光路装置及液晶显示装置的制作方法

专利名称：光路装置及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光路装置及液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置至少包括具有光源的背光灯装置、具有液晶显示元件的液晶单元、 和在该液晶单元的照射光的透射光方向前后配置的2个偏光板，通常，液晶显示元件对每 个象素控制从背光灯装置射出的照射光的透射光量来进行图像的显示。在这种液晶显示装置中，背光灯装置例如使用图12所示的背光灯装置，该背光灯 装置具有内周面起到光反射作用的一面开口的壳体21 ；和在壳体21内并列配置了多根的 冷阴极管(CCFL =Cold Cathode Fluorescent Lamp) 22，以堵塞壳体21的开口的方式安装 光漫射板3，在该光漫射板3的光射出面侧重叠地配置了棱镜膜40 (例如参照专利文献1)。专利文献1 特开平7-141908号公报
但是，在现有的液晶显示装置中，由于光会由背光灯或光漫射部件(光漫射板或导光 板)沿较宽范围的方向漫射，所以背光灯或光漫射部件的光射出面的垂线方向(下面称为 正面方向)的亮度不充分，需求一种正面方向的亮度得到提高的液晶显示装置。

发明内容
本发明是鉴于该技术背景而作出的，其目的在于提供一种正面方向的亮度良好的 光路装置及液晶显示装置。本发明的光路装置是这样一种光路装置，该光路装置从光入射方向依次配置了光 偏转部件、第1偏光板、在一对基板之间设置了液晶层而成的液晶单元、和第2偏光板。另 外，将第1偏光板与第2偏光板配置成它们的透射轴为正交尼科尔的关系。所述光偏转部 件具有2片棱镜膜，该棱镜膜在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面为多边形的尖细形 状、其最尖端顶角为90 110°的线状棱镜。将一个棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线(ridge line)方向与第1偏光板的透射轴大致平行，将另一棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向 与第2偏光板的透射轴大致平行。另外，本发明的线状棱镜的最尖端顶部在不损害本发明 效果的范围内也可以全部或部分呈圆形。这里，从光射出面侧观察，最好所述线状棱镜的棱线为直线状或波状曲线状。另 外，在本说明书中，设从光射出面侧观察，棱线为波状曲线状时的棱线方向是由最小二乘法 求出的回归直线的方向。也可以在所述2片棱镜膜的一者或两者上形成至少2种不同高度的线状棱镜。另外，所述线状棱镜的至少一个其棱线也可以在高度方向上具有起伏。另外，本发明的液晶显示装置是这样一种液晶显示装置，该液晶显示装置依次配 置了背光灯装置、光偏转部件、第1偏光板、在一对基板之间设置了液晶层而成的液晶单 元、和第2偏光板。另外，将第1偏光板与第2偏光板配置成它们的透射轴为正交尼科尔的 关系。所述光偏转部件具有2片棱镜膜，该棱镜膜在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面为多边形的尖细形状、其最尖端顶角为90 110°的线状棱镜。将一个棱镜膜配置成其 线状棱镜的棱线方向与第1偏光板的透射轴大致平行，将另一棱镜膜配置成其线状棱镜的 棱线方向与第2偏光板的透射轴大致平行。这里，最好在所述背光灯装置与所述光偏转部件之间还配置光漫射部件。另外，也 可以在第2偏光板的光射出面侧设置防眩层。另外，在上述光路装置或液晶显示装置中，最好2片棱镜膜的光入射面的中心线 平均粗糙度Ra均为0. 3 μ m以下，且十点平均粗糙度Rz均为1 μ m以下。发明效果
