JP2008269865A - LIGHTING DEVICE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Abstract
【課題】面内輝度の分布を均一に保ちつつ、画面方向の切り替えに対応して視野角特性等、出射光の出射特性を切り替えられる照明装置を提供する。
【解決手段】導光板16と、この導光板の第1の端面16Aに光を入射させる第1の光源17Aと、導光板の第1の端面16Aと隣り合う第2の端面16Bに光を入射させる第2の光源17Bとを有する。導光板には、入射光が導光板から出射する際の出射特性を調整する特性調整部40が第1の光源、第2の光源毎にそれぞれ設けられる。
【選択図】図4Provided is an illuminating device capable of switching emission characteristics of emitted light such as a viewing angle characteristic in response to switching of a screen direction while maintaining a uniform in-plane luminance distribution.
Light is incident on a light guide plate 16, a first light source 17A for making light incident on a first end surface 16A of the light guide plate, and a second end surface 16B adjacent to the first end surface 16A of the light guide plate. And a second light source 17B. The light guide plate is provided with a characteristic adjustment unit 40 for adjusting the emission characteristic when incident light is emitted from the light guide plate, for each of the first light source and the second light source.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、照明装置及び液晶表示装置並びに電子機器に関するものである。 The present invention relates to a lighting device, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus.
近年、液晶パネル等の液晶表示装置が種々の電子機器の画像表示部として搭載されて利用されている。例えば、携帯電話等のモバイル機器の表示部には、薄型軽量で消費電力が小さいという利点から液晶表示装置が好適に用いられている。
この液晶表示装置において用いられるバックライトシステムでは、導光板の一つの側面に光源を配置したエッジライト構造が多く用いられており、この構造の中で仕様に応じた輝度、視野角を得るために導光板の形状、特に入光した光(入射光)を液晶表示パネル側に出射させるべく、反射面及び出射面にプリズムやドットを作り込んでいる。
In recent years, a liquid crystal display device such as a liquid crystal panel is mounted and used as an image display unit of various electronic devices. For example, a liquid crystal display device is suitably used for a display unit of a mobile device such as a mobile phone because of the advantages of being thin and light and having low power consumption.
In the backlight system used in this liquid crystal display device, an edge light structure in which a light source is arranged on one side of a light guide plate is often used, and in this structure, in order to obtain luminance and viewing angle according to specifications. In order to emit the shape of the light guide plate, particularly incident light (incident light) to the liquid crystal display panel side, prisms and dots are formed on the reflection surface and the emission surface.
例えば、特許文献1には、導光板の対向する二側面に線状光源を配置して、輝度向上及び薄型化を図る技術が開示されている。また、特許文献2及び特許文献3には、導光板の対向する二側面に光源を配置するとともに、導光板の反射面にプリズム形状を形成し、光源を切り換えることにより、視野角特性(高指向性と低指向性)等の出射特性を切り換える制御を行う技術が開示されている。
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
光源切換で視野角特性を切り換えることは可能であるが、導光板に形成されたプリズム等の形状、位置は固定されて一定であるため、面内輝度分布については不均一になる可能性が高い。すなわち、通常、光源から導光板に入射した光は、進行方向に向かうに従って光量が減少するため、光線立ち上げのために形成されるプリズムの配置密度は光源側から粗から密に設定されるが、対向する光源の一方に対応させてプリズムの粗密パターンを形成しても、他方の光源に切り換えた場合には当該光源側から密粗パターンとなってしまい、導光板から出射する光の面内輝度の分布が不均一になると考えられる。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
Although it is possible to switch the viewing angle characteristics by switching the light source, the shape and position of the prisms etc. formed on the light guide plate are fixed and constant, so the in-plane luminance distribution is likely to be non-uniform . In other words, since the amount of light that normally enters the light guide plate from the light source decreases in the direction of travel, the arrangement density of the prisms formed for launching the light beam is set from coarse to dense from the light source side. Even if the coarse / dense pattern of the prism is formed corresponding to one of the opposing light sources, when the light source is switched to the other light source, the dense / rough pattern is formed from the light source side, and the in-plane of light emitted from the light guide plate It is considered that the luminance distribution becomes uneven.
また、近年では、いわゆるワンセグ放送等のテレビ放送に対応した携帯電話が広く普及しつつあるが、この種の携帯電話では矩形の表示パネルで画面方向を縦横で切り替えるものも多く提供されている。
ところが、上述した特許文献1〜3に記載された技術では、画面方向の切り替えには適切に対応できないという問題があった。
In recent years, mobile phones compatible with television broadcasting such as so-called one-seg broadcasting are becoming widespread. However, many mobile phones of this type switch a screen direction vertically and horizontally with a rectangular display panel.
