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JP4780081B2 - Backlight device and transmissive display device - Google Patents

Backlight device and transmissive display device Download PDF

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JP4780081B2
JP4780081B2 JP2007267800A JP2007267800A JP4780081B2 JP 4780081 B2 JP4780081 B2 JP 4780081B2 JP 2007267800 A JP2007267800 A JP 2007267800A JP 2007267800 A JP2007267800 A JP 2007267800A JP 4780081 B2 JP4780081 B2 JP 4780081B2
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Description

本発明は、照射特性に優れたバックライト装置および表示特性に優れた透過型表示装置に関するものである。   The present invention relates to a backlight device having excellent irradiation characteristics and a transmissive display device having excellent display characteristics.

導光板の異なる２つの入光端面にそれぞれ光源が配置され、上記導光板の出光面側には三角形状プリズム列と円筒状レンズ列とを有する両面プリズムレンズシートが配置され、上記プリズムシートの出光面側には透過型表示パネルが配置された表示装置が開示されている。この表示装置では、上記光源からの光をそれぞれ左右の視差に対応する角度で上記透過型表示パネルから出射し、上記光源に同期させて透過型表示パネルに視差像を交互に表示させることにより、立体表示が可能である（例えば特許文献１参照）。   A light source is disposed on each of two different light incident end faces of the light guide plate, and a double-sided prism lens sheet having a triangular prism array and a cylindrical lens array is disposed on the light exit surface side of the light guide plate. A display device in which a transmissive display panel is arranged on the surface side is disclosed. In this display device, the light from the light source is emitted from the transmissive display panel at angles corresponding to left and right parallaxes, and the parallax images are alternately displayed on the transmissive display panel in synchronization with the light source. Three-dimensional display is possible (see, for example, Patent Document 1).

また、液晶層を含む画像形成層と視差バリア層とが透明層を介して設けられた液晶表示パネルを用いた液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、上記透明層により画像形成層と視差バリア層との間の距離が二重映像表示に適した距離に調節され、上記画像形成層に形成された左側の観察者用の画像と右側の観察者用の画像が、視差バリアを通過した透過光により、それぞれ左側と右側の観察者に導かれ、それぞれ異なる画像を表示する二重映像表示が可能である（例えば特許文献２参照）。   Further, a liquid crystal display device using a liquid crystal display panel in which an image forming layer including a liquid crystal layer and a parallax barrier layer are provided via a transparent layer is disclosed. In this liquid crystal display device, the distance between the image forming layer and the parallax barrier layer is adjusted to a distance suitable for dual image display by the transparent layer, and an image for the left observer formed on the image forming layer is used. The right and left observer images are guided to the left and right observers by the transmitted light that has passed through the parallax barrier, respectively, and a dual video display that displays different images is possible (see, for example, Patent Document 2). ).

国際公開第０４／０２７４９２号パンフレット（第１頁）International Publication No. 04/027482 pamphlet (first page) 特開２００５−２５８０１６号公報（第１頁）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-258016 (first page)

特許文献１に示す表示装置では、導光板の異なる２つの入光端面にそれぞれ配置された光源の点灯切り替えと同期して、異なる２画像を繰り返し液晶パネルに書き換えれば、表示面の法線方向を中心として、左側へ１５度の間から観るユーザーと、右側へ１５度の間から見るユーザーにそれぞれ異なる画像を見せることが可能であるが、主たるユーザーが一人で表示パネルに正対した時に、正面方向に二つの画像が混在するという課題があった。
また、特許文献２の液晶表示パネルは、画素形成層に左側の観察者用の画像と右側の観察者用の画像を表示し、その各々の画像より出射する光が、それぞれ左側と右側の観察者に導かれるように視差バリアを設置しているため、表示角度が斜めであり、表示パネルに正対した時には使い難いという課題があった。また、画像形成層が左側と右側の観察者用に分担されるため、半分の画素数の画像になり、また、視差バリアにより透過光の一部が遮られるため表示が暗くなるという課題があった。 In the display device shown in Patent Document 1, the normal direction of the display surface can be changed by rewriting two different images on the liquid crystal panel in synchronization with the switching of lighting of the light sources respectively arranged on two different light incident end surfaces of the light guide plate. As a center, it is possible to show different images to the user viewing from 15 degrees to the left and the user viewing from 15 degrees to the right, but when the main user faces the display panel alone, There was a problem that two images were mixed in the direction.
Further, the liquid crystal display panel of Patent Document 2 displays an image for the left observer and an image for the right observer on the pixel formation layer, and light emitted from each of the images is observed on the left and right observations, respectively. Since the parallax barrier is installed so as to be guided by a person, there is a problem that the display angle is oblique and it is difficult to use when facing the display panel. In addition, since the image forming layer is shared for the left and right observers, there is a problem that the image is half the number of pixels, and the display is darkened because part of the transmitted light is blocked by the parallax barrier. It was.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、正面方向と左右方向に照射可能なバックライト装置を得ることを目的とする。
また、正面方向と左右方向に明るい画像を表示することが可能な透過型表示装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a backlight device that can irradiate in the front direction and the left-right direction.
It is another object of the present invention to provide a transmissive display device capable of displaying bright images in the front direction and the left-right direction.

本発明に係るバックライト装置は、一方の面に三角形状プリズム列を有する第１のプリズムシートと、この第１のプリズムシートの上記三角形状プリズム列と反対側の出射面の法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光を、上記第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射する第１の光源と、上記第１のプリズムシートの出射面の法線方向に指向性を有する光を、上記第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射する第２の光源とを備えたものである。   A backlight device according to the present invention includes a first prism sheet having a triangular prism array on one surface, and a normal direction of an exit surface of the first prism sheet opposite to the triangular prism array. Light having directivity in an oblique direction and light having directivity in the normal direction of the emission surface of the first prism sheet and the first light source incident on the triangular prism row of the first prism sheet And a second light source incident on the triangular prism row of the first prism sheet.

第１のプリズムシートの出射面の法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光が、第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射し、上記第１のプリズムシートの三角形状プリズム列の斜面で反射して正面方向に出射する。また、上記プリズムシートの出射面の法線方向に指向性を有する光が、第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射し、上記プリズムシートで屈折して、プリズムシートから左右方向に出射する。以上により、正面方向と左右方向とを照射することができる。   Light having directivity in an oblique direction with respect to the normal direction of the exit surface of the first prism sheet is incident on the triangular prism array of the first prism sheet, and the triangular prism array of the first prism sheet The light is reflected from the slope and emitted in the front direction. Further, light having directivity in the normal direction of the emission surface of the prism sheet is incident on the triangular prism row of the first prism sheet, refracted by the prism sheet, and emitted from the prism sheet in the left-right direction. . By the above, a front direction and a left-right direction can be irradiated.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のバックライト装置の斜視図、図２は、図１における光源からの光の透過光路を示す説明図で、プリズムシートの三角形状プリズム列の稜線方向に垂直な面の断面図を用いている。
第１の導光板１の異なる２つの端面側には、それぞれ第１の光源２が配置され、第１の導光板１の光の取り出し側（出射側）には第１のプリズムシート３が設けられ、第１の導光板１の第１のプリズムシート３と反対側には、視野角調整フィルム５を介して第２の光源４が配置されている。また、光源制御部６が設けられ、第１の光源２と第２の光源４からの光の輝度調節または点滅の切り替えを行う。
本実施の形態に係わる第１の光源２としては、通常、ＬＥＤやランプが用いられ、第１の光源から出射された光は、第１の導光板１の端面に入射する。また、本実施の形態に係わる第２の光源４としては、ＬＥＤやランプの他にエレクトロルミネッセンス等の面光源が用いられ、第２の光源から出射された光は、第１の導光板１の主面に入射する。
なお、第１の光源２、第２の光源４は少なくとも１つ配置されれば良いが、本実施の形態に示すように、第１の光源２が第１の導光板１の異なる２つの端面側にそれぞれ配置されたり、第２の光源４が複数個配置されるとバックライト面内における輝度の均一性と照射の配光角度分布を対称にできる。
本実施の形態に係わる第１の導光板１は、側面が矩形状で全体としては平板状であり、上下面の少なくとも一面には光を取り出すために５度以下の緩い傾斜の浅い角度の斜面からなる凹凸プリズムまたはシボが形成されている。第１の光源から第１の導光板１の端面に入射した光は全反射を繰り返しながら進み、一部が光取り出し用のシボの凹凸面に当たり第１の導光板１から出射する。
また、本実施の形態に係る第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の稜線方向は、第１の導光板１の第１の光源２からの光の入射端面と概ね平行とした。平行とすることにより、第１のプリズムシート３から出射する光を容易に第１のプリズムシート３面内で均一にすることができる。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of the backlight device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a light transmission path of light from the light source in FIG. 1 in the ridge line direction of the triangular prism row of the prism sheet A cross-sectional view of a vertical plane is used.
A first light source 2 is disposed on each of two different end face sides of the first light guide plate 1, and a first prism sheet 3 is provided on the light extraction side (outgoing side) of the first light guide plate 1. On the opposite side of the first light guide plate 1 from the first prism sheet 3, a second light source 4 is disposed via a viewing angle adjustment film 5. In addition, a light source control unit 6 is provided to adjust the luminance of the light from the first light source 2 and the second light source 4 or switch between blinking.
As the 1st light source 2 concerning this Embodiment, LED and a lamp | ramp are normally used, and the light radiate | emitted from the 1st light source injects into the end surface of the 1st light-guide plate 1. FIG. Further, as the second light source 4 according to the present embodiment, a surface light source such as electroluminescence is used in addition to the LED and the lamp, and the light emitted from the second light source is emitted from the first light guide plate 1. Incident on the main surface.
Note that at least one of the first light source 2 and the second light source 4 may be arranged. However, as shown in the present embodiment, the first light source 2 has two different end faces of the first light guide plate 1. If each of the second light sources 4 is arranged on each side, the luminance uniformity in the backlight surface and the distribution angle distribution of irradiation can be made symmetric.
The first light guide plate 1 according to the present embodiment has a rectangular side surface and a flat plate as a whole, and at least one of the upper and lower surfaces has a shallow angle with a gentle inclination of 5 degrees or less in order to extract light. A concave / convex prism or a texture is formed. The light incident on the end surface of the first light guide plate 1 from the first light source travels while repeating total reflection, and a part of the light hits the concave / convex surface of the embossing for light extraction and is emitted from the first light guide plate 1.
Further, the ridge line direction of the triangular prism row of the first prism sheet 3 according to the present embodiment is substantially parallel to the incident end face of the light from the first light source 2 of the first light guide plate 1. By making them parallel, the light emitted from the first prism sheet 3 can be easily made uniform in the surface of the first prism sheet 3.

