特開 2024-106434 バックライト及び液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106434

(43)【公開日】2024-08-08

(54)【発明の名称】バックライト及び液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20240801BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 481

G02F1/13357

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023010677

(22)【出願日】2023-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 浩史

(72)【発明者】

【氏名】柴田 倫秀

(72)【発明者】

【氏名】岡田 真文

【テーマコード（参考）】

2H391

3K244

【Ｆターム（参考）】

2H391AA03

2H391AB04

2H391AC13

2H391AC32

2H391AD35

2H391AD38

3K244AA01

3K244BA16

3K244BA48

3K244CA02

3K244DA01

3K244GA01

3K244GA02

3K244GB02

3K244GB13

3K244GC02

3K244GC13

(57)【要約】

【課題】液晶表示装置からの出射光の配光分布を非対称とすることが出来るバックライトを実現する。
【解決手段】
本発明によるバックライトは次のような構成である。複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤに対向してプリズムシートが配置したバックライトであって、前記プリズムシートは、前記ＬＥＤと対向する第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面を有し、前記第１の面には、第１の底辺と第１のピッチＬ１を有する第１のプリズムが形成され、前記第２の面には、長さがＬ２である第２の底辺と、第１の底角θ１と、第１の底角よりも小さい第２の底角θ２を有する不等辺３角形である断面を有する第２のプリズムが形成され、Ｌ２＜Ｌ１、であることを特徴とするバックライト。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤに対向してプリズムシートが配置したバックライトであって、
前記プリズムシートは、前記ＬＥＤと対向する第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面を有し、
前記第１の面には、第１の底辺と第１のピッチＬ１を有する第１のプリズムが形成され、
前記第２の面には、長さがＬ２である第２の底辺と、第１の底角と、第１の底角よりも小さい第２の底角を有する不等辺３角形である断面を有する第２のプリズムが形成され、
Ｌ２＜Ｌ１
であることを特徴とするバックライト。

【請求項2】

前記第１のプリズムの前記底辺の長さは、前記第１のピッチＬ１と同じであることを特徴とするプリズムシートを有する請求項１に記載のバックライト。

【請求項3】

前記第１のプリズムの断面は、２等辺３角形であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。

【請求項4】

前記プリズムシートにおいて、Ｌ２／Ｌ１は０．５以上０．７以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。

【請求項5】

前記プリズムシートにおいて、前記第１の底角は、８０度以上で９０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。

【請求項6】

前記プリズムシートにおいて、前記第２の底角は、２０度以上で３０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。

【請求項7】

前記複数のＬＥＤと前記プリズムシートの間には、拡散シートが配置していることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。

【請求項8】

液晶表示パネルの背面にバックライトが配置した液晶表示装置であって、
前記バックライトは、請求項１乃至７のいずれか1項に記載のバックライトであることを特徴とする液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薄型で、配光分布が法線に対して非対称であるバックライト及びこれを用いた表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年は、自動車のダッシュボードに配置されている種々の表示装置は、バックライトを用いた液晶表示装置によって置き換えられている。さらに、カーナビゲーションやＴＶ等の表示装置も配置されている。

【0003】

自動車に搭載される表示装置は、通常の表示装置とは異なる特性を要求される。例えば、表示画面のフロントガラスへの映り込みを防止するために、表示装置からの、上側への配光を減らす、あるいは、表示装置をダッシュボードの中央に配置したような場合、運転席と助手席の両方からみることが出来るように、横方向には広い配光角を必要とする、等である。

【0004】

このような対策を行った液晶表示装置として、例えば、特許文献１が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１－１９５９１３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

表示装置は、自動車のダッシュボードの色々な位置に配置されるので、ドライバから見やすいように、横方向には、広い視野角をとれるような表示装置が必要とされる。言い換えると、液晶表示装置を出射した光は、横方向に広い配光角を持つ必要がある。

【0007】

表示装置が横方向に広い配光角を持つと、自動車のドアガラスに表示が映り込む場合がある。ドアガラスの外側には、サイドミラーが配置されている。すなわち、ドアガラスに表示装置の表示が映り込むと、サイドミラーが見えなくなり、運転の安全性が阻害される。

【0008】

ところで、液晶は自ら発光しないので、バックライトを必要とする。以上のような、液晶表示装置の配光特性は、バックライトの配光特性と言い換えることが出来る。本発明の課題は、運転席及び助手席からは、表示を視認でき、ドアガラスには映り込まないような液晶表示装置、あるいは、バックライトを実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。

