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

面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体 Download PDF

Info

Publication number
JP4277931B2
JP4277931B2 JP2008012543A JP2008012543A JP4277931B2 JP 4277931 B2 JP4277931 B2 JP 4277931B2 JP 2008012543 A JP2008012543 A JP 2008012543A JP 2008012543 A JP2008012543 A JP 2008012543A JP 4277931 B2 JP4277931 B2 JP 4277931B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
light
prism
optical
emitting device
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008012543A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008258141A (ja
Inventor
光成 星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2008012543A priority Critical patent/JP4277931B2/ja
Priority to US12/047,466 priority patent/US7880824B2/en
Priority to CN2008101428177A priority patent/CN101329037B/zh
Publication of JP2008258141A publication Critical patent/JP2008258141A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4277931B2 publication Critical patent/JP4277931B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

本発明は、集光機能と一定の偏光分離機能とを兼ね備えた面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体に関する。
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）と比較して低消費電力かつ小型化、薄型化が可能であり、現在では、携帯電話、携帯型ゲーム機、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の小型機器から、大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイズのものが幅広く使用されている。
液晶表示装置は透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの光入射側に配置された第１の偏光子（偏光板）と、液晶表示パネルの光出射側に配置された第２の偏光子（偏光板）のほか、照明光源としてバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、エッジライト型がある。エッジライト型のバックライトユニットは、液晶表示パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の一側端部に配置された光源と、導光板の光出射面とは反対側の面を覆う反射板等で構成されている。
これら各方式のバックライトユニットに用いられる光源には、従来より、白色光を発光する冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が広く用いられている。特に近年、携帯電話等のモバイル用途のディスプレイには、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源に用いるバックライトユニットが有望視されている。
モバイル用途のディスプレイにおいては、正面方向の輝度が求められており、そのためにバックライト光の出射方向を正面方向に制限する手法が採られている。例えば、バックライト光の出射方向を正面方向に配光させる目的で、輝度向上フィルム又はシートと称される光学シートをバックライトユニットと液晶表示パネルとの間に配置する構成が知られている（特許文献１，２参照）。
輝度向上フィルムは、一方の面に三角柱形状のプリズムが微細ピッチで周期配列されたプリズムシートで構成されており、バックライト光を正面方向に立ち上げて集光する作用を有している。特に、プリズムの延在方向を互いに直交させて２枚のプリズムシートを重ね合わせる構成や、プリズムシートの上に、一方の直線偏光成分は透過し他方の直線偏光成分は反射する反射性偏光シートを配置する構成が知られている（特許文献１参照）。
プリズムシートは、典型的には、透明基材の表面に活性エネルギー線硬化樹脂からなる硬化樹脂層を積層することで構成される（特許文献２参照）。
特表２００２−５４４５６５号公報 特開２００４−１６８８６９号公報
近年、モバイル用途のディスプレイにおいては、ディスプレイ全体の更なる薄型化と高画質化が求められている。しかし、正面輝度の向上を目的として使用される反射性偏光シートは、高価であるため、液晶表示装置の生産コストを上昇させるという問題がある。また、反射性偏光シートの使用によりシート設置枚数が増加し、液晶表示装置の薄型化に支障をきたす。さらに、反射性偏光シートを用いたとしても、第１の偏光子の吸収軸方向の偏光成分が一部漏れ出るなど、機能的に必ずしも十分であるとは限らない。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、集光機能と一定の偏光分離機能とを兼ね備えながら、正面輝度の向上に必要な光学シートの使用枚数を低減できる面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体を提供することを課題とする。
以上の課題を解決するにあたり、本発明の面発光装置は、
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。
また、本発明の液晶表示装置は、
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。
さらに、本発明の光学シート組合せ体は、
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。
本発明に係る光学シートは、プリズムの延在方向とこれに直交する配列方向との間に屈折率差を有している。これにより、当該光学シートに入射した光に対し、プリズムの延在方向に振動する偏光成分とプリズムの配列方向に振動する偏光成分とで、互いに異なる透過特性をもたせることができるようになる。例えば、プリズムの配列方向の屈折率よりもプリズムの延在方向の屈折率を大きくすることで、当該光学シートへ入射した光のうちプリズムの配列方向に振動する偏光成分の出射光量を大きくすることができる。この偏光成分の透過特性の差は、プリズムの延在方向とその配列方向の屈折率の差が大きいほど大きくなる。
