JP2003066237A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
に一側面14aを沿わせた状態で配置された導光板1
4、および導光板14の下方に配置された反射型の液晶
パネルユニット16を備える。線状光源12から側面1
4aを介して導光板14内に入射された光は、導光板1
4の上面14bに形成されたプリズム18,18,・・
・の各斜面22,22,・・・によって反射されて、下
面14cから出射され、液晶パネルユニット16に照射
される。ここで、各斜面22,22,・・・には、アル
ミニウムを原料とする金属膜24,24,・・・が形成
されているので、これら各斜面22,22,・・・に入
射された光は全て反射される。 【効果】 各斜面22,22,・・・における光の漏れ
を防止できるので、出射面としての下面14cの輝度が
向上する。
Description
にたとえば、プリズム若しくは溝が上面に形成された導
光板を備えるフロントライト方式の表示装置に関する。
ば図7に示すような液晶表示装置1がある。同図に示す
ように、この液晶表示装置1は、線状光源2、この線状
光源2の長さ方向に一側面3aを沿わせた状態で配置さ
れた導光板3、および導光板3の下方に配置された反射
型の液晶パネルユニット4を含む。
5が、側面3aと平行に多数形成されている。各プリズ
ム5,5,・・・の長さ方向断面は山状であり、側面3
aに対峙する側の斜面5a,5a,・・・は反射面とし
て作用する(なお、ここで言う対峙とは、側面3aとそ
れぞれの斜面5aとが導光板3の内側に向いた状態で対
峙することを言う)。すなわち、線状光源2から側面3
aを経て導光板3内に入射された光は、同図に点線の矢
印6で示すように各反射面5a,5a,・・・によって
反射され、下面3cから出射される。そして、この出射
光は、液晶パネルユニット4に照射され、当該液晶パネ
ルユニット4の底部にある反射板4aによって上方に反
射された後、導光板3を通って上面3bから出射され
る。
うに、長さ方向断面がV字状の細長い溝7を複数形成
し、これらの溝7,7,・・・を有する導光板8を用い
るものがある。この場合も、線状光源2から側面8aを
経て導光板8内に入射された光は、同図に点線の矢印9
で示すように各溝7,7,・・・の側面8aに対峙する
側の斜面7a,7a,・・・によって反射され、下面8
bから出射される。そして、この出射光は、液晶パネル
ユニット4に照射され、反射板4aによって上方に反射
された後、導光板8を通って上面8cから出射される。
示す従来技術では、図9に一点鎖線の矢印6aで示すよ
うに、臨界角以下の入射角度θで各反射面5a,5a,
・・・に当たる光が当該各反射面5a,5a,・・・を
透過して外方に漏れてしまい、これによって出射面であ
る下面3cの輝度、ひいては画面の輝度が低下するとい
う問題がある。
様に、各反射面7a,7a,・・・で光の漏れが生じ
る。しかも、それぞれの反射面7aと、この反射面7a
とともに溝7を構成する他の斜面7bとの距離が近いた
めに、それぞれの反射面7aから外方に漏れた光の一部
が、図10に一点鎖線の矢印9aで示すように当該他の
斜面7bで反射(表面反射)して、画面の正面方向(同
図の上方)に向かって進行する。このようにフロントラ
イト方式の液晶表示装置1aにおいて画面の正面方向に
向かって光が漏れると、その漏れた光が、それと同じ方
向に向かって出射される本来の光(矢印9で示す軌跡を
たどる光)と重なるため、画像のコントラストが低下す
る。
面の輝度を向上させることができる、表示装置を提供す
ることである。
溝から漏れた光が画面に悪影響を及ぼすのを防止でき
る、表示装置を提供することである。
が上面に形成された導光板を備えるフロントライト方式
の表示装置において、プリズムは導光板の側面から入射
された光を受ける傾斜面を有し、光を反射する反射膜を
当該傾斜面に形成したことを特徴とする、表示装置であ
る。
板を備えるフロントライト方式の表示装置において、溝
