照明裝置和液晶顯示裝置的制作方法

專利名稱：照明裝置和液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明裝置和液晶顯示裝置，特別是涉及即便是用1燈光源也可以均一且明亮地照明寬闊的面積的照明裝置以及使用它的液晶顯示裝置的構成。
背景技術：
以往，反射式液晶顯示裝置的前光源，可以使用由光源、中間導光體、導光板和把一體保持它們的內面變成為反射性的殼體等構成的單元。
圖15A的立體圖示出了現有的液晶顯示裝置，圖15B是從觀察一側看在圖15A所示的液晶顯示裝置中所具備的前光源時的俯視圖，圖16是圖15所示的液晶顯示裝置的剖面構成圖。示于這些圖中的液晶顯示裝置，由液晶顯示單元120、配置在該液晶顯示單元120的前面一側上的前光源110構成。液晶顯示單元120，雖然細節未予圖示，但是，被作成為反射從其前面一側入射進來的光進行顯示的反射式的液晶顯示單元，在彼此相向地配置的上基板121和下基板122之間挾持有液晶層123，并采用對該液晶層的取向狀態進行控制的辦法，使光的透過狀態變化以進行顯示。
前光源110的構成為具備平板狀的導光板112、配設在該導光板112的側端面112a上的棒狀的中間導光體113、配設在該中間導光體113的一個端面部分上的發光元件115。導光板112的上表面一側被制作成彼此平行地俯視為條帶狀地形成了剖視為楔子狀的多個棱鏡溝114的反射面112c，下表面，則被制作成出射用來照明液晶顯示單元120的照明光的出射面112b。各個棱鏡溝114，如圖16所示，用平緩斜面部分114a和陡急斜面部分114b形成。平緩斜面部分114a的傾斜角θ1作成為5度以上35度以下的范圍的恒定值，陡急斜面部分114b的傾斜角θ2作成為在比平緩斜面部分114a還陡急傾斜角內是恒定值。棱鏡溝114的步距P(棱鏡溝114的寬度)定為在反射面112c的面內是恒定的。此外，這些棱鏡溝114，以防止莫爾(Moire)花紋為目的，被形成為對于導光板側端面112a有若干傾斜。
此外，上述前光源110，采用通過中間導光體113向導光板112的側端面112a照射從發光元件115出射的光并向導光板112內導入，在形成棱鏡形狀的導光板112上表面的內面一側處反射該光的辦法，改變光的傳播方向，結果變成為從導光板112的圖示下表面向液晶顯示單元120進行照射。

發明內容
(發明要解決的課題)在便攜信息終端或便攜游戲機等的便攜電子設備中，由于電池驅動時間對其使用情況有很大影響，故在用做它們的顯示部分的液晶顯示裝置中，以前光源的低功耗化為目的，如圖15所示的前光源110那樣，人們一直使用僅僅具備1燈的發光元件115的1燈型的前光源。就是說，企圖借助于省略發光元件，來實現低功耗化。此外，伴隨著便攜電子設備的小型化，人們還要求把前光源110的板厚薄型化到1mm左右以下。
但是，在這樣的1燈型的前光源的情況下，要用薄型的導光板和1燈的發光元件的組合均一且明亮地對具有對角幾個英寸以上的寬闊的面積的顯示區域進行照明幾乎是不可能的。即，在圖15所示的前光源110中，在作成為在單側設置發光元件115的構成的情況下，雖然為了向導光板均一地導入來自該發光元件115的光，首先，必須借助于中間導光體113在導光板112的側端面長度方向上使入射光均一化，但是，借助于該中間導光體113使向導光板112入射的入射光均一化本身是困難的，此外，上述構成的導光板112，由于距發光元件115的距離越大則出射光量降低得就越多，故要在出射面112b的整個面上得到均一的出射光是困難的，無輝度不均勻地均一地照射液晶顯示單元120的顯示區域是困難的，而且，有時候還會降低顯示的觀看性。
如上所述，盡管對把1燈的發光元件用做光源的前光源的要求日益高漲，但是本身是薄型，同時可以均一地且明亮地照明大的面積的前光源卻尚未實現。
本發明就是為解決上述的課題而發明的，目的之一在于提供可以均一地且明亮地照明大面積的低功耗的照明裝置。
此外，本發明的另一個目的在于提供具備上述照明裝置，高輝度且顯示品質優良的液晶顯示裝置。
(具體解決方式)為了實現上述目的，本發明采用以下的構成。
本發明的照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的上述光的導光板，上述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在上述導光板的另外的一面一側上，俯視為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征在于離開上述光源的位置越遠，上述棱鏡溝的步距P就變得越小。
此外，本發明的照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的上述光的導光板；上述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在上述導光板的另外的一面一側上，俯視為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征是上述陡急斜面部分，具有距上述光源的位置越遠越陡急的傾斜角度。
此外，本發明的照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的上述光的導光板；上述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在上述導光板的另外的一面一側上，俯視為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征是上述陡急斜面部分的長度，距上述光源的位置越遠就變得越長。
本發明的照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的上述光的導光板，上述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在上述導光板的另外的一面一側上，俯視為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征是在設平緩斜面部分的傾斜角為θ1，上述陡急斜面部分的傾斜角為θ2時，上述導光板被形成為越是遠離上述光源的位置θ2系數就變得越大，而且上述θ2系數是對上述棱鏡溝的步距P的陡急斜面部分的長度L或上述導光板的單位長度的上述陡急斜面部分和上述陡急斜面部分的長度L之積。
倘采用該照明裝置，由于具備被形成為越是遠離上述光源的位置θ2系數就變得越大的導光板，故可以得到從導光板的一面一側(出射面一側)出射的出射光量在導光板面內是均一的，而且，光源的利用效率高、高輝度的照明裝置。說得更詳細點，采用在導光板內部傳播的光量相對地大的光源的附近位置處θ2系數減小(換句話說，在光源的附近位置處參與從出射面一側出射光的陡急斜面部分的比率減小)而且借助于陡急斜面部分向出射面一側出射的光的比率減小，在導光板內部傳播的光量相對地減小的遠離光源的位置處θ2系數增大(換句話說，在遠離光源的位置處參與從出射面一側出射光的陡急斜面部分的比率增大)而且借助于陡急斜面部分向出射面一側出射的光的比率增多)的辦法，使作為導光板全體的出射光量的分布均一化。由于越是遠離光源的位置借助于陡急斜面部分向出射面一側出射的光的比率增多，故可以使導光板內的出射光量均一化。
