JPH10247410A - バックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

バックライト装置及びそれを用いた液晶表示装置

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JPH10247410A
JPH10247410A JP9046756A JP4675697A JPH10247410A JP H10247410 A JPH10247410 A JP H10247410A JP 9046756 A JP9046756 A JP 9046756A JP 4675697 A JP4675697 A JP 4675697A JP H10247410 A JPH10247410 A JP H10247410A
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polarizing
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善隆 森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックライト装置の光の有効利用を高め、し
かも出射光に生じる色ムラ、ニジムラ、干渉ジマの低減
を図ることを課題とする。また、液晶表示装置の高輝度
化ないし省電力化、表示品位の改善を図ることを課題と
する。 【解決手段】 このバックライト装置２は、入射光の一
部を所定軸（透過軸）方向の光に揃えて出射し入射光の
残りを反射する選択的反射機能付偏光性フィルム８を光
出射面に備え、偏光性フィルム８の上に偏光性フィルム
の透過軸方向と同じ方向に位相差軸方向を有する拡散シ
ート９を設けたことを特徴とする。この液晶表示装置１
は、透過型液晶パネル３の下側の偏光板１２の偏光軸
（透過軸）方向に対して、偏光性フィルム８の透過軸方
向と拡散シート９の位相差軸方向を一致させてバックラ
イト装置２の上に液晶パネル３を重ねて配置したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】液晶表示装置の照明を行うに
適したバックライト装置とそれを備える液晶表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶セルを一対の偏光板で挟持した透過
型液晶パネルと、その照明用のバックライト装置を備え
る液晶表示装置においては、バックライト装置によって
白色光を与えるとその約半分が偏光板によって吸収され
るので表示輝度を十分に高めることができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】偏光板による光吸収を
低減するために、偏光板の偏光軸（透過軸）と同方向の
偏光を出射することができるように、バックライト装置
に偏光機能を持たせ、偏光板を透過する光の量を増加さ
せるようにすることが考えられる。バックライト装置に
偏光機能を持たせるために、一般的な偏光板を使用する
とその偏光板による光吸収が生じるので、光吸収の少な
い偏光性フィルムを使用することを検討した。
【０００４】偏光性フィルムとして、例えば３Ｍ（住友
３Ｍ）社製の製品名ＤＢＥＦ等に代表される選択的反射
機能付偏光性フィルム、すなわち所定軸（透過軸）方向
の光を選択的に透過させ、それ以外の光を反射する機能
を備える偏光性フィルムを用い、この偏光性フィルムを
バックライト装置の光出射面に配置したところ、液晶パ
ネルの下側偏光板を透過する光の量が２０％前後も増加
することが分かった。
【０００５】しかしながら、上記偏光性フィルムをバッ
クライト装置の光出射面に配置した場合に、その出射光
に色ムラ、ニジムラ、干渉ジマ等が発生し、液晶表示装
置の表示に悪影響を与えることが分かった。色ムラ、ニ
ジムラ、干渉ジマ等の発生原因は、偏光性フィルム自体
のもつムラの他に、偏光性フィルムとそれを配置する部
材との貼り付き等に起因するものと考えられる。そこ
で、本発明はこのような問題を考慮し、バックライト装
置の光の有効利用を図り、しかも出射光に生じる色ム
ラ、ニジムラ、干渉ジマの低減を図ることを課題の１つ
とする。そして、このようなバックライト装置を液晶表
示装置に組み込むことによって液晶表示装置の高輝度化
ないし省電力化、表示品位の改善を図ることを課題の１
つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のバックライト装
置は、入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて出射し入
射光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性フィルム
を光出射面に備え、前記偏光性フィルムの上に拡散機能
付き光学シートを配置したことを特徴とする。
【０００７】本発明のバックライト装置は、入射光の一
部を所定軸方向の光に揃えて出射し入射光の残りを反射
する選択的反射機能付偏光性フィルムを光出射面に備
