JP2011107453A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型液晶表示装置の輝度ムラを改善する。
【解決手段】回路基板上に反射型液晶表示パネルを、また回路基板下にコネクタを配置し、該コネクタから配線で接続された発光源とミラー板を前記反射型液晶表示パネルの上側に配置し、前記発光源の発光面から垂直に出射する光が少なくとも前記ミラー板側に出射するように、前記発光源を前記ミラー板の長手方向側面に傾斜して配置して、また発光源から前記反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮る位置に遮光ミラー板を配置して面光源を構成し、該面光源からの出射光をビームスプリッターにより反射し、該反射光を前記反射型液晶表示パネルに照射することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は反射型液晶表示装置に関するものである。

電子カメラやビデオカメラには小型で輝度ムラの少ない液晶表示装置が使用されている。図３は従来技術による反射型液晶表示装置の正面断面図（Ａ）とＡ−Ａ’断面図（Ｂ）とＢ−Ｂ’断面図（Ｃ）である。回路基板１の上面に反射型液晶表示パネル２があり、また回路基板１の下面のコネクタ３４から配線３３で接続された発光源３が反射型液晶表示パネル２の上部に配置されている。発光源３の上部に位置する筐体５の部分は凹部になっており、筐体５の内側からみて、偏光板６、第２拡散板７、第１拡散板８、ミラー板９、が組み込まれている。ミラー板９は回路基板１の上部に組み込まれ、反射型液晶表示パネル２の上部にはビームスプリッター１３が右下がりの湾曲斜面状に配置されている。

発光源３は通常発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、ミラー板９の横面部分９Ａに向けて発光源の発光面からの垂直光１１Ａが―Ｘ方向側に出射する配置となっている。小型の反射型液晶表示装置（例えば表示画素領域が０．２〜０．３インチ）では使用するＬＥＤは１個である。

ミラー板９に入射した光はミラー板９に反射され図の右側（＋Ｙ軸方向）に出射する。出射した光は第１拡散板８で拡散され、第２拡散板７でさらに拡散され、偏光板６を透過した直線偏光光（以下Ｐ波という）はビームスプリッター１３に進む。ビームスプリッター（半透過反射シート）１３はＰ波を反射するものであり、ビームスプリッター１３で反射されたＰ波が反射型液晶表示パネル２の方向（−Ｚ軸方向）に進み反射型液晶表示パネル２に入射するように配置されている。

反射型液晶表示パネル２は電源オフ状態でＰ波がそのまま液晶を通過するように配置してあり、反射型液晶表示パネル２で反射されたＰ波はＺ軸方向に進む。ビームスプリッター１３はＰ波を反射する（透過しない）状態に配置してあるので、電源オフ状態では観察者には光が到達せず、黒表示状態となっている。

反射型液晶表示パネル２の電源オン状態ではＰ波は液晶で偏光され、反射型液晶表示パネル２で偏光されて反射された偏光光はＺ軸方向に進む。ビームスプリッター１３は電源オン状態で反射された光を透過するので、電源オン状態では白表示状態となっている。

図４は従来技術のミラー板の平面図および正面図であり、（Ａ）は平面ミラー板、（Ｂ）は曲面ミラー板の例を示す。（Ａ）において、ミラー板９の９Ｂは平面のミラー面であり、図のａの方向から入射した発光源からの直射光１１を反射型液晶表示パネル方向ｂに主光軸を広げて反射させる形状で配置されている。（Ｂ）において、ミラー板９の９Ｃは曲面のミラー面であり、図のａの方向から入射した発光源からの直射光１１を反射型液晶表示パネル方向ｂに反射させ、且つ光源からの光の主光軸を広げる効果のある形状で配置されている。１１Ｂはミラー板９で反射しないで反射型液晶パネル方向に入射する直射光である。

図４の（Ａ）及び（Ｂ）は発光源からの直射光１１Ｂと、直射光１１がミラー板９で反射されてできる反射光１１Ｃが混ざった光が反射型液晶表示パネル方向ｂに入射している状態を示している。

