JPH0483226A

JPH0483226A - 面照明装置

Info

Publication number: JPH0483226A
Application number: JP2198829A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Akaha; 史明赤羽; Toru Yagasaki; 透矢ケ崎; Tatsuaki Funamoto; 達昭舟本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1992-03-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はコンピューターやワードプロセッサ、更にウォ
ッチ、卓上計算機等に組み込まれる液晶表示器の薄型背
面照明装置に関する。

［４従来の技術］従来、液晶パネルの背面照明は太き（分けて三つの方法
が知られていた。一つは第１６図のように反射型液晶表
示器の下側偏光板３０３と反射板３の間に導光板１を設
けてこれに光源２からの光を導く方法であり、一つは第
１７図のように透過型液晶表示器の裏側に面光源３０５
を配置する方法であり、もう一つは第１８図のように反
射モードでも透過モードでも使用できるように下側偏光
板３０３と面光源３０５の間に半透過板３０４を配置す
る方法である。前記の第一の方法はウォッチ等に、第二
の方法は携帯型コンピューターやワドブロセッサーなど
に、第三の方法はワードプロセッサーなどに用いられて
いた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、かかる従来の面昭明装置にはそれぞれ以下のよ
うに大きな問題点を有していた。先ず第１６図に示す前
記の第一の方法は背面照明のない反射型液晶表示器が外
光のない夜間等においてはほとんど読み取ることができ
ないという欠点を有しており、これを解決するため考案
された。しかしこの方法は照明点灯時の輝度分布が平坦
になり難く、寸法の小さな液晶表示器では夜間の補助光
源として実用になるもののコンピューター等に使用され
る大型液晶表示器の場合は光の入射端面２０近傍のみが
明るくなり遠く離れるに従って極端に輝度が低下するた
め視認性が悪く、実用には供せられなかった。又、光Ｂ
２を周囲に多数配置する方法で輝度は改善されるものの
コスト高となり更に消費電力が大きくなり過ぎるための
携帯用機器に搭載する電池寿命が短命になる等実用上の
問題があった。

第１７図に示す前記第二の方法は透過型液晶表示器が背
面開明なしではコントラストが低く実用にならないこと
から常に面光ｉ＠１３０５を点灯して使用するため視認
性の良さと引き換えに液晶表示器全体の消費電力が大き
くなるという欠点を内包するものであった。従って携帯
用コンピュータ等で電池容量が限られている場合は連続
使用時間が短くなるなど実用上の障害となっていた。

第１８図に示す前記第三の方法は的記第二の方法の欠点
を軽減するため明るい場所では反射モトで、暗い場所で
は透過モードで使用できるように考案された。しかし半
透過板３０４での反射率が低下するため反射モードでの
表示において通常の反射型液晶表示器と比較してコント
ラストが悪化し、表示品位が低下してしまうという問題
点を有していた。

そこで本発明は従来のこの様な問題点を解決するもので
、その目的とするところは反射型液晶表示器の通常反射
モードでの表示品位を低下させることなる夜間等におい
ては輝度ムラの少ない充分な明るさの面μｓ明を提供す
ることによって総合消費電力の少ない薄型液晶表示器を
実現することにある。

［課題を解決するための手段１上記課題を解決するため、本発明の面照明装置は、（１）導光板と前記導光板の端面に隣接配置された光源
とを有する面照明装置において、前記導光板の内部に乱
反射面を配設したことを特徴とする。

（２）前記乱反射面の裏側には全反射面を配設したこと
を特徴とする。

（３）前記導光板の端面の一部に反射層を設けたことを
特徴とする。

（４）前記導光板は片面の一部に乱反射面を設けた透明
板を折りたたんで構成したことを特徴とする。

（５）前記導光板は片面に乱反射面を設けた第１透明板
と、第２透明板を組み合わせてなることを特徴とする。

［実　施　例］以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す断面区である。２は光
源であり、蛍光放電管を用いたがＬＥＤや豆電球を直線
状に並べたものでも良い。光源２は導光板１の入射端面
２０に隣接配置され、光源２よりの光束は導光板１に導
かれる。この場合導光板１にはＰＭＭＡ板を用いたがポ
リカーボネイト、ポリスチロール等の樹脂、あるいはガ
ラス等の材料も使用可能である。導光板ｌの内部には乱
反射面３が形成されている。前記乱反射面３は出光面４
側に形成されており、梨地面、ヘアーライン面等の拡散
面を有するアルミニウム、銀など反射率の高い金属薄板
を用いたが蒸着、スパッター等で形成した薄膜でもかま
わない。又、雲母や酸化チタン等をちりばめた樹脂層も
有効に使用できるものである。なお、導光板ｌは前記乱
反射面３を樹脂に埋め込むか、又はインサート成形等の
方法で製造した。

