(57)【要約】      （修正有）【課題】バックライトを有するカラー液晶表示装置において、消費電力の増大を抑えつつ表示をより一層明るくする。【解決手段】透過する可視波長域が異なるサブ画素の組でなる画素を複数有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に配置された導光板および前記液晶表示パネルと前記導光板との間に配置されたプリズムシートを有するバックライトと、を備える液晶表示装置であって、前記バックライトから前記サブ画素に向かう光の光路上には、当該サブ画素において透過させる可視波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は反射する補色反射フィルタが配置されており、前記プリズムシートは、光透過性を有する基材６１と、当該基材の上に設けられた複数のプリズム６２からなり、前記プリズム６２は、前記基材と接する面に接している第１の斜面および第２の斜面の傾斜角度が概ね等しい液晶表示装置。【選択図】図６
2011191387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトとを有し、
前記液晶表示パネルの表示領域は、透過する可視波長域が異なるサブ画素の組でなる画素を複数有し、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルの背面側に配置された導光板と、前記導光板の端辺の１つに沿って配置された１個または２個以上の光源と、前記液晶表示パネルと前記導光板との間に配置されたプリズムシートとを有する液晶表示装置であって、
前記バックライトから前記サブ画素に向かう光の光路上には、当該サブ画素において透過させる可視波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は反射する補色反射フィルタが配置されており、
前記プリズムシートは、光透過性を有する基材と、当該基材の上に設けられた複数のプリズムからなり、
前記プリズムは、稜線が一方向に延びており、かつ、前記基材と接する第１の面における前記稜線と平行な二辺のうちの一方の辺と接している第１の斜面の傾斜角度と、前記平行な二辺のうちの他方の辺と接している第２の斜面の傾斜角度とが概ね等しいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記プリズムにおける前記第１の斜面と前記第２の斜面との間には、前記第１の斜面と接する第３の斜面および前記第３の斜面と接する第４の斜面を有し、前記第４の斜面は、前記第１の斜面と概ね平行であり、
前記プリズムシートは、前記稜線の方向が前記導光板における前記光源が配置された端辺の方向と概ね平行であり、かつ、それぞれの前記プリズムは前記第１の斜面のほうが前記第２の斜面よりも前記光源から遠くなる向きに配置されてい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】
前記プリズムにおける前記第１の斜面の傾斜角度は、前記導光板から出射した光源光のうちの輝度または光度が最大値となる光が前記第１の面および前記第１の斜面で屈折したときの出射方向が、前記液晶表示パネルの正面方向となるように調整されてい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４】
前記プリズムにおける前記第１の斜面の傾斜角度と前記第２の斜面の傾斜角度との差が、±５度以下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。
【請求項５】
前記プリズムシートの屈折率が、１．４９から１．７までのいずれかで有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６】
前記補色反射フィルタは、前記液晶層と前記プリズムシートとの間に配置されてい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７】
前記液晶表示パネルと前記プリズムシートとの間に光拡散シートが配置されてい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８】
前記サブ画素は、当該サブ画素において透過させる可視波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は吸収されるカラーフィルタを有し、
前記補色反射フィルタは、前記バックライトと前記カラーフィルタとの間に配置されていることを特徴とする請求項１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、エッジライト方式（導光板方式）のバックライトを有する液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、たとえば、携帯電話端末等の携帯型電子機器に搭載される液晶ディスプレイ、パーソナルコンピューター等に接続して用いる液晶ディスプレイ、薄型テレビ等に広く用いられており、近年、その需要が高まっている。これらのカラー液晶表示装置の多くは、液晶表示パネルの背面側にバックライト（照明装置）が配置されている。
【０００３】
バックライトを有するカラー液晶表示装置（以下、単に「液晶表示装置」と呼ぶ。）は、液晶表示パネルの各画素におけるバックライトからの光の透過光量を画素毎に独立して調節することで映像や画像を表示する。このとき、液晶表示パネルの一画素は、透過する可視波長域が異なるサブ画素を組み合わせてなり、各サブ画素における透過光量の組み合わせを調節することで、一画素の色を表現する。ＲＧＢ方式のカラー表示に対応した液晶表示パネルの場合、一画素は、たとえば、赤色系の光の透過光量を調節するサブ画素（以下、Ｒ画素と呼ぶ。）、緑色系の光の透過光量を調節するサブ画素（以下、Ｇ画素と呼ぶ。）、および青系の光の透過光量を調節するサブ画素（以下、Ｂ画素と呼ぶ。）の３つのサブ画素からなる。
【０００４】
またこのとき、液晶表示パネルとしては、液晶層を挟んで配置される一対の偏光板を有し、液晶層により光の偏光状態を制御することで表示を行うものが、比較的低い駆動電圧でコントラスト比の高い映像が得られることから望ましい。このような液晶表示パネルの表示方式としては、たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＥＣＢ（Electrical Controlled Birefringence）方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Aligned）方式等が知られている。いずれの表示方式であっても、液晶表示パネルは、通常、一対の基板と、これらの基板の間に挟持される液晶層と、一対の基板および液晶層を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、液晶層により光の偏光状態を変化させることで各画素における光の透過光量を制御して映像や画像を表示する。なお、近年の液晶表示パネルには、たとえば、偏光板を用いる代わりに、基板に偏光層を設けたものもある。
【０００５】
一方、液晶表示装置のバックライトには、エッジライト方式（導光板方式と呼ぶこともある。）、直下方式（反射板方式と呼ぶこともある。）、面状光源方式等があり、液晶表示装置の用途等に応じて使い分けられている。このうちのエッジライト方式のバックライトは、他の方式に比べて薄型化、軽量化、低消費電力化が容易であり、たとえば、携帯型電子機器に搭載する液晶表示装置等に多く用いられている。
【０００６】
エッジライト方式のバックライトは、線状または点状の光源、光源からの光を面状に広げて液晶表示パネル側に出射させる導光板、プリズムシートや拡散シート等の光学シート、反射シート等を有する。
【０００７】
