JP2002303864A - 照明装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
を使用しない場合に比べ輝度を1.5倍以上、就中1.
6倍以上に高めうる照明装置の開発。 【解決手段】別体の光源を介し光の出射方向から入射さ
せた光の反射率を50〜90%とした面光源装置(1)
における光出射側に、自然光を入射させて偏光からなる
反射光と透過光が得られる反射型偏光板(2)を配置し
てなる照明装置及びその照明装置における反射型偏光板
の上側に液晶表示パネル(3)を配置してなる液晶表示
装置。 【効果】バックライトに用いて偏光を供給し明るくて表
示品位に優れる液晶表示装置を形成できる。
Description
に好適な偏光を供給しうる照明装置に関する。
とした照明装置としては、サイドライト型導光板や直下
型等からなる面光源の上に自然光を入射させて偏光から
なる反射光と透過光が得られる反射型偏光板を配置した
ものが知られていた(特開平4−268505号公
報)。斯かる照明装置は、偏光を供給することより液晶
表示装置のバックライトに用いて偏光板による吸収ロス
を低減しうるものであり通例、反射板を用いて反射型偏
光板による反射光も有効利用できるように形成されてい
る。
有効利用した場合、反射型偏光板を使用しない場合に比
べて理論的には2倍の輝度が期待される。しかしながら
従来の反射型偏光板を用いた照明装置にあっては輝度を
約1.4倍程度にしか向上できない問題点があった。
型偏光板を用いてそれを使用しない場合に比べ輝度を
1.5倍以上、就中1.6倍以上に高めうる照明装置の
開発を課題とする。
射方向から入射させた光の反射率を50〜90%とした
面光源装置における光出射側に、自然光を入射させて偏
光からなる反射光と透過光が得られる反射型偏光板を配
置してなることを特徴とする照明装置、及びその照明装
置における反射型偏光板の上側に液晶表示パネルを配置
してなることを特徴とする液晶表示装置を提供するもの
である。
それを使用しない場合に比べ輝度を1.5倍以上、就中
1.6倍以上に高めうる照明装置を得ることができ、そ
れをバックライトに用いて偏光を供給し明るくて表示品
位に優れる液晶表示装置を形成することができる。斯か
る輝度の向上は、面光源装置の光反射率を上記した所定
値に制御したことによる。従来のバックライトシステム
の如く光源からの出射光を可及的に有効活用して面全体
を均一で明るいものとする面光源装置の設計では反射型
偏光板を用いてその反射光による戻り光の利用効率を高
めることは困難である。
源を介し光の出射方向から入射させた光の反射率を50
〜90%とした面光源装置における光出射側に、自然光
を入射させて偏光からなる反射光と透過光が得られる反
射型偏光板を配置したものよりなる。その例を図1に示
した。1が照明装置、2が反射型偏光板である。なお図
例は液晶表示装置としたものを示しており、3が液晶表
示パネルである。
の出射方向から入射させた光の反射率が50〜90%と
なるように制御したものが用いられる。斯かる反射率
は、面光源を消灯した非発光状態にてJIS Z 78
22(4.3.1)に準拠した反射物体の測定方法にお
ける条件dに従って行うことができ、例えばカラーテス
ター(スガ試験機社製、SC−3)などの測定機も市販
されている。
板による反射光の利用効率に乏しくて反射型偏光板によ
る輝度向上の効果を十分に発揮させることができない
し、90%を超えると反射型偏光板を使用しない状態で
の光出射効率に乏しくて輝度が低かったり、面全体の明
るさの均一性に乏しかったりする。反射型偏光板による
反射光からなる偏光を可及的に吸収ロスなく視認方向に
反射させて再利用し、反射型偏光板による輝度の向上効
果をより有効に発揮させる点より面光源装置の好ましい
当該反射率は、60%以上、就中70%以上である。
板や直下型のもの等の如く液晶表示装置のバックライト
などに準じた適宜なものを用いることができ、反射型偏
光板の下部に位置する全部の形成部材からなる全体が面
光源装置として前記した反射率を満足するものであれば
よい。従って面光源装置は、複数の部材を組合せて形成
したものであってよい。
イドライト型導光板であり、導光板12の1又は2以上
の側面に光源13を配置してリフレクタ14で包囲固定
し、その光出射側に光拡散板15、18と集光シート1
6、17を設けると共に、前記導光板の反対側に反射板
11を設けたものよりなる。一方、直下型の面光源装置
としては例えば図2の例の如く、反射板41の上に1又
は2以上の光源42を配置し、その上に光拡散板43、
44を配置したものなどがあげられる。
状凹凸等からなる光出射手段を設けて側面よりの入射光
を上下面の一方より出射させるようにしたものなどであ
ってもよい。また光源としては陰極管や電球、エレクト
ロルミネッセンス、発光ダイオードやそれを用いた線状
光源体などの適宜なものを用いうる。反射板は、反射型
偏光板による反射光を利用する点よりも必要なものであ
るが反射シートや金属箔などの従来に準じた適宜なもの
を用いうる。
化を目的に必要に応じて1層又は2層以上が用いられ、
従来に準じた適宜なものを用いうる。また集光シート
は、出射光の光路制御を目的に必要に応じて1層又は2
層以上が用いられ、レンズシートやプリズムシートなど
