JP4238471B2 - 反射型表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状発光体、反射型表示装置及び電子機器に係り、特に、表示面の前面側に配置され、夜間などにおいて表示面を照らして視認可能にするためのフロントライトとして構成する場合に好適な面状発光体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から携帯機器などには消費電力の小さい反射型の液晶表示パネルが用いられているが、この反射型の液晶表示パネルは夜間などの暗所では表示が見えないという問題点がある。一方、透過型の液晶表示パネルはバックライトを備えていることから暗所でも表示を見ることができるが、バックライトの消費電力が多いとともに、明るい昼間に建物の外部で使用する場合には却って表示が見にくくなるという問題点がある。前記の問題点を解決するために、反射型の液晶表示パネルの前面に導光板を設置し、導光板の端部近傍に配置した冷陰極管などの光源からの光を導光板内に導入し、導光板の板面から液晶表示パネルに向けて光を照射することによって暗所でも表示を見ることができるようにした面状発光体であるフロントライトを備えた液晶表示装置が提案されている。このフロントライトを備えた液晶表示装置において、昼間や明るい場所においては導光板を通して液晶表示パネルを視認できるため、通常の反射型の液晶表示パネルとして用いることができ、暗所ではフロントライトを点灯することによって液晶表示パネルを照明し、表示を視認可能とすることができる。
【０００３】
図１３は、従来の液晶パネル用フロントライトが備えられた反射型液晶表示装置を示す概略構成図である。図１３中、１３０は、反射型液晶表示装置である。この反射型液晶表示装置１３０は、基板１３１と対向基板１３２とをシール材１３４を介して貼り合わせた液晶セル内に液晶層１３３が封入されて構成されている。基板１３１の内面上には反射層（図示略）が形成され、さらにこの上に複数の画素電極１３１ａが形成され、対向基板１３２の内面上には透明な複数の対向電極１３２ａが形成され、さらに、画素電極１３１ａ、対向電極１３２ａの対向面側には、それぞれ、配向膜（図示略）が形成されている。
【０００４】
そして、この液晶表示装置１３０の有効表示領域にほぼ対応した前面位置（図１３では上面位置）にフロントライト２２０の導光板２２２が配置されている。
【０００５】
このフロントライト２２０は、図１４に示すように冷陰極管などの光源２２１と、光源２２１からの光を端面２２２ｄから導入して図示右側へと導くように板状に形成されたアクリル樹脂などの高屈折率素材からなる導光板２２２と、光源２２１を取り囲むように配置された反射板２２３とから構成される。前記の光源２２１は、反射型液晶表示装置１３０のパネル面のコントラストが高い領域が広い側と反対側に配置されている。
【０００６】
導光板２２２の表面上（図１４では上面上）には緩い傾斜角を有する緩斜面部２２２ａと、緩斜面部２２２ａよりも急な傾斜角を有する急斜面部（作用面部）２２２ｂとが図示右側に向けて周期的に形成されている。これらの緩斜面部２２２ａと急斜面部２２２ｂとはそれぞれストライプ状に図１４の紙面垂直方向に伸びるように構成されている。前記急斜面部２２２ｂの傾斜角（θ１）は、２５゜〜５５゜の範囲内に設定されている。また、この急斜面部２２２ｂは、主たる観察方向α（即ち、観察者又は使用者の視線方向）と対向するように、すなわち、液晶表示装置の手前側を向くように設けられている。
【０００７】
一方、導光板２２２の裏面２２２ｃは平坦面（平面状）にされている。
【０００８】
このような構成のフロントライト２２０が備えらえた液晶表示装置１３０では、導光板２４２の左端部側に設けられた光源２２１から光が導光板２２２の内部へ導入されると、導光板２２２の内面において全反射し、図１４の右側へ伝わっていくが、急斜面部２２２ｂにおいて全反射すると裏面２２２ｃに向かい、そのまま照明光２２２ｅとして裏面２２２ｃから図１４の下方へと放出される。そして、導光板２２２の裏面２２２ｃから放出された照明光２２２ｅは、さらに液晶パネルに導かれる。液晶パネルの内部に導かれた照明光２２２ｅは液晶パネル内の前記反射層に到達すると反射し、液晶パネル外へ出て導光板２２２の内部を透過して導光板外部へと放出され、観察者又は使用者の目に至る。
【０００９】
なお、導光板２２２の上方から導光板を視認すると、導光板２２２自体は透明素材で形成されているために導光板２２２を透過してその下方の液晶表示装置１３０の表示を視認することが可能になる。
【００１０】
図１５は、従来の液晶パネル用フロントライトのその他の例の一部を示す拡大断面図である。
【００１１】
図１５に示すフロントライト２４０が、図１４に示したフロントライト２２０と略同様の構成であるが、導光板２４２の表面上には緩い傾斜角を有する緩斜面部（作用面部）２４２ａ及び緩斜面部２４２ａよりも急な傾斜角を有する急斜面部２４２ｂから形成されるくさび状の溝２４２ｇと、溝２４２ｇに隣接する平坦部２４２ｈとが図示右側に向けて周期的に形成されている。これらの溝２４２ｇ及び平坦部２４２ｈはそれぞれストライプ状に図１５の紙面垂直方向に伸びるように構成されている。緩斜面部２４２ａの傾斜角（θ１）は、２５゜〜５５゜の範囲内に設定されている。また、この緩斜面部２４２ａは、主たる観察方向（観察者又は使用者の視線方向）αと対向するように、すなわち液晶表示装置の手前側を向くように設けられている。
