JP2003131226A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射型液晶表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導波距離とクリアな画質を両立した反射型液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光源と、光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、導光体下面に形成された薄膜
と、導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料と
から構成し、λを可視光領域の波長とし、導光体の屈折
率をｎとし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ＜
ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、薄
膜が単層膜であり屈折率がｎ、ｎＲよりも小さいｎＬの
材料で構成され、薄膜の概略厚さが、（１／ｎＬ）×
（λ／２）であり、かつ、（１／ｎＬ）×（λ／４）／
（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））である反射型液晶表
示装置により、導波距離とクリアな画質を両立すること
ができる。
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光源と、光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、導光体下面に形成された薄膜
と、導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料と
から構成し、λを可視光領域の波長とし、導光体の屈折
率をｎとし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ＜
ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、薄
膜が単層膜であり屈折率がｎ、ｎＲよりも小さいｎＬの
材料で構成され、薄膜の概略厚さが、（１／ｎＬ）×
（λ／２）であり、かつ、（１／ｎＬ）×（λ／４）／
（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））である反射型液晶表
示装置により、導波距離とクリアな画質を両立すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータなどのＯＡ機器、携帯情報端末、ポータブルビデ
オレコーダなどの画像表示装置や各種モニタに使用され
る反射型液晶表示装置に関する。
ュータなどのＯＡ機器、携帯情報端末、ポータブルビデ
オレコーダなどの画像表示装置や各種モニタに使用され
る反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の反射型液晶表示装置の例を示す。
図１２に断面図を示すとおり、従来の反射型液晶表示装
置は、光源１、リフレクタ２、導光体３、反射型液晶
４、透明材料５、および薄膜６から構成される。導光体
３の上面には複数の微小なプリズムが形成されており、
下面は平面であり、薄膜６が形成されている。また導光
体３と反射型液晶４の間は透明材料５で充填されてい
る。これにより光源１から出射された光が導光体３内部
を導波し、導光体３の上面に設けられた微小なプリズム
によって反射して、反射型液晶４を照明する。観察者は
導光体３を透かして反射型液晶４を見ることができる。
また、導光体３下面の薄膜６は導光体３の全反射角以下
で入射した光は透過し、全反射角以上で入射した光は反
射するように構成されている。これにより、導光体３の
下面に形成された薄膜６で反射することにより導波距離
が長くなれば、均一な照明が可能となり、また、薄膜６
の構成により、正面方向の反射率を低くすれば、クリア
な画質を実現できる。
図１２に断面図を示すとおり、従来の反射型液晶表示装
置は、光源１、リフレクタ２、導光体３、反射型液晶
４、透明材料５、および薄膜６から構成される。導光体
３の上面には複数の微小なプリズムが形成されており、
下面は平面であり、薄膜６が形成されている。また導光
体３と反射型液晶４の間は透明材料５で充填されてい
る。これにより光源１から出射された光が導光体３内部
を導波し、導光体３の上面に設けられた微小なプリズム
によって反射して、反射型液晶４を照明する。観察者は
導光体３を透かして反射型液晶４を見ることができる。
また、導光体３下面の薄膜６は導光体３の全反射角以下
で入射した光は透過し、全反射角以上で入射した光は反
射するように構成されている。これにより、導光体３の
下面に形成された薄膜６で反射することにより導波距離
が長くなれば、均一な照明が可能となり、また、薄膜６
の構成により、正面方向の反射率を低くすれば、クリア
な画質を実現できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の反射型
液晶表示装置では、薄膜の材料および膜厚などの構成に
よって反射特性が異なり、十分な導波距離とクリアな画
質を両立することができないという問題点がある。たと
えば、通常の反射防止膜は透明材料で充填しない状態で
は反射率が低いが、透明材料で充填した場合には反射率
が一般的に高くなるので、上記のような特性を実現でき
ない。
液晶表示装置では、薄膜の材料および膜厚などの構成に
よって反射特性が異なり、十分な導波距離とクリアな画
質を両立することができないという問題点がある。たと
えば、通常の反射防止膜は透明材料で充填しない状態で
は反射率が低いが、透明材料で充填した場合には反射率
が一般的に高くなるので、上記のような特性を実現でき
ない。
【０００４】本発明はかかる問題点を解決することを課
題とし、導波特性とクリアな画質とを両立する、反射型
液晶表示装置を提供することを目的とする。
題とし、導波特性とクリアな画質とを両立する、反射型
液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置の第一の構成は、光源と、前記光源からの出射した
光を側面から取り入れて下面から照明光を出射する透明
な板状の導光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に
