JPH11344707A

JPH11344707A - 反射型液晶ディスプレイ用照明装置

Info

Publication number: JPH11344707A
Application number: JP10151828A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Takagi; 孝之高木; Takao Hashimoto; 孝夫橋本
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯型電子機器の携帯性を損なわずに反射型
液晶ディスプレイを均一に照明することができる反射型
液晶ディスプレイ用照明装置を提供する。【解決手段】反射板上６に反射型液晶ディスプレイ５
が配置され、反射型液晶ディスプレイ５上に反射型液晶
ディスプレイ５の視認性を妨げない光拡散層８を有した
導光板３が配置され、導光板３の端面には光源４が配置
され、光源４からの光が導光板３を通じて反射型液晶デ
ィスプレイ５面へ出射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型液晶ディ
スプレイ用照明装置に関する。この発明の反射型液晶デ
ィスプレイ用照明装置は、コードレス電話機、携帯電話
機、電卓、サブノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナル・
デジタル・アシスタント）、デジタルカメラ、ビデオカ
メラ、業務用通信機器などの反射型液晶ディスプレイを
備えた携帯型電子機器における反射型液晶ディスプレイ
用照明装置として特に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶表示部を備えた小型軽量
の携帯型電子機器が開発され製品化されている。液晶表
示部に用いられる透過型液晶ディスプレイはバックライ
トが必要であり、携帯型電子機器においては乾電池や充
電池などのバッテリーを電源としている。特に、サブノ
ートパソコン、ＰＤＡ、デジタルカメラなどはカラー表
示が要求されており、輝度が高い冷陰極管を光源とする
バックライトを使用する必要があるため、バックライト
の消費電力が大きくなりバッテリーの駆動時間が著しく
損なわれる。

【０００３】そこで、携帯型電子機器において消費電力
を下げるために、バックライトを必要としない反射型液
晶ディスプレイを使用することが検討され、製品化され
つつある。反射型液晶ディスプレイは、バックライトを
使用しないことにより消費電力が小さい点に加え、屋外
での使用において外光下での視認性に優れる点でも携帯
型電子機器に適している。

【０００４】しかし、十分な外光が得られない屋内や夜
間などの環境で反射型液晶ディスプレイを使用するに
は、反射型液晶ディスプレイを表側から照明することが
必要となる。そこで、反射型液晶ディスプレイの上方に
光源を位置させた照明装置（フロントライト）が提案さ
れている。

【０００５】たとえば、反射型液晶ディスプレイの蓋部
分や収納可能な支柱に照明装置を取り付けるといったも
のが提案されている。照明装置としては、冷陰極管、電
球、ＬＥＤなどの光源が反射型液晶ディスプレイを直接
照明するものがある。また、光拡散性機能を有する樹脂
板やフィルム、または集光性機能を持つ樹脂板やフィル
ムをこれらの光源の前面に配置し、間接的に照明するも
のがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発光体を反射
型液晶ディスプレイの蓋部分に取り付けた照明装置は、
蓋が厚くなり携帯型電子機器の携帯性を損なう。また、
反射型液晶ディスプレイの蓋は本来外部からの衝撃から
反射型液晶ディスプレイを保護するためのものであり、
衝撃に弱い光源を蓋部分に配置するのは好ましくない。

【０００７】また、支柱に取り付けた照明装置は、使用
時には不用意な取り扱いにより支柱や光源を破損するお
それがあり、不使用時には収納機構が必要なため構成が
複雑になる。

【０００８】したがって、この発明は、上記のような問
題点を解消し、携帯型電子機器の携帯性を損なわずに反
射型液晶ディスプレイを均一に照明することができる反
射型液晶ディスプレイ用照明装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の反射型液晶デ
ィスプレイ用照明装置は、以上の目的を達成するため
に、つぎのように構成した。

【００１０】つまり、この発明の反射型液晶ディスプレ
イ用照明装置は、反射板上に反射型液晶ディスプレイが
配置され、反射型液晶ディスプレイ上に反射型液晶ディ
スプレイの視認性を妨げない光拡散層を有した導光板が
配置され、導光板の端面には光源が配置され、光源から
の光が導光板を通じて反射型液晶ディスプレイ面へ出射
されるように構成した。

