JP5184240B2 - Display device - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話やモバイルコンピュータなどの携帯情報機器やデスクトップコンピュータや家庭用テレビなどの大型画像機器に用いられる表示装置に関する。   The present invention relates to a display device used for portable information devices such as mobile phones and mobile computers, and large-sized image devices such as desktop computers and home televisions.

従来、携帯電話やモバイルコンピュータなどの携帯情報機器に用いられるカラー画像表示装置としては、小型薄型で低消費電力の液晶表示装置が多用されている。また、デスクトップコンピュータや家庭用テレビなどの大型画像機器においても、高精彩で低消費電力の液晶表示装置が急速に普及してきている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as color image display devices used for portable information devices such as mobile phones and mobile computers, liquid crystal display devices that are small and thin and have low power consumption have been widely used. Also, high-definition and low-power-consumption liquid crystal display devices are rapidly spreading in large image devices such as desktop computers and home televisions.

一般に、液晶表示装置は光源としてバックライトを備えている。バックライトとして、光源からの光を導光体の側面から入射して、導光板の上面(以下、出射面と称す)から出射させる、エッジライト方式の照明装置が知られている。光源には冷陰極管等の線光源や発光ダイオード(LED)等の点光源を用い、導光板の出射面とは反対側の面(以下、対向面と称す)には、多数の溝部やドットパターンが形成されている。また、出射面には光を拡散させる効果をもつ拡散パターンが形成されていることが多い。導光体の入光面(すなわち、光源と対向して、光源の光が入光する面)にはプリズムが形成されており、点光源からの光を拡散して面光源化する機能を持つ。この導光板の材料として、空気よりも屈折率の高いポリカーボネート(PC)やアクリル(PMMA)などの透明樹脂が使用される。また、導光体の出射面側には拡散シートやプリズムシートが配置されるような構成が主流である。さらに、導光体の下部には反射シートが配置される。   In general, a liquid crystal display device includes a backlight as a light source. As a backlight, an edge light type illumination device is known in which light from a light source is incident from a side surface of a light guide and is emitted from an upper surface of a light guide plate (hereinafter referred to as an emission surface). As the light source, a line light source such as a cold cathode tube or a point light source such as a light emitting diode (LED) is used. On the surface opposite to the light exit surface of the light guide plate (hereinafter referred to as an opposing surface), there are a large number of grooves and dots. A pattern is formed. In addition, a diffusion pattern having an effect of diffusing light is often formed on the exit surface. A prism is formed on the light incident surface of the light guide (that is, the surface that faces the light source and the light from the light source enters), and has a function of diffusing the light from the point light source into a surface light source. . As a material for the light guide plate, a transparent resin such as polycarbonate (PC) or acrylic (PMMA) having a higher refractive index than air is used. In addition, a configuration in which a diffusion sheet and a prism sheet are arranged on the light exit surface side of the light guide is the mainstream. Further, a reflection sheet is disposed below the light guide.

また、点光源ではなく、冷陰極管等の線光源を用いたエッジライト方式の照明装置も知られている(例えば、特許文献1を参照)。また、カラーTFT液晶内部には、ブラックマトリックスやTFTの配線等が存在する。そのため、開口率は100%ということはありえず、60〜70%程度である。低温ポリシリコン液晶であれば開口率は高いが、それでも80%程度である。
特開平9−292531号公報(図1、図2)
In addition, an edge light type illumination device that uses a line light source such as a cold cathode tube instead of a point light source is also known (see, for example, Patent Document 1). A black matrix, TFT wiring, and the like exist inside the color TFT liquid crystal. Therefore, the aperture ratio cannot be 100% and is about 60 to 70%. A low-temperature polysilicon liquid crystal has a high aperture ratio, but it is still about 80%.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-292531 (FIGS. 1 and 2)

従来のバックライトの構成では、液晶パネルの開口部分にあたった光は出射することができるが、それ以外のTFTの配線やブラックマトリックスに当たった光は吸収または散乱されてしまう。結果的に、バックライトからの光の利用効率の非常に低い液晶表示装置となってしまう。   In the configuration of the conventional backlight, the light hitting the opening of the liquid crystal panel can be emitted, but the light hitting the other wiring of the TFT and the black matrix is absorbed or scattered. As a result, a liquid crystal display device with very low utilization efficiency of light from the backlight is obtained.

