JP4698040B2

JP4698040B2 - フロントライトユニット、反射型液晶表示装置および表示機器

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Publication number: JP4698040B2
Application number: JP2001053185A
Authority: JP
Inventors: 克巳土田; 久雄近藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP2002258279A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフロントライトユニットおよびこのフロントライトユニットを設けた反射型液晶表示装置に関するものである。さらに本発明の反射型液晶表示装置を搭載した表示機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯情報端末，携帯電話等のディスプレイに液晶パネルが使用されているが、低消費電力化、屋外での適用性が求められている。この要求に応じるべく反射型液晶表示パネルが提示されている。
【０００３】
しかしながら、反射型液晶表示パネルは夜間等における外光がほとんどない環境下においては、表示画面が認識できないという課題がある。
【０００４】
この課題を解消するために、反射型液晶表示パネルの表示画面上にフロントライトユニットを配し、そこからの光を反射型液晶表示パネルに入射させ、その反射光をフロントライトユニットを通過させ、これによって画像認識する技術が提案されている。
【０００５】
このような反射型液晶表示装置の一例を図１７により説明する。
同図はフロントライトユニットを配置した反射型液晶表示装置１の概略断面図である。
【０００６】
２は反射型液晶表示パネルであり、このパネル２の上にフロントライトユニット３を配設している。
【０００７】
フロントライトユニット３は、平板状の導光板４と、導光板４の一端面に設けた光源５とから成り、さらに反射防止膜６を形成したものであり、導光板４の外面、すなわち反射型液晶表示パネル２の配設面側とは反対側の面上に溝７を複数個設けている。この溝７はプリズム状にしてもよい。
【０００８】
反射型液晶表示パネル２において、８は反射膜、９は液晶、１０は基板、１１は偏光板である。
【０００９】
この反射型液晶表示装置１によれば、光源５の照射光が導光板４の端面より入射し、導光板４内を伝播しながら溝７にて反射され、反射型液晶表示パネル２に入射される。この入射光は偏光板１１、液晶９を通して反射膜８により反射され、その反射光が再び液晶９、偏光板１１を通過し、さらにフロントライトユニット３の導光板４を通過し、その出射光が画像情報として認識される。
【００１０】
このような構成の反射型液晶表示装置１においては、バックライトを用いないことで、表示画面の出射光に対し、さらに輝度を上げることが求められるが、この要求に応じるべく導光板４に溝７を形成している。
【００１１】
そして、上記構成の反射型液晶表示装置１においては、この溝７を形成するに当り、導光板４から液晶表示パネル２側への出射光ピークが法線方向になるように設計され、これによって反射光の輝度を高めている。
【００１２】
また、特開平１０−２６８３０８号においては、反射型液晶表示パネルにフロントライトユニットを配設した反射型液晶表示装置が提案され、このフロントライトユニットによれば、第１の導光体と光散乱体から成る第２の導光体とを充填剤でもって固定し、これら導光板の外部への光漏れを低減するとともに、第１の導光体に入射した光を第２の導光体へ導き、第２の導光体でもって法線方向に近い方向に光出射する技術が記載されている。
【００１３】
以上のとおり、上述した各液晶表示装置によれば、フロントライトユニットの出射光ピークを法線方向にすることで、輝度が向上すると考えられていた。
【００１４】
一方、前記のような平板状の導光板４に代えて、傾斜面部を設けた導光板を使用したフロントライトユニットにおいて、フロントライトユニットの出射光ピークを法線方向からそらす技術が提案されている（特開平１１‐２１８７５７号参照）。
【００１５】
このフロントライトユニットによれば、導光板の反射型液晶表示パネル配設側面をパネルと平行な平面にし、反対側の表示画面側に傾斜面部（傾斜角α）を設けることで、導光板の端面より入射した光源の照射光が、その傾斜面部にて反射され、反射型液晶表示パネルに入射され、これでもって輝度を高めることができる。
【００１６】
この傾斜面部を設けるに当り、プリズムを鋸歯状に形成した構成も開示されているが、そのような構成にしたことで、主に輝度や見やすさ等を改善している。
【００１７】