したがって、当該光学シートは、プリズム部分において、配光制御機能だけでなく、一定の偏光分離機能をも有することになる。そして、当該機能を有する複数枚の光学シートを、その面内の異方性光学軸のうち屈折率の小さい方の光学軸が互いに同一方向となるように組み合わせることによって、上記配光制御機能および偏光分離機能がともに一層高められることになる。また、各光学シートの屈折率の小さい方の光学軸を偏光子の透過軸と同一の方向に配置することによって、当該偏光子を透過する光量が高められ、正面輝度を向上させることが可能となる。
光学シートの光出射面をプリズムが連続して配列された構造面とすることにより、正面輝度を高くするといった配光制御が可能となる。
好適には、本発明の光学シート組合せ体は、プリズムの配列方向の屈折率よりもプリズムの延在方向の屈折率の方が小さい第１の光学シートと、プリズムの配列方向の屈折率よりもプリズムの延在方向の屈折率の方が大きい第２の光学シートからなる。このような構成により、第１の光学シートと第２の光学シートの各々の光学軸を同一方向に向けさせながら、各々のプリズムの延在方向を互いに交差（直交）させることが可能となり、特に正面輝度の大きな向上が図れるようになる。
このように偏光子を用いた発光体の正面輝度の向上には、偏光制御と配光制御が重要である。偏光制御には上記第１及び第２の光学シートにおいて、プリズムの延在方向とその配列方向の屈折率の差が大きい方が好ましい。配光制御には上記第１及び第２光学シートにおけるプリズムの延在方向とその配列方向の屈折率の小さい方の値がなるべく高い方が好ましく、具体的には小さい方の屈折率が１．５０以上である。また、偏光制御機能、配光制御機能の双方とも、上記プリズムの断面が頂角９０度の二等辺三角形のプリズム形状である場合が、最も好ましい。
本発明に係る光学シートは、プリズムが表面に形成された樹脂シートを当該プリズムの延在方向に延伸処理することによって作製することができる。樹脂シートの延伸方向をプリズムの延在方向とするのは、延伸前後におけるプリズムの形状変化（崩れ）による光学特性の変動を少なくするためである。
この場合、上記第１の光学シートは、延伸方向に屈折率が小となる樹脂材料（樹脂シート）で構成することができる。また、上記第２の光学シートは、延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料（樹脂シート）を用いることができる。第１の光学シートを構成する樹脂シートとしては、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又はこれらの混合物が挙げられる。また、第２の光学シートを構成する樹脂シートとしては、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）又はこれらの混合物又はＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体が挙げられる。
上述した本発明の光学シート組合せ体を発光体と偏光子との間に配置して面発光装置あるいは液晶表示装置を構成することによって、集光機能等の配光制御機能に加えて一定の偏光分離機能が得られることから、従来用いられていた反射性偏光シートを不要とすることが可能となる。これにより、正面輝度の向上に必要とされる光学シートの設置枚数の低減を図ることが可能となるとともに、面発光装置あるいは液晶表示装置の薄型化にも対応することが可能となる。
以上述べたように、本発明によれば、プリズムの延在方向とその配列方向とで屈折率の異方性を有する光学シートを複数枚組み合わせているので、集光機能等の配光制御機能だけでなく一定偏光分離機能をも得ることが可能となる。これにより、反射性偏光シート等の高価な光学素子を用いずとも、液晶表示装置の輝度向上効果を高めることができるとともに、部品点数及び製造コストの低減を図ることが可能となる。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
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。
本実施形態の液晶表示装置２１は、液晶表示パネル２２と、この液晶表示パネル２２の光出射側に配置された第２の偏光子（偏光板）２３Ｂと、液晶表示パネル２２を照明する面発光装置３３とを備えている。面発光装置（バックライト装置）３３は、発光体２４と、拡散シート２８と、本発明に係る光学シート組合せ体３０と、液晶表示パネル２２の光入射側に配置された第１の偏光子（偏光板）２３Ａとによって構成されている。
液晶表示パネル２２は、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造を有している。液晶表示パネル２２の駆動モードは特に限定されず、ＶＡ（垂直配向）、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）、ＴＮ（ツイストネマチック）等が適用可能である。なお必要に応じて、液晶表示パネル２２には、液晶層等の複屈折を光学的に補償するための位相差フィルム等が適宜設置される。
第１の偏光子２３Ａは、発光体２４から出射される光を透過する透過軸ａを有する。透過軸ａは図１のＹ軸方向に設定され、第２の偏光子２３Ｂの透過軸ｂは図１のＸ軸方向に設定されている。ここで、Ｘ軸及びＹ軸は、液晶表示パネル２２の表示面において互いに直交する２軸であり、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に対して直交する液晶表示装置２１の厚み方向に平行な軸である。
図示する発光体２４は、エッジライト型バックライトユニットで構成されているが、直下型バックライトユニットで構成されてもよい。発光体２４は、透光性材料からなる導光板２５と、この導光板２５の一側端部に配置された光源２６と、導光板２５の光出射面とは反対側の面を覆う反射板２７等を備えている。光源２６は、図示の例ではＬＥＤ等の複数の点光源で構成したが、蛍光管等の単数又は複数の線状光源が用いられてもよい。また、発光体２４として有機ＥＬのような面発光源が用いられてもよい。
導光板２５と第１の偏光子２３Ａとの間には、導光板２５側から拡散シート２８、第１のプリズムシート２９Ａおよび第２のプリズムシート２９Ｂが順に配置されている。拡散シート２８は、導光板２５から出射された光を所定角度範囲にわたって拡散出射する機能を有し、発光体２４の輝度分布の一様化を図るために設けられている。第１のプリズムシート２９Ａ及び第２のプリズムシート２９Ｂは、光学シート組合せ体３０を構成する本発明の第１の光学シート及び第２の光学シートにそれぞれ対応し、拡散シート２８から出射された光を液晶表示パネル２２の正面方向に集光し正面輝度の向上を図る輝度向上シートとして機能する。
以下、光学シート組合せ体３０を構成する本発明に係る第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの詳細について説明する。