上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、光源と、光源からの光が入射する入射面と、照明光を出射する出射面と、出射面の反対側の対向面とを有する導光板を備える照明装置の出射面上に表示素子を備える表示装置であって、導光板の対向面に表示素子の開口部(照明光を通過させる部分)に対応させて出射領域を設けることにより、表示素子の開口部のみに照明光が照射される構造とした。   In order to solve the above problems, a display device of the present invention includes a light guide plate having a light source, an incident surface on which light from the light source is incident, an exit surface that emits illumination light, and a facing surface opposite to the exit surface. A display device including a display element on an output surface of an illumination device including the display device, wherein an output region is provided on an opposite surface of the light guide plate corresponding to an opening of the display element (a portion through which illumination light passes). It was set as the structure where illumination light is irradiated only to the opening part of an element.

さらに、導光板の対向面に、複数のプリズムを表示素子の開口部と対向する領域内にのみ配置する構成とした。   In addition, a plurality of prisms are arranged on the facing surface of the light guide plate only in a region facing the opening of the display element.

ここで、プリズムの形状は4面以上の多面体もしくはドーム形状でよい。また、プリズムのサイズを、光源から離れるに従って大きくなるように配置した。あるいは、プリズムの数量が光源から離れるに従って減少するように配置した。   Here, the shape of the prism may be a polyhedron having four or more surfaces or a dome shape. In addition, the size of the prism is arranged so as to increase as the distance from the light source increases. Alternatively, the number of prisms is arranged to decrease as the distance from the light source increases.

また、プリズムの反射面の角度を、光源からの光の進行方向と平行な面に対して40°〜50°とした。あるいは、プリズムの形状を凸形状とし、導光板の対向面の下部へ突起するように配置した。また、プリズムをプリズムの反射面が光源とプリズムパターンを結んだ直線に対して垂直に配置した。   In addition, the angle of the reflecting surface of the prism was set to 40 ° to 50 ° with respect to a surface parallel to the traveling direction of light from the light source. Alternatively, the prism has a convex shape and is arranged so as to protrude to the lower part of the opposing surface of the light guide plate. The prism is arranged perpendicular to the straight line where the reflecting surface of the prism connects the light source and the prism pattern.

さらに、表示素子の表示面上に拡散層を配置することとした。さらに、導光板と表示素子の間に、表示素子の開口部と対向する部分に透過領域が形成された反射層を設けることとした。   Further, a diffusion layer is arranged on the display surface of the display element. Furthermore, a reflective layer having a transmissive region formed in a portion facing the opening of the display element is provided between the light guide plate and the display element.

本発明によれば、導光体の出射面は全面が光るわけではなく、表示素子を重ねた際に、表示素子の開口部分と重なるエリアからのみ出射するため、無駄になる光を大幅に削減できた。本発明の構成により、光源の光利用効率の高い表示装置が実現できる。   According to the present invention, the entire exit surface of the light guide does not shine, but when the display elements are stacked, the light exits only from the area that overlaps the opening of the display element. did it. With the configuration of the present invention, a display device with high light utilization efficiency of a light source can be realized.

本発明の表示装置は、バックライト上に表示素子が配置された表示装置であって、表示素子の開口部に合わせてバックライトに出射領域を設け、開口部のみが出射領域から出射した光によって照射される構成とした。バックライトは、光源からの光が入射する入射面と、照明光が出射する出射面と、出射面の反対側の対向面を有している。そして、出射面には、表示素子の開口部に対応した出射領域と、光を出射しない非出射領域が形成されている。すなわち、導光体の出射面は全面が光るわけではなく、出射面の出射領域からのみ照明光が出射される。表示素子の開口部がマトリックス状に配置されている場合には、この出射領域もマトリックス状に配置されている。そして、これらの出射領域の間は光を出射(通過)しない非出射領域となっている。   The display device of the present invention is a display device in which a display element is disposed on a backlight, and an emission region is provided in the backlight in accordance with the opening of the display element, and only the opening is formed by light emitted from the emission region. It was set as the structure irradiated. The backlight has an incident surface on which light from the light source is incident, an emission surface from which illumination light is emitted, and a facing surface opposite to the emission surface. On the emission surface, an emission region corresponding to the opening of the display element and a non-emission region that does not emit light are formed. That is, the entire exit surface of the light guide is not illuminated, and illumination light is emitted only from the exit area of the exit surface. When the openings of the display elements are arranged in a matrix, this emission region is also arranged in a matrix. And between these emission area | regions, it is a non-emission area | region which does not radiate | emit (pass) light.

