JP2011247948A - 面光源装置、表示装置 - Google Patents
面光源装置、表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011247948A JP2011247948A JP2010118523A JP2010118523A JP2011247948A JP 2011247948 A JP2011247948 A JP 2011247948A JP 2010118523 A JP2010118523 A JP 2010118523A JP 2010118523 A JP2010118523 A JP 2010118523A JP 2011247948 A JP2011247948 A JP 2011247948A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- prism sheet
- source device
- prism
- surface light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
【課題】正面輝度が高く、低コスト化を実現できる面光源装置、表示装置を提供する。
【解決手段】面光源装置10は、光を発する光源12と、光源が発する光を導波する導光板13と、導光板13の透過型表示部11側に配置され、透過型表示部11側の面に複数の単位プリズム151がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート15とを備え、光源12は、導光板13の1つの端面に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、プリズムシート15は、ポリカーボネート樹脂製であり、単位プリズム151は、この面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されているのもとした。また、表示装置1は、透過型表示部11が一対の偏光板112,113を備え、入射側の偏光板112の透過軸の方向が、単位プリズム151の配列方向と略平行であるものとした。
【選択図】図1
【解決手段】面光源装置10は、光を発する光源12と、光源が発する光を導波する導光板13と、導光板13の透過型表示部11側に配置され、透過型表示部11側の面に複数の単位プリズム151がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート15とを備え、光源12は、導光板13の1つの端面に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、プリズムシート15は、ポリカーボネート樹脂製であり、単位プリズム151は、この面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されているのもとした。また、表示装置1は、透過型表示部11が一対の偏光板112,113を備え、入射側の偏光板112の透過軸の方向が、単位プリズム151の配列方向と略平行であるものとした。
【選択図】図1
Description
本発明は、面光源装置、これを備える表示装置に関するものである。
従来、液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源として、各種方式の面光源装置が提案され実用化されている。面光源装置には、主として、面光源ではない光源を面光源に変換する方式により、エッジライト型と直下型とに分類される。
この面光源装置等において、所望の正面輝度及び所望の視野角を得るために、様々な光学作用を有する光学シートが用いられている。例えば、片面又は両面に規則的なピッチで単位レンズや単位プリズム等が配列された光学シート等である。これらの光学シートは、所望する光の集光性や拡散性を発揮するために、その単位レンズ等の形状等には様々な工夫が施されている。
この面光源装置等において、所望の正面輝度及び所望の視野角を得るために、様々な光学作用を有する光学シートが用いられている。例えば、片面又は両面に規則的なピッチで単位レンズや単位プリズム等が配列された光学シート等である。これらの光学シートは、所望する光の集光性や拡散性を発揮するために、その単位レンズ等の形状等には様々な工夫が施されている。
例えば、シート面に沿って一方向に単位プリズムが配列されたプリズムシート(例えば、特許文献1参照)は、長手方向に直交する断面が、頂角を90°とする二等辺三角形状の単位プリズムを備えており、高い集光性を発揮できる。
上述のような単位プリズムを備えたプリズムシートは、高い集光性を有しているが、現状では、面光源装置には更なる正面輝度の向上が要求されている。
また、面光源装置の生産コストを低減することは、常々要求されることである。
また、面光源装置の生産コストを低減することは、常々要求されることである。
本発明の課題は、正面輝度が高く、低コスト化を実現できる面光源装置、表示装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、厚み方向において一対の偏光板を備える透過型表示部(11)を背面から照明する面光源装置であって、光を発する光源(12)と、前記光源が発する光を導波する導光板(13)と、前記導光板の前記透過型表示部側に配置され、前記透過型表示部側の面に複数の単位プリズム(151)がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート(15)と、を備え、前記光源は、前記導光板の1つの端面(13a)に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、前記プリズムシートは、ポリカーボネート樹脂製であり、前記単位プリズムは、該面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されていること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の面光源装置において、前記単位プリズム(151)は、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、前記断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の面光源装置において、前記単位プリズム(151)の配列方向は、前記光源(12)から前記導光板(13)に入射して前記導光板内を導波する光の主たる方向と直交すること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート(15)は、単層であり、押出形成により形成されること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート(15)の前記単位プリズム(151)と同形状の第2単位プリズム(251)を有し、前記第2単位プリズムの配列方向が前記単位プリズムの配列方向と直交する方向である第2プリズムシート(25)を備えること、を特徴とする面光源装置(20,30)である。
請求項1の発明は、厚み方向において一対の偏光板を備える透過型表示部(11)を背面から照明する面光源装置であって、光を発する光源(12)と、前記光源が発する光を導波する導光板(13)と、前記導光板の前記透過型表示部側に配置され、前記透過型表示部側の面に複数の単位プリズム(151)がシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシート(15)と、を備え、前記光源は、前記導光板の1つの端面(13a)に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、前記プリズムシートは、ポリカーボネート樹脂製であり、前記単位プリズムは、該面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されていること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の面光源装置において、前記単位プリズム(151)は、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、前記断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の面光源装置において、前記単位プリズム(151)の配列方向は、前記光源(12)から前記導光板(13)に入射して前記導光板内を導波する光の主たる方向と直交すること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート(15)は、単層であり、押出形成により形成されること、を特徴とする面光源装置(10,20,30,40,50)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の面光源装置において、前記プリズムシート(15)の前記単位プリズム(151)と同形状の第2単位プリズム(251)を有し、前記第2単位プリズムの配列方向が前記単位プリズムの配列方向と直交する方向である第2プリズムシート(25)を備えること、を特徴とする面光源装置(20,30)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の面光源装置(10,20,30,40,50)と、前記面光源装置によって背面から照明される透過型表示部(11)と、を備える表示装置(1,2,3,4,5)である。
請求項7の発明は、請求項6に記載の表示装置において、前記透過型表示部(11)は、厚み方向において一対の偏光板(112,113)と前記偏光板の間に設けられる液晶層(111)とを備える液晶透過型表示部であり、前記一対の偏光板のうち、前記面光源装置側に位置する偏光板(112)の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であること、を特徴とする表示装置(1,2,3,4,5)である。
請求項7の発明は、請求項6に記載の表示装置において、前記透過型表示部(11)は、厚み方向において一対の偏光板(112,113)と前記偏光板の間に設けられる液晶層(111)とを備える液晶透過型表示部であり、前記一対の偏光板のうち、前記面光源装置側に位置する偏光板(112)の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であること、を特徴とする表示装置(1,2,3,4,5)である。
