CN102411231A - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置，能够在降低功耗的同时提高亮度。液晶显示装置具有：反射型偏振片，将配置在液晶面板的背面侧的偏振片的吸收轴方向的直线偏振光向背光源的方向反射，并使偏振片的透过轴方向的直线偏振光透过；和光路变换部，形成有棱镜列，使从导光板射出的光朝向液晶面板，背光源具有配置在反射型偏振片与光路变换部之间的各向异性漫射片，各向异性漫射片具有：折射率各向异性片，在吸收轴方向延伸，且在反射型偏振片侧的面上具有以凹凸形状形成的凹凸部；和各向同性材料部，层叠在凹凸部的表面上，并具有各向同性的折射率，该折射率与垂直于折射率各向异性片的延伸方向的透过轴方向的折射率相等。
Description
技术领域
本发明涉及具有背光源的液晶显示装置，所述背光源从液晶面板的背面照射光。
背景技术
以往，具有从液晶面板的背面照射光的背光源的液晶显示装置利用从背光源照射来的光在液晶面板上显示图像。这样的液晶显示装置的液晶面板具有一对透明基板、由这一对透明基板夹持的液晶材料、以及设置在液晶面板的表面侧和背面侧的一对偏振片，通过这一对偏振片能够使入射到液晶材料的光的偏振状态变化。
因此，对于从背光源照射的光，由背面侧的偏振片吸收偏振片吸收轴方向的直线偏振光。因此，为了降低功耗并提高亮度，提出了这样的技术，即：在背面侧的偏振片与背光源之间设置反射型偏振片，通过该反射型偏振片预先将吸收轴方向的直线偏振光向背光源方向反射，并再次反射至液晶面板，从而对吸收轴方向的直线偏振光进行再利用(例如参照专利文献1)。此处，所谓吸收轴方向的直线偏振光，与具有吸收轴方向的振动面的直线偏振光意义相同。
专利文献1：日本特开2007-298634号公报
专利文献1记载的反射型偏振片具有在反射型偏光镜的光线入射侧层叠散射膜而成的层叠结构，且以反射型偏光镜的透过轴与散射模的膜平面内的规定方向平行的方式进行层叠。
液晶显示所需要的偏振光成分在透过该散射膜的规定方向之后，进一步透过反射型偏光镜的透过轴方向。
另一方面，液晶显示不需要的偏振光成分中的、在与该散射膜的该规定方向垂直的方向上透过的直线偏振光被在反射型偏光镜的透过轴的正交方向上反射而再次返回到该散射膜，再次入射到散射膜的X方向上的该偏振光成分被反射型偏光镜侧向后方散射，从而偏振被消除，并再次入射到反射型偏光镜中。
反射型偏光镜的透过轴方向的直线偏振光透过，而与透过轴正交的直线偏振光再次反射而被返回到散射膜方向这一过程反复进行，从而能够增加入射到液晶单元内的光量。
但是，在具有专利文献1的反射型偏振片的液晶显示装置中，关于在透过了背面例的偏振片之后被配线等的液晶面板的背面向背光源方向反射了的直线偏振光并未予以考虑，虽然在背光源是透过轴方向的直线偏振光，但是与被反射型偏光片反射了的吸收轴方向的直线偏振光一样，偏振被消除，因此存在这样的问题：在液晶面板的背面反射了的光的再利用效率低，结果导致为了提高亮度不得不提高供电量。
发明内容
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供一种能够在降低功耗的同时提高亮度的液晶显示装置。
