両面発光面光源素子およびそれを用いた液晶表示装置
【課題】 本発明は薄型化可能であり、かつ光利用効率の高い両面発光面光源素子を提供することを課題とする。
【解決手段】 上記の課題は、側面に少なくとも１つ以上の光源が配置される透明材料からなる１つの導光板の対向する２つの面に、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板と、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子とをそれぞれ備え、該出射光制御板、該導光板および該偏光分離素子が光学的に密着して構成されることにより解決される。
【解決手段】 上記の課題は、側面に少なくとも１つ以上の光源が配置される透明材料からなる１つの導光板の対向する２つの面に、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板と、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子とをそれぞれ備え、該出射光制御板、該導光板および該偏光分離素子が光学的に密着して構成されることにより解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機や案内表示板、広告用看板、非常灯などに利用される表裏両面に表示可能な液晶表示装置およびこれに用いることができる両面発光可能な面光源素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、情報携帯端末、パーソナルコンピューター、ゲーム機などに広く利用されている液晶表示装置には面光源素子（バックライト）が必要とされる。特に上述した用途においては、液晶表示装置を薄くしたいという潜在的な要求があるため、導光板の側面に冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を配置した導光方式の面光源素子を用いることが通常である。ここ最近、携帯電話機のように筐体の両面に互いに背中合わせに液晶表示パネルが配設された液晶表示装置が増えている。この液晶表示装置は特許文献１のように、２組の面光源素子を背中合わせにして使用しているのが一般的である。しかし、部品点数が多いため組立工数が増す、携帯電話機の厚みが増す、更にはコストアップにつながるといった課題を有する。
【０００３】
また、両面に液晶表示パネルが配設される別の液晶表示装置として、案内表示板、広告用看板、非常灯なども挙げられる。これらの液晶表示装置においても面光源素子と液晶表示パネルを２組ずつ使用することが一般的である。
【０００４】
以上に挙げた組立工数の増加、厚み増加、コストアップといった課題に対して、１枚の導光板の両面に散乱印刷を施すことにより両面発光させる方法が特許文献２に提案されている。しかし、この方法では発光面となる該導光体の表面に印刷された散乱部位が遮光部位として作用し、光利用効率の低下を招くという弊害を生じる。
【０００５】
また、導光板の側面に光源を設け、該導光板の上下面に均一化層と拡散板を設け、該導光板内にその水平方向の中心位置からずらした位置に反射層を形成したものがある（特許文献３）。この方法によれば反射層の位置により上面および下面に出射される光量を調整することが可能であるが、原理的に上下面ともに同じ大きさの発光エリアを有する面光源素子のみしか実現できない。したがって、上面および下面の液晶表示装置の大きさを変える場合には、不要部分を遮光するなどの対処が必要であるため、光利用効率の低下を避けることはできない。
【０００６】
これらに対して特許文献４では、導光板の上下両面に複数の凸部が設けられた出射光制御板を密着させることで、両面発光可能な面光源素子を実現している。この方法によれば非常に薄い両面発光面光源素子を得ることができるものの、該導光板の側面に配置した光源からの光を該面光源素子の上面および下面に分配するため、光量の低下を避けることは困難であり、それ故、光が液晶表示パネルを透過した際に明るさが大きく低下するといった課題を有する。
【０００７】
また、液晶表示装置における光利用効率の向上を目的に、特許文献５、６および７では、異なるポリマーで形成される交互の層からなる反射型偏光子が開示されている。該反射型偏光子を面光源素子と液晶表示パネルとの間に配設することにより、面光源素子から発せられるランダム偏光から直線偏光を取り出せるために、液晶表示パネルから出射される光の効率を高めることができる。しかし、面光源素子側に反射シートなどの光反射性の部材を用いなければならないため、片面発光の面光源素子に利用されるのが一般的である。
【特許文献１】特開平１０−１８７０７５号公報
【特許文献２】特開平７−１８２９１４号公報
【特許文献３】特開平６−２４３８２６号公報
【特許文献４】特開２００２−１３３９０６号公報
【特許文献５】特表平９−５０６８３７号公報
【特許文献６】特表平９−５０６９８５号公報
【特許文献７】特表平９−５０７３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、薄型化可能であり、かつ光利用効率の高い両面発光面光源素子を提供することを第１の課題とする。また、本発明は、該両面発光面光源素子を利用した液晶表示装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の課題は、透明材料からなる１つの導光板と、前記導光板の側面に配置された少なくとも１つの光源とを有する両面発光面光源素子において、
ａ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板、および
ｂ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子を備え、
前記導光板、前記出射光制御板および前記偏光分離素子が光学的に密着して構成されることを特徴とする両面発光面光源素子を得ることにより解決される。
【００１０】
上記の本発明の両面発光面光源素子において、前記２つの偏光分離素子は、前記導光板と前記出射光制御板の間に配設されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の両面発光面光源素子において、前記２つの偏光分離素子は、それぞれ前記導光板の対向する２つの面に光学的に密着した前記出射光制御板の出射側表面に配設されることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明の両面発光面光源素子において、前記偏光分離素子は、非吸収型の偏光分離素子であることが好ましい。
【００１３】
また、上記第２の課題は、本発明に係る上記両面発光面光源素子の両面にそれぞれ配設される２つの液晶表示パネルを有する液晶表示装置を得ることにより解決される。
【００１４】