【0010】

（１）複数のＬＥＤと、前記ＬＥＤに対向してプリズムシートが配置したバックライトであって、前記プリズムシートは、前記ＬＥＤと対向する第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面を有し、前記第１の面には、第１の底辺と第１のピッチＬ１を有する第１のプリズムが形成され、前記第２の面には、長さがＬ２である第２の底辺と、第１の底角と、第１の底角よりも小さい第２の底角を有する不等辺３角形である断面を有する第２のプリズムが形成され、Ｌ２＜Ｌ１、であることを特徴とするバックライト。

【0011】

（２）前記プリズムシートにおいて、Ｌ２／Ｌ１は０．５以上０．７以下であることを特徴とする（１）に記載のバックライト。

【0012】

（３）前記プリズムシートにおいて、前記第１の底角は、８０度以上で９０度以下であることを特徴とする（１）に記載のバックライト。

【0013】

（４）前記プリズムシートにおいて、前記第２の底角は、２０度以上で３０度以下であることを特徴とする（１）に記載のバックライト。

【0014】

（５）液晶表示パネルの背面にバックライトが配置した液晶表示装置であって、前記バックライトは、（１）乃至（４）のいずれか1項に記載のバックライトであることを特徴とする液晶表示装置。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】液晶表示装置の平面図である。

【図2】液晶表示装置の断面図である。

【図3】自動車の平面透視図である。

【図4A】逆プリズムシートの断面図である。

【図4B】通常のバックライトの輝度分布である。

【図5】本発明で意図するバックライトの輝度分布である。

【図6A】逆プリズムシートの断面図である。

【図6B】通常の逆プリズムシートによる輝度分布の例である。

【図7A】）断面が不等辺3角形のプリズムシートの断面図である。

【図7B】断面が不等辺3角形のプリズムアレイによる輝度分布の例である。

【図8A】本願発明によるプリズムシートの断面図である。

【図8B】本発明によるプリズムシートの断面図と、対応する輝度分布の例である。

【図9】シミュレーションに用いた、本発明によるプリズムシートの各寸法を定義した断面図である。

【図10A】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第２の角度θ２を１０度にした場合の、輝度分布の例を示すフラフである。

【図10B】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第２の角度θ２を２０度にした場合の、輝度分布の例を示すフラフである。

【0016】

【図10C】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第２の角度θ２を３０度にした場合の、輝度分布の例を示すフラフである。

【図10D】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第２の角度を４０度にした場合の、輝度分布の例を示すフラフである。

【図10E】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第２の角度を５０度にした場合の、輝度分布の例を示すフラフである。

【図11A】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図11B】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．６にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図11C】異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度、第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．７にとした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図12A】異方性プリズムの第２の角度θ２を２０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を７０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図12B】異方性プリズムの第２の角度θ２を２０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を８０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図12C】異方性プリズムの第２の角度θ２を２０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を９０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図13A】異方性プリズムの第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を７０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図13B】異方性プリズムの第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を８０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図13C】異方性プリズムの第２の角度θ２を３０度、Ｌ２／Ｌ１を０．５、第１の角度θ１を９０度にした場合の輝度分布を示すグラフである。

【図14A】本発明における好適なプリズムシートの仕様の例である。

【図14B】図１４Aに対応するプリズムの断面図である。

【図15】本発明における好適なプリズムシートの一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に実施例によって本発明を詳細に説明する。

【実施例0018】

図１は液晶表示装置の平面図である。液晶表示装置は液晶表示パネルとバックライトから構成されているが、図１では液晶表示パネルが見えている。図１において、液晶表示パネルは、画素電極、映像信号線、走査線、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が形成されたＴＦＴ基板１００と、ブラックマトリクスあるいはカラーフィルタ等が形成された対向基板２００とが、周辺でシール材１５０を介して接着し、内部に液晶が封入されている構成である。

【0019】

図１において、対向基板２００とＴＦＴ基板１００とが重なった部分に表示領域が形成されている。表示領域には、走査線１０１が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線１０２が縦向に延在し、横方向に配列している。走査線１０１と映像信号線１０２に囲まれた領域に画素１０３が形成されている。画素１０３は表示領域にマトリクス状に形成されている。

【0020】

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００と重なっていない部分は端子領域になっている。端子領域には、映像信号線１０２や走査線１０１と接続するドライバＩＣ１６０が配置している。端子領域には、外部から信号や電源を供給するために、フレキシブル配線基板が接続するが、図１では省略されている。

