JP2008262165A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出光の水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも広く、かつ射出光が偏光サングラスで確認可能な垂直方向の偏光成分を有しており、さらに表示輝度を高くすることの可能な表示装置を提供する。
【解決手段】輝度向上フィルム３３は水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列され、さらに延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい複数の凸部３３ａを有している。位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち凸部３３ａの配列方向の偏光成分が当該位相差板３４を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの方向とのなす角が小さくなるように、当該位相差板３４に入射した光の偏光方向を変位させるようになっている。また、第２偏光子２０Ｂは、垂直方向の偏光成分を透過する偏光軸ｂを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、輝度向上フィルムと称される光透過フィルムを内蔵する表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、低消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来から表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。

その液晶表示装置においても、例えば画像を表示する際の照明方法で分類するといくつかのタイプが存在し、代表的なものとして、液晶表示パネルの背後に配置した光源を利用して画像表示を行う透過型の表示装置が挙げられる。

ところで、このような表示装置では、消費電力を低減する共に表示輝度を高くすることが表示装置の商品価値を高める上で極めて重要である。そのため、光源の消費電力をできる限り低く抑えつつ、液晶表示パネルと光源との間に設けられた光学系の利得を高くすることが強く望まれている。

例えば、特許文献１では、輝度向上フィルムと称される光透過フィルムを液晶表示パネルと光源との間に設ける方策が開示されている。以下、図２４を用いてこの光透過フィルムについて具体的に説明する。

図２４は、上記光透過フィルムを内蔵する透過型の表示装置１００の概略構成を表すものである。この表示装置１００は、液晶表示パネル１１０と、この液晶表示パネル１１０を挟む第１偏光子１２０Ａおよび第２偏光子１２０Ｂと、第１偏光子１２０Ａの背後に配置された照明装置１３０と、液晶表示パネル１１０を駆動して映像を表示させるための駆動回路（図示せず）とを備えており、第２偏光子１２０Ｂの表面が観察者（図示せず）側に向けられている。

第１偏光子１２０Ａおよび第２偏光子１２０Ｂはそれぞれ、偏光軸ａ，ｂが互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置１３０からの射出光Ｌが液晶表示パネル１１０を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。また、光射出側に配置された第２偏光子１２０Ｂは、一般に、第２偏光子１２０Ｂを透過した光を偏光サングラスで確認することができるようにするために、偏光軸ｂが垂直方向となるように配置されている。従って、光入射側に配置された第１偏光子１２０Ａの偏光軸ａは水平方向となっている。

照明装置１３０は、例えば、水平方向に延在する複数の線状光源１３１を有しており、この線状光源１３１の液晶表示パネル１１０側に、拡散シート１３２と、光透過フィルム１３３とが線状光源１３１側から順に配置されており、他方、線状光源１３１の背後に、反射シート１３４が配置されている。

ここで、光透過フィルム１３３は、光射出側の面（表面）に、三角柱状の複数のプリズム１３３Ａを有しており、各プリズム１３３Ａは水平方向に延在すると共に垂直方向に並列配置されている。これにより、線状光源１３１から射出された光のうち主に垂直方向に発散した光を液晶表示パネル１１０と直交する方向（正面方向）に立ち上げて光を集光するようになっている。

この表示装置１００では、線状光源１３１からの射出光Ｌは直接、または反射シート１３４で反射されて拡散シート１３２に入射し、この拡散シート１３２でむらなく拡散され、光透過フィルム１３３で集光され、第１偏光子１２０Ａへ向かって射出される。そして第１偏光子１２０Ａに入射した光のうち偏光軸ａと平行な偏光成分が第１偏光子１２０Ａを透過し、第１偏光子１２０Ａの透過光は、図示しない駆動回路により各画素に印加された電圧の大きさに応じて、第２偏光子１２０Ｂを介して観察側へ透過する。

このように、光透過フィルム１３３を第１偏光子１２０Ａと拡散シート１３２との間に配置することにより、照明装置１３０からの射出光Ｌを効率よく液晶表示パネル１１０に入射させることができ、その結果、表示輝度を向上させることが可能となる。

特許第３１５８５５５号公報

しかし、図２４示した表示装置１００では、光透過フィルム１３３を透過した光は無偏光であるので、透過光のおよそ半分（偏光軸ａと交差する方向の偏光成分）は第１偏光子１２０Ａに吸収されてしまう。そのため、この光透過フィルム１３３を液晶表示パネル１１０と光源との間に設けただけでは、線状光源１３１からの照明光の利用効率があまり高くならず、表示輝度を十分に高くすることができない。

そこで、光透過フィルム１３３と第１偏光子１２０Ａとの間に、偏光軸ａと平行な偏光成分（水平方向の偏光成分）を透過し、その偏光軸と交差する方向の偏光成分を反射する反射性偏光子を配置することが考えられる。しかし、反射性偏光子は、例えば屈折率の互いに異なる薄膜を交互に積層した多層膜を一対の拡散膜で挟み込んだサンドイッチ構造となっており、一般に高価である。そのため、反射性偏光子を用いた場合には表示装置１００のコストが高くなってしまう。また、偏光軸ａと交差する方向の偏光成分が反射性偏光子から多少漏れ出し、第１偏光子１２０Ａに吸収されてしまう。そのため、コストの面や、光利用効率および表示輝度の面で改善の余地があると言える。

そこで、安価に光利用効率および表示輝度を高くするために、例えば、光透過フィルム１３３に屈折率異方性を付与することが考えられる。具体的には、光透過フィルム１３３を、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる半結晶性または結晶性の樹脂で形成し、プリズム１３３Ａの延在方向に延伸することにより屈折率異方性を付与した光透過フィルム２３３を、図２５に示したように、光透過フィルム１３３の代わりに配置することが考えられる。しかし、この光透過フィルム２３３の偏光軸は垂直方向となるので、第１偏光子１２０Ａの偏光軸ａと直交してしまい、表示輝度が著しく低下してしまう。

そこで、図２６に示したように、偏光軸ａが光透過フィルム２３３の偏光軸と平行となるように第１偏光子１２０Ａおよび第２偏光子１２０Ｂを配置し直したり、図２７に示したように、光透過フィルム２３３の偏光軸が偏光軸ａと平行となるように光透過フィルム２３３を配置し直すことが考えられる。しかし、前者の場合には、第２偏光子１２０Ｂの偏光軸ｂの向きが水平方向となるので、第２偏光子１２０Ｂを透過した光の偏光成分も水平方向となってしまう。そのため、第２偏光子１２０Ｂを透過した光を一般的な偏光サングラスで確認することが困難となってしまう。また、後者の場合には、光透過フィルム２３３は、線状光源１３１からの照明光のうち主に水平方向に発散した光を液晶表示パネル１１０と直交する方向（正面方向）に立ち上げて光を集光するように機能するので、水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも狭くなってしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、射出光の水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも広く、かつ射出光が偏光サングラスで確認可能な垂直方向の偏光成分を有しており、さらに表示輝度を高くすることの可能な表示装置を提供することにある。

本発明の第１の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを挟む一対の第１偏光子および第２偏光子と、表示パネルを照明する光源と、第１偏光子と光源との間に設けられた光透過フィルムと、第１偏光子と光透過フィルムとの間に設けられた位相差板とを備えたものである。ここで、光透過フィルムは一の面内に複数の第１凸部を有しており、各第１凸部は水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列されている。さらに、各第１凸部において、一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなっている。また、位相差板は、光透過フィルムを透過した光のうち上記した一の方向と直交する方向の偏光成分が当該位相差板を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子の偏光軸の方向とのなす角が小さくなるように、当該位相差板に入射した光の偏光方向を変位させるようになっている。また、第２偏光子は、垂直方向の偏光成分を透過する偏光軸を有している。

