JP3670567B2 - 反射型表示装置および照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フロントライトを備える反射型表示装置および反射型表示装置のフロントライトに好適に用いられる照明装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
反射型表示装置は、薄型、軽量および低消費電力などの特徴を有し、特に携帯性に優れた情報端末機器（ハンドヘルドＰＣやＰＤＡなど）の表示装置として利用が進んでいる。反射型表示装置のなかには、十分な強度の周囲光が得られない場合の表示品位を向上するための照明装置を備えたものが知られている。この照明装置は、透過型表示装置の照明装置が「バックライト」と称されるの対して、「フロントライト」と称される。フロントライトは、典型的には、光源と、光源からの光を反射型表示パネルに向けて出射する導光板とを備えている。このようなフロントライトは、例えば、”A Transparent Frontlighting System for Reflective-Type Displays", C.Y.Tai,H et al., SID 95 DIGEST, pp.375-378に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者が検討したところ、上述したフロントライトを用いると暗い環境下での表示品位を向上することができるものの、フロントライトにおける光の利用効率は、フロントライトの構造、特にフロントライトの導光板を固定する構造に大きく依存するという問題があることがわかった。また、この光の利用効率の低下は、透過型表示装置のバックライトよりも顕著である。
【０００４】
この問題を透過型ＬＣＤのバックライトと反射型ＬＣＤのフロントライトについて、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は透過型ＬＣＤを模式的に示す図であり、図６（ｂ）は反射型ＬＣＤを模式的に示す図である。
【０００５】
図６（ａ）に示したように、透過型ＬＣＤ５００は、透過型液晶パネル５１０と、透過型液晶パネル５１０に対して観察者とは反対側に配置されたバックライト５２０とを有している。バックライト５２０は、光源（例えば蛍光管）５２２と、導光板５２４と、これらを保持し、内面に拡散反射層（白色シート）５２５を有するケース５２６とを有している。
【０００６】
光源５２２から出射された光は、直接的にまたは拡散反射層５２５で反射された後に、導光板５２４に入射する。導光板５２４に入射した光は、導光板５２４内を臨界角以上の角度で全反射しながら伝搬する光と、導光板５２４のシボ面（観察者から遠い方の面に形成された凹凸面）５２４ａで拡散反射され、その後に導光板５２４から出射される光とに分離される。導光板５２４から観察者とは反対側に出射された光は拡散反射層５２５で反射され、その一部は再び導光板５２４内を伝搬し、他は導光板５２４を透過して観察者側に出射される。このように、光源５２２から出射された光の殆ど全てが結果的に観察者側に出射され、表示に利用される。
【０００７】
上述したように、バックライト５２０の光源５２２から出射された光は、拡散反射層５２５の働きによって、その殆どが表示に利用され、光の利用効率は、拡散反射層５２５の外側に設けれらるケース５２６の構造や光学特性の影響を受けない。従って、導光板５２４をケース５２６に固定するための構造に特に制約は無く、例えば、拡散反射層５２５を介して導光板５２４を両面接着テープや接着剤を用いてケース５２６に固定しても良いし、拡散反射層５２５を介して導光板５２４をケース５２６の上下の板上部間に挟持することによって固定してもよい。また、光源５２２と導光板５２４と相対位置に高い位置精度は要求されない。
【０００８】
図６（ｂ）に示した反射型ＬＣＤ６００は、反射型液晶パネル６１０と、反射型液晶パネル６１０の観察者側に配置されたフロントライト６２０とを有している。フロントライト６２０は、光源（例えば蛍光管）６２２と、導光板６２４と、これらを保持するケース６２６とを有している。
【０００９】
導光板６２４の構造と機能を図７を参照しながら説明する。導光板６２４は、光源６２２側の入射側面６２４ａと、入射側面６２４ａに対向する対向側面６２４ｂと、観察者側のプリズム面６２４ｃと、プリズム面６２４ｃに対向する対向面６２４ｄとを有している。導光板６２４の対向面６２４ｄ側に反射型液晶パネル６１０が配置される。プリズム面６２４ｃは、伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２とが接する稜線６２４ｒは、典型的には、入射面６２４ａに平行に延びる。
【００１０】
光源６２２から出射された光のうち、導光板６２４の入射面６２４ａに対して所定の角度（臨界角未満）で入射した光だけが導光板６２４内に至る。導光板６２４内に至った光のうち、導光板６２４の伝搬面６２４ｃ１および対向面６２４ｄに対して所定の角度（臨界角未満）で入射する光のみが導光板６２４内を伝搬する。導光板６２４内に入射した光の一部（図７中のＬ１）は、プリズム面６２４の伝搬面６２４ｃ１と、対向面６２４ｄとで全反射を繰り返しながら、入射側面６２４ａ側から対向側面６２４ｂ側に伝搬する。導光板６２４内に入射した光（伝搬光も含む）の一部（図７中のＬ２）は、プリズム面６２４の反射面６２４ｃ２で反射され、対向面６２４ｄから反射型液晶パネル６１０に向けて出射される。反射型液晶パネル６１０で反射された光は、対向面６２４ｄから再び導光板６２４に入射し、導光板６２４を通過した後、プリズム面６２４ｃから観察者側に出射され、表示に用いられる。
【００１１】
光源６２２から出射された光のうち、導光板６２４の入射側面６２４ａに対して臨界角以上で入射する光は、入射側面６２４ａで全反射されるので、導光板６２４内に到達しない。導光板６２４内に至った光のうち、導光板６２４の伝搬面６２４ｃ１および対向面６２４ｄに対して臨界角以上の角度で入射する光は照明に寄与しない。従って、反射型液晶パネル６１０で反射されること無く直接的に観察者側に出射されたり、反射型液晶パネル６１０に大きな角度で入射したりする結果、表示品位を低下させる原因となる。
【００１２】
例示した導光板６２４では、入射側面６２４ａから対向側面６２４ｂに向かって伝搬する光を選択的に対向面６２４ｄ側に反射させるように、反射面６２４ｃ２が形成されているので、対向側面６２４ｂで反射された光（図７中のＬ３）は、反射面６２４ｃ２で全反射されることはなく、表示に利用されない。また、伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２との境界に入射した光は、散乱光となり表示品位を低下させる原因となる。
【００１３】
例示した導光板６２４以外に、上記SID 95 DIGEST, pp.375-378に開示されているように、導光板６２４の両側に光源６２２を設け、互いに対向する側面６２４ａおよび６２４ｂがそれぞれ入射側面および対向側面として機能する構成も知られている。また、光源を２つ設ける代わりに、対向側面６２４ｂに反射層を設け、対向側面６２４ｂからの反射光を積極的に設ける構成も知られている。
【００１４】
いずれの構造の導光板を用いても、フロントライトにおいては、上述したように、プリズム面６２４ｃの反射面６２４ｃ２に臨界角以上の角度で入射する光だけが、対向面６２４ｄから反射型液晶パネル６１０に向けて出射され、表示に用いられる。従って、上述したバックライト５２０のように拡散反射層５２５を設けても、反射面６２４ｃ２で全反射される光よりも、反射面６２４ｃ２で全反射されない迷光の方が多くなるので、かえって表示品位の低下に繋がる。
【００１５】
上述したことから明らかなように、フロントライト６２０において光の利用効率を向上するためには、導光板６２４に入射する角度を高い精度で制御する必要がある。また、導光板６２４内における全反射の条件を広い角度範囲に対して満足させるためには、導光板６２４とその周囲の媒体との屈折率の比が大きいほうが好ましい。
【００１６】
従って、光の利用効率の高いフロントライト６２０を得るためには、光源６２２と導光板６２４との相対配置を高い位置精度で位置決めし、且つ、導光板６２４を固定するために、例えば、両面テープや接着剤層あるはケースなどの空気よりも大きな屈折率を有する部材が接触することをできるだけ避けることが好ましい。
【００１７】
上述したように、フロントライトにおける光の利用効率は、特にフロントライトの導光板の位置精度および固定構造に大きく依存し、光の利用効率の低下の程度は、透過型表示装置のバックライトよりも顕著であるにも拘わらず、光の利用効率の向上を目的としたフロントライトの構造は十分に検討されていない。また、反射型表示装置が有する透過型表示装置に対する優位な特徴（薄型、軽量および低消費電力）を十分に発揮させるためには、フロントライトの光の利用効率を高めることが強く望まれる。
【００１８】
本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いられる照明装置およびそのような照明装置を備えた反射型表示装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、少なくとも前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の表示領域に対応する領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースと、前記導光板に対して観察者とは反対側に配置された反射型表示パネルとを備え、そのことによって上記目的が達成される。
【００２０】
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に平行な稜線を有し、前記位置決め構造は、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域にのみ設けられている構成とすることが好ましい。
【００２１】
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に対して傾斜した稜線を有し、前記稜線が前記第３側面と交差する点の前記第１側面からの距離は、前記稜線が前記第４側面と交差する点の前記第１側面からの距離よりも短く、前記ケースは、前記第３側面の近傍において前記導光板と当接する領域に、前記導光板の位置を規定するための更なる位置決め構造を有する構成としてもよい。
【００２２】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあなを有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部を有する構成としてもよい。
【００２３】
前記導光板は、前記第２側面側に突き出た凸部を有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記凸部と嵌合する凹部を有する構成としてもよい。
【００２４】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成された第１のあな又は前記第２側面側に突き出た第１の凸部と、前記第３側面の近傍に形成された第２のあな又は前記第３側面側に突き出た第２の凸部とを有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記第１のあなに嵌合する第３の凸部又は前記第１の凸部に嵌合する第１の凹部を有し、前記更なる位置決め構造は、前記導光板の前記第２のあなに嵌合する第４の凸部又は前記第２の凸部に嵌合する第２の凹部を有する構成としてもよい。
【００２５】
前記導光板が前記第１の凸部および前記第２の凸部を有する構成とすることが好ましい。
【００２６】
前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されていることが好ましい。前記ケースは黒色高分子材料を用いて形成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の中央領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースとを備え、そのことによって上記目的が達成される。
【００２８】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあな又は前記第２側面側に突き出た凸部を有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部又は前記導光板の前記凸部に嵌合する凹部を有する構成としてもよい。
【００２９】
前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００３０】
以下、本発明の作用を説明する。
【００３１】
本発明の照明装置は、光源と、導光板と、これらを保持するケースとを有している。導光板は、光源側の側面（入射側面；第１側面）から入射した光を入射側面に対向する（対向側面；第２側面）側に伝搬しながら、その一部を観察者側に配置されたプリズム面で反射することによって、プリズム面に対向する対向面から出射する。対向面から出射された光は被照射物（例えば反射型表示素子）に照射され、被照射物で反射された光は、対向面から導光板に入射し、導光板のプリズム面から観察者側に出射される。ケースは、導光板の中央領域、すなわち観察者が観察する領域に、導光板を露出する開口部を有し、且つ、導光板の対向側面の近傍に位置決め構造を有する。位置決め構造は、導光板の対向側面の近傍で導光板と当接し、導光板の位置（ケースに対する相対位置）を規定するように設けられている。導光板の対向側面の近傍に位置決め構造が設けられているので、導光板に入射側面から入射し、導光板のプリズム面で反射され、照明に用いられる光の利用効率に影響を及ぼさない。
【００３２】
本発明による照明装置は、導光板のプリズム面と対向する対向面側に反射型表示素子を配置することによって、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いることができる。
【００３３】
なお、本発明は、導光板の入射側面にのみ光源を設け、入射側面に対向する対向側面には他の光源や反射層を設けることなく、入射側面から入射し対向側面に向かって導光板内を伝搬する光のみを用いる構成において、最も効果的である。すなわち、上述のような構成を採用することによって、照明装置を小型化できるとともに、迷光の発生を抑制することができるので、反射型表示装置の小型化および表示品位の向上に効果的である。
【００３４】
導光板として、プリズム面が入射側面に平行な稜線を有する導光板を用いる場合、対向側面の近傍において前記導光板と当接する領域にのみ位置決め構造を設けた構成とすることによって、光の利用効率の低下を最も効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、導光板として、プリズム面が入射側面に対して傾斜した稜線を有する導光板を用いる場合、対向側面の近傍において導光板と当接する領域に設けた位置決め構造に加え、入射側面（第１側面）と対向側面（第２側面）との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面のうち、稜線（またはその延長線）が側面と交差する点の入射側面からの距離が短いの側面（これを第３側面と定義する）の近傍において導光板と当接する更なる位置決め構造を設けてもよい。
