JP2002258279A

JP2002258279A - フロントライトユニット、反射型液晶表示装置および表示機器

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Publication number: JP2002258279A
Application number: JP2001053185A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Tsuchida; 克巳土田; Hisao Kondo; 久雄近藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP4698040B2

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度とコントラストの双方を高めた光反射性の
表示装置を得るためのフロントライトユニットを提供す
る。【解決手段】反射型液晶表示装置１２は、液晶表示パネ
ル２とフロントライトユニット１３とから成る。フロン
トライトユニット１３は導光板１４と光源５とを主要構
成部材とする。そして、フロントライトユニット１３に
溝１５を形成するに当り、導光板１４からの出射光Ａを
法線方向より導光板末端側へ、すなわち光源５の配設面
とは対向する面側に向けて、５〜１５°の傾きをもたせ
るように溝１５の傾斜面を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフロントライトユニ
ットおよびこのフロントライトユニットを設けた反射型
液晶表示装置に関するものである。さらに本発明の反射
型液晶表示装置を搭載した表示機器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯情報端末，携帯電話等のディ
スプレイに液晶パネルが使用されているが、低消費電力
化、屋外での適用性が求められている。この要求に応じ
るべく反射型液晶表示パネルが提示されている。

【０００３】しかしながら、反射型液晶表示パネルは夜
間等における外光がほとんどない環境下においては、表
示画面が認識できないという課題がある。

【０００４】この課題を解消するために、反射型液晶表
示パネルの表示画面上にフロントライトユニットを配
し、そこからの光を反射型液晶表示パネルに入射させ、
その反射光をフロントライトユニットを通過させ、これ
によって画像認識する技術が提案されている。

【０００５】このような反射型液晶表示装置の一例を図
１７により説明する。同図はフロントライトユニットを
配置した反射型液晶表示装置１の概略断面図である。

【０００６】２は反射型液晶表示パネルであり、このパ
ネル２の上にフロントライトユニット３を配設してい
る。

【０００７】フロントライトユニット３は、平板状の導
光板４と、導光板４の一端面に設けた光源５とから成
り、さらに反射防止膜６を形成したものであり、導光板
４の外面、すなわち反射型液晶表示パネル２の配設面側
とは反対側の面上に溝７を複数個設けている。この溝７
はプリズム状にしてもよい。

【０００８】反射型液晶表示パネル２において、８は反
射膜、９は液晶、１０は基板、１１は偏光板である。

【０００９】この反射型液晶表示装置１によれば、光源
５の照射光が導光板４の端面より入射し、導光板４内を
伝播しながら溝７にて反射され、反射型液晶表示パネル
２に入射される。この入射光は偏光板１１、液晶９を通
して反射膜８により反射され、その反射光が再び液晶
９、偏光板１１を通過し、さらにフロントライトユニッ
ト３の導光板４を通過し、その出射光が画像情報として
認識される。

【００１０】このような構成の反射型液晶表示装置１に
おいては、バックライトを用いないことで、表示画面の
出射光に対し、さらに輝度を上げることが求められる
が、この要求に応じるべく導光板４に溝７を形成してい
る。

【００１１】そして、上記構成の反射型液晶表示装置１
においては、この溝７を形成するに当り、導光板４から
液晶表示パネル２側への出射光ピークが法線方向になる
ように設計され、これによって反射光の輝度を高めてい
る。

【００１２】また、特開平１０−２６８３０８号におい
ては、反射型液晶表示パネルにフロントライトユニット
を配設した反射型液晶表示装置が提案され、このフロン
トライトユニットによれば、第１の導光体と光散乱体か
ら成る第２の導光体とを充填剤でもって固定し、これら
導光板の外部への光漏れを低減するとともに、第１の導
光体に入射した光を第２の導光体へ導き、第２の導光体
でもって法線方向に近い方向に光出射する技術が記載さ
れている。

【００１３】以上のとおり、上述した各液晶表示装置に
よれば、フロントライトユニットの出射光ピークを法線
方向にすることで、輝度が向上すると考えられていた。

【００１４】一方、前記のような平板状の導光板４に代
えて、傾斜面部を設けた導光板を使用したフロントライ
トユニットにおいて、フロントライトユニットの出射光
ピークを法線方向からそらす技術が提案されている（特
開平１１‐２１８７５７号参照）。

