CN1182430C - 背光源和前置光源以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种背光源以及包括该背光源的液晶显示装置，背光源(10)设置在被照射体20的背面侧并从背面侧对被照射体进行照明，包括导光板(12)、沿该导光板的一侧端部配置的中间导光体(13A)、以及配置在该中间导光体的端部的光源(13B)，导光板的一面侧是为将在内部传播的光反射而形成了凹凸形状的反射面(12c)、导光板的另一面侧是为了将反射面所反射的光射出的出射面(12b)，在反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部(14a)和陡斜面部(14b)构成的槽(14)，在出射面外方设置被照射体。从而可以实现消耗电能低而辉度高、寿命长并且产生噪声少。

Description

背光源和前置光源以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种适用于液晶显示装置的背光源或者前置光源的结构，以及具有该背光源或者前置光源的液晶显示装置。
背景技术
图20表示现有技术的透射型液晶显示装置的一例的概略剖面图，该例的液晶显示装置100大致由液晶显示单元120、配置在该液晶显示单元120的背面侧的背光源110构成。
背光源110的构成为使棒状光源113发出的光从导光板112的一端面(入射面112a)入射到导光板112内，并使其在导光板112中从与液晶单元120对向的一方侧面(出射面112b)射出。在和上述导光板112的出射面112b对向侧的另一方侧面112c侧上依次设置棱镜薄片114以及白色薄片115。另外，为了一体支承这些背光源110的构成部件，设置将棒状光源113、导光板112、棱镜薄片114以及白色薄片115一起收容的盖子状的支承部件116。另外，设置在导光板112的背面侧上的白色薄片115具有光散射性以及光反射性，并且在导光板112和白色薄片115之间设置棱镜薄片114，提高光的散射性和辉度分布的均匀性。另外，作为上述棒状光源113在现有技术中采用冷阴极管。
但是，在信息终端机器等小型显示机器的背光源中，冷阴极管需要逆变电路等，耗电太大，增大了电池的耗电量。因此开始广泛采用EL(电致发光)元件替代冷阴极管的光源。
但是，当采用EL元件作为这种显示机器的光源时，为了获得数Cd/m2左右的辉度需要消耗4～5mW/cm2的电能，存在消耗电能大而辉度低的问题。
另外，在EL元件中，为了使元件本身发光，在放大电路中需要逆变器，这将成为液晶显示装置的噪声源。在现有技术中，作为这对该逆变器的噪声对策，在液晶显示装置中需要设置噪声对策电路、屏蔽装置，这成为增加成本的主要原因。另外，上述的逆变器作为电路本身也具有成本高的缺点。
并且，EL元件具有发光寿命比较短的缺点，长期使用时需要进行部件更换和维护。例如，在通常的EL元件中，如果换算成辉度衰减到初期的1/2的半衰期，最长的可到达5000小时，而最短的只有2500小时左右的寿命，因而需要具有更长寿命的光源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消耗电能低而辉度高、寿命长并且产生噪声少的背光源以及包括该背光源的液晶显示装置。
有关本发明的背光源，为了解决上述课题，是设置在被照射体的背面侧为从背面侧对被照射体照明的背光源，其特征是包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、配置在该中间导光体上的光源，上述导光板的一面侧作为将在内部传播的光反射而形成了凹凸形状的反射面，上述导光板的另一面侧作为将上述反射面所反射的光射出的出射面，在上述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，在上述出射面外方设置被照射体。
由于从光源发出的光可以在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体进行照射，所以可从其背面对被照射体照明，可以作为背光源的功能使用。
有关本发明的背光源，为了解决上述课题，其特征是上述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成。
由于是绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管，所以可以低价获得，可以降低作为光源的成本。另外，和以EL元件作为光源的结构相比，由于是发光二极管，产生噪声少，没有必要采用噪声对策，不需要屏蔽和减低噪声的电路，可以降低成本。
并且，这些颜色的发光二极管，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，所以可以低成本提供明亮的背光源。
有关本发明的背光源，为了解决上述课题，其特征是采用至少具有覆盖上述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖上述中间导光体的导光体盖子部、覆盖上述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少覆盖上述中间导光体和上述导光板的侧端部。
通过将盖子部件设置在导光板的侧端部表背侧和导光体的周围，可以减少从导光体的侧端部侧和中间导光体周围侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高背光源的辉度。
有关本发明的背光源，为了解决上述课题，其特征是上述盖子部件由金属板构成，在其内面侧上形成反射面。
通过在盖子部件的内面上形成反射面，可以增加在中间导光体内部反射后入射到导光板侧的光量，可以提高背光源的辉度。
作为有关本发明的背光源被照射体可以采用黑白显示型的透射型或者半透射型的液晶显示单元，这样可以通过明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，特征是包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、配置在该中间导光体上的光源，上述导光板的一面侧作为将在内部传播的光反射而形成了凹凸形状的反射面，上述导光板的另一面侧作为将上述反射面所反射的光射出的出射面，在上述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，在所述出射面外方设置透射型或者半透射型的液晶显示单元。
