JP2002343122A - 照明パネル、液晶表示装置および携帯端末または表示機器 - Google Patents
照明パネル、液晶表示装置および携帯端末または表示機器Info
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Abstract
照明パネルを提供する。 【解決手段】バックライト14によれば、導光板3の端
面にLED4を配し、導光板3の光出射面側に拡散板7
を設け、さらにはレンズシート8を配置している。導光
板3の光出射面と対向する面には反射板9を設けてい
る。そして、導光板3の反射板9に光吸収性のドットま
たは拡散板7に光隠蔽性のドットを配列するが、LED
4近傍から遠くなるにしたがって、徐々にドット17の
面積が小さくし、これにより、単位面積当たり光吸収率
あるいは光隠蔽率が小さくなり、いわゆるグラデーショ
ン形状を有している。
Description
光体を備えた照明パネルであり、たとえば液晶表示装置
などの表示装置に用いるバックライトと呼ばれる照明パ
ネルに関するものである。さらに本発明は、この照明パ
ネルを用いた液晶表示装置に関するものである。また、
本発明は、この液晶表示装置を配設した携帯端末または
表示機器に関するものである。
広く用いられる液晶表示装置は画像表示を行う表示部
(液晶表示装置)を照明するために、いわゆるバックラ
イトを用いている。
力化が求められており、そのために液晶表示装置に対
し、さらなる小型化と低消費電力化が要求されている。
バックライトとして、発光ダイオード(以下、発光ダイ
オードをLEDと略記する)を用いたエッジライト方式
のバックライトシステムが一般的に用いられる。
ネル(バックライト)を図5と図6により説明する。
(ただし、筐体や遮光板などは省略している)、図6は
このバックライト1を実装した液晶表示装置2の概略断
面図である。
らなる導光板3と、導光板3の端面に配置されたLED
4と、LED4の光を外部に漏らさないための遮光板5
と、LED4を実装するための基板6と、導光板3に進
入した光を拡散させるために導光板3の光出射面側に配
置された拡散板7とからなる。
るための集光シートとして、たとえばレンズシート8を
少なくとも1枚、拡散板7上に配置し、そして、導光板
3の光出射面と対向する面には反射板9を設けている。
に液晶表示パネル10を配し、これらバックライトユニ
ット1と液晶表示パネル10とを筐体11でもって支持
固定している。
いるに当り、低消費電力化とともに、その端末の小型化
が求められ、そのような小型化に伴い、液晶表示装置2
に対しても同様の特性が要求される。
求されるとともに液晶表示パネル10の有効表示領域1
2と、LED4との距離(図6にて「l(エル)」とし
て表示する)は従来にも増して近接する。
領域12とLED4が近接することに起因し、LED4
近傍の輝度が極端に高くなり、液晶表示パネル10のL
ED4近傍の有効表示領域12内に輝度ムラが発生して
いた。
はある角度θをもって、導光板3に入射され、そのため
に、図5に示す如くLED4と有効表示領域12の距離
が近接することで、有効表示領域12内に低輝度部13
が存在する。
端に高くなることで、低輝度部分と高輝度部分の差が輝
度ムラとなり、これにより、液晶表示パネル10の表示
品位を損なう要因の一つとなっていた。
図5に示すラインx3、x4におけるLED4からの距
離と輝度の関係をし、横軸はLED4からの距離であ
り、縦軸は輝度を表す。
LED4近傍の有効表示領域12の輝度が高くなってお
り、他方のx4ラインでは、LED4近傍の有効表示領
域12の輝度が低くなっている。また、有効表示領域1
2内でのx3ラインにそった輝度と、x4ラインにそっ
た輝度との差が大きくなるほどに、輝度ムラが顕著にな
るが、図7に示す如く、そのような輝度の差であるΔx
(3―4)が目立つ傾向にある。
示す技術が提案されている。LEDの光量により、円柱
状の凸で形成された導光板裏面のパターンの分布密度を
調整して導光板面上の出射光を均一化させる技術が提案
されている(特開平11-72787号参照)。
