CN1504807A - 背面照明装置及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以提高光的利用效率的背面照明装置。由光源(13)；将来自于光源(13)的光从设置于端面上的入射面(12a)导入并从其中一面出射的导光板(12)；形成微小凹凸部(15d)的面朝向导光板(12)的另外一面设置的扩散性反射体(15)；和以锥状体(17b)的顶部(17c)朝向与导光板(12)相反一侧的方式设置于导光板(12)的其中一面上的光定向性调整板(17)构成背光单元(10)。在液晶显示单元(20)的背面侧具备背光单元(10)的液晶显示装置(1)。

Description

背向照明装置及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及作为液晶显示装置的背光单元的适宜的背面照明装置，以及具备其的液晶显示装置。
背景技术
图21是表示现有的无源型(单纯矩阵型)液晶显示装置的示例的概略剖面图。该例的液晶显示装置300，是由透过式或半透过反射式液晶显示单元320与配置于该液晶显示单元320背面侧的背光单元310大致构成的(例如参照专利文献1、2)
背光单元310构成为：让冷阴极管等长形光源313发出的光从板状的导光板312的入射面(侧面)312a入射到导光板312内，并且让其从导光板312与液晶单元320相对的出射面(上面)312b射出。
在导光板312的出射面312b的相反侧的面(下面)312c上，通过形成由白色或具有光反射性的多个突起部或者点状平面图案构成的反射部件317，从而具有光反射性。
在导光板312的出射面312b上，配置有散射板314，进而通过在该散射板314上依次设置2枚棱镜片315、316，从而具有光的扩散性及亮度分布的均匀性。上述各棱镜片，如图22所示，是通过在基板上形成的层上形成一系列的剖面呈三角状突出部318与一系列的剖面呈楔形的沟槽319所构成。这两枚棱镜片315、316，一方棱镜片的突出部318的棱线的延伸方向与另一方棱镜片的突出部318的棱线延伸方向配置为相差90度(棱镜结构配置为垂直)，从导光板312的出射面312b射出的光中某方向的光透过一方的棱镜片315，聚光在某个角度范围(例如到70度为止)的可见角上，作为出射光L21射出，另外，其他方向的光透过另一方的棱镜片316，聚光在某个角度范围(例如到70度为止)的可见角上，作为出射光L22射出。
而且，近年来也提出作为背光单元的光源采用大致点光源的白色LED(Light Emitting Diode发光二极管)的方案。
(专利文献1)
特表平11-500071号公报
(专利文献2)
特愿平10-169922号公报
然而，在现有的背光单元310中，存在光利用效率差的问题，例如即使光从光源313向导光板312出射，但存在从导光板的下面312c向外部漏光的可能，成为损耗。另外，现有的背光单元310，由于构成部件数量多，故存在厚度容易变大，且成本增加的问题。再有，在现有的技术中，不能实现在可以均匀且明亮地照明液晶显示单元320的显示区域(被照明区域)的同时，从光源出射的光的利用效率高、薄型、低成本的背光单元。
还有，在现有的液晶显示装置300中，由于具备上述背光单元310，不只是增大装置整体的厚度，还有成本增加，电力消耗增大的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题的发明，其目的在于，提供一种可以提高光的利用效率的背面照明装置。
另外，本发明的其中一个目的在于，提供一种在可以均匀且明亮照明被照明区域的同时，可以提高光的利用效率，且薄型、低成本的背面照明装置。
再有，本发明的其中一个目的在于，提供一种具备上述背面照明装置且可以低电力消耗的液晶显示装置。
还有，本发明的其中一个目的在于，提供一种具备上述背面照明装置，高亮度、显示质量优良，可以低电力消耗，且薄型、低成本的液晶显示装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下构成。
本发明的背面照明装置，包括：光源；从设置于端面的入射面导入来自该光源的光并从其中一面侧出射的导光板；和设置于上述导光板的另外一面的扩散性反射体，其特征在于：
上述扩散性反射体，在基体材料的表面上形成具有光反射性的微小凹凸部，该微小凹凸部形成面以朝向上述导光板的另外一面的方式设置。
在这样构成的背面照明装置中，即使从上述光源出射到导光板的光从该导光板的另外一面向外侧出射，但由于上述出射光被上述扩散反射体的微小凹凸部反射，可以再度入射到导光板内，故可以减少光的损耗，可以有效地将从光源向导光板内出射的光作为照明光利用。
另外，从导光板的其中一面(出射面)出射的光，从光源出射的光在导光板内传播后，并不只是从上述出射面出射的光，由于从光源出射的光在导光板内传播后，从导光板的另外一面出射到达扩散反射体，被该扩散反射体的微小凹凸部反射再度通过导光板内，从出射面出射的光也增多，故提高背面照明装置中的出射效率。再有，由于光被上述扩散反射体的微小凹凸部扩散，故提高出射光的均匀性。
因此，根据本发明的背面照明装置，可以提高光的利用效率，而且可以提高出射光的均匀性，可以明亮地照明被照明区域。
另外，在上述构成的本发明的背面照明装置中，其特征在于：上述导光板的其中一面上，优选基体上形成有多个锥状体的光定向性调整板以上述锥状体的顶部朝向与上述导光板相反的一侧的方式设置，上述光定向性调整板可以控制从上述导光板的其中一面出射且透过该光定向性调整板的光中至少不同的两个方向的透过光成分的定向性。
