TW201516485A - 稜鏡片、面光源裝置、映像源單元及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Daijiro Kodama
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Abstract

本發明提供一種抑制眩光之產生、進而光之損失亦較少的稜鏡片。 該稜鏡片包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於本體部之一面側，且於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於本體部之另一面側；在將數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，P與Ra之間滿足既定之關係。

Description

稜鏡片、面光源裝置、映像源單元及液晶顯示裝置
本發明係關於一種作為顯示裝置之照明而發揮功能之面光源裝置所具備的稜鏡片、使用其之面光源裝置、映像源單元及液晶顯示裝置。
液晶電視等液晶顯示裝置係對包含映像資訊之液晶面板，使用配置於該液晶面板之背面側之面光源裝置(背光源)用於照明而將映像提供給觀察者。
作為此種面光源裝置，揭示有例如專利文獻1中記載之技術。藉此，面光源裝置包含以下部分而構成：光源；導光板(導光體)，其對自光源射出之光沿導光方向進行引導而使其以面狀擴展後出光；及稜鏡片(透鏡片)，其使光朝既定之方向偏轉(使光朝既定之行進方向改變)。
其中，稜鏡片係配置於導光板之出光面側與液晶面板之間，且以使光可效率良好地穿透液晶面板之方式而改變來自導光板之光之方向者。因此，稜鏡片上，於導光板側、即入光側排列有數個單位稜鏡。另一方面，於稜鏡片中之未配置單位稜鏡之出光面側，積層有含有光擴散劑之層。
專利文獻1中進而有如下記載：藉由滿足既定之條件而 可一方面維持隱蔽性，防止眩光，一方面擴展視角。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-224251號公報
然而，亦如專利文獻1中所記載般，於習知之此種面光源裝置中，僅研究了為了防止眩光而使具有擴散性之層具有較高之霧度的解決方法(專利文獻1之請求項1之記載)。但，於具有此種較高之霧度之光學構件中，因光向不必要之方向之擴散而會導致產生光損失，自效率良好地利用來自面光源裝置之光之觀點出發，存在改善之必要。
此處，眩光係以如下方式定義。即，眩光亦稱為閃爍，其係指如下現象：於點亮顯示裝置之畫面時，畫面中會出現較細之粒狀之亮度不均，若改變視角，則看起來該粒狀之亮度不均之位置在變化。
鑒於以上之方面，本發明之課題在於提供一種抑制眩光之產生、進而光之損失亦較少的稜鏡片。又，提供一種使用該稜鏡片之面光源裝置、映像源單元、及液晶顯示裝置。
以下，對本發明進行說明。
本發明係一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於本體部之一面側，且於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單 位稜鏡；及光擴散層，其配置於本體部之另一面側；單位稜鏡中，凸狀之前端之頂角為80°以下，在將數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，Ra≦-0.0296．P+1.9441成立。
又，本發明係一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於本體部之一面側，且於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於本體部之另一面側；單位稜鏡中，隔著成為凸狀之前端之頂點而將一側設為入光面，將另一側設為反射面，反射面包括傾斜角度不同之3個面，在將數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，P為10μm以上，Ra為0.035μm以上，且Ra≦-0.0263．P+2.0537成立。
又，本發明係一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於本體部之一面側，且於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於本體部之另一面側；單位稜鏡包括對稱形狀，並且凸狀之前端之頂角為80°以下，在將數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，Ra≦-0.0208．P+2.0223成立。
又，本發明係一種面光源裝置，其包括：光源；導光板，其對自光源射出之光進行導光；及稜鏡片，其係如上述任一項所所述者，且配置於導光板之出光面側。
又，本發明係一種映像源單元，其包括上述面光源裝置、及配置於面光源裝置之出光側之液晶面板。
又，本發明係一種液晶顯示裝置，其包括上述映像源單 元、及內含映像源單元之框體。
根據本發明，即便為了抑制亮度降低或光損失而降低光擴散層之霧度，亦可抑制眩光之產生。
10‧‧‧映像源單元
12‧‧‧液晶層
13、14‧‧‧偏光板
15‧‧‧液晶面板
20‧‧‧面光源裝置
21‧‧‧導光板
22‧‧‧基部
23‧‧‧背面稜鏡部
23a‧‧‧單位背面稜鏡
24‧‧‧單位光學要素部
24a‧‧‧單位光學要素
26‧‧‧光源
30、130、230‧‧‧稜鏡片
31‧‧‧本體部
32、132、232‧‧‧單位稜鏡部
32a、132a、232a‧‧‧單位稜鏡
35、135、235‧‧‧光擴散層
36‧‧‧透光性樹脂層
37‧‧‧光擴散粒子
40‧‧‧反射片
41‧‧‧功能性片材
圖1係液晶顯示裝置1之外觀立體圖。
圖2係說明第一形態之映像源單元10之分解立體圖。
圖3係表示映像源單元10之一剖面(沿圖2之III-III之剖面)之分解圖。
圖4係表示映像源單元10之另一剖面(沿圖2之IV-IV之剖面)之分解圖。
圖5係將導光板21之一部分放大之圖。
圖6係將稜鏡片30之一部分放大之圖。
圖7係說明第二形態之圖，且係將稜鏡片130之一部分放大之圖。
圖8係說明單位稜鏡132a之形狀的圖。
圖9係說明第三形態之圖，其係表示映像源單元210之一剖面之分解圖。
圖10係將稜鏡片230之一部分放大之圖。
圖11係說明實施例1中使用之一單位稜鏡之形狀的圖。
圖12係說明實施例1中使用之另一單位稜鏡之形狀的圖。
圖13係表示實施例1之單位稜鏡之間距P與光擴散層之表面粗糙度Ra之關係的曲線圖。
圖14係表示實施例2之單位稜鏡之間距P與光擴散層之表面粗糙 度Ra之關係的曲線圖。
圖15係說明實施例3中使用之一單位稜鏡之形狀的圖。
圖16係說明實施例3中使用之另一單位稜鏡之形狀的圖。
圖17係表示實施例3之單位稜鏡之間距P與光擴散層之表面粗糙度Ra之關係的曲線圖。
以下，根據圖式所示之形態說明本發明。但，本發明並不限定於該等形態。於以下所示之各圖中，為了易於理解，有時誇張記載構件之大小或形狀，又，為了易於觀察，有時省略重複之符號。
圖1係第一形態之液晶顯示裝置1之外觀立體圖，圖2係概念性表示液晶顯示裝置1中包含之映像源單元10之分解立體圖。液晶顯示裝置1包含框體2，且於框體2之內側內設有映像源單元10。框體2形成液晶顯示裝置1之外殼，且將構成液晶顯示裝置1之構件之大部分收納於其內側。又，框體2具有開口，映像源單元10之所謂畫面部分自該開口露出而可看到映像等。除此之外，液晶顯示裝置1包含用以作為液晶顯示裝置而發揮功能之各種公知之構成構件。液晶顯示裝置1包含映像源單元10，且係使自包含於映像源單元10之面光源裝置20射出之白色之光源光穿透液晶面板15而取得映像資訊後，提供給觀察者側。
由圖2可知，映像源單元10包括液晶面板15、面光源裝置20及功能性片材41。此處，圖2中紙面上方成為觀察者側。
液晶面板15包括配置於觀察者側之上偏光板13、配置於面光源裝置20側之下偏光板14、及配置於上偏光板13與下偏光板14之間之液晶層12。上偏光板13、下偏光板14具有如下之功能：將 所射入之光分解為正交之兩種偏光成分(P波及S波)，使其中一者之方向(與穿透軸平行之方向)之偏光成分(例如P波)穿透，且將與該一者之方向正交之另一者之方向(與吸收軸平行之方向)之偏光成分(例如S波)吸收。
液晶層12中，針對每一形成一個像素之區域可進行電場施加。而且，經電場施加之液晶層12之配向會產生變化。穿透配置於面光源裝置20側(即入光側)之下偏光板14後的特定方向之偏光成分(例如P波)在通過經電場施加之液晶層12時，其偏光方向旋轉90°，另一方面，在通過未經電場施加之液晶層12時，維持其偏光方向。因此，可根據有無對液晶層12施加電場而控制穿透下偏光板14後之特定方向之偏光成分(P波)是進一步穿透配置於下偏光板14之出光側之上偏光板13，抑或是由上偏光板13吸收而被遮斷。
