TW201339704A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Yasuhiro Koike
Takehito Fuchida
Shouhei Maezawa
Hiroyuki Takemoto
Nao Murakami
Runa Nakamura
Fumihiro Arakawa
Hiroshi Yamamoto
Tsuyoshi Ishikawa
Eizaburo Higuchi
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Univ Keio
Nitto Denko Corp
Dainippon Printing Co Ltd
Nitto Jushi Kogyo Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種光之利用效率較高、可顯示明亮的圖像、且圖像不會模糊不清的液晶顯示裝置。本發明之液晶顯示裝置包括：液晶顯示面板，其於第1偏光板與第2偏光板之間具有液晶單元；及面光源裝置，其對液晶顯示面板進行照明。面光源裝置包括：光源部；及導光板，其使來自光源部之光作為如下偏光之光出射，該偏光之光係於與光之傳導方向大致平行之面內在與該出光面之法線方向成特定之角度的第1方向上具有最大強度之指向性。第2偏光板包括：偏光部，其包含吸收型偏光元件；及稜鏡部，其配置於偏光部之導光板側，且排列有複數個於導光板側凸起之柱狀之單位稜鏡。自導光板出射之偏光之光於極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。

Description

液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示裝置。
近年來，作為顯示器，使用面光源裝置之液晶顯示裝置正得到迅猛的普及。例如於包括邊緣照明(edge light)型面光源裝置的液晶顯示裝置中，自光源出射之光係入射至導光板，且於導光板之出光面(液晶單元側面)及背面上一面重複全反射一面傳播。於導光板內傳播之光之一部分係藉由設置於導光板之背面等上的光散射體等而改變行進方向且自出光面向導光板外出射。自導光板之出光面出射之光係於藉由擴散片、稜鏡片、亮度提昇膜等各種光學片材而擴散、聚光之後，入射至於液晶單元之兩側配置有偏光板的液晶面板。液晶單元之液晶層之液晶分子係針對每個像素而驅動，且控制入射光之透射及吸收。其結果，能夠顯示圖像。
上述稜鏡片具代表性的係嵌入至面光源裝置之殼體，靠近光板之出射面而設置。於使用此種面光源裝置之液晶顯示裝置中，當設置稜鏡片時、或於實際使用環境下，有該稜鏡片與導光板相互摩擦而損傷導光板之情形。為了解決此種問題，提出有將稜鏡片與光源側偏光板一體化之技術(專利文獻1)。然而，使用此種一體化有稜鏡片之偏光板的液晶顯示裝置存在累積照度或正面亮度不充分而較暗之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-295714號公報
本發明係為了解決上述先前之課題而完成者，其目的在於提供一種光之利用效率較高、可顯示明亮的圖像、且機械強度優異的液晶顯示裝置。
本發明之液晶顯示裝置包括：液晶顯示面板，其於設置在觀察者側之第1偏光板與設置在背面側之第2偏光板之間具有液晶單元；及面光源裝置，其自背面側對該液晶顯示面板進行照明。面光源裝置包括：光源部；及導光板，其使來自該光源部之光自與該光源部對向之入光面入射，並自與該液晶顯示面板對向之出光面出射如下偏光之光，該偏光之光係於與光之傳導方向大致平行之面內在與該出光面之法線方向成特定之角度的方向上具有最大強度之指向性。第2偏光板包括：偏光部，其包含吸收型偏光元件；及稜鏡部，其配置於該偏光部之導光板側，且排列有複數個於該導光板側凸起之柱狀之單位稜鏡。於將該出光面之法線方向設為極角90°，將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，自導光板出射之偏光之光於極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。
於一實施形態中，上述第2偏光板進而於上述偏光部與上述稜鏡部之間包括偏光選擇反射片。
於一實施形態中，上述偏光選擇反射片係多層積層體，該多層積層體包括與透射軸平行之方向之折射率實質上相互相等、且與透射軸正交之方向之折射率相互不同的2種層。
於一實施形態中，於上述第2偏光板中，上述偏光部之透射軸與 上述稜鏡之稜線方向實質上正交。
於一實施形態中，上述液晶單元包括：液晶層，其包含於不存在電場之狀態下呈平行排列(homogeneous orientation)而配向之液晶分子、或於不存在電場之狀態下呈垂直排列(homeotropic orientation)而配向之液晶分子。
於一實施形態中，上述第2偏光板係於上述稜鏡部之上述偏光部側具有支撐該稜鏡部的基材部，該基材部實質上具有光學等向性。
於一實施形態中，於上述第2偏光板中，上述偏光部與上述稜鏡部係經由擴散黏著劑層或擴散接著劑層而積層。
於一實施形態中，上述液晶顯示裝置進而包括光學補償膜。
本發明之另一液晶顯示裝置包括：液晶顯示面板，其於設置在觀察者側之第1偏光板與設置在背面側之第2偏光板之間具有液晶單元；及面光源裝置，其自背面側對該液晶顯示面板進行照明。面光源裝置包括：光源部；及導光板，其使來自該光源部之光自與該光源部對向之入光面入射，並自與該液晶顯示面板對向之出光面出射如下光，該光係於與光之傳導方向大致平行之面內在與該出光面之法線方向成特定之角度的方向上具有最大強度之指向性。第2偏光板包括：偏光部，其包含吸收型偏光元件；及稜鏡部，其配置於該偏光部之導光板側，且排列有複數個於該導光板側凸起之柱狀之單位稜鏡。於將該出光面之法線方向設為極角90°，將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，自導光板出射之光於極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。
根據本發明，可提供一種光之利用效率較高、能夠顯示明亮的圖像、且導光板之抗損傷性優異、且機械強度優異的液晶顯示裝置。 其結果，可藉由例如光源之數量之削減及/或光源之輸出之削減而降低光源部之消耗電力。
1‧‧‧液晶顯示裝置
10‧‧‧光源部
10a‧‧‧點光源
11‧‧‧反射板
12‧‧‧液晶單元
13‧‧‧第1偏光板
14‧‧‧第2偏光板
14a‧‧‧偏光部
14b‧‧‧稜鏡部
15‧‧‧液晶顯示面板
16‧‧‧偏光選擇反射片
20‧‧‧面光源裝置
21‧‧‧導光板
21a、21b‧‧‧側面
21d‧‧‧出光面
22‧‧‧基部
23‧‧‧出光側單位光學要素部
24‧‧‧出光側單位光學要素
25‧‧‧背面側單位光學要素部
26‧‧‧背面側單位光學要素
33、33C‧‧‧單位稜鏡
34、34C‧‧‧第1斜面
34a、34b、35a、35b‧‧‧平坦面
35、35C‧‧‧第2斜面
121、121'‧‧‧基板
122‧‧‧液晶層
D1、D2、D3、D4‧‧‧箭頭
F‧‧‧法線
H、Ha、Hb‧‧‧高度
L1、L1a、L1b‧‧‧第1指向性光
L2、L2a、L2b‧‧‧第2指向性光
P、Pa、Pb‧‧‧間距
W、Wa、Wb‧‧‧寬度
X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2‧‧‧方向
α、B、θ1、θ2、θ4、θ5、 1、 2、 3‧‧‧角度
θ3、θ6‧‧‧頂角
θa、θb‧‧‧入射角
圖1係對本發明之一實施形態之液晶顯示裝置進行說明之概略立體圖。
圖2係圖1之液晶顯示裝置中所使用之液晶單元之概略剖面圖。
圖3(a)、(b)係對VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式下之液晶分子之配向狀態進行說明之概略剖面圖。
圖4(a)、(b)係對圖1之液晶顯示裝置中之面光源裝置之構成進行說明之概略剖面圖。
圖5(a)、(b)係對圖4之面光源裝置之導光板之出光側單位光學要素及背面側單位光學要素之形狀進行說明的概略圖。
圖6(a)、(b)係表示來自導光板及第2偏光板之稜鏡部之出射光之情況之圖。
圖7(a)~(c)係表示入射角、P成分與S成分之各種關係之圖。
圖8係對第2偏光板之稜鏡部之單位稜鏡進行說明的概略圖。
圖9係表示單位稜鏡之另一實施形態之概略圖。
圖10(a)、(b)係對在本發明之一實施形態中自導光板出射之第1指向性光L1之亮度之強度分佈、及自第2偏光板之稜鏡部被引導至偏光部的第2指向性光L2之亮度之強度分佈進行說明之圖。
圖11(a)~(d)係表示於本發明之一實施形態中，來自導光板及第2偏光板之稜鏡部之出射光之偏光方向、與第1偏光板之透射軸及第2偏光板之透射軸之關係之圖。
圖12係表示單位稜鏡之變化形態之形狀之概略圖。
圖13係對實施例中所使用之導光板之出光側單位光學要素之形狀進行說明之概略圖。
圖14係對實施例1與比較例2之液晶顯示裝置比較振動試驗後之全畫面白顯示之狀態而進行表示之圖像。
以下，參照圖式等，對本發明之一實施形態進行說明。
再者，包括圖1在內，以下所示之各圖係示意性表示之圖，為了易於理解，而視需要適當誇大各部之尺寸、尺寸比及形狀。
又，文中使用有板、片(sheet)、膜(film)等詞語，作為一般之用法，其等係以厚度之由厚至薄之順序，按照板、片、膜之順序使用，於本說明書中亦依照此規則使用。然而，此種用法區分並無技術上之意義，故而專利申請範圍之記載係統一地使用稱為片之記載。從而，片、板、膜之用語可適當置換。例如，稜鏡片亦可稱為稜鏡膜，亦可稱為稜鏡板。
進而，本說明書中所記載之各構件之尺寸等之數值及材料名稱等僅係作為實施形態之一例，並不限定於此，可適當選擇使用。
圖1係對本發明之一實施形態之液晶顯示裝置1進行說明之圖。本實施形態之液晶顯示裝置1包括面光源裝置20、及藉由面光源裝置20自背面照明之液晶顯示面板15。再者，於液晶顯示裝置1中，雖省略說明等，但此外尚包括為了作為液晶顯示裝置進行動作而必需之通常之配線、電路、構件等機器。
再者，於圖中及以下之說明中，為了易於理解，於液晶顯示裝置1之使用狀態下，將與導光板之光之傳導方向垂直之方向設為X方向，將導光板之光之傳導方向設為Y方向，將觀察畫面之法線方向設為Z方向。觀察者係自作為觀察者側之Z2側朝向作為背面側之Z1側，觀視液晶顯示面板15之畫面之顯示。又，於稜鏡片30或液晶顯示面板15之厚度方向(Z方向)上，Z1側係光之入射側，而Z2側成為光之出射側。
液晶顯示面板15係透射型圖像顯示部，包括配置於觀察者側(出射側、Z2側)之第1偏光板13、配置於面光源裝置20側(Z1側)之第2偏光板14、及配置於第1偏光板13與第2偏光板14之間之液晶單元12。偏光板具有包含吸收型偏光元件之偏光部，吸收型偏光元件具有如下功能，即，將入射之光分解成正交之兩個偏光成分，使一方向(與透射軸平行之方向)之偏光成分透射，而吸收與該一方向正交之方向(與吸收軸平行之方向)之偏光成分。於本實施形態中，第2偏光板14之透射軸及第1偏光板13之透射軸於自液晶顯示面板15之正面方向(液晶顯示裝置1之觀察畫面之正面方向)觀察時，實質上正交。於本實施形態中，例如，第1偏光板13之透射軸係X方向，第2偏光板14之透射軸係Y方向。X方向如上所述係與導光板之光之傳導方向垂直之方向，於圖示例中為畫面之左右方向。Y方向如上所述係導光板之光之傳導方向，於圖示例中為畫面之上下方向。第2偏光板14之透射軸實質上與下述之導光板21之光之傳導方向平行。再者，於本說明書中，所謂「實質上正交」及「大致正交」之表達包括2個方向所成之角度為90°±10°之情形，較佳為90°±7°，進而較佳為90°±5°。所謂「實質上平行」及「大致平行」之表達包括2個方向所成之角度為0°±10°之情形，較佳為0°±7°，進而較佳為0°±5°。進而，於本說明書中，當僅稱為「正交」或「平行」時，可包括實質上正交或實質上平行之狀態。