形成された薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型
液晶との間に充填された透明材料とから構成される反射
型液晶表示装置であって、λを可視光領域の波長とし、
前記導光体を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓ
ｉｎ-1（１／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反
射型液晶との間に充填された前記透明材料の屈折率をｎ
Ｒ、（ｎＲ＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）と
するとき、前記薄膜が単層膜であり、屈折率がｎ、ｎＲ
よりも小さいｎＬの材料で構成され、前記薄膜の概略厚
さが（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、かつ、（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））
であることを特徴とする。
装置の第一の構成は、光源と、前記光源からの出射した
光を側面から取り入れて下面から照明光を出射する透明
な板状の導光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に
形成された薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型
液晶との間に充填された透明材料とから構成される反射
型液晶表示装置であって、λを可視光領域の波長とし、
前記導光体を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓ
ｉｎ-1（１／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反
射型液晶との間に充填された前記透明材料の屈折率をｎ
Ｒ、（ｎＲ＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）と
するとき、前記薄膜が単層膜であり、屈折率がｎ、ｎＲ
よりも小さいｎＬの材料で構成され、前記薄膜の概略厚
さが（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、かつ、（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））
であることを特徴とする。
【０００６】本発明の第一の構成によれば、（ｎ＞ｎＲ
＞ｎＬ）の材料からなる単層膜の、薄膜の概略厚さが
（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、正面方向の反射率が
低いためクリアな画質を実現できる。また、薄膜の概略
厚さが（１／ｎＬ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋
θｂ）／２））であり、導光体の裏面の法線方向に対し
て概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光が反射する
薄膜として、導光体裏面と反射型液晶の間に配設する
と、導光体の側面から入射した光が導光体内を伝播し、
より輝度を均一化することができる。
＞ｎＬ）の材料からなる単層膜の、薄膜の概略厚さが
（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、正面方向の反射率が
低いためクリアな画質を実現できる。また、薄膜の概略
厚さが（１／ｎＬ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋
θｂ）／２））であり、導光体の裏面の法線方向に対し
て概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光が反射する
薄膜として、導光体裏面と反射型液晶の間に配設する
と、導光体の側面から入射した光が導光体内を伝播し、
より輝度を均一化することができる。
【０００７】また、本発明の反射型液晶表示装置の第二
の構成は、光源と、前記光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成された
薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間
に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表示
装置であって、λを可視光領域の波長とし、前記導光体
を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ
＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、
前記薄膜が屈折率ｎＬ１、ｎＬ２、（ｎ＞ｎＲ＞ｎＬ１
＞ｎＬ２）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜が
ｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ１の順の積層構造で構成され、ｎ
Ｌ１の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ１）×（λ／２）
より小さく、かつ、（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大
きく、ｎＬ２の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ２）×
（λ／２）であり、かつ、（１／ｎＬ２）×（λ／４）
／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であることを特徴
とする。
の構成は、光源と、前記光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成された
薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間
に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表示
装置であって、λを可視光領域の波長とし、前記導光体
を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ
＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、
前記薄膜が屈折率ｎＬ１、ｎＬ２、（ｎ＞ｎＲ＞ｎＬ１
＞ｎＬ２）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜が
ｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ１の順の積層構造で構成され、ｎ
Ｌ１の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ１）×（λ／２）
より小さく、かつ、（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大
きく、ｎＬ２の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ２）×
（λ／２）であり、かつ、（１／ｎＬ２）×（λ／４）
／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であることを特徴
とする。
【０００８】本発明の第二の構成によれば、（ｎ＞ｎＲ
＞ｎＬ１＞ｎＬ２）の材料からなる多層膜の、ｎＬ１の
材料の概略厚さが、（１／ｎＬ１）×（λ／２）より小
さく、かつ、（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大きく、
ｎＬ２の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ２）×（λ／
２）であり、正面方向の反射率が低いのでクリアな画質
を実現できる。また、多層膜が、ｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ
１の順の積層構造で構成され、ｎＬ１の材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ１）×（λ／２）より小さく、かつ、
（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大きく、ｎＬ２の材料
の概略厚さが（１／ｎＬ２）×（λ／４）／（ｃｏｓ
（（θａ＋θｂ）／２））であり、導光体の裏面の法線
方向に対して概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光
が反射する薄膜として、導光体裏面と反射型液晶の間に
配設すると、導光体の側面から入射した光が導光体内を
伝播し、より輝度を均一化することができる。
＞ｎＬ１＞ｎＬ２）の材料からなる多層膜の、ｎＬ１の
材料の概略厚さが、（１／ｎＬ１）×（λ／２）より小
さく、かつ、（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大きく、
ｎＬ２の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ２）×（λ／
２）であり、正面方向の反射率が低いのでクリアな画質
を実現できる。また、多層膜が、ｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ
１の順の積層構造で構成され、ｎＬ１の材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ１）×（λ／２）より小さく、かつ、
（１／ｎＬ１）×（λ／４）より大きく、ｎＬ２の材料
の概略厚さが（１／ｎＬ２）×（λ／４）／（ｃｏｓ
（（θａ＋θｂ）／２））であり、導光体の裏面の法線
方向に対して概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光
が反射する薄膜として、導光体裏面と反射型液晶の間に
配設すると、導光体の側面から入射した光が導光体内を
伝播し、より輝度を均一化することができる。
【０００９】また、本発明の反射型液晶表示装置の第三
の構成は、光源と、前記光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成された
薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間
に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表示
装置であって、λを可視光領域の波長とし、前記導光体
を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ
＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、
前記薄膜が屈折率ｎＬ、ｎＨ、（ｎＨ＞ｎ＞ｎＲ＞ｎ
Ｌ）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜がｎＬ、
ｎＨの順の積層構造で構成され、ｎＬの材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、かつ、（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））
であり、ｎＨの材料の概略厚さが（１／ｎＨ）×（λ／
２）であり、かつ、（１／ｎＨ）×（λ／４）／（ｃｏ
ｓ（（θａ＋θｂ）／２））であることを特徴とする。
の構成は、光源と、前記光源からの出射した光を側面か
ら取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導
光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成された
薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間
に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表示
装置であって、λを可視光領域の波長とし、前記導光体
を構成する物質の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１
／ｎ）とし、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶と
の間に充填された前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ
＜ｎ）とし、θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、
