JP4112081B2 - 平面照明装置および反射型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイル情報機器等に用いられる反射型液晶表示装置において、昼間や夜間を問わずに全日性の利用可能な平面照明装置（いわゆるフロントライト）を緩衝性および防振性の有する膠化体を用いて野外等での振動やショック等の伴う使用環境に対応させた平面照明装置および反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の反射型液晶表示体および反射型液晶表示装置の平面照明装置として、特開平９−３１１３３３号公報に開示されるように、導光板の下面部に特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させるような特性を持つ高分子フィルムを貼り付け、この高分子フィルムの表面を液晶表示面に接面させたものが知られている。
【０００３】
また、本件出願人は、導光板の表面に微細な凸状や凹状の形状を設けて光源光のみを導光板の下面部に出射し、外光や反射型液晶表示体からの反射光等を透過できるドット一体化導光板を直接反射型液晶表示体に接触または近接させたものを出願している（特願平９−３６７８７８号）。
【０００４】
さらに、特開平９−５００３２号公報に開示されるように、光拡散効果の目的でバックライトに用いる反射シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートの厚みをコントロールして光むらを解消するものが知られている。
【０００５】
また、特開平８−２６２４３８号公報に開示されるように、バックライト上に用いるレンズシートもしくは拡散シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートを設け、界面反射を低減させて照射光の光量を増加させるものも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型液晶表示体の表示面を上方から照射する平面照明装置（いわゆるフロントライト）は、平面照明装置と反射型液晶表示体の表示面との間に空隙があると収差が現れてしまう。このため、平面照明装置と反射型液晶表示体との間隙を小さくするようにされている。
【０００７】
ところが、特開平９−３１１３３３号公報に開示されるように、導光板の下面部に特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させるような特性を持つ高分子フィルムを貼り付け、反射型液晶表示体の表示面を上方から照射する平面照明装置では、導光板に貼った高分子フィルムの表面を反射型液晶体の表示面に接面させるために互いの表面に傷がつきやすい。特に、高分子フィルムに傷が付いた場合には、フロントライト自体の特性、生命を失ってしまう課題がある。
【０００８】
また、特願平９−３６７８７８号のように、外光や反射型液晶表示体からの反射光等を透過でき、光源光のみを導光板の下面部に出射するドット一体型の導光板を直接反射型液晶表示体に接触または近接させる構成では、導光板の表面に微細な凸状や凹状の形状を設けているので、モバイル携帯情報機器等のような使用環境が屋外中心の場合、落下等により微細な凸状形状を損傷してしまう恐れや反射型液晶表示体に外部からのショックや外力等を与えてしまう課題がある。
【０００９】
さらに、特開平９−５００３２号公報に開示されるように、光拡散効果の目的でバックライトに用いる反射シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートの厚みをコントロールして光むらを解消する構成では、目的が光むらであるが、両面接着シートでは接着剤の厚さをコントロールすることが困難であるとともに、平面光源としての光は微妙に変化してしまう課題がある。
【００１０】
また、特開平８−２６２４３８号公報に開示されるように、バックライト上に用いるレンズシートもしくは拡散シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートを設ける構成も、目的は異なるものの、両面接着シートを光学的に使用する場合に、接着剤を潰すようにある程度の圧力を加えて接着面の空気層を無くす必要があり、両面接着シートをスライドさせて接着させた場合には接着剤が方向性を持ってしまい、光に影響を与えてしまう課題がある。
【００１１】
さらに、導光板と反射型液晶表示体との間に空隙を設けることを目的として、導光板を固定化するためにビスや部分的に押さえるような外部から圧力を加える場合には、導光板に異常な輝線が現れてしまい、特にフロントライトのように直接視覚に使用するものには決定的な欠陥となってしまう課題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は平面照明装置と反射型液晶表示体との間に緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにすることのできる平面照明装置および反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
請求項１の発明は、反射型液晶表示体５の表示面に上面から投射する平面照明装置において、
前記反射型液晶表示体５の表示面と前記平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板２の出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体５の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板２の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体４を設け、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体５に与えないようにすることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明に係る平面照明装置は、反射型液晶表示体の表示面と平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、反射型液晶表示体５に対して光をもれなく照射できるとともに、外光および反射型液晶表示体５からの反射光を透過できる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の平面照明装置において、前記膠化体４は、前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記平面照明装置から前記反射型液晶表示体５にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明に係る平面照明装置によれば、反射型液晶表示体５に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体５に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できるとともに、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の平面照明装置において、