在本发明的光路装置和液晶显示装置中，使用2片棱镜膜作为光偏转部件，该棱镜 膜在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面为多边形的尖细形状、其最尖端顶角为90 110°的线状棱镜，将一个棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第1偏光板的透射轴大致 平行，将另一棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第2偏光板的透射轴大致平行，故从 光偏转部件射出的光在正面方向聚光，正面方向的亮度得到提高。


图1是表示本发明的液晶显示装置的一例的概述图。图2是表示棱镜膜与偏光板的配置例的概述图。图3是表示本发明中使用的棱镜膜的另一例的部分斜视图。图4是表示本发明中使用的棱镜膜的再一例的部分斜视图。图5是表示本发明中使用的棱镜膜的再一例的部分斜视图。图6是表示本发明中使用的棱镜膜的再一例的正面图及侧面图。图7是表示本发明中使用的棱镜膜的再一例的正面图及侧面图。图8是表示棱镜膜中形成的线状棱镜的截面形状例的截面图。图9是表示防眩层的结构例的概述图。图10是表示本发明的液晶显示装置的另一例的概述图。图11是相对于出射角绘制出从防眩层射出的激光的相对强度的曲线的一例。图12是表示现有的液晶显示装置的一例的概述图。图13(a)是本发明的液晶显示装置的正面图，图13(b)是从其垂线方向观察图 13(a)的平面4b的图。图14是表示本发明另一实施方式的液晶显示装置的实例的概述图。图15(a)、(b)、(c)依次是表示实施例1中使用了顶角为90°、95°、110°的棱镜膜 I的情况下，在图13(a)、(b)的平面4b内使相对于正面方向(Z方向)的出射角β以2°刻 度从-74°变化到+74°后，进行光的强度测定的结果的曲线。
具体实施例方式下面，参照

本发明的液晶显示装置，但本发明不限于这些实施方式。图1中示出表示本发明的光路装置90及液晶显示装置100的一个实施方式的概 述图。图1的液晶显示装置100是常白模式的TN方式的液晶显示装置，是依次配置背光灯 装置2、光漫射板3、作为光偏转部件的2片棱镜膜^、4b、第1偏光板5、在一对透明基板IlaUlb之间设置了液晶层12而成的液晶单元1、第2偏光板6和防眩层7而构成的。光 路装置90是依次配置作为光偏转部件的2片棱镜膜^、4b、第1偏光板5、在一对透明基板 IlaUlb之间设置了液晶层12而成的液晶单元1、第2偏光板6和防眩层7而构成的。光 漫射板3的光射出面的垂线与Z轴大致平行。在未设置光漫射板3的情况下，背光灯2的 光射出面(开口部)的垂线与Z轴大致平行。另外，棱镜膜^、4b的光入射面的垂线与Z 轴大致平行。这里，在本说明书中，所谓大致平行还包含完全平行的情况及在士5°左右的 角度范围内偏离平行的情况。如图2所示，将第1偏光板5与第2偏光板6配置成它们的透射轴(Y方向、X方 向)为正交尼科尔(crossed Nicols)的关系。2片棱镜膜^、4b各自的光入射面侧为平坦 面，在光射出面侧平行地形成多个截面为三角形的线状棱镜。另外，将棱镜膜如配置成线 状棱镜的直线状棱线与第1偏光板5的透射轴方向大致平行，将棱镜膜4b配置成线状棱镜 的直线状棱线与第2偏光板6的透射轴方向大致平行。截面为三角形的线状棱镜的顶角θ 为90 110°的范围。截面三角形为等边、不等边等任意形状，但若要在正面方向聚光，则最 好是等腰三角形，最好构造成邻接与顶角相对的底边，依次配置相邻的等腰三角形，作为 顶角的列的棱线构成长轴，并彼此大致平行地排列。这时，只要聚光能力不明显减退，则顶 角及底角也可以具有曲率。棱线间的距离通常为10 μ m 500 μ m的范围，最好是30 μ m 300 μ m的范围。在这种结构的液晶显示装置100及光路装置90中，从背光灯装置2放射出的光在 被光漫射板3漫射后，入射到棱镜膜如。在与第1偏光板5的透射轴方向正交的垂直截面 (ZX面)中，相对于棱镜膜如的下表面倾斜入射的光沿正面方向改变前进路线后射出。接 着，棱镜膜4b中，在与第2偏光板6的透射轴方向正交的垂直截面(ZY面)中，相对于棱镜 膜4b的下表面倾斜入射的光与上述一样，沿正面方向改变前进路线后射出。因此，通过2 片棱镜膜如、4b后的光，在任一垂直截面中，均在正面方向(Z方向)上聚光，正面方向的亮 度得到提高。