JP2005149928A - 照明装置、液晶表示装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 バックライトに点状光源を用いた場合における表示の輝度ムラを防止する。
【解決手段】 バックライト(照明装置)10を、点状光源11と、この点状光源11からの光を内部に伝播させて一方の主面から出射させる面状の導光体12と、この導光体12の前面に配置された位相差層14とを備えて構成する。このようにすることで、仮に導光体12から出射された段階で面内に偏光分布(s偏光成分とp偏光成分の間の強弱の分布)があったとしても、位相差層14によってこれらを楕円偏光に変換した後であれば、偏光板24による吸収量は、両偏光成分の間で略等しくなる。
【選択図】 図1
【解決手段】 バックライト(照明装置)10を、点状光源11と、この点状光源11からの光を内部に伝播させて一方の主面から出射させる面状の導光体12と、この導光体12の前面に配置された位相差層14とを備えて構成する。このようにすることで、仮に導光体12から出射された段階で面内に偏光分布(s偏光成分とp偏光成分の間の強弱の分布)があったとしても、位相差層14によってこれらを楕円偏光に変換した後であれば、偏光板24による吸収量は、両偏光成分の間で略等しくなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、照明装置、液晶表示装置、電子機器に関する。
従来、液晶表示装置のバックライト(照明装置)に、LED等の点状光源を用いたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
このバックライトでは、光源から出射した光を平板状の導光体内に伝播させることによって、面内で均一な光量分布を得ている。
特開2001−215505号公報
このバックライトでは、光源から出射した光を平板状の導光体内に伝播させることによって、面内で均一な光量分布を得ている。
ところで、導光体内を伝播した光は、この導光体の下面側に設けられた反射パターンによって観察者側に反射されるが、この光に含まれるs偏光成分とp偏光成分では反射率は必ずしも等しくないので、導光体の出射面内ではs偏光成分の大きい領域やp偏光成分の大きい領域ができることがある。また、s偏光成分とp偏光成分の方位にも導光体の出射面内で分布が発生する。この場合、例えば液晶パネルの偏光板の透過軸がs偏光に平行であるとすると、s偏光の大きい領域では表示は明るく、逆にp偏光の大きい領域では表示は暗くなり、面内に輝度ムラができてしまう。特に、点状光源を用いた場合には、蛍光灯等の線状の光源を用いたものに比べて、このようなムラが顕著に現れる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、表示の輝度ムラを防止できるようにした照明装置、及びこの照明装置を備えた液晶表示装置、並びに電子機器を提供することを目的とする。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、表示の輝度ムラを防止できるようにした照明装置、及びこの照明装置を備えた液晶表示装置、並びに電子機器を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、点状光源と、該点状光源からの光を内部に伝播させて一方の主面から出射させる面状の導光体と、上記導光体の前記一方の主面側に配置された位相差層とを備えたことを特徴とする。
本構成では、導光体の光出射面に位相差層を配して、導光体から出射されたs偏光成分及びp偏光成分の光を楕円偏光に変換している。このため、仮に導光体から出射された段階で面内に偏光分布があったとしても、楕円偏光に変換した後であれば、偏光板による吸収量は、両偏光成分の間で略等しくなる。つまり、光出射面内において出射光量が均一であれば、仮に出射される光に偏光分布があったとしても、偏光板を透過する光の量は面内で略均一となる。したがって、本構成によれば、偏光板を透過させた段階での光量の分布をなくすことができるため、このような照明装置を液晶表示装置に適用することで、輝度ムラのない表示が可能となる。
本構成では、導光体の光出射面に位相差層を配して、導光体から出射されたs偏光成分及びp偏光成分の光を楕円偏光に変換している。このため、仮に導光体から出射された段階で面内に偏光分布があったとしても、楕円偏光に変換した後であれば、偏光板による吸収量は、両偏光成分の間で略等しくなる。つまり、光出射面内において出射光量が均一であれば、仮に出射される光に偏光分布があったとしても、偏光板を透過する光の量は面内で略均一となる。したがって、本構成によれば、偏光板を透過させた段階での光量の分布をなくすことができるため、このような照明装置を液晶表示装置に適用することで、輝度ムラのない表示が可能となる。
上記導光体としては以下のもの、即ち、上記面状導光体の他方の主面(光出射面と反対側の面)には、該導光体内を伝播した光を上記一方の主面(光出射面)に向けて反射する反射パターンが複数設けられており、上記反射パターンは上記点状光源を中心として同心円状に配置されたものを用いることが好ましい。これにより、光出射面からの輝度分布をより均一化することができる。この場合、上記照明装置としては、前記導光体が実質的に矩形であり、前記点状光源が前記導光体の角部に配置されてなるものを用いることができる。
