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JP2006140078A - Lighting device, electro-optical device, and electronic equipment - Google Patents

Lighting device, electro-optical device, and electronic equipment Download PDF

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JP2006140078A
JP2006140078A JP2004330083A JP2004330083A JP2006140078A JP 2006140078 A JP2006140078 A JP 2006140078A JP 2004330083 A JP2004330083 A JP 2004330083A JP 2004330083 A JP2004330083 A JP 2004330083A JP 2006140078 A JP2006140078 A JP 2006140078A
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Japan
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light
angle
pattern
electro
liquid crystal
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JP2004330083A
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Taketoshi Masamoto
武寿 政本
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electro-optical device capable of effectively utilizing reflection light reflected from a light guide plate for display. <P>SOLUTION: The electro-optical device comprises a light source 5 for generating light, a light guide body 6 which introduces the light generated by the light source 5 from a light incident face 6a and emits from a light outgoing face 6b, a light diffusion pattern 9 which is installed partially on the light outgoing face 6b, and a light reflection pattern 8 which is installed on the face opposite to the light outgoing face 6b of the light guide body 6. The light diffusion pattern 9 is installed on the light outgoing face 6b at a location corresponding to the emitting location of the light emitted from the light outgoing face 6b after reflected by the light reflection pattern 8. The light emitted from the light guide body 6 is diffused at the portion where the diffusion pattern 9 is located, and is taken out in high luminance at the portion where the diffusion pattern 9 is not located without diffusing. Thereby, surface light having high luminance while being uniform can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

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).

特許第2780046号公報(第2〜3頁、図1)Japanese Patent No. 2780046 (pages 2 and 3, FIG. 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 Patent Document 1, by providing the diffusion pattern on the light emitting surface of the light guide, the light reflected by the light reflecting surface can be diffused by the diffusion pattern. Can emit planar light with uniform brightness. However, in the conventional lighting device, the light diffusion layer is provided over the entire surface of the light emitting surface. For this reason, there is a problem that the light reflected by the light guide cannot be effectively used as the light for illuminating the illumination object.

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 light reflection pattern 108 on the surface opposite to the light exit surface 106b, for example, as indicated by reference numeral 106 in FIG. In FIG. 6, the light reflecting pattern 108 is formed as a depression or groove, that is, a recess. When a light source 105, for example, an LED, disposed facing the light incident surface 106a of the light guide 106 emits light, the light is introduced into the light guide 106 through the light incident surface 106a, and part of the light is light. The light is reflected by the reflection pattern 108 and emitted from the light emission surface 106b to the outside.

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 light exit surface 106 b, the exit light is considered to exhibit viewing angle characteristics as indicated by the symbol Q with respect to its intensity. In the viewing angle characteristic Q, the vertical axis indicates the light intensity, and the horizontal axis indicates the light emission angle. This viewing angle characteristic is not simply provided by a single light reflection pattern 108, but a plurality of light reflection patterns 108 that affect the AA ′ direction, light that has propagated through the light guide 106, and the like. It is brought about by the combination of

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 (angle 0 °),
(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 light diffusion pattern 109 is provided at a position where light (that is, the light indicated by the oblique lines) can be diffused, and the light diffusion pattern 109 is not provided in other regions.

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 light emitting surface 6 b of the light guide 6 is defined as a viewing angle characteristic (for example, symbol Q in FIG. 6). From the determined angle α, the emission angle β inside the light guide 6 is obtained according to the above equation (1), and the angle β with respect to the light reflection pattern 8 provided on the light reflection surface of the light guide 6 is determined. The light diffusion pattern 9 is provided on the light exit surface 6b within the range. By adopting this configuration, it is possible to reliably diffuse light that needs to be diffused, and to obtain sufficient light intensity without meaninglessly diffusing light that should maintain its intensity.

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 light emitting surface 106b of the light guide 106 is simulated, and the angle α that requires diffusion based on the viewing angle characteristic Q is simulated. The angle β on the reflecting surface is obtained by calculation based on the angle α, and the position where the light diffusion pattern 109 is formed on the light emitting surface is determined by the angle β.

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 light exit surface 106b but exists in innumerable directions in the light exit surface 106b. If the direction to be adopted is different, the viewing angle characteristic Q changes variously. Therefore, the light diffusion pattern having a shape suitable for the purpose may not be formed strictly by simply determining the formation position of the light diffusion pattern based on only one viewing angle characteristic Q. On the other hand, if the shape and the formation position of the light diffusion pattern are determined based on a plurality of viewing angle characteristics relating to one light exit surface, both the desired diffusion effect and the desired light intensity can be obtained.

