JPH0764085A - 直視型表示素子用照明装置および液晶表示装置 - Google Patents
直視型表示素子用照明装置および液晶表示装置Info
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- JPH0764085A JPH0764085A JP5235666A JP23566693A JPH0764085A JP H0764085 A JPH0764085 A JP H0764085A JP 5235666 A JP5235666 A JP 5235666A JP 23566693 A JP23566693 A JP 23566693A JP H0764085 A JPH0764085 A JP H0764085A
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- G02F1/133528—Polarisers
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- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】エッジライト型の照明装置において、導光板４
より出射された光はさらに拡散板７により拡散され均一
な光となり、プリズムアレイ８に入射する。拡散板７
は、表面にエンボス加工が施されており、光を偏向する
機能を同時に有する。プリズムアレイ８の片側（凸形状
側）だけに誘電体干渉膜１２を成膜した。誘電体干渉膜
１２は、ＴｉＯ2 膜単層で、厚みを６４０Åとした。 【効果】従来有機偏光板に吸収されていた偏光を、偏光
方向を変換することにより利用可能とし、光の利用効率
の高い液晶表示装置が得られる。
より出射された光はさらに拡散板７により拡散され均一
な光となり、プリズムアレイ８に入射する。拡散板７
は、表面にエンボス加工が施されており、光を偏向する
機能を同時に有する。プリズムアレイ８の片側（凸形状
側）だけに誘電体干渉膜１２を成膜した。誘電体干渉膜
１２は、ＴｉＯ2 膜単層で、厚みを６４０Åとした。 【効果】従来有機偏光板に吸収されていた偏光を、偏光
方向を変換することにより利用可能とし、光の利用効率
の高い液晶表示装置が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビ、コンピュ
ータ用液晶ディスプレイ等に用いられる、直視型液晶表
示装置に関するものである。
ータ用液晶ディスプレイ等に用いられる、直視型液晶表
示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示素子、特にカラー表示素
子を用いた直視型液晶表示装置の技術進歩は目ざまし
く、ＣＲＴに劣らぬ表示品位のディスプレイが数多く見
られるようになった。白黒表示においては、数年前まで
平面照明装置であるバックライトを用いない反射型液晶
表示素子が主流であった。しかし、現在は白黒表示にお
いてもほとんどバックライトを用いる透過型液晶表示素
子におきかわっている。カラー表示液晶ディスプレイで
は、バックライトなしではディスプレイとしての態をな
さず、バックライトは直視型液晶表示装置において必須
のデバイスとなっている。
子を用いた直視型液晶表示装置の技術進歩は目ざまし
く、ＣＲＴに劣らぬ表示品位のディスプレイが数多く見
られるようになった。白黒表示においては、数年前まで
平面照明装置であるバックライトを用いない反射型液晶
表示素子が主流であった。しかし、現在は白黒表示にお
いてもほとんどバックライトを用いる透過型液晶表示素
子におきかわっている。カラー表示液晶ディスプレイで
は、バックライトなしではディスプレイとしての態をな
さず、バックライトは直視型液晶表示装置において必須
のデバイスとなっている。
【０００３】近年、使用されるようになってきたいわゆ
るノートパソコンは、携帯性が重要であり、そのためバ
ッテリー駆動が前提になっている。しかし、現状ではバ
ッテリーを充電せずに駆動できる時間は、数時間であ
り、一日の作業を継続して行える程度には至っていな
い。連続使用時間の延長は、その意味で極めて重要であ
る。特に、照明装置は電力消費量の多いデバイスであ
り、照明装置の低消費電力化は非常に意義が大きい。
るノートパソコンは、携帯性が重要であり、そのためバ
ッテリー駆動が前提になっている。しかし、現状ではバ
ッテリーを充電せずに駆動できる時間は、数時間であ
り、一日の作業を継続して行える程度には至っていな
い。連続使用時間の延長は、その意味で極めて重要であ
る。特に、照明装置は電力消費量の多いデバイスであ
り、照明装置の低消費電力化は非常に意義が大きい。
【０００４】ところで、ノートパソコンに用いられてい
る液晶表示素子は、視野角に応じた特定のコントラスト
比分布を示している。たとえば、スーパーツイステッド
ネマチック素子の場合、視野角は垂直方向から実質的に
４０°〜５０°程度広がっているとともに、中心付近に
は特にコントラスト比が高い領域がある。
る液晶表示素子は、視野角に応じた特定のコントラスト
比分布を示している。たとえば、スーパーツイステッド
ネマチック素子の場合、視野角は垂直方向から実質的に
４０°〜５０°程度広がっているとともに、中心付近に
は特にコントラスト比が高い領域がある。
【０００５】実際には、ノートパソコンは作業者から見
た画面のコントラスト比が最も高くなるように、角度調
整されて使用されることが多い。したがって、最大コン
トラスト比を生じる視方向（多くは垂直方向か、ややそ
こからずれた方向にある）に照明の最大輝度が来るよう
にすれば、照明効率を実質的に向上することになる。
た画面のコントラスト比が最も高くなるように、角度調
整されて使用されることが多い。したがって、最大コン
トラスト比を生じる視方向（多くは垂直方向か、ややそ
こからずれた方向にある）に照明の最大輝度が来るよう
にすれば、照明効率を実質的に向上することになる。
【０００６】一方、ノートパソコンに用いられている液
晶表示素子の視野角は実質的に４０°〜５０°程度以上
に広がっており、さらに広視角化のための検討もなされ
ている。したがって、ある程度斜めからでも表示を見る
ことができるように、照明装置の配向分布を調整するこ
とも重要である。
晶表示素子の視野角は実質的に４０°〜５０°程度以上
に広がっており、さらに広視角化のための検討もなされ
ている。したがって、ある程度斜めからでも表示を見る
ことができるように、照明装置の配向分布を調整するこ
とも重要である。
【０００７】このように、照明装置の輝度分布をこのコ
ントラスト比分布に適合させることは実質的な輝度向上
の手段として意義が大きい。
ントラスト比分布に適合させることは実質的な輝度向上
の手段として意義が大きい。
【０００８】ところで、カラー液晶表示装置は、大別し
てＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動によるＴＮ
液晶表示装置とマルチプレックス駆動のＳＴＮ液晶表示
装置との２方式がある。いずれも液晶層をガラス基板で
保持した素子の光入射側および光出射側に偏光板が装着
された構成となっていて、直線偏光入射光の偏光状態を
変調して液晶表示方式を行うものである。
てＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動によるＴＮ
液晶表示装置とマルチプレックス駆動のＳＴＮ液晶表示
装置との２方式がある。いずれも液晶層をガラス基板で
保持した素子の光入射側および光出射側に偏光板が装着
された構成となっていて、直線偏光入射光の偏光状態を