由于从光源发出的光可以在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体进行照射，从其背面对透射型或者半透射型的液晶显示单元照明。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，其特征是上述液晶显示单元是透射型或者半透射型的黑白显示型。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，其特征是上述光源由绿色、蓝绿色、蓝色的任一种颜色的发光二极管构成。
如果是发光二极管，和EL元件相比，消耗电能低，而在消耗电能低的情况下可以获得高辉度。另外，由于绿色、蓝绿色、蓝色的任一种颜色的发光二极管容易获得而且便宜，所以可以降低成本。并且，采用这些颜色的发光二极管作为光源时，虽然从背面侧向液晶显示单元照射有颜色的光，但如果液晶显示单元不是彩色显示型，而是黑白显示型的透射型或者半透射型的话，不存在任何特别问题，可以以低成本获得辉度高的明亮显示方式的液晶显示单元。
优选构成所述槽的陡斜面部和缓斜面部交错配置。
由于从光源发出的光可以在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体进行照射，从其背面对被照射体照明，可以作为背光源的功能使用，获得明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，其特征是采用至少具有覆盖上述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖上述中间导光体的导光体盖子部、覆盖上述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少覆盖上述中间导光体和上述导光板的侧端部。
通过将盖子部件设置在导光板的侧端部表背侧和导光体的周围，可以减少从导光体的侧端部侧和导光体周围侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高背光源的辉度，可以提供更加明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，其特征是上述盖子部件由金属板构成，在其内面上形成反射面。
由于在盖子部件的内面上进一步反射光，减少在中间导光体部分的漏光，可以增加从中间导光体入射到导光板侧的光量，可以提高背光源的辉度，可以提供更加明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的前置光源，是设置在被照射体的前面侧为从前面侧对被照射体照明的前置光源，其特征是包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、配置在该中间导光体上的光源，上述导光板的一面侧作为将在内部传播的光反射而形成了凹凸形状的反射面，上述导光板的另一面侧作为将上述反射面所反射的光射出的出射面，在上述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，上述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的发光二极管构成。
由于从光源发出的光可以在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体进行照射，所以可以从背面侧对被照射体进行照明，可以起到作为前置光源的作用。并且，如果是绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的发光二极管，则可以低价获得，可以降低作为光源的成本。另外，和以EL元件作为光源的结构相比，没有必要采用噪声对策，不需要屏蔽和减低噪声的电路，可以降低成本。
进一步，这些颜色的发光二极管，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，可以低成本提供明亮的前置光源。
有关本发明的前置光源，其特征是采用至少具有覆盖上述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖上述中间导光体的导光体盖子部、覆盖上述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少覆盖上述中间导光体和上述导光板的侧端部。
通过将盖子部件设置在导光板的侧端部表背侧和导光体的周围，可以减少从导光体的侧端部侧和中间导光体周围侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高前置光源的辉度。
有关本发明的前置光源，其特征是上述盖子部件由金属板构成，在其内面侧上形成反射面。
通过在盖子部件的内面上形成反射面，可以增加在中间导光体内部反射后入射到导光板侧的光量，可以提高前置光源的辉度。
有关本发明的前置光源，其特征是上述被照射体是黑白显示型的反射型的液晶显示单元。
进一步，采用上述的这些颜色的发光二极管作为光源时，虽然从背面侧向液晶显示单元照射有颜色的光，但如果液晶显示单元不是彩色显示型，而是黑白显示型的反射型的话，不存在任何特别问题，可以以低成本获得辉度高的明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，其特征是具有，包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、配置在该中间导光体上的光源，上述导光板的一面侧作为将在内部传播的光反射而形成了凹凸形状的反射面，上述导光板的另一面侧作为将上述反射面所反射的光射出的出射面，在上述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，上述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的发光二极管构成，所构成的前置光源、和设置在上述前置光源的出射面外方的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，其特征是上述液晶显示单元是反射型的黑白显示型。