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 crystal display device 1 includes a liquid crystal panel 2 as an electro-optical panel, a driving IC 3 mounted on the liquid crystal panel 2, and an illumination device 4. The liquid crystal display device 1 listed here is an active matrix type using a TFD (Thin Film Diode) element which is a two-terminal nonlinear element as a switching element, and is a transmissive liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 1, the side on which the arrow A is drawn is the observation side.

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 device 4 includes an LED (Light Emitting Diode) 5 as a light source and a light guide 6 formed of a translucent resin such as an acrylic resin. The light guide 6 is formed in a rectangular or square flat plate shape. A straight chamfer is applied to one corner of the light guide 6, and the LED 5 is provided to face the chamfer. The light generated from the LED 5 is introduced into the light guide 6 through the chamfered portion that is the light incident surface 6a, and is emitted to the outside from the light emitting surface 6b. The illumination device 4 is disposed on the back side of the liquid crystal panel 2 when viewed from the observation direction indicated by the arrow A, and functions as a backlight that illuminates the liquid crystal panel 2 from the back side.

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 light reflection patterns 8 are individually formed in a dot shape on the surface. The light reflecting layer 7 is provided on the surface on which the plurality of light reflecting patterns 8 are provided. The light reflecting layer 7 can be formed by adhering a light reflecting sheet or applying or vapor-depositing a light reflecting material. The plurality of light reflection patterns 8 are formed side by side in a circular arc shape, an elliptical arc shape, a long circular arc shape, or other curved shapes around the LED 5. The plurality of light reflection patterns 8 can also be formed side by side in a straight line. For example, as shown in FIG. 2, each of the light reflection patterns 8 is formed as a depression, that is, a recess having a triangular cross section. These light reflecting patterns 8 can reflect the light emitted from the LEDs 5 toward the light emitting surface 6b of the light guide 6 as indicated by an arrow Lr.

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 light diffusion patterns 9 are partially formed in a dot shape on the light exit surface 6 b of the light guide 6. These light diffusion patterns 9 can diffuse the light Lr reflected by the light reflection pattern 8 as indicated by an arrow Ld. Then, the diffused light Ld travels from the light exit surface 6b toward the liquid crystal panel 2. These light diffusion patterns 9 are not provided in the entire area of the light exit surface 6b, but are formed only at positions corresponding to positions where the light Lr reflected by the light reflection pattern 8 exits from the light exit surface 6b. That is, the light diffusion pattern 9 is provided for each of the individual light reflection patterns 8. Details of the positional relationship between the light reflection pattern 8 and the light diffusion pattern 9 will be described later.

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 liquid crystal panel 2 is formed by bonding the element substrate 11 and the color filter substrate 12 together with a sealing material 13 having a square or rectangular frame shape. As shown in FIG. 2, a gap, so-called cell gap G, is formed between the element substrate 11 and the color filter substrate 12, and liquid crystal as an electro-optical material is sealed in the cell gap G, and the liquid crystal layer 14. Is formed. As the liquid crystal, for example, a TN (Twisted Nematic) liquid crystal can be used. The cell gap G is maintained at a constant interval by the spherical spacer 15. The electro-optical material is a material whose optical characteristics change according to changes in electrical conditions.

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 element substrate 11 has a first substrate 16a having translucency, and a phase difference plate 17a is attached to the outer surface of the first translucent substrate 16a by sticking or the like, and further thereon. A polarizing plate 18a is attached by sticking or the like. On the other hand, the color filter substrate 12 has a second substrate 16b having translucency, and a phase difference plate 17b is attached to the outer surface of the second translucent substrate 16b by adhesion or the like. A polarizing plate 18b is mounted thereon by sticking or the like. The first light transmissive substrate 16a and the second light transmissive substrate 16b are formed of glass, plastic, or the like. Further, optical sheets other than the retardation plate and the polarizing plate can be provided on the outer surfaces of these substrates 16a and 16b as required.