【００１５】このフロントライトユニットによれば、導
光板の反射型液晶表示パネル配設側面をパネルと平行な
平面にし、反対側の表示画面側に傾斜面部（傾斜角α）
を設けることで、導光板の端面より入射した光源の照射
光が、その傾斜面部にて反射され、反射型液晶表示パネ
ルに入射され、これでもって輝度を高めることができ
る。

【００１６】この傾斜面部を設けるに当り、プリズムを
鋸歯状に形成した構成も開示されているが、そのような
構成にしたことで、主に輝度や見やすさ等を改善してい
る。

【００１７】そして、導光板の法線方向に対する出射角
σを４５°程度にすると良好な液晶表示が得られること
が実験的に認められている。さらに出射角σが３４〜９
０°にするとよいことも記載されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
に示す反射型液晶表示装置１や特開平１０−２６８３０
８号に提案された反射型液晶表示装置によれば、輝度を
高めるために、フロントライトユニットから液晶表示パ
ネル側への出射光ピークが法線方向になるように設計さ
れているのであって、コントラストを高めることは、ま
ったく検討されていない。

【００１９】この点を図１８に示す反射型液晶表示装置
１でもって説明すると、導光板４から液晶表示パネル２
側への出射光Ａのピークが法線方向である場合には、そ
の反射光Ｂ０が大きくなり、輝度が高められるが、その
反面、導光板４の出射面における反射光Ｃや、偏光板１
１の表面での反射光Ｄが生じることで、とくに液晶表示
パネル２を黒表示する場合、輝度が上がり、これに起因
してコントラストが低下していた。

【００２０】反射防止膜６を形成することで、反射光Ｃ
が低減され、さらに偏光板１１の表面にも同様な反射防
止膜を形成することで、反射光Ｄも低減されるが、これ
ら反射光Ｃ、Ｄの影響はなくならず、いまだ満足し得る
程度にまでコントラストが改善されなかった。

【００２１】また、特開平１０−２６８３０８号の反射
型液晶表示装置においては、第１、第２の導光体を充填
剤でもって固定し一体化した構成であり、その充填剤で
もって光の一部が吸収され、輝度やコントラストの低下
を招いている。

【００２２】一方、特開平１１‐２１８７５７号に提示
された反射型液晶表示装置についても、表示画面側に傾
斜面部（傾斜角α）を設けた導光板を用いるに当たり、
輝度を改善するために導光板の法線方向に対する出射角
σを３４〜９０°にすることが記載されているが、法線
方向での輝度が低くなっている。

【００２３】この点を図１９に示す反射型液晶表示装置
１ａにて説明する。プリズムを鋸歯状７ａに形成した構
成のフロントライトユニット３ａを用いるが、導光板４
ａからの出射光Ａが出射角σ４５°にて液晶表示パネル
２に入射されると、このパネル２にて反射され反射光Ｂ
となり、法線方向より導光板末端側へ傾いた角度が約４
５°付近になる方向ヘ向けて光が多く出ていく。

【００２４】また、実際には出射光Ａは出射角４５°を
ピークとした拡散光であり、これによって反射光Ｂの一
部は法線方向への反射光Ｂ０として存在するが、その光
量は小さく、法線方向とピーク角度の差が大きいため、
法線方向の反射光Ｂ０を大きくするのはむずかしいと言
える。

【００２５】よって、この提案の反射型液晶表示装置１
ａを屋外で使用する携帯端末等に使用した場合、出射角
σを３４〜９０°に規定すると、法線方向への輝度が低
下し、これによって視認性が劣化し実用的ではない。

【００２６】したがって本発明は上記事情に鑑みて完成
されたものであり、その目的は輝度とコントラストの双
方を高めた光反射性の表示装置を得るためのフロントラ
イトユニットを提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は法線方向付近での高コ
ントラストおよび高輝度を実現し、良好な視認性を達成
した反射型液晶表示装置を提供することにある。