【００３６】
稜線が入射側面に対して上述のように傾斜した導光板においては、第３側面で反射される光は照明にほとんど寄与せず、第３側面の近傍に位置決め構造を設けても、第２側面の近傍にのみ位置決め構造を設けた場合と同程度の光利用効率を維持したたま、位置決め精度の向上を達成することができる。また、単純な構造で位置決め精度を向上できるので、製品のコストが上昇することもなく、製品の小型化にも有効である。
【００３７】
対向側面の近傍に形成されたあなを有する導光板を用いる場合、導光板のあなに嵌合する凸部を有する位置決め構造によって、導光板のケースに対する相対位置を規定することができる。あなは、貫通孔でもよいし、窪み（穴）でもよい。導光板へのあなの形成や、ケースへの凸部の形成は、容易に高い位置精度を持って実行できる。また、導光板のあなにケースの凸部が嵌合するように、これらを組み立てる工程も容易であるので、照明装置や反射型表示装置の製造効率の低下も少なく、高い位置精度で、導光板をケースに対して相対的に位置合わせすることができる。
【００３８】
導光板の対向側面に突き出た凸部を設け、導光板のこの凸部と嵌合する凹部を有する位置決め構造によって、導光板のケースに対する相対位置を規定することもできる。この凸部を利用する位置決め構造と上述したあなを利用する位置決め構造とを併用してもよい。また、導光板にあなおよび／または凸部を複数設けて、これらを利用して固定してもよい。位置合わせ作業のし易さのために、あなおよび凸部を対向側面にそって１つずつ異なる位置に設けることが好ましい。
【００３９】
稜線が入射面に対して傾斜した稜線を有する導光板を用いた構成において、導光板の第３側面の近傍と当接する更なる位置決め構造は、導光板の第３側面の近傍に形成されたあなに嵌合する凸部であっても良いし、導光板の第３側面側に突き出た凸部に嵌合する凹部であってもよい。但し、光の利用効率を考慮すると、入射側面と第３側面との交点付近を避けて、更なる位置決め構造を設けることが好ましい。また、高い位置決め精度を得るためには、第２側面近傍の位置決め構造と第３側面近傍の位置決め構造は互いに対角位置に設けられることが好ましい。
【００４０】
なお、導光板の第２側面（および第３側面）の近傍にあなを設けるよりも、第２側面（および第３側面）側に突き出た凸部を形成することが好ましい。位置決め作業（組み立て作業）の簡便さのためには、導光板設けられたあなに嵌合する凸部をケースに設けるよりも、導光板の第２側面側（および第３側面側）に突き出た凸部に嵌合する凹部をケースに設けることが好ましい。
【００４１】
光源から出射され入射側面から導光板に入射し、導光板内を伝搬して対向側面に到達した光の一部は、対向側面から導光板外に出射される。ケースの少なくとも導光板の対向側面に対向する部分を光吸収性を有する材料で形成するととによって、対向側面から導光板外に出射された吸収することによって、この光が迷光となって、被照射物の視認性（被照射物が反射型表示素子である反射型表示装置においては表示品位）を低下させることを抑制する。ケース全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、上述の導光板の対向側面から出射した光だけでなく、光源から出射され光のうち導光板に入射しなかった光を吸収することができるので、迷光の発生をさらに抑制することができる。また、黒色高分子材料は、種々の成型法を用いて所望の形状に加工できるので、上記位置決め構造を有するケースを効率良く生産することができる。
【００４２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の反射型表示装置および照明装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、反射型ＬＣＤとそれに用いられるフロントライトを例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施形態の反射型ＬＣＤのフロントライトとして用いられる照明装置は、単独の前方照明装置として用いることができる。なお、前方照明装置とは、被照射物に対して観察者側に配置され、観察者が照明装置を介して被照射物を観察するように用いられる照明装置のことを言う。被照射物は印刷物などの表示媒体であってよい。
【００４３】
（実施形態１）
実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の分解斜視図を図１に、反射型ＬＣＤ１００の断面図を図２示す。図２は、図１における下部ケース１２６Ａに対する２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図に相当する。
【００４４】
反射型ＬＣＤ１００は、反射型液晶パネル１１０と照明装置（フロントライト）１２０とを有している。
【００４５】
反射型液晶パネル１１０は公知の反射型液晶パネルであり、典型的には、フロントライト１２０側から順に、偏光板１１２、λ／４板（不図示）、および反射型液晶セル１１４を有している。反射型液晶セル１１４は、一対の基板間に液晶層を有し、液晶層（不図示）を通過する光の偏光状態を変調するとともに、液晶層のフロントライト１２０とは反対側に反射層（典型的には反射電極；不図示）を有し、液晶層を通過した光をフロントライト１２０側に反射する。偏光板の透過軸（偏光軸）、およびλ／４板の遅相軸の方向は、液晶材料や配向の方向、視野角の特性などを考慮して決定される。また、ここでは、反射型液晶パネル１１０として、２．５型（対角２．５インチ）、６．１万画素、画素ピッチは水平方向Ｐｈが約１８０μｍ、垂直方向Ｐｖが約１６９μｍのデルタ配列カラー反射型液晶パネルを用いる。
【００４６】
フロントライト１２０は、光源１２２と、導光板１２４と、これらを保持するケース１２６とを備える。光源１２２として、ここでは、冷陰極放電管の三波長管（管径φ１ｍｍ）を用いる。光源１２２としては、これ以外に、ＬＥＤや、ＬＥＤと筒状導光体とを組み合わせて用いてもよい。なお、ＬＥＤを用いる場合、複数個のＬＥＤを例えば線状に配列してもよい。
【００４７】
導光板１２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）１２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）１２４ｂと、第１側面１２４ａと第２側面１２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面１２４ｅおよび第４側面１２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面１２４ｃと、プリズム面１２４ｃに対向する対向面１２４ｄとを有する。導光板１２４は、図２に示したように、第１側面１２４ａから第２側面１２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。このような形状の導光板１２４は、平行平板型の導光板よりも、出射光（対向面１２４ｄから出射される光）の強度分布が均一になる利点を有している。
【００４８】
プリズム面１２４ｃは、伝搬面１２４ｃ１と反射面１２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面１２４ｃ１と反射面１２４ｃ２とが接する稜線１２４ｒは、第１側面１２４ａに平行である。光源１２２から出射された光の一部は、第１側面１２４ａから導光板１２４に入射し、伝搬面１２４ｃ１と対向面１２４ｄとで全反射を繰り返しながら、第２側面１２４ｂに向けて伝搬する。また、導光板１２４内を伝搬する光の一部は、反射面１２４ｃ２で反射され、対向面１２４ｄから反射型液晶パネル１１０に向けて出射される。反射型液晶パネル１１０によって、表示信号に応じて変調され反射された光は、対向面１２４ｄから導光板１２４に入射し、導光板１２４を通過し、プリズム面１２４ｃから観察者側に出射される。
【００４９】
導光板１２４は、第２側面１２４ｂの近傍に形成された貫通孔１２４ｇと、第２側面１２４側に突き出た凸部１２４ｈとを有している。貫通孔１２４ｇおよび凸部１２４ｈは、後述するように、ケース１２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース１２６に対する導光板１２４の相対位置が規定される。上述したように、照明に利用される光は、導光板１２４内を第１側面１２４ａから入射し第２側面１２４ｂに至るまでに、対向面１２４ｄから出射される。従って、第２側面１２４ｂの近傍に位置決めのための構造を形成しても、光の利用効率をほとんど低下させることがない。
【００５０】
貫通孔１２４ｇおよび凸部１２４ｈを有する点を除けば、導光板１２４は公知の構造を有している。また、導光板１２４は、公知の材料を用いて公知の方法で形成される。ここでは、例えば、透明なアクリル樹脂を用いて形成された導光板１２４を用いる。導光板１２４の厚さは、例えば約１ｍｍである。
【００５１】
ケース１２６は、下部ケース１２６Ａと上部ケース１２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板１２４とを保持する。光源１２２および導光板１２４は、下部ケース１２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板１２４との相対位置が規定される。
【００５２】
下部ケース１２６Ａは、導光板１２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部１２６ａと、導光板１２４を保持するための段差部１２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部１２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板１２４保持用の段差部１２６ｂは、導光板１２４の対向面１２６ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と、額縁状の平板である上部ケース１２６Ｂの下面との間に、導光板１２４を挟持する。また、段差部１２６ｂは、導光板１２４の第２側面１２４ｂ、第３側面１２４ｃおよび第４側面１２４ｄに対向する側面を有する。導光板１２４が所定の位置に配置された状態で、段差部１２６ｂの側面は、導光板１２４の側面１２４ｂ、１２４ｃおよび１２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース１２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース１２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００５３】
下部ケース１２６Ａは、導光板１２４の第２側面１２４ｂ側の段差部１２６ｂの上面に、導光板１２４に形成された貫通孔１２４ｇに嵌合する突起部１２６ｃを有するとともに、導光板１２４の凸部１２４ｈと嵌合する凹部１２６ｄとを有する。下部ケース１２６Ａに対して導光板１２４を、導光板１２４の下面が下部ケース１２６Ａの段差部１２６ｂの上面と当接し、導光板１２４の貫通孔１２４ｇ内に下部ケース１２６の突起部１２６ｃが嵌合され、下部ケース１２６Ａの凹部１２６ｄに導光板１２４の凸部１２４ｈが嵌合されるように、配置することによって、下部ケース１２６Ａに対する導光板１２４の相対位置が規定される。
【００５４】
このように、光源１２２および導光板１２４が下部ケース１２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース１２６Ａと上部ケース１２６Ｂとの間に、光源１２２および導光板１２４を挟持するように、上部ケース１２６Ｂと下部ケース１２６Ａとを組み立てることによって、光源１２２および導光板１２４はケース１２６内に保持される。
【００５５】
貫通孔１２４ｇ（突起１２６ｃ）および凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）は、導光板１２４をケース１２６に位置決めするために設けられているので、これらは、導光板１２４の第２側面１２４ｂに離れた位置（典型的にはそれぞれを両端近傍）に設けることが位置精度の観点から好ましい。また、貫通孔１２６ｇとして、ここでは、直径約２．００ｍｍの円とし、突起部１２６ｃとして、直径約１．９５ｍｍの円柱とし、約０．０５ｍｍの精度で位置合わせが可能な位置合わせ構造を実現する。但し、貫通孔１２６ｇおよび突起部１２６ｃの形状および大きさはこの例に限られず、適宜変更され得る。
【００５６】
なお、例示した円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとの組み合わせは、他の形状に比べ機械的強度の点で優れているが、平面内での位置を一義的に規定できないので、例示したように、凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）を設けるか、あるいは、円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとのセットを複数設けることが好ましい。これに対し、貫通孔１２４ｇおよび突起部１２６ｃの断面形状を多角形（例えば正方形）とすると、１つのセットで平面内の位置を一義的に規定できるが、突起部１２６ｃの角が欠けやすいなど、機械強度に劣る。位置合わせの作業性を考慮すると、例示した円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとの組み合わせと、凸部１２４ｈと凹部１２６ｄとの組合せを用いることが好ましい。
【００５７】
また、導光板１２４を受容する下側ケース１２６Ａの段差部１２６ｂの上面は、導光板１２４の第１〜第４側面に対応する各辺において、例えば、幅約２ｍｍである。この幅は、約０．５ｍｍから約５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。導光板１２４の下面と当接する部分が多くなると、光の利用効率が低下するので、この幅は、約５ｍｍ以下であることが好ましく、この幅が余り狭すぎると、導光板１２４を安定に保持できないので、約０．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、位置決めのための凸部１２４ｂの幅は、例えば、約５ｍｍであり、約１ｍｍから約１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。凸部１２４ｈの長さ（導光板１２４の第２側面１２４ｂに沿った方向）は、例えば、約２ｍｍであり、約０．５ｍｍから約５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。下部ケース１２６Ａの凹部１２６ｄは凸部１２４ｈと嵌合されるので、凹部１２６ｄの幅および長さは、凸部１２４ｈの幅および長さより、例えば、約０．０５ｍｍ大きくする。
【００５８】
