WO2008056473A1 - Prism sheet and liquid crystal display - Google Patents

Description

明 細 書

プリズムシート及び液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、プリズムシート及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 図 12は従来の液晶表示装置 1を示す断面図である。直下型の液晶表示装置 1は 照明装置 2と液晶パネル 3で構成され、照明装置 2は液晶パネル 3の背後に配置され ている。ここで、照明装置は複数の線状光源 4が並列に配置されており、液晶パネル 3と照明装置 2の間にはプリズムシート 6を含む光学シート 7及び拡散板 8が配されて いる。このような液晶表示装置 1では線状光源 4から出射された光は拡散板 8、光学 シート 7を通り液晶パネル 3に到達する。

[0003] ここで、光学シート 7は、拡散シート 5、プリズムシート 6、レンズシート、偏向フィルム 等の各種シートで構成され拡散板 8の主面を覆うように配置される。図 13はこれら複 数のシートが積層された光学シートのうち拡散シート 5とプリズムシート 6の一部を分 解して示す斜視図である。図 13に示すように、プリズムシート 6は、液晶パネル 3の正 面輝度向上のため線状光源 4からの光を液晶パネル 3方向へ集光するために用いら れ、液晶パネル側に向けられる主面上にプリズム面が形成されている。この微細なプ リズム面は一定のピッチ pで形成され断面が三角形状の第 1プリズム列 6aで構成され ている。

[0004] 図 14は図 13のプリズムシート 6と拡散シート 5が重なり合った状態を示す断面図で ある力 S、図 14に示すように複数のシートを積層して光学シートを構成する場合、プリ ズムシート 6表面の第 1プリズム列 6aの頂部先端は隣接する拡散シート 5の主面と当 接している。ここで、当該光学シートに外から力が加わったとき、第 1プリズム列 6aの 頂部先端が拡散シート 5の主面と擦れ傷つくことがあった。そして、この傷が表示装 置の視聴面方向から視認される場合、液晶表示装置の品質上問題になっていた。

[0005] そこで、従来この問題を解決するために前記プリズム列頂部を鋭形とせず、緩やか な曲面を形成する方法が提案されてレ、た (特許文献 1、 2参照）。 特許文献 1：特開 2004— 110025号公報

特許文献 2 :特開 2005— 317435号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、このプリズム列に対する傷つき防止を目的として前記プリズム列頂部の半径 を大きく設け、該頂部の形状を緩やかな曲面に形成した場合、プリズムレンズの集光 性を低下させ本来のプリズム機能が十分発揮されない。

[0007] そこで本発明は、上記問題に鑑み、プリズムシートの集光性を確保しながら傷つき 防止機能を備えるプリズムシート及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目 的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を達成するために、本発明の第 1の局面によるプリズムシートは、光源か らの光が入射する第 1主面と、前記入射した光が出射する第 2主面とを備え、前記第 2主面には、断面が三角形状の第 1プリズム列が複数並列して形成されているプリズ ムシートにおいて、前記第 2主面には前記第 1プリズム列より頂部が高ぐ且つ、その 頂部が丸みを有する第 2プリズム列が複数形成されて!/、ることを特徴として!/、る。

[0009] この構成によると、断面が三角形状の第 1プリズム列が複数並列して形成される第 2 主面に該プリズム列より頂部が高ぐその頂部の形状が丸みを有する第 2プリズム列 を複数設けたプリズムシートをその他複数のシートと重ね合わせて使用する場合、第 2プリズム列の頂部は第 1プリズム列の頂部より高い位置に形成されているため、当 該第 2プリズム列の頂部が重ね合わされたシートの主面と当接し、このシートを支持 する。これにより、通常、第 1プリズム列の頂部は隣接するシートの主面と当接せず、 頂部が隣接するシートと擦れ傷つくのを防ぐことができる。したがって、第 1プリズム列 の頂部を鋭状に形成し、該プリズム列における集光性を確保することができる。

