JP5261239B2

JP5261239B2 - 小型反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP5261239B2
Application number: JP2009069163A
Authority: JP
Inventors: 政典有馬; 章太郎勝田; 一成谷内田
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Finetech Miyota Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Finetech Miyota Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: JP2010224068A

Description

本発明は、小型反射型液晶表示装置に関するものである。

小型反射型液晶表示装置を用いた電子式ビューファインダは、光学式ビューファインダに比べ小型化が可能なためデジタルカメラのビューファインダに多く用いられている。

図１は従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第１模式図である。小型反射型液晶表示装置１は、回路基板２、表示領域３Ａを有する反射型の液晶表示パネル３、ＬＥＤ光源４、反射フィルム５、拡散フィルム６、吸収型偏光フィルム７、反射型偏光フィルム８、これらを位置決めして収納する匡体（不図示）で構成されている。照明光学機構は、ＬＥＤ光源４から照射された光を反射拡散させる反射フィルム５、前記反射フィルム５で反射された光をさらに拡散する拡散フィルム６、該拡散フィルム６を透過した光から一方向の偏光軸の光だけを抽出する吸収型偏光フィルム７と該吸収型偏光フィルム７を透過した光を前記反射型液晶表示パネル３に反射する前記吸収型偏光フィルム７の偏光軸と直交する偏光軸を持つ反射型偏光フィルム８等から構成される。反射型偏光フィルム８はそのフィルムの持つ偏光軸と同一方向の偏光軸の光を透過し、それ以外を反射する特性を持つ。

反射型液晶表示パネル３とＬＥＤ光源４が回路基板２上に隣接して実装され、前記反射型液晶表示パネル３の光軸とＬＥＤ光源４の光軸は平行に同一方向（上方）を向いて、前記ＬＥＤ光源４の上部には反射フィルム５が配置され、前記反射型液晶表示パネル３の上部には反射型偏光フィルム８が配置される。ここで前記ＬＥＤ光源４から照射された光は、前記反射フィルム５により屈曲され前記反射型偏光フィルム８へ導かれるが、その光路（図中矢印で示す）上即ち前記反射フィルム５と前記反射型偏光フィルム８の間には、拡散フィルム６と吸収型偏光フィルム７が配置され、前記反射フィルム５からの光を拡散するとともに、反射型偏光フィルム８の偏光軸と直交する偏光軸を持った光のみを前記反射型偏光フィルム８へ透過させる。

前記反射型偏光フィルム８により前記反射型液晶表示パネル３の表示領域３Ａに照射された光は、前記反射型液晶表示パネル３の表示領域３Ａにより反射され、前記反射型偏光フィルム８へ戻される。前記反射型偏光フィルム８を透過した光を人が観察することになる。

ここで、反射型偏光フィルム８は、前記吸収型偏光フィルム７と偏光軸が直交するように配置されている。前記反射型液晶表示パネル３の液晶の向きにより、前記反射型液晶表示パネル３により反射される光の偏光軸の向きが変わる。前記反射型液晶表示パネル３から反射される光の偏光軸の向きにより、前記反射型偏光フィルム８を透過する光と、反射（遮断）される光に分けられる。前記反射型偏光フィルム８を透過する光と遮断される光によって画像が表示される。

図１に示す小型反射型液晶表示装置１は、反射型偏光フィルム８が放物面で、反射フィルム５が平面の構造である。反射型偏光フィルム８が放物面であるため該反射型偏光フィルム８から前記反射フィルム５までの距離と該反射フィルム５から前記ＬＥＤ光源４までの距離の和が、前記反射型偏光フィルム８から前記反射型偏光フィルム８の放物面の焦点までの距離と等しくなる。即ち前記反射型偏光フィルム８から見れば、前記ＬＥＤ光源４の位置は、前記反射型偏光フィルムの焦点位置となる。

図２は、従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第２模式図である。小型反射型液晶表示装置２０が第１模式図の小型反射型液晶表示装置１と異なるのは、反射型偏光フィルム１０が平面で、反射フィルム９が放物面である点である。前記反射フィルム９が放物面であるため前記ＬＥＤ光源４は、前記反射フィルムの９放物面の中心に配置する。その他の構成は図１と同様であり、同じ符号は同じ物であるので説明は省略する。