并且，如图13(a)、(b)所示，在与相对于第1偏光板5的透射轴如及第2偏 光板6的透射轴6a成大致45°的角度的方向平行、且与正面方向(Z方向)平行的平面4b 内，相对于正面方向(Z方向)倾斜较大的方向，例如与正面方向(Z方向)所成角度β为 +35 60°、-35 -60°范围的方向的亮度将下降。由此，所得到的液晶显示装置100与偏 光板的透射轴大致成45°方向的‘黑浮(black floating)'降低。这里，所谓‘黑浮’是指 当黑显示时变白的现象。返回图1，向正面方向赋予了方向性的光通过第1偏光板5从圆偏光变为直线偏光 后入射到液晶单元1。入射到液晶单元1的光通过受电场控制的液晶层12的取向对每个 象素控制偏光面后，从液晶单元1射出。之后，从液晶单元1射出的光被第2偏光板6图像 化。这样，在本发明的液晶显示装置100及光路装置90中，利用2片棱镜膜^、4b，入 射到液晶单元1的光向正面方向的方向性比以前高。由此，与现有装置相比，正面方向的亮 度得到提高，并且所得到的液晶显示装置100中与偏光板的透射轴成45°方向的黑浮降低。接着，图14中示出与图2不同的实施方式。在本实施方式中，第1偏光板5的透 射轴为X方向，第2偏光板6的透射轴为Y方向，分别与图1相反。由此，将棱镜膜如配置 成线状棱镜的直线状棱线与第2偏光板6的透射轴方向大致平行，将棱镜膜4b配置成线状棱镜的直线状棱线与第2偏光板5的透射轴方向大致平行。即便在这种实施方式中，正面方向的亮度也得到提高，所得到的液晶显示装置100 中与偏光板的透射轴成45°方向的黑浮降低。进而，示出第1偏光板5的透射轴方向的辨 认性良好的倾向，并且所得到的液晶显示装置100的对比度良好。图3中示出能够在本发明中使用的棱镜膜的另一方式。该图的棱镜膜在平行地形 成了多个截面为三角形且从光射出面侧观察棱线为直线状的线状棱镜这一点与上述实施 方式一样，但在交替形成了 2片不同高度的线状棱镜这一点与上述实施方式不同。也就是 说，该图的棱镜膜是交替形成高度h的线状棱镜41与高度Ii2的线状棱镜42而成的，线状 棱镜41与线状棱镜42的顶角θ工与顶角θ 2相等，线状棱镜41的宽度Cl1与线状棱镜42的 宽度d2不同。另外，也可以设线状棱镜41的宽度Cl1与线状棱镜42的宽度d2相同，而线状 棱镜41的顶角Q1与线状棱镜42的顶角θ2不同。通过使用这种结构的棱镜膜，能够进一 步提高正面方向的亮度。另外，棱镜膜中形成的线状棱镜的高度不限于2种，也可以是3种以上。另外，高 度不同的线状棱镜的排列并未特别限定，最好依次反复排列高度不同的线状棱镜。图4及图5中示出棱镜膜的再一实施方式。图4的棱镜膜与图3的实施方式一样， 是交替形成高度不同的2个线状棱镜而成的，但与图3的实施方式的不同之处在于高度低 的线状棱镜43的棱线沿高度方向具有波状起伏。另外，图5的棱镜膜与图3的实施方式的 不同之处在于，高度较高的线状棱镜44及高度较低的线状棱镜43双方的棱线沿高度方向 具有波状起伏。另外，通过使线状棱镜的棱线沿高度方向波状起伏，能够进一步提高正面方 向的亮度。另外，棱线的起伏不限于波状，也可以是折线状等。另外，使棱线沿高度方向起 伏时的“棱线高度”是指最大高度。另外，在图1和图2所示的平行地形成了高度相同的线状棱镜的棱镜膜中，也可以 使其全部或部分线状棱镜的棱线沿高度方向起伏。图6示出棱镜膜的再一实施方式。图6(a)是从光射出面侧观察棱镜膜的正面图， 图6(b)是侧面图。从图6(a)和图6(b)可知，该棱镜膜是交替形成高度不同的2个线状棱 镜45、46而成的，这些线状棱镜45、46的棱线当从光射出面侧观察时，为波状曲线状。另外， 从侧面观察时，线状棱镜45、46的棱线为直线状，即棱线的高度恒定。这里，根据从光射出面侧观察时具有波状曲线状的棱线，通过最小二乘法求出其 回归直线，如图的箭头所示。该箭头的方向为该图的线状棱镜的棱线的方向。图7示出棱镜膜的又一实施方式。图7(a)是从光射出面侧观察棱镜膜的正面图， 图7(b)是侧面图。