TW201307964A - 背光裝置及液晶顯示裝置 - Google Patents

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TW201307964A
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TW101121390A
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English (en)
Inventor
Tomonori Miyamoto
Akiyoshi Kanemitsu
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Sumitomo Chemical Co
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Abstract

本發明之背光裝置(11)包括：面發光部(15)，其射出面狀之光；光偏轉層(16)，其係設置於面發光部上之光出射側，入射來自光出射面之光；及光擴散層(9)，其係設置於光偏轉層之光出射側。面發光部包括：導光板(12)；光源(13)，其係配置於導光板之端面；及反射板(14)，其係相對於導光板配置於與光偏轉層相反之側。為於位於與自面發光部朝向光偏轉層之第1方向正交之面內之第1、第2、第3及第4方位角，且相對於自光源朝向導光板之第2方向之角度分別為0°、45°、90°及135°之第1~第4方位角中，當於相對於第1方向為-40°~+40°、-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍內，測定來自光出射面之出射光之自光出射面上之測定對象點算起固定距離之亮度時，相對於第1~第4方位角全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值，第1~第4方位角全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為40%以下。光擴散層之霧度值為86%以下。

Description

背光裝置及液晶顯示裝置
本發明係關於一種用作液晶電視、液晶監視器及個人電腦之顯示器之液晶顯示裝置中所使用之背光裝置及液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置若大致劃分，則包括射出光之背光裝置、及使用自背光裝置射出之光而顯示圖像之液晶單元裝置。
當並非自相對於液晶顯示裝置垂直之位置而自斜向觀察顯示於液晶顯示裝置之影像時，會產生紅色、綠色及藍色光之平衡破壞而可觀察到與原本之顏色不同之顏色之被稱為色移(color shift)之現象。
先前，減小該色移之對策一直係於對觀察者射出光之液晶單元裝置中實施。業界已提出有如下方案：將特殊之雙軸性相位差補償膜配置於液晶單元裝置中所包含之偏光板上，該特殊之雙軸性相位差補償膜係膜面內相位差值之波長分散特性為相位差值隨著波長變短而減少之「反波長分散」，且膜厚度方向相位差值之波長分散特性為相位差值隨著波長變短而增加之「正波長分散」者(例如，參照專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特表2006-515686號公報
然而，雙軸性相位差補償膜為特殊片材。因此，業界一直在尋求一種實現可不使用雙軸性相位差補償膜而更簡便地構成且色移較小之液晶顯示裝置之背光裝置。
因此，本發明之主要目的在於提供一種實現可簡便地構成且色移較小之液晶顯示裝置之背光裝置。
本發明者等人對可簡便地構成且色移較小之液晶顯示裝置進行研究，已想到與先前不同，對背光裝置而非液晶單元裝置實施減輕色移之對策。本發明者等人為解決上述問題，對背光裝置進行潛心研究。其結果為完成了本發明。
本發明之背光裝置包括：面發光部，其係自光出射面射出面狀之光；光偏轉層，其係設置於面發光部上之光出射側，被入射來自光出射面之光；及光擴散層，其係設置於光偏轉層之光出射側。面發光部包括：導光板；光源，其係配置於導光板之端面；及反射板，其係相對於導光板配置於與光偏轉層相反之側。為於與自面發光部朝向光偏轉層之方向即第1方向正交之面內之第1方位角、第2方位角、第3方位角、第4方位角，且相對於自光源朝向導光板之方向即第2方向之角度分別為0°、45°、90°及135°之第1~第4方位角中，當於相對於第1方向為-40°~+40°、-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍內，測定自光出射面射出之光之自光出射面上之測定對象點算起固定距離之亮度時，相對於第1~第4方位角全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍 之亮度中的最大值，第1~第4方位角全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為40%以下，該第1~第4方位角係位。光擴散層之霧度值為86%以下。
