JP3007735B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP3007735B2
JP3007735B2 JP3318991A JP31899191A JP3007735B2 JP 3007735 B2 JP3007735 B2 JP 3007735B2 JP 3318991 A JP3318991 A JP 3318991A JP 31899191 A JP31899191 A JP 31899191A JP 3007735 B2 JP3007735 B2 JP 3007735B2
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light guide
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133616Front illuminating devices

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータなどのOA(オフィス・オートメ
ーション)機器や、ポータブルビデオテープレコーダの
ビューファインダ、あるいは画像信号の各種モニタなど
に用いられるいわゆる反射形の液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called reflection type liquid crystal display used for office automation (OA) equipment such as a word processor and a personal computer, a viewfinder of a portable video tape recorder, and various monitors for image signals. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】EL(Electro Luminescence;エレクト
ロルミネッセンス)やCRT(Cathode Ray Tube;陰極
線管)、LED(Light Emmiting Diode;発光ダイオー
ド)などは、自ら発光する表示装置であるのに対し、液
晶は自ら発光せず、光を受光して表示する表示装置であ
る。したがって、表示を人間の目に見えるように可視化
するためには光源が必要である。従来から、直視形液晶
表示装置の光源装置として、多くの方法が提案され、ま
た実用化されている。以下に、主要なものを示す。
2. Description of the Related Art While EL (Electro Luminescence), CRT (Cathode Ray Tube; cathode ray tube), LED (Light Emmiting Diode; light emitting diode) and the like are display devices which emit light by themselves, liquid crystals are themselves. This is a display device that does not emit light but receives and displays light. Therefore, a light source is needed to visualize the display so that it can be seen by the human eye. 2. Description of the Related Art Conventionally, many methods have been proposed and put into practical use as a light source device of a direct-view liquid crystal display device. The main items are shown below.

【0003】照明ランプ方式 図8は、照明ランプ方式の光源装置を用いる液晶表示装
置の構成例を示す断面図である。ランプ11a,11b
は、液晶表示装置12の前面側、側方に配置される。ラ
ンプ11a,11bからの光は、液晶表示装置12を透
過し、反射板13で反射され、再び液晶表示装置12へ
投光され、表示光となる。この照明ランプ方式の場合、
光源であるランプ11a,11bを液晶表示装置12の
表示面の前面側に設置可能であり、部品点数も少なく、
簡便で安価な液晶表示装置である。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device using a light source device of an illumination lamp system. Lamps 11a, 11b
Are arranged on the front side and side of the liquid crystal display device 12. Light from the lamps 11a and 11b passes through the liquid crystal display device 12, is reflected by the reflector 13, and is again projected on the liquid crystal display device 12 to become display light. In the case of this lighting lamp system,
The lamps 11a and 11b as light sources can be installed on the front side of the display surface of the liquid crystal display device 12, and the number of parts is small.
It is a simple and inexpensive liquid crystal display device.

【0004】反射鏡方式 図9は、反射鏡方式の光源を用いる液晶表示装置の構成
例を示す図である。反射鏡方式は、光の利用効率は高
く、高輝度が得られるため、よく利用される方式であ
る。ランプ23の液晶表示装置24とは反対側に反射板
22を配設し、ランプ23からの光を効率よく前面(液
晶表示装置24側)に放射する。反射板22だけでは高
輝度部分がランプ23の周辺に偏り、輝度むらとなりや
すい問題があり、拡散板21をランプ23の前面に配設
し、拡散板21の厚みを変えるなどして輝度の均一性を
改善する。拡散板21からの光が液晶表示装置24へ投
光される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of a liquid crystal display device using a light source of a reflecting mirror system. The reflecting mirror method is a method that is often used because light use efficiency is high and high luminance is obtained. The reflection plate 22 is disposed on the opposite side of the lamp 23 from the liquid crystal display device 24, and efficiently emits the light from the lamp 23 to the front surface (to the liquid crystal display device 24 side). With the reflector 22 alone, there is a problem that the high-luminance portion is biased toward the periphery of the lamp 23 and the brightness tends to be uneven. Therefore, the diffuser 21 is disposed on the front of the lamp 23 and the thickness of the diffuser 21 is changed to make the brightness uniform. Improve sex. Light from the diffusion plate 21 is projected onto the liquid crystal display device 24.

【0005】平板形ランプ方式 図10は、平板形ランプ方式の光源装置を用いる液晶表
示装置の構成を示す図である。前面ガラス板35および
背面ガラス板36の両方の内面に蛍光剤が塗布され、蛍
光面31が形成される。蛍光面31の左右両端には、放
電電極32a,32bが配設されており、放電電極32
a,32b間の放電によって蛍光面31が発光する。蛍
光面31からの光が液晶表示装置37に投光される。こ
の平板形ランプ方式はランプ自体が平板状であり、液晶
表示装置37の背面側に配設させるだけでよく、光学系
が不要なため光の利用効率が高いという利点がある。
FIG. 10 is a view showing a configuration of a liquid crystal display device using a light source device of a flat lamp system. A fluorescent agent is applied to the inner surfaces of both the front glass plate 35 and the rear glass plate 36 to form the fluorescent screen 31. Discharge electrodes 32a and 32b are provided on both left and right ends of the phosphor screen 31, respectively.
The fluorescent screen 31 emits light due to the discharge between a and 32b. Light from the phosphor screen 31 is projected on the liquid crystal display device 37. The flat lamp system has an advantage that the lamp itself is a flat plate and only needs to be disposed on the back side of the liquid crystal display device 37, and the use efficiency of light is high because an optical system is unnecessary.

【0006】導光板方式 図11は、導光板方式の光源装置を用いる液晶表示装置
の構成を示す図である。ランプ41から放射された光
は、透光性の優れたアクリル樹脂などで構成した導光板
43の内面での多重反射によって導光される。導光板4
3の液晶表示装置45とは反対側表面には反射板42が
配設されており、ランプ41からの光は前面からのみ拡
散板44をとおして取出され、液晶表示装置45に投光
される。ここで、ランプ41は、反射板42と図示しな
いスリットなどを利用して集光し、光の利用効率の向上
を図ることが多いが、この光源装置は原理的には導光板
の全反射を利用したものではないため、反射板42と前
記スリットは光の入射角を制限するものではない。この
光源装置は比較的薄形であり、輝度の均一性にも優れる
ため、携帯形の液晶表示装置を利用した電子機器の薄形
化に対応できる。
Light Guide Plate FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device using a light source device of a light guide plate system. The light radiated from the lamp 41 is guided by multiple reflections on the inner surface of the light guide plate 43 made of acrylic resin or the like having excellent translucency. Light guide plate 4
A reflector 42 is provided on the surface opposite to the liquid crystal display 45 of FIG. 3, and light from the lamp 41 is extracted only from the front through the diffusion plate 44 and is projected on the liquid crystal display 45. . Here, the lamp 41 is often focused by using a reflector 42 and a slit (not shown) to improve the light use efficiency. However, in principle, this light source device performs total reflection of the light guide plate. Since it is not used, the reflection plate 42 and the slit do not limit the incident angle of light. Since this light source device is relatively thin and has excellent uniformity of luminance, it can cope with thinning of electronic equipment using a portable liquid crystal display device.

