JP2000162979A - 液晶表示装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents
液晶表示装置及びそれを用いた電子機器Info
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Abstract
パターンとの間で、光の干渉がおこり、これがカラーフ
イルタの着色部によりに強調された縞模様(モアレ縞)
が発生し、表示品位を著しく低下させていた。 【解決手段】 携帯情報電子機器100は、照明部を備
えた表示部101と操作部102とからなる。照明部に
は、楔型で複数のプリズム部からなる導光体104、冷
陰極管(CCFT)105、拡散反射シート106、導
光体104とCCFTとの接合部に遮光体107を配置
し、さらに導光体104の出射面側に反射防止フィルム
108を配置することで、照明部を構成する。遮光体1
07は黒色樹脂で形成され、CCFTのホルダーを兼ね
ている。光源が表示部の上方のエッジ部に配置させた状
態で、照明部を反射型液晶表示素子109の前面に配置
し、筐体110で覆うことで、携帯情報電子機器の照明
部と表示部を構成する。
Description
えられた液晶表示装置と、それを搭載した携帯型の電子
機器に関するものである。
e Ray Tube)、PDP(Plasma Di
splay)あるいは、EL(Electro Lum
inescence)といった他の表示装置と異なり、
液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過
量を調節することによって文字や画像を表示する。
置と反射型液晶表示装置とに大別できる。透過型液晶表
示装置は、透過型液晶表示素子の背面に光源(バックラ
イト)として、蛍光管やEL等の面発光源が配置され
る。
用して表示を行うため、バックライトを必要とせず、消
費電力が少ないと言う利点がある。さらに、直射日光の
当たるような非常に明るい所では、発光型表示装置や透
過型液晶表示装置では視認性が低下するのに対して、反
射型液晶表示装置では、より鮮明に視認が可能であると
いう利点を有している。このため、反射型液晶表示装置
は、近年益々需要が高まっている携帯情報端末やモバイ
ルコンピュータに適用されている。
下のような問題点を有している。反射型液晶表示装置
は、周囲光を表示に利用するため、表示輝度が周囲環境
に依存するので、夜間などの暗闇では表示が認識できな
い。特に、カラー化のためにカラーフィルターを用いた
反射型液晶表示装置では、上述の問題は大きく、白黒表
示に比べて十分な周囲光が必要となる。
ラーを用いた半透過型液晶表示装置も提案されている
が、ハーフミラーの製造方法が複雑であり、また、ハー
フミラーの構造上、光の利用効率が低く、その表示品位
が良好とは言えない。
して、反射型液晶表示素子を前方から照明する反射型液
晶表示装置が提案されている。
は、例えば実用新案登録第3003427号公報に記載
されているようなものがある。この実用新案登録第30
03427号公報では、被照明体の前方全面に光制御面
を有する導光体を配置すると共に、導光体のエッジ部に
冷陰極管が配置された照明装置が提案されている。
ば特開平6−123884号公報や特許開平8−689
97号公報に記載されているようなものがある。この特
開平6−123884号公報では、公報中の図1に示さ
れるように、筋状レンズ21を有する導光体2の筋状レ
ンズ21の稜線と透過型液晶表示素子1の画素11の繰
り返し方向に角度を持たせることでモアレ縞の発生を抑
制するバックライト技術が開示されている。
は、導光体2に形成された筋状レンズ21と透過型液晶
表示素子1に形成された画素11とを通過した光が観察
者に到達することで画像が認識される。この結果、導光
体2の筋状レンズ21と透過型液晶表示素子1の画素1
1との周期が互いに干渉してモアレ縞が発生してしまう
が、導光体2に形成した筋状レンズ21と透過型液晶表
示素子1に形成された画素11との間に角度を与えるこ
とで、モアレ縞の周期を観察者に認識できない程度に短
くして防止している。
は、公報中の図1に示されるように、バックライト5を
構成するプリズムシート2、3のプリズム溝2c、3c
と透過型液晶表示素子62の画素62a、62bの繰り
