JP3098334B2 - 液晶表示装置用マルチプリズムシートおよび液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置用マルチプリズムシートおよび液晶表示装置

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JP3098334B2
JP3098334B2 JP04254861A JP25486192A JP3098334B2 JP 3098334 B2 JP3098334 B2 JP 3098334B2 JP 04254861 A JP04254861 A JP 04254861A JP 25486192 A JP25486192 A JP 25486192A JP 3098334 B2 JP3098334 B2 JP 3098334B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビ、コンピュ
ータ用ディスプレイ等の液晶ディスプレイ等の液晶表示
装置、およびそれに使用されるマルチプリズムシート
関するものであり、さらに詳しくは優れた輝度を有する
液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、その軽量化や高精細化
等に伴って、OA機器やパーソナルコンピューター等に
広く使用されている。しかし、液晶自体は発光しないた
め、背面照明手段を用いて輝度の向上を図っている。一
方、最近では、カラー液晶テレビ等をはじめとして、液
晶表示装置のカラー化が進んでおり、さらなる輝度の向
上が要求されるようになっきている。このようなカラー
液晶表示素子においては、これまでの単色液晶表示装置
用の背面照明手段では十分な輝度を確保することができ
なくなってきている。そこで、背面照明手段の明るさを
向上させる試みがなされてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、背面照明手段
の明るさを向上させる方法では、発熱量の増大やコスト
アップ等の新たな問題点を伴っている。そこで、本発明
の目的は、背面照明手段の明るさの改良による発熱量の
増大等の問題点を伴うことなく、輝度の向上した液晶表
示装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑み、特定の形状を有し、特定の材料から構成
されるマルチプリズムシートを使用することによって液
晶表示装置の輝度を向上できることを見出し、本発明に
到達したものである。すなわち、本発明の液晶表示装置
は、背面照明手段の上に設置されたマルチプリズムシー
トと、このマルチプリズルシートの上に設置された液晶
表示素子とを備え、マルチプリズムシートのプリズム面
と液晶表示素子とが相対するように設置されている液晶
表示装置であって、前記マルチプリズムシートが、その
表面に頂角が60〜95゜で、ピッチが100μm以下
である一連の細長い断面三角形状のプリズムが連続して
多数形成され、25℃の弾性率が10000〜5000
0Kg/cm 2 の活性エネルギー線硬化型樹脂で成形さ
れていることを特徴とするものである。また、本発明の
マルチプリズムシートは、25℃の弾性率が10000
〜50000Kg/cm 2 の活性エネルギー線硬化型樹
脂から形成され、その表面に頂角が60〜95゜で、ピ
ッチが100μm以下である一連の細長い断面三角形状
のプリズムが連続して多数形成さてなることを特徴とす
ものである。
【0005】本発明の液晶表示装置について図1を用い
て説明する。図1は、本発明の液晶表示装置の一実施例
を示した部分断面図であり、図中1はマルチプリズムシ
ートで背面照明手段3の上に、マルチプリズムシート1
のプリズム面が上向きとなるように設置されている。そ
して、マルチプリズムシート1の上には、そのプリズム
面と相対するように液晶表示素子2が設置されている。
液晶表示素子2は、例えば、スペーサーにより一定の間
隔を隔てて設けられた2枚のガラス基板の間に液晶が充
填されて構成されている。さらに、この2枚の上下ガラ
ス基板のそれぞれの外面には偏光板が設けられており、
上部のガラス基板の内面にはカラーフィルター層と、こ
のカラーフィルター層の外面に内部電極が設けられ、下
部のガラス基板の内面には内部電極が設けられている。
内部電極は、微小な画素電極が多数縦横に配列されて構
成されている。また、カラーフィルター層は、赤、緑、
青の3色の色フィルターを、画素電極に対応させて配列
して、各々の画素を形成している。
【0006】背面照明手段3は、図1に示したように、
光の入射面と出射面を有する板状の導光体5と蛍光灯等
の線状光源7を具備してなるものである。導光体5は、
一側端面を光入射面とし、該光入射面と略直角の光出射
面と、その反対面に位置する反射面から構成され、反射
面には反射膜6が形成され、必要に応じて光出射面ある
いは反射面に光量調整パターンが形成されている。導光
体5の光入射面に対向して、蛍光灯等の線状光源7が配
