JP2001249333A

JP2001249333A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001249333A
Application number: JP2000058162A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Saito; 和男齋藤
Original assignee: TENRI DENSHI KOGYO KK
Current assignee: TENRI DENSHI KOGYO KK
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【目的】バックライトとして高出力のものを用いなく
ても、表示画面が暗くならないような液晶表示装置を提
供する。【構成】同装置は、周辺が明るいときには反射型とし
て表示する一方、周辺が暗く直下型バックライト２０が
点灯したときには透過型として表示することが可能な機
能を有するもので、液晶パネル１０の裏面側に直下型バ
ックライト２０が配置された基本構成となっている。最
も特徴的であるのは、直下型バックライト２０の基板２
１でもって反射型表示時の外光α及び透過型表示時のバ
ックライト光βを液晶パネル１０に向けて反射させるよ
うな構成となっている点である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯型無線通信装
置、電子手帳等の携帯情報機器、ワードプロセッサ、パ
ーソナルコンピュータ等のＯＡ機器等に備えられる液晶
表示装置であって、反射型と透過型の両方で表示するこ
とが可能な液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は小型薄型化及び低消費電
力化の面で優れており、広い分野で使用されるに至って
いる。液晶表示装置には多種多様な種類があるが、反射
型と透過型の両方で表示することが可能なものがある。
同装置は如何なる明るさの環境の下であっても見易い表
示を行うことができ、この点で好評を得ている。

【０００３】図６は従来の液晶表示装置の模式的断面図
である。図中６０は液晶パネル、７０は半透過型反射シ
ート、８０はバックライトである。液晶パネル６０は偏
光フィルタ６１、基板６２、液晶層６３、基板６４、偏
光フィルタ６５から構成されている。半透過型反射シー
ト７０は偏光フィルタ６１の裏面に配置されている。な
お、図中６３１は透明電極である。

【０００４】即ち、外光は液晶パネル６０を透過した
後、半透過型反射シート７０で反射され、その結果、反
射型として表示することが可能となっている。一方、バ
ックライト８０から照射されたバックライト光はその大
部分が半透過型反射シート７０を透過し、その結果、透
過型として表示することが可能となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による場合、半透過型反射シート７０の透過率が低
いことから、バックライト８０として高出力のものを用
いない限り、表示画面が暗くなりその品位が損なわれる
という本質的な欠点がある。バックライト８０として高
出力のものを用いると、消費電力がアップするだけでな
く、全体として大型化になることは避けられない。要す
るに、パネル６０の裏面に半透過型反射シート７０が配
置されている以上、表示画面の高品位化と低消費電力
化、小型薄型化との双方を図ることが極めて困難であっ
た。

【０００６】もっとも、特開平10-125461 号には、バッ
クライトである有機ＥＬ素子の透明電極でもって外光を
反射させるという方法が開示されているものの、コス
ト、寿命等の点で未だ実用的ではない有機ＥＬ素子をバ
ックライトとして用いることが必要不可欠であり、この
点で上記問題を解決するための抜本的な方法であるとは
到底言えない。

【０００７】本発明は上記した背景の下で創作されたも
ので、その目的とするところは、バックライトとして高
出力のものを用いなくても、表示画面が暗くならないよ
うに改良した液晶表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、周辺が明るいときには反射型として表示する一方、
周辺が暗く直下型バックライトを点灯させたときには透
過型として表示することが可能な装置であって、直下型
バックライトの基板でもって反射型表示時の外光及び透
過型表示時のバックライト光を液晶パネルに向けて反射
させる構成となっていることを特徴としている。直下型
バックライトの基板でもって反射型表示時の外光等を反
射させるには、例えば、基板上に光反射層を形成した
り、基板材として光反射性の良好なものを用いるように
すると良い。

【０００９】即ち、外光は液晶パネルを透過した後、直
下型バックライトの基板で液晶パネルの裏面に向けて反
射され、その結果、反射型として表示することが可能と
なる。一方、直下型バックライトにて生成されたバック
ライト光は、液晶パネルの裏面に直接入射するものを除
き、その基板で液晶パネルの裏面に向けて反射され、そ
の結果、透過型として表示することが可能となる。