本実施の形態に係わる視野角調整フィルム５としては、例えば住友スリーエム（株）製のライトコントロールフィルムが用いられ、第２の光源４から出射された光の角度分布を狭めて、指向性を制御する。本実施の形態においては、視野角調整フィルム５により、第１の導光板１から下方に漏れる光が吸収され、迷光となるのを防止することができる。迷光が減少することにより、第１の光源２が点灯した際に左右方向に漏れる光が少なくなる。
また、本実施の形態に係わる第１のプリズムシート３は、例えば屈折率１.５の材料で形成され、一方の面に稜線が第１の導光板１の端面と平行な方向へ伸びる三角形状プリズム列が紙面と直交する方向に延びるように配置され、第１の導光板１と向かい合う面側が三角形状プリズム列となるように設けられている。第１、第２の光源からの光は、上記三角形状プリズム列に入射し、第１のプリズムシート３の第１の導光板１と反対側の面である、第１のプリズムシート３の出射面３０から出射する。 As the viewing angle adjusting film 5 according to the present embodiment, for example, a light control film manufactured by Sumitomo 3M Limited is used, and the directivity is controlled by narrowing the angular distribution of the light emitted from the second light source 4. To do. In the present embodiment, the light that leaks downward from the first light guide plate 1 is absorbed by the viewing angle adjusting film 5 and can be prevented from becoming stray light. By reducing the stray light, the light leaking in the left-right direction when the first light source 2 is turned on is reduced.
The first prism sheet 3 according to the present embodiment is formed of, for example, a material having a refractive index of 1.5, and has a triangular shape with a ridge extending on one surface in a direction parallel to the end surface of the first light guide plate 1. The prism rows are arranged so as to extend in a direction perpendicular to the paper surface, and the surface side facing the first light guide plate 1 is provided to be a triangular prism row. Light from the first and second light sources is incident on the triangular prism row and emitted from the first prism sheet 3, which is the surface of the first prism sheet 3 opposite to the first light guide plate 1. The light exits from the surface 30.

図３は、本実施の形態のバックライト装置に係わる、第１のプリズムシート３における第１、第２の光源からの光の透過光路を示す図で、三角形状プリズム列の頂角が６０度の２等辺三角形よりなる例である。
図３に示すように、第１の光源２からの光は第１の導光板１から、第１のプリズムシート３の出射面３０の法線方向（以下、単に法線方向と記載する。）に対して斜め方向に指向性を有する光として出射する。この法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光ａ１は第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の斜面３ｂから入射し、三角形状プリズム列の斜面３ａで反射し、第１のプリズムシート３の出射面３０から、法線方向に指向性を有する光ａ２として出射し、これにより正面方向を照射する。また、第２の光源４からの光は視野角調整フィルム５により指向性を制御され、法線方向に指向性を有する光ｂ１となり、この法線方向に指向性を有する光ｂ１は第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の斜面３ａから入射し、三角形状プリズム列の斜面３ａに入射の際に屈折して、第１のプリズムシート３の出射面３０から、法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光ｂ２として出射し、これにより左右方向を照射する。
なお、第１のプリズムシート３内において、第２の光源からの光ｂ２は、三角形状プリズム列の斜面３ａに入射の際に屈折して法線方向に対してβの角度を有する。第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の頂角の半分の角度がαである場合、β≦αであると、上記光ｂ２は三角形状プリズム列の斜面３ａと対向する斜面３ｂで反射されることなく、左右方向に出射することができる。 FIG. 3 is a diagram showing light transmission paths of light from the first and second light sources in the first prism sheet 3 according to the backlight device of the present embodiment, and the apex angle of the triangular prism row is 60 degrees. This is an example of an isosceles triangle.
As shown in FIG. 3, the light from the first light source 2 is transmitted from the first light guide plate 1 to the normal direction of the emission surface 30 of the first prism sheet 3 (hereinafter simply referred to as the normal direction). Is emitted as light having directivity in an oblique direction. The light a1 having directivity in an oblique direction with respect to the normal direction is incident from the inclined surface 3b of the triangular prism row of the first prism sheet 3, reflected by the inclined surface 3a of the triangular prism row, and the first prism. From the exit surface 30 of the sheet 3, the light a2 having directivity in the normal direction is emitted, and thereby the front direction is irradiated. In addition, the directivity of the light from the second light source 4 is controlled by the viewing angle adjusting film 5 to become light b1 having directivity in the normal direction, and the light b1 having directivity in the normal direction is the first light b1. Incident from the inclined surface 3 a of the triangular prism row of the prism sheet 3, is refracted when incident on the inclined surface 3 a of the triangular prism row, and is oblique to the normal direction from the exit surface 30 of the first prism sheet 3. It emits as light b2 which has directivity in a direction, and irradiates the left-right direction by this.
In the first prism sheet 3, the light b2 from the second light source is refracted when incident on the inclined surface 3a of the triangular prism row and has an angle β with respect to the normal direction. When the half angle of the apex angle of the triangular prism row of the first prism sheet 3 is α, if β ≦ α, the light b2 is reflected by the inclined surface 3b facing the inclined surface 3a of the triangular prism row. Without exiting.

図４は図２に示すように、第１の光源２から出射され第１の導光板１を経由し、第１のプリズムシート３に入射する入射光ａ１の角度分布と、入射光ａ１が第１のプリズムシート３から出射する時の出射光ａ２の角度分布とを、モンテカルロ法による光線の軌跡追跡法によりシミュレートした場合のシミュレーション結果を示す特性図である。図中、横軸は法線方向に対する角度で、図２の紙面において、法線方向に対して左側を−、右側をプラスとし、縦軸は光の強度で任意単位で示す。
図４（ａ）は、第１の光源２から出射され、第１のプリズムシート３に入射する入射光ａ１の角度分布であり、図中、実線で示す角度分布は、図２において紙面左側の第１の光源２による入射光の角度分布、点線で示す角度分布は、右側の第１の光源２による角度分布であり互いに鏡対象である。つまり、左右の第１の光源２から出射された光は第１の導光板から、法線方向に対して６０度〜８０度に角度分布を有する光と−８０度〜−６０度に角度分布を有する光ａ１として、第１のプリズムシート３に入射する。
図４（ｂ）は、第１のプリズムシート３に入射した入射光ａ１が、第１のプリズムシート３から出射する時の出射光ａ２の角度分布であり、法線方向に対して−２０度〜２０度に角度分布を有し、法線方向に集光していることが示される。 As shown in FIG. 2, FIG. 4 shows the angular distribution of incident light a1 emitted from the first light source 2 and incident on the first prism sheet 3 via the first light guide plate 1, and the incident light a1 is It is a characteristic view which shows the simulation result at the time of simulating the angle distribution of the emitted light a2 at the time of radiating | emitting from the prism sheet 3 of 1 with the locus | trajectory tracking method of the light ray by a Monte Carlo method. In the figure, the horizontal axis is an angle with respect to the normal direction, and on the paper surface of FIG. 2, the left side with respect to the normal direction is-, the right side is plus, and the vertical axis is the light intensity in arbitrary units.
4A shows the angular distribution of incident light a1 emitted from the first light source 2 and incident on the first prism sheet 3, and the angular distribution shown by the solid line in FIG. The angle distribution of the incident light by the first light source 2 and the angle distribution indicated by the dotted line are the angle distribution by the first light source 2 on the right side and are mirror objects of each other. That is, the light emitted from the left and right first light sources 2 is light having an angular distribution from 60 degrees to 80 degrees with respect to the normal direction from the first light guide plate and an angular distribution from -80 degrees to -60 degrees. Is incident on the first prism sheet 3.
FIG. 4B shows the angular distribution of the emitted light a2 when the incident light a1 incident on the first prism sheet 3 is emitted from the first prism sheet 3, and is −20 degrees with respect to the normal direction. It is shown that it has an angular distribution at ˜20 degrees and is focused in the normal direction.

図５は図２に示すように、第２の光源４から出射され、第１のプリズムシート３に入射する入射光ｂ１の角度分布と、入射光ｂ１が第１のプリズムシート３から出射する時の出射光ｂ２の角度分布とを、モンテカルロ法による光線の軌跡追跡法によりシミュレートした場合のシミュレーション結果を示す特性図である。図中、横軸は法線方向に対する角度で、図２の紙面において、法線方向に対して左側を−、右側をプラスとし、縦軸は光の強度で任意単位で示す。
図５（ａ）は、第２の光源４から出射され、第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射する入射光ｂ１の角度分布であり、例えば視野角調整フィルム５により、法線方向に対して、−３５度〜３５度に角度分布を有するように狭められ、法線方向に指向性が制御されている。図５（ｂ）は、第１のプリズムシート３に入射した入射光ｂ１が、第１のプリズムシート３から出射する時の出射光ｂ２の角度分布であり、法線方向には出射せず、法線方向に対して−３０度以下と３０度以上に角度分布を有するように左右方向に分かれて出射していることが示される。 FIG. 5 shows the angular distribution of incident light b1 emitted from the second light source 4 and incident on the first prism sheet 3, and the incident light b1 emitted from the first prism sheet 3, as shown in FIG. It is a characteristic view which shows the simulation result at the time of simulating the angle distribution of the emitted light b2 of this by the locus | trajectory tracking method of the light ray by a Monte Carlo method. In the figure, the horizontal axis is an angle with respect to the normal direction, and on the paper surface of FIG.
FIG. 5A shows the angular distribution of incident light b1 emitted from the second light source 4 and incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3, for example, the normal direction by the viewing angle adjusting film 5 On the other hand, it is narrowed so as to have an angular distribution of −35 degrees to 35 degrees, and the directivity is controlled in the normal direction. FIG. 5B is an angular distribution of the outgoing light b2 when the incident light b1 incident on the first prism sheet 3 is emitted from the first prism sheet 3, and is not emitted in the normal direction. It is shown that the light is emitted separately in the left-right direction so as to have an angular distribution of −30 degrees or less and 30 degrees or more with respect to the normal direction.