为了解决上述课题并达成目的，本发明的液晶显示装置具有：反射型偏振片，将配置在液晶面板的背面侧的偏振片的吸收轴方向的直线偏振光向背光源方向反射，并使该偏振片的透过轴方向的直线偏振光透过；和光路变换部，形成有棱镜列，该棱镜列使从导光板射出的光朝向所述液晶面板，其特征在于，所述背光源具有配置在所述反射型偏振片与所述光路变换部之间的各向异性漫射片，所述各向异性漫射片具有：折射率各向异性片，在所述吸收轴方向延伸，并且在所述反射型偏振片侧的面上具有形成为凹凸形状的凹凸部；和各向同性材料部，层叠在所述凹凸部的表面上，并具有各向同性的折射率，该折射率与垂直于所述折射率各向异性片的延伸方向的所述透过轴方向的折射率相等。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，在所述各向异性漫射片中，所述吸收轴方向的折射率与厚度方向的折射率之差的绝对值比所述透过轴方向的折射率与厚度方向的折射率之差的绝对值大。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，所述凹凸部形成有多个凸部，所述凸部的与厚度方向正交的底部截面为以所述折射率各向异性片的延伸方向为长轴方向的椭圆形状。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，所述凹凸部通过热压纹加工而形成。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，在所述各向异性漫射片中，在所述各向同性材料部的表面层叠有表面形状平坦的平坦片。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，所述各向异性漫射片多片重叠地层叠。
此外，在本发明的液晶显示装置，其特征在于，在上述的发明中，所述凹凸部是形成为凹凸形状的衍射光栅。
此外，为了解决上述课题，达成目的，本发明的液晶显示装置具有反射型偏振片，将配置在液晶面板的背面侧的偏振片的吸收轴方向的直线偏振光向背光源方向反射，并使该偏振片的透过轴方向的直线偏振光透过；和光路变换部，形成有棱镜列，该棱镜列使从导光板射出的光朝向所述液晶面板，其特征在于，所述背光源具有配置在所述反射型偏振片与所述光路变换部之间的各向异性漫射片，所述各向异性漫射片在该各向异性漫射片的表面形成有凹凸形状的衍射光栅，并被配置成该衍射光栅的槽与所述吸收轴方向平行。
发明效果
本发明的液晶显示装置中，在所述反射型偏振片反射而向所述背光源的方向返回的所述吸收轴方向的直线偏振光由于所述各向同性材料部与所述折射率各向异性片的折射率之差而在所述凹凸部的表面散射，从而消除偏振。此外，在通过了所述液晶面板的背面侧的偏振片之后被所述液晶面板的配线等液晶面板的背面向所述背光源方向反射的所述透过轴方向的直线偏振光，由于折射率各向异性片的所述透过轴方向的折射率与所述各向同性材料部的折射率相等，所以不散射地在维持所述透过轴方向的偏振光的情况下透过所述各向异性漫射片，因此，能够提高在所述液晶面板的背面反射的光的再利用效率，其结果是能够在降低功耗的同时提高亮度。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的液晶显示装置的整体结构的示意图。
图2是图1所示的液晶显示装置的立体图。
图3是图1所示的折射率各向异性片的主视图。
图4是示出在通过各向异性漫射片维持偏振的情况下透过的直线偏振光和被散射而消除偏振的直线偏振光的图。
图5是示出本发明的实施方式1的变形例1的图。
图6是示出本发明的实施方式1的变形例2的图。
图7是示出本发明的实施方式1的变形例3的图。
图8是示出本发明的实施方式1的变形例4的图.
