JP2002313121A - タッチパネル付照明装置及び反射型液晶表示装置 - Google Patents

タッチパネル付照明装置及び反射型液晶表示装置

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JP2002313121A JP2001116430A JP2001116430A JP2002313121A JP 2002313121 A JP2002313121 A JP 2002313121A JP 2001116430 A JP2001116430 A JP 2001116430A JP 2001116430 A JP2001116430 A JP 2001116430A JP 2002313121 A JP2002313121 A JP 2002313121A
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Seiji Umemoto
清司 梅本
Riyouji Kinoshita
亮児 木下
Yuuki Nakano
勇樹 中野
Hiroaki Kishioka
宏昭 岸岡
Kazutaka Sakaitani
和香 堺谷
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Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】視覚されにくくてモアレも発生しにくく、側面
より入射させた光を下面より垂直指向性よく効率的に出
射して明るい表示で表示像が乱れにくい反射型液晶表示
装置を形成できて、寿命にも優れるフロントライト用の
タッチパネル付照明装置の開発。 【解決手段】入射側面(1c)からの入射光を上面(1
a)に形成した光出射手段(A)を介して下面(1b)
より出射する板状物からなる導光板(1)の前記入射側
面に光源(2)を有すると共に、前記上面にタッチパネ
ル(4)が接着層(3)を介して接着されてなり、かつ
前記の光出射手段が断面略三角形の凹部よりなる微小溝
(A)を不連続に配置してなると共に、その微小溝が光
路変換斜面と立面を具備するタッチパネル付照明装置
(10)及びそのタッチパネル付照明装置における導光
板の下面側に反射型液晶表示パネル(70)を有する反
射型液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、表示像の乱れやモアレを
生じにくく明るくて見易いタッチ入力式の反射型液晶表
示装置を形成しうるフロントライト用のタッチパネル付
照明装置に関する。
【0002】
【発明の背景】従来、反射型液晶表示パネルの視認側に
サイドライト型導光板からなる照明装置を介し、入力位
置検知用のタッチパネルを設けてなる反射型液晶表示装
置としては、タッチパネルの受圧側基材を拡散粒子の混
入や拡散材の印刷で光拡散型の光出射手段を有するもの
とし、それをサイドライト型導光板と一体化してタッチ
パネル付照明装置としたものが知られていた(特開20
00−162594公報)。
【0003】斯かる視認側に照明装置を配置してなるフ
ロントライト式の反射型液晶表示装置は、携帯電話や携
帯パソコン等のモバイル機器などに用いられており、そ
れによれば導光板の側面から入射させた光の出射光を反
射層を介し反転させてそれによる表示光を導光板とタッ
チパネルを介し視認するため、完全反射タイプの反射層
を利用でき反射率を高くできてバックライトとハーフミ
ラーを用いた半透過型の液晶表示装置に比べて表示像を
明るくできる利点がである。
【0004】しかしながら前記の反射型液晶表示装置
は、タッチパネルとサイドライト型導光板とが粘着層を
介し接着一体化されてそれらの間が粘着層で埋められて
いることにより、導光板の表面やタッチパネルの下面で
の界面反射が生じ難くて表示のコントラスト低下が小さ
いものの、光拡散型の光出射手段では光が液晶表示パネ
ルの垂直方向に出射しにくいために基本的に光の有効利
用効率に著しく乏しくて視認方向での輝度が低い問題点
があった。
【0005】またタッチパネル、特にその透明電極が故
障しやすくて寿命が短い問題点や、光拡散用のドットで
反射型液晶表示装置による表示像が乱されて像ボケ等に
より解像度を低下させる問題点もあった。前記の故障し
やすい問題は、入力側と受圧側の基材を介して対面配置
した透明電極を押圧により接触させてその電気的導通に
より位置検知を行う際に、受圧側基材に付与した光拡散
型光出射手段の凹凸構造で透明電極が損傷されて劣化し
やすいためであると考えられる。
【0006】一方、光出射手段としてはプリズム状凹凸
をストライプ状に等ピッチで配置したプリズム構造から
なるものや、断面円筒の凸又は凹をピット状に配置した
ものも知られていた。プリズム構造の光出射手段では光
の有効利用効率の向上で明るい表示も期待しうるが、透
明電極もプリズム状の凹凸を有することとなって入力の
際にそのプリズムの頂点に応力が集中し、そのプリズム
構造が壊れて透明電極の割れや剥れ等が発生しやすくな
りタッチパネルの寿命がより短くなる難点がある。
【0007】また上記したフロントライト式ではその視
認特性の点よりタッチパネル付照明装置に、下面から光
を垂直指向性よく効率的に出射して輝度に優れること、
表示像の視認を阻害する上面での光漏れが小さいこと、
表示像を乱さないこと、外光が効率よく透過すること、
導光板の存在が視覚され難いことなどの特性が求められ
るが、前記したプリズム構造の光出射手段ではそのプリ
ズム構造が視覚されやすくて表示像の視認を阻害する問
題点や、液晶表示パネルの画素とプリズム構造が干渉し
てモアレが発生し表示品位が大きく低下しやすい問題点
もあった。
【0008】前記のモアレに対しては画素の配列方向に
対しプリズムの配列方向を傾斜させて発生を抑制する方
式が提案されている。しかしその場合、傾斜の角度が小
さいとモアレの防止効果に乏しく、角度が大きいと導光
板内部の伝送光等がプリズム面で横方向に反射されて出
射角度が大きく傾き照明効率や出射効率が低下する難点
を伴う。
【0009】他方、断面円筒の凸又は凹のピット状配置
による光出射手段では、上記した光拡散用のドット等と
同様に反射時の光拡散で導光板下面の法線方向に対し大
きく傾いた角度で出射して垂直指向性に乏しく反射型液
晶表示装置の照明に効果的でない。すなわち反射型液晶
表示装置の反射面は通例、正規分布型の反射形態をとる
ため正反射方向ほど反射率が高い。そのため導光板下面
よりの出射光が垂直指向性に乏しいと、例え下面での発
光効率に優れてもその反射面を介した反射光が液晶表示
装置を効果的に照明しにくいため液晶表示装置の輝度向
上に寄与しにくく正面方向では暗い表示となる。観察者
が液晶表示装置を見る方向は通例、液晶表示装置の法線
方向すなわち導光板下面の法線方向であり、従って導光
板下面の法線方向に出射する光が最も効果的に液晶表示
装置を照明する。
【0010】さらに前記したピット構造による光出射手
段では、半球面状ドットの場合と同様に、平坦部分と近
い傾斜角を持つ部分が連続して形成されることとなり、
外光の反射においてその平坦部分と近い傾斜角を持つ部
分による反射光が平坦部に引き続いて連続的に観察者の
目に入ってピットが視覚されやすく、光出射手段の存在
が認識されやすい難点もある。
【0011】