たバックライトにおいて、光源近傍の拡散板あるいは反
射板に光吸収層を施すことで、導光板面上の出射光を均
一化させる技術も提案されている(特開平8-240720号と
特開平10-161119号参照)。
た従来技術においては、以下のような課題が生じてい
る。
費電力化という市場のニーズに応じるべく、液晶表示パ
ネル10の有効表示領域12と光源の距離は従来にも増
して近接している。そして、携帯機器のバックライト用
光源としては、LEDが用いられるのが一般的になって
いる。
晶表示パネル10の有効表示領域12に近接した場合、
前述した従来の技術では、光源近傍の強い光を緩和さ
せ、かつ良好な表示品位を提供することが非常に難しく
なっているのが現状である。
り、その目的は点状光源を配したもので、光出射面にて
輝度ムラを低減したり、そのムラが解消した高性能な照
明パネルを提供することにある。
をバックライトとして用いた液晶表示装置を提供するこ
とにある。
表示装置を用いて小型化かつ高い表示性能を達成した携
帯端末または表示機器を提供することにある。
透明材料から成る導光板の端面に点状光源を配し、この
導光板の一方主面に光反射手段を形成し、他方主面に光
拡散部材を設けて、光反射手段側に光吸収性のドットお
よび/または光拡散部材に光隠蔽性のドットを配列した
構成であり、そして、前記ドットを点状光源から遠ざか
るにしたがって円弧状に光吸収性あるいは光隠蔽性が低
下するよう配列したことを特徴とする。
ネルの他方主面上に液晶表示パネルを配したことを特徴
とする。
置を配設したことを特徴とする。
置を配設したことを特徴とする。
面に光反射手段を形成し、光吸収性のドットを配列し、
または他方主面に設けられた光拡散部材に光隠蔽性のド
ットを配列し、そのドットを点状光源から遠ざかるにし
たがって円弧状に光吸収性あるいは光隠蔽性が低下する
よう配列したことで、点状光源近傍において輝度が極端
に高くなることを補完し、これにより、低輝度部分と高
輝度部分の差が解消される。
る液晶表示装置、とくに小型化した液晶表示装置によれ
ば、狭額縁の液晶表示装置における輝度ムラを緩和さ
せ、表示領域内の表示の均一性が向上し、その結果、表
示品位の高い液晶表示装置、ならびに携帯端末および表
示機器が得られる。
図1は導光板の一方主面に配設した光反射部材に配列し
た光吸収性のドットパターン図であり、または他方主面
に配設した光拡散部材に配列した光隠蔽性のドットのパ
ターン図である。図2は本発明の照明パネル(バックラ
イト14)の概略平面図、図3はこのバックライト14
を実装した液晶表示装置15の概略断面図である。な
お、これらの図において、図5と図6にて同一部材には
同一符号を付す。
からなる導光板3の端面に前記点状光源であるLED4
を配し、LED4の光を外部に漏らさないための遮光板
5と、LED4を実装するための基板6とが設けられて
いる。
に、前記他方主面である導光板3の光出射面側に前記光
拡散部材である拡散板7を設け、さらには拡散板7から
の出射光を集光させるための集光シートとして、たとえ
ばレンズシート8を少なくとも1枚、拡散板7上に配置
している。
出射面と対向する面には、前記光反射手段である反射板
9を設けている。
表示パネル10を配し、これらバックライト14と液晶
表示パネル10とを筐体11でもって支持固定してい
る。
配設した反射板9に光吸収性のドットを配列は、また他
方主面に配設した拡散板7に光隠蔽性のドットを配列す
る。本例では、拡散板7の下面に光隠蔽層16を形成す
る。
ED4との配置関係でもって示す。同図にて各ドット1
7は、たとえばUV硬化系の白色インキにより円形に印
刷したものであり、その径サイズを変えることで光隠蔽
率が変わる。そのサイズが大きくなれば、光隠蔽性が高
くなる。
なるにしたがって、徐々にドット17の面積が小さくな
ることで、単位面積当たり光隠蔽率が小さくなり、いわ
ゆるグラデーション形状を有している。
からの出射光を遮断することを主目的とするが、一部の
出射光が光隠蔽層16にて吸収される。しかし、その吸
収率はきわめて低い。
は光隠蔽層16により導光板3の内部に反射され、それ
でもってリサイクルされ、結果として、光の損失が少な
