JPH11249134A - 照明装置、液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】照明点灯時、非点灯時両方でも視認性が高く、
低消費電力な前置式の照明装置を提供する。 【解決手段】液晶パネル２０の前面に配置した透明な平
板の表面に凸形状の突起５を形成した導光板１と、導光
板１の端面に配置した点光源２からなる照明装置におい
て、液晶パネル２０の偏光軸方向１１と点光源２から導
光板１へ入射する光束方向３とのなす角度を略平行を除
く所定の角度にする。

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、照明機
能を有する液晶装置、および照明機能を有する液晶装置
を搭載した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、周囲が明るい環境下での液晶装置
としては、図１９に示すように液晶パネル１０１の背面
に反射板１０２を配置した反射型液晶装置が用いられて
いた。また、コントラストの良い液晶装置としては、図
２０に示すように液晶パネル１０１の背面に面照明装置
１０３をバックライトとして配置し、背面から常に照明
をあてる透過型液晶装置が用いられていた。

【０００３】さらに周囲が明るくても暗くても使用でき
る液晶装置としては、図２１に示すように液晶パネル１
０１の背面に半透過反射板１０４および面照明装置１０
３をバックライトとして配置した半透過型液晶装置が用
いられていた。これは周囲が明るい環境下では表示に外
部光を使用し、周囲が暗い環境のときはバックライトを
点灯して使用するものであった。（例えば、特開昭５７
−０４９２７１、特開昭５７−０５４９２６、特開昭５
８−０９５７８０等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯電話やＰＤ
Ａ等の小型情報機器は薄型化、軽量化と共に低消費電力
化が求められている。しかしながら、従来の透過型液晶
装置ではコントラストは良いが照明としてバックライト
を常時点灯させているため消費電力が大きく、たとえば
携帯電話に搭載した場合長時間使用できないという課題
を有していた。

【０００５】また従来の反射型液晶装置では光源を点灯
させる必要がないため透過型液晶装置に比べて低消費電
力であるが、周囲が暗い環境下では表示が暗くなり使用
できないという課題を有していた。さらに従来の半透過
型液晶装置では、半透過反射板を用いているので周囲が
明るい環境下での表示が暗いという課題を有していた。

【０００６】そこで本発明は従来のこの様な問題を解決
するもので、反射型の液晶装置の表示機能を低下させる
ことのない照明装置、照明機能を有する液晶装置、およ
び照明機能を有する液晶装置を搭載した電子機器に関す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、被
照明体の前面に配置され、表面に複数の凸部もしくは凹
部が形成されてなる導光板と、前記導光板の端面側に配
置されてなる光源とを有する照明装置において、前記被
照明体の偏光軸方向と、前記光源から前記導光板へ入射
する光の入射方向とが略平行を除く所定の角度であるこ
とを特徴とする。

【０００８】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の偏光軸方向と、前記光源から前記導光板へ入射する光
の入射方向とのなす角度が４５度以上、好ましくは６０
度以上、さらに好ましくは略直交であることを特徴とす
る。

【０００９】このような構造とすることにより、光源点
灯時に偏光板を透過する光量が多くなるので明るい表示
を得ることができる。

【００１０】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の視認方向と、前記光源から前記導光板へ入射する光の
入射方向とをほぼ一致させたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の視認方向に対して、前記光源が前記導光板の手前側も
しくは奥側の少なくとも一方に配置されてなることを特
徴とする。

【００１２】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の偏光軸方向と、前記視認方向とのなす角度が４５度以
上、好ましくは６０度以上、さらに好ましくは略直交で
あることを特徴とする。

【００１３】このような構造とすることにより、見る方
向を正面から手前側にわずかに倒したときに、正面から
見たときよりも明るく良好な表示を得ることができる。

【００１４】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の視認方向と、前記 光源から前記導光板へ入射する光
の入射方向とを略直交させたことを特徴とする。

【００１５】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の視認方向に対して、前記光源が前記導光板の左側もし
くは右側の少なくとも一方に配置されてなることを特徴
とする。

【００１６】また、本発明の照明装置は、前記被照明体
の偏光軸方向と、前記視認方向とのなす角度が４５度以
下、好ましくは３０度以下、さらに好ましくは略平行で
あることを特徴とする。

【００１７】このような構造とすることにより、見る方
向が手前側の低視角であっても良好な表示を得ることが
できる。

【００１８】また、本発明の照明装置は、前記光源が点
状光源もしくは棒状光源であることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の照明装置は、前記導光板の
前記被照明体に対向する面とは異なる面に、前記凸部も
しくは前記凹部が形成されてなることを特徴とする。