前記膠化体４は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体の表示面に密着して設けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明に係る平面照明装置によれば、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体５の表示面に密着して設けられる膠化体４により、わずかな厚さで外力を吸収して反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００１９】
請求項４の発明に係る反射型液晶表示装置１は、反射型液晶表示体５と、
所定の光を出射する光源３と、前記光源３の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、前記光源３からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して前記反射型液晶表示体５の表示面に光を出射する導光板２とからなる平面照明装置と、
前記反射型液晶表示体５の表示面と前記導光板２の前記出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体５の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板２の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体４とを具備し、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体５に与えないようにすることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、反射型液晶表示体と、
所定の光を出射する光源と、光源の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、光源からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して反射型液晶表示体の表示面に光を出射する導光板とからなる平面照明装置と、
反射型液晶表示体の表示面と導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体とを具備し、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、収差も現れずに光を目的に合わせ忠実に伝送し、反射型液晶表示体５や平面照明装置に振動等の外力を吸収することができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４の反射型液晶表示装置１において、
前記膠化体４は、前記導光板２からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記導光板２から前記反射型液晶表示体５にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項５の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、反射型液晶表示体５に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体５に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できるとともに、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項４又は５の反射型液晶表示装置１において、
前記膠化体４は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体５と前記導光板２との間に密着して設けられることを特徴とする。
【００２４】
請求項６の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体５と導光板２との間に密着して設けられる膠化体４により、軽量で厚みもあまり変化せずに光をもれなく透過できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明は平面照明装置（いわゆるフロントライト）と反射型液晶表示体との間に緩衝性や防振性等を有する透明な膠化体を用いることにより、光学的および機械的に安定性と信頼性のある平面照明装置および反射型液晶表示装置を提供するものである。
【００２６】
図１は、本発明に係る平面照明装置を含む反射型液晶表示装置の断面図である。
反射型液晶表示装置１は、例えば使用環境が屋外中心のモバイル情報機器等の表示パネルに用いて最適なものであり、導光板２と光源３とからなる平面照明装置（フロントライト）と、膠化体４と、反射型液晶表示体５とを備えて概略構成される。
【００２７】
まず、ここでの導光板は、いわゆるフロントライト用のものであり、表面部には例えば椀状、多角錐、多角柱、円柱、円錐台、楕円柱および楕円錐台等の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている。そして、導光板は、夜間のような外光がない時に、光源からの光を上面部には出射せずに下面部から反射型液晶表示体に対して概略垂直に出射している。これに対し、昼間のような外光がある時には、外光をそのまま透過して反射型液晶表示体に対し垂直に投影して反射型液晶表示体からの反射光等を垂直に透過して画像を認識させている。
【００２８】
更に説明すると、導光板２は、屈折率が１．４〜１．７程度の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などで形成され、上面部には図示しない微少の円弧状の凸部を施し、側面部近傍に設けた光源３からの光は円弧状の凸部で反射を行い下面部に偏向し、下面部に施した図２（ａ）に示すような三角錐状の凸部２ａ（および／または図２（ｂ）に示すような断面三角形状の凹部２ｃ）で拡散等を行い、透明な膠化体４を通して反射型液晶表示体５に出射している。
【００２９】
導光板２は、内部を直進した光を反入射側２ｂに設けた不図示の反射シートで再度導光板２に戻し、上面部の凸部や下面部の三角錐状の凸部２ａ（および／または凹部２ｃ）で再び偏向、拡散等を繰り返し、透明な膠化体４を通して反射型液晶表示体５に出射している。
【００３０】
光源３は、ＬＥＤ、レーザ等の半導体発光素子やＣＦＬ（冷陰管）等から構成され、導光板２の側面部近傍に設けられる。光源３は、直接光を導光板２の側面部から導光板２内に入射し、他の光はリフレクタ３ａや図示しないケース等で反射されて導光板２内に再度入射する。この導光板２と光源３を備えて平面照明装置が構成される。
【００３１】
膠化体４は、反射型液晶表示体５の表示面全体を覆うように無色透明の材料からなり、平面照明装置（フロントライト）からの光や外光を外部に漏らさず最大限有効に反射型液晶表示体５に伝送し、さらに反射型液晶表示体５の下面部にある図示しない反射体からの反射光を忠実に平面照明装置の導光板２に伝送する。言い換えれば、ガラスのブロックを通して下面にある文字や絵等の画像を見るのと同様に、入光した光（画像）を漏らさずに周囲の外光を遮断してはっきりとした画像を得ている。
【００３２】
膠化体４は、例えばシリコーン等を主体にした柔らかいゲル状物質からなり、平面照明装置や反射型液晶表示体５等に対してタック性が良く、よく密着するとともに衝撃力等を三次元的に分散する。したがって、膠化体４は、わずかな厚さ（０．５〜１０ｍｍ）で衝撃を吸収する性能があり、振動減衰時間が短く微振動まで除去することができる。
