JP3429935B2

JP3429935B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3429935B2
Application number: JP34957395A
Authority: JP
Inventors: 興一田中
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: JPH09179107A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視野角改善シート
として有用な光学用シートおよび微小なルーバーを組み
込んだシートを利用した光源装置を兼ね備えた液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶テレビ、ラップトップ型また
は、ブック型のワードプロセッサやパーソナルコンピュ
ーター等の表示装置としては、比較的単純な構成で生産
性に優れ、また大容量表示が可能という優れた特徴及び
薄型、軽量であることにより液晶表示体が広く使用され
ている。しかし、液晶表示体は視野角が狭いという欠点
を有し、このために種々の手段によりこの問題の解決が
図られている。例えば、スーパーツイステッドネマチッ
ク液晶（ＳＴＮ−ＬＣＤ）を用いた表示体の場合、フィ
ルムの厚み方向の屈折率の大きな位相差板を用いる方法
（特開平５−１５７９１１、特開平５−３１３０１４号
公報）が提案されている。また、他の例として液晶ディ
スプレイとマイクロレンズアレイなどの光学素子を組み
合わせることが提案されている。そのような例としては
例えば、平凹レンズ群を配する方法（特開昭５３−２５
３９９）、多面体レンズを配する方法（特開昭６１−１
４８４３０号公報）、液晶セルの表示単位にそれぞれレ
ンズを設ける方法（特開昭６２−５６９３０、特開平２
−１０８０９３号公報）、マイクロレンズアレイを配す
る方法（特開平７−４３５０１号公報、特開平７−４３
７０４号公報、特開平７−６４０７１号公報）等があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような視野角を改善する手法において、厚さ方向の屈
折率の高い位相差板を使用する方法は、視野角拡大効果
が十分でなく、またその製法も容易でなく、用いる液晶
によって位相差値や光学軸がすべて異なるために適切な
位相差板を選定し、液晶表示体に組み込むことは非常な
労力を要する。また、マイクロレンズアレイを用いる方
法は、マイクロレンズアレイは、光源からレンズ部に入
射する平行光を拡散することで視野角を広げているが、
逆に液晶の光シャッター効果の影響をあまり受けない斜
め方向からレンズ部に入射する光を正面方向に変角して
しまい、液晶ディスプレイのコントラスト比を低下させ
るという欠点がある。また、ある角度になると外光の反
射が極めて強くなるために表示画面が全く見えなくなる
という問題も生じる。この欠点を改善するために、特開
平７−２３９４６７号公報では、光源をプリズムシー
ト、およびルーバーによって平行光化した光をレンズフ
ィルム、ウェーブレンズフィルムにより拡散させ、視野
角を拡大し、さらに外光の反射を抑えるために、多層膜
による反射防止処理を施す方法が提案されている。しか
しながら、レンズフィルム、ウェーブレンズフィルムを
用いるため、その形状により、特定の斜め方向のコント
ラスト比は向上するが、逆に正面方向でのコントラスト
比が大幅に低下するという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者はこのような状
況に鑑み鋭意検討した結果、面光源上の出射面と微小な
ルーバーを組み込んだシートの間に、少なくとも一枚の
ブリズムシートが設置されているパックライト部と、仕
切りにより微小な空隙を多数有することを特徴とする光
学用シートを用いることにより、液晶ディスプレイの視
野角を拡大するだけでなく、マイクロレンズアレイやウ
ェーブレンズフィルム、プリズムレンズフィルムに比べ
正面方向のコントラスト比が高い液晶表示体が得られる
ことを新親に見出し本発明に至った。即ち、本発明は、（１）液晶表示部とバックライト部とからなる液晶表示
装置において、液晶表示部が液晶表示素子と仕切りによ
り微小な空隙を多数有する光学用シートからなり、かつ
該光学用シートが液晶表示素子の前面に設置されてお
り、バックライト部が面光源と微小なルーバーを組み込
んだシートからなり、かつ面光源上の出射面と微小なル
ーバーを組み込んだシートの間に、少なくとも一枚のブ
リズムシートが設置されていることを特徴とする液晶表
示装置、（２）光学用シートの空隙が等間隔に配置されているこ
とを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置、（３）光学用シートの空隙の平面形状が、多角形、円
形、楕円形、又は半円形であることを特徴とする（１）
又は（２）に記載の液晶表示装置、（４）光学用シートの仕切りが着色されていることを特
徴とする（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の液
晶表示装置、（５）光学用シートの全光線透過率が３０％以上である
（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の液晶表示装
置、（６）光学用シートが印刷用スクリーンである（１）な
いし（５）のいずれか一項に記載の液晶表示装置、（７）印刷用スクリーンの目開きが１５０〜５００メッ
シュである（６）に記載の液晶表示装置、（８）印刷用スクリーンが着色されてレ）ることを特徴
とする（６）又は（７）に記載の液晶表示装置、（９）光学用シートが少なくとも片面に支持体部を有す
ることを特徴とする（１）ないし（８）のいずれか一項
に記載の液晶表示装置、（１０）光学用シートの支持体部の少なくとも片面に、
反射防止処理が施されていることを特徴とする（９）に
記載の液晶表示装置、（１１）光学用シートの支持体部が着色されていること
を特徴とする（９）又は（１０）に記載の液晶表示装
置、（１２）バックライト部の面光源が、エッジ型バックラ
イトまたは直下型パックライトであることを特徴とする
（１）に記載の液晶表示装置、（１３）微小なルーパーを組み込んだシートが光透過部
と微小なルーパー部を有するルーバー層および保護層か
らなり、光透過部の幅が５０〜５００μｍ、ルーパー部
の幅が１〜１００μｍ、ルーバー層の厚さが１０〜１０
００μｍであることを特徴とする（１）又は（１２）に
記載の液晶表示装置、に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置は、液晶表
示部とバックライト部とからなる。このような本発明の
液晶表示装置の一実施例の部分断面図を図３に示す。図
３において、液晶表示部は液晶表示素子１２と微小な空
隙を多数有する光学用シート１４からなり、バックライ
ト部の微小なルーバーを組み込んだシート１１の上に液
晶表示部の液晶表示素子１２が設置され、さらにその上
に微小な空隙を多数有する光学用シート１４を設置した
ものである。又、バックライト部は、バックライト１の
上にプリズムシート７さらにその上に微小なルーバーを
組み込んだシート１１が設置されたものである。バック
ライト１は、導光板２とその反対面に反射シート４、そ
の一端または中央に蛍光灯等の線状光源３を配置して構
成されている。そして、線状光源３からの入射光が、導
光板２を通して、一部は反射シート４に反射して出射面
から出射してプリズムシート７へ入射する。そして、プ
リズムシートによって集光された光は微小なルーバーを
組み込んだシート１１によって斜め方向の光が抑制さ
れ、平行光に近い光となって液晶表示素子１２へ入射す
る。バックライト１は図３に示した構造のものに限ら
ず、通常使用されている種々のものが使用できる。