このように、出射領域のみから照明光を出射させるために、導光板の出射面とは反対側の対向面に、表示素子の開口部と対応するエリアのみに複数のプリズムを配置する構成とした。つまり、導光板の対向面上の、出射領域に対応する領域に複数のプリズムが形成されている。このとき、プリズムが形成される領域、出射面の出射領域、表示素子の開口部の大きさを同じとしても良いし、導光板の厚み、表示素子の厚み、配置関係、プリズムの個々の形状等のいろいろな要因を考慮して大きさを変えて最適化してもよい。   As described above, in order to emit illumination light only from the emission region, a plurality of prisms are arranged only in the area corresponding to the opening of the display element on the opposite surface opposite to the emission surface of the light guide plate. . That is, a plurality of prisms are formed in a region corresponding to the emission region on the opposing surface of the light guide plate. At this time, the area where the prism is formed, the exit area of the exit surface, and the size of the opening of the display element may be the same, the thickness of the light guide plate, the thickness of the display element, the arrangement relationship, the individual shape of the prism, etc. It may be optimized by changing the size in consideration of various factors.

さらに、プリズムを、プリズムの反射面と導光板の対向面との交わる線が光源とプリズムパターンを結んだ直線に対して垂直になるように配列する構成とした。   Further, the prisms are arranged so that the line where the reflecting surface of the prism intersects with the opposing surface of the light guide plate is perpendicular to the straight line connecting the light source and the prism pattern.

また、導光板と表示素子の間に、表示素子の開口部に対応する部分に透過領域を持つ反射層を設けることとした。これにより、仮に開口部以外に届いた光が存在したとしても、その光はこの反射層によって導光板側に反射され、再度導光板に入射される。すなわち、開口部以外に照射される光が存在したとしても、この光は表示素子に吸収されることなく導光板に再入光するために、結果的に光の利用効率が向上することとなる。   In addition, a reflective layer having a transmission region is provided between the light guide plate and the display element at a portion corresponding to the opening of the display element. As a result, even if there is light reaching other than the opening, the light is reflected by the reflective layer toward the light guide plate and is incident on the light guide plate again. That is, even if there is light that is irradiated outside the opening, this light is re-entered into the light guide plate without being absorbed by the display element, and as a result, the light utilization efficiency is improved. .

以下に、本発明の表示装置について、表示素子として液晶パネルを用いた表示装置を例にして、図面を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the display device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking a display device using a liquid crystal panel as a display element as an example.

