JP2003045215A - 面発光装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
反射型の液晶表示ユニットの前面に配して好適な面発光
装置およびこれを備えた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光源13と、該光源13からの光を側端
面12aに設けられた入光面から内部に導入し、該光を
出射面から出射させる導光板12とを備え、前記導光板
12の出射面12bと反対側に位置する反射面12c
に、緩斜面部14aと該緩斜面部14aより急な傾斜角
度を有する急斜面部14bとから構成される複数の溝1
4がストライプ状に連続して形成されており、前記導光
板12の出射面12bからの出射光量が最大となる方向
が、前記導光板12の出射面12bの法線に対して1°
以上10°以下の角度をなす方向であることを特徴とす
る面発光装置およびこれを備えた液晶表示装置。
Description
液晶表示装置に関するものである。
射型液晶表示装置においては、その輝度が周囲光の光量
に左右されるために、暗所での使用時など十分な周囲光
が得られない環境では、表示の視認性が極端に低下する
という問題があった。そこで、上記の問題を解決するた
めに、反射型の液晶表示ユニットの前面側にフロントラ
イト(面発光装置)を配して補助光源として用いるタイ
プの液晶表示装置が提案されている。このフロントライ
トを備える液晶表示装置は、昼間の屋外などの周囲光が
十分に得られる環境では通常の反射型液晶表示装置とし
て動作し、必要に応じて上記フロントライトを点灯させ
て光源とするものである。このように液晶表示ユニット
の前面にフロントライトを配設した液晶表示装置の断面
構造の一例を図12に示す。この図12に示す液晶表示
装置200は、液晶表示ユニット220と、フロントラ
イト210とから構成され、液晶表示ユニット220の
表示領域に導光板212が配置するように液晶表示ユニ
ット220の前面(図12の上面)にフロントライト2
10が配設されている。
樹脂などを射出成形して作製された導光板212と、こ
の導光板212の側端面212aに配された冷陰極管な
どからなる光源213とから構成されている。導光板2
12の下面(液晶表示ユニット220側)は光が出射さ
れる出射面212bとされている。この出射面212b
と反対側の面(導光板212の上面)は、導光板212
の内部にて光の方向を変えるために出射面212bに対
して傾斜して形成された第1の斜面部216と、これに
続く第2の斜面部217とが、交互に周期的に配置され
た反射面212cとされている。
を挟持して対向する第1の基板221と第2の基板22
2をシール材224で接合一体化した構成であり、第1
の基板221の液晶層223側には、有機膜228と、
この有機膜228上に形成されて入射した光を反射させ
るための反射膜225とからなる反射層230と、液晶
層223を駆動、制御する表示回路226とが順に積層
されており、第2の基板222の液晶層223側には表
示回路227が設けられている。有機膜228は、図1
2に示すようにその上面(液晶層223側の面)が、凹
凸形状とされており、有機膜228表面に形成された反
射膜225により反射された光を拡散させるようになっ
ている。
て、光源213から出射された光は、導光板212の側
端面212aを介して導光板212の内部に導入され、
導光板212の内部を伝搬するとともに導光方向に対す
る傾斜角がより大きい第1の斜面部216で反射されて
出射面212bへ向かう方向にその伝搬方向を変えられ
て出射面212bから出射される。この出射面212b
から出射された光が照明光として液晶表示ユニット22
0に入射して表示回路226、227および液晶層22
3を通過して反射膜225で反射され、液晶表示ユニッ
ト220の外側に戻り、導光板212の出射面212
b、反射面212cを透過して使用者に到達する。この
ようにして液晶表示ユニット220の表示が使用者に視
認される。
の液晶表示装置200によれば、フロントライト210
を必要に応じて点灯させることにより、外光を利用でき
ない暗所においても使用できるようになるが、外光を光
源として利用して表示を行った場合と、フロントライト
210を点灯させた状態で表示を行った場合との表示の
輝度を比較すると、フロントライト210を点灯させた
場合の表示の輝度が低くなるという問題があった。この
ために、例えばフロントライトの点灯/非点灯を切替な