【００１０】また、直下型バックライトではなく、エッ
ジサイド型バックライトを有する場合には、次のように
すると良い。即ち、エッジサイド型バックライトから照
射されたバックライト光を液晶パネルに導くための導光
板の裏面側に、反射型表示時の外光及び透過型表示時の
バックライト光を液晶パネルに向けて反射させる反射手
段を設けるようにする。

【００１１】このような構成による場合、外光は液晶パ
ネル、導光板を順次透過して光反射手段で液晶パネルの
裏面に向けて反射され、その結果、反射型として表示す
ることが可能となる。一方、エッジサイド型バックライ
トから照射されたバックライト光は、導光板でもって液
晶パネルに導かれる、その結果、透過型として表示する
ことが可能となる。

【００１２】より好ましくは、導光板の表面上及び／又
は裏面上には、反射型表示時の外光及び透過型表示時の
バックライト光を散乱させて液晶パネルの裏面全面にわ
たる光量を均一にするための散乱手段を設けるようにす
ることが望ましい。散乱手段としては、例えば、導光板
の面上に形成された縞状パターンを用いると良い。

【００１３】また、導光板の裏面には反射体が反射手段
として設けられており、反射体の表面上に、反射型表示
時の外光及び透過型表示時のバックライト光を散乱させ
て液晶パネルの裏面全面にわたる光量を均一にするため
の縞状パターンを付けるようにしても良い。

【００１４】より好ましくは、液晶パネルと導光板との
間に、反射型表示時の外光及び透過型表示時のバックラ
イト光を拡散させるための拡散シートを設けるようにす
ることが望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は白黒用液晶表示装置の模式
的断面図である。

【００１６】ここに掲げる液晶表示装置は、周辺が明る
いときには反射型として表示する一方、周辺が暗く直下
型バックライト２０が点灯したときには透過型として表
示することが可能な機能を有するもので、液晶パネル１
０の裏面側に直下型バックライト２０が配置された基本
構成となっている。最も特徴的であるのは、直下型バッ
クライト２０の基板２１でもって反射型表示時の外光α
及び透過型表示時のバックライト光βを液晶パネルに向
けて反射させる構成となっている点である。以下、その
各部について詳細に説明する。

【００１７】液晶パネル１０は、偏光フィルタ１１、基
板１２、液晶層１２、基板１３、偏光フィルタ１４が上
から順に積層された構造となっており、液晶層１２に設
けられた透明電極１３１に外部から所定の電圧が通電さ
れると、これに応じて液晶層１２の分子配光が変化し、
結果として文字等を白黒で表示することが可能なように
なっている。液晶パネル１０として、ここではネマステ
ィック型のものを用いているが、スメスティック型、コ
レスティンク型等のものを用いて良い。

【００１８】直下型バックライト２０はシート状のＥＬ
（エレクトロルミネセンス）であり、基板２１上に発光
層２２が形成された構成となっている。外光α及びバッ
クライト光βを基板２１でもって反射させるために、基
板２１の裏面上にはアルミ等の光反射層２１１が蒸着等
により形成されている。なお、光反射層２１１の代わり
に、基板２１の基板材として光反射性の良好なもの、例
えばアルミナ基板等を用いるようにしても良い。

【００１９】なお、図２はカラー用液晶表示装置の構成
を示している。カラー用の液晶パネル１０’が用いられ
ている点を除いては、図１に示す装置と構成が同一であ
る。液晶パネル１０’の液晶層１２’には、透明電極１
３１’の他に、カラーフィルタ１３２’が設けられてい
る。

【００２０】以上のように構成された液晶表示装置で
は、外光αは液晶パネル１０（又は液晶パネル１０’）
を透過した後、直下型バックライト２０の基板２１で液
晶パネル１０の裏面に向けて反射され、その結果、反射
型として表示することが可能となる。一方、直下型バッ
クライト２０にて生成されたバックライト光は、液晶パ
ネル１０の裏面に直接入射するものを除き、その基板２
１で液晶パネル１０の裏面に向けて反射され、その結
果、透過型として表示することが可能となる。

