CN1303459C - 照明装置和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置和液晶显示装置。目的是提供可以以低成本制造而且易于轻重量化的照明装置。本发明的照明装置的构成为具备：光源部(光源)(13)，从一面出射该光源部(13)的光以照明液晶面板(20)(被照明体)的面状照明体(12)，上述面状照明体具有形成多个凹部的反射面，上述凹部在深度为0.1微米至3微米，步距为5微米至100微米，倾斜角为-18度至+18度的各个范围内随机地形成，采用借助于上述反射面(12b)扩散反射从上述光源部(13)照射的光的办法进行面发光。

Description

照明装置和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及照明装置和液晶显示装置。

背景技术

在液晶显示装置中使用的前光源和背光源等的照明装置，人们提出了已完成的如下研究的方案：以导光板和配设在其侧端面上的光源为基本构成，采用借助于在与导光板的出射面相反一侧的面上形成的棱镜形状反射从导光板侧端面导入进来的光并从出射面出射的办法，对液晶面板等的被照明体进行照明，此外，在导光板与液晶面板之间配设棱镜片，控制向液晶面板入射的光的行进方向，提高显示辉度(例如，专利文献1)。

图15示出了具备这种构成的液晶显示装置的剖面构造的一个例子。图15所示的液晶显示装置，由液晶面板110和配设在其背面一侧上(图示下面一侧)上的背光源120构成，液晶面板110被作成为不具备反射层的透过式，或在像素区域内部分的设置有反射层的半透过反射式。在背光源120中，标号122是导光板，标号123是冷阴极管，在导光板122的下面122b上排列形成有剖面为楔子状的多条沟124。此外，在导光板122和液晶面板110之间，配设有光散射板126，和2块棱镜片127、127。

[专利文献1]

特许3277178号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

在图15所示的液晶显示装置中具备的背光源120，向导光板122的内部导入从冷阴极管123出射的光，用上述沟124的内面反射在导光板122内部传播的光使光向液晶面板110一侧出射。此外，从导光板122的上面出射的光，在被光散射板126散射后，采用借助于2块的棱镜片127使得其行进方向变成为大体上液晶面板的110的铅直方向那样地改变行进方向的办法向液晶面板110入射，就可以利用做显示光。

图15所示的背光源120的构成，虽然是现在一般所利用的构成，但是在这种的背光源的情况下，由于在从导光板122向液晶面板110一侧出射的光中，含有许多从导光板122铅直方向偏离开来斜向地出射的成分，故存在着从背光源120出射后的光的利用效率降低的问题，为了解决该问题，在导光板122和液晶面板110之间配设有使背光源120的出射光指向铅直方向的棱镜片127。但是，如果用把这样的多个光学元件叠层起来的构成，则难于使液晶显示装置轻重量化，此外，还会产生部件个数增多，成本增加的问题。特别是棱镜片是一种单价极其昂贵的构件，已变成为使现有的背光源的系统单价上扬的主要因素。

此外，在把来自冷阴极管123的光先暂时导入到导光板122的内部后再用导光板122的沟124反射的方式的情况下，则存在着光的一部分会在导光板122的内部损耗掉的可能，要提高光的利用效率是困难的。

发明内容

本发明就是为解决上述的课题而完成的，目的在于提供可以用低成本制造，而且易于轻重量化且不产生光的损耗的照明装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下的构成。

本发明的照明装置，具备光源、从一面出射该光源的光以照明被照明体的面状照明体，上述面状照明体具有形成多个凹部的反射面，上述凹部在深度为0.1微米至3微米，步距为5微米至100微米，倾斜角为-18度至+18度的各个范围内随机地形成，并且采用用上述反射面扩散反射从上述光源照射的光的办法进行面发光。

在上述照明装置中，上述面状照明体具有随机地形成多个凹部的反射面，在上述凹部的纵向剖面中，上述凹部的剖面形状由从凹部的一个周边部分到最深点的第一曲线、和从该最深点到另一个周边部分的第二曲线构成。

在上述照明装置中，上述面状照明体具有形成多个凹部的反射面，上述凹部的剖面形状为对于凹部的中心左右均等的形状，凹部的最深点的周边变成为曲率半径大的浅型曲线，所述浅型曲线的左右为曲率半径比该浅型曲线的曲率半径小的深型曲线。

该构成的照明装置，采用借助于具有扩散反射入射光的反射面的面状照明体反射从光源照射过来的光的办法，例如照明液晶面板等的被照明体。在现有的照明装置的情况下，如图15所示，为了把来自线光源或点光源的光用做面光源，虽然可以利用透明的导光板122，但是，作为该导光板来说，使用的是丙烯树脂等的成型品，特别是在使照明装置大型化的情况下就变成为招致不能忽视的重量增加的原因。相对于此，在本发明的照明装置的情况下，由于为了使线光源或点光源变成为面光源，使用的是具有归因于微小凹凸形状而得到的扩散反射功能的面状照明体，故为了得到作为面状照明体的功能，由于只要至少具有上述反射面即可，故可以极其容易地薄形化，此外，得益于此还可以同时实现轻重量化。