前記薄膜が屈折率ｎＬ、ｎＨ、（ｎＨ＞ｎ＞ｎＲ＞ｎ
Ｌ）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜がｎＬ、
ｎＨの順の積層構造で構成され、ｎＬの材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、かつ、（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））
であり、ｎＨの材料の概略厚さが（１／ｎＨ）×（λ／
２）であり、かつ、（１／ｎＨ）×（λ／４）／（ｃｏ
ｓ（（θａ＋θｂ）／２））であることを特徴とする。
【００１０】本発明の第三の構成によれば、（ｎＨ＞ｎ
＞ｎＲ＞ｎＬ）の材料からなる多層膜の、ｎＬの材料の
概略厚さが、（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、ｎＨの
材料の概略厚さが、（１／ｎＨ）×（λ／２）であり、
正面方向の反射率が低いのでクリアな画質を実現でき
る。また、多層膜が、ｎＬの材料の概略厚さが（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／
２））、ｎＨの材料の概略厚さが、（１／ｎＨ）×（λ
／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であり、導
光体の裏面の法線方向に対して概略θａ以上θｂ以下の
角度で入射した光が反射する薄膜として、導光体裏面と
反射型液晶の間に配設すると、導光体の側面から入射し
た光が導光体内を伝播し、より輝度を均一化することが
できる。
＞ｎＲ＞ｎＬ）の材料からなる多層膜の、ｎＬの材料の
概略厚さが、（１／ｎＬ）×（λ／２）であり、ｎＨの
材料の概略厚さが、（１／ｎＨ）×（λ／２）であり、
正面方向の反射率が低いのでクリアな画質を実現でき
る。また、多層膜が、ｎＬの材料の概略厚さが（１／ｎ
Ｌ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／
２））、ｎＨの材料の概略厚さが、（１／ｎＨ）×（λ
／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であり、導
光体の裏面の法線方向に対して概略θａ以上θｂ以下の
角度で入射した光が反射する薄膜として、導光体裏面と
反射型液晶の間に配設すると、導光体の側面から入射し
た光が導光体内を伝播し、より輝度を均一化することが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の反射型液晶表示装
置に適用される反射型画面照明装置の第１の実施形態に
ついて図１〜図４を参照して説明する。
置に適用される反射型画面照明装置の第１の実施形態に
ついて図１〜図４を参照して説明する。
【００１２】図１は本発明の反射型液晶照明装置の断面
の模式図である。
の模式図である。
【００１３】図１において、１は光源であり、例えば熱
陰極管、冷陰極管などの蛍光灯、あるいは発光ダイオー
ドを複数配列したもの、あるいは白熱灯、あるいは有機
発光材料を線状に形成したものであり、導光体３の側面
に配置される。
陰極管、冷陰極管などの蛍光灯、あるいは発光ダイオー
ドを複数配列したもの、あるいは白熱灯、あるいは有機
発光材料を線状に形成したものであり、導光体３の側面
に配置される。
【００１４】図１において、２はリフレクタであり、光
源１を覆うように配置され、内面は反射率が高く、拡散
性が小さくなるように構成される。例えば、樹脂のシー
トに銀、アルミなどの反射率の高い材料を蒸着し、この
シートを薄い金属板あるいは樹脂のシートに接着してリ
フレクタを構成したものである。光源１が蛍光灯の場
合、光源１とリフレクタ２との隙間は、透明な材料で充
填するのが望ましい。また、光源１側における導光体３
の側面厚みとリフレクタ２の高さは同じであるのが望ま
しい。また、光源１が発光ダイオードである場合は、放
射分布がある程度指向性を持っているのでリフレクタ２
が無くても良い。この場合導光体３の大きさが小型のも
のが適している。
源１を覆うように配置され、内面は反射率が高く、拡散
性が小さくなるように構成される。例えば、樹脂のシー
トに銀、アルミなどの反射率の高い材料を蒸着し、この
シートを薄い金属板あるいは樹脂のシートに接着してリ
フレクタを構成したものである。光源１が蛍光灯の場
合、光源１とリフレクタ２との隙間は、透明な材料で充
填するのが望ましい。また、光源１側における導光体３
の側面厚みとリフレクタ２の高さは同じであるのが望ま
しい。また、光源１が発光ダイオードである場合は、放
射分布がある程度指向性を持っているのでリフレクタ２
が無くても良い。この場合導光体３の大きさが小型のも
のが適している。
【００１５】図１において、導光体３は一例として透明
基板（以下、単に「導光体」と呼ぶ）であり、石英、ガ
ラス、または透明樹脂、例えばアクリル系樹脂、ポリカ
ーボネイトなどを材料として構成される。導光体３は射
出成形などの方法により安価に作ることができる。導光
体３は、反射面４の大きさとほぼ同等のものである。導
光体３の下面と入射面とは、ほぼ９０度の角度をなす。
導光体３は全体として平板である。導光体３の上面には
微小なプリズムが複数個形成されており、導波光が導光
体下面方向へ反射されるようになっている。導光体下面
には導光体３の外周部に３個以上の突起部３４が形成さ
れている。外周部は反射面４を反射型液晶とした場合、
その反射型液晶の非表示部に相当する位置であり、導光
体の外側から約１ｍｍの範囲を指す。突起部３４の高さ
は０．０５から０．２ｍｍ程度である。突起部３４は金
型の突き出しピンの位置を調節することにより作成する
ことができる。また、金型に直接彫りこんで作成しても
良い。
基板（以下、単に「導光体」と呼ぶ）であり、石英、ガ
ラス、または透明樹脂、例えばアクリル系樹脂、ポリカ
ーボネイトなどを材料として構成される。導光体３は射
出成形などの方法により安価に作ることができる。導光
体３は、反射面４の大きさとほぼ同等のものである。導
光体３の下面と入射面とは、ほぼ９０度の角度をなす。
導光体３は全体として平板である。導光体３の上面には
微小なプリズムが複数個形成されており、導波光が導光
体下面方向へ反射されるようになっている。導光体下面
には導光体３の外周部に３個以上の突起部３４が形成さ
れている。外周部は反射面４を反射型液晶とした場合、
その反射型液晶の非表示部に相当する位置であり、導光