本発明の第１の表示装置では、光透過フィルムの各第１凸部は水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列されているので、光源からの照明光のうち主に配列方向に発散した光が表示パネルと直交する方向（正面方向）に立ち上げられ、集光される。また、各第１凸部において一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きいので、一の方向の偏光成分の反射量が一の方向と直交する方向の反射量よりも大きくなる。そのため、光透過フィルムを透過した光において一の方向と直交する方向の偏光成分の光量の方が一の方向の偏光成分の光量よりも大きくなる。また、位相差板は、光透過フィルムを透過した光のうち一の方向と直交する方向の偏光成分（軸方向の偏光成分）が当該位相差板を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子の偏光軸の方向とのなす角が小さくなるように、当該位相差板に入射した光の偏光方向を変位させるようになっている。これにより、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分は、第１偏光子での吸収を低く抑えつつ第１偏光子を透過することができる。さらに、第２偏光子は垂直方向の偏光成分を透過する偏光軸を有しているので、第２偏光子に入射した光のうち垂直方向の偏光成分の全部または一部が第２偏光子を透過する。

本発明の第２の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを挟む一対の第１偏光子および第２偏光子と、表示パネルを照明する光源と、第１偏光子と光源との間に設けられた光透過フィルムと、第２偏光子の表示パネルとは反対側に設けられた位相差板とを備えたものである。ここで、光透過フィルムは一の面内に複数の凸部を有しており、各凸部は水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列されている。さらに、各凸部において、一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなっている。また、第１偏光子は一の方向と直交する方向の偏光成分を透過する偏光軸を有し、第２偏光子は表示パネルを透過した光を透過する偏光軸を有している。さらに、位相差板は、第２偏光子を透過した光の偏光状態を水平偏光以外に変化させるようになっている

本発明の第２の表示装置では、光透過フィルムの各凸部は水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列されているので、光源からの照明光のうち主に配列方向に発散した光が表示パネルと直交する方向（正面方向）に立ち上げられ、集光される。また、各凸部において一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きいので、一の方向の偏光成分の反射量が一の方向と直交する方向の反射量よりも大きくなる。そのため、光透過フィルムを透過した光において一の方向と直交する方向の偏光成分の光量の方が一の方向の偏光成分の光量よりも大きくなる。また、第１偏光子は、光透過フィルムを透過した光のうち一の方向と直交する方向の偏光成分（軸方向の偏光成分）を透過する偏光軸を有しているので、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分は、第１偏光子での吸収を低く抑えつつ第１偏光子を透過することができる。また、第２偏光子は表示パネルを透過した光を透過する偏光軸を有しているので、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分は、第２偏光子での吸収を低く抑えつつ第２偏光子を透過することができる。さらに、位相差板は第２偏光子を透過した光の偏光状態を水平偏光以外に変化させるようになっているので、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分の偏光状態が位相差板によって水平偏光以外に変化する。

本発明の第１の表示装置によれば、光源からの照明光のうち主に配列方向に発散した光を正面方向に立ち上げて集光するようにしたので、第２偏光子を透過した光の水平方向の視野角を垂直方向の視野角よりも広くすることができる。また、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分が、第１偏光子での吸収を低く抑えつつ第１偏光子を透過するようにしたので、表示輝度を高くすることができる。さらに、第２偏光子に入射した光のうち垂直方向の偏光成分の全部または一部が第２偏光子を透過するようにしたので、第２偏光子を透過した光を偏光サングラスで確認することができる。

本発明の第２の表示装置によれば、光源からの照明光のうち主に配列方向に発散した光を正面方向に立ち上げて集光するようにしたので、第２偏光子を透過した光の水平方向の視野角を垂直方向の視野角よりも広くすることができる。また、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分が、第１偏光子および第２偏光子での吸収を低く抑えつつ第１偏光子および第２偏光子を透過するようにしたので、表示輝度を高くすることができる。さらに、光透過フィルムを透過した光の軸方向の偏光成分の偏光状態が位相差板によって水平偏光以外に変化するようにしたので、位相差板を透過した光を偏光サングラスで確認することができる。

従って、本発明の第１および第２の表示装置では、射出光の水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも広く、かつ射出光が偏光サングラスで視認可能な垂直方向の偏光成分を有しており、さらに表示輝度を高くすることが可能である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１の概略構成を表すものである。この表示装置１は、液晶表示パネル１０と、この液晶表示パネル１０を挟む第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂと、第１偏光子２０Ａの背後に配置された照明装置３０と、液晶表示パネル１０を駆動して映像を表示させるための駆動回路（図示せず）とを備えており、第２偏光子２０Ｂの表面が観察者（図示せず）側に向けられている。

照明装置３０は光源３１を有しており、例えば、光源３１の液晶表示パネル１０側に、拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３（光透過フィルム）と、位相差板３４が光源３１側から順に配置されており、他方、光源３１の背後に、反射シート３５が配置されている。このように、本実施の形態では、照明装置３０はいわゆる直下型となっているが、例えば、導光板を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。

光源３１は、例えば、複数の線状光源３１ａが等間隔（例えば２０ｍｍ間隔）で並列配置されたものである。線状光源３１ａとしては、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)または冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）などが挙げられる。なお、光源３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などの点光源を２次元配列したものであってもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの面光源であってもよい。

拡散シート３２は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散して形成された拡散板、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂（バインダ）を塗布して形成された拡散フィルム、またはこれらを組み合わせたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。拡散材には、例えば、ＳｉＯ_２などの無機フィラや、アクリルなどの有機フィラなどが用いられる。

反射シート３５は、例えば、発泡ＰＥＴであり、光源３１からの射出光の一部を、液晶表示パネル１０の方向へ反射するようになっている。これにより、光源３１からの射出光を効率的に利用することができる。

輝度向上フィルム３３は、例えば、透光性を有する樹脂材料からなり、当該輝度向上フィルム３３を含む面が液晶表示パネル１０の表面と平行となるように配置されている。この輝度向上フィルム３３の光射出側の面（表面）には、複数の柱状の凸部３３ａ（第１凸部）が、水平方向に向けて延在すると共に、延在方向と交差する方向に連続的に並列配置されている。ここで、「水平方向に向けて」とは、水平方向だけでなく、水平面と０度より大きく４５度より小さな範囲内で交差する方向も含まれる概念である。なお、図２に示したように、各凸部３３ａが水平方向に延在すると共に延在方向と直交する方向（垂直方向）に連続的に並列配置されていることが好ましい。ここで、図２は、輝度向上フィルム３３の断面の一例を拡大して表した断面図である。他方、この輝度向上フィルム３３の光入射側の面（裏面）は、例えば、平面となっている。

各凸部３３ａは、例えば、図２に示したように、頂角θ１の頭部３３ｃに接する傾斜面３３ｄ，３３ｅを有する三角柱形状となっており、これら傾斜面３３ｄ，３３ｅは、当該輝度向上フィルム３３を含む面に対して底角θ２，θ３で斜めに対向して配置されている。各凸部３３ａの配列方向の幅（ピッチＰ１）は、例えば１０μｍ以上３５０μｍ以下となっている。なお、各凸部３３ａは、図２に示したような三角柱形状に限定されるものではなく、例えば、五角柱形状などの多角柱形状（プリズム形状）であってもよいし、各凸部３３ａの延在方向と直交する方向に、楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよい。