在这样构成的背面照明装置中，通过具备上述构成的光定向性调整板，控制从上述导光板的出射面侧出射的光中至少不同的两个方向的透过光成分的定向性，可以将光聚光在适合于被照明物的照明的角度上，从而出射，减少对被照明物的照明没有帮助的光(成为无用的光)，可以均匀且明亮地照明被照明区域。另外，该背面照明装置，由于可以用一枚光定向性调整板控制从上述导光板的出射面侧出射的光中至少不同的两个方向的透过光成分的定向性，故与现有的设置2枚棱镜片的背光单元相比，可以减少部件数量，由此可以达成结构的简单化与薄型化，可以降低成本。
再有，在本发明的背面照明装置中，也可以在上述光定向性调整板的形成有多个锥状体的面侧设置光扩散板。
根据这样构成的背面照明装置，由于从导光板的出射面出射的光进一步被光扩散板扩散，故可以进一步提高出射光的均匀性。
还有，在本发明的背面照明装置中，也可以在上述光定向性调整板的导光板侧的面上形成具有光扩散性的微小凹凸。
根据这样构成的背面照明装置，由于从导光板的出射面出射的光，被设置于上述光定向性调整板的导光板侧的面上的微小凹凸扩散，故可以进一步提高出射光的均匀性，与分别设置光扩散性板的装置相比，还减少了部件数量，可以薄型化。
另外，在上述的任一构成的本发明的背面照明装置中，在可以进一步提高从导光板的出射面出射的光量及其均匀性的方面上，优选上述导光板，离上述光源远的一侧的厚度比离上述光源近的一侧要薄。
另外，在上述的任一构成的本发明的背面照明装置中，上述光源可以是冷阴极管(CCFL)等长形光源，或分散型EL(Electro luminescence电致发光)，或LED(Light Emitting Diode发光二极管)等大致点光源。
再有，在上述的任一构成的本发明的背面照明装置中，上述光源可以由沿导光板的端面配置的中间导光体与配置于该中间导光体的长度方向端面上的大致点光源构成。
还有，本发明的液晶显示装置，其特征在于，具备：上述任一构成的本发明的背面照明装置与由该背面照明装置从背面侧照明的液晶显示单元。
本发明的液晶显示装置，由于通过在液晶显示单元的背面侧具备上述导光板的另外一面设置有上述扩散性反射体的本发明的背面照明装置，从而可以均匀且明亮地照明显示区域(被照明区域)，故显示的辨认性良好，显示质量优良，另外，可以在提高光的利用效率的基础上进一步达到低电力消耗的目的。
另外，本发明的液晶显示装置，由于通过在液晶显示单元的背面侧具备：在上述导光板的另外一面上设置上述扩散性反射体且在其中一面上设置上述光定向性调整板的本发明的背面照明装置，从而可以均匀且明亮地照明显示区域(被照明区域)，故显示的辨认性良好，显示质量优良，另外可以在提高光的利用效率的基础上进一步达到低电力消耗的目的，再有，由于可以减少部件数量，故可以达到薄型、低成本的目的。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的液晶显示装置的剖面构成图。
图2是表示第1实施方式的液晶显示装置所具备的背光单元的扩散性反射体的一部分的立体放大图。
图3是表示图2的扩散性反射体中的一凹部的剖面图。
图4是表示具备图3所示的凹部的扩散性反射体的反射特性的示例的图表。
图5是表示第1实施方式的液晶显示装置所具备的背光单元的光定向性调整板的一部分的立体放大图。
图6是表示本发明的背光单元所具备的其他示例的光定向性调整板的一部分的立体放大图。
图7是表示本发明的背光单元所具备的其他示例的光源的立体图。
图8是表示本发明的液晶显示装置的其他示例的剖面构成图。
图9是表示本发明的液晶显示装置的其他示例的剖面构成图。
图10是表示本发明的第2实施方式的液晶显示装置的剖面构成图。
图11是表示本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的第2示例中的一凹部的图。
图12是表示具备图11所示凹部的扩散性反射体的反射特性的示例的图表。
图13是表示本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的第3示例中的一凹部的图。
图14是表示具备图13所示凹部的扩散性反射体的反射特性的示例的图表。
图15是表示本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的第4示例中的一凹部的图。
图16是沿图15中的X轴的剖面图。
图17是表示本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的第5示例中的一凹部的图。
图18是沿图17中的X轴的剖面图。
图19是沿图17中的Y轴的剖面图。
图20是表示具备图17所示的凹部的扩散性反射体的反射特性的示例的图表。
图21是表示现有的无源型液晶显示装置的示例的概略剖面图。
图22是表示图21的现有的液晶显示装置所具备的2枚棱镜片的立体图。
图中：1、1a-液晶显示装置，10、10a-背光单元(背面照明装置)，20-液晶显示单元，12-导光板，12a-入射面，12b-上面(出射面，其中一面)，12c-下面(另外一面)，13-光源，13a-冷阴极管，13b-反射板，20-液晶显示单元，15、45、55、65、75-扩散性反射体，16-空气层，15a-基板，15b-有机膜，15c-反射膜，15d-微小凹凸部，17-光定向性调整板，17a-基体，17b-四角锥(锥状体)，17c-顶部，17g-微小凹凸，19-光扩散板，30、40、50、60、70-凹部，43a-中间导光体，43b-发光元件，47b-圆锥，48、49-棱镜片，a-剖面呈三角状的突出部，b-剖面呈楔形的沟槽，θa-角度，Pa-间距，ha-高度。
具体实施方式