因此，倘采用本發明的照明裝置，就可以得到可以均一地、而且明亮地照明大面積的低功耗的照明裝置。
在上述構成的本發明的照明裝置中，也可以采用使上述平緩斜面部分的傾斜角度θ1、上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2變化的辦法，把上述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
此外，在上述構成的本發明的照明裝置中，既可以采用使上述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大，或者也可以上述平緩斜面部分的傾斜角度θ1和上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2之和不是恒定，而是使上述棱鏡溝的步距P與上述陡急斜面部分的長度L之內的至少一方變化的辦法，采用使上述平緩斜面部分的傾斜角度θ1和上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2之和變成為大體上恒定，使上述棱鏡溝的步距P或上述陡急斜面部分的長度L變化的辦法，把上述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
此外，在上述構成的本發明的照明裝置中，采用使上述平緩斜面部分的傾斜角度θ1、上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2、上述棱鏡溝的步距變成為恒定，使上述陡急斜面部分的長度L變化，此外，還使棱鏡頂點高度Y變化的辦法，把上述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
特別是在采用使θ1和θ2之和恒定，使上述棱鏡溝的步距P變化的辦法，被形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大的導光板的情況下，如上所述，如果θ1和θ2之和是恒定的，則在借助于使用刮刀的切削加工在鑄模用基材的一面一側形成與上述棱鏡溝同樣的形狀的溝時，由于可以采用使用與刀刃的角度為180度-(θ1+θ2)同一大小的刮刀形成一條溝的辦法，同時形成與平緩斜面部分同樣的傾斜角度的第1斜面部分和與陡急斜面部分同樣的傾斜角度的第2斜面部分這兩方，故可以減少用來形成一個溝的作業工序，是有利的，此外，在形成其次的溝時，如果變更溝步距，改變刮刀的中心軸角度依次形成溝，則可以制作把多個溝形成為條帶狀的鑄模。然后，就可以采用用所制作的鑄模制作具有與已形成了該鑄模的溝的面相反的凹凸的噴射成型用模具，進行使用該模具的噴射成型的辦法制作導光板。
另外，在采用θ1和θ2之和不是恒定，使上述棱鏡溝的步距P和上述陡急斜面部分的長度L中的至少一方變化的辦法，被形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大的導光板的情況下，在借助于使用刮刀的切削加工在鑄模用基材的一面一側形成與上述棱鏡溝同樣的形狀的溝時，由于在刮刀的刀刃的一方的面上形成了與平緩斜面部分同樣的傾斜角度的第1斜面部分之后，還要改變刮刀的中心軸角度，在刀刃的另一方的面上形成具有與陡急斜面部分同樣的傾斜角度的第2斜面部分，故用來形成一個溝的作業工序增多。
此外，在上述任何一種構成的本發明的照明裝置中，在上述θ2系數是上述導光板的單位長度的上述陡急斜面部分與上述陡急斜面部分的長度之積時，理想的是上述θ2系數在0.045以上0.085以下。若上述θ2系數不足0.045，由于落射到面板面(液晶顯示單元面)等的被照射面上的光成分不足，出射光的輝度會降低，故是不理想的。此外，若θ2系數超過0.085，盡管出射光量會增加，但是由于在導光板的面內輝度均一性顯著地降低，故是不理想的。
此外，在上述θ2系數是對上述棱鏡溝的步距P的陡急斜面部分的長度L(就是說L/P)時，上述θ2系數理想的是在0.045以上0.085以下，理由與上述相同。
此外，在上述任何一種構成的本發明的照明裝置中，理想的是上述導光板把上述棱鏡溝的平緩斜面部分的傾斜角度θ1作成為在1度以上5度以下，把上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2作成為在40度以上45度以下。
在上述平緩斜面部分的傾斜角度θ1的范圍不足1度的情況下，則作為照明裝置得不到充分的輝度，而在超過5度的情況下，由于來自導光板的出射面的出射光量的均一性降低，因此是不理想的。此外，在上述陡急斜面部分的傾斜角度θ2不足40度的情況下，和超過45度的情況下，由于照明裝置的輝度降低故是不理想的。
此外，在具有上述任何一種構成的本發明的照明裝置中，上述棱鏡溝，理想的是被形成為使得該棱鏡溝與上述導光板的入光面多構成的角度在6.5度以上8.5度以下。如果該角度在上述范圍以外，由于易于產生莫爾花紋故是不理想的。
其次，本發明的液晶顯示裝置，其特征是具備上述任何一種構成的本發明的照明裝置，和用該照明裝置照明的液晶顯示單元。
本發明的液晶顯示裝置，由于歸因于具備可以均一地，高輝度地照明大面積的照明裝置，而可以對顯示區域的整個面以高輝度且均一的亮度進行照射，故可以得到優良的顯示質量。此外，在把照明裝置的發光元件定為1燈的情況下，由于不會降低亮度的均一性，故顯示的觀看性是良好的，因此，可以得到顯示質量優良且低功耗的液晶顯示裝置。


圖1是本發明的實施方式1的液晶顯示裝置的立體構成圖。
圖2是圖1所示的液晶顯示裝置的平面構成圖。
圖3是圖2所示的液晶顯示裝置的III-III線剖視圖。
圖4是將圖2所示的中間導光體放大的平面構成圖。
圖5是圖1所示的前光源的部分剖視圖。
圖6是表示將圖2所示的液晶顯示單元的像素群放大的平面構成圖。
圖7是擴大示出了有源矩陣型的液晶顯示單元的像素的平面構成圖。
圖8是沿圖7的VIII-VIII線的剖視圖。
圖9是實施方式2的液晶顯示裝置的剖視圖。
圖10是用來制作在圖3的前光源中具備的導光板的制作中使用的模具的鑄模用基材的制造方法的說明圖。
圖11是用來制作在圖9的前光源中具備的導光板的制作中使用的模具的鑄模用基材的制造方法的說明圖。
圖12是根據導光板的區域所具有的輝度特性使θ2系數變化的例子的說明圖。
圖13是測定液晶顯示裝置的輝度分布的方法的說明圖。
圖14示出了在測定液晶顯示裝置的輝度分布時的顯示面的各個區域。
圖15A的立體圖示出了現有的構成的液晶顯示裝置，圖15B的俯視圖示出了在圖15A的液晶顯示裝置具備的前光源。
圖16的剖面圖示出了圖15的液晶顯示裝置。
圖17的剖面圖示出了實施例3的前光源。
圖18是圖17的前光源的導光板的部分剖視圖。
符號說明10、50、100—前光源(照明裝置)；20—液晶顯示單元(被照明物)；12、52、102—導光板；12a—側端面(入光面、一側端面)；12b—下面(出射面、一面)；12c、52c、102c—上面(反射面、其他面)；12d—側端面(末端面、其他的側端面)；13—中間導光體；14、54、104—棱鏡溝；14a、54a、104a—平緩斜面部分；14b、54b、104b—陡急斜面部分；15—發光元件；17—反射膜；20—液晶顯示單元；θ1—平緩斜面部分的傾斜角度；θ2—陡急斜面部分的傾斜角度；θ3—底頂部的角度；d—棱鏡溝的深度；P—棱鏡溝的步距；L—陡急斜面部分的長度；M-平緩斜面部分的長度；Y—棱鏡頂點高度。
