JPH06273753A - 液晶ディスプレイ用面光源装置 - Google Patents

液晶ディスプレイ用面光源装置

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JPH06273753A
JPH06273753A JP5060072A JP6007293A JPH06273753A JP H06273753 A JPH06273753 A JP H06273753A JP 5060072 A JP5060072 A JP 5060072A JP 6007293 A JP6007293 A JP 6007293A JP H06273753 A JPH06273753 A JP H06273753A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
sheet
light source
matrix
light
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Pending
Application number
JP5060072A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Fujigami
真 藤上
Tomohiro Yokota
知宏 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶素子側に設けられているマトリックスと
の間で視覚認識できるモアレ干渉縞の発生を防止した液
晶ディスプレイ用面光源装置を提供すること。 【構成】 冷陰極管(光源)2と、導光板1と、この導
光板と導光板の上に対置される液晶ユニット20との間
に設けられた光線制御用のシート3を備える液晶ディス
プレイ用面光源装置において、上記シートはその表面に
ピッチp2で形成された線条の凹凸を備え、液晶セルに
設けられているピッチp1の上記液晶マトリックスに対
し下記〔式1〕を満たすように形成されていることを特
徴とする。 p1/(p2×cosθ)=n+k …
〔式1〕 上記〔式1〕において、θは液晶セルのマトリックスの
垂直方向とシートに設けられた凹凸の稜線方向とがなす
角度を表しその範囲は0°〜45°、nは任意の正の整
数を表し、kは0.4〜0.6の範囲の数値を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも1つの光源
と、この光源からの光線を表面から射出させる透明な導
光板と、この導光板と導光板の上に対置される液晶セル
との間に介在され、射出される光線の進行方向を制御す
る光線制御用のシートとを備え、例えば、透過型の液晶
表示装置のバックライト等に適用される面光源装置に係
り、特に、モアレ干渉縞の発生を防止できる信頼性の高
い面光源装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶を用いた表示装置は、液晶自体が発
光しないために、外部光を用いるか、もしくはバックラ
イトを使用する必要がある。近年、ノートブック型パソ
コン等の著しい普及により、それに用いられるバックラ
イトの輝度の向上に関する要求が高まってきている。
【0003】このような要求に応じるために、例えば、
特開平2−17号公報には、いわゆる導光板の表面に多
数のプリズム単位を有する透明シートを設け、このプリ
ズムにより射出光線の進行方向を変更させて中央付近に
光線を集中させた面光源装置が開示されている。このも
のによれば、若干視野角は犠牲になっても、正面方向に
非常に明るいバックライトシステムが提供できるとされ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に提案されたごとくシートの上に鋸状の規則的な凹
凸を設け、これによって、光の射出方向を制御する構成
を採択すると、シート面状にプリズムの凹凸に対応した
明暗が発生し、液晶素子側に設けられているマトリック
スとの間で人が視覚認識できるモアレ干渉縞が発生しや
すく、表示素子としての信頼性が充分でないという問題
があった。
【0005】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、導光板の表面か
ら射出した光線を特定方向に制御し、これによってその