本發明之背光裝置中，相對於第1~第4方位角全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度之中的最大值，第1~第4方位角全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度亦可為15%以下。
本發明之背光裝置中，導光板亦可為剖面呈梯形之板。
本發明之背光裝置中，導光板亦可具有將剖面呈梯形之兩塊板以共用梯形之上底而連接之方式一體化而成之形狀。
本發明之背光裝置中，反射板亦可為鏡面型(mirror type)。
本發明之背光裝置中，光偏轉層亦可為於被入射來自光出射面之光之入射面側設置有複數個第1稜鏡部之稜鏡片。複數個第1稜鏡部分別亦可在與第1及第2方向正交之方向即第3方向上延伸，並且於第2方向上並列配置。
本發明之背光裝置中，亦可為複數個第1稜鏡部各自之與第3方向正交之剖面之形狀為三角形，複數個第1稜鏡部各自之剖面形狀即三角形之頂點係位於面發光部側，複數個第1稜鏡部各自之剖面形狀即三角形之底邊係呈直線狀排列連接。
本發明之背光裝置中，亦可為光偏轉層係在與入射面側相反之側設置有複數個第2稜鏡部，複數個第2稜鏡部分別 於第2方向上延伸，並且於第3方向上並列配置。
本發明之液晶顯示裝置中包括：上述背光裝置；及液晶單元裝置，其係設置於背光裝置之光出射面側。液晶單元裝置包括：第1偏光板；液晶單元，其係於一對基板之間設置液晶層而成；及第2偏光板。本發明之液晶顯示裝置中，自背光裝置之光出射側依序配置有第1偏光板、液晶單元及第2偏光板，第1偏光板與第2偏光板係以各自之穿透軸成為相互大致垂直之方式配置。
本發明之液晶顯示裝置中，亦可為液晶單元裝置更包含防眩層，且自背光裝置之光出射側依序配置第1偏光板、液晶單元、第2偏光板及防眩層。
本發明提供一種實現可簡便地構成且色移較小之液晶顯示裝置之背光裝置。
以下，對本發明進行詳細說明。於圖式之說明中，對相同要素標註相同符號，並省略重複之說明。圖式之尺寸比率未必與所說明者一致。又，說明中表示「上」、「下」等方向之用語係基於圖式所示之狀態之方便用語。
圖1表示本發明之一實施形態之背光裝置。本發明之一實施形態之背光裝置11包括：光偏轉層16、光源13、導光板12、反射板14及光擴散層9。光源13、導光板12及反射板14構成生成面狀之光之面發光部15。圖1所示之構成中，光出射面12a對應於面發光部15之光出射面15a。導光 板12與光偏轉層16係沿著特定方向配置，以使自導光板12射出之面狀之光入射至光偏轉層16。光偏轉層16與光擴散層9係沿著特定方向配置，以使自光偏轉層16射出之面狀之光入射至光擴散層9。為便於說明，將上述「特定方向」稱為Z軸方向(第1方向)，將與Z軸方向正交之兩個方向稱為X軸方向(第2方向)及Y軸方向(第3方向)。X軸方向及Y軸方向為正交。
導光板12包含透光性材料。透光性材料之示例中，包含甲基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、環狀聚烯烴樹脂等。於導光板12之表面上，為調整自光出射面12a射出之光之光量之面內分佈，亦可形成點陣式印刷(dot printing)、線狀之V字槽等。
光源13係配置於導光板之端面12b、12c。光源13可為線狀光源及點狀光源中之任一種。例如，作為光源13，可使用冷陰極管或發光二極體(LED：Light Emitting Diode)等。於使用LED作為光源13之情形時，例如，既可為包含發出紅色、藍色及綠色之各色光之3個LED晶片的1個白色發光的LED，或者亦可為將發出紅色、藍色及綠色之各色光之3個LED連接而一體化之LED。進而，LED亦可為藉由發藍色光LED晶片或發近紫外光LED晶片與螢光體之組合而發白色光之LED。
光偏轉層16係配置於導光板12之光出射面15a側。光偏轉層16之示例為稜鏡片。作為稜鏡片之光偏轉層16具有多個稜鏡部(第1稜鏡部)16a，該多個稜鏡部(第1稜鏡部)16a 係在與背光裝置11之長方形之發光面上配置有光源之邊平行之方向(圖1所示之Y軸方向)上延伸，並且在與延伸方向正交之方向(圖1所示之X軸方向)上並列配置。多個稜鏡部16a中，利用與背光裝置11之長方形之發光面上配置有光源之邊垂直之面(與稜鏡部16a之延伸方向(Y軸方向)正交之面)切斷光偏轉層16時之剖面，具有複數個三角形相連之形狀。換言之，稜鏡部16a之延伸方向上之稜鏡部16a之剖面形狀為三角形狀，複數個稜鏡部16a係以剖面上之底邊於直線上排列之方式連接。作為稜鏡片之光偏轉層16係將與稜鏡部16a之延伸方向正交之稜鏡部16a之剖面上未處於三角形之上述底邊上之頂點16b朝向導光板12側而設置。
