JP2791021B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP2791021B2 JP62265999A JP26599987A JP2791021B2 JP 2791021 B2 JP2791021 B2 JP 2791021B2 JP 62265999 A JP62265999 A JP 62265999A JP 26599987 A JP26599987 A JP 26599987A JP 2791021 B2 JP2791021 B2 JP 2791021B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は背面光源体に特徴のある表示装置に関し、特
にカイラルスメクチック液晶を用いた表示装置に関す
る。 〔従来の技術〕 液晶ディスプレイパネルは、その背面に乱反射板を配
置し、その反射光により液晶の電気光学的変調を識別す
るか、あるいはその背面に照明装置を配置し、その背面
からの光線を液晶のスイツチング動作により制御するこ
とによって表示を識別することができる。一般に前者が
反射型液晶パネル、後者が透過型液晶パネルと言われて
いる。反射型液晶パネルと透過型液晶パネルはそれぞれ
の利点をもっているが、透過型液晶パネルは特にオフイ
スの製品のデイスプレイ部に適用する場合に適してい
る。 これまで、透過型液晶パネルでは第6図に示す照明装
置を用いていた。すなわち第6図において、2本の光源
601と602からの光線が透明な光伝送体603の表面反射面6
04と微細なプリズム反射面605でそれぞれ全反射した
後、表面反射面604から出射され、さらに光散乱体606を
通して拡散光となって液晶パネル607をその背面から照
明できる様に構成されている。608は光源601,光伝送体6
03などを支持する筐体である。ここで液晶パネル607に
は上下に2枚の偏光板が設置されているが図示しない。
また液晶パネル607に接続される駆動用の回路基板や固
定部材等は省略した。 ところが、このような光伝送体603を用いた照明装置6
00では、光源601,602からの光束利用率が非常に低く、
液晶パネル607を明るく照明するためには大きな消費電
力を必要とする上、光源601,602からの光が放射状に拡
がっているので、光源601,602の近傍では光伝送体603か
ら出射される光量が多く、光源601,602から離れた位置
では光伝送体603から出射される光量が少なく、均一な
面照明を行うのが難しいという問題があった。 このため従来では第7図に示す照明装置が用いられて
いた。 すなわち第7図において、光反射体702は例えば鏡面
を有するフイルムから成り、光束利用率を高めるため、
筐体705の内壁に光源701をとり囲む様に設置されてい
る。また703は、例えば点状の不透明体を蒸着あるいは
印刷により設けたポリエステルフイルムからなる光スク
リーンであり、光スクリーンに入射した光束を均一な出
射光分布にするため、前記点状不透明体部に密度分布が
形成されている。 光源701から出射された光線の一部Aは直接光スクリ
ーン703に到達透過し、光散乱体704で散乱光となって液
晶パネル706をその背面から照明する。又、前記光線の
他の一部Bは光反射体702に反射された後、スクリーン7
03に到達し、この光線Bも最終的には光散乱体704を通
して散乱光となり出射される。ここで、光源701から出
射される光線は光源701を中心に放射状に拡がるため、
光スクリーン703に達する光束密度は光スクリーン703入
射面内の位置により異なる。そのため、光スクリーン70
3に設けられた不透明体部に密度分布を形成することに
より、光散乱体704へ入射する光束密度は均一となり、
輝度ムラのない面光源が得られる。また、この装置では
光源から出射される光線の一部が光スクリーン703の不
透明体部によって遮光される以外は光線のほとんどを利
用する事ができるため光輝度な面光源が可能となる。さ
らに、光源701の本数を増す事により大面積の面光源が
得られ、大型液晶パネルの背面光源に適していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、クラークらが米国特許第4367924号公報で
発表した強誘電性液晶パネルは大面積の液晶デイスプレ
イを可能とするものであるが、本発明者らの実験によれ
ば、第7図の照明装置700に強誘電性液晶パネル706を固
定してから落下衝撃試験を行ったところ、明らかにスイ
ツチング不良をひき起こす配向乱れ(以下、サンデツド
テクスチヤーと呼ぶ)を生じていることが判明した。第
8図は第7図に示す従来の照明装置700に強誘電性液晶
パネル706を搭載し、落下試験機(図示せず)に取付け
て所定の衝撃加速度G1が照明装置700に印加するように
落下させた時の衝撃波形である。第8図(a)の81は照
明装置700の底面705−1が受ける衝撃加速度波形で、ピ
ーク値がG1であり、落下試験機の設定加速度G1と同じで
あるが、強誘電性液晶パネル706の中央部表面706−1で
は第8図(b)の82波形の如く2G1と倍増しており、配