図６は、本実施の形態のバックライト装置の照射状態の説明図である。バックライト装置１０からの出射光は、観察者側へ出射され、観察者が真正面にいる場合の左眼８ａと右眼８ｂの距離を約６５ｍｍとし、第１のプリズムシート３の出射面３０から観察者までの視距離を約３００ｍｍとすると、上記出射面３０の法線方向９と左眼８ａまたは右眼８ｂを結ぶ直線とのなす角９ａは約６度となる。また、観察者の左右どちらかの眼が真正面にある場合は、他方の眼は、−１２度および１２度の方向にあることになる。
以上のことから、本明細書における正面方向とは、上記出射面３０における法線方向を中心として左右に１２度、即ち法線方向に対して−１２度〜＋１２度の角度範囲を含む角度領域を指し、上記正面方向を外す角度範囲を左右方向と定義する。
そこで、上記のように、本実施の形態において、図４（ａ）に示す角度分布の光が、第１のプリズムシート３により法線方向に対して、−２０度〜２０度に角度分布を有するように集光されるので、観察者が正面方向で認識できる出射光の角度範囲（法線方向に対して−１２度〜＋１２度の範囲）を充分含み、第１の光源２により正面方向を照射することができる。
また、図５（ａ）に示す角度分布の光が、第１のプリズムシート３により法線方向に対して、−３０度以下と３０度以上に角度分布を有するように曲げられるので、観察者が正面方向で認識できる出射光の角度範囲（法線方向に対して−１２度〜＋１２度の範囲）を外れ、第２の光源４により左右方向を照射することができる。 FIG. 6 is an explanatory diagram of an irradiation state of the backlight device of this embodiment. The emitted light from the backlight device 10 is emitted to the observer side, and the distance between the left eye 8a and the right eye 8b when the observer is directly in front is about 65 mm, and is emitted from the emission surface 30 of the first prism sheet 3. When the viewing distance to the observer is about 300 mm, the angle 9a formed by the normal direction 9 of the emission surface 30 and the straight line connecting the left eye 8a or the right eye 8b is about 6 degrees. When either the left or right eye of the observer is directly in front, the other eye is in the directions of −12 degrees and 12 degrees.
From the above, the front direction in this specification refers to an angular region including an angle range of 12 degrees to the left and right with respect to the normal direction on the exit surface 30, that is, an angle range of −12 degrees to +12 degrees with respect to the normal direction. The angle range that removes the front direction is defined as the left-right direction.
Therefore, as described above, in the present embodiment, the light having the angular distribution shown in FIG. 4A has an angular distribution of −20 degrees to 20 degrees with respect to the normal direction by the first prism sheet 3. Since the light is condensed so as to have a sufficient angle range (a range of −12 degrees to +12 degrees with respect to the normal direction) of the emitted light that can be recognized by the observer in the front direction, the first light source 2 performs the front direction. Can be irradiated.
Further, the light having the angular distribution shown in FIG. 5A is bent by the first prism sheet 3 so as to have an angular distribution of −30 degrees or less and 30 degrees or more with respect to the normal direction. Is out of the angular range of the emitted light that can be recognized in the front direction (range of −12 degrees to +12 degrees with respect to the normal direction), and the second light source 4 can irradiate the left and right directions.

実施の形態２．
三角プリズム列の頂角が、各々７０度、６５度、６０度または５５度である第１のプリズムシート３を用い、第２の光源４から第１のプリズムシート３に入射する入射光ｂ１として、法線方向に指向性を有し、法線方向に対して、−３５度〜３５度に角度分布を有する光、即ち、法線方向を中心として７０度幅の角度分布を有する光を用いて、実施の形態１と同様にして、第１、第２の光源からの光が、上記各第１のプリズムシート３を出射する時の各出射光の角度分布のシミュレーションを行った。
図７〜図１０は、上記各々異なる頂角の三角プリズム列を有する第１のプリズムシート３を用いた場合に、上記各第１のプリズムシート３を出射する各出射光ｂ２の角度分布のシミュレーション結果、即ち、本実施の形態のバックライト装置の照射光の角度分布である。なお、各図において、（ａ）は第１の光源２からの光の、第１のプリズムシート３に入射し、その後出射する出射光ａ２の角度分布のシミュレーション結果、（ｂ）は第２の光源４から第１のプリズムシート３に入射し、その後出射する出射光ｂ２の角度分布のシミュレーション結果である。
プリズム頂角が７０度の場合、図７（ａ）に示すように、正面方向への照射光は、照射面の法線方向に対して、−１０度〜１０度に角度分布を有し、角度分布幅が狭く、図７（ｂ）に示すように、左右方向への照射光は、−２０度以下と２０度以上に分布するため、−２０度〜−１０度と１０度〜２０度の間は、どちらの光も見にくい暗い角度領域になり観察者は使い難い。
また、プリズム頂角が６５度（図８に示す。）および６０度（図９に示す。）の場合は、上記暗い角度領域はかなり狭まり改善されている。ただし、プリズム頂角が５５度（図１０に示す。）では、正面方向に輝度の谷が発生して正面方向に暗い暗線が見える。
以上のことから、第１のプリズムシート５のプリズムの頂角としては、６０度〜６５度が望ましいことがわかる。 Embodiment 2. FIG.
As the incident light b1 incident on the first prism sheet 3 from the second light source 4 using the first prism sheet 3 whose apex angle of the triangular prism row is 70 degrees, 65 degrees, 60 degrees or 55 degrees, respectively. , Light having directivity in the normal direction and having an angle distribution of −35 ° to 35 ° with respect to the normal direction, that is, light having an angle distribution of 70 ° width centering on the normal direction is used. In the same manner as in the first embodiment, the angular distribution of each emitted light when the light from the first and second light sources exits the first prism sheet 3 was simulated.
7 to 10 show simulations of angular distributions of the outgoing lights b2 emitted from the first prism sheets 3 when the first prism sheets 3 having the triangular prism rows having different apex angles are used. The result, that is, the angular distribution of the irradiation light of the backlight device of the present embodiment. In each figure, (a) shows the simulation result of the angular distribution of the emitted light a2 of the light from the first light source 2 incident on the first prism sheet 3 and then emitted, and (b) shows the second. It is a simulation result of the angle distribution of the outgoing light b2 which is incident on the first prism sheet 3 from the light source 4 and then exits.
When the prism apex angle is 70 degrees, as shown in FIG. 7A, the irradiation light in the front direction has an angular distribution of −10 degrees to 10 degrees with respect to the normal direction of the irradiation surface, The angle distribution width is narrow, and as shown in FIG. 7 (b), the irradiation light in the left-right direction is distributed to -20 degrees or less and 20 degrees or more, so -20 degrees to -10 degrees and 10 degrees to 20 degrees. During this period, it is difficult to use the observer because both lights are in a dark angle area that is difficult to see.
Further, when the prism apex angle is 65 degrees (shown in FIG. 8) and 60 degrees (shown in FIG. 9), the dark angle region is considerably narrowed and improved. However, when the prism apex angle is 55 degrees (shown in FIG. 10), a valley of luminance occurs in the front direction, and a dark dark line is seen in the front direction.
From the above, it can be seen that the apex angle of the prism of the first prism sheet 5 is preferably 60 to 65 degrees.

実施の形態３．
実施の形態１において、頂角が６０度である三角プリズム列を有する第１のプリズムシート３を用い、第２の光源４から第１のプリズムシート３に入射する光ｂ１が、法線方向に指向性を有し、法線方向に対して、各々−２０度〜２０度、−３０度〜３０度、−３５度〜３５度、−４０度〜４０度、−４５度〜４５度、または−５０度〜５０度に角度分布を有する、即ち、法線方向を中心として、それぞれ４０度、６０度、７０度、８０度、９０度、１００度幅の角度分布を有する場合に、実施の形態１と同様にして、上記各角度分布を有する入射光ｂ１が、第１のプリズムシート３を出射する時の各出射光ｂ２の角度分布のシミュレーションを行った。
図１１〜図１６は、上記各々異なる角度分布を有する入射光ｂ１が第１のプリズムシート３から出射する時の、出射光ｂ２の角度分布のシミュレーション結果であり、各図において、（ａ）は、第２の光源４から第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射する入射光ｂ１の角度分布、（ｂ）は、上記第１のプリズムシート３に入射した光ｂ１が、第１のプリズムシート３から出射する時の出射光ｂ２の角度分布のシミュレーション結果である。
図１５（−４５度〜４５度に角度分布）および図１６（−５０度〜５０度に角度分布）に示すように、第２の光源４から第１のプリズムシート３に入射する入射ｂ１が、法線方向に対して、角度分布が−４５〜４５度の範囲以上に広がると、第１のプリズムシート３からの出射光ｂ２の正面方向への漏れが増大する。また、図１１に示すように、上記第２の光源４から第１のプリズムシート３に入射する入射光ｂ１の角度分布が−２０度〜２０度の範囲以下のように狭いと、第１のプリズムシート３からの出射光ｂ２の角度分布の範囲も狭く、−６０度以下、６０度以上の斜めの輝度が低下するので左右方向の照射量が少なく、また範囲が狭くなる。
従って、第２の光源４から第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射する入射光ｂ１の角度分布としては、図１２（−３０度〜３０度に角度分布）、図１３（−３５度〜３５度に角度分布）および図１４（−４０度〜４０度に角度分布）に示すように、法線方向を中心として、６０〜８０度幅の角度分布を有する光が好適であることが分かる。なお、上記角度分布の光は、拡散フィルムと視野角調整フィルムを適宜組み合わせることにより得ることができる。 Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the first prism sheet 3 having a triangular prism array with an apex angle of 60 degrees is used, and the light b1 incident on the first prism sheet 3 from the second light source 4 is in the normal direction. Have directivity and -20 degrees to 20 degrees, -30 degrees to 30 degrees, -35 degrees to 35 degrees, -40 degrees to 40 degrees, -45 degrees to 45 degrees with respect to the normal direction, or When the angle distribution is −50 degrees to 50 degrees, that is, when the angle distribution is 40 degrees, 60 degrees, 70 degrees, 80 degrees, 90 degrees, and 100 degrees width around the normal direction, In the same manner as in Embodiment 1, the simulation of the angular distribution of each outgoing light b2 when the incident light b1 having each angular distribution exits the first prism sheet 3 was performed.
FIGS. 11 to 16 are simulation results of the angular distribution of the outgoing light b2 when the incident light b1 having different angular distributions exits from the first prism sheet 3, and in each figure, (a) is The angular distribution of incident light b1 incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3 from the second light source 4, (b) shows the light b1 incident on the first prism sheet 3 being the first It is a simulation result of angle distribution of the emitted light b2 when it radiate | emits from the prism sheet 3. FIG.
As shown in FIG. 15 (angle distribution from −45 degrees to 45 degrees) and FIG. 16 (angle distribution from −50 degrees to 50 degrees), the incident b1 incident on the first prism sheet 3 from the second light source 4 is When the angular distribution is spread beyond the range of −45 to 45 degrees with respect to the normal direction, the leakage of the emitted light b2 from the first prism sheet 3 in the front direction increases. As shown in FIG. 11, when the angular distribution of the incident light b1 incident on the first prism sheet 3 from the second light source 4 is as narrow as -20 degrees to 20 degrees or less, the first The range of the angular distribution of the outgoing light b2 from the prism sheet 3 is also narrow, and the oblique luminance of −60 degrees or less and 60 degrees or more is lowered, so that the amount of irradiation in the left-right direction is small and the range is narrowed.
Accordingly, the angle distribution of the incident light b1 incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3 from the second light source 4 is shown in FIG. 12 (angle distribution from −30 degrees to 30 degrees) and FIG. 13 (−35). As shown in FIG. 14 (angle distribution from -40 degrees to 40 degrees) and light having an angle distribution of 60 to 80 degrees centering on the normal direction as shown in FIG. I understand. In addition, the light of the said angle distribution can be obtained by combining a diffusion film and a viewing angle adjustment film suitably.