【００２８】本発明のさらに他の目的は携帯情報端末や
携帯電話等の屋外用の表示デバイスに適したフロントラ
イトユニットならびに反射型液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００２９】また、本発明の目的は本発明の反射型液晶
表示装置を搭載することで、その装置の効果を奏する表
示機器を提供することになる。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明のフロントライト
ユニットは、導光板と、この導光板の端面に配設した光
源とから成り、導光板の一主面に光源に向けて傾斜面を
有する溝を形成し、導光板内に入射した光源の照射光
を、上記溝の傾斜面にて反射させ、その反射光を導光板
の他主面より出射せしめる構成において、前記出射光の
出射方向が導光板の法線方向に対し５°〜１５°に規定
すべく溝の傾斜面を成したことを特徴とする。

【００３１】本発明の反射型液晶表示装置は、反射型液
晶表示パネルに対し、かかる本発明のフロントライトユ
ニットを配したことを特徴とする。

【００３２】本発明の表示機器は、本発明の反射型液晶
表示装置を搭載したことを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の反射型液晶表示装
置を図面により説明する。図１は本発明の反射型液晶表
示装置１２の概略断面図である。なお、従来の反射型液
晶表示装置１、１ａと同一箇所には同一符号を付す。

【００３４】反射型液晶表示装置１２は、液晶表示パネ
ル２とフロントライトユニット１３とから成る。これら
液晶表示パネル２とフロントライトユニット１３は、筐
体であるフレーム（外枠）を用いて組込んでいる。

【００３５】フロントライトユニット１３はアクリル合
成樹脂やポリカーボネイト合成樹脂などからなる矩形状
の平板である導光板１４と、導光板１４の一端面に設け
た冷陰極管（ＣＦＬ）やＬＥＤから成る光源５とを主要
構成部材とする。

【００３６】導光板１４を構成する材料としては、光線
を効率良く通過させる透明材であればよく、たとえば透
明性および加工性に優れたアクリル樹脂が適している。
その他に、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の
各種熱可塑性の透明樹脂、もしくは各種ガラス材料等の
無機透明材料がある。

【００３７】以上のとおり、反射型液晶表示装置１２に
よれば、液晶表示パネル２とフロントライトユニット１
３とを、従来の如く充填剤を用いないで、フレームにて
組込んでいるので、その充填剤による光吸収がなく、そ
の分、輝度が向上する。なお、本発明の装置において、
かかる充填剤を用いても何ら差し支えない。

【００３８】このような基本構造に対し、光源５の導光
板１４への入射光を出射させる面に反射防止膜６を形成
している。この反射防止膜６は導光板１４の主面に蒸着
法やスパッタリング法等の方法でもって成膜するが、た
とえばＳｉＯ₂層（屈折率約１．４６）とＴｉＯ₂層（屈
折率２．２〜２．７）とを交互に２層以上に積層した
り、樹脂フィルム上にそのように積層したものを作成
し、導光板１４の主面に粘着剤でもって貼付したもので
ある。

【００３９】また、導光板１４の液晶表示パネル２との
配設面とは反対側の面には断面がＶ字状の溝１５を複数
個設けている。このような溝形状に代えて、断面が鋸歯
状のプリズムにしてもよい。この溝１５は導光板１４を
形成する際に、ヒートコンプレッションまたはインジェ
クションにて形成すればよい。

【００４０】以上のようなフロントライトユニット１３
の具体例を図２と図３により説明する。光源５には冷陰
極管（ＣＦＬ）やＬＥＤを用いるが、ＬＥＤを使用する
場合には、導光板１４の端面に１つもしくは２つ以上配
設するが、さらに導光ロッドを導光板１４の端面に配設
し、この導光ロッドの両端にそれぞれＬＥＤを配しても
よい。

【００４１】図２と図３は、このようにＬＥＤを使用し
たフロントライトユニットであり、図２はフロントライ
トユニット１３ａの斜視図、図３は他のフロントライト
ユニット１３ｂの斜視図である。

