JP4399483B2 - Liquid crystal display device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、導光板を被照明物の前面に配してその被照明物を２次元的に面照明する照明
装置及びこれを用いた表示機器に係り、特に、この導光板の光拡散性を中心とする照明機
能、視認性、コントラスト、省エネルギー性などを著しく向上させた照明装置及びこれを
用いた表示機器に関する。
The present invention relates to an illuminating device that illuminates an object to be illuminated two-dimensionally by arranging the light guide plate on the front surface of the object to be illuminated, and a display device using the same, and in particular, the light diffusibility of the light guide plate. The present invention relates to an illuminating device and a display device using the illuminating device in which the central illumination function, visibility, contrast, energy saving and the like are remarkably improved.
従来、液晶表示装置などの面状の照明を必要とする表示機器に対して種々の面照明機能
を発揮する照明装置が使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, illumination devices that exhibit various surface illumination functions are used for display devices that require planar illumination, such as liquid crystal display devices.
例えば、液晶表示パネルなどの被照明体の背面に配置する照明装置が知られており、こ
の照明装置の場合、通常、常時照明を点灯するようになっている。また、反射機能を有す
る液晶表示装置に搭載する照明装置が知られている。この照明装置の場合、液晶表示パネ
ルの背面に反射板を配置し、外部光の照明により使用していた。さらに外部が明るい時は
反射を、暗いときにはバックライト照明を使い分ける照明装置として、液晶表示パネルの
背面に半透過反射板とともに配置する照明装置も知られている（これらは例えば、特開昭
５７−０４９２７１号、特開昭５７−０５４９２６号、特開昭５８−０９５７８０号参照
）。
For example, an illuminating device disposed on the back surface of an object to be illuminated such as a liquid crystal display panel is known, and in the case of this illuminating device, the illumination is usually always turned on. Further, an illumination device mounted on a liquid crystal display device having a reflection function is known. In the case of this illuminating device, a reflecting plate is disposed on the back surface of the liquid crystal display panel and used by illumination with external light. Further, as an illuminating device that selectively uses reflection when the outside is bright and uses backlight illumination when it is dark, there is also known an illuminating device that is disposed on the back surface of the liquid crystal display panel together with a transflective plate (see, for example, JP-A-57-57). No. 042771, JP-A-57-054926, JP-A-58-095780).
しかしながら、従来の照明機能だけを有する照明装置は、光源を常時点灯させているた
め電力消費が大きく、例えば携帯用機器の照明としては長時間使用できないという問題が
あった。また従来の反射機能だけを有する照明装置を液晶表示装置等に搭載した場合、表
示画面のコントラストが低く、外部が暗いところでは使用できないという問題があった。
さらに半透過反射板とともに用いる照明装置の場合、反射で用いたときもバックライト照
明で用いたときも表示が暗いという問題を必然的に有しており、中途半端な技術のため、
なかなか普及していないのが実態である。
However, a conventional lighting device having only a lighting function consumes a large amount of power because the light source is always turned on, and there is a problem that it cannot be used for a long time, for example, as lighting for portable equipment. Further, when a conventional lighting device having only a reflection function is mounted on a liquid crystal display device or the like, there is a problem that the display screen has a low contrast and cannot be used in a dark place outside.
Furthermore, in the case of an illuminating device used with a transflective reflector, the display inevitably has a problem that the display is dark when used in reflection and in backlight illumination.
The reality is that it is not so popular.
このような状況の中で、近年、液晶表示装置などの表示機器の前面に配置する照明装置
が例えば特開平６−３２４３３１号で提案されている。この提案による照明装置は薄型の
液晶表示装置に組み込まれたもので、照明の点灯時および非点灯時共に高いコントラスト
を確保することを目的としている。具体的には、薄型の照明装置を液晶表示体の上面（前
面）に配置し、液晶表示体の背面には反射板を設置する。照明装置は、導光板と、この導
光板の端面またはその近傍に配置された光源とを有する。導光板の出光側面には、この面
に略平行な面と略垂直な面とからなる凹凸形状が形成されている。凹凸形状は、例えば、
複数個のリブ、または、円柱状もしくは角柱状の突起により形成されている。
In such a situation, in recent years, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-324331 has proposed an illuminating device disposed in front of a display device such as a liquid crystal display device. The illumination device according to this proposal is incorporated in a thin liquid crystal display device, and aims to ensure high contrast both when the illumination is lit and when it is not lit. Specifically, a thin illuminating device is arranged on the upper surface (front surface) of the liquid crystal display body, and a reflector is installed on the back surface of the liquid crystal display body. The illuminating device includes a light guide plate and a light source disposed on the end face of the light guide plate or in the vicinity thereof. On the light output side surface of the light guide plate, a concavo-convex shape including a surface substantially parallel to the surface and a surface substantially perpendicular to the surface is formed. The uneven shape is, for example,
It is formed by a plurality of ribs or cylindrical or prismatic protrusions.
しかしながら、この公報提案にかかる前面配置型の照明装置は、光源として棒状または
線状の光源に適した構成になっている。このような光源としては、一般的には発光効率の
高い蛍光管が使用されるが、蛍光管は一定以上の電力を必要とし、消費電力をそれ以下に
下げられないという問題を有していた。また、ＬＥＤ、電球といった点光源を用いた場合
、リブ状や角柱状の突起と出力光面とが形成する根元部の交線が直線であるため、規則的
な反射に因る照明品質劣化が起こりやすいという問題があった。さらに点光源の場合、突
起体のパターンの一次元的な分布制御では輝度ムラを解消できないという問題を有してい
た。
However, the front-illuminated lighting device according to the proposal of this publication has a configuration suitable as a light source of a rod shape or a linear shape as a light source. As such a light source, a fluorescent tube having high luminous efficiency is generally used. However, the fluorescent tube requires a certain amount of power and has a problem that the power consumption cannot be reduced below that. . In addition, when a point light source such as an LED or a light bulb is used, since the intersection line of the root portion formed by the rib-shaped or prismatic projection and the output light surface is a straight line, the illumination quality is deteriorated due to regular reflection. There was a problem that occurred easily. Further, in the case of a point light source, there is a problem that luminance unevenness cannot be eliminated by one-dimensional distribution control of the projection pattern.
また、かかる前面配置型の照明装置は、導光板の外傷に弱く、傷の部分から光束が乱反
射しながら出光してしまい、点灯時に液晶表示体などの被照明体のコントラストが低下す
るという問題点を有していた。
Further, such a front-arranged illumination device is vulnerable to the damage of the light guide plate, and the light beam is emitted from the scratched part while being irregularly reflected, so that the contrast of an illuminated object such as a liquid crystal display body is lowered at the time of lighting. Had.
また、かかる前面配置型の照明装置は、光源を導光板の端面に配置するため、導光板の
端部に光源を観察者から遮蔽できるだけの空間を必要とし、液晶表示体などの照明として
使用するとき、表示部分の周囲に枠が必要となって空間的に無駄があり、デザイン的にも
制約が大きかった。
In addition, such a front-arranged illumination device has a light source disposed on the end face of the light guide plate, and therefore requires a space at the end of the light guide plate that can shield the light source from an observer, and is used as illumination for a liquid crystal display or the like. In some cases, a frame was required around the display portion, which was a waste of space, and the design was very limited.
本発明は、１つの側面として、以上のような従来の照明装置が有する種々の問題点を解
決するためになされたものである。
As one aspect, the present invention has been made in order to solve various problems of the conventional lighting device as described above.
本発明は、点光源を使用して消費電力が低く、品質の高い照明装置およびこれを用いた
液晶表示装置などの表示機器を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a lighting device that uses a point light source and has low power consumption and high quality, and a display device such as a liquid crystal display device using the lighting device.
また、本発明は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することで消費電力が低
く、品質の高い照明装置およびこれを用いた液晶表示装置などの表示機器を提供すること
を別の目的としている。
Another object of the present invention is to provide a lighting device with low power consumption by using a light emitting diode (LED) as a light source and a display device such as a liquid crystal display device using the same. .
さらに、本発明は、反射機能を低下させることなく照明できる照明装置およびこれを用
いた掲示板装置、液晶表示装置などの表示機器、ならびにその液晶表示装置を用いた電子
機器、移動電話などの機器を提供することを別の目的としている。
Furthermore, the present invention provides an illumination device that can illuminate without deteriorating the reflection function, a bulletin board device using the illumination device, a display device such as a liquid crystal display device, an electronic device using the liquid crystal display device, and a device such as a mobile phone. Another purpose is to provide.
さらに、本発明は、安価、簡便な手段により照明機能の劣化の少ない照明装置および表
示品質の劣化の少ない液晶表示装置などの表示機器を提供することを別の目的とする。
Furthermore, another object of the present invention is to provide a display device such as a lighting device with little deterioration in lighting function and a liquid crystal display device with little deterioration in display quality by inexpensive and simple means.
さらに、本発明は、導光板端部から離れた位置にある光源から導光板内部に有効に光線
を導くことができ、省スペースであり、デザイン的にも優れた照明装置、液晶表示装置な
どの表示機器、その液晶表示装置を用いた電子機器、移動電話などの機器を提供すること
を別の目的としている。
Furthermore, the present invention can effectively guide the light beam from the light source located at the position away from the end of the light guide plate to the inside of the light guide plate, is space-saving, and is excellent in design such as a lighting device and a liquid crystal display device. Another object is to provide a display device, an electronic device using the liquid crystal display device, and a mobile phone.
さらに、照明装置を搭載した表示機器という観点から、この表示機器に関する従来の反
射型液晶表示装置に鑑みて、観察者に煩わしい輝線の発生を防止し、輝度ムラを解消し、
省消費電力タイプで、さらに、品質の高い照明機能を具備する液晶表示装置、携帯電話機
器、時計、カメラ、データターミナル機器等の各種電子機器を提供する事を目的とする。
Furthermore, from the viewpoint of a display device equipped with a lighting device, in view of the conventional reflective liquid crystal display device related to this display device, it prevents the occurrence of bright lines troublesome for the observer, eliminates uneven brightness,
Another object of the present invention is to provide various electronic devices such as a liquid crystal display device, a mobile phone device, a clock, a camera, and a data terminal device that are power-saving types and have a high-quality lighting function.
さらに、従来、照明機能を有する掲示板装置は、透明ガラスで前面を覆った筐体を備え
、掲示物の前方縁部に光源を配置して掲示物を照明する構造であった。また、光源の前方
は筐体を兼ねた遮光部によって、見る人が光源を直視しない構造になっていた。
Further, conventionally, a bulletin board apparatus having an illumination function has a structure that includes a casing whose front surface is covered with transparent glass, and illuminates the posting by arranging a light source at the front edge of the posting. In addition, the light source in front of the light source has a structure that prevents a viewer from looking directly at the light source by a light shielding portion that also serves as a housing.
しかしながら、従来の掲示板装置は掲示物全体を照明するために充分な厚みを必要とし
、また光源の近傍と離れたところで、照度差が大きいという問題を有していた。
However, the conventional bulletin board apparatus has a problem that a sufficient thickness is required to illuminate the entire posting material, and that the difference in illuminance is large at a distance from the vicinity of the light source.
本発明はまた、表示機器に関する別の側面として、この様な問題点を解決するもので、
薄型で照度均一性の高い掲示板装置を提供することを目的とする。
The present invention also solves such problems as another aspect related to display devices.
An object is to provide a thin bulletin board device with high illuminance uniformity.
前記課題を解決するために本発明は、その１つの側面として、被照明物の前面に配置された導光板と、該導光板の端面に対向して配置された光源とを備えた反射型の液晶表示装置であって、前記導光板は、前記被照明物に対向する出光面と、該出光面とは反対側に設けられた反出光面とを有し、前記導光板の反出光面に、複数の点状の光取り出し構造体と、前記導光板の出光面に対向する平面とが設けられており、前記複数の点状の光取り出し構造体は、それぞれ前記反出光面の平面に対して傾斜する傾斜面からなり、前記導光板の反出光面における前記平面で構成された領域の面積は、前記複数の点状の光取り出し構造体が設けられた領域の面積よりも大きいことを特徴とする。好適には、前記光源は点状光源である。また例えば、前記光取り出し構造体を前記点状光源の近傍では相対的に疎に分布させるとともに前記点状光源から離れるに従って連続的に密に分布させたこともできる。さらに、前記導光板の端面と前記点状光源との間に配置した棒状光拡散体を備えてもよい。例えば、前記棒状光拡散体として、光拡散材を分散した乳白色透明体を用いることもできる。また例えば、前記棒状光拡散体として、光取り出し形状を形成した透明体を用いてもよい。一例として、前記導光板の前記被照明物に対向する出光面に前記光取り出し構造体としてリブ状の突起を設けることができる。さらに、前記導光板の前記被照明物に対向する出光面に、前記光取り出し構造体として柱状突起を設けてもよい。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has, as one of its side surfaces, a reflective type including a light guide plate disposed on the front surface of the object to be illuminated and a light source disposed opposite to the end surface of the light guide plate. In the liquid crystal display device, the light guide plate has a light exit surface facing the object to be illuminated, and a light exit surface provided on a side opposite to the light exit surface, and the light exit surface of the light guide plate has a light exit surface. A plurality of point-like light extraction structures and a plane opposed to the light-exiting surface of the light guide plate, and the plurality of point-like light extraction structures are respectively provided with respect to the plane of the anti-light-exiting surface. consists inclined surface inclined Te, the area of the region constituted by the plane definitive counter-exit surface of the light guide plate is larger than the area of said plurality of point-like light extracting structure provided area Features. Preferably, the light source is a point light source. Further, for example, the light extraction structures can be distributed relatively sparsely in the vicinity of the point light source and continuously and densely distributed as the distance from the point light source increases. Furthermore, you may provide the rod-shaped light diffuser arrange | positioned between the end surface of the said light-guide plate, and the said point light source. For example, a milky white transparent material in which a light diffusing material is dispersed can be used as the rod-shaped light diffusing material. Further, for example, a transparent body having a light extraction shape may be used as the rod-shaped light diffuser. As an example, a rib-like protrusion can be provided as the light extraction structure on the light exit surface of the light guide plate facing the object to be illuminated. Furthermore, a columnar protrusion may be provided as the light extraction structure on the light exit surface of the light guide plate facing the object to be illuminated.
また別の側面として、液晶表示体と、この液晶表示体の前面に配置する照明装置とを備
えた液晶表示装置において、前記照明装置は、透明な平板状を成しかつその表面にまたは
その表面に対向する位置に点状の光取り出し構造体を形成した導光板と、この導光板の端
面に対向して配置した点状光源とを備える。
As another aspect, in a liquid crystal display device including a liquid crystal display body and a lighting device disposed in front of the liquid crystal display body, the lighting device has a transparent flat plate shape and is formed on the surface thereof or on the surface thereof. A light guide plate in which a point-like light extraction structure is formed at a position opposite to the light source, and a point light source arranged to face the end face of the light guide plate.
さらに別の側面として、被照明物の前面に配置する照明装置において、透明な平板状を
成しかつその表面に当該表面に対して略３０度以下の傾斜面を有する光拡散用の突起体ま
たは凹みを形成した導光板と、この導光板の端面に対向して配置した光源とを有する。こ
の場合、前記導光板の前記光源が配置される端面を除く他の端面に反射部材を隣接配置す
ることができる。また、前記導光板の前記光源が配置される端面および該光源を共に覆う
ように反射部材を配置することができる。
As another aspect, in the illumination device arranged on the front surface of the object to be illuminated, a light diffusion projection having a transparent flat plate shape and an inclined surface of approximately 30 degrees or less with respect to the surface on the surface or It has a light guide plate in which a recess is formed, and a light source arranged to face the end face of the light guide plate. In this case, a reflective member can be adjacently disposed on the other end surface of the light guide plate other than the end surface on which the light source is disposed. Moreover, a reflection member can be arrange | positioned so that both the end surface in which the said light source of the said light-guide plate is arrange | positioned, and this light source may be covered.
さらに本発明の照明装置の別の側面として、光源からの光束を板面方向とほぼ直交する
一方の方向に透過させ、この光束をその一方の方向の面から照射する導光板を備えた照明
装置において、前記一方の方向とは反対側の前記導光板の面に対向してシート状の透明部
材を配置したことを特徴とする。
Furthermore, as another aspect of the illuminating device of the present invention, an illuminating device including a light guide plate that transmits a light beam from a light source in one direction substantially orthogonal to the plate surface direction and irradiates the light beam from a surface in the one direction. In this embodiment, a sheet-like transparent member is disposed so as to face the surface of the light guide plate on the side opposite to the one direction.
また別の側面として提供されるのは、被照明物の前面に配置する照明装置において、透
明なシート状部材であって表面に光取り出し構造体を形成した導光板と、この導光板の端
面部に一体に配設した発光ダイオード（ＬＥＤ）とを備える構成である。好適には、前記
光取り出し構造体を前記発光ダイオードの近傍では相対的に疎に、その発光ダイオードか
ら離れるに従って連続的に密に分布させることである。また、前記導光板の前記被照明物
に対向する面に、前記光取り出し構造体として柱状突起を設けることも好適である。前記
導光板の前記被照明物に対向する面とは反対側の面に、前記光取り出し構造体として凹形
状または凸形状の突起を設けてもよい。
Another aspect of the present invention is to provide a light guide plate that is a transparent sheet-like member having a light extraction structure formed on the surface thereof, and an end surface portion of the light guide plate in an illumination device disposed on the front surface of an object to be illuminated. And a light emitting diode (LED) disposed integrally therewith. Preferably, the light extraction structures are distributed relatively sparsely in the vicinity of the light emitting diodes and continuously and densely as they are separated from the light emitting diodes. It is also preferable to provide a columnar protrusion as the light extraction structure on the surface of the light guide plate facing the object to be illuminated. A concave or convex protrusion may be provided as the light extraction structure on the surface of the light guide plate opposite to the surface facing the object to be illuminated.
さらに別の側面は、被照明物の前面に配置する照明装置において、透明な平板の少なく
とも一方の面に光取り出し構造体を形成した導光板と、この導光板と同一の平面位置から
外れた位置に配置した光源と、この光源からの光線の方向を変換して前記導光板の光入射
端面に案内する変換手段とを備えることである。
Still another aspect is a light guide plate in which a light extraction structure is formed on at least one surface of a transparent flat plate, and a position deviated from the same plane position as the light guide plate in the lighting device disposed on the front surface of the object to be illuminated. And a conversion means for converting the direction of the light beam from the light source and guiding it to the light incident end face of the light guide plate.