參照圖2，本實施形態之液晶單元12包括一對基板121、121'、及夾持於該基板間之作為顯示介質之液晶層122。於一般之構成中，在一基板121上，設置有彩色濾光片及黑矩陣，在另一基板121'上，設置有控制液晶之光電特性之開關元件、對該開關元件賦予閘信號之掃描線及賦予源信號之信號線、以及像素電極及對向電極。上述基板121、121'之間隔(單元間隙)可藉由間隔件等而控制。於上述基板121、121'之與液晶層122接觸之側，可設置例如包含聚醯亞胺之配向 膜等。
於一實施形態中，液晶層122包含於不存在電場之狀態下呈沿面排列而配向之液晶分子。此種液晶層(作為結果，為液晶單元)係於將液晶層之遲相軸方向、進相軸方向、及厚度方向之折射率分別設為nx、ny、nz之情形時，代表性地表現nx>ny=nz之3維折射率。再者，於本說明書中，ny=nz不僅包括ny與nz完全相同之情形，亦包括ny與nz實質上相同之情形。
作為使用此種表現3維折射率之液晶層之驅動模式之代表例，可列舉面內切換(IPS，In Plane Switching)模式、邊緣場切換(FFS，Fringe Field Switching)模式等。上述IPS模式係利用電控雙折射(ECB：Electrically Controlled Birefringence)效應，藉由例如在由金屬形成之對向電極與像素電極產生之、平行於基板之電場(亦稱為橫向電場)，使於不存在電場之狀態下呈沿面排列而配向之液晶分子回應。更具體而言，例如，如Techno-times公司出版之「顯示器月刊7月號」p.83~p.88(1997年版)、或日本液晶學會出版之「液晶vol.2No.4」p.303~p.316(1998年版)中所記載，若於正常顯黑模式下，使液晶單元之無電場施加時之配向方向與一側之偏光元件之吸收軸一致，並使上下之偏光板正交配置，則於無電場之狀態下完全呈黑色顯示。於有電場時，液晶分子一面保持與基板平行一面進行旋轉動作，藉此可獲得與旋轉角相應之透射率。再者，上述IPS模式包括採用V字型電極或Z字型電極等之超級面內切換(S-IPS，Super-In Plane Switching)模式或超高級面內切換(AS-IPS，Advanced Super-In Plane Switching)模式。
上述FFS模式係指利用電控雙折射效應，藉由例如在由透明導電體形成之對向電極與像素電極產生之、平行於基板之電場(亦稱為橫向電場)，使於不存在電場之狀態下呈沿面排列而配向之液晶分子回 應者。再者，FFS模式下之橫向電場亦稱為邊緣電場。該邊緣電場可藉由將由透明導電體形成之對向電極與像素電極之間隔設定得較單元間隙窄而產生。更具體而言，如SID(Society for Information Display，國際信息顯示年會)2001 Digest,p.484-p.487、或日本專利特開2002-031812號公報中所記載，若於正常顯黑模式下，使液晶單元之無電場施加時之配向方向與一側之偏光元件之吸收軸一致，並使上下之偏光板正交配置，則於無電場之狀態下完全呈黑色顯示。於有電場時，液晶分子一面保持與基板平行一面進行旋轉動作，藉此可獲得與旋轉角相應之透射率。再者，上述FFS模式包括採用V字型電極或Z字形電極等之高級邊緣場切換(A-FFS，Advanced-Fringe Field Switching)模式或超邊緣場切換(U-FFS，Ultra-Fringe Field Switching)模式。
關於使用於上述不存在電場之狀態下呈沿面排列而配向之液晶分子的驅動模式(例如，IPS模式、FFS模式)，無傾斜之灰階反轉，且傾斜視角較廣，故而即便使用本發明中所使用之指向正面方向之面光源亦具有自傾斜之觀視性優異之優點。
於另一實施形態中，液晶層122包含於不存在電場之狀態下呈垂直排列而配向之液晶分子。作為使用於不存在電場之狀態下呈垂直排列而配向之液晶分子之驅動模式，可列舉例如垂直配向(VA)模式。VA模式包括多域VA(MVA，Multi-domain Vertical Alignment)模式。
圖3係對VA模式下之液晶分子之配向狀態進行說明之概略剖面圖。如圖3(a)所示，VA模式下之液晶分子於無電壓施加時，液晶分子大致垂直於基板121、121'面(沿著法線方向)而配向。此處，所謂「大致垂直」亦包括液晶分子之配向向量相對於法線方向而傾斜之情形，即液晶分子具有傾斜角之情形。該傾斜角(與法線所成之角度)較佳為10°以下，進而較佳為5°以下，尤佳為1°以下。藉由具有此種範圍之傾斜角，可使對比度優異。又，可提昇動畫顯示特性。此種大致垂直 配向可藉由例如於形成有垂直配向膜之基板間配置具有負介電各向異性之向列型液晶而實現。若於此種狀態下自一基板之面入射光，則通過第2偏光板14入射至液晶層122之直線偏光之光會沿著大致垂直配向之液晶分子之長軸之方向前進。由於在液晶分子之長軸方向上實質上不產生雙折射，故而入射光不改變偏光方位地前進，並被具有與第2偏光板正交之透射軸之第1偏光板13吸收。藉此，於無電壓施加時可獲得黑暗狀態之顯示(正常顯黑模式)。若向電極間施加電壓，則液晶分子之長軸平行於基板面而配向。該狀態之液晶分子相對於通過第2偏光板14入射至液晶層之直線偏光之光表現出雙折射性，入射光之偏光狀態根據液晶分子之傾斜而變化。於施加特定之最大電壓時，通過液晶層122之光成為例如其偏光方位旋轉90°所成之直線偏光，故而可透過第1偏光板13而獲得明亮狀態之顯示。若再次成為無電壓施加狀態，則可藉由配向限制力返回至黑暗狀態之顯示。又，藉由使施加電壓變化而控制液晶分子之傾斜以使來自第1偏光板13之透射光強度變化，可進行灰階顯示。於VA模式之情形時，傾斜方向之半色調之透射率高於正面方向之半色調之透射率，故而即便使用本發明中所使用之指向正面方向之面光源亦存在自傾斜方向觀察到之半色調明亮且黑色飽和(black saturation)較少之優點。
圖4係對本實施形態之面光源裝置20之構成進行說明之圖。於圖4(a)中，表示沿著圖1中A1-A2所示之線之面光源裝置20之箭視剖面圖，於圖4(b)中，表示沿著圖1中B1-B2所示之線之面光源裝置20之箭視剖面圖。如圖1所示，面光源裝置20係配置於液晶顯示面板15之背面側(Z1側)，且自背面側對液晶顯示面板15進行照明之照明裝置。如圖1及圖4所示，面光源裝置20係包括導光板21、光源部10、及反射片11之邊緣照明型面光源裝置(背光裝置)。面光源裝置20既可為沿著導光板21之1個側面(圖1之21a或21b)配置有光源部10的被稱為單燈式之 面光源裝置，亦可為沿著導光板21之相對向之2個側面(圖1之21a及21b)分別配置有光源部10的被稱為雙燈式之面光源裝置。如圖4(a)所示，於本實施形態中例示有雙燈式之面光源裝置。
導光板21係使自光源部10入射之光一面於導光板21內受到反射作用等一面向與光源部10側對向之端部側傳導，並於該導光過程中，逐漸自出光面21d(第2偏光板14側之面)出射的構件。導光板21包括基部22、出光側單位光學要素部23、及背面側單位光學要素部25。基部22係片狀之構件，具有透光性。
如圖1及圖4所示，出光側單位光學要素部23形成於基部22之第2偏光板14(Z2側)之面上。於出光側單位光學要素部23中，並列有複數個出光側單位光學要素24。出光側單位光學要素24係柱狀，維持圖4(b)所示之剖面所呈現之剖面形狀，將傳導光之方向(Y方向)設為長度方向，於與該長度方向正交之方向(X方向)上並列設有複數個該出光側單位光學要素24。
圖5係對實施形態之導光板21之出光側單位光學要素24及背面側單位光學要素26之形狀進行說明之圖。圖5(a)將圖4(b)所示之剖面之導光板21之一部分放大而表示，圖5(b)將圖4(a)所示之剖面之導光板21之一部分放大而表示。如圖5(a)所示，出光側單位光學要素24中，在平行於其並列方向且正交於厚度方向之剖面(XZ剖面)上，其剖面形狀係於基部22之一面上具有底邊且自基部22突出之凸狀之三角形形狀。於本實施形態之出光側單位光學要素24中，表示有與底邊對向之頂點為曲線狀之例，亦可形成為並非曲線狀而是具有尖角部之形態，又，亦可為底邊係曲線狀。出光側單位光學要素24如圖5(a)所示，其並列間距係Pa，並列方向上之基部22側之寬度(即，剖面三角形形狀之底邊之長度)係Wa，出光側單位光學要素24之高度(厚度方向上之尺寸)係Ha，剖面三角形形狀之頂角係θ3，除頂角以外之角度係θ1、 θ2。較具代表性的係並列間距Pa等於底邊之長度Wa。
出光側單位光學要素24之圖4(b)及圖5(a)所示之剖面形狀較佳為，滿足下面之條件A及條件B中之至少一者。
條件A：作為除頂角θ3以外之角之、位於剖面三角形形狀之基部22上之底角之角度θ1、θ2為25°以上45°以下。
條件B：高度Ha相對於底邊之長度Wa之比(Ha/Wa)為0.2以上0.5以下。
於滿足條件A及條件B之至少一者之情形時，既可使自導光板21發出之光之中沿著出光側單位光學要素24之並列方向(X方向)之成分具有偏光性，且可使其向導光板21之出光面21d之法線方向之聚光作用提高。作為結果，於自導光板出射之偏光之光(第1指向性光L1：下述)中，可獲得所期望之出射光分佈。
較佳為，於在圖4(b)、圖5(a)中出現之剖面(沿著出光側單位光學要素24並列之方向之剖面)上，本實施形態之出光側單位光學要素24係等腰三角形形狀，且角度θ1、θ2相等。藉由形成為此種形態，可使正面方向亮度有效地上升，且可對沿著出光側單位光學要素24之並列方向(X方向)之面內之亮度之角度分佈賦予對稱性。
再者，本申請說明書中之「三角形形狀」不僅係指嚴格意義上之三角形形狀，而且包括含有製造技術上之極限或成形時之誤差等之大致三角形形狀。又，同樣地，本說明書中所使用之、特定其他形狀或幾何學條件之用語例如「橢圓」、「圓」等用語亦不受嚴格意義束縛，係包含可期待相同之光學功能之程度之誤差而進行解釋。
如圖1所示，於導光板21之背面側(Z1側)，形成有背面側單位光學要素部25。於背面側單位光學要素部25中，並列形成有複數個背面側單位光學要素26。背面側單位光學要素26係柱狀，維持圖4(a)、圖5(b)所示之剖面所呈現之剖面形狀，將與導光板之光之傳導方向垂直 之方向(X方向)設為長度方向，於導光板之光之傳導方向(Y方向)上並列有複數個。該背面側單位光學要素26之排列方向實質上與上述第2偏光板14之透射軸平行。如圖5(b)所示，背面側單位光學要素26中，在大致平行於其並列方向(Y方向)且正交於厚度方向(Z方向)之剖面(YZ面)上，其剖面形狀係於基部22之背面側(Z1側)之面上具有底邊且自基部22向背面側(Z1側)突出之凸狀之三角形形狀(楔形狀)。本實施形態之背面側單位光學要素26表示有其頂點具有鈍角之角之例，但並不限於此，例如，其頂部亦可形成為於背面側凸起之曲面狀。
背面側單位光學要素26係如圖5(b)所示，其並列間距係Pb，並列方向上之基部22側之寬度(即，剖面三角形形狀之底邊之長度)為Wb，背面側單位光學要素26之高度(厚度方向上之尺寸)為Hb，剖面三角形形狀之頂角為θ6，除頂角以外之角度為θ4、θ5。該並列間距Pb等於底邊之長度Wb。背面側單位光學要素26之剖面形狀在平行於排列方向且平行於厚度方向之剖面上，既可為對稱之形狀，亦可為非對稱之形狀。於圖5(b)中，表示有雙燈式面光源裝置中所使用之背面側單位光學要素26之剖面形狀。於該情形時，該剖面形狀在平行於排列方向且平行於厚度方向之剖面上，較佳為對稱之形狀。更具體而言，圖5(b)所示之背面側單位光學要素26之剖面形狀係等腰三角形狀，底角θ4、θ5相等。另一方面，於用在單燈式面光源裝置中之情形時，背面側單位光學要素26之剖面形狀例如亦可如下述圖6(b)所示，形成為非對稱之三角形狀。於該情形時，就底角θ4、θ5而言，於該背面側單位光學要素26之排列方向上，位於光源部10側之底角大於另一底角，自以較佳效率使光傳導並出射之觀點而言較佳。藉由設置此種背面側單位光學要素26，可以較佳效率使來自光源部10之光於導光板21內傳導並出射，且可使沿著背面側單位光學要素26之並列方向(Y方向)之面內之明亮度之均勻性等提昇。又，可儘量降低自導光板21出射之光所受到 之擴散作用。