プリズムシートは、導光板と液晶表示パネルとの間に配置され、導光板から出射した光の進行方向を調整する役割を果たす。このプリズムシートは光透過性の光学部材であり、所定の方向に延在しその延在方向に直交する断面が三角形状であるもの、または半円もしくは半楕円形状であるプリズム（光学構造体）を複数連続的にシート状の基材の上に配置した構造のものが一般的である。また、近年では、たとえば、液晶表示装置における輝度を向上させるためにＰ偏光成分を優先的に出射させるような構造にしたプリズムシート（たとえば、特許文献１を参照。）、２種類のプリズムを有するプリズムシート（たとえば、特許文献２を参照。）、プリズムの一面に段差をつけた構造にしたプリズムシート（たとえば、特許文献３を参照。）等が提案されている。
【０００８】
ところで、液晶表示装置においてカラー表示を実現する方式としては、前述のように、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の透過光量（明るさ）を任意に調整し、加法混色により色を表現する方式が一般的である。従来の液晶表示パネルでは、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素のそれぞれに、バックライトからの光（以下、バックライト光と呼ぶ。）のうちの所望の可視波長域の光のみが透過するカラーフィルタ（波長フィルタ）が設けられているのが一般的である。
【０００９】
このような方式の液晶表示パネルを用いた場合、色鮮やかなカラー表示が可能となるが、カラーフィルタを透過する波長域以外の光はカラーフィルタにより吸収されてしまう。すなわち、従来の液晶表示装置では、バックライト光の約２/３はカラーフィルタに吸収され損失となっている。したがって、カラーフィルタで吸収されるバックライト光の割合を減らし、液晶表示装置全体で見たバックライト光の利用効率を向上させることが、より明るい表示または低消費電力の液晶表示装置を実現する上で重要である。
【００１０】
バックライト光の利用効率を向上させる方法の一つとして、近年、たとえば、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素に対応して、透過させるそれぞれの所定の色の波長成分以外の可視波長域の光を反射する性質を有するカラーフィルタ（ダイクロイックフィルタ、ダイクロイックミラー、ブロンズ現象を引き起こす顔料フィルタ等）を備えた表示装置が提案されている（たとえば、特許文献４を参照。）。特許文献４の表示装置では、たとえば、Ｒ色の光のみを透過させるカラーフィルタに入射したバックライト光に含まれるＧ色およびＢ色の光は当該カラーフィルタで反射させて導光板に戻し、導光板で再度反射させてＧ色の光のみを透過させるカラーフィルタまたはＢ色の光のみを透過させるカラーフィルタに導く。そのため、透過する波長域以外の可視波長域の光が吸収されるカラーフィルタを用いた表示装置に比べて、表示装置全体で見たバックライト光の利用効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３２９９０８７号公報
【特許文献２】特開２００９−００３４１２号公報
【特許文献３】特許第４２５０１９２号公報
【特許文献４】特開２００４−２９４６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
より明るい表示の液晶表示装置を実現しようとする場合、特に、表示面を正面から見たときの明るさを明るくすることが重要である。そのため、特許文献４に記載された技術のように所定の色の波長成分以外の可視波長域の光を反射させてバックライトに戻した後、その光を再利用する場合も、バックライト方向に進む光を、表示正面方向に真っ直ぐ戻してやることが重要である。
【００１３】
しかしながら、上記したように、プリズムシートは導光板から出射する光の進行方向を調整する役割、すなわち導光板からの光を表示正面方向に立ち上げる役割を果たすので、逆に液晶表示パネル側から入射する表示正面方向と反対側に進む光は、進行方向が大きく変えられてしまう。このような光がプリズムシートを透過した後、反射シート等で反射して再利用されたとしても、プリズムの断面形状が左右対称形状から大きく外れていると、その多くが表示正面方向とは異なる方向に進む光になってしまう。そのため、従来の液晶表示装置では、液晶表示パネル側からバックライトに戻る光を再利用できたとしても、表示面を正面から見たときの明るさはあまり向上しないという問題がある。
【００１４】
また、より明るい表示の液晶表示装置を実現する方法としては、光源が発する光の光量を多くする方法があるが、この方法には、たとえば、消費電力が増大する、発光効率の高い光源の開発が待たれるといった問題がある。
【００１５】
すなわち、従来の液晶表示装置には、消費電力の増大を抑えつつ表示をより一層明るくすることが難しいという問題があった。また、別の観点でいうと、従来の液晶表示装置には、輝度（表示の明るさ）の低下を抑えつつ消費電力をより一層低くすることが難しいという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、エッジライト方式のバックライトを有するカラー液晶表示装置において、消費電力の増大を抑えつつ表示をより一層明るくすることが可能な技術を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、エッジライト方式のバックライトを有するカラー液晶表示装置において、輝度（明るさ）の低下を抑えつつ消費電力をより一層低くすることが可能な技術を提供することにある。
【００１８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
【００２０】
一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトとを有し、前記液晶表示パネルの表示領域は、透過する可視波長域が異なるサブ画素の組でなる画素を複数有し、前記バックライトは、前記液晶表示パネルの背面側に配置された導光板と、前記導光板の端辺の１つに沿って配置された１個または２個以上の光源と、前記液晶表示パネルと前記導光板との間に配置されたプリズムシートとを有する液晶表示装置であって、前記バックライトから前記サブ画素に向かう光の光路上には、当該サブ画素において透過させる可視波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は反射する補色反射フィルタが配置されており、前記プリズムシートは、光透過性を有する基材と、当該基材の上に設けられた複数のプリズムからなり、前記プリズムは、稜線が一方向に延びており、かつ、前記基材と接する第１の面における前記稜線と平行な二辺のうちの一方の辺と接している第１の斜面の傾斜角度と、前記平行な二辺のうちの他方の辺と接している第２の斜面の傾斜角度とが概ね等しい液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液晶表示装置によれば、消費電力の増大を抑えつつ表示をより一層明るくすることができる。
【００２２】
また、本発明の液晶表示装置は、別の観点で言うと、輝度（明るさ）の低下を抑えつつ消費電力をより一層低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の液晶表示装置における主要部の概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。
【図２】液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線の位置における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’線と直交する方向での液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図５】バックライトの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図６】プリズムの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図７】従来のプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【図８】実施例１の液晶表示装置におけるプリズムの断面形状の変形例の一例を示す模式断面図である。
