(57)【要約】【課題】ノイズ光を軽減した液晶モジュール、及び表示装置を提供すること。また、反射側からの液晶画面が見えやすい液晶モジュール、及び表示装置を提供すること。【解決手段】光源部と、前記光源部からの光を面発光させる導光板と、半透過型の液晶部とを備え、前記液晶部の前記導光板側に設けられた反射側偏光板と前記導光板との間に透明材料を充填した半透過型の液晶モジュールにおいて、前記導光板の屈折率をＮＬ、前記透明材料の屈折率をＮＧ、前記反射側偏光板の前記透明材料と接する最表層の屈折率をＮＰとすると、｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２＋｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＰ＋ＮＧ）｝２≦０．１５  （式１）を満たすような各前記屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する前記導光板、前記透明材料、及び前記反射側偏光板の前記最表層を構成することを特徴とする。【選択図】図３
2008262113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、前記光源部からの光を面発光させる導光板と、反射電極と透過電極とを有する半透過型の液晶部とを備え、前記液晶部の前記導光板側に設けられた反射側偏光板と前記導光板との間に透明材料を充填した半透過型の液晶モジュールにおいて、
前記導光板の屈折率をＮＬ、前記透明材料の屈折率をＮＧ、前記反射側偏光板の前記透明材料と接する最表層の屈折率をＮＰとすると、
｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２＋｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＰ＋ＮＧ）｝２≦０．１５  （式１）
を満たすような各前記屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する前記導光板、前記透明材料、及び前記反射側偏光板の前記最表層を構成することを特徴とする液晶モジュール。  
【請求項２】
前記導光板の屈折率ＮＬと前記透明材料の屈折率ＮＧとの差（ＮＬ−ＮＧ）は略０．０２５を前記（式１）の下限とすることを特徴とする請求項１記載の液晶モジュール。
【請求項３】
光源部と、前記光源部からの光を面発光させる導光板と、全反射型の表示部とを備え、前記表示部の前記導光板側の最表層と前記導光板との間に透明材料を充填した全反射型の表示装置において、
前記導光板の屈折率をＮＬ、前記透明材料の屈折率をＮＧ、前記表示部の前記透明材料と接する最表層の屈折率をＮＰとすると、
｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２＋｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＰ＋ＮＧ）｝２≦０．１５  （式２）
を満たすような各前記屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する前記導光板、前記透明材料、及び前記表示部の前記最表層を構成することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記導光板の屈折率ＮＬと前記透明材料の屈折率ＮＧとの差（ＮＬ−ＮＧ）は略０．０２５を前記（式２）の下限とすることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の液晶モジュール又は表示装置を備えることを特徴とする携帯型情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶部又は表示部と導光板との間に透明材料を充填した液晶モジュール、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、導光板と反射型液晶との間に透明材料を充填した液晶モジュールがある（例えば、以下の特許文献１）。このような液晶モジュールにより、導光板の表面側（サブ側又は反射側）から液晶画面を観察すると、クリアに観察でき均一な照明を得ることができる。
【０００３】
一方、半透過型の液晶を用いた液晶モジュールもある。かかる液晶モジュールにおいても、導光板と半透過型液晶との間に透明材料を充填させて、クリアな画像等を得るようにしている。
【特許文献１】特開２００２−８２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような半透過型の液晶モジュールにおいて、反射側（又はサブ側）から液晶画面を観察すると、輝度の高い画面が表示され、却って画面に表示された画像や文字が見えにくくなるという問題があった。光源からの光が必要以上に反射され、そのノイズ光が液晶画面を見えにくくする原因と考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ノイズ光を軽減した液晶モジュール、及び表示装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、表示画面が見えやすい液晶モジュール、及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、光源部と、前記光源部からの光を面発光させる導光板と、透過電極と反射電極とを有する半透過型の液晶部とを備え、前記液晶部の前記導光板側に設けられた反射側偏光板と前記導光板との間に透明材料を充填した半透過型の液晶モジュールにおいて、前記導光板の屈折率をＮＬ、前記透明材料の屈折率をＮＧ、前記反射側偏光板の前記透明材料と接する最表層の屈折率をＮＰとすると、｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２＋｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＰ＋ＮＧ）｝２≦０．