图9是示出本发明的实施方式2的液晶显示装置的整体结构的示意图。
图10是示出在通过各向异性漫射片维持偏振的情况下透过的直线偏振光和被衍射而消除偏振的直线偏振光的图。
图11是示出本发明的实施方式2的变形例的图。
附图标记的说明
1、2液晶显示装置
10液晶显示面板
11第一透明基板
12第二透明基板
12a配线
13液晶材料
14表面侧偏振片
15背面侧偏振片
16反射型偏振片
17颜色滤光片
20、80背光源
21、60棱镜片
21a、60a棱镜列部
21b、60b棱镜
21c基底膜部
22导光板
23反射片
24光源
30、70、90各向异性漫射片
31折射率各向异性片
31a凹凸部
32各向同性材料部
40平坦片
50逆棱镜片
61漫射片
70a衍射光栅
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的液晶显示装置的优选实施方式。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1的液晶显示装置1的整体结构的示意图。图2是图1所示的液晶显示装置1的立体图。图3是图1所示的折射率各向异性片31的主视图。图4是示出在通过各向异性漫射片30维持偏振的情况下透过的直线偏振光R2和被散射而消除偏振的直线偏振光R3的图。另外，在图1～图4中，将背面侧偏振片15的透过轴方向作为Y轴，将背面侧偏振片15的吸收轴方向作为X轴，将XY轴平面的法线方向作为Z轴。
液晶显示装置1采用有源矩阵方式，具有液晶显示面板10、背光源20、和未图示的控制部。
液晶面板10具有：作为一对透明基板的第一透明基板11和第二透明基板12；被这一对透明基板夹持的液晶材料13；作为一对偏振片的表面侧偏振片14和背面侧偏振片15；以及反射型偏振片16。
第一透明基板11由玻璃材料等形成，是对可见光透明的板状基板。第一透明基板11在液晶材料13侧的表面上形成有颜色滤光片17，在颜色滤光片17的表面上形成有未图示的取向膜。
第二透明基板12由玻璃材料等形成，是对可见光透明的板状基板。第二透明基板12在液晶材料13侧的表面上形成有呈矩阵状配置的形成多个像素的未图示的电极、信号线12a、未图示的薄膜晶体管等。此外，第二透明基板12在与液晶材料13接触的面上形成有未图示的取向膜。
表面侧偏振片14配置在第一透明基板11的与液晶材料13相反侧的面上。表面侧偏振片14吸收规定方向的直线偏振光，并将振动面与该规定方向的直线偏振光正交的直线偏振光透过。即，表面侧偏振片14具有吸收规定的直线偏振光的吸收轴、和将振动面与该吸收的直线偏振光正交的直线偏振光透过的透过轴。
背面侧偏振片15配置在第二透明基板12的与液晶材料13相反侧的面上，即液晶面板10的背面侧。背面侧偏振片15吸收规定方向的直线偏振光，并将振动面与该规定方向的直线偏振光正交的直线偏振光透过。即，表面侧偏振片15具有吸收规定的直线偏振光的吸收轴、和将振动面与该吸收的直线偏振光正交的直线偏振光透过的透过轴。此外，背面侧偏振片15以使得吸收轴方向相对于表面侧偏振片14的吸收轴方向正交的方式配置。即，表面侧偏振片14与背面侧偏振片15配置成正交偏光镜(cross Nicol)。
反射型偏振片16被贴附在背面侧偏振片15的与液晶材料13侧的面相反侧的面上。反射型偏振片16将背面侧偏振片15的透过轴方向的直线偏振光透过，并将背面侧偏振片15的吸收轴方向的直线偏振光反射。
背光源20用于对液晶面板10的显示区域照射光。在该背光源20中采用侧光方式。背光源11具有各向异性漫射片30、棱镜片21、导光板22、反射片23及光源24。
各向异性漫射片30配置在反射型偏振片16与棱镜片21之间。各向异性漫射片30具有折射率各向异性片31和各向同性材料部32。折射率各向异性片31是由单向拉伸的PET(Polyethyleneterephthalate；聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成的片，在背面侧偏振片15的吸收轴方向延伸。若使该折射率各向异性片31在X、Y及Z轴方向的折射率分别为折射率nx、ny、nz时，则为|nx-nz|＞|ny-nz|。