変調して液晶表示方式を行うものである。
【０００９】しかし、従来の液晶表示素子入射光の偏光
方向は、通常不揃いでランダム偏光であるため、表示素
子の入射側に装着された偏光板により入射光のうち半分
以上が吸収されてしまい、半分以上は、照明光として実
質的に寄与していない。
方向は、通常不揃いでランダム偏光であるため、表示素
子の入射側に装着された偏光板により入射光のうち半分
以上が吸収されてしまい、半分以上は、照明光として実
質的に寄与していない。
【００１０】偏光板に吸収されてしまう光を再利用した
構造として、投射型液晶表示素子において、光源ランプ
と液晶表示装置との間に無偏光光をお互いに直交する偏
光光に分離する偏光分離器を介在させ、一方の光は偏光
分離器を直接出射させ、他方の光は光源ランプに集束さ
せて再び光源光として使用することが、提案されている
（特開平４−１８４４２９号）。
構造として、投射型液晶表示素子において、光源ランプ
と液晶表示装置との間に無偏光光をお互いに直交する偏
光光に分離する偏光分離器を介在させ、一方の光は偏光
分離器を直接出射させ、他方の光は光源ランプに集束さ
せて再び光源光として使用することが、提案されている
（特開平４−１８４４２９号）。
【００１１】しかし、この方法は、プロジェクター（投
射型）を前提としたものであり、光源と偏光分離器との
間に十分距離があることが必要である。また、光がかな
り平行光化されている場合にのみ、有効に投射型液晶表
示素子用の照明として機能するものである。したがっ
て、薄型化が必須条件となっており、照明装置の輝度分
布を液晶表示のコントラスト比分布に適合させるべき直
視型表示素子用の照明として採用することは不適当であ
る。
射型）を前提としたものであり、光源と偏光分離器との
間に十分距離があることが必要である。また、光がかな
り平行光化されている場合にのみ、有効に投射型液晶表
示素子用の照明として機能するものである。したがっ
て、薄型化が必須条件となっており、照明装置の輝度分
布を液晶表示のコントラスト比分布に適合させるべき直
視型表示素子用の照明として採用することは不適当であ
る。
【００１２】また、表示面に垂直方向に光を集光する手
段として、照明光源と表示素子との間に、プリズムアレ
イを介在させることも提案されている。しかし、これは
照明光を特定範囲に絞ることにより表示面に垂直な方向
の輝度を向上するものであるため、照明光の配光分布が
狭くなってしまう。また、これによっても、表示面に垂
直な方向の輝度は十分でない。したがって、直視型液晶
表示素子に適した照度分布は得られない。
段として、照明光源と表示素子との間に、プリズムアレ
イを介在させることも提案されている。しかし、これは
照明光を特定範囲に絞ることにより表示面に垂直な方向
の輝度を向上するものであるため、照明光の配光分布が
狭くなってしまう。また、これによっても、表示面に垂
直な方向の輝度は十分でない。したがって、直視型液晶
表示素子に適した照度分布は得られない。
【００１３】本発明は、直視型の液晶表示素子に適した
照度分布を有する照明装置を提供するものである。
照度分布を有する照明装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、一定の偏光方
向を持つ偏光光のみが直視型の液晶表示素子の照度向上
に寄与することに注目し、そのままでは、液晶表示素子
の照度向上に寄与しない偏光光のうち、特定の方向の光
を選択的に偏光変換する。こうして、照度向上に寄与し
得る偏光方向を持つ偏光光について、広い配光分布を保
ったままで特定方向に光強度を大きくすることができる
ようになり、照度分布は直視型液晶表示素子に適したも
のとなる。
向を持つ偏光光のみが直視型の液晶表示素子の照度向上
に寄与することに注目し、そのままでは、液晶表示素子
の照度向上に寄与しない偏光光のうち、特定の方向の光
を選択的に偏光変換する。こうして、照度向上に寄与し
得る偏光方向を持つ偏光光について、広い配光分布を保
ったままで特定方向に光強度を大きくすることができる
ようになり、照度分布は直視型液晶表示素子に適したも
のとなる。
【００１５】本発明は、前述の課題を解決すべくなされ
たものであり、面状導光体と、面状導光体の側部から光
が入射されるように配置された光源と、導光体の光出射
面とは反対の面に設けられた光反射手段と、前記面状導
光体の光出射面側に設けられて、所定の入射方向の近傍
の光線についてｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分の少な
くとも一部を反射する断面略Ｗ字状の偏光分離面と、か
らなる直視型表示素子用照明装置であって、面状導光体
と偏光分離面との間には、光拡散手段および光拡散手段
から出射する光を面状導光体の光出射面に対して垂直方
向に向けて偏向する光偏向手段が設けられていることを
特徴とする直視型表示素子用照明装置を提供するもので
ある。
たものであり、面状導光体と、面状導光体の側部から光
が入射されるように配置された光源と、導光体の光出射
面とは反対の面に設けられた光反射手段と、前記面状導
光体の光出射面側に設けられて、所定の入射方向の近傍
の光線についてｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光成分の少な
くとも一部を反射する断面略Ｗ字状の偏光分離面と、か
らなる直視型表示素子用照明装置であって、面状導光体
と偏光分離面との間には、光拡散手段および光拡散手段
から出射する光を面状導光体の光出射面に対して垂直方
向に向けて偏向する光偏向手段が設けられていることを
特徴とする直視型表示素子用照明装置を提供するもので
ある。
【００１６】平面照明装置を作るには種々の方式がある
が、大別して２種に分類される。一般的に最も多い方式
は内部照光方式あるいは直下型といわれる方式で、光源
が照光面の内側にある方式である。一方、エッジライト
型は光源が照光面の外に配置され、照光面である透明な
アクリル樹脂板などからなる導光体の一辺もしくは二辺
に蛍光ランプ（多くは冷陰極放電管）等の例えば略線状
発光体を密着させ、反射体からなるランプカバーを設け
て導光体内に光を導入する方式である。
が、大別して２種に分類される。一般的に最も多い方式
は内部照光方式あるいは直下型といわれる方式で、光源
が照光面の内側にある方式である。一方、エッジライト
型は光源が照光面の外に配置され、照光面である透明な
アクリル樹脂板などからなる導光体の一辺もしくは二辺
に蛍光ランプ（多くは冷陰極放電管）等の例えば略線状
発光体を密着させ、反射体からなるランプカバーを設け
て導光体内に光を導入する方式である。
【００１７】本発明における光発生手段は、面状導光体
と面状導光体の側部から光が入射されるように配置され
た光源とからなるエッジライト型とすることが好まし
い。エッジライト型の照明装置はコンパクトで、液晶表
示装置の携帯性を高める観点でもっとも望ましいからで
ある。
と面状導光体の側部から光が入射されるように配置され
た光源とからなるエッジライト型とすることが好まし
い。エッジライト型の照明装置はコンパクトで、液晶表
示装置の携帯性を高める観点でもっとも望ましいからで
ある。
【００１８】また、その際、前記面状導光体の光出射面
側に設けられて所定の入射方向近傍の光線についてｐ偏
光成分（第１の偏光成分）を透過し、ｓ偏光成分（第２
の偏光成分）の少なくとも１部を反射する偏光分離面
と、面状導光体の光出射面と反対の側に前記光出射面と
略平行に設けられた光反射面とからなる偏光変換手段を
備えることが好ましい。このような構成で光反射面を用