以下表示導光板21之各部之尺寸之一例。
關於出光側單位光學要素24，底部之寬度Wa可設定為20 μm~500 μm，高度Ha可設定為4 μm~250 μm以下。又，出光側單位光學要素24之頂角θ3可設定為90°~125°以下。
基部22之厚度可設定為0.25 mm~10 mm，導光板21整體之厚度可設定為0.3 mm~10 mm。
關於背面側單位光學要素26，底部之寬度Wb可設定為20 μm~500 μm，高度Hb可設定為1 μm~10 μm。又，背面側單位光學要素26之頂角θ6可設定為176.0°~179.6°。
該導光板21可例如藉由擠出成形、或藉由於作為基部22之基材上對出光側單位光學要素24及背面側單位光學要素26進行賦型，而將基部22與出光側單位光學要素部23及背面側單位光學要素部25製造成一體。於藉由擠出成形而製造導光板21之情形時，出光側單位光學要素部23及背面側單位光學要素部25既可使用與作為基部22之母材之材料相同之樹脂材料，亦可使用不同之材料。
作為成為導光板21之基部22之母材之材料、或形成出光側單位光學要素24、背面側單位光學要素26之材料，只要係使光以較佳效率透射者，便可使用各種材料。例如，可使用於光學用途上廣泛使用之、具有優異之機械特性、光學特性、穩定性及加工性等並且可低價獲得之材料，可使用以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，Polymethyl Methacrylate)等丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、聚碳酸酯(PC，Polycarbonate)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene terephthalate)樹脂、丙烯腈等中之一種以上為主成分之透明樹脂、或環氧丙烯酸酯系或丙烯酸胺基甲酸酯系之反應性樹脂(電離射線硬化型樹脂等)、玻璃等。
如圖1及圖4(a)所示，光源部10係在相對於導光板21之基部22之板狀的相對向之2組側面之中、作為出光側單位光學要素24之長度方向(Y方向)兩端之一組側面21a及21b之中的一面或兩面對向之位置上，沿著該面而配置。於本實施形態中，表示有如圖1及圖4(a)所示，於面對導光板21之2個側面21a及21b之位置上沿著側面21a及21b設置光源部10之例。該光源部10較佳為如LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等般出射指向性較高之光之發光源。本實施形態之光源部10中排列形成有複數個點光源10a，該點光源10a係LED。該光源部10可獨立於其他點光源之輸出而藉由未圖示之控制裝置來調節各點光源(LED)10a之輸出即各點光源10a之點燈及滅燈、或點燈時之明亮度等。
於導光板21之背面側，設置有反射片11。該反射片11具有反射自導光板21之背面側等射出之光，並使其返回至導光板21內之功能。該反射片11可使用例如：由金屬等具有較高反射率之材料形成之片材(例如，於正反射性之銀箔片、薄金屬板上蒸鍍有鋁等者)、包含由具有較高反射率之材料形成之薄膜(例如金屬薄膜)作為表面層之片材(例如，於PET基材上蒸鍍有銀者)、藉由積層多層折射率不同之2種以上薄膜而具有鏡面反射性之片材、擴散反射性之白色之發泡PET(聚對苯二甲酸乙二酯)片材等。使用由金屬等具有較高反射率之材料形成之片材、或包含由具有較高反射率之材料形成之薄膜(例如金屬薄膜)作為表面層之片材等可進行所謂之鏡面反射之反射片自使聚光性或光之利用效率提昇之觀點而言較佳。可推斷，能進行鏡面反射之反射片使光鏡面反射，藉此不會失去光之指向性，其結果，可維持出射光之偏光方向。由此，反射片11亦可有助於所期望之出射光分佈之實現。
圖6係表示自導光板21出射、且自下述第2偏光板14之稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光之情況之圖。圖6(a)係對上述已說明之雙燈式 之情形進行說明之圖，圖6(b)係對作為參考之單燈式進行說明之圖。導光板21具有如上所述之構成，自其出光面21d(第2偏光板14側之面)出射之光成為具有於特定之方向上具有最大強度之指向性且具有特定之半值寬之光(以下，有時稱為第1指向性光L1)。於圖6(a)中，在導光板21之側面21a及21b配置有光源部10，故而來自光源部10之光之主要傳導方向成為Y方向。此處，藉由導光板21具有如上所述之構成，於導光板21中傳播之光藉由下述作用而控制出射方向及偏光狀態。其結果，如圖6(a)所示，自導光板21出射之光成為於在YZ面內相對於出光面21d之法線方向朝向側面21b側形成角度α之方向(以下，有時稱為第1方向)上具有最大強度(波峰)之偏光之光。本實施形態之角度α於圖示例中約為73°。藉由適當地設計導光板，可根據目的而實現任意之適當之角度α。例如，角度α可為65°~80°。再者，於本發明中所使用之導光板21中，無論是單燈式還是雙燈式，均可良好地實現出射方向及偏光狀態之控制。
進而，本實施形態之導光板21具有出射於與光之傳導方向平行之方向之面內(YZ面內)振動之偏光成分之比率較高的偏光之光之特性。即，第1指向性光成為於YZ面內振動之偏光成分之比率較高的偏光之光。以下，有時將於YZ面內振動之偏光成分稱為P成分，將於與光之傳導方向平行且垂直於YZ面之平面(XY平面)內振動之偏光成分稱為S成分。從而，P成分之偏光方向(振動方向)與第2偏光板14之透射軸方向(Y方向)大致平行。如下所述，第2偏光板14之稜鏡部14b一面維持第1指向性光之偏光狀態一面將於第2方向(法線方向)上具有最大強度之第2指向性光引導至第2偏光板14之偏光部14a，故而第2指向性光亦又成為P成分之比率較高的偏光之光。其結果，可減少被第2偏光板吸收之光，從而可獲得光之利用效率較高且明亮的液晶顯示裝置。
再者，導光板21傳導光之原理，係利用光在光學性較密(折射率n1)與較疏(折射率n2)之介質之分界面中之入射角θa達到下述式1之θc則會引起全反射之特性，且將θc稱為臨界角。
sinθc=n2/n1 (式1)
於藉由背面側單位光學要素26中之全反射使朝向出光面21d之入射角θa變得小於該臨界角θc時，在導光板21內傳導之光自導光板21出射。
於本實施形態中，以朝向出光面21d之入射角θa較臨界角θc稍小之方式，設置導光板21之折射率及背面側單位光學要素26之底角θ4、θ5。藉由成為此種形態，自導光板21出射之光作為P成分較多的偏光之光出射。而且，入射角θa設定於特定之較小之區域內，故而出射角度亦限定於特定之較小之區域內。即，可使於第1方向(出射角α之方向)上具有最大強度且P成分之比率較高的偏光之光作為第1指向性光L1，而自出光面21d出射。
自導光板21出射的偏光之光(第1指向性光L1)亦可較佳為包含52%以上P成分，更佳為包含55%以上P成分。藉由第1指向性光L1具有此種性質，可減少被第2偏光板吸收之光，從而可獲得光之利用效率較高且明亮的液晶顯示裝置。再者，P成分之比率之上限理想的是100%，於一實施形態中為60%，於另一實施形態中為57%。
進而，就自導光板21出射的偏光之光(第1指向性光L1)而言，於將出光面之法線方向設為極角90°，將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。La/Lt較佳為0.4以上，更佳為0.7以上。換言之，於本實施形態中，如上所述，第1指向性光L1之出射光分佈以於特定之極角及方位角之範圍內成為特定之照度比率之方式三維地得 到控制。導光板之出光側單位光學要素可有助於實現此種出射光分佈。藉由第1指向性光L1具有此種特定之出射光分佈，而有以下優點，即，沿YZ平面於稜鏡第2斜面35內被全反射、有效地偏向正面方向而自液晶面板出射的光之利用效率提昇，結果，累積照度及正面亮度升高。若La/Lt未達0.3，則偏離YZ平面而入射至第2斜面35之成分之光增多，該等光即便於第2斜面35被全反射，亦未沿正面方向出射，一部分光無法自面板表面出射(由於以臨界角以上之角度入射，故而於液晶顯示面板之表面被全反射)，結果，有累積照度及正面亮度降低之情形。即，為了使自液晶顯示面板出射的光之累積照度及正面亮度升高，重要的是如何使較多之光沿YZ平面入射至第2斜面35。再者，La/Lt之理論上之上限為1.0。
於一實施形態中，自導光板21出射之第1指向性光L1亦可非偏光之光。只要La/Lt滿足上述所期望之範圍，無論第1指向性光L1為偏光或非偏光，均可獲得本發明之效果。
於本發明中，第2偏光板14包括偏光部14a及稜鏡部14b。即，第2偏光板例如可作為將稜鏡片一體化而成之帶稜鏡片之偏光板被提供。藉由設為此種構成，可排除稜鏡片與偏光板之間之空氣層，因此，可有助於液晶顯示裝置之薄型化。液晶顯示裝置之薄型化由於可擴大設計之選擇範圍，故而商業價值較大。進而，若為此種形態，則可避免因將稜鏡片安裝於面光源裝置(實質上係導光板)上時之相互摩擦而造成之稜鏡片之擦傷，故而可防止因此種傷痕而導致之顯示之模糊不清。
偏光部14b較具代表性的係包括偏光元件、及配置於偏光元件之單面或兩面之保護層。偏光元件較具代表性的係吸收型偏光元件。吸收型偏光元件及保護層採用本領域中之通常之構成。以下，對偏光元件之具體特性及材料等之代表例進行說明。
上述吸收型偏光元件之波長589 nm之透射率(亦稱為單體透射率)較佳為41%以上，更佳為42%以上。再者，單體透射率之理論上之上限係50%。又，偏光度較佳為99.5%~100%，進而較佳為99.9%~100%。若為上述範圍，則於用在液晶顯示裝置中時，可使正面方向之對比度進一步提高。
上述單體透射率及偏光度可使用分光光度計而測定。作為上述偏光度之具體之測定方法，可測定上述偏光元件之平行透射率(H0)及正交透射率(H90)，再由式：偏光度(%)={(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100而求出。上述平行透射率(H0)係以使彼此之吸收軸平行之方式使2片相同之偏光元件片重合而製作之平行型積層偏光元件之透射率之值。又，上述正交透射率(H90)係以使彼此之吸收軸正交之方式使2片相同之偏光元件重合而製作之正交型積層偏光元件之透射率之值。再者，該等透射率係藉由JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)Z8701-1982之2度視野(C光源)，進行能見度修正後所得之Y值。
作為上述偏光元件，可根據目的採用任意適當之偏光元件。可列舉例如：使碘或二色性染料等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚合物系部分皂化膜等親水性高分子膜上而單軸延伸者、聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫氯化氫處理物等多烯系配向膜等。又，亦可使用美國專利5,523,863號等中所揭示之使包含二色性物質與液晶性化合物之液晶性組成物沿著固定方向配向之賓主類型之E型及O型偏光元件、美國專利6,049,428號等中所揭示之使向液性液晶沿著固定方向配向之E型及O型偏光元件等。
即便於此種偏光元件之中，自具有較高偏光度之觀點而言，較佳亦可使用由含有碘之聚乙烯醇系膜構成之偏光元件。在應用於偏光元件中之聚乙烯醇系膜之材料中，可使用聚乙烯醇或其衍生物。作為 聚乙烯醇之衍生物，除了可列舉聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛等以外，亦可列舉：乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不飽和羧酸、或由其烷基酯、丙烯醯胺等改性而成者。聚乙烯醇之聚合度一般使用1000~10000左右，皂化度一般使用80莫耳%~100莫耳%左右。