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 translucent substrate 16a, that is, the liquid crystal side surface, for example, a line wiring 21 functioning as a data line, a TFD element 22 as a non-linear resistance element or a switching element, a dot electrode 23, an alignment A film 24a is formed. The dot electrode 23 is formed in a dot shape with a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide). The alignment film 24a is made of polyimide, for example, and a rubbing process is performed on the surface thereof. By this rubbing treatment, the initial alignment of liquid crystal molecules in the vicinity of the element substrate 11 is determined.

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 element substrate 11. Each of the line wirings 21 extends in the left-right direction in FIG. 2, and the plurality of line wirings 21 are arranged in parallel with each other at a predetermined interval in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. As a whole, they are provided in a stripe shape when viewed from the direction of arrow A. The plurality of TFD elements 22 are connected along the individual line wirings 21 at appropriate intervals, and the dot electrodes 23 a are connected to the TFD elements 22.

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 element substrate 11 has a projecting portion 19 projecting outside the color filter substrate 12, and the driving IC 3 uses an ACF (Anisotropic Conductive Film) 25 on the projecting portion 19. It is implemented by the COG method. As shown in FIG. 2, an external connection terminal 26 is formed at the end of the overhanging portion 19. A plurality of the external connection terminals 26 are formed so as to be spaced apart from each other in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. One end on the inner side (right side in FIG. 2) of these external connection terminals 26 is connected to an input terminal of the driving IC 3, for example, an input bump. Further, a wiring board (not shown) is connected to one end on the outside (left side in FIG. 2) of these external connection terminals 26 by an appropriate connection connection method, for example, ACF, soldering, heat sealing, or the like.

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 wiring 27 is formed on the liquid crystal layer side of the overhang portion 19. A plurality of the wires 27 are formed at intervals from each other in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. One end outside these wirings 27 is connected to an output terminal of the driving IC 3, for example, an output bump. Further, these wirings 27 extend toward the inside of the liquid crystal panel 2, that is, toward the liquid crystal layer 14, and a part thereof is connected to the line wiring 21 inside the liquid crystal panel 2. In addition, the other wirings 27 are connected to the conductive element on the color filter substrate 12 side which is the counter substrate by the conductive material 28 dispersed in the seal material 13.

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 light shielding member 32 and a coloring element 33 are formed on the inner surface of the second translucent substrate 16b constituting the color filter substrate 12, that is, on the liquid crystal side surface. An overcoat layer 34 is formed on the photosensitive resin such as an acrylic resin or a polyimide resin. Furthermore, a strip electrode 35 is formed thereon, and an alignment film 24b is formed thereon. The alignment film 24b is formed of polyimide, for example, and a rubbing process is performed on the surface thereof. By this rubbing treatment, the initial alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the color filter substrate 12 is determined.

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 coloring elements 33 is formed in a rectangular dot shape, and each coloring element 33 exhibits any one of the three primary colors B (blue), G (green), and R (red). . The coloring elements 33 of these colors are arranged in a stripe arrangement, a delta arrangement, a mosaic arrangement, and other appropriate arrangements as viewed from the observation side indicated by an arrow A. The coloring element 33 can also be formed by three primary colors of C (cyan), M (magenta), and Y (yellow).

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 light shielding member 32 is formed in a state in which a space between the plurality of coloring elements 33 is filled with a light shielding material such as Cr (chromium). The light shielding member 32 functions as a black mask and improves the contrast of an image displayed by light transmitted through the coloring element 33. The light shielding member 32 is not limited to being formed of a specific material such as Cr, and may be formed by, for example, stacking, that is, stacking, each of the B, G, and R coloring elements constituting the coloring element 33. can do.

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 strip electrodes 35 are provided on the color filter substrate 12, and each of them extends in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Further, the plurality of strip electrodes 35 are arranged in parallel to each other at regular intervals in the left-right direction in FIG. Thus, the plurality of strip electrodes 35 are formed in a stripe shape when viewed from the observation side indicated by the arrow A. These strip electrodes 35 are formed of a metal oxide such as ITO. Further, these band-like electrodes 35 extend in a direction perpendicular to the line wiring 21 when the element substrate 11 and the color filter substrate 12 are bonded together by the sealing material 13.

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-like electrodes 35 overlap with a plurality of dot electrodes 23 arranged in a row in a plan view when viewed from the direction of the arrow A. Thus, the area | region where the strip | belt-shaped electrode 35 and the dot electrode 23 overlap comprises the display dot D which is a unit of a display. The display region V is formed by arranging the plurality of display dots D in a matrix in the vertical direction and the horizontal direction when viewed from the direction of the arrow A.