以下，虽然参照附图说明本发明的实施方式，但本发明并未限定于以下的实施方式。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的具备背光单元(背面照明装置)的液晶显示装置的剖面构成图。
本实施方式的液晶显示装置1，大致由液晶显示单元20；和配置于该液晶显示单元20的背面侧(下面侧)且从背面侧照明液晶显示单元20用的背光单元10构成。
液晶显示单元20是透过式的，是用密封材料24将夹持液晶层23且相对的由玻璃构成的第1基板21和第2基板22接合为一体后而大致构成的。在第1基板21及第2基板22的液晶层23侧上，分别形成有显示电路26、27。
显示电路26及27，包含图中未示出的驱动液晶层23用的由透明导电膜等构成的电极层和控制液晶层23的取向用的取向膜等。另外，根据情况的不同，也可以是具有进行彩色显示用的滤色器等的构成。
背光单元10大致由透明导光板12、光源13、扩散性反射体15、光定向性调整板17和保持部件18构成。在背光单元10中，光源13被配置于向导光板12内导入光的端面12a侧，扩散性反射体15隔着空气层16设置于导光板12的与出射面(上面，其中一面)12b相反的面(下面，另外一面)上，光定向性调整板17配置于导光板12的出射面12b上。
导光板12，配置于上述液晶显示单元20的显示区域的背面侧(图中所示的下面侧)，是将从光源13出射的光向液晶显示单元20照射的元件，由平板状的透明树脂等构成。如图1所示，在导光板12的一方端面12a(以下称为入射面12a)上配置光源13，从光源13出射的光经过入射面12a被导入导光板12的内部。导光板12的上面(液晶显示单元20侧的面)成为出射面12b。
作为构成导光板12的材料，除了丙烯类树脂以外，也可以使用聚碳酸酯类树脂、环氧类树脂等透明树脂材料或玻璃等。另外，若列举具体的示例，并未特别地限定，可以将爱顿(arton)(商品名：JSR社制)或(zeona)(商品名：日本ZEON社制)等作为适宜的材料列举。
导光板12的出射面12b是朝向液晶显示单元20配置且将照明液晶显示单元20用的光出射的面。
另外，通过在与导光板12的出射面12b相反的面12c上形成台阶部，并让台阶部的厚度随着远离光源13而逐渐减少，即，距光源13远的一方比距光源13近的一侧的厚度薄，通过这样做，可以得到上面说明的效果。
光源13由长形的冷阴极管13a与设置于该冷阴极管13a周围的反射板13b构成。反射板13b使从冷阴极管13a出射的光向导光板12的入射面侧反射，是使来自冷阴极管13a的光有效地入射到导光板12内用的元件。
而且，也可以取代空气层16，做成粘接层，这种情况下的粘接层利用具有透过光的特性的粘接材料构成，该粘接层的折射率与导光板12的折射率的差越大，则越可以得到好结果。
图2是表示扩散性反射体(第1示例的扩散性反射体)15的一部分的立体放大图。
扩散性反射体15，是在基体材料上设置具有光反射性的微小凹凸部15d的部件。该微小凹凸部15d具有多个凹部30。
在本实施方式中，基体材料由基板15a；形成于基板15a上的丙烯类树脂等构成的有机膜15b；和设置于有机膜15b表面上的由高反射率的金属膜构成的反射膜15c构成。
有机膜15b，可以在例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等构成的基板15a上将感光性树脂等构成的树脂层形成为平面形状之后，将具有与要得到的有机膜15b的表面形状相反凹凸的表面形状的丙烯类树脂构成的复印模具压接在上述树脂层的表面上，通过使树脂层固化而形成的。而且，这样，在表面形成有凹部的有机膜15b上形成反射膜15c。反射膜15c可以将铝或银等具有高反射率的金属材料利用溅射法或真空蒸镀法形成。
基板15a，可以在反射膜15c形成之后剥离除去，这种情况下，扩散性反射体15的基体材料由有机膜15b和反射膜15c构成。
该扩散性反射体15，设置为形成有微小凹凸部15d的面(微小凹凸部形成面)朝向导光板12的下面12c侧。
扩散性反射体15的反射特性，通过改变多个形成于反射膜15c表面上的凹部30的内面形状，可以进行控制。
在本实施方式中，凹部30优选，在深度0.1μm～3μm的范围内随机形成，相邻凹部30的间距在5μm～100μm的范围内随机配置，将上述凹部30内面的倾斜角设定为-18°～+18°范围。
而且，在本说明书中，所谓的“凹部的深度”是指从未形成凹部的部分的反射膜15c的表面(基体材料表面)到凹部的底部的距离，“相邻凹部的间距”是指俯视时呈圆形的凹部的中心间的距离。另外，“凹部内面的倾斜角”是指如图3所示，在凹部30内面的任意场所上例如取出0.5μm宽度的微小范围时，在该微小范围中斜面相对于水平面(基体材料表面)的角度θc。该角度θc的正负，是相对未形成凹部的部分的反射膜15c的表面(基体材料表面)上的法线而言，例如将图3中的右侧的斜面定义为正，左侧的斜面定义为负。
在本实施方式中，特别是，将凹部30内面的倾斜角分布设定为-18°～+18°范围的方面、相邻的凹部30的间距相对于平面全方向随机地配置的方面是尤其重要的。其原因在于，假定相邻凹部30的间距存在规则性，则出现光的干涉色，结果出现让反射光着色的不利情况。另外，若凹部30内面的倾斜角分布超过-18°～+18°范围，反射光的扩散角过大，反射强度降低，将不能得到明亮的显示(反射光的扩散角在空气中为55°以上)。
再有，若凹部30的深度不满0.1μm，则不能充分获得在反射面上形成凹部所导致的光扩散效果；若凹部30的深度超过3μm，则为了得到充分的光扩散效果，不得不增大间距，这样有可能产生波纹。
