JP2003263915A - 表示装置および表示素子用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の光を有効に使用できる表示装置を実現
する。 【解決手段】 反射型ＬＣＤ１の前面に導光板２を配置
し、この導光板２に矩形導光体３を固定する。矩形導光
体３は、リフレクター４により包まれ且つ当該リフレク
ター４により導光板２に固定される。矩形導光板３の一
端部には、白色ＬＥＤ５が配置され、その他端部側には
リフレクター４により端部反射面４ａが設けられる。白
色ＬＥＤ５の光は、端部反射面４ａにより反射され、矩
形導光体３内に戻されるから、光が無駄にならず有効利
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光源の光を導光
板を介して表示素子に照射する照明装置、及び、この照
明装置を備える液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶は自ら発光しないため、通常の液晶
表示装置では、液晶表示を照明するための照明装置が併
設される。従来から、液晶パネルの背面から光を照射す
るバックライト方式が用いられてきたが、近年では、液
晶パネルの前面から光を照射するフロントライト型液晶
装置が普及するに至っている。このフロントライト型液
晶装置は、液晶パネルの前面にフロントライト導光板を
設置し、当該フロントライト導光板の側面から光源の光
を導入する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バックライ
トおよびフロントライトの何れにおいても、光源の光を
導光板内に効率良く導入することが要求されており、現
在では、様々な提案がなされている。一般的には、光源
の導光板の反対側に反射面を設けることで、光の集光を
行い、余分な光を導光板内に導入するようにしている。

【０００４】特に、フロントライト型液晶装置は、バッ
クライト型液晶装置に比べて、液晶パネルの前面から光
を照射できる分だけ省エネ型ということができ、そのよ
うな特徴をもつフロントライトでは光を効率的に使用し
て、係る特徴が減殺されないいように反射面の構成を工
夫する必要がある。また、液晶表示装置は、相当なコス
ト削減を要求されるため、その反射面の構成は簡単であ
ることが望ましい。

【０００５】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、簡単に光源の反射面を構成し、光の利用効率を
向上し且つ低コストで製造できる液晶表示装置の照明装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による液晶表示装置の照明装置は、光を
液晶表示装置に導光する透明かつ板状の導光手段と、こ
の導光手段の一側面の略端部に配置した光源と、前記導
光手段のうち、少なくとも前記一側面の略端部の反対側
となる他側面に配置した反射面とを含むものである。

【０００７】導光手段により光源からの光を導光するに
あたり、光源を配置した一側面の略端部の反対側となる
他側面に反射面を有することで、光源から直進して側面
を通過してしまう光を反射して当該導光手段内に戻す。
これにより、光が有効利用され、照明装置の明るさが向
上する。なお、導光手段には、実施例に示す導光板およ
び矩形導光体を組み合せたもの、導光板および矩形導光
体が一体成形されたものが含まれる。また、当該反射面
以外に反射面を設けることを除外するものではない。

【０００８】つぎの発明による液晶表示装置の照明装置
は、液晶表示装置に対して内部を面方向に進行する光を
前記液晶表示装置に照射する第一の反射手段を有する透
明な導光板と、矩形であり、矩形長手方向一面が前記導
光板の側面と略接触し、当該側面に対向する側面に略矩
形長手方向に進行する光を前記導光板と略接触する側面
に反射する第二の反射手段を有する矩形導光体と、矩形
導光体の一端部に配置される光源と、矩形導光体の矩形
端部に配置した光源と対向するように設けた端部反射面
とを含むものである。

【０００９】光源の光は、矩形導光体の端部から入り、
第二の反射手段により導光板と接触している側面に導か
れる。導光板に入射した光は、第一の反射手段により反
射され液晶装置を照射する。ここで、光源から矩形導光
体内を略直進した光は、光源と対向するように設けた端
部反射面により反射され、同様に第二の反射手段により
導光板に入射され、液晶表示装置を照明することにな
る。これにより、光を有効利用して省エネルギーを実現
できる。なお、前記矩形導光体と導光板とが略接触する
とは、完全に接触している場合のみならず、光の通過に
支障のない範囲で極めて近接している状態を含む。

【００１０】つぎの発明による液晶表示装置の照明装置
は、反射型液晶表示装置の前面に配置されると共に上面
に内部を面方向に進行する光を前記反射型液晶表示装置
に照射する複数のマイクロ凹部を有する透明な導光板
と、矩形であり、矩形長手方向一面が前記導光板の側面
と略接触し、当該側面に対向する側面に複数のマイクロ
プリズムを有する矩形導光体と、矩形導光体の矩形端部
に配置される光源と、矩形導光体を包む状態で保持する
と共に内面に反射面を有し、且つ矩形導光体の矩形端部
に配置した光源と対向するように端部反射面を設けたリ
フレクターとを含むものである。

