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図面 (19)

課題

液晶表示装置において光利用効率を向上させる。

解決手段

液晶表示装置10は、プリズムシート22を含む面光源装置20と、この面光源装置20の光出射面側に配置された液晶パネル30と、を含んで構成されている。前記面光源装置20は、光源24と、該光源24から入射した光を、上面から、第1の所定方向D1に最大強度を有する指向性光として出射する導光体26と、前記第1の所定方向D1の指向性光を、前記液晶パネル30の視認側輝度が最大となるような第2の所定方向D2に指向し、かつ偏光光偏光方向Sを制御して前記液晶パネル30に出光する前記プリズムシート22と、導光体26の前記プリズムシート22と反対側に配置された光拡散反射シート29と、を含んで構成されている。

概要

背景

近年、ディスプレイとして、面光源装置を用いた液晶表示装置の普及には目覚ましいものがあり、現在普及している液晶表示装置は、偏光光偏光板に光を透過させることによって得ている)を液晶層変調する方式である。

図13に従来の代表的な面光源装置70、及びこれを含む液晶表示装置72の構成を示す。この面光源装置70において、光源52から出射された光は導光体54に入射全反射を繰り返しながら進行する。導光体54内を進行する光の一部は光散乱体56により進行方向を変えられて導光体外へ出射する。導光体54から図において下方向に出射した光は反射シート58で反射されて再び導光体54内部へ戻され、一方、図において上方に出射した光は拡散シート60により拡散された後、プリズムシート62により集光されて、表裏を偏光板66、68で挟持された液晶セル64に入射して、その背面光源として使用される。

また、図14及び図15も従来の面光源装置70A、70B、及びこれを含む液晶表示装置72A、72Bを示すものである。図14に於ける面光源装置70Aでは、図13の面光源装置70に対して、拡散シート60とプリズムシート62の順番が逆になり、且つプリズムシート62のプリズム面導光体側54を向いた構成である。また、図15に於ける面光源装置70Bでは、プリズムシート62の上に、プリズムシート62の三角柱プリズムの向きと直交する三角柱プリズムを持つ別のプリズムシート62Aを重ねた構成である。

上記のように、使用されている偏光板66,68は入射光の約半分を吸収してしまうために、光の利用効率が低かった。そこで、満足のいく明るさにする為には、より多くの光を偏光板に入射させなければならないが、その分光源の消費電力が増大するばかりでなく、光源からの熱が液晶に悪影響を与えて表示が見づらくなってしまう等の様々な問題があった。

この様な観点から現在に至るまで以下の如き様々な提案がなされてきた。その一つとして、光源からの無偏光光を、互いに直交関係にある二つの直線偏光に分離する偏光分離体を用い、分離された一方の偏光光を直接利用すると共に、他方の偏光光も再利用するものがある。すなわち、偏光分離体により分離した偏光成分のうち、片方の偏光成分は液晶セルに入射させ、他方の偏光成分は光源側に戻して、その光を反射等により再度偏光分離体に導いて再利用することで、光利用効率を向上させる技術である。

例えば、第1に、特開平4−184429号公報に開示の技術は、偏光分離器にて光源装置からの無偏光光を互いに直交関係にある二つの偏光光に分離し、一方の偏光光を直接液セルに向けて出射させ、もう一方の偏光光を光源側に戻して集束させた後、反射させて再び光源光として再利用するものである。

第2としては、特開平6−265892号公報に開示されたバックライトがあり、これは、面状導光体光出射面側に、出射する光が面状導光体表面に対してほぼ垂直になるような光制御シートを設け、さらにその上に、偏光分離手段を配置するものである。

更に、第3としては、特開平7−261122号公報に開示のバックライトがあり、これは楔形状断面を有する体積領域を含む光散乱導光体からなる平行光束化素子の出射面側に、偏光分離体を配置するものである。