え、前記偏光性フィルムの上に該偏光性フィルムの前記
所定軸方向と同じ方向に位相差軸を有する拡散機能付き
光学シートを設けたことを特徴とする。
【０００８】本発明の液晶表示装置は、入射光の一部を
所定軸方向の光に揃えて出射し入射光の残りを反射する
選択的反射機能付偏光性フィルム、及び該フィルムに積
層配置した拡散機能付きの光学シートを光出射面に備え
たバックライト装置と、液晶セルを一対の偏光板で挟持
した透過型液晶パネルとを備え、該液晶パネルの下側の
偏光板の偏光軸方向と前記偏光性フィルムの前記所定軸
方向を一致させて前記バックライト装置の上に前記液晶
パネルを重ねて配置したことを特徴とする。
【０００９】本発明の液晶表示装置は、入射光の一部を
所定軸方向の光に揃えて出射し入射光の残りを反射する
選択的反射機能付偏光性フィルム、及び該フィルムに積
層配置した位相差付きの拡散シートを光出射面に備えた
バックライト装置と、液晶セルを一対の偏光板で挟持し
た透過型液晶パネルとを備え、該液晶パネルの下側の偏
光板の偏光軸方向に対して、前記偏光性フィルムの前記
所定軸方向と前記拡散シートの位相差軸方向を一致させ
て前記バックライト装置の上に前記液晶パネルを重ねて
配置したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を参照
して説明する。液晶表示装置１は、バックライト装置２
の上に透過型液晶パネル３を積層配置して構成してい
る。
【００１１】バックライト装置２は、冷陰極管等の白色
で線状の光源４をアクリル板等の透明な導光板５の側面
に配置し、この導光板５の上に、光拡散機能を有する拡
散シート６、光を法線方向に集光する機能を有する１〜
２枚のプリズムシート７を順次積層配置して白色の面光
源が得られるように構成しているが、これに限られるも
のではなく、白色の面光源が得られるように、前記光源
４、導光板５、拡散シート６、プリズムシート７の構成
や配置を適宜変更することもできる。導光板５の底面や
側面には、必要に応じて光反射処理を施しておくのが好
ましい。バックライト装置２の光出射面、この例ではプ
リズムシート７の上面には、選択的反射機能付偏光性フ
ィルム８、光学シート９を順次積層配置している。選択
的反射機能付偏光性フィルム８は、従来の偏光板（透過
軸方向の光を透過し、吸収軸方向の光を吸収する）とは
機能が相違し、入射光の一部を選択的に所定軸方向の光
に揃えて出射し、入射光の残りを選択的に反射する機能
を有している。この偏光性フィルム８は、例えば、円偏
光を選択的に透過／反射するコレステリック液晶層、透
過した円偏光に対して所定軸方向（以下、透過軸方向と
いう）に偏光度の弱い偏光を与える位相差板や偏光板等
を適宜組み合わせて構成することができ、例えば、３Ｍ
（住友３Ｍ）社製の製品名ＤＢＥＦ、Ｍerck Ｊapan社
製の製品名ＴransＭax等を利用することができる。
【００１２】液晶パネル３は、２枚の基板間に所定角度
の捩れ角を有する液晶層を挟持した液晶セル１０を挟み
込むように一対の偏光板１１、１２を備えて構成してい
る。液晶セル１０と偏光板１１、１２の間には、必要に
応じて着色防止用の位相差板を配置することができる。
【００１３】そして、バックライト装置２と液晶パネル
３は、液晶パネル３の下側に位置する偏光板１２の偏光
軸（透過軸）方向に対して、偏光性フィルム８の透過軸
方向がほぼ一致するような設定が施され、バックライト
装置２の上に液晶パネル３が積層配置される。
【００１４】上記構成において、白色光源２を点灯させ
ると、導光板５の側面から入射した光源４の光は、導光
板５の上面から出射する。その光は、拡散シート６を透
過する間に拡散されて輝度の均一化が図られる。拡散シ
ート６によって輝度の均一化が図られた光は、プリズム
シート７によって法線方向に向きが揃えられる。
【００１５】プリズムシート７から出射して偏光性フィ
ルム８に入射した光は、偏光性フィルム８の偏光板的な
作用によってその一部が偏光性フィルム８の透過軸方向
の光に揃えられて出射し、入射光の残りは偏光性フィル
ム８の反射板的な作用によって選択的に反射されて導光
板５方向に戻される。この反射された光の一部は、プリ
ズムシート７、拡散シート６、導光板５などにおいて反
射、屈折等を繰り返すうちに、偏光性フィルム８の透過
軸方向から出射するに適した光に変換され、偏光性フィ
ルム８を透過するようになる。よって、偏光性フィルム
８の透過軸方向を前記液晶パネル３の偏光板１２の透過
軸と同方向に設定することによって、従来は偏光板１１
によって吸収されていた光を偏光性フィルム８によって
一旦反射してから再利用することができ、光源４の光の
利用効率を高めることができる。すなわち、光源４が同
一な場合はバックライト装置２による相対的な輝度を上
昇させることができ、輝度を同じに保つ場合は、光源４
の省電力化を図ることができる。
【００１６】偏光性フィルム８の上に光学シート９を積
層配置しない状態で、偏光性フィルム８から出射される
光を目視によって観察したところ、色ムラ、ニジムラ、