本実施例の表示装置を図1、図2、図7、図8を用いて説明する。図1は本実施例の表示装置の断面図である。図示するように、液晶パネル13は、ガラス基板5aと対向基板5bの間隙に液晶層8が封入された構成である。ガラス基板5a上には下ITO7aとTFTエリア6が形成されており、その上に更に下配向膜9aが形成されている。一方、対向する対向基板5b上には赤色カラーフィルター10Rと緑色カラーフィルター10Gと青色カラーフィルター10Bが形成されている。これらカラーフィルターの間にはブラックマトリックス11が形成されている。赤色カラーフィルター10Rと緑色カラーフィルター10Gと青色カラーフィルター10Bとブラックマトリックス11の形成領域は、平坦化層14よって平坦化されている。平坦化層14の表面には、下ITO7aに対向して画素電極を形成する上ITO7bが設けられている。そして、これらの上ITO7bの上にも上配向膜9bが形成されている。このような表面構造のガラス基板5aと対向基板5bは、成膜面が向き合うようにしてスペーサ12を介して所定の間隙で接合されている。図示されていないが、この間隙を形成するために、スペーサの内部や、基板間に所定の粒径を持ったビーズを散布する場合が多い。そして、この基板間隙に液晶層8が封入されている。この液晶層8の液晶分子の初期配向は、上下配向膜9a、9bによって規制されている。ガラス基板5a上には下偏光板4a,対向基板5b上には上偏光板4bが配置されている。液晶パネル13の画素領域には、ブラックマトリックス11とTFTエリア6と重なる表示の無効な領域と、表示の有効な領域が設けられており、本実施例では、この表示の有効な領域を開口部とする。なお、この開口部は液晶パネル13上の各ドットに対応している。   The display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 7, and 8. FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the display device of this embodiment. As shown in the drawing, the liquid crystal panel 13 has a configuration in which a liquid crystal layer 8 is sealed in a gap between a glass substrate 5a and a counter substrate 5b. A lower ITO 7a and a TFT area 6 are formed on the glass substrate 5a, and a lower alignment film 9a is further formed thereon. On the other hand, a red color filter 10R, a green color filter 10G, and a blue color filter 10B are formed on the opposing substrate 5b. A black matrix 11 is formed between these color filters. The formation region of the red color filter 10R, the green color filter 10G, the blue color filter 10B, and the black matrix 11 is flattened by the flattening layer 14. On the surface of the planarization layer 14, an upper ITO 7b for forming a pixel electrode is provided so as to face the lower ITO 7a. An upper alignment film 9b is also formed on the upper ITO 7b. The glass substrate 5a and the counter substrate 5b having such a surface structure are bonded to each other with a predetermined gap through the spacer 12 so that the film formation surfaces face each other. Although not shown, in order to form this gap, beads having a predetermined particle diameter are often scattered inside the spacer or between the substrates. A liquid crystal layer 8 is sealed in the substrate gap. The initial alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 8 is regulated by the vertical alignment films 9a and 9b. A lower polarizing plate 4a is disposed on the glass substrate 5a, and an upper polarizing plate 4b is disposed on the counter substrate 5b. The pixel area of the liquid crystal panel 13 is provided with an invalid display area that overlaps the black matrix 11 and the TFT area 6 and an effective display area. In this embodiment, the effective display area is defined as an opening. And Note that this opening corresponds to each dot on the liquid crystal panel 13.

この液晶パネル13を照明するために照明装置が設けられている。図1では照明装置としてバックライトが用いられている。本実施例ではバックライトの光源1として白色LEDパッケージを用いている。白色LEDパッケージは青色LEDに黄色の蛍光体をポッティングしたタイプである。光源1の前方に、光源1から出光した光を導光する導光板2が配置されている。本実施例では、光源1は点光源であり、サイドビュータイプの白色LEDを想定しているが、トップビューでも砲弾型でも白色以外の色であってもかまわない。導光板2はゼオノア、PMMA、PC等の透明樹脂の成形品である。光源1から出光した光は、透明な導光板2の内部を伝播して、導光板2の上表面である光出射面から液晶パネル13側に照射される。さらに、導光板2の出射面と反対の対向面側に、光照射効率を向上させるための反射板3が設けられている。導光板2の対向面に形成されるプリズムの位置と形状によっては、反射板3を省略することもできる。また、光拡散シートを導光板2と液晶パネルの間に設けてもよい。光拡散シートは表面に微細な凹凸形状が形成されたり、ビーズが塗布されたりしており、これによって光を拡散する機能を備えている。   An illumination device is provided to illuminate the liquid crystal panel 13. In FIG. 1, a backlight is used as the illumination device. In this embodiment, a white LED package is used as the light source 1 of the backlight. The white LED package is a type in which a yellow phosphor is potted on a blue LED. A light guide plate 2 that guides light emitted from the light source 1 is disposed in front of the light source 1. In the present embodiment, the light source 1 is a point light source, and a side view type white LED is assumed, but it may be a top view, a bullet type, or a color other than white. The light guide plate 2 is a molded product of a transparent resin such as ZEONOR, PMMA, or PC. The light emitted from the light source 1 propagates through the transparent light guide plate 2 and is irradiated to the liquid crystal panel 13 side from the light emitting surface which is the upper surface of the light guide plate 2. Further, a reflecting plate 3 for improving the light irradiation efficiency is provided on the opposite surface side opposite to the exit surface of the light guide plate 2. Depending on the position and shape of the prism formed on the opposing surface of the light guide plate 2, the reflector 3 can be omitted. A light diffusion sheet may be provided between the light guide plate 2 and the liquid crystal panel. The light diffusing sheet has a fine concavo-convex shape formed on the surface, or beads are applied, thereby providing a function of diffusing light.