【００１１】この発明において、光源の光は矩形導光体
の端部から入射され、マイクロプリズムにより反射し、
導光板内に導かれる。続いて、当該光はマイクロ凹部に
より反射型液晶表示装置に照射され、反射型液晶表示装
置で反射した光は再び導光板を通じて観察側に出射され
る。ここで、リフレクターは、光源と対向する端部反射
面を有し、この反射面により光源から矩形導光体を略直
進してきた光等を再び矩形導光体内に戻し、この光は最
終的に導光板に導かれる。これにより、光の有効利用を
図る。

【００１２】次の発明による液晶表示装置の照明装置
は、上記発明において、前記リフレクターの端部反射面
は、リフレクターを構成する板状金属を折り曲げて成形
したものである。この発明では、金属板の板金加工によ
り端部反射面を形成するので、製造が容易である。特
に、リフレクター自体を金属板の板金加工により成形す
る場合に、有効である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による表示装置は、表示素
子と、表示素子に光を導光する導光手段と、導光手段の
一側面の略端部に設けられた光源と、を備え、導光手段
には、一側面の略端部の反対側となる他側面に反射面が
設けられている。すなわち、導光手段により光源からの
光を導光するにあたり、光源を配置した一側面の略端部
の反対側となる他側面に反射面を有するにより、光源か
ら直進して側面を通過してしまう光がこの反射面で反射
され導光手段内に戻されることになる。これにより、光
が有効利用され、照明装置の明るさが向上する。

【００１４】また、本発明による表示装置は、表示素子
と、表示素子に照明光を照射する照明装置を有する表示
装置であって、照明装置が、光源と、内部を進行する光
を表示素子側に照射するように反射する第一の反射手段
を有する導光板と、光源からの光を前記導光板に側面か
ら入射させる導光体と、を備え、導光体は、光源から光
が入射する入射面と、入射面に対向するとともに端部反
射体が設けられた対向面と、導光板へ光源からの光を出
射する出射面と、光源からの光を出射面に向かって反射
する第二の反射手段と、を備える構成とした。

【００１５】あるいは、表示素子と、光源と、内部を進
行する光を表示素子側に照射するように反射する第一の
反射手段を有する導光板と、光源からの光が入射する入
射面と導光板の側面へ光源からの光を出射する出射面と
光源からの光を導光板に側面から入射させる導光体と、
導光体を包む状態で保持すると共に光源からの光を出射
面に向かって反射するように内面に形成された反射面と
入射面に対向する対向面に設けられた端部反射体を有す
るリフレクターと、を備える構成とした。

【００１６】これらのような構成によれば、光源の光は
導光体の端部から入り、第二の反射手段により出射面に
導かれて導光板に入射する。導光板に入射した光は、第
一の反射手段により反射されて表示素子を照射する。こ
こで、光源から導光体内を略直進した光は、光源と対向
するように設けた端部反射体により反射され、再度導光
体内に入射される。再入射光も第二の反射手段により出
射面に導かれて導光板に入射され、同様に液晶表示装置
を照明することになる。これにより、光を有効利用して
省エネルギーを実現できる。

【００１７】さらに、出射面と対向する面に複数のマイ
クロプリズムを設けた構成とした。このような構成によ
り、光源から導光体に入射された光は、マイクロプリズ
ムにより効率よく反射し、導光板内に導かれる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例である液晶表示装置、
あるいは、液晶表示装置に用いられるフロントライトを
図面に基づいて詳細に説明する。 （実施例１）本発明に係る液晶表示装置の組立図を図１
に示す。図１に示した液晶表示装置の模式的断面を図２
に示す。図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。この液晶
表示装置のフロントライト１００は、反射型ＬＣＤ（Li
quid crystal display）１の表示側前面に配置される導
光板２と、導光板２の側辺に位置する矩形導光体３と、
矩形導光体３を導光板２に固定すると共に反射作用を有
するリフレクター４と、矩形導光体３の端部に配置した
白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５を備えている。