【０００６】液晶表示素子１２は、例えば、スペーサー
により一定の間隔を隔てて設けられた２枚のガラス基板
の間に液晶が充填され、さらに、この２枚の上下ガラス
基板のそれぞれの外面には偏光板１３が設けられてお
り、上部ガラス基板の内側と下部のガラス基板の内面に
はそれぞれ内部電極が設けられている。内部電極は、微
小な画素電極が多数縦横に配列されて構成されている。
液晶表示素子１２がカラー液晶表示素子である場合に
は、上部ガラス基板の内側にはカラーフィルター層と、
このカラーフィルター層の外面に内部電極が設けられ、
下部のガラス基板の内面には内部電極が設けられてい
る。また、カラーフィルター層は、赤、緑、青の３色の
色フィルターを画素電極に対応して配列して、各々の画
素を形成している。また、液晶表示素子の種類は特に制
限はなくＴＦＴ型およびＳＴＮ型等種々のものが利用で
きる。

【０００７】微小な空隙を多数有する光学用シート１４
は、微小な空隙部と、該空隙部を仕切る物質部とからな
る。空隙部は、例えば光源から液晶セルを経由して出射
してくる光を屈折させることなく透過させる機能を有す
る。この空隙部の平面形状は、三角形、四角形、五角
形、六角形、八角形などの多角形、円形、半円形、楕円
形など形状に制限はないが、製造上の容易さから考える
と四角形、六角形などの多角形が好ましい。また、その
空隙の大きさは、縦、横方向いずれも１０〜３００μ
ｍ、好ましくは２０〜１２０μｍ程度が良い。また、空
隙部は等間隔に配置されていることが、画像品位を均一
にするために好ましい。

【０００８】空隙部を仕切る物質部は、光源から液晶セ
ルを経由して出射してくる光を屈折、散乱させる機能を
有している。この物質部は、正面から視たとき、空隙部
と空隙部の間に存在し、各空隙部を仕切るように配置さ
れており、その形状は線形であることが好ましい。ま
た、該物質部の断面形状は、三角形、四角形、五角形、
六角形、八角形などの多角形、円形、半円形、楕円形な
ど特に制限はないが、視野角改善効果を視覚方向によら
ず均一に発現させるために、円形、半円形、楕円形など
が好ましい。また、その大きさは、正面から視たときの
線形の幅が１〜３００μｍ、好ましくは２０〜１００μ
ｍ程度、高さは、１〜５００μｍ好ましくは２０〜２０
０μｍ程度が良い。また、物質部は等間隔で空隙部を仕
切るように配置されることが、画像品位を均一にするた
めに好ましい。

【０００９】このような光学用シートの構造の一例を図
１に示す。図１では正面から視たときの空隙部の形状が
四角形で、仕切りとなる物質部の断面形状が半円形であ
るシートを示してある。