置されている。そして、導光板5の光入射面から入射し
た線状光源7からの入射光が、導光板5を通して、一部
は反射膜6に反射して出射面から出射して、マルチプ
リズムシート1を通して液晶表示素子2の裏面側均一
に照射するようになっている。なお、背面照明手段3と
しては、図1に示した構造のものに限らず、通常使用さ
れている種々の背面照射手段を使用することができる。
【0007】マルチプリズムシート1は、樹脂板、シー
トあるいはフィルムから形成されており、その一方の表
面に一連の細長い断面三角形状のプリズムが連続して多
数形成されている。マルチプリズムシート1の部分断面
図を図2に示した。図中8は、合成樹脂からなる透明基
材であって、透明基材8の一方の表面にプリズム形状が
形成された合成樹脂からなるプリズム部9が一体に構成
されている。なお、本発明のマルチプリズムシート1
は、図2のように透明基材とレンズ部の2層構造として
もよいが、透明基材を用いないものでもよいし、透明基
材を剥離して使用する構造のものであってもよい。
【0008】本発明の液晶表示装置において、マルチプ
リズムシートの表面に形成されるプリズム部は、プリズ
ム頂角の角度θを60〜95゜の範囲に設定することが
重要である。これは、プリズム頂角の角度θが60゜
満では、指向性が顕著になり正面以外から見た場合には
画面が著しく暗くなるためえあり、逆に95゜を超える
と光の集光性が低下し輝度向上効果が得られなくなった
り、プリズムシートの厚さによる光の吸収のために輝度
が低下するためである。
【0009】プリズムのピッチaは、100μm以下で
あることが好ましく、さらに好ましくは70〜90μm
の範囲である。これは、液晶表示装置のカラー化に伴
い、そのカラーフィルターのピッチが小さくなってきて
おり、画面のモアレ模様の発生を防止や画面の精細度を
向上の観点から、プリズムのピッチaも小さい方が好ま
しいためである。また、プリズムの凹凸の高さbは、プ
リズム頂角の角度θとプリズムのピッチaの値によって
決定されるが、30〜50μmの範囲であることが好ま
しい。さらに、プリズムシート1の厚さcは、強度面か
らは厚い方が好ましく、光学的には光の吸収を抑えるた
め薄い方が好ましい。このため、使用する液晶表示装置
の画面の大きさ、使用条件等によって適度な厚さに設定
されるが、例えば、4〜10インチ程度の画面の液晶表
示装置では数百μm以下程度の厚さであることが好まし
く、200〜500μ程度の範囲であれば、強度および
光学特性のバランスがとれて好ましい。
【0010】上記のような構成による本発明の液晶表示
装置では、マルチプリズムシートのオウリズム面が液晶
表示素子と相対するように、マルチプリズムシートを背
面照射手段の上に設置したことにより、背面表示装置か
ら出射する光を液晶表示素子方向へ集中して出射するこ
とができるので、光源からの光を有効に活用できる輝度
の高い指向性に優れた液晶表示装置が得られるものであ
る。さらに、本発明においては、2枚あるいはそれ以上
のマルチプリズムシートを重ね合わせて使用することも
でき、さらなる輝度の向上を図るとともに、プリズムの
方向の組合せによって種々の指向性を持たせることがで
きる。しかし、マルチプリズムシートによる光量の損失
等を考慮すると、通常は1枚のマルチプリズムシートの
使用で十分である。
【0011】本発明のマルチプリズムシートの製造方法
としては、合成樹脂を射出成形する方法、樹脂板と型と
を当接させて、これを加熱加圧することにより型の表面
形状を転写する押圧成形法、あるいは活性エネルギー線
硬化型樹脂組成物を表面凹凸を有する型内へ注入後、活
性エネルギー線を照射して硬化させる方法等のいずれの
方法も使用できるが、光学特性や生産性等の観点から活
性エネルギー線硬化型樹脂組成物を使用する方法が最も
好ましい。
【0012】以下、本発明のマルチプリズムシートの製
造方法について説明する。活性エネルギー線硬化型樹脂
組成物としては、不飽和ポリエステル−スチレン系、エ
ポキシ樹脂−ルイス酸系、ポリエン−チオール系、(メ
タ)アクリル酸エステル系等が挙げられる。中でも、透
明性の高い(メタ)アクリル酸エステル系が特に好まし
く、例えば、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポ
キシ(メタ)アクリレート、ポリウレタン(メタ)アク
リレート等のプレポリマーと、単官能あるいは多官能の
(メタ)アクリレートモノマーとの組合せ等が挙げられ
る。これら樹脂は、単独あるいは組み合わせて使用する
ことができるが、得られるプリズムシートの弾性率等を
考慮して選択することが好ましい。特に、活性エネルギ
ー線硬化型樹脂の硬化後の25℃における弾性率が10
000〜50000kg/cm2の範囲にあるように調
整することが好ましい。これは、弾性率が10000k
g/cm2 未満であると、プリズムシートが柔らかくな
り液晶表示装置に組込む際の取扱い性や作業性に劣ると
ともに、液晶表示素子とプリズム頂部とが接触する場合