【００２１】要するに、従来装置とは異なり、透過率が
低い半透過型反射シートを用いることなく、反射型と透
過型の両方で表示することが可能となる。半透過型反射
シートを省略した分、従来装置に比べて、表示画面の明
るさが格段に向上する。即ち、従来装置とは異なり、直
下型バックライト２０として高出力のものを用いること
なく、表示画面の高品位化を維持することが可能とな
る。また、従来装置と比べると、バックライトとして低
出力のものを用いることができ、結果として、消費電力
が５０パーセント程度低下した。

【００２２】ここでは直下型バックライト２０としてシ
ート状のＥＬを用いたが、この代わりに冷陰極管等を使
用してもかまわない。この場合、冷陰極管等を取り付け
るための基板の面上に光反射層を形成したり、その基板
材として光反射性の良好なものを用いるようにすると良
い。

【００２３】要するに、特開平10-125461 号とは異な
り、直下型バックライトの種類に関係なく、その基板で
もって反射型表示時の外光α及び透過型表示時のバック
ライト光βを反射させる限り、消費電力の低減化及び装
置全体の小型薄型化というメリットが得られる。また、
バックライトの基板に対して上記のような僅かな改良を
加えるだけで良いことから、大幅なコストアップを招来
せず、どのような直下型バックライトを用いても良いこ
とから、非常に実用的である。

【００２４】ただ、直下型バックライト２０として冷陰
極管等を使用したときには、シート状のＥＬを用いたと
きに比べて、液晶パネル１０の裏面に入射する外光α及
びバックライト光βの光量がその全面にわたって不均一
となる傾向があり、表示画面中に陰影が写る場合があ
る。このときには冷陰極管等と液晶パネル２０との間に
図外の拡散シート等を設けるようにすると良い。拡散シ
ート等により外光α及びバックライト光βの光量がその
全面にわたって均一となることから、表示画面の高品位
化の低下を防止することが可能となる。

【００２５】図３は本案液晶表示装置の別の実施形態を
説明するための図であって、白黒用液晶表示装置の模式
的断面図である。

【００２６】ここに掲げる液晶表示装置は、周辺が明る
いときには反射型として表示する一方、周辺が暗くエッ
ジサイド型バックライト５０が点灯したときには透過型
として表示することが可能な機能を有しており、エッジ
サイド型バックライト５０から照射されたバックライト
光βを液晶パネル１０に導くための導光板４０を備えた
構成となっている。

【００２７】同装置において最も特徴的であるのは、導
光板４０の裏面側に反射型表示時の外光α及び透過型表
示時のバックライト光βを液晶パネル１０に向けて反射
させる反射手段としての反射体３０が設けられている点
である。なお、図１に示す装置と同じ構成部材について
は同一の部品番号を付して、その説明を省略することに
する。

【００２８】エッジサイド型バックライト５０は冷陰極
管であり、導光板４０の両側に取付金具５１を用いて取
り付けられている。

【００２９】導光板４０はアクリル、ポリカ、ＡＢＳ等
の樹脂を板状に成型して作製された透明体である。導光
板４０の裏面上及び表面上には、反射型表示時の外光α
及び透過型表示時のバックライト光βを散乱させて液晶
パネル１０の裏面全面にわたる光量を均一にするための
縞状パターン４１、４２が散乱手段として設けられてい
る。ここでは縞状パターン４１、４２は導光板４０の面
上に形成された凹凸で構成されている。縞状パターン４
のピッチは縞状パターン４１のそれに比べて小さく設定
されている。

【００３０】導光板４０の厚みはできる限り薄いことが
望ましい。液晶パネル１０と反射体３０との間の距離が
大きくなると、表示の視野が大きくなるからである。こ
こでは０．５ｍｍの厚さに設定している。