另外，相邻凹部30的间距未满5μm的情况下，用于形成有机膜15b的复印模具在制作上受到限制，存在加工时间变得非常长，不能形成只想得到所希望的反射特性的形状，干涉光发生等问题。还有，形成有机膜15b的表面形状用的上述复印模具，虽然是通过将金刚石压头在不锈钢等基体材料上多次按压制作而成的复印模具用母型的表面形状复印在硅树脂等上而制成的，但由于希望该金刚石压头的前端直径实际上为30μm～200μm，故优选相邻凹部30的间距为5μm～100μm。
图4表示的是在本实施方式中使用的扩散性反射体15的反射面(基体材料表面)上，以入射角30°照射光，受光角以作为相对反射面(基体材料表面)的正反射方向的30°为中心，从垂线位置(0°；法线方向)摇摆到60°时的受光角(单位：°)与亮度(反射率，单位：％)的关系。如该图所示，在以正反射方向为中心的宽受光角的范围内可以得到几乎均等的反射率。
这是根据图3所示的凹部30的深度或间距被控制为上述范围，与凹部30的内面是球面而得到的。即，由于通过控制形成凹部30的深度与间距，将支配光的反射角的凹部30内面的倾斜角控制在一定的范围内，故可以将反射膜15c的反射效率控制在一定的范围内。另外，由于凹部30的内面相对全部方向都是对称的球面，故在反射膜15c的宽反射方向上得到均等的反射率。
图5是表示光定向性调整板17的一部分的立体放大图。
该光定向性调整板17，是可以控制从导光板12的出射面出射并透过该光定向性调整板17的光中至少不同的两个方向的透过光成分的定向性的元件。该光定向性调整板17，是在聚酯薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等构成的基体17a上，形成有丙烯类树脂、环氧类树脂、聚碳酸酯类树脂等构成的多个四角锥(锥状体)17b的部件。该光定向性调整板17，设置为上述四角锥17b的顶部17c朝向与导光板12相反一侧(朝向液晶显示单元20侧)。
该光定向性调整板17的厚度是从50μm到200μm左右的大小。
各四角锥17b的顶部的角度θa为从70度到110度左右，优选为80度到100度左右。
各四角锥17b的高度ha为从10μm到80μm左右，优选为30μm到60μm左右。
相邻的顶部17c、17c间的间距为从30μm到100μm左右，优选为40μm到80μm左右。
形成于基体17a上的多个四角锥17b的配置，优选形成对应于与光源13的距离的(与来自光源13的光的分布相对应的)配置，例如，根据与光源13的距离，变更四角锥17b的间距Pa及/或高度ha，更具体地讲，四角锥17b的间距Pa可以形成为距离光源13的远侧比近侧小(密)，或者，四角锥17b的高度ha形成为距离光源13远侧比近侧高。
保持部件18，通过设置为环绕导光板12、光源13、扩散性反射体15且一并地收纳这些元件，从而一体地保持导光板12、光源13、扩散性反射体15。再有，通过使该保持部件18的内面具有光反射性，可以将从各种部件发生的漏光再利用。
在本实施方式的液晶显示装置1中，通过点亮设置于液晶显示单元20背面侧的背光单元10，可以进行透过式的液晶显示。
具体地讲，从背光单元10的光源13出射，经过导光板12的入射面12a被导入导光板12内，在被导光板12的内面反射的同时在内部传播。导光板12内部的传播光的一部分L2从出射面12b出射，另外导光板12内部的传播光的另一部分L3从导光板12的下面12c出射，被可以控制反射特性的扩散性反射体15反射，该反射光L3通过导光板12从导光板12的出射面12b出射。而且，从导光板12的出射面12b出射的光L2、L3透过光定向性调整板17，定向性被控制，在适宜于液晶显示单元20(被照明区域)的照明的角度上聚光，从背面侧照明液晶显示单元20(尤其是显示区域)。
这样，通过从背面侧照明液晶显示单元20，可以令使用者辨认液晶显示单元20的显示。
在本实施方式的背光单元10中，即使从光源13向导光板12出射的光从导光板12的下面侧出射，但由于该出射光被扩散性反射体15的微小凹凸部15d反射可以再度入射到导光板12内，故可以降低光的损耗，可以将从光源13出射到导光板12内的光有效地作为照明光利用。另外，从导光板12的出射面12b出射的光并不只是从光源13出射的光在导光板内传播之后从出射面12b出射的光L2，由于到达扩散性反射体15，被微小凹凸部15d反射，再度通过导光板12内从出射面12b出射的光L3增多，故可以提高背光单元10中的出射效率。再有，由于光被扩散反射体15的微小凹凸部15d扩散，故提高出射光的均匀性。
另外，通过设置上述构成的光定向性调整板17，与设置2枚棱镜片的现有的背光单元相比，可以减少部件数量，由此结构的简单化与薄型化成为可能，可以达到低成本的目的，例如，也可以构成厚度为1.1mm以下的背光单元10，对于实现液晶显示装置1的薄型化是优选的。
因此，根据本发明的背光单元10，不但可以均匀且明亮地照明被照明区域，而且可以提高光的利用效率，可以实现薄型且低成本的背光单元。
再有，本实施方式的液晶显示装置1，通过在液晶显示单元的背面侧具备上述的背光单元10，从而可以均匀且明亮地照明液晶显示单元20，显示的辨认性良好，显示质量优良，另外可以在提高光的利用效率的基础上进一步达到低电力消耗的目的，再有，由于部件数量可以减少，故可以达到薄型、低成本的目的。
还有，本实施方式的液晶显示装置1，在太阳光或照明等的周围光非常亮的情况下，即使不点亮背光单元10，由于周围光由背光单元10的扩散性反射体15所反射，故也可以利用该反射光进行反射式或半透过反射式的液晶显示。
具体地讲，液晶显示装置1的周围光，经过液晶显示单元20及背光单元10的导光板12，到达扩散性反射体15，利用被其反射膜15c表面反射的反射光从背面侧照明液晶显示单元，令使用者可以辨认液晶显示单元20的显示。
