JP2001183642A - マルチプリズムシート及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
マルチプリズムシート及びこれを用いた液晶表示装置Info
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- JP2001183642A JP2001183642A JP36766699A JP36766699A JP2001183642A JP 2001183642 A JP2001183642 A JP 2001183642A JP 36766699 A JP36766699 A JP 36766699A JP 36766699 A JP36766699 A JP 36766699A JP 2001183642 A JP2001183642 A JP 2001183642A
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- crystal display
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液晶表示装置の高輝度化をはかるための、最適
なマルチプリズムシートを提供する。 【解決手段】透過型液晶表示パネル４０とパネルを照明
するための背面照明光源１１と背面照明手段１０の上に
格子パターンのマルチプリズムシート２０を設置した表
示装置において、光源の入射角度に対応して、液晶表示
パネル４０に対し略直角に成るように出射側のプリズム
形状の傾斜角度を変化させた２種類以上の複合形状にな
っているマルチプリズムシート。
なマルチプリズムシートを提供する。 【解決手段】透過型液晶表示パネル４０とパネルを照明
するための背面照明光源１１と背面照明手段１０の上に
格子パターンのマルチプリズムシート２０を設置した表
示装置において、光源の入射角度に対応して、液晶表示
パネル４０に対し略直角に成るように出射側のプリズム
形状の傾斜角度を変化させた２種類以上の複合形状にな
っているマルチプリズムシート。
Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
等の液晶表示装置に使用するマルチプリズムシートと、
これを使用することで光源から光を効率よく観察者に到
達させる高輝度液晶表示装置に関するものである。
等の液晶表示装置に使用するマルチプリズムシートと、
これを使用することで光源から光を効率よく観察者に到
達させる高輝度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、高画質に情報を伝達す
る手段として、パーソナルコンビュター等に幅広く使用
されている。しかし、液晶自体は発光しないために、照
明装置が必要になる。さらに近年、液晶の高画質化が進
み、ディスプレイとしては高輝度化が要求されるように
なってきている。そこで種々いろいろな高輝度化が試さ
れてきた。
る手段として、パーソナルコンビュター等に幅広く使用
されている。しかし、液晶自体は発光しないために、照
明装置が必要になる。さらに近年、液晶の高画質化が進
み、ディスプレイとしては高輝度化が要求されるように
なってきている。そこで種々いろいろな高輝度化が試さ
れてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の高輝度化技術
は、図１に示すようにプリズムが１方向のみのであり、
２方向についてはほとんど考慮されていない。２方向に
ついて考慮してあってもその２方向形状が、すべて同一
形状をしている。本発明は、さらなる高輝度化をはか
り、最適なマルチプリズムシートを設定することで、明
るい液晶表示装置を提供することを課題としている。
は、図１に示すようにプリズムが１方向のみのであり、
２方向についてはほとんど考慮されていない。２方向に
ついて考慮してあってもその２方向形状が、すべて同一
形状をしている。本発明は、さらなる高輝度化をはか
り、最適なマルチプリズムシートを設定することで、明
るい液晶表示装置を提供することを課題としている。
【０００４】
【発明が解決するための手段】本発明は従来の課題を考
慮し、特定のマルチプリズムシートを背面照明装置の手
前に設置することで明るさが向上することを見いだし
た。すなわち、請求項１に記載の本発明は、透過型液晶
表示パネルとパネルを照明するための背面照明光源と背
面照明手段の上に格子パターンのマルチプリズムシート
を設置した表示装置において、光源の入射角度に対応し
て、液晶表示パネルに対し略直角に成るように出射側の
プリズム形状の傾斜角度を変化させた２種類以上の複合
形状になっていることを特徴とするマルチプリズムシー
トである。
慮し、特定のマルチプリズムシートを背面照明装置の手
前に設置することで明るさが向上することを見いだし
た。すなわち、請求項１に記載の本発明は、透過型液晶
