JPH0429291A - 導光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は導光板に関し、より詳しくは可撓性を有する表
示体（可撓性液晶パネル）の背面照明に用いる導光板に
関する。

〈従来の技術〉 近年、電子工学の分野でネマチック液晶か急速な発展を
遂げている。このネマチック液晶の光学的性質を利用し
た液晶表示デイスプレィ（ＬＣＤ）は、２枚のガラス基
板の内側に多数の帯状の透明電極を並べると共に、ガラ
ス基板の間にネマチック液晶材料を１０μｍ程度の厚さ
に封入し、ガラス基板の外側に１枚づつの偏光板を接着
したものである。

このネマチッ液晶材料は誘電率異方性が正で、液晶分子
の長軸か２枚のガラス基板間で９０度連続的に捩れたツ
イスト（ＴＮ）配列セルを形成している。このセルの捩
れのピッチは可視光の波長に比べて十分大きいので、電
極に垂直に入射した直線偏光の偏光方向はセル通過中に
液晶分子の捩じれに沿って９０度旋光する。したがって
、このツイスト配列セルは直交偏光子間では光を透過し
、平行偏光子間では光をしゃ断する機能を有する。

液晶表示デイスプレィに電場を印加すると、定のしきい
値電圧から液晶の分子長軸は電場方向に傾き始める。そ
して、しきい値電圧の２倍程度の電圧印加で電極の近傍
以外のすべての液晶分子長軸は電場方向と平行に再配列
し、９０度の旋光性は消失する。この状態では、電場無
印加の場合とは全く逆に、直交偏光子間では光をしゃ断
し、平行偏光子間では光を透過することになる。このよ
うにして、液晶表示デイスプレィは光の明暗によって像
を描く。

このような液晶表示デイスプレィは、入射光の過不足を
補うために、一方の偏光板の背面に、光源と導光板本体
とがらなる導光板を配置して、照明されるべき面の照明
を行うのが一般的であった。

従来の導光板としては特開昭６２−７３２０６号公報や
特開昭６２−７３５０２号公報に記載のものがあげられ
る。

そして、前記導光板本体としては、例えばアクリル板、
ポリカーボネート板、ポリスチレン板等が用いられてい
た。

〈発明が解決しようとする課題〉 近時、液晶表示デイスプレィに可撓性を付与するという
要望が高まってきた。そこで、液晶とポリマーとの複合
体を、２枚の透明電極膜付きブラスッチクフィルムで挾
んだ形態の可撓性液晶パネルが、開発されている。

しかしながら、液晶パネル背面に配置する従来の導光板
は剛直て可撓性に乏しく、例えばアクリル板の曲げ強さ
は５００〜１３００Ｋｇｆ／ｃｍ２　ポリカーボネート
板は９５０Ｋｇ　ｆ／ｃｍ２前後、ポリスチレン板は２
１０〜９８０Ｋｇｆ／ｃｍ２　（以上いずれも試験方法
はＡＳＴＭ　　Ｄ７９０による）といずれも高い値を示
している。

したがって、可撓性液晶パネルが開発されても、可撓性
を有する導光板が開発されていないために、可撓性液晶
パネルの可撓性を十分に活かしきれないのが実状であっ
た。

本発明の導光板は上述のような現状を打破すべくなされ
たもので、可撓性液晶パネルの背面照明に用いるのに適
した可撓性を有し、かつ輝度が均一である導光板を提供
することを目的とする。

〈課題を解決するための手段および作用〉本発明の導光
板は、可撓性液晶パネルの背面に配置され、多数の気泡
が内部に設けられた板状可撓性導光板本体と、この導光
板本体の側面から導光板本体内に光を照射する光源とを
備え、前記気泡は前記液晶パネル面に対して傾斜すると
共に、前記光源からの光の入射方向に対しても傾斜した
傾斜面を形成するように配置されたことを特徴としてい
る。

上記構成の導光板によれば、導光板本体は可撓性である
ので、これを液晶パネルと組み合わせることにより、得
られる液晶表示デイスプレィに可撓性を付与することが
できる。

また、上記構成において、導光板本体の側面と光源との
間に光ファイバーを介在させ、この光ファイバーの光出
射端面を導光板本体側面に接続し、光源からの光を光フ
ァイバーて導光板本体の側面へ導くようにすると、導光
板本体側面に光源を設ける場合に比べてあらゆる方向に
可撓性を付与することができる。

また、導光板本体内に設けた気泡は導光板本体と屈折率
が異なるので、導光板本体内に入射した光は、気泡に当
たり、四方へ方に乱反射し、導光板本体の前面にある液
晶パネルの背面に達して液晶パネル背面を高輝度で照射
する。

さらに、導光板本体の背面に可撓性反射板または可撓性
反射膜を設ければ、気泡によって導光板本体の背面側に
反射された光が、再び反射板または反射膜に反射されて
液晶パネルの背面を照射するので、光源からの光が効率
良く利用でき、輝度も高まる。

