JP2001166296A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の利用効率を向上でき、暗い環境において
も、表示画面を高品位で効率よく画像表示させることが
できるとともに、装置全体の厚みを薄型化できる液晶表
示装置を提供する。 【解決手段】 上下基板（１２）、（１１）間に液晶
（１０）を封入してその外周をシールし、上基板（１
２）の液晶（１０）に接する側にはカラーフィルタ（１
６）を設け、下基板（１１）の液晶（１０）に接する側
には拡散反射電極（１４）を設け、さらに上基板（１
２）の表示提示面には、上基板（１２）の側面からの光
を拡散反射電極（１４）側に反射させる機能を有するフ
ィルム（２１）等を介して偏光板（１７）を取り付け
て、上基板（１２）に導光板の役目を持たせ、上基板
（１２）の側面への光を発する冷陰極蛍光管（１９）
と、その光を上基板（１２）の側面に集光させるととも
に外部に漏れないように冷陰極蛍光管（１９）をカバー
するリフレクタ（２０）とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型の液晶パネ
ルの画像表示提示面を前面から内部照明するためのフロ
ントライトを備えた液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスでのＯＡ機器や一般家庭
でのパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステ
ム、あるいは携帯電話や携帯ゲーム機等の携帯機器など
において、それらで扱われる各種情報を表示するための
表示装置として、液晶表示装置が、薄型で省スペースか
つ低消費電力という特徴を有することから広く利用され
るようになってきている。

【０００３】このような液晶表示装置として、図４
（ｂ）に示すような反射型の液晶パネル（１００）から
なる反射型液晶表示装置があり、この液晶パネル（１０
０）は、ガラス基板またはそれに相当する透明プラスチ
ック基板等の上下基板（１２）、（１１）の間に液晶
（１０）が封入され外周部がシール（１３）により密封
されており、下基板（１１）の液晶（１０）に接する側
には拡散反射電極（１４）、上基板（１２）の液晶（１
０）に接する側にはカラーフィルタ（１６）および液晶
（１０）に電圧を加えるための透明電極（１５）がそれ
ぞれ設けられ、さらに上基板（１２）の表示提示面側に
は偏光板（１７）が貼付された状態で取り付けられた構
造になっている。

【０００４】上記したような液晶パネル（１００）のみ
で構成された反射型液晶表示装置では、透過型液晶表示
装置に比べ発光部を持たないことから、表示提示面照射
用の外部照明が得られないような暗い場所で使用すると
きには、液晶パネル（１００）上に何らかの方法で光を
当てなければ、上基板（１２）の表示提示面から表示画
面は見られない。

【０００５】そこで、液晶パネル（１００）の表示提示
面側上面に、図４（ａ）に示すような、光源である冷陰
極蛍光管（１９）とその光を上基板（１２）の表示提示
面に導く導光板（４１８）及び冷陰極蛍光管（１９）の
光を導光板（４１８）へ反射させるリフレクタ（２０）
とを組み合わせたフロントライトユニット（１１０）を
取り付ける。

【０００６】図４（ｂ）において、冷陰極蛍光管（１
９）から導光板（４１８）の側面に入った光は導光板
（４１８）内を導かれ、導光板（４１８）の表面に形成
された平行三角状の高さが極低い山形の突起（１１１）
により、下基板（１１）の拡散反射電極（１４）の方向
へ反射され、さらに拡散反射電極（１４）から液晶パネ
ル（１００）の表示提示面側に反射され、その反射光に
より、液晶（１０）により形成される画素毎に与える電
圧が制御されて得られる表示画像が、導光板（４１８）
を透過してその上面側より見ることが可能となる。

【０００７】よって、表示提示面照射用の外部照明が得
られないような暗い場所では、この冷陰極蛍光管（１
９）を点灯することによって、液晶（１０）により形成
される表示画像を見ることができる。以上のように従来
の反射型液晶表示装置では、表示提示面照射用の外部照
明が得られないような非常に暗い環境では、どうしても
液晶パネル（１００）の表示提示面上部からの何らかの
入射光が必要であるが、そのため通常は、表示提示面に
フロントライトユニット（１１０）が取り付けられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の反射型液晶表示装置では、フロントライトユ
ニット（１１０）は、導光板（４１８）及び冷陰極蛍光
管（１９）とリフレクタ（２０）等の組み合わせにより
構成されているため、ある程度の厚みが必要である。ま
た導光板（４１８）等による光の損失により、光が有効
に使用されないことや表示画像の色つきやゆがみや視野
角を狭くすることなどが発生する可能性もある。

