JP2006140078A - Lighting device, electro-optical device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等といった電気光学装置に関する。また、本発明は電気光学装置等に用いられる照明装置に関する。また、本発明は電気光学装置を用いた電子機器に関する。 The present invention relates to an electro-optical device such as a liquid crystal display device. The present invention also relates to an illumination device used for an electro-optical device or the like. The present invention also relates to an electronic apparatus using an electro-optical device.
現在、携帯電話機、携帯情報端末機等といった各種の電子機器において、電気光学装置が広く用いられている。これらの電気光学装置は、例えば、電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として用いられている。この電気光学装置において、例えば、電気光学物質として液晶を用いた装置、すなわち液晶表示装置が知られている。 Currently, electro-optical devices are widely used in various electronic devices such as mobile phones and portable information terminals. These electro-optical devices are used, for example, as a display unit for visually displaying various types of information related to electronic devices. In this electro-optical device, for example, a device using liquid crystal as an electro-optical material, that is, a liquid crystal display device is known.
液晶表示装置は電気光学パネルとしての液晶パネルを有する。この液晶パネルは、一般に、それぞれが電極を備えた一対の基板の間に液晶層を介在させた構造を有する。この液晶表示装置では、液晶層に光を供給すると共に該液晶層に印加される電圧を画素ごとに制御することにより、液晶層内の液晶分子の配向を画素ごとに制御する。液晶層へ供給された光は、液晶分子の配向状態に従って変調され、この変調された光を偏光板の液晶側表面に供給することにより、その偏光板の観察側表面に文字、数字、図形等といった像が表示される。 The liquid crystal display device has a liquid crystal panel as an electro-optical panel. This liquid crystal panel generally has a structure in which a liquid crystal layer is interposed between a pair of substrates each having an electrode. In this liquid crystal display device, the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is controlled for each pixel by supplying light to the liquid crystal layer and controlling the voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel. The light supplied to the liquid crystal layer is modulated according to the alignment state of the liquid crystal molecules, and by supplying the modulated light to the liquid crystal side surface of the polarizing plate, letters, numbers, figures, etc. are formed on the observation side surface of the polarizing plate. Is displayed.
上記のように液晶層へ光を供給するために照明装置が用いられることがある。この照明装置は、例えば、光を発する光源と、この光源からの光を光出射面から面状の光として出射する導光体とを有する。そして、このような照明装置を用いた採光方式として、透過型および半透過反射型が知られている。透過型および半透過反射型の液晶パネルにおいては、液晶パネルの表示面の反対側に、いわゆるバックライトとして照明装置を配設することにより液晶層に光を供給することができる。また、半透過反射型では、照明装置からの光と、太陽光や室内光等といった外部光とを選択的に利用できる。この場合、外部光は液晶パネル内部の反射層によって反射され、液晶層へ供給される。 An illumination device may be used to supply light to the liquid crystal layer as described above. This illuminating device includes, for example, a light source that emits light and a light guide that emits light from the light source as planar light from a light emitting surface. As a daylighting method using such an illuminating device, a transmissive type and a transflective type are known. In transmissive and transflective liquid crystal panels, light can be supplied to the liquid crystal layer by disposing a lighting device as a so-called backlight on the opposite side of the display surface of the liquid crystal panel. In the transflective type, it is possible to selectively use light from the lighting device and external light such as sunlight or room light. In this case, the external light is reflected by the reflective layer inside the liquid crystal panel and supplied to the liquid crystal layer.
上記のような照明装置として、従来、導光体の光出射面と反対側の面に光反射パターンを設け、さらに、光出射面に対向して光拡散層を設けた構造のものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the illumination device as described above has a structure in which a light reflection pattern is provided on the surface opposite to the light emission surface of the light guide, and a light diffusion layer is provided opposite to the light emission surface ( For example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示された照明装置によれば、導光体の光出射面に拡散パターンを設けたことにより、光反射面で反射した光をその拡散パターンによって拡散させることができるので、照明装置からは均一な輝度の面状の光を出射できる。しかしながら、上記従来の照明装置では、光拡散層が光出射面の全面にわたって設けられていた。そのため、導光体で反射する光を照明対象物を照明するための光として有効に利用できないという問題があった。
According to the illuminating device disclosed in
本発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであって、導光板で反射する反射光を表示のために有効に利用できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to make it possible to effectively use reflected light reflected by a light guide plate for display.
本発明に係る照明装置は、光を発生する光源と、該光源から発生した光を光入射面から導入して光出射面から出射する導光体と、前記光出射面に部分的に設けられた光拡散パターンと、前記導光体の前記光出射面と反対側の面に設けられた光反射パターンとを有し、前記光拡散パターンは前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の前記光出射面上に設けられることを特徴とする。 The illumination device according to the present invention is provided in part on the light emitting surface, a light source that generates light, a light guide that introduces light generated from the light source from the light incident surface and emits the light from the light emitting surface, and And a light reflection pattern provided on a surface opposite to the light exit surface of the light guide, and the light diffusion pattern is reflected by the light reflection pattern from the light exit surface. It is provided on the light emission surface at a position corresponding to the emission position of the emitted light.
この照明装置によれば、導光体の光出射面に光拡散パターンを設けたので、導光体内部から出射する光を適所で拡散して、光出射面から均一な輝度の光を出射できる。また、光拡散パターンは、前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の光出射面に部分的に設けられるので、光拡散パターンが設けられていない部分の光出射面からは、拡散しない状態の光を出射できる。この拡散しない状態の光は高い強度を維持しているので、導光体の光出射面の全面から出射する光の強度は、光出射面の全面にわたって光拡散パターンを設けた場合に比べて高くなる。これにより、本発明に係る照明装置は、導光体から出る光によって照明対象物を明るく照明できる。 According to this illuminating device, since the light diffusing pattern is provided on the light emitting surface of the light guide, the light emitted from the inside of the light guide can be diffused at an appropriate place to emit light with uniform luminance from the light emitting surface. . Further, the light diffusion pattern is partially provided on the light emitting surface at a position corresponding to the emission position of the light reflected from the light reflecting pattern and emitted from the light emitting surface, and thus no light diffusion pattern is provided. Light that is not diffused can be emitted from the partial light exit surface. Since the light in the non-diffused state maintains a high intensity, the intensity of the light emitted from the entire light exit surface of the light guide is higher than that in the case where the light diffusion pattern is provided over the entire light exit surface. Become. Thereby, the illuminating device which concerns on this invention can illuminate an illumination target object brightly with the light which comes out of a light guide.
次に、本発明に係る照明装置においては、前記光出射面から出射する光の視野角特性における半値角以上で且つ1/10値角以下の範囲内の適宜の角度に対応する領域の光を拡散できる位置に前記光拡散パターンを設けることが望ましい。 Next, in the illuminating device according to the present invention, light in a region corresponding to an appropriate angle within a range of a half-value angle or more and a 1/10 value-angle or less in a viewing angle characteristic of light emitted from the light emission surface is emitted. It is desirable to provide the light diffusion pattern at a position where it can be diffused.