并且，采用上述的这些颜色的发光二极管作为光源时，虽然从背面侧向液晶显示单元照射有颜色的光，但如果液晶显示单元不是彩色显示型，而是黑白显示型的反射型的话，不存在任何特别问题，可以以低成本获得辉度高的明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，其特征是采用至少具有覆盖上述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖上述中间导光体的导光体盖子部、覆盖上述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少覆盖上述中间导光体和上述导光板的侧端部。
通过将盖子部件设置在导光板的侧端部表背侧和导光体的周围，可以减少从导光体的侧端部侧和中间导光体周围侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高前置光源的辉度。
有关本发明的液晶显示装置，其特征是上述盖子部件由金属板构成，在其内面上形成反射面。
通过在盖子部件的内面上形成反射面，可以增加在中间导光体内部反射后入射到导光板侧的光量，可以提高前置光源的辉度。
附图说明
图1表示包括有关本发明的背光源的液晶显示装置的一实施例的剖面图。
图2表示该背光源的立体图。
图3表示该背光源的局部放大图。
图4表示将该背光源的上下颠倒后的中间导光体和发光元件局部的立体图。
图5表示从底面观察该背光源的立体图。
图6表示从底面观察该背光源的导光板的一部分和盖子部件的一部分的放大图。
图7表示该背光源的导光板的局部截面和盖子部件的局部截面在液晶显示装置的配置关系图。
图8表示变更盖子部件的一部分时的局部截面在液晶显示装置的配置关系图。
图9表示装载在该背光源的导光板上的反射部件的一例的立体图。
图10表示有关本发明第2实施例的前置光源的构成的局部立体图。
图11表示从图10所示的前置光源中取下盖子部件后的状态的局部立体图。
图12表示有关第2实施例的棒状导光体、发光元件和导光板之间的关系的放大立体图。
图13表示前置光源的局部剖面图。
图14表示反射面盖子部和出射面盖子部的长度相等的前置光源的一例的局部侧视剖面图。
图15表示棒状导光体的反射面的图。
图16表示该棒状导光体的局部放大剖面图。
图17表示在图11所示棒状导光体上形成的槽的深度与距离光源的距离之间的关系曲线图。
图18表示包括图10所示本实施例的前置光源的液晶显示装置的一例的立体图。
图19表示沿图18所示液晶显示装置的XIX-XIX线的剖面图。
图20表示包括现有技术的冷阴极管的背光源和液晶显示装置的一结构例的局部剖面图。
图中：10-背光源、12-导光板、12c-反射面(棱镜面)、13-光源、13A-中间导光体、13B-光源(发光元件)、14-槽、14a-缓斜面部、14b-陡斜面部、20-液晶显示单元(被照射体)、25-盖子部件、25a-反射面盖子部、25b-出射面盖子部，50-前置光源、52-导光板、52c-反射面(棱镜面)、53-光源(棒状导光体)、54-槽、54a-缓斜面部、54b-陡斜面部、55-中间导光体、70-液晶显示单元(被照射体)、58-盖子部件、58a-反射面盖子部、58b-出射面盖子部。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施例，但本发明并不只限定于以下的实施例。另外，各图中构成部件的尺度为了容易在图中表示而进行了适当变更。
(第1实施例)
图1表示包括有关本发明第1实施例的背光源(面状发光装置)的透射型或者半透射型液晶显示装置的的剖面图，图2表示该背光源的立体图，图3表示该背光源的局部放大侧视图。图1的截面方向是沿图2的I-I线的方向。
本实施例的液晶显示装置A大致由液晶显示单元20、配置在该液晶显示单元20的背面侧、从背面侧照射液晶显示单元20的背光源10构成。
液晶显示单元20在本实施例中为透射型或者半透射型，大致构成为用粘接材料24将对向夹持液晶层23由玻璃构成的透明第1基板21、和透明的第2基板22粘接成一体。在第1基板21和第2基板22的液晶层23侧上分别形成显示电路层26、27。
显示电路层26和27，虽然在图中未画出包括为驱动液晶层23的透明导电膜构成的电极层和控制液晶层23的取向的取向膜等。另外，显示电路26、27中，当液晶驱动形式为无源矩阵型时设置透明电极和取向膜，而液晶驱动形式为有源矩阵型时，在象素电极的基础上设置象素驱动用的薄膜晶体管或者薄膜二极管，并且设置驱动用的各种布线，对于液晶的驱动形式，本发明并不特别关心。
此外，本实施例的液晶显示单元20是没有设置为进行彩色显示的彩色滤光片的黑白显示型的液晶显示单元。
上述导光板12配置在上述液晶显示单元20的背面侧(基板22的外侧)，使从光源装置13入射的光照射在液晶显示单元20上，由平板状的透明的丙稀树脂等构成。如图2、图4所示，在导光板12的一侧的端面12a(以下也称为入射面12a)上配置光源装置13，从光源装置13射出的光通过入射面12a导入到导光板12的内部。导光板12的下面(和液晶显示单元20侧相反一侧的面)，为棱镜面(反射面)12c，与该棱镜面12c相反侧的上面(液晶显示单元20侧的面)为平面型的出射面12b。
作为构成导光板12的材料，除了丙稀系树脂以外，可以采用聚碳酸脂系树脂、环氧树脂等透明树脂材料，或者玻璃等。另外，虽然不需要特别限定，如果要举出具体例的话，可以采用ATON(商品名：JSR公司制造)、ZEONOA(商品名：日本ゼオン公司制造)等。
导光板12的出射面12b与液晶显示单元20对向配置，是射出为照射液晶显示单元20的光的面，例如，例如是表面粗糙度(Ra)在10nm以下的光滑平面。