実施の形態４．
本発明の実施の形態４のバックライト装置は、実施の形態１において、第２の光源４からの光を視野角調整フィルム５により法線方向に指向性を有する光として第１のプリズムシート３に入射させる代わりに、第２の光源からの光を、プリズムシートを経由して法線方向に指向性を有する光として取り出すものである。
図１７は、本発明の実施の形態４のバックライト装置の構成図である。
実施の形態１のバックライト装置における第１の導光板の第１のプリズムシートと反対側に、視野角調整フィルム５と拡散シート８を介して第２のプリズムシートが設けられ、第２のプリズムシートの第１の導光板と反対側に第２の導光板が設けられている。第２の光源４は、第２の導光板１１の端面側に配置され、第２の導光板１１の第２のプリズムシート１３と反対側には反射シート９が配置されている。 Embodiment 4 FIG.
The backlight device according to the fourth embodiment of the present invention is the first prism sheet 3 according to the first embodiment, in which the light from the second light source 4 is converted into light having directivity in the normal direction by the viewing angle adjusting film 5. In this case, the light from the second light source is extracted as light having directivity in the normal direction via the prism sheet.
FIG. 17 is a configuration diagram of the backlight device according to Embodiment 4 of the present invention.
A second prism sheet is provided on the opposite side of the first light guide plate from the first prism sheet in the backlight device of Embodiment 1 via a viewing angle adjustment film 5 and a diffusion sheet 8, and the second prism A second light guide plate is provided on the opposite side of the sheet from the first light guide plate. The second light source 4 is disposed on the end face side of the second light guide plate 11, and the reflection sheet 9 is disposed on the opposite side of the second light guide plate 11 from the second prism sheet 13.

本実施の形態のバックライト装置において、第１の光源２から出た光は第１の導光板１の中を全反射を繰り返しながら進み、第１の導光板１から出て、第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の斜面で反射され正面方向に出射する。また、第２の光源４から出た光も、上記と同様にして、第２のプリズムシート１３の三角形状プリズム列の斜面で反射され正面方向に出射し、法線方向に指向性を有する出射光が第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射し、実施の形態１と同様にして第１のプリズムシート３から左右方向に出射する。
なお、本実施の形態のバックライト部における第１、第２のプリズムシートの三角形状プリズムの頂角は共に６０度であり、第１のプリズムシート３に入射する光の角度分布と第１のプリズムシート３から出射する光の角度分布のシミュレーション結果は図４、図５と同様である。
なお、本実施の形態においては、第２のプリズムシート１３から法線方向に指向性の高い光が出射されるため、視野角調整フィルム５に吸収される光が少なく、輝度効率が高いというメリットがある。 In the backlight device according to the present embodiment, the light emitted from the first light source 2 travels through the first light guide plate 1 while repeating total reflection, exits from the first light guide plate 1 and becomes the first prism. The light is reflected by the slope of the triangular prism row of the sheet 3 and emitted in the front direction. In addition, the light emitted from the second light source 4 is also reflected by the slope of the triangular prism row of the second prism sheet 13 and emitted in the front direction in the same manner as described above, and is emitted in the normal direction. The incident light is incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3 and is emitted from the first prism sheet 3 in the left-right direction in the same manner as in the first embodiment.
Note that the apex angles of the triangular prisms of the first and second prism sheets in the backlight unit of the present embodiment are both 60 degrees, and the angle distribution of the light incident on the first prism sheet 3 and the first The simulation results of the angular distribution of the light emitted from the prism sheet 3 are the same as those shown in FIGS.
In the present embodiment, since light having high directivity is emitted from the second prism sheet 13 in the normal direction, the light absorbed by the viewing angle adjustment film 5 is small and the luminance efficiency is high. There is.

実施の形態５．
図１８は、本発明の実施の形態５のバックライト装置とこれを用いた透過型表示装置の斜視図である。また、図１９は、図１８におけるバックライト装置の透過光路と透過型パネルの透過状態を示す説明図で、第１の導光板に設けられた溝列の長手方向に垂直な面での断面図を用いている。
本実施の形態のバックライト装置１０は、実施の形態１において、第１の導光板１が、第１のプリズムシート３と反対側の主面に溝列１ｙを有し、光学異方性を有する光学部材１ａが溝列１ｙの溝面１ｚに密着したものである他は実施の形態１と同様である。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 18 is a perspective view of a backlight device according to Embodiment 5 of the present invention and a transmissive display device using the backlight device. FIG. 19 is an explanatory diagram showing a transmission light path of the backlight device in FIG. 18 and a transmission state of the transmission type panel, and a sectional view taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the groove row provided in the first light guide plate. Is used.
In the backlight device 10 of the present embodiment, in the first embodiment, the first light guide plate 1 has the groove array 1 y on the main surface opposite to the first prism sheet 3 and has optical anisotropy. The optical member 1 a having the same structure as that of the first embodiment is that except that the optical member 1 a is closely attached to the groove surface 1 z of the groove row 1 y .

さらに詳しくは、本実施の形態に係る第１の導光板１の一方の主面に溝列１ｙが連続して設けられ、その溝列１ｙの長手方向は、第１の導光板１の第１の光源２からの光の入射端面１ｘと、第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の稜線方向とに概ね平行である。光学部材１ａは、光学異方性を有する液晶材料で溝列１ｙを埋めるように充填することにより形成されたもので、光学異方性を有し、溝列１ｙの溝面１ｚに密着している。
例えば、本実施の形態に係る第１の導光板１はアクリル樹脂（屈折率１．４９）を用い、本実施の形態に係る光学部材１ａは、光学異方性を有し紫外線硬化性の液晶材料（長軸方向の屈折率１．５、短軸方向の屈折率が１．７）を用いて、以下のように作製することができる。ただし、上記のように、光学部材１ａを形成する液晶材料の一方の屈折率が、第１の導光板１の屈折率と概ね等しい。
先ず、上記アクリル樹脂を用いて射出成形により、一方の主面に長手方向が第１の光源２からの光の入射端面１ｘと概ね平行である溝列１ｙを有する第１の導光板１を作製し、必要に応じて溝列１ｙの表面に配向膜を形成するか、ラビング処理を施す。
次に、第１の導光板１の溝列１ｙの埋めるように、上記紫外線硬化性の液晶材料を塗布し、紫外線を照射して硬化することにより、光学異方性を有する光学部材１ａを形成する。 More particularly, the first one main surface of the light guide plate 1 according to this embodiment groove array 1 y is provided continuously, the groove array 1 y longitudinally of the first light guide plate 1 The incident end face 1 x of light from the first light source 2 is substantially parallel to the ridge line direction of the triangular prism row of the first prism sheet 3. The optical member 1 a is formed by filling the groove row 1 y with a liquid crystal material having optical anisotropy, has optical anisotropy, and has a groove surface 1 z of the groove row 1 y. It is in close contact with.
For example, the first light guide plate 1 according to the present embodiment uses an acrylic resin (refractive index 1.49), the optical member 1 a according to this embodiment, the UV curable has an optical anisotropy Using a liquid crystal material (refractive index 1.5 in the major axis direction and 1.7 in the minor axis direction), it can be manufactured as follows. However, as described above, one of the refractive indexes of the liquid crystal material forming the optical member 1 a is approximately equal to the refractive index of the first light guide plate 1.
First, a first light guide plate 1 having a groove row 1 y having a longitudinal direction substantially parallel to an incident end face 1 x of light from the first light source 2 on one main surface by injection molding using the acrylic resin. Then, if necessary, an alignment film is formed on the surface of the groove row 1 y or a rubbing treatment is performed.
Next, an optical member 1 a having optical anisotropy is applied by applying the ultraviolet curable liquid crystal material so as to fill in the groove row 1 y of the first light guide plate 1 and irradiating and curing the ultraviolet ray. Form.

図２０は、本実施の形態に係る光学異方性を有する光学部材１ａにおける、液晶分子の配向状態を示す模式図である。図２０に示すように、第１の導光板１に設けられた溝列１ｙの長手方向に垂直な断面形状は、頂角γが１６０〜１７５度程度の、頂角の広い二等辺三角形状である。本実施の形態に係る光学部材１ａは、図２０に示すように、断面が三角形状の溝を、棒状の液晶分子４０がその長軸方向が第１の導光板１の平坦な主面に概ね垂直に配向するように充填され硬化されて、三角形状プリズムとなったもので、第１の導光板１の主面に垂直な方向を光学軸とする光学異方性を有している。ここで、液晶分子４０の短軸方向の屈折率が、第１の導光板１の屈折率と異なり、長軸方向の屈折率が第１の導光板１の屈折率と概ね等しい。
なお、上記のように液晶分子の垂直配向をより安定して形成するためには、溝列１ｙの溝面１ｚに塗布する配向膜５０として、アルキル鎖付のポリイミドやポリビニルアルコールの薄膜を用いることが有効である。 FIG. 20 is a schematic diagram showing an alignment state of liquid crystal molecules in the optical member 1 a having optical anisotropy according to the present embodiment. As shown in FIG. 20, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the groove row 1 y provided in the first light guide plate 1 is an isosceles triangular shape having a wide apex angle with an apex angle γ of about 160 to 175 degrees. It is. As shown in FIG. 20, the optical member 1 a according to the present embodiment has a groove having a triangular cross section, and the rod-like liquid crystal molecules 40 are arranged on the flat main surface of the first light guide plate 1 in the major axis direction. It is filled and cured so as to be oriented substantially perpendicularly to form a triangular prism, and has optical anisotropy with the direction perpendicular to the main surface of the first light guide plate 1 as the optical axis. Here, the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules 40 is different from the refractive index of the first light guide plate 1, and the refractive index in the major axis direction is substantially equal to the refractive index of the first light guide plate 1.
In order to more stably form the vertical alignment of the liquid crystal molecules as described above, a polyimide or polyvinyl alcohol thin film with an alkyl chain is used as the alignment film 50 applied to the groove surface 1 z of the groove row 1 y. It is effective to use.

