JPH10123329A - 照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

照明装置および液晶表示装置

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JPH10123329A
JPH10123329A JP8273813A JP27381396A JPH10123329A JP H10123329 A JPH10123329 A JP H10123329A JP 8273813 A JP8273813 A JP 8273813A JP 27381396 A JP27381396 A JP 27381396A JP H10123329 A JPH10123329 A JP H10123329A
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JP
Japan
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light
lighting device
liquid crystal
concave shape
crystal display
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Withdrawn
Application number
JP8273813A
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English (en)
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Tatsuaki Funamoto
達昭 舟本
Osamu Yokoyama
修 横山
Satoru Miyashita
悟 宮下
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02F1/133616Front illuminating devices

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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明点灯時、非点灯時両方でも視認性が高
い、前置式の面照明装置を提供する。 【解決手段】 平板の反出光面側に凹形状を設けた導光
板と、その端面に光源を配置する。本構成による照明装
置を被照明体に前置し、被照射体に光線を投射するとと
もに被照明体によって反射した光線をほとんど分散する
ことなく、透過する機能を有する。また、照明非点灯時
には、外光や外光を被照明体によって反射した光線をほ
とんど分散することなく、透過する機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置および照
明機能を有する液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の面照明装置は図7(a)に示すよ
うに、液晶表示パネル102等被照明体の背面に照明装
置101を配置し、通常は常時照明を点灯していた。ま
た、反射機能を有する液晶表示装置等は図7(b)に示
すように、液晶表示パネル102等の背面に反射板10
3を配置し、外部光の照明により使用していた。外部が
明るい時は反射を、暗いときにはバックライト照明を使
い分けるためには、図7(c)に示すように、液晶表示
パネル102等の背面に半透過反射板104および照明
装置101を配置していた。(例えば、特開昭57−0
49271、特開昭57−054926、特開昭58−
095780等)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
照明機能だけを有する液晶表示装置等は、光源を常時点
灯させているため電力消費が大きく、たとえば携帯用機
器の照明としては長時間使用できないという課題を有し
ていた。また従来の反射機能だけを有する液晶表示装置
等は、コントラストが低く、外部が暗いところでは使用
できないという課題を有していた。さらに半透過反射板
および照明装置を用いた場合、反射で用いたときもバッ
クライト照明で用いたときも表示が暗いという課題が必
然的に発生し、中途半端な技術のため、なかなか普及し
ていないのが実態である。
【0004】本発明はこの様な問題点を解決するもの
で、反射機能を低下させることなく照明できる照明装置
または液晶表示装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の照明装置は、 (1) 被照明物の前面に配置する照明装置において、
透明な平板の、前記被照明物に隣接する面とは異なる他
方の面に、凹形状を形成した導光板と、該導光板の端面
に配置した光源とを有することを特徴とする。
【0006】(2) 前記凹形状が中心角90度以下の
概略球面であることを特徴とする。
【0007】(3) 前記凹形状と平面との交線部を曲
面で接続したことを特徴とする。
【0008】(4) 前記凹形状が平面に対して、50
%以下の面積比を有することを特徴とする。
【0009】(5) 前記凹形状を形成する凹形状面
に、光反射膜を形成したことを特徴とする。
【0010】また、本発明の液晶表示装置は、 (6) 前記いずれか記載の照明装置を液晶表示体の表
示面前面に配置したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1において、導光板1の端面には光
源2を配置し、光源2の周囲にはリフレクタ21が配置
される。リフレクタ21は光源2からの光線を有効に導
光板1に導く働きをする。導光板1へ導かれた光束は導
光板1内で全反射を繰り返して導光していくが、導光板
1の反出光面17には凹形状12が設けられており、そ
こに到達した光束は導光板1平面に対して、大きい仰角
を持つ光束に変換され、出光面13より出光することが
できる。導光板1の出光面13側に、被照明体6を配置
することにより、本構成は面状照明として機能する。ま
た反出光面17側の凹形状以外の面は出光面13側と平
行であるので、平板に交差する方向には光線を透過する
垂直光線透過機能をも有する。
【0012】これにより、本照明装置は被照明体6の前
面に配置して、外光が充分にある明るいときには照明を