作為稜鏡片之光偏轉層16中，亦可在與形成有稜鏡部16a之光入射側為相反側之面16c上形成複數個稜鏡部(第2稜鏡部)。該複數個稜鏡部可在與背光裝置11之長方形之發光面上配置有光源13之邊垂直之方向(圖1所示之X軸方向)上延伸，並且在與延伸方向正交之方向(圖1所示之Y軸方向)上並列配置。
背光裝置11中，包含導光板12、光源13及反射板14之面發光部15係以如下方式構成，即，於關於與Z軸方向正交之面內之相對於自光源13朝向導光板12之方向(X軸方向)的4個特定之方位角Ψ全部，測定自導光板12之光出射面12a射出之光時，自導光板12射出之光之亮度滿足特定條件。
於亮度之測定方法之一例中，以X軸方向與垂直方向相 一致之方式配置面發光部15。例如，以自端面12b朝向端面12c之方向(換言之，自端面12b側之光源13朝向導光板12之方向)於垂直方向上成為上方向之方式配置面發光部15。於此情形時，於將垂直方向(X軸方向)上之上方向設為0°之方位角時，上述4個特定之方位角Ψ係與上方向所成之角度為0°之第1方位角Ψ1、與上方向所成之角度為45°之第2方位角Ψ2、與上方向所成之角度為90°之第3方位角Ψ3及與上方向所成之角度為135°之第4方位角Ψ4。當將X軸方向設為垂直方向時，Z軸方向實質上為水平方向。
於自導光板12射出之光之測定中，對於第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部自導光板12射出之光之自光出射面12a內之測定對象點算起固定距離之亮度，係在相對於光出射面12a之法線方向(Z軸方向)為-40°~+40°之視角範圍內測定，並且亦在-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍內測定。導光板12中之上述特定條件係相對於上述第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值，上述第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為40%以下。較佳為，相對於上述第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值，第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為15%以下。
圖3係滿足上述特定條件之來自導光板12之出射光之亮度之角度分佈的一例。圖3表示對第1~第4方位角Ψ1~Ψ4上自導光板12射出之光進行測定所得之結果。圖3之橫軸係 表示相對於光出射面12a之法線方向(Z軸方向)之視角之角度(°)，縱軸係亮度(cd/m2)。表示亮度之測定結果之曲線中，實線表示方位角為0°(實線於圖3之圖表左方與分別表示方位角為45°及90°之情況之粗實線及點線為部分重合)時之測定結果，粗實線表示方位角為45°(粗實線於圖3之圖表左方與分別表示方位角為0°及90°之情況之實線及點線為部分重合)時之測定結果，點線表示方位角為90°(點線於圖3之圖表右方與表示方位角為135°之情況之虛線為部分重合，且於圖3之圖表左方與分別表示方位角為0°及45°之情況之實線及粗實線為部分重合)時之測定結果，虛線表示方位角為135°(虛線於圖3之圖表右方與表示方位角為90°之情況之點線為部分重合)時之測定結果。於圖3之左右端所記載之由兩點鏈線描繪之長方形係表示-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍。圖3之中央下方附近之由一點鏈線描繪之長方形係表示-40°~+40°之視角範圍。
圖3所示之亮度之測定結果中，-74°~-60°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值於方位角0°(第1方位角Ψ1)時出現，以圖3之縱軸之單位計，最大值為1.4×104。上述第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度以圖3之縱軸之單位計，為1.5×103以下。因此，第1~第4方位角Ψ1~Ψ4全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為上述最大值即1.4×104之40%(5.6×103)以下，亦為上述最大值即1.4×104之15%(2.1×103)以下。
導光板12之較佳實施形態係剖面呈梯形之板即導光板。 剖面呈梯形之導光板12中，端面12b、12c係分別對應於梯形之上底(較短之邊)與下底(較長之邊)之端面。因此，厚度自端面12b向端面12c減少。一實施形態中，光出射面12a與端面12b、12c分別大致正交。剖面呈梯形之板即導光板12例如可藉由調整導光板12之與光出射面12a為相反側之面(反射板14側之面)與Z軸方向之交叉角度，以及/或者如上所述般於導光板12之表面形成印刷點陣、V字槽等，而設計成滿足上述條件。