本実施の形態のバックライト装置１０を用いた透過型表示装置は、図１９に示すように、バックライト装置１０上に透過型表示パネル７が設けられ、透過型表示パネル７はガラス基板７ａ、７ｂ間に液晶層７ｃを保持し、更にガラス基板７ａ、７ｂを挟むように偏光板７ｄ、７ｅが設置されている。
一般的に、透過型表示装置において、バックライト装置１０から出た光は透過型表示パネル７の偏光板７ｅによって直線偏光成分のみが選択され、ガラス基板７ｂを通過した後液晶層７ｃに到達する。偏光板の多くは、吸収二色性を発現させているため、バックライト装置１０から出た光の中で、偏光板７ｅの吸収軸に相当する光の偏光成分が吸収される。即ちバックライト装置１０から出た光の半分は無駄に吸収されることとなり、液晶表示装置の光利用効率を大きく低下させる要因となっている。
そこで、本実施の形態のバックライト装置１０は、図２０に示すように、第１の導光板１の溝列１ｙに光学異方性を有する光学部材１ａを設けることにより、上記無駄になる光を利用するもので、以下動作について説明する。 As shown in FIG. 19, the transmissive display device using the backlight device 10 of the present embodiment is provided with a transmissive display panel 7 on the backlight device 10, and the transmissive display panel 7 includes a glass substrate 7a, Polarizers 7d and 7e are provided so that the liquid crystal layer 7c is held between the substrates 7b and the glass substrates 7a and 7b are sandwiched therebetween.
In general, in the transmissive display device, only the linearly polarized light component of the light emitted from the backlight device 10 is selected by the polarizing plate 7e of the transmissive display panel 7, and reaches the liquid crystal layer 7c after passing through the glass substrate 7b. . Since most of the polarizing plates exhibit absorption dichroism, the polarized light component corresponding to the absorption axis of the polarizing plate 7 e is absorbed in the light emitted from the backlight device 10. That is, half of the light emitted from the backlight device 10 is absorbed unnecessarily, which is a factor that greatly reduces the light use efficiency of the liquid crystal display device.
Therefore, the backlight device 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 20, by providing the optical member 1 a having an optical anisotropy in the first groove array 1 y of the light guide plate 1, the vain The operation will be described below.

図１９に示すように、第１の光源２から出た光は、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に垂直な、即ち紙面内に電界成分が含まれる直線偏光であるｐ波２ｐと、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に平行な、即ち紙面に垂直な面内に電界成分が含まれる直線偏光であるｓ波２ｓとを有し、第１の導光板１に端面１ｘから入射する。
入射した光の内ｐ波２ｐは、第１の導光板１と光学部材１ａとの界面においてアクリルと液晶材料の屈折率差０．２に応じてフレネル反射され、透過型表示パネル７側の面から臨界角を超えた光が放射され、第１のプリズムシート３により正面方向に曲げられて、透過型表示パネル７の偏光板７ｅを通過する。このとき、偏光板７ｅの透過軸はｐ波を通す向きに設定されており、ここでの光ロスが無いため、光の利用効率は高い。
一方、光源２から出て、第１の導光板１に端面１ｘから入射した光の内ｓ波２ｓおよび光学部材１ａとの界面において反射されなかったｐ波は、光学部材１ａの底面で全反射して第１の導光板１を伝播してゆき、途中で、第１の導光板１のアクリルの有する複屈折性によりｓ波２ｓも次第に位相が変化してｐ波２ｐ成分が発生し、上記と同様にして表示に用いられる。 As shown in FIG. 19, the light emitted from the first light source 2 is linearly polarized light that is perpendicular to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1, that is, is linearly polarized with an electric field component included in the paper surface. A wave 2 p and an s wave 2 s which is a linearly polarized light whose electric field component is included in a plane parallel to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1, that is, perpendicular to the paper surface, 1 enters the light guide plate 1 from the end face 1 x .
The p-wave 2 p of the incident light is Fresnel-reflected at the interface between the first light guide plate 1 and the optical member 1 a according to the refractive index difference of 0.2 between the acrylic material and the liquid crystal material. Light exceeding the critical angle is radiated from the surface, and is bent in the front direction by the first prism sheet 3 and passes through the polarizing plate 7e of the transmissive display panel 7. At this time, the transmission axis of the polarizing plate 7e is set to pass the p-wave and there is no light loss here, so the light utilization efficiency is high.
On the other hand, out of the light source 2, p wave not reflected at the interface between the first light guide plate 1 to the end face 1 inner light incident from x s-wave 2 s and the optical member 1 a, the optical member 1 a of bottom in Yuki totally reflected by the first light guide plate 1 propagates in the middle, s-wave 2 s may gradually phase changes p wave 2 p by birefringence having a first acrylic light guide plate 1 Components are generated and used for display in the same manner as described above.

また、本実施の形態においては、図１９に示すように、第１の導光板１の、第１の光源２と反対側の端面には、反射板５１と１／４波長板５２が貼り付けられている。
そのため、第１の導光板１を伝播して第１の光源２と反対側の端面に達した光は、反射板５１により反射され、再び第１の導光板１に入射する。この時、１／４波長板５２により、残存割合の高いｓ波２ｓはｐ波２ｐに変わる。第１の導光板１に再入射したｐ波２ｐは、上記と同様に光学部材１ａとの界面において反射されて、上記と同様にして表示に用いられる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 19, a reflecting plate 51 and a quarter-wave plate 52 are attached to the end surface of the first light guide plate 1 opposite to the first light source 2. It has been.
Therefore, the light that has propagated through the first light guide plate 1 and reached the end surface opposite to the first light source 2 is reflected by the reflecting plate 51 and is incident on the first light guide plate 1 again. At this time, the s-wave 2 s having a high remaining ratio is changed to the p-wave 2 p by the quarter-wave plate 52. The p wave 2 p re-incident on the first light guide plate 1 is reflected at the interface with the optical member 1 a in the same manner as described above and used for display in the same manner as described above.

以上のように、本実施の形態のバックライト装置１０においては、第１の光源２から出た光の大部分をｐ波２ｐとして、第１の導光板１から取り出すことが可能であり、第１の光源２の光を効率よく表示に用いることができ輝度を高めることができる。
また、本実施の形態に係る第１の導光板１および光学部材１ａを用いても、新たな迷光の発生が無いため、実施の形態１に示すように、第１の光源２からの光は、指向性を有して第１の導光板１から出射する。つまり、上記第１の光源２からの光は、法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光ａ１として第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射し、三角形状プリズム列の斜面で反射して、第１のプリズムシート３の出射面３０から、法線方向に指向性を有する光ａ２として出射し、これにより正面方向を照射する。 As described above, in the backlight device 10 of the present embodiment, most of the light emitted from the first light source 2 can be extracted from the first light guide plate 1 as the p-wave 2 p , The light from the first light source 2 can be efficiently used for display, and the luminance can be increased.
Further, even when using the first light guide plate 1 and the optical member 1 a according to this embodiment, since there is no occurrence of a new stray, as shown in the first embodiment, the light from the first light source 2 Emits from the first light guide plate 1 with directivity. That is, the light from the first light source 2 is incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3 as light a1 having directivity in an oblique direction with respect to the normal direction, and the slope of the triangular prism row. And is emitted as light a2 having directivity in the normal direction from the emission surface 30 of the first prism sheet 3, thereby irradiating the front direction.

次に、第２の光源４から第１の導光板１の主面に入射する光ｂ１の動作を考える。第２の光源４からの光ｂ１は、偏光板７ｅを通過する直線偏光４ｘと吸収される直線偏光４ｙを有するが、どちらの光も電界成分が第１の導光板１の平坦な主面に平行である。第１の導光板１の主面に平行な方向については、第１の導光板１と光学部材１ａとの界面において、屈折率の差がないのでこれらの直線偏光は、屈折せずにそのまま直進することができる。
そこで、実施の形態４のバックライト装置の第２の導光板１１に、本実施の形態に係る第１の導光板１と同様に溝列を設けると共に、この溝列の溝面に本実施の形態に係る光学異方性を有する光学部材を密着させる。これにより、第２の光源４からの光ｂ１を、偏光板７ｅを通過する直線偏光の成分を多く持つ光とすることができ、第２の光源４からの光ｂ１の利用効率を高めることができ、バックライト装置１０の輝度をさらに向上させることができる。 Next, consider the operation of the light b1 incident on the main surface of the first light guide plate 1 from the second light source 4. Light b1 from the second light source 4 has a linearly polarized light 4 y is absorbed and the linearly polarized light 4 x passing through the polarizing plate 7e, either light is also planar main field component of the first light guide plate 1 Parallel to the surface. The direction parallel to the first major surface of the light guide plate 1, at the interface between the first light guide plate 1 and the optical member 1 a, these linearly polarized since there is no difference in refractive index, it is without being refracted You can go straight.
Therefore, the second light guide plate 11 of the backlight device according to the fourth embodiment is provided with a groove row in the same manner as the first light guide plate 1 according to the present embodiment, and the groove surface of the groove row is provided with the present embodiment. The optical member which has the optical anisotropy which concerns on a form is closely_contact | adhered. As a result, the light b1 from the second light source 4 can be converted into light having a large amount of linearly polarized light passing through the polarizing plate 7e, and the utilization efficiency of the light b1 from the second light source 4 can be increased. The luminance of the backlight device 10 can be further improved.

