JPH09105804A - 光制御シート、面光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

光制御シート、面光源装置及び液晶表示装置

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JPH09105804A
JPH09105804A JP7265530A JP26553095A JPH09105804A JP H09105804 A JPH09105804 A JP H09105804A JP 7265530 A JP7265530 A JP 7265530A JP 26553095 A JP26553095 A JP 26553095A JP H09105804 A JPH09105804 A JP H09105804A
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JP
Japan
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light
prism
control sheet
sheet
boundary
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JP7265530A
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Shinichiro Saito
真一郎 斉藤
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Konica Minolta Inc
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    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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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
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大輝度,半値角,サイドローブ光の制御が可
能な光制御シートを提供することを課題とする。 【解決手段】 少なくとも一方の面上に、母線が互いに
平行となるように複数のプリズム１３ａが形成され、一
方の面から入射される光を他方の面から出射する光制御
シートにおいて、プリズム１３ａは、母線と平行な方向
から見て、プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有
し、かつ、プリズム１３ａの頂点を通りシート面に対し
て垂直な直線に対して非対称な形状とし、境界面のうち
少なくとも一つの境界面を非平面とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一方の
面上に、母線が互いに平行となるように複数のプリズム
が形成され、一方の面から入射される光を他方の面から
出射する光制御シート、この光制御シートを用いた面光
源装置及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】次に、図面を用いて従来例を説明する。
図１６は従来の光制御シートを用いた液晶表示装置の構
成を示す図、図１７は図１６に示す光制御シートの拡大
断面図である。
【０００３】図において、１は光源である冷陰極管、２
は、透過面２ａ上にプリズム突起２ｂが形成され、冷陰
極管１の光を光制御シート３に対して斜めに出射する導
光板である。
【０００４】光制御シート３は導光板２の透過面２ａか
ら出射した光をシート面に対し略垂直な方向で出射し、
液晶表示素子４を照明する。ここで、光制御シート３
は、図１７に示すように、母線が互いに平行となるよう
に複数の同一形状のプリズム３ａが導光板２と対向する
面(入射面)３ｄに形成されている。更に、各プリズム３
ａの母線と平行な方向の断面形状は、二等辺三角形とな
っている。
【０００５】即ち、プリズム３ａにおいて、導光板２か
らの光が入射する光源側境界面３ｂの長さと、液晶表示
素子４方向に光を全反射する反光源側境界面３ｃの長さ
とが等しくなっている。
【０００６】このような構成の液晶表示装置において、
光源１から出射した光は、導光板２内に入射し、導光板
２内で導光され、透過面２ａより外部に出射する。そし
て、集光シート３のプリズム３ａの光源側境界面３ｂか
ら入射し、一部はダイレクトに、一部は反光源側境界面
３ｃで反射され、それぞれ出射面３ｅから出射し、液晶
表示素子４を照明する。
【０００７】光制御シート３の入射面に図１８に示すよ
うな特性を有する光を入射させた場合の出射面３ｅでの
配向特性の一例を図１９に示す。尚、本従来例に用いた
光制御シート３の仕様は下記の通りである。
【０００８】 ・ 材質 …… ポリカーボネイト(屈折率n=1.59) ・ プリズム３ａの光源側境界面３ｂの頂角(θ1) = 34° ・ プリズム３ａの反光源側境界面３ｃの頂角(θ2) = 34° 光源側境界面３ｂ,反光源側境界面３ｃは、図１７に示
すように、原点がプリズム３ａの頂点を通り、プリズム
３ａの母線がX-Y平面に直交するようなX-Y座標軸を設定