【００１２】
このような構成のフロントライト２４０は、図１４に示したフロントライト２２０と同様に、図１３に示したような液晶表示装置１３０の有効表示領域にほぼ対応した前面位置（図１３の上面側）に導光板２４２を配置して使用される。
【００１３】
このような構成のフロントライト２４０が備えられた液晶表示装置では、光源２４１から光が導光板２４２の内部へ導入されると、導光板２４２の内面において全反射し、図１５の右側へ伝わっていくが、緩斜面部２４２ａにおいて全反射すると裏面２４２ｃに向かい、そのまま照明光２４２ｅとして裏面２４２ｃから図１５の下方へと放出される。このため、導光板２４２の板面において光を下方へ照射することができる。
【００１４】
そして、導光板２４２の裏面２４２ｃから放出された照明光２４２ｅはさらに液晶パネルに導かれる。液晶パネルの内部に導かれた照明光２４２ｅは液晶パネル内の反射層に到達すると反射し、液晶パネル外へ出て導光板２４２の内部を透過して導光板２４２外部へ放出され、観察者又は使用者の目に至る。
【００１５】
なお、先の例のフロントライト２２０と同様、観察者又は使用者が導光板２４２の上方から導光板２４２を視認すると、導光板２４２自体は透明素材で形成されているために導光板２４２を透過してその下方の液晶表示装置の表示を視認することが可能になる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような従来のフロントライト２４０が備えられた反射型液晶表示装置１３０においては、太陽光、蛍光灯等の強い外部光が特定の方向に存在し、この特定の方向以外の方向の外部光が弱い場合、具体的には、図１７のように液晶表示装置を見る場合、強い外部光Ｌが液晶表示装置の奥側（液晶表示装置から見て観察者又は使用者の存在する方向と９０゜程度反対側、即ち、観察者又は使用者側を液晶表示装置の前側とすると奥側）から侵入し、その他の方向の外部光が弱いときには、像が二重に観察されるという問題点がある。
【００１７】
図１６に、従来のフロントライト２４０が備えられた反射型液晶表示装置１３０における二重像の問題を模式的に説明する。
【００１８】
特定方向に著しく強い外部光がない通常の周囲光で表示を観察する状態では図１６（Ａ）に示すように、導光板２４２を通過した種々の方向からの光は表示部Ｘにおいて反射し、液晶層１３３、対向基板１３２及び導光板２４２の内部を透過し、出射角θｏｕｔで導光板外部へと放出され、観察者又は使用者の目に至る。このとき、表示は表示部Ｘと同位置に観察されるので二重像は発生しない。
【００１９】
しかしながら、図１６（Ｂ）に示すように特定方向（フロントライトの奥側）より入射角（θｉｎ）で入射した強い光（太陽光や蛍光灯の強い光）が導光板２４２、対向基板１３２及び液晶層１３３の内部を透過し、表示部Ｘにおいて反射し、液晶層１３３、対向基板１３２及び導光板２４２の内部を透過し、導光板外部へ放出される際に、導光板表面上の緩斜面部２４２ａを透過して、出射角（θｏｕｔ）で導光板外部に放出される場合においては、あたかも表示部Ｘから観察者側に若干離れた隣接部Ｙに像があるかのように観察される。この結果、表示は本来の表示部Ｘとそれより離れた隣接部Ｙの両方において存在するように、像が二重に観察されることになる。また、表示部Ｘと、緩斜面部（作用面部）２４２ａとの距離が長い程、二重像の距離が大きくなってしまい、例えば、導光板２４２の厚みが１ｍｍ程度、溝２４２ｇの深さが１０〜数１０μｍ、対向基板１３２の厚みが５００μｍ程度、導光板２４２と対向基板１３２の距離が５００μｍ程度、液晶層１３３の厚みが数μｍの場合、入射角によっても異なるが、数画素分（数百μｍ〜数ｍｍ）のずれが生じてしまう。当然、入射角（θｉｎ）で入射する光が強いほどこの隣接部Ｙに見える像ははっきりと見え、光が弱ければ像は見えない。
【００２０】
以上の問題は図１４に示すようなフロントライト２２０が備えられた液晶表示装置１３０でも同様に生じる。
【００２１】
そこで本発明は前記問題点を解決するものであり、その課題は、二重像を防止することにより面状発光体としての性能を向上させることである。
【００２２】
また、本発明の他の課題は二重像を防止することができる面状発光体を備えた反射型表示装置及び電子機器を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、二重像を防止すべく、特に、外部光の入射角（θｉｎ）の角度と作用面部の傾斜角（θ１）の角度に着目し、種々の検討及び実験を重ねた結果、二重像が生じる際の外部光の入射角（θｉｎ）の角度は作用面部の傾斜角（θ１）に依存することを究明した。
【００２４】
図１２は、図１５乃至図１６に示したようなフロントライト２４０が備えられた反射型液晶表示装置１３０において、緩斜面部（作用面部）２４２ａの傾斜角（θ１）が４３°の場合に、観察者が液晶表示装置を見る際、外部光の入射角（θｉｎ）の角度と、表示面Ｘから観察者側に二重像ができるときの出射角（θｏｕｔ）の角度との関係を示したグラフである。
【００２５】