がら使用する場合などの使用条件においては、前記輝度
の差により表示が見難くなり、使用感が良好ではないと
いう問題があった。
れたものであって、輝度が高く、面内の輝度分布が良好
であり、反射型の液晶表示ユニットの前面に配して好適
な面発光装置を提供することを目的の一つとする。また
本発明は、面発光装置を備えた液晶表示装置において、
面発光装置の点灯時、非点灯時のいずれにおいても明る
い表示が得られ、視認性に優れた液晶表示装置を提供す
ることを目的の一つとする。
イト210を備えた反射型の液晶表示装置200は、携
帯電話や、携帯情報端末の表示部に用いられている。こ
れらの電子機器に組み込まれた液晶表示装置において
は、外部の光源の方向と、液晶表示装置200の反射光
を受ける使用者の視線の方向とが、ある特定の範囲内と
なるように使用される場合が多い。これについて図12
および図13を参照して以下に説明する。
示部に備えた携帯電話の一例を示す側面図である。この
図に示す携帯電話250は、操作部260と表示部27
0とから構成されており、この操作部260と表示部2
70とは、それぞれの一端に設けられた蝶番部280に
より互いに連結されるとともに、この蝶番部280を支
点として表示部270が操作部260に対して開閉自在
とされている。操作部260の内面側には複数の操作ボ
タン261、…が設けられており、前記表示部270の
内面側には、液晶表示装置200が配設されている。そ
して使用時には、図13に示すように蝶番部280を支
点として表示部270が開かれ、表示部270の内面側
に配設された液晶表示装置200が、使用者に視認され
る位置に配されるようになっている。
液晶表示装置200は、外光を光源として利用する場合
には、液晶表示装置200の法線Pに対して所定の角度
を有して入射する入射光Qを液晶表示ユニット220の
反射層225により反射させて表示を行う。その際、使
用者Uは、図13に示すように液晶表示装置200の法
線Pよりやや手前側(操作部260側)に位置する場合
が多い。従って、使用者Uの視線の方向に対して表示が
明るくなるようにするには、入射光Qを正反射させた場
合の反射光Q’の方向を、使用者Uの視線の方向と概ね
一致させればよいと本発明者は考えた。
晶表示装置の視認性を向上させるための面発光装置の輝
度特性について研究を重ね、本発明を完成するに到っ
た。すなわち、本発明の面発光装置は、光源と、該光源
からの光を側端面に設けられた入光面から内部に導入
し、該光を出射面から出射させる導光板とを備え、前記
導光板の出射面からの出射光量が最大となる方向が、前
記導光板の出射面の法線に対して1°以上10°以下の
角度をなす方向であることを特徴とするものである。
の面発光装置は、例えば反射型の液晶表示ユニットの前
面に配設されて液晶表示装置を構成した場合に、使用者
の視線の方向の反射光の出射光量が最大となるようにす
ることができる。これは、面発光装置から出射された光
が、前記出射面の法線に対して1〜10°の角度を成し
て出射されるので、液晶表示ユニットに備えられた反射
体に入射する光の入射角も、1〜10°となる。従っ
て、この入射光に対する正反射光の出射角度も1〜10
°となり、液晶表示ユニットから出射される光は、液晶
表示ユニットと垂直な方向に対して1〜10°の角度を
成す方向で最大となる。この方向は、使用者の視線の方
向と概ね一致するので、液晶表示装置の輝度は使用者の
視線の方向で最大となり、明るい表示が得られる。
際の輝度が向上することは、外光を利用して表示を行っ
た状態(面発光装置が非点灯の状態)における輝度との
差が小さくなることを意味するので、面発光装置の点灯
/非点灯を切替えながら使用した場合の使用感を向上さ
せることができる。
板が、該導光板の出射面の法線に対して3°以上8°以
下の角度をなす方向で輝度が最大となる輝度特性を備え
た構成とすることが好ましい。
発光装置を照明手段として備えた液晶表示装置の反射光
の方向を、使用者の視線の方向により近づけることがで
きるので、より明るい表示が得られるようになる。
光源からの光を側端面に設けられた入光面から内部に導
入し、該光を出射面から出射させる導光板とを備え、前
記導光板の出射面と反対側に位置する反射面に、緩斜面
部と該緩斜面部より急な傾斜角度を有する急斜面部とか
ら構成される複数の溝がストライプ状に連続して形成さ
れており、前記導光板の緩斜面部の傾斜角度が、1.8
°以上2.5°以下であり、前記導光板の溝のピッチ
が、140μm以上240μm以下であり、前記急斜面