在棱镜面12c上，为了改变在导光板12内部传播的光的传播方向而进行反射，按给定间隔形成多个截面为大致V字形状的槽14，在平面视图中呈条纹形状。这些槽14形成为由相对于出射面12b倾斜形成的缓斜面部14a、和与这些缓斜面部14a相连、比缓斜面部14a具有更陡的行星倾斜角度的陡倾斜面14b所构成的非对称形状，这些槽14的形成方向相对于导光板12的入射面12a平行延伸并对齐。另外，导光板12的朝向，优选构成为缓斜面部14a随着远离光源装置13而逐渐增厚。即，通过配置成陡倾斜面14b随着远离光源装置13逐渐减薄，从光源装置13射出的光在陡倾斜面14b上反射，可以提供从出射面12b射出的效率。
图3表示导光板12的一部分放大侧视图。图3中符号19表示在导光板12内部传播的光的传播路径的例子。从配置在图中左侧的光源装置13射出的光19，在导光板12的内面上反射，同时在导光板12的内部传播，其一部分从导光板12的出射面12b射出。
此外，从光源装置13入射到导光板12侧的光，如图3所示并不都是平行光，是具有各种入射角度成分的光。
在导光板12内的光的传播路径，由于构成槽14的缓斜面部14a的倾角θ1、陡倾斜面14b的倾角θ2、以及槽14的间距PT而可以改变。
因此，通过适当调整这些倾角θ1、θ2、以及间距PT，可以提高出射面12b的面内的射出光量的均匀性，防止在导光板12的棱镜面12c侧产生辉线，同时可以将从棱镜面12c射出的光成为最大的方向Rm和出射面12b的法线P’之间所构成的夹角θA控制在所希望的范围内。
例如，如果要将从各种各样的角度观察所获得的液晶显示装置1的显示画面时看起来最明亮的角度(视角)、即在显示画面中辉度最大的视角，设定成相对于显示画面的法线在±10°的范围内时，陡倾斜面14b的倾角θ2应在40°以上50°以下，例如优选在43°左右。同样缓斜面部14a的倾角θ1、在1.8°～2.5°范围内，例如优选在2°左右。
另外，槽14的间距PT越小从背光源10射出的光量越低，液晶显示装置1的辉度越低。另一方面，如果间距PT太大，由于在导光板12上产生辉线，容易产生斑点，这是不希望的情况。因此，槽14的间距PT优选在120μm以上250μm以下的范围内。
光源装置13，如图2和图4所示，包括由丙稀系树脂或者聚碳酸脂系树脂构成的四角柱状的中间导光体13A、和由配置在该中间导光体13A的长轴方向一端上的LED构成的光源(发光元件)13B。在上述中间导光体13A侧面中，和导光板12相反侧的面上，形成具有三角凹凸部的棱镜面13d，从发光元件13B导入到中间导光体13A内的光在该棱镜面13d上反射改向导光板12侧传播，可以使发光元件13B射出的光向导光板12侧有效照射在导光板12的入射面12a上。此外，为了提高光反射效率，优选在上述棱镜面13d上覆盖光反射膜。
此外，在图4中的导光板12的上下关系和图1～图3是相反的，所以在图4中在导光板12的上面侧用虚线表示槽14。因此，在图4中出射面12b朝向下面，向下方射出光。
作为上述发光元件13B所采用的LED(发光二极管)，可以采用能发出绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的光的发光二极管。可以发出这些颜色的光的发光二极管，具有消耗电能比较小在2.0～2.5mW/cm2范围左右，容易获得5～10cd/cm2范围左右的高辉度，寿命比较长在10000小时以上，不容易产生噪声、成本低(例如1个在20～30日元左右)的特点。可以发出这些颜色的光的发光二极管，虽然由于有颜色，不能作为彩色显示型液晶显示单元的背光源使用，但对于本实施例的黑白显示型液晶显示单元20而言，在使用上不存在任何问题。因此，当采用上述各色的发光二极管时，消耗电能低，而且是可以获得明亮显示的背光源。另外，在其中，如果要求更加明亮时，也可以将绿色发光二极管变更成黄绿色。另外，为了使显示具有时尚特色性，采用红色或者橙色发光二极管是很有效的。
另外，作为光源装置13，在本实施例中虽然采用包括发光二极管构成的发光元件13B的装置，只要光能均匀照射到导光板12的入射面12a上，采用任何种类的光源装置13都可以，但优选采用消耗电能小、发光效率号而且价格低的发光二极管。
图1～图4所示构成的背光源10，将从发光元件13B发出的绿色、蓝绿色、蓝色光通过中间导光体13A导入到导光板12侧，在导光板12的内部的陡倾斜面14b上反射后从出射面12b射出到液晶显示单元20侧，通过透射型或者半透射型的液晶显示单元20，可以从背面对液晶显示单元20照明。可以发出这些颜色的光的发光二极管，虽然由于有颜色不能作为彩色显示型液晶显示单元的背光源使用，但对于本实施例的黑白显示型液晶显示单元20而言，在使用上不存在任何问题。
进一步，当采用上述各色的发光二极管时，可以获得消耗电能低，而且显示明亮的背光源10。
在此，可以发出这些颜色的光的发光二极管，由于消耗电能小，容易获得高辉度，可以提供显示明亮的透射型或者半透射型的液晶显示单元20。另外，可以发出这些颜色的光的发光二极管，与EL元件等相比较，由于具有寿命长，不容易产生噪声、成本低的特点，可以省略液晶显示单元20侧的噪声防止装置等，可以降低包括背光源10在内的液晶显示装置整体的成本。
图5表示有关本发明的背光源的第2实施例，本实施例的背光源(面状发光装置)B，是在上述实施例的导光板12的一部分上安装了盖子部件25后构成。
本实施例的盖子部件25，是覆盖图5所示条状中间导光体13A和其端部侧的发光元件13B、导光板12的中间导光体13A侧的侧端部配置的截面为コ字形的金属制盖子部件。
该盖子部件25包括配置在导光板12的反射面侧的部位上的反射面盖子部25a、配置在导光板12的出射面侧的部位上的出射面盖子部25b、连接这些基端部并且与中间导光体13A的反射面13B对向配置的导光体盖子部25c。
图6表示有关本实施例的盖子部件25覆盖中间导光体13A和发光元件13B的状态的放大图。
如该图所示，在有关本实施例的盖子部件25中，为了覆盖从导光板12的侧面凸出的发光元件13B，与发光元件13B的外面侧(与中间导光体13A对向的面相反一侧)对向形成外面盖子部25d，与发光元件13B的导光板12侧的侧面对向形成侧面盖子部25e。优选在这些外面盖子部25d、25e分别与反射面盖子部25a、出射面盖子部25b、导光体盖子部25c之间不存在间隙。此外，如果发光元件13B的外面侧可以遮光，而不向盖子部件25的外侧漏光时，也可以不设置盖子部25d。