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 coloring elements 33 composed of the three colors B, G, and R as in the present embodiment, 3 corresponding to the three coloring elements 33 corresponding to the three colors B, G, and R are displayed. One display dot D forms one pixel. On the other hand, when monochrome display is performed in black and white or any one color, one pixel is formed by one display dot D.

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 reflective polarizer 36 is provided between the liquid crystal panel 2 and the light guide 6, that is, between the polarizing plate 18 b of the color filter substrate 12 and the light guide 6. The reflective polarizer 36 is a well-known optical element having a function of allowing specific polarized light to pass through and reflecting polarized light other than the polarized light. The light reflected by the reflective polarizer 36 is reintroduced into the light guide 6 from the light exit surface 6b and reused. Hereinafter, in this embodiment, such light is referred to as recycled light.

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 crystal display device 1 of the present embodiment will be described.
In FIG. 2, when the light source 5 in the illumination device 4 is turned on, planar light is emitted from the light emitting surface 6 b of the light guide 6. This light is supplied to the liquid crystal layer 14 through the color filter substrate 12. Thus, while light is supplied to the liquid crystal layer 14, a scanning signal and a data signal are selectively applied to the plurality of strip electrodes 35 and dot electrodes 23 sandwiching the liquid crystal layer 14 in accordance with the image signal. For example, a scanning signal is applied to the strip electrode 35 and a data signal is applied to the dot electrode 23.

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 liquid crystal layer 14 is controlled for each display dot D as described above, the orientation of the liquid crystal molecules is similarly controlled for each display dot D, whereby light passing through the liquid crystal layer 14 is displayed. Modulated every D. Then, the modulated light is supplied to the polarizing plate 18a, and a desired image such as letters, numbers, figures, etc. is displayed on the observation side of the polarizing plate 18a. In this way, display using light transmitted through the liquid crystal panel 2, that is, transmissive display is performed.

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 crystal display device 1 according to the present embodiment, the light diffusion pattern 9 is partially provided on the light emitting surface 6b of the light guide 6 as shown in FIG. According to the liquid crystal display device 1, the light emitted from the light guide 6 is diffused at the portion where the light diffusion pattern 9 is provided, and the luminance of the emitted light can be made uniform. On the other hand, in a portion where the light diffusion pattern 9 is not provided, light with high luminance can be emitted without diffusing light. As a result, uniform and high luminance illumination light can be obtained.

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 light diffusion pattern 9 of this embodiment is partially reflected on the light emission surface 6b at a position corresponding to the emission position of the light Ld reflected by the light reflection pattern 8 and emitted from the light emission surface 6b. Therefore, the reflected light from the light reflecting pattern 8 can be emitted in a sufficiently diffused state. Further, the light emitting surface 6b where the light diffusing pattern 9 is not provided can emit light having a high luminance that is not subjected to the diffusion treatment, and therefore the light reflected by the light guide 6 is effectively used for display. it can.

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 light reflection pattern 8 and the light diffusion pattern 9 will be described. In this embodiment, (1) First, in FIG. 3, the light that needs to be diffused among the light emitted from the light emitting surface 6b is defined by the emission angle α. That is, light within the emission angle α is diffused. (2) Next, the reflection angle β of the light that causes the emission angle α of the light reflected by the light reflection pattern 8 is obtained based on optical conditions, for example, Snell's law. (3) When the reflection angle β at the light reflection pattern 8 is obtained, the light emission area on the light emission surface 6b is determined, and the light diffusion pattern 9 is formed in that area.

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 light emission surface 6b are measured or simulated, The emission angle α is determined based on the half-value angle and the 1/10 value angle in the viewing angle characteristic. Specifically, the viewing angle characteristic along the BB direction and the viewing angle characteristic along the CC direction in FIG. 1 are measured or simulated, and B based on the viewing angle characteristic along the BB direction is measured or simulated. The outgoing angle α in the −B direction is determined, and the outgoing angle α in the CC direction is determined based on the viewing angle characteristics along the CC direction.

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 light emitting surface 6 b of the light guide 6 is measured while changing the viewing angle at a position facing the light guide 6. 4 and 5, the light emission angle α = 0 ° is the intensity of the front surface of the light emission surface 6b in FIG. The angle of the position P1 at which the intensity is halved with respect to the light intensity in the normal direction is the half-value angle. The angle of the position P2 at which the intensity becomes 1/10 with respect to the light intensity in the normal direction is a 1/10 value angle.