下部ケース１２６Ａは、種々の材料を用いて形成することができる。なお、下部ケース１２６Ａとして一体に形成される必要は無く、複数の部品を用いて形成してもよい。但し、少なくとも下部ケース１２６Ａの第２側面に対向する面は、光を吸収する材料を用いて形成することが好ましい。導光板１２４に第１側面１２４ａ側から入射し、第２側面１２４ｂに至った光は、第２側面１２４ｂから出射され迷光となる。下部ケース１２６Ａの第２側面１２４ｂに対向する面を光吸収性材料を用いて形成しておくことによって、この迷光を吸収することができる。さらに、下部ケース１２６Ａの少なくとも導光板１２４に対向する全ての面を黒色材料を用いて形成することによって、導光板１２４に入射しなかった光など、迷光となる他の光を吸収することができる。さらに、導光板１２４の全体を黒色材料を用いて形成すると、導光板１２４の貫通孔１２４ｇから出射された光を突起部１２６ｃで吸収することがきるので、位置決め構造を設けたことによる迷光の発生をさらに抑制することができる。
【００５９】
ここでは、黒色顔料を混入したポリカーボネートを用いて一体に形成された下部ケース１２６Ａを用いる。黒色の高分子材料は、種々の成型法で所定の形状に加工することが容易で、且つ、軽量であるので、下部ケース１２６Ａの材料として好適である。また、高分子材料は電気絶縁性を有するので、光源１２２を電気的に保護する機能を有する。ここでは、下部ケース１２６Ａと同じ黒色のポリカーボネートを用いて形成された上部ケース１２６Ｂを用いるが、上部ケース１２６Ｂは比較的単純な構造を有しているので、金属材料を用いて形成したものを用いてもよい。金属材料を用いると上部ケース１２６Ｂを薄くできる利点がある。
【００６０】
さらに、反射型表示装置１１０とフロントライト１２０との相対位置を規定するために、図２に示したように、下部ケース１２６Ａの下側に、反射型表示装置１１０と嵌合する構造を設けることが好ましい。特に、導光板１２４が有する周期構造と反射型表示素子１１０が有する周期構造（画素配列）との干渉によるモアレの発生を抑制するためには、反射型表示素子１１０と導光板１２４とを高い位置精度で配置することが好ましいので、ケース１２６に位置合わせ構造を設けることが好ましい。このことは以下の実施形態についても同様である。
【００６１】
上述したように、本実施形態の反射型表示装置１００が有するフロントライト１２０は、光源１２２と導光板１２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板１２４の入射側面１２４ａと反対側の対向側面１２４ｂの近傍に位置決め構造（１２６ｃおよび１２６ｄ）が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制される。さらに、ケース１２６の全体が黒色高分子材料から形成されているので、迷光の発生が抑制されている。その結果、本実施形態の反射型表示装置１００は、従来よりも光の利用効率が高く、且つ、高品位の表示を実現することができる。
【００６２】
（実施形態２）
実施形態２の反射型ＬＣＤ２００の分解斜視図を図３に示す。以下の図面においては、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００と実質的に同じ構成要素は同じ参照符号で示し、説明を省略する。
【００６３】
反射型ＬＣＤ２００は、反射型液晶パネル１１０と、フロントライト２２０とを備えている。
【００６４】
フロントライト２２０は、光源１２２と、導光板２２４と、これらを保持するケース２２６とを備える。
【００６５】
導光板２２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）２２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）２２４ｂと、第１側面２２４ａと第２側面２２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面２２４ｅおよび第４側面２２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面２２４ｃと、プリズム面２２４ｃに対向する対向面２２４ｄとを有する。導光板２２４は、図２に示した導光板１２４と同様に、第１側面２２４ａから第２側面２２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。
【００６６】
プリズム面２２４ｃは、伝搬面２２４ｃ１と反射面２２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面２２４ｃ１と反射面２２４ｃ２とが接する稜線２２４ｒは、第１側面２２４ａに対して傾斜角θで傾斜している。稜線２２４ｒが第３側面２２４ｅと交差する点は稜線２２４ｒが第４側面２２４ｆと交差する点よりも第１側面２２４ａに近くなるように、稜線２２４ｒは傾斜している（言い換えると、上述の関係を有する側面を第３側面２２４ｒと定義している）。導光板２２４内を伝搬する光の主光線の伝搬方向は、稜線２２４ｒに垂直なので、主光線の伝搬方向を示すベクトルは、第１側面２２４ａの法線方向から第３側面２２４ｅ側に傾斜している。
【００６７】
このように、稜線２２４ｒが傾斜したプリズム面２２４ｃを有する導光板２２４を用いると、特開平１１−３１１７８２号公報に記載されているように、モアレの発生を抑制することができる。傾斜角θは、約１０°〜約７０の範囲内にあることが好ましい。
【００６８】
導光板２２４は、第２側面２２４ｂの近傍に形成された貫通孔２２４ｇと、第３側面２２４ｅ側に突き出た凸部２２４ｉおよび２２４ｊとを有している。貫通孔２２４ｇおよび凸部２２４ｉおよび２２４ｊは、後述するケース２２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース２２６に対する導光板２２４の相対位置が規定される。凸部１２４ｈに代わって凸部２２４ｉおよび２２４ｊを有する点を除けば、導光板２２４は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の導光板１２４と同じ構造を有している。導光板２２４は、基本的に、実施形態１の反射型表示装置１００の導光板１２４と同様に機能する。従って、第２側面２２４ｂの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。また、導光板２２４は、上述のように傾斜した稜線２２４ｒを有するプリズム面２２４ｃを備えているので、第４側面２２４ｆで全反射した光を対向面２２４ｄから出射し、照明に利用することができるが、第３側面２２４ｅで全反射した光は照明に用いられない。従って、第３側面２２４ｅの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。
【００６９】
ケース２２６は、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板２２４とを保持する。光源１２２および導光板２２４は、下部ケース２２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板２２４との相対位置が規定される。
【００７０】
下部ケース２２６Ａは、導光板２２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部２２６ａと、導光板２２４を保持するための段差部２２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部２２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板２２４保持用の段差部２２６ｂは、導光板２２４の対向面２２４ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と額縁状の平板である上部ケース２２６Ｂの下面との間に導光板２２４を挟持する。また、段差部２２６ｂは、導光板２２４の第２側面２２４ｂ、第３側面２２４ｃおよび第４側面２２４ｄに対向する側面を有する。導光板２２４が所定の位置に配置された状態で、段差部２２６ｂの側面は、導光板２２４の側面２２４ｂ、２２４ｃおよび２２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース２２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース２２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００７１】
下部ケース２２６Ａは、導光板２２４の第２側面２２４ｂ側の段差部２２６ｂの上面に、導光板２２４に形成された貫通孔２２４ｇに嵌合する突起部２２６ｃを有するとともに、導光板２２４の凸部２２４ｉおよび２２４ｊとそれぞれ嵌合する凹部２２６ｄおよび２２６ｅとを有する。下部ケース２２６Ａに対して導光板２２４を、導光板２２４の下面が下部ケース２２６Ａの段差部２２６ｂの上面と当接し、導光板２２４の貫通孔２２４ｇ内に下部ケース２２６Ａの突起部２２６ｃが嵌合され、下部ケース２２６Ａの凹部２２６ｄおよび２２６ｅに導光板２２４の凸部２２４ｉおよび２２４ｊがそれぞれ嵌合されるように配置することによって、下部ケース２２６Ａに対する導光板２２４の相対位置が規定される。
【００７２】
このように、光源１２２および導光板２２４が下部ケース２２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとの間に光源１２２および導光板２２５を挟持するように、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとを組み立てることによって、光源１２２および導光板２２４はケース１２６内に保持される。
【００７３】
貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）および凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）は、導光板２２４をケース２２６に位置決めするために設けられている。これらは、導光板２２４の面内（ｘｙ面とする）におけるずれを防止するための位置決めの基準となる。貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）は、ｘ方向（第１側面２２４ａに沿った方向）におけるずれを防止し、凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）は、ｙ方向（第３側面２２４ｅに沿った方向）におけるずれを防止し、その結果、高い位置精度が得られる。但し、第２側面２２４ｂの近傍に設ける位置決め構造と、第３側面２２４ｅに設ける位置決め構造を互いに近接して配置すると（すなわち、第２側面２２４ｂと第３側面２２４ｅとの交点付近に配置すると）、回転ずれが大きくなり、位置決め構造を設けた位置の対角位置（すなわち、第１側面２２４ａと第４側面２２４ｆとの交点付近）でのずれが大きくなる。従って、貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）は第２側面２２４ｂの第４側面２２４ｆ側に設けることが好ましく、凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）の少なくとも一方（ここでは凸部２２４ｉ（凹部２２６ｄ））を貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）の対角の位置（第３側面２２４ｅの第１側面２２４ａ側）に設けることが好ましい。
【００７４】
なお、導光板２２４内を伝搬する光のうちで、第３側面で全反射して照明に寄与する可能性があるのは、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近で全反射される光だけである。従って、他方（ここでは凸部２２４ｊ（凹部２２６ｅ））を第３側面２２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。また、上述した光の利用効率の観点から、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近に設けられる凸部２２４ｉ（凹部２２６ｄ）は小さい方向が好ましく、凸部２２４ｊ（凹部２２６ｅ）で十分な位置精度を得られる場合には、省略することが好ましい。
【００７５】
これらの大きさおよび形状は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の貫通孔１２４ｇ（突起１２６ｃ）および凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）について説明したのと同様に設定される。また、段差部２２６ｂの構造も反射型ＬＣＤ１００の段差部１２６ｂと同様に設定できる。
【００７６】
下部ケース２２６Ａおよび上部ケース２２６Ｂは、それぞれ実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の下部ケース１２６Ａおよび上部ケース１２６Ｂと同様の材料を用いて形成する。ここでは、黒色のポリカーボネートを用いて形成された下部ケース２２６Ａおよび上部ケース２２６Ｂを用いる。ケース２２６の全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、迷光の発生が抑制される。
【００７７】
本実施形態２の反射型ＬＣＤ２００が有するフロントライト２２０も、光源１２２と導光板２２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板２２４の第２側面２２４ｂおよび第３側面２２４ｅの近傍に位置決め構造が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制されている。さらに、位置決めのための構造が、第２側面２２４ｂおよび第３側面２２４ｅの近傍に設けられており、実施形態１のフロントライト１２０よりも位置精度および安定性に優れた保持構造を提供できる。
【００７８】
上記の実施形態１および２のフロントライト１２０および２２０においては、位置決め構造として、導光板１２４および２２４に設けた貫通孔１２４ｇおよび２２４ｇに嵌合する突起部１２６ｃおよび２２６ｃを例示したが、これに限られず、貫通孔に代えて、窪み（穴）を導光板１２４に形成し、窪みに嵌合する凸部を用いて位置決めを行う構成としてもよい。勿論、貫通孔と窪み（穴）とを併用しても良い。
【００７９】
また、上記の実施形態１および２のフロントライト１２０および２２０においては、下部ケース１２６Ａおよび１２６Ｂに位置決め構造を設けたが、上部ケースに設けてもよい。
【００８０】
位置決め構造を上部ケースに形成したフロントライトを備える反射型ＬＣＤの例を図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４（ａ）および（ｂ）に示す反射型ＬＣＤは、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の変形例であり、実質的に同じ機能を有する構成要素は同じ参照符号を付し説明を省略する。但し、上部ケースに位置決め構造を設ける構成は、実施形態２の反射型ＬＣＤにも勿論適用できる。
【００８１】
図４（ａ）に示した反射型ＬＣＤ３００が有するフロントライト３２０は、導光板３２４の第２側面３２４ｂの近傍に穴（窪み）３２４ｇを有している。上部ケース３２６Ｂは、この穴３２４ｇに嵌合する突起部３２６ｃを有している。このように、観察者側に配置される上部ケース３２６Ｂに位置決め構造（突起部３２６ｃ）を設けることによって、位置決め構造を視認され難くできるという利点が得られる。また、穴（窪み）３２４ｇおよび突起部３２６ｃの上記の例に限られず、図４（ｂ）に示したように、導光板３２４に形成する穴を半球状の底面を有する凹部３２４ｇ’とし、上部ケース３２６Ｂに形成する突起部を半球状の頂面を有する突起部３２６ｃ’としてもよい。