更佳實施形態之導光板12具有剖面呈梯形之兩塊板121、121以共用梯形之上底(較短之底)之方式連接而一體化之形狀(圖1)。具有兩塊板121、121以上述方式一體化而成之形狀之導光板12中，光出射面12a由板121、121各自之梯形狀之剖面中之一側邊所對應之平面所構成。導光板12之端面12b、12c係與各板121、121之剖面中之下底對應之面。因此，於板121、121結合而成之構成之導光板12中，如圖1所例示，厚度自端面12b、12c向中央部減少。兩塊板121、121分別係以導光板12之光出射面12a與Z軸方向實質上正交之方式配置。板121、121結合而成之導光板12例如可藉由調整構成導光板12之兩塊板121、121各自之與光出射面12a為相反側之面(反射板14側之面)與Z軸方向之交叉角度，以及/或者於導光板12之表面形成印刷點陣、V字槽等，而設計成滿足上述條件。
光偏轉層16之材料之示例中，包含聚碳酸酯樹脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯)樹脂、甲基丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂等。稜鏡膜係可藉由異形擠壓法、壓製成形法、射出成形法、滾輪轉印法、雷射剝離法(laser ablation method)、機械切割法、機械研磨法、及光聚合製程(photopolymer process)等眾所周知之方法而製造。
於藉由光聚合製程製造時，可使用被稱為所謂電離放射線硬化型樹脂者作為材料。電離放射線硬化型樹脂之示例中，包含如多元醇之丙烯酸或甲基丙烯酸酯之多官能性丙烯酸酯、如由二異氰酸酯與多元醇及丙烯酸或甲基丙烯酸之羥基酯等所合成之多官能之丙烯酸胺基甲酸酯等。該等方法既可分別單獨使用，或者亦可組合兩種以上之方法。光偏轉層16之厚度通常為0.05~5 mm，較佳為0.1~2 mm。各稜鏡部(第1稜鏡部)16a之稜線間之距離L通常為10~500 μm之範圍，較佳為30~200 μm之範圍。
反射板14係設置於導光板12之下表面12d側(與出射面為相反側)。該反射板14使自導光板12之下表面12d射出之光(洩漏之光)返回至導光板12側。作為反射板14，可使用白色片材或鏡面型片材等。白色片材係藉由於聚酯等之樹脂膜中添加填料(filler)或者使所添加之填料與基材樹脂之間保持空隙而使光擴散之片材。鏡面型片材係藉由在聚酯等之樹脂膜之表面蒸鍍鋁或銀等金屬而增強正反射(regular reflection)成分之片材。就可獲得較高之正面亮度之方面 而言，較佳為鏡面型。作為鏡面型片材，可例示反射光不具有擴散反射成分而僅為正反射成分，且具有無微細凹凸之平滑之金屬蒸鍍表面之片材等。鏡面型反射板之一例係對表面實施有鏡面加工之片材。
光擴散層9係霧度值為86%以下之光擴散層。使用有包含光擴散層9之背光裝置之液晶顯示裝置中，即便使光擴散層9之霧度值大於86%，色移亦不會減小。若考慮色移之抑制效果，則光擴散層9之霧度值較佳為10%以上且86%以下，更佳為20%以上且86%以下，進而更佳為30%以上且86%以下。
光擴散層9例如可藉由在成為基材之樹脂膜上塗佈將擴散劑分散於黏合劑樹脂而成之塗料來獲得。成為光擴散層9之基材之材料之示例中，包含：聚碳酸酯、甲基丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物樹脂、甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、環狀聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚芳酯、聚醯亞胺等。
黏合劑樹脂只要為透光性高之樹脂即可，例如可使用丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、或者電離放射線硬化型樹脂等。混合分散於黏合劑樹脂中之擴散劑之示例中，包含含有折射率與成為黏合劑樹脂之材料不同之物質之微粒。擴散劑之具體例中，有與黏合劑樹脂之材料為不同種 類之有機微粒或無機微粒等。有機微粒之示例中，包含丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有機聚矽氧樹脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物等。無機微粒之示例中，包含碳酸鈣、二氧化矽、酸化鋁、碳酸鋇、硫酸鋇、氧化鈦、玻璃等。可使用上述擴散劑中之1種，或混合使用2種以上。又，有機聚合物之內空球(balloon)或中空玻璃珠亦可用作擴散劑。擴散劑之平均粒徑較佳為0.5 μm~30 μm之範圍。作為擴散劑之形狀，不僅為球狀，亦可為扁平狀、板狀及針狀。
