WO2007119584A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2007119584A1
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crystal display
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display device
display panel
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Inventor
Kiyohiro Kimura
Makoto Aoki
Jun Sasaki
Toru Abiko
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Sony Corporation
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
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    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device provided with a light transmissive condensing sheet, and more particularly to a liquid crystal display device in which a first condensing sheet and a second condensing sheet are arranged to overlap each other.
  • a liquid crystal display is lower in power consumption, smaller, and thinner than a cathode ray tube (CRT), and is currently used in mobile phones, digital cameras, etc.
  • CTR cathode ray tube
  • Various sizes are widely used, from small devices to large-sized LCD TVs.
  • a transmission type liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of transparent substrates, and a backlight unit as an illumination light source. ing.
  • the knocklight unit has an edge light type, which is a direct type in which the light source is arranged directly under the liquid crystal display panel.
  • a condensing sheet such as a prism sheet or a lens sheet that orients the emission direction of light source light in the front direction is used.
  • the prism sheet has a large number of prisms with a triangular cross-section arranged on the surface on the light output side, and acts to condense the light incident on the prism sheet in the front direction by refracting and transmitting the light on the slope of the prism.
  • a configuration example is known in which two prism sheets are stacked so that the prism rows are orthogonal to each other so that light in two directions is efficiently collected and the front luminance is improved. (Refer to Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 10-506500
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing the occurrence of moire while suppressing a decrease in front luminance.
  • the present inventors optimally combine the prism arrangement pitches of the prism sheets in accordance with the pixel pitch of the liquid crystal display panel, while minimizing the decrease in front luminance.
  • the present inventors have found that a liquid crystal display device free from moiré can be constructed.
  • the liquid crystal display device of the present invention includes a light source, a liquid crystal display panel, and a condensing sheet that condenses emitted light from the light source and guides it to the liquid crystal display panel side.
  • a first condensing structure having a light condensing property on one surface arranged periodically along the horizontal direction of the liquid crystal display panel, and a second light condensing material on one surface.
  • the concavo-convex structure is composed of a second light-condensing sheet periodically arranged along the vertical direction of the liquid crystal display panel.
  • the pixel pitch of the liquid crystal display panel is ⁇ [m]
  • the arrangement pitch of the second relief structure is Py [ ⁇ m]
  • the first and second concavo-convex structures have a triangular cross-section when the light collecting sheet is a prism sheet.
  • a curved cross-sectional shape such as an aspherical lens shape is applicable.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the presence or absence of moiré in various combinations of prism arrangement pitches Px and Py when the pixel pitch is 222 m.
  • FIG. 3 is a diagram showing the presence or absence of moiré in various combinations of prism arrangement pitches Px and Py when the pixel pitch is 144 m.
  • FIG. 4 is a diagram showing the presence or absence of moiré in various combinations of prism arrangement pitches Px and Py when the pixel pitch is 136.5 m.
  • FIG. 5 is a diagram showing the magnitude of front luminance in various combinations of prism arrangement pitches Px and Py.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing a configuration example in which the first and second prism sheets are integrated through an adhesive layer.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a combination example of a first light collecting sheet made of a prism sheet and a second light collecting sheet made of a lens sheet.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 2 and a backlight unit 3.
  • the knock light unit 3 includes a surface light source 4, a first prism sheet 5, a second prism sheet 6, and a diffuser plate 7 arranged in this order.
  • the liquid crystal display panel 2 has pixels arranged in a predetermined pitch in the horizontal direction of the panel (X direction in FIG. 1) and the vertical direction (Y direction in FIG. 1), and is irradiated from the knock light unit 3. By controlling the light transmittance for each pixel, a predetermined image is displayed on the front of the panel.
  • the display image is a color image, but is not limited to this.
  • the liquid crystal display panel 2 includes a pair of liquid crystal cells having a transparent substrate force facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and a pair of polarizing plates sandwiching the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is not particularly limited, and is appropriately selected according to a liquid crystal driving method such as a TN method or a VA method.