【００８２】
勿論、上部ケース３２６Ｂに位置決め構造を設ける場合においても、導光板３２４に貫通孔を設けてもよいが、ケース２３６を小型化（狭額縁化）のためには、上述したように、穴（窪み）として観察者から視認しく難い構造を採用することが好ましい。
（実施形態３）
実施形態３の反射型ＬＣＤ４００の分解斜視図を図５に示す。以下の図面においては、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００と実質的に同じ構成要素は同じ参照符号で示し、説明を省略する。
【００８３】
反射型ＬＣＤ４００は、反射型液晶パネル１１０と、フロントライト４２０とを備えている。
【００８４】
フロントライト４２０は、光源１２２と、導光板４２４と、これらを保持するケース４２６とを備える。
【００８５】
導光板４２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）４２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）４２４ｂと、第１側面４２４ａと第２側面４２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面４２４ｅおよび第４側面４２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面４２４ｃと、プリズム面４２４ｃに対向する対向面４２４ｄとを有する。導光板４２４は、図２に示した導光板１２４と同様に、第１側面４２４ａから第２側面４２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。
【００８６】
プリズム面４２４ｃは、伝搬面４２４ｃ１と反射面４２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面４２４ｃ１と反射面４２４ｃ２とが接する稜線４２４ｒは、実施形態２の導光板２２４の稜線２２４ｒと同様に、第１側面４２４ａに対して傾斜角θで傾斜している。このように、稜線４２４ｒが傾斜したプリズム面４２４ｃを有する導光板４２４を用いると、特開平１１−３１１７８２号公報に記載されているように、モアレの発生を抑制することができる。傾斜角θは、約１０°〜約７０°の範囲内にあることが好ましい。
【００８７】
導光板４２４は、第２側面４２４ｂ側に突き出た凸部４２４ｇと、第３側面４２４ｅ側に突き出た凸部４２４ｉとを有している。凸部４２４ｇおよび凸部４２４ｉは、後述するケース４２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース４２６に対する導光板４２４の相対位置が規定される。貫通孔１２４ｇに代わって凸部４２４ｇを有し、凸部１２４ｈに代わって凸部４２４ｉを有する点を除けば、導光板４２４は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の導光板１２４と同じ構造を有している。導光板４２４は、基本的に、実施形態１の反射型表示装置１００の導光板１２４と同様に機能する。従って、第２側面４２４ｂの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。また、導光板４２４は、上述のように傾斜した稜線４２４ｒを有するプリズム面４２４ｃを備えているので、第４側面４２４ｆで全反射した光を対向面４２４ｄから出射し、照明に利用することができるが、第３側面４２４ｅで全反射した光は照明に用いられない。従って、第３側面４２４ｅの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。
【００８８】
ケース４２６は、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板４２４とを保持する。光源１２２および導光板４２４は、下部ケース４２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板４２４との相対位置が規定される。
【００８９】
下部ケース４２６Ａは、導光板４２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部４２６ａと、導光板４２４を保持するための段差部４２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部４２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板４２４保持用の段差部４２６ｂは、導光板４２４の対向面４２４ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と額縁状の平板である上部ケース４２６Ｂの下面との間に導光板４２４を挟持する。また、段差部４２６ｂは、導光板４２４の第２側面４２４ｂ、第３側面４２４ｃおよび第４側面４２４ｄに対向する側面を有する。導光板４２４が所定の位置に配置された状態で、段差部４２６ｂの側面は、導光板４２４の側面４２４ｂ、４２４ｃおよび４２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース４２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース４２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００９０】
下部ケース４２６Ａは、導光板４２４の第２側面４２４ｂ側の段差部４２６ｂの上面に、導光板４２４の凸部４２４ｇに嵌合する凹部４２６ｃを有するとともに、導光板４２４の凸部４２４ｉに嵌合する凹部４２６ｅを有する。下部ケース４２６Ａに対して導光板４２４を、導光板４２４の下面が下部ケース４２６Ａの段差部４２６ｂの上面と当接し、導光板４２４の凸部４２４ｇに下部ケース４２６Ａの凹部４２６ｃが嵌合され、下部ケース４２６Ａの凹部４２６ｅに導光板４２４の凸部４２４ｉが嵌合されるように配置することによって、下部ケース４２６Ａに対する導光板４２４の相対位置が規定される。
【００９１】
このように、光源１２２および導光板４２４が下部ケース４２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとの間に光源１２２および導光板２２５を挟持するように、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとを組み立てることによって、光源１２２および導光板４２４はケース１２６内に保持される。
【００９２】
凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）および凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は、導光板４２４をケース４２６に位置決めするために設けられている。凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は第２側面４２４ｂの第４側面４２４ｆの近傍に、凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は第３側面４２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。
【００９３】
これらは、導光板２２４の面内（ｘｙ面とする）におけるずれを防止するための位置決めの基準となる。凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は、ｘ方向（第１側面２２４ａに沿った方向）におけるずれを防止し、凸部４２４（凹部４２６ｅ）は、ｙ方向（第３側面２２４ｅに沿った方向）におけるずれを防止し、その結果、高い位置精度が得られる。但し、第２側面２２４ｂの近傍に設ける位置決め構造と、第３側面２２４ｅに設ける位置決め構造を互いに近接して配置すると（すなわち、第２側面２２４ｂと第３側面２２４ｅとの交点付近に配置すると）、回転ずれが大きくなり、位置決め構造を設けた位置の対角位置（すなわち、第１側面２２４ａと第４側面２２４ｆとの交点付近）でのずれが大きくなる。従って、この回転ずれを防止するためには、２つの位置決め構造を導光板４２４の対角位置に設けることが好ましく、凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は第２側面２２４ｂの第４側面２２４ｆ側に設けることが好ましい。また、導光板を伝搬する光のうち、第３側面で全反射されて照明に寄与する可能性があるのは、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近で全反射される光だけである。従って、凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は、この位置を避けて、第３側面４２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。
【００９４】
これらの大きさおよび形状は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００について説明したのと同様に設定できる。従って、貫通孔を設ける構造よりも、凹凸の位置決め構造の方が小さく形成できるので、さらに外形のコンパクト化が可能となる。導光板の端部で発生する迷光もより効果的に抑制できるので、表示品位もさらに向上できる。
【００９５】
下部ケース４２６Ａおよび上部ケース４２６Ｂは、それぞれ実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の下部ケース１２６Ａおよび上部ケース１２６Ｂと同様の材料を用いて形成する。ここでは、黒色のポリカーボネートを用いて形成された下部ケース４２６Ａおよび上部ケース４２６Ｂを用いる。ケース４２６の全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、迷光の発生が抑制される。
【００９６】
本実施形態２の反射型ＬＣＤ２００が有するフロントライト２２０も、光源１２２と導光板４２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板４２４の第２側面４２４ｂおよび第３側面４２４ｅの近傍に位置決め構造が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制されている。さらに、位置決めのための構造が、第２側面４２４ｂおよび第３側面４２４ｅの近傍に設けられており、実施形態１のフロントライト１２０よりも位置精度および安定性に優れた保持構造を提供できる。
【００９７】
なお、上記の実施形態１から３では、位置決めのための構造の例として、導光板の側面（第２側面および第３側面）側に突き出た凸部に嵌合する凹部を有する構造を説明したが、凹や凸は相対的なので、例えば、１つの凸部は２つの凹部の間に形成されている部分として説明することもできる。なお、上記の例では、それぞれの構造において領域が小さい部分に対して凸部または凹部という用語を用いた。すなわち、導光板の凸部に嵌合する凹部は、ケースの他の部分よりも小さく形成されており、位置決め構造を設けることによる機械強度の低下が少ない。但し、必要に応じて、導光板に設けた凹部に嵌合する凸部をケースに設けた構成を採用してもよい。
【００９８】
上記の実施形態１から３で示した位置決めのための導光板とケースとの嵌合構造は、種々に組み合わせることができる。また、嵌合構造の形状も例示した形状に限られない。
【００９９】
また、上記の実施形態１から３では、導光板のプリズム面を観察者側に配置した構成を例示したが、導光板のプリズム面を反射型表示パネル側（観察者側とは反対側）に配置した構成としても良い。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によると、光源と導光板との相対配置が高い位置精度で規定され、且つ、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制された照明装置が提供される。
【０１０１】
この照明装置は、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いられ、従来よりも光の利用効率が高く、且つ、高品位の表示が可能な反射型表示装置が提供される。フロントライトは、バックライトとは異なり、表示パネルの観察者側に配置されるので、フロントライトからの迷光によって表示品位が影響されやすいが、本発明によるフロントライトは、導光板が高い位置精度で配置されているので、迷光の発生が抑制される。また、迷光を遮光するために遮光領域を導光板の外周部に設ける必要が減るので、フロントライトを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の分解斜視図である。
【図２】本発明による実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の断面図である。
【図３】本発明による実施形態２の反射型ＬＣＤ２００の分解斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態の他の反射型ＬＣＤ３００の断面図である。
【図５】本発明による実施形態３の反射型ＬＣＤ４００の分解斜視図である。
【図６】（ａ）は透過型ＬＣＤを模式的に示す図であり、（ｂ）は反射型ＬＣＤを模式的に示す図である。
【図７】反射型ＬＣＤに用いられている従来のフロントライトの導光板の構造と機能を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１００ 反射型ＬＣＤ
１１０ 反射型液晶パネル
１１２ 偏光板
１１４ 反射型液晶セル
１２０ 照明装置（フロントライト）
１２２ 光源１２２
１２４ 導光板１２４
１２４ａ 第１側面（入射側面）
１２４ｂ 第２側面（対向側面）
１２４ｃ プリズム面
１２４ｃ１ 伝搬面
１２４ｃ２ 反射面
１２４ｄ 対向面
１２４ｅ 第３側面
１２４ｆ 第４側面
１２４ｇ 貫通孔１２４ｇ
１２４ｈ 凸部１２４ｈ
１２６ ケース
１２６Ａ 下部ケース
１２６Ｂ 上部ケース
１２６ａ 凹部
１２６ｂ 段差部
１２６ｃ 突起部
１２６ｄ 凹部
【産業上の利用分野】
本発明は、フロントライトを備える反射型表示装置および反射型表示装置のフロントライトに好適に用いられる照明装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
反射型表示装置は、薄型、軽量および低消費電力などの特徴を有し、特に携帯性に優れた情報端末機器（ハンドヘルドＰＣやＰＤＡなど）の表示装置として利用が進んでいる。反射型表示装置のなかには、十分な強度の周囲光が得られない場合の表示品位を向上するための照明装置を備えたものが知られている。この照明装置は、透過型表示装置の照明装置が「バックライト」と称されるの対して、「フロントライト」と称される。フロントライトは、典型的には、光源と、光源からの光を反射型表示パネルに向けて出射する導光板とを備えている。このようなフロントライトは、例えば、”A Transparent Frontlighting System for Reflective-Type Displays", C.Y.Tai,H et al., SID 95 DIGEST, pp.375-378に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者が検討したところ、上述したフロントライトを用いると暗い環境下での表示品位を向上することができるものの、フロントライトにおける光の利用効率は、フロントライトの構造、特にフロントライトの導光板を固定する構造に大きく依存するという問題があることがわかった。また、この光の利用効率の低下は、透過型表示装置のバックライトよりも顕著である。