部の傾斜角度が、43°以上47°以下であることを特
徴とするものである。
°以下とすることにより、面発光装置の出射光量が最大
となる方向を、出射面の法線に対して1°以上10°以
下の範囲とすることができるので、照明された液晶表示
ユニットは、この光を効率良く反射することができる。
従って、表示が明るく、視認性に優れた液晶表示装置を
提供することができる。前記急斜面部の傾斜角度が43
°未満の場合には、面発光装置の輝度が最大となる方向
が、前記出射面の法線と成す角度が1°未満となり、表
示を明るくする効果が得られない。また、47°を越え
る場合には、前記出射光量が最大となる方向と、前記出
射面の法線とが成す角度が大きくなりすぎるために表示
を明るくすることができない。
8°以上2.5°以下とされる。この緩斜面部の傾斜角
度が1.8°未満であると、面発光装置からの出射光量
が低下して液晶表示装置の輝度が低下する。また前記傾
斜角度が2.5°を越える場合には、面発光装置の出射
面における出射光量分布が不均一となり、液晶表示装置
の輝度分布が悪化するので好ましくない。
上240μm以下とされる。この溝のピッチが140μ
m未満であると、面発光装置の出射面から出射される光
量が低下するので、液晶表示装置の輝度が低下する。ま
た、前記溝のピッチが240μmを越える場合には、面
発光装置の導光板に輝線が生じて液晶表示装置の視認性
が低下するので好ましくない。
れかに記載の面発光装置を備えた構成としたものであ
る。本発明の係る構成によれば、上述の特性を有する面
発光装置を備えているので、使用者の視線の方向への出
射光量を改善することができ、実質的に明るい表示の液
晶表示装置を実現することができる。
該基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示ユニットと、
該液晶表示ユニットの前面に配設された面発光装置とを
備え、前記液晶表示ユニットが、前記基板の外面側から
入射した光を反射させるための反射体を備えており、前
記面発光装置を点灯させた状態において、前記反射体に
より反射された反射光の光量が最大となる方向が、前記
液晶表示ユニットの法線に対して1°以上10°以下の
角度をなす方向である構成とすることもできる。また、
本発明の液晶表示装置においては、前記面発光装置を点
灯させた状態において、前記反射体により反射された反
射光の光量が最大となる方向が、前記液晶表示ユニット
の法線に対して3°以上8°以下の角度をなす方向であ
ることが好ましい。
晶表示装置を使用する使用者の視線の方向に対して輝度
が高くなる液晶表示装置を実現することができるので、
実質的に明るい表示の液晶表示装置とすることができ
る。
前記反射体が、光反射性を有する複数の凹部が不規則に
連続して形成された表面形状を有することが好ましい。
このような構成とすることにより、反射体の反射効率を
高めることができるので、より明るい液晶表示装置を実
現することができる。
前記反射体が、前記液晶表示ユニットの背面側に配設さ
れた構成とすることができる。このような構成とするな
らば、任意の形態の液晶表示ユニットと反射体を組み合
わせて用いることができる。
トに内蔵された構成としても良い。このような構成とす
るならば、液晶表示ユニットに入射した光が、反射体に
到達するまでの経路を短くすることができるので、光の
損失を抑えて明るい表示を得ることができる。
を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限
定されるものではない。
の実施形態であるフロントライト(面発光装置)を備え
た液晶表示装置の斜視図であり、図2は、図1に示す液
晶表示装置の断面構成図である。これらの図に示す液晶
表示装置1は、液晶表示ユニット20と、この液晶表示
ユニット20の前面側に配置された、液晶表示ユニット
20を照明するためのフロントライト10とから概略構
成されている。フロントライト10は透明な導光板12
と、光源13とから構成されており、光源13は、導光
板12に光を導入する側端面12aに配設されている。
の表示領域の前面側(図示上面側)に配置されて光源1
3から出射された光を液晶表示ユニット20に照射する
ものであり、平板状の透明なアクリル樹脂などから構成
されている。図2に示すように、導光板12の側端面1
2aには光源13が配設されており、この側端面12a
を介して光源13から出射された光が導光板12内部に
導入されるようになっている。導光板12の下面(液晶