【００３３】
膠化体４は、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法により、恒温槽にてステンレス製針の射入値をダイヤルゲージで読み取った針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有しており、その柔らかさにより平面照明装置と反射型液晶表示体５どうしに傷を与えず、外部からの圧力や衝撃力に対して吸収性に優れている。具体的には、外部から導光板２に加わった力を膠化体４が吸収して反射型液晶表示体５に影響を与えないようにしている。
【００３４】
膠化体４は、ＪＩＳ６３０１に準拠する測定方法で得られる圧縮永久歪率が３〜５％を示している。この圧縮永久歪率の値は、具体的には、７０℃の雰囲気温度で膠化体４となる材料を３０％圧縮して２２時間放置し、その後、圧縮を解放して常温で３０分放置後の圧縮量に対する歪み量である。膠化体４は、上記のような３〜５％の圧縮永久歪率を示すので、一度平面照明装置を反射型液晶表示体に装着を行えば、外部から衝撃や圧力を受けても膠化体４の復元力により最初に設定した位置に戻すことができる。
【００３５】
膠化体４は、屈折率が約１．４〜１．７の物質からなる。これにより、平面照明装置の導光板２の下面方向に出射した光は、空気層に一度入射して導光板２の屈折率（１．４〜１．７程度）から空気の屈折率（約１．０）に変化し、光線が導光板２に平行な方向になるが、再度屈折率が導光板２と同程度の膠化体４に入射し、光線も再び導光板２に垂直な方向になり、そのまま変化せずに出射面が膠化体４の表面となって反射型液晶表示体５に光線を入射する。
【００３６】
なお、膠化体４は、無色透明に限らず、赤、青、緑等の単色で透明性を有するもので構成してもよい。この構成によれば、膠化体４を、光に色付けしてその光を反射型液晶表示体５に伝送するカラーフィルタとして作用させることができる。
【００３７】
反射型液晶表示体５は、酸化錫や酸化インジウム等で透明導電膜の表示パターンや電極等を形成した２枚のガラス基板にＴＮ（Twisted Nematic ）タイプやＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）タイプ等の電界効果型液晶を注入したものである。
【００３８】
反射型液晶表示体５は、特に図示はしないが、上面と下面にポリビニールアルコール等の薄板を一方向に引張り、分子を長い平行線の形で配列させてヨード等の塗布処理を行った偏光板を備え、さらに下面の偏光板の下に非導電性のフィルム等にアルミニウム等の金属蒸着したものや金属フィルムをコートしたもの、またチタン酸バリウム等を混入やコートした樹脂さらにこれらフィルムや樹脂の表面に微細な凹凸加工を施した反射体を備えている。
【００３９】
図２は、導光板２から膠化体４を通過した光線の軌跡図であり、同図（ａ）は、導光板２の下面部に断面が三角形の凸部２ａを設けた形状に対する光線の軌跡図、同図（ｂ）は、導光板２の下面部に断面が三角形の凹部２ｃを設けた形状に対する光線の軌跡図である。
【００４０】
まず、導光板２の下面部に凸部２ａを設けた形状に対する光線の軌跡について説明する。導光板２の側面部より光源３から入射した光は、導光板２の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じて０≦入射角の絶対値≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす入射角の範囲で進行し、導光板２の下面部で全反射を生じさせるためには、導光板２の内部を下面部と平行方向に対する角度、即ち臨界角はφ＝４２°となる。
【００４１】
導光板２内の臨界角の入射光Ｉ0 は、導光板２の下面部に設けた凸部２ａから空気層に出射した時に光線Ｉａに示すように屈折によりやや上方に曲げられ、膠化体４の表面部４ａに入射される。また、導光板２の下面部から直接空気層に出射した時には同様に屈折によりやや上方に曲げられ、さらに下面部に設けた凸部２ａで反射されてから膠化体４の表面部４ａに入射される。
【００４２】
膠化体４の表面部４ａに入射された光線は、膠化体４の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じてより垂直方向の光線Ｉｇに示すように曲げられ、膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に入射する。
【００４３】
次に、導光板２の下面部に凹部２ｃを設けた形状に対する光線の軌跡について説明する。図２（ａ）と同様に導光板２の側面部より光源３から入射した光は、導光板２の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じて０≦入射角の絶対値≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす入射角の範囲で進行し、導光板２の下面部で全反射を生じさせるためには、導光板２の内部を下面部と平行方向に対する角度、即ち臨界角はφ＝４２°となる。
【００４４】
導光板２内の臨界角の入射光Ｉ0 は、導光板２の下面部に設けた凹部２ｃから空気層に出射した時に光線Ｉａに示すように屈折によりやや上方に曲げられ、膠化体４の表面部４ａに入射される。
【００４５】
膠化体４の表面部４ａに入射された光線は、膠化体４の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じてより垂直方向の光線Ｉｇに示すように曲げられ、膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に入射する。
【００４６】
このように、膠化体４の存在しない場合には、導光板２から空気層に出射した光はそのまま（点線で示す）の角度で反射型液晶表示体５に入射してしまう。これに対し、本実施の形態の膠化体４を備えた構成では、導光板２から空気層に出射した光を膠化体４でさらに屈折させて反射型液晶表示体５の面に対して、より垂直に光線を膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に照射することができるとともに、導光板２を通しての反射型液晶表示体５からの反射光による収差がない鮮明な画像が得られる。
【００４７】
図３は、本実施の形態に用いられる膠化体４の伝達特性図および温度依存図である。なお、図３（ａ）は各周波数に対応した伝達率（ｄＢ）を示す。また、図３（ｂ）は温度に対する複素剪断弾性率（Ｐａ）を示す。
【００４８】
膠化体４は、図３（ａ）に示すように、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）程度の柔らかな硬度により、平面照明装置に外部から受けた衝撃等を柔らかく受け、その力を留めずにすぐに伝達し、特に低周波領域（１０Ｈｚ程度の振動を１５ｄＢで伝達）の伝達率にすぐれ、また受けた力を三次元的に分散させるために伝達された力を急激に減衰する。
【００４９】
膠化体４は、ＪＩＳ６３０１に準拠する測定方法で得られる圧縮永久歪率が３〜５％であり、復元性に優れ、外部から受けた衝撃や圧力に対しても元の位置に戻る形状追従性があるので、常に定位置に平面照明装置（フロントライト）の維持ができるとともに、振動減衰時間が短く微振動に対する振動も吸収することができる。
【００５０】
