JP3191761B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP3191761B2
JP3191761B2 JP08034898A JP8034898A JP3191761B2 JP 3191761 B2 JP3191761 B2 JP 3191761B2 JP 08034898 A JP08034898 A JP 08034898A JP 8034898 A JP8034898 A JP 8034898A JP 3191761 B2 JP3191761 B2 JP 3191761B2
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達昭 舟本
史明 赤羽
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明機能を有する
表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、照明機能を有する液晶表示装置は
図9(a)に示すように、液晶表示パネル2の背面に面
状の照明装置1を配置し、通常は常時照明を点灯して使
用していたか、あるいは図9(b)に示すように液晶表
示パネル2と照明装置1の間に半透過半反射のシート4
を配置して、照明点灯、非点灯の両方で使用できるよう
にしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
照明機能を有する液晶表示装置は、常時照明を点灯して
使用した場合、電力消費が大きい、半透過半反射のシー
トを使用した場合、照明装置点灯時、非点灯時ともに表
示が暗く、コントラストが低いという問題点を有してい
た。
【0004】そこで、本発明は従来のこのような問題点
を解決するため、照明装置を液晶表示パネルのような表
示体の前面に配置することにより、照明装置の点灯時、
非点灯時ともにコントラストが高く視認性の高い表示装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の表示装置は、表示体である被照明体と該被照
明体の前面に配置された照明装置とを有する表示装置に
おいて、前記照明装置は、透明な導光体と、該導光体の
端面側に配置された光源とを有し、前記導光体の一方の
面には、出光側平面、前記出光側平面と平行方向の面、
及び前記出光側平面と垂直な面に対して10度以下の範
囲で傾きを有した面とによって形成された凹凸形状を設
け、前記傾きは、前記凹凸形状の凸部の幅が先端に向か
って狭くなる方向の傾きであり、前記光源からの光線
は、前記導光体の中を伝搬するとともに、前記凹凸形状
の部分から射出して、前記被照明体を照明し、反射され
該導光体を透過して射出されることを特徴とする。
【0006】
【0007】前記導光体は、前記凹凸形状の部分のみ異
なる屈折率を有する材料から形成されることを特徴とす
る。
【0008】前記凹凸形状の凸部の幅と高さの比が、概
ねー対ーであることを特徴とする。
【0009】前記凹凸形状の凸部は円柱状であることを
特徴とする。
【0010】前記導光体を前記被照明体と上側偏光板の
間に配置したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1は、本発明の表示装置の全体を示
す図であり、照明装置1は液晶表示パネル2の前面に配
置される。液晶表示パネル2の背面には反射板3を配置
し、反射型液晶表示装置を構成している。照明装置1は
液晶表示パネル2側に光線を投射するとともに反射板3
によって反射した光線をほとんど分散することなく、透
過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには
照明装置1を消灯して使用し、この場合、照明装置1は
単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示品
質に影響を与えないことに有効である。また外光が充分
でない暗い所では点灯して使用した場合、照明装置1は
液晶表示パネル2を照明し、反射板3による反射光は照
明装置1が前記の消灯時と同様に単なる透明板として機
能してそのまま透過するため高い視認性を保持するため
に有効である。
【0012】また照明装置1を液晶表示パネル2の背面
に配置した透過型液晶表示装置は照明装置1からの光線
が液晶表示パネル2を1回のみ透過して明部暗部のコン
トラストを発生しているのに対し、本発明のような照明
装置1を液晶表示パネル2の前面に配置した反射型液晶
表示装置は照明装置1からの光線が1回液晶表示パネル
2を透過したのち反射板によって反射してもう1回透過
するため、よりコントラストが高くなることにより高い
視認性を得るために有効になっている。
【0013】以上のような照明装置を実現するために一
実施例を図2(a)に示す。光源12が導光体11の少
なくとも1つの端面側に配置される。導光体11は図2
(b)に示すように透明板の片面に光源12と概ね平行
にリブ上の突起13を設けており、突起13の各面はす
べて出光側平面14に対して略平行な面と略垂直な面の
みで構成される。導光体11は屈折率1.4以上の透明
材料で形成される。光源12からの光線は光線16aや
光線16bに示すように端面15から入射したのち、導
光体11の中で全反射を繰り返し突起13の側面からの
み射出するため照明装置の背面からの出光が多く、液晶
表示パネル2を照明することができる。導光体11の液
晶表示パネル2側、またその反対側面に保護シート等重
ねる場合には必ずわずかな空気層が設けられており、こ
れは導光体11の内部で光線が全反射を繰り返すために
必要である。
【0014】また、導光体11を形成する透明材料はア
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、ガラ
ス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用いられ、
射出成形、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガ
ラス平坂上にフィルムを接合する等の方法によって形成
される。
【0015】図3に示すように、突起13を導光体11
より屈折率の高い材料で構成することにより光線16の
ように導光体11内を進行する光線は突起13に入光す
るときに屈折し、突起13の側面から出光するときにさ
らに屈折するため、最終的な出射光の角度を出光側平面
14に対してより大きくすることができる。この場合、
前述の透明樹脂またはガラス平板上に屈折率の高い透明
フィルムを接合する方法にて形成して製造することが適
している。
【0016】図4(a)に示すように端面15から入射
した光線は導光体11の長辺方向の軸に対し屈折により
45度以下の光軸を持つため、突起13の側面に照射さ