した場合の式で示される。
【０００９】 光源側境界面３ｂ … Y = -1.540X (-0.649mm≦X≦0mm) 反光源側境界面３ｃ … Y = 1.540X (0≦X≦0.649mm) 本従来例の光制御シート３では、最大輝度が2278(cd/
m2)、半値角(最大輝度の半分以上の輝度を有する角度範
囲)が25.63°であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記の光制御
シート３の光学系を図２０を用いて考える。図２０にお
いて、(a)図は図１７に示す光制御シート３に図１８に
示すような光が入射した場合の光学系を説明する図、
(b)図は(a)図の光学系を展開した図である。
【００１１】(b)図はテーパ状の透明板に光が入射し、
出射する光学系となる。このような光学系の場合、テー
パ角を変化させると、出射面３ｅからの出射角度が変化
するだけである。即ち、図１９に示すような配向特性図
のプロファイルを出射角度軸方向に平行移動しただけ
で、プロファイル自体の制御はできない。
【００１２】一方、(a)図は、テーパ状の透明板に光が
入射し出射する(b)図と等価である。従って、(a)図にお
けるテーパ角に相当するプリズム３ａのプリズム頂角
(θ1,θ2)を変化させても、出射角度が変化するだけで
あり、プロファイル自体の制御はできない。即ち、最大
輝度の制御や半値角の制御ができず、また、サイドロー
ブ光(通常液晶観察者の目に入射しない不要光線)の制御
もできないという問題点がある。
【００１３】また、光制御シート３からの出射光量が光
源からの距離に関わらず一定であっても、光制御シート
３から出射する光の指向性が強い場合、特に上記光制御
シート３のように正面方向(0°方向)への出射光が強く
ても、+10°方向で出射輝度が急に落込むと、液晶観察
者には輝度ムラが発生して見えてしまう可能性がある。
【００１４】例えば、A4相当の液晶画面を500mm程度離
れた所から、画面中心で画面に垂直な位置で観察する場
合、画面周辺部では10°程傾いている。図２１は光制御
シートの配向特性と、液晶観察者への見込角の変化によ
って発生する輝度ムラを示す図である。
【００１５】従って、画面全体で一様に0°方向に出射
のピークを向けるのではなく、画面各所において、液晶
観察者に出射のピークを向けるとより効率的である。本
発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その第一
の目的は、最大輝度,半値角,サイドローブ光の制御が可
能な光制御シート、面光源装置及び液晶表示装置を提供
することにある。
【００１６】また、第二の目的は、輝度ムラのない光制
御シートを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の光制御シートは、少なくとも一方の面上に、母線が
互いに平行となるように複数のプリズムが形成され、一
方の面から入射される光を他方の面から出射する光制御
シートにおいて、前記プリズムは、前記母線と平行な方
向から見て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境界
面を有し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対し
て垂直な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面の
うち少なくとも一つの境界面を非平面としたものであ
る。
【００１８】プリズムの二つの境界面のうち少なくとも
一つの境界面を非平面としたことにより、非平面の形状
を変化させることで、光制御シートからの出射光の輝度
プロファイルを変化させることができ、最大輝度,半値
角,サイドローブ光の液晶表示装置の仕様に合せた制御
が可能となる。
【００１９】好ましい一例としては、前記プリズムの断
面形状を、第１及び第２の境界面を有する略三角形と
し、前記二つの境界面のうち少なくとも一つの境界面を
曲面としたものがあり、また、前記プリズムを光が入射
する面側に形成したものがある。
【００２０】更に好ましい一例としては、シートの一方
の面に入射する光は、シート平面に対して傾斜した方向
に輝度ピークを有する指向性のある光であり、前記第１
の境界面は前記光を前記プリズム内部に導き入れる面で
あり、前記第２の境界面は前記第１の境界面より導き入
れた光を他方の面に向けて反射する面である。
【００２１】このようなプリズムの形態としては、下記
のようなものがある。 (1) 前記第１の境界面は平面で、前記第２の境界面はプ
リズム外部に対し凸の曲面。
【００２２】(2) 前記第１の境界面は平面で、前記第２
の境界面はプリズム外部に対し凹の曲面。 (3) 前記第１の境界面はプリズム外部に対して凸の曲面
で、前記第２の境界面は平面。
【００２３】(4) 前記第１の境界面はプリズム外部に対
して凹の曲面で、前記第２の境界面は平面。 (5) 前記第１及び第２の境界面のうち一方の辺はプリズ
ム外部に対して凸、他方の辺はプリズム外部に対して凹
の曲面。
【００２４】(6) 前記第１及び第２の境界面はいずれも
プリズム外部に対して凸の曲面。 (7) 前記第１及び第２の境界面はいずれもプリズム外部
に対して凹の曲面。 更に、観察者から見て、輝度ムラが無いように、シート