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明による面光源装置は、光源が導光板の1つの端面に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、ポリカーボネート樹脂製であって単位プリズムが面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されるプリズムシートを備えているので、一般的な透過型表示部の偏光板の透過軸とプリズムシートの配列方向が略平行となり、面光源装置としての輝度を上昇させることができる。また、他の光学製品用の樹脂に比べて、ポリカーボネート樹脂は、比較的安価であり、生産コストを低減できる。
(1)本発明による面光源装置は、光源が導光板の1つの端面に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、ポリカーボネート樹脂製であって単位プリズムが面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されるプリズムシートを備えているので、一般的な透過型表示部の偏光板の透過軸とプリズムシートの配列方向が略平行となり、面光源装置としての輝度を上昇させることができる。また、他の光学製品用の樹脂に比べて、ポリカーボネート樹脂は、比較的安価であり、生産コストを低減できる。
(2)単位プリズムは、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、この断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であるので、集光性を高めることができる。
(3)単位プリズムの配列方向は、光源から導光板に入射して導光板内を導波する光の主たる方向と直交するので、プリズムシートによる輝度上昇効果を高めることができる。
(4)プリズムシートは、単層であり、押出形成により形成されるので、製造が容易であり、大量生産可能である。
(5)プリズムシートの単位プリズムと同形状の第2単位プリズムを有し、第2単位プリズムの配列方向が単位プリズムの配列方向と直交する方向である第2プリズムシートを備えるので、直交する2方向において、光線制御が可能である。
(6)本発明による面光源装置と、面光源装置によって背面から照明される透過型表示部とを備える表示装置であるので、正面輝度が高く、安価に製造できる。
(7)透過型表示部は、一対の偏光板と前記偏光板の間に設けられる液晶層とを備える液晶透過型表示部であり、一対の偏光板のうち、面光源装置側に位置する偏光板の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であるので、透過型表示を透過する光量が増加し、正面輝度をより高めることができる。
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の面光源装置10及び表示装置1を示す図である。
図1に示す表示装置1は、LCDパネル11、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15等を備えた液晶透過型表示装置である。
表示装置1は、LCDパネル11に表示される映像を背面から照明して表示する。
面光源装置(バックライト)10は、LCDパネル11を背面から照明する装置である。本実施形態の面光源装置10は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15を備え、エッジライト型の面光源装置である。
図1は、第1実施形態の面光源装置10及び表示装置1を示す図である。
図1に示す表示装置1は、LCDパネル11、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15等を備えた液晶透過型表示装置である。
表示装置1は、LCDパネル11に表示される映像を背面から照明して表示する。
面光源装置(バックライト)10は、LCDパネル11を背面から照明する装置である。本実施形態の面光源装置10は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15を備え、エッジライト型の面光源装置である。
LCDパネル11は、透過型の液晶表示素子を備える透過型表示部であり、一対の偏光板112,113とその偏光板112,113間に設けられる液晶層111とを備えている。本実施形態のLCDパネル11は、対角32インチ(有効画面サイズ:698mm×393mm)であり、解像度1920×1080ドットの表示を行うことができる。以下の明細書において、表示装置1の使用状態における観察画面(LCDパネル11)の短辺に平行な方向を使用状態における画面上下方向とし、長辺に平行な方向を使用状態における画面左右方向とする。以下の説明中において、特に断りが無い場合、画面左右方向、画面上下方向とは、表示装置1の使用状態における画面左右方向、画面上下方向であるとする。
一対の偏光板112,113のうち、LCDパネル11の厚み方向において光の入射側(導光板13側)となる偏光板を下側偏光板112とし、出射側(観察者側)となる偏光板を上側偏光板113とする。これらの偏光板112,113は、入射した光を直交する2つの偏光成分(P波及びS波)に分け、透過軸と平行な方向となる位置方向の偏光成分(例えば、P波)を透過させ、一方向に直交する他の方向(吸収軸に平行な方向)の偏光成分は(例えば、S波)を吸収する機能を有している。本実施形態では、下側偏光板112の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行な方向であり、上側偏光板113の透過軸の方向は、画面上下方向に平行又は略平行な方向である。
液晶層111は、1つ1つの画素を形成する領域ごとに電界を印加可能であり、電界が印加されることにより、その領域の液晶の配向が変化する。
液晶層111は、1つ1つの画素を形成する領域ごとに電界を印加可能であり、電界が印加されることにより、その領域の液晶の配向が変化する。
LCDパネル11は、一対の偏光板112,113及び液晶層111を備えることにより、以下のように光の透過及び遮断を制御する。
下側偏光板112を透過した特定方向の偏光(例えば、P波)は、液晶層111の電界が印加された領域を通過することにより、その偏光方向が90°回転する。一方、液晶層111の電界が印加されていない領域を、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が透過する場合、その偏光方向は、維持される。
従って、液晶層111への電界の印加の有無によって、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が、液晶層111の出射側に位置する上側偏光板113を透過するか、上側偏光板113で吸収されて遮断されるかを制御できる。
本実施形態のLCDパネル11は、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が電界の印加された領域を透過可能である、所謂、ノーマリブラック型である。
下側偏光板112を透過した特定方向の偏光(例えば、P波)は、液晶層111の電界が印加された領域を通過することにより、その偏光方向が90°回転する。一方、液晶層111の電界が印加されていない領域を、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が透過する場合、その偏光方向は、維持される。
従って、液晶層111への電界の印加の有無によって、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が、液晶層111の出射側に位置する上側偏光板113を透過するか、上側偏光板113で吸収されて遮断されるかを制御できる。
本実施形態のLCDパネル11は、下側偏光板112を透過した特定方向の偏光が電界の印加された領域を透過可能である、所謂、ノーマリブラック型である。
光源12は、LCDパネル11を照明する光を発する。本実施形態の光源12は、線光源の冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)であり、導光板13の画面上下方向の一方の端面13aに面する位置に設けられている。なお、光源12は、導光板13の画面上下方向の両端面に面する位置にそれぞれ設けてもよい。また、光源種は、冷陰極管に限らず、LED(Light Emitting Diode)光源等を用いることもできる。
導光板13は、光源12が発した光を導波する部材である。本実施形態では、アクリル系樹脂製であり、反射板14側となる背面には、印刷等によりドット(不図示)が形成されている。この導光板13は、その背面(反射板14側の面)や出射側(LCDパネル11側)の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板13は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
反射板14は、光を反射可能であり、プリズムシート15等により導光板13側へ反射された光を、反射して再度プリズムシート15側へ向ける部材である。
導光板13は、光源12が発した光を導波する部材である。本実施形態では、アクリル系樹脂製であり、反射板14側となる背面には、印刷等によりドット(不図示)が形成されている。この導光板13は、その背面(反射板14側の面)や出射側(LCDパネル11側)の面に各種の単位レンズ等が配列された形態としてもよいし、その背面にドット等を備えていない形態としてもよい。また、導光板13は、拡散材等を含有する形態としてもよい。
反射板14は、光を反射可能であり、プリズムシート15等により導光板13側へ反射された光を、反射して再度プリズムシート15側へ向ける部材である。
プリズムシート15は、その出射側(LCDパネル11側)の面に、単位プリズム151がシート面に沿って一方向(画面左右方向)に配列された光学シートである。このプリズムシート15は、入射側(導光板13側)の面152から入射した光を、単位プリズム151が形成された出射側の面から出射し、単位プリズム151の形状により集光作用を奏する。