【0007】EL方式 ELは、薄形、軽量の平面形の光源装置であり、輝度の
均一性に優れ、液晶表示装置の光源装置としての特質を
備えているが、表面輝度が低い、光色の選択幅が狭い、
使用中の色劣化が速いなどの欠点を有しており、液晶表
示装置のカラー化に伴って蛍光ランプにおき変えられて
きた。しかしながら近年、高輝度、高寿命化のELの開
発が進んでいることもあり、液晶表示装置の薄形化に伴
い、ELランプが再度見直されている。
EL system EL is a thin, lightweight, planar light source device having excellent brightness uniformity and characteristics as a light source device of a liquid crystal display device. The selection range is narrow,
It has disadvantages such as rapid color degradation during use, and has been replaced with a fluorescent lamp along with the colorization of liquid crystal display devices. However, in recent years, the development of EL with high luminance and long life has been progressing, and the EL lamp has been reviewed again with the reduction in the thickness of the liquid crystal display device.

【0008】透明反射板方式 図12は、透明反射板方式の光源装置を用いる液晶表示
装置の構成を示す図である。ランプ51から放射された
光は、液晶表示装置52の前面(観測者55側)に配設
された前面反射板54で反射され、液晶表示装置52を
透過し、背面反射板53で反射され、再度液晶表示装置
52を透過し、前面反射板54を透過した後、液晶表示
装置52を見る観測者55に到達する。この光源装置を
用いた液晶表示装置はまだ実用化されていない。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display device using a light source device of a transparent reflector type. The light radiated from the lamp 51 is reflected by a front reflector 54 disposed on the front surface (on the observer 55 side) of the liquid crystal display device 52, passes through the liquid crystal display device 52, and is reflected by a rear reflector plate 53. After passing through the liquid crystal display device 52 again and passing through the front reflector 54, the light reaches the observer 55 looking at the liquid crystal display device 52. A liquid crystal display device using this light source device has not been put to practical use yet.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、ワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータなどのOA機器の小形化、
ポータブル化が進んでいる。ポータブル形の機器では持
運びの簡便性を考えると薄形化、軽量化が必須条件であ
り、キーボードや表示装置、電池などの薄形化、軽量化
が急速に進んでいる。一方、消費電力の低減も重要であ
り、反射形液晶表示装置は、照明の整った環境下では外
光のみで表示を見ることができるため、光源装置の取付
けられていない表示機器が広く使われている。しかしな
がら、この種の液晶表示装置では周囲の照明が暗くなる
と表示が見にくくなり、使用に支障を来す問題がある。
In recent years, OA devices such as word processors and personal computers have been downsized.
It is becoming more portable. For portable equipment, thinning and lightening are indispensable conditions in consideration of easy portability, and keyboards, display devices, batteries and the like are rapidly becoming thinner and lighter. On the other hand, it is also important to reduce power consumption, and reflection-type liquid crystal display devices can be viewed only with external light in a well-lit environment, so display devices without a light source device are widely used. ing. However, in this type of liquid crystal display device, there is a problem that when the surrounding illumination is dark, the display becomes difficult to see, which hinders use.

【0010】これらの問題を解決するためには、軽量、
薄形であり、かつ表示装置全面にわたって均一に照明す
ることができる光源装置を備えた反射形液晶表示装置が
必要である。反射形液晶表示装置では、背面側から照明
できないため、表示面の前面に透明な光源装置を配置し
なければならない。透明な前置形光源装置を搭載した反
射形液晶表示装置は、周囲の照明が明るい場合は機器内
蔵の光源装置を使用せずに外光のみで表示を見ることが
でき、周囲の照明が不充分な場合には機器内蔵の光源装
置を使用するなど、必要な場合のみ光源装置を用いるこ
とができるため、消費電力の低減が図られる。
[0010] In order to solve these problems, lightweight,
There is a need for a reflective liquid crystal display device having a light source device that is thin and can uniformly illuminate the entire display device. In a reflection type liquid crystal display device, since illumination cannot be performed from the back side, a transparent light source device must be disposed in front of the display surface. A reflective liquid crystal display device equipped with a transparent front light source device can display the display only with external light without using the built-in light source device when the surrounding lighting is bright, and the surrounding lighting is not When sufficient, the light source device can be used only when necessary, such as by using a light source device built into the device, so that power consumption can be reduced.

【0011】上述の6種類の従来技術の場合、反射鏡
方式、平板形ランプ方式、EL方式は、いずれも構
造上、光源装置を液晶表示装置の前面に設置できない。
また導光板方式は、反射板があり、光源装置が透明で
ないため、前置できない。
In the case of the above-mentioned six types of prior art, the light source device cannot be installed on the front surface of the liquid crystal display device due to the structure of any of the reflector type, the flat lamp type and the EL type.
In addition, the light guide plate method cannot be installed in front because the light source device has a reflection plate and is not transparent.

【0012】照明ランプ方式、透明反射板方式で
は、ともに液晶表示装置の前面に設置が可能であるが、
均一な照明が難しいという問題がある。また、透明反
射板方式では、光源装置が大形で厚くなるという問題が
ある。加えて、偏光板を用いる表示モード、たとえばT
N−LC(Twisted Nematic Liquid Crystal)、STN
−LC(Super Twisted Nematic LC)などでは、液晶表
示素子内の液晶分子を初期配向として90度〜270度
ねじり、2枚1組の偏光板の間に液晶表示素子を配置
し、その液晶表示素子の光学的性質、すなわち無電界時
の旋光特性と電圧印加時の旋光解消特性とを利用して表
示を行うものであるが、上記の照明ランプ方式、透
明反射板方式では2枚の偏光板の外側に光源装置を設置
しなければならないため、光源光は各偏光板を2回ず
つ、合計4回通過することになる。このため偏光板での
光の吸収が大きく、光源光の利用効率が低下し、表示が
暗くなるという問題がある。
In the illumination lamp system and the transparent reflector system, both can be installed in front of the liquid crystal display device.
There is a problem that uniform illumination is difficult. Further, the transparent reflector method has a problem that the light source device is large and thick. In addition, a display mode using a polarizing plate, for example, T
N-LC (Twisted Nematic Liquid Crystal), STN
-In LC (Super Twisted Nematic LC), etc., the liquid crystal molecules in the liquid crystal display element are twisted 90 to 270 degrees as the initial alignment, and the liquid crystal display element is arranged between a pair of polarizing plates, and the optical property of the liquid crystal display element is adjusted. In this case, the display is carried out by using the optical properties in the absence of an electric field and the optical rotation elimination properties when no voltage is applied. Since the light source device must be installed, the light source light passes through each polarizing plate twice, for a total of four times. For this reason, there is a problem that light absorption by the polarizing plate is large, the utilization efficiency of light from the light source is reduced, and the display becomes dark.