概要

液晶表示装置において光利用効率を向上させる。

液晶表示装置10は、プリズムシート22を含む面光源装置20と、この面光源装置20の光出射面側に配置された液晶パネル30と、を含んで構成されている。前記面光源装置20は、光源24と、該光源24から入射した光を、上面から、第1の所定方向D1に最大強度を有する指向性光として出射する導光体26と、前記第1の所定方向D1の指向性光を、前記液晶パネル30の視認側輝度が最大となるような第2の所定方向D2に指向し、かつ偏光光の偏光方向Sを制御して前記液晶パネル30に出光する前記プリズムシート22と、導光体26の前記プリズムシート22と反対側に配置された光拡散反射シート29と、を含んで構成されている。

目的

本発明は、上記のような問題点に鑑みて、光の指向性及び偏光方向とを制御して光の利用効率を向上できるようにし、比較的簡単な構成で厚みも薄くでき且つ量産性に優れたプリズムシート、面光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
7件

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請求項1

偏光板光入射側にこれと略平行に配置され、1枚以上積層された複屈折性を有する透光性基材の少なくとも一方の面にプリズム層を有し、且つ、前記透光性基材を通過した偏光光偏光方向が、前記偏光板の偏光軸と略同一方向となるように、前記透光性基材の偏光軸方向を、前記プリズム層を構成するプリズム稜線方向と所定の角度をもって配置したことを特徴とするプリズムシート

請求項2

請求項1において、前記プリズム層側を偏光光の入射面とし、且つ、前記透光性基材を通過した偏光光の偏光方向が、前記偏光板の偏光軸と略同一方向となるようにしたことを特徴とするプリズムシート。

請求項3

光源と、該光源からの光を側面から入射し、第1の所定方向最大強度を有する指向性を持つ偏光光を出射する導光体と、該導光体の出射面側に配置され、前記第1の所定方向の偏光光を、前記導光体出射面の法線方向を中心とする一定角度内の第2の所定方向に指向して出光する請求項1又は2に記載のプリズムシートと、を有してなることを特徴とする面光源装置

請求項4

請求項3において、前記導光体は板形状であり、且つ、内部の光を出射面から出射させるための光散乱手段を有し、この光散乱手段は、前記出射面又は出射面とは反対側の面に光学的に接触された光散乱層、前記出射面又は出射面とは反対側の面に形成された粗面、又は前記導光体の内部に含有された光散乱剤のいずれかであることを特徴とする面光源装置。

請求項5

請求項3又は4において、前記プリズムシートは、前記導光体側に前記プリズム層を形成してなり、この前記プリズム層は複数の単位プリズムから構成され、凹凸面をなすことを特徴とする面光源装置。

請求項6

請求項1乃至5のいずれかにおいて、前記透光性基材が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とするプリズムシート及び面光源装置。

請求項7

請求項3乃至6のいずれかにおいて、前記プリズムシートの出射面側に拡散シートを配置したことを特徴とする面光源装置。

請求項8

請求項3乃至7のいずれかに記載の面光源装置と、前記偏光板と、液晶セルと、第2の偏光板と、をこの順で配置してなり、前記面光源装置から出射された偏光光の偏光方向と、前記偏光板の偏光軸とが略同一方向であることを特徴とする、液晶表示装置

技術分野

0001

本発明は、光利用効率の良い液晶表示装置、及び液晶表示装置に用いるプリズムシート面光源装置に関する。

背景技術

0002

近年、ディスプレイとして、面光源装置を用いた液晶表示装置の普及には目覚ましいものがあり、現在普及している液晶表示装置は、偏光光偏光板に光を透過させることによって得ている)を液晶層変調する方式である。

0003

図13に従来の代表的な面光源装置70、及びこれを含む液晶表示装置72の構成を示す。この面光源装置70において、光源52から出射された光は導光体54に入射全反射を繰り返しながら進行する。導光体54内を進行する光の一部は光散乱体56により進行方向を変えられて導光体外へ出射する。導光体54から図において下方向に出射した光は反射シート58で反射されて再び導光体54内部へ戻され、一方、図において上方に出射した光は拡散シート60により拡散された後、プリズムシート62により集光されて、表裏を偏光板66、68で挟持された液晶セル64に入射して、その背面光源として使用される。