膠化体４は、シーゲル（株）製のαタイプと類似なものを用い、図３（ｂ）に示すように、温度−２０℃〜１００℃までの範囲において温度が変わっても損失率が無く（損失係数ｔａｎδ＝１．５〜１程度）、同様に複素剪断弾性率等（複素剪断弾性率Ｐａ＝３．５×１０4 〜４×１０4 程度）の動的粘弾性（柔らかさ、防振特性、反発弾性等）が変わらず安定に定位置に平面照明装置（フロントライト）の維持ができる。これにより、本実施の形態の平面照明装置および反射型液晶表示装置を例えばカーナビゲーションシステムの表示パネルとして自動車に搭載した場合、外光により車温が上昇しても支障を来すことなく使用することができる。
【００５１】
このように、膠化体４は、平面照明装置等に外部からの衝撃等を柔らかく受け、伝達率にすぐれ、力を留めずに受けた力を三次元的に分散させるとともに復元性にも優れている。さらに、損失率や複素剪断弾性率等の温度依存性がないので、モバイル情報機器や自動車搭載等に用いられる反射型液晶表示装置における振動や温度変化等の使用環境に対応できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る平面照明装置は、反射型液晶表示体の表示面と平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、反射型液晶表示体の表示面に対して光をもれなく照射できるとともに、外光および反射型液晶表示体からの反射光を透過できる。これにより、表示情報等の画像を忠実に伝送し、眩しくなく明るい画像が得られる。
【００５３】
請求項２に係る平面照明装置の膠化体は、前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記平面照明装置から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有するので、反射型液晶表示体に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できる。しかも、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体に与えないようにすることができ、形状追従性によって互いの形状に密着できる。
【００５４】
請求項３に係る平面照明装置の膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体の表示面に密着して設けられるので、わずかな厚さで外力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにすることができる。これにより、常に安定した位置を確保できる。
【００５５】
請求項４に係る反射型液晶表示装置は、反射型液晶表示体と、
所定の光を出射する光源と、光源の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、光源からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して反射型液晶表示体の表示面に光を出射する導光板とからなる平面照明装置と、
反射型液晶表示体の表示面と導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体とを具備し、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、収差も現れずに光を目的に合わせ忠実に伝送し、反射型液晶表示体や平面照明装置に振動等の外力を吸収することができる。そして、使用環境にとらわれずに何処でも、何時でも鮮明な反射型液晶表示装置の使用が可能となる。
【００５６】
請求項５に係る反射型液晶表示装置の膠化体は、前記導光板からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記導光板から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有するので、反射型液晶表示体に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できる。しかも、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体に与えないようにでき、形状追従性によって互いの形状に密着できる。
【００５７】
請求項６に係る反射型液晶表示装置の膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体と導光板との間に密着して設けられるので、軽量で厚みもあまり変化させずに光をもれなく透過できる。これにより、光学的に正確な光の再現性を得ることができる。
【００５８】
このように、反射型液晶表示体と平面照明装置（フロントライト）の導光板との間に設けた柔らかで圧縮永久歪率が小さく、外力を三次元的に分散する透明な膠化体によって、外部からの衝撃や圧力を吸収する衝撃吸収性能に優れ、タック性が良く反射型液晶表示体と導光板とを密着させるとともに導光板の表面上に施した凸凹部にフィットし、さらに振動に対し振動減衰時間が短く微振動まで除去することができる。また、外部から衝撃や圧力を受けても、最初に設定した位置に戻る形状追従性があり、常に安定した位置を確保でき、機械的に安全であるとともに、鮮明で光学的に正確な光の再現性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平面照明装置を含む反射型液晶表示装置の断面図
【図２】（ａ），（ｂ）導光板から膠化体を通過した光線の軌跡図
【図３】（ａ）本発明の実施した膠化体の伝達特性
（ｂ）本発明の実施した膠化体の温度依存性
【符号の説明】
１…反射型液晶表示装置、２…導光板、２ａ…導光板凸部、２ｂ…反入射側、２ｃ…導光板凹部、３…光源、３ａ…リフレクタ、４…膠化体、４ａ…膠化体の表面部、４ｂ…膠化体の裏面部、５…反射型液晶表示体、Ｉ0 …入射光、Ｉａ…出射光線、Ｉｇ…膠化体内光線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイル情報機器等に用いられる反射型液晶表示装置において、昼間や夜間を問わずに全日性の利用可能な平面照明装置（いわゆるフロントライト）を緩衝性および防振性の有する膠化体を用いて野外等での振動やショック等の伴う使用環境に対応させた平面照明装置および反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の反射型液晶表示体および反射型液晶表示装置の平面照明装置として、特開平９−３１１３３３号公報に開示されるように、導光板の下面部に特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させるような特性を持つ高分子フィルムを貼り付け、この高分子フィルムの表面を液晶表示面に接面させたものが知られている。
【０００３】
また、本件出願人は、導光板の表面に微細な凸状や凹状の形状を設けて光源光のみを導光板の下面部に出射し、外光や反射型液晶表示体からの反射光等を透過できるドット一体化導光板を直接反射型液晶表示体に接触または近接させたものを出願している（特願平９−３６７８７８号）。
【０００４】
さらに、特開平９−５００３２号公報に開示されるように、光拡散効果の目的でバックライトに用いる反射シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートの厚みをコントロールして光むらを解消するものが知られている。
【０００５】
