JP3771406B2

JP3771406B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3771406B2
Application number: JP35166699A
Authority: JP
Inventors: 孝幸石原
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP2001166297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、フロントライト方式を採用した反射型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置においては、バックライトを有する半透過型の液晶表示装置があり、液晶パネルの後面に配されたバックライトからの光が半透過反射板を透過してから液晶パネルに入射するように構成されている。
【０００３】
また、近年では、フロントライトを有する反射型の液晶表示装置が提案されている。図６は、特開平１１−１０９３４４号公報に開示された、上記フロントライトを有する反射型の液晶表示装置の一例を示す図である。この液晶表示装置Ｄｃは、一対の透明基板３０ａ，３０ｂの間に液晶Ｃを封入した液晶パネル３１が設けられ、この液晶パネル３１の前面には、導光板３２と偏光板３３ａとが重ねて設けられている。また、液晶パネル３１の後面に、偏光板３３ｂと反射板３４とが重ねて設けられている。導光板３２は、透明な略平板状とされ、その片面には複数の凸部３５が連続して形成されている。各凸部３５は、導光板３２の奥行き方向に延びた形態を有している。そして、導光板３２の側方には、光源３６が設けられている。
【０００４】
この液晶表示装置によると、光源３６を点灯駆動させた場合には、この光源３６からの光は導光板３２の内部を進行し、導光板３２の内表面において全反射されて、特に導光板３２の各凸部３５の内表面で屈折し、光が下向きに出射して、液晶パネル３１に照射される。液晶パネル３１を透過した光は、その後、偏光板３３ｂを透過してから反射板３４によって上方へ反射され、偏光板３３ｂおよび液晶パネル３１を再度透過してから導光板３２を透過する。そして、導光板３２を透過した光は、偏光板３３ａを透過し、液晶表示装置Ｄｃの前面に出射される。
【０００５】
一方、光源３６を点灯駆動させることなく、太陽光や室内照明等からなる外光が入射される場合には、外光が偏光板３３ａ、導光板３２、液晶パネル３１および偏光板３３ｂを順次下向きに透過した後、反射板３４によって上向きに反射されることにより、その光が上記各部を上記とは逆に透過して液晶表示装置Ｄｃの前面に出射する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記バックライト式およびフロントライト式の液晶表示装置においては、上述したように、外光や、光源３６からの光によって液晶パネル３１が照射される。しかしながら、液晶表示装置Ｄｃを有する携帯型電話機等を、たとえば太陽光等の外光を利用して使用していた場合、太陽光が照射される明るい場所から日陰等の暗い場所に使用者が移動したときは、液晶パネル３１における視認に必要な光量が得られず、光源３６を点灯駆動させなければ、液晶パネル３１に表示される画像を視認することが困難になる。
【０００７】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、明るい場所から暗い場所に移動された場合に、光源を点灯駆動させなくても、液晶パネルに表示される画像を確実に視認することができる液晶表示装置を提供することを、その課題とする。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明によって提供される液晶表示装置によれば、液晶パネルと、この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が傾斜角の小さい傾斜面と傾斜角が大きい傾斜面を有する側面視三角状の凸部が連続形成されている凹凸状に形成された略平板状の透明な導光板と、上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、上記導光板の凹凸状の表面における上記傾斜角の大きい傾斜面の表面に、蓄光性を有する蓄光層が形成されたことを特徴とする。