１５  （式１）を満たすような各前記屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する前記導光板、前記透明材料、及び前記反射側偏光板の前記最表層を構成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の実施態様によれば上記液晶モジュールにおいて、前記導光板の屈折率ＮＬと前記透明材料の屈折率ＮＧとの差（ＮＬ−ＮＧ）は略０．０２５を前記（式１）の下限とすることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために本発明の他の実施態様によれば、光源部と、前記光源部からの光を面発光させる導光板と、全反射型の表示部とを備え、前記表示部の前記導光板側の最表層と前記導光板との間に透明材料を充填した全反射型の表示装置において、前記導光板の屈折率をＮＬ、前記透明材料の屈折率をＮＧ、前記表示部の前記透明材料と接する最表層の屈折率をＮＰとすると、｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２＋｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＰ＋ＮＧ）｝２≦０．１５  （式２）を満たすような各前記屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する前記導光板、前記透明材料、及び前記表示部の前記最表層を構成することを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明の他の実施態様によれば、前記表示装置において、前記導光板の屈折率ＮＬと前記透明材料の屈折率ＮＧとの差（ＮＬ−ＮＧ）は略０．０２５を前記（式２）の下限とすることを特徴とする。
【００１１】
更に、上記目的を達成するために本発明の他の実施態様によれば、前記液晶モジュール又は前記表示装置を備える携帯型情報端末を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノイズ光を軽減した液晶モジュール、及び表示装置を提供することができる。また、本発明によれば、反射側からの液晶画面が見え易い液晶モジュール、及び表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
図１は液晶モジュール１０の構成例を示す図である。同図は、上側がサブ（反射側）、下側がメイン（透過）側となる。所謂半透過型を用いた両面表示の液晶モジュールである。液晶モジュール１０は、光源部２０と、導光板３０と、透明材料４０と、液晶部５０とを備える。
【００１５】
光源部２０は、ＬＥＤやライトガイドパイプ等から構成され、ＬＥＤから発光された点光源を線状光源に変換して光を出射する。
【００１６】
導光板３０は、光源部２０から線発光された光を均一に面発光させる。面発光された光は透明材料４０側へと向かう。
【００１７】
透明材料４０は、例えば、シリコンゴムや紫外光硬化型樹脂などから構成される透明な材料であり、導光板３０と液晶部５０との間に充填される。この透明材料４０により、光の反射率は、透明材料４０がない場合と比較して低く、輝度の高いクリアな画面が表示される。
【００１８】
液晶部５０は、内部に反射電極、透過電極などを備える。導光板３０から面発光された光は反射電極で反射して反射側へと向かう。また、面発光された光は透過電極で透過して透過側へと向かう。尚、液晶部５０には最も反射側に反射側偏光板５１を備える。反射側偏光板５１は、透明材料４０から出射する光を所定方向に偏光させる。また、液晶部５０は最も透過側に透過側偏光板も備えるが説明の容易のため省略する。
【００１９】
図２は、垂直反射の概念を模式的に示した図である。一般に、界面に垂直に入光した光の反射率Ｒは、界面に接する２つの物質の屈折率に依存し、以下の式で示すことができる。
【００２０】
Ｒ＝｛（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２）｝２    （式３）
ここで、ｎ１、ｎ２は物質の屈折率を示す。
【００２１】
例えば、空気との界面の場合、ｎ１＝１．５１、ｎ２＝１として（式３）に代入するとその反射率ＲはＲ＝４．１２９％となる。
【００２２】
この（式３）を用いると、液晶モジュール１０の導光板３０と透明材料４０との間における垂直反射の反射率Ｒ１は、
Ｒ１＝｛（ＮＬ−ＮＧ）／（ＮＬ＋ＮＧ）｝２  （式４）
となる。ここで、ＮＬは導光板３０の屈折率、ＮＧは透明材料４０の屈折率を示す。
【００２３】
また、透明材料４０と反射側偏光板５１の最表層（透明材料４０と接する層）との間の反射率Ｒ２は、
Ｒ２＝｛（ＮＰ−ＮＧ）／（ＮＧ＋ＮＰ）｝２  （式５）
となる。ここで、ＮＰは反射側偏光板５１の最表層の屈折率を示す。
【００２４】
本実施例における液晶モジュール１０は、導光板３０、透明材料４０、反射側偏光板５１の最表層の各屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰが、以下の式を満たすように構成する。
【００２５】
Ｒ１＋Ｒ２≦０．１５  （式６）