【００１０】上記の光学用シートの物質部は空気より屈
折率が高ければ良く、例えばプラスチック等が挙げられ
るが特に制限はない。プラスチックとしては、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が使用でき、
例えばナイロン等のナイロン樹脂、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン樹脂、テトロン、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチ
レン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、アクリレート樹脂、フッ素樹脂等が
挙げられる。

【００１１】また、物質部中には屈折率の異なる物質が
含まれていても良い。特に、屈折率の高い微粒子等が含
まれている場合、物質部における光の拡散効果がさらに
向上するので好ましい。そのような高屈折率の物質とし
ては、例えばＴｉＯ₂やＳｎＯ₂などの金属酸化物等が
挙げられる。また、混合させる割合は、所望とする視野
角拡大効果によって異なるが、物質部に対して０．１〜
５０％程度が好ましい。

【００１２】また、上記の光学用シートは、微小な空隙
部を物質部によって均等な間隔で配置することが、表示
体の画像品位を維持する点で好ましい。そのようなシー
トとして、印刷用スクリーンが挙げられる。スクリーン
としては、例えば絹、ナイロン、テトロンなどの繊維で
織ったものが挙げられ、平組織りが一般的に使用され
る。また、スクリーンの大きさは、１５０〜４００メッ
シュ（糸径は５５〜２３μｍ、目開き（オープニング：
織物の経緯両糸間の空隙の面積の平方根を示し、一辺の
長さとして表す）は１２０〜３０μｍ）程度が良い。ま
た、スクリーンは通常、断面が円形または楕円形の糸を
織って製造されるが、該糸の断面形状は所望とする光の
屈折、拡散効果に応じて円形、楕円形、半円形、三角
形、四角形、六角形などが採用でき、特に限定されな
い。なお、メッシュとは１インチ平方当たりの孔の数の
ことである。

【００１３】このような光学用シートとして用いられる
印刷用スクリーンの一例を図２に示す。図２には、経糸
と緯糸を様々な方法で織ったスクリーンが示してある
が、織り方はこれらの方法に限定されるものではない。

【００１４】また、上記の光学用シートにおいて外光の
反射を抑えるために適当な反射防止処理を施すことが、
表示品位および視認性を向上できる点で好ましい。反射
防止の方法は特に限定されないが、例えば、該シートの
物質部表面に微細な凸凹を形成する方法や、多層膜また
は低屈折率物質の薄膜を形成する方法や、該物質部を着
色する方法等が挙げられる。該物質部を着色する場合、
着色は物質部全体でも表面のみでも良い。着色剤として
は、染料、顔料等が挙げられるが、着色粒子の光散乱に
よる表示品位の低下を防ぐためには染料が好ましい。ま
た、画像品位を保持する点から、着色の色相としては、
灰色から黒色または青系の色相が好ましく、さらに好ま
しくは灰色または黒色が良い。着色が灰色、黒色になる
染料としては、例えば赤色、黄色、青色、緑色等の染料
を任意の割合で混合した混合染料が使用できる。物質部
の材料により使用する染料の種類は異なるが、スクリー
ンの代表的な材質であるナイロン、テトロンを例にとる
と、ナイロンについては酸性染料、例えばＫａｙａｃｙ
ｌＣｏｌｏｕｒｓ、ＫａｙａｎｏｌＣｏｌｏｕｒ
ｓ、ＫａｙａｎｏｌＭｉｌｌｉｎｇＣｏｌｏｕｒｓ
（いずれも日本化薬社製）が挙げられ、また、テトロン
については分散染料、例えば、ＫａｙａｃｅｌｏｎＥ
Ｃｏｌｏｕｒｓ、ＫａｙａｌｏｎＰｏｌｙｅｓｔｅ
ｒＣｏｌｏｕｒｓ（いずれも日本化薬社製）が挙げら
れる。物質部の染色濃度としては、画像の明るさを極端
に低下させなければ特に制限はなく、例えば、染色後の
シートの全光線透過率が３０％以上が好ましく、さらに
好ましくは５０％以上が良い。

【００１５】上記の光学用シートは、印刷用スクリーン
のように糸状にした樹脂を織って製造する方法や一体成
型法やツーピース法やフォトレジストを用いる方法等い
ずれでも製造可能である。糸状にした樹脂を織って製造
する方法は、図２のように径糸と緯糸を、規則的に重ね
て製造する方法である。また、一体成型法は１層のシー
トになっており、ツーピース法は二層のシートになって
いる。一体成型法は樹脂製のフィルムを金型に押し当て
るか、または軟化もしくは溶融した樹脂を金型に入れて
成型する方法で、例えば鋳造、溶剤キャスティング法、
押出成型しながらのロールエンボス法、平板への熱プレ
ス法、モノマーキャスティング法、射出成型法等があげ
られる。ツーピース法は支持体上に微細な空隙部を有す
る樹脂部を形成する方法で、具体的はに上記の樹脂の溶
液を金型に入れ、ついでその上を上記の樹脂製の支持体
で覆い、樹脂溶液を硬化させて成型する方法である。こ
のツーピース法で使用する樹脂としては熱硬化性樹脂も
使用できるが、硬化性の点から紫外線等のエネルギー線
硬化性樹脂が好ましい。具体的には、例えばレーザー加
工等により製作した金型に上記エネルギー線硬化樹脂を
塗布しついでその上に支持体を重ね、紫外線などのエネ
ルギー線を照射し硬化させ、その後金型から硬化物を取
り出せばよい。又、連続的にはロールエンボス法等が採
用されるが、製造方法は特に限定されない。また、フォ
トレジストを用いる方法では、任意の空隙部と仕切りが
形成されるようなパターンを有するマスクを用い、ポジ
型、またはネガ型感光材料を支持体に塗布した後、該マ
スクを通して紫外線等の光を照射後、非硬化部を除去し
て製造する方法である。

