CN1134607C - 照明装置以及使用该照明装置的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的前灯(100)及反射型液晶显示装置由点光源(101)及具备入射从该点光源(101)发出的光的入射面(104)以及出射该入射光的出射面(104)的导光体(104)构成，从点光源(101)发出的光当入射到至少导光体(104)所具备的入射面(104b)时为线发光状态。由此，能够防止从点光源(101)发出的光产生的阴影与莫尔干涉条纹以及辉度的明暗相差，能够提供明亮、价廉、低耗电的前灯(100)及反射型液晶显示装置。

Description

照明装置以及使用该照明装置的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及使用于信息显示系统及OA(办公自动化)设备等的图像显示中的薄型、量轻、低耗电的液晶显示装置(例如反射型液晶显示装置、透射型液晶显示装置)以及保证显示质量能有效地进行照明的照明装置(例如，前灯以及背景灯)以及它们采用的照明元件，尤其，涉及保证具备照明装置的液晶显示装置其薄型、量轻、低耗电的特征并且能够进行高效率照明的前灯以及采用前灯的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display)与CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)、PDP(Plasma Display Panel：等离子显示面板)或者EL(ElectroLuminescence：电致发光)等的其他显示装置不同，液晶这类物质本身不会发光，而是通过调节、控制由特定光源照射的透过光量或者反射光量来显示文字及图像。
这种以往的液晶显示装置能够大致分为透过型液晶显示装置以及反射型液晶显示装置。
首先，对于透过型液晶显示装置，在光的入射侧及出射侧上设有偏振片，以液晶层来调制通过入射侧偏振片而入射的线性偏振光的偏振状态，通过控制透过出射侧的偏振片的光量来显示图像。因此，在透过型液晶显示装置的光的入射侧上，一般设有称为从后方(入射侧)照明液晶显示装置的背景灯而作为照明构件的荧光管或EL等的光源。
另一方面，反射型液晶显示装置具备一片偏振片与反射片，由反射片反射通过该偏振片而入射的线性偏振光，在再次到达偏振片的过程中，通过以液晶层调制所述线性偏振光的偏振状态而控制射出偏振片的光量。因此，由于能够利用周围的光线进行显示，而可以不需要背景灯，而且它具有量轻、薄型、低耗电的特性。
再者，在受到照射阳光照射那样的非常明亮的环境下，发光型显示装置及透过型液晶显示装置使得图像的视觉识别性显著下降，相对于此，反射型液晶显示装置具有能够显示更加鲜明的图像的特点。
因此，随着近年来需要的不断增加，趋于将反射型液晶显示装置广泛地使用于移动信息终端以及移动计算机等之中。
然而，这类反射型液晶显示装置存在下述的问题。即反射型液晶显示装置如上所述利用周围光线来进行显示，显示辉度非常依赖于周围的环境，在夜间等的昏暗环境下，不能够完全看清显示。特别地，对于为了显示彩色图像而采用了彩色滤色片的反射型液晶显示装置以及采用了偏振片的反射型液晶显示装置，上述问题变等更加严重，当不能够获得充分的周围光线时，必须要辅助照明构件。
然而，在反射型液晶显示装置的背面，由于配置着由金属薄膜等形成的反射片，不能够将使用于透过型液晶显示装置中的背景灯作为反射型液晶显示装置的照明构件。
因此，作为周围光线较暗时的辅助照明构件，提出了几个从前方照明反射型液晶显示装置的方法。
即使在这种情况下，为了保留量轻、薄型、低耗电这些反射型液晶显示的优点，作为所采用的辅助照明构件要求是低耗电并且是量轻、体积小的辅助照明构件。
例如，对于在辅助照明构件的光源中使用荧光管的情况，要使得荧光管发光必须要高频电流。而，特别地，由于移动设备等作为电源是采用蓄电池等的直流电源，故还需要将直流电变换为交流电的逆变器。因此，在耗电增加的同时需要配置高频电源的空间，很难获得低耗电、轻量化以及小型化的反射型液晶显示装置。
对此，在辅助照明构件的光源中采用LED等可以通过直流电点亮发光的光源时，能够省去逆变器，因此，这对于获得低耗电化、轻量化以及小型化是有利的。
作为这种辅助照明构件，能够采用例如，日本国公开专利公报“特开平10-260405号公报(公开日1998年9月29日)”以及美国专利“专利号5,506,929(Ping-Kaung Tai Clio Technologies Inc.)(公开日1996年4月9日)”等所揭示的照明系统。在其中揭示了一种将点光源高效地变换为线发光状态的构件以及将该变换构件与导光体组合的照明系统。
又，在美国专利“专利号5,608,550(发行日1997年3月4日)”中，揭示了一种将从点光源发出的光变换为良好分布的线发光状态并且通过使得该变换后的线发光状态的光相对于面状导光体的表面倾斜入射而变换为面发光状态的辅助照明系统。
与以往的在导光体端面上配置多个点光源的情况相比，上述照明系统能够减少光源数目，具有能够提供价廉的辅助照明系统的优点，又，可以推测它还具有能够减少将多个点光源配置在导光体端面时所产生的辉度的明暗差别的优点。
这里，用于液晶显示装置的照明系统所必要的条件如下所述。对于液晶显示装置，由于通过照亮液晶显示元件来进行显示，因此，最好均匀地并且明亮地照射形成液晶显示元件的象素区域(显示图面)。为了进行这样的照明，首先，必须要将从点光源出射的点状发光的光变换成良好分布且高效的线发光状态。总之，变换为线发光状态的光在该发光状态之下，相对于线方向的辉度的不均尽量小并且才能够高效率地利用从点光源射出的光，由此要求出射辉度明亮的液晶显示装置。
特别，作为背景灯使用辅助照明构件时，必须要将线发光状态变换为面发光状态，这里，要求变换成面状发光的光线不会对于显示质量产生不良影响。例如，因形成用于将线发光状态变换为面发光状态的面状导光体的物质与形成液晶显示元件的象素之间的干涉而产生的莫尔干涉条纹会对显示质量带来明显的不良影响，必须要防止这种情况的产生。
因此，通过研究液晶显示元件与面状导光体之间的配置关系等，最好使得用于将点状发光的光变换为线发光状态的线状导光体出射的光适合于面状导光体。因此，重要的是将点状发光的光变换成分布均匀、高效率的线发光状态以及面发光状态。
然而，上述的辅助照明构件具有下述种种问题。
首先，在上述日本国公开专利公报“特开平10-260405号公报”所记载的照明系统中，该专利所揭示的是将点光源变换成线性发光并且使得入射到面状导光体，对于该线性发光的状态(例如，出射方向以及分布等等)，在该专利中并没有具体地说明。这一点与上述说明的美国专利“专利号5,506,929”相同。
这里，在图42(a)中表示上述美国专利“专利号5,506,929”所揭示的照明系统的示例。
该照明系统如图42(a)所示，在点光源2101附近配置着导光体2102，该导光体2102通过传递部分2102b将受到角度限制的入射光变换为线发光状态，通过出射面2102c而射出，由此完成导向导光体2104的动作。然后，该结果是入射光通过导光体2104变换成面状的发光状态，可以照明没有进行图示的反射型显示装置。
然而，对于该构造的照明系统，由于使得导光体2102的出射面2102c的长度与导光体2104的入射面2104a的有效发光长度大致相等，当观察显示图面时，并没有足够的光入射到导光体2104的输入端面的边角部分，而产生如图42(b)所示的阴影2103，该阴影使得显示质量下降。
又，在辅助照明非点灯的情况下，形成在导光体2104上的周期结构2104f与形成在反射型液晶显示装置上的象素的反复方向相互干涉形成莫尔干涉条纹，该莫尔干涉条纹的产生使得显示质量下降。
再者，在上述照明系统中的导光体2104的入射端面2104a上直接配置多个点光源2101时，从多个点光源2101发出的入射光直接在导光体2104中传递，产生对应于点光源2101数目的辉线，因此，在显示图像辉度上产生明暗相差而使得显示质量下降。
又，对于在上述美国专利“专利号5,608,550”中所记载的照明系统，当前灯非点灯时，即仅以周围光(从各种方向入射的外部光线)进行显示时，图像变得模糊并且产生莫尔干涉条纹，显示质量下降。又，在上述照明系统中，由于使得光与面状导光体的表面倾斜地入射，则没有利用使得出射到面状导光体方向以外的光，而导致光利用效率的降低。
而且，在上述照明系统中，为了提高亮度而配置了多个点光源时，例如，当在线状导光体的两端上分别配置点光源时，从点光源发出的光被变换为不均匀的线发光状态。对此，通过如上述公报等中所揭示对称地配置2个线状导光体，可以推测能够获得分布均匀的线发光状态，而对于这种构造可见，由于光源部分体积较大而携带性较差并且会提高成本。
又，在上述任意的公报等中都没有充分研究线状导光体的光的利用效率方面。通过线状导光体时所损失的光较多，导致照明系统整体上光的利用效率降低。
具体地说，对于上述各公报中所揭示的技术，很难在维持线发光状态的光的分布的均匀性的同时形成较大的用于变换成线发光状态的反射面。因此，从线状导光体向适当方向出射的光的量较少，参与面状导光体的面状发光的光量也变少，导致光的利用效率降低。
如上所述，要求一种没有如以往那样从光源产生的阴影及莫尔干涉条纹、辉度的明暗相差并且能够实现高亮度、低价格、低耗电的照明装置以及液晶显示装置。
发明内容
本发明鉴于上述各种问题，目的在于提高必须具备光源的图像显示装置的显示质量。具体地，提供了一种照明装置(例如，前灯以及背景灯等)以及它所使用的照明元件，它们保持了低耗电、小型的特性并且在与显示元件进行组合时能够防止对图像质量产生的不良影响以及莫尔条纹等的产生，通过将从光源发出的光良好分布且高效地变换成线发光状态以及面发光状态，由此，能够以均匀明亮的光照射显示元件。而且，还提供了一种采用它们的液晶显示装置(例如，反射型液晶显示装置以及透过型显示装置等)。
本发明的照明装置为了实现上述目的，对于利用出射光照亮图像显示元件的象素的照明装置，具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成了用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的周期结构的面状导光体，从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值。
又，而且，最好所述第1出射方向是在所述面状导光体内使得光在与所述周期方向垂直的方向上传递的方向。
在上述的构造中，将从点光源等的光源部分发出的光变换成线发光状态的线状导光体以其出射面的法线方向为基准在与面状导光体的周期方向垂直的方向侧的第1出射方向上显示辉度的峰值。而且，最好设定第1出射方向使得从该方向出射的光在面状导光体内在与周期方向垂直的方向上传递。
这里，对于面状导光体，越接近与周期结构垂直的方向而入射的光能够越高效地被变换成面发光状态。因此，通过高效地将光变换成面发光状态，可以有效地照射图像显示元件，能够显示明亮的图像。
因此，对于上述构造，即使作为光源部分采用以直流电源容易发光的点光源等的情况下，由于能够高效地将来自光源部分的光变换成面发光状态，因此，能够以明亮的光高效地照明图像显示元件。
对于上述构造，该结果是能够提供一种保持低耗电、小型特性并且以明亮的光照射图像显示元件的照明装置。因此，通过采用该照明装置可以形成图像显示装置，可以提高显示图像的质量。
而且，在本发明的照明装置中，所述周期构造的周期方向相对于所述象素的反复方向倾斜。
在上述的构造中，形成在将线发光状态的光变换成面发光状态的面状导光体上的周期结构与需要该照明装置进行照射的图像显示元件的象素反复方向倾斜。因此，能够防止周期结构与象素发生干涉而产生的莫尔干涉条纹。结果是能够防止图像显示装置中莫尔条纹的产生并且可以提高图像的显示质量。
又，对于本发明的照明装置，从所述线状导光体发出的光在与所述第1出射方向不同的第2出射方向上显示辉度的峰值。
又，最好所述第1出射方向与所述第2出射方向相对于所述线状导光体的出射面的法线方向对称。
在上述的构造中，由向第2出射方向出射并在面状导光体内传递的光来辅助性地照射向第1出射方向出射并在面状导光体内传递的光所直接照射的区域之外的区域。由此，能够使得从面状导光体出射的面发光状态的光其辉度分布更加均匀。
特别地，当设定使得第1出射方向与第2出射方向对称时，向第2出射方向出射且由面状导光体的侧面反射的光在与向第1出射方向出射的光相同的方向上在面状导光体内进行传递，与上述相同地能够高效地变换成面发光状态。
又，对于本发明的照明装置，最好从所述线状导光体向所述第1出射方向出射的光在所述线状导光体的线方向上的辉度分布的最大值与最小值之比小于3。
或者，从所述线状导光体向所述第2出射方向出射的光在所述线状导光体的线方向上的辉度分布的最大值与最小值之比小于3。
对于上述构造，使得辉度分布小于3的线发光状态的光入射到面状导光体。由此，从面状导光体出射的面发光状态的光的辉度分布变得更加均匀。因此，通过以从该面状导光体出射的均匀的光照明图像显示元件，能够显示均匀的、质量高的图像。
又，对于本发明的照明装置，最好形成在所述面状导光体的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向的角度为大于10°小于80°。
对于上述的构造，能够特别有效地防止莫尔干涉条纹的产生并且能够更进一步地提高显示图像的质量。
最好，在本发明的照明装置中对于所述线状导光体，在与其出射面相对的面上反复形成传递部分与反射部分。
在上述构造中，具备所述线状导光体的光的出射面以及与该出射面相对的面。因此，在与该出射面相对的面上交替反复地形成传递部分与反射部分，由此，从光源(例如，点光源)发出的入射光被多个反射部分反射，能够变换成线发光状态而出射，并且能够有效地使得光入射到所述面状导光体。
又，由于利用传递部分能够使得从光源发出的入射光在线状导光体的线方向上高效地传递，因此，能够提高光的利用效率并且能够使得线发光状态的辉度均匀。
最好，在本发明的照明装置的所述线状导光体的周围设置扩散反射层。
在上述构造中，通过在所述线状导光体的周围配置扩散反射层，能够利用扩散反射层对于从形成在该线状导光体上的出射面以外出射的漏光进行扩散反射，由此，能够使得光有效地入射到面状导光体，能够更进一步地提高光的利用效率。
本发明的照明装置还具备使得光入射到所述线状导光体的光源部分，在所述光源部分与所述线状导光体之间设有光学匹配构件。
在上述的构造中，通过使得所述光源部分与所述线状导光体之间进行光学匹配，能够降低隔着空气层配置光源部分(例如，点光源)与线状导光体时所产生的界面反射，由此，能够降低入射光的损失。
本发明的照明装置中所述光学匹配构件最好是折射率n大于1.4小于1.7的粘接树脂。
在上述的构造中，通过采用折射率大于1.4小于1.7以下的粘接树脂能够实现上述光学匹配，能够提供一种价廉、生产性优良并且能够将从光源发出的足够的出射光量导向线状导光体的光学匹配构件。
在本发明的照明装置中，最好所述线状导光体的出射面的厚度t2与所述面状导光体的入射面的厚度t1大致相等，并且所述线状导光体的侧端面与出射面的法线方向所成的角度θ5在0°＜θ5≤20°的范围中。
在上述构造中，所述线状导光体的出射面的厚度t2与所述面状导光体的入射面的厚度t1大致相等，实施锥削(tapering)处理使得所述线状导光体的侧端面与出射面的法线方向所成的角度θ5在0°＜θ5≤20°的范围中，由此能够使得从所述光源部分(例如点光源)发出的入射光有效地入射到该线状导光体并且能够使得有效地入射到该面状导光体的入射面，可以提供一种明亮的照明装置。
又，将所述线状导光体以与该出射面垂直的面进行切断时的切口成为从出射面向与出射面相对的面侧扩张的楔形。
由此，作为光源部分，即使采用具有比面状导光体的入射面厚度更大的直径的光源时，也能够使得来自光源部分的光有效地入射到线状导光体并且有效地入射到面状导光体的入射面。
而且，对于所述切口，最好形成所述楔形的侧面与所述线状导光体的出射面的法线方向所成的角度为大于0°小于20°。
由此，到达形成线状导光体的楔形的侧面的光很容易被该面进行全反射而不会向外部泄漏，故能够提高光的利用效率。
最好，在本发明的照明装置中，在所述线状导光体的入射面上形成将从所述光源部分(例如，点光源)发出的光反射到形成在所述线状导光体的周期结构的方向上的反射面。
在上述构造中，在所述线状导光体的入射面上形成将从所述光源部分(例如，点光源)发出的光反射到形成在所述线状导光体的周期结构的方向上的反射面，由此，可以配置多个点光源，故能够提供更加明亮的照明装置。
又，对于本发明的照明装置，将所述面状导光体的入射面长度设为L1、所述线状导光体的出射面长度设为L2时，最好满足0mm＜(L2-L1)≤10mm。
在上述构造中，将所述面状导光体的入射面长度设为L1、所述线状导光体的出射面长度设为L2时，通过使得满足0mm＜(L2-L1)≤10mm，能够使得光有效地入射到面状导光体入射面的边角部分，并且能够防止导光体边角部分出现阴影，不会影响便携性并且能够实现质量高的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的入射面的长度设为L1、所述线状导光体的出射面的长度设为L2、所述面状导光体的入射面与所述线状导光体的出射面的距离设为g时，最好满足g×tanθ≤(L2-L1)≤10mm。
在上述构造中，将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的入射面的长度设为L1、所述线状导光体的出射面的长度设为L2、所述面状导光体的入射面与所述线状导光体的出射面的距离设为g时，通过使得g×tanθ≤(L2-L1)≤10mm，能够使得光有效地入射到入射面的边角部分，能够防止导光体边角部分产生的阴影并且能够实现显示质量高的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，最好在从所述线状导光体出射的光的角度θ1为θ1＝sin-1(n×sinθ)或者-θ1的角度方向上具有大致的峰值。