0004

また、図14及び図15も従来の面光源装置70A、70B、及びこれを含む液晶表示装置72A、72Bを示すものである。図14に於ける面光源装置70Aでは、図13の面光源装置70に対して、拡散シート60とプリズムシート62の順番が逆になり、且つプリズムシート62のプリズム面導光体側54を向いた構成である。また、図15に於ける面光源装置70Bでは、プリズムシート62の上に、プリズムシート62の三角柱プリズムの向きと直交する三角柱プリズムを持つ別のプリズムシート62Aを重ねた構成である。

0005

上記のように、使用されている偏光板66,68は入射光の約半分を吸収してしまうために、光の利用効率が低かった。そこで、満足のいく明るさにする為には、より多くの光を偏光板に入射させなければならないが、その分光源の消費電力が増大するばかりでなく、光源からの熱が液晶に悪影響を与えて表示が見づらくなってしまう等の様々な問題があった。

0006

この様な観点から現在に至るまで以下の如き様々な提案がなされてきた。その一つとして、光源からの無偏光光を、互いに直交関係にある二つの直線偏光に分離する偏光分離体を用い、分離された一方の偏光光を直接利用すると共に、他方の偏光光も再利用するものがある。すなわち、偏光分離体により分離した偏光成分のうち、片方の偏光成分は液晶セルに入射させ、他方の偏光成分は光源側に戻して、その光を反射等により再度偏光分離体に導いて再利用することで、光利用効率を向上させる技術である。

0007

例えば、第1に、特開平4−184429号公報に開示の技術は、偏光分離器にて光源装置からの無偏光光を互いに直交関係にある二つの偏光光に分離し、一方の偏光光を直接液セルに向けて出射させ、もう一方の偏光光を光源側に戻して集束させた後、反射させて再び光源光として再利用するものである。

0008

第2としては、特開平6−265892号公報に開示されたバックライトがあり、これは、面状導光体光出射面側に、出射する光が面状導光体表面に対してほぼ垂直になるような光制御シートを設け、さらにその上に、偏光分離手段を配置するものである。

0009

更に、第3としては、特開平7−261122号公報に開示のバックライトがあり、これは楔形状断面を有する体積領域を含む光散乱導光体からなる平行光束化素子の出射面側に、偏光分離体を配置するものである。

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、上記従来の各技術には次のような問題があった。

0011

第1の技術は、投影型の液晶表示装置を対象とするものであり、その照明装置の構成は空間的スペースを必要とし、薄型化が要求される平面型の液晶表示装置には適用できない。

0012

第2の技術は、薄型化に適したものであるが、その偏光分離体は、その断面が三角形状の柱状プリズムアレイの斜面に偏光分離層を形成したものである場合には、優れた光利用効率が得られているが、偏光分離体の構造が複雑で、特に断面が三角形状の柱状プリズムアレイの斜面部分に偏光分離層を形成することが難しく、量産性に優れたものとは言い難かった。

0013

第3の技術は、導光体として楔形状断面を有する体積領域を含む特定の光散乱導光体からなる平行光束化素子を用いた場合には、優れた光利用効率が得られているが、光散乱導光体を特定の光散乱能にすることが難しく、一般的に使用できるものとは言い難かった。

0014

本発明は、上記のような問題点に鑑みて、光の指向性及び偏光方向とを制御して光の利用効率を向上できるようにし、比較的簡単な構成で厚みも薄くでき且つ量産性に優れたプリズムシート、面光源装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0015

本発明は、請求項1のように、偏光板の光入射側にこれと略平行に配置され、1枚以上積層された複屈折性を有する透光性基材の少なくとも一方の面にプリズム層を有し、且つ、前記透光性基材を通過した偏光光の偏光方向が、前記偏光板の偏光軸と略同一方向となるように、前記透光性基材の偏光軸方向を、前記プリズム層を構成するプリズム稜線方向と所定の角度をもって配置したことを特徴とするプリズムシートにより上記課題を解決するものである。

0016

即ち、前記プリズムシートは、前記プリズム層により、入射した偏光光の出射方向を制御するとともに、前記複屈折性を有する透光性基材により、入射した偏光光の偏光方向を、出射面側に、この出射面と略平行に配置される偏光板の偏光軸と略同一方向とするものである。