具體實施例方式
以下，參看

本發明的實施方式。
(實施方式1)[液晶顯示裝置的整體構成]圖1是本發明的實施方式1的液晶顯示裝置的立體構成圖，圖2是圖1所示的液晶顯示裝置的平面構成圖，圖3是圖2所示的液晶顯示裝置的III-III線剖視圖。本實施方式的液晶顯示裝置，如圖1至圖3所示，其構成為具備前光源(照明裝置)10、配置在其背面一側(圖示的下表面一側)的反射式液晶顯示單元20。
前光源10，如圖1所示，其構成為具備大體上平板狀的透明的導光板12、沿著其側端面12a配置的中間導光體13、配置在該中間導光體13的一側的端面部分上的發光元件15、使得把上述中間導光體13、發光元件15和導光板12的側端部覆蓋起來那樣地，從中間導光體13一側開始粘附上的殼體(遮光體)19。
就是說，在本實施方式的前光源10中，把發光元件15和中間導光體13當作光源，把導光板12的側端面(一側端面)12a當作導光板的入光面。此外，如圖2所示，在導光板12的外面一側(圖示的上表面一側)上，對已配設上中間導光體13的入光面12a恰好傾斜傾斜角α地排列形成多個棱鏡溝14。另外，在圖1和圖2中，標號12d是與導光板12的入光面12a相反一側的側端面(末端面)。
液晶顯示單元20的構成為具備相向地配置的上基板21和下基板22，在圖1中用虛線表示的矩形形狀的區域20D定為液晶顯示單元20的顯示區域，此外如圖2所示，在顯示區域20D內矩陣狀地形成有像素20c。
上述構成的液晶顯示裝置，在液晶顯示單元20的顯示區域20D上邊配置導光板12，變成為可以透過該導光板12觀看液晶顯示單元20的顯示。此外，在不能得到外光的暗處，就使發光元件15亮燈，從導光板12的入光面12a通過該中間導光體13向導光板內部導入其光，并使之從導光板12的圖示的下表面(一面)12b向液晶顯示單元20出射，照明液晶顯示單元20。
其次，參看附圖對本實施方式的液晶顯示裝置的構成詳細地進行說明。
前光源10的導光板12，是配置在液晶顯示單元20的顯示區域上邊從下表面一側向液晶顯示單元20出射從發光元件15出射的光的平板狀的構件，由透明的聚丙烯樹脂等構成。如圖3的部分剖面圖所示，導光板12的圖示上表面(另一面，換句話說，與液晶顯示單元20相反一側的面)，被制作成已把剖面視圖為楔子狀的棱鏡溝14形成為彼此平行地俯視為條帶狀的的反射面12c，圖示下表面(與液晶顯示單元20相向的面)，則被定為出射用來照明液晶顯示單元20的照面光的出射面12b。
棱鏡溝14，由對反射面12c的基準面S傾斜地形成的一對斜面部分構成，這些斜面部分的一方，被當作平緩斜面部分14a，另一方則被當作被形成為比該平緩斜面部分14a更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分14b。此外，如圖1和圖2所示，棱鏡溝14被傾斜地形成為這樣的方向其延長方向和導光板12的側端面12a進行交叉。
然后，借助于反射面12c使在圖3中從右側向左側在導光板12內部進行傳播的光進行反射，使之向配置在導光板12的背面一側上的液晶顯示單元20出射。
在本實施方式的前光源10中具備的導光板12，采用越是遠離上述光源的位置θ2系數就形成得越大(換句話說，在圖3的導光板12中，θ2系數比起入光面一側來末端面一側這一方被形成得大)的辦法，就可以提高前光源10的輝度的均一性。上述θ2系數，是導光板12的單位長度(例如，沿著圖2的上下方向的方向或沿著圖3的左右方向的方向的導光板1mm)的陡急斜面部分14b數與陡急斜面部分14b的長度L之積。上述θ2系數根據上邊所說的理由，理想的是在0.045以上0.085以下。
作為越是遠離上述光源的位置把θ2系數形成得越大的手段，可采用使平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2變化的辦法進行，說得詳細一點，這些傾斜角度θ1、θ2被形成為越是遠離光源的位置角度越大。此外，在本實施方式中，如圖3所示，即便是這些平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2之和并非恒定，陡急斜面部分14b的長度L大體上恒定的大小，也可以把棱鏡溝14的步距(棱鏡溝的寬度)P形成為使得越是遠離上述光源的位置越小。說得詳細一點，由于圖3的右側是要設置中間導光體的入光面12a一側，左側是與入光面一側相反一側，換句話說，是末端面12d一側，由于是距光源遠的一側，故要把棱鏡溝14的步距P設定為使得漸漸地減小，換句話說，在圖1中相鄰的棱鏡溝14、14之內距發光元件15近的棱鏡溝14這一方，把步距P形成得大。
此外，平緩斜面部分14a的長度M，被形成為使得越是遠離上述光源的位置就變得越小。棱鏡溝14的深度(基準面S和棱鏡溝14的底頂部之間的距離)d也被定為在反射面12c內恒定。
由于如上所述使傾斜角度θ1、θ2變化，故棱鏡溝14的底頂部的角度θ3并非恒定。
此外，在前光源10中，圖3所示的平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1被定為對反射面12c基準面S為1度以上5度以下的范圍，而陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2，則被定為40度以上45度以下的范圍。采用定為這樣的范圍的辦法，就可以效率良好地向液晶顯示單元20出射在導光板12面內傳播的光，就可以構成可進行明亮的顯示的液晶顯示裝置。在平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1的范圍不足1度的情況下，前光源的平均輝度降低，而超過了5度的情況下，則不能使導光板面內的出射光量均一化。此外，在陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2的范圍不足40度的情況下，和超過45度的情況下，被陡急斜面部分14b反射的光的傳播方向和出射面12b的法線方向之間的偏移增大，來自出射面12b的出射光量(就是說，前光源10的輝度)降低，因此是不理想的。所謂反射面S，是含有導光板12的相鄰的棱鏡溝14、14間的頂部14d的面。
此外，棱鏡溝14，如圖2所示，理想的是被形成為使得由棱鏡溝14與導光板側端面12a所構成的角度形成的棱鏡溝14的傾斜角α變成為0度以上15度以下的范圍。此外，上述傾斜角α更為理想的是被作成為6.5以上8.5以下，采用作成為這樣的范圍的辦法，就可以制作成難于產生莫爾花紋而且出射光的均一性優良的前光源。
作為構成導光板12的材料，除去聚丙烯系樹脂之外，還可以使用聚碳酸酯系樹脂、環氧樹脂、聚烯烴系樹脂等的全光線透過率高的樹脂材料或玻璃等。
此外，導光板12，由于其板厚形成得越厚則作為導光體全體越可以使出射光量均一化，故理想的是作成為0.8mm以上的板厚，更為理想的是作成為1.0mm以上。此外，若板厚在1.2mm以上，由于輝度與1.0mm到1.5mm的板厚的導光板沒有大的變化，故從前光源10的薄型化的觀點看，可把板厚的上限定為1.5mm。
