに、拡散性反射体４５における反射角度の範囲が広くて指向性もあるので、広い視野角と特定の観察視角においてより明るい表示画面が得られる液晶表示装置を実現できる。
【００５０】
（拡散性反射体の第３の例）
次に、上記のいずれかの実施形態のバックライトに備えられる拡散性反射体の第３の例について説明する。
第３の例の拡散性反射体と第１の実施形態の拡散性反射体１５（第１の例の拡散性反射体）とが大きく異なる点は、拡散性反射体に形成されている微小凹凸部の凹部の内面形状が異なっている点である。
図１１は、第３の例の拡散性反射体５５に形成されている微小凹凸部を構成する多数の凹部５０の１つを示したもので、図１１Ａは凹部５０の断面図であり、図１１Ｂは平面図である。
この図に示すように、各凹部５０の内面は、各々半径が異なる２つの球面の一部である周縁曲面５０ａと周縁曲面５０ａに囲まれた位置に存在する底曲面５０ｂとを連続させた面からなっている。周縁曲面５０ａは中心をＯ１として半径がＲ１である球面の一部である。また、底曲面５０ｂは中心をＯ２として半径がＲ２である球面の一部である。各々の球面の中心であるＯ１、Ｏ２のそれぞれから、拡散性反射体５５の基材表面に立てた法線は、各々別個の直線Ｌ１ １，Ｌ１ ２上に位置している。
【００５１】
各々の半径とＲ１とＲ２は、Ｒ１＜Ｒ２の関係にあり、かつ１０μｍ≦Ｒ１≦７０μｍ、２０μｍ≦Ｒ２≦１００μｍの範囲で変化するものである。また、図１１Ａにおいて、θ１１は周縁曲面５０ａの傾斜角で、１０°≦θ１１≦３５°、および−３５°≦θ１１≦−１０°の範囲で変化するものである。また、θ１２は底曲面４０ｂの傾斜角で、４°≦θ１２≦１７°、および−１７°≦θ１２≦−４°の範囲で変化するものである。
なお、拡散性反射体５５の表面を平面視したときの、凹部５０の周縁曲面５０ａの半径ｒ１および底曲面５０ｂの半径ｒ２は、各々の半径Ｒ１とＲ２、および傾斜角θ１１，θ１２に応じて決まる。
また、凹部５０の深さｄおよびピッチは、上記第１の実施形態と同様の理由により、好ましくは深さｄは０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに、ピッチが３μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに設定される。
【００５２】
図１２は上記のような凹部４０が複数形成された拡散性反射体５５の反射面に、入射角３０°（図１１における右側の方向からの入射）で光を照射し、受光角を、反射面に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係を示したものである。
この図に示されるように、第３の例の拡散性反射体５５によれば、反射面に形成された凹部５０の内面に、半径の小さい球面の一部からなる周縁曲面５０ａが存在しており、これが比較的絶対値の大きい傾斜角を与えるので、１５°〜４５°という広い範囲で良好な反射率が得られる。また、半径が大きい球面の一部からなる底曲面５０ｂは、平坦面に近い曲面であるが、これが偏在することにより特定の範囲の傾斜角を与える内面の割合が高くなる。その結果、入射角度である３０°の正反射方向である反射角度３０°よりも、小さい反射角度における反射率が最も高くなり、その方向をピークとして近傍の反射率も高くなっている。したがって、この場合は、拡散性反射体５５の反射面で反射した光の伝搬方向は、正反射方向よりも法線方向（受光角０°側）側にシフトする。
逆に、図１１における左側の方向から光を入射した場合、その反射光の伝搬方向は正反射方向よりも基材表面側にシフトする。
【００５３】
かかる構成の凹部５０が複数形成された拡散性反射体５５を備えたバックライトによれば、拡散性反射体５５の反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているので、導光板１２の出射面１２ｂから出射された光を効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体５５で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高くなるという指向性を有しているので、これにより拡散性反射体５５を経由して導光板の上面１２ｃから出射される光の出射角度が広くなるとともに、特定の出射角度において出射光量を大きくすることができる。
また、本例においては、上述したようにバックライトの拡散性反射体５５において特定方向への反射率が高いという指向性が得られるので、これにより、特定の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるように制御することが可能である。
【００５４】
（拡散性反射体の第４の例）
次に、上記のいずれかの実施形態のバックライトに備えられる拡散性反射体の第４の例について説明する。
第４の例の拡散性反射体と第１の実施形態の拡散性反射体１５（第１の例の拡散性反射体）とが大きく異なる点は、拡散性反射体に形成されている微小凹凸部の凹部の内面形状が異なっている点である。
図１３は、第４の例の拡散性反射体６５に形成されている微小凹凸部を構成する多数の凹部６０の１つを示したの斜視図であり、図１４は凹部６０の最深点を通過する特定断面Ｘにおける断面図である。凹部６０の特定縦断面Ｘにおいて、凹部６０の内面形状は、凹部６０の一の周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線Ａに連続して、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂとからなっている。これら両曲線は、最深点Ｄにおいて共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いにつながっている。
ここでの「傾斜角」とは、特定の縦断面において凹部の内面の任意の箇所における接線の、水平面（ここでは凹部が形成されていない部分の基材表面Ｓ）に対する角度のことである。
【００５５】
第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角は第２曲線Ｄの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは凹部３の中心Ｏからｘ方向にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。拡散性反射体の表面に形成されている複数の凹部６０における、第１の曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、１〜８９°の範囲で不規則にばらついている。また、凹部６０における第２曲線Ｂの基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は０．５〜８８°の範囲で不規則にばらついている。
両曲線の傾斜角は、いずれもなだらかに変化しているので、第１曲線Ａの最大傾斜角δｍａｘ（絶対値）は、第２曲線Ｂの最大傾斜角δｂ（絶対値）よりも大きくなっている。また、第１曲線Ａと第２曲線Ｂとが接する最深点Ｄの基材表面に対する傾斜角はゼロとなっており、傾斜角が負の値である第１曲線Ａと傾斜角が正の値である第２曲線Ｂとは、なだらかに連続している。
拡散性反射体６５の表面に形成されている複数の凹部６０におけるそれぞれの最大傾斜角δｍａｘは、２〜９０°の範囲内で不規則にばらついているが、多くの凹部は最大傾斜角δｍａｘが４〜３５°の範囲内で不規則にばらついている。
【００５６】
また凹部６０は、その凹面が単一の極小点（傾斜角がゼロとなる曲面上の点）Ｄを有している。そしてこの極小点Ｄと基材の基材表面Ｓとの距離が凹部６０の深さｄを形成し、この深さｄは、複数の凹部６０についてそれぞれ０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
また、本実施形態において、複数の凹部６０のそれぞれにおける特定断面Ｘは、いずれも同じ方向となっている。また各々の第１曲線Ａが単一の方向に配向するように形成されている。すなわち、いずれの凹部でも、図１３，１６に矢印で示すｘ方向が同一方向（光源側と反対側方向）を向くように形成されている。
【００５７】
かかる構成の凹部６０が複数形成された拡散性反射体６５にあっては、複数の凹部６０における第１曲線Ａが単一の方向に配向されているので、この拡散性反射体６５に対して、図１４中のｘ方向（第１曲線Ａ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの法線方向側にシフトする。
逆に、図１４中のｘ方向と反対方向（第２曲線Ｂ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの表面側にシフトする。
したがって、特定縦断面Ｘにおける総合的な反射特性としては、第２曲線Ｂ周辺の面によって反射される方向の反射率が増加することになるので、これにより、特定の方向における反射効率を選択的に向上させた反射特性を得ることができる。
【００５８】
例えば、上記のような凹部６０が複数形成された拡散性反射体６５の反射面に、上記ｘ方向から入射角３０°で光を照射し、受光角を、反射面に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係は、上記第３の実施形態とほぼ同様に、入射角度である３０°の正反射方向である反射角度３０°よりも、小さい反射角度における反射率が最も高くなり、その方向をピークとして近傍の反射率も高くなる。
【００５９】
かかる構成の凹部６０が複数形成された拡散性反射体６５を備えたバックライトによれば、拡散性反射体６５の反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているので、導光板１２の出射面１２ｂから出射された光を効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体６５で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高くなるという指向性を有しているので、これにより拡散性反射体６５を経由して導光板の上面１２ｃから出射される光の出射角度が制御可能になるとともに、特定の出射角度において出射効率を向上させることができる。従って、液晶表示素子（液晶表示ユニット）のもつ視角特性を考慮して、出射角度を合わせることにより、明るい表示が行える。
【００６０】
（拡散性反射体の第５の例）
次に、上記のいずれかの実施形態のバックライトに備えられる拡散性反射体の第５の例について説明する。
第５の例の拡散性反射体と第１の実施形態の拡散性反射体１５（第１の例の拡散性反射体）とが大きく異なる点は、拡散性反射体に形成されている微小凹凸部の凹部の内面形状が異なっている点である。
図１５乃至図１７は、第５の例の拡散性反射体７５に形成されている微小凹凸部を構成する多数の凹部７０の一つを内面形状を示したものである。
図１５は、凹部７０の斜視図であり、図１６は、凹部７０のＸ軸に沿う断面（縦断面Ｘという）、図１７は、凹部７０のＸ軸と直交するＹ軸に沿う断面（縦断面Ｙという）をそれぞれ示している。
【００６１】
図１６に示すように、凹部７０の縦断面Ｘにおける内面形状は、凹部７０の一つの周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線に連続して、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂとからなるものである。図１６において右下がりの第１曲線Ａと右上がりの第２曲線Ｂとは、最深点Ｄにおいて共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いに滑らかに連続している。
ここでの「傾斜角」とは、特定の縦断面において凹部の内面の任意の箇所における接線の、水平面（ここでは凹部が形成されていない部分の基材表面Ｓ）に対する角度のことである。
【００６２】
第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角は、第２曲線Ｂの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは、凹部７０の中心ＯからＸ軸に沿って周縁に向かう方向（ｘ方向）にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの傾斜角の絶対値の平均値よりも大きくなっている。拡散性反射体の表面に形成されている複数の凹部７０における第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、２°〜９０°の範囲で不規則にばらついており、また複数の凹部７０における第２曲線Ｂの傾斜角の絶対値の平均値も１°〜８９°の範囲で不規則にばらついている。
【００６３】
一方、図１７に示すように、凹部７０の縦断面Ｙにおける内面形状は、凹部７０の中心Ｏに対してほぼ左右均等の形状を成しており、凹部７０の最深点Ｄの周辺は、曲率半径の大きい、すなわち、直線に近い浅型曲線Ｅとなっている。また、浅型曲線Ｅの左右は、曲率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとなっており、拡散性反射体７５の表面に形成されている複数の凹部７０における浅型曲線Ｅの傾斜角の絶対値は、概ね１０°以下である。また、これら複数の凹部７０における深型曲線Ｆ，Ｇの傾斜角の絶対値も不規則にばらついているが、例えば２°〜９０°である。また、最深点Ｄの深さｄは、０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