【0013】本発明の目的は、明るい表示が可能な反射
形の液晶表示装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a reflection type liquid crystal display device capable of bright display.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板と、
該透明基板に対向して配置される対向基板との間に、液
晶層を介在して構成される液晶表示素子と、前記液晶表
示素子の透明基板側に配置される導光板と、前記導光板
の側方に配置される光源と、液晶表示素子に関して導光
板とは反対側に配置され、液晶表示素子からの入射光を
反射する反射手段とを含み、前記導光板の液晶表示素子
側表面に複数の半球状の突起部を点在して形成し、光源
から導光板の前記液晶表示素子側表面と、液晶表示素子
とは反対側の表面とで、全反射しつつ導光板内を伝搬す
る照明光が、半球状の突起部から出射し、導光板の屈折
率をnとし、導光板の液晶表示素子とは反対側に位置す
る物質の屈折率をn1とし、導光板の液晶表示素子とは
反対側表面への光源光の入射角度をθとしたとき、n1
<n・sinθの条件を満たすことを特徴とする液晶表
示装置である。
The present invention comprises a transparent substrate,
A liquid crystal display element having a liquid crystal layer interposed between a counter substrate disposed opposite to the transparent substrate, a light guide plate disposed on the transparent substrate side of the liquid crystal display element, and the light guide plate The light source disposed on the side of the light guide plate is disposed on the opposite side of the light guide plate with respect to the liquid crystal display device, and includes reflecting means for reflecting incident light from the liquid crystal display device. A plurality of hemispherical projections are interspersed and formed, and the light propagates through the light guide plate while being totally reflected by the light source on the liquid crystal display element side surface of the light guide plate and the surface opposite to the liquid crystal display element. Illumination light is emitted from the hemispherical projection, and the refractive index of the light guide plate is set to n, the refractive index of a substance located on the opposite side of the light guide plate from the liquid crystal display element is set to n1, and the light guide plate is set to the liquid crystal display element. Is n1 when the incident angle of the light source light on the opposite surface is θ.
A liquid crystal display device characterized by satisfying a condition of <n · sin θ.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【作用】本発明に従えば、透明基板に対向して配置され
る対向基板側に反射手段が配置され、透明基板側から入
射される光を反射する液晶表示素子を用いて光の透過/
遮断を制御することによって表示が行われる。本発明の
液晶表示装置は、液晶表示素子の透明基板側に導光板が
配置され、該導光板の側面の外方側に光源が配置され
る。
According to the present invention, the reflecting means is disposed on the side of the opposing substrate which is disposed opposite to the transparent substrate, and the transmission / reception of light is performed using a liquid crystal display element which reflects light incident from the side of the transparent substrate.
The display is performed by controlling the cutoff. In the liquid crystal display device of the present invention, the light guide plate is disposed on the transparent substrate side of the liquid crystal display element, and the light source is disposed on the outside of the side surface of the light guide plate.

【0017】このとき、光源光の前記導光板の液晶表示
素子とは反対側内表面への入射角θは、上記数1の関係
式を満たすように、すなわち全反射するように設定され
る。この反射光のうち少なくとも前記突起部分に入射し
た光は、突起部以外の表面に入射する光よりも入射角度
が小さいので、液晶表示素子側に出射する。このように
して導光板の液晶表示素子側表面から液晶表示素子に照
明光を入射させるとき、その光を液晶表示素子の導光板
側の透明基板において法線方向に近づけることができ
る。これによって導光板からの照明光をできるだけ多く
液晶表示素子に導いて入射させることができる。しかも
液晶表示素子に入射して反射手段で反射した反射光が、
液晶表示素子の導光板側の透明基板で全反射しにくくな
る。こうしてより多くの反射光が、液晶表示素子の導光
板側の透明基板を透過して観測者に導くことができる。
さらにまた導光板には、その突起部が形成されていない
表面部分が存在するので、このことによってもまた、液
晶表示素子からの反射光を、観測者に良好に導くことが
でき、液晶表示素子の表示を観測者が良好に観測するこ
とができ、その表示が大きく歪んでしまうおそれはな
い。光源光は、透明基板側、すなわち観測者側には出射
せずに、液晶表示素子に入射される。この入射光は対向
基板側に備えられる反射手段で反射され、液晶表示素子
を透過した表示光のうち導光板での全反射状態に適合し
ない光のみが導光板を通過する。つまり、表示面となる
透明基板から一定の距離に位置する観測者の目に入射す
る光は、通常、全反射条件に適合しないため、問題なく
表示を見ることができる。また、光源を消したとき、導
光板は透明となり、透明基板側からの外光の入射の障害
とならず、外光に基づく表示が行われる。
At this time, the angle of incidence θ of the light source light on the inner surface of the light guide plate on the side opposite to the liquid crystal display element is set so as to satisfy the above relational expression 1, that is, to be totally reflected. Of the reflected light, at least the light incident on the protrusions is smaller than the light incident on the surface other than the protrusions, and thus is emitted toward the liquid crystal display element. In this way, when the illumination light is incident on the liquid crystal display element from the surface of the light guide plate on the liquid crystal display element side, the light can be made closer to the normal direction on the transparent substrate on the light guide plate side of the liquid crystal display element. As a result, the illumination light from the light guide plate can be guided to the liquid crystal display element as much as possible to be incident. Moreover, the reflected light incident on the liquid crystal display element and reflected by the reflection means,
It is difficult for total reflection to occur on the transparent substrate on the light guide plate side of the liquid crystal display element. In this way, more reflected light can be transmitted to the viewer through the transparent substrate on the light guide plate side of the liquid crystal display element.
Furthermore, since the light guide plate has a surface portion on which the projections are not formed, the reflected light from the liquid crystal display element can also be favorably guided to the observer by this. Can be satisfactorily observed by the observer, and there is no possibility that the display is greatly distorted. The light source light is incident on the liquid crystal display element without being emitted to the transparent substrate side, that is, the observer side. This incident light is reflected by the reflection means provided on the counter substrate side, and only the light that does not conform to the state of total reflection by the light guide plate among the display light transmitted through the liquid crystal display element passes through the light guide plate. In other words, light incident on the eyes of an observer located at a certain distance from the transparent substrate serving as the display surface does not normally meet the conditions for total reflection, so that the display can be viewed without any problem. Further, when the light source is turned off, the light guide plate becomes transparent, and the display based on the external light is performed without obstructing the entrance of the external light from the transparent substrate side.

【0018】このように導光板と光源とから成る光源装
置は、液晶表示素子の前面(表示面)側に設置すること
ができ、光源点灯時には均一で良好な照明が可能とな
り、光源消灯時には導光板は透明となり、外光の入射の
障害とはならず、良好な表示を実現することができる。
また、前記導光板の液晶表示素子側表面に点在して形成
した複数の突起部の形状を半球状としていることによ
り、その加工を容易に行うことができる。
As described above, the light source device including the light guide plate and the light source can be installed on the front side (display surface) side of the liquid crystal display element. The light plate becomes transparent, does not hinder the incidence of external light, and can achieve good display.
Further, the light guide plate is formed by being scattered on the surface of the liquid crystal display element side.
The shape of the multiple projections
Therefore, the processing can be easily performed .

【0019】[0019]

【実施例】図1は、本発明の一実施例である液晶表示装
置60の構成を示す断面図である。液晶表示装置60
は、一対の偏光板64a,64b間に液晶表示素子72
を配置して構成される。液晶表示素子72は、ガラスな
どから成る一対の透明基板65a,65b間に液晶層6
6を介在して構成される。本実施例では、液晶表示素子
72は、後述するようにTFT(Thin Film Transisto
r)方式の液晶表示素子である。本実施例では、TFT
方式を例にとり説明するが、これに限定されるものでは
なく、他の方式、たとえばMIM(Metal Insulator Met
al)方式や単純マトリクス方式などでもよい。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display device 60 according to an embodiment of the present invention. Liquid crystal display device 60
Is a liquid crystal display element 72 between a pair of polarizing plates 64a and 64b.
Are arranged. The liquid crystal display element 72 includes a liquid crystal layer 6 between a pair of transparent substrates 65a and 65b made of glass or the like.
6 interposed. In this embodiment, the liquid crystal display element 72 includes a TFT (Thin Film Transistor) as described later.
This is a liquid crystal display element of the r) type. In this embodiment, the TFT
The method will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and other methods, for example, MIM (Metal Insulator Met)
al) or a simple matrix method.