ここで、シート面とは、プリズムシート15等の各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、プリズムシート15のシート面は、プリズムシート15全体として見たときにおける、プリズムシート15の平面方向となる面であり、プリズムシート15の入射側(導光板13側)の面と平行な面であり、LCDパネル11の観察面と平行な面である。
ここで、シート面とは、プリズムシート15等の各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。例えば、プリズムシート15のシート面は、プリズムシート15全体として見たときにおける、プリズムシート15の平面方向となる面であり、プリズムシート15の入射側(導光板13側)の面と平行な面であり、LCDパネル11の観察面と平行な面である。
図2は、プリズムシート15を説明する図である。図2では、プリズムシート15の単位プリズム151の配列方向に平行であってシート面に直交する断面の一部を拡大して示している。
単位プリズム151は、プリズムシート15の出射側の面に、配列ピッチPで画面左右方向に複数配列されている。つまり、単位プリズム151の配列方向は、下側偏光板112の透過軸の方向と平行又は略平行であり、また、シート面の法線方向から見て、光源12から導光板13の端面13aに入射し、導光板13内を導波する光の主たる導波方向である画面上下方向と直交している。
この単位プリズム151は、略三角柱形状であり、その長手方向が画面上下方向に平行となっている。また、単位プリズム151は、図2に示す断面での断面形状が、底角がαであり、その高さ(隣接する単位プリズムとの間の谷の谷底となる点vと頂点tとの厚み方向における距離)がhである略二等辺三角形形状となっている。
プリズムシート15は、単層であり、PC(ポリカーボネート)樹脂を用いて押出成形により形成されている。このプリズムシート15は、色ムラ防止等の観点から、面内における位相差のばらつきが小さい方が好ましい。
単位プリズム151は、プリズムシート15の出射側の面に、配列ピッチPで画面左右方向に複数配列されている。つまり、単位プリズム151の配列方向は、下側偏光板112の透過軸の方向と平行又は略平行であり、また、シート面の法線方向から見て、光源12から導光板13の端面13aに入射し、導光板13内を導波する光の主たる導波方向である画面上下方向と直交している。
この単位プリズム151は、略三角柱形状であり、その長手方向が画面上下方向に平行となっている。また、単位プリズム151は、図2に示す断面での断面形状が、底角がαであり、その高さ(隣接する単位プリズムとの間の谷の谷底となる点vと頂点tとの厚み方向における距離)がhである略二等辺三角形形状となっている。
プリズムシート15は、単層であり、PC(ポリカーボネート)樹脂を用いて押出成形により形成されている。このプリズムシート15は、色ムラ防止等の観点から、面内における位相差のばらつきが小さい方が好ましい。
ここで、冷陰極管やLED等のように現状の面光源装置に用いられる各種光源が発する光は、特定の方向の偏光成分を強く有する部分偏光となっている場合が多い。特に、エッジライト型の面光源装置の場合、光源の種類や導光板の種類を問わず、導光板から出射した光は、必ず特定の方向の偏光成分を強く有する部分偏光であり、その特定方向の偏光成分は、導光板から出射する光全体に対して5〜10%の割合を占めている。従って、その特定方向の偏光成分を有効に利用することにより、面光源装置及び表示装置の輝度上昇効果を得ることができる。
また、光の界面への入射角(界面の法線と入射光とがなす角度)に依存して、その界面における反射率や透過率が変化することが広く知られている(例えば、共立出版社発行の「屈折率(山口重雄著)」)。このとき、偏光成分であるP波及びS波は異なる透過率(反射率)を呈する。また、入射角に応じた透過率(反射率)の変動の挙動は、界面の両側における屈折率にも依存する。
さらに、本件発明者らは、種々の実験及び検討の結果、上述のようなP波とS波の透過率等の変動に起因して、プリズムシートは、単位プリズムの配列方向に対して平行な偏光成分は透過しやすく、単位プリズムの配列方向に対して直交する偏光成分は透過しにくいという偏光制御作用を有することを見出した。
加えて、紫外線硬化樹脂等により基材上にプリズム形状を形成したプリズムシートでは、その基材となる二軸延伸PETフィルムの高複屈折性(2000〜8000nm程度の非常に高い位相差を生じさせる)及び旋光性等により、単位プリズムの配列方向を画面左右方向として用いた場合、押出成形によるプリズムシートに比べ、輝度が低いことを見出した。
また、光の界面への入射角(界面の法線と入射光とがなす角度)に依存して、その界面における反射率や透過率が変化することが広く知られている(例えば、共立出版社発行の「屈折率(山口重雄著)」)。このとき、偏光成分であるP波及びS波は異なる透過率(反射率)を呈する。また、入射角に応じた透過率(反射率)の変動の挙動は、界面の両側における屈折率にも依存する。
さらに、本件発明者らは、種々の実験及び検討の結果、上述のようなP波とS波の透過率等の変動に起因して、プリズムシートは、単位プリズムの配列方向に対して平行な偏光成分は透過しやすく、単位プリズムの配列方向に対して直交する偏光成分は透過しにくいという偏光制御作用を有することを見出した。
加えて、紫外線硬化樹脂等により基材上にプリズム形状を形成したプリズムシートでは、その基材となる二軸延伸PETフィルムの高複屈折性(2000〜8000nm程度の非常に高い位相差を生じさせる)及び旋光性等により、単位プリズムの配列方向を画面左右方向として用いた場合、押出成形によるプリズムシートに比べ、輝度が低いことを見出した。
そこで、本件発明者らは、上述のような特性を利用して表示装置1及び面光源装置10における正面輝度を向上させることを検討した。
その結果、導光板13より出射側に、PC樹脂製の単層のプリズムシート15を、シート面の法線方向から見て、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向となるように配置することによって、表示装置1の正面方向の輝度が向上すること、そして、この輝度上昇効果は、上述のようなプリズムシート15を導光板13上に配置することにより、他の光学シートをプリズムシート15の入射側又は出射側に配置することに依らず、得られるものであることを知見した。さらに、この輝度上昇効果は、導光板13内を導波する光の主たる方向(即ち、画面上下方向)と単位プリズム151の配列方向とが直交又は略直交する場合に、さらに高められること、プリズムシート15は、押出成形により形成されることが輝度上昇の観点から好ましいことを見出した。
なお、液晶テレビ等の透過型液晶表示装置では、特殊な使用目的で作製された場合を除いて、LCDパネル11の下側偏光板112の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行な方向として作製されるため、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向に平行又は略平行となるように配置することとした。
その結果、導光板13より出射側に、PC樹脂製の単層のプリズムシート15を、シート面の法線方向から見て、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向となるように配置することによって、表示装置1の正面方向の輝度が向上すること、そして、この輝度上昇効果は、上述のようなプリズムシート15を導光板13上に配置することにより、他の光学シートをプリズムシート15の入射側又は出射側に配置することに依らず、得られるものであることを知見した。さらに、この輝度上昇効果は、導光板13内を導波する光の主たる方向(即ち、画面上下方向)と単位プリズム151の配列方向とが直交又は略直交する場合に、さらに高められること、プリズムシート15は、押出成形により形成されることが輝度上昇の観点から好ましいことを見出した。
なお、液晶テレビ等の透過型液晶表示装置では、特殊な使用目的で作製された場合を除いて、LCDパネル11の下側偏光板112の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行な方向として作製されるため、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向に平行又は略平行となるように配置することとした。
従って、本実施形態では、単位プリズム151の形状による集光効果に加えて、単位プリズム151の配列方向が、下側偏光板112の透過軸と平行である、即ち、プリズムシート15を透過しやすい偏光の偏光方向と、下側偏光板112の透過軸とが略一致するので、LCDパネル11を透過する光量を増やし、明るい映像を提供することができる。
また、本実施形態では、単位プリズム151の配列方向が、導光板13内を導波する光の主たる方向(即ち、画面上下方向)と直交するので、輝度向上効果をさらに高めることができる。
さらに、プリズムシート15は、押し出し成形により作製可能であり、また、PC樹脂は、光学部材に用いられる樹脂においては比較的安価な材料である。従って、安価かつ容易にプリズムシート15を製造することができ、面光源装置10及び表示装置1の生産コストを低減できる。
また、本実施形態では、単位プリズム151の配列方向が、導光板13内を導波する光の主たる方向(即ち、画面上下方向)と直交するので、輝度向上効果をさらに高めることができる。
さらに、プリズムシート15は、押し出し成形により作製可能であり、また、PC樹脂は、光学部材に用いられる樹脂においては比較的安価な材料である。従って、安価かつ容易にプリズムシート15を製造することができ、面光源装置10及び表示装置1の生産コストを低減できる。
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態の面光源装置20及び表示装置2を示す図である。
第2実施形態の面光源装置20及び表示装置2は、第2プリズムシート25をプリズムシート15の入射側(導光板13とプリズムシート15との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置2は、LCDパネル11と、面光源装置20とを備えている。面光源装置20は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15、第2プリズムシート25等を備えている。