本发明的照明装置，还可以作成为这样的结构：上述光源配设在上述面状照明体的侧方一侧，上述面状照明体的反射面，被作成为随着从配设有上述光源的光源配设部的一侧远离开去而逐渐升高的倾斜面。

倘采用该构成，就可以提供把光源配设在本身为面状发光部的导光板的侧端面上的可以代替现有的背光源使用的照明装置。在该构成的情况下，从光源出射出来的光在空气中传播到达面状照明体的反射面，在被该反射面扩散反射的同时，把其行进方向改变为面状照明体的上方后再照明被照明体。

本发明的照明装置，还可以作成为这样的结构：在上述面状照明体的反射面，和被照明体之间，形成一个面地设置具有棱镜形状的棱镜片。

倘采用该构成，由于可以使在被反射面扩散反射后才向被照明体入射的照明光聚光到规定的方向上，故可以提高实质性的照明辉度。

本发明的照明装置，理想的是上述棱镜片对于俯视为向不同的方向行进的至少2个方向的光控制指向性。

倘采用该构成，由于可以进一步提高照明光的聚光度，故可以进一步提高聚光后的光的辉度，可以得到更高辉度的照明光。

本发明的照明装置，可以作成为这样的结构：上述棱镜片具有多个立设多角锤状或圆锥状的突条的棱镜形状。

倘采用该构成，则可以效率良好地把在面内具有多个行进方向的光聚光到规定的方向上，可以得到实质性地高辉度的照明光。

本发明的照明装置，理想的是上述多角锤状或圆锥状的突条的顶角被作成为70度以上110度以下。此外，更为理想的是上述多角锤状或圆锥状的突条的顶角被作成为80度以上100度以下。

由于把突条的顶角定为上述范围，故可以效率良好地使在俯视为具有多个行进方向的光，向棱镜片的铅直方向出射，特别是在被照明体是液晶面板的情况下，可以构成能够得到高辉度的显示的液晶显示装置，是有效的。

本发明的照明装置也可以作成为这样的结构：上述突条被作成为四角锥状、六角锥状、八角锥状中的任何一种形状。

倘采用该构成，可提供对于透过棱镜片的光可在棱镜片面内一样地控制指向性并且出射光量均一性优良的照明装置。

在本发明的照明装置中，上述光源既可以定为冷阴极管，也可以定为LED或LED阵列。对于可在本发明的照明装置中使用的光源来说没有什么特别限定，在现有的背光源或前光源中使用的光源可以没有问题地使用。为了实现照明装置的薄形化、轻重量化，作为光源以使用具有LED(发光二极管)的光源为好。

本发明的照明装置，也可以作成为这样的构成：上述光源具备大体上棒状的导光体和配设在该导光体的长度方向上的端面部分上的发光元件，上述导光体，具有从一端向内部导入上述发光元件的光，从设置在一个侧面上的出射面出射的构造，与上述导光体的出射面相反一侧的面被作成为曲面状，沿着该曲面形成在导光体圆周方向上延伸的多条沟。

倘采用该构成，由于可以借助于上述导光体把本身为点光源的发光元件变换成线光源后照射面状照明体，故虽然使用点光源却可以提供发光面的出射光量均一性优良的照明装置。

在本发明的照明装置中，由于上述反射面变成为随着从导光体配设一侧远离开去而逐渐升高的斜面，故导光体的出射特性，理想的是要设定为使得主成分分布于出射面的正面方向上，从出射面的正面向上下方向出射的成分比较少，倘采用上述构成的导光体，就可以容易地得到这样的分布的出射光。

在本发明的照明装置的情况下，在上述导光体上形成的多条沟，理想的是要形成为使得从配设上述发光元件的一侧开始步距渐渐地变窄，此外，沟的深度则渐渐地变深。

倘采用该构成，则可以使在导光体的延伸方向上的出射光量的分布均一化，因而可以提供在面状照明体的面内能够得到均一的照明光的照明装置。

其次，本发明的液晶显示装置，其特征在于：在液晶面板的背面一侧具备先前所述的本发明的照明装置。倘采用该构成，由于具备先前说明的易于薄形化、轻重量化的本发明的照明装置，故可以提供薄形、轻重量，而且可以得到高辉度的显示的液晶显示装置。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的液晶显示装置的立体构成图。