上述聚乙烯醇系膜(未延伸膜)根據常法，至少被實施單軸延伸處理、碘染色處理。進而，可實施硼酸處理、碘離子處理。又，已實施上述處理之聚乙烯醇系膜(延伸膜)根據常法乾燥而成為偏光元件。
單軸延伸處理中之延伸方法並不特別限制，可採用濕潤延伸法與乾式延伸法中之任一者。作為乾式延伸法之延伸手段，可列舉例如：夾輥延伸方法、熱輥延伸方法、壓縮延伸方法等。延伸亦可分多段而進行。於上述延伸手段中，未延伸膜通常處於加熱狀態。通常，未延伸膜係使用30 μm~150 μm左右者。延伸膜之延伸倍率可根據目的而適當設定，延伸倍率(總延伸倍率)為2倍~8倍左右，較佳為3倍~6.5倍，進而較佳為3.5倍~6倍。延伸膜之厚度較佳為5 μm~40 μm左右。
碘染色處理係藉由將聚乙烯醇系膜浸漬於含有碘及碘化鉀之碘溶液中而進行。碘溶液通常係碘水溶液，含有碘及作為溶解助劑之碘化鉀。碘濃度較佳為0.01重量%~1重量%左右，更佳為0.02重量%~0.5重量%，碘化鉀濃度較佳為0.01重量%~10重量%左右，更佳為0.02重量%~8重量%。
於碘染色處理中，碘溶液之溫度通常係20℃~50℃左右，較佳為25℃~40℃。浸漬時間通常係10秒鐘~300秒鐘左右，較佳為20秒鐘~240秒鐘之範圍。於碘染色處理中，藉由調整碘溶液之濃度、聚乙烯醇系膜於碘溶液中之浸漬溫度、浸漬時間等條件，而將聚乙烯醇系膜中之碘含量及鉀含量調整至所期望之範圍內。碘染色處理可於單 軸延伸處理之前、單軸延伸處理中、單軸延伸處理之後之任何階段進行。
硼酸處理係藉由將聚乙烯醇系膜浸漬於硼酸水溶液中而進行。硼酸水溶液中之硼酸濃度為2重量%~15重量%左右，較佳為3重量%~10重量%。於硼酸水溶液中，可藉由碘化鉀而產生鉀離子及碘離子。硼酸水溶液中之碘化鉀濃度為0.5重量%~10重量%左右，進而較佳設定為1重量%~8重量%。含有碘化鉀之硼酸水溶液可獲得著色較少之偏光元件，即吸光度遍及可見光之大致整個波長區域而大致固定之所謂中性灰之偏光元件。
於碘離子處理中，使用例如藉由碘化鉀等而產生碘離子之水溶液。碘化鉀濃度為0.5重量%~10重量%左右，進而較佳設定為1重量%~8重量%。於碘離子浸漬處理中，其水溶液之溫度通常係15℃~60℃左右，較佳為25℃~40℃。浸漬時間通常係1秒~120秒左右，較佳為3秒~90秒鐘之範圍。碘離子處理之階段只要於乾燥步驟前即可，並無特別限制。亦可於下述水洗後進行。
已實施上述處理之聚乙烯醇系膜(延伸膜)根據常法，可供給至水洗步驟、乾燥步驟中。
乾燥步驟可採用任意適當之乾燥方法，例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥等。例如，於加熱乾燥之情形時，乾燥溫度代表性的係20℃~80℃，較佳為25℃~70℃，乾燥時間較佳為1分鐘~10分鐘左右。又，乾燥後之偏光元件之含水率較佳為10重量%~30重量%，更佳為12重量%~28重量%，進而較佳為16重量%~25重量%。若含水率過大，則於乾燥偏光板時，存在偏光度隨著偏光元件之乾燥而降低之傾向。尤其是由於正交透射率在500 nm以下之短波長區域內會增大，即短波長之光會逸漏，故而存在黑色顯示著染成藍色之傾向。相反地，若偏光元件之含水率過小，則存在會產生易於導致局部之凹凸 欠陷(裂縫欠陷)等問題之情形。
其次，對稜鏡部14b進行說明。如圖1及圖4所示，稜鏡部14b設置於第2偏光板14之導光板21側(Z1側)之面(入光面)。再者，於本實施形態中，無需必需設置如將稜鏡片設為不為一體之構件來提供之情形般支撐稜鏡部之基材部。於該情形時，偏光部之保護層可作為支撐稜鏡部之基材部而發揮功能。稜鏡部14b保持自導光板21出射之偏光之光L1之偏光狀態地藉由於單位稜鏡33內部之全反射等，將該偏光之光L1設為作為於液晶顯示裝置之大致法線方向(圖6中之角度β約為90°)即第2方向上具有最大強度之偏光之光的第2指向性光L2，且引導至偏光部14a。再者，所謂「大致法線方向」包括與法線方向成特定之角度內的方向、例如與法線方向成±10°之範圍內的方向。
如圖1及圖4所示，於稜鏡部14b中，複數個單位稜鏡33沿著其片材面以複數並列而形成於偏光部14a之入光側(Z1側)之面。單位稜鏡33係柱狀，將正交於導光板之光之傳導方向之方向(X方向)設為長度方向，其沿著該長度方向維持特定之剖面形狀而延伸，且於導光板之光之傳導方向(Y方向)上並列設有複數該單位稜鏡33。此處，所謂片材面係表示，於各光學片材等中，作為其片材整體而觀察時之成為片材之平面方向的面，於本說明書中、及專利申請之範圍中亦作為相同之定義而使用。例如第2偏光板14之片材面係以第2偏光板14整體進行觀察時之、成為第2偏光板14之平面方向之面，且係與稜鏡部14b之出光面平行並與液晶顯示面板15之觀察面實質上平行之面。
單位稜鏡33之長度方向(稜線方向)亦可朝向自正面方向(Z方向)觀察液晶顯示裝置1時與偏光部14a之透射軸大致正交方向。即，於與液晶顯示裝置1之顯示面平行之面上，單位稜鏡33之並列方向亦可係沿著與偏光部14a之透射軸大致平行方向排列。又，此時，自正面方向(Z方向)觀察液晶顯示裝置1時，單位稜鏡33之長度方向(稜線方向) 與導光板21之出光側單位光學要素24之長度方向(稜線方向)大致正交。
再者，如上所述，本實施形態之液晶顯示裝置之各構件之稜線方向及/或軸方向較具代表性的係相互大致正交或大致平行，但存在因液晶層之矩陣以及稜鏡片及導光板之單位光學要素之間距或排列而相互干涉並產生細紋之情形。於該情形時，可藉由自正面方向(Z方向)觀察液晶顯示裝置1時，於特定之範圍內傾斜地配置單位稜鏡33之稜線方向以及/或者導光板21之出光側單位光學要素24及/或背面側單位光學要素26之稜線方向來避免細紋。作為傾斜配置之範圍，較佳為20°以下，更佳為5°以下。若超過該範圍，則存在對下述光之指向性造成影響之情形。
圖8係對本實施形態之稜鏡部14b進行說明之圖。圖8係將圖4(a)所示之剖面之一部分放大而表示之圖。如圖8所示，本實施形態之單位稜鏡33具有自偏光部14a之導光板21側之面向導光板21側(Z1側)突出之形狀，與偏光部14a之片材面平行之方向上之單位稜鏡33之寬度隨著沿偏光部14a(液晶顯示面板)之法線方向(Z方向)自偏光部14a遠離而減小。
如圖8所示，本實施形態之單位稜鏡33係平行於排列方向(Y方向)且平行於厚度方向(Z方向)之剖面之剖面形狀為三角形狀，即所謂之三角柱稜鏡。該單位稜鏡33之圖8所示之剖面形狀係於單位稜鏡33之排列方向上使作為光源部10側之第1斜面34成為較另一第2斜面35更陡之斜面之不等邊三角形。此時，若將第1斜面34與稜鏡部14b之片材面之法線F所成之角(入射面角)設為 1，將第2斜面35與稜鏡部14b之片材面之法線F所成之角(反射面角)設為 2，則 1< 2。其目的在於：使於第1方向上具有波峰地自導光板21出光之第1指向性光L1，朝向液晶顯示面板15之大致法線方向(第2方向)。
該單位稜鏡33之間距係P，於剖面形狀中偏光部14a側之寬度係W。本實施形態之間距P等於寬度W。進而，單位稜鏡33之高度(成為厚度方向上之單位稜鏡33間之谷底之點至頂點t的尺寸)係H。
以下，對入射至單位稜鏡33之光之行為進行說明。再者，於圖8及下述圖9中，為了便於說明，作為光之行為以箭頭表示與各光之成分對應之代表光線，縱橫之尺寸比及各層間之尺寸比等與實際尺寸相比適當改變而誇大表示。
自導光板21出射且於第1方向上具有最大強度的第1指向性光L1係於直線進入空氣層(折射率約為1.0)之後，入射至單位稜鏡33之第1斜面34，大致直線進入單位稜鏡33內，並於第2斜面35上全反射，沿著單位稜鏡33之排列方向成為在相對於片材面大致正交之方向(第2方向)上具有最大強度的第2指向性光L2而被引導至偏光部14a。此時，於第2指向性光L2中，第1指向性光L1中之偏光方向之偏離亦得以維持。從而，可使於第2斜面35上反射之光於片材面之法線方向上具有較強指向性，與不具此種指向性之情形相比，可抑制因液晶顯示面板15之黑矩陣而產生之吸收，而提高光之利用效率。又，藉由使其具有較強指向性，該光之偏光方向亦不會不均。進而，於本實施形態中，如上所述，由於以於特定之極角及方位角之範圍內成為特定之照度比率之方式三維地控制第1指向性光L1之出射光分佈，故而可使光之利用效率進一步提昇。再者，第1斜面34及第2斜面35係由平坦面構成，故而確保形狀之精度變得容易，所以品質管理容易且可提昇量產性。
圖8所示之單位稜鏡33之第1斜面34之傾斜角度係藉由第1指向性光L1具有最大強度之方向(第1方向、出射角α)而適當調整。一般而言，第1斜面34與相對於稜鏡部之出光面(片材面)之法線F所成之角 1為30°~37°。又，第2斜面35之各平坦面之傾斜角度係以第1指向性光L1藉由內部反射成為於稜鏡部之出光面(片材面)之法線方向上具有最 大強度之第2指向性光L2之方式而調整。第2斜面35之各平坦面與法線F所成之角 2係藉由第1指向性光L1具有最大強度之特定方向而適當調整，通常為30°~37°，較佳為滿足 2> 1。單位稜鏡33之高度H視單位稜鏡33之間距P亦會改變，於間距P為50 μm之情形時，通常，高度H為30 μm~45 μm。單位稜鏡33之間距P並不特別限定，通常為10 μm~100 μm。
單位稜鏡33之頂點t既可為如圖8所示之尖頭形狀，亦可為未圖示之由頂點t附近經過倒角而成之曲面狀，還可以前端成為平坦面之方式切割。於單位稜鏡33之頂點t之前端經過切割之情形時，所謂單位稜鏡33之高度H係指成為厚度方向上之單位稜鏡33間之谷底之點至前端之平坦面之高度。
圖9係表示單位稜鏡33之另一實施形態之圖。於圖9中，表示有與圖8相同之剖面上之單位稜鏡33之形狀。如圖9所示，單位稜鏡33亦可形成為第2斜面35包含傾斜角度不同之複數個平坦面35a、35b之形態。第2斜面35之各平坦面35a、35b具有針對到達各平坦面之每種成分使自第1斜面34入射之第1指向性光L1(L1a、L1b)以成為在相對於稜鏡部之出光面之大致法線方向上具有最大強度之第2指向性光L2(L2a、L2b)之方式內部反射之傾斜角度，該傾斜角度可針對每個平坦面而個別地控制。如圖9所示，第2斜面35之各平坦面之中，頂點t側(Z1側)之平坦面35a與法線F所成之角(第1反射面角)為 2，第2斜面35之基材部31側(Z2側)之平坦面35b與法線F所成之角(第2反射面角)為 3。
自導光板21出射且於第1方向上具有最大強度之第1指向性光L1(L1a、L1b)於直線進入空氣層(折射率約為1.0)之後，入射至單位稜鏡33之第1斜面34，大致直線進入單位稜鏡33內，並於第2斜面35之平坦面35a、35b上分別反射，針對到達各個平坦面35a、35b之每種成 分，沿著單位稜鏡33之排列方向成為在相對於出光面(片材面)正交之方向(第2方向)上具有最大強度之第2指向性光L2(L2a、L2b)而被引導至偏光部14a。再者，由於藉由鄰接之單位稜鏡33遮敝第1指向性光L1，故而第2斜面35之各平坦面之中，越是靠近基材部31側(Z2側)之平坦面，則越是僅有第1指向性光L1之中與片材面之法線所成之角度較小之成分到達。於圖9之實施形態中，對於第1指向性光L1，係針對到達第2斜面35中所含之各個平坦面之每種成分而分成L1a、L1b而進行圖示。所謂第1指向性光L1係指由自導光板21出射之各光之成分(圖9所示之光L1a、L1b)合成之光。從而，於成為如圖9所示之單位稜鏡33之情形時，可進一步強化第2指向性光L2之指向性。
從而，即便於單位稜鏡33為如圖9所示之形態之情形時，由自各平坦面35a、35b反射之各光之成分合成之光(來自稜鏡部之光出面之出射光)亦可於片材面之法線方向上具有較強指向性，且該光之偏光方向亦不會不均。進而，即便係如圖9所示之形態，第1斜面34及第2斜面35亦可係由平坦面構成，藉此確保形狀之精度變得容易，故而品質管理容易且可提昇量產性。