【００６４】
本例において、拡散性反射体７５の表面に形成されている複数の凹部７０は、上記の縦断面Ｘの形状を与える断面方向がいずれも同一方向となり、かつ上記の縦断面Ｙの形状を与える断面方向がいずれも同一方向となるとともに、最深点Ｄから第１曲線Ａを経て周辺部Ｓ１へ向かう方向がいずれも同一方向となるように配向されている。すなわち、拡散性反射体の表面に形成されている全ての凹部７０は、図１５、図１６中に矢印で示したｘ方向が同一方向（光源側と反対側方向）を向くように形成されている。
【００６５】
本実施形態によれば、拡散性反射体７５の表面に形成されている各凹部７０の向きが揃っており、最深点Ｄから第１曲線Ａを経て周辺部Ｓ１へ向かう方向がいずれも同一であるので、この拡散性反射体７５に対して、図１５、図１６中のｘ方向（第１曲線Ａ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの法線方向側にシフトする。
逆に、図１５、図１６中のｘ方向と反対方向（第２曲線Ｂ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの表面側にシフトする。
また、縦断面Ｘと直交する縦断面Ｙは、曲率半径の大きい浅型曲線Ｅと、浅型曲線Ｅの両側にあって曲率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとを有するように形成されているので、これにより拡散性反射体７５の反射面において正反射方向の反射率も高められる。
【００６６】
その結果、図１８に示すように、縦断面Ｘにおける総合的な反射特性としては、正反射方向の反射率を十分に確保しつつ、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性とすることができる。図１８は、上記のような凹部７０が複数形成された拡散性反射体７５に、基材表面Ｓの法線方向よりも上記ｘ方向寄りの方向から入射角３０°で光を照射し、視角を基材表面Ｓに対する正反射の方向である３０°を中心として、垂線位置（０°）から６０°まで連続的に変化させた場合の視角（θ°）と明るさ（反射率高さ）との関係を示したものである。このグラフで表される反射特性は、正反射の角度３０゜より小さい反射角度範囲の反射率の積分値が、正反射の角度より大きい反射角度範囲の反射率の積分値より大きくなっており、反射方向が正反射方向よりも法線側にシフトする傾向にある。
【００６７】
かかる構成の凹部７０が複数形成された拡散性反射体７５を備えたバックライトによれば、拡散性反射体７５の反射面をなす反射膜が上記のような形状とされているので、導光板１２の出射面１２ｂから出射された光を効率よく反射、散乱できるとともに、拡散性反射体７５で反射される反射光は、特定の方向において反射率が高くなるという指向性を有しているので、これにより拡散性反射体７５を経由して導光板１２の上面１２ｃから出射される光の出射角度が制御可能になるとともに、特定の出射角度において出射効率を高くすることができる。
また、上述したようにバックライトの拡散性反射体７５において特定方向への反射率が高いという指向性が得られるので、液晶表示素子（液晶表示ユニット）の視角特性を考慮して特性を合わせると、特定の視角範囲において液晶表示面の輝度がより高くなるように制御することが可能である。
【００６８】
尚、図９、図１１、図１３乃至図１７においてバックライトに備えられる光源は、紙面の右側方向に配置され、通常の使用状態において使用者（観察者）Ｏｂの視点は光源側にあり、上記光源側から表示を観察することとなる。
尚、上記実施形態においては本発明に係わるバックライトに備えられる拡散性反射体の微細凹凸部を構成する多数の凹部として第１〜第５の例の凹部のいずれかを採用する場合について説明したが、第１〜第５の例の凹部のいずれかをその凹み部側が基板１５ａ側（導光板１２側と反対側）になるように形成すれば、本発明に係わるバックライトに備えられる拡散性反射体の微細凹凸部を構成する多数の凸部として採用することが可能である。
尚、本発明の技術範囲は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各例においては、拡散性反射体の基材が、基板と有機膜と反射膜とからなる構成としたが、この構成に限らず、例えば基材をアルミニウム板などの高反射率の金属板で構成し、その全面をポンチ（目打ち具）の先端（凸部）で打刻して所定深さの凹部を多数形成することによって拡散性反射体を構成してもよい。
また、本発明はパッシブタイプの液晶表示装置に限らず、アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置に適用することも可能である。
また、本発明は透過型の液晶表示装置に限らず、半透過反射型の液晶表示装置に適用することも可能である。
【００６９】
【実施例】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとするが、以下の実施例は本発明の技術範囲を限定するものではない。
（実施例１）
本例では、図５〜図６に示す新規形状の本発明の導光板について、伝搬光を出射させるための斜面部の傾斜角を、伝搬光の入射角に対して最適化した場合の出射光量と漏れ光量の比較を行った。
表１は、本例で比較した導光板の各部のパラメータをまとめて示す表であり、この表において新規形状は図５〜図６に示す導光板を示している。また、新規形状におけるθ１，θ２は、図６に示す傾斜角をそれぞれ示している。また、導光板の大きさは、７０ｍｍＷ×５０ｍｍＬ×１．０ｍｍｔで共通とし、材質はいずれもアクリル樹脂とした（屈折率を１．４８とした）。
次いで、上記条件で、各形状の導光板の入光面から１Ｌｕｍｅｎの光束を入射させた際に、ＬＣＤ側（液晶表示ユニット側）に出射される光束と、観察者側に出射される光束とを計算した結果を表１に併記する。表１から明らかなように、本発明の構成を有する新規形状の導光板では、ＬＣＤ側へ出射される光束が従来形状に比して大幅に増加しており、更に、観察者側に漏れ出る光束が著しく低減されることが確認された。特に、急斜面部１４ｂの傾斜角θ２を４５°〜５０°の範囲とすれば、照明輝度が高く、漏れ光量が少ない導光板が得られることが確認された。
【００７０】
【表１】

Figure 2004325505
【００７１】
（実施例２）
次に、図５〜図６に示す本発明に係る導光板１２の出射面１２ｂに形成された突条１４における、導光板内部から入射する伝搬光に対する反射特性を比較した。比較結果を以下の表２〜表３に示す。表２及び表３は、本発明に係る導光板である新規形状のものの反射特性である。また、表２は、導光板の構成材料をアートン（商品名：ＪＳＲ社製）とした場合の結果であり、表３は導光板の構成材料をアクリル樹脂とした場合の結果である。
【００７２】
これらの表において、入光角は、例えば表２，３では図７に示す図では角度θ６に相当し、急斜面部１４ｂに導光板１２内部側から入射する光の水平基準面ｚに対する角度を示している。また、入光角の正負は導光板内部から急斜面部１４ｂに向かって進行する光の入光角を正としており、新規形状と従来形状とで入光角の正負が同一であっても、新規形状では導光板の上面から下面に向かう光の角度、従来形状では導光板の下面から上面に向かう光の角度を示している。本実施例では、上記入光角を０°〜８°の範囲で変化させた。
【００７３】
傾斜角は、表２，３では急斜面部１４ｂの傾斜角θ２を示しており、本例では上記各入光角で入射する光を導光板鉛直方向（水平基準面ｚ法線方向）に反射させる傾斜角である。
【００７４】
余裕角は、上記入光角に対して、導光板鉛直方向の反射光を生じさせるように急斜面部の傾斜角θ２を設定した場合に、急斜面部に入射する伝搬光の入射角と、導光板の臨界角との差を示しており、余裕角が負であると、入射角が臨界角よりも浅くなり、急斜面部を透過して漏れ光となる。
【００７５】
【表２】
Figure 2004325505
【００７６】
【表３】
Figure 2004325505
【００７７】
上記表２〜表３に示すように、本発明の構成を備えた新規形状の導光板は、余裕角が正となる入光角範囲が広くなっている。つまり、新規形状の導光板では、急斜面部に入射する伝搬光の角度分布において、より広い角度範囲の伝搬光を反射することができ、これにより照明輝度が高くなる。
【００７８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の背面照明装置によれば、被照明領域を均一かつ明るく照明することができるものでありながら、薄型で、低コストである背面照明装置を実現できる。
また、本発明の液晶表示装置によれば、本発明の背面照明装置を備えることにより、表示の視認性が良好で、表示品質に優れたものでありながら、薄型で、低コストの液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態である液晶表示装置を示した断面構成図。
【図２】図２は、第１の実施形態の液晶表示装置に備えられるバックライトの拡散性反射体の一部を拡大して示した斜視図。
【図３】図３は、図２の拡散性反射体における一凹部を示す断面図。
【図４】図４は、図３で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射特性の例を示すグラフ。
【図５】図５は、第１の実施形態の液晶表示装置に備えられたバックライトの導光板と光源を示した斜視図。
【図６】図６は、図５に示すバックライトの光源と導光板の導光状態を説明するための部分断面構成図である。
【図７】図７は、図５に示す突条による伝搬光の反射状態を説明するための部分断面構成図である。
【図８】図８は、本発明に係るバックライトに備えられる導光板の他の形態を示す部分断面構成図である。
【図９】図９は、本発明に係わる背面照明装置に備えられる拡散性反射体の第２の例における一凹部を示した図。
【図１０】図９で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射特性の例を示すグラフ。
【図１１】図１１は、本発明に係わる背面照明装置に備えられる拡散性反射体の第３の例における一凹部を示した図。
【図１２】図１１で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射特性の例を示すグラフ。
【図１３】図１３は、本発明に係わる背面照明装置に備えられる拡散性反射体の第４の例における一凹部を示した斜視図。
【図１４】図１３中のＸ軸に沿う断面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係わる背面照明装置に備えられる拡散性反射体の第５の例における一凹部を示した斜視図。
【図１６】図１５中のＸ軸に沿う断面図である。
【図１７】図１５中のＹ軸に沿う断面図である。
【図１８】図１５で示した凹部を備えた拡散性反射体の反射特性の例を示すグラフ。
【図１９】図１９は、従来のパッシブタイプの液晶表示装置の例を示した概略断面図。
【図２０】図２０は、図１９の従来の液晶表示装置に備えられた２枚のプリズムシートを示す斜視図。
【符号の説明】
１…液晶表示装置、１０…バックライト（背面照明装置）、１２、１３２…導光板、１２ａ…入光面（側端面）、１２ｂ，１３２ｂ…下面（出射面）、１２ｃ，１３２ｃ…上面（対向面、出射面と反対側面）、１３…光源、１３ａ…バー導光体（中間導光体）、１３ｂ…発光素子（点光源）、１４、１３４…突条、１４ａ…緩斜面部、１４ｂ…急斜面部（斜面部）、２０…液晶表示ユニット、１５，４５，５５，６５，７５…拡散性反射体、１５ａ…基板、１５ｂ…有機膜、１５ｃ…反射膜、１５ｄ…微小凹凸部、１６…空気層、１８…保持部材、３０，４０，５０，６０，７０…凹部、４０ａ，５０ａ…周縁曲面、４０ｂ，５０ｂ…底曲面、１３４ａ…平坦部（天井部）、１３４ｂ…第１斜面部（斜面部）、１３４ｃ…第２斜面部、１３４ｄ…底面部、θ１…急斜面部の傾斜角、θ２ …急斜面部の傾斜角、θ３ …第２斜面部の傾斜角、Ｐ１…突条のピッチ、ｈ…突条の高さ、ｚ…出射面の水平基準面、ｄ，ｄ１１…深さ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a backlight device suitable as a backlight of a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device including the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 19 is a schematic sectional view showing an example of a conventional passive type (simple matrix type) liquid crystal display device. The liquid crystal display device 300 of this example is schematically composed of a transmissive or transflective liquid crystal display unit 320 and a backlight 310 disposed on the back side of the liquid crystal display unit 320 (for example, see Patent Document 1). 1, 2).