図１２のグラフから、作用面部２４２ａのθ１が４３°の場合、θｉｎが４５°のときにθｏｕｔは２０°の方向に、θｉｎが２５°のときにθｏｕｔは０°の方向に、さらにθｉｎが１０°のときにθｏｕｔは−２０°の方向となる。これらのθｉｎの方向から強い入射光があるときθｏｕｔの方向から表示を見た場合に二重像が生じてしまう。具体的に、θｏｕｔが２０°，０°，−２０°となる方向から表示を見た場合に見える二重像の様子を説明するために図１８を基に簡略化して示す。なお、図１８では、溝２４２ｇの記載を省略したが実際には溝２４２ｇが必要個数形成されているものとする。
【００２６】
図１８において通常の周囲光で見る表示をθｏｕｔ１方向の光、強い外部光により二重像として見える光をθｏｕｔ２方向の光として示した。図１８（Ａ）では通常の周囲光で見る表示をθｏｕｔ１が２０°の方向から見ている時に、強い外部光Ｌが、θｉｎ＝４５゜の方向にあるとθｏｕｔ２＝２０°となる方向に光が出てくるので、Ｙの位置に二重像が見えることになる。同様にしてθｏｕｔが０°，−２０°となる方向から見た場合に、強い外部光Ｌのために生じたθｏｕｔ２方向への光による二重像Ｙの見え方を図１８（Ｂ），図１８（Ｃ）に示す。この時のθｉｎの角度が大きい程二重像のずれは大きくなる。
【００２７】
本発明者は、図１２に示した結果に基づいて、さらに、検討及び実験を重ねた結果、導光板の作用面部と、主たる観察方向とのなす角度が０゜乃至７０゜の範囲内に設定すること、あるいは、作用面部の法線の向きを、主たる観察方向（観察者の視線方向）と対向しない向きに設定すると、液晶表示装置を見る場合に、二重像が表示面の手前側（観察者側）にできないので、ずれの大きな二重像は観察方向からは視認できないことを究明し本発明を完成した。またθｉｎが０°から２０°付近の光は、観察者の真後ろから光が来る場合であり、従って、この光は観察者に遮られるため導光板に入射することがなく、二重像は殆ど視認できないことになる。
【００２８】
すなわち、本発明は、反射型液晶パネルと、該反射型液晶パネルの表示面側に配置された光源と、該光源の発する光を端面から導入し、該光を前記反射型液晶パネル側に出射すると共に、前記反射型液晶パネルに反射した光を透過する導光板と、を有する反射型表示装置において、前記導光板の一方の板面に、傾斜面の内面が光源側を向き前記光源からの光を前記反射型液晶パネル側に反射させる複数の作用面部と当該複数の作用面部の間の領域に前記反射型液晶パネルに反射した光を透過させる透過面部とが形成され、前記導光板の他方の板面に、平坦な面が形成されるとともに、前記傾斜面と前記他方の板面とのなす角度が２５°乃至５０°の範囲内であり、前記反射型液晶パネルの表示面の視野角コントラストが高い領域が広い側に、前記光源が配置されることを特徴とする。
【００２９】
このような反射型表示装置において、前記作用面部は、前記板面上において所定の傾斜角度を有する傾斜面部である。作用面部を板面上に形成された傾斜面部とし、その傾斜角度により光の全反射を利用して光の向きを変更し、外部へと放出することで照明光を得ることができる。そして、本発明のような構成の反射型液晶表示装置を見る場合に、太陽光、蛍光灯等の強い外部光が特定の方向に存在し、この特定の方向以外の方向の外部光が弱い場合、具体的には、装置を見る場合に強い外部光が主たる観察方向と対向する方向（面状発光体の奥側）に存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側（観察者側）にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えるのを防止でき、表示の視認性を向上できる。
【００３２】
本発明の反射型表示装置は、前記導光板の一方の板面上の所定方向に向けて、前記作用面部と該作用面部に隣接した作用面部よりも傾斜の緩い緩傾斜の透過面部とが交互に繰り返し形成されてなるものであってもよい。
【００３３】
本発明の反射型表示装置は、前記導光板の一方の板面上の所定方向に向けて、前記作用面部と該作用面部よりも傾斜のきつい透過面部を少なくとも有する溝と平坦な透過面部とが交互に繰り返し形成されてなるものであってもよい。
【００３７】
前記導光板には、一方の板面に傾斜面の内面が光源側を向く複数の作用面部と当該複数の作用面部の間の領域に透過面部が形成され、他方の板面に平坦な面が形成されるとともに、前記傾斜面と前記他方の板面とのなす角度が２５°乃至５０°の範囲内とする構成により、前記光源から導光板の内部へ導入された光が導光板の内面において全反射し、さらにこの全反射した光が作用面において全反射する際に、真下側（導光板の裏面側）に強く出射させることができ、明るい表示が得られる。
【００３９】
本発明の反射型表示装置において、前記光源は、前記導光板の端面の側方で、前記反射型液晶パネルの表示面のコントラストが高い領域が広い側に配置されていることが望ましい。本発明はこのような場合に特に二重像を防止するものとして有効である。
【００４１】
本発明の反射型表示装置は、前記作用面部を構成する傾斜面の法線方向の前記反射型液晶パネルの表示面への写像が表示された文字に対して上向きであることを特徴とする。
【００４２】
本発明の反射型表示装置は、前記光源が反射型液晶パネルに表示された文字の下方側に配置されていることを特徴とする。
【００４３】