れるためには突起13の幅に対してそれ以上の高さを必
要とする。それ以下の場合、図4(b)に示すような経
路により光線は導光体11の前面に出光し、大きく視認
性を低下させる。しかしー対ーを大きく超えた場合には
光学的に無意味であるばかりでなく、製造が困難になる
という問題が生じる。以上により、突起13は幅と高さ
の比がちょうどー対ー程度であることが望ましい。
【0017】突起13の幅、高さといった大きさは、可
視光の波長がおよそ380nmから700nm程度であ
ることから、回折による干渉により分光の縞模様が発生
しないために5μm程度以上は必要であり、また液晶表
示パネルの画素の大きさが200μmから300μmで
あることから、この画素との干渉による縞模様の発生を
防ぐために100μm以下にすべきである。以上の内容
に加え、製造上の利便性から突起13の大きさはおよそ
10μm以上50μm以下が望ましい。
【0018】導光体11上の突起13の密度を加減する
ことにより、照射輝度の均一性を高めることができる。
実際には光源12の近傍では突起13を疎に配置し、離
れるに従い連続的に密に配置していく。この場合、突起
13の大きさをー定にして密度を可変する方法、密度を
一定にして大きさを可変する方法、両方を可変する方法
等が取られる。
【0019】他の実施例を図5(a)に示す。突起13
を角柱状に形成した場合もリブと同等の効果が得られ
る。突起13の光源12と垂直をなす側面は光線が臨界
角以上で照射されるため、全反射され出光にはいっさい
関係しない。図5(b)に示すように概長方形の導光体
11上に正方形の底面を持った角柱を形成した場合、隣
合う二辺に光源12を配置し、二辺から入射した光線を
突起13の各側面から出光させることができる。
【0020】他の実施例として突起13を円柱状に形成
した場合を図6(a)に示す。突起13の円柱面に臨界
角以下で照射された光線は出光し、臨界角以上で照射さ
れた光線は円柱面で反射を繰り返した後、突起13の底
面で反転し、さらに円柱面で反射を繰り返して、再び導
光体内を進行する経路をたどる。円柱面から出光した光
線は図6(c)に示す角柱のときの場合に比べ図6
(b)に示すように照射範囲を広くすることができる。
【0021】他の実施例を図7に示す。液晶表示パネル
の直上に導光体11を重ね、偏光板17を導光体11の
さらに上に重ねている。液晶表示パネルの下側にはもう
ー枚の偏光板18を配置し、さらに下側には反射板3を
配置する。この構成により視認性が向上することがわか
っている。
【0022】図8に、突起13の側面に10度以下の傾
斜角度を設けた例を示す。即ち、導光体11の一方の面
に、出光側平面14、出光側平面14と平行方向の面、
及び出光側平面14と垂直な面に対して10度以下の範
囲で傾きを有した面とによって形成された凹凸形状を設
け、前記傾きは、前記凹凸形状の凸部の幅が先端に向か
って狭くなる方向の傾きである。この傾斜角度を大きく
とった場合には、上下方向の光線の透過に影響するため
視認性を下げ、また出射光の傾斜が大きくなるため照明
性能が低下し品質的に問題となるが、10度以下の範囲
である場合にはその影響が小さく、射出成形等で製造す
る際には抜きテーパとして有効である。
【0023】
【発明の効果】本発明によると、以上説明したように、
表示装置が、例えば液晶表示携帯用電算機端末のような
用途において、省電力のため明るいところでは照明を消
して使用しても表示品質を落とさず、点灯時でもコント
ラストの高い表示を可能とすることができる。又、本発
明によると、前記凹凸形状の凸部の側面に10度以下の
傾斜角度を設け、凸部の幅が先端に向かって狭くなるよ
うに形成しているので、射出成形等で製造する場合は抜
きテーパとして有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のー実施例を示す断面図。
【図2】本発明の他の実施例を示す図。
【図3】本発明の他の実施例を示す図。
【図4】本発明の他の実施例を示す図。
【図5】本発明の他の実施例を示す図。
【図6】本発明の他の実施例を示す図。
【図7】本発明の他の実施例を示す図。
【図8】本発明の他の実施例を示す図。
【図9】従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
1 照明装置 2 液晶表示パネル 3 反射板 11 導光体 12 光源 13 突起 14 出光側平面 15 端面 16 光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−109003(JP,A) 特開 昭57−185474(JP,A) 特開 平4−97129(JP,A) 特開 平5−158034(JP,A) 特開 昭62−17730(JP,A) 特開 平5−158034(JP,A) 実開 平2−41227(JP,U) 実開 昭54−94185(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09F 9/00 F21V 8/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示体である被照明体と該被照明体の
    前面に配置された照明装置とを有する表示装置におい
    て、 前記照明装置は、透明な導光体と、該導光体の端面側に
    配置された光源とを有し、 前記導光体の一方の面には、出光側平面、前記出光側平
    面と平行方向の面、及び前記出光側平面と垂直な面に対
    して10度以下の範囲で傾きを有した面とによって形成
    された凹凸形状を設け、 前記傾きは、前記凹凸形状の凸部の幅が先端に向かって
    狭くなる方向の傾きであり、 前記光源からの光線は、前記導光体の中を伝搬するとと
    もに、前記凹凸形状の部分から射出して、前記被照明体
    を照明し、反射され該導光体を透過して射出されること
    を特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の導光体のうち凹凸形状の
    部分のみ異なる屈折率を有する材料から形成されること
    特徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の凹凸形状の凸部
    の幅と高さの比が概ね一対一であることを特徴とする表
    示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の凹凸形状の
    凸部は円柱状であることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の導光体
    を前記被照明体と上側偏光板の間に配置したことを特徴
    とする表示装置
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