【図９】図８に示した断面形状と関連する従来のプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【図１０（ａ）】図６に示したプリズムの断面形状に対する第１の応用例を示す模式断面図である。
【図１０（ｂ）】図６に示したプリズムの断面形状に対する第２の応用例を示す模式断面図である。
【図１０（ｃ）】図８に示したプリズムの断面形状に対する第１の応用例を示す模式断面図である。
【図１０（ｄ）】図８に示したプリズムの断面形状に対する第２の応用例を示す模式断面図である。
【図１１】プリズムに入射する光源光の入射角度と輝度との関係を示すグラフ図である。
【図１２】プリズムの第１の斜面の傾斜角度とピーク輝度との関係を示すグラフ図である。
【図１３】液晶表示パネルからの光の出射角度の定義を示す模式断面図である。
【図１４】プリズムの第２の斜面の傾斜角度と正面輝度との関係を示すグラフ図である。
【図１５】本発明に関わる液晶表示装置における液晶表示パネルからの光の出射角度と輝度との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１６】プリズムの第２の斜面の傾斜角度と液晶表示パネルからの出射角度の半値幅との関係の一例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２５】
図１乃至図６は、本発明による実施例１の液晶表示装置の概略構成を説明するための模式図である。
図１は、実施例１の液晶表示装置における主要部の概略構成の一例を示す模式分解斜視図である。図２は、液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’線の位置における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ’線と直交する方向での液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。図５は、バックライトの断面構成の一例を示す模式断面図である。図６は、プリズムの断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００２６】
実施例１の液晶表示装置は、たとえば、図１に示すように、液晶表示パネル１およびバックライト２を有する。また、バックライト２は、エッジライト方式であり、複数の光源３、導光板４、反射シート５、プリズムシート６、および光拡散シート７を有する。なお、本明細書では図示および詳細な説明を省略するが、実施例１の液晶表示装置は、そのほかに、たとえば、液晶表示パネル１を駆動させる駆動回路、バックライト２の明るさを制御する回路、液晶表示パネル１およびバックライト２ならびにこれらの回路を保持するフレーム部材等を有する。
【００２７】
液晶表示パネル１は、ＲＧＢ方式のカラー表示に対応しており、たとえば、図２に示すように、１つの画素ＰＸがＲ画素ＳＰＲ、Ｇ画素ＳＰＧ、およびＢ画素ＳＰＢの３つのサブ画素からなる。なお、図２におけるｘ軸方向およびｙ軸方向は、それぞれ、図１に示したｘ軸方向およびｙ軸方向である。
【００２８】
また、液晶表示パネル１は、たとえば、図３および図４に示すように、第１の基板８、第２の基板９、液晶層１０、第１の偏光板１１、および第２の偏光板１２を有する。なお、図３におけるｘ軸方向およびｚ軸方向、ならびに図４におけるｙ軸方向およびｚ軸方向は、それぞれ、図１に示したｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向である。
【００２９】
液晶層１０とバックライト２との間にある第１の基板８は、ＴＦＴ基板等と呼ばれている基板であり、第１の絶縁基板８０１および第１の薄膜積層体８０２を有する。第１の絶縁基板８０１は、ガラス基板等の透明な絶縁基板である。第１の薄膜積層体８０２は、第１の補色反射フィルタ１３Ｃ、第２の補色反射フィルタ１３Ｍ、および第３の補色反射フィルタ１３Ｙの他に、図示していない走査信号線、映像信号線、ＴＦＴ素子、画素電極、複数の絶縁層、配向膜等を有する。
【００３０】
第１の補色反射フィルタ１３Ｃは、入射した可視波長域の光のうちの赤色の光のみが透過し、赤色の補色である青緑色（シアン）の光は反射する非吸収型のカラーフィルタ（波長フィルタ）であり、Ｒ画素ＳＰＲに配置される。第２の補色反射フィルタ１３Ｍは、入射した可視波長域の光のうちの緑色の光のみが透過し、緑色の補色である赤紫色（マゼンタ）の光は反射するカラーフィルタであり、Ｇ画素ＳＰＧに配置される。第３の補色反射フィルタ１３Ｙは、入射した可視波長域の光のうちの青色の光のみが透過し、青色の補色である黄色の光は反射するカラーフィルタであり、Ｂ画素ＳＰＢに配置される。
【００３１】
液晶層１０から見てバックライト２とは反対側にある第２の基板９は、対向基板またはＣＦ基板等と呼ばれている基板であり、第２の絶縁基板９０１および第２の薄膜積層体９０２を有する。第２の絶縁基板９０１は、ガラス基板等の透明な絶縁基板である。第２の薄膜積層体９０２は、赤色フィルタ１３Ｒ、緑色フィルタ１３Ｇ、および青色フィルタ１３Ｂの他に、図示していないブラックマトリクス、平坦化膜、配向膜等を有する。
【００３２】
赤色フィルタ１３Ｒは、入射した可視波長域の光のうちの赤色系の波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は吸収するカラーフィルタ（波長フィルタ）であり、Ｒ画素ＳＰＲに配置される。緑色フィルタ１３Ｇは、入射した可視波長域の光のうちの緑色系の波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は吸収するカラーフィルタであり、Ｇ画素ＳＰＧに配置される。青色フィルタ１３Ｂは、入射した可視波長域の光のうちの青色系の波長域の光のみが透過し、他の可視波長域の光は吸収するカラーフィルタであり、Ｂ画素ＳＰＢに配置される。
【００３３】
すなわち、液晶表示パネル１のＲ画素ＳＰＲは、バックライト２から出射した光源光１４のうちの赤色の波長域の光１４Ｒのみが通過し、それ以外の波長域の光１５Ｃはバックライト２に戻る。また、液晶表示パネル１のＧ画素ＳＰＧは、バックライト２から出射した光源光１４のうちの緑色の波長域の光１４Ｇのみが通過し、それ以外の波長域の光１５Ｍはバックライト２に戻る。また、液晶表示パネル１のＢ画素ＳＰＢは、バックライト２から出射した光源光１４のうちの青色の波長域の光１４Ｂのみが通過し、それ以外の波長域の光１５Ｙはバックライト２に戻る。そして、バックライト２に戻った光１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ（以下、反射光と呼ぶ。）は、バックライト２で反射して再び液晶表示パネル１に入射する。このとき、Ｒ画素ＳＰＲで反射した反射光１５Ｃが隣接するＧ画素ＳＰＧに入射すれば、反射光１５Ｃに含まれる緑色の波長成分がＧ画素ＳＰＧを通過する。そのため、従来の液晶表示装置では吸収されて損失になっていた光を再利用でき、バックライト２からの光の利用効率が向上する。
【００３４】
実施例１の液晶表示装置における液晶表示パネル１は、上記のように第１の補色反射フィルタ１３Ｃ、第２の補色反射フィルタ１３Ｍ、および第３の補色反射フィルタ１３Ｙを有するが、その他の構成は、たとえば、補色反射フィルタを設けていない透過型の液晶表示パネルの構成のいずれかであればよい。そのため、実施例１では、液晶表示パネル１の構成に関する詳細な説明を省略する。
【００３５】
一方、バックライト２は、前述のように、複数の光源３、導光板４、反射シート５、プリズムシート６、および光拡散シート７を有する。
【００３６】
光源３は、小型、高発光効率、低発熱といった条件を満たすものが望ましく、このような光源としては、たとえば、冷陰極蛍光管や発光ダイオード（ＬＥＤ: Light Emitting Diodes）が挙げられる。このとき、光源３は、導光板４の端面に配置される。