图2是图1所示的液晶显示装置的剖面构成图。

图3的部分立体图扩大示出了图1所示的面状照明体的反射面。

图4是图1所示的导光体17的立体构成图。

图5是可以作为图1所示的光学装置利用的棱镜片的立体构成图。

图6的说明图示出了凹部的第1形状例的剖面形状。

图7示出了具备图6所示的凹部的反射面的反射特性。

图8是凹部的第2形状例的立体图。

图9是沿着图8所示的纵剖面X的剖面图。

图10示出了具备图8、9所示的凹部的反射面的反射特性。

图11的立体图示出了第3形状例的凹部。

图12是沿着图11所示的纵剖面X的剖面图。

图13是沿着图11所示的纵剖面Y的剖面图。

图14示出了具备图11～13所示的凹部的反射面的反射特性。

图15的剖面构成图示出了现有的液晶显示装置的一个例子。

符号说明：

10-背光源(照明装置)；12-面状照明体；12b-反射面；13-光源部(光源)；14-凹部；15-发光元件；17-导光体；20-液晶面板；30-光学装置。

具体实施方式

以下，参看附图说明本发明的实施方式。

图1是作为本发明的一个实施方式的液晶显示装置的立体构成图。图2是图1所示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，如图1和图2所示，以液晶面板20，和配设在其背面一侧(图示下面一侧)上的背光源(照明装置)10为主体地构成，在本实施方式的液晶显示装置中，在液晶面板20和背光源10之间，配设有具备光散射功能或指向性控制功能等的光学装置30。

背光源10，其构成为具备在其上面一侧形成了反射面12b的面状照明体12，和设置在其上面一侧端部上的光源配设部12a的光源部(光源)13。液晶面板20是其构成为具备相向地配置的上基板21和下基板22的透过式或半透过反射式的液晶显示装置，在其显示区域上矩阵状地形成有未画出来的像素。

上述构成的液晶显示装置，采用把面状照明体12配置在液晶面板20的背面一侧，用面状照明体12反射从光源部13出射的光的办法照明液晶面板20，使得可以观看其显示。此外，在处于太阳光等的外光入射的环境中时，也可以采用借助于面状照明体12的反射面12b反射外光的办法作为显示光加以利用。

另外，如果液晶面板20是半透过反射式，则理所当然的可以借助于设置在液晶面板20内的反射层反射外光以进行显示。

以下，详细地对本实施方式的液晶显示装置和各个部分的构成进行说明。

<背光源>

本实施方式的背光源10，如图1和图2所示，是以面状照明体12，和载置在该面状照明体12的侧端部上的光源部13为主体构成的。面状照明体12具有从配设有光源部13的光源配设部12a朝向与形成了光源配设部12a的边相向的边逐渐升高的斜面状地形成的反射面12b，在该反射面12b的表面上，大体上随机地连续地形成有多个微细的凹部14。就是说，如图2所示，把相向的边端处的面状照明体12的板厚h形成为使得比光源配设部12a一侧的面状照明体12的板厚h更厚。此外，光源配设部12a的表面在本实施方式的面状照明体12的情况下已变成为大体上的平坦面。面状照明体12，例如，可以使用已混入了Ti粒子的聚炭酸酯系树脂或丙烯树脂等的透明树脂的一面一侧上成膜有Al或Ag等的金属反射膜的面状照明体。

图3的部分立体图扩大示出了图1所示的面状照明体的反射面12b。如该图所示，在面状照明体12的上面上，形成有多个具有大体上球面状凹面的凹部14，在图示的例子中，相邻接的凹部14、14彼此间被连续地形成为使得一部分进行重叠。

另外，图1和图3所示的反射面12b的形状是一个例子，凹部14的形状、深度、步距等，理想的是可以根据要与面状照明体12组合起来的光源部13的构成，或要与背光源10组合起来的被照明体的构成，适宜地进行变更，以便使得可以得到满意的反射特性。至于可以应用于该凹部14的形状将在后边讲述。

此外，在本实施方式中，虽然示出的是把光源配设部12a作成为大体上平坦面的情况，但是已形成了反射面12b的凹凸形状的区域，当然也可以延伸到高光源配设部12a。

上述面状照明体12，和设置在其液晶面板20一侧的光学装置30之间的距离，虽然可以借助于背光源10和液晶面板20的尺寸适宜变更，如若示出其一个例子，则在要配设在2～4英寸左右的液晶面板20的背面上的情况下，在光源配设部12a处约为1～3mm左右，在与光源配设部12a相向的边端处则为0.5～1微米左右。借助于适宜地调整图2所示的面状照明体12的板厚H、h的办法就可以容易地进行其调整。

图4是更为详细地示出了图1和图2所示的光源部13的的立体构成图。该图所示的光源部13，是以有成型为大体上的棒状的透明树脂构成的导光体17，和配设在其一个端面部17a上的白色LED等的发光元件15为主体构成的。