返し方向に角度を持たせることでモアレ縞の発生を抑制
するバックライト技術が開示されている。
は、2枚のプリズムシート2、3と透過型液晶表示素子
62の画素62a、62bとを通過するため、3つの周
期が互いに干渉してモアレ縞が発生してしまうが、これ
ら3者の間にそれぞれ角度を与えることで、モアレ縞の
周期を観察者が認識できない程度に短くして防止してい
る。なお、本構成では、2枚のプリズムシートと透過型
液晶表示素子の画素パターンとの間の角度を独立に設定
することが可能であり、4°以上86°以下の角度を持
たせることが記載されている。
たような従来技術の照明装置を反射型液晶表示素子の照
明装置(フロントライト)として適用した場合には、以
下のような種々の問題が発生してしまう。
3427号公報に開示された照明装置の被照射体は、絵
画や印刷物を対象としたものであったため、光の干渉に
より生じる縞模様(モアレ縞)は問題にはならなかっ
た。しかしながら、この照明装置を反射型液晶表示素子
のフロントライトとして適用した場合には、液晶表示素
子は複数の画素が規則正しく配列されているため、導光
体と画素配列パターンとの間で光の干渉が起こり、モア
レ縞が発生してしまうとともに、導光体に周期構造を形
成した場合には、カラーフィルタの着色部(例えば、赤
色、青色、緑色)によりに強調された分光現象(R、
G、Bが独立して観察される現象)が発生してしまい、
表示品位を著しく低下させるという問題が発生してしま
う。
導くことが開示されているが、光を効率的に導くために
は、光制御部の形状やその構造、光源の配置についての
検討が非常に重要となるにも拘わらず、光制御部の形状
やその構造に関しては何ら開示されていなかった。
フロントライトとして適用した場合の光の干渉によるモ
アレ縞の発生について簡単に説明する。
したフロントライトの照明光2213は、導光体221
1に形成された周期構造2212で反射され、反射型液
晶表示素子2210の画素で反射され、再び導光体22
11の周期構造2212を通過する。あるいは、反射型
液晶表示素子2210を周囲光2214により観察する
場合は、周囲光2214は、導光体2211に形成され
た周期構造2212を通過し、反射型液晶表示素子22
10の画素で反射され、再び導光体2211の周期構造
2212を通過する。この結果、3つの周期構造が互い
に干渉してモアレ縞が発生してしまう。
光体を配置したフロントライトを有する構成では、モア
レ縞の発生が3つの周期の干渉により発生するのに対し
て、透過型液晶表示素子の背面に導光体を配置したバッ
クライトを有する構成では、導光体に形成された周期構
造と透過型液晶表示素子の画素パターンとの2つの要因
が干渉することによりモアレ縞が発生している。
フロントライトとして適用した場合と照明装置を透過型
液晶表示素子のバックライトとして適用した場合とで
は、モアレ縞発生のメカニズムが全く異るものとなって
おり、そのため、照明装置を反射型液晶表示素子のフロ
ントライトとして適用した場合には、特開平6−123
884号公報および特開平8−68997号公報に開示
されているようなバックライトをそのまま適用したとし
てもモアレ縞の発生を防止することは非常に困難であ
り、周期構造に対する角度の自由度は有していない。
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、照明装置を反射型液晶表示素子のフロントライトと
して適用した場合に、モアレ縞の発生を防止して表示品
位を向上させることができるとともに、低消費電力で携
帯性に優れた液晶表示装置及びそれを用いた電子機器を
実現することにある。
の液晶表示装置によれば、照明部はカラーフィルタと反
射型液晶表示素子との前面に配置されると共に、光源は
反射型液晶表示素子の表示部における周辺エッジ部のう
ち、カラーフィルタの繰り返しピッチの長い方向に対応
するエッジ部の前面に配置されていることにより、光源
から出射した光が、カラーフィルターの色(例えば赤
R、緑G、青Bの各色画素)のピッチの長い方向に沿っ
て進行することになるため、各色のピッチの短い方向に
配置させた場合と比べて光の干渉周期を長くすることが
でき、これによりモアレ縞の濃度を薄くすることができ
る。
列された代表的な画素ピッチ構造としては、例えば、図
11または図12に示すように、ストライプ配列または