【００３７】
光源３として発光ダイオードを用いる場合、発光ダイオードは点状の光源であるため、導光板４の端面に必要に応じた個数を並べて配置する。このとき、発光ダイオードと導光板４との間には、発光ダイオードが発した光（光源光１４）を線状光源に変換する光学素子を配置するようにしても良い。
【００３８】
また、光源３として発光ダイオードを用いる場合は、たとえば、白色の光を発する発光ダイオード（白色発光ダイオード）を用いることができる。白色発光ダイオードの一例としては、青色の光を発する発光ダイオードと、この青色の光で励起され黄色の光を発する蛍光体とを組み合わせることで白色発光を実現するものがある。また、光源３として白色発光ダイオードを用いる場合は、青色の光または紫外線を発する発光ダイオードと、この光で励起され発光する蛍光体とを組み合わせることで、青色、緑色、および赤色の各波長域に発光ピーク波長を有する白色発光を実現するものを用いてもよい。
【００３９】
また、実施例１の液晶表示装置のように、加法混色によりカラー表示を実現する場合には、光源３として、赤色、緑色、および青色の三原色を発光する発光ダイオードを用いると良い。この場合、特に、液晶表示パネル１に設ける補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙおよびカラーフィルタ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの透過スペクトルに対応した発光ピーク波長を有する発光ダイオードを用いることで、色再現範囲の広い液晶表示装置を実現できる。
【００４０】
導光板４は、たとえば、図５に示すように、光源３から出射した光源光１４を取り込んで導波させつつ、その一部を液晶表示パネル１と対向させた第１の主面４ａから出射させることで、光源光１４を面状光線に変換する機能を有するものである。そのため、導光板４は可視光に対して透明な略矩形の板状部材でなり、かつ、端面から入射して伝播する光源光１４を第１の主面４ａの領域ＡＲ２（図１を参照。）から出射させるための光取り出し構造を有する。光取り出し構造は、導光板４を伝播する光源光１４の進行角度を変える構造であればよく、図５には、光取り出し構造の一例として、第１の主面４ａとは反対側の面にＶ溝４ｖを設けた場合を示している。なお、光取り出し構造には種々の構造があり、たとえば、第１の主面４ａとは反対側の面にＶ溝４ｖとは異なる凹凸形状やレンズ形状等を形成したり、白色顔料によるドット印刷を施したりすることで設けられる。
【００４１】
また、導光板４の材料としては、たとえば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状オレフィン系樹脂を用いることができる。また、導光板４の製造コストや導光板４から出射する光の効率を考慮すると、光取り出し構造は、図５に示したＶ溝４ｖのように、導光板４の表面に微細な段差、凹凸形状、レンズ形状等を形成して設けることが望ましい。
【００４２】
導光板４から見て液晶表示パネル１とは反対側に配置される反射シート５は、たとえば、導光板４を伝播する光源光１４のうちの第１の主面４ａとは反対側の主面で屈折して液晶表示パネル１とは反対の方向に出射した光を導光板４に戻すためのものである。また、反射シート５には、たとえば、反射光１５等の液晶表示パネル１からバックライト２に向かう光を液晶表示パネル１に戻す役割もある。反射シート５としては、たとえば、樹脂板または高分子フィルム等の支持基材上に、高い反射率を有する反射層を形成したものを用いることができる。反射層は、たとえば、支持基材上にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法やスパッタリング法等により成膜したり、支持基材上に増反射膜となるように誘電体多層膜を形成したり、あるいは支持基材上に白色顔料をコートしたりする等の方法で形成することができる。また、反射層は、屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで反射手段として機能するようにしたものであってもよい。またさらに、反射シート５の反射面を鏡面とすることで、以下に示す実施例１のプリズムシート６がより効果的に機能する。
【００４３】
導光板４と液晶表示パネル１との間に配置されるプリズムシート６は、導光板４から出射する光源光１４の進行方向を変化させる光路変換手段として機能する。具体的には、導光板４の領域ＡＲ２から出射した光源光１４の進行方向が、液晶表示パネル１における表示面正面方向（図１および図５におけるｚ軸方向）になり、表示領域ＡＲ１に入射するように変化させる。
【００４４】
プリズムシート６は、図５に示したように、透明なフィルムを基材６１とし、その表面に複数のプリズム６２を列状に形成したものを用いることが生産性等産業上の有用性を考慮すると現実的である。このとき、基材６１は、たとえば、トリアセチルセルロースフィルムや無延伸のポリカーボネートフィルム等、あるいはポリカーボネート系樹脂やオレフィン系樹脂等からなるフィルムを一方向に延伸することによって製造することができる。また、基材６１としては、比較的安価で取り扱いやすいＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いることが産業上は極めて有用である。
【００４５】
また、プリズムシート６は、プリズム６２の稜線の方向が、導光板４の端面のうちの光源３が配置された端面の方向（ｘ軸方向）と平行になるように配置する。またこのとき、プリズムシート６は、基材６１におけるプリズム列の形成面が液晶表示パネル１側を向くように配置する。
【００４６】
プリズムシート６と液晶表示パネル１との間に配置される光拡散シート７は、たとえば、プリズムシート６により進行方向が変わった光源光１４を拡散させて、たとえば、光の拡がり角を調整したり面輝度を均一化させたりするためのものである。
【００４７】
さて、実施例１の液晶表示装置におけるプリズム６２は、たとえば、図６に示すように、略三角形状の断面を有する形状にしている。このとき、光源３は、プリズムシート６の左手にある。以下の説明では、プリズム６２における略三角形状の断面を構成する３つの面について、基材６１と接している面を第１の面、第１の面における稜線方向と平行な二辺のうちの光源３から遠いほうの辺と接している面を第１の斜面Ｓ１、第１の面における稜線方向と平行な二辺のうちの光源３から近いほうの辺と接している面を第２の斜面Ｓ２と呼ぶ。
【００４８】
また、プリズム６２の底角、すなわち第１の面に対する第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１および第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は、概ね同じ角度になるようにする。
【００４９】
導光板４から出射した光源光１４は、プリズムシート６に対して入射角度θ１で入射した後、第１の斜面Ｓ１で屈折して液晶表示パネル１に向かう。このとき、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は、導光板４から出射した光源光１４のうちの、特に輝度または光度が最大となる入射角度θ１の光がプリズム６２に入射したときに、この光を表示面正面方向（ｚ軸方向）に屈折するような角度にする。こうすると、液晶表示パネル１に入射する光源光１４において輝度または光度が最大となる光のうちの、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙで反射した反射光１５（１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｙ）は、表示面正面方向からプリズム６２に戻ってくる。このとき、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１を第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２とほぼ同じ角度にしておくと、図６に示したように、表示面正面方向から戻ってきて第２の斜面Ｓ２に入射した反射光１５がプリズムシート６から出射するときの出射角度θ２は、導光板４から出射した光源光１４のうちの輝度または光度が最大となる光の入射角度θ１と概ね等しくなる。