いると、偏光分離された光が再利用できるだけでなく、
反射の際に偏光方向が変化するため、上記の偏光分離面
と協働して偏光変換手段として作用する。以下、偏光分
離面を備えた素子を、偏光分離器ということにする。た
だし、これは偏光分離器を面状導光体などとは別個の素
子として必要とする意味ではない。面状導光体に偏光分
離機能を併せ持たせても構わない。
側に設けられて所定の入射方向近傍の光線についてｐ偏
光成分（第１の偏光成分）を透過し、ｓ偏光成分（第２
の偏光成分）の少なくとも１部を反射する偏光分離面
と、面状導光体の光出射面と反対の側に前記光出射面と
略平行に設けられた光反射面とからなる偏光変換手段を
備えることが好ましい。このような構成で光反射面を用
いると、偏光分離された光が再利用できるだけでなく、
反射の際に偏光方向が変化するため、上記の偏光分離面
と協働して偏光変換手段として作用する。以下、偏光分
離面を備えた素子を、偏光分離器ということにする。た
だし、これは偏光分離器を面状導光体などとは別個の素
子として必要とする意味ではない。面状導光体に偏光分
離機能を併せ持たせても構わない。
【００１９】このような構成では、偏光分離器への入射
角が特定角度近傍の光については、偏光分離器を透過し
たｐ偏光成分は偏光板を透過した後液晶表示素子へ入射
し、ｓ偏光成分は面状導光体内へと反射される。この引
き戻されたｓ偏光成分は面状導光体の表面で反射る際、
位相変化が生じ、ｐ偏光成分が生成され、前記偏光分離
器を透過し得るようになる。したがって、偏光分離器で
反射されたｓ偏光成分も面状導光体表面で反射すること
によってｐ偏光成分に変換される成分が生じ、液晶表示
素子へと透過する成分に寄与する。その結果、特定の視
方向について、照度の高い平面状の照明装置が得られ
る。
角が特定角度近傍の光については、偏光分離器を透過し
たｐ偏光成分は偏光板を透過した後液晶表示素子へ入射
し、ｓ偏光成分は面状導光体内へと反射される。この引
き戻されたｓ偏光成分は面状導光体の表面で反射る際、
位相変化が生じ、ｐ偏光成分が生成され、前記偏光分離
器を透過し得るようになる。したがって、偏光分離器で
反射されたｓ偏光成分も面状導光体表面で反射すること
によってｐ偏光成分に変換される成分が生じ、液晶表示
素子へと透過する成分に寄与する。その結果、特定の視
方向について、照度の高い平面状の照明装置が得られ
る。
【００２０】この照明装置を液晶表示素子のバックライ
トとして用いるためには、液晶表示素子の光入射側に設
けられた偏光板は、偏光分離器から出射されたｐ偏光成
分に対して透過率最大となるように配置されることが好
ましい。すなわち平面状照明装置における面状導光体内
を出射した光線の平均的偏光軸方位と液晶表示素子にお
ける光入射側の偏光板の偏光軸が略一致するように配置
されることが好ましい。
トとして用いるためには、液晶表示素子の光入射側に設
けられた偏光板は、偏光分離器から出射されたｐ偏光成
分に対して透過率最大となるように配置されることが好
ましい。すなわち平面状照明装置における面状導光体内
を出射した光線の平均的偏光軸方位と液晶表示素子にお
ける光入射側の偏光板の偏光軸が略一致するように配置
されることが好ましい。
【００２１】本発明の偏光分離器としては、相対的に屈
折率の大きな透光性媒質と相対的に屈折率の小さな透光
性媒質とを交互に積層してなる多層構造体や、面状透光
性支持体の少なくとも片方の面に、好ましくは１０００
ｎｍ以下の厚みを有する誘電体膜が少なくとも一層以上
成膜されているものを用いることができる。
折率の大きな透光性媒質と相対的に屈折率の小さな透光
性媒質とを交互に積層してなる多層構造体や、面状透光
性支持体の少なくとも片方の面に、好ましくは１０００
ｎｍ以下の厚みを有する誘電体膜が少なくとも一層以上
成膜されているものを用いることができる。
【００２２】本発明では、偏光分離面は、断面Ｗ字状に
される。このようにすることにより、偏光分離器のコン
パクト化が図れる。特に、Ｗ字の頂角は、９０°近傍と
することが好ましい。Ｗ字の頂角を略９０°とするこ
と、および、透明導光体の裏面に反射板を偏光分離面と
略平行に設けることにより、照光面とほぼ垂直方向にあ
る最大輝度方向を変えることなく、偏光分離面で反射さ
れた光を再利用できるようになる。Ｗ字の頂角は９０°
±１０°好ましくは、９０°±５°である。
される。このようにすることにより、偏光分離器のコン
パクト化が図れる。特に、Ｗ字の頂角は、９０°近傍と
することが好ましい。Ｗ字の頂角を略９０°とするこ
と、および、透明導光体の裏面に反射板を偏光分離面と
略平行に設けることにより、照光面とほぼ垂直方向にあ
る最大輝度方向を変えることなく、偏光分離面で反射さ
れた光を再利用できるようになる。Ｗ字の頂角は９０°
±１０°好ましくは、９０°±５°である。
【００２３】かかる偏光分離器の具体例としては、プリ
ズムアレイのアレイ状部分に、誘電体干渉膜などからな
る偏光分離面を設けたものがある。
ズムアレイのアレイ状部分に、誘電体干渉膜などからな
る偏光分離面を設けたものがある。
【００２４】プリズムアレイに用いられる材質は、ガラ
スやアクリル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ
スチレン等のプラスチックがある。軽い材質であること
表面が滑らかであることが望ましい。
スやアクリル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ
スチレン等のプラスチックがある。軽い材質であること
表面が滑らかであることが望ましい。
【００２５】プリズムアレイの厚みは可視光波長オーダ
として、これ自体に干渉作用を持たせてもよいが、面状
導光体の片側で保持されなければならないのである程度
の剛性を有することが好ましい。
として、これ自体に干渉作用を持たせてもよいが、面状
導光体の片側で保持されなければならないのである程度
の剛性を有することが好ましい。
【００２６】この場合、プリズムアレイの頂角の角度
と、屈折率と、誘電体膜の層数と、各層の屈折率と膜厚
が、適当な条件を満たすと、プリズムアレイの平板から
略垂直に出射される光において、アレイ方向に対して垂
直に振動している偏光光の透過光強度と、平行に振動し
ている偏光光の透過光強度の比を、大きくすることが可
能となる。
と、屈折率と、誘電体膜の層数と、各層の屈折率と膜厚
が、適当な条件を満たすと、プリズムアレイの平板から
略垂直に出射される光において、アレイ方向に対して垂
直に振動している偏光光の透過光強度と、平行に振動し
ている偏光光の透過光強度の比を、大きくすることが可
能となる。
【００２７】この場合、光の再利用の観点からは、偏光
分離面に入射する光は、導光体の照光面に対してほぼ垂
直方向に最大輝度がくるようにされていることが好まし
い。しかし、一般に、導光体からはその面に直角に光を
取り出すことは困難である。
分離面に入射する光は、導光体の照光面に対してほぼ垂
直方向に最大輝度がくるようにされていることが好まし
い。しかし、一般に、導光体からはその面に直角に光を
取り出すことは困難である。
【００２８】エッジライト型バックライトの導光体から
は全反射条件を回避するように導光体表面の形状を選択
する。この全反射条件を回避する導光体表面の形状に関
して、導光体表面に白色の拡散材を形成する方法と導光
体表面にレンチキュラーあるいはプリズムのフレネル形
状を形成する方法が知られている。
は全反射条件を回避するように導光体表面の形状を選択
する。この全反射条件を回避する導光体表面の形状に関
して、導光体表面に白色の拡散材を形成する方法と導光
