JP2001345006A

JP2001345006A - フロントライト、反射型液晶表示装置および携帯情報端末

Info

Publication number: JP2001345006A
Application number: JP2001021844A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Sasagawa; 智広笹川; Kyoichiro Oda; 恭一郎小田; Akimasa Yuki; 昭正結城; Naoto Sugawara; 直人菅原; Masahiro Yokoi; 政博横井; Masahisa Morota; 昌久諸田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: US20010035927A1; TW550398B; EP1139015A1; US6636283B2; KR100405927B1; DE60135944D1; JP3301752B2; KR20010095035A; EP1139015B1; EP1870635A2; CN1319779A; EP1870635A3; CN1204442C

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な高効率で均一な明るさの画面表示が得
られる、小型で軽量のフロントライト、反射型液晶表示
装置および携帯情報端末を提供する。【解決手段】このフロントライトは、主導光板１と、
主導光板の端部に幅方向に沿って配置され、主導光板に
対向する端面と反対側の端面には、厚さ方向に延びるプ
リズム状の溝１２が長手方向に沿って複数設けられた第
２導光板２と、第２導光板の長手方向の端に配置された
点状光源３と、プリズム状の溝の表面に被覆された反射
膜１１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子の前方に
配置され、その表示素子の画面の明るさおよび明るさの
均一性を向上させるフロントライト、反射型液晶表示装
置および携帯情報端末に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５７は、従来のフロントライトの一例
を示す模式的断面図である（特開平8-94844号公報）。
図５７（ａ）はフロントライト全体の断面図を、また、
図５７（ｂ）は導光板の上面の部分拡大図を示す。この
フロントライトにおいては、導光板１０１の表示素子１
３０と対向する面１０１ａ（以下、「第１面」）、と反
対側の上面１０１ｂ（以下、「第２面」）に、その断面
がプリズム状である、幅方向にうね状に延びる溝が複数
設けられている。このフロントライトは、反射型液晶表
示素子の前、すなわち表示画面の観察者の側に配置さ
れ、表示素子に向かって光を出射する。このフロントラ
イトでは、光源１０３から導光板１０１内に入射された
光は、導光板１０１内を光源から遠ざかる方向に進む際
に、第２面１０１ｂのプリズムの一方の面である急傾斜
の反射面１２１によって反射されて第１面の側に導光板
にほぼ直角に出射される。このため、図５７（ｂ）に示
すように、上記の反射面は仮想的なプリズムの底面と約
４３°の角度をなし、プリズムの他方の面である緩傾斜
面１２２は上記底面と１０°以下の角度をなしている。
また、上記各プリズムの高さは、導光板の端から端まで
の各部分で同程度の光量を反射して、面内の輝度均一性
を保つために、５μｍ〜５０μｍとされている。上記導
光板の端面には、冷陰極管のような光源１０３が配置さ
れ、光源から発した光はその端面から導光板に入射して
導光板内を伝播する。導光板に入射した光は、第１面１
０１ａおよび第２面１０１ｂの一定部分と全反射を繰り
返しながら導光板内を伝播し、第２面の上記反射面１２
１にあたると反射して導光板の第１面１０１ａからほぼ
垂直方向に出射される。上記光源１０３の外側および導
光板の他方の端部には光量のロスが生じないように反射
板１０４が配置されている。また、第１面および第２面
は、透光層１２０によって保護されている。この導光板
から出射された光は、反射型表示素子に入射して、さら
に液晶の後方に配置された反射部材によって反射され、
導光板の方向に戻ってゆく。説明の便宜上、以後の説明
において、「表示素子」は、「表示装置」からフロント
ライトを除いた部分をさすものとする。この間に光は変
調を受け、導光板を厚さ方向に通過して画面表示を形成
して、観察者に観察される。このフロントライトにおい
て、面内の光量の均一性を確保しようとすると、上記第
２面１０１ｂにおける反射面の面積比率を場所に応じて
変化させる必要がある。プリズム構造の角度を一定に保
ったまま反射面の面積比率を変化させることはできない
ので、高い均一度を得ようとすると、プリズム構造の角
度を変化させる必要がある。同一面内においてプリズム
角度を変化させた導光板は、高精度で加工製作すること
が難しく、コスト高となる欠点があった。

【０００３】図５８は、従来の他のフロントライトの一
例を示す模式的断面図である（特開平10-326515号公
報）。図５８（ａ）はフロントライト全体の断面図を、
また図５８（ｂ）は導光板１０１の第２面１０１ｂの部
分拡大図である。このフロントライトにおける導光板の
第２面１０１ａは、階段状になっていて、第１面に平行
な平坦部１２３と、その平坦部とほぼ４５°の角度をな
す反射部１２１とから構成されている。導光板内を進む
光は、上記反射部１２１にあたって導光板にほぼ垂直に
反射され、導光板から出射される。また、上記の従来の
フロントライトに関連して、次の提案もなされた。すな
わち、光が液晶パネルで反射した後に、導光板を厚さ方
向に再び通過する際や、外光が導光板を通過する際に、
ロスの原因となる上記４５°に傾いた反射面の比率を
（１／２０）以下にしてロスを低減することが提案され
ている（特開平11-202785号公報）。

【０００４】また、図５９に示すように、導光板１０１
にプリズム状の溝１１２を設け、その溝の一方の斜面の
傾きを３５°〜５５°の範囲に、他方の斜面の傾きを６
０°〜９０°の範囲にする提案がなされている（特開平
11-242222号公報）。導光板内の光は、これまでの例と
同様に、３５°〜５５°の範囲に傾いた斜面にあたって
反射して導光板の外へ出射される。また、図６０（ａ）
に示すように、出射する光量が均一になるように、溝の
深さを光源から離れるにしたがって順次深くしたり、図
６０（ｂ）に示すように、溝のピッチを光源から離れる
につれて順次狭くすることによって、出射される光量が
場所によらず均一になる調整方法が提案されている。

【０００５】また、プリズム構造のピッチと表示素子の
画素ピッチの干渉によって生じるモアレ縞によって表示
品位が低下するのを防ぐために、プリズム構造の周期を
画素周期の１／（1.3＋Ｎ）〜１／（1.6＋Ｎ）の間に制
限する提案がなされている（特開平11-260128号公
報）。

【０００６】さらに、導光板の第１面に反射防止膜を設
けることにより、導光板から光が出射される際に第１面
での反射によって表示のコントラストが低下する現象を
防止する提案がなされている（特開平11-242220号公
報）。

【０００７】これらの従来のフロントライトにおける導
光板は、いずれもプリズム状の構造を有しているため、
うね状または縞状のプリズム構造が観察者から視認され
てしまい、表示品位を低下させる場合が多かった。ま
た、光が液晶パネルで反射された後、導光板を再び通過
するとき、異なる角度の面で異なる方向へ光が屈折され
るので、２重に像が生じるなどの問題もあった。また、
上記のプリズム導光板は、すべて光をプリズムの反射面
の正反射によって進行方向を変化させ導光板から出射さ
せる方法である。したがって、導光板内の光の進行方向
に応じて出射光の特性も大きく変化する。導光板の角部
で屈折して、その屈折光が他と異なる角度で導光板に入
射すると、プリズムによって反射された後も他と異なる
角度の光が強い輝線となって現れ、表示品位をいちじる
しく劣化させる問題があった。

【０００８】また、光源として発光ダイオード（LED:Li
ght Emitting Diode)のような点光源を用いる場合、図
６１（ａ）および図６１（ｂ）に示すように、導光板の
端部に配置されたガイド構造によって均一化を行った後
に、導光板に入射させる提案がなされている。しかしな
がら、導光板の第２面においてプリズム状突起の反射面
によって反射させて導光板から取り出す方式の場合、光
の空間的な均一化だけでなく、端部導光板（第２導光
板）の光取出し機構の反射溝ピッチを所定値以下にして
おかないと、照明に大きなむらが生じる問題がある。ま
た、導光板に入射する光が広い角度分布を持つ場合に
は、出射光も広い角度分布を持つことになり、高輝度を
得にくい問題を生じる。

【０００９】上記の図６１に示す点光源を用いるタイプ
のフロントライトは、小型化および軽量化に適してお
り、携帯電話器などに代表される携帯情報端末の液晶表
示装置のフロントライトとして使用が増大する傾向にあ
る（特開平10-260405号公報）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のフロントライト
は、上記の構造を有していたので、導光板の縞状のプリ
ズム構造が視認されてしまったり、輝線やむらが生じ
て、表示品位が低下する場合が生じた。また、フロント
ライトからの出射光の角度分布を制御することができ
ず、高い輝度を確保しにくい問題を生じていた。

【００１１】図６１に示す点光源を用いる構成のフロン
トライトの場合には、特に、小さな消費電力で高輝度の
表示画面を得ることが大きな目標とされる。このため、
上記したように、主導光板の側端部に配置された端部導
光板（第２導光板）の主導光板に対向する面と反対側の
面（第４面）に、光を取り出す反射溝を付した構造が用
いられている。この構造の場合、図６２（ａ）に示すよ
うに、ＬＥＤから端部導光板（第２導光板）に入射した
光は、（ｋ1）反射溝の斜面で全反射する光Ｋ1と、（ｋ
2）屈折して外に出て再び外から第２導光板に屈折して
入射する光Ｋ2とがある。これらの反射、屈折におい
て、できるだけロスを少なくするように、プリズム形状
の溝を構成する２辺の平坦部との角度は、図６２
（ｂ）、図６２（ｃ）に示すように、５０°付近の角度
とされる。

【００１２】上記の（ｋ1），（ｋ2）の光は主導光板に
面する第２導光板の出射面（第３面）に所定角度範囲内
で向かう場合に、その出射面から出射され、主導光板内
に導入される。出射面に所定角度範囲内で向かわない場
合には、出射面で全反射して第２導光板内を進行する。
第２導光板が所定寸法より大きい場合には、第２導光板
の出射面以外の他の面で全反射する割合が多く、出射さ
れる光量の割合は少ない。このため、第２導光板が所定
寸法より大きい場合には、点光源を出射した光が、最終
的に出射面から出射して主導光板に導入される割合であ
る効率は高いレベルにある。

【００１３】しかしながら、携帯情報端末に搭載される
液晶表示装置のフロントライトのように平面サイズが小
さい場合、上記の効率は低くなり、所望の輝度の表示画
面を得ることが難しくなる。携帯情報端末の急激な進展
を支えるため、点光源を用いるフロントライトにおい
て、上記の効率を高めることが強く要求されていた。

【００１４】本発明は、輝線やむらを生じさせず、表示
品位が良好な高効率で均一な明るさの画面表示が得られ
る、小型化と軽量化とをはかった経済性に優れたフロン
トライト、そのフロントライトを用いた反射型液晶表示
装置および携帯情報端末を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のフロントライト
は、表示素子の前方に配置されるフロントライトであっ
て、主導光板と、主導光板の端部に幅方向に沿うように
その長手方向を配置され、主導光板に対向する端面と反
対側の端面に、厚さ方向に延びるプリズム状の溝が長手
方向に沿って複数設けられた第２導光板と、第２導光板
の長手方向の端に配置された点状光源と、プリズム状の
溝の表面に被覆された反射膜とを備える（請求項１）。