表示パネルとパネルを照明するための背面照明光源と背
面照明手段の上に格子パターンのマルチプリズムシート
を設置した表示装置において、光源の入射角度に対応し
て、液晶表示パネルに対し略直角に成るように出射側の
プリズム形状の傾斜角度を変化させた２種類以上の複合
形状になっていることを特徴とするマルチプリズムシー
トである。
【０００５】また、請求項２に記載の本発明は、前記マ
ルチプリズムシートにおいて、プリズムのピッチ、高さ
或いは両者を変化させることで出射側のプリズム形状の
傾斜角度を変化させたことを特徴とする請求項１に記載
のマルチプリズムシートである。
ルチプリズムシートにおいて、プリズムのピッチ、高さ
或いは両者を変化させることで出射側のプリズム形状の
傾斜角度を変化させたことを特徴とする請求項１に記載
のマルチプリズムシートである。
【０００６】また、請求項３に記載の本発明は、光源の
入射角度に対応してプリズム形状の傾斜角度を変化させ
る際、液晶表示パネルに対し出射光が直角になる角度を
基準として、プリズム形状の傾斜角度が±５°の範囲で
あることを特徴とする請求項１、請求項２に記載のマル
チプリズムシートである。
入射角度に対応してプリズム形状の傾斜角度を変化させ
る際、液晶表示パネルに対し出射光が直角になる角度を
基準として、プリズム形状の傾斜角度が±５°の範囲で
あることを特徴とする請求項１、請求項２に記載のマル
チプリズムシートである。
【０００７】また、請求項４に記載の本発明は、前記マ
ルチプリズムシートが、透明基材と紫外線硬化型樹脂と
からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
か１項に記載のマルチプリズムシートである。
ルチプリズムシートが、透明基材と紫外線硬化型樹脂と
からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
か１項に記載のマルチプリズムシートである。
【０００８】更に、請求項５に記載の本発明は、請求項
１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチプリズムシ
ートを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチプリズムシ
ートを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【０００９】本発明は、光源の入射角度に対応して、液
晶表示パネルに対し略直角に成るように出射側のプリズ
ム形状の傾斜角度を変化させれば良く、プリズムを一次
元配列の場合には上下方向或いは左右方向のどちらか一
方の傾斜角度を、２次元配列には、上下方向或いは左右
方向の双方の傾斜角度を変えることで実現できる。
晶表示パネルに対し略直角に成るように出射側のプリズ
ム形状の傾斜角度を変化させれば良く、プリズムを一次
元配列の場合には上下方向或いは左右方向のどちらか一
方の傾斜角度を、２次元配列には、上下方向或いは左右
方向の双方の傾斜角度を変えることで実現できる。
【００１０】また、傾斜角度を変える方法としてプリズ
ムのピッチ、高さの組み合わせを変えることで実現でき
る。すなわち、高さ一定でピッチを大きくすると傾斜角
度は小さくなり、ピッチを一定にし高さを高くすると傾
斜角度は大きくなる。
ムのピッチ、高さの組み合わせを変えることで実現でき
る。すなわち、高さ一定でピッチを大きくすると傾斜角
度は小さくなり、ピッチを一定にし高さを高くすると傾
斜角度は大きくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に詳細に説明する。図
２は液晶表示装置の構成概略斜視図を示し、マルチプリ
ズムシート（２０）のプリズム面を上向きに配置し そ
のマルチプリズムの上に拡散シート（３０）、液晶表示
パネル（４０）が最適な間隔に保たれて構成されてい
る。背面照明装置（１０）は、パターン形成された出射
面の反対面に反射膜を形成された導光板とその一端に線
状光源（１１）を配置し構成されている。その導光板の
端から入射した線状光源の入射光が導光板を通って反射
層に反射して出射面から出射しマルチプルズムシートを
通って液晶表示パネル（４０）の裏面に均一に照射され
る。
２は液晶表示装置の構成概略斜視図を示し、マルチプリ
ズムシート（２０）のプリズム面を上向きに配置し そ
のマルチプリズムの上に拡散シート（３０）、液晶表示
パネル（４０）が最適な間隔に保たれて構成されてい
る。背面照明装置（１０）は、パターン形成された出射
面の反対面に反射膜を形成された導光板とその一端に線
状光源（１１）を配置し構成されている。その導光板の
端から入射した線状光源の入射光が導光板を通って反射
層に反射して出射面から出射しマルチプルズムシートを
通って液晶表示パネル（４０）の裏面に均一に照射され
る。
【００１２】入射光を液晶表示パネルに直角に照射させ
る理論上のプリズム傾斜角度は、図６に示すように、屈