デルタ配列が取られている。図11に示すようなストラ
イプ配列の場合には、正方形を縦に3分割した領域が1
画素分となっており、横方向にはP毎に、縦方向には3
P毎に色画素が繰り返して配置されている。また、図1
2に示すようなデルタ配列の場合には、長方形状の色画
素が横方向にはP毎に、縦方向には2P毎に繰り返され
て配置されている。
R、G、Bの各色画素が周期的に形成され、その画面縦
方向では、各R、G、Bの色画素に対して約2倍から3
倍の周期構造が形成される。このことから、本発明のよ
うに光源を表示画面の画素構造の周期が長い方向に沿っ
て配置することにより、導光体から出射した光の像と各
色画素の周期構造とが互いに干渉することで発生するモ
アレ縞の濃度を薄くすることができ、液晶表示装置とし
ての表示品位を向上させることができる。
よれば、光源が反射型液晶表示素子における表示部の上
方のエッジ部に配置されていることにより、導光体から
の出射光を有効に観察者へ導くことができる。
光を導光体の出射面と対向する面とで全反射させ、全反
射光の一部を導光体の出射面で屈折(全反射条件を崩
す)させることで出射光を取り出して反射型液晶表示素
子を照明している。このときの出射光は、図13に示す
ように、光の進行方向側で法線方向に対し角度θ1の方
向に出射光のピークを有する照明光となっている。ま
た、通常、携帯情報電子機器等に用いられる液晶表示装
置の表示画面は、図14(a)および図14(b)に示
すように、観察者の視線方向に対して後方に傾けたり、
表示画面自体を机上に置いて観察者が表示画面下方から
観察する場合が多く、本発明のように反射型液晶表示素
子における表示画面に対して光源を上方に配置すること
で、導光体からの出射光が反射型液晶表示素子で反射す
る際にその正反射方向が観測者側になるような構成とし
ていることにより、角度θ1の方向を有する導光体から
の出射光を観察者側に有効に導くことができる。
よれば、光源が反射型液晶表示素子における端子取り出
し側のエッジ部に配置されていることにより、液晶表示
装置として電子機器などに組み入れた場合に利便性が向
上する。すなわち、一般に携帯情報端末などに用いられ
る表示部については、その携帯性を向上させるために狭
額縁化が要求されており、その場合の表示部である液晶
表示装置は、その端子取り出し側に駆動回路の配線など
を引き回している構成をとっていることから、光源を反
射型液晶表示素子における端子取り出し側のエッジ部の
前面に配置することにより、その駆動回路の配線スペー
スなどを有効に活用することが可能となり、液晶表示装
置の狭額縁化、電子機器としての携帯性を向上させるこ
とが可能となる。
よれば、光源が配置される導光体の入射面の厚さをt1
とし、導光体の光入射面と対向する面の厚さをt2とし
たとき、t1>t2の関係を満たすことにより、導光体
からの出射光の角度θ1を該関係を満たさない場合(例
えば、平板導光体など)に対して小さく(導光体出射面
法線方向に近づける)することができるため、導光体を
液晶表示素子の前面に配置した場合に光源からの光を効
率良く被照射体へ導くことができる。
させて表面に角度αの傾斜を持たせた場合には、その角
度αと出射光の出射角度θ1との関係を図15に示す。
図15からも分かるように、角度αの傾斜を持たせるこ
とにより出射光の出射角度を小さく(導光体面法線方向
に近づける)することができ、被照射体である反射型液
晶表示素子へ有効に効率よく照明光を導くことができ
る。
よれば、導光体の出射面と対向する面に複数の伝搬部と
反射部(プリズム部)とからなる周期構造を形成するこ
とにより、反射部の傾斜した部分において光源からの入
射光を全反射させ、その出射光を出射面法線方向に近づ
けることができるため、出射光の輝度分布を均一化する
ことができるとともに、導光体の出射面と対向する面で
の観察者側に出射する光(光漏れ)を低減することがで
き、光源からの光を効率良く被照射体である反射型液晶
表示素子へ導くことができる。
よれば、導光体の出射面と対向する面に形成された周期
構造の繰り返しの垂直方向を反射型液晶表示素子に形成
された画素パターンの繰り返し方向と一致しないように
形成することにより、導光体に形成された周期構造とカ
ラーフィルターとの間の分光現象を防止することがで
き、表示品位を向上させることができる。
た色画素(画素パターン)の配列方向と導光体に形成さ