於圖9所示之形態中，第2斜面35之各平坦面之傾斜角度係以第1指向性光L1藉由內部反射成為於稜鏡部之出光面(片材面)之法線方向上具有最大強度之第2指向性光L2之方式，針對每個平坦面而個別地調整。第2斜面35之各平坦面之傾斜角度較佳為越是靠近單位稜鏡33之頂點t之平坦面，與相對於稜鏡片30之出光面30a(片材面)之法線F所成之角度越大。即，於圖9所示之單位稜鏡33之情形時，較佳為 2> 3。藉此，可使第2指向性光L2之最大強度之波峰更狹窄，從而提昇第2指向性光L2之指向性，且可使正面方向上之亮度提昇。進而，第2斜面35之各平坦面與法線F所成之角 2、 3係藉由第1指向性光L1具有最大強度之特定方向而適當調整，通常為30°~37°。
如圖9所示，於單位稜鏡33之第2斜面35包含2個平坦面35a、35b之情形時，設置第2斜面35之傾斜角度有所變化之各平坦面35a、35b之分界點之位置係藉由第1指向性光之指向方向而適當調整。於將單位稜鏡33之高度H設為100%時，該分界點係設置於距單位稜鏡33之基底面(成為單位稜鏡33間之谷底之點所處之面)之高度為20%~80%之位置。
再者，單位稜鏡33於第2斜面35包含複數個平坦面之情形時，該平坦面之數量並不限定於圖示者，亦可包含3個以上平坦面。
於一實施形態中，亦可於稜鏡部14b之偏光部14a側設置支撐稜鏡部之基材部(未圖示)。於設置基材部之情形時，可設為藉由擠出成形法等利用單一材料將基材部與稜鏡部形成為一體之單層構成，亦可將稜鏡部賦形至基材部用膜或片上。再者，為方便起見，於設置基材部之情形時，亦將基材部與稜鏡部之積層體簡稱為稜鏡部。
構成基材部之材料較佳為使用於可見光整個波長區域具有透射性能之無色透明者。又，於在基材部上使用電離射線硬化型樹脂而形成稜鏡之情形時，進而較佳為具有電離射線透射性者。例如，較佳為由TAC(Triacetyl Cellulose，三醋酸纖維素)、或PMMA等丙烯酸樹脂、PC樹脂而形成之膜，自賦予光學等向性之觀點而言更佳為未延伸膜。又，基材部之厚度自其處理容易性或強度而言較佳為25 μm~300 μm。再者，所謂電離射線係指紫外線、電子束等具有可將分子交聯或聚合之能量子之射線。
將稜鏡部賦形至基材部用膜或片材上之情形時之稜鏡部形成用材料、與將單一材料擠出成形而形成單層構成之稜鏡部之情形時之形成用材料可使用相同之材料。以下，將稜鏡部形成用材料及單層構成之稜鏡片形成用材料統稱為稜鏡用材料。稜鏡用材料例如於使用環氧丙烯酸酯系或丙烯酸胺基甲酸酯系之反應性樹脂(電離射線硬化型樹 脂等)之情形時，可藉由2P法進行成形，可於基材上、或使材料單獨地於模具內硬化而成形稜鏡部。於形成單層構成之稜鏡部之情形時，作為稜鏡用材料，可使用PC、PET等聚酯樹脂、PMMA、MS(Methyl methacrylate-Styrene copolymer，甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物)等丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴等透光性之熱塑性樹脂。再者，於藉由擠出成形使稜鏡片成形之情形時，為了藉由其成形條件使樹脂之分子配向而產生雙折射，較佳為於如分子不配向之條件下進行成形。
基材部較佳為實質上具有光學等向性。於本說明書中，所謂「實質上具有光學等向性」係指相位差值小到對液晶顯示裝置之光學特性不會造成實質影響之程度。例如基材部之面內相位差Re較佳為20 nm以下，更佳為10 nm以下。若面內相位差為此種範圍，則可使自導光板出射之第1指向性光之偏光狀態實質上不發生變化地(維持P成分之比率地、且維持特定區域之出射光分佈地)，沿著特定之方向作為第2指向性光出射。再者，面內相位差Re係以於23℃下之波長為590nm之光測定所得的面內之相位差值。面內相位差Re係由Re=(nx-ny)×d表示。此處，nx係於光學構件之面內折射率最大之方向(即，遲相軸方向)之折射率，ny係在該面內垂直於遲相軸之方向(即，進相軸方向)之折射率，d係光學構件之厚度(nm)。
於另一實施形態中，基材部亦可具有面內相位差。基材部之面內相位差Re係視其厚度而大不相同，例如為100 nm~10000 nm。
進而，基材部之光彈係數較佳為-10×10-12 m2/N~10×10-12 m2/N，更佳為-5×10-12 m2/N~5×10-12 m2/N，進而較佳為-3×10-12 m2/N~3×10-12 m2/N。若光彈係數為此種範圍，則存在如下優點：一般於假定使用液晶顯示裝置之溫度範圍(0℃~50℃)及濕度範圍(0%~90%)內，即便因基材部之體積變化而產生應力，面內相位差亦幾乎不會增加，且即便施加因藉由普通之方法對基材部進行固定、貼附等而產生 之應力，面內相位差亦同樣地幾乎不會增加，從而不會對自面光源裝置出射之偏光之光之特性造成不良影響，因此，結果，不會損害液晶顯示裝置之光利用效率。
稜鏡部之製造方法可適當使用先前公知之方法。例如，亦可於具有所期望之單位稜鏡形狀之稜鏡部之賦形模中放入紫外線硬化型樹脂等稜鏡部形成用材料，並於其上重疊作為基材部之基材，一面使用貼合機等將基材壓接於稜鏡行形成用材料上一面照射紫外線等以使稜鏡部形成用材料硬化，再將稜鏡行之模具剝離或除去而形成稜鏡部(例如，參照日本專利特開2009-37204號公報之圖2)。於省略基材部之情形時，於該方法中使稜鏡部形成用材料硬化而不重疊基材即可。又，若在相對於稜鏡形狀具有倒凹凸形狀之凹部之旋轉之滾筒凹版上塗佈填充稜鏡部形成用材料液，向其供給作為基材部之構件並自版面之稜鏡部形成用材料液之上向滾筒凹版擠壓，於擠壓之狀態下，藉由紫外線照射等使稜鏡部形成用材料液硬化，之後使經過固化之稜鏡部形成用材料自與基材一併旋轉之滾筒凹版剝離，則可連續製造稜鏡部(例如參照日本專利特開平5-169015號公報)。又，稜鏡部亦可使用如上所述之熱塑性樹脂藉由擠出成形法而製造。作為將稜鏡部擠出成形時之材料，可使用上述稜鏡片形成材料。
稜鏡部14b之偏光方向控制之方法及其效果進行敍述。如圖6所示，自導光板21出射之於第1方向上具有最大強度之第1指向性光L1藉由於稜鏡部14b之單位稜鏡33之第2斜面35上之全反射等，而而作為於第2方向(液晶顯示面板15之法線方向(出射角0°、角度β=90°))上具有最大強度之第2指向性光L2被引導至偏光部14a。此時，例如，於稜鏡部14b之折射率n1為1.50之情形時，空氣之折射率n2為1.0，故而θc成為41°48'37"，若入射角θb≧θc，則入射光全反射。如圖7(b)、(c)所示，於全反射區域(θb≧θc)內，在P成分之光及S成分之光中，相位視 入射角θb而不同，並會發生變化而出射。該情況會對出射之偏光之光之偏光方向造成影響。與此相對地，藉由控制入射角θb，可控制引導至偏光部14a之光之偏光方向，從而可謀求光之利用效率之提高。於本實施形態中，藉由控制單位稜鏡33之第1斜面34及第2斜面35之傾斜角度或折射率，而控制入射角θb。藉此，於如圖7(b)、(c)所示之全反射區域內，可縮小P成分與S成分之相位差，而使對偏光之光之偏光方向造成之影響降至最小限度。其結果，可一面實質上維持第1指向性光之偏光狀態及出射光分佈，一面沿著第2方向(大致法線方向)將第2指向性光引導至偏光部14a。如上所述，於第1指向性光中P成分之比率較高，且具有上述特定之出射光分佈，故而藉由維持其偏光狀態及出射光分佈，可減少被第2偏光板14吸收之光，從而可有效地利用向液晶顯示面板15之入射光。
於第2偏光板14中，偏光部14a與稜鏡部14b經由任意適當之黏著劑層或接著劑層而得到積層(一體化)。較佳為黏著劑層包含擴散黏著劑，接著劑層包含擴散接著劑。擴散黏著劑包含分散於黏著劑中之光擴散性微粒子。
於一實施形態中，第2偏光板14亦可進而於偏光部14a與稜鏡部14b之間包括偏光選擇反射片16。偏光選擇反射片具有使特定之偏光狀態(偏光方向)之偏光透射、使除此以外之偏光狀態之光反射之功能。偏光選擇反射片藉由以使與第2偏光板14之偏光部14a之透射軸平行之偏光方向之光透射之方式配置，可再次利用被第2偏光板14吸收之光，可使利用效率進一步提高，又，亦可使亮度提昇。偏光選擇反射片具有代表性的係包括與透射軸平行之方向之折射率實質上相互相等、且與透射軸正交之方向之折射率相互不同之至少2種層的多層積層體。例如偏光選擇反射片可為與透射軸平行之方向之折射率為na且與透射軸正交之方向之折射率為nb之層A、和與透射軸平行之方向之 折射率為na且與透射軸正交之方向之折射率為nc之層B的交替積層體。例如此種交替積層體之層之總數可為50~1000。又，偏光選擇反射片亦可為使膽固醇狀液晶固定化而成之膜與λ/4板之積層體。
圖10係對自實施形態之導光板21出射之第1指向性光L1之亮度之強度分佈、及自稜鏡部14b被引導至偏光部14a之第2指向性光L2之亮度之強度分佈進行說明之圖。圖10(a)係表示自導光板21出射之第1指向性光L1之亮度之強度分佈之一例之亮度等高線圖。圖10(b)係表示自稜鏡部14b被引導至偏光部14a之第2指向性光L2之亮度之強度分佈之一例之亮度等高線圖。該亮度等高線圖係使用例如AUTRONIC MELCHERS公司製造之錐光鏡等配光分佈測定裝置，於室溫、大氣中測定自導光板21出射之光之亮度之強度分佈而獲得。
如圖10(a)所示，就自本實施形態之導光板21出射之第1指向性光之大部分而言，於將出光面之法線方向設為極角90°、將導光板之傳導方向設為0°-180°方向時，分佈於極角50°~80°、且方位角135°~225°以及0°~45°及315°~360°之範圍內。再者，於光源配置為單燈式而非雙燈式之情形時，於方位角為0°~45°及315°~360°之範圍內，並非必需存在分佈。再者，第1指向性光L1較佳為大多數之光指向與該範圍之法線所成之角，但亦可存在該範圍外之光。第1指向性光L1係可使成為其強度分佈之半值寬之角度(半值寬角)為±5°以上，通常係±10°~20°，而且，具有如於YZ面內具有振動面之偏光方向之光(P成分)之比率較高的偏光之光。所謂半值寬係指於亮度之最大強度之波峰中，當將最大值設為100%時，自具有該最大值之角度至亮度之強度為50%時之角度之角度差，且半值寬越大指向性越弱。
如圖10(b)所示，自稜鏡部14b被引導至偏光部14a之第2指向性光L2藉由單位稜鏡33之偏向作用，而於片材面之法線方向上具有最大強度，且可使其半值寬小於第1指向性光L1之半值寬。又，本實施形態 之稜鏡部14b對於自導光板21出射之光，可藉由該單位稜鏡33之光學作用，使來自出光面之光之半值寬角為±20°以下，藉由成為更佳形態，可使半值寬角為±10°以下。來自稜鏡部14b之出光面之光之半值寬越小，正面方向上之亮度越提高，且因指向性之廣度而造成之偏光方向之不均亦變得越小。如上所述，於本實施形態中，藉由包括上述導光板21及稜鏡部14b，可使自稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光於液晶顯示面板之法線方向上為如半值寬角為±20°以下之指向性較高之光、大致平行光，而且，可使該光為具有與第2偏光板14之偏光部14a之透射軸大致平行之方向、即如於YZ面內具有振動面之偏光方向的光(P成分)之比率較高之光。其結果，可減少被第2偏光板14吸收之光，從而可有效地利用來自面光源裝置之光。
圖11係表示利用有自導光板出射之偏光之光的構成之情形時之來自本實施形態之導光板21及稜鏡部14b之光之偏光方向、與第1偏光板13之透射軸及第2偏光板14之偏光部14a之透射軸之關係之圖。如上所述，自導光板21出射之光(第1指向性光)之P成分之比率較高，且其主要偏光方向如圖11(a)所示，大體係箭頭D1方向(Y方向)。又，自導光板21出射之光係藉由稜鏡部14b，偏向其強度之波峰方向而被引導至偏光部14a。此時，其藉由於單位稜鏡33之界面上之全反射而偏向，而且，由於稜鏡部為無論包不包括基材部均不具有雙折射性之構件，故而自稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光(第2指向性光)之偏光方向如圖11(b)所示，大體係箭頭D2方向(Y方向)。即，自第2偏光板14之稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光主要係具有箭頭D2方向之偏光方向之偏光之光。