另外，由于扩散性反射体15的反射面形成为上述形状，故可以防止内反光，同时由于扩散性反射体15中的反射角度的范围广且均匀性也良好，故可以得到具有广视角与明亮显示画面的液晶显示装置。
而且，在上述的实施方式中，虽然对形成于背光单元10所具备的光定向性调整板17的基体17a上的锥状体是四角锥17b的情况进行了说明，但作为锥状体并未限定于四角锥，可以为6角锥或8角锥等多角锥，或者可以是图6所示的圆锥47b或者椭圆锥。
另外，在上述实施方式中，虽然对背光单元10所具备的光源13由冷阴极管13a和反射板13b构成的情况进行了说明，但作为光源，也可以是分散型EL或LED等大致点光源，或者也可以是如图7所示，由丙烯类树脂或聚碳酸酯类树脂等构成的方形柱状的中间导光体43a和配置于该中间导光体43a的纵长方向两端面上的LED发光元件43b、43b构成，只要是可以将光均匀地照射在导光板12的入射面12a上的构成都可以适用。
图7的中间导光体43a的一个侧面43c，沿导光板12的入射面12a配置，另外，在与侧面43c相反一侧的侧面上，形成有棱镜面，使从发光元件43b、43b被导入中间导光体的光在该棱镜面上反射，向导光板12侧改变传播方向，从而将来自发光元件43b、43b的光有效地照射在导光板12的入射面12a上。
而且，在上述实施方式的背光单元10中，由于扩散性反射体15具有光扩散性，故虽然不设置现有的背光单元的散射板即可，但也可以如图8所示，在光定向性调整板17的形成有多个四角锥17b的面上设置光扩散板19，或者如图9所示，也可以在光定向性调整板17的下面(导光板侧的面)上形成具有光扩散性的微小凹凸17g。
图8的光扩散板19的材质是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等，是表面形成有微细凹凸的材料。在设置有这种光扩散板19的情况下，由于从导光板12的出射面12b出射的光进一步被光扩散板19扩散，故可以进一步提高出射光的均匀性。
图9所示的微小凹凸17g，可以通过在光定向性调整板17的基体17a的下面施行喷砂或压花加工等而形成。在光定向性调整板17的基体17a的下面形成了具有光扩散性的微小凹凸17g的情况下，与另外设置光扩散板的构成相比，可以减少部件数量，可以薄型化。
(第2实施方式)
接着，参照图10说明本发明的第2实施方式的液晶显示装置。图10是表示第2实施方式的液晶显示装置的剖面构成图。
第2实施方式的液晶显示装置1a与第1实施方式的液晶显示装置1不同的地方是背光单元的构成不同，即，由于本实施方式的背光单元10a是在导光板12的出射面12b侧设有2枚棱镜片48、49，对于上述以外的构成，是与第1实施方式的背光单元10相同的构成，故在以下省略其详细的说明。另外，液晶显示单元20的基本结构，由于是与图1所示的液晶显示单元相同的结构，故省略其详细的说明。
上述各棱镜片，如图10所示，是在基板上形成的层上形成有一系列的剖面呈三角状的突出部a和一系列的剖面呈楔形的沟槽b的元件。这两枚棱镜片48、49，配置为一方棱镜片的突出部a的棱线的延伸方向与另一方棱镜片的突出部a的棱线延伸方向相差90度(垂直地配置棱镜结构)，从导光板12的出射面12b出射的光中某方向的光透过一方的棱镜片48，聚光在某个角度范围的可见角上，作为出射光出射，另外，其他方向的光透过另一方的棱镜片49，聚光在某个角度范围的可见角上，作为出射光出射。
由于本实施方式的背光单元10a中也在导光板12的下面侧设置有扩散性反射体15，故可以提高从光源13出射到导光板12的光的利用效率，而且可以提高出射光的均匀性，可以明亮地照明被照明区域。
另外，在本实施方式的液晶显示装置1a中，由于通过在液晶显示单元20的背面侧具备本实施方式的背光单元10a，可以均匀且明亮地照明液晶显示单元20，故显示的辨认性良好，显示质量优良，还可以在提高光的利用效率的基础上进一步达到低电力消耗的目的。
(扩散性反射体的第2示例)
接着，对本发明的任意实施方式的背光单元所具备的扩散性反射体的第2示例进行说明。
第2示例的扩散性反射体与第1实施方式的扩散性反射体15(第1示例的扩散性反射体)大的差异之处在于，扩散性反射体中形成的微小凹凸部的凹部的内面形状不同。
图11是表示构成第2示例的扩散性反射体45所形成的微小凹凸部的多个凹部40之一的图，图11A是凹部40的剖面图，图11B是俯视图。
如本图所示，各凹部40的内面由使半径各不相同的多个球面的一部分连接而成的面构成，具体地讲，由使属于半径各不相同的2个球面的一部分的边缘曲面40a与存在于被边缘曲面40a包围的位置上的底曲面40b连接的面构成。边缘曲面40a是以O1为中心半径为R1的球面的一部分。另外，底曲面40b是以O2为中心半径为R2的球面的一部分。分别从各自球面的中心O1、O2开始直立在扩散性反射体45的基体材料表面上的法线，即直立在与未形成反射膜的凹部40的表面垂直的方向上的法线，均都位于相同的直线L上。
各自的半径R1与R2，存在R1≤R2的关系，且在10μm≤R1≤70μm、20μm≤R2≤100μm的范围内变化。另外，在图11A中，θ11是边缘曲面40a的倾斜角，在10°≤θ11≤35°及-35°≤θ11≤-10°的范围内变化。再有，θ12是底曲面40b的倾斜角，在4°≤θ12≤17°及-17°≤θ12≤-4°的范围内变化。
而且，俯视扩散性反射体45的表面时的凹部40的边缘曲面40a的半径r1及底曲面40b的半径r2，分别根据各自的半径R1与R2及倾斜角θ11、θ12来决定。
另外，凹部40的深度d11及间距，根据与第1实施方式同样的理由，优选在0.1μm～3μm的范围内随机设定深度d11，在5μm～100μm的范围内随机设定间距。