れた周期構造の溝方向とが、互いに一致して配置された
場合には、導光体の1つの周期構造(溝)に同色の画素
あるいは同色の画素部分が多くなるように対応してしま
うことから、導光体の周期構造と色画素の配列との干渉
によるモアレ縞が分光した状態で観察されてしまい表示
品位が低下するということを見出した。このことから、
反射型液晶表示素子に形成された色画素の配列方向と導
光体に形成された周期構造の溝方向とを一致しないよう
に配列することで、1つの周期構造(溝)に対応して同
色の画素あるいは同色の画素部分が偏って存在しにくく
なり、導光体の周期構造を通して反射型液晶表示素子に
形成された画素を観察しても分光を防止することがで
き、表示品位を向上させることができる。
よれば、伝搬部と反射部とから構成される周期構造を反
射型液晶表示素子に形成された画素の配列パターンに対
して、10°〜80°の角度を有するように形成してい
ることにより、導光体に形成された周期構造、反射型液
晶表示素子の画素パターン、導光体に形成された周期構
造、の順に干渉して発生するモアレ縞を防止することが
できる。
よれば、反射型液晶表示素子の画素パターンの配列がデ
ルタ配列の場合に、導光体の周期構造の繰り返しの垂直
方向が反射型液晶表示素子の画素パターンの繰り返し方
向の水平方向に対して、10°〜25°または、55°
〜80°の角度を有するように形成していることによ
り、特にモアレ縞の発生を防止することができる。
よれば、反射型液晶表示素子の画素パターンの配列がス
トライプ配列の場合に、導光体の周期構造の繰り返しの
垂直方向が反射型液晶表示素子の画素パターンの繰り返
し方向の水平方向に対して、15°〜75°の角度を有
するように形成していることにより、特にモアレ縞の発
生を防止することができる。
によれば、導光体の出射面に反射防止手段を配置してい
ることにより、導光体裏面(被照射体)側で反射された
反射光を4%以下にまで低減させることができ、光源が
導光体の出射面と対向する面で全反射された光(光源
像)と導光体の出射面の裏面(被照射体)側で反射され
た光(反射像)とが互いに干渉することで発生する明暗
縞を抑制することができる。
によれば、光源の有効発光部の長さをL1とし、光源と
面する導光体の辺の長さをL2としたとき、30mm≧
(L1−L2)≧0mmの関係を満たすことにより、光
源から発した光を導光体に有効に入射させることができ
るとともに、電子機器に組み入れた場合に利便性が向上
する。
によれば、反射型液晶表示素子と面する導光体の辺の長
さをL3とし、該反射型液晶表示素子の表示部の長さを
L4としたとき、30mm≧(L3−L4)≧0mmの
関係を満たすことにより、導光体から出射した光を表示
画面に有効に照射することができるととに、電子機器に
組み入れた場合に利便性が向上する。
によれば、光源と導光体との接合部に遮光手段を配置し
ていることにより、光源から直接観察者側に漏れる光を
遮光することができ、表示品位を向上させることができ
る。
れば、上述したような液晶表示装置を搭載することによ
り、低消費電力で携帯性に優れた電子機器を提供できる
とともに、暗所における操作性を向上させることができ
る。
1について図1から図6を用いて説明する。実施形態1
で用いた携帯情報電子機器100を図1(a)に示す。
携帯情報電子機器100は、照明部を備えた表示部10
1と操作部102とから構成される。
101の詳細を説明する。本実施形態1では、照明部に
は後述する導光体104、光源である冷陰極管(以下C
CFTと記す)105、拡散反射シート106及び、導
光体104とCCFTとの接合部に遮光体107を配置
し、さらに、導光体104の出射面側に反射防止フィル
ム108を配置することで照明部を構成した。遮光体1
07は黒色樹脂により形成し、CCFTのホルダーを兼
ねた。
04との接合部を黒色樹脂で覆うことで、観察者側に光
源からの光が直接入射することを防止した。
配置することで、光源からの光を遮光したが、電子情報
機器の筐体110を遮光体として使用しても良い。この
場合、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることがで
きる。
にトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを使用
