JP2018159916A - 液晶表示装置及び液晶表示装置用ターニングフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板と、この導光板の上記端面に沿って配設されるＬＥＤ光源と、上記液晶パネル及び上記導光板間に重畳されるターニングフィルムとを備え、上記ターニングフィルムが、透明樹脂製の基材層と、この基材層の裏面側に配設されるプリズムアレイとを有し、上記基材層のリタデーション値が１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、平面視で、上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸が上記プリズムアレイの稜線方向との交角αを０度以上９０度未満、上記プリズムアレイの稜線方向が上記導光板の上記端面と平行、上記基材層の遅相軸が上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸との交角を（４５−α／２）度とされる。【選択図】図１
Description
本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置用ターニングフィルムに関する。
従来、液晶表示装置用光学シートとしては、光学特性の異なる光学シートが種々存在し、これらを組み合わせたものが液晶表示装置用バックライトユニットに使用されている。例えば輝度向上を目的とした光学フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルを材料としたベースフィルム上にプリズムレンズ層を設けたポリエステルフィルムが提案されている（特許文献１）。
ポリエチレンテレフタレート製のフィルムは、一般的に２軸延伸法により製造される。しかしながら、ポリエチレンテレフタレートは結晶性樹脂であり、複屈折が大きい。このため、２軸延伸法によりポリエチレンテレフタレートがフィルム状に成形されると、フィルム位置に応じて分子配向が生じ、フィルムの複屈折のばらつきが大きくなる。したがって、ポリエチレンテレフタレート製のフィルムが液晶表示装置の光学シートとして用いられると、偏光による色ムラ及び輝度のばらつきが液晶表示装置に発生する可能性がある。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる液晶表示装置及び液晶表示装置用ターニングフィルムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルの裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板と、この導光板の上記端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源と、上記液晶パネル及び上記導光板間に重畳されるターニングフィルムとを備える液晶表示装置であって、上記ターニングフィルムが、透明樹脂製の基材層と、この基材層の裏面側に配設されるプリズムアレイとを有し、上記液晶パネルが、液晶セルと、この液晶セルの裏面側に配設される裏面側偏光板とを有し、上記ターニングフィルムの上記基材層のリタデーション値が１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、平面視で、上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向との交角αを０度以上９０度未満、上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向が上記導光板の上記端面と平行、上記ターニングフィルムの上記基材層の遅相軸が上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸との交角を（４５−α／２）度とされることを特徴とする。
当該液晶表示装置は、リタデーション値をコントロールした基材層とプリズムアレイとを有するターニングフィルムを備えるので、ターニングフィルムから放出される光の振動方向を制御できる。また、当該液晶表示装置は、平面視で、液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸がターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向との交角αを０度以上９０度未満、ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向が導光板の端面と平行、ターニングフィルムの基材層の遅相軸が液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸との交角を（４５−α／２）度とされているので、ターニングフィルムから放出される光の振動方向を液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸に合わせることにより、光のロスを低減できるとともに偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
上記基材層の主成分がポリカーボネートであるとよい。これにより、基材層の透明性及び耐熱性が向上する。
上記ターニングフィルムが、上記基材層の表面側に配設される拡散層、マイクロレンズアレイ又は反射偏光板の少なくともいずれかを有するとよい。これにより、当該液晶表示装置は、ターニングフィルムからの出光特性を向上させることができる。
上記プリズムアレイを構成するプリズムが裏面側に鋭角であるとよい。これにより、当該液晶表示装置は、導光板からの出光特性に応じてプリズムの斜面の形状を選択することができる。
上記プリズムアレイの屈折率が１．３５以上１．７０以下であり、上記プリズムアレイと上記基材層との屈折率差が０．０１以上０．２５以下であるとよい。これにより、当該液晶表示装置は、基材層への入光特性を適切に制御することができる。