作為上述那樣的導光板12的制造方法，例如，在借助于使用刮刀的切削加工制作成在鑄模用基材的一面一側上形成了與棱鏡溝14同樣的形狀的溝的鑄模后，就可以采用用所制作的鑄模制作與已形成了該鑄模的溝的面具有相反的凹凸的噴射成型用模具，進行使用該模具的噴射成型的辦法制作導光板。作為在這里的鑄模的制作方法，如圖10A所示，在用刮刀70的刀刃的一方的面70a切削已對不銹鋼進行了鍍鎳的平板狀的鑄模用基材60的表面，形成了與上述棱鏡溝14的平緩斜面部分14a同樣的傾斜角度的第1斜面部分64a之后，如圖10B所示，采用改變刮刀70的中心軸O的角度，用刮刀的另一方的面70b切削鑄模用基材60的表面，形成具有與上述棱鏡溝14的陡急斜面部分14b同樣的傾斜角度的第2斜面部分64b的辦法，就可以形成一個溝64，采用反復進行這樣的工序的辦法，就可以得到把多條溝64形成為條帶狀的鑄模。
中間導光體13，是被作成為沿著導光板12的側端面(入光面)12a的四方柱狀的透明構件，發光元件15就被配設在其一側的側端面上。圖4的平面構成圖擴大示出了該中間導光體13。如圖4所示，中間導光體13的圖示下表面(與導光板12相反一側的面)被制作成多個彼此平行地形成了平面視圖為楔子狀的溝13b的棱鏡面13a，從發光元件15出射的光在中間導光體13內部在中間導光體13的長度方向上傳播，在上述楔子狀的溝13b內面處反射后向導光板12一側出射。該楔子狀的溝13b，如圖4所示，越是遠離發光元件15形成的溝就越深，使得可以向導光板12的側端面12a均一地照射光。
此外，在已形成了上述楔子狀的溝13b的中間導光體的棱鏡面13a上，形成有由Al或Al合金等的Al系或Ag或Ag合金等的Ag系等的高反射率的金屬薄膜構成的反射膜17，借助于該反射膜17提高棱鏡面13a的反射率以增加向導光板12入射的光量。
中間導光體13，除去聚丙烯系樹脂之外，還可以使用聚碳酸酯系樹脂、環氧樹脂等的光透過率高的樹脂材料或玻璃等。此外，發光元件15，只要是可以配設在中間導光體13的端面部分上，就沒有什么特別限制，可以使用白色LED(發光二極管)或有機EL元件等。另外，該發光元件15當然也可以設置在中間導光體13的兩端部分上，此外，在有的情況下也可以沿著導光板12的入光面12a直接并設一個或多個發光元件。在該情況下，使用CCFL(冷陰極熒光燈泡)也是有效的。
此外，如圖1所示，在前光源10的中間導光體13一側，粘附有殼體19。圖5示出了包括該殼體19在內的前光源10的剖面構造。如圖5所示，在殼體19的內面一側，形成有由Al系或Ag系等的高反射率的金屬薄膜構成的反射膜19a，采用用該反射膜19a反射從中間導光體13和導光板12的側端部向外側漏泄的光的辦法，使之再次向中間導光體13入射，以便可以作為照明光加以利用。
采用具備被形成為越是遠離上述光源的位置θ2系數就變得越大的導光板12的辦法，就可以把該前光源10作成為從導光板12的出射面12b出射的出射光量在導光板面內是均一的，而且光源的利用效率高、高輝度的前光源。
說得更詳細一點，在導光板12的內部傳播的光量，由于在入光面12a處最大，且其一部分在導光板12內傳播的期間內借助于棱鏡溝14從出射面12b出射。故隨著從入光面12a遠離開去，在內部傳播的光量就會減少，但是本實施方式的前光源10，由于采用形成為使得越是遠離上述光源的位置θ2系數就變得越大的辦法，結果變成為根據上述那樣的導光板12內部的光量的變化，使出射光量對正在傳播的光量的比率根據離開光源的距離變化(換句話說，由于越是遠離光源的位置在導光板12內傳播的光量就越小，故越是遠離光源的位置借助于陡急斜面部分向出射面一側出射的光的比率就越多)，故可以使導光板12面內的出射光量的分布均一化，可以實現輝度分布均一的液晶顯示裝置。
因此，倘采用本實施方式的前光源10，則可以得到可以均一地而且明亮地照明大面積的低功耗的前光源。
另外，在上述實施方式的前光源10中，雖然說明的是采用把它形成為使平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2變化，而且使緩斜面部分14a的傾斜角度θ1與陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2之和并非恒定，把陡急斜面部分14b的長度L作成為大體上恒定，棱鏡溝14的步距P越是遠離光源的位置就變得越小的辦法，使得越是遠離上述光源的位置就使θ2系數越大的情況，但是，也可以作成為使平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2變化，而且，使θ1、θ2之和并非恒定，而且使棱鏡溝14的步距P和陡急斜面部分14b的長度這兩方變化，或者使陡急斜面部分14b的長度L變化(例如，作成為使得陡急斜面部分的長度L越是遠離光源的位置就變得越大)的辦法，使越是遠離上述光源的位置使θ2系數越大。
此外，上述棱鏡溝14的深度d并非一定要在反射面12c內變成為恒定不可，即便是使之變化形成棱鏡溝14也并不超出本發明的技術范圍。
另外，在導光板中，θ2系數從入光面一側向末端面一側變化的變化方法，并非一定要均一不可，在有的區域中，也可以任意地設定θ2系數。
例如，在導光板(該導光板是設定θ2系數之前的導光板)是在其面內具有輝度特性不同的區域A、B、C的導光板的情況下，也可以像以下那樣地設定θ2系數。
如用圖12A的曲線圖中的曲線a所示的那樣，對于具有從入光面一側向末端面一側，輝度漸漸地變低那樣的輝度特性的區域A來說，就如用圖12B的曲線圖中的曲線a1所示的那樣，使θ2系數從入光面一側向末端面一側漸漸地增大那樣地變化，就如用圖12A的曲線b所示的那樣，對于具有從入光面算起在中間部分處輝度是均一的，從中間部分向著末端面一側輝度漸漸地變低那樣的輝度特性的區域B來說，就如用圖12B的曲線b1所示的那樣，從入光面一側算起在中間部分處θ2系數是均一的，從中間部分朝向末端面一側則使θ2系數增大那樣地進行變化。對于具有圖12A的曲線c所示的那樣的輝度特性的區域C來說，如用圖12B的曲線c1所示的那樣，則使θ2系數變化。采用像這樣地進行處理的辦法，就可以消除導光板的面內的輝度特性的參差，可以使從導光板的出射面一側出射的出射光量在導光板面內變成為均一。
液晶顯示單元20，是可進行彩色顯示的反射式的無源矩陣型液晶顯示單元，如圖3所示，其構成為在相向地配置的上基板21和下基板22之間，挾持著液晶層23，在上基板21的內面一側(液晶層23一側)，依次形成在圖示的左右方向上延伸的俯視為長方形的多個透明電極26a、取向膜26b，在下基板22的內面一側(液晶層23一側)，則依次形成反射層25、濾色片層29、多個俯視為長方形的透明電極28a和取向膜28b。
上基板21的透明電極26a和下基板22的透明電極28a，都被形成為長方形的平面形狀，并被排列成俯視圖條帶狀。此外，透明電極26a的延伸方向和透明電極28a的延伸方向，在俯視圖上被形成為彼此垂直相交。因此，就可以在一個透明電極26a和一個透明電極28a進行交叉的位置上形成液晶顯示單元20的1個點，并使得與每一個點相對應地配置3色(紅、綠、藍)的濾色片之內的1色的濾色片。然后，發R(紅)、G(綠)、B(藍)色的3點，如圖3所示，構成液晶顯示單元20的1個像素20c。此外，如圖2所示，變成為在其俯視圖中，在顯示區域20D內矩陣狀地配置多個像素20c的構成。
濾色片層29的構成為把分別為紅、綠、藍色的每一濾色片29R、29G、29B周期地排列起來，各個濾色片，分別在對應的透明電極28a的下側形成，在每一個像素20c上都配置一組濾色片29R、29G、29B。然后，采用對與每一個濾色片29R、29G、29B對應的電極進行驅動控制的辦法，來控制像素20c的顯示色。
