JP2007025709A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子機器は、液晶パネルと、光源102と、導光板101と、導光板の下面に接する複数の柱状レンズ106と、を有し、柱状レンズの側面に垂直な平面による裁断面は等脚台形であり、等脚台形の鈍角をφoutとし、前記柱状レンズの全反射の臨界角をθcとした場合、90°<φout≦90°+θcである。光源102の光が柱状レンズ106に入射すると、台形の脚がつくる側面で反射されてから、下面106bから外に出るため、液晶パネルの画素電極に対して垂直な方向から照明することができる。
【選択図】図1
Description
このとき光はスネルの法則、フレネルの法則に従って反射・屈折していく。よって臨界角よりも小さい角度で導光板1の上面1cまたは下面1dと空気の界面に入射した光は、導光板1の下面1dから空気へと出射する。このときの透過率はフレネルの法則から求めることができる。導光板1から出射した光は反射型液晶パネル5に入射し、表示に有効な照明光になる。液晶パネル5に入射光は液晶で変調され画素電極で反射して、再び導光板1の下面1dから入射し上面1cから出射して、使用者の眼球に到達する。
インクドットの大きさ、ピッチ、密度などを最適化することにより、導光板上面から出射する光量を面内で均一にしている。
その結果、光利用効率が下がるため輝度が低下するので、これを補うには光源の消費電力を上げる必要がある。またこの上面1cからの出射光11は使用者側に出射しているが、表示に無関係な光なため使用者に認識されてしまうことでコントラストの低下の原因となる。
入射光は上面21cと下面21dの間を全反射しながら、側面31bに向かって導光板21中を伝搬する。導光板21の内部を伝搬している光のうち上面21cに入射する光は全反射条件が破られにくいので、上面21cから光がほとんど外に出ることがない。また下面21dに入射した光のうち凸部底面24aや凹部底面24bに入射した光は全反射条件を破ることがないので、凸部底面24aや凹部底面24bから導光板21の外に光が出ることはない。
この構成により、曲面がつくる柱状レンズの側面に入射した光の反射率を高くできる。
本実施形態は側面に垂直な平面による裁断面が等脚台形状の柱状レンズを用いたフロントライトに関する。
を満たし、 θ2 =φout −θ1 となる。
一点鎖線で示したようにφout =90+(90−θc )の場合は、入射角θ1 =90−θc の光127の光路は等脚台形の脚と平行になる。従って、φout ≧90+(90−θc )のときは、入射角θ1 が90−θc ≦θ1 <φoutで上面106aに入射する光は、柱状レンズ側面106c、106dで反射されずに下面106bから出てしまう。
本実施形態は、実施形態1の柱状レンズの変形例である。実施形態1では裁断面が等脚台形状の柱状レンズであったが、図3に示すように等脚台形の鈍角の大きさによって、側面106c、106dに入射した光が透過してしまい、光利用効率を下げている。本実施形態は台形の断面を持つ柱状レンズの欠点をなくし、柱状レンズの上面から入射した光は必ずその側面に当たり、かつ全反射させることが可能なレンズに関する。
実施形態1、2ではコリメータシートに柱状レンズを用いたが、本実施形態では回転体状のレンズを用いる例を示す。本実施形態は実施形態2のコリメータシートの変形例でり、後は実施形態2と同様である。図8に本実施形態のコリメータシートを示す。
本実施形態では、フロントライトの導光板について述べる。実施形態1〜3では、平板型のものを使用してきた。図9にくさび形の導光板を用いた場合のフロントライトの断面図を示す。本実施形態は実施形態2の変形例である。図9において図6と同じ符号は同じ部材を示す。
なぜなら、上面401cと下面401dの間で反射を繰り返すうちに、上面401cや下面401dへの入射角が徐々に小さくなって、全反射の条件が破られる。その結果、上面401cや、柱状レンズと接していない下面401dからも光が外へ出ていってしまう。従って、使用者側へも光が出ていったり、柱状レンズへの入射角も反射の回数によって変わってしまう。これらの理由から、くさび形導光板401を用いることは、あまり望ましいことではないが、軽量化には有効である。
本実施形態は実施形態2の変形例である。図10に本実施形態のフロントライトの断面図を示す。図10において図6と同じ符号は同じ構成要素を示す。
に示すように、柱状レンズ206を光源202から離れるほど間隔を密にすればよい。間隔を変えた場合の実施例を図32に示す。光源から遠いほど、間隔は小さくなっている。これにより、面内での輝度を均一化することが可能である。
本実施形態ではコリメータシートのベースフィルムについて述べる。上記の実施形態では、PETを用いており、またベースフィルムと反射型液晶パネルとは接触していても、いなくともよいとした。これはベースフィルムが平板であるため、光学的に大きな悪影響を及ぼさないからである。ただし、理想的には柱状レンズ(回転体状レンズ)とベースフィルムとは同じ屈折率であることが望ましい。なぜなら、屈折率が異なればレンズとベースフィルムの界面で反射成分が生じるからである。
本発明のフロントライトは、直視型の反射型液晶パネルと組み合わせて様々な電子機器の表示部に使用できる。例えば、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、電子書籍など)、ナビゲーションシステムなどの電子機器に適用できる。図11に本発明のフロントライト付き反射型液晶パネルを搭載した電子機器を示す。
102 光源
103 リフレクタ
104コリメータシート
105 ベースフィルム
106 柱状レンズ
Claims (11)
- 液晶パネルと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の柱状レンズと、を有する電子機器であって、
前記柱状レンズの側面に垂直な平面による裁断面は等脚台形であり、前記柱状レンズの前記等脚台形の上底がつくる平面が前記導光板の下面と接し、
前記等脚台形の鈍角をφとし、前記導光板の全反射の臨界角をθとした場合、90°<φ≦90°+θであることを特徴とする電子機器。 - 光センサと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の柱状レンズと、を有する電子機器であって、