利用効率を図ることはもとより、液晶素子側に設けられ
ているマトリックスとの間で人が視覚認識できるモアレ
干渉縞の発生を防止し、表示素子としての信頼性が充分
に高い液晶ディスプレイ用面光源装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、少なくとも1つの光源と、この光源からの光
線を表面から射出させる透明な導光板と、この導光板と
導光板の上に対置される液晶セルとの間に介在され射出
される光線の進行方向を制御する光線制御用のシート、
を備える液晶ディスプレイ用面光源装置を前提とし、上
記シートは、その表面にピッチp2で形成された線条の
凹凸を備え、上記液晶セルに設けられているピッチp1
の液晶マトリックスに対して下記〔式1〕を満たすよう
に形成されていることを特徴とするものである。
【0007】 p1/(p2×cosθ)=n+k …〔式1〕 上記〔式1〕において、θは液晶セルのマトリックスの
垂直方向(画面上縦方向)とシートに設けられた凹凸の
稜線方向とがなす角度を表し、その範囲は0°〜45°
である。nは任意の正の整数、例えば、1、2、3等を
表し、kは0.4〜0.6の範囲の数値を表す。
【0008】線条の規則的な明暗パターンを重ねると、
必然的にモアレ干渉縞が発生する。しかし、人が視認で
きない程度にモアレ干渉縞の空間波長を小さくすること
ができれば、この問題は解決される。そこで、本発明で
は上記〔式1〕で示されるように光線制御用のシート
と、これに対向して配置される液晶セルの液晶マトリッ
クスとの2つのパターン同士のなす角度θを調節すると
共に、2つのパターンのピッチp1,p2の関係を調節
することによって、モアレ干渉縞の空間波長を視認でき
ない程度に小さくしている。
【0009】まず、モアレ空間波長を小さくするため
に、液晶セルのマトリックスの縦横の方向に対してシー
トの線条の凹凸の稜線方向の角度を配慮する。図1には
同一ピッチ(ピッチ=1)の2つのパターンを重ねた場
合の2つのパターンがなす角度θとモアレ干渉縞の空間
波長の関係が示される。この図によれば、2つのパター
ンが90°の角度をもって重なり合う場合が最も空間波
長が小さくなることがわかる。しかし、液晶ディスプレ
イのマトリックスの場合、縦横にパターンがあるため、
両方のパターンに対して最も空間波長が小さくなるの
は、シートの凹凸の稜線とマトリックスが45°の角度
をなす場合である。マトリックス自体とシートとの干渉
縞は上述のような方法により、空間波長を小さくするこ
とが可能であるが、液晶ディスプレイの画面に斜めの線
を出力させると、画面のパターンとシートのパターンの
間で干渉が起こり、モアレ干渉縞が発生してしまう。そ
れに対する対処策として、シートと、これに対向して配
置される液晶セルの液晶マトリックスとの2つのパター
ンのピッチp1,p2の関係を調節することによって、
モアレ干渉縞の空間波長を視認できない程度に小さくし
ている。
【0010】従って、上記〔式1〕の関係を満足させる
ように、2つのパターン同士のなす角度θ、2つのパタ
ーンのピッチp1及びp2が設定されないと、視認でき
るモアレ干渉縞が発生してしまい、表示素子としての信
頼性が十分でないという不都合が生じてしまう。
【0011】上記導光板としては、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂などの透明樹脂板や透明ガラス板等か
らなり、その裏面に多数の点状又は線状の印刷模様又は
凹凸模様から構成された乱反射層を具備するものが適用
でき、また、光源としては、例えば、冷陰極管等が適用
できる。
【0012】上記光線制御用のシートとしては、アクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂板や透明
ガラス板等からなり、このシートの一面には上述のごと
くピッチp2の線条の凹凸が設けられている。
【0013】このようなシートに対向する位置には、マ
トリックスピッチp1の液晶セルが配置される。
【0014】請求項2に係る発明は、液晶セルのマトリ
ックスの垂直方向(画面上縦方向)と透明シートに設け
られた凹凸の稜線方向とがなす角度θが、45°である
ことを特徴とするものであり、その理由は上述した図1
に基ずく説明により明らかにされている。すなわち、液
晶ディスプレイのマトリックスの場合、縦横にパターン