The backlight 310 allows light from a long light source 313 such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) to enter a plate-shaped light guide plate 312 from an incident surface (side surface) 312 a thereof, and a liquid crystal unit 320 of the light guide plate 312. The light is emitted from the opposite emission surface (upper surface) 312b.
[0003]
A light-reflecting property is formed by forming a large number of projecting portions having a white or reflective property or a reflecting member 317 formed of a dot-shaped flat pattern on a surface (lower surface) 312c opposite to the light emitting surface 312b of the light guide plate 312. Has been granted. In the case where the above-described reflecting member 317 is provided on the lower surface 312c of the light guide plate 312, since the uneven brightness occurs, the scattering plate 314 is arranged on the emission surface 312b of the light guide plate 312 so that uniform brightness can be obtained. ing. However, since the range from which light is emitted from the scattering plate 314 becomes too wide, two prism sheets 315 and 316 are sequentially stacked on the scattering plate 314.
[0004]
As shown in FIG. 20, each of the above-mentioned prism sheets is formed by forming a series of triangular cross-section projections 318 and a series of wedge-shaped grooves 319 on a layer formed on a substrate. These two prism sheets 315 and 316 are arranged such that the extending direction of the ridge line of the protrusion 318 of one prism sheet and the extending direction of the ridge line of the protrusion 318 of the other prism sheet differ by 90 degrees ( By arranging the prism structures so as to be orthogonal to each other, light in a certain direction out of the light emitted from the emission surface 312b of the light guide plate 312 is transmitted through one of the prism sheets 315, so that a certain angle range (for example, 70 ) And is emitted as outgoing light L21, and light in the other direction is transmitted through the other prism sheet 316, so that the viewing angle is within a certain angle range (for example, up to 70 °). The light is condensed and emitted as emission light L22.
In recent years, there has been proposed a backlight employing a white LED (Light Emitting Diode) as a substantially point light source as a light source of the backlight.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 11-50071
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 10-169922
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional backlight 310 has a problem that the thickness tends to be large and the cost is high because the number of components is large. Also, since the projection 318 of the prism sheet 315 is provided on the surface of the conventional backlight 310 on the side of the liquid crystal display unit 320, the projection 318 is used when the liquid crystal display unit 320 is stacked on the backlight 310. As a result, the liquid crystal display unit 320 is damaged.
Further, in the conventional liquid crystal display device 300, since the above-described backlight 310 is provided, there is a problem that not only the thickness of the entire device is increased but also the cost is increased.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a thin, low-cost backlight device that can uniformly and brightly illuminate an area to be illuminated. One of the purposes.
In addition, the present invention is capable of uniformly and brightly illuminating the illuminated area, but is thin, low-cost, and damages the display unit when stacking the display unit on the rear illumination device. Another object of the present invention is to provide a backlight device that can prevent the occurrence of a backlight.
Another object of the present invention is to provide a thin, low-cost liquid crystal display device having good display visibility and excellent display quality by including the above backlight device. One.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations.
The backlight device according to the present invention includes a light source, a light guide plate that introduces light from the light source into the inside from a side end face, and emits the light propagating inside from an emission surface, and an emission surface side of the light guide plate. With the provided diffusive reflector,
On the emission surface of the light guide plate, a prism shape for reflecting propagation light inside the light guide plate and emitting the light toward the emission surface side is formed,
The diffusive reflector is characterized in that minute irregularities having light reflectivity are formed on the surface of the substrate, and the minute irregularities formed surface is provided so as to face the light emitting surface side of the light guide plate. And
[0009]
In the backlight device having such a configuration, light from the light source can be efficiently emitted from the emission surface of the light guide plate to the diffusive reflector, and this light is reflected by the fine unevenness forming surface of the diffuser reflector, and the light guide plate Light can be emitted from the side opposite to the emission surface (opposing surface). The diffusive reflector can control the reflection characteristics by controlling the shape of the minute uneven portion, so that the amount and direction of the light emitted from the surface opposite to the emission surface of the light guide plate are also controlled. Even if a scattering plate or a prism sheet as used in a conventional backlight is not provided, the illuminated area can be uniformly and brightly illuminated. In addition, the backlight device of the present invention does not require the use of a scattering plate or a prism sheet as provided in a conventional backlight, so that the number of components can be reduced, thereby simplifying the structure and reducing the thickness. And cost can be reduced.
[0010]
In the backlight device according to the present invention, the prism shape of the light guide plate is constituted by a plurality of ridges formed on the emission surface, and a slope portion is formed on the ridge on a side of the propagation direction of the propagation light. It can be configured.
With such a configuration, a light guide plate that emits the propagation light from the emission surface can be easily configured. The shape of the ridge is not particularly limited as long as it has the slope.
[0011]
Further, in the backlight device according to the present invention, the projection of the light guide plate may be configured to have a substantially trapezoidal shape in a cross section in which a flat portion is formed on the top.
In the backlight device having such a configuration, since the top of the ridge is a flat portion, the propagation light incident on the emission surface other than the slope is less likely to leak to the outside, and is reflected by the slope. As a result, the proportion of light traveling in the intended direction can be increased, and the luminance of the backlight device can be substantially increased.
Further, in the backlight device according to the present invention, the projections of the light guide plate may be formed in a wedge shape in a sectional view formed by a pair of slope portions inclined with respect to a horizontal reference surface of the emission surface. Good.
[0012]
Still further, in the backlight device according to the present invention, one of the pair of slopes of the light guide plate is a gentle slope, and the other is a steep slope formed with a steeper inclination angle than the gentle slope, The inclination angle θ of the gentle slope1Is 0.5 degrees or more and 5 degrees or less, and the inclination angle θ of the steep slope portion2Is preferably 40 degrees or more and 60 degrees or less.
With such a configuration, light incident on the pair of slope portions can be efficiently reflected, and a high-luminance backlight device can be obtained.
[0013]
Further, in the backlight device according to the present invention, it is preferable that a side surface of the light guide plate opposite to the emission surface is formed substantially flat.
In this backlight device, the surface facing the emission surface of the light guide plate is flat. Therefore, when the backlight device is used as a backlight of a liquid crystal display device, when the liquid crystal display unit is stacked on the backlight device. In addition, damage to the liquid crystal display unit can be improved.
[0014]
Further, in the backlight device according to the present invention, the diffusive reflector has a peak of reflectance of light reflected from the light guide plate and reflected by the minute concave and convex portions, preferably a convex portion or a concave portion. Within an angle range smaller than ± 30 degrees from the normal direction, more preferably within an angle range smaller than ± 25 degrees from the normal direction of the convex or concave portion, and still more preferably from the normal direction of the convex portion or the concave portion. Within an angle range smaller than ± 20 degrees. In the present invention, the positive direction from the normal direction of the convex portion or the concave portion refers to the direction on the light source side with respect to the normal direction set on the convex portion or the concave portion of the diffusive reflector with reference to the normal direction. The-direction is a direction opposite to the light source side with respect to the normal direction.
When the backlight device of the present invention is used as a backlight of a liquid crystal display device provided in a mobile phone or the like, the viewpoint of a user (observer) is on the light source side in a normal use state, and the display is observed from the light source side. Will be done.
[0015]
According to the backlight device having such a configuration, the amount of light reflected by the diffuse reflector has a high distribution in a direction close to the observer's viewpoint, so that when provided as a backlight of a liquid crystal display device, it can be used from a practical viewpoint. In particular, a liquid crystal display device with a bright display (screen) can be realized.
[0016]
Further, in the backlighting device according to the present invention, the minute uneven portion formed on the diffuse reflector has a plurality of concave portions, and the inner surface of the concave portion has a curved surface that is a part of a spherical surface or an aspherical surface. The depth of the concave portions is irregularly formed in a range of 0.1 μm or more and 3 μm or less, and the plurality of concave portions are irregularly arranged in a pitch of adjacent concave portions of 3 μm or more and 100 μm or less. It is preferable to have a configuration.
According to the backlight device having such a configuration, a diffuse reflector having the above-described reflection characteristics can be realized.
[0017]
Further, in the backlight device according to the present invention, the minute uneven portion formed on the diffuse reflector has a plurality of convex portions, and the outer surface of the convex portion has a curved surface that is a part of a spherical surface or an aspherical surface. The height of the protrusions is irregularly formed within a range of 0.1 μm or more and 3 μm or less, and the plurality of protrusions are irregular when the pitch of adjacent protrusions is within a range of 3 μm or more and 100 μm or less. It is preferable to adopt a configuration arranged in a regular manner.
According to the backlight device having such a configuration, a diffuse reflector having the above-described reflection characteristics can be realized.
[0018]
In the backlighting device according to the present invention, the light source includes an intermediate light guide disposed along a side end surface of the light guide plate, and a light emitting element disposed on a longitudinal end surface of the intermediate light guide. May be provided.
With such a configuration, light is uniformly propagated in the extending direction by the intermediate light guide, so that light incident on the light guide plate side end surface is uniformly distributed in the side end surface. As a result, it is possible to make the light amount distribution in the light emitting surface of the light guide plate uniform.
[0019]
The liquid crystal display device of the present invention includes the backlight device of the present invention having any one of the above-described configurations, and a transmissive or transflective liquid crystal display unit that is illuminated from the back side by the backlight device. It is characterized by.
In the liquid crystal display device of the present invention, since the backlight unit of the present invention is provided on the back side of the liquid crystal display unit, the display area (illuminated area) can be uniformly and brightly illuminated. Good and excellent display quality can be obtained, and the number of components can be reduced, so that the device can be made thin and low in cost.
[0020]
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the pitch P of the ridge of the light guide plate provided in the above-mentioned backlight device is provided.1Is the pixel pitch P of the liquid crystal display unit.LCDFor (0.6 × PLCD) Μm <P1<(0.8 × PLCD) Is preferably in the range of μm.
According to the liquid crystal display device having such a configuration, optical interference due to the protrusions of the light guide plate and the periodic structure of the pixels of the liquid crystal display unit can be suppressed. Can be prevented from decreasing.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT 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.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a liquid crystal display device including a backlight (backside illumination device) according to an embodiment of the present invention.
The liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a liquid crystal display unit 20 and a backlight 10 arranged on the back side (lower side) of the liquid crystal display unit 20 for illuminating the liquid crystal display unit 20 from the back side. It is schematically configured.
[0022]
The liquid crystal display unit 20 is of a transmissive type, and has a schematic configuration in which a first substrate 21 made of glass or the like and sandwiching a liquid crystal layer 23 and a second substrate 22 are joined and integrated with a sealant 24. Display circuits 26 and 27 are formed on the liquid crystal layer 23 side of the first substrate 21 and the second substrate 22, respectively.
The display circuits 26 and 27 include an electrode layer made of a transparent conductive film or the like for driving the liquid crystal layer 23, an alignment film for controlling the alignment of the liquid crystal layer 23, etc., though not shown. In some cases, a configuration having a color filter or the like for performing color display may be employed.
[0023]
The backlight (backlighting device of the first example) 10 is roughly constituted by a light guide plate (a light guide plate of the first example) 12, a light source 13, a diffusive reflector 15, and a holding member 18. FIG. 5 is a perspective view showing a light guide plate and a light source provided in the backlight 10.
In the backlight 10 according to the present embodiment, the light source 13 is disposed on the side end surface 12a for introducing light into the light guide plate 12, and the diffusive reflector 15 is disposed on the emission surface (lower surface) 12b side of the light guide plate 12. Is provided via an air space 16.