【０００９】このように、液晶パネル（１００）の表示
提示面上にフロントライトユニット（１１０）などの別
のユニットを置くことによって、通常の外部照明による
表示提示面への光の透過量が減少してその利用効率が低
下したり、液晶パネル（１００）としての厚みが厚くな
ってしまうなどの欠点が出てくる。そのため、表示提示
面照射用の外部照明が得られないような非常に暗い環境
においては、表示画面を高品位で効率よく画像表示させ
ることができなかったり、装置全体が厚くなってしまう
という問題点を有していた。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、光の利用効率を向上することができ、表示提示面
照射用の外部照明が得られないような非常に暗い環境に
おいても、表示画面を高品位で効率よく画像表示させる
ことができるとともに、装置全体の厚みを薄型化するこ
とができる液晶表示装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の液晶表示装置は、本来必要な液晶を封入す
るためのガラス等の基板部分を導光板に利用するため、
導光板としてのみ作用する専用部材の設置を不要とし
て、液晶パネルの厚みの増大を抑えることを特徴とす
る。

【００１２】以上により、光の利用効率を向上すること
ができ、表示提示面照射用の外部照明が得られないよう
な非常に暗い環境においても、表示画面を高品位で効率
よく画像表示させることができるとともに、装置全体の
厚みを薄型化することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の液晶表
示装置は、表面に透明電極を形成した上基板と、表面に
拡散反射電極を形成した下基板とを、前記透明電極と拡
散反射電極とが対向するように配置し、前記上下基板間
に液晶を封入してその外周をシールし、前記透明電極お
よび拡散反射電極を通じて前記液晶を駆動して画像表示
する反射型の液晶パネルに対して、その上基板の画像表
示提示面を照明するための光源を内蔵した液晶表示装置
において、前記上基板の画像表示提示面に、前記照明の
ための光源から上基板側面への入射光を前記拡散反射電
極側に反射させる機能を有するフィルムを取り付けて、
その反射機能により前記上基板を前記入射光に対する導
光板として作用させ、前記入射光により前記上基板およ
び拡散反射電極を通じて、前記上基板の画像表示提示面
を照明するよう構成する。

【００１４】請求項２に記載の液晶表示装置は、表面に
透明電極を形成した上基板と、表面に拡散反射電極を形
成した下基板とを、前記透明電極と拡散反射電極とが対
向するように配置し、前記上下基板間に液晶を封入して
その外周をシールし、前記透明電極および拡散反射電極
を通じて前記液晶を駆動して画像表示する反射型の液晶
パネルに対して、その上基板の画像表示提示面を照明す
るための光源を内蔵した液晶表示装置において、前記上
基板の画像表示提示面を、前記照明のための光源から上
基板側面への入射光を前記拡散反射電極側に反射させる
ように表面加工して、その反射機能により前記上基板を
前記入射光に対する導光板として作用させ、前記入射光
により前記上基板および拡散反射電極を通じて、前記上
基板の画像表示提示面を照明するよう構成する。

【００１５】請求項３に記載の液晶表示装置は、請求項
１または請求項２に記載の光源からの入射光を上基板側
面へ効率よく集光させるための導光手段を、前記光源と
上基板側面との間に設けた構成とする。請求項４に記載
の液晶装置は、請求項３に記載の上基板側面および導光
手段の上基板側面との接合面を、その通過光が乱反射し
ないような鏡面状に仕上げ、それらの間に隙間がないよ
うに接合させる構成とする。

【００１６】これらの構成によると、本来必要な液晶を
封入するためのガラス等の基板部分を導光板に利用する
ため、導光板としてのみ作用する専用部材の設置を不要
として、液晶パネルの厚みの増大を抑える。以下、本発
明の実施の形態を示す液晶表示装置について、図面を参
照しながら具体的に説明する。 （実施の形態１）本発明の実施の形態１の液晶表示装置
を説明する。