在本實施方式的液晶顯示裝置中，在前光源10的導光板12上形成的棱鏡溝14的延伸方向，被定為與液晶顯示單元20的像素的排列方向進行交叉的方向。即，采用作成為使對液晶顯示單元20提供周期性的花紋的濾色片層29的RGB的反復重復方向，和棱鏡溝14的延伸方向不變成為平行的辦法，就可以防止由兩者的光學性的干涉所產生的莫爾花紋的發生。
圖6的平面構成圖擴大示出了圖2所示的液晶顯示單元20的相鄰的像素群。如該圖所示，在液晶顯示單元20上在俯視圖中矩陣狀地形成有多個像素20c，每一個像素20c，都具備一組紅、綠、藍的濾色片29R、29G、29B。因此，如圖6所示，在本實施方式的液晶顯示裝置中，在圖6中用2點鎖線表示的前光源10的棱鏡溝14的延伸方向，被配置為對液晶顯示單元20的像素20c的排列方向(圖示左右方向)恰好傾斜傾斜角β。
該棱鏡溝14對像素20c的排列方向(圖示左右方向)的傾斜角β，理想的是作成為超過0度不足15度的范圍，更為理想的是在6.5度以上8.5以下的范圍。采用作成為這樣的范圍的辦法，就可以防止因與液晶顯示單元20的像素的周期構造光學性地進行干涉而產生莫爾花紋。在上述范圍外，則具有減少莫爾花紋的效果小的傾向。此外，上述傾斜角β更為理想的是定為6.5度以上8.5以下的范圍。采用定為這樣的范圍的辦法，就會進一步提高防止莫爾花紋的效果。
在本實施方式的液晶顯示裝置的情況下，如圖2所示，由于被配置為使得前光源10的導光板側端面12a與液晶顯示單元20的像素的排列方向變成為平行，故雖然上述棱鏡溝14的延伸方向和導光板側端面12a所構成的角度α，和棱鏡溝14的延伸方向與像素20c的排列方向所構成的角度β一致，但是，在上述導光板側端面12c與像素20c的排列方向不平行的情況下，上述傾斜角α和β就將變成為不同的角度。在該情況下，為了減少莫爾花紋，可以使上述傾斜角α優先于傾斜角β地定為上述范圍。當決定傾斜角β時，由于要決定棱鏡溝14的延伸方向，故為了使導光板12的出射光量均一化，只要對于棱鏡溝14的角度把導光板側端面12c的角度調整為使得變成為上述傾斜角α的范圍即可。
反射層25，由用聚丙烯樹脂材料等構成的有機膜、和在該有機膜上邊形成的Al系或Ag系等的高反射率的金屬反射膜構成，在該反射膜25的表面上，設置有多個具有光反射性的多個凹部。上述有機膜，是用來把規定的表面形狀賦予上述金屬反射膜的膜。
本實施方式的液晶顯示裝置，由于歸因于具備可以均一地高輝度地照明大面積的前光源10，而可以用高輝度且均一的亮度照射顯示區域20D的整個面，故可以得到優良的顯示質量。此外，在把照明裝置的發光元件定為1燈的情況下，由于不會降低亮度的均一性，故顯示的觀看性是良好的，因此，也可以得到顯示質量優良且低功耗的液晶顯示裝置。
在上述實施方式中，雖然把液晶顯示單元20作成為無源矩陣型，但是在本發明的液晶顯示裝置中也可以應用有源矩陣型的液晶顯示單元。在該情況下，由于液晶顯示單元20的平面構成也與圖2所示的先前的實施方式的液晶顯示單元20是同樣的，故在以下的說明中，決定也同時使用圖2。即，本構成的的液晶顯示單元，具備平面視圖為矩陣狀地排列形成的多個像素20c。
圖7示出了在本構成的液晶顯示單元上形成的像素20c的平面構成圖。圖8示出了沿著圖7的VIII-VIII線的剖面構成圖。圖7、8所示的液晶顯示單元的構成為把液晶層33挾持在相向地配置的上基板31和下基板32之間，在上基板31的內面一側(液晶層33一側)上，具備平面視圖矩陣狀地形成的多個大體上長方形的透明電極36，和在這些透明電極36的每一個上形成的像素開關用的晶體管元件T，在下基板32的內面一側(液晶層33一側)上，具備反射層35、在該反射層35上邊形成的濾色片層39、在該濾色片層39上邊的整個面上形成的透明電極38。此外，已形成了與R、G、B對應的3個透明電極36的區域，與1個像素20c對應。另外，在圖7中，為了易于看圖，把晶體管元件T畫成了等效電路圖。
用于開關上述透明電極36的晶體管元件T的一端一側，被連接到透明電極36上，晶體管元件T的另外2端，則被連接到透明電極36之間的在圖示的左右方向上延伸的掃描線G1到G3和在圖示上下方向上延伸的信號線S1上。此外，在與下基板32的上述透明電極36對應的位置的濾色片層39上，分別配置濾色片39R、39G、39B，在下列的濾色片39R、39G、39B之間，俯視為網格狀地形成黑色矩陣39M。此外，圖示雖然省略了，但是在上基板31的內面一側也形成有俯視為網格狀的黑色矩陣，使得把透明電極36的周圍包圍起來，結果變成為從上面一側入射的光不會向晶體管元件或連接到其上邊的掃描線或信號線入射。
此外，作為本例的液晶顯示單元的反射層35，可以應用與在先前的實施方式中說明的構成同樣的反射層25。
上述構成的液晶顯示單元，采用借助于晶體管元件T控制透明電極36的電位，控制透明電極36與下基板32的透明電極38之間的液晶層33的光透過狀態的辦法，進行顯示。
在有源矩陣型的液晶顯示單元的情況下，由于使得把透明電極36包圍起來那樣地把遮光性的黑色矩陣形成為俯視為網格狀，此外，還可以提高顯示的對比度，故呈現出像素20c的周期性的花紋比無源矩陣型的液晶顯示單元更為明了的傾向。就是說，變成為易于產生像素20c的周期性的排列和前光源10的棱鏡溝14之間的光學性的干涉的傾向，但是，在本實施方式中，由于把棱鏡溝14形成為使之在與像素20c的排列方向進行交叉的方向上延伸，故可以抑制上述干涉，可以有效地防止由莫爾花紋產生的觀看性的降低。如上所述，在使用有源矩陣型的液晶顯示單元構成本發明的液晶顯示裝置的情況下，也可以制作成在其顯示區域中不會產生莫爾花紋，此外可進行均一且明亮的顯示的顯示質量優良的液晶顯示裝置。
另外，圖8示出了在反射層35上形成了濾色片層39的情況，但是，也可以作成為這樣的構成在下基板32一側形成像素開關用的電極，同時該電極還兼用做反射層，在上基板31一側則形成濾色片層。
(實施方式2)其次，參看圖9對本發明的實施方式2的液晶顯示裝置進行說明。圖9是實施方式2的液晶顯示裝置的剖視圖。
在實施方式2的液晶顯示裝置中所具備的前光源50，與在實施方式1中使用的前光源10不同之處在于在導光板中越是遠離上述光源的位置使θ2系數越大的手段不同這一點，就是說，在于在導光板52的上表面上形成棱鏡溝54的形成條件不同這一點，所以就上述以外的構成來說，由于與圖1到圖3所示的前光源10是同樣的構成，故決定以下省略詳細的說明。此外，液晶顯示單元20，由于與圖1至圖3所示的液晶顯示單元是同等的單元，故其詳細的說明予以省略。
在本實施方式的前光源50中具備的導光板52的情況下，如圖9所示，平緩斜面部分54a的傾斜角度θ1被作成為越是遠離光源的位置角度越大，陡急斜面部分54b傾斜角度θ2，則被作成為越是遠離光源的位置角度越小，此外，這些平緩斜面部分54a的傾斜角度θ1和陡急斜面部分54b傾斜角度θ2之和作成為大體上恒定。此外，在本實施方式中，規定陡急斜面部分54b的長度L即便是大體上恒定的大小，也要使棱鏡溝54的步距(棱鏡溝的寬度)P變化，具體地說，步距P要形成為使得越是遠離光源的位置就變得越小。
此外，平緩斜面部分54a的長度M，規定要形成為使得越是遠離光源的位置就變得越小。棱鏡溝54的深度(基準面S與棱鏡溝54的底頂部之間的距離)d，在反射面52c內也作成為恒定。
