JPH10123519A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 照明機能を有する薄型の液晶表示装置おい
て、照明装置の点灯時、非点灯時両方でもコントラスト
が高く視認性の高い液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 薄型の照明装置を液晶表示パネルの前面
に配置し、液晶表示パネルの背面には反射板を配置す
る。この照明装置は、導光体と導光体の端面側に配置さ
れた光源とを有し、導光体の液晶パネル側の面には、出
光側平面、前記出光側平面と略平行な面、及び前記出光
側平面に略垂直な面により形成された凹凸形状を設け、
この略垂直な面は出光側平面と垂直な面に対して１０度
以下の範囲で凹凸形状の凸部の幅が先端に向かって狭く
なる方向に傾きを有して、型抜きがし易い構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明機能を有する
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、照明機能を有する液晶表示装置は
図９（ａ）に示すように、液晶表示パネル２の背面に面
状の照明装置１を配置し、通常は常時照明を点灯して使
用していたか、あるいは図９（ｂ）に示すように液晶表
示パネル２と照明装置１の間に半透過半反射のシート４
を配置して、照明点灯、非点灯の両方で使用できるよう
にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
照明機能を有する液晶表示装置は、常時照明を点灯して
使用した場合、電力消費が大きい、半透過半反射のシー
トを使用した場合、照明装置点灯時、非点灯時ともに表
示が暗く、コントラストが低いという問題点を有してい
た。

【０００４】そこで、本発明は従来のこのような問題点
を解決するため、照明装置を液晶表示パネルの前面に配
置することにより、照明装置の点灯時、非点灯時ともに
コントラストが高く視認性の高い液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の液晶麦示装置は、 （１）液晶表示パネルとその上面に配置された照明装置
とを有することを特徴とする。

【０００６】（２）前記照明装置は、導光体と該導光体
の端面側に配置された光源とを有し、前記導光体の前記
液晶パネルに対する面には、出光側平面、前記出光側平
面と略平行な面、及び前記出光側平面に略垂直な面によ
り形成された凹凸形状を設け、前記略垂直な面は出光側
平面と垂直な面に対して１０度以下の範囲で凹凸形状の
凸部の幅が先端に向かって狭くなる方向に傾きを有して
いることを特徴とする。

【０００７】（３）前記凹凸形状は、前記導光体と異な
る屈折率を有する材料にて形成されることを特徴とす
る。

【０００８】（４）前記凹凸形状の凸部の幅と高さの比
が概ねー対ーであることを特徴とする。

【０００９】（５）前記凹凸形状の凸部は円柱状である
ことを特徴とする。

【００１０】（６）前記導光体を前記液晶表示パネルと
上側偏光板の間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、照明装置１は液晶表示
パネル２の前面に配置される。液晶表示パネル２の背面
には反射板３を配置し、反射型液晶表示装置を構成して
いる。照明装置１は液晶表示パネル２側に光線を投射す
るとともに反射板３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照明装置１を消灯して使用し、この
場合、照明装置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、照明装置１は液晶表示パネル２を照明し、反射板
３による反射光は照明装置１が前記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。

【００１２】また照明装置１を液晶表示パネル２の背面
に配置した透過型液晶表示装置は照明装置１からの光線
が液晶表示パネル２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１を液晶表示パネル２の前面に配置した反射型液晶
表示装置は照明装置１からの光線が１回液晶表示パネル
２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。

【００１３】以上のような照明装置を実現するために一
実施例を図２（ａ）に示す。光源１２が導光体１１の少
なくとも１つの端面側に配置される。導光体１１は図２
（ｂ）に示すように透明板の片面に光源１２と概ね平行
にリブ上の突起１３を設けており、突起１３の各面はす
べて出光側平面１４に対して略平行な面と略垂直な面の
みで構成される。即ち、導光体１１の出光側の面には、
出光側平面１４、該出光側平面１４に略平行な面、及び
出光側平面１４に対して略垂直な面とにより凹凸形状が
形成されている。導光体１１は屈折率１.４以上の透明
材料で形成される。光源１２からの光線は光線１６ａや
光線１６ｂに示すように端面１５から入射したのち、導
光体１１の中で全反射を繰り返し突起１３の側面からの
み射出するため照明装置の背面からの出光が多く、液晶
表示パネル２を照明することができる。導光体１１の液
晶表示パネル２側、またその反対側面に保護シート等重
ねる場合には必ずわずかな空気層が設けられており、こ
れは導光体１１の内部で光線が全反射を繰り返すために
必要である。

【００１４】また、導光体１１を形成する透明材料はア
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂、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、
射出成形、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガ
ラス平坂上にフィルムを接合する等の方法によって形成
される。

【００１５】図３に示すように、突起１３を導光体１１
より屈折率の高い材料で構成することにより光線１６の
ように導光体１１内を進行する光線は突起１３に入光す
るときに屈折し、突起１３の側面から出光するときにさ
らに屈折するため、最終的な出射光の角度を出光側平面
１４に対してより大きくすることができる。この場合、
前述の透明樹脂またはガラス平板上に屈折率の高い透明
フィルムを接合する方法にて形成して製造することが適
している。