【0021】

図２は図１のＡ－Ａ断面図であり、液晶表示装置の断面図である。図２において、ＴＦＴ基板１００及び対向基板２００で構成される液晶表示パネル３００の背面にバックライトが配置している。バックライトは直下型で、光源として複数のＬＥＤ２０が使用されている。図２では、全体を収容する筐体は省略されている。

【0022】

バックライトは、下から順に、反射シート１０、光源を構成する複数のＬＥＤ２０、拡散板３０、下拡散シート４０、逆プリズムシート５０、上拡散シート６０で構成されている。但し、図２に示すバックライトの構成は例であり、いずれかの光学部品は省略されることもあるし、別な光学シートが加わることもある。

【0023】

図２において、反射シート１０はＬＥＤ２０から下側に向かう光を液晶表示パネル３００の方向に反射する。ＬＥＤ２０は点光源なので、個々の点光源がスクリーンにて視認されないように、拡散板３０が用いられている。拡散板３０は、他の光学部品を載置する役割を有しているので、例えば、１．５ｍｍ程度と、厚く形成されている。拡散板３０の撓みを防ぐために拡散板３０と反射板１０の間にスペーサが配置される場合もある。なお、図２では例として拡散板３０を使用しているが、必ずしも、板である必要はなく、拡散シートで置き換えてもよい。この場合、厚さも薄くしても良い。

【0024】

図２において、拡散板３０の上に拡散シート４０が配置し、拡散板３０で拡散しきれなかった光をさらに拡散する。拡散シート３０の上には、横方向に広がろうとする光を制御するために、プリズムシート５０が配置している。図２のプリズムシート５０はプリズムアレイが下面に形成されている、いわゆる逆プリズムシートである。本発明は、後で説明するように、このプリズムシート５０を特別な構造とすることによって、バックライトの必要な配光特性を得るものである。図２において、プリズムシート５０の上に、上拡散シート６０が配置している。バックライト側の構成部品と液晶表示パネルに形成された、映像信号線１０２、走査線１０１、ブラックマトリクス等との干渉によるモアレを軽減するためである。

【0025】

図３は、自動車の前半部分を上から視た透視図である。図３において、ボンネットの前にライト５６０が配置し、ボンネットからフロントガラス５１０が斜め上に形成され、その上に屋根が存在している。フロントガラス５１０の内側にはダッシュボード５５０が存在し、ダッシュボード５５０には液晶表示装置６００が配置している。図３において、ドアにはサイドミラー５３０が取り付けられ、運転手７００は、ドアガラス５２０を介してサイドミラー５３０を視認する。

【0026】

ところが、図３の矢印で示すように、液晶表示装置６００からの出射光がドアガラス５２０に映り込み、反射して、運転手７００のほうに向かうと、運転手７００は、表示装置の画面をみることは出来るが、サイドミラー５３０を見ることが出来ないことになり、危険である。本発明は、このような問題を解決することである。

【0027】

図４A及び図４Bは、通常の逆プリズムシートを使用した場合の配光分布である。図４Ａは、逆プリズムシートの断面図である。図４Ｂは、図４の逆プリズムシートを使用した場合の、バックライトの配光分布を示すグラフである。図４Ｂにおいて、横軸は、天頂角（度）θであり、縦軸は、最大値を１としてノーマライズした輝度である。図４の輝度分布は、ほぼ、正規分布となっている。図４において、２本の直線の矢印で示した範囲がＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）である。

【0028】

しかし、図４のような配光分布だと、例えば、右側の配光が、ドアガラスに向かい、ドアガラスで反射して、運転手に向かい、運転手がサイドミラーを視る妨げになる。そこで、本発明では、例えば、右側の配光分布を減らし、その結果、例えば、図５のような配光分布とする。

【0029】

図５において、横軸は天頂角であり、縦軸は輝度である。図５において、右側の、ドアガラス側への分布は狭く、左側の、運転手側への分布は広くなっている。したがって、表示装置からドアガラス側に向かう光は少なくなり、ドアガラスで反射して運転手に向かう反射光もすくなくなる。したがって、サイドミラーを視る妨げにはならない。

【0030】

図６A乃至図８Bは、図５に示すような配光分布を持つバックライトを可能にする本発明におけるプリズムシート構成を説明する断面図である。図６Ａは、通常の逆プリズムシートの断面図である。図６Ａに示すように、矢印で示す、逆プリズムシートの法線方向と角度をもって入射した光は、逆プリズムシートによって屈折し、法線方向に出射する。