0017

従って、前記プリズムシートを液晶セルの入射側に使用することにより、偏光板に吸収される光量を低減し、光の利用効率を向上させることができる。

0018

請求項2の発明は、請求項1において、前記プリズム層側を偏光光の入射面とし、且つ、前記透光性基材を通過した偏光光の偏光方向が、前記偏光板の偏光軸と略同一方向となるようにしたことを特徴とするプリズムシートである。

0019

請求項3の発明は、光源と、該光源からの光を側面から入射し、第1の所定方向最大強度を有する指向性を持つ偏光光を出射する導光体と、該導光体の出射面側に配置され、前記第1の所定方向の偏光光を、前記導光体出射面の法線方向を中心とする一定角度内の第2の所定方向に指向して出光する請求項1又は2に記載のプリズムシートと、を有してなることを特徴とする面光源装置である。

0020

前記導光体から前記第1の所定方向に出射される光は、s成分比率の高い偏光した指向性光であり、請求項1又は2に記載のプリズムシートの入射光として使用することで、液晶表示装置における光の利用効率の高い面光源装置となる。

0021

請求項4の発明は、請求項3において、前記導光体は板形状であり、且つ、内部の光を出射面から出射させるための光散乱手段を有し、この光散乱手段は、前記出射面又は出射面とは反対側の面に光学的に接触された光散乱層、前記出射面又は出射面とは反対側の面に形成された粗面、又は前記導光体の内部に含有された光散乱剤のいずれかであることを特徴とする面光源装置である。

0022

請求項5の発明は、請求項3又は4において、前記プリズムシートは、前記導光体側に前記プリズム層を形成してなり、このプリズム層は複数の単位プリズムから構成され、凹凸面をなすことを特徴とする面光源装置である。

0023

請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかにおいて、前記透光性基材が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とするプリズムシート及び面光源装置である。

0024

請求項7の発明は、請求項3乃至6のいずれかにおいて、前記プリズムシートの出射面側に拡散シートを配置したことを特徴とする面光源装置である。

0025

請求項8の発明は、請求項3乃至7のいずれかに記載の面光源装置と、前記偏光板と、液晶セルと、第2の偏光板とを、この順で配置してなり、前記面光源装置から出射された偏光光の偏光方向と、前記偏光板の偏光軸とが略同一方向であることを特徴とする、液晶表示装置である。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の例にかかるプリズムシート、面光源装置を含む液晶表示装置について詳細に説明する。

0027

図1に示されるように、本発明の実施の形態の例にかかるを液晶表示装置10は、プリズムシート22を含む面光源装置20と、この面光源装置20の光出射面側に配置された液晶パネル30と、を含んで構成されている。

0028

前記面光源装置20は、少なくとも、光源24と、該光源24から、図1において左側の一側端面26Aに入射した光を、上面から、第1の所定方向D1に最大強度を有する指向性光として出射する導光体26と、前記第1の所定方向D1の指向性光を、前記液晶パネル30の視認側輝度が最大となるような第2の所定方向D2に指向し、かつ偏光光の偏光方向Sを制御して前記液晶パネル30に出光する前記プリズムシート22と、導光体26の前記プリズムシート22と反対側に配置された光拡散反射シート29と、を含んで構成されている。前記光源24には冷陰極管などを使用する。

0029

前記導光体26は、一側端面26Aから入射した光を、第1の所定方向D1に最大強度を有し、且つs成分の比率の高い偏光である指向性光を出射面から出射する特性を有するものである。

0030

導光体が光を導光する原理は、光が光学的に密(屈折率n1)と疎(屈折率n2)の媒質境界面において入射角θ1が下記式1のθcに達すると全反射を起すことを利用しており、θcを臨界角という。

0031

sinθc=n2/n1 (式1)

0032

したがって、導光体からの出射光は、何らかの方法により、入射角θ1を臨界角θcよりも小さくすることで得られる。この時、図9(A)に示したように入射角が臨界角より若干小さい領域では、入射角θ1によりp成分の光と垂直な振幅を持つs成分の光では、入射角θ1によりp成分の反射率がs成分の反射率より小さくなり、したがってs成分の比率の高い偏光光とすることができる。例えばn1を1.5、n2を1.0とするとθ1が33°41′24″の時に、p成分の反射率は0となるので、s成分のみの偏光光とすることができる。