光擴散層9可藉由將塗佈液塗佈於基材上並加以乾燥之後，適當使用必需之硬化方法使其硬化而形成，該塗佈液係調配各構成成分或視需要調配其他成分，使其溶解或分散於適當之溶劑而製備。塗佈液係藉由輥塗法(roll coating method)、棒塗法(bar coating method)、噴塗法(spray coating method)、氣刀塗佈(air knife coating)法等眾所周知之方法而塗佈於基材上。或者，亦可藉由熔融混練，使擴散劑直接分散於基材樹脂之中。光擴散層9之厚度只要為在處理光擴散層9之方面無障礙之厚度即可，並無特別限定。光擴散層9之厚度例如為10~250 μm之程度，較佳為12~100 μm。
霧度值可藉由調整成為擴散劑之粒子之種類、添加量及表面形狀等而達到86%以下。霧度值可依據JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)-K-7136，使用霧度計(Suga Test Instrument公司製造之HZ-2)而測定。光擴散層9 可利用「OPALUS PBS-632L」(惠和股份有限公司製造)、「LSE型」(KIMOTO股份有限公司製造)等之市售者。
藉由使工業生產中通常使用之液晶單元組合於包含測定自導光板12射出之光之情形時符合上述條件之導光板12及光擴散層9之背光裝置11，可獲得色移較小之液晶顯示裝置1。
圖2係示意性地表示包含本發明之一實施形態之背光裝置的液晶顯示裝置之圖。液晶顯示裝置1包括液晶單元裝置20及背光裝置11。液晶單元裝置20包括：液晶單元21，其係於一對透明基板22a、22b之間設置有液晶層23；第1偏光板41，其係配置於液晶單元21之光入射側(配置於背光裝置11與液晶單元21之間)；及第2偏光板52，其係配置於液晶單元21之光出射側。液晶顯示裝置1係自背光裝置11側起依序配置有第1偏光板41、液晶單元21及第2偏光板52。
使用本發明之一實施形態之背光裝置11而製造之液晶顯示裝置中所使用之液晶單元21包括：一對透明基板22a、22b，其係隔著特定距離而對向配置；及液晶層23，其係於該一對透明基板22a、22b之間封入液晶而成。於一對透明基板22a、22b上分別積層形成有透明電極、配向膜，藉由對透明電極間施加基於顯示資料之電壓而使液晶配向。液晶單元21之顯示方式可採用TN(Twisted Nematic，扭轉向列)方式、IPS(In-Plane Switching，面內切換)方式、VA(Vertical Alignment，垂直配向)方式等顯示方式。
作為第1偏光板41，通常係使用將支持膜貼合於偏光片之兩面而成者。偏光片之示例中，包含：於聚乙烯醇系樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA，ethylene vinyl acetate)樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂等之偏光片基板上吸附配向二色性染料或碘而成者；以及於經分子配向之聚乙烯醇膜中，含有聚乙烯醇之二色性脫水產物(聚次亞乙烯(Polyvinylene))之經配向之分子鏈的聚乙烯醇/聚次亞乙烯共聚物等。使二色性染料或碘吸附配向於聚乙烯醇系樹脂之偏光片基板而成者適合用作偏光片。一般而言，為使偏光板薄型化等，偏光片之厚度較佳為100 μm以下，更佳為10~50 μm之範圍，進而更佳為25~35 μm之範圍。
作為支持並保護偏光片之支持膜，較佳為包含低雙折射性且透明性、機械強度、熱穩定性、防水性等優異之聚合物之膜。
如此之膜之示例中，包含將TAC(triacetyl cellulose，三乙酸纖維素)等乙酸纖維素系樹脂、丙烯酸系樹脂、如四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物之氟系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚烯烴樹脂或聚醯胺系樹脂等樹脂成形加工為膜狀者。
該等之中，自偏光特性或耐久性等方面而言，可較佳地使用藉由鹼等對表面進行皂化處理所得之三乙酸纖維素膜或降烯系熱塑性樹脂膜。降烯系熱塑性樹脂膜因膜成 為阻隔熱或濕熱之良好屏障，故偏光板41之耐久性大幅度提高，並且因吸濕率較少，故尺寸穩定性大幅度提高。因此，降烯系熱塑性樹脂膜可尤為適用。
成形加工成膜狀可使用澆鑄法(casting method)、壓延法(calender method)、擠壓法等先前眾所周知之方法。支持膜之厚度並無限定。然而，自偏光板41之薄型化等觀點而言，支持膜之厚度較佳為500 μm以下，更佳為5~300 μm之範圍，進而更佳為5~150 μm之範圍。
第2偏光板52係與配置於液晶單元21之背面側之第1偏光板41成對者。作為第2偏光板52，第1偏光板41中所例示者亦可適用於此。但是，第2偏光板52係以其偏光面與第1偏光板41之偏光面正交之方式配置。
亦可將分散有微小之填料之樹脂溶液塗佈於第2偏光板52上，並調整塗佈膜厚而使填料顯現於塗佈膜表面，使微細之凹凸形成於基材表面，藉此將防眩層53設置於第2偏光板52上(第2偏光板之光出射側)。
