JP3869914B2 - 照光ユニット及びそれを使用した液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン、自動車、玩具等の表示に使用される液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置は、反射型、半透過型、或いは透過型の3種類のタイプが存在する。
そして、従来の反射型の液晶表示装置は、図8に示すように、液晶セル21が、上下二枚の矩形状のガラスから成る絶縁基板22と23との間に液晶(図示せず)を封入し、上下の絶縁基板22と23に偏光板24、25を貼着して構成されている。
そして、フイルム状の透明樹脂材料の一面に銀層の反射部26aを設けた反射部材26を、液晶セル21の裏面に配設すると共に、この反射部材26の裏面にフイルム状のプラスチックから成る保護部材27を配設した構成となっている。
【0003】
そして、このような反射型の液晶表示装置は、液晶セル21の正面である観測者が観測する面から外光が液晶セル21に入り、この外光が反射部材26によって反射されて、液晶セル21の表示を観測するようになっている。
そして、この反射型においては、外部が暗くなると光が弱いため、視認性が悪いものであった。
【0004】
また、従来の半透過型の液晶表示装置は、図9に示すように、液晶セル21が、上下二枚の矩形状のガラスから成る絶縁基板22と23との間に液晶(図示せず)を封入し、上下の絶縁基板22と23に偏光板24、25を貼着して構成されている。
そして、下部の偏光板25の裏面には、銀蒸着から成り、光を透過することが出来ると共に光を反射できる反射部材28を設け、且つ、この反射部材28に裏面には、光源であるEL(エレクトロルミネッセンス)29を配設した構成となっている。
【0005】
そして、このような半透過型の液晶表示装置は、先ず、外周が明るい内は、液晶セル21の正面である観測者が観測する面から外光が液晶セル21に入り、この外光が反射部材28によって反射されて、液晶セル21の表示を観測するようになっている。
そして、外周が暗くなると、EL29を点灯し、このEL29の光が反射部材28を通して液晶セル21の表示を観測するようになっている。
そして、この半透過型においては、EL29からの光が反射部材29を通過するため、光が減衰して、液晶セル21への照光効率が悪く、表示が見にくいものであった。
【0006】
また、従来の透過型の液晶表示装置は、図10に示すように、液晶セル21が、上下二枚の矩形状のガラスから成る絶縁基板22と23との間に液晶(図示せず)を封入し、上下の絶縁基板22と23に偏光板24、25を貼着して構成されている。
そして、一面に300ミクロン程度のピッチで凹凸部を有し、アクリル等の透明樹脂材料から成る導光板30が、下部の偏光板25の裏面に凹凸部を位置させて配設され、冷陰極管等から成る光源31で、導光板30に光を当てる構成となっている。
【0007】
そして、このような透過型の液晶表示装置は、常時光源31を点灯して光を導光板30に導き、導光板30の凹凸部で光を液晶セル21に通し、液晶セル21の正面である観測者が観測する面から液晶セル21の表示を観測するようになっている。
そして、この透過型においては、導光板30からの光が観測者に直接、目に入り、ギラギラした状態となり、表示が見にくくなる。
また、導光板30に設けられた凹凸部は、300ミクロン程度の大きなピッチであるため、観測者が表示を観測する時、この凹凸部が見え、品質を悪くするものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、従来の液晶表示装置の反射型においては、外部が暗くなると光が弱いため、視認性が悪く、また、半透過型においては、EL29からの光が反射部材29を通過するため、光が減衰して、液晶セル21への照光効率が悪く、表示が見にくいものであった。
また、透過型においては、導光板30からの光が観測者に直接、目に入り、ギラギラした状態となり、表示が見にくくなる上に、導光板30に設けられた凹凸部は、300ミクロン程度の大きなピッチであるため、観測者が表示を観測する時、この凹凸部が見え、品質を悪くするものであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第1の解決手段として本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、一方の面に微細な凹凸部のプリズム部を複数有し、他方の面を平面にした導光板と、該導光板の側部に配設された光源と、反射部材とを備え、前記プリズム部は、前記凹凸部を構成する凸部がその断面において山形形状で形成され、前記液晶セルの正面に、前記平面を前記液晶セル側に位置させた状態で前記導光板が配置されると共に、前記液晶セルの裏面、又は内側に、前記反射部材を配置させて、前記光源からの光を前記導光板の側部から入光させ、この側部から入光させた光を前記導光板の内部で伝搬させて前記複数のプリズム部で反射させて前記液晶セル側に出射させると共に、該出射した光を前記反射部材で反射させて前記プリズム部を含む導光板を透過させて外部に出射自在とされ、前記プリズム部を設けた導光板の一方の面の外方側から前記プリズム部を含む前記導光板を介して前記液晶セルの表示を目視自在とされる一方、前記山形形状の凸部は、断面三角形状に形成されて、前記凸部が前記導光板の側部に近い側から離れる側にかけて繰り返し複数、前記凸部間に平坦部を設けるように、かつ、各凸部が、前記導光板の側部から遠のくに従って順次高くなるように形成され、前記光源の光が入光する前記導光板の側部から近い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が、前記導光板の側部から遠い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度より小さな三角形状に形成され、前記山形形状の前記凸部において、前記導光板の側部から遠い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が40〜50度の範囲に形成され、前記山形形状の前記凸部において、前記導光板の側部から近い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が2.5〜8度に形成されるとともに、前記導光板の凸部が前記導光板の側部から1〜100ミクロンのピッチで形成されたことを特徴とする。