ここで、照明装置に関する視野角特性について、簡単な図面を参照しながら説明する。本発明の照明装置の導光体は、例えば図6において符号106で示すように、その光出射面106bと反対側の面に光反射パターン108を有する。図6では、光反射パターン108は窪み又は溝、すなわち凹部として形成されている。導光体106の光入射面106aに対向して配置された光源105、例えばLEDが発光すると、その光が光入射面106aを通して導光体106の内部へ導入され、その光の一部は光反射パターン108で反射して光出射面106bから外部へ出射する。
Here, the viewing angle characteristic regarding the illumination device will be described with reference to a simple drawing. The light guide of the illuminating device of the present invention has a
このとき、光出射面106bの面内を横切る直線方向(図6のA−A’方向)に関して、出射光はその強度に関して符号Qで示すような視野角特性を示すものと考えられる。この視野角特性Qにおいて縦軸は光の強度を示し、横軸は光の出射角度を示している。この視野角特性は、単に1つの光反射パターン108によってもたらされるものではなく、A−A’方向に影響を与える複数の光反射パターン108や、導光体106内を伝播して出射した光等の組合せによってもたらされるものである。
At this time, with respect to the linear direction (A-A ′ direction in FIG. 6) that crosses the
この視野角特性Qにおいて、光強度が法線方向の光強度I0の1/2になる位置P1の角度が半値角である。また、光強度が法線方向の光強度I0の1/10になる位置P2の角度が1/10値角である。図6において、半値角は、
(a)法線方向N(角度0°)からプラス側の角度であるα1(+)、
(b)法線方向Nからマイナス側の角度であるα1(−)、又は
(c)全幅の角度幅の1/2である((α1(+)+α1(−))/2
のいずれかによって表わすことができる。以下の説明では、これら(a)から(c)の各半値角を総称して「α1」と言うことがある。
In this viewing angle characteristic Q, the angle at the position P1 at which the light intensity is ½ of the light intensity I0 in the normal direction is a half-value angle. The angle of the position P2 at which the light intensity becomes 1/10 of the light intensity I0 in the normal direction is a 1/10 value angle. In FIG. 6, the half-value angle is
(A) α1 (+) which is an angle on the plus side from the normal direction N (
(B) α1 (−) which is an angle on the negative side from the normal direction N, or (c) 1/2 of the angular width of the full width ((α1 (+) + α1 (−)) / 2
Can be represented by either In the following description, these half-value angles (a) to (c) may be collectively referred to as “α1”.
また、1/10値角は、
(a)法線方向Nからプラス側の角度であるα2(+)、
(b)法線方向Nからマイナス側の角度であるα2(−)、又は
(c)全幅の角度幅の1/2である((α2(+)+α2(−))/2
のいずれかによって表わすことができる。以下の説明では、これら(a)から(c)の各1/10値角を総称して「α2」と言うことがある。
The 1/10 value angle is
(A) α2 (+) which is an angle on the plus side from the normal direction N,
(B) α2 (−) which is an angle on the minus side from the normal direction N, or (c) 1/2 of the angular width of the full width ((α2 (+) + α2 (−)) / 2
Can be represented by either In the following description, the 1/10 value angles of (a) to (c) may be collectively referred to as “α2”.
上記構成の本発明に係る電気光学装置では、視野角特性Qにおいて半値角α1以上であって1/10値角α2以下の範囲内の適宜の角度αを考え、この角度αに対応する領域の光(すなわち、斜線で示す部分の光)を拡散できる位置に光拡散パターン109を設け、それ以外の領域には光拡散パターン109を設けないことにしている。
In the electro-optical device according to the present invention having the above-described configuration, an appropriate angle α within the range of the half-value angle α1 or more and the 1/10 value angle α2 or less in the viewing angle characteristic Q is considered, and the region corresponding to the angle α The
次に、本発明に係る照明装置において、前記光出射面から出射する光の視野角特性における半値角以上で且つ1/10値角以下の範囲内の適宜の角度をαとし、前記導光体の内部の屈折率をn1とし、そして前記導光体の外部の屈折率をn2としたとき、
n1・sinα=n2・sinβ …… (1)
によって求まる角度βの範囲内で前記光反射パターンから反射する光を遮る位置に前記光拡散パターンを設けることが望ましい。上記の式(1)は、光学の分野における、いわゆるスネルの法則に基づいた式である。
Next, in the illuminating device according to the present invention, an appropriate angle within a range of a half-value angle or more and a 1/10 value-angle or less in a viewing angle characteristic of light emitted from the light exit surface is defined as α, and the light guide When the refractive index inside is n1, and the outside refractive index of the light guide is n2,
n1 · sin α = n2 · sin β (1)
It is desirable to provide the light diffusion pattern at a position that blocks the light reflected from the light reflection pattern within the range of the angle β determined by. The above equation (1) is an equation based on the so-called Snell's law in the field of optics.
この本発明の実施態様は、例えば図3において、導光体6の光出射面6bにおける出射光のうち拡散が必要である光の出射角度αを視野角特性(例えば、図6の符号Q)に基づいて決定し、その決定した角度αから上記式(1)に従って導光体6の内部における出射角度βを求め、導光体6の光反射面に設けた光反射パターン8に関して角度βの範囲内に在る光出射面6b上に光拡散パターン9を設けるものである。この構成を採用すれば、拡散が必要である光を確実に拡散させることができ、しかも、強度を維持すべき光に関しては無意味に拡散させること無く十分な光強度を獲得できる。
In the embodiment of the present invention, for example, in FIG. 3, the emission angle α of light that needs to be diffused out of the emitted light on the
次に、本発明に係る照明装置においては、前記光出射面の面内を横切る複数の異なる直線方向に沿った視野角特性に基づいて求まる複数の前記角度βの範囲内で前記光反射パターンから異なる方向へ反射する各光を遮る位置に前記光拡散パターンを設けることが望ましい。 Next, in the illuminating device according to the present invention, from the light reflection pattern within the range of the plurality of angles β obtained based on viewing angle characteristics along a plurality of different linear directions crossing the plane of the light emitting surface. It is desirable to provide the light diffusion pattern at a position that blocks each light reflected in different directions.
上記の図6を用いた説明では、導光体106の光出射面106bを横切る1つの方向に沿った視野角特性Qをシミュレーションし、その視野角特性Qに基づいて拡散が必要である角度αを決め、その角度αに基づいて反射面上での角度βを演算によって求め、光出射面上の光拡散パターン109を形成する位置を上記の角度βによって決定することにした。
In the description using FIG. 6 above, the viewing angle characteristic Q along one direction crossing the
ここで、視野角特性Qは、光出射面106b内の1つの方向だけについて存在するものでなく、光出射面106b内の無数の方向について存在するものである。そして、採択する方向が異なれば視野角特性Qは種々に変化する。従って、単に1つの視野角特性Qだけに基づいて光拡散パターンの形成位置を決めるだけでは、必ずしも目的にかなった形状の光拡散パターンが厳密には形成できないかもしれない。これに対し、1つの光出射面に関する複数の視野角特性に基づいて光拡散パターンの形状及び形成位置を決めれば、希望する拡散効果と希望する光強度の両方を獲得できる。
Here, the viewing angle characteristic Q does not exist in only one direction in the
次に、本発明に係る照明装置において、前記導光体の光出射面と反対側の面は前記光反射パターンと鏡面とから成ることが望ましい。こうすれば、導光体から強度の高い反射光を得ることができる。 Next, in the illuminating device according to the present invention, it is desirable that the surface of the light guide opposite to the light exit surface is composed of the light reflection pattern and a mirror surface. In this way, high intensity reflected light can be obtained from the light guide.