図2は照明装置の模式図である。導光板2には液晶パネル13の開口部と対応するエリアにのみ複数のプリズムが配置されている。つまり液晶パネル13のドットの背部にのみプリズムが配置された構成となっている。液晶パネル13のブラックマトリックス11とTFTエリア6に対応するように、導光板2の出射面には非出射領域が形成されている。本実施例では、プリズムは、ピラミッド形状になっている。プリズムの形状は、ピラミッドに限らずドーム状や4面以上の多面体であってもよい。導光板2は液晶パネル13と両面テープを介して貼りあわされている。液晶パネル13の開口部間のピッチは、40〜300μm程度である。また、各プリズムの幅と高さは2〜10μm程度である。従って、ひとつの開口部と対向するエリアには、数10〜数1000個のプリズムが配置されている。本実施例では、光源1に近いエリアのプリズムは小さく、離れるに従って大きくなるように構成した。このような構成により、導光板2から出射する光を制御し均一にすることができる。   FIG. 2 is a schematic diagram of the lighting device. A plurality of prisms are disposed on the light guide plate 2 only in an area corresponding to the opening of the liquid crystal panel 13. That is, the prism is arranged only on the back of the dot of the liquid crystal panel 13. A non-emission area is formed on the emission surface of the light guide plate 2 so as to correspond to the black matrix 11 and the TFT area 6 of the liquid crystal panel 13. In this embodiment, the prism has a pyramid shape. The shape of the prism is not limited to a pyramid, and may be a dome shape or a polyhedron having four or more surfaces. The light guide plate 2 is attached to the liquid crystal panel 13 via a double-sided tape. The pitch between the openings of the liquid crystal panel 13 is about 40 to 300 μm. The width and height of each prism are about 2 to 10 μm. Accordingly, several tens to several thousand prisms are arranged in an area facing one opening. In the present embodiment, the prism in the area close to the light source 1 is small and is configured to increase as the distance increases. With such a configuration, the light emitted from the light guide plate 2 can be controlled and made uniform.

液晶パネル13と導光板2は、それぞれアライメントマークが設けられている。カメラ等でアライメントマークを認識し、位置あわせをした後、リムシートと呼ばれる両面テープを介して固定する。両面テープは、導光板2側は白く、液晶パネル13側は黒いものを使用することが一般的であるが、光源の目玉等の不具合対策のため両面とも黒いものを使用することもある。   The liquid crystal panel 13 and the light guide plate 2 are each provided with an alignment mark. After the alignment mark is recognized with a camera or the like and aligned, it is fixed via a double-sided tape called a rim sheet. In general, the double-sided tape is white on the light guide plate 2 side and black on the liquid crystal panel 13 side. However, the double-sided tape may be black on both sides in order to prevent problems such as the eyeball of the light source.

図7は本実施例の導光板2の断面を示している。図7を用いてプリズムの作用を説明する。光源1に対向するプリズムの反射面は光源1からの光の進行方向と平行な導光板2の対向面に対して、40〜50°の角度を有している。導光体2は透明樹脂であるため一般的に空気よりも高い屈折率を有している。そのため、プリズムに当たった光は全反射し、出射面から垂直に出射する。   FIG. 7 shows a cross section of the light guide plate 2 of this embodiment. The operation of the prism will be described with reference to FIG. The reflecting surface of the prism facing the light source 1 has an angle of 40 to 50 ° with respect to the facing surface of the light guide plate 2 parallel to the light traveling direction from the light source 1. Since the light guide 2 is a transparent resin, it generally has a higher refractive index than air. Therefore, the light hitting the prism is totally reflected and emitted vertically from the emission surface.