本発明は第2の解決手段として、前記三角形状の凸部が、前記導光板の側部と略平行な線に沿って設けられたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置を図1〜図7に基づいて説明すると、図1は本発明の液晶表示装置の側面図、図2は本発明の液晶表示装置に係る導光板の一部の平面図、図3は本発明の液晶表示装置に係る導光板の一部の側面図、図4は本発明の液晶表示装置に係る導光板の要部の拡大図、図5は本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の一部の平面図、図6は本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の一部の断面図、図7は本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の要部の拡大図である。
【0011】
そして、本発明の液晶表示装置は、図1〜図4に示すように、液晶セル1が、上下二枚の矩形状のガラスから成る絶縁基板2と3との間に液晶(図示せず)を封入し、上下の絶縁基板2と3に偏光板4、5を貼着して構成されている。
また、反射部材6は、フイルム状の透明樹脂材料の一面に銀層から成る反射部6aを設けて形成され、この反射部材6は、液晶セル1の裏面に配設されている。
また、反射部材6は、絶縁基板2と3との間に介在させ、液晶セル1の内側に設けても良く、この場合、偏光板5は不要となる。
また、この反射部材6は、図9で示したように、下部の偏光板5の裏面に、銀層から成る反射部を設けて反射部材を形成しても良い。
また、フイルム状のプラスチックから成る保護部材7を有し、この保護部材7が反射部材6の裏面に配設されている。
【0012】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶セル1の正面側に配設された導光板8と、導光板8の近傍に配設された冷陰極管等から成る光源9を備えている。
そして、この導光板8は、図2〜図4に示すように、光源9が配設される側に位置する側部8aを基準として、その表面である一方の面には1〜100ミクロンのピッチPで、三角状で山形形状の凸部8bと平坦部8cとから成る微細な凹凸部8dが形成され、凹凸部8dの反対面である他方の面には、平らな平面8eとなっている。
更に、凹凸部8dの凸部8bは、側部8aと略平行な線Sに沿って形成されると共に、この凸部8bの平坦部8cからの高さHは、光源9が配置される側の側部8aから遠くなるに従って順次高くしてあり、光源9からの距離の遠近による光量バラツキを防止している。
更に、三角状の山形形状の凸部8bは、図4に示すように、凸部8bの頂点における導光板8の平面8eと平行な線Tと凸部8bの傾斜とでなす角度K1、K2において、光源9側で側部8aから近い側の角度K1が2.5〜8度、光源9側で側部8aから遠い側の角度K2が40〜50度に形成して、導光板8からの光の液晶セル1への導出を良くしている。
即ち、前記凸部8bは、光源9の光が入光する側部8aから近い側の角度K1が側部8aから遠い側の角度K2より小さい不等辺三角形に形成されている。
そして、この導光板8は、平面8eを液晶セル1側に位置させた状態で配設された構成となっている。
【0013】
そして、このような構成の液晶表示装置は、先ず、外周が明るい内は、導光板8を通して液晶セル1の正面である観測者が観測する面から外光が液晶セル1に入り、この外光が反射部材6によって反射されて、導光板8を通して液晶セル1の表示を観測するようになっている。
そして、外周が暗くなると、光源9を点灯し、この光源9の光を導光板8の凹凸部8dで液晶セル1側に導出し、この光を反射部材6で反射させ、導光板8を通して液晶セル1の表示を観測するようになっている。
このように、導光板8から出た極めて明るい光は、反射部材6側に導出されるため、観測側である正面では、ギラギラ感の無い状態で表示を見ることが出来る。
また、導光板8の凹凸部8dの間に平坦部8cを設けることにより、平坦部8cを通して正面からの表示がより見やすくなる。
【0014】
また、図5〜図7は本発明の液晶表示装置の導光板の他の実施形態を示し、この導光板10は、光源9が配設される側に位置する側部10aを基準として、その表面には1〜100ミクロンのピッチPで、山形形状に形成され、導光板10の平面における裾野部の形状が楕円状に形成された複数の凸部10bと平坦部10cとから成る凹凸部10dが形成され、裏面には平らな平面10eが形成されている。
更に、凹凸部10dの凸部10bは、側部10aと略平行な線S上に設けられた複数個の頂部が円弧状の山形形状に形成されると共に、この凸部10bの平坦部10cからの高さHは、光源9が配置される側の側部10aから遠くなるに従って順次高くしてある。
更に、山形形状の凸部10bは、図7に示すように、楕円状の裾野部の長軸Aが前記線S上に位置すると共に、この一つの凸部10bの長軸Aの長さを1〜100ミクロンとし、また、凸部10bの長軸Aと直交する短軸Bと長軸Aとの関係をA>Bとしてある。
そして、この導光板10は、前記実施例と同様に、平面10eを液晶セル1側に位置させた状態で配設された構成となっている。