【発明の技術的課題】本発明は、視覚されにくくてモア
レも発生しにくく、側面より入射させた光を下面より垂
直指向性よく効率的に出射して明るい表示で表示像が乱
れにくい反射型液晶表示装置を形成できて、寿命にも優
れるフロントライト用のタッチパネル付照明装置の開発
を課題とする。
【0012】
【課題の解決手段】本発明は、入射側面からの入射光を
上面に形成した光出射手段を介して下面より出射する透
明な板状物からなる導光板の前記入射側面に光源を有す
ると共に、前記上面の外側に入力位置の検知機構を具備
する透明なタッチパネルが透明な接着層を介して接着さ
れてなり、かつ前記の光出射手段が長さ250μm以
下、深さ50μm以下で、深さが長さの1/5以下であ
る断面略三角形の凹部よりなる微小溝を不連続に配置し
てなると共に、その微小溝が下面に対し35〜48度の
角度で傾斜する光路変換斜面と、その斜面と対面して下
面に対し60度以上の角度を有する立面を具備し、前記
の光路変換斜面が光源の方向を向いてその光源を介した
入射側面からの入射光を受光しうるように配置されてな
ることを特徴とするタッチパネル付照明装置、及びその
タッチパネル付照明装置における導光板の下面側に反射
型液晶表示パネルを有することを特徴とする反射型液晶
表示装置を提供するものである。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、入射側面よりの入射光
を光路変換斜面を介し下面から垂直指向性よく効率的に
出射する導光板を得ることができ、それを用いて光の利
用効率に優れ正面方向の輝度に優れるタッチパネル付照
明装置を得ることができる。また微小溝を不連続に配置
した光出射手段に基づいて配列画素との干渉によるモア
レを生じにくく、かつその存在が視覚され難いと共に導
光板上面よりの光漏れが小さく明るい表示の反射型液晶
表示装置を形成しうるフロントライト用のタッチパネル
付照明装置を得ることができる。さらに微小溝による光
出射手段としたことにより入力の際に透明電極に応力が
集中しにくくタッチパネルが故障し難くて寿命に優れる
と共に、光出射手段により反射型液晶表示装置の表示像
が乱れ難くてその解像度にも優れている。
【0014】
【発明の実施形態】本発明によるタッチパネル付照明装
置は、入射側面からの入射光を上面に形成した光出射手
段を介して下面より出射する透明な板状物からなる導光
板の前記入射側面に光源を有すると共に、前記上面の外
側に入力位置の検知機構を具備する透明なタッチパネル
が透明な接着層を介して接着されてなり、かつ前記の光
出射手段が長さ250μm以下、深さ50μm以下で、深
さが長さの1/5以下である断面略三角形の凹部よりな
る微小溝を不連続に配置してなると共に、その微小溝が
下面に対し35〜48度の角度で傾斜する光路変換斜面
と、その斜面と対面して下面に対し60度以上の角度を
有する立面を具備し、前記の光路変換斜面が光源の方向
を向いてその光源を介した入射側面からの入射光を受光
しうるように配置されたものからなる。
【0015】前記したタッチパネル付照明装置の例を図
1に示した。10がタッチパネル付照明装置であり、1
が透明な板状物からなる導光板、2が光源、3が透明な
接着層、4が透明なタッチパネルである。なお図例は、
反射型液晶表示装置としたものを示しており、70がそ
の反射型液晶表示パネルである。
【0016】透明な板状物からなる導光板は、図2、3
の例の如く光出射手段Aを有して観察者側を向く上面1
a、それに対向して光出射側となる下面1b、上下面間
の側面からなり光源2を配置してそれからの光を入射さ
せる入射側面1c、それに対向する対向端1d、及び入
射側面の両端に位置する一対の側端面1eを少なくとも
有するものであればよい。上下面間の2以上の側面を入
射側面とすることもできる。前記各面の形状については
特に限定はなく特に入射側面は、光源の形態等の特性な
どから適宜な形状とすることができ、他の側面も同様で
ある。
【0017】ただし上面と下面についてはタッチパネル
や液晶表示パネル等への取付けやすさや、作りやすさの
点より略平面であることが好ましく、曲面などの場合に
は透過像を乱さないために急激な形状変化等のないこと
が好ましい。また板状物は、図2の例の如く同厚板であ
ってもよいし、図3の例の如く入射側面1cから対向端
1dにかけてその厚さが徐々に薄くなる楔形であっても
よい。前者は取付け易さの点で優れており、後者の楔形
は入射側面より入射した光が対向端に至るまでに上面に
形成した光出射手段に効率よく入射し光の出射効率に優
れている。さらに対向端の薄厚化は導光板の軽量化の点
よりも有利である。
【0018】上面に設ける光出射手段は、それを形成す
る微小溝のサイズが大きいと視覚されやすくなり表示像
を乱して液晶表示装置の表示品位が著しく低下する。ま
た導光板上面の単位面積当たりにおける光出射手段形成
の微小溝の配置個数の密度が低下して画素に対する照明
が不均一になりやすく、まばらな発光ではその各発光点
が視覚されやすくて表示像の視認性が大きく低下する。
斯かる問題の防止には微小溝の配置個数の増大が有効で
あり、その場合に微小溝のサイズを小さくすることが有
利である。特に光出射手段の配置面積が制約される場合
に発光の均一性を確保する手段として有効である。
【0019】従って光出射手段は、観察者に視覚され難
くしタッチパネルを介した液晶表示装置の表示像の品位
向上などを目的に図4〜6に例示した如く、長さが25
0μm以下、就中150μm以下、特に100μm以下
で、深さが50μm以下、就中20μm以下、特に15μ
m以下であり、深さが長さの1/5以下である断面略三
角形の凹部よりなる微小溝Aを不連続に配置したものと
して形成される。断面略三角形の「略」は、辺の曲線化
等の変化や辺の交点の円化などを許容することを意味す
る。
【0020】微小溝の下限サイズについて特に限定はな
いが、微小性が過ぎると光の回折現象が支配的になって
反射ないし全反射が生じ難くなる。また光出射手段の配
置個数が過大となって製造効率が低下する。さらに接着
層を介してタッチパネルと接着する際に接着層が光出射
手段を形成する微小溝内に入込んで光利用効率が低下し
やすくなる。斯かる点より長さが10μm以上で、深さ
が2μm以上の微小溝とすることが好ましい。
【0021】前記において微小溝の深さを長さの1/5
以下とすることで伝送光を光路変換斜面にて効果的に反
射でき側面よりの入射光を効率よく下面から出射させる
ことができる。微小溝の深さが長さに対して大きいと、
従って微小溝の長さが深さに対して短いと光路変換斜面
に入射する伝送光の確率が低下し、微小溝の側面に入射
する確率が増大して散乱される伝送光の割合が増大し光
の利用効率が低下する。その効率の点より好ましい微小
溝は、その深さを長さの1/8以下、就中1/10以下
としたものである。なお前記した微小溝の長さは光路変
換斜面の長辺の長さに基づき、深さは下面よりの陥没距
離に基づく。
【0022】一方、断面略三角形の凹部よりなる微小溝
の不連続配置は、その集合にて作られる規則性で光出射
手段が視覚されやすくなることの防止と画素との干渉に
よるモアレの防止の点より図4〜6の例の如く不規則で
あることが好ましい。微小溝を規則的に配置すると画素
の規則的な配列との間でモアレを生じて液晶表示パネル
の表示光の視認性を著しく低下させる場合がある。微小