【００４２】これらフロントライト１３ａ、１３ｂによ
れば、矩形状の導光板１４と、導光板１４の一端面に設
けた導光ロッド１６と、導光ロッド１６の両端に設けた
ＬＥＤなどからなる点状光源１７と、反射防止膜６とか
ら構成される。導光ロッド１６の長手端面には、その短
辺方向に沿って溝（図示せず）を複数個形成してもよ
く、さらに導光板１４の外面上に、導光ロッド１６の長
手方向に沿って溝１５を直線状に複数個設けている。

【００４３】図２に示すフロントライト１３ａは、溝１
５を等間隔のピッチでもって配列形成しているが、図３
に示すフロントライト１３ｂは、溝１５を導光ロッド１
６から遠ざかるに従い密になるように形成する。

【００４４】このフロントライト１３ｂによれば、導光
板１４より出射される光量が導光ロッド１６からの距離
によらず一定となり、表示領域全体にて均一な輝度が得
られる。

【００４５】（液晶表示パネル２）このパネル２の要部
構成を詳述する。

【００４６】反射型の液晶表示パネル２は従来周知のさ
まざまな構成の反射型パネルを使用することができる。

【００４７】また、液晶表示パネル２では、バックライ
トを使用しないことで明るい表示を得るために、あらゆ
る角度からの入射光に対し、広い散乱角度でもって光出
射させるのがよく、そのために基板内側面に鏡面の反射
板を設けることに加えて、さらに装置前面に散乱性のフ
ィルムを配する、いわゆる機能分離型があり、他方、後
方に配設した基板の内側面に対し凹凸形状の光反射層を
形成したもの、あるいは基板内側面に鏡面の反射板と散
乱層を形成した散乱反射型があるが、いずれも本発明の
反射型液晶表示構造に含まれる。

【００４８】そこで、機能分離型の液晶表示パネル２と
して、図４のカラー液晶表示の反射型構造により説明す
る。

【００４９】一方のガラス基板１０ａの上にアルミニウ
ム金属やクロム金属などからなる光反射層８を被覆し、
光反射層８上にカラーフィルタ１９を形成し、カラーフ
ィルタ１９の上にアクリル系樹脂などからなるオーバー
コート層２０を被覆し、オーバーコート層２０上にＩＴ
Ｏなどからなる透明電極２１を帯状に複数配列し、さら
に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向
膜２２を被覆する。また、ガラス基板１０ｂ上にＩＴＯ
などからなる透明電極２３を帯状に複数配列し、さらに
一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜
２４を被覆する。

【００５０】上記カラーフィルタ１９は顔料分散方式、
すなわちあらかじめ顔料（赤、緑、青など）により調合
された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグ
ラフィにより形成する。なお、各カラーフィルタ１９間
にクロム金属もしくは感光性レジストのブラックマトリ
ックスを形成してもよい。

【００５１】光反射層８については、アルミニウム金属
やクロム金属の単一層に代えて、これら各金属層の上に
たとえばＳｉＯ₂ 、ＡｌＦ₃ 、ＣａＦ₂ 、ＭｇＦ₂ など
からなる低屈折率層と、たとえばＴｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂ 、
ＳｎＯ₂ などからなる高屈折率層との積層構造を配設し
てもよい。さらには金属層上を低屈折率層と高屈折率層
と低屈折率層と高屈折率層と．．．というように４層、
６層、８層以上の積層構造にしてもよい。

【００５２】そして、双方の基板１０ａ、１０ｂをたと
えば２００〜２６０°の角度でツイストされたカイラル
ネマチック液晶からなる液晶２５を介して対向配設し、
液晶２５をシール部材により囲まれた領域内に充填して
いる。

【００５３】さらにガラス基板１０ｂの外面に光散乱性
フィルム２６とポリカーボネイトなどからなる第１位相
差フィルム２７とポリカーボネイトなどからなる第２位
相差フィルム２８とヨウ素系の偏光板２９とを順次形成
する。

【００５４】光散乱性フィルム２６はたとえば大日本印
刷（株）製のＩＤＳ(Internal Diffusing Sheet)の光散
乱膜があり、樹脂中にビーズ等を含有させたものであ
る。その他に平板の表面に光散乱性の凹凸を設けてもよ
い。そして、光散乱性フィルム２６をガラス基板１０ｂ
と第１位相差フィルム２７との間に設けることで、光反
射層８による反射光は光散乱性フィルム２６でもって正
反射方向以外の方向にも散乱され、これによって画像表
示の視野角が大きくなり、画像表示の認識領域が広くな
る。