有关本实施例的盖子部件25的一个特点是，如图5～图7所示，反射面盖子部25a的向导光方向(从中间导光体13A向导光板12的方向)的长度与出射面盖子部25b的向导光方向的长度相比要向导光方向侧凸出一些形成，所凸出的长度L在0.5mm以上。通过采用这样的构成，本实施例的背光源可以实现大幅度提高辉度。另外，上述突出长度L优选在0.7mm以上，更优选在0.8mm以上。如果是这样的范围，可以更进一步提高辉度。其作用参照图7以及图8进行详细说明。
图7表示沿图5所示背光源的VII-VII线的局部侧视剖面图，图8表示反射面盖子部25a向导光方向的长度和出射面盖子部25b向导光方向的长度相等构成的盖子部件251的局部侧视剖面图。在图8中表示与出射面盖子部25b向导光方向的长度相等的反射面盖子部25a1。
首先在图8所示的构成中，截面为コ字形的盖子部件251构成为将中间导光体13A收容在内侧，从上下夹持导光板12的侧端部，盖子部件251向导光方向的长度，在导光板12的棱镜面12c和出射面12b具有大致相等的长度。在该构成中，如图8所示，出射面盖子部25b的前端部内面侧上反射后在导光板12内传播的光，从导光板12的棱镜面12c向背光源的下方侧射出。假定如果在背光源的上面侧上配置液晶显示单元20，这些光不参与对液晶显示单  20的照明，成为无用的光。对液晶显示单元20的显示没有任何贡献。
另一方面，在图7所示的本实施例的背光源10中，截面为コ字形的盖子部件25构成为将中间导光体13A收容在内侧，在其前端部从上下夹持导光板12。然后，导光板12的棱镜面12c的反射面盖子部25a向导光方向的长度和导光板12的出射面12b的出射面盖子部25b向导光方向的长度相比，形成为长出了突出长度为L的长度。在这样构成的背光源10中，从中间导光体13A射出的光，在导光板12的内面或者盖子部件25的内侧面上反复反射后，从中间导光体13A侧向导光板12侧的方向上传播。在本实施例的背光源10中，如图7所示，在该盖子部件25的内面侧反射的光中，出射面盖子部25b的前端部内侧面上反射的光，在反射面盖子部25a的前端部的内面侧上进一步反射，从导光板12的出射面12b向背光源10的上方射出，例如如图7所示，如果在背光源的上面侧上配置液晶显示单元20，在反射面盖子部25a的前端部上反射的光也可以作为参与液晶显示单元20的显示的光使用。这样，本实施例的背光源10，可以增加从导光板12的出射面12b射出的光量，抑制从导光板12的棱镜面12c泄漏的光，与图8所示结构的背光源相比，可以大幅度提高辉度。
然而，在上面说明的各实施例中，虽然没有在导光板12的棱镜面12c外面特别设置反射膜，也可以构成为在棱镜面12c外面设置图1的二点虚线所示的Ag或者Al等光反射率高的反射膜29，更进一步提高棱镜面12c的光反射率。另外，也可以在上述盖子部件25的内面上另外设置光反射膜，提高盖子部件25的内面的光反射率。另外，在上述实施例中虽然盖子部件25整体由金属板构成，盖子部件25整体也可以不是由金属板构成，而由光反射膜构成。
进一步，在本发明中，如图9所示，也可以构成为在导光板12的端部上与上述盖子部件25另外安装截面为コ字形的盖子型反射部件2，由设置在该反射部件28的内面部上的光反射面对光进行反射，增加从导光板12的出射面12b射出的光量。该反射部件28可以采用和上述盖子部件25相同的材料构成。
通过在导光板12的端部侧另外安装该反射部件28，可以将从导光板12的端部侧向外部泄漏的光再次反射，返回到导光板12的内部侧，在棱镜面12c的陡倾斜面14b增加可反射的光量，这样可以进一步提高作为背光源10的辉度。
(第2实施例)
图10表示本发明第2实施例的前置光源(面发光装置)的构成的局部立体图。另外，图11表示从图10所示的前置光源50中取下后述的盖子部件58后的状态的局部立体图。这些图所示的前置光源50，包括透明树脂材料构成的平板状的导光板52、配置在该导光板52的侧端面52a侧的侧端部(长方形的导光板52的短边侧的一端部)上的棒状的棒状导光体(导光体)53、棒状导光体53的长度方向两端部上配置的发光元件(光源)55、55、以及覆盖上述棒状导光体53、发光元件55、以及导光板52的棒状导光体53侧的侧端部的盖子部件58。
导光板52，如图11所示为透明平板状部件，与棒状导光体53对向的侧端面52a是入射面，上面是相互平行形成为条纹状的与侧端面52a大致平行的在侧面视图具有楔形的凸部54的反射面52c。该导光板52，将从侧端面52a导入到内部的光在反射面52c上反射后改变其传播方向，从反射面52c的相反侧的面(图中为下面)射出。
另外，导光板52可以采用将透明丙稀树脂等树脂材料压注成型为平板状的方法等制作。另外，构成导光板52的材料可以选择和上述实施例的导光板12相同的材料。
该例的棒状导光体53和发光元件55与在上述第1实施例中采用的相同，如图15所示，在导光体53的侧面上，形成楔形的槽56作为反射面53b。然后，棒状导光体53，将发光元件55、55发出后导入到内部的光，在构成这些槽56的面上反射，向导光板52侧传播，使光照射在导光板52的侧端面52a上。从棒状导光体53导入到导光板52内的光，在导光板52的内部传播，由构成在反射面52c上所形成的凸部54的面产生反射，改变其传播方向，从导光板52的出射面(图中为下面)射出。
盖子部件58，如图10所示，是覆盖棒状导光体53、其两端的发光元件55、55、导光板52的棒状导光体53侧的侧端部而配置的截面为コ字形的金属制部件。该盖子部件58，包括配置在导光板52的反射面侧(图中为上面侧)的部位上的反射面盖子部58a、配置在导光板12的出射面侧(图中为下面侧)的部位上的出射面盖子部58b、连接这些基端部并且与棒状导光体53的反射面53b对向配置的导光体盖子部58c。
另外，图12表示有关本实施例的盖子部件58覆盖棒状导光体53和发光元件55的状态的放大图。
如该图所示，在有关本实施例的盖子部件58中，为了覆盖从导光板52的侧面凸出的发光元件55，与发光元件55的外面侧(与棒状导光体53对向的面相反一侧)对向形成外面盖子部58d，与发光元件55的导光板52侧的侧面对向形成侧面盖子部58e。