前記気泡の形成する傾斜面の形状はとくに限定されるも
のではなく、直線状あるいは湾曲状のいずれでもよく、
さらに中央部で前記液晶パネル面に近接する凸面状の断
面を有する形状あるいは中央部で液晶パネル面から最も
離隔して凹面状であってもよい。

また、液晶パネル面に平行な水平部と傾斜した傾斜部と
がらなる断面か階段状であってもよい。

前記導光板本体は主として高分子材料で構成される。高
分子材料としては透明で可撓性に富んたゴム弾性体、例
えば、ＵＶキュアタイプまたはＥＢキュアタイプのポリ
メチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エ
ポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコー
ンゴム等かあげられる。

これらの高分子材料のうち、とくに、曲げ強さがＡＳＴ
Ｍ　　Ｄ７９０試験て約５０Ｋｇｆ／ｃｍ２以下である
ものを選択すると、非常に可撓性に富んだものになるの
で好ましい。

また、高分子材料の屈折率は、気泡の屈折率との差か大
きい程、入射光の乱反射か著しくなり好ましい。具体的
には、両者に０．２以上程度の差があるのか適当である
。

導光板本体の厚さは２〜１５ｍｍ程度であるのが適当で
ある。

また気泡を傾斜面状に導光板本体内部に設ける方法とし
ては、以下の方法があげられる。

すなわち、互いに対応する傾斜面を有する２つの導光板
本体部材を用意し、両方の傾斜面にそれぞれ相対応する
微小な孔を多数形成し、両本体部材を貼り合せるとき、
相対応する孔同志か重なり合うようにして気泡を形成す
る。

たたし、両方の孔か必すしも重なり合うことは必要では
なく、互いにすれていてもよく、あるいは一方のみに微
小な孔を形成し、他方の傾斜面には形成せずに重ね合せ
たものであってもよい。

したかって、前記気泡の形状は球形に限らす、任意のも
のをつくることができ、例えば棒状、繊維状、板状、ド
ーナツ状、多面体状等、様々な形状かあげられる。

前記光ファイバーとしては、通常市販のもの、例えば石
英系光ファイバー、多成分系光フアイバプラスチック光
ファイバー　シリコーンファイバーの上にフッ素樹脂を
コーティングしたもの、ポリメチルメタクリレートファ
イバーの上にフッ化ビニリデン樹脂をコーティングした
もの、石英ファイバーの上にナイロン樹脂をコーティン
グしたちの等かあげられる。

光ファイバーの線径は、０．１ｍｍ以上程度のものであ
れば特に限定されない。

この光ファイバーはその可撓性を損なわないように、少
なくともその両端部て可撓性接着剤によって束状に接着
している。

可撓性接着剤としては、例えばアクリル系接着剤、ウレ
タン系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキン系接着剤
等かあげられる。

〈実施例〉 以下、図面に基つき本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。

図において、２は可撓性液晶パネルを示し、液晶パネル
２の背面には、板状の可撓性導光板本体３か配置しであ
る。

可撓性導光板本体３の両側面には束にした光ファイバー
４・・・、４・・−か設けられている。また、導光板本
体３の内部には、前記液晶パネル２に対して傾斜すると
共に光ファイバー４からの光の入射方向に対して直線状
の傾斜面を形成するように配置した多数の気泡６・・・
か形成されている。さらに導光板本体３の背面には可撓
性の反射板５か設けられている。

前記導光板本体３は、各々片面が傾斜面となった同一形
状の第１の本体構成部材３ａと第２の本体構成部材３ｂ
とがらなる。

第１の本体構成部材３ａと第２の本体構成部材３ｂとは
同一形状のものであり、いずれも屈折率か１．３〜１．
５の範囲にある透明なシリコーンゴム（信越化学工業社
製の二液型ＲＴＶゴムＫＥ１０３）からなる。

第１および第２の本体構成部材３ａ、３ｂの各傾斜面に
は、第２図に示すように、半球形の微小な孔７・・・（
デインプル）が多数形成してあり、第１の本体構成部材
３ａを水平方向に１８０度回転させ、第２の本体構成部
材３ｂの傾斜面と重ね合わせたとき、それらの傾斜面に
設けられた微小な孔７・・・同志が重なり合って気泡６
が形成されるように構成されている。画構成部材３ａ、
３ｂは接着剤で一体に貼り合わせ、全体としては厚さ２
〜１５μｍ程度の直方体の板状にしである。

光ファイバー４は、第３図および第４図に示すように、
先端部４ａおよび後端部４ｂを各４束ねて可塑性接着剤
で束状に接着する。そして、先端部４ａの端面を本体構
成部材３ａの側面に接続する。接続は接着剤で行っても
よいし、あるいは本体構成部材３ａの側面近傍に光ファ
イバー４の束を配置しるようにしてもよい。一方、光フ
ァイバー４の後端部４ｂを光源１（例えば、螢光灯、白
熱灯）の近傍に配置する。

導光板本体３の背面側に設けられた反射板５は、導光板
本体３側が鏡面仕上げされた可撓性アルミニウム板から
なり、光ファイバー４．４からの光を液晶パネル２側に
反射する。