在上述构造中，将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，通过使得在从所述线状导光体出射的光的角度θ1为θ1＝sin-1(n×sinθ)或者-θ1的角度方向上具有大致的峰值，由此，能够使得光有效地入射到形成在面状导光体上的周期结构(传递部分与反射部分)，能够实现更加明亮的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述面状导光体的入射面所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，最好所述线状导光体的出射面的法线方向与所述第1出射方向所成的角度为sin-1(n×sinθ)。
在上述构造中，从第1出射方向出射的光在面状导光体内在与形成于面状导光体上的周期结构的周期方向相垂直的方向上进行传递。因此，由于上述原因，能够将线状导光体发出光有效地变换成面发光状态，能够显示明亮的图像。
本发明的照明装置，为了达到上述目的，具备光源部分以及入射来自所述光源部分的光的入射面并且由将入射到所述入射面的线发光状态的光变换成面发光状态的面状导光体构成，包含至少一部分向着所述光源部分、至少一部分向着所述面状导光体的入射面并且将从所述光源部分发出的光变换成线发光状态的面状变换构件。
在上述的构造中，通过至少一部分与光源部分及面状导光体的入射面相对的面状变换构件，将来自光源部分的光变换成线发光状态并且使得入射到面状导光体。这样，入射到面状导光体的光由面状导光体变换成面发光状态。
这里，由于将光源部分与面状变换构件相对配置，作为光源部分，例如当采用点光源等的情况下，能够避免装置的大型化以及结构的复杂化，并且可以增加光源的数目。
因此，能够容易地增加照明装置的光量。该结果是通过采用本照明装置来构成图像显示装置，能够提供显示图像明亮的图像显示装置。
又，作为面状变换构件，例如，能够采用扩散反射层以及反射片等。
又，在本发明的照明装置中，最好所述光源部分由至少一个以上的点光源构成并且所述变换构件是设置在所述点光源附近的扩散构件。
在上述构造中，所述光源部分由至少一个以上的点光源构成，从该点光源发出的光在入射到所述面状导光体的入射面的过程中由设置在该点光源附近的扩散构件变换成线发光状态，由此，能够减少构成用部件的数目，能够提供价廉的照明装置，并且由于使得来自点光源的入射光发生散射，能够实现辉度明暗相差少的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，最好将所述至少一个以上的点光源配置在形成于所述面状导光体的入射面的下面并且隔着所述面状导光体而与所述扩散构件相对，所述点光源与所述扩散构件之间的距离L与面状导光体的入射面的厚度te满足0≤(L-te)≤10mm。
在上述的构造中，通过使得将所述至少一个以上的点光源配置在形成于所述面状导光体的入射面的下面并且使得所述点光源与所述扩散构件之间的距离L与面状导光体的入射面的厚度te满足0≤(L-te)≤10mm，由此，不会影响便携性而能够在光量变换较少的状态下使得来自点光源的入射光发生扩散，并且能够实现辉度明暗相差较小的明亮的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，最好所述至少一个以上的点光源配置形成在所述面状导光体的入射面的下面，并且将从所述点光源发出的光的出射方向设定为在所述面状导光体的入射面的法线方向上从所述面状导光体的内部指向外部的方向，所述点光源与所述扩散构件的距离L’满足0≤L’≤10mm。
在上述的构造中，使得所述至少一个以上的点光源配置在形成于所述面状导光体的入射面之下，并且将从所述点光源发出的光的出射方向设定为从所述面状导光体的内部指向外部的方向，使得所述点光源与所述扩散构件的距离L’满足0≤L’≤10mm，由此，不会影响便携性，在光量变化较少的状态能够使得来自点光源的入射光发生散射，并且可以实现辉度相差少的明亮的照明装置。
又，对于本发明的照明装置，最好，所述光源部分由至少一个以上的点光源构成并且所述点光源配置在与所述面状导光体的入射面相对的面上，所述变换构件是配置在所述面状导光体的入射面上的扩散构件。
在上述构造中，使得所述至少一个以上的点光源配置在与所述面状导光体的入射面相对的面上并且所述扩散构件是配置在所述面状导光体的入射面上，由此，由于能够有效地使得从多个点光源发出的光发生扩散，因此，能够实现辉度的明暗相差更小的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，最好，所述光源部分由至少一个以上的点光源构成并且所述点光源配置在与所述面状导光体的入射面相对的面上，所述变换构件是配置在所述面状导光体的入射面上的反射构件。
在上述构造中，将所述至少一个以上的点光源配置在与所述面状导光体的入射面相对的面上并且在该面状导光体的入射面上形成反射构件，由此，能够使得来自多个点光源的光有效地在面状导光体的入射面上扩展，并且能够实现辉度明暗相差较少的明亮的照明装置。
又，在本发明的照明装置中，构成所述光源部分的至少一个以上的点光源最好由LED元件形成。
在所述构造中，通过由LED元件形成构成所述光源部分的至少一个以上的点光源，因此，能够实现价廉、便携性良好的照明装置。
又，本发明的照明装置为了达到上述目的，由光源部分与具备入射从光源部分发出的光的相对的2个入射面以及将所述入射的光变换为面发光状态而出射的出射面的面状导光体构成，最好，所述光源部分由LED阵列形成，所述LED阵列由配置在所述面状导光体一方入射面上的第1LED阵列与配置所述面状导光体另一方入射面上的第2LED阵列形成并且所述第1LED阵列与第2LED阵列交替地进行点灯。
在所述构造中，由于所述多个点光源由LED阵列形成并且所述LED由配置在所述面状导光体一方入射面上的第1LED阵列与配置所述面状导光体另一方入射面上的第2LED阵列形成而且所述第1LED阵列与第2LED阵列交替地进行点灯，通过相互交替为发光状态，能够提供改善了辉度明暗相差的线发光状态。
又，在本发明的照明装置中，所述第1LED阵列与第2LED阵列交替点灯的频率f最好在60Hz≤f≤10kHz的范围内反复发光。
在上述构造中，由于所述第1LED阵列与第2LED阵列交替点灯的频率f在60Hz≤f≤10kHz的范围内反复发光，提供了一种能够抑制闪烁产生(亮灭)的照明装置，并且同时能够降低消耗电能。
本发明的液晶显示装置为了达到上述目的，具备所述的本发明的照明装置以及对于每个象素控制从所述面状导光体的出射面出射的光并且显示图像的液晶显示元件，由此可以实现上述目的。
即，在上述构造中，能够实现明亮的、辉度相差较少、显示质量高的液晶显示装置。
为了实现上述目的，本发明的液晶显示装置具备：由光源部分与具有入射从所述光源部分发出的光的入射面及出射所述入射的光的出射面的面状导光体构成并且所述光源部分的光至少入射到所述面状导光体所具有的入射面时呈线发光状态的前灯；对于每个象素控制从所述面状导光体的出射面出射的光并且显示图像的反射型液晶显示元件，在与所述面状导光体的出射面相对的面上，形成了传递部分与反射部分反复形成的周期结构，并且形成在所述面状导光体的对向面上的周期结构的周期方向与形成在所述反射型液晶显示元件上的象素的反复方向成为10°～80°的角度θ。
在上述构造中，在与所述面状导光体的出射面相对的面上形成了传递部分与反射部分反复形成的周期结构，并且形成在所述面状导光体的对向面上的周期结构的周期方向与形成在所述反射型液晶显示元件上的象素的反复方向成为10°～80°的角度θ，由此，能够防止周期结构的相互干涉所产生的莫尔干涉条纹。因此，能够提高液晶显示装置的显示质量。
上述本发明的照明装置即使在作为前灯使用时，或者在与反射型液晶显示元件组合构成反射型液晶显示装置的情况下，也能够获得上述效果。
为了实现上述目的，本发明的照明元件由具备入射来自光源部分的光的入射面与出射入射的光的出射面的线状导光体形成，所述入射面设置在所述线状导光体的长方向的端面上，所述出射面设置在所述线状导光体的长方向上，在与所述线状导光体的所述出射面相对的面上在长方向以一定的间距排列设置反射入射光的I(I为2以上的整数)个切入部分，对于从所述入射面侧起第I切入部分，当将切入部分的宽度设定为pwi时，以差分＝(pwi+1-pwi)定义的差分的所述I个切入部分的平均值大于0。
或者，为了实现上述目的，本发明的照明元件由具备入射来自光源部分的光的入射面以及出射入射光的出射面的柱状的线状导光体形成，所述入射面设置在所述线状导光体的长方向的端面上，所述出射面设置在所述线状导光体的长方向上，在与所述线状导光体的所述出射面相对的面上在长方向上设置反射入射光的I(I为2以上的整数)个切入部分，对于从所述入射面侧起第i(i为1～I的整数)个切入部分，当将到所述入射面的距离设定为xi、切入深度设定为di时，以倾斜度＝(di+1-di)/(xi+1-xi)定义的倾斜度的所述I个切入部分的平均值大于0。
在上述构造中，柱状的线状导光体在长方向的至少一方的端面上具备入射面并且在长方向上具备出射面。又，在与出射面相对的面上，在长方向上排列设有反射入射光的切入部分。因此，设定使得该切入部分的切入宽度或者切入深度随着远离入射面而平均地增大。
因此，对于远离入射面的切入部分，能够反射更多的光，能够补偿光源部分的光量的下降。因而能够增加从线状导光体出射的光量并且同时在线状导光体的长方向上能够使得出射光的辉度分布变得更加均匀。
又，上述的构造与楔形的线状导光体等的有所不同，由于在长方向上能够形成宽度恒定的线状导光体，能够形成在长方向上容易地传递来自入射面的光的结构。因此，能够更进一步地提高光的利用效率以及出射辉度的均匀性。
而且，在上述构造中，由于能够使得切入部分间距为恒定，在与出射面相对的面上，能够确保没有形成切入部分的部分(平面部分)。由此，与上述相同地，能够形成在长方向上容易地传递来自入射面的光的结构。
结果是在上述构造的照明元件中，在线状导光体的长方向上能够形成均匀明亮的线发光状态。又，通过将上述构造的照明元件与面状导光体等进行组合，能够提供一种以均匀明亮的光照明图像显示元件等的照明装置。
而且，在本发明的照明元件中，最好，所述倾斜度的所述I个切入部分的平均值大于0.0001小于0.05。
在上述的构造中，能够将从线状导光体出射的光的辉度分布(出射光的辉度的最大值与最小值之比)设定为1～3的范围内，能够实现使得光入射到面状导光体的线发光状态。
又，在本发明的照明元件中，最好所述倾斜度的值对于所述I个切入部分为恒定。
在上述的构造中，由于切入部分的深度为恒定的倾斜度，能够获得更加均匀的出射光的辉度分布。
又，在本发明的照明元件中，最好，在所述线状导光体的所述出射面相对的面上，所述切入部分的长方向的宽度的合计为所述切入部分的长方向的宽度合计以及夹在所述切入部分中的平面部分的长方向的宽度的合计的5％以上、80％以下。
在上述构造中，将所述切入部分的长方向的宽度的合计设定为所述切入部分的长方向的宽度合计以及平面部分的长方向的宽度的合计的5％以上。因此，能够充分地确保切入部分所占的比例。故能够有效地将来自光源部分的入射光变换成线发光状态，能够提高光的利用效率。
又，在上述的构造中，将所述切入部分的长方向的宽度的合计设定为所述切入部分的长方向的宽度合计以及平面部分的长方向的宽度的合计的80％以下。因此，能够确保平面部分所占的比例。故在线状导光体的长方向上能够有效地传递来自光源部分的入射光，并且能够将来自光源部分的入射光变换成均匀的线发光状态。
此结果是能够提供均匀明亮的照明元件。
又，在本发明的照明元件中，最好与所述线状导光体的所述出射面相对的面中所述切入部分长方向的宽度与夹持所述切入部分以及与所述切入部分一方相邻的切入部分的平面部分长方向的宽度的和为大于0.05mm小于2mm。
在上述的构造中，由于将切入部分的宽度与与该切入部分一方相邻的平面部分的宽度之和设定为2mm以下。因此，在线状导光体的出射面上，能够确保明亮部分(亮部)的连续性并且能够防止出射面上的光的明暗相差。故在上述的构造中能够形成更加均匀的线发光状态。
又，在上述的构造中，由于将切入部分的宽度与与该切入部分一方相邻的平面部分的宽度之和设定为0.05mm以上，因此，在制作线状导光体中能够较容易地形成切入部分。
又，最好，本发明的照明元件在与所述线状导光体的所述入射面相对的端面上设置第2入射面，反射入射光的J个(J为2以上的整数)切入部分排列设置在与所述线状导光体的所述出射面相对的面的长方向上，对于所述第2入射面侧第j(j为1～J的整数)个切入部分，当将到所述入射面的距离设定为xi、切入深度射入为dj时，以倾斜度＝(dj+1-dj)/(xj+1-xj)定义的倾斜度的所述J个切入部分的平均值大于0。
在上述构造中，入射面设置在线状导光体的长方向的两端面上，设定为随着远离各入射面设置在与出射面相对的面上的切入部分平均地变深。即，在上述构造中，也包括使得上述倾斜度与线状导光体的中央部分对称而形成的情况。因此，在上述的构造中，在各入射面上设置光源部分并且随着增加光量，能够获得上述各种效果。
又，为了实现上述目的，最好，本发明的照明元件由具备入射来自光源部分的光的入射面以及出射入射光的出射面的柱状线状导光体形成，所述入射面设置在所述线状导光体的长方向的端面上，所述出射面设置在所述线状导光体的长方向上，在与所述线状导光体的所述出射面相对的面的长方向上排列设置反射入射光的多个切入部分，所述切入部分是由2个平面形成的V字型沟，所述多个切入部分的所述各平面与所述出射面形成相互不同的2个以上的角度。
在上述的构造中，从入射面例如使得入射点光源发出的光时，在与出射面相对的面上，利用排列设置在长方向上的多个切入部分能够将入射光变换成线发光状态。这里，所述多个切入部分是由2个平面形成的V字型沟，由于将其各平面与出射面形成的角度设定为2种类型以上的相互不同的角度，能够使得从相同光源发出的光向不同方向反射。因此，能够设定使得从本照明元件出射的线发光状态的光在多个出射方向上显示峰值。
又，当研究在线状导光体的两端上设置入射面并且使得光从两侧入射的情况时，上述各平面与出射面所成的角度为一个时，相对于线状导光体在对称的方向上显示出射光的峰值。
对此，在上述构造中，可以进行设定使得相对于线状导光体在非对称的方向上显示出射光峰值的配置。此时，特别地，也能够设定使得在与出射面的法线方向略倾斜的方向上显示出射光的峰值。
因此，采用本照明元件，例如为了防止莫尔干涉条纹的产生，通过照射相对于入射面而非对称地形成的面状导光体等，能够获得光利用效率更高、更加均匀的面发光状态的光。结果是能够提供一种明亮、显示图像辉度分布均匀的图像显示装置。
又，最好，在本发明的照明元件中，所述切入部分是由2个平面形成的V字型沟，所述各平面与所述出射面所成的角度大于30°小于60°。
在所述构造中，由与出射面成大于30°小于60°的角度的平面来反射入射光并且变换成线发光状态，由此，能够形成在与出射面法线方向成0°～45°的方向上具有出射辉度峰值的线发光状态。因此，采用本照明元件，例如，当照射具有形成了与入射面倾斜的周期结构的面状导光体等的情况下，能够对应于周期结构的多个倾斜角。
又，在本发明的照明元件中，最好在所述线状导光体的周围设有扩散构件。
在上述构造中，通过在线状导光体的周围设置扩散构件，能够利用扩散构件扩散反射从形成在线状导光体的出射面以外泄漏的出射光，由此，能够更进一步地提高光的利用效率。
本发明的其他目的、特点以及优点通过下述说明而十分明显。又，参照附图进行下述说明，能够明白本发明的有益之处。
附图简述
图1表示本发明实施形态1的由前灯与反射型液晶显示元件构成的反射型液晶显示装置的构造。
图2(a)以及图2(b)表示本发明实施形态1的反射型液晶显示元件的显示动作原理。
图3(a)以及图3(b)表示本发明实施形态1的反射型液晶显示元件的象素排列图案。
图4(a)以及图4(b)表示本发明实施形态1的前灯的构造。
图5(a)以及图5(b)表示本发明实施形态1的线状导光体的形状及其配置。
图6表示从本发明实施形态1的线状导光体发出的光的发光状态的测定。
图7表示本发明实施形态1的线状导光体中在出射面中央的出射光角度所对应的发光状态。
图8表示从本发明实施形态1的前灯的线状导光体发出的光的发光状态。
图9表示本发明实施形态1的线状导光体与导光体的配置关系。
图10表示本发明实施形态2的由前灯与反射型液晶显示元件构成的反射型液晶显示装置的构造。
图11表示本发明实施形态2的前灯的构造。
图12表示本发明实施形态2的线状导光体与导光体的配合关系。
图13表示本发明实施形态2的前灯的线状导光体发出的光的发光状态。
图14表示本发明实施形态2的线状导光体中在出射面中央的出射光的角度所对应的发光状态。
图15表示本发明实施形态2的线状导光体与导光体的配合关系。
图16表示本发明实施形态3的由前灯与反射型液晶显示元件所构成的反射型液晶显示装置的构造。
图17(a)表示本发明实施形态3的前灯的构造图，图17(b)表示本发明实施形态3的LED阵列与导光体的配置关系。
图18表示本发明实施形态3的LED阵列与导光体的配置剖面。
图19表示本发明实施形态3的点光源与扩散反射层的配置距离与经面板反射后的亮度之间的关系。
图20(a)以及图20(b)表示本实施形态3的在导光体的入射面直接配置3个点光源的构造。
图21表示本发明实施形态3的由前灯与反射型液晶显示元件构成的反射型液晶显示装置的其他构造。
图22表示本发明实施形态3的前灯的形状以及配置位置与发光状态。
图23表示本发明实施形态3的点光源与扩散反射层的配置距离与经面板反射后的亮度的关系。
