JPH11260128A - 透過型面状照明装置 - Google Patents
透過型面状照明装置Info
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S385/00—Optical waveguides
- Y10S385/901—Illuminating or display apparatus
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画面の観察を困難にするモアレパターンの発
生を抑止する透過型面状照明装置を提供する。 【解決手段】 反射型液晶表示素子Ｌの観察面Ｆを覆う
平板状の樹脂基板２を配置し、透明基板２の上面６に光
反射パターン１１を形成し、該光反射パターン１１は、
一側面３に沿って配置される光源ランプ４の軸方向に沿
って一定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部１２からな
り、一方、反射型液晶表示素子Ｌの液晶セルの配列のう
ち凹部１２と平行な間隔をＰ２としたとき、Ｐ１：Ｐ２
＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋１．６）、また
は、Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１
／（Ｎ＋１．３）、（ただしＮは整数）の範囲内になる
ように構成する。従って、光反射パターン１１による縞
の間隔Ｐ１と、反射型液晶素子Ｌによる縞の間隔Ｐ２と
の干渉を抑えてモアレパターンの発生を抑止する。
生を抑止する透過型面状照明装置を提供する。 【解決手段】 反射型液晶表示素子Ｌの観察面Ｆを覆う
平板状の樹脂基板２を配置し、透明基板２の上面６に光
反射パターン１１を形成し、該光反射パターン１１は、
一側面３に沿って配置される光源ランプ４の軸方向に沿
って一定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部１２からな
り、一方、反射型液晶表示素子Ｌの液晶セルの配列のう
ち凹部１２と平行な間隔をＰ２としたとき、Ｐ１：Ｐ２
＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋１．６）、また
は、Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１
／（Ｎ＋１．３）、（ただしＮは整数）の範囲内になる
ように構成する。従って、光反射パターン１１による縞
の間隔Ｐ１と、反射型液晶素子Ｌによる縞の間隔Ｐ２と
の干渉を抑えてモアレパターンの発生を抑止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種反射型
表示装置等の前面照明手段に用いられる表示装置に一体
化する透過型面状照明装置に関するものであり、特に、
反射型の液晶表示装置の前面照明手段として用いられる
ものである。
表示装置等の前面照明手段に用いられる表示装置に一体
化する透過型面状照明装置に関するものであり、特に、
反射型の液晶表示装置の前面照明手段として用いられる
ものである。
【０００２】
【従来の技術】低消費電力で動作する液晶表示装置は、
薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途
を中心とした表示装置としての需要が増大している。液
晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないた
め、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察す
るための照明手段が必要である。特に、近年の画像の高
精細およびカラー化の要求の中では、液晶表示装置とし
て高輝度の面状背面光源を付加した構成が通常である。
しかしながら、この面状背面光源を点灯させるために
は、過大な電力が必要とされるため、低消費電力という
液晶の特徴を後退させてしまうという問題が生じる。
薄型、軽量等の特徴があるので、主にコンピュータ用途
を中心とした表示装置としての需要が増大している。液
晶表示装置の構成部材である液晶は、自ら発光しないた
め、ブラウン管等の発光型素子と異なり、画像を観察す
るための照明手段が必要である。特に、近年の画像の高
精細およびカラー化の要求の中では、液晶表示装置とし
て高輝度の面状背面光源を付加した構成が通常である。
しかしながら、この面状背面光源を点灯させるために
は、過大な電力が必要とされるため、低消費電力という
液晶の特徴を後退させてしまうという問題が生じる。
【０００３】特に薄型、軽量の液晶表示装置の利点を生
かして、多く使用されている携帯用液晶機器において
は、液晶表示装置に付加される面状背面光源の点灯によ
って内部電源の消費が大きくなり、携帯中の使用時間が
極端に短くなってしまう欠点があった。
かして、多く使用されている携帯用液晶機器において
は、液晶表示装置に付加される面状背面光源の点灯によ
って内部電源の消費が大きくなり、携帯中の使用時間が
極端に短くなってしまう欠点があった。
【０００４】この問題を解決するべく周囲光を照明手段
として利用することによって、面状背面光源を設置しな
くても機能する反射型液晶素子が開発されている。この
反射型液晶素子の最も基本的な構成は、一面に透明電極
を、他面に偏光板を設けた平板状の二枚のガラス基板を
形成し、その透明電極側が所定間隔をおいて対向するよ
うにガラス基板を配置し、該ガラス基板間には液晶材料
を満たす。さらに、観察面側となるのガラス基板にはカ
ラーフィルタが、背面側になるガラス基板には高効率の
反射板がそれぞれ設けられる。このとき背面側となるガ
ラス基板の透明極板は、パターンニングされており、所
望の画像を実現するために、その透明極板にはスイッチ
ング素子がそれぞれ接続されている。
として利用することによって、面状背面光源を設置しな
くても機能する反射型液晶素子が開発されている。この
反射型液晶素子の最も基本的な構成は、一面に透明電極