図３は、従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第３模式図である。反射型液晶表示パネル３は回路基板２上に実装され、ＬＥＤ光源４は回路基板２とは別のＦＰＣ１２に実装され、ＬＥＤ光源４からの出射光が反射型偏光フィルム１１に向くように小型反射型液晶表示装置３０の右側面部(背面部)に配置されている。前記反射型液晶表示パネル３の上部は反射型偏光フィルム１１が配置される。本構造では反射フィルムは省かれ、前記ＬＥＤ光源４から出射した光は、前記ＬＥＤ光源４と前記反射型偏光フィルム１１の間に配置された拡散フィルム６と吸収型偏光フィルム７により拡散するとともに、前記反射型偏光フィルム１１の偏光軸と直交する偏光軸を持った光のみ前記反射型偏光フィルム１１へ透過する。（特許文献１参照）

特表２００３−５２３５２９号公報

本発明は、光源と反射フィルムを反射型液晶表示パネルの上部に配置し、小型反射型液晶表示装置の小型化を図るものである。

図１、図２に示した小型反射型液晶表示装置１、２０は、前記ＬＥＤ光源４が前記反射型液晶表示パネル３が実装されている回路基板２の前記反射型液晶表示パネル３に近接して実装されるため、回路基板２上にＬＥＤ光源４を実装する分、回路基板２が大きくなり小型化を妨げている。また、図３に示した、ＦＰＣ１２に実装したＬＥＤ光源４の出射光が反射型偏光フィルム８に向くように小型反射型液晶表示装置３０側面に配置する構造では、前記ＬＥＤ光源４の光軸が直線で前記反射型偏光フィルム１１と結ばれる配置のために、そのサイズが大きくなってしまう。本発明は、ＬＥＤ光源４を回路基板２上に実装する場合、反射型液晶表示パネル３と回路基板２を電気的に接続するボンディングワイヤー他構造物を避け回路基板２に実装されるため、ボンデイング上部の空間がデッドスペースになっていることに鑑み、小型反射型液晶表示装置をさらに小型化することを目的としている。

少なくとも、反射型液晶表示パネル、光源、反射フィルム、吸収型偏光フィルム、反射型偏光フィルム、これらを位置決めして収納する匡体で構成されている小型反射型液晶表示装置において、出射する光の光軸が前記反射型液晶表示パネルが表示する画像の光軸と平行となるように、光出射面を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域が設けられた側の面の当該画像表示領域よりも外側の領域に対向させて前記光源を配置し、前記光源からの光を前記反射型偏光フィルムの光反射面に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域よりも外側の領域と前記光源の光出射面との間に前記反射フィルムを配置し、前記反射フィルムからの光を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に光反射面を対向させて前記反射型偏光フィルムを配置し、前記反射フィルムと前記反射型偏光フィルムとの間の光路に、前記反射型偏光フィルムの偏光軸に直交する偏光軸を有する前記吸収型偏光フィルムを配置し、前記吸収型偏光フィルムと前記反射フィルムとの間に拡散フィルムを配置し、前記反射フィルムを放物面とし、前記光源と前記反射フィルムの放物面と前記拡散フィルムとにより形成される空間において、前記光源からの光を多重反射させるようにし、た小型反射型液晶表示装置とする。

少なくとも、反射型液晶表示パネル、光源、反射フィルム、吸収型偏光フィルム、反射型偏光フィルム、これらを位置決めして収納する匡体で構成されている小型反射型液晶表示装置において、出射する光の光軸が前記反射型液晶表示パネルが表示する画像の光軸と直交するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域が設けられた側の面の当該画像表示領域よりも外側の領域に前記光源を配置し、前記光源からの光を前記反射型偏光フィルムの光反射面に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域よりも外側の領域に、光反射面を前記光源の光出射面に対向させて前記反射フィルムを配置し、前記反射フィルムからの光を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に光反射面を対向させて前記反射型偏光フィルムを配置し、前記反射フィルムと前記反射型偏光フィルムとの間の光路に、前記反射型偏光フィルムの偏光軸に直交する偏光軸を有する前記吸収型偏光フィルムを配置し、前記吸収型偏光フィルムと前記反射フィルムとの間に拡散フィルムを配置し、前記反射フィルムを放物面とし、前記光源と前記反射フィルムの放物面と前記拡散フィルムとにより形成される空間において、前記光源からの光を多重反射させるようにし、た小型反射型液晶表示装置とする。