图24表示本发明实施形态4的由前灯与反射型液晶显示元件构成的反射型液晶显示装置的构造。
图25(a)表示本发明实施形态4的前灯的构造，图25(b)表示本发明实施形态4的LED阵列与导光体之间的配置关系。
图26(a)表示本发明实施形态4的前灯的其他构造，图26(b)表示本发明实施形态4的LED阵列与导光体其他配置关系。
图27表示本发明实施形态5的反射型液晶显示元件与前灯的构造。
图28表示本发明实施形态5的前灯的构造。
图29(a)是表示本发明实施形态5的前灯用导光体的平面图，图29(b)是表示本发明实施形态5的前灯用导光体的侧面图。
图30用于说明本发明实施形态5所采用的树脂的折射率与从线状导光体出射的光量。
图31(a)是表示本发明实施形态5的线状导光体的侧面图，图31(b)详细地表示本发明实施形态5的线状导光体的传递部分与反射部分。
图32表示从本发明实施形态5的线状导光体出射的光的发光状态。
图33表示本发明实施形态6的反射型液晶显示元件与前灯的构造。
图34表示本发明实施形态6的前灯的构造。
图35(a)是表示本发明实施形态6的线状导光体的立体图，图35(b)是表示本发明实施形态6的前灯用导光体的平面图。
图36(a)是表示本发明实施形态6的线状导光体的主视图，图36(b)是表示本发明实施形态6的线状导光体的侧视图。
图37表示本发明实施形态7的反射型液晶显示元件与前灯的构造。
图38(a)表示本发明实施形态7的前灯的构造，图38(b)详细地表示本发明实施形态7的导光体的传递部分与反射部分。
图39(a)是表示本发明实施形态7的导光体与光源的配置的平面图，图39(b)表示本发明实施形态7的光源的布线，图39(c)表示向本发明实施形态7的光源输入的信号。
图40表示测定从导光体发出的光的发光状态。
图41表示从前灯的线状导光体发出的光的发光状态。
图42(a)表示以往技术的照明系统，图42(b)表示表示以往技术中在照明系统中产生阴影的情况。
图43表示由实施形态8的前灯与反射型液晶显示元件构成的反射型液晶显示装置。
图44(a)表示图43的反射型液晶显示装置中的前灯部分的立体图，图44(b)表示前灯的导光体的一部分的放大图。
图45(a)、图45(b)以及图45(c)是分别表示线状导光体的构造的平面图、正视图以及侧面图。图45(d)是线状导光体的棱柱状的部分的放大图。
图46是线状导光体的平面图。
图47表示相对于棱柱高度的倾斜辉度分布发生的变化的曲线图。
图48是表示相对于棱柱占有率的光利用效率的变化的曲线图。
图49是表示线状导光体光的传递情况的模式图。
图50(a)～图50(d)是表示线状导光体的单位宽度与出射面的光分布的关系的概念图。
图51(a)以及图51(b)是表示棱柱高度的倾斜状态的模式图。
图52是表示实施形态9的反射型液晶显示装置的构造的立体图。
图53(a)是表示图52的反射型液晶显示装置的前灯部分的立体图，图53(b)是前灯的导光体部分的放大图。
图54(a)、图54(b)以及图54(c)分别是表示线状导光体构造的平面图、正视图以及侧视图，图54(d)是线状导光体的棱柱状部分的放大图，图54(e)是说明反射部分光反射状态的模式图。
图55是实施形态10的反射型液晶显示装置的结构立体图。
图56(a)是图55的反射型液晶显示装置的前灯部分的立体图，图56(b)是前灯导光体部分的放大图。
图57(a)、图57(b)以及图57(c)分别表示线状导光体构造的平面图，正视图以及侧面图，图57(d)是线状导光体的棱柱部部分的放大图。
图58是从对面侧观察前灯时的平面图。
图59是对于线状导光体以每个棱柱角度表示出射方向对应的辉度分布的曲线图。
图60(a)以及图60(b)是表示各实施形态中反射型液晶显示装置的详细构造的剖视图。
最佳实施形态
以下，参照附图对于实施本发明的最佳形态进行说明。
[实施形态1]
图1表示由本发明第1实施形态的照明装置(照明构件，以下记作前灯)100与反射型液晶显示元件(图像显示元件)105所构成的反射型液晶显示装置的构造。
该反射型液晶显示装置由图1所示的前灯100以及反射型液晶显示元件105构成，该前灯100由点光源(光源部分)101、线状导光体(照明元件)102、扩散反射层(扩散构件)103以及导光体(面状导光体、面导光体)104构成，该反射型液晶显示元件105具备偏振片106、夹持在玻璃基板107a与玻璃基板107b之间的液晶层108以及反射片109。
这里，点光源101配置在线状导光体102的端部，由点光源101照射出的点状发光的光通过入射到线状导光体102而变换为线发光状态的光。线状导光体102配置在导光体104的一侧面，由线状导光体102变换成线发光状态的光通过再次入射到导光体104而变换为面发光状态的光。
又，扩散反射层(例如，银反射层)103配置在线状导光体102的周围(除了导光体104侧的一侧面)，从线状导光体102泄漏到导光体104之外的光通过被反射而返回到线状导光体102，由此，能够提高光的利用效率。
在玻璃基板(相对的玻璃基板)107a上形成滤色镜以及相对的电极等(没有图示)，在玻璃基板(TFT玻璃基板)107b上形成薄膜晶体管(TFT)元件以及象素电极等(没有图示)。又，在玻璃基板107a与玻璃基板107b之间夹持着液晶层108以及反射片109。从导光体104侧起依次叠层偏振片106、玻璃基板107a、液晶层108、反射片109、玻璃基板107b。
图2(a)、图2(b)表示本实施形态的反射型液晶显示的动作原理图。
图2(a)以及图2(b)中的带有箭头的点划线表示光与各层的光的偏振方向，各层的直线表示直线性偏振光，椭圆表示椭圆偏振光。
如图2(a)以及图2(b)所示，偏振片106由偏振层106a与1/4波片106b构成，在通过偏振层106a以及1/4波片106b入射的照明光50由反射片109进行反射的过程中，由液晶层108调制该照明光50的偏振状态，利用反射型液晶显示元件105控制被反射的光量并且显示图像。
具体地，使得偏振层106a的透过轴或吸收轴与1/4波片106b的迟相轴或进相轴几乎成45°的角度，照明光50中透过偏振层106a的直线性偏振光由1/4波片106b变换为圆偏振光并且入射反射型液晶显示元件105。然后，反射型液晶显示元件105的液晶层108没有调制圆偏振光时，在由反射片109进行反射时圆偏振光的旋转方向反向，在再次透过1/4波片106b时，成为与偏振层106a的透过轴相垂直的线性偏振光(反射光51)而被吸收，此时显示黑色。
另一方面，当反射型液晶显示元件105的液晶层108进行调制使得保持入射的圆偏振光原样并进行反射时，在透过1/4波片106b之后，成为与偏振层106a的透过轴一致的线性偏振光(反射光51)而射出，此时显示白色。
又，根据液晶材料、取向方向以及可见角的特性来决定偏光层106a的透过轴以及1/4波片106b的迟相轴的方向。
又，在本实施形态中，为了进行彩色显示，在各个象素中配置了红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色镜，使得光透过并带有颜色。作为该R、G、B的象素的排列图案有多种多样的，而作为代表例可以例举，例如图3(a)以及图3(b)所示的△排列以及条状排列等，象素反复地排列在水平方向以及垂直方向上而形成上述图案。又，此时的象素数目以及象素的的尺寸也可以是各种各样的，在本实施形态中，采用2.5型的反射型液晶显示元件105(参照图1)，采用以△排列的水平象素数×垂直象素数为6.1万个象素、象素间距的水平方向Ph约为180μm、垂直方向Pv约为169μm的反射型液晶显示元件105。
又，图3(a)所示的排列图案为△排列，显示面的横方向(水平方向)上依次反复线状地排列着R、G、B象素。并且，在显示面的纵方向(垂直方向即象素反复的方向，如图3(a)以及图3(b)的箭头Pvd所示的方向)上相邻的线上的同色象素配置在横方向上相差1.5个象素的位置上。又，如图3(b)所示的排列图案是条状排列，在横方向上R、G、B象素依次反复地排列成线状，在纵方向上同色的象素排列成条状。
图4(a)以及图4(b)表示本发明的前灯100的构造。
如图4(a)以及图4(b)所示，在本实施形态中，作为点光源101采用白色LED(发光二极管)(日亚化学工业株式会社：NSCW100)，将它配置在下述的线状导光体102的入射面102a(参照图5(a))上。又，在该线状导光体102的周围，作为扩散反射层103配置着3M公司制造的#4596。通过这样的配置，能够将点光源发出的光变换成线发光状态。
其次，参照图4(a)以及图4(b)对于本实施形态1的导光体104进行说明。
如图4(a)以及图4(b)所示，本实施形态1的导光体104将线发光状态的入射光变换成面状发光而完成照亮上述反射型液晶显示元件105(参照图1)的动作。
配置该导光体104而使得线状导光体102的下述的出射面102b(参照图5(a))与入射面104a相对。
在本实施形态中，作为导光体104，可以采用聚甲基丙烯酸甲酯注射模塑成形制成，该导光体104具有入射面104a、在与入射面104a几乎垂直的方向上的出射面104b以及与出射面104b相对的对向面104c。在该对向面104上，形成间距Pd的具有传递部分104d以及反射部分104e的棱柱状的周期结构104f。又，此时使得入射面104a的厚度tin＝1.2mm、与入射面104a相对的面104g的厚度tout＝0.8mm。
以下，对于周期结构104f，将形成传递部分104d的面与形成反射部分104e的面的交线方向作为周期方向Rhd。
又，在本实施形态中，通过对该导光体104的出射面104b实施防反射处理(没有图示)，提高了导光体104的透过率。作为具体的防反射处理，交替地形成膜厚约为0.1μm的MgF2以及SiO2等的薄膜，利用薄膜的干涉作用，使得降低反射能量的反射防止膜通过蒸镀而直接形成于出射面104b。由此，能够使得约4％的表面反射为1％以下，则提高了导光体104的透过率并且能够进行明亮的显示。
又，设定周期结构104f的具体形状使得从点光源101出射、由线状导光体102变换为线状发光状态并且射入导光体104的光能够有效地出射到反射型液晶显示元件105(参照图1)侧。这里，将作为周期结构104f的周期的间距设为Pd、传输部分104d的间距设备P1、将反射部分104e的间距设为P2、将由传递部分104d以及反射部分104e形成的棱柱的高度设为h。又，上述各间距(Pd、P1、P2)是与形成传递部分104d的面与形成反射部分104e的面的交线方向垂直并且与出射面104b平行方向上的距离。又，棱柱的高度h是在与出射面104b相垂直的方向上的高度，
又，设计周期结构104f使得避免与反射型液晶显示元件105(以下，参照图1、图3(a)以及图3(b))的象素图案的干涉所产生的莫尔条纹而降低显示质量的情况。在本实施形态中，使得作为该周期的间距Pd为390μm并且使得与反射型液晶显示元件105象素图案的垂直方向(象素的反复方向)Pvd成14°的角度。
又，对于防止莫尔干涉条纹并不仅限于本实施形态中所说明的方法，例如，如表1所示，相对于形成在导光体104表面上的周期结构104f的间距Pd(传递部分104d的间距P1与反射部分104e的间距P2之和)以及形成在反射型液晶显示元件105上的象素的反复方向间距P1c(在本实施形态中形成象素垂直方向的间距Pv的方向(象素图案的垂直方向Pvd))，必须适当地决定防止产生莫尔干涉条纹的角度(莫尔防止角度)θ。
                                     表1
象素间距→P1c↓    导光体间距Pd          △排列              条状排列
  2.0型   2.5型   3.9型  8.4型  11.3型
  0.139(mm)   0.169(mm)   0.240(mm)  0.270(mm)  0.288(mm)
  0.160(mm)   莫尔防止角度(deg)   -   75～80   12～30  15～65  17～65
  0.200(mm)   莫尔防止角度(deg)   55～65   -   -  24～35  10～30
  0.240   莫尔防止角度   -   -   23～75  -  -
  (mm)   (deg)
  0.280(mm)   莫尔防止角度(deg) -  -  23～50  27～50  -
  0.300(mm)   莫尔防止角度(deg) 55～75  -  30～60  20～55  23～55
  0.390(mm)   莫尔防止角度(deg) 10～25  10～20  20～55  15～35  20～55
  0.550(mm)   莫尔防止角度(deg) 10～15  -  15～75  15～75  17～75
表中的(-)表示任意角度都会产生莫尔条纹。
根据表1，随着形成在反射型液晶显示元件105上的象素排列以及该象素间距P1c与导光体间距Pd，用于防止产生莫尔条纹的角度θ其角度范围有所不同，而通过决定反射型液晶显示元件105的间距P1c能够决定形成在导光体104表面上的周期结构104f的间距Pd所对应的角度。
例如，作为反射型液晶显示元件105，当采用△排列的2.0型(水平象素数×垂直象素数为280×220)以及2.5型(水平象素数×垂直象素数为280×220)时，在10°～25°以及55°～80°的角度范围内能够防止莫尔条纹。
又，作为反射型液晶显示元件105，当采用条状排列的3.9型(水平象素数×垂直象素为320×240)、8.4型(水平象素数×垂直象素为640×480)以及11.3型(水平象素数×垂直象素为600×800)时，在15°到75°的角度范围内能够防止莫尔条纹。又，对于反射型液晶显示装置，最好研究组装时的组装角度来决定该角度θ。
又，这里，使得线状导光体102的出射面102b以及导光体104的入射面104a与反射型液晶显示元件105的象素反复方向Pvd平行，相对于该象素的反复方向Pvd，形成周期结构104f的周期方向Rhd使得构成上述莫尔防止角度。
然而，不仅限于此，使得线状导光体102的出射面102b以及导光体104的入射面104a与周期结构104f的周期方向Rhd平行，相对于该周期方向Rhd，可以形成象素的反复方向Pvd使得构成上述莫尔防止角度。即，只要周期方向Rhd与象素的反复方向Pvd能够使得构成上述莫尔防止角度即可。
又，作为导光体104的材料，并不仅限于本本实施形态中所采用的材料，作为该导光体104，可以适当地采用由聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、环氧类树脂等所代表的透明树脂以及玻璃等，通过注射模塑成型等的加工方法而进行成型制造。
又，在本实施形态中，使得形成在导光体104的相对面104c上的周期结构104f为棱柱状(三角状)，而也可以为梯形、双凸透镜状、球形等的凹凸结构。
图5(a)以及图(b)表示本发明实施形态的线状导光体102的形状及其配置。
如图5(a)以及图5(b)所示，本实施形态中的线状导光体102与导光体104(参照图4(a))同样地可以采用将聚甲基丙烯酸甲酯注射模塑成型制成，使得此时的入射面102a的ta＝2.0mm(ta：相对于出射面102的垂直方向的厚度)、tb＝1.2mm(tb：出射面102b方向的厚度)以及相对面102g的tc＝1.0mm(tc：相对于出射面102b的垂直方向的厚度)，同时将点光源101配置在入射面102a上。
又，在与线状导光体102的出射面102b相对的面102c上形成周期结构102f。在与入射面102a大致平行的方向上反复地形成该周期结构102f，使其间距Pd为500μm。又，设计该周期结构102f的形状使得从线状导光体102的入射面102a入射的点光源101的光能够以线发光状态有效地从出射面102b出射。具体地，在500μm的周期结构之中，设计传递部分102d的间距P4为490μm、反射部分102e的间距P3为10μm、由传递部分102d与反射部分102e作成的棱柱的高度为10μm。
其次，利用图6所示的测定器测定了所述线状导光体102的辉度分布。图6是表示测定线状导光体102的辉度分布的测定器的立体图。
该测定器如下述这样构成。在离开固定的线状导光体102的出射面102b的测定距离Lm＝300mm的位置上设置亮度计(Topcon公司制造BM5A、受射角为0.2°)。然后，通常使得该亮度计的光轴与出射面102b相交。又，在该测定器中，在线状导光体102的长方向(线方向即图6中X方向)上亮度计能够移动，并且将亮度计的光轴与出射面102b的交点作为中心，能够改变光轴方向与出射面102b的法线方向所成的角度(出射角度)θ1。
又，对于角度θ1，在组合线状导光体102与导光体104的状态(参照图4(a))下，将指向导光体104的相对面104c而逆时针旋转的方向(图6中的箭头方向)作为正方向。
这样设计的线状导光体102中出射面102b中央的出射光的角度分布如图7所示。
又，对于图6所示的测定器通过改变角度θ1来进行该测定。
如图7所示，从线状导光体102出射灯光在θ1约为20°的方向(第1出射方向)上具有峰值(极大值)，并且出射与形成在导光体104(折射率n＝1.49)上的周期结构104f(参照图4(a))的角度θ＝14°大致垂直的光。
这是由于当在线状导光体102(参照图5(a))的出射面102b与导光体104(参照图4(a))的入射面104a之间隔有空气层(折射率n0＝1)时，从线状导光体102出射的光的出射角θ1与导光体104内光前进方向相对于导光体104的入射面104a的法线方向所成的角度θ2形成式1的关系。
n0×sinθ1＝n×sinθ2             …式1
因此，当θ1＝20°时，θ2＝13.3°，导光体104内光前进方向与形成在导光体104上的周期结构104f的角度θ＝14°大致垂直。