第１プリズムシート２９Ａおよび第２プリズムシート２９Ｂはそれぞれ、光の出射面に、立体構造であるプリズムＰａ，Ｐｂが多数連続して配列されてなり、各々のプリズム形成面を液晶表示パネル２２側に向けて配置されている。プリズムシート２９Ａ，２９Ｂは、各々のプリズムＰａ，Ｐｂの稜線方向（延在方向）が互いに直交するように重ね合わされている。なお、これらプリズムシート２９Ａ，２９Ｂは接着層を介して一体化されていてもよい。この場合、上記接着層としては、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂよりも低屈折率の透明材料が好ましい。
プリズムＰａ，Ｐｂは、三角柱形状のプリズム体からなるが、頂角やプリズム高さ、配列ピッチ等は特に制限されない。また、プリズムＰａおよびプリズムＰｂの間で、これら頂角やプリズム高さ、配列ピッチ等を相互に異ならせてもよい。また、立体構造は上述したプリズム体に限られず、シリンドリカルレンズ等のレンチキュラーレンズ体で構成されてもよい。
第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂは、プリズムＰａ，Ｐｂの延在方向（以下、プリズム延在方向ともいう。）に平行な光学軸（第１の光学軸）とその配列方向（以下、プリズム配列方向ともいう。）に平行な光学軸（第２の光学軸）とで異なる屈折率を有している。このように、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂの屈折率に面内異方性をもたせることによって、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂへ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて異ならせることが可能となる。
ここで、プリズム延在方向の屈折率（第１の屈折率）の方がプリズム配列方向の屈折率（第２の屈折率）よりも大きい場合を例に挙げて、入射光の偏光状態に応じた透過特性の相違について図２および図３を参照して説明する。
図２および図３は、表面にプリズムＰが多数連続して配列されたプリズムシートを透過する光の経路を模式的に示している。プリズムシートの上面側のプリズム形成面は光出射面とされ、下面側の平坦面は光入射面とされている。ａ軸はプリズムＰの延在方向、ｂ軸はプリズムＰの配列方向、そして、ｃ軸はプリズムシート１９の厚み方向をそれぞれ示している。Ｌａは、バックライト光Ｌのうちプリズム延在方向に振動する偏光成分を示し、Ｌｂは、バックライト光のうちプリズム配列方向に振動する偏光成分を示している。ここで、図２に示すプリズムシート１９ｂは、プリズム延在方向の屈折率（ｎａ）がプリズム配列方向の屈折率（ｎｂ）よりも大きい（ｎａ＞ｎｂ）。また、図３に示すプリズムシート１９ａは、プリズム延在方向の屈折率（ｎａ）がプリズム配列方向の屈折率（ｎｂ）よりも小さい（ｎａ＜ｎｂ）。
図２を参照して、プリズムシート１９ｂの光入射面に対して斜め方向から入射角θ１で入射したバックライト光は、プリズムＰの延在方向と配列方向とでプリズムシート１９ｂの屈折率が異なることから、バックライト光の偏光成分Ｌａと偏光成分Ｌｂは互いに異なる屈折角ｒａ，ｒｂ（ｒａ＜ｒｂ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる出射角φａ，φｂでプリズム斜面から出射する。このとき、偏光成分Ｌａの出射角φａよりも、偏光成分Ｌｂの出射角φｂの方が小さい（φａ＞φｂ）。
以上の例においては、両偏光成分Ｌａ，Ｌｂのいずれもが、プリズムシート１９ｂの光出射面（プリズム形成面）から出射されることになる。しかし、プリズム延在方向とプリズム配列方向とで異なる屈折率を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、プリズムシート１９ｂの光入射面およびプリズム斜面といった界面において、互いに異なる反射率で反射されることになる。すなわち、この例では、プリズム延在方向に振動する偏光成分Ｌａの方が、偏光成分Ｌｂに比べて反射量が大きい。その結果、このプリズムシート１９ｂを透過するバックライト光は、偏光成分Ｌａよりも偏光成分Ｌｂの方が光量的に多いことになる。
また、プリズム斜面から出射する各偏光成分Ｌａ，Ｌｂの出射角は、φａ＞φｂの関係となるので、プリズムシート１９ｂへ入射するバックライト光の入射角がある条件を満たすと、偏光成分Ｌａがプリズム斜面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｂのみがプリズムシート１９ｂを透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。この例が入射角θ２の条件下で成立する様子を図２に示している。θ２の具体例としては、ｎａ＝１．９、ｎｂ＝１．６およびプリズムＰの頂角が９０度の条件において、約１１度〜２５度である。
なお、このプリズムシート１９ｂに対するバックライト光の入射角が小さくなり過ぎると、バックライト光がプリズムシート１９ｂの光入射面に対して垂直に入射する場合と変わらなくなる。この場合、図２に示したように、バックライト光Ｌは偏光状態に関係なく、プリズムＰの傾斜面において全反射を繰り返して、バックライト側へ戻る戻り光となる。
バックライト側に戻された戻り光は、拡散シート２８の拡散効果や反射板２７の反射によって偏光解消され、無偏光となった状態で再度プリズムシート１９ｂに入射する。これを繰り返すことで、最終的にも偏光成分Ｌａよりも偏光成分Ｌｂの光量が多くなる。
これに対して、プリズム延在方向の屈折率の方がプリズム配列方向の屈折率よりも小さい場合は、図３に示すように、偏光成分Ｌｂの出射角φｂよりも偏光成分Ｌａの出射角φａの方が小さい（φａ＜φｂ）。すなわち、この例では、プリズム配列方向に振動する偏光成分Ｌｂの方が、偏光成分Ｌａに比べて反射量が大きくなる結果、プリズムシート１９ａを透過するバックライト光は、偏光成分Ｌｂよりも偏光成分Ｌａの方が光量的に多いことになる。
バックライト側に戻された戻り光は、拡散シート２８の拡散効果や反射板２７の反射によって偏光解消され、無偏光となった状態で再度プリズムシート１９ａに入射する。これを繰り返すことで、最終的にも偏光成分Ｌｂよりも偏光成分Ｌａの光量が多くなる。
本実施形態において、第１のプリズムシート２９Ａは、図４に示すように、プリズムＰａの配列方向（Ｘ軸方向）の屈折率よりもプリズムＰａの延在方向（Ｙ軸方向）の屈折率の方が小さく構成されている（図３のプリズムシート１９ａに相当）。また、第２のプリズムシート２９Ｂは、図５に示すように、プリズムＰｂの配列方向（Ｙ軸方向）の屈折率よりもプリズムＰｂの延在方向（Ｘ軸方向）の屈折率の方が大きく構成されている（図２のプリズムシート１９ｂに相当）。
そして、本実施形態の光学シート組合せ体３０においては、これら第１のプリズムシート２９Ａおよび第２のプリズムシート２９Ｂは、各々の面内の異方性光学軸のうち屈折率の小さい方の光学軸（以下「低屈折率側光学軸」という。）がそれぞれ同一方向となるように配置されている。これにより、各プリズムシート２９Ａ，２９Ｂを透過するバックライト光の偏光分離特性が高められることになる。
