(57)【要約】【課題】プリズムシートのプリズムの稜線が液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられたものを使用してもモアレ縞が目立たない液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源２４と、導光板２２と、前記導光板２２の上面に順次配置された拡散シート２１、プリズムの稜線が互いに直交する方向に配置された第１及び第２のプリズムシート１９、２０、下側偏光板１３、液晶セル１２及び上側偏光板１１とを備えた液晶表示装置１０Ａにおいて、前記第１及び第２のプリズムシートの稜線は前記液晶セル１２の行方向に対して平行ないしは直交する方向に設けられており、前記下側偏光板１３は、前記液晶セル１２側から順次、第１の粘着材層１５、第１の透明フィルム１６、偏光フィルム１７及び第２の透明フィルム１８が積層されており、かつ、前記第１の粘着材層１５中には光拡散材を混入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を取り入れる導光板と、前記導光板の上面に順次配置された拡散シート、プリズムシート、下側偏光板、行方向及び列方向に配置された複数の画素を有する液晶セル及び上側偏光板とを備えた液晶表示装置において、前記プリズムシートは、プリズムの稜線が前記液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられており、前記下側偏光板は、前記液晶セルの下方に順次、第１の粘着材層、第１の透明フィルム、偏光フィルム及び第２の透明フィルムが積層されており、かつ、前記第１の粘着材層中には光拡散材が混入されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記プリズムシートは、プリズムの稜線が互いに直交する２枚のプリズムシートからな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】
前記下側偏光板は、前記第２の透明フィルムの下方に、第２の粘着材層を介して輝度上昇フィルムが設けられてい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】
前記輝度上昇フィルムは、前記プリズムシートと接する側に、ハードコート処理されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
光源と、前記光源からの光を取り入れる導光板と、前記導光板の上面に順次配置された拡散シート、プリズムシート、下側偏光板、行方向及び列方向に配置された複数の画素を有する液晶セル及び上側偏光板とを備えた液晶表示装置において、前記プリズムシートは、プリズムの稜線が前記液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられており、前記下側偏光板は、前記液晶セルの下方に順次、第１の粘着材層、第１の透明フィルム、偏光フィルム、第２の透明フィルム、第２の粘着材層及び輝度上昇フィルムが積層されており、かつ、前記第２の粘着材層中には光拡散材が混入されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記プリズムシートは、プリズムの稜線が互いに直交する２枚のプリズムシートからなることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の粘着材層にも光拡散材が混入されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記輝度上昇フィルムは、前記プリズムシートと接する側に、ハードコート処理されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特にプリズムシートとしてプリズムの稜線が液晶セルの行方向に対して平行ないしは直交する方向に設けられているものを使用してもモアレ縞の発生の少ない液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示装置は、液晶セルとバックライト光源との間に拡散シート、レンズシート、プリズムシート、偏向フィルム等の各種光学シートを備えている。このうち、プリズムシートは、液晶セルの正面輝度向上のためにバックライト光源からの光を導光板の発光面の鉛直方向（法線角度が０度の方向）に光を集光するために用いられているものである。このプリズムシート５０は、図４に示すように、表面５１が微細なプリズム面を備え、裏面５２が平滑面を有する透明なシートから構成されており、表面の微細なプリズム面には多数の一定のピッチｐで形成された平行なＶ字状の溝５３及び逆Ｖ字状の稜線５４を備えている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