【００１９】矩形導光体３はアクリル製であり、導光板
２と反対側の縁部にはマイクロプリズム６が形成されて
いる。また、リフレクター４は、アルミニウムを板金加
工したものであり、具体的には、アルミニウム板をコの
字形状の曲げ加工し、白色ＬＥＤ５を配置する側と反対
側の端部を折り曲げ、端部反射面４ａを形成したもので
ある。図４に、アルミニウム板の展開図を示す。図中点
線は、折り曲げ位置である。導光板２の一面には、断面
鋸状のマイクロ凹面２ａが形成されており、反対面には
マルチＡＲコート２ｂが施されている。具体的には、こ
の導光板２は、ガラス製の板状導光体の上面に紫外線硬
化樹脂によりマイクロ凹面２ａをプレス形成したもので
ある。導光板２の素材にガラスを用いることで、光の減
衰を効果的に低減でき、一方で金型によるプレス成形に
より反射面となるマイクロ凹面２ａを極めて高精度に成
形できる。なお、この発明に適用できる導光板は、同図
に示す導光板２に限定されない。

【００２０】リフレクター４は、矩形導光体３を内部に
入れつつ、導光板２の端部を挟んで当該矩形導光体３を
導光板２の端部に接触状態で固定する。リフレクター４
の上部端縁４ｂは、導光板２のマイクロ凹部２ａに合致
した形状、即ち断面鋸形状に成形されており、当該上部
端縁４ｂを導光板２に係止することで固定を行う。ま
た、接着するようにしても良い。また、リフレクター４
から露出した矩形導光体端部には、白色ＬＥＤ５が接触
或いは近接して配置され、白色ＬＥＤ５の光が矩形導光
体３に導入されるようにする。

【００２１】矩形導光体３は、導光板２に固定された状
態で、図５に示すように、端部がリフレクター４の端部
反射面４ａに対向するように位置する。リフレクター４
の端部反射面４ａは曲げ加工により成形されるため、矩
形導光体３の端部との間で若干隙間が発生するが、光の
反射ができれば隙間の大きさは余り問題ではない。好ま
しくは、リフレクター４の端部反射面４ａの曲げ部分を
逃がして、矩形導光体３の角部と干渉しないようにすれ
ば（図示省略）、当該隙間は極めて小さくなるか或いは
殆どなくなり両者を接触状態にでき、より白色ＬＥＤ５
の光を反射し易くできる。

【００２２】白色ＬＥＤ５からの光は、矩形導光体３に
導入され、放射されながら矩形導光体３の長手方向に進
み、マイクロプリズム６にて反射する。この反射光は矩
形導光体３の端面から導光板２の端面を介して内部に入
射される。また、マイクロプリズム６への入射角によっ
ては光が矩形導光体３の外部に出ることになる。しかし
ながら、この光はリフレクター４の内面で反射して、再
び矩形導光体３内に入射することになる。そして、殆ど
の光は最終的に矩形導光体３の端面から導光板２の内部
に入射されることになる。このようにして導光板２へ入
射した光は、マイクロ凹面２ａの反射面により反射して
反射型ＬＣＤ１側に照射され、続いて反射型ＬＣＤ１の
反射面（図示省略）にて反射し、観察側に出射される。
なお、光の経路は図中２点鎖線で表す。

【００２３】ここで、矩形導光体３の光源とは反対側の
端部まで到達した光は、この端部から出ることになる
が、リフレクター４の端部反射面４ａで反射して再び矩
形導光体３内に戻される。矩形導光体３の端部から出る
光は主に白色ＬＥＤ５から直進してきた光であるため、
リフレクター４の端部反射面４ａは、直進光に対して垂
直になるのではなく、若干傾きを有するように形成する
のが好ましい。これにより端部反射面４ａでの反射光が
矩形導光体３に斜めに入射することになり、マイクロプ
リズム６にて導光板２側に出射し易くなるからである。

【００２４】このように、リフレクター４に端部反射面
４ａを設けることで、白色ＬＥＤ５の光を有効利用して
省エネルギーを実現できる。また、端部反射面４ａは、
リフレクター４の一部を折り曲げて形成したものである
から、その製造は極めて容易である。なお、折り曲げ位
置は、リフレクター端縁のどの位置でも構わない。ま
た、端部反射面４ａにより光を有効利用することと、導
光板２がガラスと樹脂を複合して光の減衰を抑制するこ
との相乗効果により、省電力で明るい照明装置を得るこ
とができる。