於防眩層53之表面，通常存在微小之凹凸，但亦可不存在微小之凹凸。亦可不使用微小之填料而於作為防眩層53之基材膜之表面上形成微細之凹凸。為於基材膜之表面上形成微細之凹凸，可使用藉由噴砂(sandblast)及壓紋(emboss)賦形加工等對基材膜進行表面加工之方法、或者使用具有使凹凸反轉而成之模具面之鑄模或壓紋輥於基材膜之製作步驟中形成微細之凹凸之方法等。
防眩層53可具有僅藉由內部擴散(內部霧度)之光擴散功 能，亦可具有藉由內部擴散(內部霧度)與表面擴散(外部霧度及凹凸)兩者之光擴散功能，亦可具有僅藉由表面擴散(外部霧度及凹凸)之光擴散功能。
包含本發明之一實施形態之背光裝置11而製造之液晶顯示裝置亦可包含具有其他功能之光學功能性膜。
如此之光學功能性膜之示例中，包含：使某種偏振光穿透並反射呈現與其為相反性質之偏振光之反射型偏光膜、表面具有無規則之凹凸形狀之帶擴散功能膜、及表面具有稜鏡部或柱狀透鏡(lenticular lens)等之凹凸形狀之帶偏轉功能膜等。相當於使某種偏振光穿透並反射呈現與其為相反性質之偏振光之反射型偏光膜之市售品之示例中，包含「DBEF」(3M公司製造，在日本可自住友3M股份有限公司購得)等。相當於帶擴散功能膜之市售品之示例中，包含「OPALUS」(惠和股份有限公司製造)等。又，相當於帶偏轉功能膜之市售品之示例中，包含「BEF」(3M公司製造，在日本可自住友3M股份有限公司購得)等。
[實施例]
以下，藉由實施例來更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等。
(實施例1)
於SONY製造之32寸液晶電視KDL-32EX700中所使用之背光裝置中，將SONY製造之16.4寸筆記型PC(personal computer，個人電腦)VGN-FW73JGB中組裝之導光板與32寸液晶電視KDL-32EX700中所使用之背光裝置中原本組裝 之導光板加以調換，構成本實施例之背光裝置11。16.4寸筆記型PC VGN-FW73JGB中組裝之導光板之剖面形狀為梯形。
具體說明本實施例之背光裝置11之製作方法。本實施例1之背光裝置11中所使用之導光板12係以如下方式製作。即，於將組裝至SONY製造之16.4寸筆記型PC VGN-FW73JGB中之導光板稱為導光板121之情形時，藉此對兩塊導光板121、121，將與其剖面形狀中梯形之上邊對應之導光板121、121之端面彼此加以溶劑接著，而製作所謂之蝶形導光板12。將該蝶形之導光板12與SONY製造之32寸液晶電視KDL-32EX700中所使用之背光裝置中原本組裝之導光板加以調換，製作本實施例之背光裝置11。已SONY製造之32寸液晶電視KDL-32EX700中所使用之背光裝置中組裝之反射板為白色擴散型(白色片材)之反射片材。
對亮度測定方法進行說明。圖4係表示本實施例之亮度測定方法之圖式。於亮度測定中，為測定來自面發光部15之光之亮度，測定已拆下光偏轉層16及光擴散層9之狀態下之亮度。因此，於亮度測定中，背光裝置11之發光面為面發光部15之光出射面15a。面發光部15之光出射面15a係對應於導光板12之光出射面12a。
如圖4所示，豎立設置背光裝置11(背光模組)，以使組裝光偏轉層16及光擴散層9之前的背光裝置11(對應於自圖1之狀態已拆下光偏轉層16及光擴散層9之構成的背光裝置11)之發光面成為垂直。圖4中，表示有背光裝置11中組裝 光偏轉層16及光擴散層9之前的狀態。換言之，表示有將對導光板12配置光源13而成之單元組裝至殼體之狀態。將與發光面之法線所成之角度(與Z軸方向所成之角度)設為θ，於特定角度θ之方位設置亮度計70，測定自發光面之中心(圖4中為由×表示之位置)算起靠上方1 cm之部分(測定對象點)之亮度。使測定點自發光面之中心靠上方偏離1 cm之目的在於防止在發光面之中心所測定之情形時可能產生之異常值。此時，將測定點與亮度計70之距離設定為40 cm，於測定角度θ為-74°~74°之範圍內，每隔2度測定亮度。再者，使用TOPCON公司製造之BM-7作為亮度計70，亮度計70之測定角設定為1°。
方位角Ψ係將圖4中之上方向設為0°，於0°、45°、90°、135°之4個方向進行測定。
圖5表示來自如上所述般測定之背光裝置11之角度分佈。圖5之橫軸係表示相對於發光面之法線方向(Z軸方向)之視角、即測定角度θ之角度(°)，縱軸為亮度(cd/m2)。表示亮度之測定結果之曲線中，實線表示方位角Ψ為0°時之測定結果，粗實線表示方位角Ψ為45°(粗實線係於圖5之圖表左方與表示方位角Ψ為90°之情況之點線部分重合)時之測定結果，點線表示方位角Ψ為90°(點線係於圖5之圖表右方與表示方位角Ψ為135°之情況之虛線部分重合，於圖5之圖表左方與表示方位角Ψ為45°之情況之粗實線部分重合)時之測定結果，虛線表示方位角Ψ為135°(虛線係於圖5之圖表右方與表示方位角Ψ為90°之情況之點線部分重合)時 之測定結果。角度θ為-40°~40°時之亮度之最大值、與角度θ為-74°~-60°及60°~74°時之亮度之最大值如下。