に入射する光は、光の強度ピークがシート平面に対して
傾斜しており、シートから出射する光は、シートの中央
部を通り、前記プリズムの母線に対して平行でシート面
に対して垂直な平面と交わるように前記プリズムの断面
形状を変化させることが望ましい。
【００２５】本発明の面光源装置は、光源と、光源から
の光を導光して、所定の方向に出射する導光板と、少な
くとも一方の面上に、母線が互いに平行となるように複
数のプリズムが形成され、前記導光板からの光を一方の
面から入射し、他方の面から出射する光制御シートとを
具備する面光源装置において、前記光制御シートの前記
プリズムは、前記母線と平行な方向から見て、前記プリ
ズムの頂点を境とする二つの境界面を有し、かつ、プリ
ズムの頂点を通りシート面に対して垂直な直線に対して
非対称な形状とし、前記境界面のうち少なくとも一つの
境界面が非平面であるものである。
【００２６】プリズムの二つの境界面のうち少なくとも
一つの境界面を非平面としたことにより、非平面の形状
を変化させることで、光制御シートからの出射光の輝度
プロファイルを変化させることができ、最大輝度,半値
角,サイドローブ光の液晶表示装置の仕様に合せた制御
が可能となる。
【００２７】また、本発明の液晶表示装置は、光源と、
光源からの光を導光して、所定の方向に出射する導光板
と、少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行となる
ように複数のプリズムが形成され、前記導光板からの光
を一方の面から入射し、他方の面から出射する光制御シ
ートと、該光制御シートの他方の面側に設けられた液晶
表示素子とを具備する液晶表示装置において、前記光制
御シートの前記プリズムは、前記母線と平行な方向から
見て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有
し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対して垂直
な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面のうち少
なくとも一つの境界面が非平面であるものである。
【００２８】プリズムの二つの境界面のうち少なくとも
一つの境界面を非平面としたことにより、非平面の形状
を変化させることで、光制御シートからの出射光の輝度
プロファイルを変化させることができ、最大輝度,半値
角,サイドローブ光の制御が可能となる。
【００２９】また、液晶表示素子の画面が一様な輝度で
照明されるように、前記導光板と前記光制御シートとの
間に拡散シートを設けることが望ましい。また、導光板
と光制御シートとによるモアレを防止するために、前記
液晶表示素子の前記導光板と対向する面と反対側の面上
に光制御シートを設けてもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態例の液晶
表示装置の構成を示す図、図２は図１に示す光制御シー
トの拡大断面図である。
【００３１】図において、１１は光源である冷陰極管、
１２は透過面１２ａ上にプリズム突起１２ｂが形成さ
れ、冷陰極管１１の光を光制御シート１３に対して斜め
に出射する導光板である。
【００３２】導光板１２の透過面１２ａ上には、導光板
１２の透過面１２ａから出射した光を所定の出射角度で
出射する光制御シート１３が設けられている。そして、
これら冷陰極管１１と、導光板１２と、光制御シート１
３とで液晶表示素子１４を照明する面光源装置となって
いる。
【００３３】ここで、光制御シート１３には、図２に示
すように、母線が互いに平行となるように複数のプリズ
ム１３ａが導光板２と対向する面(入射面)１３ｄに形成
されている。
【００３４】本実施の形態例の各プリズム１３ａは、プ
リズム１３ａの母線と平行な方向な方向から見て、光制
御シート１３に対して垂直な平面に対して非対称な形状
である略三角形となっている。そして、光源側境界面１
３ｂは平面、反光源側境界面１３ｃはプリズム１３ａ外
部に対して凹の曲面となっている。
【００３５】本実施の形態例の光制御シート１３は、ポ
リカーボネイトやアクリル樹脂等を用いた金型成形法、
または、特開平7-174911号公報に開示された透明基板の
上に紫外線硬化型樹脂組成物でプリズムを形成する方法
で製造される。
【００３６】更に、各プリズム１３ａの断面形状は、光
制御シート１３から出射する光が、光制御シート１３の
中央部を通り、プリズム１３ａの母線に対して平行でシ
ート面に対して垂直な平面と交わるようにな形状に設定
されている。
【００３７】このような構成の液晶表示装置において、
光源１１から出射した光は、導光板１２内に入射し、導
光板１２内で導光され、透過面１２ａより外部に出射す
る。そして、集光シート１３のプリズム１３ａの光源側
境界面１３ｂから入射し、一部はダイレクトに、一部は
反光源側境界面１３ｃで反射されそれぞれ出射面１３ｅ
から出射し、液晶表示素子１４を照明する。
【００３８】尚、本実施の形態例における光制御シート
１３のプリズム１３ａと、フレネルレンズのプリズムと
の相違点は、フレネルレンズのプリズムは一方の境界面
しか用いないのに対し、本実施の形態例のプリズム１３
ａは、光源側境界面１３ｂには光が入射し、反光源側境
界面１３ｃは光を反射するので、光学的作用が異なる点