[0024]
In the backlight 10 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, a substantially flat transparent light guide plate 12 and a bar light guide (intermediate light guide) disposed along its side end surface 12a. ) 13a, and a light emitting element 13b disposed on at least one end face of the bar light guide 13a in the longitudinal direction. That is, in the backlight 10 according to the present embodiment, the light emitting element 13b and the bar light guide 13a are the light source 13, and the side end surface 12a of the light guide plate 12 is the light incident surface (incident surface) of the light guide plate. .
As shown in FIGS. 1 and 5, a plurality of protrusions 14 extending substantially parallel to the side end surface 12 a of the light guide plate 12 are arranged on a side surface (a lower surface in the figure) 12 b of the light guide plate 12 opposite to the liquid crystal display unit. The cross section has a substantially saw blade shape.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 5, the light guide plate 12 is disposed on the back side (the lower side in the drawing) of the display area of the liquid crystal display unit 20 and converts the light emitted from the light emitting element 13b to the lower side (the emission surface). The light is emitted from the light source to irradiate the diffusive reflector 15 and is reflected by the diffusive reflector 15, and is made of a flat transparent acrylic resin or the like. A plurality of ridges 14 are formed on the emission surface 12b in a stripe shape in a plan view in parallel with each other to form a prism shape, and a side surface (opposing surface, upper surface) 12c opposite to the emission surface 12b is formed as a flat surface. Have been.
[0026]
As shown in FIG. 6, the projecting ridge 14 formed on the emission surface 12b has a wedge-shaped vertical cross section formed by a pair of slopes formed to be inclined with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 12b. One of these slopes is a gentle slope 14a, and the other is a steep slope (slope) 14b formed at a steeper inclination angle than the gentle slope 14a. Also, the gentle slope portion 14a has an inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z of the emission surface 12b.1And the steep slope portion 14b has an inclination angle θ.2And the inclination directions of the two are the same with respect to the normal line of the horizontal reference plane z. That is, the outer surface of the steep slope portion 14b is formed so as to face the facing surface 12c of the light guide plate 12, and the inner surface is formed so as to face the outside of the light emitting surface 12b.
In FIG. 6, the light propagating from the left side (the bar light guide 13 side) to the right side is reflected toward the emission surface 12 b side by the steep slope portion 14 b of the emission surface 12 b and is reflected on the upper surface side of the light guide plate 12. The light is emitted toward the arranged liquid crystal display unit 20.
[0027]
Here, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, a description will be given of the reflection action of the propagation light by the steep slope portion 14b. FIG. 7 is a partial cross-sectional configuration diagram showing the steep slope portion 14b shown in FIG. 6 in an enlarged manner. In the backlight 10 according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 7, the propagation light L that enters the steep slope portion 14 b from inside the light guide plate 12 is used.inAnd the propagation light L by the steep slope portion 14binReflected light LoutAngle θ4Is an obtuse angle so that the inclination angle θ2And the steep slope portion 14b is formed. That is, at the position where the steep slope portion 14b (the ridge 14) is formed, the propagation light LinAre incident on the steep slope portion 14b at an incident angle exceeding 45 °. Thus, the propagation light L incident on the steep slope portion 14binCan be prevented as much as possible, and as a result, the amount of light reflected by the steep slope portion 14b increases, and the brightness of the light emitted from the light exit surface 12b of the light guide plate 12 improves.
The present inventor has verified that the amount of light emitted from the light exit surface 12 of the light guide plate 12 can be increased by optimizing the inclination angle of the steep slope portion 14b, and is described in detail in Examples described later.
[0028]
In the backlight 10, the inclination angle θ of the gentle slope portion 14a shown in FIG.1Is in the range of 0.5 ° to 5 ° with respect to the horizontal reference plane z, and the inclination angle θ of the steep slope portion 14b is2Is preferably in the range of 40 ° to 60 °. Within such a range, light propagating in the plane of the light guide plate 12 can be efficiently emitted to the diffusive reflector 15 side. The inclination angle θ of the gentle slope 14a1If the range is less than 0.5 °, the average luminance of the backlight decreases, and if it exceeds 5 °, it becomes impossible to make the amount of emitted light within the plane of the light guide plate uniform. Also, the inclination angle θ of the steep slope portion 14b2However, when the angle is less than 40 ° or more than 45 °, the amount of light passing through the steep slope portion 14b and leaking increases, and the amount of light emitted from the emission surface 12b decreases. This is not preferable because the amount of reflected light decreases and the brightness of the backlight 10 decreases.
[0029]
In the present embodiment, the pitch P of the ridges 14 of the light guide plate 121Is the pixel pitch P of the liquid crystal display unit 20LCDFor (0.6 × PLCD) Μm <P1<(0.8 × PLCD) Pitch P of the ridge 14 within the range of μm1Is (0.6 × PLCD) Μm and (0.8 × PLCD), The pixel pitch PLCDAnd the pitch P of the ridge 141Moire is generated due to the interference of the display, and the display quality is greatly impaired.
[0030]
Further, in the backlight 10 of the present embodiment, the pitch P1(The distance between the apexes of the protrusions 14 or the distance between the bottoms of the protrusions 14) is constant within the emission surface 12b of the light guide plate. Further, in the case of the backlight 10 of the present embodiment, the height h (the distance between the horizontal reference plane z and the bottom top of the ridge 14) of the ridge 14 is also constant in the plane of the emission surface 12b.
The pitch P of the ridge 141The height h is not necessarily required to be constant in the plane of the emission surface 12b. Even if the height h is changed to form the ridge 14, it does not exceed the technical scope of the present invention. Also, the inclination angle θ of each ridge 141And θ2Is not beyond the technical scope of the present invention.
[0031]
The bar light guide (intermediate light guide) 13 a is a rod-shaped member made of a material such as transparent acrylic resin, and is arranged along the side end surface 12 a of the light guide plate 12. A prism shape (not shown) is formed on the rear surface (the side opposite to the light guide plate 12) of the bar light guide 13, and guides light introduced from the end face and propagated in the length direction of the bar light guide 13. The side end surface 12a of the light plate 12 can be efficiently and uniformly irradiated.
[0032]
The diffusive reflector 15 is provided on the light exit surface 12b side of the light guide plate 12 via the air layer 16 as described above. Note that an adhesive layer may be used instead of the air layer 16. In this case, the adhesive layer is formed using an adhesive material having a property of transmitting light. The greater the difference from the refractive index, the higher the brightness and uniform characteristics can be obtained.
[0033]
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the diffusive reflector (diffusive reflector of the first example) 15.
The diffusive reflector 15 is provided with fine irregularities 15d having light reflectivity on the surface of the base material. The minute concave-convex portion 15d has a plurality of concave portions 30.
In the present embodiment, the base material is a substrate 15a, an organic film 15b made of an acrylic resin or the like formed on the substrate 15a, and a reflection film made of a high-reflectance metal film provided on the surface of the organic film 15b. And a film 15c.
The organic film 15b is formed, for example, by forming a resin layer made of a photosensitive resin or the like in a planar shape on a substrate 15a made of, for example, a polyethylene terephthalate (PET) film, and then forming an uneven surface opposite to the surface shape of the organic film 15b to be obtained. It can be formed by pressing a transfer mold made of an acrylic resin or the like having a surface shape onto the surface of the resin layer and curing the resin layer. Then, the reflection film 15c is formed on the organic film 15b having the concave portion formed on the surface in this manner. The reflective film 15c can be formed of a metal material having a high reflectance, such as aluminum or silver, by a film forming method such as a sputtering method or vacuum evaporation.
The substrate 15a may be separated and removed after the formation of the reflective film 15c. In this case, the base material of the diffusive reflector 15 is composed of the organic film 15b and the reflective film 15c.
The diffusive reflector 15 is provided such that the surface on which the fine unevenness 15 d is formed (the surface on which the fine unevenness is formed) faces the lower surface 12 c of the light guide plate 12.
[0034]
The reflection characteristics of the diffusive reflector 15 can be controlled by controlling the shape of the minute concave and convex portions 15d, and specifically, by changing the inner surface shape of a large number of concave portions 30 formed on the surface of the reflective film 15c. Can be controlled so as to obtain the reflection characteristics of
In the present embodiment, the recesses 30 are randomly formed with a depth in the range of 0.1 μm to 3 μm, and the pitches of the adjacent recesses 30 are randomly arranged in the range of 3 μm to 100 μm. It is desirable to set the angle in the range of −18 ° to + 18 °.
In this specification, the “depth of the concave portion” refers to the distance from the surface (base surface) of the reflective film 15c where the concave portion is not formed to the bottom of the concave portion, and “the pitch of the adjacent concave portion”. Is the distance between the centers of the concave portions that are circular when viewed in plan. Further, as shown in FIG. 3, the “inclination angle of the inner surface of the concave portion” is defined as, for example, when a minute range of 0.5 μm width is taken at an arbitrary position on the inner surface of the concave portion 30, Angle θ to horizontal plane (substrate surface)CThat is. This angle θCFor example, the right slope in FIG. 3 is defined as positive, and the left slope in FIG. 3 is defined as negative with respect to the normal line set on the surface (base material surface) of the reflection film 15c in the portion where the concave portion is not formed.
[0035]
In the present embodiment, it is particularly important that the inclination angle distribution of the inner surface of the concave portion 30 is set in the range of −18 ° to + 18 °, and that the pitch of the adjacent concave portions 30 is randomly arranged in all directions in the plane. is there. This is because, if the pitch of the adjacent concave portions 30 is regular, there is a problem that interference colors of light appear and reflected light is colored. On the other hand, if the inclination angle distribution of the inner surface of the concave portion 30 exceeds the range of −18 ° to + 18 °, the diffusion angle of the reflected light is too wide, the reflection intensity is reduced, and a bright display cannot be obtained (the diffusion angle of the reflected light is small). It becomes 55 ° or more in the air).
Further, if the depth of the concave portion 30 is less than 0.1 μm, the light diffusion effect due to the formation of the concave portion on the reflection surface cannot be sufficiently obtained, and if the depth of the concave portion 30 exceeds 3 μm, sufficient light diffusion can be obtained. In order to obtain the effect, the pitch must be increased, which may cause moire.
[0036]
If the pitch between the adjacent concave portions 30 is less than 3 μm, there is a restriction on the production of the transfer die used to form the organic film 15b, and the processing time becomes extremely long. Are not formed, and problems such as generation of interference light occur. The transfer mold for forming the surface shape of the organic film 15b transfers a surface shape of a transfer mold formed by pressing a large number of diamond indenters to a base material such as stainless steel to a silicone resin or the like. It is produced by doing.
[0037]
FIG. 4 shows a case in which light is radiated to the reflection surface (substrate surface) of the diffusive reflector 15 used in this embodiment at an incident angle of 30 °, and the light reception angle is specularly reflected with respect to the reflection surface (substrate surface). The relationship between the light receiving angle (unit: °) and the brightness (reflectance, unit:%) when it is swung from a perpendicular position (0 °; normal direction) to 60 ° around 30 ° which is the direction of It is shown. As shown in this figure, substantially uniform reflectance can be obtained in a wide light receiving angle range centered on the regular reflection direction.