【００１６】図４（ａ）に示すように端面１５から入射
した光線は導光体１１の長辺方向の軸に対し屈折により
４５度以下の光軸を持つため、突起１３の側面に照射さ
れるためには突起１３の幅に対してそれ以上の高さを必
要とする。それ以下の場合、図４（ｂ）に示すような経
路により光線は導光体１１の前面に出光し、大きく視認
性を低下させる。しかしー対ーを大きく超えた場合には
光学的に無意味であるばかりでなく、製造が困難になる
という問題が生じる。以上により、突起１３は幅と高さ
の比がちょうどー対ー程度であることが望ましい。

【００１７】突起１３の幅、高さといった大きさは、可
視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であ
ることから、回折による干渉により分光の縞模様が発生
しないために５μｍ程度以上は必要であり、また液晶表
示パネルの画素の大きさが２００μｍから３００μｍで
あることから、この画素との干渉による縞模様の発生を
防ぐために１００μｍ以下にすべきである。以上の内容
に加え、製造上の利便性から突起１３の大きさはおよそ
１０μｍ以上５０μｍ以下が望ましい。

【００１８】導光体１１上の突起１３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１２の近傍では突起１３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、突起
１３の大きさをー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。

【００１９】他の実施例を図５（ａ）に示す。突起１３
を角柱状に形成した場合もリブと同等の効果が得られ
る。突起１３の光源１２と垂直をなす側面は光線が臨界
角以上で照射されるため、全反射され出光にはいっさい
関係しない。図５（ｂ）に示すように概長方形の導光体
１１上に正方形の底面を持った角柱を形成した場合、隣
合う二辺に光源１２を配置し、二辺から入射した光線を
突起１３の各側面から出光させることができる。

【００２０】他の実施例として突起１３を円柱状に形成
した場合を図６（ａ）に示す。突起１３の円柱面に臨界
角以下で照射された光線は出光し、臨界角以上で照射さ
れた光線は円柱面で反射を繰り返した後、突起１３の底
面で反転し、さらに円柱面で反射を繰り返して、再び導
光体内を進行する経路をたどる。円柱面から出光した光
線は図６（ｃ）に示す角柱のときの場合に比べ図６
（ｂ）に示すように照射範囲を広くすることができる。

【００２１】他の実施例を図７に示す。液晶表示パネル
の直上に導光体１１を重ね、偏光板１７を導光体１１の
さらに上に重ねている。液晶表示パネルの下側にはもう
ー枚の偏光板１８を配置し、さらに下側には反射板３を
配置する。この構成により視認性が向上することがわか
っている。

【００２２】図８に突起１３の側面に突起１３の先端の
幅が狭くなる方向に、即ち、凹凸形状の出光側平面１４
と垂直な面に対して１０度以下の範囲で凹凸形状の凸部
の幅が先端に向かって狭くなる方向に１０度以下の範囲
で傾斜角度を設けた例を示す。この傾斜角度を大きくと
った場合には、上下方向の光線の透過に影響するため視
認性を下げ、また出射光の傾斜が大きくなるため照明性
能が低下し品質的に問題となるが、１０度以下の範囲で
ある場合にはその影響が小さく、射出成形等で製造する
際には抜きテーパとして有効である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、以上説明したように、
照明装置を液晶表示装置の前面に配置し、導光体の液晶
表示パネル側に出光側平面、前記出光側平面と略平行な
面、及び前記出光側平面と略垂直な面により形成された
凹凸形状を設けたので、液晶表示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。又、本発明によると前記凹凸形状の垂直な面を、１
０度以下の傾斜角度を設けたので射出成形等で製造する
場合は抜きテーパとして有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例を示す断面図。

【図２】本発明の他の実施例を示す図。

【図３】本発明の他の実施例を示す図。

【図４】本発明の他の実施例を示す図。

【図５】本発明の他の実施例を示す図。

【図６】本発明の他の実施例を示す図。

【図７】本発明の他の実施例を示す図。

【図８】本発明の他の実施例を示す図。

【図９】従来の技術を示す断面図。

【符号の説明】 １ 照明装置 ２ 液晶表示パネル ３ 反射板 １１ 導光体 １２ 光源 １３ 突起 １４ 出光側平面 １５ 端面 １６ 光線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネルとその前面に配置された
   照明装置とを有する液晶表示装置において、 前記照明装置は、導光体と該導光体の端面側にに配置さ
   れた光源とを有し、 前記導光体の前記液晶パネルに対する面には、出光側平
   面、前記出光側平面と略平行な面、及び前記出光側平面
   に略垂直な面により形成された凹凸形状を設け、 前記略垂直な面は出光側平面と垂直な面に対して１０度
   以下の範囲で凹凸形状の凸部の幅が先端に向かって狭く
   なる方向に傾きを有していることを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記凹凸形状は、前記導光体と異なる屈
   折率を有する材料にて形成されることを特徴とする請求
   項２記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記凹凸形状の凸部の幅と高さの比が概
   ねー対ーであることを特徴とする請求項１または２記載
   の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記凹凸形状の凸部は円柱状であること
   を特徴とする請求項１、２または３記載の液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】 前記導光体を前記液晶表示パネルと上側
   偏光板の間に配置したことを特徴とする請求項１、２、
   ３または４記載の液晶表示装置。