このような反射型表示装置とすることにより、この装置を見る場合に、太陽光、蛍光灯等の強い外部光が特定の方向に存在し、この特定の方向以外の方向の外部光が弱い場合、具体的には、この装置を見る場合に強い外部光が主たる観察方向と対向する方向（面状発光体の奥側）に存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側（観察者側）にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えることがなく、表示の視認性が優れたものを提供できる。
【００４４】
本発明の電子機器は、前記の反射型表示装置を表示面に備えたことを特徴とする。このような電子機器とすることにより、面状発光体が前側に備えらえた表示面を見る場合に、太陽光、蛍光灯等の強い外部光が特定の方向に存在し、この特定の方向以外の方向の外部光が弱い場合、具体的には、前記表示面を見る場合に強い外部光が主たる観察方向と対向する方向（面状発光体の奥側）に存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側（観察者側）にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えることがなく、表示の視認性が優れたものを提供できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【００４６】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る面状発光体の第１実施形態であるフロントライト１０の構造を模式的に示す概略断面図である。
【００４７】
第１実施形態のフロントライト１０は、冷陰極管等からなる光源１１と、端面１２ｄから光を導入するように構成され、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などからなる透明な導光板１２と、光源１１の周囲を取り囲む反射板１３とを具備して構成されている。前記導光板１２の表面上（図１の上面上）には、平面ストライプ状の緩斜面部（透過面部）１２ａ及び急斜面部（作用面部）１２ｂが、それぞれの突出端にて相互に接続されたくさび状の突起を構成するように設けられ、これらが図示左右方向に繰り返し形成されている。また、導光板１２の裏面１２ｃは平坦面（平面）とされている。
【００４８】
前記の光源１１の配設位置は、導光板１２の端面のうち主たる観察方向α側（図示右側：観察者又は使用者に近い側）に設けられていることが、二重像を防止できる効果が優れる点で好ましい。また光源１１を観察方向α側とは反対側（図示左側）の端面の側方に設け、導光板内からの光に対して光反射機能を持つ部材（反射鏡等）を観察方向α側（図示右方向）の端面に設ける構造にしても二重像を防止することができる効果については同等である。
【００４９】
また、前記急斜面部１２ｂの法線Ｈの向きは、主たる観察方向αと対向しない向き（図１の左斜め上方向：即ち、図１では観察方向αとは９０゜近い角度で反対側向き）に設定されている。急斜面部１２ｂの法線Ｈの向きが、主たる観察方向αと対向する方向に設定されていると、図１４乃至図１５に示した従来のフロントライトと同様の問題が生じてしまう。即ち、二重像を生じてしまう。
【００５０】
図２に、本実施形態における導光板１２の形状を規定するための各種形状値、すなわち、急斜面部１２ｂの傾斜角（θ１：導光板１２の裏面１２ｃ（平面）に対する傾斜角）、緩斜面部１２ａの傾斜角（θ２：導光板１２の裏面１２ｃ（平面）に対する傾斜角）、急斜面部１２ｂと主たる観察方向αとのなす角度（θ３）、突起の高さｄ、突起の幅Ｐ、幅Ｐのうちの急斜面部１２ｂの幅ｐ１、緩斜面部１２ａの幅ｐ２を示す。
【００５１】
ここで、本実施形態のフロントライト１０を高精細な液晶パネルの表示面の前面側（上面側）に配置する場合には、前記の突起の幅Ｐは１００〜５００μｍ、好ましくは２００〜４００μｍである。幅Ｐが大き過ぎると視認性が悪化し、幅Ｐが小さすぎると液晶パネルなどのドット構造の寸法の関係で干渉作用によってやはり視認性が悪化する。θ１は大きすぎても小さすぎても照明光量が低下し、θ２が大きすぎると導光板の透視特性が悪化し、小さすぎると幅Ｐが大きくなってしまう。突起の高さは大きすぎると屈折により導光板の透視特性が悪化し、小さすぎると幅Ｐやθ１、θ２を十分に確保することが困難になる。
【００５２】
また、傾斜角度θ１は、２５°〜５０°とすることが、光源１１から導光板１２の内部へ導入された光が導光板１２の内面において全反射し、さらにこの全反射した光が急斜面部１２ｂにおいて全反射する際に、真下側（導光板の裏面１２ｃ側）に強く出射させることができる点で、好ましい。
【００５３】
急斜面部１２ｂと主たる観察方向αとのなす角度（θ３）が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されている。θ３が前記の範囲外であると、図１４乃至図１５に示した従来のフロントライトと同様の問題が生じてしまう。
【００５４】
従ってθ１（作用面部の傾斜角）は２５゜〜５０°、好ましくは３０゜〜５０°、θ２（透過面部の傾斜角）は５°以下、突起の高さｄは４０μｍ以下であり、突起の高さと幅との関係はｄ＜Ｐ／１０、θ３は０゜乃至７０゜の範囲内であることが望ましい。
【００５５】
本実施形態において導光板１２の光屈折率をｎとすると、光源１１から発せられる光が導光板内を導光するとき、導光板１２の表面に対する入射角φ１がｓｉｎφ＝１／ｎにおけるφ以上であれば光は全反射して導光板１２の内部へ戻り、φ未満であればｓｉｎδ＝ｎ・ｓｉｎφ１における角度δで導光板１２から出射される。ここで、透明アクリル樹脂はｎ＝１．４９、透明ポリカーボネート樹脂はｎ＝１．５９である。