あるいは、本願発明によって提供される液晶表示装置によれば、液晶パネルと、この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が平面部から離散的に突出する複数の突起を設けることによる凹凸状に形成された略平板状の透明な導光板と、上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、上記導光板の凹凸状の表面における上記複数の突起の側面に、蓄光性を有する蓄光層が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、導光板の表面の一部に、あるいは側面等に蓄光性を有する蓄光層が形成されているので、外光が遮断された場所や光源を点灯駆動させない場合でも、蓄光層において蓄光されたことによる発光現象によって、所定時間液晶パネルが照射されるので、液晶パネルに表示された画像を確実に視認することができる。そのため、使用者が明るい場所から暗い場所に移ったとき、液晶表示装置の光源を点灯駆動させなくてもよいので、省電力化を図ることができる。したがって、この液晶表示装置がたとえば携帯型電話機等に適用された場合、使い勝手のよい携帯型電話機を提供することができる。
【００１１】
また、この液晶表示装置においては、太陽光や室内照明等の外光を採り入れているときや、光源を点灯駆動したときに蓄光しておくことができるので、外光や光源からの光を有効に利用することができる。特に、蓄光される際、太陽光や室内照明等の外光によって蓄光すれば、光源を点灯駆動せずに蓄光できるので、より一層効果的に省電力化を図ることができる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、蓄光層は、蓄光性を有する蓄光性蛍光体を成分とした蛍光顔料からなる蓄光塗料が塗布されて形成される。ここで、蓄光性蛍光体とは、たとえば太陽光等の波長成分により励起し、暗所において長時間の発光現象を生ずるものである。上記するように、蓄光層は、蛍光顔料からなる蓄光塗料を塗布することにより、容易に形成することができる。
【００１３】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
本願発明に係る液晶表示装置を示す図として、ここでは、再び、図１を参照する。この液晶表示装置Ｄは、いわゆるフロントライト方式を採用したものであって、液晶パネル１と、液晶パネル１の前面（同図では上面）に設けられた偏光板４ａと、偏光板４ａの前面に設けられた導光板２と、この導光板２に光を入射させる光源３と、液晶パネル１の後面に設けられた偏光板４ｂと、偏光板４ｂのさらに後面に設けられた反射板５とを備えて構成されている。
【００１６】
液晶パネル１は、ガラス製の一対の透明基板６ａ，６ｂおよびシール部材７によって囲まれた領域に液晶Ｃを封入したものである。液晶パネル１は、たとえば、カラー表示が可能なように構成され、上記透明基板６ａには、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタ８（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）がマトリクス状に設けられているとともに、それらのカラーフィルタ８同士の間にはブラックマトリクス９が設けられている。
【００１７】
また、透明基板６ａ，６ｂには、液晶分子にねじれを与えるための配向膜１１ａ，１１ｂ、および透明電極１２ａ，１２ｂが設けられている。この液晶パネル１では、たとえば、アクティブマトリクス駆動方式が採用されており、１つの液晶セルには、この液晶セルに印加される電圧を保持するための図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配されている。
【００１８】
導光板２は、透明な略平板状であり、その材質は、透明度に優れたポリカーボネート、あるいはＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（メタクリル樹脂））が好適に用いられている。本実施形態においては、導光板２の各部の厚みを略均一にしているが、たとえば光源３から遠ざかるに連れてその厚みが薄くなるようにしてもかまわない。
【００１９】
この導光板２は、その裏面（下面）が滑らかな平面状であるのに対し、その表面（上面）は凹凸状とされている。より具体的には、図２に示すように、この導光板２の表面は、傾斜の向きおよび傾斜角が相違する２種類の傾斜面１６ａ，１６ｂを有する側面視三角状の複数の凸部１６が一定方向に連続して形成された凹凸状とされている。各凸部１６は、導光板２の奥行き方向（矢印Ａ方向）に一様に延びており、複数の凸部１６のピッチは、たとえば百数十μｍ程度に設定されている。