[0010] また、第 2プリズム列頂部の断面形状に丸みを持たせることにより、第 2プリズム列に おける集光性は第 1プリズム列と比べて低下する力 重ね合わされたシートを安定し て支持することが可能になり、第 2プリズム列頂部自体が擦れ傷つくことを防止するこ と力 Sできる。 [0011] また本発明は、上記構成のプリズムシートにおいて、前記第 2プリズム列の頂部の 断面形状の半径が 3 a m以上であることを特徴として!/、る。

[0012] この構成によると、第 2プリズム列頂部の半径を 3 a m以上として第 2プリズム列を形 成することにより、安定して隣接するシートを支持することができるとともに第 2プリズム 列自体の集光性を確保することができる。

[0013] また本発明は、上記構成のプリズムシートにおいて、前記第 2プリズム列には頂部 が低い凹部が複数形成され、該凹部の頂部断面形状が鋭形であることを特徴とする

[0014] この構成によると、第 2プリズム列には頂部が低い凹部が複数形成され、その凹部 の断面形状が鋭形であることで、第 2プリズム列中に高い集光性を有する領域を設け ること力 Sでき、プリズムシート全体の集光性を向上させることができる。また、第 2プリズ ム列において、この鋭形部分が占める割合が大きいほど、プリズムシート全体の輝度 向上効果は上昇する。したがって、第 2プリズム列を構成する大部分を凹部で形成し 、凹部以外の領域を数箇所残すことで、プリズムシートの輝度向上効果を確保しなが ら重ね合わせるシートを安定して支持することが可能となる。なお、プリズムシートの 第 2主面側に重ね合わされるシートは第 2プリズム列における凹部以外の部分で支 持されるため、第 1プリズム列及び凹部の頂部が擦れ傷つくことは防止される。

[0015] また本発明は、上記構成のプリズムシートにおいて、前記第 2プリズム列における前 記凹部以外の部分が、前記第 2主面の平面視においてランダムに配置されているこ とを特徴とする。

[0016] この構成によると、第 2プリズム列における凹部以外の部分を、第 2主面の平面視に おいてランダムに配置することにより、プリズムシートが大型化した場合でも第 2主面 側に重ね合わせる光学シート全体を前記第 2プリズム列における凹部以外の部分で 安定して支持することができ、凹部及び第 1プリズム列頂部の傷つきを防止すること 力 Sできる。また、凹部においてプリズムシート全体の集光性は一定量確保される。

[0017] また本発明は、上記構成のプリズムシートと、前記プリズムシートの前記第 1主面に 対して光照射可能に配置された光源と、前記第 2主面の側に配置され、前記光源か ら出射し前記光学部品を透過した光を制御する液晶パネルとを備えることを特徴とす る液晶表示装置である。

[0018] この構成によると、上記プリズムシートを光学シートの一部に用いて液晶表示装置 を構成することにより、一定の集光性を確保しながら、プリズムシートの傷つきを防止 し、装置の大型化を図ることができる。

発明の効果

[0019] 本発明によると、プリズムシートの集光性を確保しながら傷つき防止機能を備えるプ リズムシート及びそれを用いた液晶表示装置を容易に得ることができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の第 1実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。

[図 2]図 1に示した本発明の第 1実施形態による液晶表示装置を構成するプリズムシ ートの一部を示した斜視図である。

[図 3]図 2の X— X '線に沿った断面図である。

[図 4]図 1に示した本発明の第 1実施形態による液晶表示装置を構成するプリズムシ ートと拡散シートの一部を示した斜視図である。

[図 5]図 4の X— X'線に沿った断面図である。

[図 6]本発明の第 2実施形態による液晶表示装置を構成するプリズムシートの一部を 示した斜視図である。

[図 7]図 6の X— X '線に沿った断面図である。

[図 8]図 6の Y—Y'線に沿った断面図である。

[図 9]図 6に示したプリズムシートを構成する第 2プリズム列の一部を拡大して示した 斜視図である。

[図 10]本発明の第 2実施形態の変形例による第 2プリズム列の一部を拡大して示した 斜視図である。

[図 11]本発明の第 2実施形態の変形例によるプリズムシートの平面図である。

[図 12]従来の液晶表示装置の分解断面図である。

[図 13]従来の液晶表示装置を構成するプリズムシートと拡散シートの一部を示した分 解斜視図である。

[図 14]従来の液晶表示装置を構成するプリズムシートと拡散シートの一部を示した断 面図である。

符号の説明

1 液晶表示装置

2 照明装置

3 液晶パネル (光制御部材)