また、特開平８−２６２４３８号公報に開示されるように、バックライト上に用いるレンズシートもしくは拡散シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートを設け、界面反射を低減させて照射光の光量を増加させるものも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射型液晶表示体の表示面を上方から照射する平面照明装置（いわゆるフロントライト）は、平面照明装置と反射型液晶表示体の表示面との間に空隙があると収差が現れてしまう。このため、平面照明装置と反射型液晶表示体との間隙を小さくするようにされている。
【０００７】
ところが、特開平９−３１１３３３号公報に開示されるように、導光板の下面部に特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させるような特性を持つ高分子フィルムを貼り付け、反射型液晶表示体の表示面を上方から照射する平面照明装置では、導光板に貼った高分子フィルムの表面を反射型液晶体の表示面に接面させるために互いの表面に傷がつきやすい。特に、高分子フィルムに傷が付いた場合には、フロントライト自体の特性、生命を失ってしまう課題がある。
【０００８】
また、特願平９−３６７８７８号のように、外光や反射型液晶表示体からの反射光等を透過でき、光源光のみを導光板の下面部に出射するドット一体型の導光板を直接反射型液晶表示体に接触または近接させる構成では、導光板の表面に微細な凸状や凹状の形状を設けているので、モバイル携帯情報機器等のような使用環境が屋外中心の場合、落下等により微細な凸状形状を損傷してしまう恐れや反射型液晶表示体に外部からのショックや外力等を与えてしまう課題がある。
【０００９】
さらに、特開平９−５００３２号公報に開示されるように、光拡散効果の目的でバックライトに用いる反射シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートの厚みをコントロールして光むらを解消する構成では、目的が光むらであるが、両面接着シートでは接着剤の厚さをコントロールすることが困難であるとともに、平面光源としての光は微妙に変化してしまう課題がある。
【００１０】
また、特開平８−２６２４３８号公報に開示されるように、バックライト上に用いるレンズシートもしくは拡散シートとバックライトとの間に透明な両面接着シートを設ける構成も、目的は異なるものの、両面接着シートを光学的に使用する場合に、接着剤を潰すようにある程度の圧力を加えて接着面の空気層を無くす必要があり、両面接着シートをスライドさせて接着させた場合には接着剤が方向性を持ってしまい、光に影響を与えてしまう課題がある。
【００１１】
さらに、導光板と反射型液晶表示体との間に空隙を設けることを目的として、導光板を固定化するためにビスや部分的に押さえるような外部から圧力を加える場合には、導光板に異常な輝線が現れてしまい、特にフロントライトのように直接視覚に使用するものには決定的な欠陥となってしまう課題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は平面照明装置と反射型液晶表示体との間に緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにすることのできる平面照明装置および反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
請求項１の発明は、反射型液晶表示体５の表示面に上面から投射する平面照明装置において、
前記反射型液晶表示体５の表示面と前記平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板２の出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体５の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板２の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体４を設け、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体５に与えないようにすることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明に係る平面照明装置は、反射型液晶表示体の表示面と平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、反射型液晶表示体５に対して光をもれなく照射できるとともに、外光および反射型液晶表示体５からの反射光を透過できる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の平面照明装置において、前記膠化体４は、前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記平面照明装置から前記反射型液晶表示体５にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明に係る平面照明装置によれば、反射型液晶表示体５に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体５に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できるとともに、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の平面照明装置において、
前記膠化体４は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体の表示面に密着して設けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明に係る平面照明装置によれば、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体５の表示面に密着して設けられる膠化体４により、わずかな厚さで外力を吸収して反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００１９】
請求項４の発明に係る反射型液晶表示装置１は、反射型液晶表示体５と、
所定の光を出射する光源３と、前記光源３の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、前記光源３からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して前記反射型液晶表示体５の表示面に光を出射する導光板２とからなる平面照明装置と、
前記反射型液晶表示体５の表示面と前記導光板２の前記出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体５の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板２の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体４とを具備し、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体５に与えないようにすることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、反射型液晶表示体と、