【００５０】
したがって、表示面正面方向から戻ってきてプリズムシート６を通過した反射光１５が導光板４または反射シート５で反射して再びプリズムシート６に入射するときの入射角度は、導光板４から出射した光源光１４のうちの輝度または光度が最大となる光の入射角度θ１と概ね等しくなる。すなわち、実施例１の液晶表示装置では、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）からバックライト２にほぼ真っ直ぐに戻ってきた反射光１５を反射させて液晶表示パネル１側に出射させるときに、表示面正面方向にほぼ真っ直ぐに出射させることが可能となる。
【００５１】
ところで、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙで反射して表示正面方向（ｚ軸方向）からバックライト２にほぼ真っ直ぐに戻ってきた反射光１５が反射シート５等で反射して再び液晶表示パネル１側に出射する場合、図５および図６に示したようなｙｚ平面と平行な断面（以下、主断面と呼ぶ）で見ると、再び液晶表示パネル１側に出射するときの位置は、バックライト２に戻ってくるときの位置よりも光源３から遠くなっている。しかしながら、図２および図４に示したように、ｙ軸方向に並んでいるサブ画素が、透過する波長域の同じサブ画素であると、反射光１５が液晶表示パネル１に再入射しても補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙで反射してしまう。
【００５２】
しかしながら、バックライト２から出射する光源光１４は、指向性が高いものの、ある程度の拡がりを持っている。特に、図３に示したようなｘｚ平面で見たときの光源光１４の拡がり角は、図２および図４に示したようなｙｚ平面で見たときの光源光１４の拡がり角よりも大きい。すなわち、図６に示した光源光１４および反射光１５には、それぞれ、ｘ軸方向の変位成分を有する光が含まれている。このようなｘ軸方向の変位成分を有する光が再び液晶表示パネル１側に出射するときのｘ軸方向の位置は、バックライト２に戻ってくるときの位置からずれる。そのため、あるサブ画素の補色反射フィルタで反射してバックライト２に戻った反射光１５は、補色反射フィルタおよび反射シート５での反射を繰り返しているうちに、異なる可視波長域の光を透過するサブ画素に入射することになり、当該サブ画素で利用される。
【００５３】
図７は、従来のプリズムシートにおけるプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【００５４】
ここで、実施例１のプリズムシート６におけるプリズム６２の作用効果を示すために、従来のプリズムと比較する。従来のプリズムシート６におけるプリズム６２は、たとえば、図７に示すように、断面形状が略三角形状であるものの、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１が第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２に比べて小さい。このとき、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１は、導光板４から出射した光源光１４が第２の斜面Ｓ２にほとんど入射しないような角度、すなわちプリズム６２を通る光源光１４と概ね平行になるよう角度に設定されている。このように、導光板４から出射した光源光１４を効率良く利用しようとした場合には、第１の斜面Ｓ１と第２の斜面Ｓ２とで役割が異なるため、プリズム６２の断面は、図７に示したような非対称な三角形状となっているのが一般的である。
【００５５】
しかしながら、プリズム６２の断面が図７に示すような非対称な三角形状であると、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）からほぼ真っ直ぐに戻ってきて第２の斜面Ｓ２に入射した反射光１５がプリズムシート６から出射するときの出射角度θ２は、光源光１４が第１の面に入射するときの入射角度θ１よりも小さくなる。そのため、反射光１５が導光板４または反射シート５で反射してプリズムシート６に再入射するときの入射角度θ２は、光源光１４の入射角度θ１よりも小さくなる。したがって、プリズム６２を通過した反射光１５を、再び表示面正面方向（ｚ軸方向）にほぼ真っ直ぐに出射させることができず、補色反射フィルタを用いた効果が低減してしまう。
【００５６】
以上のことから、補色反射フィルタを用いて、その効果を十分に発揮させるためには、プリズム６２の断面形状を、図６に示したような概略対称な三角形状にするのが良い。ここで示される効果は、補色反射フィルタを設けた液晶表示パネル1のように入射する光源光１４の概略半分程度を反射させるような場合に有効であり、反射してバックライト２に戻ってくる反射光１５が僅かな場合には、光源光１４の第２の斜面Ｓ２による散乱によって正面輝度は増大しない。
【００５７】
話を戻して、実施例１の液晶表示装置で用いるプリズムシート６におけるプリズム列のピッチとしては、数十μｍ程度が実用的である。このとき、プリズム６２の具体的な寸法および傾斜角度β１，β２は、基材６１やプリズム６２を構成する透明体の屈折率に応じて、光学シミュレーション等を駆使して選択すれば良い。たとえば、プリズム６２の屈折率を１．６、ピッチを３５μｍとした場合、導光板４から出射した光源光１４のうちの輝度や光度が最大となる角度の光がプリズムシート６に入射したときに、この光を表示面正面方向に屈折させる第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は６９度である。したがって、実施例１の液晶表示装置におけるプリズムシート６では、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１も６９度とするのが良い。
【００５８】
プリズム６２を構成する透明体としては紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等、いずれの透明体を用いても良い。また、所望の屈折率を実現するために、必要に応じて、酸化チタン等の透明で屈折率が高い微粒子を含有させても良い。この場合は、少なくとも可視波長域の光に対する散乱が小さくなるように、微粒子の直径は数ｎｍから数十ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００５９】
次に、光拡散シート７について説明する。実施例１の液晶表示装置では、図１および図５に示したように、プリズムシート６と液晶表示パネル１との間には、必要に応じて光拡散シート７を配置しても良い。光拡散シート７は、プリズムシート６を通過て液晶表示パネル１に向かう光を拡散させることで出射角度の分布を広げる、または輝度の面内均一性を高める機能を有する。光拡散シート７としては、たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、透明媒体中に当該透明媒体とは屈折率の異なる透光性の微粒子を混合した拡散層を高分子フィルムの表面に形成したもの、板もしくはフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたもの、アクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。また、プリズムシート６のプリズム形成面は傷が付きやすいため、光拡散シート７をプリズムシート６の保護層として機能させても良い。
【００６０】