【００１６】支持体としては、例えばプラスチック等が
あげられるが、特に制限はない。プラスチックとして
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギ
ー線硬化性樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポ
リウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリレート樹脂などがあげられる。液晶表
示装置に使用する場合は、光学的に均質で等方性である
透明なプラスチックが好ましく、またその屈折率は好ま
しくは１．３〜１．７５、より好ましくは１．４５〜
１．６５程度のものがよい。このようなプラスチックと
しては、例えばポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、
アクリル樹脂、ポリカーボネート等のプラスチックが挙
げられる。支持体部の厚みは軽量化の面から５０〜２０
０μｍ、好ましくは７５〜１５０μｍが良い。

【００１７】さらに、支持体部および支持体部と本発明
のシートとの積層用の接着剤、粘着剤を着色することも
可能であり、この着色は支持体全体でも表面のみでも良
い。着色剤としては、染料、顔料等が挙げられるが、着
色粒子の光散乱による表示品位の低下を防ぐためには染
料が好ましい。しかし、染料による着色が難しいプラス
チックについては有機顔料を使用し、その際は極力隠蔽
力を抑えて着色することが好ましい。染料で染色できる
プラスチックについては、灰色から黒色または青系に染
色することが画像品位を保持する点から好ましく、さら
に好ましくは灰色または黒色が良い。灰色、黒色となる
染料としては、例えば赤色、黄色、青色、緑色等の染料
を任意の割合で混合した混合染料が使用できる。支持体
部の材料により使用する染料の種類は異なるが、ポリエ
ステル樹脂を例にとると、分散染料、例えばＫａｙａｃ
ｅｌｏｎＥＣｏｌｏｕｒｓ、ＫａｙａｌｏｎＰｏ
ｌｙｅｓｔｅｒＣｏｌｏｕｒｓ（いずれも日本化薬社
製）が挙げられる。また、接着剤、粘着剤を着色する場
合には有機溶剤に可溶の染料、例えばＫａｙａｓｅｔ
Ｃｏｌｏｕｒｓ（日本化薬社製）が挙げられる。シート
の染色濃度としては、画像の明るさを極端に低下させな
ければ特に制限はなく、例えば、染色後のシートの全光
線透過率が３０％以上が好ましく、さらに好ましくは５
０％以上が良い。ここで全光線透過率とは可視光線領域
における全光線透過率のことをいう。

【００１８】さらに、支持体部には必要により、外光の
反射を抑えるために適当な反射防止処理を施すことが、
表示品位および視認性を向上できる点で好ましい。反射
防止処理の方法は特に限定されないが例えば、支持体部
表面に微細な凸凹を形成する方法や、支持体表面に多層
膜または低屈折率物質の薄膜を形成する方法や、支持体
部表面に微細な凸凹を形成し、さらにその上に多層膜ま
たは低屈折率物質の薄膜を形成する方法等が挙げられ
る。

【００１９】本発明の液晶表示装置に用いられる光学用
シートを装着する方法は、該光学用シートの空隙部が、
物質部とおなじ屈折率をもつ物質で埋められなければ特
に制限はなく、液晶表示素子又はディスプレイの端部ま
たは、表示画面外部で接着剤や粘着剤等で固定する方法
や物質部の厚みよりも薄い層を有する粘着剤または接着
剤により液晶表示素子前面の（楕円）偏光板又はディス
プレイ表面に貼り合わせて固定する方法等が好ましい。

【００２０】また、光学用シートを偏光板（偏光板と位
相差板を貼り合わせた円偏光板も含む）上に設け、次い
でこの偏光板を使用して液晶表示素子を製造すると本発
明で使用する液晶表示部が容易に製造できる。この液晶
表示部の製造方法は、従来の液晶ディスプレイの製造工
程に全く手を加えることなく本発明の液晶ディスプレイ
を製造できる点で好ましい。光学用シートを偏光板上に
設ける方法としては、例えば光学用シートと偏光板を接
着剤等で貼り合わせる方法や偏光板上に紫外線硬化型樹
脂を塗布した後パターン化する方法等があげられる。