第2偏光板14之透射軸如圖11(c)所示，係大致箭頭D3方向(Y方向)。該第2偏光板14之透射軸之方向D3係與背面側單位光學要素26之排列方向及單位稜鏡33之排列方向大致平行之方向(Y方向)。又，第1 偏光板13之透射軸如圖11(d)所示，係大致箭頭D4方向(X方向)。從而，自第2偏光板14之稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光之主要偏光方向D2與第2偏光板14之透射軸D3平行。又，第1偏光板13之透射軸D4正交於第2偏光板14之透射軸D3，且與藉由施加有電場之液晶單元12旋轉90°偏光方向之光之偏光方向大致平行。進而，自第2偏光板14之稜鏡部14b被引導至偏光部14a之光成為其半值寬較先前者窄，且指向性較高者，故而偏光方向之不均等較小。由此，可大幅減低被第2偏光板14吸收之光(偏光之光)之量，從而使光之利用效率提高。
如以上般，根據本實施形態，藉由稜鏡部14b使自導光板21出射之偏光之光中之P成分之比率較高、於第1方向具有最大強度之第1指向性光L1之出射方向偏向第2方向(液晶顯示裝置1之畫面正面方向)，且維持其偏光狀態，作為大量包含具有與第2偏光板14之偏光部14a之透射軸平行之偏光方向的偏光之光的光而被引導至偏光部14a。進而，第1偏光板13之透射軸正交於第2偏光板14之透射軸，且與藉由施加有電場之液晶單元12旋轉90°偏光方向之光之偏光方向大致平行。從而，可使液晶顯示面板15之透射率最大，可提高顯示裝置1之光之利用效率，從而可顯示明亮的圖像。進而，於本實施形態中，由於以於特定之極角及方位角之範圍內成為特定之照射比率之方式三維地控制第1指向性光L1之出射光分佈，故而可使光之利用效率進一步提高。
至此為止，對本發明之特定之實施形態進行了說明，但業者應明瞭：只要不自本發明之技術思想脫離便可進行各種改變。本發明包含此種改變之全部。以下，對可能之改變之中之若干代表例進行說明。當然亦可將以下所說明之可能之改變之形態及雖省略說明但對於業者不言而喻之改變之形態適當組合。
(1)稜鏡部14b之單位稜鏡33並不限於在平行於其排列方向且平行 於厚度方向之剖面上，其剖面形狀相對於通過頂點且與片材面正交之直線呈非對稱之形態，亦可形成為上述剖面形狀如等腰三角形狀般對稱之形態。於剖面形狀為等腰三角形之單位稜鏡之情形時，自提高聚光性之觀點而言，較佳為使來自導光板21之出射光之照度分佈(出射光分佈)成為較實施形態所示之稜鏡部14b更窄之分佈。進而，如圖12所示，剖面形狀亦可設定為相對於通過頂點且與片材面正交之直線對稱之多邊形形狀。包含此種剖面形狀為對稱之形狀之單位稜鏡33之稜鏡部亦可應用於雙燈式之面光源裝置中。
簡單地對圖12所示之單位稜鏡33之變化形態進行說明。就該單位稜鏡33C而言，第1斜面34C及第2斜面35C兩者包含複數個平坦面，其剖面形狀成為相對於通過其頂點t且與片材面正交之線對稱之形狀。單位稜鏡33C係具有包含傾斜角度不同之2個平坦面34a、34b之第1斜面34C、及包含傾斜角度不同之2個平坦面35a、35b之第2斜面35C之大致三角柱形狀(多邊形形狀)。此時，單位稜鏡33C係以第1斜面34C處於側面21a側、第2斜面35C處於側面21b側之方式配置。針對圖12所示之單位稜鏡33C而言，自側面21a、21b入射之光於導光板21內傳導，再自導光板21作為第1指向性光而出射。該第1指向性光自第1斜面34C之平坦面34a、34b、第2斜面35C之平坦面35a、35b入射。於單位稜鏡33C中，第1斜面34C之各平坦面34a、34b之傾斜角度係如上所述可供來自導光板21之第1指向性光入射之角度，且亦係可使自第2斜面35C入射之光作為於片材面之法線方向上具有最大強度之第2指向性光而反射之角度。進而，第2斜面35C之各平坦面35a、35b之傾斜角度係可使自第1斜面34C入射之光作為於片材面之法線方向上具有最大強度之第2指向性光而反射之角度，且係可供來自導光板21之第1指向性光入射之角度。第1斜面34C之各平坦面34a、34c之傾斜角度之較佳條件與上述圖6或圖7(a)所示之第2斜面35之各平坦面之較佳條件 相同。藉由將單位稜鏡33形成為此種形態，即便於包含雙燈式之面光源裝置之液晶顯示裝置中，亦可提高光之利用效率，而顯示明亮的圖像。再者，並不限於如上所述之形狀，單位稜鏡33亦可為三角形之頂點部成為較短之上底之梯形，亦可為至少一斜面於導光板21側凸起之曲面狀。
(2)導光板21並不限於基部22之厚度大致固定之形態，於在1個側面側設置光源部10之情形(即，單燈式之情形)時，亦可為設置光源部10側之側面21a側最厚，且隨著朝向相對向之側面21b側而逐漸變薄之錐形形狀。藉由形成為此種形態，可提高光之利用效率與亮度之均勻性。又，於將光源部10配置在導光板21之兩側面21a、21b之雙燈式面光源裝置之情形時，亦可為將背面側設定成中央部較薄之弓形狀者等。進而，導光板21亦可形成為日本專利特開2007-220347號公報、日本專利特開2011-90832號公報、日本專利特開2004-213019號公報、日本專利特開2008-262906號公報等中所記載之包含背面側單位光學要素26或出光側單位光學要素24等之形態。
(3)於在第2偏光板14中，將通常之黏著劑用於偏光部14a與稜鏡部14b之積層(一體化)之情形時，亦可視需要，例如於稜鏡部與偏光部之間設置光擴散層，以於未擾亂偏光之程度下賦予光擴散功能。光擴散層例如可使用光擴散性微粒子分散於透光性樹脂中而成之層等。
(4)液晶顯示裝置亦可根據目的，進而於任意適當之位置包含任意適當之光學片材。例如液晶顯示裝置亦可於導光板21與第2偏光板14之間包含光擴散片、透鏡陣列片等。可藉由設置光擴散片，而擴大液晶顯示裝置之視角。
(5)液晶顯示裝置亦可根據目的，進而於任意適當之位置包含任意適當之光學補償膜(於本說明書中，有時亦稱為各向異性光學元件、相位差膜、補償板)。光學補償膜之配置位置、使用片數、雙折 射性(折射率橢圓體)等可根據液晶單元之驅動模式、所期望之特性等而適當選擇。
例如，於液晶單元係IPS模式之情形時，液晶顯示裝置亦可包含：第1各向異性光學元件，其配置於液晶單元12與第1偏光板13或第2偏光板14之間，滿足nx1>ny1>nz1；及第2各向異性光學元件，其配置於該第1各向異性光學元件與液晶單元之間，滿足nz2>nx2>ny2之關係。第2光學各向異性元件亦可為滿足nz2>nx2=ny2之所謂之正C板。該第1各向異性光學元件之遲相軸與該第2各向異性光學元件之遲相軸既可正交亦可平行，若考慮到視角與生產性則較佳為平行。進而，此時，作為較佳之相位差範圍，係60 nm<Re1<140 nm
1.1<Nz1<1.7
10 nm<Re2<70 nm
-120 nm<Rth2<-40 nm
此處，Re係各向異性光學元件之面內相位差，如上述所定義。Rth係各向異性光學元件之厚度方向之相位差，由Rth={(nx1+ny2)/2-nz2}×d2表示。Nz係Nz係數，由Nz=(nx1-nz1)/(nx1-ny1)表示。此處，nx及ny係如上述所定義。nz係光學構件(此處係第1各向異性光學元件或第2各向異性光學元件)之厚度方向之折射率。再者，下標之「1」及「2」分別表示第1各向異性光學元件及第2各向異性光學元件。
或者，亦可為第1各向異性光學元件滿足nx1>nz1>ny1、且第2各向異性光學元件滿足nx2=ny2>nz2之所謂之負C板。再者，於本說明書中，例如「nx=ny」不僅包括nx與ny嚴格地相等之情形，亦包括nx與ny實質上相等之情形。於本說明書中，所謂「實質上相等」係亦包括於不會對液晶顯示裝置之整體光學特性造成實際上之影響之範圍內 nx與ny不同之情形之意思。從而，本實施形態中之負C板包括具有雙軸性之情形。
第2各向異性光學元件根據目的或所期望之特性亦可省略。
於液晶單元係IPS模式之情形時，液晶顯示面板既可為所謂之O模式，亦可為所謂之E模式。「O模式之液晶顯示面板」係指配置於液晶單元之光源側之偏光元件之吸收軸方向與液晶單元之初始配向方向實質上平行。「E模式之液晶面板」係指配置於液晶單元之光源側之偏光元件之吸收軸方向與液晶單元之初始配向方向實質上正交。所謂「液晶單元之初始配向方向」係指在不存在電場之狀態下，液晶層中所含之液晶分子配向之結果中，所產生之液晶層之面內折射率最大之方向。於O模式之情形時，上述各向異性光學元件可配置於第1偏光板與液晶單元之間，於E模式之情形時，上述各向異性光學元件可配置於第2偏光板與液晶單元之間。
又例如，於液晶單元係VA模式之情形時，液晶顯示裝置亦可使用圓偏光板作為偏光板。即，第1偏光板亦可於偏光元件之液晶單元側包含發揮作為λ/4板之功能之各向異性光學元件，第2偏光板亦可於偏光元件之液晶單元側包含發揮作為λ/4板之功能之各向異性光學元件。第2偏光板亦可於上述各向異性光學元件與偏光元件之間，包含具有nz>nx>ny之折射率之關係之另一各向異性光學元件。進而，較佳為於將該液晶單元之相位差波長分散值(Recell[450]/Recell[550])設為αcell且將上述第1偏光板及第2偏光板之各向異性光學元件之平均相位差波長分散值(Re(λ/4)[450]/Re(λ/4)[550])設為α(λ/4)時，α(λ/4)/αcell係0.95~1.02。進而，第1偏光板之偏光元件之吸收軸與上述各向異性光學元件之遲相軸所成之角較佳為實質上45°或實質上135°。此外，上述各向異性光學元件之Nz係數較佳為滿足1.1<Nz≦2.4之關係，上述另一各向異性光學元件之Nz係數較佳為滿足-2≦Nz≦-0.1之關係。
於液晶單元係VA模式之情形時，液晶顯示裝置又亦可使用直線偏光板作為偏光板。即，第1偏光板亦可於偏光元件之液晶單元側包含λ/4板以外之各向異性光學元件，第2偏光板亦可於偏光元件之液晶單元側包含λ/4板以外之各向異性光學元件。上述第1偏光板及第2偏光板之各向異性光學元件分別既可為1片，亦可為2片以上。此種直線偏光板中之各向異性光學元件係藉由雙折射補償因液晶單元之雙折射或於自傾斜方向觀察之情形時偏光元件之吸收軸之外觀上所成之角偏移等而導致之漏光者，其光學特性可根據目的等而使用任意適當者。例如，上述各向異性光學元件較佳為可滿足nx>ny>nz之關係。更具體而言，各向異性光學元件之面內相位差Re較佳為20 nm~200 nm，更佳為30 nm~150 nm，進而較佳為40 nm~100 nm。各向異性光學元件之厚度方向之相位差Rth較佳為100 nm~800 nm，更佳為100 nm~500 nm，進而較佳為150 nm~300 nm。各向異性光學元件之Nz係數較佳為1.3~8.0。
(6)導光板21亦可含有光散射材料。例如，導光板21之基部22亦可含有大致均勻地分散之光散射材料(光擴散性粒子：未圖示)。光散射材料相對於進入基部22內之光，具有藉由反射或折射等使該光之行進方向變化並使其擴散(散射)之功能。光散射材料既可使用由具有與基部22之母材不同之折射率之材料形成之粒子，亦可使用由相對於光具有反射作用之材料形成之粒子。光散射材料之材質、平均粒徑、折射率等可根據對自導光板21出射之出射光所要求之指向性之強度而適當調整。例如，光散射材料之材質、平均粒徑、折射率等可採用日本專利第3874222號中所記載之範圍。日本專利第3874222號之記載之整體於本說明書中係作為參考而援用。作為形成光散射材料之材料，可列舉例如：包含silica(二氧化矽)、alumina(氧化鋁)、丙烯酸樹脂、PC樹脂、矽酮系樹脂等透明物質之粒子。於該形態中，較佳為設置如圖 1、圖4及圖5所示之背面側單位光學要素26。
(7)再者，於通常之液晶顯示裝置中，若考慮戴著偏光太陽眼鏡而觀察液晶顯示裝置之情形，則一般係以使垂直方向之偏光成分透射、吸收水平方向之偏光成分之方式配置第1偏光板。然而，於在本發明中以利用光源裝置之偏光成分之方式配置第1偏光板及第2偏光板之情形時，存在第1偏光板之透射軸與偏光太陽眼鏡之透射軸大致正交之情形。因此，於本發明中，在第1偏光板之觀視側，亦可使用偏光狀態或者使偏光軸角度部分或整個面地變化或消除之光學構件(例如，λ/4板、λ/2板或高相位差膜、散射元件等)。