【００５６】
このフロントライト１０では、導光板１２の右端部側に設けられた光源１１から光が導光板１２の内部へ導入されると、導光板１２の内面において全反射し、図示左側へ伝わっていくが、急斜面部１２ｂにおいて全反射すると裏面１２ｃに向かい、そのまま照明光１２ｅとして裏面１２ｃから図示下方へと放出される。このため、導光板１２の板面において光を下方へ照射することができる。なお、導光板１２の上方から導光板１２を視認すると、導光板自体は透明素材で形成されているために、導光板１２を透過してその下方に設けられる液晶パネルの表示を視認することができる。
【００５７】
第１実施形態のフロントライト１０においては、作用面部としての急斜面部１２ｂの法線Ｈの向きは主たる観察方向αと対向しない向きに設定され、しかも急斜面部１２ｂと主たる観察方向αとの角度（θ３）が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されたものであるので、このフロントライト１０を反射型液晶表示装置に備え、この装置を見る場合に強い外部光が主たる観察方向αと対向する方向（フロントライト１０の奥側）Ｌに存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側（観察者側）にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えるのを防止でき、表示の視認性を向上できる。
【００５８】
同図において、θｉｎが０°から２０°付近の外部光は、観察者の真後ろからくる場合であり、従って、この外部光は観察者に遮られるため導光板１２に入射することがなく、二重像は殆ど視認できない。
【００５９】
（第２実施形態）
図３は本発明に係る面状発光体の第２実施形態であるフロントライト４０の構造を模式的に示す概略断面図である。
【００６０】
図２において、フロントライト４０は、冷陰極管等からなる光源４１と、端面４２ｄから光を導入するように構成され、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などからなる透明な導光板４２と、光源４１の周囲を取り囲む反射板４３とから構成されている。導光板４２の表面上には、平面ストライプ状の緩斜面部（作用面部）４２ａ及び急斜面部（透過面部）４２ｂから形成されるくさび状の溝４２ｇと、溝４２ｇに隣接する平坦部（透過面部）４２ｈが設けられ、これが図示左右方向に繰り返し形成されている。また、導光板４２の裏面４２ｃは平坦面（平面）とされている。
【００６１】
前記の光源４１の配設位置は、導光板４２の端面のうち主たる観察方向瘻、（図示右方向）に設けられていることが、二重像を防止できる効果が優れる点で好ましい。
【００６２】
緩斜面部４２ａの法線Ｈの向きは、主たる観察方向（観察者又は使用者の視線方向）αと対向しない向き（図３の左方向）に設定されている。緩斜面部４２ａの法線Ｈの向きが、主たる観察方向αと対向する方向に設定されていると、図１４乃至図１５に示した従来のフロントライトと同様の問題が生じてしまう。
【００６３】
緩斜面部（作用面部）４２ａの傾斜角（θ１）は、２５゜〜５０°とすることがより好ましい。
【００６４】
また、緩斜面部４２ａと主たる観察方向αとのなす角度（θ３）が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されている。θ３が前記の範囲外であると、図１４乃至図１５に示した従来のフロントライトと同様の問題が生じてしまう。
【００６５】
第２実施形態のフロントライト４０においては、作用面部としての緩斜面部４２ａの法線Ｈの向きは主たる観察方向αと対向しない向きに設定され、しかも緩斜面部４２ａと主たる観察方向αとの角度（θ３）が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されたものであるので、前記第１実施形態のフロントライト１０と同様の効果が得られる。
【００６６】
なお、前記の第１及び第２実施形態のフロントライトにおいては、傾斜面部を上面（観察者側の表面）に形成した導光板について構成したものであるが、本発明はこのような形状の導光板に限定されるものではなく、導光板の表裏いずれかの表面に、主として照明光を形成するための作用面部と、主として導光板を透視可能にする透過面部とが形成されており、この作用面部の法線の向きが主たる観察方向と対向しない向きに設定され、または作用面部と主たる観察方向とのなす角度が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されているものであればよい。
【００６７】
また、作用面部及び透過面部は共に平坦な傾斜面でなくても曲面を有するものであってもよい。さらに、作用面部は前記のようにストライプ状に配置されている必要はなく、導光板の板面内において種々の態様で分散配置されていてもよい。このようなさまざまな形状の作用面部であっても、この作用面部の法線の向きが主たる観察方向と対向しない向きに設定し、または前記作用面部と主たる観察方向とのなす角度が０゜乃至７０゜の範囲内に設定することにより、二重像を観察者が視認できないようにすることによって面状発光体としての視認性を向上させることができる。