は導光板の側面から入射された光を受ける第1面および
当該第1面を透過した光を受ける第2面を有し、光の反
射を防止する反射防止膜を第2面に形成したことを特徴
とする、表示装置である。
成されている。プリズムは、導光板の側面から入射され
た光を受ける傾斜面を有している。この傾斜面には、反
射膜が形成されているので、当該傾斜面は側面から受け
た光を全反射する。
数のプリズムを幅方向において互いに接するように形成
してもよい。この場合、各々のプリズムの長さ方向断面
を山状に形成するのが望ましい。
されている。溝は、導光板の側面から入射された光を受
ける第1面と、この第1面を透過した光を受ける第2面
を有している。ここで、第2面には、反射防止膜が形成
されているので、当該第2面は第1面を透過して受けた
光の殆どを導光板内に透過させる。
た線状の溝を、幅方向に間隔をおいて複数形成してもよ
い。
によって受光された光は反射膜によって全反射されるの
で、この反射された光によって映し出される画面の輝度
を向上させることができるという効果がある。
を透過して第2面に受光された光は反射防止膜を介して
導光板内に透過するので、当該第1面を透過して漏れた
光が第2面で反射して画面に悪影響を及ぼすのを防止で
きるという効果がある。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
ロントライト方式の液晶表示装置10は、線状光源1
2、この線状光源12の長さ方向に一側面14aを沿わ
せた状態で配置された導光板14、および導光板14の
下方に配置された板状の液晶パネルユニット16を含
む。ここで、線状光源12は、冷陰極管である。そし
て、導光板14は、透光性を有するアクリル(PMM
A)樹脂製であり、その上面14bには、後述する線状
のプリズム18が側面14aに対して平行に延びるよう
に多数形成されている。液晶パネルユニット16は、底
部に反射板16aを有する反射型のものであり、図には
詳しく示さないが、当該反射板16a上にガラス基板,
液晶層,カラーフィルタ,ガラス板および偏光板をこの
順番で積層したものである。
断面は山状であり、各プリズム18,18,・・・は幅
方向において互いに隣り合うもの同士が接するように連
続的に形成されている。そして、それぞれのプリズム1
8を構成する2つの斜面20および22のうち、側面1
4aに対峙する側の斜面22の表面には、アルミニウム
(Al)を原料とする金属膜24が形成されている。な
お、斜面22の幅寸法(各プリズム18,18,・・・
の並び方向における寸法)Dは、プリズム18のピッチ
幅(各プリズム18,18,・・・間に形成された各谷
の間隔)Pに比べて、極めて小さい。たとえば、プリズ
ム18のピッチ幅Pが数百[μm]であるとすると、斜面
22の幅寸法Dは数[μm]〜十数[μm]程度である。さら
に、導光板14の下面14cには、二酸化珪素(SiO2)
を原料とする反射防止膜26が形成されている。
14aを経て導光板14内に入射された光(厳密にはこ
の光の一部)は、図1に点線の矢印28で示すように、
各プリズム18,18,・・・を構成する各斜面22,
22,・・・に入射される。ここで、各斜面22,2
2,・・・の表面には、上述したように反射率の高いア
ルミニウム製の金属膜24が形成されている。したがっ
て、各斜面22,22,・・・に入射された光は、金属
膜24,24,・・・によって略全て反射され、導光板
14の下面14cから出射される。そして、この出射光
は、液晶パネルユニット16に照射され、上述した液晶
層などを透過して反射板16aによって上方に反射され
た後、再度液晶層を透過する。そして、この液晶層を透
過した光が、導光板14を通って上面14bから出射さ
れる。
によれば、反射面として作用する各斜面22,22,・
・・に入射した光は、出射面である下面14cに向けて
全て反射される。したがって、たとえば上述の図7(図
9)に示す従来技術にこの第1実施例を適用すれば、図
