JP2004227856A - Surface light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる面発光装置に関連する技術である。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示板等を照明する装置として、フロントライト或いはバックライトと称される面発光装置が提案されている。また、特許文献1乃至3に開示されるように、2枚の液晶表示板を張り合わせて両面表示型とした液晶表示装置も提案されており、携帯電話の表示装置等として用いられている。
【0003】
このような両面表示型の液晶表示装置のうち、例えば、特許文献3に示すように、面発光装置の両面に液晶セルを配置する場合、各液晶セルに対する出光比率を調節することが必要となる。例えば、一方の液晶セルは他方の液晶セルよりも明るく発光させるという要望がある。
【0004】
このような両面発光を行う場合、例えば、透明板の表面に金属膜を被覆した半透過ミラーや誘電体多層膜を用いた半透過ミラーを面発光装置の一方の出光面に配置し、面発光装置からの光を双方向に出光することが考えられる。
【0005】
【特許文献1】特開平10−198291号公報
【特許文献2】特開2001−298519号公報
【特許文献3】特開2002−189230号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属膜を被覆した半透過ミラーでは、金属膜による光の吸収量が大きく、透過量を高くする場合は金属膜を薄くする必要があり、光量を十分に得られない。また、誘電体多層膜を用いた半透過ミラーでは、可視域全体に渡って光を均等に減衰させるためには、多くの層を積層しなければならず、コスト高になる他、膜を多層積層することで、剥離、割れなどの問題も生じる。
【0007】
従って、本発明の目的は、より多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる面発光装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光源と、該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、前記導光板の上面側又は下面側に半透過ミラーを設け、前記半透過ミラーが、表面に反射材のパターンが設けられた光透過板からなることを特徴とする面発光装置が提供される。
【0009】
また、本発明によれば、光源と、該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、前記導光板の上面側又は下面側に偏光選択性を有する半透過ミラーを設けたことを特徴とする面発光装置が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【0011】
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係る面発光装置Aを、両面表示型の液晶表示装置に適用した例を示す概略図である。また、図2は、図1の液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【0012】
この液晶表示装置は、面発光装置Aの上面側及び下面側にそれぞれ液晶セルBが設けられており、観察者は、それぞれの液晶セルに表示される画像を楽しむことができ、また、面発光装置Aは、上下の双方向に発光し、各液晶セルBをそれぞれ照明する。
【0013】
面発光装置Aは、光源1と、導光板2と、光学機能フィルム3と、半透過ミラー4と、を有し、導光板2、光学機能フィルム3及び半透過ミラー4は、いずれも方形状であり、上下方向に積層されている。
【0014】
光源1は、線状光源であって、例えば、冷陰極管であり、その長手方向が導光板2の側面に沿うように配置されている。反射体1aは、光源1の周囲を覆うようにして設けられており、光源1aからの光が導光板2へ効率よく入射するように内面が鏡面で形成されている。なお、本実施形態では、光源1として線状光源を用いているが、LED等による点光源も採用可能である。
【0015】
導光板2は、例えば、光学ガラス、合成樹脂等からなる板状の部材であって、好ましくは、透明な基板からなる。本実施形態の場合、導光板2は、上方の液晶セルBに対する出光面となる上面2aと、上面2aの反対面であり、下方の液晶セルBに対する出光面となる下面2bと、側面2cと、を有する方形状を成しており、4つの側面2cのうちの一つに対して光源1からの光が入射するように構成している。なお、導光板2は、このように方形状の板が最適であるが、その形状はこれに限られず、種々の形状を採用できる。
【0016】
光学機能フィルム3は、例えば、拡散板やプリズムシートであり、上下方向への出光量を向上させ、また、光量のむらを抑えるためのものである。この光学機能フィルム3は必ずしも設ける必要はないが、出光量の向上及び光量のむらを抑えるために設けることが望ましいことは言うまでもない。また、本実施形態では、導光板2の上面2a側と下面2b側との双方にこの光学機能フィルム3を設けているが、いずれか一方の側でもよい。また、この光学機能フィルム3に代えて、導光板2の表面に直接拡散パターンやプリズム溝を施すようにしてもよい。
【0017】
半透過ミラー4は、面発光装置Aの上面側と下面側とで出光比率を調節するためのものであり、光透過板の表面に反射材のパターンが設けられたものである。本実施形態では、導光板2の下面2b側に設けられているが、上面2a側に設けられてもよく、いずれか一方の側にのみ設けられる。
【0018】
光透過板としては、透明又は半透明の光学ガラス、合成樹脂等が挙げられる。反射材としては、光吸収性の低い銀が最適である。尤も、本実施形態の場合、反射材により光透過板の表面を全体に渡って被覆するものではないので、光反射性を有する他の金属等を採用しても、従来のように光透過板の表面を全体に渡って金属膜で被覆したものに比べれば出光量が優ることはいうまでもない。
【0019】
本実施形態では、反射材のパターンを光透過板の表面に設けることにより、光透過板の表面において、反射材が施された部分と、反射材が施されていない部分(光透過板の表面が露出した部分)と、が混在する。そして、導光板2から出光した光の一部は反射材に反射され、残りの光は光透過板を通過することとなる。従って、導光板2の上面2a側と下面2b側の出光比率は、反射材のパターンが施された部分の面積と、光透過板の表面が露出した部分の面積と、により定められ、所望の出光比率に応じて反射材のパターンが施された部分の面積を定めることができる。
【0020】
このパターンとしては、任意のパターンが採用できるが、明るさにむらが発生しないようなパターンを採用することが望ましく、その大きさ又は幅が、例えば、2乃至300μmであることが望ましい。また、光透過板の表面の各領域において均一に設けられることが望ましい。