  • the surface light source 4 is configured as a direct type in which a plurality of light sources are arranged in a plane or an edge light type using a light guide plate, and irradiates the entire back surface of the liquid crystal display panel 2 with backlight light.
  • a linear light source such as a fluorescent tube or a point light source such as a light emitting diode is used.
  • the first and second prism sheets 5 and 6 are configured as "condensing sheets" according to the present invention for improving the front luminance by condensing the emitted light from the surface light source 4 in the front direction (Z direction). Speak.
  • the diffusion plate 7 is an optical functional element that diffuses and emits backlight light to achieve uniform brightness. Note that the diffusion plate 7 may be disposed closer to the surface light source 4 than the first prism sheet 5.
  • other optical functional elements such as a polarization separating element that transmits one polarization component and reflects the other polarization component may be arranged.
  • Each of the first and second prism sheets 5 and 6 has a prism structure having a triangular cross section on the light exit surface side. These prism structures correspond to the “concavo-convex structure” according to the present invention.
  • prisms 5 P are continuously arranged at a predetermined pitch in the lateral direction of the liquid crystal display panel 2 (X direction in FIG. 1).
  • the prisms 6P are continuously arranged at a predetermined pitch in the vertical direction of the liquid crystal display panel 2 (Y direction in FIG. 1).
  • the cross-sectional shapes of the prism 5P and the prism 6P are both configured as isosceles triangles having an apex angle of 90 ° in this embodiment.
  • the first prism sheet 5 performs an action of condensing light spread in the X direction out of knock light emitted from the surface light source 4 in the Z direction.
  • the second prism sheet 6 performs the action of condensing light spread in the Y direction in the Z direction. Therefore, by these first and second prism sheets 5 and 6, the light spreading in the X and Y directions is condensed in the front direction (Z direction) Compared to the case where only one prism sheet is arranged, the front luminance of the liquid crystal display device 1 is improved.
  • the prism arrangement pitch of the first prism sheet 5 and the prism arrangement pitch of the second prism sheet 6 may be the same or different from each other.
  • the smaller the prism array pitch the lower the front luminance that can be obtained.
  • the pixel pitch of the liquid crystal display panel 2 is ⁇ [ ⁇ m]
  • the prism arrangement pitch of the first prism sheet 5 is ⁇ [/ ⁇ ⁇ ]
  • the second prism When the prism arrangement pitch of sheet 6 is Py [ ⁇ m],
  • a liquid crystal display device can be configured without moiré.
  • the upper limits of Px and Py are about 55 ⁇ m and 56 ⁇ m, respectively, and when the pixel pitch is 144 ⁇ m, the upper limits of Px and Py are about 19 ⁇ m, respectively.
  • the upper limit values of Px and Py are about 1 7 111 and 19 111, respectively.
  • FIGS. 2 to 4 show the first and second prism sheets 5 and 6 when the pixel pitch (Pp) force of the liquid crystal display panel 2 is 222 ⁇ m, 144 ⁇ m, and 136.5 / zm, respectively.
  • Pp pixel pitch
  • the numbers in the column indicate the size of “Px—Py”, “ ⁇ ” indicates no moire, and “X” indicates the presence of moire. The presence or absence of moiré was visually observed.
  • the liquid crystal display device 1 free from moiré can be configured.
  • FIG. 5 shows a combination example of the prism arrangement pitches Px, Py (50 m, 19 m, 14 m, 10 m) of each of the first and second prism sheets 5 and 6 and the front luminance. Indicates the size.
  • the front luminance was a luminance measurement value of the transmitted light through the prism sheets 5 and 6.
  • Fig. 5 shows the combination range of the prism pitches Px and Py when there is no moiré in the case of the pixel pitch of 222 m, 144 ⁇ m, and 136.5 m described above. Respectively.
  • the prism arrangement pitches Px and Py are larger, and the higher the combination, the higher the front luminance.
