JPH06208113A

JPH06208113A - 面照明装置

Info

Publication number: JPH06208113A
Application number: JP5019218A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tosaka; 雅聡登阪; Tadashi Tsunoda; 正津野田
Original assignee: TEKUMO KK; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: TEKUMO KK; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【構成】観察面に多数の微細なプリズムを配置した導
光板を使用し、該導光板の観察面側に厚さ０．４〜２ｍ
ｍの透明叉は乳白色の板状スペーサーを配置した面照明
装置。【効果】モアレによる映像品質の低下を避けることが
出来る。また、プリズムとスペーサーの間に空気層が形
成されるので、液晶表示画面全体の温度分布が均一化さ
れ、より均一な画面とすることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のバック
ライトに用いられる面照明装置用導光板に関する。

【０００２】

【従来の技術】導光板を使用した面照明は、薄型で均一
な面光源を提供する技術であり、液晶表示装置の光源と
して多く使用されているものである。その中でも特に観
察面にフレネルレンズ状の微細なプリズムを多数配置し
た導光板を使用する面照明装置は、指向性を有する光源
となるため明るくすることが出来、特にカラー液晶表示
装置に適した光源として注目されている。

【０００３】ここで言う微細なプリズムを多数配置した
導光板とは、主に次の３つのものを指す。図３に示したように直接導光板の観察面にピラミッ
ド状あるいは溝状にプリズムを形成したものであり、例
えば特開平３−１８９６７９号公報や特開平４−１３６
９７７号公報、また特開平１−２４４４９０号公報や特
開昭６２−２７８５０４号公報、特開昭６２−２７８５
０５号公報等の多数の技術が知られている。

【０００４】図４に示したように導光板の観察面側
に、多数のプリズムを形成したシート状のエレメント
を、プリズム面が導光板と相対するように積層したもの
であり、例えば特開平２−１７号公報や特開平２−８４
６１８号公報が知られている。図５に示したように導光板の観察側面に、多数のプ
リズムを形成したシート状のエレメントを、プリズムが
観察側になるよう積層したものであり、市販されている
ワードプロセッサーの液晶表示板用バックライトとして
用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のプリズムを配置
した導光板をカラー液晶表示装置に適用する場合、プリ
ズムのピッチと液晶表示のドットのピッチが干渉してモ
アレが発生し、表示された映像の品質を低下させるとい
う問題がある。このことを９インチサイズのパーソナル
コンピューター用液晶ディスプレイを例に取って説明す
る。

【０００６】現在主流となっている液晶ディスプレイ
は、横方向に６４０個のドットが形成されている。９イ
ンチサイズでは横方向の長さが約１９０ｍｍであるの
で、一つのドットの大きさ、即ちドットのピッチは約
０．３ｍｍとなる。

【０００７】白黒表示液晶の場合は、このドットピッチ
とプリズムのピッチが干渉して発生するモアレについて
考慮すれば良い。一般に二つの周期が干渉して発生する
モアレは、元の二つの周期が（２：奇数）の関係になっ
ているとき最も細かくなり目立たない。この場合はプリ
ズムのピッチを０．２ｍｍとすることにより、映像の品
質の低下を避ける事が出来る。

【０００８】また、液晶のピッチに比較してプリズムの
ピッチが充分に小さい場合もモアレの変調度が低下し、
モアレが目立たない。現在微細なプリズムが形成された
シートとしてピッチが０．０５ｍｍ程度のものが市販さ
れているので、これを用いることよって、モアレの影響
を気にしないで済んでいる。

【０００９】しかし、カラー表示の場合、一つのドット
は赤緑青の３色のドットから構成されるため液晶のドッ
トピッチを３分の１に考えてプリズムのピッチを設定し
なければならない。即ち、プリズムのピッチは約０．０
７ｍｍと非常に低ピッチになる。