如此，液晶面板15係以如下方式構成：可針對每一像素而控制來自面光源裝置20之光之穿透或遮斷，表現出映像。對液晶面板而言，其形式有各種各樣，可不特別限定地使用。
其次，對面光源裝置20進行說明。圖3中圖示有沿圖2中III-III所示之線的映像源單元10之厚度方向(圖2之紙面上下方向)剖面圖，圖4中圖示有沿圖2中IV-IV所示之線的映像源單元10之厚度方向(圖2之紙面上下方向)剖面圖。面光源裝置20係隔著液晶面板15而配置於與觀察者側為相反側、且對液晶面板15射出面狀之光的照明裝置。由圖2~圖4可知，於本形態中面光源裝置20係構成為邊緣照明型之面光源裝置，其包括導光板21、光源26、稜鏡片30及反射片40。
由圖2至圖4可知，導光板21包括基部22、背面稜鏡 部23及單位光學要素部24。導光板21係藉由具有透光性之材料而形成之整體為板狀的構件，於一板面側配置有單位光學要素部24而形成出光面。另一板面側設為背面，且形成有背面稜鏡部23。即，導光板21之正面及背面之各者上具有凹凸形狀。
作為形成基部22、背面稜鏡部23及單位光學要素部24之材料，可使用各種材料。其中，可使用被廣泛地用作組入至顯示裝置中之光學片用之材料的、具有優異之機械特性、光學特性、穩定性及加工性等並且可便宜地取得的材料。其中可舉出例如具有脂環式構造之聚合體樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚合體、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合體、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS，Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂、聚醚碸等熱可塑性樹脂、或環氧丙烯酸酯或丙烯酸胺基甲酸酯系之反應性樹脂(電離輻射硬化型樹脂等)等。
基部22係於成為背面稜鏡部23及單位光學要素部24之基底之部位具有既定之厚度的透明之板狀。
背面稜鏡部23係形成於基部22之背面側(與配置有單位光學要素部24之側為相反側之板面)之凹凸形狀，由圖2至圖4可知，於本形態中排列有三角柱狀之數個單位背面稜鏡23a。單位背面稜鏡23a係以使柱狀之長度方向沿基部22之面延伸之方式而配置，且以使剖面三角形中之2個頂點位於基部22之面上、剩餘之1個頂點自基部突出之方式而設置。而且，單位背面稜鏡23a之形成有該突出之頂點之脊線於圖2之紙面左右方向延伸，數個單位背面稜鏡23a於與該延伸之方向正交之方向上以既定之間距並排地排列。本形態之單位背面稜鏡23a之剖面為三角形，但並不限定於此，亦可為四角形或五角形 等之多角形、半球狀、球之一部分、透鏡形狀等任一形狀。再者，單位背面稜鏡23a之剖面形狀可使用導光板之公知之形態。
單位光學要素部24係形成於基部22中之與背面稜鏡部23相反側(觀察者側之面)的凹凸形狀，且排列有數個為凸部之單位光學要素24a。就單位光學要素24a而言，於將導光板21用於面光源裝置之情形時，其係作為出光面而發揮功能之部位。於本形態中，如圖2、圖4所示，單位光學要素24a係具有剖面五角形並維持該剖面、且其脊線朝一方延伸的柱狀之要素。單位光學要素24a之脊線延伸之方向係相對於單位光學要素24a排列之方向及單位背面稜鏡23a之脊線延伸之方向而正交的方向。即，單位光學要素24a係以於俯視時其脊線與單位背面稜鏡23a之脊線正交之方式而構成。
圖5中圖示有將圖4中之導光板21之一部分放大之圖。單位光學要素24a具有五角形形狀，其於基部22之一面上具有1邊，其他4邊成為自基部22突出之凸部。
但，本形態之剖面並不限定於必須為五角形，亦可為以三角形、四角形為首之多角形、半球狀、球之一部分、透鏡形狀等任一形狀。又，單位光學要素部24並非必須設置，亦可將基部22之平滑面設為出光面。
再者，本案說明書中之形狀(例如五角形)並非僅指嚴格意義上之形狀(例如嚴格的五角形形狀)，亦包括包含製造技術之限制或成形時之誤差等的形狀(例如大致五角形形狀)。又，同樣地，本案說明書中使用之指定其他形狀或幾何學條件之用語，例如「平行」、「正交」、「橢圓」、「圓」等之用語亦並不限制於嚴格意義，可解釋為其包括可期待相同之光學功能之程度的誤差在內。
舉例而言，具備如上之構成之導光板21的尺寸能以如下方式設定。首先，作為單位光學要素24a之具體例，可將導光板21之沿板面之寬度Wa(參照圖5)設為20μm以上且500μm以下，且可將沿對於導光板21之板面之法線方向nd的單位光學要素24a之高度Ha(參照圖5)設為4μm以上且250μm以下。又，可將單位光學要素24a之頂角θ5(參照圖5)設為90°以上且150°以下。另一方面，可將基部22之厚度設為0.20mm以上且6mm以下。
具備如上之構成之導光板21可藉由擠出成形、或藉由於基部22上賦形單位背面稜鏡23a及/或單位光學要素24a而製造。再者，於利用擠出成形所製造之導光板21上，可將背面稜鏡部23及單位光學要素部24中之至少一者相對於基部22而一體地形成。又，於藉由賦形而製造導光板21之情形時，背面稜鏡部23、單位光學要素部24可為與基部22相同之樹脂材料，亦可為不同之材料。
返回至圖2至圖4，對光源26進行說明。光源26係發光源，其配置於導光板21之基部22之2組側面中之、成為單位光學要素24a之脊線延伸之方向之兩端的一組側面中之一個側面。光源之種類並未特別限定，但，能以線狀之冷陰極管等螢光燈、點狀之發光二極體(LED，light emitting diode)、或白熾燈泡等各種樣態而構成。於本形態中，光源26具備數個LED而成，且藉由未圖示之控制裝置而控制LED之輸出、即LED之點亮、熄滅及/或LED點亮時之明亮度。數個LED可全部統一地受到控制，亦可個別地受到控制。於本形態中係以將光源26配置於成為單位光學要素24a之脊線延伸之方向之兩端的一組側面中之一個側面為例，但亦可將光源配置於該一組之兩個側面。
其次，對稜鏡片30進行說明。由圖2至圖4可知，本形態之稜鏡片30包括：本體部31，其形成為片材狀；單位稜鏡部32，其設置於本體部31之面中之與導光板21對向之面、即入光側面；及光擴散層35，其設置於本體部31之面中之與單位稜鏡部32相反側之面、即出光側面。
如下所述，該稜鏡片30具有使自入光側所射入之光改變行進方向而自出光側射出，使正面方向(法線方向)之亮度集中提高的功能(聚光功能)。該聚光功能主要藉由稜鏡片30中之單位稜鏡部32而發揮。又，稜鏡片30具有防止與液晶面板15之間之干涉條紋之產生、及掩蓋缺陷等不良的功能。該功能主要藉由光擴散層35而發揮。
如圖2至圖4所示，本體部31係具有支持單位稜鏡部32及光擴散層35之功能的透光性之平板狀片材構件。
如圖2至圖4清晰地圖示般，單位稜鏡部32係以如下方式排列：使數個單位稜鏡32a自本體部31之入光側面突出之方式沿入光側面並排。更具體而言，單位稜鏡32a係以於與該並排之方向正交之方向上、維持圖3所示之既定之剖面形狀而使脊線延伸的方式形成的柱狀之構件。該脊線延伸之方向係與單位稜鏡32a並排之方向正交，除此之外，亦係相對於上述導光板21之單位光學要素24a之脊線延伸之方向以80°以上且100°以下之範圍偏離的方向。更佳為85°以上且95°以下。因此，單位稜鏡32a之脊線延伸之方向與單位光學要素24a之脊線延伸之方向於自正面觀察顯示裝置時亦有正交之情形。
又，單位稜鏡32a之脊線延伸之方向較佳為於自正面觀察時與液晶面板15之下偏光板14之穿透軸交叉。更佳為，就稜鏡片30之單位稜鏡32a之長度方向而言，相對於液晶面板15之下偏光板 14之穿透軸，於與顯示裝置之顯示面平行之面(與稜鏡片30之本體部31之片材面平行之面)上以大於45°且小於135°之角度而交叉。再者，此處所謂之角度係指藉由單位稜鏡32a之長度方向與下偏光板14之穿透軸所成之角度中之較小之角度，即180°以下之角度。尤其於本形態中，較佳為稜鏡片30之單位稜鏡32a之長度方向相對於液晶面板15之下偏光板14之穿透軸正交，且較佳為稜鏡片30之單位稜鏡32a並排之方向成為與液晶面板15之下偏光板14之穿透軸平行。
其次，對單位稜鏡32a之排列方向之剖面形狀進行說明。圖6係將圖3中之稜鏡片30之一部分放大之圖。圖6中nd表示本體部31之片材面之法線方向。
由圖6可知，於本形態中，單位稜鏡32a具有自本體部31向導光板21側突出之等腰三角形之剖面。即，與本體部31之片材面平行之方向上的單位稜鏡32a之寬度係隨著沿本體部31之法線方向nd遠離本體部31而變小。
又，於本形態中，單位稜鏡32a之外輪廓係以與本體部31之法線方向nd平行之軸為對稱軸而成線對稱，且剖面為等腰三角形。藉此，稜鏡片30之出光面之亮度於與單位稜鏡32a之排列方向平行之面上，具有以正面方向為中心而對稱的亮度之角度分佈。