0033

このように、入射角θ1を臨界角θcよりも若干小さくすることで、本発明の導光体26から出射された光は、s成分のみの偏光光として出射され、且つ、入射角θ1が特定の小さい領域にされているので、出射角度も特定の小さい領域に限定される。すなわち、第1の所定方向D1に最大強度を有し、且つs成分の比率の高い偏光光を出射面26Bから出射することができる。

0034

なお、導光体の材質は,光を効率良く透過させる性質があれば特に限定されず、例えばPMMA等のアクリル樹脂ポリカーボネート樹脂ガラス等である。

0035

前記第1の所定方向D1は、図1に示したように、一般的には導光体26の出射面26Bを基準に考えると、出射面26Bの法線方向に対して、前記一側端面26A近傍に配置した光源24とは反対側の方向である。

0036

前記第1の所定方向D1に最大輝度を有する指向性光として,例えば拡散光(この拡散光は指向性が全く無い完全拡散光ではない)を導光体26から出射させる手段として、導光体26の形状を板状(例えば平板状、あるいは光源24を配置する前記一側端面26Aから遠ざかるにつれて厚みが薄くなる楔形状など)とするとともに、導光体26に光散乱手段を備えさせる。

0037

なお、導光体の厚みを光源から遠ざかるにつれて薄くする際に、光源を両側端面近傍に設けるいわゆる2灯式面光源の場合には、図6に示すように、導光体は中央部分が最も薄い形状とし、また、2方向の第1の所定方向D1、D1Aが存在することになる。

0038

光散乱手段としては、例えば、図1に示されるように、導光体26の出射面26Bとは反対側の面に樹脂中にシリカ等の光散乱剤を分散させた光散乱層28A(通常はドット状等とする)を印刷等で設けて光学的に接触させる構造がある。

0039

この他に、図2に示されるように、導光体26の出射面26Bに、樹脂中にシリカ等の光散乱剤を分散させた光散乱層28Bを印刷等で設けて光学的に接触させる構造,図3に示されるように、導光体26の出射面を粗面28Cとする構造,図4に示されるように、出射面26Bとは反対側の面(裏面)を粗面28Dとする構造,図5に示されるように、導光体26の内部に、導光体26の大部分を構成する物質(例えばPMMA:屈折率1.49)とは異なる屈折率を有し、且つ、透光性である物質(例えば、シリコーン樹脂:屈折率1.43)かならる光散乱剤28Eを、粒子径5μm以下の大きさで導光板全体の1重量%以下含有させて、導光体の材料自身を光散乱性とする、のいずれかの手段を採用しても良い。

0040

前記光散乱剤28Eを用いる場合、その粒子径が5μmより大きいと導光体26からの出射光の指向性が完全拡散光に近づき、また含有量が1重量%を越えても導光体出射面26Bの輝度均一性が悪化し好ましくない。

0041

前記プリズムシート22は光線進路を変更する手段であり、この場合、図7に示すように、導光体26から入射した第1の所定方向D1の光線を、プリズム内部の全反射によって第2の所定方向D2に変えて出射するようにされている。

0042

更に詳述すると、図10(A)に拡大して示すように、プリズムシート22は、断面が三角形の三角柱三角プリズムを単位プリズム22Aとして、この単位プリズムを多数配列したプリズム構造を有し、プリズム構造による凹凸が、導光体26側の断面形状を略V字形状としている。

0043

三角柱プリズムの断面三角形の斜面は、光源側の斜面23Aを反光源側の斜面23Bよりも急斜面とした不等辺三角形である。これは、導光体出射面26Bから傾いて出光する指向性光について、プリズム入光面に対し、例えば略法線方向へ傾きを立てるためである。

0044

なお、図10(B)に示されるようにベースシート32A上にプリズム32Bを形成したプリズムシート32を設けてもよい。

0045

また前記プリズムシート32のプリズム32Bと反対側の非プリズム面には、視野角を拡大する為の拡散性や他の部材との密着による干渉防止あるいは、キズ等外観の不具合を隠す等の為に、必要に応じてマット面32Cを形成してもよい。マット面32Cを形成する手段としては、マット剤コーティングエンボス加工などを用いることが出来る。