干渉ジマ等が発生していた。その原因の詳細は不明であ
るが、偏光性フィルム８自体のムラによるもの、プリズ
ムシート７と偏光性フィルム８の接触面が互いに平滑面
（プリズムシート７は、ミクロ的には表面に凸凹がある
が、マクロ的には平滑面を成している）であるために、
両者の貼付き現象に起因するもの、あるいは、プリズム
シート７の表面に形成された微細な凸凹に起因するもの
と推測される。
【００１７】この偏光性フィルム８を配置したことに起
因する色ムラ、ニジムラ、干渉ジマ等の発生を防ぐ手法
について種々検討した結果、光学シート９として光拡散
機能を有するものを用い、それを偏光性フィルム８の上
面もしくは下面に配置するのが有効であることが分かっ
た。光学シート９として光学的に異方性を有するシート
を用い、それを偏光性フィルム８の上面もしくは下面に
配置すると、両者の軸方向の成す角度によって偏光板１
２の上面における輝度が変化することも分かった。
【００１８】光学シート９として光学的に等方性の拡散
シートを用い、偏光性フィルム８の下面に配置した結
果、色ムラは多少改善され、ニジムラ、干渉ジマは大幅
に改善されることが目視によって確認できた。しかし、
偏光板１２の上面における輝度低下が若干大きいという
課題があることが分かった。一方、光学シート９として
同じものを用い、偏光性フィルム８の上面に配置した結
果、色ムラ、ニジムラ、干渉ジマのいずれも大幅に改善
されることが目視によって確認でき、また、偏光板１２
の上面における輝度低下も少ないことが分かった。従っ
て、光学シート９として光拡散機能付シートを用い、そ
れを偏光性フィルム８の上に積層配置することが、偏光
性フィルム８による色ムラ、ニジムラ、干渉ジマ等の発
生を防ぐ上で有効である。光学シート９として用いる拡
散シートは、拡散シート６程度の光拡散機能は必要ない
ので、拡散シート６に比べて光拡散機能が弱く、逆に光
透過度が高い構造のものを用いるのが好ましい。また、
光学シート９としては、偏光性フィルム８との貼付きを
防ぐために、偏光性フィルム８と接触する側の面にも微
小な凸凹を有する構造のものを用いるのが好ましい。
【００１９】偏光性フィルム８の上に光学シート９を配
置した場合の偏光板１２の上面における輝度低下を低減
する方法について検討した結果、光学シート９として、
例えば高分子フィルムを一軸方向に延伸したもののよう
に光学的異方性を有するシートをベースとした位相差付
きの拡散シートを用いるのが有効であることが分かっ
た。このような光学的異方性を有する拡散シートを光学
シート９として用い、偏光性フィルム８の上に所定の位
置関係を持って配置すると、光学的等方性の拡散シート
による場合に比べて輝度を１５％程度向上させ得ること
が分かった。
【００２０】偏光性フィルム８の上に配置した光学シー
ト９に光学的異方性を持たせた場合の配置について検討
した結果、偏光性フィルム８の透過軸方向と光学シート
９の位相差軸方向の成す角度によって偏光板１２上面の
輝度が変化することが分かった。種々検討の結果、図２
に示すように両者の軸の成す角度（鋭角）が狭くなるに
したがって偏光板１２の上面における輝度が上昇する。
同図に示すように、偏光性フィルム８のみを配置した状
態の偏光板１２の上面における輝度を１００とし、偏光
板１２の上面における輝度を相対的に求めた結果、偏光
性フィルム８の上に位相差のない等方性拡散シートを光
学シート９として貼付すると相対輝度が８０程度に低下
する。一方、上記のように位相差のある異方性拡散シー
トを光学シート９として用いて偏光性フィルム８に軸合
わせして貼付すると相対輝度が９５程度まで回復する。
異方性拡散シートを光学シート９として用いる場合、そ
の位相差軸方向と偏光性フィルム８の透過軸方向の成す
角度（鋭角）は、等方性拡散シートを用いた場合の相対
輝度を上回る輝度が得られる範囲に設定するのが良く、
両者の軸方向が成す角度が±１５度以下が好ましく、よ
り好ましくは±５度以下、さらに好ましくは両者の軸方
向を一致させるのが良い。
【００２１】上記のように、偏光性フィルム８によって
一度偏光方向がほぼ同方向に揃えられた光が、光学シー
ト９に入射されるので、光学シート９が弱い拡散機能を
持っていても、そこから出射する光は、偏光性フィルム
８の透過軸方向と同方向の光が多数を占める。よって、
偏光性フィルム８の透過軸方向を液晶パネル３の偏光板
１２の偏光軸方向と同方向に配置しておくことにより、
偏光板１２を透過する光の量を高め、液晶パネル３の輝
度を上昇させることができる。
【００２２】尚、上記実施例のように、位相差のある異
方性拡散シートを光学シート９として用いる場合、液晶
パネル３の偏光板１２の透過軸方向に対して、偏光性フ
ィルム８の透過軸方向、光学シート９の位相差軸方向を
同方向に配置するのが光のロスを最も少なくできるが、
偏光板１２の透過軸方向に対して偏光性フィルム８の透
過軸方向を異なる方向に設定する場合は、両者の軸方向
の成す角度（鋭角）の中心に光学シート９の位相差軸方
向が位置するように光学シート９を配置するのが好まし