此處，單位稜鏡32a之尺寸並未特別限定，但單位稜鏡32a之為凸狀之前端之頂角θ6(參照圖6)較佳為80°以下。藉此，於與導光板21之出光面對向地配置之此種單位稜鏡32a之配置形態中，可獲得更適當之聚光特性。更佳之頂角θ6為60°以上且80°以下。又，底邊寬度W較佳為與間距P相同。而且，相鄰之單位稜鏡32a間之間距P設為10μm以上。關於與間距P相關之其他規定，將於以後說明。
於本形態中，如上所述對剖面形狀為三角形之單位稜鏡進行了說明，但並不限定於此，亦可為該三角形之頂部成為較短之上底的梯形。又，斜面之一者及/或另一者之形狀亦可為摺線狀或曲線。因此，剖面之形狀亦可成為四角形或五角形等多角形。
其次，對光擴散層35進行說明。光擴散層35係使透光性樹脂層36中含有與該透光性樹脂層36之折射率不同之多數個光擴散粒子37而成的層，且光擴散粒子37之一部分自透光性樹脂層36之表面突出。藉此，光擴散層35之表面形成為微小之凹凸面。
作為用於透光性樹脂層36之樹脂，只要係可使光擴散粒子37分散、並且可保持該光擴散粒子37之透光性的樹脂，則可不特別限制地使用。作為此種樹脂，可舉出聚醯胺系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂等之熱可塑性樹脂、或熱硬化性樹脂、活性能量線硬化型樹脂(電離輻射硬化樹脂)等。
另一方面，作為光擴散粒子37，可使用丙烯酸-苯乙烯共聚合體、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、苯代三聚氰胺及三聚氰胺等之交聯有機微粒子、矽酮等之樹脂微粒子、以及氧化矽、氧化鋁及玻璃等之無機系微粒子等。
再者，所使用之光擴散粒子並非必須為1種，亦可將2種以上混合而使用。又，光擴散粒子37之形狀可為球形亦可為不定形狀。進而，粒度分佈可為單分散、多分散中之任一者，只要適當選擇較佳之條件即可。
此處，光擴散層35之表面粗糙度以Ra(μm)(JIS B 0601(2001)算術平均粗糙度)計為0.038(μm)以上，並且滿足下式(1)：Ra≦-0.0296‧P+1.9441 (1)
此處，P係上述單位稜鏡部32之相鄰之單位稜鏡32a之間距P(μm)。即，將Ra設為0.038μm以上、並且滿足式(1)之範圍。而且，於單位稜鏡32a之間距P為10μm以上之範圍時，滿足上述式(1)。若光擴散層35之Ra小於0.038μm，則不作為光擴散層發揮功能，無法發揮隱蔽性。又，若單位稜鏡32a之間距P小於10μm，則因製作模具之工具、及成形時之加工精度的限制，故而，實質上無法獲得可量產之製品。
藉此，可一方面具有隱蔽性，一方面防止眩光，且此時亦可抑制亮度之降低(較低之霧度值)。因此，可製成除光擴散層所期待之習知之效果外、光之利用效率亦良好的稜鏡片。關於式(1)之導出，將於以後說明。
此處，就稜鏡片30之霧度(全霧度)而言，光擴散層35之霧度具有支配性。藉由滿足上述式(1)，即便稜鏡片30之霧度為45%以下，亦可發揮上述效果。
如上所述用以形成光擴散層之具體之手段並未特別限定，可使用公知之方法。其中，可舉出例如變更光擴散粒子與透光性樹脂之比率之方法、及調整光擴散層之光擴散粒子之粒子徑之方法等。
於本形態中說明了作為光擴散層而使用光擴散粒子之例，但並不限於此，亦可藉由具有微小凹凸面(所謂無光澤面)之層而形成光擴散層。此種光擴散層不具備光擴散粒子，於表面形成有微小之凹凸，其製作可使用自具有微小之凹凸之模具轉印等公知之方法。
具備如上之構成之稜鏡片30例如係先將光擴散層35設置於成為本體部31之基材上，其次形成單位稜鏡部32而製造。光擴散層35可藉由將分散有光擴散粒子35之硬化前之透光性樹脂塗佈於 成為本體部31之基材之一面，且使其硬化而形成。其次，若於成為本體部31之基材之另一面賦形單位稜鏡部32，則成為稜鏡片30。作為形成本體部31及單位稜鏡部32之材料，可使用各種材料。但，可較佳地使用被廣泛地用作組入至顯示裝置之光學片用之材料的、具有優異之機械特性、光學特性、穩定性及加工性等並且可便宜地取得之材料，例如以丙烯酸、苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、丙烯腈等中之一者以上為主成分之透明樹脂、或環氧丙烯酸酯或丙烯酸胺基甲酸酯系之反應性樹脂(電離輻射硬化型樹脂等)。
此處說明之稜鏡片30係以將光擴散層35直接積層於本體部31上之情形為例作了說明，但並不限於此，光擴散層35亦可配置於本體部31中之與配置有單位稜鏡部32之側為相反側。因此，本體部31與光擴散層35之間以形成有空氣層之方式被隔離，或亦可隔著其他功能層。
於本體部31與單位稜鏡部32之間，亦可同樣地以形成有空氣層之方式被隔離，或隔著其他功能層。
返回至圖2至圖4，對面光源裝置20之反射片40進行說明。反射片40係用以使自導光板21之背面射出之光反射，且再次使光射入至導光板21內的構件。構成反射片40之材料並未特別限定，可舉出白色薄膜(東麗股份有限公司，Lumirror(註冊商標)E6SR)、多層膜反射薄膜(3M日本股份有限公司，ESR)及銀蒸鍍薄膜(京都中井商務股份有限公司，Kiraraflex(註冊商標))等具有光反射性之薄膜。更佳為，可使用含有金屬等具有較高反射率之材料的片材、包含含有具有較高反射率之材料之薄膜(例如金屬薄膜)作為表面層的片材等所謂可進行鏡面反射者。藉此，可使光之利用性提高，且可使能量利用效率提高。
其次，返回至圖2對功能性片材41進行說明。功能性片材41係被用於通常之液晶顯示裝置之具有各種功能的片材。其中，可舉出例如修正色調之片材、具有防眩功能之片材、抗反射之片材、硬塗片材等。
將如上之各構成以下述方式配置而形成映像源單元10。即，由圖2至圖4可知，於導光板21之基部22之2組側面中，於成為單位光學要素24a之脊線延伸之方向之兩端的一組側面中的一個側面配置光源26。於本形態中，將數個光源26並排於單位光學要素24a所排列之方向上。又，於導光板21之背面稜鏡部23側配置有反射片40。另一方面，於導光板21之單位光學要素部24側配置有稜鏡片30。稜鏡片30之朝向係設為於自正面觀察時使其單位稜鏡32a之脊線相對於導光板21之單位光學要素24a之脊線正交。此時配置成，使單位稜鏡32a之入光面33成為光源26側，且其相反側成為反射面34。而且，於隔著稜鏡片30而於與導光板21相反側配置液晶面板15，進而於液晶面板15之觀察者側配置功能性片材41。
將此種映像源單元10與其他必要之機器一併如圖1所示裝進框體2中而製成液晶顯示裝置1。
其次，一面表示光路例一面對具備如上之構成之液晶顯示裝置1之作用進行說明。但該光路例係概念性表示者，並非嚴格地表示反射或折射之程度等。
首先，如圖3所示，由光源26發出之光經由導光板21之側面之入光面而射入至導光板21內。於圖3中，圖示有自光源26射入至導光板21之光L31、L32之光路例作為一例。
如圖3所示，射入至導光板21之光L31、L32於導光板 21之單位光學要素部24之面及其相反側之背面稜鏡部23之面上，藉由與空氣之折射率差而全反射。又，雖省略圖示，但自背面出光之光藉由反射片40而返回至導光板21。反覆進行此種反射，光朝單位光學要素24a之脊線延伸之方向(導光方向)行進。
但，於導光板21之基部22中之背面側形成有背面稜鏡部23。因此，如圖3所示，亦有如下情形，即，於導光板21內行進之光L31、L32藉由背面稜鏡部23而依序改變方向，以未滿全反射臨界角之射入角度射入至單位光學要素部24。於該情形時，該光可自導光板21之單位光學要素部24之面射出。自單位光學要素部24射出之光L31、L32係朝配置於導光板21之出光側之稜鏡片30。藉此，於導光板21內行進之光逐漸地自出光面射出，可使導光板21之沿自單位光學要素部24射出之光的導光方向之光量分佈均勻化。
此處，圖示之導光板21之單位光學要素部24係藉由數個單位光學要素24a而構成，各單位光學要素24a之剖面形狀成為三角形、對三角形之頂角進行倒角處理而成之形狀、五角形、或另外之多角形。於任一形狀時，單位光學要素24a均係具有相對於導光板21之導光方向之傾斜面而構成。因此，如圖5所示，自導光板21經由單位光學要素24a射出之光L51於自導光板21射出時會產生折射。該折射係於單位光學要素24a之排列方向上靠近片材面法線nd(與法線nd所成之角變小)的折射。藉由此種作用，單位光學要素部24對於沿與導光方向正交之方向的光之成分，可將穿透光之行進方向彙聚至正面方向側。即，單位光學要素部24對沿與導光方向正交之方向之光之成分起到聚光作用。
以如上之方式，自導光板21射出之光之射出角度於與 導光板21之單位光學要素24a之排列方向平行之面上，彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。