即，对于从线状导光体102出射的光，最好设定出射辉度显示峰值的方向为满足式2关系的θ1的方向(第1出射方向)。
θ1＝sin-1(n×sinθ)            …式2
通过这样的设定，能够使得光有效地入射到形成在导光体104上的周期结构104f上。
如此，通过使得光出射而能够提高传递、反射导光体104中的光的利用效率，能够获得明亮的前灯系统。
这是由于当设定使得导光体104(参照图4(a))内光前进方向与形成在导光体104上的周期结构104f的角度θ大致垂直时，通过适当地调整导光体104的反射部分104e，能够使得从导光体104出射的光从与出射面104b大致垂直的方向出射，即因此能够从垂直方向照明反射型液晶显示元件105(参照图1)。
又，第1出射方向并不仅限于上式2中θ1的方向，只要是比与导光体104的入射面104a垂直的方向更加接近上式2中的θ1的方向就行。
图8表示由于以上述构造而获得线发光状态，在该图中，横轴表示线状导光体102(参照图5(a))的出射面长度方向，纵轴表示出射面法线方向以及峰值的出射光辉度(相对值)。在本实施形态中，出射面102b上的辉度分布若法线方向以及峰值方向上为(max/min)＝1.7以下时，能够获得良好的线发光状态。又，该测定如图6所示是采用Topcon株式会社的亮度计BM-5A来进行。又，通过在相对于测定线状导光体102的出射面法线方向在角度θ1的范围中测定辉度能够求得出射光的峰值。
又，图8的法线方向的数据是指对于图6所示的测定器以将亮度计的光轴保持在与线状导光体102(参照图5(a))的出射面102b相垂直的状态(θ1＝0°的状态)下在X轴方向上使得亮度计进行扫描时的辉度分布。又，峰值方向的数据是指以将亮度计的光轴保持在线状导光体102的出射光的峰值方向的状态(θ1＝20°的状态)下在X轴方向(线状导光体102的长方向、线方向)上使得亮度计进行扫描时的辉度分布。又，在下述中，也可以根据测定范围内辉度的最大值与最小值之比(max/min)来定义辉度分布。
这里，研究线状导光体102的出射光的出射辉度分布对于实际的图像显示带来的影响。又，作为装置构造，如图1所示，而参照图60(a)以及图60(b)进行更加详细地说明。图60(a)以及图60(b)是表示本实施形态的反射型液晶显示装置的详细构造的剖视图。
虽然在上述说明省略了一部分，而如图60(a)以及图60(b)所示，在玻璃基板107b上设有作为反射片109的反射电极，在玻璃基板107a上设有作为相对电极的透明导电膜(例如，ITO膜)110。然后，通过在反射片109以及透明导电膜110之间对于每个像素施加电压，由上述的液晶层108来调制光的偏振状态。又，显示模式不仅限于偏振模式，也可以是客主模式(Guest Host mode)等等。
这里，当实际图像显示时，从导光体104出射的面发光状态的光通过到反射片109为止的各层(光学部件)时，受到各层的扩散作用而使得辉度分布变得更加均匀。又，为了使得辉度分布更加地均匀，最好设置扩散层。在图60(a)中，设有与偏振片106邻接的扩散层111a。又，在图60(b)中，在反射片109的液晶层108侧上设有扩散层111b。无论扩散层111a还是扩散层111b都是通过使得从导光体104出射的光产生扩散而使辉度分布变得更加均匀。
由上述的反射型液晶显示元件105与前灯100构成反射型液晶显示装置并且实际地显示图像。作为这里所采用的前灯100是如图4(a)所示的物体，在图60(a)以及图60(b)中，对于相同构造的元件采用同样符号并且省略对其的说明。
又，线状导光体102是如图5(a)所示的物体，通过改变辉度分布(峰值方向(θ1＝+20°的方向))，而采用具有图2所示的各辉度分布的各线状导光体102。
其次，通过目视观察实际的图像显示，将显示状态分为非常良好(◎)、良好(○)、实用上没有问题(△)、以及不均匀明显(×)。结果如表2所示。
                                表2
    辉度分布(max/min)     1.2     1.7     2     3     3.6
    显示状态     ◎     ◎     ◎     ○     ×
根据表2，作为线状导光体102的辉度分布，最好小于3，更进一步地最好小于2。
再者，研究如图40所示的一般的线状导光体2202的出射光其出射辉度分布的影响。线状导光体2202将从光源2201射出的光变换为线发光状态并且从出射面2201c出射。该线状导光体2202的出射光在出射面2201c的法线方向上显示出射辉度的峰值。又，图40表示用于测定线状导光体2202的辉度的构造，与图6的情况相同。
该线状导光体2202的辉度分布如图41所示，采用该线状导光体2202与上述相同地来研究辉度分布的影响。又，作为相当于所述导光体104(参照图4(a))的导光体，研究线状导光体2202的出射辉度的峰值的方向并且采用莫尔防止角度θ＝0的导光体。又，这里，没有采用反射型液晶显示元件105(参照图1)而直接观察从导光体射出的面发光状态的光，将发光状态分为非常良好(◎)、良好(○)、实用上没有问题(△)、以及不均匀明显(×)。结果如表3所示。
                                表3
辉度分布(max/min)     1.5～1.7     2     3     3.4     4
发光状态     ◎     ○     △     ×     ×
根据表3，作为线状导光体2202的辉度分布，在该情况下，最好也小于3，更进一步地最好小于2。
又，即使在这种情况下，通过与反射型液晶显示元件105(参照图1)组合而构成反射型液晶显示装置，通过上述反射型液晶显示元件105的扩散作用，对于实际的图像显示能够更进一步地提高显示状态。
其次，对于线状导光体102与导光体104的配置关系进行说明。
图9表示本实施形态的线状导光体102与导光体104之间的配置关系。
如图9所示，使得线状导光体102的出射面102b相对导光体104的入射面104a而配置，它们之间的距离g为0.5mm。又，线状导光体102的出射面(出射端面)102b的长度L2相对于导光体104的入射面(入射端面)104a的长度L1左端(点光源101侧的端部、光源侧端部)长0.12mm。
通过这样的构造，在本实施形态中，能够有效地使得光入射到导光体104的入射面的左端部(光源侧端部)，能够使得从边角部分产生的阴影(暗部，图9中的粗线部分)的宽度小于1mm，并且能够防止图像的劣化。
如上所述，根据本实施形态，作为点光源101采用LED，通过线状导光体102将从点光源101放出的入射光变换为线形发光并且使得入射到104，能够高效率地使得入射到导光体104，能够获得明亮的前灯100以及反射型液晶显示装置(参照图1、图4(a)、图5(a))。
又，使得形成在导光体104上的周期结构104f与形成在反射型液晶显示元件105上的象素的反复方向成14°的角度，由此能够防止由于相互的周期结构发生的干涉而产生的莫尔条纹。又，在本实施形态中，使得上述的角度为14°，本发明并不仅限于此，而可以在10°～80°的范围中。具体地，若为△排列，则在10°～25°或55°～80°的范围，若为条状排列，则在15°～75°的范围中，能够防止上述莫尔条纹的产生。
又，使得线状导光体102的出射面102b的长度比导光体104的入射面a的长度要长而进行配置，具体地通过使得(L2-L1)＝0.12mm，即使在使形成在导光体104上的周期结构104f倾斜的情况下，也能够有效地使得光射入到入射端面的边角部分，能够减轻在导光体104的边角部分产生阴影的情况。又，通过使得(L2-L1)的长度更长，能够减轻在该边角部分产生阴影的程度，而这样可能会影响到电子设备的便携性，因此，最好使得该长度小于10mm。
再者，对于形成在导光体104上的周期结构104f的角度θ以及线状导光体102的出射面102b与导光体104的入射面104a之间的距离g，最好将(L2-L1)的长度设定为g×tanθ。这样，能够有效地减轻导光体104边角部分产生阴影的情况。
又，在使得线状导光体102产生的线发光状态与形成在导光体104上的周期结构104f的角度θ相垂直的方向上射出光，具体地，通过在角度θ1＝20°的方向上接近峰值，能够有效地使得光入射到形成在导光体104上的周期结构104f(传递部分104d与反射部分104e)，能够获得更加明亮的前灯100以及反射型液晶显示装置。
又，在本实施形态中，对于作为前灯100采用了线状导光体102以及导光体104的反射型液晶显示装置进行了说明，但并不仅限于线状导光体102以及导光体104，而可以采用多种的照明装置。例如，通过在液晶层108的背面配置导光体104，也可以作为采用在透过型液晶显示装置中的背景灯而使用。
如上所述，本实施形态的前灯100由光源部分与具备来自光源部分的光入射到的入射面104a及入射后的光出射的出射面104b的导光体104构成，其特点在于，从光源部分射出的光至少在射入导光体104所具备的入射面104a时为线发光状态，因此，能够使得光源部分发出的光有效地入射到导光体104，能够实现明亮的前灯100。
这里，作为本发明的线发光状态，如图40、图41所示，从光源2201发出的光从导光体2202的出射面2201c法线方向出射时，相对于其有效发光长度x，出射光辉度的最大值与最小值之比的值最好为大于1小于3，更进一步地最好为大于1小于2。
由此，能够使得从导光体104出射的面发光状态的光的辉度分布更加均匀，能够减轻反射型液晶显示装置的显示的不均匀。
例如，作为理想的线发光状态，如冷阴极管那样相对于有效发光长度辉度的分布最好接近于1。然而，当采用冷阴极管时，点灯时必须要逆变器，这样存在消耗电能以及成本上的问题。
与此相对，对于上述前灯100，并不需要逆变器而能够采用LED等的点光源101，能够使得前灯100耗电低、体积小。
而且，上述前灯100光源部分是由至少一个以上的点光源101构成，从该点光源101发出的光在射入到该导光体104的入射面104a的过程中，被配置在导光体104的入射面104a附近至少一个以上的线状导光体102变换成线发光状态，能够获得更加明亮的前灯100。
又，本实施形态的前灯100具备将从点光源101发出的光变换成线发光状态的线状导光体102以及形成了用于将从线状导光体102射出的光变换成面发光状态的周期结构104f的导光体4。又，周期结构104f的周期方向Rhd相对于要照明的反射型液晶显示元件105的象素反复方向Pvd(与线状导光体102的出射面102b以及导光体104的入射面104a平行的方向)倾斜。而且，从线状导光体102射出的光以线状导光体102的出射面102b的法线方向为基准而在位于与周期方向Rhd垂直的方向的第1出射方向上显示了辉度的峰值。即，在形成相对于周期方向Rhd比线状导光体102的出射面b的法线方向所成的角度更加接近垂直的角度的方向上，显示从线状导光体102出射的光的辉度的峰值。
特别地，第1出射方向是在导光体104内使得光在与周期方向Rhd垂直的方向上前进的方向。
由此，能够防止因周期结构104f与象素干涉所产生的莫尔条纹。又，作为点光源101，即使在采用能够以直流电源容易地被点亮的LED等的情况下，也由于能够有效地将从点光源发出的光变换成面发光状态，故能够以明亮的光线来有效地照亮反射型液晶显示元件105。
(实施形态2)
以下，参照附图对于本发明的第2实施形态进行说明。
又，对于与在实施形态1中所说明的结构部件具有相同构造的部分，这里采用相同的符号并且省略对其的说明。
如图10所示，本发明形态的由前灯(照明装置)150与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置的构造具备基本上与上述实施形态1相同，不同点在于，在本实施形态中作为点光源(光源部分)151·161，采用配置了2个LED以及2条线状导光体(照明元件)152·162。
图11表示本实施形态的前灯的构造。
如图11所示，在本实施形态中，作为点光源151·161采用2个白色LED，并且分别配置在线状导光体152·162的入射面152a·162a上。又，在该线状导光体152·162的边角上，配置了扩散反射层103(没有图示)。根据这样的配置，能够将从点光源151·161发出的光变换成线发光状态。又，作为导光体104，仍采用上述实施形态1中采用的导光体104。
其次，参照图12对于本实施形态的线状导光体152·162的形状以及配置位置进行说明。
如图12所示，本实施形态的线状导光体152·162是将上述实施形态1中采用的线状导光体102左右对称重叠构成，并且使得各个出射面152b·162b相对着导光体104的入射面104a而配置(参照图4(a))。
即，点光源151·161相当于上述的点光源101，线状导光体152·162相当于上述的线状导光体102。然后，相对于导光体104，与上述点光源101以及线状导光体102同样地配置点光源151以及线状导光体152。又，在线状导光体152的背面侧(与出射面152b相对的面侧)，相对于导光体104与点光源151以及线状导光体152对称地配置点光源161以及线状导光体162。
图13表示上述这样的构造所获得的线发光状态，在图13中，横轴表示线状导光体152·162的出射面长度方向(X轴方向)，纵轴表示出射面法线方向以及峰值的出射光辉度(相对值)。在本实施形态中，当法线方向以及峰值方向上为(max/min)＝1.54以下时，对于出射面152b上的辉度分布，能够获得良好的线发光状态。
上述这样设计的线状导光体152·162上出射面152b中央的出射光的角度分布如图14所示。
如图14所示，从线状导光体152·162射出的光，在接近20度的方向(第1出射方向)以及-20度(第2出射方向)的方向上具有峰值，并且射出与形成在导光体104(折射率n＝1.49)上的周期构造104f的角度几乎垂直的光。
即，在从线状导光体152·162出射的光中，对于满足上式2关系的θ1最好将显示出射辉度峰值的方向为设定为+θ1的方向(第1出射方向)以及-θ1的方向(第2出射方向)。通过这样进行设定，能够使得光有效地入射到形成在导光体104(参照图4(a))上的周期结构104f，而且，即使对于与导光体的入射面104a成对于满足上式2关系的+θ1方向区域之外的区域，也能够使得光有效地入射。
对此，再次根据图12进行说明。又，在图12中，模式性地表示了从线状导光体152·162出射的光的一部分。
从线状导光体152射出的在出射角度对于满足上式2关系的θ1＝+20°方向上具有辉度峰值的光90(图12中点划线所示)在导光体104内由于在与周期方向Rhd垂直的方向上传递，因此，由反射部分104e(参照图4(b))，向反射型液晶显示元件105反射(参照图10)，并且有效地照射反射型液晶显示元件105。即，由于光90的存在而提高了光的利用效率。
另一方面，从线状导光体i62射出的在出射角度对于满足上式2关系的θ1＝-20°的方向上具有辉度峰值的光91(如图12中二点划线所示)在导光体104内在与周期方向Rhd接近平行的方向上传递，因此，很难由反射部分104e(参照图4(b))进行反射。因此，该光达到导光体104的侧面104h(这里是指点光源151a侧的侧面)并且被该侧面104h反射。然后，由侧面104h反射来的光91变为与周期方向Rhd垂直的方向。
这里，即使在上述光90没能直接到达的区域(图12中虚线所包围的三角形区域)中，被侧面104h反射来的光91也进行传递，能够对于光90进行补偿。因此，能够使得由导光体104出射的面发光状态的光的分布更加均匀。
因此，从线状导光体162射出的在出射角度对于满足上式2关系的θ1＝-20°的方向上具有辉度峰值的光91是由导光体104的侧面104h的的反射光所形成，由此，能够以更加均匀的光照射导光体104的整体，这是使得从导光体104出射的面发光状态的光的分布更加均匀的原因。
又，上述光90主要成为从导光体104的入射面104a在出射角θ1＝+20°的方向上传递，而实际上在导光体104内部反复地进行反射等而在导光体104的整体中传递。因而，利用所述光90也能够使得由导光体104出射的面发光状态的光的分布均匀，而由于上述光91的存在，能够使得光的分布更加均匀。
又，通过在侧面104h设置反射膜，能够提高对于光91的反射效率，因此这是合适的。
如上所述，使得第2出射方向为相对于导光体104的入射面104a与第1出射方向对称的方向，而不仅限定于此，只要是与第1出射方向不同的方向就可以。
这里，与实施形态1相同，研究了线状导光体152·162的出射光的出射辉度分布对于实际图像显示的影响。这里，组合前灯150与反射型液晶显示元件105构成反射型液晶显示装置(参照图10)，进行图像显示。
又，线状导光体152·162如图11(a)所示，而将线状导光体152的辉度分布(峰值方向(θ1＝+20°的方向))作为恒定值，而改变线状导光体162的辉度分布(峰值方向(θ1＝-20°的方向))。
然后，以目视观察实际的图像显示，将显示状态分为非常良好(◎)、良好(○)、实用上没有问题(△)、以及不均匀明显(×)。结果如表4所示。
                             表4
  辉度分布(max/min)(θ1＝+20°) 3
  辉度分布(max/min)(θ1＝+20°)     1.2     1.7     2     3     3.6
  显示状态     ◎     ◎     ◎     ◎     △
根据表4，作为线状导光体152·162的辉度分布，任何情况下最好都小于3。
在本实施形态中，利用线状导光体152·162在-20度方向上也有出射光，由此，能够将由导光体104的侧端面104h(设有点光源151侧的侧面，参照图12)反射来的光有效地导向导光体104的周期结构104f，能够获得辉度分布良好且更加明亮的前灯系统。