いと言える。
図2に示すラインx1、x2におけるLED4からの距
離と輝度の関係を示し、横軸はLED4からの距離であ
り、縦軸は輝度を表す。
LED4近傍の有効表示領域12の輝度を、光隠蔽層1
6にて下げている。また、x2ラインのLED4近傍の
有効表示領域12端との輝度の差Δx(1-2)が小さ
くなり、この輝度差Δx(1-2)が小さくなるほど輝
度ムラが緩和されている。
に日亜化学製NSCW215(光出射角θ:115°)
を使用し、LED4の間隔tを18mmにした場合、光
隠蔽層16を設けないでも良好な表示品位を得られる距
離lは5.7mmであった。
れば、LED4と有効表示領域12の距離lが5.7m
mより小さい場合、液晶表示装置の表示品位を損なうこ
とになる。
7mmとなる狭額縁の液晶表示装置においては、光隠蔽
層16を配設することにより、LED4近傍の強い光を
抑えることができ、良好な表示品位を得ることができ
た。
る。光隠蔽層16を必要とせずに良好な表示が得られる
のは、図5に示す低輝度部13が存在しない場合であ
る。
域12の距離をl、隣り合うLED4の出射光の交点を
aとし、LED4と交点aの鉛直距離をl′とすると、
l=l′の時、低輝度部13は存在しなくなる。
=115) l′=(18/2)/tan(115/2)=5.7m
m よって、l′=5.7mmであれば、低輝度部13が存
在せず、良好な表示が得られる。
合、低輝度部13が存在することになるため、光隠蔽層
16が必要となる。
24mmとした場合、良好な表示品位が得られる距離l
は7.6mmとなり、lを更に縮めた場合は光隠蔽層1
6が必要となる。
めると l′=(24/2)/tan(115/2)=7.6m
m よってl<l′(=7.6)の場合、低輝度部13が存
在することになるため、光隠蔽層16が必要となる。
の種類(光出射角θ)、隣接するLEDの間隔tによ
り、光隠蔽層16を配設させ良好な表示品位を得る条件
は異なるが、狭額縁化により、LED4と液晶表示パネ
ル10の有効表示領域12までの距離lが近接した液晶
表示装置15において、l<(t/2)/tan(θ/
2)を満たす関係であれば、光隠蔽層16を配設するこ
とで、特に有効な効果を得ることができ、液晶表示パネ
ル10の輝度ムラを緩和させ、良好な表示品位を得るこ
とができる。
することを意味しているが、低輝度部13が存在する場
合、光隠蔽層16を設けることにより液晶表示パネルの
輝度ムラを緩和させ、良好な表示が得られる。
て、たとえば、拡散板7に光隠蔽層を配設したことに代
えて、反射板9に前述したドットパターンと同形状の光
吸収層を配設してもよい。もしくは拡散板7に光隠蔽
層、反射板9に光吸収層を同時に形成してもよい。
合、黒色もしくはグレー等の暗褐色であれば良好な効果
が得られる。すなわち、光源からの光を反射板側で制御
するには、反射光を部分的に吸収する手段を採用する
が、その際、黒色もしくはグレー等の暗褐色は光を吸収
しやすく、より効果が発揮される。
たような形状、配列のドットパターンに代えて、液晶表
示体の輝度ムラのレベルに応じて形状、配列、色調、色
の濃さを制御、調整し最適化してもよい。
拡大断面図であり、図9は本発明の携帯端末の一例であ
る携帯電話18の概略図、図10は他の携帯端末19の
概略図である。
20の一主面上にポリカーボネイトなどからなる位相差
板21とヨウ素系の偏光板22とを順次積み重ね、他主
面上にポリカーボネイトなどからなる位相差板23とヨ
ウ素系の偏光板24とを順次積み重ねる。これらはアク
リル系の材料からなる粘着材を用いて貼り付ける。
配設している。
26はセグメント側のガラス基板およびコモン側のガラ
ス基板であって、ガラス基板25上にはストライプ状の
電極群である多数平行に配列したITOからなる透明電
極27と、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(図示せず)とを順次形成している。なお、
透明電極27と配向膜との間にSiO2等からなる絶縁
層を介在してもよい。
形成し、半透過膜28の上にカラーフィルタをなす着色