自導光板21射出之光之後射入至稜鏡片30。稜鏡片30之單位稜鏡32a與導光板21之單位光學要素24a同樣地，藉由於單位稜鏡32a之入光面之折射及全反射而對穿透光起到聚光作用。但，行進方向藉由稜鏡片30而改變之光係稜鏡片30中之與單位稜鏡32a之排列方向正交之面內之成分，其與由導光板21聚光後之成分不同。即，如圖6中L61所示，射入至單位稜鏡32a之光根據單位稜鏡32a與空氣之折射率差而於其界面上全反射。此時，單位稜鏡32a之斜邊相對於片材面法線nd而傾斜θ6/2，故而界面之反射光成為較射入光更靠近法線nd之角度。
亦即，導光板21於與導光板21之單位光學要素24a之排列方向平行之面上，將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。另一方面，稜鏡片30於與單位稜鏡32a之排列方向平行之面上，將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。因此，藉由稜鏡片30之光學作用，可不損及因導光板21而上升之正面方向亮度，而是進一步提高正面方向亮度。
藉由單位稜鏡32a而全反射之光L61穿透本體部31，經光擴散層35擴散，自稜鏡片30射出。此時由於抑制亮度之降低，故而如上所述，具有較高之正面亮度，可使由單位稜鏡32a改變方向後之光之明亮度效率良好地射出。又，由於像清晰度得以較低地抑制，故而亦可充分確保隱蔽性。又，藉由稜鏡片30亦可抑制眩光。
自稜鏡片30射出之光射入至液晶面板15之下偏光板14。下偏光板14使射入光中之一偏光成分穿透，且吸收其他之偏光成 分。穿透下偏光板14之光根據液晶層12中之對每一像素之電場施加之狀態，選擇性地穿透上偏光板13。如此般，藉由液晶面板15使來自面光源裝置20之光針對每一像素選擇性地穿透，藉此，液晶顯示裝置之觀察者可觀察映像。
其次，對第二形態進行說明。圖7、圖8中圖示有用以說明之圖。該第二形態係代替上述稜鏡片30而使用有稜鏡片130之例，更詳細而言，其係如下之例：具備代替單位稜鏡32a而使用有單位稜鏡132a之單位稜鏡部132，據此，代替光擴散層35而使用有光擴散層135。因此，此處，對稜鏡片130進行說明。再者，對於與上述第一形態相同之構成，使符號亦相同而省略說明。圖7係與圖6相同視點之圖，nd表示本體部31之片材面之法線方向。圖8中進而將圖7中之一單位稜鏡132a放大表示。
由圖7、圖8可知，單位稜鏡132a具有自本體部31向導光板21側突出之既定之剖面。即，與本體部31之片材面平行之方向上的單位稜鏡132a之寬度係隨著沿本體部31之法線方向nd遠離本體部31而變小之尖細形狀。
更具體而言，單位稜鏡132a之外輪廓中，隔著尖細之頂點即前端而將一面設為入光面133，於本形態中，於圖7、圖8所示之剖面中設為傾斜固定之直線。即，於本形態中，入光面133藉由1個面而形成。於設為面光源裝置時入光面133係朝光源26側之面，射入至稜鏡片130之光之大多數係自入光面133射入。
相對於此，隔著尖細之頂點即前端而將與入光面133為相反側之另一面設為反射面134，於圖7、圖8所示之剖面中設為包含傾斜不同之3條邊之摺線。即，反射面134連續地形成有相對於法線 nd之傾斜角度不同之面134a、134b、134c該等3個平面。於設為面光源裝置時反射面134係朝與光源26相反側之面，且係使自入光面133射入之光全反射而將方向改變為出光面側之面。
此處，單位稜鏡132a之尺寸並未特別限定，但單位稜鏡132a之剖面之前端之頂角θ7(參照圖7)較佳為80°以下。藉此，於與導光板21之出光面對向地配置之此種單位稜鏡32a之配置形態中，可獲得更適當之聚光特性。更佳之頂角θ7為60°以上且78°以下。又，底邊寬度W較佳為與間距P相同。而且，相鄰之單位稜鏡32a間之間距P設為10μm以上。關於與間距P相關之其他規定，將於以後說明。
進而，反射面134之尺寸並未特別限定，但較佳為以如下方式構成。即，如圖8所示，反射面134之單位稜鏡前端側之折角θ81較佳為165°以上且179°以下，基端側之折角θ82亦較佳為165°以上且179°以下。又，單位稜鏡132a之間距方向之單位稜鏡頂點間距離如由圖8所示之VIIIa~VIIId所示般規定，於將間距P設為1.000之比例(基準之比例)時，較佳為VIIIa~VIIId之各部位為以下之比例範圍內。
0.525≦VIIIa≦0.545
0.100≦VIIIb≦0.120
0.130≦VIIIc≦0.150
0.205≦VIIId≦0.225
另一方面，光擴散層135係使透光性樹脂層36中含有與該透光性樹脂層36之折射率不同之多數個光擴散粒子37而成的層，光擴散粒子37之一部分自透光性樹脂層36之表面突出。藉此，光擴散層35之表面形成為微小之凹凸面。因此，於該方面與上述光擴散層35相同，此處使用之材料等亦同樣可使用。
但本形態之光擴散層135之表面粗糙度以Ra(μm)(JIS B 0601(2001)算術平均粗糙度)計為0.038(μm)以上，並且滿足下式(2)。
Ra≦-0.0263‧P+2.0537 (2)
此處，P係上述單位稜鏡部132之相鄰之單位稜鏡132a之間距P(μm)。即，將Ra設為0.038μm以上、並且滿足式(2)之範圍。而且，於單位稜鏡132a之間距P為10μm以上之範圍時，滿足上述式(2)。若光擴散層135之Ra小於0.038μm，則不作為光擴散層發揮功能，無法發揮隱蔽性。又，若單位稜鏡132a之間距P小於10μm，則因製作模具之工具、及成形時之加工精度之限制，故而，實質上無法獲得可量產之製品。
藉此，可製成一方面具有隱蔽性，一方面防止眩光，且光之利用效率良好的稜鏡片。關於式(2)之導出，將於以後說明。
包括如上之各構成之稜鏡片130之映像源單元亦係仿照上述映像源單元10之例而構成。即，由圖2至圖4可知，於導光板21之基部22之2組側面中，於成為單位光學要素24a之脊線延伸之方向之兩端的一組側面中之一個側面配置光源26。於本形態中，將數個光源26並排於單位光學要素24a所排列之方向上。又，於導光板21之背面稜鏡部23側配置有反射片40。另一方面，於導光板21之單位光學要素部24側配置稜鏡片130。稜鏡片130之朝向設為，於自正面觀察時使其單位稜鏡132a之脊線相對於導光板21之單位光學要素24a之脊線正交。此時配置成使單位稜鏡132a之入光面133成為光源26側，且其相反側成為反射面134。而且，於隔著稜鏡片130而與導光板21相反側配置液晶面板15，進而於液晶面板15之觀察者側配置功能性片材41。
包含稜鏡片130之此種液晶顯示裝置發揮如下之作用。一面表示光路例一面進行說明。但該光路例係概念性表示者，並非嚴格地表示反射或折射之程度等。
光之自光源26出光直至自導光板21出光的光路係與上述光L31、L32(參照圖3)之光路例相同。
自導光板21射出之光之後射入至稜鏡片130。稜鏡片130之單位稜鏡132a與導光板21之單位光學要素24a同樣地，藉由於單位稜鏡32a之入光面之折射及全反射而對穿透光起到聚光作用。但，行進方向藉由稜鏡片130而改變之光係稜鏡片130中之與單位稜鏡132a之排列方向正交之面內之成分，且其與由導光板21聚光後之成分不同。即，如圖7中光L71、L72、L73所示，射入至單位稜鏡132a之光根據單位稜鏡132a與空氣之折射率差而於其界面全反射。此時，根據反射面134之面134a、面134b、面134c之傾斜，反射光成為較射入光更靠近法線nd之角度。
進而，反射面134係由傾斜角度不同之3個面134a、134b、134c所形成，故而例如即便對於平行地射入之光L71、L72、L73，出光之角度亦會根據由反射面134之哪一面134a、134b、134c反射而不同。光L71可由面134a及面134c反射，光L72可由面134b反射，光L73可由面134c反射，且能以較射入光更擴散之樣態而射出反射光。藉此，可緩和以單位稜鏡132之間距P為週期的反射光之明暗。尤其在將光源僅配置於一側之情形時，自反射面射出反射光，但幾乎不存在自入光面射出之光，故而產生明暗之可能性變高。相對於此，藉由如本形態般構成反射面，與上述式(2)之關係相互作用而可進一步提高效果。
如此前說明般，導光板21於與導光板21之單位光學要素24a之排列方向平行之面上，將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。另一方面，稜鏡片130於與單位稜鏡132a之排列方向平行之面上，將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。因此，藉由稜鏡片130之光學作用，可不損及因導光板21而上升之正面方向亮度，而是進一步提高正面方向亮度。又，此時，藉由稜鏡片130之反射面134之作用，將適度地擴散後之光反射。