前記液晶表示パネルは、液晶セルの両面に偏光板を有しており、前記両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、対応する前記両面発光面光源素子の偏光分離素子の偏光透過軸と一致していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１つの導光板のみで両面発光面光源素子を実現できるために薄型化が可能である。また、該両面発光面光源素子は異なる出射面で電場ベクトルの直交する直線偏光を発光できるため、液晶表示パネルを使用する液晶表示装置において高い光利用効率を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の両面発光面光源素子の一例の概略断面図を図１に示す。この両面発光面光源素子は、冷陰極管やＬＥＤなどからなる光源１と、側面に該光源が設けられた導光板２と、該導光板２から光を取り出すとともに、取り出された光の出射角度の分布を制御するための出射光制御板３１、３２とからなる。該出射光制御板３１、３２には多数の凸部６１、６２が形成されており、この凸部６１、６２の先端４１、４２が該導光板２の対向する２つの面それぞれに光学的に密着している。更に、本発明の両面発光面光源素子には後述する偏光分離素子７１、７２が光学的に密着されている。なお、図１においては、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子７１、７２が導光板２と出射光制御板３１、３２との間に光学的に密着されているが、図２に示すように、導光板と凸部を介して光学的に密着された出射光制御板３１、３２の出射側表面５１、５２に該偏光分離素子７１、７２を光学的に密着しても良い。
【００１７】
出射光制御板の凸部の断面形状は凸部内に取込まれた光が壁面で全反射し、所望の出射光分布が得られるような形状であれば良く、放物線状、楕円状、台形状、あるいはこれらの組合せからなる形状が好ましい。また、この凸部はシリンドリカルレンズのような１次元的なパターンが可能であるばかりでなく、マイクロレンズのような２次元的なパターンも可能である。
【００１８】
凸部底部の長さで表される１つの凸部の大きさは、０．００５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが表示品位、作製の容易さなどの点で好ましい。また、凸部の間隔は発光エリアの大きさ、導光板の厚み、観察者との距離に応じて適宜選択されるものであるが、０．００１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にあることが好適である。更に、発光面の面内輝度分布を一定にするために、光源の近くで凸部の間隔を大きく、光源から離れるにしたがって間隔が小さくなるように面内で変調させることが望ましい。
【００１９】
図３を用いて本発明の両面発光面光源素子の発光原理について説明する。なお、図３は図１の構成の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。図中の矢印は光線の軌跡を示し、電場ベクトルの互いに直交する直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂが図中に示す記号でそれぞれ表され、２つの記号が並んで示されている線は、分離前のランダム偏光を示している。両面発光面光源素子における上面の偏光分離素子７１を直線偏光Ｂが透過する様に配置すると、ランダム偏光のうち直線偏光Ｂは出射光制御板３１に取り出される。これに対して、直線偏光Ａは偏光分離素子７１で反射されることになる。したがって、上側の出射光制御板３１からは直線偏光Ｂのみが取り出される。更に、下面の偏光分離素子７２を直線偏光Ａが透過するように配置すると、出射光制御板３２の凸部においてランダム偏光から直線偏光Ａのみが取り出される。これに対して、直線偏光Ｂは導光板と該偏光分離素子７２の界面で反射される。また、出射光制御板における凸部の存在しない領域に入射するランダム偏光は出射光制御板に取り出されること無く、導光板内で伝搬を繰返すこととなる。以上のような理由で、本発明のように偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子７１、７２を、導光板の対向する出射面側に配設することにより、一方の出射面からは直線偏光Ａのみが得られ、他方の出射面からは直線偏光Ｂのみが得られることとなる。なお、図３の例においては偏光分離素子として反射型偏光子を表しているため直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂは正反射するが、偏光分離素子として散乱型偏光子を使用する場合は直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂは散乱反射することは言うまでも無く、本発明においてはどちらの偏光分離素子も使用することが可能である。
【００２０】
次に、図２に示した構成の両面発光面光源素子の発光原理について図４を用いて説明する。導光板２を伝搬するランダム偏光は出射光制御板３１の凸部６１で取り出され、該凸部の壁面で反射された後、該出射光制御板３１と偏光分離素子７１の界面に達する。このとき、該偏光分離素子７１を直線偏光Ｂが透過する様に配置すると、ランダム偏光のうち直線偏光Ｂのみが外部に出射され、直線偏光Ａは界面で反射される。反射された直線偏光Ａは対向する面における出射光制御板３２と偏光分離素子７２の界面に入射する。このとき直線偏光Ａが透過する様に該偏光分離素子７２を配置すると、直線偏光Ａが外部に出射される。また、出射光制御板における凸部の存在しない領域に入射するランダム偏光は出射光制御板に取り出されることなく、導光板内で伝播を繰返すこととなる。以上のような理由で、一方の出射面からは直線偏光Ａのみが得られ、他方の出射面からは直線偏光Ｂのみが得られることとなる。
【００２１】
出射光制御板の凸部の頂部と導光板もしくは偏光分離素子との密着部は、出射光制御板に光を取り出すために光学的に密着する必要がある。このように密着するためには紫外線硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、粘着剤、および両面テープなどのうち、透明性に優れるものを選択して用いること、あるいは溶融圧着方式などの直接接合法を用いることで実現できる。
【００２２】
上述した両面発光面光源素子に対して、各々の出射面側に異なる液晶表示パネルを配置することにより、図５に示す液晶表示装置９を実現することができる。なお、この例は図１の両面発光面光源素子を用いたものであるが、図２の両面発光面光源素子を用いることも可能である。液晶表示パネル８１においては、両面発光面光源素子側の偏光板８１１の偏光透過軸を、対応する偏光分離素子７１の偏光透過軸と一致させることが必要となる。また、液晶表示パネル８２においても同様に両面発光面光源素子側の偏光板８２１と偏光分離素子７２の偏光透過軸を一致させなければならない。ただし、どちらの液晶表示パネルにおいても、両面発光面光源素子でない側の偏光板８１２および８２２の偏光透過軸は該液晶表示パネルの液晶表示モードに依存するため、偏光板８１２、８２２の偏光透過軸は偏光分離素子７１、７２の偏光透過軸と一致していても直交していても良い。
【００２３】
またここでは図示しないが、液晶表示パネルにおいては両面発光面光源素子側の偏光板８１１、８２１は用いなくとも良い。本発明の両面発光面光源素子からは直線偏光が出射されるためであり、偏光板８１１、８２１を用いずとも、良好な画像を表示することができるからである。この構成によれば、液晶表示装置の薄型化およびコストダウンを達成できる。
【００２４】
上述した理由により、本発明の両面発光面光源素子およびそれを用いた液晶表示装置は従来の技術に比べて、光利用効率の高いことがわかる。つまり、本発明の両面発光面光源素子を用いることで光源から出射されるランダム偏光を直線偏光として出射することが可能となり、本発明の液晶表示装置においては液晶表示パネルで光をロスすることなく有効に利用できるからである。
【００２５】