そして一般に、アクティブマトリクス型の液晶セルにおけるＲＧＢの各画素は、図５に示したように、それぞれ矩形状をしており、このＲＧＢの各画素が液晶セルの行方向及び列方向に、一定のピッチで多数繰り返し配列されている。
【０００４】
したがって、プリズムシートが液晶セルとバックライト光源との間に配置される場合、図６（ａ）に示したように、液晶セルの一定のピッチで行方向及び列方向に配列されたＲＧＢの各画素とプリズムシートの多数の一定のピッチで形成されたＶ字状の溝ないしは逆Ｖ字状の稜線５４（なお、図６においてはＶ字状の溝については省略した。）とが平行に近くなるように配置されると、両者の干渉によっていわゆるモアレ縞（干渉縞）が発生してしまい、非常に目障りとなる。そのため、プリズムシートとしては、図６（ｂ）に示したように、プリズムの稜線５４の方向が液晶セルの行方向と平行ないしは直交しないように所定角度θだけ傾けたもの、すなわち、プリズムシートの各辺とプリズムの稜線５４がなす角度を所定角度θだけ傾けたものが使用されている。
【０００５】
この所定角度θは、θ＝０度から徐々に大きくなると、その大きさに比例してモアレ縞の間隔が徐々に小さくなり、終にはモアレ縞の間隔が人の目には認識できなくなるので、実質的にモアレ縞が存在しないように見える。
【０００６】
この場合、液晶セルの各画素の配列方向を傾けてもプリズムシートの稜線の方向を傾けても同様の効果が得られるが、液晶セルの各画素は一般的には液晶セルの基板の行方向及び列方向に繰り返し配列されており、しかも、液晶セルの各画素の配列方向を傾けるよりもプリズムシートの稜線の方向を傾ける方が容易であるため、一般的にはプリズムシートの稜線の方向をプリズムシートの各辺からθ＝約４５度傾けたプリズムシートが多く使用されている。そして、特に携帯電話機用ないしはパソコン用の液晶表示装置としては、表面輝度を高くするとともに視野角を狭くして周囲の人から見えないようにするために、２枚のプリズムシートがそれぞれの稜線が直交するように組み合わされて使用されている。
【特許文献１】特開平８−６８９９７号公報（特許請求の範囲、段落［００２８］〜［００３０］、［００６１］〜［００７５］、図１〜図６）
【特許文献２】特開平１１−５２３７２号公報（特許請求の範囲、段落［００１７］〜［００２７］、図１〜図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなプリズムシートの各辺とプリズムシートの稜線がなす角度が所定角度θだけ傾いたものを使用すると、通常はθ＝０度の縦方向ないしは横方向にプリズムが形成された原板から金型により所定の角度θだけ傾けた方向に切断して製造されるため、原板の端部においては矩形のプリズムシートを得ることができない。そのため、プリズムシートの原板に余り部分ができるので、各プリズムシートのコストが高くなるという問題点が存在する。
【０００８】
加えて、プリズムシートの稜線が液晶セルの各画素の配列方向とは傾いた方向に取り付けられるので、この稜線が各画素の透光部を斜め方向に横切ることになるため、輝度が低下するという問題点も存在する。
【０００９】
これに対して、プリズムシートのプリズムの稜線がθ＝０度のプリズムシートの各辺と平行ないしは直角になっているものを使用すると、上述のようなプリズムフィルムのコスト及び輝度の問題点は解決し得るが、液晶セルの行方向とプリズムシートのプリズムの稜線が平行ないしは直角に近くなってしまうため、両者の干渉によりモアレ縞が発生してしまうので、このモアレ縞対策が必要不可欠である。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、プリズムシートのコスト及び輝度低下に関する問題点を解決するために、プリズムシートとしてプリズムの稜線が液晶セルの行方向と平行ないしは直交する方向に設けられているものを使用しても、モアレ縞が目立たない液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１の本発明では、光源と、前記光源からの光を取り入れる導光板と、前記導光板の上面に順次配置された拡散シート、プリズムシート、下側偏光板、行方向及び列方向に配置された複数の画素を有する液晶セル及び上側偏光板とを備えた液晶表示装置において、前記プリズムシートは、プリズムの稜線が前記液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられており、前記下側偏光板は、前記液晶セルの下方に順次、第１の粘着材層、第１の透明フィルム、偏光フィルム及び第２の透明フィルムが積層されており、かつ前記第１の粘着材層中には光拡散材が混入されている。