以上のような構成である実施例１の液晶表示装置における正面輝度とTotal-flux（全光束）を測定したところ、図７に示したような断面形状である従来のプリズムシート６を用いた比較例１の液晶表示装置と比較してTotal-flux（全光束）が３５％、正面の輝度が３９％増大した。なお、正面輝度とは表示面正面（ｚ軸）からの角度が２．５度以内の立体角内の輝度を示す。また、実施例１の液晶表示装置では、プリズム６２の屈折率を１．６、傾斜角度β１，β２をともに６９度としている。また、比較例１の液晶表示装置は、プリズム６２の屈折率を１．６、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１を５４度、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２を６９度としており、かつ、補色反射フィルタを設けていない液晶表示パネル１を用いている。またさらに、従来のプリズムシート６を有するバックライト２と補色反射フィルタを有する液晶表示パネル１とを組み合わせた比較例２の液晶表示装置は、比較例１の液晶表示装置と比較すると、Total-flux（全光束）は３５％で変わらないのに対して、正面輝度が３２％しか増大しなかった。すなわち、実施例１の液晶表示装置のように、断面形状が概略対称な三角形状のプリズム６２を有するプリズムシート６と補色反射フィルタを有する液晶表示パネル１とを組み合わせることで、正面輝度の向上率が増大する。
【００６１】
以上説明したように、実施例１の液晶表示装置によれば、補色反射フィルタで反射した反射光１５の利用効率、すなわちバックライト２からの光源光１４の利用効率を向上させることができ、消費電力の増大を抑えつつ表示をより一層明るくすることができる。
【００６２】
また、実施例１の液晶表示装置は、別の観点で言うと、輝度（明るさ）の低下を抑えつつ消費電力をより一層低くすることができる。
【００６３】
図８および図９は、実施例１の液晶表示装置におけるプリズム６２の断面形状の変形例を説明するための模式図である。
図８は、実施例１の液晶表示装置におけるプリズムの断面形状の変形例の一例を示す模式断面図である。図９は、図８に示した断面形状と関連する従来のプリズムの断面形状の一例を示す模式断面図である。
【００６４】
実施例１の液晶表示装置におけるプリズム６２の断面形状の一例として、図６に示した断面形状は、概略三角形状である。しかしながら、プリズム６２の断面形状は、これに限らず、たとえば、図８に示すように、第１の斜面Ｓ１側に段差を有する構造であってもよいことはもちろんである。
【００６５】
図８に示した断面形状は、たとえば、特許文献３に開示されている構造であり、第１の斜面Ｓ１と第２の斜面Ｓ２との間に、第３の斜面Ｓ３および第４の斜面Ｓ４を有する。このとき、第４の斜面Ｓ４は第１の斜面Ｓ１と平行であり、第３の斜面Ｓ３は第１の斜面Ｓ１および第４の斜面Ｓ４と角度β３で接している。
【００６６】
このような断面形状を有するプリズム６２においても、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２と第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１とを同じ角度にすれば、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）から戻ってくる反射光１５が第２の斜面Ｓ２から入射したときの出射角度θ２は、光源光１４の入射角度θ１と概ね等しくなる。したがって、図６に示した断面形状のプリズム６２を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００６７】
これに対し、図８に示した断面形状と関連する従来のプリズムの断面形状、すなわち特許文献３に開示されているプリズム６２の断面形状の一例を図９に示す。このとき、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は、表示面正面方向の輝度が最大となるように設定されている。一方、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１は、導光板４から出射した光源光１４がプリズムシート６に入射したときに第２の斜面Ｓ２に入射しないように設定されている。またさらに、第３の斜面Ｓ３は、たとえば、第３の斜面Ｓ３に入射した光が、第１の斜面Ｓ１または第４の斜面Ｓ４から出射する光源光１４のプリズム効果による色の変化を抑制するために設けられている。
【００６８】
図９に示したような断面構成のプリズム６２の場合、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）から戻ってくる反射光１５が第２の斜面Ｓ２から入射したときの出射角度θ２は、光源光１４の入射角度θ１よりも小さくなる。したがって、プリズム６２を通過した反射光１５を、再び表示面正面方向（ｚ軸方向）にほぼ真っ直ぐに出射させることができず、補色反射フィルタを用いた効果が低減してしまう。
【００６９】
図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）は、実施例１の液晶表示装置におけるプリズム６２の断面形状の応用例を説明するための模式図である。
図１０（ａ）は、図６に示したプリズムの断面形状に対する第１の応用例を示す模式断面図である。図１０（ｂ）は、図６に示したプリズムの断面形状に対する第２の応用例を示す模式断面図である。図１０（ｃ）は、図８に示したプリズムの断面形状に対する第１の応用例を示す模式断面図である。図１０（ｄ）は、図８に示したプリズムの断面形状に対する第２の応用例を示す模式断面図である。
【００７０】
図６に示したような略対称な三角形状のプリズム６２における傾斜角度β１，β２を６９度とした場合、プリズム６２の頂角は４２度と鋭角となる。そのため、プリズム６２は、たとえば、図１０（ａ）または図１０（ｂ）に示すように、頂角部分（先端）を平坦にカットしたような形状、またはプリズム先端を滑らかに丸めた形状にしてもよい。こうすることで、たとえば、製造時や使用時において先端が破損し難いという利点がある。このように、プリズムの先端を平坦または丸めた形状にしても、上記した補色反射フィルタを用いた場合のプリズムによる正面輝度向上効果は変わらないことは明白である。
【００７１】
また、このような構成は、たとえば、図８に示したような段差を有するプリズム６２においても言える。この場合も、たとえば、図１０（ｃ）または図１０（ｄ）に示すように、プリズム先端を平坦にカットした形状、または滑らかに丸めた形状とすることで、製造時や使用時において先端が破損し難くなる。
【実施例２】
【００７２】
図１１乃至図１４は、実施例１の液晶表示装置におけるプリズム６２の傾斜角度β１，β２の望ましい値を説明するための模式図である。
図１１は、プリズムに入射する光源光の入射角度と輝度との関係を示すグラフ図である。図１２は、プリズムの第１の斜面の傾斜角度とピーク輝度との関係を示すグラフ図である。図１３は、液晶表示パネルからの光の出射角度の定義を示す模式断面図である。図１４は、プリズムの第２の斜面の傾斜角度と正面輝度との関係を示すグラフ図である。
【００７３】
実施例２では、実施例１で説明した構成をもとにし、プリズム６２の底角（傾斜角度β１，β２）を系統的に変化させて求めた当該傾斜角度β１，β２の最適な範囲について説明する。
【００７４】
まずは、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２について説明する。導光板４から出射した光源光１４がプリズムシート６に入射するときの入射角度θ１と輝度との関係は、たとえば、図１１に示したような関係になる。図１１に示したグラフは、横軸が入射角度θ１（度）であり、縦軸が輝度ＢＲ（任意単位）である。また、導光板４は、アクリル系樹脂で構成されている。また、液晶表示パネル１はＰ偏光成分を透過するように設定しているため、図１１には、Ｐ偏光成分のみを考慮した輝度を示している。
【００７５】