【００１６】この構成によれば、光取出し機構を構成す
るプリズム形状の溝の表面に反射膜で被覆されるので、
所定長さ以下の第２導光板において、光量のロスを少な
くした上で指向性に優れた反射光を得ることができる。
この場合、上記の溝により光が散乱されながら反射され
るので、第２導光板のそれぞれの位置において全方位に
わたって平均をとった平均的な光量を均一化することが
できる。

【００１７】上記したように、携帯情報端末に搭載され
る反射型液晶表示装置のフロントライトのように平面サ
イズが小さい場合、上記の効率は低くなり、所望の輝度
の表示画面を得ることが難しくなる。反射膜をプリズム
形状の溝の表面に被覆すると、溝の表面から第２導光板
の外に出る光がなく、反射膜で反射されて指向性のよい
光が出射面（第３面）から出射される。この反射膜で反
射される際に生じる反射ロスは１０％以上あるため、第
２導光板の長さが長くなり反射が繰り返されると、反射
膜のない第２導光板よりも効率が低下してしまう。すな
わち、第２導光板が所定値以上に長くなると、従来の溝
表面に反射膜のない第２導光板では伝搬ロスが小さいた
め効率はかえってよくなる。反射膜をプリズム形状の溝
の表面に被覆して効率がよくなる長さは、第２導光板の
幅サイズや反射膜の反射ロスの大きさにも依存するが、
普通の幅サイズで通常の１０％程度の反射ロスの場合、
７０ｍｍ〜１００ｍｍが上限である。したがって、第２
導光板の長さが７０ｍｍ〜１００ｍｍ以下の場合には、
プリズム形状の溝の表面に被覆に反射膜を被覆するのが
よい。このような、溝表面に反射膜を付した第２導光板
の長さと効率との関係についての知見は、これまで知ら
れていない。

【００１８】反射膜には、通常、蒸着やスパッタリング
によって形成した金属膜を用いる。これら金属膜の反射
膜の代わりに、反射板等を配置してロスを少なくする方
策もあるが、一度、第２導光板の溝部から外に出て反射
板で反射されて溝部に戻された光は進行方向に大きな幅
を有してしまい、指向性が大きく劣化してしまう。反射
膜塗布により、溝部から第２導光板の外にでないように
してロスを防止することが必須である。反射板のように
剛性のあるものでなく、反射シートのように、柔軟性が
あり、溝の面をすべて覆うことができるものであれば、
反射膜でなくてもよい。すなわち、このような反射シー
ト、反射フィルム、反射テープ、塗装された塗層膜、ペ
ースト膜等も上記の反射膜のなかに含める。

【００１９】上記の構成により、点状光源のＬＥＤ等を
用いた携帯電話器等の表示画面を高輝度で、かつ均一に
明るくすることができる。また、通常、第２導光板の第
４面の側から第２導光板の表面を覆って主導光板にいた
るようにリフレクタを設け、より効率を高めることが行
われる。このリフレクタ内面には、銀テープが被覆され
るが、上記の反射膜を用いることにより、効率が増加す
るため、リフレクタ内面に設ける銀テープを廃止した
り、リフレクタ自体さえも廃止することが可能となる。

【００２０】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、プリズム形状を構成する２辺は、平面的に見て平坦
部と３０°〜３８°の角度をなすことが望ましい（請求
項２）。

【００２１】溝のプリズム形状を構成する２辺が平坦部
と３０°〜３８°の角度をなすことにより、第２導光板
に垂直な方向を中心に、幅広がりの小さい指向性のよい
反射光を得ることができる。この角度の範囲は、反射膜
を有するプリズム形状の溝に適した角度の範囲であり、
従来の反射膜なしのプリズム形状の溝の場合（通常、５
０°付近）には考慮されることがなかった小さい角度で
ある。反射膜で被覆された溝の場合には、この小さい角
度３０〜３８°において、指向性のよい光を出射させる
ことができるので、表示画面の輝度を向上させることが
できる。すべてのプリズム形状の溝の２辺を、３０〜３
８°の範囲内の同じ角度とするほうが、製造が容易で安
価となるが、必ずしも２辺が同じ角度である必要はない
し、溝がいずれも同じ角度を有する必要もない。

【００２２】上記本発明のフロントライトでは、主導光
板と第２導光板とを、第２導光板から主導光板に向かう
方向に見て、第２導光板の反射膜が被覆される領域は、
主導光板の領域を含むことが望ましい（請求項３）。

【００２３】この構成により、主導光板に第２導光板か
ら光が導入されない暗い部分を生じない。このため、主
導光板の全面から光が表示素子に向けて出射されるの
で、明暗のむらや明暗の境界線が見える不具合を生じる
ことがなくなる。

【００２４】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、プリズム形状を構成する辺が平坦部となす角度が、
点状光源からの距離に応じて変化するように、溝が設け
られることができる（請求項４）。

【００２５】この構成により、点状光源からの距離に応
じて、出射面に向かう光量が変化したり、または出射面
に向かう角度が変化する場合、プリズム形状の辺の角度
を変えることにより、光量を均一化し、または上記角度
を出射面に垂直に近い所定範囲内することができる。上
記プリズム形状は、上記角度を変えない場合には、平面
的に見て２等辺３角形をなしているが、この構成のよう
に、角度を変化させる場合には、２等辺３角形であって
もよいが、２等辺３角形になるとは限らない。また、上
記の角度の変化により、当然、プリズム形状の溝の深さ
も変化する。

【００２６】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、プリズム形状を構成する辺が平坦部となす角度が、
点状光源から遠ざかるほど大きくなるように配置される
ことができる（請求項５）。

【００２７】第２導光板において、溝の辺の平坦部とな
す角度を場所によらず同一に揃えると、点状光源の近く
の端部と、それより遠い中央部分とで、出射面（第３
面）から出射される光の出射方向が傾く現象がある。こ
のような出射方向の傾きは、輝度むらの原因になるので
避ける必要がある。上記のように、点状光源の近くと中
央部とでプリズム傾斜角度を変えることにより、出射角
度分布を所定範囲内に揃えることが可能となる。

【００２８】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、溝ピッチが、表示素子の画素ピッチ以下であること
が望ましい（請求項６）。

【００２９】主導光板ではプリズムの鏡面反射によっ
て、主導光板内を伝播する光を出射させるために、主導
光板内で異なる向きに進む光は、主導光板から出射され
る際にも異なる向きに出射される。第２導光板の溝の底
の真横には、その溝部で反射して第２導光板端面にほぼ
垂直に出射した光が多く届く。第２導光板端面にほぼ垂
直に出射した光は、主導光板内で、光の進行方向とほぼ
垂直な、主導光板の幅方向に延びるプリズム状の突起部
の斜面で反射され、主導光板からほぼ垂直方向に出射さ
れる。一方、溝の底の間の中央では、両方の溝で反射し
て、第２導光板端面を斜めに出射した光が多く届く。こ
の光は主導光板のプリズム状の突起部に対しても斜めに
入射するため、突起部の斜面で反射された後も、主導光
板に対して垂直に出射されず、斜めに傾いた光として出
射される。表示素子で反射された後も、垂直出射された
光のほうが、斜めに出射された光よりも正面輝度への寄
与は大きい。このため、垂直に出射する光の量が少ない
溝の底の間の中央では、上記の溝の底の真横よりも、出
射光量は同じであっても、正面輝度が低くなり、輝度の
縞状むらが発生する。上記のように、溝ピッチ間隔を画
素ピッチ間隔以下とすることにより、輝度むらが認識さ
れなくなる。

【００３０】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、溝ピッチが、０．３ｍｍ以下であることが望ましい
（請求項７）。

【００３１】上記の構成により、明るさのむらが通常の
画素ピッチと同等以下となり、均一と認められる照明を
行うことができる。また、表示素子の画素について情報
がない場合であっても、通常の画素ピッチは０．３ｍｍ
ピッチ程度なので、フロントライトを製造することがで
きる。このため、各種の表示素子に用いることができる
汎用性の高いフロントライトを提供することが可能とな
る。なお、非常に高度な照明の均一性が要求される場合
には、上記の溝ピッチは０．２ｍｍ以下とすることが望
ましい。

【００３２】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、主導光板の第２導光板の側の端部に、当該端部の中
央部が最も第２導光板の側に突き出るように、主導光板
の端部の両側からテーパ形状が付けられており、第２導
光板の主導光板に対向する端面に、主導光板のテーパ形
状に適合して、当該端面の中央部が主導光板に対して最
も窪むように、主導光板に対向する端面の両側からテー
パ形状が付けられてお、主導光板と第２導光板とが互い
のテーパ形状を適合させて位置している（請求項８）。

【００３３】この構造をとることにより、点状光源から
第２導光板に入射した光のうち、第２導光板の上記テー
パ形状の端面に当った光は全反射して、反対側の端面に
位置する反射膜を被覆されたプリズム状溝を有する面に
向かい、そこで反射して主導光板に向かう。また、第２
導光板の上記テーパ形状の端面で反射せずに、屈折して
出射した光は、主導光板の上記テーパ形状の端部の面で
反射されるものがあり、その反射された光は、第２導光
板に再び入射して、上記のプリズム状溝の面に向かい反
射され、主導光板に向かう。このため、点状光源から発
した光を第２導光板の反射膜を被覆されたプリズム状反
射溝に効率よく入射することができる。この結果、さら
に効率よく光を利用することが可能となる。

【００３４】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、反射膜が、アルミ、銀、金、銅および白金のうちの
いずれかの薄膜であることが望ましい（請求項９）。

【００３５】反射膜は、可視光全域で反射率が高く、波
長依存性のないものが望ましい。この条件を満足する反
射膜としてアルミ（Ａｌ）、銀（Ａｇ）の薄膜がある。
少し反射率が落ちるが、白金（Ｐｔ）も用いることがで
きる。また、点状光源に、通常、用いられる白色ＬＥＤ
の発光スペクトルは、青色ＬＥＤを蛍光体によって波長
変換し白色としているものが一般的なため、短波長の青
色側に強いピークをもつ。このような発光スペクトルを
波長によらず均一性を有するように、ホワイトバランス
の調整をして、短波長側の反射率を低下させたほうがよ
い場合がある。金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）は、長波長側に
高く短波長側に低い反射率を有するので、上記目的のた
めに用いることができる。

【００３６】これらの金属膜を反射膜として用いること
により、高い反射率を有し耐久性の高い薄膜を、蒸着
法、スパッタリング法などの公知の方法を用いて容易に
形成することができる。上記の金属膜の厚さは、高い反
射率と耐久性を得ることを目的に２５ｎｍ以上に、また
はより望ましくは５０ｎｍ以上にすることが望ましい。

【００３７】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、反射膜は、プリズム形状の溝の表面に形成された下
地膜の上に形成されることができる（請求項１０）。