体表面にレンチキュラーあるいはプリズムのフレネル形
状を形成する方法が知られている。
【００２９】しかし、このような工夫をしても、光を照
光面に対して、通常２０°から３５°にしか取り出せな
い。そこで、面状導光体の光出射面側に、出射する光が
面状導光体に対してほぼ直角になるような光偏向手段を
設けることが好ましい。
光面に対して、通常２０°から３５°にしか取り出せな
い。そこで、面状導光体の光出射面側に、出射する光が
面状導光体に対してほぼ直角になるような光偏向手段を
設けることが好ましい。
【００３０】光偏向手段は、面状導光体内を出射する光
線の平均的光軸を含む面での断面が三角形状の柱状プリ
ズムをアレイ状に配置した構造のものを使用できる。光
偏向手段の三角形状の柱状プリズムの面状導光体に面す
る三角形の一角が５０°から７５°とされることが好ま
しい。また、光拡散板の表面にエンボス加工を施したも
のであってもよい。上記プリズムアレイを用いた場合
は、特定の方向に集光された光の配光を得ることができ
る。一方、光拡散板を用いた場合には、比較的角度分布
の広い光の配光を得ることができる。
線の平均的光軸を含む面での断面が三角形状の柱状プリ
ズムをアレイ状に配置した構造のものを使用できる。光
偏向手段の三角形状の柱状プリズムの面状導光体に面す
る三角形の一角が５０°から７５°とされることが好ま
しい。また、光拡散板の表面にエンボス加工を施したも
のであってもよい。上記プリズムアレイを用いた場合
は、特定の方向に集光された光の配光を得ることができ
る。一方、光拡散板を用いた場合には、比較的角度分布
の広い光の配光を得ることができる。
【００３１】一方、導光体中を伝搬する光の指向性が高
く、結果的に平面照明装置から出射される光の配光方位
分布が垂直方向に集中し、明るい表示に対応した視野角
の範囲が狭くなる場合がある。視野角があまり狭いと、
直視型表示素子用の照明として好ましくない場合があ
る。これを回避するために、液晶表示素子と偏向手段と
の間に、指向性を劣化させる拡散板等の拡散手段を配置
することが好ましい。
く、結果的に平面照明装置から出射される光の配光方位
分布が垂直方向に集中し、明るい表示に対応した視野角
の範囲が狭くなる場合がある。視野角があまり狭いと、
直視型表示素子用の照明として好ましくない場合があ
る。これを回避するために、液晶表示素子と偏向手段と
の間に、指向性を劣化させる拡散板等の拡散手段を配置
することが好ましい。
【００３２】次に本発明の偏光分離器について説明す
る。
る。
【００３３】相対的に屈折率の大きな透光性媒質と相対
的に屈折率の小さな透光性媒質とを交互に積層してなる
多層構造体からなる偏光分離器は特願平４−２９８０２
１号に記載されているようなものである。
的に屈折率の小さな透光性媒質とを交互に積層してなる
多層構造体からなる偏光分離器は特願平４−２９８０２
１号に記載されているようなものである。
【００３４】この多層構造体は、斜入射光に対してその
透過率および反射率が斜入射光の偏光に依存する性質を
有する。これにより、非光吸収型の偏光素子として用い
ることができる。
透過率および反射率が斜入射光の偏光に依存する性質を
有する。これにより、非光吸収型の偏光素子として用い
ることができる。
【００３５】多層構造体は、少なくとも２層以上の屈折
率の異なる透光性材料からなるものであれば何でもかま
わないが、界面における反射率の偏光依存性は一般に屈
折率差が大きいほど強く発現するため、屈折率差の大き
な組み合わせが好ましい。例えば、空気（ｎ≒１. ０）
と透明樹脂、例えばアクリル、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリスチレン等のようなプラスチック（ｎ≒
１. ５）との組み合わせがある。上記の組み合わせは、
安価に大面積の多層構造体が得やすいといった点でも好
ましい。
率の異なる透光性材料からなるものであれば何でもかま
わないが、界面における反射率の偏光依存性は一般に屈
折率差が大きいほど強く発現するため、屈折率差の大き
な組み合わせが好ましい。例えば、空気（ｎ≒１. ０）
と透明樹脂、例えばアクリル、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリスチレン等のようなプラスチック（ｎ≒
１. ５）との組み合わせがある。上記の組み合わせは、
安価に大面積の多層構造体が得やすいといった点でも好
ましい。
【００３６】多層構造体の各層の厚みに基本的に制限は
ない。また、場所によって不均質な構成でもよく、均質
なプラスチック中に偏平な気泡層が層状に分散されたよ
うな構成でもかまわない。多層構成体中の各層が略平行
に配置されればよい。
ない。また、場所によって不均質な構成でもよく、均質
なプラスチック中に偏平な気泡層が層状に分散されたよ
うな構成でもかまわない。多層構成体中の各層が略平行
に配置されればよい。
【００３７】材質として、透明誘電体多層膜を用いるこ
ともできる。誘電体多層膜を多層構造体として用いる場
合は、多層構造体の各層界面反射光が互いに干渉し合わ
ないような、光波長オーダに比べ１０倍程度以上の層の
厚さとして、白色光源に対して波長依存性のすくない偏
光特性を得るようにすることができる。一方、各層の厚
さが厚すぎると多層構造体全体の厚さが厚くなり軽量・
薄形に適合しなくなる。したがって、本目的には３μｍ
から１００μｍ程度の層厚が適切である。また、膜厚を
不規則にすれば、光干渉に起因した色付きを軽減するこ
とができる。したがって、各層の厚さを不揃にすること
が好ましい場合もある。
ともできる。誘電体多層膜を多層構造体として用いる場
合は、多層構造体の各層界面反射光が互いに干渉し合わ
ないような、光波長オーダに比べ１０倍程度以上の層の
厚さとして、白色光源に対して波長依存性のすくない偏
光特性を得るようにすることができる。一方、各層の厚
さが厚すぎると多層構造体全体の厚さが厚くなり軽量・
薄形に適合しなくなる。したがって、本目的には３μｍ
から１００μｍ程度の層厚が適切である。また、膜厚を
不規則にすれば、光干渉に起因した色付きを軽減するこ
とができる。したがって、各層の厚さを不揃にすること
が好ましい場合もある。
【００３８】均質なプラスチック中に偏平な気泡層が層
状にに分散されたような構成の場合では、偏平な気泡層
の厚さが３μｍから１００μｍ程度であればよい。他の
構成として、厚さが３μｍから１００μｍ程度の透明な
薄板を、直径が数十μｍ程度のビーズやグラスファイバ
ー等のギャップ制御材を散布した上に積層した多層構造
体もある。この場合、均質なプラスチック中に偏平な気
泡層が層状に分散されたような構成に比べて、屈折率の
異なる界面における入射角が偏平な気泡層のように場所
によって異なるといったことがないため、消光比の高い
偏光作用が得やすい。
状にに分散されたような構成の場合では、偏平な気泡層
の厚さが３μｍから１００μｍ程度であればよい。他の
構成として、厚さが３μｍから１００μｍ程度の透明な
薄板を、直径が数十μｍ程度のビーズやグラスファイバ
ー等のギャップ制御材を散布した上に積層した多層構造
体もある。この場合、均質なプラスチック中に偏平な気
泡層が層状に分散されたような構成に比べて、屈折率の
異なる界面における入射角が偏平な気泡層のように場所
によって異なるといったことがないため、消光比の高い
偏光作用が得やすい。
【００３９】多層構造体の偏光機能は、上記説明のよう
に、入射角がブリュースター角のとき、最も有効に作用
する。したがって、光源と面状導光体とからなる平面照
明装置において多層構造体を配置する場合、光源と面状