し、この上に反射防止層を形成したフィルムを用いた。
ACフィルム上に、第1層としてMgF2層、第2層と
してCeF3層、第3層としてTiO2層、第4層として
MgF2層をそれぞれ形成した反射防止フィルムとなっ
ている。
1.51で厚さ100μmであり、また、第1層のMg
F2層は、屈折率nm=1.38で厚さ約100nm、
第2層のCeF3層は、屈折率nc=2.30で厚さ約
120nm、第3層のTiO2層は、屈折率nti=
1.63で厚さ約120nm、第4層のMgF2層は、
屈折率nm=1.38で厚さ約100nmで形成した。
これらの第1層から第4層はTACフィルム上に順次、
真空蒸着法によって形成した。
08は波長550nmの光に対して、第1層の位相差が
λ/4、第2層の位相差がλ/2、第3層の位相差がλ
/4、第4層の位相差がλ/4となる条件になるように
各々設計した。このため、その反射防止フィルム108
は、広帯域波長で反射防止フィルムとして作用する。
着樹脂を使用し、導光体104の屈折率と整合を行い接
着を行った。
防止手段を配置することで、導光体の出射面と対向する
面で生じる光源の全反射光の像と、導光体の出射面の裏
面で生じる反射像が互いの干渉することで発生する明暗
縞を抑制することができる。
ム108と導光体104を接着することで、反射防止手
段を配置したが、導光体に直接反射防止層を形成しても
良い。但し、この場合、反射防止層を形成する温度等に
制約を受けるが、導光体材料とフィルム材料の熱膨張係
数の違いによる膨張、収縮等の発生を防止できる。
させた状態で照明部を反射型液晶表示素子109の前面
に配置し、筐体110で覆うことで携帯情報電子機器の
照明部並びに表示部を構成した。
示素子の構造を図2にて説明する。本実施形態1では、
反射型液晶表示素子200に、対角11.3インチ(縦
長さL1:172.2mm、横長さLy:229.6m
m)の液晶表示素子を用いた。反射型液晶表示素子20
0は、対向ガラス基板201(a)と駆動回路などが配
置されたTFT基板201(b)からなり、その表示部
203は反射型液晶表示素子の外形より小さくなる。
(c)に示すように偏光板202、対向ガラス基板20
1(a)とTFT(Thin Film Transi
stor)が形成されたTFTガラス基板201(b)
との間にカラーフィルター207、液晶層204、反射
電極205を挟持した構成となっている。また、TFT
ガラス基板201(b)上には、液晶層204に接する
ように反射電極205が形成され、表面の複数の凹凸部
により表示素子への入射光を拡散反射させている。
4のセル厚に影響を与えないような大きさで形成され、
反射電極を液晶表示素子内部に形成することで、視差に
よる画像の二重化を抑制できる。
赤、緑、青の着色部を有するカラーフィルター207と
対向透明電極206とが形成されている。このカラーフ
ィルターは、図11で示すストライプ配列であり、画面
横方向のピッチは0.096mm、画面縦方向のピッチ
は0.288mmで形成した。このため、表示部の上下
方向の方が左右方向よりも長くなっており、画素ピッチ
が3Pとなる縦方向に対応する表示領域の上方のエッジ
部に光源が配置される。
RS)205の反射特性と、標準散乱板(MgO)の反
射特性を示す。図3は反射電極の面法線に対して約30
°の方向から拡散光(照明光)を入射したときの受光角
度と反射光のい角度を示す。図3より、反射電極は標準
散乱板と比較すると指向性を有し、拡散光(照明光)を
その正反射方向以外のほぼ±30°の範囲まで拡散で
き、表示が観察できる視野角を広げることができる。
を用いて説明する。本実施形態1では、導光体401に
屈折率1.52のアクリルを使用し、光源402には前
述のCCFTを用いた。なお、このときのCCFTの有
効発光長さL3=230mmとした。また、導光体40
1の外形寸法は横長さL4=229.6mm、縦長さL
2=180mmとし、その横長さL4よりCCFTの有
効発光長さL3を大きくすることで、入射光が十分に導
光体に入射されるように配置した。
光長さL3は、CCFTにおける中央の輝度に対して、
0.7倍の輝度まで確保できる領域を有効発光長さとし
ている。
素子表示部の縦長さL1=172.2mmより長くする
ことで、導光体401から面状に発光する出射光405
を有効に表示に利用できるようにした。