【００１１】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂を主成分とするインキによって、ド
ットサイズが200μｍ以下で面積比率が60％以下の微細
な多角形または円形のドットグラデーションパターンが
形成されるように構成してもよい。

【００１２】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂を主成分とし光拡散性を有する顔料
を含むインキによって、ドットサイズが200μｍ以下で
面積比率が60％以下の微細な多角形または円形のドット
グラデーションパターンが形成されるように構成しても
よい。

【００１３】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板よりも高屈折率の透明
または半透明の樹脂層で形成されるように構成してもよ
い。

【００１４】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、微細なシボ形状が形成される
ように構成してもよい。

【００１５】また、上記の発明において、導光板が、そ
の少なくとも一方の面に、導光板の反射型液晶ディスプ
レイ面側に導光板の入力端面と平行にピッチ30〜500μ
ｍ、幅30〜100μｍの複数のプリズムが形成されるよう
に構成してもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面を参照しながらこの発明の実
施の形態について詳しく説明する。

【００１７】図１は、この発明の反射型液晶ディスプレ
イ用照明装置の一実施例を示す断面図である。図２は、
この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置を組み込
んだ携帯型電子機器の一実施例を示す斜視図である。図
３は、この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置を
組み込んだ携帯型電子機器の他の実施例を示す斜視図で
ある。図４〜８は、この発明の反射型液晶ディスプレイ
用照明装置の他の実施例を示す断面図である。図中、１
は１は携帯型電子機器、２は反射型液晶ディスプレイ用
照明装置、３は導光板、４は光源、５は反射型液晶ディ
スプレイ、６は反射板、７は液晶表示部、８は光拡散層
である。

【００１８】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明
装置２は、反射板上６に反射型液晶ディスプレイ５が配
置され、反射型液晶ディスプレイ５上に反射型液晶ディ
スプレイ５の視認性を妨げない光拡散層８を有した導光
板３が配置され、導光板３の端面には光源４が配置さ
れ、光源４からの光が導光板３を通じて反射型液晶ディ
スプレイ５面へ出射されるものである（図１参照）。

【００１９】反射型液晶ディスプレイ用照明装置２は、
コードレス電話機、携帯電話機、電卓、サブノートパソ
コン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタン
ト）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、業務用通信機器
などの反射型液晶ディスプレイ５を備えた携帯型電子機
器１に適用される（図２〜３参照）。

【００２０】導光板３は反射型液晶ディスプレイ５の上
に重ねて配置されるため、導光板３は十分な光透過性を
有し、液晶表示の視認性を妨げないことが要求される。

【００２１】導光板３としては、透明樹脂からなる薄板
状のものを用いるとよい。透明樹脂としては、透明性、
導光性に優れたアクリロニトリル−スチレン共重合体樹
脂、セルロースアセトブチレート樹脂、セルロースプロ
ピオネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂など
を用いることができる。

【００２２】導光板３は、薄型にすることにより装置全
体の厚みを減らすことができ、また重量軽減に効果的で
ある。具体的には、導光板３の厚みは、0.3〜2.0ｍｍが
適当である。0.3ｍｍに満たないと、導光版の加工が困
難であり、また、光源４から十分な光を取り入れるのが
困難となる。また、2.0ｍｍを越えると、照明装置の厚
みが厚くなり、また重量が増すので携帯性を欠くことに
なる。導光板３の形状としては、厚みが均一な平板状の
ものの他、くさび形のものなどを用いることができる。

【００２３】導光板３の両面が鏡面状態であれば光は両
面で全反射を繰り返し導光板３の入光端面と対向する端
面へ送られ、表面へ出射される光はほとんどない。そこ
で、導光板３の反射型液晶ディスプレイ５側または表示
面側の少なくとも一方の面に光拡散層８を設けることに
より、導光板３中の光を反射型液晶ディスプレイ５側へ
出光させる機能を与える。このような導光板３を反射型
液晶ディスプレイ５上に重ねて配置することより、反射
型液晶ディスプレイ５に十分な照射をおこなうことがで
きる。また、光源４からの光が導光板３中を全反射を繰
り返しながら導光板３の入光端面と対向する端面まで進
むため、反射型液晶ディスプレイ５全体に照射を行うこ
とができる。