なお、本発明は、点状光源を用いたものに限らず、例えば面状導光体の側部に蛍光灯等の線状光源を配したものであっても、面内に偏光分布が生じていれば適用可能である。すなわち、本発明の照明装置は、面内で偏光分布を持つ面状光源と、該面状光源の光出射面に配置された位相差層とを備えたことを特徴とする。
この場合でも、出射光の各偏光成分を位相差板によって楕円偏光とすることができるので、偏光板を透過させた段階での透過光量を均一化することができる
この場合でも、出射光の各偏光成分を位相差板によって楕円偏光とすることができるので、偏光板を透過させた段階での透過光量を均一化することができる
ところで、上記位相差層は1/4波長板からなることが望ましい。この場合、変換後の各偏光成分の光は円偏光になるので、偏光板の透過光の光量を面内で完全に均一にすることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、上述の照明装置と、該照明装置の位相差層の前面に配置された液晶パネルとを備えたことを特徴とする。これにより、輝度ムラのない表示部を備えた電子機器を提供することができる。
また、本発明の液晶表示装置は、点状光源と、前記点状光源からの光を伝播させるとともに、伝播した光を一方の主面から出射させる導光体と、前記導光体の前記一方の主面側に配置されてなる位相差層と、前記位相差層の前記導光体に対して反対側に配置されてなる一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に配置されてなる液晶パネルと、を備え、前記導光体は、出射する光が前記導光体の箇所に応じてs偏光成分とp偏光成分とで偏った分布を有し、前記位相差層は、前記導光体から出射した光を透過させ、楕円偏光又は円偏光にすることを特徴とする。これにより、表示の輝度ムラをなくすことができる。なお、この場合、上記導光体としては前述のもの、即ち、上記面状導光体の他方の主面(光出射面と反対側の面)には、該導光体内を伝播した光を上記一方の主面(光出射面)に向けて反射する反射パターンが複数設けられており、上記反射パターンは上記点状光源を中心として同心円状に配置されたものを用いることが好ましい。これにより、光出射面からの輝度分布をより均一化することができる。
また、本発明の電子機器は、上述の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
以下、図1〜図3を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図、図2はそのバックライトの概略構成を示す斜視図、図3は、本発明の作用を説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図1は本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図、図2はそのバックライトの概略構成を示す斜視図、図3は、本発明の作用を説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、液晶パネル20の背面側(観察側と反対側)にバックライト(照明装置)10を備えた透過型の液晶表示装置である。
液晶パネル20は、ガラスや樹脂等の透光性部材からなる一対の基板21,22間に液晶層23が挟持された構造を有し、下基板21及び上基板22の外面側(液晶層23と反対側)にはそれぞれ下偏光板24及び上偏光板25が設けられている。なお、図示を省略したが、基板21,22の内面側(液晶層側)には配向膜が設けられており、この配向膜には必要に応じてラビング等の配向処理が施される。
液晶パネル20は、ガラスや樹脂等の透光性部材からなる一対の基板21,22間に液晶層23が挟持された構造を有し、下基板21及び上基板22の外面側(液晶層23と反対側)にはそれぞれ下偏光板24及び上偏光板25が設けられている。なお、図示を省略したが、基板21,22の内面側(液晶層側)には配向膜が設けられており、この配向膜には必要に応じてラビング等の配向処理が施される。
バックライト10は、矩形形状を有する平板状(面状)の導光体12と、この導光体12の端部に配置された光源11とを備えている。
光源11は、導光体12の側端面(光入射面)に比べて小さな、発光ダイオード(LED)等の点状光源として構成されており、この光源11は導光体の隅角部に配置されている。
光源11は、導光体12の側端面(光入射面)に比べて小さな、発光ダイオード(LED)等の点状光源として構成されており、この光源11は導光体の隅角部に配置されている。
導光体12は、光源11から入射された光を閉じ込めて内部を十分に伝播させるために、例えばポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂等の屈折率の高い材料によって構成されている。この導光体12の下面(パネル20と反対側の主面)には、図2に示すように、多数の反射パターン12aが光源11を中心として略同心円状に設けられており、この反射パターン12aの形成された下面にはAlやAg等の高反射率の金属反射板13が設けられている。
また、本実施形態では、パネル20に対向する導光体12の上面(光出射面)には1/4波長板(位相差層)14が設けられており、この1/4波長板14によって、導光体12から出射された光を円偏光に変換することで、パネルの照明光量を面内で均一化するようになっている。