【００３８】主導光板および第２導光板は、通常、樹脂
材料で形成され、樹脂材料へ金属膜を直接成膜したので
は、十分な密着力が得られないことがある。このため、
金属膜と樹脂材料との両方に十分な密着力を得ることが
できるＳｉＯ₂などの下地膜を形成し、その上に金属膜
を被覆することにより、十分な密着力と耐久性とを得る
ことができる。また、下地膜と金属膜との界面をより平
坦で、不純物のない状態に保てるので、反射率の増大も
期待することができる。この反射率の増大を期待する場
合、下地膜の屈折率、厚さ等を制御することにより、樹
脂材料と下地膜との界面での反射と、下地膜と金属膜と
の界面での反射とが、互いに強めあうように干渉させる
ことにより、多層増反射膜とすることもできる。

【００３９】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、プリズム形状の溝の表面に、粗面化処理をすること
ができる（請求項１１）。

【００４０】粗面化処理により、反射膜の密着性を向上
させることができる。粗面化処理としては、ブラスト処
理をあげることができる。この粗面化処理された表面に
下地膜を介して金属膜をコートしてもよいし、下地膜な
しに金属膜を直接、粗面化された表面にコートしてもよ
い。

【００４１】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、第２導光板の主導光板に対向する面の側に散乱部材
が配置されることができる（請求項１２）。

【００４２】散乱部材によって散乱されることにより、
空間的に均一化された光を主導光板に導入することがで
きる。この散乱部材は、上記プリズム形状の溝ピッチが
粗い場合に、光量を空間的に均一化させるのに効果があ
る。

【００４３】上記本発明のフロントライトでは、たとえ
ば、点状光源としてＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用
いることが望ましい（請求項１３）。

【００４４】ＬＥＤを用いることにより、フロントライ
トの小型化、軽量化、省電力化、駆動電圧低下等を実現
することができる。上記の駆動電圧の低下は、搭載する
電池の個数や規模を小さくすることができる。このた
め、上記フロントライトは、ＬＥＤの採用により、携帯
電話器等の携帯情報端末等のフロントライトに用いら
れ、より一層有用性を高めることができる。本発明の反
射型液晶表示装置は、フロントライトを観察者の側であ
る前方に備えた反射型液晶表示装置であって、フロント
ライトが、主導光板と、主導光板の端部に幅方向に沿う
ようにその長手方向を配置され、主導光板に対向する端
面と反対側の端面に、厚さ方向に延びるプリズム状の溝
が長手方向に沿って複数設けられた第２導光板と、第２
導光板の長手方向の端に配置された点状光源と、プリズ
ム状の溝の表面に被覆された反射膜とを備える（請求項
１４）。

【００４５】この反射型液晶表示装置は、上記のフロン
トライトを用いることにより、小型化、軽量化した電源
により均一な明るさの画面表示を得ることができる。さ
らに、第２導光板のプリズム形状の溝の２辺の角度等を
点状光源からの距離に応じて変化させたり、上記プリズ
ム形状の溝ピッチを短くするなどして、良好な表示品
位、優れた軽量化、小型化、高効率化を達成することが
できる。

【００４６】上記本発明の反射型液晶表示装置では、た
とえば、プリズム形状を構成する２辺が、平面的に見て
平坦部と３０°〜３８°の角度をなすことができる（請
求項１５）。

【００４７】この構成を採用することにより、第２導光
板から主導光板に向かう光の指向性を向上させることが
でき、反射型液晶表示の画面の明るさを向上させること
ができる。

【００４８】上記本発明の反射型液晶表示装置では、た
とえば、主導光板と第２導光板とを第２導光板から主導
光板に向かう方向に見て、第２導光板の反射膜が被覆さ
れる領域が、主導光板の領域を含むことが望ましい（請
求項１６）。

【００４９】この構成により、反射型液晶表示の画面に
明るさのむらが生じず、均質な明るさとすることができ
る。

【００５０】本発明の携帯情報端末は、フロントライト
を含む反射型液晶表示装置を備えた携帯情報端末であっ
て、フロントライトが、主導光板と、主導光板の端部に
幅方向に沿うようにその長手方向を配置され、主導光板
に対向する端面と反対側の端面に、厚さ方向に延びるプ
リズム状の溝が幅方向に沿う長手方向に沿って複数設け
られた第２導光板と、第２導光板の長手方向の端に配置
された点状光源と、プリズム状の溝の表面に被覆された
反射膜とを備える（請求項１７）。

【００５１】この構成により、携帯電話器、ＰＤＦ等の
携帯情報端末を軽量化、小型化した上で、均一性が高く
高輝度の表示画面を得ることができる。この携帯情報端
末では、たとえば、点状光源への投入電力を制御して表
示画面の輝度を調整する輝度調整ボリュームを備えるこ
とが望ましい。輝度調整ボリュームを備えることによ
り、明るい場所では点状光源、たとえばＬＥＤへの投入
電力を絞って、電力を節約することにより、蓄電池の充
電間隔を長くすることができる。また、暗い場所を含め
て、すべての場所で、表示画面の所望の輝度を得ること
ができる。

【００５２】上記本発明の携帯情報端末では、たとえ
ば、プリズム形状を構成する２辺が、平面的に見て平坦
部と３０°〜３８°の角度をなすことができる（請求項
１８）。

【００５３】この構成により、第２導光板から主導光板
に向かう光の指向性を向上させることができ、携帯情報
端末の表示画面の明るさを向上させることができる。

【００５４】上記本発明の携帯情報端末では、たとえ
ば、主導光板と第２導光板とを、第２導光板から主導光
板に向かう方向に見て、第２導光板の反射膜が被覆され
る領域が、主導光板の領域を含むことができる（請求項
１９）。

【００５５】この構成により、携帯情報端末の表示画面
に明るさのむらが生じず、均質な明るさとすることがで
きる。

【００５６】上記本発明の携帯情報端末では、たとえ
ば、第２導光板の長さが１００ｍｍ以下の範囲内にある
ことが望ましい（請求項２０）。

【００５７】この長さの範囲は、プリズム形状の溝に反
射膜を被覆した第２導光板のほうが、反射膜を被覆しな
い第２導光板よりも効率の高い範囲である。また、この
長さの範囲は、携帯情報端末に搭載するのに好都合な小
型の範囲である。この結果、高輝度の表示画面を得るこ
とができる。上記の第２導光板の長さは、より望ましく
は７０ｍｍ以下であり、さらに効率を高くするためには
５０ｍｍ以下とするのが望ましい。

【００５８】上記本発明の携帯情報端末では、たとえ
ば、第２導光板の幅が１０ｍｍ以下の範囲内にあること
が望ましい（請求項２１）。

【００５９】この構成により、情報を表示するのに有効
な表示部分を大きくすることができ、表示画面を見やす
いものにすることができる。上記第２導光板の幅は、望
ましくは２ｍｍ〜７ｍｍの範囲内とするのがよい。第２
導光板の幅が２ｍｍ未満では、主導光板の幅方向にわた
って均一な明るさの光を供給することができず、また７
ｍｍを超えると情報を表示する表示部分の領域に制限を
加えることになる。上記の観点から、第２導光板の幅
は、さらに望ましくは、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲内とす
る。

【００６０】

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて参考例を含む
本発明の実施の形態について説明する。

【００６１】（参考例１−緩傾斜面の角度、平坦部の間
に配置される突起部の金型−）（１）全体構成図１〜図８は、参考例１におけるフロントライトを説明
する図である。主導光板１に対する棒状光源は、図１に
示すように、主導光板１の端部に沿ってその幅方向に延
びる第２導光板２と、その第２導光板の端部に配置され
た点状の光源であるＬＥＤ３とから構成される。図２に
示すように、ＬＥＤ３を発した光は、第２導光板の端部
に入射し、第２導光板内を伝播する間に第２導光板の第
４面２ｂに形成された光取出し構造によって第３面２ａ
から主導光板１の方向に向かって出射される。主導光板
１の第２面１ｂには、幅方向にうね状に延びる断面がプ
リズム状の突起が、平坦部の間に複数等間隔で配置され
ている。主導光板１に入射した光は、このプリズム状突
起の反射面２１にあたり反射し、主導光板の第１面１ａ
から表示素子３０に向かって出射される。本発明におい
ては、図３に示すように、プリズム状突起の反射面２１
は平坦部２３と約４５°の角度をなし、他方の緩傾斜面
２２は平坦部と約３．５°の角度をなしている。上記反
射型表示素子に入射して、反射部材で反射された光は、
空間的変調を受けており、主導光板を厚さ方向に後方か
ら前方に通過することにより画像を表示する。

【００６２】上記の主導光板１は、光を表示素子の方向
に出射させるプリズム状突起が、平坦部の間に第２面の
ほぼ全面にわたって設けられている。図３および図４に
示すように、プリズム状突起の反射面２１は、主導光板
内を伝播する光を反射し主導光板１からほぼ垂直に出射
させるので、平坦部と約４５°の傾きを有する。この約
４５°の傾きの反射面２１を透過する光は、観察者に向
かう方向と大きく異なる方向に屈折されるので、観察者
に視認されずロスとなる。