そして、導光板の法線方向に対する出射角σを４５°程度にすると良好な液晶表示が得られることが実験的に認められている。さらに出射角σが３４〜９０°にするとよいことも記載されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７に示す反射型液晶表示装置１や特開平１０−２６８３０８号に提案された反射型液晶表示装置によれば、輝度を高めるために、フロントライトユニットから液晶表示パネル側への出射光ピークが法線方向になるように設計されているのであって、コントラストを高めることは、まったく検討されていない。
【００１９】
この点を図１８に示す反射型液晶表示装置１でもって説明すると、導光板４から液晶表示パネル２側への出射光Ａのピークが法線方向である場合には、その反射光Ｂ０が大きくなり、輝度が高められるが、その反面、導光板４の出射面における反射光Ｃや、偏光板１１の表面での反射光Ｄが生じることで、とくに液晶表示パネル２を黒表示する場合、輝度が上がり、これに起因してコントラストが低下していた。
【００２０】
反射防止膜６を形成することで、反射光Ｃが低減され、さらに偏光板１１の表面にも同様な反射防止膜を形成することで、反射光Ｄも低減されるが、これら反射光Ｃ、Ｄの影響はなくならず、いまだ満足し得る程度にまでコントラストが改善されなかった。
【００２１】
また、特開平１０−２６８３０８号の反射型液晶表示装置においては、第１、第２の導光体を充填剤でもって固定し一体化した構成であり、その充填剤でもって光の一部が吸収され、輝度やコントラストの低下を招いている。
【００２２】
一方、特開平１１‐２１８７５７号に提示された反射型液晶表示装置についても、表示画面側に傾斜面部（傾斜角α）を設けた導光板を用いるに当たり、輝度を改善するために導光板の法線方向に対する出射角σを３４〜９０°にすることが記載されているが、法線方向での輝度が低くなっている。
【００２３】
この点を図１９に示す反射型液晶表示装置１ａにて説明する。
プリズムを鋸歯状７ａに形成した構成のフロントライトユニット３ａを用いるが、導光板４ａからの出射光Ａが出射角σ４５°にて液晶表示パネル２に入射されると、このパネル２にて反射され反射光Ｂとなり、法線方向より導光板末端側へ傾いた角度が約４５°付近になる方向ヘ向けて光が多く出ていく。
【００２４】
また、実際には出射光Ａは出射角４５°をピークとした拡散光であり、これによって反射光Ｂの一部は法線方向への反射光Ｂ０として存在するが、その光量は小さく、法線方向とピーク角度の差が大きいため、法線方向の反射光Ｂ０を大きくするのはむずかしいと言える。
【００２５】
よって、この提案の反射型液晶表示装置１ａを屋外で使用する携帯端末等に使用した場合、出射角σを３４〜９０°に規定すると、法線方向への輝度が低下し、これによって視認性が劣化し実用的ではない。
【００２６】
したがって本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は輝度とコントラストの双方を高めた光反射性の表示装置を得るためのフロントライトユニットを提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的は法線方向付近での高コントラストおよび高輝度を実現し、良好な視認性を達成した反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００２８】
本発明のさらに他の目的は携帯情報端末や携帯電話等の屋外用の表示デバイスに適したフロントライトユニットならびに反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００２９】
また、本発明の目的は本発明の反射型液晶表示装置を搭載することで、その装置の効果を奏する表示機器を提供することになる。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロントライトユニットは、導光板と、該導光板の端面側に配設した光源とを含み、前記導光板の一主面に前記光源に向けて傾斜面を有する溝を形成し、前記導光板内に入射した前記光源の照射光を、前記溝の傾斜面にて反射させ、その反射光を前記導光板の他主面より出射光として出射せしめるフロントライトユニットであって、前記出射光の出射ピークの方向が前記導光板の前記一主面に対する法線方向に対して５°〜１５°に規定すべく前記溝の前記傾斜面を形成し、前記導光板の前記端面を凹面状にしたことを特徴とする。
【００３１】
本発明の反射型液晶表示装置は、反射型液晶表示パネルに対し、かかる本発明のフロントライトユニットを配したことを特徴とする。
【００３２】
本発明の表示機器は、本発明の反射型液晶表示装置を搭載したことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の反射型液晶表示装置を図面により説明する。
図１は本発明の反射型液晶表示装置１２の概略断面図である。なお、従来の反射型液晶表示装置１、１ａと同一箇所には同一符号を付す。