  • the optimal selection of prism sheets 5 and 6 is possible depending on the pixel pitch of the liquid crystal display panel 2 to be used. It becomes possible.
  • the arrangement pitch of the prisms 5P and 6P of the first and second prism sheets 5 and 6 is displayed on the liquid crystal display.
  • the pixel pitch of panel 2 it is possible to prevent the occurrence of moire while suppressing a decrease in front luminance of the liquid crystal display panel.
  • the upper limit value of the prism arrangement pitch Px, Py that can obtain high front luminance without causing moire can be easily obtained based on the above equation (1)! , Optimization of the combination of prism sheets 5 and 6 and improvement of design flexibility Can contribute.
  • the first and second prism sheets 5 and 6 have a prism structure formed on one surface of a base film made of translucent resin such as PET (polyethylene terephthalate) or PC (polyethylene carbonate).
  • a base film made of translucent resin such as PET (polyethylene terephthalate) or PC (polyethylene carbonate).
  • the prism structure may be formed directly on the base film by, for example, the casting method or the melt extrusion molding method, and the prism structure surface is molded with an ultraviolet curable resin and transferred to the surface of the base film. You may produce by.
  • the prism sheet can be made thin by configuring the prism structure to be separable after the base film force. Specifically, for example, a 50 m pitch prism sheet with a sheet thickness of 50 m, a 19 m pitch prism sheet with a sheet thickness of 35 ⁇ , and a 14 ⁇ m pitch prism sheet with a sheet thickness of 32 m and a 10 m pitch. With a prism sheet, the sheet thickness is 30 ⁇ m! It is possible to make the prism sheet thinner.
  • the first and second prism sheets 5 and 6 are bonded to the adhesive layer 8 as shown in FIG. It is also possible to integrate them via
  • the adhesive layer 8 is preferably made of a material having a lower refractive index than the first and second prism sheets 5 and 6.
  • the prism sheets 5 and 6 are made of polycarbonate having a refractive index of about 1.6.
  • the adhesive layer 8 can be composed of an acrylic UV curable resin having a refractive index of about 1.3 to 1.4.
  • the liquid crystal display device 1 with improved front luminance can be configured.
  • the apex angle of the prism 5P of the first prism sheet 5 located on the lower layer side and the apex angle and force of the prism 6P of the second prism sheet 6 located on the upper layer side are configured to be the same. However, they may be different from each other. In this case, for example, the viewing angle can be increased by configuring the apex angle of the prism 6P to be larger than the apex angle of the prism 5P.
  • the prism arrangement pitch Px may be set to one third of the prism arrangement pitch Py of the second prism sheet 6 in which the prisms 6P are arranged in the vertical direction (Y direction) of the screen.
  • FIG. 7 shows an example in which, as the first and second light condensing sheets, the first light condensing sheet is composed of the prism sheet 5 and the second light condensing sheet is composed of the lens sheet 9.
  • the lens sheet 9 is formed by arranging a number of cylindrical lenses 9L having a cross section, for example, an aspherical shape on the light emitting side surface continuously in the same direction.
  • the arrangement direction of the cylindrical lenses 9L is the arrangement direction of the prism 5P. Show examples arranged in the direction of crossing (orthogonal in the example in the figure)! /
  • the pixel pitch ⁇ of the liquid crystal display panel, the prism arrangement pitch Px of the prism sheet 5 and the lens arrangement pitch Py of the lens sheet 9 are configured to satisfy the above equation (1).
  • the intended effect of the invention can be obtained.
  • a liquid crystal display device with an increased viewing angle can be configured. Note that the same effect as described above can be obtained even if both the first and second condensing sheets are formed of lens sheets.