次に、本実施の形態に係る光学部材１ａを、棒状の液晶分子を図２０に示すように配向させて形成した代わりに、円盤状のディスコティック液晶分子を用いて形成した場合について説明する。
図２１は、本実施の形態の別のバックライト装置に係る光学部材１ａの液晶分子の配向状態を示す模式図である。つまり、図２０に示す断面形状の溝列１ｙを設けた第１の導光板１を用い、溝列１ｙを円盤状のディスコティック液晶分子４１がその径方向が第１の導光板１の平坦な主面に概ね平行に配向するように充填して硬化したものである。このような液晶分子の配向は、第１の導光板の溝列１ｙの溝面１ｚに設ける配向膜５０を適宜選択することにより実現することができる。
ここで、第１の導光板１のアクリル樹脂の屈折率と、光学部材１ａのディスコティック液晶分子の径方向の屈折率とを概ね等しい値とし、上記アクリルの屈折率と、コレステリック液晶分子４１の径方向と垂直な方向の屈折率を異なる値にする。これにより、上記棒状の液晶分子４０を用いた場合と同様にして光学部材１ａによりｐ波を反射して、第１の導光板１からｐ波を効率よく出射して表示に用いることができ、輝度を高めることができる。 Next, an optical member 1 a according to this embodiment, instead of forming by orienting as shown liquid crystal molecules of the rod-like in FIG. 20, explaining a case of forming by using a disk-shaped discotic liquid crystal molecules .
Figure 21 is a schematic diagram showing the alignment state of the liquid crystal molecules of the optical member 1 a according to another of the backlight device of this embodiment. That is, the first light guide plate 1 provided with the groove array 1 y having the cross-sectional shape shown in FIG. 20 is used, and the disk array discotic liquid crystal molecules 41 are arranged in the groove array 1 y in the radial direction of the first light guide panel 1. It is filled and cured so as to be oriented substantially parallel to a flat main surface. Such alignment of liquid crystal molecules can be realized by appropriately selecting an alignment film 50 provided on the groove surface 1 z of the groove row 1 y of the first light guide plate.
Here, the refractive index of the acrylic resin of the first light guide plate 1 and the refractive index in the radial direction of the discotic liquid crystal molecules of the optical member 1 a are set to substantially equal values, and the refractive index of the acrylic and the cholesteric liquid crystal molecules 41 are set. The refractive index in the direction perpendicular to the radial direction is set to a different value. As a result, the p-wave can be reflected by the optical member 1a in the same manner as when the rod-like liquid crystal molecules 40 are used, and the p-wave can be efficiently emitted from the first light guide plate 1 and used for display. , Can increase the brightness.

本実施の形態においては、図２０または図２１に示すように、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に垂直な方向の断面が、斜辺が直線の三角形であり、溝列１ｙの溝面１ｚに密着する光学部材１ａが三角形状プリズム列をなす場合について説明したが、溝列１ｙおよび光学部材１ａの形状はこれに限定されない。つまり、図２２に示すように、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に垂直な方向の断面形状が、斜辺が図２０に示すように直線ではなく、直線より僅かに外または内側に曲がった三角形状でも良い。この場合、斜辺の曲線の最大傾斜角度α、βが第１の導光板１の主面方向と３度〜１０度の傾きであると容易に本実施の形態と同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 20 or FIG. 21, the cross section in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 is a triangle whose hypotenuse is a straight line. Although the optical member 1 a in close contact with the groove surface 1 z of the y case has been described which form a triangular prism row, the shape of the groove array 1 y and the optical member 1 a is not limited to this. That is, as shown in FIG. 22, direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross-sectional shape of the first groove array 1 y of the light guide plate 1, the hypotenuse is not a straight line as shown in FIG. 20, slightly outside or the straight line A triangular shape bent inward may be used. In this case, when the maximum inclination angles α and β of the hypotenuse curve are 3 ° to 10 ° with respect to the main surface direction of the first light guide plate 1, the same effects as in the present embodiment can be easily obtained. .

また、本実施の形態は、光学部材１ａが、第１の導光板１の第１のプリズムシート３と反対側に設けられているが、第１の導光板１の第１のプリズムシート３側に設けられても、さらに第１の導光板１の両側に設けられても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態は、光学部材１ａの方が光学異方性を有する場合を示したが、第１の導光板１の方が光学異方性を有しても、両方が光学異方性を有する材料であっても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、第１の導光板１と光学部材１ａの屈折率の値において、互いに概ね等しい屈折率の値が存在するように、第１の導光板１と光学部材１ａを構成する材料を選定する。 In the present embodiment, the optical member 1 a is provided on the opposite side of the first light guide plate 1 from the first prism sheet 3. However, the first prism sheet 3 of the first light guide plate 1 is provided. Even if it is provided on both sides of the first light guide plate 1, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
Further, in the present embodiment, although towards the optical member 1 a showed a case having an optical anisotropy, even towards the first light guide plate 1 has an optical anisotropy, both optically anisotropic Even if the material has directionality, the same effect as in the present embodiment can be obtained. However, the value of the refractive index of the first light guide plate 1 and the optical member 1 a, so that there is a value of substantially equal refractive index to each other, selecting a material constituting the first light guide plate 1 and the optical member 1 a To do.

なお、本実施の形態においては、第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の稜線方向は、第１の導光板１の第１の光源２からの光の入射端面と平行としたので、第１のプリズムシート３から出射する光を容易に第１のプリズムシート３面内で均一にすることができる。さらに、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向を第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列の稜線方向と平行としたので、偏光が第１のプリズムシート３を通過する際に、回転することを防止できる。さらに、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向は第１の光源２からの光の入射端面１ｘと平行であるので、輝度ムラが生じにくい。 In the present embodiment, the ridge line direction of the triangular prism row of the first prism sheet 3 is parallel to the incident end face of the light from the first light source 2 of the first light guide plate 1. The light emitted from one prism sheet 3 can be easily made uniform within the surface of the first prism sheet 3. Further, since the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 is parallel to the ridge line direction of the triangular prism row of the first prism sheet 3, the polarized light passes through the first prism sheet 3. , Can be prevented from rotating. Furthermore, since the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 is parallel to the incident end face 1 x of the light from the first light source 2, luminance unevenness hardly occurs.

実施の形態６．
図２３は、本発明の実施の形態６のバックライト装置と、これを用いた透過型表示装置の透過光路と透過型パネルの透過状態を示す説明図で、第１の導光板に設けられた溝列の長手方向に垂直な面での断面図を用いている。
本実施の形態のバックライト装置１０は、光学部材１ａが、実施の形態５において用いた棒状の液晶分子を、実施の形態５とは異なる方向に配向させることにより得られたものである他は実施の形態５と同様である。
つまり、本実施の形態に係る異方性を有する光学部材１ａが、棒状の液晶分子の長軸方向を第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に平行な方向、つまり紙面に垂直な面方向に配向させて得られたものである。 Embodiment 6 FIG.
FIG. 23 is an explanatory view showing the backlight device of Embodiment 6 of the present invention and the transmission optical path of the transmission type display device using the backlight device and the transmission state of the transmission type panel, and is provided on the first light guide plate. A sectional view in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the groove row is used.
In the backlight device 10 of the present embodiment, the optical member 1 a is obtained by aligning the rod-like liquid crystal molecules used in the fifth embodiment in a direction different from that in the fifth embodiment. Is the same as in the fifth embodiment.
In other words, the optical member 1 a having anisotropy according to the present embodiment has a long axis direction of the rod-like liquid crystal molecules in a direction parallel to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1, that is, on the paper surface. It is obtained by aligning in the vertical plane direction.

本実施の形態に係る第１の導光板１は、上記実施の形態と同様のアクリル樹脂を成形材料として、例えば、溶融した成形材料をキャビティへ注入する際の注入口（ゲート）を、第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向と垂直な側面に設け、射出成形により作製する。
次に、第１の導光板１の溝列１ｙを埋めるように、実施の形態５で用いたと同じ、紫外線硬化性の液晶材料を塗布し、紫外線を照射し硬化して、棒状液晶分子をその長軸方向が第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向と平行に配向させ、光学異方性を有する光学部材１ａを形成する。
一方、溝列１ｙを形成した第１の導光板１を適宜作製した後に、ラビング剤で溝面１ｚをラビングし、その後、上記と同様に紫外線硬化性の液晶材料を塗布して硬化するこによっても、ラビング剤を選択することにより、棒状液晶分子４０をその長軸方向が第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向と平行に配向させ、光学異方性を有する光学部材１ａを形成することができる。
なお、以上のようにして得られた光学部材１ａの光学軸は溝列１ｙの長手方向と平行になる。 The first light guide plate 1 according to the present embodiment uses an acrylic resin similar to that of the above embodiment as a molding material, for example, an injection port (gate) for injecting a molten molding material into the cavity is a first It is provided on the side surface perpendicular to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the light guide plate 1 and is manufactured by injection molding.
Next, the same ultraviolet light-curable liquid crystal material as that used in the fifth embodiment is applied so as to fill the groove array 1 y of the first light guide plate 1, and then irradiated with ultraviolet light to be cured. The long axis direction is oriented parallel to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 to form the optical member 1 a having optical anisotropy.
On the other hand, after the first light guide plate 1 having the groove rows 1 y formed thereon is appropriately manufactured, the groove surface 1 z is rubbed with a rubbing agent, and then an ultraviolet curable liquid crystal material is applied and cured in the same manner as described above. Also in this case, by selecting a rubbing agent, the rod-like liquid crystal molecules 40 are aligned in the major axis direction parallel to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 and have an optical anisotropy. 1a can be formed.
The optical axis of the obtained optical member 1 a as described above is parallel to the longitudinal direction of the groove array 1 y.

図２３に示すように、第１の光源２から出て、第１の導光板１に端面１ｚから入射した光の内ｓ波２ｓは、第１の導光板１と光学部材１ａとの界面において屈折率差０．２に応じてフレネル反射され、透過型液晶パネル７の側の面から臨界角を超えた光が放射され、第１のプリズムシート３により正面方向ａ２に曲げられて、透過型液晶パネル７の偏光板７ｅを通過する。このとき、偏光板７ｅの透過軸はｓ波を通す向きに設定されており、ここでの光ロスが無いため、光の利用効率は高い。なお、ｓ波のフレネル反射率はｐ波よりも高いため、導光板からの光の取り出しは容易であり、全体的な光の利用効率を高くできるという効果がある。 As shown in FIG. 23, the s-wave 2 s of the light that has exited from the first light source 2 and entered the first light guide plate 1 from the end face 1 z is converted into the first light guide plate 1 and the optical member 1 a . The light is reflected by Fresnel according to the refractive index difference of 0.2 at the interface and light exceeding the critical angle is emitted from the surface of the transmissive liquid crystal panel 7 and is bent in the front direction a2 by the first prism sheet 3. And passes through the polarizing plate 7e of the transmissive liquid crystal panel 7. At this time, the transmission axis of the polarizing plate 7e is set so as to pass the s-wave, and there is no light loss here, so the light utilization efficiency is high. Since the Fresnel reflectivity of the s wave is higher than that of the p wave, it is easy to extract light from the light guide plate, and there is an effect that the overall light utilization efficiency can be increased.