藉由單位稜鏡132a而全反射之光L71、L72、L73穿透本體部31，經光擴散層135擴散，自稜鏡片30射出。此時可使由單位稜鏡132a改變方向後之光之明亮度效率良好地射出。又，由於像清晰度得以較低地抑制，故而亦可充分確保隱蔽性。又，藉由稜鏡片130亦可抑制眩光。
自稜鏡片130射出之光射入至液晶面板15之下偏光板14。下偏光板14使射入光中之一偏光成分穿透，且吸收其他之偏光成分。穿透下偏光板14之光根據對液晶層12之每一像素的電場施加之狀態，選擇性地穿透上偏光板13。如此般，藉由液晶面板15使來自面光源裝置之光針對每一像素選擇性地穿透，因此液晶顯示裝置之觀察者可觀察映像。
其次，對第三形態進行說明。第三形態中，映像源單元210之稜鏡片230具備對2燈式之光源發揮較高之效果的構成。以下將詳細地進行說明。圖9、圖10中圖示有用以說明之圖，其中，圖9係與圖3相同視點之圖，且係映像源單元210之分解剖面圖，圖10係與圖6相同視點之圖。
映像源單元210包括液晶面板15、面光源裝置220及功能性片材41。此處，圖1中紙面上方成為觀察者側。液晶面板15及功能性片材41與映像源單元10相同，故而標註相同符號，省略說明。
面光源裝置220係隔著液晶面板15而配置於與觀察者側為相反側、且對液晶面板15射出面狀之光的照明裝置。由圖9可知，於本形態中面光源裝置220係作為邊緣照明型之面光源裝置而構成，其包括導光板221、第一燈側光源26、第二燈側光源226、稜鏡片230、及反射片40。
由圖9可知，導光板221包括基部22、背面稜鏡部223及單位光學要素部24。基部22及單位光學要素24與上述之導光板21相同，故而標註相同符號，省略說明。
背面稜鏡部223係形成於基部22之背面側(與配置有單位光學要素部24之側為相反側之板面)的凹凸形狀，由圖9可知，排列有四角柱狀(梯形剖面之柱)之數個單位背面稜鏡223a。單位背面稜鏡223a係凸部之脊線相對於圖9之紙面而垂直地延伸的柱狀，數個單位背面稜鏡223a在與該延伸之方向正交之方向上以既定之間距並排地排列。本形態之單位背面稜鏡223a之剖面為四角形(梯形)，但並不限定於此，亦可為三角形或其他之多角形、半球狀、球之一部分、透鏡形狀等任一形狀。
其次，對光源26、226進行說明。於本形態中由圖9可知，具備第一燈側光源26及第二燈側光源226。第一燈側光源26係配置於導光板21之基部22之2組側面中的、成為單位光學要素24a之脊線延伸之方向即長度方向兩端的一組側面中之一側面的光源。第二燈側光源226係配置於導光板21之基部22之2組側面中之、成為單 位光學要素24a之脊線延伸之方向即長度方向兩端的一組側面中之另一側面的光源。而且，第二燈光源226朝第一燈光源26側射出光。第一燈側光源26及第二燈側光源226之光源之種類均未特別限定，能以線狀之冷陰極管等之螢光燈、點狀之LED(發光二極體)形態、或白熾燈泡等之各種樣態而構成。
其次，對稜鏡片230進行說明。由圖9可知，稜鏡片230包括；本體部31，其形成為片材狀；單位稜鏡部232，其設置於本體部31之面中之與導光板221對向之面、即入光側面；及光擴散層235，其設置於本體部31之面中之與單位稜鏡部232相反側之面、即出光側面。
與上述同樣地，該稜鏡片230具有如下功能(聚光功能)：使自入光側所射入之光改變行進方向而自出光側射出，使正面方向(法線方向)之亮度集中提高。該聚光功能主要藉由稜鏡片230中之單位稜鏡部232而發揮。又，稜鏡片230具有防止與液晶面板15之間之干涉條紋之產生、及掩蓋缺陷等不良的功能。該功能主要藉由光擴散層235而發揮。
如圖9所示，本體部31係具有支持單位稜鏡部232及光擴散層233之功能且具有透光性的平板狀之片材狀構件。
由圖9及此前的其他形態之說明可知，單位稜鏡部232之數個單位稜鏡232a係以沿本體部31之入光側面並排的方式排列。更具體而言，單位稜鏡232a係以於與該並排方向正交之方向上維持圖9所示之既定之剖面形狀而形成為使脊線延伸的柱狀之構件。該脊線延伸之方向係與單位稜鏡232a並排之方向正交，除此之外，亦係相對於上述導光板221之單位光學要素24a之脊線延伸之方向以80°以上且 100°以下之範圍偏離的方向。更佳為85°以上且95°以下。因此，於自正面觀察顯示裝置時，單位稜鏡232a之脊線延伸之方向與單位光學要素24a之脊線延伸之方向亦有正交之情形。
又，單位稜鏡232a之脊線延伸之方向較佳為於自正面觀察時與液晶面板15之下偏光板14之穿透軸交。更佳為，稜鏡片230之單位稜鏡232a之長度方向相對於液晶面板15之下偏光板14之穿透軸，於與顯示裝置之顯示面平行之面(與稜鏡片230之本體部31之片材面平行之面)上以大於45°且小於135°之角度交叉。再者，此處所謂之角度係指藉由單位稜鏡232a之長度方向與下偏光板14之穿透軸所成之角度中的較小之角度，即，180°以下之角度。尤其於本形態中，較佳為稜鏡片230之單位稜鏡232a之長度方向相對於液晶面板15之下偏光板14之穿透軸正交，且較佳為稜鏡片230之單位稜鏡232a並排之方向與液晶面板15之下偏光板14之穿透軸平行。
其次，對單位稜鏡232a之排列方向之剖面形狀進行說明。圖10係將圖9中之稜鏡片230之一部分放大之圖。圖10中nd表示本體部31之片材面之法線方向。
由圖10可知，於本形態中，單位稜鏡232a具有向本體部31之導光板221側突出之等腰三角形的剖面。即，與本體部31之片材面平行之方向之單位稜鏡232a之寬度係隨著沿本體部231之法線方向nd遠離本體部231而變小。
又，於本形態中，單位稜鏡232a之外輪廓係以與本體部231之法線方向nd平行之軸為對稱軸而成線對稱。其中，於本形態中，尤其是剖面為等腰三角形。藉此，稜鏡片230之出光面之亮度於與單位稜鏡232a之排列方向平行之面上，具有以正面方向為中心而對 稱的亮度之角度分佈。
此處，單位稜鏡232a之尺寸並未特別限定，但單位稜鏡232a之為凸狀之前端之頂角θ10(參照圖10)較佳為80°以下。藉此，於與導光板221之出光面對向地配置之此種單位稜鏡232a之配置形態中，可獲得更適當之聚光特性。更佳之頂角θ10為60°以上且80°以下。又，底邊寬度W較佳為與間距P相同。而且，相鄰之單位稜鏡232a間之間距P設為10μm以上。關於與間距P相關之其他規定，將於以後說明。
於本形態中，如上所述對剖面形狀為三角形之單位稜鏡進行了說明，但並不限定於此，亦可為該三角形之頂點部成為較短之上底的梯形。又，斜面亦可為摺線狀或曲線。因此，剖面之形狀亦可成為四角形或五角形等之多角形。
光擴散層235係使透光性樹脂層36中含有與該透光性樹脂層36之折射率不同之多數個光擴散粒子37而成的層，光擴散粒子37之一部分自透光性樹脂層36之表面突出。藉此，光擴散層235之表面形成為凹凸面。關於構成光擴散層235之材料或其形成方法，與上述光擴散層35相同。
而且，光擴散層235之表面粗糙度係以Ra(μm)(JIS B 0601(2001)算術平均粗糙度)計為0.038μm以上，並且滿足下式(3)。
Ra≦-0.0208‧P+2.0223 (3)
此處，P係上述單位稜鏡部232之相鄰之單位稜鏡232a之間距P(μm)。即，於本形態中將Ra設為0.038μm以上、並且滿足式(3)之範圍。而且，於單位稜鏡32a之間距P為10μm以上之範圍時，滿足上述式(3)。若光擴散層235之Ra小於0.038μm，則不作為光擴 散層發揮功能，無法發揮隱蔽性。又，若單位稜鏡232a之間距P小於10μm，則因製作模具之工具及成形時之加工精度之限制，故而，實質上無法獲得可量產之製品。
藉此，就具有第一燈側光源及第二燈側光源之所謂2燈式之面光源裝置而言，可一方面具有隱蔽性，一方面防止眩光，且此時亦可抑制亮度之降低(為較低之霧度值)。因此，可製成除光擴散層所期待之習知之效果外、光之利用效率亦良好的稜鏡片。
此處，就稜鏡片230之霧度(全霧度)而言，光擴散層233之霧度具有支配性。藉由滿足上述式(3)，即便稜鏡片230之霧度為50%以下，亦可發揮上述效果。
其次，一面表示光路例一面對包括本形態之映像源單元210之液晶顯示裝置之作用進行說明。但該光路例係概念性表示者，其並非嚴格地表示反射或折射之程度等。
首先，如圖9所示，由第一燈側光源26發出之光經由導光板221之側面之入光面而射入至導光板21內。於圖9中，圖示有自第一燈側光源26射入至導光板221之光L91、L92之光路例作為一例。射入至導光板221之光L91、L92係於導光板221之單位光學要素部24之面及其相反側之背面稜鏡部223之面上，藉由與空氣之折射率差而全反射。又，雖省略圖示，但自背面出光之光藉由反射片40反射而返回至導光板221內。反覆進行此種反射，使光朝單位光學要素24a之脊線延伸之方向(導光方向)之第二燈側光源226之側行進。