さらにまた、本発明の１つの側面は表示機器に関し、その１つの態様として、少なくと
も上面側にフロントライトを配置しかつ下面側に偏光分離板を配置する反射型の液晶表示
装置において、該フロントライトは、表面に複数の点状の光取り出し構造体が形成された
透明な平板からなる導光板と、該導光板の端面に対向して配置された点状光源とを備える
。例えば、前記光取り出し構造体を前記光源の近傍では相対的に疎に、前記光源から離れ
るに従って連続的に密に分布させる。また好適には、前記導光板の端面に配置した棒状光
拡散体を備え、この棒状光拡散体の端部に前記点状光源を配置することである。さらに好
適には、前記導光板の前記被照明物に対向する面に、前記光取り出し構造体として柱状突
起を設けることである。さらに、前記導光板の前記被照明物に対向する面とは反対側の面
に、前記光取り出し構造体として凹形状または凸形状を設けてもよい。さらに本発明の表
示機器の別の側面は、照明機能を有する掲示板装置において、掲示物の前面に透明板を配
置し、該透明板に該掲示物への面状の照明機能を付与したことを特徴とする。
Still further, one aspect of the present invention relates to a display device, and as one aspect thereof, in a reflective liquid crystal display device in which a front light is disposed at least on the upper surface side and a polarization separation plate is disposed on the lower surface side, Comprises a light guide plate made of a transparent flat plate having a plurality of point-like light extraction structures formed on the surface, and a point light source arranged to face the end face of the light guide plate. For example, the light extraction structures are distributed relatively sparse in the vicinity of the light source and continuously and densely as the distance from the light source increases. Preferably, a rod-shaped light diffuser disposed on the end face of the light guide plate is provided, and the point light source is disposed at an end of the rod-shaped light diffuser. More preferably, a columnar protrusion is provided as the light extraction structure on the surface of the light guide plate facing the object to be illuminated. Furthermore, a concave shape or a convex shape may be provided as the light extraction structure on the surface of the light guide plate opposite to the surface facing the object to be illuminated. Furthermore, in another aspect of the display device of the present invention, in the bulletin board device having an illumination function, a transparent plate is disposed in front of the posting, and a planar illumination function for the posting is imparted to the transparent plate. Features.
本発明のそのほかの構成および効果に関する特徴は、添付図面および以下の実施形態の
詳細な説明により明らかになる。
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the following detailed description of the embodiments.
以下、本発明の実施例およびその変形例を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention and modifications thereof will be described below with reference to the drawings.
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明する。図１Ａにおいて、導光板１１の端面
には１個または複数の点光源２を配置する。導光板１１は図１Ｂに示すように透明板の片
面に突起１２を設けており、突起１２の各面はすべて出光面１３に対して略平行な面（底
面１４）と略垂直な面（側面１５）で構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の
透明材料で形成される。点光源２からの光束は光線１９ａや光線１９ｂに示すように端面
１６から入射したのち、導光板１１の中で全反射を繰り返し突起１２の側面１５からのみ
射出するため、照明装置の背面からの出光が多く、被照明体６を効果的に照明することが
できる。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1A, one or more point
また、導光板１１を形成する透明材料はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性
ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用い
られ、射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上に
フィルムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成される。
Further, the transparent material forming the
点光源２としては発光ダイオード（ＬＥＤ）、電球等が用いられる。これらは、従来よ
く使用されていた蛍光管に比べ、昇圧装置等特別な機構を必要とせず、軽量コンパクトで
あり、また高周波、高電圧を用いないため安全性にも優れる。また電力制御が容易であり
、低消費電力用途にも容易に対応できる。特にＬＥＤは寿命が半永久的であり、色につい
ては最近では赤、緑、青、それらの混色、白色も可能になっている。電球を用いた場合は
寿命が短くなるが安価であり、交換も容易にできる可能性を持つ。
As the point
以上の構成により、本照明装置は被照明体６の前面に配置して、外光が充分にある明る
いときには照明を消して被照明体６を観察し、外光が充分でない暗いときには照明を点灯
して被照明体を観察できる、パートタイム照明を実現できる。
With the above configuration, the illumination device is arranged in front of the object to be illuminated 6, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off to observe the object to be illuminated 6, and when the outside light is not enough, the illumination is turned on. Thus, it is possible to realize part-time illumination that can observe the illuminated object.
以上のような照明装置の被照明体６としては、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等
のようなものが適している。
As the object to be illuminated 6 of the lighting device as described above, a printed matter printed on paper or the like, a liquid crystal display, or the like is suitable.
しかし、図２Ａに示すように導光板１１の出光面１３と突起１２の側面１５との交線部
は製造上、微小な曲面を持つため、反出光面１７側（観察者側）にいくらかの反射光１９
ｃが漏れ、観察者にとっては輝点として観察されることがわかっている。図２Ｂに示すよ
うに、突起１２がリブ状であり、この交線部が直線であると、点光源２と前記輝点と観察
者は同一平面上に配置されることになり、観察者には導光板上の特定位置が輝点となって
、観察者の目の移動に伴いその輝点も移動する。これらは被照明体６の視認性を低下させ
るものである。これに対して本実施例のように突起１２を例えば略円柱状にすると、輝点
は導光板１１面内で移動することがないため、観察者は観察位置に関係なく、均一な視認
性を得ることができる。
However, as shown in FIG. 2A, the intersecting portion between the
It is known that c leaks and is observed as a bright spot for the observer. As shown in FIG. 2B, when the
突起１２の大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であること
から、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、突起１２
部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００μｍ以下が望ましい。以上
の内容に加え、製造上の利便性から突起の大きさはおよそ１０μｍ以上１００μｍ以下が
望ましい。また突起１２の高さと幅（略円柱であれば直径）の比は、導光板１１内での光
線は平面方向の仰角が４５度以下であるため、１対１以下でよく、実際には２０度以下の
光線が９０％以上を占めるため１対２程度まで充分な性能を発揮する。
Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
Since the portion is of a size that does not matter to the naked eye, it is preferably approximately 300 μm or less. In addition to the above contents, the size of the protrusion is preferably about 10 μm or more and 100 μm or less for the convenience of manufacturing. Further, the ratio of the height and width of the protrusion 12 (or the diameter in the case of a substantially cylinder) may be 1 to 1 or less because the elevation of light in the
１つの変形例を図３に説明する。図３において、導光板１１の反出光面１７側に凹形状
１２ａを有する。凹形状１２ａは任意のサイズ、形状をもち、その凹形状１２ａに到達し
た光束を導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、中
心角９０度以下の略球面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。
One modification is illustrated in FIG. In FIG. 3, the
点光源２から導光板１１へ導かれた光束は導光板１１内で全反射を繰り返して導光して
いくが、導光板１１の反出光面１７には凹形状１２ａが設けられており、そこに到達した
光束は導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換され、出光面１３より出光
することができる。導光板１１の出光面１３側に、被照明体６を配置することにより、本
構成は面状照明として機能する。また反出光１７側の凹形状以外の面は出光面１３側と平
行であるので、平板に交差する方には光線を透過する垂直光線透過機能をも有する。
The light beam guided from the point
これらの凹形状１２ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凹形状１２ａの面積比を大きくとることにより、照明の効率を上げることがで
きるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える
面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％前後
の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を加減
する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であり、
視認性について位置によるムラは感じられない。
These
Regarding the visibility, the unevenness due to the position is not felt.
凹形状１２ａの大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度である
ことから、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、凹形
状１２ａ部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００μｍ以下が望まし
い。以上の内容に加え、製造上の利便性から凹形状の大きさはおよそ１０μｍ以上１００
μｍ以下が望ましい。
Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
μm or less is desirable.
別の変形例を図４に示す。図４において、導光板１１の反出光面１７側に凸形状１２ｂ
を有する。凸形状１２ｂは任意のサイズ、形状をもち、その凸形状１２ｂに到達した光束
を導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、頂角１２
０度以下の略円錐面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。凸形状１２
ｂの密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
Another modification is shown in FIG. In FIG. 4, a
Have The
It has been found that a good conical surface can be obtained by using a substantially conical surface of 0 degree or less.
About the density of b, and a magnitude | size, it applies to the case of the above-mentioned concave shape.
別の変形例を図５に示す。図５において、導光板１１の反出光面１７側に光拡散部材層
１２ｃを有する。光拡散部材層１２ｃは任意のサイズ、形状をもち、その光拡散部材層１
２ｃに到達した光束を導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を
有する。すなわちこの光拡散部材層１２ｃは出光面１３側への光拡散機能と反出光面１７
側への遮光性を持っている。遮光性を確保するためにさらに遮光層を設けることもできる
。光拡散部材層１２ｃの密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
Another modification is shown in FIG. In FIG. 5, a light
It has a function of converting the light beam reaching 2c into a light beam having a large elevation angle with respect to the plane of the
It has a light shielding property to the side. In order to ensure light shielding properties, a light shielding layer may be further provided. The density and size of the light diffusing
別の変形例を図６に示す。図６において、以上に述べたような点状の光取り出し形状１
２ｘ（光取り出し構造体）を導光板１１上において、点光源２の近傍では疎に、点光源２
から離れるに従って密に分布させた例を示す。点光源２の近傍では導光板１１中の光束密
度が高いが、光取り出し形状１２ｘにより光線が拡散して、点光源２から離れるに従って
光束密度が下がるため、連続的に光取り出し形状１２ｘを密に配設している。これにより
、より均一な照明が可能になっている。
Another modification is shown in FIG. In FIG. 6, the dot-shaped
2x (light extraction structure) is sparse in the vicinity of the point
An example of dense distribution with increasing distance from In the vicinity of the point
別の変形例を図７に示す。図７において、導光板１１の反出光面１７側には透明板また
は透明シート８が配置される。導光板１１と透明板または透明シート８の間は密着してお
らず、空気層が存在する。導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光す
る光線が反射し、表面からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明として
は見苦しいばかりでなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。
透明板または透明シート８は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの
光束が入り込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこ
の場合、傷の相対面積はわずかであるので、被照明体６に対する視認性についての影響も
きわめて小さい。本導光板１１を前置面照明として使用するためには、この透明板または
透明シート８の存在が必須である。透明板または透明シート８としてはアクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料
が用いられる。また、本照明装置を組み込んだ電子機器においては、透明板または透明シ
ート８を筐体のカバーガラスと兼用にすることもできる。
Another modification is shown in FIG. In FIG. 7, a transparent plate or
Since the transparent plate or
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例を図面に基づいて説明する。図８において、導光板１１の少なく
とも一つの端面には棒状光拡散体１８を配置し、さらに棒状光拡散体１８の軸方向に直交
する端面には点光源２を配置する。棒状光拡散体１８は端面に配置する点光源２の光束を
導光し、内部に練り込まれた拡散材や表面に配設された光拡散形状により棒状光拡散体１
８の表面から均一に光束を分散させ、線状光源化する機能を持つ。棒状光拡散体１８の表
面から射出した光は導光板１１の端面１６に導かれ導光板１１内に導光する。導光板１１
の表面には前述のような光取り出し構造体が形成されているが、光拡散部形状が従来のリ
ブ状や角柱状であっても、点光源が直接入射した場合のような特定位置の輝点は現れない
。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 8, a rod-shaped
8 has a function to uniformly disperse a light beam from the surface of 8 to form a linear light source. Light emitted from the surface of the rod-shaped
The light extraction structure as described above is formed on the surface of the light source, but even if the light diffusing portion has a conventional rib shape or prismatic shape, the brightness at a specific position as in the case where a point light source is directly incident is used. The point does not appear.
棒状光拡散体１８は図９Ａのように透明樹脂の中に異なる屈折率を持つ透明体２２ａを
練り込んだもの、図９Ｂのように透明樹脂の表面に印刷等により光拡散パターン２２ｂを
形成したものが用いられる。
The rod-shaped
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例を図面に基づいて説明する。ここでは、被照明体に液晶表示パネ
ルを使用した例を図１０に示す。導光板１１は液晶表示パネル１０２の前面に配置される
。液晶表示パネル１０２の背面には反射板１０３を配置し、反射型液晶表示装置を構成し
ている。導光板１１は液晶表示パネル１０２側に光線を投射するとともに反射板１０３に
よって反射した光線をほとんど分散することなく、透過する機能を有する。これは外光が
充分にあるときには光源２を消灯して使用し、この場合、導光板１１は単なる透明板とし
て作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与えないことに有効である。また外光が
充分でない暗い所では点灯して使用した場合、導光板１１は液晶表示パネル１０２を照明
し、反射板１０３による反射光は導光板１１が前述の消灯時と同様に単なる透明板として
機能してそのまま透過するため、高い視認性を保持するために有効である。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, an example in which a liquid crystal display panel is used as an object to be illuminated is shown in FIG. The
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの
光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対
し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照
明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回
透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効にな
っている。
Further, in the transmissive liquid crystal display device in which the illuminating device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, light rays from the illuminating device are transmitted only once through the liquid crystal display panel to generate contrast in bright and dark areas. In the reflective liquid crystal display device in which the illumination device as described above is arranged on the front surface of the liquid crystal display panel, the light from the illumination device is transmitted through the liquid crystal display panel once, then reflected by the reflector and transmitted again, so that the contrast is higher. It becomes effective in order to obtain high visibility by becoming high.
以上説明したように、第１乃至第３の実施例およびその変形例によると、外光を利用す
る掲示物、表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。
As described above, according to the first to third embodiments and the modifications thereof, it is possible to provide a thin surface illumination suitable for a display, a display body and the like using outside light.
また携帯用電算機端末のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消
して使用しても表示品質を落とさず、点灯時でもＬＥＤ、電球等を用いてより低消費電力
でコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
Also, in applications such as portable computer terminals, the display quality is not degraded even when the light is turned off for use in bright places to save power. A high liquid crystal display device can be provided.
なお、本発明の照明装置に用いられる光源は、必ずしも上述した点光源に限定されない
。例えば、光源としては図１１に示すように、短い蛍光管２３１を導光板１１の一方の光
入射側端面に沿って配置させてもよい。ここで、短い蛍光管とは導光板の光入射側端面の
長さよりも短いことを言う。この蛍光管の光変換効率は１０〜２０ｌｍ／Ｗ程度であり、
ＬＥＤのそれが５ｌｍ／Ｗであるのに比べて効率が高く、また短く形成することで、より
低電力で点灯が可能になる。
In addition, the light source used for the illuminating device of this invention is not necessarily limited to the point light source mentioned above. For example, as shown in FIG. 11, a
The efficiency of the LED is higher than that of 5 lm / W, and the LED can be turned on with lower power by forming it shorter.
また本発明に適用可能な光取り出し構造体としての突起（突起形状）の形状も必ずしも
上述したものに限定されない。これには例えば図１２Ａ、１２Ｂおよび図１３に示す異形
柱状突起を代替的に形成してもよい。図１２Ａの場合、導光板１１に楕円柱状の突起２３
２を２次元的に配列したもので、線状光源として用いた蛍光管２３３に対し、楕円の長径
方向を導光方向（光源と突起の最短距離を結ぶ線）に垂直に配列することで、出光効率を
上げることができる。また図１２Ｂの場合、導光板１１に楕円柱状の突起２３２を２次元
的に配列したもので、点光源として用いたＬＥＤに対し、楕円の長径方向を導光方向（光
源と突起の最短距離を結ぶ線）に垂直に配列することで、同様に出光効率を上げることが
できる。さらに図１３に示す構造は、丸三角（いわゆる、おむすび型）柱状の突起２３３
を同様に導光板に２次元的に配列するものである。この場合、光源の数、方向に応じて、
突起の半径の大きい弧が導光方向に垂直に向くように配列することが望ましく、これによ
り出光効率を上げることができる。
Further, the shape of the projection (projection shape) as the light extraction structure applicable to the present invention is not necessarily limited to the above-described one. For example, the irregular columnar protrusions shown in FIGS. 12A, 12B and 13 may be alternatively formed. In the case of FIG. 12A, the
2 in a two-dimensional arrangement, with respect to the
Are similarly arranged two-dimensionally on the light guide plate. In this case, depending on the number and direction of light sources,
It is desirable to arrange so that the arc having a large radius of the protrusion is oriented perpendicular to the light guide direction, thereby improving the light output efficiency.
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例を図面に基づいて説明する。図１４Ａにおいて、導光板１１の端
面には光源２を配置する。導光板１１は図１４Ｂに示すように透明板の一方の面に凸形状
１１Ａを設けており、凸形状１１Ａの各面はすべて導光板１１と平行な面に対して概ね３
０度以下の面で構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成される
が、例えば屈折率が１．４である場合、臨界角が４５度になり、端面１６から入射した光
線はすべて導光板１１内を導光することができる。すなわち光源２からの光束は光線１９
ａや光線１９ｂに示すように端面１６から入射すると導光板１１と平行な面に対して概ね
４５度以下のベクトルをもち、導光板１１の中で全反射を繰り返す。そのうちに凸形状１
１Ａに達すると凸形状１１Ａの各面で反射した光線が導光板１１と平行な面と概ね４５度
を超える十分に大きい角度をなし、導光板１１から出光することができる。このことによ
り、照明装置の背面からの出光が多く、被照明体６を効果的に照明することができる。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 14A, the
It is composed of a surface of 0 degrees or less. The
When entering from the
When reaching 1A, the light beam reflected by each surface of the
図１５に示すように、凸形状１１Ａの各面は導光板１１と平行な面に対して概ね３０度
以下の面で構成される。導光板１１内を進行する光線は導光板１１と平行な面に対して２
０度以下の成分が多いので、導光板１１内を導光する光線の多くは凸形状１１Ａの各面に
臨界角以上で到達し、その反射光は導光板１１のもう一方の面から出光できる。
As shown in FIG. 15, each surface of the
Since there are many components of 0 degrees or less, most of the light beams guided in the
図１６Ａに凸形状を円錐面にした例(凸形状１１Ａａ)、図１６Ｂに角錘面にした例(凸
形状１１Ａｂ)、図１６Ｃに球面にした例(凸形状１１Ａｃ)、図１６Ｄに不定形面にした
例（凸形状１１Ａｄ）を示す。以上のように導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以
下の面であれば自由な形状をとることができるが、図１６Ａに示すような円錐面やそれに
準ずる形状が面の角度が一定にでき、また面方向の方向性がなくなるために有利である。
FIG. 16A shows an example in which the convex shape is a conical surface (convex shape 11Aa), FIG. 16B shows an example in which the surface is a pyramidal surface (convex shape 11Ab), FIG. 16C shows an example in which the convex shape is spherical (convex shape 11Ac), and FIG. An example of a surface (convex shape 11Ad) is shown. As described above, a free shape can be adopted as long as the surface is approximately 30 degrees or less with respect to the surface parallel to the
図１７に凸形状を概ね頂角１３０度の円錐面とした例を示す。導光板１１と平行な光線
９１ａは円錐面で反射されると導光板１１の法線と４０度で交わり出光する。２０度の角
度をなす光線９１ｂは円錐面と４５度で交わるため反射し、その反射光は導光板１１の法
線と２０度で交わり出光できる。２０度を超える角度の光線９１ｃは円錐面より出光する
ことになるが、その成分は全体からすれば少なく、頂角に概ね１３０度を選ぶことにより
有効に照明光として利用できる。
FIG. 17 shows an example in which the convex shape is a conical surface having a vertex angle of approximately 130 degrees. When the light beam 91a parallel to the
導光板１１を形成する透明材料はアクリル樹脂、ボリカーボネート樹脂、非晶性ボリオ
レフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用いられ、
射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上にフィル
ムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成される。光源２としては蛍光管、電球、
発光ダイオード（ＬＥＤ）等が用いられる。
The transparent material forming the
It is formed by methods such as injection molding, thermosetting resin, photo-curing resin, etching, transparent resin, or bonding a film or resin layer on a glass plate. As the
A light emitting diode (LED) or the like is used.