特願２００９−０８５８７６号公報 特願２００８−１４７３２４号公報 特願２００９−７８０９９号公報

回路基板上に反射型液晶表示パネルを、また回路基板下にコネクタを配置し、該コネクタから配線で接続された発光源とミラー板を前記反射型液晶表示パネルの上側に配置し、前記発光源の発光面から垂直に出射する光が少なくとも前記ミラー板側に出射するように、前記発光源を前記ミラー板の長手方向側面に傾斜して配置して、また発光源から前記反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮る位置に遮光ミラー板を配置して面光源を構成し、該面光源からの出射光をビームスプリッターにより反射し、該反射光を前記反射型液晶表示パネルに照射することを特徴とする反射型液晶表示装置。

光源からの出射光をミラー板で反射させる機構であるが、光源から反射型液晶表示パネル方向に出射する直射光１１Ｂも発生するので、反射型液晶表示パネル面の輝度が不均一になる。反射型液晶表示パネルが大きくなると輝度ムラもより不均一となり、反射型液晶表示装置の輝度ムラが悪化する。本発明に係る反射型液晶表示装置は電子カメラやビデオカメラ等の電子ビューファインダーとして使用されるため、小型で且つ軽量でありながら、画像は大きく均一な輝度で表示されることが望まれている。

図３に示す従来技術による反射型液晶表示装置では、光源部分を小型化できるので、反射型液晶表示装置が小型になるが、ミラー面で拡散反射した光１１Ｃよりも明るい、発光源からの直射光１１Ｂが反射型液晶表示パネル面に入射するため、反射型液晶表示パネルの一部が明るく光る（輝度ムラのある）反射型液晶表示装置になっていた。

回路基板上に反射型液晶表示パネルを、また回路基板下にコネクタを配置し、該コネクタから配線で接続された発光源とミラー板を前記反射型液晶表示パネルの上側に配置し、前記発光源の発光面から垂直に出射する光が少なくとも前記ミラー板側に出射するように、前記発光源を前記ミラー板の長手方向側面に傾斜して配置して、また発光源から前記反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮る位置に遮光ミラー板を配置して面光源を構成し、該面光源からの出射光をビームスプリッターにより反射し、該反射光を前記反射型液晶表示パネルに照射することを特徴とする反射型液晶表示装置とする。

前記発光源はコネクタ接続により脱着可能であることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置とする。

前記ミラー板の反射面は前記回路基板に垂直な平面のミラー板であり、発光源からの光を反射型液晶表示パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保し、且つ平面ミラー面に反射した時に発光源の光の主光軸が広がるように光を反射させることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置とする。

前記ミラー板の反射面は前記回路基板に垂直な曲面を有するミラー板であり、発光源からの光を反射型液晶表示パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保し、且つ曲面ミラー面に反射した時に発光源の光の主光軸が広がるように光を反射させることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置とする。

前記ミラー板の出射面側には拡散板、拡散板、偏光板の順に配置することを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置とする。

前記ビームスプリッターが筒状湾曲面を有するワイヤーグリッドアレイである反射型液晶表示装置とする。

請求項１の発明によると、最も明るい光である発光源の発光面からの垂直光がミラー板側に出射されるので、発光源から反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光は従来よりも発光面から斜め方向に出射する暗い光となる。また発光源から反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮光ミラー板で遮ることで、ミラー板で拡散反射された光よりも明るい光源からの直射光を反射型液晶表示パネルに入射させないので、小型化された反射型液晶表示装置として輝度ムラが均一になる。

請求項２の発明によると、回路基板及び、回路基板に設置された反射型液晶表示パネルが故障しても、発光源は回路基板から取り外して、使用可能となるので、発光源の廃棄量を減らせる。

請求項３の発明によると、平面のミラー板で発光源からの光を反射型液晶表示パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保して、輝度ムラを均一にすることができる。