【００３４】
反射型液晶表示装置１２は、液晶表示パネル２とフロントライトユニット１３とから成る。これら液晶表示パネル２とフロントライトユニット１３は、筐体であるフレーム（外枠）を用いて組込んでいる。
【００３５】
フロントライトユニット１３はアクリル合成樹脂やポリカーボネイト合成樹脂などからなる矩形状の平板である導光板１４と、導光板１４の一端面に設けた冷陰極管（ＣＦＬ）やＬＥＤから成る光源５とを主要構成部材とする。
【００３６】
導光板１４を構成する材料としては、光線を効率良く通過させる透明材であればよく、たとえば透明性および加工性に優れたアクリル樹脂が適している。その他に、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の各種熱可塑性の透明樹脂、もしくは各種ガラス材料等の無機透明材料がある。
【００３７】
以上のとおり、反射型液晶表示装置１２によれば、液晶表示パネル２とフロントライトユニット１３とを、従来の如く充填剤を用いないで、フレームにて組込んでいるので、その充填剤による光吸収がなく、その分、輝度が向上する。なお、本発明の装置において、かかる充填剤を用いても何ら差し支えない。
【００３８】
このような基本構造に対し、光源５の導光板１４への入射光を出射させる面に反射防止膜６を形成している。この反射防止膜６は導光板１４の主面に蒸着法やスパッタリング法等の方法でもって成膜するが、たとえばＳｉＯ₂層（屈折率約１．４６）とＴｉＯ₂層（屈折率２．２〜２．７）とを交互に２層以上に積層したり、樹脂フィルム上にそのように積層したものを作成し、導光板１４の主面に粘着剤でもって貼付したものである。
【００３９】
また、導光板１４の液晶表示パネル２との配設面とは反対側の面には断面がＶ字状の溝１５を複数個設けている。このような溝形状に代えて、断面が鋸歯状のプリズムにしてもよい。この溝１５は導光板１４を形成する際に、ヒートコンプレッションまたはインジェクションにて形成すればよい。
【００４０】
以上のようなフロントライトユニット１３の具体例を図２と図３により説明する。
光源５には冷陰極管（ＣＦＬ）やＬＥＤを用いるが、ＬＥＤを使用する場合には、導光板１４の端面に１つもしくは２つ以上配設するが、さらに導光ロッドを導光板１４の端面に配設し、この導光ロッドの両端にそれぞれＬＥＤを配してもよい。
【００４１】
図２と図３は、このようにＬＥＤを使用したフロントライトユニットであり、図２はフロントライトユニット１３ａの斜視図、図３は他のフロントライトユニット１３ｂの斜視図である。
【００４２】
これらフロントライト１３ａ、１３ｂによれば、矩形状の導光板１４と、導光板１４の一端面に設けた導光ロッド１６と、導光ロッド１６の両端に設けたＬＥＤなどからなる点状光源１７と、反射防止膜６とから構成される。導光ロッド１６の長手端面には、その短辺方向に沿って溝（図示せず）を複数個形成してもよく、さらに導光板１４の外面上に、導光ロッド１６の長手方向に沿って溝１５を直線状に複数個設けている。
【００４３】
図２に示すフロントライト１３ａは、溝１５を等間隔のピッチでもって配列形成しているが、図３に示すフロントライト１３ｂは、溝１５を導光ロッド１６から遠ざかるに従い密になるように形成する。
【００４４】
このフロントライト１３ｂによれば、導光板１４より出射される光量が導光ロッド１６からの距離によらず一定となり、表示領域全体にて均一な輝度が得られる。
【００４５】
（液晶表示パネル２）
このパネル２の要部構成を詳述する。
【００４６】
反射型の液晶表示パネル２は従来周知のさまざまな構成の反射型パネルを使用することができる。
【００４７】
また、液晶表示パネル２では、バックライトを使用しないことで明るい表示を得るために、あらゆる角度からの入射光に対し、広い散乱角度でもって光出射させるのがよく、そのために基板内側面に鏡面の反射板を設けることに加えて、さらに装置前面に散乱性のフィルムを配する、いわゆる機能分離型があり、他方、後方に配設した基板の内側面に対し凹凸形状の光反射層を形成したもの、あるいは基板内側面に鏡面の反射板と散乱層を形成した散乱反射型があるが、いずれも本発明の反射型液晶表示構造に含まれる。
【００４８】
そこで、機能分離型の液晶表示パネル２として、図４のカラー液晶表示の反射型構造により説明する。
【００４９】
一方のガラス基板１０ａの上にアルミニウム金属やクロム金属などからなる光反射層８を被覆し、光反射層８上にカラーフィルタ１９を形成し、カラーフィルタ１９の上にアクリル系樹脂などからなるオーバーコート層２０を被覆し、オーバーコート層２０上にＩＴＯなどからなる透明電極２１を帯状に複数配列し、さらに一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜２２を被覆する。また、ガラス基板１０ｂ上にＩＴＯなどからなる透明電極２３を帯状に複数配列し、さらに一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜２４を被覆する。
