JP3506841B2 - 反射型液晶表示装置の照明装置と反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射型液晶表示装置の照明装置と反射型液晶表示装置

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JP3506841B2 JP12318796A JP12318796A JP3506841B2 JP 3506841 B2 JP3506841 B2 JP 3506841B2 JP 12318796 A JP12318796 A JP 12318796A JP 12318796 A JP12318796 A JP 12318796A JP 3506841 B2 JP3506841 B2 JP 3506841B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶パネルや印
刷物などの反射型ディスプレイの照明装置と、その照明
装置を用いた反射型液晶表示装置に関する
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、薄くて軽いので、携帯
型の情報端末のディスプレイとして広く用いられてい
る。液晶は、自らは発光しない受光型素子で、背面に反
射板を置いて外部光で照らして表示を見る反射型と、背
面にバックライトを置いた透過型とがある。
【0003】液晶は数ボルトの低電圧で駆動できるの
で、反射型の液晶素子は極めて低消費電力であるが、暗
い環境では使えないし、カラーフィルターを用いるカラ
ー液晶パネルは光利用率が低いため、反射型では明るい
色が表示できないという欠点がある。反射型液晶パネル
の照明として、腕時計などでは、豆球ランプをパネルの
斜め前方に置いて、夜間照明として用いられているが、
均一性に欠けるので小さな液晶パネルなどに限られる。
【0004】これを解決する策として、反射型液晶パネ
ルの前面に平板状の照明(フロントライト)をディスプ
レイにつけ、環境光とフロントライトの共用を図る方法
が提案されている(例えば、SID’95ダイジェス
ト、375頁から378頁、C.Y.Tai,H.Zou,P.K.Tai
)。図3にTaiらの照明の構成図を示す。図3にお
いて、30は透明なプラスチック(通常は屈折率1.5
前後)製の導光板、31は導光板30の端面に設けた蛍
光灯光源、32は導光板30の前面に設けた光学補償板
である。図4は、図3のIV部分の拡大図を示しており、
導光板30の前面にはプリズム部33が形成されてい
る。
【0005】図5に示すように、蛍光灯光源31を出射
した光35は、導光板30の楔型のコリメート部34の
表面で全反射して(全反射角の臨界角は42度)、導光
板30の平面に浅い角度(10度)で入射する。そし
て、図6に示すように、入射光の一部36は、導光板3
0のプリズム部33の斜面で反射し、導光板30を出射
して導光板30の背面に設けたディスプレイ面(図示せ
ず)を照射する。また、導光板30の平面部に反射した
光37は、さらに導光板30の奥へ進入する。
【0006】このようにして透明な平板照明を実現して
いるが、プリズム部33があるために、ディスプレイの
像が歪むので、これを補正するために、光学補償板32
を乗せている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】外部照明だけの反射型
液晶パネルの場合、カラー化が難しく、暗いところでは
使えないという欠点があり、また、透過型液晶パネル
は、消費電力が大きいという欠点があった。また、図3
のフロントライト照明の場合、導光板30の前面にプリ
ズム部33を設けたり、光学補償板32を乗せたりしな
ければならず、構造が複雑であり、またプリズム部33
で生じる像のひずみを完全に除くことは難しいという問
題があった。
【0008】したがって、この発明の目的は、構造が簡
単で像のひずみのない反射型ディスプレイの照明装置
と、消費電力が小さくカラー化が容易で暗いところでも
使える反射型液晶表示装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の反射型液
晶表示装置の照明装置は、平板状の導光板と、導光板の
端面に設けた光源と、導光板の観察者側とは反対側の面
に貼付し特定の角度範囲の入射光を散乱透過させ、他の
角度範囲の入射光は直進透過させる高分子フィルムとを
備え、特定の角度範囲が、導光板の法線方向で観察者方
向を0度とし、光源に近づく向きに、42度から55度
の範囲を含み、他の角度範囲が導光板の略法線方向の角
度範囲を含むことを特徴とする。
【0010】この請求項1記載の反射型液晶表示装置の