上記プリズムアレイが弾性を有するとよい。これにより、当該液晶表示装置は、プリズムアレイが導光板に接触することによる導光板の傷付きを防止できる。
上記プリズムアレイが紫外線硬化樹脂成型品であるとよい。これにより、当該液晶表示装置は、基材層にプリズムアレイを配設する際に紫外線硬化樹脂を用いることができるので、比較的容易にターニングフィルムを製造できる。
上記導光板が、表面側に配設されるプリズムアレイ又はレンチキュラーレンズアレイのいずれかを有し、平面視で、上記導光板の表面の稜線方向が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向と垂直とされるとよい。これにより、当該液晶表示装置は、視野角等の光学性能を向上させることができる。
上記課題を解決するためになされた別の発明のターニングフィルムは、液晶パネルと、この液晶パネルの裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板と、この導光板の上記端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源とを備える液晶表示装置における上記液晶パネル及び導光板間に重畳されるターニングフィルムであって、ポリカーボネートを主成分とする基材層と、この基材層の裏面側に配設されるプリズムアレイと、上記基材層の表面側に配設され、透過光線を拡散させる拡散層とを有し、上記基材層のリタデーション値が１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、かつ面内リタデーション値のばらつきが５０ｎｍ以下であり、平面視で、上記基材層の遅相軸が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向との交角を４５度以上９０度未満とされることを特徴とする。
当該ターニングフィルムは、リタデーション値をコントロールしたポリカーボネートを主成分とする基材層とプリズムアレイとを有するので、ターニングフィルムから放出される光の振動方向を制御できる。このため、当該ターニングフィルムは、液晶表示装置に用いられることで、当該ターニングフィルムから放出される光の振動方向を液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸に合わせることにより、光のロスを低減できるとともに偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
なお、本発明において「表面側」とは、液晶表示装置の表示面側を示し、「裏面側」とは、表面側とは逆側を示す。また、「主成分」とは、質量基準で最も多い成分（例えば５０質量％以上）であることを示す。また、「プリズムが鋭角である」とは、各プリズムの２つの斜面の交角がそれぞれ９０度未満であることを示す。また、「ばらつき」とは、ＪＩＳ−Ｚ８１０３（２０００）に規定される計測用語としてのばらつきを示し、通常は標準偏差が用いられる。
以上説明したように、本発明の液晶表示装置及びターニングフィルムは、偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳説する。
［第一実施形態］
［液晶表示装置］
図１の液晶表示装置１は、液晶パネル２と、この液晶パネル２の裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板（ライトガイドフィルム３）と、このライトガイドフィルム３の端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源５と、液晶パネル２及びライトガイドフィルム３間に重畳されるターニングフィルム４とを備えている。なお、ライトガイドフィルム３及びターニングフィルム４は光線を透過させるので透明である。また、液晶表示装置１は、ライトガイドフィルム３の裏面側に重畳され、表面側から入射した光線を表面側に反射する反射板をさらに備えている（図示せず）。
［液晶表示装置］
図１の液晶表示装置１は、液晶パネル２と、この液晶パネル２の裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板（ライトガイドフィルム３）と、このライトガイドフィルム３の端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源５と、液晶パネル２及びライトガイドフィルム３間に重畳されるターニングフィルム４とを備えている。なお、ライトガイドフィルム３及びターニングフィルム４は光線を透過させるので透明である。また、液晶表示装置１は、ライトガイドフィルム３の裏面側に重畳され、表面側から入射した光線を表面側に反射する反射板をさらに備えている（図示せず）。
＜液晶パネル＞
液晶パネル２は、液晶セル２１と、液晶セル２１のターニングフィルム４側の面（裏面）に配設される裏面側偏光板２２と、液晶セル２１のターニングフィルム４側とは逆の面（表面）に配設される表面側偏光板２３とを有している。具体的には、液晶パネル２は、略平行にかつ所定間隔を空けて配設される裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３と、その間に配設される液晶セル２１とを有し、全体として厚みが略均一の板状となっている。
液晶パネル２は、液晶セル２１と、液晶セル２１のターニングフィルム４側の面（裏面）に配設される裏面側偏光板２２と、液晶セル２１のターニングフィルム４側とは逆の面（表面）に配設される表面側偏光板２３とを有している。具体的には、液晶パネル２は、略平行にかつ所定間隔を空けて配設される裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３と、その間に配設される液晶セル２１とを有し、全体として厚みが略均一の板状となっている。
（液晶セル）