表示ユニット20側の面)は、液晶表示ユニット20を
照明するための光が出射される出射面12bとされてお
り、この出射面12bと反対側の上面(導光板12の外
面)は、導光板12の内部を伝搬する光の方向を変える
ための反射面12cとされている。
ル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹
脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることが
できる。また、具体的な例を挙げるならば、特に限定さ
れるものではないが、アートン(商品名:JSR社製)
や、ゼオノア(商品名:日本ゼオン社製)などを好適な
ものとして挙げることができる。
ニット20と対向して配置されて液晶表示ユニット20
を照明するための光が出射される面であり、表面粗さ
(Ra)が10nm以下の平滑な面とされている。反射
面12cには、導光板12内部を伝搬する光を反射させ
て伝搬方向を変えるために、くさび状の溝14が、所定
のピッチでストライプ状に複数形成されている。この溝
14は、出射面12bに対して傾斜して形成された緩斜
面部14aと、この緩斜面部14aに連続して形成さ
れ、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度で形成された急
斜面部14bとからなり、それぞれの溝14の形成方向
は、導光板12の側端面12aに平行となるように揃え
られている。そして、本実施形態に係るフロントライト
10においては、導光板12の反射面12cに設けられ
た複数の溝14が、以下に示す形状とされている。この
溝14の形状について図3を参照して以下に説明する。
拡大して示す側面図であり、図3bは、フロントライト
10から出射された光が、使用者に到達するまでの経路
を説明するための説明図である。図3aに示す導光板1
2の内部を伝搬する光16は、図示右側に配置された図
示略の光源から出射されて導光板12の内面で反射され
ながら導光板12の内部を伝搬する。
ライプ状に形成された溝14は、緩斜面部14aと急斜
面部14bとからなり、緩斜面部14aの傾斜角θ
1は、1.8°以上2.5°以下とされ、急斜面部14
bの傾斜角θ2は、43°以上47°以下とされてい
る。また、溝14のピッチPTは、140μm以上25
0μm以下とされている。傾斜角θ1,θ2及びピッチP
Tが上記の範囲とされているのは、上述の通りである。
うな範囲に制御されて形成されていることにより、出射
面12bから出射される光量を、出射面12bの面内に
おいて均一とすることができ、また導光板12の反射面
12c側に輝線を生じることの無いフロントライトを実
現している。そして、図3aに示すように、このフロン
トライト10の出射面12bから出射される光の光量が
最大となる方向Rmと出射面12bの法線P’とが成す
角度Aが、0°を越えて10°以下の範囲とされてい
る。
イト10から出射された光は、液晶表示ユニット20の
反射層25で反射されて使用者Uへ到達するが、本発明
に係るフロントライト10においては、出射光量が最大
となる方向と法線Pとが成す角度が上記範囲とされてい
ることにより、この光が反射層25により正反射される
と、使用者Uの視線の方向で最も光量が大きくなるよう
にすることができる。すなわち、使用時の使用者Uと液
晶表示装置1との位置関係において、実質的に明るい表
示が得られるようになる。
系樹脂やポリカーボート系樹脂などからなる四角柱状の
導光部13aと、この導光部13aの長手方向両端に配
設されたLED(白色LED)発光素子13b,13b
とから構成されている。前記導光部13aの側面のう
ち、導光板12と反対側の面には、図示されていない
が、プリズム面が形成されており、発光素子13b,1
3bから導光部13a内に導入された光を反射させて、
導光板12側へその伝搬方向を変え、導光板12の側端
面に発光素子13b,13bからの光を照射するように
なっている。
ED13A,13Aからなる発光素子13を備えたもの
を用いた構成としたが、この発光素子は冷陰極管や有機
EL素子等を用いたものであってもよく、導光板12の
側端面12aに光を均一に照射することができるもので
あればいずれのものでも好適に用いることができる。
持して対向するガラスなどからなる第1の基板21と、
第2の基板22をシール材24で接合一体化した構成で
ある。前記第1の基板21の液晶層23側の面には、有
機膜28とこの有機膜28上に形成されて入射した光を