部29を設けている。さらに各着色部29の間にアルミ
ニウムやクロムなどの金属からなる薄膜もしくは感光性
レジストにて形成した遮光膜であるブラックマトリック
スを形成してもよい。
からなるオーバーコート層30を被覆し、オーバーコー
ト層30の上にストライプ状の電極群である多数平行に
配列したITOからなる透明電極31と、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(図示せず)
とを順次形成している。この透明電極31は上記透明電
極27と直交している。なお、透明電極31と配向膜と
の間にSiO2等からなる絶縁層を設けてもよい。
の特性を具備しており、しかも、2枚の偏光板の間に挟
んだ時に位相差を生じないようにする。また、半透過膜
28は鏡面性であっても、散乱性を有していてもよい。
散乱性を有する半透過膜28を作製するには樹脂によっ
て凹凸形状となし、その上に半透過膜を形成すればよ
い。
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。
6、たとえば200〜270°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層32を介してシ
ール剤33により貼り合わせる。さらに両ガラス基板2
5、26の間には液晶層32の厚みを一定にするために
スペーサ34を多数個配している。
なる液晶表示装置15においては、反射型として用いた
場合(反射モード)には、太陽光、蛍光灯などの外部照
明による照射光は偏光板22と位相差板21と液晶パネ
ル20とを順次通過するが、液晶パネル20の内部に入
射された光はカラーフィルタである着色部29を透過し
て半透過膜28に至り、そして、半透過膜28にて反射
され、そして、液晶パネル20を通過し、位相差板21
と偏光板22とを通過して光出射される。
た場合には、バックライト14の照射光が偏光板24と
位相差板23と、さらに液晶パネル20のガラス基板2
6とを順次通過し、半透過膜28を通過し、カラーフィ
ルタである着色部29を透過し、そして、液晶パネル2
0を通過し、位相差板21と偏光板22とを通過して光
出射される。
ミニウムやクロム、SUS系、Agなどの金属薄膜にす
るが、膜厚が大きくなると、光透過性が小さくなり、光
反射性が大きくなる。このような金属薄膜の厚みは金属
の種類により光の吸収係数が異なり、しかも、反射モー
ドおよび透過モードという双方の用途のうち、いずれの
用途に対し性能の向上を求めるかによっても規定される
が、通常、50〜500Å、好適には100〜400Å
にするとよい。これによって反射率30〜70%、透過
率5〜50%という半透過型液晶表示装置としての特性
が得られる。
アルミニウム金属薄膜により形成した場合、反射率が6
5%、透過率が15%となる。
て誘電体ハーフミラーにより形成してもよい。すなわち
低屈折率層および高屈折率層とを交互に順次積層した積
層構造にしてもよく、これによって液晶32を通して入
射した光の一部は高屈折率層にて反射され、その他の高
屈折率層を透過した光は低屈折率層にて反射され、そし
て、これら反射光が干渉され、反射性能が著しく高めら
れ、いわゆる増反射が生じる。
その間にて屈折率差があれば、どのような材料でもって
構成してもよいが、たとえば高屈折率層の屈折率の範囲
は2.0〜2.8がよく、TiO2、ZrO2、SnO2
などで構成するとよい。これに対する低屈折率層の屈折
率の範囲は1.3〜1.6がよく、たとえばSiO2、
AlF3、CaF2、MgF2などで構成するとよい。
Å、低屈折率層の厚み範囲は25〜2000Åにするこ
とで、前述した増反射がもっとも顕著になる。これらを
積層し、半透過膜28の厚み範囲を50〜14000Å
にすることで、この増反射が顕著になる。
率層とを交互に順次積層した積層構造にしたことで、各
層の総数は2層、4層、6層、8層10層あるいはそれ
以上の層数にて構成する。
は、積層数を変えることで、反射率や透過率を所要とお
りに設定することができ、その設計が容易になる。
(200〜1500Å)とTiO2からなる高屈折率層
(200〜1000Å)とを交互に順次積層し、その総