有关本实施例的盖子部件58的一个特点是，如图10所示，反射面盖子部58a的向导光方向(从棒状导光体53向导光板52的方向)的长度与出射面盖子部58b的向导光方向的长度相比要向导光方向凸出一些形成，所凸出的长度L’在0.5mm以上。通过采用这样的构成，本实施例的前置光源50可以实现大幅度提高辉度。另外，上述突出长度L优选在0.7mm以上，更优选在0.8mm以上。如果是这样的范围，可以更进一步提高辉度。其作用参照图13以及图14进行详细说明。
图13表示沿图10～图13所示前置光源50的局部侧视剖面图，图14表示反射面盖子部68a和出射面盖子部68b的长度相等时构成的前置光源的局部侧视剖面图。
首先在图14所示的构成中，截面为コ字形的盖子部件68构成为将棒状导光体53收容在内侧，从上下夹持导光板52的侧端部，盖子部件68向导光方向的长度，在导光板52的反射面52c侧和出射面52b侧具有大致相等的长度。在该构成中，如图14所示，出射面盖子部68b的前端部内面侧上反射后在导光板52内传播的光，从导光板52的反射面52c向前置光源的上方射出。假定如果在前置光源的下面侧上配置液晶显示单元70，这些光是不经过液晶显示单元70而到达使用者，当然对液晶显示单元70的显示没有任何贡献，而且在导光板52的反射面52c上产生泛白(图象模糊)现象，成为降低视觉辨识的原因。
而在图10～图13所示的本实施例的前置光源50中，反射面盖子部58a向导光方向延伸的长度，比出射面盖子部58b向导光方向延伸的长度，长出了突出长度为L’的长度。
在这样的构成中，从棒状导光体53射出的光，在导光板52的内面或者盖子部件58的内侧面上反复反射后，从棒状导光体53侧向导光板52侧的方向上传播。在本实施例的前置光源50中，在出射面盖子部58b的前端部内侧面上反射的光，由于在反射面盖子部58a的前端部的内面侧上进一步反射，例如如图13所示，如果在前置光源50的下面侧上配置液晶显示单元70，在反射面盖子部58a的前端部上反射的光也可以作为参与液晶显示单元70的显示的光使用。这样，本实施例的前置光源50，可以增加从导光板52的出射面52b射出的光量，抑制从导光板52的反射面52c泄漏的光，与现有技术的前置光源相比，可以大幅度提高辉度，并且不容易产生泛白现象，获得视觉辨识性能优异的前置光源。
在本实施例的前置光源50的棒状导光体53中，如图16所示形成在反射面53b上的槽56，不仅斜面部56a、56b所成的角度在上述范围内，而且如图16所示，槽的深度D也可以控制在给定深度内。对于这些槽56的深度D，以下参照图17进行详细说明。图17表示导光体53的反射面53b上形成的槽56的深度D与分别距离发光元件55的槽56的距离之间的关系曲线图。
在图17中，虽然只是表示了从导光体53的中央到一方的发光元件55之间的槽56的深度关系，到另一方的发光元件55之间的距离与槽深度D之间关系，相对于导光体53的中央对称。即，距离导光体53的中央的距离相等的2各槽56，其深度D应相同。
在本实施例的前置光源50中槽56的深度D，如图17所示，形成为在导光体53的中央部附近的区域2、和从该区域2的外侧到发光元件55之间的区域1中不相同。即，在导光体53的中央部侧的区域2中，槽56的深度D形成为一定的深度d2，而在区域1中，距离发光元件55最近的槽56深度D为d1，而越靠近导光体53的中央的槽56越深。然后，在该区域1中从发光元件55到槽56之间的距离与槽56的深度D之间的关系为二次函数或者为指数函数。即，某个槽56的深度D与距离发光元件55的距离t之间，可以采用关系式D＝at2+bt+d1(式中a、b为常数)，或者D＝cet+d1(式中c为常数)表示，包含在这些关系式中的常数，可以通过调整导光体53的长度等尺寸，调整到最适合的值。
更具体讲，如果棒状导光体53的长度为40mm～100mm左右，图17所示的槽深度d1为20μm左右，d2为50μm左右，在区域1中从发光元件55侧向棒状导光体53的中央趋近，槽深度D优选从20μm依次按照二次函数或者指数函数增加。
这样，本实施例的前置光源50，通过上述那样控制构成棒状导光体53，可以增加从棒状导光体53导入到导光板52内的光量，提高其均匀性。这样，可以实现增加从导光板52的出射面输出的光量，提高射出光的均匀性。然后，通过设置上述构成的盖子部件58，可以抑制从导光板52的上面(反射面52c)泄漏的光，同时可以使现有技术中向上面泄漏的光向导光板52的下面侧射出，可以提高前置光源的辉度。
(液晶显示装置)
以下说明包含上述实施例的前置光源50的液晶显示装置的一例。图18表示包括图10所示前置光源50的液晶显示装置的一例的立体图，图19表示沿图18所示液XIX-XIX线的剖面图。这些图所示的液晶显示装置，由本实施例的前置光源50、和配置在其背面侧的反射型黑白液晶显示单元70概略构成。
液晶显示单元70，如图19所示，大致构成为用粘接材料74将对向夹持液晶层73的第1基板71和第2基板72粘接成一体。在第1基板71的液晶层73侧上形成包含电极层和取向膜、为驱动控制液晶层73的显示电路77。在第2基板72的液晶层73侧上依次积层形成将入射到液晶显示单元70的光反射的反射膜75、和包含电极层和取向膜的为驱动控制液晶层73的显示电路76。另外，反射膜75可以构成为为扩散所反射的光在其表面上设置凹凸形状。
在上述构成的液晶显示装置中，从发光元件55发出的光，首先被导入到棒状导光体53的内部，在棒状导光体53的反射面53b反射后改变其传播方向，从与导光板52的出射面对向配置的导光板52的侧端面导入到导光板52内。然后，在导光板52内部传播的光，通过在导光板的反射面52c的斜面部52a上反射，改变其传播方向，从导光板52的出射面52b射出对液晶显示单元70照明的光。
然后，入射到液晶显示单元70的光，透过第1基板71、显示电路77、液晶层73、显示电路76后到达反射膜75，由反射膜75反射后再次返回到液晶层73侧。然后，所反射的光从液晶显示单元70的上面侧输出，透过导光板72到达使用者。这样，本发明的液晶显示装置，作为反射型的液晶显示单元70的光源，通过采用有关本发明的前置光源50，即使在不能充分获得外部光的暗处，也可以辨识显示。另外，通过包括有关本发明的前置光源50，可以增加对液晶显示单元70照射的光量，可以获得高辉度显示。另外，由于抑制了向前置光源50上面侧泄漏的光，可以抑制由于泛白现象引起的视觉辨识的降低。