折率ｎの材質で作製されたプリズムの裏側の水平面から
角度θ１で入射した場合、 ｎ＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｓｉｎθ４／ｓｉｎθ３ πーθ５＋θ２＋θ３＝πであるから θ４＝ｓｉｎ-1［ｎｓｉｎ｛θ５ーｓｉｎー1（ｓｉｎθ
１／ｎ）｝］（数式１） となる。このθ４をプリスムの裏側の水平面に直角な方
向を基準線とした出射角度φは、φ＝ＡＢＳ（θ４ーθ
５）である。
る理論上のプリズム傾斜角度は、図６に示すように、屈
折率ｎの材質で作製されたプリズムの裏側の水平面から
角度θ１で入射した場合、 ｎ＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｓｉｎθ４／ｓｉｎθ３ πーθ５＋θ２＋θ３＝πであるから θ４＝ｓｉｎ-1［ｎｓｉｎ｛θ５ーｓｉｎー1（ｓｉｎθ
１／ｎ）｝］（数式１） となる。このθ４をプリスムの裏側の水平面に直角な方
向を基準線とした出射角度φは、φ＝ＡＢＳ（θ４ーθ
５）である。
【００１３】上記の数式１に基づき、材質として屈折率
ｎ＝１．４９のアクリル樹脂製であるプリスムの傾斜角
度θ５＝４５°のプリズムに、入射角度θ１を変えた場
合に於ける出射角度φは図７に示すようなグラフとな
る。この場合、入射角度θ１が２５°の時にφが０°、
すなわち、液晶表示パネルに対して略直角に照射するこ
とができ、入射角度θ１が２０°〜３０°であっても出
射角度φが約５°で液晶表示パネルに照射されることを
意味している。
ｎ＝１．４９のアクリル樹脂製であるプリスムの傾斜角
度θ５＝４５°のプリズムに、入射角度θ１を変えた場
合に於ける出射角度φは図７に示すようなグラフとな
る。この場合、入射角度θ１が２５°の時にφが０°、
すなわち、液晶表示パネルに対して略直角に照射するこ
とができ、入射角度θ１が２０°〜３０°であっても出
射角度φが約５°で液晶表示パネルに照射されることを
意味している。
【００１４】図８は、入射角度θ１が変わった場合、プ
リズムの傾斜角度θ５をどのようにすれば出射角度φが
０になるかを図示したものである。また、入射角度θ１
が一定の場合、プリズムの傾斜角度θ５を何度にすれ
ば、出射角度φが０°、すなわち液晶表示パネルに略直
角に照射されるかをグラフにしたものが図９である。図
９（ａ）は入射角度θ１が１０°の場合、プリズムの傾
斜角度θ５が２０°で出射角度φが略０°となり、傾斜
角度が２０±５°の範囲で出射角度φが５°以内になる
ことを示している。また、図８（ｂ）は入射角度θ１が
２０°の場合、プリズムの傾斜角度θ５が３５°で出射
角度φが略０°となり、傾斜角度θ５が３５±５°の範
囲で出射角度φが５°以内になることを示している。
リズムの傾斜角度θ５をどのようにすれば出射角度φが
０になるかを図示したものである。また、入射角度θ１
が一定の場合、プリズムの傾斜角度θ５を何度にすれ
ば、出射角度φが０°、すなわち液晶表示パネルに略直
角に照射されるかをグラフにしたものが図９である。図
９（ａ）は入射角度θ１が１０°の場合、プリズムの傾
斜角度θ５が２０°で出射角度φが略０°となり、傾斜
角度が２０±５°の範囲で出射角度φが５°以内になる
ことを示している。また、図８（ｂ）は入射角度θ１が
２０°の場合、プリズムの傾斜角度θ５が３５°で出射
角度φが略０°となり、傾斜角度θ５が３５±５°の範
囲で出射角度φが５°以内になることを示している。
【００１５】同様に、入射角度θ１が５°の場合には傾
斜角度θ５が１０°、入射角度θ１が１５°の場合には
傾斜角度θ５が３０°、入射角度θ１が２５°の場合に
は傾斜角度θ５が４５°、入射角度θ１が３０°の場合
には傾斜角度θ５が５０°で出射角度φが略０°となり
液晶表示パネルに略直角で照射される。
斜角度θ５が１０°、入射角度θ１が１５°の場合には
傾斜角度θ５が３０°、入射角度θ１が２５°の場合に
は傾斜角度θ５が４５°、入射角度θ１が３０°の場合
には傾斜角度θ５が５０°で出射角度φが略０°となり
液晶表示パネルに略直角で照射される。
【００１６】このことにより、光源からの水平距離が大
きくなるに従って入射角度θ１が大きくなるので、水平
距離が大きい場所に於けるプリスムの傾斜角度θ５は大
きくする必要がある。
きくなるに従って入射角度θ１が大きくなるので、水平
距離が大きい場所に於けるプリスムの傾斜角度θ５は大
きくする必要がある。
【００１７】図３は、上記の記載に基づいて作製される
２次元配列したマルチプリスムシート（２０）を説明す
る概略図である。Ｘ−Ｘ線断面図、Ｙ−Ｙ線断面図に示
すように光源（１１）からの水平距離が大きくなるに従
ってプリスムの傾斜角が大きくなっている。
２次元配列したマルチプリスムシート（２０）を説明す
る概略図である。Ｘ−Ｘ線断面図、Ｙ−Ｙ線断面図に示
すように光源（１１）からの水平距離が大きくなるに従
ってプリスムの傾斜角が大きくなっている。