反射させるための金属の反射膜29とからなる反射層
(反射体)25と、表示回路26が順に積層されてお
り、前記第2の基板22の液晶層23側の面には、表示
回路27が形成されている。このように、液晶表示ユニ
ット20は、外部から入射した光を反射させるための反
射層25を備えた反射型の液晶表示ユニットとされてい
る。
ないが液晶層23を駆動するための透明導電膜等からな
る電極層や液晶層23の配向を制御するための配向膜等
を含むものである。また、場合によってはカラー表示を
行うためのカラーフィルタなどを有する構成であっても
よい。
たアクリル系樹脂等からなる有機膜28上に、アルミニ
ウムや銀などの高反射率の金属膜からなる反射膜29を
スパッタ法などにより形成されている。あるいは、この
反射膜29と有機膜28を覆うようにシリコーン系樹脂
などからなる平坦化膜を形成して構成してもよい。
成としても良く、その場合には、前記反射膜29の直上
にカラーフィルタを形成することが好ましい。このよう
な構成とするならば、光の反射面にカラーフィルタを配
置することができるので、色ずれや視差を低減して高品
位のカラー表示が可能である。
形成された反射膜29の一例の形状について図4〜図7
を参照して以下に説明する。図4は、前記有機膜28と
反射膜29の一部を拡大して示す斜視図である。この図
に示す反射膜29は、多数の凹部30、…が互いに不規
則に隣接して形成されている。有機膜28は、基板上に
感光性樹脂などからなる樹脂層を平面形状に形成した
後、図4に示す有機膜28の表面とは逆凹凸の表面形状
を有するアクリル系樹脂などからなる転写型を上記樹脂
層の表面に圧着し、樹脂層を硬化させることにより形成
することができる。反射膜29は、有機膜28の表面に
形成されて液晶表示ユニット20に入射する光を反射す
るものであり、アルミニウムや銀などの高い反射率を有
する金属材料をスパッタ法や真空蒸着などの成膜法によ
り形成することができる。
に示す。図5は、図4に示す凹部30の斜視図であり、
図6は、図5に示す縦断面Xにおける凹部30の断面
図、図7は、縦断面Xと直交する縦断面Yにおける凹部
30の断面図である。図6に示すように、凹部30の縦
断面Xにおける内面形状は、凹部の一つの周辺部S1か
ら最深点Dに至る第1曲線Aと、この第1曲線に連続し
て、凹部の最深点Dから他の周辺部S2に至る第2曲線
Bとからなるものである。図6において右下がりの第1
曲線Aと右上がりの第2曲線Bとは、最深点Dにおいて
共に反射膜29表面に対する傾斜角がゼロとなり、互い
に滑らかに連続している。ここで、「傾斜角」とは、特
定の縦断面において前記凹部30の内面の任意の箇所に
おける接線の、水平面(例えば基板21表面)に対する
角度のことである。
角は、第2曲線Bの傾斜角よりも急であって、最深点D
は、凹部30の中心Oからx方向にずれた位置にある。
すなわち、第1曲線Aの傾斜角の絶対値の平均値は、第
2曲線Bの傾斜角の絶対値の平均値よりも大きくなって
いる。凹部30、…における第1曲線Aの傾斜角の絶対
値の平均値は、2°〜90°の範囲で不規則にばらつい
ており、また凹部30、…における第2曲線Bの傾斜角
の絶対値の平均値も1°〜89°の範囲で不規則にばら
ついている。
面Yにおける内面形状は、凹部30の中心Oに対してほ
ぼ左右均等の形状を成しており、凹部30の最深点Dの
周辺は、曲率半径の大きい、すなわち、直線に近い浅型
曲線Eとなっている。また、浅型曲線Eの左右は、曲率
半径の小さい深型曲線F,Gとなっており、凹部30、
…における前記浅型曲線Eの傾斜角の絶対値は、概ね1
0°以下である。また、凹部30、…における深型曲線
F,Gの傾斜角の絶対値も不規則にばらついているが、
例えば2°〜90°である。また、最深点Dの深さd
は、凹部30、…についてそれぞれ0.1μm〜3μm
の範囲内で不規則にばらついている。
30、…における各断面Xは、いずれも同じ方向になっ
ている。また同様に、凹部30、…における各断面Y
は、いずれも同じ方向になっている。さらに、各々の第
1曲線Aが単一の方向に配向するように形成されてい
る。すなわち、いずれも凹部30でも図5,6に示すx
の方向が同一となるように形成されている。
凹部の第1曲線Aが単一の方向に配向するように形成さ
れているので、その反射特性は、図8に示すように液晶
表示ユニット20の表面に対する正反射の方向からずれ
たものなっている。すなわち、図8に示すように、x方
向の斜め上方からの入射光Jに対する反射光Kは、正反