另外，和上述实施例的情况相同，作为发光元件55所使用的LED(发光二极管)可以采用能发出绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的光的发光二极管。
另外，在其中，如果要求更加明亮时，也可以将绿色发光二极管变更成黄绿色。另外，为了使显示具有时尚特色性，采用红色或者橙色发光二极管是很有效的。
可以发出这些颜色的光的发光二极管，具有消耗电能比较小在2.0～2.5mW/cm2范围左右，容易获得5～10cd/cm2范围左右的高辉度，寿命比较长在10000小时以上，不容易产生噪声、成本低(例如1个在20～30日元左右)的特点。可以发出这些颜色的光的发光二极管，虽然由于有颜色，不能作为彩色显示型液晶显示单元的前置光源使用，但对于本实施例的黑白显示型液晶显示单元70而言，在使用上不存在任何问题。因此，当采用上述各色的发光二极管时，可以获得消耗电能低，而且是显示明亮的前置光源显示的液晶显示装置70。
上述说明的本发明，由于其构成为包括导光板、在其一侧端部上设置的导光体、光源，在导光板的一面侧为凹凸形状的反射面，导光板的另一面侧为出射面，在上述反射面上形成多个由缓斜面部和陡斜面部构成的槽，并形成为条纹状，在所述出射面外方设置被照射体，所以从光源发出的光可以在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体进行照射，从其背面对被照射体照明，可以作为背光源的功能使用。
有关本发明的背光源，由于光源采用能发出绿色、蓝绿色、蓝色的任一种颜色的光的发光二极管，可以发出这些颜色的光的发光二极管可以低价获得，可以降低作为光源的成本。另外，和以EL元件作为光源的结构相比，由于是发光二极管，产生噪声少，没有必要采用噪声对策，不需要屏蔽和减低噪声的电路，可以降低成本。
进一步，这些颜色的发光二极管，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，可以低成本提供明亮的背光源。
有关本发明的背光源，由于形成上述槽的陡斜面部由于比缓斜面部要靠近光源侧配置，陡斜面部可以可靠地从导光板的出射面将光导入的被照射体侧，容易获得明亮的背光源。
有关本发明的背光源，由于采用至少具有覆盖导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖导光体的导光体盖子部、覆盖导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件覆盖导光体和导光板的侧端部，可以减少从导光体的侧端部侧和导光体侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高背光源的辉度。
有关本发明的背光源，由于在盖子部件的内面侧上形成反射面，可以增加在导光体内部反射后入射到导光板侧的光量，可以提高背光源的辉度。
有关本发明的液晶显示装置，由于包括使从光源发出的光在陡斜面部上反射后从导光板的出射面对被照射体照射的背光源，可以从背面侧对透射型或者半透射型的液晶显示单元照明。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，上述液晶显示单元为黑白显示型，由于光源采用能发出绿色、蓝绿色、蓝色的任一种颜色的光的发光二极管，如果是发光二极管，和EL元件相比，消耗电能低，而在消耗电能低的情况下可以获得高辉度。另外，由于绿色、蓝绿色、蓝色的任一种颜色的发光二极管容易获得而且便宜，可以降低成本。进一步，和以EL元件作为光源的结构相比，由于是发光二极管，产生噪声少，没有必要采用噪声对策，不需要屏蔽和减低噪声的电路，可以降低成本。
进一步，这些颜色的发光二极管，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，可以低成本提供明亮的背光源。
另外，采用这些颜色的发光二极管作为光源时，虽然从背面侧向液晶显示单元照射有颜色的光，但如果液晶显示单元不是彩色显示型，而是黑白显示型的话，不存在任何特别问题，可以以低成本获得辉度高的明亮显示方式。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，由于形成上述槽的陡斜面部由于比缓斜面部要靠近光源侧配置，从光源发出的光在陡斜面部反射后从导光板的出射面对被照射体照射，可以从背面侧对被照射体照明，可以获得利用从背面侧的照明光的透射显示或者半透射显示的液晶显示。
有关本发明的液晶显示装置，通过将盖子部件设置在导光板的侧端部表背侧和导光体的周围，可以减少从导光体的侧端部侧和导光体侧泄漏的光，增加导入到导光板内的光，可以提高背光源的辉度，提供明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的液晶显示装置，为了解决上述课题，由于包括在盖子部件的内面侧上形成反射面，明亮、辉度高的背光源，提供明亮显示的液晶显示单元。
有关本发明的前置光源，由于光源采用能发出绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色的任一种颜色的光的发光二极管，可以发出这些颜色的光的发光二极管可以低价获得，可以降低作为光源的成本。另外，和以EL元件作为光源的结构相比，由于是发光二极管，产生噪声少，没有必要采用噪声对策，不需要屏蔽和减低噪声的电路，可以降低成本。
进一步，这些颜色的发光二极管，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，可以低成本提供明亮的前置光源。
有关本发明的前置光源，由于形成上述槽的陡斜面部由于比缓斜面部要靠近光源侧配置，陡斜面部可以可靠地从导光板的出射面将光导入的被照射体侧，容易获得明亮的前置光源。