第2プリズムシート25は、プリズムシート15の入射側(導光板13側)に設けられている。この第2プリズムシート25は、プリズムシート15と略同様の形態であり、単位プリズム151と同形状の単位プリズム251(第2単位プリズム)がLCDパネル11側の面に配列されているが、その配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート15と異なる。即ち、第2プリズムシート25は、プリズムシート15を、シート面に直交する直線を軸として90°回転させた形態といえる。従って、プリズムシート15と第2プリズムシート25とは、面光源装置20として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、その単位プリズム151,251の配列方向が直交している。
図3は、第2実施形態の面光源装置20及び表示装置2を示す図である。
第2実施形態の面光源装置20及び表示装置2は、第2プリズムシート25をプリズムシート15の入射側(導光板13とプリズムシート15との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置2は、LCDパネル11と、面光源装置20とを備えている。面光源装置20は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15、第2プリズムシート25等を備えている。
第2プリズムシート25は、プリズムシート15の入射側(導光板13側)に設けられている。この第2プリズムシート25は、プリズムシート15と略同様の形態であり、単位プリズム151と同形状の単位プリズム251(第2単位プリズム)がLCDパネル11側の面に配列されているが、その配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート15と異なる。即ち、第2プリズムシート25は、プリズムシート15を、シート面に直交する直線を軸として90°回転させた形態といえる。従って、プリズムシート15と第2プリズムシート25とは、面光源装置20として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、その単位プリズム151,251の配列方向が直交している。
このように、プリズムシート15の入射側に第2プリズムシート25を配置した場合にも、プリズムシート15の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第2プリズムシート25の単位プリズム251による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、プリズムシート15をLCDパネル11側に配置しているので、プリズムシート15によって下側偏光板112の透過軸を透過する偏光量が増えるので、輝度上昇効果をより高めることができる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第2プリズムシート25の単位プリズム251による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、プリズムシート15をLCDパネル11側に配置しているので、プリズムシート15によって下側偏光板112の透過軸を透過する偏光量が増えるので、輝度上昇効果をより高めることができる。
(第3実施形態)
図4は、第3実施形態の面光源装置30及び表示装置3を示す図である。
第3実施形態の面光源装置30及び表示装置3は、第2プリズムシート25をプリズムシート15出射側(プリズムシート15とLCDパネルの間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置3は、LCDパネル11と、面光源装置30とを備えている。面光源装置30は、光源12、導光板13、反射板14、第2プリズムシート25、プリズムシート15等を備えている。
第2実施形態に示したように、第2プリズムシート25は、単位プリズム251の配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート15と異なる以外は、プリズムシート15と略同様の形態である。本実施形態では、この第2プリズムシート25が、プリズムシート15の出射側(LCDパネル11側)に配置されている。そして、プリズムシート15と第2プリズムシート25とは、面光源装置30として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151,251の配列方向が直交している。
図4は、第3実施形態の面光源装置30及び表示装置3を示す図である。
第3実施形態の面光源装置30及び表示装置3は、第2プリズムシート25をプリズムシート15出射側(プリズムシート15とLCDパネルの間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置3は、LCDパネル11と、面光源装置30とを備えている。面光源装置30は、光源12、導光板13、反射板14、第2プリズムシート25、プリズムシート15等を備えている。
第2実施形態に示したように、第2プリズムシート25は、単位プリズム251の配列方向が画面上下方向である点が前述のプリズムシート15と異なる以外は、プリズムシート15と略同様の形態である。本実施形態では、この第2プリズムシート25が、プリズムシート15の出射側(LCDパネル11側)に配置されている。そして、プリズムシート15と第2プリズムシート25とは、面光源装置30として積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151,251の配列方向が直交している。
このように、第2プリズムシート25をプリズムシート15の出射側(LCDパネル11側)に配置した場合にも、プリズムシート15の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、前述の第2実施形態と同様に、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第2プリズムシート25の単位プリズム251による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、第2プリズムシート25をLCDパネル11側に配置しているので、第2プリズムシート25によって画面上下方向の視野角を絞ることができ、輝度上昇効果を高めることができる。
また、このような配置とすることにより、前述の第2実施形態と同様に、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第2プリズムシート25の単位プリズム251による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の制御が容易であり、また、輝度ムラの低減や正面輝度の上昇等の効果を高めることができる。
さらに、第2プリズムシート25をLCDパネル11側に配置しているので、第2プリズムシート25によって画面上下方向の視野角を絞ることができ、輝度上昇効果を高めることができる。
(第4実施形態)
図5は、第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4と、第3プリズムシート35とを示す図である。図4(a)は、第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4を示し、図4(b)は、第3プリズムシート35の画面上下方向に平行であってシート面に直交する断面の一部を拡大して示している。
第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4は、第3プリズムシート35をプリズムシート15の入射側(導光板13とプリズムシート15との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置4は、LCDパネル11と、面光源装置40とを備えている。面光源装置40は、光源12、導光板13、反射板14、第3プリズムシート35、プリズムシート15等を備えている。
図5は、第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4と、第3プリズムシート35とを示す図である。図4(a)は、第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4を示し、図4(b)は、第3プリズムシート35の画面上下方向に平行であってシート面に直交する断面の一部を拡大して示している。
第4実施形態の面光源装置40及び表示装置4は、第3プリズムシート35をプリズムシート15の入射側(導光板13とプリズムシート15との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置4は、LCDパネル11と、面光源装置40とを備えている。面光源装置40は、光源12、導光板13、反射板14、第3プリズムシート35、プリズムシート15等を備えている。
第3プリズムシート35は、プリズムシート15の入射側(導光板13側)に設けられたプリズムシートであり、単位プリズム351を有するプリズム層352と、このプリズム層352の基材となる基材層353とを有する。
プリズム層352は、基材層353の出射側(LCDパネル11側)に設けられ、紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、プリズム層352は、紫外線硬化型樹脂に限らず、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。このプリズム層352の出射側には、単位プリズム351がシート面に沿って画面上下方向に複数配列されている。
プリズム層352は、基材層353の出射側(LCDパネル11側)に設けられ、紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、プリズム層352は、紫外線硬化型樹脂に限らず、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。このプリズム層352の出射側には、単位プリズム351がシート面に沿って画面上下方向に複数配列されている。