「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 angle 0 °, (2) indicated by a value α1 (−) on the minus side from the angle 0 °, or (3) It can be expressed by ((α1 (+) + α1 (−)) / 2 which is 1/2. These values are not necessarily the same value. In addition, the “1/10 value angle” is ( 1) represented by a value α2 (+) on the plus side from the angle 0 °, (2) represented by a value α2 (−) on the minus side from the angle 0 °, or (3) ½ of the full width (( α2 (+) + α2 (−)} / 2 These values are not necessarily the same value, and in the following description, the half-value angle and 1/10 value angle are When it is not necessary to limit to a specific one of 1) to (3), the half-value angle is displayed as “α1” and the 1/10 value angle is displayed as “α2”. To.

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 light reflection pattern 8 in FIG. Determined based on optical conditions. In the present embodiment, Snell's law is used as the optical condition. Snell's law is a law representing the relationship between the incident angle and the outgoing angle when light enters the boundary between two media having different refractive indexes. Specifically, the refractive index inside the light guide 6 is n1, the refractive index outside the light guide is n2, the light reflection angle at the light reflection pattern 8 is β, and the light is refracted by the light reflecting surface 6b. When the angle of light exiting to the outside is α, Snell's law
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 light reflection pattern 8 corresponds to the emission angle α that has already been set.

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 light exit surface 6b the emitted light Ld is emitted. If this light emission region is covered with the light diffusion pattern 9, the light emitted within the range of the emission angle α can be diffused by the light diffusion pattern 9. Thereby, only the light that needs to be diffused can be diffused by the light diffusion pattern 9. Light that is not subjected to the diffusion process is emitted from the region where the light diffusion pattern 9 is not provided in the light emission surface 6b. This light can maintain a high brightness as much as it is not diffused.

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 light reflection pattern 8 is obtained as a certain angle within the angle range of 7.2 ° ≦ β ≦ 13.3 ° from the above equation (1). Thus, if the reflection angle β at the light reflection pattern 8 is known, it is possible to know which region of the light exit surface 6b the light reflected at the reflection angle β reaches, so the light diffusion pattern 9 is formed in that region. As a result, only the light reflected by the light reflection pattern 8 and requiring diffusion can be diffused by the light diffusion pattern 9 and emitted to the outside.

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 light diffusion pattern 9, the reflection angle β must be determined for directions other than the BB direction and the CC direction. In the present embodiment, the reflection angle β of this region is appropriately set based on the reflection angle β in the BB direction and / or the reflection angle β in the CC direction. For example, a total of four points including two points determined on the light output surface 6b by the reflection angle β in the BB direction and two points determined on the light output surface 6b by the reflection angle β in the CC direction are straight lines or circular arc lines. The contour of the light diffusing pattern 9 can be determined by connecting with an elliptical arc line, a long arc line, and other appropriate lines.

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 crystal display device 1 of FIG. 2, the light reflecting layer 7 is provided to face the surface of the light guide 6 opposite to the light emitting surface 6 b. In this way, the light Lr from the LED 5 can be reflected by other than the light reflection pattern 8. In addition, external light such as sunlight or room light can be reflected by the light reflecting layer 7. These lights are emitted to the outside of the light guide 6 from the light emitting surface 6b where the light diffusion pattern 9 is not provided, in a state where the intensity is maintained without being diffused. Thereby, light can be used efficiently. In addition to the light Lr from the LED 5, external light can also be used, so that the display brightness can be increased.

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 reflective polarizer 36 is provided so as to face the light exit surface 6 b of the light guide 6. Since the reflective polarizer 36 has a function of passing a specific polarized light and reflecting the other polarized light, if the reflective polarizer 36 is provided to face the light exit surface 6b, the reflective polarizer 36 can be omitted. For example, polarized light that is wasted by the polarizing plate 18b can be reused as recycled light. As a result, the light reflected by the light guide 6 can be used very efficiently.