体の外側から約１ｍｍの範囲を指す。突起部３４の高さ
は０．０５から０．２ｍｍ程度である。突起部３４は金
型の突き出しピンの位置を調節することにより作成する
ことができる。また、金型に直接彫りこんで作成しても
良い。
【００１６】図１において、４は反射面である。反射面
４は、例えば、書籍や写真などの印刷物や、パーソナル
コンピュータなどのＯＡ機器、携帯情報端末、ポータブ
ルビデオテープレコーダーなどの画像表示装置、各種モ
ニターに使用される反射型液晶などである。以下、反射
面４を反射型液晶４として説明する。
４は、例えば、書籍や写真などの印刷物や、パーソナル
コンピュータなどのＯＡ機器、携帯情報端末、ポータブ
ルビデオテープレコーダーなどの画像表示装置、各種モ
ニターに使用される反射型液晶などである。以下、反射
面４を反射型液晶４として説明する。
【００１７】図１において、５は透明材料であり、導光
体３と反射型液晶４の間に気泡やゴミなどの異物の混入
なく充填されている。透明材料５は例えば、紫外光硬化
型樹脂や可視光硬化型樹脂などの接着剤、またＰＥＴな
どの透明な基材に粘着材を塗布してあるような粘着テー
プなどがある。
体３と反射型液晶４の間に気泡やゴミなどの異物の混入
なく充填されている。透明材料５は例えば、紫外光硬化
型樹脂や可視光硬化型樹脂などの接着剤、またＰＥＴな
どの透明な基材に粘着材を塗布してあるような粘着テー
プなどがある。
【００１８】図１において、６は薄膜である。薄膜６は
各種金属材料などの蒸着によって形成される。
各種金属材料などの蒸着によって形成される。
【００１９】次に、導光体３の溝形状の例として、図２
に示す。図２−（ａ）において、溝は第１の斜面と第２
の斜面によって形成されている。第１の斜面の導光体下
面３２に対する角度θ１は、３０度から４５度の範囲に
設定される。また第２の斜面の導光体下面３２に対する
角度θ２は、０度から１０度の範囲に設定される。θ１
は導波光が全反射によって偏向される主方向を決定す
る。従って、反射型液晶４の反射特性によって最大輝度
が得られるθ１は変化する。またθ２によって溝の深さ
を決定することができる。照明すべき反射型液晶４が大
きいほど溝の深さを小さくして、均一に照明することが
できる。また、光源１から遠くなるほどθ２を大きく
し、溝の深さを大きくすることにより、輝度を均一にす
ることができる。また、光源１から遠くなるほどθ２を
大きくし、溝のピッチを小さくしても、輝度を均一にす
ることが可能である。
に示す。図２−（ａ）において、溝は第１の斜面と第２
の斜面によって形成されている。第１の斜面の導光体下
面３２に対する角度θ１は、３０度から４５度の範囲に
設定される。また第２の斜面の導光体下面３２に対する
角度θ２は、０度から１０度の範囲に設定される。θ１
は導波光が全反射によって偏向される主方向を決定す
る。従って、反射型液晶４の反射特性によって最大輝度
が得られるθ１は変化する。またθ２によって溝の深さ
を決定することができる。照明すべき反射型液晶４が大
きいほど溝の深さを小さくして、均一に照明することが
できる。また、光源１から遠くなるほどθ２を大きく
し、溝の深さを大きくすることにより、輝度を均一にす
ることができる。また、光源１から遠くなるほどθ２を
大きくし、溝のピッチを小さくしても、輝度を均一にす
ることが可能である。
【００２０】また、図２−（ｂ）や図２−（ｃ）におい
ては、溝は第１の斜面と第２の斜面と平坦部によって形
成されている。このような構成であれば、θ２を変化す
ることなく光源１から遠くなるほど、溝深さを大きくす
ることができ、輝度を均一にすることができる。また、
θ２を変化することなく光源１から遠くなるほど溝のピ
ッチを小さくすることができ、輝度を均一にすることが
可能である。特に図２−（ｃ）のような形状であると反
転した形状を金型として加工し易く、好適である。
ては、溝は第１の斜面と第２の斜面と平坦部によって形
成されている。このような構成であれば、θ２を変化す
ることなく光源１から遠くなるほど、溝深さを大きくす
ることができ、輝度を均一にすることができる。また、
θ２を変化することなく光源１から遠くなるほど溝のピ
ッチを小さくすることができ、輝度を均一にすることが
可能である。特に図２−（ｃ）のような形状であると反
転した形状を金型として加工し易く、好適である。
【００２１】次に、薄膜６の特性について説明する。導
光体上面の微小なプリズムによる照明光は、導光体下面
３２の薄膜で反射することにより、反射型液晶４のコン
トラストを低下させる。従って、θａ＝ｓｉｎ-1（１／
ｎ）としたとき（ｎは導光体３の屈折率）、入射角θａ
以下の光が薄膜６へ入射したときの反射率は小さければ
小さいほど反射型液晶４のコントラストを低下させない
ため良好である。また、θａ以上の入射光に対する反射
率が高ければ高いほど、導光体３の側面から入射した光
は導光体上面と導光体下面３２の薄膜面とで反射するの
で導光体３内部を伝搬でき、照明効率が上がる。これら
の理由から、薄膜６は、図３に示すように角度θａ以下
で入射した光の反射率が０％であり、θａ以上で入射し
た光の反射率が１００％であるような特性であると、最
も良好であるといえる。
光体上面の微小なプリズムによる照明光は、導光体下面
３２の薄膜で反射することにより、反射型液晶４のコン
トラストを低下させる。従って、θａ＝ｓｉｎ-1（１／
ｎ）としたとき（ｎは導光体３の屈折率）、入射角θａ
以下の光が薄膜６へ入射したときの反射率は小さければ
小さいほど反射型液晶４のコントラストを低下させない
ため良好である。また、θａ以上の入射光に対する反射
率が高ければ高いほど、導光体３の側面から入射した光
は導光体上面と導光体下面３２の薄膜面とで反射するの
で導光体３内部を伝搬でき、照明効率が上がる。これら
の理由から、薄膜６は、図３に示すように角度θａ以下
で入射した光の反射率が０％であり、θａ以上で入射し
た光の反射率が１００％であるような特性であると、最
も良好であるといえる。
【００２２】上記のような特性に近づけるためには薄膜
を形成する方法の他に、透明材料５として低屈折率材料
を選択する方法がある。低屈折率材料による方法では、
導光体下面３２での反射は全反射角θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎ
Ｒ／ｎ）が導光体３の屈折率ｎと透明材料５の屈折率ｎ
Ｒの値によって決まる。従って、照明効率を上げるため
には透明材料５の屈折率ｎＲをできるだけ小さくする必
要がある。例えば、導光体３の材料として日本ゼオン