また、各凸部３３ａが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３３ａの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３３ａの形状が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３３ａの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３３ａの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３３ａは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの配列方向の成分を液晶表示パネル１０と直交する方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。なお、各凸部３３ａでは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの延在方向の成分については各凸部３３ａの屈折作用による集光効果が少ない。

ところで、本実施の形態では、各凸部３３ａは、一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有している。具体的には、各凸部３３ａの延在方向の屈折率が各凸部３３ａの配列方向の屈折率よりも大きくなっている。従って、図２に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが水平方向に延在すると共に延在方向と直交する方向（垂直方向）に連続的に並列配置されている場合には、水平方向の屈折率が垂直方向の屈折率よりも大きくなる。

ここで、屈折率の面内異方性は、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能である。半結晶性または結晶性の樹脂には、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂や、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも小さくなる樹脂などがある。延伸方向の屈折率が大きくなる正の複屈折性を示す材料しては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びこれらの混合物又はＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。一方、延伸方向の屈折率が小さくなる負の複屈折性を示す材料としては、例えばメタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。

なお、屈折率の面内異方性は、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、輝度向上フィルム３３全体を同一の材料により構成することが好ましいが、例えば、各凸部３３ａとそれ以外の部位とを互いに異なる材料で構成してもよい。

次に、輝度向上フィルム３３全体の屈折率が各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる場合における輝度向上フィルム３３の機能について説明する。

図３は、輝度向上フィルム３３全体が、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘが各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい（ｎｘ＞ｎｙ）材料により構成されている場合に、輝度向上フィルム３３の裏面から照明装置３０の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図３において、Ｌｘは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの延在方向（Ｘ方向）に振動する偏光成分を示し、Ｌｙは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの配列方向（Ｙ方向）に振動する偏光成分を示している。

輝度向上フィルム３３を含む面に対して斜め方向から入射した照明装置３０の光は、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで各凸部３３ａの屈折率が異なる（図３ではｎｘ＞ｎｙ）ことから、輝度向上フィルム３３の裏面において照明装置３０の光のＸ方向偏光成分ＬｘとＹ方向偏光成分Ｌｙとは異なる屈折角ｒｘ，ｒｙ（図３ではｒｘ＜ｒｙ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φｘ，φｙ（図３ではφｘ＞φｙ）で輝度向上フィルム３３の表面（各凸部３３ａの光射出面）から射出する。

このとき、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図３ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光射出面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図３に例示したように、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘの方が各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい場合には、Ｌｘの反射量がＬｙの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｙの光量の方がＬｘの光量よりも多くなる。

また、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図３ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これらの各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光入射面といった界面において、互いに異なる臨界角を有する。従って、図３の中央部に例示したように、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｘの臨界角よりも大きく、Ｌｙの臨界角よりも小さい場合には、Ｌｘは全反射し、Ｌｙは透過する。よって、偏光成分Ｌｘが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｙのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。

また、各凸部３３ａの光射出面に対する照明装置３０の光の入射角が大きくなり過ぎると、図３の右側に示したように、照明装置３０の光は偏光状態に関係なく、各凸部３３ａの光射出面において全反射を繰り返して、照明装置３０側へ戻る戻り光となる。

以上のように、輝度向上フィルム３３に面内の屈折率異方性をもたせた場合には、輝度向上フィルム３３は照明装置３０の光の集光作用に加え、一定の偏光分離作用を得ることができる。これにより、輝度向上フィルム３３に偏光分離作用がない場合よりも光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

次に、位相差板３４について説明する。位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光状態を変化させるためのものである。この位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち偏光軸方向（偏光成分の最も大きい方向）の偏光成分が当該位相差板３４を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａとのなす角が小さく、好ましくは０度となるように、当該位相差板３４に入射した光の偏光方向を変化させるようになっている。従って、図２に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが水平方向に延在すると共に延在方向と直交する方向（垂直方向）に連続的に並列配置されている場合には、位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち各凸部３３ａの配列方向の偏光成分が当該位相差板３４を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａとのなす角が小さく、または０度となるように、当該位相差板３４に入射した光の偏光方向を変化させるようになっている。

この位相差板３４は、例えば、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸方向と第１偏光子２０Ａの偏光軸ａ方向とのなす角が９０度となっている場合には、１／２波長板であることが好ましい。ここで、１／２波長板は、屈折率異方性を有しており、１／２波長板の屈折率異方性の軸方向（遅相軸方向）と、輝度向上フィルム３３における凸部３３ａの配列方向とのなす角を４５度に設定することにより、１／２波長板に入射した光の偏光軸を９０度回転させることが可能となる。

液晶表示パネル１０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、観察者側から順に、透明基板と、カラーフィルタと、透明電極と、配向膜と、液晶層と、配向膜と、透明画素電極と、透明基板とを有している。

ここで、透明基板は、一般に、可視光に対して透明な基板である。なお、照明装置３０側の透明基板には、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。カラーフィルタは、照明装置３０からの射出光を例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを配列して形成されている。透明電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなり、共通の対向電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えばＶＡ（Virtical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、図示しない駆動回路からの印加電圧により、照明装置３０からの射出光を各画素ごとに透過または遮断する機能を有している。透明画素電極は、例えばＩＴＯからなり、各画素ごとの電極として機能する。

第１偏光子２０Ａは、液晶表示パネル１０の光入射側に配置された偏光子であり、第２偏光子２０Ｂは液晶表示パネル１０の光射出側に配置された偏光子である。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂは、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂはそれぞれ、例えば、偏光軸が互いに所定の角度だけ（例えば９０度）異なるように配置されており、これにより照明装置３０からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きは、位相差板３４を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸方向を位相差板３４による偏光軸の回転角だけ変位させた方向に偏光軸ａが設定される。従って、図２に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが水平方向に延在すると共に延在方向と直交する方向（垂直方向）に連続的に並列配置されている場合であって、かつ位相差板３４による偏光軸の回転角が９０度となっているときには、偏光軸ａは水平方向に設定される。

第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの向きは、液晶表示パネル１０を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きが凸部３３ａの延在方向（水平方向）となっている場合には、第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの向きは、図１に示したように、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａと直交する方向（垂直方向）に設定される。

次に、図４および図５（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の輝度向上フィルム３３の形成方法の一例について説明する。なお、図４は後述の輝度向上フィルム１３３の断面構成図である。図５（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図５（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図である。

まず、正の複屈折性を示す材料からなる樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ２（＞Ｐ１）で形成する（図４）。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。

なお、輝度向上フィルム１３３は、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等により形成可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、この樹脂シートの表面に複数の凸部１３３ａを貼り合わせることによっても形成可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸する（図５（Ａ））。これにより、凸部１３３ａが延伸方向に延びて凸部３３ａとなる。ここで、凸部１３３ａは正の複屈折性を示す樹脂からなるので、凸部３３ａが延伸により、延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有するようになる。

このとき、図５（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ３よりも小さくなる。しかし、凸部３３ａの延伸方向と直交する方向の断面形状は、延伸前の凸部１３３ａの断面形状と相似している。つまり、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸した場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３は、延伸前の輝度向上フィルム１３３と比べて、延伸方向と直交する方向の断面形状に由来する光学特性はほとんど変化しないことがわかる。これにより、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を高精度に制御することが可能である。