また、本実施形態では、パネル20に対向する導光体12の上面(光出射面)には1/4波長板(位相差層)14が設けられており、この1/4波長板14によって、導光体12から出射された光を円偏光に変換することで、パネルの照明光量を面内で均一化するようになっている。
図3は、この位相差層14の作用を説明するための図である。
本実施形態のように光源11にLED等の点状光源を用いた場合、これを導光体12内に拡散させて光出射面に反射させると、その光に含まれるs偏光成分とp偏光成分の反射率の違いによって、面内に偏光分布ができることがある。仮に位相差層14がないとすると、出射光にこのような偏光分布があった場合には、その分布に応じて、偏光板24を透過した光の光量にも面内分布ができてしまう。例えば、偏光板の透過軸はs偏光に平行な方向であるとすると、s偏光成分の大きな領域は透過光量が多くなり、逆にp偏光成分の大きな領域では透過光量は少なくなる。
本実施形態のように光源11にLED等の点状光源を用いた場合、これを導光体12内に拡散させて光出射面に反射させると、その光に含まれるs偏光成分とp偏光成分の反射率の違いによって、面内に偏光分布ができることがある。仮に位相差層14がないとすると、出射光にこのような偏光分布があった場合には、その分布に応じて、偏光板24を透過した光の光量にも面内分布ができてしまう。例えば、偏光板の透過軸はs偏光に平行な方向であるとすると、s偏光成分の大きな領域は透過光量が多くなり、逆にp偏光成分の大きな領域では透過光量は少なくなる。
これに対して、本例では導光体12から出射された各偏光成分の光は位相差層14によって左回り円偏光或いは右回り円偏光に変換されるため、仮に導光体12から出射された段階で面内に偏光分布があったとしても、円偏光に変換した後の偏光板による吸収量は、両偏光成分の間で等しくなる。例えば図3において、光出射面の特定の領域を見た場合、そこから出射される光がs偏光成分の光L1s(光量Ts)とp偏光成分の光L1p(光量Tp)を含んでいるとする。これらの偏光成分の光L1s,L1pはそれぞれ右回り,左回りの違いはあるにせよ、いずれも円偏光に変換されるため、それぞれ1/2・Ts,1/2・Tpの光量だけ偏光板によって吸収される。すなわち、偏光板24を透過する光量は、導光体12から出射されたs偏光成分とp偏光成分の割合に依らずに常にその合計の出射光量の半分となる。このため、導光体12からの出射光量が面内で均一であれば、仮に出射される光に偏光分布があったとしても、偏光板を透過する光の量は面内で均一となる。
このように本実施形態によれば、偏光板24を透過させた段階での光量の分布をなくすことができるため、このようなバックライト10を液晶パネル20の背面側に配置することで、輝度ムラのない表示が可能となる。
また、本実施形態では、反射パターン12aが光源11を中心として同心円状に配置されているため、光出射面からの輝度分布をより均一化することができる。
また、本実施形態では、反射パターン12aが光源11を中心として同心円状に配置されているため、光出射面からの輝度分布をより均一化することができる。
[電子機器]
次に、上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図4は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図4において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。
本例の電子機器は表示部に上記液晶表示装置を備えているので、輝度ムラのない高品質な表示が可能となる。
次に、上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図4は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図4において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。
本例の電子機器は表示部に上記液晶表示装置を備えているので、輝度ムラのない高品質な表示が可能となる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では位相差層14を1/4波長板としたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。つまり、位相差を与えて各偏光成分の光を楕円偏光にできれば、従来よりも輝度の均一性を高めることが可能である。
また、上記実施形態では、光源11にLED等の点状光源を用いたが、これ以外にも、例えば光源11として蛍光灯等の線状光源等を使用することも可能である。つまり、光出射面内に偏光分布が生じるような面状の光源であれば、その前面に位相差層を配置することで同様の効果が得られる。
また、上記実施形態では反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は例えば1ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とを備えた半透過反射型の液晶表示装置に適用することも可能である。
例えば、上記実施形態では位相差層14を1/4波長板としたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。つまり、位相差を与えて各偏光成分の光を楕円偏光にできれば、従来よりも輝度の均一性を高めることが可能である。