である。
【００３９】上記構成の光制御シート１３は、図２０
(b)に示すテーパ状の透明板の入射面が透明板外部に対
して凹の曲面となった場合と等価であり、この曲面を変
化させることで、出射光の配向特性、即ち、最大輝度,
半値角,サイドローブが変化する。従って、上記構成に
おいても、光制御シート１３のプリズム１３ａの反光源
側境界面１３ｃをプリズム１３ａ外部に対して凹の曲面
としたことにより、出射面１３ｅからの出射光の配向特
性を変化させることができる。
【００４０】また、各プリズム１３ａの断面形状を、光
制御シート１３から出射する光が、光制御シート１３の
中央部を通り、プリズム１３ａの母線に対して平行でシ
ート面に対して垂直な平面と交わるようにな形状に設定
したことにより、光制御シート１３の出射面１３ｅから
出射する光の輝度ピークは光源１１から離れるにつれて
マイナス方向からプラス方向に移動し、光のピークが液
晶表示素子１４の略中央部を見る観察者の目に集まり、
輝度ムラが無くなる。
【００４１】具体的には、光制御シート１３からの出射
光の出射ピーク角度を、観察者の目が画面中央からずれ
た場合のマージンを考慮して、光源に近い所では-10±5
°、画面中央では0±5°、光源から遠い所では10±5°
となるようにすることが望ましい。
【００４２】尚、本発明は、上記実施の形態例に限定す
るものではない。上記実施の形態例では、光源側境界面
１３ｂを平面、反光源側境界面１３ｃをプリズム１３ａ
外部に対して凹の曲面としたが、これに限定するもので
はなく、下記のような組合せであってもよい。
【００４３】(1) 光源側境界面は平面で、反光源側境界
面はプリズム外部に対し凸の曲面。 (2) 光源側境界面はプリズム外部に対して凸の曲面で、
反光源側境界面は平面。
【００４４】(3) 光源側境界面はプリズム外部に対して
凹の曲面で、反光源側境界面は平面。 (4) 光源側境界面及び反光源側境界面のうち一方の辺は
プリズム外部に対して凸、他方の辺はプリズム外部に対
して凹の曲面。
【００４５】(5) 光源側境界面及び反光源側境界面はい
ずれもプリズム外部に対して凸の曲面。 (6) 光源側境界面及び反光源側境界面はいずれもプリズ
ム外部に対して凹の曲面。
【００４６】また、更に、上記実施の形態例では、プリ
ズム１３ａの断面形状を略三角形としたが、これに限定
するものではなく、図３に示すように、プリズム１３ａ
の頂点部分が平面の略台形の場合であっても、平面部分
の長さがプリズム１３ａのピッチに比べて短ければかま
わない。この場合、プリズム頂点をシート面からの距離
が一番大となる所とすると、プリズム頂点２０は二ヵ所
(点A,点B)あり、光源側境界面は点Aよりも左側、反光源
側境界面は点Bよりも右側となる。
【００４７】また、上記液晶表示装置において、液晶表
示素子１４の画面が一様な輝度で照明されるように、導
光板１２と光制御シート１３との間に拡散シートを設け
てもよい。
【００４８】更に、導光板１２と光制御シート１３とに
よるモアレを防止するために、液晶表示素子１４の導光
板１２と対向する面と反対側の面上に光制御シート１３
を設けてもよい。
【００４９】
【実施例】本願発明者は、光制御シート１３の光源側境
界面１３ｂと反光源側境界面１３ｃの形状を変化させ、
出射光の配向特性を調べた。この結果を図４〜図１１に
示す。
【００５０】尚、これらの図において、光制御シート１
３に入射する光は、図１８と同様である。また、各光制
御シート１３の下記の通りである。 ・ 材質 …… アクリル樹脂 (屈折率n=1.492)または、
ポリカーボネイト樹脂 (屈折率n=1.59) ・ プリズム１３ａの高さ …… 1mm 更に、平面,曲面は、図３に示すように、原点がプリズ
ム１３ａの頂点を通り、プリズム１３ａの母線がX-Y平
面に直交するようなX-Y座標軸を設定した場合の式で示
す。 (1) 図４ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (平面) Y = -1.540X (-0.649mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凸) (X+5)2+(Yー3.247)2 = 35.543 (0mm≦X≦0.522mm) (2) 図５ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (平面) Y = -1.540X (-0.649mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凹) (X-10)2+(Y+6.494)2 = 142.172 (0mm≦X≦0.726mm) (3) 図６ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (凸) (X-2.675)2+(Yー2.448)2 = 13.148 (-0.649mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(平面) Y = 1.540X (0mm≦X≦0.649mm) (4) 図７ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (凹) (X+3.325)2+(Y+1.448)2 = 13.152 (-0.649mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(平面) Y = 1.376X (0mm≦X≦0.727mm) (5) 図８ 材質 ……ポリカーボネイト樹脂 光源側境界面１３ｂ (凸) (X-80)2+(Yー70)2 = 11300 (-0.864mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凸) (X+50)2+(Y-33)2 = 3589 (0mm≦X≦0.646mm) (6) 図９ 材質 ……ポリカーボネイト樹脂 光源側境界面１３ｂ (凹) (X+50)2+(Y+40)2 = 4100 (-0.817mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凹) (X-5.84)2+(Y+3.5)2 = 46.356 (0mm≦X≦0.731mm) (7) 図１０ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (凸) (X-10)2+(Yー5)2 = 125 (-0.440mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凹) (X-6)2+(Y+4)2 = 52 (0mm≦X≦0.804mm) (8) 図１１ 材質 ……アクリル樹脂 光源側境界面１３ｂ (凹) (X+9)2+{(Y+7)/1.1}2 = 121.496 (-0.717mm≦X≦0mm) 反光源側境界面１３ｃ(凸) (X+6)2+{(Y-6.5)/1.2}2 = 65.34 (0mm≦X≦0.658mm) 次に、上記結果と従来の両境界面とも平面の場合との比
較を行なった結果を図１２〜図６に示す。
【００５１】これらの実験により、下記事項が判明し
た。 (1) 反光源側境界面１３ｃをプリズム１３ａ外部に対し
て凸の曲面にすることにより、輝度が上がるが、半値角
は狭くなる(図１２)。
【００５２】(2) 反光源側境界面１３ｃをプリズム１３
ａ外部に対して凹の曲面にすることにより、輝度は下が
るが、半値角は広くなる(図１２)。 (3) 光源側境界面１３ｂをプリズム１３ａ外部に対して
凸の曲面にすることにより、輝度が上がるが、半値角は
狭くなる(図１３)。
【００５３】(4) 光源側境界面１３ｂをプリズム１３ａ
外部に対して凹の曲面にすることにより、輝度は下がる
が、半値角は広くなる(図１３)。 (5) 光源側境界面１３ｂ及び反光源側境界面１３ｃをプ
リズム１３ａ外部に対して凹の曲面にすることにより、
輝度は下がるが、半値角は広くなる(図１４)。
【００５４】(6) 光源側境界面１３ｂ及び反光源側境界
面１３ｃをプリズム１３ａ外部に対して凸の曲面にする
ことにより、輝度は上がるが、半値角は狭くなる(図１
４)。 (7) 光源側境界面１３ｂをプリズム１３外部に対して
凹、反光源側境界面１３ｃをプリズム１３外部に対して
凸にすることにより、輝度は上がるが、半値角は狭くな
る(図１５)。
【００５５】(8) 光源側境界面１３ｂをプリズム１３外
部に対して凸、反光源側境界面１３ｃをプリズム１３外
部に対して凹にすることにより、輝度は下がるが、半値
角は広くなる(図１５)。
【００５６】このように、光源側境界面１３ｃ及び/ま
たは反光源側境界面１３ｄを曲面とすることにより、所
望の配向特性を有する出射光を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上述べたように本発明の光制御シート
によれば、少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行
となるように複数のプリズムが形成され、一方の面から
入射される光を他方の面から出射する光制御シートにお
いて、前記プリズムは、前記母線と平行な方向から見
て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有
し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対して垂直
な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面のうち少
なくとも一つの境界面を非平面としたことにより、非平
面の形状を変化させることで、光制御シートからの出射
光の輝度プロファイルを変化させることができ、最大輝
度,半値角,サイドローブ光の液晶表示装置の仕様に合せ
た制御が可能となる。
【００５８】更に、シートに入射する光は、光の強度ピ
ークがシート平面に対して傾斜しており、シートから出
射する光は、シートの中央部を通り、前記プリズムの母
線に対して平行でシート面に対して垂直な平面と交わる
ように前記プリズムの断面形状を変化させたことによ
り、観察者から見て、輝度ムラが無い。
【００５９】本発明の面光源装置によれば、光源と、光
源からの光を導光して、所定の方向に出射する導光板
と、少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行となる
ように複数のプリズムが形成され、前記導光板からの光
を一方の面から入射し、他方の面から出射する光制御シ
ートとを具備する面光源装置において、前記光制御シー
トの前記プリズムは、前記母線と平行な方向から見て、