があるため、両方のパターンに対して最も空間波長が小
さくなるのは、シートの凹凸の稜線とマトリックスが4
5°の角度をなす場合であるからである。
【0015】
【作用】請求項1に係る発明によれば、導光板と導光板
の上に対置される液晶セルとの間に介在され射出される
光線の進行方向を制御する光線制御用のシートは、その
表面にピッチp2で形成された線条の凹凸を備え、上記
液晶セルに設けられているピッチp1の液晶マトリック
スに対して下記〔式1〕を満たすように形成されてい
る。
【0016】 p1/(p2×cosθ)=n+k …〔式1〕 上記〔式1〕において、θは液晶セルのマトリックスの
垂直方向(画面上縦方向)とシートに設けられた凹凸の
線方向とがなす角度を表し、その範囲は0°〜45°、
nは任意の正の整数を表し、また、kは0.4〜0.6
の範囲の数値を表す。
【0017】また、請求項2に係る発明によれば、液晶
セルのマトリックスの垂直方向(画面上縦方向)とシー
トに設けられた凹凸の稜線方向とがなす角度θが、45
°である。
【0018】このように光線制御用のシートと、これに
対向して配置される液晶セルの液晶マトリックスとの2
つのパターン同士のなす角度を調節すると共に、2つの
パターンのピッチの関係を調節することによって、液晶
セルのマトリックスと光線制御等の機能を有するシート
によるモアレ空間波長、もしくは液晶ディスプレイの表
示パターンと上記シートとによるモアレの空間波長を人
が視覚認識できない程度に小さくする。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0020】図2には液晶ディスプレイの一構成例が示
される。この図に示されるように、液晶ディスプレイ用
面光源装置10は、アクリル樹脂等からなる導光板1
と、この側面に配置されカバー21が設けられた冷陰極
管2と、上記導光板の表面側に設けられた光線制御用の
シート3と、上記導光板1の底面側に設けられたドット
4を有する拡散反射板5とで主要部が構成さえており、
上記光線制御用のシート3の上には、これと対向するよ
うに液晶ユニット20が配置されている。液晶ユニット
20は液晶セルを備え、このセルはピッチが0.3μm
のSTN単純マトリックスであるものを使用した。
【0021】光線制御用のシート3は図3に示されるよ
うに、片方の断面がsin波形状の凹凸のものを使用し
た。液晶のマトリックスと45°の角度をなすようにシ
ートを置くことを想定して、上記〔式1〕の関係を考慮
しつつ、以下のような凹凸ピッチをもつシートサンプル
を作製した。
【0022】[実施例1]凹凸のピッチが0.28μm
(n=1)であるシートサンプルを作製した。
【0023】[実施例2]凹凸のピッチが0.17μm
(n=2)であるシートサンプルを作製した。
【0024】[比較例]凹凸のピッチが0.21μm
(p1/p2cosθ=2)であるシートサンプルを作
製した。
【0025】これらの各シートを図2に示されるよう
に、導光板と液晶ユニットとの間に置き、モアレ干渉縞
の発生の確認実験を下記の手順にて行った。なおモアレ
干渉縞の発生の程度は目視にて確認、評価した。
【0026】まず、液晶の画面を全面白もしくは黒にし
た。すると、上記実施例および比較例のシートのいずれ
を用いた場合であっても、全くモアレ干渉縞は発生しな
かった。これは、シートの線条凹凸の稜線の方向を45
°傾けたことにより、マトリックスとの間で発生するモ
アレ空間波長が視認できない程度に小さくなっているた
めである。
【0027】次に、液晶の画面を図4に示されるような
市松模様とした。すると、上記実施例の2つのシートを
それぞれ用いた場合には、いずれも全くモアレが発生し
なかったのに対し、比較例のシートを用いた場合には、
はっきりとモアレ干渉縞が現れて非常に見にくい画面と
なってしまった。これは図4に示される市松模様はマク
ロに眺めると、45°傾いたピッチが0.3×(1/c
os45°)=0.42μmのパターンであるため、実
施例のシートとの関係では上記〔式1〕の条件を満た
し、モアレの空間波長が小さくなるが、比較例のシート
との関係では上記〔式1〕の条件を満たさず、逆にモア
レの空間波長が大きくなってしまうからである。
【0028】さらに、液晶画面に表示するパターンを市
松模様以外のパターンに変えても、上記実施例のシート
を用いた場合には全くモアレ干渉縞は発生しないことが