【００１２】
請求項２の本発明では、前記プリズムシートは、プリズムの稜線が互いに直交する２枚のプリズムシートからなる。
【００１３】
請求項３の本発明では、前記下側偏光板は、前記第２の透明フィルムの下方に、第２の粘着材層を介して輝度上昇フィルムが設けられている。
【００１４】
請求項４の本発明では、前記輝度上昇フィルムは、前記プリズムシートと接する側に、ハードコート処理されている。
【００１５】
請求項５の本発明では、光源と、前記光源からの光を取り入れる導光板と、前記導光板の上面に順次配置された拡散シート、プリズムシート、下側偏光板、行方向及び列方向に配置された複数の画素を有する液晶セル及び上側偏光板とを備えた液晶表示装置において前記プリズムシートは、プリズムの稜線が前記液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられており、前記下側偏光板は、前記液晶セルの下方に順次、第１の粘着材層、第１の透明フィルム、偏光フィルム、第２の透明フィルム、第２の粘着材層及び輝度上昇フィルムが積層されており、かつ、前記第２の粘着材層中には光拡散材が混入されている。
【００１６】
請求項６の本発明では、前記プリズムシートは、プリズムの稜線が互いに直交する２枚のプリズムシートからなる。
【００１７】
請求項７の本発明では、前記第１の粘着材層にも光拡散材が混入されている。
【００１８】
請求項８の本発明では、前記輝度上昇フィルムは、前記プリズムシートと接する側に、ハードコート処理されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記の構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、プリズムシートとしてプリズムの稜線が液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられているものを使用したので、第１にプリズムシートの原板より余り部分がないように無駄なく切り出したプリズムシートを使用できるためにコストが安くなる。第２に、第１粘着材層中に光拡散材が混入されているために光が高度に拡散されるから、必然的に生じるモアレ縞が視認し難くなる。第３に、プリズムの稜線が液晶セルの各画素の配列方向に対して傾いていないので液晶表示装置の輝度が上昇する、という効果を奏する。更に、プリズムシートが１枚であるので、視野角の広いモニタやテレビ等に最適な液晶表示装置が得られる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明によれば、プリズムシートが２枚設けられているので、プリズムシートが１枚の場合よりも輝度が向上すると共に視野角が狭くなるので、他人に見られたくない携帯電話機用ないしはパソコン用の表示装置として最適な液晶表示装置が得られる。
【００２１】
また、請求項３に係る発明によれば、輝度上昇フィルムはバックライト光源からの可視光のうち下側偏光板に吸収されてしまう偏光成分を反射するが、この反射光は反射シートにより再反射されて下側偏光板により吸収されない偏光光に変換されて再利用されるので下側偏光板を透過する光の量が増加するため、より輝度の高い液晶表示装置が得られる。
【００２２】
また、請求項４に係る発明によれば、輝度上昇フィルムのプリズムシートと接する側にハードコート層が設けられているため、輝度上昇フィルムがプリズムシートと接触しても傷がつき難く、かつ、ソリが生じ難くなるので、表示品質が劣化しない液晶表示装置が得られる。
【００２３】
さらに、請求項５に係る発明によれば、第２の粘着材層に光拡散材が混入されているので、請求項１に係る発明と同様の効果を奏する液晶表示装置が得られる。
【００２４】
また、請求項６に係る発明によれば、プリズムシートが２枚設けられているため、プリズムシートが１枚の場合よりも輝度が向上すると共に視野角が狭くなるので、他人に見られたくない携帯電話機用ないしはパソコン用の表示装置として最適な液晶表示装置が得られる。
【００２５】
また、請求項７に係る発明によれば、第２の粘着材層だけでなく第１の粘着材層にも光拡散材が混入されているため、よりモアレ縞が視認し難い液晶表示装置が得られる。
【００２６】
また、請求項８に係る発明によれば、輝度上昇フィルムのプリズムシートと接する側にハードコート層が設けられているので、輝度上昇フィルムがプリズムシートと接触しても傷がつき難く、かつ、ソリが生じ難くなるので、表示品質が劣化しない液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例及び図１〜図３を用いて詳細に説明するが、以下に述べた実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