【００２１】本発明の液晶表示装置に用いられるバック
ライト部は、面光源および微小なルーバーを組み込んだ
シートおよびプリズムシートに大別される。該面光源
は、面光源のエッジ部または直下部に存在する発光体で
ある蛍光灯などの線状光源、線状光源からの光を面光源
にするための導光板、出射光を拡散反射させるための光
拡散反射シートからなる。導光板は、アクリル樹脂、ガ
ラス等の透明物質から成り、線状光源を面光源として出
射する機能を有する。またその形状は、断面が長方形、
楔形等が好適に使用される。さらに導光板の他方の面に
は光を拡散反射させる加工を施すことも可能である。光
を拡散反射させる方法としては、表面に微細な凸凹を施
す方法や、光拡散物質を印刷する方法等が挙げられる。

【００２２】また、光拡散反射シートは導光板の出射面
と反対側の面上に設置され、線状光源からの光を拡散反
射する機能を有する。光拡散反射シートは光散乱物質を
フィルム上に塗布、あるいは特定のパターンなどを印刷
したものであって、光散乱物質は白色度の高いインクや
塗料の顔料が用いられる。そのような物質としては例え
ば、チタンホワイト、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化
バリウム等が挙げられる。さらに、該光拡散反射シート
は、アルミ蒸着等により鏡面反射層を形成することも可
能である。

【００２３】本発明の液晶表示装置のバックライト部に
用いられる微小なルーバーを組み込んだシートは面光源
から出射された光のうち、斜め方向の光を抑制し、平行
光化する機能を有している。その厚さは、好ましくは２
０〜２０００μｍ、より好ましくは１００〜１０００μ
ｍ程度がよい。また、その構成は光透過部と光を遮断す
る微小なルーバー部を有するルーバー層および保護層か
らなる。ルーバー層の光透過部は、該シート全体の光線
透過率が低下するのを極力避けるため、ルーバー部に比
べて十分な幅を有することが好ましく、その幅は好まし
くは５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜２００
μｍ程度がよい。またルーバー部は光線透過率が低下す
るのを極力避けるため、光透過部に比べ十分に薄くする
ことが好ましく、その幅は１〜１００μｍ、より好まし
くは１〜５０μｍ程度がよい。ルーバー層の厚さは使用
目的に応じ異なるが、薄くなるほど斜め方向の光を抑制
する能力が低下するため適当な厚さが必要となる。その
厚さは、好ましくは１０〜１０００μｍ、より好ましく
は５０〜５００μｍ程度がよい。また、保護層の厚さ
は、好ましくは１０〜１０００μｍ、より好ましくは５
０〜５００μｍ程度がよい。なお、該シートは硬い板状
のものでも、柔軟なフィルム状のものでもよいが、光源
装置として液晶表示装置に使用する場合は、軽量化が要
求されるため、柔軟なフィルム状のものが好ましい。

【００２４】上記の微小なルーバーを組み込んだシート
において、ルーバー層における光透過部および保護層の
材質は透明性の高い材質が好ましく、例えばプラスチッ
ク等が挙げられるが、特に制限はない。プラスチックと
しては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネ
ルギー線硬化性樹脂等が使用でき、例えばセルロースア
セテートブチレート、トリアセチルセルロース等のセル
ロース系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニ
ル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレー
ト樹脂等があげられる。また、ルーバー部の材質は光を
吸収、あるいは反射できるものであれば特に制限はない
が、黒色や灰色の顔料や染料、またはアルミニウム、銀
等の金属物質、上記プラスチックを黒色や灰色の顔料や
染料で着色したもの等が挙げられる。

【００２５】上記の微小なルーバーを組み込んだシート
は例えば次のようにして製造される。即ち、光透過部と
して用いる透明物質のシートの片面に遮光物質を塗布ま
たは蒸着等によってルーバー部を形成し、このシートを
何層にも積層した後、積層面と垂直方向に所定の厚さに
なるよう切断し、さらに切断面に保護層を形成すること
により得られる。

【００２６】本発明の液晶表示装置に用いられるバック
ライト部には、面光源上の出射面と微小なルーバーを組
み込んだシートの間に、少なくとも一枚のプリズムシー
トが設置されている。ここで使用されるプリズムシート
としては、例えば垂直断面の形状が三角形および多角形
および該頂角部が円弧状である線状プリズムシート、あ
るいは底辺が四角形で側面が三角形である四角錐状プリ
ズムシート等があげられる。該プリズムシートは光源か
らの光を変角、集光する機能を有しており、その構成は
プリズム部と支持体部より成る。なお、支持体部の表面
は光学的に平面であっても、また該平面に微細な凹凸加
工が施されていてもよい。