数を16層にした積層構造の場合には、反射率が75
%、透過率が25%となる。
明する。
5内に液晶表示装置15を配設しているが、さらに筐体
35の上部には送信/受信用のアンテナ36を設け、さ
らに表面にはレシーバ37とマイク38とが形成されて
いる。
説明する。この携帯端末19は携帯電話18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)、GPS、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。
39内に液晶表示装置15を配設している。
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改善などは何ら差し支えない。たとえば、上記
の実施形態においては、STN型単純マトリックスタイ
プのカラー液晶表示装置でもって説明しているが、その
他に双安定型単純マトリックスタイプのカラーおよびモ
ノクロ液晶表示装置やモノクロタイプのSTN型単純マ
トリックスの液晶表示装置、TN型単純マトリックスタ
イプの液晶表示装置であっても同様な作用効果が得られ
る。
0の両面に位相差板21と位相差板23とを設けている
が、いずれか一方の面だけに位相差板21もしくは位相
差板23を設けてもよい。 (2)前記液晶表示装置15では半透過膜28を形成し
て、透過モードと反射モードに使用したが、このような
半透過膜28を形成しないで、透過モードの透過型液晶
表示装置でもよい。 (3)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、AT
M、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。
いては、透明材料から成る導光板の端面に点状光源を配
し、この導光板の一方主面に光反射手段を形成し、他方
主面に光拡散部材を設けて、光反射手段側に光吸収性の
ドットおよび/または光拡散部材に光隠蔽性のドットを
配列し、そして、このドットを点状光源から遠ざかるに
したがって円弧状に光吸収性あるいは光隠蔽性が低下す
るよう配列したことで、点状光源近傍において輝度が極
端に高くなることを補完し、これにより、低輝度部分と
高輝度部分の差が解消され、その結果、有効表示領域に
わたって均等な輝度が得られ、さらに表示装置の狭額縁
化も達成された。
器において用いる液晶表示装置、とくに小型化した液晶
表示装置によれば、狭額縁の液晶表示装置における輝度
ムラを緩和させ、表示領域内の表示の均一性が向上し、
その結果、表示品位の高い小型化の液晶表示装置が得ら
れた。
晶表示装置を使用することで、小型化かつ高表示品位の
携帯端末および表示機器が提供できた。
に配列した光吸収性のドットパターン図である。
度との関係を示す線図である。
との関係を示す線図である。
る。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】透明材料から成る導光板の端面に点状光源
を配し、この導光板の一方主面に光反射手段を形成し、
他方主面に光拡散部材を設けて、光反射手段側に光吸収
性のドットおよび/または光拡散部材に光隠蔽性のドッ
トを配列した照明パネルにおいて、前記ドットを点状光
源から遠ざかるにしたがって円弧状に光吸収性あるいは
光隠蔽性が低下するよう配列したことを特徴とする照明
パネル。 - 【請求項2】請求項1の照明パネルの他方主面上に液晶
表示パネルを配した液晶表示装置。 - 【請求項3】請求項2の液晶表示装置を配設した携帯端
末または表示機器。
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---|---|---|---|
JP2001149143A JP4711541B2 (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | 照明パネル、液晶表示装置および携帯端末または表示機器 |
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