【００２５】更に、上記リフレクター４は、曲げ加工の
容易性からアルミニウム板などの金属板により形成した
が、射出成形等によりリフレクター４の形状が成形でき
る場合は、樹脂等により成形し、その表面に金属蒸着膜
による反射面を形成して代用することもできる。勿論、
製造方法の一例として、リフレクター４が射出成形によ
り成形できる形状である場合は、プレスによる曲げ加工
に代えて、金属射出成形によりグリーン成形体を一体成
形し、加熱してバインダを飛ばすことでリフレクター４
を成形しても良い。

【００２６】また、本実施例では、導光板２と矩形導光
体３とが別体であり、これらをリフレクター４により固
定する構成としたが、本発明はこの形態に限定されな
い。即ち、導光板２と矩形導光体３とが一体構造であ
り、そのような導光板２の端部にリフレクター４を嵌め
込み、側方に白色ＬＥＤ５を配置しても構わない（図示
省略）。係る場合も、光の進行経路は上記同様であり、
矩形導光体３と導光板２との界面が存在しないだけであ
る。 （実施例２）図６は、本発明の実施例２に係る液晶表示
装置のフロントライトを示す組立図である。図７は、図
６に示したフロントライトの一部断面図である。このフ
ロントライト２００は、透明なアクリル製の矩形導光体
２０１の表面にアルミニウムなどの金属膜２０２を蒸着
し、導光板２との接合面２０２ａおよび白色ＬＥＤ５と
の接合面２０２ｂの蒸着膜を削り取った構成である。導
光板２は、上述した実施例１の導光板と同じである。矩
形導光体２０１は、導光板２と反対側の縁部に実施例１
と同様に複数のマイクロプリズム２０３が形成されてい
る。ここで、矩形導光体２０１と導光板２は、固定部材
２０４により固定される。この固定部材２０４は、実施
例１のリフレクター４と同じ形状をしているが、金属体
を折り曲げて加工したもので、反射機能は必須でない。
なぜなら、矩形導光体は蒸着による金属膜２０２が設け
られているからである。即ち、矩形導光体２０１の上面
２０２ｃ、マイクロプリズム表面、および白色ＬＥＤ接
合側と反対側の端面２０２ｄは、アルミニウムの金属膜
２０２により反射面が形成されている。

【００２７】なお、蒸着時に薄膜形成装置のテーブルと
接する面（図中下面）は金属膜２０２が形成されない
が、裏返して蒸着をすれば反射面を形成可能である。ま
た、当該面に金属膜を形成しなくても、固定部材２０４
の材料にアルミニウム板等の金属板を用いれば、実施例
１のようなリフレクター４と同様の効果がある。

【００２８】このフロントライト２００では、白色ＬＥ
Ｄ５からの光は、矩形導光体２０１内で反射して殆ど全
てが導光板２内に導かれる。特に、白色ＬＥＤ５から矩
形導光体２０１を直進した光は端面の反射面２０２ｄで
反射し、その反射光がマイクロプリズム２０３で反射し
て導光板２に導かれるので、光を極めて効率的に用いる
ことができる。なお、導光板２に導入された光は、実施
例１にて説明したように、反射型ＬＣＤ１で反射して観
察側に至る。

【００２９】また、実施例１および２では、フロントラ
イトを例に挙げて説明したが、上記導光板をバックライ
トの導光板に応用して構成することにより、同様の効果
を奏することは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置の照明装置は、光を液晶表示素子に導光する透明か
つ板状の導光手段と、この導光手段の一側面の略端部に
配置した光源を有し、導光手段の、光源が設けられた位
置とは反対側の端部に、反射面が形成されているので、
光を有効利用して省エネルギーを実現できる。また、こ
の発明の液晶表示装置の照明装置では、液晶表示装置に
対して内部を面方向に進行する光を前記液晶表示装置に
照射する第一の反射手段を有する透明な導光板と、矩形
であり、矩形長手方向一面が前記導光板の側面と略接触
し、当該側面に対向する側面に略矩形長手方向に進行す
る光を前記導光板と略接触する側面に反射する第二の反
射手段を有する矩形導光体と、矩形導光体の一端部に配
置される光源と、矩形導光体の矩形端部に配置した光源
と対向するように設けた端部反射面とを含むので、光を
有効利用して省エネルギーを実現できる。

【００３１】また、この発明の液晶表示装置の照明装置
では、反射型液晶表示装置の前面に配置されると共に上
面に内部を面方向に進行する光を前記反射型液晶表示装
置に照射する複数のマイクロ凹部を有する透明な導光板
と、矩形であり、矩形長手方向一面が前記導光板の側面
と略接触し、当該側面に対向する側面に複数のマイクロ
プリズムを有する矩形導光体と、矩形導光体の矩形端部
に配置される光源と、矩形導光体を包む状態で保持する
と共に内面に反射面を有し、且つ矩形導光体の矩形端部
に配置した光源と対向するように端部反射面を設けたリ
フレクターとを含むので、光を有効利用して省エネルギ
ーを実現できる。