本発明の偏光分離素子としては、吸収型以外の非吸収型偏光子を用いるのが好ましい。つまり、ランダム偏光から直線偏光を選択的に透過し、その直線偏光とは電場ベクトルが直交する直線偏光を反射または散乱する機能を有する反射型偏光子や散乱型偏光子と呼ばれているものが好ましい。例としては住友スリーエム株式会社のＤＢＥＦおよびＤＲＰＦなどが挙げられる。また、ワイヤグリッド型偏光子やフォトニッククリスタルなども用いることができる。
【００２６】
本発明の両面発光面光源素子においては、表裏面の発光エリアを同じくすることも可能であるし、異なるサイズにすることもできる。つまり、導光板の表裏面に配設する出射光制御板を同サイズとすれば、発光エリアは両面で等しくなる。一方、表裏面の出射光制御板のサイズを変えることにより、異なる発光エリアを実現することもできる。これは出射光制御板の凸部が導光板と光学的に密着する部分のみから光を取り出すことができるためである。したがって、携帯電話などのようにメインディスプレイおよびサブディスプレイを必要とする液晶表示装置に、本発明の両面発光面光源素子を用いることが非常に適している。
【００２７】
導光板の側面に光を入射させる光源として、冷陰極管、熱陰極管、ＬＥＤなど、導光板の側面を照射することができればいずれも使用することができる。また、該光源は導光板の側面に直接配置しても良いし、該光源と該導光板との間に光導波路のような部材を介しても良い。本発明における光源は、図１で示したように１つの側面のみに配置するものでも良いし、対向する２つの側面に配置しても良い。更には導光板の出射側表面を除く４つの面に配置しても良い。また、導光板の側面全体でなく、コーナー部のみに光源を配置しても良い。
【００２８】
本発明の両面発光面光源素子に用いる導光板としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン樹脂などの透明性に優れた樹脂またはガラスを所定の形状に加工したものを用いることができる。ただし、本発明においては導光板中を伝搬する光の偏光状態を変化させてはならないため、複屈折性の小さな材料を用いなければならない。したがって、本発明においては上述した材料の中でもアクリル樹脂が特に好適である。また、該導光板の加工方法としては、押出板またはキャスト板から切り出す方法、加熱プレス、射出成形等の溶融成形法などが好適に用いられる。
【００２９】
出射光制御板の凸部形状は、スタンパ、雌金型またはロール型などの凹型を用いて、紫外線照射による光重合成形法、熱可塑性樹脂による射出成形法、押出成形法等によって得ることができるが、出射光制御板中を伝搬する光の偏光状態を変化させてはならないため、複屈折性の小さな紫外線硬化性樹脂を用いることが特に好ましい。このとき用いられる凹型は、例えばガラス基板上にネガ型あるいはポジ型の感光性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂をフォトマスクを介して露光現像後、電鋳を行うことにより作製することができるし、金属板の切削により直接彫刻して作製することもできる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例および比較例を示す。
【００３１】
（実施例１）
両面発光面光源素子に用いる出射光制御板を以下の手順で作製した。ガラス基板上にポジ型レジストをスピンコートし、任意のパターンが描画されたフォトマスクを介して露光現像を行った。このようにして得られたレジストの凹凸形状は、両面発光面光源素子で必要とされる出射光制御板の凸部形状となるように設計されており、凹凸形状に対してニッケル電鋳を施すことにより出射光制御板のニッケルスタンパを作製できる。なお、該凸部の配列は該フォトマスクに描画された遮光パターンにより調整することができるため、実施例１においては凸部底部の大きさを０．０２ｍｍ、凸部の間隔を０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍとした。また、該凸部の断面形状は高さ０．０２ｍｍの台形とし、これを中心軸で回転した立体を実施例１の凸部とした。
【００３２】
次に、アクリレート系モノマーおよびアクリレート系オリゴマーに紫外線重合開始剤を添加した紫外線硬化性樹脂（ＵＶＸ４３７０：東亞合成株式会社製）を該ニッケルスタンパに流し込み、５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．１ｍｍの「アートン」（登録商標）フィルム（ＪＳＲ株式会社製）をラミネートした。更に、該アートンフィルム上から所定量の紫外線を照射することで、該紫外線硬化性樹脂を硬化した。次いで、該ニッケルスタンパと該アートンフィルムを剥離することで、表面に複数の凸部の形成された５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．２ｍｍの出射光制御板を得ることができた。これと同様な手順で形状およびサイズの同じ出射光制御板を更に作製した。
【００３３】
次に導光板として６７ｍｍ×８５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（「パラグラス」（登録商標）：株式会社クラレ製）を用い、０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（ＵＶＸ４３３２：東亞合成株式会社製）を介して、該出射光制御板の凸部の頂部と接着した。なお、このとき２つの出射光制御板は該導光板の対向する２つの面にそれぞれ接着した。
【００３４】
続いて出射光制御板の表面に０．０５ｍｍ厚さの粘着剤層（ＳＫダイン：綜研化学株式会社製）を介して偏光分離素子を貼合した。なお、本実施例１においては偏光分離素子として５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．１３ｍｍの２枚の反射型偏光子（ＤＢＥＦ：住友スリーエム株式会社製）を用い、該偏光分離素子の偏光透過軸が互いに直交するように、表裏面の出射光制御板とそれぞれ貼合した。
【００３５】
最後に該導光板のひとつの側面（６７ｍｍの辺）に４つのＬＥＤ（ＮＡＣＷ００８：日亜化学工業株式会社製）を均等の間隔で配置することで、総厚み１．５８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００３６】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計（ＢＭ−７Ａ：トプコン株式会社製）を用いて、該両面発光面光源素子の中央部における正面輝度を測定したところ、両面ともに２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００３７】
（比較例１）
実施例１と同様な手順で、５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．２ｍｍの出射光制御板を作製し、導光板として用いた６７ｍｍ×８５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１で用いたものと同じ）の両面に、０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（実施例１で用いたものと同じ）を介して貼合した。なお、比較例１においては、偏光分離素子は併用していない。
【００３８】