This is due to the fact that the depth and pitch of the recess 30 shown in FIG. 3 are controlled within the above ranges, and that the inner surface of the recess 30 is spherical. That is, since the depth and the pitch of the concave portion 30 are controlled, the inclination angle of the inner surface of the concave portion 30 that controls the light reflection angle is controlled within a certain range, so that the reflection efficiency of the reflective film 15c is reduced. Control within a certain range becomes possible. Further, since the inner surface of the concave portion 30 is a spherical surface symmetrical in all directions, a uniform reflectance can be obtained in a wide reflecting direction of the reflective film 15c.
[0038]
The holding member 18 is provided so as to surround the light guide plate 12, the light source 13, and the diffuse reflector 15, and collectively accommodates the light guide plate 12, the light source 13, and the diffuse reflector 15. keeping. Further, by making the inner surface of the holding member 18 light-reflective, it is possible to reuse the leaked light generated from various members.
When the liquid crystal display device 1 of the present embodiment is provided on a display unit of a mobile phone or the like, the viewpoint of the user (observer) Ob is on the light source 13 side in a normal use state, and the user (observer) ) Ob observes the display from the same side as the light source 13 side.
[0039]
In the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, a transmissive liquid crystal display can be performed by turning on the backlight 10 provided on the back side of the liquid crystal display unit 20.
Specifically, the light emitted from the light emitting element 13b of the backlight 10 propagates through the bar light guide 13, is introduced into the light guide plate 12 from the incident surface 12a of the light guide plate 12, and The introduced light propagates inside while being reflected on the inner surface of the light guide plate 12. Of the propagating light inside the light guide plate 12, the light incident on the steep slope portion 14b is emitted from the emission surface 12b of the light guide plate 12 and is reflected by the diffusive reflector 15 whose reflection characteristics are controlled, and this reflected light is guided. The light is emitted from the upper surface 12c of the light guide plate 12 through the gentle slope portion 14a of the light plate 12. Then, the light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate 12 illuminates the liquid crystal display unit 20 (particularly, the display area) from the back side.
When the liquid crystal display unit is illuminated from the rear side in this manner, the display of the liquid crystal display unit 20 is visually recognized by the user Ob.
[0040]
In the backlight 10 of the present embodiment, light from the light source 13 can be efficiently emitted from the emission surface (lower surface) 12b of the light guide plate 12 to the diffusive reflector 15, and this light is further formed into minute irregularities on the diffuse reflector 15. The light is reflected by the surface and can be emitted from the upper surface 12c through the light guide plate 12. Since the diffusive reflector 15 can control the reflection characteristics by controlling the shape of the minute uneven portion 15d, the amount and direction of light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate 12 are also controlled. Even if a scattering plate or a prism sheet as used in the backlight is not provided, the illuminated area can be uniformly and brightly illuminated. Further, in the backlight 10 of the present embodiment, since it is not necessary to use a scattering plate or a prism sheet as provided in the conventional backlight, the number of components can be reduced, thereby simplifying the structure and reducing the thickness. And cost can be reduced.
In the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, since the backlight 10 having the above-described configuration is provided on the back side of the liquid crystal display unit 20, the display area (illuminated area) can be uniformly and brightly illuminated. The visibility of the display is good, the display quality can be excellent, and the number of components can be small, so that the device can be thin and low cost.
Further, in the backlight 10, since the upper surface 12 c of the light guide plate 12 is flat, damage to the liquid crystal display unit when the liquid crystal display unit 20 is stacked on the backlight 10 can be improved.
In the liquid crystal display device 1 of the above embodiment, the case where the liquid crystal display unit 20 is of a transmissive type has been described, but may be of a transflective type.
[0041]
Further, when the ambient light such as sunlight or illumination is sufficiently bright, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment can emit the diffused light from the diffusive reflector 15 of the backlight 10 without turning on the backlight 10. Therefore, a reflective or transflective liquid crystal display can be performed using the reflected light.
Specifically, the ambient light of the liquid crystal display device 1 reaches the diffusive reflector 15 via the liquid crystal display unit 20 and the light guide plate 12 of the backlight 10, and is reflected by the surface of the reflective film 15c. Thereby, the liquid crystal display unit is illuminated from the back side, and the display on the liquid crystal display unit 20 is visually recognized by the user.
In addition, since the reflection surface of the diffuse reflector 15 is formed in the above-described shape, reflection is prevented, and the range of the reflection angle in the diffuse reflector 15 is wide and uniformity is good. A liquid crystal display device having a wide viewing angle and a bright display screen can be obtained.
Further, in the above embodiment, the light source 13 provided in the backlight 10 is a rectangular column-shaped bar light guide 13a made of an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like, and both end surfaces in the longitudinal direction of the intermediate light guide 13a. Has been described with reference to the light-emitting elements 13b and 13b of a substantially point light source such as a dispersion-type EL or LED disposed in the above, but a light source composed of a cold-cathode tube and a reflector may be used.
[0042]
(Second example of light guide plate)
Next, a second example of the light guide plate provided in the backlight of the liquid crystal display device of the above embodiment will be described.
In the above-described embodiment, the front light is described as having a prism shape of the light guide plate emission surface 12b, the protrusion 14 having a wedge-shaped cross section, and the emission surface 12b having a saw-tooth shape in cross section. The prism shape of the exit surface 12b is not limited to the above-mentioned shape, and it is sufficient that the exit surface 12b has a structure that can efficiently emit illumination light by using the steep slope portion.
FIG. 8 is a second example of a light guide plate provided in the backlight according to the present invention, which is a partial cross section of a light guide plate having a substantially rectangular wave-shaped exit surface in which a plurality of ridges having a substantially trapezoidal cross section are arranged and formed. It is a figure showing a structure.
[0043]
The light guide plate 132 shown in FIG. 8 has an emission surface 132b on the lower surface side and an opposing surface (upper surface) 132c on the opposite side to the emission surface 132b, and the emission surface 132b has a plurality of protrusions extending in the direction perpendicular to the paper surface. The stripes 134 are formed and arranged, and the opposing surface 132c is a flat surface. The ridge 134 has a substantially trapezoidal cross section in which a flat portion 134a serves as a ceiling portion and a first slope portion (slope portion) 134b and a second slope portion 134c are formed on both sides in the width direction. 134b is an inclination angle θ with respect to the horizontal reference plane z.2And the second slope portion 134c has an inclination angle θ.3And is formed to be inclined. Further, the first slope portion 134b and the second slope portion 134c are inclined to the same side with respect to the normal line of the light guide plate 132.
A bottom surface portion 134d formed as a flat surface is formed between the adjacent protrusions 134, 134. In the backlight of the present embodiment, the plane area of the emission surface 132b other than the first and second slope portions 134b, 134c. Is formed so as to be a flat surface parallel to the horizontal reference surface z together with the flat portion 134a of the ridge 134.
[0044]
The inclination angle θ of the first slope portion 134b2Is the inclination angle θ of the steep slope portion 14b shown in FIG.2Similarly to the above, an obtuse angle (θ4) Is formed, and the pitch P of the ridge 134 is generated.1The height h is also constant within the plane of the emission surface 32b, similarly to the ridge 14 shown in FIG.
Inclination angle θ of second slope 134c3Is preferably in the range of 40 ° to 60 °. With the above range, light leaking from the first slope portion 134b is reduced, and the brightness of the backlight can be increased.
[0045]
Also with the front light of the present embodiment including the light guide plate 132 of FIG. 8 instead of the light guide plate 12 of FIG. 5, the light incident on the first slope portion 134b is efficiently reflected from the exit surface 132b of the light guide plate 132. The emitted light is reflected by the diffusive reflector 15 whose reflection characteristics are controlled, and can be used as illumination light, so that high-luminance illumination light can be obtained.
In addition, since the plane area of the emission surface 132b other than the slope portions 134b and 134c is a flat surface, the light propagating inside the light guide plate 132 is less likely to leak from the surface other than the slope portions, and the light source And the brightness of the illumination light can be improved.
[0046]
(Second example of diffusive reflector)
Next, a second example of the diffusive reflector provided in the backlight according to any of the above embodiments will be described.
The difference between the diffusive reflector of the second example and the diffusive reflector 15 of the first embodiment (the diffusive reflector of the first example) is that the fine irregularities formed on the diffusive reflector are different. The point is that the inner surface shape of the concave portion of the portion is different.
FIG. 9 shows one of a large number of concave portions 40 constituting the minute uneven portion formed on the diffusive reflector 45 of the second example, and FIG. 9A is a cross-sectional view of the concave portion 40. 9B is a plan view.
As shown in this drawing, the inner surface of each concave portion 40 is a surface formed by connecting a part of a plurality of spherical surfaces having different radii, and specifically, a part of two spherical surfaces having different radii. It is a surface formed by connecting a certain peripheral curved surface 40a and a bottom curved surface 40b located at a position surrounded by the peripheral curved surface 40a. The peripheral curved surface 40a is O1And the radius is R1Which is part of the sphere. The bottom curved surface 40b is O2And the radius is R2Which is part of the sphere. O, the center of each sphere1, O2From each of the above, the normal established on the base material surface of the diffusive reflector 45, that is, the normal established perpendicularly to the surface of the reflective film on which the concave portion 40 is not formed is all on the same straight line L. positioned.
[0047]
Each radius and R1And R2Is R1≤R2And 10 μm ≦ R1≦ 70 μm, 20 μm ≦ R2It changes within a range of ≦ 100 μm. Also, in FIG. 9A, θ11Is the inclination angle of the peripheral curved surface 40a, and 10 ° ≦ θ11≦ 35 ° and −35 ° ≦ θ11It changes within a range of ≦ −10 °. Also, θ12Is the inclination angle of the bottom curved surface 40b, 4 ° ≦ θ12≦ 17 ° and −17 ° ≦ θ12≦ −4 °.
The radius r of the peripheral curved surface 40a of the concave portion 40 when the surface of the diffusive reflector 45 is viewed in a plan view.1And the radius r of the bottom curved surface 40b2Is each radius R1And R2, And the inclination angle θ11, Θ12It depends on.
Also, the depth d of the concave portion 4011And the pitch are preferably the depth d for the same reasons as in the first embodiment.11Is randomly set in the range of 0.1 μm to 3 μm, and the pitch is set randomly in the range of 3 μm to 100 μm.
[0048]
FIG. 10 shows that the surface (reflection surface) of the reflective film of the diffusive reflector 45 in which the plurality of concave portions 40 are formed is irradiated with light at an incident angle of 30 °, and the light receiving angle is changed to the value of the regular reflection on the reflective surface. Shows the relationship between the light receiving angle (unit: °) and the brightness (reflectance, unit:%) when it is swung from a perpendicular position (0 °; normal direction) to 60 ° around the direction of 30 °. It is something.
As shown in this figure, according to the diffusive reflector 45 in which the plurality of concave portions 40 are formed, the inner peripheral surface of the concave portion 40 formed in the reflection surface has the peripheral curved surface 40a formed by a part of a spherical surface having a small radius. This gives a tilt angle having a relatively large absolute value, so that a good reflectance can be obtained in a wide range of 15 ° to 45 °. In addition, since the bottom curved surface 40b, which is a part of a spherical surface having a large radius, is a curved surface that is close to a flat surface, the existence of the bottom curved surface 40b increases the ratio of the inner surface that gives an inclination angle close to zero. As a result, the reflectance at the reflection angle of 30 °, which is the regular reflection direction of the incident angle of 30 °, is the peak, and the reflectance in the vicinity is high.