なお、輝度向上フィルム３３は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。

図６は輝度向上フィルム１３３の断面構成図である。図７（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図７（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図である。

まず、負の複屈折性を示す材料からなる樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ３（＜Ｐ１）で形成する（図６）。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。なお、この場合においても、上記と同様の方法を用いて輝度向上フィルム１３３を形成することが可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向と交差する（直交する）方向に延伸する（図７（Ａ））。これにより、凸部１３３ａが延伸方向に延びて凸部３３ａとなる。ここで、凸部１３３ａは負の複屈折性を示す樹脂からなるので、凸部３３ａが延伸により、延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有するようになる。

このとき、図７（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ３よりも大きくなる。つまり、凸部３３ａの断面形状は、凸部１３３ａの断面形状を延伸方向（配列方向）に引き延ばした形状となっているので、凸部１３３ａの配列方向に延伸した場合には、延伸前の輝度向上フィルム１３３と、延伸後の輝度向上フィルム３３との光学特性は若干変化することがわかる。そのため、この場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を予測した上で、延伸前の輝度向上フィルム１３３の形状を形成しておくことが必要となる。

次に、本実施の形態の表示装置１において画像を表示する際の基本動作の一例について、図８を参照しつつ説明する。なお、図８は、表示装置１の基本動作の一例を模式的に表したものである。

照明装置３０から照射され拡散シート３１を透過した無偏光の光Ｌは、輝度向上フィルム３３の裏面に入射する。すると、凸部３３ａの形状異方性によって、光Ｌのうち主に各凸部３３ａの配列方向の成分が、液晶表示パネル１０と直交する方向に向けて屈折透過し、指向性を増加させる。また、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性によって、光Ｌは、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘおよび各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙに分離される。

このとき、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙは輝度向上フィルム３３を屈折透過して位相差板３４へ入射するが、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘは輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光射出面で反射され、光源３１側に戻される。そして、その戻り光は、拡散シート３２の表面、あるいは照明装置３０の反射シート３５で反射され、無偏光となって再び輝度向上フィルム３３へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、輝度向上フィルム３３を透過した光において、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘよりも極めて大きくなる。

その後、輝度向上フィルム３３を透過した光は、位相差板３４を透過したのち、第１偏光子２０Ａへ入射する。このとき、位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａとのなす角が小さくなる（好ましくは０度となる）ように、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸を回転する。

続いて、第１偏光子２０Ａへ入射した光Ｌのうち、偏光軸ａと交差する偏光成分Ｌｘが第１偏光子２０Ａで吸収され、偏光軸ａと平行な偏光成分Ｌｙが第１偏光子２０Ａを透過する。第１偏光子２０Ａを透過したＬｙは、液晶表示パネル１０において画素単位で偏光制御がなされて第２偏光子２０Ｂへ入射し、第２偏光子１２Ｂの偏光軸ｂの偏光のみが透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。

ところで、本実施の形態では、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａを、水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列するようにしたので、光源３１からの照明光のうち主に配列方向に発散した光を液晶表示パネル１０と直交する方向（正面方向）に立ち上げ、集光することができる。これにより、正面輝度を大きくしつつ、第２偏光子２０Ｂを透過した光の水平方向の視野角を垂直方向の視野角よりも広くすることができる。その結果、リビングなどに配置する用途において表示装置１の商品価値を高めることができる。

また、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａを、水平方向に延在すると共にその延在方向と直交するする方向（垂直方向）に配列するようにした場合には、上記の場合よりも、第２偏光子２０Ｂを透過した光の水平方向の視野角をさらに広くすることができる。

また、本実施の形態では、各凸部３３ａの延在方向の屈折率を各凸部３３ａの配列方向の屈折率よりも大きくしたので、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分の反射量が各凸部３３ａの配列方向の反射量よりも大きくなる。これにより、輝度向上フィルム３３を透過した光において各凸部３３ａの配列方向の偏光成分の光量の方を各凸部３３ａの延在方向の偏光成分の光量よりも大きくすることができる。また、位相差板３４を用いて、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち各凸部３３ａの配列方向の偏光成分（偏光軸方向の偏光成分）が当該位相差板３４を透過したのちの偏光方向と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの方向とのなす角を小さく（または０度に）するようにしたので、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸方向の偏光成分は、第１偏光子２０Ａでの吸収を低く抑えつつ第１偏光子２０Ａを透過することができる。これにより、位相差板３４を用いていない場合よりも光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

また、本実施の形態では、位相差板３４を用いて輝度向上フィルム３３の偏光軸と第１偏光子２０Ａの偏光軸ａとのなす角が小さく、好ましくは０度となるように、当該位相差板３４に入射した光の偏光方向を変化させるようにしたので、図２２に記載の表示装置では困難であった、第２偏光子２０Ｂから垂直方向の偏光成分を有する光を射出することができる。これにより、第２偏光子２０Ａを透過した光を偏光サングラスで確認することができる。

従って、本実施の形態では、射出光の水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも広く、かつ射出光が偏光サングラスで視認可能な垂直方向の偏光成分を有しており、さらに表示輝度を高くすることができる。

また、本実施の形態では、照明装置３０内に輝度向上フィルム３３を設けるようにしたので、液晶表示パネル１０の内部構成（特に第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂ）に対して変更を加える必要がない。これにより、液晶表示パネル１０として、市場に流通している一般的な液晶表示パネルを用いることができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

[第１の実施の形態の変形例]
上記実施の形態では、輝度向上フィルム３３の光入射側の面（裏面）が平面となっている場合が例示されていたが、例えば、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、輝度向上フィルム３３の裏面に複数の凸部３３ｂが形成されていてもよい。なお、図９（Ａ）は、輝度向上フィルム３３の断面の一例を拡大して表した断面図であり、図９（Ｂ）は、輝度向上フィルム３３の裏面を模式的に表した平面図である。

複数の凸部３３ｂは、輝度向上フィルム３３を含む面と平行な平面内の所定の方向に延在すると共に並列配置され、さらにその延在方向と交差する方向にも並列配置されている。ここで、凸部３３ａの延在方向と凸部３３ｂの延在方向とが互いに同一方向を向いている、つまり、凸部３３ａの形状異方性の軸と凸部３３ｂの形状異方性の軸とが互いに平行となっていることが好ましいが、互いに異なる方向を向いていてもよい。

各凸部３３ｂは、例えば、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、凸部３３ａの延在方向とほぼ平行な方向に延在しており、各凸部３３ｂの延在方向の長さが凸部３３ａの延在方向の長さよりも短い柱形状となっている。なお、各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向の幅（ピッチＰ４）や、各凸部３３ｂの延在方向の幅（ピッチＰ５）、各凸部３３ｂの形状、凸部３３ｂの個数、各凸部３３ｂのヘイズ値などは、使われる用途によって適宜設定されるが、各凸部３３ｂが規則正しく配列されている必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。

なお、各凸部３３ｂは、図９（Ａ），（Ｂ）に示したような各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよいし、各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に少なくとも１つ以上の平面を有する多角柱形状であってもよい。また、各凸部３３ｂは、例えば、凸部３３ａの延在方向と交差する方向に延在する柱形状となっていてもよい。

また、各凸部３３ｂが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３３ｂの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３３ｂの形状が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３３ｂの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３３ｂの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３３ｂは、輝度向上フィルム３３の裏面側に入射した光のうち各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向の成分を液晶表示パネル１０と平行な方向に向けて屈折透過させ、その指向性を緩和するようになっている。なお、各凸部３３ｂでは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ｂの延在方向の成分については各凸部３３ｂの屈折作用による拡散効果が少ない。つまり、各凸部３３ｂでは、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して曇り度に異方性が生じる。