蛍光管は低電力で高輝度が期待でき、白色光を容易に得ることができる特徴を持つ。Ｌ
ＥＤは寿命が半永久的であり、低電圧で駆動できるため回路が簡単で、発火、感電等に対
する安全性も高い。色については最近では赤、緑、青の他にそれらの混色や白色も可能に
なっているため用途に応じて広く選択できる。電球を用いた場合は寿命が短いという欠点
があるが、安価であり、交換も容易にできる可能性を持つ。
Fluorescent tubes have the characteristics that low power and high luminance can be expected and white light can be easily obtained. L
The ED has a semi-permanent life, and can be driven at a low voltage, so the circuit is simple and the safety against ignition, electric shock, etc. is high. Recently, in addition to red, green, and blue, color mixing and white are also possible, so that a wide selection can be made according to the application. When a light bulb is used, there is a disadvantage that the life is short, but it is inexpensive and can be easily replaced.
これらの凸形状１１Ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凸形状１１Ａの面積比を大きくとることにより、照明の効率を上げることがで
きるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える
面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％前後
の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を加減
する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であり、
視認性について位置によるムラは感じられない。
These
Regarding the visibility, the unevenness due to the position is not felt.
凸形状１１Ａの大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度である
ことから、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、凸形
状１１部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００μｍ以下が望ましい
。以上の内容に加え、製造上の利便性から凸形状１１の大きさはおよそ１０μｍ以上１０
０μｍ以下が望ましい。
Since the wavelength of the visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
0 μm or less is desirable.
以上の構成により、本照明装置は被照明体６の前面に配置して、外光が充分にある明る
いときには照明を消して被照明体６を観察し、外光が充分でない暗いときには照明を点灯
して被照明体６を観察できる、パートタイム照明を実現できる。以上のような照明装置の
被照明体６としては、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等のようなものが適している
。
With the above configuration, the illumination device is arranged in front of the object to be illuminated 6, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off to observe the object to be illuminated 6, and when the outside light is not enough, the illumination is turned on. Thus, it is possible to realize part-time illumination in which the
図１８に示す変形例において、以上に述べたような凸形状（図１８では円錐面形状の場
合を示す）の密度を光源２の近傍では疎に、点光源２から離れるに従って密に分布させた
例を示す。光源２の近傍では導光板１１中の光束密度が高いが、凸形状１１Ａにより光線
が拡散して、光源２から離れるに従って光束密度が下がるため、連続的に凸形状１１Ａを
密に配設している。これにより、より均一な照明が可能になっている。
In the modification shown in FIG. 18, the density of the convex shape as described above (shown in FIG. 18 shows a conical surface shape) is sparse in the vicinity of the
図１９に示す別の変形例において、導光板１１の端面の内光源２の配置される面を除い
た面に反射材４を配置した例を示す。導光板１１内を導光し、端面にまで達した光線を再
び導光板１１内に戻す働きをする。これにより、効率の向上が図られる。反射部材４には
白色や金属光沢面を持つシート、板等が用いられる。
In another modification shown in FIG. 19, an example is shown in which the reflective material 4 is disposed on the surface of the end surface of the
図２０に示す変形例において、導光板１１の端面１６および光源２を覆うように、反射
部材５を配置した例を示す。光源２からの光線を有効に端面１６に導くことができ、照度
の向上、効率の向上に寄与する。
In the modification shown in FIG. 20, the example which has arrange | positioned the
図２１に示す変形例において、導光板１１の照明範囲外となる周囲部に光吸収部材６Ａ
を配置した例を示す。例えば前述の反射部材と導光板との接合部分では、両面テープ、接
着剤等が用いられることがあるが、このとき接着層内の微粒子、気泡などにより乱反射し
て目的外の光線が導光板から出光されることがある。光吸収部材６Ａは照明範囲外のこの
ような光線を吸収し、照明光を均一にする働きを持つ。
In the modification shown in FIG. 21, the
An example in which is arranged is shown. For example, a double-sided tape, an adhesive, or the like may be used at the junction between the reflection member and the light guide plate described above. At this time, undesired light rays are diffused from the light guide plate due to irregular reflection due to fine particles or bubbles in the adhesive layer. It may be emitted. The
図２２に示す変形例において、導光板１１の観察者側には透明板または透明シート７が
配置される。導光板１１と透明板または透明シートの間は密着しておらず、空気層が存在
する導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し、表面
からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでな
く、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板または透明シー
ト７は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの光束が入り込むことは
なく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷の相対面積
はわずかであるので、被照明体６に対する視認性についての影響もきわめて小さい。本導
光板１１を前置面照明として使用するためには、この透明板または透明シート７の存在が
必須である。透明板または透明シート７としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
非晶性ボリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料が用いられる。
In the modification shown in FIG. 22, a transparent plate or a transparent sheet 7 is disposed on the viewer side of the
A transparent resin such as an amorphous polyolefin resin or an inorganic transparent material such as glass is used.
（第５の実施例）
本発明の第５の実施例を図面に基づいて説明する。図２３Ａにおいて、導光板１１の端
面には光源２を配置する。導光板１１は図２３Ｂに示すように透明板の一方の面に凹形状
１１Ｂを設けており、凹形状１１Ｂの各面はすべて導光板１１と平行な面に対して概ね３
０度以下の面で構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成される
が、例えば屈折率が１．４である場合、臨界角が４５度になり、端面１６から入射した光
線はすべて導光板１１内を導光することができる。すなわち光源２からの光束は光線１９
ａや光線１９ｂに示すように端面１６から入射すると導光板１１と平行な面に対して概ね
４５度以下のベクトルをもち、導光板１１の中で全反射を繰り返す。そのうちに凹形状１
１Ｂに達すると凹形状１１Ｂの各面で反射した光線が導光板１１と平行な面と概ね４５度
を超える十分に大きい角度をなし、導光板１１から出光することができる。このことによ
り、照明装置の背面からの出光が多く、被照明体６を効果的に照明することができる。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 23A, the
It is composed of a surface of 0 degrees or less. The
When entering from the
When reaching 1B, the light beam reflected by each surface of the
図２４に示すように、凹形状１１Ｂの各面は導光板１１と平行な面に対して既ね３０度
以下の面で構成される。導光板１１内を進行する光線は導光板１１と平行な面に対して概
ね２０度以下の成分が多いので、導光板１１内を導光する光線の多くは凹形状１１Ｂの各
面に臨界角以上で到達し、その反射光は導光反１１のもう一方の面から出光できる。
As shown in FIG. 24, each surface of the
図２５Ａに凹形状を円錐面にした例(凹形状１１Ｂａ)、図２５Ｂに角錘面にした例(凹
形状１１Ｂｂ)、図２５Ｃに球面にした例(凹形状１１Ｂｃ)、図２５Ｄに不定形面にした
例（凹形状１１Ｂｄ）を示す。以上のように導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以
下の面であれば自由な形状をとることができるが、図２５Ａに示すような円錐面やそれに
準ずる形状面の角度が一定にできること、また方向性がなくなることにより有利である。
FIG. 25A shows an example in which the concave shape is a conical surface (concave shape 11Ba), FIG. 25B shows an example in which the surface is a pyramidal surface (concave shape 11Bb), FIG. An example of a surface (concave shape 11Bd) is shown. As described above, a free shape can be adopted as long as the surface is approximately 30 degrees or less with respect to a surface parallel to the
図２６に凹形状を頂角１３０度の円錐面とした例を示す。導光板１１と平行な光線１９
１ａは円錐面で反射されると導光板１１の法線と４０度で交わり出光する。２０度の角度
をなす光線１９１ｂは円錐面と４５度で交わるため反射し、その反射光は導光板１１の法
線と２０度で交わり出光できる。２０度を超える角度の光線１９１ｃは円錐面より出光す
ることになるが、その成分は全体からすれば少なく、頂角に概ね１３０度を選ぶことによ
り有効に照明光として利用できる。凹形状の密度、大きさについては前述の凸形状の場合
と変わるところはなく、内容もそれに準じる。
FIG. 26 shows an example in which the concave shape is a conical surface with an apex angle of 130 degrees. Light rays 19 parallel to the
When 1a is reflected by the conical surface, it intersects with the normal line of the
このように導光板に凹形状を設けた場合、前述の凸形状の場合と比べ、形伏が厚みに影
響しないという特徴を持つ。
When the concave shape is provided on the light guide plate as described above, the shape has a feature that the shape does not affect the thickness as compared with the above-described convex shape.
このため、被照明体に掲示物を用い、全体として照明機能を有する掲示板装置を構成す
る場合に好適であり、非常に薄型の掲示板装置を提供できる。
For this reason, it is suitable when a bulletin board is used as an object to be illuminated and a bulletin board apparatus having an illumination function as a whole is configured, and a very thin bulletin board apparatus can be provided.
（第６の実施例）
被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図２７に示す。導光板１１は液晶麦示パネル
２００１の前面に配置される。液晶表示パネル２００１の背面には反射板２００２を配置
し、反射型液晶表示装置を構成している。導光板１１は液晶表示パネル２００１側に光線
を投射するとともに反射板２００２によって反射した光線をほとんど分散することなく、
透過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには光源２を消灯して使用し、この
場合、導光板１１は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与
えないことに有効である。
(Sixth embodiment)
An example in which a liquid crystal display panel is used as an object to be illuminated is shown in FIG. The
It has a transparent function. This is used when the
また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、導光板１１は液晶表示パネル
２００１を照明し、反射板２００２による反射光は導光板１１が前述の消灯時と同様に単
なる透明板として機能してそのまま透過するため、高い視認性を保持するために有効であ
る。
When the
また，照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置から
の光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに
対し、このような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照明
装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回透
過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効になっ
ている。
Further, in the transmissive liquid crystal display device in which the illumination device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, the light from the illumination device is transmitted only once through the liquid crystal display panel to generate contrast in bright and dark areas. The reflection type liquid crystal display device in which such an illuminating device is arranged in front of the liquid crystal display panel has a higher contrast because the light beam from the illuminating device is transmitted once through the liquid crystal display panel and then reflected by the reflecting plate and transmitted again. It becomes effective in order to obtain high visibility by becoming high.
図２８に本発明の液晶表示装置を移動電話等の電子機器に使用した例を示す。移動電話
４０００の表示部に前述の表示体２０００を有する。特に携帯型電子機器において省電力
化を図る上において有効である。
FIG. 28 shows an example in which the liquid crystal display device of the present invention is used in an electronic device such as a mobile phone. The
以上説明したように、外光を利用する掲示物、液晶表示体等に適した薄型面照明を提供
することができる。また携帯用電算機端末のような用途において、省電力のため明るいと
ころでは照明を消して使用しても表示品質を落とさず、点灯時でも蛍光管、ＬＥＤ、電球
等を用いてより低消費電力でコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
As described above, it is possible to provide a thin surface illumination suitable for a display using external light, a liquid crystal display, and the like. Also, in applications such as portable computer terminals, the display quality is not degraded even when the light is turned off for use in bright places to save power, and even when it is lit, lower power consumption is achieved using fluorescent tubes, LEDs, bulbs, etc. Thus, a liquid crystal display device with high contrast can be provided.
（第７の実施例）
本発明の第７の実施例を図面に基づいて説明する。図２９Ａにおいて、導光板１１は端
面に配置した光源２からの光束を照射光１９ａとして主として一方の面、すなわち出光面
１３側の方向に射出する機能と、導光板１１の平板方向に交差する光線１９ｃをほとんど
分散することなく透過する機能を有する。光源２の周囲にはリフレクタ２１が配置され、
光源２からの光線を有効に導光板１１へ導く働きをする。導光板１１の出光面１３側には
被照明体６、反出光面１７側には透明板８を隣接配置している。これにより外光が充分に
あるときは光源２を消灯して使用し、この場合導光板１１は単なる透明板として機能する
。また、外光が充分でないときは光源２を点灯すると被照明体６を照明することができる
。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 29A, the
The light beam from the
図２９Ｂにおいて、透明板８は透明膜８１に置き換えられている。
In FIG. 29B, the
以上のような照明装置の被照明体６としては、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等
のようなものが適している。
As the object to be illuminated 6 of the lighting device as described above, a printed matter printed on paper or the like, a liquid crystal display, or the like is suitable.
以上のような導光板１１を用いた照明装置を実現するための一実施例を図３０Ａに示す
。光源２が導光板１１の少なくとも１つの端面に配置される。導光板１１は図３０Ｂに示
すように透明板の片面に光源２と概ね平行にリブ状の突起１２を設けており、突起１２の
各面はすべて出光側平面１３に対して略平行な面（底面１４）と略垂直な面（側面１５）
のみで構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成される。光源２
からの光束は光線１９ａや光線１９ｂに示すように端面１６から入射したのち、導光板１
１の中で全反射を繰り返し突起１２の側面１５からのみ射出するため、照明装置の背面か
らの出光が多く、被照明体６を効果的に照明することができる。
FIG. 30A shows an embodiment for realizing an illumination device using the
Consists of only. The
After being incident from the
1, since total reflection is repeatedly emitted only from the
また、導光板１１を形成する透明材料はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性
ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用い
られ、射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上に
フィルムを接合する等の方法によって形成される。
Further, the transparent material forming the
光源２の周囲にはリフレクタ２１が配置され、光源２からの光線を有効に導光板１１へ
導く働きをする。リフレクタ２１は主として、樹脂製フィルムや樹脂成形品が用いられ、
白色に着色またはアルミニウムや銀の蒸着膜が施されている。これらは光線反射率が高く
、電力輝度比の効率向上のために有効である。
A
Colored white or deposited with aluminum or silver. These have high light reflectance and are effective for improving the efficiency of the power luminance ratio.
導光板１１の反出光面１７側には透明板８が配置される。導光板１１と透明板８の間は
密着しておらず、空気層が存在する。導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内
部を導光する光線が反射し、表面からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の
照明としては見苦しいばかりでなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるも
のである。透明板８は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの光束が
入り込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合
、傷の相対面積はわずかであるので、被照明体６に対する視認性についての影響もきわめ
て小さい。本導光板１１を前置面照明として使用するためには、この透明板８の存在が必
須である。透明板８としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィ
ン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料が用いられる。
A
図３１に示す変形例では、導光板１１の反出光面１７側に透明膜８１を配置している。
導光板１１と透明膜８１の間は前述の透明板８と同様、密着しておらず空気層を介してい
る。透明膜８１としてはポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アセテート
等の透明樹脂フィルムが用いられる。
In the modification shown in FIG. 31, a
Like the
図３２Ａに示すように端面１６から入射した光線１９は導光板１１の長辺方向の軸に対
し屈折により４５度以下の光軸を持つため、突起１２の側面に照射されるためには突起１
２の幅に対してそれ以上の高さを必要とする。それ以下の場合、図３２Ｂに示すような経
路により光線１９は導光板１１の上面に出光し、大きく視認性を低下させる。しかし１対
１を大きく超えた場合には光学的に無意味であるばかりでなく、製造が困難になるという
問題が生じる。また、本照明装置を斜めから見たときに視認性を低下させる原因にもなる
。以上により、突起１２は幅と高さの比がちょうど１対１程度であることが望ましい。
As shown in FIG. 32A, the
A height higher than the width of 2 is required. In the case below that, the
突起１２の幅、高さといった大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎ
ｍ程度であることから、回折による干渉により分光の縞模様が発生しないために５μｍ程
度以上は必要であり、また液晶表示パネルの画素の大きさが２００μｍから３００μｍで
あることから、この画素との干渉による縞模様の発生を防ぐために１００μｍ以下にすべ
きである。以上の内容に加え、製造上の利便性から突起１２の大きさはおよそ１０μｍ以
上５０μｍ以下が望ましい。
The width and height of the
Since it is about m, a spectral stripe pattern is not generated by interference due to diffraction, so about 5 μm or more is necessary, and the pixel size of the liquid crystal display panel is 200 μm to 300 μm. In order to prevent the occurrence of stripes due to interference, the thickness should be 100 μm or less. In addition to the above contents, the size of the
導光板１１上の突起１２の密度を加減することにより、照射輝度の均一性を高めること
ができる。実際には光源２の近傍では突起１２を疎に配置し、離れるに従い連続的に密に
配置していく。この場合、突起１２の大きさを一定にして密度を可変する方法、密度を一
定にして大きさを可変する方法、両方を可変する方法等が取られるが、実際の加工におい
ては突起１２の大きさを一定にして密度を可変する方法が容易であり、有利である。
By adjusting the density of the
（第８の実施例）
本発明の第８の実施例を図３３Ａに示す。突起１２を角柱状に形成した場合もリブと同
等の効果が得られる。突起１２の光源２と垂直をなす側面は光線が臨界角以上で照射され
るため、全反射され出光にはいっさい関係しない。図３３Ｂに示すように概長方形の導光
板１１上に正方形の底面を持った角柱を形成した場合、隣合う二辺に光源２を配置し、二
辺から入射した光線を突起１２の各側面から出光させることができる。
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment of the invention is shown in FIG. 33A. Even when the
他の実施例として突起１２を円柱状に形成した場合を図３４Ａに示す。突起１２の円柱
面に臨界角以下で照射された光線１９は出光し、臨界角以上で照射された光線は円柱面で
反射を繰り返したのち、突起１２の底面で反転し、さらに円柱面で反射を繰り返して、再
び導光板内を進行する経路をたどる。円柱面から出光した光線１９は図３４Ｂに示す角柱
のときの場合に比べ図３４Ｃに示すように照射範囲を広くすることができる。
FIG. 34A shows a case where the
（第９の実施例）
第９の実施例として被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図３５Ａに示す。照明装
置１０１は液晶表示パネル１０２の前面に配置される。液晶表示パネル１０２の背面には
反射板１０３を配置し、反射型液晶表示装置を構成している。照明装置１０１は液晶表示
パネル１０２側に光線を投射するとともに反射板１０３によって反射した光線をほとんど
分散することなく、透過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには照明装置１
０１を消灯して使用し、この場合、照明装置１０１は単なる透明板として作用して視認性
を落とさず、表示品質に影響を与えないことに有効である。また外光が充分でない暗い所
では点灯して使用した場合、照明装置１０１は液晶表示パネル１０２を照明し、反射板１
０３による反射光は照明装置１０１が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能して
そのまま透過するため高い視認性を保持するために有効である。
(Ninth embodiment)
FIG. 35A shows an example in which a liquid crystal display panel is used as an object to be illuminated as a ninth embodiment. The
01 is turned off and used. In this case, the illuminating
The reflected light by 03 is effective for maintaining high visibility because the
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの
光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対
し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照
明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回
透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効にな
っている。
Further, in the transmissive liquid crystal display device in which the illuminating device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, light rays from the illuminating device are transmitted only once through the liquid crystal display panel to generate contrast in bright and dark areas. In the reflective liquid crystal display device in which the illumination device as described above is arranged on the front surface of the liquid crystal display panel, the light from the illumination device is transmitted through the liquid crystal display panel once, then reflected by the reflector and transmitted again, so that the contrast is higher. It becomes effective in order to obtain high visibility by becoming high.