の横長さより大きくすることや、導光体401の縦長さ
を表示部の縦長さより大きくすることは、光を効率良く
表示部に導くことには有効であるが、電子機器全体の大
型化を助長することになり、携帯性を考慮すると、30
mm以下が好ましい。
2mmとし、入射面に対向する端面の厚さt2=1mm
とすることで断面形状が楔型の導光体を形成した。
伝搬部403(a)と反射部403(b)を交互に形成
した複数の溝部(プリズム部)403を形成した。その
ピッチはX=0.38mm、Y=0.02mmとした。
また、傾斜部403(b)の角度αは約35度で形成し
た。
し、さらに、複数のプリズム部403を形成すること
で、導光体の出射面と対向する面への出射光(漏れ光)
を低減できると共に、導光体端面に配置された光源40
2からの入射光406を面状の出射光405に変換し、
表示素子を均一に照明することができる。
光407及び出射光405の特性を図5に示す。図5で
は、導光体出射面からその法線方向に対し角度θ1を有
して出射する光の輝度と、導光体出射面と対向する面か
らその法線方向に対して角度θ2を有して漏れる光の輝
度を、その最大値を1とし規格化した。図5から、導光
体から観察者側(導光体面法線0度方向)への漏れ光4
07はほとんど存在せず、導光体出射面では、θ1が0
°から20°方向に光を効率良く出射できるため、前述
の反射型液晶表示素子に形成された反射電極との整合が
良く、効率的に照明を行え表示のコントラストを低下す
ることが無い。
示すような観察者側へ到達しない角度θ2が40°以上
の漏れ光407は、光源402を上部に配置すること
で、情報電子機器の操作部102を照射するのに利用で
きる。
部403は、反射型液晶表示素子に形成された画素と、
その角度θ3が20°の角度を成すように形成した。こ
のように導光体401に形成されたプリズム部403の
周期構造と表示素子に形成された画素の周期構造とに角
度θ3を設けることで、導光体の周期構造と、画素パタ
ーン及び、再度導光体の周期構造が干渉し発生するモア
レ縞の発生を防止できる。
の角度としているが、これに限定されるわけではなく、
互いの周期構造が傾斜していることが重要であり、右周
りの角度をθ3としても良い。
示素子に形成された画素のピッチと導光体表面に形成さ
れたプリズム部の各ピッチにより異なり、本実施形態1
で用いた角度に限定されるわけでは無い。
の画素ピッチと導光体のプリズム部ピッチの角度関係を
示す。図6から導光体のピッチによりモアレ縞の発生が
防止できる角度範囲が変化する。また、パネルサイズが
変わることで画素ピッチが変化したときも同様に導光体
との角度範囲が変化する。そこで、導光体のピッチと画
素ピッチの組み合わせを変えて検討した結果、角度θ3
を15°から°75°に設定することで、モアレ縞を防
止できることが判明した。
12に示すデルタ配列を用いた場合について、例えば、
2.0型(水平方向画素ピッチ0.139mm)や2.
5型(水平画素ピッチ169mm)を用いた場合のモア
レ縞が観察されない角度範囲の測定結果を図23に示
す。図23より、デルタ配列の反射型液晶表示素子の前
面に導光体を配置した場合、導光体に形成された周期構
造と、反射型液晶表示素子の画素の繰り返し方向との成
す角度が10°以上25°以下、または、55°以上8
0°以下であればモアレ縞を防止できることが判明し
た。
いて図8から図10を用いて説明する。液晶表示素子の
基本的な構成は、本実施形態1と同様であるが、本実施
形態2では、図8に示すように携帯情報電子機器700
の操作部701と照明部及び表示画面が一体化している
点、後述する照明部に用いた導光体の形状及び、光源を
表示部の下部に配置した点が異なる。本実施形態2で
は、操作部に電磁誘導方式のタッチパネルを用いたペン
入力型の携帯情報電子機器を用いた。
701を説明する。光源705と導光体704の間に3
M社製のBEFフィルム703を配置した点が異なる。
て、図9を用いて説明する。本実施形態2では、図9
(c)に示すように、BEFフィルム808にプリズム
角度θbが90度、ピッチPbが50μm、厚さ155
μmを用い、光源802には有効発光長さL3=225
mmのCCFTを用い、BEFフィルム808に形成さ
れたプリズム部と対向するように配置した。また、BE
Fフィルム808から導光体801までの距離gを2.