另外，本发明的实施方式1的折射率各向异性片31是具有单轴各向异性的片。因此，X、Y及Z轴方向各自的折射率nx、ny、nx为nx＝ne、ny＝nz＝n0。此处，折射率ne表示异常光线折射率，折射率n0表示正常光线折射率。折射率ne及折射率n0分别被设定为例如n0＝1.53，ne＝1.71。
此外，折射率各向异性片31具有凹凸部31a。凹凸部31a是为了使从反射型偏振片16反射了的直线偏振光散射而形成在折射率各向异性片31的表面上的凹凸形状部分。如图3所示，凹凸部31a是形成了许多凸部的部分，所述凸部的与厚度方向正交的底部截面是以X轴方向为长轴方向的椭圆形状。该凹凸部31a通过热压纹加工而形成。此处，所谓热压纹加工，是一边将通常称为热压模的加热了的版压抵在树脂膜上一边复制图案的方法。
各向同性材料部32形成在折射率各向异性片31的凹凸部31a的表面上，是使凹凸部31a的凹凸形状的表面平坦化的层。各向同性材料部32具有各向同性的折射率nt，该折射率nt与折射率各向异性片31的折射率ny(＝折射率n0)相等。
棱镜片21配置在各向异性漫射片30与导光板22之间，并作为光路变换部，使从导光板22射出的光的方向朝向液晶面板10的背面的主视方向。棱镜片21具有棱镜列部21a及基底膜部21c。
棱镜列部21a是多个棱镜21b以列的形式作为棱镜列设置在基底膜部21c的表面上的部分。各棱镜21b具有形成阶梯的斜面S。棱镜列部21a被配置成，各棱镜21b的棱线L以沿着来自光源24的光所入射的导光板22的端面的边的方向延伸的方式排列。即，棱镜列部21a被配置成各棱镜21b的棱线L以平行于X轴方向的方式排列。
棱镜21b被形成为，将从导光板22射出并入射到棱镜片21的光的行进方向向液晶面板10的背面的主视方向折射。该棱镜片21由于在棱镜21b的斜面S上设有阶梯，所以具有降低由棱镜材料的折射率的波长分散导致的差色的功能。
基底膜部21c是作为棱镜片21的基部的膜。例如由PET(Polyethylene terephthalate；聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成。基底膜部21c是对可见光透明的膜。该基底膜部21c以其光学轴相对于背面侧偏振片15的透过轴大致平行或是大致垂直的方式配置。
为了利用这样的棱镜片21将与棱镜21b的棱线L垂直的方向上的偏振光更强地射出，使棱镜21b的棱线L相对于背面侧偏振片15的透过轴垂直。由此，透过背面侧偏振片15的光量变大。此外，由此棱镜片21是一片，并且使得棱线L相对于偏振方向(吸收轴方向、透过轴方向)垂直或是平行，所以在液晶面板10的背面反射而返回来的偏振光不容易溃散。另外，棱镜片21不限于一片，也可以采用多个棱镜片21。在该情况下，棱镜片21以使得棱镜21b的棱线L平行的方式配置。
导光板22使通过光源24而从端面入射的光从表面以面状射出。导光板22配置在棱镜片21与反射片23之间。导光板22由合成树脂等形成，是对可见光透明的板状部件。
反射片23使从导光板22射出的光反射回导光板22。反射片23是通过在合成树脂片的表面上形成高反射率的反射面23a而成的。该反射面23a例如在合成树脂片的表面上利用蒸镀而将银等反射率高的金属成膜而形成。该反射片23以将反射面23a与导光板22的与液晶面板10侧的面的相反侧的面相对的方式配置。
光源24例如利用射出白色光的发光二极管(LED；light EmittingDiodes)来实现。光源24在导光板22的端面设有多个。另外，光源24的个数可以根据需要来调整。
未图示的控制部由CPU等实现，并与包括液晶面板10及背光源20的液晶显示装置1的各部电连接，用于控制液晶显示装置1整体的动作。此外，该控制部具有临时保持从外部系统输入的图像数据的存储器等。