また、図8を用いて凸形状のプリズムを用いた場合を説明する。図示するように、図7と異なり、プリズムが凸形状をしており、導光板2の対向面から下方へ突起して形成されている。図7ではプリズムが凹形状をしているため、光源1からの光のうち斜め方向の光は導光板の対向面に当たった後、プリズムにぶつかって出光することとなり、光の利用効率が落ちる。また、射出成形により凹形状のプリズムを作製する場合には、金型を凸形状にする必要があり、作製しづらい。図8で示した凸形状のプリズムのほうが、作製が容易である。   A case where a convex prism is used will be described with reference to FIG. As shown in the figure, unlike FIG. 7, the prism has a convex shape and is formed to protrude downward from the facing surface of the light guide plate 2. In FIG. 7, since the prism has a concave shape, the light in the oblique direction out of the light from the light source 1 hits the opposing surface of the light guide plate, and then hits the prism to emit light, thereby reducing the light utilization efficiency. . Further, when producing a concave prism by injection molding, it is necessary to make the mold convex, which is difficult to produce. The convex prism shown in FIG. 8 is easier to manufacture.

本発明に適用できる照明装置を図3に模式的に示す。実施例1と本実施例ではプリズムが液晶パネル13の各ドットに対応して配置される点で同じであるが、配置されるプリズムのサイズと数量が異なる。すなわち、実施例1では、液晶パネル13の各ドットに対応したエリアに配置されるプリズムの数量は同じであるが、光源1からの距離に応じてプリズムのサイズを変化させている。一方、本実施例では、液晶パネル13の各ドットに対応した各エリアのプリズムのサイズは同じであるが、光源1からの距離に応じて各ドットに配置されるプリズムの数量を変化させている。このような構成により、出射面からの光を均一に制御している。いずれも基本的な考え方は同様であり、光源1に近いエリアに形成されるプリズムの総面積を減らす構成となっている。そのため、本実施例では光源1に近いエリアではプリズムの数が少なく、離れるにしたがって多くなるように構成されている。本発明のような微細パターンを作成する場合、パターンサイズをエリア毎に変更することが困難な場合があり、そのような場合には本実施例のような構成の照明装置が好ましい。   An illumination device applicable to the present invention is schematically shown in FIG. The first embodiment and the present embodiment are the same in that the prism is arranged corresponding to each dot of the liquid crystal panel 13, but the size and quantity of the arranged prism are different. That is, in the first embodiment, the number of prisms arranged in the area corresponding to each dot of the liquid crystal panel 13 is the same, but the prism size is changed according to the distance from the light source 1. On the other hand, in this embodiment, the size of prisms in each area corresponding to each dot of the liquid crystal panel 13 is the same, but the number of prisms arranged in each dot is changed according to the distance from the light source 1. . With such a configuration, the light from the emission surface is uniformly controlled. The basic idea is the same in both cases, and the total area of the prisms formed in the area close to the light source 1 is reduced. For this reason, in this embodiment, the number of prisms is small in the area close to the light source 1 and increases as the distance increases. When creating a fine pattern as in the present invention, it may be difficult to change the pattern size for each area. In such a case, an illumination device configured as in this embodiment is preferable.

本発明に適用できる照明装置を図4に模式的に示す。本実施例では、光源から照射された光を反射するプリズムの反射面を光の輝線と垂直とした。つまり光源に対向する反射面は光源1とプリズムを結んだ直線に対して垂直である。プリズムの形状がドーナツを個辺にカットしたような略扇形であると、より効率よく光を出光面に導くことができる。   A lighting device applicable to the present invention is schematically shown in FIG. In this embodiment, the reflecting surface of the prism that reflects the light emitted from the light source is perpendicular to the bright line of light. That is, the reflecting surface facing the light source is perpendicular to the straight line connecting the light source 1 and the prism. If the prism has a substantially fan shape in which donuts are cut into individual sides, light can be more efficiently guided to the light exit surface.