液晶セル２１は、透過する光量を制御する機能を有し、公知のものが採用される。液晶セル２１は、一般的には基板、カラーフィルタ、対向電極、液晶層、画素電極、基板等からなる積層構造体である。この画素電極には、ＩＴＯ等の透明導電膜が用いられる。液晶セルの表示モードとしては、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ），ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ），ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ），ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ），ＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ−ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ），ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ），ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ），ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）等を用いることができる。
液晶セル２１は、透過する光量を制御する機能を有し、公知のものが採用される。液晶セル２１は、一般的には基板、カラーフィルタ、対向電極、液晶層、画素電極、基板等からなる積層構造体である。この画素電極には、ＩＴＯ等の透明導電膜が用いられる。液晶セルの表示モードとしては、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ），ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ），ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ），ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ），ＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ−ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ），ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ），ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ），ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）等を用いることができる。
（裏面側偏光板及び表面側偏光板）
裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３は、例えばヨウ素系偏光子、染料系偏光子、ポリエン系偏光子等の偏光子及びその両側に配設される一対の透明保護フィルムから構成される。また、裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３の透過軸は直交しており、平面視で、裏面側偏光板２２の透過軸はターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度、表面側偏光板２３の透過軸はターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を１３５度とされている。なお、裏面側偏光板２２の透過軸方向と表面側偏光板２３の透過軸方向とは、入れ替わっていてもよい。
裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３は、例えばヨウ素系偏光子、染料系偏光子、ポリエン系偏光子等の偏光子及びその両側に配設される一対の透明保護フィルムから構成される。また、裏面側偏光板２２及び表面側偏光板２３の透過軸は直交しており、平面視で、裏面側偏光板２２の透過軸はターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度、表面側偏光板２３の透過軸はターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を１３５度とされている。なお、裏面側偏光板２２の透過軸方向と表面側偏光板２３の透過軸方向とは、入れ替わっていてもよい。
＜ライトガイドフィルム＞
ライトガイドフィルム３は、端面から入射される光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム３は、平面視略方形状に形成されており、厚みが略均一の板状（非楔形状）に形成されている。ライトガイドフィルム３は、特に限定されないが、裏面に表面側に陥没する複数の凹部を有している（図示せず）。複数の凹部は、入射光を表面側に散乱させる光散乱部として機能する。なお、光散乱部は、複数の凹部に限定されず、例えば複数の凸部であってもよいし、凸型又は凹型のプリズムアレイの形状であってもよい。
ライトガイドフィルム３は、端面から入射される光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム３は、平面視略方形状に形成されており、厚みが略均一の板状（非楔形状）に形成されている。ライトガイドフィルム３は、特に限定されないが、裏面に表面側に陥没する複数の凹部を有している（図示せず）。複数の凹部は、入射光を表面側に散乱させる光散乱部として機能する。なお、光散乱部は、複数の凹部に限定されず、例えば複数の凸部であってもよいし、凸型又は凹型のプリズムアレイの形状であってもよい。