を、他面に偏光板を設けた平板状の二枚のガラス基板を
形成し、その透明電極側が所定間隔をおいて対向するよ
うにガラス基板を配置し、該ガラス基板間には液晶材料
を満たす。さらに、観察面側となるのガラス基板にはカ
ラーフィルタが、背面側になるガラス基板には高効率の
反射板がそれぞれ設けられる。このとき背面側となるガ
ラス基板の透明極板は、パターンニングされており、所
望の画像を実現するために、その透明極板にはスイッチ
ング素子がそれぞれ接続されている。
【０００５】このような構成の反射型液晶素子は、その
背面に配置された反射板に入射する周囲の光を反射させ
ることによって画面が明るく照射され、画像を観察する
ことができる。
背面に配置された反射板に入射する周囲の光を反射させ
ることによって画面が明るく照射され、画像を観察する
ことができる。
【０００６】しかしながら、反射型液晶素子は、上述の
ように反射板に入射する周囲光によって画面を照射する
構成なので、その表示品質が周囲の明るさ環境に左右さ
れることになる。特に画像の高品質化の要求の中で、需
要が増大するであろうと予想されるカラー表示の反射型
液晶にあっては、カラーフィルタ等を付加した構成にし
なければならないので白黒液晶と比較してその反射率が
低くなる。したがって、画面に照射する光線が少ない
（すなわち、周囲が比較的暗い）状況では、画面の輝度
が十分でないため、画像を観察するための補助照明が必
要となる。
ように反射板に入射する周囲光によって画面を照射する
構成なので、その表示品質が周囲の明るさ環境に左右さ
れることになる。特に画像の高品質化の要求の中で、需
要が増大するであろうと予想されるカラー表示の反射型
液晶にあっては、カラーフィルタ等を付加した構成にし
なければならないので白黒液晶と比較してその反射率が
低くなる。したがって、画面に照射する光線が少ない
（すなわち、周囲が比較的暗い）状況では、画面の輝度
が十分でないため、画像を観察するための補助照明が必
要となる。
【０００７】このような反射型液晶素子の好適な補助照
明手段として、特願平９−３４７６４８号において透過
型面状照明装置が開示されている。図１１に示す透過型
面状照明装置１’は、上述の構成の反射型液晶素子Ｌの
観察面Ｆを覆うように配置されて使用されるものであ
り、その構成は、図１１および図１２に示すように、透
光性の高い材料で断面矩形状に形成された平板状の透明
基板２の一側端面３に近接するように直線状の光源ラン
プ４が配置されている。光源ランプ４は、冷陰極蛍光管
（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）等が用い
られる。
明手段として、特願平９−３４７６４８号において透過
型面状照明装置が開示されている。図１１に示す透過型
面状照明装置１’は、上述の構成の反射型液晶素子Ｌの
観察面Ｆを覆うように配置されて使用されるものであ
り、その構成は、図１１および図１２に示すように、透
光性の高い材料で断面矩形状に形成された平板状の透明
基板２の一側端面３に近接するように直線状の光源ラン
プ４が配置されている。光源ランプ４は、冷陰極蛍光管
（ＣＣＦＬ）または熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ）等が用い
られる。
【０００８】ここで、図１２において反射型液晶素子Ｌ
に当接する透明基板２の一面（図１２の下方）を下面５
とし、その反対面（図１２の上方）である観察面（画
面）側を上面６とする。
に当接する透明基板２の一面（図１２の下方）を下面５
とし、その反対面（図１２の上方）である観察面（画
面）側を上面６とする。
【０００９】透明基板２の上面６には、光反射パターン
７が形成されている。光反射パターン７は、断面形状ほ
ぼ三角形の多数の溝部８及び溝部８に隣接する平坦部９
とで構成される。光反射パターン７は、図１２に示すよ
うに、光源ランプ４からの距離に左右されることなく透
明基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一にな
るように、溝８の形成される間隔が場所によって異なっ
ている。すなわち、平坦部９の幅（占有面積）に対する
溝部８の幅（占有面積）の比率は、透明基板２の一側端
面３から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように設定
されている。
７が形成されている。光反射パターン７は、断面形状ほ
ぼ三角形の多数の溝部８及び溝部８に隣接する平坦部９
とで構成される。光反射パターン７は、図１２に示すよ
うに、光源ランプ４からの距離に左右されることなく透
明基板２の何れの位置においても明るさがほぼ均一にな
るように、溝８の形成される間隔が場所によって異なっ
ている。すなわち、平坦部９の幅（占有面積）に対する
溝部８の幅（占有面積）の比率は、透明基板２の一側端
面３から遠ざかるに従って徐々に大きくなるように設定
されている。
【００１０】このような補助照明としての透過型面状照
明装置１’を付加すると、光源ランプ４からの発光光線
は、透明基板２の一側端面３から透明基板２の内部へ入
射して、その内部で反射・屈折を繰り返しながら対向面
１０へ向かって進行する間に、少しづつ透明基板２の下
面５から出射することによって、透明基板２に密接して
配置されている反射型液晶素子Ｌを照射する。さらに、
透明基板２には光反射パターン７を形成していることか
ら、下面５からの出射光の量をほぼ均一な分布とするこ
とができる。
明装置１’を付加すると、光源ランプ４からの発光光線
は、透明基板２の一側端面３から透明基板２の内部へ入
射して、その内部で反射・屈折を繰り返しながら対向面
１０へ向かって進行する間に、少しづつ透明基板２の下
面５から出射することによって、透明基板２に密接して
配置されている反射型液晶素子Ｌを照射する。さらに、
透明基板２には光反射パターン７を形成していることか
ら、下面５からの出射光の量をほぼ均一な分布とするこ
とができる。
【００１１】なお、図１１および図１２において図示省
略しているが、光源ランプ４および一側端面３の周面