However, the techniques described in
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、面内輝度の分布を均一に保ちつつ、画面方向の切り替えに対応して視野角特性等、出射光の出射特性を切り換えられる照明装置及び液晶表示装置並びに電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to switch the emission characteristics of the emitted light such as the viewing angle characteristics in accordance with the switching of the screen direction while keeping the in-plane luminance distribution uniform. An object is to provide an illumination device, a liquid crystal display device, and an electronic device.
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の照明装置は、導光板と、この導光板の第1の端面に光を入射させる第1の光源と、前記導光板の前記第1の端面と隣り合う第2の端面に光を入射させる第2の光源とを有し、前記導光板には、入射光が該導光板から出射する際の出射特性を調整する特性調整部が前記第1の光源、第2の光源毎にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
従って、本発明の照明装置では、第1の光源から導光板に入射した光、及び第2の光源から導光板に入射した光は、特性調整部でそれぞれ導光板から出射する際の出射特性を調整することが可能であるから、いずれの光源を用いた場合でも、面内輝度の分布を均一に保ちつつ所望の出射特性で出射させることができる。特に、本発明では、隣り合う第1、第2の端面に光を入射させる第1、第2の光源毎に特性調整部が設けられているため、例えば縦横に画面方向を90度で切り替える場合でも、各方向毎に面内輝度の分布を均一に保ちつつ所望の出射特性で出射させることができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The illumination device of the present invention includes a light guide plate, a first light source that makes light incident on the first end face of the light guide plate, and light incident on a second end face adjacent to the first end face of the light guide plate. The light guide plate is provided with a characteristic adjustment unit for adjusting the emission characteristic when incident light is emitted from the light guide plate for each of the first light source and the second light source. It is characterized by being.
Therefore, in the illumination device of the present invention, the light incident on the light guide plate from the first light source and the light incident on the light guide plate from the second light source have the emission characteristics when emitted from the light guide plate respectively by the characteristic adjustment unit. Since it is possible to adjust, it is possible to emit with desired emission characteristics while maintaining a uniform distribution of in-plane luminance regardless of which light source is used. In particular, in the present invention, since the characteristic adjustment unit is provided for each of the first and second light sources that allow light to enter the adjacent first and second end faces, for example, when the screen direction is switched 90 degrees vertically and horizontally However, it is possible to emit with desired emission characteristics while keeping the in-plane luminance distribution uniform in each direction.
また、本発明では、前記第1の端面と前記第2の端面とが略直交して設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば画面方向を縦横に90度で切り替える場合でも対応可能であり、各方向毎に面内輝度の分布を均一に保ちつつ所望の出射特性で光を出射させることができる。
Moreover, in this invention, the structure by which the said 1st end surface and the said 2nd end surface are provided substantially orthogonally can be employ | adopted suitably.
Thereby, in the present invention, for example, even when the screen direction is switched 90 degrees vertically and horizontally, it is possible to cope with it, and it is possible to emit light with desired emission characteristics while maintaining a uniform distribution of in-plane luminance for each direction. .
前記特性調整部としては、前記入射光の入射方向に応じた密度分布でそれぞれ配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、特性調整部を入射方向側から粗に配置し、進行方向側を密に配置することにより、第1の光源、第2の光源のいずれを用いた場合でも、面内輝度の分布を均一に保つことが可能になる。
As the characteristic adjusting unit, it is possible to suitably employ a configuration in which each is arranged with a density distribution corresponding to the incident direction of the incident light.
As a result, in the present invention, the characteristic adjustment unit is roughly arranged from the incident direction side and the traveling direction side is arranged densely, so that it is possible to use either the first light source or the second light source. The luminance distribution can be kept uniform.
前記特性調整部としては、前記入射光の入射方向と略直交する方向に延びるプリズムを形成する構成や、複数のドットによるパターンで形成される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、プリズムやドットの配置密度等を調整することにより、容易に出射特性を調整することができる。
As the characteristic adjusting unit, a configuration in which a prism extending in a direction substantially orthogonal to the incident direction of the incident light or a configuration formed by a pattern of a plurality of dots can be suitably employed.
Thus, in the present invention, the emission characteristics can be easily adjusted by adjusting the arrangement density of the prisms and dots.