ライトガイドフィルム３の主成分としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、（メタ）アクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、ライトガイドフィルム３の主成分としては、ポリカーボネート又はアクリル樹脂が好ましい。ポリカーボネートは透明性に優れると共に屈折率が高いため、ライトガイドフィルム３が主成分としてポリカーボネートを含むことによって、ライトガイドフィルム３の表裏面において全反射が起こりやすく、光線を効率的に伝搬させることができる。また、ポリカーボネートは耐熱性を有するため、ＬＥＤ光源５の発熱による劣化等が生じ難い。さらに、ポリカーボネートはアクリル樹脂等に比べて吸水性が少ないため、寸法安定性が高い。したがって、ライトガイドフィルム３は、ポリカーボネートを主成分として含むことによって経年劣化を抑止することができる。一方、アクリル樹脂は透明度が高いのでライトガイドフィルム３における光の損耗を少なくすることができる。
＜ターニングフィルム＞
ターニングフィルム４は、透明樹脂製の基材層４１と、この基材層４１の裏面側に配設されるプリズムアレイ４２と、基材層４１の表面側に配設され、透過光線を拡散させる拡散層４３とを有している。ターニングフィルム４は、平面視略方形状に形成されており、裏面側から入射される光線を表面側から出射する。
ターニングフィルム４は、透明樹脂製の基材層４１と、この基材層４１の裏面側に配設されるプリズムアレイ４２と、基材層４１の表面側に配設され、透過光線を拡散させる拡散層４３とを有している。ターニングフィルム４は、平面視略方形状に形成されており、裏面側から入射される光線を表面側から出射する。
（基材層）
基材層４１は、透明性及び耐熱性の観点から、ポリカーボネートを主成分とする。基材層４１は、厚みが略均一の板状に形成されている。基材層４１のリタデーション値は、可視光（ＪＩＳ−Ｚ８１２０で規定される波長が３６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下の光）の半波長と略一致するように調整されている。すなわち、基材層４１のリタデーション値は、１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、かつ面内リタデーション値のばらつきが５０ｎｍ以下であるように調整されている。また、基材層４１の遅相軸は、平面視で、裏面側偏光板２２の透過軸とプリズムアレイ４２の稜線に垂直な方向との交角を２分している。具体的には、基材層４１の遅相軸は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を４５度とされ、プリズムアレイ４２の稜線に垂直な方向との交角を２２．５度とされている。つまり、基材層４１は、ターニングフィルム４に進入した後にターニングフィルム４から放出される光の振動方向が、裏面側偏光板２２の透過軸と一致するように遅相軸及びリタデーション値が調整されている。
基材層４１は、透明性及び耐熱性の観点から、ポリカーボネートを主成分とする。基材層４１は、厚みが略均一の板状に形成されている。基材層４１のリタデーション値は、可視光（ＪＩＳ−Ｚ８１２０で規定される波長が３６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下の光）の半波長と略一致するように調整されている。すなわち、基材層４１のリタデーション値は、１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、かつ面内リタデーション値のばらつきが５０ｎｍ以下であるように調整されている。また、基材層４１の遅相軸は、平面視で、裏面側偏光板２２の透過軸とプリズムアレイ４２の稜線に垂直な方向との交角を２分している。具体的には、基材層４１の遅相軸は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を４５度とされ、プリズムアレイ４２の稜線に垂直な方向との交角を２２．５度とされている。つまり、基材層４１は、ターニングフィルム４に進入した後にターニングフィルム４から放出される光の振動方向が、裏面側偏光板２２の透過軸と一致するように遅相軸及びリタデーション値が調整されている。
（プリズムアレイ）
プリズムアレイ４２は、基材層４１の裏面側に配設され、三角柱状の複数のプリズムを有する。プリズムアレイ４２の稜線方向は、平面視で、ライトガイドフィルム３のＬＥＤ光源５が配設される側の端面と平行とされている。つまり、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がライトガイドフィルム３のＬＥＤ光源５が配設される側の端面との交角を４５度とされている。また、プリズムアレイ４２は、紫外線硬化樹脂成型品であり、例えば高透過率のアクリル系の紫外線硬化樹脂を用いて成形される。また、プリズムアレイ４２の屈折率は、１．３５以上１．７０以下であり、プリズムアレイ４２と基材層４１との屈折率差は絶対値で０．０１以上０．２５以下である。
プリズムアレイ４２は、基材層４１の裏面側に配設され、三角柱状の複数のプリズムを有する。プリズムアレイ４２の稜線方向は、平面視で、ライトガイドフィルム３のＬＥＤ光源５が配設される側の端面と平行とされている。つまり、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がライトガイドフィルム３のＬＥＤ光源５が配設される側の端面との交角を４５度とされている。また、プリズムアレイ４２は、紫外線硬化樹脂成型品であり、例えば高透過率のアクリル系の紫外線硬化樹脂を用いて成形される。また、プリズムアレイ４２の屈折率は、１．３５以上１．７０以下であり、プリズムアレイ４２と基材層４１との屈折率差は絶対値で０．０１以上０．２５以下である。
プリズムアレイ４２を構成するプリズムは、ターニングフィルム４の一側端から他側端まで連続した三角柱状に形成されており、各プリズムの頂部が、それぞれ略平行な稜線を形成している。上記プリズムは、稜線と垂直な断面（図１に示す断面）が、斜辺より底辺が短い略二等辺三角形の形状であり、底辺で基材層４１の裏面側に接続される。つまり、プリズムアレイ４２を構成するプリズムは、裏面側に鋭角である。プリズムアレイ４２は、対向して重畳されるライトガイドフィルム３の傷付きを防止するために、弾性を有するように構成されると好ましい。また、各プリズムの斜面は、ライトガイドフィルム３からの出光特性に合わせて凸円弧又は凹円弧等の形状に設計されると好ましい。