如图4所示，通过这样的背光源20，被反射型偏振片16反射而向背光源20的方向返回的X轴方向(吸收轴方向)的直线偏振光R3入射到各向同性材料部32。由于该各向同性材料部32的表面是平坦的，所以直线偏振光R3能够在散射被抑制的情况下入射到各向同性材料部32。
然后，直线偏振光R3进入各向同性材料部32与折射率各向异性片31的边界，并由于各向同性材料部32与折射率各向异性片31的折射率之差|nx-nt|而在凹凸部31a的表面散射，从而消除偏振。在这里，凹凸部31a由于形成了与厚度方向正交的底部截面为以X轴方向为长轴方向的椭圆形状的许多凸部，所以，反射型偏振片16反射的直线偏振光R3在相对于X轴方向垂直的方向上更强地散射。如该实施方式1的液晶显示装置1那样在背光源20中使用了棱镜片21，虽然在棱镜21b的棱线L的垂直方向上的视角窄，但是通过凹凸部31a能够使光在棱镜21b的棱线L的垂直方向上更强地散射，从而能够扩大视角。
此外，在透过了背面侧偏振片15之后被液晶面板10的配线12a等液晶面板10的背面向背光源20的方向反射的Y轴方向(透过轴方向)的直线偏振光R2入射到各向同性材料部32。由于该各向同性材料部32的表面是平坦的，所以直线偏振光R2能够在散射被抑制的情况下入射到各向同性材料部32。
然后，直线偏振光R2进入各向同性材料部32与折射率各向异性片31的边界，由于折射率各向异性片31的Y轴方向的折射率ny与各向同性材料部32的折射率nt相等，所以该直线偏振光R2能够不散射地在维持Y轴方向的偏振的情况下透过各向异性漫射片30。另外，若要更多地再利用在透过了背面侧偏振片15之后被液晶面板10的背面反射了的光，则可以在液晶面板10的非开口部设置金属模等反射率高的膜。
在直线偏振光入射到背光源20的情况下，当以与入射偏振光相同方向的偏振光反射来的光的亮度为Ip、以与入射偏振光垂直方向的偏振光反射来的光的亮度为Ic时，若将偏振光消除度α定义为
α＝Ic/Ip ...(1)，
则优选从反射型偏振片反射的直线偏振光的偏振光消除度α大，被液晶面板10的背面向背光源20的方向反射的直线偏振光的偏振光消除度α小。为了有效地获得反射型偏振片的光再利用效果，优选从反射型偏振片反射的直线偏振光的偏振光消除度α为0.7以上，进一步优选为0.8以上。而为了有效地再利用被液晶面板10的背面向背光源20的方向反射的直线偏振光，优选该方向的直线偏振光的偏振光消除度α为0.5以下，进一步优选为0.4以下。
在本发明的实施方式1的液晶显示装置1中，被反射型偏振片16反射而向背光源20的方向返回的吸收轴方向的直线偏振光由于各向同性材料部32与折射率各向异性片31的折射率之差而在凹凸部31a的表面散射，从而消除偏振。此外，在透过了液晶面板10的背面侧偏振片15之后被液晶面板10的配线12a等液晶面板10的背面向背光源20的方向反射的透过轴方向的直线偏振光，由于折射率各向异性片31的透过轴方向的折射率与各向同性材料部32的折射率相等，所以能够不散射地在维持透过轴方向的偏振的情况下透过各向异性漫射片30，因此，能够提高在液晶面板10的背面反射的光的再利用效率，其结果是能够在降低功耗的同时提高亮度。
此外，在本发明的实施方式1的液晶显示装置1中，通过热压纹加工形成凹凸部31a，利用该凹凸部31a使光散射，因此，与通过由使微粒等的散射相分散成基体相的材料拉伸而成的膜使光散射的情况相比，即，与不得不一边谋求抑制微粒的均匀分散、凝聚、空隙的发生一边进行折射率的调整的情况相比，能够容易地进行折射率的调整。
此外，在本发明的实施方式1中，由于折射率各向异性片31形成有与厚度方向正交的底部截面为以X轴方向为长轴方向的椭圆形状的许多凸部，所以能够使反射型偏振片16反射的直线偏振光在相对于X轴方向垂直的方向上更强地漫射。因此，也能够在背光源20利用棱镜片21作为光路变换机构的情况下扩大视角。