単位プリズム351は、略三角柱形状であり、前述の単位プリズムと同様に、その断面形状は略二等辺三角形形状である。この単位プリズム351は、配列ピッチがP3であり、高さがh3であり、底角がα3である。
本実施形態の単位プリズム351は、紫外線硬化型樹脂等を用いて紫外線成形により形成されるので、賦形性が高く、一般的に、押出成形による単位プリズム151よりもその配列ピッチを細かくすることができる。本実施形態では、単位プリズム151の配列ピッチPと単位プリズム351の配列ピッチP3とは、P3<Pを見たすものとする。
また、単位プリズム351は、その配列方向が画面上下方向であるので、面光源装置40としてプリズムシート15と第3プリズムシート35とが積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151の配列方向と単位プリズム351の配列方向とは直交する。
本実施形態の単位プリズム351は、紫外線硬化型樹脂等を用いて紫外線成形により形成されるので、賦形性が高く、一般的に、押出成形による単位プリズム151よりもその配列ピッチを細かくすることができる。本実施形態では、単位プリズム151の配列ピッチPと単位プリズム351の配列ピッチP3とは、P3<Pを見たすものとする。
また、単位プリズム351は、その配列方向が画面上下方向であるので、面光源装置40としてプリズムシート15と第3プリズムシート35とが積層された状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151の配列方向と単位プリズム351の配列方向とは直交する。
このように、プリズムシート15の入射側(導光板13側)に紫外線硬化型樹脂により形成された単位プリズム351を有する第3プリズムシート35を配置した場合にも、プリズムシート15の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第3プリズムシート35の単位プリズム351による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
さらに、単位プリズム351の配列ピッチP3は、単位プリズム151の配列ピッチPよりも小さいので、例えば、導光板13の出射側面にプリズム形状やレンズ形状等が複数配列されて形成されていた場合に、導光板13のプリズム形状等と単位プリズム151とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
また、このような配置とすることにより、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第3プリズムシート35の単位プリズム351による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
さらに、単位プリズム351の配列ピッチP3は、単位プリズム151の配列ピッチPよりも小さいので、例えば、導光板13の出射側面にプリズム形状やレンズ形状等が複数配列されて形成されていた場合に、導光板13のプリズム形状等と単位プリズム151とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
(第5実施形態)
図6は、第5実施形態の面光源装置50及び表示装置5を示す図である。
第5実施形態の面光源装置50及び表示装置5は、第3プリズムシート35をプリズムシート15の出射側(プリズムシート15とLCDパネル11との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置5は、LCDパネル11と、面光源装置50とを備えている。面光源装置50は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15、第3プリズムシート35等を備えている。
図6は、第5実施形態の面光源装置50及び表示装置5を示す図である。
第5実施形態の面光源装置50及び表示装置5は、第3プリズムシート35をプリズムシート15の出射側(プリズムシート15とLCDパネル11との間)に備える点が異なる以外は、前述の第1実施形態と略同様の形態である。従って、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
表示装置5は、LCDパネル11と、面光源装置50とを備えている。面光源装置50は、光源12、導光板13、反射板14、プリズムシート15、第3プリズムシート35等を備えている。
第3プリズムシート35は、前述の第4実施形態に示したように、単位プリズム351を有するプリズム層352と、このプリズム層352の基材となる基材層353とを有する。この第3プリズムシート35は、プリズムシート15の出射側(LCDパネル11側)に設けられている。
単位プリズム351は、その配列方向が画面上下方向であり、面光源装置50としてプリズムシート15と第3プリズムシート35とを積層した状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151の配列方向と単位プリズム351の配列方向とは直交する。
単位プリズム351は、その配列方向が画面上下方向であり、面光源装置50としてプリズムシート15と第3プリズムシート35とを積層した状態でシート面の法線方向から見たときに、単位プリズム151の配列方向と単位プリズム351の配列方向とは直交する。
このように、プリズムシート15の出射側(LCDパネル11側)に第3プリズムシート35を配置した場合にも、プリズムシート15の偏光制御作用により、輝度上昇効果が得られる。
このような配置とすることにより、前述の第4実施形態同様に、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第3プリズムシート35の単位プリズム351による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
また、単位プリズム351の配列ピッチP3は、単位プリズム151の配列ピッチPよりも小さいので、例えば、LCDパネル11にマトリクス状に形成された画素のピッチと単位プリズム151とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
このような配置とすることにより、前述の第4実施形態同様に、プリズムシート15の単位プリズム151による画面左右方向における光線制御作用に加えて、第3プリズムシート35の単位プリズム351による画面上下方向の光線制御作用も得られ、2方向における光線制御が可能となる。従って、視野角の向上や輝度ムラの低減等の効果を奏することができる。
また、単位プリズム351の配列ピッチP3は、単位プリズム151の配列ピッチPよりも小さいので、例えば、LCDパネル11にマトリクス状に形成された画素のピッチと単位プリズム151とのピッチの大きさの差が小さいことに起因して生じるモアレを低減できる。
(正面輝度の評価)
ここで、第1実施形態〜第5実施形態の実施例に相当する実施例1〜20の表示装置と、比較例に相当する比較例1〜10の表示装置とを用意し、その正面輝度を測定し、プリズムシート15による輝度上昇効果を評価した。
また、プリズムシートのリタデーション(位相差)が正面輝度に与える影響を調べるために、プリズムシート15及び第2プリズムシート25に相当するプリズムシートは、その単位プリズム151,251の形状は略同様であるが、面内のリタデーションの平均値が異なる4種類の(66.2nm、125.4nm、205.1nm、790.7nm)ものを用意した。なお、ここでいう面内リタデーションの平均値とは、プリズムシートの面を画面上下方向及び画面左右方向においてそれぞれ3分割することにより形成される計9つの領域におけるリタデーションを測定し、9つの領域の平均値を算出したものである。
ここで、第1実施形態〜第5実施形態の実施例に相当する実施例1〜20の表示装置と、比較例に相当する比較例1〜10の表示装置とを用意し、その正面輝度を測定し、プリズムシート15による輝度上昇効果を評価した。
また、プリズムシートのリタデーション(位相差)が正面輝度に与える影響を調べるために、プリズムシート15及び第2プリズムシート25に相当するプリズムシートは、その単位プリズム151,251の形状は略同様であるが、面内のリタデーションの平均値が異なる4種類の(66.2nm、125.4nm、205.1nm、790.7nm)ものを用意した。なお、ここでいう面内リタデーションの平均値とは、プリズムシートの面を画面上下方向及び画面左右方向においてそれぞれ3分割することにより形成される計9つの領域におけるリタデーションを測定し、9つの領域の平均値を算出したものである。
各実施例の表示装置に用いたプリズムシート15及び第2プリズムシート25に相当する実施例のプリズムシートの単位プリズム151は、底角α=45°、頂角90°であり、配列ピッチP=138μm、高さh=64μmである。また、プリズムシートの総厚dは280μm、屈折率は1.585である。
実施例13〜20及び比較例1,6〜8の表示装置に用いた第3プリズムシート35に相当するプリズムシートの単位プリズム351は、底角β=45°、頂角90°であり、平均配列ピッチP3=約50μm、平均高さh3=約25μmである。また、第3プリズムシート35に相当するプリズムシートは、基材層353がポリエチレンテレフタレート製のシート状の部材(二軸延伸、屈折率約1.61〜1.66)であり、プリズム層352が紫外線硬化型のアクリル系樹脂製(屈折率1.56)である。この第3プリズムシート35に相当するプリズムシートとして、本測定では、BEF3(住友スリーエム株式会社製)を用いている。
実施例13〜20及び比較例1,6〜8の表示装置に用いた第3プリズムシート35に相当するプリズムシートの単位プリズム351は、底角β=45°、頂角90°であり、平均配列ピッチP3=約50μm、平均高さh3=約25μmである。また、第3プリズムシート35に相当するプリズムシートは、基材層353がポリエチレンテレフタレート製のシート状の部材(二軸延伸、屈折率約1.61〜1.66)であり、プリズム層352が紫外線硬化型のアクリル系樹脂製(屈折率1.56)である。この第3プリズムシート35に相当するプリズムシートとして、本測定では、BEF3(住友スリーエム株式会社製)を用いている。