照明装置によると、端面に光源を設けた導光板の一表面
に高分子フィルムを貼付しただけの簡単な構造である。
また、反射型液晶表示装置に入射した光が反射型液晶表
示装置にて散乱反射して前面の観察者方向へ帰るとき、
高分子フィルムおよび導光板は透明なので、ディスプレ
イの像が歪みやぼけることなく見える。
【0011】請求項記載の反射型液晶表示装置の照明
装置は、請求項1において、高分子フィルムを導光板に
部分的に貼付し、貼付する部分の面積を光源から遠いほ
ど大きくしたことを特徴とする。請求項記載の反射型
液晶表示装置の照明装置によると、請求項1の作用に加
え、導光板の面積が大きいときでも均一な照明が行え
る。
【0012】請求項記載の反射型液晶表示装置は、請
求項1または請求項2記載の反射型液晶表示装置の照明
装置を有し、前記反射型液晶表示装置の照明装置の高分
子フィルム側に反射型液晶パネルの液晶表示面を接面す
ることを特徴とする。請求項記載の反射型液晶表示装
置によると、環境照明と照明装置の両方で照らすので、
明るい表示が得られ、また消費電力も小さい。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態につい
て、図1ないし図2を用いて説明する。図1は、反射型
液晶表示装置の照明装置5と、その一表面に設けた反射
型液晶パネル6とからなる反射型液晶表示装置の斜視図
を示している。まず、6cm×8cm×3mm厚のアクリルの
導光板1の端面に蛍光灯光源2を置き、内面に銀反射膜
を成膜したシート材3で蛍光灯光源2を巻き、端を導光
板1に接着して楔形状にする。ディスプレイの観察者か
ら見て、導光板1の背面側には高分子フィルム4を貼付
する。なお、これら導光板1,蛍光灯光源2,シート材
3,高分子フィルム4にて反射型液晶表示装置の照明装
置5を構成している。
【0014】ところで、高分子フィルム4としては、例
えば住友化学(株)製のルミスティー(登録商標)を使
用する。ルミスティーは、回折格子状の微細構造をした
高分子フィルムであり、図2にルミスティーの機能説明
図を示す。図2(a)のようにルミスティーの正面から
入射した光は直進し、20度から50度の斜めから入射
した光は図2(b)のように散乱透過し、さらに浅い角
度から入射した光は図2(c)のように直進する。この
散乱透過する入射角の角度範囲は、製法によって変更が
可能であり、いくつかの種類が上市されており、ブライ
ンドや照明カバー等の建築、装飾分野での利用を図って
いる。
【0015】なお、本実施の形態で用いたルミスティー
は、図1に示すように、導光板法線方向で観察者方向
(矢印15)を0度として、光源に近づく方向に25度
から55度の入射光を散乱透過し、その他の角度範囲の
入射光は直進透過するタイプのものである。光源2を出
た光はシート材3に反射して、浅い入射角で導光板1に
入射し、導光板1と空気界面で全反射する。アクリルの
場合、全反射の臨界角は約42度なので、42度から5
5度で全反射した光は光線13のように高分子フィルム
4を通るとき散乱透過するので、導光板1からディスプ
レイ面へ出射して、ディスプレイを照らす。
【0016】また、図1において、反射型液晶表示装置
の照明装置5の高分子フィルム4側の表面には、液晶パ
ネル6が当該液晶表示面を高分子フィルム4の表面に接
面して設けられている。液晶パネル6は、ガラス基板7
で液晶8を挟み、偏光板9とアルミの散乱反射板10で
ガラス基板7を挟んでおり、ガラス基板7の内面の電極
11を介して、駆動回路12で駆動されて像が書き込ま
れる。液晶パネル6に入射した光線13は、散乱反射板
10で反射されて、復路で再び偏光板9を通って像を形
成する。
【0017】なお、光線14のように55度より大きい
入射角で全反射した光は、高分子フィルム4を直進透過
してしまうが、光源2から遠いところで液晶パネル6へ
入射し、散乱反射板10で前面方向へ散乱反射した光が
観察者に届く。このように構成された反射型液晶表示装
の照明装置5によると、端面に光源2を設けた導光板
1の一表面に高分子フィルム4を貼付しただけなので、
反射型液晶表示装置用の薄型照明を簡易な構造で実現で
きる。
【0018】また、液晶パネル6に入射した光13が、
散乱反射板10で反射されて、観察者の視角である前面
方向へ帰るときは、高分子フィルム4および導光板1は
透明なので、ディスプレイの像が歪みやぼやけることな
く見える。また、環境照明と、反射型液晶表示装置の照
明装置5の両方で照らすことになるので、反射型の液晶
パネル6と照明装置5を組み合わせた反射型液晶表示装
置は、非常に低電力で、明るい表示が得られ、カラー化
も容易で暗いところでも使える。