又，对于线状导光体152与导光体104，使得它们之间的距离g为0.5mm，又，线状导光体152的出射面(出射端面)152b的长度L2相对于导光体104的入射面(入射端面)104a的长度L1左端增长2mm。
由于这样的构造，在本实施形态中，能够使得光有效地入射到导光体104的入射面左端部分(侧端面104h侧的部分)，能够防止从边角部分产生的阴影(暗部)。
又，在本实施形态中，对于采用了2条线状导光体(线状导光体152·162)的构造进行了说明，而本发明并不限定于此，例如，也可以采用如图15所示的线状导光体(照明元件)172等来构成。该线状导光体172在与出射面172b的相对面172c上形成等腰三角形的反射部分，该形状是间距为20μm、高度9μm。对于这样设计的线状导光体172，通过在其两端配置点光源151·161，从线状导光体172出射的光在约20度的方向以及-20度的方向上具有峰值，可以获得小型明亮的前灯系统。
如上所述，根据本实施形态，采用2个LED作为点光源(151·161)，又通过采用2条线状导光体(线状导光体152·162)，能够获得优良的高辉度分布的前灯150以及反射型液晶显示元件。
又，使得线状导光体(线状导光体152·172)的出射面(出射面152b·172b)的长度比导光体104的入射面104a的长度要长。具体地，通过使得(L2-L1)＝2mm，即使当形成在导光体104上的周期结构104倾斜时，也能够有效地使得光入射到入射端面的边角部分，能够降低导光体104的边角部分阴影的发生。
又，从线状导光体(线状导光体152·172)出射的线发光状态的光在相互不同的第1以及第2出射方向上存在辉度的峰值。而且，最好相对于线状导光体152的出射面152b的法线方向第1出射方向与第2出射方向对称。
具体地，形成在导光体104上的周期结构104f的角度θ为14°时，使得在角度θ1＝20°与-20°的方向上接近峰值，能够有效地使得光入射到形成在导光体104上的周期结构(传递部分104d与发生部分104e)104f上，能够获得良好的高辉度分布的前灯150以及反射型液晶显示装置。
而且，最好从第1以及第2出射方向上出射的光的辉度分布小于3。由此，能够使得从导光体104出射的面发光状态的光的辉度分布更加均匀。
(实施形态3)
以下，对于本发明第3实施形态，参照附图进行说明。
又，对于具有实施形态1或2中所说明的构造部件相同功能的构造部件，采用相同的符号并且省略对它们的说明。
如图16所示，本实施形态的由前灯(照明装置)200以及反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置的构造基本上与上述实施形态1的构造相同，与上述实施形态1的不同点在于，在本实施形态中，作为点光源(光源部分201)采用3个LED的阵列(参照图17(b))以及变换为线发光状态。
图17(a)、(b)表示本实施形态中所使用的前灯200的构造。
如图17(a)、(b)所示，在本实施形态中，作为点光源201采用了3个LED，将它们分别粘结在基本213上之后而配置在导光体(面状导光体)204的出射面204b的下端(入射面之下)。又，在该多个点光源201的边角上配置着扩散反射层(变换构件、扩散构件)203。通过这样的配置，能够将从点光源201发出的光变换成线状的发光状态。又，该点光源210配置在将反射型液晶显示装置的有效区域(横：50.2mm×纵：37.1mm)的横方向进行4等分的位置上(约10mm)。
又，本实施形态的导光体204相对于反射型液晶显示元件105(参照图16)纵方向较长，在导光体204的出射面204b从反射型液晶显示元件105起突出的部分上配置着基板213。又，扩散层203也配置在导光体204从反射型液晶显示元件105起突出的部分上。因此，点光源201隔着导光体204而与扩散层203相对(参照下述图18)。
又，导光体204的出射面204b以及周期结构204f对应于实施形态1中的导光体104的出射面104b以及周期结构104f(参照图4(a))。
图18表示本实施形态中线状导光体202的形状、配置位置以及发光状态。
如图18所示，在本实施形态中，将点光源201的发光部分到扩散反射层203的距离设为L、导光体204的入射面204a的厚度设为te。
又，线状导光体202是导光体204的一部分，它是由反射型液晶显示元件105(参照图16)的突出部分形成。
这里，参照图19对于本实施形态中点光源201同扩散反射层203的配置关系(距离L与厚度te的差)与经面板反射后的亮度及线发光状态下辉度的明暗相差的关系进行说明。对于本结构可知，虽然距离L越接近te会变得越亮，而明暗相差变大。又，可知当增大该L与te的差(L-te)时，辉度的明暗相差变大。特别地，当该相差超过10mm，则装置体积变大，故最好该相差在0mm到10mm的范围内。又，为了进一步提高显示质量，如图19所示，最好在0mm到5mm的范围中。由此，在本实施形态中，将点光源201与扩散反射层203的距离L设定为与导光体204的入射面204a的厚度te相同。
又，如图18所示，从点光源201发出的光55在入射到导光体204的过程中，被扩散反射层203多次扩散反射而成为光56。在本实施形态中，当导光体204的入射面204a的辉度分布在法线方向上(max/min)＝2.0以下时，能够获得良好的线发光状态。
又，作为与本实施形态进行比较的比较例，在图20(a)、(b)中表示了直接将3个点光源(LED)1501配置在导光体1504的入射面1504a的构造。如图20(a)、(b)所示，在本构造中，在配置了点光源1501的位置上高辉度部分(图20(a)虚线所示)出现断断续续的现象，显示质量显著下降。
即使对于本比较例，点光源201配置在基板1500上，点光源1501以及基板1500被扩散反射层1503覆盖。
如上所述，根据本实施形态，从点光源201(参照图17(b))发出的光能够变换成较均匀的线发光状态，能够获得小型的辉度明暗相差小的前灯系统。
又，在本实施形态中，对于采用3个LED作为点光源201的构造进行了说明，而本发明并不仅限于此，可以随着显示图像的增大来增加使用的点光源201的数目，由此可增加显示装置的亮度。此时，由于消耗电能也会增加，故最好点光源201以尽可能少的数目构成前灯200。
又，在本实施形态中，对于隔着导光体204配置LED阵列(由多个点光源201组成)与扩散反射层203的构造进行了说明，而本发明并不仅限于此，也可以隔着空气层而配置。
这里，参照图21，对于本实施形态的由前灯(照明装置)240与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置的其他构造进行说明。
如图21所示，在本构造中相同点在于，在导光体104的入射面下面配置LED阵列，而使得面板的横方向上发光的点与上述构造不同。又，在本构造中，点光源201的发光部分与扩散反射层(变换构件、扩散构件)223的距离L(参照图22)约为2.0mm。
即，将从点光源201起光出射的方向在导光体104的入射面104a的法线方向上设定为从导光体104的内部指向外部。
图22表示实施形态3的构造中前灯240的线状、配置位置、发光状态。
如图22所示，在实施形态3的构造中，采用3个LED作为点光源201并且将它们分别粘结在基板213上之后而配置在导光体104的出射面104b的下方。又，这样配置使得此时的发光方向60是在面板侧面侧(与反射型液晶显示装置的显示面相垂直的方向)。而且，在该多个点光源201的周围部分配置了扩散反射层223。通过这样的配置，能够将从点光源201发出的光变换成线发光状态(光61)。
这里，参照图23，对于该构造中点光源201与扩散反射层223的配置距离L’与经面板反射后的亮度线发光状态下辉度明暗相差之间的关系进行说明。
如图23所示，对于本构造可知，点光源201与扩散反射层223的距离L’越小则越明亮，而辉度的明暗相差变大。又，当增大距离L’时，辉度的明暗相差减小，亮度减小，特别地当超过10mm时装置体积变大，从这方面考虑该距离L’最好在0mm到10mm的范围内，为了更进一步地提高显示质量，最好在1mm到3mm的范围。
对于实施形态3的该构造，当导光体104的出射面104b的辉度分布在法线方向上(max/min)＝1.5以下时，能够获得良好的发光状态。
如上所述，即使对于实施形态3的上述构造，能够将从点光源201发出的光变换成较均匀的线发光状态，能够获得小型、辉度明暗相差小的前灯系统。
即，在本实施形态的前灯200·240上具备将从点光源201发出的光变换成线发光状态的面状变换构件(扩散反射层203·223)。这样，设置该面状变换构件使得一部分对向点光源201、一部分对向导光体204·104的入射面204a·104a。
由此，能够减少构成装置的部件数目并且能够将从点光源201发出的光变换成较均匀的线发光状态，能够形成小型的辉度的明暗相差少的前灯。又，能够避免装置的大型化以及构造的复杂化，并且由于能够增加光源的数目，故能够容易地增加光量。
又，上述面状变换构件也可以配置在点光源201的附近。此时，能够防止从点光源201出射的光发生衰减并且能够提高光的利用效率。
在本实施形态中，对于采用了扩散反射层203、223(分别参照图18、图22)的构造进行说明，而本发明不限定于此，例如，也可以采用反射层构成。
(实施形态4)
以下，参照附图对于本发明第4实施形态进行说明。
又，对于与实施形态1～3具有相同功能的构造部分，采用相同的符号并且省略对其的说明。
图24表示本实施形态中由前灯(照明装置)250与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置的构造。
如图24所示，在本实施形态中，与上述实施形态相同的点在于，作为光源采用配置了点光源(光源部分、LED阵列)251(相对于点光源201参照图17(b))的基板263(相当于基板213参照图17(b))，而不同点在于，将点光源251配置在与导光体(面状导光体)254的入射面254a相对的面254g上、在导光体254的入射面254a上配置扩散反射层(变换构件、扩散构件)253、使得与导光体254的入射面254a对向的面254g的厚度为1.2mm。
图25(a)、图25(b)表示本发明实施形态中前灯250的形状以及配置位置。
如图25(a)以及图25(b)所示，在本实施形态中，在基板263上粘结着多个作为点光源251的LED，配置在对向着导光体254的入射面254a的面254g上。又，在导光体254的入射面254a上，配置扩散反射层253，这样构成前灯250。
又，使得导光体254的入射面254a的厚度tin＝1.2mm，与入射面254a相对的面254g的厚度tout＝1.2mm。
由于这样的构造，在本实施形态中，从多个点光源251发出的光65在入射到扩散反射层253时成为足够宽度的光，在扩散反射层253反射光被变换成更加接近完全扩散的光并且能够再次入射到导光体254。在本实施形态中，通过这样的构造，当导光体254的出射面254b上的辉度分布在其面法线方向上(max/min)＝1.6时，可以获得良好的辉度分布。
如上所述，根据本实施形态，将多个点光源251配置在与导光体254的入射面(入射面254a)相对的端面(面254g)上，利用配置在入射面254a上的扩散构件(扩散反射层253)使得再次入射，能够变换成较均匀的线发光状态，可以获得小型的明暗相差较少的前灯系统。
又，在本实施形态中，对于在导光体254的入射面254a上配置了扩散反射层253的构造进行了说明，而本发明并不仅限于此，例如，如图26(a)、图26(b)所示，在导光体254的入射面254a上配置反射片(变换构件、反射构件)273的的情况下也能够获得相同的效果。
在该导光体254的入射面254a上配置反射片273的情况如图26(a)、图26(b)所示，从多个点光源251发出的光70由反射片273进行反射的过程中，变换成具有足够宽度的入射光，能够使得再次入射到导光体254的入射面254a上。
对于这样的构造，与在导光体254的入射面254a上配置扩散构件的构造进行比较，由于反射光量的衰减较少，辉度的明暗相差(max/min)＝1.4以下，能够获得更加明亮的前灯系统。
如上所述，根据本实施形态，在将多个点光源251配置在与导光体254的入射端面(入射面254a)相对的端面(面254g)上的同时，通过在导光体254的入射端面上配置扩散构件(扩散反射层253，参照图25(a))或者反射构件(反射片273，参照图25(a))，能够使得从多个点光源251发出的光高效地进行散射，并且能够获得高辉度、明暗相差小的前灯250以及反射型液晶显示装置。
(实施形态5)
以下，对于本实施形态，参照附图进行说明。
又，对于与实施形态1～4中所说明的构造部分具有相同的功能的构造部分，采用相同的符号并且省略对它们的所说明。
图27表示本实施形态中由前灯(照明装置)300与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置。
如图27所示，本实施形态的反射型液晶显示装置的基本构造也与上述实施形态1相同，而在本实施形态中，线状导光体(照明元件)302的形状与点光源(白色LED、光源部分)301a·301b的配置方法不同于实施形态1。
图28表示本实施形态中的前灯300的形状以及配置位置。该前灯300如图28所示，由点光源301a·301b、线状导光体302、扩散反射层(扩散构件)303、导光体104构成。
其次，采用图29(a)、图29(b)，对于本实施形态中的前灯300进行详细地说明。如图29所示，在本实施形态中，作为点光源301a·301b采用白色LED(日亚化学工业株式会社制：NSCW100)，并且将它配置在下述的线状导光体302的入射面上。又，在该线状导光体302与点光源301a·301b之间，为了光学上的匹配，填充了紫外线硬化树脂(光学匹配构件、匹配构件、粘接树脂)305a·305b。具体地，在线状导光体302与点光源301a·301b之间滴下该紫外线硬化树脂(日本Loctite株式会社；L0-812)，通过照射1J/cm2的紫外线使得硬化。又，此时的紫外线硬化树脂305a与305b的折射率n为1.52。
这里，图30中表示从线状导光体302(参照图29(a))出射的出射光量的紫外线硬化树脂305a·305b(参照图29(a))的折射率n1的关系。
如图30更明显地可知，当进行光学匹配处理时，与没有配置紫外线硬化树脂305a·305b的情况(隔着空气层(Air)n＝1.00而配置)相比，可知出射光量增加。又，在本实施形态中，作为光学匹配构件，为了使得出射效率最大，采用了折射率n1＝1.52的紫外线硬化树脂305a·305b。这里，本发明并不仅限于此，随着线状导光体302的种类不同，虽然出射光量的最大值发生变化，而若是折射率n1＝1.40～n1＝1.70的紫外线硬化树脂305a·305b，则即使线状导光体302的种类发生变化，也能够获得足够需要的出射光量。此时，作为紫外线硬化树脂305a·305，当采用折射率小于n1＝1.40或大于n＝1.70的物质时，紫外线硬化树脂305a·305b与线状导光体302间的界面引起的表面反射变大，出射光量减少。
如此，通过使得进行光学上的匹配处理，当隔着空气层配置点光源301a·301b与线状导光体302时，能够降低4％的界面反射。
又，作为光学匹配处理，可以通过采用折射率n大于1.4小于1.7的粘接树脂来实现，由此在生产上具有价廉的优点，并且能够从点光源301a·301b将足够的出射光量导向线状导光体302的导光体。
其次，参照上述的图29(b)，对于本实施形态的线状导光体302的入射面302a的形状进行说明。
又，图29是从点光源301a(参照图29(a))侧观察线状导光体302以及导光体104的侧视图。又，对于，线状导光体302，将与点光源301a的入射面302a相对的面即配置点光源301b一侧的面也作为入射面302a。
如图29(b)所示，在实施形态5中，通过使得该线状导光体302的入射面302a为梯形而实施了锥削(tapering)处理302h。具体地，使得线状导光体302的出射面302b的厚度为1.2mm，以与导光体104的入射面104a的厚度几乎相同的厚度而形成。又，为了使得与线状导光体302的出射面302b相对的面的厚度为2.0mm并且角度θ5为7.6°而实施锥削处理0302h。
又，角度θ5是线状导光体302的出射面302b的法线方向与实施了锥削处理302的面所成的角度。
如此，通过对于线状导光体302的入射面320a实施锥削处理302h，即使在配置了比线状导光体302的入射面更大尺寸的点光源301a·301b(参照图29(a))的情况下，也能够有效地使得从点光源301a·301b发出的光导向出射面302b，能够提供更加明亮的前灯300。
即，通过形成在线状导光体302上的入射面302a能够扩大受光角度，并且能够降低入射光的损失。
又，在本实施形态5中，通过对于线状导光体302的入射端面的两侧实施锥削处理302h，而在存在外形尺寸限制等的情况下，可以仅对于一侧实施锥削处理302h。又，对于此时锥削处理302h的角度θ5，并没有限定于本实施形态中的θ角度，只要大于0°小于20°，则能够有效地将光导向线状导光体302的出射面302b。
然而，当角度θ5大于20°时，由于线状导光体302的周期结构302f所反射的光在锥削部分(实施例锥削处理302h的部分)超过了全反射的角度，因此，降低了使得光有效地导向出射面302b的效果。
如此，线状导光体302的出射面302b的厚度与导光体104的入射面104a的厚度几乎相等，通过使得角度θ5在0°＜θ≤20°的范围内实施锥削处理302h，能够使得从点光源301a·301b发出的光有效地入射到线状导光体302并且同时能够有效地使得入射到导光体104的入射面104a。