在本實施方式的前光源50中具備的導光板52，如上所述，由于把傾斜角度θ1與θ2之和作成為大體上恒定，故棱鏡溝54的底頂部的角度θ3變成為大體上恒定。
作為上述這樣的導光板52的制造方法，例如，在借助于使用刮刀的切削加工制作成在鑄模用基材的一面一側上形成了與棱鏡溝54同樣的形狀的溝的鑄模后，就可以采用用所制作的鑄模制作與已形成了該鑄模的溝的面具有相反的凹凸的噴射成型用模具，進行使用該模具的噴射成型的辦法制作導光板52。作為在這里的鑄模的制作方法，如圖11所示，用刀刃的角度θ4與180°(θ1+θ2)為同一大小的刮刀80(刀刃的角度與棱鏡溝54的底頂部的角度θ3為同一大小的刮刀)進行切削的辦法，采用同時形成與上述棱鏡溝54的陡急斜面部分54a同樣的傾斜角度的第1斜面部分84a和具有與上述棱鏡溝14的陡急斜面部分14b同樣的傾斜角度的第2斜面部分84b這兩方的辦法，就可以形成一個溝84，在形成其次的溝時，只要變更溝步距，如圖1b所示，改變刮刀80的中心軸O的角度，與上述的方法同樣依次形成溝84，則可以得到把多個溝84形成為條帶狀的鑄模。
倘采用本實施方式的前光源50，由于具備被形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數越大的導光板52，故可以得到可以均一且明亮地照明大面積的低功耗的前光源。
此外，在該前光源50中具備的導光板52，如上所述，由于被作成為使棱鏡溝54的θ1與θ2之和恒定，故在借助于形成采用使用刮刀的切削加工制作成在鑄模用基材的一面一側上形成與棱鏡溝54同樣的形狀的溝84時，由于可以采用使用刀刃的角度與180°-(θ1+θ2)為同一大小的刮刀80形成一條溝的辦法，同時形成與平緩斜面部分54a同樣的傾斜角度的第1斜面部分84a和與陡急斜面部分54b同樣的傾斜角度的第2斜面部分84b這兩方，故可以減少用來形成一個溝的作業工序，是有利的，而且還可以簡化導光板的制造工序。
以下，用實施例更為詳細地說明本發明。但是，以下的實施例并不是對本發明進行限定的實施例。
(實施例1)在本實施例中，在圖1至圖3的液晶顯示裝置中，除作為前光源10的導光板12，使用采用如下述表1所示，使要在反射面12c上形成的棱鏡溝14的步距P、平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分14b傾斜角度θ2、長度L變化的辦法，使得越是遠離光源的位置θ2系數形成得越大的導光板，作為發光元件使用白色LED(日亞化學生產的NSW215T)之外，制作與實施方式1同樣的液晶顯示裝置，把它作為實施例1。測定使實施例1的前光源10亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備實施例1的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度(CR)進行了研究。此外，還用目視對具備實施例1的前光源的液晶顯示裝置的感觀進行了評價。結果示于表4。
在這里的棱鏡溝14的深度d，定為恒定的6.0微米，陡急斜面部分14b的長度L定為大體上恒定。此外，在這里的θ2系數定為導光板12的單位長度(沿著圖2的上下方向的方向或沿著圖3的左右方向的方向的導光板1mm)的陡急斜面部分14b的數目和陡急斜面部分14b的長度L之積。導光板12的材料，使用的是ア-トン(arton)(商品名JSR公司生產)。此外，中間導光體13的材料，使用的是聚丙烯樹脂。此外，作為液晶顯示單元20，使用的是面方向的尺寸大約70mm×50mm的液晶顯示單元。
這里的輝度分布的測定，是這樣地測定的如圖13所示，把將本實施例1的前光源10配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置1，把該液晶顯示裝置1配置到暗室內，然后把色彩輝度計(トプコン生產，型號BM5A)90配置為使得受光部分90a在液晶顯示裝置1的法線方向上，與顯示裝置之間的距離h變成為大約200mm，用15mA、3.2V給發光元件15通電使前光源10亮燈，使液晶顯示裝置1進行顯示，用1度的視野測定顯示面的輝度。另外，顯示面的觀察方向是法線方向。顯示面的測定部位，如圖14所示，把液晶顯示裝置的顯示面(就是說，導光板的表面)進行25分割，測定e1到e25的各個區域(1個區域的大小為13mm×9mm)的大體上的中心。然后，求e1到e25的各個區域的輝度最大值(max)、最小值(min)、平均值。把輝度均一性(A)定義為(A)＝{輝度的最大值(max)/輝度的最小值(min)}×100(％)}，結果示于表4。另外，在圖14中，e1到e5的區域，是末端面12d一側、e21到e25的區域，是入光面12a一側，發光元件15則配備配置在e21的區域的附近。
實施例1


(實施例2)在圖9的液晶顯示裝置中，除了作為前光源50的導光板52，使用采用保持要在反射面52c上形成的棱鏡溝54的平緩斜面部分54a的傾斜角度θ1與陡急斜面部分54b的傾斜角度θ2之和大體上恒定的原狀不變的狀態下，使得棱鏡溝步距P、平緩斜面部分54a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分54b的傾斜角度θ2、長度L如下述表2所示的那樣變化的辦法，作成為越是遠離光源的位置θ2系數變得越大的導光板，作為發光元件15使用白色LED(日亞化學生產的NSCW215T)之外，制作與實施方式2同樣的液晶顯示裝置，把它作為實施例2。把將本實施例2的前光源50配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置，與先前所述的方法同樣地測定該液晶顯示裝置的前光源50亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備實施例2的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度(CR)進行了研究。此外，還用目視對具備實施例2的前光源的液晶顯示裝置的感觀進行了評價。結果示于表4。
在這里的棱鏡溝14的深度d，定為恒定的6.0微米，陡急斜面部分54b的長度L定為大體上恒定。此外，在這里的θ2系數定為導光板52的單位長度(沿著圖9的左右方向的方向的導光板1mm)的陡急斜面部分54b的數目和陡急斜面部分54b的長度L之積。導光板52的材料，使用的是ア-トン(商品名，JSR公司生產)。此外，中間導光體13的材料，使用的是聚丙烯樹脂。此外，作為液晶顯示單元20，使用的是面方向的尺寸大約70mm×50mm的液晶顯示單元。
實施例2

(比較例1)在圖15至圖16的液晶顯示裝置中，除了作為前光源110的導光板112，采用在反射面112c上形成的棱鏡溝114的形成條件，如下述表3所示，使棱鏡溝114的步距P、深度d、平緩斜面部分114a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分114b的傾斜角度θ2、長度L變成為恒定的辦法，作成為使θ2系數變成為恒定而與距光源的位置無關的導光板，作為發光元件15使用白色LED(日亞化學生產的NSCW215T)之外，制作與現有技術同樣的液晶顯示裝置，把它作為比較例1。把比較例1的前光源110配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置，與先前所述的方法同樣地測定該液晶顯示裝置的前光源110亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備比較例1的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度進行了研究。此外，還用目視對具備比較例1的前光源的液晶顯示裝置的感觀進行了評價。結果示于表4。