另一方面，如圖9所示，由第二燈側光源226發出之光經由與第一燈光源26相反側之導光板221之側面之入光面而射入至導光板221內。於圖9中，圖示有自第二燈側光源226射入至導光板221 之光L93、L94之光路例作為一例。射入至導光板221之光L93、L94係於導光板221之單位光學要素部24之面及其相反側之背面稜鏡部223之面上，藉由與空氣之折射率差而全反射。又，雖省略圖示，但自背面出光之光藉由反射片40反射而返回至導光板221內。反覆進行此種反射，光朝單位光學要素24a之脊線延伸之方向(導光方向)之第一燈側光源26之側行進。
但，於導光板221之基部22中之背面側形成有背面稜鏡部223。因此，如圖9所示，亦有如下情形，即，於導光板221內行進之光L91、L92、L93、L94藉由背面稜鏡部223而依序改變方向，以未滿全反射臨界角之射入角度射入至單位光學要素部24。於該情形時，該光可自導光板221之單位光學要素部24之面射出。自單位光學要素部24射出之光L91、L92、L93、L94係朝配置於導光板21之出光側之稜鏡片230。藉此，於導光板221內行進之光逐漸地自出光面射出，可使導光板221之沿自單位光學要素部24射出之光的導光方向之光量分佈均勻化。
此處，圖示之導光板221之單位光學要素部24與上述同樣地發揮作用，故而單位光學要素部24對沿與導光方向正交之方向之光之成分起到聚光作用。而且，於與導光板221之單位光學要素24a之排列方向平行之面上，自導光板221射出之光之射出角度彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。
自導光板221射出之光之後射入至稜鏡片230。稜鏡片230之單位稜鏡232a與導光板221之單位光學要素24a同樣地，藉由於單位稜鏡232a之入光面之折射及全反射而對穿透光起到聚光作用。但，行進方向藉由稜鏡片230而改變之光係稜鏡片230中之與單位稜 鏡232a之排列方向正交之面內之成分，其與由導光板221聚光後之成分不同。即，如圖10中L101所示，射入至單位稜鏡232a之光根據單位稜鏡232a與空氣之折射率差而於其界面上全反射。此時，單位稜鏡232a之斜邊相對於片材面法線nd而傾斜θ10/2，故而界面之反射光成為較射入光更靠近法線nd之角度。
亦即，於與導光板221之單位光學要素24a之排列方向平行之面上，導光板221將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。另一方面，稜鏡片230於與單位稜鏡232a之排列方向平行之面上，將光之行進方向彙聚至以正面方向為中心之狹窄之角度範圍內。因此，藉由稜鏡片230之光學作用，可不損及因導光板221而上升之正面方向亮度，而進一步提高正面方向亮度。
藉由單位稜鏡232a而全反射之光L101穿透本體部31，經光擴散層235擴散，自稜鏡片230射出。此時，由於抑制亮度之降低，故而如上所述，具有較高之正面亮度，可使由單位稜鏡232a改變方向後之光之明亮度效率良好地射出。又，由於像清晰度得以較低地抑制，故而亦可充分確保隱蔽性。又，藉由稜鏡片230亦可抑制眩光。
於稜鏡片230射出之光射入至液晶面板15之下偏光板14。下偏光板14使射入光中之一偏光成分穿透，且吸收其他之偏光成分。穿透下偏光板14之光根據液晶層12中之對每一像素之電場施加之狀態，選擇性地穿透上偏光板13。如此般，藉由液晶面板15使來自面光源裝置220之光針對每一像素選擇性地穿透，藉此，液晶顯示裝置之觀察者可觀察映像。
作為具備以上說明之各形態之映像源單元的液晶顯示裝置，可考慮到各種樣態作為其用途。其中，可舉出例如液晶顯示器、 電視、攜帶型終端、汽車導航、電子黑板、電子廣告板等。
又，如此自可一方面提高光之利用效率一方面抑制眩光之觀點出發，即便用作照明亦可發揮其功能。即，面光源裝置亦可應用於天花板照明或台式照明等之照明器具。
[實施例] [實施例1]
實施例1係關於上述第一形態之例，即，其係與式(1)相關之例。於實施例1中，準備單位稜鏡之形狀、間距及光擴散層之表面粗糙度(Ra)不同的稜鏡片且進行比較。以下表示條件及結果。
<本體部>
本體部係於各試驗體中通用，使用厚度125μm之PET薄膜(東洋紡股份有限公司製A4300)。
<單位稜鏡部>
於本體部之一面上，使用紫外線硬化樹脂(DIC股份有限公司，RC25-750)成形將圖11、圖12所示之具有四角形之剖面形狀之單位稜鏡排列而成的單位稜鏡部。以圖11所示之單位稜鏡形狀而製作試驗體1至試驗體15。於該形態中，準備間距P不同之4種。各種間距P之單位稜鏡係將間距P方向之大小設為圖11之括號中所示之比例、且角度為固定的形狀。間距P設為18μm、34μm、54.5μm、及64μm該等4種。以圖12所示之單位稜鏡形狀而製作試驗體16、17。於該形態中，間距P設為18μm，以圖12之括號中所示之比例而分配間距P方向之 大小，角度為如圖12所示。
<光擴散層>
於形成光擴散層時準備具有以下之組成者。各光擴散層均係藉由塗佈機，將使光擴散粒子分散於成為透光性樹脂層之樹脂(油墨)中而成者，塗佈於本體部中之與單位稜鏡部成為相反側之面，並使其硬化而形成。各光擴散層之構成如下。此處，對於所有之組成，透光性樹脂層之樹脂(透光性樹脂、黏合劑)均為相同，使用季戊四醇三丙烯酸酯(折射率1.51)。
(1)組成1
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
此處，平均粒子徑係藉由雷射繞射式粒度分佈測定法求出之平均粒子徑。以下相同。
塗敷厚度：3μm
(2)組成2
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子A：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
光擴散粒子B：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
光擴散粒子A/光擴散粒子B(質量比)：8.5/1.5
塗敷厚度：3μm
(3)組成3
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：10/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
塗敷厚度：3μm
(4)組成4
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：8/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑3.5μm(折射率1.59)
塗敷厚度：1.5μm
(5)組成5
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：15/100
光擴散粒子：胺基甲酸乙酯樹脂製，平均粒子徑6μm之多分散(折射率1.43)塗敷厚度：3μm
(6)組成6
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：9/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
塗敷厚度：3μm
(7)組成7
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子A：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
光擴散粒子B：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
光擴散粒子A/光擴散粒子B(質量比)：9.0/1.0
塗敷厚度：3μm
(8)組成8
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：4/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
塗敷厚度：3μm
(9)組成9
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
塗敷厚度：1.5μm
(10)組成10
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：20/100
光擴散粒子：胺基甲酸乙酯樹脂製，平均粒子徑6μm之多分散(折射率1.43)塗敷厚度：3μm
如表1般形成各試驗體。再者，試驗體11係未形成光擴散層而僅有本體部及單位稜鏡部之例。繼而，對各試驗體分別評估霧度(全霧度、內部霧度、外部霧度)、亮度比、表面粗糙度、眩光指標(閃爍指標)、眩光之目測、及隱蔽性之目測。將結果一併示於表1中。該等各評估項目為如下。又，表1中表示是否滿足上述式(1)。「○」為滿足之情形，「×」為不滿足之情形。
<霧度之測定>