与图6的棱镜膜一样，该棱镜膜也是交替形成高度不同的2个线状棱镜 47,48而成的，这些线状棱镜47、48的棱线当从光射出面侧观察时，为波状曲线状。另外，与 图6的棱镜膜不同，在图7的棱镜膜中，当从侧面观察时，线状棱镜45、46的棱线在高度方 向上具有波状起伏。通过这种结构的棱镜膜，能够进一步提高正面方向的亮度。在图6及图7所示的棱镜膜的情况下，2片高度不同的线状棱镜双方的从光射出面 侧观察到的棱线为波状曲线状，但设从光射出面侧观察到的一个线状棱镜的棱线为波状曲 线状、另一线状棱镜的棱线为直线状也无妨。棱镜膜的光入射面侧最好是平坦的。对于棱镜膜的光入射面侧的平坦性来说，根 据JIS Β0601-1994测定出的Ra(中心线平均粗糙度)例如为0. 3 μ m以下等，最好是0. 1 μ m以下等，更好是0.05 μ m以下等。另外，根据JIS B0601-1994测定出的Rz(中心线平均粗 糙度)例如为Iym以下等，最好是0.5 μπι以下。上述平坦的面可通过如下方法等获得，即利用研磨剂等对形成平坦面的金属模 的面进行镜面抛光，在所得到的金属模上对树脂进行热压加工。如果棱镜膜的光入射面侧平坦，则具有如下倾向正面方向的亮度得到提高，所得 到的液晶显示装置中与偏光板的透射轴成45°方向的黑浮尤其降低，因而优选。在以上说明的实施方式中，线状棱镜的与棱线方向垂直方向的纵截面形状均为三 角形，但本发明中线状棱镜的所述截面形状并不限于此，只要是多边形的尖细形状即可。例 如也可以是图8(a)所示的尖细形状的五边形。即便是这种截面为多边形状的线状棱镜，其 最尖端的顶角θ也为90 110°。另外，如图8(b)所示，在线状棱镜的最尖端的顶部，棱线 方向的全部或部分也可以呈圆形。下面，说明本发明的光路装置及液晶显示装置的各部件。首先，图1中，本发明中 使用的液晶单元1具有由未图示的隔板来间隔规定距离而对置配置的一对透明基板11a、 lib、和在该一对透明基板IlaUlb之间封入了液晶而成的液晶层12。虽然该图中未图示， 但在一对透明基板IlaUlb上分别层叠形成了透明电极和取向膜，液晶通过向透明电极间 施加基于显示数据的电压而进行取向。液晶单元1的显示方式在这里是TN方式，但也可以 采用IPS方式、VA方式等显示方式。背光灯装置2具有上面开口的长方体形状的壳体21 ；和在壳体21内并列配置了 多根的、作为线状光源的冷阴极管22。壳体21由树脂材料或金属材料成形而构成，从在壳 体内周面使自冷阴极管22放射的光发生反射的观点看，希望至少壳体内周面是白色或银 色。作为光源，除了冷阴极管之外，还能够使用热阴极管、线状配置的LED等。在使用线状 光源的情况下，所配置的线状光源的个数并未特别限定，但从抑制发光面的亮度不勻等观 点出发，最好是相邻的线状光源的中心间距离为15 150mm的范围。另外，本发明中使用 的背光灯装置2并不限于图1所示的直下型，也可以使用在导光板的侧面配置了线状光源 或点状光源的侧光型、或光源自身是平面状的平面光源型等以前公知的类型。光漫射板3是在基体材料中分散混合漫射剂而形成的，其基体材料可以使用聚碳 酸酯、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、 甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、环状 聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二酸酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树 脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯、聚酰亚胺等。另外，混合分散于基体材料中的漫射剂可以使用由 折射率与形成为基体材料的材料不同的物质所构成的微粒子，在具体实例中，可以列举与 基体材料材料不同种类的丙烯基树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂、丙烯 酸-苯乙烯共聚物等有机微粒子以及碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、 玻璃等无机微粒子等，可以混合使用其中的一种或2种以上。