【００１８】この様に液晶表示パネルに略直角に照射さ
せることで、光を効率よく有効に活用でき光輝度表示装
置が得られる。
せることで、光を効率よく有効に活用でき光輝度表示装
置が得られる。
【００１９】また、プリズムの形状は四角錐である必要
はなく、多角錐、図４に示す如く円錐、楕円錐等の形状
であっても同様の効果が得られる。
はなく、多角錐、図４に示す如く円錐、楕円錐等の形状
であっても同様の効果が得られる。
【００２０】また、入射角度θ１に対応して、出射角度
φが略０°にするようなプリスムの傾斜角度θ５を設定
されたマルチプリスムシートを作製することは、高度な
加工技術で金型を作製しなければならず、費用と時間が
必要となる。前述したようにある値の入射角θ１の場
合、出射角度φが略０°にするようなプリスムの傾斜角
度θ５を基準にして±５°ずれていても出射角度φが５
°以内になるので、実用上、問題にならない程度の輝度
の高い表示をすることが可能である。このことにより図
５に示すように、プリズムの傾斜角度θ５が±５°変化
しても出射角度φが５°以内であるような２０Ａの領域
内の各プリズムを同一形状にしても構わない。同様に２
０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの領域内の各プリズムを同一形状
にすることができる。
φが略０°にするようなプリスムの傾斜角度θ５を設定
されたマルチプリスムシートを作製することは、高度な
加工技術で金型を作製しなければならず、費用と時間が
必要となる。前述したようにある値の入射角θ１の場
合、出射角度φが略０°にするようなプリスムの傾斜角
度θ５を基準にして±５°ずれていても出射角度φが５
°以内になるので、実用上、問題にならない程度の輝度
の高い表示をすることが可能である。このことにより図
５に示すように、プリズムの傾斜角度θ５が±５°変化
しても出射角度φが５°以内であるような２０Ａの領域
内の各プリズムを同一形状にしても構わない。同様に２
０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの領域内の各プリズムを同一形状
にすることができる。
【００２１】マルチプリズムシートは シートあるいは
フィルムで形成されている。その表面にプリズム形状が
連続的に多数形成されている。本発明のマルチプリズム
シートは、図１０に示すようにポリメチルメタアクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明なプラスチッ
ク基材（２０ａ）にアリル基を有するアクリレート系Ｕ
Ｖ硬化樹脂（２０ｂ）でプリズムを成形させた２層にな
っているが、１層構造でもなんら問題はない。本発明の
プリズムシートは、１方向だけではないマルチタイプで
あり、光の効率を最大限に良くするために形状が異な
る。従って、上下方向と左右方向でプリズム頂角とピッ
チが異なる。その形状の異なり範囲は、液晶素子によっ
て違うが、一般的にプリズム頂角は、９０度±３０度範
囲内になり、プリズムピッチは、２００ミクロン以下で
ある。上記の様に本発明のマルチプリズムシートを用い
ることで光源からの光を効率よく有効に活用し、高輝度
表示装置が得られる。さらに、マルチプリズムシート
は、従来であれば２枚以上必要であったのが、本発明で
は１枚のシートで２方向の調整が可能であり、生産性に
も優れたシートを使用し、高輝度表示装置が提供され
る。
フィルムで形成されている。その表面にプリズム形状が
連続的に多数形成されている。本発明のマルチプリズム
シートは、図１０に示すようにポリメチルメタアクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明なプラスチッ
ク基材（２０ａ）にアリル基を有するアクリレート系Ｕ
Ｖ硬化樹脂（２０ｂ）でプリズムを成形させた２層にな
っているが、１層構造でもなんら問題はない。本発明の
プリズムシートは、１方向だけではないマルチタイプで
あり、光の効率を最大限に良くするために形状が異な
る。従って、上下方向と左右方向でプリズム頂角とピッ
チが異なる。その形状の異なり範囲は、液晶素子によっ
て違うが、一般的にプリズム頂角は、９０度±３０度範
囲内になり、プリズムピッチは、２００ミクロン以下で
ある。上記の様に本発明のマルチプリズムシートを用い
ることで光源からの光を効率よく有効に活用し、高輝度
表示装置が得られる。さらに、マルチプリズムシート
は、従来であれば２枚以上必要であったのが、本発明で
は１枚のシートで２方向の調整が可能であり、生産性に
も優れたシートを使用し、高輝度表示装置が提供され
る。
【００２２】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、マルチプリズ
ムシートを背面照明装置の手前に設ける事で光源からの
効率が上がり、光を有効利用することができ、高輝度な
液晶表示装置が提供できる。