图12是表示以30°入射角将光照射在形成有多个凹部40的扩散性反射体45的反射膜的表面(反射面)上，受光角以作为相对反射面的正反射方向的30°为中心，从垂线位置(0°；法线方向)摇摆到60°时的受光角(单位：°)与亮度(反射率，单位：％)的关系的图。
如本图所示，若利用形成有多个凹部40的扩散性反射体45，则在形成于反射面上的凹部40的内面上，由于存在由半径小的球面的一部分构成的边缘曲面40a，提供绝对值比较大的倾斜角，故可以在15°～45°的宽范围内得到良好的反射率。另外，由于半径大的球面的一部分构成的底曲面40b是接近于平坦面的曲面，由于它的存在，具有接近于零倾斜角的内面的比例增高。其结果是，以属于入射角度为30°的正反射方向的反射角度30°中的反射率为峰值，其附近的反射率变高。
根据这样构成的具备形成有多个凹部40的扩散性反射体45的背光单元，由于成为扩散性反射体45的反射面的反射膜做成上述的形状，故可以有效地反射、散射从导光板12的棱镜面12c出射的光，同时，由于被扩散性反射体45反射的反射光，特别是在正反射方向上具有所谓的反射率增高的定向性，故由此，扩大经由扩散性反射体45从导光板12出射的光的出射角度，同时在特定的出射角度上可以提高出射效率。
另外，特别是在具备上述构成的扩散性反射体45的背光单元中，由于在扩散性反射体45中可以得到所谓的沿正反射方向的反射率高的定向性，由此，可以控制为在特定的视角范围内进一步提高液晶显示面的亮度。
再有，由于扩散性反射体45的反射面形成为上述形状，故可以防止内反光，同时，由于即使扩大扩散性反射体45中的反射角度的范围也存在定向性，故可以实现在宽视角与特定的观察视角上能得到更明亮的显示画面的液晶显示装置。
(扩散性反射体的第3示例)
接下来，对本发明的任意实施方式的背光单元所具备的扩散性反射体的第3示例进行说明。
第3示例的扩散性反射体与第1实施方式的扩散性反射体15(第1示例的扩散性反射体)大的差异之处在于，扩散性反射体中形成的微小凹凸部的凹部的内面形状不同。
图13是表示构成第3示例的扩散性反射体55所形成的微小凹凸部的多个凹部50之一的图，图13A是凹部50的剖面图，图13B是俯视图。
如本图所示，各凹部50的内面由使属于半径各不相同的2个球面的一部分的边缘曲面50a与存在于被边缘曲面50a包围的位置上的底曲面50b连接的面构成。边缘曲面50a是以O1为中心半径为R1的球面的一部分。另外，底曲面50b是以O2为中心半径为R2的球面的一部分。分别从各自球面的中心O1、O2开始直立在扩散性反射体45的基体材料表面上的法线，分别位于不同的直线L11、L12上。
各自的半径R1与R2，存在R1＜R2的关系，且在10μm≤R1≤70μm、20μm≤R2≤100μm的范围内变化。另外，在图13A中，θ11是边缘曲面50a的倾斜角，在10°≤θ11≤35°及-35°≤θ11≤-10°的范围内变化。再有，θ12是底曲面50b的倾斜角，在4°≤θ12≤17°及-17°≤θ12≤-4°的范围内变化。
而且，俯视扩散性反射体55的表面时的凹部50的边缘曲面50a的半径r1及底曲面50b的半径r2，分别根据各自的半径R1与R2及倾斜角θ11、θ12来决定。
另外，凹部50的深度d及间距，根据与第1实施方式同样的理由，优选在0.1μm～3μm的范围内随机设定深度d，在5μm～100μm的范围内随机设定间距。
图14是表示以30°入射角(从图13中右侧的方向的入射)将光照射在形成有多个凹部50的扩散性反射体55的反射面上，受光角以作为相对反射面的正反射方向的30°为中心，从垂线位置(0°；法线方向)摇摆到60°时的受光角(单位：°)与亮度(反射率，单位：％)的关系的图。
如本图所示，若利用形成有多个凹部50的扩散性反射体55，则在形成于反射面上的凹部50的内面上，由于存在由半径小的球面的一部分构成的边缘曲面50a，提供绝对值比较大的倾斜角，故可以在15°～45°的宽范围内得到良好的反射率。另外，虽然半径大的球面的一部分构成的底曲面50b是接近于平坦面的曲面，由于它的存在，具有特定范围的倾斜角的内面的比例增高。其结果是，比属于入射角度为30°的正反射方向的反射角度30°还小的反射角度中的反射率变得更大，以该方向为峰值，其附近的反射率变高。因此，在扩散性反射体55的反射面反射的光的传播方向比正反射方向还向法线方向(受光角0°侧)偏移。
相反，从图13中的左侧方向入射光的情况下，其反射光的传播方向比正反射方向还向基体材料表面侧偏移。
根据这样构成的具备形成有多个凹部50的扩散性反射体55的背光单元，由于成为扩散性反射体55的反射面的反射膜做成上述的形状，故可以有效地反射、散射从导光板12的棱镜面12c出射的光，同时，由于被扩散性反射体55反射的反射光，在特定方向上具有所谓的提高反射率的定向性，故由此，扩大经由扩散性反射体55从导光板12出射的光的出射角度，同时在特定的出射角度上可以增大出射光量。
另外，在本示例中，由于在上述的背光单元的扩散性反射体55中，可以得到所谓的沿特定方向的反射率高的定向性，由此，可以控制为在特定的视角范围内进一步提高液晶显示面的亮度。
(扩散性反射体的第4示例)
接着，对本发明的任意实施方式的背光单元所具备的扩散性反射体的第4示例进行说明。
第4示例的扩散性反射体与第1实施方式的扩散性反射体15(第1示例的扩散性反射体)大的差异之处在于，扩散性反射体中形成的微小凹凸部的凹部的内面形状不同。
图15是表示构成第4示例的扩散性反射体65所形成的微小凹凸部的多个凹部60之一的图，图16是通过凹部60的最深点的特定剖面X的剖面图。在凹部60的特定纵剖面X中，凹部60的内面形状，由从凹部60的其中一边缘部S1到最深点D的第1曲线A以及与该第1曲线A连接且从凹部的最深点D到其他边缘部S2的第2曲线B构成。这两曲线，在最深点D上相对基体材料表面S的倾斜角都为零，并互相连接。