另外，有机聚合物的中空球 (balloon)或玻璃中空珠子(galss hollow beads)也可以用作漫射剂。漫射剂的平均粒径 最好是0. 5 μ m 30 μ m的范围。并且，漫射剂的形状不只是球状，也可以是偏平状、板状、 针状。此外，即便没有光漫射板3，也能够实施本发明。棱镜膜^、4b的光入射面侧是平坦面，在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面 为三角形的线状棱镜。棱镜膜^、4b的材料例如为聚碳酸脂树脂或ABS树脂、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、聚 乙烯 聚丙烯等聚烯烃树脂等。棱镜膜的制作方法可以使用通常的热可塑性树脂成型法， 例如使用金属模进行热压成型来制作即可。棱镜膜如、4b的厚度通常是0. 1 15mm，最好 是 0. 5 IOmm0本发明中所使用的第1偏光板5和第2偏光板6，通常使用在起偏器的两面贴合了 支撑薄膜的偏光板。起偏器例如可以是在聚乙烯醇系树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、乙烯/醋酸 乙烯(EVA)树脂、聚酰胺树脂、聚脂树脂等起偏器基板上吸附取向了二色性染料或碘而成 的合成物、或者是在分子性取向的聚乙烯醇薄膜中含有聚乙烯醇的二色性脱水生成物(亚 乙烯基(polyvinylene))的取向分子链的聚乙烯醇/亚乙烯基共聚物等。尤其是在聚乙烯 醇系树脂的起偏器基板上吸附取向了二色性染料或碘的合成物最适合于用作起偏器。起偏 器的厚度并未特别限定，但一般为了使偏光板薄型化等，最好是100 μ m以下，更好是10 50 μ m的范围，再好是25 35 μ m的范围。作为支撑、保护起偏器的支撑薄膜，优选采用由低双折射率、透明性或机械强度、 热稳定性或水分遮蔽性等优良的聚合体构成的薄膜。这种薄膜例如是将TAC(三乙酰基纤 维素)等纤维素醋酸酯系树脂或丙烯酸系树脂、四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物等氟系树脂、 聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚砜系树脂、聚醚 砜系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚烯烃树脂或聚酰胺系树 脂等树脂成形加工成薄膜状。其中，从偏振特性或持久性等观点看，最好使用用碱等皂化处 理了表面的三乙酰基纤维素薄膜或降冰片烯系热可塑性树脂薄膜。降冰片烯系热可塑性树 脂薄膜由于薄膜构成防热和湿热的良好屏障，所以偏光板4的持久性大幅度提高，同时，由 于吸湿率少，所以尺寸稳定性大幅度提高，特别适用。成形加工成薄膜状可以使用铸造法、 砑光法(calendering)、挤出法(extrusion)等现有的公知方法。支撑薄膜的厚度并未特别 限定，但从偏光板4的薄型化等观点看，通常最好是500 μ m以下，更好是5 300 μ m的范 围，再好是5μπι 150 μ m的范围。图9中示出防眩层7的概述图。图9(a)的防眩层7配置在图1的液晶显示装置 中，在第2偏光板6上涂敷使微小的填料72分散的树脂溶液71，调整涂敷膜厚之后，填料 72出现在涂敷膜表面，从而在基体材料表面上形成细微的凹凸。此时，填料72的分散最好 是各向同性分散。图9(b)中，不使用填料，在作为防眩层7b的基体材料薄膜73的表面上形成细微 的凹凸。为了在基体材料薄膜73的表面上形成细微的凹凸，可以使用通过喷沙、压纹赋形 加工(emboss shaping)等对基体材料薄膜73进行表面加工的方法、或使用具有使凹凸反 转的金属模面的铸模或压纹辊(emboss roll)在基体材料薄膜的制作工序中形成细微的 凹凸的方法等。防眩层7b也可以与第2偏光板6贴合。