【００２０】
光源３は、ＬＥＤ光源等のいわゆる点状光源からなり、導光板２の奥行き方向に延びる一側面１７ａに隣接して適宜数設けられている。なお、このＬＥＤ光源に代わり、導光板２の一側面１７ａに沿って延びる冷陰極管を用いるようにしてもよく、本実施形態において光源の具体的な種類は限定されない。
【００２１】
このような光源３と導光板２とを組み合わせることにより、光源３を点灯駆動させると、この光源３から発せられた光は、導光板２の一側面１７ａを介して導光板２に入射した後、この導光板２の表裏面による全反射を繰り返しながらこの導光板２の内部を他側面１７ｂに向けて順次進行していくようになっている。導光板２内を進行する光が導光板２の表面の傾斜面１６ａに到達した場合、この傾斜面１６ａが所定方向に傾斜している分だけこの傾斜面１６ａに対する光の入射角が小さくなる。そのため、その入射角が導光板２の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも小さくなる可能性が高くなる。したがって、傾斜面１６ａによって全反射される光の割合を多くすることができ、導光板２の表面の各所から上方に向けて光が出射することを抑制することができる。
【００２２】
ここで、この実施形態の特徴は、上記導光板２の表面の一部に、蓄光性を有する蓄光層１９が形成されたことにある。より具体的には、導光板２の凹凸状にされた前面において、傾斜面積が傾斜面１６ａに比べより小さい傾斜面１６ｂに、蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されている。また、略平板状の導光板２の側面に、蓄光性を有する蓄光層１９が形成されている。具体的には、図２に示すように、導光板２の奥行き方向に延びる一側面１７ａおよび他側面１７ｂ、幅方向（矢印Ｂ参照）に延びる一側面１８ａおよび他側面１８ｂに、蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されている。
【００２３】
上記蓄光塗料としては、蓄光性を有する蓄光性蛍光体を成分とした蛍光顔料が用いられる。ここで、蓄光性蛍光体とは、太陽光等の波長成分により励起し、暗所において長時間の発光現象を生ずるものである。上記蛍光顔料は、たとえば純度の高い亜鉛、カドミウム、カルシウム、アルミニウム、およびイットリウム等の金属の硫化物、酸化物、ケイ酸塩、タングステン酸塩等を主成分とし、これにたとえばマンガン、銀、銅、およびユーロピウム等の活性化剤を微量に添加し、高温で焼成することにより作製される。より具体的には、蛍光顔料には硫化物系として、ＺｎＳ（Ｃｕ），ＺｎＳ（Ａｌ），ＺｎＳ（Ａｇ），ＺｎＳ（Ｃｌ），ＺｎＳ（Ｍｎ），ＣａＳ（Ｂｉ）等が、酸化物系として、ＺｎＯ（Ｚｎ），Ｙ₂Ｏ₃（Ｅｕ）等が、酸素酸塩系としては、ＣａＷＯ₄，ＭｇＷＯ₄，Ｚｎ₂ＳｉＯ₄（Ｍｎ），ＢａＳｉ₂Ｏ₅（Ｐｂ）等がそれぞれ好適に用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
上記導光板２の傾斜面１６ｂ、奥行き方向の一側面１７ａおよび他側面１７ｂ、幅方向の一側面１８ａおよび他側面１８ｂは、使用者が液晶パネル１を視認する上で、影響を及ぼすことの少ない、あるいは及ぼすことのない部位である。このような部位に蓄光層１９が形成されておれば、たとえば、太陽光や室内照明等の外光が液晶表示装置Ｄに入射した場合、または光源３が点灯駆動された場合、入射された光を、または発光された光を蓄光層１９によって蓄光することができる。そして、暗い場所において、蓄光層１９によって蓄光された光を発光させることができる。
【００２５】
そのため、たとえば液晶表示装置Ｄを有する携帯型電話機等の使用中に、たとえば明るい場所から暗い場所に移動したときでも、蓄光層１９が即座に発光することにより、光源３を点灯駆動させていなくても、すなわち、光源３からの光が無くても、使用者は液晶パネル１における画像を視認することができる。したがって、液晶表示装置Ｄの省電力化を図ることができる。また、この液晶表示装置Ｄが適用される携帯型電話機の、使い勝手さを向上させることができる。
【００２６】
なお、蓄光層１９から出射される光量は、外光または光源３からの光の量に比べ、比較的少ないが、使用される状態において周囲が暗くなっているため、液晶パネル１における画像を十分に視認することができる。
【００２７】