【００６３】一方、プリズム状突起における他の斜面２
２はそれよりも小さい傾き角となっている。表示素子に
入射して反射した後の光は、導光板の第２面における傾
斜面と平坦面との両方を通って出射される。第２面にお
いてプリズムを形成するもう一方の緩傾斜面２２は、平
坦部とのなす角度が４５°以上ならば、上記と同様に大
きく屈折してロスとなる。この場合には、ロスが大きく
なりすぎて、表示画面が暗くなってしまう。（２）緩傾斜面の角度上記緩傾斜面２２の傾き角度がある程度小さくなると、
上記の緩傾斜面２２を通った光は観察者から視認できる
角度範囲内に屈折されるのでロスにはならない。しか
し、平坦部２３を通った光と異なる角度で、しかも観察
者からも視認できる角度範囲内に屈折されので、図４に
示すように、２重像となってしまう。図４において、平
坦部２３を通る光は像点３５ａを形成し、緩斜面２２で
屈折される光は像点３５ｂを形成する。像点３５ａと像
点３５ｂの距離が２重像のずれを表わす。緩斜面２２の
平坦部となす角度を小さくすることにより、上記屈折の
角度が小さくなり、像点３５ａと像点３５ｂとは接近し
てやがては２重像の像間のずれが視認できなくなる。次
に、緩傾斜面の角度を４°以下とした根拠について詳し
く説明する。この根拠の説明において、表示装置の画素
から導光板表面にいたる距離が重要である。いま、表示
装置としてＬＣＤを選んで、画素から導光板表面にいた
る距離を概算する。上記距離は、図５に示すように、液
晶の画素３０ｂ/対向基板３０ｃ/偏光板３０ｄ/隙間３
１/導光板１によって構成される。各部分の厚さは次の
通りである。（ａ）下部基板３０ａに対向する対向基板３０ｃ：０．
５〜１．０ｍｍ（ｂ）偏光板３０ｄ：０．２〜０．６ｍｍ（ｃ）隙間３１：０．２ｍｍ（ｄ）導光板１：０．５〜２．０ｍｍ安全サイドをとるために中心値からやや厚い場合を算定
すると、画素から導光板表面にいたる幾何学的距離は
３．８ｍｍくらいであり、各部分の屈折率を考慮した光
学距離は２．５ｍｍ程度となる。図６は、画素から導光
板表面にいたる距離が２．５ｍｍの場合、緩傾斜面の角
度とずれの関係を示す図である。緩傾斜面の角度が５°
になると、ずれは０．１１ｍｍ程度となり、０．１ｍｍ
を超えてしまう。明視の距離３００ｍｍで画面を観察す
るとき、ずれが０．１ｍｍ程度ならば、ずれの間隔は５
０cpd程度となり、人間に視認できない（上記、光工学
ハンドブック）。緩傾斜面の角度を４°とすると、上記
のずれは０．０９ｍｍ程度となり、０．１ｍｍ未満とな
ることが保証される。このため、緩斜面の平坦部となす
角度を４°以下とすることにより、上記のずれが視認さ
れなくなる。このため、人の目に２重像が気にならなく
なり、表示品位の劣化を防ぐことが可能となる。（３）平坦部を備えるプリズム状突起の効果光量を面全体にわたって均一化するには、突起でなく溝
によっても可能である。しかし、溝とした場合には、次
の問題が障害となる。すなわち、導光板は一体成形によ
って作製するため、図７に示すように、逆形状の金型を
作製しなければならない。一体成形物の製造にとって、
金型の占める比重は大きく、この金型の加工の難易度が
一体成形品の製造コストを左右する。導光板１が、平坦
部４３を備えたプリズム状溝４１，４２の場合には、金
型５１は間に平坦部６３を有するプリズム状の突起６
１，６２となる。したがって、金型では、平坦部は溝と
して彫り出すことになる。平坦部が変化すると、溝とし
ての平坦部を幅を変えて彫り出すことになる。この加工
は容易ではない。図８に示すように、金型加工は金型材
料をダイアモンドバイトで切削してゆく加工が一般的で
ある。平坦部の幅を変えようとすると、図８に示すよう
に、平坦部６３をスキャン加工しなければならない。こ
の加工は複雑で、加工量も増え、また、スキャンに伴う
加工痕も残ってしまう。これに対して、導光板がプリズ
ム状突起の場合には、図９に示すように、金型５１は平
坦に加工しておいた部分をそのまま平坦部８３として残
し、バイトによりプリズム形状の溝８１，８２を加工す
るだけである。このため、加工が容易であり、金型の作
製コストは非常に高いものにはならない。

【００６４】（参考例２−主導光板のプリズム状突起高
さの漸増効果−）本参考例では、奥行き方向に沿って主
導光板のプリズム状突起高さを漸増させたフロントライ
トについて説明する。本参考例における主導光板以外の
フロントライトの構成は、参考例１のフロントライトと
同じである。図１０は、本実施の形態におけるフロント
ライトの主導光板１の断面図である。奥に入った位置ほ
どプリズム状突起２１，２２の高さが高くなり、奥行き
方向単位長さ当りの反射面の面積が大きくなっている。
突起の間には平坦部２３があるので、プリズム形状を構
成する辺２１，２２は、ともに、どのプリズム状突起と
も同じ角度である。このため、図１０に示す主導光板１
の金型は容易に製作することができ、したがって、主導
光板も安価に製造することができる。この主導光板１の
第２面におけるプリズム状突起の配置は次のようにし
た。（Ｓ１）長さ：４０ｍｍ（Ｓ２）有効領域長さ：３６ｍｍ（Ｓ３）プリズムピッチ：０．４ｍｍ（Ｓ４）急傾斜面（反射面）角度：４５° 上記の構成内において、次の４種類の主導光板を用いて
光量の均一度と出射効率の比較を行った。（ａ）プリズム状突起の高さを２０μｍ均一にした主導
光板（ｂ）奥に入るほどプリズム状突起高さを漸増させ、最
奥部の高さを２０％増加させた主導光板（ｃ）同じく、最奥部の高さを３０％増加させた主導光
板（ｄ）プリズム状突起の高さを１４μｍ均一にした主導
光板図１１は、上記４種類の主導光板を用いた場合の各位置
における光量相対値を示す。（ａ）２０μｍ均一高さの
場合、光源側端部では高い光量を出射するが、奥の位置
では急激に光量が減少している。また、（ｄ）１４μｍ
均一高さの場合、大きな変動はないが全体的に光量に乏
しい。（ｂ）突起高さ２０％増加および（ｃ）突起高さ
３０増加の場合には、光量も比較的大きく、かつ場所に
よって大きな変動がない。図１２および図１３に、それ
ぞれ示す均一度および出射効率を両方とも満たす主導光
板として、突起高さを奥行き方向に沿って２０〜３０％
増加させたものが望ましいことが分かる。

【００６５】ここで、つぎの（Ｐ１）〜（Ｐ３）のまと
めにより、参考例１と参考例２との関連性を強調してお
く。（Ｐ１）主導光板のプリズム状突起の高さを奥行き方向
に沿って漸増させた構造は、出射効率と均一度を向上さ
せるために望ましい構造である。（Ｐ２）しかし、上記構造は、平坦部の中にプリズム状
突起部が配置された構造とすることにより、はじめて経
済的に優れた形態で実現することができる。（Ｐ３）このとき、緩傾斜面を屈折して通る光と平坦部
を通る光との間で像点のずれを生じ、にじんだ表示とな
り、表示品位が大きく劣化する。しかし、実施の形態１
に開示したように、このずれが視認されないように、緩
傾斜面の角度を４°以下とする。

【００６６】（参考例３−主導光板のプリズム状突起の
ピッチ−）図１４は、参考例３のフロントライトを示す
斜視図である。また、図１５は上記フロントライトの平
面図である。図１４および図１５において、主導光板１
の端面に沿って主導光板の幅方向に棒状光源が配置され
ている。この棒状光源は、点状の光源であるＬＥＤ３と
第２導光板２とから構成されている。ＬＥＤ３は主導光
板１の幅方向に延びる第２導光板２の端部に位置してい
る。ＬＥＤ３を発した光は、第２導光板の端部に入射
し、その第２導光板を長手方向に伝播する。その伝播の
間に、第２導光板２における主導光板１に対向する端面
である第３面２ａと反対側の端面である第４面２ｂに形
成された光取出し構造によって反射され第２導光板から
主導光板１の端部に向かって出射される。主導光板１で
は、図１６および図１７に示すように、第２面１ｂに、
幅方向にうね状に延びる、断面形状がプリズム状の突起
が等間隔で複数設けられている。本発明においては、プ
リズム状突起のピッチが０．１ｍｍ以下とされている。
うね状に延びるプリズム状突起は、急傾斜の反射面２１
ともう一方の緩傾斜面２２とによって形成されている。
また、上記第２面１ｂには、平坦部２３もある。主導光
板の端部から入射した上記の光は、上記プリズム状突起
の反射面２１によって反射されることにより、主導光板
からほぼ垂直に出射され、反射型表示素子に入射する。
反射型表示素子では反射部材によって反射され、再び主
導光板の方向に進行する。この間に上記の光は空間的に
変調され、その反射光は主導光板を通過して画像を表示
する。上記のように、平坦面を含んでプリズム状突起を
設ける場合、プリズムの角度を変えなくても反射面の面
積比を変更できるので、高い均一性を容易に得ることが
できる。

【００６７】従来の導光板では、プリズム状突起が第２
面のほぼ全面にわたって広い間隔で配されていた。この
ため、上記したように、導光板１を通して表示画面を観
察するとき、プリズム状突起が縞状に視認され、表示の
妨げとなり表示品位を低下させる問題が生じていた。図
１８〜図１９に示すように、人の目で上記プリズム状突
起を観察する場合、視角１°あたり５０本以下の空間周
波数の縞は比較的高感度で視認される。しかし、それよ
り高い周波数の縞、すなわちそれより細かいピッチの縞
では、急激に視覚感度が低下する。図１９は、人の目で
縞状突起を観察したときの、空間周波数（１°の視角内
に含まれる縞状突起の数）と視覚感度との関係を示す図
である。視角１°あたり５０本以下の空間周波数の縞は
有限の感度で視認されるが、５０本を超えると感度はな
くなり、人に視認されなくなる。反射型表示素子を含む
表示装置では、一般的に画面は目から３００ｍｍ程度離
して用いられる。３００ｍｍの距離では視角１°あたり
５０本の空間周波数は、約０．１０５ｍｍピッチとな
る。本発明では、それよりも小さい０．１ｍｍ（１００
μｍ）以下のピッチでプリズム状突起を形成することに
より、プリズム状突起の縞がほとんど視認されなくな
る。このため、表示品位を低下させることなくフロント
ライト照明を実現することが可能となる。

【００６８】（実施の形態１−第２導光板の反射溝−）
図２０は、本発明の実施の形態１のフロントライトを説
明する図面である。図２０（ａ）は、上記フロントライ
トの斜視図であり、図２０（ｂ）は主導光板１の端部に
沿って配置される第２導光板２の平面図であり、また図
２０（ｃ）および（ｄ）は第２導光板２の主導光板側の
端面２ａに設けられたプリズム状溝の拡大図である。図
２０（ｄ）に示すように、プリズム形状を構成する２辺
の平坦部となす角度は３４°付近（±４°以内）とす
る。（１）溝ピッチ図２０（ａ）において、主導光板１の端部に配置される
光源は、その端部に沿って幅方向に延びる第２導光板２
と、その第２導光板の端部に位置するＬＥＤ３とによっ
て構成されている。ＬＥＤ３を発した光は、第２導光板
２の端部に入射して第２導光板内を伝播する間に、第２
導光板の第４面に形成された光取出し構造により、第２
導光板から主導光板１の方向に出射される。本実施の形
態では、第２導光板に設けられた光取出し構造は、第４
面に設けられた０．１５ｍｍピッチのプリズム状の溝１
２である。このプリズム状溝１２のピッチは、表示素子
の画素ピッチ以下であればよい。主導光板１では、実施
の形態１〜３と同様に、第２面にうね状に延びる断面が
プリズム状の突起が等間隔で多数設けられている。主導
光板１に入射した光は、このプリズム状突起の反射面２
１にあたり反射して主導光板から表示素子３０に向かっ
て出射される。反射型表示素子で反射され、主導光板に
戻ってきた光は、空間的に変調を受けており、観察者の
目に届いて画像を表示する。

【００６９】上記の主導光板１のように光取出し構造と
してプリズム状突起が配置された導光板では、反射面２
１での反射によって光を取り出し、散乱効果などを受け
ることがない。このため、主導光板１の端面に入射する
光が、強度および進行方向の両方とも空間的に均一でな
いと、照明むらを生じる。すなわち、図２１に示すよう
に、次のような照明むらを生じる。（Ｘ位置）：第２導光板の溝部の真横であるＸ位置に
は、その溝部で反射して第２導光板端面にほぼ垂直に出
射した光が多く届く。第２導光板端面にほぼ垂直に出射
した光は、主導光板内で、光の進行方向とほぼ垂直な、
主導光板の幅方向に延びるプリズム状の突起部の斜面で
反射され、主導光板から正面輝度に最も寄与する垂直方
向に出射される。（Ｙ位置）：一方、溝間中央であるＹ位置には、Ｙ位置
をはさむ両方の溝で反射して、第２導光板端面を斜め出
射した光が多く届く。この光は、主導光板のプリズム状
の突起部に対しても斜めに入射するため、突起部の斜面
で反射された後も、主導光板に対して垂直に出射され
ず、正面輝度への寄与が小さい斜めに傾いた光として出
射される。