消して被照明体6を観察し、外光が充分でない暗いとき
には照明を点灯して被照明体を観察できる、パートタイ
ム照明を実現できる。
【0013】以上のような照明装置の被照明体6として
は、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等のようなも
のが適している。
【0014】〔実施例1〕以上のような照明装置を実現
するための具体例を以下に示す。図1において導光板1
は概ね屈折率1.4以上の透明材料で形成された平板で
あり、反出光面17側に凹形状12を有する。導光板1
の透明材料としては、具体的にはアクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹
脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用
いられ、その導光板1は射出成形、熱硬化樹脂、光硬化
樹脂、エッチング等の方法によって形成される。凹形状
12は任意のサイズ、形状で同様に、その凹形状12に
到達した光束を導光板1平面に対して、大きい仰角を持
つ光束に変換する機能を有するが、以下に示す中心角9
0度以下の略球面にすることにより良好な特性を示す。
図2(a)(b)(c)は中心角90度の略球面の凹形
状12に光線が到達したときの光路図であり、それぞれ
平板に対して0度、20度、40度の仰角を持つときの
シミュレーション結果である。これによれば、仰角20
度近辺までは反出光面17側に出光する光線はほとんど
ない。また仰角40度では反出光面17側への出光はあ
るが、出光光の平板に対する仰角は小さいため、被照明
体の視認性には影響しない。
【0015】図3(a)(b)(c)は中心角60度の
場合の光路図であり、それぞれ平板に対して0度、20
度、40度の仰角を持つときのシミュレーション結果で
ある。中心角90度の場合より、反出光面17側に出光
する割合が減少していることがわかる。また、反出光面
17側の出光光線の仰角も、より低く押さえることがで
きる。
【0016】図1において、光源2が導光板1の端面の
少なくとも1箇所に配置される。光源2には蛍光管のよ
うな線光源、発光ダイオード(LED)、電球のような
点光源または複数配列したような光源、電界発光素子
(EL)のような面光源等発光体のほとんどを用いるこ
とができる。光源2からの光束は光線19aや光線19
bに示すように端面16から入射したのち、導光板1の
中で全反射を繰り返し、凹形状12で反射して出光面1
3から出光するため、照明装置の背面からの出光が多
く、被照明体6を効果的に照明することができる。
【0017】光源2の周囲にはリフレクタ21が配置さ
れ、光源2からの光線を有効に導光板1へ導く働きをす
る。リフレクタ21は主として、樹脂製フィルムや樹脂
成形品が用いられ、白色に着色またはアルミニウムや銀
の蒸着膜が施されている。アルミニウム等の金属板の成
形品でも使用可能である。これらは光線反射率が高く、
電力輝度比の効率向上のために有効である。
【0018】凹形状12の大きさは、可視光の波長がお
よそ380nmから700nm程度であることから、回
折による影響が発生しないために5μm程度以上は必要
であり、また、凹形状12部が肉視で気にならない程度
の大きさであるために概ね300μm以下が望ましい。
以上の内容に加え、製造上の利便性から凹形状の大きさ
はおよそ10μm以上100μm以下が望ましい。
【0019】導光板1上の凹形状12の密度を加減する
ことにより、照射輝度の均一性を高めることができる。
実際には光源2の近傍では凹形状を疎に配置し、離れる
に従い連続的に密に配置していく。この場合、凹形状の
大きさを一定にして密度を可変する方法、密度を一定に
して大きさを可変する方法、両方を可変する方法等が取
られるが、実際の加工においては凹形状の大きさを一定
にして密度を可変する方法が容易であり、製造上有利で
ある。
【0020】図4に凹形状12と反出光面17平面との
交線を曲面18で接続した例を示す。図4(a)は凹形
状12と反出光面17平面との交線を曲面18で接続し
た場合の垂直透過光線の光路図であり、図4(b)は曲
面で接続せずにエッジのままである場合の光路図であ
る。図4(a)のように曲面18で接続した場合、光路
の角度変化の特異点がなく、また仰角による変化もなめ
らかであるため、より高い視認性を得ることができる。
【0021】図5に凹形状12部に反射膜14を設けた
例を示す。これは図3(c)で示す光路について反射膜
14を設けた場合の光路を示しており、図3(c)では
反出光面17に出光する光線が、この場合、有効に出光
面13側に導かれることがわかる。これにより照明装置
の電力輝度比の効率を向上することができる。反射膜1
4はアルミニウム、銀等の蒸着膜、スパッタリング膜、
塗装等で形成される。
【0022】これらの凹形状12は照明部の面積に対し
て、任意の面積比で設定することができる。しかし、凹
形状12の面積比を大きくとることにより、照明の効率
を上げることができるが、垂直透過光線の割合を減少さ
せ、視認性を低下させる。実際には50%を超える面積
比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイ
ム照明としては、10%前後の面積比に設定するのが妥
当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度
を加減する際にも、10%程度であれば、垂直透過部の
面積比は80〜90%程度の幅であり、視認性について
位置によるムラは感じられない。
【0023】〔実施例2〕他の実施例として被照明体に
液晶表示パネルを使用した例を図6(a)に示す。導光
板1は液晶表示パネル102の前面に配置される。液晶
表示パネル102の背面には反射板103を配置し、反
射型液晶表示装置を構成している。導光板1は液晶表示
パネル102側に光線を投射するとともに反射板103
によって反射した光線をほとんど分散することなく、透
過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには
光源2を消灯して使用し、この場合、導光板1は単なる
透明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影
響を与えないことに有効である。また外光が充分でない