は、フィルム状の反射部材で覆っているので、光線の結
合効率を高めることができる。さらに、一側端面３以外
の透明基板２の側面も反射部材で覆うことにより、光線
が側端面から射出してしまうことを防止するので、透明
基板２の下面５からの照明光量を増加させることができ
る。特に、一側端面３の対向面１０においては、他の２
側面と比較して光線の射出量が多いため、反射部材で覆
うことが望ましい。
略しているが、光源ランプ４および一側端面３の周面
は、フィルム状の反射部材で覆っているので、光線の結
合効率を高めることができる。さらに、一側端面３以外
の透明基板２の側面も反射部材で覆うことにより、光線
が側端面から射出してしまうことを防止するので、透明
基板２の下面５からの照明光量を増加させることができ
る。特に、一側端面３の対向面１０においては、他の２
側面と比較して光線の射出量が多いため、反射部材で覆
うことが望ましい。
【００１２】また、光反射パターン７の溝部８の形状に
応じて光の反射角度が変化することにより、透明基板２
の下面５からの光線の出射方向が変化するから、下面５
に対して垂直な方向（すなわち正面方向）に多くの光線
が出射するように、溝部８の形状は適宜設定可能であ
る。
応じて光の反射角度が変化することにより、透明基板２
の下面５からの光線の出射方向が変化するから、下面５
に対して垂直な方向（すなわち正面方向）に多くの光線
が出射するように、溝部８の形状は適宜設定可能であ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、反射
型液晶素子Ｌの画面の輝度を確保するために、補助照明
としての透過型面状照明装置１’を観察面Ｆ側に付加す
ることによって、周囲の明るさ環境に左右されずに画面
を観察することができるようになる。しかしながら、透
過型面状照明装置１’を付加したことにより、反射型液
晶素子Ｌの観察面Ｆにモアレパターンを発生する場合が
あることが判明した。
型液晶素子Ｌの画面の輝度を確保するために、補助照明
としての透過型面状照明装置１’を観察面Ｆ側に付加す
ることによって、周囲の明るさ環境に左右されずに画面
を観察することができるようになる。しかしながら、透
過型面状照明装置１’を付加したことにより、反射型液
晶素子Ｌの観察面Ｆにモアレパターンを発生する場合が
あることが判明した。
【００１４】モアレパターンは、光線が透明基板２の光
反射パターン７に反射する際に、溝部８および平端部９
でその透過率が異なるために生じる明暗の縞と、反射型
液晶素子Ｌの画素となる液晶セルのモザイク模様の配列
（図１１の反射型液晶素子Ｌに示される点線）とによっ
て生じる干渉縞であり、この縞によって画像が観察しづ
らくなるという問題を生じる。
反射パターン７に反射する際に、溝部８および平端部９
でその透過率が異なるために生じる明暗の縞と、反射型
液晶素子Ｌの画素となる液晶セルのモザイク模様の配列
（図１１の反射型液晶素子Ｌに示される点線）とによっ
て生じる干渉縞であり、この縞によって画像が観察しづ
らくなるという問題を生じる。
【００１５】上述のようにモアレパターンの発生は、光
反射パターン７のパターン形状、すなわち溝部８の深
さ、大きさおよびピッチ（一の溝部８から隣接する溝部
８までの距離）Ｐの間隔等に密接に関係していることが
判っている。したがって、光反射パターン７のパターン
形状を種々変化させて検討した結果、図１２に示す光反
射パターン７のように、溝部８のピッチＰ（すなわち平
坦部９の幅）が一定でない場合に、モアレパターンが局
部的に強く発生して、画面の観察が困難になるというこ
とが判明した。
反射パターン７のパターン形状、すなわち溝部８の深
さ、大きさおよびピッチ（一の溝部８から隣接する溝部
８までの距離）Ｐの間隔等に密接に関係していることが
判っている。したがって、光反射パターン７のパターン
形状を種々変化させて検討した結果、図１２に示す光反
射パターン７のように、溝部８のピッチＰ（すなわち平
坦部９の幅）が一定でない場合に、モアレパターンが局
部的に強く発生して、画面の観察が困難になるというこ
とが判明した。
【００１６】したがって本発明は、上記問題点を解決す
るべく、補助照明を反射型液晶表示素子と一体的に構成
することにより、周囲の明るさ環境に左右されることな
く使用可能であり、かつ、画面の観察を困難にするモア
レパターンの発生を抑止する透過型面状照明装置を提供
することにある。
るべく、補助照明を反射型液晶表示素子と一体的に構成
することにより、周囲の明るさ環境に左右されることな
く使用可能であり、かつ、画面の観察を困難にするモア
レパターンの発生を抑止する透過型面状照明装置を提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明では、透過型面状照
明装置は、反射型液晶表示素子の表面を覆うように近接
させて配置する照明装置であって、透光性材料からなる
透明基板の少なくとも一面以上の側端面に沿って光源ラ
ンプを近接配置させ、前記透明基板の上面に光反射パタ
ーンを形成し、該光反射パターンは、前記光源ランプの
軸方向に沿って一定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部か
らなり、前記反射型液晶表示素子の液晶セルの配列のう
ち前記凹部と平行な縞の間隔をＰ２としたとき、Ｐ１と
Ｐ２との関係が、 Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋１．
６） または Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／
（Ｎ＋１．３） （ただしＮは整数：０，１，２，３・・・） を満たす間隔Ｐ１であることを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明では、透過型面状照
明装置は、反射型液晶表示素子の表面を覆うように近接
させて配置する照明装置であって、透光性材料からなる
透明基板の少なくとも一面以上の側端面に沿って光源ラ