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 crystal display device 1 having the structure shown in FIG. 2 is a transmissive liquid crystal display device capable of so-called micro-reflection display. In this micro-reflection type display, the light reflected from the reflection layer 7 of the light guide 6, the light exit surface 6b, etc. is displayed without using the light from the light source 5 in the illumination device 4. Is. Although it may be difficult to perform high-definition display using the entire display region V, it is considered that this fine reflection type display is sufficient for time display and other partial and simple displays. If this fine reflection type display is used, the power consumption of the liquid crystal display device 1 can be greatly reduced. If the light diffusing pattern 9 is partially provided on the light emitting surface 6b of the light guide 6 as in the present invention, the liquid crystal panel 2 emits light with high luminance by effectively using the reflected light from the light guide 6. This is particularly advantageous when performing a micro-reflection display.

(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 light reflection pattern 8 as shown in FIG. For β, β = 6.7 ° is obtained from Snell's law. Then, β = 8.0 ° is obtained from Snell's law for the reflection angle β on the lower end side of the light reflection pattern 8 on the basis of the half-value angle α1 (−) = 11.9 ° on the negative side. Thereby, the dimension of the light diffusion pattern 9 corresponding to the half-value angle along the BB direction in FIG. 9A is determined.

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 light reflection pattern 8 Β = 11.8 ° is obtained from Snell's law. Then, β = 13.1 ° is obtained from Snell's law for the reflection angle β on the lower end side of the light reflection pattern 8 based on the minus 1/10 value angle α2 (−) = 19.8 °. Thereby, the dimension of the light diffusion pattern 9 corresponding to the 1/10 value angle along the BB direction in FIG. 9B is determined.

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 light reflection pattern 8 is shown in FIG. For β, β = 7.1 ° is obtained from Snell's law. Then, β = 4.8 ° is obtained from Snell's law for the reflection angle β on the lower end side of the light reflection pattern 8 based on the half-value angle α1 (−) = 7.2 ° on the minus side. Thereby, the dimension of the light diffusion pattern 9 corresponding to the half-value angle along the CC direction in FIG. 9A is determined.

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-side 1/10 value angle α2 (+) = 17.1 ° in FIG. 5 (CC direction), as shown in FIG. Β = 11.4 ° is obtained from Snell's law. Then, β = 9.7 ° is obtained from Snell's law for the reflection angle β on the lower end side of the light reflection pattern 8 based on the minus 1/10 value angle α2 (−) = 14.6 °. Thereby, the dimension of the light diffusion pattern 9 corresponding to the 1/10 value angle along the CC direction in FIG. 9B is determined.

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 light diffusion pattern 9 with respect to the light reflection pattern 8 is determined based on the half-value angle, that is, two positions in the BB direction and two positions in the CC direction, for a total of four positions. If the four points corresponding to these half-value angles are connected by elliptical arc lines, a light diffusion pattern 9 having a contour as shown in FIG. 9A is obtained. 7B and 8B, based on the 1/10 value angle, the position of two points in the BB direction and the position of two points in the CC direction, a total of four positions. Determined. If these four points corresponding to 1/10 value angles are connected by elliptical arc lines, a light diffusion pattern 9 having a contour as shown in FIG. 9B is obtained.

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 light diffusion pattern 9 can be formed by the contour shape obtained as described above. However, according to the present invention, the shape of the light diffusion pattern 9 is not limited to the critical shape, and FIG. ) And FIG. 9B may be used.

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 light diffusion pattern 9 is not limited to the elliptical arc line, and may be a straight line, an arc line, a long arc line, or any other appropriate line as necessary. If possible, the viewing angle characteristics are measured or simulated with respect to a large number of cross-sectional lines other than the BB line and the CC line in FIG. 1, and the contour line of the light diffusion pattern 9 is determined based on the large number of viewing angle characteristics. It is desirable.

(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 reflective polarizer 36 may not be provided in some cases. Further, the reflective layer 8 may not be provided depending on circumstances.

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 crystal display device 71 and a control circuit 70 that controls the liquid crystal display device 71. The liquid crystal display device 71 includes a liquid crystal panel 72, an illumination device 78, and a drive circuit 73 configured with a semiconductor IC or the like. The control circuit 70 includes a display information output source 74, a display information processing circuit 75, a power supply circuit 76, and a timing generator 77.

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 information output source 74 includes a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as a magnetic recording disk or an optical recording disk, and a tuning circuit that tunes and outputs a digital image signal. Have The display information output source 74 supplies display information to the display information processing circuit 75 in the form of an image signal or the like in a predetermined format based on various clock signals generated by the timing generator 77.

