【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル等の画像表示素子を、光源からの光を用いて照明する導光板を備えたフロントライト方式の反射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の代表的な反射型表示装置として、フロントライト方式の液晶表示装置がある。図２と図３は、従来のフロントライト方式の液晶表示装置の１例を模式的に示す縦断面図である。
【０００３】
この液晶表示装置において、３は、線状の光源１に入射端面２ａを近接させて面状の導光板２を配したフロントライトである。４は、反射型の液晶パネル（画像表示素子）であり、図示は省略しているが、液晶層を２枚のガラス基板で挟み、導光板２からの出射光を反射する反射板を備えている。導光板２の発光面側には微細なプリズム状の光拡散面２ｂが形成されている。
【０００４】
以上の構成により、線状の光源１からの光は、入射端面２ａより導光板２内に入射し、この導光板２内を伝搬する間に光拡散面２ｂで導光板２の厚み方向に反射して対向面より出射して液晶パネル４を照明し、液晶パネル４からさらに反射して導光板２を透過し出射される。
【０００５】
導光板２の成形材料は、ＰＣ、ＰＭＭＡ、オレフィン系の透明な光学用樹脂である。また導光板２は、その殆どが射出成形法により成形されており、現状では数１０μｍの反りが生じているが、導光板２のような１ｍｍ前後の厚みの平板樹脂材料を反りなく成形することは大変難しい。
【０００６】
このような導光板２の反りに起因して、導光板２を液晶パネル４に貼り合わせる際に、導光板２の反った箇所が部分的に液晶パネル４を押圧すると、その押圧された部分に対応する液晶パネル４のギャップ（ガラス基板間の液晶層の充填部分）の変化により液晶層の変調度合が変わり、表示ムラとなって見えるという問題がある。そこで、導光板２の反りを吸収し、液晶パネル４への影響を無くすため、図２に示す従来例では、導光板２と液晶パネル４間にスペーサ等を介して所定のギャップ６をもって対向配置させている。このギャップ６を設けたことによって生じる空気層が、導光板２と液晶パネル４間に介在することにより、導光板２の表面での光の反射が大きくなるため、その表面に反射防止膜５ａ、５ｂを設けている。
【０００７】
また、図３に示す従来例では、導光板２と液晶パネル４間に接着層７が介在されて対向配置され、液晶表示装置を構成している。この接着層７は、導光板２の成形材料に近い屈折率を有する材料で構成されている。よって、図２で示した導光板２と液晶パネル４との間にギャップ６を介した従来例のように、反射防止膜５ａ、５ｂを設ける必要がなく、コントラストの改善、装置自体の強度の向上が図れるため採用が進み始めている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図３に示すように接着層７を設けた液晶表示装置の場合でも、以下のような問題点が生じる。
【０００９】
この問題点を模式的に示した図４（ａ）、（ｂ）を参照して、以下に説明する。図４（ａ）は気泡発生状態を模式的に示した断面図である。接着層７中に気泡７ａが発生するのは、導光板２と液晶パネル４の貼り合わせ時に導光板２に接着剤を塗布し、また導光板２と液晶パネル４との間に接着剤を塗り拡げたときに混入した気泡７ａが、貼り合わせ後の接着層７中に残留するためである。そこで、接着剤の粘度や貼り合わせ条件の最適化が必要になるが、もし気泡７ａが残留した場合には、画像表示部内に点欠陥として現れ、そこに光が照射されるとそれが輝点として観察されるために画像の表示品位を落とすという問題がある。
【００１０】
また図４（ｂ）は、導光板２の反りの影響を模式的に示した断面図である。導光板２の反りがきつい場合（１００μｍ以上）には、図４（ｂ）に示すような反り（逆反り）７ｂが発生し、導光板２と液晶パネル４との貼り合わせ時に液晶パネル４の表示面内にテンションがかかったり、接着層７のギャップが局所的に変わるため表示ムラとなって見えてしまうという問題がある。また、逆に反ると（正反り）、貼り合わせ時に空気を噛み込んで、画像表示部内に気泡が発生してしまい図４（ａ）で示したものと同様の問題が生じる。そこで、導光板２の成形品には反り量の低減・管理が要求される。
【００１１】
以上のように、接着層を設けた反射型表示装置の場合、高い表示品位を維持するには、その組立工程において、貼り合わせ時の気泡発生や導光板の反り量の管理など、生産性の観点で多くの課題が残されている。
【００１２】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑み、気泡発生や反りによる影響を受けることなく高い表示品位を維持することのできる反射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型表示装置は上記目的を達成するために、線状の光源と、この光源からの光を端面より入射して一面から出射する面状の導光板と、この導光板に対向配置されて導光板からの出射光により照明される液晶パネル等の画像表示素子とからなる反射型表示装置であって、前記導光板が、透明な樹脂材料を前記画像表示素子の面上で硬化させて成形することにより、画像表示素子に一体化されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、従来のような射出成形でなく、液晶パネル等の画像表示素子の面上にそれと一体化した状態で導光板の成形品を得ているので、導光板を接着層を介して貼り合わせる必要なく反射型表示装置を構成することができる。したがって、射出成形品の反りに起因した表示ムラや接着層の気泡残留に起因した点欠陥等による画像表示品位の低下の問題を解消することができると共に、気泡や反りが発生しないようにする生産管理上の問題も解消することができる。