【０００４】
この問題を透過型ＬＣＤのバックライトと反射型ＬＣＤのフロントライトについて、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）は透過型ＬＣＤを模式的に示す図であり、図６（ｂ）は反射型ＬＣＤを模式的に示す図である。
【０００５】
図６（ａ）に示したように、透過型ＬＣＤ５００は、透過型液晶パネル５１０と、透過型液晶パネル５１０に対して観察者とは反対側に配置されたバックライト５２０とを有している。バックライト５２０は、光源（例えば蛍光管）５２２と、導光板５２４と、これらを保持し、内面に拡散反射層（白色シート）５２５を有するケース５２６とを有している。
【０００６】
光源５２２から出射された光は、直接的にまたは拡散反射層５２５で反射された後に、導光板５２４に入射する。導光板５２４に入射した光は、導光板５２４内を臨界角以上の角度で全反射しながら伝搬する光と、導光板５２４のシボ面（観察者から遠い方の面に形成された凹凸面）５２４ａで拡散反射され、その後に導光板５２４から出射される光とに分離される。導光板５２４から観察者とは反対側に出射された光は拡散反射層５２５で反射され、その一部は再び導光板５２４内を伝搬し、他は導光板５２４を透過して観察者側に出射される。このように、光源５２２から出射された光の殆ど全てが結果的に観察者側に出射され、表示に利用される。
【０００７】
上述したように、バックライト５２０の光源５２２から出射された光は、拡散反射層５２５の働きによって、その殆どが表示に利用され、光の利用効率は、拡散反射層５２５の外側に設けれらるケース５２６の構造や光学特性の影響を受けない。従って、導光板５２４をケース５２６に固定するための構造に特に制約は無く、例えば、拡散反射層５２５を介して導光板５２４を両面接着テープや接着剤を用いてケース５２６に固定しても良いし、拡散反射層５２５を介して導光板５２４をケース５２６の上下の板上部間に挟持することによって固定してもよい。また、光源５２２と導光板５２４と相対位置に高い位置精度は要求されない。
【０００８】
図６（ｂ）に示した反射型ＬＣＤ６００は、反射型液晶パネル６１０と、反射型液晶パネル６１０の観察者側に配置されたフロントライト６２０とを有している。フロントライト６２０は、光源（例えば蛍光管）６２２と、導光板６２４と、これらを保持するケース６２６とを有している。
【０００９】
導光板６２４の構造と機能を図７を参照しながら説明する。導光板６２４は、光源６２２側の入射側面６２４ａと、入射側面６２４ａに対向する対向側面６２４ｂと、観察者側のプリズム面６２４ｃと、プリズム面６２４ｃに対向する対向面６２４ｄとを有している。導光板６２４の対向面６２４ｄ側に反射型液晶パネル６１０が配置される。プリズム面６２４ｃは、伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２とが接する稜線６２４ｒは、典型的には、入射面６２４ａに平行に延びる。
【００１０】
光源６２２から出射された光のうち、導光板６２４の入射面６２４ａに対して所定の角度（臨界角未満）で入射した光だけが導光板６２４内に至る。導光板６２４内に至った光のうち、導光板６２４の伝搬面６２４ｃ１および対向面６２４ｄに対して所定の角度（臨界角未満）で入射する光のみが導光板６２４内を伝搬する。導光板６２４内に入射した光の一部（図７中のＬ１）は、プリズム面６２４の伝搬面６２４ｃ１と、対向面６２４ｄとで全反射を繰り返しながら、入射側面６２４ａ側から対向側面６２４ｂ側に伝搬する。導光板６２４内に入射した光（伝搬光も含む）の一部（図７中のＬ２）は、プリズム面６２４の反射面６２４ｃ２で反射され、対向面６２４ｄから反射型液晶パネル６１０に向けて出射される。反射型液晶パネル６１０で反射された光は、対向面６２４ｄから再び導光板６２４に入射し、導光板６２４を通過した後、プリズム面６２４ｃから観察者側に出射され、表示に用いられる。
【００１１】
光源６２２から出射された光のうち、導光板６２４の入射側面６２４ａに対して臨界角以上で入射する光は、入射側面６２４ａで全反射されるので、導光板６２４内に到達しない。導光板６２４内に至った光のうち、導光板６２４の伝搬面６２４ｃ１および対向面６２４ｄに対して臨界角以上の角度で入射する光は照明に寄与しない。従って、反射型液晶パネル６１０で反射されること無く直接的に観察者側に出射されたり、反射型液晶パネル６１０に大きな角度で入射したりする結果、表示品位を低下させる原因となる。
【００１２】
例示した導光板６２４では、入射側面６２４ａから対向側面６２４ｂに向かって伝搬する光を選択的に対向面６２４ｄ側に反射させるように、反射面６２４ｃ２が形成されているので、対向側面６２４ｂで反射された光（図７中のＬ３）は、反射面６２４ｃ２で全反射されることはなく、表示に利用されない。また、伝搬面６２４ｃ１と反射面６２４ｃ２との境界に入射した光は、散乱光となり表示品位を低下させる原因となる。
【００１３】
例示した導光板６２４以外に、上記SID 95 DIGEST, pp.375-378に開示されているように、導光板６２４の両側に光源６２２を設け、互いに対向する側面６２４ａおよび６２４ｂがそれぞれ入射側面および対向側面として機能する構成も知られている。また、光源を２つ設ける代わりに、対向側面６２４ｂに反射層を設け、対向側面６２４ｂからの反射光を積極的に設ける構成も知られている。
【００１４】
いずれの構造の導光板を用いても、フロントライトにおいては、上述したように、プリズム面６２４ｃの反射面６２４ｃ２に臨界角以上の角度で入射する光だけが、対向面６２４ｄから反射型液晶パネル６１０に向けて出射され、表示に用いられる。従って、上述したバックライト５２０のように拡散反射層５２５を設けても、反射面６２４ｃ２で全反射される光よりも、反射面６２４ｃ２で全反射されない迷光の方が多くなるので、かえって表示品位の低下に繋がる。
【００１５】
上述したことから明らかなように、フロントライト６２０において光の利用効率を向上するためには、導光板６２４に入射する角度を高い精度で制御する必要がある。また、導光板６２４内における全反射の条件を広い角度範囲に対して満足させるためには、導光板６２４とその周囲の媒体との屈折率の比が大きいほうが好ましい。
【００１６】
従って、光の利用効率の高いフロントライト６２０を得るためには、光源６２２と導光板６２４との相対配置を高い位置精度で位置決めし、且つ、導光板６２４を固定するために、例えば、両面テープや接着剤層あるはケースなどの空気よりも大きな屈折率を有する部材が接触することをできるだけ避けることが好ましい。
【００１７】
上述したように、フロントライトにおける光の利用効率は、特にフロントライトの導光板の位置精度および固定構造に大きく依存し、光の利用効率の低下の程度は、透過型表示装置のバックライトよりも顕著であるにも拘わらず、光の利用効率の向上を目的としたフロントライトの構造は十分に検討されていない。また、反射型表示装置が有する透過型表示装置に対する優位な特徴（薄型、軽量および低消費電力）を十分に発揮させるためには、フロントライトの光の利用効率を高めることが強く望まれる。
【００１８】
本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いられる照明装置およびそのような照明装置を備えた反射型表示装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、少なくとも前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の表示領域に対応する領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースと、前記導光板に対して観察者とは反対側に配置された反射型表示パネルとを備え、そのことによって上記目的が達成される。
【００２０】
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に平行な稜線を有し、前記位置決め構造は、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域にのみ設けられている構成とすることが好ましい。
【００２１】
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に対して傾斜した稜線を有し、前記稜線が前記第３側面と交差する点の前記第１側面からの距離は、前記稜線が前記第４側面と交差する点の前記第１側面からの距離よりも短く、前記ケースは、前記第３側面の近傍において前記導光板と当接する領域に、前記導光板の位置を規定するための更なる位置決め構造を有する構成としてもよい。
【００２２】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあなを有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部を有する構成としてもよい。
【００２３】
前記導光板は、前記第２側面側に突き出た凸部を有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記凸部と嵌合する凹部を有する構成としてもよい。
【００２４】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成された第１のあな又は前記第２側面側に突き出た第１の凸部と、前記第３側面の近傍に形成された第２のあな又は前記第３側面側に突き出た第２の凸部とを有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記第１のあなに嵌合する第３の凸部又は前記第１の凸部に嵌合する第１の凹部を有し、前記更なる位置決め構造は、前記導光板の前記第２のあなに嵌合する第４の凸部又は前記第２の凸部に嵌合する第２の凹部を有する構成としてもよい。
【００２５】
前記導光板が前記第１の凸部および前記第２の凸部を有する構成とすることが好ましい。
【００２６】
前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されていることが好ましい。前記ケースは黒色高分子材料を用いて形成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の中央領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースとを備え、そのことによって上記目的が達成される。
【００２８】
前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあな又は前記第２側面側に突き出た凸部を有し、前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部又は前記導光板の前記凸部に嵌合する凹部を有する構成としてもよい。
【００２９】
前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００３０】
以下、本発明の作用を説明する。
【００３１】
本発明の照明装置は、光源と、導光板と、これらを保持するケースとを有している。導光板は、光源側の側面（入射側面；第１側面）から入射した光を入射側面に対向する（対向側面；第２側面）側に伝搬しながら、その一部を観察者側に配置されたプリズム面で反射することによって、プリズム面に対向する対向面から出射する。対向面から出射された光は被照射物（例えば反射型表示素子）に照射され、被照射物で反射された光は、対向面から導光板に入射し、導光板のプリズム面から観察者側に出射される。ケースは、導光板の中央領域、すなわち観察者が観察する領域に、導光板を露出する開口部を有し、且つ、導光板の対向側面の近傍に位置決め構造を有する。位置決め構造は、導光板の対向側面の近傍で導光板と当接し、導光板の位置（ケースに対する相対位置）を規定するように設けられている。導光板の対向側面の近傍に位置決め構造が設けられているので、導光板に入射側面から入射し、導光板のプリズム面で反射され、照明に用いられる光の利用効率に影響を及ぼさない。
【００３２】
本発明による照明装置は、導光板のプリズム面と対向する対向面側に反射型表示素子を配置することによって、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いることができる。
【００３３】
なお、本発明は、導光板の入射側面にのみ光源を設け、入射側面に対向する対向側面には他の光源や反射層を設けることなく、入射側面から入射し対向側面に向かって導光板内を伝搬する光のみを用いる構成において、最も効果的である。すなわち、上述のような構成を採用することによって、照明装置を小型化できるとともに、迷光の発生を抑制することができるので、反射型表示装置の小型化および表示品位の向上に効果的である。
【００３４】
導光板として、プリズム面が入射側面に平行な稜線を有する導光板を用いる場合、対向側面の近傍において前記導光板と当接する領域にのみ位置決め構造を設けた構成とすることによって、光の利用効率の低下を最も効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、導光板として、プリズム面が入射側面に対して傾斜した稜線を有する導光板を用いる場合、対向側面の近傍において導光板と当接する領域に設けた位置決め構造に加え、入射側面（第１側面）と対向側面（第２側面）との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面のうち、稜線（またはその延長線）が側面と交差する点の入射側面からの距離が短いの側面（これを第３側面と定義する）の近傍において導光板と当接する更なる位置決め構造を設けてもよい。
【００３６】
稜線が入射側面に対して上述のように傾斜した導光板においては、第３側面で反射される光は照明にほとんど寄与せず、第３側面の近傍に位置決め構造を設けても、第２側面の近傍にのみ位置決め構造を設けた場合と同程度の光利用効率を維持したたま、位置決め精度の向上を達成することができる。また、単純な構造で位置決め精度を向上できるので、製品のコストが上昇することもなく、製品の小型化にも有効である。
【００３７】
対向側面の近傍に形成されたあなを有する導光板を用いる場合、導光板のあなに嵌合する凸部を有する位置決め構造によって、導光板のケースに対する相対位置を規定することができる。あなは、貫通孔でもよいし、窪み（穴）でもよい。導光板へのあなの形成や、ケースへの凸部の形成は、容易に高い位置精度を持って実行できる。また、導光板のあなにケースの凸部が嵌合するように、これらを組み立てる工程も容易であるので、照明装置や反射型表示装置の製造効率の低下も少なく、高い位置精度で、導光板をケースに対して相対的に位置合わせすることができる。
【００３８】