[0049]
According to the backlight including the diffusive reflector 45 having the plurality of concave portions 40 having the above-described configuration, since the reflection film forming the reflection surface of the diffusive reflector 45 has the above-described shape, the light guide plate is provided. 12 can efficiently reflect and scatter the light emitted from the emission surface 12b, and the reflected light reflected by the diffusive reflector 45 has a directivity such that the reflectance increases particularly in the regular reflection direction. Therefore, this makes it possible to increase the emission angle of the light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate 12 via the diffusive reflector 45, and to increase the emission efficiency at a specific emission angle.
In particular, in a backlight provided with the diffusive reflector 45 having the above-described configuration, the directivity that the diffusive reflector 45 has a high reflectance in the regular reflection direction can be obtained. It is possible to control so that the brightness of the liquid crystal display surface becomes higher in the viewing angle range of.
In addition, since the reflection surface of the diffuse reflector 45 is formed in the above-described shape, reflection is prevented, and the range of the reflection angle of the diffuse reflector 45 is wide and there is directivity, so that a wide visual field is provided. It is possible to realize a liquid crystal display device that can obtain a brighter display screen at an angle and a specific observation viewing angle.
[0050]
(Third example of diffusive reflector)
Next, a third example of the diffusive reflector provided in the backlight according to any of the above embodiments will be described.
The difference between the diffusive reflector of the third example and the diffusive reflector 15 of the first embodiment (the diffusive reflector of the first example) is that the fine irregularities formed on the diffusive reflector are different. The point is that the inner surface shape of the concave portion of the portion is different.
FIG. 11 shows one of a large number of concave portions 50 constituting minute uneven portions formed on the diffuse reflector 55 of the third example. FIG. 11A is a cross-sectional view of the concave portion 50. 11B is a plan view.
As shown in this figure, the inner surface of each concave portion 50 is a surface in which a peripheral curved surface 50a which is a part of two spherical surfaces having different radii and a bottom curved surface 50b existing at a position surrounded by the peripheral curved surface 50a are continuous. Consists of The peripheral curved surface 50a is O1And the radius is R1Which is part of the sphere. In addition, the bottom curved surface 50b is O2And the radius is R2Which is part of the sphere. O, the center of each sphere1, O2From each of the above, the normals established on the base material surface of the diffusive reflector 55 are separate straight lines L1 1, L1 2Located on top.
[0051]
Each radius and R1And R2Is R1<R2And 10 μm ≦ R1≦ 70 μm, 20 μm ≦ R2It changes within a range of ≦ 100 μm. Also, in FIG. 11A, θ11Is the inclination angle of the peripheral curved surface 50a, 10 ° ≦ θ11≦ 35 ° and −35 ° ≦ θ11It changes within a range of ≦ −10 °. Also, θ12Is the inclination angle of the bottom curved surface 40b, 4 ° ≦ θ12≦ 17 ° and −17 ° ≦ θ12≦ −4 °.
The radius r of the peripheral curved surface 50a of the concave portion 50 when the surface of the diffusive reflector 55 is viewed in a plan view.1And the radius r of the bottom curved surface 50b2Is each radius R1And R2, and the inclination angle θ11, Θ12It depends on.
For the same reason as in the first embodiment, the depth d and the pitch of the concave portion 50 are preferably random in the range of 0.1 μm to 3 μm, and random in the range of 3 μm to 100 μm. Is set to
[0052]
FIG. 12 shows an example in which the reflecting surface of the diffusive reflector 55 in which the plurality of concave portions 40 are formed is irradiated with light at an incident angle of 30 ° (incident from the right direction in FIG. 11), and the light receiving angle is reflected. Light-receiving angle (unit: °) and brightness (reflectance, unit:%) when it is swung from a perpendicular position (0 °; normal direction) to 60 ° around 30 ° which is the direction of regular reflection on the surface. It shows the relationship with.
As shown in this figure, according to the diffusive reflector 55 of the third example, the inner peripheral surface of the concave portion 50 formed on the reflective surface has the peripheral curved surface 50a formed by a part of a spherical surface having a small radius. Since this gives a tilt angle having a relatively large absolute value, good reflectance can be obtained in a wide range of 15 ° to 45 °. Further, the bottom curved surface 50b, which is a part of a spherical surface having a large radius, is a curved surface close to a flat surface, but due to uneven distribution thereof, the ratio of the inner surface providing an inclination angle in a specific range increases. As a result, the reflectance at a smaller reflection angle is higher than the reflection angle of 30 °, which is the regular reflection direction of the incident angle of 30 °, and the reflectance in the vicinity is also higher with that direction as a peak. Therefore, in this case, the propagation direction of the light reflected on the reflection surface of the diffusive reflector 55 shifts toward the normal direction (light receiving angle 0 ° side) from the regular reflection direction.
Conversely, when light is incident from the left direction in FIG. 11, the propagation direction of the reflected light shifts toward the substrate surface side from the regular reflection direction.
[0053]
According to the backlight including the diffusive reflector 55 having the plurality of concave portions 50 having the above-described configuration, since the reflection film forming the reflection surface of the diffuse reflector 55 has the above-described shape, the light guide plate is provided. 12 can efficiently reflect and scatter light emitted from the outgoing surface 12b, and the reflected light reflected by the diffusive reflector 55 has directivity such that the reflectance increases in a specific direction. Thus, the emission angle of the light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate via the diffusive reflector 55 is increased, and the emission light amount can be increased at a specific emission angle.
Further, in the present example, as described above, the directivity that the reflectance in a specific direction is high in the diffusive reflector 55 of the backlight can be obtained, so that the brightness of the liquid crystal display surface in a specific viewing angle range can be improved. It is possible to control to be higher.
[0054]
(Fourth example of diffuse reflector)
Next, a fourth example of the diffusive reflector provided in the backlight according to any of the above embodiments will be described.
The difference between the diffuse reflector of the fourth example and the diffuse reflector 15 of the first embodiment (the diffuse reflector of the first example) is that the minute unevenness formed on the diffuse reflector is different. The point is that the inner surface shape of the concave portion of the portion is different.
FIG. 13 is a perspective view showing one of a large number of concave portions 60 constituting minute uneven portions formed in the diffuse reflector 65 of the fourth example, and FIG. It is sectional drawing in the specific cross section X which passes. In the specific longitudinal section X of the concave portion 60, the inner surface shape of the concave portion 60 has a first curve A extending from one peripheral portion S1 of the concave portion 60 to the deepest point D, and the deepest point of the concave portion continuing from the first curve A. A second curve B extends from D to another peripheral portion S2. Both of these curves have a tilt angle of zero with respect to the substrate surface S at the deepest point D, and are connected to each other.
Here, the “inclination angle” refers to an angle of a tangent line at an arbitrary position on the inner surface of the concave portion with respect to a horizontal plane (here, the substrate surface S in a portion where the concave portion is not formed) in a specific longitudinal section.
[0055]
The inclination angle of the first curve A with respect to the substrate surface S is steeper than the inclination angle of the second curve D, and the deepest point D is located at a position shifted from the center O of the concave portion 3 in the x direction. That is, the average value of the absolute value of the inclination angle of the first curve A with respect to the substrate surface S is larger than the average value of the absolute value of the inclination angle of the second curve B with respect to the substrate surface S. The average value of the absolute value of the inclination angle of the first curve A with respect to the substrate surface S in the plurality of concave portions 60 formed on the surface of the diffuse reflector irregularly varies in the range of 1 to 89 °. I have. In addition, the average value of the absolute value of the inclination angle of the second curve B in the concave portion 60 with respect to the substrate surface S varies irregularly in the range of 0.5 to 88 °.
Since the inclination angles of both curves are gently changing, the maximum inclination angle δmax (absolute value) of the first curve A is larger than the maximum inclination angle δb (absolute value) of the second curve B. I have. The inclination angle of the deepest point D where the first curve A and the second curve B contact each other with respect to the base material surface is zero, and the first curve A in which the inclination angle is a negative value and the inclination angle in which the inclination angle is a positive value Is smoothly continuous with the second curve B.
Although the maximum inclination angles δmax of the plurality of concave portions 60 formed on the surface of the diffusive reflector 65 vary irregularly within the range of 2 to 90 °, many concave portions have the maximum inclination angle δmax. It varies irregularly within the range of 4 to 35 °.
[0056]
The concave portion 60 has a single minimum point (a point on a curved surface at which the inclination angle becomes zero) D. The distance between the minimum point D and the substrate surface S of the substrate forms a depth d of the concave portion 60, and the depth d is irregular within a range of 0.1 μm to 3 μm for each of the plurality of concave portions 60. Are scattered.
In the present embodiment, the specific cross section X in each of the plurality of recesses 60 is in the same direction. Each first curve A is formed so as to be oriented in a single direction. That is, in each of the concave portions, the x direction indicated by the arrow in FIGS. 13 and 16 is formed so as to face the same direction (the direction opposite to the light source side).
[0057]
In the diffuse reflector 65 having the plurality of recesses 60 having such a configuration, the first curve A in the plurality of recesses 60 is oriented in a single direction. The reflected light of light incident from obliquely above in the x direction (the first curve A side) in FIG. 14 shifts toward the normal direction of the substrate surface S with respect to the regular reflection direction.
Conversely, the reflected light of the light incident from obliquely above in the direction opposite to the x direction (the second curve B side) in FIG. 14 shifts toward the surface side of the substrate surface S with respect to the regular reflection direction.
Accordingly, as the overall reflection characteristic in the specific longitudinal section X, the reflectance in the direction reflected by the surface around the second curve B increases, and thereby the reflection efficiency in the specific direction can be selectively increased. Thus, it is possible to obtain an improved reflection characteristic.
[0058]
For example, the reflecting surface of the diffusive reflector 65 in which the plurality of concave portions 60 are formed is irradiated with light at an incident angle of 30 ° from the x direction, and the light receiving angle is a direction of regular reflection with respect to the reflecting surface. The relationship between the light receiving angle (unit: °) and the brightness (reflectance, unit:%) when the light is swung from a perpendicular position (0 °; normal direction) to 60 ° around 30 ° is the third relationship described above. Almost the same as in the embodiment, the reflectance at a small reflection angle becomes higher than the reflection angle of 30 ° which is the regular reflection direction of the incident angle of 30 °, and the reflectance near the peak becomes higher at that direction. .
[0059]
According to the backlight including the diffusive reflector 65 having the plurality of concave portions 60 having such a configuration, the light guide plate is formed because the reflective film forming the reflective surface of the diffusive reflector 65 is formed as described above. 12 can efficiently reflect and scatter light emitted from the outgoing surface 12b, and the reflected light reflected by the diffusive reflector 65 has directivity such that the reflectance increases in a specific direction. Thus, the emission angle of the light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate via the diffusive reflector 65 can be controlled, and the emission efficiency can be improved at a specific emission angle. Therefore, a bright display can be performed by adjusting the emission angle in consideration of the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element (liquid crystal display unit).
[0060]
(Fifth example of diffuse reflector)
Next, a fifth example of the diffusive reflector provided in the backlight according to any one of the above embodiments will be described.
The difference between the diffusive reflector of the fifth example and the diffusive reflector 15 of the first embodiment (the diffusive reflector of the first example) is that the minute irregularities formed on the diffusive reflector are different. The point is that the inner surface shape of the concave portion of the portion is different.
FIGS. 15 to 17 show an inner surface shape of one of a large number of concave portions 70 constituting minute uneven portions formed on the diffusive reflector 75 of the fifth example.