実施例1〜4の表示装置は、前述の第1実施形態の実施例に相当する。実施例1〜4の表示装置は、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値が異なる(66.2nm、125.4nm、205.1nm、790.7nm)以外は、略同様の形態である。
実施例5〜8の表示装置は、前述の第2実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、それぞれ略同様の形態である。なお、実施例5〜8の各表示装置において、第2プリズムシート25は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート15の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例9〜12の表示装置は、第3実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。なお、実施例9〜12の各表示装置において、第2プリズムシート25は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート15の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例13〜16の表示装置は、第4実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
実施例16〜20の表示装置は、第5実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
実施例5〜8の表示装置は、前述の第2実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、それぞれ略同様の形態である。なお、実施例5〜8の各表示装置において、第2プリズムシート25は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート15の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例9〜12の表示装置は、第3実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25の面内のリタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。なお、実施例9〜12の各表示装置において、第2プリズムシート25は、面内リタデーションの平均値がプリズムシート15の面内リタデーションの平均値と同じ値のものを用いた。
実施例13〜16の表示装置は、第4実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
実施例16〜20の表示装置は、第5実施形態の実施例に相当し、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値が異なる以外は、略同様の形態である。
比較例1の表示装置は、前述の第1実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15ではなく、紫外線硬化型樹脂により形成されたプリズム層を備え、単位プリズムの配列方向が画面上下方向であるプリズムシート(即ち、第3プリズムシート35)を用いている点以外は、第1実施形態の表示装置1と同様である。
比較例2〜5の表示装置は、前述の第1実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15ではなく、単位プリズム151の配列方向が画面上下方向となるプリズムシート(第2プリズムシート25に相当)を用いている点以外は、第1実施形態の表示装置1と同様である。また、比較例2〜4の表示装置は、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値がそれぞれ異なる(66.2nm、125.4nm、205.1nm、790.7nm)。
比較例6の表示装置は、前述の第1実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15ではなく、第3プリズムシート35と同様の形態であるが、単位プリズムの配列方向が画面左右方向(第3プリズムシート35の単位プリズム351の配列方向と直交する方向)である不図示の第4プリズムシートを用いている点以外は、第1実施形態の表示装置1と同様である。
比較例2〜5の表示装置は、前述の第1実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15ではなく、単位プリズム151の配列方向が画面上下方向となるプリズムシート(第2プリズムシート25に相当)を用いている点以外は、第1実施形態の表示装置1と同様である。また、比較例2〜4の表示装置は、プリズムシート15の面内リタデーションの平均値がそれぞれ異なる(66.2nm、125.4nm、205.1nm、790.7nm)。
比較例6の表示装置は、前述の第1実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15ではなく、第3プリズムシート35と同様の形態であるが、単位プリズムの配列方向が画面左右方向(第3プリズムシート35の単位プリズム351の配列方向と直交する方向)である不図示の第4プリズムシートを用いている点以外は、第1実施形態の表示装置1と同様である。
比較例7の表示装置は、前述の第2実施形態及び第4実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25を用いておらず、第3プリズムシート35の出射側(LCDパネル11側)に、第3プリズムシート35と同様の形態であるが単位プリズムの配列方向が画面左右方向(第3プリズムシート35の単位プリズム351の配列方向と直交する方向)である第4プリズムシート(不図示)が配置されている点以外は、第2実施形態の表示装置2又は第4実施形態の表示装置4と同様である。この第4プリズムシートは、第3プリズムシート35を、シート面に直交する直線を軸として90°回転させた形態といえる。
比較例8の表示装置は、前述の第3実施形態及び第5実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25を用いておらず、第3プリズムシートの入射側(導光板13側)に、第4プリズムシート(不図示)が配置されている点以外は、第3実施形態の表示装置3又は第5実施形態の表示装置5と同様である。
比較例8の表示装置は、前述の第3実施形態及び第5実施形態の比較例に相当し、プリズムシート15及び第2プリズムシート25を用いておらず、第3プリズムシートの入射側(導光板13側)に、第4プリズムシート(不図示)が配置されている点以外は、第3実施形態の表示装置3又は第5実施形態の表示装置5と同様である。
正面輝度は、各実施例及び比較例の表示装置を、暗室環境下において実際に光源12を点灯して白色画面を表示させた状態とし、画面の中央を通りLCDパネル11の観察面に直交する直線上に位置し、LCDパネル11の観察面から800mm離れた位置において輝度計(BM−9 株式会社トプコン製)を用いて測定した。
なお、実施例1〜4は、比較例6の正面輝度を基準(100%)とし、比較例6に対する正面輝度の比(%)を算出し、輝度上昇の大きさを評価した。同様に、実施例5〜8は、比較例7の正面輝度を基準(100%)として比較例7に対する正面輝度の比(%)を算出し、実施例9〜12は、比較例8の正面輝度を基準(100%)として比較例8に対する正面輝度の比(%)を算出した。実施例13〜16は、比較例7の正面輝度を基準(100%)として比較例7に対する正面輝度の比(%)を算出し、実施例17〜20は、比較例8の正面輝度を基準(100%)として比較例8に対する正面輝度の比(%)を算出した。なお、比較例1,6〜8の表示装置は、略同等の輝度である。
また、比較例2〜4は、比較例1の正面輝度を基準とし、比較例1に対する正面輝度の比を算出して輝度上昇の大きさを評価し、これと比較例6に対する実施例1〜4の正面輝度の上昇度合いとを比較した。
なお、実施例1〜4は、比較例6の正面輝度を基準(100%)とし、比較例6に対する正面輝度の比(%)を算出し、輝度上昇の大きさを評価した。同様に、実施例5〜8は、比較例7の正面輝度を基準(100%)として比較例7に対する正面輝度の比(%)を算出し、実施例9〜12は、比較例8の正面輝度を基準(100%)として比較例8に対する正面輝度の比(%)を算出した。実施例13〜16は、比較例7の正面輝度を基準(100%)として比較例7に対する正面輝度の比(%)を算出し、実施例17〜20は、比較例8の正面輝度を基準(100%)として比較例8に対する正面輝度の比(%)を算出した。なお、比較例1,6〜8の表示装置は、略同等の輝度である。
また、比較例2〜4は、比較例1の正面輝度を基準とし、比較例1に対する正面輝度の比を算出して輝度上昇の大きさを評価し、これと比較例6に対する実施例1〜4の正面輝度の上昇度合いとを比較した。
表1に示すように、比較例1と比較例2〜5、比較例6と実施例1〜4とを比較すると、PC樹脂製のプリズムシートを用いた表示装置(実施例1〜4、比較例2〜5)の方がが、紫外線硬化型樹脂製のプリズムシートを用いた表示装置(比較例1,6)よりも高い輝度が得られた。また、実施例1〜4と比較例2〜5とを比較して、同じPC樹脂製のプリズムシートであっても、プリズムシート15のように、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向のものを用いた実施例1〜4の表示装置のほうが、単位プリズムの配列方向が画面上下方向のプリズムシートのみを用いた比較例2〜5の表示装置よりも、高い輝度が得られた。さらに、実施例1〜4は、用いたプリズムシート15の面内リタデーションの平均値に依らず、比較例6よりも高い輝度が得られた。
比較例7と実施例5〜8とを比較し、比較例8と実施例9〜12とを比較すると、PC樹脂製のプリズムシート15及び第2プリズムシート25を単位プリズムの配列方向が直交となるように配置した実施例5〜8,9〜12の表示装置は、紫外線硬化型樹脂製の第3プリズムシート35及び第4プリズムシートを単位プリズムの配列方向が直交するように配置した比較例7,8の表示装置に比べて、高い輝度が得られた。