溝をランダムに配置して配置の規則性をなくすことによ
りモアレの発生を防止することができる。
【0023】また下面全体での出射光の均一化を図り液
晶表示パネルを均一照明する点よりは、光の伝送や出射
に伴う伝送光の強度減少を考慮して図例の如く、光源か
ら遠離るほど、よって入射側面1cから遠離るにしたが
って微小溝Aを密に配置することが好ましい。斯かる配
置にて伝送や光出射に伴う伝送光の減衰にて光出射強度
の不均一化を抑制することができる。
【0024】さらに入射側面の中央部よりもその側端面
側の伝送光量が少ない場合には図5の例の如く、入射側
面1cに基づく側端面1eの側ほど微小溝Aを密に配置
することが下面全体での出射光の均一化を図り液晶表示
パネルを均一照明する点より好ましい。ちなみに導光板
の側端面近傍では光源長等の関係で中央部よりも伝送光
が弱くて暗くなること多々あり、その場合に微小溝の配
置密度を側端面の近傍ほど密にすることで光出射強度の
均一化を図ることができる。なお図5では入射側面から
遠離るほど微小溝を密に配置する方式も併用されてい
る。
【0025】前記の微小溝は、図2、3の例の如く下面
1bに対し35〜48度の角度θ1で傾斜する光路変換
斜面A1と、その斜面に対面すると共に下面に対し60
度以上の角度θ2を有する立面A2を具備するものとさ
れ、かつその光路変換斜面が光源の方向を向いてその光
源を介した入射側面1cからの入射光を受光しうるよう
に配置されたものとされる。これにより入射側面から入
射して導光板内部を伝送される光をその光路変換斜面A
1を介し反射させて下面より垂直指向性よく出射させる
ことができる。
【0026】すなわち例えば、冷陰極管のような線状光
源を入射側面に配置したとき強度が最大の伝送光は、入
射側面に対して略垂直方向を向いておりその伝送光のベ
クトルに対し当該傾斜角の光路変換斜面A1を入射側面
に対面させて可及的に垂直に配置することにより、当該
傾斜角の光路変換斜面A1を介し伝送光を反射ないし全
反射させて下面の法線方向近傍に効果的に出射させるこ
とができる。その結果、視認に有効な方向に光を出射で
き、液晶表示パネルの反射層で反射されて表示情報が付
与された光が導光板上面の光出射手段以外の部分を透過
して明るくて見やすい表示を提供する。前記した垂直指
向性の点より光路変換斜面の好ましい当該傾斜角θ1
は、38〜45度、就中40〜43度である。
【0027】前記のように光路変換斜面は通常、光源を
介した入射側面からの入射光を効率よく受光しうるよう
に可及的に光源の方向に向けて、かつ光源に対し可及的
に垂直に配置することが好ましい。従って入射側面に線
状光源を配置する場合には、図4、5の例の如く微小溝
Aの光路変換斜面A1は通例、その長さ方向に基づいて
平行に形成されていること、特に入射側面1cに対して
可及的に平行に形成されていることが好ましい。しかし
光源の発光特性などによっては入射側面に対し斜行させ
た配置が光路変換斜面への入射効率に優れて好ましい場
合もある。よって光出射手段は、その長さ方向に基づい
て入射側面に対し適宜な角度で配置することができる。
【0028】ちなみに図6に例示した如く、入射側面に
点状光源を配置してその点状光源による入射側面からの
放射状の入射光ないしその伝送光を光路変換斜面A1を
介し光路変換して導光板の下面を可及的に均一に発光さ
せ、液晶表示パネル等に対し法線方向の指向性に優れる
光を光源光の利用効率よく導光板から出射させることを
目的に、微小溝Aを概略同心円状に配置する場合があ
る。その場合には入射側面における点状光源の配置位置
を仮装中心としてその仮装中心に対する概略同心円状配
置(ピット構造)として微小溝Aが配置されていること
が好ましい。なおその同心円状配置は、点状光源の配置
が容易となるように導光板の入射側面又はその外側に仮
想中心が形成されるように行うことが好ましい。仮想中
心は、同じ又は異なる入射側面に対して一箇所又は二箇
所以上形成することができる。
【0029】一方、光路変換斜面A1に対面する立面A
2は、光出射手段の光路変換斜面以外の面が可及的に視
覚性や光伝送や光出射に影響を及ぼさないことが好まし
いことより下面に対し60度以上の角度θ2を有する面
とされる。すなわち光路変換斜面A1と対面し、下面に
対し60度以上の角度θ2を有する立面とすることで、
導光板の法線方向(表示パネルの視認方向)から見たと
きにその投影面積を小さくでき、フロントライト用のタ
ッチパネル付照明装置として用いたときに背後に置かれ
た液晶表示パネルの視認性に対する影響を小さくするこ
とができる。
【0030】また前記した立面の角度は、その面を介し
た外光の反射光の点よりもその角度が大きいほど反射光
が少なくなり、その反射光も導光板の内部に入射して伝
送され表示光の視認性への影響を小さくできて有利であ
る。ちなみに立面の角度が例えば45度近傍以下であれ
ば外光の反射光が観察者の方向に戻ってくることとなり
表示光の視認を阻害する。
【0031】さらに立面の角度を大きくすることで図2
の例の如く断面略三角形の微小溝を形成する斜面A1と
立面A2からなる頂角を小さくでき、反射光の戻りを少
なくできて光出射手段を観察者により見え難くすること
ができる。前記した視認性への影響などの抑制の点より
立面の好ましい当該角度θ2は、75度以上、就中80
度以上である。なお理想的には90度であるが、その場
合には例えば金型の形状を転写する方式などで光出射手
段を形成することが困難になりやすい。
【0032】光路変換斜面や立面は、図7に例示した如
く直線面にて形成されていてもよいし、図8に例示した
如く上記の角度条件を満足する範囲において曲面や屈曲
面等にて形成されていてもよい。また光路変換斜面A1
と立面A2が形成する頂点Apは、可及的にシャープな
角度であることが好ましい。その頂点が丸みを持ってい
るときには微小溝の深さに対する丸みの半径が30%以
下、就中20%以下、特に10%以下であることがその
丸みによる外光反射を抑制して微小溝を視覚され難く
し、導光板内部の伝送光の散乱を抑制して出射光の均一
性や出射効率を高める点より好ましい。
【0033】微小溝の側面形状については特に限定はな
い。その側面への光入射を抑制したり影響を小さくする
点よりは下面に対し30度以上、就中45度以上、特に
60度以上の角度を有する面であることが好ましい。微
小溝は、伝送光の入射効率等の光学特性や耐擦傷性の点
より図例の如く上面より陥没した断面略三角形の凹部と
して形成される。
【0034】微小溝からなる光出射手段が導光板の上面
で占める面積は、1/8以下とすることが導光板の上下
方向に透過する光への影響を可及的に小さくし、タッチ
パネル付照明装置としてフロントライトに用いたときに
液晶表示パネルの表示光への影響を小さくする点より好
ましい。タッチパネル付照明装置として導光板を介し液
晶表示装置の表示像を観察した場合、上面に占める光出
射手段の面積が広すぎると光出射手段の斜面によって反
射される光量が増大し表示光が観察者の方向に出射され
難くなる。当該面積を1/8以下とすることで大部分を
光出射手段の非形成部分とすることができその部分を介
し液晶表示装置の表示光を効率よく透過させて前記問題
を回避することができる。
【0035】また導光板の上面に占める光出射手段の割
合を少なくすることにより小サイズの微小溝で光出射手