確認された。
【0029】また、シートの凹凸の稜線の方向を傾けた
くない場合、〔式1〕のθを0°にして、上記〔式1〕
の関係を満たすように凹凸のピッチを適宜決めるように
すればモアレ干渉縞は十分見えなくなることが確認され
た。
【0030】同様に、シートを0°から45°までの任
意の角度に傾けた場合にも、上記〔式1〕の関係を満た
すように凹凸のピッチを適宜決めてやればモアレ干渉縞
は視認されないことが確認された。
【0031】なお、上記実施例において、バックライト
はエッジライト方式を用いているが、直下型方式を使用
する場合でも本発明の効果は同様である。
【0032】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、導光板と
導光板の上に対置される液晶セルとの間に介在され射出
される光線の進行方向を制御する光線制御用のシート
は、その表面にピッチp2で形成された線条の凹凸を備
え、上記液晶セルに設けられているピッチp1の液晶マ
トリックスに対して下記〔式1〕を満たすように形成さ
れている。
【0033】 p1/(p2×cosθ)=n+k …〔式1〕 上記〔式1〕において、θは液晶セルのマトリックスの
垂直方向(画面上縦方向)とシートに設けられた凹凸の
線方向とがなす角度を表し、その範囲は0°〜45°、
nは任意の正の整数を表し、また、kは0.4〜0.6
の範囲の数値を表す。
【0034】また、請求項2に係る発明によれば、液晶
セルのマトリックスの垂直方向(画面上縦方向)とシー
トに設けられた凹凸の稜線方向とがなす角度θが、45
°である。
【0035】このように透明シートと、これに対向して
配置される液晶セルの液晶マトリックスとの2つのパタ
ーン同士のなす角度を調節すると共に、2つのパターン
のピッチの関係を調節することによって、液晶セルのマ
トリックスと光線制御等の機能を有するシートによるモ
アレ空間波長、もしくは液晶ディスプレイの表示パター
ンと上記シートとによるモアレの空間波長を人が視認で
きない程度に小さくして信頼性の高い液晶ディスプレイ
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)はモアレ空間波長とずれ角θとの関
係を示すグラフ図、図1(B)はモアレ空間波長とずれ
角θとの関係を説明するための説明図。
【図2】液晶ディスプレイの構造を説明するための断面
説明図。
【図3】光拡散用のシートの断面図。
【図4】市松模様の画面を示す正面図。
【符号の説明】
1 導光板 2 冷陰極管 3 光線制御用のシート 4 ドット 5 拡散反射板 10 面光源装置 20 液晶ユニット 21 カバー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つの光源と、 この光源からの光線を表面から射出させる透明な導光板
    と、 この導光板と導光板の上に対置される液晶セルとの間に
    介在され射出される光線の進行方向を制御する光線制御
    用のシート、を備える液晶ディスプレイ用面光源装置に
    おいて、 上記シートは、その表面にピッチp2で形成された線条
    の凹凸を備え、上記液晶セルに設けられているピッチp
    1の液晶マトリックスに対して下記〔式1〕を満たすよ
    うに形成されていることを特徴とする液晶ディスプレイ
    用面光源装置。 p1/(p2×cosθ)=n+k …〔式1〕 上記〔式1〕において、θは液晶セルのマトリックスの
    垂直方向と、シートに設けられた凹凸の稜線方向とがな
    す角度を表し、その範囲は0°〜45°、nは任意の正
    の整数を表し、kは0.4〜0.6の範囲の数値を表
    す。
  2. 【請求項2】液晶セルのマトリックスの垂直方向と、シ
    ートに設けられた凹凸の稜線方向とがなす角度θが、4
    5°であることを特徴とする請求項1記載の液晶ディス
    プレイ用面光源装置。
JP5060072A 1993-03-19 1993-03-19 液晶ディスプレイ用面光源装置 Pending JPH06273753A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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