ンプを近接配置させ、前記透明基板の上面に光反射パタ
ーンを形成し、該光反射パターンは、前記光源ランプの
軸方向に沿って一定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部か
らなり、前記反射型液晶表示素子の液晶セルの配列のう
ち前記凹部と平行な縞の間隔をＰ２としたとき、Ｐ１と
Ｐ２との関係が、 Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋１．
６） または Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／
（Ｎ＋１．３） （ただしＮは整数：０，１，２，３・・・） を満たす間隔Ｐ１であることを特徴とする。
【００１８】請求項２記載の発明は、前記凹部は、断面
形状ほぼ三角形の溝部であり、該溝部と隣接する溝部と
の間に平坦部を形成して、前記溝部と前記平坦部とから
なる前記光反射パターンとし、前記溝部の傾斜角度は、
前記透明基板の下面全体でほぼ均一な光線の出射量を確
保するように設定されていることを特徴とする。
形状ほぼ三角形の溝部であり、該溝部と隣接する溝部と
の間に平坦部を形成して、前記溝部と前記平坦部とから
なる前記光反射パターンとし、前記溝部の傾斜角度は、
前記透明基板の下面全体でほぼ均一な光線の出射量を確
保するように設定されていることを特徴とする。
【００１９】さらに請求項３記載の発明では、前記凹部
は、断面形状ほぼ三角形の溝部であり、前記光反射パタ
ーンは、前記溝部が連続的に形成された構成とし、前記
溝部の傾斜角度は、前記透明基板の下面全体でほぼ均一
な光線の出射量を確保するように設定されていることを
特徴とする。
は、断面形状ほぼ三角形の溝部であり、前記光反射パタ
ーンは、前記溝部が連続的に形成された構成とし、前記
溝部の傾斜角度は、前記透明基板の下面全体でほぼ均一
な光線の出射量を確保するように設定されていることを
特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の透過型面状照明装
置１の構成を添付図面に基づいて説明する。なお、図１
１および図１２に基づいて従来技術の欄で説明した透過
型面状照明装置１’と同様な部材には同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。図１に示すように、透過型
面状照明装置１の構成は、従来とほぼ同様であり、透明
基板２および光源ランプ４を主構成としており、従来の
装置１’との相違点は、光反射パターン１１である。
置１の構成を添付図面に基づいて説明する。なお、図１
１および図１２に基づいて従来技術の欄で説明した透過
型面状照明装置１’と同様な部材には同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。図１に示すように、透過型
面状照明装置１の構成は、従来とほぼ同様であり、透明
基板２および光源ランプ４を主構成としており、従来の
装置１’との相違点は、光反射パターン１１である。
【００２１】光反射パターン１１は、図１および図２に
示されるように、断面形状ほぼ三角形の溝部１２と平坦
部１３とで構成されており、溝部１２の谷の間隔Ｐ１は
一定で、光源ランプ４から遠ざかるに従って、溝部１２
の切り込み幅および深さを大きくしている。ここで溝部
１２の傾斜面の角度（すなわち、断面三角形の形状）
は、透明基板２を進行する光線の内、溝部１２で反射す
ることによって透明基板２の下面５から出射する光線量
と、光源ランプ４からの距離に依存して下面５から出射
する光線量との均衡を図ることにより、透明基板２の下
面５全体において出射光線がほぼ等しくなるように設定
されるものである。
示されるように、断面形状ほぼ三角形の溝部１２と平坦
部１３とで構成されており、溝部１２の谷の間隔Ｐ１は
一定で、光源ランプ４から遠ざかるに従って、溝部１２
の切り込み幅および深さを大きくしている。ここで溝部
１２の傾斜面の角度（すなわち、断面三角形の形状）
は、透明基板２を進行する光線の内、溝部１２で反射す
ることによって透明基板２の下面５から出射する光線量
と、光源ランプ４からの距離に依存して下面５から出射
する光線量との均衡を図ることにより、透明基板２の下
面５全体において出射光線がほぼ等しくなるように設定
されるものである。
【００２２】このとき、本発明の透過型面状照明装置１
を詳細に観察すると、光反射パターン１１の間隔に従っ
た明暗の縞が発生していることが確認できる。この縞
は、溝部１２の間隔と対応しているので間隔Ｐ１であ
る。
を詳細に観察すると、光反射パターン１１の間隔に従っ
た明暗の縞が発生していることが確認できる。この縞
は、溝部１２の間隔と対応しているので間隔Ｐ１であ
る。
【００２３】また実際に画像を観察する反射型液晶素子
Ｌは、本発明の透過型面状照明装置１の下面５にその観
察面Ｆが接するように密接配置されるが、この液晶表示
素子Ｌは、画素（セル）が規則正しく配列した微細なモ
ザイク模様の集合体である。このため、観察面Ｆには、
図１に模式的に示すように、縦横に明暗の縞模様（点線
で図示）が観察される。この明暗の縞模様のうち、透過
型面状照明装置１の溝部１２とほぼ平行な方向の縞（画
素）間隔をＰ２とする。
Ｌは、本発明の透過型面状照明装置１の下面５にその観
察面Ｆが接するように密接配置されるが、この液晶表示
素子Ｌは、画素（セル）が規則正しく配列した微細なモ
ザイク模様の集合体である。このため、観察面Ｆには、
図１に模式的に示すように、縦横に明暗の縞模様（点線
で図示）が観察される。この明暗の縞模様のうち、透過
型面状照明装置１の溝部１２とほぼ平行な方向の縞（画
素）間隔をＰ２とする。
【００２４】ここで、発明者は、光反射パターン１１の
溝部１２の間隔Ｐ１を適宜変化させて実験を行い、両者
Ｐ１およびＰ２の関係を以下のように定めるとモアレパ
ターンの発生を抑止できるということが判明した。すな
わち、Ｐ１とＰ２との関係が、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋
１．３）ないし１：（Ｎ＋１．６）の範囲またはＰ１：
Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／（Ｎ＋
１．３）の範囲である。ここで、Ｎは整数（０，１，
２，３・・・）である。
溝部１２の間隔Ｐ１を適宜変化させて実験を行い、両者
Ｐ１およびＰ２の関係を以下のように定めるとモアレパ
ターンの発生を抑止できるということが判明した。すな
わち、Ｐ１とＰ２との関係が、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋
１．３）ないし１：（Ｎ＋１．６）の範囲またはＰ１：
Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／（Ｎ＋
１．３）の範囲である。ここで、Ｎは整数（０，１，
２，３・・・）である。
【００２５】このような範囲にＰ１およびＰ２を設定す
ると、光反射パターン１１の明暗の縞の間隔Ｐ１と、反
射型液晶素子Ｌの画素による縞Ｐ２との干渉を抑えるの
で、大きなモアレパターンが発生しない。したがって、
反射型液晶素子Ｌの画素サイズ（間隔）に応じて、溝部
１２を含む光反射パターン１１の間隔Ｐ１を上記の範囲
に設定すればよい。
ると、光反射パターン１１の明暗の縞の間隔Ｐ１と、反
射型液晶素子Ｌの画素による縞Ｐ２との干渉を抑えるの
で、大きなモアレパターンが発生しない。したがって、
反射型液晶素子Ｌの画素サイズ（間隔）に応じて、溝部
１２を含む光反射パターン１１の間隔Ｐ１を上記の範囲
に設定すればよい。
【００２６】
【実施例】本発明の透過型面状照明装置１を備える反射
型液晶素子Ｌの観察面に、モアレパターンが発生するか
否かを観察する。透過型面状照明装置１の構成は、図１
および図２に基づいて説明したものと同様であり、透明
基板２には、透明なアクリル樹脂の平板（サイズ：２４
０ｍｍ×１６０ｍｍ，板厚３ｍｍ）を使用し、透明基板
２の上面６には、その長辺に平行な断面形状三角形の溝
部１２を間隔Ｐ１ごとに形成して光反射パターン１１を
構成する。
型液晶素子Ｌの観察面に、モアレパターンが発生するか
否かを観察する。透過型面状照明装置１の構成は、図１
および図２に基づいて説明したものと同様であり、透明
基板２には、透明なアクリル樹脂の平板（サイズ：２４
０ｍｍ×１６０ｍｍ，板厚３ｍｍ）を使用し、透明基板
２の上面６には、その長辺に平行な断面形状三角形の溝
部１２を間隔Ｐ１ごとに形成して光反射パターン１１を
構成する。
【００２７】光反射パターン１１の溝部１２の断面形状
を三角形としているが、該三角形の溝部１２の傾斜角度
を設定するために、図３に示すように、角度α、角度β
および角度γを定める。角度αは、仮想底辺Ｓを想定し
て形成される三角形の底角のうち光源ランプ４に近い側
の底角である。さらに角度βは、上記角度αとは異なる
底角であり、角度γは、仮想三角形の頂角（すなわち、
溝部１２の谷部）である。
を三角形としているが、該三角形の溝部１２の傾斜角度
を設定するために、図３に示すように、角度α、角度β
および角度γを定める。角度αは、仮想底辺Ｓを想定し
て形成される三角形の底角のうち光源ランプ４に近い側
の底角である。さらに角度βは、上記角度αとは異なる
底角であり、角度γは、仮想三角形の頂角（すなわち、
溝部１２の谷部）である。
【００２８】溝部１２は、角度γを６０°に一定とし、
角度αは、一側端面３から対向面１０に向かって、４８
°ないし５２°さらに４６°になるように連続的に変化
させて形成し、これに伴って角度βも変化させる。この
とき、溝部１２の間隔Ｐ１は一定にする。さらに、溝部
１２と平坦部１３との相対的な比率を変化させるため
に、溝部１２の幅の平端部１３の幅に対する比率を、一
側端面から３分の１までは０．１で一定として、それか
ら対向面１０に向かって溝部１２の切り込み幅を徐々に
増加させ、対向面１０付近では比率が１．２となるよう
に設定する。
角度αは、一側端面３から対向面１０に向かって、４８
°ないし５２°さらに４６°になるように連続的に変化
させて形成し、これに伴って角度βも変化させる。この
とき、溝部１２の間隔Ｐ１は一定にする。さらに、溝部
１２と平坦部１３との相対的な比率を変化させるため
に、溝部１２の幅の平端部１３の幅に対する比率を、一
側端面から３分の１までは０．１で一定として、それか
ら対向面１０に向かって溝部１２の切り込み幅を徐々に
増加させ、対向面１０付近では比率が１．２となるよう
に設定する。
【００２９】そして、光源ランプ４として、外径φ２．
３ｍｍの冷陰極蛍光管を使用し、一側端面３に当接す
る。そして光源ランプ４をインバータにより管電流３．
５ｍＡ、点灯周波数６０ＫＨｚの正弦波で点灯する。
３ｍｍの冷陰極蛍光管を使用し、一側端面３に当接す
る。そして光源ランプ４をインバータにより管電流３．
５ｍＡ、点灯周波数６０ＫＨｚの正弦波で点灯する。
【００３０】さらに、図１および図２には示されていな
いものの、光源ランプ４および一側端面３を覆うよう
に、白色または銀等の金属を蒸着した反射フィルムもし
くは鏡面加工を施したアルミ板等の金属板を折り曲げ加
工した反射板のいずれかで形成されたランプリフレクタ
を設け、光源ランプ４の発光光線を透明基板２内に高効
率で進行させる。また、光源ランプ４を配置する一側端
面３以外の透明基板２の側端面は、照明光量を増加させ
るために、反射部材で覆われている。
いものの、光源ランプ４および一側端面３を覆うよう
に、白色または銀等の金属を蒸着した反射フィルムもし
くは鏡面加工を施したアルミ板等の金属板を折り曲げ加
工した反射板のいずれかで形成されたランプリフレクタ
を設け、光源ランプ４の発光光線を透明基板２内に高効
率で進行させる。また、光源ランプ４を配置する一側端
面３以外の透明基板２の側端面は、照明光量を増加させ
るために、反射部材で覆われている。
【００３１】上述の構成の透過型面状照明装置１の背面
に、透明基板２と大きさのほぼ等しい反射型液晶素子Ｌ
を配置して、その画像を観察した。溝部１２の間隔Ｐ１
を決定するために反射型液晶素子Ｌの観察面に生じる明