射の方向J’よりも液晶表示ユニット20の法線Hにシ
フトした方向に明るい表示範囲がずれている。
いてそれぞれ、曲率半径の大きい浅型曲線Eと、浅型曲
線Eの両側にあって曲率半径の小さい深型曲線F,Gと
を有するように形成されているので、液晶表示ユニット
20に対する正反射方向(法線H方向)の反射率も高め
ることができる。
に、縦断面Xにおける総合的な反射特性としては、正反
射方向の反射率を十分に確保しつつ、特定の方向に反射
光を適度に集中させた反射特性とすることができる。す
なわち、図9は、本実施形態に係る液晶表示装置1に、
入射角30°で外光を照射し、視角を表示面に対する正
反射の方向である30°を中心として、垂線位置(0
°)から60°まで連続的に変化させた場合の視角(θ
°)と明るさ(反射率高さ)との関係を示している。
や照明等の周囲光を利用した反射表示のほか、フロント
ライト10を点灯させてその光を利用した反射表示を行
うことができる。フロントライト10の光源13から出
射され、導光板12の側端面12aを介して導光板12
に導入された光は、導光板12の内部を伝搬するととも
に導光板12の反射面12cに形成された溝14を構成
する急斜面部14bによって反射されて出射面12b側
にその伝搬方向を変えられ、導光板12の出射面12b
から出射されて液晶表示ユニット20を照明する。液晶
表示ユニット20に入射した光は液晶表示ユニット20
の表示回路26、27および液晶層23を通過して、反
射層25に達し、この反射層25の反射膜29によって
反射されて液晶表示ユニット20の上面側へ戻り、導光
板12を通過して反射面12cから出射され、使用者に
到達する。このようにして液晶表示ユニット20の表示
が使用者に視認される。
ては、前記導光板12の反射面12cに形成された溝1
4が、上記の傾斜角θ1,θ2と、ピッチPTを備えて構
成されていることにより、フロントライト10から出射
される出射光量が最大となる方向が、出射面12bの法
線に対して1°以上10°以下の範囲の角度を成してい
る。そして、反射膜29により前記1°以上10°以下
の入射角で入射すると共に、反射膜29により反射され
る。この反射膜29は上述の反射特性を有しているの
で、液晶表示装置1の反射光が最大となる方向は、前記
入射光の正反射の方向であるので、液晶表示装置1の反
射光は、表示面の法線に対して1°以上10°以下の角
度を成す範囲となる。そして、この表示面の法線に対し
て1°以上10°以下の範囲は、使用者の視線の方向に
概ね一致するので、液晶表示装置1の明るさは、実質的
に従来の構成のフロントライトを用いた場合に比して向
上している。
は、図5〜図7に示すように有機膜28表面に形成され
た凹部30の中心Oと、凹部30の最深点Dとを結ぶ直
線が、有機膜28の法線方向に対して傾いた構成の反射
層25を用いたが、本発明に係る液晶表示装置において
は、この構成以外の反射層も適用することができる。こ
の構成について図10を参照して以下に説明する。尚、
本実施形態の液晶表示装置は、図1,2に示す液晶表示
装置1と反射層の構成以外は同様である。つまり、本実
施形態の液晶表示装置は、図2に示す反射層25の代わ
りに、図10に示す反射層35を用いたものであるの
で、以下ではこの反射層35の構成についてのみ説明す
る。
に用いられる反射層35の一部を拡大して示す斜視図で
ある。この図において、有機膜38の表面には内面が球
面の一部を成す多数の凹部40が重なり合うように連続
して形成されており、この有機膜38上に反射膜39が
成膜されている。
らなる樹脂層を平面形状に形成した後、図10に示す有
機膜38の表面とは逆凹凸の表面形状を有するアクリル
系樹脂などからなる転写型を上記樹脂層の表面に圧着
し、樹脂層を硬化させることにより形成することができ
る。反射膜39は、有機膜38の表面に形成されて液晶
表示ユニット20に入射する光を反射するものであり、
アルミニウムや銀などの高い反射率を有する金属材料を
スパッタ法や真空蒸着などの成膜法により形成すること
ができる。
1μm〜3μmの範囲でランダムに形成し、隣接する凹
部40のピッチを5μm〜100μmの範囲でランダム
に配置し、上記凹部40内面の傾斜角を−30°〜+3
0°の範囲に設定することが望ましい。特に、凹部40
内面の傾斜角分布を−30°〜+30°の範囲に設定す
る点、隣接する凹部40のピッチを平面全方向に対して
ランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、