其次，参照图31(a)、图31(b)，对于本实施形态中的前灯300(参照图28)的线状导光体302的形状进行说明。
如图31(a)、图31(b)所示，本实施形态的线状导光体302形成在与出射面302b相对的面上而使得传递部分302d与反射部分302e为周期性地交替(形成周期结构302f)，该形状设计为间距Pd″为200μm并且使得入射面302a附近的反射部分302e的倾斜角度较大而中央部分倾斜角度较小。具体地，在入射面302a附近使得成为反射部分302e的宽度P5与宽度P6为15μm(而传递部分302d的宽度P7为170μm)高度为15μm的等腰三角形，在中央部分使得P5与P6为18μm(而使得宽度P7为164μm)、高度为15μm的等腰三角形。如此，使得越接近中央部分，反射部分302e的倾斜角度越小，由此，能够使得从线状导光体302出射的光更加均匀地出射。
对于上述的线状导光体302，出射面302b中央的出射光的角度分布如图32所示。
如图32更加明显地可知，从线状导光体302出射的光在θ1大致为15度的方向(第1出射方向)上具有峰值，并且与形成在导光体104(折射率n＝1.49)上的周期结构104f的角度θ＝14°几乎垂直地出射。又，此时的线状导光体302的出射面302b上的辉度分布在法线方向以及峰值方向上(max/min)＝1.5以下时，能够获得良好的线发光状态。
又，严格地说，从上述线状导光体302出射的光的峰值方向(θ1为15度的方向)多少会偏离与形成在导光体104上的周期构造104f的角度θ＝14°相垂直的方向。然而，峰值方向不必严格地是与周期结构104f的角度θ＝14°相垂直的方向，即使从该方向起发生多少偏离(±10°)，也可以获得足够的效果。
如上所述，在本实施形态中，通过在线状导光体302(以下，适当地参照图29(a)、图29(b)、图31(a)、图31(b))上形成周期结构302f，能够有效地将从点光源301a·301b发出的光变换为线发光状态。通过在线状导光体302的入射面302a与点光源301a·301b之间配置紫外线硬化树脂(光学匹配构件)305a·305b，能够提高入射效率并且增加出射量，并且能够提供明亮的前灯300。
又。通过对于线状导光体302的入射面302a实施锥削处理302h，即使在配置了比线状导光302的入射面302a更大的点光源301a·301b时，也能够将由周期结构302反射来的光有效地导向出射面302b。
(实施形态6)
以下，参照附图对于本发明的实施形态6进行说明。
又，对于具有与实施形态1～5中所说明的构造部分相同功能的构造部分，采用相同的符号并且省略说明。
图33表示本实施形态的由前灯(照明装置)350与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置。
如图33所示，本实施形态的反射型液晶显示装置基本上构造与上述的实施形态5相同，在本实施形态中不同点在于，线状导光体(照明元件)352的形状与点光源(白色LED、光源部分)351的配置位置。
图34表示本实施形态中前灯350的形状以及配置位置。该前灯350如图34所示，由点光源351、线状导光体352、扩散反射层103、导光体104构成。又，本实施形态中，采用反射型液晶显示元件105(参照图33)的厚度1.5mm并且将点光源351配置在线状导光体352的下面。通过这样的配置，能够提供一种小型的前灯350。
其次，参照图35(a)、图35(b)、图36(a)、图36(b)，对于本实施形态的前灯350进行详细地说明。图35(a)是表示本实施形态的线状导光体352与点光源351的配置立体图，在本实施形态中在线状导光体352的下面(入射面352a)配置3个点光源351(点光源351a·351b·351c)。又，图35(b)是表示本实施形态的线状导光体352与导光体104的配置平面图，图36(b)是其侧视图，在与线状导光体352的出射面352b相对的面352c上，反复交替地形成传递部分352d与反射部分352e(周期结构352f)。又，该形状与上述实施形态5中的反射部分302e与传递部分302d(参照图31(b))反复情况(周期结构302f)相同。
又，在本实施形态中，如图36(a)所示，在线状导光体352的剖面部分形成锥削形状。具体地，使得线状导光体352的出射面352b的厚度t4为2mm并且在其两端上形成角度θ6＝45°的锥削部分(反射面)352g。又，在中央部分上为了使得点光源351b的光轴与锥削部分352g的中心一致而形成角度θ6＝45°的锥削部分352g。如此，通过形成锥削部分352g，从配置在线状导光体352下面的点光源351发出的入射光被锥削部分352g反射并且能够有效地导向传递部分352d与反射部分352e。
又，通过增加线状导光体352的锥削部分352的数目，即使图像尺寸变大的情况下，也能够随此提供增加了光源数目的明亮的前灯350。
又，在形成上述锥削的面上通过形成金属反射膜，能够更有效地使得从点光源351发出的光入射到线状导光体352。
如上所述，在本实施形态中，在线状导光体352的入射面352a上，为了使得从点光源351发出的入射光反射到形成在线状导光体352上的周期构造352f侧上而形成反射面(锥削部分352g)，到此只配置了2个点光源的点光源351的数目可以随着图像尺寸而增加，并且能够提供明亮的前灯350。
(实施形态7)
以下，参照附图对于本发明实施形态7进行说明。
又，对于具有与实施形态1～6所说明的构造部分相同功能的构造部分，采用相同的符号并且省略对它们的说明。
图37表示本实施形态的由前灯(照明装置)400与反射型液晶显示元件105构成的反射型液晶显示装置。
如图38(a)所示，本实施形态的前灯400是在点光源部分中将配置了3个LED的第1LED阵列401a以及同样地配置了3个LED的第2LED阵列401b配置在导光体(面状导光体)404的入射面404a以及与入射面404a相对的面404g上。又，此时的第1LED阵列401a与第2LED阵列401b如图39(a)所示使得各LED403a·403b部分相互交替而配置。
即，导光体404通过入射面404a以及入射面404a相对的面404g形成相互相对的2个入射面。
其次，参照图38(a)以及图38(b)对于本实施形态的导光体404的传递部分404d与反射部分404e的形状(周期结构404f的形状)进行说明。如图38(a)以及图38(b)所示，对于传递部分404d与反射部分404e，使其间距Pd为390μm并且形成反射部分404e的宽度P8与宽度P9为5μm、高度h为5μm的等腰三角形。如此通过使得导光体404的反射部分404e形状为等腰三角形，能够将从入射面404a侧入射的光以及从与入射面相对的面404g侧入射的光均匀地导向反射型液晶显示元件105(参照图37)侧。
又，对于导光体404，与形成了传递部分404d与反射部分404的面相对的面是出射面。
这里，对于上述的LED阵列401a·401b的驱动方法进行说明。
图39(b)是第1LED阵列401a与第2LED阵列401b的接线图。如图39(b)所示，第1LED阵列401a与第2LED阵列401b相互极性相反地连接。又，在各LED阵列401a·401b上施加如图39(c)所示的信号。
在本实施形态中，作为输入信号施加频率f＝120Hz、电压Vin为+5V的电压，使得第1LED阵列401a与第2LED阵列401b交替发光。
如此，通过交替地点亮配置在导光体404(参照图38(a))的入射面404a以及与入射面404a相对的面404g上的LED阵列401a·401b，能够抑制由于LED403a·403b发出的光引起的不均匀的产生。
又，通过以60Hz以上的频率进行点亮，能够防止发光的闪烁。又，通过提高点灯频率能够防止点灯的闪烁，而提高频率会导致消耗电能的增大，所以最好为10kHz以下。
如上所述，根据本实施形态，在将LED阵列401a·401b配置在导光体404的入射面404a与以及与入射面404a相对的面404g上，交替地点亮第1LED阵列401a与第2LED阵列401b并且通过相互地补偿发光状态，能够提供一种改善了辉线的明暗相差的线发光状态。
又，此时与通常点亮相同数目的LED的情况比较，能够减低消耗电能，并且同时使得点灯频率为60Hz≤f≤10kHz的范围中反复地进行发光，由此能够提供一种抑制闪烁产生(亮灭的识别)的前灯400。
(实施形态8)
以下，参照附图对于本发明第8实施形态进行说明。
又，对于具有与实施形态1～7所说明的构造部分相同功能的构造部分，采用相同的符号并且省略对其的说明。
图43表示本实施形态的前灯(照明装置)450与反射型液晶显示元件(图像显示元件)455构成的反射型液晶显示装置。
如图43所示，本发明实施形态的反射型液晶显示装置基本的构造与上述实施形态1相同，而本实施形态中线状导光体(照明元件)452以及导光体454的形状不同。
又，在本实施形态中，作为反射型液晶显示元件455是3.9型·条状排列，采用对于各R、G、B象素水平象素数为320象素、垂直象素数为240象素、象素间距水平方向Ph为0.826mm、垂直方向Pv为0.248mm。反射型液晶显示元件455中除了上述外的构造与实施形态1的反射型液晶显示元件105(参照图1)相同。
首先，参照图44(a)以及图44(b)对于上述前灯450的详细情况进行说明。图44(a)是上述反射型液晶显示装置的前灯450部分的立体图，图44(b)是前灯450的导光体454的一部分的放大图。
在本实施形态中，作为点光源(光源部分)451a·451b，在线状导光体452的下述入射面(入射端面)上配置白色LED(Light Emitting Diode)(日亚化学工业株式会社：NSCW100)。又，在线状导光体452的周围配置扩散反射层103。
导光体454将由线状导光体452变换为线发光状态而产生的光变换成面状发光。由该导光体454变换成面发光状态的光照明反射型液晶显示元件455(参照图43)。配置该导光体454使得线状导光体452的下述出射面与入射面454a相对。
导光体454例如是通过将聚甲基丙烯盐甲酯注射模塑成形作成。并且，导光体454具备入射面454a、出射面454b以及对向面454c。这里，出射面454b与入射面454a几乎垂直，对向面454c与出射面454b相对。又，在对向面454c上形成由传递部分454d与反射部分454e构成的棱柱状的周期结构454f。对于导光体454的出射面454b与实施形态1相同地实施了防止反射处理。
又，周期结构454f的形状是为了适合于使得从点光源451a·451b出射并且被线状导光体452变换成线发光状态而入射到导光体454的光能够有效地入射到反射型液晶显示元件455(参照图43)侧。具体地，设定周期结构454f的周期即间距Pd为0.16mm、传递部分454d的间距P1为0.15mm、反射部分454e的间距P2为0.01mm、由传递部分454d与反射部分454e形成的棱柱的高度为0.01mm。
这里，本实施形态的导光体454与实施形态1的导光体104(参照图4(a))的不同点在于，平行地形成象素图案的垂直方向Pvd与周期结构454f的周期方向Rhd(角度θ＝0度)。因此，周期结构454f的周期方向Rhd与入射面454a平行。又，与实施形态1相同地，入射面454a的厚度tin＝1.2mm，与入射面454a相对的面454g的厚度tout＝0.8mm。
其次，参照图45(a)～如45(d)，对于本实施形态的线状导光体452的详细构造进行说明。图45(a)、图45(b)以及图45(c)分别是表示线状导光体452构造的平面图、正视图以及侧视图，图45(d)是线状导光体452的棱柱状部分的放大图。
又，点光源451a·451b配置在线状导光体452的两端部，从点光源451a·451b照射出的点状光通过入射到线状导光体452而变换成线状发光的光。线状导光体452配置在导光体454的入射面454a(参照图4(a))，由线状导光体452变换成线状发光的光通过再次入射到导光体454而变换成面状发光的光。
线状导光体452例如通过将聚甲基丙烯盐甲酯注射模塑成形而作成，其尺寸是长度La为80mm、宽度W为3mm、厚度t为1mm，通过对于折射率为1.49的长方体材料进行适当的加工而作成下述说明的形状。
该线状导光体452具有入射面452a、入射面(第2入射面)452b、出射面452c以及对向面452d。这里，入射面452a与入射面452b是相互平行的面。出射面452c是分别与入射面452a、452b垂直的面，对向面452d是与出射面452c平行的面。在线状导光体452的入射面452a与452b的两侧上分别配置上述点光源451a与451b。又，在图45(a)～图45(d)中，仅在图45(a)中表示了点光源451a与451b，在其他图中省略。
又，在线状导光体452的对向面452d上，形成由传递部分(平面部分)452e以及反射部分(倾斜部分)452f、452g构成的棱柱状周期结构452h。该周期结构452h由形成在对向面452d上的多个切入部分以及对向面452d上相邻的切入部分之间的部分(上述传递部分452e)构成。
该反射部分452f、452g通过使得从点光源451a、451b出射且入射到入射面452a、452b而在线状导光体452中传递的光的一部分进行反射，具有使得光从出射面452c方向以适当方向出射的功能。
而且，切入部分的剖面形状(与入射面452a、452b以及出射面452c相垂直的剖面形状)是底边位于包含传递部分452e的平面内且相对于该平面顶点位于出射面452c侧的等腰三角形。又，该等腰三角形除了底边以外的两边(长度相等的两边)分别相当于形成上述反射部分452f、452g的面。
这里，对于各切入部分，接近点光源451a侧的面是反射部分452f，接近点光源451b侧的面是反射部分452g。以下，将由反射部分452f、452g形成的切入部分称为棱柱452p。又，将相当于棱柱(切入部分)452p的上述剖面形状中的等腰三角形其顶点位置的部分称为棱柱452的谷部452i。
又，上述多个棱柱452p并不必须如以下说明那样为完全相同的形状，严格地说明并不是周期结构，而这里为了说明的简便而称为周期结构452h。
这里，定义下述方面。首先，将X轴作为线状导光体452的长方向(连接点光源451a与点光源451b的方向、线方向)，并且将从点光源451a指向点光源451b的方向作为正方向。又，从点光源451a侧起依次将上述各棱柱452p作为第i(i＝1，2，3，…)个棱柱452p，并且以下进行说明的各标号添加的i与第i棱柱452p相对应。
图45(a)以及(d)的各标号如下。首先，将反射部分452f、452g分别与对向面452d以及出射面452c所成的角度作为棱柱角度θ11、θ12。又，将形成上述棱柱452p的间距(相邻棱柱452p的谷部452i的间隔)作为pt，从点光源451a侧起的第i棱柱的位置作为(棱柱452p的谷部452i的位置)xi。又，xi的起算点是线状导光体452的点光源451a侧的位置(这里是线状导光体452的端部)，将该位置作为x0，则x0为从x1起向X轴的负方向侧距离pt的位置。
然后，对于第i棱柱452p，将棱柱的高度(切入深度，包含传递部分452e的平面到谷部452i的距离)作为di，棱柱的宽度(切入宽度，对向面452d的切入部分X轴方向的宽度)作为pwi。并且，在棱柱的宽度pwi中将反射部分452f的宽度(X轴方向的宽度)作为pw1i，将反射部分452g的宽度(X轴方向的宽度)作为pw2i。又，将第i棱柱452p以及第(i+1)棱柱452p之间的传递部分452e的X轴方向的宽度与第i棱柱的452p的棱柱宽度pwi的和作为单位宽度twi。
这里，参照图59对于线状导光体452的棱柱角度以及从线状导光体452出射的光的峰值(极大值)方向进行说明。图59是表示了在线状导光体中每个棱柱角度的出射角度θ1相对的辉度的曲线图。又，在图59中，棱柱角度θ11与棱柱角度θ12是等同的线状导光体452所相关的数据。
在本实施形态中，由于角度θ＝0°，通过增加从与导光体454(参照图44(a))的入射面454a相垂直的方向入射的光的辉度，能够提高导光体454中的光的利用效率。即，在从线状导光体452出射的光中，最好增加从出射角θ1＝0°的方向出射的光的辉度。这里，如图59所示，作为出射角度θ1＝0°时显示峰值的棱柱角度，采用棱柱角度θ11、θ12＝43°。
即，使得反射部分452f、452g分别与对向面452d成的角度相等，将棱柱角度θ11、θ12都设定为43°。
该线状导光体452因折射率为1.49，光从线状导光体452内部向外部(空气层)出射时的临界角约为42°。这里，当考虑到棱柱角度θ11、θ12＝43°时点光源451a、451b与反射部分452f、452g之间的位置关系，则认为多数情况是从点光源451a、451b出射的光相对于反射部分452f、452g以大于临界角的入射角入射。然而，入射到反射部分452f、452g的大部分的光被反射部分452f、452g全反射。该结果是能够减少从线状导光体452向外泄漏的光量，能够提高光的利用效率。
又，棱柱间距pt都相等，并且设定为pt＝0.5mm。
这里，线状导光体452在X轴方向上相对于中央部分(距离端部40mm的位置)成对称。然而，以下，除了特别情况仅对于中央部分到点光源451a侧进行说明。
棱柱高度di随着棱柱位置xi而变化。具体地，设定为接近于入射面452a的棱柱452p的棱柱高度di较小、接近于线状导光体452中央的棱柱高度di较大。即，对于线状导光体452的全部，设定为使得在其两端棱柱高度di较小而越接近中央棱柱di越大。然而，只要平均上可以满足上述条件即可(例如，在X轴方向上每隔5mm平均后的棱柱高度di满足下述条件的情况等)，在各棱柱间并不需要严格地满足上述条件。