【００１５】
上記発明において、透明な樹脂材料として熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂を用い、これら樹脂が加熱あるいは紫外線照射されて導光板を成形するように構成すると好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の反射型表示装置の実施形態について、図１を用いて具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の反射型表示装置の１例として液晶表示装置を簡略して示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。この液晶表示装置は、線状の光源１に入射端面２ａを近接させて面状の導光板２を配することにより、フロントライト３を構成している。光源１は、例えば冷陰極管や発光ダイオードを複数配列したものなどを用い、光源１を覆うようにリフレクタ８が配設されている。
【００１８】
導光板２は、加熱あるいは紫外線照射により硬化する透明な樹脂材料で成形されたほぼ平板状の透明板にて構成される。その大きさは、被照明物である液晶パネル４の大きさとほぼ同等とする。導光板２の発光面側には、数μｍの微少プリズムを形成する溝を多数形成することにより、微細なプリズム状の光拡散面２ｂをなしている。液晶パネル（画像表示素子）４は、図示しないが液晶層を２枚のガラスで挟み、導光板２からの出射光を反射させる反射板を備えている。
【００１９】
以上の構成により、線状の光源１からの光は、入射端面２ａより導光板２内に入射し、この導光体２内を伝搬する間に光拡散面２ｂで導光板２の厚み方向に反射して光拡散面２ｂとは反対面の出射面２ｃより出射して照明し、液晶パネル４からさらに反射して導光板２を透過し出射される。尚、入射端面２ａと出射面２ｃとは、ほぼ９０°の角度をなす。
【００２０】
リフレクタ８は、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製シートに接着し、内面の反射率が高く、光拡散性が小さくなるように構成されている。導光板２の入射端面２ａとリフレクタ８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８はなくても良い。
【００２１】
なお、フロントライト３を用いて照明されて画像表示するものであれば、反射型の液晶パネル４に代えて、写真やほかのディスプレイを採用することも可能である。
【００２２】
導光板２の成形方法としては、石英ガラスなどの透明な型の中に液晶パネル４を設置した状態で、型内に紫外線硬化樹脂を充填して紫外線を照射して成形品を得る方法や、金型内に液晶パネル４を設置した状態で、型内に熱硬化樹脂を充填して加熱して成形品を得る方法などがある。このように本実施形態では、従来からの射出成形法を用いずに、液晶パネル４の面上で紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂を硬化させて導光板２を液晶パネル４に一体化する成形方法を用いている。したがって本実施形態によれば、射出成形法を用いないことから、接着剤を用いた貼り合わせ工程を省略することができるので、画像表示部の表示ムラの原因となる反りや点欠陥の原因となる気泡残留を防止できると共に、そのために要求される生産管理上の問題も解消することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶パネル等の画像表示素子の面上に接着層を介さずにそれと一体化した導光板を用いることにより、導光板の反りに起因した表示ムラや接着層の気泡残留に起因した点欠陥等による画像表示品位の低下の生じない反射型表示装置を、気泡や反りが発生しないようにする生産管理上の問題なく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における液晶表示装置の構成を模式的に示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図。
【図２】従来例の構成を模式的に示す断面図。
【図３】別な従来例の構成を模式的に示す断面図。
【図４】従来例の問題点を模式的に示し、（ａ）は気泡発生状態を示す断面図、（ｂ）は反りによる影響を示す断面図。
【符号の説明】
１ 光源
２ 導光板
２ａ 入射端面
２ｃ 出射面
４ 液晶パネル（画像表示素子）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a front light type reflective display device including a light guide plate for illuminating an image display element such as a liquid crystal panel using light from a light source.
[0002]
[Prior art]
As a typical conventional display device of the related art, there is a front light type liquid crystal display device. 2 and 3 are longitudinal sectional views schematically showing one example of a conventional front light type liquid crystal display device.