次に該導光板のひとつの側面（６７ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．２２ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００３９】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の中央部における正面輝度を測定したところ、両面ともに２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００４０】
実施例１と比較例１の結果を比較すると、比較例１の面光源素子の正面輝度は実施例１のものと同等であるものの、比較例１はランダム偏光が出射されるのに対して、実施例１は直線偏光が出射されるため、液晶表示パネルを併用した場合に実施例１の方が光利用効率の高いものとなる。
【００４１】
（実施例２）
実施例１と同様な手順で両面発光面光源素子に用いる出射光制御板を作製した。ただし、出射光制御板のサイズはそれぞれ３６ｍｍ×４５ｍｍ×０．２ｍｍ、２０ｍｍ×１６ｍｍ×０．２ｍｍとした。なお、両方の出射光制御板ともに、凸部底部の大きさは０．０２ｍｍであり、凸部の間隔を０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍで調整した。また、該凸部の断面形状は高さ０．０２ｍｍの台形とし、これを中心軸で回転した立体を凸部とした。
【００４２】
次に導光板として４６ｍｍ×５５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１と同じ）を用い、０．０５ｍｍ厚さの粘着剤層を介して偏光分離素子を貼合した。なお、本実施例２においては偏光分離素子として３６ｍｍ×４５ｍｍ×０．１３ｍｍ、および２０ｍｍ×１６ｍｍ×０．１３ｍｍの散乱型偏光子（ＤＲＰＦ：住友スリーエム株式会社製）を用い、該偏光分離素子の偏光透過軸が互いに直交するように該導光板の表裏面に貼合した。
【００４３】
続いて偏光分離素子の表面に０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（実施例１と同じ）を介して、前述した２つの出射光制御板を貼合した。なお、貼合する該出射光制御板と該偏光分離素子のサイズは同じとした。
【００４４】
最後に該導光板のひとつの側面（５５ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．５８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００４５】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。実施例１で用いた色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の正面輝度を測定したところ、３６ｍｍ×４５ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は３０００ｃｄ／ｍ２、２０ｍｍ×１６ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００４６】
更に、該両面発光面光源素子に２組のＴＮモードの液晶表示パネルを載せることで、液晶表示装置を作製した。なお、液晶表示パネルにおける両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、該両面発光面光源素子の対応する偏光分離素子の偏光透過軸と同じ方向とした。該液晶表示装置において画像情報を表示したところ、両側の液晶表示装置ともに明るく良好な画像を視認することができた。
【００４７】
（比較例２）
導光板として４６ｍｍ×５５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１と同じ）を用い、両面にスクリーン印刷法で白色ドット印刷を施した。なお、印刷エリアのサイズはそれぞれ、３６ｍｍ×４５ｍｍ、２０ｍｍ×１６ｍｍとした。更に、該導光板の上には印刷エリアと同サイズの０．１４ｍｍの拡散シート（ＰＣ−ＹＢＳ：恵和株式会社製）１枚、および０．１５ｍｍのレンズを互いに直交したプリズムシート（ＢＥＦIII：住友スリーエム株式会社製）２枚をそれぞれの面に載せた。
【００４８】
最後に該導光板のひとつの側面（５５ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．６８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００４９】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の正面輝度を測定したところ、３６ｍｍ×４５ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は２５００ｃｄ／ｍ２、２０ｍｍ×１６ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は１０００ｃｄ／ｍ２であった。なお、２０ｍｍ×１６ｍｍの白色ドット印刷を施した面は、該白色ドット印刷を施してない領域からも光を発光していたため、大きく光をロスしていることが判った。
【００５０】
更に、該両面発光面光源素子に２組のＴＮモードの液晶表示パネルを載せることで、液晶表示装置を作製した。該液晶表示装置において画像情報を表示したところ、両側の液晶表示装置ともに暗く不鮮明な画像しか視認することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の両面発光面光源素子を示す概略断面図である。
【図２】本発明の別の一例の両面発光面光源素子を示す概略断面図である。
【図３】本発明の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。
【図４】本発明の別の一例の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。
【図５】本発明の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：光源
２：導光板
３１：出射光制御板
４１：入射面
５１：発光面
６１：凸部
７１：偏光分離素子
８１：液晶表示パネル
８１１：両面発光面光源素子側の偏光板
８１２：両面発光面光源素子側でない側の偏光板
９：液晶表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機や案内表示板、広告用看板、非常灯などに利用される表裏両面に表示可能な液晶表示装置およびこれに用いることができる両面発光可能な面光源素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、情報携帯端末、パーソナルコンピューター、ゲーム機などに広く利用されている液晶表示装置には面光源素子（バックライト）が必要とされる。特に上述した用途においては、液晶表示装置を薄くしたいという潜在的な要求があるため、導光板の側面に冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を配置した導光方式の面光源素子を用いることが通常である。ここ最近、携帯電話機のように筐体の両面に互いに背中合わせに液晶表示パネルが配設された液晶表示装置が増えている。この液晶表示装置は特許文献１のように、２組の面光源素子を背中合わせにして使用しているのが一般的である。しかし、部品点数が多いため組立工数が増す、携帯電話機の厚みが増す、更にはコストアップにつながるといった課題を有する。