他の実施例を図３６に示す。液晶表示体の直上に導光板１１を重ね、偏光板１０４を導
光板１１のさらに上に重ねている。液晶表示体には上下に各１枚ずつの偏光板があるが、
導光板上の偏光板１０４の偏光軸はこれらに対応させてある。この偏光板は導光板の上方
への散乱光をカットするため、液晶表示体の視認性を向上させることができる。
Another embodiment is shown in FIG. The
The polarization axes of the
以上説明したように、第７乃至第９の実施例およびその変形例によれば、外光を利用す
る掲示物、表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。また携帯用電算機端末
のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消して使用しても表示品質
を落とさず、点灯時でもコントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
As described above, according to the seventh to ninth embodiments and the modifications thereof, it is possible to provide a thin surface illumination suitable for a display, a display body and the like using external light. In applications such as portable computer terminals, a liquid crystal display device with high contrast can be provided even when the lamp is turned on without reducing the display quality even when the light is turned off in a bright place for power saving.
（第１０の実施例）
以下に第１０の実施例を図面に基づいて説明する。図３７Ａにおいて、導光板１１の端
面には１個または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２を配設する。導光板１１は図３７Ｂ
に示すように透明板の片面に突起１２を設けており、突起１２の各面はすべて出光面１３
に対して略平行な面（底面１４）と略垂直な面（側面１５）で構成される。導光板１１は
概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成される。ＬＥＤ２からの光束は光線１９ａや光線
１９ｂに示すように、導光板１１の中で全反射を繰り返し突起１２の側面１５からのみ射
出するため、照明装置の背面からの出光が多く、被照明体６を効果的に照明することがで
きる。
(Tenth embodiment)
A tenth embodiment will be described below with reference to the drawings. In FIG. 37A, one or more light emitting diodes (LEDs) 2 are disposed on the end face of the
The
The surface is substantially parallel to the surface (bottom surface 14) and substantially perpendicular to the surface (side surface 15). The
また、導光板１１はＬＥＤと一体で形成されるため、透明材料としてはエポキシを用い
るのが適しているが、他にアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン
樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用いられ、射出成形
、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上にフィルムまたは
樹脂層を接合する等の方法によって形成することもできる。
In addition, since the
光源として、ＬＥＤは、従来よく使用されていた蛍光管に比べ、昇圧装置等特別な機構
を必要とせず、軽量コンパクトであり、また高周波、高電圧を用いないため安全性にも優
れる。また電力制御が容易であり、低消費電力用途にも容易に対応できる。またＬＥＤは
寿命が半永久的であり、色については最近では赤、黄緑、青、それらの混色、白色も可能
になっている。
As a light source, the LED does not require a special mechanism such as a boosting device, is light and compact, and is excellent in safety because it does not use a high frequency and a high voltage as compared with a fluorescent tube that has been frequently used. In addition, power control is easy and it can be easily applied to low power consumption applications. The LED has a semi-permanent lifetime, and recently, red, yellow-green, blue, a mixed color thereof, and white color are possible.
以上の構成により、本照明装置は被照明体６の前面に配置して、外光が充分にある明る
いときには照明を消して被照明体６を観察し、外光が充分でない暗いときには照明を点灯
して被照明体６を観察できるパートタイム照明を実現できる。
With the above configuration, the illumination device is arranged in front of the object to be illuminated 6, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off to observe the object to be illuminated 6, and when the outside light is not enough, the illumination is turned on. Thus, it is possible to realize part-time illumination capable of observing the
以上のような照明装置の被照明体６としては、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等
のようなものが適している。
As the object to be illuminated 6 of the lighting device as described above, a printed matter printed on paper or the like, a liquid crystal display, or the like is suitable.
突起１２の大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であること
から、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、突起１２
部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００μｍ以下が望ましい。以上
の内容に加え、製造上の利便性から突起の大きさはおよそ１０μｍ以上１００μｍ以下が
望ましい。また突起１２の高さと幅（略円柱であれば直径）の比は、導光板１１内での光
線は平面方向の仰角が４５度以下であるため、１対１以下でよく、実際には２０度以下の
光線が９０％以上を占めるため１対２程度まで充分な性能を発揮する。
Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
Since the portion is of a size that does not matter to the naked eye, it is preferably approximately 300 μm or less. In addition to the above contents, the size of the protrusion is preferably about 10 μm or more and 100 μm or less for the convenience of manufacturing. Further, the ratio of the height and width of the protrusion 12 (or the diameter in the case of a substantially cylinder) may be 1 to 1 or less because the elevation of light in the
図３８に示す変形例において、導光板１１の反出光面１７側に凹形状１２ａを有する。
凹形状１２ａは任意のサイズ、形状をもち、その凹形状１２ａに到達した光束を導光板１
１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、中心角９０度以下の
略球面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。
In the modification shown in FIG. 38, the
The
Although it has a function of converting into a light beam having a large elevation angle with respect to one plane, it has been found that a good characteristic can be obtained by using a substantially spherical surface with a central angle of 90 degrees or less.
ＬＥＤ２から導光板１１へ導かれた光束は導光板１１内で全反射を繰り返して導光して
いくが、導光板１１の反出光面１７には凹形状１２ａが設けられており、そこに到達した
光束は導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換され、出光面１３より出光
することができる。導光板１１の出光面１３側に、被照明体６を配置することにより、本
構成は面状照明として機能する。また反出光面１７側の凹形状以外の面は出光面１３側と
平行であるので、平板に交差する方向には光線を透過する垂直光線透過機能をも有する。
The light beam guided from the
これらの凹形状１２ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凹形状１２ａの面積比を大きくとることにより、照明の効率を上げることがで
きるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える
面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％前後
の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を加減
する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であり、
視認性について位置によるムラは感じられない。凹形状１２ａの大きさは、可視光の波長
がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であることから、回折による影響が発生しないた
めに５μｍ程度以上は必要であり、また、凹形状１２ａ部が肉視で気にならない程度の大
きさであるために概ね３００μｍ以下が望ましい。以上の内容に加え、製造上の利便性か
ら凹形状の大きさはおよそ１０μｍ以上１００μｍ以下が望ましい。
These
Regarding the visibility, the unevenness due to the position is not felt. Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
図３９に示す変形例において、導光板１１の反出光面１７側に凸形状１２ｂを有する。
凸形状１２ｂは任意のサイズ、形状をもち、その凸形状１２ｂに到達した光束を導光板１
１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、頂角１２０度以下の
略円錐面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。凸形状１２ｂの密度、
大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
In the modification shown in FIG. 39, the
The
Although it has a function of converting into a light beam having a large elevation angle with respect to one plane, it has been found that a substantially conical surface with an apex angle of 120 degrees or less exhibits good characteristics. The density of the
The size is the same as that of the concave shape described above.
図４０に示す変形例において、導光板１１の反出光面１７側に光拡散部材層１２ｃを有
する。光拡散部材層１２ｃは任意のサイズ、形状をもち、その光拡散部材層１２ｃに到達
した光束を導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有する。す
なわちこの光拡散部材層１２ｃは出光面１３側への光拡散機能と反出光面１７側への遮光
性を持っている。遮光性を確保するためにさらに遮光層を設けることもできる。光拡散部
材層１２ｃの密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
In the modification shown in FIG. 40, the light diffusing
図４１に示す変形例において、以上に述べたような点状の光取り出し形状１２ｘを導光
板１１上において、ＬＥＤ２の近傍では疎に、点光源２から離れるに従って密に分布させ
た例を示す。ＬＥＤ２の近傍では導光板１１中の光束密度が高いが、光取り出し形状１２
ｘにより光線が拡散して、ＬＥＤ２から離れるに従って光束密度が下がるため、連続的に
光取り出し形状１２ｘを密に配設している。これにより、より均一な照明が可能になって
いる。
In the modification shown in FIG. 41, an example is shown in which the point-shaped light extraction shapes 12x as described above are distributed on the
Since the light beam diffuses by x and the light flux density decreases as the distance from the
図４２Ａまたは図４２Ｂに示す変形例にあっては、導光板１１上の光取り出し形状１２
ｄの形成部とＬＥＤ２部の間に空隙１６ｄを設けた例を示す。ＬＥＤ２は点光源であり、
導光体１１内部で発光するため、光線は全方向に放射されるが、導光板１１内部で全反射
して導光する成分は導光板１１の平板方向に対する仰角が約４５度以下のものだけである
。空隙１６ｄはＬＥＤ２からの光線を一度空気界面を透過させることにより、導光板１１
に再入射する際に仰角４５度以下の光線にそろえることができる。
42A or 42B, the
An example is shown in which a
Since light is emitted in the
Can be aligned with light rays having an elevation angle of 45 degrees or less.
図４３に示す変形例では、空隙１６ｅ部のＬＥＤ２側側面にレンズ形状１８ｅを形成し
た例を示す。レンズ形状１８ｅによりＬＥＤ２からの光線が空隙１６ｅに射出する際に分
散するのを防止し、有効に導光板１１に再入射させる働きを有する。
The modification shown in FIG. 43 shows an example in which a
図４４に示す変形例では、ＬＥＤ２部の後方に反射部材２１ｆを配置した例を示す。Ｌ
ＥＤ２は点光源であり、導光板１１後方への導光もあるため、反射部材２１ｆにより前方
へ反射させている。また反射部材２１ｆを凹面鏡にすることにより、導光板１１の面に対
する仰角を概ね４５度以下かそれに近い角度に集光させている。
The modification shown in FIG. 44 shows an example in which a reflecting member 21f is arranged behind the
Since ED2 is a point light source and also has a light guide to the rear of the
図４５に示す変形例において、導光板１１の反出光面１７側には透明板または透明シー
ト８が配置される。導光板１１と透明板または透明シート８の間は密着しておらず、空気
層が存在する。導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反
射し、表面からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しい
ばかりでなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板また
は透明シート８は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの光束が入り
込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷
の相対面積はわずかであるので、被照明体６に対する視認性についての影響もきわめて小
さい。本導光板１１を前置面照明として使用するためには、この透明板または透明シート
８の存在が必須である。透明板または透明シート８としてはアクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料が用いられ
る。
In the modification shown in FIG. 45, a transparent plate or
図４６に示す変形例において導光板１１の端面には反射部材２２が隣接配置されている
。光取り出し形状１２ｘにより拡散され、出光面から出光した光線以外の多くは端面に到
達し、出光してしまうので、反射部材２２で再び導光板１１内に戻すことにより光線を有
効に使うことができる。
In the modification shown in FIG. 46, the reflecting
（第１１の実施例）
以下に第１１の実施例を図面に基づいて説明する。他の実施形態として被照明体に液晶
表示パネルを使用した例を図４７に示す。導光板１１は液晶表示パネル１０２の前面に配
置される。液晶表示パネル１０２の背面には反射板１０３を配置し、反射型液晶表示装置
を構成している。導光板１１は液晶表示パネル１０２側に光線を投射するとともに反射板
１０３によって反射した光線をほとんど分散することなく、透過する機能を有する。これ
は外光が充分にあるときには光源２を消灯して使用し、この場合、導光板１１は単なる透
明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与えないことに有効である。ま
た外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、導光板１１は液晶表示パネル１０
２を照明し、反射板１０３による反射光は導光板１１が前述の消灯時と同様に単なる透明
板として機能してそのまま透過するため、高い視認性を保持するために有効である。
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 47 shows an example in which a liquid crystal display panel is used as an object to be illuminated as another embodiment. The
2, and the light reflected by the
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの
光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対
し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照
明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回
透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効にな
っている。
Further, in the transmissive liquid crystal display device in which the illuminating device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, light rays from the illuminating device are transmitted only once through the liquid crystal display panel to generate contrast in bright and dark areas. In the reflective liquid crystal display device in which the illumination device as described above is arranged on the front surface of the liquid crystal display panel, the light from the illumination device is transmitted through the liquid crystal display panel once, then reflected by the reflector and transmitted again, so that the contrast is higher. It becomes effective in order to obtain high visibility by becoming high.
以下に本発明の電子機器について図面に基づいて説明する。本発明の液晶表示装置は非
常に低消費電力で照明機能を有する表示が行なえるため、携帯型の電子機器に対して有効
である。携帯型の電子機器については、移動電話(図４８)、情報端末(図４９)、時計(図
５０)、カメラ（図５１）等がある。
The electronic apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the liquid crystal display device of the present invention can perform display with an illumination function with very low power consumption, it is effective for portable electronic devices. Examples of portable electronic devices include mobile phones (FIG. 48), information terminals (FIG. 49), watches (FIG. 50), cameras (FIG. 51), and the like.
以上説明したように、第１０乃至第１１の実施例およびその変形例によれば、外光を利
用する掲示物、表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。
As described above, according to the tenth to eleventh embodiments and the modifications thereof, it is possible to provide a thin surface illumination suitable for a display, a display body and the like using outside light.
また携帯用情報端末のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消し
て使用しても表示品質を落とさず、点灯時でもＬＥＤ、電球等を用いてより低消費電力で
コントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
In applications such as portable information terminals, the display quality is not degraded even when the light is turned off for use in bright places to save power, and even when lit, LEDs, light bulbs, etc. are used for lower power consumption and higher contrast. A liquid crystal display device can be provided.
また、低消費電力で電池寿命の長い、移動電話機、情報端末等の電子機器を提供するこ
とができる。
In addition, an electronic device such as a mobile phone or an information terminal with low power consumption and long battery life can be provided.
（第１２の実施例）
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図５２Ａにおいて、導光板１１の
端面には傾斜面１６があり、導光板平板部に光源２を隣接配置する。導光板１１は図５２
Ｂに示すように透明板の一方の面に凸形状１１Ａを設けており、凸形状１１Ａの各面はす
べて導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以下の面で構成される。導光板１１は概ね
屈折率１．４以上の透明材料で形成されるが、例えば屈折率が１．４である場合、臨界角
が４５度になり、光源２から入射した光線は、導光板１１の法線方向に対して４５度以下
になるが、実際には２０度以下の成分が多い。傾斜面１６は導光板１１に平行な面に対し
て概ね３０度から５０度の角度をなすが、光源２から導光板１１へ入射した光線を導光板
１１に平行な面に対して４５度以下の光線に変換する働きを持つ。すなわち光源２からの
光束は光線１９ａや光線１９ｂに示すように導光板１１へ入射すると、まず傾斜面１６で
反射し導光板１１と平行な面に対して概ね４５度以下のベクトルをもつ光線に変換され、
導光板１１の中で全反射を繰り返す。そのうちに凸形状１１Ａに到達すると凸形状１１Ａ
の各面で反射した光線が導光板１１と平行な面と概ね４５度を超える十分に大きい角度を
なし、導光板１１から出光することができる。このことにより、照明装置の背面からの出
光が多く、被照明体６を効果的に照明することができる。
(Twelfth embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 52A, the end surface of the
As shown in B, a
Total reflection is repeated in the
The light beams reflected by the respective surfaces of the light can be emitted from the
前述した図１５と同様に、凸形状１１Ａの各面は導光板１１と平行な面に対して概ね３
０度以下の面で構成される。導光板１１内を進行する光線は導光板１１と平行な面に対し
て２０度以下の成分が多いので、導光板１１内を導光する光線の多くは凸形状１１Ａの各
面に臨界角以上で到達し、その反射光は導光板１１のもう一方の面から出光できる。以上
のように導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以下の面であれば自由な形状をとるこ
とができるが、円錐面やそれに準ずる形状が面の角度が一定にでき、また面方向の方向性
がなくなるために有利である。
Similarly to FIG. 15 described above, each surface of the
It is composed of a surface of 0 degrees or less. Since the light rays traveling in the
前述した図１７と同様に、凸形状１１Ａを概ね頂角１３０度の円錐面に形成できる。導
光板１１と平行な光線９１ａは円錐面で反射されると導光板１１の法線と４０度で交わり
出光する。２０度の角度をなす光線９１ｂは円錐面と４５度で交わるため反射し、その反
射光は導光板１１の法線と２０度で交わり出光できる。２０度を超える角度の光線９１ｃ
は円錐面より出光することになるが、その成分は全体からすれば少なく、頂角に概ね１３
０度を選ぶことにより有効に照明光として利用できる。
Similarly to FIG. 17 described above, the
Will emit light from the conical surface, but its component is small as a whole, and the apex angle is approximately 13
By selecting 0 degree, it can be effectively used as illumination light.
導光板１１を形成する透明材料はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオ
レフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料またはそれらの複合体が用いられ、
射出成形、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上にフィル
ムまたは樹脂層を接合する等の方法によって形成される。
The transparent material forming the
It is formed by methods such as injection molding, thermosetting resin, photo-curing resin, etching, transparent resin, or bonding a film or resin layer on a glass plate.
光源２としては蛍光管、電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が用いられる。蛍光管は低
電力で高輝度が期待でき、白色光を容易に得ることができる特徴を持つ。ＬＥＤは寿命が
半永久的であり、低電圧で駆動できるため回路が簡単で、発火、感電等に対する安全性も
高い。色については最近では赤、緑、青の他にそれらの混色や白色も可能になっているた
め用途に応じて広く選択できる。電球を用いた場合は寿命が短いという欠点があるが、安
価であり、交換も容易にできる可能性を持つ。
As the
これらの凸形状１１Ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凸形状１１Ａの面積比を大きくとることにより、照明の効率を上げることがで
きるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える
面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％前後
の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を加減
する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であり、
視認性について位置によるムラは感じられない。
These
Regarding the visibility, the unevenness due to the position is not felt.