【実施例１】
【００２８】
実施例１の液晶表示装置１０Ａを、その縦断面図である図１を用いて説明する。実施例１の液晶表示装置１０Ａは、大きく分けて上側偏光板１１、液晶セル１２、下側偏光板１３、バックライトセット１４がそれぞれ下方に積層されて形成されている。このうち、下側偏光板１３は、液晶セル１２の下方に順に第１の粘着材層１５、第１の透明フィルム１６、偏光フィルム１７及び第２の透明フィルム１８が積層されて一体化されたものからなり、偏光フィルム１７はヨウ素や二色性染料等からなる偏光素子が入ったポリビニルアルコール等の偏光基材からなり、また、第１及び第２の透明フィルム１６及び１８は透明なトリアセチルセルロースからなり、偏光フィルム１７の保護の役割を果たしている。そして、粘着材層１５により第１の透明フィルム１６、偏光フィルム１７及び第２の透明フィルム１８が液晶セル１２の下部基板に貼り付けられている。
【００２９】
一方、バックライトセット１４は、液晶セル１２の下方に順に、プリズムの稜線が互いに直交する方向に配置された第１及び第２のプリズムシート１９、２０、拡散シート２１、導光板２２及び反射シート２３が配置されており、導光板２２の側部には管状冷陰極管ないしは発光ダイオードからなるバックライト光源２４が配置されている。
【００３０】
なお図１では、わかりやすくするために、第１及び第２のプリズムシート１９、２０、拡散シート２１、導光板２２及び反射シート２３は互いに接していないように示されているが、これの構成要素は液晶表示装置１０Ａを図示しない枠部材内に組み込んだ際に、互いに接するようにされている。
【００３１】
このうち、実施例１においては、第１及び第２のプリズムシート１９、２０として、プリズムの稜線が、図６（ａ）に示したような、プリズムシートの各辺と平行ないしは直交する方向に設けられているものが使用されており、また、下側偏光板１３の第１の粘着材層１５には透明微粒子からなる光拡散材が混入されている。
【００３２】
このように、プリズムシートとしてプリズムの稜線がプリズムシートの各辺と平行ないしは直交する方向に設けられているものを使用すると、プリズムの稜線が前記液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に配置されてしまうので、従来技術ではモアレ縞が目立ってしまう。しかしながら、実施例１では、第１の粘着材層１５に光拡散材を混入しているために、液晶セルに入射する光の入射方向に規則性が少なくなっているので、モアレ縞が目立たなくなる。
【００３３】
しかも、プリズムシートのプリズムの稜線がプリズムシートの各辺と平行ないしは直交する方向に設けられている場合は、プリズムシートの原板より余り部分がないように無駄なく切り出すことができるので、実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば安価なプリズムシートを使用しながらもモアレ縞の発生が少ない液晶表示装置が得られる。
【００３４】
なお、実施例１では、プリズムシート１９，２０として２枚使用したものを示したが、プリズムシートを１枚としてもよい。プリズムシート１９，２０を２枚設けると、プリズムシートが１枚の場合よりも輝度が向上すると共に視野角が狭くなるので、他人に見られたくない携帯電話機用ないしはパソコン用の表示装置として最適な液晶表示装置が得られる。逆にプリズムシートが１枚であれば、プリズムシートが２枚の場合よりも輝度が低下するが、視野角が広くなるので、モニタやテレビ等の画像表示装置に適するようになる。
【実施例２】
【００３５】
実施例２の液晶表示装置１０Ｂを、その縦断面図である図２を用いて説明する。ただし、図２においては図１に示す実施例１の液晶表示装置１０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。実施例２の液晶表示装置１０Ｂが実施例１の液晶表示装置１０Ａと構成が相違している点は、下側偏光板１３のうち、第２の透明フィルム１８の第１のプリズムシート１９と対向する側に第２の粘着材層２５を介して輝度上昇フィルム２６を設け、輝度上昇フィルム２６と第２の透明フィルム１８を第２の粘着材層２５を介して接着した点であり、他の構成は実施例１の液晶表示装置１０Ａと同一である。
【００３６】