【００１７】図１は本実施の形態１のフロントライト内
蔵型の液晶表示装置の構成を示す概略断面図であり、基
本的な構成は、従来例で説明した反射型の液晶表示装置
と同じである。よって、同じ作用をなすものに関しては
同一の符号を付している。ここで、従来の反射型液晶表
示装置について、液晶パネルに着目して再度説明する。
図４に示すように、従来の反射型液晶表示装置の液晶パ
ネル（１００）は、ガラス基板またはそれに相当する透
明プラスチック基板等の上下基板（１２）、（１１）の
間に液晶（１０）が封入され外周部がシール（１３）に
より密封されており、下基板（１１）の液晶（１０）に
接する側には拡散反射電極（１４）、上基板（１２）の
液晶（１０）に接する側にはカラーフィルタ（１６）お
よび液晶（１０）に電圧を加えるための透明電極（１
５）がそれぞれ設けられ、さらに上基板（１２）の表示
提示面側には偏光板（１７）が貼付された状態で取り付
けられた構造になっている。

【００１８】上記したような液晶パネル（１００）のみ
で構成された反射型液晶表示装置では、透過型液晶表示
装置に比べ発光部を持たないことから、表示提示面照射
用の外部照明が得られないような暗い場所で使用すると
きには、液晶パネル（１００）上に何らかの方法で光を
当てなければ、上基板（１２）の表示提示面から表示画
面は見られない。

【００１９】そこで、本実施の形態１のフロントライト
内蔵型の液晶表示装置では、図１に示すように、上基板
（１２）の側面に光源としての冷陰極蛍光管（１９）を
取り付け、その周りを円筒形のリフレクタ（２０）で覆
い、冷陰極蛍光管（１９）からの発光を外部に漏らさな
いようにすると同時に、冷陰極蛍光管（１９）からの発
光を反射させて上基板（１２）の側面に集光させるよう
に、冷陰極蛍光管（１９）をカバーしている。これによ
り、上基板（１２）の側面から入った入射光に対して、
上基板（１２）自体が、通常用いられる導光板としての
役目を果たす。

【００２０】また、上基板（１２）の画像表示提示面で
ある上面には、液晶（１０）で偏光された光を通す偏光
板（１７）が取り付けてあり、さらに、上基板（１２）
と偏光板（１７）との間に、上基板（１２）の側面から
の入射光を下基板（１１）の拡散反射電極（１４）の方
向に反射させる機能を有する薄いフィルム（２１）が取
り付けられている。

【００２１】このフイルム（２１）は、原理的には従来
例に示して説明した表面が三角形の山形の平行突起が付
いたものであり、これによって、上基板（１２）の側面
から入った冷陰極蛍光管（１９）からの入射光は、拡散
反射電極（１４）の方向に反射される。よって、液晶
（１０）の各画素毎にある拡散反射電極（１４）と上基
板（１２）の透明電極（１５）との間に与えられる電圧
を制御することにより画像が得られ、冷陰極蛍光管（１
９）から、上基板（１２）および拡散反射電極（１４）
を経由した反射光により、外部照明がない暗い場所で上
基板（１２）の画像表示提示面を見た場合でも、液晶パ
ネル（１２０）の表示画像を見ることができる。（実施
の形態２）本発明の実施の形態２の液晶表示装置を説明
する。

【００２２】図２は本実施の形態２のフロントライト内
蔵型の液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。こ
の液晶表示装置の基本的な構成は、図２に示すように、
実施の形態１の場合と同様であるが、上基板（１２）の
上面にフイルム（２１）を取り付ける代わりに、上基板
（１２）の表面に、直接的に、実施の形態１で説明した
三角形の山形の平行突起ができるように表面加工を施し
て、反射機能面（２２）を形成している。これらの反射
機能面（２２）は、例えばエッチング等の技法で加工が
可能である。

【００２３】この表面加工により、実施の形態１の場合
と同様に、冷陰極蛍光管（１９）から、上基板（１２）
および拡散反射電極（１４）を経由した反射光により、
外部照明がない暗い場所で上基板（１２）の画像表示提
示面を見た場合でも、液晶パネル（１２０）の表示画像
を見ることができる。 （実施の形態３）本発明の実施の形態３の液晶表示装置
を説明する。