の従来に準じた適宜なものを用いうる。図1の例では2
層のプリズムシートをそのプリズムの稜線が直交するよ
うに配置して、縦又は横方向に拡散する光を正面方向に
集光できるようになっている。
は、それを形成する部材の全体を介して調節することが
できる。面光源装置の反射率の向上には光吸収しない部
材や内部散乱しない部材を用いることが有利である。特
に必要に応じて用いられる光拡散板や集光シートなどを
介して反射率を調節する方式が面光源装置の製造効率や
容易性などの点より有利である。その場合、従来では面
全体の明るさの均一性を高めるために複数の光拡散板を
使用することがあったが、その使用数を多くするなど拡
散効率を高めるほどそれ自身の光吸収ロス及び内部散乱
ロスなどにより面光源装置の反射率が低下して反射型偏
光板の使用による輝度向上が十分に発揮されにくくな
る。
くすること、特に光拡散板や集光シートの使用数を少な
くすることが反射率の向上に有利であり、2層以下の光
拡散板の使用、就中1層のみの光拡散板の使用、特に光
拡散板を使用しないことが好ましい。その場合の面全体
における明るさの均一性を高めるための光拡散方式とし
ては、反射型偏光板の光出射側(光透過側)に光拡散板
を配置する方式や反射型偏光板自体に光拡散機能をもた
せてその透過光を拡散させる方式が好ましく適用するこ
とができる。
及的に拡散させないで反射型偏光板に供給し、反射型偏
光板の透過光ないしその透過後の光を拡散させる方式に
より反射型偏光板による偏光の状態を良好に維持しつつ
明るさの均一性に優れる面発光を達成することができ
る。またこの場合、面光源装置が光拡散板を有しないた
めにその面光源装置自体による正面輝度が光拡散板を有
する同一光源使用の面光源装置よりも低下しても反射型
偏光板を用いたときの光利用効率を高くすることがで
き、結果として液晶表示装置の輝度をより高めることが
できる。
配置する反射型偏光板2としては、自然光を入射させて
偏光からなる反射光と透過光が得られる適宜なものを用
いうる。ちなみにその例としては屈折率が相違する少な
くとも2種の材料を多層積層してなる直線偏光分離シー
ト(特表平9−506984号公報、特表平9−507
308号公報)や、コレステリック液晶層による円偏光
分離シートなどがあげられる。なお上記した反射型偏光
板自体に光拡散機能をもたせたものは、例えば反射型偏
光板の内部に透明微粒子を含有させる方式、サンドブラ
スト等にて粗面化処理する方式や透明微粒子含有の塗工
膜を付設する方式等にて反射型偏光板の表面に微細凹凸
構造を設ける方式などの適宜な方式にて行うことができ
る。
動面が直交する直線偏光からなる反射光と透過光に分離
するものであり、DBEF(3M社製)等の市販物もあ
る。また円偏光分離シートは、グランジャン配向のコレ
ステリック液晶層からなり、入射光を左右一方の円偏光
からなる反射光と透過光に分離するものである。なお円
偏光分離シートでは円偏光からなる透過光が得られるた
めその円偏光を直線偏光に変換するため1/4波長板と
の積層体からなる反射型偏光板とされる場合もある。
射光を左右一方の円偏光からなる光を反射し、他の光は
透過する特性を示す適宜なものを用いることができ、そ
の種類について特に限定はない。円偏光分離シートは、
コレステリック液晶ポリマーによるフィルムやコレステ
リック液晶層を透明基材にて密着支持したものなどとし
て得ることができ、広い波長範囲の透過円偏光を得るこ
とを目的に反射波長域が相違するコレステリック液晶層
を2層又は3層以上重畳した構造を有するものであって
もよい。
利用して面光源装置からの光を入射させて得た偏光から
なる透過光を偏光板に供給して吸収ロスを低減すると共
に、前記反射型偏光板による反射光を面光源装置におけ
る反射層を介し反転させて反射型偏光板に再入射させそ
の一部又は全部を所定の偏光として吸収型偏光板を透過
させ、更に液晶表示等に利用しうる光量を増大して輝度
を向上させることを目的とする。斯かる輝度向上の点よ
り好ましく用いうる反射型偏光板は、偏光の反射率が4
0%以上のものである。
光分離シートに対し必要に応じて配置する1/4波長板
としては、各種ポリマーの延伸フィルム等からなる複屈
折性フィルム、ディスコチック系やネマチック系の如き
液晶ポリマーの配向フィルム、その配向液晶層を透明基
材上に支持したものなどの従来に準じた適宜なものを用
いうる。複屈折性フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方
式で処理したものであってよい。また熱収縮性フィルム
との接着下に収縮力又は/及び延伸力を付与する方式な
どによりフィルムの厚さ方向の屈折率を制御した複屈折
性フィルムなどであってもよい。
御を目的に2層以上の位相差層を積層したものであって
もよい。ちなみに波長550nmの光等の単色光に対して
1/4波長板として機能する位相差層と他の位相差特性
を示す位相差層、例えば1/2波長板として機能する位
相差層とを重畳する方式などにより可視光域等の広い波
長範囲で1/4波長板として機能するものを得ることが
できる。
いうる。特に偏光を提供することより液晶表示装置のバ
ックライトとして好ましく用いうる。その液晶表示装置
は、例えば図1の如く照明装置における反射型偏光板2