以上のようにして、本実施の形態のバックライト装置１０においては、第１の光源２から出た光の大部分をｓ波２ｓとして第１の導光板１から取り出すことが可能であり、第１の光源２の光を効率よく表示に用いることができ輝度を高めることができる。
また、本実施の形態に係る第１の導光板１および光学部材１ａを用いても、新たな迷光の発生が無いため、実施の形態１に示すように、第１の光源２からの光は、指向性を有して第１の導光板１から出射する。つまり、上記第１の光源２からの光は、法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光ａ１として第１のプリズムシート３の三角形状プリズム列に入射し、三角形状プリズム列の斜面で反射して、第１のプリズムシート３の出射面３０から、法線方向に指向性を有する光ａ２として出射し、これにより正面方向を照射する。 As described above, in the backlight device 10 of the present embodiment, most of the light emitted from the first light source 2 can be taken out from the first light guide plate 1 as the s wave 2 s , The light from the first light source 2 can be efficiently used for display, and the luminance can be increased.
Further, even when using the first light guide plate 1 and the optical member 1 a according to this embodiment, since there is no occurrence of a new stray, as shown in the first embodiment, the light from the first light source 2 Emits from the first light guide plate 1 with directivity. That is, the light from the first light source 2 is incident on the triangular prism row of the first prism sheet 3 as light a1 having directivity in an oblique direction with respect to the normal direction, and the slope of the triangular prism row. And is emitted as light a2 having directivity in the normal direction from the emission surface 30 of the first prism sheet 3, thereby irradiating the front direction.

次に、第２の光源４から第１の導光板１の主面に入射する光ｂ１の動作を考える。第２の光源４からの光ｂ１は、偏光板７ｅを通過する直線偏光４ｘと吸収される直線偏光４ｙを有し、電界成分が第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に垂直な直線偏光は、第１の導光板１と光学部材１ｙとの界面で屈折率に差がないので通過する。一方、電界成分が第１の導光板１の溝列１ｙの長手方向に平行な直線偏光は、第１の導光板１と光学部材１ｙとの界面で屈折率の差により屈折する。このため、光学部材１ａは頂角が１７０〜１７５度の浅い角度が望ましい。 Next, consider the operation of the light b1 incident on the main surface of the first light guide plate 1 from the second light source 4. Light b1 from the second light source 4 has a linearly polarized light 4 y is absorbed and the linearly polarized light 4 x passing through the polarizing plate 7e, the electric field component in the longitudinal direction of the first groove array 1 y of the light guide plate 1 Linearly polarized light perpendicular to the light passes through the interface between the first light guide plate 1 and the optical member 1 y because there is no difference in refractive index. On the other hand, the linearly polarized light whose electric field component is parallel to the longitudinal direction of the groove row 1 y of the first light guide plate 1 is refracted by the difference in refractive index at the interface between the first light guide plate 1 and the optical member 1 y . Therefore, the optical member 1 a shallow angle of apex angle 170 to 175 degrees is preferable.

また、本実施の形態に係る光学部材１ａの代わりに、光学部材１ａを円盤状のディスコティック液晶分子４１の径方向を第１の導光板１の平坦な主面に概ね平行に配向させて形成しても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。つまり、第１の光源２から出て、第１の導光板１に端面１ｘから入射した光の内ｓ波２ｓを第１の導光板１から効率良く取り出し、上記と同様にして効率よく表示に用いることができる。ただしこの場合は、第１の導光板１のアクリルの屈折率と光学部材１ａのコレステリック液晶の径方向の屈折率とを異なる値とし、かつアクリルの屈折率と、コレステリック液晶分子の径方向と垂直な方向の屈折率を概ね等しい値とする。 Also, instead of the optical member 1 a according to this embodiment, was generally oriented parallel to the flat major surface of the disc-shaped discotic radial first light guide plate 1 of the liquid crystal molecules 41 optical member 1 a Even if formed, the same effect as in this embodiment can be obtained. In other words, the s-wave 2 s of the light that has exited from the first light source 2 and entered the first light guide plate 1 from the end face 1 x is efficiently extracted from the first light guide plate 1, and efficiently as described above. Can be used for display. In this case, however, the different values of the refractive index of the first refractive index of the acrylic light guide plate 1 and the optical member 1 a in the radial direction of the cholesteric liquid crystal, and the refractive index of the acrylic, and radially of the cholesteric liquid crystal molecules The refractive index in the vertical direction is set to approximately the same value.

実施の形態７．
図２４は、本発明の実施の形態７の透過型表示装置の構造を示す構成図であり、透過型表示パネル７と実施の形態１のバックライト装置１０とを用いたものである。透過型表示パネル７には、画像駆動手段により画像信号が表示され、バックライト装置１０においては、第１の光源２から出射された光は、第１の導光板１から出て、第１のプリズムシート３のプリズム面で反射され正面方向に進み、また、第２の光源からの法線方向に指向性を有する光は、第１のプリズムシート３により左右方向に曲げられ、それぞれ透過型表示パネル７の正面方向と左右方向とを照らす。 Embodiment 7 FIG.
FIG. 24 is a configuration diagram showing the structure of the transmissive display device according to the seventh embodiment of the present invention, in which the transmissive display panel 7 and the backlight device 10 according to the first embodiment are used. An image signal is displayed on the transmissive display panel 7 by the image driving means. In the backlight device 10, the light emitted from the first light source 2 exits the first light guide plate 1 and becomes the first. The light reflected by the prism surface of the prism sheet 3 proceeds in the front direction, and the light having directivity in the normal direction from the second light source is bent in the left-right direction by the first prism sheet 3, and is transmitted through the transmissive display. Illuminate the front direction and the left-right direction of the panel 7.

本実施の形態に用いたバックライト装置１０では、図４（ｂ）に示すように、第１の光源２による光は、法線方向に対して、−２０度〜２０度に集光されて観察者に出射され、透過型表示パネル７に表示された画像を、正面方向の観察者に導くことができる。
一方、図５（ｂ）に示すように、第２の光源４による光は、法線方向に対して、−３０度以下と３０度以上の左右方向に曲げられて観察者に出射され、透過型表示パネル７に表示された画像を、正面方向を外れ、左右方向の観察者に導くことができる。
なお、本実施の形態において、光源制御部６によって正面方向と左右方向を独立に調整することにより、広い視野角で均一な光を照射することができる。 In the backlight device 10 used in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the light from the first light source 2 is condensed at −20 degrees to 20 degrees with respect to the normal direction. The image emitted to the observer and displayed on the transmissive display panel 7 can be guided to the observer in the front direction.
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), the light from the second light source 4 is bent in the left-right direction of −30 degrees or less and 30 degrees or more with respect to the normal direction, and is emitted to the observer and transmitted. The image displayed on the mold display panel 7 can be guided to an observer in the left-right direction outside the front direction.
In the present embodiment, the light source control unit 6 can adjust the front direction and the left-right direction independently, so that uniform light can be emitted with a wide viewing angle.

実施の形態８．
図２５は本発明の実施の形態８の透過型表示装置の構成図であり、実施の形態５〜７の透過型表示装置に同期駆動部１６を加えたものである。
透過型表示パネル７に、画像駆動手段により２つの異なる画像信号を交互に表示し、同期駆動部１６により上記各画像信号に同期させて、透過型表示パネル７の正面方向を照らす第１の光源と、透過型表示パネル７の左右方向を照らす第２の光源とを、交互に切り替える。具体的には、同期駆動部１６を用いて、正面方向用の画像が表示されているタイミングに第１の光源２を、左右方向用の画像が表示されているタイミングに第２の光源４を点灯し、一方の光源が点灯する時は、他方の光源が消灯するように光源制御部６により切り替える。 Embodiment 8 FIG.
FIG. 25 is a configuration diagram of a transmissive display device according to an eighth embodiment of the present invention, in which a synchronous drive unit 16 is added to the transmissive display devices according to the fifth to seventh embodiments.
A first light source that illuminates the front direction of the transmissive display panel 7 by alternately displaying two different image signals by the image driving means on the transmissive display panel 7 and synchronizing with each image signal by the synchronous drive unit 16. And the 2nd light source which illuminates the left-right direction of the transmissive display panel 7 is switched alternately. Specifically, by using the synchronous drive unit 16, the first light source 2 is used when the front image is displayed and the second light source 4 is used when the left and right image is displayed. When the light source is turned on and one of the light sources is turned on, the light source controller 6 switches so that the other light source is turned off.

図２６は、本発明の実施の形態８の透過型表示装置による表示画像の説明図であり、図２６（ａ）は正面方向の観察者に導かれる画像とバックライト装置からの照射光の角度分布、図２６（ｂ）は左右方向の観察者に導かれる画像とバックライト装置からの照射光の角度分布である。
本実施の形態に係わるバックライト装置１０により、図４（ｂ）に示すように、法線方向に対して、−２０度〜２０度に集光された角度分布の光と、図５（ｂ）に示すように、法線方向に対して、３０度以下と３０度以上の左右方向に曲げられた角度分布の光が透過型表示パネル７を照らす。一方、画像駆動手段により、液晶パネル２０に正面方向用のＡ画像と左右方向用のＢ画像の、異なる画像を交互に表示する。そこで、同期駆動部１６により、上記各画像信号と光源制御部６による第１の光源２と第２の光源４の切り替えとを同期させて、この切り替えを６０Ｈｚ以上の周波数で繰り返し行うと、図２６に示すように、正面方向の観察者にはＡ画像が明るく視認され、左右方向の観察者にはＢ画像が連続した明るい画像として視認される。 FIG. 26 is an explanatory diagram of a display image by the transmissive display device according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 26 (a) shows an angle of the image guided to the observer in the front direction and the irradiation light from the backlight device. FIG. 26B shows the distribution of the image guided to the observer in the left-right direction and the angular distribution of the irradiation light from the backlight device.
As shown in FIG. 4B, the backlight device 10 according to the present embodiment collects light with an angular distribution condensed at −20 degrees to 20 degrees with respect to the normal direction, and FIG. ), The light of an angular distribution bent in the left-right direction of 30 degrees or less and 30 degrees or more with respect to the normal direction illuminates the transmissive display panel 7. On the other hand, different images of the front A image and the left and right B image are alternately displayed on the liquid crystal panel 20 by the image driving means. Therefore, when the synchronous driving unit 16 synchronizes the switching of the first light source 2 and the second light source 4 by the image signals and the light source control unit 6 and repeats the switching at a frequency of 60 Hz or more, FIG. As shown in FIG. 26, the A image is visually recognized as bright by the observer in the front direction, and the B image is visually recognized as a continuous bright image by the observer in the horizontal direction.