3mmとなるように配置した。このように配置すること
で、光源の有効発光長さL3を229.6mmと引き延
ばし、導光体801に入射した。
とで、CCFTの有功発光長さを短くした場合にも、そ
の有効発光長さを大きくできるため、携帯性に優れた電
子機器を提供できる。
伸ばす手段にBEFフィルムを用いたが、これに限定さ
れる訳ではなく、他のフィルム等を用いても良い。
4=229.6mm、縦長さL2=175mmとし、入
射光が十分に導光体に入射されるように配置した。
の表示素子の表示部の縦長さL1=172.2mmより
長くすることで、導光体801から面状に発光する出射
光805を有効に表示に利用できるようにした。
のソース端子取り出し側に配置している。これは、一般
に携帯情報電子機器の表示部は狭額縁化が進んでおり、
表示画面のソース端子取り出し側に駆動回路の配線など
を引き回している場合が多く、このため、光源などを配
置するスペースはソース端子取り出し側に余裕があるこ
とが多いためである。
t1=2.5mmとし、入射面に対向する端面の厚さt
2=0.7mmとすることで楔型を形成した。
成したプリズム部803は、その平坦部803(a)の
ピッチX=0.14mmとし、傾斜部803(b)のピ
ッチY=0.02mmで形成した。また、傾斜部803
(b)の角度αは約40°で形成した。
成したプリズム部803は輝度分布を均一にするため、
傾斜部の角度を光源から遠ざかる方向に大きくなるよう
に形成した。具体的には、100ピッチを1ブロックと
し、1ブロック毎に傾斜部の角度を1度ずつ大きくして
形成した。このようにプリズム部803を形成すること
で、導光体端面に配置された光源802からの入射光を
面状の出射光に変換した。
工し、さらに、複数のプリズム部803を形成すること
で、導光体の出射面と対向する面の漏れ光を低減できる
と共に表示素子を均一に照明することができる。
光807及び出射光805の特性を図5と同様にして図
10に示す。図10から分かるように、漏れ光807は
θ2が40°付近で生じるが、観察者にはほとんど影響
を与えない。また、出射光はθ1が0°から10°方向
に効率良く出射できるため、前述の反射型液晶表示素子
に形成された反射電極との整合が良く、効率的に表示部
の照明を行え表示のコントラストを低下することが無
い。
部803は、反射型液晶表示素子に形成された画素とそ
の角度θ3が45°の角度を成すように形成した。この
ように導光体801に形成されたプリズム部803の周
期構造と表示素子に形成された画素の周期構造に角度θ
3を設けることで、互いの周期構造の干渉によるモアレ
縞の発生を防止できる。
どからなる保護板を設置することで、照明部に傷がつく
ことを防止したり、汚れが付着することを防止すること
ができる。さらに、保護板に表面反射防止膜を形成する
ことで、周囲光で表示させた場合の表面反射を低減する
ことができる。
ついて説明したが、携帯型映像電子機器についても、同
様の効果が得られる。
期構造を有する導光体が、カラーフィルターを備えた反
射型液晶表示素子の前面に配置されると共に、光源は、
表示部における周辺エッジ部のうち、カラーフィルタの
繰り返しピッチの長い方向のエッジ部に配置されること
により、導光体に形成された周期構造とカラーフィルタ
ーとの間の分光現象を防止でき、表示品位を向上でき
る。
ルターの各画素ピッチの長い方向に沿って進行するた
め、各色のピッチの短い方向に配置させた場合に比べて
光の干渉周期を長くでき、モアレ縞の濃度を薄くでき
る。
体からの出射光を有効に観察者へ導くことができる。
化、電子機器としての携帯性を向上させることが可能と
なる。
角度θ1を、導光体出射面法線方向に近づけることがで
きるため、導光体を表示素子の前面に配置した場合、光
源からの光を効率良く被照射体へ導くことができる。
分で光源からの入射光を全反射させ、その出射光を出射
面法線方向に近づけることができるため、出射光の輝度
分布を均一化することができるとともに、導光体の出射
面と対向する面での観察者側に出射する光(光漏れ)を
低減することができ、光源からの光を効率良く被照射体
である反射型液晶表示素子へ導くことができる。
する面に形成された周期構造の繰り返しの垂直方向を反
射型液晶表示素子に形成された画素パターンの繰り返し
方向と一致しないように形成することにより、導光体に
形成された周期構造とカラーフィルターとの間の分光現
象を防止することができ、表示品位を向上させることが
できる。
期構造と反射型液晶表示素子に形成された画素構造に対
して、10°から80°の角度を有するように形成する
ことにより、導光体に形成された周期構造、反射型液晶
表示素子の画素パターン、再び導光体に形成された周期
構造の順に干渉し発生するモアレ縞発生を防止すること
ができる。
画素構造がデルタ配列の場合に、導光体の周期構造の繰
り返しの垂直方向が反射型液晶表示素子の画素構造の水
平方向に対して10°〜25°または、55°〜80°
の角度を有するように形成することでモアレ縞の発生を
防止することができる。
画素構造がストライプ配列の場合に、導光体の周期構造
の繰り返しの垂直方向が反射型液晶表示素子の画素構造
の水平方向に対して15°〜75°の角度を有するよう
に形成することでモアレ縞の発生を防止することができ
る。
体)側で反射された反射光を4%以下に低減でき、光源
が導光体の出射面と対向する面で全反射された光(光源
像)と導光体の出射面の裏面(被照射体)側で反射され
た光(反射像)が互いに干渉することで発生する明暗縞
を抑制することができる。
入射できるともに、電子機器に組み入れた場合の利便性
を損なうことが無くなる。
射できるとともに、電子機器に組み入れた場合の利便性
を損なうことが無くなる。
側に漏れる光の発生を抑制でき、表示品位を向上するこ
とができる。
に優れた電子機器を提供できるとともに、暗所における
電子機器の操作性を向上することができる。
を示す。
子の構成を示す。
性を示す。
す。
出射光の角度特性を示す。