【００２４】導光板３の光拡散層８は、外光使用時に十
分な光透過性をもち、かつ、液晶表示の視認性を妨げな
いものでなければならない。そのため、光拡散層８を微
細な形状を有するように構成することが考えられる。そ
の具体例としては、グラデーションパターンを形成する
方法、シボ形状またはプリズム形状に形成する方法など
がある。

【００２５】通常、バックライトにおける光拡散層８と
してスクリーン印刷によって形成されたドットグラデー
ションが用いられるが、このようなドットグラデーショ
ンのドット径は300μｍ以上あり、また、光拡散性機能
を高める目的から顔料が添加されているため、このよう
な光拡散層８をフロントライトとしてそのまま用いる
と、液晶表示部７においてドットが占める比率が高く、
外光使用時およびフロントライト点灯時ともに表示部の
視認性を妨げることになる。

【００２６】そこで、この発明における光拡散層８は、
具体的には次のように形成する。たとえば、導光板３の
反射型液晶ディスプレイ５面側に導光板３よりも高屈折
率の透明または半透明樹脂を主成分とするインキを用い
てドットグラデーションパターンを形成し、表示面側は
鏡面状態とすることができる（図４参照）。ドット径が
200μｍ以下のグラデーションを用い、その面積比率を6
0％以下にすることにより、反射型液晶ディスプレイ５
の視認性を高めることができる。導光板３の内部に入射
した光は、導光板３内部で全反射を繰り返し、導光板３
の入光端面と対向する端面まで光が送られる。さらに、
導光板３の反射型液晶ディスプレイ５面側に形成された
ドットから出射され、反射型液晶ディスプレイ５を照射
する。また、グラデーションの比率を調整することによ
り光拡散層８における出光量を調整することができ、反
射型液晶ディスプレイ５を均等に照明することができ
る。

【００２７】また、導光板３の表示面側に、導光板３よ
りも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成分とし、
光拡散性を有する顔料を含むインキを用い、前記と同様
のドット径と面積比率をもってドットグラデーションパ
ターンを形成してもよい（図５参照）。この場合、導光
板３に入射した光は、導光板３の表示面側に形成された
ドットにより乱反射を起こして拡散され、反射型液晶デ
ィスプレイ５面側へ出射され、反射型液晶ディスプレイ
５を照明する。インキ中に拡散性を有する顔料を含むこ
とにより、より効率的に出光させることができる。ま
た、グラデーションの比率を調整することより光拡散層
８における出光量を調整することができ、反射型液晶デ
ィスプレイ５を均等に照明することができる。

【００２８】ドットグラデーションパターンを形成する
には、グラビア印刷法やスクリーン印刷法などの印刷法
を用いるとよい。また、成形同時転写法によれば、導光
板３の成形と同時にドットグラデーションパターンの形
成もできるため好適である。成形同時転写法とは、基体
シート上に転写層を形成した転写材を成形金型内に挟み
込み、金型内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形
品を得るのと同時に成形品表面に転写材を接着させた
後、基体シートを剥離して、被転写物面に転写層を転移
する方法である。

【００２９】また、導光板３の表示面側に、表示の視認
性を著しく減衰させない程度の微細なシボ形状を光拡散
層８として設けてもよい（図７参照）。導光板３のシボ
形状は、金型内面にシボ形状を設けておいて、導光板３
成形時に形成されるようにするとよい。また、導光版の
表面に30μｍ程度の径の微細なマット加工を行ってもよ
い。導光板３端面から入射した光は、シボ形状やマット
形状により導光板３内部で散乱し、一部の光が反射型液
晶ディスプレイ５側へ出射する。

【００３０】また、導光板３の反射型液晶ディスプレイ
５面側に、導光板３の入光端面と平行に複数のプリズム
を光拡散層８として形成してもよい（図８参照）。導光
板３に入射した光は、プリズム面から反射型液晶ディス
プレイ５へ照射される。プリズムの形状としては、正三
角形やレンズ形状のものがある。また、入射端面からの
距離に比例してプリズムの大きさを変化させたり、ピッ
チを変えることにより、光拡散層８の出光バランスを制
御することができる。また、プリズムの形状は、視認性
に影響がないようにするため、ピッチ30〜500μｍ、幅3
0〜100μｍにするとよい。