9に矢印6aで示したように各斜面5a,5a,・・・
から漏れていた光を有効利用することができる。よっ
て、その分、下面14cの輝度、ひいては表示画面の輝
度を向上させることができる。また、下面14cには、
反射防止膜26が形成されているので、当該下面14c
における光の透過率が上がり、これも輝度の向上に貢献
する。
22,・・・に金属膜24,24,・・・を形成するの
で、実際に画面を見るときに各金属膜24,24,・・
・が視覚的に邪魔になるのではないかと思われる。しか
し、上述したように各斜面22,22,・・・の幅D
は、各プリズム18,18,・・・のピッチ幅Pよりも
極めて小さいので、実際上は何ら邪魔にならない。たと
えば、CRT(CathodeRay Tube)の画面にもシャドウ
マスクという網目状の金属膜が設けられていることを鑑
みると、かかる幅Dの狭い金属膜24,24,・・・が
画面上に形成されていても視覚的に何ら問題にならない
ことは容易に予想できる。
板3において、各プリズム5,5,・・・(反射面5
a,5a,・・・)からどれくらいの光が外方に漏れる
のかをシミュレーションしたので、その結果を説明す
る。
に入射面としての側面3aに所定の光線数の光を入射す
る。そして、この状態で、矢印で示すように出射面と
しての下面3cから出射される光の光線数と、矢印で
示すように各プリズム5,5,・・・から漏れる光の光
線数とを計算する。また、同図に矢印で示すように、
入射面3aに対向する側面(先端面)3dから出射され
る光についても、その光線数を計算する。さらに、図2
(b)に矢印およびで示すように、入射面3aと隣
り合う2つの側面3eおよび3fからそれぞれ出射され
る光の光線数をも計算する。その計算結果を、表1に示
す。ただし、ここでは、導光板3自体の光の吸収率、す
なわち導光板3内を透過することによって減衰される光
の光線数は考慮していない。
000本とすると、出射光の光線数は216910本
となる。これをパーセンテージに換算すると、入射光
のうちの約54.2%の光が、出射光として利用され
ることになる。一方、プリズム5,5,・・・から漏れ
る光の光線数は、74242本である。つまり、入射
光のうちの18.6%に相当する光が、無駄な光とし
てプリズム5,5,・・・から漏れることになる。換言
すれば、図7の従来技術に第1実施例を適用することに
よって、単純には輝度を18.6%も上げることができ
る。なお、入射面3a以外の各側面3d〜3fから出射
される(漏れる)光の光線数は、合わせて108848
本(全体の27.2%)となる。
14は、次のようにして製造する。
った金属ブロックをマスタとし、これにアクリル樹脂を
射出する。これによって、図3(a)に示すような導光
板14の本体を成形する。そして、真空蒸着処理または
スパッタ処理によって、図3(b)に示すように、導光
板14の下面14cに二酸化珪素を原料とする反射防止
膜26を形成する。
4の上面14bに、各斜面22,22,・・・のみを露
出させるための線状の露出孔30,30,・・・が穿設
されたマスク板32を設ける。そして、この状態で、同
図に矢印34,34,・・・で示すように真空蒸着処理
またはスパッタ処理を行うことによって、図3(d)に
示すように、各斜面22,22,・・・の表面にアルミ
ニウムを原料とする金属膜24,24,・・・を形成す
る。この金属膜24,24,・・・の形成後、マスク板
32を取り外すことで、図3(e)に示すような完成品
が出来上がる。
する手段として、真空蒸着処理またはスパッタ処理以外
に、高指向性のコリメートスパッタ処理を用いてもよ
い。すなわち、極めて精度の高いコリメートスパッタ処
理を用いれば、上述のマスク板32を用いることなく金
属膜24,24,・・・を形成することが可能となる。
24,・・・を含むプリズム18,18,・・・の表面
を保護するために、導光板14の上面14bに硬質樹脂
製の保護膜を形成してもよい。さらに、この保護膜とし
て導電性膜を用いることによって、タッチパネルを構成
してもよい。