次に、本発明に係る電気光学装置においては、前記導光体の前記光出射面と反対側の面に対向して光反射層を設けることが望ましい。こうすれば、光反射パターン以外でも光源からの光を反射できる。また、太陽光や室内光といった外部光をその光反射層で反射させることができる。これらの光は、光拡散パターンが設けられていない部分の光出射面から、拡散されることなく強度を保った状態で導光体の外部へ出射する。これにより、導光体で反射する光を有効に利用できる。また、光源からの光以外に外部光も利用できるので、表示の輝度を向上させることが期待できる。 Next, in the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a light reflection layer is provided to face the surface of the light guide opposite to the light emitting surface. In this way, the light from the light source can be reflected by other than the light reflection pattern. Further, external light such as sunlight or room light can be reflected by the light reflection layer. These lights are emitted to the outside of the light guide without being diffused from the light emission surface of the portion where the light diffusion pattern is not provided. Thereby, the light reflected by the light guide can be used effectively. Further, since external light can be used in addition to the light from the light source, it can be expected to improve the display brightness.
次に、本発明に係る照明装置においては、前記光出射面に対向して反射偏光子を設けることが望ましい。反射偏光子は、特定の偏光を通過させることができ、それ以外の偏光を反射するという特性を持った光学要素である。本発明の照明装置は、必ずしも反射偏光子を用いなくても構成できるが、反射偏光子を用いない場合には、光出射面から出た光の一部が偏光板等によって無駄に消費されるおそれがある。これに対し、光出射面に対向して反射偏光子を設ければ、それまで無駄に消費されていた光をリサイクル光として再利用できるようになり、その結果、光を極めて有効に利用できるようになる。 Next, in the illumination device according to the present invention, it is desirable to provide a reflective polarizer so as to face the light emitting surface. A reflective polarizer is an optical element that has the property of allowing specific polarized light to pass and reflecting other polarized light. The lighting device of the present invention can be configured without necessarily using a reflective polarizer, but if a reflective polarizer is not used, a part of the light emitted from the light exit surface is wasted by a polarizing plate or the like. There is a fear. On the other hand, if a reflective polarizer is provided facing the light exit surface, the light that has been wasted until then can be reused as recycled light, and as a result, the light can be used very effectively. become.
次に、本発明に係る電気光学装置は、以上に記載した構成の照明装置と、該照明装置から光を受けて表示を行う電気光学パネルとを有し、前記導光体の光出射面は前記電気光学パネルに対向して設けられることを特徴とする。電気光学パネルは、電気的な入力条件を制御することにより光学的な出力状態を変化させるパネル構造体であり、例えば、液晶表示装置における液晶パネル等が考えられる。本発明に係る電気光学装置によれば、電気光学パネルは導光体の光出射面から出射した面状の光を利用して表示を行うことができる。上記の導光体は、光を効率良く利用して均一な輝度の光を出射できるので、電気光学パネルにおいても均一な輝度の表示を行うことができる。 Next, an electro-optical device according to the present invention includes the illumination device having the above-described configuration and an electro-optical panel that receives light from the illumination device and performs display, and a light emission surface of the light guide is It is provided facing the electro-optical panel. The electro-optical panel is a panel structure that changes an optical output state by controlling electrical input conditions. For example, a liquid crystal panel in a liquid crystal display device can be considered. According to the electro-optical device according to the present invention, the electro-optical panel can perform display using the planar light emitted from the light emitting surface of the light guide. Since the light guide described above can emit light with uniform luminance by efficiently using light, display with uniform luminance can be performed even in the electro-optical panel.
次に、本発明に係る電気光学装置は、照明装置と、該照明装置から光を受けて表示を行う電気光学パネルとを有する。そして、上記照明装置は、光を発生する光源と、該光源から発生した光を光入射面から導入して光出射面から出射する導光体と、前記光出射面に部分的に設けられた光拡散パターンと、前記導光体の前記光出射面と反対側の面に設けられた光反射パターンとを有する。そして、この照明装置において、前記光拡散パターンは、前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の前記光出射面上に設けられる。 Next, an electro-optical device according to the present invention includes a lighting device and an electro-optical panel that receives light from the lighting device and performs display. The illumination device includes a light source that generates light, a light guide that introduces light generated from the light source from a light incident surface and emits the light from the light emission surface, and a light guide surface that is partially provided on the light emission surface. A light diffusion pattern; and a light reflection pattern provided on a surface of the light guide opposite to the light emitting surface. And in this illuminating device, the said light-diffusion pattern is provided on the said light-projection surface of the position corresponding to the radiation | emission position of the light reflected from the said light reflection pattern and radiate | emitted from the said light-projection surface.
この電気光学装置によれば、導光体の光出射面に光拡散パターンを設けたので、導光体の内部から出射する光を適所で拡散して、光出射面から均一な輝度の光を出射できる。また、光拡散パターンは、前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の光出射面に部分的に設けられるので、光拡散パターンが設けられていない部分の光出射面からは、拡散しない状態の光を出射できる。この拡散しない状態の光は高い強度を維持しているので、導光体の光出射面の全面から出射する光の強度は、光出射面の全面にわたって光拡散パターンを設けた場合に比べて高くなる。これにより、本発明に係る照明装置は、導光体から出る光によって照明対象物である電気光学パネルに均一で輝度の高い光を供給できる。そしてこの結果、電気光学パネルによって均一で輝度の高い表示を行うことができる。 According to this electro-optical device, since the light diffusing pattern is provided on the light emitting surface of the light guide, the light emitted from the inside of the light guide is diffused at an appropriate place, so that light of uniform brightness is emitted from the light emitting surface. It can be emitted. Further, the light diffusion pattern is partially provided on the light emitting surface at a position corresponding to the emission position of the light reflected from the light reflecting pattern and emitted from the light emitting surface, and thus no light diffusion pattern is provided. Light that is not diffused can be emitted from the partial light exit surface. Since the light in the non-diffused state maintains a high intensity, the intensity of the light emitted from the entire light exit surface of the light guide is higher than that in the case where the light diffusion pattern is provided over the entire light exit surface. Become. Thereby, the illuminating device which concerns on this invention can supply light with uniform and high brightness | luminance to the electro-optical panel which is an illumination target object with the light which comes out of a light guide. As a result, uniform and high luminance display can be performed by the electro-optical panel.
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置を有することを特徴とする。このような電子機器としては、携帯電話機、携帯情報端末機、ICレコーダ、パーソナルコンピュータ、その他種々の電子機器が考えられる。本発明に係る電気光学装置によれば、光を効率良く利用して均一な輝度の表示を行うことができるので、その電気光学装置を用いた本発明の電子機器においても、電子機器に関連する表示を均一な輝度で表示できる。 Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device having the above-described configuration. As such an electronic device, a mobile phone, a portable information terminal, an IC recorder, a personal computer, and other various electronic devices can be considered. According to the electro-optical device according to the present invention, it is possible to perform display with uniform luminance by using light efficiently. Therefore, the electronic device of the present invention using the electro-optical device is also related to the electronic device. The display can be displayed with uniform brightness.
(照明装置及び電気光学装置の第1実施形態)
以下、本発明を電気光学装置の一例である液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、これ以降に説明する実施形態は本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。また、これからの説明では必要に応じて図面を参照するが、この図面では、複数の構成要素から成る構造のうち重要な構成要素をわかり易く示すため、各要素を実際とは異なった相対的な寸法で示すことがある。
(First embodiment of illumination device and electro-optical device)
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a liquid crystal display device which is an example of an electro-optical device will be described as an example. In addition, embodiment described below is an example of this invention, Comprising: This invention is not limited. In the following description, reference will be made to the drawings as necessary. In this drawing, in order to clearly show important constituent elements among the structure composed of a plurality of constituent elements, the relative dimensions different from actual ones are shown. May be shown.