-40°~40°之亮度之最大值：Max1=1479 cd/m2(40°)；-74°~-60°及60°~74°時之亮度之最大值：Max2=13707 cd/m2(-74°)；其結果為：Max1/Max2=11%<40%。
對色度座標測定方法進行說明。圖2亦係表示本實施例之液晶顯示裝置之構成之圖。於SONY製造之32寸液晶電視KDL-32EX700中所使用之背光裝置中，將上述蝶形導光板與32寸液晶電視KDL-32EX700中原先組裝之導光板加以調換，構成本實施例之面發光部15。於該面發光部15之光出射面15a側，自面發光部15側依序配置光偏轉層16、光擴散層9及上述液晶電視之液晶單元裝置20，構成本實施例之液晶顯示裝置1。
實施例1之背光裝置11之光偏轉層16為稜鏡片。作為稜鏡片之光偏轉層16所具有之多個稜鏡部(第1稜鏡部)16a之剖面形狀係頂角為65°之等腰三角形。相鄰之稜鏡部16a之稜線間之距離L為50 μm。實施例1之背光裝置11之光擴散層9為擴散片。作為擴散片之光擴散層9之霧度值為30.0%。
如圖1所示，光偏轉層16係將形成有稜鏡部16a之側朝向光源13側，且以稜鏡部16a之稜線成為與配置光源13之端面12b、12c平行之方向之方式設置。換言之，稜鏡部16a 係於Y軸方向上延伸。
繼而，於該液晶顯示裝置中，測定色度座標u'，v'。除以下方面外，色度座標u'，v'之測定方法與上述亮度之測定方法相同。即，亮度之測定係如圖4所示，豎立設置背光裝置11(背光模組)，以使組裝光偏轉層16及光擴散層9之前的背光裝置11(與自圖1之狀態已拆下光偏轉層16及光擴散層9之構成對應之背光裝置11)之發光面成為垂直，與此相對，色度座標u'，v'之測定則係如圖6所示，豎立設置液晶顯示裝置1，以使組裝有光偏轉層16及光擴散層9之液晶顯示裝置1之發光面1a(防眩層53之出射面)成為垂直。將與發光面之法線所成之角度(與Z軸方向所成之角度)設為θ，於特定角度θ之方位設置色彩亮度計80，測定自發光面之中心算起靠上方1 cm之部分(測定對象點)之黑色顯示狀態下之CIE 1976 UCS色度座標u'，v'。將測定點設定於自發光面之中心算起靠上方1 cm之目的在於防止在發光面之中心所測定之情形時可能產生之異常值。此時，將測定點與色彩亮度計80之距離設定為40 cm，於測定角度θ為-74°~74°之範圍內，每隔2°測定色度座標u'，v'。再者，使用TOPCON公司製造之BM-5AS作為色彩亮度計80，色彩亮度計80之測定角設定為1°。
又，方位角Ψ係將圖6中之上方向設為0°，於0°、45°、90°、135°之4個方向進行測定。
將上述中所測定之CIE 1976 UCS色度座標u'，v'之相距最遠之點(u'1，v'1)與點(u'2，v'2)之距離設為色移(△E)。 色移(△E)係由下式(1)表示，其值越小，則色移變得越小。
其結果為，黑色顯示狀態下之色移(△E)為0.07381。
(實施例2)
除液晶顯示裝置1中使用霧度值為50.0%之擴散片以外，其他均與實施例1同樣地求出色移(△E)。
其結果為，色移(△E)為0.07703。
(實施例3)
除液晶顯示裝置1中使用霧度值為86.0%之擴散片以外，其他均與實施例1同樣地求出色移(△E)。
其結果為，色移(△E)為0.07622。
(比較例1)
除液晶顯示裝置1中使用霧度值為89.5%之擴散片以外，其他均與實施例1同樣地求出色移(△E)。
其結果為，色移(△E)為0.09033。
(比較例2)
除使用市售之SONY製造之32寸液晶電視「KDL-32EX700」作為背光裝置及液晶顯示裝置以外，其他均與實施例1同樣地求出亮度與色移(△E)。
-40°~40°之最大值與-60°~-74°、60°~74°之最大值如下。
-40°~40°之最大值：Max1=1963 cd/m2(40°)；-60°~-74°、60°~74°之最大值：Max2=2868 cd/m2(-72°)；其結果為： Max1/Max2=68%>40%。
色移(△E)為0.10019。
上述實施形態及上述實施例之背光裝置可簡便地構成，若使用該背光裝置，可製造出色移較小，依賴於黑色顯示時之視角的色移較小之液晶顯示裝置。因此，本實施例之背光裝置於工業上極為有用。又，使用本實施例之背光裝置之液晶顯示裝置成為對比度亦較高而視認性較佳之顯示器。
以上，已對本發明之一實施形態及一實施例進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態及實施例，於不脫離發明之主旨之範圍內可進行各種變更。例如，面發光部只要如上所述於4個方位角Ψ1-Ψ4滿足上述特定條件即可。上述條件既可藉由導光板12之構成來調整，亦可藉由反射板14之反射狀態來調整。面發光部15亦可於導光板12上配置其他之至少一塊光學片材。於此情形時，導光板12上之其他光學片材之中最接近光偏轉層16側之光學片材之光出射面係利用圖4說明之亮度測定時之背光裝置之發光面。如此，於面發光部15包含光學片材之情形時，利用光學片材中之光學特性，可滿足上述特定條件。
1‧‧‧液晶顯示裝置