导光体17，如图4所示，其一个侧面(在图中为内侧的侧面)被当作出射面17b，与该出射面17b相反一侧被加工成曲面状，同时，沿着该曲面形成在导光体圆周方向上延伸的多个剖面楔子状的沟18。这些沟18，如图4所示，在配设有发光元件15的端面部17a一侧被形成为步距宽而且浅，随着从端面部17a在导光体延伸方向上远离开来则被形成为步距窄而且深。

上述构成的光源部13，从端面部17a向导光体17内部导入从发光元件15出射出来的光，借助于排列形成于与出射面17b相反一侧的侧面上的多条沟18，反射在导光体17内部传播的光并从出射面17b出射。在本实施方式的光源部13的情况下，由于如上所述控制步距和深度地形成沟18，故使得在出射面17b的导光体17延伸方向上出射均一的光成为可能。此外，由于把与出射面17b相反一侧的侧面作成为曲面状，故在与先前的面状照明体12组合起来的情况下，就将使从出射面17b出射的光在导光体厚度方向上的分布变成为最佳分布。说得更为详细一点，从出射面17b出射的光的成分，变成为使得主成分向正面方向出射，在导光体17的厚度方向上在上下的斜向方向上出射的成分减少(在图2中，从出射面17b出射的光之内的大部分都与出射面17b大体上垂直地出射，从出射面17b向图示的斜向方向出射的光变得比较少)。

另外，在本实施方式中，作为光源部13虽然说明的是把点光源的发光元件15和棒状的导光体17组合起来的构成，但是也可以使光出射方向朝向反射面12b一侧地配设LED阵列(把多个LED配设成线状或面状的元件)而配置上述光源部13，此外，在该情况下，也可以使用图15所示的冷阴极管123。

倘采用具备上述构成的本发明的背光源10，如图2所示，由于借助于面状照明体12的反射面12b扩散反射从光源部13向面状照明体12的大体上内面方向上出射的光，故结果变成为可以均一地照明液晶面板20。本实施方式的背光源10，如图15所示的现有的背光源120所示，由于采用借助于面状照明体12反射在空气中而不是将作为光源的冷阴极管123的光在导光板122的内部传播的光的办法照明液晶面板20，从构造上说不会产生导光板内部的光的损耗，所以可以以高的效率把从光源部13出射的光用做照明光，可以进行高辉度的照明。

此外，在本实施方式中，虽然图示并说明的是在面内使面状照明体12的板厚不同以使反射面12b变成为斜面状的情况，但是，为了得到本实施方式的背光源10的功能，面状照明体12只要至少仅仅具有反射面12b即可，即便是沿着反射面12b的形状弯曲的面状照明体也没有关系。若作成为这样的薄板状的面状照明体，则可以容易地实现背光源10的轻重量化、薄形化，因而可以容易地实现液晶显示装置的薄形化和轻重量化。

<面状照明体的反射面形状>

在这里，参看图6～图14，对图1所示的面状照明体12的反射面12b的表面形状进行说明。

[第1形状例]

图6的说明图示出了在图3所示的反射面12b的表面上形成的凹部14的第1形状例的剖面形状。图7示出了具备图6所示的形状的凹部14的反射面12b的反射特性。

在本形状例中，凹部14，理想的是在0.1微米到3微米的范围内随机地形成其深度，在5微米到100微米的范围内随机地配置相邻接的凹部14的步距，在-18度到+18度的范围内设定上述凹部14内面的倾斜角。上述的所谓‘凹部的深度’指的是从未形成凹部的部分的反射面12b的表面到凹部的底部为止的距离，所谓‘相邻接的凹部的步距’，指的是在变成为平面视图的情况下变成为圆形的凹部的中心间的距离。此外，所谓‘凹部的内面的倾斜角’，如图6所示，指的是在凹部14的内面的任意的地方上例如取0.5微米宽的微小的范围时，在该微小的范围内的斜面对水平面(基材的表面)的角度θc。该角度θc的正负，对于对未形成凹部的部分的反射面12b的表面直立着的法线来说，例如把图6中的右侧的斜面定义为正，把左侧的斜面定义为负。

在本变形例中，特别是把凹部14内面的倾斜角分布设定为-18度到+18度的范围这一点，和对平面所有的方向随机地配置相邻接的凹部14的步距这一点是重要的。这是因为假如说在相邻接的凹部14的步距中存在着规则性，则就会存在着因出现光的相干色而使反射光带色这样的缺点的缘故。此外，还因为当凹部14内面的倾斜角分布超过了-18度到+18度时，反射强度就会因反射光的扩散角过宽而降低，得不到明亮的显示(反射光的扩散角在空气中变成为55度以上)的缘故。