図1は、本発明に係る電気光学装置の1つである液晶表示装置の一実施形態を分解状態で示している。図2は、図1のB−B線に従った液晶表示装置の断面構造を示している。また、図3は、図2の矢印Dで示す部分を拡大して示している。図1において、液晶表示装置1は、電気光学パネルとしての液晶パネル2と、この液晶パネル2に実装される駆動用IC3と、照明装置4とを有する。ここに挙げられた液晶表示装置1は、スイッチング素子として2端子型の非線形素子であるTFD(Thin Film Diode)素子を用いるアクティブマトリクス方式であって、透過型の液晶表示装置である。この液晶表示装置1に関しては矢印Aが描かれた側が観察側である。
FIG. 1 shows an embodiment of a liquid crystal display device which is one of electro-optical devices according to the present invention in an exploded state. FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the liquid crystal display device according to the line BB in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow D in FIG. In FIG. 1, the liquid
照明装置4は、光源としてのLED(Light Emitting Diode)5と、例えばアクリル樹脂等といった透光性の樹脂によって形成された導光体6とを有する。導光体6は、長方形または正方形の平板状に形成されている。導光体6の1つの角部には直線状の面取りが施されており、この面取りに対向してLED5が設けられている。LED5から発生した光は光入射面6aである面取り部を通して導光体6の内部へ導入され、そして光出射面6bから外部へ出射される。この照明装置4は、矢印Aで示す観察方向から見て液晶パネル2の裏側に配置されていて、液晶パネル2を背面から照明するバックライトとして機能する。
The illuminating
導光体6の観察側と反対側の表面は鏡面として構成されており、さらにその表面には複数の光反射パターン8が個々にドット状に形成されている。また、複数の光反射パターン8が設けられたその面に光反射層7が設けられている。この光反射層7は、光反射シートを接着したり、光反射材料を塗布、蒸着等することによって形成できる。複数の光反射パターン8は、LED5を中心として円弧状、楕円弧状、長円弧状またはその他の曲線状に並べて形成されている。また、複数の光反射パターン8は、直線状に並べて形成することもできる。光反射パターン8は、例えば図2に示すように、それぞれが断面三角形状を有した窪みすなわち凹部として形成されている。これらの光反射パターン8はLED5から出た光を矢印Lrで示すように導光体6の光出射面6bに向けて反射できる。
The surface of the light guide 6 on the side opposite to the observation side is configured as a mirror surface, and a plurality of
導光体6の光出射面6bには複数の光拡散パターン9が部分的にドット状に形成されている。これらの光拡散パターン9は、光反射パターン8で反射した光Lrを矢印Ldで示すように拡散できる。そして、拡散された光Ldは光出射面6bから液晶パネル2へ向けて進行する。これらの光拡散パターン9は、光出射面6bの全域に設けられるのではなく、光反射パターン8で反射した光Lrが光出射面6bから出射する位置に対応した位置だけに形成されている。つまり、個々の光反射パターン8のそれぞれに対して光拡散パターン9が配設されている。光反射パターン8と光拡散パターン9との位置関係の詳細については後述する。
A plurality of
図1に戻って、液晶パネル2は、素子基板11とカラーフィルタ基板12とを、正方形または長方形の枠状であるシール材13によって貼り合わせることによって形成されている。素子基板11とカラーフィルタ基板12との間には、図2に示すように、間隙、いわゆるセルギャップGが形成され、そのセルギャップG内に電気光学物質としての液晶が封入されて液晶層14が形成されている。液晶としては、例えばTN(Twisted Nematic)液晶を用いることができる。また、セルギャップGは球状のスペーサ15によって一定の間隔に維持されている。なお、電気光学物質とは、電気的条件の変化に応じて光学的特性が変化する物質のことである。
Returning to FIG. 1, the
素子基板11は、透光性を有する第1の基板16aを有し、その第1透光性基板16aの外側の表面には、位相差板17aが貼着等によって装着され、さらにその上に偏光板18aが貼着等によって装着されている。一方、カラーフィルタ基板12は、透光性を有する第2の基板16bを有し、その第2透光性基板16bの外側の表面には、位相差板17bが貼着等によって装着され、さらにその上に偏光板18bが貼着等によって装着されている。第1透光性基板16aおよび第2透光性基板16bはガラス、プラスチック等によって形成される。また、これらの基板16a,16bの外側表面には、位相差板、偏光板以外の光学シートを必要に応じて設けることができる。
The
第1透光性基板16aの内側表面、すなわち液晶側表面には、例えばデータ線として機能するライン配線21と、非線形抵抗素子としての又はスイッチング素子としてのTFD素子22と、ドット電極23と、配向膜24aとが形成される。ドット電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等といった金属酸化物によってドット状に形成されている。また、配向膜24aは、例えばポリイミドによって形成され、その表面にラビング処理が施される。このラビング処理により、素子基板11の近傍の液晶分子の初期配向が決められる。
On the inner surface of the first
直線状のライン配線21は素子基板11に複数本設けられ、それらのライン配線21は、個々が図2の左右方向に延び、複数本が図2の紙面垂直方向に所定間隔で互いに平行に並び、全体として矢印A方向から見てストライプ状に設けられている。また、複数のTFD素子22は個々のライン配線21に沿って適宜の間隔をおいて接続され、それらのTFD素子22にドット電極23aが接続されている。
A plurality of straight line wirings 21 are provided on the
図1において、素子基板11はカラーフィルタ基板12の外側へ張り出す張出し部19を有し、この張出し部19上に駆動用IC3がACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)25を用いたCOG方式によって実装されている。張り出し部19の端部には、図2に示すように、外部接続用端子26が形成されている。この外部接続用端子26は、複数個が図2の紙面垂直方向に互いに間隔を開けて形成されている。これらの外部接続用端子26の内側(図2の右側)の一端は駆動用IC3の入力用端子、例えば入力用バンプにつながる。また、これらの外部接続用端子26の外側(図2の左側)の一端には、図示しない配線基板が適宜の接続接続手法、例えばACF、ハンダ付け、ヒートシール等によって接続される。
In FIG. 1, the
他方、張出し部19の液晶層側には配線27が形成される。この配線27は、複数本が図2の紙面垂直方向に互いに間隔を開けて形成されている。これらの配線27の外側の一端は駆動用IC3の出力用端子、例えば出力用バンプにつながる。また、これらの配線27は液晶パネル2の内部、すなわち液晶層14へ向かって延びており、その一部は液晶パネル2の内部でライン配線21につながる。また、それ以外の配線27は、シール材13の内部に分散された導通材28によって対向基板であるカラーフィルタ基板12側の導電要素に接続される。
On the other hand, a
カラーフィルタ基板12を構成する第2透光性基板16bの内側表面、すなわち液晶側表面には、遮光部材32および着色要素33が形成される。そして、その上にオーバーコート層34が、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性の樹脂によって形成される。さらにその上に帯状電極35が形成され、そして、その上に配向膜24bが形成される。配向膜24bは、例えばポリイミドによって形成され、その表面にラビング処理が施される。このラビング処理により、カラーフィルタ基板12の近傍の液晶分子の初期配向が決められる。
A
着色要素33は、例えば、1つ1つが長方形のドット状に形成され、1つの着色要素33は、B(青)、G(緑)、R(赤)の3原色のいずれか1つを呈する。これら各色の着色要素33は、矢印Aで示す観察側から見てストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列、その他適宜の配列となるように並べられている。なお、着色要素33は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の3原色によって形成することもできる。
For example, each of the
遮光部材32は、例えばCr(クロム)等といった遮光性の材料によって、複数の着色要素33の間を埋める状態に形成される。この遮光部材32は、ブラックマスクとして機能して着色要素33を透過した光によって表示される像のコントラストを向上させる。なお、遮光部材32は、Cr等といった特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色要素33を構成するB,G,Rの各着色要素を重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
The
帯状電極35はカラーフィルタ基板12上に複数設けられ、それらの個々が図2の紙面垂直方向に延びている。また、複数の帯状電極35は、図2の左右方向へ一定の間隔で互いに平行に並べられている。これらにより、複数の帯状電極35は、矢印Aで示す観察側から見てストライプ状に形成されている。これらの帯状電極35は、例えばITO等といった金属酸化物によって形成される。また、これらの帯状電極35は、素子基板11とカラーフィルタ基板12とをシール材13によって貼り合わせたとき、ライン配線21に対して直角の方向に延びる。
A plurality of
個々の帯状電極35は、列状に並ぶ複数のドット電極23に対して矢印A方向から見て平面的に重なり合う。このように帯状電極35とドット電極23とが重なり合う領域が、表示の単位である表示ドットDを構成する。そして、これら複数の表示ドットDが矢印A方向から見て縦方向及び横方向にマトリクス状に並ぶことにより表示領域Vが形成される。
The individual band-
本実施形態のように、B,G,Rの3色から成る着色要素33を用いてカラー表示を行う場合は、B,G,Rの3色に対応する3つの着色要素33に対応する3つの表示ドットDによって1つの画素が形成される。他方、白黒又は任意の1色でモノカラー表示を行う場合は、1つの表示ドットDによって1つの画素が形成される。