【0021】
図3(a)及び(b)は、反射材のパターンの例を示した図であり、反射材4a(黒色部分)が光透過板4bの表面に施されている。白色部分は光透過板4bの表面が露出している部分を示している。図3(a)の例では、ドット状の複数の反射材4aを左右上下に整列配置させている。この反射材4aのドット形状は、図に示すように正方形であってもよいし、円形であってもよい。また、各ドットの形状が必ずしも同じである必要はなく、異なる大きさ、形状であってもよい。図3(b)の例では、ライン状の複数の反射材4aを上下に略平行に整列配置している。このようなパターンも採用可能である。
【0022】
このような反射材のパターンを設ける方法としては、例えば、光透過板に対する反射材の印刷、マスク成膜、エッチング等の加工方法を挙げることができる。
【0023】
係る構成からなる面発光装置Aでは、導光板2の上面2a及び下面2bから出光する光のうち、下面2bから出光する光は、半透過ミラー4で反射される場合(図2のx)と、反射されない場合(図2のy)と、が生じ、上面2a側からは上面2aへ直接出光した光と下面2bから出光して半透過ミラー4で反射された光との合成となり、上面2a側の液晶セルBの方が明るくなる。
【0024】
すなわち、比較的簡単な構成でありながら、半透過ミラー4に施された反射材のパターンにより上下の出光比率を調節することができる。この際、半透過ミラー4の表面には、従来のように金属膜が全体に渡って被覆されているのではないので、光の吸収量が減少し、より大きな光量を得ることができ、更に、反射材として銀を用いた場合いはこの効果が顕著となる。また、反射材のパターンの面積により、この出光比率を自在に調節することができる。
【0025】
<第2実施形態>
上記第1実施形態では、半透過ミラー4として、光透過板の表面に反射材のパターンを設けたものを採用したが、これに代えて、偏光選択性を有するもの、例えば、偏光フィルムを採用してもよい。偏光選択性を有する半透過ミラー4を用いた場合にも、図2に示すように導光板2の下面2b側に設けられてもよいし、上面2a側に設けてもよく、いずれか一方の側にのみ設けられる。
【0026】
そのような偏光選択性として、直線偏光に対する選択性を有するものを採用することもできる。この場合、半透過ミラー4に入射した光は、光の波の成分のうち、縦波か横波かのいずれかがこれを透過し、他方は反射することになる。従って、上記第1実施形態の場合と同様に、2つの液晶セルBのうち、いずれか一方を明るくすることができ、出光比率を調節できる。しかも、半透過ミラー4において光の吸収がないのでより大きな出光量を得られる。
【0027】
なお、このように偏光選択性を有する半透過ミラー4を採用する際に使用される導光板および光学フィルムの複屈折特性が小さく偏光特性が保持される場合には、液晶セルBを構成する偏光フィルムの偏光方向と、面発光装置Aから出光する光の偏光方向とを一致させることが必要となる。例えば、図2の構成において、上側の液晶セルBが縦波を透過し、下側の液晶セルBが横波を透過するものであるとすると、半透過ミラー4は、縦波を反射し横波を透過する偏光選択性を有するものである必要がある。
【0028】
次に、偏光選択性を有する半透過ミラー4として、円偏光に対する選択性を有するものを採用することもできる。この場合、半透過ミラー4に入射した光は、光の成分のうち、右円偏光か左円偏光かによってこれを透過又は反射することとなる。従って、この場合も、2つの液晶セルBのうち、いずれか一方を明るくすることができ、出光比率を調節できる。この例の場合も、半透過ミラー4において光の吸収がないのでより大きな出光量を得られる。
【0029】
なお、円偏光に対する選択性を有する半透過ミラー4を採用する際に使用される導光板および光学フィルムの複屈折特性が小さく偏光特性が保持される場合には、図4に示すように、λ/4位相差板5を設けると、効率よく液晶セルに光を導入することができる。同図に示すように、透過光及び反射光の双方を直線偏光に変換するため、λ/4位相差板5は、導光板2の上面2a側及び下面2b側の双方に設けている。
【0030】
なお、円偏光に対して選択性を有する半透過ミラー4を採用した場合も、液晶セルBを構成する偏光フィルムの偏光方向と、面発光装置Aから出光する光の偏光方向とを一致させることが必要となることはいうまでもない。
【0031】
さて、図4の例において、半透過ミラー4が右円偏光を反射する選択性を有するものとすると、導光板2の上面2a及び下面2bから出光する光のうち、下面2bから出光する光の右円偏光は半透過ミラー4で反射され(図4のm)、左円偏光は反射されない場合(図4のn)ため、上面2a側からは上面2aへ直接出光した光と下面2bから出光して半透過ミラー4で反射された右円偏光との合成となり、上面2a側の液晶セルBの方が明るくなる。
【0032】
このように、半透過ミラー4として偏光選択性を有するものを採用した場合にも、従来よりも多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の面発光装置によれば、より多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る面発光装置Aを、両面表示型の液晶表示装置に適用した例を示す概略図である。
【図2】図1の液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【図3】(a)及び(b)は、反射材のパターンの例を示した図である。
【図4】本発明の第2実施形態を採用した場合における液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【符号の説明】
A 面発光装置
B 液晶セル
1 光源
2 導光板
3 光学機能シート
4 半透過ミラー
5 λ/4位相差板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique related to a surface light emitting device used for a liquid crystal display device or the like.
[0002]
[Prior art]
As a device for illuminating a liquid crystal display panel or the like, a surface light emitting device called a front light or a backlight has been proposed. Further, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, two-sided display type liquid crystal display devices in which two liquid crystal display plates are bonded to each other have been proposed, and are used as display devices of mobile phones.