（式６）では、導光板３０と透明材料４０との屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）のみならず、透明材料４０と偏光板５１最表層との屈折率差（ＮＰ−ＮＧ）を考慮している。例えば、導光板３０と透明材料４０との屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）＝０．０５の場合、（式６）に必要な値を挿入すると、透明材料４０と偏光板５１最表層との屈折率差（ＮＰ−ＮＧ）≦０．０１となる。
【００２６】
このように、透明材料４０と偏光板５１最表層の屈折率も考慮しているため、透明材料４０と偏光板５１最表層との間の界面で反射するノイズ光も考慮することができ、その屈折率差からそのノイズ光を少なくさせることができる。このことを具体的な数値により検証する。
【００２７】
まず、従来の導光板と反射材料との界面（以下、導光板界面）における反射率（以下、導光板界面反射率）Ｒ１を求めると、（式４）を用いてＲ１＝０．１１７％となった。また、従来の反射材料と偏光板最表層との界面（以下、偏光板界面）における反射率（以下、偏光板界面反射率）Ｒ２は、（式５）を用いてＲ２＝０．３６０％となった。
【００２８】
一方、導光板３０の出射輝度を測定すると「８０００ｃｄ」であった。
【００２９】
従って、導光板界面を反射する反射光は、８０００×０．１１７％＝９．３８ｃｄとなり、偏光板界面を反射する反射光は、８０００×０．３６０％＝２８．８０ｃｄとなった。よって、その合計値は、９．３８＋２８．８０＝３８．１８ｃｄであり、これがノイズ反射光の合計値となる（ベタ黒表示されたときの反射光の輝度）。
【００３０】
また、液晶部５０内の反射電極による反射率（以下、有効正面反射率）は、一般に「１．００％」であり、その反射電極による反射光の輝度は、８０００×１．００％＝８０ｃｄとなる。これが有効反射光となる。従って、ノイズ光を含めた総発光輝度（ベタ白表示されたときの輝度）は、３８．１８＋８０＝１１８．１８ｃｄとなる。
【００３１】
よって、従来における液晶モジュールのコントラストは、
コントラスト＝（ベタ白の輝度）／（ベタ黒の輝度）  （式７）
として、１１８．１８／３８．１８＝３．１０を得る。
【００３２】
ノイズ光が少なくなれば、ノイズ反射光の合計値（ベタ黒表示されたときの反射光の輝度）が少なくなり、（式７）から理解されるようにコントラストが向上する。
【００３３】
（式６）を満たすような屈性率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを有する素材により、液晶モジュール１０を構成したとき、導光板界面反射率は０．０２８％、偏光板界面反射率は０．１１０％となった。導光板３０の出射輝度を同じく「８０００ｃｄ」としたとき、導光板界面反射光は８０００×０．０２８％＝２．２７ｃｄ、偏光板界面反射率８０００×０．１１０％＝８．７７ｃｄとなった。ノイズ反射光の合計は２．２７＋８．７７＝１１．０４ｃｄとなる。
【００３４】
液晶部５０における有効反射率は従来と同じ「１．００％」であり、有効反射光は８０００×１．００＝８０ｃｄとなる。よって、コントラストは、９１．０４／１１．０４＝８．２５を得る。ノイズ反射光が従来の「３８．１８ｃｄ」と比較して、「１１．０４ｃｄ」と大幅に少なくなっているため、そのコントラストも従来の「３．１０」と比較して、「８．２５」となり、向上している。
【００３５】
一般に反射型液晶モジュールでは、そのコントラストが「８」程度なければ、製品として通用しないと考えられており、この点からも本実施例によるコントラスト「８．２５」は製品化可能なレベルである。
【００３６】
（式６）の範囲の屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰで、導光板３０と透明材料４０との屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）を「０．０２５」とし、偏光板５１最表層の屈折率ＮＰと透明材料４０の屈折率差（ＮＰ−ＮＧ）を「０．００」とすると、導光板界面反射率は「０．００７％」、偏光板界面反射率は「０．０００％」となった。このときの、導光板界面反射光は８０００×０．００７％＝０．５６、偏光板界面反射光は８０００×０．００００％＝０．００となる。ノイズ反射光の合計は、０．５６＋０．００＝０．５６ｃｄとなり、有効反射光「８０ｃｄ」に対して、コントラストは、８０．５６／０．５６＝１４４．５２を得る。よって、導光板３０と透明材料４０との屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）を「０．０２５」とすると、コントラストは上述した例と比較して更に向上する。勿論、ノイズ光も軽減する。したがって、反射側からの液晶画面は見えやすくなる。
【００３７】
ただし、この導光板３０と透明材料４０の屈折率差を「０．２５」より低くした場合に輝度が低下してしまう。図３は、屈折率差の違いによって輝度がどのように変化するかを示す実験グラフである。横軸は入光面からの距離を示し、縦軸は光強度（輝度に比例する値）を示す。
【００３８】
導光板３０と透明材料４０との屈折率差が「０．０２５」の場合、同図の太線で示すように、入光面からの遠い距離でも略一定の光強度を得ることができた。しかし、屈折率差を「０．０１２５」としたとき、入光面から遠くなるに従い輝度が低下し、屈折率差が「０」では入光面から離れるとすぐに輝度が低下している。これは、導光板３０と透明材料４０との界面において光源部２０からの光が反射せず、透明材料４０側に出光してしまうからである。このような現象は、光の伝播性として一般に知られており、界面の法線方向に対する角度をθとしたとき、θ＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）を超えると、光は界面において全反射する。この角度θを臨界角といい、透明材料の屈折率ＮＧが導光板ＮＬに対して高いと、全反射する角度が大きくなり、その分全反射させることができなくなる。