在這里的θ2系數定為導光板112的單位長度(沿著圖16的左右方向的方向的導光板1mm)的陡急斜面部分114b的數目和陡急斜面部分114b的長度L之積。導光板112的材料，使用的是ア-トン(商品名JSR公司生產)。此外，中間導光體113的材料，使用的是聚丙烯樹脂。此外，作為液晶顯示單元120，使用的是面方向的尺寸大約70mm×50mm的液晶顯示單元。
比較例1



表4中的外觀欄中的×表示歸因于輝度不均勻、莫爾花紋的發生使得感觀非常不好的狀態，△表示發生了輝度不均勻或莫爾花紋中的一方的狀態，○表示在實際使用上沒有問題的狀態，○○表示感觀非常好的狀態。
由表4所示的結果可知在比較例1的前光源的情況下，歸因于設置使棱鏡溝114的步距P、深度d、平緩斜面部分114a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分114b的傾斜角度θ2、長度L變成為恒定的導光板，具備本比較例1的前光源的液晶顯示裝置，輝度max和輝度min之差大，輝度的均一度低。此外，使用比較例1的前光源的裝置，特別是在接近導光板的末端面的區域(e1、e2、e6)的輝度變低，此外，外觀是那種輝度不均勻用目視即可容易地看出來的外觀等級。
在實施例1的前光源的情況下，可知采用在保持棱鏡溝深度d恒定，陡急斜面部分14b的長度L大體上恒定的原狀不變的狀態下，設置使棱鏡溝14的平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2隨時變化，然后隨著末端面接近棱鏡溝步距P而隨時減小的(越是遠離光源的位置棱鏡溝的步距P形成得越小的)導光板的辦法，具備該前光源的液晶顯示裝置，可以減小輝度max和輝度min之差，而且輝度的均一性高。
在實施例1的前光源的情況下，采用與從入光面向末端面一側在導光板的內部傳播的光量進行衰減的情況相反，使導光板的單位長度的照光功能增加的辦法，就可以實現從導光板出射的光的光量均一化。具體地說，可知與在導光板的內部傳播的光量進行衰減的現象逆傾向地設定θ2系數，就是說作成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大，就可以使從導光板的出射面出射的出射光量在導光板面內變成為均一，就可以防止顯示面的輝度不均勻。
在實施例2的前光源的情況下，可知采用保持使棱鏡溝14的平緩斜面部分14a的傾斜角度θ1、陡急斜面部分14b的傾斜角度θ2之和、陡急斜面部分14b的長度L大體上恒定、棱鏡溝深度d恒定的原狀不變的狀態下，設置使傾斜角度θ1、θ2隨時變化，然后隨著末端面接近棱鏡溝步距P而隨時減小的(越是遠離光源的位置棱鏡溝的步距P形成得越小的)導光板的辦法，具備該前光源的液晶顯示裝置，可以減小輝度max和輝度min之差，而且可以使輝度的均一性高。因此，可知具備實施例2的前光源的液晶顯示裝置，可以在從導光板的出射面出射的出射光量在導光板面內變成為均一，可以防止顯示面的輝度不均勻。
(實施例3)制作圖17所示的那樣的前光源100，把它當作實施例3。該前光源100，作為導光板102，使用的是對于要在反射膜102c上形成的棱鏡溝104的步距P、平緩斜面部分104a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分104b的傾斜角度θ2來說，采用如下述表5所示，保持恒定的原狀不變的狀態下，使陡急斜面部分104b的長度L、棱鏡頂點高度Y(相鄰的棱鏡溝104、104間的頂部104d的高度)變化的辦法，變成為越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大的導光板。此外，作為發光元件，使用白色LED(日亞化學生產的NSCW21 5T)，此外，導光板1 12的材料，使用的是ア-トン(商品名JSR公司生產)。此外，中間導光體13的材料，使用的是聚丙烯樹脂。此外，棱鏡溝104的傾斜角α定為0度。
此外，在這里的θ2系數，定為陡急斜面部分104b的長度L對棱鏡溝104的步距P，就是說，定為；L(微米)/P(微米)。
在本實施例中，為了使陡急斜面部分104b的長度L變化，就像圖18所示的那樣，如下述式1所示地決定相鄰的頂部104d、104d的高度之差y′。
y′＝-Lcosθ2·tanθ2+(P-Lcosθ1)tanθ2(式1)(在式1中，L是陡急斜面部分的長度，P是棱鏡溝步距，θ1是平緩斜面部分的傾斜角度，θ2是陡急斜面部分的傾斜角度)。
棱鏡頂點高度Y，是從導光板102的入光面一側對y′依次進行累計的量，當使陡急斜面部分104b的長度L進行線性變化時，Y就可以用距導光板的棱鏡加工開始位置的距離的二次方程式進行近似。另外，棱鏡頂點高度Y的最大值，歸因于加工方面的制約，約為260微米左右。為了減小棱鏡頂點高度Y的最大值，理想的是把y′＝0的位置設定在導光板的棱鏡加工區域的中央。
把實施例3的前光源100配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置，與先前所述的方法同樣地測定該液晶顯示裝置的前光源100亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備實施例3的前光源的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度進行了研究。此外，還用目視對具備實施例3的前光源100的液晶顯示裝置的外觀進行了評價。結果一并示于表4。
實施例3棱鏡溝的傾斜角0°

(實施例4)作為導光板102，除去使用對于要在反射面102c上形成的棱鏡溝104的平緩斜面部分104a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分104b的傾斜角度θ2來說，在如下述表6所示的那樣保持原狀不變的狀態下，使陡急斜面部分104b的長度L、棱鏡頂點高度Y(相鄰的棱鏡溝104、104間的頂部104d的高度)如下述表6所示的那樣變化的辦法，作成為越是遠離光源的位置θ2系數變得越大的導光板之外，制作與實施方式3同樣的前光源，把它作為實施例4。
把實施例4的前光源配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置，與先前所述的方法同樣地測定該液晶顯示裝置的前光源亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備實施例4的前光源的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度進行了研究。此外，還用目視對具備實施例4的前光源的液晶顯示裝置的外觀進行了評價。結果一并示于表4。
實施例4棱鏡溝的傾斜角0°