此外，在本发明的实施方式1中，由于通过各向异性漫射片30使照射到液晶面板10的光散射，所以能够降低因棱镜片21的周期性导致的莫尔条纹(moire)的产生。
另外，在本发明的实施方式1中，例示出了凹凸部31a形成有与厚度方向正交的底部截面为以X轴方向为长轴方向的椭圆形状的凸部，但是不限于此。即，只要形成使光散射的凹凸形状即可。例如也可以形成X轴方向与Y轴方向的半径相等的半圆形状的凸部，还可以形成在X轴方向相连的形状。
下面，对本发明的实施方式1的变形例进行说明。图5是示出本发明的实施方式1的变形例1的图。在本发明的实施方式1的变形例1中，在各向同性材料部32的表面上层叠有表面形状平坦的平坦片40。该平坦片40优选采用折射率各向同性的片。另外，作为平坦片40，在采用折射率各向异性的片的情况下，平坦片40以其光学轴与折射率各向异性片31的光学轴平行的方式配置。这样，通过在各向同性材料部32的表面贴附平坦片40，能够使各向同性材料部32薄，并且能够使各向异性漫射片30的液晶面板10侧的表面更加平坦，从而能够进一步降低在表面上的光的散射。
下面，对本发明的实施方式1的变形例2进行说明。图6是示出本发明的实施方式1的变形例2的图。在本发明的实施方式1的变形例2中，将折射率各向异性片31和各向同性材料部32以多片重叠的方式层叠。即，将各向异性漫射片30多片重叠地层叠。这样，通过将各向异性漫射片30多片重叠地层叠，能够使反射型偏振片16反射的透过轴方向的直线偏振光进一步散射，从而消除偏振。
下面，对本发明的实施方式1的变形例3进行说明。图7是示出本发明的实施方式1的变形例3的图。在本发明的实施方式1的变形例3中，液晶显示装置1具有逆棱镜片50以取代棱镜片21。逆棱镜片50使从导光板22射出的光全反射从而朝向液晶面板10的背面的主视方向。来自液晶面板10的反射光、即来自反射型偏振片16的反射光、或是透过了背面侧偏振片15之后的来自液晶面板10的配线12a等的反射光在逆棱镜片50全反射而返回到导光板22，因此，能够利用逆棱镜片50将偏振光消除程度抑制在较小程度。
另外，关于该逆棱镜片50，也与棱镜片21一样，有相对于棱镜的棱线L垂直的方向上的视角变窄、相对于棱线L垂直的方向上的偏振变强的倾向，因此，使背面侧偏振片15的透过轴、各向异性漫射片30的光学轴的方向与实施方式1相同即可。
下面，对本发明的实施方式1的变形例4进行说明。图8是示出本发明的实施方式1的变形例4的图。在本发明的实施方式1的变形例4中，液晶显示装置1具有棱镜片60以取代棱镜片21。该棱镜片60具有棱镜列部60a，该棱镜列部60a由与X轴方向正交的截面为顶角90度的直角三角形形状的棱镜60b成列地形成。此外，液晶显示装置1具有漫射片61。
漫射片61具有使光漫射并使光的方向朝向液晶面板10的背面的主视方向的功能。漫射片61配置在棱镜片60与导光板22之间。通过像这样设置漫射片61，能够使亮度的峰值朝向液晶面板10的背面的主视方向。为了使在漫射片61的偏振光的消除程度小，漫射片61以漫射片61的光学轴与棱镜片60的棱镜60b的棱线L平行或垂直的方式配置。
另外，也可以设置多个棱镜片60。例如，在将两片棱镜片60以与棱镜60b的棱线L交叉的方式配置的情况下，配置成使得棱镜60b的棱线L与背面侧偏振片15的透过轴或是吸收轴平行。在该情况下，优选配置成，液晶面板10的近侧的棱镜60b的棱线L为背面侧偏振片15的吸收轴方向，远侧的棱镜60b的棱线L为背面侧偏振片15的透过轴方向。
(实施方式2)
下面对本发明的实施方式2的液晶显示装置进行说明。图9是示出本发明的实施方式2的液晶显示装置2的整体结构的示意图。图10是示出在通过各向异性漫射片70维持偏振的情况下透过的直线偏振光R2和被衍射而消除偏振的直线偏振光R3的图。
在本发明的实施方式1的液晶显示装置1中，示出了利用凹凸部31a使光散射，由此消除偏振的结构，而本实施方式2的液晶显示装置2能够通过使光衍射而消除偏振。