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Abstract

　正面輝度の低下を抑えながら、モアレの発生を防止できる液晶表示装置を提供する。面光源４と、液晶表示パネル２と、プリズム配列方向が直交し面光源４からの出射光を集光して液晶表示パネル側へ導く第１，第２のプリズムシート５，６とを備えた液晶表示装置１であって、液晶表示パネル２の画素ピッチをＰｐ［μｍ］、第１のプリズムシート５のプリズム配列ピッチをＰｘ［μｍ］、第２のプリズムシート６のプリズム配列ピッチをＰｙ［μｍ］としたときに、Ｐｘ≦Ｐｐ／（１４－０．０４５Ｐｐ）、かつＰｙ≦Ｐｐ／（１１．５－０．０３２Ｐｐ）の関係を満たすように構成する。

Description

明 細 書
液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、光透過性の集光シートを備えた液晶表示装置に関し、更に詳しくは、第 1の集光シートと第 2の集光シートとが重ねて配置された液晶表示装置に関する。 背景技術
[0002] 液晶表示装置（LCD: Liquid Crystal Display)は、ブラウン管（CRT: Cathode Ray Tube)と比較して低消費電力かつ小型化、薄型化が可能であり、現在では携帯電話 、デジタルカメラ等の小型機器から、大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイ ズのものが幅広く使用されている。
[0003] 液晶表示装置は、透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液 晶層を一対の透明基板で挟んだ液晶表示パネルと、照明光源としてのバックライトュ ニットを備えている。ノ ックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置す る直下型のほ力、エッジライト型がある。
[0004] 一般に、液晶表示装置用のバックライトユニットにおいては、光源光の出射方向を 正面方向に配向させるプリズムシートやレンズシート等の集光シートが用いられてい る。
例えば、プリズムシートは、光出射側の面に断面三角形状のプリズムが多数配列さ れており、プリズムシートに入射した光をプリズム斜面で屈折透過させることで正面方 向に集光する作用を行う。また、特にモパイル機器用途では、プリズム列が直交する ように 2枚のプリズムシートを重ねて配置することで、 2方向の光を効率よく集光し正 面輝度を向上させる構成例が知られて ヽる（下記特許文献 1参照)。
[0005] 特許文献 1：特表平 10— 506500号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、プリズムシートのプリズム配列ピッチと液晶表示パネルの画素ピッチとの間 で干渉による明暗模様 (モアレ）が発生する。このモアレの発生を防止するためには、 プリズム配列ピッチの狭ピッチ化が有効である。
[0007] し力しながら、プリズム配列ピッチを単純に狭ピッチ化するのみでは正面輝度の低 下が甚だしくなり画質の低下を招くという問題がある。この問題は、上述のようにプリズ ムシートを 2枚重ねて配置した場合にも同様である。
[0008] 本発明は上述の問題に鑑みてなされ、正面輝度の低下を抑えながらモアレの発生 を防止できる液晶表示装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0009] 以上の課題を解決するに当たり、本発明者らは、液晶表示パネルの画素ピッチに 応じて各プリズムシートのプリズム配列ピッチを最適に組み合わせることで、正面輝度 の低下を最小限に抑えながら、モアレの発生のない液晶表示装置を構成できること を見出した。
[0010] すなわち、本発明の液晶表示装置は、光源と、液晶表示パネルと、光源からの出射 光を集光して液晶表示パネル側へ導く集光シートとを備え、この集光シートは、一方 の面に集光性をもつ第 1の凹凸構造が液晶表示パネルの横方向に沿って周期的に 配列された第 1の集光シートと、一方の面に集光性をもつ第 2の凹凸構造が液晶表 示パネルの縦方向に沿って周期的に配列された第 2の集光シートとからなり、液晶表 示パネルの画素ピッチを Ρρ[ m]、第 1の凹凸構造の配列ピッチを Px [ m]、第 2 の凹凸構造の配列ピッチを Py[ μ m]としたときに、