【００３２】また、この発明の液晶表示装置の照明装置
では、リフレクターの端部反射面を、リフレクターを構
成する板状金属を折り曲げて成形するので、照明装置の
製造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る液晶表示装置を示す組
立図である。

【図２】図１に示したフロントライトの断面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ断面図である。

【図４】アルミニウム板の展開図を示す。

【図５】図３の端部拡大図を示す。

【図６】本発明の実施例２に係る液晶表示装置のフロン
トライトを示す組立図である。

【図７】図６に示したフロントライトの一部断面図であ
る。

【符号の説明】

１００ フロントライト １ 反射型ＬＣＤ ２ 導光板 ３ 矩形導光体 ４ リフレクター ５ 白色ＬＥＤ ６ マイクロプリズム

───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者 千本松 茂 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 福地 高和 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA14X FA21X FA23X FA41X FA45X FD03 FD06 FD12 LA03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示素子と、前記表示素子に光を導光す
   る導光手段と、前記導光手段の一側面の略端部に設けら
   れた光源と、を備え、 前記導光手段には、前記一側面の略端部の反対側となる
   他側面に反射面が設けられたことを特徴とする表示装
   置。
2. 【請求項２】 表示素子と、前記表示素子に照明光を照
   射する照明装置を有する表示装置において、 前記照明装置が、光源と、内部を進行する光を前記表示
   素子側に照射するように反射する第一の反射手段を有す
   る導光板と、前記光源からの光を前記導光板に側面から
   入射させる導光体と、を備え、 前記導光体は、前記光源から光が入射する入射面と、前
   記入射面に対向するとともに端部反射体が設けられた対
   向面と、前記導光板へ前記光源からの光を出射する出射
   面と、前記光源からの光を前記出射面に向かって反射す
   る第二の反射手段と、を備えることを特徴とする表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記第二の反射手段が前記出射面と対向
   する面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の
   表示装置。
4. 【請求項４】 表示素子と、 光源と、 内部を進行する光を前記表示素子側に照射するように反
   射する第一の反射手段を有する導光板と、 前記光源からの光が入射する入射面と、前記導光板の側
   面へ前記光源からの光を出射する出射面と、前記光源か
   らの光を前記導光板に側面から入射させる導光体と、 前記導光体を包む状態で保持すると共に、前記光源から
   の光を前記出射面に向かって反射するように内面に形成
   された反射面と、前記入射面に対向する対向面に設けら
   れた端部反射体と、を有するリフレクターと、 を備えることを特徴とする表示装置。
5. 【請求項５】 前記出射面と対向する面に複数のマイク
   ロプリズムが設けられたことを特徴とする請求項２また
   は請求項４のいずれかに記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記第一の反射手段が、前記導光板の上
   面に形成された複数のマイクロ凹部であることを特徴と
   する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の表示
   装置。
7. 【請求項７】 内部を略面方向に進行する光を前記面方
   向に対して略垂直に反射して照射する第一の反射手段を
   有する透明な導光板と、 矩形であり、矩形長手方向一面が前記導光板の側面と略
   接触し、当該側面に対向する側面に略矩形長手方向に進
   行する光を前記導光板と略接触する側面に反射する第二
   の反射手段を有する矩形導光体と、 矩形導光体の一端部に配置される光源と、 矩形導光体の矩形端部に配置した光源と対向するように
   設けた端部反射面と、を備えることを特徴とする表示素
   子用照明装置。
8. 【請求項８】 内部を面方向に進行する光を前記面方向
   に略垂直な方向に反射して照射する複数のマイクロ凹部
   が上面に形成された導光板と、 矩形であり、矩形長手方向一面が前記導光板の側面と略
   接触し、当該側面に対向する側面に複数のマイクロプリ
   ズムを有する矩形導光体と、 矩形導光体の矩形端部に配置される光源と、 矩形導光体を包む状態で保持すると共に内面に反射面を
   有し、前記光源と対向するように端部反射面が設けられ
   たリフレクターと、を備えることを特徴とする表示素子
   用照明装置。
9. 【請求項９】 前記リフレクターの端部反射面が、リフ
   レクターを構成する板状金属を折り曲げて成形されたこ
   とを特徴とする請求項８に記載の表示素子用照明装置。