15 is a perspective view of the concave portion 70, FIG. 16 is a cross section of the concave portion 70 along the X axis (referred to as a vertical section X), and FIG. 17 is a cross section of the concave portion 70 along the Y axis orthogonal to the X axis (longitudinal section). Plane Y).
[0061]
As shown in FIG. 16, the inner surface shape of the concave portion 70 in the vertical cross section X has a first curve A extending from one peripheral portion S1 of the concave portion 70 to the deepest point D, and the deepest portion of the concave portion continuing from the first curve A. The second curve B extends from the point D to another peripheral portion S2. In FIG. 16, the first curve A descending to the right and the second curve B rising to the right both have an inclination angle with respect to the substrate surface S of zero at the deepest point D, and are smoothly continuous with each other.
Here, the “inclination angle” refers to an angle of a tangent line at an arbitrary position on the inner surface of the concave portion with respect to a horizontal plane (here, the substrate surface S in a portion where the concave portion is not formed) in a specific longitudinal section.
[0062]
The inclination angle of the first curve A with respect to the substrate surface S is steeper than the inclination angle of the second curve B, and the deepest point D extends from the center O of the recess 70 toward the periphery along the X axis (x Direction). That is, the average value of the absolute values of the inclination angles of the first curve A is larger than the average value of the absolute values of the inclination angles of the second curve B. The average value of the absolute values of the inclination angles of the first curve A in the plurality of recesses 70 formed on the surface of the diffusive reflector is irregularly varied in the range of 2 ° to 90 °. The average value of the absolute values of the inclination angles of the second curve B at 70 also varies irregularly in the range of 1 ° to 89 °.
[0063]
On the other hand, as shown in FIG. 17, the inner surface shape of the concave portion 70 in the vertical section Y is substantially equal to the left and right with respect to the center O of the concave portion 70, and the periphery of the deepest point D of the concave portion 70 has a curvature. It has a large radius, that is, a shallow curve E close to a straight line. The left and right sides of the shallow curve E are deep curves F and G having a small radius of curvature, and the inclination angles of the shallow curve E in the plurality of recesses 70 formed on the surface of the diffusive reflector 75. The absolute value is about 10 ° or less. Further, the absolute values of the inclination angles of the deep curves F and G in the plurality of concave portions 70 also vary irregularly, but are, for example, 2 ° to 90 °. Further, the depth d of the deepest point D varies irregularly within a range of 0.1 μm to 3 μm.
[0064]
In the present example, the plurality of recesses 70 formed on the surface of the diffusive reflector 75 have the same cross-sectional direction giving the shape of the above-described vertical cross-section X, and give the shape of the above-described vertical cross-section Y. The cross-sectional directions are oriented in the same direction, and the directions from the deepest point D to the peripheral portion S1 via the first curve A are oriented in the same direction. That is, all the concave portions 70 formed on the surface of the diffusive reflector are formed such that the x direction indicated by an arrow in FIGS. 15 and 16 points in the same direction (the direction opposite to the light source side). I have.
[0065]
According to the present embodiment, the directions of the concave portions 70 formed on the surface of the diffusive reflector 75 are uniform, and the directions from the deepest point D to the peripheral portion S1 via the first curve A are the same. 15 and FIG. 16, the reflected light of the light incident obliquely from above in the x direction (the first curve A side) in FIGS. Shift to the normal direction side of.
Conversely, the reflected light of the light incident from obliquely above in the direction opposite to the x direction (the second curve B side) in FIGS. 15 and 16 shifts to the surface side of the substrate surface S with respect to the regular reflection direction.
A vertical section Y orthogonal to the vertical section X is formed so as to have a shallow curve E having a large radius of curvature and deep curves F and G having small curvature radii on both sides of the shallow curve E. Therefore, the reflectance in the regular reflection direction on the reflection surface of the diffusive reflector 75 is also increased.
[0066]
As a result, as shown in FIG. 18, the overall reflection characteristics in the longitudinal section X include the reflection characteristics in which the reflected light is appropriately concentrated in a specific direction while the reflectance in the regular reflection direction is sufficiently ensured. can do. FIG. 18 shows that the diffusive reflector 75 in which a plurality of the concave portions 70 are formed is irradiated with light at an incident angle of 30 ° from the direction closer to the x direction than the normal direction of the substrate surface S, and the viewing angle is increased. (Θ °) and brightness (reflectance height) when を is continuously changed from a perpendicular position (0 °) to 60 ° around 30 ° which is the direction of regular reflection with respect to the substrate surface S. It shows the relationship with. In the reflection characteristic represented by this graph, the integral value of the reflectance in the reflection angle range smaller than the regular reflection angle of 30 ° is larger than the integral value of the reflectance in the reflection angle range larger than the regular reflection angle. The reflection direction tends to shift to the normal side from the regular reflection direction.
[0067]
According to the backlight including the diffusive reflector 75 having the plurality of recesses 70 having the above-described configuration, since the reflection film forming the reflection surface of the diffusive reflector 75 has the above-described shape, the light guide plate is provided. 12 can efficiently reflect and scatter light emitted from the emission surface 12b, and the reflected light reflected by the diffusive reflector 75 has directivity such that the reflectance increases in a specific direction. Thus, the emission angle of the light emitted from the upper surface 12c of the light guide plate 12 via the diffusive reflector 75 can be controlled, and the emission efficiency can be increased at a specific emission angle.
Further, as described above, the directivity that the reflectance in a specific direction is high in the diffusive reflector 75 of the backlight can be obtained. Therefore, when the characteristics are matched in consideration of the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element (liquid crystal display unit). In addition, it is possible to control the brightness of the liquid crystal display surface to be higher in a specific viewing angle range.
[0068]
Note that the light source provided in the backlight in FIGS. 9, 11, 13 to 17 is disposed on the right side of the paper surface, and the viewpoint of the user (observer) Ob is on the light source side in a normal use state. The display is observed from the light source side.
In the above embodiment, a case has been described in which any one of the concave portions of the first to fifth examples is employed as a large number of concave portions constituting the fine concave and convex portions of the diffusive reflector provided in the backlight according to the present invention. However, if any one of the concave portions of the first to fifth examples is formed such that the concave portion side is on the substrate 15a side (the side opposite to the light guide plate 12 side), the diffusivity provided in the backlight according to the present invention can be improved. It can be adopted as a large number of convex portions constituting the fine uneven portion of the reflector.
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above examples, the base material of the diffusive reflector is configured to include the substrate, the organic film, and the reflection film. However, the present invention is not limited to this configuration. The diffusive reflector may be formed by forming a metal plate and stamping the entire surface with the tip (convex portion) of a punch (perforation tool) to form a large number of concave portions having a predetermined depth.
Further, the present invention is not limited to a passive type liquid crystal display device, and can be applied to an active matrix type liquid crystal display device.
Further, the present invention is not limited to a transmissive liquid crystal display device, but can be applied to a transflective liquid crystal display device.
[0069]
【Example】
Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples, but the following examples do not limit the technical scope of the present invention.
(Example 1)
In this example, with respect to the light guide plate of the present invention having the novel shape shown in FIGS. 5 and 6, the amount of emitted light when the inclination angle of the slope portion for emitting the propagated light is optimized with respect to the incident angle of the propagated light And the amount of leaked light was compared.
Table 1 is a table collectively showing parameters of each part of the light guide plate compared in the present example, and in this table, a new shape indicates the light guide plate shown in FIGS. Also, θ in the new shape1, Θ2Indicates the tilt angles shown in FIG. The size of the light guide plate was 70 mmW × 50 mmL × 1.0 mmt, and the material was acrylic resin (the refractive index was 1.48).
Next, under the above conditions, when a light beam of 1 Lumen is incident from the light incident surface of the light guide plate of each shape, the light beam emitted to the LCD side (the liquid crystal display unit side) and the light beam emitted to the observer side Are also shown in Table 1. As is clear from Table 1, in the light guide plate of the novel shape having the configuration of the present invention, the luminous flux emitted to the LCD side is greatly increased as compared with the conventional shape, and further leaks to the observer side. It was confirmed that the luminous flux was significantly reduced. In particular, the inclination angle θ of the steep slope portion 14b2It is confirmed that when the angle is in the range of 45 ° to 50 °, a light guide plate having high illumination luminance and a small amount of leak light can be obtained.
[0070]
[Table 1]
Figure 2004325505
[0071]
(Example 2)
Next, the reflection characteristics of the ridges 14 formed on the emission surface 12b of the light guide plate 12 according to the present invention shown in FIGS. 5 and 6 with respect to propagating light incident from inside the light guide plate were compared. The comparison results are shown in Tables 2 and 3 below. Tables 2 and 3 show the reflection characteristics of the light guide plate according to the present invention having a new shape. Table 2 shows the results when the material of the light guide plate was Arton (trade name: manufactured by JSR), and Table 3 shows the results when the material of the light guide plate was acrylic resin.
[0072]
In these tables, the incident light angle is, for example, the angle θ in Tables 2 and 3 shown in FIG.6And the angle of the light incident on the steep slope portion 14b from the inside of the light guide plate 12 with respect to the horizontal reference plane z. The sign of the light incident angle is defined as the sign of the incident light of light traveling from the inside of the light guide plate toward the steep slope portion 14b. The shape indicates the angle of light traveling from the upper surface to the lower surface of the light guide plate, and the conventional shape indicates the angle of light traveling from the lower surface to the upper surface of the light guide plate. In the present embodiment, the light incident angle was changed in the range of 0 ° to 8 °.
[0073]
In Tables 2 and 3, the inclination angle is the inclination angle θ of the steep slope portion 14b.2In this example, the angle is an inclination angle at which the light incident at each of the light incident angles is reflected in the vertical direction of the light guide plate (in the direction of the normal line to the horizontal reference plane z).
[0074]
The margin angle is the inclination angle θ of the steep slope portion so as to generate reflected light in the vertical direction of the light guide plate with respect to the incident light angle.2When the angle is set, the difference between the incident angle of the propagating light incident on the steep slope portion and the critical angle of the light guide plate is shown.If the margin angle is negative, the incident angle becomes shallower than the critical angle, and the steep slope The light passes through the portion and becomes leaked light.
[0075]
[Table 2]
Figure 2004325505
[0076]
[Table 3]
Figure 2004325505
[0077]
As shown in Tables 2 and 3, the light guide plate of the novel shape having the configuration of the present invention has a wide light incident angle range where the margin angle is positive. That is, in the light guide plate of the new shape, the propagation light in a wider angle range can be reflected in the angular distribution of the propagation light incident on the steep slope portion, thereby increasing the illumination luminance.
[0078]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the backlight device of the present invention, it is possible to realize a thin and low-cost backlight device that can uniformly and brightly illuminate the illuminated area.
Further, according to the liquid crystal display device of the present invention, by providing the backlight device of the present invention, the liquid crystal display device is thin and low-cost while having good display visibility and excellent display quality. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional configuration view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary perspective view showing an enlarged part of a diffusive reflector of a backlight provided in the liquid crystal display device according to the first embodiment;
FIG. 3 is a sectional view showing one concave portion in the diffusive reflector of FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing an example of the reflection characteristics of the diffusive reflector having the recess shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an exemplary perspective view showing a light guide plate and a light source of a backlight provided in the liquid crystal display device according to the first embodiment;
FIG. 6 is a partial cross-sectional configuration diagram for explaining a light source of a backlight and a light guide state of a light guide plate shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a partial cross-sectional configuration diagram for explaining a reflection state of propagating light by a ridge shown in FIG. 5;
FIG. 8 is a partial cross-sectional configuration diagram showing another embodiment of the light guide plate provided in the backlight according to the present invention.