なお、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの形状異方性の軸が互いに平行となっていることが好ましく、例えば、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの延在方向が互いに平行となっていることが好ましい。この場合には、各凸部３３ａの集光効果の異方性の軸と各凸部３３ｂの曇り度の異方性の軸とが互いに平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面に各凸部３３ｂを有していない場合と比べて、輝度向上フィルム３３を透過した光の水平方向の視野角の大きさと垂直方向の視野角の大きさとの差が小さくなる。

ところで、本変形例において、各凸部３３ｂが、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率を有していてもよい。ただし、各凸部３３ｂが、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率を有している場合には、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの延在方向の屈折率と、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係が、各凸部３３ｂにおける各凸部３３ａの延在方向の屈折率と、各凸部３３ｂにおける各凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係と等しくなっている。つまり、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂは共に、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に有している。

このように、本変形例において、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂが共に、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に持っている場合には、偏光軸ａと直交する方向についてより多く反射し、戻り光のリサイクルを行うことにより偏光軸ａと平行な方向の光を増加させることができる。従って、輝度向上フィルム３３へ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて変えることができる。

ここで、屈折率の面内異方性は、上記実施の形態で述べたように、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能であるが、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、輝度向上フィルム３３全体を同一の材料により構成することが好ましいが、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂだけを互いに同一の材料で構成したり、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂを互いに異なる材料で構成してもよい。

次に、輝度向上フィルム３３全体の屈折率が各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる場合における輝度向上フィルム３３の機能について説明する。

図１０は、輝度向上フィルム３３全体が、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘが各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい（ｎｘ＞ｎｙ）材料により構成されている場合に、輝度向上フィルム３３の裏面から照明装置３０の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図１０において、Ｌｘは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの延在方向（Ｘ方向）に振動する偏光成分を示し、Ｌｙは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの配列方向（Ｙ方向）に振動する偏光成分を示している。

輝度向上フィルム３３を含む面に対して斜め方向から入射した照明装置３０の光は、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの屈折率が異なる（図１０ではｎｘ＞ｎｙ）ことから、輝度向上フィルム３３の裏面（凸部３３ｂの光入射面）において照明装置３０の光のＸ方向偏光成分ＬｘとＹ方向偏光成分Ｌｙとは異なる屈折角ｒｘ，ｒｙ（図１０ではｒｘ＜ｒｙ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φｘ，φｙ（図１０ではφｘ＞φｙ）で輝度向上フィルム３３の表面（各凸部３３ａの光射出面）から射出する。

このとき、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図１０ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、凸部３３ｂの光入射面および凸部３３ａの光射出面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図１０に例示したように、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘの方が各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい場合（ケースＡの場合）には、Ｌｘの反射量がＬｙの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｙの光量の方がＬｘの光量よりも多くなる。 逆に、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙの方が各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘよりも大きい場合（ケースＢの場合）には、Ｌｙの反射量がＬｘの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｘの光量の方がＬｙの光量よりも多くなる。

また、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図１０ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これらの各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光入射面といった界面において、互いに異なる臨界角を有する。従って、ケースＡの場合に、図１０の中央部に例示したように、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｘの臨界角よりも大きく、Ｌｙの臨界角よりも小さいときには、Ｌｘは全反射し、Ｌｙは透過する。よって、偏光成分Ｌｘが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｙのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。逆に、ケースＢの場合には、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｙの臨界角よりも大きく、Ｌｘの臨界角よりも小さいときには、Ｌｙは全反射し、Ｌｘは透過する。よって、偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｘのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。

また、各凸部３３ａの光射出面に対する照明装置３０の光の入射角が大きくなり過ぎると、ケースＡおよびケースＢのいずれの場合においても、図１０の右側に示したように、照明装置３０の光は偏光状態に関係なく、各凸部３３ａの光射出面において全反射を繰り返して、照明装置３０側へ戻る戻り光となる。

以上のように、輝度向上フィルム３３全体に面内の屈折率異方性をもたせた場合には、輝度向上フィルム３３は照明装置３０の光の集光作用に加え、一定の偏光分離作用を得ることができる。

このとき、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの屈折率異方性の軸が互いに平行となっている場合、つまり、各凸部３３ａにおける屈折率の最も小さな方向と、各凸部３３ｂにおける屈折率の最も小さな方向とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂが共に、一方の偏光成分（図１０ではＬｙ）を選択的に透過すると共に、他の偏光成分（図１０ではＬｘ）を選択的に反射する。ここで、各凸部３３ａの光射出面または各凸部３３ｂの光入射面で反射された光は、照明装置３０の反射シート３４（図１）や拡散シート３２の表面において反射し無偏光化されて再び輝度向上フィルム３３へ入射する。これにより、各凸部３３ａにおける屈折率の最も小さな方向と、各凸部３３ｂにおける屈折率の最も小さな方向とが互いに交差する場合や、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂのいずれか一方だけが偏光分離作用を有している場合よりも、一方の偏光成分（図１０ではＬｙ）の光量を他方の偏光成分（図１０ではＬｘ）の光量よりも格段に多くすることが可能となる。その結果、光の利用効率が高まり正面輝度が向上する。

なお、各凸部３３ｂが偏光分離作用を有していない場合には、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの双方が偏光分離作用を有している場合よりも光の利用効率は低いが、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの双方に偏光分離作用がない場合よりも光の利用効率が高いので、正面輝度が向上する。

また、各凸部３３ｂの形状異方性の軸（延在方向）と、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性の軸とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光が輝度向上フィルム３３で偏光分離されたときに、その偏光分離されたあとの光は無偏光化されることなく輝度向上フィルム３３から射出される。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３３ｂの拡散効果によって低下する量が最小限に抑えられる。

次に、本変形に係る表示装置１において画像を表示する際の基本動作について、図１１を参照しつつ説明する。なお、図１１は、表示装置１の基本動作の一例を模式的に表したものである。

照明装置３０から照射され拡散シート３１を透過した無偏光の光Ｌは、輝度向上フィルム３３の裏面に入射する。光Ｌは、凸部３３ｂにおいて拡散されると共に、凸部３３ａにおいて指向性を高められる。また、このとき、光Ｌは、凸部３３ａおよび凸部３３ｂの少なくとも凸部３３ａの作用によって第１偏光子２０Ａの偏光軸ａと平行な偏光成分（図１１ではＬｙ）に分離される。

このとき、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙは輝度向上フィルム３３を屈折透過して位相差板３４へ入射するが、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘは輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光射出面で反射され、光源３１側に戻される。そして、その戻り光は、拡散シート３２の表面、あるいは照明装置３０の反射シート３５で反射され、無偏光となって再び輝度向上フィルム３３へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、輝度向上フィルム３３を透過した光において、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘよりも極めて大きくなる。

その後、輝度向上フィルム３３を透過した光は、位相差板３４を透過したのち、第１偏光子２０Ａへ入射する。このとき、位相差板３４は、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸と、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａとのなす角が小さくなる（好ましくは０度となる）ように、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸を回転する。

続いて、第１偏光子２０Ａへ入射した光Ｌのうち、偏光軸ａと交差する偏光成分Ｌｘが第１偏光子２０Ａで吸収され、偏光軸ａと平行な偏光成分Ｌｙが第１偏光子２０Ａを透過する。第１偏光子２０Ａを透過したＬｙは、液晶表示パネル１０において画素単位で偏光制御がなされて第２偏光子２０Ｂへ入射し、第２偏光子１２Ｂの偏光軸ｂの偏光のみが透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。