前記液晶パネル２は液晶とポリマーとの複合体を２枚の
透明電極膜付き可撓性プラスチックフィルムの間に封入
したものである。

上述の構成の導光板を使用した液晶表示デイスプレィは
、可撓性に富む透明シリコーンゴムからなる導光板本体
３、可撓性反射板５、可撓性液晶パネル２および可撓性
接着剤で束状に接着された光ファイバー４．４からなる
ので、あらゆる方向に対して可撓性を有するものとなる
。

また、光ファイバー４より導光板本体３内に入射した光
は、導光板本体３内部の屈折率の異なる多数の気泡６・
・・に当たり、乱反射する。この乱反射により光の輝度
は均一化されて液晶パネル２の背面を均一に照射する。

他方、乱反射により反射板５の方向に向かった光は、反
射板５によって反射されて液晶パネル２に向かう。した
がって、光ファイバーから入射した光は輝度か均一化さ
れ、効率良く液晶パネル２の背面を照射することができ
る。しかも、入射光の利用効率か向上することにより高
い輝度が望める。

なお、上記実施例においては、導光板本体３はシリコー
ンゴムを用いたものを示したが、シリコーンゴムに限ら
れるものではない。またシリコーンゴムに可撓性を大き
く損なわない程度に、かつ透明性を損なわない程度に他
の高分子物質を添加してもよい。

また、上記実施例においては、気泡６が形成する傾斜面
が直線状であるものについて示したが、これに限定され
るものではなく、光ファイバー４から導入された光が、
導光板本体３内部で気泡６の界面で屈折して、多方面に
散乱するものであればどのような傾斜面であってもよい
。例えば第５図に示すように、導光板本体３の中央部で
液晶パネル面から最も離隔して凹面状の断面を有する形
状のものであってもよい。これによっても、前記と同様
に光ファイバー４から入射した光は輝度が均一化され、
効率良く液晶パネル２の背面を照射することができる。

また、これに代えて、第６図（ａｌおよび＋ｂ＋に示す
ように、中央部で液晶パネル面に近接する湾曲した凸面
状あるいは凹面状の断面を有する形状でもよいし、同図
（Ｃ１に示すように、直線状の凸面であってもよい。ま
た、湾曲状（同図（ｃｂ参照）であってもよいし、さら
に、同図（ｅ目こ示すように、液晶パネル面に平行な水
平部８と傾斜した傾斜部９とがらなる断面が階段状のも
のであってもよい。さらに、同図Ｃｆ）に示すように不
連続な傾斜面であってもよい。これらはいずれも気泡６
が、導光板本体３の側方に設けられた光ファイバー４か
らの光の入射方向に対して傾斜面を形成しているので上
記実施例と同様の効果が得られる。

また第１の本体構成部材３ａと第２の本体構成部材３ｂ
とは同一のものである必要はなく、両者の各傾斜面に各
々形状の異なる孔を形成して、傾斜面同士を張り合せる
ことによって気泡を形成しうるちのであればよい。

〈発明の効果〉 本発明の導光板によれば、導光板は可撓性に富むので、
可撓性液晶パネルと組み合わせて可撓性の液晶表示デイ
スプレィを提供することができ、液晶表示デイスプレィ
の適応範囲が広がる。

また導光板本体内部に気泡を含有しているので、入射光
の輝度を均一化し、しかも液晶パネル全体をむらなく照
射することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の導光板を示す断面図、 第２図は導光板本体に埋設された気泡を示す斜視図、 第３図は光ファイバーの状態を示す斜視図、第４図は本
発明の一実施例の導光板を含む液晶デイスプレィを示す
斜視図、 第５図は本発明の他の実施例の導光板本体を示す断面図
、 第６図（ａＪ〜＜ｆ＋は本発明の他の実施例の導光板本
体を示す断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可撓性液晶パネルの背面に配置され、多数の気泡が
   内部に設けられた板状の可撓性導光板本体と、 前記導光板本体の側面から導光板本体内に 光を照射する光源とを備え、 前記気泡は、前記液晶パネル面に対して傾 斜すると共に前記光源からの光の入射方向に対しても傾
   斜した傾斜面を形成するように配置されたことを特徴と
   する導光板。 ２、前記導光板本体の側面と光源との間に光ファイバー
   を介在させ、この光ファイバーの光出射端面を前記導光
   板本体側面に接続した請求項１記載の導光板。 ３、前記気泡の形成する傾斜面が、直線状または湾曲状
   である請求項１記載の導光板。 ４、前記気泡の形成する傾斜面が、中央部で前記液晶パ
   ネル面に近接する凸面状、または中央部で前記液晶パネ
   ル面から最も離隔した凹面である請求項１記載の導光板
   。 ５、前記気泡の形成する傾斜面が、液晶パネル面に平行
   な水平部と傾斜した傾斜部とが交互に連続した階段状の
   傾斜面である請求項１記載の導光板。 ６、前記導光板本体の背面に、可撓性反射板または可撓
   性反射膜が設けられた請求項１記載の導光板。