なお、プリズムアレイ４２は、プリズムが基材層４１の裏面側に直接接続される構成に限定されず、透明なプリズム基材層と、このプリズム基材層上に配設されるプリズムとを有し、プリズムがプリズム基材層を介して基材層４１の裏面側に接続される構成であってもよい。
（拡散層）
拡散層４３は、基材層４１の表面側に配設され、透過光線を拡散させる。拡散層４３は、基材層４１の表面側に凹凸形状を形成することにより設けられる。拡散層４３は、凹凸形状によって裏面側から表面側に透過する光線を略均一に拡散させ、出光のギラツキを抑制する。拡散層４３の凹凸形状は、例えばエンボス、拡散コート、サンドブラスト等によって形成される。特に、液晶パネル２のピクセルピッチとの干渉を防止する観点から、拡散層４３が拡散コートにより形成されると好ましい。
拡散層４３は、基材層４１の表面側に配設され、透過光線を拡散させる。拡散層４３は、基材層４１の表面側に凹凸形状を形成することにより設けられる。拡散層４３は、凹凸形状によって裏面側から表面側に透過する光線を略均一に拡散させ、出光のギラツキを抑制する。拡散層４３の凹凸形状は、例えばエンボス、拡散コート、サンドブラスト等によって形成される。特に、液晶パネル２のピクセルピッチとの干渉を防止する観点から、拡散層４３が拡散コートにより形成されると好ましい。
＜ＬＥＤ光源＞
ＬＥＤ光源５は、ライトガイドフィルム３の端面に沿って１又は複数配設されている。ＬＥＤ光源５は、各々光線出射面がライトガイドフィルム３の端面に対向（又は当接）するよう配設されている。
ＬＥＤ光源５は、ライトガイドフィルム３の端面に沿って１又は複数配設されている。ＬＥＤ光源５は、各々光線出射面がライトガイドフィルム３の端面に対向（又は当接）するよう配設されている。
（利点）
当該液晶表示装置１は、リタデーション値をコントロールしたポリカーボネートを主成分とする基材層４１とプリズムアレイ４２とを有するターニングフィルム４を備えるので、ターニングフィルム４から放出される光の振動方向を制御できる。また、当該液晶表示装置１は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度、ターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向がライトガイドフィルム３の端面と平行、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸が液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を２２．５度とされているので、ターニングフィルム４から放出される光の振動方向を液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸に合わせることにより、光のロスを低減できるとともに偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
当該液晶表示装置１は、リタデーション値をコントロールしたポリカーボネートを主成分とする基材層４１とプリズムアレイ４２とを有するターニングフィルム４を備えるので、ターニングフィルム４から放出される光の振動方向を制御できる。また、当該液晶表示装置１は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度、ターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向がライトガイドフィルム３の端面と平行、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸が液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を２２．５度とされているので、ターニングフィルム４から放出される光の振動方向を液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸に合わせることにより、光のロスを低減できるとともに偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
また、当該液晶表示装置１は、プリズムアレイ４２を構成するプリズムが裏面側に鋭角であるので、ライトガイドフィルム３からの出光特性に応じてプリズムの斜面の形状を選択することができる。
また、当該液晶表示装置１は、プリズムアレイ４２の屈折率が１．３５以上１．７０以下であり、プリズムアレイ４２と基材層４１との屈折率差が０．０１以上０．２５以下であるので、基材層４１への入光特性を適切に制御することができる。
また、当該液晶表示装置１は、プリズムアレイ４２が弾性を有するので、プリズムアレイ４２がライトガイドフィルム３に接触することによるライトガイドフィルム３の傷付きを防止できる。
また、当該液晶表示装置１は、プリズムアレイ４２が紫外線硬化樹脂成型品であるので、基材層４１にプリズムアレイ４２を配設する際に紫外線硬化樹脂を用いることで、比較的容易にターニングフィルム４を製造できる。
［第二実施形態］
［液晶表示装置］
図２の液晶表示装置１１は、液晶パネル２と、この液晶パネル２の裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板（ライトガイドフィルム３）と、このライトガイドフィルム３の端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源５と、液晶パネル２及びライトガイドフィルム３間に重畳されるターニングフィルム４とを備えている。また、当該液晶表示装置１１は、液晶パネル２とターニングフィルム４との間に配設される接合層６を備えている。当該液晶表示装置１１は、接合層６を備える以外、図１の液晶表示装置１と同様の構成とすることができる。そのため、以下では接合層６についてのみ説明する。
［液晶表示装置］