此外，若凹部14的深度小于0.1微米时，就不能充分地得到因在反射面上形成了凹部而带来的光扩散效果，当凹部14的深度超过了3微米时，为了得到充分的光扩散效果就必须加大步距，这样就存在着产生莫尔条纹的可能性。

此外，在相邻接的凹部14的步距小于5微米的情况下，则将产生加工时间会变得极其之长的、不能形成恰好能得到所希望的反射特性的形状的、发生相干光等的问题。此外，相邻接的凹部14的步距理想的是作成为5微米到100微米。

图7示出了以本实施方式的面状照明体12的法线方向的入射角30度照射光，以本身为对显示面的正反射方向的30度为中心，使受光角从垂线位置(0度，法线方向)到60度为止摆动时的受光角(单位：度)和亮度(反射率，单位：％)之间的关系。如该图所示，以正反射方向为中心在宽阔的受光角范围内对称地得到了反射率。特别是正反射方向为中心±10°的受光角范围内反射率几乎变成为恒定的，表明在该视场角范围内，可以得到不论从什么方向看都大体上相同的亮度的显示。

如上所述，之所以可以以正反射方向为中心在对称的宽阔的受光角范围内使反射率变成为恒定的原因在于：把图3所示的凹部14的深度或步距控制到上述所示的范围内，和使凹部14的内面变成为构成球面的一部分的形状。就是说，由于采用控制并形成凹部14的深度和步距的办法，而得以把支配光的反射角的凹部14的内面的倾斜角控制到恒定的范围内，故可以把反射面12b的反射率控制到恒定的范围内。因此，即便是不同时使用历来被认为是在背光源系统中所必须的棱镜系统，也可以控制背光源的光出射方向以把所希望的方向的辉度提高到现有的辉度以上。

[第2形状例]

在本实施方式的背光源10中，除去具备以上述正反射方向为中心变成为大体上对称的反射辉度分布的反射特性的反射面12b之外，对于具备以上述正反射方向为中心变成为大体上不对称的反射辉度分布的反射特性的反射面也可以应用。以下参看图8和图9对这样的反射特性的反射面进行说明。

具备上述反射特性的反射面。可以采用使图3所示的凹部14的内面形状变化的办法形成。就是说，本例的反射面，与图3的立体构成图所示的先前的实施方式的反射面12b同样，具备在反射面一侧把多个凹部14相邻接地形成为进行重叠的构成，仅仅上述凹部14的内面形状图3所示的凹部14的内面形状不一样。

图8和图9，示出了对于正反射方向呈现非对称的反射辉度分布的本形状例的凹部14之一，图8是其立体构成图，图9是图8所示的特定纵剖面X处的剖面构成图。

在图8所示的凹部14的特定纵剖面X中，凹部14的内面形状，由从凹部14的1个周边部分S1到最深点D的第1曲线A，和连接到该第1曲线A上从凹部的最深点D到另1个周边部分S2的第2曲线B构成。这两条曲线，在最深点D处对反射膜表面S的倾斜角都将变成为0，且彼此连接起来。在这里所说的‘倾斜角’，指的是在特定的纵剖面中凹部的内面的任意的地方上的切线对水平面(在这里是未形成凹部的部分的反射膜表面S)的角度。

第1曲线A对反射膜表面S的倾斜角比第2曲线D的倾斜角更陡一些，最深点D处于从凹部14的中心向x方向偏离开来的位置上。就是说，第1曲线对反射膜表面S的倾斜角的绝对值的平均值变得比第2曲线B对反射膜表面S的倾斜角的绝对值的平均值更大。在扩散性反射体的表面上形成的多个凹部14处的、第1曲线A对反射膜表面S的倾斜角，在1到89度的范围内不规则地波动。此外，凹部14处的第2曲线B对反射膜表面S的倾斜角的绝对值的平均值则在0.5到88度的范围内不规则地波动。

两曲线的倾斜角由于都平缓地变化，故第1曲线A的最大倾斜角δa(绝对值)比第2曲线B的最大倾斜角δb(绝对值)大。此外，第1曲线A和第2曲线B进行接连的最深点D对基材表面的倾斜角变成为0，倾斜角为负的第1曲线A和倾斜角为正的第2曲线B，平缓地进行连接。

在反射面12b的表面上形成的多个凹部14中的每一者的最大倾斜角δa虽然在2到90度的范围内不规则地波动，但是大多数的凹部的最大倾斜角δa在4到35度的范围内波动。

此外，在本例中凹部14，其凹面具有单一的极小点(倾斜角变成为0的曲面上边的点)D。此外，该极小点D和基材的反射膜表面S之间的距离形成凹部14的深度d，该深度d对于多个凹部14来说分别在0.1微米到3微米的范围内不规则地波动。