凸形状１１Ａの大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度である
ことから、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、凸形
状１１Ａ部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００μｍ以下が望まし
い。以上の内容に加え、製造上の利便性から凸形状１１Ａの大きさはおよそ１０μｍ以上
１００μｍ以下が望ましい。
Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
以上の構成により、本照明装置は被照明体６の前面に配置して、外光が充分にある明る
いときには照明を消して被照明体６を観察し、外光が充分でない暗いときには照明を点灯
して被照明体６を観察できる、パートタイム照明を実現できる。
With the above configuration, the illumination device is arranged in front of the object to be illuminated 6, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off to observe the object to be illuminated 6, and when the outside light is not enough, the illumination is turned on. Thus, it is possible to realize part-time illumination in which the
以上のような照明装置の被照明体６としては、紙等に印刷された印刷物、液晶表示体等
のようなものが適している。
As the object to be illuminated 6 of the lighting device as described above, a printed matter printed on paper or the like, a liquid crystal display, or the like is suitable.
図５３に示す変形例において、以上に述べたような凸形状（図５３では円錐面形状の場
合を示す）の密度を光源２の近傍では疎に、点光源２から離れるに従って密に分布させた
例を示す。光源２の近傍では導光板１１中の光束密度が高いが、凸形状１１Ａにより光線
が拡散して、光源２から離れるに従って光束密度が下がるため、連続的に凸形状１１Ａを
密に配設している。これにより、より均一な照明が可能になっている。
In the modification shown in FIG. 53, the density of the convex shape as described above (in FIG. 53, the case of a conical surface shape) is sparse in the vicinity of the
図５４に示す変形例において、導光板１１の観察者側には透明板または透明シート８が
配置される。導光板１１と透明板または透明シート８の間は密着しておらず、空気層が存
在する。導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し、
表面からは輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しいばかり
でなく、コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板または透明
シート８は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの光束が入り込むこ
とはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷の相対
面積はわずかであるので、被照明体６に対する視認性についての影響もきわめて小さい。
本導光板１１を前置面照明として使用するためには、この透明板または透明シート８の存
在が必須である。透明板または透明シート８としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料が用いられる。ま
た、実際に電子機器や移動電話等に組み込んで使用するときには、透明板または透明シー
ト８を外装のガラスと共用にすることもできる。
In the modification shown in FIG. 54, a transparent plate or a
From the surface, it can be confirmed as bright spots or bright lines. These are not only unsightly for transmissive illumination, but also remarkably lower visibility such as a decrease in contrast. Since the transparent plate or
In order to use the
（第１３の実施例）
以下に第１３の実施例を図面に基づいて説明する。図５５において導光板１１と光源２
の間に、導光部材１３を配置している。導光部材１３は概ね直方体、円柱等の形状をした
透明体であり、アクリル樹脂等、導光体１１と同様な材質からなる。導光板１１と光源２
の間に距離がある場合に、光源２からの光線を有効に導光板１１に導くことができるとい
う特徴がある。
(Thirteenth embodiment)
A thirteenth embodiment will be described below with reference to the drawings. In FIG. 55, the
The
When there is a distance between the two, there is a feature that the light from the
図５６に、導光板に導光部材１３ｂを一体で形成した例を示す。射出成形等で製造する
場合に適している。
FIG. 56 shows an example in which the
（第１４の実施例）
第１４の実施例を図面に基づいて説明する。図５７Ａにおいて、導光板１１の端部には
光源２を配置する。導光板１１は図５７Ｂに示すように透明板の一方の面に凹形状１１Ｂ
を設けており、凹形状１１Ｂの各面はすべて導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以
下の面で構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成されるが、例
えば屈折率が１．４である場合、臨界角が４５度になる。すなわち光源２からの光束は光
線１９ａや光線１９ｂに示すように端部から入射すると傾斜面１６により反射し導光板１
１と平行な面に対して概ね４５度以下のベクトルをもつ光線に変換され、導光板１１の中
で全反射を繰り返す。そのうちに凹形状１１Ｂに到達すると凹形状１１Ｂの各面で反射し
た光線が導光板１１と平行な面と概ね４５度を超える十分に大きい角度をなし、導光板１
１から出光することができる。このことにより、照明装置の背面からの出光が多く、被照
明体６を効果的に照明することができる。
(Fourteenth embodiment)
A fourteenth embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 57A, the
All the surfaces of the
1 is converted into a light beam having a vector of approximately 45 degrees or less with respect to a plane parallel to 1, and total reflection is repeated in the
1 can emit light. Thereby, there is much light emission from the back surface of an illuminating device, and the to-
前述の図２４と同様に、凹形状１１Ｂの各面は導光板１１と平行な面に対して概ね３０
度以下の面で構成される。導光板１１内を進行する光線は導光板１１と平行な面に対して
概ね２０度以下の成分が多いので、導光板１１内を導光する光線の多くは凹形状１１Ｂの
各面に臨界角以上で到達し、その反射光は導光板１１のもう一方の面から出光できる。以
上のように導光板１１と平行な面に対して概ね３０度以下の面であれば自由な形状をとる
ことができるが、円錐面やそれに準ずる形状が面の角度が一定にできること、また方向性
がなくなるために有利である。
Similarly to FIG. 24 described above, each surface of the
It is composed of the following surface. Since the light beam traveling in the
前述した図２６と同様に、凹形状を頂角１３０度の円錐面とした例を示す。導光板１１
と平行な光線１９１ａは円錐面で反射されると導光板１１の法線と４０度で交わり出光す
る。２０度の角度をなす光線１９１ｂは円錐面と４５度で交わるため反射し、その反射光
は導光板１１の法線と２０度で交わり出光できる。２０度を超える角度の光線１９１ｃは
円錐面より出光することになるが、その成分は全体からすれば少なく、頂角に概ね１３０
度を選ぶことにより有効に照明光として利用できる。凹形状の密度、大きさについては前
述の凸形状の場合と変わるところはなく、内容もそれに準じる。このように導光板に凹形
状を設けた場合、前述の凸形状の場合と比べ、形状が厚みに影響しないという特徴を有し
ている。
Similarly to FIG. 26 described above, an example in which the concave shape is a conical surface having an apex angle of 130 degrees is shown.
When the
By selecting the degree, it can be used effectively as illumination light. The density and size of the concave shape are not different from those of the convex shape described above, and the contents are the same. Thus, when the concave shape is provided in the light guide plate, the shape does not affect the thickness as compared with the convex shape described above.
（第１５の実施例）
以下に本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図５８Ａにおいて、導光板１
１の端部には光源２を配置する。導光板１１は図５８Ｂに示すように透明板の一方の面に
突起形状１２を設けており、突起形状１２の各面はすべて導光板１１と概ね垂直な面およ
び概ね平行な面で構成される。導光板１１は概ね屈折率１．４以上の透明材料で形成され
るが、例えば屈折率が１．４である場合、臨界角が４５度になる。すなわち光源２からの
光束は光線１０９ａや光線１０９ｂに示すように端部から入射すると傾斜面２１２で反射
し、導光板１１と平行な面に対して概ね４５度以下のベクトルをもつ光線に変換され、導
光板１１の中で全反射を繰り返す。そのうちに突起形状１２の側面に到達すると出光する
ことができる。このことにより、照明装置の背面からの出光が多く、被照明体６を効果的
に照明することができる。
(15th Example)
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 58A, the
A
突起形状１２の各面は導光板１１と概ね垂直な面および概ね平行な面で構成される。導
光板１１内を進行する光線は導光板１１と平行な面に対して概ね２０度以下の成分が多い
ので、導光板１１内を導光する光線の多くは突起形状１２の側面に臨界角以上で到達し、
導光板１１から出光できる。以上のように導光板１１と概ね垂直な面および概ね平行な面
であれば自由な形状をとることができるが、円柱面やそれに準ずる形状が面の角度が一定
にできること、また方向性がなくなるために有利である。
Each surface of the
Light can be emitted from the
突起形状の密度、大きさについては前述までの凸形状または凹形状の場合と変わるとこ
ろはなく、内容もそれに準じる。
The density and size of the protrusion shape are not different from those in the case of the convex shape or the concave shape described above, and the contents conform to it.
このように導光板に突起形状を設けた場合、前述までの凸形状および凹形状の場合と比
べ、観察者側の出光が少なく効率が良いという特徴を持つ。
As described above, when the light guide plate is provided with the protrusion shape, the light emission on the viewer side is small and the efficiency is high as compared with the convex shape and the concave shape described above.
（第１６の実施例）
被照明体に液晶表示パネルを使用した例を図５９に示す。導光板１１は液晶表示パネル
２００１の前面に配置される。液晶表示パネル２００１の背面には反射板２００２を配置
し、反射型液晶表示装置を構成している。導光板１１は液晶表示パネル２００１側に光線
を投射するとともに反射板２００２によって反射した光線をほとんど分散することなく、
透過する機能を有する。これは外光が充分にあるときには光源２を消灯して使用し、この
場合、導光板１１は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示品質に影響を与
えないことに有効である。また外光が充分でない暗い所では点灯して使用した場合、導光
板１１は液晶表示パネル２００１を照明し、反射板２００２による反射光は導光板３０１
が前述の消灯時と同様に単なる透明板として機能してそのまま透過するため、高い視認性
を保持するために有効である。
(Sixteenth embodiment)
An example in which a liquid crystal display panel is used as an object to be illuminated is shown in FIG. The
It has a transparent function. This is used when the
However, since it functions as a simple transparent plate and transmits as it is in the same manner as when the light is turned off, it is effective to maintain high visibility.
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した透過型液晶表示装置は照明装置からの
光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生しているのに対
し、このような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装置は照明装
置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射してもう１回透過
するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有効になって
いる。
Further, in the transmissive liquid crystal display device in which the illuminating device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, the light from the illuminating device is transmitted only once through the liquid crystal display panel to generate contrast in bright and dark areas. A reflective liquid crystal display device in which a simple illuminating device is arranged in front of the liquid crystal display panel has higher contrast because light rays from the illuminating device are transmitted once through the liquid crystal display panel, then reflected by the reflector and transmitted again. This is effective for obtaining high visibility.
図６０に基板２００３上に光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）２を配置し、液晶表示
パネル２００１、反射板２００２、導光体１１をユニットにした例を示す。本発明の照明
装置によりこのような構成が可能となる。
FIG. 60 shows an example in which a light emitting diode (LED) 2 is arranged as a light source on a
この液晶表示装置を移動電話等の電子機器に使用し、移動電話の表示部に前述の表示体
２０００を備えることができる。特に携帯型電子機器において省電力化を図る上において
有効である。
This liquid crystal display device can be used in an electronic device such as a mobile phone, and the
以上説明したように、第１２乃至第１６の実施例およびその変形例によれば、外光を利
用する掲示物、液晶表示体等に適した薄型面照明を提供することができる。また携帯用電
算機端末のような用途において、省電力のため明るいところでは照明を消して使用しても
表示品質を落とさず、点灯時でも蛍光管、ＬＥＤ、電球等を用いてより低消費電力でコン
トラストの高い液晶表示装置を提供することができる。
As described above, according to the twelfth to sixteenth embodiments and the modifications thereof, it is possible to provide a thin surface illumination suitable for a display, a liquid crystal display, and the like using outside light. Also, in applications such as portable computer terminals, the display quality is not degraded even when the light is turned off for use in bright places to save power, and even when it is lit, lower power consumption is achieved using fluorescent tubes, LEDs, bulbs, etc. Thus, a liquid crystal display device with high contrast can be provided.
（第１７の実施例）
最初に、第１７乃至第２８の実施例に関して、これらの実施例が具体化する発明の背景
を説明する。
(Seventeenth embodiment)
First, regarding the seventeenth to twenty-eighth embodiments, the background of the invention embodied by these embodiments will be described.
本発明の１つの側面である、照明装置を搭載した表示機器という観点から、この表示機
器に関する従来の技術を、反射型液晶表示装置を例にとり説明する。
From the viewpoint of a display device equipped with a lighting device, which is one aspect of the present invention, a conventional technique related to this display device will be described by taking a reflective liquid crystal display device as an example.
反射型液晶表示装置は、微小電力で動作する表示装置として、ウオッチ、電卓、携帯電
話、小型情報機器、各種家電製品等の情報伝達媒体として、大きな発展、普及を遂げてき
た。表示モードも、ＴＮ型(ツイスティッド・ネマチック)、ＳＴＮ型(スーパーツイステ
ィッド・ネマチック)、強誘電型等、多種類のものが開発されてきた。
Reflective liquid crystal display devices have been greatly developed and spread as information transmission media such as watches, calculators, mobile phones, small information devices, and various home appliances as display devices that operate with minute electric power. Many kinds of display modes have been developed, such as TN type (twisted nematic), STN type (super twisted nematic), and ferroelectric type.
図６２は現在一般的に使用されている反射型液晶表示装置の断面図である。２１、２２
はそれぞれ上、下基板で、互いに対向する面上にそれぞれ透明電極膜２６、２７、および
２８を有する。２９は該上、下基板２１と２２との間に挿入された液晶層で、該液晶層２
９の液晶材料、液晶分子配列を選択することにより、前述したＴＮ型、ＳＴＮ型、強誘電
型等の表示モードを任意に選択できるが、基本的な反射型液晶表示装置の断面構造は図６
２に示した通りである。２３は上偏光板、２４は下偏光板、２５は反射板である。次に基
本的な動作について説明する。入射光３０、３１は上偏光板２３を通過することにより偏
光となる。この後、電圧印加部（ここでは、透明電極２６と透明電極２８とに挟持された
領域とする）と、電庄無印加部（ここでは、透明電極２７と透明電極２８とに挟持された
領域とする）とでは、液晶層内の光学的性質が変わり、結果的に該液晶層２９を通過した
各々の偏光３０と３１の各偏光軸は互いに略直交の方位を取り下偏光板２４に到達する。
ここで、下偏光板２４の偏光軸の方位を最適に設定すれば、図６２に示すように、入射光
３０は該下偏光板２４に吸収され黒い表示外観となり、入射光３１は該下偏光板２４を透
過し反射板２５で反射され再度、下偏光板２４を透過し、液晶層２９、上偏光板２３を通
って外部に出射される。従って、電庄無印加部の表示外観は白色（詳しくは灰色）となる
。以上の動作は上記液晶層がＴＮ型、ＳＴＮ型、強誘電型いずれも共通である。詳しい動
作原理については文献１（「液晶デバイスハンドブック」、日本学術振興会第１４２委員
会編、日刊工業新間社発行、Ｐ３０３〜３８６）に記載されている。ここで、反射型液晶
表示装置として重要な課題は、如何にして明るい反射型表示装置を実現するかである。前
述した現在の反射型液晶表示装置においては、黒表示部分はほぼ充分な黒色を表現してい
るが、白色表示部は通常の紙の白さには全く及ばず、少し薄暗い所では非常に見にくい表
示となってしまう。この好ましい白色表示が得られない理由としては、
（１）上偏光板２３により、入射光３１のほぼ６０％の光が吸収されてしまい、残りの
４０％の光が液晶層２９に到達する。
（２）さらに、下偏光板２４で約５％、さらに反射板２５で約１０％、さらに再度下偏
光板２４で約５％、そして上偏光板２３で約５％の光が各々吸収される。結果的に、白色
光として外部に戻る光３２の強度Ｉは、
Ｉ≒０．４０×０．９５×０．９×０．９５×０．９５×Ｉ０・・・（１）≒０．３×
Ｉ０（Ｉ０・・・・入射光３１の強度）
となり、結果的に入射光の約３０％の明るさの画面しか得られず、紙のように、入射光
の７０〜８０％を反射する明るさを持った白色紙表示に比べて、従来の反射型液晶表示装
置は暗くて見にくい表示装置であった。
FIG. 62 is a cross-sectional view of a reflection type liquid crystal display device which is generally used at present. 21, 22
Are respectively an upper substrate and a lower substrate, and have
By selecting the liquid crystal material 9 and the liquid crystal molecular arrangement, display modes such as the TN type, STN type, and ferroelectric type can be arbitrarily selected. However, the basic cross-sectional structure of the reflective liquid crystal display device is shown in FIG.
As shown in FIG.
Here, if the orientation of the polarization axis of the lower
(1) The upper
(2) Further, about 5% of light is absorbed by the lower
I≈0.40 × 0.95 × 0.9 × 0.95 × 0.95 × I0 (1) ≈0.3 ×
I0 (I0... Intensity of incident light 31)
As a result, only a screen having a brightness of about 30% of the incident light can be obtained. Compared to a white paper display having a brightness that reflects 70 to 80% of the incident light, such as paper, the conventional screen is obtained. The reflective liquid crystal display device is a display device that is dark and difficult to see.