段を形成したことと相互作用して、接着層を介しタッチ
パネルと接着する際にその接着層が微小溝内に入込み難
くなり導光板下面よりの出射効率を向上させる点より有
利である。導光板上面に占める光出射手段の好ましい面
積は、1/10以下、就中1/15以下である。
【0036】導光板の上下面は、上記したように光出射
手段を形成する微小溝の部分を除き可及的に平滑な平坦
面であること、就中±2度以下の角度変化、特に0度の
平坦面であることが好ましい。またその角度変化が長さ
5mmあたり1度以内であることが好ましい。斯かる平坦
面とすることにより導光板の上下面の大部分を角度変化
が2度以下の平滑面とすることができ、その平坦部分を
介し液晶表示パネルの表示光の殆どを透過させることが
できる。またその透過の際に表示光が影響を受けにく
く、微小溝部分を透過して屈折や反射を受けた光と混ざ
り合うことも殆どないので表示品位の良好な液晶表示を
達成することができる。
【0037】導光板は、光源の波長域に応じそれに透明
性を示す適宜な材料の1種又は2種以上を用いて形成し
うる。ちなみに可視光域では例えばアクリル系樹脂やポ
リカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂やポリエステル
系樹脂、ノルボルネン系樹脂等で代表される透明樹脂や
ガラスなどがあげられる。複屈折を示さないか、複屈折
の小さい材料で形成した導光板が好ましく、軽量性の点
よりは比重の小さいものが好ましい。
【0038】導光板は、適宜な方法にて形成でき、その
形成方法について特に限定はない。ちなみにその例とし
ては、所定の形状を形成しうる型に熱可塑性樹脂を加熱
下に押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑
性樹脂又は熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を所定の
形状に成形しうる型に充填する方法、熱や紫外線の如き
放射線等で重合処理しうる液状樹脂を所定の形状に成形
しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法、前記
液状樹脂を所定の形状に成形しうる型に塗布しその上に
樹脂板等からなる透明基材を密着配置して当該塗布層を
重合処理する方法、フィルム等からなる柔軟で透明な基
材上に前記液状樹脂を塗布してその塗布層を所定の形状
に成形しうる型に密着配置し当該塗布層を重合処理した
後、それを樹脂板等からなる透明基材に接着剤等を介し
て密着させる方法などがあげられる。
【0039】従って導光板は、例えば光の伝送を担う導
光部に光出射手段を形成したシートを接着したものの如
く同種又は異種の材料からなる部品の積層体などとして
形成されていてもよく、1種の材料による一体的単層物
として形成されている必要はない。導光板の厚さは、使
用目的による導光板のサイズや入射側面に配置する光源
の大きさなどにより適宜に決定することができる。反射
型液晶表示装置等の形成に用いる場合の一般的な導光板
の厚さは、その入射側面に基づき20mm以下、就中0.
1〜10mm、特に0.5〜5mmである。導光板は、その
下面に反射防止層を有するものや上面にハードコート層
を有するものなどであってもよい。
【0040】導光板は、図1の例の如くその入射側面1
cの1又は2以上に光源2を配置して照明装置とされ
る。光源としては適宜なものを用いることができ、一般
には例えば(冷,熱)陰極管等の線状光源、発光ダイオ
ード等の点状光源やそれを線状や面状等に配列したアレ
イ体、あるいは点状光源による発光を一定又は不定間隔
の線状発光状態に変換する例えば線状導光板等の装置を
用いた光源などが用いられる。
【0041】照明装置の形成に際しては必要に応じ光源
からの発散光を導光板の入射側面に効率よく導くために
光源を包囲するリフレクタなどの適宜な補助手段を配置
した組合せ体とすることもできる。リフレクタとして
は、高反射率金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔な
どが一般に用いられる。リフレクタを導光板の端部に接
着剤等を介し接着して光源を保持する場合にはその接着
部分について光出射手段の形成を省略することもでき
る。
【0042】タッチパネル付照明装置は、図1の例の如
く光出射手段を形成した導光板1の上面1aの外側に透
明な接着層3を介して、入力位置の検知機構を具備する
透明なタッチパネルを接着することにより形成される。
タッチパネルとしては、入力位置の検知機構を有して上
下方向の光を透過しうる適宜なものを用いることができ
る。従って公知の透明なタッチパネルのいずれも用いう
る。一般には透明電極を設けた透明基材の2枚をそれら
の電極側を対面させて空隙を介し配置し、電極の接触位
置を電気的に読み込む入力位置検知用の電極を設けて入
力位置を検出するようにしたものなどが用いられる。な
お前記透明基材の少なくとも入力側には可撓性を有して
押圧変形性を示すものが用いられる。
【0043】図1に前記したタッチパネルの例を示し
た。このタッチパネル4は、透明電極44を設けた透明
な入力側基材43と、透明電極42を設けた透明な受圧
側基材41をそれらの透明電極側を対面させて、かつス
ペーサ45を介し空隙を設けた状態で配置したものから
なる。なお図には省略したが各透明電極42、44には
抵抗値検知用の電極とそれを導き出す導線が設けられて
いる。
【0044】好ましく用いうるタッチパネルは、対面す
る各透明電極の表面が平坦で、平滑性に優れるものであ
る。透明電極の表面に凹凸があると入力時の打鍵で一定
の場所に常にストレスがかかり、透明電極が割れたり剥
れたりして断線の原因となりやすい。特に受圧側の透明
電極の表面が光出射手段などのためにプリズム状凹凸等
をもつ場合、その頂点にストレスが集中しやすい。本発
明における上記した導光板では微小溝による凹凸がタッ
チパネルにおける透明電極の表面に実質的に影響するこ
とを防止でき、従ってタッチパネルにおける各透明電極
の表面を平坦とすることで打鍵時に応力が一箇所に集中
することを防止でき、電極へのダメージを軽微にしてタ
ッチパネルの寿命を長くすることができる。
【0045】また可撓性による押圧変形の容易性などの
点より好ましく用いうるタッチパネルは、その入力側基
材を透明なフィルムに透明電極を設けたものにて形成し
たものである。さらにタッチパネルの受圧側基材を面内
位相差が20nm以下、就中10nm以下の支持基材に透明
電極を設けたものにて形成したものであることが好まし
い。これは出射光の着色を抑制することを目的とする。
【0046】すなわち導光板内の伝送光では全反射以外
で反射する場合、その反射率が光の振動方向にて異なり
偏光として導光板より出射するときがある。また導光板
とタッチパネルを接着する接着層の界面における部分反
射にて偏光が生じるときもある。それらの偏光がタッチ
パネルの受圧側基材に入射して位相差による影響を受け
ると、現色偏光により出射光が着色する場合があるた
め、前記の如く面内位相差を小さくして当該着色化を可
及的に抑制することを目的とする。なお面内位相差は、
基材面内の遅相軸及び進相軸の各方向間の屈折率差と基
材厚との積にて求めることができる。
【0047】また前記と同様に出射光の着色防止の点よ