【００２４】図３は本実施の形態３のフロントライト内
蔵型の液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。図
１および図２で示した冷陰極蛍光管（１９）およびリフ
レクタ（２０）からなる光源部では、その上基板（１
２）の側面との間には空間があるのみであり、冷陰極蛍
光管（１９）をカバーするリフレクタ（２０）の内側
は、通常はアルミメッキ等が施され反射しやすくなって
いるが、冷陰極蛍光管（１９）からの発光が必づしも上
基板（１２）の側面に効率よく入射されるわけでない。

【００２５】そこで、図３に示すように、上基板（１
２）の側面と冷陰極蛍光管（１９）との間に導光板（２
３）を設けてやれば、冷陰極蛍光管（１９）からの発光
が薄い上基板（１２）の側面に有効に集光されることに
なる。さらに、上基板（１２）の側面には入射角の違っ
た光が入るように上述した三角形状の反射突起（２４）
を付けておけば有効であり、冷陰極蛍光管（１９）から
の発光の上基板（１２）の側面への入射効率が上がるこ
とになる。またさらに、上基板（１２）の側面及びその
面に接する導光板（２３）の接合面を鏡面仕上げ面（１
８）としておけば、導光板（２３）から上基板（１２）
の側面に入射する光は、それらの面を損失なく通過する
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、本来必要
な液晶を封入するためのガラス等の基板部分を導光板に
利用するため、導光板としてのみ作用する専用部材の設
置を不要として、液晶パネルの厚みの増大を抑えること
ができる。そのため、光の利用効率を向上することがで
き、表示提示面照射用の外部照明が得られないような非
常に暗い環境においても、表示画面を高品位で効率よく
画像表示させることができるとともに、装置全体の厚み
を薄型化することができ、なおかつ安価でしかも省スペ
ース化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の液晶表示装置の構成を
示す断面図

【図２】本発明の実施の形態２の液晶表示装置の構成を
示す断面図

【図３】本発明の実施の形態３の液晶表示装置の構成を
示す断面図

【図４】従来の反射型液晶装置の構成の断面図及びフロ
ントライトユニットの構造を示す斜視図

【符号の説明】

１０ 液晶 １１ 下基板 １２ 上基板 １３ シール １４ 拡散反射電極 １５ 上基板の透明電極 １６ カラーフィルタ １７ 偏光板 １８ 鏡面仕上げ面 １９ 冷陰極蛍光管 ２０ リフレクタ ２１ フイルム ２２ 反射機能面 ２３ 導光板 ２４ 反射突起 １２０、１３０ 液晶パネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に透明電極を形成した上基板と、表
   面に拡散反射電極を形成した下基板とを、前記透明電極
   と拡散反射電極とが対向するように配置し、前記上下基
   板間に液晶を封入してその外周をシールし、前記透明電
   極および拡散反射電極を通じて前記液晶を駆動して画像
   表示する反射型の液晶パネルに対して、その上基板の画
   像表示提示面を照明するための光源を内蔵した液晶表示
   装置において、前記上基板の画像表示提示面に、前記照
   明のための光源から上基板側面への入射光を前記拡散反
   射電極側に反射させる機能を有するフィルムを取り付け
   て、その反射機能により前記上基板を前記入射光に対す
   る導光板として作用させ、前記入射光により前記上基板
   および拡散反射電極を通じて、前記上基板の画像表示提
   示面を照明するよう構成したことを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 表面に透明電極を形成した上基板と、表
   面に拡散反射電極を形成した下基板とを、前記透明電極
   と拡散反射電極とが対向するように配置し、前記上下基
   板間に液晶を封入してその外周をシールし、前記透明電
   極および拡散反射電極を通じて前記液晶を駆動して画像
   表示する反射型の液晶パネルに対して、その上基板の画
   像表示提示面を照明するための光源を内蔵した液晶表示
   装置において、前記上基板の画像表示提示面を、前記照
   明のための光源から上基板側面への入射光を前記拡散反
   射電極側に反射させるように表面加工して、その反射機
   能により前記上基板を前記入射光に対する導光板として
   作用させ、前記入射光により前記上基板および拡散反射
   電極を通じて、前記上基板の画像表示提示面を照明する
   よう構成したことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 光源からの入射光を上基板側面へ効率よ
   く集光させるための導光手段を、前記光源と上基板側面
   との間に設けたことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 上基板側面および導光手段の上基板側面
   との接合面を、その通過光が乱反射しないような鏡面状
   に仕上げ、それらの間に隙間がないように接合させるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。