【００２７】線状プリズムシートの場合、垂直断面の形
状が二等辺三角形もしくは不等辺三角形および多角形お
よびこれらの頂角部が円弧状である線状プリズムを多数
有しており、隣接する線状プリズム同士が接し、かつ該
線状プリズム同士の対応する面が互いに平行となるよう
に配列したものである。該断面の形状が二等辺三角形お
よび該二等辺三角形の頭頂部が円弧状の三角形の場合、
該三角形の一辺と底辺とのなす角が好ましくは３０〜５
５゜、より好ましくは４０〜５０゜、さらに好ましくは
４２．５〜４７．５゜程度がよい。また、断面の形状が
不等辺三角形および該不等辺三角形の頭頂部が円弧状の
場合、該不等辺三角形の一辺と底辺とのなす角が好まし
くは３０〜４５°、より好ましくは３５〜４５°、もう
一方の辺と底辺とのなす角が４５〜６５゜、より好まし
くは５０〜６０°にするのがよい。また、二等辺三角形
や不等辺三角形の大きさは底辺の長さが好ましくは２０
〜１５０μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍ、さら
に好ましくは４０〜６０μｍ程度がよい。該プリズムシ
ートのプリズム部と支持体部は同一の材質でも、異なる
材質でもよい。該プリズムシート中の複数のプリズムは
平行に配列され、各プリズムは直線状であることが好ま
しい。

【００２８】また、四角錐状プリズムシートの場合、底
面が四角形、好ましくは正四角形で、側面が三角形、好
ましくは二等辺三角形、さらに好ましくは正三角形の四
角錐状プリズムを、シートの片面全体に複数配置したも
ので、その三角形の頂角は好ましくは２０〜１６０゜、
より好ましくは４０〜９０゜、さらに好ましくは６０゜
がよい。また、その四角形の大きさは底辺の長さが好ま
しくは２０〜３００μｍ、より好ましくは３０〜２００
μｍ、さらに好ましくは４０〜１００μｍ程度がよい。
該プリズムシートはプリズム部と支持体部に大別される
が、プリズム部と支持体部は同一の材質でも、異なる材
質でもよい。また、個々のプリズムは底辺が互いに接す
るように配列していることが好ましい。

【００２９】上記のプリズムシートは、光を通過させる
ものであれば、硬い板状のものでも、柔軟なフィルム状
のものでもよいが、光源装置として液晶表示装置に使用
する場合は、軽量化が要求されるため、柔軟なフィルム
状のものが好ましい。該プリズムシートの厚さは使用目
的に応じ異なるが、光制御体として液晶表示装置に使用
する場合は好ましくは５０〜５００μｍ、より好ましく
は１００〜３００μｍ、さらに好ましくは１５０〜２５
０μｍ程度がよい。

【００３０】また、上記のプリズムシートの材質は、透
明なものがよく、例えばプラスチック等があげられる
が、特に制限はない。プラスチックとしては、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化性樹
脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート
等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、
塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ア
クリレート樹脂等があげられる。集光レンズとして液晶
表示装置に使用する場合は、光学的に均質で等方性であ
る透明なプラスチックが好ましく、またその屈折率は好
ましくは１．５〜１．７５、より好ましくは１．５５〜
１．６５程度のものがよい。このようなプラスチックと
しては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート等のプ
ラスチックレンズに使用されるものがあげられるが、製
造上の容易さを考慮すると、少なくともプリズム部が紫
外線等のエネルギー線硬化性のプラスチック（樹脂）が
好ましい。エネルギー線硬化性樹脂としては、例えばポ
リエステル系アクリレート、ウレタン系アクリレート、
エポキシ系アクリレート等のアクリレート樹脂があげら
れる。

【００３１】上記のプリズムシートはいずれも一体成型
法、ツーピース法のいずれでも製造可能である。一体成
型法により得られるプリズムシートは一層のシートにな
っており、ツーピース法により得られるプリズムシート
は二層になっている。一体成型法は上記の樹脂製のフィ
ルムを金型に押し当てるか、または軟化もしくは溶融し
た上記の樹脂を金型に入れて成型する方法で、例えば鋳
造、溶剤キャスティング法、押出成型しながらのロール
エンボス法、平板への熱プレス法、モノマーキャスティ
ング法、射出成型法等があげられる。ツーピース法は支
持体上にプリズムを形成する方法で、具体的には上記の
樹脂の溶液を金型に入れ、ついでその上を上記の樹脂製
の支持体で覆い、樹脂溶液を硬化させて成型する方法で
ある。このツーピース法で使用する樹脂としては熱硬化
性樹脂も使用できるが、硬化性の点から紫外線等のエネ
ルギー線硬化性樹脂が好ましい。このような種々の製造
法のうち、特に製造上の容易さを考慮すると、上記のエ
ネルギー線硬化性樹脂等を使用し支持体上にプリズムを
形成するツーピース法が好ましい。具体的には、例えば
レーザー加工等により製作したプリズムの金型に上記の
エネルギー線硬化性樹脂を塗布し、ついでその上に支持
体を重ね、紫外線等のエネルギー線を照射し硬化させ、
その後、金型から硬化物を取り出せばよい。又、連続的
にはロールエンボス法等が採用されるが、製造方法は特
に限定されない。支持体としては透明なものがよく、例
えばプラスチック等があげられるが、特に制限はない。
プラスチックとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、
紫外線等のエネルギー線硬化性樹脂等が使用でき、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹
脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂等が
あげられる。集光レンズとして液晶表示装置に使用する
場合は、光学的に均質で等方性である透明なプラスチッ
クが好ましく、またその屈折率は好ましくは１．４５〜
１．７５、より好ましくは１．５〜１．６５程度のもの
がよい。このようなプラスチックとしては、例えばアク
リル樹脂、ポリカーボネート等のプラスチックレンズに
使用されるものがあげられる。支持体の厚さは好ましく
は２０〜１５０μｍ、より好ましくは４０〜１００μｍ
程度がよい。