また、蓄光塗料を塗布する部位は、上記した導光板２の傾斜面１６ｂや側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの全てに塗布しなければならないといったことはなく、必要に応じて塗布する部位を選択してもよい。たとえば導光板２の側面において、光源３に沿った奥行き方向に沿った一側面１７ａに蓄光層１９が形成された場合、光源３から光が蓄光層１９の厚みによって遮られて、使用者が視認できない程、光量が得られないときには、上記一側面１７ａには、蓄光層１９を形成する必要はない。また、上記した傾斜面１６ｂや側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ以外であっても、使用者の視認に支障がない箇所であるならば、蓄光層１９を形成するようにしてもよい。
【００２８】
上記した構成の液晶表示装置Ｄにおいて、画像表示を行う際の作用を説明すると、光源３を点灯駆動させた場合には、この光源３から発せられた光は導光板２内に入射してこの導光板２の外表面によって全反射されながらこの導光板２の内部を進行する。この進行の際に、導光板２の各凸部１６の表面で反射し、導光板２の裏面からは光が下向きに出射し、偏光板４ａおよび液晶パネル１に対して光が照射される。各凸部１６は、導光板２の内部を進行する光が液晶パネル１の方向に出射しやすくする役割を果たす。このとき、蓄光層１９、すなわち、傾斜面１６ｂ、および側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂにおいて、導光板２の内部から進行した光が蓄光される。
【００２９】
液晶パネル１を透過した光は、その後、偏光板４ｂを透過してから反射板５によって上方へ反射され、偏光板４ｂ、液晶パネル１および偏光板４ａを再度透過してから導光板２を透過する。この導光板２を透過する際にも、導光板２の蓄光層１９に、さらに光が蓄光される。そして、導光板２を透過した光は、液晶表示装置Ｄの前面に出射する。
【００３０】
一方、光源３を点灯駆動させることなく、外光を利用した画像表示を行わせる場合には、外光が導光板２、偏光板４ａ、液晶パネル１および偏光板４ｂを順次下向きに透過した後、反射板５によって上向きに反射されることにより、その光が上記各部を上記とは逆に透過して液晶表示装置Ｄの前面に出射することになる。
【００３１】
この場合においても、外光が導光板２を透過する際、導光板２の側面１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂに、透過する光が蓄光される。また、太陽光等の外光は、直接、導光板２の傾斜面１６ｂに蓄光される。そして、反射板５によって上向きに反射された光が導光板２を透過する際、再び上記蓄光層１９に蓄光される。
【００３２】
このように、光源３を利用する場合と外光を利用する場合とのいずれの場合においても、光源３からの光および外光は、導光板２を透過することとなる。そのため、蓄光層１９においては、光源３や外光を画像の表示に利用する場合、必ず、蓄光されることになる。
【００３３】
そして、使用者が、蓄光された液晶表示装置Ｄを暗いところで使用する場合、蓄光層１９から発せられた光が、液晶パネル１を照射する。そのため、使用者は、液晶パネル１における画像を確実に視認することができる。
【００３４】
図３は、本願発明の変形例を示す液晶表示装置Ｄａの断面図である。この液晶表示装置Ｄａでは、上記導光板の表面が凹凸状とされることに代わり、導光板の裏面が凹凸状とされている。すなわち、この導光板２１は、その表面（上面）が滑らかな平面状であるのに対し、その裏面（下面）は凹凸状とされ、すなわち、上記した実施形態と、導光板２１の表裏面が逆の構成となっている。なお、凹凸状の構成は、上記した実施形態と同様に、傾斜の向きおよび傾斜角が相違する２種類の傾斜面１６ａ，１６ｂを有する側面視三角状の複数の凸部１６が一定方向に連続して形成された構成とされている。
【００３５】
また、光源２２には、ＬＥＤ光源等の点状光源に代わり、導光板２１の一側面１７ａに沿って延びる冷陰極管が用いられている。冷陰極管の周囲には、この冷陰極管から放射される光を導光板２１に向けて反射するリフレクタ２３が設けられている。その他の構成は、上記実施形態において示した構成と略同様である。
【００３６】
この構成においても、導光板２１の裏面に形成された凸部１６の傾斜面１６ｂに、蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されている。また、導光板２１の各側面に、蓄光層１９が形成されている。そのため、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３７】