所定の光を出射する光源と、光源の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、光源からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して反射型液晶表示体の表示面に光を出射する導光板とからなる平面照明装置と、
反射型液晶表示体の表示面と導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体とを具備し、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、収差も現れずに光を目的に合わせ忠実に伝送し、反射型液晶表示体５や平面照明装置に振動等の外力を吸収することができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４の反射型液晶表示装置１において、
前記膠化体４は、前記導光板２からの光や外光および前記反射型液晶表示体５からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記導光板２から前記反射型液晶表示体５にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項５の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、反射型液晶表示体５に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体５に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できるとともに、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体５に与えないようにすることができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項４又は５の反射型液晶表示装置１において、
前記膠化体４は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体５と前記導光板２との間に密着して設けられることを特徴とする。
【００２４】
請求項６の発明に係る反射型液晶表示装置１によれば、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体５と導光板２との間に密着して設けられる膠化体４により、軽量で厚みもあまり変化せずに光をもれなく透過できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明は平面照明装置（いわゆるフロントライト）と反射型液晶表示体との間に緩衝性や防振性等を有する透明な膠化体を用いることにより、光学的および機械的に安定性と信頼性のある平面照明装置および反射型液晶表示装置を提供するものである。
【００２６】
図１は、本発明に係る平面照明装置を含む反射型液晶表示装置の断面図である。
反射型液晶表示装置１は、例えば使用環境が屋外中心のモバイル情報機器等の表示パネルに用いて最適なものであり、導光板２と光源３とからなる平面照明装置（フロントライト）と、膠化体４と、反射型液晶表示体５とを備えて概略構成される。
【００２７】
まず、ここでの導光板は、いわゆるフロントライト用のものであり、表面部には例えば椀状、多角錐、多角柱、円柱、円錐台、楕円柱および楕円錐台等の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている。そして、導光板は、夜間のような外光がない時に、光源からの光を上面部には出射せずに下面部から反射型液晶表示体に対して概略垂直に出射している。これに対し、昼間のような外光がある時には、外光をそのまま透過して反射型液晶表示体に対し垂直に投影して反射型液晶表示体からの反射光等を垂直に透過して画像を認識させている。
【００２８】
更に説明すると、導光板２は、屈折率が１．４〜１．７程度の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などで形成され、上面部には図示しない微少の円弧状の凸部を施し、側面部近傍に設けた光源３からの光は円弧状の凸部で反射を行い下面部に偏向し、下面部に施した図２（ａ）に示すような三角錐状の凸部２ａ（および／または図２（ｂ）に示すような断面三角形状の凹部２ｃ）で拡散等を行い、透明な膠化体４を通して反射型液晶表示体５に出射している。
【００２９】
導光板２は、内部を直進した光を反入射側２ｂに設けた不図示の反射シートで再度導光板２に戻し、上面部の凸部や下面部の三角錐状の凸部２ａ（および／または凹部２ｃ）で再び偏向、拡散等を繰り返し、透明な膠化体４を通して反射型液晶表示体５に出射している。
【００３０】
光源３は、ＬＥＤ、レーザ等の半導体発光素子やＣＦＬ（冷陰管）等から構成され、導光板２の側面部近傍に設けられる。光源３は、直接光を導光板２の側面部から導光板２内に入射し、他の光はリフレクタ３ａや図示しないケース等で反射されて導光板２内に再度入射する。この導光板２と光源３を備えて平面照明装置が構成される。
【００３１】
膠化体４は、反射型液晶表示体５の表示面全体を覆うように無色透明の材料からなり、平面照明装置（フロントライト）からの光や外光を外部に漏らさず最大限有効に反射型液晶表示体５に伝送し、さらに反射型液晶表示体５の下面部にある図示しない反射体からの反射光を忠実に平面照明装置の導光板２に伝送する。言い換えれば、ガラスのブロックを通して下面にある文字や絵等の画像を見るのと同様に、入光した光（画像）を漏らさずに周囲の外光を遮断してはっきりとした画像を得ている。
【００３２】
膠化体４は、例えばシリコーン等を主体にした柔らかいゲル状物質からなり、平面照明装置や反射型液晶表示体５等に対してタック性が良く、よく密着するとともに衝撃力等を三次元的に分散する。したがって、膠化体４は、わずかな厚さ（０．５〜１０ｍｍ）で衝撃を吸収する性能があり、振動減衰時間が短く微振動まで除去することができる。
【００３３】
膠化体４は、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法により、恒温槽にてステンレス製針の射入値をダイヤルゲージで読み取った針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有しており、その柔らかさにより平面照明装置と反射型液晶表示体５どうしに傷を与えず、外部からの圧力や衝撃力に対して吸収性に優れている。具体的には、外部から導光板２に加わった力を膠化体４が吸収して反射型液晶表示体５に影響を与えないようにしている。
【００３４】
膠化体４は、ＪＩＳ６３０１に準拠する測定方法で得られる圧縮永久歪率が３〜５％を示している。この圧縮永久歪率の値は、具体的には、７０℃の雰囲気温度で膠化体４となる材料を３０％圧縮して２２時間放置し、その後、圧縮を解放して常温で３０分放置後の圧縮量に対する歪み量である。膠化体４は、上記のような３〜５％の圧縮永久歪率を示すので、一度平面照明装置を反射型液晶表示体に装着を行えば、外部から衝撃や圧力を受けても膠化体４の復元力により最初に設定した位置に戻すことができる。
【００３５】
膠化体４は、屈折率が約１．４〜１．７の物質からなる。これにより、平面照明装置の導光板２の下面方向に出射した光は、空気層に一度入射して導光板２の屈折率（１．４〜１．７程度）から空気の屈折率（約１．０）に変化し、光線が導光板２に平行な方向になるが、再度屈折率が導光板２と同程度の膠化体４に入射し、光線も再び導光板２に垂直な方向になり、そのまま変化せずに出射面が膠化体４の表面となって反射型液晶表示体５に光線を入射する。