【００２０】また、本発明の照明装置は、前記導光板の
前記被照明体に対向する面に、前記凸部が形成されてな
ることを特徴とする。

【００２１】このような構造とすることにより、非照明
体が配置された方向に光源からの光を出射させることが
できる。

【００２２】また、本発明の照明装置は、前記導光板の
端面に反射部材が配置されてなることを特徴とする。

【００２３】このような構造とすることにより、導光板
を伝播する光源からの光を効率よく非照明体の方向に出
射させることができる。

【００２４】また、本発明の液晶装置は、液晶パネル
と、前記液晶パネルの前面に配置され、表面に複数の凸
部もしくは凹部が形成されてなる導光板と、前記導光板
の端面側に配置されてなる光源とを有する液晶装置にお
いて、前記液晶パネルの偏光軸方向と、前記光源から前
記導光板へ入射する光の入射方向とが略平行を除く所定
の角度であることを特徴とする。

【００２５】また、本発明の液晶装置は、前記液晶パネ
ルの偏光軸方向と、前記光源から前記導光板へ入射する
光の入射方向とのなす角度が４５度以上、好ましくは６
０度以上、さらに好ましくは略直交であることを特徴と
する。

【００２６】このような構造とすることにより、光源点
灯時に偏光板を透過する光量が多くなるので液晶装置で
明るい表示を得ることができる。

【００２７】また、本発明の電子機器は、前記液晶装置
が配置されたことを特徴とする。

【００２８】このような構造とすることにより、周囲が
暗いときでも明るくコントラストの良好な表示となる携
帯電話や電子手帳や時計などが供給できる。

【００２９】また、本発明の電子機器は、前記液晶装置
と前記液晶装置の前面に入力装置が配置されたことを特
徴とする。

【００３０】このような構造とすることにより、周囲が
暗いときでも明るくコントラストの良好な表示となる携
帯電話や電子手帳を小型化することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００３２】（実施例１）図１，図２は本発明の第１の
実施例の構成を示す図であり、図１は断面図を、図２は
平面図を示している。同図の照明装置は、凸部５が形成
された導光板１と、導光板１の端面に配置された４個の
光度１６ｍｃｄのＬＥＤ（発光ダイオード）の点光源２
と、導光板１の点光源２とは反対側の端面に配置された
反射部材４と有し、被照明体である液晶パネル２０の前
面に配置されている。

【００３３】この液晶パネル２０は、液晶層２１を挟む
上下基板２２、２３と、その外側に配置された一対の偏
光板２４、２５と、偏光板と液晶層に挟まれた位相変換
手段としての位相差板２６と、偏光板の外側に配置され
た反射手段としての反射板２７とを有し、外部光を使用
する反射型の液晶パネルである。

【００３４】図２に示すように液晶パネル２０は、液晶
パネルの手前の辺に略直交する方向が視認方向１０であ
る。視認方向１０から見たときにＬＥＤが導光板１の奥
側となるように配置し、導光板１に入射するＬＥＤの光
束の平均となる方向３が視認方向１０と略平行となるよ
うにした。そして、液晶パネル２０の上側の偏光板２４
の偏光軸方向１１をＬＥＤの光束の平均となる方向３と
略直交となるように配置した。上側の偏光板２４の偏光
軸方向に合わせて液晶層の液晶分子のねじれ角、ラビン
グ処理するラビング方向、などの配向状態や、位相差板
や下側の偏光板などの各部材の軸条件を設定した。

【００３５】視認方向とは液晶パネルに表示された文字
や数字等の情報を読み取ることができる方向である。視
認方向は液晶パネルの手前の辺に直交する方向に設定す
ることが多いが、液晶パネルの手前の辺に対し略平行な
方向に設定する場合や、液晶パネルの手前の辺に対し所
定の角度で交差する方向に設定する場合もある。

【００３６】導光板１は厚さ１ｍｍで屈折率１．４９の
透明なアクリル樹脂の平板を用いた。液晶パネル２０に
対向する面とは異なる面に、図３に示すような底面の直
径５０μｍ、高さ１１．６μｍ、頂角が約１３０度の円
錐形の突起からなる凸部５ａを形成した。そして、図２
のように１５０μｍ間隔で隣り合うよう配置した。この
とき、導光板の照明部の面積に対する凸部の面積比は約
１０％であった。

【００３７】この導光板１は、屈折率が１．４９なの
で、導光板内部を進む光の臨界角は約４２度になる。導
光板１の端面７から導光板１に入射した光束は、導光板
１の面に対して入射角が概ね４２度以上のときは導光板
１の中で全反射を繰り返す。導光板１の中での全反射を
繰り返した後、凸部５の面で反射した光の液晶パネル２
０に対向する面に対しての入射角が概ね４２度以下とな
ったとき、図１の光線６ａや光線６ｂのように導光板１
の下面から出射し液晶パネル２０を照明することができ
る。

【００３８】反射部材４にはアルミを蒸着したフィルム
を用い粘着材を介して導光板１の端面に貼着した。反射
部材４は導光板１の中を導光して端面まで達した光線を
再び導光板１内に戻すので照明効率を良くすることがで
きる。

【００３９】照明装置と液晶パネルの組み合わせによる
本発明の液晶装置は、導光板１が透明な平板なので周囲
が明るい環境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反
射型液晶装置として使用することができ、その時には良
好な表示が得られた。

