JP4277931B2 - 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体 - Google Patents
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Description
発光体と、
前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する偏光子と、
前記発光体と前記偏光子の間に配置された、複数枚の光学シートからなる光学シート組合せ体とを具備し、
前記複数枚の光学シートは、光入射面と、プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とをそれぞれ有し、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ配置されている。
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する発光体と、
前記液晶表示パネルの光入射側に配置され、前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する第1の偏光子と、
前記液晶表示パネルの光出射側に配置された第2の偏光子と、
前記第1の偏光子と前記発光体の間に配置された、複数枚の光学シートからなる光学シート組合せ体とを具備し、
前記複数枚の光学シートは、光入射面と、プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とをそれぞれ有し、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記第1の偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ配置されている。
発光体と、前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する偏光子との間に配置される光学シート組合せ体であって、
光入射面と、
プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とを具備する、複数枚の光学シートからなり、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ重ねて配置されている。
図1は本発明の第1の実施形態による光学シート組合せ体30を備えた液晶表示装置21の構成を概略的に示す斜視図である。まず、この液晶表示装置21の全体構成について説明する。
上述の第1の実施形態では、面発光装置33として、無偏光のバックライト光を出射する発光体24を用いたが、これに代えて、出射光に偏光の偏りがある発光体を用いることができる。例えば「APPLIED OPTICS /Vol.43, No24 /20 August 2004」誌には、導光板の光出射面のマイクロ構造体に屈折率異方性を有するフィルムを貼り合わせることで、出射光に偏光の偏りを持たせることができる構成が開示されている。この原理を利用して例えば図9に示すように発光体を構成することにより、第1の偏光子23Aの透過軸方向(第1,第2のプリズムシート29A,29Bの低屈折率側光学軸方向)に振動する偏光成分を優先的に出射させることが可能となり、光利用効率を更に高めて正面輝度の向上を図ることができる。使用用途に応じた正面輝度や輝度視野角を実現するため、場合によっては、プリズムシートは1枚でも構わない。
続いて、図10を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。図10は本発明の第2の実施形態による面発光装置38の構成を概略的に示す斜視図である。なお、図において上述の第1の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図11に示す面発光装置100のシミュレーションモデルを構成し、光学シート組合せ体41を構成する2枚のプリズムシート40A,40Bの3軸方向の屈折率をそれぞれ図14に示すように設定し、それぞれのサンプルについて第1の偏光子23Aから出射する光の正面輝度及び取出効率を計算した。
次に、偏光子23Aの透過軸aと第1のプリズムシート40Aのプリズム延在方向との関係、ならびに2枚のプリズムシート40A,40Bの厚み方向の屈折率による影響についてシミュレーションを行った。
22・・・液晶表示パネル
23A・・・第1の偏光子
23B・・・第2の偏光子
24、44・・・発光体
25・・・導光板
26、46・・・光源
27、47・・・反射板
28・・・拡散シート
29A、40A・・・第1のプリズムシート(第1の光学シート)
29B、40B・・・第2のプリズムシート(第2の光学シート)
30、31、41・・・光学シート組合せ体
33、38、100、100A、100B・・・面発光装置
50・・・樹脂シート
a・・・第1の偏光子の透過軸
b・・・第1の偏光子の吸収軸
P、Pa、Pb・・・プリズム(立体構造)
Claims (14)
- 発光体と、
前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する偏光子と、
前記発光体と前記偏光子の間に配置された、複数枚の光学シートからなる光学シート組合せ体とを具備し、
前記複数枚の光学シートは、光入射面と、プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とをそれぞれ有し、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ配置されている
面発光装置。 - 請求項1に記載の面発光装置であって、
前記光学シート組合せ体は、
前記第2の屈折率よりも前記第1の屈折率の方が小さい第1の光学シートと、
前記第2の屈折率よりも前記第1の屈折率の方が大きい第2の光学シートとを有する
面発光装置。 - 請求項2に記載の面発光装置であって、
前記第1及び第2の光学シートは、前記立体構造の延在方向に延伸された樹脂シートからなる
面発光装置。 - 請求項3に記載の面発光装置であって、
前記第1の光学シートは、延伸方向に屈折率が小となる樹脂シートからなり、
前記第2の光学シートは、延伸方向に屈折率が大となる樹脂シートからなる
面発光装置。 - 請求項4に記載の面発光装置であって、
前記第1の光学シートは、メタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物の中から選択される樹脂材料からなる
面発光装置。 - 請求項4に記載の面発光装置であって、
前記第2の光学シートは、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PETとPENの混合物及びこれらの共重合体の中から選択される樹脂材料からなる
面発光装置。 - 請求項2に記載の面発光装置であって、
前記第2の光学シートは、前記第1の光学シートと前記偏光子の間に配置されている
面発光装置。 - 請求項2に記載の面発光装置であって、
前記第1の光学シートは、前記第2の光学シートと前記偏光子の間に配置されており、かつ、前記第1の光学シートの前記第1の屈折率よりも大きい、厚み方向に平行な第3の屈折率を有する
面発光装置。 - 請求項8に記載の面発光装置であって、
前記第3の屈折率は、前記第1の光学シートの前記第2の屈折率とほぼ等しい
面発光装置。 - 請求項9に記載の面発光装置であって、
前記第1の光学シートの前記第1の光学軸は、前記偏光子の前記偏光軸と略平行である
面発光装置。
面発光装置。 - 請求項1に記載の面発光装置であって、
前記プリズムは、複屈折を有する液晶材料からなる
面発光装置。 - 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを照明する発光体と、
前記液晶表示パネルの光入射側に配置され、前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する第1の偏光子と、
前記液晶表示パネルの光出射側に配置された第2の偏光子と、
前記第1の偏光子と前記発光体の間に配置された、複数枚の光学シートからなる光学シート組合せ体とを具備し、
前記複数枚の光学シートは、光入射面と、プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とをそれぞれ有し、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記第1の偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ配置されている
液晶表示装置。 - 出射される光の偏光状態に偏りがある発光体と、
前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する偏光子と、
前記偏光子と前記発光体の間に配置された、複数枚の光学シートからなる光学シート組合せ体とを具備し、
前記複数枚の光学シートは、光入射面と、プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とをそれぞれ有し、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ配置されている
面発光装置。 - 発光体と、前記発光体から出射される光を透過する透過軸を有する偏光子との間に配置される光学シート組合せ体であって、
光入射面と、
プリズムが連続して配列された構造面でなる光出射面とを具備する、複数枚の光学シートからなり、
前記プリズムは、前記プリズムの延在方向に平行な第1の屈折率を有する第1の光学軸と、前記プリズムの配列方向に平行であり前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の光学軸とを含み、かつ、前記光入射面に斜め方向から入射した一部の光については、前記第1の屈折率と前記第2の屈折率のうち屈折率が大きい方向の偏光成分を前記光入射面側へ反射させるとともに屈折率が小さい方向の偏光成分を透過させ、前記光入射面に垂直方向から入射した光については、偏光状態に関係なく前記光入射面側へ反射させる一対の斜面を有し、
前記複数枚の光学シートは、前記第1の屈折率及び前記第2の屈折率のうち屈折率の小さい方の前記光学軸が前記偏光子の前記透過軸とほぼ平行となるようにそれぞれ重ねて配置されている
光学シート組合せ体。
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