図２の液晶表示装置１１は、液晶パネル２と、この液晶パネル２の裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板（ライトガイドフィルム３）と、このライトガイドフィルム３の端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源５と、液晶パネル２及びライトガイドフィルム３間に重畳されるターニングフィルム４とを備えている。また、当該液晶表示装置１１は、液晶パネル２とターニングフィルム４との間に配設される接合層６を備えている。当該液晶表示装置１１は、接合層６を備える以外、図１の液晶表示装置１と同様の構成とすることができる。そのため、以下では接合層６についてのみ説明する。
（接合層）
接合層６は、ターニングフィルム４とターニングフィルム４の表面側に積層される他の部材とを接合している。より詳しくは、接合層６は、ターニングフィルム４と、液晶セル２１の裏面に配設される裏面側偏光板２２とを接合している。接合層６は、接着剤によって構成される接着剤層又は粘着剤によって構成される粘着剤層である。
接合層６は、ターニングフィルム４とターニングフィルム４の表面側に積層される他の部材とを接合している。より詳しくは、接合層６は、ターニングフィルム４と、液晶セル２１の裏面に配設される裏面側偏光板２２とを接合している。接合層６は、接着剤によって構成される接着剤層又は粘着剤によって構成される粘着剤層である。
接合層６が上述の接着剤層である場合、この接着剤層を構成する接着剤としては、例えば熱硬化型接着剤、ホットメルト接着剤、光硬化型接着剤等が挙げられる。上記熱硬化型接着剤としては、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。上記ホットメルト接着剤としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、熱可塑性ポリウレタン系接着剤、ポリオレフィン系接着剤等が挙げられる。上記光硬化型接着剤としては、例えばアクリル系紫外線硬化型接着剤、アクリルウレタン系紫外線硬化型接着剤、エポキシ系紫外線硬化型接着剤等が挙げられる。中でも、耐熱性、耐湿性等に優れるアクリル系接着剤又はアクリルウレタン系接着剤が好ましく、透過率が高いアクリル系接着剤が特に好ましい。上記接着剤の屈折率は、接合層６と接合層６に接合される他の部材との界面での光散乱や光反射による光のロスを低減できるよう調整されることが好ましい。例えばターニングフィルム４の最表層の主成分がポリカーボネートである場合、上記接着剤の屈折率のとしては、１．４７以上１．５５以下が好ましい。
一方、接合層６が上述の粘着剤層である場合、この接合層６はタック性を有する。接合層６が上述の粘着剤層である場合、この粘着剤層を構成する粘着剤としては、常温で粘着力を有する感圧式接着剤が挙げられる。上記粘着剤層を構成する粘着剤としては、例えばアクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、エポキシ系粘着剤等が挙げられる。
当該液晶表示装置１１は、ターニングフィルム４とこのターニングフィルム４の表面側に積層される他の部材（本実施形態では裏面側偏光板２２）とを接合する接合層６を備えるので、ターニングフィルム４及び上記他の部材の取扱性を高めることができる。
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
上記実施形態では、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸が液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を２２．５度とされるものについて説明した。しかしながら、平面視で、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸と液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角が、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸とターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線に垂直な方向との交角の半分、言い換えれば、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸とターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角をαとした場合に、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸と液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角βが（４５−α／２）度であれば、上記実施形態に限定されない。例えば、交角αが６０度である場合は、交角βが１５度であればよく、交角αが３０度である場合は、交角βが３０度であればよい。
つまり、当該液晶表示装置１は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向との交角αを０度以上９０度未満、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸が液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を（４５−α／２）度とされるものであればよい。また、ターニングフィルム４は、平面視で、基材層４１の遅相軸がプリズムアレイ４２の稜線方向との交角を４５度以上９０度未満とされるものであればよい。
また、交角αは０度であってもよい。つまり、当該液晶表示装置１は、平面視で、液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向と平行、ターニングフィルム４の基材層４１の遅相軸が液晶パネル２の裏面側偏光板２２の透過軸との交角を４５度とされるものであってもよい。