導光体および光反射手段などのさらに付加された光学素
子によって、多層構造体への入射光の入射角がブリュー
スター角近傍の成分が多くなるような構成とすることが
実質的な輝度向上のためには好ましい。
に、入射角がブリュースター角のとき、最も有効に作用
する。したがって、光源と面状導光体とからなる平面照
明装置において多層構造体を配置する場合、光源と面状
導光体および光反射手段などのさらに付加された光学素
子によって、多層構造体への入射光の入射角がブリュー
スター角近傍の成分が多くなるような構成とすることが
実質的な輝度向上のためには好ましい。
【００４０】一方、面状透光性支持体の少なくとも片方
の面に、好ましくは１０００ｎｍ以下の厚みを有する誘
電体膜が少なくとも一層以上成膜されている偏光分離器
は光干渉を利用したものであり特願平５−５１５９４号
に記載されている。この場合は、誘電体膜と支持体との
界面が偏光分離面となる。この偏光分離器も、斜入射光
に対してその透過率および反射率が斜入射光の偏光に依
存する性質を有し、非光吸収型の偏光素子として用いる
ことができる。ここで１０００ｎｍ以下とは、主に可視
光波長オーダー以下ということであり、好ましくは８０
０ｎｍ以下程度である。
の面に、好ましくは１０００ｎｍ以下の厚みを有する誘
電体膜が少なくとも一層以上成膜されている偏光分離器
は光干渉を利用したものであり特願平５−５１５９４号
に記載されている。この場合は、誘電体膜と支持体との
界面が偏光分離面となる。この偏光分離器も、斜入射光
に対してその透過率および反射率が斜入射光の偏光に依
存する性質を有し、非光吸収型の偏光素子として用いる
ことができる。ここで１０００ｎｍ以下とは、主に可視
光波長オーダー以下ということであり、好ましくは８０
０ｎｍ以下程度である。
【００４１】偏光分離器の可視光波長オーダの膜厚を有
する誘電体膜は光干渉を利用するために、一般に層数が
増加すると特定の波長の偏光度を向上させることができ
る反面、波長依存性が大きくなる。用いるバックライト
光源のスペクトルが狭帯波長光の場合は、光のバックラ
イト波長域に対して偏光度が高くなる多層膜構成とする
ことができる。しかし、あまり多層の膜とすると生産性
に難が生じるおそれがあるため、好ましくは、５〜１５
層程度である。一方カラー表示用に白色のバックライト
を用いる場合は、偏光度の波長依存性を低く抑え、可視
域全域でフラットな偏光度を得るため、５層以下、特に
単層の干渉膜を用いることが好ましい。膜厚制御の容易
さからは、ＴｉＯ2 またはＺｒＯ2 の単層膜を形成する
ことが好ましい。
する誘電体膜は光干渉を利用するために、一般に層数が
増加すると特定の波長の偏光度を向上させることができ
る反面、波長依存性が大きくなる。用いるバックライト
光源のスペクトルが狭帯波長光の場合は、光のバックラ
イト波長域に対して偏光度が高くなる多層膜構成とする
ことができる。しかし、あまり多層の膜とすると生産性
に難が生じるおそれがあるため、好ましくは、５〜１５
層程度である。一方カラー表示用に白色のバックライト
を用いる場合は、偏光度の波長依存性を低く抑え、可視
域全域でフラットな偏光度を得るため、５層以下、特に
単層の干渉膜を用いることが好ましい。膜厚制御の容易
さからは、ＴｉＯ2 またはＺｒＯ2 の単層膜を形成する
ことが好ましい。
【００４２】偏光分離器に用いられる面状透光性支持体
の材質は、ガラスやアクリル、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリスチレン等のプラスチックがある。軽い
材質であること、表面が滑らかであることが望ましい。
の材質は、ガラスやアクリル、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、ポリスチレン等のプラスチックがある。軽い
材質であること、表面が滑らかであることが望ましい。
【００４３】誘電体膜の材質としては、ＴｉＯ2 、Ｚｒ
Ｏ2 、ＺｎＳ、Ｙ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2 、Ｎａ3
ＡｌＦ6 、Ｔａ2 Ｏ5 などが考えられる。これらの誘電
対膜の屈折率は、通常１．４〜２．５程度であり、適当
な屈折率を持つ誘電体を選んで、成膜すればよい。ま
た、成膜は蒸着、スパッタなど通常用いられる方法でな
されればよい。
Ｏ2 、ＺｎＳ、Ｙ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2 、Ｎａ3
ＡｌＦ6 、Ｔａ2 Ｏ5 などが考えられる。これらの誘電
対膜の屈折率は、通常１．４〜２．５程度であり、適当
な屈折率を持つ誘電体を選んで、成膜すればよい。ま
た、成膜は蒸着、スパッタなど通常用いられる方法でな
されればよい。
【００４４】本発明をエッジライト型平面照明装置に適
用した場合について、その構成図である図１を用いて以
下に詳述する。
用した場合について、その構成図である図１を用いて以
下に詳述する。
【００４５】透明な導光体４の一辺に導光体側面の長さ
に対応した長さを有する光源１を密着させ、内側に反射
体３を設けたランプカバー２を設けてランプ出射光を導
光体内に導入する。光源１は、冷陰極放電管や熱陰極管
などの線状光源を用いる。反射体３は、アルミ蒸着また
は銀蒸着等の金属による高反射率の膜を用いることが好
ましい。導光体４はアクリル、ポリカーボネート等の材
料を用いることができる。
に対応した長さを有する光源１を密着させ、内側に反射
体３を設けたランプカバー２を設けてランプ出射光を導
光体内に導入する。光源１は、冷陰極放電管や熱陰極管
などの線状光源を用いる。反射体３は、アルミ蒸着また
は銀蒸着等の金属による高反射率の膜を用いることが好
ましい。導光体４はアクリル、ポリカーボネート等の材
料を用いることができる。
【００４６】導光体中を伝搬する光の指向性（角度分
布）は、光源の配光特性・反射体の集光特性・導光板の
伝搬特性等によって決まる。特に、導光体の伝搬特性は
前述のように、導光体端部より入射した光を前方に送る
機能と、送られた光を所定の方向に出射する機能を兼ね
備えたものでなければならない。
布）は、光源の配光特性・反射体の集光特性・導光板の
伝搬特性等によって決まる。特に、導光体の伝搬特性は
前述のように、導光体端部より入射した光を前方に送る
機能と、送られた光を所定の方向に出射する機能を兼ね
備えたものでなければならない。
【００４７】前者の機能は使用する材料および界面反射
特性に応じて決まり、導光体４の液晶表示素子１０側に
おいては導光体４の屈折率によって定まる全反射角θc
以上の入射角の光が全反射されて導光体４内を伝搬し、
全反射角θc 以下の入射角の光が導光体４の表面で屈折
し液晶表示素子１０側に出射される。例えば、空気（ｎ
＝１. ０）と透明樹脂、例えばアクリル、ポリカーボネ
ート、ポリウレタン、ポリスチレン等のようなプラスチ
ック（ｎは１. ５程度）の界面における全反射角θc
は、ｓｉｎ-1（１／ｎ）＝４１. ８°程度になる。
特性に応じて決まり、導光体４の液晶表示素子１０側に
おいては導光体４の屈折率によって定まる全反射角θc
以上の入射角の光が全反射されて導光体４内を伝搬し、
全反射角θc 以下の入射角の光が導光体４の表面で屈折
し液晶表示素子１０側に出射される。例えば、空気（ｎ
＝１. ０）と透明樹脂、例えばアクリル、ポリカーボネ
ート、ポリウレタン、ポリスチレン等のようなプラスチ
ック（ｎは１. ５程度）の界面における全反射角θc
は、ｓｉｎ-1（１／ｎ）＝４１. ８°程度になる。
【００４８】つまり、入射角が４１. ８°以下の入射光