向が乱れてサンデツドテクスチヤーが出現した。すなわ
ち、この照明装置700では、光散乱体704の周囲の4辺70
4−1,704−2(紙面に垂直方向は図示せず)のみが筐体
705に固定された状態で中央部は中立している。このた
め従来の照明装置700を第7図のZ方向に落下させた
時、光散乱体704が落下衝撃によって振動することにな
り、従って、光散乱体704上の液晶パネル706が受ける衝
撃加速度は第8図(b)の82波形の如く増大させられ
る。 従って、本発明の目的は、前述の問題点を解消した照
明装置を用いた表示装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、光源と固形体の光伝送体と光散
乱体と光スクリーンとを有し、該光源から出射した光を
該光伝送体と該光散乱体と該光スクリーンとを介して光
出射面より液晶表示パネルに向けて照射する照明装置を
備えた表示装置において、該光伝送体の光出射面と反対
の面側には反射体が設けられており、該光伝送体の光出
射面側では該光散乱体と該光スクリーンと該光伝送体が
相互に面接触して該光伝送体の光出射面上に積層されて
接着固定されており、さらに、該照明装置の光出射面上
に該液晶表示パネルが面接触して接着固定されており、
該液晶表示パネルが一対の基板間にカイラルスメクチッ
ク液晶を有するパネルである点に特徴を有している。 本発明によれば、高輝度で、かつ均一な面照明を行う
ことができ、しかも落下衝撃試験でサンデツドテクスチ
ヤーをひき起こさない改善された照明装置を用いた表示
装置を提供することが可能となる。 〔実施例〕 以下、本発明にかかる表示装置に用いる照明装置の実
施例を図面に従って説明する。第1図は本発明の表示装
置を構成する照明装置及び表示パネルの断面図である。
光伝送体107は例えばポリメタクリ酸メチル(PMMA)や
ガラス等の透明又は半透明の物質で形成され、光源101
を設置するための中空部として溝または穴を有する。次
に光反射体102は鏡面を有するフイルムから成り、例え
ばアルミニウム,クロム,銀などの金属を蒸着法により
成膜して得られる。該光反射体102は、光伝送体107の光
出射面を除く端面に設けられ、相互に接着剤を介して固
定されている。また筐体105とも相互に固定され、結果
的に光伝送体107と筐体105が相互に固定されている。光
スクリーン103は、例えば点状の不透明体を蒸着あるい
は印刷により設けたポリエステルフイルムから成り、光
伝送体107から光スクリーン103に入射する光束の分布を
均一にするため不透明体部に密度分布を有する。また、
該光スクリーン103は、前記光伝送体107の光出射面に面
接触し、接着によって密着固定されている。 光散乱体104は乳白色の半透明物質によって成形する
事ができ、特に粗面化したPMMAやガラス板あるいは結晶
性の高屈折率粒子を含有したPMMAなどを用いる事ができ
る。さらに光散乱体104と光スクリーン103は光伝送体30
7と面接触し、接着剤あるいは他の手段によって光伝送
体107に固定されている。 次に、上述の様に構成された第1図に示す照明装置10
0の動作について説明する。例えば、液晶表示パネル106
の有効照明領域E内に配置されている螢光灯のような長
尺の光源101から出射する光線の一部108は光伝送体102
内を伝播し、また他の光線109は光反射体102で反射され
た後、光伝送体102内を伝播し、光スクリーン103で適当
な減衰を受け光拡散体104に到達し、拡散光となって液
晶表示パネル106をその背後から照明する。 本実施例によれば次のような利点がある。すなわち、
光散乱体104が光スクリーン103を介して光伝送体102と
面接触して密着固定されているために、落下衝撃を受け
ても光散乱体104が振動することがなく、液晶パネル106
に過大な衝撃加速度を与えない。第2図は本実施例の照
明装置100に強誘電性液晶パネル106を搭載し、第8図と
同様の落下試験を行った時の衝撃波形である。第2図
(b)に示す、強誘電性液晶パネル106の中央部表面106
−1が受ける衝撃加速度波形22は第2図(a)に示す落
下試験機の設定加速度G1(衝撃加速度波形21)と同じで
あり、強誘電性液晶パネル106にはサンデツドテクスチ
ヤーが発生しなかった。また、当然のことながら、液晶
パネル106を光散乱体104より離して上方に浮かせた場合
には、他の手段で液晶パネル106の下面の周辺を支持固
定する必要があり、この場合液晶パネル106が中立状態
となるため落下衝撃を受けると液晶パネル106には過大
な衝撃加速度が加わり、サンデツドテクスチヤーが出現
する。 本発明で用いた液晶パネル106としては米国特許第436
7924号公報、米国特許第4639089号公報及び米国特許第4
655561号公報などに開示された強誘電性液晶パネルを用
いることができ、特に強誘電性を発現するカイラルスメ
クチツク液晶の膜厚がカイラルスメクチツク液晶が固有
するらせん構造を解消するのに十分に薄い膜厚に設定さ
れた強誘電性液晶パネルに対して大きな効果を発揮する
ことができる。かかる強誘電性液晶パネルはセル厚が0.