此外，在本实施方式中，多个的凹部14的每一者的特定剖面X，都已变成为同一方向。此外，每一者的第1曲线A都被形成为在单一的方向上取向。就是说，不论在哪一个凹部中，在图8和图9中用箭头表示的x方向都被形成为朝向同一方向。

在这样的构成的反射面12b中，由于多个凹部14的第1曲线A被取向为单一的方向，故对于这样的反射面12b来说，从图9中的x方向(第1曲线A一侧)的斜上方入射进来的反射光，将向比正反射方向更往反射膜表面S的法线方向一侧移动。反之，从与图9中的x方向相反的方向(第2曲线B一侧)的斜上方入射进来的反射光，将向比正反射方向更往反射膜表面S一侧移动。

因此，作为特定纵剖面X处的综合性的反射特性，由于结果变成为被第2曲线B周边的面反射的方向的反射率将增加，所以借助于此就可以得到选择性地提高了特定的方向上的反射效率的反射特性。

至于在本实施方式中使用的反射面12b，可与第1形状例同样的办法求得，图10示出了其结果的受光角与反射角之间的关系。此外，图10还同时示出了在形成了图6所示的剖面形状的凹部14的情况下的受光角与反射率之间的关系。如图10所示，在比作为本身为已作成为本形状例的构成的入射角的30度的正反射方向的反射角30度小的反射角处的反射率变成为最高，以该方向为峰值附近的反射率也将增高。

因此，倘采用这样的构成的反射面12b，则在可以效率良好地使从光源部13出射后从侧方向反射面12b入射的光向面板方向反射、散射的同时，在反射面12b处反射的反射光，由于具有在特定的方向上反射率增高这样的指向性，故在借助于此使经由反射面12b出射的反射光的出射角度展宽的同时，还可以在特定的出射角度上提高出射效率。因此，即便是不同时使用历来被认为是必须的棱镜片，也可以控制背光源的出射方向，可以把所希望的方向的辉度提高得比现有的背光源更高。

[第3形状例]

此外，作为对入射光的正反射方向具备非对称的反射辉度分布的反射面，也可以应用以下的构成的反射面。以下把该构成当作第3形状例进行说明。

在本例中，也和上述第2形状例同样，可以采用使图3所示的凹部14的内面形状变换的办法形成。就是说，在本形状例中，反射面12b，与在图3的立体构成图中所示的先前的实施方式的反射面同样，在反射面一侧也具备使得多个凹部14重叠起来那样地相邻接地形成的构成，仅仅上述凹部14的内面形状不一样。

图11到13示出了本形状例的凹部14的内面形状。

图11是凹部14的立体图，图12和图13分别示出了沿着凹部14的X轴的剖面(叫做纵剖面X)的沿着与凹部14的X轴垂直的Y轴的剖面(叫做纵剖面Y)。

如图12所示，在凹部14的纵剖面X处的内面形状，由从凹部14的一个周边部分S1到最深点D为止的第1曲线A’，和连接到该第1曲线上，从凹部的最深点D到另一个周边部分第2曲线B’构成。在图12中，右下弯的第1曲线A和右上弯的第2曲线B，在最深点D处对反射膜表面S的倾斜角都变成为O，彼此平滑地进行连接。

在这里所谓的‘倾斜角’，是在特定的纵剖面中凹部的内面的任意的地方上的切线对水平面(在这里是未形成凹部的部分的反射膜表面S)的角度。

第1曲线A’对反射膜表面S的倾斜角，比第2曲线B’的倾斜角更陡，最深点D处于从凹部14的这些O沿着X轴朝向周缘前进的方向(x方向)偏离开来的位置上。就是说，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更大。在反射面表面上形成的多个凹部14的第1曲线A’的绝对值的平均值，在2到90度的范围内不规则地波动、此外，多个凹部14的第2曲线B’的倾斜角的绝对值的平均值也在1度到89度的范围内不规则地波动。

另一方面，如图13所示，凹部14的纵剖面Y的内面形状，变成为对于凹部14的中心O大体上左右均等的形状，凹部14的最深点D的周边，变成为曲率半径大的，就是说，接近于直线的浅型曲线E。此外，浅型曲线E的左右，则变成为曲率半径小的深型曲线F、G，在反射面12b的表面上形成的多个凹部14的上述浅型曲线E的倾斜角的绝对值，大体上在10度以下。此外，这些多个凹部14的深型曲线F、G的倾斜角的绝对值，虽然也不规则地波动，但是，例如是2到90度。此外，最深点D的深度d在0.1微米到3微米的范围内波动。

在本例中，在反射面12b的表面上形成的多个凹部14，被取向为使得给出上述的纵剖面X的形状的剖面方向都变成为同一方向，而且，给出上述纵剖面Y的形状的剖面方向也都变成为同一方向，同时，从最深点D经由第1曲线A’朝向周边部分S1前进的方向也变成为同一方向。就是说，在反射面表面上形成的所有的凹部14都被形成为使得在图11、12中用箭头表示的x方向都朝向同一方向。