図６は、光学シート組合せ体３０と第１の偏光子２３Ａとの関係を説明する斜視図、図７は、第１の偏光子２３Ａと第２のプリズムシート２９Ｂとの関係を説明する概略側面図である。図６に示すように、第１のプリズムシート２９Ａの低屈折率側光学軸２９ＡａはプリズムＰａの延在方向であり、第２のプリズムシート２９Ｂの低屈折率側光学軸２９ＢｂはプリズムＰｂの配列方向である。図６は、これらシートの低屈折率側光学軸２９Ａａ，２９Ｂｂを同一方向（図６においてＹ軸方向）に配置させた例を示している。このとき、各プリズムシート２９Ａ，２９Ｂのプリズム延在方向あるいはプリズム配列方向は、互いに交差（直交）する関係となる。これにより、各プリズムシート２９Ａ，２９Ｂを透過するバックライト光は効率よく正面方向に集光されることになる。
また、本実施形態では、図１および図６に示したように、第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの低屈折率側光学軸２９Ａａ，２９Ｂｂは、液晶表示パネル２２の光入射側に配置される第１の偏光子２３Ａの透過軸ａの方向と略平行に配置されている。ここで「略平行」とは、低屈折率側光学軸２９Ａａ，２９Ｂｂと透過軸ａとが平行である場合のほか、若干、平行状態からずれた状態を含む実質的平行を意味する。これにより、第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂで偏光分離したバックライト光の液晶表示パネル２２に対する入射光量が高められ、正面輝度の向上が図れるようになる。
次に、以上のように構成される第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの製造方法の一例について説明する。
本実施形態の第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂは、一方の面にプリズム構造面が形成された樹脂シートを成形する工程と、この樹脂シートをプリズムの延在方向に延伸して、プリズムの延在方向とその配列方向とで屈折率に差をもたせる工程を経て、製造される。
上記樹脂シートの成形方法は特に限定されないが、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等が適用可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、その上にプリズム層を作製してもよい。なお、樹脂シートは、ロール方式で連続的に作製できる方法が好ましい。
作製した樹脂シートは、プリズム延在方向に延伸されることで屈折率異方性が付与される。図８（Ａ），（Ｂ）に樹脂シートの延伸工程を概略的に示す。図８（Ａ）に示すように、樹脂シート５０は、樹脂シート５０のプリズム延在方向に延伸される。延伸率は、目的とするプリズム形状、面内屈折率差等に応じて適宜設定される。
延伸方向をプリズム延在方向とするのは、延伸前後におけるプリズム形状の変動によって、目的とする光学特性が変化することを抑えるためである。図８（Ｂ）は延伸前後におけるプリズム構造面の外形状の変化を示しており、実線は延伸前、一点鎖線は延伸後を示している。延伸方向をプリズム延在方向（ａ軸方向）とすることにより、延伸後のプリズム断面形状が延伸前のプリズム断面形状に対してほぼ相似的に縮小した形状となるので、光学特性の変動が抑えられ、必要とするプリズム形状、高さ、配列ピッチ等を高精度に制御することが可能となる。
ここで、第１のプリズムシート２９Ａは、プリズム配列方向の屈折率よりもプリズム延在方向の屈折率の方が小さく構成される。このため、第１のプリズムシート２９Ａを構成する樹脂シートとしては、延伸方向に屈折率が小となる樹脂材料が用いられる。延伸方向に屈折率が小となる樹脂材料としては、ポリメチルメタクリレート等のメタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ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等が挙げられる。
一方、第２のプリズムシート２９Ｂは、プリズム配列方向の屈折率よりもプリズム延在方向の屈折率の方が大きく構成される。このため、第２のプリズムシート２９Ｂを構成する樹脂シートとしては、延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料が用いられる。延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料としては、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）及びこれらの混合物またはＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。
第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの複屈折の大きさは特に制限されないが、例えば０．０５以上、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上である。複屈折が大きいほど偏光選択性が高まり、正面輝度の向上率を増加させることができる。
また、一般に、延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料に比べて、延伸方向に屈折率が小となる樹脂材料の方が、延伸により得られる複屈折は小さい。すなわち、同じ延伸率でも延伸方向に屈折率が大となる樹脂材料の方が大きな複屈折が得られる。従って本実施形態では、第１のプリズムシート２９Ａに比べて、第２のプリズムシート２９Ｂの方が大きな複屈折が得られやすい。
そこで、本実施形態の形態では、第２のプリズムシート２９Ｂは第１のプリズムシート２９Ａと第１の偏光子２３Ａの間に配置されている。このように偏光選択性の高い方のプリズムシート２９Ｂを第１の偏光子２３Ａの光入射側に配置することによって、第１の偏光子２３Ａの透過軸に平行な偏光成分の出射光量を高めることが可能となる（図７）。
次に、以上のように構成される本実施形態の液晶表示装置２１の基本動作について図１を参照して説明する。光源２６からの射出光は、導光板２５に入射した後、導光板２５の上面（光出射面）から出射される。導光板２５から出射した光は、拡散シート２８に入射してむらなく拡散された後、光学シート組合せ体３０（第１のプリズムシート２９Ａおよび第２のプリズムシート２９Ｂ）によって正面方向に配置されて、第１の偏光子２３Ａを介して液晶表示パネル２２へ入射する。液晶表示パネル２２に入射した光は、画素ごとに透過量が制御された後、カラーフィルタ（図示略）、第２の偏光子２３Ｂを介して観察者側へ出射される。これにより、液晶表示パネル２２の前面にカラーの画像表示が行われる。
ここで、光学シート組合せ体３０の作用について説明する。