[0003]
In this liquid crystal display device, reference numeral 3 denotes a front light in which the planar light guide plate 2 is arranged with the incident end face 2a approaching the linear light source 1. Reference numeral 4 denotes a reflection type liquid crystal panel (image display element), which is not shown, but includes a reflection plate which sandwiches the liquid crystal layer between two glass substrates and reflects light emitted from the light guide plate 2. I have. On the light-emitting surface side of the light guide plate 2, a fine prism-shaped light diffusion surface 2b is formed.
[0004]
With the above configuration, light from the linear light source 1 enters the light guide plate 2 from the incident end face 2a, and is reflected by the light diffusion surface 2b in the thickness direction of the light guide plate 2 while propagating through the light guide plate 2. Then, the light is emitted from the facing surface to illuminate the liquid crystal panel 4, further reflected from the liquid crystal panel 4, transmitted through the light guide plate 2, and emitted.
[0005]
The molding material of the light guide plate 2 is PC, PMMA, or an olefin-based transparent optical resin. Most of the light guide plate 2 is formed by an injection molding method. At present, the light guide plate 2 is warped by several tens of μm. However, a flat resin material having a thickness of about 1 mm such as the light guide plate 2 can be formed without warping. Is very difficult.
[0006]
When the light guide plate 2 is bonded to the liquid crystal panel 4 due to the warp of the light guide plate 2, when the warped portion of the light guide plate 2 partially presses the liquid crystal panel 4, There is a problem that the degree of modulation of the liquid crystal layer changes due to a change in the corresponding gap of the liquid crystal panel 4 (the portion where the liquid crystal layer is filled between the glass substrates), which causes display unevenness. Therefore, in order to absorb the warpage of the light guide plate 2 and eliminate the influence on the liquid crystal panel 4, in the conventional example shown in FIG. 2, the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4 are opposed to each other with a predetermined gap 6 via a spacer or the like. Let me. Since the air layer generated by the provision of the gap 6 is interposed between the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4, the reflection of light on the surface of the light guide plate 2 is increased. 5b is provided.
[0007]
Further, in the conventional example shown in FIG. 3, an adhesive layer 7 is interposed between the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4 so as to face each other, thereby constituting a liquid crystal display device. This adhesive layer 7 is made of a material having a refractive index close to the molding material of the light guide plate 2. Therefore, unlike the conventional example in which the gap 6 is interposed between the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4 shown in FIG. 2, there is no need to provide the antireflection films 5a and 5b, thereby improving the contrast and improving the strength of the device itself. Adoption is beginning to progress because of improvement.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the case of the liquid crystal display device provided with the adhesive layer 7 as shown in FIG. 3, the following problems occur.
[0009]
This problem will be described below with reference to FIGS. 4A and 4B schematically showing this problem. FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing a state in which bubbles are generated. The generation of bubbles 7a in the adhesive layer 7 is caused by applying an adhesive to the light guide plate 2 when the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4 are bonded, and applying an adhesive between the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4. This is because the air bubbles 7a that are mixed in when the air bubbles are spread remain in the adhesive layer 7 after the bonding. Therefore, it is necessary to optimize the viscosity of the adhesive and the bonding conditions. However, if the bubbles 7a remain, they appear as point defects in the image display unit, and when light is irradiated there, they become bright spots. However, there is a problem that the display quality of the image is deteriorated because the image is observed.
[0010]
FIG. 4B is a cross-sectional view schematically illustrating the influence of the warpage of the light guide plate 2. If the light guide plate 2 is severely warped (100 μm or more), a warp (reverse warp) 7 b as shown in FIG. 4B is generated, and the liquid crystal panel 4 is bonded when the light guide plate 2 and the liquid crystal panel 4 are bonded. There is a problem that tension is applied to the display surface or a gap of the adhesive layer 7 is locally changed, so that the display becomes uneven. On the other hand, if it is warped in the opposite direction (warpage), air will be caught at the time of bonding, and bubbles will be generated in the image display unit, causing the same problem as that shown in FIG. Therefore, the molded product of the light guide plate 2 is required to reduce and manage the amount of warpage.
[0011]
As described above, in the case of a reflective display device provided with an adhesive layer, in order to maintain high display quality, in the assembling process, productivity such as management of bubble generation during bonding and the amount of warpage of the light guide plate is controlled. Many issues remain from a viewpoint.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a reflective display device that can maintain high display quality without being affected by bubble generation or warpage in view of the above conventional problems.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the reflection type display device of the present invention has a linear light source, a planar light guide plate that receives light from the light source from an end face and emits the light from one side, and is disposed to face the light guide plate. A reflective display device comprising an image display element such as a liquid crystal panel that is illuminated by light emitted from the light guide plate, wherein the light guide plate cures a transparent resin material on the surface of the image display element. By being formed by molding, it is characterized by being integrated with the image display element.