請求項４の発明よると、曲面のミラー板で発光源からの光を液晶パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保し、且つ反射した時に発光源の光の主光軸が広がるので、輝度ムラを均一にすることができる。また、反射面を図のような光源に対して凸状の反射面としたので反射光の広がりを大きくでき、反射型液晶表示パネルの大きさにあわせた曲率にすることで設計の自由度が増す。

請求項５の発明によると、第１拡散板で拡散された光を再度第２拡散板で拡散することにより光を均一にできる。

本発明による反射型液晶表示装置の正面断面図（Ａ）とＡ−Ａ’断面図（Ｂ）とＢ−Ｂ’断面図（Ｃ） 本発明で使用するミラー板と直射光を遮る遮光ミラー板の平面図と正面図であり、（Ａ）は平面ミラー板と遮光ミラー板、（Ｂ）は曲面ミラー板と遮光ミラー板 従来技術による反射型液晶表示装置の正面断面図（Ａ）とＡ−Ａ’断面図（Ｂ）とＢ−Ｂ’断面図（Ｃ） 従来技術による反射型液晶表示装置で使用するミラー板の平面図と正面図であり、（Ａ）は平面ミラー板、（Ｂ）は曲面ミラー板

回路基板上に反射型液晶表示パネルを、また回路基板下にコネクタを配置し、該コネクタから配線で接続された発光源とミラー板を前記反射型液晶表示パネルの上側に配置し、前記発光源の発光面から垂直に出射する光が少なくとも前記ミラー板側に出射するように、前記発光源を前記ミラー板の長手方向側面に傾斜して配置して、また発光源から前記反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮る位置に遮光ミラー板を配置して面光源を構成し、該面光源からの出射光をビームスプリッターにより反射し、該反射光を前記反射型液晶表示パネルに照射することを特徴とする反射型液晶表示装置とする。

図１は本発明による反射型液晶表示装置の正面断面図（Ａ）と Ａ−Ａ’断面図（Ｂ）とＢ−Ｂ’断面図（Ｃ）である。回路基板１の上面に反射型液晶表示パネル２があり、また回路基板１の下面のコネクタ３４から配線３３で接続された発光源３が反射型液晶表示パネル２の上部に配置されている。発光源３の上部に位置する筐体５の部分は凹部になっており、筐体５の内側からみて、偏光板６、第２拡散板７、第１拡散板８、ミラー板９、遮光ミラー板１０が組み込まれている。ミラー板９と遮光ミラー板１０は回路基板１の上部に組み込まれ、反射型液晶表示パネル２の上部にはビームスプリッター１３が右下がりの湾曲斜面状に配置されている。

発光源３はＬＥＤであり、最も明るい光であるＬＥＤの発光面からの垂直光１１Ａを―Ｘ軸方向から―Ｙ方向へ向けて出射するようにＬＥＤを傾斜させてミラー板９の横面部分９Ａに配置されている。

遮光ミラー板１０はＬＥＤと第１拡散板８の間に、回路基板１に対して垂直に配置され、偏光板６に入射する光の面積の大きさを維持しながら反射型液晶表示パネル２に入射する直射光１１を遮光する大きさとなっている。ＬＥＤから出射した直射光１１の一部は、遮光ミラー板１０によって反射され、さらにミラー板９で反射され反射光１１Ｃとして反射型液晶表示パネル２方向に進む。

ミラー板９に入射したＬＥＤからの直射光１１と遮光ミラー板１０で反射した反射光１１Ｃは、ミラー板９に反射され図の右側（＋Ｙ軸方向）に出射する。出射した光１１Ｃは第１拡散板８で拡散され、第２拡散板７でさらに拡散され、偏光板６を透過した直線偏光光（以下Ｐ波という）はビームスプリッター１３に進む。ビームスプリッター（半透過反射シート）１３はＰ波を反射するものであり、ビームスプリッター１３で反射されたＰ波が反射型液晶表示パネル２の方向（−Ｚ軸方向）に進み反射型液晶表示パネル２に入射するように配置されている。