【００３２】本発明の液晶表示装置に用いられるバック
ライト部のプリズムシートは一枚または二枚を組み合わ
せて使用することが可能であり、特に該プリズムシート
を二枚を積層することにより、光をより集光し、正面方
向の輝度が向上するので好適に用いられる。該プリズム
シートを積層する際、組み合わせるプリズムシートの種
類及び積層方法には特に制限はないが、例えば、垂直断
面の形状が三角形のプリズムシートを２枚用いる場合、
一方のプリズムシートのプリズム面ともう一方のプリズ
ムシートの非プリズム面が相対するように積層されるこ
とが好ましい。さらに、該プリズムシート組み合わせに
よってはモアレ等が発生する場合がある。その場合には
各プリズムシートのプリズム部の稜線の交差角や稜線の
間隔、または該プリズム部の頂角を最適化することによ
りモアレを解消することができる。

【００３３】本発明の液晶表示装置に用いられるバック
ライト部は上記の面光源装置上に微小なルーバーを込み
込んだシートあるいは、該シートと面光源装置との間に
少なくとも一枚のプリズムシートを設置した構成となっ
ており、その設置する方法は特に限定されないが、設置
した各シートが動かないように固定されることが好まし
い。固定方法は個々のシートを積層後、表示体外部、あ
るいは端部で粘着あるいは接着剤などで固定する方法
や、適当な枠を用いて個々のシートを固定する方法が好
ましい。

【００３４】以下、実施例と比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。実施例１市販のＴＦＴ液晶表示素子を用い、面光源１の上にプリ
ズム部の垂直断面が二等辺三角形で頂角９０゜、底辺５
０μｍの直線状プリズムシート二枚を、一方のプリズム
シートのプリズム面ともう一方のプリズムシートの非プ
リズム面とが相対するように、しかも各プリズム部の稜
線が直交するように積層し、さらに面光源からの出射光
が該プリズムシートの非プリズム面側に入射するように
設置し、さらに上層のプリズムシートプリズム面側に光
透過部の幅が１００μｍ、ルーバー部の幅２０μｍの微
小なルーバーを組み込んだ、厚さ１０００μｍのシート
（ルーバー層の厚さ３００μｍ、保護層の厚さ片面３５
０μｍ、両面で７００μｍ（３Ｍ社製ライトコントロー
ルフィルム））をルーバーの方向が線状光源３の横軸方
向と平行になるように設置した後、端部を粘着テープで
固定し本発明の液晶表示装置に用いるバックライト部を
得た。次に、３５０メッシュのナイロン製の平組織のス
クリーンを酸性染料のＫＣＬＹｅｌｌｏｗＧＧ、Ｋ
ＣＬＲｕｂｉｎｏｌ３ＧＳ、ＫＣＬＢｌｕｅＨ
ＲＬ（いずれも日本化薬社製）を２．４：１．３：３．
４の割合で混合した染料を用いて染色し、このシートと
反射防止処理を施した、１００μｍのポリエステルフィ
ルムをアクリル系粘着剤を用いて積層して得られた全光
線透過率が６５％の光学用シートをアクリル系粘着剤を
用いて市販のＴＦＴ液晶表示素子に装着されている偏光
板の上に積層し、本発明の液晶表示装置を得た。この液
晶表示装置の正面輝度および上下方向（中心軸は線状光
源３の縦軸と同一方向であり、線状光源３が軸に対し下
方向にあるときを（＋）とした）に傾斜させたときの視
角方向によるコントラスト比を測定した。傾斜角とコン
トラスト比の関係を図４に示した。コントラスト比は下
記式（１）により求めた値である。コントラスト比＝Ｌb/Ｌd （１）Ｌb ：明表示における輝度（ｃｄ／ｍ²）Ｌd ：暗表示における輝度（ｃｄ／ｍ²）