前記プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有し、か
つ、プリズムの頂点を通りシート面に対して垂直な直線
に対して非対称な形状とし、前記境界面のうち少なくと
も一つの境界面が非平面としたことにより、非平面の形
状を変化させることで、光制御シートからの出射光の輝
度プロファイルを変化させることができ、最大輝度,半
値角,サイドローブ光の液晶表示装置の仕様に合せた制
御が可能となる。
【００６０】本発明の液晶表示装置によれば、光源と、
光源からの光を導光して、所定の方向に出射する導光板
と、少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行となる
ように複数のプリズムが形成され、前記導光板からの光
を一方の面から入射し、他方の面から出射する光制御シ
ートと、該光制御シートの他方の面側に設けられた液晶
表示素子とを具備する液晶表示装置において、前記光制
御シートの前記プリズムは、前記母線と平行な方向から
見て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有
し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対して垂直
な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面のうち少
なくとも一つの境界面が非平面としたことにより、非平
面の形状を変化させることで、光制御シートからの出射
光の輝度プロファイルを変化させることができ、最大輝
度,半値角,サイドローブ光の制御が可能となる。
【００６１】また、前記導光板と前記光制御シートとの
間に拡散シートを設けることにより、液晶表示素子の画
面が一様な輝度で照明される。更に、前記液晶表示素子
の前記導光板と対向する面と反対側の面上に光制御シー
トを設けることにより、導光板と光制御シートとによる
モアレを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例の液晶表示装置の構成
を示す図である。
【図２】図１に示す光制御シートの拡大断面図である。
【図３】実施例におけるプリズムの曲面を説明する図で
ある。
【図４】光源側境界面が平面、反光源側境界面が曲面
(凸)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図５】光源側境界面が平面、反光源側境界面が曲面
(凹)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図６】光源側境界面が曲面(凸)、反光源側境界面が平
面の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図７】光源側境界面が曲面(凹)、反光源側境界面が平
面の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図８】光源側境界面が曲面(凹)、反光源側境界面が曲
面(凹)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図９】光源側境界面が曲面(凸)、反光源側境界面が曲
面(凸)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図１０】光源側境界面が曲面(凸)、反光源側境界面が
曲面(凹)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図１１】光源側境界面が曲面(凹)、反光源側境界面が
曲面(凸)の場合の出射光の配向特性を示す図である。
【図１２】図４,図５及び図１９をまとめた図である。
【図１３】図６,図７及び図１９をまとめた図である。
【図１４】図８,図９及び図１９をまとめた図である。
【図１５】図１０,図１１及び図１９をまとめた図であ
る。
【図１６】従来の光制御シートを用いた液晶表示装置の
構成を示す図である。
【図１７】図１６に示す光制御シートの拡大断面図であ
る。
【図１８】図１６に示す光制御シートの入射面に入射す
る光の配向特性図である。
【図１９】図１６に示す光制御シートに図１８に示すよ
うな特性を有する光を入射させた場合の出射面での配向
特性の一例を示す図である。
【図２０】図１６に示す光制御シートの光学系を説明す
る図である。
【図２１】図１６に示す光制御シートから出射光の輝度
と光源からの距離との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１１ 冷陰極管(光源) １２ 導光板 １３ 光制御シート １３ａ プリズム １３ｂ 光源側境界面 １３ｃ 反光源側境界面

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一方の面上に、母線が互いに
    平行となるように複数のプリズムが形成され、一方の面
    から入射される光を他方の面から出射する光制御シート
    において、 前記プリズムは、前記母線と平行な方向から見て、前記
    プリズムの頂点を境とする二つの境界面を有し、かつ、
    プリズムの頂点を通りシート面に対して垂直な直線に対
    して非対称な形状とし、 前記境界面のうち少なくとも一つの境界面を非平面とし