上記実施形態では、導光板としてライトガイドフィルム３を用いるものについて説明したが、導光板はフィルム状のものに限定されない。例えば、導光板が板状のライトガイドプレートであってもよい。
また、導光板が、表面側に配設されるプリズムアレイ又はレンチキュラーレンズアレイのいずれかを有するように構成してもよい。この場合、液晶表示装置１は、平面視で、導光板の表面の稜線方向がターニングフィルム４のプリズムアレイ４２の稜線方向と垂直とされるとよい。導光板が表面側に配設されるプリズムアレイ又はレンチキュラーレンズアレイのいずれかを有するように構成されると、液晶表示装置１の視野角等の光学性能が向上する。
上記実施形態では、ターニングフィルム４が、基材層４１の表面側に配設される拡散層４３を有するものについて説明したが、拡散層４３を有していなくてもよい。また、ターニングフィルム４が、拡散層４３に替えて又は拡散層４３に加えて、マイクロレンズアレイ又は反射偏光板の少なくともいずれかを有するものであってもよい。
当該ターニングフィルムが基材層の表面側に反射偏光板を有する場合、この基材層及び反射偏光板は上述の接着剤又は粘着剤によって構成される接合層によって接合されてもよい。また、当該ターニングフィルムが上記基材層の表面側に接合層を有し、この接合層の表面側に他の部材として反射偏光板が配設されてもよい。当該ターニングフィルムが上記基材層の表面側に接合層を有する場合、当該ターニングフィルムはこの接合層の表面に離型シートを有していてもよい。
本発明の液晶表示装置及びターニングフィルムは、偏光による色ムラ及び輝度のばらつきを抑制できる。
１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
３ ライトガイドフィルム
４ ターニングフィルム
５ ＬＥＤ光源
６ 接合層
１１ 液晶表示装置
２１ 液晶セル
２２ 裏面側偏光板
２３ 表面側偏光板
４１ 基材層
４２ プリズムアレイ
４３ 拡散層
２ 液晶パネル
３ ライトガイドフィルム
４ ターニングフィルム
５ ＬＥＤ光源
６ 接合層
１１ 液晶表示装置
２１ 液晶セル
２２ 裏面側偏光板
２３ 表面側偏光板
４１ 基材層
４２ プリズムアレイ
４３ 拡散層
Claims (9)
- 液晶パネルと、
この液晶パネルの裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板と、
この導光板の上記端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源と、
上記液晶パネル及び上記導光板間に重畳されるターニングフィルムと
を備える液晶表示装置であって、
上記ターニングフィルムが、
透明樹脂製の基材層と、
この基材層の裏面側に配設されるプリズムアレイと
を有し、
上記液晶パネルが、
液晶セルと、
この液晶セルの裏面側に配設される裏面側偏光板と
を有し、
上記ターニングフィルムの上記基材層のリタデーション値が１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、
平面視で、上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向との交角αを０度以上９０度未満、上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向が上記導光板の上記端面と平行、上記ターニングフィルムの上記基材層の遅相軸が上記液晶パネルの裏面側偏光板の透過軸との交角を（４５−α／２）度とされることを特徴とする液晶表示装置。 - 上記基材層の主成分がポリカーボネートである請求項１に記載の液晶表示装置。
- 上記ターニングフィルムが、上記基材層の表面側に配設される拡散層、マイクロレンズアレイ又は反射偏光板の少なくともいずれかを有する請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
- 上記プリズムアレイを構成するプリズムが裏面側に鋭角である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の液晶表示装置。
- 上記プリズムアレイの屈折率が１．３５以上１．７０以下であり、
上記プリズムアレイと上記基材層との屈折率差が０．０１以上０．２５以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 - 上記プリズムアレイが弾性を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 上記プリズムアレイが紫外線硬化樹脂成型品である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 上記導光板が、表面側に配設されるプリズムアレイ又はレンチキュラーレンズアレイのいずれかを有し、
平面視で、上記導光板の表面の稜線方向が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向と垂直とされる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 - 液晶パネルと、この液晶パネルの裏面側に重畳され、端面から入射した光線を表面側に導く導光板と、この導光板の上記端面に沿って配設される１又は複数のＬＥＤ光源とを備える液晶表示装置における上記液晶パネル及び導光板間に重畳されるターニングフィルムであって、
ポリカーボネートを主成分とする基材層と、
この基材層の裏面側に配設さるプリズムアレイと、
上記基材層の表面側に配設され、透過光線を拡散させる拡散層と
を有し、
上記基材層のリタデーション値が１８０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、かつ面内リタデーション値のばらつきが５０ｎｍ以下であり、
平面視で、上記基材層の遅相軸が上記ターニングフィルムのプリズムアレイの稜線方向との交角を４５度以上９０度未満とされることを特徴とする液晶表示装置用ターニングフィルム。
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