また、本発明では、前記特性調整部が、前記第1の光源及び前記第2の光源毎に異なる出射特性をもって設けられる構成を好適に採用できる。
この構成においては、前記特性調整部が、前記第1の光源に応じて設けられ該第1の光源からの入射光を鏡面反射する第1特性調整部と、前記第2の光源に応じて設けられ該第2の光源からの入射光を拡散反射する第2特性調整部とを有する構成とすることができる。
これにより、本発明では、第1の光源から導光板に入射した光は、第1調整部において鏡面反射することにより、高い指向性をもって導光板から出射することになる。そのため、第1の光源から光を入射させることにより、出射光を高輝度で出射させることができるとともに、使用者以外に表示が判読しづらいように視野角を制限することが可能になるため、例えば携帯電話における表示部においては通常の通話情報やメール情報等の個人情報を含む表示に好適に用いることができる。一方、本発明では、第2の光源から導光板に入射した光は、第2調整部において拡散反射することにより、低い指向性をもって導光板から出射することになる。そのため、第2の光源から光を入射させることにより、出射光を広い視野角で出射させることが可能になるため、例えば携帯電話における表示部においてはテレビ放送の視聴等、個人情報を含まない表示に好適に用いることができる。
さらに、本発明では、第1の光源及び第2の光源の双方から導光板に光を入射させることにより、高輝度及び広い視野角を図ることができる。
Moreover, in this invention, the structure by which the said characteristic adjustment part is provided with a different radiation | emission characteristic for every said 1st light source and said 2nd light source can be employ | adopted suitably.
In this configuration, the characteristic adjusting unit is provided according to the first light source and provided according to the second light source and the first characteristic adjusting unit that specularly reflects incident light from the first light source. And a second characteristic adjusting unit that diffusely reflects incident light from the second light source.
Thereby, in this invention, the light which injected into the light-guide plate from the 1st light source is radiate | emitted from a light-guide plate with high directivity by carrying out specular reflection in the 1st adjustment part. Therefore, by making the light incident from the first light source, the emitted light can be emitted with high brightness, and the viewing angle can be limited so that the display is difficult to read except for the user. For example, the display unit of a mobile phone can be suitably used for display including personal information such as normal call information and mail information. On the other hand, in the present invention, light incident on the light guide plate from the second light source is diffused and reflected by the second adjustment unit, and is emitted from the light guide plate with low directivity. Therefore, since light can be emitted with a wide viewing angle by allowing light to enter from the second light source, a display that does not include personal information such as viewing a TV broadcast on a display unit in a mobile phone, for example. Can be suitably used.
Furthermore, in the present invention, high luminance and a wide viewing angle can be achieved by making light incident on the light guide plate from both the first light source and the second light source.
また、本発明では、前記第1の光源と前記第2の光源との少なくとも一つを選択的に点灯させる光源制御装置を備える構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、視野角を制限した高輝度(高指向性)のモード、広い視野角(低指向性)のモード、及び高輝度、広視野角のモードを容易に選択して切り換えることが可能になる。
Moreover, in this invention, the structure provided with the light source control apparatus which selectively lights at least one of a said 1st light source and a said 2nd light source can also be employ | adopted suitably.
Thus, in the present invention, a high luminance (high directivity) mode with a limited viewing angle, a wide viewing angle (low directivity) mode, and a high luminance and wide viewing angle mode can be easily selected and switched. Is possible.
そして、本発明の液晶表示装置は、先に記載の照明装置と、この照明装置から出射される照明光が入射される液晶セルとを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の電子機器は、先に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とするものである。
従って、本発明の液晶表示装置および電子機器によれば、先に記載の本発明の照明装置を備えたことで、画面方向を切り替えることで、第1の光源、第2の光源のいずれの光源を用いた場合でも、面内輝度の分布を均一に保ちつつ所望の出射特性で出射させることができる。そのため、本発明では、均一な輝度分布で、表示の視野範囲を必要(状況)に応じて切り替えることができる高品質、高機能な液晶表示装置および電子機器を得ることができる。
A liquid crystal display device according to the present invention includes the above-described illumination device and a liquid crystal cell into which illumination light emitted from the illumination device is incident.
In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device described above.
Therefore, according to the liquid crystal display device and the electronic apparatus of the present invention, the light source of either the first light source or the second light source can be obtained by switching the screen direction by including the illumination device of the present invention described above. Even in the case of using, it is possible to emit with desired emission characteristics while maintaining a uniform in-plane luminance distribution. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a high-quality, high-functional liquid crystal display device and electronic apparatus that can switch the visual field range of display according to necessity (situation) with a uniform luminance distribution.