【００６８】
また、第２実施形態のフロントライトにおいては、導光板４２の板面上に設けられた溝部４２ｇが緩斜面部（作用面部）４２ａと、これに隣接する急斜面部（透過面部）４２ｂから形成されている場合について説明したが、前記の溝部４２ｇは、緩斜面部（作用面部）４２ａと急斜面部（透過面部）４２ｂ以外に平坦部などの他の面を有していてもよい。
【００６９】
次に、図４と図５を基に、先に説明した第１実施形態のフロントライトと第２実施形態のフロントライトを比較する。
【００７０】
図４は先に説明した第２実施形態のフロントライト４０の導光板４２の部分拡大図である。この構造のフロントライト４０においては、緩斜面部４２ａの傾斜角度を導光板４２の上面に対する角度で４３゜に設定し、急斜面部４２ｂの傾斜角度を導光板４２の上面に対する角度で８０゜に設定するものとする。
【００７１】
この第２実施形態のフロントライト４０において、光源４１から導光板４２に入射されて内部を反射しながら伝播する光において、仮に、導光板４２の裏面４２ｃに対して入射角５０゜で入射した光を考える。ここで導光板４２の屈折率ｎを１.４９とした場合、裏面４２ｃに対する法線Ｈｃに対して４２゜以上で入射する光ならば全反射する（例えば、５０°入射、６０°入射の光も全反射する。）が、それよりも低い入射角度の光は大部分が反射せずに透過し、一部のみが反射する。
【００７２】
従って先の５０゜入射光のうち全反射した光ａ２は緩斜面部４２ａに向かい、緩斜面部４２ａを通過して空気中に出る際に緩斜面部４２ａの法線Ｈに対して１０.５゜の角度を有する屈折光ａ３となり、このまま直進して急斜面部４２ｂに到達する。ここで屈折光３ａの一部は、屈折光ａ３を急斜面部４２ｂに到達させた地点に立てられる鉛直線Ｅに対して３７.５゜の角度で反射し、反射光ａ４となって導光板４２の外方に出るとともに、屈折光３ａの残りの一部は再度導光板４２の内部に入射光ａ５となって戻る。ところが、先の反射光ａ４の方向は観察者又は使用者の存在する方向、換言すると、観察者又は使用者の視線方向αに対向する方向であるので、光の反射成分が観察者又は使用者に漏れ光として視認されてしまうことが考えられる。即ち、導光板４２の裏面４２ｃに対して５０゜で入射する光は一部観察者又は使用者に視認されてしまうことになる。
【００７３】
これに対して図５に示す先の第１実施形態の導光板１２であるならば、導光板１２の裏面１２ｃに対して５０゜で入射する光ｂ１は裏面１２ｃにて全反射して急斜面部１２ｂに向かうが、急斜面部１２ｂを通過して外部に出る際に法線Ｈに対して１０.５゜程度屈折したとしても、急斜面部１２ｂから外部に出た屈折光ｂ３の方向は観察者又は使用者の観察方向αとは異なる方向に出射するので、この屈折光ｂ３が観察者に漏れ光として視認されることがない。
【００７４】
この点において先の第２実施形態のフロントライト４０よりも第１実施形態のフロントライト１０の方が漏れ光が視認されてしまうことを防止できるので、より好ましい。
【００７５】
（液晶表示体若しくは電子機器の実施形態）
図６に、図１に示した第１実施形態のフロントライト１０を用いた液晶表示体若しくは電子機器の構成例を示す。
【００７６】
この構成例においては、フロントライト１０の背後（図６では下部側）に反射型液晶表示装置３０が配置されている。
【００７７】
この反射型液晶表示装置３０は、基板３１と対向基板３２とをシール材３４を介して貼り合わせた液晶セル内に液晶層３３が封入されている。基板３１の内面上には反射層を兼ねた画素電極３１ａが形成され、対向基板３２の内面上には透明な対向電極３２ａが形成され、さらに画素電極３１ａ、対向電極３２ａの対向面にはそれぞれ配向膜（図示略）が形成されている。
【００７８】
この液晶表示装置３０の有効表示領域にほぼ対応した前面位置にフロントライト１０の導光板１２が配置される。
【００７９】
フロントライト１０の導光板１２は、急斜面部１２ｂの法線Ｈの向きが主たる観察方向αと対向しない向きに配置されている。
【００８０】
図１９は、図６の液晶表示体若しくは電子機器で表示を行った場合の表示と急斜面部１２ｂの法線Ｈの向きとの関係を模式的に示す斜視図である。同図に示すように文字を表示した場合、急斜面部１２ｂの法線Ｈを表示面へ投影した写像Ｈ’は表示された文字に対して上向きである。この時、光源は反射型表示装置に表示された文字の下方側（手前側）に配置されることになる。
【００８１】
図７は、図６の液晶表示体若しくは電子機器を観測者側から見たときの、液晶パネル面３５と、この上に配置されたフロントライト１０の光源１１との位置関係を模式的に示す概略平面図である。フロントライト１０の光源１１は、導光板１２の端面の側方で、かつ図７に示すように液晶表示装置３０の液晶パネル面のコントラストが高い領域が広い側（即ち観察者側、手前側）に配置されている。
【００８２】
なお、図７の液晶パネル面３５に示された曲線Ｃは、観察方向により異なるコントラストを等コントラスト曲線で極座標上に示したものである。
【００８３】
図７において、コントラストが高い領域は、手前側（観察者側）の方が広くなっている。換言すると、手前側がコントラストの高い領域が広い領域、即ち、視野角の広い領域とされている。
【００８４】