【００４０】また、周囲が暗い環境では、導光板に配置
したＬＥＤを点灯することで導光板１の下面から出射し
た光で液晶パネル２０を明るく照らし反射型液晶装置と
して使用することができた。そのため周囲が明るい環境
の時と同様にコントラストの良好な表示が得られた。特
にパネルを見る方向を正面から手前側にわずかに倒した
ときに、正面から見たときよりも表示が明るくなりさら
に良好な表示となった。

【００４１】次に上側の偏光板２４の偏光軸方向１１と
ＬＥＤの光束の平均の方向３とのなす角度を、ＬＥＤの
位置は変えずに偏光軸方向を変えることで略直交以外の
角度に設定してみた。この時は上側の偏光板２４の偏光
軸方向１１と液晶層の液晶分子のねじれ角、ラビング方
向、位相差板や下側の偏光板などの各部材の軸方向の相
対的関係は変えなかった。周囲が明るい環境でＬＥＤを
点灯しないときは、偏光軸方向１１とＬＥＤの光束の平
均の方向３とのなす角度を変化させても正面でのコント
ラストや表示の明るさにはほとんど差がなかった。しか
し周囲が暗い環境でＬＥＤを点灯した時は、偏光軸方向
１１とＬＥＤの光束の平均の方向３とのなす角度を変化
させたところ正面での表示の明るさに差がでた。偏光軸
方向１１とＬＥＤの光束の平均の方向３がほぼ直交する
時が最も明るくなった。そして、なす角度が小さくなる
に連れてだんだん暗くなり、なす角度がほぼ平行の時に
最も暗くなった。

【００４２】明るい表示を得るためには偏光軸方向１１
とＬＥＤの光束の平均の方向３のなす角度が４５度以上
がであるのが好ましい。また、より好ましくは偏光軸方
向１１とＬＥＤの光束の平均の方向３のなす角度が６０
度以上のときである。さらに、ＬＥＤの光束の平均とな
る方向３が視認方向１０と略平行であることから、明る
い表示を得るためには偏光軸方向１１と視認方向１０と
のなす角度が４５度以上であることが好ましく、より好
ましくは偏光軸方向１１と視認方向１０とのなす角度が
６０度以上のときであると言える。

【００４３】導光板１から下側に出射する光を調べたと
ころ方向３と直交する方向に振動する成分が最も強く、
方向３と平行な方向に振動する成分が最も弱いことが分
かった。そのため、光の振動する成分が最も強い方向に
偏光板の偏光軸を合わせることで表示を明るくすること
ができる。従って、偏光軸方向１１を方向３とほぼ直交
する方向に設定することにより照明装置を点灯した時に
明るい表示となる液晶装置を得ることができた。

【００４４】導光板１を形成する透明材料はアクリル樹
脂以外、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
らの複合体を用いてもよい。突起状の凸部５の形成方法
としては射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチン
グ、透明樹脂またはガラス平板上にフィルムまたは樹脂
層を接合する等の方法がある。

【００４５】周囲の環境によっては図３のような凸部５
ａの表面で周囲の光が反射して観察者から見えることが
ある。これは凸部５の大きさによるので周囲の光の反射
が肉眼で気にならない程度の大きさであるために３００
μｍ以下が望ましい。また、可視光の回析による影響が
発生しないために５μｍ以上は必要である。さらには製
造上の利便性等から大きさはおよそ１０μｍ以上１００
μｍ以下が望ましい。

【００４６】また、導光板の照明部の面積に対する凸部
の面積比は大きくするほど照明の効率は上がるが、導光
板に対して垂直方向の平行光線透過率が低下するので視
認性は悪くなり面積比が５０％以上では実用的でない。
また、あまり小さいと照明効率が低下するので面積比が
５％以上は必要である。従って導光板の照明部の面積に
対する凸部の面積比は５％〜５０％が望ましい。

【００４７】なお、本実施例では、液晶パネルと対向す
る面とは異なる面に凸部を設けたが、凸部の形状として
は図３に示すような円錐形以外にも図４のような半球形
の凸形状でもよい。また図５のような円錐形の凹形状や
図６のような半球形の凹形状でもよい。さらに、液晶装
置に対向する導光板の面に図７のような円柱形の凸形状
や図８のような円柱形の凹形状を形成したものでもよ
い。

【００４８】以上の構成にしても、周囲が明るい環境で
は液晶パネルの表示を周囲の光で見る反射型液晶装置と
して良好な表示が得られた。また、周囲が暗い環境で
は、導光板に配置したＬＥＤを点灯することで液晶パネ
ルを明るく照らし反射型液晶装置として使用することが
できた。そのため周囲が明るい環境の時と同様にコント
ラストの良好な表示の液晶装置となった。

【００４９】以下の実施例においても本実施例と同様に
照明装置にいろいろな形状の凸部、もしくは凹部が適宜
形成された導光板を用いることができる。

【００５０】また、本発明の液晶装置が本実施例で用い
た構造に限定されないことは言うまでもない。

【００５１】（実施例２）図９は本発明の第２の実施例
の構成を示す平面図である。同図の照明装置は、凸部５
が形成された導光板１と、導光板１の端面に配置された
２個の光度１６ｍｃｄのＬＥＤ（発光ダイオード）の点
光源２と、導光板１の点光源２とは反対側の端面に配置
された反射部材４と有し、被照明体である液晶パネル２
０の前面に配置されている。