1a‧‧‧發光面
9‧‧‧光擴散層
11‧‧‧背光裝置
12‧‧‧導光板
12a‧‧‧光出射面
12b、12c‧‧‧端面
12d‧‧‧下表面
13‧‧‧光源
14‧‧‧反射板
15‧‧‧面發光部
15a‧‧‧光出射面
16‧‧‧光偏轉層
16a‧‧‧稜鏡部(第1稜鏡部)
16b‧‧‧頂點
16c‧‧‧與形成有稜鏡部之光入射側為相反側之面
20‧‧‧液晶單元裝置
21‧‧‧液晶單元
22a、22b‧‧‧透明基板
23‧‧‧液晶層
41‧‧‧第1偏光板
52‧‧‧第2偏光板
53‧‧‧防眩層
70‧‧‧亮度計
80‧‧‧色彩亮度計
121‧‧‧導光板
Ψ‧‧‧方位角
Θ‧‧‧角度
圖1係表示本發明之一實施形態之背光裝置之示意圖。
圖2係表示使用本發明之一實施形態之背光裝置的液晶顯示裝置之示意圖。
圖3係表示來自本發明之一實施形態之背光裝置之導光 板的出射光之亮度之角度分佈的圖。
圖4係表示來自本發明之一實施形態之背光裝置之導光板的出射光之亮度之角度分佈之測定方法的圖。
圖5係表示來自實施例1之背光裝置中之導光板的出射光之亮度之角度分佈之測定結果的圖。
圖6係表示來自包含實施例1之背光裝置之液晶顯示裝置的出射光之色度座標之測定方法的圖。
9‧‧‧光擴散層
11‧‧‧背光裝置
12‧‧‧導光板
12a‧‧‧光出射面
13‧‧‧光源
14‧‧‧反射板
15‧‧‧面發光部
15a‧‧‧光出射面
16‧‧‧光偏轉層
16a‧‧‧稜鏡部(第1稜鏡部)
16b‧‧‧頂點
16c‧‧‧與形成有稜鏡部之光入射側為相反側之面
121‧‧‧導光板

Claims (10)

  1. 一種背光裝置，其包括：面發光部，其係自光出射面射出面狀之光；光偏轉層，其係設置於上述面發光部上之光出射側，入射來自上述光出射面之光；及光擴散層，其係設置於上述光偏轉層之光出射側；上述面發光部包括：導光板；光源，其係配置於上述導光板之端面；及反射板，其係相對於上述導光板配置於與上述光偏轉層相反之側；且為於與自上述面發光部朝向上述光偏轉層之方向即第1方向正交之面內之第1方位角、第2方位角、第3方位角及第4方位角，且相對於自上述光源朝向上述導光板之方向即第2方向之角度分別為0°、45°、90°及135°之第1~第4方位角中，當於相對於第1方向為-40°~+40°、-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍內，測定自上述光出射面射出之光之自光出射面上之測定對象點算起固定距離之亮度時，相對於上述第1~第4方位角全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值，上述第1~第4方位角全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為40%以下；上述光擴散層之霧度值為86%以下。
  2. 如請求項1之背光裝置，其中 相對於上述第1~第4方位角全部之-60°~-74°及+60°~+74°之視角範圍之亮度中的最大值，上述第1~第4方位角全部之-40°~+40°之視角範圍內之所有亮度為15%以下。
  3. 如請求項1或2之背光裝置，其中上述導光板為剖面呈梯形之板。
  4. 如請求項1或2之背光裝置，其中上述導光板係具有剖面呈梯形之兩塊板以共用梯形之上底之方式連接而一體化之形狀者。
  5. 如請求項1至4中任一項之背光裝置，其中上述反射板為鏡面型。
  6. 如請求項1至5中任一項之背光裝置，其中上述光偏轉層係於被入射來自上述光出射面之光之入射面側設置有複數個第1稜鏡部之稜鏡片；上述複數個第1稜鏡部分別係於與上述第1及第2方向正交之方向即第3方向上延伸，並且於上述第2方向上並列配置。
  7. 如請求項6之背光裝置，其中上述複數個第1稜鏡部各自之與上述第3方向正交之剖面之形狀為三角形；上述複數個第1稜鏡部各自之上述剖面之形狀即三角形之頂點係位於上述面發光部側；上述複數個第1稜鏡部各自之上述剖面之形狀即三角形之底邊係呈直線狀排列連接。
  8. 如請求項6或7之背光裝置，其中 上述光偏轉層係在與上述入射面側相反之側設置有複數個第2稜鏡部；上述複數個第2稜鏡部分別係於上述第2方向上延伸，並且於上述第3方向上並列配置。
  9. 一種液晶顯示裝置，其包括：如請求項1至8中任一項之背光裝置；及液晶單元裝置，其係設置於上述背光裝置之光出射面側；上述液晶單元裝置包括：第1偏光板；液晶單元，其係於一對基板之間設置液晶層而成；及第2偏光板；且自上述背光裝置之光出射側依序配置有上述第1偏光板、上述液晶單元及上述第2偏光板；上述第1偏光板與上述第2偏光板係以各自之穿透軸成為相互大致垂直之方式配置。
  10. 如請求項9之液晶顯示裝置，其中上述液晶單元裝置更包含防眩層；自上述背光裝置之光出射側依序配置有上述第1偏光板、上述液晶單元、上述第2偏光板及上述防眩層。
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