導光板の対向側面に突き出た凸部を設け、導光板のこの凸部と嵌合する凹部を有する位置決め構造によって、導光板のケースに対する相対位置を規定することもできる。この凸部を利用する位置決め構造と上述したあなを利用する位置決め構造とを併用してもよい。また、導光板にあなおよび／または凸部を複数設けて、これらを利用して固定してもよい。位置合わせ作業のし易さのために、あなおよび凸部を対向側面にそって１つずつ異なる位置に設けることが好ましい。
【００３９】
稜線が入射面に対して傾斜した稜線を有する導光板を用いた構成において、導光板の第３側面の近傍と当接する更なる位置決め構造は、導光板の第３側面の近傍に形成されたあなに嵌合する凸部であっても良いし、導光板の第３側面側に突き出た凸部に嵌合する凹部であってもよい。但し、光の利用効率を考慮すると、入射側面と第３側面との交点付近を避けて、更なる位置決め構造を設けることが好ましい。また、高い位置決め精度を得るためには、第２側面近傍の位置決め構造と第３側面近傍の位置決め構造は互いに対角位置に設けられることが好ましい。
【００４０】
なお、導光板の第２側面（および第３側面）の近傍にあなを設けるよりも、第２側面（および第３側面）側に突き出た凸部を形成することが好ましい。位置決め作業（組み立て作業）の簡便さのためには、導光板設けられたあなに嵌合する凸部をケースに設けるよりも、導光板の第２側面側（および第３側面側）に突き出た凸部に嵌合する凹部をケースに設けることが好ましい。
【００４１】
光源から出射され入射側面から導光板に入射し、導光板内を伝搬して対向側面に到達した光の一部は、対向側面から導光板外に出射される。ケースの少なくとも導光板の対向側面に対向する部分を光吸収性を有する材料で形成するととによって、対向側面から導光板外に出射された吸収することによって、この光が迷光となって、被照射物の視認性（被照射物が反射型表示素子である反射型表示装置においては表示品位）を低下させることを抑制する。ケース全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、上述の導光板の対向側面から出射した光だけでなく、光源から出射され光のうち導光板に入射しなかった光を吸収することができるので、迷光の発生をさらに抑制することができる。また、黒色高分子材料は、種々の成型法を用いて所望の形状に加工できるので、上記位置決め構造を有するケースを効率良く生産することができる。
【００４２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の反射型表示装置および照明装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、反射型ＬＣＤとそれに用いられるフロントライトを例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施形態の反射型ＬＣＤのフロントライトとして用いられる照明装置は、単独の前方照明装置として用いることができる。なお、前方照明装置とは、被照射物に対して観察者側に配置され、観察者が照明装置を介して被照射物を観察するように用いられる照明装置のことを言う。被照射物は印刷物などの表示媒体であってよい。
【００４３】
（実施形態１）
実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の分解斜視図を図１に、反射型ＬＣＤ１００の断面図を図２示す。図２は、図１における下部ケース１２６Ａに対する２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図に相当する。
【００４４】
反射型ＬＣＤ１００は、反射型液晶パネル１１０と照明装置（フロントライト）１２０とを有している。
【００４５】
反射型液晶パネル１１０は公知の反射型液晶パネルであり、典型的には、フロントライト１２０側から順に、偏光板１１２、λ／４板（不図示）、および反射型液晶セル１１４を有している。反射型液晶セル１１４は、一対の基板間に液晶層を有し、液晶層（不図示）を通過する光の偏光状態を変調するとともに、液晶層のフロントライト１２０とは反対側に反射層（典型的には反射電極；不図示）を有し、液晶層を通過した光をフロントライト１２０側に反射する。偏光板の透過軸（偏光軸）、およびλ／４板の遅相軸の方向は、液晶材料や配向の方向、視野角の特性などを考慮して決定される。また、ここでは、反射型液晶パネル１１０として、２．５型（対角２．５インチ）、６．１万画素、画素ピッチは水平方向Ｐｈが約１８０μｍ、垂直方向Ｐｖが約１６９μｍのデルタ配列カラー反射型液晶パネルを用いる。
【００４６】
フロントライト１２０は、光源１２２と、導光板１２４と、これらを保持するケース１２６とを備える。光源１２２として、ここでは、冷陰極放電管の三波長管（管径φ１ｍｍ）を用いる。光源１２２としては、これ以外に、ＬＥＤや、ＬＥＤと筒状導光体とを組み合わせて用いてもよい。なお、ＬＥＤを用いる場合、複数個のＬＥＤを例えば線状に配列してもよい。
【００４７】
導光板１２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）１２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）１２４ｂと、第１側面１２４ａと第２側面１２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面１２４ｅおよび第４側面１２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面１２４ｃと、プリズム面１２４ｃに対向する対向面１２４ｄとを有する。導光板１２４は、図２に示したように、第１側面１２４ａから第２側面１２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。このような形状の導光板１２４は、平行平板型の導光板よりも、出射光（対向面１２４ｄから出射される光）の強度分布が均一になる利点を有している。
【００４８】
プリズム面１２４ｃは、伝搬面１２４ｃ１と反射面１２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面１２４ｃ１と反射面１２４ｃ２とが接する稜線１２４ｒは、第１側面１２４ａに平行である。光源１２２から出射された光の一部は、第１側面１２４ａから導光板１２４に入射し、伝搬面１２４ｃ１と対向面１２４ｄとで全反射を繰り返しながら、第２側面１２４ｂに向けて伝搬する。また、導光板１２４内を伝搬する光の一部は、反射面１２４ｃ２で反射され、対向面１２４ｄから反射型液晶パネル１１０に向けて出射される。反射型液晶パネル１１０によって、表示信号に応じて変調され反射された光は、対向面１２４ｄから導光板１２４に入射し、導光板１２４を通過し、プリズム面１２４ｃから観察者側に出射される。
【００４９】
導光板１２４は、第２側面１２４ｂの近傍に形成された貫通孔１２４ｇと、第２側面１２４側に突き出た凸部１２４ｈとを有している。貫通孔１２４ｇおよび凸部１２４ｈは、後述するように、ケース１２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース１２６に対する導光板１２４の相対位置が規定される。上述したように、照明に利用される光は、導光板１２４内を第１側面１２４ａから入射し第２側面１２４ｂに至るまでに、対向面１２４ｄから出射される。従って、第２側面１２４ｂの近傍に位置決めのための構造を形成しても、光の利用効率をほとんど低下させることがない。
【００５０】
貫通孔１２４ｇおよび凸部１２４ｈを有する点を除けば、導光板１２４は公知の構造を有している。また、導光板１２４は、公知の材料を用いて公知の方法で形成される。ここでは、例えば、透明なアクリル樹脂を用いて形成された導光板１２４を用いる。導光板１２４の厚さは、例えば約１ｍｍである。
【００５１】
ケース１２６は、下部ケース１２６Ａと上部ケース１２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板１２４とを保持する。光源１２２および導光板１２４は、下部ケース１２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板１２４との相対位置が規定される。
【００５２】
下部ケース１２６Ａは、導光板１２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部１２６ａと、導光板１２４を保持するための段差部１２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部１２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板１２４保持用の段差部１２６ｂは、導光板１２４の対向面１２６ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と、額縁状の平板である上部ケース１２６Ｂの下面との間に、導光板１２４を挟持する。また、段差部１２６ｂは、導光板１２４の第２側面１２４ｂ、第３側面１２４ｃおよび第４側面１２４ｄに対向する側面を有する。導光板１２４が所定の位置に配置された状態で、段差部１２６ｂの側面は、導光板１２４の側面１２４ｂ、１２４ｃおよび１２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース１２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース１２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００５３】
下部ケース１２６Ａは、導光板１２４の第２側面１２４ｂ側の段差部１２６ｂの上面に、導光板１２４に形成された貫通孔１２４ｇに嵌合する突起部１２６ｃを有するとともに、導光板１２４の凸部１２４ｈと嵌合する凹部１２６ｄとを有する。下部ケース１２６Ａに対して導光板１２４を、導光板１２４の下面が下部ケース１２６Ａの段差部１２６ｂの上面と当接し、導光板１２４の貫通孔１２４ｇ内に下部ケース１２６の突起部１２６ｃが嵌合され、下部ケース１２６Ａの凹部１２６ｄに導光板１２４の凸部１２４ｈが嵌合されるように、配置することによって、下部ケース１２６Ａに対する導光板１２４の相対位置が規定される。
【００５４】
このように、光源１２２および導光板１２４が下部ケース１２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース１２６Ａと上部ケース１２６Ｂとの間に、光源１２２および導光板１２４を挟持するように、上部ケース１２６Ｂと下部ケース１２６Ａとを組み立てることによって、光源１２２および導光板１２４はケース１２６内に保持される。
【００５５】
貫通孔１２４ｇ（突起１２６ｃ）および凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）は、導光板１２４をケース１２６に位置決めするために設けられているので、これらは、導光板１２４の第２側面１２４ｂに離れた位置（典型的にはそれぞれを両端近傍）に設けることが位置精度の観点から好ましい。また、貫通孔１２６ｇとして、ここでは、直径約２．００ｍｍの円とし、突起部１２６ｃとして、直径約１．９５ｍｍの円柱とし、約０．０５ｍｍの精度で位置合わせが可能な位置合わせ構造を実現する。但し、貫通孔１２６ｇおよび突起部１２６ｃの形状および大きさはこの例に限られず、適宜変更され得る。
【００５６】
なお、例示した円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとの組み合わせは、他の形状に比べ機械的強度の点で優れているが、平面内での位置を一義的に規定できないので、例示したように、凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）を設けるか、あるいは、円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとのセットを複数設けることが好ましい。これに対し、貫通孔１２４ｇおよび突起部１２６ｃの断面形状を多角形（例えば正方形）とすると、１つのセットで平面内の位置を一義的に規定できるが、突起部１２６ｃの角が欠けやすいなど、機械強度に劣る。位置合わせの作業性を考慮すると、例示した円形の孔１２６ｇと円柱１２６ｃとの組み合わせと、凸部１２４ｈと凹部１２６ｄとの組合せを用いることが好ましい。
【００５７】
また、導光板１２４を受容する下側ケース１２６Ａの段差部１２６ｂの上面は、導光板１２４の第１〜第４側面に対応する各辺において、例えば、幅約２ｍｍである。この幅は、約０．５ｍｍから約５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。導光板１２４の下面と当接する部分が多くなると、光の利用効率が低下するので、この幅は、約５ｍｍ以下であることが好ましく、この幅が余り狭すぎると、導光板１２４を安定に保持できないので、約０．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、位置決めのための凸部１２４ｂの幅は、例えば、約５ｍｍであり、約１ｍｍから約１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。凸部１２４ｈの長さ（導光板１２４の第２側面１２４ｂに沿った方向）は、例えば、約２ｍｍであり、約０．５ｍｍから約５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。下部ケース１２６Ａの凹部１２６ｄは凸部１２４ｈと嵌合されるので、凹部１２６ｄの幅および長さは、凸部１２４ｈの幅および長さより、例えば、約０．０５ｍｍ大きくする。
【００５８】
下部ケース１２６Ａは、種々の材料を用いて形成することができる。なお、下部ケース１２６Ａとして一体に形成される必要は無く、複数の部品を用いて形成してもよい。但し、少なくとも下部ケース１２６Ａの第２側面に対向する面は、光を吸収する材料を用いて形成することが好ましい。導光板１２４に第１側面１２４ａ側から入射し、第２側面１２４ｂに至った光は、第２側面１２４ｂから出射され迷光となる。下部ケース１２６Ａの第２側面１２４ｂに対向する面を光吸収性材料を用いて形成しておくことによって、この迷光を吸収することができる。さらに、下部ケース１２６Ａの少なくとも導光板１２４に対向する全ての面を黒色材料を用いて形成することによって、導光板１２４に入射しなかった光など、迷光となる他の光を吸収することができる。さらに、導光板１２４の全体を黒色材料を用いて形成すると、導光板１２４の貫通孔１２４ｇから出射された光を突起部１２６ｃで吸収することがきるので、位置決め構造を設けたことによる迷光の発生をさらに抑制することができる。
【００５９】
ここでは、黒色顔料を混入したポリカーボネートを用いて一体に形成された下部ケース１２６Ａを用いる。黒色の高分子材料は、種々の成型法で所定の形状に加工することが容易で、且つ、軽量であるので、下部ケース１２６Ａの材料として好適である。また、高分子材料は電気絶縁性を有するので、光源１２２を電気的に保護する機能を有する。ここでは、下部ケース１２６Ａと同じ黒色のポリカーボネートを用いて形成された上部ケース１２６Ｂを用いるが、上部ケース１２６Ｂは比較的単純な構造を有しているので、金属材料を用いて形成したものを用いてもよい。金属材料を用いると上部ケース１２６Ｂを薄くできる利点がある。
【００６０】