が導光体４の照光面より出射することができる。
が導光体４の照光面より出射することができる。
【００４９】一方、導光体の液晶表示素子と反対の面に
おいては、アルミニウム反射面等の反射面５を形成して
おけば反射光は導光体内を導光される。なお、反射面５
は導光体４の液晶表示素子１０側面での出射光を増大さ
せるために拡散反射面としてもよい。
おいては、アルミニウム反射面等の反射面５を形成して
おけば反射光は導光体内を導光される。なお、反射面５
は導光体４の液晶表示素子１０側面での出射光を増大さ
せるために拡散反射面としてもよい。
【００５０】一方、導光体４への光の入射角が全反射角
θc 以上の場合が大半であると導光体から出射される光
がわずかとなってしまうため、全反射条件を回避し導光
体４の液晶表示素子１０側に出射させる機能が必要とな
る。その手段として、導光体４の表面に白色の光拡散材
を形成する方法と導光体表面にレンチキュラーあるいは
プリズムのフレネル形状（マイクロレンズアレイ、プリ
ズムアレイ等）を形成する方法が知られている。またフ
レネル形状をしたフイルム状の板を導光体の面に載せて
もよい。載せるときは、フイルムと導光体の間に空気層
が存在しないようにする必要がある。そのために、例え
ば、はりあわせた後に脱気したり、屈折率がフイルムと
同等のものを間に用いることができる。またフイルムの
屈折率は導光体とほぼ同じであることが望ましい。
θc 以上の場合が大半であると導光体から出射される光
がわずかとなってしまうため、全反射条件を回避し導光
体４の液晶表示素子１０側に出射させる機能が必要とな
る。その手段として、導光体４の表面に白色の光拡散材
を形成する方法と導光体表面にレンチキュラーあるいは
プリズムのフレネル形状（マイクロレンズアレイ、プリ
ズムアレイ等）を形成する方法が知られている。またフ
レネル形状をしたフイルム状の板を導光体の面に載せて
もよい。載せるときは、フイルムと導光体の間に空気層
が存在しないようにする必要がある。そのために、例え
ば、はりあわせた後に脱気したり、屈折率がフイルムと
同等のものを間に用いることができる。またフイルムの
屈折率は導光体とほぼ同じであることが望ましい。
【００５１】導光体４から出射する光は面光源として利
用されるために、場所による不均一があると好ましくな
い。そのために全反射条件を回避する機能において均一
性を上げる工夫が必要である。例えば導光体４の表面に
白色の光拡散材６を、光源からの距離や光源軸方向の距
離等によって、光拡散材の密度を変化させて設ける。
用されるために、場所による不均一があると好ましくな
い。そのために全反射条件を回避する機能において均一
性を上げる工夫が必要である。例えば導光体４の表面に
白色の光拡散材６を、光源からの距離や光源軸方向の距
離等によって、光拡散材の密度を変化させて設ける。
【００５２】導光体４から出射した光を均一化するため
に、導光板４の上面に拡散板を設置している。
に、導光板４の上面に拡散板を設置している。
【００５３】前述のようにエッジライト型バックライト
において、上述のように導光体を伝搬し出射した光の指
向性は、液晶表示素子の観測者の視野角すなわち液晶表
示素子面の垂直方向にはない。液晶表示面に対して、２
０°から４０°の角度で入射する。このように、片寄っ
た配光分布を有する平面照明装置の配光分布を照光面の
垂直方向に変換する場合、レンチキュラーあるいはプリ
ズムのフレネル形状（マイクロレンズアレイ、プリズム
アレイ等）を利用することが有効である。
において、上述のように導光体を伝搬し出射した光の指
向性は、液晶表示素子の観測者の視野角すなわち液晶表
示素子面の垂直方向にはない。液晶表示面に対して、２
０°から４０°の角度で入射する。このように、片寄っ
た配光分布を有する平面照明装置の配光分布を照光面の
垂直方向に変換する場合、レンチキュラーあるいはプリ
ズムのフレネル形状（マイクロレンズアレイ、プリズム
アレイ等）を利用することが有効である。
【００５４】図１には偏光分離器と導光体の間にプリズ
ムアレイ８を導光体４中を伝搬する光の光軸方向に並列
に配置した場合が示されている。すなわち、この場合、
面状導光体内を出射する光線の平均的光軸を含む面での
断面が三角形状の柱状プリズムをアレイ状に配置してい
る。プリズムアレイの作用はその形状および配置（プリ
ズム頂角を光入射側にするか光出射側にするか）に応じ
て、プリズムの入射面と出射面で屈折が生じるのみの場
合と他の面で全反射が起こる場合とがあり、最終的に必
要とする配光分布方位と偏光分離器出射光の配光分布方
位とから最適な形状が決定される。
ムアレイ８を導光体４中を伝搬する光の光軸方向に並列
に配置した場合が示されている。すなわち、この場合、
面状導光体内を出射する光線の平均的光軸を含む面での
断面が三角形状の柱状プリズムをアレイ状に配置してい
る。プリズムアレイの作用はその形状および配置（プリ
ズム頂角を光入射側にするか光出射側にするか）に応じ
て、プリズムの入射面と出射面で屈折が生じるのみの場
合と他の面で全反射が起こる場合とがあり、最終的に必
要とする配光分布方位と偏光分離器出射光の配光分布方
位とから最適な形状が決定される。
【００５５】また、別の例として、先に述べた光拡散板
の表面にエンボス加工を施したものを用いることもでき
る。
の表面にエンボス加工を施したものを用いることもでき
る。
【００５６】導光体内を伝搬する光の指向性を劣化させ
るためには、導光体の液晶表示素子と反対側面に形成さ
れた反射面５を拡散面としてもよい。また、偏光分離器
自体をその構造体界面で光散乱も生じるように微細な凹
凸構造を有するものとしてもよい。
るためには、導光体の液晶表示素子と反対側面に形成さ
れた反射面５を拡散面としてもよい。また、偏光分離器
自体をその構造体界面で光散乱も生じるように微細な凹
凸構造を有するものとしてもよい。
【００５７】また、導光体に使用する透明樹脂としては
アクリルの他に、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポ
リスチレン、シリコーン等でもよい。
アクリルの他に、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポ
リスチレン、シリコーン等でもよい。
【００５８】この照明装置を液晶表示素子のバックライ
トとして用いるためには、液晶表示素子の光入射側に設
けられた偏光板は、照明装置から出射された特定偏光光
に対して透過率最大となるように、すなわち照明装置を
出射した光線の平均的偏光軸方位と液晶表示素子におけ
る光入射側の偏光板の偏光軸が略一致するように配置さ
れることが好ましい。
トとして用いるためには、液晶表示素子の光入射側に設
けられた偏光板は、照明装置から出射された特定偏光光
に対して透過率最大となるように、すなわち照明装置を
出射した光線の平均的偏光軸方位と液晶表示素子におけ
る光入射側の偏光板の偏光軸が略一致するように配置さ
れることが好ましい。
【００５９】
【実施例】図１を参照しながら、本発明の別の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００６０】透明なアクリル樹脂板導光体４の一辺に光
源１（冷陰極放電管）を密着させ、反射体３を含むラン
プカバー２を設けて導光体内に光を導入するエッジライ
ト型バックライトを用いた。
源１（冷陰極放電管）を密着させ、反射体３を含むラン
プカバー２を設けて導光体内に光を導入するエッジライ
ト型バックライトを用いた。
【００６１】光源１としては、汎用のノートパソコンの