第１実施形態のフロントライト１０が備えられた反射型液晶表示装置３０では、フロントライト１０の光源１１から放出された光は上述の如く急斜面部１２ｂにて反射され、裏面１２ｃに向かい、そのまま照明光１２ｅとして液晶パネル内に導入されて画素電極３１ａにて反射され、再び導光板１２内に導入された後、導光板１２を透過して外部へと放出される。このとき図６に示すように強い外部光が主たる観察方向αと対向する方向（フロントライト１０の奥側）Ｌに存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が装置の手前側（観察者側）にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えることがなく、表示の視認性が優れるという特長を有している。
【００８５】
（液晶表示体若しくは電子機器のその他の実施形態）
図８に、図３に示した第２実施形態のフロントライト４０を用いた液晶表示体若しくは電子機器のその他の構成例を示す。
【００８６】
この構成例においては、フロントライト４０の背後（図８では下方側）に先に述べたものと同様の反射型液晶表示装置３０が配置されている。
【００８７】
この液晶表示装置３０の有効表示領域にほぼ対応した前面位置にフロントライト４０の導光板４２が配置される。
【００８８】
フロントライト４０の導光板４２は、緩斜面部（作用面部）４２ａの法線Ｈの向きが主たる観察方向αと対向しない向きに配置されている。
【００８９】
フロントライト４０の光源４１は、導光板４２の端面の側方で、かつ液晶表示装置３０の液晶パネル面のコントラストが高い領域が広い側（観察者側、手前側）に配置されている。
【００９０】
この実施形態の液晶表示体若しくは電子機器では、先の述べた実施形態のものと同様の作用効果を奏する。
【００９１】
（電子機器のその他の実施形態）
次に、前記の第１及び第２の実施形態のフロントライト１０若しくは４０のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【００９２】
図９は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９において、１０００は携帯電話本体を示し、１００１は前記のフロントライト１０若しくは４０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【００９３】
図１０は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１０において、１１００は時計本体を示し、１１０１前記のフロントライト１０若しくは４０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【００９４】
図１１は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【００９５】
図１１において、１２００は情報処理装置、１２０２はキーボードなどの入力部、１２０４は情報処理本体、１２０１は前記のフロントライト１０若しくは４０のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
【００９６】
図９乃至図１１に示すそれぞれの電子機器は、前記のフロントライト１０若しくは４０のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであるので、表示部を見る場合に強い外部光が存在し、その他の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側にできないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えることがなく、表示品質の優れたものとなる。
【００９７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の面状発光体は、作用面部としての傾斜面部の傾斜面と、主たる観察方向とのなす角度が０゜乃至７０゜の範囲内に設定されたことにより、または作用面部としての傾斜面部の傾斜面の法線の向きが主たる観察方向と対向しない向きに設定されたものであるので、このような構成の本発明の面状発光体を反射型の液晶表示装置の液晶パネルの全面側に備えたり、あるいは電子機器の表示面の全面側に備えると、前記の反射型の液晶装置や電子機器の表示部を見る場合に、太陽光、蛍光灯等の強い外部光が特定の方向に存在し、この特定の方向以外の方向の外部光が弱いときでも、二重像が手前側（観察者側）に出来ないので、観察者は二重像は視認できず、従って、表示が二重に見えるのを防止でき、表示の視認性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る面状発光体の第１実施形態としてのフロントライトの構造を示す模式的な概略断面図である。
【図２】 第１実施形態のフロントライトの導光板の形状を特定する各種寸法値を示す説明図である。
【図３】 本発明に係る面状発光体の第２実施形態としてのフロントライトの構造を示す模式的な概略断面図である。
【図４】 第２実施形態のフロントライトの内部を光が伝搬し、緩斜面部において外部に出た後に再度反射し、観察者側に出る状態を示す説明図。
【図５】 第１実施形態のフロントライトの内部を光が伝搬し、緩斜面部において外部に出た光が観察者側に向かわない状態を説明するための説明図。