【００５５】そして、これら液晶表示パネル２と各フロ
ントライトユニット１３ａ、１３ｂとを組合せて成る液
晶表示装置１２において、溝１５を形成するに当り、図
１に示すように導光板１４からの出射光Ａを法線方向よ
り導光板末端側へ、すなわち光源５の配設面とは対向す
る面側に向けて、５〜１５°の傾きをもたせるように溝
１５（もしくはプリズム）の傾斜面を調整する。

【００５６】次に、このように反射制御した溝１５につ
いて、図５により詳述する。同図は屈折率１．５のアク
リル合成樹脂から成る導光板１４の要部拡大の断面図で
ある。反射防止膜６は図示しないが、この膜６を成膜形
成しても、もしくは成膜しなくても、作用効果上関係し
ない。

【００５７】同図に示す如く、光源５からの入射光が板
面に対し角度θでもって入り、そして、この入射光は前
記溝の傾斜面である溝１５のプリズム面３０へ角度γで
もって入射し反射する。

【００５８】この反射光は導光板１４の出射面３１へ角
度δで入射し、そして、液晶表示パネル２側の空気層へ
角度σで出射する。

【００５９】このような光路によれば、スネルの法則な
どから次の関係式が成り立つ。

【００６０】ｓｉｎσ＝１．５×ｓｉｎδ ・・・（１） θ＝９０−（δ＋２α）・・・（２） θ＝９０−（γ＋α）・・・（３）また、導光板１４と空気層との界面に入射光が（角度
γ、δ）４２°以上の光となって入射すると、その界面
で全反射する。したがって、γ≧４２°で全反射させる
とともに、δ＜４２°で出射させるように溝１５の形状
／構造を決定する。

【００６１】本発明においては、出射光の角度σ＝５〜
１５°と設定するが、そのために（１）式より角度δ＝
３．３〜９．９°となる。

【００６２】そして、角度αを変化させたときの角度θ
の範囲をそれぞれ（２）式及び（３）式より算出する
と、表１に示すような結果が得られた。

【００６３】

【表１】

【００６４】この表において、（２）式で算出の角度θ
の範囲が（３）式で算出の角度θの範囲に含まれるαの
角度は３９〜４０°となり、これにより、角度σ＝５〜
１５°にするための角度αは３９〜４０°が最適とな
る。

【００６５】叙上の如く、屈折率が１．５である導光板
１４を用いたが、これに代えて屈折率が１．５以外の導
光板１４を用いて、同様に最適な溝（プリズム）の構造
を算出することができる。

【００６６】また、上述の算出は、図５に示すように断
面が階段状のプリズム構造にて説明したが、これに代え
て図１に示すような断面がＶ形状の溝タイプでも同様に
算出することができる。

【００６７】以上のような構成の反射型液晶表示装置１
２の光学特性を測定したところ、以下の如く、図６〜図
８に示すような結果が得られた。

【００６８】出射ピーク角度σが０°、１０°、２０°
の３通りになるように、それぞれ溝１５の形状／構造や
導光板１４の構成を規定し、これらのフロントライトユ
ニットの出射輝度分布を測定したところ、図６に示すよ
うな結果が得られた。

【００６９】同図の横軸は導光板１４からの出射光の法
線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は
法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。ま
た、縦軸はフロントライトユニットの出射輝度を相対値
でもって示す。

【００７０】この出射輝度分布の測定方法を図２０に示
す。ミノルタ株式会社製の色彩色差計ＣＳ−１００を用
いて、光源を点灯し、そして、導光板出射面（液晶表示
パネル側）の導光板センター位置上に配し、それを上下
方向に振ることで輝度を測定する。

【００７１】図６において、（イ）は出射ピーク角度σ
が０°の場合、（ロ）は出射ピーク角度σが１０°の場
合、（ハ）は出射ピーク角度σが２０°の場合である。

【００７２】そして、このように出射ピーク角度σを０
°に規定したものをフロントライトユニット（イ）とす
る。同様に出射ピーク角度σを１０°に規定したものを
フロントライトユニット（ロ）、出射ピーク角度σを２
０°に規定したものをフロントライトユニット（ハ）と
する。