4 線状光源

5 拡散シート

6 プリズムシート

oa 第 1プリズム列

6b 第 2プリズム列

DC 凹部

6d 凸部

7 光学シート

8 拡散板

9 表示装置用フレーム

10 ランプハウス

11 ランプホノレダ

12 照明装置用フレーム

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明は、集光性、傷つき 防止性に優れたプリズムシート及びそれを用いた液晶表示装置である。これらの構 成について、図等を利用してさらに詳細に説明する。なお、従来例の図 12〜図 14と 共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

[第 1実施例]

[0023] 図 1に本実施形態に係る液晶表示装置を説明するための分解斜視図を示す。液晶 表示装置 1は、照明装置 2と、液晶パネル (光制御部材） 3と、表示装置用フレーム 9 とを含んでいる。また、照明装置 2は、線状光源 4と、ランプハウス 10と、反射シート（ 図示せず）と、ランプホルダ 11で構成され、樹脂製の拡散板 8、光学シート 7と、照明 装置用フレーム 12が液晶パネル 3と照明装置 2の間に配置されている。

[0024] また、駆動装置 (不図示)が液晶パネル 3および線状光源 4に接続されて液晶パネ ノレ 3および線状光源 4を駆動制御する。ここでは、駆動装置は上記駆動制御をするた めの回路、装置等を総称するものとする。また、液晶パネル 3は対向基板間に液晶が 封入されたものである。

[0025] 液晶表示装置 1において、光源 4から出射した光は、拡散板 8および光学シート 7を 介して液晶パネル 3に照射され、液晶パネル 3の各画素ほたは各セル）によって光 強度（階調）が制御されたり着色されたりする。すなわち、液晶パネル 3は光源 4から 出射し拡散板 8および光学シート 7を透過した光を光強度や色等について制御して 表示光を作り出す。

[0026] また、光源 4として冷陰極管 (CCFL ; Cold Cathode Fluorescent Lamp)以外 に、発光ダイオード（LED ; Light Emitting Diode)、熱陰極管（HCFL ; Hot C athode Fluorescent Lamp)、外部電極 光管 (EEFL ; External Electrode Fluorescent Lamp)、キセノン管等を用いることもできる。

[0027] また、拡散板 8はアクリル（PMMA)、メタタリルスチレン（MS)、ポリスチレン（PS)、 ポリカーボネート（PC)、シクロォレフインポリマー（COP、例えば日本ゼオン株式会 社の商品「ゼォノア（登録商標）」）等の樹脂から成る平板部材である。拡散板 8は、ラ ンプ群からの光を拡散させる役割をするとともに、拡散板 8上に光学シート 7が配置さ れている。

[0028] また、光学シート 7は、例えば拡散シート 5、プリズムシート 6、レンズシート等の各種 光学シートの 1枚または複数枚から成る。なお、光学シート 7を構成する各種光学シ ートの枚数は図示の 3枚に限られない。また、光学シートに同種の光学シート（例え ば拡散シート）を複数枚含ませても構わない。以下、図 1に示すようにプリズムシート 6 の上方に拡散シート 5を重ね合わせるが、プリズムシート 6の上方に配されるシートの 種類は特に限定しない。

[0029] また、これら光学シート 7は照明装置用フレーム 12とランプハウス 10で周縁部を挟 持し、例えばネジ（不図示）によって照明装置 2に固定される。

[0030] 図 2は複数の光学シート 7のうち本実施形態に係るプリズムシート 6を示す斜視図で あり、図 3は図 2の X— X'における断面図である。

[0031] プリズムシート 6はアクリル（PMMA)、ポリスチレン（PS)、ポリカーボネート（PC)、 等の樹脂から成るシート部材であり、表面に微細な溝線及び稜線が交互に設けられ 断面が三角形状の第 1プリズム列 6aが形成されている。また、第 1プリズム列 6aと並 歹 IJして当該第 1プリズム列 6aより頂部が高ぐ且つ、当該頂部の形状が丸みを有する 第 2プリズム列 6bが所定の割合で設けられている。