図5に本実施例の表示装置の断面図を示す。前述の実施例と異なる点は、液晶パネル13の上方に上拡散層15を配置した点である。液晶パネル13上に上拡散層15を設けることにより、出射面からの光を拡散させることとなり、実施例1の構成に比べて、観測者は斜めからみても画像を視認しやすい。上拡散層15の最も簡単な構成としては、上偏光板4bをAG処理したものがある。ただし、拡散の効果が低く、更に外光で反射して白っぽくなってしまう。そこで、拡散ビーズを使用した拡散フィルムやレンズシートのようなフィルムを配置することも考えられる。もしくは、上偏光板4bと対向基板5bを固定する粘着剤として光拡散性の高い拡散糊を用いることも考えられる。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of the display device of this embodiment. The difference from the above-described embodiment is that an upper diffusion layer 15 is disposed above the liquid crystal panel 13. By providing the upper diffusion layer 15 on the liquid crystal panel 13, the light from the emission surface is diffused, and compared with the configuration of the first embodiment, the observer can easily see the image even when viewed obliquely. As the simplest configuration of the upper diffusion layer 15, there is one in which the upper polarizing plate 4b is subjected to AG treatment. However, the effect of diffusion is low, and it is reflected by external light and becomes whitish. Therefore, it is conceivable to dispose a film such as a diffusion film using a diffusion bead or a lens sheet. Alternatively, it is conceivable to use a diffusion paste having a high light diffusibility as an adhesive for fixing the upper polarizing plate 4b and the counter substrate 5b.

図6に本実施例の表示装置の断面図を示す。前述の実施例と異なる点は、液晶パネル13と導光板2の間に穴あき反射シート16を配置した点である。前述の実施例では、液晶パネル13の開口部にのみ出光するように導光板2のプリズムの配置や角度やサイズを調整するのであるが、100%すべての光を任意の方向にそろえることは極めて困難である。一部の光は開口部以外のエリアに向かって出光し、無駄な光となってしまう。そこで、本実施例では、穴あき反射シート16の穴を液晶パネル13の開口部に位置あわせして配置することにより、開口部以外に出光した光が導光板内部に戻るようにした。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of the display device of this embodiment. A difference from the above-described embodiment is that a perforated reflection sheet 16 is disposed between the liquid crystal panel 13 and the light guide plate 2. In the above-described embodiment, the arrangement, angle, and size of the prisms of the light guide plate 2 are adjusted so that light is emitted only to the opening of the liquid crystal panel 13, but it is extremely difficult to align 100% of all light in an arbitrary direction. Have difficulty. A part of the light is emitted toward an area other than the opening and becomes useless light. Therefore, in this embodiment, the holes of the perforated reflection sheet 16 are arranged so as to be aligned with the openings of the liquid crystal panel 13 so that the light emitted outside the openings returns to the inside of the light guide plate.

穴あき反射シート16は、例えばPETフィルム等の透明フィルムに銀やアルミニウム等の反射率の高い金属薄膜や誘電鄭多層膜等の反射膜を部分的に蒸着したものである。金属等の完全鏡面である必要はなく、例えば白色インクのような拡散反射体であってもかまわない。穴あき反射シート16には液晶パネル13の開口部に対応した透過領域が設けられており、この透過領域には反射膜が蒸着されていない。本実施例ではこの透過領域を穴と表記する。以上のような構成のフィルムを作成するためには、マスキング蒸着やスクリーン印刷やインクジェット印刷、もしくは一度全面に蒸着したのちフォトリソ工程にて反射層をエッチングする手法が考えられる。   The perforated reflective sheet 16 is obtained by partially depositing a reflective film such as a silver thin film or a highly reflective metal thin film such as silver or aluminum on a transparent film such as a PET film. It need not be a perfect mirror surface of metal or the like, and may be a diffuse reflector such as white ink. The perforated reflective sheet 16 is provided with a transmission region corresponding to the opening of the liquid crystal panel 13, and no reflective film is deposited on this transmission region. In this embodiment, this transmissive region is referred to as a hole. In order to create a film having the above-described structure, masking vapor deposition, screen printing, ink jet printing, or a technique of etching the reflective layer in a photolithography process after vapor deposition once is conceivable.

また、穴あき反射シート16は独立部材である必要はなく、穴あき反射層を導光板2の出光面に形成しても同様の効果が得られる。以上のような構成により、更に光利用効率の高い表示装置の提供が可能となる。   Further, the perforated reflective sheet 16 does not need to be an independent member, and the same effect can be obtained by forming a perforated reflective layer on the light exit surface of the light guide plate 2. With the above configuration, a display device with higher light utilization efficiency can be provided.