When color display is performed using the
図2において、液晶パネル2と導光体6との間、すなわちカラーフィルタ基板12の偏光板18bと導光体6との間に、反射偏光子36が設けられる。この反射偏光子36は、特定の偏光を通過させることができ、その偏光以外の偏光は反射するという機能を有する周知の光学要素である。反射偏光子36で反射した光は、光出射面6bから導光体6の内部へ再び導入されて再利用される。以下、本実施形態では、このような光をリサイクル光と言うことにする。
In FIG. 2, a
以下、本実施形態の液晶表示装置1について、その全体的な動作を説明する。
図2において照明装置4内の光源5が点灯すると、導光体6の光出射面6bから平面状の光が出射する。この光はカラーフィルタ基板12を通して液晶層14へ供給される。こうして液晶層14に光が供給される一方で、液晶層14を挟持する複数の帯状電極35及びドット電極23に画像信号に従って選択的に走査信号及びデータ信号が印加される。例えば、帯状電極35に走査信号が印加され、ドット電極23にデータ信号が印加される。
Hereinafter, the overall operation of the liquid
In FIG. 2, when the light source 5 in the
上記のように液晶層14へ印加される電圧が表示ドットDごとに制御されると、液晶分子の配向が同じく表示ドットDごとに制御され、これにより、液晶層14を通過する光が表示ドットDごとに変調される。そして、この変調された光が偏光板18aへ供給され、その偏光板18aの観察側に、文字、数字、図形等といった所望の像が表示される。こうして液晶パネル2を透過する光を利用した表示、すなわち透過型の表示が行われる。
When the voltage applied to the
ところで、一般に、本実施形態のような透過型の液晶表示装置に供給される光は、均一な面状の光であることが望ましい。このため、従来の液晶表示装置においては、導光体の光出射面に光拡散層を設けていた。これにより、導光体からの出射光を拡散して光の輝度を均一にしていた。しかしながら、従来の液晶表示装置では、光拡散層を光出射面の全面に配設していたので、導光体に入射するリサイクル光や外部光が光拡散層によって拡散されていた。そのため、リサイクル光や外部光を有効に利用することが難しかった。 By the way, in general, it is desirable that the light supplied to the transmissive liquid crystal display device as in the present embodiment is uniform planar light. For this reason, in the conventional liquid crystal display device, the light-diffusion layer was provided in the light-projection surface of the light guide. As a result, the light emitted from the light guide is diffused to make the light luminance uniform. However, in the conventional liquid crystal display device, since the light diffusing layer is disposed on the entire surface of the light emitting surface, recycled light and external light incident on the light guide are diffused by the light diffusing layer. For this reason, it is difficult to effectively use recycled light and external light.
これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置1においては、図2に示すように、導光体6の光出射面6b上に部分的に光拡散パターン9を設けた。この液晶表示装置1によれば、光拡散パターン9を設けた部分において導光体6から出射する光を拡散して、出射光の輝度を均一にできる。一方、光拡散パターン9を設けない部分では、光を拡散させることなく輝度の高い光を出射できる。これらにより、均一で且つ輝度の高い照明光を得ることができる。
On the other hand, in the liquid
特に、本実施形態の光拡散パターン9は、図3に示すように、光反射パターン8で反射して光出射面6bから出射する光Ldの出射位置に対応した位置の光出射面6bに部分的に設けられるので、光反射パターン8からの反射光を十分に拡散させた状態で出射できる。また、光拡散パターン9が設けられない部分の光出射面6bからは拡散処理を受けない強い輝度の光を出射でき、それ故、導光体6で反射する光を表示のために有効に利用できる。
In particular, as shown in FIG. 3, the
以下、光反射パターン8と光拡散パターン9との位置関係について説明する。本実施形態では、(1)まず初めに、図3において、光出射面6bから出射する光のうち拡散させることが必要である光を出射角度αによって規定する。つまり、出射角度α以内の光を拡散するものとする。(2)次に、光反射パターン8で反射する光のうち上記の出射角度αをもたらす光の反射角度βを光学的条件、例えばスネルの法則に基づいて求める。そして、(3)光反射パターン8での反射角度βが求まると光出射面6bにおける光出射領域が決まるので、その領域に光拡散パターン9を形成する。
Hereinafter, the positional relationship between the
上記項目中、拡散させることが必要である光の出射角度αの設定の仕方について説明すれば、本実施形態では光出射面6bから出射する光の強度に関する視野角特性を測定又はシミュレートし、その視野角特性における半値角及び1/10値角に基づいて出射角度αを決定する。具体的には、図1のB−B方向に沿った視野角特性及びC−C方向に沿った視野角特性を測定又はシミュレートし、B−B方向に沿った視野角特性に基づいてB−B方向の出射角度αを決め、C−C方向に沿った視野角特性に基づいてC−C方向の出射角αを決める。
In the above items, the method of setting the light emission angle α that needs to be diffused will be described. In this embodiment, the viewing angle characteristics relating to the intensity of light emitted from the
図4はB−B方向に沿った視野角特性を示している。また、図5はC−C線に沿った視野角特性を示している。これらの視野角特性は、例えば、導光体6の光出射面6bから出射する光の強度を、導光体6に対向する位置で視野角度を変えながら測定した場合に得られるものである。図4及び図5において、光の出射角度α=0°のときが図3の光出射面6bの正面、すなわち法線方向の強度である。この法線方向の光強度に対して強度が半分になる位置P1の角度が半値角である。また、法線方向の光強度に対して強度が1/10になる位置P2の角度が1/10値角である。
FIG. 4 shows the viewing angle characteristic along the BB direction. FIG. 5 shows viewing angle characteristics along the line CC. These viewing angle characteristics are obtained, for example, when the intensity of light emitted from the
「半値角」は、(1)角度0°からプラス側の値α1(+)で示すか、(2)角度0°からマイナス側の値α1(−)で示すか、又は(3)全幅の1/2である((α1(+)+α1(−))/2で示すことができる。これらの値は、必ずしも同じ値になるとは限らない。また、「1/10値角」は、(1)角度0°からプラス側の値α2(+)で示すか、(2)角度0°からマイナス側の値α2(−)で示すか、又は(3)全幅の1/2である((α2(+)+α2(−)}/2で示すことができる。これらの値は、必ずしも同じ値になるとは限らない。なお、これ以降の説明で、半値角及び1/10値角を上記(1)から(3)のうちの特定のものに限定する必要がない場合は、半値角を「α1」で表示し、1/10値角を「α2」で表示するものとする。
The “half-value angle” is (1) indicated by a value α1 (+) on the plus side from the
図3で設定した光出射角度αは、図4及び図5において半値角α1以上であって1/10値角α2以下の範囲内の適宜の角度αとして設定する。例えば、半値角がα1=10.8°で、1/10値角がα2=20°であるとすれば、角度αは、
10.8°≦α≦20°
内の任意の1つの角度に設定する。このようにして選定される角度α以内の光は視野角特性における強度の高い光であって特定の部分を強く照明する光であると考えられる。従って、この領域の光を拡散させれば、均一な照明光を得ることに関して望ましいと考えられる。
The light emission angle α set in FIG. 3 is set as an appropriate angle α within the range of the half-value angle α1 or more and the 1/10 value angle α2 or less in FIGS. For example, if the half-value angle is α1 = 10.8 ° and the 1/10 value angle is α2 = 20 °, the angle α is
10.8 ° ≦ α ≦ 20 °
Any one of the angles is set. The light within the angle α selected in this way is considered to be light with high intensity in viewing angle characteristics and strongly illuminating a specific part. Therefore, it is considered desirable to obtain uniform illumination light if the light in this region is diffused.