暗の縞を予め観察すると、該明暗の縞のうち、溝部８に
平行な縞の間隔Ｐ２は、実測の結果０．３３ｍｍであっ
た。
に、透明基板２と大きさのほぼ等しい反射型液晶素子Ｌ
を配置して、その画像を観察した。溝部１２の間隔Ｐ１
を決定するために反射型液晶素子Ｌの観察面に生じる明
暗の縞を予め観察すると、該明暗の縞のうち、溝部８に
平行な縞の間隔Ｐ２は、実測の結果０．３３ｍｍであっ
た。
【００３２】溝部１２の間隔Ｐ１を間隔Ｐ２（０．３３
ｍｍ）に基づいて設定し、図４に示す図表のようにサン
プルを１４個作成し、それぞれについて画像を観察し
た。
ｍｍ）に基づいて設定し、図４に示す図表のようにサン
プルを１４個作成し、それぞれについて画像を観察し
た。
【００３３】画像を観察した結果、図４に示すように、
モアレパターンが強く生じているサンプルには×（特に
強いものには××）、モアレパターンが弱いものには
○、さらに両者の中間程度のものには△を記入してい
る。図４から明らかなように、Ｐ１：Ｐ２＝１：１．３
ないし１：１．６の範囲内またはＰ１：Ｐ２＝１：１／
１．６ないし１：１／１．３の範囲内である場合に大き
なモアレパターンの発生を抑えることができる。したが
って、本発明の面状照明装置１を反射型液晶素子Ｌに付
加することにより、周囲の明るさ環境に左右されること
なく使用可能となり、かつ、モアレパターンの発生を抑
止することにより画面が観察しやすい。
モアレパターンが強く生じているサンプルには×（特に
強いものには××）、モアレパターンが弱いものには
○、さらに両者の中間程度のものには△を記入してい
る。図４から明らかなように、Ｐ１：Ｐ２＝１：１．３
ないし１：１．６の範囲内またはＰ１：Ｐ２＝１：１／
１．６ないし１：１／１．３の範囲内である場合に大き
なモアレパターンの発生を抑えることができる。したが
って、本発明の面状照明装置１を反射型液晶素子Ｌに付
加することにより、周囲の明るさ環境に左右されること
なく使用可能となり、かつ、モアレパターンの発生を抑
止することにより画面が観察しやすい。
【００３４】さらに、上述のようにモアレパターンは、
光反射パターン１１の明暗の縞の間隔Ｐ１と、反射型液
晶素子Ｌの画素による縞Ｐ２との干渉により生じるもの
であるから、一般化して、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．
３）ないし１：（Ｎ＋１．６）の範囲またはＰ１：Ｐ２
＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／（Ｎ＋１．
３）の範囲内でモアレパターンの発生を抑止可能である
ということができる。ここで、Ｎは整数（０，１，２，
３・・・）である。ただし、Ｎは整数であれば、如何に
大きくしても理論的には可能であるものの、実際に溝部
１２を形成するためには、実用的に０ないし３の間の範
囲を取ることが望ましい。
光反射パターン１１の明暗の縞の間隔Ｐ１と、反射型液
晶素子Ｌの画素による縞Ｐ２との干渉により生じるもの
であるから、一般化して、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．
３）ないし１：（Ｎ＋１．６）の範囲またはＰ１：Ｐ２
＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／（Ｎ＋１．
３）の範囲内でモアレパターンの発生を抑止可能である
ということができる。ここで、Ｎは整数（０，１，２，
３・・・）である。ただし、Ｎは整数であれば、如何に
大きくしても理論的には可能であるものの、実際に溝部
１２を形成するためには、実用的に０ないし３の間の範
囲を取ることが望ましい。
【００３５】以上詳述した本発明の透過型面状照明装置
１において、さらに装置の軽量化を図るためには、図５
および図６に示す透過型面状照明装置１のように透明基
板２’をほぼ楔形としたものであっても良い。このと
き、透明基板２’は、その厚みが一定かつ厚い側面を一
側端面３とし、対向面１０に向かってその厚みが減少す
るものとする。
１において、さらに装置の軽量化を図るためには、図５
および図６に示す透過型面状照明装置１のように透明基
板２’をほぼ楔形としたものであっても良い。このと
き、透明基板２’は、その厚みが一定かつ厚い側面を一
側端面３とし、対向面１０に向かってその厚みが減少す
るものとする。
【００３６】また、透明基板２の上面６に形成される光
反射パターン１１は、溝部１２と平坦部１３とで構成さ
れるものとしたが、本発明においては、モアレパターン
の発生を抑止するべく反射型液晶素子Ｌの画素に起因す
る明暗縞と干渉しないように設定すればよいので、上述
の構成のみに限定されるものではなく、図７および図８
に示すように、溝部１２’を光源ランプ４に平行に連続
的に施す（すなわち、平坦部１３を設けない）ことによ
って形成してもよい。
反射パターン１１は、溝部１２と平坦部１３とで構成さ
れるものとしたが、本発明においては、モアレパターン
の発生を抑止するべく反射型液晶素子Ｌの画素に起因す
る明暗縞と干渉しないように設定すればよいので、上述
の構成のみに限定されるものではなく、図７および図８
に示すように、溝部１２’を光源ランプ４に平行に連続
的に施す（すなわち、平坦部１３を設けない）ことによ
って形成してもよい。
【００３７】さらに、溝部１２の断面形状は、本実施例
のように三角形に限定するものではなく、光線の出射量
が樹脂基板２の下面５側でほぼ均一になるように適宜設
定可能であり、例えば図９に示す四角形でもよいし、ま
たそれ以上の多角形にしてもよい。さらには、図１０に
示すように複数の平面からなる傾斜面に類似させた曲面
によって構成してもよい。
のように三角形に限定するものではなく、光線の出射量
が樹脂基板２の下面５側でほぼ均一になるように適宜設
定可能であり、例えば図９に示す四角形でもよいし、ま
たそれ以上の多角形にしてもよい。さらには、図１０に
示すように複数の平面からなる傾斜面に類似させた曲面
によって構成してもよい。
【００３８】光反射パターン１１の溝部１２を形成する