図４は、本願発明の他の変形例を示す液晶表示装置Ｄｂの断面図である。また、図５は、図４に示す導光板２５の概略外観図である。この液晶表示装置Ｄｂでは、導光板の表面が凹凸状とされることに代わり、導光板２５の表面に複数の略円柱形状の突起２６が形成されている。そして、上記突起２６の側面２６ａに蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されている。その他の構成は、上記実施形態において示した構成と略同様である。
【００３８】
この構成においては、上記実施形態と同様に、導光板２５の各側面に、蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されている。そのため、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、この変形例においては、突起２６が液晶パネル１の平面において隅々まで点在される恰好になるため、上記実施形態のように蓄光層１９を傾斜面１６ｂに形成した場合に比べ、液晶パネル１においてより全体的に明るさを増すことができるので、視認性をより高めることができるといった利点がある。
【００３９】
なお、上記突起２６の形状は、略円柱形状に代わり、略円錐形状、略角錐形状等、種々の形状を適用することができる。要は、使用者が視認する上で、影響を及ぼさない部位に蓄光塗料が塗布されて蓄光層１９が形成されればよい。
【００４０】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、カラー表示が可能なタイプの液晶表示装置について説明したが、上記蓄光層１９の構成は、モノクロタイプの液晶表示装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、フロントライト型の液晶表示装置について説明したが、上記蓄光層１９の構成は、バックライト型の液晶表示装置にも適用することができる。
【００４１】
また、導光板４の傾斜面１６ｂには、蓄光塗料が塗布された上から黒色の塗料を塗布するようにしてもよい。これにより、上方から入射される光、特に太陽光等の外光を吸収することができ、使用者が液晶パネルを視認する上で、コントラストをより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の導光板を示す要部外観図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図４】図１に示す液晶表示装置の他の変形例を示す図である。
【図５】図４に示す導光板の概略外観図である。
【図６】従来の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１液晶パネル
２導光板
３光源
４ａ，４ｂ偏光板
１６凸部
１６ａ，１６ｂ傾斜面
１９蓄光層
Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ液晶表示装置

Claims

液晶パネルと、
この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が傾斜角の小さい傾斜面と傾斜角が大きい傾斜面を有する側面視三角状の凸部が連続形成されている凹凸状に形成された略平板状の透明な導光板と、
上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、
上記導光板の凹凸状の表面における上記傾斜角の大きい傾斜面の表面に、蓄光性を有する蓄光層が形成されたことを特徴とする、液晶表示装置。
液晶パネルと、
この液晶パネルの前面に配され、かつ光源から内部に入射した光を上記液晶パネルに向けて出射させるように少なくとも片面が平面部から離散的に突出する複数の突起を設けることによる凹凸状に形成された略平板状の透明な導光板と、
上記液晶パネルの後面に配され、かつ上記導光板から上記液晶パネルを通過してきた光を上記液晶パネルおよび上記導光板に向けて反射する反射板とを備えた液晶表示装置であって、
上記導光板の凹凸状の表面における上記複数の突起の側面に、蓄光性を有する蓄光層が形成されたことを特徴とする、液晶表示装置。
上記蓄光層は、蓄光塗料が塗布されて形成された、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
上記蓄光塗料は、蓄光性を有する蓄光性蛍光体を成分とした蛍光顔料からなる、請求項３に記載の液晶表示装置。