【００５０】
上記カラーフィルタ１９は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料（赤、緑、青など）により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成する。なお、各カラーフィルタ１９間にクロム金属もしくは感光性レジストのブラックマトリックスを形成してもよい。
【００５１】
光反射層８については、アルミニウム金属やクロム金属の単一層に代えて、これら各金属層の上にたとえばＳｉＯ₂ 、ＡｌＦ₃ 、ＣａＦ₂ 、ＭｇＦ₂ などからなる低屈折率層と、たとえばＴｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂ 、ＳｎＯ₂ などからなる高屈折率層との積層構造を配設してもよい。さらには金属層上を低屈折率層と高屈折率層と低屈折率層と高屈折率層と．．．というように４層、６層、８層以上の積層構造にしてもよい。
【００５２】
そして、双方の基板１０ａ、１０ｂをたとえば２００〜２６０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶２５を介して対向配設し、液晶２５をシール部材により囲まれた領域内に充填している。
【００５３】
さらにガラス基板１０ｂの外面に光散乱性フィルム２６とポリカーボネイトなどからなる第１位相差フィルム２７とポリカーボネイトなどからなる第２位相差フィルム２８とヨウ素系の偏光板２９とを順次形成する。
【００５４】
光散乱性フィルム２６はたとえば大日本印刷（株）製のＩＤＳ(Internal Diffusing Sheet)の光散乱膜があり、樹脂中にビーズ等を含有させたものである。その他に平板の表面に光散乱性の凹凸を設けてもよい。そして、光散乱性フィルム２６をガラス基板１０ｂと第１位相差フィルム２７との間に設けることで、光反射層８による反射光は光散乱性フィルム２６でもって正反射方向以外の方向にも散乱され、これによって画像表示の視野角が大きくなり、画像表示の認識領域が広くなる。
【００５５】
そして、これら液晶表示パネル２と各フロントライトユニット１３ａ、１３ｂとを組合せて成る液晶表示装置１２において、溝１５を形成するに当り、図１に示すように導光板１４からの出射光Ａを法線方向より導光板末端側へ、すなわち光源５の配設面とは対向する面側に向けて、５〜１５°の傾きをもたせるように溝１５（もしくはプリズム）の傾斜面を調整する。
【００５６】
次に、このように反射制御した溝１５について、図５により詳述する。
同図は屈折率１．５のアクリル合成樹脂から成る導光板１４の要部拡大の断面図である。反射防止膜６は図示しないが、この膜６を成膜形成しても、もしくは成膜しなくても、作用効果上関係しない。
【００５７】
同図に示す如く、光源５からの入射光が板面に対し角度θでもって入り、そして、この入射光は前記溝の傾斜面である溝１５のプリズム面３０へ角度γでもって入射し反射する。
【００５８】
この反射光は導光板１４の出射面３１へ角度δで入射し、そして、液晶表示パネル２側の空気層へ角度σで出射する。
【００５９】
このような光路によれば、スネルの法則などから次の関係式が成り立つ。
【００６０】
ｓｉｎσ＝１．５×ｓｉｎδ ・・・（１）
θ＝９０−（δ＋２α）・・・（２）
θ＝９０−（γ＋α）・・・（３）
また、導光板１４と空気層との界面に入射光が（角度γ、δ）４２°以上の光となって入射すると、その界面で全反射する。したがって、γ≧４２°で全反射させるとともに、δ＜４２°で出射させるように溝１５の形状／構造を決定する。
【００６１】
本発明においては、出射光の角度σ＝５〜１５°と設定するが、そのために（１）式より角度δ＝３．３〜９．９°となる。
【００６２】
そして、角度αを変化させたときの角度θの範囲をそれぞれ（２）式及び（３）式より算出すると、表１に示すような結果が得られた。
【００６３】
【表１】

【００６４】
この表において、（２）式で算出の角度θの範囲が（３）式で算出の角度θの範囲に含まれるαの角度は３９〜４０°となり、これにより、角度σ＝５〜１５°にするための角度αは３９〜４０°が最適となる。
【００６５】
叙上の如く、屈折率が１．５である導光板１４を用いたが、これに代えて屈折率が１．５以外の導光板１４を用いて、同様に最適な溝（プリズム）の構造を算出することができる。
【００６６】
また、上述の算出は、図５に示すように断面が階段状のプリズム構造にて説明したが、これに代えて図１に示すような断面がＶ形状の溝タイプでも同様に算出することができる。
【００６７】
以上のような構成の反射型液晶表示装置１２の光学特性を測定したところ、以下の如く、図６〜図８に示すような結果が得られた。
【００６８】