図６に示したように、第１のプリズムシート２９Ａと第２のプリズムシート２９Ｂは、各々のプリズム構造面が第１の偏光子２３Ａ側に対向するように設置される。第１のプリズムシート２９ＡのプリズムＰａの延在方向（Ｙ軸方向）と第２のプリズムシート２９ＢのプリズムＰｂの延在方向（Ｘ軸方向）は、互いに直交している。そして、第１のプリズムシート２９Ａの低屈折率側光学軸２９ＡａはプリズムＰａの延在方向（Ｙ軸方向）に向けられており、第２のプリズムシート２９Ｂの低屈折率側光学軸２９ＢｂはプリズムＰｂの配列方向（Ｙ軸方向）に向けられている。これら低屈折率側光学軸２９Ａａ，２９Ｂｂの配置方向は、第２の偏光子２３Ａの透過軸ａの方向と一致する。なお「ｂ」は、第２の偏光子２３Ｂの透過軸方向を示しており、第１の偏光子２３Ａの透過軸ａと直交関係にある。また、「ｂ」は第１の偏光子２３Ａの吸収軸にも相当する。
上記構成において、光学シート組合せ体３０に入射した光のうち、ＸＺ面内を進行する光は、第１のプリズムシート２９ＡのプリズムＰａを屈折透過することによって正面方向（Ｚ軸方向）に偏向される。一方、ＹＺ面内を進行する光は、第２のプリズムシート２９ＢのプリズムＰｂを屈折透過することによって正面方向に偏向される。このように、２枚のプリズムシートを直交配置させることによって、バックライト光は効率よく正面方向に配向される。これにより、液晶表示装置２１の正面輝度の向上が図られ、特にモバイル用途の液晶表示装置に用いて好適となる。
また、第１プリズムシート２９Ａに入射した光は、この第１のプリズムシート２９Ａの面内異方性（ｎｘ＞ｎｙ）によって、Ｙ軸方向に振動する偏光成分の方が、Ｘ軸方向に振動する偏光成分に比べて光量的に多く出射される。一方、第２のプリズムシート２９Ｂに入射した光は、この第２プリズムシート２９Ｂの面内異方性（ｎｘ＞ｎｙ）によって、Ｙ軸方向に振動する偏光成分の方が、Ｘ軸方向に振動する偏光成分に比べて光量的に多く出射される。
したがって、光学シート組合せ体３０を透過するバックライト光（Ｌ）は、Ｙ軸方向に振動する偏光成分（Ｌｙ）の出射光量の方が、Ｘ軸方向に振動する偏光成分（Ｌｘ）の出射光量よりも多い。なお、偏光成分Ｌｘに対する偏光成分Ｌｙの量的割合は、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂの各々の面内屈折率異方性（複屈折）の大きさ、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂの立体構造の形状、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂに入射する発光体の光の入射角の分布などに依存する。
本実施形態の光学シート組合せ体３０によれば、集光作用だけでなく、一定の偏光分離作用を得ることができる。これにより、図７に示したように、第２プリズムシート２９Ｂから出射するバックライト光のうち、プリズムＰｂの延在方向（Ｘ軸方向）の偏光成分Ｌｘの出射光量をプリズムＰｂの配列方向（Ｙ軸方向）の偏光成分Ｌｙの出射光量よりも少なくでき、第１の偏光子２３Ａにおけるバックライト光の吸収量を低減して、バックライト光の有効利用を図れるようになる。すなわち、バックライト光の取出し効率を高めて正面輝度の向上を図ることが可能となる。
以上のように、本実施形態の液晶表示装置２１によれば、導光板２５と第１の偏光子２３Ａとの間に光学シート組合せ体３０を配置することにより、プリズムシートを２枚重ねて配置することで得られる輝度向上効果に加えて、従来の反射性偏光シートと同様の機能をもつことから、当該反射性偏光シートを不要とすることが可能となる。これにより、正面輝度の向上に必要とされる光学シートの設置枚数を少なくすることができるので、光学シートのトータル厚みを小さくすることが可能となり、液晶表示装置の薄型化に十分に対応することが可能となる。
また、本実施形態によれば、第１のプリズムシート２９Ａに比べて複屈折が大きい第２のプリズムシート２９Ｂを第２のプリズムシート２９Ａの光出射側に配置して光学シート組合せ体３０を構成しているので、第１の偏光子２３Ａの直下位置で所望の偏光成分を効率よく取り出すことが可能となる。これにより、第１の偏光子２３Ａに対する偏光成分の透過光量が高められ、正面輝度の向上に大きく貢献することが可能となる。
一方で、液晶表示パネルとしてのコントラスト向上など、輝度向上と別の目的で、第１の偏光子２３Ａの透過軸の向きがプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの低屈折率の軸から若干傾いたとしても、本発明の効果がなくなるわけではない。ただし、プリズムシート２９Ａ，２９Ｂの低屈折率の軸と第１の偏光子２３Ａの透過軸の向きのなす角度が小さいほど輝度が向上するため、この角度は０度〜４５度である必要があり、望ましくは、０度〜２０度であり、更に望ましくは０度、つまり略平行に配置されることである。
［第２の実施形態］
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。
図９は、偏光選択性を備えた発光体の概略構成を示している。この面発光装置は、導光板３５の光出射面に、マイクロプリズム３６ａが離散的に配列された構造層３６が設置され、更にこの構造層３６の表面が複屈折層３７で覆われた構成を有している。マイクロプリズム３６ａの斜面は、Ｘ軸方向に振動する偏光成分Ｌｘは透過しＹ軸方向に振動する振動成分Ｌｙは反射する適宜の角度（ブリュースター角）に設定されている。したがって、この面発光装置を、偏光成分Ｌｙの振動方向が第１偏光子２３Ａの透過軸方向と一致するように構成することにより、偏光成分Ｌｙが光量的に多いバックライト光を生成することが可能となる。
また、発光体２４として、そもそも偏光発光する発光体を用いてもよい。例えば特開２００６−２２８８６１号公報には、有機ＥＬ素子の分子を配向させることで、偏光発光する発光体が報告されている。また「Applied Physics Letters / Vol.87, 243503 / 2005」誌にも、ポリフルオレンを配向させることで偏光発光する有機ＥＬ素子が報告されている。いずれにしても、この偏光発光した光の偏光方向に対し、第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの低屈折率の軸を合わせ、さらに偏光子の透過軸を合わせることで、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。使用目的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。
［第３の実施形態］
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。
本実施形態の面発光装置３８は、発光体４４と、拡散板３２と、拡散シート２８と、光学シート組合せ体３１と、液晶表示パネル（図示略）の光入射側に配置される第１の偏光子２３Ａとを備えている。
発光体４４は、蛍光管（ＣＣＦＬ）からなる複数の線状光源４６と反射板４７を備えた直下型のバックライトユニットで構成されている。光学シート組合せ体３１は、第１の実施形態と同様に、第１のプリズムシート２９Ａと第２のプリズムシート２９Ｂで構成されている。