りタッチパネルを形成する受圧側基材における支持基材
は、その厚さ方向位相差が50nm以下、就中30nm以
下、特に20nm以下であることが好ましい。その厚さ方
向位相差は、基材における面内の屈折率の平均値と厚さ
方向の屈折率との差に基材厚を乗じた値として求めるこ
とができる。
【0048】ちなみにPET(ポリエチレンテレフタレ
ート)からなる透明フィルムの上にITO(酸化インジ
ウムスズ)からなる薄膜を真空蒸着方式にて形成して透
明電極を設けてなるタッチパネル用の透明基材が知られ
ているが、その場合、基材としてのPETフィルムは千
数百nm〜数千nmに及ぶ非常に大きな位相差を有するとき
もある。位相差の小さい基材は、キャスティング法等の
適宜な方式で形成することができ、焼鈍処理等にて光学
歪みを除去する方式などにても形成することができる。
【0049】タッチパネル用の透明基材の形成には上記
した導光板で例示したものなどの適宜な材料を用いるこ
とができる。タッチパネルは、その最表面、特に視認側
の最表面に反射防止層を有するものであってもよい。反
射防止層の付設にて外光の映込みによる表示光のコント
ラストの低下を抑制することができる。なお上記した出
射光の着色防止の点よりは導光板における位相差におい
ても小さいほど好ましく、就中20nm以下、特に10nm
以下の面内位相差であり、50nm以下、就中30nm以
下、特に20nm以下の厚さ方向位相差であることが好ま
しい。
【0050】導光板とタッチパネルを接着する接着層と
しては、光透過性の適宜なものを用いることができ、特
に限定はない。接着作業の簡便性等の点よりは粘着層が
好ましい。その粘着層を形成する粘着剤としても例えば
ゴム系やアクリル系のものなどの適宜なものを用いるこ
とができ、特に限定はない。
【0051】導光板とタッチパネルを接着した状態にお
いてその接着層は、図1の例の如く導光板1の上面1a
における光出射手段を形成する微小溝Aの内部を充填し
ていない状態にあることが好ましい。すなわち図9に拡
大して示した如く、導光板1はその上面における微小溝
以外の平坦部のみを介してタッチパネル4の受圧側基材
41と接着され、その接着層3が光出射手段を形成する
微小溝Aの内部に入込まずに微小溝Aの内部が可及的に
大きい空間として空気で満たされていることが好まし
い。これは微小溝からなる光出射手段の上記した機能を
可及的に維持して良好な光出射特性を実現することを目
的とする。
【0052】前記において微小溝の内部が接着層にて埋
まると微小溝を介して全反射する入射角の範囲が狭くな
りその効率が低下する。そのため導光板内の伝送光を液
晶表示パネルの方向に光路変換する能力が低下して照明
効率が低下しやすくなる。ちなみに頂角が約135度等
のプリズム状凹凸をストライプ状に隣接させた構造の光
出射手段を有する導光板とした場合、接着層を介しタッ
チパネルと接着する際にプリズムの頂角が広いために接
着層が光出射手段内に入込みやすい。
【0053】接着層が光出射手段内に入込むと接着層と
導光板の屈折率差が空気と導光板の屈折率差に比べて著
しく小さいために全反射が殆ど生じなくなる。光を大き
い角度で方向変換して液晶表示パネルの方向に向かわせ
るためには全反射が特に有効であり、全反射が生じ難い
と光の出射効率が著しく低下し明るい表示が困難とな
る。本発明による導光板の微小溝による光出射手段方式
では、その内部に接着層が入込むことを容易に回避で
き、特開2000−162594公報が教示するような
拡散面による光出射手段方式では空気層が残るように接
着層を介して接着処理するとは殆ど不可能である。
【0054】前記した微小溝への入込み防止の点より好
ましい接着層は、弾性率の高いものであり、殊に20℃
における貯蔵弾性率が5×10N/m以上、就中10
N/m以上、特に10N/m以上のものである。こ
れにより接着時の押圧力で変形して微小溝に入込むこと
を抑制することができる。また長時間での変形を考慮し
た場合には損失弾性率も大きい接着層が好ましい。さら
に接着層の厚さを25μm以下、就中1〜20μm、特に
5〜15μmとすることが微小溝への入込み防止と接着
力をバランスさせる点より有利である。接着力不足で接
着界面が剥れると界面反射の増大で外光の反射率が著し
く増大するため接着処理は、均一にかつ確実に行うこと
が好ましい。
【0055】なお粘着層の場合、加熱等による高温下で
弾性率が低下して微小溝に入込みやすくなることがあ
る。その場合には例えば紫外線や電子線等を照射する方
法などにて粘着層を硬化させ、弾性率を高めてその安定
化を図ることができる。従って粘着層は、加熱等で弾性
率が低下しにくいもの、高温下でも弾性率の高いものほ
ど好ましい。
【0056】接着層は、その屈折率が導光板の屈折率よ
りも小さくて、その屈折率差が0.02以上、就中0.
03〜0.5であるものが好ましい。これにより上面に
対する平行性が高くて上面に大きい角度で入射する導光
板内の伝送光を効率よく全反射して、接着層を介して導
光板からタッチパネルに漏れ出る光を可及的に低減し、
タッチパネルの及ぼす光学的影響を小さくすることがで
きる。特に液晶表示パネルの照明に寄与する光は、導光
板内を上下面に平行に又はそれに近い角度で伝送される
光であり、それらの大きな角度で伝送される光の強度も
大きい。従って斯かる光のタッチパネル内への入射を防
止することで照明光への影響を小さくし、コントラスト
の低下を抑制して見やすい表示を実現することができ
る。
【0057】前記した屈折率差の点よりはアクリル系の
粘着層が好ましく用いられる。その場合、放射線架橋性
のものであれば接着後に架橋処理して弾性率を高め熱的
安定性を向上させることもできる。なお微小溝に接着層
を入込ませない接着処理は、タッチパネルに接着層を設
けて導光板と接着する方式や、セパレータ上に設けた粘
着層をタッチパネルや導光板に移着してその粘着層を介
しタッチパネルと導光板を接着する方式などの適宜な方
式にて行うことができる。
【0058】本発明によるタッチパネル付照明装置によ
れば、入射側面からの入射光を精度よく平行化して視認
に有利な垂直性に優れる方向に下面より出射し、光源か
らの光を効率よく利用して明るくて見やすく低消費電力
性に優れるタッチ入力式の反射型液晶表示装置などの種
々の装置を形成することができる。
【0059】反射型液晶表示装置は、図1の例の如くタ
ッチパネル付照明装置10における導光板1の下面1b
の側に反射層を具備する反射型液晶表示パネル70を配
置してなるフロントライト式のものとして形成すること
ができる。なお図1では反射層60を液晶セル50にお
ける背面側基板51の外側に設けたものを示したが、液
晶セルにおける背面側基板50の内側に電極(22)を
兼ねるものとして反射層を設けてなるものなどであって
もよい。
【0060】反射型液晶表示装置は一般に、液晶シャッ
タとして機能する電極具備の液晶セルとそれに付随の駆
動装置、反射層及び必要に応じての偏光板や補償用位相
差板等の構成部品を適宜に組立てた液晶表示パネルとフ
ロントライトなどを用いて形成される。本発明において
は上記したタッチパネル付照明装置をフロントライトに
用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じて形成す
ることができる。
【0061】ちなみに図1における液晶セル50は、内