次に第１図に示した面照明装置の作用について説明する
。第２図において矢印Ｗや照明光の出光方向を示してい
る。光源２より導光板ｌに導かれた光は乱反射面３の端
部ｌＯで出光面側に導かれる光束１００と反射面５側に
導かれる光束１０１の２つに分岐される。先ず光束１０
０は乱反射面３にあたり乱反射光あるいは拡散光となっ
て出光面４より矢印Ｗ方向へ出光してゆく。次に光束１
０１は乱反射面３の裏面を反射面５の間をほぼ全反射し
て反射端面２１に到達し、その光の一部は反射して乱反
射面３にあたり８光面４より出光して行くことになる。

第３図は第２図においてＷ方向から見て端部１０から１
１まで輝度計を掃引した場合の輝度分布を示すグラフで
ある。反射端面２１て折り返された光の効果で光源２よ
り遠く離れた部分でもある程度の明るさが得られている
。

これに対し第４区は従来用いられていた面照明装置の一
例を示す断面図である。光源２より導光板１に導かれる
光は乱反射面３にあたり矢印Ｗ側に出光して来るが入射
端面２０から進むに従って輝度が低下し、その分布は第
５図のようになっていた。第３図と第５図を比較すると
明白なように導光板１の内部に乱反射面３を配置するこ
とで輝度分布が大幅に改善することが判かった。

第６区は導光板１内部の乱反射面３をいく分傾斜させて
配置した本発明による一実施例を示す断面図である。入
射側のＩ２１寸法より２２寸法を大きくすることにより
反射端面２１から乱反射面３に入る光量が若干増加し第
３図の輝度分布をいく分改善することができた。

第７図は乱反射ビ３の裏側に全反射面３１を配置した本
発明による一実施例を示す断面図である。第１図の実施
例と比較すると反射面５側に導かれる光束１０１の減衰
が大幅に少なくなるため第３図の輝度分布は第８図のよ
うに改善された。

なお全反射面３１は金属乱反射面の裏側を鏡面に研磨す
る等で得たものを使用した。第９図は乱反射面３の裏側
に空気層５０を設けると同時に空気層の下面３２を鏡面
にした本発明による一実施例を示す断面図である。この
場合も第７図に示す実施例と同様に反射面５側に導かれ
る光束１０１の導光効率が上昇するため第８図と同様に
輝度が上昇することがわかった。

第１Ｏ図は導光板ｌの反射端面２１に反射層２２を設け
た本発明による一実施例の断面図である。本実施例で導
光板１の材料に用いた例えばＰＭＭＡ樹脂の臨界角は約
４２°であり、従って前記反射層２２がない場合に反射
端面２１に対して４２°以下で入射する光は導光板ｌの
外へ出光してしまい光の利用効率が低下してしまうこと
になる。実際には銀、アルミニウム等の反射率の高い金
属膜を反射端面２１の外側に貼り付けることにより反射
層２２を形成したが、これにより第１１図のように更に
輝度分布を改善することができた。

第１２図は片面の一部に乱反射面３を設けた透明板を折
りたたんで導光板１を形成した本発明による一実施例を
示す断面図である。まず入射端面２０より導光板１に入
った光は第１図に示した実施例と同様に乱反射して矢印
Ｗ側へ出光してくる。もう一つの入射端面２３に入った
光は例えば光フアイバー内部を進行する光と同様に導光
板１の内側を進んでゆき結局乱反射面３側に到達し、乱
反射して矢印Ｗ方向へ出てくることになる。この方法は
大変効率が良く第１３図に示すように輝度、輝度分布と
もに大幅な改善が可能となった。

第１４図は片面に乱反射面を設けた第１透明板２０１と
第２透明板２０２を組み合わせて導光板１を構成した本
発明の一実施例を示す断面図である。この例も第１２図
に示す実施例とほぼ同様な効果が得られたが構造が簡単
なため容易に製造できるという利点がある。この場合、
入射端面２０の外側に遮光層６０を部分的に配置してや
ることで乱反射面３の端部１０と１１とで輝度を全く等
しくすることができた。遮光層６０はアルミ等を蒸着し
たフィルムを使用したが白色のテープ等でも同等な効果
を出せるものである。なお５１は光が通過できるように
第１透明板２０１と第２透明板２０２を接続する接着層
である。この接着層５１の接着幅ｄは導光板の厚みｔの
ほぼ半分とするのが良く、又反射端面２１は図中の８寸
法をほぼｔ／２とした半円筒状に仕上げた場合に高い反
射効率が得られた。