また、実施例5〜8と実施例9〜12とを比較して、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向であるプリズムシート15をLCDパネル11側に配置する実施例5〜8の表示装置の方が、単位プリズム251の配列方向が画面上下方向である第2プリズムシート25をLCDパネル11側に配置する実施例9〜12の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
また、実施例5〜8と実施例9〜12とを比較して、単位プリズム151の配列方向が画面左右方向であるプリズムシート15をLCDパネル11側に配置する実施例5〜8の表示装置の方が、単位プリズム251の配列方向が画面上下方向である第2プリズムシート25をLCDパネル11側に配置する実施例9〜12の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
次に、比較例7と実施例13〜16とを比較し、比較例8と実施例17〜20とを比較すると、PC樹脂製のプリズムシート15と紫外線硬化型樹脂製の第3プリズムシート35を用いた実施例13〜16,17〜20の表示装置は、紫外線硬化型樹脂製の第3プリズムシート35及び第4プリズムシートを単位プリズムの配列方向が直交するように配置した比較例7,8の表示装置に比べて、高い輝度が得られた。
また、実施例13〜16と実施例17〜20とを比較して、プリズムシート15をLCDパネル11側に配置する実施例13〜16の表示装置の方が、単位プリズム351の配列方向が画面上下方向である第3プリズムシート35をLCDパネル11側に配置する実施例17〜20の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
また、実施例13〜16と実施例17〜20とを比較して、プリズムシート15をLCDパネル11側に配置する実施例13〜16の表示装置の方が、単位プリズム351の配列方向が画面上下方向である第3プリズムシート35をLCDパネル11側に配置する実施例17〜20の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
さらに、実施例5〜8と実施例13〜16とを比較し、実施例9〜12と実施例17〜20とを比較すると、PC樹脂製のプリズムシート15及び第2プリズムシート25とを用いた実施例5〜8,9〜12の表示装置に比べて、プリズムシート15と紫外線硬化型樹脂製の第3プリズムシート35とを用いた実施例13〜16,17〜20の表示装置に比べて、輝度上昇効果が高かった。
さらにまた、実施例1〜20の表示装置の正面輝度の上昇効果の結果から、プリズムシート15や第2プリズムシートの面内リタデーションの平均値に依存せず、プリズムシート15による輝度上昇効果が得られた。
さらにまた、実施例1〜20の表示装置の正面輝度の上昇効果の結果から、プリズムシート15や第2プリズムシートの面内リタデーションの平均値に依存せず、プリズムシート15による輝度上昇効果が得られた。
以上のことから、前述の各実施形態に示すように、プリズムシート15を用いることにより、面光源装置10及び表示装置1の輝度上昇効果が得られる。
また、この輝度上昇効果は、プリズムシート15及び第2プリズムシート25のリタデーション値に依らず、得ることができる。従って、低リタデーションなプリズムシートを作製する必要がなく、また、光学製品等に用いられる樹脂のなかでも比較的安価なPC樹脂によって作製できるので、安価でかつ容易に高い輝度上昇効果を有するプリズムシートを作製でき、面光源装置及び表示装置の低コスト化を図ることができる。
さらに、プリズムシート15の出射側や入射側に他のプリズムシート等を積層した場合にも、プリズムシート15による輝度上昇効果は有効であるので、組み合わせる光学シートによって面光源装置や表示装置の光学性能をさらに高めることができる。
また、この輝度上昇効果は、プリズムシート15及び第2プリズムシート25のリタデーション値に依らず、得ることができる。従って、低リタデーションなプリズムシートを作製する必要がなく、また、光学製品等に用いられる樹脂のなかでも比較的安価なPC樹脂によって作製できるので、安価でかつ容易に高い輝度上昇効果を有するプリズムシートを作製でき、面光源装置及び表示装置の低コスト化を図ることができる。
さらに、プリズムシート15の出射側や入射側に他のプリズムシート等を積層した場合にも、プリズムシート15による輝度上昇効果は有効であるので、組み合わせる光学シートによって面光源装置や表示装置の光学性能をさらに高めることができる。
(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、面光源装置10は、導光板13以外にプリズムシート15のみを備え、面光源装置20,30は、導光板13以外にプリズムシート15及び第2プリズムシート25を備え、面光源装置40,50は、導光板13以外にプリズムシート15及び第3プリズムシート35を備える例を示した。しかし、これに限らず、例えば、各面光源装置において、LCDパネル11の導光板13側にマイクロレンズシートや拡散シート、偏光反射シート等を配置してもよい。また、各面光源装置において、導光板13のLCDパネル11側に、拡散シート等を配置してもよい。
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、面光源装置10は、導光板13以外にプリズムシート15のみを備え、面光源装置20,30は、導光板13以外にプリズムシート15及び第2プリズムシート25を備え、面光源装置40,50は、導光板13以外にプリズムシート15及び第3プリズムシート35を備える例を示した。しかし、これに限らず、例えば、各面光源装置において、LCDパネル11の導光板13側にマイクロレンズシートや拡散シート、偏光反射シート等を配置してもよい。また、各面光源装置において、導光板13のLCDパネル11側に、拡散シート等を配置してもよい。
(2)各実施形態において、単位プリズム151,251は、図1〜4等に示すようにその頂部が頂角90°をなす角部である例を示したが、これに限らず、単位プリズム151,251は、その頂部がLCDパネル11側に凸となる曲面によって形成されていてもよい。このような形態とする場合には、頂部から出射される光は拡散されるので、集光性に加えて拡散性も奏することができる。なお、このような形状とする場合、単位プリズムの側面部と頂部とが滑らかに繋げられていることが好ましい。
また、各実施形態において、単位プリズム151,251は、略三角柱形状であり、その断面形状が底角α=45°である略二等辺三角形形状である例を示した。しかし、これに限らず、例えば、単位プリズムではなく、断面形状が円形の一部形状となる略円柱形状の一部や断面形状が楕円形の一部形状となる楕円柱形状の一部である単位レンズを用いてもよい。また、底角αは、45°に限らず、所望する光学特性等に応じて適宜角度を選択してよい。さらに、単位プリズム151,251は、その断面形状が略二等辺三角形状に限らず、他の三角形形状や多角形形状等としてもよい。
また、各実施形態において、単位プリズム151,251は、略三角柱形状であり、その断面形状が底角α=45°である略二等辺三角形形状である例を示した。しかし、これに限らず、例えば、単位プリズムではなく、断面形状が円形の一部形状となる略円柱形状の一部や断面形状が楕円形の一部形状となる楕円柱形状の一部である単位レンズを用いてもよい。また、底角αは、45°に限らず、所望する光学特性等に応じて適宜角度を選択してよい。さらに、単位プリズム151,251は、その断面形状が略二等辺三角形状に限らず、他の三角形形状や多角形形状等としてもよい。
(3)各実施形態において、プリズムシート15の入射面152は、略平滑面である例を支援したが、これに限らず、例えば、入射面の表面に微細な凹凸形状を形成し、輝度ムラの解消等を図ってもよい。これは、第2プリズムシート25においても同様である。
(4)各実施形態において、第2プリズムシート25の単位プリズム251とプリズムシート15の単位プリズム151とは、その配列方向が異なる以外は略同様の形状である例を示したが、これに限らず、例えば、第2プリズムシート25の単位プリズム251の配列ピッチ等が、プリズムシート15の単位プリズム151の配列ピッチよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。所望する光学性能や、モアレ解消等の観点から、適宜その配列ピッチ等の大きさを選択してよい。
(5)各実施形態において、プリズムシート15は、単層である例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズムの表層に拡散材を含有する拡散層等を備えた2層構造としてもよい。
(6)各実施形態において、LCDパネル11は、下側偏光板112と上側偏光板113との透過軸が直交しており、電界がかかった液晶層に入射した偏光のみがLCDパネル11を透過するノーマリブラック型である例を示したが、これに限らず、例えば、下側偏光板112と上側偏光板113との透過軸が略平行であり、電界がかかっていない液晶層に入射した偏光のみがLCDパネル11を透過するノーマリホワイト型としてもよい。
また、各実施形態において、LCDパネル11の下側偏光板112の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行であるとしたが、画面左右方向に対して数度の角度をなすものとしてもよい。そのとき、プリズムシート15の配列方向は、下側偏光板112の透過軸の方向に対して略平行となるように配置することが好ましい。
また、各実施形態において、LCDパネル11の下側偏光板112の透過軸の方向は、画面左右方向に平行又は略平行であるとしたが、画面左右方向に対して数度の角度をなすものとしてもよい。そのとき、プリズムシート15の配列方向は、下側偏光板112の透過軸の方向に対して略平行となるように配置することが好ましい。
(7)各実施形態において、表示装置は、LCDパネル11の観察面の短辺に平行な方向を画面上下方向とし、長辺に平行な方向を画面左右方向とする例を示したが、これに限らず、観察面の短辺に平行な方向を画面左右方向とし、長辺に平行な方向を画面上下方向とする表示装置としてもよい。