在本例中，由于在反射面12b的表面上形成的各个凹部14的朝向是整齐划一的，从最深点D经由第1曲线A’向周边部分S1前进的方向都是同一，所以对于该反射面12b从图11、12中的x方向(第1曲线A’一侧)的斜上方入射进来的光，将向比正反射方向更靠近反射面表面S的法线方向一侧移动。

反之，从与图11、12中的x方向相反的方向(第2曲线B’一侧)的斜上方入射进来的光的反射光，将向比正反射方向更靠近反射面表面S的表面一侧移动。

此外，与纵剖面X垂直的纵剖面Y，由于被形成为具有曲率半径大的浅型曲线E，和处于浅型曲线E的两侧且曲率半径小的深型曲线F、G，故借助于此在反射面12b处也可以提高正反射方向的反射率。

其结果是，如图14所示，作为纵剖面X处的综合性的反射特性，在可以充分地确保正反射方向的反射率的同时，还可以作成为使反射光适度地集中于特定的方向上的反射特性。另外，图14示出了与第1形状例的时候同样地求得的受光角和反射率的关系。用该曲线表示的反射特性，比正反射的角度30度小的反射角度范围的反射率的积分值变得比正反射的角度大的反射角度范围的反射率的积分值更大，具有反射方向比正反射方向更靠近法线一侧移动的倾向。

因此，倘采用具备已形成了上述构成的凹部14的反射面12b的背光源，由于反射面12b被形成为上述那样的形状，故在可以效率良好地反射、散射从光源部13出射从侧方入射的光的同时，在反射面12b处反射的反射光，由于具有在特定的方向上反射率增高这样的指向性，故在借助于此使经由反射面12b出射的反射光的出射角度展宽的同时，还可以在特定的出射角度上提高出射效率。因此，即便是不同时使用历来被认为是必须的棱镜片，也可以控制背光源的出射方向，可以把所希望的方向的辉度提高得比现有的背光源更高。

另外，上述第1到第3形状例所示的凹部14的形状，示出的是构成本发明的面状照明体12的反射面12b的表面形状的凹凸形状的例子，并不是对本发明的技术范围的任何限定。

<光学装置>

作为图1和图2所示的光学装置30，例如，可以举出用来控制在面状照明体12的反射面12b处反射的光的指向性的棱镜片的例子。图5是可以在本实施方式的光学装置30中满意地使用的棱镜片的立体构成图。在图5所示的棱镜片31中，在图示上面一侧排列形成有四角锥状的突条32。该棱镜片31，具有使从该图的下面入射的光的主要行进方向变化以聚光于棱镜片31的铅直方向上的功能。倘作为光学装置30具备那样的棱镜片31，由于可以借助于光学装置30使从背光源10出射的光聚光到液晶面板20的铅直方向上后再向液晶面板20入射，故一般地说就可以提高使用者所配置的液晶面板20的正面方向上的辉度，可以变成为可以实质性地得到高辉度的显示。

此外，由于突条32的形状被作成为四角锥状，故即便是在向棱镜片31入射的光在平面视图中具有多个行进方向的情况下，由于对突条32的各个侧面来说，对于在平面视图中大体上垂直入射的成分都将有效地发挥作用，故结果变成为可以得到优良的聚光性。

上述突条32的形状，并不限于图示的四角锥状，也可以作成为圆锥状或者四角锥以外的多角锥状，即便是用形成了这些形状的突条的棱镜片也可以得到与上述同样的效果。此外，在要作成为多角锥状的情况下，以作成为可以在棱镜片上无间隙地连续地排列形成突条的六角锥状或八角锥状为宜。

此外，除去单独使用图5所示的棱镜片31的情况外，还可以把2块在也可以在图15所示的现有的液晶显示装置中使用的一面一侧上彼此平行地排列形成有大体上三角形形状的突条的棱镜片重叠起来作为光学装置30使用，虽然对于薄形化和轻重量化是不利的。

此外，作为光学装置30，并不限于用来控制照明光的指向性的棱镜片，可以满意地使用使微小粒子分散于透明树脂内或者在透明树脂片的表面或内部形成了凹凸面或微小空隙的光散射性片，还可以把这些光学片和棱镜片组合起来使用。如果把上述光散射性片配设在背光源10与液晶面板20之间，则可以进一步提高照明光的面内均一性，还可以有效地防止因反射面12b的形状透过来而被使用者看到的事态。