液晶显示装置2具有各向异性漫射片70，以取代实施方式1的液晶显示装置1的各向异性漫射片30。该各向异性漫射片70在折射率各向异性片31上形成以凹凸形状形成的衍射光栅70a，以取代凹凸部31a。其他结构与实施方式1相同，并对相同结构部分标注相同标号。
如图10所示，衍射光栅70a是与X轴方向正交的截面为三角形形状的衍射光栅。衍射光栅70a通过使从反射型偏振片16反射的偏振光衍射而改变光的行进方向。
衍射光栅70a被配置成光栅槽D的方向与棱镜21b的棱线L的方向为相同的方向。由此，由反射型偏振片16反射的直线偏振光在与棱镜21b的棱线L的方向垂直的方向上被衍射，因此，虽然在与棱镜21b的棱线L垂直的方向上视角窄，但是通过衍射光栅70a使视角扩大。
在这样地配置了衍射光栅70a的情况下，由于衍射光栅70a的光栅槽D的方向是对背面侧偏振片15的透过轴垂直的方向，所以，在反射型偏振片16反射的直线偏振光相对于衍射光栅70a主要作为TE偏振光入射。因此，关于衍射光栅70a，以使得TE偏振光的0次衍射效率低、以高级次衍射的方式设定光栅常数、光栅槽深度。
如图10所示，通过这样的背光源80，由反射型偏振片16反射而向背光源20的方向返回的X轴方向(吸收轴方向)的直线偏振光R3入射到各向同性材料部32。由于该各向同性材料部32的表面平坦，所以，直线偏振光R3能够在被抑制散射的情况下入射到各向同性材料部32。
然后，直线偏振光R3进入各向同性材料部32与折射率各向异性片31的边界，并利用各向同性材料部32与折射率各向异性片31的折射率之差|nx-nt|而在衍射光栅70a的表面衍射，从而消除偏振。衍射光栅70a被配置成格栅槽D的方向与棱镜21b的棱线L的方向为相同的方向，因此使由反射型偏振片16反射了的直线偏振光在相对于X轴方向垂直的方向上衍射。
此外，在透过了背面侧偏振片15之后被液晶面板10的配线12a等液晶面板10的背面向背光源80的方向反射的Y轴方向(透过轴方向)的直线偏振光R2入射到各向同性材料部32。由于该各向同性材料部32的表面是平坦的，所以直线偏振光R2能够在散射被抑制的情况下入射到各向同性材料部32。
然后，直线偏振光R2进入各向同性材料部32与折射率各向异性片31的边界，由于折射率各向异性片31的Y轴方向的折射率ny与各向同性材料部32的折射率nt相等，所以该直线偏振光R2能够不衍射地在维持Y轴方向的偏振的情况下透过各向异性漫射片70。
在本发明的实施方式2的液晶显示装置2中，被反射型偏振片16反射而向背光源20的方向返回的吸收轴方向的直线偏振光由于各向同性材料部32与折射率各向异性片31的折射率之差而在衍射光栅70a的表面衍射，从而消除偏振。此外，在透过了液晶面板10的背面侧偏振片15之后被液晶面板10的配线12a等液晶面板10的背面向背光源20的方向反射的透过轴方向的直线偏振光，由于折射率各向异性漫射片70的透过轴方向的折射率与各向同性材料部32的折射率相等，所以能够不散射地在维持透过轴方向的偏振的情况下透过各向异性漫射片70，因此，能够提高在液晶面板10的背面反射的光的再利用效率，其结果是能够在降低功耗的同时提高亮度。
下面对本发明的实施方式2的变形例进行说明。图11是示出本发明的实施方式2的变形例的图。在本发明的实施方式2的变形例中，各向异性漫射片70是没有各向同性材料部32的结构。即，各向异性漫射片90是只有形成了衍射光栅70a的折射率各向异性片31的结构。
衍射光栅70a由于衍射效率在TM偏振光和TE偏振光中不同，所以，使0次衍射效率低、高级次衍射效率高的偏振光方向与通过反射型偏振片16反射的偏振光的方向一致。
折射率各向异性片31以通过衍射光栅70a衍射的光的偏振光不溃散的方式使滞相轴、进相轴的某一方与衍射光栅70a的槽D垂直。另外，折射率各向异性片31也可以采用具有各向同性的折射率的片。