モアレ縞の角度関係を示す。
アレ縞防止角度を示す。
を示す。
す。
と出射光の角度特性を示す。
パターンを表す図である。
ーンを表す図である。
の光路を表す図である。
との位置関係を表す図である。
射光の関係を表す図である。
置のモアレ縞発生のメカニズムを説明するために用いた
図である
Claims (14)
- 【請求項1】 光源と該光源からの光が入射する入射面
および該入射面からの光を面状に出射する出射面を備え
る導光体とで構成される照明部と、複数色の着色領域が
繰り返し配置されたカラーフィルタと、該導光体の出射
面から出射する光を画素毎に制御して画像を表示する反
射型液晶表示素子とからなる液晶表示装置において、 前記照明部は、前記カラーフィルタと前記反射型液晶表
示素子との前面に配置されると共に、 該照明部を構成する光源は、該反射型液晶表示素子の表
示部における周辺エッジ部のうち、該カラーフィルタの
繰り返しピッチの長手方向に対応する少なくとも一方側
のエッジ部の前面に配置されていることを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項2】 光源と該光源からの光が入射する入射面
および該入射面からの光を面状に出射する出射面を備え
た導光体とで構成される照明部と、該導光体の出射面か
ら出射する光を画素毎に制御して画像を表示する反射型
液晶表示素子とからなる液晶表示装置において、 前記照明部は、前記反射型液晶表示素子の前面に配置さ
れると共に、該照明部を構成する光源は、該反射型液晶
表示素子における表示部の上方のエッジ部の前面に配置
されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 光源と該光源からの光が入射する入射面
および該入射面からの光を面状に出射する出射面を備え
た導光体とで構成される照明部と、該導光体の出射面か
ら出射する光を画素毎に制御して画像を表示する反射型
液晶表示素子とからなる液晶表示装置において、 前記照明部は、前記反射型液晶表示素子の前面に配置さ
れると共に、該照明部を構成する光源は、該反射型液晶
表示素子における端子取り出し側のエッジ部の前面に配
置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記光源が配置される導光体の入射面の
厚さをt1とし、前記導光体の該入射面と対向する面の
厚さをt2としたとき、 t1>t2 の関係を満たすことを特徴とする請求項1または2に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記導光体の前記出射面と対向する面に
は、複数の伝搬部と反射部とが繰り返し形成された周期
構造が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3
に記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記導光体の前記出射面と対向する面に
形成された周期構造の繰り返しの垂直方向は、前記反射
型液晶表示素子に形成された画素パターンの繰り返し方
向と一致しないように形成されていることを特徴とする
請求項4に記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記導光体の前記出射面と対向する面に
形成された周期構造の繰り返しの垂直方向は、前記反射
型液晶表示素子に形成された画素パターンの繰り返しの
水平方向に対して、10°〜80°の角度を有するよう
に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項8】 前記反射型液晶表示素子の画素パターン
の配列がデルタ配列であり、前記導光体に形成された周
期構造の繰り返しの垂直方向は、該反射型液晶表示素子
に形成された画素パターンの繰り返しの水平方向に対し
て、10°〜25°または55°〜80°の角度を有す
るように形成されていることを特徴とする請求項6に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記反射型液晶表示素子の画素パターン
の配列がストライプ配列であり、前記導光体に形成され
た周期構造の繰り返しの垂直方向は、該反射型液晶表示
素子に形成された画素パターンの繰り返しの水平方向に
対して、15°〜75°の角度を有するように形成され
ていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項10】 前記導光体の出射面には、反射防止手
段が配置されていることを特徴とする請求項1乃至8に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項11】 前記光源の有効発光部の長さをL1と
し、該光源と面する導光体の辺の長さをL2としたと
き、 30mm≧(L1−L2)≧0mm の関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至9に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項12】 前記反射型液晶表示素子と面する導光
体の辺の長さをL3とし、該反射型液晶表示素子の表示
部の長さをL4としたとき、 30mm≧(L3−L4)≧0mm の関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至10に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項13】 前記光源と前記導光体との接合部に
は、遮光手段が配置されていることを特徴とする請求項
1乃至11に記載の液晶表示装置。 - 【請求項14】 請求項1から請求項9のいずれかに記
載の液晶表示装置を搭載したことを特徴とする電子機
器。
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