【０００３】
また、両面に液晶表示パネルが配設される別の液晶表示装置として、案内表示板、広告用看板、非常灯なども挙げられる。これらの液晶表示装置においても面光源素子と液晶表示パネルを２組ずつ使用することが一般的である。
【０００４】
以上に挙げた組立工数の増加、厚み増加、コストアップといった課題に対して、１枚の導光板の両面に散乱印刷を施すことにより両面発光させる方法が特許文献２に提案されている。しかし、この方法では発光面となる該導光体の表面に印刷された散乱部位が遮光部位として作用し、光利用効率の低下を招くという弊害を生じる。
【０００５】
また、導光板の側面に光源を設け、該導光板の上下面に均一化層と拡散板を設け、該導光板内にその水平方向の中心位置からずらした位置に反射層を形成したものがある（特許文献３）。この方法によれば反射層の位置により上面および下面に出射される光量を調整することが可能であるが、原理的に上下面ともに同じ大きさの発光エリアを有する面光源素子のみしか実現できない。したがって、上面および下面の液晶表示装置の大きさを変える場合には、不要部分を遮光するなどの対処が必要であるため、光利用効率の低下を避けることはできない。
【０００６】
これらに対して特許文献４では、導光板の上下両面に複数の凸部が設けられた出射光制御板を密着させることで、両面発光可能な面光源素子を実現している。この方法によれば非常に薄い両面発光面光源素子を得ることができるものの、該導光板の側面に配置した光源からの光を該面光源素子の上面および下面に分配するため、光量の低下を避けることは困難であり、それ故、光が液晶表示パネルを透過した際に明るさが大きく低下するといった課題を有する。
【０００７】
また、液晶表示装置における光利用効率の向上を目的に、特許文献５、６および７では、異なるポリマーで形成される交互の層からなる反射型偏光子が開示されている。該反射型偏光子を面光源素子と液晶表示パネルとの間に配設することにより、面光源素子から発せられるランダム偏光から直線偏光を取り出せるために、液晶表示パネルから出射される光の効率を高めることができる。しかし、面光源素子側に反射シートなどの光反射性の部材を用いなければならないため、片面発光の面光源素子に利用されるのが一般的である。
【特許文献１】特開平１０−１８７０７５号公報
【特許文献２】特開平７−１８２９１４号公報
【特許文献３】特開平６−２４３８２６号公報
【特許文献４】特開２００２−１３３９０６号公報
【特許文献５】特表平９−５０６８３７号公報
【特許文献６】特表平９−５０６９８５号公報
【特許文献７】特表平９−５０７３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、薄型化可能であり、かつ光利用効率の高い両面発光面光源素子を提供することを第１の課題とする。また、本発明は、該両面発光面光源素子を利用した液晶表示装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の課題は、透明材料からなる１つの導光板と、前記導光板の側面に配置された少なくとも１つの光源とを有する両面発光面光源素子において、
ａ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板、および
ｂ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子を備え、
前記導光板、前記出射光制御板および前記偏光分離素子が光学的に密着して構成されることを特徴とする両面発光面光源素子を得ることにより解決される。
【００１０】
上記の本発明の両面発光面光源素子において、前記２つの偏光分離素子は、前記導光板と前記出射光制御板の間に配設されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の両面発光面光源素子において、前記２つの偏光分離素子は、それぞれ前記導光板の対向する２つの面に光学的に密着した前記出射光制御板の出射側表面に配設されることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明の両面発光面光源素子において、前記偏光分離素子は、非吸収型の偏光分離素子であることが好ましい。
【００１３】
また、上記第２の課題は、本発明に係る上記両面発光面光源素子の両面にそれぞれ配設される２つの液晶表示パネルを有する液晶表示装置を得ることにより解決される。
【００１４】
前記液晶表示パネルは、液晶セルの両面に偏光板を有しており、前記両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、対応する前記両面発光面光源素子の偏光分離素子の偏光透過軸と一致していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１つの導光板のみで両面発光面光源素子を実現できるために薄型化が可能である。また、該両面発光面光源素子は異なる出射面で電場ベクトルの直交する直線偏光を発光できるため、液晶表示パネルを使用する液晶表示装置において高い光利用効率を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明の両面発光面光源素子の一例の概略断面図を図１に示す。この両面発光面光源素子は、冷陰極管やＬＥＤなどからなる光源１と、側面に該光源が設けられた導光板２と、該導光板２から光を取り出すとともに、取り出された光の出射角度の分布を制御するための出射光制御板３１、３２とからなる。該出射光制御板３１、３２には多数の凸部６１、６２が形成されており、この凸部６１、６２の先端４１、４２が該導光板２の対向する２つの面それぞれに光学的に密着している。更に、本発明の両面発光面光源素子には後述する偏光分離素子７１、７２が光学的に密着されている。なお、図１においては、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子７１、７２が導光板２と出射光制御板３１、３２との間に光学的に密着されているが、図２に示すように、導光板と凸部を介して光学的に密着された出射光制御板３１、３２の出射側表面５１、５２に該偏光分離素子７１、７２を光学的に密着しても良い。
【００１７】
出射光制御板の凸部の断面形状は凸部内に取込まれた光が壁面で全反射し、所望の出射光分布が得られるような形状であれば良く、放物線状、楕円状、台形状、あるいはこれらの組合せからなる形状が好ましい。また、この凸部はシリンドリカルレンズのような１次元的なパターンが可能であるばかりでなく、マイクロレンズのような２次元的なパターンも可能である。
【００１８】
凸部底部の長さで表される１つの凸部の大きさは、０．００５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが表示品位、作製の容易さなどの点で好ましい。また、凸部の間隔は発光エリアの大きさ、導光板の厚み、観察者との距離に応じて適宜選択されるものであるが、０．００１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にあることが好適である。更に、発光面の面内輝度分布を一定にするために、光源の近くで凸部の間隔を大きく、光源から離れるにしたがって間隔が小さくなるように面内で変調させることが望ましい。
【００１９】