Ρχ≤Ρρ/ (14-0. 045Ρρ)、力つ
Py≤Pp/ (l l . 5-0. 032Pp)
の関係を満たすことを特徴とする。
[0011] 上記のように、第 1,第 2の集光シートの各々の凹凸構造の配列ピッチを液晶表示 パネルの画素ピッチに応じて規定することで、液晶表示パネルの正面輝度の低下を 抑えながらモアレの発生を防止できる。
好ましくは、 Pp≥222の場合、 Px≤50、 Py≤50、 | Ρχ-Py | < 50とする。また、 222>Pp≥144の場合は、 Px≤20、 Py≤20, | Ρχ-Py | < 20とする。更に、 14 4>Pp≥136. 5の場合、 Px≤15, Py≤20,— 20く Px— Pyく 15とする。
[0012] 第 1,第 2の凹凸構造は、集光シートがプリズムシートの場合は断面三角形状のプリ ズム構造が該当し、集光シートがレンズシートの場合は断面曲面形状、例えば非球 面レンズ形状が該当する。
発明の効果
[0013] 以上述べたように、本発明の液晶表示装置によれば、正面輝度の低下を抑えなが らモアレの発生を防止できる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視 図である。
[図 2]図 2は、画素ピッチ 222 mの場合におけるプリズム配列ピッチ Px, Pyの各種 組合せでのモアレの発生の有無を示す図である。
[図 3]図 3は、画素ピッチ 144 mの場合におけるプリズム配列ピッチ Px, Pyの各種 組合せでのモアレの発生の有無を示す図である。
[図 4]図 4は、画素ピッチ 136. 5 mの場合におけるプリズム配列ピッチ Px, Pyの各 種組合せでのモアレの発生の有無を示す図である。
[図 5]図 5は、プリズム配列ピッチ Px, Pyの各種組合せでの正面輝度の大きさを示す 図である。
[図 6]図 6は、第 1,第 2のプリズムシートを接着層を介して一体化した構成例を示す 概略斜視図である。
[図 7]図 7は、プリズムシートからなる第 1の集光シートとレンズシートからなる第 2の集 光シートとの組合せ例を示す概略斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以 下の実施形態に限定されることなぐ本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が 可能である。
[0016] 図 1は本発明の実施の形態による液晶表示装置 1の概略構成を示す分解斜視図 である。図示する液晶表示装置 1は、液晶表示パネル 2と、バックライトユニット 3とを 備えている。ノ ックライトユニット 3は、面光源 4と、第 1プリズムシート 5と、第 2プリズム シート 6および拡散板 7がこの順番で配置されて構成されている。 [0017] 液晶表示パネル 2は、パネル横方向（図 1において X方向）および縦方向（図 1にお いて Y方向）に画素が所定ピッチで配列されてなり、ノ ックライトユニット 3から照射さ れる光の透過率を画素毎に制御することで、パネル正面に所定の画像を表示する。 表示画像はカラー画像とされるが、勿論これに限られない。液晶表示パネル 2は、液 晶層を挟んで対向する一対の透明基板力もなる液晶セルと、この液晶セルを挟む一 対の偏光板等で構成されている。液晶層を構成する液晶材料は特に限定されず、 T N方式、 VA方式等の液晶駆動方式に応じて適宜選定される。
[0018] 面光源 4は、複数の光源を面内に配置させた直下型あるいは導光板を用いたエツ ジライト型で構成されており、液晶表示パネル 2の背面全域にバックライト光を照射す る。光源には、蛍光管等の線状光源や発光ダイオード等の点状光源が用いられる。
[0019] 第 1,第 2プリズムシート 5, 6は面光源 4からの出射光を正面方向（Z方向）に集光し 正面輝度を向上させる本発明に係る「集光シート」として構成されて ヽる。拡散板 7は 、バックライト光を拡散出射させて輝度の均一化を図る光学的機能素子である。なお 、拡散板 7は第 1のプリズムシート 5よりも面光源 4側に配置されてもよい。また、プリズ ムシート 5, 6および拡散板 7以外に他の光学的機能素子、例えば、一方の偏光成分 を透過させ他方の偏光成分を反射する偏光分離素子等を配置してもよい。