以下、本発明の照明装置及び液晶表示装置並びに電子機器の実施の形態を、図1ないし図8を参照して説明する。
(液晶表示装置)
本実施の形態の液晶表示装置(電気光学装置)は薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor, 以下、TFTと略記する)をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置の例であり、本発明特有のバックライト(照明装置)を備えている。図1(a)は液晶表示装置の全体構成を示す斜視図、図1(b)は図1(a)における一画素の拡大図、図2は同、液晶表示装置の断面図、図3は同、液晶表示装置に用いられるバックライトの構成を示す斜視図である。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、図2においては、各基板の内面側の配線やスイッチング素子、電極、配向膜等の図示は省略した。
Hereinafter, embodiments of an illumination device, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(Liquid crystal display device)
The liquid crystal display device (electro-optical device) of this embodiment is an example of an active matrix type transmissive liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element. Back light (illumination device). 1A is a perspective view showing the overall configuration of the liquid crystal display device, FIG. 1B is an enlarged view of one pixel in FIG. 1A, FIG. 2 is a sectional view of the liquid crystal display device, and FIG. It is a perspective view which shows the structure of the backlight used for a liquid crystal display device equally.
In all the following drawings, the ratio of dimensions of each component is appropriately changed for easy understanding of the drawings. In FIG. 2, illustration of wiring on the inner surface side of each substrate, switching elements, electrodes, alignment films, and the like is omitted.
本実施の形態の液晶表示装置1は、図1(a)に示すように、液晶セル15と、その外面側に配置された導光板16とLED(第1の光源)17A、LED(第2の光源)17B(図1では図示せず、図2参照)とを有するバックライト18(照明装置)から概略構成されている。
As shown in FIG. 1A, the liquid
液晶セル15は、TFTが形成された側の素子基板2と対向基板3とが対向配置され、これら基板2,3間に液晶層(図示略)が封入されている。
素子基板2の内面側には、多数のソース線4および多数のゲート線5が互いに交差するように格子状に設けられている。各ソース線4と各ゲート線5の交差点の近傍にはTFT6が形成されており、各TFT6を介して画素電極7がそれぞれ接続されている。すなわち、マトリクス状に配置された各画素毎に一つのTFT6と画素電極7が設けられている。一方、対向基板3の内面側全面には、多数の画素がマトリクス状に配列されてなる表示領域の全体にわたって一つの共通電極8が形成されている。
In the
On the inner surface side of the
なお、本明細書では液晶セル15を構成する各基板の液晶層側の面を「内面」、反対側の面を「外面」と呼ぶことにする。また、本明細書では、ソース線4が延びる方向をY軸方向、ゲート線5が延びる方向をX軸方向、これらY軸及びX軸と直交する方向をZ軸方向と称する。
In this specification, the surface on the liquid crystal layer side of each substrate constituting the
TFT6は、図1(b)に示すように、ゲート線5から延びるゲート電極10と、ゲート電極10を覆う絶縁膜(図示略)と、絶縁膜上に形成された多結晶シリコン、アモルファスシリコン等からなる半導体層11と、半導体層11中のソース領域に電気的に接続されたソース線4から延びるソース電極12と、半導体層11中のドレイン領域に電気的に接続されたドレイン電極13とを有している。そして、TFT6のドレイン電極13が画素電極7に電気的に接続されている。画素電極7はITO等の透明導電膜で形成され、対向基板3側の共通電極8もITO等の透明導電膜で形成されている。
As shown in FIG. 1B, the TFT 6 includes a
液晶表示装置1の断面構造を見ると、図2に示すように、対向基板3を構成する上ガラス基板19の外面に上偏光板20が設けられ、内面側にR(赤)、G(緑)、B(青)の各色材層を有するカラーフィルター21が設けられている。さらに図示を省略するが、カラーフィルター21上に共通電極、配向膜が形成されている。一方、素子基板2を構成する下ガラス基板22の外面には下偏光板23が設けられている。さらに図示を省略するが、下ガラス基板22の内面側には上述のゲート線5、ソース線4、TFT6、画素電極7が形成され、配向膜が形成されている。これら基板2,3間に誘電率異方性が正のTN液晶からなる液晶層27が封入されている。