这里，并且对于第(i+1)以及第i(i为自然数)的棱柱452p，设定相对于棱柱位置的棱柱高度的倾斜(倾斜度)为下述关系。
倾斜度＝(di+1-di)/(xi+1-xi)＝0.0011
又，将包含各棱柱452p的谷部452i的平面与对向面452d所成的角度作为棱柱高度的倾斜角θd，则上述关系也能够表示为，
tanθd＝0.0011
因此，棱柱高度的倾斜角度θd约为0.063°。
实际上，为了成为满足上述条件的形状而制作了线状导光体452。实际上作成的线状导光体452的形状如表5所示。又，表5中表示的数值是通过KLA-Tencor公司制造的α-STEP(步骤)300来测定实际作成的线状导光体452的形状的结果，其单位为mm。又，在表5中表示了直到位于线状导光体452的中央部分的第80棱柱452p的一部分。
                          表5
    位置     棱柱高度          棱柱宽度pwi
i Xi(mm) di(mm) Pw1i(mm) Pw2i(mm)
    1     0.5     0.0277     0.0297     0.0297
    2     1.0     0.0283     0.0303     0.0303
    …     …     …     …     …
    79     39.5     0.0706     0.757     0.0757
    80     40.0     0.0712     0.763     0.0763
这里，参照图46，对于线状导光体452的对向面452d的棱柱452p的占有率(棱柱占有率)即相对于对向面452d的面积(没有形成棱柱452p情况下的面积)形成棱柱452p的部分的面积的比例进行说明。图46是线状导光体452的平面图。这里，能够将I个(I是自然数)棱柱452p的棱柱占有率定义为式3。
Figure C9981587700551
  …式3
这样，对于此时的线状导光体452棱柱占有率为21.4％。
其次，通过如图6所示的方法来测定上述线状导光体452的辉度分布。又，这里，在将亮度计设定在出射角度θ1＝0的方向的状态下(亮度计的光轴与出射面452c垂直的状态下)，使得设置在线状导光体452上的点光源451a、451b发光，在线状导光体452的长方向(X轴方向)上以10mm间隔地移动亮度计，求出在各位置上从线状导光体452出射的光的辉度。
结果是对于上述线状导光体452作为全部长度上辉度的最大值与最小值之比的辉度分布为(max/min)1.8。从线状导光体452射出的线状发光的光其辉度分布越小即越均匀，则在导光体454上能够形成均匀的面发光状态并且能够形成均匀照明光。而且，若其辉度分布大于1小于3，则适于实用。因此，对于本线状导光体452，可以形成实用上不存在问题的均匀的线发光状态。
其次，参照图47对于改变棱柱高度的倾斜时的辉度分布的变化进行说明。图47是表示相对于棱柱高度的倾斜((di+1-di)/(xi+1-xi))的辉度分布(max/min)变化的曲线图。
由图47可见，棱柱高度倾斜在0.0001时，辉度分布为3，棱柱高度倾斜在0.0001～0.03范围内时，通过棱柱高度倾斜加大，从线状导光体452出射的光的辉度分布变小，即改善了辉度分布。
另一方面，当棱柱高度的倾斜超过约0.003时，则辉度分布呈增大趋势，当超过0.05时，则辉度分布超过3。这里，如上所述，线状导光体452的辉度分布若小于3，则在实用上不存在问题。考虑到这一点，最好将棱柱高度的倾斜设定在大于0.0001小于0.05的范围内。
其次，参照图48对于改变棱柱占有率后光利用效率的变化进行说明。图48是表示相对于棱柱占有率光利用效率的变化的曲线图。这里，作为光利用效率是指以百分比表示相对于从点光源451a、451b入射到线状导光体452的光的光束总和由线状导光体452变换成线状发光状态的光束的总和的比例。
又，从点光源451a、451b入射到线状导光体452的光的光束总和是指遮盖了点光源451a、451b的出射面的有效部分以外部分之后将点光源451a、451b放置在积分球内进行测定的结果。同样地，由线状导光体452变换成线发光状态的光的光束总和是指遮盖了线状导光体452的出射面452c以外部分之后将线状导光体452放置在积分球内进行测定的结果。
参照图48，当棱柱占有率为5％以上的情况下，光利用效率约为30％以上。
这里，采用棱柱占有率为5％以及9.8％的线状导光体452，分别形成如图44(a)所示构造的前灯450，对于该前灯450的面发光状态的光的亮度进行测定，分别为1cd/m2以及1.4cd/m2。很显然它们作为辅助照明构件在实用上都不存在问题。
如上所述，通过将棱柱占有率设定在5％以上，则线状导光体452的光利用效率为30％以上、前灯450的面发光状态的光的亮度为1cd/m2以上，这些都适用于实用。
另一方面，当棱柱占有率变大时，则线状导光体452的传递部分452e(参照图45(d))的面积变小。这里，参照图49对于该传递部分452e的功能进行说明。图49是表示线状导光体452的传递情况的模式图。对于从入射面452a入射并射到棱柱452p的光，一部分的光从点光源451a直接达到反射部分452f，而其他的光(图49中的点划线)反复地被传递部分452e以及出射面452c反射而射入反射部分452f。即，传递部分452e具有使得从点光源451a发出的光在线状导光体452的长方向上进行传递的功能。
因此，当棱柱占有率变大、传递部分452e的面积变小时，使得光在线状导光体452长方向进行传递的能力下降。结果是随着在线状导光体452的长方向远离点光源451a而从线状导光体452的出射面452c出射的光量减少，辉度分布变差。
如上所述，由于必须要确保传递部分452e的面积，最好将棱柱占有率设定为80％以下。
其次，参照图50(a)～图50(d)对于单位宽度twi进行说明。图50(a)～图50(d)是表示线状导光体452的单位宽度twi与出射面452c的光的分布的关系的概念图，图50(a)～图50(b)分别是单位宽度twi相对较大时的平面图以及正视图，图50(c)～图50(d)分别是单位宽度twi相对较小时的平面图以及正视图，图50(b)以及图50(d)的斜线部分是表示由线状导光体452的光进行照射时在出射面452c上辉度较大的部分即较明亮的部分(亮部)。
如图50(c)以及图50(d)所示，对于单位宽度twi较小时(例如，单位宽度twi＝2.0mm时)产生在亮部与亮部之间的辉度较小的部分即较暗的部分(暗部)的宽度相对于亮部的宽度较小，或者由于没有产生暗部而线发光状态的辉度分布较小。
另一方面，如图50(a)以及图50(b)所示，当单位宽度twi较大时(例如单位宽度twi＝3.0mm时)，由于相对于亮部的宽度暗部的宽度不能够忽视，故即使在线发光状态下，暗部引起的辉度分布变得较大。
具体地，当单位宽度twi超过2.0mm时，由于如上所述那样容易产生在线发光状态的辉度不均匀，最好单位宽度twi在2.0mm以下。然而，当使得单位宽度twi比0.05小时，由于棱柱452p很难自体形成，故单位宽度最好大于0.05mm。
在本实施形态中，将线状导光体452的棱柱角度θ11、θ12(参照图45(d))都设定为43°，然而棱柱角度θ11、θ12并不仅限于该角度。
这里，棱柱角度θ11、θ12会对线状导光体452(参照图45(a))的出射光其辉度达到峰值的方向产生影响。如上所述，当棱柱角度θ11、θ12都为43°时，辉度的峰值为出射面452c的法线方向。这种情况适合于导光体454(参照图44(a))的周期方向454f与线状导光体452的出射面452c平行的情况。
这里，通过使得棱柱452p的棱柱角度为43°，能够获得在法线方向上具有峰值的出射光，能够使得光有效地入射到形成在导光体454上的周期结构454f，而能够提供一种高亮度的照明构件。
又，最好将棱柱角度θ11、θ12设定为出射光的峰值在导光体454内与周期结构454f相适应的方向(与周期方向垂直的方向)。
如此，在与线状导光体452的出射面452c相对的对向面452d上形成多个棱柱452p，将出射面452c的长方向的任意点xi的棱柱高度作为di并且将(di+1-di)/(xi+1-xi)所示的倾斜度作为0.0011时，通过使得出射面452c长方向上的中央部分为中心对称，能够将从配置在线状导光体452两侧上的导光体451a、451b发出的入射光变换成辉度分布良好的线发光状态并且能够提供辉度均匀的照明装置。
又，棱柱高度的倾斜并不必恒定地为((di+1-di)/(xi+1-xi))。对此，参照图51(a)以及图51(b)进行说明。图51(a)以及图51(b)是表示棱柱高度倾斜状态的模式图。
上述的线状导光体452如图51(a)所示，棱柱高度的倾斜度为恒定。因此，各棱柱452p的谷部452i位于倾斜线(图51(a)中的点划线)上。
本实施形态的线状导光体452并不仅限于此，例如，也可以将棱柱452p设定为图51(b)所示的那样。对于图51(b)所示的线状导光体452，对于相邻的第(i+1)以及第i棱柱452p，有时棱柱高度di+1与棱柱高度di会相等，棱柱高度的倾斜平均(图51(b)中的点划线)与图51(a)所示的情况相同。
又，本实施形态的线状导光体452不一定必须为对称的构造，将图45(a)的光源仅作为点光源451a，也可以从线状导光体452的一方端面(入射面452a)向另一方端面一方地设定棱柱高度的倾斜度。
又，在上述中，对于棱柱高度di设定了棱柱高度的倾斜度，而也可以改变棱柱宽度pwi。即，随着逐渐远离光源而将棱柱宽度pwi设定得较大。即便对于这样的构造，由于随着远离光源反射部分452f、452g(参照图45(d))变大，也能够获得与上述相同的效果。
如上所述，如图45(a)～图45(d)所示，本实施形态的线状导光体452具备设置在柱状的线状导光体4521其长方向(X轴方向)的一个端面上且入射来自点光源451a的光的入射面452a以及设置在线状导光体452的长方向上且出射入射来的光的出射面452c。
这样，在与出射面452c相对的对向面452d上其在长方向上排列设置反射入射光的棱柱452p。
而且，对于从入射面452a侧起到第i棱柱452p，将从入射面452a起的距离作为xi、棱柱高度作为di时，将以下式定义的倾斜度在各棱柱452p间的平均值设定为大于0的值。
倾斜度＝(di+1-di)/(xi+1-xi)
或者，将第i棱柱452p的棱柱宽度pwi以下式定义的差分在各棱柱452p间的平均值设定为比0更大的值。
差分＝(pwi+1-pwi)
对于这种构造，设定棱柱452p的棱柱高度di或者棱柱宽度pwi，使得随着远离入射面452a而平均地变大。
因此，对于远离入射面452a的棱柱452p，能够反射更多的光，能够补偿点光源451a出射光量的下降。因此，能够增加线状导光体452的出射光量并且同时在线状导光体452的长方向上能够使得出射光的辉度分布为更加均匀的状态。
又，这种构造与楔形的导光体等不同，由于能够形成与长方向垂直、宽度恒定的导光体，因此，能够形成使得来自入射面452的光容易地在长方向上传递的构造。因此，能够更进一步地提高光的利用效率以及使得出射辉度更加均匀。
并且对于上述构造，由于能够保持棱柱452p的间距pt恒定，在与出射面452c相对的对向面452d能够确保没有形成棱柱452p的传递部分452e。由此，与上述相同地，能够获得在长方向上可容易地传递来自入射面452a的光的构造。
又，最好，本实施形态的线状导光体452在与上述入射面452a相对的入射面452b侧起也形成满足上述条件的棱柱452p。由此，通过在各入射面452a、452b设置点光源451a、451b并且增加光量，能够获得上述各效果。
(实施形态9)
以下，参照附图对于本发明第9实施形态进行说明。
又，对于具有与实施形态1～8所说明的构造部分相同功能的构造部分采用相同的符号并且省略对其的说明。
首先，参照图52以及图53(a)以及图53(b)来说明本实施形态的反射型液晶显示装置。图52是表示本实施形态的反射型液晶显示装置的构造的立体图。又，图53(a)是上述反射型液晶显示装置的前灯(照明装置)500部分的立体图，图53(b)是前灯500的导光体104部分的放大图。
如图52所示，本实施形态的反射型液晶显示装置基本的构造与上述实施形态1相同，而在本实施形态中，线状导光体(照明元件)502的形状有所不同。又，对于反射型液晶显示元件105以及导光体104采用与实施形态1相同的元件。
如上所述，由于导光体104的周期结构104f的周期方向Rhd相对于象素的反复方向Pvd倾斜，因此，导光体104的周期方向Rhd即使与线状导光体502的X轴以及出射面502c(参照下述的图54(a))也呈θ＝14°的角度而倾斜。因此，在导光体104内为了提高与周期方向Rhd垂直的方向上光的辉度，最好根据上述2将由线状导光体502变换成线发光状态的出射光的辉度的峰值方向设定为出射角θ约为20°。
其次，参照图54(a)～图54(e)对于适合于该导光体104的线状导光体502的构造进行说明。图54(a)、图54(b)以及图54(c)分别是表示线状导光体502的构造的平面图、正视图以及侧视图，图54(d)是线状导光体502的棱柱状部分的放大图，图54(e)是说明在反射部分502f、502g中光被反射的状态的模式图。又，仅在图54(a)中图示了点光源451a、451b，在其他图中省略。
该线状导光体502与实施形态8中的线状导光体452(参照图45(a))相比，棱柱(切入部分)502p的形状有所不同。在本线状导光体502中，如上所述，最好将出射光的辉度的峰值方向设定为出射角度θ1约为20°(第1出射方向)。
这里，如图54(e)所示，假定光75是从线状导光体452内平行地传递到出射面452c的光，为了使得该光75以出射角度θ1约为20°而出射，求取棱柱角度θ11、θ12，则棱柱角度θ11＝38°、棱柱角度θ12＝52°。又，实际上从线状导光体452内传递出来的光并不仅是光75，由于上述光75所占比例较大，故通过上述的设定能够使得出射光的峰值大致在出射角度θ1约为20°。
这里，入射到反射部分502g的入射光75由于入射角小而不能够满足全反射的条件，光75的一部分透过反射部分502g。为了防止这种情况，在反射部分112g上例如，最好配置通过蒸镀或喷镀铝而成膜的反射膜502j。
如此，通过将线状导光体502的棱柱角度θ11、θ12设定为相互不同角度，能够改变从线状导光体502出射的出射光的辉度的峰值方向。
又，线状导光体502的棱柱角度θ11、θ12根据莫尔条纹防止角度θ(例如10°～80°)在30°～60°的范围内采用最适当的角度。
对于线状导光体502的其他形状，除了以下的具体数值，其他与实施形态8的线状导光体452(参照图45(a))相同。
这里，棱柱间距pt整体上均匀，这里，并且设定为pt＝1.5mm。又，线状导光体502在X轴方向上相对于中央部分呈对称。因此，以下，除了特别情况外仅对于中央部分到点光源451a侧进行说明。然而，对于棱柱502p的倾斜方向，在线状导光体502的X轴方向上并不对于中央部位对称，而是向一方倾斜。即，对于线状导光体502整体棱柱角度θ11、θ12为恒定。
棱柱高度dI与实施形态8相同，随着棱柱位置xi而进行变化，对于线状导光体502整体，在两端棱柱高度di较小、越接近于中央的棱柱高度di较大。
这里，并且对于第(i+1)以及第i(i为自然数)的棱柱502p，设定相对于棱柱位置的棱柱高度的倾斜为下述关系。
(di+1-di)/(xi+1-xi)＝0.005
又，棱柱高度的倾斜角θd可以表示为，
tanθd＝0.005
因此，棱柱高度的倾斜角度θd约为0.286°。
实际上，为了成为满足上述条件的形状而制作了线状导光体502。实际上作成的线状导光体502的形状如表6所示。又，表6的数值其单位为mm，在表6中表示了直到位于线状导光体502的中央部分的第40棱柱502p的一部分。
                         表6
    位置     棱柱高度           棱柱宽度pwi
i Xi(mm) di(mm) Pw1i(mm) Pw2i(mm)
    1     1.0     0.0275     0.0352     0.0215
    2     2.0     0.0325     0.0416     0.0254
    …     …     …     …     …
    39     39.0     0.218     0.278     0.170
    40     40.0     0.223     0.285     0.178
以该线状导光体502的式3所定义的棱柱占有率为25.9％。
又，通过与实施形态8相同的方法测定上述线状导光体502的出射光的峰值方向的辉度分布，其辉度分布为1.8。因此，对于本线状导光体502，能够获得实用上不存在问题的均匀的线发光状态。
而且，利用与实施形态8相同的方法，测定上述线状导光体502的光利用效率，其光利用效率约为70％。因此，本线状导光体502能够大幅度地提高光利用效率。
对于由本线状导光体502、上述导光体104以及扩散反射层103构成的前灯500(参照图53(a))的面发光状态的光的亮度进行测量，为2.5cd/m2。显然它作为辅助照明构件在实用上不存在问题。
如上所述，将周期方向Rhd与形成在液晶显示元件105上的象素图案的反复方向所成的角度设定为14°并且使得形成在线状导光体502上的棱柱502p的棱柱角度为2个不同的角度，由此，能够防止莫尔条纹产生并且能够有效地使得光入射到倾斜形成的导光体104的周期结构194f，能入射效率更高的光，能够提供一种照明均匀性良好的明亮的照明装置。
又，通过在线状导光体502的周围配置扩散反射层(扩散构件)103，能够提供效率更高的照明构件。
