液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别是能够以高对比度进行显示的液晶显示装置。
背景技术：
一直以来，作为显示装置，液晶显示装置被广泛使用。该液晶显示装置一般以液晶 显示元件和背光源单元为主要的构成要素。而且，液晶显示元件具有液晶层被透明基板夹 持的结构，在各个透明基板设置有偏光板。另外，背光源单元从背面照射包含在液晶显示元 件中的液晶显示面板，由光源、导光板和扩散板等构成。近来，对液晶显示装置要求更高亮度化、高对比度化等。因此，对于这些要求，人们 提出了各种技术。(专利文献1)首先，对专利文献1所记载的技术进行说明。在专利文献1所记载的液晶显示元件(液晶显示装置)中，为了提高明亮度等，使 用了作为住友3M公司制的亮度增强薄膜的BEF(商品名，Brightness Enhancement Film的 简称)。另外，在背光源单元侧的偏振薄膜(偏光板)设置有光扩散机构。以下，基于表示现有的液晶显示装置的结构的截面图即图24，进行具体说明。艮口， 专利文献1所记载的液晶显示装置130具有以下结构，S卩，TNCTwisted Nematic 扭转向列) 液晶层106被基板(透明基板)102a· 102b夹持，并且设置有偏振薄膜101a· 101b。而且， 在背面配置有背光源单元108。另外，该背光源单元108以反射板113、下扩散片112、导光 板111和BEFllO为主要构成要素。此外，在上述背光源单元108侧的基板102b与偏振薄膜IOlb之间，设置有散射物 质混入膜109。(专利文献2)接着，对专利文献2所记载的技术进行说明。专利文献2所记载的液晶显示装置中，在夹持扭转取向的向列液晶(液晶层)而 形成的液晶元件(液晶显示元件)中，设置在偏光板与导光板之间的散射层具有大致维持 偏振状态的特性。这样，根据该结构能够实现明亮的显示。(专利文献3)接着，基于图25说明专利文献3所记载的技术。图25是表示专利文献3所记载 的液晶显示装置的结构的截面图。如图25所示，专利文献3所记载的液晶显示装置230具备液晶显示元件201和 背光源(背光源单元)204，在它们之间设置有2片透镜薄膜202 · 203。而且，该透镜薄膜 202 · 203，按照其棱镜的排列方向206 · 207相互正交的方式重合，并且，液晶显示元件201 侧的透镜薄膜202的棱镜的排列方向206与液晶显示元件201的入射光侧的偏光板的透过 轴205平行。
这样，根据该结构能够实现高亮度的显示。(专利文献4) 接着，基于图26说明专利文献4所记载的技术。图26是表示专利文献4所记载 的液晶显示装置的结构的截面图。如图26所示，专利文献4所记载的液晶显示装置330具备夹在入射偏光板(偏 光板)305与出射偏光板(偏光板)306之间的液晶面板304 ；和设置在其背后的背光源用 光源(光源)301，另外，在入射偏光板305与背光源用光源301之间设置有棱镜片308。而且，上述棱镜片308的棱线方向AO与入射偏光板305的透过轴方向BO正交，根 据该结构能够实现高亮度化。(专利文献5)接着，说明专利文献5所记载的技术。专利文献5所记载的液晶显示装置中，在背光源单元的面导光体(导光板)的光 出射面侧，设置有能够有选择地使偏光成分反射·透过的偏光分离面。这样，根据该结构能够特别使显示面的法线方向的亮度提高。专利文献1 日本公开专利公报“特开2003-121847号公报(
公开日2003年4月 23 曰)，，专利文献2:日本公开专利公报“特开2003-15133号公报(
公开日2003年1月 15 日)，，专利文献3 日本公开专利公报“特开平8-22000号公报(
公开日1996年1月23 曰)，，专利文献4 日本公开专利公报“特开2000-122046号公报(
公开日2000年4月 28 曰)，，专利文献5 日本公开专利公报“特开2003-84283号公报(
公开日2003年3月 19 日)，，

发明内容
不过，上述现有的液晶显示装置存在对比度并不足够高的问题。特别是，在使用例如像MVA模式的液晶显示元件那样能够以高对比度进行显示的 液晶显示元件的液晶显示装置中，难以充分发挥上述液晶显示元件所具有的高对比度特 性。下面进行说明。(液晶显示装置的结构)图23是表示液晶显示装置10的一个结构例的概要的截面图。如图23所示，液晶显示装置10包括液晶显示元件20和设置在其背后的背光源单 元60。而且，上述液晶显示元件20具有液晶层22被第一基板24和第二基板26夹着的 结构。另外，在上述第一基板24依次设置有第一相位差板30和第一偏光板34，而在上述第 二基板26同样地依次设置有第二相位差板32和第二偏光板36。此外，在上述第一偏光板34与上述背光源单元60之间设置有亮度增强薄膜40。另外，上述背光源单元60包括光源(未图示)；导光板(未图示)；2片棱镜片(第一棱镜片66和第二棱镜片68)；和上扩散片70。(光的前进过程)接着，对上述液晶显示装置10中的光的前进过程进行说明。即，从背光源单元60向着上述液晶显示元件20垂直出射的光(图23所示Li)，其是否向液晶显示装置10的外部出射按照液晶层22的接通·断开(ON · OFF)而切换。艮口， 在液晶层22接通的情况下，光Ll不被液晶显示元件20阻挡，向液晶显示装置10的外部出射。另一方面，当液晶层22断开的情况下，光Ll被液晶显示元件20阻挡，不向液晶显 示装置10的外部出射。这样，上述液晶层22接通时的出射光的强度(接通强度)与上述液晶层22断开 时的出射光的强度(断开强度)的比(接通强度/断开强度)为对比度值。而且，通常以与液晶显示元件20垂直的方向入射的光Li，能够按照上述液晶层22 的接通·断开实现高接通强度和低断开强度。特别是，当液晶显示元件20例如为像上述MVA模式的液晶显示元件20那样能够 以高对比度进行显示的液晶显示元件20时，对于所述垂直方向的光Li，能够实现例如数千 的对比度值。(来自垂直方向的光)此处，为了实现高对比度值，特别重要的是降低液晶层22为断开时的断开强度。对于这一点，从与液晶显示元件20垂直的方向入射的光Ll容易实现低断开强度。这是因为，从与液晶显示元件20垂直的方向入射的光Li，垂直入射上述各偏光板 (第一偏光板34 第二偏光板36)、上述各相位差板(第一相位差板30 第二相位差板32) 和液晶层22等，光Ll如当初设计的那样变化·前进。(倾斜光)与此相对，例如从上述背光源单元60沿倾斜方向出射，从相对于上述液晶显示元 件20倾斜的方向入射的光(以下称倾斜光)L2，与上述光Ll不同，可能会成为对比度值降 低的主要原因。以下进行说明。S卩，在液晶层22为断开的状态下，对于从正面方向(以下称法线方向)观看上述 液晶显示装置10的观察者V来说，通常上述倾斜光L2不会进入观察者V的眼睛。因此，能够认为上述倾斜光L2不会导致在法线方向上观测的对比度降低。(光的弯曲)不过，上述倾斜光L2的前进方向可能会变化。具体而言，上述光L2的光路可能会 在上述液晶显示元件20内弯曲，向上述观察者V的方向前进(参照图23的箭头L3)。作为该光在液晶显示元件20内弯曲的原因，能够考虑到各种理由，例如能够列举 液晶层22内的散射、彩色滤光片(未图示)内的散射、TFT基板(未图示)的散射等。因此，相对于上述液晶显示元件20，即使在液晶层22为断开的状态下，倾斜光L2 也会以某种程度的明亮度沿法线方向(图23的箭头L3的方向)从上述液晶显示元件20 出射。S卩，虽然认为倾斜光L2不会对在法线方向上观测的对比度产生影响，但因为上述 光L2在液晶显示元件20内会发生前进方向的弯曲(散射)，所以倾斜光L2的一部分光会沿法线方向出射，这会导致在法线方向上观测的对比度降低。详细而言，对于从法线方向入射液晶显示元件20的光Ll和倾斜光L2来说，透过 各光学板(相位差板和偏光板等)、液晶层22等时的光程不同，光学变化量不同。因此，光 Ll和L2的对比度不同。一般情况下，对比度按照在法线方向上较好的方式设计，所以在从 法线方向入射的光Ll和倾斜光L2中，L2的对比度较低。具体而言，上述液晶显示元件20的相位差板(第一相位差板30 ·第二相位差板 32)、偏光板(第一偏光板34 ·第二偏光板36)、液晶层22等，按照其上述接通强度和断开 强度对于从法线方向入射到上述液晶显示元件20的光来说最佳化，即接通强度变多、断开 强度变少的方式设计。