さらに、反射型表示装置１１０とフロントライト１２０との相対位置を規定するために、図２に示したように、下部ケース１２６Ａの下側に、反射型表示装置１１０と嵌合する構造を設けることが好ましい。特に、導光板１２４が有する周期構造と反射型表示素子１１０が有する周期構造（画素配列）との干渉によるモアレの発生を抑制するためには、反射型表示素子１１０と導光板１２４とを高い位置精度で配置することが好ましいので、ケース１２６に位置合わせ構造を設けることが好ましい。このことは以下の実施形態についても同様である。
【００６１】
上述したように、本実施形態の反射型表示装置１００が有するフロントライト１２０は、光源１２２と導光板１２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板１２４の入射側面１２４ａと反対側の対向側面１２４ｂの近傍に位置決め構造（１２６ｃおよび１２６ｄ）が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制される。さらに、ケース１２６の全体が黒色高分子材料から形成されているので、迷光の発生が抑制されている。その結果、本実施形態の反射型表示装置１００は、従来よりも光の利用効率が高く、且つ、高品位の表示を実現することができる。
【００６２】
（実施形態２）
実施形態２の反射型ＬＣＤ２００の分解斜視図を図３に示す。以下の図面においては、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００と実質的に同じ構成要素は同じ参照符号で示し、説明を省略する。
【００６３】
反射型ＬＣＤ２００は、反射型液晶パネル１１０と、フロントライト２２０とを備えている。
【００６４】
フロントライト２２０は、光源１２２と、導光板２２４と、これらを保持するケース２２６とを備える。
【００６５】
導光板２２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）２２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）２２４ｂと、第１側面２２４ａと第２側面２２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面２２４ｅおよび第４側面２２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面２２４ｃと、プリズム面２２４ｃに対向する対向面２２４ｄとを有する。導光板２２４は、図２に示した導光板１２４と同様に、第１側面２２４ａから第２側面２２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。
【００６６】
プリズム面２２４ｃは、伝搬面２２４ｃ１と反射面２２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面２２４ｃ１と反射面２２４ｃ２とが接する稜線２２４ｒは、第１側面２２４ａに対して傾斜角θで傾斜している。稜線２２４ｒが第３側面２２４ｅと交差する点は稜線２２４ｒが第４側面２２４ｆと交差する点よりも第１側面２２４ａに近くなるように、稜線２２４ｒは傾斜している（言い換えると、上述の関係を有する側面を第３側面２２４ｒと定義している）。導光板２２４内を伝搬する光の主光線の伝搬方向は、稜線２２４ｒに垂直なので、主光線の伝搬方向を示すベクトルは、第１側面２２４ａの法線方向から第３側面２２４ｅ側に傾斜している。
【００６７】
このように、稜線２２４ｒが傾斜したプリズム面２２４ｃを有する導光板２２４を用いると、特開平１１−３１１７８２号公報に記載されているように、モアレの発生を抑制することができる。傾斜角θは、約１０°〜約７０の範囲内にあることが好ましい。
【００６８】
導光板２２４は、第２側面２２４ｂの近傍に形成された貫通孔２２４ｇと、第３側面２２４ｅ側に突き出た凸部２２４ｉおよび２２４ｊとを有している。貫通孔２２４ｇおよび凸部２２４ｉおよび２２４ｊは、後述するケース２２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース２２６に対する導光板２２４の相対位置が規定される。凸部１２４ｈに代わって凸部２２４ｉおよび２２４ｊを有する点を除けば、導光板２２４は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の導光板１２４と同じ構造を有している。導光板２２４は、基本的に、実施形態１の反射型表示装置１００の導光板１２４と同様に機能する。従って、第２側面２２４ｂの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。また、導光板２２４は、上述のように傾斜した稜線２２４ｒを有するプリズム面２２４ｃを備えているので、第４側面２２４ｆで全反射した光を対向面２２４ｄから出射し、照明に利用することができるが、第３側面２２４ｅで全反射した光は照明に用いられない。従って、第３側面２２４ｅの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。
【００６９】
ケース２２６は、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板２２４とを保持する。光源１２２および導光板２２４は、下部ケース２２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板２２４との相対位置が規定される。
【００７０】
下部ケース２２６Ａは、導光板２２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部２２６ａと、導光板２２４を保持するための段差部２２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部２２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板２２４保持用の段差部２２６ｂは、導光板２２４の対向面２２４ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と額縁状の平板である上部ケース２２６Ｂの下面との間に導光板２２４を挟持する。また、段差部２２６ｂは、導光板２２４の第２側面２２４ｂ、第３側面２２４ｃおよび第４側面２２４ｄに対向する側面を有する。導光板２２４が所定の位置に配置された状態で、段差部２２６ｂの側面は、導光板２２４の側面２２４ｂ、２２４ｃおよび２２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース２２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース２２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００７１】
下部ケース２２６Ａは、導光板２２４の第２側面２２４ｂ側の段差部２２６ｂの上面に、導光板２２４に形成された貫通孔２２４ｇに嵌合する突起部２２６ｃを有するとともに、導光板２２４の凸部２２４ｉおよび２２４ｊとそれぞれ嵌合する凹部２２６ｄおよび２２６ｅとを有する。下部ケース２２６Ａに対して導光板２２４を、導光板２２４の下面が下部ケース２２６Ａの段差部２２６ｂの上面と当接し、導光板２２４の貫通孔２２４ｇ内に下部ケース２２６Ａの突起部２２６ｃが嵌合され、下部ケース２２６Ａの凹部２２６ｄおよび２２６ｅに導光板２２４の凸部２２４ｉおよび２２４ｊがそれぞれ嵌合されるように配置することによって、下部ケース２２６Ａに対する導光板２２４の相対位置が規定される。
【００７２】
このように、光源１２２および導光板２２４が下部ケース２２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとの間に光源１２２および導光板２２５を挟持するように、下部ケース２２６Ａと上部ケース２２６Ｂとを組み立てることによって、光源１２２および導光板２２４はケース１２６内に保持される。
【００７３】
貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）および凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）は、導光板２２４をケース２２６に位置決めするために設けられている。これらは、導光板２２４の面内（ｘｙ面とする）におけるずれを防止するための位置決めの基準となる。貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）は、ｘ方向（第１側面２２４ａに沿った方向）におけるずれを防止し、凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）は、ｙ方向（第３側面２２４ｅに沿った方向）におけるずれを防止し、その結果、高い位置精度が得られる。但し、第２側面２２４ｂの近傍に設ける位置決め構造と、第３側面２２４ｅに設ける位置決め構造を互いに近接して配置すると（すなわち、第２側面２２４ｂと第３側面２２４ｅとの交点付近に配置すると）、回転ずれが大きくなり、位置決め構造を設けた位置の対角位置（すなわち、第１側面２２４ａと第４側面２２４ｆとの交点付近）でのずれが大きくなる。従って、貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）は第２側面２２４ｂの第４側面２２４ｆ側に設けることが好ましく、凸部２２４ｉおよび２２４ｊ（凹部２２６ｄおよび２２６ｅ）の少なくとも一方（ここでは凸部２２４ｉ（凹部２２６ｄ））を貫通孔２２４ｇ（突起部２２６ｃ）の対角の位置（第３側面２２４ｅの第１側面２２４ａ側）に設けることが好ましい。
【００７４】
なお、導光板２２４内を伝搬する光のうちで、第３側面で全反射して照明に寄与する可能性があるのは、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近で全反射される光だけである。従って、他方（ここでは凸部２２４ｊ（凹部２２６ｅ））を第３側面２２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。また、上述した光の利用効率の観点から、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近に設けられる凸部２２４ｉ（凹部２２６ｄ）は小さい方向が好ましく、凸部２２４ｊ（凹部２２６ｅ）で十分な位置精度を得られる場合には、省略することが好ましい。
【００７５】
これらの大きさおよび形状は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の貫通孔１２４ｇ（突起１２６ｃ）および凸部１２４ｈ（凹部１２６ｄ）について説明したのと同様に設定される。また、段差部２２６ｂの構造も反射型ＬＣＤ１００の段差部１２６ｂと同様に設定できる。
【００７６】
下部ケース２２６Ａおよび上部ケース２２６Ｂは、それぞれ実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の下部ケース１２６Ａおよび上部ケース１２６Ｂと同様の材料を用いて形成する。ここでは、黒色のポリカーボネートを用いて形成された下部ケース２２６Ａおよび上部ケース２２６Ｂを用いる。ケース２２６の全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、迷光の発生が抑制される。
【００７７】
本実施形態２の反射型ＬＣＤ２００が有するフロントライト２２０も、光源１２２と導光板２２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板２２４の第２側面２２４ｂおよび第３側面２２４ｅの近傍に位置決め構造が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制されている。さらに、位置決めのための構造が、第２側面２２４ｂおよび第３側面２２４ｅの近傍に設けられており、実施形態１のフロントライト１２０よりも位置精度および安定性に優れた保持構造を提供できる。
【００７８】
上記の実施形態１および２のフロントライト１２０および２２０においては、位置決め構造として、導光板１２４および２２４に設けた貫通孔１２４ｇおよび２２４ｇに嵌合する突起部１２６ｃおよび２２６ｃを例示したが、これに限られず、貫通孔に代えて、窪み（穴）を導光板１２４に形成し、窪みに嵌合する凸部を用いて位置決めを行う構成としてもよい。勿論、貫通孔と窪み（穴）とを併用しても良い。
【００７９】
また、上記の実施形態１および２のフロントライト１２０および２２０においては、下部ケース１２６Ａおよび１２６Ｂに位置決め構造を設けたが、上部ケースに設けてもよい。
【００８０】
位置決め構造を上部ケースに形成したフロントライトを備える反射型ＬＣＤの例を図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４（ａ）および（ｂ）に示す反射型ＬＣＤは、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の変形例であり、実質的に同じ機能を有する構成要素は同じ参照符号を付し説明を省略する。但し、上部ケースに位置決め構造を設ける構成は、実施形態２の反射型ＬＣＤにも勿論適用できる。
【００８１】
図４（ａ）に示した反射型ＬＣＤ３００が有するフロントライト３２０は、導光板３２４の第２側面３２４ｂの近傍に穴（窪み）３２４ｇを有している。上部ケース３２６Ｂは、この穴３２４ｇに嵌合する突起部３２６ｃを有している。このように、観察者側に配置される上部ケース３２６Ｂに位置決め構造（突起部３２６ｃ）を設けることによって、位置決め構造を視認され難くできるという利点が得られる。また、穴（窪み）３２４ｇおよび突起部３２６ｃの上記の例に限られず、図４（ｂ）に示したように、導光板３２４に形成する穴を半球状の底面を有する凹部３２４ｇ’とし、上部ケース３２６Ｂに形成する突起部を半球状の頂面を有する突起部３２６ｃ’としてもよい。
【００８２】
勿論、上部ケース３２６Ｂに位置決め構造を設ける場合においても、導光板３２４に貫通孔を設けてもよいが、ケース２３６を小型化（狭額縁化）のためには、上述したように、穴（窪み）として観察者から視認しく難い構造を採用することが好ましい。
（実施形態３）
実施形態３の反射型ＬＣＤ４００の分解斜視図を図５に示す。以下の図面においては、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００と実質的に同じ構成要素は同じ参照符号で示し、説明を省略する。
【００８３】
反射型ＬＣＤ４００は、反射型液晶パネル１１０と、フロントライト４２０とを備えている。
【００８４】
フロントライト４２０は、光源１２２と、導光板４２４と、これらを保持するケース４２６とを備える。
【００８５】
導光板４２４は、光源１２２からの光を受ける第１側面（入射側面）４２４ａと、第１側面に対向する第２側面（対向側面）４２４ｂと、第１側面４２４ａと第２側面４２４ｄとの間に位置し互いに対向する第３側面４２４ｅおよび第４側面４２４ｆと、観察者側に配置されたプリズム面４２４ｃと、プリズム面４２４ｃに対向する対向面４２４ｄとを有する。導光板４２４は、図２に示した導光板１２４と同様に、第１側面４２４ａから第２側面４２４ｂに向かうに連れて、厚さが薄くなっており、光の伝搬方向に沿った断面がテーパ状である。
【００８６】