前記反射フィルム表面が鏡面処理されている小型反射型液晶表示装置とする。

前記反射フィルム表面に細かな凹凸が形成され、前記反射フィルムによって反射された反射光が前記反射型偏光フィルムに向かって拡散する小型反射型液晶表示装置とする。

前記光源と前記反射フィルムと前記拡散フィルムにより形成される空間に、導光板を配置した小型反射型液晶表示装置とする。

本発明の小型反射型液晶表示装置は、光源を反射型液晶表示パネルの上面に重ねて配置するため、回路基板上に光源と反射型液晶表示パネルを並べて実装する構造、または、小型反射型液晶表示装置の側面に光源を実装する構造に比べ、小型反射型液晶表示装置をさらに小型化できる。

前記反射フィルム表面が鏡面処理されている小型反射型液晶表示装置とすることにより、該反射型液晶表示パネルに照射される光源からの光の照度を向上することができる。

前記反射フィルム表面に細かな凹凸が形成され、前記反射フィルムによって反射された反射光が反射型偏光フィルムに向かって拡散する小型反射型液晶表示装置とすることにより、光源からの光を該反射型液晶表示パネルの表示面全面の広範囲に、より均一に照射することが可能となり、また、ＲＧＢの三色ＬＥＤを光源に用いた場合は、より効果的な混色が可能となる。

前記吸収型偏光フィルムと反射フィルム間に拡散フィルムが配置されている小型反射型液晶表示装置とすることにより、光源からの光を該反射型液晶表示パネルの表示面全面の広範囲に、より均一に照射することが可能となり、また、ＲＧＢの三色ＬＥＤを光源に用いた場合は、より効果的な混色が可能となる。

前記光源と前記反射フィルムと前記拡散フィルムにより形成される空間において前記光源からの光が多重反射する小型反射型液晶表示装置とすることにより、従来技術と同等の光路長を小空間でかつ短距離で実現しつつ、光源からの光を該反射型液晶表示パネルの表示面全面の広範囲に、より均一に照射することが可能となり、また、ＲＧＢの三色ＬＥＤを光源に用いた場合は、より効果的な混色が可能となる。

前記光源と前記反射フィルムと前記拡散フィルムにより形成される空間に、導光板を配置した小型反射型液晶表示装置とすることにより、前記導光板を用いない前項記述の構造より、効率的に光源からの光を広範囲に均一に拡散し、かつＲＧＢの三色ＬＥＤを光源に用いた場合は、より効果的な混色が可能となる。また、前記導光板を用いない前項記述の構造より、前記光源と前記反射フィルムと前記拡散フィルムと前記導光板とで成り立つ構造体の体積をより小型化できる。

従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第１模式図従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第２模式図従来技術による小型反射型液晶表示装置の原理を示す第３模式図本発明による小型反射型液晶表示装置の第１模式図であり側面断面図本発明による小型反射型液晶表示装置の第２模式図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は反射型偏光フィルムを除去した上面図本発明による小型反射型液晶表示装置の第３模式図であり側面断面図本発明による小型反射型液晶表示装置の第４模式図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は反射型偏光フィルムを除去した上面図

図４は、本発明による小型反射型液晶表示装置の模式図であり側面断面図である。従来技術と同様小型反射型液晶表示装置４０は、回路基板１３、表示領域３Ａを有する反射型の液晶表示パネル３、ＬＥＤ光源４、反射フィルム５、拡散フィルム６、吸収型偏光フィルム７、反射型偏光フィルム８、これらを位置決めして収納する匡体（不図示）で構成されている。照明光学機構は、ＬＥＤ光源４から照射された光を反射（拡散）させる反射フィルム５、前記反射フィルム５で反射された光をさらに拡散する拡散フィルム６、該拡散フィルム６を透過した光から一方向の偏光軸の光だけを抽出する吸収型偏光フィルム７と該吸収型偏光フィルム７を透過した光を前記反射型液晶表示パネル３に反射する前記吸収型偏光フィルム７の偏光軸と直交する偏光軸を持つ反射型偏光フィルム８等から構成される。