【００１０】この場合、市販されているプリズムが形成
されたシートは液晶とピッチが近いので非常に目立つモ
アレが発生することになり使用できない。プリズムのピ
ッチを最適な値に設定して金型を作成し、これを転写す
ればモアレの影響の少ない製品を得ることが出来るが、
このような低ピッチのプリズムの金型を作成することは
比較的困難であり、製作に長時間を要し、また、高価な
ものになってしまう。金型のの耐久性も非常に短くな
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らはプリズムと液晶表示体の間に板状のス
ペーサーを挿入することにより、モアレの変調度を低減
し、実質上モアレの発生を防ぐことできこれを見出し、
本発明を完成するに至った。

【００１２】即ち、本発明は：観察面に多数の微細なプ
リズムを配置した導光板を使用し、該導光板の観察面側
に厚さ０．４〜２ｍｍの透明又は乳白色の板状スペーサ
ーを配置した、面照明装置を提供するものである。

【００１３】以下、図を用いて本発明の原理を詳細に説
明する。図１は従来の面照明装置のプリズム部分での光
の強度分布を模式的に示したものである。

【００１４】ここに示したように、プリズム部分では極
端な輝度の分布がある。通常はこの上に拡散フィルムと
呼ばれる半透明の厚さ０．１ｍｍ程度のフィルムが置か
れるが、プリズムと近接しているため輝度の分布は解消
されていない。そのために、この上に液晶表示体を配置
するとプリズムのピッチと液晶のドットのピッチとで激
しく干渉し、変調度の高いモアレが観察される。

【００１５】本発明においては、図２に示すように、プ
リズムに接してスペーサーを配置しているために、プリ
ズムから放出された光が互いに回り込んで、輝度の分布
が緩和される。結果的にスペーサーの観察側の面では輝
度が均一となっているのでこの上に液晶表示体を配置し
ても干渉によるモアレは発生しなくなる。

【００１６】本発明が適用できる導光板は、観察側面に
多数の微細なプリズムが配置されたものである。プリズ
ムのピッチや形状に特に制限はないが、少なくとも本発
明の光源を適用する液晶表示装置の液晶のドットよりも
細かいピッチであることが望ましい。光源の配置や使用
する光源には特に制限されない。導光板を製作する材料
にも特に制限されるものではないが、アクリル樹脂など
の透明な熱可塑性樹脂を材料とし、射出成形叉は圧縮成
形によって製造する方法が望ましい。

【００１７】本発明においては、使用されるスペーサー
の厚みが重要である。必要とされる厚みはプリズムのピ
ッチや形状、導光板の特性などによって変わってくる。

【００１８】プリズムのピッチが大きいほどスペーサー
の厚みを大きくする必要がある。スペーサーの厚みが充
分でない場合にはモアレの発生を避ける事が出来ない。
また、スペーサーが厚すぎる場合には表示装置全体の厚
みや重量が増し、導光板を用いた面照明装置の本来の利
点が失われてしまうので望ましくない。上記の理由によ
って、望ましいスペーサーの厚みの範囲は、４インチサ
イズから２０インチ程度のサイズの液晶ディスプレイに
おいては、０．４〜２ｍｍの範囲となる。

【００１９】スペーサーとして用いる材料は特に限定さ
れないが、アクリル樹脂板が光線透過率性や耐候性に優
れ、又比較的安価であり軽量でもあるので望ましい。ス
ペーサーはプリズムの光を違いに回り込ませることが主
たる機能であるので、乳白色の材料を用いても良い。こ
の場合、透明材料を用いるよりも若干明るさで不利にな
るが、スペーサーを薄くすることが出来る。

【００２０】このスペーサーは必ずしも単一の材料で１
層で形成する必要はなく、複数の層を組み合わせてスペ
ーサーとしても良い。例えば、導光板の観察面に形成さ
れたプリズムに接するように透明なスペーサーを配置
し、更にスペーサーの観察側の面に乳白色の第２のスペ
ーサーを配置する方法がある。

【００２１】

【実施例】本発明は、下記の実施例により具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を制限しない。（実施例１）

【００２２】（１）導光板の製作厚さ３ｍｍで、大きさ２１０ｍｍ×１３０ｍｍの透明な
アクリル樹脂板（旭化成工業（株）製、デラグラスＡ）
の片面を切削加工し、ピッチが０．１ｍｍで深さが０．
０７ｍｍのプリズム状の溝を形成した。また、プリズム
を形成した面と対向する面に、スクリーン印刷によって
ドットパターンを形成し、導光板を得た。