（株）製のポリオレフィン系樹脂であるゼオノア（屈折
率ｎ＝１．５３）を使用する。低屈折率な透明材料５と
してはアクリル系光学部品用接着剤（屈折率ｎＲ＝１．
４９）を使用する。このとき、全反射角θｂ＝７６．９
度となる。導光体３と空気による全反射角はθａ＝４
０．８度であるから、４０．８〜７６．９度までの光は
反射型液晶４に直接入射して照明効率に寄与しない。ｎ
＝１．５３、ｎＲ＝１．４９のときの入射角度−反射率
の関係を図４に示す。このように、θａ〜θｂまでの導
光板下面への入射光は、反射型液晶４に直接入射して照
明効率に寄与しない。
を形成する方法の他に、透明材料５として低屈折率材料
を選択する方法がある。低屈折率材料による方法では、
導光体下面３２での反射は全反射角θｂ＝ｓｉｎ-1（ｎ
Ｒ／ｎ）が導光体３の屈折率ｎと透明材料５の屈折率ｎ
Ｒの値によって決まる。従って、照明効率を上げるため
には透明材料５の屈折率ｎＲをできるだけ小さくする必
要がある。例えば、導光体３の材料として日本ゼオン
（株）製のポリオレフィン系樹脂であるゼオノア（屈折
率ｎ＝１．５３）を使用する。低屈折率な透明材料５と
してはアクリル系光学部品用接着剤（屈折率ｎＲ＝１．
４９）を使用する。このとき、全反射角θｂ＝７６．９
度となる。導光体３と空気による全反射角はθａ＝４
０．８度であるから、４０．８〜７６．９度までの光は
反射型液晶４に直接入射して照明効率に寄与しない。ｎ
＝１．５３、ｎＲ＝１．４９のときの入射角度−反射率
の関係を図４に示す。このように、θａ〜θｂまでの導
光板下面への入射光は、反射型液晶４に直接入射して照
明効率に寄与しない。
【００２３】本発明において、薄膜６は厚さλ／２の低
屈折率材料と厚さλ／２の高屈折率材料との交互の組合
せによって構成される。膜厚をそれぞれλ／２とするこ
とにより、正面方向の反射率をほとんど０％にすること
ができる。また、低屈折率材料と高屈折率材料との交互
の組合せにより、入射角度が大きい場合の反射率を高く
できる。低屈折率材料をＬ、高屈折率材料をＨと記述す
ると、下記の構成が考えられる。
屈折率材料と厚さλ／２の高屈折率材料との交互の組合
せによって構成される。膜厚をそれぞれλ／２とするこ
とにより、正面方向の反射率をほとんど０％にすること
ができる。また、低屈折率材料と高屈折率材料との交互
の組合せにより、入射角度が大きい場合の反射率を高く
できる。低屈折率材料をＬ、高屈折率材料をＨと記述す
ると、下記の構成が考えられる。
【００２４】それぞれの膜の厚さは（１／ｎＬ）×（λ
／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であり、ｎ
Ｈの材料の概略厚さが（１／ｎＨ）×（λ／２）であ
り、かつ、（１／ｎＨ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θ
ａ＋θｂ）／２））に相当する。
／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であり、ｎ
Ｈの材料の概略厚さが（１／ｎＨ）×（λ／２）であ
り、かつ、（１／ｎＨ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θ
ａ＋θｂ）／２））に相当する。
【００２５】具体的には低屈折率材料としてＭｇＦ
2（ｎ＝１．３８）、高屈折率材料としてＡｌ2Ｏ3（ｎ
＝１．６１）を用いると、図５〜図１１に示すような入
射角度―反射率の特性になる。図５〜図１１は、それぞ
れ、図５がＬ、図６がＬ−Ｈ、図７がＬ−Ｈ−Ｌ、図８
がＬ−Ｈ−Ｌ−Ｈ、図９がＨ−Ｌ、図１０がＨ−Ｌ−
Ｈ、図１１がＨ−Ｌ−Ｈ−Ｌの積層膜とした場合の図で
ある。ただし、λ＝５００ｎｍとした。λの値は使用す
る光源１の波長特性によって異なる。図５〜図１１から
わかるように、薄膜の層数を大きくすれば大きくするほ
ど特性が良くなる。上記の例は５層までの薄膜の例であ
るが、さらに多層膜すればより特性が向上する。実際的
には層数が増えればコストがかかるため、コストと性能
を考慮して決定すれば良い。
2（ｎ＝１．３８）、高屈折率材料としてＡｌ2Ｏ3（ｎ
＝１．６１）を用いると、図５〜図１１に示すような入
射角度―反射率の特性になる。図５〜図１１は、それぞ
れ、図５がＬ、図６がＬ−Ｈ、図７がＬ−Ｈ−Ｌ、図８
がＬ−Ｈ−Ｌ−Ｈ、図９がＨ−Ｌ、図１０がＨ−Ｌ−
Ｈ、図１１がＨ−Ｌ−Ｈ−Ｌの積層膜とした場合の図で
ある。ただし、λ＝５００ｎｍとした。λの値は使用す
る光源１の波長特性によって異なる。図５〜図１１から
わかるように、薄膜の層数を大きくすれば大きくするほ
ど特性が良くなる。上記の例は５層までの薄膜の例であ
るが、さらに多層膜すればより特性が向上する。実際的
には層数が増えればコストがかかるため、コストと性能
を考慮して決定すれば良い。
【００２６】なお、低屈折率材料にはＭｇＦ2以外にＳ
ｉＯ2（ｎ＝１．４６）などを使用しても良い。高屈折
率材料にはＳｉＯ（ｎ＝２．０）やＺｒＯ2（ｎ＝２．
０１）、ＴｉＯ2（ｎ＝２．３０）を使用しても良い。
また、図５の低屈折率材料のみの構成を、屈折率ｎＬ
１、ｎＬ２、（ｎ＞ｎＲ＞ｎＬ１＞ｎＬ２）の材料から
なる多層膜とする場合、多層膜がｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ
１の順の積層構造で構成され、ｎＬ１の材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ１）・（λ／２）より小さく、かつ、
（１／ｎＬ１）・（λ／４）より大きく、ｎＬ２の材料
の概略厚さが、（１／ｎＬ２）・（λ／２）であり、か
つ、（１／ｎＬ２）・（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋
θｂ）／２））とすることにより、導光体の裏面の法線
方向に対して概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光
が反射する薄膜として導光体の側面から入射した光が導
光体内を伝播し、より輝度を均一化することができる。
第１、第３層目の低屈折率材料としてＳｉＯ2、第２層
目の低屈折率材料としてＭｇＦ2を用い、上記膜厚にす
ることにより、上記効果が得られる。
ｉＯ2（ｎ＝１．４６）などを使用しても良い。高屈折
率材料にはＳｉＯ（ｎ＝２．０）やＺｒＯ2（ｎ＝２．
０１）、ＴｉＯ2（ｎ＝２．３０）を使用しても良い。
また、図５の低屈折率材料のみの構成を、屈折率ｎＬ