【0020】偏光板64bの液晶表示素子72とは反対
側には、反射板68が配置される。反射板68の液晶表
示素子72側表面は、液晶表示素子72側からの入射光
を均一に反射するために凹凸が形成される。
A reflection plate 68 is disposed on the side of the polarization plate 64b opposite to the liquid crystal display element 72. The surface of the reflection plate 68 on the liquid crystal display element 72 side is formed with irregularities in order to uniformly reflect incident light from the liquid crystal display element 72 side.

【0021】液晶表示素子72と偏光板64aとの間に
は、偏光板64aとの間に空気層71a,71bを介在
して導光板61が配置される。導光板61の液晶表示素
子72側表面には複数の突起部が形成されている。
お、本発明では、この複数の突起部を加工の容易な半球
状としており、この半球状の突起部については、後で拡
大図面等を用いて詳細に説明する。
The light guide plate 61 is disposed between the liquid crystal display element 72 and the polarizing plate 64a with air layers 71a and 71b interposed between the polarizing plate 64a. A plurality of protrusions are formed on the surface of the light guide plate 61 on the liquid crystal display element 72 side. What
In the present invention, the plurality of protrusions are formed into hemispheres which are easy to process.
This hemispherical projection will be expanded later.
This will be described in detail with reference to a large drawing and the like.

【0022】導光板61の対向する側面の外方側には、
それぞれランプ63a,63bが配置される。導光板6
1とランプ63a,63bとの間にはそれぞれコリメー
タ62a,62bが配置される。コリメータ62a,6
2bは、ランプ63a,63bからの出射光の、導光板
61の上部表面61aへの入射角を制限する。なお、導
光板61のランプ63a,63bが配置されない側面に
反射板を設け、光の漏れを防ぐようにしてもよい。
On the outer side of the opposing side surface of the light guide plate 61,
Lamps 63a and 63b are arranged respectively. Light guide plate 6
Collimators 62a and 62b are respectively arranged between 1 and the lamps 63a and 63b. Collimators 62a, 6
2b limits the incident angle of the light emitted from the lamps 63a and 63b to the upper surface 61a of the light guide plate 61. Note that a reflector may be provided on the side of the light guide plate 61 where the lamps 63a and 63b are not arranged to prevent light leakage.

【0023】透明基板65bおよび偏光板64b、偏光
板64bおよび反射板68は、それぞれ透明接着剤67
a,67bによって接着されている。
The transparent substrate 65b and the polarizing plate 64b, and the polarizing plate 64b and the reflecting plate 68
a, 67b.

【0024】ここでは、透明基板65aと、液晶層66
と、透明基板65bと、偏光板64bと、透明接着剤6
7a,67bとは、屈折率がほぼ等しくなるように材料
を選択した。
Here, the transparent substrate 65a and the liquid crystal layer 66
, A transparent substrate 65b, a polarizing plate 64b, and a transparent adhesive 6
Materials were selected so that the refractive indices of 7a and 67b were almost equal.

【0025】ここでは、ランプ63a,63bから導光
板61への入射光の入射角を制限するためコリメータ6
2a,62bを用いたが、入射角を一定の範囲内に制限
できれば、他の方法を用いてもかまわない。たとえば、
ランプ63a,63bにスリットを取付けることによっ
ても入射光を制限することは可能であり、またランプ6
3a,63bに近い部分では、導光板61への入射角度
が小さく、全反射が起こらないため、導光板61表面か
ら直接光源光が外へ漏れるので、この部分を遮蔽しても
よい。また、導光板61の屈折率nを適当な値にすれ
ば、導光板61に入射した光はすべて全反射条件を満た
すことができる。この場合はコリメータは省略しても構
わない。
Here, the collimator 6 is used to limit the incident angle of the incident light from the lamps 63a and 63b to the light guide plate 61.
Although 2a and 62b are used, other methods may be used as long as the incident angle can be limited within a certain range. For example,
It is also possible to limit the incident light by attaching slits to the lamps 63a and 63b.
In the portions close to 3a and 63b, since the angle of incidence on the light guide plate 61 is small and total reflection does not occur, the light source light leaks directly from the surface of the light guide plate 61, so that this portion may be shielded. When the refractive index n of the light guide plate 61 is set to an appropriate value, all the light incident on the light guide plate 61 can satisfy the condition of total reflection. In this case, the collimator may be omitted.

【0026】また、必要に応じて導光板61の表面61
a,61bのどちらか一方または両方に、反射防止膜、
全反射を生じやすくするためのコーティングあるいは傷
などを防止するためまたは生じた傷を補修するためのコ
ーティングなどを行うようにしてもよい。
If necessary, the surface 61 of the light guide plate 61
a, 61b, an anti-reflection film,
A coating for facilitating total reflection or a coating for preventing a scratch or the like or for repairing a generated scratch may be provided.

【0027】また、反射板68および透明基板65bが
透明接着剤以外の手段で固定できれば、透明接着剤の代
わりにシリコンオイルなどの充填剤を充填するようにし
てもよい。
If the reflection plate 68 and the transparent substrate 65b can be fixed by means other than the transparent adhesive, a filler such as silicone oil may be filled instead of the transparent adhesive.

【0028】さらにまた、導光板61の上部表面61a
に導光板材料より屈折率の小さい材料をコーティングし
てもよい。この場合は偏光板64aを導光板61上に直
接接着できる。さらに、導光板61と偏光板64aの屈
折率を適当な値にすると、偏光板64aを導光板61上
に直接接着できる。また、導光板61の下部表面61b
に導光板61より屈折率の大きな材料をコーティングし
てもよい。また、導光板61の下部表面61bから光を
取出すのに支障がなければ、下部表面61bにコーティ
ングを施してもよいし、ガラス基板65aと適当な屈折
率を持つ透明接着剤で接着してもかまわない。
Further, the upper surface 61a of the light guide plate 61
May be coated with a material having a lower refractive index than the light guide plate material. In this case, the polarizing plate 64a can be directly bonded on the light guide plate 61. Further, by setting the refractive indexes of the light guide plate 61 and the polarizing plate 64a to appropriate values, the polarizing plate 64a can be directly adhered onto the light guide plate 61. The lower surface 61b of the light guide plate 61
May be coated with a material having a higher refractive index than the light guide plate 61. If there is no problem in extracting light from the lower surface 61b of the light guide plate 61, the lower surface 61b may be coated, or may be bonded to the glass substrate 65a with a transparent adhesive having an appropriate refractive index. I don't care.