【００２３】（２）面照明装置の製作（１）で製作した導光板のドットパターンを形成した面
に反射フィルム（東レ（株）製、ルミラー１８８Ｅ・６
２）を積層し、また、観察側の面にスペーサーとして厚
さ１ｍｍで導光板と同じ大きさの透明なアクリル樹脂板
を積層し、更にスペーサーの観察側に拡散フィルム（Ｋ
ＩＭＯＴＯ製、光拡散フィルムＤ２０４）を積層した。
この導光板の側面に直径３ｍｍで長さが２２ｃｍの蛍光
管を配置して５Ｖの電源装置と接続した。

【００２４】（３）モアレの観察市販のカラー表示パーソナルコンピューターより取り外
した９インチサイズの液晶表示体を、（２）で製作した
面照明装置の上に置き、面照明装置を点灯して目視でモ
アレの有無を観察しところ、全くモアレは確認できなか
った。

【００２５】（実施例２）（１）面照明装置の製作スペーサーとして厚さが０．５ｍｍで導光板と同じサイ
ズの乳白色のアクリル樹脂板（旭化成工業（株）製、デ
ラグラスＦＤ９９９）を用いる以外は実施例１と同様に
して面照明装置を製作した。

【００２６】（２）モアレの観察実施例１中（３）と同様にして（１）で製作した面照明
装置のモアレを観察したが、全くモアレは確認できなか
った。

【００２７】（比較例１）（１）面照明装置の製作スペーサーと拡散フィルムを使用しないこと以外は実施
例１と同様にして面照明装置を製作した。（２）モアレの観察実施例１中（３）と同様にして（１）で製作した面照明
装置のモアレを観察したところ、５ｍｍ程度の周期で虹
状のモアレがはっきりと観察された。

【００２８】（比較例２）（１）面照明装置の製作スペーサーを使用せず、直接導光板のプリズム状の面の
上に拡散フィルムを配置すること以外は実施例１と同様
にして面照明装置を製作した。この拡散フィルムは厚さ
が０．１ｍｍであった。（厚さが０．１ｍｍのスペーサ
ーと見なせる。）

【００２９】（２）モアレの観察実施例１中（３）と同様にして（１）で製作した面照明
装置のモアレを観察した。比較例１ほど顕著ではない
が、やはり虹状のモアレが観察され、白色の画面を表示
した場合にはかなり気になる程度であった。

【００３０】

【発明の効果】本発明によってプリズムを用いた導光板
をカラー液晶表示装置のバックライトに適用した場合で
もモアレによる映像品質の低下を避けることが出来る。
また、２次的な効果であるが、本発明を用いるとプリズ
ムとスペーサーの間に空気層が形成されるので、この空
間で空気が対流することにより液晶表示画面全体の温度
分布が均一化され、温度差による液晶画面の表示濃度差
が小さくなりより均一な画面とすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の面照明装置の光の放出される様子を示す
模式図

【図２】本発明の面照明装置における光の放出される様
子を示す模式図

【図３】従来の面照明装置の断面形状を模式的に示した
図

【図４】別の形態の従来の面照明装置の断面形状を模式
的に示した図

【図４ｈ５】別の形態の従来の面照明装置の断面形状を
模式的に示した図

【符号の説明】

１本発明の面照明装置で使用されるスペーサー２プリズム３導光板４光源５反射カバー

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の面照明装置の光の放出される様子を示す
模式図．

【図２】本発明の面照明装置における光の放出される様
子を示す模式図．

【図３】従来の面照明装置の断面形状を模式的に示した
図．

【図４】別の形態の従来の面照明装置の断面形状を模式
的に示した図．

【図５】別の形態の従来の面照明装置の断面形状を模式
的に示した図．

【符号の説明】１本発明の面照明装置で使用されるスペーサー２プリズム３導光板４光源５反射カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察面に多数の微細なプリズムを配置し
た導光板を使用し、該導光板の観察面側に厚さ０．４〜
２ｍｍの透明又は乳白色の板状スペーサーを配置したこ
とを特徴とする、面照明装置。