这里所说的“倾斜角”，是指在特定的纵剖面中，凹部内面的任意场所中的切线相对于水平面(在这里为未形成凹部部分的基体材料表面S)的角度。
第1曲线A相对于基体材料表面S的倾斜角比第2曲线B的倾斜角还大，最深点D位于从凹部60的中心O向x方向偏离的位置上。即，第1曲线A相对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值，比第2曲线B相对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值大。扩散性反射体的表面上形成的多个凹部60中的第1曲线A相对基体材料表面S的倾斜角，不规则地分布在1～89°的范围内。另外，凹部60中的第2曲线B相对基体材料表面S的倾斜角的绝对值的平均值不规则地分布在0.5～88°的范围内。
由于两曲线的倾斜角都平缓变化，故第1曲线A的最大倾斜角δmax(绝对值)比第2曲线B的最大倾斜角δb(绝对值)还大。另外，连接第1曲线A与第2曲线B的最深点D相对基体材料表面S的倾斜角为零，倾斜角为负值的第1曲线A和倾斜角为正值的第2曲线B相互平缓连接。
扩散性反射体65的表面上形成的多个凹部60中，每个最大倾斜角δmax在2～90°的范围内不规则分散分布，大部分凹部，其最大倾斜角δmax在4～35°的范围内不规则分散分布。
另外，凹部60，其凹面具有单一的极小点(倾斜角为零的曲面上的点)D。而且，该极小点D与基体材料表面S的距离形成凹部60的深度d，该深度d对于多个凹部60，分别在0.1μm～3μm的范围内不规则分散分布。
再有，在本实施方式中，多个凹部60中各自的特定剖面X都成为相同方向。还有，每条第1曲线A形成为沿单一方向取向。即，无论在哪个凹部中，图15、16中用箭头表示的x方向都形成为朝向同一方向。
在形成有多个这样构成的凹部60的扩散性反射体65中，由于多个凹部60中的第1曲线A沿单一方向取向，故对于该扩散性反射体65，从图16中的x方向(第1曲线A侧)的斜上方入射的光的反射光，比正反射方向还向基体材料表面S的法线方向偏移。
相反，从与图16中的x方向相反的方向(第2曲线B侧)的斜上方入射的光的反射光，比正反射方向还向基体材料表面S的表面侧偏移。
因此，作为特定纵剖面X中的综合性的反射特性，由于由第2曲线B边缘的面反射的方向的反射率增加，由此，可以得到使特定方向上的反射效率有选择地提高的反射特性。
例如，从上述x方向以30°入射角将光照射在形成有多个上述的凹部60的扩散性反射体65的反射面上，受光角以作为相对反射面的正反射方向的30°为中心，从垂线位置(0°；法线方向)摇摆到60°时的受光角(单位：°)与亮度(反射率，单位：％)的关系，与上述第3实施方式几乎相同，比属于入射角度为30°的正反射方向的反射角度30°还小的反射角度中的反射率变得更大，以该方向为峰值，其附近的反射率变高。
根据这样构成的具备形成有多个凹部60的扩散性反射体65的背光单元，由于成为扩散性反射体65的反射面的反射膜做成上述的形状，故可以有效地反射、散射从导光板12的棱镜面12c出射的光，同时，由于被扩散性反射体65反射的反射光，特别是在正反射方向上具有所谓的反射率增高的定向性，故由此，在可以控制经由扩散性反射体65从导光板12出射的光的出射角度，同时在特定的出射角度上可以使出射效率提高。因此，考虑到液晶显示元件所具有的视角特性，通过配合出射角度，可以进行明亮的显示。
(扩散性反射体的第5示例)
接下来，对本发明的任意实施方式的背光单元所具备的扩散性反射体的第5示例进行说明。
第5示例的扩散性反射体与第1实施方式的扩散性反射体15(第1示例的扩散性反射体)大的差异之处在于，扩散性反射体中形成的微小凹凸部的凹部的内面形状不同。
图17～图19是表示构成第5示例的扩散性反射体75所形成的微小凹凸部的多个凹部70之一的内面形状的图。
图17是凹部70的立体图，图18表示的是沿凹部70的X轴的剖面(称为纵剖面X)，图19表示的是沿与凹部70的X轴垂直的Y轴的剖面(称为纵剖面Y)。
如图18所示，凹部70的纵剖面X中的内面形状，由从凹部70的其中一边缘部S1到最深点D的第1曲线A以及与该第1曲线A连接且从凹部的最深点D到其他边缘部S2的第2曲线B构成。图18中，右下的第1曲线A与右上的第2曲线B，在最深点D上相对基体材料表面S的倾斜角都为零，并圆滑地互相连接。
这里所说的“倾斜角”，是指在特定的纵剖面中，凹部内面的任意场所中的切线相对于水平面(在这里为未形成凹部部分的基体材料表面S)的角度。
第1曲线A相对于基体材料表面S的倾斜角比第2曲线B的倾斜角还大，最深点D位于从凹部70的中心O向沿X轴朝向边缘的方向(x方向)偏离的位置上。即，第1曲线A的倾斜角的绝对值的平均值，比第2曲线B的倾斜角的绝对值的平均值大。扩散性反射体的表面上形成的多个凹部70中的第1曲线A的倾斜角的绝对值的平均值，在2～90°的范围内不规则分散分布。另外，凹部70中的第2曲线B的倾斜角的绝对值的平均值也在1～89°的范围内不规则分散分布。
另一方面，如图19所示，凹部70的纵剖面Y中的内面形状，形成为相对凹部70的中心O几乎左右均等的形状，凹部70的最深点D的边缘形成为曲率半径大的，即接近于直线的浅型曲线E。另外，浅型曲线E的左右形成为曲率半径小的深型曲线F、G，扩散性反射体75的表面上形成的多个凹部70中的浅型曲线E的倾斜角的绝对值，大概为10°以下。另外，这些凹部70中的深型曲线F、G的倾斜角的绝对值也不规则分散分布，例如是2°～90°。再有，最深点D的深度d不规则分散分布在0.1μm～3μm的范围内。