【0029】さらに本実施例では偏光板を用いる液晶表
示装置について述べたが、高分子分散型など偏光板を用
いない液晶表示装置にも実施可能である。この場合は図
1において偏光板64a,64bおよび接着剤67aが
省略できる。
In this embodiment, a liquid crystal display device using a polarizing plate has been described. However, the present invention can be applied to a liquid crystal display device using no polarizing plate, such as a polymer dispersion type. In this case, the polarizing plates 64a and 64b and the adhesive 67a can be omitted in FIG.

【0030】図2は、液晶表示装置60の製造工程を説
明する工程図である。工程a1では、ホウケイ酸ガラス
を用いて透明基板65bを形成し、この透明基板65b
の一方表面に一般的な手順でアモルファスシリコンTF
Tを形成して絵素電極を行列状に形成する。その表面に
ポリイミドなどの樹脂を塗布し、ラビング処理を施して
配向膜を形成する。工程a2では、ホウケイ酸ガラスな
どを用いて透明基板65aを形成し、その一方表面に共
通電極である透明電極(ITO;Indium TinOxide)と
配向膜とを形成する。
FIG. 2 is a process chart for explaining a manufacturing process of the liquid crystal display device 60. In step a1, a transparent substrate 65b is formed using borosilicate glass.
On one surface of amorphous silicon TF
T is formed to form pixel electrodes in a matrix. A resin such as polyimide is applied to the surface, and a rubbing process is performed to form an alignment film. In step a2, a transparent substrate 65a is formed using borosilicate glass or the like, and a transparent electrode (ITO: Indium Tin Oxide) as a common electrode and an alignment film are formed on one surface thereof.

【0031】工程a3では、透明基板65a,65bを
電極形成面が対向するように配置し、かつ基板間にスペ
ーサを介在して貼合わせる。工程a4では、透明基板6
5a,65b間にTN(ツイステッドネマティック)液
晶を封入する。ここでは、液晶はメルク社製のZLI−
1565を使用したが、他の液晶材料を用いてもかまわ
ない。たとえば、有機高分子と液晶化合物とを複合化し
た液晶材料であるポリマー分散型液晶などを用いると偏
光板が不良になるため、光の利用効率が向上する。ま
た、ゲスト・ホスト型の液晶材料を用いると偏光板は1
枚で表示可能である。さらに、ゲスト・ホスト型のうち
でも特にホワイトテーラー型の液晶材料を用いると、有
機高分子と液晶化合物との複合化した液晶材料と同様に
偏光板は不要になる。一方、TN液晶材料においても本
実施例で示した材料以外にも多くの材料が知られてお
り、他の材料を用いてもかまわない。
In step a3, the transparent substrates 65a and 65b are arranged so that the electrode forming surfaces face each other, and are bonded together with a spacer interposed between the substrates. In step a4, the transparent substrate 6
A TN (twisted nematic) liquid crystal is sealed between 5a and 65b. Here, the liquid crystal is ZLI- manufactured by Merck.
Although 1565 was used, another liquid crystal material may be used. For example, when a polymer-dispersed liquid crystal, which is a liquid crystal material in which an organic polymer and a liquid crystal compound are compounded, is used, the polarizing plate becomes defective, so that light use efficiency is improved. When a guest-host type liquid crystal material is used, the polarizing plate becomes 1
It can be displayed in sheets. Further, when a white-tailored liquid crystal material is used among the guest-host type liquid crystal materials, a polarizing plate becomes unnecessary as in the case of a liquid crystal material in which an organic polymer and a liquid crystal compound are combined. On the other hand, many TN liquid crystal materials are known in addition to the materials shown in this embodiment, and other materials may be used.

【0032】その後、工程a5では、偏光板64bをエ
ポキシ系の透明接着剤67aで透明基板65bに接着す
る。続いて工程a6で、偏光板64bにエポキシ系の透
明接着剤67bで、ヘアーライン加工を施したAl反射
板68を接着する。その後、一方の表面に半球状の突起
部を形成した板厚約2.5mmのPMMA(polymethyl
metacrylate)製の導光板61を上部基板65aと軽く
接する程度の位置に固定した。
Thereafter, in step a5, the polarizing plate 64b is bonded to the transparent substrate 65b with an epoxy-based transparent adhesive 67a. Subsequently, in step a6, an Al reflecting plate 68 on which a hairline process has been performed is bonded to the polarizing plate 64b with an epoxy-based transparent adhesive 67b. Thereafter, PMMA having a thickness of about 2.5mm was formed projections of semispherical on one surface (polymethyl
A light guide plate 61 made of metacrylate) was fixed at a position where the light guide plate 61 was lightly in contact with the upper substrate 65a.

【0033】本実施例ではAl反射板68を偏光板64
bに接着した例を示したが、これに限定するものではな
い。たとえばECB(Electrically controlledbirefri
ngence)型LC、ゲストホスト型LC、ホワイトテーラ
ー型ゲストホストLC、ポリマー分散型LC等を利用す
ると1対の偏光板64a、64bの内、偏光板64bが
省略できるのでガラス基板65b上に反射板を形成でき
る。
In this embodiment, the Al reflecting plate 68 is connected to the polarizing plate 64.
Although an example of bonding to b is shown, the present invention is not limited to this. For example, ECB (Electrically controlled birefri
ngence) type LC, guest host type LC, white tailor type guest host LC, polymer dispersion type LC or the like, the polarizing plate 64b can be omitted from the pair of polarizing plates 64a, 64b, so that the reflecting plate is provided on the glass substrate 65b. Can be formed.

【0034】続いて工程a8で、導光板61の上部表面
61aと約1mmの間隔をあけて偏光板64aを取付け
た。これらを図示しないフレームに固定した後、工程a
9において、コリメータ62a,62bとランプ63
a,63bとを取付けた。
Subsequently, in step a8, a polarizing plate 64a was attached at an interval of about 1 mm from the upper surface 61a of the light guide plate 61. After fixing them to a frame (not shown),
9, the collimators 62a and 62b and the lamp 63
a, 63b.

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【0038】[0038]

【0039】[0039]

【0040】[0040]

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】[0043]

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】[0046]

【0047】[0047]

【0048】[0048]

【0049】図4は、導光板61の動作原理を説明する
図である。本発明では、この導光板61に加工の容易な
半球状の複数の突起部81cを形成している。
FIG . 4 illustrates the principle of operation of the light guide plate 61.
FIG. In the present invention, the light guide plate 61 is easily processed.
A plurality of hemispherical projections 81c are formed.

【0050】ランプ63a,63bから導光板61に入
射した照明光89a,89bの、導光板の上部表面61
aおよび下部表面61bに対する入射角をそれぞれθ1
5,θ11とし、導光板61の屈折率をnとすると、
The upper surface 61 of the light guide plate of the illumination light 89a, 89b incident on the light guide plate 61 from the lamps 63a, 63b.
a and the incident angle with respect to the lower surface 61b are θ1
5, θ11, and the refractive index of the light guide plate 61 is n.

【0051】[0051]

【数11】sinθ11>1/n## EQU11 ## sin θ11> 1 / n

【0052】[0052]

【数12】sinθ15>1/n の条件を満たす場合、照明光89a,89bは導光板6
1の上部表面61aと下部表面61bとの間で反射を繰
返しながら導光板61内部を伝搬していく。
When the condition of sin θ15> 1 / n is satisfied, the illumination lights 89a and 89b are
1 propagates inside the light guide plate 61 while repeating reflection between the upper surface 61a and the lower surface 61b.