Looking at the cross-sectional structure of the liquid
バックライト18は、矩形板状の導光板16と、その−X側の端面16Aに配置されたLED17Aと、図1及び図3に示すように、端面16Aと隣り合い互いに直交して設けられた−Y側の端面16Bに配置されたLED17B(図2には図示せず)とを有しており、導光板16の外面側(−Z側)には、表面が鏡面状態とされた反射シート29が設けられている。導光板16の内面側(+Z側)、すなわち導光板16と液晶セル15の素子基板2との間には導光板16側から拡散シート30、2枚のプリズムシート31,32が順次設けられている。
The
拡散シート30は、輝度ムラを解消すべく、導光板16から射出された光を均一に拡散させる機能を有している。各プリズムシート31,32は、一方向に延びる断面三角形状の凸条がストライプ状に複数配列されたものであって、凸状の延在する方向と直交する方向(断面方向)に光を集光する機能を有している。各プリズムシート31,32は、断面三角形状の凸条の山が上を向くように配置されており、三角形の頂角が80°〜110°程度に設定されている。そして、2枚のプリズムシート31,32は集光方向が互いに直交するように配置されている。
The
図3及びバックライト18を裏側から視た平面図である図4に示すように、LED17Aは、導光板16の短辺側の端面16Aに沿って延在して配置されており、線状光源として、+X方向に光LA(図4参照)をライン状に発光して、端面16Aから導光板16に対して入射させる。
同様に、LED17Bは、導光板16の長辺側の端面16Bに沿って延在して配置されており、線状光源として、+Y方向に光LBをライン状に発光して、端面16Bから導光板16に対して入射させる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, which is a plan view of the
Similarly, the
すなわち、LED17A、17Bは、導光板16に対して入射方向を互いに直交させて入射光LA、LBを入射させている。
これらLED17A、17Bの点灯、消灯は、図1に示す制御装置(光源制御装置)CONTによりそれぞれ個別に制御される。
That is, the
The
また、図2及び図4に示すように、導光板16の−Z側に位置する底面16Cには、LED17A、17B(すなわち光LA、LB)のそれぞれに対応させて溝状の凹部40(図2では光LAに対応する凹部40のみ図示)が、入射光LA、LBが導光板16から出射する際の出射特性を調整する特性調整部として形成されている。
LED17A(光LA)に対応する凹部40は、光LAの入射方向と略直交するY軸方向に延びて形成されており、光LAの進行方向(X軸方向)に沿って互いに間隔をあけて複数配列された第1特性調整部としての凹部列40Aを形成している。同様に、LED17B(光LB)に対応する凹部40は、光LBの入射方向と略直交するX軸方向に延びて形成されており、光LBの進行方向(Y軸方向)に沿って互いに間隔をあけて複数配列された第2特性調整部としての凹部列40Bを形成している。
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the
The
具体的には、凹部40の中、LED17Aに対応して設けられた凹部列40Aは、凹部40が光LAの進行方向(+X方向)に向かうに従って、漸次、粗から密となる密度分布で配列されている。同様に、凹部40の中、LED17Bに対応して設けられた凹部列40Bは、凹部40が光LBの進行方向(+Y方向)に向かうに従って、漸次、粗から密となる密度分布で配列されている。すなわち、これら凹部列40A、40Bは、光LA、LBの入射方向に応じた密度分布で略直交して設けられている。
Specifically, among the
図5(a)は、凹部列40Aに配置された凹部40の拡大断面図であり、図5(b)は、凹部列40Bに配置された凹部40の拡大断面図である。
図5(a)に示すように、LED17Aに対応する凹部列40Aの凹部40は2つの傾斜面41A、41Bからなり、これら傾斜面41A、41Bによってプリズムをなしている。LED17Aに臨んで形成された傾斜面41Aは、ここでは旋削や研削等により鏡面加工されて、入射した光を正反射させる鏡面反射面を構成している。傾斜面41Aの底面16Cに対する傾斜角αとしては、液晶セル15に向けて効率的に出射させるために30〜75度の範囲、より好ましくは45度±15度の範囲に設定され、本実施形態では50度に設定されている。一方、傾斜面41Bは、鏡面反射面であってもよいが、切削加工等により所定の粗さを持って形成されて、入射した光を拡散させる拡散反射面であってもよい。この場合、傾斜面41Bの粗さとしては、効率的に拡散反射させるために、例えばRaで2〜3μm以上が好ましい。
FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5A, the
同様に、図5(b)に示すように、LED17Bに対応する凹部列40Bの凹部40は2つの傾斜面42A、42Bからなり、これら傾斜面42A、42Bによってプリズムをなしている。LED17Bに臨んで形成された傾斜面42Bは、切削加工等により所定の粗さを持って形成されて、入射した光を拡散させる拡散反射面を構成している。傾斜面42Bの粗さとしては、効率的に拡散反射させるために、傾斜面41Bを拡散反射面とする場合と同等とすることが好ましい。また、傾斜面42Bの底面16Cに対する傾斜角βとしては、液晶セル15に向けて出射する出射光の指向性を抑えつつも一定以上の輝度を得るために、傾斜面41Aの傾斜角αと同様に、30〜75度の範囲、より好ましくは45度±15度の範囲に設定され、本実施形態では40度に設定されている。
一方、傾斜面42Aは、傾斜面42Bと同様に拡散反射面であることが好ましい。
Similarly, as shown in FIG. 5B, the
On the other hand, the
また、これら凹部40の深さ(高さ)としては、1〜30μm程度が好ましく、本実施形態では5μmに設定されている。また、凹部列40A、40Bの凹部40については、交差させてもよいし、交差部ではそれぞれ分断することで交差させない構成としてもよい。
In addition, the depth (height) of the