しかし最近、引用例１(ＰＣＴ ＷＯ９５／１７６９２)、および引用例２（Ｊ．Ｐｈｙ
ｓ，Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．８，１９７５，Ｐ１４４１〜１４４８）に示され
る様な偏光分離機能を持った偏光分離板を前記下偏光板２４と反射板２５の代わりに用い
れば、原理的に出射光の強度を入射光の３６％程度まで高めることができ、図６２に示す
従来の反射型液晶表示装置に比べ約２０％の明るさの向上が見込まれ、将来の有望な反射
型液晶表示装置として期待される。
Recently, however, Cited Example 1 (PCT WO95 / 17692) and Cited Example 2 (J. Phy)
s, D: Appl. Phys. Vol. 8, 1975, P1441-1448), if a polarization separation plate having a polarization separation function is used in place of the lower
図６３は、上記引用例１に基づく新規な偏光分離板の一例で、多層膜偏光反射板の機能
説明図である。該多層膜偏光反射板３５は、Ａ、Ｂ２種類の透明フィルムを交互に積層し
た１００層以上（図６３では、省略して４層のみ描いている）の多層膜からなる。上記多
層膜偏光反射板３５の上部から入射した光３６は該多層膜偏光反射板３５により、一方の
偏光成分（Ｓ波またはＰ波）のみ透過（３７）し、他方の偏光成分（Ｐ波またはＳ波）を
反射（３８）させる偏光分離機能を持つ。従って、従来の偏光板とは異なり、光を吸収す
ることが無いため、光を有効に利用できることは明かである。
FIG. 63 is an example of a novel polarization separation plate based on the above cited example 1, and is a functional explanatory diagram of a multilayer polarizing reflection plate. The
図６４は、上記引用例２に基づくもう一つの偏光分離板の例で、１／４波長板４１とコ
レステリック液晶層４２と光吸収板４３とが積層された構造を有する。機能は前述した多
層膜偏光反射板と同じで、一方の偏光成分４４（ここでは紙面に平行な偏光軸をもった光
）は、１／４波長板４１とコレステリック液晶層４２を透過（４６）し、下の光吸収層４
３に到達する。また、他方の偏光成分４５（ここでは紙面に垂直な偏光軸を持った光）は
、１／４波長板４１とコレステリック液晶層４２で反射され反射光４７となる。上述した
偏光分離の詳しい原理については上記引用例１、２を参照されたい。
FIG. 64 shows another example of the polarization separation plate based on the above cited example 2. The
Reach 3 The other polarization component 45 (here, light having a polarization axis perpendicular to the paper surface) is reflected by the quarter-
図６５は、上記偏光分離板を用いた反射型液晶表示装置の断面図である。５１、５２は
、それぞれ上、下基板で互いに対向する面上に透明電極膜５５、５６および５４を有する
。５９は上偏光板、５３は液晶層、５７は偏光分離板で、ここでは上述した多層膜偏光反
射板を使用している。もちろん、上述した１／４波長板とコレステリック液晶層とを組み
合わせた偏光分離板を代わりに用いてもその基本的な動作は変わらない。５８は光吸収部
で、黒色の他、赤、緑、青色等任意の色でもよい。次に表示動作について説明する。入射
光６０、６１とも上偏光板５９で偏光となり、それぞれ液晶層５３に進む。前述したよう
に、電庄印加領域６３と電圧無印加領域６４とでは該液晶層５３の光学的状態が異なるた
め、それぞれの入射光６０と６１は該液晶層５３を通過した後では、各々の偏光軸は互い
にほぼ直交した向きの偏光として該多層膜偏光反射板５７に達する。ここでは、入射光６
０は該多層膜偏光反射板５７をそのまま透過し、光吸収部５８に到達し、そこで吸収され
る様にあらかじめ該多層膜偏光反射板５７の光軸を設定しておく。従って、上記電庄印加
領域６３では黒、もしくは光吸収部５８の着色色となる。一方、入射光６１は上記多層膜
偏光反射板５７で反射され、出射光６２となって外へ出る。従って、上記電圧無印加領域
６４では、白色外観（詳しくは灰色外観）を呈する。ここでは、図６２における下偏光板
２４と反射板２５の代わりに多層膜偏光反射板５７と光吸収部５８とを用いているため、
入射光６１は光吸収による損失を受けること無く反射されるため、図６２の従来の表示装
置に比べ明るい反射型液晶表示装置となる。つまり、入射光６１は、上偏光板５９で約６
０％の光が吸収されるが、多層膜偏光反射板５７では光吸収を受けずにそのまま反射され
、再度通過する上偏光板５９で約５％の光吸収を受けるだけで外部に放出され反射光６２
となる。
FIG. 65 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device using the polarization separation plate. 51 and 52 respectively have
0 passes through the
Since the
Although 0% of the light is absorbed, it is reflected as it is without being absorbed by the
It becomes.
従って、反射光６２の強度は下式（２）に示すようになる。
Ｉ≒０．４×０．９５×Ｉ０≒０．３８×Ｉ０・・・（２）
（Ｉ：出射光６２の光強度，Ｉ０：入射光６１の光強度）
Accordingly, the intensity of the reflected
I≈0.4 × 0.95 × I0≈0.38 × I0 (2)
(I: light intensity of
ここでさらに上記偏光分離板内における光散乱等による光の損失を５％加味しても（１
）式に比べて約２０％明るさが向上した反射型液晶表示装置が得られる。従って、今後の
反射型液晶表示装置としては、明るさと見やすさの改良のため上述した偏光分離板を従来
の下偏光板に代わって使用することが好ましい。
Here, even if 5% of light loss due to light scattering or the like in the polarization separation plate is taken into account (1
Thus, a reflection type liquid crystal display device whose brightness is improved by about 20% compared to the above formula is obtained. Therefore, in the future reflective liquid crystal display device, it is preferable to use the above-described polarization separation plate in place of the conventional lower polarizing plate in order to improve brightness and visibility.
しかし、ここで一つ大きな謀題がある。 But here is one big conspiracy.
それは、暗所での照明方法である。反射型液晶表示装置は、前述したように、時計、携
帯電話、データターミナル等、夜間にも充分表示機能を果たせるように照明装置が必須の
電子機器に搭載されるケースが多い。上記要求を充たすため、図６２に示した従来の反射
型液晶表示装置では、図６６に示す半透過型液晶表示装置のように液晶表示装置６５の反
射板として半透過型反射板６８を用いている。該半透過型反射板６８としては多種、商品
化されているが、一般的なものとして８０％の光を反射し、１０％の光を透過させるもの
が多い(残りの１０％は、反射層での光吸収損失である)。従って、明るい環境下では上面
から入射した光の８０％を反射させ反射型液晶表示装置として機能させる。一方、暗い環
境下では、上記液晶表示装置６５の背面に配された発光体７０からの光を透過率１０％の
該半透過型反射板６８を通して裏面より照射して表示を読み取らせている。ここで、背面
に配された発光体７０は、図６６に示すように、導光板６６と該導光板６６の端部に配さ
れた発光源６７と同じく下面に配された反射板６９とから少なくとも構成される。この発
光体としては、発光源６７から発せられた光を該導光板６６に導入し、該導光板６６に設
けられた光散乱核により散乱させ、該導光板６６の上面より光を出射させる発光体が一般
的であるが、この他の発光体として平面型のＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光体
が用いられることもウオッチなどでは多い。
It is a lighting method in the dark. As described above, in many cases, the reflective liquid crystal display device is mounted on an electronic device such as a clock, a cellular phone, a data terminal, or the like in which an illumination device is essential so that a sufficient display function can be performed at night. In order to satisfy the above requirement, the conventional reflective liquid crystal display device shown in FIG. 62 uses a semi-transmissive
このような背面に配置された発光体を、図６５に示された改良された新しい反射型液晶
表示装置に採用することはできない。その理由は、図６５にも示す通り、光吸収層５８に
より裏面からの光は遮断され上面に光を導入することができない。勿論、光吸収層５８に
一部透過性（例えば、１０％の光透過性）を付与すれば、従来と同じように背面照明も可
能となるが二つの間題がある。
Such a light emitter disposed on the back surface cannot be employed in the improved new reflective liquid crystal display device shown in FIG. The reason is that as shown in FIG. 65, light from the back surface is blocked by the
その一つは、反射型表示の時、黒表示部分が１００％の光を吸収しないため、やや灰色
がかった黒表示となり表示コントラスト比が下がってしまう。二つ目は、偏光分離板の原
理から明らかなように、表示面の白黒表示が、前面から光が当たった場合と背面から光が
当たった場合とではその表示が全く反転（白表示→黒表示、黒表示→白表示）してしまい
、余り好ましくない。
One of them is that in the reflective display, the black display portion does not absorb 100% of light, resulting in a slightly grayish black display, and the display contrast ratio is lowered. Second, as is clear from the principle of the polarization separation plate, the black and white display on the display surface is completely reversed between when light is applied from the front and when light is applied from the back (white display → black Display, black display → white display), which is not preferable.
以上の様に偏光分離板を用いて明るさを改良した反射型液晶表示装置の暗い環境下に於
ける照明方法については、従来の背面照明方法が使えず、大きな課題を残していた。
As described above, the conventional backlighting method cannot be used for the illumination method in the dark environment of the reflection type liquid crystal display device whose brightness is improved by using the polarized light separating plate, and a big problem remains.
そこで、前述したような偏光分離板を従来の下偏光板と反射板の代わりに用いた明るい
反射型液晶表示装置に於いては、特開平６−２８９３９１号や特開平６−３２４３３１号
に示される様なフロントライト、つまり、液晶表示装置の上面に配置した透過型の照明装
置を用いる事が、暗い環境下での表示読み取り機能実現のために有効である。
Therefore, in a bright reflection type liquid crystal display device using the polarization separation plate as described above in place of the lower polarizing plate and the reflection plate, it is disclosed in JP-A-6-289391 and JP-A-6-324331. Use of such a front light, that is, a transmissive illumination device arranged on the upper surface of the liquid crystal display device is effective for realizing a display reading function in a dark environment.
一方、前述した携帯電話、時計、カメラ、データターミナル等の小型携帯型の電子機器
に用いられる液晶表示装置の発光源としてはＬＥＤ（発光ダイオード）、豆電球等、点状
光源が広く用いられている。これらは、従来よく使用されていた蛍光管に比べ、昇圧装置
等特別な機構を必要とせず、軽量コンパクトであり、また高周波、高電圧を用いないため
安全性に優れ、電波障害発生源にもならない。また電力制御が容易であり、低消費電力用
途にも容易に対応できる。特にＬＥＤは寿命が半永久的であり、色については最近では赤
、緑、青、それらの混色、白色も可能になっている。電球を用いた場合は寿命が短くなる
が安価であり、交換も容易にできる。以上の理由から、前述した小型携帯機器の表示を照
明する光源としては、ＬＥＤ、豆電球等、点状光源が最も好ましい。
On the other hand, point light sources such as LEDs (light emitting diodes) and miniature light bulbs are widely used as light emitting sources of liquid crystal display devices used in the above-described small portable electronic devices such as mobile phones, watches, cameras, and data terminals. Yes. These do not require special mechanisms such as a booster, are lighter and more compact than conventional fluorescent tubes, and are safe because they do not use high frequencies or high voltages. Don't be. In addition, power control is easy and it can be easily applied to low power consumption applications. In particular, LEDs have a semi-permanent lifetime, and recently colors such as red, green, blue, mixed colors, and white are possible. When a light bulb is used, the lifetime is shortened, but it is inexpensive and can be easily replaced. For the above reasons, as the light source for illuminating the display of the small portable device described above, a point light source such as an LED or a miniature bulb is most preferable.
そこで、前述した特開平６−２８９３９１号や特開平６−３２４３３１号に示されるフ
ロントライトのうち前述した図２Ａ及び図２Ｂに示すリブ状突起を用いた導光板（図２Ａ
は部分断面図、図２Ｂは全体の斜視図である）と、該導光板の端部に発光源としてＬＥＤ
や豆電球等の点状光源を配したフロントライトを使用してみると、導光板１１の出光面１
３と突起１２の側面１５との交線部は製造上、微小な曲面を持つため、反出光面１７側（
観察者側）にいくらかの反射光１９ｃが漏れ、観察者にとっては輝点として観察されるこ
とがわかった。図２Ｂに示すように、突起１２がリブ状であり、この交線部が直線である
と、点状光源１４と前記輝点と観察者は同一平面上に配置されることになり、観察者には
導光板上の特定位置が輝点となって、該輝点が各リブ状突起の根元に現れ全体として連続
的な輝線が発生したように見えるとともに、観察者の目の移動に伴いその輝線も移動する
。これらは該フロントライトの下部に配置される被照明物である反射型液晶表示装置の視
認性を著しく低下させるものである事が判った。
Therefore, the light guide plate using the rib-like projections shown in FIGS. 2A and 2B described above among the front lights shown in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-289391 and 6-324331 (FIG. 2A).
Is a partial cross-sectional view, and FIG. 2B is an overall perspective view.)
When using a front light with a point light source such as a light bulb, a
3 and the
It was found that some reflected light 19c leaked to the observer side) and was observed as a bright spot for the observer. As shown in FIG. 2B, when the
そこで、第１７乃至第２８の実施例に関わる表示機器では、上述したように偏光分離板
を用いた明るい反射型液晶表示装置に於いて、その照明手段として、フロントライトを用
い、その発光源としてＬＥＤ、豆ランプ等、点状光源を使用した時に発生するリブ形状の
根元部に於ける規則的な反射による前記輝線の発生を防止すること、更には、点状光源で
あるため突起パターンの１次元な配列から生じる輝度ムラの解消といった課題を解決する
事を目的とし、点状光源を使用し省消費電力が可能で、品質の高い照明手段を具備する液
晶表示装置ならびに、該液晶表示装置を表示部に有する携帯電話機器、時計、カメラ、デ
ータターミナル機器等の各種電子機器を提供する事を目的としている。
Therefore, in the display devices according to the seventeenth to twenty-eighth embodiments, as described above, in the bright reflective liquid crystal display device using the polarization separation plate, the front light is used as the illumination means, and the light source is used as the light source. Prevention of generation of the bright line due to regular reflection at the root of the rib shape that occurs when a point light source such as an LED or a bean lamp is used. A liquid crystal display device having a high-quality illumination means that can save power by using a point light source and solve the problem of eliminating luminance unevenness caused by a three-dimensional array, and the liquid crystal display device An object of the present invention is to provide various electronic devices such as a mobile phone device, a clock, a camera, and a data terminal device which are included in the display portion.
さて、上述した背景を踏まえて第１７の実施例を説明する。 Now, a seventeenth embodiment will be described based on the background described above.
図６１Ａ、６１Ｂは本発明に基づくフロントライトの断面図ならびに外観図で、導光板
１１の端面には１個または複数の点状光源２を配置する。導光板１１は図６１Ｂに示すよ
うに透明板の片面に突起１２を設けており、突起１２の各面はすべて出光面１３に対して
略平行な面（底面１４）と略垂直な面（側面１５）で構成される。導光板１１は概ね屈折
率１．４以上の透明材料で形成される。点状光源２からの光束は光線１９ａや光線１９ｂ
に示すように端面１６から入射したのち、導光板１１の中て全反射を繰り返し突起１２の
側面１５に達し、そこからのみ射出するため、照明装置の下面からの出光が多く、被照明
物８６（ここでは、前述したような偏光分離板を下部に配した反射型液晶表示装置である
。以下、本実施例では被照明物とは上記反射型液晶表示装置を指す）効果的に照明するこ
とができる。
61A and 61B are a sectional view and an external view of a front light according to the present invention, and one or a plurality of point
After being incident from the
導光板１を形成する透明材料は、例えば、前述したものと同様のものを使用できる。ま
た点状光源２としては発光ダイオード（ＬＥＤ）、電球等が用いられる。
As the transparent material for forming the
以上の構成により、本照明装置は被照明物８６の前面に配置して、外光が充分にある明
るいときには照明を消して被照明物８６を観察し(この時、該導光板１１はあたかも透明
平板が被照射物８６の上に載置されたと同様な外観であり、該被照射物の表示性能には殆
ど影響しないことが確認されている)、外光が充分でない暗いときには照明を点灯して被
照明物８６を観察できる、パートタイム照明を実現できる。
With the above configuration, the illumination device is arranged in front of the object to be illuminated 86, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off and the object to be illuminated 86 is observed (at this time, the
更に、本実施例によれば、導光板１１の下面に複数の点状の光拡散部１２を設け、その
形状を突起のように略円柱状にすると、前述した課題であった輝点は導光板１１面内一様
に分布し、前述した表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が確認され
た。更に、観察位置に関係なく、均一な視認性を得ることが確認できた。
Furthermore, according to the present embodiment, when a plurality of dot-like
また、前述したように従来の半透過型反射板を用いた反射型液晶表示装置に於いては、
反射型表示の明るさを犠牲にするとともに、夜間の照明についても上記半透過型反射板を
通して裏面より照明してきたため、照明光源の発光量の１０％以下のエネルギーしか照明
に寄与できないためエネルギーの無駄が大きく、特に電池をエネルギー源とする電子機器
、例えば携帯費話機器、時計、カメラ、データターミナル機器等の電池寿命を縮める間題
があったが、本発明にもとづくフロントライトを用いれば、照明エネルギーの５０％以上
も照明光として利用できるため、上記各種電子機器の電池寿命を延ばす事に有効な手段と
なる。
Further, as described above, in the reflective liquid crystal display device using the conventional transflective reflector,
In addition to sacrificing the brightness of the reflective display, the night illumination is also illuminated from the back through the transflective reflector, so that only 10% or less of the amount of light emitted from the illumination light source can contribute to the illumination. In particular, there has been a problem of shortening the battery life of electronic devices that use batteries as an energy source, such as portable expense talking devices, watches, cameras, data terminal devices, etc., but if the front light according to the present invention is used, Since more than 50% of the energy can be used as illumination light, it is an effective means for extending the battery life of the various electronic devices.
以上のフロントライトを有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、従来の半透過
型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、昼間は明るい反射型表示が得ら
れるとともに、夜間には照明に要する電力の利用効率が高く省消費電力化が可能で、特定
輝線の発生が無い均一で明るい表示照明を持った電子機器を提供できる。
The electronic device having the liquid crystal display device having the above front light in the display unit can provide a bright reflective display in the daytime and the nighttime as compared with the electronic device having the liquid crystal display device using the conventional transflective reflector. Can provide an electronic device having a uniform and bright display illumination that does not generate a specific bright line, has high efficiency in using the power required for illumination, and can save power.
突起１２の大きさ（円柱の底面１４の直径）は、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから
７００ｎｍ程度であることから、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必
要であり、また、突起１２部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３００
μｍ以下が望ましい。これに加え、製造上の利便性から突起の大きさはおよそ１０μｍ以
上１００μｍ以下が望ましい。また突起１２の高さと幅（円柱の底面１４の直径）の比は
、導光板１１内での光線は平面方向の仰角（光線と平面（図６１Ａでは１３叉は１７の面
）との為す角）が４５度以下であるため、１対１以下でよく、実際には２０度以下の光線
が９０％以上を占めるため１対２程度まで充分な性能を発揮する。
The size of the projection 12 (diameter of the
μm or less is desirable. In addition to this, the size of the protrusion is preferably about 10 μm or more and 100 μm or less for convenience in manufacturing. Further, the ratio of the height and width (diameter of the
（第１８の実施例）
図６７において、導光板１１の反出光面１７側に凹形状１２ａを有する。凹形状１２ａ
は任意のサイズ、形状（多角錘、円錐、楕円球、球等）をもち、その凹形状１２ａに到達
した光束を導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、
中心角９０度以下の略球面にすることにより良好な特性を示すことがわかった。
(Eighteenth embodiment)
In FIG. 67, the
Has an arbitrary size and shape (polygonal cone, cone, elliptical sphere, sphere, etc.), and has a function of converting a light beam reaching the
It has been found that good characteristics can be obtained by using a substantially spherical surface with a central angle of 90 degrees or less.
点状光源２から導光板１１へ導かれた光束は導光板１１内で全反射を繰り返して導光し
ていくが、導光板１１の反出光面１７には凹形状１２ａが設けられており、そこに到達し
た光束は導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換され、出光面１３より出
光することができる。導光板１１の出光面１３側に、被照明物８６を配置することにより
、本構成は面状照明として機能する。また反出光面１７側の凹形状以外の面は出光面１３
側と平行であるので、平板に交差する方向からの光（つまり、上部、下部からの光）に対
しては光線を透過する垂直光線透過機能をも有する。このことにより、明るい環境下で点
状光源２を消灯し外光により液晶表示を観察する際、導光板１１は、殆ど透明平板と同様
に見え特に表示外観を劣化させる事は無い。
The light beam guided from the point
Since it is parallel to the side, it also has a vertical light transmission function for transmitting light with respect to light from the direction intersecting the flat plate (that is, light from the upper part and the lower part). As a result, when the point
これらの凹形状１２ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凹形状１２ａの面積比を大きくとることにより、照明効率を上げることができ
るが、垂直透過光線の割合を減少させ、表示の視認性を低下させる。実際には５０％を超
える面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％
前後の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を
加減する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であ
り、視認性について位置によるムラは感じられない。
These
It is reasonable to set the front / rear area ratio. In addition, when the density is adjusted to make the illumination brightness uniform as described above, if it is about 10%, the area ratio of the vertical transmission part is about 80 to 90%, and the visibility varies depending on the position. I can't feel it.