の上側に液晶表示パネル3を配置することにより形成す
ることができる。なお1/4波長板を設けた円偏光分離
シートからなる反射型偏光板では、その1/4波長板が
液晶表示パネル側となるように配置される。
置1の導光板12による出射光が光拡散板15で拡散さ
れ、集光シート16、17で光路制御されたのち光拡散
板18で拡散されて反射型偏光板2に入射し、反射光と
透過光に分離されてその透過光(偏光)が吸収型の偏光
板31を吸収ロスの少ない状態で通過し液晶セル32に
入射して、視認側の偏光板33を介して表示光が出射さ
れる。その場合、偏光板31による吸収ロスが少ないこ
と、及び反射型偏光板2による反射光が導光板下面側の
反射層11で反射反転し反射型偏光板に再入射してその
一部ないし全部が透過することより、当該反射光の利用
で光の利用効率が向上することなどにより液晶表示装置
の輝度を向上させることができる。
セル32の片側又は両側に必要に応じて吸収型の偏光板
31、33を設けてなる適宜な形態を有するものを用い
うる。従って例えば薄膜トランジスタ型に代表されるア
クティブマトリクス駆動型のもの、TN型やSTN型に
代表される単純マトリクス駆動型のもの、カラーフィル
タを付設したものなどの適宜なタイプの液晶表示パネル
を用いることができる。また液晶表示装置の形成に際し
ては補償用の位相差板などの液晶表示装置の形成に用い
られる適宜な光学層の1種又は2種以上を適宜な位置に
配置することができる。
ニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニ
ルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合
体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムに
ヨウ素及び/又は二色性染料を吸着させて延伸処理した
もの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向のフィルム等か
らなる偏光フィルムや、その偏光フィルムの片面又は両
面に透明保護層を設けたものなどの適宜なものを用いう
る。さらに補償用の位相差板は、液晶セルの複屈折によ
る位相差を補償して表示品位の向上を図ることなどを目
的に通例、視認側及び/又は背面側の偏光板と液晶セル
の間に位置するように配置される。
装置や反射型偏光板、液晶表示パネル等における各構成
層は、単に重ね置いたものであってもよいが、光軸のズ
レ防止による品質の安定化や液晶表示装置の組立効率の
向上などを目的に粘着層等の接着層を介して積層一体化
されていることが好ましい。ただし集光シートなどは空
隙が介在する状態で配置されていることがその機能の向
上の点より好ましい。
明なアクリル板の両面にシリカ粒子混合のアクリル樹脂
の塗工層を有する拡散板を配置してなる直下型面光源装
置の上に、反射型偏光板を配置して正面輝度が3800
cd/m2で反射率が71%の照明装置を得た。なお反射
型偏光板は、400〜700nmの波長域において選択反
射特性を示す反射率48%のコレステリック液晶層に厚
さ25μmのアクリル系粘着剤を介してポリカーボネー
トの延伸フィルムからなる1/4波長板(正面位相差1
30nm))を積層したものからなり、そのコレステリッ
ク液晶層側を光源側とした。
拡散板に代えて、表面をエンボス加工したアクリル板の
上に拡散板を設けてなる面光源装置を用いたほかは実施
例1に準じて照明装置を得た。その面光源装置の正面輝
度は4000cd/m2、反射率は44%であった。
でそのまま照明装置として用いた。
でそのまま照明装置として用いた。
射型偏光板側)にTN型液晶セルの両側に偏光板を配置
した液晶表示パネルを配置して液晶表示装置を形成し、
その正面輝度を調べた。その結果を次表に示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 別体の光源を介し光の出射方向から入射
させた光の反射率を50〜90%とした面光源装置にお
ける光出射側に、自然光を入射させて偏光からなる反射
光と透過光が得られる反射型偏光板を配置してなること
を特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 請求項1において、面光源装置の反射率
を70%以上とし、反射型偏光板の偏光の反射率を40
%以上としたものである照明装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、反射型偏光板
が屈折率相違の少なくとも2種の材料を多層積層してな
る直線偏光分離シート、又はコレステリック液晶層によ
る円偏光分離シートである照明装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3において、反射型偏光板が
光の出射側に光拡散層を有するもの、又は透過光を拡散
させるものである照明装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4に記載の照明装置における
反射型偏光板の上側に液晶表示パネルを配置してなるこ
とを特徴とする液晶表示装置。
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