出射ピーク角度σが０°、１０°、２０°の３通りになるように、それぞれ溝１５の形状／構造や導光板１４の構成を規定し、これらのフロントライトユニットの出射輝度分布を測定したところ、図６に示すような結果が得られた。
【００６９】
同図の横軸は導光板１４からの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの出射輝度を相対値でもって示す。
【００７０】
この出射輝度分布の測定方法を図２０に示す。
ミノルタ株式会社製の色彩色差計ＣＳ−１００を用いて、光源を点灯し、そして、導光板出射面（液晶表示パネル側）の導光板センター位置上に配し、それを上下方向に振ることで輝度を測定する。
【００７１】
図６において、（イ）は出射ピーク角度σが０°の場合、（ロ）は出射ピーク角度σが１０°の場合、（ハ）は出射ピーク角度σが２０°の場合である。
【００７２】
そして、このように出射ピーク角度σを０°に規定したものをフロントライトユニット（イ）とする。同様に出射ピーク角度σを１０°に規定したものをフロントライトユニット（ロ）、出射ピーク角度σを２０°に規定したものをフロントライトユニット（ハ）とする。
【００７３】
本発明者はこれら各フロントライトユニット（イ）〜（ハ）を用いて、それぞれの反射型液晶表示装置１２の白輝度の分布を測定したところ、図７に示すような結果が得られた。
【００７４】
図７の横軸はフロントライトユニットからの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表示画面側の白輝度を相対値でもって示す。
【００７５】
この白輝度の測定方法を図２１に示す。
ミノルタ株式会社製の色彩色差計ＣＳ−１００を用いて、光源を点灯し、そして、表示面側の導光板センター位置上に配し、それを上下方向に振ることで白輝度を測定する。
【００７６】
また、各フロントライトユニット（イ）〜（ハ）を用いて、それぞれの反射型液晶表示装置１２のコントラスト分布を測定したところ、図８に示すような結果が得られた。同図の横軸はフロントライトユニットからの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表示画面側のコントラストを相対値でもって示す。
【００７７】
このコントラスト値は、図２１に示す測定方法にしたがって、白輝度と黒輝度を測定し、白輝度／黒輝度の比を算出することで求める。
【００７８】
図６〜図８に示す結果から明らかなとおり、フロントライトユニット（イ）のように出射ピーク角度σが０°の場合、白輝度は角度０°（法線方向）付近にて高くなるが、その反面、コントラストが低下し視認性が劣っている。
【００７９】
一方、フロントライトユニット（ハ）のように出射ピーク角度σが２０°の場合、コントラストは角度０°（法線方向）付近で高いが、その反面、輝度が低下し視認性で劣る。
【００８０】
そこで、フロントライトユニット（ロ）のように出射ピーク角度σが１０°の場合、反射型液晶装置の白輝度は角度０°（法線方向）付近で、出射ピーク角度σが０°の場合に比べ低いが、実用上支障のない程度の輝度が達成され、しかも、コントラストが高く、良好な視認性が得られている。
【００８１】
本発明においては、フロントライトユニットの出射ピーク角度σを０°〜２０°の範囲内で種々変えて、輝度とコントラストを測定したところ、表２に示すような結果が得られた。
【００８２】
同表中、○印は良好な評価結果が得られた場合であり、×印は実用上支障がある場合である。
【００８３】
【表２】

【００８４】
この表から明らかなとおり、フロントライトユニットの出射ピーク角度σを５°〜１５°にするとコントラストおよび輝度の双方に優れることがわかる。
【００８５】
次に本発明の他の実施形態例を述べる。
前述したような反射型液晶表示装置１２については、フロントライトユニット１３の出射ピークの角度について示してきたが、出射光Ａは拡散光であり、この点を図９にて説明する。
【００８６】
同図はフロントライトユニット１３のうち出射ピーク角度σを１０°に規定したフロントライトユニット（ロ）であり、出射光Ａに対し、さらに法線方向への出射光Ａ０などがある。
【００８７】
この出射光Ａ０が大きい場合、導光板１４の出射面３１の反射光Ｃ０および偏光板２９の表面での反射光Ｄ０が影響し、とくに液晶表示パネル２が黒表示の場合に輝度が上昇し、コントラストが低下する傾向にあり、最適な状態に至っていない。
【００８８】
そこで、本発明においては、光源から導光板に入射される光において、指向性を高めることで、かかる課題が解消される。この発明を図１０〜図１４により説明する。
【００８９】
図１０は光源の導光板への入射光の指向性を高めるための様々な構成を示す。同図（ａ）はフロントライトユニット１３ｄの断面概略図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれフロントライトユニット１３ｅ、フロントライトユニット１３ｆの断面概略図である。また、図１１は各フロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆの光路を示し、図１２〜図１４はこれらの光学特性を示す。