【００７３】本発明者はこれら各フロントライトユニッ
ト（イ）〜（ハ）を用いて、それぞれの反射型液晶表示
装置１２の白輝度の分布を測定したところ、図７に示す
ような結果が得られた。

【００７４】図７の横軸はフロントライトユニットから
の出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸
（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定
角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表
示画面側の白輝度を相対値でもって示す。

【００７５】この白輝度の測定方法を図２１に示す。ミ
ノルタ株式会社製の色彩色差計ＣＳ−１００を用いて、
光源を点灯し、そして、表示面側の導光板センター位置
上に配し、それを上下方向に振ることで白輝度を測定す
る。

【００７６】また、各フロントライトユニット（イ）〜
（ハ）を用いて、それぞれの反射型液晶表示装置１２の
コントラスト分布を測定したところ、図８に示すような
結果が得られた。同図の横軸はフロントライトユニット
からの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横
軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測
定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの
表示画面側のコントラストを相対値でもって示す。

【００７７】このコントラスト値は、図２１に示す測定
方法にしたがって、白輝度と黒輝度を測定し、白輝度／
黒輝度の比を算出することで求める。

【００７８】図６〜図８に示す結果から明らかなとお
り、フロントライトユニット（イ）のように出射ピーク
角度σが０°の場合、白輝度は角度０°（法線方向）付
近にて高くなるが、その反面、コントラストが低下し視
認性が劣っている。

【００７９】一方、フロントライトユニット（ハ）のよ
うに出射ピーク角度σが２０°の場合、コントラストは
角度０°（法線方向）付近で高いが、その反面、輝度が
低下し視認性で劣る。

【００８０】そこで、フロントライトユニット（ロ）の
ように出射ピーク角度σが１０°の場合、反射型液晶装
置の白輝度は角度０°（法線方向）付近で、出射ピーク
角度σが０°の場合に比べ低いが、実用上支障のない程
度の輝度が達成され、しかも、コントラストが高く、良
好な視認性が得られている。

【００８１】本発明においては、フロントライトユニッ
トの出射ピーク角度σを０°〜２０°の範囲内で種々変
えて、輝度とコントラストを測定したところ、表２に示
すような結果が得られた。

【００８２】同表中、○印は良好な評価結果が得られた
場合であり、×印は実用上支障がある場合である。

【００８３】

【表２】

【００８４】この表から明らかなとおり、フロントライ
トユニットの出射ピーク角度σを５°〜１５°にすると
コントラストおよび輝度の双方に優れることがわかる。

【００８５】次に本発明の他の実施形態例を述べる。前
述したような反射型液晶表示装置１２については、フロ
ントライトユニット１３の出射ピークの角度について示
してきたが、出射光Ａは拡散光であり、この点を図９に
て説明する。

【００８６】同図はフロントライトユニット１３のうち
出射ピーク角度σを１０°に規定したフロントライトユ
ニット（ロ）であり、出射光Ａに対し、さらに法線方向
への出射光Ａ０などがある。

【００８７】この出射光Ａ０が大きい場合、導光板１４
の出射面３１の反射光Ｃ０および偏光板２９の表面での
反射光Ｄ０が影響し、とくに液晶表示パネル２が黒表示
の場合に輝度が上昇し、コントラストが低下する傾向に
あり、最適な状態に至っていない。

【００８８】そこで、本発明においては、光源から導光
板に入射される光において、指向性を高めることで、か
かる課題が解消される。この発明を図１０〜図１４によ
り説明する。

【００８９】図１０は光源の導光板への入射光の指向性
を高めるための様々な構成を示す。同図（ａ）はフロン
トライトユニット１３ｄの断面概略図であり、（ｂ）お
よび（ｃ）は、それぞれフロントライトユニット１３
ｅ、フロントライトユニット１３ｆの断面概略図であ
る。また、図１１は各フロントライトユニット１３ｄ、
１３ｅ、１３ｆの光路を示し、図１２〜図１４はこれら
の光学特性を示す。