図１１からわかるように、光源光１４の輝度は、入射角度θ１が８０度付近の方向にピークを持つ。このような角度分布の光源光１４に対して、プリズム６２の第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２の角度を変化させて、液晶表示パネル１を透過した光の出射角度θ３とピーク輝度を測定したところ、図１２に示すような結果が得られた。図１２に示したグラフは、横軸が液晶表示パネル１からの出射角度θ３（度）であり、縦軸がピーク輝度ＰＢＲ（任意単位）である。また、出射角度θ３は、図１３に示すように、光源光１４が主として伝播する方向と概ね平行な主断面（ｙｚ平面）で見た出射角度であり、かつ、光源３から遠ざかる方向への傾きを正にしている。また、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は５８度から７５度まで変化させた。
【００７６】
図１２からわかるように、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２を５８度から６６度にした場合、ピーク輝度ＰＢＲが大きくなるものの、液晶表示パネル１からの出射角度θ３も１０度以上になる。すなわち、このようなプリズムを使用した場合には、正面輝度よりも、斜め方向から見たときの輝度のほうが明るくなってしまう。正面輝度を向上させるには、ピーク輝度を示す出射角度θ３が−５度から５度の範囲になるようにすることが望ましい。また、傾斜角度β２を大きくしていくと、出射角度θ３が４度の付近から急激にピーク輝度が低下する。したがって、プリズム６２における第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２として望ましい条件は６９度であることがわかる。
【００７７】
次に、傾斜角度β２を６９度とし、実施例１で示した補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを有する液晶表示装置を用いて、第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１の検討を行った結果を、図１４に示す。図１４のグラフは、横軸が傾斜角度β１（度）であり、縦軸が正面輝度ＦＢＲの相対値である。なお、縦軸の正面輝度ＦＢＲは、補色反射フィルタを設けておらず、かつ、プリズム６２は屈折率１．６のアクリレートの紫外線硬化樹脂で傾斜角度β２が６９度、傾斜角度β１が５８度の液晶表示装置における正面輝度を基準値（ＦＢＲ＝１）としている。
【００７８】
また、図１４のグラフにおいて、ＣＳＰ１は図６に示した断面形状のプリズムシート６を用いたときの検討結果であり、ＣＳＰ２は図８に示した断面形状のプリズムシート６を用いたときの検討結果である。
【００７９】
図１４からわかるように、傾斜角度β１を５８度から増大させていくと正面輝度ＦＢＲが増大し、傾斜角度β１が傾斜角度β２と同じ角度である６９度±５度の付近で急激に正面輝度ＦＢＲが増大することがわかる。これは傾斜角度β１と傾斜角度β２が近接することにより、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）からほぼ真っ直ぐに戻ってきた反射光１５を、再び表示面正面方向（ｚ軸方向）にほぼ真っ直ぐに出射させ、正面輝度を増大させるからである。
【００８０】
次に、プリズム６２における第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１を変化させた場合の補色反射フィルタの効果を定量的に評価した結果について述べる。傾斜角度β２を６９度とし、傾斜角度β１が５８度または６９度の条件において、それぞれ、補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置に対する、補色反射フィルタを設けた液晶表示装置の正面輝度の比を評価した。その結果、傾斜角度β１が５８度の場合には１．０９倍しか増大しないのに対して、傾斜角度β１が６９度の場合には、１．１３倍に増大した。すなわち、第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２と第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１とをほぼ同じ角度とすることにより、補色反射フィルタの効果がより引き出せることがわかった。
【００８１】
以上より、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを用いて光源光１４のうちのカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂで吸収される光を反射させ、有効利用しようとした場合、プリズムの第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１は第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２とほぼ同じ角度にするのが良く、その最適な範囲は、傾斜角度β１の角度が傾斜角度β２に対して±５度の範囲にするのが望ましい。このようにすることで、正面輝度を高くすることができ、表示をさらに明るくすることができる。
【実施例３】
【００８２】
図１５は、本発明に関わる液晶表示装置における液晶表示パネルからの光の出射角度と輝度との関係の一例を示すグラフ図である。
なお、図１５のグラフは、横軸が出射角度θ３（度）であり、縦軸が輝度ＢＲの相対値である。また、図１５における出射角度θ３は、図１３に示した主断面（ｙｚ平面）で見た出射角度である。
【００８３】
実施例３では、液晶表示パネルを通過した光の出射角度θ３の角度分布について述べる。
【００８４】
実施例１または実施例２の液晶表示装置における液晶表示パネル１からの出射角度θ３と輝度ＢＲとの関係を調べたところ、たとえば、図１５に示すような結果が得られた。なお図１５における輝度ＢＲは、プリズム６２の傾斜角度β２を６９度、傾斜角度β１を５８度とし、かつ、補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置における輝度の角度分布を測定したときの０度（θ３＝０度）における輝度を基準値（ＢＲ＝１）としている。また、プリズム６２は屈折率１．６のアクリレートの紫外線硬化樹脂を用いている。また、導光板４はアクリル系樹脂で構成されたものを用い、図１１に示したようなプリズムへの入射角依存性を持つものを使用した。
【００８５】
液晶表示装置における視角特性としては、図１５に示すような半値幅σｙｚ（ピーク高さの半分の位置における幅）が重要な特性の１つである。半値幅σｙｚが狭い場合には、液晶表示装置を正面から少し傾けると極端に輝度が低下してしまうため、表示性能としては劣ったものとなってしまう。半値幅σｙｚは少なくとも３０度程度あったほうが良い。なお、半値幅については、ｘ軸方向の半値幅（すなわちｘｚ面で見た角度分布）とｙ軸方向の半値幅σｙｚの両方を考慮しなければならないが、ｘ軸方向の半値幅については３５度から４０度程度はあり、十分に広いと言える。
【００８６】
ここで、補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置について５８度から７５度まで傾斜角度β１を変化させて角度分布を測定した結果、および補色反射フィルタを設けた液晶表示装置について５８度から７５度まで傾斜角度β１を変化させて角度分布を測定した結果を図１６に示す。
【００８７】
図１６は、プリズムの第２の斜面の傾斜角度と液晶表示パネルからの出射角度の半値幅との関係の一例を示すグラフ図である。
なお、図１６のグラフは、横軸が第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１（度）であり、縦軸が出射角度θ３の半値幅σｙｚ（度）である。また、図１６において、実線の曲線は補色反射フィルタを設けた液晶表示装置における角度分布を示しており、破線の曲線は補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置における角度分布を示している。
【００８８】