【００９０】
先ず各フロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆの構成を説明する。
フロントライトユニット１３ｄについては、光源５と導光板１４の間に凸レンズＰを配置している。
【００９１】
フロントライトユニット１３ｅでは、導光板１４の光源５と対向する端面を凹面状部Ｑに成している。さらにフロントライトユニット１３ｆについては、光源５と導光板１４の間に住友スリーエム社製ＢＥＦ等の光学フィルムＲを配置している。
【００９２】
このように集光手段である凸レンズＰ、凹面状部Ｑおよび光学フィルムＲを形成したフロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆは図１１に示すように導光板１４からの出射光Ａの拡散が抑えられ、たとえば出射方向を１０°に傾けた場合に法線方向への出射光Ａ０を顕著に低減することができ、これにより、導光板１４の出射面３１の反射光Ｃ０および偏光板２９の表面での反射光Ｄ０が低減し、コントラストをさらに高めることができた。
【００９３】
このような指向性の高いフロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを用いた反射型液晶表示装置１２の光学特性を測定したところ、以下の如く、図１２〜図１４に示すような結果が得られた。これら各データは、出射ピーク角度σを１０°になるように、それぞれ溝１５の形状／構造や導光板１４の構成を規定している。
【００９４】
図１２はフロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆの出射輝度分布を測定した結果であり、同図の横軸は導光板１４からの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの出射輝度を相対値でもって示す。
【００９５】
（ニ）はフロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆの測定データであり、（ホ）は図６〜図８の（ロ）と同じデータであって、フロントライトユニット１３ａの出射ピーク角度１０°のものである。
【００９６】
次にフロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを用いて、反射型液晶表示装置１２の白輝度の分布を測定したところ、図１３に示すような結果が得られた。
【００９７】
同図の横軸はフロントライトユニットからの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表示画面側の白輝度を相対値でもって示す。
【００９８】
また、フロントライトユニット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆを用いて、反射型液晶表示装置１２のコントラスト分布を測定したところ、図１４に示すような結果が得られた。同図の横軸はフロントライトユニットからの出射光の法線方向に対する角度であり、右側の横軸（プラス値）は法線方向を基準にして光源側からの測定角度である。また、縦軸はフロントライトユニットの表示画面側のコントラストを相対値でもって示す。
【００９９】
図１２〜図１４に示す結果から明らかなとおり、導光板に入射する光の拡散が小さくなると、フロントライトユニットからの出射光は指向性が強くなることで、角度０°（法線方向）付近において出射光が低下し、反射型液晶装置の白輝度も指向性が強くなるが、その反面、コントラストは上昇する。
【０１００】
かくして本発明の反射型液晶表示装置１２によれば、光源５から導光板１４に入射する光を指向性の強いものにするとともに、その光が導光板１４の溝１５に反射した後、反射型液晶パネル２側へ出射する際、法線方向への出射光を低減するように、溝１５の角度や形状を設計したことで、高コントラストと高輝度との双方を実現することができ、その結果、視認性の良好な反射型液晶表示装置が提供できた。
【０１０１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良や変更等は何ら差し支えない。たとえば、上記実施例では出射ピークを法線方向より導光板末端側へずらした場合にて説明しているが、法線方向から光源５側にずらした場合でも同様な効果が得られる。
【０１０２】
次に本発明の表示機器を説明する。
【０１０３】
（携帯端末）
図１５にて液晶表示装置１２を搭載した携帯電話３２を説明する。
携帯電話３２によれば、小型の筐体３３内に液晶表示装置１２を配設している。また、筐体３３の上部には送信／受信用のアンテナ３４を設け、さらに表面にはレシーバ３５とマイク３６とが形成されている。