[0032] ここで、第 1プリズム列 6aは液晶パネル 3の正面輝度向上のため線状光源 4からの 光を液晶パネル 3方向へ集光するが、第 1プリズム列 6aの頂部を鋭形に形成し、プリ ズムの斜面を広く設けるほどこの集光性は高まり、液晶パネル 3の輝度が向上する。 一方、第 2プリズム列 6bは第 1プリズム列 6aと同素材の樹脂で形成されており、頂部 が第 1プリズム列 6aの頂部より高い位置にある。このため、プリズム面にシートを重ね た場合、第 2プリズム列 6bの頂部とシート主面が当接する。このとき、第 2プリズム列 6 bの頂部の断面形状は丸みを有しており、安定してシート主面を支持することができ るとともに集光性は低下するがプリズムとしての機能も有する。また、この丸みにより第 2プリズム列 6b自体の耐擦傷性も確保される。

[0033] また、図 4は上記プリズムシート 6の第 1プリズム列 6aが形成された主面に拡散シー ト 5を重ね合わせた状態を示す斜視図であり、図 5は図 4の X— X'における断面図で ある。拡散シート 5の主面は第 2プリズム列 6bの頂部で支持されており、第 1プリズム 列 6aの頂部は第 2プリズム列 6bの頂部より低い位置にあるため、拡散シート 5の主面 は第 1プリズム列 6a頂部と当接しない。これにより、第 1プリズム列 6aの頂部を鋭形に 形成した場合でも第 1プリズム列 6aの頂部の傷つきが防止される。

[0034] ここで、第 1プリズム列 6a及び第 2プリズム列 6b頂部の形状は光学シートの材質及 びサイズにより適時調整する必要があり、ポリカーボネートにより形成されたプリズム シート 6において、第 1プリズム列 6aの頂部の形状を頂部半径 1 m以下、第 2プリズ ム列 6の頂部の形状を頂部半径が 3 m以上とした場合、十分な集光性を確保しな 力 ¾一定の傷つき防止性を得ることができた。

[0035] また、第 1プリズム列 6a及び第 2プリズム列 6bのピッチは必ずしも同一である必要は なぐ第 1プリズム列 6aと第 2プリズム列 6bとの構成比率も図 2〜図 5では説明上 2対 1 としたが、これに限定されない。第 2プリズム列 6bは第 1プリズム列 6aよりその形状か ら集光性が低いため、第 1プリズム列 6aが占める割合が大きいほど、プリズムシート全 体の輝度向上効果は上昇する。また、第 2プリズム列 6bの構成比率が低いプリズム シート 6は集光性能は高まる力 プリズム面に重ね合わせた光学シートを安定して支 持することカできない。したがって、プリズムシートの材質及び全体のサイズを考慮し 、第 2プリズム列 6bの構成を決定する必要がある。

[第 2実施例]

[0036] 本実施形態に係る液晶表示装置も実施例 1の図 1で示したものと同様に、照明装 置 2と、液晶パネル (光制御部材） 3と、表示装置用フレーム 9とを含んでいる。また、 照明装置 2は、線状光源 4と、ランプハウス 10と、反射シート（図示せず）と、ランプホ ルダ 11で構成され、樹脂製の拡散板 8、光学シート 7と、照明装置用フレーム 12が液 晶パネル 3と照明装置 2の間に配置されている。

[0037] この構成により、光源 4から出射した光は、拡散板 8および光学シート 7を介して液 晶パネル 3に照射され、液晶パネル 3の各画素ほたは各セル）によって光強度（階調 )が制御されたり着色されたりする。すなわち、液晶パネル 3は光源 4から出射し拡散 板 8および光学シート 7を透過した光を光強度や色等について制御して表示光を作り 出す。