ための加工は、ダイヤモンドバイトによる切削によって
加工可能である。その際には、加工バイトを固定するた
めに、断面形状ほぼ三角形の溝部１２の頂角に相当する
谷部の角度γを一定に設定しなければならない。このた
め、傾斜角度αおよび傾斜角度βの和は常に一定となる
が、実施例において実際に光反射パターン１１を作成す
る際に述べたように、傾斜角度αおよび傾斜角度βは、
変化可能な範囲内で適宜に変化させて形成することによ
って、より効率的な面状照明を実現することが可能であ
る。
ための加工は、ダイヤモンドバイトによる切削によって
加工可能である。その際には、加工バイトを固定するた
めに、断面形状ほぼ三角形の溝部１２の頂角に相当する
谷部の角度γを一定に設定しなければならない。このた
め、傾斜角度αおよび傾斜角度βの和は常に一定となる
が、実施例において実際に光反射パターン１１を作成す
る際に述べたように、傾斜角度αおよび傾斜角度βは、
変化可能な範囲内で適宜に変化させて形成することによ
って、より効率的な面状照明を実現することが可能であ
る。
【００３９】本発明の透過型面状照明装置１を作製する
にあたって、透明基板２，２’の材料としては光線を効
率よく通過させることのできる物質であれば良く、その
透明性、加工性からアクリル樹脂が最も適している。し
かしながら、本発明の実施にあっては、特にこれに限定
されるものではなく、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱
可塑性の透明樹脂等が使用可能である。また、エポキシ
樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化
性透明樹脂や各種ガラス材料等の無機透明材料も場合に
よっては適用可能である。
にあたって、透明基板２，２’の材料としては光線を効
率よく通過させることのできる物質であれば良く、その
透明性、加工性からアクリル樹脂が最も適している。し
かしながら、本発明の実施にあっては、特にこれに限定
されるものではなく、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等の各種熱
可塑性の透明樹脂等が使用可能である。また、エポキシ
樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化
性透明樹脂や各種ガラス材料等の無機透明材料も場合に
よっては適用可能である。
【００４０】さらに樹脂基板２，２’の作成方法は、切
削、研削加工等の直接的な機械加工が可能であり、樹脂
材料の場合はキャスト成形、押し出し成形、熱加圧成
形、射出成形等の各種成形法の適用が可能であるが、生
産性の点からは樹脂材料を用いた射出成形法が最も優れ
ている。
削、研削加工等の直接的な機械加工が可能であり、樹脂
材料の場合はキャスト成形、押し出し成形、熱加圧成
形、射出成形等の各種成形法の適用が可能であるが、生
産性の点からは樹脂材料を用いた射出成形法が最も優れ
ている。
【００４１】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明では、反
射型液晶表示素子の観察面を覆うように配置する透過型
面状照明装置は、透光性材料からなる透明基板の少なく
とも一面以上の側端面に沿って光源ランプを近接配置さ
せ、前記透明基板の上面に光反射パターンを形成し、該
光反射パターンは、前記光源ランプの軸方向に沿って一
定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部からなり、前記反射
型液晶表示素子の液晶セルの配列のうち前記凹部と平行
な縞の間隔をＰ２としたとき、Ｐ１およびＰ２との関係
を、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋
１．６）、または、Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．
６）ないし１：１／（Ｎ＋１．３）、（ただしＮは整
数）の範囲内になるように光反射パターンを構成するの
で、光反射パターンの明暗の縞の間隔Ｐ１と、反射型液
晶素子Ｌの画素による縞の間隔Ｐ２との干渉を抑えるこ
とにより、大きなモアレパターンの発生を抑止する。
射型液晶表示素子の観察面を覆うように配置する透過型
面状照明装置は、透光性材料からなる透明基板の少なく
とも一面以上の側端面に沿って光源ランプを近接配置さ
せ、前記透明基板の上面に光反射パターンを形成し、該
光反射パターンは、前記光源ランプの軸方向に沿って一
定間隔Ｐ１で形成される複数の凹部からなり、前記反射
型液晶表示素子の液晶セルの配列のうち前記凹部と平行
な縞の間隔をＰ２としたとき、Ｐ１およびＰ２との関係
を、Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋
１．６）、または、Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．
６）ないし１：１／（Ｎ＋１．３）、（ただしＮは整
数）の範囲内になるように光反射パターンを構成するの
で、光反射パターンの明暗の縞の間隔Ｐ１と、反射型液
晶素子Ｌの画素による縞の間隔Ｐ２との干渉を抑えるこ
とにより、大きなモアレパターンの発生を抑止する。
【００４２】したがって、光源ランプの発光光線が透明
基板内を進行すると共に裏面から出射して、さらに反射
型液晶素子に進入するので、該光線によって反射型液晶
素子の観察面が照射されるので、輝度を確保することが
でき、かつ、モアレパターンの発生を抑止しているので
画像が見やすくなる。さらに、透明基板が透光性材料よ
り構成されるので、被照明部材の表面を覆うように配置
されても画像を観察することができ、一体化されている
ので携帯に便利である。
基板内を進行すると共に裏面から出射して、さらに反射
型液晶素子に進入するので、該光線によって反射型液晶
素子の観察面が照射されるので、輝度を確保することが
でき、かつ、モアレパターンの発生を抑止しているので