防眩层7b与第2偏光板6的贴合 最好不经粘接剂层而直接接触。另外，防眩层的构造例如如图9(c)、(d)、(e)所示，也可以采用如下结构使填料 72分散混合于基体材料薄膜73中，并在基体材料薄膜73的表面上形成细微的凹凸。图 9(c)的防眩层7c是在分散混合了填料72的基体材料薄膜73的表面上利用喷沙等形成了 细微的凹凸而成的。图9(d)的防眩层7d是在分散混合了填料72的基体材料薄膜73a上 粘接了表面上形成有细微凹凸的基体材料薄膜7 而成的。图9(e)的防眩层7e是将分散混合了填料72且在其表面形成有细微凹凸的基体材料薄膜7 粘接于基体材料薄膜73a 上而成的。第2偏光板6通常使用在起偏器的两面贴合了支撑薄膜的偏光板，故也可以使 用起偏器的支撑薄膜作为图9(e)的基体材料薄膜73a。防眩层7的基体材料薄膜73例如可以采用TAC (三乙酰基纤维素)等纤维素醋酸 酯系树脂或丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂。填料72 是由折射率与基体材料薄膜73不同的材质所构成的微粒子，例如丙烯基树脂、三聚氰胺树 脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂、丙烯基-苯乙烯共聚物等有机微粒子、以及碳酸钙、二 氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、玻璃等无机微粒子等，可以混合使用其中的一种 或2种以上。另外，可以使用有机聚合物的中空球或玻璃中空珠子。填料72的平均粒径最 好是1 μ m 25 μ m的范围。填料72的形状也可以是球状、扁平状、板状、针状等任一形状， 但特别期望是球状。图10中示出本发明的液晶显示装置100及光路装置90的另一实施方式。图10 的液晶显示装置100及光路装置90与图1的液晶显示装置100及光路装置90的不同之处 在于，在第1偏光板5与液晶单元1之间配置了相位差板8。该相位差板8在与液晶单元1 的表面垂直的方向上相位差基本为零，从正面看无任何光学作用，当从斜向观察时，发现相 位差，补偿液晶单元1中产生的相位差。由此，得到更宽的视野角，并得到更好的显示品质 及色再现性。相位差板8可以配置在第1偏光板5与液晶单元1之间及第2光漫射板6与 液晶单元1之间中的一者或二者中。相位差板8例如可以是将聚碳酸酯树脂或环状烯烃系共聚物树脂形成薄膜，并将 该薄膜进一步二轴延伸后形成的相位差板、或者是将液晶单体通过光聚合反应而对分子排 列进行固定化后的相位差板等。相位差板8用于光学地补偿液晶的排列，故使用折射率特 性与液晶排列相反的相位差板。具体地，最好在TN模式的液晶显示单元中，例如使用‘WV 薄膜’(富士薄膜公司制)；在STN模式的液晶显示单元中，例如使用‘LC薄膜’(新日本石 油公司制)；在IPS模式的液晶单元中，例如使用二轴性相位差薄膜(biaxial retardation film);在VA模式的液晶单元中，例如使用使A板和C-板组合后的相位差板、二轴性相位差 薄膜；在η单元模式的液晶单元中，例如使用‘0CB用WV薄膜’(富士薄膜公司制)等。
实施例(1)光漫射板的制作
在由亨舍尔(Henschel)混合机混合了 74. 5质量部的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物 树脂(折射率为1. 57)、25质量部的交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂粒子(折射率为1.49，重 量平均粒子径为30 μ m)、0. 5质量部的苯并三唑系紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的 iSumisorb 200’)、0· 2质量部的受阻酚性抗氧剂(热稳定剂)(Ciba Specialty Chemicals Corporation制的‘IRGAN0X1010’ )后，由第2挤出机熔融混炼，之后提供给供料头(feed block)。