[0014]
According to the present invention, the molded product of the light guide plate is obtained on the surface of the image display device such as a liquid crystal panel in a state of being integrated therewith, instead of the injection molding as in the related art. Thus, the reflection type display device can be configured without the necessity of bonding. Therefore, it is possible to eliminate the problem of deterioration in image display quality due to display unevenness caused by warpage of the injection molded product and point defects caused by remaining bubbles in the adhesive layer, and to prevent production of bubbles and warpage. Management problems can also be resolved.
[0015]
In the above invention, it is preferable that a thermosetting resin or an ultraviolet curing resin is used as the transparent resin material, and the resin is heated or irradiated with ultraviolet rays to form the light guide plate.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the reflective display device of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
[0017]
FIGS. 1A and 1B schematically show a liquid crystal display device as an example of the reflection type display device of the present embodiment, wherein FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a cross-sectional view. In this liquid crystal display device, a front light 3 is configured by arranging a planar light guide plate 2 with an incident end face 2 a approaching a linear light source 1. As the light source 1, for example, one in which a plurality of cold cathode tubes or light emitting diodes are arranged is used, and a reflector 8 is provided so as to cover the light source 1.
[0018]
The light guide plate 2 is formed of a substantially flat transparent plate formed of a transparent resin material that is cured by heating or irradiation with ultraviolet light. Its size is substantially equal to the size of the liquid crystal panel 4 which is the object to be illuminated. On the light emitting surface side of the light guide plate 2, a large number of grooves for forming micro prisms of several μm are formed to form a light diffusion surface 2b having a fine prism shape. The liquid crystal panel (image display element) 4 includes a reflection plate (not shown) that sandwiches a liquid crystal layer between two sheets of glass and reflects light emitted from the light guide plate 2.
[0019]
With the above configuration, the light from the linear light source 1 enters the light guide plate 2 from the incident end face 2a, and propagates through the light guide 2 in the thickness direction of the light guide plate 2 at the light diffusion surface 2b. The light is reflected and emitted from an emission surface 2c opposite to the light diffusion surface 2b to illuminate, and is further reflected from the liquid crystal panel 4 and transmitted through the light guide plate 2 to be emitted. Note that the incident end face 2a and the exit face 2c form an angle of about 90 °.
[0020]
The reflector 8 is formed, for example, by depositing a high-reflectivity material such as silver or aluminum on a resin sheet, and bonding this sheet to a thin metal plate or a resin sheet to have a high internal reflectivity and low light diffusion. It is configured to be. It is desirable that the height of the incident end face 2a of the light guide plate 2 and the height of the reflector 8 be the same. When the light source 1 is a light emitting diode, the reflector 8 may be omitted because the radiation distribution has a certain degree of directivity.
[0021]
It should be noted that a photograph or another display may be used instead of the reflective liquid crystal panel 4 as long as the image is displayed by being illuminated using the front light 3.
[0022]
As a method of forming the light guide plate 2, a method of obtaining a molded product by filling the mold with an ultraviolet curing resin and irradiating ultraviolet rays with the liquid crystal panel 4 installed in a transparent mold such as quartz glass, There is a method in which a thermosetting resin is filled in a mold in a state where the liquid crystal panel 4 is set in the mold and heated to obtain a molded product. As described above, in the present embodiment, a molding method in which the light guide plate 2 is integrated with the liquid crystal panel 4 by curing the ultraviolet curing resin or the thermosetting resin on the surface of the liquid crystal panel 4 without using the conventional injection molding method. Is used. Therefore, according to the present embodiment, since the injection molding method is not used, the bonding step using an adhesive can be omitted, which causes warpage and point defects that cause display unevenness of the image display unit. In addition to preventing bubbles from remaining, it is also possible to eliminate problems in production management required for that.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a light guide plate integrated with an image display element such as a liquid crystal panel without using an adhesive layer on the surface thereof, display unevenness or adhesion caused by warpage of the light guide plate is achieved. It is possible to provide a reflective display device in which image display quality is not degraded due to a point defect or the like due to residual air bubbles in a layer, without a problem in production management that prevents air bubbles and warpage from occurring.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B schematically show a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a front view, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional example.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another conventional example.
4A and 4B schematically show a problem of a conventional example, in which FIG. 4A is a cross-sectional view showing a bubble generation state, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing the influence of warpage.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 light source 2 light guide plate 2a incident end face 2c emission face 4 liquid crystal panel (image display element)