【0053】導光板61の下部表面61bに形成された
突起部81cに照明光89a,89bが入射するとき、
突起部81cの図4において右端近接部81eを通過す
る照明光89aおよび、突起部81cの左端近接部81
fを通った照明光89bの、突起部81cの表面81d
での入射角θ13,θ16は、
When the illumination light 89a, 89b is incident on the projection 81c formed on the lower surface 61b of the light guide plate 61,
The illumination light 89a passing through the right end proximity portion 81e of the projection 81c in FIG. 4 and the left end proximity portion 81 of the projection 81c
Surface 81d of projection 81c of illumination light 89b passing through f
Incident angles θ13 and θ16 at

【0054】[0054]

【数13】θ13≒90°−θ15(13) θ13 ≒ 90 ° −θ15

【0055】[0055]

【数14】θ16≒90°−θ11 である。Equation 14: θ16θ90 ° −θ11

【0056】突起部81cに入射する照明光89a,8
9bは、前記右端近接部81eと左端近接部81fとの
間を通過するので、突起部81cの表面81dへの入射
角は、前記θ13,θ16よりも小さくなる。導光板の
材料にPMMAを採用すると屈折率は約1.5であるの
で、導光板表面への入射角が48°以上のとき、突起部
81cで照明光が出射する。導光板61の入射角をコリ
メータによって48°以上となるように制限した結果、
導光板表面からの照明光の漏れは認められず、照明光は
下部表面61bから出射した。導光板61を液晶表示素
子72に取付けたところ、良好な表示品位が得られた。
The illumination light 89a, 8 incident on the projection 81c
Since 9b passes between the right end proximity portion 81e and the left end proximity portion 81f, the angle of incidence on the surface 81d of the projection 81c is smaller than the angles θ13 and θ16. When PMMA is used as the material of the light guide plate, the refractive index is about 1.5. Therefore, when the angle of incidence on the surface of the light guide plate is 48 ° or more, the illumination light is emitted from the projection 81c. As a result of restricting the incident angle of the light guide plate 61 to be equal to or more than 48 ° by a collimator,
No leakage of illumination light from the light guide plate surface was observed, and the illumination light was emitted from the lower surface 61b. When the light guide plate 61 was attached to the liquid crystal display element 72, good display quality was obtained.

【0057】図5は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図である。図5を参照して、まず、スネルの法則か
ら、
FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, first, from Snell's law,

【0058】[0058]

【数15】n・sinθb=sinθa が成立つ。ここで、外部のランプ63a,63bからの
光が導光板61内に入射するとき、
The following holds: n · sin θb = sin θa Here, when light from the external lamps 63 a and 63 b enters the light guide plate 61,

【0059】[0059]

【数16】sinθb<1/n となる。一方、入射光が導光板61内部の表面で全反射
する条件は、
## EQU16 ## sin θb <1 / n. On the other hand, the condition that the incident light is totally reflected on the surface inside the light guide plate 61 is as follows.

【0060】[0060]

【数17】sinθc>1/n である。ここで、## EQU17 ## sin θc> 1 / n. here,

【0061】[0061]

【数18】θb+θc=90° であるので、前記数16および数17から、Since θb + θc = 90 °, from the above equations (16) and (17),

【0062】[0062]

【数19】 sinθb<1/n<sin(90°−θb) である。この数19の関係式を満たすθbは(19) sin θb <1 / n <sin (90 ° −θb) Θb satisfying the relational expression of Expression 19 is

【0063】[0063]

【数20】θb<45° である。このとき、屈折率nは、## EQU20 ## θb <45 °. At this time, the refractive index n is

【0064】[0064]

【数21】n>1.42 である。したがって導光板61の屈折率nが前記数21
を満たす場合は、導光板61への入射光の入射角を制限
するためのコリメータ62a,62bは不要となる。た
とえば導光板61の材料としてPMMAを用いると、屈
折率nは1.5なので、ランプ63a,63bからの入
射光の入射角の上限値を制限するためのコリメータは不
要となる。
## EQU21 ## where n> 1.42. Therefore, the refractive index n of the light guide plate 61 becomes
When the above condition is satisfied, the collimators 62a and 62b for limiting the incident angle of the incident light on the light guide plate 61 become unnecessary. For example, when PMMA is used as the material of the light guide plate 61, the refractive index n is 1.5, so that a collimator for limiting the upper limit of the incident angle of the incident light from the lamps 63a and 63b becomes unnecessary.

【0065】図6は、導光板61の他の動作原理を説明
するための図である。ここでは導光板61の屈折率をn
とし、導光板61の液晶表示素子72とは反対側に位置
する物質の屈折率をn1とし、導光板61の液晶表示素
子72側に位置する物質の屈折率をn2とする。
FIG. 6 is a diagram for explaining another operation principle of the light guide plate 61. Here, the refractive index of the light guide plate 61 is n
The refractive index of a substance located on the side of the light guide plate 61 opposite to the liquid crystal display element 72 is defined as n1, and the refractive index of a substance located on the liquid crystal display element 72 side of the light guide plate 61 is defined as n2.

【0066】図6(1)は、n1=n2の場合の動作を
示している。導光板61の突起部61c以外の下部表面
61bでは光は反射するが、突起部61cに入射した光
は反射せずに液晶表示素子72側に出射する。
FIG. 6A shows the operation when n1 = n2. Although the light is reflected on the lower surface 61b of the light guide plate 61 other than the protrusion 61c, the light incident on the protrusion 61c is emitted to the liquid crystal display element 72 side without being reflected.

【0067】図6(2)は、n1>n2の場合の動作原
理を示している。導光板61の上部表面61aでは光は
全反射するが、下部表面61bの突起部61c以外の部
分からも液晶表示素子72側に出射する。突起部61c
に入射した光は図6(1)に示す場合と同様に全て液晶
表示素子72側に出射する。
FIG. 6B shows the operation principle when n1> n2. Although the light is totally reflected on the upper surface 61a of the light guide plate 61, it is also emitted toward the liquid crystal display element 72 from portions other than the protrusions 61c of the lower surface 61b. Projection 61c
All light incident on the liquid crystal display element 72 is emitted to the liquid crystal display element 72 side as in the case shown in FIG.