【００３１】なお、この発明において、光拡散層８とし
て導光板３よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂で
形成されたものでもよい。

【００３２】具体的には、導光板３の表示面側に、導光
板３よりも屈折率の高い透明樹脂をもって光拡散層８を
設けてもよい（図６参照）。導光板３に入射した光は、
導光板３と光拡散層８との間に屈折率の差があるため、
導光板３と光拡散層８の界面で反射され、さらに空気層
に出射され、反射型液晶ディスプレイ５を照明する。こ
のような構成では、導光板３表面にドットなどが存在し
ないため、反射型液晶ディスプレイ５の視認性にほとん
ど影響を及ぼさない。

【００３３】光源４は、導光板３の端面に配置する。光
源４は、導光板３の少なくとも１辺に配置する。光源４
としては、冷陰極管、ＬＥＤなどを用いるとよい。

【００３４】また、光源４から出射される光を効率よく
導光板３の入光端面に集めるために、リフレクターを配
置してもよい。リフレクターとしては、銀、アルミニウ
ム、白金、ニッケル、クロムなど、光を鏡面反射する材
質を表面に有する金属板、特に、銀、アルミニウムなど
を真空蒸着法やスパッタリング法などにより表面コーテ
ィングしたものが好ましい。また、ポリエステルなどの
樹脂にＴｉＯ_２、ＢａＳＯ_４、ＳｉＯ_４などの光拡散性
物質を混入したものや、ポリエステルなどの樹脂を発泡
させて光拡散性を付与した光拡散性反射板６や光拡散性
フィルムを用いてもよい。

【００３５】

【実施例】実施例１基体シートの片面に、顔料を含まない透明の酢酸ビニル
系樹脂を主成分とするインキを用い、ドット径が75μｍ
の円形グラデーションパターンからなる光拡散層をグラ
ビア印刷法により形成した転写材を作製した。次いで、
転写材を射出成形用金型内に固定し、型締め後に透明ア
クリル樹脂を射出し、型開き後に基体シートを剥離し
た。

【００３６】このようにして、厚さ1.5ｍｍの長方形板
状の透明アクリル板を導光板とし、導光板の一方の面に
は、ドット径が75ｍの円形グラデーションパターンから
なる光拡散層を有し、導光板の他方の面は鏡面状態であ
る導光板を得た。

【００３７】導光板の長辺側の１辺に、線光源として管
径２ｍｍの冷陰極管を配置した。線光源の導光板に面し
ていない周りには、リフレクターとして銀蒸着面を有す
る反射フィルムを配置した。また、導光板の入光端面と
対向する端面には、白色の発泡ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムからなる反射フィルムを両面テープを介し
て貼り合わせた。

【００３８】以上の構成からなる照明装置を、反射型液
晶ディスプレイの上側に、導光板の光拡散層が反射型液
晶ディスプレイの反対面側になるように配置した。ま
た、反射型液晶ディスプレイの下側には反射板を配置し
た。

【００３９】光源から導光板に入射した光は、光拡散機
能を有するドットグラデーションによって一部散乱さ
れ、反射型液晶ディスプレイ側へ出射され反射型液晶デ
ィスプレイを照射した。照射した光は液晶層を通過し、
下側の反射板により反射され、再び液晶層を通過し、さ
らに導光板を通過して外部へ出射した。

【００４０】このように構成することにより、照明装置
の点灯時および消灯時ともに液晶表示部の十分な視認性
を得ることができた。

【００４１】実施例２マット樹脂を練り込んで表面に微細な凹凸形状を有する
ポリエチレンテレフタレートフィルムを射出成形用金型
内に固定し、型締め後に透明アクリル樹脂を射出し、型
開き後にポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し
た。

【００４２】このようにして、厚さ1.5ｍｍの長方形板
状の透明アクリル板を導光板とし、導光板の一方の面に
は、30μｍ程度の微細な凹凸形状が不規則に形成された
光拡散層を有し、導光板の他方の面は鏡面状態である導
光板を得た。