[0038] また、液晶パネル 3、線状光源 4、拡散板 8は実施例 1で示したものと同じ構成であ り、これによる効果も同様である。

[0039] 次に、本実施形態に係るプリズムシート 6について説明する。図 6は本実施形態に 係るプリズムシート 6の一部を拡大して示す斜視図であり、図 7は図 6の X— X'におけ るプリズムシート 6の断面図であり、図 8は図 6の Y— Y'におけるプリズムシート 6の断 面図である。また、図 9は図 6中の第 2プリズム列 6bのみを拡大して示す斜視図であり 、図 10は図 9の第 2プリズム列 6bの変形例である。

[0040] 図 6〜図 9に示すように第 2プリズム列 6bは、凹部 6cと凸部 6dが交互に連なり構成 されている。ここで、凹部 6cは頂部の断面形状は鋭形であり、頂部が低い位置にあり 、凸部 6dは頂部の断面形状が丸みを有し、頂部が高い位置にある。以下、第 2プリズ ム列 6bにおける凹部 6c以外の部分を凸部 6dとする。 [0041] この構成により、この第 2プリズム列 6bの稜線は高低差が生じ、プリズム面にシート を重ね合わせたとき凸部 6dによりこのシート全体が支持される。また、凹部 6cの頂部 は第 1プリズム列 6aと同様に重ね合わされたシートの主面と当接しないため、頂部を 鋭形に形成しても、傷つきが防止される。

[0042] また、図 6では説明上、凸部 6dを一定間隔で密に設けてある力 第 2プリズム列 6b における凸部 6dの割合をできるだけ少なくし、凹部 6cの割合を多く設けることで、頂 部が鋭形である領域が増え、プリズムシート 6全体の輝度向上効果は上昇する。また 、図 9に示すように、凸部 6dと凹部 6cの境界は緩やかな曲面を形成している。ここで 、凸部 6dと凹部 6cの境界に段差が形成された場合、この段差部分が光学的に光つ てみえるため、表示装置としての品位低下につながる。したがって、この境界部、特 にプリズム列の斜面は緩やかな曲面が形成される必要がある。

[0043] なお、凹部 6c及び凸部 6dのピッチは必ずしも同じである必要はなぐ図 10に示す ように、凹部 6c及び凸部 6dのピッチを変化させ、第 2プリズム列 6bを形成する溝線を 波線状に形成してもよい。

[0044] また、凸部 6dは重ね合わされたシート全体を均等に支持できるよう構成することが 好ましぐ更に、凸部 6dを繋いだ線が直線になると液晶モジュールの格子と干渉ムラ が発生する可能性がある。図 11は本実施形態に係るプリズムシート 6の変形例であ る力 図 11に示すように、凸部 6dをプリズムシート 6の第 2主面の平面視においてラ ンダムに配置してプリズムシートを形成してもよい。なお、図 11では、第 1プリズム列 6 a及び凹部 6cについて図示していないが、凸部 6dをランダムに配置するため、第 1プ リズム列 6a及び第 2プリズム列 6bを蛇行して形成したり、凹部 6c及び凸部 6dのピッ チを変化させて形成してもよ!/、。

[0045] なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ種々の変更が可 能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて 得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

産業上の利用可能性

[0046] 本発明は、大型の液晶表示装置に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 光源からの光が入射する第 1主面と、前記入射した光が出射する第 2主面とを備え 前記第 2主面に断面が三角形状の第 1プリズム列が複数並列して形成されているプ リズムシートにおいて、

前記第 2主面には前記第 1プリズム列より頂部が高ぐ且つ、その頂部が丸みを有す る第 2プリズム列が複数形成されていることを特徴とするプリズムシート。

[2] 前記第 2プリズム列の頂部の断面形状の半径が 3 a m以上であることを特徴とする 請求項 1に記載のプリズムシート。

[3] 前記第 2プリズム列には頂部が低い凹部が複数形成され、該凹部の頂部断面形状 が鋭形であることを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のプリズムシート。

[4] 前記第 2プリズム列における前記凹部以外の部分が、前記第 2主面の平面視にお いてランダムに配置されていることを特徴とする請求項 3に記載のプリズムシート。

[5] 請求項 1及至請求項 4の!/、ずれかに記載のプリズムシートと、

前記プリズムシートの前記第 1主面に対して光照射可能に配置された光源と、 前記第 2主面の側に配置され、前記光源から出射し前記光学部品を透過した光を 制御する液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。