[0020] 第 1,第 2のプリズムシート 5, 6はそれぞれ、光出射面側に、断面三角形状のプリズ ム構造が形成されている。これらのプリズム構造は、本発明に係る「凹凸構造」に対応 する。
[0021] 一方の第 1のプリズムシート 5は、液晶表示パネル 2の横方向（図 1において X方向） にプリズム 5Pが所定ピッチで連続的に配列されている。他方、第 2のプリズムシート 6 は、液晶表示パネル 2の縦方向（図 1において Y方向）にプリズム 6Pが所定ピッチで 連続的に配列されている。プリズム 5Pおよびプリズム 6Pの断面形状は、本実施形態 では何れも頂角 90° の二等辺三角形で構成されて!ヽる。
[0022] 第 1のプリズムシート 5は、面光源 4から出射されるノ ックライト光のうち、 X方向に広 力 た光を Z方向に集光する作用を行う。また、第 2のプリズムシート 6は、 Y方向に広 力 た光を Z方向に集光する作用を行う。従って、これら第 1,第 2のプリズムシート 5 , 6によって X, Y方向に広がりをもつ光が正面方向（Z方向）に集光されることにより、 プリズムシートが 1枚のみ配置される場合に比べて、液晶表示装置 1の正面輝度の向 上が図られることになる。
[0023] ここで、第 1のプリズムシート 5のプリズム配列ピッチと第 2のプリズムシート 6のプリズ ム配列ピッチとは互いに同一でもよいし異なっていてもよい。一般的に、プリズム配列 ピッチが小さくなるほど得られる正面輝度は低くなる。また、第 1,第 2のプリズムシート 5, 6表面に形成された周期構造と液晶表示パネル 2の表示画素との間でモアレによ る干渉縞の発生が懸念される。プリズムシート 5, 6のプリズム配列を狭ピッチ化するこ とで上記モアレの発生を抑えることが可能である力 プリズム配列ピッチが過剰に狭く なると、正面輝度の著しい低下が見られる。
[0024] そこで本実施形態の液晶表示装置 1は、液晶表示パネル 2の画素ピッチを Ρρ [ μ m ]、第 1のプリズムシート 5のプリズム配列ピッチを Ρχ[ /ζ πι]、第 2のプリズムシート 6の プリズム配列ピッチを Py[ μ m]としたときに、
Ρχ≤Ρρ/ (14-0. 045Ρρ)、力つ
Py≤Pp/ (l l . 5-0. 032Pp) …… (1)
の関係を満たすように構成されて 、る。
[0025] 上記（1)式を満たすように、液晶表示パネル 2の画素ピッチ Ppに応じて第 1,第 2の プリズム配列ピッチ Px, Pyを規定することにより、正面輝度の低下を抑制しつつモア レの発生の無 、液晶表示装置を構成することができる。
例えば、画素ピッチ Ppが 222 μ mの場合、 Px, Pyの上限値はそれぞれ約 55 μ m 及び 56 μ m、画素ピッチ 144 μ mの場合には Px, Pyの上限値はそれぞれ約 19 μ m及び約 20 μ m、画素ピッチ 136. 5 μ mの場合、 Px, Pyの上限値はそれぞれ約 1 7 111及び19 111となる。
[0026] 好ましくは、 Pp≥222の場合、 Px≤50、 Py≤50、 | Px— Py | く 50、 222>Pp ≥ 144の場合は、 Px≤20、 Py≤20, | Px— Py | く 20、そして、 144>Pp≥136 . 5の場合、 Px≤15, Py≤20,— 20く Px— Pyく 15とする。
[0027] 図 2〜図 4は、液晶表示パネル 2の画素ピッチ（Pp)力 222 μ m、 144 μ m及び 136 . 5 /z mのそれぞれの場合において、第 1,第 2プリズムシート 5, 6のプリズム配列ピッ チの組合せ毎にモアレの発生の有無を調べた一実験結果を示している。各図にお いて、欄中の数字は「Px— Py」の大きさを示し、「〇」はモアレ発生無し、「X」はモア レ発生有りを示している。なお、モアレの発生の有無は目視により行った。