ところで、本変形例では、輝度向上フィルム３３の凸部３３ａおよび凸部３３ｂの少なくとも凸部３３ａが、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に有している。そのため、輝度向上フィルム３３の裏面に入射した光Ｌのうち偏光軸ａと交差する偏光成分（図１１ではＬｘ）は、輝度向上フィルム３３で反射され、その反射光は、拡散シート３２の表面、あるいは照明装置３０の反射シート３４で反射され、無偏光となって再び輝度向上フィルム３３へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、光Ｌの取出し効率が高まり、正面輝度の向上を図ることができる。

また、本変形例において、各凸部３３ｂの形状異方性の軸（延在方向）と、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性の軸とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光が輝度向上フィルム３３で偏光分離されたときに、その偏光分離されたあとの光は無偏光化されることなく輝度向上フィルム３３から射出される。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３３ｂの拡散効果によって低下する量を最小限に抑えることができる。

また、本変形例では、輝度向上フィルム３３の裏面に複数の凸部３３ｂが形成されているので、熱などの影響により光透過フィルムが撓んだ場合に、裏面が裏面側に設けられた部材（例えば拡散シート３２）に貼りつく虞がない。これにより、ニュートンリングやウエットアウトなどと呼ばれる干渉むらが発生する可能性をなくすることができる。また、凸部３３ｂの拡散効果により、入射光を極端に正面に集光しない様に制御することができるので、ダークバンドやカットオフなどと呼ばれる輝度視野角の急激な低下が発生する可能性をなくすることができる。

従って、本変形例では、正面輝度を低下させることなく、干渉むらや輝度視野角の急激な低下を低減することができる。

[第２の実施の形態]
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置２の概略構成を表すものである。この表示装置２は、照明装置３０内の位相差板３４を取り除き、第２偏光子２０Ｂの液晶表示パネル１０とは反対側（観察者側）に位相差板３６を設け、さらに、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａおよび第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの方向を変えた点で、上記実施の形態の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態と共通する構成、作用、効果についての記載を適宜省略する。

第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きは、輝度向上フィルム３３を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。本実施の形態では、輝度向上フィルム３３を透過した光の偏光軸の向きは凸部３３ａの配列方向となっているので、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きは、図９に示したように、凸部３３ａの配列方向と平行な方向か、または垂直方向に設定される。

第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの向きは、液晶表示パネル１０を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きが凸部３３ａの配列方向となっている場合には、第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの向きは、図１２に示したように、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａと直交する方向か、または水平方向に設定される。

位相差板３６は、第２偏光子２０Ｂを透過した光の偏光状態を変化させて垂直方向の偏光成分を得るためのものであり、例えば、第２偏光子２０Ｂを透過した光を、垂直方向以外の軸を有する直線偏光や、円偏光、楕円偏光に変化させるようになっている。

この位相差板３６は、例えば、１／４波長板、１／２波長板、２軸延伸フィルムなどの偏光状態を変化させることの可能な光学部材である。なお、位相差板３６の第２偏光子２０Ｂとは反対側の表面（観察者側の表面）に、外光を散乱させる防眩フィルム（ＡＧフィルム）や、外光の反射率が低いアンチリフレクションフィルム（ＡＲフィルム）が設けられていてもよい。

次に、本実施の形態の表示装置２において画像を表示する際の基本動作の一例について、図１３を参照しつつ説明する。なお、図１３は、表示装置２の基本動作の一例を模式的に表したものである。

照明装置３０から照射され拡散シート３１を透過した無偏光の光Ｌは、輝度向上フィルム３３の裏面に入射する。すると、凸部３３ａの形状異方性によって、光Ｌのうち主に各凸部３３ａの配列方向の成分が、液晶表示パネル１０と直交する方向に向けて屈折透過し、指向性を増加させる。また、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性によって、光Ｌは、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘおよび各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙに分離される。

このとき、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙは輝度向上フィルム３３を屈折透過して位相差板３４へ入射するが、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘは輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光射出面で反射され、光源３１側に戻される。そして、その戻り光は、拡散シート３２の表面、あるいは照明装置３０の反射シート３５で反射され、無偏光となって再び輝度向上フィルム３３へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、輝度向上フィルム３３を透過した光において、各凸部３３ａの配列方向の偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの延在方向の偏光成分Ｌｘよりも極めて大きくなる。

その後、輝度向上フィルム３３を透過した光は、第１偏光子２０Ａへ入射する。すると、第１偏光子２０Ａへ入射した光Ｌのうち、偏光軸ａと交差する偏光成分Ｌｘが第１偏光子２０Ａで吸収され、偏光軸ａと平行な偏光成分Ｌｙが第１偏光子２０Ａを透過する。第１偏光子２０Ａを透過したＬｙは、液晶表示パネル１０において画素単位で偏光制御がなされて第２偏光子２０Ｂへ入射し、第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの偏光のみが透過する。続いて、第２偏光子２０Ｂを透過した光は、位相差板３６を透過してパネル正面に画像を形成する。このとき、位相差板３６は、第２偏光子２０Ｂを透過した光の偏光状態を変化させて垂直方向の偏光成分を生成する。

ところで、本実施の形態では、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａを、水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列するようにしたので、光源３１からの照明光のうち主に配列方向に発散した光を液晶表示パネル１０と直交する方向（正面方向）に立ち上げ、集光することができる。これにより、正面輝度を大きくしつつ、第２偏光子２０Ｂを透過した光の水平方向の視野角を垂直方向の視野角よりも広くすることができる。

また、輝度向上フィルム３３の各凸部３３ａを、水平方向に延在すると共にその延在方向と直交するする方向（垂直方向）に配列するようにした場合には、上記の場合よりも、第２偏光子２０Ｂを透過した光の水平方向の視野角をさらに広くすることができる。

また、本実施の形態では、各凸部３３ａの延在方向の屈折率を各凸部３３ａの配列方向の屈折率よりも大きくしたので、各凸部３３ａの延在方向の偏光成分の反射量が各凸部３３ａの配列方向の反射量よりも大きくなる。これにより、輝度向上フィルム３３を透過した光において各凸部３３ａの配列方向の偏光成分の光量の方を各凸部３３ａの延在方向の偏光成分の光量よりも大きくすることができる。また、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち各凸部３３ａの配列方向と平行な方向か、または垂直方向に、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きを設定するようにしたので、輝度向上フィルム３３を透過した光のうち各凸部３３ａの配列方向の偏光成分は、第１偏光子２０Ａでの吸収を低く抑えつつ、第１偏光子２０Ａ、液晶表示パネル１０および第２偏光子２０Ｂを透過することができる。これにより、輝度向上フィルム３３に偏光分離作用がない場合よりも光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

また、本実施の形態では、第２偏光子２０Ｂは垂直方向の偏光成分を透過する偏光軸ｂを有しているので、第２偏光子に入射した光のうち垂直方向の偏光成分の全部または一部が第２偏光子を透過することができる。これにより、第２偏光子を透過した光を偏光サングラスで確認することができる。

従って、本実施の形態では、射出光の水平方向の視野角が垂直方向の視野角よりも広く、かつ射出光が偏光サングラスで視認可能な垂直方向の偏光成分を有しており、さらに表示輝度を高くすることができる。