そして、頂部が楕円状の凸部10bを有する凹凸部10dを設けることにより、導光板10からの光を一層効率よく液晶セル1側に導出できるものである。
【0015】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの裏面、又は内側に反射部材を配設すると共に、液晶セルの正面に、平面を液晶セル側に位置させた状態で導光板を配設したものであるため、外周が明るい時は外光によって液晶セルの表示を見ることが出来、また、外周が暗くなると、光源からの光を、正面の導光板の端部から導入して内部を伝搬させながら三角形状のプリズム部を通して液晶セル側に導き反射部材に当てるため、光が従来に比して減衰することがなく、表示の見やすい装置を提供できる。更に、導光板の側部から遠い側の凸部の傾斜と導光板の平面の平行線とのなす角度が40〜50度であり、導光板の側部から近い側の凸部の傾斜と導光板の平面の平行線とのなす角度が2.5〜8度に形成され、更に凹凸部と平坦部が繰り返し形成された構成とすることにより、導光板から液晶セルへの光の導出を効率良く行うことができるとともに、平坦部を通して正面から観察した場合の液晶セルの表示がより見やすくなる効果がある。
また、導光板を正面に配設したため、導光板から出た極めて明るい光は、反射部材側に導出された後に反射部材により反射されて観察側に至るため、観測側である正面では、ギラギラ感の無い状態で表示を見ることが出来る液晶表示装置を提供できる。
また、導光板に凹凸部と平坦部を繰り返し形成した構成を採用することで、平坦部を通して正面から観察した場合の液晶セルの表示がより見やすくなる効果がある。
また、導光板の凹凸部が1〜100ミクロンと小さいピッチで形成されているため、正面から凹凸部が見えなくなり、品質の高い装置を提供できる。
また、導光板の凹凸部の凸部を、側部と略平行な線に沿って三角状の山形形状に形成したため、光源からの光を効率よく液晶セル側に導出できて、表示の見やすい装置を提供できる。
また、導光板の凹凸部の三角形状の凸部を側部と略平行な線に沿って形成するとともに、この凸部の平坦部からの高さを光源が配置される側の側部から遠くなるに従って順次高くすることで、光源からの距離の遠近による光量バラツキを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の側面図。
【図2】本発明の液晶表示装置に係る導光板の一部の平面図。
【図3】本発明の液晶表示装置に係る導光板の一部の側面図。
【図4】本発明の液晶表示装置に係る導光板の要部の拡大図。
【図5】本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の一部の平面図。
【図6】本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の一部の断面図。
【図7】本発明の液晶表示装置に係る導光板の他の実施形態の要部の拡大図。
【図8】従来の反射型の液晶表示装置の側面図。
【図9】従来の半透過型の液晶表示装置の側面図。
【図10】従来の透過型の液晶表示装置の側面図。
【符号の説明】
1 液晶セル
2、3 絶縁基板
4、5 偏光板
6 反射部材
6a 反射部
7 保護部材
8 導光板
8a 側部
8b 凸部
8c 平坦部
8d 凹凸部
8e 平滑面
9 光源
10 導光板
10a 側部
10b 凸部
10c 平坦部
10d 凹凸部
10e 平滑面
Claims (2)
- 液晶セルと、一方の面に微細な凹凸部のプリズム部を複数有し、他方の面を平面にした導光板と、該導光板の側部に配設された光源と、反射部材とを備え、前記プリズム部は、前記凹凸部を構成する凸部がその断面において山形形状で形成され、
前記液晶セルの正面に、前記平面を前記液晶セル側に位置させた状態で前記導光板が配置されると共に、前記液晶セルの裏面、又は内側に、前記反射部材を配置させて、前記光源からの光を前記導光板の側部から入光させ、この側部から入光させた光を前記導光板の内部で伝搬させて前記複数のプリズム部で反射させて前記液晶セル側に出射させると共に、該出射した光を前記反射部材で反射させて前記プリズム部を含む導光板を透過させて外部に出射自在とされ、前記プリズム部を設けた導光板の一方の面の外方側から前記プリズム部を含む前記導光板を介して前記液晶セルの表示を目視自在とされる一方、
前記山形形状の凸部は、断面三角形状に形成されて、前記凸部が前記導光板の側部に近い側から離れる側にかけて繰り返し複数、前記凸部間に平坦部を設けるように、かつ、各凸部が、前記導光板の側部から遠のくに従って順次高くなるように形成され、前記光源の光が入光する前記導光板の側部から近い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が、前記導光板の側部から遠い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度より小さな三角形状に形成され、
前記山形形状の前記凸部において、前記導光板の側部から遠い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が40〜50度の範囲に形成され、前記山形形状の前記凸部において、前記導光板の側部から近い側の前記凸部の傾斜と前記導光板の平面の平行線とのなす角度が2.5〜8度に形成されるとともに、前記導光板の凸部が前記導光板の側部から1〜100ミクロンのピッチで形成されたことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記三角形状の凸部が、前記導光板の側部と略平行な線に沿って設けられたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
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