凹形状１２ａの大きさ（直径叉は最大径）は、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７
００ｎｍ程度であることから、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要
であり、また、凹形状１２ａ部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね３０
０μｍ以下が望ましい。以上の内容に加え、製造上の利便性から凹形状の大きさはおよそ
１０μｍ以上１００μｍ以下が望ましい。
The size of the
Since it is about 00 nm, about 5 μm or more is necessary in order to prevent the influence of diffraction, and the
0 μm or less is desirable. In addition to the above contents, the size of the concave shape is preferably about 10 μm or more and 100 μm or less for the convenience of manufacturing.
本実施例に於いても、前述した課題であった輝点は導光板１１面内一様に分布し、前述
した課題であった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が観察された
。更に、観祭位置に関係なく、均一な視認性を得ることが確認できた。そして、特に本実
施例に於いては、被照射物８６への出光光線の入射角が第１７の実施例に示した導光板の
場合よりもより垂直に近くなり照明効率がより向上する事が認められた。
Also in this embodiment, the bright spots, which were the problem described above, are uniformly distributed in the surface of the
以上のフロントライトを有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、従来の半透過
型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、昼間は明るい反射型表示が得ら
れるとともに、夜間には照明に要する電力が少なく、特定輝線の発生が無い均一で明るい
表示照明を持った電子機器が実現できた。
The electronic device having the liquid crystal display device having the above front light in the display unit can provide a bright reflective display in the daytime and the nighttime as compared with the electronic device having the liquid crystal display device using the conventional transflective reflector. Has achieved an electronic device with a uniform and bright display illumination that requires less power and does not generate specific bright lines.
（第１９の実施例）
図６８において、導光板１１の反出光面１７側に凸形状１２ｂを有する。凸形状１２ｂ
は任意のサイズ、形状（多角錘、円錐、楕円球、球等）をもち、その凸形状１２ｂに到達
した光束を導光板１１の面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、
頂角１２０度以下の略円錐面にすることにより良好な特性を示すことがわかっている。凸
形状１２ｂの密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
(Nineteenth embodiment)
In FIG. 68, the
Has an arbitrary size and shape (polygonal cone, cone, ellipsoidal sphere, sphere, etc.) and has a function of converting a light beam reaching the
It has been found that a good conical surface can be obtained by forming a substantially conical surface with an apex angle of 120 degrees or less. The density and size of the
本実施例に於いても、前述した輝点は導光板１１面に一様に分布し、前述した課題であ
った表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が観察された。更に、観察
位置に関係なく、均一な視認性を得ることが確認できた。そして、第１８の実施例と同様
に第１７の実施例に比べて照明効率がより向上する事が認められた。
Also in this example, it was observed that the above-described bright spots were uniformly distributed on the surface of the
以上のフロントライトを有する液晶表示装置を表示部に持つ電子機器は、従来の半透過
型反射板を使用した液晶表示装置を持つ電子機器に比べ、昼間は明るい表示が得られると
ともに、夜問には照明に要する電力が少なく、特定輝線の発生が無い均一で明るい表示照
明を持った電子機器が実現できた。
The electronic device having the liquid crystal display device having the above front light in the display unit can obtain a brighter display in the daytime and at night compared to the electronic device having the liquid crystal display device using the conventional transflective reflector. Has realized an electronic device with a uniform and bright display illumination that requires less power for illumination and does not generate specific bright lines.
（第２０の実施例）
図６９において、導光板１１の反出光面１７側に光拡散部材層１２ｃを有する。光拡散
部材層１２ｃは任意のサイズ、形状をもち、その光拡散部材層１２ｃに到達した光束を導
光板１１の面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有する。すなわちこの光
拡散部材層１２ｃは出光面１３側への光拡散機能と反出光面１７側への遮光性を持ってい
る。遮光性を確保するためにさらに遮光層を被けることもてきる。光拡散部材層１２ｃの
密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じる。
(20th embodiment)
In FIG. 69, the light diffusing
本実施例に於いても、前述した輝点は導光板１１面内に一様に分布し、前述した課題で
あった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が観察された。更に、観
察位置に関係なく、均一な視認性を得ることが確認できた。
Also in this example, it was observed that the above-mentioned bright spots were uniformly distributed in the surface of the
また、本実施例に示されたフロントライトを用いた電子機器に於いても前述した実施例
と同様に明るさと省電力照明の効果が確認された。
In addition, in the electronic apparatus using the front light shown in this example, the effect of brightness and power-saving illumination was confirmed as in the example described above.
（第２１の実施例）
図７０において、以上に述べたような点状の光取り出し形状１２ｘを導光板１１上にお
いて、点状光源２の近傍では疎に、点状光源２から離れるに従って密に分布させた例を示
す。点状光源２の近傍では導光板１７中の光束密度が高いが、光取り出し形状１２ｘによ
り光線が拡散して、点状光源２から離れるに従って光束密度が下がるため、連続的に光取
り出し形状１２ｘを密に配設している。これにより、より均一な照明が可能になった。
(Twenty-first embodiment)
FIG. 70 shows an example in which the point-shaped light extraction shapes 12x as described above are distributed on the
本実施例に於いても、前述した輝点は導光板１１面内に一様に分布し、前述した課題で
あった表示の見やすさを損ねる直線的な強い輝線が発生しない事が確認された。更に、観
察位置に関係なく、均一な視認性を得ることが確認できた。そして、本実施例のフロント
ライトを用いた電子機器に於いても、同様の効果が確認された。
Also in this example, it was confirmed that the above-mentioned bright spots were uniformly distributed in the surface of the
（第２２の実施例）
図７２において、導光板１１の反出光面１７側には透明板または透明シート１２８が配
置される。導光板１１と透明板または透明シート１２８の間は密着しておらず、空気層が
存在する。導光板１１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し
、表面からは輝点や輝線として確認できる。これらは被照明物８６の前面に配置する照明
としては見苦しいばかりでなく、表示コントラストの低下等著しく視認性を低下させるも
のである。透明板または透明シート１２８は導光板１１に対して空気層を介しているため
、光源２からの光束が入り込むことはなく、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでること
はない。またこの場合、傷の相対面積はわずかであるので、被照明物８６に対する視認性
についての影響もきわめて小さい。本導光板１１を前置面照明として使用するためには、
この透明板または透明シート１２８の存在が好ましい。透明板または透明シート１２８と
してはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、
ガラス等の無機透明材料が用いられる。
(Twenty-second embodiment)
In FIG. 72, a transparent plate or a
The presence of this transparent plate or
An inorganic transparent material such as glass is used.
なお、この透明シート１２８は、携帯電話機器、時計、カメラ、データターミナル機器
等、電子機器に一般的に用いられている液晶表示部を保護するための透明カバー板と兼用
させれば、部品点数を減らす事になるとともに、表面反射による反射型表示性能の低下を
より少なくする事ができ好ましい。
If the
（第２３の実施例）
図７３において、導光板１１の少なくとも一つの端面にはライトガイドとして棒状光拡
散体１８を配置し、さらに棒状光拡散体１３１８の端面には点状光源２を配置する。棒状
光拡散体１３１８は端面に配置する点状光源２の光束を導光し、内部に練り込まれた拡散
材や表面に配設された光拡散形状により棒状光拡散体１８の表面から均一に光束を分散さ
せ、線状光源化する機能を持つ。棒状光拡散体１８の表面から射出した光は導光体１１の
端面１６に導かれ導光板１１内に導光する。導光板１１の表面には前述のような光取り出
し形状が形成されているが、光取り出し形状が特開平６−２８９３９１号や特開平６−３
２４３３１号に示される様なリブ状や角柱状であっても、図２Ｂに示すように点状光源が
直接入射した場合のような特定位置の輝点は現れないことが確認された。
(23rd embodiment)
In FIG. 73, a rod-shaped
It was confirmed that even if it is a rib shape or a prismatic shape as shown in No. 24331, a bright spot at a specific position as in the case where a point light source is directly incident as shown in FIG. 2B does not appear.
棒状光拡散体１３１８は図７３Ａのように透明樹脂の中に異なる屈折率を持つ透明体１
４２２ａを練り込んだもの、図７３Ｂのように透明樹脂の表面に印刷等により光拡散パタ
ーン１４２２ｂを形成したものが用いられる。
The rod-shaped
A material in which 422a is kneaded or a
図７４は、図７３Ａや７３Ｂに示された物と同様な棒状光拡散体１６０２とリブ状の突
起１６１２を有する導光板１１とからなるフロントライトで、この他、ＬＥＤ等点状光源
が該棒状光拡散体１６０２の端部に配されているが図面では省略されている。上述したよ
うに、棒状光拡散体１６０２側面からは光が略一様に出光して導光板１１に入射し、リブ
状突起部の側面より下方へ出光して被照射物を照明する。このように、点状光源からの光
は、棒状光拡散体によりあたかも線状光源のように変換されて導光板１１に入射するため
、リブ状突起を有する導光板でも前述し課題であった輝点ならびに輝線の発生の無い均一
で明るいフロントライトが実現できる。
FIG. 74 shows a front light comprising a rod-shaped
（第２４の実施例）
以上、本発明に基づく各種フロントライトの実施例をもとに説明してきたが、下部に偏
光分離板を有する反射型液晶表示装置に前述した具体例に基づくフロントライトを搭載し
た実施例を図７５に示す。
(Twenty-fourth embodiment)
As described above, various front lights according to embodiments of the present invention have been described. However, an embodiment in which a front light based on the above-described specific example is mounted on a reflective liquid crystal display device having a polarization separation plate at the bottom is shown in FIG. Shown in
導光板１１はその端部に配置された点状光源１２とともに液晶表示パネル１５２の前面
に配置される。液晶表示パネル１５２の背面には前記偏光分離板と着色光吸収層とからな
る１５３を配置し、反射型液晶表示装置を構成している。導光板１１は液晶表示パネル１
５２側に光線を投射するとともに偏光分離板１５３によって反射した光線をほとんど分散
することなく、透過する機能を有する。また外光が充分にあるときには光源１２を消灯し
て使用し、この場合、導光板１１は単なる透明板として作用して視認性を落とさず、表示
品質にあまり影響を与えない。
The
It has a function of projecting a light beam toward the 52 side and transmitting the light beam reflected by the
本実施例に基づく反射型液晶表示装置に於いては、前述した実施例に基づく導光板を使
用しているため課題であった照明時の輝線の発生が無く、明るく表示視認性のよい反射型
液晶表示装置が得られる。
In the reflective liquid crystal display device according to the present embodiment, since the light guide plate based on the above-described embodiment is used, there is no generation of bright lines at the time of illumination, which is a problem. A liquid crystal display device is obtained.
また照明装置を液晶表示パネルの背面に配置した従来の透過型液晶表示装置は照明装置
からの光線が液晶表示パネルを１回のみ透過して明部暗部のコントラストを発生している
のに対し、本発明のような照明装置を液晶表示パネルの前面に配置した反射型液晶表示装
置は照明装置からの光線が１回液晶表示パネルを透過したのち反射板によって反射しても
う１回透過するため、よりコントラストが高くなることにより高い視認性を得るために有
効になっている。
Further, in the conventional transmission type liquid crystal display device in which the illumination device is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, the light beam from the illumination device is transmitted only once through the liquid crystal display panel and the contrast of the bright part and dark part is generated. In the reflection type liquid crystal display device in which the illumination device as in the present invention is arranged on the front surface of the liquid crystal display panel, the light beam from the illumination device is transmitted through the liquid crystal display panel once and then reflected by the reflector and transmitted once more. It is effective to obtain high visibility by increasing the contrast.
更に、裏面に発光体を配した従来の半透過型液晶表示装置の場合には、前述したように
、透過率１０％前後の半透過反射板を通して背面から照射するため照明光量の１０％以下
しか液晶表示装置の照明に寄与していない。それに比べて、このフロントライトを使用し
た場合には、照明光量の５０％以上を反射型液晶表示装置の照明に寄与させる事ができ、
エネルギーの利用効率を格段に向上させ、低電力化が図れる。この事は、主に電池をエネ
ルギー源とする小型携帯電子機器にとっては特に有利な点である。
Furthermore, in the case of a conventional transflective liquid crystal display device having a light emitter on the back surface, as described above, it is irradiated from the back surface through a transflective plate having a transmittance of about 10%, so that it is only 10% or less of the amount of illumination It does not contribute to the illumination of the liquid crystal display device. In comparison, when this front light is used, 50% or more of the illumination light quantity can contribute to the illumination of the reflective liquid crystal display device.
Energy usage efficiency can be greatly improved and low power consumption can be achieved. This is particularly advantageous for small portable electronic devices mainly using batteries as an energy source.
（第２５の実施例）
図７６は、前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板の代わり
に用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された本発明で示した第
１７乃至第２４の実施例のいづれかに示したフロントライトとからなる液晶表示装置１７
１を搭載した携帯電話機器である。
(25th embodiment)
FIG. 76 shows a bright reflective liquid crystal display using the above-described polarization separator and light absorbing layer instead of the conventional lower polarizing plate and reflector, and the present invention arranged on the upper surface of the liquid crystal display. A liquid
1 is a mobile phone device.
明るい環境下ではフロントライトの光源を消し外光により明るく見やすい表示外観が得
られるとともに、暗い環境下に於いては該フロントライトの光源を点灯させ表示読み取り
を可能にする。この場合、前述したように従来の半透過型液晶表示装置に比べて少ない電
力で表示面を照射できるため電力消費を抑え電池寿命を延長させる事ができる。更に、前
述したようにＬＥＤ、豆電球等、点状光源を使用しても輝線の発生が無い均一で明るく読
み易い夜間照明が実現できる。
In a bright environment, the light source of the front light is turned off to obtain a bright and easy-to-see display appearance by external light. In a dark environment, the light source of the front light is turned on to enable display reading. In this case, as described above, the display surface can be irradiated with less power than a conventional transflective liquid crystal display device, so that power consumption can be reduced and battery life can be extended. Further, as described above, even when a point light source such as an LED or a miniature bulb is used, uniform, bright and easy-to-read night illumination can be realized without generation of bright lines.
（第２６の実施例）
図７７は、前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板の代わり
に用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された第１７乃至第２４
の実施例のいづれかに示したフロントライトとからなる液晶表示装置１８１を搭載した時
計である。この例でも前述と同様に輝線の発生が無く均一で見やすく、しかも消費電力を
抑え電池寿命を延長した時計が実現できる。
(Twenty-sixth embodiment)
FIG. 77 shows a bright reflective liquid crystal display using the polarization separator and the light absorbing layer as described above instead of the conventional lower polarizing plate and reflector, and the seventeenth arranged on the upper surface of the liquid crystal display. Thru 24th
This is a watch equipped with a liquid
（第２７の実施例）
図７８は、前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板の代わり
に用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された第１７乃至第２４
の実施例のいづれかに示したフロントライトとからなる液晶表示装置１９１を搭載したデ
ータターミナル機器である。この例でも前述と同様に輝線の発生が無く均一で見やすく、
しかも消費電力を抑え電池寿命を延長したデータターミナル機器が実現できる。倉庫のよ
うな比較的暗い環境下で使用されることが多いデータターミナル機器には本発明は特に有
効である。
(Twenty-seventh embodiment)
FIG. 78 shows a bright reflective liquid crystal display using the polarization separator and the light absorbing layer as described above instead of the conventional lower polarizing plate and reflector, and the seventeenth arranged on the upper surface of the liquid crystal display. Thru 24th
This is a data terminal device equipped with a liquid
In addition, a data terminal device with reduced power consumption and extended battery life can be realized. The present invention is particularly effective for data terminal equipment that is often used in a relatively dark environment such as a warehouse.
（第２８の実施例）
図７９は、前述したような偏光分離板と光吸収層とを従来の下偏光板と反射板の代わり
に用いた明るい反射型の液晶表示体と該液晶表示体の上面に配置された第１７乃至第２４
の実施例のいづれかに示したフロントライトとからなる液晶表示装置（２０１と２０２）
を搭載したカメラである。この例でも前述と同様に輝線の発生が無く均一で見やすく、し
かも消費電力を抑え電池寿命を延長したカメラが実現できる。
(Twenty-eighth embodiment)
FIG. 79 shows a bright reflective liquid crystal display using the polarization separator and the light absorbing layer as described above instead of the conventional lower polarizing plate and reflector, and the seventeenth arranged on the upper surface of the liquid crystal display. Thru 24th
A liquid crystal display device (201 and 202) comprising a front light shown in any of the embodiments
It is a camera equipped with. In this example as well, it is possible to realize a camera that does not generate bright lines and is uniform and easy to see, and that consumes less power and extends battery life.
以上説明したように、第１７乃至第２８の実施形態およびその変形例によれば、偏光分
離板を用いた明るい反射型液晶表示体の上面に載置された均一で明るい、かつ省電力で動
作するフロントライトを有した液晶表示装置が実現できるとともに、特に、暗い環境下で
も使用されるケースの多い携帯電話、時計、データターミナル機器、カメラ等の携帯機器
に上記液晶表示装置を搭載する事は有効である。
As described above, according to the seventeenth to twenty-eighth embodiments and the modifications thereof, the operation is performed with uniform brightness and power saving placed on the upper surface of the bright reflective liquid crystal display using the polarization separator. It is possible to realize a liquid crystal display device having a front light that can be mounted on a mobile device such as a mobile phone, a watch, a data terminal device, or a camera that is often used even in a dark environment. It is valid.