図１６からわかるように、傾斜角度β１を５８度から大きくしていくと、多少のゆらぎはあるものの、傾斜角度β１が６９度の完全に対称な構造（β１＝β２）に近づくほど半値幅σｙｚは狭まっていく。このとき、補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置の結果については、傾斜角度β１が６９度の近傍で半値幅σｙｚが３０度を大きく下回るので、このような構成は実用的でない。一方、補色反射フィルタを設けた液晶表示装置は補色反射フィルタを設けていない液晶表示装置に比べて全体的に半値幅σｙｚが増大している。すなわち、補色反射フィルタを設けると正面輝度を増大させるだけでなく、広い視角特性にすることが可能となる。補色反射フィルタを設けた液晶表示装置の傾斜角度β１を５８度から大きくしていくと、半値幅σｙｚは狭くなるものの３０度を大きく下回ることは無く、視角特性も保障される。
【００８９】
以上より、プリズム６２における第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２と第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１とをほぼ同じ角度にして正面輝度を向上させる場合には、補色反射フィルタが必要であり、これにより表示性能の優れた液晶表示装置を実現できることがわかる。
【実施例４】
【００９０】
実施例４では屈折率の異なるプリズムシート６を使用した場合の例について述べる。プリズムシート６は、導光板４から出射した光（光源光１４および反射光１５）の進行方向を調整する役割を果たし、その形状は、導光板４から出射した光源光１４のうちの輝度または光度が最大値となる角度の光が入射した際に、その進行方向がほぼ表示面正面方向（ｚ軸方向）に屈折するように形成される。したがって、導光板４とプリズムシート６とは、ほぼ正面の輝度が最大となるような光学部材を組み合わせて使用することになる。
【００９１】
実施例４においては、導光板４にポリカーボネート系樹脂を使用し、輝度が最大となるＰ偏光成分のプリズムシート６への入射角度θ１が６０度のものを使用した。また、プリズムシート６については屈折率１．４９のポリメチルメタクリレート樹脂を使用した。
【００９２】
この場合において、液晶表示パネル１への入射角度を５度以内とするためには、プリズム６２における第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は７５度以上である必要がある。そこで、傾斜角度β２を７５度として、補色反射フィルタを設けた液晶表示装置における第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１の検討を行った結果、傾斜角度β１が傾斜角度β２と同じ角度である７５度±５度付近で急激に輝度が増大するという結果を得た。すなわち、屈折率の異なるプリズムを用いても、傾斜角度β１と傾斜角度β２とを近接させることにより、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）からほぼ真っ直ぐに戻って来た反射光１５を、再び表示面正面方向（Ｚ方向）にほぼ真っ直ぐに出射し、正面輝度を増大させることができる。
【００９３】
このことは、プリズム６２に１．７以上の高屈折率の材料を用いた場合にもいえる。このような高屈折率のプリズム６２は、プリズム中に高屈折率材料をドープすることによって作成可能であるが、一般的にプリズムシート６の価格は高価なものとなる。屈折率が１．７のプリズム６２を使用した場合について述べる。導光板４は実施例１で使用したものと同じものを使用しており、輝度が最大となるＰ偏光成分のプリズムシート６への入射角度θ１は８０度程度である。この場合に液晶表示パネル１への入射角度を５度以内にするためには、プリズム６２における第１の斜面Ｓ１の傾斜角度β２は６３度以上である必要がある。そこで、傾斜角度β２を６３度として、補色反射フィルタを設けた液晶表示装置における第２の斜面Ｓ２の傾斜角度β１の検討を行った結果、傾斜角度β１が傾斜角度β２と同じ角度である６３度±５度付近で急激に輝度が増大するという結果を得た。高屈折率のプリズムを用いても、傾斜角度β１と傾斜角度β２とを近接させることにより、補色反射フィルタで反射して表示面正面方向（ｚ軸方向）からほぼ真っ直ぐに戻って来た反射光１５を、再び表示面正面方向（Ｚ方向）にほぼ真っ直ぐに出射し、正面輝度を増大させることができる。
【００９４】
上記で評価したプリズム６２の屈折率の範囲、すなわち１．４９から１．７の屈折率を有するプリズムシート６は、明るく、綺麗で、低コストの液晶表示装置を実現する上で実用的な範囲である。
【００９５】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【００９６】
たとえば、前記実施例では、プリズムシート６が１枚であるバックライト２を挙げたが、これに限らず、プリズムシートが２枚のバックライトを用いてもその効果は変わらないことは明白である。
【００９７】
また、実施例１で挙げたように、液晶表示パネル１に補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを設ける場合、当該補色反射フィルタにより、各サブ画素において透過させる可視波長域以外の波長は除去（反射）される。そのため、液晶表示パネル１における各サブ画素には、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを設けなくてもよいことはもちろんである。
【００９８】
また、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙを設ける位置は、バックライト２から各サブ画素に向かう光の光路上であればよく、適宜変更可能であるが、液晶層１０とバックライト２との間に設けることが望ましい。このとき、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙは、図３および図４に示したような第１の絶縁基板８０１と液晶層１０との間に限らず、たとえば、第１の基板８と第１の偏光板１１との間であってもよいし、第１の偏光板１１におけるバックライト２と対向する面の上であってもよい。またさらに、補色反射フィルタ１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙは、液晶表示パネル１に設ける代わりに、透明な基材の上に設けてフレーム部材により液晶表示パネル１とバックライト２との間に配置してもよいことはもちろんである。
【００９９】
また、実施例１（図２）では、１つの画素における３つのサブ画素（Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素）が、光源３の並ぶ方向（ｘ軸方向）に並んでいる。しかしながら、サブ画素の並びは、これに限らず、光源３が発した光が主として伝播する方向（ｙ軸方向）に並んでいてもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【０１００】
１  液晶表示パネル
２  バックライト
３  光源
４  導光板
５  反射シート
６  プリズムシート
６１  基材
６２  プリズム
７  光拡散シート
８  第１の基板
８０１  第１の絶縁基板
８０２  第１の薄膜積層体
９  第２の基板
９０１  第２の絶縁基板
９０２  第２の薄膜積層体
１０  液晶層
１１  第１の偏光板
１２  第２の偏光板
１３Ｒ  赤色フィルタ
１３Ｇ  緑色フィルタ
１３Ｂ  青色フィルタ
１３Ｃ  第１の補色反射フィルタ
１３Ｍ  第２の補色反射フィルタ
１３Ｙ  第３の補色反射フィルタ
１４  光源光
１５  反射光
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１０（ｄ）】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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