上述のように、正対した観察者に見やすい画像を表示するとともに、左右の斜め方向からみる周囲の人々には異なる画像を表示することができ、正面の観察者が見ている画像を、周囲の人に対し隠すことができるという効果が得られる。
なお、バックライト装置１０において、視野角調整フィルム５が第１の導光板のプリズム側と反対の面側に設けられているので、第１の導光板３から下方に漏れる光を吸収し、迷光となるのを防ぐ役割をおこなう。迷光が減少することにより、上部第１の光源４が点灯した際に左右方向に漏れる光が少なくなるため、正面の画像を左右から覗き見される危険性は低下する。 As described above, it is possible to display an easy-to-see image for the viewer facing the opposite direction, and to display different images to the surrounding people viewed from the left and right diagonal directions. The effect of being able to hide from the person is obtained.
In the backlight device 10, since the viewing angle adjusting film 5 is provided on the surface side opposite to the prism side of the first light guide plate, it absorbs light leaking downward from the first light guide plate 3 and stray light. We play a role to prevent becoming. By reducing the stray light, when the upper first light source 4 is turned on, the amount of light leaking in the left-right direction is reduced, so that the risk of peeping into the front image from the left and right is reduced.

本発明の実施の形態１のバックライト装置の斜視図である。1 is a perspective view of a backlight device according to Embodiment 1 of the present invention. 図１における光源からの光の透過光路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the transmitted optical path of the light from the light source in FIG. 本発明の実施の形態１に係わる、第１のプリズムシートにおける透過光路を示す図である。It is a figure which shows the transmitted optical path in the 1st prism sheet concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における、第１の光源からの光の、第１のプリズムシートへの入射光と出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the angle distribution of the incident light to the 1st prism sheet, and the emitted light of the light from the 1st light source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における、第２の光源からの光の、第１のプリズムシートへの入射光と出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the angle distribution of the incident light to the 1st prism sheet, and the emitted light of the light from the 2nd light source in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１のバックライト装置の照射状態の説明図である。It is explanatory drawing of the irradiation state of the backlight apparatus of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２のバックライト装置の照射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the irradiation light of the backlight apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２のバックライト装置の照射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the irradiation light of the backlight apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２のバックライト装置の照射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the irradiation light of the backlight apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２のバックライト装置の照射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the irradiation light of the backlight apparatus of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３のバックライト装置における、第２の光源からの出射光の角度分布を示す特性図である。It is a characteristic view which shows angle distribution of the emitted light from the 2nd light source in the backlight apparatus of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４のバックライト装置の構成図である。It is a block diagram of the backlight apparatus of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５のバックライト装置とこれを用いた透過型表示装置の斜視図である。It is a perspective view of the backlight apparatus of Embodiment 5 of this invention and a transmissive display apparatus using the same. 図１８におけるバックライト装置の透過光路と透過型パネルの透過状態を示す図である。It is a figure which shows the permeation | transmission optical path of the backlight apparatus in FIG. 18, and the permeation | transmission state of a transmissive panel. 本発明の実施の形態５に係る光学部材における液晶分子の配向状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the orientation state of the liquid crystal molecule in the optical member which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５の別のバックライト装置に係る光学部材における液晶材料の配向状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the orientation state of the liquid-crystal material in the optical member which concerns on another backlight apparatus of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態５の別の第１の導光板の断面図である。It is sectional drawing of another 1st light-guide plate of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態６のバックライト装置とこれを用いた透過型表示装置の構成図である。It is a block diagram of the backlight apparatus of Embodiment 6 of this invention and a transmissive display apparatus using the same. 本発明の実施の形態７の透過型表示装置の構成図である。It is a block diagram of the transmissive display apparatus of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態８の透過型表示装置の構成図である。It is a block diagram of the transmissive display apparatus of Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態８の透過型表示装置による表示画像の説明図である。It is explanatory drawing of the display image by the transmissive display apparatus of Embodiment 8 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 第１の導光板、１ｙ 溝列、１ａ 光学部材、１１ 第２の導光板、２ 第１の光源、３ 第１のプリズムシート、１３ 第２のプリズムシート、４ 第２の光源、５ 視野角調整フィルム、６ 光源制御部、７ 透過型表示パネル、９ 法線、１０ バックライト装置、１６ 同期駆動部、３０ 第１のプリズムシートの出射面、４０ 棒状の液晶分子、４１ 円盤状の液晶分子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st light guide plate, 1 y groove row | line | column, 1a optical member, 11 2nd light guide plate, 2nd 1st light source, 3rd 1st prism sheet, 13 2nd prism sheet, 4th 2nd light source, DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Viewing angle adjustment film, 6 Light source control part, 7 Transmission type display panel, 9 normal line, 10 Backlight apparatus, 16 Synchronous drive part, 30 Output surface of 1st prism sheet, 40 Rod-shaped liquid crystal molecule, 41 Disc shape Liquid crystal molecules.

Claims (15)

一方の面に三角形状プリズム列を有する第１のプリズムシートと、この第１のプリズムシートの上記三角形状プリズム列と反対側の出射面の法線方向に対して斜め方向に指向性を有する光を、上記第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射する第１の光源と、上記第１のプリズムシートの出射面の法線方向に指向性を有する光を、上記第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射する第２の光源とを備えたことを特徴とするバックライト装置。 A first prism sheet having a triangular prism array on one surface and light having directivity in an oblique direction with respect to the normal direction of the exit surface of the first prism sheet opposite to the triangular prism array. The first light source incident on the triangular prism row of the first prism sheet, and the light having directivity in the normal direction of the emission surface of the first prism sheet, And a second light source incident on the triangular prism row. 第１のプリズムシートの三角形状プリズム列の面側に設けられた第１の導光板を備え、第１の光源は上記第１の導光板の端面側に設けられ、第２の光源は上記第１の導光板の上記第１のプリズムシートと反対側に設けられ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装置。 A first light guide plate provided on a surface side of the triangular prism row of the first prism sheet, a first light source provided on an end surface side of the first light guide plate, and a second light source provided on the first light source plate; The backlight device according to claim 1, wherein the backlight device is provided on the opposite side of the first light guide plate to the first prism sheet. 第２の光源から第１のプリズムシートの三角形状プリズム列に入射する光が、第１のプリズムシートの出射面の法線方向を中心として、６０度〜８０度幅の角度分布を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。 The light incident on the triangular prism row of the first prism sheet from the second light source has an angular distribution with a width of 60 degrees to 80 degrees centering on the normal direction of the exit surface of the first prism sheet. The backlight device according to claim 1, wherein the backlight device is a backlight device. 三角形状プリズム列のプリズム頂角が６０度〜６５度であることを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。 The backlight device according to claim 3, wherein the prism apex angle of the triangular prism row is 60 to 65 degrees. 第２の光源は、視野角調整フィルムを介して設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のバックライト装置。 The backlight device according to claim 2, wherein the second light source is provided via a viewing angle adjustment film. 第１の導光板の第１のプリズムシートと反対側に設けられた第２のプリズムシートと、上記第２のプリズムシートの上記第１の導光板と反対側に設けられた第２の導光板とを備え、第２の光源が上記第２の導光板の端面側に設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載のバックライト装置。 A second prism sheet provided on the opposite side of the first light guide plate from the first prism sheet, and a second light guide plate provided on the opposite side of the second prism sheet from the first light guide plate. The backlight device according to claim 2, wherein the second light source is provided on an end face side of the second light guide plate. 第１の導光板が、少なくとも一方の主面に長手方向が第１のプリズムシートの三角形状プリズム列の稜線方向と概ね平行に、連続して設けられた溝列を有し、この溝列の溝面に密着し、光学異方性を有する光学部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。 The first light guide plate has a groove row continuously provided on at least one main surface in a longitudinal direction substantially parallel to the ridge line direction of the triangular prism row of the first prism sheet. The backlight device according to claim 2, further comprising an optical member that is in close contact with the groove surface and has optical anisotropy. 光学部材の一方の屈折率が、第１の導光板の屈折率と概ね等しいことを特徴とする請求項７に記載のバックライト装置。 The backlight device according to claim 7, wherein the refractive index of one of the optical members is approximately equal to the refractive index of the first light guide plate. 光学部材は、棒状の液晶分子を、この液晶分子の長軸方向を第１の導光板の主面に対して概ね垂直に配向させて形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載のバックライト装置。 8. The optical member according to claim 7, wherein rod-like liquid crystal molecules are formed by aligning the major axis direction of the liquid crystal molecules substantially perpendicularly to the main surface of the first light guide plate. The backlight device described. 光学部材は、円盤状の液晶分子を、この液晶分子の径方向を第１の導光板の主面と概ね平行に配向させて形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載のバックライト装置。 8. The optical member according to claim 7, wherein the optical member is formed by orienting disk-like liquid crystal molecules so that the radial direction of the liquid crystal molecules is substantially parallel to the main surface of the first light guide plate. Backlight device. 光学部材は、棒状の液晶分子を、この液晶分子の長軸方向を第１の導光板の溝列の長手方向と概ね平行に配向させて形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載のバックライト装置。 The optical member is formed by aligning rod-like liquid crystal molecules with the major axis direction of the liquid crystal molecules substantially parallel to the longitudinal direction of the groove rows of the first light guide plate. The backlight device described in 1. 第２の導光板が、少なくとも一方の主面に長手方向が第２のプリズムシートの三角形状プリズム列の稜線方向と概ね平行に、連続して設けられた溝列を有し、この溝列の溝面に密着し、光学異方性を有する光学部材を備えたことを特徴とする請求項６に記載のバックライト装置。 The second light guide plate has groove rows continuously provided on at least one main surface in a longitudinal direction substantially parallel to the ridge line direction of the triangular prism row of the second prism sheet. The backlight device according to claim 6, further comprising an optical member that is in close contact with the groove surface and has optical anisotropy. 第１、第２の光源の動作を独立に制御する光源制御部を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のバックライト装置。 The backlight device according to any one of claims 1 to 12, further comprising a light source control unit that controls operations of the first and second light sources independently. 透過型表示パネルと、請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のバックライト装置とを備えた透過型表示装置。 A transmissive display device comprising a transmissive display panel and the backlight device according to any one of claims 1 to 13. 透過型表示パネルと、透過型表示パネルに異なる２つの画像信号を交互に表示する画像駆動手段と、請求項１３に記載のバックライト装置と、このバックライト装置の光源制御部による第１、第２の光源の点滅を、上記各画像信号に同期させて、交互に切り替える同期駆動部とを備えた透過型表示装置。 A transmissive display panel, image driving means for alternately displaying two different image signals on the transmissive display panel, the backlight device according to claim 13, and first and second light source control units of the backlight device. A transmissive display device including a synchronous drive unit that alternately switches blinking of the two light sources in synchronization with the image signals.
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