本実施形態では、第１のプリズムシート２９Ａは、図４に示したように、第２のプリズムシート２９Ｂと偏光子２３Ａの間に配置されている。第１のプリズムシート２９Ａは、プリズム配列方向の屈折率よりもプリズム延在方向の屈折率の方が小さく構成されている。また、第２のプリズムシート２９Ｂは、プリズム配列方向の屈折率よりもプリズム延在方向の屈折率の方が大きく構成されている。そして、これら第１のプリズムシート２９Ａおよび第２のプリズムシート２９Ｂは、各々の面内の異方性光学軸のうち屈折率の小さい方の光学軸（低屈折率側光学軸）が偏光子２３Ａの偏光軸ａとほぼ平行となるように配置されている。
本実施形態の面発光装置３８において、第１のプリズムシート２９Ａは、プリズム配列方向の屈折率（ｎｘ）に比べてプリズム延在方向の屈折率（ｎｙ）が小さく、そのプリズム延在方向が第１の偏光子２３Ａの透過軸ａに対して略平行に配置されている。そして、本実施形態では、第１のプリズムシート２９Ａの厚み方向に平行な光学軸（第３の光学軸）方向における屈折率（第３の屈折率）をｎｚとしたときに、ｎｚ＞ｎｙとなるように第１の光学シート２９Ａが構成されている。
本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に本実施形態によれば、第１のプリズムシート２９Ａは、その厚み方向の屈折率（ｎｚ）がそのプリズム延在方向の屈折率（ｎｙ）よりも大きいので、例えばｎｚ＝ｎｙの場合に比べて、正面輝度及び光の取出効率を高めることができる。ｎｚの大きさは、ｎｙよりも大きければよく、例えば、プリズム配列方向の屈折率とほぼ同等（ｎｚ＝ｎｘ）とすることができる。
［実施例１］
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。
図１１において、図１０と対応する部分についてはこれらと同一の符号を付している。以下の説明では、偏光子２３Ａ側に位置するプリズムシート４０Ａを「第１のプリズムシート」、拡散シート２８側に位置するプリズムシート４０Ｂを「第２のプリズムシート」とそれぞれ称する。
第１、第２のプリズムシート４０Ａ、４０Ｂについては、その光の出射面に形成される立体構造が断面三角形状のプリズムで構成し、各々のプリズムの延在方向が互いに直交するように配置した。第１のプリズムシート４０Ａのプリズム配列方向については、偏光子２３Ａの透過軸ａとほぼ平行に配置した。発光体３４は直下型のバックライトユニットを採用し、拡散シート２８、拡散板３２、反射板４７は、それぞれ、一般的な液晶テレビに用いられる典型的なものを用いた。また、偏光子２３Ａは、透過軸（ａ）方向の偏光は１００％透過し、吸収軸（ｂ）方向の偏光は１００％吸収する理想的な特性を有するものとした。
図１２は、評価の基準に用いる面発光装置１０１のシミュレーションモデルである。この面発光装置１０１は、図１１に示した面発光装置１００における光学シート組合せ体４１が設けられていない構成に相当する。図１３に、図１２のシミュレーションモデルの輝度角度分布を示す。輝度角度分布は、図１２におけるＸ軸方向を水平方向（Horizontal）、Ｙ軸方向を垂直方向（Vertical）として示している。このときの光の取出効率は、５０％であった。なお、取出効率とは、光源が放射する光量を１００％としたときの面発光装置から出射される光の割合をいう。
プリズムシート４０Ａ，４０Ｂの面内の屈折率（ｎｘ、ｎｙ）について、図１４に示す代表的な４つのケース（ケース１〜４）を設定した。ケース１は、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂのいずれもが等方的な屈折率を有する場合（ｎｘ１＝ｎｙ１、ｎｘ２＝ｎｙ２）に相当する。ケース２とケース３は、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂがいずれも屈折率異方性を有し、いずれか一方のプリズムシートのみ屈折率の小さな方向が偏光子２３Ａの透過軸と略平行である場合に相当する。そして、ケース４は、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂがいずれも屈折率異方性を有し、これらの屈折率の小さな方向がともに偏光子２３Ａの透過軸と略平行である場合に相当する。
ケース１〜４について、面発光装置１０１で得られた正面輝度を基準としたときの面発光装置１００の正面輝度の上昇率及びその光の取出効率を測定した。その結果を図１５に示す。なお、ケース１〜４のシミュレーション条件は、面発光装置１０１のシミュレーション条件と同一とした。
図１５の結果から、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂの面内の光学異方性のうち屈折率の小さい方向を偏光子の透過軸に合わせたケース４が、正面輝度の上昇率及び光の取出効率が最も高いことがわかる。一方で、ケース２及びケース３は、２枚の等方性プリズムシートを用いたケース１にも劣る結果となった。
以上の結果から明らかなように、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の両方がともに面内の光学異方性の屈折率の小さな方向を偏光子２３Ａの透過軸と略平行にすることが重要であることが確認された。
［実施例２］
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。
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を、図１６に示す面発光装置１００Ａのようにそれらが垂直となる場合と、図１７に示す面発光装置１００Ｂのようにそれらが平行になる場合の代表的な２つの例について考える。また、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂの厚み方向の屈折率ｎｚによる影響も考慮すべく、図１８に示す各ケース（Ｓ１〜Ｓ５、Ｐ１〜Ｐ５）についてシミュレーションを行った。図１２に示した比較例としての面発光装置１０１で得られた正面輝度を基準としたときの面発光装置１００Ａ、１００Ｂの正面輝度の上昇率及びその光の取出効率を測定した。その結果を図１９に示す。なお、ケースＳ１〜Ｓ５、Ｐ１〜Ｐ５のシミュレーション条件は、面発光装置１０１のシミュレーション条件と同一とした。
ケースＳ１及びＰ１は、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂのいずれもが等方的な屈折率を有する場合（ｎｘ１＝ｎｙ１、ｎｘ２＝ｎｙ２）に相当し、それ以外のケースはすべて、２枚のプリズムシート４０Ａ，４０Ｂが、ｎｘ≠ｎｙの条件を満たす光学軸異方性を有する場合に相当する。特に、第１のプリズムシート４０Ａについて、ケースＳ２、Ｓ３、Ｐ２及びＰ３は、ｎｘ＞ｎｚの関係を満たし、ケースＳ４、Ｓ５、Ｐ４及びＰ５は、ｎｘ＝ｎｚの関係を満たす。一方、第２のプリズムシート４０Ｂについて、ケースＳ２、Ｓ４、Ｐ２及びＰ４は、ｎｘ＞ｎｚの関係を満たし、ケースＳ３、Ｓ５、Ｐ３及びＰ５は、ｎｘ＝ｎｚの関係を満たす。
ケースＳ２〜Ｓ５を比較するとわかるように、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が垂直となる場合（図１６）は、プリズムシート４０Ａ及び４０Ｂの厚み方向の屈折率ｎｚ１及びｎｚ２の依存性は小さく、正面輝度を十分に向上させることができる。