側面長（１２５ｍｍ）に対応した長さを有し、管径が３
ｍｍある２Ｗ冷陰極放電管を使用した。また、ランプカ
バー２としては、冷陰極放電管を包み込むような円筒形
あるいは楕円筒形の反射鏡を、導光体４としては、アク
リル樹脂製の透光性導光板（ｎ＝１. ４９）で大きさは
１２８ｍｍ×２２５ｍｍ×２．８ｍｍのものを用いた。
側面長（１２５ｍｍ）に対応した長さを有し、管径が３
ｍｍある２Ｗ冷陰極放電管を使用した。また、ランプカ
バー２としては、冷陰極放電管を包み込むような円筒形
あるいは楕円筒形の反射鏡を、導光体４としては、アク
リル樹脂製の透光性導光板（ｎ＝１. ４９）で大きさは
１２８ｍｍ×２２５ｍｍ×２．８ｍｍのものを用いた。
【００６２】さらに、光拡散材６として白色インクを導
光体４の裏側に印刷した。導光体４からの出射光を均一
に分布させるために、白色インキの印刷面積密度は光源
からの距離等に応じて変化を加えてある。
光体４の裏側に印刷した。導光体４からの出射光を均一
に分布させるために、白色インキの印刷面積密度は光源
からの距離等に応じて変化を加えてある。
【００６３】プリズムアレイ８としては、断面形状が頂
角９０°の２等辺三角形のプリズムアレイを用い、頂角
が液晶パネル１０に面するように配置した。プリズムア
レイ板の厚さは２ｍｍでプリズムアレイのピッチは約３
０μｍとした。プリズムアレイの材質はポリカーボネー
トを用いた。
角９０°の２等辺三角形のプリズムアレイを用い、頂角
が液晶パネル１０に面するように配置した。プリズムア
レイ板の厚さは２ｍｍでプリズムアレイのピッチは約３
０μｍとした。プリズムアレイの材質はポリカーボネー
トを用いた。
【００６４】導光体４より出射された光はさらに拡散板
７により拡散され均一な光となり、プリズムアレイ８に
入射する。拡散板７は、表面にエンボス加工が施されて
おり、光を偏向する機能を同時に有する。
７により拡散され均一な光となり、プリズムアレイ８に
入射する。拡散板７は、表面にエンボス加工が施されて
おり、光を偏向する機能を同時に有する。
【００６５】プリズムアレイ８の片側（凸形状側）だけ
に誘電体干渉膜１２を成膜した。誘電体干渉膜１２は、
ＴｉＯ2 膜単層で、厚みを６４０Åとした。それにより
プリズムアレイ８から垂直方向に出射される光は、アレ
イに垂直方向に振動している光の出射量と、アレイに平
行方向に振動している光の出射量の比が、２倍となっ
た。アレイに垂直方向に振動している光の出射量は、ほ
ぼ９０％が出射される。アレイに平行方向に振動してい
る光は４５％程度が出射し、残りの約５５％は反射され
る。反射された光は拡散板７において再び拡散され偏光
が乱される。偏光が乱された光は、再びプリズムアレイ
８に戻されアレイに垂直に振動している光はほぼ９０％
出射し、アレイに平行に振動している光はいくらかが出
射しほとんどが反射される。アレイに対して垂直に振動
しているか平行に振動しているかにより上記のようなこ
とが繰り返し行われることにより、プリズムアレイから
出射される光はアレイに対して垂直に振動している光が
多い偏った光の分布を示す。
に誘電体干渉膜１２を成膜した。誘電体干渉膜１２は、
ＴｉＯ2 膜単層で、厚みを６４０Åとした。それにより
プリズムアレイ８から垂直方向に出射される光は、アレ
イに垂直方向に振動している光の出射量と、アレイに平
行方向に振動している光の出射量の比が、２倍となっ
た。アレイに垂直方向に振動している光の出射量は、ほ
ぼ９０％が出射される。アレイに平行方向に振動してい
る光は４５％程度が出射し、残りの約５５％は反射され
る。反射された光は拡散板７において再び拡散され偏光
が乱される。偏光が乱された光は、再びプリズムアレイ
８に戻されアレイに垂直に振動している光はほぼ９０％
出射し、アレイに平行に振動している光はいくらかが出
射しほとんどが反射される。アレイに対して垂直に振動
しているか平行に振動しているかにより上記のようなこ
とが繰り返し行われることにより、プリズムアレイから
出射される光はアレイに対して垂直に振動している光が
多い偏った光の分布を示す。
【００６６】液晶パネル１０は、カラー表示のＴＦＴ液
晶表示セルを用いた。入射側偏光板９としては、通常の
光吸収型有機偏光板を用いた。偏光軸はプリズムアレイ
のアレイに対して垂直方向である。よってプリズムアレ
イ８によって偏光された光を最も多く透過させることが
できる。出射側偏光板１１も通常の光吸収型有機偏光板
を用いた。偏光軸はアレイ平行方向である。
晶表示セルを用いた。入射側偏光板９としては、通常の
光吸収型有機偏光板を用いた。偏光軸はプリズムアレイ
のアレイに対して垂直方向である。よってプリズムアレ
イ８によって偏光された光を最も多く透過させることが
できる。出射側偏光板１１も通常の光吸収型有機偏光板
を用いた。偏光軸はアレイ平行方向である。
【００６７】プリズムアレイが無いときに比べて、今回
作成した誘電体干渉膜のついたプリズムアレイが有るこ
とにより、垂直輝度は約６５％上昇した。これは誘電体
干渉膜が無いプリズムアレイを用いたときの垂直輝度が
約５０％上昇したのと比較しても光の利用効率が上昇し
ていることが解る。
作成した誘電体干渉膜のついたプリズムアレイが有るこ
とにより、垂直輝度は約６５％上昇した。これは誘電体
干渉膜が無いプリズムアレイを用いたときの垂直輝度が
約５０％上昇したのと比較しても光の利用効率が上昇し
ていることが解る。
【００６８】
【発明の効果】本発明により、従来有機偏光板に吸収さ
れていた偏光を、偏光方向を変換することにより利用す
ることが可能となり、光の利用効率の高い液晶表示装置
が得られる。
れていた偏光を、偏光方向を変換することにより利用す
ることが可能となり、光の利用効率の高い液晶表示装置
が得られる。
【００６９】また、あらかじめ、光の配光方位を液晶表
示素子に表示面に略垂直方向にむけて偏向してから、偏
光分離を行うのでエッジライト型の液晶表示素子でも、
効率的な偏光分離が行える。
示素子に表示面に略垂直方向にむけて偏向してから、偏
光分離を行うのでエッジライト型の液晶表示素子でも、
効率的な偏光分離が行える。
【００７０】さらに、偏光分離層を断面略Ｗ字状にする
こと、および、導光体の裏面に反射手段を設けることに
より、光の効率的な再利用が可能になる。
こと、および、導光体の裏面に反射手段を設けることに
より、光の効率的な再利用が可能になる。
【図１】本発明の実施例を示した断面図
１：光源 ２：ランプカバー ３：反射体 ４：導光体 ５：反射面 ６：光拡散材 ７：拡散板 ８：プリズムアレイ ９：入射側偏光板 １０：液晶パネル １１：出射側偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 哲郎 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 中川 豊 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】面状導光体と、 面状導光体の側部から光が入射されるように配置された
光源と、 導光体の光出射面とは反対の面に設けられた光反射手段
と、 前記面状導光体の光出射面側に設けられて、所定の入射
方向の近傍の光線についてｐ偏光成分を透過し、ｓ偏光
成分の少なくとも一部を反射する断面略Ｗ字状の偏光分
離面と、 からなる直視型表示素子用照明装置であって、 面状導光体と偏光分離面との間には、光拡散手段および
光拡散手段から出射する光を面状導光体の光出射面に対
して垂直方向に向けて偏向する光偏向手段が設けられて
いることを特徴とする直視型表示素子用照明装置。 - 【請求項２】請求項１の直視型表示素子用照明装置にお