【０１０４】
図１６にて液晶表示装置１２を配設した携帯端末３７を説明する。この携帯端末３７は携帯電話３２以外のさまざまな情報端末として示す。たとえば、時計、計算機、ゲーム機器、万歩計、ＧＰＳ、ＰＯＳ、ハンディーターミナル、工業計器などがあるが、これらに限定されるものではない。この携帯端末３７においても、小型の筐体３８内に液晶表示装置１２を配設している。
【０１０５】
かくしてこれら携帯電話３２や携帯端末３７においては、高品位表示かつ小型化、低コスト化を達成した液晶表示装置１２を用いたことで、同様に高品質、小型および低コストという効果を奏する。
【０１０６】
また、本発明の液晶表示装置を配設した装置として、携帯端末でもって例示したが、その他、この液晶表示装置を表示デバイスとして使用する各種機器にも適用できる。たとえば、ミシン、ステレオ、楽器、ビデオ、ＡＴＭ、複写機やファクシミリ、駅、レストラン、工場内の表示パネルなどのさまざまな表示機器の表示板にも使用してもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明のフロントライトユニットによれば、出射光の出射ピークの方向が導光板の一主面に対する法線方向に対して５°〜１５°に規定すべく溝の傾斜面を形成し、導光板の端面を凹面状にしたことで、輝度とコントラストの双方を高めた光反射性の表示装置を得るためのフロントライトユニットが得られた。
【０１０８】
また、本発明の反射型液晶表示装置においては、反射型液晶表示パネルに対し、かかる本発明のフロントライトユニットを配したことで、法線方向付近での高コントラストおよび高輝度を実現し、良好な視認性を達成することができ、とくにフロントライトユニットからの出射光の指向性が強くなると、コントラストが顕著に向上する。
【０１０９】
さらにまた、本発明においては、本発明の反射型液晶表示装置を用いることで、上述したような作用効果を奏する表示機器を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】本発明のフロントライトユニットの斜視図である。
【図３】本発明の他のフロントライトユニットの斜視図である。
【図４】本発明に係る液晶表示パネルの要部断面図である。
【図５】本発明のフロントライトユニットの要部を示す図である。
【図６】フロントライトユニットの出射輝度の分布図である。
【図７】反射型液晶表示装置の白輝度の分布図である。
【図８】反射型液晶表示装置のコントラストの分布図である。
【図９】本発明の他のフロントライトユニットの要部を示す図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のフロントライトユニットの断面図である。
【図１１】本発明のフロントライトユニットの要部を示す図である。
【図１２】フロントライトユニットの出射輝度の分布図である。
【図１３】反射型液晶表示装置の白輝度の分布図である。
【図１４】反射型液晶表示装置のコントラストの分布図である。
【図１５】携帯電話の正面図である。
【図１６】携帯端末の正面図である。
【図１７】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図１８】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図１９】従来の反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図２０】フロントライトユニットの出射輝度分布の測定方法を示す説明図である。
【図２１】反射型液晶表示装置の白輝度分布の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１２反射型液晶表示装置
２・・・反射型液晶表示パネル
３、１３、１３ａ、１３ｂ・・・フロントライトユニット
４、１４導光板
５・・・光源
６・・・反射防止膜
７、１５・・・溝
８・・・反射膜
９・・・液晶

Claims

導光板と、該導光板の端面側に配設した光源とを含み、前記導光板の一主面に前記光源に向けて傾斜面を有する溝を形成し、前記導光板内に入射した前記光源の照射光を、前記溝の傾斜面にて反射させ、その反射光を前記導光板の他主面より出射光として出射せしめるフロントライトユニットであって、
前記出射光の出射ピークの方向が前記導光板の前記一主面に対する法線方向に対して５°〜１５°に規定すべく前記溝の前記傾斜面を形成し、
前記導光板の前記端面を凹面状にしたことを特徴とするフロントライトユニット。
反射型液晶表示パネルに対し、請求項１に記載のフロントライトユニットを配したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
請求項２に記載の反射型液晶表示装置を搭載した表示機器。