(8)各実施形態において、面光源装置10,20,30,40,50は、導光板13の一端面に光源12が配置されたエッジライト型である例を示したが、これに限らず、例えば、直下型の面光源装置に適用してもよい。直下型の面光源装置の場合、光源として冷陰極管を用い、かつ、冷陰極管の直上(LCDパネル11側)に表面形状等を有しない拡散板を配置した場合は、拡散板から出射する光は略自然光(無偏光)となる。しかし、直下型の面光源装置であって、光源にLED光源を用いた場合や、表面に単位レンズが複数配列されて形成されたレンズ付拡散板を光源の直上に配置した場合等では、拡散板から出射した光は、特定の偏光線分を強く有する部分偏光となる。従って、上述の各実施形態のプリズムシート15を用いることにより、輝度上昇効果を得ることができる。
(9)各実施形態において、光源12は、線光源の冷陰極管であり、導光板13の一方の端面に対向する位置に設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、導光板の他方の端面にも線光源の冷陰極管を配置してもよいし、光源12として冷陰極管ではなく、点光源であるLED(Light Emitting Diode)光源を導光板13の一方の端面に面する位置又は両端面に面する位置に複数配列してもよい。LED光源を用いる場合、LED光源が発する光は部分偏光を有しているので、本発明の効果がより効果的となる。
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
1,2,3,4,5 表示装置
10,20,30,40,50 面光源装置
11 LCDパネル
12 光源
13 導光板
14 反射板
15 プリズムシート
25 第2プリズムシート
10,20,30,40,50 面光源装置
11 LCDパネル
12 光源
13 導光板
14 反射板
15 プリズムシート
25 第2プリズムシート
Claims (7)
- 厚み方向において一対の偏光板を備える透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
光を発する光源と、
前記光源が発する光を導波する導光板と、
前記導光板の前記透過型表示部側に配置され、前記透過型表示部側の面に複数の単位プリズムがシート面に沿って一方向に配列されたプリズムシートと、
を備え、
前記光源は、前記導光板の1つの端面に面する位置又は対向する2つの端面に面する位置に設けられ、
前記プリズムシートは、ポリカーボネート樹脂製であり、
前記単位プリズムは、該面光源装置の使用状態における画面左右方向に配列されていること、
を特徴とする面光源装置。 - 請求項1に記載の面光源装置において、
前記単位プリズムは、その配列方向に平行であってシート面に直交する断面の断面形状が、略二等辺三角形状であり、前記断面形状がシート面に沿って該面光源装置の使用状態における画面上下方向に延在する略三角柱形状であること、
を特徴とする面光源装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の面光源装置において、
前記単位プリズムの配列方向は、前記光源から前記導光板に入射して前記導光板内を導波する光の主たる方向と略直交すること、
を特徴とする面光源装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の面光源装置において、
前記プリズムシートは、単層であり、押出形成により形成されること、
を特徴とする面光源装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の面光源装置において、
前記プリズムシートの前記単位プリズムと同形状の第2単位プリズムを有し、前記第2単位プリズムの配列方向が前記単位プリズムの配列方向と直交する方向である第2プリズムシートを備えること、
を特徴とする面光源装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって背面から照明される透過型表示部と、
を備える表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において
前記透過型表示部は、一対の偏光板と前記偏光板の間に設けられる液晶層とを備える液晶透過型表示部であり、
前記一対の偏光板のうち、前記面光源装置側に位置する偏光板の透過軸は、シート面の正面方向から見て前記単位プリズムの配列方向と略平行であること、
を特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010118523A JP2011247948A (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 面光源装置、表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010118523A JP2011247948A (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 面光源装置、表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011247948A true JP2011247948A (ja) | 2011-12-08 |
Family
ID=45413331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010118523A Pending JP2011247948A (ja) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 面光源装置、表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011247948A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017076557A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | ミネベアミツミ株式会社 | 面状照明装置 |
JP2023071868A (ja) * | 2023-03-02 | 2023-05-23 | 株式会社ツジデン | 直下型点光源バックライトユニット、及び該直下型点光源バックライトユニットを搭載した液晶装置。 |
-
2010
- 2010-05-24 JP JP2010118523A patent/JP2011247948A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017076557A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | ミネベアミツミ株式会社 | 面状照明装置 |
JP2023071868A (ja) * | 2023-03-02 | 2023-05-23 | 株式会社ツジデン | 直下型点光源バックライトユニット、及び該直下型点光源バックライトユニットを搭載した液晶装置。 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8289639B2 (en) | Optical films | |
JP5526763B2 (ja) | 隠蔽構造体を備えた照明装置と表示装置 | |
JP4335895B2 (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP5278526B2 (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP2011247948A (ja) | 面光源装置、表示装置 | |
JP2008096904A (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP5434403B2 (ja) | 照明ユニット及び表示装置 | |
JP2006189600A (ja) | レンチキュラーレンズシート、面光源装置、透過型表示装置 | |
JP2011232367A (ja) | 光学シート、面光源装置、透過型表示装置 | |
JP4730339B2 (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP5782867B2 (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP2017004637A (ja) | 導光板、面光源装置、透過型表示装置 | |
JP2013068834A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4910946B2 (ja) | 光制御シート、面光源装置、透過型表示装置 | |
JP5434398B2 (ja) | 隠蔽構造体を備えた照明ユニット、表示装置 | |
JP2008305587A (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP5716295B2 (ja) | 隠蔽構造体を備えた照明ユニット、照明装置、表示装置 | |
JP2008305585A (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP2017198974A (ja) | 光学ユニット、面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置 | |
JP5779930B2 (ja) | 光学シート、及びそれを用いたバックライトユニット、画像表示装置 | |
JP2018136423A (ja) | 光学シート、面光源装置、映像源ユニット、及び表示装置 | |
JP2017198735A (ja) | 光学シート、映像源ユニット及び液晶表示装置 | |
JP5531732B2 (ja) | 隠蔽レンズシートを用いた照明ユニット、及び、表示装置 | |
JP2023088507A (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 | |
JP4730340B2 (ja) | 面光源装置、透過型表示装置 |