【００３１】即ち、エッジサイド型バックライト５０か
ら照射されたバックライト光βが導光板４０に入射され
ると、導光板４０を通過する過程で散乱されるが、縞状
パターン４１、４２で回折や屈折されて、更に散乱さ
れ、その結果、液晶パネル１０の裏面に入射する外光α
及びバックライト光βの光量が均一になるようになって
いる。なお、縞状パターン４１を形成する代わりに、反
射体３０の表面上に印刷等により縞状パターンを付ける
ようにしても良い。

【００３２】反射体３０はポリエステル系樹脂等からな
る板材であり、その表面上にはアルミ又は銀等の光反射
層３１が蒸着又は塗料のコーティング等により形成され
ている。

【００３３】なお、図４はカラー用液晶表示装置の構成
を示している。カラー用の液晶パネル１０’が用いられ
ている点を除いては、図３に示す装置と構成が同一であ
る。液晶パネル１０’の液晶層１２’には、透明電極１
３１’の他に、カラーフィルタ１３２’が設けられてい
る。

【００３４】以上のように構成された液晶表示装置で
は、エッジサイド型バックライト５０から照射されたバ
ックライト光βは、導光板４０及び反射体３０により液
晶パネル１０（又は液晶パネル１０’）の裏面に導か
れ、その結果、透過型として表示することが可能とな
る。特に、液晶パネル１０の裏面に入射するバックライ
ト光βの光量は、その全面にわたって導光板４０の縞状
パターン４１、４２により均一化されることから、高品
位な表示画面が得られる。

【００３５】一方、外光αは液晶パネル１０（又は液晶
パネル１０’）、導光板４０を順次的に通過した後、反
射体３０で液晶パネル１０の裏面に向けて反射され、そ
の結果、反射型として表示することが可能となる。特
に、液晶パネル１０の裏面に入射する外光αの光量は、
その全面にわたって導光板４０の縞状パターン４１、４
２により均一化されることから、高品位な表示画面が得
られる。

【００３６】図３及び図４に示す装置であっても、従来
装置とは異なり、半透過型反射シートを用いることな
く、反射型と透過型の両方で表示することが可能であ
り、エッジサイド型バックライト５０の種類も問われな
いことから、図１及び図２に示す装置と同様のメリット
が得られる。

【００３７】図３及び図４に示す液晶表示装置において
特に留意すべきなのは、導光板４０として均一な透明体
を用いる必要があるという点である。なぜなら、導光板
４０内での外光α及びバックライト光βの伝わり方にム
ラができ、表示画面中に干渉縞が生じるからである。と
ころが、導光板４０を作製するに当たり、アクリル等の
樹脂を型に流し込むという方法を採用した場合、型内で
の樹脂の流れ方や成型時の圧力等が僅かに変化しただけ
で、透明体が不均一となる。

【００３８】この場合、図５に示すように液晶パネル１
０と導光板４０との間に、反射型表示時の外光α及び透
過型表示時のバックライト光βを拡散させるための拡散
シート９０を設けるようにすると良い。ここでは拡散シ
ート９０として、材質がポリエステル系樹脂の表面又は
表面裏面に拡散層を形成し、透過率が８７パーセント、
０．１ｍｍ厚のフィルムを用いた。

【００３９】このような拡散シート９０により反射型表
示時の外光α及び透過型表示時のバックライト光βが拡
散される結果、たとえ多少不均一な透明体を導光板４０
として用いた場合であっても表示画面中に干渉縞が生じ
ない。また、図３及び図４に示す液晶表示装置では、導
光板４０の縞状パターン４１の直径が大きいときには、
表示画面が見難くなったり、縞状パターン４１の形状が
適切でなく所望の回折や屈折が得られないときには、表
示画面中に陰影が入る傾向があったが、図５に示す装置
では、この問題も解消することができることが確認され
た。

【００４０】導光板４０を作製する方法としては、アク
リル等の樹脂を型に流し込むという方法が最もコストダ
ウンを図ることができるので、装置の低コスト化を図る
という点でもメリットがある。