ＬＥＤ光源４と反射フィルム５は反射型液晶表示パネル３の右端部の上部に配置され、前記反射型液晶表示パネル３の光軸とＬＥＤ光源４の光軸は平行で反対方向を向いている。前記反射型液晶表示パネル３の上部には反射型偏光フィルム８が配置される。ここで前記ＬＥＤ光源４から照射された光は、前記反射フィルム５により屈曲され前記反射型偏光フィルム８へ導かれるが、その光路（図中矢印で示す）上、即ち前記反射フィルム５と前記反射型偏光フィルム８の間には、拡散フィルム６と吸収型偏光フィルム７が配置され、前記反射フィルム５からの光を拡散するとともに、反射型偏光フィルム８の偏光軸と直交する偏光軸を持った光のみを前記反射型偏光フィルム８へ透過させる。

本発明の小型反射型液晶表示装置４０は、回路基板１３上に実装され上向きに配置された反射型液晶表示パネル３と、前記反射型液晶表示パネル３の対向（上部）に配置された反射型偏光フィルム８と、前記反射型偏光フィルム８側に前記反射型液晶表示パネル３に対し千鳥に、即ち前記小型反射型液晶表示装置４０の上部に下向きに配置されたＬＥＤ光源４と、該ＬＥＤ光源４から照射された光を前記反射型偏光フィルム８方向に反射する前記ＬＥＤ光源４と対向（下部）の位置に配置された反射フィルム５からなることを特徴とする。

ＬＥＤ光源４と反射フィルム５は、少なくともその一部が反射型液晶表示パネル３と平面的に重なるように配置する。図４においては、ＬＥＤ光源４から反射フィルム５を通して反射型液晶表示パネル３を見たときに重なるように配置している。少なくとも、ＬＥＤ光源４と反射フィルム５が反射型液晶表示パネル３に重なる分は小型反射型液晶表示装置の小型化ができる。

図５は、本発明による小型反射型液晶表示装置の第２模式図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は反射型偏光フィルムを除去した上面図である。ＬＥＤ光源４を小型反射型液晶表示装置５０の側面に配置した構造を示し、反射型液晶表示パネル３は回路基板１３上に実装され、前記小型反射型液晶表示装置５０の側面に前記ＬＥＤ光源４に対向するように反射フィルム５が配置され、前記反射型液晶表示パネル３の上部には反射型偏光フィルム８が配置される。ここで前記ＬＥＤ光源４から照射された光は、前記反射フィルム５により反射され前記反射型偏光フィルム８へ導かれるが、その光路上、即ち前記反射フィルム５と前記反射型偏光フィルム８の間には、拡散フィルム６と吸収型偏光フィルム７が配置され、前記反射フィルム５からの反射光を拡散するとともに、前記反射型偏光フィルム８の偏光軸と直交する偏光軸を持った光のみを前記反射型偏光フィルム８へ透過させる。

本実施例の小型反射型液晶表示装置５０は、回路基板１３上に実装され上向きに配置された反射型液晶表示パネル３と、該反射型液晶表示パネル３の対向に配置された反射型偏光フィルム８と、前記反射型液晶表示パネル３の光軸に直交する面上に光軸を持ち前記小型反射型液晶表示装置５０の側面に配置されたＬＥＤ光源４と、前記ＬＥＤ光源４から照射された光を反射型偏光フィルム８に反射する前記ＬＥＤ光源４と対向の位置に配置された反射フィルム５からなることを特徴とする。

本実施例では、反射型液晶表示パネル３の光軸に直交する面上に光軸を持つようにＬＥＤ光源４を配置したが、反射フィルム５で反射した光が反射型液晶表示パネル３に均一に照射できれば、反射型液晶表示パネル３の光軸に直交する面上に光軸を持つようにＬＥＤ光源４を配置しなくても良い。

図６は本発明による小型反射型液晶表示装置の第３模式図であり側面断面図である。
本発明の一つである前記図４で示された光源４と反射フィルム５と拡散フィルム６により形成される空間に、導光板１４を配置した小型反射型液晶表示装置である。