また、本実施の形態では、液晶表示パネル１０内に位相差板３６を設け、さらに、液晶表示パネル１０内の第１偏光子２０Ａの偏光軸ａおよび第２偏光子２０Ｂの偏光軸ｂの方向を変えるようにしたので、照明装置３０の内部構成に対して変更を加える必要がない。これにより照明装置３０として、市場に流通している一般的な照明装置（バックライト）を用いることができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

［第１の実施例］
次に、上記第１の実施の形態の表示装置１の実施例１について比較例１〜３と対比して説明する。まず、実施例１および比較例１〜４に係る光透過フィルムの形成方法と、実施例１および比較例１〜４に係る光透過フィルムの特徴（断面形状の相似、形状異方性、曇り度の異方性、複屈折性）について説明する。

（実施例１および比較例１〜４に係る光透過フィルムの形成方法）
樹脂フィルムに凸部１３３ａを転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原版を用意した。この原版の表面には、頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角柱を５０μｍピッチで連続して並列配置した凹凸形状が彫刻されている。樹脂フィルムとして、熱可塑性樹脂の一種である、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。Ａ−ＰＥＮは延伸により、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる屈折率異方性を発現する材料であり、Ａ−ＰＥＮそのものは屈折率異方性を有していない。

上記樹脂フィルムを金属製エンボス原版および金属製平面版で挟み込み、１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件でプレスしたのち、すぐに氷水に投入して硬化させ、樹脂フィルムの表面に凸部１３３ａを転写形成した。このようにして得られた輝度向上フィルム１３３は、製造過程において延伸されていないので、屈折率異方性を有していない。なお、この輝度向上フィルム１３３を比較例１の光透過フィルムとして用いた。

次に、この輝度向上フィルム１３３を縦（凸部１３３ａの延在方向）８ｃｍ、横（凸部１３３ａの延在方向と直交する方向）５ｃｍの長方形状に裁断したのち、長手方向の両端部を手動延伸機でチャックし、輝度向上フィルム１３３を１４０℃環境下で、輝度向上フィルム１３３の中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で長手方向に一軸延伸を行い、凸部１３３ａを長手方向に引き延ばし、屈折率異方性を有する凸部３３ａを形成した。このようにして得られた輝度向上フィルム３３を実施例１および比較例２〜４の光透過フィルムとして用いた。

（断面形状の相似）
上記のようにして得られた各種の光透過フィルムの配列方向の断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定した。その結果、実施例１の光透過フィルムおよび比較例１の光透過フィルムの断面はそれぞれ、金属製エンボス原版の凹凸形状と同じ頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角形となっており、相似形となっていた。また、延伸前の光透過フィルム（比較例１の光透過フィルム）の凸部１３３ａは原版と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後の光透過フィルム（実施例１および比較例２〜４の光透過フィルム）の凸部３３ａは約３０μｍピッチと狭くなっていた。

（複屈折性）
次に、上記のようにして得られた実施例１および比較例２〜４の光透過フィルムの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、図１４に示すように、輝度向上フィルム３３の凸部３３ａ側から偏光を垂直に入射し、透過光を測定器４０で検出し、透過光の出射角φの違いにより、凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎ１と配列方向の屈折率ｎ２との差Δｎ（＝ｎ１−ｎ２）を算出した。図１５に示したように、凸部３３ａの延在方向に振動する偏光成分を偏光Ｌｘとし、凸部３３ａの配列方向に振動する偏光成分を偏光Ｌｙとすると、図１６に示したように、偏光Ｌｘの射出角φ１の方が偏光Ｌｙの射出角φ２よりも大きくなった。なお、図１６の縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。

測定の結果、輝度向上フィルム３３の延在方向の屈折率ｎ１が１．７９であり、配列方向の屈折率ｎ２が１．５６であったので、屈折率の差Δｎは０．２３であった。このことから、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスし凸部３３ａを形成したのち、一軸延伸することにより、凸部３３ａの延在方向と、凸部３３ａの配列方向とで屈折率の異なる光透過フィルムを得ることができた。また、図１６に示したように、偏光Ｌｘに比べて偏光Ｌｙの方が透過率が高いことが確認できる。これは、凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎ１が凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎ２よりも大きいことから、偏光Ｌｘの凸部３３ａの光射出面および輝度向上フィルム３３の光入射面における全反射作用が高くなり、偏光Ｌｙに比べて透過光量が低下するからである。

（正面輝度、照度、配向輝度、視野角、色差）
続いて、実施例１および比較例１〜３に係る表示装置の正面輝度、照度、配向輝度および視野角をそれぞれ測定した。さらに、実施例１および比較例４に係る表示装置の色差を測定した。例えば、実施例１では、図１７に示したように、光源３１の上に拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３と、位相差板３４と、第１偏光子２０Ａとを光源３１側から順に配置し、光源３１の背後に反射シート３５を配置した状態で、第１偏光子２０Ａから射出される光の正面輝度、照度、配向輝度および視野角を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。なお、実施例１では、輝度向上フィルム３３を、凸部３３ａの延在方向が水平方向（Ｘ軸方向）となるように配置した。また、比較例１では、実施例１の構成において輝度向上フィルム３３を光透過フィルム１３３に置き換えた構成とした。また、比較例２，３では、実施例１の構成から位相差板３４をなくした構成とした。また、比較例４では、実施例１の構成から位相差板３４をなくし、第１偏光子２０Ａを９０度回転して配置した垂直偏光の構成とした。正面輝度、照度および視野角についての結果を図１８に示し、配向輝度についての結果を図１９（Ａ）〜（Ｃ）に示した。さらに、色差の結果を図２０（Ａ）〜（Ｄ）に示した。なお、図２０（Ａ）〜（Ｄ）の縦軸（Δｕ’ｖ’）におけるｕ’ｖ’は、それぞれ、色を表す単位であり、色相面内のＸＹ座標に対応している。

図１８、図１９（Ａ）〜（Ｃ）から、実施例１では、比較例１よりも正面輝度、照度および水平視野角のいずれにおいても大きいことがわかった。一方、位相差板３４を使用しない比較例２では、比較例１よりも正面輝度、照度および視野角のいずれにおいても小さいことがわかった。また、位相差板３４を使用せず、さらに輝度向上フィルム３３を、凸部３３ａの延在方向が垂直方向となるように配置した比較例３では、比較例１よりも正面輝度、照度の上昇はあるものの、水平視野角が狭いことがわかった。このことから、光透過フィルム３３を、凸部３３ａの延在方向が水平方向となるように配置し、かつ位相差板３４を用いることにより、正面輝度、照度および水平視野角のいずれについても増加させることができることがわかった。

図２０（Ａ）〜（Ｄ）から、位相差板３４を用いた場合（実施例１）であっても、位相差板３４を用いていない場合（比較例４）の色差と同等の色差となっており、位相差板３４による色差に対する悪影響はないことが分かった。

［第２の実施例］
次に、上記第２の実施の形態の表示装置２の実施例２，３について比較例５，６と対比して説明する。なお、比較例５，６では、位相差板３６を用いなかった。