霧度之測定係按照JIS K 7105，藉由村上色彩技術研究所之HM150而測定，且將其設為全霧度(霧度)。於該霧度之測定之後，僅調製用於透光性樹脂層之光擴散粒子以外之樹脂作為油墨進而對光擴散層進行塗佈，使光擴散粒子全部埋入至透光性樹脂，對其進行上述霧度測定，並將此設為內部霧度。繼而，將霧度與內部霧度之差設為外部霧度。
<亮度比之測定>
亮度比係根據各試驗體之亮度相對於試驗體11之亮度的比例而表 示。亮度係藉由TOPCON公司製之BM-7，自試驗體之正上方50cm之高度以立體角1°而測定。試驗體11由於不具備光擴散層，故而認為其係亮度最高之例。
<表面粗糙度>
表面粗糙度係測定基於JIS B 0601(2001)之算術平均粗糙度Ra。測定係藉由小阪研究所Surfcorder SE1700 α進行。
<眩光指標之計算>
於光源(白色LED)及導光板(上述之導光板21)之出光側配置上述試驗體，進而於其出光側設置上述液晶面板(TN液晶，13.3英吋之FHD)。點亮光源且進行液晶面板之出光面之測定，獲得面內之色溫度之偏差、及面內之色溫度之平均值。更具體而言，對液晶面板之出光面之2.31mm×2.31mm，使用色度測定機(Cybernet System股份有限公司，ProMetric)進行50×50分割(2500像素)，且針對每一像素測定色溫度。繼而，根據所獲得之色溫度之偏差、及色溫度之平均值，藉由下式(10)計算眩光指標。
眩光指標=色溫度之偏差/色溫度之平均值 (10)
此處，發明者等人根據眩光指標為未滿0.110而得出未產生眩光之觀點。
<眩光及隱蔽性之目測評估>
對眩光及隱蔽性，與先前同樣以目測進行評估。就眩光而言，於未產生之情形時設為「◎」，於已產生但為容許範圍之情形時設為 「○」，於以無法容許之程度產生之情形時設為「×」。另一方面，對隱蔽性，將稜鏡片置於光源上，利用穿透觀察而自正面於±45°之範圍內觀察上下左右時，將虹色中閃耀之帶(虹不均)完全看不見之情形設為「◎」，將看見但為容許範圍之情形設為「○」，將以無法容許之程度看見之情形設為「×」。
又，對試驗體1~10及試驗體12~17，將以橫軸作為單位稜鏡之間距P(μm)、以縱軸作為表面粗糙度Ra之曲線圖示於圖13。又，於圖13中亦一併表示有式(1)之右邊與左邊為等號之下式(11)。
Ra=-0.0296．P+1.9441 (11)
再者，於圖13中之各繪點之附近，將試驗體之編號附上「No」而記載。
此處，式(11)係以如下方式獲得。即，根據針對每一間距P的眩光指標小於0.110且最接近0.110之例(於本例中為試驗體8、9、10)、及眩光指標大於0.110且最接近0.110之例(於本例中為試驗體12、13、14)，利用比例計算而計算出針對每一間距P的眩光指標成為0.110時之表面粗糙度Ra(順序1)，根據其結果，藉由以最小平方法進行直線擬合而獲得式(11)(順序2)。更詳細而言為如下。對順序1、2之各者進行說明。
(順序1)
於順序1中，利用比例計算而計算出針對每一間距P的眩光指標成為0.110時之表面粗糙度Ra。即，對於某間距P，將眩光指標低於0.110之試驗體之眩光指標設為G1，將表面粗糙度Ra設為Ra1，且將眩光指標高於0.110之試驗體之眩光指標設為G2，將表面粗糙度Ra設為Ra2時，可由下式(12)求出。
Ra1+{(Ra2-Ra1)/(G2-G1)}×(0.110-G1) (12)
於本例中，有3種間距P，其為18μm、34.0μm、54.5μm，對於各者，根據式(12)之式而計算眩光指標成為0.110時之表面粗糙度Ra。作為一例，考慮間距P為18.0μm之情形。間距P為18.0μm對 應於試驗體8及試驗體12，各者之表面粗糙度Ra為1.403μm(Ra1)、1.573μm(Ra2)，眩光指標為0.1096(G1)、0.1218(G2)。使用該資料，並利用式(12)，則間距P為18μm時之用以使眩光指標成為0.110之表面粗糙度Ra成為如下之式(13)。
1.403+{(1.573-1.403)/(0.1218-0.1096)}×(0.110-0.1096)=1.4085738 (13)
對於其他間距P亦仿照上述方式，根據式(12)求出眩光指標為0.110時之表面粗糙度。將其結果示於表2中。
(順序2)
其次，使用根據順序1求出之表2之3個點，藉由最小平方法計算直線擬合式。若將a設為係數，將b設為y截距，則該直線擬合式成為f(x)=ax+b，a、b可分別藉由以下之式(14)、式(15)而獲得。
此處n=3，x可使用間距P，y可使用表面粗糙度Ra。藉此，式(14)、式(15)具體而言成為式(16)、式(17)，從而可獲得具體之值。
根據上文所述，可獲得式(1)。
由以上可知，藉由滿足式(1)，可一方面確保隱蔽性，一方面抑制眩光，抑制亮度之降低。
[實施例2]
實施例2係關於上述第二形態之例，即，其係與式(2)相關之例。於實施例2中，準備單位稜鏡之形狀、間距及光擴散層之表面粗糙度(Ra)不同之稜鏡片而進行比較。以下表示條件及結果。
<本體部>
本體部係於各試驗體中通用，使用厚度125μm之PET薄膜(東洋紡股份有限公司製A4300)。
<單位稜鏡部>
於本體部之一面上，使用紫外線硬化樹脂(DIC股份有限公司，RC25-750，硬化後折射率1.51)，成形將具有與圖8相仿之剖面形狀之 單位稜鏡排列而成的單位稜鏡部。準備間距P不同之4種。關於單位稜鏡之具體之形態，若使用圖8所示之記號，則為如下。
θ7=75°
θ81=174°
θ82=173°
VIIIa=0.5338
VIIIb=0.1111
VIIIc=0.1388
VIIId=0.2162
間距P設為18μm、34μm、54.5μm、及64μm該等4種。
<光擴散層>
於形成光擴散層時準備具有以下之組成者。各光擴散層均係藉由塗佈機，將使光擴散粒子分散於成為透光性樹脂層之樹脂(油墨)中而成者，塗佈於本體部中之與單位稜鏡部成為相反側之面，並使其硬化而形成。各光擴散層之構成如下。此處，對於所有之組成，透光性樹脂層之樹脂(透光性樹脂，黏合劑)均為相同，使用季戊四醇三丙烯酸酯(折射率1.51)。
(1)組成11
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：20/100
光擴散粒子：胺基甲酸乙酯樹脂製，平均粒子徑6μm之多分散(折射率1.51，根上工業股份有限公司，Artpal(註冊商標)，C-800透明)
塗敷厚度：3μm
(2)組成12
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：10/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-105)
塗敷厚度：3μm
(3)組成13
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：4/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)SSX-105)
塗敷厚度：3μm
(4)組成14
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子A：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-302ABE)
光擴散粒子B：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-105)
光擴散粒子A/光擴散粒子B(質量比)：8.5/1.5
塗敷厚度：3μm
(5)組成15
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：9/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑10μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-110)
塗敷厚度：3μm
(6)組成16
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：9/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑8μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-108)
塗敷厚度：3μm
(7)組成17
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：9/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49，積水化成品工業股份有限公司，Tec Polymer(註冊商標)，SSX-105)
塗敷厚度：3μm
如表3般形成各試驗體。試驗體21~試驗體28係使用基於圖8之上述單位稜鏡。試驗體29係未形成光擴散層而僅有本體部及由基於圖8之上述單位稜鏡所形成之單位稜鏡部之例。