<液晶面板>

液晶面板20的构成为：把液晶层23挟持于相向配置的上基板21和下基板22之间，该液晶层23借助于沿着基板21、22的内面一侧周缘部分平面额缘状地设置的密封材料24密封起来。在上基板21的内面一侧(下基板22一侧)上，形成有液晶控制层26，在下基板22的内面一侧(上基板21一侧)上形成有液晶控制层28。

液晶控制层26、28，的构成为包括用来驱动控制液晶层23的电极，和取向膜等，还包括用来切换上述电极的半导体元件等。此外，在有的情况下也可以具备用来进行彩色显示的滤色片。

此外，在有的情况下在液晶层28上还可以具备用来反射入射到液晶显示面板20上的外光或前光源10的照明光的由铝或银等的高反射率的金属薄膜构成的反射膜，在该情况下，理想的是还要具备光散射装置，用来防止被该反射膜反射的光在特定方向上增强，使液晶显示装置的观看性降低的事态的发生。作为该光散射装置，可以使用已向树脂膜中分散进与构成树脂膜的材料不同的折射率的树脂微珠的散射膜等。

倘采用具备以上的构成的本实施方式的液晶显示装置，如上所述，由于可以借助于具有用面状照明体12的表面的反射面12b反射从光源部13出射的光的构造的背光源10得到高辉度的照明光，故可以得到高辉度的显示。此外，还可以借助于具备与现有的导光板比可以容易地薄形化、轻重量化的面状发光体12的背光源10，实现液晶显示装置全体的薄形化和轻重量化。再有，由于因可以在背光源10和液晶面板20之间设置光学装置30，例如只要作为光学装置30具备棱镜片，就可以得到聚光到液晶面板20的正面方向上的照明光，故可以因提高使用者所观看的辉度而提高实质上的显示辉度。

再有，由于上述面状照明体12的反射面12b具有扩散反射性，故在液晶面板20是透过式的情况下，由于可以使从外侧入射到液晶面板20上并透过了液晶面板20的外光借助于面状照明体12进行扩散反射而返回到液晶面板20一侧，故还可以显著地改善历来被认为是透过式液晶显示装置的弱点的室外的观看性。

(发明的效果)

如上所详述的那样，由于被作成为具备光源、和从一面出射该光源的光以照明被照明体的面状照明体，上述面状照明体具有大体上随机地形成了微小凹凸形状的反射面，采用借助于上述反射面扩散反射从上述光源照射过来的光的办法进行面发光的构成，故与现有的通过导光板使线光源或点光源进行面发光的构成比较，具备同样的功能的面状照明体的薄形化是极其容易的，因而可以提供轻重量化的照明装置。

Claims (13)

1、一种照明装置，具备光源、从一面出射该光源的光以照明被照明体的面状照明体，其特征在于：

上述面状照明体具有形成多个凹部的反射面，上述凹部在深度为0.1微米至3微米，步距为5微米至100微米，倾斜角为-18度至+18度的各个范围内随机地形成，

采用用上述反射面扩散反射从上述光源照射的光的办法进行面发光。

2、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

在上述凹部的纵向剖面中，上述凹部的剖面形状由从凹部的一个周边部分到最深点的第一曲线、和从该最深点到另一个周边部分的第二曲线构成。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

上述凹部的剖面形状为对于凹部的中心左右均等的形状，凹部的最深点的周边为曲率半径大的浅型曲线，所述浅型曲线的左右为曲率半径比该浅型曲线的曲率半径小的深型曲线。

4、根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：

上述光源配设在上述面状照明体的一侧，

上述面状照明体的反射面，被作成为随着从配设有上述光源的光源配设部的一侧远离开去而逐渐升高的倾斜面。

5、根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：

在上述面状照明体的反射面，和被照明体之间，形成一个面地设置具有棱镜形状的棱镜片。

6、根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于：

上述棱镜片对于在平面视图上向不同的方向行进的至少2个方向的光控制指向性。

7、根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：

上述棱镜片具有多个立设的多角锤状或圆锥状的突条的棱镜形状。

8、根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于：

上述突条被作成为四角锥状、六角锥状、八角锥状中的任一种形状。

9、根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：

上述光源被定为冷阴极管。

10、根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：

上述光源被定为发光二极管或发光二极管阵列。

11、根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：

上述光源具备棒状的导光体和配设在该导光体的长度方向上的端面部上的发光元件，上述导光体，具有从一端向内部导入上述发光元件的光，从设置在一个侧面上的出射面出射的构造，

与上述导光体的出射面相反一侧的面被作成为曲面状，沿着该曲面形成在导光体圆周方向上延伸的多条沟。

12、根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于：

在上述导光体上形成的多条沟，要形成为使得从配设上述发光元件的一侧开始步距渐渐地变窄，而沟的深度则渐渐地变深。

13、一种液晶显示装置，其特征在于：

在液晶面板的背面一侧具备权利要求1至3中的任一项所述的照明装置。

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