FIG. 9 is a view showing a concave portion in a second example of the diffusive reflector provided in the backlight device according to the present invention.
FIG. 10 is a graph showing an example of the reflection characteristics of the diffusive reflector provided with the recess shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram showing one concave portion in a third example of the diffusive reflector provided in the backlight device according to the present invention.
FIG. 12 is a graph showing an example of the reflection characteristics of the diffusive reflector having the recess shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a perspective view showing one concave portion in a fourth example of the diffusive reflector provided in the backlight device according to the present invention.
FIG. 14 is a sectional view taken along the X axis in FIG.
FIG. 15 is a perspective view showing one concave portion in a fifth example of the diffusive reflector provided in the backlight device according to the present invention.
FIG. 16 is a sectional view taken along the X axis in FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view along the Y axis in FIG.
FIG. 18 is a graph showing an example of the reflection characteristics of the diffusive reflector having the recess shown in FIG.
FIG. 19 is a schematic sectional view showing an example of a conventional passive type liquid crystal display device.
FIG. 20 is a perspective view showing two prism sheets provided in the conventional liquid crystal display device of FIG. 19;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 10 ... Backlight (backlighting device), 12, 132 ... Light guide plate, 12a ... Light entrance surface (side end surface), 12b, 132b ... Bottom surface (outgoing surface), 12c, 132c ... Top surface (facing Surface, side opposite to the exit surface), 13 light source, 13a bar light guide (intermediate light guide), 13b light emitting element (point light source), 14, 134 protrusion, 14a gentle slope, 14b Steep slope portion (slope portion), 20: liquid crystal display unit, 15, 45, 55, 65, 75: diffusive reflector, 15a: substrate, 15b: organic film, 15c: reflective film, 15d: minute unevenness, 16: Air layer, 18 holding member, 30, 40, 50, 60, 70 recess, 40a, 50a peripheral curved surface, 40b, 50b bottom curved surface, 134a flat portion (ceiling portion), 134b first slope portion ( Slope), 134c ... second slope, 134 ... the bottom portion, θ1… Slope angle of steep slope, θ2  … Slope angle of steep slope, θ3  ... Inclination angle of the second slope, P1... Projection pitch, h ... Projection height, z ... Horizontal reference plane of emission surface, d, d11…depth.

Claims (13)

光源と、該光源からの光を側端面から内部に導入し、内部を伝搬する前記光を出射面から出射させる導光板と、前記導光板の出射面側に設けられた拡散性反射体とを備えてなり、
前記導光板の出射面に、該導光板内部の伝搬光を反射させて前記出射面側に出射させるためのプリズム形状が形成され、
前記拡散性反射体は、基材の表面に光反射性を有する微小凹凸部が形成されており、該微小凹凸部形成面が前記導光板の出射面側を向くように設けられたことを特徴とする背面照明装置。A light source, a light guide plate for introducing light from the light source into the inside from the side end surface, and emitting the light propagating inside from the emission surface, and a diffusive reflector provided on the emission surface side of the light guide plate. Be prepared
On the emission surface of the light guide plate, a prism shape for reflecting propagation light inside the light guide plate and emitting the light to the emission surface side is formed,
The diffusive reflector is characterized in that minute irregularities having light reflectivity are formed on the surface of a base material, and the minute irregularities formed surface is provided so as to face the emission surface side of the light guide plate. Back lighting device. 前記導光板のプリズム形状が、前記出射面に形成された複数の突条により構成され、前記突条の前記伝搬光の進行方向側に斜面部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の背面照明装置。The prism shape of the light guide plate is constituted by a plurality of ridges formed on the emission surface, and a slope portion is formed on the ridge on a side of the propagation direction of the propagation light. Back lighting device. 前記導光板の突条が、その頂部に平坦部が形成された断面視略台形状とされたことを特徴とする請求項２に記載の背面照明装置。3. The backlight device according to claim 2, wherein the projections of the light guide plate have a substantially trapezoidal shape in cross section with a flat portion formed on a top portion thereof. 前記導光板の突条が、前記出射面の水平基準面に対して傾斜する一対の斜面部により構成された断面視くさび状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の背面照明装置。3. The backlighting device according to claim 2, wherein the ridge of the light guide plate is formed in a wedge shape in a sectional view formed by a pair of slopes inclined with respect to a horizontal reference plane of the emission surface. 4. . 前記導光板の一対の斜面部は、一方が緩斜面部とされ、他方がこの緩斜面部より急な傾斜角度に形成された急斜面部とされ、前記緩斜面部の傾斜角θ１が０．５度以上５度以下とされ、前記急斜面部の傾斜角θ２が４０度以上６０度以下とされたことを特徴とする請求項４に記載の背面照明装置。The pair of inclined surface portions of the light guide plate, one of which is a gentle slope and the other is a steep slope portion formed on a steep inclination angle than the gentle slope portion, the inclination angle theta 1 of the gentle slope is 0. 5 degrees 5 degrees is less, the back lighting device according to claim 4 in which the inclination angle theta 2 of the steep slope is characterized in that it is less 60 degrees 40 degrees. 前記導光板における出射面の反対側面は、略平坦に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の背面照明装置。The backlight device according to any one of claims 1 to 5, wherein a side surface of the light guide plate opposite to the emission surface is formed substantially flat. 前記拡散性反射体は、前記導光板から出射された光を前記微小凹凸部で反射した反射光の反射率のピークが、凸部又は凹部の法線方向から±３０度より小さい角度範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の背面照明装置。In the diffusive reflector, the peak of the reflectance of light reflected from the light guide plate at the minute uneven portion is within an angle range smaller than ± 30 degrees from the normal direction of the convex portion or the concave portion. The backlight device according to claim 1, wherein: 前記拡散性反射体は、前記導光板から出射された光を前記微小凹凸部で反射した反射光の反射率のピークが、凸部又は凹部の法線方向から±２５度より小さい角度範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の背面照明装置。In the diffusive reflector, the peak of the reflectance of the light reflected from the light guide plate at the minute uneven portion is within an angle range smaller than ± 25 degrees from the normal direction of the convex portion or the concave portion. The backlight device according to claim 1, wherein: 前記拡散性反射体に形成された微小凹凸部は複数の凹部を有し、前記凹部の内面は、球面又は非球面の一部である曲面を有するものであり、前記凹部の深さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、前記複数の凹部は隣接する凹部のピッチが３μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で不規則に配置されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の背面照明装置。The minute uneven portion formed on the diffusive reflector has a plurality of concave portions, and the inner surface of the concave portion has a curved surface that is a part of a spherical surface or an aspherical surface. 9. The method according to claim 7, wherein the plurality of recesses are irregularly formed in a range of 1 μm or more and 3 μm or less, and the plurality of recesses are arranged irregularly in a pitch of adjacent recesses of 3 μm or more and 100 μm or less. The backlight device as described in the above. 前記拡散性反射体に形成された微小凹凸部は複数の凸部を有し、前記凸部の外面は、球面又は非球面の一部である曲面を有するものであり、前記凸部の高さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成され、前記複数の凸部は隣接する凸部のピッチが３μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で不規則に配置されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の背面照明装置。The minute uneven portion formed on the diffusive reflector has a plurality of convex portions, and the outer surface of the convex portion has a curved surface that is a part of a spherical surface or an aspherical surface, and the height of the convex portion Is formed irregularly in a range of 0.1 μm or more and 3 μm or less, and the plurality of protrusions are irregularly arranged in a pitch of adjacent protrusions of 3 μm or more and 100 μm or less. Item 9. The backlight device according to item 7 or 8. 前記光源は、導光板の側端面に沿って配設された中間導光体と、該中間導光体の長さ方向の端面部に配設された発光素子とからなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の背面照明装置。The light source comprises: an intermediate light guide disposed along a side end surface of the light guide plate; and a light emitting element disposed on a longitudinal end surface of the intermediate light guide. Item 11. The backlight device according to any one of Items 1 to 10. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の背面照明装置と、該背面照明装置により背面側から照明される透過型又は半透過反射型の液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal comprising: the backlight unit according to claim 1; and a transmissive or transflective liquid crystal display unit illuminated from the back side by the backlight unit. Display device. 前記背面照明装置に備えられた導光板の突条のピッチＰ１が、前記液晶表示ユニットの画素ピッチＰＬＣＤに対して、（０．６×ＰＬＣＤ）μｍ＜Ｐ１＜（０．８×ＰＬＣＤ）μｍの範囲とされたことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。The backlight device pitch P 1 of the protrusion of the light guide plate provided in the relative pixel pitch P LCD of the liquid crystal display unit, (0.6 × P LCD) μm <P 1 <(0.8 × 13. The liquid crystal display device according to claim 12, wherein P LCD is in a range of μm.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100395623C (en) * 2005-06-10 2008-06-18 清华大学 Backlight module
WO2009005152A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Nissan Chemical Industries, Ltd. Novel lipid-tripeptide based hydrogel-forming agent and hydrogel
CN1987606B (en) * 2005-12-23 2010-04-07 群康科技(深圳)有限公司 Back light module and liquid crystal display module
JP2022179279A (en) * 2021-05-20 2022-12-02 怡利電子工業股▲ふん▼有限公司 Directional backlit type display device
CN117908181A (en) * 2024-03-18 2024-04-19 广东嘀嗒酷显柔性显示技术股份有限公司 Side-in type backlight module and liquid crystal display
JP7573079B2 (en) 2020-12-01 2024-10-24 恵和株式会社 Light diffusion sheet, backlight unit, liquid crystal display device, information device, and method for manufacturing light diffusion sheet

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100395623C (en) * 2005-06-10 2008-06-18 清华大学 Backlight module
CN1987606B (en) * 2005-12-23 2010-04-07 群康科技(深圳)有限公司 Back light module and liquid crystal display module
WO2009005152A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Nissan Chemical Industries, Ltd. Novel lipid-tripeptide based hydrogel-forming agent and hydrogel
US8486896B2 (en) 2007-07-05 2013-07-16 Nissan Chemical Industries, Ltd. Lipid tripeptide-based hydrogelator and hydrogel
US8716248B2 (en) 2007-07-05 2014-05-06 Nissan Chemical Industries, Ltd. Lipid tripeptide-based hydrogelator and hydrogel
JP7573079B2 (en) 2020-12-01 2024-10-24 恵和株式会社 Light diffusion sheet, backlight unit, liquid crystal display device, information device, and method for manufacturing light diffusion sheet
JP2022179279A (en) * 2021-05-20 2022-12-02 怡利電子工業股▲ふん▼有限公司 Directional backlit type display device
JP7189294B2 (en) 2021-05-20 2022-12-13 怡利電子工業股▲ふん▼有限公司 Directional backlight display device
CN117908181A (en) * 2024-03-18 2024-04-19 广东嘀嗒酷显柔性显示技术股份有限公司 Side-in type backlight module and liquid crystal display
CN117908181B (en) * 2024-03-18 2024-05-28 广东嘀嗒酷显柔性显示技术股份有限公司 Side-in type backlight module and liquid crystal display

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