側に透明電極52及びラビング膜53を順次設けた背面
側の透明基板51と、内側にカラーフィルター58、透
明電極57及びラビング膜56を順次設けた視認側の透
明基板59との間に液晶54を注入してシール材55で
密封したものよりなっている。またその視認側の透明基
板59の外側に位相差板63を介して偏光板64を設け
ると共に、背面側の透明基板51の外側に位相差板62
を介し偏光板61を設け、その偏光板の外側に反射層6
0を配置して反射型の液晶表示パネル70が形成されて
いる。
【0062】液晶表示パネルの形成に用いる液晶セルに
ついては特に限定はなく、例えば液晶の配向形態に基づ
いてTN液晶セルやSTN液晶セル、垂直配向セルやH
ANセル、OCBセルの如きツイスト系や非ツイスト
系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系の液晶セルなどの
適宜なものを用いうる。また液晶の駆動方式についても
特に限定はなく、例えばアクティブマトリクス方式やパ
ッシブマトリクス方式などの適宜な駆動方式であってよ
い。
【0063】反射型の液晶表示パネルでは反射層の配置
が必須であるが、その配置位置については上記したよう
に図1に例示の如く液晶セル50の外側に設けることも
できるし、液晶セルの内側に設けることもできる。その
反射層についは例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロ
ム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する
塗工層や蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工
層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔などの
従来に準じた適宜な反射層として形成することができ
る。なお液晶セルの内部に反射層を設ける場合、その反
射層を例えば従来の透明電極形成材による透明導電膜に
兼ねさせることもできる。
【0064】一方、必要に応じての偏光板としても適宜
なものを用いうるが、高度な直線偏光の入射による良好
なコントラスト比の表示を得る点などよりは、例えばヨ
ウ素系や染料系の吸収型直線偏光子などの如く偏光度の
高いものが好ましく用いうる。また位相差板は、液晶に
よる複屈折を補償して視認性の向上等を図ることを目的
に図例の如く視認側又は/及び背面側の偏光板と液晶セ
ルの間等に必要に応じて配置することができる。その位
相差板としては波長域などに応じて適宜なものを用いる
ことができ、1層又は2層以上の位相差層の重畳層とし
て形成されていてもよい。
【0065】上記した図1の反射型液晶表示装置による
視認は、タッチパネル付照明装置10の光源2を点灯し
た照明モードにおいて、導光板1の下面1bより出射し
た光が偏光板64や液晶セル50等を経由して反射層6
0を介し反射され、液晶セルと偏光板等を逆経由して導
光板1に至り、微小溝A以外の部分を透過した表示像が
タッチパネル4を介して視認される。
【0066】なおタッチパネル付照明装置が外光を取込
みうる場合には、光源2を消灯した外光モードにても表
示像を視認することができる。その外光モードではタッ
チパネル4を経由して導光板1の上面1aにおける微小
溝A以外の部分より入射した光が前記に準じ透過・逆経
由して導光板1に至り、微小溝A以外の部分を透過した
表示像がタッチパネル4を介して視認される。なおこの
ように照明・外光両用型の場合には光源の点灯・消灯を
切り替えうるように反射型液晶表示装置が形成される。
【0067】反射型液晶表示装置の形成に際しては、明
暗ムラの防止による明るさの均一化などを目的に必要に
応じてタッチパネル付照明装置と液晶表示パネルの間に
光拡散層を配置することができる。従って光拡散層は、
予めタッチパネル付照明装置の光出射面、従って導光板
の下面に設けて一体化することもできる。光拡散層は、
例えば透明樹脂中に透明粒子を分散させて塗布硬化させ
る方式や気泡を分散させた透明樹脂を塗布硬化させる方
式、表面を溶媒を介し膨潤させてクレイズを発生させる
方式や不規則な凹凸面を有する透明樹脂層を形成する方
式、あるいは前記に準じて形成した拡散シートを用いる
方式などの適宜な方式で形成でき、その形成方式につい
て特に限定はない。
【0068】本発明において上記した液晶表示装置を形
成するタッチパネル付照明装置や液晶セル、偏光板等の
光学素子ないし部品は、全体的又は部分的に積層一体化
されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置
されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラスト
の低下防止などの点よりは固着状態にあることが好まし
い。その固着密着処理には粘着剤等の適宜な透明接着剤
を用いることができ、その透明接着層に透明粒子等を含
有させて拡散機能を示す接着層などとすることもでき
る。
【0069】
【実施例】参考例1 ガラス基板上の35mm×25mmの長方形の範囲内に長さ
100μm、幅10μmの開口を当該長方形の短辺と開口
の長さ方向が一致するように設けてクロムマスクを形成
した。なお開口は、その密度が長方形の一方の短辺から
他方の短辺に向けて徐々に増大するように、従って長方
形の長辺方向に連続的に増大するように不規則に配置し
た(図4)。また開口が占める面積は、すべての部分で
長方形の面積の1/10以下となるようにした。
【0070】一方、清浄なガラス板にポリイミドワニス
をスピンコートして100℃で30分間プリベークし3
50℃で4時間焼結して厚さ10μmのポリイミド皮膜
を形成した後、その上にスパッタリング方式にて厚さ
0.1μmのクロム膜を形成し、さらにその上に厚さ
0.5μmの銅膜を形成してその表面にポジ型レジスト
を厚さ5μmとなるようにスピンコートし、サンプル板
を作成した。
【0071】前記サンプル板のポジ型レジスト上に前記
クロムマスクを密着配置して紫外線を露光しレジストを
現像したのち銅膜とクロム膜をエッチング除去し、開口
部でポリイミド皮膜が露出したサンプル板を得た。この
サンプル板を開口の密度が疎な側の短辺がビームの進行
方向に対し垂直で、かつ長辺がビームに対し43度とな
るように傾けて設置し、平行なエキシマレーザを多数回
スキャンしながら照射しアブレーションにて各開口部に
おけるポリイミド皮膜の一部を除去した後、サンプル板
上の銅膜とクロム膜をエッチング除去し、そのサンプル
板上に銀薄膜を真空蒸着してニッケル電鋳し、所定の形
状にカットして金型Aを得た。
【0072】参考例2 長方形の範囲内で開口の配置密度が長辺方向に連続的に
増大し、かつ中央部に対して長辺側ほど密度が増大する
ように開口を不規則に配置したサンプル板(図5)とし
たほかは参考例1に準じて金型Bを得た。
【0073】参考例3 長方形な真鍮板の表面を入射側面側の2.5mmの位置か
らダイヤモンドバイトにて切削し、断面不等辺三角形の
光出射手段をストライプ状に210μmのピッチで有す
る金型Cを得た。切削方向は真鍮板の長手方向に平行と
し、光出射手段は幅20μmで傾斜角42度の光路変換
斜面と幅190μmの緩斜面からなり、光路変換斜面が
入射側面側を向いている。また光路変換斜面の上面に占