【００７０】このため、Ｙ位置の明るさはＸ位置にくら
べて暗くなる。このため、明るさの縞状むらが発生す
る。上記のように、上記の溝ピッチを表示素子の画素ピ
ッチ以下とすることにより、人間の眼にとって、照明む
らが認識されなくなる。上記の事項を溝ピッチが粗い場
合（図２２）と本発明の細かい場合（図２３）とを比較
しながら説明する。第２導光板２の第４面２ｂに設けら
れるプリズム状の溝１２のピッチが１ｍｍ程度と大きく
ても、光の強度を空間的にほぼ均一にすることは、図２
２に示すように、可能である。しかしながら、図２２に
示す主導光板１に入射する光には溝ピッチに相当するむ
らが存在する。これに対して、本発明のフロントライト
のように、上記の溝１２のピッチを表示素子の画素ピッ
チ以下とすることにより、図２３に示すように、上記照
明むらピッチは画素ピッチ以下とすることができる。人
間の眼に、この照明むらは識別できず、均一な照明と認
識されるようになる。例えば、液晶表示素子の画素ピッ
チは３００μｍ程度なので、上記の溝ピッチは３００μ
ｍ（０．３ｍｍ）以下程度とする。非常に高品位の表示
を目標にして、少しの照明むらも避ける必要がある場合
には、上記溝ピッチは、２００μｍ以下とすることが望
ましい。

【００７１】溝ピッチが粗く照明むらを生じる場合、第
２導光板の出射面である第３面の側に散乱部材を配置す
ることにより、光量を空間的に均一にして照明むらを解
消することができる。（２）反射膜上記の第２導光板において溝１２を設ける第４面には、
反射膜１１を被覆しておく。反射膜により、第２導光板
２を伝播する光が第４面から外に透過するロスを避ける
ことができるからである。この反射膜は、上記溝の表面
に密着して覆うことができれば、反射シートを溝表面に
貼り付けてもよい。ただし、反射板は剛性が高く、溝表
面に密着することができないので、望ましくない。（３）溝部角度α 上記したように、溝表面を反射膜で被覆した場合、溝表
面を屈折して外に出た光を、ふたたび、隣りの溝の表面
から取り込む必要がない。このため、プリズム形状の溝
の角度を、第２導光板の出射面（第４面）になるべく直
交するように設ける。第２導光板を伝搬する光が、内方
に位置するプリズム形状の溝の辺に照射されるために
は、出射面（第４面）から第３面にある程度傾いて溝に
照射される光が対象となる。図２４（ａ），（ｂ），
（ｃ）は、溝の表面が反射膜で被覆された場合に、上記
目的を効率よく満たす溝角度の代表例を示す図である。
図２４（ｃ）に示すように、上記の目的を達成するため
に、溝角度は３２°と設定している。

【００７２】図２５〜図２７は、第２導光板の第４面の
プリズム状溝のピッチを０．１５ｍｍと一定にして、溝
部角度αを３５°（図２５）、３０°（図２６）および
４０°（図２７）と変化させた場合の光の角度分布を示
す。角度０°が第２導光板の平坦部に平行な方向であ
り、溝がないフラットな表面に対応する。図２５に示す
ように、溝部角度αが３５°の場合、第２導光板に垂直
方向に出射され、しかも角度分布はそれほど大きく広が
らない。これに対して、図２６に示す溝部角度αが３０
°の場合には、垂直出射せずしかもピークの幅の割りに
端部の幅が広くなっている。また、溝部角度αが４０°
の場合（図２７）には、垂直出射されるが幅が広く正面
輝度に寄与する光を効率良く得ることができない。溝部
角度αが３０°の場合には、溝部角度αが４０°のもの
ほど、輝度が低下しない。このため、上記の溝部角度α
は、３０°〜３８°の範囲とする。加工の容易性から、
プリズム形状の溝は、いずれも同じ溝部角度を有するも
のとする場合が多いが、必ずしも同じでなくてもよい。
αがこの角度範囲内に入ることにより、正面輝度が高
く、むらのない照明を確保することができる。

【００７３】また、さらに、明るさの均一性の高い表示
を得るために、第２導光板の出射面側に散乱部材を配置
することができる。

【００７４】（参考例４−主導光板のコーナの位置−）
図２８および図２９は、参考例４におけるフロントライ
トを説明する図である。主導光板１の端部に沿って配置
される光源は、主導光板１の幅方向に延びる第２導光板
２と、その両端に位置するＬＥＤ３とによって構成され
る。第２導光板の第４面２ｂには、実施の形態１で示さ
れた光取出し構造である溝が設けられ、主導光板１の方
向に光を出射している。主導光板１における光取出し構
造であるプリズム状突起による作用は、参考例１〜３、
実施の形態１におけるフロントライトと同様である。

【００７５】図３１に示す構造を採用した場合には、第
２導光板２から出射された光は主導光板１のコーナＳ
1，Ｓ2をを通って主導光板１に入射する。このような場
合、上記コーナにおいて光は局所的に他の導光板の部分
と異なった角度に屈折され、光の進行方向の均一性が損
なわれる。この結果、図３０に示すように、コーナから
強い輝線Ａが生じたり、またはコーナから暗線が生じた
りする。

【００７６】本参考例では、図２９に示すように、第２
導光板の長さＬ2が主導光板１の幅Ｌ3よりも小さく、さ
らに、導光板１のコーナＳ1，Ｓ2が第２導光板から主導
光板１に向かう光の幅の範囲内に入らないようにする。
また、主導光板１の光取出し構造である第２面における
プリズム状突起が形成されている領域１５の幅Ｌ1は、
第２導光板の長さＬ2よりも短く、第２導光板から導光
板１に向かう光の幅の範囲内に入っているようにする。
主導光板１の幅Ｌ3は、プリズム状突起が形成されてい
る領域１５と突起が形成されていない領域１６の幅の和
である。しかしながら、表示領域の周囲を構成する領域
をあまり大きくすることは、小型化、軽量化等の観点か
ら制約を受ける。このため、図２９において、ｌ1およ
びｌ2は２．０ｍｍ以下とする。また、コーナの曲がり
部での屈折光の光量を輝線や暗線が視認されない程度以
下にするためには、ｌ1は０．２ｍｍ以上とする。さら
に有効表示領域以外の無駄を省くことが重視される場合
には、ｌ1およびｌ2は１．０ｍｍ以下とすることが望ま
しい。また、さらに輝線や暗線を防止することが重視さ
れる場合には、ｌ1は０．３ｍｍ以上とすることが望ま
しい。

【００７７】本参考例の構造を採用することにより、第
２導光板から出射された光は導光板のコーナＳ1，Ｓ2を
通ることがない。このため、コーナから輝線や暗線が発
生することがなくなる。さらに、主導光板の第２面１ｂ
におけるプリズム状突起領域１５の幅は、第２導光板２
から出射される光の幅の中に含まれるので、照明が必要
な領域には十分光が供給される。上記の構成により、コ
ーナにおける輝線や暗線がなく、全ての表示領域に照明
が行き渡るフロントライトを提供することが可能とな
る。

【００７８】（参考例５−点状光源と散乱層とフレネル
レンズとの組合せ使用−）図３２および図３３は、参考
例５におけるフロントライトを説明する図である。主導
光板１の端部に沿って配置される光源は、次の部材によ
って構成されている。すなわち、第２導光板２２と、第
２導光板における導光板１の側の端面である第３面２２
ａに設けられたフレネルレンズ２３と、第２導光板の導
光板１と逆側の端面である第４面２２ｂに設けられた散
乱層２４と、第４面の側に配置したＬＥＤ３とから構成
される。主導光板１における光取出し構造は、参考例１
〜４、実施の形態１のフロントライトと同じである。こ
のプリズム状突起を有する主導光板１では、反射面（図
示せず）における正反射によって光を取り出すだけであ
り、光は散乱効果を受けることがない。このため、上記
主導光板１に入射する光は、強度および入射角度の両方
が空間的に均一でないと、照明むらを生じる。

【００７９】図３３において、点状光源であるＬＥＤ３
を発した光は、散乱層２４を通って第２導光板２２に入
射する。この光は散乱層２４を通っているので、第２導
光板内で大きく拡散して光量が各位置によらず一定レベ
ルに均一化される。さらに、第２導光板２２の第３面２
２ａにはフレネルレンズ２３が配置されている。このた
め、光入射点を焦点とするフレネルレンズ構造により、
入射点から拡散してきた光はフレネルレンズの効果によ
り平行光線に向きを揃えられて、主導光板１に向けて出
射される。第２導光板の第３面２２ａにおいて、フレネ
ルレンズ２３は点状光源の数だけの個数配置されればよ
い。フレネルレンズにより進行方向を揃えられ、かつ強
度が空間的に均一化された光が主導光板１に入射される
ので、照明むらのない高い正面輝度の高表示品位をもた
らすフロントライトとすることができる。

【００８０】なお、上記の第２導光板２２は、入射面側
である第４面２２ｂに散乱層、または光を拡散させる凹
レンズ面を配置すれば、光の強度をほぼ空間的に均一化
することができるが、光の進行方向は揃ったものになら
ない。第２導光板２２の出射面２２ａにフレネルレンズ
２３を配置することにより、はじめて主導光板に入射す
る光の進行方向を揃えることができる。このため、強度
および進行方向ともに均一化された光が主導光板１に入
射されるので、むらがなく高い正面輝度の均一で表示品
位の高い照明が可能となる。

【００８１】（参考例６−点状光源と散乱層と反射型フ
レネルレンズとの使用（折れ曲り構造）−）図３４およ
び図３５は、参考例６におけるフロントライトを説明す
る図面である。主導光板１の端面に沿って配置される光
源は、光の進行方向を９０°曲げる第２導光板３２と、
散乱層３４と、反射型フレネルレンズ３３と、光源３と
から構成される。点状光源であるＬＥＤ３を発した光
は、散乱層３４を経て、第２導光板内を大きく拡散して
伝播し、光量が空間的に均一化される。図３５に示すよ
うに、第２導光板内で光をほぼ９０°曲げる反射面に配
置された反射型フレネルレンズ３３によって反射される
際に向きを揃えられ、導光板１に向けて出射される。上
記の反射面は光の進行方向と約４５°傾いた傾斜角度で
第２導光板に取り付けられている。上記の反射型フレネ
ルレンズ３３は、入射点を焦点とするフレネルレンズ構
造になっており、上記の拡散光の向きを揃えて平行光線
束とすることができる。上記の強度および進行方向がと
もに揃えられた光が主導光板１に入射された後の、主導
光板１における光の状態は、参考例１〜５、実施の形態
１における場合と同様である。