【００９０】先ず各フロントライトユニット１３ｄ、１
３ｅ、１３ｆの構成を説明する。フロントライトユニッ
ト１３ｄについては、光源５と導光板１４の間に凸レン
ズＰを配置している。

【００９１】フロントライトユニット１３ｅでは、導光
板１４の光源５と対向する端面を凹面状部Ｑに成してい
る。さらにフロントライトユニット１３ｆについては、
光源５と導光板１４の間に住友スリーエム社製ＢＥＦ等
の光学フィルムＲを配置している。

【００９２】このように集光手段である凸レンズＰ、凹
面状部Ｑおよび光学フィルムＲを形成したフロントライ
トユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆは図１１に示すよう
に導光板１４からの出射光Ａの拡散が抑えられ、たとえ
ば出射方向を１０°に傾けた場合に法線方向への出射光
Ａ０を顕著に低減することができ、これにより、導光板
１４の出射面３１の反射光Ｃ０および偏光板２９の表面
での反射光Ｄ０が低減し、コントラストをさらに高める
ことができた。

【００９３】このような指向性の高いフロントライトユ
ニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを用いた反射型液晶表示
装置１２の光学特性を測定したところ、以下の如く、図
１２〜図１４に示すような結果が得られた。これら各デ
ータは、出射ピーク角度σを１０°になるように、それ
ぞれ溝１５の形状／構造や導光板１４の構成を規定して
いる。

【００９４】図１２はフロントライトユニット１３ｄ、
１３ｅ、１３ｆの出射輝度分布を測定した結果であり、
同図の横軸は導光板１４からの出射光の法線方向に対す
る角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基
準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフ
ロントライトユニットの出射輝度を相対値でもって示
す。

【００９５】（ニ）はフロントライトユニット１３ｄ、
１３ｅ、１３ｆの測定データであり、（ホ）は図６〜図
８の（ロ）と同じデータであって、フロントライトユニ
ット１３ａの出射ピーク角度１０°のものである。

【００９６】次にフロントライトユニット１３ｄ、１３
ｅ、１３ｆを用いて、反射型液晶表示装置１２の白輝度
の分布を測定したところ、図１３に示すような結果が得
られた。

【００９７】同図の横軸はフロントライトユニットから
の出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸
（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定
角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表
示画面側の白輝度を相対値でもって示す。

【００９８】また、フロントライトユニット１３ｄ、１
３ｅ、１３ｆを用いて、反射型液晶表示装置１２のコン
トラスト分布を測定したところ、図１４に示すような結
果が得られた。同図の横軸はフロントライトユニットか
らの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸
（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定
角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表
示画面側のコントラストを相対値でもって示す。

【００９９】図１２〜図１４に示す結果から明らかなと
おり、導光板に入射する光の拡散が小さくなると、フロ
ントライトユニットからの出射光は指向性が強くなるこ
とで、角度０°（法線方向）付近において出射光が低下
し、反射型液晶装置の白輝度も指向性が強くなるが、そ
の反面、コントラストは上昇する。

【０１００】かくして本発明の反射型液晶表示装置１２
によれば、光源５から導光板１４に入射する光を指向性
の強いものにするとともに、その光が導光板１４の溝１
５に反射した後、反射型液晶パネル２側へ出射する際、
法線方向への出射光を低減するように、溝１５の角度や
形状を設計したことで、高コントラストと高輝度との双
方を実現することができ、その結果、視認性の良好な反
射型液晶表示装置が提供できた。

【０１０１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の改良や変更等は何ら差し支えない。たとえば、上記実
施例では出射ピークを法線方向より導光板末端側へずら
した場合にて説明しているが、法線方向から光源５側に
ずらした場合でも同様な効果が得られる。

【０１０２】次に本発明の表示機器を説明する。

【０１０３】（携帯端末）図１５にて液晶表示装置１２
を搭載した携帯電話３２を説明する。携帯電話３２によ
れば、小型の筐体３３内に液晶表示装置１２を配設して
いる。また、筐体３３の上部には送信／受信用のアンテ
ナ３４を設け、さらに表面にはレシーバ３５とマイク３
６とが形成されている。