(8)對以下情況進行了說明，即，第2指向性光含有較多P成分之偏光，藉由使其與第2偏光板之透射軸一致，亦可使光利用效率提高。即，根據本發明，藉由以導光體之YZ平面與第2偏光板之透射軸平行之方式，隨之以第2偏光板之吸收軸與YZ平面正交之方式配置液晶顯示面板，而實現光利用效率之提高。然而，如上所述，視第1偏光板之方位角，可能存在於諸如使用偏光太陽眼鏡之情形時產生問題之情形。因此，為了自由設定用於液晶顯示面板中之偏光板之吸收軸角度，可使用λ/2板。具體而言，藉由於第2偏光板之偏光部與稜鏡部之間配置λ/2板，可使偏光方向變為最佳而使用。於該情形時，λ/2板既可配置於偏光選擇反射片與稜鏡部之間，亦可配置於偏光選擇反射片與偏光部之間。於λ/2板配置在偏光選擇反射片與稜鏡部之間之情形時，可以λ/2板之遲相軸成為偏光選擇反射片之透射軸之方向與導光板之YZ平面之方向之間之方向之方式配置。於該情形時，λ/2板較佳為可以其遲相軸成為偏光選擇反射片之透射軸之角度(方向)與導光板之YZ平面之角度(方向)之平均之角度之方式配置。於λ/2板配置在偏光選擇反射片與偏光部之間之情形時，可以偏光選擇反射片之透射軸與YZ平面平行之方式配置，且可以λ/2板之遲相軸成為第2偏光板 (實質上為偏光部)之透射軸之方向與偏光選擇反射片之透射軸之方向之間之方向之方式配置。於該情形時，λ/2板較佳為可以其遲相軸成為第2偏光板(實質上為偏光部)之透射軸之角度(方向)與偏光選擇反射片之透射軸之角度(方向)之平均之角度之方式配置。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明具體地進行說明，本發明絲毫不限定於該等實施例。實施例中之試驗及評價方法如下所述。又，如無特別明示，則實施例中之「份」及「%」係重量基準。
(1)液晶顯示裝置之正面亮度
液晶顯示裝置之正面亮度值係於使液晶顯示裝置為全畫面白顯示時，利用AUTRONIC MELCHERS公司製造之錐光鏡測定，將500 cd/m2以上設為◎，將200 cd/m2以上設為○，將未達200 cd/m2設為×。再者，若正面亮度成為200 cd/m2以下，則自正面觀察時之圖像變暗，觀視性受損。
(2)液晶顯示裝置之累積照度
液晶顯示裝置之累積照度係於使液晶顯示裝置為全畫面白顯示時，利用AUTRONIC MELCHERS公司製造之錐光測定鏡極角0°~80°內之全方位之亮度，對該等測定值進行角度積分而算出。將算出值成為450 lx以上之情形設為◎，將成為350 lx以上之情形時設為○，將未達350 lx之情形設為×。再者，若累積照度成為350 lx以下，則自所有角度觀察時之圖像均變暗，觀視性受損。
(3)機械強度
根據「MIL-STD-810F 514.5 Category 24」對由實施例及比較例所得之液晶顯示裝置之機械強度進行評價。具體而言，於20 Hz~1000 Hz：0.04 G2/Hz、1000 Hz~2000 Hz：-6 dB/倍頻程(octave)之條件下，使上下、前後、左右之軸各振動1小時。於振動試驗後，使液晶 顯示裝置為全畫面白顯示，以人眼觀察，將未產生外觀缺點(50 μm以上)者設為◎，將產生1~2個者設為○，將產生3個以上者設為×。
(4)自面光源之出射特性
以沿著與面光源之光源配置平行之方向出射之光之半值寬角表示導光板之出射特性。作為測定方法，係針對由實施例及比較例所得之面光源裝置，使用上述EZ Contrast而測定來自面光源之中央部分之出射分佈，並以與表現出峰值亮度之1/2之值之亮度的面光源之光源配置平行之方向之角度寬而表示。
又，La及Lt係於將利用EZ Contrast測定之出射分佈設為每隔1°極角、每隔1°方位角之測定值而提取後，以cos(極角)修正亮度後，對與La及Lt對應之角度範圍進行積分而求出。再者，若於全方位、全極角範圍進行積分，則相當於照度。
(5)相位差值及三維折射率
利用以平行偏光(parallel Nicol)旋轉法為原理之相位差計[王子測量機器(股)製造，產品名「KOBRA-WPR」]，於23℃下之波長為590 nm之光下進行測定。測定正面(法線)方向及使膜傾斜40°時之相位差值，根據該等值，藉由裝置附屬之程式而算出面內折射率最大之方向、與其正交之方向、及膜之厚度方向之折射率nx、ny、nz。根據該等值及厚度(d)，求出面內相位差值：Re=(nx-ny)×d、及厚度方向之相位差值：Rth=((nx+ny)/2-nz)×d。再者，於使膜傾斜40°時之相位差值測定中，對於第2光學元件(正雙軸板)，以進相軸為中心使膜傾斜進行測定，對於其他部分，以遲相軸為中心使膜傾斜進行測定。再者，計算三維折射率時所需之膜之厚度係使用安立(Anritsu)製造之數位式測微計「KC-351C型」進行測定。又，折射率係使用阿貝折射計(Abbe refractometer)[Atago(股)製造，產品名「DR-M4」]進行測定。
<實施例1>
(A)導光板之製作
藉由使用含有光散射材料之丙烯酸樹脂，於作為基部之片材上對出光側單位光學要素及背面側單位光學要素進行賦型，而製作如圖1及圖4所示之導光板。此處，背面側單位光學要素與圖4(a)不同，係適應於單燈式之面光源裝置之形狀(剖面形狀係在平行於排列方向且平行於厚度方向之剖面上具有非對稱之形狀之楔形狀稜柱狀)。背面側單位光學要素之稜線方向設定為與光源部之點光源之排列方向(X方向)平行。出光側單位光學要素係如圖13所示類似於等腰三角柱形狀之形狀(底角θ1=θ2=45°；於將間距設為100%時，使稜鏡前端部分之50%之部分成頂角140°之稜鏡之剖面為五邊形之稜柱形狀)，其稜線方向設定為與背面側單位光學要素之稜線方向正交之方向(Y方向)。自該導光板出射之偏光之光係於將導光板之出光面之法線方向設為極角90°、將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，極角50°~80°且方位角0°~45°、135°~225°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.82。以下，有時為了方便起見而將該導光板稱為「雙面稜鏡A」。
(B)反射片
使用於基材(PET片材)之表面蒸鍍有銀之銀反射片，作為反射片。
(C)點光源
使用LED光源作為點光源，將其複數排列而形成光源部。
(D)面光源裝置之製作
以如圖1所示之配置組裝上述導光板、反射片及點光源，而製作面光源裝置。再者，本實施例及以下所示之實施例及比較例中所使用之面光源裝置與圖1及圖4所示之面光源裝置不同，全部為單燈式。
(E)第2偏光板之製作
(E-1)帶IPS用補償板之偏光板之製作
(E-1-1)第1各向異性光學元件之製作
使用拉幅延伸機，於158℃溫度下，以使膜寬成為原來膜寬之3.0倍之方式沿著寬度方向固定端單軸延伸以環狀聚烯烴系聚合物為主成分之市售之高分子膜[Optronics公司製造，商品名「ZEONOR膜ZF14-130(厚度：60 μm，玻璃轉移溫度：136℃)」](橫向延伸步驟)。所得之膜係於搬送方向上具有進相軸之負雙軸板。該負雙軸板之正面相位差係118 nm，Nz係數係1.16。
(E-1-2)第2各向異性光學元件之製作
使用單軸擠出機與T字模，於270℃下擠出苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚合物(Nova Chemical Japan公司製造，產品名「Dylark D232」)之顆粒狀樹脂，利用冷卻筒使片狀之熔融樹脂冷卻而獲得厚度100 μm之膜。使用輥式延伸機，以130℃溫度、1.5倍延伸倍率，沿著搬送方向自由端單軸延伸該膜，而獲得於搬送方向上具有進相軸之相位差膜(縱向延伸步驟)。使用拉幅延伸機，於135℃溫度下，以使膜寬成為上述縱向延伸後之膜寬之1.2倍之方式沿著寬度方向固定端單軸延伸所得之膜，而獲得厚度50 μm之雙軸延伸膜(橫向延伸步驟)。所得之膜係於搬送方向上具有進相軸之正雙軸板。該正雙軸板之正面相位差Re係20 nm，厚度相位差Rth係-80 nm。
(E-1-3)帶IPS用補償板之偏光板之製作
將50重量份羥甲基三聚氰胺溶解於純水中，而製備3.7重量%固形物成分濃度之水溶液，相對於100重量份該水溶液，製備以10重量%固形物成分濃度含有帶正電荷之鋁溶膠(平均粒子徑為15 nm)之水溶液。相對於100重量份具有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂(平均聚合度為1200，皂化度為98.5%，乙醯乙醯化度為5莫耳%)，添加18重量份該水溶液，而製備含有鋁溶膠之接著劑。將所得之含有鋁溶膠之接著 劑塗佈於三醋酸纖維素(TAC)膜(Konica Minolta公司製造，產品名「KC4UW」，厚度：40 μm)之單面上。另一方面，一面使以聚乙烯醇為主成分之高分子膜[可樂麗(Kuraray)公司製造，商品名「9P75R(厚度：75 μm，平均聚合度：2,400，皂化度為99.9%)」]浸漬於水浴中1分鐘一面使其沿著搬送方向延伸至1.2倍，之後藉由於0.3重量%碘濃度之水溶液中浸漬1分鐘，而一面進行染色，一面沿著搬送方向，以全然未延伸之膜(原長)作為基準而延伸至3倍，一面於4重量%硼酸濃度、5重量%碘化鉀濃度之水溶液中浸漬，一面沿著搬送方向，以原長為基準延伸至6倍，再藉由於70℃下乾燥2分鐘，而製作偏光元件。於所得之偏光元件之單面上，以使兩者之搬送方向平行之方式利用捲輥方法積層上述TAC膜/含有鋁溶膠之接著劑之積層體。繼而，於偏光元件之相反側之面上，以使兩者之搬送方向平行之方式利用捲輥方法積層單面上塗佈有上述含有鋁溶膠之接著劑之第1各向異性光學元件。其後，於55℃下進行6分鐘乾燥，而獲得波長589 nm之單體透射率為43.2%之偏光板(第1光學各向異性元件/偏光元件/TAC膜)。於該偏光板之第1光學各向異性元件表面，經由丙烯酸系黏著劑(厚度5 μm)，以使該等之搬送方向平行之方式利用捲輥方法積層第2光學各向異性元件，藉此，獲得帶IPS用補償板之偏光板。
(E-2)第2偏光板之製作
使用三醋酸纖維素(TAC)膜(富士軟片公司製造，產品名「Fujitac ZRF80S」，厚度：80 μm)作為基材部。向配置有該TAC之特定之模具中，填充作為稜鏡用材料之紫外線硬化型丙烯酸胺基甲酸酯樹脂，照射紫外線使稜鏡用材料硬化，藉此製作如圖8所示之稜鏡片。基材部之面內相位差Re=0 nm，厚度相位差Rth=5 nm，且實質上具有光學等向性。單位稜鏡係三角柱稜鏡，平行於排列方向且平行於厚度方向之剖面形狀係不等邊三角形狀，光源部側之第1斜面係較另一第2斜面 更陡之斜面( 1< 2)(參照圖8)。
另一方面，藉由使於上述(E-1)中獲得之帶IPS用補償板之偏光板與上述稜鏡片及偏光選擇反射片貼合，而製作具有第2光學各向異性元件/第1光學各向異性元件/偏光元件/TAC膜/偏光選擇反射片/稜鏡片(稜鏡部)之構成的帶稜鏡片之偏光板(第2偏光板)。再者，作為偏光選擇反射片，使用包括與透射軸平行之方向之折射率實質上相互相等、且與透射軸正交之方向之折射率相互不同之2種層的多層積層體(3M公司製造、產品名「APF-V2」)。又，以稜鏡部之單位稜鏡之稜線方向與偏光板之透射軸正交，且偏光板之透射軸與偏光選擇反射片之透射軸平行之方式進行一體化。
(F)液晶顯示裝置之製作
自IPS模式之液晶顯示裝置(Apple公司製造，商品名「iPad2」)取出液晶顯示面板，自該液晶顯示面板卸除偏光板等光學構件，而取出液晶單元。液晶單元係將其兩表面(各玻璃基板之外側)清洗而使用。於該液晶單元之上側(觀視側)貼附有市售之偏光板(日東電工公司製造，產品名「CVT1764FCUHC」)作為第1偏光板。進而，為了使戴上偏光太陽眼鏡觀察液晶顯示裝置時之觀視性提昇，於第1偏光板之上以遲相軸與第1偏光板之吸收軸成45°角度之方式經由丙烯酸系黏著劑貼附有λ/4波長板(Kaneka公司製造，商品名「UTZ膜#140」)。又，於液晶單元之下側(光源側)經由丙烯酸系黏著劑貼附有由上述(E)所得之帶稜鏡片之偏光板作為第2偏光板，而獲得液晶顯示面板。此時，以各偏光板之透射軸相互正交之方式進行貼附。於該液晶顯示面板上組裝由上述(D)所製作之面光源裝置，而製作如圖1所示之液晶顯示裝置。再者，面光源裝置係以導光板之出光側單位光學要素之稜線方向與第2偏光板之稜鏡部之單位稜鏡之稜線方向正交之方式得到組裝。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1 中。進而，對振動試驗(機械強度試驗)後之液晶顯示裝置之全畫面白顯示之狀態與比較例2進行比較，將結果表示於圖14中。