以上のようにして、拡散すべき出射光の出射角度αが設定されると、次に、図3において光反射パターン8で反射する光のうち上記の出射角度αをもたらす光の反射角度βを光学的条件に基づいて求める。本実施形態では、この光学的条件としてスネルの法則を用いることにする。スネルの法則とは、光が屈折率の異なる2つの媒質の境界に入射した場合の入射角と出射角との関係を表す法則である。具体的には、導光体6の内部における屈折率をn1とし、導光体の外部における屈折率をn2とし、光反射パターン8での光の反射角度をβとし、光反射面6bで屈折して外部へ出る光の出射角度をαとするとき、スネルの法則より、
n1・sinα=n2・sinβ …… (1)
の関係が成立する。この関係を用いれば、既に設定してある出射角度αに対応して光反射パターン8での光の反射角度βがいくつになるかを、演算によって求めることができる。
As described above, when the emission angle α of the outgoing light to be diffused is set, the light reflection angle β that brings about the outgoing angle α of the light reflected by the
n1 · sin α = n2 · sin β (1)
The relationship is established. If this relationship is used, it is possible to obtain by calculation how much the light reflection angle β of the
こうして光反射角度βが分かれば、光出射面6bのどの領域から出射光Ldが出るかを知ることができる。そして、この光出射領域を光拡散パターン9で覆えば、出射角度αの範囲内で出射する光をその光拡散パターン9によって拡散することができる。これにより、拡散させることが必要である光だけを光拡散パターン9によって拡散させることができる。光出射面6bのうち光拡散パターン9が設けられていない領域からは、拡散処理を受けない光が出射する。この光は拡散されない分だけ強い輝度を維持できる。
If the light reflection angle β is thus known, it can be known from which region of the
仮に、図3の光出射角度αが上記の通り、10.8°≦α≦20°の範囲内のある角度に設定される場合であって、導光体6をアクリルによって形成するものとすれば、光反射パターン8で反射する光Lrの反射角度βは、上記の式(1)から、7.2°≦β≦13.3°の角度範囲内のある角度として求められる。こうして、光反射パターン8での反射角度βが分かれば、その反射角度βで反射した光が光出射面6bのどの領域に達するかが分かるので、その領域に光拡散パターン9を形成する。これにより、光反射パターン8で反射した光であって拡散が必要である光だけを、光拡散パターン9によって拡散させて外部へ出射できる。
Assuming that the light emission angle α in FIG. 3 is set to a certain angle within the range of 10.8 ° ≦ α ≦ 20 ° as described above, the light guide 6 is formed of acrylic. For example, the reflection angle β of the light Lr reflected by the
なお、以上に説明した出射角度α及び反射角度βは、図1のB−B方向及びC−C方向の2つの方向に沿ったものである。光拡散パターン9を形成するにあたっては、B−B方向及びC−C方向以外の方向に関しても反射角度βが決められなければならない。本実施形態においてこの領域の反射角度βは、B−B方向の反射角度β及び/又はC−C方向の反射角度βに基づいて適宜に設定する。例えば、B−B方向の反射角度βによって光出射面6b上で決まる2点と、C−C方向の反射角度βによって光出射面6b上で決まる2点との合計4点を直線、円弧線、楕円弧線、長円弧線、その他適宜の線で結ぶことによって光拡散パターン9の輪郭を決めることができる。
Note that the emission angle α and the reflection angle β described above are along two directions of the BB direction and the CC direction in FIG. In forming the
次に、図2の液晶表示装置1においては、導光体6の光出射面6bと反対側の面に対向して光反射層7を設けた。こうすれば、光反射パターン8以外でもLED5からの光Lrを反射できる。また、太陽光や室内光といった外部光を光反射層7によって反射させることもできる。これらの光は、光拡散パターン9が設けられていない部分の光出射面6bから、拡散されずに強度を保った状態で導光体6の外部へ出射する。これにより、光を効率良く利用できる。また、LED5からの光Lr以外に外部光も利用できるので、表示の輝度を高くすることができる。
Next, in the liquid
また、本実施形態では図2に示すように、導光体6の光出射面6bに対向して反射偏光子36を設けた。反射偏光子36は特定の偏光を通過させ、それ以外の偏光を反射する機能を持っているので、この反射偏光子36を光出射面6bに対向して設ければ、反射偏光子36が無ければ偏光板18b等によって無駄に消費されてしまう偏光をリサイクル光として再利用できる。そしてその結果、導光体6で反射する光を極めて効率良く利用できるようになる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
また、図2に示す構造の液晶表示装置1は、いわゆる微反射型の表示が可能である透過型の液晶表示装置である。この微反射型の表示とは、照明装置4内の光源5からの光を利用することなく、導光体6の反射層7や光出射面6b等で反射した光を利用して表示を行うものである。この微反射型表示は、表示領域Vの全体を使った高精細な表示を行うことは難しいかもしれないが、時刻表示やその他の部分的で簡易な表示には十分であると考えられる。この微反射型表示を利用すれば、液晶表示装置1の消費電力を大きく節減できる。本発明のように、導光体6の光出射面6bに光拡散パターン9を部分的に設ければ、導光体6からの反射光を有効に利用して輝度の高い光を液晶パネル2へ供給できるので、微反射型表示を行う際に特に有利である。
The liquid
(照明装置及び電気光学装置の第2実施形態)
以下、本発明に係る照明装置及び電気光学装置の他の実施形態を説明する。本実施形態では、図1のB−B方向に沿った導光体6の視野角特性を示す図4において、
半値角に関して、
α1(−)=11.9°、α1(+)=10.0°、
1/10値角に関して、
α2(−)=19.8°、α2(+)=17.8°
であるとする。
(Second embodiment of illumination device and electro-optical device)
Hereinafter, other embodiments of the illumination device and the electro-optical device according to the present invention will be described. In this embodiment, in FIG. 4 which shows the viewing angle characteristic of the light guide 6 along the BB direction of FIG.