此外，若使衍射光栅70a的光栅常数的值减小到光的波长以下，则该波长以上的光的TE偏振光的高级次衍射效率高，TM偏振光的高级次衍射效率低。在该情况下，衍射光栅70a以使在反射型偏振片16反射的吸收轴方向的直线偏振光相对于衍射光栅70a作为TE偏振光入射的方式而配置。即，以衍射光栅70a的槽D与吸收轴方向平行的方式配置折射率各向异性片31。
另外，在本发明的实施方式1、2中例示了折射率各向异性片31是单轴各向异性的片，但是不限于此，若折射率各向异性片31在X、Y、Z轴方向的折射率分别为nx、ny、nz时，则只要满足|nx-nz|＞|ny-nz|的关系即可。例如也可以是双轴各向异性的片。
另外，在本发明的实施方式1、2中，例示了折射率各向异性片31采用单向拉伸的PET，但是不限于PET。例如，也可以使用单向拉伸的PEN(Polyether nitrile；聚萘二甲酸乙二醇酯)。在该情况下，折射率ne和折射率n0分别被设定为例如n0＝1.56、ne＝1.86。
另外，在本发明的实施方式1、2中，例示了将背面侧偏振片15的透过轴作为Y轴、将背面侧偏振片15的吸收轴作为X轴、将X轴和Y轴相对于导光板22的端面的边平行或垂直地配置的结构，但是X轴和Y轴相对于导光板22的端面的边也可以具有视为实质上平行或垂直的程度的倾斜。若X轴和Y轴与导光板22的端面的边的角度为0°以上且15°以下、甚至10°以下，或者90°以下且75°以上、甚至80°以上，则能够视为实质上平行或是垂直。
另外，本发明的实施方式1、2并不限定本发明。
Claims (8)
1.一种液晶显示装置，具有：反射型偏振片，将配置在液晶面板的背面侧的偏振片的吸收轴方向的直线偏振光向背光源方向反射，并使该偏振片的透过轴方向的直线偏振光透过；和光路变换部，形成有棱镜列，该棱镜列使从导光板射出的光朝向所述液晶面板，其特征在于，
所述背光源具有配置在所述反射型偏振片与所述光路变换部之间的各向异性漫射片，
所述各向异性漫射片具有：
折射率各向异性片，在所述吸收轴方向延伸，并且在所述反射型偏振片侧的面上具有形成为凹凸形状的凹凸部；和
各向同性材料部，层叠在所述凹凸部的表面上，并具有各向同性的折射率，该折射率与垂直于所述折射率各向异性片的延伸方向的所述透过轴方向的折射率相等。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述各向异性漫射片中，所述吸收轴方向的折射率与厚度方向的折射率之差的绝对值比所述透过轴方向的折射率与厚度方向的折射率之差的绝对值大。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述凹凸部形成有多个凸部，所述凸部的与厚度方向正交的底部截面为以所述折射率各向异性片的延伸方向为长轴方向的椭圆形状。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述凹凸部通过热压纹加工而形成。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述各向异性漫射片中，在所述各向同性材料部的表面层叠有表面形状平坦的平坦片。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述各向异性漫射片多片重叠地层叠。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述凹凸部是形成为凹凸形状的衍射光栅。
8.一种液晶显示装置，具有反射型偏振片，将配置在液晶面板的背面侧的偏振片的吸收轴方向的直线偏振光向背光源方向反射，并使该偏振片的透过轴方向的直线偏振光透过；和光路变换部，形成有棱镜列，该棱镜列使从导光板射出的光朝向所述液晶面板，其特征在于，
所述背光源具有配置在所述反射型偏振片和所述光路变换部之间的各向异性漫射片，
所述各向异性漫射片在该各向异性漫射片的表面形成有凹凸形状的衍射光栅，并被配置成该衍射光栅的槽与所述吸收轴方向平行。
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