另一方面，在由亨舍尔混合机混合了 99.5质量部的聚苯乙烯树脂(折射率 为1. 59)、0. 07质量部的苯并三唑系紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的‘Sumisorb 200，)、0. 13 质量部的光稳定剂(Ciba Specialty Chemicals Corporation 制的 ‘Tinuvin770，)后，与交联硅氧烷系树脂粒子(Dow Corning Toray公司制的‘TrefilDY33-719’、折射率为1. 42，重量平均粒子径为2 μ m) —起，由第1挤出机熔融混炼，之后提 供给供料头。通过调节交联硅氧烷系树脂粒子的添加量，调节漫射板的全光线透射率Tt，制 作出全光线透射率Tt为65%的光漫射板。所述光漫射板进行共挤出成形，使从所述第1挤出机提供给供料头的树脂变为 中间层(基层)，从所述第2挤出机提供给供料头的树脂变为表层(双面)，形成厚度为 2mm(中间层1.90讓、表层0.05讓\2)的由3层构成的层叠板。另外，全光线透射率Tt以 JIS K 7361为基准，使用烟雾透射率计(haze/transmittance meter)(村上色彩技术研究 所制HR-100)进行测定。(2-1)棱镜膜(光偏转部件)I的制作
通过在表面被镜面抛光的金属模上对聚苯乙烯树脂(折射率为1.59)进行加压成形， 制作出厚度为Imm的平板。当根据JIS B0601-1994对所得到的平板进行测定时，Ra(中心 线平均粗糙度)为0.01 μ m，Rz (中心线平均粗糙度)为0.08 μ m。并且，通过使用金属制 金属模，对所述聚苯乙烯树脂板进行再加压成形，由此制作出棱镜膜，其中该金属制金属模 是平行地排列形成了截面为顶角θ、棱线间距离为50 μ m的等腰三角形，即V字状直线沟 的金属制金属模。这里，分别制作出顶角θ=90°、95°、110°的3个棱镜膜I。另外，通过设 为这3个顶角θ，当组装到后述的实施例中所使用的液晶显示装置中时，在棱镜膜I中，在 与光入射面正交且与棱线正交的面内，相对于光入射面的垂线的出射角为50°方向的亮度 值，分别是出射角为0°方向的亮度值的20%以下。(2-2)棱镜膜(光偏转部件)II的制作
通过在表面被镜面抛光的金属模上加压成形聚苯乙烯树脂(折射率为1.59)，制作出 厚度为Imm的平板。当根据JIS Β0601-1994对所得到的平板进行测定时，Ra(中心线平均 粗糙度)为0. 01 μ m，Rz (中心线平均粗糙度)为0. 08 μ m。并且，使用平行地排列形成了 规定的等腰三角形，即V字状直线沟的金属制金属模，对所述聚苯乙烯树脂板进行再加压 成形，由此制作出棱镜膜。这里，分别制作出顶角θ=90°、95°、110°的3个棱镜膜II。另 外，顶角为95°的棱镜膜中所形成的线状棱镜分为顶角θ为95°、高度为Μ. 8 μ m、宽度为 55 μ m的棱镜与顶角θ为95°、高度为20.4 μ m、宽度为45 μ m的棱镜等高度及宽度不同的 2种，在棱镜膜中交替排列这2种线状棱镜。另外，顶角为90°的棱镜膜II中所形成的线状棱镜分为顶角θ为90°、高度为 27. 5 μ m、宽度为55 μ m的棱镜与顶角θ为90°、高度为22. 5 μ m、宽度为45 μ m的棱镜等高 度及宽度不同的2种，在棱镜膜中交替排列这2种线状棱镜。另外，顶角为110°的棱镜膜II中所形成的线状棱镜分为顶角θ为110°、高度为 19. 3 μ m、宽度为55 μ m的棱镜与顶角θ为110°、高度为15. 8 μ m、宽度为45 μ m的棱镜等 高度及宽度不同的2种，在棱镜膜中交替排列这2种线状棱镜。(3)液晶显示装置的制作
在后述的实施例中所使用的液晶显示装置的背光灯装置中，如图1所示配置那样层叠 了所述光漫射板与2片棱镜膜。[防眩层的制造例1] (1)压纹用金属模的制作