【００３６】
なお、膠化体４は、無色透明に限らず、赤、青、緑等の単色で透明性を有するもので構成してもよい。この構成によれば、膠化体４を、光に色付けしてその光を反射型液晶表示体５に伝送するカラーフィルタとして作用させることができる。
【００３７】
反射型液晶表示体５は、酸化錫や酸化インジウム等で透明導電膜の表示パターンや電極等を形成した２枚のガラス基板にＴＮ（Twisted Nematic ）タイプやＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）タイプ等の電界効果型液晶を注入したものである。
【００３８】
反射型液晶表示体５は、特に図示はしないが、上面と下面にポリビニールアルコール等の薄板を一方向に引張り、分子を長い平行線の形で配列させてヨード等の塗布処理を行った偏光板を備え、さらに下面の偏光板の下に非導電性のフィルム等にアルミニウム等の金属蒸着したものや金属フィルムをコートしたもの、またチタン酸バリウム等を混入やコートした樹脂さらにこれらフィルムや樹脂の表面に微細な凹凸加工を施した反射体を備えている。
【００３９】
図２は、導光板２から膠化体４を通過した光線の軌跡図であり、同図（ａ）は、導光板２の下面部に断面が三角形の凸部２ａを設けた形状に対する光線の軌跡図、同図（ｂ）は、導光板２の下面部に断面が三角形の凹部２ｃを設けた形状に対する光線の軌跡図である。
【００４０】
まず、導光板２の下面部に凸部２ａを設けた形状に対する光線の軌跡について説明する。導光板２の側面部より光源３から入射した光は、導光板２の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じて０≦入射角の絶対値≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす入射角の範囲で進行し、導光板２の下面部で全反射を生じさせるためには、導光板２の内部を下面部と平行方向に対する角度、即ち臨界角はφ＝４２°となる。
【００４１】
導光板２内の臨界角の入射光Ｉ0 は、導光板２の下面部に設けた凸部２ａから空気層に出射した時に光線Ｉａに示すように屈折によりやや上方に曲げられ、膠化体４の表面部４ａに入射される。また、導光板２の下面部から直接空気層に出射した時には同様に屈折によりやや上方に曲げられ、さらに下面部に設けた凸部２ａで反射されてから膠化体４の表面部４ａに入射される。
【００４２】
膠化体４の表面部４ａに入射された光線は、膠化体４の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じてより垂直方向の光線Ｉｇに示すように曲げられ、膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に入射する。
【００４３】
次に、導光板２の下面部に凹部２ｃを設けた形状に対する光線の軌跡について説明する。図２（ａ）と同様に導光板２の側面部より光源３から入射した光は、導光板２の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じて０≦入射角の絶対値≦ｓｉｎ-1（１／ｎ）を満たす入射角の範囲で進行し、導光板２の下面部で全反射を生じさせるためには、導光板２の内部を下面部と平行方向に対する角度、即ち臨界角はφ＝４２°となる。
【００４４】
導光板２内の臨界角の入射光Ｉ0 は、導光板２の下面部に設けた凹部２ｃから空気層に出射した時に光線Ｉａに示すように屈折によりやや上方に曲げられ、膠化体４の表面部４ａに入射される。
【００４５】
膠化体４の表面部４ａに入射された光線は、膠化体４の屈折率（ｎ＝１．４９）に応じてより垂直方向の光線Ｉｇに示すように曲げられ、膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に入射する。
【００４６】
このように、膠化体４の存在しない場合には、導光板２から空気層に出射した光はそのまま（点線で示す）の角度で反射型液晶表示体５に入射してしまう。これに対し、本実施の形態の膠化体４を備えた構成では、導光板２から空気層に出射した光を膠化体４でさらに屈折させて反射型液晶表示体５の面に対して、より垂直に光線を膠化体４の裏面部４ｂから出射して反射型液晶表示体５に照射することができるとともに、導光板２を通しての反射型液晶表示体５からの反射光による収差がない鮮明な画像が得られる。
【００４７】
図３は、本実施の形態に用いられる膠化体４の伝達特性図および温度依存図である。なお、図３（ａ）は各周波数に対応した伝達率（ｄＢ）を示す。また、図３（ｂ）は温度に対する複素剪断弾性率（Ｐａ）を示す。
【００４８】
膠化体４は、図３（ａ）に示すように、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）程度の柔らかな硬度により、平面照明装置に外部から受けた衝撃等を柔らかく受け、その力を留めずにすぐに伝達し、特に低周波領域（１０Ｈｚ程度の振動を１５ｄＢで伝達）の伝達率にすぐれ、また受けた力を三次元的に分散させるために伝達された力を急激に減衰する。
【００４９】
膠化体４は、ＪＩＳ６３０１に準拠する測定方法で得られる圧縮永久歪率が３〜５％であり、復元性に優れ、外部から受けた衝撃や圧力に対しても元の位置に戻る形状追従性があるので、常に定位置に平面照明装置（フロントライト）の維持ができるとともに、振動減衰時間が短く微振動に対する振動も吸収することができる。
【００５０】
膠化体４は、シーゲル（株）製のαタイプと類似なものを用い、図３（ｂ）に示すように、温度−２０℃〜１００℃までの範囲において温度が変わっても損失率が無く（損失係数ｔａｎδ＝１．５〜１程度）、同様に複素剪断弾性率等（複素剪断弾性率Ｐａ＝３．５×１０4 〜４×１０4 程度）の動的粘弾性（柔らかさ、防振特性、反発弾性等）が変わらず安定に定位置に平面照明装置（フロントライト）の維持ができる。これにより、本実施の形態の平面照明装置および反射型液晶表示装置を例えばカーナビゲーションシステムの表示パネルとして自動車に搭載した場合、外光により車温が上昇しても支障を来すことなく使用することができる。
【００５１】
このように、膠化体４は、平面照明装置等に外部からの衝撃等を柔らかく受け、伝達率にすぐれ、力を留めずに受けた力を三次元的に分散させるとともに復元性にも優れている。さらに、損失率や複素剪断弾性率等の温度依存性がないので、モバイル情報機器や自動車搭載等に用いられる反射型液晶表示装置における振動や温度変化等の使用環境に対応できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る平面照明装置は、反射型液晶表示体の表示面と平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、反射型液晶表示体の表示面に対して光をもれなく照射できるとともに、外光および反射型液晶表示体からの反射光を透過できる。これにより、表示情報等の画像を忠実に伝送し、眩しくなく明るい画像が得られる。
【００５３】
請求項２に係る平面照明装置の膠化体は、前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記平面照明装置から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有するので、反射型液晶表示体に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できる。しかも、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体に与えないようにすることができ、形状追従性によって互いの形状に密着できる。