第１５図は本発明の面照明装置を組み込んだ大型液晶表
示器の一実施例を示す断面図である０周囲が明るい昼間
は従来の反射型液晶と同等の表示品質が得られ、又夜間
等では光源２を点燈することで良好な面照明が得られる
ので表示は常に読み取り易く、消費電力の少ない薄型表
示器を簡単な構成で提供することが可能となった。

〔発明の効果１以上詳述したように本発明の照明装置は、（１）導光板
と前記導光板の端面に隣接配置された光源とを有する面
照明装置において、前記導光板の内部に乱反射面を配設
する。

（２）前記乱反射面の裏側には全反射面を配設する。

（３）前記導光板の端面の一部に反射層を設ける。

（４）前記導光板は片面の一部に乱反射面を設けた透明
板を折りたたんで構成する。

（５）前記導光板は片面に乱反射面を設けた第１透明板
と、第２透明板を組み合わせて構成する。

以上のような構成により反射型液晶表示器の通常反射モ
ードでの表示品質を低下させることなく夜間等において
は輝度ムラの少ない充分な明るさの面照明を提供できる
という大きな効果を有している。又、これにより総合消
費電力の少ない薄型液晶表示器を簡単な構成で提供でき
るという大変大きな効果をも有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は導光板の内部に乱反射面を設けた本発明の面照
明装置の一実施例を示す断面図。第２区は第１図に示し
た実施例の作用を示す説明図。第３図は第１区に示した
面照明装置を点灯した場合の輝度分布を示すグラフ。第
４図は従来用いられていた面照明装置の一例を示す断面
図。第５図は第４図に示した従来の面照明装置を点灯し
た場合の輝度分布を示すグラフ。第６図は導光板内部の
乱反射面を傾斜させて配置した本発明の一実施例を示す
断面図。第７図は乱反射面の裏側に全反射面を配置した
本発明による面照明装置の一実施例を示す断面図、第８
図は第７図に示した面照明装置を点灯した場合の輝度分
布を示すグラフ。第９図は乱反射面の裏側に空気層を設
けると同時に空気層の下面を鏡面にした本発明による一
実施例を示す断面図、第１０図は導光板の反射端面に反
射層を設けた本発明による一実施例の断面図。第１１図
は第１０図に示した面照明装置を点灯した場合の輝度分
布を示すグラフ、第１２図は片面の一部に乱反射面を設
けた透明板を折りたたんで導光板を形成した本発明によ
る一実施例を示す断面図、第１３図は第１２図に示した
面照明装置を点灯した場合の輝度分布を示すグラフ、第
１４図は片面に乱反射面を設けた第１透明板と第２透明
板を組み合わせて導光板を構成した本発明の一実施例を
示す断面図、第１５図は本発明の面照明装置を組み込ん
だ大型液晶表示器の一実施例を示す断面図。第１６図は
従来用いられていた背面解明付き反射型液晶表示器の一
例を示す断面図。第１７図は従来用いられていた背面照
明付き透過型液晶表示器の一例を示す断面図。第１８図
は従来用いられていた反射と透過兼用の液晶表示器の一
例を示す断面図である。１　・　・　・　・２　・　・　・　・３　・　・　・　・４　・　・　・５　・　・　・　・ｌ　Ｏｌ　１　ｌ　・２０、２３　・２　ｌ　・　・　・　・２２　・　・　・　・３１　・　・　・　・３２　・　・　・　・５０　・　・　・　・５　ｌ　・　・　・　・導光板光源乱反射面出光面反射面乱反射面の端部大針端面反射端面反射層全反射面空気層の下面空気層接着層６０　・１００　・２０１　・２０２　・３０１　　・３０２　・３０３　・３０４　・３０５　・・・・遮光層・・・出光面側に導かれる光束・・・反射面側に導かれる光束・・・第１透明板・・・第２透明板・・・上側偏光板・　・液晶表示体・下側偏光板・・・半透過板・・・面光源以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導光板と前記導光板の端面に隣接配置された光源
とを有する面照明装置において、前記導光板の内部に乱
反射面を配設したことを特徴とする面照明装置。
（２）前記乱反射面の裏側には全反射面を配設したこと
を特徴とする請求項１記載の面照明装置。
（３）前記導光板の端面の一部に反射層を設けたことを
特徴とする請求項１または２記載の面照明装置。
（４）前記導光板は片面の一部に乱反射面を設けた透明
板を折りたたんで構成したことを特徴とする請求項１、
２または３記載の面照明装置。
（５）前記導光板は片面に乱反射面を設けた第１透明板
と、第２透明板を組み合わせてなることを特徴とする請
求項１、２または３記載の面照明装置。