画像が見やすくなる。さらに、透明基板が透光性材料よ
り構成されるので、被照明部材の表面を覆うように配置
されても画像を観察することができ、一体化されている
ので携帯に便利である。
【図１】本発明の透過型面状照明装置の構造を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１に示す透過型面状照明装置の構造を示す断
面図である。
面図である。
【図３】図１の光反射パターンの形状を説明するための
断面図である。
断面図である。
【図４】実施例に関わる透過型面状照明装置の光反射パ
ターン形状の設定値を説明するための図表である。
ターン形状の設定値を説明するための図表である。
【図５】図１とは異なる透過型面状照明装置の構造を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】図５の透過型面状照明装置の構造を示す断面図
である。
である。
【図７】図５とは異なる透過型面状照明装置の構造を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図８】図７の透過型面状照明装置の構造を示す断面図
である。
である。
【図９】図１とは異なる光反射パターンの形状を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図１０】図９とは異なる光反射パターンの形状を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図１１】従来の透過型面状照明装置の構造を示す斜視
図である。
図である。
【図１２】図１１の透過型面状照明装置の構造を示す断
面図である。
面図である。
１ 透過型面状照明装置 ２ 透明基板 ４ 光源ランプ ５ 下面 ６ 上面 １１ 光反射パターン １２ 溝部 １３ 平坦部 Ｌ 反射型液晶素子
Claims (3)
- 【請求項１】 反射型液晶表示素子の表面を覆うように
近接させて配置する照明装置であって、 透光性材料からなる透明基板の少なくとも一面以上の側
端面に沿って光源ランプを近接配置させ、 前記透明基板の上面に光反射パターンを形成し、該光反
射パターンは、前記光源ランプの軸方向に沿って一定間
隔Ｐ１で形成される複数の凹部からなり、 前記反射型液晶表示素子の液晶セルの配列のうち前記凹
部と平行な縞の間隔をＰ２としたとき、 Ｐ１とＰ２との関係が、 Ｐ１：Ｐ２＝１：（Ｎ＋１．３）ないし１：（Ｎ＋１．
６）または Ｐ１：Ｐ２＝１：１／（Ｎ＋１．６）ないし１：１／
（Ｎ＋１．３） （ただしＮは整数：０，１，２，３・・・） を満たす間隔Ｐ１であることを特徴とする透過型面状照
明装置。 - 【請求項２】 前記凹部は、断面形状ほぼ三角形の溝部
であり、該溝部と隣接する溝部との間に平坦部を形成し
て、前記溝部と前記平坦部とからなる前記光反射パター
ンとし、 前記溝部の傾斜角度は、前記透明基板の下面全体でほぼ
均一な光線の出射量を確保するように設定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の透過型面状照明装置。 - 【請求項３】 前記凹部は、断面形状ほぼ三角形の溝部
であり、前記光反射パターンは、前記溝部が連続的に形
成された構成とし、 前記溝部の傾斜角度は、前記透明基板の下面全体でほぼ
均一な光線の出射量を確保するように設定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の透過型面状照明装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05324898A JP3297846B2 (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 透過型面状照明装置 |
| US09/236,470 US6088074A (en) | 1998-03-05 | 1999-01-25 | Transparent and spread illuminating apparatus |
| DE69925182T DE69925182T2 (de) | 1998-03-05 | 1999-02-12 | Transparente Frontflächenbeleuchtungseinrichtung in einer Flüssigkristallanzeige |
| EP99102645A EP0940706B1 (en) | 1998-03-05 | 1999-02-12 | Transparent front-surface illuminating apparatus in a liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05324898A JP3297846B2 (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 透過型面状照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260128A true JPH11260128A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3297846B2 JP3297846B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=12937503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05324898A Expired - Lifetime JP3297846B2 (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 透過型面状照明装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6088074A (ja) |
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