[0028] 画素ピッチが 222 μ mの場合、図 2に示すように、第 1,第 2のプリズムシート 5, 6の 各々のプリズム配列ピッチ Px, Pyが m以下の全ての組合せにおいて、モアレが 発生しないことが確認された。これに対し、画素ピッチが 144 /z mの場合は、図 3に示 すように、 Pxおよび Pyが何れも 19 μ m以下の組合せにおいてのみ、モアレの発生を 防止できた。更に、画素ピッチ力 136. 5 μ mの場合 ίま、 Ρχ≤ 14 μ m、 Py≤ 19 m の組合せにぉ 、てのみモアレの発生を防止できた。
[0029] 以上のように、（1)式の関係を満たすように液晶表示パネル 2の画素ピッチ Pp、第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6のプリズム配列ピッチ Px, Pyを規定することで、モアレの 発生の無い液晶表示装置 1を構成することができる。
[0030] 次に、図 5は、第 1,第 2のプリズムシート 5, 6の各々のプリズム配列ピッチ Px, Py( 50 m、 19 m、 14 m、 10 m)の組合せ例と正面輝度の大きさを示している。 正面輝度は、プリズムシート 5, 6の透過光の輝度測定値とした。また、図 5には、上述 した画素ピッチ 222 m、 144 μ m, 136. 5 mの場合におけるモアレの発生が無 いときのプリズムピッチ Px, Pyの組合せ範囲が、線種の異なる四角形の枠でそれぞ れ示されている。
[0031] 図 5に示すように、プリズム配列ピッチ Px, Pyが大き 、組合せほど高 、正面輝度が 得られることがわ力る。また、図 5の例に基づいて、使用される液晶表示パネル 2の画 素ピッチに応じて、プリズムの狭ピッチ化に起因する正面輝度の低下を抑えたプリズ ムシート 5, 6の最適な選択が可能となる。
[0032] 以上のように、本実施形態によれば、上記（1)式で示したように、第 1,第 2のプリズ ムシート 5, 6の各々のプリズム 5P, 6Pの配列ピッチを液晶表示パネル 2の画素ピッ チに応じて規定することで、液晶表示パネルの正面輝度の低下を抑えながらモアレ の発生を防止することができる。
[0033] また、モアレを発生させることなく高い正面輝度が得られるプリズム配列ピッチ Px, Pyの上限値を上記（1)式に基づ!/、て容易に取得することができるようになるので、プ リズムシート 5, 6の組合せの最適化を図ることができるとともに、設計自由度の向上に 貢献することができる。
[0034] 次に、第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6の構成の詳細とその変形例について以下説 明する。
[0035] 第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6は、 PET (ポリエチレンテレフタレート）や PC (ポリ力 ーボネート)等の透光性榭脂からなるベースフィルムの一方の面にプリズム構造が形 成されてなるもので、例えばキャスト法や溶融押出成形法などによりプリズム構造が ベースフィルム上に直接形成されてもょ 、し、プリズム構造面を紫外線硬化型榭脂で 成形しベースフィルム表面に転写する方法で作製してもよい。
[0036] また、プリズム構造をベースフィルムに転写成形する構成例にぉ 、ては、プリズム構 造をベースフィルム力 後に分離自在に構成することによって、プリズムシートの薄型 化を図ることができる。具体的に、例えば、 50 mピッチのプリズムシートでシート厚 5 0 m、 19 mピッチのプリズムシートでシート厚 35 μ ΐη, 14 μ mピッチのプリズムシ ートでシート厚 32 m、 10 mピッチのプリズムシートでシート厚 30 μ mと!、うように プリズムシートの薄厚化が可能である。
[0037] 更に、第 1 ,第 2のプリズムシートの薄厚化により取り扱い性が低下するような場合に は、図 6に示すように、第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6を接着層 8を介して一体化する ことも可能である。接着層 8としては、第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6よりも屈折率の低 い材料が好適であり、例えば、プリズムシート 5, 6が屈折率 1. 6程度のポリカーボネ ート製である場合、接着層 8は屈折率 1. 3〜1. 4程度のアクリル系紫外線硬化榭脂 で構成することができる。