繼而，對各試驗體分別評估霧度(全霧度、內部霧度、外部霧度)、亮度比、表面粗糙度、眩光指標(閃爍指標)、眩光之目測、及隱蔽性之目測。將結果一併示於表3中。該等各評估項目及評估基準與實施例1相同。
又，對於試驗體21~試驗體28，將以橫軸作為單位稜鏡之間距P(μm)、以縱軸作為表面粗糙度Ra(μm)之曲線圖示於圖14中。又，圖14中亦一併表示有式(2)之右邊與左邊為等號之下式(18)。
Ra=-0.0263．P+2.0537 (18)
再者，於圖14中之各繪點之附近，將試驗體之編號附上「No」而記載。又，式(18)係根據試驗體21~試驗體28之結果，使用與實施例1中導出式(11)之方法相同之方法而獲得。
關於試驗體21~試驗體24，眩光目測及隱蔽性中之任一者均優異，此時之眩光指標為0.108以上且0.110以下。另一方面，關於試驗體25~試驗體28，儘管使用相同之單位稜鏡(圖8)，但任一者對於眩光均不滿足必要條件。
根據以上所述可知，藉由滿足式(2)，可一方面確保隱蔽性，一方面抑制眩光，抑制光之利用效率之降低。
[實施例3]
實施例3係關於上述第三形態之例，即，其係與式(3)相關之例。於實施例3中，準備單位稜鏡之形狀、間距及光擴散層之表面粗糙度(Ra)不同之稜鏡片而進行比較。以下表示條件及結果。
<本體部>
本體部係於各試驗體中通用，使用厚度125μm之PET薄膜(東洋紡股份有限公司製A4300)。
<單位稜鏡部>
於本體部之一面上，使用紫外線硬化樹脂(DIC股份有限公司，RC25-750)成形將圖15、圖16所示之具有五角形之剖面形狀之單位稜鏡排列而成的單位稜鏡部。以圖15所示之單位稜鏡形狀而製作試驗體31至試驗體40。於該形態中，準備間距P不同之4種。各種間距P之單位稜鏡係將間距P方向之大小作為圖15之括號中所示之比例、且角度為固定的形狀。間距P設為34μm、50μm、64μm、及75μm該等4種。以圖16所示之單位稜鏡形狀而製作試驗體41、42。於該形態中，間距P設為34μm，以圖16之括號中所示之比例而分配間距P方向之大小，角度為如圖16所示。
<光擴散層>
於形成光擴散層時準備具有以下之組成者。各光擴散層均係藉由塗佈機，將使光擴散粒子分散於成為透光性樹脂層之樹脂(油墨)中而成者，塗佈於本體部中之與單位稜鏡部成為相反側之面，並使其硬化而形成。各光擴散層之構成如下。此處，對於所有之組成，透光性樹脂層之樹脂(透光性樹脂、黏合劑)均為相同，使用季戊四醇三丙烯酸酯(折射率1.51)。
(1)組成21
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：10/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
此處，平均粒子徑係藉由雷射繞射式粒度分佈測定法而求出之平均粒子徑。以下相同。
塗敷厚度：3μm
(2)組成22
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：15/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
塗敷厚度：3μm
(3)組成23
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：8/100
光擴散粒子：丙烯酸系樹脂製，平均粒子徑5μm(折射率1.49)
塗敷厚度：3μm
(4)組成24
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：9/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
塗敷厚度：1.5μm
(5)組成25
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：7/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑2μm(折射率1.59)
塗敷厚度：1.5μm
(6)組成26
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：8/100
光擴散粒子：苯乙烯樹脂製，平均粒子徑3.5μm(折射率1.59)
塗敷厚度：1.5μm
(7)組成27
光擴散粒子/透光性樹脂(質量比)：20/100
光擴散粒子：胺基甲酸乙酯樹脂製，平均粒子徑6μm之多分散(折射率1.43)
塗敷厚度：3μm
如表4般形成各試驗體。再者，試驗體37係未形成光擴散層而僅有本體部及單位稜鏡部之例。對各試驗體，與實施例1同樣地進行評估。但於本例中，進行2燈式(參照圖9)之照明。
又，對於試驗體31~試驗體36、及試驗體38~試驗體42，將以橫軸作為單位稜鏡之間距P(μm)、以縱軸作為表面粗糙度Ra(μm)之曲線圖示於圖17。又，圖17中亦一併表示有式(3)之右邊與左邊為等號之下式(19)。
Ra=-0.0208‧P+2.0223 (19)
再者，於圖17中之各繪點之附近，將試驗體之編號附上「No」而記載。又，式(19)係根據試驗體32、34、36、38、39、40之結果，使用與實施例1中導出式(11)之方法相同之方法而獲得。但關於試驗體36與試驗體40，由於間距P不同，因此進而亦利用比例計算而計算出眩光指標成為0.110時之間距P，且將所計算出之間距用於以最小平方法進行之擬合式計算時。即，對某表面粗糙度Ra，將眩光指標低於0.110之試驗體之眩光指標設為G1，將間距P設為P1，將眩光指標高於0.110之試驗體之眩光指標設為G2，且將間距P設為P2時，藉由下式(20)而求出。
P1+{(P2-P1)/(G2-G1)}×(0.110-G1) (20)
根據以上所述可知，藉由滿足式(3)，可一方面確保隱蔽性，一方面抑制眩光，抑制亮度之降低。
10‧‧‧映像源單元
12‧‧‧液晶層
13、14‧‧‧偏光板
15‧‧‧液晶面板
20‧‧‧面光源裝置
21‧‧‧導光板
22‧‧‧基部
23‧‧‧背面稜鏡部
24‧‧‧單位光學要素部
26‧‧‧光源
30‧‧‧稜鏡片
40‧‧‧反射片
41‧‧‧功能性片材

Claims (6)

  1. 一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於上述本體部之一面側，於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於上述本體部之另一面側；上述單位稜鏡中，上述凸狀之前端之頂角為80°以下，在將上述數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將上述光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，Ra≦-0.0296．P+1.9441成立。
  2. 一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性；單位稜鏡部，其配置於上述本體部之一面側，於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於上述本體部之另一面側；上述單位稜鏡中，隔著成為上述凸狀之前端之頂點而將一側設為入光面，將另一側設為反射面，上述反射面包括傾斜角度不同之3個面，在將上述數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將上述光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，P為10μm以上，Ra為0.035μm以上，且Ra≦-0.0263．P+2.0537成立。
  3. 一種稜鏡片，其係使所射入之光之方向改變而射出者，其包括：片材狀之本體部，其具有透光性； 單位稜鏡部，其配置於上述本體部之一面側，於沿片材面之方向上排列有數個凸狀之單位稜鏡；及光擴散層，其配置於上述本體部之另一面側；上述單位稜鏡包括對稱形狀，並且上述凸狀之前端之頂角為80°以下，在將上述數個單位稜鏡之間距設為P(μm)，且將上述光擴散層之表面粗糙度設為Ra(μm)時，Ra≦-0.0208．P+2.0223成立。
  4. 一種面光源裝置，其包括：光源；導光板，其對自上述光源射出之光進行導光；及稜鏡片，其係申請專利範圍第1至3項中之任一項所述者，且配置於上述導光板之出光面側。
  5. 一種映像源單元，其包括：面光源裝置，其係申請專利範圍第4項所述者；及液晶面板，其配置於上述面光源裝置之出光側。
  6. 一種液晶顯示裝置，其包括：申請專利範圍第5項之映像源單元；及框體，其內含上述映像源單元。
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