本発明による表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the display apparatus by this invention. 本発明に用いる照明装置の模式図である。It is a schematic diagram of the illuminating device used for this invention. 本発明に用いる照明装置の模式図である。It is a schematic diagram of the illuminating device used for this invention. 本発明に用いる照明装置の模式図である。It is a schematic diagram of the illuminating device used for this invention. 本発明による表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the display apparatus by this invention. 本発明による表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the display apparatus by this invention. 本発明に用いる照明装置の断面図である。It is sectional drawing of the illuminating device used for this invention. 本発明に用いる照明装置の断面図である。It is sectional drawing of the illuminating device used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 導光板
3 反射板
4a 下偏光板
4b 上偏光板
5a ガラス基板
5b 対向基板
6 TFTエリア
7a 下ITO
7b 上ITO
8 液晶層
9a 下配光膜
9b 上配光膜
10R 赤色カラーフィルター
10G 緑色カラーフィルター
10B 青色カラーフィルター
11 ブラックマトリックス
12 スペーサ
13 液晶パネル
14 平坦化層
15 上拡散層
16 穴あき反射シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Light guide plate 3 Reflector 4a Lower polarizing plate 4b Upper polarizing plate 5a Glass substrate 5b Opposite substrate 6 TFT area 7a Lower ITO
7b Top ITO
8 Liquid crystal layer 9a Lower light distribution film 9b Upper light distribution film 10R Red color filter 10G Green color filter 10B Blue color filter 11 Black matrix 12 Spacer 13 Liquid crystal panel 14 Flattening layer 15 Upper diffusion layer 16 Perforated reflection sheet

Claims (5)

表示画面に開口領域と遮光領域を有する表示素子と、
光源と、
前記光源の発光が入射する入射面と、前記発光を導光して前記表示画面に照明光として出光する出射面と、前記出射面と対向する対向面を有する導光板と、を備える表示装置において、
前記出射面が、前記開口領域に対応するとともに前記照明光を出射する出射領域と、前記遮光領域に対応するとともに前記照明光が出射されない非出射領域を有し、
前記対向面には、前記出射領域に対向するエリアのみに複数のプリズムが配置され、
前記複数のプリズムは、前記出射領域に対向するエリア毎に配置され、
前記開口領域が前記出射領域から出た光のみによって照明されることを特徴とする表示装置。
A display element having an opening area and a light shielding area on the display screen;
A light source;
In a display device comprising: an incident surface on which light emitted from the light source is incident; an exit surface that guides the emitted light and exits the display screen as illumination light; and a light guide plate having a facing surface facing the exit surface. ,
The exit surface corresponds to the opening region and emits the illumination light, and has a non-exit region that corresponds to the light shielding region and does not emit the illumination light.
On the facing surface, a plurality of prisms are arranged only in the area facing the emission region,
The plurality of prisms are arranged for each area facing the emission region,
The display device, wherein the opening area is illuminated only by light emitted from the emission area.
前記プリズムは、前記発光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記対向面と交差する交線が前記光源と前記プリズムを結んだ直線に対して垂直であり、略扇形状であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
The prism has a reflecting surface that reflects the light emission,
The reflecting surface, the line of intersection intersecting the opposing surface is perpendicular to the straight line connecting the prism and the light source, a display device according to claim 1, characterized in that a generally fan shape.
前記プリズムは、前記発光を反射する反射面を有し、
前記反射面は、前記対向面に対する傾斜角度が前記光源からの光の進行方向に対して40〜50°であることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
The prism has a reflecting surface that reflects the light emission,
The display device according to claim 1 , wherein the reflection surface has an inclination angle with respect to the facing surface of 40 to 50 ° with respect to a traveling direction of light from the light source.
前記表示素子の表示画面上に拡散層が配置されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein a diffusion layer is disposed on a display screen of the display element. 前記導光板と前記表示素子の間に、前記開口領域に対応する開口部を持つ反射層が設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein a reflective layer having an opening corresponding to the opening region is provided between the light guide plate and the display element.
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