【００５２】本実施例の照明装置と液晶パネルの断面図
は図１と同様である。この液晶パネル２０は、液晶層２
１を挟む上下基板２２、２３と、その外側に配置された
一対の偏光板２４、２５と、偏光板と液晶層に挟まれた
位相変換手段としての位相差板２６と、偏光板の外側に
配置された反射手段としての反射板２７とを有し、外部
光を使用する反射型の液晶パネルである。

【００５３】図９に示すように液晶パネル２０は、液晶
パネルの手前の辺に直交する方向が視認方向１０であ
る。視認方向１０から見たときにＬＥＤが導光板１の左
側となるように配置し、導光板１に入射するＬＥＤの光
束の平均となる方向３が視認方向１０と略直交となるよ
うにした。そして、液晶パネル２０の上側の偏光板２４
の偏光軸方向１１をＬＥＤの光束の平均となる方向３と
略直交となるように配置した。上側の偏光板２４の偏光
軸方向に合わせて液晶層の液晶分子のねじれ角、ラビン
グ処理するラビング方向、などの配向状態や、位相差板
や下側の偏光板などの各部材の軸条件を設定した。

【００５４】実施例１と同様に導光板１は厚さ１ｍｍで
屈折率１．４９の透明なアクリル樹脂の平板を用いた。
液晶パネル２０に対向する面とは異なる面に、図３に示
すような底面の直径５０μｍ、高さ１１．６μｍ、頂角
が約１３０度の円錐形の突起からなる凸部５ａを形成し
た。そして、図２１のように１５０μｍ間隔で隣り合う
よう配置した。このとき、導光板の照明部の面積に対す
る凸部の面積比は約１０％であった。

【００５５】反射部材４にはアルミを蒸着したフィルム
を用い粘着材を介して導光板１の端面に貼着した。反射
部材４は導光板１の中を導光して端面まで達した光線を
再び導光板１内に戻すので照明効率を良くすることがで
きる。

【００５６】照明装置と液晶パネルの組み合わせによる
本発明の液晶装置は、導光板１が透明な平板なので周囲
が明るい環境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反
射型液晶装置として使用することができ、その時には良
好な表示が得られた。

【００５７】また、周囲が暗い環境では、導光板に配置
したＬＥＤを点灯することで導光板１の下面から出射し
た光で液晶パネル２０を明るく照らし反射型液晶装置と
して使用することができた。そのため周囲が明るい環境
の時と同様にコントラストの良好な表示が得られた。

【００５８】照明装置で液晶パネルを照らしているとき
は、導光板１の上面側にも出射光がある。これは導光板
１の中を導光してきた光が凸部で臨界角以下の入射角と
なったため反射せずに透過する光や、凸部での散乱光で
ある。これらの光は光の進行方向に出射し、導光板から
の出射角度が小さい程出射光が強く、角度が大きくなる
程弱くなっている。この導光板１の上面側への出射光は
液晶パネルの表示コントラストを低下させ表示品位を悪
くする。従って本実施例の様に視認方向１０の左側に光
源を置く配置にすることで、パネルを見る方向を正面か
ら手前側に倒してきても導光板の上側への出射光が増加
することなく良好な表示が得られる。

【００５９】次に上側の偏光板２４の偏光軸方向１１と
ＬＥＤの光束の平均の方向３とのなす角度を、ＬＥＤの
位置は変えずに偏光軸方向を変えることで略直交以外の
角度に設定してみた。この時は上側の偏光板２４の偏光
軸方向１１と液晶層の液晶分子のねじれ角、ラビング方
向、位相差板や下側の偏光板などの各部材の軸方向の相
対的関係は変えなかった。周囲が明るい環境でＬＥＤを
点灯しないときは、偏光軸方向１１とＬＥＤの光束の平
均の方向３とのなす角度を変化させても正面でのコント
ラストや表示の明るさにはほとんど差がなかった。しか
し周囲が暗い環境でＬＥＤを点灯した時は、偏光軸方向
１１とＬＥＤの光束の平均の方向３とのなす角度を変化
させたところ正面での表示の明るさに差がでた。偏光軸
方向１１とＬＥＤの光束の平均の方向３がほぼ直交する
時が最も明るくなった。そして、なす角度が小さくなる
に連れてだんだん暗くなり、なす角度がほぼ平行の時に
最も暗くなった。

【００６０】明るい表示を得るためには偏光軸方向１１
とＬＥＤの光束の平均の方向３のなす角度が４５度以上
がであるのが好ましい。また、より好ましくは偏光軸方
向１１とＬＥＤの光束の平均の方向３のなす角度が６０
度以上のときである。さらに、ＬＥＤの光束の平均とな
る方向３が視認方向１０と略直行であることから、明る
い表示を得るためには偏光軸方向１１と視認方向１０と
のなす角度が４５度以下であることが好ましく、より好
ましくは偏光軸方向１１と視認方向１０とのなす角度が
３０度以上のときであると言える。