ムシートを背面照明装置の手前に設ける事で光源からの
効率が上がり、光を有効利用することができ、高輝度な
液晶表示装置が提供できる。
【図１】従来のプリズムシートを用いた液晶表示装置の
構成を説明する概略斜視図である。
構成を説明する概略斜視図である。
【図２】本発明のプリズムシートを用いた液晶表示装置
の構成を説明する概略斜視図である。
の構成を説明する概略斜視図である。
【図３】本発明のプリズムシートを説明する概略平面図
及び断面図である。
及び断面図である。
【図４】他の本発明のプリズムシートを説明する概略平
面図及び断面図である。
面図及び断面図である。
【図５】他の本発明のプリズムシートを説明する概略平
面図及び断面図である。
面図及び断面図である。
【図６】プリズムシートに入射した光が出射する角度φ
を求める場合の光線軌跡を説明する図である。
を求める場合の光線軌跡を説明する図である。
【図７】プリズムの傾斜角度が一定である場合の入射角
度と出射角度の関係を示すグラフである。
度と出射角度の関係を示すグラフである。
【図８】入射角度とプリズムの傾斜角度が変化した場合
の光線軌跡を説明する図である。
の光線軌跡を説明する図である。
【図９】入射角度が一定の場合の傾斜角度と出射角度の
関係を示すグラフであり、（ａ）は入射角度が１０度、
（ｂ）は入射角度が２０度の時の傾斜角度と出射角度の
関係を示す。
関係を示すグラフであり、（ａ）は入射角度が１０度、
（ｂ）は入射角度が２０度の時の傾斜角度と出射角度の
関係を示す。
【図１０】マルチプリズムシートの構成断面図である。
１０…背面照明装置 １１…線状光源 ２０、２１…マルチプリズムシート ２０ａ…基材 ２０ｂ…ＵＶ硬化
樹脂 ３０…拡散シート ４０…液晶表示
パネル
樹脂 ３０…拡散シート ４０…液晶表示
パネル
Claims (5)
- 【請求項１】透過型液晶表示パネルとパネルを照明する
ための背面照明光源と背面照明手段の上に格子パターン
のマルチプリズムシートを設置した表示装置において、
光源の入射角度に対応して、液晶表示パネルに対し略直
角に成るように出射側のプリズム形状の傾斜角度を変化
させた２種類以上の複合形状になっていることを特徴と
するマルチプリズムシート。 - 【請求項２】前記マルチプリズムシートにおいて、プリ
ズムのピッチ、高さ或いは両者を変化させることで出射
側のプリズム形状の傾斜角度を変化させたことを特徴と
する請求項１に記載のマルチプリズムシート。 - 【請求項３】光源の入射角度に対応してプリズム形状の
傾斜角度を変化させる際、液晶表示パネルに対し出射光
が直角になる傾斜角度を基準として、プリズム形状の傾
斜角度が±５°の範囲であることを特徴とする請求項
１、請求項２に記載のマルチプリズムシート。 - 【請求項４】前記マルチプリズムシートが、透明基材と
紫外線硬化型樹脂とからなることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載のマルチプリズムシート。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載のマル
チプリズムシートを用い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 |
|---|---|---|---|
| JP36766699A JP2001183642A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | マルチプリズムシート及びこれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36766699A JP2001183642A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | マルチプリズムシート及びこれを用いた液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183642A true JP2001183642A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18489894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36766699A Pending JP2001183642A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | マルチプリズムシート及びこれを用いた液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001183642A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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