[0003]
In such a double-sided display type liquid crystal display device, for example, when liquid crystal cells are arranged on both sides of a surface light emitting device as disclosed in
[0004]
In the case of performing such double-sided light emission, for example, a semi-transmissive mirror in which a metal film is coated on the surface of a transparent plate or a semi-transmissive mirror using a dielectric multilayer film is arranged on one light emitting surface of the surface emitting device, and It is conceivable to emit light from the device in both directions.
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-198291 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-298519 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189230
[Problems to be solved by the invention]
However, in a semi-transmissive mirror coated with a metal film, the amount of light absorbed by the metal film is large, and when the transmission amount is increased, the metal film needs to be thin, and a sufficient amount of light cannot be obtained. In addition, in a semi-transmissive mirror using a dielectric multilayer film, many layers must be stacked in order to uniformly attenuate light over the entire visible range, which increases the cost and increases the number of layers. Lamination also causes problems such as peeling and cracking.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a surface emitting device that can obtain a larger amount of light and can adjust the light output ratio with a relatively simple configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in the surface light emitting device including a light source, a light guide plate including a side surface on which light from the light source enters, and an upper surface and a lower surface from which the incident light exits, the light guide plate includes: A semi-transmissive mirror is provided on the upper surface side or the lower surface side of the light-emitting device, and the semi-transmissive mirror is formed of a light transmitting plate having a pattern of a reflective material provided on a surface thereof.
[0009]
Further, according to the present invention, in a surface light emitting device including a light source, a light guide plate having a side surface on which light from the light source enters, and an upper surface and a lower surface on which the incident light exits, A surface emitting device is provided, wherein a semi-transmissive mirror having polarization selectivity is provided on the upper surface side or the lower surface side of the light guide plate.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which a surface light emitting device A according to one embodiment of the present invention is applied to a double-sided display type liquid crystal display device. FIG. 2 is an exploded sectional view showing the configuration of the liquid crystal display device of FIG.