【００６１】導光板１から下側に出射する光を調べたと
ころ方向３と直交する方向に振動する成分が最も強く、
方向３と平行な方向に振動する成分が最も弱いことが分
かった。そのため、光の振動する成分が最も強い方向に
偏光板の偏光軸を合わせることで表示を明るくすること
ができる。従って、偏光軸方向１１を方向３とほぼ直交
する方向に設定することにより照明装置を点灯した時に
明るい表示になる液晶装置を得ることができた。

【００６２】導光板１を形成する透明材料はアクリル樹
脂以外、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
らの複合体を用いてもよい。突起状の凸部５の形成方法
としては射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチン
グ、透明樹脂またはガラス平板上にフィルムまたは樹脂
層を接合する等の方法がある。

【００６３】周囲の環境によっては図３のような凸部５
ａの表面で周囲の光が反射して観察者から見えることが
ある。これは凸部５の大きさによるので周囲の光の反射
が肉眼で気にならない程度の大きさであるために３００
μｍ以下が望ましい。また、可視光の回析による影響が
発生しないために５μｍ以上は必要である。さらには製
造上の利便性等から大きさはおよそ１０μｍ以上１００
μｍ以下が望ましい。

【００６４】また、導光板の照明部の面積に対する凸部
の面積比は大きくするほど照明の効率は上がるが、導光
板に対して垂直方向の平行光線透過率が低下するので視
認性は悪くなり面積比が５０％以上では実用的でない。
また、あまり小さいと照明効率が低下するので面積比が
５％以上は必要である。従って導光板の照明部の面積に
対する凸部の面積比は５％〜５０％が望ましい。

【００６５】以上の構成にすることで、周囲が明るい環
境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反射型液晶装
置として良好な表示が得られた。また、周囲が暗い環境
では、導光板に配置したＬＥＤを点灯することで液晶パ
ネルを明るく照らし反射型液晶装置として使用すること
ができた。そのため周囲が明るい環境の時と同様にコン
トラストの良好な表示の液晶装置となった。

【００６６】（実施例３）図１０は本発明の第３の実施
例の構成を示す平面図である。同図の照明装置は、凸部
５が形成された導光板１と、導光板１の端面に配置され
た２個の光度１６ｍｃｄのＬＥＤ（発光ダイオード）の
点光源２と、導光板１の４辺の端面の反射部材４からな
り、被照明体である液晶パネル２０の前面に配置されて
いる。

【００６７】この液晶パネル２０には実施例２で用いた
反射型の液晶パネルを用いた。図１０に示すように液晶
パネル２０は、液晶パネルの手前の辺に直交する方向が
視認方向１０である。視認方向１０から見たときにＬＥ
Ｄが導光板１の左側となるように配置し、導光板１に入
射するＬＥＤの光束の平均となる方向３が視認方向１０
と略直交となるようにした。そして、液晶パネル２０の
上側の偏光板２４の偏光軸方向１１をＬＥＤの光束の平
均となる方向３と略直交となるように配置した。上側の
偏光板２４の偏光軸方向に合わせて液晶層の液晶分子の
ねじれ角、ラビング処理するラビング方向、などの配向
状態や、位相差板や下側の偏光板などの各部材の軸条件
を設定した。

【００６８】導光板１には実施例２で用いた円錐形の突
起からなる凸部５を形成した厚さ１ｍｍで屈折率１．４
９の透明なアクリル樹脂の平板を用いた。反射部材４に
はアルミを蒸着したフィルムを用い粘着材を介して導光
板１の端面に貼着した。反射部材４は導光板１の中を導
光して導光板おの手前や奥側の端面に達した光線までも
再び導光板１内に戻すので実施例２の場合よりもさらに
照明効率を良くすることができる。

【００６９】照明装置と液晶パネルの組み合わせによる
本発明の液晶装置は、導光板１が透明な平板なので周囲
が明るい環境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反
射型液晶装置として使用することができ、その時には良
好な表示が得られた。

【００７０】また、周囲が暗い環境では、導光板に配置
したＬＥＤを点灯することで導光板１の下面から出射し
た光で液晶パネル２０を明るく照らし反射型液晶装置と
して使用することができた。そのため周囲が明るい環境
の時と同様にコントラストの良好な表示が得られた。

【００７１】（実施例４）図１１，図１２は本発明の第
４の実施例の構成を示す図であり、図１１は断面図を、
図１２は平面図を示している。同図の照明装置は、凸部
５が形成された導光板１と、導光板１の端面に配置され
た４個の光度１６ｍｃｄのＬＥＤ（発光ダイオード）の
点光源２と、導光板１の４辺の端面に配置された反射部
材４からなり、被照明体である液晶パネル２０の前面に
配置されている。