【００４１】なお、本発明の液晶表示装置は、直下型バ
ックライトの基板でもって反射型表示時の外光及び透過
型表示時のバックライト光を液晶パネルに向けて反射さ
せる構成である限り、これ以外の構成については上記実
施形態に限定されない。また、エッジサイド型バックラ
イトから照射されたバックライト光を液晶パネルに導く
ための導光板の裏面側に、反射型表示時の外光及び透過
型表示時のバックライト光を液晶パネルに向けて反射さ
せる反射手段を設ける構成である限り、これ以外の構成
については上記実施形態に限定されない。反射手段につ
いては導光板の裏面に光反射膜を形成するような形態を
とっても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上、本発明の請求項１、２、３、４に
係る液晶表示装置による場合、透過率が低い半透過型反
射シートを用いることなく反射型と透過型の両方で表示
することができる構成となっているので、半透過型反射
シートを省略した分、画面表示が明るくなる。また、直
下型バックライトとして高出力のものを用いなくても、
表示画面が見易くなる。それ故、装置の表示画面の高品
位化と低コスト化との双方を図ることが可能となる。し
かも直下型バックライトの種類に関係なく、上記した効
果が得られることから、非常に実用的である。

【００４３】本発明の請求項５、６、７、８に係る液晶
表示装置による場合、たとえ導光体として多少不均一な
透明体のものを用いても、反射型表示時の外光及び透過
型表示時のバックライト光の光量が液晶パネル全面にわ
たって均一になる構成となっているので、表示画面中に
干渉縞等が現われず、表示画面の高品位化を図ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であっ
て、図１は白黒用液晶表示装置の模式的断面図である。

【図２】カラー用液晶表示装置の模式的断面図である。

【図３】本発明の別の実施形態を説明するたの図であっ
て、白黒用液晶表示装置の模式的断面図である。

【図４】カラー用液晶表示装置の模式的断面図である。

【図５】本発明の変形例を説明するための図であって、
白黒用液晶表示装置の模式的断面図である。

【図６】従来技術を説明するための図であって、液晶表
示装置の模式的断面図である。

【符号の説明】

１０液晶パネル２０直下型バックライト２１基板２１１光反射層３０反射体３１光反射層４０導光板５０エッジサイド型バックライト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺が明るいときには反射型として表示
する一方、周辺が暗く直下型バックライトが点灯したと
きには透過型として表示することが可能な液晶表示装置
において、前記直下型バックライトの基板でもって反射
型表示時の外光及び透過型表示時のバックライト光を液
晶パネルに向けて反射させる構成となっていることを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、
前記直下型バックライトの基板上には光反射層が形成さ
れていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１記載の液晶表示装置において、
前記直下型バックライトの基板材として光反射性の良好
なものが用いられていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項４】周辺が明るいときには反射型として表示
する一方、周辺が暗くエッジサイド型バックライトが点
灯したときには透過型として表示することが可能な液晶
表示装置において、前記エッジサイド型バックライトか
ら照射されたバックライト光を液晶パネルに導くための
導光板の裏面側には、反射型表示時の外光及び透過型表
示時のバックライト光を液晶パネルに向けて反射させる
反射手段が設けられていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項５】請求項４記載の液晶表示装置において、
前記導光板の表面上及び／又は裏面上には、反射型表示
時の外光及び透過型表示時のバックライト光を散乱させ
て前記液晶パネルの裏面全面にわたる光量を均一にする
ための散乱手段が設けられていることを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項６】請求項５記載の液晶表示装置において、
前記散乱手段は前記導光板の面上に形成された縞状パタ
ーンであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】請求項４、５又は６記載の液晶表示装置
において、前記導光板の裏面には反射体が反射手段とし
て設けられており、前記反射体の表面上には反射型表示
時の外光及び透過型表示時のバックライト光を散乱させ
て前記液晶パネルの裏面全面にわたる光量を均一にする
ための縞状パターンが付けられていることを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項８】請求項４、５、６又は７記載の液晶表示
装置において、前記液晶パネルと前記導光板との間に、
反射型表示時の外光及び透過型表示時のバックライト光
を拡散させるための拡散シートが設けられていることを
特徴とする液晶表示装置。