【００３５】実施例２実施例１で用いた面光源１の上に側面が正三角形で、底
面が１辺１００μｍの正方形である四角錐プリズムシー
トと、プリズム部の垂直断面が二等辺三角形で頂角９０
゜、底辺５０μｍの直線状プリズムシートを、四角錐プ
リズムシートのプリズム面と直線状プリズムシートの非
プリズム面とが相対するように積層し、さらに面光源か
らの出射光が四角錐プリズムシートの非プリズム面側に
入射するように設置し、さらに上層のプリズムシートプ
リズム面側に実施例１で用いた微小なルーバーを組み込
んだシートをルーバーの方向が線状光源３と平行になる
ように設置した後、端部を粘着テープで固定し、本発明
の液晶表示装置に用いるバックライト部を得た。次に４
２０メッシュのテトロン製の平組織のスクリーンを分散
染料のＫＭＹｅｌｌｏｗＡＱ−ＬＥ、ＫＭＲｅｄ
ＡＱ−ＬＥ、ＫＭＢｌｕｅＡＱ−ＬＥ（いずれも日
本化薬社製）を１．７：２．６：４．４の割合で混合し
た染料で染色し、このシートと反射防止処理を施した、
１００μｍのポリエステルフィルムをアクリル系粘着剤
を用いて積層して得られた全光線透過率が５５％の光学
用シートをアクリル系粘着剤を用いて実施例１で用いた
液晶表示素子に同様に積層し、本発明の液晶表示装置を
得た。この液晶表示装置を用い、実施例１と同様な評価
を行った。結果を図４に示した。

【００３６】比較例実施例１で用いたバックライト部と液晶表示素子用い、
該液晶表示素子の偏光板上に垂直断面の形状が半円形
で、各半円形の直径が１００μｍのウェーブレンズフィ
ルムをウェーブレンズ部の稜線が線状光源３の横軸方向
と平行になるように設置した後、端部を粘着テープで固
定した。この液晶表示装置を用い、実施例１と同様な評
価を行った。結果を図４に示した。

【００３７】図４から、従来のウェーブレンズフィルム
は正面方向から大きくはずれた傾斜角−５０度付近のコ
ントラストが最も高くなっているのに対して本発明の液
晶表示装置は、正面方向のコントラストが大幅に高くな
っていることが分かる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、面光源上の出
射面と微小なルーバーを組み込んだシートの間に、少な
くとも一枚のプリズムシートが設置されているバックラ
イト部と、仕切りにより微小な空隙を多数有する光学用
シートが、表示体最前面に設置されたものであって、こ
の液晶表示装置を用いることにより視野角が改善されし
かも正面方向のコントラストが高い画像表示が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置に用いられる光学用フィ
ルムの構造図の一例。

【図２】本発明の液晶表示装置に用いられる光学用フィ
ルムの別の構造図の一例。

【図３】本発明の液晶表示装置の一例の部分断面図。

【図４】実施例１、２および比較例の上下方向の輝度分
布図。

【符号の説明】

図１１：物質部２：空隙部図３１：バックライト２：導光板３：線状光源４：光拡散反射シート５：プリズム部６：支持体部７：プリズムシート８：光透過部９：ルーバー１０：保護層１１：微小なルーバーを組み込んだシート１２：液晶表示素子１３：偏光板１４：光学用シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−239467（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−25123（ＪＰ，Ａ) 特開平６−148619（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−284731（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−56930（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−127294（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−46903（ＪＰ，Ａ) 特開平６−235817（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−114589（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−172483（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/13357

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示部とバックライト部とからなる液
晶表示装置において、液晶表示部が液晶表示素子と仕切
りにより微小な空隙を多数有する光学用シートからな
り、かつ該光学用シートが液晶表示素子の前面に設置さ
れており、バックライト部が面光源、及び微小なルーバ
ーを組み込んだシートからなり、かつ面光源上の出射面
と該微小なルーバーを組み込んだシートの間に、少なく
とも一枚のプリズムシートが設置されていることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項２】光学用シートの空隙が等問隔に配置されて
いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】光学用シートの空隙の平面形状が、多角
形、円形、楕円形、又は半円形であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】光学用シートの仕切りが着色されているこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載
の液晶表示装置。
【請求項５】光学用シートの全光線透過率が３０％以上
である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶表
示装置。
【請求項６】光学用シートが印刷用スクリーンである請
求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】印刷用スクリーンの目開きが１５０〜５０
０メッシュである請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】印刷用スクリーンが着色されていることを
特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】光学用シートが少なくとも片面に支持体部
を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】光学用シートの支持体部の少なくとも片
面に、反射防止処理が施されていることを特徴とする請
求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】光学用シートの支持体部が着色されてい
ることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶表示
装置。
【請求項１２】バックライト部の面光源が、エッジ型バ
ックライトまたは直下型バックライトであることを特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】微小なルーバーを組み込んだシートが光
透過部と微小なルーバー部を有するルーバー層および保
護層からなり、光透過部の幅が５０〜５００μm、ルー
バー部の幅が１〜１００μm、ルーバー層の厚さが１０
〜１０００μmであることを特徴とする請求項１又は１
２に記載の液晶表示装置。