【0031】

図６Ｂは、これに対応する配光分布の例を示すグラフである。図６Ｂにおいて、横軸は天頂角（度）、縦軸は、輝度の最大値を１００として、ノーマライズしたものであり、単位はａ．ｕ． （ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）である。図６Ｂに示すように、逆プリズムシートによる光の配光分布は、ほぼ、正規分布である。

【0032】

図７Ａは、プリズムシートの上側表面に、異方性プリズムアレイを形成した状態を示す断面図である。図７Ａに示すように、矢印で示す、プリズムシートの法線方向に沿って入射した光は、異方性プリズムシートによって左方向に屈折する。

【0033】

図７Ｂは、図７Ａプリズムシートに対応する配光分布の例を示すグラフである。図７において、配光分布のピークは、横軸である天頂角のゼロの部分ではなく、例えば２５度付近に存在している。すなわち、プリズムシートの法線方向に入射した光は、異方性プリズムシートによって、２５度程度屈曲されてプリズムシートから出射する。

【0034】

図８A及び図８Bは、図６の特性と図７の特性を併せ持つ、本発明によるプリズムシートの断面図と、その作用を示すグラフである。図８Ａは、本発明のプリズムシートの断面図である。図８Ａにおいて、プリズムシートの下側には、図６と同様の逆プリズムアレイが形成されている。一方、図８Ａのプリズムシートの上面には、図７に示すような、異方性プリズムアレイが形成されている。しかし、図８では、図７の異方性プリズムアレイがそのまま、形成されているわけではない。

【0035】

図８Ａに示すように、プリズムシートの上側の例えば、半分の領域に異方性プリズムアレイが形成され、他の半分の領域はフラットである。したがって、図８Ａのプリズムシートから出射する光のうち、半分は、図６のプリズムアレイの作用を受けた光が出射し、半分は、図６のプリズムアレイと図７プリズムアレイの作用を受けた光が出射する。

【0036】

図８Ｂは、図８Ａのプリズムシートに対応する光の配光分布を示すグラフである。図８Ｂにおいて、横軸は天頂角、縦軸は輝度であるが、縦軸は、図６及び図７と比較可能とするために、最大値は５０としてある。図８において、プリズムシート全体としての配光分布は、実線で示したとおりである。この配光分布は、点線Ａで示す、逆プリズムアレイのみの影響を受けた配光分布と、点線Ｂで示す、逆プリズムアレイと異方性プリズムアレイの両方の影響を受けた配光分布を合わせた形となっている。

【0037】

なお、異方性プリズムアレイが形成されている面積は、逆プリズムアレイが形成されている面積の半分に相当するので、点線Ａと点線Ｂのピークは同じとなっている。ところで、図８では、異方性プリズムアレイが形成されている面積は、逆プリズムアレイが形成されている面積の半分であるが、半分というのは例であり、どの程度が適切かは、後で説明する。

【0038】

図９乃至図１３は、本発明によるプリズムシートの構成と作用を説明する図面である。図９は、図１０Ａ乃至図１３Ｃに示すパラメータを定義するための、プリズムシートの断面図である。図９において、頂角θ３が例えば６３度である逆プリズムアレイのピッチはＬ１である。なお、Ｌ１は逆プリズムの底辺の長さと言い換えてもよい。プリズムシートの上側の面に形成された異方性プリズムアレイ底辺の長さはＬ２、ピッチは、逆プリズムアレイのピッチと同じＬ1である。異方性プリズムの第１の底角はθ１（以後単に第１の角度という）であり、第２の底角はθ２（以後単に第２の角度という）である。図１０Ａ乃至図１３Ｃでは、異方性プリズムにおける第１の角θ１、第２の角θ２、及び、Ｌ２／Ｌ１をパラメータとして、本発明によるプリズムシートの特性を評価したものである。

【0039】

図１０Ａ乃至図１０Ｅは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第２の角度θ２を１０度から５０度まで変化させた場合における輝度分布を示すグラフである。図１０Ａにおいて、横軸は天頂角（度）であり、縦軸は、輝度（ａ.ｕ. （ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ））である。図１０Ａにおいて、実線が異方性プリズムアレイから出射した光の配光分布、点線が逆プリズムのみを通過した光の配光分布である。そして一点鎖線がプリズムシート全体の配光分布である。なお、図１０Ａにおける直線の点線の矢印は、ＦＷＨＭであり、プリズムシート全体の出射光の分散の大きさの目安になる。以上で述べた図の説明は、図１３Ｃまで、同じである。