【００８２】上記の第２導光板３２への光源からの入射
面に散乱層が形成されるか、または、光を拡散させる凹
レンズが配置されれば、光の強度は均一化されるもの
の、光の進行方向は揃ったものにならない。上記のよう
に、反射型フレネルレンズを第２導光板内の反射部分に
設けることにより、反射部分で進行方向を揃えることが
できる。このため、光の強度および進行方向ともに均一
に揃った光を導光板１に供給することができる。このた
め、むらがなく高い正面輝度の均一な表示品位を高める
照明を実施することが可能となる。

【００８３】（参考例７−２層構造の主導光板−）図３
６および図３７は、参考例７におけるフロントライトを
示す図である。本参考例においては、主導光板７１は、
表示素子に対向する面である第１面を有する表層７１ａ
と、第１面と逆側の面である第２面を有する主層７１ｂ
とから構成される２層構造を有する。厚さは主層の厚さ
が表層よりも非常に厚く、導光板７１の厚さは多くの部
分が主層から構成されるといってもよい。この主導光板
７１の端面に沿って配置される光源は、第２導光板２
と、その第２導光板の両端に配置されたＬＥＤ３とから
構成される。ＬＥＤを発し、第２導光板内を伝播する光
は、第２導光体２の第４面に設けられた光取出し構造に
より第２導光板から出射され、主導光板７１に入射す
る。主導光板７１では、光は主層よりも屈折率の低い表
層側に設けられたプリズム状突起の反射面で反射して表
示素子の方向に出射される。この主導光板７１内の主層
７１ａを伝播する光は、基本的には主層と、低屈折率の
表層との界面で全反射する。したがって、近似的に、主
導光板７１内を伝播する光は、主層７１ａ内を伝播する
といってもよい。上記界面において全反射条件を満たさ
ない大きな角度で主導光板７１のなかを伝播する光だけ
が、表層の中、すなわち低屈折率層の中のプリズム状突
起の中へ伝播してゆく。表層７１ｂの中を伝播する光
は、やがてはプリズム状突起の反射面２１によって反射
されて導光板７１の外へ取り出される。低屈折率層であ
る表層の屈折率を適切な範囲に選ぶことにより、低屈折
率層へ漏れ出す光の角度範囲を十分小さく絞り込むこと
ができる。このため、取り出された光の進行方向の角度
範囲を小さな範囲に限定することができる。例えば、表
層の屈折率を１．３８とし、主層の屈折率を１．５とし
たとき、表示素子に出射させる光を主導光面にほぼ垂直
な光を中心に進行方向数°〜１０°の範囲の光に揃える
ことができる。このため、ロス分や正面輝度に寄与しな
い光がほとんどなくなり、正面輝度に寄与する光を出射
することができる。この結果、正面において非常に高輝
度の照明を提供することが可能となる。

【００８４】（実施の形態２―第２導光板の長さ―）図
３８は、本発明の実施の形態２におけるフロントライト
の効率を説明する図面である。上記したように、プリズ
ム形状の溝の表面を反射膜で被覆した第２導光板は、反
射膜における反射で１０％以上のロスを生じる。このた
め、第２導光板の長さが長くなると、その効率は、反射
膜で被覆しない第２導光板の効率より低下する。図３８
によれば、反射膜で被覆した第２導光板の効率が優位な
長さ（閾長さ）は、略７０ｍｍ〜１００ｍｍ以下であ
る。この閾長さは、第２導光板の幅サイズにも依存する
ので、上記の略７０ｍｍ〜１００ｍｍという長さを常に
正しいものとして扱うのは、危険であるが、目安として
用いることはできる。たとえば、携帯電話器のような携
帯情報端末の液晶表示装置用には、プリズム形状の溝表
面を反射膜で被覆した第２導光板を有するフロントライ
トを供えることにより、高い効率を得て、高輝度の表示
画面を得ることができる。

【００８５】（実施の形態３―第２導光板の溝の角度分
布―）図３９は、本発明の実施の形態３におけるフロン
トライトを示す模式図である。上記フロントライトで
は、第２導光板の長さ中央ＣＬ付近において、図３９
（ｃ）に示すように、溝の辺の両辺の角度が３５°程度
と大きく、一方、それより端の側では、上記の角度は３
０°程度と小さくされている。すなわち、第２導光板の
場所によって、プリズム形状の溝の両辺の平坦線となす
角度が変化している。上記角度を、第２導光板の端側で
小さくする利点は、次の理由に基づく。図４０（ａ），
（ｂ）は、第２導光板の第４面に設けるプリズム形状の
溝の角度を、３５°と一定にした場合の溝による光線の
反射方向を示す図である。図４０（ａ）によれば、第２
導光板の長さ方向の中心ＣＬ付近では、溝で反射された
光線は出射面にほぼ垂直に進行するが、ＬＥＤに近い端
側の溝で反射された光線は、反射前の光線の側に傾いた
方向に進行する。この溝で反射された光線の傾きを、第
２導光板の長さ方向の中央、端、および中央と端との中
間の３箇所で測定した結果を、図４１に示す。図４１に
よれば、端および端と中央との中間で反射した光は、出
射面に垂直方向から１０〜１５°程度傾いた方向に進行
することが分る。このような、第２導光板の場所に依存
して変化する反射角度は、輝度むらの原因となる。

【００８６】図３９に示すように、３０°〜３８°の範
囲内で、ＬＥＤに近い端部で上記角度を小さく、中央付
近で大きく設定することにより、いずれの溝で反射され
た光も、出射面に直交する方向およびその直交方向に近
い方向の進行方向をとる。このため、第２導光板の長さ
方向全体にわたって、むらのない高輝度の表示画面を得
ることが可能となる。

【００８７】（実施の形態４―反射膜の形成―）図４２
は、本発明の実施の形態４におけるフロントライトの模
式図である。上記フロントライトのプリズム形状の溝の
表面には、金属膜１１が被覆されている。この金属膜と
しては、アルミ、銀、銅、金、白金等を用いることがで
き、蒸着法、スパッタリング法などにより成膜すること
ができる。主導光板と同様に、第２導光板は、透明樹脂
によって構成されるので、上記金属膜の樹脂表面への密
着性が劣ることが考えられる。このような密着性の劣化
を防止する１つの手段は、上記したように、溝部の表面
にブラスト等により粗面化処理を施すことである。粗面
化処理によって形成された表面の凹凸により、樹脂表面
への金属膜の密着性を大幅に向上させることが可能とな
る。他の手段は、図４３に示すように、第２導光板の表
面にＳｉＯ₂膜等により下地膜５１を形成し、その下地
膜５１の上に金属膜１１を蒸着法またはスパッタリング
法により形成する。このような２層構造の被覆により、
密着性と耐久性に優れた反射膜を得ることができる。ま
た、下地膜と金属膜との界面を、より平坦で不純物のな
い状態に保つことができるので、反射率の増大も期待す
ることができる。

【００８８】図４４および図４５は、下地膜の屈折率ｎ
と厚さｔとを制御することにより、干渉効果による多層
増反射膜を形成した、本実施の形態の変形例を示す図で
ある。本変形例では、下地膜５１の屈折率ｎと厚さｔと
を制御して、図４５に示す反射光Ｂ1およびＢ2が互いに
強め合うようにされている。このような、反射膜を用い
ることにより、さらに効率向上をはかり、高輝度の表示
画面を得ることが可能になる。

【００８９】金属膜の材料は、図４６に示す反射率を基
に選ぶことができる。反射率は、銀が最も高く、次い
で、アルミが高い。銀、アルミの両方とも光の波長によ
らず、一定して高い反射率を示す。樹脂を被覆する膜を
形成する場合、反射率は高いものの、銀膜は耐久性でア
ルミ膜に劣るので、通常、アルミ膜を用いる。

【００９０】光源にＬＥＤを用いた場合、出射される光
のスペクトルは、短波長側の青色側の強度が高い場合が
多いので、均一な強度分布の光を出射するため、短波長
側の反射率が低く、長波長側の反射率が高い金や銅を用
いることもできる。ＬＥＤから出射される光のスペクト
ルが青色側で強いのは、青色ＬＥＤを蛍光体によって波
長変換して白色としているものが一般的なためである。

【００９１】図４７は、アルミ膜を反射膜とした場合の
膜厚と、反射率Ｒまたは透過率Ｔとの関係を示す図であ
る。この図４７によれば、アルミ膜の厚さが５０ｎｍ以
上あれば、十分な反射率を得ることができることが分
る。

【００９２】上記の金属膜は、第２導電膜の溝が形成さ
れている第４面に形成され、端面や上下面にはみ出した
り、付着することは、効率が低下するため極力避けなけ
ればならない。すなわち、図４８に示すように、金属膜
１１は、端面や上下面等の第４面以外の面Ｐにわずかで
も形成されてはならない。金属膜の第４面以外の面への
付着やはみ出しを避けるために、図４９に示すような金
属膜形成方法を用いることができる。図４９において
は、あらかじめ金型で１つ１つ形成された第２導光板
を、互いに接して並べて、金属膜が付着すべき領域のみ
を露出させ、他の部分は、第２導光板どうし、および押
さえ治具５２により隠している。このような押さえ治具
で押さえられた第２導光板の集合を蒸着装置やスパッタ
リング装置に装着して、目的とする部分に金属膜を、効
率よく蒸着することができる。上記図４９に示す金属膜
形成方法では、第２導光板の個々の金型を用いた製造→
押さえ治具による集合体の形成→金属膜の形成、の製造
工程を説明した。しかし、第２導光板の複数個分の半加
工ブロックについて目的領域にのみ金属膜を形成し、そ
の後で、その半加工ブロックを切断して個々の第２導光
板を製造してもよい。また、図４９に示した第２導光板
は、いずれも金型を用いて製造されたものを用いている
が、表面の傷等がなければ、機械加工や機械加工と研磨
やエッチングとを組み合わせて製造してもよい。

【００９３】上記の製造方法を用いることにより、プリ
ズム形状の溝を有する第２導光板を能率よく高歩留りで
製造することができる。

【００９４】（実施の形態５―反射膜の範囲―）図５０
〜図５３は、本発明の実施の形態５におけるフロントラ
イトの部分を示す図である。図５０は、リフレクタ９に
よって、主導光板１と第２導光板（図示せず）とが相対
位置を固定された状態を示す図である。図５１は、図５
０のＣ部を拡大したリフレクタ透視図である。図５２
は、同じ部分の平面図である。本実施の形態では、図５
１および図５２に示すように、第２導光板の溝が形成さ
れた第４面の反射膜が被覆された範囲は、主導光板の端
面よりも広くなければならない。すなわち、図５１およ
び図５２のＺはゼロ以上でなければならない。反射膜が
被覆された範囲が主導光板の端面よりも狭い場合には、
液晶表示画面に明暗の境界線が見える不具合を生じる。
このような境界線を避けるために、図５１および図５２
に示すように、反射膜が被覆される範囲は主導光板の端
面よりも広くする。