0046

前記プリズムシート形成用材料としては、光を効率よく透過させる性質の材料であれば機能し、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂、ガラス等がある。なかでも、微細プリズム形状を精度よく形成できる点で、PET、PCなどのベースシート32Aの上に紫外線硬化樹脂を用いてプリズム32Bを形成したものが好ましく、又、最も量産性に優れた点からも好ましい。

0047

この場合、紫外線硬化樹脂で形成したプリズムの屈折率は大きい方が好ましく、具体的には1.4以上、更に好ましくは1.5以上である。なお、ベースフィルム上に紫外線硬化樹脂でプリズム形状を形成するには、特開平5−169015号公報に開示の技術を利用すれば良い。

0048

すなわち、プリズム形状に対し逆凹凸形状の凹部を有する回転するロール凹版紫外線硬化樹脂液を塗工充填し、次いでこれにベースシートを供給して版面の樹脂液の上からロール凹版に押圧し、押圧した状態で、紫外線照射して樹脂液を硬化させた後に、固化した紫外線硬化樹脂をベースシートと共に回転するロール凹版から剥離すれば、プリズムシートは連続製造できる。

0049

また、後述するように必要に応じて、ベースシート32Aとして、延伸フィルムを用いても良い。延伸フィルムは、透光性があればその材質は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂、TAC(三酢酸セルロース)等であり、特に機械的、化学的光学的性能から二軸延伸のPETが特に望ましい。

0050

次にプリズムシート22における偏光方向制御の方法とその効果について述べる。図8は、導光体から出射された第1の所定方向D1の光が、プリズムシート22のプリズムによって第2の所定方向(この場合、液晶パネルの法線方向)D2に指向されることを示したものである。

0051

この時、例えばプリズム部の屈折率n1が1.50の場合、空気の屈折率n2は1.0であるので、θcは、41°48′37″となり、入射角θ2≧θcであれば、入射光は全反射する。

0052

図9(B)、(C)に示すように全反射領域(θ2≧θc)では、入射面内にて振幅するp成分の光と、p成分の光と垂直な振幅を持つs成分の光とでは、入射角θ2により位相が異なって変化して出射することとなる。その理由はあきらかではないが、このことが出射する偏光光の偏光方向に影響を及ぼす。

0053

液晶パネルに入射する偏光光の偏光方向を液晶パネルの偏光軸と合わせることにより、偏光板によって吸収されてしまう光を減らすことができるので、液晶パネルへの入射光を有効に利用することが可能となり、入射角θ2を制御することにより、光の利用効率の向上を図ることができる。

0054

しかしながら、入射角θ2で反射角と偏光光の偏光方向の双方を制御することは制約が多く、実際は困難であるため、面内で屈折率の異方性を有する、所定の方向に延伸された延伸フィルムをプリズムシート32のベースシート32Aに用いるか、或いは延伸フィルムをプリズムシート22、32の出射面側に積層し、偏光光の偏光方向を制御する手段として利用する。

0055

延伸フィルムは、透光性があればその材質は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂、TAC(三酢酸セルロース)等であり、特に機械的、化学的、光学的性能から二軸延伸のPETが特に望ましい。

0056

図11に示すように一般的な二軸延伸PETは、ロール製造時において機械の流れ方向と幅方向に延伸されており、その分子配向方向も機械の中央を境に左右斜め方向に配向している。このように配向していることにより幅方向と流れ方向の屈折率は異なり、このようなフィルムを通過させることで偏光光の偏光方向を調整することが可能となる。

0057

図12にプリズムシート22から出射される偏光光の偏光方向D3と液晶セル30Aに用いられる第1の偏光板30Bの偏光軸D4との関係を示す。前述のようにプリズムシート32のベースシート32Aに用いられる延伸フィルムは、ロール原反の長さ方向に対して左右いずれかの斜め方向に分子が配向しており、ベースシート32Aの偏光軸D5はプリズムの稜線方向と所定の角αをなしている。このベースシート32Aを通過した偏光光の偏光方向D3と面光源側の第1の偏光板30Bの偏光軸D4が同じ方向であることにより光の利用効率が向上する。符号30Cは第2の偏光板を示す。