プリズム面４２４ｃは、伝搬面４２４ｃ１と反射面４２４ｃ２とを有し、鋸歯状の断面形状を有する。伝搬面４２４ｃ１と反射面４２４ｃ２とが接する稜線４２４ｒは、実施形態２の導光板２２４の稜線２２４ｒと同様に、第１側面４２４ａに対して傾斜角θで傾斜している。このように、稜線４２４ｒが傾斜したプリズム面４２４ｃを有する導光板４２４を用いると、特開平１１−３１１７８２号公報に記載されているように、モアレの発生を抑制することができる。傾斜角θは、約１０°〜約７０°の範囲内にあることが好ましい。
【００８７】
導光板４２４は、第２側面４２４ｂ側に突き出た凸部４２４ｇと、第３側面４２４ｅ側に突き出た凸部４２４ｉとを有している。凸部４２４ｇおよび凸部４２４ｉは、後述するケース４２６に設けられた位置決め構造と互いに嵌合し、ケース４２６に対する導光板４２４の相対位置が規定される。貫通孔１２４ｇに代わって凸部４２４ｇを有し、凸部１２４ｈに代わって凸部４２４ｉを有する点を除けば、導光板４２４は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の導光板１２４と同じ構造を有している。導光板４２４は、基本的に、実施形態１の反射型表示装置１００の導光板１２４と同様に機能する。従って、第２側面４２４ｂの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。また、導光板４２４は、上述のように傾斜した稜線４２４ｒを有するプリズム面４２４ｃを備えているので、第４側面４２４ｆで全反射した光を対向面４２４ｄから出射し、照明に利用することができるが、第３側面４２４ｅで全反射した光は照明に用いられない。従って、第３側面４２４ｅの近傍に位置決めのための構造を設けても光の利用効率を低下させない。
【００８８】
ケース４２６は、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとを有し、これらの間の所定の位置に光源１２２と導光板４２４とを保持する。光源１２２および導光板４２４は、下部ケース４２６Ａに対して所定の位置に配置され、それによって、光源１２２と導光板４２４との相対位置が規定される。
【００８９】
下部ケース４２６Ａは、導光板４２４の中央領域（表示領域に対応する領域）を露出する額縁状の形状を有し、光源１２２を保持するための凹部４２６ａと、導光板４２４を保持するための段差部４２６ｂとを有している。光源１２２保持用の凹部４２６ａは、光源１２２の外観形状に応じた内面を有し、光源１２２を所定の位置に保持する。導光板４２４保持用の段差部４２６ｂは、導光板４２４の対向面４２４ｄの周辺部（反射型液晶パネル１１０の表示領域に対応する領域を包囲する部分）を受容する上面を有している。この面と額縁状の平板である上部ケース４２６Ｂの下面との間に導光板４２４を挟持する。また、段差部４２６ｂは、導光板４２４の第２側面４２４ｂ、第３側面４２４ｃおよび第４側面４２４ｄに対向する側面を有する。導光板４２４が所定の位置に配置された状態で、段差部４２６ｂの側面は、導光板４２４の側面４２４ｂ、４２４ｃおよび４２４ｄとの間に、約０．０５ｍｍの間隙を形成するように設計されている。下部ケース４２６Ａのその他の部分の大きさは、材料や用途に応じて、適当な機械強度が得られるように適宜設定され得る。装置の小型、軽量化のためには、ケース４２６はできるだけ、小さく、軽量であることが好ましいのは当然である。
【００９０】
下部ケース４２６Ａは、導光板４２４の第２側面４２４ｂ側の段差部４２６ｂの上面に、導光板４２４の凸部４２４ｇに嵌合する凹部４２６ｃを有するとともに、導光板４２４の凸部４２４ｉに嵌合する凹部４２６ｅを有する。下部ケース４２６Ａに対して導光板４２４を、導光板４２４の下面が下部ケース４２６Ａの段差部４２６ｂの上面と当接し、導光板４２４の凸部４２４ｇに下部ケース４２６Ａの凹部４２６ｃが嵌合され、下部ケース４２６Ａの凹部４２６ｅに導光板４２４の凸部４２４ｉが嵌合されるように配置することによって、下部ケース４２６Ａに対する導光板４２４の相対位置が規定される。
【００９１】
このように、光源１２２および導光板４２４が下部ケース４２６Ａの所定の位置に配置された状態で、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとの間に光源１２２および導光板２２５を挟持するように、下部ケース４２６Ａと上部ケース４２６Ｂとを組み立てることによって、光源１２２および導光板４２４はケース１２６内に保持される。
【００９２】
凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）および凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は、導光板４２４をケース４２６に位置決めするために設けられている。凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は第２側面４２４ｂの第４側面４２４ｆの近傍に、凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は第３側面４２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。
【００９３】
これらは、導光板２２４の面内（ｘｙ面とする）におけるずれを防止するための位置決めの基準となる。凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は、ｘ方向（第１側面２２４ａに沿った方向）におけるずれを防止し、凸部４２４（凹部４２６ｅ）は、ｙ方向（第３側面２２４ｅに沿った方向）におけるずれを防止し、その結果、高い位置精度が得られる。但し、第２側面２２４ｂの近傍に設ける位置決め構造と、第３側面２２４ｅに設ける位置決め構造を互いに近接して配置すると（すなわち、第２側面２２４ｂと第３側面２２４ｅとの交点付近に配置すると）、回転ずれが大きくなり、位置決め構造を設けた位置の対角位置（すなわち、第１側面２２４ａと第４側面２２４ｆとの交点付近）でのずれが大きくなる。従って、この回転ずれを防止するためには、２つの位置決め構造を導光板４２４の対角位置に設けることが好ましく、凸部４２４ｇ（凹部４２６ｃ）は第２側面２２４ｂの第４側面２２４ｆ側に設けることが好ましい。また、導光板を伝搬する光のうち、第３側面で全反射されて照明に寄与する可能性があるのは、第１側面２２４ａと第３側面２２４ｅとの交点付近で全反射される光だけである。従って、凸部４２４ｉ（凹部４２６ｅ）は、この位置を避けて、第３側面４２４ｅの中央付近に設けることが好ましい。
【００９４】
これらの大きさおよび形状は、実施形態１の反射型ＬＣＤ１００について説明したのと同様に設定できる。従って、貫通孔を設ける構造よりも、凹凸の位置決め構造の方が小さく形成できるので、さらに外形のコンパクト化が可能となる。導光板の端部で発生する迷光もより効果的に抑制できるので、表示品位もさらに向上できる。
【００９５】
下部ケース４２６Ａおよび上部ケース４２６Ｂは、それぞれ実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の下部ケース１２６Ａおよび上部ケース１２６Ｂと同様の材料を用いて形成する。ここでは、黒色のポリカーボネートを用いて形成された下部ケース４２６Ａおよび上部ケース４２６Ｂを用いる。ケース４２６の全体を黒色高分子材料を用いて形成することによって、迷光の発生が抑制される。
【００９６】
本実施形態２の反射型ＬＣＤ２００が有するフロントライト２２０も、光源１２２と導光板４２４との相対配置が高い位置精度で規定されており、且つ、導光板４２４の第２側面４２４ｂおよび第３側面４２４ｅの近傍に位置決め構造が設けられているので、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制されている。さらに、位置決めのための構造が、第２側面４２４ｂおよび第３側面４２４ｅの近傍に設けられており、実施形態１のフロントライト１２０よりも位置精度および安定性に優れた保持構造を提供できる。
【００９７】
なお、上記の実施形態１から３では、位置決めのための構造の例として、導光板の側面（第２側面および第３側面）側に突き出た凸部に嵌合する凹部を有する構造を説明したが、凹や凸は相対的なので、例えば、１つの凸部は２つの凹部の間に形成されている部分として説明することもできる。なお、上記の例では、それぞれの構造において領域が小さい部分に対して凸部または凹部という用語を用いた。すなわち、導光板の凸部に嵌合する凹部は、ケースの他の部分よりも小さく形成されており、位置決め構造を設けることによる機械強度の低下が少ない。但し、必要に応じて、導光板に設けた凹部に嵌合する凸部をケースに設けた構成を採用してもよい。
【００９８】
上記の実施形態１から３で示した位置決めのための導光板とケースとの嵌合構造は、種々に組み合わせることができる。また、嵌合構造の形状も例示した形状に限られない。
【００９９】
また、上記の実施形態１から３では、導光板のプリズム面を観察者側に配置した構成を例示したが、導光板のプリズム面を反射型表示パネル側（観察者側とは反対側）に配置した構成としても良い。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によると、光源と導光板との相対配置が高い位置精度で規定され、且つ、位置決め構造を設けたことによる光の利用効率の低下が抑制された照明装置が提供される。
【０１０１】
この照明装置は、反射型表示装置のフロントライトとして好適に用いられ、従来よりも光の利用効率が高く、且つ、高品位の表示が可能な反射型表示装置が提供される。フロントライトは、バックライトとは異なり、表示パネルの観察者側に配置されるので、フロントライトからの迷光によって表示品位が影響されやすいが、本発明によるフロントライトは、導光板が高い位置精度で配置されているので、迷光の発生が抑制される。また、迷光を遮光するために遮光領域を導光板の外周部に設ける必要が減るので、フロントライトを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の分解斜視図である。
【図２】本発明による実施形態１の反射型ＬＣＤ１００の断面図である。
【図３】本発明による実施形態２の反射型ＬＣＤ２００の分解斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態の他の反射型ＬＣＤ３００の断面図である。
【図５】本発明による実施形態３の反射型ＬＣＤ４００の分解斜視図である。
【図６】（ａ）は透過型ＬＣＤを模式的に示す図であり、（ｂ）は反射型ＬＣＤを模式的に示す図である。
【図７】反射型ＬＣＤに用いられている従来のフロントライトの導光板の構造と機能を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１００ 反射型ＬＣＤ
１１０ 反射型液晶パネル
１１２ 偏光板
１１４ 反射型液晶セル
１２０ 照明装置（フロントライト）
１２２ 光源１２２
１２４ 導光板１２４
１２４ａ 第１側面（入射側面）
１２４ｂ 第２側面（対向側面）
１２４ｃ プリズム面
１２４ｃ１ 伝搬面
１２４ｃ２ 反射面
１２４ｄ 対向面
１２４ｅ 第３側面
１２４ｆ 第４側面
１２４ｇ 貫通孔１２４ｇ
１２４ｈ 凸部１２４ｈ
１２６ ケース
１２６Ａ 下部ケース
１２６Ｂ 上部ケース
１２６ａ 凹部
１２６ｂ 段差部
１２６ｃ 突起部
１２６ｄ 凹部
Claims (10)
- 光源と、
前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、
少なくとも前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の表示領域に対応する領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースと、
前記導光板に対して観察者とは反対側に配置された反射型表示パネルと、
を備え、
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に対して傾斜した稜線を有し、前記稜線が前記第３側面と交差する点の前記第１側面からの距離は、前記稜線が前記第４側面と交差する点の前記第１側面からの距離よりも短く、前記ケースは、前記第３側面の近傍において前記導光板と当接する領域に、前記導光板の位置を規定するための更なる位置決め構造を有する反射型表示装置。 - 前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあなを有し、
前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部を有する請求項１に記載の反射型表示装置。 - 前記導光板は、前記第２側面側に突き出た凸部を有し、
前記位置決め構造は、前記導光板の前記凸部と嵌合する凹部を有する、請求項１又は２に記載の反射型表示装置。 - 前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成された第１のあな又は前記第２側面側に突き出た第１の凸部と、前記第３側面の近傍に形成された第２のあな又は前記第３側面側に突き出た第２の凸部とを有し、
前記位置決め構造は、前記導光板の前記第１のあなに嵌合する第３の凸部又は前記第１の凸部に嵌合する第１の凹部を有し、
前記更なる位置決め構造は、前記導光板の前記第２のあなに嵌合する第４の凸部又は前記第２の凸部に嵌合する第２の凹部を有する、請求項１に記載の反射型表示装置。 - 前記導光板は、前記第１の凸部および前記第２の凸部を有する、請求項４に記載の反射型表示装置。
- 前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されている請求項１から５のいずれかに記載の反射型表示装置。
- 前記ケースは黒色高分子材料を用いて形成されている請求項１から６のいずれかに記載の反射型表示装置。
- 光源と、
前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と第２側面との間に位置し互いに対向する第３側面および第４側面と、前記第１、第２、第３および第４側面を介して互いに対向するプリズム面および対向面とを有する導光板と、
前記光源と前記導光板とを保持するケースであって、前記導光板の中央領域を露出する開口部と、前記第２側面の近傍において前記導光板と当接する領域に設けられ、前記導光板の位置を規定するための位置決め構造とを有するケースと、
を備え、
前記導光板のプリズム面は、前記第１側面に対して傾斜した稜線を有し、前記稜線が前記第３側面と交差する点の前記第１側面からの距離は、前記稜線が前記第４側面と交差する点の前記第１側面からの距離よりも短く、前記ケースは、前記第３側面の近傍において前記導光板と当接する領域に、前記導光板の位置を規定するための更なる位置決め構造を有する照明装置。 - 前記導光板は、前記第２側面の近傍に形成されたあな又は前記第２側面側に突き出た凸部を有し、
前記位置決め構造は、前記導光板の前記あなに嵌合する凸部又は前記導光板の前記凸部に嵌合する凹部を有する請求項８に記載の照明装置。 - 前記ケースの少なくとも前記導光板の前記第２側面に対向する部分は、光吸収性を有する材料で形成されている請求項８または９に記載の照明装置。
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