また、上記実施形態では、光源11にLED等の点状光源を用いたが、これ以外にも、例えば光源11として蛍光灯等の線状光源等を使用することも可能である。つまり、光出射面内に偏光分布が生じるような面状の光源であれば、その前面に位相差層を配置することで同様の効果が得られる。
また、上記実施形態では反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は例えば1ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とを備えた半透過反射型の液晶表示装置に適用することも可能である。
10・・・バックライト(照明装置)、11・・・点状光源、12・・・導光体、12a・・・反射パターン、14・・・1/4波長板(位相差層)、20・・・液晶パネル、1000・・・電子機器
Claims (9)
- 点状光源と、該点状光源からの光を内部に伝播させて一方の主面から出射させる面状の導光体と、上記導光体の前記一方の主面側に配置された位相差層とを備えたことを特徴とする、照明装置。
- 上記面状導光体の他方の主面には、該導光体内を伝播した光を上記一方の主面に向けて反射する反射パターンが複数設けられており、上記反射パターンは上記点状光源を中心として同心円状に配置されたことを特徴とする、請求項1記載の照明装置。
- 前記導光体は実質的に矩形であり、
前記点状光源は、前記導光体の角部に配置されてなることを特徴とする請求項2記載の照明装置。 - 面内で偏光分布を持つ面状光源と、該面状光源の光出射面に配置された位相差層とを備えたことを特徴とする、照明装置。
- 上記位相差層が1/4波長板からなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの項に記載の照明装置。
- 請求項1〜5のいずれかの項に記載の照明装置と、該照明装置の位相差層の前面に配置された液晶パネルとを備えたことを特徴とする、液晶表示装置。
- 点状光源と、
前記点状光源からの光を伝播させるとともに、伝播した光を一方の主面から出射させる導光体と、
前記導光体の前記一方の主面側に配置されてなる位相差層と、
前記位相差層の前記導光体に対して反対側に配置されてなる一対の偏光板と、
前記一対の偏光板の間に配置されてなる液晶パネルと、
を備え、
前記導光体は、出射する光が前記導光体の箇所に応じてs偏光成分とp偏光成分とで偏った分布を有し、
前記位相差層は、前記導光体から出射した光を透過させ、楕円偏光又は円偏光にすることを特徴とする、液晶表示装置。 - 上記面状導光体の他方の主面には、該導光体内を伝播した光を上記一方の主面に向けて反射する反射パターンが複数設けられており、上記反射パターンは上記点状光源を中心として同心円状に配置されたことを特徴とする、請求項7記載の照明装置。
- 請求項6〜8のいずれかの項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003386509A JP2005149928A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 照明装置、液晶表示装置、電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003386509A JP2005149928A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 照明装置、液晶表示装置、電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005149928A true JP2005149928A (ja) | 2005-06-09 |
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ID=34694177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003386509A Withdrawn JP2005149928A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 照明装置、液晶表示装置、電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005149928A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102754003A (zh) * | 2010-02-10 | 2012-10-24 | 3M创新有限公司 | 具有粘弹性层的照明装置 |
-
2003
- 2003-11-17 JP JP2003386509A patent/JP2005149928A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102754003A (zh) * | 2010-02-10 | 2012-10-24 | 3M创新有限公司 | 具有粘弹性层的照明装置 |
CN102754003B (zh) * | 2010-02-10 | 2014-06-18 | 3M创新有限公司 | 具有粘弹性层的照明装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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