Regarding the half-value angle,
α1 (−) = 11.9 °, α1 (+) = 10.0 °,
Regarding 1/10 value angle,
α2 (−) = 19.8 °, α2 (+) = 17.8 °
Suppose that
また、図1のC−C方向に沿った視野角特性を示す図5において、
半値角に関して、
α1(−)=7.2°、α1(+)=10.6°
1/10値角に関して
α2(−)=14.6°、α2(+)=17.1°
であるとする。
Further, in FIG. 5 showing the viewing angle characteristic along the CC direction of FIG.
Regarding the half-value angle,
α1 (−) = 7.2 °, α1 (+) = 10.6 °
1/10 value angle
α2 (−) = 14.6 °, α2 (+) = 17.1 °
Suppose that
次に、図4(B−B方向)のプラス側の半値角α1(+)=10.0°に基づいて、図7(a)に示すように、光反射パターン8の上端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=6.7°を求める。そして、マイナス側の半値角α1(−)=11.9°に基づいて光反射パターン8の下端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=8.0°を求める。これにより、図9(a)においてB−B方向に沿った半値角に対応した光拡散パターン9の寸法が決められる。
Next, based on the positive half-value angle α1 (+) = 10.0 ° in FIG. 4 (B-B direction), the reflection angle on the upper end side of the
次に、図4(B−B方向)のプラス側の1/10値角α2(+)=17.8°に基づいて、図7(b)に示すように、光反射パターン8の上端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=11.8°を求める。そして、マイナス側の1/10値角α2(−)=19.8°に基づいて光反射パターン8の下端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=13.1°を求める。これにより、図9(b)においてB−B方向に沿った1/10値角に対応した光拡散パターン9の寸法が決められる。
Next, based on the 1/10 value angle α2 (+) = 17.8 ° on the plus side of FIG. 4 (BB direction), as shown in FIG. 7B, the upper end side of the
次に、図5(C−C方向)のプラス側の半値角α1(+)=10.6°に基づいて、図8(a)に示すように、光反射パターン8の上端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=7.1°を求める。そして、マイナス側の半値角α1(−)=7.2°に基づいて光反射パターン8の下端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=4.8°を求める。これにより、図9(a)においてC−C方向に沿った半値角に対応した光拡散パターン9の寸法が決められる。
Next, based on the positive half-value angle α1 (+) = 10.6 ° in FIG. 5 (CC direction), the reflection angle on the upper end side of the
次に、図5(C−C方向)のプラス側の1/10値角α2(+)=17.1°に基づいて、図8(b)に示すように、光反射パターン8の上端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=11.4°を求める。そして、マイナス側の1/10値角α2(−)=14.6°に基づいて光反射パターン8の下端側の反射角度βについてスネルの法則からβ=9.7°を求める。これにより、図9(b)においてC−C方向に沿った1/10値角に対応した光拡散パターン9の寸法が決められる。
Next, based on the plus-
以上により、光反射パターン8に対する光拡散パターン9の位置として、半値角に基づいてB−B方向の2点の位置とC−C方向の2点の位置、合計で4点の位置が決まる。これら半値角に対応する4点を、仮に楕円弧線でつなげば、図9(a)に示すような輪郭の光拡散パターン9が得られる。また、図7(b)及び図8(b)において、1/10値角に基づいてB−B方向の2点の位置とC−C方向の2点の位置、合計で4点の位置が決まる。これら1/10値角に対応する4点を、仮に楕円弧線でつなげば、図9(b)に示すような輪郭の光拡散パターン9が得られる。
As described above, the position of the
以上のようにして求められた輪郭形状によって光拡散パターン9を形成できることはもちろんであるが、本発明によれば、光拡散パターン9の形状は、それらの臨界形状に限られず、図9(a)と図9(b)との間の形状であっても良い。
Of course, the
なお、光拡散パターン9の輪郭線は上記の楕円弧線に限られず、必要に応じて、直線、円弧線、長円弧線、その他適宜の線とすることができる。また、できれば、図1のB−B線及びC−C線以外の多数の断面線に関して視野角特性を測定又はシミュレーションし、それら多数の視野角特性に基づいて光拡散パターン9の輪郭線を決めることが望ましい。
Note that the contour line of the
(電気光学装置及び照明装置に関するその他の実施形態)
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。例えば、図2において、反射偏光子36は場合によっては設けなくても良い。また、反射層8も場合によっては設けなくても良い。
(Other Embodiments Regarding Electro-Optical Device and Illumination Device)
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. For example, in FIG. 2, the
また、上記実施形態では透過型の液晶表示装置に対して本発明を適用したが、本発明は半透過反射型の液晶表示装置に対しても適用できる。半透過反射型の液晶表示装置とは、反射型表示機能及び透過型表示機能の両方を併せて持っていて、それらのうちのいずれかを選択的に実行できる液晶表示装置である。より具体的には、この液晶表示装置は、光を透過させる機能を併せて有する光反射膜を液晶パネルの内部に形成し、反射型表示を行う際には反射膜で反射した光を利用し、透過型表示を行う際には反射膜を透過した光を利用する。 In the above embodiment, the present invention is applied to a transmissive liquid crystal display device. However, the present invention can also be applied to a transflective liquid crystal display device. A transflective liquid crystal display device is a liquid crystal display device that has both a reflective display function and a transmissive display function, and can selectively execute one of them. More specifically, in this liquid crystal display device, a light reflecting film having a function of transmitting light is formed inside the liquid crystal panel, and the light reflected by the reflecting film is used when performing a reflective display. When transmissive display is performed, light transmitted through the reflective film is used.
また、上記実施形態では、2端子型のスイッチング素子であるTFD素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用したが、本発明は、3端子型のスイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)素子を用いた液晶表示装置に対しても適用できる。また、スイッチング素子を用いない単純マトリクス方式の液晶表示装置にも適用できる。 In the above embodiment, the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device using a TFD element which is a two-terminal switching element. However, the present invention is applied to a TFT (Thin) which is a three-terminal switching element. The present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a film transistor element. Further, the present invention can be applied to a simple matrix liquid crystal display device that does not use a switching element.
また、上記実施形態では電気光学装置の1種類である液晶表示装置に対して本発明を適用したが、本発明は、光の供給を受けて表示を行う構造の任意の電気光学装置に対しても適用できる。 In the above embodiment, the present invention is applied to a liquid crystal display device which is one type of electro-optical device. However, the present invention is applicable to any electro-optical device having a structure in which display is performed by receiving light. Is also applicable.