【００９５】本実施の形態では、リフレクタ９を用いて
いる。リフレクタ９は、図５０のＤ-Ｄ’断面である図
５３に示すように配置され、光のロスを防止すること
と、機械的に第２導光板と主導光板とを一体化すること
を目的に使用される。第２導光板も溝の表面を反射膜で
被覆しない場合には、効率を上げるために、リフレクタ
９の内面全体に銀コートが被覆されるのが普通である。
上記のように、第２導光板の溝の表面に反射膜が被覆さ
れる場合には、効率が反射膜によって上昇するので、リ
フレクタ内面の銀コートは省略することができる。主導
光板と第２導光板との一体化が他の手段によって実現さ
れる場合には、リフレクタ自体を省略することも可能で
ある。

【００９６】（実施の形態６―第２導光板および主導光
板の変形―）図５４は、本発明の実施の形態７のフロン
トライトの第２導光板と主導光板との断面図である。本
実施例７における主導光板１では、中央ＣＬが最も第２
導光板の側に突き出るように端部の面にテーパが付けら
れている。第２導光板２においても、主導光板のテーパ
形状に適合して、中央部が最も窪むようにテーパが付い
ている。

【００９７】点状光源から第２導光板に入射した光のう
ち、第２導光板の上記テーパ形状の端面に当った光は全
反射して、反対側の端面に位置する反射膜を被覆された
プリズム状溝に向かい、そこで反射して主導光板に向か
う。また、第２導光板の上記テーパ形状の端面で反射せ
ずに、屈折して出射した光は、主導光板の上記テーパ形
状の端部の面で反射されるものがあり、その反射された
光は、第２導光板に再び入射して、上記のプリズム状溝
に向かい反射され、主導光板に向かう。このため、点状
光源から発した光を第２導光板の反射膜を被覆されたプ
リズム状反射溝に効率よく入射することができる。この
結果、さらに効率を向上させることが可能となる。

【００９８】（実施の形態７―携帯情報端末―）図５５
は、本発明の実施の形態７の携帯電話器を示す斜視図で
ある。また、図５６は、図５４のＥ-Ｅ’断面図であ
る。本発明のフロントライトを備えた液晶表示装置は、
携帯電話器の表示画面ウィンドウ５３の内側に配置され
ている。この携帯電話器では、表示装置の光源を構成す
るＬＥＤの出力を調整する輝度調整ボリューム５５が設
けられている。この輝度調整ボリュームを用いることに
より、明るい場所ではＬＥＤの出力を絞ることができ、
電力の節約をして、バッテリの充電間隔を長くすること
ができる。経済性を重視する場合には、この輝度調整ボ
リュームは設けなくてもよい。主導光板１、第２導光板
２、液晶表示素子３０は、図５５に示すように配置され
ている。第２導光板の長さは４０ｍｍ程度であり、幅は
３ｍｍ〜７ｍｍの範囲内とする。

【００９９】上記のフロントライトを搭載した携帯電話
器では、駆動電圧が低くてすむＬＥＤ等を用いて、軽
量、小型で高効率の光源により高輝度の表示画面を実現
することができる。

【０１００】上記において、本発明の実施の形態につい
て説明を行ったが、上記に開示された発明の実施の形態
は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明
の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請
求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲
の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含
む。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１に係る発明のフロントライトで
は、軽量、小型の点状光源を用いて各位置において出射
面に向かう光量を均一化することができ、光量のロスを
少なくして高輝度の表示画面を得ることができる。

【０１０２】請求項２に係る発明のフロントライトで
は、溝のプリズム形状を構成する２辺が平坦部と３０°
〜３８°の角度をなすことにより、第２導光板に垂直な
方向を中心に、幅広がりの小さい指向性のよい反射光を
得ることができる。

【０１０３】請求項３に係る発明のフロントライトで
は、主導光板に第２導光板から光が導入されない暗い部
分を生じないので、明暗のむらや明暗の境界線が見える
不具合を生じることがなくなる。

【０１０４】請求項４に係る発明のフロントライトで
は、点状光源からの距離に応じて、出射面に向かう光量
が変化したり、または出射面に向かう角度が変化する場
合、プリズム形状の辺の角度を変えることにより、光量
を均一化し、または上記角度を出射面に垂直にすること
ができる。

【０１０５】請求項５に係る発明のフロントライトで
は、第２導光板において、溝の角度を場所によらず同一
に揃えると、端部と、中央部とで、出射面（第３面）か
ら出射される光の出射方向が傾く場合、出射角度分布を
均一にすることが可能となる。

【０１０６】請求項６に係る発明のフロントライトで
は、「溝ピッチ間隔を画素ピッチ間隔以下とすることに
より、輝度むらが認識されなくなる。

【０１０７】請求項７に係る発明のフロントライトで
は、明るさのむらが通常の画素ピッチと同等以下とな
り、均一と認められる照明を行うことができる。

【０１０８】請求項８に係る発明のフロントライトで
は、光を第２導光板の反射膜で被覆したプリズム形状の
溝を有する端面に効率よく入射させることができるの
で、さらに効率を向上させることができる。

【０１０９】請求項９に係る発明のフロントライトで
は、高い反射率を有し耐久性の高い薄膜を、蒸着法、ス
パッタリング法などの公知の方法を用いて容易に形成す
ることができる。

【０１１０】請求項１０に係る発明のフロントライトで
は、金属膜と樹脂材料との両方に十分な密着力を得るこ
とができるＳｉＯ₂などの下地膜を形成し、その上に金
属膜を被覆することにより、十分な密着力と耐久性とを
得ることができる。また、下地膜と金属膜との界面をよ
り平坦で、不純物のない状態に保てるので、反射率の増
大も期待することができる。また、樹脂材料と下地膜と
の界面での反射と、下地膜と金属膜との界面での反射と
が、互いに強めあうように干渉させることにより、多層
増反射膜とすることもできる。

【０１１１】請求項１１に係る発明のフロントライトで
は、粗面化処理により、反射膜の密着性を向上させるこ
とができる。

【０１１２】請求項１２に係る発明のフロントライトで
は、散乱部材によって散乱されることにより、空間的に
均一化された光を主導光板に導入することができる。

【０１１３】請求項１３に係る発明のフロントライトで
は、ＬＥＤを用いることにより、フロントライトの小型
化、軽量化、省電力化、駆動電圧低下等を実現すること
ができる。また、上記の駆動電圧の低下は、搭載する電
池の個数や規模を小さくすることができるので、携帯電
話器等の携帯情報端末等のフロントライトに用いられ、
より一層有用性を高めることができる。

【０１１４】請求項１４の発明に係る反射型液晶表示装
置では、上記のフロントライトを用いることにより、小
型化、軽量化した電源により均一な明るさの画面表示を
得ることができる。さらに、第２導光板のプリズム形状
の溝の２辺の角度等を点状光源からの距離に応じて変化
させたり、上記プリズム形状の溝ピッチを短くするなど
して、良好な表示品位、優れた軽量化、小型化、高効率
化を達成することができる。

【０１１５】請求項１５に係る反射型液晶表示装置で
は、第２導光板から主導光板に向かう光の指向性を向上
させることができるので、反射型液晶表示の画面の明る
さを向上させることができる。

【０１１６】請求項１６に係る反射型液晶表示装置で
は、反射型液晶表示の画面に明るさのむらが生じず、均
質な明るさとすることができる。

【０１１７】請求項１７に係る発明の携帯情報端末は、
上記反射型液晶表示装置を搭載することにより、携帯情
報端末を軽量化、小型化した上で、均一性が高く高輝度
の表示画面を得ることができる。

【０１１８】請求項１８に係る携帯情報端末では、第２
導光板から主導光板に向かう光の指向性を向上させるこ
とができ、携帯情報端末の表示画面の明るさを向上させ
ることができる。

【０１１９】請求項１９に係る携帯情報端末では、携帯
情報端末の表示画面に明るさのむらが生じず、均質な明
るさとすることができる。

【０１２０】請求項２０に係る携帯情報端末では、プリ
ズム形状の溝に反射膜を被覆した第２導光板のほうが、
反射膜を被覆しない第２導光板よりも効率の高い範囲で
あるので、高輝度の表示画面を得ることができる。

【０１２１】請求項２１に係る携帯情報端末では、情報
を表示するのに有効な表示部分を大きくすることがで
き、表示画面を見やすいものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例１におけるフロントライトの斜視図で
ある。

【図２】図１のフロントライトにおける第２導光板を
通る照明光を示す図である。

【図３】図１のフロントライトのプリズム状突起の拡
大断面図である。

【図４】参考例１において、反射面以外の斜面の傾き
角を４°以下とすることにより２重像が視認されなくな
ることを説明する図である。

【図５】ＬＣＤの各部材の厚さ方向の概略構成を示す
図である。

【図６】緩斜面の角度とずれ寸法との関係を示す図で
ある。

【図７】主導光板にプリズム状溝を形成する場合の金
型を示す断面図である。

【図８】図７に示す金型を加工する模式図である。

【図９】主導光板にプリズム状突起を形成する場合の
金型を示す断面図である。

【図１０】参考例２におけるフロントライトの主導光
板を示す断面図である。

【図１１】主導光板からの出射光量分布を示す図であ
る。

【図１２】各主導光板の均一度を示す図である。

【図１３】各主導光板の出射効率を示す図である。

【図１４】参考例３におけるフロントライトの斜視図
である。

【図１５】図１４のフロントライトの光源付近の光の
伝播方向を示す図である。

【図１６】図１４のフロントライトの光取出し構造で
あるプリズム状突起の機能を説明する図である。

【図１７】図１６のプリズム状突起のピッチを表わす
図である。

【図１８】人が反射型表示装置を観察している状態を
示す図である。

【図１９】視角１°内に含まれる縞模様の数（空間周
波数）と人の目の感度との関係を示す図である。

【図２０】（ａ）本発明の実施の形態１におけるフロ
ントライトの斜視図である。（ｂ）第２導光板の平面図
である。（ｃ）第２導光板に設けられた溝の部分拡大図
である。（ｄ）溝部角度α＝３５°を示す図である。

【図２１】溝ピッチが粗い場合に照明むらが発生する
ことを説明するための図である。

【図２２】第２導光板に設けられた溝ピッチが粗い場
合の照明光を説明する図である。

【図２３】第２導光板に設けられた溝ピッチが本発明
の範囲内に入る場合の照明光の広がりを説明する図であ
る。

【図２４】（ａ）は、溝表面を反射膜で被覆した場合
に、反射膜で反射される光の進行方向を示す図であり、
（ｂ）は、溝の部分を示す図であり、（ｃ）は反射膜で
被覆された溝の角度を示す図である。