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 information processing circuit 75 includes various well-known circuits such as a serial-parallel conversion circuit, an amplification / inversion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, and a clamp circuit, and executes processing of input display information to obtain image information. Are supplied to the drive circuit 73 together with the clock signal CLK. The drive circuit 73 includes a scanning line drive circuit, a data line drive circuit, and an inspection circuit. The power supply circuit 76 supplies a predetermined voltage to each of the above components.

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 crystal display device 71 can be configured by, for example, the liquid crystal display device 1 shown in FIG. According to the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, by devising the light guide 6, the reflected light reflected by the light guide plate 6 is effectively used to provide uniform and high luminance planar light to the liquid crystal panel 2. Since it can be supplied, in the liquid crystal display device 71 of FIG. 10 using this, bright display with uniform brightness and uniform brightness can be performed.

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 cellular phone 80 shown here has a main body portion 81 and a display body portion 82 provided on the main body portion 81 so as to be opened and closed. A display device 83 configured by an electro-optical device such as a liquid crystal display device is disposed inside the display body portion 82, and various displays relating to telephone communication can be visually recognized on the display body portion 82 on the display screen 84. Operation buttons 86 are arranged on the main body 81.

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 antenna 87 is attached to one end of the display body portion 82 so as to be extendable. A speaker (not shown) is arranged inside the receiver unit 88 provided at the upper part of the display body unit 82. In addition, a microphone (not shown) is incorporated in the transmitter 89 provided at the lower end of the main body 81. A control unit for controlling the operation of the display device 83 is stored in the main body 81 or the display body unit 82 as a part of the control unit that controls the entire mobile phone or separately from the control unit. The

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 display device 83 can be configured by, for example, the liquid crystal display device 1 shown in FIG. According to the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, by devising the light guide 6, the reflected light reflected by the light guide plate 6 can be effectively used to make the liquid crystal panel 2 uniform and high brightness planar light. 11 can also be used, and even in the mobile phone 80 of FIG. 11 using this, a bright display with uniform brightness and uniform brightness can be displayed in the display screen 84.

(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.

本発明に係る電気光学装置の一実施形態を分解状態で示す斜視図である。1 is a perspective view showing an electro-optical device according to an embodiment of the present invention in an exploded state. 図1のB−B線に従った断面図である。It is sectional drawing according to the BB line of FIG. 図2の矢印Dで示す部分を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the part shown by the arrow D of FIG. 2 was expanded. 図1の照明装置におけるB−B線に沿った部分の出射光の視野角特性を示すグラフである。It is a graph which shows the viewing angle characteristic of the emitted light of the part along the BB line in the illuminating device of FIG. 図1の照明装置におけるC−C線に沿った部分の出射光の視野角特性を示すグラフである。It is a graph which shows the viewing angle characteristic of the emitted light of the part along CC line in the illuminating device of FIG. 光拡散パターンを設ける位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position which provides a light-diffusion pattern. 本発明に係る電気光学装置の他の実施形態の要部を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a main part of another embodiment of the electro-optical device according to the invention. 図7に示す実施形態の他の要部を示す図である。It is a figure which shows the other principal part of embodiment shown in FIG. 図7及び図8に示す実施形態で用いる光拡散パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the light-diffusion pattern used by embodiment shown in FIG.7 and FIG.8. 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the electronic device which concerns on this invention. 本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of the electronic device which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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)

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.
請求項1記載の照明装置において、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を特徴とする照明装置。   2. The illumination device according to claim 1, wherein the 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 exit surface can be diffused. The light diffusing pattern is provided on the lighting device. 請求項2記載の照明装置において、
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
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
請求項3記載の照明装置において、
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.
請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の照明装置において、
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.
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の照明装置において、前記導光体の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を特徴とする照明装置装置。   6. The lighting device according to claim 1, wherein a light reflection layer is provided to face a surface of the light guide opposite to a light emitting surface. 7. 請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の照明装置において、前記光出射面に対向して反射偏光子を設けることを特徴とする照明装置。   7. The illumination device according to claim 1, further comprising a reflective polarizer facing the light emitting surface. 8. 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の照明装置と、前記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さらに有し、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装置。   A lighting device according to any one of claims 1 to 7, and an electro-optical panel that receives light from the lighting device and performs display, and a light emission surface of the light guide is the electric device. An electro-optical device provided to face an optical panel. 照明装置と、前記照明装置から光を受けて表示を行う電気光学パネルと、を備える電気光学装置であって、前記照明装置は、
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.
請求項8又は請求項9記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 8.

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