【００４３】導光板の長辺側の１辺に、線光源として管
径２ｍｍの冷陰極管を配置した。冷陰極管の導光板に面
していない周りには、リフレクターとして銀蒸着面をも
つ反射フィルムを配置した。また、導光板の入光端面と
対向する端面には、白色の発泡ポリエチレンテレフタレ
ートからなる反射フィルムを両面テープを介して貼り合
わせた。

【００４４】以上の構成からなる照明装置を、反射型液
晶ディスプレイの上側に、導光板の光拡散層が反射型液
晶ディスプレイの反対面側になるように配置した。ま
た、反射型液晶ディスプレイの下側には反射板を配置し
た。

【００４５】光源から導光板に入射した光は、微細なマ
ット形状によって一部散乱され、反射型液晶ディスプレ
イ側へ出射されパネルを照射した。照射された光は液晶
層を通過し、下側の反射板により反射され、再び液晶層
を通過し、さらに導光板を通過して外部へ出射した。

【００４６】このように構成した照明装置は、照明装置
の点灯時および消灯時ともに、実施例１と比較して、さ
らに優れた液晶表示部の視認性を得ることができた。

【００４７】

【発明の効果】この発明は、前記した構成からなるの
で、次のような効果を有する。

【００４８】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明
装置は、反射板上に反射型液晶ディスプレイが配置さ
れ、反射型液晶ディスプレイ上に反射型液晶ディスプレ
イの視認性を妨げない光拡散層を有した導光板が配置さ
れ、導光板の端面には光源が配置され、光源からの光が
導光板を通じて反射型液晶ディスプレイ面へ出射される
ように構成されているので、照明装置の厚みが薄いた
め、携帯型電子機器の大きさや重量を増大させず、携帯
型電子機器の携帯性を損なわない。また、光源は携帯型
電子機器の本体に収められるため、光源の保護に欠ける
こともない。

【００４９】また、照明装置は反射型液晶ディスプレイ
に重ねて配置されるため、照明装置の使用時に破損する
おそれがなく、不使用時であっても照明装置の収納機構
は不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
を組み込んだ携帯型電子機器の一実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
を組み込んだ携帯型電子機器の他の実施例を示す斜視図
である。

【図３】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の一実施例を示す断面図である。

【図４】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の他の実施例を示す断面図である。

【図５】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の他の実施例を示す断面図である。

【図６】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の他の実施例を示す断面図である。

【図７】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の他の実施例を示す断面図である。

【図８】この発明の反射型液晶ディスプレイ用照明装置
の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１携帯型電子機器２反射型液晶ディスプレイ用照明装置３導光板４光源５反射型液晶ディスプレイ６反射板７液晶表示部８光拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射板上に反射型液晶ディスプレイが配
置され、反射型液晶ディスプレイ上に反射型液晶ディス
プレイの視認性を妨げない光拡散層を有した導光板が配
置され、導光板の端面には光源が配置され、光源からの
光が導光板を通じて反射型液晶ディスプレイ面へ出射さ
れることを特徴とする反射型液晶ディスプレイ用照明装
置。
【請求項２】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成
分とするインキによって、ドットサイズが200μｍ以下
で面積比率が60％以下の微細な多角形または円形のドッ
トグラデーションパターンが形成されたものである請求
項１記載の反射型液晶ディスプレイ用照明装置。
【請求項３】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂を主成
分とし光拡散性を有する顔料を含むインキによって、ド
ットサイズが200μｍ以下で面積比率が60％以下の微細
な多角形または円形のドットグラデーションパターンが
形成されたものである請求項１記載の反射型液晶ディス
プレイ用照明装置。
【請求項４】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板よりも高屈折率の透明または半透明の樹脂層で形
成されたものである請求項１記載の反射型液晶ディスプ
レイ用照明装置。
【請求項５】導光板が、その少なくとも一方の面に、
微細なシボ形状が形成されたものである請求項１〜４の
いずれかに記載の反射型液晶ディスプレイ用照明装置。
【請求項６】導光板が、その少なくとも一方の面に、
導光板の反射型液晶ディスプレイ面側に導光板の入力端
面と平行にピッチ30〜500μｍ、幅30〜100μｍの複数の
プリズムが形成されたものである請求項１〜４のいずれ
かに記載の反射型液晶ディスプレイ用照明装置。