本発明において、ミラー板９の反射面側に第１拡散板８、第２拡散板７、偏光板６と拡散板を２枚配置しているのは、光をより拡散するためで、２回の拡散により輝度ムラを低減できる。

図２は本発明で使用するミラー板の平面図および正面図であり、（Ａ）は平面ミラー板、（Ｂ）は曲面ミラー板の例を示す。（Ａ）において、ミラー板９の９Ｂは平面のミラー面であり、図のａの方向から入射した光源からの直射光１１を反射型液晶表示パネル方向ｂに主光軸を広げて反射させる形状で配置されている。（Ｂ）において、ミラー板９の９Ｃは曲面のミラー面であり、図のａの方向から入射した発光源からの直射光１１を反射型液晶表示パネル方向ｂに反射させ、且つ発光源からの光の主光軸を広げる効果のある形状で配置されている。

図１において、ＬＥＤをミラー板９の長手方向側面に配置して、ＬＥＤからミラー板９までの距離を確保できるため、ＬＥＤから反射型液晶表示パネル２までの距離を長くできので、光源部分を薄型化でき、従来の反射型液晶表示装置よりも小型な反射型液晶表示装置となる。

図１において、遮光ミラー板をＬＥＤと偏光板６の間に配置して、反射光１１Ｃよりも明るい直射光１１Ｂを遮光するので、偏光板６を透過したＰ波が均一に出射されるため、従来の反射型液晶表示装置よりも輝度ムラの少ない反射型液晶表示装置となる。

図１において、最も明るい光であるＬＥＤの発光面からの垂直光１１Ａがミラー板９側(―Ｙ側)に向けて出射する構造にすることで、ミラー板９で反射しないで反射型液晶パネル方向に入射する直射光１１Ｂを、従来の反射型液晶表示装置よりも暗い光にでき、偏光板６を透過したＰ波が均一に出射されるため、従来の反射型液晶表示装置よりも輝度ムラの少ない反射型液晶表示装置となる。

１ 回路基板
２ 反射型液晶表示パネル
３ 発光源
５ 筐体
６ 偏光板
７ 第２拡散板
８ 第１拡散板
９ ミラー板
９Ａ ミラー板の入射部分
９Ｂ ミラー板の平面形状部分
９Ｃ ミラー板の曲面形状部分
１０ 遮光ミラー板
１１ 発光源からの直射光
１１Ａ 発光源の発光面からの垂直光(発光源から出射される最も明るい光)
１１Ｂ ミラー板で反射しないで反射型液晶パネル方向に入射する直射光
１１Ｃ ミラー板で反射された反射光
１３ ビームスプリッター
３３ 配線
３４ コネクタ

Claims (5)

1. 回路基板上に反射型液晶表示パネルを、また回路基板下にコネクタを配置し、該コネクタから配線で接続された発光源とミラー板を前記反射型液晶表示パネルの上側に配置し、前記発光源の発光面から垂直に出射する光が少なくとも前記ミラー板側に出射するように、前記発光源を前記ミラー板の長手方向側面に傾斜して配置して、また発光源から前記反射型液晶表示パネル方向に出射している直射光を遮る位置に遮光ミラー板を配置して面光源を構成し、該面光源からの出射光をビームスプリッターにより反射し、該反射光を前記反射型液晶表示パネルに照射することを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 前記発光源はコネクタ接続により脱着可能であることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
3. 前記ミラー板の反射面は前記回路基板に垂直な平面のミラー板であり、発光源からの光を反射型液晶表示パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保し、且つ平面ミラー面に反射した時に発光源の光の主光軸が広がるように光を反射させることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
4. 前記ミラー板の反射面は前記回路基板に垂直な曲面を有するミラー板であり、発光源からの光を反射型液晶表示パネル方向に反射させて、発光源からの光を面光源として拡散するために必要な光線距離を確保し、且つ曲面ミラー面に反射した時に発光源の光の主光軸が広がるように光を反射させることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
5. 前記ミラー板の出射面側には拡散板、拡散板、偏光板の順に配置することを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。

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