にプリズム頂部に潰れが生じ画面上に影が現れるためで
ある。また、弾性率が50000kg/cm2 を超える
と、プリズムシートが硬く脆くなり僅かの衝撃によって
破損するおそれがあるためである。
【0013】上記したような活性エネルギー線硬化型樹
脂組成物を金型に塗布し、樹脂組成物の表面を平滑化し
た後、透明基材を重ね合わせ活性エネルギー線を照射し
て硬化させる。ここで、透明基材としては透明性の高い
ものであれば、厚さ、材料については特に限定されるも
のではないが、活性エネルギー線の透過性や取扱性等を
考慮した場合には、厚さ3mm以下のものが好ましい。
また、材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、
フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、これらの樹脂の混合物等
の合成樹脂あるいはガラス等が挙げられる。使用できる
活性エネルギー線としては、電子線、イオン線等の粒子
線、γ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線等の電磁波
線等が挙げられるが、硬化速度や生産設備等の点から紫
外線が好ましい。
【0014】このようにして製造された透明基材上に活
性エネルギー線で硬化された樹脂組成物からなるマルチ
プリズムシートは、そのまま使用することもできるが、
透明基材を剥離して使用することもできる。
【0015】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 実施例1 成形後のプリズムのピッチが50μm、プリズム頂角が
90゜となるように予め設計された金型に、紫外線硬化
型樹脂組成物として以下の混合物を塗布し、その表面を
平滑化した後、厚さ500μmのポリカーボネートフィ
ルムを重ね合わせた。次いで、320〜390nmの積
算紫外線照射量で1000mJ/cm2の紫外線を照射
して、紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させた。その後、
金型から剥離してマルチプリズムシートを得た。
【0016】 ファンクリルFA−321M 45重量部 (日立化成社製エチレンオキシド変性 ビスフェノールAメタクリレート) NKエステルA−BPE−4 25重量部 (新中村化学社製エチレンオキシド変 性ビスフェノールAジアクリレート) サートマー285 30重量部 (サートマー社製テトラヒドロフルフ リルアクリレート) ダロキュアー1173 3重量部 (メルクジャパン社製2−ヒドロキシ −2−メチル−1−フェニルプロパ ン−1−オン) 表面輝度7000cd/m2 を有する背面照射手段を用
いた液晶表示装置を用いて、得られたマルチプリズムシ
ートを図1に示したように背面照射手段の上にプリズム
面が液晶表示素子に相対するように設置して、液晶画面
の表面輝度を測定した。その結果、290cd/m2
表面輝度を有していた。なお、マルチプリズムシートを
使用しない場合の表面輝度は、200cd/m2 であっ
た。上記樹脂組成物を用いて、ガラスセルキャスト法で
2mmの厚さの樹脂板を作成し、得られた樹脂板を幅1
0mm、長さ60mmに切断し、32mmの間隔に設置
した2点で支え3点曲げ試験を行った。その結果、25
000kg/cm2の曲げ弾性率を有していた。
【0017】実施例2 成形後のプリズムのピッチが50μm、プリズム頂角が
75゜となるように予め設計された金型を用いた以外
は、実施例1と同一の紫外線硬化型樹脂組成物を用い
て、同一の製造条件でマルチプリズムシートを得た。得
られたマルチプリズムシートを用いて、実施例1と同一
の方法で表面輝度を測定した。その結果、300cd/
2 の表面輝度を有していた。
【0018】実施例3 成形後のプリズムのピッチが50μm、プリズム頂角が
100゜となるように予め設計された金型を用いた以外
は、実施例1と同一の紫外線硬化型樹脂組成物を用い
て、同一の製造条件でマルチプリズムシートを得た。得
られたマルチプリズムシートを用いて、実施例1と同一
の方法で表面輝度を測定した。その結果、220cd/
2 の表面輝度を有していた。
【0019】実施例4 成形後のプリズムのピッチが50μm、プリズム頂角が
60゜となるように予め設計された金型を用いた以外
は、実施例1と同一の紫外線硬化型樹脂組成物を用い
て、同一の製造条件でマルチプリズムシートを得た。得
られたマルチプリズムシートを用いて、実施例1と同一
の方法で表面輝度を測定した。その結果、293cd/
2 の表面輝度を有していた。
【0020】
【0021】比較例 成形後のプリズムのピッチが50μm、プリズム頂角が
100゜となるように予め設計された金型を用いた以外
は、実施例1と同一の紫外線硬化型樹脂組成物を用い
て、同一の製造条件でマルチプリズムシートを得た。得
られたマルチプリズムシートを用いて、実施例1と同一
の方法で表面輝度を測定した。その結果、196cd/
2 の表面輝度を有していた。