また、ケースＰ２とＰ４、及び、ケースＰ３とＰ５を比較するとわかるように、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が平行な場合は、第１のプリズムシート４０の厚み方向の屈折率ｎｚ１の依存性が大きく、ｎｚ１が大きい方が正面輝度を大きくすることができる。一方、ケースＰ２とＰ３、及び、ケースＰ４とＰ５を比較するとわかるように、第２のプリズムシート４０Ｂの厚み方向の屈折率ｎｚ２の依存性はそれほど大きくはないものの、この値が小さい方が正面輝度を向上させることができる。
以上の結果から、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が平行である場合は、第１のプリズムシート４０Ａの厚み方向の屈折率ｎｚ１は大きくする方がよく、第２のプリズムシート４０Ｂの厚み方向の屈折率ｎｚ２は小さくても大きくてもよいことが確認された。
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の第１の実施形態では、光学シート組合せ体３０を構成するに際して２枚の異方性プリズムシートを用いたが、更にその枚数を増やすことによってバックライト光の偏光分離特性を更に高めることが可能となる。
また、以上の第１の実施形態の面発光装置３３においては、発光体２４をエッジライト型のバックライトユニットで構成したが、これに代えて、第２の実施形態で説明したような直下型のバックライトユニットで構成してもよい。同様に、第２の実施形態の面発光装置３８においては、発光体４４を直下型のバックライトユニットで構成したが、これに代えて、第１の実施形態で説明したようなエッジライト型のバックライトユニットで構成してもよい。
また、以上の実施形態では、第１，第２のプリズムシート２９Ａ，２９Ｂの屈折率異方性の発現に延伸を用いるとしたが、これに限られず、例えば、屈折率異方性をもった液晶材料を配向させるか、あるいは、屈折率異方性を有する結晶材料を用いてプリズムシートあるいはプリズム（立体構造）を構成することによって、プリズム延在方向とプリズム配列方向の間に屈折率異方性を発現させるようにしてもよい。
本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。 プリズム延在方向の屈折率がプリズム配列方向の屈折率よりも大きいプリズムシートを透過する光の経路の説明図である。 プリズム配列方向の屈折率がプリズム延在方向の屈折率よりも大きいプリズムシートを透過する光の経路の説明図である。 本発明に係る光学シート組合せ体を構成する第１のプリズムシートの構成を示す概略斜視図である。 本発明に係る光学シート組合せ体を構成する第２のプリズムシートの構成を示す概略斜視図である。 本発明の第１の実施形態による光学シート組合せ体と第１の偏光子との関係を説明する斜視図である。 図６の第１の偏光子と第２のプリズムシートとの関係を説明する概略側面図である。 本発明に係る面内屈折率異方性を有するプリズムシートの製造方法を説明する概略図である。 本発明の第２の実施形態による面発光装置の要部の概略側面図である。 本発明の第３の実施形態による面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の比較例に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 図１２の面発光装置の輝度角度分布を示す図である。 図１１の面発光装置のシミュレーション条件を示す図である。 図１１の面発光装置のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の他の実施例に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の更に他の実施例に係る面発光装置の概略構成を示す斜視図である。 図１６及び図１７の面発光装置のシミュレーション条件を示す図である。 図１６及び図１７の面発光装置のシミュレーション結果を示す図である。
符号の説明
２１・・・液晶表示装置
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  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。
JP2008012543A 2007-03-15 2008-01-23 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体 Expired - Fee Related JP4277931B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008012543A JP4277931B2 (ja) 2007-03-15 2008-01-23 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体
US12/047,466 US7880824B2 (en) 2007-03-15 2008-03-13 Surface emitting device, liquid crystal display, and optical sheet combination
CN2008101428177A CN101329037B (zh) 2007-03-15 2008-03-17 面发射装置、液晶显示器和光学片组合

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007066524 2007-03-15
JP2008012543A JP4277931B2 (ja) 2007-03-15 2008-01-23 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008258141A JP2008258141A (ja) 2008-10-23
JP4277931B2 true JP4277931B2 (ja) 2009-06-10

Family

ID=39981482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008012543A Expired - Fee Related JP4277931B2 (ja) 2007-03-15 2008-01-23 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4277931B2 (ja)
CN (1) CN101329037B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226863A (zh) * 2016-09-13 2016-12-14 明基材料有限公司 量子棒导光板

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5321044B2 (ja) * 2008-12-25 2013-10-23 凸版印刷株式会社 面光源装置、バックライトユニット、およびディスプレイ装置