特别地，关于断开强度，液晶显示元件20 按照下述方式进行光学设计，S卩，对于从 大致法线方向入射到液晶显示元件20的光来说，该光被最大程度阻挡。因此，不从法线方向入射该液晶显示元件20的倾斜光L2，即使在液晶层22为断开 的状态下，也不能被充分阻挡，其结果，作为漏光从液晶显示元件20沿倾斜方向L2出射。不过，如上所述，从倾斜方向入射的L2在液晶显示元件20内被散射，光的一部分 沿法线方向出射(漏光)。这样，该漏光在具备能够以上述高对比度进行显示的液晶显示元件的液晶显示装 置中，特别成问题。(棱镜片)另外，对液晶显示装置来说，不仅要求高对比度的显示，还要求高亮度的显示。因此，为满足该要求，如上所述，背光源单元60可能具备棱镜片。这里，棱镜片是指，用于控制透过该片材的光的前进方向的片材，例如是在表示形 成有一定方向的槽的光学片材。这样，透过该棱镜片的光，其强度具有一定的指定性。因此，根据液晶显示元件与具备棱镜片的背光源单元的组合方式的不同，产生过 以下情况使液晶显示元件所具有的对比度性能不能够充分发挥，造成对比度降低。因此，本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供一种液晶显示装置，在维持 作为面光源的功能的基础上，能够实现更高对比度的显示。更具体而言，提供一种液晶显示装置，能够抑制向液晶显示元件入射的、成为对比 度降低的主要原因的上述倾斜光的强度。另外，还提供在具备棱镜片的背光源单元中能够实现更高对比度的显示的液晶显 示装置。为解决上述课题，本发明的液晶显示装置，包括液晶显示元件，其具备液晶层、设 置在上述液晶层的两侧的入射侧偏光板和出射侧偏光板；和背光源单元，其从出射面出射 的光向上述液晶显示元件入射，该液晶显示装置的特征在于，上述背光源单元配置成在从 相对于上述液晶显示元件倾斜的方向入射的光中，以容易从上述液晶显示元件的法线方向 出射的方向入射的入射光的强度变弱。另外，本发明的液晶显示装置中，上述背光源单元也可以具备导光板；扩散片； 和至少1片棱镜片。根据上述结构，能够获得在维持作为面光源的功能的基础上实现更高对比度的显示的液晶显示装置。以下进行说明。(液晶显示元件的设计) 从背光源单元出射的光所入射的液晶显示元件，按照下述方式设计，即，当光从液 晶显示元件的背面的法线方向入射，该光沿大致法线方向从表面出射的情况下，其对比度 变得最大。具体而言，液晶显示元件所具备的偏光板、相位差板等光学部件和液晶层等的光 学特性等，按照在该情况下对比度变高的方式设计。(作为面光源的背光源单元)另一方面，在液晶显示元件的显示中，为了实现在面内具有均勻的明亮度的显示， 希望背光源单元在其出射面射出面内均勻的光。换句话说，背光源单元要求具有作为面光 源的功能。这样，背光源单元为了实现作为上述面光源的功能，能够设置用于使光扩散的扩 散片(例如，上扩散片，下扩散片，或上扩散片和下扩散片)。例如在该结构中，从背光源单 元的出射面射出的光在上述扩散片处扩散，通常前往各个方向。因此，从背光源单元出射、向液晶显示元件入射的光，并不仅包含从法线方向入射 的光，还包含从相对于法线方向倾斜的方向入射的光(倾斜光)。(对比度降低)这样，如上述说明那样，液晶显示元件的对比度设计以从法线方向入射的光为前 提，所以上述倾斜光例如在上述液晶显示元件内部散射、并沿液晶显示元件的法线方向出 射时，其出射光不具有所希望的明亮度(白或黑)，结果容易导致对比度的降低。另外，即使是倾斜相同角度的光，根据其倾斜方向的不同，引起对比度降低的程度 也不同。以下对其一个例子进行说明。即，例如在按照吸收轴相互正交的方式设置有2片 偏光板的液晶显示元件中，从向与该吸收轴平行的方位和与该吸收轴垂直的方位倾斜的方 向入射的光，难以沿液晶显示元件的法线方向出射。与此相对，从向与该吸收轴平行的方位和与该吸收轴垂直的方位以外的方位倾斜 的方向入射的光，容易沿液晶显示元件的法线方向出射。因此，从向与该吸收轴平行的方位和与该吸收轴垂直的方位以外的方位倾斜的方 向入射的光，与从向与该吸收轴平行的方位和与该吸收轴垂直的方位倾斜的方向入射的光 相比，容易成为对比度降低的原因。如上所述，倾斜光沿液晶显示元件的法线方向出射的程度，根据倾斜光所倾斜的 方向的不同而不同。对于这一点，在上述结构中，上述背光源单元配置成在从倾斜方向入射的光中， 来自容易从上述液晶显示元件的法线方向出射的方向的入射光的强度变弱。如上所述，上述结构起到以下效果，S卩，能够提供在维持作为面光源的功能的基础 上实现更高对比度的显示的液晶显示装置。另外，上述“方位”，例如在上述入射侧偏光板等中，意味着其面内的吸收轴等的旋 转角度，在从出射侧观看液晶显示装置的情况下，令左旋方向为正方向。另外，本发明的液晶显示装置，也可以在上述液晶显示元件与上述背光源单元之 间具备亮度增强薄膜。
根据上述结构，由于设置有亮度增强薄膜而对比度容易降低的部位，上述倾斜光中容易从上述液晶显示元件的法线方向出射的倾斜光的强度受到抑制，因此能够实现高对 比度的显示。另外，上述亮度增强薄膜是指下述薄膜例如在将到达该亮度增强薄膜的偏振光 分为P光和S光的情况下，仅使其中一个偏振光例如ρ光透过。并且，使剩下的S光反射， 具有例如使向相邻的偏光板入射的光增加的作用等。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述液晶显示元件与上述背光源单元接 近地配置。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述液晶显示元件与上述背光源单元的 间隔为Omm以上IOmm以下。根据上述结构，液晶显示元件与背光源单元接近，具体而言，例如其间隔为Omm以 上IOmm以下。因此，虽然当液晶显示元件与背光源单元间的距离变小时，特别是当它们接触时， 由上述倾斜光引起的对比度的降低容易变大，但根据上述结构，背光源单元被适当地配置， 能够抑制上述对比度的降低。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述倾斜光容易从法线方向出射的方向 所在的方位与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为20度以上70度以下，或110度以上160 度以下。此处，棱镜片意味着，为了控制透过该片材的光的前进方向而在该片材的表面形 成一定方向的槽而成的光学片材。这里，棱镜轴是指上述槽的方向。根据上述结构，棱镜轴与上述倾斜光中容易从法线方向出射的方向所在的方位所 成的角度为20度以上70度以下，或110度以上160度以下。因此，能够进一步控制对比度 的降低。以下进行说明。S卩，在背光源单元具备棱镜片的情况下，因为棱镜片对光的前进方向进行控制，所 以其出射光的强度被赋予一定的方向性。具体而言，就从背光源的上述出射面倾斜出射的 光而言，向与棱镜片的棱镜轴平行的方位倾斜的光，比向与上述棱镜轴正交的方位倾斜的 光强。而且，在上述结构中，倾斜的出射光变强的棱镜轴的方位与容易从上述法线方向 出射的倾斜光的方位偏离。具体而言，所成的角度为20度以上70度以下，或110度以上 160度以下。因此，从背光源单元出射的光难以成为作为对比度降低的主要原因的倾斜光。因此，在上述结构中，即使在为了使液晶显示元件的法线方向的明亮度提高等而 在背光源单元中设置有棱镜片的液晶显示装置中，也能够容易地抑制对比度的降低。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述液晶显示元件为直线偏振型的垂直 取向模式，上述入射侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-25度以上25 度以下，或65度以上115度以下。另外优选的是，在上述直线偏振型的垂直取向模式中，上述入射侧偏光板的吸收 轴与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-15度以上15度以下，或75度以上105度以下。