0058

以上のように、本発明の面光源では、導光体から出射した、s成分の比率が高く、第1の所定方向D1に最大強度を有する拡散光等の指向性光の出射方向を、前述のプリズムシート22を用いて、第2の所定方向(通常は液晶表示装置の法線方向)D2に指向し、かつ液晶パネルでの透過率が最大になるように偏光光の偏光方向D3を制御することで、液晶表示装置での光利用効率を向上できることになる。

0059

しかもプリズムシート22、32は平面状なので、多層膜を斜面に有する場合に比べて、薄型の面光源とすることができ、液晶表示装置とした場合にもかさばらないため好ましい。

0060

なお、本発明の面光源装置は、更に必要に応じて、従来公知の面光源装置70、70A、70B(図13図15参照)と同様に、図1に2点鎖線で示す拡散シート40の他、レンズシート等を併用しても良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施の形態の例に限定されるものではない。

0061

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。

0062

図1に示すように、光源24と、斜め方向に最大強度を有する拡散光線を出射し、裏面にはドット状の光散乱層28Aを印刷形成した導光体26と、単位プリズム22Aが三角柱プリズム(断面が光源側を反光源側よりも急斜面とした不等辺三角形)からなり、プリズム面を導光体26側に向けたプリズムシート22と、白色ポリエチレンテレフタレートシートからなる光拡散反射シート29を導光体裏面側近傍に配置し、図12のように、前記プリズムシート32のベースシート32Aにロール原反の幅方向で分子の配向方向が異なる二軸延伸PET原反を用いて、その延伸方向によって生じた偏光光の偏光方向D3が面光源側の第1の偏光板32Bの偏光軸D4とほぼ同じ方向となるようにしたプリズムシートを用意して面光源に配置した。

0063

さらに偏光板を液晶パネルで使用されている偏光軸方向に合せて、前記の面光源上に配置し、偏光板から出射される光線の輝度を測定したところ、偏光方向が同方向のものと逆方向のものでは、最大輝度(最大値を与える方向の輝度)が、それぞれ1020cd/m2、910cd/m2となり10%程度の差が認められた。

発明の効果

0064

本発明によれば、比較的簡単な構成で、液晶表示装置における光の利用効率を向上させることができる。しかも、面光源装置、及びプリズムシートが平面状であり、厚みを薄くすることができるので、液晶表示装置の薄型化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0065

図1本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を示す断面図
図2導光体の実施形態の第2例を示す断面図
図3導光体の他の実施形態の第3例を示す断面図
図4導光体の他の実施形態の第4例を示す断面図
図5導光体の他の実施形態の第5例を示す断面図
図6導光体の他の実施形態の第6例を示す断面図
図7プリズムシートの実施形態の例を示す断面図
図8プリズムシートのプリズム原理を示す模式図
図9(A)入射角に対するs成分、p成分の光の反射率を示すグラフ
図9(B) 入射角に対するs成分、p成分の光の位相変化を示すグラフ
図9(C) 入射角に対するs成分、p成分の光の位相差の変化を示すグラフ
図10(A) プリズムシートの実施形態の例を示す拡大斜視図
図10(B) プリズムシートの別の実施形態の例を示す拡大斜視図
図11二軸延伸PETを製造する際の延伸方向と分子配向の方向についての模式図
図12プリズムシートの基材の偏光軸、液晶セル側の第1の偏光板の偏光軸、及び偏光光の偏光方向の関係を示した模式図
図13従来の面光源及び液晶表示装置の一例を示す断面図
図14従来の面光源及び液晶表示装置の他の例を示す断面図
図15従来の面光源及び液晶表示装置の他の例を示す断面図

--

0066

10…液晶表示装置
22、32…プリズムシート
24…光源
26…導光体
26B…導光体の出射面
28A…光散乱層
28B…光散乱層
28C、28D…粗面
28E…光散乱剤
29…光拡散反射シート
30…液晶パネル
30A…液晶セル
30B…第1の偏光板
30C…第2の偏光板
32A…ベースシート
32B…プリズム
40…拡散シート
D1…第1の所定方向
D2…第2の所定方向
D3…偏光光の偏光方向
D4…第1の偏光板の偏光軸
D5…ベースシートの偏光軸

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