5μm〜2μm程度と極めて薄く設計されており、特に
衝撃に対してサンデツドテクスチヤーの如き配向乱れを
生じ易い問題点があったが、本発明の照明装置を用いる
ことによってかかる問題点を解決することができた。 第3図は本発明の第2の実施例である。第1図の第1
の実施例において、さらに高輝度な照明装置を得るべく
反射板形状を曲面構成とした場合において本発明を適用
した例である。 図中、第1図と同一符号は同一部材を表わしている。
本実施例では、光反射体下面302−1が水平でない。第
4図は第3図のC−C断面であり、筐体の下面305−1
には複数の突起部305−2が設けられているため、筐体
下面305−1の形状がZ方向の衝撃力によっても変形し
にくい構造となっている。そのため落下衝撃を受けても
光散乱体104が振動することがなく、液晶パネル106に過
大な衝撃加速度を与える事がない。ここで、突起部305
−2を1つ1つ独立した構造ではなく、筐体下面305−
1の底面が床面に接するが如き充填構造としても何ら差
し支えない。 〔他の実施例〕 第5図は、本発明の第1図の実施例で用いた光スクリ
ーン103を光伝送体107と一体に形成した別の実施例であ
る。光伝送体501は光散乱面502を有する透明又は半透明
体であり、PMMAやガラス体、あるいは結晶性の光屈折率
粒子を含有したPMMAなどによって形成される。光散乱面
502は光散乱の程度に分布を持っているため、光散乱体1
04へ出射する光束密度を均一に制御する事ができ、光ス
クリーン103の機能も合わせもつ事ができる。本実施例
によれば、第1の実施例よりもさらに部品点数を少なく
できるという別の利点が生ずる。また本実施例は第1及
び第2の実施例にも適用できる。 また、光源の数についても2個使用した例についての
み説明したが、1個でもよく、さらに3個以上用いた場
合にも同様の効果を得る事ができる。光源を3個以上用
いた場合には、2個使用した場合よりもさらに大面積を
有する液晶パネルの照明装置を提供する事ができる。 〔発明の効果〕 本発明の装置によれば、高輝度でしかも均一な面照明
ができるという性能を維持したまま、強誘電性液晶パネ
ルにかかる衝撃を従来の装置に比して著しく低減するこ
とができ、サンデツドテクスチヤーのような配向欠陥を
生じさせないというすぐれた面照明装置を備えた表示装
置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の照明装置及びこれを用いた表示装置の
断面図である。第2図は本発明の装置を用いた時の表示
パネルが受ける落下衝撃波形の特性図である。第3図は
本発明の別の照明装置及びこれを用いた表示装置の断面
図で、第4図はそのC−C断面図である。第5図は本発
明の別の装置を示す断面図である。第6図及び第7図は
従来の照明装置及びこれを用いた表示装置の断面図であ
る。第8図は従来の装置を用いた時の表示パネルが受け
る落下衝撃波形の特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 正 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 鬼束 義浩 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−37393(JP,A) 実開 昭61−27176(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.光源と固形体の光伝送体と光散乱体と光スクリーン
    とを有し、該光源から出射した光を該光伝送体と該光散
    乱体と該光スクリーンとを介して光出射面より液晶表示
    パネルに向けて照射する照明装置を備えた表示装置にお
    いて、該光伝送体の光出射面と反対の面側には反射体が
    設けられており、該光伝送体の光出射面側では該光散乱
    体と該光スクリーンと該光伝送体が相互に面接触して該
    光伝送体の光出射面上に積層されて接着固定されてお
    り、さらに、該照明装置の光出射面上に該液晶表示パネ
    ルが面接触して接着固定されており、 該液晶表示パネルが一対の基板間にカイラルスメクチッ
    ク液晶を有するパネルであることを特徴とする表示装
    置。
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