更优选的是，在上述直线偏振型的垂直取向模式中，上述入射侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-5度以上5度以下，或85度以上95度以下。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述液晶显示元件为圆偏振型的垂直取 向模 式，上述入射侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-43度以上7度 以下，或47度以上97度以下。另外优选的是，在上述圆偏振型的垂直取向模式中，上述入射侧偏光板的吸收轴 与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-33度以上-3度以下，或57度以上87度以下。更优选的是，在上述圆偏振型的垂直取向模式中，上述入射侧偏光板的吸收轴与 上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-23度以上-13度以下，或67度以上77度以下。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述液晶显示元件为TN模式，上述入射 侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-25度以上25度以下，或65度以 上115度以下。另外优选的是，在上述TN模式中，上述入射侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱 镜轴所成的角度为-15度以上15度以下，或75度以上105度以下。更优选的是，在上述TN模式中，上述入射侧偏光板的吸收轴与上述棱镜片的棱镜 轴所成的角度为_5度以上5度以下，或85度以上95度以下。在上述各结构中，按照各液晶显示元件的结构，以偏光板的吸收轴与棱镜片的棱 镜轴所成的角度最佳的方式设置有背光源单元。因此，倾斜光难以从液晶显示装置的法线方向出射，能够更有效地抑制对比度的 降低。特别是，在液晶显示元件构成为直线偏振型的垂直取向模式的情况下，该液晶显 示元件一般能够以高对比度进行显示，能够抑制该高对比度的降低。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，在上述背光源单元中，棱镜片设置有2 片，按照其棱镜轴的方位正交的方式设置。根据上述结构，因为2片棱镜片按照其槽方向正交的方式形成，所以在液晶显示 装置的法线方向能够实现更明亮的出射。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，从上述背光源单元的出射面出射的光的 半值宽度为28度以上44度以下。另外，本发明的液晶显示装置优选的是，上述半值宽度为20度以上40度以下。(半值宽度)首先对上述半值宽度进行说明。即，就背光源单元等测定半值宽度的测定样本而 言，相对于沿法线方向从其出射面出射的光，令光的强度成为一半的倾斜角度为半值宽度 (度)。这基于下述特性，即，出射的光的强度随着从法线方向倾斜而逐渐变弱。根据上述结构，因为背光源单元的半值宽度为44度以下，优选为20度以上40度 以下，所以能够在维持作为面光源的功能的基础上，能够实现更高对比度的显示。即，上述结构的背光源单元，因为表示出射光的扩散特性的半值宽度被设定在适 当的值，所以出射在具有用于发挥作为面光源的功能的散射性的基础上，导致上述对比度 值降低的沿倾斜方向出射的光的强度受到抑制。其结果为，能够进一步抑制液晶显示装置 的对比度的降低。本发明的液晶显示装置如上所述，上述背光源单元配置成在从相对于液晶显示元件倾斜的方向入射的光中，来自容易从上述液晶显示元件的法线方向出射的方向的入射 光的强度变弱。因此起到下述效果，S卩，能够提供在维持作为面光源的功能的基础上实现更高对 比度的显示的液晶显示装置，具体而言，提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置能够抑制 向液晶显示元件入射的、成为对比度降低的主要原因的上述倾斜光的强度。


图1表示本发明的实施方式，是液晶显示装置的截面图。
图2表示本发明的实施方式，是液晶显示装置的主要部分的立体图。图3是表示透过光的光学特性的测定系统的图。图4是表示极角与透过光的强度的关系的图。图5是表示入射角度与透过光的强度的关系的图。图6是表示来自背光源单元的出射光的光学特性的测定系统的图。图7是表示来自背光源单元的出射光的强度的图。图8是表示棱镜轴与光的强度的关系的图。图9表示本发明的其它的实施方式，是液晶显示装置的截面图。图10是表示来自背光源单元的出射光的强度的图。图11是表示半值宽度等的测定样本(sample)的概略结构的截面图。图12是表示来自液晶显示元件的出射光的强度的图。图13是表示来自液晶显示装置的出射光因亮度增强薄膜的有无而产生的差的 图。图14是表示液晶显示装置的正面对比度的图。图15是表示背光源单元的强度分布的图。图16表示本发明的实施方式，是表示液晶显示装置的主要部分的立体图。图17是液晶显示装置的主要部分立体图。图18表示本发明的其它的实施方式，是液晶显示装置的主要部分的立体图。图19表示本发明的其它的实施方式，是液晶显示装置的主要部分的立体图。图20是表示各液晶模式中光的散射特性的图。图21是表示垂直取向模式中圆偏振型与直线偏振型的差别的图。图22是表示各液晶模式中应当抑制倾斜光的入射的方位角的图。图23是表示液晶显示装置的概略结构的截面图。图24表示现有技术，是表示液晶显示元件的结构的截面图。图25表示现有技术，是表示液晶显示元件的结构的截面图。图26表示现有技术，是表示液晶显示元件的结构的截面图。附图标记说明10液晶显示装置20液晶显示元件22液晶层34第一偏光板(入射侧偏光板)
Hl吸收轴方向(吸收轴) 36第二偏光板(出射侧偏光板)H2吸收轴方向(吸收轴)40亮度增强薄膜60背光源单元64导光板66第一棱镜片(棱镜片)67槽Pl槽方向(棱镜轴)68第二棱镜片(棱镜片)69槽P2槽方向(棱镜轴)70上扩散片(扩散片)72下扩散片(扩散片)80出射面R取向区域
具体实施例方式[实施方式1]以下基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。(液晶显示装置)本发明的液晶显示装置10与之前基于图23说明的液晶显示装置10具有大致相 同的结构。以下，基于表示本实施方式的液晶显示装置10的概要结构的截面图即图1进行 说明。S卩，本发明的液晶显示装置10主要由液晶显示元件20和背光源单元60构成。从 背光源单元60的出射面80出射的光入射到液晶显示元件20，从而进行显示。(液晶显示元件)首先，对上述液晶显示元件20进行说明。本实施方式的液晶显示元件20构成为 所谓垂直取向模式的直线偏振型。S卩，由相对的2片基板(未图示)夹持的液晶层22，被作为入射侧偏光板的第一偏 光板34与作为出射侧偏光板的第二偏光板36夹着，上述液晶层22所包含的液晶分子在俯 视时呈现例如4分割取向等分割取向。(背光源单元)接着，对本实施方式的背光源单元60进行说明。本实施方式的背光源单元60包 括光源(未图示)、上述图1所示的导光板64、2片扩散片(上扩散片70和下扩散片72) 和2片棱镜片(第一棱镜片66和第二棱镜片68)。上述各部件按照导光板64、下扩散片72、第一棱镜片66、第二棱镜片68、上扩散片 70的顺序重叠。这里，上扩散片70使用雾度值=55. 0%的扩散片，而下扩散片72使用雾 度值=74. 5%的扩散片。
(棱镜片)详细地，如图2所示，在上述背光源单元60中，上述第一棱镜片66和第二棱镜片 68分别在其表面形成有由三角形的山和谷构成的直线状的槽，即在上述第一棱镜片66形 成有槽67，在上述第二棱镜片68形成有槽69。而且，上述第一棱镜片66和上述第二棱镜片68中，上述槽的方向(图2所示的双 箭头Pl和双箭头P2)正交。(方位)
以下使用方位角(Φ)进行更具体的说明。在大致长方形的液晶显示装置10中，由其长边方向(图2所示的双箭头L)和其短 边方向(图2所示的双箭头S)形成直角坐标，如图2所示，令上述双箭头L方向为0度· 180 度，上述双箭头S方向为90度· 270度。并且，令从上述0度位置起逆时针方向上的旋转角(与0度所成的角度)为方位 角(Φ)。该情况下，本实施方式的上述第一棱镜片66的槽67的方向Pl (槽方向、棱镜轴) 为方位角(Φ) =90度· 270度方向(以下称90度方向)，而上述第二棱镜片68的槽69 的方向P2为方位角(Φ) = 0度· 180方向(以下称0度方向)。(偏光板)接着，对本实施方式的液晶显示装置10的偏光板的设置方向进行说明。在本实施方式中，上述第一偏光板34被设置为其吸收轴方向(图2的双箭头Hl) 向着与上述长边方向L平行的方向、即方位角(Φ) =0度的方向。而且，隔着上述液晶层22，上述第二偏光板36被设置为其吸收轴方向(图2的 双箭头H2)向着与上述短边方向S平行的方向、即方位角(Φ) =90度的方向。即，2片偏光板(第一偏光板34和第二偏光板36)按照其吸收轴正交的方式采用 所谓正交尼科尔配置。(棱镜片和偏光板)并且，在本实施方式中，如以上说明，在相互接近的棱镜片和偏光板彼此，即第二 棱镜片68和第一偏光板34中，其棱镜轴P2和吸收轴方向Hl共同向着方位角(Φ) =0度 方向，处于平行的关系。S卩，第一棱镜片66的棱镜轴Pl为方位角(Φ) =90度方向，第二棱镜片68的棱 镜轴P2为方位角(Φ) =0度方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(φ) =0度 方向，第二偏光板36的吸收轴方向H2为方位角(φ) =90度方向。(棱镜片)这里，对上述棱镜片进行更详细的说明。一般来说，希望液晶显示装置10能够进行明亮的显示。特别是，对于从法线方向 观察液晶显示装置10的观察者V来说，希望其显示亮度较高。并且，为了在上述法线方向进行明亮的显示，使来自背光源60的出射光主要从该 法线方向出射是有效的。因此，为使来自背光源单元60的出射光集中到法线方向，使用上 述棱镜片。此处，上述棱镜片是指，能够控制透过该片材的光的前进方向的光学片材，例如意味着在其表面形成有一定方向的槽而形成的光学片材。并且，在本实施方式中，按照槽方向(棱镜轴)Ρ1 ·Ρ2相互正交的方式设置有2片 棱镜片66 · 68。因此，在背光源单元60的短边方向S和其长边方向L中任一方向上，都能 够使从背光源单元60出射的光集聚在其法线方向。因此，上述液晶显示装置10能够实现更加明亮的显示。 (对比度)另外，对于上述液晶显示装置10，除了上述明亮的显示之外，还希望高对比度的显 示。因此，接着对液晶显示装置10的对比度进行说明。如之前所进行的说明，液晶显示装置10的观察者V—般从液晶显示装置10的法 线方向观察液晶显示装置10。因此，液晶显示装置10所具备的液晶显示元件20，主要按照 在上述法线方向能够进行高对比度的显示的方式设计。即，液晶显示元件20按照在从法线 方向向其背面入射、并从其正面沿法线方向出射的光中能够实现高对比度的方式设计。因此，向液晶显示元件20入射的倾斜光可能成为对比度降低的主要原因。而且，在具备能够进行高对比度显示的例如MVA模式的液晶显示元件20的液晶显 示装置10等中，这种由倾斜光导致的对比度的降低更为显著。(对比度的降低，面板的影响)此处，对由倾斜光导致的对比度的降低进行更详细的说明。如以上说明，从背光源单元60出射的光通过2片偏光板和被该偏光板夹着的液晶 层，到达观察者V。因此，对液晶显示面板对由上述倾斜光引起的漏光的影响进行说明。此处，上述液 晶显示面板是指，在上述液晶显示元件20中拆除2片偏光板(第一偏光板和第二偏光板) 后的部分。具体而言，是指由设置有彩色滤光片和开关元件等的2片基板夹持液晶层22而 形成的部分。图4是表示在2种测定样本(第一测定样本和第二测定样本，以下将详述)中，针 对倾斜光的测定样本的显示面的法线方向的光的强度。(测定系统)此处，首先基于图3 (a)和(b)对用于测定上述透过强度等光学特性的测定系统进 行说明。图3(a)和(b)是表示用于测定透过光的强度等光学特性的测定系统的图。如图3(a)所示，在用于测定上述光学特性的测定系统中，光从测定样本的背面入 射，利用设置在测定样本的正面的受光器接收透过测定样本的光，测定其强度。此处，如图3(a)所示，对于测定样本平面，令自法线方向倾斜的倾斜角度为极角 (Θ)，如图3(b)所示，对于测定样本平面，令其平面上的自左右横向方向左旋的旋转角度 为方位角(Φ)。这样，在上述测定系统中，如图3(a)所示，入射光的入射方向能够在极角(θ )的 方向倾斜，并且能够在该倾斜的状态下旋转到上述方位角(Φ)的方向。另一方面，受光器被固定在极角(Θ) =0度(方位角(φ) =0度)的位置，换言 之被固定在测定样本平面的法线方向上。另外，作为用于进行上述测定的测定器虽然没有特别限定，但例如能够使用大塚 电子制的IXD5200(商品名)进行测定。
(入射角度与透过光的强度)接着，对使用上述测定系统测定的下述2种测定样本(第一测定样本和第二测定样本)中针对倾斜光而言的透过光的强度，基于上述图4进行说明。此处，第一测定样本是在玻璃基板的两面按照偏光板的吸收轴相互正交的方式各 贴合1片偏光板而成的(图4中的“玻璃+偏光板”)，第二测定样本是液晶显示元件(在 上述液晶显示面板贴合偏光板而成的(图4中的“面板+偏光板”))。对于该2个测定样本，图4表示入射光的角度(极角(θ ))与透过光的强度的关 系。另外，在上述“玻璃+偏光板”和“面板+偏光板”的任一个中，上述2片偏光板的 配置均为2片偏光板的吸收轴相互正交的正交尼科尔配置。具体而言，背面偏光板(测定 时位于入射侧的偏光板。相当于第一偏光板34° )的吸收轴向着方位角(Φ) =0度的方 向。而正面偏光板(测定时位于出射侧的偏光板。相当于第二偏光板36° )的吸收轴向着 方位角(Φ) = 90度的方向。另外，在上述背面偏光板的外侧，还设置有日东电工公司制的 A-PCF(Polarization Conversion Film，偏振转换薄膜)(商品名)作为亮度增强薄膜。如图4的透过光的强度所示，当使入射光自样本的法线方向起倾斜时，2种测定样 本(“玻璃+偏光板”、“面板+偏光板”)中透过光的强度均减少。不过，该减少的程度在“玻璃+偏光板”中较大。换言之，在对“玻璃+偏光板”中 加入液晶显示面板而得的“面板+偏光板”中，对于倾斜光来说，光容易沿法线方向(极角 (Θ) =0度方向)出射。能够认为这是因为，入射到测定样本的光容易在液晶显示面板内部发生散乱，容 易使前进方向发生变化。于是，像这样使倾斜光在液晶显示面板内部的前进方向发生变化， 沿法线方向出射，由此导致对比度的降低。另外，图4所示的测定结果中，使上述入射光向着方位角(Φ) =0度的方向、即与 背面偏光板的吸收轴平行的方向倾斜。(入射光的θ，φ依赖性)接着，对于倾斜光沿法线方向透过的容易度，特别是其方位角(Φ)依赖性，基于 图5进行说明。图5是对与上述“面板+偏光板”相同的测定样本，表示使入射光的极角 (Θ)和方位角(Φ)变化的情况下的上述透过光的强度的图。S卩，图5所示的用于测定的测定样本，是在液晶显示面板的两面(正面背面)以正 交尼科尔配置贴合偏光板而形成的，此外，背面偏光板(测定时位于入射侧的偏光板)的吸 收轴向着方位角(Φ) =0度的方向，另一方面，正面偏光板(测定时位于出射侧的偏光板) 的吸收轴向着方位角(Θ) =90度的方向。如上述图5所示可知，在极角(Θ) =0 70度的范围内，大致在所有的方位角 (Φ)上倾斜光沿法线方向出射。而且可知，特别是在方位角(Φ) =45度、135度、225度和 315度，倾斜光容易沿法线方向出射。另外，测定系统等与上述透过光的强度测定相关的条件等，均参照基于上述图 3(a)和(b)说明的测定系统等。(倾斜光的行为)
如上所述，在液晶显示元件20中，倾斜光可能改变其前进方向，沿法线方向即液 晶显示装置10的观察者V的方向出射。另外，如之前已说明的那样，由于透过液晶显示元件 20时的光程的差异等，上述倾斜光与从法线方向入射的光相比，容易表现出不同的行为。具 体而言，例如即使在液晶层22为断开的状态(液晶层22为断开的状态是指，液晶显示元件 进行黑显示的情况即透过率最低的状态)下，光也可能不被完全阻挡。其结果为，倾斜光常作为漏光沿法线方向出射，进入到观察者V的眼睛里。因此，为了实现高对比度，希望使上述倾斜光难以沿法线方向出射。而且，为了更高效地提高对比度(抑制对比度的降低)，抑制特别是来自在上述方 位角(Φ) =45度、135度、225度和315度上倾斜的方向的光的入射是有效的。这是因为 从该方向入射的光容易发生漏光。(棱镜轴与出射强度) 关于这一点，在本实施方式的液晶显示装置10中，因为棱镜片的槽方向(棱镜轴) 与偏光板的吸收轴方向处于平行或垂直的关系，所以对比度的降低受到抑制。以下进行说 明。图7 (a)和(b)是表示上述棱镜轴(棱镜片的槽方向)与来自背光源单元60的出 射光的强度的关系的图。详细而言，是对于来自上述背光源单元60的出射光，在全方位角(Φ)和极角(Θ) =0 88度的范围内，对出射强度进行测定而得的图。(测定系统和测定样本)用于测定来自背光源单元60的出射光的强度的测定系统，例如能够使用图6所示 的测定系统。具体而言，例如能够使用视野角测定装置(EZContrastXLSS 法国ELDIM公司制) 进行测定。使用该装置，能够在短时间内一次测定全方位角(Φ)和极角(Θ) = 0 88°。图7(a)和(b)所示的测定结果是使用上述视野角测定装置测定的结果。另外，方位角(Φ)和极角(θ )的定义与之前说明的一样。接着，对图7(a)和(b)中用于测定的测定样本的结构进行说明。图7 (a)的测定所使用的测定样本为背光源单元A，图7 (b)中的测定所使用的测定 样本为背光源单元B。背光源单元A和背光源单元B中的层结构均与上述图1所示的背光 源单元60相同。即，背光源单元A和背光源单元B中，均按照各自的槽67 ·69的槽方向(棱镜轴) Pl · P2正交的方式设置有2片棱镜片(第一棱镜片66和第二棱镜片68)。此处，上述背光源单元A中，第一棱镜片66的棱镜轴Pl向着方位角(Φ) =0度 方向，第二棱镜片68的棱镜轴P2向着方位角(Φ) =90度方向。与此相对，在上述背光源单元B中，第一棱镜片66的棱镜轴Pl向着方位角(Φ) =45度方向，第二棱镜片68的棱镜轴P2向着方位角(Φ) =135度方向。S卩，背光源单元A和背光源单元B中，正交的棱镜轴的方向不同。(测定结果)接着，基于图7(a)和(b)、图8 (a)和(b)对上述测定的结果进行说明。如上述图7(a)所示可知，在以棱镜轴沿方位角(Φ) = 0度和90度的方式重合的测定样本(背光源单元Α)中，在方位角(Φ) =O度·180方向和方位角(Φ) =90度·270 度方向上，沿倾斜方向出射的光(具有极角(Θ)出射的光)的强度变强。另外，如图7(b)所示，在以棱镜轴沿方位角(Φ) =45度和135度的方式重合的测 定样本(背光源单元B)中，在方位角(Φ) =45度·225方向和方位角(Φ) = 135度·315 度方向上，沿倾斜方向出射的光的强度变强。以上，根据图7(a)和(b)所示的测定结果，对于背光源单元60的棱镜轴的方向 (方位)与出射光的强度的关系可知，光容易沿在与棱镜轴的方向平行的方位角(Φ)方向 上具有极角(Θ)的方向出射。另外，对于在上述图7(a)和(b)中表示测定结果的出射光的强度分布，图8 (a)和 (b)表示在方位角(Φ) =0度方向和方位角(Φ) =45度方向上的极角(Θ)依赖性。此处，图8 (a)与上述图7 (a)所示的测定结果对应，图8 (b)与上述图7 (b)所示的 测定结果对应。
如上述图8(a)所示，在背光源单元A中，在方位角(Φ) =0度方向具有极角(Θ) 的情况与在方位角(Φ) =45度方向具有极角(Θ)的情况相比，光的强度较高。另外，在背光源单元B中，如图8(b)所示，在方位角(Φ) =45度方向具有极角 (Θ)的情况与在方位角(Φ) =0度方向具有极角(Θ)的情况相比，光的强度较高。这样，如上所述，因为在背光源单元A中棱镜轴为方位角(Φ) =0度·90度方向， 所以可知出射光的强度在沿与棱镜轴平行的朝向倾斜的方向上变高。同样，因为在背光源单元B中棱镜轴为方位角(Φ) =45度·135度方向，所以与背 光源单元A的情况相同，可知出射光的强度在沿与棱镜轴平行的朝向倾斜的方向上变高。(棱镜轴与吸收轴)此处，在本实施方式的液晶显示装置10中，如之前已说明的图2所示，棱镜片的棱 镜轴与偏光板的吸收轴所成的角度，为平行或垂直的关系。因此，难以产生对比度的降低。 以下进行说明。如上所述，在上述图2所示的本实施方式的液晶显示元件10中，第一棱镜片66的 棱镜轴Pl为方位角(Φ) =90度方向，第二棱镜片68的棱镜轴Ρ2为方位角(φ) =0度 方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(Φ) =0度方向，第二偏光板36的吸收轴 方向Η2为方位角(Φ) =90度方向。(液晶显示元件的透过特性)这样，如基于图5所说明的那样，在按照吸收轴为方位角(Φ) =0度方向和90度 方向的方式正交尼科尔配置的2片偏光板中，容易沿法线方向出射的是在方位角(Φ) =45 度· 135度· 225度· 315度方向上倾斜的光。与此相对，从在方位角(Φ) = 0度· 90度· 180度· 270度方向上倾斜的方向入 射的光，比较难以沿法线方向出射。(背光源单元的出射光的强度的角度分布)接着，对背光源单元的出射光的强度的角度分布进行说明。该角度分布是指，在方 位角(Φ) =0 360度、极角(Θ) =0 88度的范围内对来自背光源单元的出射光的强 度进行绘图而得的。对于按照棱镜轴沿方位角(Φ) =90度方向和0度方向的方式配置有2片棱镜片的背光源60，如之前基于图7 (a)等进行的说明，在方位角(Φ) =0度·90度·180度·270 度方向上倾斜的光容易从该背光源60出射。因此，在本实施方式的液晶显示装置10中，倾斜方向的光容易从背光源单元60出 射的方位角(Φ) (0度· 90度· 180度· 270度)与倾斜光容易从液晶显示元件20的法线 方向出射的方位角(Φ) (45度· 135度· 225度· 315度方向)不一致，甚至与倾斜光难以 沿液晶显示元件20的法线方向出射的方位角(Φ) (0度· 90度· 180度· 270度方向)一
致。
因此，如之前说明的那样，能够抑制容易成为对比度降低的主要原因的从法线方 向出射的倾斜光的强度。其结果为，能够通过使用棱镜片来确保法线方向上的明亮度，并同时抑制对比度 值的降低。(面内均勻性和半值宽度)接着，对背光源单元60的面内均勻性和半值宽度进行说明。首先，在液晶显示装置10中，为了在其面内实现均勻的明亮度的显示，优选从背 光源单元60出射在面内具有均勻的明亮度的光。即，背光源单元60优选是均勻的面光源。于是，为了实现该特性，希望从背光源单元60出射的光的扩散性较高。而且，为了 实现该扩散特性，考虑背光源单元60具备作为具有扩散性的片材的扩散片(上扩散片，下 扩散片，或者上扩散片和下扩散片)，并且使该扩散性提高。(半值宽度)接着，对背光源单元60的半值宽度进行说明。本实施方式的背光源单元60使用的是该半值宽度为31度的背光源单元。以下进 行说明。(测定系统)上述半值宽度的测定能够使用之前已说明的用于测定来自背光源单元60的出射 光的强度的测定系统。S卩，如上述图6所示，在用于测定半值宽度的测定系统中，对于从测定样本出射的 光，在全方位角和全极角测定与方位角和极角对应的光强度。然后，基于此求取半值宽度， 该半值宽度是指，特定方位的出射光的强度成为沿法线方向出射的光的强度的一半的倾斜 角度。即，求取沿倾斜方向出射的光的强度成为沿法线方向出射的光的强度的一半的出射 光的出射角度。另外，作为进行上述测定的测定器，虽然没有特别限定，但例如能够使用ELDIM公 司制的EZcontrast88(商品名)进行测定。并且，背光源单元60的半值宽度的测定通过将上述测定样本作为背光源单元60 来进行。另外，方位角(Φ)和极角(Θ)的定义与之前说明的一样。例如，上述极角(Θ) 意味着，对于作为测定样本的背光源单元60的正面(出射面80)来说，自法线方向倾斜的 倾斜角度。而且，对于测定样本平面来说，令其平面上的自水平方向(左右、横向方向)左 旋的旋转角度为方位角(Φ)。(上扩散片)
在本实施方式中，如上所述，上扩散片70使用的是使得来自背光源单元60的出射 光的半值宽度为31度的扩散片。以下进行具体说明。S卩，上述半值宽度是 以用上述图1表示概要结构的背光源单元60为上述测定样本 进行测定的。详细而言，在依次重叠有导光板64、下扩散片72、第一棱镜片66、第二棱镜片 68和上扩散片70的状态的背光源单元60中，进行上述光的强度的测定。令使上述入射方向倾斜时的方位角(Φ)在0 360度的范围内，在该方位角(Φ) 的范围内，(对按每45度测定8处的结果求得平均值(以下称为半值宽度(0 360度))。另外，在上述实施方式中，上述上扩散片70使用雾度值=55.0%的扩散片。下扩 散片72使用雾度值=74. 5%的扩散片。而且，在本实施方式的液晶显示装置10中，上述半值宽度被设定为31度。因此，能够抑制从倾斜方向入射液晶显示元件20的光的强度。因此，能够抑制对 比度值的降低。因此能够实现之前已说明的液晶显示元件20的高对比度。另外，液晶显示元件20的像素的间距与棱镜片的槽的间距这不同的2个同期性的 图案的相互作用会产生“波纹(moire) ”，该“波纹”的产生能够通过在上述棱镜片与液晶显 示元件20之间配置扩散片(上扩散片、下扩散片，或者上扩散片和下扩散片)来加以抑制。另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，上述液晶显示元件20与上述背光源单 元60接近地配置。具体而言，上述液晶显示元件与上述背光源单元的间隔为约1mm。因此，能够在由上述倾斜光引起的对比度的降低容易变大的位置抑制该对比度的 降低。另外，上述液晶显示元件20与上述背光源单元60能够贴紧(上述间隔为Omm)设置。[实施方式2]以下，基于图9等对本发明的其它实施方式进行说明。另外，本实施方式中未进行 说明的其他结构与上述实施方式1相同。另外，为了便于说明，对于与上述实施方式1的附图所示的部件具有相同功能的 部件标记相同符号，省略其说明。本实施方式的液晶显示装置10除了上述实施方式1的液晶显示装置10的结构 夕卜，还具备亮度增强薄膜40。S卩，如表示本实施方式的液晶显示装置10的概要结构的截面图即图9所示，在本 实施方式的液晶显示装置10中，2片偏光板(第一偏光板34和第二偏光板36)中，在作为离 背光源单元60较近的偏光板的上述第一偏光板34与上述背光源单元60之间，设置有作为 亮度增强薄膜40的日东电工公司制的A-PCF(Polarization Conversion Film，商品名)。(亮度增强薄膜)此处，亮度增强薄膜40是指，例如通过以下所示的结构等而起到使对相邻的偏光 板入射的入射光增加的作用的薄膜。作为该结构，例如，在将到达该亮度增强薄膜40的偏振光分为ρ光和s光的情况 下，仅使其中一种偏振光例如P光透过，而使剩下的s光反射。这样，反射的上述s光在被 背光源单元60散射 反射而再次到达亮度增强薄膜40时，其一部分变化为ρ光，该ρ光透过亮度增强薄膜40。该亮度增强薄膜40重复这样的作用，例如选择性地仅使ρ光透过。另外，作为上述亮度增强薄膜40，并不限定于上述A_PCF(商品名)，例如也能够使 用住友3M公司制的D-BEF(商品名，Brightness Enhancement Film的简称)。另外，该亮 度增强薄膜有时也被称为偏振反射薄膜或偏振反射镜薄膜等。(亮度增强薄膜与出射光) 这里，对于来自背光源单元60的出射光，首先基于图10(a)和(b)说明由上述亮 度增强薄膜40的有无引起的光的强度的差异。图10(a)和(b)是表示来自背光源单元60的出射光的强度的图。详细而言，图10(a)以上述图1所示的背光源单元60为测定样本，表示从其出射 面80沿法线方向出射的出射光的方位角(Φ)和极角(Θ)依赖性，这里，背光源单元60由 导光板64、下扩散板72、第一棱镜片66、第二棱镜片68和上扩散片70层叠而形成。另一方面，图10 (b)以在上述图10 (a)的测定样本重叠作为亮度增强薄膜40的上 述A-PCF而得的结构作为测定样本，与上述图10(a)相同，表示从其沿法线方向出射的出射 光的方位角(Φ)和极角(Θ)依赖性。图11(a)和(b)中，分别表示的是，在结果由上述图10(a)和(b)表示的测定中使 用的背光源单元60的层结构。此处，图11 (a)和(b)分别是表示背光源单元60的概要层结构的截面图。而且， 上述图10(a)所示的测定结果是其截面结构表示在上述图11(a)中的背光源单元60的测 定结果，同样地，上述图10(b)所示的测定结果是其截面结构表示在上述图11(b)中的背光 源单元60 (包括亮度增强薄膜40)的测定结果。另外，测定系统等与上述光的强度测定相关的条件等，均参照之前已基于图6说 明的用于测定来自背光源单元60的出射光的强度的测定系统。如上述图10(a)和(b)所示，来自背光源单元60的沿法线方向的出射光，由于设 置有亮度增强薄膜40，或换句话说，由于透过亮度增强薄膜，而在更广的倾斜范围分布。S卩，在设置有亮度增强薄膜40的背光源单元60中，光在大致全方位角(Φ)范围 内从其出射面80向着广极角(θ )范围出射。而且，因设置有该亮度增强薄膜40而带来的出射范围的扩大，在倾斜的角度(极 角(θ)) = 30 70度的范围内特别显著。由以上可知，当亮度增强薄膜40设置在背光源单元60与液晶显示元件20的上述 第一偏光板(背光源单元60侧的偏光板)34之间时，从倾斜方向入射到上述液晶显示元件 20中的光增加。(来自液晶显示装置的出射光)接着，基于图12(a)和(b)，说明来自液晶显示元件20的沿法线方向出射的光对于 入射光的方位角(Φ)和极角(Θ)的依赖性。此处，图12(a)是以用上述图1表示其概要结构的实施方式1的液晶显示元件20 为测定样本，测定法线方向上的光的强度的图。另一方面，图12(b)以用上述图9表示其概要结构的实施方式1的液晶显示元件 20 (在实施方式1的液晶显示元件20加上作为亮度增强薄膜40的A-PCF而得的结构)为 测定样本。
S卩，关于来自液晶显示元件20的法线方向上的出射光的强度的对于入射光的倾 斜角度的方位角(Φ)和极角(θ )依赖性，图12(a)和(b)表示因亮度增强薄膜40的有无 而造成的差异。另外，测定系统等与上述光的强度测定相关的条件等，均参照已基于上述图3(a) 和(b)说明的测定系统等。如上述图12(a)和(b)所示可知，通过设置有亮度增强薄膜40，在方位角(Φ)= 45度、135度、225度和315度上，特别是以极角(Θ) = 30 70度入射的光容易沿法线方 向出射。图13是对于从液晶显示元件20沿法线方向出射的光，表示因亮度增强薄膜40的 有无而造成的差(从具有亮度增强薄膜40的出射光的强度减去同条件下无亮度增强薄膜 40的出射光的强度而得的图)的图。如上述图13所示，可知通过设置有亮度增强薄膜40，在方位角(φ) = 45度、135 度、225度和315度上，特别是从极角(Θ) = 50度附近入射的光，更容易沿法线方向出射。 这样，由于该倾斜光沿液晶显示元件20的法线方向出射，如之前说明的那样，容 易产生对比度的降低。另外，对于图13所示的测定，其测定系统和用于求取出射强度差的测定样本等， 均与之前已说明的相同。另外，本测定在液晶显示元件20进行黑显示时进行。(本实施方式的液晶显示装置)如上所述，当在背光源单元60与液晶显示元件20之间设置有亮度增强薄膜40 时，向液晶显示元件20入射的倾斜光(即来自容易从上述液晶显示元件20的法线方向出 射的方向的入射光)的强度，比沿液晶显示元件20的法线方向的入射光的强度大，对比度 降低。因此，为了抑制对比度的降低，与没有设置亮度增强薄膜40的情况相比，需要更 进一步地降低倾斜光。关于这一点，在本实施方式的液晶显示装置10中，对从容易沿液晶显示元件20 的法线方向透过的倾斜光的入射角度入射来的来自背光源单元60的出射光的强度进行抑 制。具体而言，对背光源单元60的方位角方向的强度特性进行调节。若以公式表达以上内容，则在令来自背光源单元60的出射光的强度特性(图7、图 10表示的特性)为L( θ，φ) θ表示极角，φ表示方位角，令从相对于液晶显示元件倾斜 的方向(θ、Φ)入射的光的法线方向上的透过率为Τ( θ，φ)时，沿法线方向透过的光强度 的总和S为S = / / L( θ，φ) · Τ( θ，(jj)sin θ d θ (1Φ …式(1)。这样，本发明在上述式(1)中调节L(e，Φ)，使光强度的总和S变小。接着，基于图14说明本发明带来的对比度的改善效果。图14是表示液晶显示装 置的正面对比度的图。另外，图15是表示与上述图14对应的背光源单元的强度分布的图。图14对A-PCF (图14和图15中标记为PCF)的有无(有和无2个条件)、棱镜片 的轴角度((0° -180°，90° -270° )和(45° -225°，135° -315° )这 2 个条件)、上扩 散片的雾度值(32.5%、55%、76%、81.4%这4个条件)，表示正面对比度的测定结果。另 夕卜，上述测定中使用直线偏振型的VA模式的液晶显示元件，第一偏光板与第二偏光板的吸收轴角度为ο · 90°。 图14所示的对比度值中，标有下划线的数值表示在将棱镜片的轴角度从 (45° -225°，135° -315° )改变为(0° -180°，90° -270° )时对比度值有改善的情
况。
S卩，无A-PCF时，上扩散片的雾度值为55 %的情况和76 %的情况下，对比度值会因 上述棱镜片的轴角度的变更而上升，另一方面，在有A-PCF时，上扩散片的雾度值为32. 5% 的情况下对比度值会上升。此处，无A-PCF时，上扩散片的雾度值越大(例如81.4% )，背光源单元的出射光 的强度特性L(e，φ)对φ的依赖性越小(对方位角方向的指向性减少，不论采用哪个方 位角Φ，强度L对于θ不会有太大变化)，因此，改变棱镜片的轴角度时的对比度值的变化 变小。另外，有A-PCF时，因为A-PCF导致强度特性L( θ，φ)的φ依赖性变小，所以由棱 镜片的轴角度的变更引起的对比度的改善的程度，与上述无A-PCF相比变小。(结构例)以下，基于附图对本发明的液晶显示装置10的具体的结构例进行说明。图16是表示本实施方式的液晶显示装置(直线偏振型的VA模式)10的一个例子 的主要部分立体图。即，如上述图16所示，在本实施方式的液晶显示装置10中，第一棱镜 片66的棱镜轴Pl为方位角(Φ) =90度方向，第二棱镜片68的棱镜轴Ρ2为方位角(Φ) =0度方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(Φ) = 0度方向，第二偏光板36的 吸收轴方向Η2为方位角(φ) =90度方向。因此，能够抑制在上述方位角(Φ) = 45度、135度、225度和315度上，特别是沿 极角(Θ) =50度附近方向的来自背光源单元60的出射光的强度，该出射光经由上述亮度 增强薄膜40入射到液晶显示元件20，容易使对比度降低。因此，能够抑制因该倾斜光从法线方向出射而导致的对比度的降低。具体而言，针 对来自背光源单元60的出射光的角度(方位角(Φ) 极角(Θ))依赖性，相比于其出射强 度较强的方向与液晶显示元件20中倾斜光容易在法线方向出射的方向一致的结构(低对 比度结构)，上述图16所示的本实施方式的液晶显示装置10中，对比度提高3% 4%。此处，上述低对比度结构是指，例如为图17所示的结构。图17是表示液晶显示装 置10的概要结构的主要部分截面图。S卩，作为该结构(低对比度结构)，例如考虑棱镜片的棱镜轴与偏光板的吸收轴成 45度或135度的关系的结构。具体而言，能够列举如上述图17所示的结构，即，第一棱镜片66的棱镜轴Pl为方 位角(Φ) =45度方向，第二棱镜片68的棱镜轴Ρ2为方位角(Φ) =135度方向，第一偏 光板34的吸收轴方向Hl为方位角(Φ) =0度方向，第二偏光板36的吸收轴方向Η2为方 位角(Φ) = 90度方向。(其它的结构)另外，本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求的范围内进行各种 变更，将不同的实施方式各自公开的技术方法适宜组合而得的实施方式也包含在本发明的 技术范围内。(棱镜轴和吸收轴)
例如，在上述说明中，针对棱镜片的棱镜轴的方向、偏光板的吸收轴方向，基于图 16对第一棱镜片66的棱镜轴Pl为方位角(Φ) =90度方向，第二棱镜片68的棱镜轴P2 为方位角(Φ) =0度方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(Φ) =0度方向，第 二偏光板36的吸收轴方向H2为方位角(Φ) =90度方向的结构进行了说明。 本发明的结构并不限定于该结构，例如，能够为上述各棱镜轴Pl ·Ρ2在方位角 (Φ)方向旋转90度的结构。S卩，如作为本发明的液晶显示装置10的主要部分立体图的图18所示，能够采用下 述结构第一棱镜片66的棱镜轴Pl为方位角(Φ) =0度方向，第二棱镜片68的棱镜轴Ρ2 为方位角(Φ) =90度方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(φ) =0度方向， 第二偏光板36的吸收轴方向Η2为方位角(Φ) = 90度方向。另外，如作为本发明的液晶显示装置10的主要部分立体图的图19所示，能够采用 下述结构第一棱镜片66的棱镜轴Pl为方位角(Φ) =45度方向，第二棱镜片68的棱镜 轴Ρ2为方位角(Φ) = 135度方向，第一偏光板34的吸收轴方向Hl为方位角(Φ) = 135 度方向，第二偏光板36的吸收轴方向Η2为方位角(φ) =45度方向。在该图19所例示的结构中，离液晶显示装置10的观察者V较近的第二偏光板36 的吸收轴方向Η2不在方位角(Φ) = 0度或90度等所谓轴方向，而是自轴方向倾斜。因此，即使例如液晶显示装置10的观察者V佩戴偏振太阳镜90，其显示也难以被 完全阻挡。即，在上述观察者V佩戴偏振太阳镜90的情况下，当该偏振太阳镜90的吸收轴与 上述第二偏光板36的吸收轴方向Η2正交时，上述观察者V不能够看到显示在液晶显示装 置10上的图像。并且，上述偏振太阳镜90的吸收轴多朝向图19所示的双箭头Gl或G2方向。艮口， 在观察者V佩戴太阳镜的状态下，该吸收轴常朝向铅垂方向Gl或水平方向G2。关于这一点，如上述图19所示，在第二偏光板36的吸收轴方向Η2为方位角(Φ) =45度方向的情况下，不论上述偏振太阳镜90的吸收轴向着上述铅垂方向Gl或水平方向 G2的哪个方向，都能够防止液晶显示装置10的显示变得完全看不见。(液晶模式)另外，在上述说明中，关于液晶模式对垂直取向模式的直线偏振型进行了说明，但 本发明的液晶模式并不限定于此。例如作为其它的液晶模式，在垂直取向模式中也能够使 用所谓圆偏振型，该圆偏振型不用铆钉等使液晶分子分割取向，而是使液晶分子全方位取 向，并在液晶层与各偏光板之间插入例如λ/4等相位差板。另外，上述直线偏振型与圆偏 振型的不同将在后面基于图21进行详述。另外，也能够使用在垂直取向模式之外的例如TN(Twisted Nematic 扭转向列) 模式或IPS(In Plane Switching 面内开关)模式等。此处，基于图20(a) (e)说明上述各液晶模式下的倾斜光的散射特性。此处，图20(a) (e)是表示各液晶模式下的光的散射特性的图。以下进行具体 说明。图20(a)是作为参考，对在玻璃基板的两面以光轴正交的配置(正交尼科尔配置) 设置有偏光板的测定样本，表示从法线方向出射的光的强度的入射方向(方位角(Φ)和极角(θ ))依赖性，图20 (b)、图20 (c)、图20 (d)、图20 (e)分别对垂直取向模式的液晶显示元件中之前已说明的圆偏振型的测定样本，具有上述IPS模式的液晶显示元件的测定样 本，具有上述TN模式的液晶显示元件的测定样本，和在上述实施方式中已说明了的垂直取 向模式的液晶显示元件中的直线偏振型的测定样本，表示从法线方向出射的光的强度的入 射方向(方位角(Φ)和极角(Θ))依赖性。如上述图20(a) (e)所示，在存在液晶层的测定样本(参照图20的(b) (e)) 中，与不存在液晶层、仅有玻璃板和偏光板的测定样本(参照图20(a))相比，倾斜光容易沿 法线方向出射。因此，如之前说明的那样，通过控制从背光源单元60出射的光的方向性，能够抑 制对比度的降低。另外，如上述图20(e)所示，垂直取向模式下的直线偏振型中，倾斜光更容易沿法 线方向出射，其结果为，能够更大发挥本发明的抑制对比度降低的效果。此处，基于表示垂直取向模式的圆偏振型与直线偏振型的不同的图即图21，说明 上述2种类型。如上述图21所示，在垂直取向模式下的圆偏振型中，液晶层的液晶(分子)以铆 钉等突起为中心向着全方位取向。与此相对，在直线偏振型中，液晶层在俯视下被分割为多个取向区域R。此处，取向 区域R是指，液晶(分子)的取向方向与其它的相邻的部分不同的区域。在上述图21中， 表示了4分割的取向的例子。与该液晶层的结构的不同相应，液晶显示元件的层结构也不同。即，在直线偏振型 中，在液晶层的两面仅分别设置有偏光板，而与此相对，在圆偏振型中，还具备λ/4板等相 位差板。具体而言，例如在液晶层的两面分别设置相位差板的基础上，进一步在其外侧分 别设置有偏光板。这样，垂直取向模式下的直线偏振型和圆偏振型中，一般来说直线偏振型的对比 度较高，其结果为，本发明的背光源容易有效地发挥作用。另外，结果在上述图20(a) (e)中示出的光的强度的测定中的测定系统等测定 条件，与之前基于图3(a)和(b)等说明过的一样。接着，基于表示各液晶模式的偏光板的结构等的图22，对各液晶模式下应当抑制 上述倾斜光的入射的方位角进行说明。上述图22中，对于之前已基于图20(b) (d)说明的各液晶模式，表示代表性的 偏光板的配置例和根据散射特性图导出的应当对上述倾斜光进行抑制的方位角。S卩，直线偏振型的VA模式和TN模式中，应当对倾斜光的入射进行抑制的方位角 (Φ)，是自偏光板的吸收轴起45度的方位。不过，直线偏振型的VA模式和TN模式中，优选 的偏光板吸收轴角度是不同的。与此相对，在圆偏振型的VA模式中，应当对倾斜光的入射进行抑制的方位角(Φ ) 不是自偏光板的吸收轴起45度的方位，例如在背面偏光板(第一偏光板34)的吸收轴为63 度，正面偏光板(第二偏光板36)的吸收轴为-27度的情况下，为0度、180度、90度和270 度，特别是0度和180度。
另外，在IPS模式中，上述散射特性中没有特别的方位角方向的依赖性。另外，该 IPS模式的液晶显示元件中不具有相位差板。(其它)另外，在上述说明中，对棱镜片的槽的形状为三角形的情况进行了说明，但棱镜片 的槽的形状并不限定于该形状，作为其它的例子，可以使槽的形状为带有圆角的半圆形状 的山和谷。另外，在上述说明中，上述棱镜片使用了 2片，使棱镜片的片数并不限定于该片 数，例如能够使用0片或1片等其它的数目。
另外，在上述说明中，扩散片设置有上扩散片70和下扩散片72这2片，但也能够 仅设置上扩散片70或下扩散72的一个。另外，在上述说明中，上述扩散片70和下扩散片72使用相同材料，但上扩散片70 和下扩散片72也能够使用不同的材料。工业上的可利用性本发明的背光源单元和液晶显示装置能够以高对比度进行显示，所以能够适宜地 利用于需要高品质显示的显示器用途。
权利要求
一种液晶显示装置，包括液晶显示元件，其具备液晶层、设置在所述液晶层的两侧的入射侧偏光板和出射侧偏光板；和背光源单元，其从出射面出射的光向所述液晶显示元件入射，该液晶显示装置的特征在于所述背光源单元配置成在从相对于所述液晶显示元件倾斜的方向入射的光中，以容易从所述液晶显示元件的法线方向出射的方向入射的入射光的强度变弱。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述背光源单元具备导光板；扩散片；和至少1片棱镜片。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于在所述液晶显示元件与所述背光源单元之间具备亮度增强薄膜。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件与所述背光源单元接近地配置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件与所述背光源单元的间隔为Omm以上IOmm以下。
6.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于所述光容易从法线方向出射的方向所在的方位与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为 20度以上70度以下，或110度以上160度以下。
7.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为直线偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-25度以上25度以 下，或65度以上115度以下。
8.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为直线偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-15度以上15度以 下，或75度以上105度以下。
9.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为直线偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为_5度以上5度以下， 或85度以上95度以下。
10.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为圆偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-43度以上7度以 下，或47度以上97度以下。
11.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为圆偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-33度以上-3度以 下，或57度以上87度以下。
12.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为圆偏振型的垂直取向模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-23度以上-13度以下，或67度以上77度以下。
13.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为TN模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-25度以上25度以 下，或65度以上115度以下。
14.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为TN模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-15度以上15度以 下，或75度以上105度以下。
15.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示元件为TN模式，所述入射侧偏光板的吸收轴与所述棱镜片的棱镜轴所成的角度为-5度以上5度以下， 或85度以上95度以下。
16.如权利要求1至15中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述背光源单元中，2片棱镜片按照它们的棱镜轴的方位正交的方式设置。
17.如权利要求1至16中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 从所述背光源单元的出射面出射的光的半值宽度为44度以下。
18.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于 所述半值宽度为20度以上40度以下。
全文摘要
本发明提供液晶显示装置。该液晶显示装置的背光源单元(60)配置成在从相对于液晶显示元件(20)倾斜的方向入射的光(L2·L3)中，以容易从液晶显示元件(20)的法线方向出射的方向入射的入射光的强度变弱。
文档编号G02F1/1335GK101971083SQ200880126769
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年2月15日
发明者久米康仁, 冈本隆章, 南乡智子, 和田正一, 方志教和, 松下友久, 松本一人, 栗原直, 畠雅幸, 薮田浩志, 藤本英树 申请人:夏普株式会社