<實施例2>
除將反射片設定為白色之PET片，使自導光板出射的偏光之光之La/Lt為0.42以外，其他與實施例1同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。
<比較例1>
使用將反射片設定為白色之PET片材且於背面側形成有點狀之光擴散層之導光板。該導光板不含背面側單位光學要素及出光側單位光學要素，且導光板之光散射層具有該點之大小隨著自光源部之遠離而變大之漸變圖案。除自該導光板出射的偏光之光之La/Lt為0.26以外，其他與實施例1同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。
<比較例2>
除將稜鏡片設為不與第2偏光板為一體之構件來提供以外，其他與實施例1同樣地操作而製作液晶顯示裝置。具體而言，除將由實施例1之(E-2)所得之稜鏡片組裝至(D)之面光源裝置，且使用由實施例1之(E-1)所得之帶IPS用補償板之偏光板作為第2偏光板以外，其他與實施例1同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。進而，關於全畫面白顯示之狀態，對振動試驗(機械強度試驗)後之液晶顯示裝置與比較例2進行比較，將結果表示於圖14中。
<實施例3>
除使用如圖9所示之稜鏡片取代如圖8所示之稜鏡片而製作第2偏光板以外，其他與實施例1同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得 之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。再者，所使用之稜鏡片之單位稜鏡係第2斜面包含傾斜角度不同之2個平坦面之不等邊四邊形狀，於第2斜面，距單位稜鏡之頂點較近之平坦面與相對於稜鏡片之出光面(片材面)之法線所成的角度較大( 2> 3：參照圖9)。
<實施例4>
於IPS液晶單元之上側(觀視側)貼附由上述(E-1)所得之帶IPS用補償板之偏光板作為第1偏光板。此時，TAC膜為觀視側，第2光學補償膜成為液晶單元側。另一方面，以如下方式製作第2偏光板。使用雙軸延伸PET膜(東洋紡公司製造、產品名「A4300」、厚度：125 μm)作為稜鏡片之基材部。該延伸PET膜之面內相位差Re為6000 nm。藉由使用該稜鏡片，以使基材部(延伸PET膜)之遲相軸與偏光部之透射軸成30°之角度之方式，使市售之偏光板(日東電工公司製造、產品名「CVT1764FCUHC」)與上述稜鏡片及偏光選擇反射片貼合，而製作第2偏光板。除使用此種第1及第2偏光板，且以導光板之出光側單位光學要素之稜線方向與第2偏光板之稜鏡部之單位稜鏡之稜線方向正交之方式組裝面光源裝置以外，其他與實施例3同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。
<實施例5>
與實施例1之雙面稜鏡A同樣地操作而製作出光側單位光學要素之剖面形狀不同之導光板(以下，有時稱為雙面稜鏡B)。具體而言，於雙面稜鏡B中，出光側單位光學要素係剖面為直角等腰三角柱形狀(底角θ1=θ2=45°，頂角90°)之稜柱形狀，其稜線方向設定為與背面側單位光學要素之稜線方向正交之方向(Y方向)。除了使用該雙面稜鏡B取代雙面稜鏡A作為導光板以外，其他與實施例4同樣地操作而製 作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。再者，自該導光板出射的偏光之光之La/Lt為0.78。
<實施例6>
與實施例1之雙面稜鏡A同樣地操作而製作出光側單位光學要素之剖面形狀不同之導光板(以下，有時稱為雙面稜鏡C)。具體而言，於雙面稜鏡C中，出光側單位光學要素係剖面為等腰三角柱形狀(底角θ1=θ2=20°，頂角140°)之稜柱形狀，其稜線方向設定為與背面側單位光學要素之稜線方向正交之方向(Y方向)。除了使用該雙面稜鏡C取代雙面稜鏡A作為導光板以外，其他與實施例4同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。再者，自該導光板出射的偏光之光之La/Lt為0.86。
<實施例7>
與實施例1之雙面稜鏡A同樣地操作而製作出光側單位光學要素之剖面形狀不同之導光板(以下，有時稱為雙面稜鏡D)。具體而言，於雙面稜鏡D中，出光側單位光學要素係剖面類似於等腰三角柱形狀之形狀(底角θ1=θ2=20°，頂角140°之等腰三角形之底邊部分呈剖面曲線狀之形狀)之稜柱形狀，其稜線方向設定為與背面側單位光學要素之稜線方向正交之方向(Y方向)。除了使用該雙面稜鏡D取代雙面稜鏡A作為導光板以外，其他與實施例4同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。再者，自該導光板出射的偏光之光之La/Lt為0.88。
<實施例8>
除使用丙烯酸系樹脂膜(面內相位差Re=3 nm，厚度方向相位差Rth=10 nm，厚度=40 μm)取代TAC膜作為稜鏡片之基材部而製作第2偏光板以外，其他與實施例3同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所 得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。再者，該丙烯酸系樹脂膜係以日本專利特開2010-284840號公報之製造例1中記載之方式製作：於2軸混煉機中以220℃對100重量份醯亞胺化MS樹脂及0.62重量份三系紫外線吸收劑(ADEKA公司製造，商品名：T-712)進行混合，而製作樹脂顆粒物。使所得之樹脂顆粒物於100.5 kPa、100℃下乾燥12小時，再於單軸之擠出機中以270℃模嘴溫度自T字模擠出而呈膜狀成形(厚度160 μm)。進而使該膜沿著其搬送方向於150℃之環境氣體下延伸(厚度80 μm)，繼而沿著與膜搬送方向正交之方向於150℃之環境氣體下延伸，而獲得厚度40 μm之膜。
<實施例9>
除了以MVA模式之液晶顯示裝置(SONY公司製造，商品名「KDL20J3000」)取代IPS模式之液晶顯示裝置而自其中取出液晶顯示面板，從而使用該面板之液晶單元以外，其他與實施例3同樣地操作而製作液晶顯示裝置。將所得之液晶顯示裝置用於上述(1)~(4)之評價。將結果表示於表1中。
<評價>
根據表1可知，本發明之實施例之液晶顯示裝置可以良好之位準兼得機械強度、累積照度及正面亮度(亮度)。另一方面，來自導光板之偏光之光之出射光分佈與本發明不同之比較例1之液晶顯示裝置的累積照度及正面亮度(亮度)不充分。進而，根據圖14亦可知，將第2偏光板與稜鏡片設為不為一體之構件加以使用之比較例2之液晶顯示裝置的機械強度試驗後之外觀明顯變差。
[產業上之可利用性]
本發明之液晶顯示裝置可用於移動資訊終端(PDA，Personal Digital Assistant，個人數位助力)、行動電話、時鐘、數位相機、掌上型遊戲機等行動機器、個人電腦螢幕、筆記型電腦、影印機等OA(Office Automation，辦公自動化)機器、視訊攝影機、液晶電視機、電子爐等家用電器、後台監視器、汽車導航系統用監視器、汽車音響等車載用機器、商業店鋪用終端資訊用監視器等展示機器、監視用監視器等警備機器、護理用監視器、醫療用監視器等護理、醫療機器等各種用途中。
1‧‧‧液晶顯示裝置
10‧‧‧光源部
10a‧‧‧點光源
11‧‧‧反射板
12‧‧‧液晶單元
13‧‧‧第1偏光板
14‧‧‧第2偏光板
14a‧‧‧偏光部
14b‧‧‧稜鏡部
15‧‧‧液晶顯示面板
16‧‧‧偏光選擇反射片
20‧‧‧面光源裝置
21‧‧‧導光板
21a、21b‧‧‧側面
22‧‧‧基部
24‧‧‧出光側單位光學要素
26‧‧‧背面側單位光學要素
X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2‧‧‧方向

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示裝置，其包括：液晶顯示面板，其於設置在觀察者側之第1偏光板與設置在背面側之第2偏光板之間具有液晶單元；及面光源裝置，其自背面側對該液晶顯示面板進行照明；該面光源裝置包括：光源部；及導光板，其使來自該光源部之光自與該光源部對向之入光面入射，並自與該液晶顯示面板對向之出光面出射如下偏光之光，該偏光之光係於與光之傳導方向大致平行之面內在與該出光面之法線方向成特定之角度的方向上具有最大強度之指向性；該第2偏光板包括：偏光部，其包含吸收型偏光元件；及稜鏡部，其配置於該偏光部之導光板側，且排列有複數個於該導光板側凸起之柱狀之單位稜鏡；且於將該出光面之法線方向設為極角90°，將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，自該導光板出射之偏光之光在極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。
  2. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中上述第2偏光板進而於上述偏光部與上述稜鏡部之間包括偏光選擇反射片。
  3. 如請求項2之液晶顯示裝置，其中上述偏光選擇反射片係多層積層體，該多層積層體包括與透射軸平行之方向之折射率實質上相互相等、且與透射軸正交之方向之折射率相互不同的2種層。
  4. 如請求項1至3中任一項之液晶顯示裝置，其中於上述第2偏光板中，上述偏光部之透射軸與上述稜鏡之稜線方向實質上正交。
  5. 如請求項1至4中任一項之液晶顯示裝置，其中上述液晶單元包 括：液晶層，其包含於不存在電場之狀態下呈平行排列(homogeneous orientation)而配向之液晶分子、或於不存在電場之狀態下呈垂直排列(homeotropic orientation)而配向之液晶分子。
  6. 如請求項1至5中任一項之液晶顯示裝置，其中上述第2偏光板係於上述稜鏡部之上述偏光部側具有支撐該稜鏡部的基材部，該基材部實質上具有光學等向性。
  7. 如請求項1至6中任一項之液晶顯示裝置，其中於上述第2偏光板中，上述偏光部與上述稜鏡部係經由擴散黏著劑層或擴散接著劑層而積層。
  8. 如請求項1至7中任一項之液晶顯示裝置，其進而包括光學補償膜。
  9. 一種液晶顯示裝置，其包括：液晶顯示面板，其於設置在觀察者側之第1偏光板與設置在背面側之第2偏光板之間具有液晶單元；及面光源裝置，其自背面側對該液晶顯示面板進行照明；該面光源裝置包括：光源部；及導光板，其使來自該光源部之光自與該光源部對向之入光面入射，並自與該液晶顯示面板對向之出光面出射如下光，該光係於與光之傳導方向大致平行之面內在與該出光面之法線方向成特定之角度的方向上具有最大強度之指向性；該第2偏光板包括：偏光部，其包含吸收型偏光元件；及稜鏡部，其配置於該偏光部之導光板側，且排列有複數個於該導光板側凸起之柱狀之單位稜鏡；且於將該出光面之法線方向設為極角90°，將該導光板之傳導方向設為方位角0°-180°方向時，自該導光板出射之光於極角50°~80°且方位角135°~225°、以及0°~45°及315°~360°之範圍內的 出射光之積分強度La、與總出射光之積分強度Lt之比La/Lt為0.3以上。
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