仮に隣接する凹部40のピッチに規則性があると、光の
干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があ
るからである。また、凹部40内面の傾斜角分布が−3
0°〜+30°の範囲を超えると、反射光の拡散角が広
がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない
(反射光の拡散角が空気中で36°以上になり、液晶表
示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大
きくなるからである。)からである。また、凹部40の
深さが3μmを超えると、後工程で凹部40を平坦化す
る場合に凸部の頂上が平坦化膜で埋めきれず、所望の平
坦性が得られなくなる。
場合、有機膜38を形成するために用いる転写型の製作
上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反
射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が
発生する等の問題が生じる。また、有機膜38の表面形
状を形成するための前記転写型は、ダイヤモンド圧子を
ステンレス鋼などの基材に多数押圧して作製された転写
型用母型の表面形状を、シリコーン樹脂などに転写する
ことによって作製されるが、このダイヤモンド圧子の先
端径は実用上30μm〜200μmであることが望まし
いので、隣接する凹部40のピッチは5μm〜100μ
mとすることが望ましい。
を構成する反射膜39が上記のような形状とされている
ので、外部から入射する光を効率よく反射、散乱するこ
とが可能であり、明るい反射表示と広い視野角を実現す
ることができる。これは、図10に示す凹部40の深さ
やピッチが上記に示す範囲に制御されていることと、凹
部40の内面が球面であることによる。すなわち、凹部
40の深さとピッチが制御されて形成されていることに
より、光の反射角を支配する凹部40の内面の傾斜角が
一定の範囲に制御されるので、反射膜39の反射効率を
一定の範囲に制御することが可能になる。また、凹部4
0の内面が全ての方向に対して対称な球面であることか
ら反射膜39の全ての方向に対して上記の反射効率を得
ることができる。つまりは、どの方向から見てもより明
るい表示を行うことができる。
合も、本発明に係るフロントライトを光源として用いる
ならば、フロントライトから出射される光量が最大とな
る出射方向が、フロントライトの出射面に対して1°以
上10°以下とされているので、上記反射層35により
反射された光量が最大となる方向も1°以上10°以下
となる。従って、本実施形態に係る反射層35を用いて
も、実質的に明るい表示を実現した液晶表示装置とする
ことができる。
態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図2に示す反射層25のように、多数の凹部が
形成された反射表面を有するものではなく、反射層自体
は、平坦な金属膜で形成し、図2に示す上基板22の外
面側に前方散乱板を設けた構成としても良い。
明し、本発明の効果をより明らかにするが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。
斜面部の傾斜角θ1と、急斜面部の傾斜角θ2と溝のピッ
チPTの溝を反射面に形成した導光板を作製した。導光
板の形状は、40mm×50mm×0.8mmの平板状
とした。次に、各導光板の一側端面に棒状の光源を配し
てフロントライトを作製した。そしてこれらのフロント
ライトを動作させ、導光板の出射面における出射光量分
布を測定した。測定結果を図11に示す。図11は、導
光板の出射面の法線を0°とし、−30°〜30°の範
囲で視角を変化させ、出射面における輝度を測定した結
果であり、横軸は視角(θ°)を示し、縦軸は、輝度
(cd/m2)を示している。
す実施例1,2のフロントライトは、輝度が最大となる
方向が、出射面の法線に対して1°〜10°の範囲とな
っている。従って、これら実施例1,2のフロントライ
トを反射型液晶表示装置の前面に配置して用いるなら
ば、液晶表示装置の輝度が最大となる方向が、液晶表示
装置の表示面の法線に対して1°〜10°の範囲となる
ので、使用者の視線の方向と概ね一致する方向の輝度を
高めることができる。
面発光装置は、光源と、該光源からの光を側端面に設け
られた入光面から内部に導入し、該光を出射面から出射