（正面輝度、照度、配向輝度、視野角）
ここでは、実施例２，３および比較例５，６に係る表示装置の正面輝度、照度、配向輝度および視野角をそれぞれ測定した。例えば、図２１に示したように、光源３１の上に拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３と、第１偏光子２０Ａと、位相差板３６と、第３偏光子２０Ｃとを光源３１側から順に配置し、光源３１の背後に反射シート３５を配置した状態で、第３偏光子２０Ｃから射出される光の正面輝度、照度、配向輝度および視野角を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。ここで、第３偏光子２０Ｃは、偏光サングラスとして用いたものであり、第１偏光子２０Ａと同様、偏光軸を有している。なお、第３偏光子２０Ｃの偏光軸を水平方向とした場合を実施例２、比較例５とし、第３偏光子２０Ｃの偏光軸を垂直方向とした場合を実施例３、比較例６とした。正面輝度、照度および視野角についての結果を図２２に示し、配向輝度についての結果を図２３（Ａ）〜（Ｄ）に示した。

図２２、図２３（Ａ）〜（Ｄ）から、実施例２，３においては、偏光サングラスとしての第２偏光子２０Ｂの偏光軸が水平でも垂直でも、ある一定の輝度を観測することができた。一方、位相差板３６を用いない比較例５，６においては、偏光サングラスとしての第２偏光子２０Ｂの偏光軸が垂直な場合には輝度を測定することができたが、水平な場合には輝度を観測することができなかった。このことから、位相差板３６を用いた場合には、偏光サングラスを用いたときに、液晶画面を見ることができない場合はなく、その逆に、位相差板３６を用いない場合には、偏光サングラスを用いたときに、液晶画面を見ることができない場合があることがわかった。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、輝度向上フィルム３３を一枚だけ用いていたが、輝度向上フィルム３３を２枚重ねて用いてもよい。この場合、凸部３３ａの延在方向が上下シート間で直交するように配列するとともに、一方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくし、他方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくすることが望ましい。

また、上記実施の形態等では、液晶表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を備えていてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 図１の輝度向上フィルムの構成の一例を表す断面図である。 図１の輝度向上フィルムの透過特性を表す特性図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の一例について説明するための断面図および裏面図である。 図４に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の他の例について説明するための断面図および裏面図である。 図６に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の表示装置の動作を説明するための概念図である。 図１の輝度向上フィルムの構成の一変形例を表す断面図および裏面図である。 図９の輝度向上フィルムの透過特性を表す特性図である。 図９の輝度向上フィルムを備えた表示装置の動作を説明するための概念図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 図１２の表示装置の動作を説明するための概念図である。 複屈折性を測定する方法の一例について説明するための概念図である。 複屈折性の偏光軸について説明するための概念図である。 射出角と光量との関係を表す関係図である。 実施例１に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 実施例１および比較例１〜３に係る表示装置の正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例１および比較例１〜３に係る表示装置の視野角と輝度との関係を表す関係図である。 実施例１および比較例４に係る表示装置の視野角と色差との関係を表す関係図である。 実施例２に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 実施例２，３および比較例５，６に係る表示装置の正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例２，３および比較例５，６に係る表示装置の視野角と輝度との関係を表す関係図である。 従来の表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 一参考例に係る表示装置の構成を展開して表す斜視図である。 他の参考例に係る表示装置の構成を展開して表す斜視図である。 その他の参考例に係る表示装置の構成を展開して表す斜視図である。

符号の説明

１，２…表示装置、１０…液晶表示パネル、２０Ａ…第１偏光子、２０Ｂ……第２偏光子、２０Ｃ……第３偏光子、３０…照明装置、３１…光源、３１ａ，３１ｂ…線状光源、３２…拡散シート、３３…輝度向上フィルム、３３ａ，３３ｂ…凸部、３３ｃ…頭部、３３ｄ，３３ｅ…傾斜面、３４，３６…位相差板、３５…反射シート。

Claims (21)

1. 画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
   前記表示パネルを挟む一対の第１偏光子および第２偏光子と、
   前記表示パネルを照明する光源と、
   前記第１偏光子と前記光源との間に設けられた光透過フィルムと、
   前記第１偏光子と前記光透過フィルムとの間に設けられた位相差板と
   を備え、
   前記光透過フィルムは、一の面内に複数の第１凸部を有し、
   前記各第１凸部は、水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列され、
   前記各第１凸部の一の方向の屈折率が前記各第１凸部の前記一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きく、
   前記位相差板は、前記光透過フィルムを透過した光のうち前記一の方向と直交する方向の偏光成分が当該位相差板を透過したのちの偏光方向と、前記第１偏光子の偏光軸方向とのなす角が小さくなるように、当該位相差板に入射した光の偏光方向を変化させ、
   前記第２偏光子は、垂直方向の偏光成分を透過する偏光軸を有する
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記各第１凸部は、水平方向に延在すると共に垂直方向に配列された形状異方性を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記各第１凸部は、プリズム形状となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記各第１凸部は、水平方向の屈折率が水平方向と直交する方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記位相差板は、前記光透過フィルムを透過した光のうち前記一の方向と直交する方向の偏光成分が当該位相差板を透過したのちの偏光方向と、前記第１偏光子の偏光軸方向とのなす角が０度となるように、当該位相差板に入射する光の偏光方向を変位させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記位相差板は、１／２波長板であり、
   前記光透過フィルムの前記一の方向と直交する方向と、前記第１偏光子の偏光軸方向とのなす角が９０度となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記１／２波長板は、屈折率異方性を有しており、
   前記１／２波長板の屈折率異方性の軸方向と、前記光透過フィルムの前記一の方向と直交する方向とのなす角が４５度となっている
   ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第２偏光子は、垂直方向に偏光軸を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記各第１凸部は、前記第１偏光子側の面内に設けられ、
   前記光透過フィルムは、前記光源側の面内に複数の第２凸部を有し、
   前記複数の第２凸部は、水平方向に向けて延在し、かつその延在方向に並列配置されると共にその延在方向と交差する方向に並列配置され、
   前記各第２凸部の前記一の方向の屈折率が前記各第２凸部の前記一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
    前記表示パネルを挟む一対の第１偏光子および第２偏光子と、
    前記表示パネルを照明する光源と、
    前記第１偏光子と前記光源との間に設けられた光透過フィルムと、
    前記第２偏光子の前記表示パネルとは反対側に設けられた位相差板と
    を備え、
    前記光透過フィルムは、一の面内に複数の凸部を有し、
    前記各凸部は、水平方向に向けて延在すると共にその延在方向と交差する方向に配列され、
    前記各凸部の一の方向の屈折率が前記各凸部の前記一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きく、
    前記第１偏光子は、前記一の方向と直交する方向の偏光成分を透過する偏光軸を有し、
    前記第２偏光子は、前記表示パネルを透過した光を透過する偏光軸を有し、
    前記位相差板は、前記第２偏光子を透過した光の偏光状態を水平偏光以外に変化させる
    ことを特徴とする表示装置。
11. 前記各凸部は、水平方向に延在すると共に垂直方向に配列された形状異方性を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記各凸部は、プリズム形状となっている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記各凸部は、水平方向の屈折率が水平方向と直交する方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
14. 前記位相差板は、前記第２偏光子を透過した光を円偏光または楕円偏光に変化させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
15. 前記位相差板は、前記第２偏光子を透過した光を無偏光に変化させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
16. 前記位相差板は、１／４波長板または１／２波長板である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
17. 前記位相差板は、２軸延伸フィルムである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
18. 前記位相差板は、前記第２偏光子とは反対側の表面に、外光を散乱させる防眩フィルムを有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
19. 前記位相差板は、前記第２偏光子とは反対側の表面に、外光の反射率が低いアンチリフレクションフィルムを有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
20. 前記第１偏光子は、前記一の方向と直交する方向に偏光軸を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
21. 前記第２偏光子は、水平方向に偏光軸を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。

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