(電子機器の実施形態)
次に、本発明に係る電子機器の実施形態を図面を用いて説明する。
図10は、本発明に係る電子機器の一実施形態のブロック図を示している。ここに示す電子機器は、液晶表示装置71と、これを制御する制御回路70とを有する。液晶表示装置71は、液晶パネル72と、照明装置78と、半導体IC等で構成される駆動回路73とを有する。また、制御回路70は、表示情報出力源74と、表示情報処理回路75と、電源回路76と、タイミングジェネレータ77とを有する。
(Embodiment of electronic device)
Next, an embodiment of an electronic device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 shows a block diagram of an embodiment of an electronic apparatus according to the present invention. The electronic apparatus shown here includes a liquid
表示情報出力源74は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等から成るメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等から成るストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを有する。この表示情報出力源74は、タイミングジェネレータ77によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路75に供給する。
The display
表示情報処理回路75は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路73へ供給する。駆動回路73は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路76は、上記の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
The display
液晶表示装置71は、例えば、図1に示した液晶表示装置1によって構成できる。図1に示す液晶表示装置1によれば、導光体6を工夫することにより、導光板6で反射する反射光を有効に利用して液晶パネル2へ均一で輝度の高い面状の光を供給できるので、これを用いた図10の液晶表示装置71において、輝度が均一でむらのない明るい表示を行うことができる。
The liquid
次に、図11は、本発明を電子機器の一例である携帯電話機に適用した場合の一実施形態を示している。ここに示す携帯電話機80は、本体部81と、これに開閉可能に設けられた表示体部82とを有する。液晶表示装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置83は、表示体部82の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部82にて表示画面84によって視認できる。本体部81には操作ボタン86が配列されている。
Next, FIG. 11 shows an embodiment in which the present invention is applied to a mobile phone which is an example of an electronic apparatus. A
表示体部82の一端部にはアンテナ87が伸縮自在に取付けられている。表示体部82の上部に設けられた受話部88の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部81の下端部に設けられた送話部89の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置83の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部81又は表示体部82の内部に格納される。
An
表示装置83は、例えば、図1に示した液晶表示装置1によって構成できる。図1に示す液晶表示装置1によれば、導光体6を工夫することにより、導光板6で反射する反射光を有効に利用して液晶パネル2へ均一で且つ輝度の高い面状の光を供給できるので、これを用いた図11の携帯電話機80においても、その表示画面84内に、輝度が均一でむらのない明るい表示を行うことができる。
The
(変形例)
本発明に係る電子機器としては、以上に説明した携帯電話機の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、デジタルスチルカメラ、腕時計、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、その他各種の機器が考えられる。
(Modification)
In addition to the mobile phone described above, the electronic device according to the present invention includes a personal computer, a liquid crystal television, a digital still camera, a wristwatch, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, An electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a video phone, a POS terminal, and other various devices can be considered.
1.液晶表示装置(電気光学装置)、 2.液晶パネル(電気光学パネル)、
3.駆動用IC、 4.照明装置、 5,105.LED(光源)、
6,106.導光体、 6a,106a.光入射面、 6b,106b.光出射面、
7.光反射層、 8,108.光反射パターン、 9,109.光拡散パターン、
11.素子基板、 12.カラーフィルタ基板、 13.シール材、 14.液晶層、
15.スペーサ、 16a,16b.基板、 17a,17b.位相差板、
18a,18b.偏光板、 19.張り出し部、 21.ライン配線、
22.TFD素子、 23.ドット電極、 24a,24b.配向膜、
25.ACF、 26.外部接続用端子、 27.配線、28.導通材、
32.遮光部材、 33.着色要素、 34.オーバーコート層、 35.帯状電極、
36.反射偏光子、 71.液晶表示装置、 80.携帯電話機(電子機器)、
1. 1. liquid crystal display device (electro-optical device), LCD panel (electro-optical panel),
3. Driving IC, 4. Lighting device 5,105. LED (light source),
6,106. Light guide, 6a, 106a. Light incident surface, 6b, 106b. Light exit surface,
7). Light reflecting layer; Light reflection pattern, 9,109. Light diffusion pattern,
11. Element substrate, 12. 12. color filter substrate; Sealing material, 14. Liquid crystal layer,
15. Spacers, 16a, 16b. Substrates, 17a, 17b. Retardation plate,
18a, 18b. Polarizing plate, 19. 20. Overhang part, Line wiring,
22. TFD element, 23. Dot electrodes, 24a, 24b. Alignment film,
25. ACF, 26. 26. External connection terminal Wiring, 28. Conductive material,
32. Light shielding member, 33. Coloring elements, 34. Overcoat layer, 35. Strip electrode,
36. Reflective polarizer, 71. Liquid crystal display device, 80. Mobile phones (electronic devices),
Claims (10)
該光源から発生した光を光入射面から導入して光出射面から出射する導光体と、
前記光出射面に部分的に設けられた光拡散パターンと、
前記導光体の前記光出射面と反対側の面に設けられた光反射パターンとを有し、
前記光拡散パターンは前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の前記光出射面上に設けられる
ことを特徴とする照明装置。 A light source that generates light;
A light guide that introduces light generated from the light source from the light incident surface and emits the light from the light exit surface;
A light diffusion pattern partially provided on the light exit surface;
A light reflection pattern provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light guide,
The illumination device, wherein the light diffusion pattern is provided on the light emitting surface at a position corresponding to an emission position of light reflected from the light reflecting pattern and emitted from the light emitting surface.
前記光出射面から出射する光の視野角特性における半値角以上で且つ1/10値角以下の範囲内の適宜の角度をαとし、前記導光体の内部の屈折率をn1とし、そして前記導光体の外部の屈折率をn2としたとき、
n1・sinα=n2・sinβ
によって求まる角度βの範囲内で前記光反射パターンから反射する光を遮る位置に前記光拡散パターンを設ける
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 2.
An appropriate angle in the range of the half-value angle and the 1/10 value angle or less in the viewing angle characteristic of the light emitted from the light exit surface is α, the refractive index inside the light guide is n1, and the When the refractive index outside the light guide is n2,
n1 · sinα = n2 · sinβ
The light diffusing pattern is provided at a position that blocks light reflected from the light reflecting pattern within the range of the angle β determined by
前記光出射面の面内を横切る複数の異なる直線方向に沿った視野角特性に基づいて求まる複数の前記角度βの範囲内で前記光反射パターンから異なる方向へ反射する各光を遮る位置に前記光拡散パターンを設ける
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 3.
In a position that blocks each light reflected from the light reflection pattern in a different direction within a plurality of ranges of the angle β determined based on viewing angle characteristics along a plurality of different linear directions crossing the plane of the light emitting surface. An illumination device characterized by providing a light diffusion pattern.
前記導光体の光出射面と反対側の面は前記光反射パターンと鏡面とから成ることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claims 1-4,
The illumination device according to claim 1, wherein a surface of the light guide opposite to the light exit surface is composed of the light reflection pattern and a mirror surface.
光を発生する光源と、
該光源から発生した光を光入射面から導入して光出射面から出射する導光体と、
前記光出射面に部分的に設けられた光拡散パターンと、
前記導光体の前記光出射面と反対側の面に設けられた光反射パターンとを有し、
前記光拡散パターンは、前記光反射パターンで反射して前記光出射面から出射する光の出射位置に対応した位置の前記光出射面上に設けられ、
前記導光体の光出射面は前記電気光学パネルに対向して設けられる
ことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device comprising: an illumination device; and an electro-optical panel that receives light from the illumination device and performs display.
A light source that generates light;
A light guide that introduces light generated from the light source from the light incident surface and emits the light from the light exit surface;
A light diffusion pattern partially provided on the light exit surface;
A light reflection pattern provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light guide,
The light diffusion pattern is provided on the light exit surface at a position corresponding to an exit position of light reflected from the light reflection pattern and emitted from the light exit surface,
An electro-optical device, wherein a light emitting surface of the light guide is provided to face the electro-optical panel.
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 8.
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2004
- 2004-11-15 JP JP2004330083A patent/JP2006140078A/en not_active Withdrawn
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