【００７２】この液晶パネル２０には実施例２で用いた
反射型の液晶パネルを用いた。図１１に示すように液晶
パネル２０は、液晶パネルの手前の辺に直交する方向が
視認方向１０である。視認方向１０から見たときにＬＥ
Ｄが導光板１の左右両側となるように配置し、導光板１
に入射するＬＥＤの光束の平均となる方向３が視認方向
１０と略直交となるようにした。そして、液晶パネル２
０の上側の偏光板２４の偏光軸方向１１をＬＥＤの光束
の平均となる方向３と略直交となるように配置した。上
側の偏光板２４の偏光軸方向に合わせて液晶層の液晶分
子のねじれ角、ラビング処理するラビング方向、などの
配向状態や、位相差板や下側の偏光板などの各部材の軸
条件を設定した。

【００７３】導光板１には実施例２で用いた円錐形の突
起からなる凸部５ａを形成した厚さ１ｍｍで屈折率１．
４９の透明なアクリル樹脂の平板を用いた。反射部材４
にはアルミを蒸着したフィルムを用い粘着材を介して図
１２に示すようにＬＥＤの近傍を除く導光板１の端面に
貼着した。反射部材４は導光板１の中を導光して端面ま
で達した光線を再び導光板１内に戻すので照明効率を良
くすることができる。また、ＬＥＤを導光板の左右両側
に配置したのでより明るくなり、しかも照明したときの
左右での明るさのむらがなくなった。

【００７４】照明装置と液晶パネルの組み合わせによる
本発明の液晶装置は、導光板１が透明な平板なので周囲
が明るい環境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反
射型液晶装置として使用することができ、その時には良
好な表示が得られた。

【００７５】また、周囲が暗い環境では、導光板に配置
したＬＥＤを点灯することで導光板１の下面から出射し
た光で液晶パネル２０を明るく照らし反射型液晶装置と
して使用することができた。そのため周囲が明るい環境
の時と同様にコントラストの良好な表示が得られた。

【００７６】（実施例５）図１３，図１４は本発明の第
５の実施例の構成を示す図であり、図１３は断面図を、
図１４は平面図を示している。同図の照明装置は、凸部
５が形成された導光板１と、導光板１の端面に配置され
た棒状の光源８である冷陰極管と反射部材９と、導光板
１の端面に配置された反射部材４からなり、被照明体で
ある液晶パネル２０の前面に配置されている。

【００７７】この液晶パネル２０には実施例２で用いた
反射型の液晶パネルを用いた。図１３に示すように液晶
パネル２０は、液晶パネルの手前の辺に直交する方向が
視認方向１０である。視認方向１０から見たときに冷陰
極管が導光板１の左側となるように配置し、導光板１に
入射する冷陰極管の光束の平均となる方向３が視認方向
１０と略直交となるようにした。そして、液晶パネル２
０の上側の偏光板２４の偏光軸方向１１をＬＥＤの光束
の平均となる方向３と略直交となるように配置した。上
側の偏光板２４の偏光軸方向に合わせて液晶層の液晶分
子のねじれ角、ラビング処理するラビング方向、などの
配向状態や、位相差板や下側の偏光板などの各部材の軸
条件を設定した。

【００７８】導光板１には実施例２で用いた円錐形の突
起からなる凸部５を形成した厚さ１ｍｍで屈折率１．４
９の透明なアクリル樹脂の平板を用いた。反射部材４に
はアルミを蒸着したフィルムを用い粘着材を介して導光
板１の冷陰極管と反対側の端面に貼着した。反射部材９
にはアルミを蒸着したフィルムを用い導光板１の端面と
冷陰極管を覆うように配置した。反射部材９は冷陰極管
の光を効率よく導光板に導き、反射部材４は導光板１の
中を導光して端面まで達した光線を再び導光板１内に戻
すので照明効率を良くすることができる。また、冷陰極
管は棒状の光源なので点光源を用いた時のような光源の
位置による照明の明るさのむらが生じることがない。

【００７９】照明装置と液晶パネルの組み合わせによる
本発明の液晶装置は、導光板１が透明な平板なので周囲
が明るい環境では液晶パネルの表示を周囲の光で見る反
射型液晶装置として使用することができ、その時には良
好な表示が得られた。

【００８０】また、周囲が暗い環境では、導光板に配置
した冷陰極管を点灯することで導光１の下面から出射し
た光で液晶パネル２０を明るく照らし反射型液晶装置と
して使用することができた。そのため周囲が明るい環境
の時と同様にコントラストの良好な表示が得られた。

【００８１】（実施例６）図１５は本発明の入力機能付
き液晶装置の実施例の構成を示す断面図であり、入力機
能付き液晶装置は実施例２と同様の照明装置と液晶パネ
ルからなる液晶装置の上側に入力装置を配置した構造と
なっている。

【００８２】同図において入力装置３０は抵抗膜方式の
タッチパネルである。タッチパネル３０は対向する面に
透明電極が形成された上側入力基板３１と下側入力基板
３２と、上側入力基板３１の上のハードコート処理をし
たフィルム３３からなってる。上側入力基板３１と下側
入力基板３２の間にはスペーサーが設けられており入力
時以外は接触しない構造になっている。