い。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明のバックライト装置
は、入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて出射し入射
光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性フィルムを
光出射面に備え、偏光性フィルムの上に拡散機能付きの
光学シートを配置したので、偏光性フィルムによって光
の偏光方向を揃えることができ、また、その表面におけ
る色ムラ、ニジムラ、干渉ジマ等は光学シートによって
解消することができる。
【００２４】よって、このようなバックライト装置と液
晶パネルを組み合わせて液晶表示装置を構成することに
より、偏光板を透過する光の量を高めて表示面の輝度を
高めることができるとともに、色ムラなどの発生も防止
することができ、表示品位を良好に保つことができる。
【００２５】また、上記バックライト装置の光学シート
に位相差を持ったものを利用し、その位相差軸方向を偏
光性フィルムの所定軸方向と同方向に配置することによ
って、拡散シートによる光のロスを低減することができ
る。よって、このようなバックライト装置と液晶パネル
を組み合わせて液晶表示装置を構成することにより、偏
光板を透過する光の量をより高めて表示面の輝度をより
高めることができる。表示輝度を一定に保つ場合は光源
による消費電力を低減することができる。また、色ムラ
の発生も防止することができ、表示品位を良好に保つこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる液晶表示装置の要部断
面図である。
【図２】同実施例の説明に用いる輝度特性図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置 ２ バックライト装置 ３ 透過型液晶パネル ４ 光源 ５ 導光板 ６ 拡散シート ７ プリズムシート ８ 選択的反射機能付偏光性フィルム ９ 光学シート １０ 液晶セル １１ 偏光板 １２ 偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美田 淳也 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 根山 圭介 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 森 善隆 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて
    出射し入射光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性
    フィルムを光出射面に備え、前記偏光性フィルムの上に
    拡散機能を有する光学シートを配置したことを特徴とす
    るバックライト装置。
  2. 【請求項２】 入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて
    出射し入射光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性
    フィルムを光出射面に備え、前記偏光性フィルムの上に
    該偏光性フィルムの前記所定軸方向と同じ方向に位相差
    軸を有する拡散機能付き光学シートを設けたことを特徴
    とするバックライト装置。
  3. 【請求項３】 入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて
    出射し入射光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性
    フィルム、及び該フィルムに積層配置した拡散機能付き
    の光学シートを光出射面に備えたバックライト装置と、
    液晶セルを一対の偏光板で挟持した透過型液晶パネルと
    を備え、該液晶パネルの下側の偏光板の偏光軸方向と前
    記偏光性フィルムの前記所定軸方向を一致させて前記バ
    ックライト装置の上に前記液晶パネルを重ねて配置した
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 入射光の一部を所定軸方向の光に揃えて
    出射し入射光の残りを反射する選択的反射機能付偏光性
    フィルム、及び該フィルムに積層配置した位相差付きの
    拡散シートを光出射面に備えたバックライト装置と、液
    晶セルを一対の偏光板で挟持した透過型液晶パネルとを
    備え、該液晶パネルの下側の偏光板の偏光軸方向に対し
    て、前記偏光性フィルムの前記所定軸方向と前記拡散シ
    ートの位相差軸方向を一致させて前記バックライト装置
    の上に前記液晶パネルを重ねて配置したことを特徴とす
    る液晶表示装置。
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