KR101683938B1 (ko) * 2009-06-02 2016-12-07 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광 방향 전환 필름 및 이 필름을 사용한 디스플레이
CN102472841A (zh) * 2009-07-08 2012-05-23 住友化学株式会社 光扩散膜及包含该光扩散膜的液晶显示装置
KR20120085755A (ko) * 2009-09-04 2012-08-01 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 광확산 필름과 그 제조 방법, 광확산성 편광판, 및 액정 표시 장치
CN102576098A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 住友化学株式会社 光扩散膜及其制造方法、光扩散性偏振板以及液晶显示装置
WO2011130155A1 (en) * 2010-04-12 2011-10-20 3M Innovative Properties Company Optical stack
TWI468791B (zh) 2011-08-11 2015-01-11 Chi Mei Materials Technology Corp 液晶顯示器
JP2015143879A (ja) * 2015-04-03 2015-08-06 大日本印刷株式会社 光学シート、面光源装置及び液晶表示装置
CN105114866B (zh) * 2015-08-31 2018-06-01 昆山龙腾光电有限公司 偏光板及其制作方法以及显示面板结构和显示装置
CN105223729A (zh) * 2015-11-03 2016-01-06 昆山龙腾光电有限公司 一种液晶显示装置
CN110208947B (zh) * 2019-06-03 2021-10-08 歌尔光学科技有限公司 基于人眼追踪的显示设备及显示方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3716934B2 (ja) * 2002-03-14 2005-11-16 日本電気株式会社 光変調表示装置およびその製造方法並びに該光変調表示装置を搭載した表示機器
CN1512230A (zh) * 2002-12-27 2004-07-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光模组
KR20050119230A (ko) * 2004-06-16 2005-12-21 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
KR100735148B1 (ko) * 2004-11-22 2007-07-03 (주)케이디티 백라이트 장치용 광 여기 확산시트, 이를 이용한액정표시용 백라이트 장치
CN2852185Y (zh) * 2005-07-01 2006-12-27 群康科技(深圳)有限公司 棱镜片及棱镜片组

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226863A (zh) * 2016-09-13 2016-12-14 明基材料有限公司 量子棒导光板
CN106226863B (zh) * 2016-09-13 2019-06-28 明基材料有限公司 量子棒导光板

Also Published As

Publication number Publication date
CN101329037A (zh) 2008-12-24
JP2008258141A (ja) 2008-10-23
CN101329037B (zh) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4277931B2 (ja) 面発光装置、液晶表示装置及び光学シート組合せ体
JP4158824B2 (ja) 光透過フィルム、光透過フィルムの製造方法及び液晶表示装置
US7880824B2 (en) Surface emitting device, liquid crystal display, and optical sheet combination
JP4910842B2 (ja) 光学シートおよび表示装置
JP4321612B2 (ja) 光学シート組合せ体、面発光装置および液晶表示装置
JP4321614B2 (ja) 光透過フィルムおよびその製造方法ならびに表示装置
US8558970B2 (en) Display unit
US20090079905A1 (en) Liquid crystal display apparatus
CN107003558B (zh) 复合光学片、使用其的液晶显示装置及其制造方法
KR101666570B1 (ko) 액정표시장치 및 이의 제조 방법
US10955602B2 (en) Reflective polarizer module having light recycling improving sheet, and back light unit having same
JP2009059498A (ja) 照明装置および液晶表示装置
CN109307903B (zh) 一种出射偏振光的背光源及其制备方法和液晶显示装置
KR20200127110A (ko) 광학 필름 및 이를 포함하는 표시 패널
JP4930540B2 (ja) 面発光装置および液晶表示装置
CN104216041A (zh) 具有圆角多边形图案的导光板及具有其的液晶显示装置
US20070279739A1 (en) Polarization converting light guide panel unit and display device having the same
US20080273143A1 (en) Passive optical device and light source module
JP4626633B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置
US20200110304A1 (en) Display apparatus
TWM328017U (en) Backlight module
JP5018911B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置
JP2008122991A (ja) 光透過フィルム、光透過フィルムの製造方法及び液晶表示装置
JP2011158763A (ja) レンズシート、バックライト・ユニット、及びディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090217

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090302

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4277931

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees