TW201608308A - 背光單元及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Megumi Sekiguchi
Makoto Kamo
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Fujifilm Corp
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Abstract

本發明之一態樣係關於：一種背光單元，其係包含可出射偏光的偏光光源部與配置於偏光光源部之出射側的聚光片，聚光片之消偏光度為0.1500以下；及一種液晶顯示裝置，其係包含該背光單元與液晶面板。

Description

背光單元及液晶顯示裝置
本發明關於背光單元及液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置(以下亦稱為LCD(Liquid Crystal Display))係作為消耗電力小、省空間的圖像顯示裝置，其用途係逐年擴大。液晶顯示裝置通常係由背光單元與液晶面板所構成，於液晶面板中，包含夾持液晶胞的一對偏光板(背光側偏光板及視覺辨認側偏光板)等之構件。
為了提高液晶顯示裝置的顯示面之明亮(亮度)，增加來自光源的出射光量者係有效。然而，因此而增加光源則會增加消耗電力。於是，近年來，有提案在光源與液晶面板之間，配置藉由提高自光源所出射的光之利用效率而謀求亮度增強之手段(以下亦記載為「亮度增強手段」)。作為如此的手段之1個，專利文獻1中揭示一種包含反射偏光鏡的光管理單元(light management unit)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 美國專利第7,777,832號說明書
專利文獻1中揭示的光管理單元係藉由包含反射偏光鏡(reflective polarizer)、選向性再循環層(directionally recycling layer)等而謀求亮度之增強，但為了背光單元的可更省電化，希望藉由亮度增強手段來進一步提高亮度。
因此，本發明之目的在於提供一種背光單元，其係具備能更為亮度增強的新亮度增強手段。
本發明者們為了達成上述目的，重複專心致力的檢討，結果新發現到以下的背光單元而完成本發明，其係一種背光單元：包含可出射偏光的偏光光源部與配置於前述偏光光源部之出射側的聚光片，聚光片之消偏光度為0.1500以下。
此處，所謂的聚光片，就是具有聚光機能的片，於具備包含該片之背光單元的液晶顯示裝置中，與無該片的情況比較下，能發揮使入射於顯示面的光之光量增加的作用之片。再者，所謂聚光片2片以上積層時的上述聚光片之消偏光度，就是指至少1片的聚光片之消偏光度，消偏光度為0.1500以下的聚光片之片數愈多愈佳，更佳為全部的聚光片之消偏光度為0.1500以下。
此部分係在關於可見光反射率、雙折射等的聚光片之記載的各種物性亦同樣。
又，上述消偏光度係指依照以下的方法測定之值。
於白色光源上，以穿透軸成為正交之方式配置2片的直線偏光板(正交尼科耳配置)，於此等2片的直線偏光板之間配置聚光片。此處，聚光片係以背光單元中自偏光光源部所入射的光之入射側位於來自上述白色光源的光之入射側的方式配置。
然後，於如上述之配置狀態下，使聚光片在與直線偏光板呈平行的面內旋轉，測定亮度變最暗的角度時之亮度(以下記載為「Tcross」)。
其次，以2片的直線偏光板之穿透軸呈平行之方式配置(平行尼科耳配置)，測定該狀態的亮度(以下記載為「Tpara」)。
自所測定的亮度Tcross、Tpara，藉由下述式I算出消偏光度DI(Depolarization Index)。於測定中，亦可參照Yuka Utsunmi等人，Europ Display 2005,p302,3.1 Experiments之記載。
於一態樣中，在聚光片之偏光光源部側表面所測定的可見光反射率為70%以下。
上述可見光反射率係指依照以下的方法所測定之值。
使用測角光度計(變角光度計)，於聚光片之背光單元中，對於在偏光光源部側所配置的表面，自0度(法線方向)起以每10度在-80度~80度之範圍中照射可見光，測定穿透過聚光片的穿透光之光強度。透過將依每個入射角度累計此等所得之累計值除以無聚光片的總光量後之值而求得可見光穿透率T，依(1-T)×100而求得可見光反射率(單位：%)。
於一態樣中，偏光光源部至少包含光源及反射偏光鏡。所謂反射偏光鏡，就是指具有將入射光中的第一偏光狀態之光予以反射，且使第二偏光狀態之光穿透的機能之偏光鏡。
相對於其，通常液晶面板中所配置的偏光鏡(視覺辨認側偏光鏡、背光側偏光鏡)係用於進行使穿透液晶胞之光的ON、OFF之偏光鏡，是具有吸收不通過的光之性質的偏光鏡(吸收偏光鏡)。以下，只要沒有特別的記載，則偏光鏡係指吸收偏光鏡。
又，所謂偏光板，就是指包含反射偏光鏡或吸收偏光鏡，另外可包含保護膜等的其他構成要素之構件者。只要沒有特別的記載，則偏光板係指包含吸收偏光鏡的偏光板。所謂上述的直線偏光板，就是指包含將直線偏光出射之偏光鏡(直線偏光鏡)的偏光板。相對於其，將圓偏光出射的偏光鏡係稱為圓偏光鏡，包含此的偏光板係稱為圓偏光板。
於一態樣中，偏光光源部係在光源與反射偏光鏡之間包含含量子點的層。
於一態樣中，光源係藍色光源，且含量子點的層包含經由激發光所激發而發出紅色光的量子點及經由激發光所激發而發出綠色光的量子點。
於一態樣中，於含量子點的層與反射偏光鏡之間，可包含在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層。
於一態樣中，於光源與含量子點的層之間，可包含在綠色光的波長帶域及紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層。
於一態樣中，偏光光源部至少包含光源及含量子棒的層。
於一態樣中，光源係藍色光源，且含量子棒的層包含經由激發光所激發而發出紅色偏光的量子棒及經由激發光所激發而發出綠色偏光的量子棒，於含量子棒的層與聚光片之間，更包含在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射偏光鏡。
於一態樣中，於光源與含量子棒的層之間，可包含在綠色光的波長帶域及紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射偏光鏡。
於一態樣中，聚光片係在出射側表面具有複數個凸部。
於一態樣中，上述凸部係截面形狀為曲面形狀。
於一態樣中，聚光片係二層以上的積層片，其係在二層的界面具有突出出射側之複數個凸部。
於一態樣中，上述凸部係截面形狀為曲面形狀。
於一態樣中，聚光片係折射率分布(Graded Index或Gradient Index(GRIN))棒狀透鏡陣列片。
於一態樣中，GRIN棒狀透鏡係圓柱透鏡。
本發明的更一態樣關於一種液晶顯示裝置，其包含上述背光單元與液晶面板。
依照本發明，可提供使亮度的增強成為可能之背光單元，及具備該背光單元的液晶顯示裝置。
1‧‧‧背光單元
11‧‧‧偏光板保護膜
12‧‧‧背光側偏光鏡
13‧‧‧偏光板保護膜
14‧‧‧背光側偏光板
21‧‧‧液晶胞
41‧‧‧偏光板保護膜
42‧‧‧偏光鏡
43‧‧‧偏光板保護膜
44‧‧‧顯示側偏光板
51‧‧‧液晶顯示裝置
第1圖係顯示本發明之一態樣的液晶顯示裝置之一例。
[實施發明的形態]
以下之說明係以本發明的代表性實施態樣基礎而進行者，惟本發明不受如此的實施態樣所限定。再者，本發明及本說明書中使用「~」所表示的數值範圍，係意指包含「~」之前後所記載的數值作為下限值及上限值之範圍。
又，於本發明及本說明書中，所謂波峰之「半值寬」，就是指在波峰高度1/2之波峰的寬度。所謂的可見光，就是指380~780nm的波長帶域之光。所謂的紫外光，就是指300nm~430nm的波長帶域之光。
另外，將在400~500nm的波長帶域，較佳在430~480nm的波長帶域具有發光中心波長之光稱為藍色光，將在500~600nm的波長帶域具有發光中心波長之光稱為綠色光，將在600~680nm的波長帶域具有發光中心波長之光稱為紅色光。再者，將藍色光的發光中心波長存在的上述波長帶域稱為藍色光的波長帶域。關於綠色光的波長帶域、紅色光的波長帶域，亦同樣。
還有，於本發明及本說明書中，關於角度(例如「90°」等之角度)及其關係(例如「正交」、「平行等)，視為包含本發明所屬之技術領域中容許的誤差範圍。例如，意指嚴密的角度±小於10°之範圍內等，與嚴密的角度之誤差較佳為5°以下，更佳為3°以下。
[背光單元]
本發明之一態樣係關於一種背光單元，其係包含可出射偏光的偏光光源部與配置於偏光光源部之出射側的聚光片，
聚光片之消偏光度為0.1500以下。
以下，完全不限定本發明，惟藉由上述背光單元，則具備此背光單元的液晶顯示裝置之亮度增強成為可能之理由，本發明者們係判斷如下。
液晶面板之背光側偏光鏡(吸收偏光鏡)，係使入射光中的特定偏光狀態之光通過，且吸收不通過之光。若能減低此被吸收的光，則可提高自背光單元所出射的光之利用效率，而增強亮度。
關於此部分，前述專利文獻1中記載之光管理單元包含反射偏光鏡。自背光單元的光源所出射之光若入射至反射偏光鏡，則特定偏光狀態之光(可通過背光側偏光鏡的偏光)係自反射偏光鏡出射，其他偏光狀態之光係被反射。所反射的光係被背光單元中所含有的反射性構件(反射板等)反射，而再度入射至反射偏光鏡，重複此現象後，大部分的光係成為特定偏光狀態之光，自反射偏光鏡出射。藉此，可減低被背光側偏光鏡所吸收的光。再者，本發明者們對於此點進行檢討，判斷若能自背光單元來出射偏光，則藉由反射偏光鏡以外之手段，也可藉由與上述同樣之作用而達成亮度之增強。詳細係如後述。
然而，專利文獻1中記載之光管理單元，係在反射偏光鏡的出射側包含選向性再循環層。該選向性再循環層係能作為聚光片發揮機能，但本發明者們考慮到此聚光片(選向性再循環層)是否妨礙進一步的亮度增強，而進一步重複地檢討。結果，新發現到：自反射偏光鏡等所出射之偏光係在入射至液晶面板之前，藉由降低所通過的聚光片之消偏光度，而亮度可進一步地增強。本發明者們認為此係根據以下的理由。所謂某構件的消偏光度，就是已入射於該構件的偏光維持偏光狀態而出射的程度之指標，測定方法之詳細係如先前所記載。數值愈小，意指維持偏光狀態而出射的偏光之比例愈多，數值愈大，意指經偏光消除而出射的光之比例愈多。自反射偏光鏡等所出射的偏光，若入射至消偏光度高的聚光 片，則大部分的偏光會以經偏光消除的狀態入射至液晶面板的背光側偏光鏡而被吸收。因此，光之利用效率會降低，相對於其，若藉由消偏光度低的聚光片，則由於可減低因偏光消除所造成的偏光損失，故可防止因背光側偏光鏡之吸收而光的利用效率降低。藉此，本發明者們推測：藉由上述背光單元，可進一步的亮度增強。
惟，以上係包含本發明者們的推測者，完全不限本發明。
以下，更詳細說明上述背光單元。
<1.背光單元之構成>
作為背光單元之構成，至少包含光源與導光板，有任意地包含反射板、擴散板等之邊緣光形式，與至少包含反射板、配置於反射板上之複數個光源及擴散板之直接型。上述背光單元係可為任一種構成。詳細係在日本發明專利第3416302號、日本發明專利第3363565號、日本發明專利第4091978號、日本發明專利第3448626號等之公報中有記載，此等公報之內容係併入本發明中。
<2.聚光片> (2-1.聚光片之消偏光度)
上述背光單元中所含有的聚光片，係可將自偏光光源部所出射之光予以聚光。再者，由於是消偏光度為0.1500以下之片，故可將自偏光光源部所入射的偏光之大部分予以維持偏光狀態而出射，故如先前說明地，可防止因液晶面板的背光側偏光鏡之吸收所造成的 光之利用效率降低。如此一來，於具備上述背光單元的液晶顯示裝置中，可在顯示面顯示高亮度的圖像。
上述聚光片之消偏光度為0.1500以下，較佳為0.1000以下，更佳為0.0100以下，尤佳為0.0050以下。上述消偏光度例如為0.0001以上，但從藉由提高光之利用效率而達成亮度增強之觀點來看，愈低愈佳，最佳為0。
(2-2.聚光片之可見光反射率)
從亮度的進一步增強之觀點來看，較佳為聚光片之可見光反射率低，在自偏光光源部所出射的光之中，被聚光片所反射而回到偏光光源側之光少。基於此點，上述聚光片在偏光光源部側表面所測定之可見光穿透率較佳為70%以下，更佳為60%以下，尤佳為50%以下，再更佳為40%以下。上述可見光反射率例如為20%以上，但由於愈低愈佳，故下限值沒有特別的限定。
(2-3.聚光片之構成)
聚光片之消偏光度及可見光穿透率，係可藉由聚光片的厚度、製作聚光片的材料、聚光片的表面形狀(較佳為出射側的表面形狀)、聚光片為二層以上的積層片時的二層之界面形狀等來控制。
聚光片的厚度較佳為180μm以下，更佳為90μm以下。又，聚光片的厚度例如為20μm以上。再者，如後述的在出射側表面具有凸部之聚光片，各部厚度不同的聚光片係將在厚度方向中最厚部分的厚度稱為聚光片的厚度。
關於材料，較佳為使用雙折射的材料，具體來說，為面內方向的遲滯Re低之材料。作為如此的材料，可舉出醯化纖維素、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂(具有環狀烯烴構造的樹脂)等。例如，藉由使用上述樹脂的單層片，或使用上述樹脂之片作為基材片，可製作消偏光度為0.1500以下之聚光片。上述樹脂係可使用市售品或藉由眾所周知的方法來合成。
本說明書中的Re(λ)表示在波長λnm的面內之遲滯。於本說明書中，沒有特別的記載時，波長λnm為550nm。Re(λ)係在KOBRA 21ADH(王子計測機器(股)製)中，使波長λnm的光入射於薄膜法線方向而測定。於測定波長λnm之選擇時，可以手動交換波長選擇濾光片，或以程式等改變測定值而測定。聚光片之遲滯Re，係對於波長550nm的光，絕對值較佳為0nm以上30nm以下，絕對值更佳為0nm以上20nm以下。聚光片之遲滯Re係可以在背光單元中自偏光光源部所入射的光之入射側位於用於測定的光之入射側的方式，配置聚光片而測定，亦可與其相反配置而測定。又，由於表面具有凹凸，故在光進行聚光/發散而難以測定遲滯Re時，可以遲滯Re為零且折射率與測定對象的物質接近之樹脂((甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂等)來填充凹凸後進行測定。
於一態樣中，聚光片係可在出射側表面具有複數個凸部。作為如此的出射側表面之表面形狀，可舉出如稜鏡片或微透鏡陣列之表面形狀。即，於一態樣 中，聚光片可為稜鏡片或微透鏡陣列片。如此的聚光片係由於凸部存在，而可發揮良好的聚光效果。
作為表面形狀之具體例，可舉出選自由多角錐樣形狀、圓錐樣形狀、部分旋轉橢圓體樣形狀及部分球樣形狀所組成之群組的形狀以二次元配置而形成的凹凸形狀。
又，於另一態樣中，可舉出選自由部分圓柱樣形狀、部分橢圓柱樣形狀及角柱樣形狀所組成之群組的形狀以一次元配置而形成的凹凸形狀。
此處所謂的「多角錐樣形狀」，係不僅為完全的多角錐形狀，而且亦以包含近似多角錐的形狀之意思在使用。關於上述的其他形狀，亦同樣。
另外，所謂一次元配置，就是指上述形狀僅在聚光片的出射側表面之一個方向中配置，即平行地配置。如此的凹凸形狀亦稱為線與間隙圖案。具有一次元配置的凹凸形狀之聚光片，較佳為以兩聚光片的線與間隙圖案呈正交之方式，積層2片的聚光片。藉此，可提高聚光效果。
相對於其，所謂二次元配置，就是指上述形狀係在聚光片的出射側表面之二個方向以上中配置。例如，不僅為在某方向及與此方向正交的方向的二個方向中形成者，或規則地形成之態樣，亦包含不規則地(無規地)形成之態樣。
從藉由使前述之可見光反射率降低而達成進一步的亮度增強之觀點來看，上述的凸部係截面形狀 較佳為曲面形狀。此係因為藉由在凸部的截面形狀中包含角部，可見光反射率有上升之傾向。從減低可見光反射率之觀點來看，凸部的截面形狀較佳為不包含頂角為70度~90度之角部。
作為具備具有曲面形狀的截面形狀之凸部的聚光片，可舉出微透鏡陣列片。較佳為選自由部分圓柱樣形狀及部分橢圓柱樣形狀所組成之群組的形狀以一次元配置之微透鏡陣列片、選自由部分旋轉橢圓體樣形狀及部分球樣形狀所組成之群組的形狀以二次元配置之微透鏡陣列片，更佳為後者之微透鏡陣列片。
又，作為聚光片之一態樣，可舉出二層以上的積層片，其係在二層的界面具有突出出射側的凸部之聚光片。上述界面之形狀係如上述具有凸部的出射側表面之記載。再者，如此的積層片之聚光片，係出射側表面可為平面，也可如先前記載地具有凸部。於積層片中，配置於出射側的層，較佳為折射率比在入射側與該層鄰接的層更低之層。此係因為若對於自入射側朝向出射側，折射率高的層(高折射率層)與折射率低的層(低折射率層)依此順序配置的積層片，將光入射，則在高折射率層與低折射率層之界面，由於光係聚光於出射側而可得到聚光效果。再者，本發明及本說明書中所謂的折射率，就是指對於夫朗和斐(Fraunhofer)的d線之折射率nd。關於三層以上的積層片，較佳係位於最接近出射側的層為低折射率層，與此層鄰接的層為高折射率層。關於其他的層，可為折射率比鄰接的層低之層，也可為折 射率比鄰接的層高之層。作為較佳的具體一態樣，例如可舉出自入射側朝向出射側，依第一低折射率層、折射率比第一低折射率層高之高折射率層、折射率比該高折射率層低之第二低折射率層之順序積層有三層之積層片。於此態樣中，可合併上述的聚光作用與消偏光度的減低作用。
另外，於一態樣中，亦可使用自入射側朝向出射側，高折射率層與低折射率層依此順序鄰接，高折射率層與低折射率層之界面為平面之聚光片。從聚光效果之觀點來看，較佳為在界面存在先前記載的凸部。
作為聚光片的其他一態樣，亦可舉出折射率分布棒狀透鏡陣列片。所謂的折射率分布(GRIN)棒狀透鏡，就是棒狀(柱狀)透鏡，係指透鏡內部之折射率不均勻的透鏡。藉由對於配置(埋入)有複數支GRIN棒狀透鏡之陣列片，自GRIN棒狀透鏡的一端面側使光入射，可得到聚光效果。從聚光效果之觀點來看，自棒狀透鏡的中心部朝向外圓周部，折射率連續的或斷續地降低者為較佳。又，GRIN棒狀透鏡陣列片通常係複數支棒狀透鏡埋入基質中之片。包圍棒狀透鏡的基質之折射率較佳為與棒狀透鏡的外圓周部之折射率相同或較低。棒狀透鏡的形狀係可為圓柱狀、角柱狀等之任意形狀。從聚光效果之觀點來看，GRIN棒狀透鏡較佳為圓柱透鏡。
關於以上說明的具有各種形狀之聚光片的形狀、製作方法等之詳細，可採用眾所周知技術。例如，關於微透鏡陣列片，可參照特開2008-226763號公報段 落0010~0035、特開2007-079208號公報段落0014~0020、特開2010-115804號公報段落0011~0075、特開2011-134609號公報段落0017~0035，關於GRIN棒狀透鏡陣列片，可參照特表2013-541738號公報段落0005~0008、特開2007-34046號公報段落0005~0017。
再者，消偏光度、可見光穿透率亦可藉由凸部的高度/寬度、凸部間的距離(節距)、GRIN棒狀透鏡的尺寸(直徑、長度等)、GRIN棒狀透鏡間的距離(節距)等來控制。
<2.偏光光源部>
其次，說明偏光光源部。
所謂偏光光源部，只要是在對至少聚光片側可出射偏光的光源部即可。作為一態樣，可舉出至少包含光源及反射偏光鏡之偏光光源部(以下記載為「偏光光源部A」)。作為其他一態樣，可舉出至少包含光源及含量子棒的層之偏光光源部(以下記載為「偏光光源部B」)。再者，偏光光源部A、B皆可包含導光板、反射板、擴散板等之通常的背光單元中所含有的各種構件。關於彼等，並沒有特別的限定，例如可參照上述之各公報等。
以下，依順序說明偏光光源部A、B。
(2-1.偏光光源部A：包含反射偏光鏡之態樣) (2-1-1.光源)
偏光光源部A中所含有的光源係於一態樣中為白色光源。所謂白色光源，就是藉由包含能發出在不同波長帶域具有發光中心波長之光的複數發光元件而發出白色的光源。例如，作為一例，可舉出藉由包含能 發出藍色光的發光元件與能發出黃色光(在570~585nm之範圍的波長帶域具有發光中心波長之光)的發光元件而發出白色光的光源，惟不受此所限定。作為發光元件，較佳為發光二極體(Light Emitting Diode；LED)，亦可以雷射光源代用。此部分係在後述的態樣中亦同樣。
(2-1-2.含量子點的層)
於其他一態樣中，偏光光源部A亦可具有光源連同含量子點的層。量子點(Quantum Dot，QD，亦稱為量子點)係藉由量子侷限效果而取得離散的能階之螢光體。後述的量子棒係經由激發光所激發而發出偏光，相對於其，量子點係經由激發光所激發的螢光不具有偏光特性之光(亦稱為全方位光、無偏光)。量子點例如係具有奈米級的尺寸之半導體結晶(半導體奈米結晶)粒子、或半導體奈米結晶表面經有機配位子修飾過之粒子、或半導體奈米結晶表面經聚合物層所被覆之粒子。量子點之發光波長通常可藉由粒子的組成、尺寸以及組成及尺寸來調整。量子點係可用眾所周知的方法來合成，又，亦可在市售品中取得。詳細來說，例如，可參照US2010/123155A1、特表2012-509604號公報、美國專利第8425803號、特開2013-136754號公報、WO2005/022120、特表2006-521278號公報、特表2010-535262號公報、特表2010-540709號公報等。
使用發出藍色光的藍色光源作為光源時，較佳為在量子點層中，可包含經由激發光所激發而發出紅色光的量子點、經由激發光所激發而發出綠色光的量 子點。此等量子點係可藉由來自藍色光源的藍色光，或藉由經藍色光所激發的量子點而發出的螢光(內部發光)，被激發而發出上述的各色光。因此，藉由自光源所發出之穿透含量子點的層之藍色光，與自含量子點的層所發出之紅色光及綠色光，可得到白色光。
或於其他態樣中，可使用能發出紫外光的紫外光源。此時，較佳為在量子點層中，除了經由激發光所激發而發出紅色光的量子點、發出綠色光的量子點之外，還可包含經由激發光所激發而發出藍色光的量子點。此等顯示不同發光特性的量子點，係藉由來自紫外光源的紫外光，或藉由經紫外光所激發的量子點而發出的螢光(內部發光)，被激發而發出的藍色光、紅色光及綠色光，可得到白色光。
為了使利用如上述之含量子點的層所得之白色光入射至反射偏光鏡，含量子點的層較佳為配置於光源與反射偏光鏡之間。
前述藍色光源係發出單一波峰的光之光源。此處所謂發出單一波峰的光，並非意指在發光光譜中出現如白色光源的2個以上之波峰，而是意指以發光中心波長作為發光極大的波峰僅1個存在。又，量子點及後述的量子棒等之螢光體，係可發出以發光中心波長作為發光極大的單一波峰之螢光。藉由將如此之具有單一波峰的單色光予以混色，可具體實現白色光。又，量子點及後述的量子棒，係在螢光體之中發出窄半值寬的螢光之點，且在亮度的增強及色再現區域的擴大之觀點中，為較佳 的螢光體。量子點及後述的量子棒所發出的螢光之半值寬，較佳為100nm以下，更佳為80nm以下，尤佳為50nm以下，尤更佳為45nm以下，又更佳為40nm以下。
含量子點的層通常係在基質中含有量子點。基質通常為藉由光照射等使聚合性組成物聚合之聚合物(有機基質)。含量子點的層較佳為可藉由塗布法製作。具體來說，將含量子點的聚合性組成物(硬化性組成物)塗布於適當的基材上，其次，藉由光照射等施予硬化處理，可得到含量子點的層。
量子點係可以粒子狀態添加於用於形成含量子點的層之聚合性組成物(塗布液)中，也可以分散於溶劑中之分散液狀態添加。以分散液狀態添加，係從抑制量子點的凝集之觀點來看為較佳。此處所使用的溶劑係沒有特別的限定。相對於上述塗布液的總量100質量份，量子點例如可添加0.01~10質量份左右。
用於聚合性組成物之調製的聚合性化合物係沒有特別的限定。聚合性化合物係可使用一種，也可混合二種以上使用。聚合性組成物總量中所佔有的全部聚合性化合物之含量，較佳為10~99.99質量%左右。作為較佳的聚合性化合物之一例，從硬化後的硬化被膜之透明性、密著性等之觀點來看，可舉出單官能或多官能(甲基)丙烯酸酯單體、其聚合物、預聚物等之單官能或多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。再者，於本發明及本說明書中，「(甲基)丙烯酸酯」之記載係以丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯的至少一者或任一者之意思在使用。「(甲基)丙烯醯基」等亦同樣。
作為單官能(甲基)丙烯酸酯單體，可舉出丙烯酸及甲基丙烯酸、彼等之衍生物，更詳細來說，為在分子內具有1個(甲基)丙烯酸的聚合性不飽和鍵((甲基)丙烯醯基)之單體。彼等之具體例係可參照WO2012/077807A1段落0022。
與在1分子內具有1個上述(甲基)丙烯酸的聚合性不飽和鍵((甲基)丙烯醯基)之單體一起，亦可併用在分子內具有2個以上的(甲基)丙烯醯基之多官能(甲基)丙烯酸酯單體。其詳細係可參照WO2012/077807A1段落0024。又，作為多官能(甲基)丙烯酸酯化合物，亦可使用特開2013-043382號公報段落0023~0036中記載者。再者，也可使用日本發明專利第5129458號說明書段落0014~0017中記載之通式(4)~(6)表示之含有烷基鏈的(甲基)丙烯酸酯單體。
多官能(甲基)丙烯酸酯單體之使用量，相對於聚合性組成物中所含有的聚合性化合物之總量100質量份，從塗膜強度之觀點來看，較佳為5質量份以上，從組成物的凝膠化抑制之觀點來看，較佳為95質量份以下。又，從同樣之觀點來看，單官能(甲基)丙烯酸酯單體之使用量，相對於聚合性組成物中所含有的聚合性化合物之總量100質量份，較佳為5質量份以上95質量份以下。
作為較佳的聚合性化合物，亦可舉出具有環氧基、氧雜環丁烷基等之能開環聚合的環狀醚基等之環狀基的化合物。作為如此的化合物，更佳可舉出含有 具有環氧基的化合物(環氧化合物)之化合物。關於環氧化合物，可參照特開2011-159924號公報段落0029~0033。
上述聚合性組成物係可含有眾所周知的自由基聚合起始劑或陽離子聚合起始劑作為聚合起始劑。關於聚合起始劑，例如可參照特開2013-043382號公報段落0037、特開2011-159924號公報段落0040~0042。聚合起始劑較佳為聚合性組成物中所含有的聚合性化合物之總量的0.1莫耳%以上，更佳為0.5~5莫耳%。
含量子點的層只要是含有以上記載的成分及任意可添加之眾所周知的添加劑之層，則形成方法係沒有特別的限定。藉由將以上說明的成分及視需要添加的一種以上之眾所周知的添加劑，同時或依順序混合，將所調製的組成物塗布於適當的基材上後，施予光照射、加熱等之聚合處理而使聚合硬化，可形成在基質中含有量子點之含量子點的層。又，為了組成物的黏度等，視需要亦可添加溶劑。此時所使用的溶劑之種類及添加量係沒有特別的限定。例如作為溶劑，可混合一種或二種以上的有機溶劑而使用。
將上述聚合性組成物塗布於適當的基材上，視需要使乾燥而去除溶劑，而且在其後藉由光照射等使聚合硬化，可得到含量子點的層。作為塗布方法，可舉出簾塗法、浸塗法、旋塗法、印刷塗布法、噴塗法、縫槽塗布法、輥塗法、滑板塗布法、刮板塗布法、凹版塗布法、線棒法等之眾所周知的塗布方法。又，硬化條 件係可按照所使用的聚合性化合物之種類或聚合性組成物之組成來適宜設定。
含量子點的層之總厚較佳為1~500μm之範圍，更佳為100~400μm之範圍。又，含量子點的層係可為二層以上之在不同層中含有顯示不同發光特性的量子點之積層構造，也可在相同層中含有二種以上之顯示不同發光特性的量子點。含量子點的層為二層以上之複數層的積層體時，一層的膜厚較佳為1~300μm之範圍，更佳為10~250μm之範圍，尤佳為30~150μm之範圍。
含量子點的層係可直接或作為與支撐體、阻隔薄膜等之其他構件的1個以上所積層之積層體(量子點片)，含於偏光光源部A中。
再者，偏光光源部A係於一態樣中，代替含量子點的層，亦可具有量子點以外之含有螢光體的層。於本態樣中，除了螢光體不是量子點之部分以外，可採用上述記載。
(2-1-2.反射偏光鏡)
作為反射偏光鏡，只要是具有作為先前記載的反射偏光鏡之機能，則可毫無限制地使用。
作為反射偏光鏡之一態樣，可舉出複數積層有折射率不同層的多層膜。藉由以在層間折射率差具有面內各向異性之組合來積層複數層，可得到具有作為反射偏光鏡之機能的多層膜。
構成多層膜的層係可為無機層，也可為有機層。例如，可適當利用依順序積層折射率不同的材料(高折射率 材料、低折射率材料)而構成之介電體多層膜。再者，亦可為在介電體多層膜之層構成中追加有金屬膜之金屬/介電體多層膜。再者，上述多層膜係可藉由EB(Electron Beam)蒸鍍(電子束蒸鍍)、濺鍍等之眾所周知的成膜方法，在基材上堆積複數種成膜材料而形成。又，含有機層的多層膜，係可藉由塗布、積層等之眾所周知的成膜方法來形成。作為有機層，例如可使用延伸薄膜。作為延伸薄膜的多層膜，例如可使用住友3M公司製APF、DBEF(註冊商標)等之市售品。
作為介電體多層膜，於一例中可舉出二氧化鈦(TiO2)層與二氧化矽(SiO2)層交替積層之構成者。又，作為介電體，亦可使用MgF2或Al2O3、MgO、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5等之介電體。另外，關於多層膜之構成，亦可參照日本發明專利3187821號、日本發明專利3704364號、日本發明專利4037835號、日本發明專利4091978號、日本發明專利3709402號、日本發明專利4860729號、日本發明專利3448626號之各說明書中記載的多層膜有關之記載。
又，作為反射偏光鏡，亦可使用能出射直線偏光的反射偏光鏡之線柵型偏光鏡。線柵偏光鏡係藉由金屬細線的雙折射，使偏光中的一者穿透，使另一者反射之反射偏光鏡(線柵型偏光鏡)。線柵型偏光鏡由於是等間隔地周期性排列有金屬線者，主要作為在兆赫波帶域中的偏光鏡使用。由於線間隔遠小於入射電磁波的波長，故線柵係可發揮作為偏光鏡之機能。與金屬線的 長度方向呈平行的偏光方向之偏光成分係在線柵偏光鏡中被反射，垂直的偏光方向之偏光成分係穿透線柵偏光鏡。線柵型偏光鏡係可在市售品中取得。作為市售品，例如可舉出Edmund Optics公司製之線柵偏光濾光片50×50、NT46-636等。
另外，作為反射偏光鏡之其他態樣，可舉出能出射圓偏光者。作為如此的反射偏光鏡，可使用膽固醇液晶層。詳細係可參照歐洲專利606940A2號說明書、特開平8-271731號公報等。再者，使用能出射圓偏光的偏光鏡(圓偏光鏡)作為反射偏光鏡時，藉由在圓偏光鏡與液晶面板之間設置λ/4板，可將自圓偏光鏡所出射的右或左圓偏光轉換成直線偏光，入射至液晶面板的背光側偏光鏡。作為如此的λ/4板，可使用眾所周知者。
反射偏光鏡係可直接或作為積層有保護膜等的其他層之反射偏光板使用。
(2-1-3.選擇反射層、選擇反射偏光鏡)
偏光光源部A亦可包含選擇性反射某波長帶域的光之選擇反射層。例如，可將對於某波長帶域的光選擇性發揮反射偏光鏡之機能的選擇反射偏光鏡，使用作為如此的選擇反射層。惟，選擇反射層只要是具有反射偏光鏡之機能，則沒有限定。例如，藉由以在層間折射率差無面內各向異性之組合來積層複數層，可製作無反射偏光鏡之機能(無偏光選擇性)的選擇反射層。或者，藉由將穿透右圓偏光或左圓偏光中之一者且反射另一者之膽固醇液晶層，及顯示與此相反的穿透/反射特性 之膽固醇液晶層予以積層，則可製作無偏光選擇性的選擇反射層。
例如，在將選擇反射層或選擇反射偏光鏡製作成多層膜時，只要決定應反射的波長帶域，則選擇性反射該波長帶域的光之多層膜的層構成(成膜材料的組合、各層的膜厚)係可藉由眾所周知的膜設計法來決定。又，使用膽固醇液晶層製作選擇反射層或選擇反射偏光鏡時，給予波峰的波長(即反射中心波長)，係可藉由改變膽固醇液晶層的節距或折射率而調整。例如，節距係可藉由改變掌性劑的添加量而容易地調整。具體來說，富士軟片研究報告No.50(2005年)pp.60-63中有詳細的記載。
作為如此的選擇反射偏光鏡，例如，可舉出在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層(以下亦記載為「藍色光選擇反射層」，將發揮作為反射偏光鏡之機能者亦記載為「藍色光選擇反射偏光鏡」)、在綠色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層(以下亦記載為「綠色光選擇反射層」，將發揮作為反射偏光鏡之機能者亦記載為「綠色光選擇反射偏光鏡」)、在紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層(以下亦記載為「紅色光選擇反射層」，將發揮作為反射偏光鏡之機能者亦記載為「紅色光選擇反射偏光鏡」)、在綠色光的波長帶域及紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層(以下亦記載為「綠色光-紅色光選擇反射層」，將發揮作為反射偏光鏡之機能者亦記載為「綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡」)。再者，綠色光-紅色光 選擇反射層亦可為綠色光選擇反射層與紅色光選擇反射層之積層體。同樣地，綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡亦可為綠色光選擇反射偏光鏡與紅色光選擇反射偏光鏡之積層體。於綠色光-紅色光選擇反射層及綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡中，具有2個反射中心波長，但綠色光的波長帶域之反射中心波長的反射率、紅色光的波長帶域之反射中心波長的反射率之大小係不拘。前者相對於後者可大或可小，而且也可為相同之值。
選擇反射偏光鏡係所謂的窄帶域反射偏光鏡。選擇反射層及選擇反射偏光鏡的反射率之波峰的半值寬較佳為100nm以下，更佳為80nm以下，尤佳為70nm以下。
相對於此，先前記載的反射偏光鏡，較佳的是：與選擇反射偏光鏡比較之下，係能對於較寬廣波長域的光作為反射偏光鏡而發揮機能之所謂寬帶域反射偏光鏡。
具有藍色光源及含量子點的層之偏光光源部A，較佳為在含量子點的層與反射偏光鏡之間具有藍色光選擇反射層。此係因為被藍色光選擇反射層所反射而再度入射至含量子點的層之藍色光，係藉由成為含量子點的層中的量子點之激發光，而可提高藍色光之利用效率。
又，當含量子點的層包含經由激發光所激發而發出綠色光的量子點時，於含量子點的層與光源之間，較佳為配置綠色光選擇反射層。綠色光選擇反射層係可為綠色光選擇反射偏光鏡，也可不具有反射偏光鏡之機能。
當含量子點的層包含經由激發光所激發而發出紅色光的量子點時，於含量子點的層與光源之間，較佳為配置紅色光選擇反射層。紅色光選擇反射層係可為紅色光選擇反射偏光鏡，也可不具有反射偏光鏡之機能。
另外，當含量子點的層包含經由激發光所激發而發出綠色光的量子點及經由激發光所激發而發出紅色光的量子點時，於含量子點的層與光源之間，較佳為配置綠色光-紅色光選擇反射層。綠色光-紅色光選擇反射層係可為綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡，也可不具有反射偏光鏡之機能。
如先前記載，例如當使用紫外光源作為光源時，含量子點的層亦較佳為包含經由激發光所激發而發出藍色光的量子點。此時，於含量子點的層與光源之間，較佳為配置藍光選擇反射層。藍色光選擇反射層係可為藍色光選擇反射偏光鏡，也可不具有反射偏光鏡之機能。
量子點由於各向同性地發出螢光，含量子點的層係對光源側亦發出螢光。若將上述的各選擇反射層配置於光源與含量子點的層之間，則由於可使如此的螢光回到出射側，而可提高光之利用效率。如此地提高光之利用效率，係有效於亮度之增強。又，從可減少為了實現相同程度的亮度而使用之量子點的量之觀點來看亦較佳。藉由量子點的使用量減低，亦可使含量子點的層之薄層化成為可能。
(2-2.偏光光源部B：包含含量子棒的層之態樣) (2-2-1.光源)
關於偏光光源部B中所含有的光源，係如具有含量子點的層之偏光光源部A所具有的光源之說明。
(2-2-2.含量子棒的層)
關於含量子棒的層，除了使用量子棒代替量子點之部分以外，可參照與含量子點的層有關之前述記載。
所謂量子棒(Quantum Rod)，就是與量子點同樣，藉由量子侷限效果而取得離散的能階之螢光體。就於經由激發光所激發而發出的螢光為偏光之部分來說，係與量子點相異。量子棒通常具有針狀、圓柱狀、旋轉橢圓體形狀、多角柱狀等之有各向異性的形狀。關於量子棒，例如可舉出參照特表2014-502403號公報段落0005~0032、0049~0051、美國專利第7303628號說明書、論文(Peng,X.G.；Manna,L.；Yang,W.D.；Wickham,j.；Scher,E.；Kadavanich,A.；Alivisatos,A.P.Nature 2000,404,59-61)及論文(Manna,L.；Scher,E.C.；Alivisatos,A.P.j.Am.Chem.Soc.2000,122,12700-12706)。又，亦可在市售品中取得。
量子棒的平均長軸長度(長軸長度的平均值)係沒有特別的限制，但從發光特性、發光效率等之觀點來看，較佳為8~500nm之範圍，更佳為10~160nm之範圍。上述平均長軸長度係以顯微鏡(例如，穿透型電子顯微鏡)測定經任意選擇的20個以上之量子棒的長軸長度，將彼等予以算術平均之值。
又，所謂量子棒的長軸，就是指在顯微鏡(例如，穿透型電子顯微鏡)觀察所得的量子棒之二次元影像中，橫切量子棒的線段成為最長的線段者。所謂短軸，就是指與長軸正交，且橫切量子棒的線段成為最長的線段者。
量子棒的平均短軸長度(短軸長度的平均值)係沒有特別的限制，但從發光特性、發光效率等之觀點來看，較佳為0.3~20nm之範圍，更佳為1~10nm之範圍。上述平均短軸長度係以顯微鏡(例如，穿透型電子顯微鏡)測定經任意選擇的20個以上之量子棒的短軸長度，將彼等予以算術平均之值。
量子棒之縱橫比(量子棒的長軸長度/量子棒的短軸長度)係沒有特別的限制，於發光特性更優異之部分、抑制發光效率的降低之部份等來說，較佳為1.5以上，更佳為3.0以上。上限係沒有特別的限制，但從操作容易度之觀點來看，較佳為20以下。上述縱橫比係平均值，以顯微鏡(例如，穿透型電子顯微鏡)測定經任意選擇的20個以上之量子棒的縱橫比，將彼等予以算術平均之值。
(2-2-3.選擇反射偏光鏡)
還有，與偏光光源部A之具有含量子點的層之態樣的前述記載同樣地，使用藍色光源作為光源時，自藍色光源所出射而入射至含量子棒的層之藍色光，係藉由至少一部分穿透含量子棒的層，而可與自含量子棒的層所發出的螢光一起具體實現白色光。此時，從防止因液晶面板的背光側偏光鏡之吸收所造成的光之利用效率降低的觀點來看，已通過含量子棒的層之藍色 光較佳為亦作為偏光入射至聚光片。因此，較佳為於含量子棒的層與聚光片之間，配置在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之藍色光選擇反射偏光鏡。關於選擇反射偏光鏡，係如先前記載。
又，與具有含量子點的層之偏光光源部A同樣地，為了使含量子棒的層中所含有之量子棒發出的螢光從光源側回到出射側，偏光光源部B亦較佳為包含選擇反射層。例如，具有量子棒層的偏光光源部B較佳為包含綠色光-紅色光選擇反射層，該量子棒層包含經由激發光所激發而發出綠色光的量子棒及經由激發光所激發而發出紅色光的量子棒。如此的選擇反射層較佳為選擇反射偏光鏡。此係因為藉由選擇反射偏光鏡，可維持量子棒所發出的偏光之偏光狀態，使回到出射側。
[液晶顯示裝置]
本發明之一態樣的液晶顯示裝置至少包含上述的背光單元與液晶面板。
<3.液晶顯示裝置之構成>
液晶面板通常至少包含視覺辨認側偏光鏡、液晶胞及背光側偏光鏡。液晶胞的驅動模式係沒有特別的限制，可利用扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)、垂直配向(VA)、面內切換(IPS)、光學補償彎曲晶胞(OCB)等之各種模式。液晶胞較佳為VA模式、OCB模式、IPS模式或TN模式，惟不受此等所限定。作為VA模式的液晶顯示裝置之構成，可舉出特開2008-262161號公報之第2圖所示的構成作為一例。惟，液晶顯示裝置的具體構成係沒有特別的限制，可採用眾所周知之構成。
於液晶顯示裝置的一實施形態中，較佳為在對向的至少一方設有電極的基板間具有夾持液晶層的液晶胞，該液晶胞配置於2片偏光板之間而構成。液晶顯示裝置具備在上下基板間封入有液晶的液晶胞，藉由電壓施加使液晶的配向狀態變化而進行圖像的顯示。再者，視需要而具有偏光板保護膜或進行光學補償的光學補償構件、接著層等之附屬的機能層。又，亦可配置彩色濾光片基板、薄層電晶體基板、透鏡薄膜、擴散片、硬塗層、防反射層、低反射層、防眩層等，連同(或代替其)前方散射層、底漆層、抗靜電層、底塗層等之表面層。
第1圖中顯示本發明之一態樣的液晶顯示裝置之一例。第1圖所示的液晶顯示裝置51係在液晶胞21的背光側之面具有背光側偏光板14。背光側偏光板14係在背光側偏光鏡12的背光側之表面上，亦可包含偏光板保護膜11，也可不含，但較佳為包含。
背光側偏光板14較佳為以2片的偏光板保護膜11及13夾住偏光鏡12之構成。
於本說明書中，將對於偏光鏡接近液晶胞之側的偏光板保護膜稱為內側偏光板保護膜，將對於偏光鏡遠離液晶胞之側的偏光板保護膜稱為外側偏光板保護膜。於第1圖所示之例中，偏光板保護膜13係內側偏光板保護膜，偏光板保護膜11係外側偏光板保護膜。
背光側偏光板亦可具有相位差薄膜液作為液晶胞側之內側偏光板保護膜。作為如此的相位差薄膜，可使用眾所周知的醯化纖維素薄膜等。
液晶顯示裝置51係在液晶胞21之與背光側的面相反側之面，具有顯示側偏光板44。顯示側偏光板44係以2片的偏光板保護膜41及43夾住偏光鏡42之構成。偏光板保護膜43係內側偏光板保護膜，偏光板保護膜41係外側偏光板保護膜。
液晶顯示裝置51所具有的背光單元1係如先前記載。
關於構成本發明之一態樣的液晶顯示裝置之液晶胞、偏光板、偏光板保護膜等，並沒有特別的限制，可毫無限制地使用以眾所周知之方法所製作之市售品。又，於各層之間，當然亦可設置接著層等之眾所周知的中間層。
[實施例]
以下以實施例為基礎來更具體說明本發明。以下之實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理程序等，只要不脫離本發明之宗旨，則可適宜地變更。因此，本發明之範圍不應依以下所示的具體例而作限定性解釋。
以下記載的發光中心波長、反射中心波長、半值寬係藉由分光光度計(島津製作所(股)製UV-3150)求得。
以下記載的折射率係用ATAGO(股)製多波長阿貝折射計DR-M2測定。測定時，使用「DR-M2用干渉濾光片589(D)nm零件編號：RE-3520」之濾光片。
以下記載的所謂入射側，就是意指將實施例、比較例之組裝有各聚光片的背光單元配置在液晶顯示裝置中而進行後述的評價中，位於入射側者，所謂出射側，就是意指於相同評價中位於出射側者。
[實施例1] 1.聚光片(稜鏡片)之製作
於厚度0.09mm的丙烯酸薄膜上塗布紫外線硬化性樹脂(東洋合成工業股份有限公司製PAK01)後，推壓截面為頂角90度的二等邊三角形之稜鏡形狀以50μm節距已形成在表面上的模具，自丙烯酸薄膜側，使用中心波長365nm的紫外線燈，照射1000mJ/cm2的紫外線而使紫外線硬化性樹脂硬化。然後，自模具剝離丙烯酸薄膜。
如此地製作2片複數個稜鏡列經平行地配置之稜鏡片(nd=1.50)。
2.反射偏光鏡
作為反射偏光鏡，使用自下述市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD)所取出之反射偏光鏡(住友3M公司製APF)。
3.背光單元之組裝
分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD，光源：白色光源)，取出背光單元。此背光單元係在擴散片上配置有2片的稜鏡片，該稜鏡片係平行地配置有複數個稜鏡列，兩稜鏡片的稜鏡列配置成為正交(兩稜鏡片皆係稜鏡列位於出射側)，且更在該稜鏡片上配置有反射偏光鏡。
自所取出的背光單元，去除反射偏光鏡及2片的稜鏡片，而在擴散片上配置上述2.所製作之反射偏光板來代替。
將上述1.所製作的2片稜鏡片，以兩稜鏡片的稜鏡列成為正交之方式，且兩稜鏡片皆係稜鏡列位於出射側之方式重疊，配置在上述的反射偏光板上。
依此，得到實施例1之背光單元。
[實施例2] 1.微透鏡陣列片(在出射側表面具有複數個凸部之聚光片)之製作
使用丙烯酸樹脂，依照特開2008-83685號公報段落0033~0053中記載之方法，於丙烯酸樹脂製的基材片之出射側表面上，二次元地配置半球形狀的微透鏡(凸部)，製作微透鏡陣列。
後述之表1中顯示出微透鏡的高度(鉛直方向中的半球之底面起至頂部為止之距離)、寬度(底面的直徑)、微透鏡陣列片的厚度。
2.背光單元之組裝
除了於實施例1之3.中，代替稜鏡片，而配置上述1.所製作的微透鏡陣列之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例3]
除了藉由改變基材片的厚度而改變微透鏡陣列片的厚度之部分以外，與實施例2同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例4] 1.積層片(在二層的界面具有突出出射側之複數個凸部之聚光片)之製作
將特開2007-079208號公報段落0017及第1(a)圖所示之構造的微透鏡陣列片，以同公報段落0028~0034中記載之方法，使用丙烯酸樹脂(nd=1.46)作為第1透光性基板及第2透光性基板之原料，使用nd比上述丙烯酸樹脂高之樹脂(協立化學產業公司製商品名World Rock，nd=1.59)作為高折射率樹脂來製作。在出射側最表層的第2透光性基板與高折射率樹脂之界面，形成突出出射側的複數個半圓形狀(微透鏡)。
後述之表1中顯示出微透鏡的高度(鉛直方向中的半球之底面起至頂部為止之距離)、寬度(底面的直徑)、積層片的厚度。
2.背光單元之組裝
除了於實施例1之3.中，代替稜鏡片，而配置上述1.所製作的積層片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例5]
除了改變微透鏡的高度之部分以外，與實施例4同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例6]
除了改變微透鏡的高度及寬度之部分以外，與實施例4同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例7]
除了改變積層片的厚度之部分以外，與實施例6同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例8] 1.圓柱狀的GRIN棒狀透鏡陣列片之製作
依照特開2007-34046號公報段落0036~0041中記載之方法，製作在基質中埋入有複數支的圓柱狀之GRIN棒狀透鏡的GRIN棒狀透鏡陣列片。
後述之表1中顯示出GRIN棒狀透鏡的節距(棒間距離)、寬度(圓柱的截面形狀之圓的直徑)、片厚度。
2.背光單元之組裝
除了於實施例1之3.中，代替稜鏡片，而配置上述1.所製作的GRIN棒狀透鏡陣列片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例9]
除了改變GRIN棒狀透鏡陣列片的厚度、棒狀透鏡的節距及棒狀透鏡的寬度之部分以外，與實施例8同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例10]
使用實施例9所製作之GRIN棒狀透鏡陣列片，依照以下之方法組裝背光單元。
分解4台市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HDX)，由其各自取出背光單元，得到合計4個背光單元。各背光單元具有藍色光源，於含量子點的層中包含經由激發光所激發而發出綠色光的量子點及經由激發 光所激發而發出紅色光的量子點，包含在含量子點的層之兩面積層有阻隔薄膜的量子點片。於4台中，自2台之背光單元所得的量子點片來剝離兩面阻隔薄膜，自另2台之背光單元所得的量子點片來剝離單面的阻隔薄膜。將如此所得之4片的量子點片，以在兩外層配置阻隔薄膜之方式予以積層，得到在兩最外層分別具有厚度52.5μm的阻隔薄膜之總厚510μm的量子點片。
將所得之量子點片裝入經分解的上述市售之平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HDX)的1台內，並代替分解前的量子點片上所配置的2片之稜鏡片，而配置實施例1所用之反射偏光鏡，於反射偏光鏡上配置上述的GRIN棒狀透鏡陣列片。
依此，得到實施例10之背光單元。
自上述量子點片，出射經量子點所發出的綠色光及紅色光、以及自藍色光源所出射而通過量子點片的藍色光。
[實施例11] 1.藍色光選擇反射偏光鏡之製作
參考特開2012-108471號公報，於市售的醯化纖維素系薄膜(富士軟片公司製TD60)之上，使用盤狀液晶製作λ/4板。所得之λ/4板的Re(450)為137nm，Re(550)為125nm，Re(630)為120nm，液晶層為約0.8μm，包括支撐體(三乙醯基纖維素(TAC)薄膜)則約60μm。
於上述λ/4板之上，參考富士軟片研究報告No.50(2005年)pp.60-63，使用折射率各向異性△n0.16 的液晶，變更掌性劑的添加量，製作固定有反射中心波長450nm、半值寬50nm的膽固醇液晶相之藍色光選擇反射偏光鏡。
以上步驟所製作的積層體(醯化纖維素系薄膜、λ/4板及藍色光選擇反射偏光鏡之積層體)之總厚為約63μm。
2.背光單元之組裝
分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HDX)，取出背光單元。
去除量子點片上所配置的2片之稜鏡片，取而代之的是將上述1.所製作的積層體，朝向出射側，依藍色光選擇反射偏光鏡、λ/4板、醯化纖維素系薄膜之順序配置，於其上配置實施例1所用之反射偏光鏡，於反射偏光鏡上配置上述的GRIN棒狀透鏡陣列片。
依此，得到實施例11之背光單元。
[實施例12] 1.綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡之製作
與實施例11同樣地進行操作，於醯化纖維素系薄膜上製作λ/4板。
於所製作的λ/4板上，參考富士軟片研究報告No.50(2005年)pp.60-63，變更所使用的掌性劑之添加量，使用折射率各向異性△n=0.15的液晶，藉由塗布二層的固定有膽固醇液晶相之層(第一層、第二層)而形成。
於如此的在λ/4板上所形成的二層之中，第一層的反射中心波長為530nm，半值寬為50nm，膜厚為2.0μm， 第二層的反射中心波長為650nm，半值寬為60nm，膜厚為2.5μm。
即，藉由積層上述二層，可得到綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡之機能。
2.背光單元之組裝
除了於藍色光源與量子點片之間，將上述1.所製作的醯化纖維素系薄膜、λ/4板、綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡之積層體，朝向出射側，依醯化纖維素系薄膜、λ/4板、綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡之順序配置之部分以外，與實施例11同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例13] 1.含量子棒的層之製作
參考美國專利第7303628號說明書、論文(Peng,X.G.；Manna,L.；Yang,W.D.；Wickham,j.；Scher,E.；Kadavanich,A.；Alivisatos,A.P.Nature 2000,404,59-61)及論文(Manna,L.；Scher,E.C.；Alivisatos,A.P.j.Am.Chem.Soc.2000,122,12700-12706)，調製當藍色發光二極體的藍色光入射時發出發光中心波長540nm、半值寬40nm之綠色光的螢光之量子棒1，與發出發光中心波長645nm、半值寬30nm之紅色光的螢光之量子棒2。量子棒1、2的形狀為長方體形狀，量子棒的平均長軸長度為30nm。再者，量子棒的平均長軸長度係以穿透型電子顯微鏡來確認。
使用所調製的量子棒，用以下之方法製作含量子棒的層(分散有量子棒的量子棒分散聚乙烯醇(PVA)片)。
作為基材，製作共聚合有6mol%的間苯二甲酸之間苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯(以下記載為「非晶性PET」)之片。非晶性PET的玻璃轉移溫度為75℃。如以下地製作非晶性PET基材與含量子棒的層之積層體。此處，含量子棒的層係在基質的聚乙烯醇(PVA)中包含上述量子棒1、2。再者，PVA的玻璃轉移溫度為80℃。
將濃度4~5質量%之聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末、各自濃度為1質量%之上述量子棒1、2，添加至水中，準備含量子棒的PVA水溶液。
於厚度200μm的非晶性PET基材上塗布上述含量子棒的PVA水溶液，在50~60℃之溫度進行乾燥，而在非晶性PET基材上製作厚度25μm之含量子點的層。
2.背光單元之組裝
除了於醯化纖維素系薄膜、λ/4板、綠色光-紅色光選擇反射偏光鏡之積層體的選擇反射偏光鏡側上，僅轉印上述1.所製作之含量子棒的層，而將量子點片換成上述1.所製作之含量子棒的層，且去除反射偏光鏡之部分以外，與實施例12同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例14]
除了於實施例1之1.中，將所使用的模具換成截面為頂角110度的二等邊三角形之稜鏡形狀以50μm節距已形成在表面上的模具之部分以外，與實施例 1同樣地進行操作，得到背光單元。再者，所得之稜鏡片係厚度為45μm，以後述的方法所測定之面內遲滯Re為10nm。
[實施例15]
藉由以下之方法，製作二層之積層片，其為在二層的界面具有突出出射側的凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面及出射側表面為平面形狀之聚光片。
於推壓實施例14中所製作的聚光片(稜鏡片，nd=1.50)之模具而形成有稜鏡形狀之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布1質量份的聚矽氧丙烯酸系底漆(旭硝子(股)製CT-P10，有效成分15質量%)經15質量份的稀釋液(異丙醇：醋酸異丁酯=9：5(質量比))予以稀釋之液，在60℃下乾燥10分鐘，而形成底漆的附著層(膜厚15nm)。
然後，於相同之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布10質量份的樹脂溶液(旭硝子(股)製Cytop CTL-110A，非晶質的全氟氟樹脂(末端基-COOH)部分10質量%溶液)經90質量份的全氟溶劑(旭硝子(股)製CT-solv.100)予以稀釋之液，在90℃下乾燥1小時，然後追加地重複4次(合計5次)的塗布與乾燥，而得到在稜鏡片(高折射率層)上形成有低折射率層(nd=1.20)之聚光片。
除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例16]
藉由以下之方法，製作二層之積層片，其為在二層的界面具有突出出射側的凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面及出射側表面為平面形狀之聚光片。
於推壓實施例14中所製作的聚光片(稜鏡片，nd=1.50)之模具而形成有稜鏡形狀之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布以下記載的組成物，在90℃下乾燥1小時，然後重複4次的塗布與乾燥，而得到在稜鏡片(高折射率層)上形成有低折射率層(nd=1.30)之稜鏡片。除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
(組成物之調製)
使用甲基三乙氧基矽烷，進行水解/縮合反應。此時所用的溶劑為乙醇。以攪拌機混合下述成分，調製組成物。
甲基三乙氧基矽烷的水解縮合物：10質量份
丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)：72質量份
3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)：18質量份
界面活性劑(CLARIANT日本製EMULSOGEN-COL-020)：2質量份
中空矽石分散液(日揮觸媒化成股份有限公司製Sururia 2320)：25質量份
[實施例17]
於推壓實施例14中所製作的聚光片(稜鏡片，nd=1.50)之模具而形成有稜鏡形狀之面的相反面上，與實施例15同樣地進行操作，形成低折射率層(nd=1.20)，得到聚光片。所得之聚光片係在出射側表面(稜鏡片(高折射率層)表面)具有凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面(低折射率層表面)為平面形狀。
除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例18]
除了於實施例15中，將樹脂溶液(旭硝子(股)製Cytop CTL-110A，非晶質的全氟氟樹脂(末端基-COOH)部分10質量%溶液)的稀釋液之塗布/乾燥次數從合計5次改變成3次之部分以外，與實施例15同樣地進行操作，製作聚光片。所製作之聚光片係在出射側表面(低折射率層表面)具有凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面(稜鏡片(高折射率層)之與具稜鏡列的面相反之表面)為平面形狀。
除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例19]
於實施例18所製作的聚光片之入射側表面(稜鏡片之與具有稜鏡列的面相反之面)上，與實施例15同樣地進行操作，形成底漆之附著層(膜厚15nm)。
然後，於相同之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布以與實施例15同樣之方法所調製的樹脂溶液之稀釋液，在90℃下乾燥1小時，然後重複2次的塗布與乾燥，而形成低折射率層(nd=1.20)。
依此，得到：自入射側朝向出射側，依順序具有低折射率層、稜鏡片(高折射率層)、低折射率層，入射側表面(入射側低折射率層表面)為平面形狀，在出射側表面(出射側低折射率層表面)具有凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)之聚光片。
除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例20]
於推壓實施例1中所製作的聚光片(稜鏡片，nd=1.50)之模具而形成有稜鏡形狀之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布如以下所製作的低折射率層用塗布液，在60℃下乾燥60秒後，於以氧濃度成為0.1體積%以下的環境之方式而經氮氣沖洗的環境下，使用氣冷式金屬鹵化物燈(EYE GRAPHICS(股)製)，以照度為600mW/cm2、照射量為300mJ/cm2的照射量進行紫外線硬化。然後，重複4次的塗布與乾燥，而得到形成有低折射率層(折射率1.35)之稜鏡片。所製作之聚光片係在出射側表面(低折射率層表面)具有凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面(稜鏡片(高折射率層)之與具有稜鏡列的面相反之表面)為平面形狀。
(低折射率層用塗布液)
混合下述的各成分，添加直到全部溶劑中PGMEA(丙二醇單甲基醚乙酸酯)成為30質量%後，以甲基乙基酮稀釋，最終使固體成分濃度成為5質量%。將所調製的稀釋液加入附有攪拌機的玻璃製可分離式燒瓶中，在室溫下攪拌1小時後，以孔徑0.5μm的聚丙烯製層次過濾器(depth filter)進行過濾，得到低折射率層用塗布液。
二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯之混合物(日本化藥(股)製DPHA)：42質量%
中空矽石分散液(日揮觸媒化成股份有限公司製Sururia 4320)：53質量%
聚矽氧系化合物(防污劑兼均平劑，信越聚矽氧公司製X22-164C)：2質量%
下述式所示的化合物(BASF公司製Irg.127)：3質量%
[實施例21]
於推壓實施例14中所製作的聚光片(稜鏡片，nd=1.50)之模具而形成有稜鏡形狀之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布1質量份的聚矽氧丙烯酸系底漆(旭硝子(股)製CT-P10，有效成分15質量%)經15質量份的稀釋液(異丙醇：醋酸異丁酯=9：5(質量比))予以稀釋之液，在60℃下乾燥10分鐘，而形成底漆的附著層(膜厚15nm)。
然後，於相同之面上，使用# 12的線棒塗布器，塗布10質量份的塗布液(旭硝子(股)製Cytop CTL-110A，非晶質的全氟氟樹脂(末端基-COOH)部分10質量%溶液)經90質量份的全氟溶劑(旭硝子(股)製CT-solv.100)予以稀釋之液，在90℃下乾燥1小時，然後重複4次的塗布與乾燥，而在稜鏡片(高折射率層)上形成低折射率層(nd=1.20)。
然後，於稜鏡片之與形成有上述低折射率層的面相反之面(平面形狀)上，同樣地形成低折射率層。依此，得到在稜鏡片的兩面形成有低折射率層((nd=1.20)之聚光片。所製作之聚光片係在出射側表面(出射側低折射率層表面)具有凸部(截面為頂角110度之二等邊三角形的稜鏡形狀)，入射側表面(入射側低折射率層表面)為平面形狀。
除了使用所得的聚光片之部分以外，與實施例1同樣地進行操作，得到背光單元。
[實施例22]
於實施例10中，不用實施例9所製作之GRIN棒狀透鏡陣列片，而使用實施例20所製作之聚光片作為替代，組裝背光單元。
[實施例23]
於實施例11中，不用實施例9所製作之GRIN棒狀透鏡陣列片，而使用實施例20所製作之聚光片作為替代，組裝背光單元。
[實施例24]
於實施例12中，不用實施例9所製作之GRIN棒狀透鏡陣列片，而使用實施例20所製作之聚光片作為替代，組裝背光單元。
[實施例25]
於實施例13中，不用實施例9所製作之GRIN棒狀透鏡陣列片，而使用實施例20所製作之聚光片作為替代，組裝背光單元。
[比較例1]
分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD，光源：白色光源)，將所取出的背光單元當作比較例1之背光單元。此背光單元之構成係如先前實施例1之說明中記載。
[比較例2]
於分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD，光源：白色光源)而取出的背光單元中，將反射偏光鏡與2片的稜鏡片之位置予以對調，於反射 偏光鏡上配置2片的稜鏡片。2片的稜鏡片係與比較例1同樣地，以兩稜鏡片的稜鏡列成為正交之方式，且稜鏡列位於出射側之方式進行配置。
依此，得到比較例2之背光單元。
[比較例3]
於分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD，光源：白色光源)而取出的背光單元中，將擴散片、2片的稜鏡片、反射偏光鏡之配置順序，變更為朝向出射側，反射偏光鏡、擴散片、2片的稜鏡片之順序而配置。
依此，得到比較例3之背光單元。
[比較例4]
分解市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HDX，光源：藍色光源，具備量子點片)，取出的背光單元。此背光單元係在量子點片上配置有2片的稜鏡片，該稜鏡片係平行配置有複數個稜鏡列，以兩稜鏡片的稜鏡列成為正交的方式進行配置(兩稜鏡片皆係稜鏡列位於出射側)。於量子點片與2片的稜鏡片之間，配置實施例1所用的反射偏光鏡。
依此，得到比較例4之背光單元。
[比較例5]
除了於微透鏡陣列之製作中，代替丙烯酸樹脂，使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之部分以外，與實施例2同樣地進行操作，得到背光單元。
<評價方法> 1.聚光片之消偏光度的測定
依照以下的方法，測定實施例、比較例所用的各聚光片之消偏光度。
於白色光源(富士軟片公司製Fujicolor燈光箱5000)的擴散板上，以穿透軸成為正交之方式配置2片的直線偏光板(LUCEO公司製POLAX-50N)(正交尼科耳配置)，於此等2片的直線偏光板之間配置聚光片。此處，聚光片係以背光單元中自偏光光源部所入射的光之入射側位於來自上述白色光源的光之入射側的方式進行配置。
然後，於如上述之配置狀態下，使聚光片在與直線偏光板呈平行的面內旋轉，測定亮度變最暗的角度時之亮度(以下記載為「Tcross」)。
其次，使2片的直線偏光板之一者90度旋轉而成為平行尼科耳配置，測定該狀態之亮度(Tpara)。
以上的亮度Tcross、Tpara之測定時，各直線偏光板與聚光片之間隔為5mm。
自所測定的亮度Tcross、Tpara，藉由先前記載的式I，算出消偏光度DI。
於實施例1、比較例1~4、實施例14~23中，重疊使用2片的聚光片。此時，聚光片的凸部之列(存在於出射側表面或界面)係正交，且以凸部突出出射側之方式配置2片的聚光片。對於重疊使用2片的聚光片之實施例、比較例，求得1片的聚光片之消偏光度DI。再者，重疊使用之2片的聚光片之消偏光度DI為相同值。
2.聚光片之可見光反射率的測定
依照以下的方法測定實施例、比較例所用之各聚光片之配置於背光單元時，在偏光光源部側表面的表面之可見光反射率。
使用測角光度計(村上色彩技術研究所製GP-5)，對於各聚光片的偏光光源部側表面，自0度(法線方向)起以每10度在-80度~80度之範圍中照射可見光，測定已穿透過聚光片的穿透光之光強度。透過將依每個入射角度累計此等所得之累計值除以無聚光片的總光量後之值而求得可見光穿透率T，依(1-T)×100而求得可見光反射率(單位：%)。
對於重疊使用2片的稜鏡片的實施例、比較例，求得1片的稜鏡片之可見光反射率。再者，重疊使用之2片的稜鏡片之可見光反射率為相同值。
3.聚光片之面內遲滯Re的測定
依照先前記載之方法，求得實施例、比較例所用的各聚光片之面內遲滯Re。
對於重疊使用2片的稜鏡片的實施例、比較例，求得1片的稜鏡片之面內遲滯Re。再者，重疊使用之2片的稜鏡片之可見光反射率為相同值。
3.自液晶面板所出射的總光量之測定
代替市售的平板終端(AMAZON公司製Kindle Fire HD)之背光單元，而配置於實施例、比較例之各背光單元上，製作液晶顯示裝置。
於所製作的液晶顯示裝置之顯示面中，使用視野角測定裝置ELDIM公司製EZ-Contrast XL88)，以方位角每15度、極角每10度測定亮度值，累計結果而求得總光量。將比較例1之值當作基準100，將由實施例、比較例所求得之值當作相對於比較例1之相對值求得。
如此所求得之值愈大，意指液晶顯示裝置之顯示面所顯示的圖像之亮度愈高。
4.自背光單元所出射的總光量之測定
於實施例、比較例的各背光單元之出射側，進行與上述2.同樣之測定。
表1、表2中顯示以上之結果。
由表1、表2中所示之結果可確認到：與比較例之液晶顯示裝置比較之下，實施例之液晶顯示裝置可達成亮度增強。

Claims (17)

  1. 一種背光單元，其係包含可出射偏光的偏光光源部與配置於該偏光光源部之出射側的聚光片，該聚光片之消偏光度為0.1500以下。
  2. 如請求項1之背光單元，其中於該聚光片的偏光光源部側表面所測定之可見光反射率為70%以下。
  3. 如請求項1或2之背光單元，其中該偏光光源部係至少包含光源及反射偏光鏡。
  4. 如請求項3之背光單元，其中該偏光光源部係在該光源與反射偏光鏡之間包含含量子點的層。
  5. 如請求項4之背光單元，其中該光源係藍色光源，且該含量子點的層係包含經由激發光所激發而發出紅色光的量子點及經由激發光所激發而發出綠色光的量子點。
  6. 如請求項5之背光單元，其中於該含量子點的層與反射偏光鏡之間，更包含在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層。
  7. 如請求項5之背光單元，其中於該光源與含量子點的層之間，更包含在綠色光的波長帶域及紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射層。
  8. 如請求項1或2之背光單元，其中該偏光光源部係至少包含光源及含量子棒的層。
  9. 如請求項8之背光單元，其中該光源係藍色光源，且 該含量子棒的層係包含經由激發光所激發而發出紅色偏光的量子棒及經由激發光所激發而發出綠色偏光的量子棒，於該含量子棒的層與聚光片之間，更包含在藍色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射偏光鏡。
  10. 如請求項9之背光單元，其中於該光源與含量子棒的層之間，更包含在綠色光的波長帶域及紅色光的波長帶域具有反射中心波長之選擇反射偏光鏡。
  11. 如請求項1或2之背光單元，其中該聚光片係在出射側表面具有複數個凸部。
  12. 如請求項11之背光單元，其中該凸部係截面形狀為曲面形狀。
  13. 如請求項1或2之背光單元，其中該聚光片係二層以上的積層片，在二層的界面具有突出出射側之複數個凸部。
  14. 如請求項13之背光單元，其中該凸部係截面形狀為曲面形狀。
  15. 如請求項1或2之背光單元，其中該聚光片係折射率分布棒狀透鏡陣列片。
  16. 如請求項15之背光單元，其中該折射率分布棒狀透鏡係圓柱透鏡。
  17. 一種液晶顯示裝置，其包含如請求項1至16中任一項之背光單元與液晶面板。
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