続いて、上記の構成の液晶表示装置1の作用について説明する。
例えば、メールやアドレス帳検索等、携帯電話の一般的な使用時において、液晶表示装置1の画面方向を縦長とする際には、LED17Bを消灯させた状態でLED17Aを点灯させる。これにより、LED17Aから端面16Aを介して導光板16に入射した光LAは、主として凹部列40Aにおける傾斜面41Aで正反射して、高い指向性をもって導光板16の上面(出射面)16Dから出射して、拡散シート30、プリズムシート31、32を介して、照明光として液晶セル15に入射する。このとき、凹部列40Aにおいて凹部40は、光LAの進行方向に向かうに従って、漸次、粗から密となる密度分布で配列されているため、光LAの光量が進行方向に向かうに従って減少した場合でも、進行方向の奥側で反射する光量が手前側よりも増えるため、導光板16からの出射光の面内輝度分布、すなわち液晶セル15への入射光の面内輝度分布を均一とすることができる。
Next, the operation of the liquid
For example, when the mobile phone is used in general, such as in mail or address book search, when the screen direction of the liquid
一方、テレビ放送を視聴する等の使用時において、液晶表示装置1を回転させて画面方向を横長とする際には、LED17Aを消灯させた状態でLED17Bを点灯させる。これにより、LED17Bから端面16Bを介して導光板16に入射した光LBは、主として凹部列40Bにおける傾斜面42Bで拡散反射して、低い指向性(広い視野角)をもって導光板16の上面(出射面)16Dから出射して、拡散シート30、プリズムシート31、32を介して、照明光として液晶セル15に入射する。このときも、凹部列40Bにおいて凹部40は、光LBの進行方向に向かうに従って、漸次、粗から密となる密度分布で配列されているため、光LBの光量が進行方向に向かうに従って減少した場合でも、進行方向の奥側で反射する光量が手前側よりも増えるため、導光板16からの出射光の面内輝度分布、すなわち液晶セル15への入射光の面内輝度分布を均一とすることができる。
On the other hand, when the liquid
図6は、図1乃至図4に示したバックライト18から出射された照明光(出射光)の輝度分布を示したグラフである。図6において、横軸は出射面16Dの法線からの角度であり、縦軸は出射された照明光の輝度を示したものである。図中の実線、一点鎖線および二点鎖線はいずれも照明光の角度に対する輝度分布を示したものであって、実線で示す分布RAは指向性の高い光LAの照明光のもの、一点鎖線で示す分布RBは指向性の低い光LBのもの、二点鎖線で示す分布RABは光LAと光LBとを積算した合成照明光のものである。実線で示された輝度分布RAを有する光LAは、そのピーク形状の幅が狭く、出射面16Dの法線からの角度が20°を超えると急激に輝度が低下するので、ピーク位置の角度方向に対して高い指向性を有する。これに対し、一点鎖線で示された輝度分布RBを有する光LBは、そのピーク形状がなだらかで幅広く、出射面16Dからの法線からの角度が60°を超えても輝度はほとんど変化しないので、ピーク位置の角度方向への指向性が低い。さらに二点鎖線で示された輝度分布RABを有する合成照明光は、実線のものと一点鎖線のものとを積算したものであって、広い指向性をもった明るいものとなる。
FIG. 6 is a graph showing the luminance distribution of illumination light (emitted light) emitted from the
指向性の高い光LAでは、そのピーク位置方向からずれると急激に輝度が低下し、限定された角度範囲内でのみ照明光を観察することができる。このような照明光を表示装置に用いれば、ピーク位置からずれた角度では急激に輝度が落ちるので、表示の視野範囲が狭くなることとなる。これに対して、指向性の低い光LBでは、輝度分布のピーク形状が幅広いので、いかなる角度からも照明光の輝度が低下しない。このような照明光を表示装置に用いれば、表示の視野範囲が広くなる。
よって、制御装置CONTの制御によりLED17Aの点灯で指向性の高い光LAを出射させ、LED17Bの点灯で指向性の低い光LBを出射させれば、各光源の点灯と消灯とによって、容易かつ確実にバックライト18から出射される照明光の指向性、すなわち視野範囲を切り替えることができる。さらに両光源を同時に点灯させれば、二点破線で示したように、指向性が高く、かつ非常に輝度の高い照明光を得ることができる。
In the case of the light LA having high directivity, the luminance is drastically lowered when the light LA deviates from the peak position direction, and the illumination light can be observed only within a limited angle range. If such illumination light is used for a display device, the luminance is suddenly lowered at an angle deviated from the peak position, so that the visual field range of display is narrowed. On the other hand, the light LB with low directivity has a wide peak shape of the luminance distribution, so that the luminance of the illumination light does not decrease from any angle. When such illumination light is used for a display device, the visual field range of display is widened.
Therefore, if the light LA having a high directivity is emitted by turning on the
以上説明したように、本実施形態では、導光板16への入射方向が互いに直交するLED17A、17Bのそれぞれに対応して凹部列40A、40Bが設けられているため、各列40A、40B毎に入射光の入射方向に応じて凹部40の密度分布を設定することで、画面方向の切り替えに対応して面内輝度の分布を常に均一に保ちつつ高輝度の高指向性モード、高視野角モード等、出射光の出射特性を切り換えることができる。特に、本実施形態では、凹部列40A、40B毎に異なる出射特性を発現する凹部40を設けているため、LED17A、17Bの点灯を切り換えることにより、携帯電話の通常使用モード、テレビ放送視聴モード等、容易に出射光の特性モードを切り換えることが可能である。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、入射光LA、LBの光軸方向が導光板16において直交して設けられているため、両方のLED17A、17Bを点灯させた場合でも、互いに干渉することを防止でき、出射特性(表示特性)に悪影響を及ぼすことなく、より高輝度で表示特性に優れた液晶表示装置1を得ることができる。
In the present embodiment, since the optical axis directions of the incident lights LA and LB are provided orthogonal to each other in the
(電子機器)
図7は、本発明の液晶表示装置を搭載した電子機器の一例を示す斜視図である。図7に示す携帯電話1300は、本発明の液晶表示装置をその表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303および送話口1304を備えて構成されている。
このような携帯電話1300を使用する際には、他人に見られたくない情報を表示する場合には、指向性の高い照明光を使用し、複数人が同一の表示を見る場合には、視野範囲が広がるように指向性の低い照明光を使用すればよい。一方の光源の点灯を選択するだけで、広視角、狭視角の切り替えを極めて容易に行うことができる。さらに明るく、かつ広い視野範囲の表示を望む場合には、すべての光源を点灯すればよい。
(Electronics)
FIG. 7 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus equipped with the liquid crystal display device of the present invention. A
When using such a
本発明の電子機器は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、広視角、狭視角の切り替えを極めて容易に行うことができる。 The electronic device of the present invention is not limited to the above-described mobile phone, but is an image display device such as an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a digital video camera, a car navigation device, a video phone, a POS terminal, and a touch panel. It can be suitably used as a means, and in any electronic apparatus, switching between a wide viewing angle and a narrow viewing angle can be performed very easily.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、LED17A、17Bがそれぞれ線状光源である構成としたが、いずれか一方のみ、または双方が複数の点状光源からなる構成としてもよい。この場合も、上記実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、出射特性を調整する特性調整部として、凹部40で形成されたプリズムを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば図8に示すように、導光板16の底面16Cに設けた複数のドットによるドットパターンDPを特性調整部としてもよい。この構成では、ドットパターンDPは、LED17A、17Bのそれぞれに対応させて、各LED17A、17Bが発光する光LA、LBの進行方向に沿ってドットの密度分布が異なるドット列DPA、DPBを形成している。そして、各ドット列DPA、DPBでは、ドットが光LA、LBの進行方向に向かうに従って、漸次、粗から密となる密度分布で配置される。そして、この構成では、高輝度・高指向性を発現させるために、ドット列DPAにおけるドットは鏡面反射面を有する形状とし、ドット列DPBにおけるドットは拡散反射面を有する形状とすることにより、上記実施形態と同様の作用・効果を得ることが可能になる。
なお、このドットは、例えば紫外線硬化樹脂を液滴吐出法により塗布した後に、紫外線を照射して硬化させることにより形成することができる。この場合、ドットの接触角としては15〜75度の範囲(例えば30度)が好ましく、設定される輝度、視野角の仕様に応じて適宜選択可能である。
また、これらドットが形成された後に、スパッタによってニッケル膜を成膜し、このニッケル膜を導体化膜として電鋳処理を行うことで型を形成し、導光板を成形してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the prism formed in the recessed
The dots can be formed, for example, by applying an ultraviolet curable resin by a droplet discharge method and then curing it by irradiating with ultraviolet rays. In this case, the contact angle of the dots is preferably in the range of 15 to 75 degrees (for example, 30 degrees), and can be appropriately selected according to the specifications of the set luminance and viewing angle.