たが、ポリカーボネート(PC)などの他の透光性を有
する樹脂によって形成してもよい。また、線状光源12
として、冷陰極管を用いたが、これに限らず、たとえば
熱陰極管等の他の蛍光灯、或いは発光ダイオードを線状
に配列したもの、さらには白熱灯または有機発光材料を
線状に形成したものを用いてもよい。
側面14aに対して平行に設けたが、当該側面14aに
対して斜め方向に延びるように、換言すれば液晶パネル
ユニット16内の図示しない液晶パターンの配列方向に
対して斜め方向に延びるように設けてもよい。このよう
に液晶パターンの配列方向に対して各プリズム18,1
8,・・・の長さ方向を斜めに傾けることで、これら両
者の干渉によるモアレ縞の発生を防止することができ
る。
る金属膜24,24,・・・をアルミニウム膜とした
が、銀(Ag)などの他の高反射率金属原料によって当
該金属膜24,24,・・・を形成してもよい。さら
に、導光板14の下面14cに形成する反射防止膜26
を二酸化珪素膜としたが、これ以外のたとえば二酸化ジ
ルコニウム(ZrO2)や二酸化チタニウム(TiO2)を原料
として当該反射防止膜26を形成してもよい。
液晶表示装置40は、上述の第1実施例における導光板
14に代えて、長さ方向断面がV字状に形成された細長
い溝42を有する導光板44を用いたものである。これ
以外については、第1実施例と同様であるので、これら
同様な部分については図1と同一符号を付して、その詳
細な説明を省略する。
aを線状光源12の長さ方向に沿わせた状態で配置され
ており、この導光板44の下方に液晶パネルユニット1
6が配置されている。そして、導光板44の上面44b
に、溝42が、当該導光板44の側面44aに対して平
行に、かつ幅方向に間隔をおいて多数形成されている。
なお、各溝42,42,・・・のピッチ幅(各谷の間
隔)P’は、第1実施例におけるピッチ幅Pと同等であ
る。
の斜面46および48のうち、側面44aに対峙する側
の斜面46の表面に、金属膜50が形成されている。な
お、この金属膜50が形成されている斜面46の幅寸法
(各溝42,42,・・・の並び方向における寸法)
D’は、第1実施例における斜面22の幅寸法Pと同等
である。さらに、導光板44の下面44cには、反射防
止膜52が形成されている。
線状光源12から側面44aを経て導光板44内に入射
された光は、図4に点線の矢印54で示すように、各溝
42,42,・・・を構成する各斜面46,46,・・
・に入射され、ここで金属膜50,50,・・・によっ
て全て反射されて、導光板44の下面44cから出射さ
れる。そして、この出射光は、液晶パネルユニット16
に照射され、当該液晶パネルユニット16内にある液層
層などを透過して反射板16aによって上方に反射され
た後、再度液晶層を透過する。そして、この液晶層を透
過した光が、導光板14を通って上面14bから出射さ
れる。
施例と同様に、反射面として作用する各斜面46,4
6,・・・に入射した光が、出射面である下面44cに
向けて全反射されるので、当該下面44cの輝度が向上
する。また、下面44cには、反射防止膜52が形成さ
れているので、これも輝度の向上に貢献する。
して外方に漏れる光が存在しないので、この漏れた光が
反対側の斜面48,48,・・・に入射することもな
い。従って、上述した図8に示す従来技術とは異なり、
漏れた光によって画像のコントラストが低下するなどの
不都合も生じない。
晶表示装置60は、上述の第2実施例における導光板4
4と同じ寸法・形状で、かつ同じ材質の導光板62を用
いるとともに、それぞれの溝64を構成する2つの斜面
66および68のうちの一方に反射防止膜70を形成し
たものである。これ以外については、第2実施例と同様
であるので、これら同様な部分については図4と同一符
号を付して、その詳細な説明を省略する。
線状光源12の長さ方向に沿わせた状態で配置されてお
り、この導光板62の下方に液晶パネルユニット16が
配置されている。そして、導光板62の上面62bに、