める面積は1/10.5とした。
【0074】参考例4 長方形な真鍮板の表面をサンドブラストにて加工し、光
沢のない表面を光出射手段の形成面として有する金型D
を得た。
【0075】参考例5 サンプル板を開口の密度が疎な側の短辺がビームに対し
垂直になるように設置して平行なエキシマレーザを多数
回スキャンしながら照射し、アブレーションによてポリ
イミド皮膜の一部を除去したほかは参考例1に準じて金
型Eを得た。従ってこれは所定角度の光路変換斜面を形
成しうる面を有しないものである。
【0076】例1 参考例1による金型Aに紫外線硬化性のアクリル系樹脂
を塗布してその上に端面を研磨処理した厚さ1.2mm、
幅40mm、長さ30mmのアクリル板を静置し、ゴムロー
ラーにて密着させて余分な樹脂と気泡を押し出した後、
メタルハライドランプにて紫外線を照射し硬化させて金
型Aから剥離し、アクリル板に金型Aのネガ形状が転写
された硬化層を有する導光板Aを得た。なおアクリル板
の屈折率は1.495、硬化層の屈折率は1.512で
あった。なおSEM(走査電子顕微鏡)による断面観察
の結果、得られた導光板は、傾斜角が約42度の光路変
換斜面と平均傾斜角が約70度の立面からなる断面略三
角形の凹部よりなる微小溝にて光出射手段が形成されて
おり、光出射手段以外の部分は平坦部からなるものであ
った。従って光出射手段の形状は、金型Aのネガ形状が
転写されたものであった。
【0077】ノルボルネン系樹脂(JSR社製、アート
ン)のキャスティングフィルムの片面に真空蒸着方式に
てITO薄膜を設けて透明電極を形成した。得られた薄
膜のシート抵抗は400Ω/□であった。このフィルム
を幅40mm、長さ20mmで切り出してそれを2枚用意
し、そのそれぞれの長辺と短辺に銀ぺ一ストを印刷して
電極を形成した後、そのフィルムに透明な樹脂スペーサ
を形成し、電極をそのスペーサを介し対面させて周囲を
両面テープで接着し、タッチパネルAを得た。なおフィ
ルムの位相差を測定したところ、面内位相差は12nm、
厚さ方向位相差は35nmであった。
【0078】前記で得た導光板Aの上面にタッチパネル
Aを屈折率1.468のアクリル系粘着剤を介し接着
し、微小溝の光路変換斜面が対面する導光板の入射側面
に冷陰極管を配置してタッチパネル付照明装置を得た。
なおアクリル系粘着剤の20℃における貯蔵弾性率は
1.8×10N/mであった。
【0079】例2 参考例2による金型Bを用いたほかは例1に準じて導光
板Bを得、それを導光板Aに代えて用いたほかは例1に
準じてタッチパネル付照明装置を得た。なお導光板Bは
SEMによる断面観察の結果、金型Bのネガ形状が転写
されてなる断面略三角形の凹部による微小溝にて光出射
手段が形成され、その光路変換斜面の傾斜角は約41度
で、立面の平均傾斜角は約72度であった。
【0080】例3 参考例3による金型Cを用いたほかは例1に準じて導光
板Cを得、それを導光板Aに代えて用いたほかは例1に
準じてタッチパネル付照明装置を得た。なお導光板Cは
SEMによる断面観察の結果、金型Cのネガ形状が転写
されてなる断面略三角形の凹部によるプリズム状凹凸の
繰り返し構造にて光出射手段が形成されて平坦部が無
く、その光路変換斜面の傾斜角は約42度で、緩斜面の
平均傾斜角は約3度であった。
【0081】例4 参考例4による金型Dを用いたほかは例1に準じて導光
板Dを得、それを導光板Aに代えて用いたほかは例1に
準じてタッチパネル付照明装置を得た。なお導光板Dは
SEMによる断面観察の結果、金型Dのネガ形状が転写
されてなる不規則な凹凸による光出射手段が形成された
ものであった。
【0082】例5 参考例5による金型Eを用いたほかは例1に準じて導光
板Eを得、それを導光板Aに代えて用いたほかは例1に
準じてタッチパネル付照明装置を得た。なお導光板Eは
SEMによる断面観察の結果、金型Eのネガ形状が転写
されてなる断面矩形に近い台形よりなり、斜面と対向面
の角度が約80度の光出射手段が形成されたものであっ
た。
【0083】例6 厚さ1.2mmのアクリル板を幅40mm、長さ30mmの寸
法に切断し、端面を研磨してそれを導光板Aに代わる導
光板Fとして用ると共に、下記のタッチパネルBを用い
たほかは例1に準じてタッチパネル付照明装置を得た。
なおタッチパネルBは、金型Cを用いて導光板Cを形成
する例3に準じた方法で、ノルボルネン系樹脂フィルム
の片面にプリズム状凹凸の繰り返し構造からなる光出射
手段を形成し、そのフィルムの光出射手段上にITO薄
膜を形成して幅40mm、長さ30mmに切断したものを受
圧側の基材として用いたほかはタッチパネルAに準じて
作製した。
【0084】例7 導光板Aに代えて導光板Fを用ると共に、下記のタッチ
パネルCを用いたほかは例1に準じてタッチパネル付照
明装置を得た。なおタッチパネルCは、金型Cに代えて
金型Dを用いて不規則な凹凸による光出射手段を有する
ノルボルネン系樹脂フィルムを形成し、その光出射手段
上にITO薄膜を形成して幅40mm、長さ30mmに切断
したものを受圧側の基材として用いたほかはタッチパネ
ルAに準じて作製した。
【0085】例8 ノルボルネン系樹脂フィルムに代えてPETフィルムを
用いたタッチパネルをタッチパネルAに形成し、そのタ
ッチパネルを用いたほかは例1に準じてタッチパネル付
照明装置を得た。なおPETフィルムの面内位相差は1
780nm、厚さ方向位相差は3400nmであった。
【0086】例9 導光板AとタッチパネルAの接着を屈折率が1.468
で、20℃における貯蔵弾性率が3×10N/mのア
クリル系粘着剤を介して行ったほかは例1に準じてタッ
チパネル付照明装置を得た。
【0087】例10 導光板AとタッチパネルAの接着を屈折率が1.505
で、20℃における貯蔵弾性率が1.4×10N/m
のアクリル系粘着剤を介して行ったほかは例1に準じて
タッチパネル付照明装置を得た。
【0088】例11 導光板AとタッチパネルAをアクリル系粘着剤を介し接
着せずに単に重ねただけとしたほかは例1に準じてタッ
チパネル付照明装置を得た。
【0089】評価試験 実施例、比較例で得たタッチパネル付照明装置における
導光板の下側にノーマリーホワイトの反射型液晶表示パ
ネルを配置して液晶表示装置を形成し、暗室内で液晶セ
ルの半分を白状態、残る半分を黒状態として冷陰極管を
点燈させ、正面方向から観察すると共に、白表示部分の
中心における輝度を測定した。
【0090】前記の結果を次表に示した。
【0091】表より、例1、2では高い輝度が達成され
ていることがわかる。また例1、2では顕微鏡観察の結
果、微小溝部分にほぼ一致して空気層が観察され微小溝
が粘着層で埋まっていないことがわかった。さらに導光
板下面からの出射光の状態を観察した結果、導光板のほ
ぼ垂直方向に強く出射しており高い輝度が実現されてい
ることより反射型液晶表示パネルを効果的に照明できて
いることが理解できる。加えて黒状態においても黒さに
優れてコントラストが高かった。
【0092】一方、例3では輝度が例1、2の約1/2
であった。例3を顕微鏡で観察したところ光出射手段の
対向面の角度が浅いため溝の多くが粘着層で埋まってい
ることがわかった。そのため粘着層の侵入で全反射可能
な斜面の面積が低下し輝度が低かったと考えられる。ま
た例3では画素との間でモアレの発生が認められ表示が
見にくかった.