【００８３】同図の照明装置と液晶パネル２０は本発明
の実施例２で用いたものである。同図の照明装置は、凸
部５が形成された導光板１と、導光板１の端面に配置さ
れた２個の光度１６ｍｃｄのＬＥＤ（発光ダイオード）
の点光源２と、導光板１の点光源２と反対側の端面に配
置された反射部材４と有し、被照明体である液晶パネル
２０の前面に配置されている。

【００８４】従来の反射型液晶パネルとタッチパネルの
場合、周囲の光を利用して表示を見るのでタッチパネル
の入力基板表面や入力基板面の電極表面での表面反射に
よりタッチパネルを透過する光量が減り表示が暗くなる
ことと、その反射光が表示と重なることによりコントラ
ストが低下することが問題であった。

【００８５】しかし本実施例の構造にすると、照明装置
で液晶パネルを照らすことにより、タッチパネルによる
反射で暗くなった表示を明るくすることができる。ま
た、表示が明るくなることで、表示の明るさに対するタ
ッチパネルの反射光の強度は相対的に小さくなるのでコ
ントラストも良よくなり、タッチパネルが搭載されてい
ても良好な表が得られる液晶装置となった。

【００８６】本実施例では入力装置として抵抗膜方式を
用いたが、これ以外の静電容量方式、電磁誘導方式など
の１枚以上の透明電極を有する透明基板を用いた検出方
式の入力装置でも同様の効果がある。

【００８７】なお、本実施例では、液晶パネルと対向す
る面とは異なる面に凸部を設けたが、凸部の形状として
は図３に示すような円錐形以外にも図４のような半球形
の凸形状でもよい。また図５のような円錐形の凹形状や
図６のような半球形の凹形状でもよい。さらに、液晶装
置に対向する導光板の面に図７のような円柱形の凸形状
や図８のような円柱形の凹形状を形成したものでもよ
い。

【００８８】また、図１６に示すように、タッチパネル
３０と照明装置を粘着層を介して貼り付けると照明装置
の導光板１の上面での反射光がなくなるので表示がさら
に明るくなりコントラストも良くなる。この時は、導光
板１の液晶パネルと対向する面に凸形状部あるい凹形状
を設けるとよい。

【００８９】さらに、図１７に示すように、照明装置の
導光板の上面に入力用透明電極を形成しタッチパネル３
０の下側入力基板として用いると光を反射する表面の数
が減るので表示がさらに明るくなりコントラストも良く
なる。また部品点数が減ることによりコストダウンとな
る。この時も、導光板１の液晶パネルと対向する面に凸
形状部あるい凹形状を設けるとよい。

【００９０】（実施例７）図１８に本発明の液晶装置を
携帯電話に用いた例を示す。携帯電話４０の表示部５０
として実施例４の照明装置と液晶パネルを用いた。外部
光を利用した時には従来の半透過反射板を用いた液晶装
置による表示部よりも明るい表示が得られた。また、照
明装置を点灯した時でも外部光を利用した時と同様のコ
ントラストが得られることから外部光が充分ない暗い環
境でも支障なく使用できる携帯電話となった。

【００９１】本発明の液晶装置を携帯電話だけでなく電
子手帳のような携帯型電子機器や計測機器等の電子機器
に用いても、外部光を利用した時に明るい表示が得ら
れ、照明装置を点灯した時でも外部光を利用した時と同
様のコントラストが得られる電子機器になる。特に本発
明の実施例６の入力機能付き液晶装置を電子手帳のよう
な携帯型電子機器や計測機器等の電子機器に用いると、
入力するためのキーを配置するスペースを省く事ができ
るのでよりいっそうの小型化が可能となる。

【００９２】

【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。また照明装置を点灯した時でも
外部光を利用した時と同様のコントラストが得られる低
消費電力でコントラストの高い液晶装置を提供すること
ができる。さらに携帯型電子機器のような省電力を要求
される用途において、明るいところでは照明を消して使
用でき、暗い環境では照明点灯時でもコントラストを低
下させることなく使用できる低消費電力でコントラスト
の高い表示部を持つ電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す断面図。