【0068】図6(3)は、屈折率n2が導光板61の
屈折率nに比べて十分小さい場合の動作原理を示してい
る。この場合突起部61cから出射した光が導光板61
に再入射する場合がある。このとき、再入射した光は導
光板61の上部表面61aから上方、すなわち観測者7
0側に出射する。このような光の上方への出射は、あま
り望ましいものではないが、観測者70の目に直接到達
しなければ大きな支障とはならない。上述のように突起
部61cが表面61bに点在して形成される。したがっ
て導光板61内を伝搬する照明光は、突起部61cを経
て液晶表示素子72の透明基板65aに入射させると
き、その光を透明基板65aにおいて、法線方向に近づ
けることができる。これによってできるだけ多くの光を
液晶表示素子72に導くことができるとともに、その液
晶表示素子に入射して反射板68で反射した反射光が、
液晶表示素子72の透明基板65aで全反射しにくくな
り、より多くの反射光が観測者70に導かれることがで
きる。このように突起部61cから液晶表示素子72に
上述のように好ましく入射する光の経路は、図6(1)
〜図6(3)において参照符73〜75でそれぞれ示さ
れている。さらに導光板61の突起部61cは、点在し
て形成され、表面61bの突起部61cが形成されてい
ない残余の表面は平坦であるので、液晶表示素子72の
表示を、観測者70が良好に観測することができ、その
表示が大きく歪んでしまうことはない。
FIG. 6C shows the principle of operation when the refractive index n2 is sufficiently smaller than the refractive index n of the light guide plate 61. In this case, the light emitted from the protrusion 61c is
Again. At this time, the re-incident light is upward from the upper surface 61a of the light guide plate 61, that is,
The light is emitted to the 0 side. Although such upward emission of light is not very desirable, it does not cause a major problem unless it reaches the eyes of the observer 70 directly. As described above, the protrusions 61c are formed to be scattered on the surface 61b. Therefore, when the illuminating light propagating in the light guide plate 61 is incident on the transparent substrate 65a of the liquid crystal display element 72 via the protrusion 61c, the light can be made closer to the normal direction on the transparent substrate 65a. As a result, as much light as possible can be guided to the liquid crystal display element 72, and the reflected light incident on the liquid crystal display element and reflected by the reflection plate 68 becomes
The total reflection is less likely to occur on the transparent substrate 65 a of the liquid crystal display element 72, and more reflected light can be guided to the observer 70. As described above, the path of light that is preferably incident on the liquid crystal display element 72 from the protrusion 61c is as shown in FIG.
6 to (3) are indicated by reference numerals 73 to 75, respectively. Further, the projections 61c of the light guide plate 61 are formed in a dotted manner, and the remaining surface of the surface 61b where the projections 61c are not formed is flat, so that the display of the liquid crystal display element 72 is good for the observer 70. And the display is not greatly distorted.

【0069】図7は、突起部の個数と光量との関係を示
すグラフである。ランプ63a,63bの光量に応じ
て、適宜、突起部の個数を選択すればよい。また、突起
の大きさ、形状、密度等を導光板の表面内で適当に変化
させることによって導光板から取出す光量を均一化でき
る。一方、突起を液晶表示素子72の画素以外の場所、
たとえば画素と画素の間の遮光膜の上等になるように導
光板に配置すると、表示が突起によって全く影響を受け
なくなり、より望ましい表示が得られる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of protrusions and the amount of light. The number of protrusions may be appropriately selected according to the light amounts of the lamps 63a and 63b. In addition, by appropriately changing the size, shape, density, and the like of the protrusions within the surface of the light guide plate, the amount of light extracted from the light guide plate can be made uniform. On the other hand, the projections are located at locations other than the pixels of the liquid crystal display element 72,
For example, when the light guide plate is disposed on the light guide plate so as to be on a light-shielding film between the pixels, the display is not affected at all by the projections, and a more desirable display can be obtained.

【0070】本実施例では導光板の材料としてPMMA
を用いたが、均一に減衰なく導光でき、屈折率が適当な
値であれば、他の材料、たとえばガラス、CR−39樹
脂、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエステル
などの材料を用いてもよい。
In this embodiment, PMMA is used as the material of the light guide plate.
Was used, but other materials such as glass, CR-39 resin, polycarbonate, polyvinyl chloride, and polyester may be used as long as light can be uniformly guided without attenuation and the refractive index is an appropriate value. .

【0071】上述のように導光板61から出射した光
は、透明基板65aでも反射せず、反射板68に達する
まで直進する。反射板68の反射面68aに到達した光
は、反射面68aで乱反射され、均一化された後、接着
剤67b、偏光板64b、接着剤67a、透明基板65
b、液晶層66、透明基板65a、空気層71b、導光
板61、空気層71a、偏光板64aを順次通過し、表
示面を見る観測者70の目に到達する。このとき、光の
均一性を向上するために反射板68と透明基板65bと
の間に拡散板を得ることもできる。
As described above, the light emitted from the light guide plate 61 is not reflected by the transparent substrate 65a but proceeds straight until it reaches the reflection plate 68. The light that has reached the reflecting surface 68a of the reflecting plate 68 is irregularly reflected by the reflecting surface 68a, and after being uniformized, the adhesive 67b, the polarizing plate 64b, the adhesive 67a, and the transparent substrate 65 are formed.
b, the liquid crystal layer 66, the transparent substrate 65a, the air layer 71b, the light guide plate 61, the air layer 71a, and the polarizing plate 64a, and sequentially reach the eyes of an observer 70 looking at the display surface. At this time, a diffusion plate may be provided between the reflection plate 68 and the transparent substrate 65b in order to improve the uniformity of light.

【0072】以上のように本実施例によれば、光源装置
を構成する導光板61、コリメータ62a,62bおよ
びランプ63a,63bを液晶表示素子72の前面(観
測者70側)に配置することができる。これによって、
反射型液晶表示装置において周囲が暗い場合であっても
光源装置を作動(点灯)することによって表示に必要な
光が液晶表示素子72に与えられ、見やすい表示が可能
となる。
As described above, according to the present embodiment, the light guide plate 61, the collimators 62a and 62b, and the lamps 63a and 63b constituting the light source device can be arranged on the front surface (on the observer 70 side) of the liquid crystal display element 72. it can. by this,
Even when the surroundings are dark in the reflective liquid crystal display device, the light required for display is given to the liquid crystal display element 72 by operating (lighting) the light source device, and the display can be easily viewed.

【0073】また、周囲が明るい場合は光源装置を消灯
することによって導光板61は透明となり、外光だけで
も十分に見やすい表示を実現することができる。このよ
うに必要な場合にのみ光源装置を作動することによっ
て、消費電力を削減することができる。
Further, when the surroundings are bright, the light guide plate 61 is made transparent by turning off the light source device, so that a display that is sufficiently visible with only external light can be realized. By operating the light source device only when necessary, power consumption can be reduced.

【0074】[0074]

【0075】本実施例では、対向配置されるランプ63
a,63bを用いたけれども、十分な光量が得られるな
らば、ランプは1つであってもよい。
In the present embodiment, the lamps 63 that are arranged opposite to each other
Although a and 63b are used, one lamp may be used as long as a sufficient amount of light can be obtained.