【0022】比較例 実施例1と同一のマルチプリズムシートを、プリズム面
が背面照射手段側に向くように設置した以外は、実施例
1と同一の方法で表面輝度を測定した。その結果、19
5cd/m2 の表面輝度を有していた。
【0023】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、背面照射手段
の上にプリズム頂角の角度が特定の範囲にあるマルチプ
リズムシートを、そのプリズム面が液晶表示素子と相対
するように設置することによって、背面照射手段から出
射する光を液晶表示素子方向へ集中して出射することが
でき、光源からの光を有効に活用できる輝度の高い指向
性に優れたものであり、背面照射手段の別段の明るさの
向上を行うことなく、カラー液晶表示装置でも十分な輝
度を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の概略を示す断面図であ
る。
【図2】本発明のマルチプリズムシートの一部を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 マルチプリズムシート 2 液晶表示素子 3 背面照明手段 8 透明基材 9 プリズム部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 雅郎 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60 号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所 内 (72)発明者 大川 真 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60 号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所 内 (72)発明者 瀧川 高志 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60 号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所 内 (72)発明者 前沢 憲一 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60 号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所 内 合議体 審判長 東森 秀朋 審判官 稲積 義登 審判官 豊岡 静男 (56)参考文献 特開 平3−16032(JP,A) 特開 平4−67016(JP,A) 特開 平4−212125(JP,A) 特開 平3−9838(JP,A) 特開 平2−248215(JP,A) 特開 平4−196288(JP,A) 実開 平4−107201(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 背面照明手段の上に設置されたマルチプ
    リズムシートと、このマルチプリズルシートの上に設置
    された液晶表示素子とを備え、マルチプリズムシートの
    プリズム面と液晶表示素子とが相対するように設置され
    ている液晶表示装置であって、前記マルチプリズムシー
    トが、その表面に頂角が60〜95゜で、ピッチが10
    0μm以下である一連の細長い断面三角形状のプリズム
    が連続して多数形成され、25℃の弾性率が10000
    〜50000Kg/cm 2 の活性エネルギー線硬化型樹
    脂で成形されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記マルチプリズムシートが、透明基材
    と該透明基材上に形成された活性エネルギー線硬化型樹
    脂からなるプリズム部とからなることを特徴とする請求
    項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 25℃の弾性率が10000〜5000
    0Kg/cm 2 の活性エネルギー線硬化型樹脂から形成
    され、その表面に頂角が60〜95゜で、ピッチが10
    0μm以下である一連の細長い断面三角形状のプリズム
    が連続して多数形成さてなることを特徴とする液晶表示
    装置用マルチプリズムシート。
  4. 【請求項4】 透明基材と、該透明基材上に形成され活
    性エネルギー線硬化型樹脂からなるプリズム部とからな
    ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置用マル
    チプリズムシート。
JP04254861A 1992-09-24 1992-09-24 液晶表示装置用マルチプリズムシートおよび液晶表示装置 Expired - Lifetime JP3098334B2 (ja)

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