[0012]
In this liquid crystal display device, a liquid crystal cell B is provided on each of the upper surface side and the lower surface side of the surface light emitting device A, so that an observer can enjoy an image displayed on each liquid crystal cell. The device A emits light in both directions up and down, and illuminates each liquid crystal cell B.
[0013]
The surface light emitting device A has a light source 1, a
[0014]
The light source 1 is a linear light source, for example, a cold cathode tube, and is arranged so that its longitudinal direction is along the side surface of the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
Examples of the light transmitting plate include transparent or translucent optical glass, synthetic resin, and the like. As the reflective material, silver having low light absorption is optimal. However, in the case of the present embodiment, since the surface of the light transmitting plate is not entirely covered with the reflecting material, even if another metal or the like having light reflectivity is adopted, the light transmitting plate as in the related art is used. It goes without saying that the amount of emitted light is superior to that obtained by covering the entire surface with a metal film.
[0019]
In the present embodiment, by providing the pattern of the reflecting material on the surface of the light transmitting plate, the portion of the light transmitting plate on which the reflecting material is applied and the portion on which the reflecting material is not applied (the surface of the light transmitting plate) Are exposed) and are mixed. Then, a part of the light emitted from the
[0020]
As this pattern, any pattern can be adopted, but it is desirable to adopt a pattern that does not cause unevenness in brightness, and it is desirable that the size or width is, for example, 2 to 300 μm. Further, it is desirable that the light transmitting plate is provided uniformly in each region on the surface.
[0021]
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing examples of the pattern of the reflecting material, in which the reflecting
[0022]
As a method of providing such a pattern of the reflective material, for example, a processing method such as printing of the reflective material on the light transmitting plate, film formation of a mask, and etching can be used.
[0023]
In the surface emitting device A having such a configuration, of the light emitted from the
[0024]
That is, although the structure is relatively simple, the upper and lower light emission ratios can be adjusted by the pattern of the reflective material applied to the
[0025]
<Second embodiment>
In the first embodiment, as the
[0026]
As such a polarization selectivity, one having selectivity to linearly polarized light may be employed. In this case, of the light incident on the
[0027]
When the birefringence characteristics of the light guide plate and the optical film used when employing the
[0028]
Next, as the
[0029]
When the birefringence characteristics of the light guide plate and the optical film used when adopting the
[0030]
In addition, even when the
[0031]
Now, in the example of FIG. 4, assuming that the
[0032]
As described above, even when a
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the surface emitting device of the present invention, a larger amount of light can be obtained, and the light emission ratio can be adjusted with a relatively simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which a surface emitting device A according to a first embodiment of the present invention is applied to a double-sided display type liquid crystal display device.
FIG. 2 is an exploded sectional view showing a configuration of the liquid crystal display device of FIG.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing examples of a pattern of a reflecting material; FIGS.
FIG. 4 is an exploded cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device when a second embodiment of the present invention is employed.
[Explanation of symbols]
A Surface emitting device B Liquid crystal cell 1
Claims (7)
該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、
前記導光板の上面側又は下面側に半透過ミラーを設け、
前記半透過ミラーが、表面に反射材のパターンが設けられた光透過板からなることを特徴とする面発光装置。A light source,
In a surface light emitting device including a light guide plate having a side surface on which light from the light source enters, and an upper surface and a lower surface on which the incident light exits,
A semi-transmissive mirror is provided on the upper surface side or the lower surface side of the light guide plate,
A surface light emitting device, wherein the semi-transmissive mirror comprises a light transmitting plate having a surface provided with a pattern of a reflective material.
該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、
前記導光板の上面側又は下面側に偏光選択性を有する半透過ミラーを設けたことを特徴とする面発光装置。A light source,
In a surface light emitting device including a light guide plate having a side surface on which light from the light source enters, and an upper surface and a lower surface on which the incident light exits,
A surface light emitting device, wherein a semi-transmissive mirror having polarization selectivity is provided on an upper surface side or a lower surface side of the light guide plate.
前記導光板の上面側及び下面側にそれぞれ位相差板を設けたことを特徴とする請求項4に記載の面発光装置。The transflective mirror has selectivity for circularly polarized light,
The surface light emitting device according to claim 4, wherein a phase difference plate is provided on each of an upper surface side and a lower surface side of the light guide plate.
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-
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- 2003-01-21 JP JP2003012447A patent/JP2004227856A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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