暗い所では点灯して使用した場合、導光板1は液晶表示
パネル102を照明し、反射板103による反射光は導
光板1が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能
してそのまま透過するため、高い視認性を保持するため
に有効である。
【0024】また照明装置を液晶表示パネルの背面に配
置した透過型液晶表示装置は照明装置からの光線が液晶
表示パネルを1回のみ透過して明部暗部のコントラスト
を発生しているのに対し、本発明のような照明装置を液
晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照
明装置からの光線が1回液晶表示パネルを透過したのち
反射板によって反射してもう1回透過するため、よりコ
ントラストが高くなることにより高い視認性を得るため
に有効になっている。
【0025】
【発明の効果】本発明によると、以上説明したように、
外光を利用する掲示物、表示体等に適した薄型面照明を
提供することができる。
【0026】また携帯用電算機端末のような用途におい
て、省電力のため明るいところでは照明を消して使用し
ても表示品質を落とさず、点灯時でもコントラストの高
い液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】 本発明を構成する凹形状に対する光路を示す
断面図。
【図3】 本発明を構成する凹形状に対する光路を示す
断面図。
【図4】 本発明の他の実施例における凹形状に対する
光路を示す断面図。
【図5】 本発明の他の実施例における凹形状に対する
光路を示す断面図。
【図6】 本発明の他の実施例を示す断面図。
【図7】 従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
1 ‥‥ 導光板 2 ‥‥ 光源 12 ‥‥ 凹形状 102 ‥‥ 液晶表示パネル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被照明物の前面に配置する照明装置にお
    いて、透明な平板の、前記被照明物に隣接する面とは異
    なる他方の面に、凹形状を形成した導光板と、該導光板
    の端面に配置した光源とを有することを特徴とする照明
    装置。
  2. 【請求項2】 前記凹形状が中心角90度以下の概略球
    面であることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 【請求項3】 前記凹形状と平面との交線部を曲面で接
    続したことを特徴とする請求項1、2いずれか記載の照
    明装置。
  4. 【請求項4】 前記凹形状が平面に対して、50%以下
    の面積比を有することを特徴とする請求項1から3いず
    れか記載の照明装置。
  5. 【請求項5】 前記凹形状を形成する凹形状面に、光反
    射膜を形成したことを特徴とする請求項1から4いずれ
    か記載の照明装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から5いずれか記載の照明装置
    を液晶表示体の表示面前面に配置したことを特徴とする
    液晶表示装置。
JP8273813A 1996-10-16 1996-10-16 照明装置および液晶表示装置 Withdrawn JPH10123329A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11353917A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Citizen Electronics Co Ltd 面状光源ユニット
JP2000305081A (ja) * 1999-04-20 2000-11-02 Nitto Denko Corp 液晶表示装置及び導光板
JP2002277615A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Nitto Denko Corp 光学フィルム及び液晶表示装置
US7160016B2 (en) 2002-12-20 2007-01-09 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Light guide plate with convergence concavities and method for manufacturing the light guide plate
CN100395564C (zh) * 2002-12-27 2008-06-18 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 导光板及其制造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11353917A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Citizen Electronics Co Ltd 面状光源ユニット
JP2000305081A (ja) * 1999-04-20 2000-11-02 Nitto Denko Corp 液晶表示装置及び導光板
JP2002277615A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Nitto Denko Corp 光学フィルム及び液晶表示装置
US7160016B2 (en) 2002-12-20 2007-01-09 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Light guide plate with convergence concavities and method for manufacturing the light guide plate
CN100395564C (zh) * 2002-12-27 2008-06-18 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 导光板及其制造方法

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Effective date: 20040106