    たことを特徴とする光制御シート。
  2. 【請求項２】 前記プリズムの断面形状を、第１及び第
    ２の境界面を有する略三角形とし、 前記二つの境界面のうち少なくとも一つの境界面を曲面
    としたことを特徴とする請求項１記載の光制御シート。
  3. 【請求項３】 前記プリズムを、光が入射する面側に形
    成したことを特徴とする請求項１または２記載の光制御
    シート。
  4. 【請求項４】 シートの一方の面に入射する光は、シー
    ト面に対して傾斜した方向に輝度ピークを有する指向性
    のある光であり、 前記第１の境界面は前記光を前記プリズム内部に導き入
    れる面であり、前記第２の境界面は前記第１の境界面よ
    り導き入れた光をシートの他方の面に向けて反射する面
    であることを特徴とする請求項２または３記載の光制御
    シート。
  5. 【請求項５】 前記第１の境界面は平面で、前記第２の
    境界面はプリズム外部に対し凸の曲面であることを特徴
    とする請求項２乃至４いずれかに記載の光制御シート。
  6. 【請求項６】 前記第１の境界面は平面で、前記第２の
    境界面はプリズム外部に対し凹の曲面であることを特徴
    とする請求項２乃至４いずれかに記載の光制御シート。
  7. 【請求項７】 前記第１の境界面はプリズム外部に対し
    て凸の曲面で、前記第２の境界面は平面であることを特
    徴とする請求項２乃至４いずれかに記載の制御シート。
  8. 【請求項８】 前記第１の境界面はプリズム外部に対し
    て凹の曲面で、前記第２の境界面は平面であることを特
    徴とする請求項２乃至４いずれかに記載の光制御シー
    ト。
  9. 【請求項９】 前記第１及び第２の境界面のうち一方の
    面はプリズム外部に対して凸、他方の面はプリズム外部
    に対して凹の曲面であることを特徴とする請求項２乃至
    ４いずれかに記載の光制御シート。
  10. 【請求項１０】 前記第１及び第２の境界面はいずれも
    プリズム外部に対して凸の曲面であることを特徴とする
    請求項２乃至４いずれかに記載の光制御シート。
  11. 【請求項１１】 前記第１及び第２の境界面はいずれも
    プリズム外部に対して凹の曲面であることを特徴とする
    請求項２乃至４いずれかに記載の光制御シート。
  12. 【請求項１２】 シートに入射する光は、光の強度ピー
    クがシート平面に対して傾斜しており、 シートから出射する光は、シートの中央部を通り、前記
    プリズムの母線に対して平行でシート面に対して垂直な
    平面と交わるように前記プリズムの断面形状を変化させ
    たことを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の
    光制御シート。
  13. 【請求項１３】 光源と、 光源からの光を導光して、所定の方向に出射する導光板
    と、 少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行となるよう
    に複数のプリズムが形成され、前記導光板からの光を一
    方の面から入射し、他方の面から出射する光制御シート
    とを具備する面光源装置において、 前記光制御シートの前記プリズムは、前記母線と平行な
    方向から見て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境
    界面を有し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対
    して垂直な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面
    のうち少なくとも一つの境界面が非平面であることを特
    徴とする面光源装置。
  14. 【請求項１４】 光源と、 光源からの光を導光して、所定の方向に出射する導光板
    と、 少なくとも一方の面上に、母線が互いに平行となるよう
    に複数のプリズムが形成され、前記導光板からの光を一
    方の面から入射し、他方の面から出射する光制御シート
    と、 該光制御シートの他方の面側に設けられた液晶表示素子
    とを具備する液晶表示装置において、 前記光制御シートの前記プリズムは、前記母線と平行な
    方向から見て、前記プリズムの頂点を境とする二つの境
    界面を有し、かつ、プリズムの頂点を通りシート面に対
    して垂直な直線に対して非対称な形状とし、前記境界面
    のうち少なくとも一つの境界面が非平面であることを特
    徴とする液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】 前記導光板と前記光制御シートとの間
    に拡散シートを設けたことを特徴とする請求項１４記載
    の液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】 前記液晶表示素子の前記導光板と対向
    する面と反対側の面上に光制御シートを設けたことを特
    徴とする請求項１４記載の液晶表示装置。
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