【0019】なお、前記実施の形態では、高分子フィル
ム4は導光板1の全面に貼付したが、導光板1の面積が
大きいために輝度に分布ができてしまうときは、高分子
フィルム4を部分的に貼付し、その分布を調整すること
で輝度むらを解消できる。例えば、15cm×20cmの導
光板1では、高分子フィルム4を2mm幅のストライプ
状に切断したものを間隔を空けて貼付し、光源に近いと
ころでは貼付のピッチを10mm、最も遠いところでは4
mmとなるよう、ピッチを徐々に変えると、かなり均一な
照明が可能となった。
【0020】また、前記実施の形態では、高分子フィル
ム4に既存のルミスティーを使用したため、25度から
55度の入射光を散乱するものであったが、全反射角は
42度なので、少なくとも42度から55度の入射角に
対して散乱透過する光制御機能があればよい。なお、
記実施の形態では、液晶パネル6を用いたが、散乱反射
面を有する反射型ディスプレイ、例えば、印刷物などに
対しても、本発明の反射型液晶表示装置の照明装置5は
同様の効果がある。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の反射型液晶表示装置の照
明装置によると、端面に光源を設けた導光板の一表面
高分子フィルムを貼付しただけなので、反射型液晶表示
装置用の薄型照明を簡易な構造で実現できる。また、反
射型液晶表示装置に入射した光が反射型液晶表示装置に
て散乱反射して前面の観察者方向へ帰るとき、高分子フ
ィルムおよび導光板は透明なので、ディスプレイの像が
歪みやぼけることなく見える。
【0022】請求項記載の反射型液晶表示装置の照明
装置によると、請求項1の効果に加え、導光板の面積が
大きいときでも均一な照明が行える。請求項記載の反
射型液晶表示装置によると、環境照明と照明装置の両方
で照らすので、明るい表示が得られ、カラー化も容易で
暗いところでも使える。また、消費電力も少なくて済
む。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態における反射型液晶表
示装置の斜視図である。
【図2】透過散乱高分子フィルムの機能説明図である。
【図3】従来例のフロントライト照明装置の斜視図であ
る。
【図4】図3のIV部分の拡大斜視図である。
【図5】従来例の導光板のコリメート部における光の進
路を示す図である。
【図6】従来例の導光板の平面部における光の進路を示
す図である。
【符号の説明】
1 導光板 2 蛍光灯光源 3 シート材 4 高分子フィルム(ルミスティー) 5 反射型液晶表示装置の照明装置 6 液晶パネル(反射型ディスプレイ) 7 ガラス基板 8 液晶 9 偏光板 10 散乱反射板 11 電極 12 駆動回路 13,14 光線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−97129(JP,A) 特開 平2−280102(JP,A) 特開 平8−122757(JP,A) 特開 平8−50291(JP,A) 特開 平8−122755(JP,A) 特開 平5−303069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13357

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状の導光板と、前記導光板の端面に
    設けた光源と、前記導光板の観察者側とは反対側の面
    貼付し特定の角度範囲の入射光を散乱透過させ、他の角
    度範囲の入射光は直進透過させる高分子フィルムとを備
    え、 前記特定の角度範囲が、前記導光板の法線方向で観察者
    方向を0度とし、前記光源に近づく向きに、42度から
    55度の範囲を含み、前記他の角度範囲が前記導光板の
    略法線方向の角度範囲を含むことを特徴とする反射型液
    晶表示装置の照明装置。
  2. 【請求項2】 高分子フィルムを導光板に部分的に貼付
    し、前記貼付する部分の面積を光源から遠いほど大きく
    したことを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装
    置の照明装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の反射型液
    晶表示装置の照明装置を有し、前記反射型液晶表示装置
    の照明装置の高分子フィルム側に反射型液晶表示装置の
    液晶表示面を接面することを特徴とする反射型液晶表示
    装置。
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