いて、偏光分離面が透明支持体に可視光波長と同等以下
の厚みを有する誘電体薄膜を少なくとも一層以上設けた
ものからなることを特徴とする直視型表示素子用照明装
置。 - 【請求項３】請求項１の直視型表示素子用照明装置にお
いて、偏光分離面が相対的に屈折率の大きな透光性媒質
と相対的に屈折率の小さな透光性媒質とを交互に積層し
てなる多層構造体からなることを特徴とする直視型表示
素子用照明装置。 - 【請求項４】照明装置を出射した光線の平均的な偏光軸
方向と液晶表示素子における光入射側の偏光板の偏光軸
方向とが略一致するようにして、請求項１〜請求項３い
ずれか１項記載の直視型表示素子用照明装置を液晶表示
素子の背面に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235666A JPH0764085A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 直視型表示素子用照明装置および液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235666A JPH0764085A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 直視型表示素子用照明装置および液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0764085A true JPH0764085A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16989405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5235666A Pending JPH0764085A (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 直視型表示素子用照明装置および液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764085A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0962197A (ja) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Canon Inc | 面光源素子 |
| WO1998002774A1 (fr) * | 1996-07-12 | 1998-01-22 | Hitachi, Ltd. | Dispositif a affichage a cristaux liquides et a eclairage par l'arriere |
| US6239851B1 (en) | 1995-10-12 | 2001-05-29 | Ibm Corporation | Planar light source device having polarization separator formed of two sheets with mating triangular prisms and different indices of refraction |
| US6612729B1 (en) | 2000-03-16 | 2003-09-02 | 3M Innovative Properties Company | Illumination device |
| US6621973B1 (en) * | 2000-03-16 | 2003-09-16 | 3M Innovative Properties Company | Light guide with protective outer sleeve |
| US6842205B2 (en) | 2002-11-27 | 2005-01-11 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal display and electronic device |
| JP2006351211A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Sony Corp | 面発光光源および液晶表示装置 |
| JP2010123464A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Hitachi Displays Ltd | 照明装置、光学シート及び液晶表示装置 |
| JP2012074392A (ja) * | 2004-07-21 | 2012-04-12 | Samsung Electronics Co Ltd | バックライトアセンブリ及びこれを有する液晶表示装置 |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP5235666A patent/JPH0764085A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0962197A (ja) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Canon Inc | 面光源素子 |
| US6239851B1 (en) | 1995-10-12 | 2001-05-29 | Ibm Corporation | Planar light source device having polarization separator formed of two sheets with mating triangular prisms and different indices of refraction |
| WO1998002774A1 (fr) * | 1996-07-12 | 1998-01-22 | Hitachi, Ltd. | Dispositif a affichage a cristaux liquides et a eclairage par l'arriere |
| US6612729B1 (en) | 2000-03-16 | 2003-09-02 | 3M Innovative Properties Company | Illumination device |
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| US6842205B2 (en) | 2002-11-27 | 2005-01-11 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal display and electronic device |
| JP2012074392A (ja) * | 2004-07-21 | 2012-04-12 | Samsung Electronics Co Ltd | バックライトアセンブリ及びこれを有する液晶表示装置 |
| JP2006351211A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Sony Corp | 面発光光源および液晶表示装置 |
| JP2010123464A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Hitachi Displays Ltd | 照明装置、光学シート及び液晶表示装置 |
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