【0040】

図１０Ａにおいて、異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしている。ただし、プリズムシートの法線方向に生ずる最大輝度は、９４％に低下している。

【0041】

図１０Ｂは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第２の角度θ２を２０度とした場合の輝度分布である。図１０Ｂにおいて、異方性プリズムの効果は、図１０Ａの場合よりも大きくなっており、したがって、実線で示す異方性プリズムによる輝度分布は、天頂角でさらにマイナス側にシフトしている。

【0042】

その結果、一点鎖線で示す、全体の輝度分布も、天頂角でマイナス側にシフトしている。ＦＷＨＭも左側にシフトしており、１０度から－２０度である。輝度のピークは小さくなって０．８６である。

【0043】

図１０Ｃは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第２の角度θ２を３０度とした場合の輝度分布である。図１０Ｃにおいて、異方性プリズムの効果は、図１０Ｂの場合よりもさらに大きくなっており、したがって、実線で示す異方性プリズムによる輝度分布は、天頂角でさらにマイナス側にシフトしている。

【0044】

その結果、一点鎖線で示す、全体の輝度分布も、天頂角でマイナス側にシフトしている。ＦＷＨＭも左側にシフトしており、１１度から－２５度である。輝度のピークは小さくなって０．７２である。

【0045】

図１０Ｄは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第２の角度θ２を４０度とした場合の輝度分布である。図１０Ｄにおいて、異方性プリズムの効果は、図１０Ｃの場合よりもさらに大きくなっており、したがって、実線で示す異方性プリズムによる輝度分布は、天頂角でさらにマイナス側にシフトしている。

【0046】

図１０Ｄにおいて、実線で示す異方性プリズムによる輝度分布は、第１のピークは、天頂角が－２０度付近に存在しているが、さらに、６０度付近に第２のピークが存在している。これは、異方性プリズムアレイに入射した光の一部がプリズム面で屈折せずに、全反射をすることを示している。全反射する光は、制御外となり、好ましくない。図１０ＤにおけるＦＷＨＭは１１度から－２４度であり、ピークは、０．６４となっている。

【0047】

図１０Ｅは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第２の角度θ２を５０度とした場合の輝度分布である。図１０Ｅにおいて、実線で示す異方性プリズムによる輝度分布では、－８０度を超えた部分に大きなピークが存在している。これは、これは、異方性プリズムアレイに入射した光のさらに多くの量がプリズム面で屈折せずに、全反射をすることを示している。全反射する光は、制御外となり、好ましくない。図１０ＥにおけるＦＷＨＭは１２度から－１５度であり、ピークは、０．６１となっている。しかし、図１０Ｄ及び図１０Ｅの使用は、全反射光が存在しているので、図１０Ａ乃至図１０Ｃと単純比較することはできない。

【0048】

以上の結果を比較すると、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定した場合は、第２の角度θ２は、２０度乃至３０が適切であると評価することが出来る。

【0049】

図１１Ａ乃至図１１Ｃは、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、第２の角度θ２を３０度に固定し、Ｌ２／Ｌ１を０．５から０．７まで変化させた場合における輝度分布を示すグラフである。各グラフの横軸、縦軸等は、図１０Ａで説明したとおりである。

【0050】

図１１ＡはＬ２／Ｌ１が０．５の場合である。図１１Ａにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１０度乃至－２５度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．７２である。

【0051】

図１１ＢはＬ２／Ｌ１が０．６の場合である。図１１Ｂにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１１度乃至－２８度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．７０である。

【0052】

図１１ＣはＬ２／Ｌ１が０．７の場合である。図１１Ｃにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１１度乃至－３０度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．６０である。

【0053】

図１１Ａ乃至図１１Ｃで示すように、異方性プリズムの第１の角度θ１を７０度に、第２の角度θ２を３０度に固定し、Ｌ２／Ｌ１を０．５から０．７まで変化させた場合、プリズムシートの特性では、際立った変化は生じない。したがって、設計仕様に合うように、Ｌ２／Ｌ１を設定すればよい。

【0054】

図１２Ａ乃至図１２Ｃは、異方性プリズムの第２の角度θ２を２０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第１の角度θ１を７０度から９０度まで変化させた場合における輝度分布を示すグラフである。各グラフの横軸、縦軸等は、図１０Ａで説明したとおりである。

【0055】

図１２Ａは第１の角度θ１が７０度の場合である。図１２Ａにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１０度乃至－２０度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．８６である。

【0056】

図１２Ｂは第１の角度θ１が８０度の場合である。図１２Ｂにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１０度乃至－２０度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．８８である。