如此，通过设定线状导光体502的棱柱角度θ11、θ12为相互不同的角度，能够使得从线状导光体502出射的出射光的辉度的峰值方向发生变化。
又，在上述说明中，对于线状导光体502的整体，将各棱柱502p的棱柱角度θ11、θ12设定为恒定，而也可以随着线状导光体502位置的不同而不同。由此，能够灵活地设定从线状导光体502出射的光呈现辉度峰值的方向。
例如，使得棱柱角度θ11不为恒定的值，而将它设定为相互不同的多个角度，由此能够使得从同一点光源501a发出的光向不同方向反射、出射。由此，能够设定多个呈现出射辉度的峰值方向。因此，能够使得从导光体104射出的面发光状态的出射光辉度更加均匀并且能够提高光的利用效率。
如上所述，本实施形态的线状导光体502如图54(a)～图54(e)所示，它是具备入射从点光源451a、451b发出的光的入射面502a、入射面(第2入射面)502b以及出射入射的光的出射面502c的柱状线状导光体502。
并且，入射面502a、502b设置在线状导光体502的长方向的端面上，出射面502c设置在线状导光体502的长方向上。
而且，反射入射光的多个棱柱502p设置排列在与线状导光体502的出射面502c相对的面502d的长方向上。
该棱柱502p是由2个平面(反射部分502f、502g)形成的V字型沟，并且这2个平面与出射面502c成相互不同的2种以上的角度。
对于这样的构造，这里，能够使得从相同光源(例如，点光源451a)出射的光向不同的方向反射，能够进行设定使得在多个出射方向上显示峰值。
又，研究使得光从线状导光体502两端入射的情况，能够进行设定使得在与线状导光体502非对称的方向上呈现出出射光的峰值。
根据上述说明，采用本线状导光体502例如为了防止莫尔条纹的产生，通过向相对于入射面非对称地形成的导光体104等进行照射，能够提高光的利用效率并且可以获得更加均匀的面发光状态的光。
(实施形态10)
以下，参照附图对于本发明第10实施形态进行说明。
又，对于具有与实施形态1～9所说明的构造部分相同的功能的构造部分，采用相同的符号并且省略对它们的说明。
首先，参照图55、图56(a)以及图56(b)，对于本实施形态的反射型液晶显示装置进行说明。图55是表示本实施形态的反射型液晶显示装置的构造的立体图。又，图56(a)是上述反射型液晶显示装置的前灯(照明装置)550部分的立体图，图56(b)是前灯550的导光体(面状导光体)554部分的放大图。
本实施形态的反射型液晶显示装置基本构造与上述实施形态8相同，而在本实施形态中，导光体554以及线状导光体(照明元件)552的形状不同。又，反射型液晶显示元件455与实施形态8中采用的元件相同。
这里，对于导光体554，为了使得从点光源451a、451b出射而从入射面552a、入射面(第2入射面)552b入射到线状导光体552并且使得由线状导光体552变换成线发光状态而入射到导光体554的光有效地出射到反射型液晶显示元件455侧，形成间距Pd为0.39mm、传递部分554d的间距P1为0.38mm、反射部分554e的间距P2为0.01mm、由传递部分554d与反射部分554e形成的棱柱高度为0.01mm的周期结构554f。
这样，导光体554的周期结构554f的周期方向Rhd与象素反复方向Pvd倾斜并且设定该角度θ为23°。如此，由于导光体554的周期方向Rhd与象素反复方向Pvd倾斜，导光体554的周期方向Rhd与线状导光体552的X轴以及出射面552c(参照下述图57(a))也成θ＝23°的角度。
这里，在导光体554内为了提高与周期方向Rhd垂直方向上的光的辉度，根据上式2，最好将由线状导光体552变换成线发光状态的出射光的辉度的峰值方向设定为出射角度θ1＝35°。
其次，参照图57(a)～图57(b)对于适合于该导光体554的线状导光体552的构造进行说明。图57(a)、57(b)以及图57(c)分别是表示线状导光体552的构造的平面图、正视图以及侧视图，图57(d)是线状导光体552的棱柱状部分的放大图。又，仅在图57(a)中图示了点光源451a、451b，而在其他图中省略其图示。
该线状导光体552与实施形态8的线状导光体452(参照图45(a))进行比较，棱柱(切入部分)552p的形状有所不同。对于本线状导光体552，如上所述，最好将出射光的辉度的峰值方向设定为出射角度θ1＝35°。
这里，根据图59，当出射角度θ1＝35°时作为显示出峰值的棱柱角度，使得棱柱角度θ11、θ12＝30°
即，反射部分552f、552g与对向面452d分别成相等的角度，将棱柱角度θ11、θ12都设定为30°。
又，这里，由于将棱柱角度θ11、θ12设定为相等，故线状导光体552的出射光的辉度峰值出现在出射角度θ1＝±35°上。参照图58来解释进行这样设定的原因。图58是从导光体554的对向面554c侧观察前灯550时的平面图。又，在图58中，模式性地表示了从线状导光体552出射的光的一部分。
从线状导光体552出射在出射角度θ1＝+35°的方向(第1出射方向)上具有辉度的峰值的光80(图58中的点划线)在导光体554内由于在与周期方向Rhd相垂直的方向上进行传递，由反射部分554e(参照图56(b))反射到反射型液晶显示元件455(参照图55)并且能够有效地照射反射型液晶显示元件455。即，由于光80的存在，能够有效地提高利用效率。
另一方面，从线状导光体552出射在出射角度θ1＝-35°的方向(第1出射方向)上具有辉度的峰值的光81(图58中的二点划线)在导光体554内由于在与周期方向Rhd相平行的方向上进行传递，很难被反射部分554e(参照图56(b))反射。因此，光81达到导光体554的侧面554h(这里是点光源451a侧的侧面)并且被该侧面554h反射。这样，由侧面554h反射的光81在与周期方向Rhd相垂直的方向上传递。
这里，由侧面554h反射的光81即使在上述光80不能直接到达的区域中(图58中虚线所围的三角形区域)也进行传递，故能够对光80进行补偿。因此，能够使得从导光体554出射的面发光状态的光的分布更加均匀。
又，上述光80主要在与导光体554的入射面554a成出射角度θ1＝+35°的方向上进行传递，实际上由于导光体554内部反复地进行反射等而向导光体554的整体扩大。因此，通过上述光80也能够使得从导光体554出射的面发光状态的光的分布均匀，而由于上述光81的存在，能够使得光的分布更加均匀。
又，通过在侧面554h上设置反射膜，由于提高了对光81的反射效率，故而适用。
对于上述说明的线状导光体552的其他线状，除了下述具体的数值与实施形态8的线状导光体452(参照图45(a))相同。以下，再次参照图57(a)～(b)对于线状导光体552进行更加具体地说明。
线状导光体552的棱柱间距pt都相等，这里设定为pt＝1.5mm。又，线状导光体502在X轴方向上相对于中央部分呈对称。因此，以下，除了特别情况外仅对于中央部分到点光源451a侧进行说明。
棱柱高度di与实施形态8相同地，随着棱柱位置xi而进行变化，对于线状导光体502整体，在两端棱柱高度di较小，越接近于中央棱柱高度di越大。
这里，实际上第(i+1)以及第i(i为自然数)的棱柱552p，与实施形态9的情况相同地设定相对于棱柱位置的棱柱高度的倾斜为下述关系。
(di+1-di)/(xi+1-xi)＝0.005
实际上，为了成为满足上述条件的形状而制作了线状导光体552。实际上作成的线状导光体552的形状如表7所示。又，表7的数值其单位为mm，在表7中表示了直到位于线状导光体552的中央部分的第40棱柱552p的一部分。
                             表7
    位置     棱柱高度          棱柱宽度pwi
i Xi(mm) di(mm) Pw1i(mm) Pw2i(mm)
    1     1.0     0.0275     0.0476     0.0476
    2     2.0     0.0325     0.0563     0.0563
    …     …     …     …     …
    39     39.0     0.218     0.377     0.377
    40     40.0     0.223     0.385     0.386
以该线状导光体552的式3所定义的棱柱占有率为43.5％。
又，通过与实施形态8相同的方法测定上述线状导光体502的光的利用效率，其光利用效率约为78％。又，导光体554的出射面554b的辉度分布小于1.8，能够产生非常均匀的面发光状态的光。
因此，对于本前灯550，能够形成均匀的面发光状态的同时，能够提高光利用效率。
并且，用于实施本发明的最佳形态的具体实施形态或者实施例只是揭示了本发明的技术内容，本发明并不限于上述具体实施例，在按照本发明精神而记载的权利要求的范围内，能够进行种种变换。
工业利用性
根据本发明的照明装置以及照明元件，如上所述，能够提高必须需要光源的图像显示装置的显示质量。更加具体地，能够采用低耗电小型的点光源作为光源并且能够使得从该光源发出的光分布更加均匀并且高效地变换成线发光状态以及面发光状态，由此，能够以均匀明亮的光来照射显示元件。
再者，根据本发明的照明装置以及照明元件，当组合图像显示元件时，能够防止图像质量的劣化的莫尔条纹等的产生，并且还能够获得上述的各种效果。
特别地，通过由上述照明装置以及照明元件与液晶显示元件构成液晶显示装置，由此，能够提供小型、低耗电并且能够抑制莫尔条纹的产生以及显示均匀明亮的图像的液晶显示装置。

Claims (32)

1.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
所述周期结构的周期方向相对于所述象素的反复方向倾斜。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述第1出射方向是在所述面状导光体内使得光在与所述周期方向垂直的方向上传递的方向。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
从所述线状导光体发出的光在与所述第1出射方向不同的第2出射方向上显示辉度的峰值。
4.如权利要求3所述照明装置，其特征在于，
所述第1出射方向与所述第2出射方向相对于所述线状导光体的出射面的法线方向对称。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
从所述线状导光体向所述第1出射方向出射的光在所述线状导光体的线方向上的辉度分布的最大值与最小值之比小于3。
6.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，
从所述线状导光体向所述第2出射方向出射的光在所述线状导光体的线方向上的辉度分布的最大值与最小值之比小于3。
7.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
形成在所述面状导光体的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向的角度为大于10°小于80°。
8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
在与所述线状导光体的出射面相对的面上反复形成传递部分与反射部分。
9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
在所述线状导光体的周围设有扩散反射层。
10.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
具备使得光入射到所述线状导光体的光源部分，
在所述光源部分与所述线状导光体之间设有光学匹配构件。
11.如权利要求10所述的照明装置，其特征在于，
所述光学匹配构件是折射率大于1.4小于1.7的粘接树脂。
12.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述线状导光体的出射面的厚度t2与所述面状导光体的入射面的厚度t1大致相等，并且所述线状导光体的侧端面与出射面的法线方向所成的角度θ5在0°＜θ5≤20°的范围中。
13.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
将所述线状导光体以与所述出射面垂直的面进行切断时的切口形成为从出射面向与出射面相对的面侧扩张的楔形。
14.如权利要求13所述的照明装置，其特征在于，
对于所述切口，形成所述楔形的侧面与所述线状导光体的出射面的法线方向所成的角度为大于0°小于20°。
15.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
在所述线状导光体的入射面上形成将从所述光源部分发出的光反射到形成在所述线状导光体的周期结构的方向上的反射面。
16.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
将所述面状导光体的入射面长度设为L1、所述线状导光体的出射面长度设为L2时，满足0mm＜(L2-L1)≤10mm。
17.如权利要求16所述的照明装置，其特征在于，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的入射面的长度设为L1、所述线状导光体的出射面的长度设为L2、所述面状导光体的入射面与所述线状导光体的出射面的距离设为g时，满足g×tanθ≤(L2-L1)≤10mm。
18.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，在从所述线状导光体出射的光的角度θ1为θ1＝sin-1(n×sinθ)或者-θ1的角度方向上具有大致的峰值。
19.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述面状导光体的入射面所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，所述线状导光体的出射面的法线方向与所述第1出射方向所成的角度为sin-1(n×sinθ)。
20.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述照明装置为前灯。
21.一种液晶显示装置，其特征在于，具备
如权利要求1所述的照明装置；
对于每个象素控制从所述面状导光体的出射面出射的光并且进行图像显示的液晶显示元件。
22.如权利要求21所述的液晶显示元件，其特征在于，
所述液晶显示元件为反射型液晶显示元件。
23.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
从所述线状导光体发出的光在与所述第1出射方向不同的第2出射方向上显示辉度的峰值。
24.如权利要求23所述照明装置，其特征在于，
所述第1出射方向与所述第2出射方向相对于所述线状导光体的出射面的法线方向对称。
25.如权利要求23所述照明装置，其特征在于，
从所述线状导光体向所述第2出射方向出射的光在所述线状导光体的线方向上的辉度分布的最大值与最小值之比小于3。
26.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
所述线状导光体的出射面的厚度t2与所述面状导光体的入射面的厚度t1大致相等，并且所述线状导光体的侧端面与出射面的法线方向所成的角度θ5在0°＜θ5≤20°的范围中。
27.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
将所述线状导光体以与所述出射面垂直的面进行切断时的切口形成为从出射面向与出射面相对的面侧扩张的楔形。
28.如权利要求27所述的照明装置，其特征在于，
对于所述切口，形成所述楔形的侧面与所述线状导光体的出射面的法线方向所成的角度为大于0°小于20°。
29.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
将所述面状导光体的入射面长度设为L1、所述线状导光体的出射面长度设为L2时，满足0mm＜(L2-L1)≤10mm。
30.如权利要求29所述的照明装置，其特征在于，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的入射面的长度设为L1、所述线状导光体的出射面的长度设为L2、所述面状导光体的入射面与所述线状导光体的出射面的距离设为g时，满足g×tanθ≤(L2-L1)≤10mm。
31.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述象素的反复方向所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，在从所述线状导光体出射的光的角度θ1为θ1＝sin-1(n×sinθ)或者-θ1的角度方向上具有大致的峰值。
32.一种照明装置，利用出射光照亮图像显示元件的象素，其特征在于，
具备将从光源发出的光变换成线发光状态的线状导光体以及形成周期结构用于将从所述线状导光体发出的光变换成面发光状态而出射的面状导光体，
从所述线状导光体发出的光以所述线状导光体的出射面的法线方向为基准，在与所述周期结构的周期方向垂直的方向侧上的第1出射方向上显示辉度的峰值，
将形成在所述面状导光体上的周期结构的周期方向与所述面状导光体的入射面所成的角度设为θ、将所述面状导光体的折射率设为n时，所述线状导光体的出射面的法线方向与所述第1出射方向所成的角度为sin-1(n×sinθ)。
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