【図２５】溝部角度αが３５°の場合の出射光の角度
分布を示す図である。

【図２６】溝部角度αが３０°の場合の出射光の角度
分布を示す図である。

【図２７】溝部角度αが４０°の場合の出射光の角度
分布を示す図である。

【図２８】参考例４におけるフロントライトの斜視図
である。

【図２９】図２７のフロントライトを説明する平面図
である。

【図３０】従来の主導光板のコーナの部分拡大図であ
る。

【図３１】第２導光板から主導光板に入射される光が
主導光板のコーナを通る場合に生じる輝線または暗線を
説明する図である。

【図３２】参考例５におけるフロントライトの斜視図
である。

【図３３】図３１のフロントライトを説明する平面図
である。

【図３４】参考例６におけるフロントライトの斜視図
である。

【図３５】図３３のフロントライトの第２導光板の斜
視図である。

【図３６】参考例７におけるフロントライトの斜視図
である。

【図３７】図３５のフロントライトの主導光板の作用
を説明する断面図である。

【図３８】本発明の実施の形態２におけるフロントラ
イトを説明する図である。

【図３９】本発明の実施の形態３におけるフロントラ
イトを説明する図である。（ａ）は第２導光板の位置に
よって溝の角度を変えた場合に、光が反射して進行する
方向を位置ごとに示す図であり、（ｂ）は第２導光板の
中央から離れた位置における溝を示す図であり、（ｃ）
は第２導光板の中央位置における溝を示す図である。

【図４０】第２導光板の場所によらず、いずれの位置
の溝も同じ角度（形状）とした場合を示す図である。

【図４１】溝角度を３５°と一定にした場合の、第２
導光板中央、端、および端と中央との中間における反射
方向輝度相対値を示す図である。

【図４２】本発明の実施の形態４におけるフロントラ
イトを説明する図である。

【図４３】図４２の金属膜の下に下地膜を設けた反射
膜を備えた本発明のフロントライトを説明する図であ
る。

【図４４】本発明の実施の形態４の変形例の増反射膜
を設けた第２導光板におけるフロントライトを説明する
図である。

【図４５】図４４の増反射膜を説明する図である。

【図４６】金属膜の反射率の波長依存性を示す図であ
る。

【図４７】アルミ金属膜の厚さと、反射率または透過
率との関係を示す図である。

【図４８】反射膜形成面を示す図である。

【図４９】反射膜の形成方法を示す図である。

【図５０】本発明の実施の形態５におけるフロントラ
イトを説明する図である。

【図５１】図５０のＣ部拡大である。

【図５２】図５０のＣ部の平面図である。

【図５３】図５０のＤ-Ｄ’断面図である。

【図５４】本発明の実施の形態６におけるフロントラ
イトの第２導光板と主導光板を示す断面図である。

【図５５】本発明の実施の形態７における携帯電話器
を説明する図である。

【図５６】図５５におけるＥ-Ｅ’断面図である。

【図５７】（ａ）従来のフロントライトの構造を説明
する断面図である。（ｂ）光取出し構造であるプリズム
状突起の拡大断面図である。

【図５８】（ａ）従来の他のフロントライトの構造を
説明する断面図である。（ｂ）光取出し構造である階段
状表面の拡大断面図である。

【図５９】従来の別のフロントライトの構造を説明す
る断面図である。

【図６０】（ａ）図３９のフロントライトにおいて溝
の深さが光源から遠ざかるにつれて深くなる構造を示す
断面図である。（ｂ）図３９のフロントライトにおいて
溝ピッチが光源から遠ざかるにつれて狭くなる構造を示
す断面図である。

【図６１】（ａ）主導光板に対する光源として、光ガ
イド構造とその両端に配置したＬＥＤを用いた、従来の
フロントライトを示す平面図である。（ｂ）主導光板に
対する光源として、光ガイド構造とその一端に配置した
ＬＥＤを用いた、従来のフロントライトを示す平面図で
ある。

【図６２】（ａ）ＬＥＤを用いた従来のフロントライ
トにおいて、溝で反射または屈折する光の伝搬を示す図
であり、（ｂ）は溝の部分を示す図であり、（ｃ）は溝
の角度を示す図である。

【符号の説明】

１,７１主導光板、１ａ主導光板の第１面、１ｂ
主導光板の第２面、２第２導光板、２ａ第２導光板の
第３面、２ｂ第２導光板の第４面、３ＬＥＤ、９
リフレクタ、１１反射膜、１２第２導光板の溝、１
５プリズム状突起領域、１６プリズム状突起が形成
されていない領域、２１反射面、２２反射面と相違
するプリズム斜面、２３平坦面、３０表示素子、３
０ａ下部基板、３０ｂ液晶層、３０ｃ上部基板、３０
ｄ偏光板、３１隙間、４１，４２，４３主導光板
の光取出し構造が溝の場合の第２面各部、５０バイ
ト、５１下地膜、５２押さえ治具、５３携帯電話
器の表示ウィンドウ、５５輝度調節ボリューム、６
１，６２，６３主導光板の光取出し構造が溝の場合の
金型表面各部、８１，８２，８３主導光板の光取出し
構造が突起の場合の金型表面各部、３５ａ平坦部を通
る光による像点、３５ｂ斜面で屈折される光による像
点、Ｘ第２導光板の溝の真横位置、Ｙ溝の中間位
置、Ａ輝線、Ｓ1，Ｓ2 主導光板のコーナ、Ｌ1 プ
リズム状突起領域の幅、Ｌ2 第２導光板の長さ、Ｌ3
主導光板の幅、ｌ1 第２導光板端部と主導光板端部と
の幅方向距離、ｌ2 第２導光板端部とプリズム状突起
領域との幅方向距離、α 溝部角度、Ｂ1，Ｂ2 増反射
膜の２光線、ＣＬ第２導光板の長さ中央、Ｐ第２導
光板の第４面以外の面、Ｚ反射膜領域が主導光板端面
を越える幅長さ分。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月１８日（２００１．４．１
８）

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６０】（ａ）フロントライトにおいて溝の深さが
光源から遠ざかるにつれて深くなる構造を示す断面図で
ある。（ｂ）フロントライトにおいて溝ピッチが光源か
ら遠ざかるにつれて狭くなる構造を示す断面図である。

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 ３３６Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｂ３３６Ｊ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者結城昭正東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者菅原直人東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者横井政博東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者諸田昌久東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA14Y FA23X FA45X FD06 LA11 LA18 5G435 AA18 BB04 BB12 BB16 EE22 FF03 FF08 GG23 GG26 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示素子の前方に配置されるフロントラ
イトであって、主導光板と、前記主導光板の端部に幅方向に沿うようにその長手方向
を配置され、前記主導光板に対向する端面と反対側の端
面に、厚さ方向に延びるプリズム状の溝が前記長手方向
に沿って複数設けられた第２導光板と、前記第２導光板の前記長手方向の端に配置された点状光
源と、前記プリズム状の溝の表面に被覆された反射膜とを備え
る、フロントライト。
【請求項２】前記プリズム形状を構成する２辺は、平
面的に見て平坦部と３０°〜３８°の角度をなしてい
る、請求項１に記載のフロントライト。
【請求項３】前記主導光板と前記第２導光板とを、前
記第２導光板から主導光板に向かう方向に見て、前記第
２導光板の反射膜が被覆される領域が、前記主導光板の
領域を含んでいる、請求項１または２に記載のフロント
ライト。
【請求項４】前記プリズム形状を構成する辺の平坦部
となす角度が、前記点状光源からの距離に応じて変化す
るように、前記溝が設けられている、請求項１〜３のい
ずれかに記載のフロントライト。
【請求項５】前記プリズム形状を構成する辺の平坦部
となす角度が、前記点状光源から遠ざかるほど大きくな
るように、前記溝が設けられている、請求項４に記載の
フロントライト。
【請求項６】前記溝ピッチが、前記表示素子の画素ピ
ッチ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載のフロ
ントライト。
【請求項７】前記溝ピッチが、０．３ｍｍ以下であ
る、請求項１〜６のいずれかに記載のフロントライト。
【請求項８】前記主導光板の前記第２導光板の側の端
部に、当該端部の中央部が最も前記第２導光板の側に突
き出るように、前記主導光板の端部の両側からテーパ形
状が付けられており、前記第２導光板の前記主導光板に
対向する端面に、前記主導光板のテーパ形状に適合し
て、当該端面の中央部が前記主導光板に対して最も窪む
ように、前記主導光板に対向する端面の両側からテーパ
形状が付けられており、前記主導光板と前記第２導光板
とが前記互いのテーパ形状を適合させて位置している、
請求項１〜７に記載のフロントライト。
【請求項９】前記反射膜が、アルミ、銀、金、銅およ
び白金のうちのいずれかの薄膜である、請求項１〜８の
いずれかに記載のフロントライト。
【請求項１０】前記反射膜は、前記プリズム形状の溝
の表面に形成された下地膜の上に形成されている、請求
項１〜９のいずれかに記載のフロントライト。
【請求項１１】前記プリズム形状の溝の表面に、粗面
化処理がなされている、請求項１〜１０のいずれかに記
載のフロントライト。
【請求項１２】前記第２導光板の前記主導光板に対向
する面の側に光を散乱する散乱部材が配置されている、
請求項１〜１１のいずれかに記載のフロントライト。
【請求項１３】前記点状光源がＬＥＤ(Light Emittin
g Diode)である、請求項１〜１２のいずれかに記載のフ
ロントライト。
【請求項１４】フロントライトを観察者の側である前
方に備えた反射型液晶表示装置であって、前記フロント
ライトが、主導光板と、前記主導光板の端部に幅方向に沿うようにその長手方向
を配置され、前記主導光板に対向する端面と反対側の端
面に、厚さ方向に延びるプリズム状の溝が前記長手方向
に沿って複数設けられた第２導光板と、前記第２導光板の前記長手方向の端に配置された点状光
源と、前記プリズム状の溝の表面に被覆された反射膜とを備え
る、反射型液晶表示装置。
【請求項１５】前記プリズム形状を構成する２辺が、
平面的に見て平坦部と３０°〜３８°の角度をなしてい
る、請求項１４に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項１６】前記主導光板と前記第２導光板とを、
前記第２導光板から主導光板に向かう方向に見て、前記
第２導光板の反射膜が被覆される領域が、前記主導光板
の領域を含んでいる、請求項１４または１５に記載の反
射型液晶表示装置。
【請求項１７】フロントライトを含む反射型液晶表示
装置を備えた携帯情報端末であって、前記フロントライ
トが、主導光板と、前記主導光板の端部に幅方向に沿うようにその長手方向
を配置され、前記主導光板に対向する端面と反対側の端
面に、厚さ方向に延びるプリズム状の溝が前記幅方向に
沿う長手方向に沿って複数設けられた第２導光板と、前記第２導光板の前記長手方向の端に配置された点状光
源と、前記プリズム状の溝の表面に被覆された反射膜とを備え
る、携帯情報端末。
【請求項１８】前記プリズム形状を構成する２辺が、
平面的に見て平坦部と３０°〜３８°の角度をなしてい
る、請求項１７に記載の携帯情報端末。
【請求項１９】前記主導光板と前記第２導光板とを、
前記第２導光板から主導光板に向かう方向に見て、前記
第２導光板の反射膜が被覆される領域が、前記主導光板
の領域を含んでいる、請求項１７または１８に記載の携
帯情報端末。
【請求項２０】前記第２導光板の長さが１００ｍｍ以
下の範囲内にある、請求項１７〜１９のいずれかに記載
の携帯情報端末。
【請求項２１】前記第２導光板の幅が１０ｍｍ以下の
範囲内にある、請求項２０に記載の携帯情報端末。