【0093】例4では光が殆ど出射されていないことが
わかった。顕微鏡観察の結果、例4では導光板の凹凸が
粘着層で完全に埋まっており、そのため白状態と黒状態
のコントラストが小さく判別が困難であった。
【0094】例5の場合、顕微鏡観察では光出射手段が
粘着層で埋まることが殆どなかったが、光が大きい角度
で斜め方向に出射され、例1、2に比べて正面輝度が非
常に暗かった。これは例1、2と比べて光を反射する斜
面の角度が大きく、導光板内の伝送光を全反射できない
ためである。導光板下面での観察でも垂直方向へは光が
殆ど出射されていないことがわかった。また直接上面か
らの光漏れが観察され白黒の判別が困難であった。
【0095】例6では例1、2と比較して80%程度の
輝度であったが導光板下面から観察したところ、大きい
角度の斜め方向に強く出射されていた。これは伝送光が
粘着層で全反射されて、効果的にタッチパネルに入射し
ていないものと考えられる。また画素との間のモアレの
発生も強く表示が非常に見にくかった。
【0096】例7では例1、2と比較して輝度が1/4
以下であり暗かった。出射角度が大きく液晶表示パネル
を効果的に照明できていなかった。またタッチパネル表
面から直接光が出射しており表示のコントラストが低く
て見にくかった。
【0097】例8では例1、2にほぼ匹敵する輝度であ
ったが、視角を倒していくにしたがってタッチパネルに
虹状のムラが観察され、表示が見にくかった。
【0098】例9では輝度が例1、2の約75%であ
り、顕微鏡で観察したところ若干ながら微小溝が粘着層
で埋まっていることがわかった。これは粘着層の弾性率
が低いため光出射手段の内部に粘着層が侵入したものと
考えられる。
【0099】例10では輝度が例1、2とほぼ等しかっ
たのに対し、指でタッチパネルを押さえたとき指の周辺
から光漏れが発生した。
【0100】例11では例1、2より20%ほど高い輝
度が得られたが、界面反射によって黒表示状態でも白っ
ぽく見え、表示のコントラストが低くて見にくかった。
【0101】次に非点灯状態において、明るい室内で白
状態と黒状態を半分ずつ表示させ、コントラストを評価
した。その結果、例1、2、4、5では非常に良好で見
やすかった。これに対し例3、6ではモアレの発生で見
にくかった。また例7ではタッチパネル下面の電極表面
での散乱により黒表示が白ボケし見にくかった。さらに
例11では表面反射が大きく、十分なコントラストが得
られずに表示が非常に見にくかった。
【0102】他方、先端が直径5mmの半球状の重り(5
0g)を用い、同一個所で打鍵試験を行った。その結
果、例1、2では2万回でも導通が取れていたのに対
し、例6では3500回、例7でも11000回で断線
が発生して導通が得られなくなった。
【0103】以上の結果より、点灯時の明るさ、表示の
コントラストと見易さ、タッチパネルの寿命の点で例
1、2が特に優れていることがわかり、モアレが発生せ
ず明るくて見やすい反射型液晶表示装置を形成できるタ
ッチパネル付照明装置が達成されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タッチパネル付照明装置と反射型液晶表示装置
の側面説明図
【図2】導光板の側面説明図
【図3】他の導光板の側面説明図
【図4】微小溝の配置例の平面説明図
【図5】他の微小溝の配置例の平面説明図
【図6】さらに他の微小溝の配置例の平面説明図
【図7】微小溝の俯瞰図
【図8】他の微小溝の俯瞰図
【図9】タッチパネル付照明装置の側面拡大図
【符号の説明】
10:タッチパネル付照明装置 1:導光板 1a:上面 A:微小溝(光出射手段) A1:光路変換斜面 A2:立面 1b:下面 1c:入射側面 2:光源 3:接着層 4:タッチパネル 70:反射型液晶表示パネル 50:液晶セル 60:反射層
───────────────────────────────────────────────────── 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) G06F 3/033 350 G06F 3/033 350A G09F 9/00 336 G09F 9/00 336B // F21Y 103:00 F21Y 103:00 (72)発明者 中野 勇樹 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号日東電 工株式会社内 (72)発明者 岸岡 宏昭 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号日東電 工株式会社内 (72)発明者 堺谷 和香 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号日東電 工株式会社内 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H089 HA18 QA04 QA16 TA17 TA18 TA20 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FA14Z FA23X FA42X FB04 FC01 LA02 LA16 5B087 AB16 CC11 CC15 5G435 AA01 AA14 BB12 BB16 EE22 FF03 FF05 FF08 GG12 GG24

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射側面からの入射光を上面に形成した
    光出射手段を介して下面より出射する透明な板状物から
    なる導光板の前記入射側面に光源を有すると共に、前記
    上面の外側に入力位置の検知機構を具備する透明なタッ
    チパネルが透明な接着層を介して接着されてなり、かつ
    前記の光出射手段が長さ250μm以下、深さ50μm以
    下で、深さが長さの1/5以下である断面略三角形の凹
    部よりなる微小溝を不連続に配置してなると共に、その
    微小溝が下面に対し35〜48度の角度で傾斜する光路
    変換斜面と、その斜面と対面して下面に対し60度以上
    の角度を有する立面を具備し、前記の光路変換斜面が光
    源の方向を向いてその光源を介した入射側面からの入射
    光を受光しうるように配置されてなることを特徴とする
    タッチパネル付照明装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、光出射手段の占める
    面積が導光板上面の1/8以下であるタッチパネル付照
    明装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、下面に対する
    光路変換斜面の傾斜角が38〜45度である導光板を用
    いてなるタッチパネル付照明装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3において、光出射手段を形
    成する微小溝の不連続配置が不規則である導光板を用い
    てなるタッチパネル付照明装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4において、光出射手段を形
    成する微小溝が光源から遠離るほど密に配置された導光
    板を用いてなるタッチパネル付照明装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5において、光出射手段を形
    成する微小溝が入射側面に基づく側端面側ほど密に配置
    された導光板を用いてなるタッチパネル付照明装置。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6において、導光板の入射側
    面に配置された光源装置が線状光源であり、かつ光出射
    手段を形成する微小溝がその光路変換斜面に基づいて平
    行に配置されてなるタッチパネル付照明装置。
  8. 【請求項8】 請求項1〜6において、導光板の入射側
    面に配置された光源が点状光源であり、かつ光出射手段
    を形成する微小溝が前記の点状光源を仮装中心とする同
    心円状に配置されてなるタッチパネル付照明装置。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8において、タッチパネルが
    透明電極を設けた透明な入力側基材と透明電極を設けた
    透明な受圧側基材をそれらの透明電極側を対面させて空
    隙を介し配置したものからなるタッチパネル付照明装
    置。
  10. 【請求項10】 請求項9において、タッチパネルを形
    成する入力側基材が透明なフィルムに透明電極を設けた
    ものよりなるタッチパネル付照明装置。
  11. 【請求項11】 請求項9又は10において、タッチパ
    ネルを形成する受圧側基材が面内位相差20nm以下の支
    持基材に透明電極を設けたものよりなるタッチパネル付
    照明装置。
  12. 【請求項12】 請求項9〜11において、タッチパネ
    ルを形成する受圧側基材が厚さ方向位相差50nm以下の
    支持基材に透明電極を設けたものよりなるタッチパネル
    付照明装置。
  13. 【請求項13】 請求項9〜12において、タッチパネ
    ルがその最表面に反射防止層を有するものであるタッチ
    パネル付照明装置。
  14. 【請求項14】 請求項1〜13において、導光板とタ
    ッチパネルを接着する接着層が粘着層であるタッチパネ
    ル付照明装置。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14において、導光板とタ
    ッチパネルを接着する接着層が導光板上面の光出射手段
    を形成する微小溝内を充填していない状態にあるタッチ
    パネル付照明装置。
  16. 【請求項16】 請求項1〜15において、導光板とタ
    ッチパネルを接着する接着層の屈折率が導光板の屈折率
    よりも小さくて、その屈折率差が0.02以上であるタ
    ッチパネル付照明装置。
  17. 【請求項17】 請求項1〜16において、導光板とタ
    ッチパネルを接着する接着層の20℃における貯蔵弾性
    率が5×10N/m以上であるタッチパネル付照明装
    置。
  18. 【請求項18】 請求項1〜17に記載のタッチパネル
    付照明装置における導光板の下面側に反射型液晶表示パ
    ネルを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
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