(實施例5)作為導光板102，除去使用對于要在反射面102c上形成的棱鏡溝104的步距P、平緩斜面部分104a的傾斜角度θ1、長度M、陡急斜面部分104b的傾斜角度θ2來說，在如下述表7所示的那樣保持原狀不變的狀態下，使陡急斜面部分104b的長度L、棱鏡頂點高度Y(相鄰的棱鏡溝104、104間的頂部104d的高度)如下述表7所示的那樣變化的辦法，作成為越是遠離光源的位置θ2系數變得越大的導光板，此外，把棱鏡溝104的傾斜角度α定為7.5度之外，制作與實施方式3同樣的前光源，把它作為實施例5。
把實施例5的前光源配置到圖8所示的有源矩陣型(TFT型)的反射式液晶顯示單元30的顯示區域上邊的裝置當作液晶顯示裝置，與先前所述的方法同樣地測定該液晶顯示裝置的前光源亮燈時的顯示面內的輝度分布。此外，還對具備實施例5的前光源的液晶顯示裝置的白色顯示/黑色顯示時的顯示對比度進行了研究。此外，還用目視對具備實施例5的前光源的液晶顯示裝置的外觀進行了評價。結果一并示于表4。
實施例5棱鏡溝的傾斜角7.5°

實施例3～5的前光源，由于把要在導光板上形成的陡急斜面部分的傾斜角度θ1、陡急斜面部分的傾斜角度θ2作成為恒定，故比起實施例1～2的前光源來更容易加工。此外，可知實施例4～5的前光源，既沒有莫爾花紋、感觀非常好外觀也漂亮。
(發明的效果)就如以上所詳細說明的那樣，倘采用本發明的的照明裝置，由于具備被形成為越是遠離光源θ2系數就變得越大的導光板，故可以提供可以均一地而且明亮地照明大面積的低功耗的照明裝置。
此外，倘采用本發明的液晶顯示裝置，由于歸因于具備可以均一地、高輝度地照明大面積的本發明的照明裝置，因而可以以高輝度且均一的亮度照射顯示區域的整個面，故可以提供顯示質量優良的液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的所述光的導光板，所述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在所述導光板的另外的一面一側上，平面視圖為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征在于離開所述光源的位置越遠，所述棱鏡溝的步距P就變得越小。
2.一種照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的所述光的導光板，所述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在所述導光板的另外的一面一側上，平面視圖為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征在于所述陡急斜面部分，具有距所述光源的位置越遠越陡急的傾斜角度。
3.一種照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的所述光的導光板，所述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在所述導光板的另外的一面一側上，平面視圖為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征在于所述陡急斜面部分的長度，距所述光源的位置越遠就變得越長。
4.一種照明裝置，具備光源、從一側端面導入該光源的光從一面一側出射在內部進行傳播的所述光的導光板，所述導光板把要導入光的側端面當作入光面，在所述導光板的另外的一面一側上，平面視圖為條帶狀地形成由平緩斜面部分、和具有比該平緩斜面部分更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分形成的多個棱鏡溝，其特征在于在設所述平緩斜面部分的傾斜角為θ1，所述陡急斜面部分的傾斜角為θ2時，所述導光板被形成為越是遠離所述光源的位置θ2系數就變得越大，而且所述θ2系數是對所述棱鏡溝的步距P的陡急斜面部分的長度L或所述導光板的單位長度的所述陡急斜面部分和所述陡急斜面部分的長度L之積。
5.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于采用使所述平緩斜面部分的傾斜角度θ1、所述陡急斜面部分的傾斜角度θ2變化的辦法，把所述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
6.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于采用使所述平緩斜面部分的傾斜角度θ1和所述陡急斜面部分的傾斜角度θ2之和不是恒定，且使所述棱鏡溝的步距P與所述陡急斜面部分的長度L之內的至少一方變化的辦法，把所述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
7.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于采用使所述平緩斜面部分的傾斜角度θ1和所述陡急斜面部分的傾斜角度θ2之和變成為大體上恒定，且使所述棱鏡溝的步距P或所述陡急斜面部分的長度L變化的辦法，把所述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
8.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于采用使所述平緩斜面部分的傾斜角度θ1、所述陡急斜面部分的傾斜角度θ2、所述棱鏡溝的步距變成為恒定，使所述陡急斜面部分的長度L變化，此外，還使棱鏡頂點高度Y變化的辦法，把所述導光板形成為使得越是遠離光源的位置θ2系數就變得越大。
9.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于在所述θ2系數是所述導光板的單位長度的所述陡急斜面部分與所述陡急斜面部分的長度L之積時，所述θ2系數在0.045以上0.085以下。
10.根據權利要求4所述的照明裝置，其特征在于所述導光板的所述棱鏡溝的平緩斜面部分的傾斜角度θ1為1度以上5度以下，所述陡急斜面部分的傾斜角度θ2為40度以上45度以下。
11.根據權利要求1至4中任何一項權利要求所述的照明裝置，其特征在于所述棱鏡溝，被形成為使得該棱鏡溝與所述導光板的入光面構成的角度在6.5度以上8.5度以下。
12.一種液晶顯示裝置，其特征在于具備上述權利要求1至4中任何一項權利要求所述的照明裝置，和用該照明裝置照明的液晶顯示單元。
全文摘要
本發明提供一種照明裝置和液晶顯示裝置。是可以均一地而且明亮地照明大面積的低功耗的照明裝置。具備由發光元件和中間導光體構成的光源、從入光面導入該光源的光。從出射面(12b)一側出射在內部傳播的上述光的導光板(12)，在導光板(12)的反射面(12c)一側，平面視圖條帶狀地形成有用平緩斜面部分(14a)、和具有比平緩斜面部分(14a)更陡急的傾斜角度的陡急斜面部分(14b)形成的多個棱鏡溝(14)，在設平緩斜面部分(14a)的傾斜角度為θ
文檔編號G02B6/00GK1495483SQ03147300
公開日2004年5月12日 申請日期2003年7月14日 優先權日2002年7月15日
發明者杉浦琢郎 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社