前記柱状レンズの側面に垂直な平面による裁断面は等脚台形であり、
前記柱状レンズの前記等脚台形の上底がつくる平面が前記導光板の下面と接し、
前記等脚台形の鈍角をφとし、前記導光板の全反射の臨界角をθとした場合、90°<φ≦90°+θであることを特徴とする電子機器。 - 液晶パネルと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の柱状レンズと、を有する電子機器であって、
前記柱状レンズの側面に垂直な平面による裁断面は、平行な直線でなる対辺と、曲線でなる対辺でなる四辺に囲まれ、かつ前記直線でなる対辺の中点を通る垂線に線対称な図形であり、
前記柱状レンズは、前記直線でなる対辺のうち短い辺が含まれる平面で前記導光板と接し、
前記線対称な図形において、前記曲線でなる対辺の一方の曲線の任意の点における法線と、前記曲線でなる対辺の他方の曲線と前記短い辺との交点と前記任意の点を結んだ直線とがなす角は、前記柱状レンズの全反射の臨界角±3°の範囲内にあることを特徴とする電子機器。 - 光センサと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の柱状レンズとを有する電子機器であって、
前記柱状レンズの側面に垂直な平面による裁断面は、平行な直線でなる対辺と、曲線でなる対辺でなる四辺に囲まれ、かつ前記直線でなる対辺の中点を通る垂線に線対称な図形であり、
前記柱状レンズは前記直線でなる対辺のうち短い辺が含まれる平面で前記導光板と接し、
前記線対称な図形において、前記曲線でなる対辺の一方の曲線の任意の点における法線と、前記曲線でなる対辺の他方の曲線と前記短い辺との交点と前記任意の点を結んだ直線とがなす角は、前記柱状レンズの全反射の臨界角±3°の範囲内にあることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項において、
前記柱状レンズの屈折率は、前記導光板と等しいことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項において、
前記柱状レンズは、前記導光板と同じ材料で形成されていることを特徴とする電子機器。 - 液晶パネルと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の回転体状レンズと、を有する電子機器であって、
前記回転体状レンズの形状は、平行な直線でなる対辺と、曲線でなる対辺とでなる四辺に囲まれ、かつ前記直線の中点を通る垂線に線対称な図形を対称軸周りに回転させた回転体状であり、
前記回転体状レンズは、前記直線でなる対辺の短い辺がつくる平面で前記導光板と接し、
前記線対称な図形において、前記曲線でなる対辺の一方の曲線の任意の点における法線と、前記曲線でなる対辺の他方の曲線と前記短い辺との交点と前記任意の点を結ぶ直線とがなす角は、前記回転体状レンズの全反射の臨界角±3°の範囲内にあることを特徴とする電子機器。 - 光センサと、光源と、導光板と、前記導光板の下面に接する複数の回転体状レンズと、を有する電子機器であって、
前記回転体状レンズの形状は、平行な直線でなる対辺と、曲線でなる対辺とでなる四辺に囲まれ、かつ前記直線の中点を通る垂線に線対称な図形を対称軸周りに回転させた回転体状であり、
前記回転体状レンズは、前記直線でなる対辺のうち短い辺がつくる平面で前記導光板と接し、
前記線対称な図形において、前記曲線でなる対辺の一方の曲線の任意の点における法線と、前記曲線でなる対辺の他方の曲線と前記短い辺との交点と前記任意の点を結ぶ直線とがなす角は、前記回転体状レンズの全反射の臨界角±3°の範囲内にあることを特徴とする電子機器。 - 請求項7または請求項8において、
前記回転体状レンズの屈折率は、前記導光板と等しいことを特徴とする電子機器。 - 請求項7乃至請求項9のいずれか1項において、
前記回転体状レンズは、前記導光板と同じ材料で形成されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか1項において、
前記光源は、冷陰極管またはLEDであることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006226057A JP2007025709A (ja) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | 電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006226057A JP2007025709A (ja) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | 電子機器 |
Related Parent Applications (1)
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Publications (1)
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Family
ID=37786435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006226057A Withdrawn JP2007025709A (ja) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | 電子機器 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
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WO2009034943A1 (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | バックライト |
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2006
- 2006-08-23 JP JP2006226057A patent/JP2007025709A/ja not_active Withdrawn
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