【0057】

図１２Ｃは第１の角度θ１が９０度の場合である。図１２Ｃにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１０度乃至－２０度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．９１である。

【0058】

図１２Ａ乃至図１２Ｃを比較すると、ＦＷＨＭは殆ど同じであるが、合成輝度のピーク値は、第１の角度θ１が８０度及び９０度の場合がより大きくなっている。したがって、異方性プリズムの第２の角度θ２を２０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定した場合は、他の条件が許せば、第１の角度θ１は８０度乃至９０度に設定するのが好ましい。

【0059】

図１３Ａ乃至図１３Ｃは、異方性プリズムの第２の角度θ２を３０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定し、第１の角度θ１を７０度から９０度まで変化させた場合における輝度分布を示すグラフである。各グラフの横軸、縦軸等は、図１０Ａで説明したとおりである。

【0060】

図１３Ａは第１の角度θ１が７０度の場合である。図１３Ａにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１１度乃至－２５度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．７２である。

【0061】

図１３Ｂは第１の角度θ１が８０度の場合である。図１３Ｂにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１１度乃至－２５度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．７６である。

【0062】

図１３Ｃは第１の角度θ１が９０度の場合である。図１２Ｃにおいて、実線で示す異方性プリズムアレイを出射した光は、ピークが、天頂角がマイナス側、すなわち、図の左側にシフトしている。したがって、一点鎖線で示す合成光分布もピークが左側にずれている。また、ＦＷＨＭも天頂角でマイナス側にシフトしており、天頂角で１１度乃至－２５度である。一点鎖線で示す合成輝度のピークは０．７９である。

【0063】

図１３Ａ乃至図１３Ｃを比較すると、ＦＷＨＭは殆ど同じであるが、合成輝度のピーク値は、第１の角度θ１が８０度及び９０度の場合がより大きくなっている。したがって、異方性プリズムの第２の角度θ２を３０度に、Ｌ２／Ｌ１を０．５に固定した場合は、他の条件が許せば、第１の角度θ１は８０度乃至９０度に設定するのが好ましい。

【0064】

図１４A及び図１４Bは、図１０Ａ乃至図１３Ｃに示す結果から、プリズムシート、特に、異方性プリズムの形状の好ましい範囲を示すものである。図１４Aにおいて、表には、第１の角度θ１、第２の角度θ２、及び、Ｌ２／Ｌ１の好ましい範囲を記載している。すなわち、異方性プリズムの、第１の角度θ１は、８０度乃至９０度、第２の角度は、２０度乃至３０度、Ｌ２／Ｌ１は０．５乃至０．７が好ましい範囲である。

【0065】

各パラメータは図９に記載したとおりであるが、図１４Bの断面図にも記載している。この図において、Ｌ１は、逆プリズムの底辺の長さ、Ｌ２は、異方性プリズムの底辺の長さと言うことも出来る。

【0066】

図１５は、図１４に示すような異方性プリズムアレイを用いた場合の、プリズムシートの一例を示す断面図である。図１５の数値の単位はμｍである。図１５において、逆プリズムアレイのピッチは５０μｍであり、逆プリズムの頂角は６３度である。一方、上側の面に形成される異方性プリズムの底辺の長さは２５μｍであり、第１の角度は８０度、第２の角度は３０度である。異方性プリズムの高さは１３μｍであるが、これは、第１の角度θ１及び第２の角度θ２、及び、底辺の長さＬ２によって決まる値である。プリズムも含めたプリズムシート全体の厚さは１７９μｍであり、プリズム部分を除いた基材部分の厚さは、１２５μｍである。

【0067】

以上のように、図９乃至図１５で説明したような、プリズムシートを有するバックライトを使用した液晶表示装置を用いれば、表示装置からの光を、必要な方向に向け、配光したくない方向には光を向けないように設定することが可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０…反射シート、 ２０…ＬＥＤ、 ３０…拡散板、 ４０…拡散シート、 ５０…プリズムシート、 ６０…拡散シート、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…走査線、 １０２…映像信号線、 １０３…画素、 １５０…シール材、 １６０…ドライバＩＣ、 ２００…対向基板、 ３００…液晶表示パネル、 ５００…自動車、 ５１０…フロントガラス、 ５２０…ドライバＩＣガラス、 ５３０…サイドミラー、 ５４０…ハンドル、 ５５０…ダッシュボード、 ５６０…ライト、 ６００…液晶表示装置、 ７００…運転手

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15】