[0038] 一方、図 1に示したように第 1 ,第 2のプリズムシート 5, 6を 2枚用いることで、正面輝 度の向上を図った液晶表示装置 1を構成することができる。ここで、下層側に位置す る第 1のプリズムシート 5のプリズム 5Pの頂角と、上層側に位置する第 2のプリズムシ ート 6のプリズム 6Pの頂角と力 互いに同一に構成される例に限られず、互いに異な らせてもよい。この場合、例えば、プリズム 6Pの頂角をプリズム 5Pの頂角よりも大きく 構成することで、視野角の拡大を図ることができる。
[0039] また、カラー液晶表示パネルのように、 1画素カ¾^^各色のサブ画素で構成される 場合には、画面横方向（X方向）にプリズム 5Pが配列された第 1のプリズムシート 5の プリズム配列ピッチ Pxを、画面縦方向（Y方向）にプリズム 6Pが配列された第 2のプリ ズムシート 6のプリズム配列ピッチ Pyの 3分の 1となるようにしてもよい。
[0040] 更に、本発明に係る集光シートは上述した構成のプリズムシート 5, 6の例に限られ ない。図 7は、第 1,第 2の集光シートとして、第 1の集光シートをプリズムシート 5で構 成するとともに、第 2の集光シートをレンズシート 9で構成した例を示している。レンズ シート 9は、光出射側の面に断面が例えば非球面形状のシリンドリカルレンズ 9Lがー 方向に多数連続的に配列されてなるもので、シリンドリカルレンズ 9Lの配列方向がプ リズム 5Pの配列方向と交差（図の例では直交)する方向に配置された例を示して!/、る
[0041] この例においても、液晶表示パネルの画素ピッチ Ρρ、プリズムシート 5のプリズム配 列ピッチ Pxおよびレンズシート 9のレンズ配列ピッチ Pyを上記（1)式を満たすように 構成することによって、本発明の目的とする効果を得ることができる。また、上層側に レンズシート 9を配置することによって、視野角の拡大を図った液晶表示装置を構成 することができる。なお、第 1,第 2の集光シートを何れもレンズシートで構成しても上 述と同様な効果を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 光源と、液晶表示パネルと、前記光源からの出射光を集光して前記液晶表示パネ ル側へ導く集光シートとを備えた液晶表示装置において、
前記集光シートは、
一方の面に集光性をもつ第 1の凹凸構造が前記液晶表示パネルの横方向に沿つ て周期的に配列された第 1の集光シートと、
一方の面に集光性をもつ第 2の凹凸構造が前記液晶表示パネルの縦方向に沿つ て周期的に配列された第 2の集光シートとからなり、
前記液晶表示パネルの画素ピッチを Pp [ m]、前記第 1の凹凸構造の配列ピッチ を Px [ m]、前記第 2の凹凸構造の配列ピッチを Py[ μ m]としたときに、
Ρχ≤Ρρ/ (14-0. 045Ρρ)、力つ
Py≤Pp/ (l l . 5-0. 032Pp)
の関係を満たす
ことを特徴とする液晶表示装置。
[2] 前記第 1,第 2の凹凸構造は、断面三角形状のプリズム構造である
ことを特徴とする請求項 1に記載の液晶表示装置。
[3] 前記第 1,第 2の凹凸構造のうち少なくとも一方は、非球面レンズ形状である
ことを特徴とする請求項 1に記載の液晶表示装置。
[4] Pp≥222のとき、
Px≤50、 Py≤50, | Ρχ-Py |く 50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。
[5] 222>Pp≥144のとき、
Px≤20、 Py≤20, | Ρχ-Py |く 20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。
[6] 144>Pp≥136. 5のとき、
Px≤15, Py≤20,— 20く Px— Pyく 15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。
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