多数の溝64,64,・・・が、当該導光板62の側面
62aに対して平行に、かつ幅方向に間隔をおいて形成
されている。
の斜面66および68のうち、線状光源12に沿う側面
62aと正対する側面62cに対峙する側の斜面68
に、二酸化珪素を原料とする反射防止膜70が形成され
ている。この場合、斜面66が導光板62の側面62a
から入射された光を受ける第1面となり、斜面68が第
1面である斜面66を透過した光を受ける第2面にな
る。なお、二酸化珪素に代えて、たとえば二酸化ジルコ
ニウムや二酸化チタニウムによって反射防止膜70を形
成してもよい。さらに、導光板62の下面62dにも、
同様の反射防止膜72が形成されている。
線状光源12から側面62aを経て導光板62内に入射
された光は、図5に点線の矢印74で示すように、各溝
64,64,・・・を構成する各斜面66,66,・・
・によって反射され、下面62dから出射される。そし
て、この出射光は、液晶パネルユニット16に照射さ
れ、当該液晶パネルユニット16内の反射板16aによ
って上方に反射された後、導光板62を通って上面62
bから出射される。
6,66,・・・に入射された光は、ここで全て反射さ
れずに、その一部(詳しくは、臨界角以下の入射角度θ
で各斜面66,66,・・・に入射される光)が当該各
斜面66,66,・・・を通過して外方に漏れる。そし
て、この漏れた光が、図6に一点鎖線の矢印76で示す
ように、それぞれの斜面66とともに溝64を構成する
他の斜面68に入射して一部の光が表面反射によって反
射し、画面の正面方向(同図の上方)に向かって進行す
る。しかし、上述したようにそれぞれの斜面68には反
射防止膜70が形成されているので、当該斜面68に入
射した光の殆どは、同図に二点鎖線の矢印78で示すよ
うに反射防止膜70を介して再度導光板62内に取り込
まれる。よって、その分、それぞれの斜面66から漏れ
た光が矢印76で示すように画面の正面方向に向かうの
を抑制することができ、画面のコントラストを低下させ
るなどの不都合を解消できる。
各斜面68,68,・・・のみを除く他の部分をマスク
板で覆った状態で、真空蒸着処理またはスパッタ処理を
行うことによって形成できる。また、上述したコリメー
トスパッタ処理によっても、反射防止膜70を形成でき
る。
板14にも、この第3実施例の技術を適用してもよい。
すなわち、それぞれのプリズム18を構成する2つの斜
面20および22のうち、入射面である側面14aと正
対する他方の側面14dに対峙する斜面20の表面に、
反射防止膜を形成することによって、この第3実施例と
同様の作用および効果を得られるようにしてもよい。
た図である。
説明するための図解図で、(a)は側面から見た図、
(b)は上面から見た図である。
図解図である。
た図である。
た図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】プリズムが上面に形成された導光板を備え
るフロントライト方式の表示装置において、 前記プリズムは前記導光板の側面から入射された光を受
ける傾斜面を有し、 前記光を反射する反射膜を前記傾斜面に形成したことを
特徴とする、表示装置。 - 【請求項2】線状に延びる複数の前記プリズムが幅方向
において互いに接するように形成され、 各々の前記プリズムの長さ方向断面は山状に形成され
る、請求項1記載の表示装置。 - 【請求項3】溝が上面に形成された導光板を備えるフロ
ントライト方式の表示装置において、 前記溝は前記導光板の側面から入射された光を受ける第
1面および前記第1面を透過した光を受ける第2面を有
し、 前記光の反射を防止する反射防止膜を前記第2面に形成
したことを特徴とする、表示装置。 - 【請求項4】線状に延びる複数の前記溝が幅方向に間隔
をおいて形成され、 各々の前記溝の長さ方向断面は略V字状に形成される、
請求項3記載の表示装置。
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