【００３９】
図３に戻って、逆に屈折率差が「０．０５」や「０．０７５」では入光面から遠いと輝度が高くなっている。
【００４０】
このように、屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰについて（式６）を満足するように、導光板３０、透明材料４０、偏光板５１最表層を構成すると同時に、導光板３０と透明材料４０の屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）を略「０．０２５」とすることで、ノイズ光を低減し、見えやすい液晶画面を得ることができる最下限となる。
【００４１】
上述した例は、液晶部５０を半透過液晶により液晶モジュール１０を構成した場合の例である。勿論、液晶部５０を全反射型パネルにより液晶モジュール１０を構成し、表示モジュールとして上述のように実施してもよい。
【００４２】
図４は、全反射型の表示モジュール１００の構成例を示す図である。かかる表示モジュール１００としては、例えば、電子ペーパや全反射型液晶などの全反射型の表示装置として用いられる。
【００４３】
光源部２０と導光板３０、及び透明材料４０は上述した例と同一構成である（図１参照）。同図では、上側がメイン（反射）側となる。メイン側からのみ表示画面を見ることができる。
【００４４】
全反射型の表示部６０は、内部に反射部のみ備え、透過部はない。また、表示部６０の透明材料４０と接する側に最表層６１を備える。最表層６１は、全反射型液晶の場合は偏光板であり、電子ペーパの場合は透明フィルムが一般的である。
【００４５】
このように構成された全反射型の表示モジュール１００においても、上述した例と同様に、導光板３０の屈折率をＮＬ、透明材料４０の屈折率をＮＧ、表示部６０の最表層６１の屈折率をＮＰとすると、（式６）を満たすように、導光板３０等を構成する。また、各屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰが（式６）を満たしつつ、導光板３０と透明材料４０の屈折率差（ＮＬ−ＮＧ）が「０．０２５」となるときを下限とする。
【００４６】
全反射型の表示装置１００の一例として、全反射型液晶モジュールについて、上述した例と同様に具体的数値でその有効性を示す。
【００４７】
従来の液晶モジュールにおいて、ノイズ反射光の合計は上述と同じで「３８．１８ｃｄ」である。液晶部６０における反射電極による反射率（実態正面反射率）は、透過型液晶の２倍として、「２．００％」とするとき、有効反射光は、８０００×２．００％＝１６０ｃｄとなる。総発光輝度は、１６０＋３８．１８＝１９８．１８ｃｄとなり、コントラストは、１９８．１８／３８．１８＝５．１９となる。
【００４８】
（式６）を満たすように、各屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰを求めて、（式３）から導光板界面反射率と、偏光板界面反射率とをそれぞれ求めると「０．０２８％」、「０．１１０％」となった。導光板界面反射光と、偏光板界面反射光は、それぞれ、８０００×０．０２８％＝２．２７ｃｄ、８０００×０．１１０％＝８．７７ｃｄとなる。ノイズ反射光の合計は、「１１．０４ｃｄ」となり、従来の「３８．１８ｃｄ」と比較して少なくすることができた。有効反射光は、従来と同じ「１６０ｃｄ」としたとき、総発光輝度は、１６０＋１１．０４＝１７１．０４ｃｄとなる。従って、コントラストは、１７１．０４／１１．０４＝１５．４９と従来の「５．１９」と比較して大幅な改善を図ることができる。
【００４９】
また、反透過型の例と同様に下限を考える。この場合も、導光板３０と透明材料４０との屈折率差を「０．２５」とした値が下限である。また、偏光板６１と透明材料４０の屈折率差は「０．００」とした値が下限である。このような値を満たす屈折率ＮＬ、ＮＧ、ＮＰでコントラストを計算すると、ノイズ反射光の合計は「０．５６」、総発光輝度は「１６０．５６」となり、コントラストは、１６０．５６／０．５６＝２８８．０４となり、従来と比較して大幅に改善できる。勿論、ノイズ光の合計も「０．５６」で従来の「３８．１８」と比較して大幅に改善できた。全反射型の液晶モジュール１００における導光板３０と透明材料４０との屈折率差も図３と略同様の推移のグラフを得、その有効性が理解される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本実施例による液晶モジュールは、例えば、携帯電話機やＰＤＡなどの情報携帯端末の液晶表示装置に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は液晶モジュールの構成例を示す図である。
【図２】図２は反射率を求める際の原理を説明するための図である。
【図３】図３は屈折率差の違いによって輝度がどのように変化するかを示す実験グラフである。
【図４】図４は他の表示モジュールの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  液晶モジュール、  ２０  光源部、  ３０  導光板、  ４０  透明材料、  ５０  液晶部、  ５１  反射側偏光板、  ６０  表示部、  ６１  最表層、  １００  表示モジュール、  ＮＬ  導光板の屈折率、  ＮＧ  透明材料の屈折率、  ＮＰ  偏光板の最表層の屈折率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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