在本例中，扩散性反射体75表面上形成的多个凹部70，提供上述纵剖面X的形状的剖面方向都为同一方向，且提供上述纵剖面Y的形状的剖面方向也都为同一方向，同时，从最深点D经过第1曲线A朝向边缘部S1的方向均取向为相同方向。即，扩散性反射体的表面上形成的全部凹部70，形成为图17、图18中用箭头表示的x方向朝向同一方向。
根据本实施方式，由于使扩散性反射体75的表面上形成的各凹部70的方向一致，从最深点D经过第1曲线A朝向边缘部S1的方向均相同，故对于该扩散性反射体75，从图17、图18中的x方向(第1曲线A侧)的斜上方入射的光的反射光，比正反射方向还向基体材料表面S的法线方向偏移。
相反，从与图17、图18中的x方向相反的方向(第2曲线B侧)的斜上方入射的光的反射光，比正反射方向还向基体材料表面S的表面侧偏移。
另外，与纵剖面X垂直的纵剖面Y，由于形成为具有曲率半径大的浅型曲线E和位于浅型曲线E的两侧且曲率半径小的深型曲线F、G，故由此在扩散性反射体75的反射面上也可以提高正反射方向的反射率。
其结果是，如图20所示，作为纵剖面X的综合性的反射特性，可以在充分地确保正反射方向的反射率的情况下，也使具有反射光适度地集中在特定的方向上的反射特性。图20是从比基体材料表面S的法线方向还靠近上述x方向的方向，以入射角30°向形成有多个上述的凹部70的扩散性反射体75的反射面照射光，使视角以作为相对反射面的正反射方向的30°为中心，从垂线位置(0°)到60°连续地变化时的视角(θ°)与亮度(反射率大小)的关系的图。该图表所表示的反射特性，具有比正反射角度30°小的反射角度范围的反射率的积分值，大于比正反射角度大的反射角度范围的反射率的积分值，反射方向比正反射方向还向法线侧偏移的倾向。
根据具备形成有多个这种构成的凹部70的扩散性反射体75的背光单元，由于成为扩散性反射体75的反射面的反射膜做成上述的形状，故可以有效地反射、散射从导光板12的棱镜面12c出射的光，同时，由于被扩散性反射体75反射的反射光，在特定方向上具有所谓的反射率增高的定向性，故由此，可以控制经由扩散性反射体75从背光单元的出射面出射的光的出射角度，同时在特定的出射角度上可以使出射效率提高。
另外，如上所述，由于在背光单元的扩散性反射体75上得到所谓的特定方向的反射率高的定向性，如果在考虑液晶显示元件的视角特性的情况下调节特性，则在特定的视角范围内可以将液晶显示面的亮度控制得更高。
再有，在本实施方式中，作为有关本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的构成微细凹凸部的多个凹部，虽然采用第1～第5示例的凹部的任一种进行了说明，但若将第1～第5示例的凹部的任意一种形成为其凹部侧成为基板15a侧(与导光板12相反一侧)的结构，则也可以作为有关本发明的背光单元所具备的扩散性反射体的构成微细凹凸部的多个凸部采用。
还有，本发明的技术范围并未限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内增加各种变更。
例如，在上述各例中，虽然扩散性反射体的基体材料做成由基板、有机膜与反射膜构成的结构，但并不限定于该结构，例如也可以用铝板等高反射率的金属构成基体材料，通过在其整个面上用冲头(冲孔工具)的前端(凸部)冲刻以形成多个规定深度的凹部，从而构成扩散性反射体。
另外，本发明并未限于无源型的液晶显示装置，也可以适用于有源矩阵型液晶显示装置。
进而，本发明并未限定于透过式的液晶显示装置，也可以适用于半透过反射式液晶显示装置。
(发明的效果)
根据以上详细说明的本发明的背面照明装置，通过在与导光板的出射面相反的面侧设置扩散性反射体，可以提高光的利用效率，而且可以提高出射光的均匀性，可以明亮地照明被照明区域。
另外，根据本发明的液晶显示装置，由于通过在液晶显示单元的背面侧设置本发明的背面照明装置，可以均匀且明亮地照明液晶显示单元，故显示的辨认性良好，显示质量优良，还可以在提高光的利用效率的基础上进一步达到低电力消耗的目的。

Claims (7)

1.一种背面照明装置，包括：光源；从设置于端面的入射面导入来自该光源的光并从其中一面侧出射的导光板；和设置于上述导光板的另外一面的扩散性反射体，其特征在于：
上述扩散性反射体，在基体材料的表面上形成具有光反射性的微小凹凸部，该微小凹凸部形成面以朝向上述导光板的另外一面的方式设置。
2.根据权利要求1所述的背面照明装置，其特征在于：在上述导光板的其中一面上，基体上形成有多个锥状体的光定向性调整板以上述锥状体的顶部朝向与上述导光板相反的一侧的方式设置，上述光定向性调整板可以控制从上述导光板的其中一面出射且透过该光定向性调整板的光中至少不同的两个方向的透过光成分的定向性。
3.根据权利要求2所述的背面照明装置，其特征在于：在上述光定向性调整板的形成有多个锥状体的面侧上，设置有光扩散板。
4.根据权利要求2所述的背面照明装置，其特征在于：在上述光定向性调整板的导光板侧的面上形成具有光扩散性的微小凹凸。
5.根据权利要求1所述的背面照明装置，其特征在于：上述导光板，离上述光源远的一侧的厚度比离上述光源近的一侧要薄。
6.根据权利要求1所述的背面照明装置，其特征在于：上述光源由沿导光板的端面配置的中间导光体；和配置于该中间导光体的长度方向端面上的大致点光源构成。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，具备：权利要求1所述的背面照明装置；和由该背面照明装置从背面侧照明的液晶显示单元。
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