この輝度上昇フィルム２６は、反射型偏光技術に基づき、バックライト光源２４からの可視光のうち液晶セル１２の下側に配置されている偏光フィルム１７に吸収されてしまう偏光成分を選択的に反射し、この反射光を反射シート２３により再反射させて偏光フィルム１７により吸収されない偏光光に変換させることにより再利用するものであって、ＤＢＥＦ（商品名、住友スリーエム株式会社製）等として市販されているものを使用し得る。このような輝度上昇フィルム２６を使用すると、実施例１の液晶表示装置１０Ａと同様の効果を奏しながらもさらに高輝度の液晶表示装置１０Ｂが得られる。
【００３７】
この場合、実施例２の下側偏光板１３は、液晶セル１２側から順に第１の粘着材層１５、第１の透明フィルム１６、偏光フィルム１７、第２の透明フィルム１８、第２の粘着材層２５及び輝度上昇フィルム２６が積層されたものからなるが、この輝度上昇フィルム２６の例としては市販のＤＢＥＦ−Ｐ２（商品名、住友スリーエム株式会社製）を使用し、第１の粘着材層１５に光拡散材を混入したものを使用することができる。なお、実施例２においても、実施例１の場合と同様に、プリズムシートは２枚であっても１枚であってもかまわない。
【実施例３】
【００３８】
実施例３の液晶表示装置１０Ｃを、その縦断面図である図３を用いて説明する。なお、図３においては、図１及び図２に示す実施例１及び２の液晶表示装置１０Ａ及び１０Ｂと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。実施例３の液晶表示装置１０Ｃが実施例２の液晶表示装置１０Ｂと構成が相違している点は、輝度上昇フィルム２６の第１のプリズムシート１９と対向する側にハードコート層２７を設けた点であり、他の構成は実施例２の液晶表示装置１０Ｂと同一である。
【００３９】
すなわち、第１のプリズムシート１９はプリズムの稜線を有しているが、輝度上昇フィルム２６が温度変化等によりゆがんだりずれたりした場合、第１のプリズムシート１９の稜線と接触して傷がついて劣化することがある。しかしながら、輝度上昇フィルム２６の第１のプリズムシート１９と対向する側にハードコート層２７を設けたので、輝度上昇フィルム２６が第１のプリズムシート１９と接触しても傷がつき難く、かつ、ソリが生じ難くなるので、実施例２の液晶表示装置１０Ｂと同等の効果を奏しながらも、表示品質が劣化しない液晶表示装置１０Ｃが得られる。
【００４０】
この場合、下側偏光板１３は、第１の粘着材層１５、第１の透明フィルム１６、偏光フィルム１７、第２の透明フィルム１８、第２の粘着材層２５、輝度上昇フィルム２６及びハードコート層２７が積層されたものからなるが、この輝度上昇フィルム２６及びハードコート層２７が積層されたものの例としては市販のＤＢＥＦ−Ｐ２−ＨＣ（商品名、住友スリーエム株式会社製）を使用し、第１の粘着材層１５に光拡散材を混入したものを使用することができる。
【００４１】
なお、実施例３においても、実施例１の場合と同様に、プリズムシートは２枚であっても１枚であってもかまわない。
【００４２】
また、実施例２及び実施例３の液晶表示装置１０Ｂ、１０Ｃでは、第１の粘着材層１５にのみ光拡散材を混入した例を示したが、これに換えて第２の粘着材層２５に光拡散材を混入しても、或いは第１の粘着材層１５及び第２の粘着材層２５の両者に光拡散材を混入しても良い。第１の粘着材層１５に光拡散材を混入する換わりに第２の粘着材層２５に光拡散材を混入させれば、第１の粘着材層に光拡散材を混入した場合と同等の効果を奏することができる。また、特に第１の粘着材層１５及び第２の粘着材層２５の両者に光拡散材を混入させると、光が液晶セル１２の照射面に対して全面に亘って良好に拡散されるので、プリズムシートとしてプリズムの稜線が液晶セルの行方向に対して平行または直交する方向に設けられているものを使用してもモアレ縞が全く目立たないようにすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の液晶表示装置の縦断面図である。
【図２】実施例２の液晶表示装置の縦断面図である。
【図３】実施例３の液晶表示装置の縦断面図である。
【図４】プリズムシートの拡大縦断面図である。
【図５】液晶セルの各画素部分の拡大平面図である。
【図６】プリズムシートの稜線の方向を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  液晶表示装置
１１  上側偏光板
１２  液晶セル
１３  下側偏光板
１４  バックライトセット
１５、２５  粘着材層
１６、１８  透明フィルム
１７  偏光フィルム
１９、２０  プリズムシート
２１  拡散シート
２２  導光板
２３  反射シート
２４  バックライト光源
２６  輝度上昇フィルム
２７  ハードコート層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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