１、ｎＬ２、（ｎ＞ｎＲ＞ｎＬ１＞ｎＬ２）の材料から
なる多層膜とする場合、多層膜がｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ
１の順の積層構造で構成され、ｎＬ１の材料の概略厚さ
が、（１／ｎＬ１）・（λ／２）より小さく、かつ、
（１／ｎＬ１）・（λ／４）より大きく、ｎＬ２の材料
の概略厚さが、（１／ｎＬ２）・（λ／２）であり、か
つ、（１／ｎＬ２）・（λ／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋
θｂ）／２））とすることにより、導光体の裏面の法線
方向に対して概略θａ以上θｂ以下の角度で入射した光
が反射する薄膜として導光体の側面から入射した光が導
光体内を伝播し、より輝度を均一化することができる。
第１、第３層目の低屈折率材料としてＳｉＯ2、第２層
目の低屈折率材料としてＭｇＦ2を用い、上記膜厚にす
ることにより、上記効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明の反射型液晶表示装
置によれば、光源と、光源からの出射した光を側面から
取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導光
体と、反射型液晶と、導光体下面に形成された薄膜と、
導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料とから
構成し、λを可視光領域の波長とし、導光体の屈折率
と、導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料の
屈折率と、前記薄膜とにおいて、これらの屈折率、膜厚
を限定した構成としたことにより、導波距離とクリアな
画質を両立することができる。
置によれば、光源と、光源からの出射した光を側面から
取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の導光
体と、反射型液晶と、導光体下面に形成された薄膜と、
導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料とから
構成し、λを可視光領域の波長とし、導光体の屈折率
と、導光体と反射型液晶との間に充填された透明材料の
屈折率と、前記薄膜とにおいて、これらの屈折率、膜厚
を限定した構成としたことにより、導波距離とクリアな
画質を両立することができる。
【図１】本発明の反射型液晶表示装置の断面の模式図
【図２】本発明の反射型液晶表示装置の導光体の上面の
溝形状の例を示す図
溝形状の例を示す図
【図３】導光体下面の薄膜の理想的な反射率を示す図
【図４】低屈折率の透明材料による導光体下面での反射
率の図
率の図
【図５】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の反
射率を示す図
射率を示す図
【図６】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の反
射率を示す図
射率を示す図
【図７】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の反
射率を示す図
射率を示す図
【図８】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の反
射率を示す図
射率を示す図
【図９】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の反
射率を示す図
射率を示す図
【図１０】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の
反射率を示す図
反射率を示す図
【図１１】本発明の反射型液晶表示装置における薄膜の
反射率を示す図
反射率を示す図
【図１２】従来の反射型液晶表示装置を示す図
１ 光源
２ リフレクタ
３ 導光体
４ 反射面（反射型液晶）
５ 透明材料
６ 薄膜
３２ 導光体下面
３４ 突起物
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35
// Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02
103:00 103:00
(72)発明者 細川 育宏
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06
2H091 FA14Y FA23X FA41X GA07
LA17
5C094 AA02 BA43 ED01 ED11 ED20
5G435 AA01 BB12 BB16 EE22 FF02
FF03 FF08 GG24
Claims (3)
- 【請求項１】光源と、前記光源からの出射した光を側面
から取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の
導光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成され
た薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との
間に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表
示装置であって、 λを可視光領域の波長とし、前記導光体を構成する物質
の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１／ｎ）とし、前
記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間に充填され
た前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ＜ｎ）とし、θ
ｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、 前記薄膜が単層膜であり、屈折率がｎ、ｎＲよりも小さ
いｎＬの材料で構成され、前記薄膜の概略厚さが（１／
ｎＬ）×（λ／２）であり、かつ、（１／ｎＬ）×（λ
／４）／（ｃｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であること
を特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項２】光源と、前記光源からの出射した光を側面