【0076】さらに、従来技術である照明ランプ方式
と比較すると、均一性に優れた表示が得られる。さらに
また、従来技術である透明反射方式と比較して、薄
形、軽量かつ明るく均一性の優れた表示が得られる。
Furthermore, compared to the conventional illumination lamp system, a display with excellent uniformity can be obtained. Furthermore, a thin, lightweight, bright, and highly uniform display can be obtained as compared with the conventional transparent reflection type.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光源装置
を構成する導光板および光源は、液晶表示装置の前面に
設置可能であり、光源からの光が直接観測者の目に入る
ことはなく、液晶表示素子への均一な照明が可能とな
る。これによって、従来照明のむずかしかった反射型液
晶表示装置における照明が可能となる。また、導光板の
使用は、反射型液晶表示装置を搭載した携帯用のOA機
器に適している。加えて、周囲が明るく外光で照明可能
なときは光源を消灯し、また周囲が暗いときは点灯する
など、必要に応じて点灯、消灯を選択することによっ
て、消費電力の低減を行うことができる。このように、
軽量、薄形で低消費電力の反射型液晶表示装置を実現す
ることができる。特に本発明によれば、照明光が突起部
から出射し、この突起部の働きによって、突起部から液
晶表示素子に光を入射させるとき、その光を、液晶表示
素子の導光板側の透明基板において、法線方向に近づけ
ることができるようになる。これによって液晶表示素子
に入射して反射手段で反射した反射光が、液晶表示素子
の導光板側の透明基板に全反射しにくくなる。これによ
ってより多くの反射光が液晶表示素子から導光板を経て
観測者に導かれることが可能になる。さらに本発明によ
れば、その液晶表示素子側表面の突起部が形成されてい
ない残余の表面は、平坦である。したがって液晶表示素
子からの出射光は、突起部だけでなく、前記平坦な表面
部分を透過して観測者に導かれることになる。したがっ
て液晶表示素子の表示を観測者が良好に観測することが
できる。そして、前記導光板の液晶表示素子側表面に点
在して形成した複数の突起部の形状を半球状としている
ことにより、その加工を容易に行うことができる。
As described above, according to the present invention, the light guide plate and the light source constituting the light source device can be installed on the front surface of the liquid crystal display device, so that the light from the light source directly enters the eyes of the observer. However, it is possible to uniformly illuminate the liquid crystal display element. This makes it possible to illuminate the reflection-type liquid crystal display device, which was difficult to illuminate conventionally. The use of a light guide plate is suitable for a portable OA device equipped with a reflective liquid crystal display device. In addition, the light source can be turned off when the surrounding area is bright and can be illuminated with external light, and turned on when the surrounding area is dark. it can. in this way,
A light-weight, thin, low-power-consumption reflective liquid crystal display device can be realized. In particular, according to the present invention, when the illumination light is emitted from the projection and the light is incident on the liquid crystal display element from the projection by the function of the projection, the light is transmitted to the transparent substrate on the light guide plate side of the liquid crystal display element. , It becomes possible to approach the normal direction. This makes it difficult for reflected light incident on the liquid crystal display element and reflected by the reflection means to be totally reflected on the transparent substrate on the light guide plate side of the liquid crystal display element. This allows more reflected light to be guided from the liquid crystal display element to the observer via the light guide plate. Further, according to the present invention, the remaining surface of the surface on the liquid crystal display element side where no projection is formed is flat. Therefore, the light emitted from the liquid crystal display element is guided to the observer not only through the protrusion but also through the flat surface portion. Therefore, an observer can observe the display of the liquid crystal display element well. A dot is formed on the surface of the light guide plate on the liquid crystal display element side.
The shape of the plurality of protrusions that are formed
Thereby, the processing can be easily performed .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である液晶表示装置60の構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device 60 according to an embodiment of the present invention.

【図2】液晶表示装置60の製造方法を説明する工程図
である。
FIG. 2 is a process diagram illustrating a method for manufacturing the liquid crystal display device 60.

【図3】液晶表示装置60に備えられる導光板61の他
の動作原理を説明するための図である。
FIG. 3 shows another light guide plate 61 provided in the liquid crystal display device 60 .
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of FIG.

【図4】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
You.

【図5】本発明に用いられる導光板61のさらに他の動
作原理を説明するための図である。
FIG. 5 shows still another operation of the light guide plate 61 used in the present invention .
It is a figure for explaining an operation principle.

【図6】突起部の個数と光量との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of protrusions and the amount of light.
You.

【図7】照明ランプ方式による液晶表示装置の構成例を
示す断面図である。
FIG. 7 illustrates a configuration example of a liquid crystal display device using an illumination lamp method .
FIG.

【図8】反射鏡方式による液晶表示装置の構成例を示す
断面図である。
FIG. 8 shows a configuration example of a liquid crystal display device using a reflecting mirror system .
It is sectional drawing.

【図9】平板形ランプ方式による液晶表示装置の構成例
を示す図である。
FIG. 9 is a configuration example of a liquid crystal display device using a flat lamp system .
FIG.

【図10】導光板方式による液晶表示装置の構成例を示
す断面図である。
FIG. 10 shows a configuration example of a liquid crystal display device using a light guide plate method .
FIG.

【図11】透明反射板方式による液晶表示装置の構成例
を示す断面図である。
FIG. 11 is a configuration example of a liquid crystal display device using a transparent reflection plate method .
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

60 液晶表示装置 61 導光板 61a 上部表面 61b 下部表面 61c,81c 突起部 62a,62b コリメータ 63a,63b ランプ 64a,64b 偏光板 65a,65b 透明基板 66 液晶層 67a,67b 透明接着剤 68 反射板89a,89b 光源光 70 観測者 71a,71b 空気層 72 液晶表示素子 68a 反射面Reference Signs List 60 liquid crystal display device 61 light guide plate 61a upper surface 61b lower surface 61c, 81c protrusion 62a, 62b collimator 63a, 63b lamp 64a, 64b polarizing plate 65a, 65b transparent substrate 66 liquid crystal layer 67a, 67b transparent adhesive 68 reflecting plate 89a, 89b light source light 70 observer 71a, 71b air layer 72 liquid crystal display element 68a reflection surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−189679(JP,A) 特開 昭57−146286(JP,A) 特開 昭59−99479(JP,A) 実開 昭63−4515(JP,U) 実開 昭61−36911(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 530 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-189679 (JP, A) JP-A-57-146286 (JP, A) JP-A-59-99479 (JP, A) 4515 (JP, U) Fully open 1986-36911 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 530

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明基板と、該透明基板に対向して配置
される対向基板との間に、液晶層を介在して構成される
液晶表示素子と、 前記液晶表示素子の透明基板側に配置される導光板と、 前記導光板の側方に配置される光源と、 液晶表示素子に関して導光板とは反対側に配置され、液
晶表示素子からの入射光を反射する反射手段とを含み、 前記導光板の液晶表示素子側表面に複数の半球状の突起
部を点在して形成し、 光源から導光板の前記液晶表示素子側表面と、液晶表示
素子とは反対側の表面とで、全反射しつつ導光板内を伝
搬する照明光が、半球状の突起部から出射し、 導光板の屈折率をnとし、導光板の液晶表示素子とは反
対側に位置する物質の屈折率をn1とし、導光板の液晶
表示素子とは反対側表面への光源光の入射角度をθとし
たとき、 n1<n・sinθ の条件を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display element having a liquid crystal layer interposed between a transparent substrate and an opposing substrate disposed opposite to the transparent substrate, and disposed on the transparent substrate side of the liquid crystal display element. A light guide plate to be provided, a light source disposed on a side of the light guide plate, and a reflection unit disposed on a side opposite to the light guide plate with respect to the liquid crystal display element and reflecting incident light from the liquid crystal display element, A plurality of hemispherical projections are formed on the surface of the light guide plate on the side of the liquid crystal display element, and a plurality of hemispherical projections are formed on the surface of the light guide plate on the side of the liquid crystal display element from the light source. Illumination light that propagates inside the light guide plate while being reflected is emitted from the hemispherical projection, and the refractive index of the light guide plate is n, and the refractive index of a substance located on the opposite side of the light guide plate from the liquid crystal display element is n1. And the incident angle of the light source light on the surface of the light guide plate opposite to the liquid crystal display element is θ. Time, the liquid crystal display device, wherein a satisfies the condition n1 <n · sinθ.
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