【００５４】
請求項３に係る平面照明装置の膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体の表示面に密着して設けられるので、わずかな厚さで外力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにすることができる。これにより、常に安定した位置を確保できる。
【００５５】
請求項４に係る反射型液晶表示装置は、反射型液晶表示体と、
所定の光を出射する光源と、光源の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、光源からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して反射型液晶表示体の表示面に光を出射する導光板とからなる平面照明装置と、
反射型液晶表示体の表示面と導光板の出射面との間に、凸状部および／または凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように反射型液晶表示体の表示面と出射面との間に空気層が存在する状態で導光板の凸状部の先端や凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体とを具備し、
光学的には平面照明装置からの光や外光および反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して反射型液晶表示体に与えないようにするので、収差も現れずに光を目的に合わせ忠実に伝送し、反射型液晶表示体や平面照明装置に振動等の外力を吸収することができる。そして、使用環境にとらわれずに何処でも、何時でも鮮明な反射型液晶表示装置の使用が可能となる。
【００５６】
請求項５に係る反射型液晶表示装置の膠化体は、前記導光板からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記導光板から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有するので、反射型液晶表示体に圧力を与えずに平面照明装置を反射型液晶表示体に常に密着でき、平面照明装置や外光等からの光を外部に漏らさずに最大限に有効利用できる。しかも、外部からの振動や圧力およびショック等を反射型液晶表示体に与えないようにでき、形状追従性によって互いの形状に密着できる。
【００５７】
請求項６に係る反射型液晶表示装置の膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において反射型液晶表示体と導光板との間に密着して設けられるので、軽量で厚みもあまり変化させずに光をもれなく透過できる。これにより、光学的に正確な光の再現性を得ることができる。
【００５８】
このように、反射型液晶表示体と平面照明装置（フロントライト）の導光板との間に設けた柔らかで圧縮永久歪率が小さく、外力を三次元的に分散する透明な膠化体によって、外部からの衝撃や圧力を吸収する衝撃吸収性能に優れ、タック性が良く反射型液晶表示体と導光板とを密着させるとともに導光板の表面上に施した凸凹部にフィットし、さらに振動に対し振動減衰時間が短く微振動まで除去することができる。また、外部から衝撃や圧力を受けても、最初に設定した位置に戻る形状追従性があり、常に安定した位置を確保でき、機械的に安全であるとともに、鮮明で光学的に正確な光の再現性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平面照明装置を含む反射型液晶表示装置の断面図
【図２】（ａ），（ｂ）導光板から膠化体を通過した光線の軌跡図
【図３】（ａ）本発明の実施した膠化体の伝達特性
（ｂ）本発明の実施した膠化体の温度依存性
【符号の説明】
１…反射型液晶表示装置、２…導光板、２ａ…導光板凸部、２ｂ…反入射側、２ｃ…導光板凹部、３…光源、３ａ…リフレクタ、４…膠化体、４ａ…膠化体の表面部、４ｂ…膠化体の裏面部、５…反射型液晶表示体、Ｉ0 …入射光、Ｉａ…出射光線、Ｉｇ…膠化体内光線。
Claims (6)
- 反射型液晶表示体の表示面に上面から投射する平面照明装置において、
前記反射型液晶表示体の表示面と前記平面照明装置の断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられている導光板の出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して緩衝性および防振性の有する透明な膠化体を設け、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体に与えないようにすることを特徴とする平面照明装置。 - 前記膠化体は、前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記平面照明装置から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有する請求項１記載の平面照明装置。
- 前記膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体の表示面に密着して設けられる請求項１又は２記載の平面照明装置。
- 反射型液晶表示体と、
所定の光を出射する光源と、前記光源の側端面に設けるとともに出射面に断面が三角形状の凸状部および／または凹状部が整列もしくはランダムに設けられ、前記光源からの光のみを偏向および拡散し他の光は透過して前記反射型液晶表示体の表示面に光を出射する導光板とからなる平面照明装置と、
前記反射型液晶表示体の表示面と前記導光板の前記出射面との間に、前記凸状部および／または前記凹状部からの出射光が一度空気層を透過するように前記反射型液晶表示体の表示面と前記出射面との間に空気層が存在する状態で前記導光板の前記凸状部の先端や前記凹状部以外の平坦部に密着して設けられる緩衝性および防振性の有する透明な膠化体とを具備し、
光学的には前記平面照明装置からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送し、機械的には前記平面照明装置に加わる振動、圧力やショック等を三次元的に分散させて衝撃力を吸収して前記反射型液晶表示体に与えないようにすることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 前記膠化体は、前記導光板からの光や外光および前記反射型液晶表示体からの反射光を忠実に伝送するように屈折率が約１．４〜１．７からなり、前記導光板から前記反射型液晶表示体にかかる圧力を三次元的に分散させるように圧縮永久歪率が３〜５％からなり、且つ外部からの衝撃力を吸収するようにＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠する測定方法での針入度が１００〜１７０（１０〜１７ｍｍ）の硬度を有することを特徴とする請求項４記載の反射型液晶表示装置。
- 前記膠化体は、厚さ０．５〜１０ｍｍの範囲において前記反射型液晶表示体と前記導光板との間に密着して設けられる請求項４又は５記載の反射型液晶表示装置。
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