【図２】 本発明の実施例を示す平面図。

【図３】 本発明の実施例における凸形状の突起の説明
図。

【図４】 本発明の実施例における凸形状の突起の説明
図。

【図５】 本発明の実施例における凹形状の説明図。

【図６】 本発明の実施例における凹形状の説明図。

【図７】 本発明の実施例における凸形状の突起の説明
図。

【図８】 本発明の実施例における凹形状の説明図。

【図９】 本発明の実施例を示す平面図。

【図１０】 本発明の実施例を示す平面図。

【図１１】 本発明の実施例を示す断面図。

【図１２】 本発明の実施例を示す平面図。

【図１３】 本発明の実施例を示す断面図。

【図１４】 本発明の実施例を示す平面図。

【図１５】 本発明の実施例を示す断面図。

【図１６】 本発明の実施例を示す断面図。

【図１７】 本発明の実施例を示す断面図。

【図１８】 本発明の実施例を示す図。

【図１９】 従来の技術を示す断面図。

【図２０】 従来の技術を示す断面図。

【図２１】 従来の技術を示す断面図。

【符号の説明】

１．導光板 ２．点光源 ３．光束の方向 ４．反射部材 ５．凸部 １０．視認方向 １１．偏光軸方向 ２０．液晶パネル

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被照明体の前面に配置され、表面に複数
   の凸部もしくは凹部が形成されてなる導光板と、前記導
   光板の端面側に配置されてなる光源とを有する照明装置
   において、前記被照明体の偏光軸方向と、前記光源から
   前記導光板へ入射する光の入射方向とが略平行を除く所
   定の角度であることを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記光源
   から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角度が
   ４５度以上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】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記光源
   から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角度が
   好ましくは６０度以上であることを特徴とする請求項２
   記載の照明装置。
4. 【請求項４】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記光源
   から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角度が
   さらに好ましくは略直交であることを特徴とする請求項
   ３記載の照明装置。
5. 【請求項５】 前記被照明体の視認方向と、前記光源か
   ら前記導光板へ入射する光の入射方向とをほぼ一致させ
   たことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載
   の照明装置。
6. 【請求項６】 前記被照明体の視認方向に対して、前記
   光源が前記導光板の手前側もしくは奥側の少なくとも一
   方に配置されてなることを特徴とする請求項１から５の
   いずれか１項記載の照明装置。
7. 【請求項７】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視認
   方向とのなす角度が４５度以上であることを特徴とする
   請求項１から６のいずれか１項記載の照明装置。
8. 【請求項８】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視認
   方向とのなす角度が好ましくは６０度以上であることを
   特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の照明装
   置。
9. 【請求項９】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視認
   方向とのなす角度がさらに好ましくは略直交であること
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の照明
   装置。
10. 【請求項１０】 前記被照明体の視認方向と、前記光源
    から前記導光板へ入射する光の入射方向とを略直交させ
    たことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載
    の照明装置。
11. 【請求項１１】 前記被照明体の視認方向に対して、前
    記光源が前記導光板の左側もしくは右側の少なくとも一
    方に配置されてなることを特徴とする請求項１から４、
    あるいは請求項１０のいずれか１項記載の照明装置。
12. 【請求項１２】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視
    認方向とのなす角度が４５度以下であることを特徴とす
    る請求項１から４、あるいは請求項１０から１１のいず
    れか１項記載の照明装置。
13. 【請求項１３】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視
    認方向とのなす角度が好ましくは３０度以下であること
    を特徴とする請求項１から４、あるいは請求項１０から
    １１のいずれか１項記載の照明装置。
14. 【請求項１４】 前記被照明体の偏光軸方向と、前記視
    認方向とのなす角度がさらに好ましくは略平行であるこ
    とを特徴とする請求項１から４、あるいは請求項１０か
    ら１１のいずれか１項記載の照明装置。
15. 【請求項１５】 前記光源が点状光源もしくは棒状光源
    であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１
    項記載の照明装置。
16. 【請求項１６】 前記導光板の前記被照明体に対向する
    面とは異なる面に、前記凸部もしくは前記凹部が形成さ
    れてなることを特徴とする請求項１から１５のいずれか
    １項記載の照明装置。
17. 【請求項１７】 前記導光板の前記被照明体に対向する
    面に、前記凸部が形成されてなることを特徴とする請求
    項１から１６のいずれか１項記載の照明装置。
18. 【請求項１８】 前記導光板の端面に反射部材が配置さ
    れてなることを特徴とする請求項１から１７のいずれか
    １項記載の照明装置。
19. 【請求項１９】 液晶パネルと、前記液晶パネルの前面
    に配置され、表面に複数の凸部もしくは凹部が形成され
    てなる導光板と、前記導光板の端面側に配置されてなる
    光源とを有する液晶装置において、前記液晶パネルの偏
    光軸方向と、前記光源から前記導光板へ入射する光の入
    射方向とが略平行を除く所定の角度であることを特徴と
    する液晶装置。
20. 【請求項２０】 前記液晶パネルの偏光軸方向と、前記
    光源から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角
    度が４５度以上であることを特徴とする請求項１９記載
    の液晶装置。
21. 【請求項２１】 前記液晶パネルの偏光軸方向と、前記
    光源から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角
    度が好ましくは６０度以上であることを特徴とする請求
    項１９記載の液晶装置。
22. 【請求項２２】 前記液晶パネルの偏光軸方向と、前記
    光源から前記導光板へ入射する光の入射方向とのなす角
    度がさらに好ましくは略直交であることを特徴とする請
    求項１９記載の液晶装置。
23. 【請求項２３】 前記液晶装置が配置されたことを特徴
    とする電子機器。
24. 【請求項２４】 前記液晶装置と前記液晶装置の前面に
    入力装置とが配置されたことを特徴とする電子機器。