させる導光板とを備え、前記導光板の出射面からの出射
光量が最大となる方向が、前記導光板の出射面の法線に
対して1°以上10°以下の角度をなす方向である構成
としたことにより、例えば反射型の液晶表示ユニットの
前面に配設されて液晶表示装置を構成した場合に、使用
者の視線の方向の反射光の出射光量が最大となるように
することができる。
が最大となる方向が、前記導光板の出射面の法線に対し
て3°以上8°以下の角度をなす方向であるならば、本
発明の面発光装置を照明手段として備えた液晶表示装置
の反射光の方向を、使用者の視線の方向により近づける
ことができるので、より明るい表示が得られるようにな
る。
出射特性を有するほんはつめいの面発光装置を備えたこ
とにより、使用者の視線の方向への出射光量を改善する
ことができ、実質的に明るい表示の液晶表示装置を実現
することができる。
光装置を備えた液晶表示装置を模式的に示す斜視図であ
る。
図である。
一部拡大して示す側面図である。
して示す斜視図である。
図である。
る断面図である。
る断面図である。
図である。
グラフであり、横軸は視角、縦軸は反射率である。
表示装置に備えられた反射層を一部拡大して示す斜視図
である。
発光装置の輝度と視角の関係を示すグラフである。
示装置の一例を示す断面図である。
えた携帯電話の一例の側面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光源と、該光源からの光を側端面に設け
られた入光面から内部に導入し、該光を出射面から出射
させる導光板とを備え、 前記導光板の出射面からの出射光量が最大となる方向
が、前記導光板の出射面の法線に対して1°以上10°
以下の角度をなす方向であることを特徴とする面発光装
置。 - 【請求項2】 前記導光板の出射面からの出射光量が最
大となる方向が、前記導光板の出射面の法線に対して3
°以上8°以下の角度をなす方向であることを特徴とす
る請求項1に記載の面発光装置。 - 【請求項3】 光源と、該光源からの光を側端面に設け
られた入光面から内部に導入し、該光を出射面から出射
させる導光板とを備え、 前記導光板の出射面と反対側に位置する反射面に、緩斜
面部と該緩斜面部より急な傾斜角度を有する急斜面部と
から構成される複数の溝がストライプ状に連続して形成
されており、 前記導光板の緩斜面部の傾斜角度が、1.8°以上2.
5°以下であり、前記導光板の溝のピッチが、140μ
m以上240μm以下であり、前記急斜面部の傾斜角度
が、43°以上47°以下であることを特徴とする面発
光装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項に記載
の面発光装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】 一対の基板と、該基板間に液晶層を挟持
してなる液晶表示ユニットと、該液晶表示ユニットの前
面に配設された面発光装置とを備え、 前記液晶表示ユニットが、前記基板の外面側から入射し
た光を反射させるための反射体を備えており、 前記面発光装置を点灯した状態において、前記反射体に
より反射された反射光の光量が最大となる方向が、前記
液晶表示ユニットの法線に対して1°以上10°以下の
角度をなす方向であることを特徴とする請求項4に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記面発光装置を点灯した状態におい
て、前記反射体により反射された反射光の光量が最大と
なる方向が、前記液晶表示ユニットの法線に対して3°
以上8°以下の角度をなす方向であることを特徴とする
請求項5に記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記反射体が、光反射性を有する複数の
凹部が不規則に連続して形成された表面形状を有するこ
とを特徴とする請求項5または6に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項8】 前記反射体が、前記液晶表示ユニットの
背面側に配設されてなることを特徴とする請求項5ない
し7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記反射体が、前記液晶表示ユニットに
内蔵されてなることを特徴とする請求項5ないし7のい
ずれか1項に記載の液晶表示装置。
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