【０１０４】図１６にて液晶表示装置１２を配設した携
帯端末３７を説明する。この携帯端末３７は携帯電話３
２以外のさまざまな情報端末として示す。たとえば、時
計、計算機、ゲーム機器、万歩計（登録商標）、ＧＰ
Ｓ、ＰＯＳ、ハンディーターミナル、工業計器などがあ
るが、これらに限定されるものではない。この携帯端末
３７においても、小型の筐体３８内に液晶表示装置１２
を配設している。

【０１０５】かくしてこれら携帯電話３２や携帯端末３
７においては、高品位表示かつ小型化、低コスト化を達
成した液晶表示装置１２を用いたことで、同様に高品
質、小型および低コストという効果を奏する。

【０１０６】また、本発明の液晶表示装置を配設した装
置として、携帯端末でもって例示したが、その他、この
液晶表示装置を表示デバイスとして使用する各種機器に
も適用できる。たとえば、ミシン、ステレオ、楽器、ビ
デオ、ＡＴＭ、複写機やファクシミリ、駅、レストラ
ン、工場内の表示パネルなどのさまざまな表示機器の表
示板にも使用してもよい。

【０１０７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明のフロントライト
ユニットによれば、出射光の出射方向が導光板の法線方
向に対し５°〜１５°に規定すべく溝の傾斜面を成した
ことで、輝度とコントラストの双方を高めた光反射性の
表示装置を得るためのフロントライトユニットが得られ
た。

【０１０８】また、本発明の反射型液晶表示装置におい
ては、反射型液晶表示パネルに対し、かかる本発明のフ
ロントライトユニットを配したことで、法線方向付近で
の高コントラストおよび高輝度を実現し、良好な視認性
を達成することができ、とくにフロントライトユニット
からの出射光の指向性が強くなると、コントラストが顕
著に向上する。

【０１０９】さらにまた、本発明においては、本発明の
反射型液晶表示装置を用いることで、上述したような作
用効果を奏する表示機器を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図２】本発明のフロントライトユニットの斜視図であ
る。

【図３】本発明の他のフロントライトユニットの斜視図
である。

【図４】本発明に係る液晶表示パネルの要部断面図であ
る。

【図５】本発明のフロントライトユニットの要部を示す
図である。

【図６】フロントライトユニットの出射輝度の分布図で
ある。

【図７】反射型液晶表示装置の白輝度の分布図である。

【図８】反射型液晶表示装置のコントラストの分布図で
ある。

【図９】本発明の他のフロントライトユニットの要部を
示す図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のフロントライ
トユニットの断面図である。

【図１１】本発明のフロントライトユニットの要部を示
す図である。

【図１２】フロントライトユニットの出射輝度の分布図
である。

【図１３】反射型液晶表示装置の白輝度の分布図であ
る。

【図１４】反射型液晶表示装置のコントラストの分布図
である。

【図１５】携帯電話の正面図である。

【図１６】携帯端末の正面図である。

【図１７】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図１８】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図１９】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図であ
る。

【図２０】フロントライトユニットの出射輝度分布の測
定方法を示す説明図である。

【図２１】反射型液晶表示装置の白輝度分布の測定方法
を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１２反射型液晶表示装置２・・・反射型液晶表示パネル３、１３、１３ａ、１３ｂ・・・フロントライトユニッ
ト４、１４導光板５・・・光源６・・・反射防止膜７、１５・・・溝８・・・反射膜９・・・液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導光板と、この導光板の端面に配設した光
源とから成り、導光板の一主面に光源に向けて傾斜面を
有する溝を形成し、導光板内に入射した光源の照射光
を、上記溝の傾斜面にて反射させ、その反射光を導光板
の他主面より出射せしめるフロントライトユニットであ
って、前記出射光の出射方向が導光板の法線方向に対し
５°〜１５°に規定すべく溝の傾斜面を成したことを特
徴とするフロントライトユニット。
【請求項２】反射型液晶表示パネルに対し、請求項１の
フロントライトユニットを配したことを特徴とする反射
型液晶表示装置。
【請求項３】請求項２の反射型液晶表示装置を搭載した
表示機器。