図３を用いて本発明の両面発光面光源素子の発光原理について説明する。なお、図３は図１の構成の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。図中の矢印は光線の軌跡を示し、電場ベクトルの互いに直交する直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂが図中に示す記号でそれぞれ表され、２つの記号が並んで示されている線は、分離前のランダム偏光を示している。両面発光面光源素子における上面の偏光分離素子７１を直線偏光Ｂが透過する様に配置すると、ランダム偏光のうち直線偏光Ｂは出射光制御板３１に取り出される。これに対して、直線偏光Ａは偏光分離素子７１で反射されることになる。したがって、上側の出射光制御板３１からは直線偏光Ｂのみが取り出される。更に、下面の偏光分離素子７２を直線偏光Ａが透過するように配置すると、出射光制御板３２の凸部においてランダム偏光から直線偏光Ａのみが取り出される。これに対して、直線偏光Ｂは導光板と該偏光分離素子７２の界面で反射される。また、出射光制御板における凸部の存在しない領域に入射するランダム偏光は出射光制御板に取り出されること無く、導光板内で伝搬を繰返すこととなる。以上のような理由で、本発明のように偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子７１、７２を、導光板の対向する出射面側に配設することにより、一方の出射面からは直線偏光Ａのみが得られ、他方の出射面からは直線偏光Ｂのみが得られることとなる。なお、図３の例においては偏光分離素子として反射型偏光子を表しているため直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂは正反射するが、偏光分離素子として散乱型偏光子を使用する場合は直線偏光Ａおよび直線偏光Ｂは散乱反射することは言うまでも無く、本発明においてはどちらの偏光分離素子も使用することが可能である。
【００２０】
次に、図２に示した構成の両面発光面光源素子の発光原理について図４を用いて説明する。導光板２を伝搬するランダム偏光は出射光制御板３１の凸部６１で取り出され、該凸部の壁面で反射された後、該出射光制御板３１と偏光分離素子７１の界面に達する。このとき、該偏光分離素子７１を直線偏光Ｂが透過する様に配置すると、ランダム偏光のうち直線偏光Ｂのみが外部に出射され、直線偏光Ａは界面で反射される。反射された直線偏光Ａは対向する面における出射光制御板３２と偏光分離素子７２の界面に入射する。このとき直線偏光Ａが透過する様に該偏光分離素子７２を配置すると、直線偏光Ａが外部に出射される。また、出射光制御板における凸部の存在しない領域に入射するランダム偏光は出射光制御板に取り出されることなく、導光板内で伝播を繰返すこととなる。以上のような理由で、一方の出射面からは直線偏光Ａのみが得られ、他方の出射面からは直線偏光Ｂのみが得られることとなる。
【００２１】
出射光制御板の凸部の頂部と導光板もしくは偏光分離素子との密着部は、出射光制御板に光を取り出すために光学的に密着する必要がある。このように密着するためには紫外線硬化性接着剤、ホットメルト接着剤、粘着剤、および両面テープなどのうち、透明性に優れるものを選択して用いること、あるいは溶融圧着方式などの直接接合法を用いることで実現できる。
【００２２】
上述した両面発光面光源素子に対して、各々の出射面側に異なる液晶表示パネルを配置することにより、図５に示す液晶表示装置９を実現することができる。なお、この例は図１の両面発光面光源素子を用いたものであるが、図２の両面発光面光源素子を用いることも可能である。液晶表示パネル８１においては、両面発光面光源素子側の偏光板８１１の偏光透過軸を、対応する偏光分離素子７１の偏光透過軸と一致させることが必要となる。また、液晶表示パネル８２においても同様に両面発光面光源素子側の偏光板８２１と偏光分離素子７２の偏光透過軸を一致させなければならない。ただし、どちらの液晶表示パネルにおいても、両面発光面光源素子でない側の偏光板８１２および８２２の偏光透過軸は該液晶表示パネルの液晶表示モードに依存するため、偏光板８１２、８２２の偏光透過軸は偏光分離素子７１、７２の偏光透過軸と一致していても直交していても良い。
【００２３】
またここでは図示しないが、液晶表示パネルにおいては両面発光面光源素子側の偏光板８１１、８２１は用いなくとも良い。本発明の両面発光面光源素子からは直線偏光が出射されるためであり、偏光板８１１、８２１を用いずとも、良好な画像を表示することができるからである。この構成によれば、液晶表示装置の薄型化およびコストダウンを達成できる。
【００２４】
上述した理由により、本発明の両面発光面光源素子およびそれを用いた液晶表示装置は従来の技術に比べて、光利用効率の高いことがわかる。つまり、本発明の両面発光面光源素子を用いることで光源から出射されるランダム偏光を直線偏光として出射することが可能となり、本発明の液晶表示装置においては液晶表示パネルで光をロスすることなく有効に利用できるからである。
【００２５】
本発明の偏光分離素子としては、吸収型以外の非吸収型偏光子を用いるのが好ましい。つまり、ランダム偏光から直線偏光を選択的に透過し、その直線偏光とは電場ベクトルが直交する直線偏光を反射または散乱する機能を有する反射型偏光子や散乱型偏光子と呼ばれているものが好ましい。例としては住友スリーエム株式会社のＤＢＥＦおよびＤＲＰＦなどが挙げられる。また、ワイヤグリッド型偏光子やフォトニッククリスタルなども用いることができる。
【００２６】
本発明の両面発光面光源素子においては、表裏面の発光エリアを同じくすることも可能であるし、異なるサイズにすることもできる。つまり、導光板の表裏面に配設する出射光制御板を同サイズとすれば、発光エリアは両面で等しくなる。一方、表裏面の出射光制御板のサイズを変えることにより、異なる発光エリアを実現することもできる。これは出射光制御板の凸部が導光板と光学的に密着する部分のみから光を取り出すことができるためである。したがって、携帯電話などのようにメインディスプレイおよびサブディスプレイを必要とする液晶表示装置に、本発明の両面発光面光源素子を用いることが非常に適している。
【００２７】
導光板の側面に光を入射させる光源として、冷陰極管、熱陰極管、ＬＥＤなど、導光板の側面を照射することができればいずれも使用することができる。また、該光源は導光板の側面に直接配置しても良いし、該光源と該導光板との間に光導波路のような部材を介しても良い。本発明における光源は、図１で示したように１つの側面のみに配置するものでも良いし、対向する２つの側面に配置しても良い。更には導光板の出射側表面を除く４つの面に配置しても良い。また、導光板の側面全体でなく、コーナー部のみに光源を配置しても良い。
【００２８】
本発明の両面発光面光源素子に用いる導光板としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン樹脂などの透明性に優れた樹脂またはガラスを所定の形状に加工したものを用いることができる。ただし、本発明においては導光板中を伝搬する光の偏光状態を変化させてはならないため、複屈折性の小さな材料を用いなければならない。したがって、本発明においては上述した材料の中でもアクリル樹脂が特に好適である。また、該導光板の加工方法としては、押出板またはキャスト板から切り出す方法、加熱プレス、射出成形等の溶融成形法などが好適に用いられる。
【００２９】