In addition, after these dots are formed, a nickel film may be formed by sputtering, and the nickel film may be used as a conductive film for electroforming to form a mold, and the light guide plate may be formed.
また、上記実施形態では、出射特性を調整する特性調整部として、凹部及びドットパターンを例示したが、これに限定されるものではなく、他の形状を用いても構わない。例えば導光板16に対して溝状の凹部を設ける構成ではなく、導光板16からプリズムが突設される構成であってもよい。
Moreover, although the recessed part and the dot pattern were illustrated as a characteristic adjustment part which adjusts an emission characteristic in the said embodiment, it is not limited to this, You may use another shape. For example, a configuration in which a prism is protruded from the
1…液晶表示装置、 15…液晶セル、 16…導光板、 16A…第1の端面、16B…第2の端面、 17A…LED(第1の光源)、 17B…LED(第2の光源)、 18…バックライト(照明装置)、 40…凹部(特性調整部)、 40A…凹部列(第1特性調整部)、 40B…凹部列(第2特性調整部)、 41A…傾斜面(鏡面反射面)、 42B…拡散反射面、 1300…携帯電話(電子機器)、 CONT…制御装置(光源制御装置)、 LA、LB…光(入射光)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導光板の前記第1の端面と隣り合う第2の端面に光を入射させる第2の光源とを有し、
前記導光板には、入射光が該導光板から出射する際の出射特性を調整する特性調整部が前記第1の光源、第2の光源毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする照明装置。 A light guide plate, a first light source for causing light to enter the first end face of the light guide plate,
A second light source for making light incident on a second end face adjacent to the first end face of the light guide plate;
The light guide plate is provided with a characteristic adjustment unit for adjusting an emission characteristic when incident light is emitted from the light guide plate for each of the first light source and the second light source. .
前記第1の端面と前記第2の端面とは、略直交して設けられることを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1.
The lighting device, wherein the first end surface and the second end surface are provided substantially orthogonal to each other.
前記特性調整部は、前記入射光の入射方向に応じた分布でそれぞれ配置されることを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2,
The lighting device according to claim 1, wherein the characteristic adjusting units are arranged in a distribution according to an incident direction of the incident light.
前記特性調整部は、前記入射光の入射方向と略直交する方向に延びるプリズムを形成することを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claim 1 to 3,
The illumination device according to claim 1, wherein the characteristic adjusting unit forms a prism extending in a direction substantially orthogonal to an incident direction of the incident light.
前記特性調整部は、複数のドットによるパターンで形成されることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claim 1 to 3,
The illumination device according to claim 1, wherein the characteristic adjustment unit is formed in a pattern of a plurality of dots.
前記特性調整部は、前記第1の光源及び前記第2の光源毎に異なる出射特性をもって設けられることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claim 1 to 5,
The illumination device according to claim 1, wherein the characteristic adjustment unit is provided with different emission characteristics for each of the first light source and the second light source.
前記特性調整部は、前記第1の光源に応じて設けられ該第1の光源からの入射光を鏡面反射する第1特性調整部と、前記第2の光源に応じて設けられ該第2の光源からの入射光を拡散反射する第2特性調整部とを有することを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 6.
The characteristic adjustment unit is provided according to the first light source, and is provided according to the second light source and the first characteristic adjustment unit that specularly reflects incident light from the first light source. A lighting device comprising: a second characteristic adjusting unit that diffusely reflects incident light from a light source.
前記第1の光源と前記第2の光源との少なくとも一つを選択的に点灯させる光源制御装置を備えることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device as described in any one of Claim 1 to 7,
An illumination apparatus comprising: a light source control device that selectively turns on at least one of the first light source and the second light source.
この照明装置から出射される照明光が入射される液晶セルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 8,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal cell into which illumination light emitted from the illumination device is incident.
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