から取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の
導光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成され
た薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との
間に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表
示装置であって、 λを可視光領域の波長とし、前記導光体を構成する物質
の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１／ｎ）とし、前
記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間に充填され
た前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ＜ｎ）とし、θ
ｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、 前記薄膜が屈折率ｎＬ１、ｎＬ２、（ｎ＞ｎＲ＞ｎＬ１
＞ｎＬ２）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜が
ｎＬ１、ｎＬ２、ｎＬ１の順の積層構造で構成され、 ｎＬ１の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ１）×（λ／
２）より小さく、かつ、（１／ｎＬ１）×（λ／４）よ
り大きく、 ｎＬ２の材料の概略厚さが、（１／ｎＬ２）×（λ／
２）であり、かつ、（１／ｎＬ２）×（λ／４）／（ｃ
ｏｓ（（θａ＋θｂ）／２））であることを特徴とする
反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】光源と、前記光源からの出射した光を側面
から取り入れて下面から照明光を出射する透明な板状の
導光体と、反射型液晶と、前記導光体の下面に形成され
た薄膜と、前記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との
間に充填された透明材料とから構成される反射型液晶表
示装置であって、 λを可視光領域の波長とし、前記導光体を構成する物質
の屈折率をｎとし、θａ＝ｓｉｎ-1（１／ｎ）とし、前
記導光体下面の薄膜と前記反射型液晶との間に充填され
た前記透明材料の屈折率をｎＲ、（ｎＲ＜ｎ）とし、θ
ｂ＝ｓｉｎ-1（ｎＲ／ｎ）とするとき、 前記薄膜が屈折率ｎＬ、ｎＨ、（ｎＨ＞ｎ＞ｎＲ＞ｎ
Ｌ）の材料からなる多層膜であり、前記多層膜がｎＬ、
ｎＨの順の積層構造で構成され、 ｎＬの材料の概略厚さが、（１／ｎＬ）×（λ／２）で
あり、かつ、（１／ｎＬ）×（λ／４）／（ｃｏｓ
（（θａ＋θｂ）／２））であり、 ｎＨの材料の概略厚さが（１／ｎＨ）×（λ／２）であ
り、かつ、（１／ｎＨ）×（λ／４）／（ｃｏｓ（（θ
ａ＋θｂ）／２））であることを特徴とする反射型液晶
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328816A JP2003131226A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 反射型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328816A JP2003131226A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 反射型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003131226A true JP2003131226A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19144816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001328816A Pending JP2003131226A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 反射型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003131226A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103998236A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-20 | 法国圣戈班玻璃厂 | 在层压基材上的图像可视化装置 |
| WO2020121488A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | 照明構造 |
| CN114174904A (zh) * | 2019-08-08 | 2022-03-11 | 本田技研工业株式会社 | 照明装置 |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001328816A patent/JP2003131226A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103998236A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-20 | 法国圣戈班玻璃厂 | 在层压基材上的图像可视化装置 |
| CN103998236B (zh) * | 2011-12-22 | 2016-09-07 | 法国圣戈班玻璃厂 | 在层压基材上的图像可视化装置 |
| WO2020121488A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | 照明構造 |
| JPWO2020121488A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2021-11-04 | 本田技研工業株式会社 | 照明構造 |
| CN114174904A (zh) * | 2019-08-08 | 2022-03-11 | 本田技研工业株式会社 | 照明装置 |
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