出射光制御板の凸部形状は、スタンパ、雌金型またはロール型などの凹型を用いて、紫外線照射による光重合成形法、熱可塑性樹脂による射出成形法、押出成形法等によって得ることができるが、出射光制御板中を伝搬する光の偏光状態を変化させてはならないため、複屈折性の小さな紫外線硬化性樹脂を用いることが特に好ましい。このとき用いられる凹型は、例えばガラス基板上にネガ型あるいはポジ型の感光性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂をフォトマスクを介して露光現像後、電鋳を行うことにより作製することができるし、金属板の切削により直接彫刻して作製することもできる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例および比較例を示す。
【００３１】
（実施例１）
両面発光面光源素子に用いる出射光制御板を以下の手順で作製した。ガラス基板上にポジ型レジストをスピンコートし、任意のパターンが描画されたフォトマスクを介して露光現像を行った。このようにして得られたレジストの凹凸形状は、両面発光面光源素子で必要とされる出射光制御板の凸部形状となるように設計されており、凹凸形状に対してニッケル電鋳を施すことにより出射光制御板のニッケルスタンパを作製できる。なお、該凸部の配列は該フォトマスクに描画された遮光パターンにより調整することができるため、実施例１においては凸部底部の大きさを０．０２ｍｍ、凸部の間隔を０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍとした。また、該凸部の断面形状は高さ０．０２ｍｍの台形とし、これを中心軸で回転した立体を実施例１の凸部とした。
【００３２】
次に、アクリレート系モノマーおよびアクリレート系オリゴマーに紫外線重合開始剤を添加した紫外線硬化性樹脂（ＵＶＸ４３７０：東亞合成株式会社製）を該ニッケルスタンパに流し込み、５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．１ｍｍの「アートン」（登録商標）フィルム（ＪＳＲ株式会社製）をラミネートした。更に、該アートンフィルム上から所定量の紫外線を照射することで、該紫外線硬化性樹脂を硬化した。次いで、該ニッケルスタンパと該アートンフィルムを剥離することで、表面に複数の凸部の形成された５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．２ｍｍの出射光制御板を得ることができた。これと同様な手順で形状およびサイズの同じ出射光制御板を更に作製した。
【００３３】
次に導光板として６７ｍｍ×８５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（「パラグラス」（登録商標）：株式会社クラレ製）を用い、０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（ＵＶＸ４３３２：東亞合成株式会社製）を介して、該出射光制御板の凸部の頂部と接着した。なお、このとき２つの出射光制御板は該導光板の対向する２つの面にそれぞれ接着した。
【００３４】
続いて出射光制御板の表面に０．０５ｍｍ厚さの粘着剤層（ＳＫダイン：綜研化学株式会社製）を介して偏光分離素子を貼合した。なお、本実施例１においては偏光分離素子として５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．１３ｍｍの２枚の反射型偏光子（ＤＢＥＦ：住友スリーエム株式会社製）を用い、該偏光分離素子の偏光透過軸が互いに直交するように、表裏面の出射光制御板とそれぞれ貼合した。
【００３５】
最後に該導光板のひとつの側面（６７ｍｍの辺）に４つのＬＥＤ（ＮＡＣＷ００８：日亜化学工業株式会社製）を均等の間隔で配置することで、総厚み１．５８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００３６】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計（ＢＭ−７Ａ：トプコン株式会社製）を用いて、該両面発光面光源素子の中央部における正面輝度を測定したところ、両面ともに２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００３７】
（比較例１）
実施例１と同様な手順で、５７ｍｍ×７５ｍｍ×０．２ｍｍの出射光制御板を作製し、導光板として用いた６７ｍｍ×８５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１で用いたものと同じ）の両面に、０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（実施例１で用いたものと同じ）を介して貼合した。なお、比較例１においては、偏光分離素子は併用していない。
【００３８】
次に該導光板のひとつの側面（６７ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．２２ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００３９】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の中央部における正面輝度を測定したところ、両面ともに２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００４０】
実施例１と比較例１の結果を比較すると、比較例１の面光源素子の正面輝度は実施例１のものと同等であるものの、比較例１はランダム偏光が出射されるのに対して、実施例１は直線偏光が出射されるため、液晶表示パネルを併用した場合に実施例１の方が光利用効率の高いものとなる。
【００４１】
（実施例２）
実施例１と同様な手順で両面発光面光源素子に用いる出射光制御板を作製した。ただし、出射光制御板のサイズはそれぞれ３６ｍｍ×４５ｍｍ×０．２ｍｍ、２０ｍｍ×１６ｍｍ×０．２ｍｍとした。なお、両方の出射光制御板ともに、凸部底部の大きさは０．０２ｍｍであり、凸部の間隔を０．０３ｍｍ〜０．８ｍｍで調整した。また、該凸部の断面形状は高さ０．０２ｍｍの台形とし、これを中心軸で回転した立体を凸部とした。
【００４２】
次に導光板として４６ｍｍ×５５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１と同じ）を用い、０．０５ｍｍ厚さの粘着剤層を介して偏光分離素子を貼合した。なお、本実施例２においては偏光分離素子として３６ｍｍ×４５ｍｍ×０．１３ｍｍ、および２０ｍｍ×１６ｍｍ×０．１３ｍｍの散乱型偏光子（ＤＲＰＦ：住友スリーエム株式会社製）を用い、該偏光分離素子の偏光透過軸が互いに直交するように該導光板の表裏面に貼合した。
【００４３】
続いて偏光分離素子の表面に０．０１ｍｍ厚さのアクリレート系紫外線硬化性接着剤層（実施例１と同じ）を介して、前述した２つの出射光制御板を貼合した。なお、貼合する該出射光制御板と該偏光分離素子のサイズは同じとした。
【００４４】
最後に該導光板のひとつの側面（５５ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．５８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００４５】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。実施例１で用いた色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の正面輝度を測定したところ、３６ｍｍ×４５ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は３０００ｃｄ／ｍ２、２０ｍｍ×１６ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は２０００ｃｄ／ｍ２であった。