【図６】 第１実施形態のフロントライトを用いた液晶表示体若しくは電子機器の構成例として、反射型液晶表示装置の前面にフロントライトを配置した構造を模式的に示す概略構成図である。
【図７】 図６の反射型液晶表示装置のパネル面と、この上に配置された第１実施形態のフロントライトの光源との位置関係を模式的に示す概略平面図である。
【図８】 第２実施形態のフロントライトを用いた液晶表示体若しくは電子機器の構成例として、反射型液晶表示装置の前面にフロントライトを配置した構造を模式的に示す概略構成図である。
【図９】 本発明に係る面状発光体の実施形態としてのフロントライトを用いた電子機器の一例として、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【図１０】 本発明に係る面状発光体の実施形態としてのフロントライトを用いた電子機器の一例として、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【図１１】 本発明に係る面状発光体の実施形態としてのフロントライトを用いた電子機器の一例として、携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【図１２】 従来のフロントライトが備えられた反射型液晶表示装置において、作用面部の傾斜角が４３°の場合に、二重像が生じる際の外部光の入射角の角度と、出射角の角度との関係を示したグラフである。
【図１３】 従来の液晶パネル用フロントライトが備えられた反射型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図１４】 従来の液晶パネル用フロントライトの一部を示す拡大断面図である。
【図１５】 従来の液晶パネル用フロントライトのその他の例の一部を示す拡大断面図である。
【図１６】 図１５に示した従来のフロントライトが備えられた反射型液晶表示装置における二重像の問題を示す説明図である。
【図１７】 従来のフロントライトが備えられた反射型液晶表示装置における二重像の問題を示す説明図である。
【図１８】 従来のフロントライトが備えられた反射型液晶表示装置における二重像の問題を示す説明図である。
【図１９】 第１実施形態のフロントライトを用いた液晶表示体若しくは電子機器の構成例として、反射型液晶表示装置の表示とフロントライトの構造を模式的に示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０、４０ フロントライト（面状発光体）
１１、４１ 光源
１２、４２ 導光板
１２ａ 緩斜面部（透過面部）
１２ｂ 急斜面部（作用面部）
１２ｃ、４２ｃ 裏面
１２ｄ、４２ｄ 端面
１２ｅ、４２ｅ照明光
１３、４３ 反射板
３０ 反射型液晶表示装置
４２ａ 緩斜面部（作用面部）
４２ｂ 急斜面部（透過面部）
４２ｈ 平坦部
４２ｇ 溝
１０００ 携帯電話本体
１００１、１１０１、１２０１ 液晶表示部
１１００ 時計本体
１２００ 情報処理装置
１２０２ 入力部
１２０４ 情報処理本体
α 主たる観察方向
θ１ 作用面部の傾斜角
θ３ 主たる観察方向とのなす角度
Ｈ 法線
Ｈ’ 写像
Ｌ 外部光の方向

Claims (6)

1. 反射型液晶パネルと、
   該反射型液晶パネルの表示面側に配置された光源と、
   該光源の発する光を端面から導入し、該光を前記反射型液晶パネル側に出射すると共に、前記反射型液晶パネルに反射した光を透過する導光板と、を有する反射型表示装置において、
   前記導光板の一方の板面に、傾斜面の内面が光源側を向き前記光源からの光を前記反射型液晶パネル側に反射させる複数の作用面部と当該複数の作用面部の間の領域に前記反射型液晶パネルに反射した光を透過させる透過面部とが形成され、前記導光板の他方の板面に、平坦な面が形成されるとともに、前記傾斜面と前記他方の板面とのなす角度が２５°乃至５０°の範囲内であり、
   前記反射型液晶パネルの表示面の視野角コントラストが高い領域が広い側に、前記光源が配置されることを特徴とする反射型表示装置。
2. 請求項１において、前記反射型表示装置は、前記導光板の一方の板面上の所定方向に向けて、前記作用面部と該作用面部に隣接した作用面部よりも傾斜の緩い透過面部とが交互に繰り返し形成されてなることを特徴とする反射型表示装置。
3. 請求項１において、前記反射型表示装置は、前記導光板の一方の板面上の所定方向に向けて、前記作用面部と該作用面部よりも傾斜のきつい急傾斜の透過面部とを少なくとも有する溝と平坦な前記透過面部とが交互に繰り返し形成されてなることを特徴とする反射型表示装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項において、前記作用面部を構成する傾斜面の法線方向の前記反射型液晶パネルの表示面への写像が表示された文字に対して上向きであることを特徴とする反射型表示装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項において、前記光源が前記反射型液晶パネルに表示された文字の下方側に配置されていることを特徴とする反射型表示装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された反射型表示装置を表示面に備えたことを特徴とする電子機器。

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