図７は本発明による小型反射型液晶表示装置の第４模式図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は反射型偏光フィルムを除去した上面図である。
本発明の一つである前記図５で示された光源４と反射フィルム５と拡散フィルム６により形成される空間に、導光板１５を配置した小型反射型液晶表示装置である。

本発明は、光源と反射フィルムを回路基板に実装された構造物上に配置すること、回路基板上の構造物が存在する範囲の上部空間を利用し光線を折り返すことにより光路長を維持しながら必要空間を小さくすることにより、反射型液晶表示装置の小型化を達成している。

１小型反射型液晶表示装置
２回路基板
３反射型液晶表示パネル
３Ａ表示領域
４光源（ＬＥＤ）
５反射フィルム
６拡散フィルム
７吸収型偏光フィルム
８反射型偏光フィルム
９反射フィルム
１０反射型偏光フィルム
１１反射型偏光フィルム
１２ＦＰＣ
１３回路基板
１４導光板
１５導光板
２０小型反射型液晶表示装置
３０小型反射型液晶表示装置
４０小型反射型液晶表示装置
５０小型反射型液晶表示装置

Claims

少なくとも、反射型液晶表示パネル、光源、反射フィルム、吸収型偏光フィルム、反射型偏光フィルム、これらを位置決めして収納する匡体で構成されている小型反射型液晶表示装置において、
出射する光の光軸が前記反射型液晶表示パネルが表示する画像の光軸と平行となるように、光出射面を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域が設けられた側の面の当該画像表示領域よりも外側の領域に対向させて前記光源を配置し、
前記光源からの光を前記反射型偏光フィルムの光反射面に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域よりも外側の領域と前記光源の光出射面との間に前記反射フィルムを配置し、
前記反射フィルムからの光を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に光反射面を対向させて前記反射型偏光フィルムを配置し、
前記反射フィルムと前記反射型偏光フィルムとの間の光路に、前記反射型偏光フィルムの偏光軸に直交する偏光軸を有する前記吸収型偏光フィルムを配置し、
前記吸収型偏光フィルムと前記反射フィルムとの間に拡散フィルムを配置し、
前記反射フィルムを放物面とし、前記光源と前記反射フィルムの放物面と前記拡散フィルムとにより形成される空間において、前記光源からの光を多重反射させるようにし、
たことを特徴とする小型反射型液晶表示装置。
少なくとも、反射型液晶表示パネル、光源、反射フィルム、吸収型偏光フィルム、反射型偏光フィルム、これらを位置決めして収納する匡体で構成されている小型反射型液晶表示装置において、
出射する光の光軸が前記反射型液晶表示パネルが表示する画像の光軸と直交するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域が設けられた側の面の当該画像表示領域よりも外側の領域に前記光源を配置し、
前記光源からの光を前記反射型偏光フィルムの光反射面に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域よりも外側の領域に、光反射面を前記光源の光出射面に対向させて前記反射フィルムを配置し、
前記反射フィルムからの光を前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に向けて反射するように、前記反射型液晶表示パネルの画像表示領域に光反射面を対向させて前記反射型偏光フィルムを配置し、
前記反射フィルムと前記反射型偏光フィルムとの間の光路に、前記反射型偏光フィルムの偏光軸に直交する偏光軸を有する前記吸収型偏光フィルムを配置し、
前記吸収型偏光フィルムと前記反射フィルムとの間に拡散フィルムを配置し、
前記反射フィルムを放物面とし、前記光源と前記反射フィルムの放物面と前記拡散フィルムとにより形成される空間において、前記光源からの光を多重反射させるようにし、
たことを特徴とする小型反射型液晶表示装置。
前記反射フィルム表面が鏡面処理されていることを特徴とする請求項１又は２記載の小型反射型液晶表示装置。
前記反射フィルム表面に細かな凹凸が施され、前記反射フィルムによって反射された反射光が前記反射型偏光フィルムに向かって拡散することを特徴とする請求項１又は２記載の小型反射型液晶表示装置。
前記光源と前記反射フィルムと前記拡散フィルムにより形成される空間に、導光板を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の小型反射型液晶表示装置。