【００４６】
更に、該両面発光面光源素子に２組のＴＮモードの液晶表示パネルを載せることで、液晶表示装置を作製した。なお、液晶表示パネルにおける両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、該両面発光面光源素子の対応する偏光分離素子の偏光透過軸と同じ方向とした。該液晶表示装置において画像情報を表示したところ、両側の液晶表示装置ともに明るく良好な画像を視認することができた。
【００４７】
（比較例２）
導光板として４６ｍｍ×５５ｍｍ×０．８ｍｍのＰＭＭＡキャスト板（実施例１と同じ）を用い、両面にスクリーン印刷法で白色ドット印刷を施した。なお、印刷エリアのサイズはそれぞれ、３６ｍｍ×４５ｍｍ、２０ｍｍ×１６ｍｍとした。更に、該導光板の上には印刷エリアと同サイズの０．１４ｍｍの拡散シート（ＰＣ−ＹＢＳ：恵和株式会社製）１枚、および０．１５ｍｍのレンズを互いに直交したプリズムシート（ＢＥＦIII：住友スリーエム株式会社製）２枚をそれぞれの面に載せた。
【００４８】
最後に該導光板のひとつの側面（５５ｍｍの辺）に実施例１で用いたものと同じ４つのＬＥＤを均等の間隔で配置することで、総厚み１．６８ｍｍの両面発光面光源素子を得ることができた。
【００４９】
該両面発光面光源素子の各々のＬＥＤに対して３０ｍＡの電流を印加し、両面発光面光源素子を発光させた。色彩輝度計を用いて、該両面発光面光源素子の正面輝度を測定したところ、３６ｍｍ×４５ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は２５００ｃｄ／ｍ２、２０ｍｍ×１６ｍｍのサイズの発光エリアの中央部は１０００ｃｄ／ｍ２であった。なお、２０ｍｍ×１６ｍｍの白色ドット印刷を施した面は、該白色ドット印刷を施してない領域からも光を発光していたため、大きく光をロスしていることが判った。
【００５０】
更に、該両面発光面光源素子に２組のＴＮモードの液晶表示パネルを載せることで、液晶表示装置を作製した。該液晶表示装置において画像情報を表示したところ、両側の液晶表示装置ともに暗く不鮮明な画像しか視認することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の両面発光面光源素子を示す概略断面図である。
【図２】本発明の別の一例の両面発光面光源素子を示す概略断面図である。
【図３】本発明の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。
【図４】本発明の別の一例の両面発光面光源素子における光線の軌跡を示す図である。
【図５】本発明の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：光源
２：導光板
３１：出射光制御板
４１：入射面
５１：発光面
６１：凸部
７１：偏光分離素子
８１：液晶表示パネル
８１１：両面発光面光源素子側の偏光板
８１２：両面発光面光源素子側でない側の偏光板
９：液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料からなる１つの導光板と、前記導光板の側面に配置された少なくとも１つの光源とを有する両面発光面光源素子において、
ａ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板、および
ｂ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子を備え、
前記導光板、前記出射光制御板および前記偏光分離素子が光学的に密着して構成されることを特徴とする両面発光面光源素子。
【請求項２】
前記2つの偏光分離素子が、それぞれ前記導光板と前記出射光制御板の間に配設されることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項３】
前記２つの偏光分離素子が、前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ光学的に密着した前記出射光制御板の出射光側表面にそれぞれ配設されることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項４】
前記偏光分離素子が、非吸収型の偏光分離素子であることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の両面発光面光源素子の両面に、それぞれ配設される２つの液晶表示パネルを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示パネルは、液晶セルの両面に偏光板を有しており、前記両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、対応する前記両面発光面光源素子の偏光分離素子の偏光透過軸と一致している請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
透明材料からなる１つの導光板と、前記導光板の側面に配置された少なくとも１つの光源とを有する両面発光面光源素子において、
ａ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、複数の凸部が形成された２つの出射光制御板、および
ｂ）前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ配置される、偏光透過軸が互いに直交する２つの偏光分離素子を備え、
前記導光板、前記出射光制御板および前記偏光分離素子が光学的に密着して構成されることを特徴とする両面発光面光源素子。
【請求項２】
前記2つの偏光分離素子が、それぞれ前記導光板と前記出射光制御板の間に配設されることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項３】
前記２つの偏光分離素子が、前記導光板の対向する２つの面にそれぞれ光学的に密着した前記出射光制御板の出射光側表面にそれぞれ配設されることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項４】
前記偏光分離素子が、非吸収型の偏光分離素子であることを特徴とする請求項１に記載の両面発光面光源素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の両面発光面光源素子の両面に、それぞれ配設される２つの液晶表示パネルを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示パネルは、液晶セルの両面に偏光板を有しており、前記両面発光面光源素子側の偏光板の偏光透過軸は、対応する前記両面発光面光源素子の偏光分離素子の偏光透過軸と一致している請求項５に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１６６１２０（Ｐ２００８−１６６１２０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５４４７０（Ｐ２００６−３５４４７０）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]