另外，如果是包括上述前置光源的液晶显示装置，由于在消耗电能低的情况下所获得的辉度高，可以低成本提供明亮的液晶显示装置。

Claims (18)

1.一种背光源，是设置在被照射体的背面侧用于从背面侧对被照射体进行照明的背光源，其特征是包括导光板、沿该导光板的一侧端面而配置的中间导光体、以及配置在该中间导光体上的光源，
所述导光板的一面侧作为用于使在内部传播的光产生反射而形成了凹凸形状的反射面，所述导光板的另一面侧作为用于使经所述反射面所反射的光射出的出射面，在所述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，在所述出射面外方设置有被照射体。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征是所述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成。
3.根据权利要求1所述的背光源，其特征是至少具有覆盖所述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖所述中间导光体的导光体盖子部、以及覆盖所述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少套罩成覆盖所述中间导光体和所述导光板的侧端部。
4.根据权利要求3所述的背光源，其特征是所述盖子部件由金属板构成，在其内面侧上形成有反射面。
5.根据权利要求2所述的背光源，其特征是所述被照射体是黑白显示型的透射型或者半透射型的液晶显示单元。
6.一种液晶显示装置，其特征是
包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、以及配置在该中间导光体上的光源，
具有背光源和液晶显示单元，其中，所述背光源的构成是所述导光板的一面侧作为用于使在内部传播的光产生反射而形成了凹凸形状的反射面，所述导光板的另一面侧作为用于使经所述反射面所反射的光射出的出射面，在所述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽；所述液晶显示单元是设置在所述背光源的出射面外方的透射型或者半透射型的液晶显示单元。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征是所述液晶显示单元是透射型或者半透射型的黑白显示型。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征是所述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成。
9.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征是至少具有覆盖所述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖所述中间导光体的导光体盖子部、以及覆盖所述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少套罩成覆盖所述中间导光体和所述导光板的侧端部。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征是所述盖子部件由金属板构成，在其内面上形成有反射面。
11.一种前置光源，是设置在被照射体的前面侧用于从前面侧对被照射体进行照明的前置光源，其特征是包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、配置在该中间导光体上的光源，
所述导光板的一面侧作为用于使在内部传播的光产生反射而形成了凹凸形状的反射面，所述导光板的另一面侧作为使经所述反射面所反射的光射出的出射面，在所述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，
所述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成。
12.根据权利要求11所述的前置光源，其特征是至少具有覆盖所述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖所述中间导光体的导光体盖子部、以及覆盖所述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少套罩成覆盖所述中间导光体和所述导光板的侧端部。
13.根据权利要求11所述的前置光源，其特征是所述盖子部件由金属板构成，在其内面侧上形成有反射面。
14.根据权利要求11所述的前置光源，其特征是所述被照射体是黑白显示型的反射型的液晶显示单元。
15.一种液晶显示装置，其特征是
包括导光板、沿该导光板的一侧端面配置的中间导光体、以及配置在该中间导光体上的光源，
具有背光源和液晶显示单元，其中，所述背光源的构成是所述导光板的一面侧作为用于使在内部传播的光产生反射而形成了凹凸形状的反射面，所述导光板的另一面侧作为用于使所述反射面所反射的光射出的出射面，在所述反射面上连续形成多个条纹状的由缓斜面部和比该缓斜面部具有更陡的倾角的陡斜面部所形成的槽，所述光源由绿色、蓝绿色、蓝色、橙色、红色、黄绿色中的任一种颜色的发光二极管构成；所述液晶显示单元是设置在所述前置光源的出射面外方的液晶显示单元。
16.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征是所述液晶显示单元是反射型的黑白显示型。
17.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征是至少具有覆盖所述导光板的反射面侧的侧端部的反射面盖子部、覆盖所述中间导光体的导光体盖子部、以及覆盖所述导光板的出射面侧的侧端面的出射面盖子部的盖子部件，至少套罩成覆盖所述中间导光体和所述导光板的侧端部。
18.根据权利要求15所述的液晶显示装置，其特征是所述盖子部件由金属板构成，在其内面上形成有反射面。
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