（第２９の実施例）
以下に第２９の実施例を図面に基づいて説明する。図８０において、薄い箱状の筐体５
３内部に掲示物５６を配置し、掲示物の観察者側面には導光板１１が全体を覆って配置さ
れている。光源２は筐体５３の縁部に収納され、かつ導光板１１の端面１６に隣接配置さ
れる。よって観察者側からは筐体５３の縁部前面の遮光部５４によって隠され、光源２を
直接見ることはない。導光板１１は図８１Ａまたは８１Ｂに示すように透明板の片面に突
起１２を設けており、突起１２の各面はすべて出光面１３に対して略平行な面（底面１４
）と略垂直な面（側面１５）で構成される。導光板１は概ね屈折率１．４以上の透明材料
で形成される。光源２からの光束は光線１９ａや光線１９ｂに示すように端面１６から入
射したのち、導光板１１の中で全反射を繰り返し突起１２の側面１５からのみ射出するた
め、照明装置の背面からの出光が多く、掲示物５６を効果的に照明することができる。
(Twenty-ninth embodiment)
The 29th embodiment will be described below with reference to the drawings. In FIG. 80, a thin box-shaped
3, the posting 56 is arranged, and the
) And a substantially vertical surface (side surface 15). The
また、導光板１１を形成する透明材料はアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
等のポリエステル樹脂やポリオレフィン樹脂等の透明フィルム、ガラス等の無機透明材料
またはそれらの複合体が用いられる。製造法としては、射出成形、押出成形、熱硬化成形
、光（紫外線）硬化成形、エッチング、透明樹脂またはガラス平板上にフィルムまたは樹
脂層を接合する等の方法、透明樹脂板や透明フィルムをロール型等により転写して成形す
る方法等がとられる。
The transparent material forming the
光源２としては蛍光管、電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が用いられる。蛍光管は低
電力で高輝度が期待でき、白色光を容易に得ることができるため掲示板への用途に適して
いる。ＬＥＤは寿命が半永久的であり、低電圧で駆動できるため回路が簡単で、安全性も
高い。色については最近では赤、緑、青の他にそれらの混色や白色も可能になっている。
電球を用いた場合は寿命が短いという欠点があるが安価であり、交換も容易にできる可能
性を持つ。
As the
When a light bulb is used, there is a disadvantage that the life is short, but it is inexpensive and can be easily replaced.
以上の構成により、本掲示板装置は掲示物の前面に配置して、外光が充分にある明るい
ときには照明を消して掲示物を観察し、外光が充分でない暗いときには照明を点灯して掲
示物を観察できる、非常に薄型のパートタイム照明が可能な掲示板装置を実現できる。ま
た照明時においても、光源から非常に近接した位置での照明であるため、一層の低消費電
力化を図ることができる。
With the above configuration, this bulletin board device is arranged in front of the posting, and when the outside light is sufficiently bright, the illumination is turned off to observe the posting, and when the outside light is not enough, the illumination is turned on. It is possible to realize a bulletin board device capable of observing the image and capable of very thin part-time illumination. Further, even during illumination, since the illumination is performed at a position very close to the light source, further reduction in power consumption can be achieved.
突起１２の大きさは、可視光の波長がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であること
から、回折による影響が発生しないために５μｍ程度以上は必要であり、また、突起１２
部が肉視で気にならない程度の大きさであるために概ね１ｍｍ以下が望ましい。また突起
１２の高さと幅（略円柱であれば直径）の比は、導光板１内での光線は平面方向の仰角が
４５度以下であるため、１対１以下でよく、実際には２０度以下の光線が９０％以上を占
めるため１対２程度まで充分な性能を発揮する。
Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
Since the portion is of a size that does not matter to the naked eye, it is preferably approximately 1 mm or less. Further, the ratio of the height and width (or diameter, if it is a substantially cylinder) of the
図８２において、導光板１１の反出光面１７側に凹形状１２ａを有する。凹形状１２ａ
は任意のサイズ、形状をもち、その凹形状１２ａに到達した光束を導光板１１平面に対し
て、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、中心角９０度以下の略球面にする
ことにより良好な特性を示すことがわかっている。
In FIG. 82, the
Has an arbitrary size and shape, and has a function of converting a light beam reaching the
点光源２から導光板１１へ導かれた光束は導光板１１内で全反射を繰り返して導光して
いくが、導光板１１の反出光面１７には凹形状１２ａが設けられており、そこに到達した
光束は導光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換され、出光面１３より出光
することができる。導光板１１の出光面１３側に、掲示物５６を配置することにより、本
構成は面状照明として機能する。また反出光面１７側の凹形状以外の面は出光面１３側と
略平行であるので、平板に交差する方向には光線をそのまま透過する垂直光線透過機能を
も有する。
The light beam guided from the point
これらの凹形状１２ａは照明部の面積に対して、任意の面積比で設定することができる
。しかし、凹形状１２ａの面積比を大きくとることにより、照明の効率を上げることがで
きるが、垂直透過光線の割合を減少させ、視認性を低下させる。実際には５０％を超える
面積比に設定することは現実的でなく、暗い時のパートタイム照明としては、１０％前後
の面積比に設定するのが妥当である。また、前述の照明輝度の均一化のために密度を加減
する際にも、１０％程度であれば、垂直透過部の面積比は８０〜９０％程度の幅であり、
視認性について位置によるムラは感じられない。凹形状１２ａの大きさは、可視光の波長
がおよそ３８０ｎｍから７００ｎｍ程度であることから、回折による影響が発生しないた
めに５μｍ程度以上は必要であり、また、凹形状１２ａ部が肉視で気にならない程度の大
きさであるために概ね１ｍｍ以下が望ましい。
These
Regarding the visibility, the unevenness due to the position is not felt. Since the wavelength of visible light is about 380 nm to 700 nm, the size of the
図８３において、導光板１１の反出光面１７側に凸形状１２ｂを有する。凸形状１２ｂ
は任意のサイズ、形状をもち、その凸形状１２ｂに到達した光束を導光板１１平面に対し
て、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有するが、頂角１２０度以下の略円錐面にす
ることにより良好な特性を示すことがわかっている。凸形状１２ｂの密度、大きさについ
ては前述の凹形状の場合に準じる。
In FIG. 83, the
Has an arbitrary size and shape, and has a function of converting a light beam reaching the
図８４において、導光板１１の反出光面１７側に光拡散部材層１２ｃを有する。光拡散
部材層１２ｃは任意のサイズ、形状をもち、その光拡散部材層１２ｃに到達した光束を導
光板１１平面に対して、大きい仰角を持つ光束に変換する機能を有する。すなわちこの光
拡散部材層１２ｃは出光面１３側への光拡散機能と反出光面１７側への遮光性を持ってい
る。遮光性を確保するためにさらに遮光層を設けることもできる。光拡散部材層１２ｃは
印刷、エッチング等で形成することができ、遮光層についても印刷、金属膜蒸着等の方法
で形成される。光拡散部材層１２ｃの密度、大きさについては前述の凹形状の場合に準じ
る。
84, the light diffusing
図８５において、以上に述べたような点状の光取り出し形状１２ｘを導光板１１上にお
いて、光源２の近傍では疎に、光源２から離れるに従って密に分布させた例を示す。光源
２の近傍では導光板１ｘ中の光束密度が高いが、光取り出し形状１２ｘにより光線が拡散
して、光源２から離れるに従って光束密度が下がるため、連続的に光取り出し形状１２ｘ
を密に配設している。これにより、より均一な照明が可能になっている。
FIG. 85 shows an example in which the point-shaped light extraction shapes 12x as described above are distributed on the
Are closely arranged. Thereby, more uniform illumination is possible.
図８６において、導光板１１の反出光面１７側には透明板または透明シート８が配置さ
れる。導光板１１と透明板または透明シート８の間は密着しておらず、空気層が存在する
。導光板１表面はわずかでも傷があると、そこで内部を導光する光線が反射し、表面から
は輝点や輝線として確認できる。これらは透過式の照明としては見苦しいばかりでなく、
コントラストの低下等著しく視認性を低下させるものである。透明板または透明シート８
は導光板１１に対して空気層を介しているため、光源２からの光束が入り込むことはなく
、ここに傷が付いても、輝点、輝線がでることはない。またこの場合、傷の相対面積はわ
ずかであるので、掲示物５６に対する視認性についての影響もきわめて小さい。本導光板
１１を前置面照明として使用するためには、この透明板または透明シート８の存在が必須
である。透明板または透明シート８としてはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶
性ポリオレフィン樹脂等の透明樹脂、ガラス等の無機透明材料が用いられる。
In FIG. 86, a transparent plate or
Visibility is significantly reduced, such as a reduction in contrast. Transparent plate or
Since the
図８７において、掲示板装置として交通標識８００に使用した例を示す。交通標識の持
っている、自動車の前照灯からの光線による反射機能を損なうことなく夜間でも確認しや
すい標識を実現できる。
FIG. 87 shows an example in which the bulletin board device is used for a
図８８において、掲示板装置としてバス停標識８０１に使用した例を示す。低消費電力
な標識が実現できる。
FIG. 88 shows an example in which the bulletin board device is used for a
図８９において、掲示板装置として額縁８０２に使用した例を示す。暗所でも確認でき
る額縁を実現できる。
FIG. 89 shows an example where the
図９０において、掲示板装置として時計文字盤８０３に使用した例を示す。公共な場所
に設置される時計等に低消費電力な照明が実現できる。
FIG. 90 shows an example in which the bulletin board device is used for a
以上説明したように、第２９の実施例およびその応用例によれば、簡単な構成により、
薄型で照度均一性が高く、省電力な照明機能を有する掲示板装置および掲示板装置を用い
た標識等を提供することができる。
As described above, according to the twenty-ninth embodiment and its application examples, with a simple configuration,
It is possible to provide a bulletin board device having a thin, high illuminance uniformity, and a power saving lighting function, a sign using the bulletin board device, and the like.
なお、上述した実施例および変形例によって例示された本発明の照明装置には既に説明
した表示機器を含め、種々の用途がある。これを再度、概括的に例示してみると、
● 携帯電話、小型情報機器、腕時計などの携帯機器の照明装置
● 飾り棚照明、三面鏡ライト、テーブルのガラス部などの家具用の照明装置
● 屋外大型クロックの夜間照明、公共地図、バス停留所などの時刻表示板などの照明
装置
● 自動車のサンルーフ部、インパネ部などの照明装置
● 歯科医用ミラーライトなどの医療用品の照明装置
● 文庫本用コンパクト照明、飛行機内読書用照明、アウトドア用マップ照明などに使
用する照明装置
● ショーケース用照明、ディスプレイ、美術館展示品照明などに使用する照明装置
● ルーペ照明、フォトフレーム照明、額縁照明などの家庭内小物に使用する照明装置
● 窓、シャワールーム、玄関常夜灯、屋内壁照明、壁はめ込みフレーム照明などの建
築用の照明装置
● 自動販売機の商品照明、プールの水中照明、屋外社名ボード照明などの照明装置
など、非常に広範囲の産業上の用途がある。
The lighting device of the present invention exemplified by the above-described embodiments and modifications has various uses including the display device already described. Again, this is a general example:
● Lighting equipment for mobile devices such as mobile phones, small information devices, watches ● Lighting equipment for furniture such as display cabinet lighting, three-sided mirror lights, table glass parts ● Night illumination of large outdoor clocks, public maps, bus stops, etc. Lighting equipment such as time display boards ● Lighting equipment for automobile sunroofs, instrument panels, etc. ● Lighting equipment for medical supplies such as mirror lights for dentists ● Used for compact lighting for paperback books, lighting for reading in airplanes, outdoor map lighting, etc. ● Lighting equipment used for showcase lighting, displays, museum exhibition lighting, etc. ● Lighting equipment used for household accessories such as loupe lighting, photo frame lighting, and frame lighting ● Windows, shower rooms, nightlights at the entrance, Architectural lighting equipment such as indoor wall lighting and in-wall frame lighting ● Product lighting for vending machines There is a very wide range of industrial applications, such as underwater lighting for lighting and lighting equipment such as outdoor company board lighting.
この内、アウトドア用マップ照明などに使用する照明装置の一例を図９１Ａ〜図９１Ｃ
に示す。この装置は手のひらに乗せることができる程度のコンパクトな大きさであり(例
えば葉書と同程度の大きさ)、優れた可搬性を有している。この照明装置は導光板２３５
の上下面それぞれに透明の保護シート２３６を貼り付け、３方の側面には反射シート２３
７を各々貼り付けている。導光板２３５、保護シート２３６、および反射シート２３７の
機能は上述したものと同一または同等である。導光板２３５の残りの光入射側側面の部分
にはその一部を覆うように長方形箱型のケース２３８が取り付けてある。このケースには
、電源としての電池２３９、点灯回路（インバータ）２４０、線状光源としての蛍光管２
４１、スイッチ２４２などが収納されている。蛍光管２４１はリフレクタ２４２により覆
われている。これにより、点灯回路２４０は電池２３９からの電力で蛍光管２４１を必要
時に点灯でき、前述した作用効果を得ることができる。したがって、アウトドアで地図を
見るときに便利な高品質の照明機能を備えたハンディタイプの照明装置を提供できる。
Of these, examples of lighting devices used for outdoor map lighting and the like are shown in FIGS. 91A to 91C.
Shown in This device is compact enough to be put on the palm (for example, the same size as a postcard) and has excellent portability. The lighting device is a
A transparent
7 is pasted. The functions of the
41, a
なお、本発明は上述した実施例および変形例に記載の構成に限定されるものではなく、
当業者であれば請求の範囲記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能なこと
は勿論である。
In addition, this invention is not limited to the structure as described in the Example and modification which were mentioned above,
It goes without saying that those skilled in the art can make various modifications without departing from the scope of the present invention described in the claims.
１，１ｘ，１１，６６，２３５，３０１…導光板、２…点光源、４，５，２１ｆ，２２
…反射部材、６…被照明体、６Ａ…光吸収部材、７，８，１２８…透明シート、１１Ａ，
１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ，１１Ａｄ，１２ｂ…凸形状、１１Ｂ，１１Ｂａ，１１Ｂ
ｂ，１１Ｂｃ，１１Ｂｄ，１２ａ…凹形状、１２，２３２，１６１２…突起、１２ｃ…光
拡散部材層、１２ｄ，１２ｘ…光取り出し形状、１３…出光面、１３ｂ…導光部材、１４
…底面、１５…側面、１６…端面、１６ｄ，１６ｅ…空隙、１７…反出光面、１８，１３
１８，１６０２…棒状光拡散体、１８ｅ…レンズ形状、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，
９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，１０９ａ，１０９ｂ，１９１ａ，１９１ｂ，１９１ｃ…光線、
２１…リフレクタ、２２ａ，１４２２ａ…透明体、２２ｂ，１４２２ｂ…光拡散パターン
、２３，５９…上偏光板、２４…下偏光板、２５，６９，１０３，２００２…反射板、２
６，２７，２８…透明電極、２９，５３…液晶層、３０，３１，６０，６１…入射光、３
２，３６…光、３５，５７…多層膜偏光反射板、４１…１／４波長板、４２…コレステリ
ック液晶層、４３…光吸収板、４４，４５…偏光成分、４７…反射光、５４，５５…透明
電極膜、５６…掲示物、５８…光吸収部、６２…出射光、６３…電庄印加領域、６４…電
圧無印加領域、６５，１７１，１８１，１９１…液晶表示装置、６７…発光源、６８…半
透過型反射板、７０…発光体、８１…透明膜、８６…被照明物、１０１…照明装置、１０
２，１５２，２００１…液晶表示パネル、１０４…偏光板、１５３…偏光分離板、２１２
…傾斜面、２３１，２３３…蛍光管、２３６…保護シート、２３７…反射シート、２３８
…ケース、２３９…電源としての電池、２４０…点灯回路（インバータ）、２４１…線状
光源としての蛍光管、２４２…スイッチ、８００…交通標識、８０１…バス停標識、８０
２…額縁、８０３…時計文字盤、２０００…表示体、２００３…基板、４０００…移動電
話。
1, 1x, 11, 66, 235, 301 ... light guide plate, 2 ... point light source, 4, 5, 21f, 22
... reflective member, 6 ... illuminated body, 6A ... light absorbing member, 7, 8, 128 ... transparent sheet, 11A,
11Aa, 11Ab, 11Ac, 11Ad, 12b ... convex shape, 11B, 11Ba, 11B
b, 11Bc, 11Bd, 12a ... concave shape, 12, 232, 1612 ... projection, 12c ... light diffusion member layer, 12d, 12x ... light extraction shape, 13 ... light exit surface, 13b ... light guide member, 14
... bottom face, 15 ... side face, 16 ... end face, 16d, 16e ... gap, 17 ... reflective surface, 18,13
18, 1602 ... Rod-shaped light diffuser, 18e ... Lens shape, 19, 19a, 19b, 19c,
91a, 91b, 91c, 109a, 109b, 191a, 191b, 191c ... light rays,
21 ... reflector, 22a, 1422a ... transparent body, 22b, 1422b ... light diffusion pattern, 23, 59 ... upper polarizer, 24 ... lower polarizer, 25, 69, 103, 2002 ... reflector, 2
6, 27, 28 ... transparent electrode, 29, 53 ... liquid crystal layer, 30, 31, 60, 61 ... incident light, 3,
2, 36 ... light, 35, 57 ... multilayer polarizing reflector, 41 ... quarter wave plate, 42 ... cholesteric liquid crystal layer, 43 ... light absorbing plate, 44, 45 ... polarization component, 47 ... reflected light, 54, 55 ... transparent electrode film, 56 ... post, 58 ... light absorbing portion, 62 ... emitted light, 63 ... electric voltage application region, 64 ... no voltage application region, 65,171,181,191 ... liquid crystal display device, 67 ... Luminous source, 68 ... transflective reflector, 70 ... luminous body, 81 ... transparent film, 86 ... object to be illuminated, 101 ... lighting device, 10
2, 152, 2001 ... liquid crystal display panel, 104 ... polarizing plate, 153 ... polarization separation plate, 212
... Inclined surfaces, 231, 233 ... Fluorescent tubes, 236 ... Protective sheets, 237 ... Reflective sheets, 238
... Case, 239 ... Battery as power source, 240 ... Lighting circuit (inverter), 241 ... Fluorescent tube as linear light source, 242 ... Switch, 800 ... Traffic sign, 801 ... Bus stop sign, 80
2 ... Frame, 803 ... Clock face, 2000 ... Display, 2003 ... Substrate, 4000 ... Mobile phone.
Claims (4)
前記導光板は、前記被照明物に対向する出光面と、該出光面とは反対側に設けられた反出光面とを有し、
前記導光板の反出光面に、複数の点状の光取り出し構造体と、前記導光板の出光面に対向する平面とが設けられており、
前記複数の点状の光取り出し構造体は、それぞれ前記反出光面の平面に対して傾斜する傾斜面からなり、
前記導光板の反出光面における前記平面で構成された領域の面積は、前記複数の点状の光取り出し構造体が設けられた領域の面積よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。 A reflective liquid crystal display device comprising a light guide plate disposed on the front surface of an object to be illuminated, and a light source disposed opposite to an end surface of the light guide plate,
The light guide plate has a light exit surface facing the object to be illuminated, and a light exit surface provided on the opposite side of the light exit surface,
A plurality of dot-like light extraction structures and a flat surface facing the light output surface of the light guide plate are provided on the light output surface of the light guide plate,
The plurality of point-like light extraction structures each include an inclined surface that is inclined with respect to a plane of the reflection light surface,
Area of the region constituted by the plane definitive counter-exit surface of the light guide plate, a liquid crystal display device being larger than the area of said plurality of point-like light extracting structure provided area.
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