准备在直径200mm的铁辊(基于JIS的STKM13A)表面实施了包铜(copper-ballad)电镀的辊。包铜电镀由铜电镀层/薄的银电镀层/表面铜电镀层构成，电镀层整体的厚度 约为200μπι。镜面研磨该铜电镀表面，并在该研磨面上使用喷沙(blasting)装置((株) 不二制作所制)，在喷沙压力为0. 05MPa(表压，以下相同)、微粒子使用量为16g/cm2(辊的 每Icm2表面积的使用量，以下相同)下喷沙作为第一微粒子的氧化锆珠子TZ-B125 (Tosoh 公司制、平均粒径125μπι)，在表面形成了凹凸。在该凹凸面上，使用喷沙装置((株)不二 制作所制)，在喷沙压力为0. IMPa、微粒子使用量为4g/cm2下喷沙作为第二微粒子的氧化 锆珠子TZ-SX-17(ToSoh公司制、平均粒径20μπι)，并对表面凹凸进行了微调整。用氯化 第二铜液对所得到的凹凸铜电镀铁辊进行蚀刻。设这时的蚀刻量为3μπι。之后，进行铬电 镀加工，制作出金属模。这时，设铬电镀厚度为4 μ m。所得到的金属模的铬电镀面的维氏 (Vickers)硬度是1000。另外，维氏硬度使用超声波硬度计MIClO (Krautkramer公司制)， 根据JIS Z 2244进行测定(在下面的实例中维氏硬度的测定法也相同)。(2)由具有细微凹凸的层和基体材料薄膜构成的防眩层的调制
在醋酸乙脂溶液中混合季戊四醇三丙烯酸酯(60质量部)及多官能氨酯化丙烯酸脂 (六亚甲基二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的反应生成物、40质量部)，调整成固体成分 浓度为60%，从而得到紫外线固化性树脂组成物。另外，从该组成物中除去醋酸乙脂并紫外 线固化后的固化物的折射率为1. 53。下面，对所述紫外线固化性树脂组成物的固体成分100质量部，添加40质量部的 聚苯乙烯系粒子‘XX-282K’(积水化成品工业株式会社制、重量平均粒子径为2.0 μ m)作 为填料，添加5质量部的作为光聚合开始剂的‘Lucirin TPO' (BASF公司制、化学名2，4， 6-三甲基苯甲酰基联苯氧化膦)，用醋酸乙脂稀释成固体成分率为50%后调制出涂敷液。在厚度为80 μ m的三乙酰基纤维素(TAC)薄膜(基体材料薄膜)上涂敷该涂敷 液，使干燥后的涂敷厚度为12. 6 μ m，在设定成80°C的干燥机中干燥1分钟。将干燥后的基 体材料薄膜用橡胶辊压紧在所述(1)中制作的金属模的凹凸面上，使紫外线固化性树脂组 成物层设置在金属模侧。在该状态下，以在h射线换算光量下成为300mJ/cm2的方式从基 体材料薄膜侧照射来自强度20mW/cm2的高压水银灯的光，使紫外线固化性树脂组成物层固 化，得到由表面具有凹凸的层(厚度12.6μπι)和基体材料薄膜构成的、图9(e)示出的构造 的防眩层7e。(3)防眩层的光漫射特性的测定
贴合O)中得到的防眩层的基体材料薄膜73a和玻璃基板，在该玻璃面侧从基体材料 薄膜73a的垂线方向照射来自549nm的He-Ne激光器的平行光，测定与防眩薄膜73e的表 面中具有凹凸的层7 下表面的垂线方向成0° 90°的规定出射角内的激光强度。这里， 作为防眩层的光漫射特性，将出射光强度相对于入射光强度为0. 0008%的与垂线方向的出 射角定义为出射角a。图11中示出结果。从图11可知，相对强度为0.0008%的出射角α 是 46°。另外，在测定中，使用了横河电机(株)制的‘3四2 03光学功率传感器’及‘3四2 光学功率仪’。[防眩层的制造例2]
对于紫外线固化性树脂组成物的固体成分100重量部，除了设硅系粒子‘Tospearl 120’ (Momentive Performance Materials Inc2. 0 μ m) % 10 Ms.部，表面具有凹凸的层73b的厚度为8. 4μ m以外，其他与实施例1 一样，制作出防眩层。与 上述一样测定出所制作的防眩层的光漫射特性。表1中示出结果。[防眩层的制造例3]
对于紫外线固化性树脂组成物的固体成分100重量部，除了设硅系粒子‘Tospearl 145’ (Momentive Performance Materials Inc4. 5 μ m) % 35 Ms.
部，表面具有凹凸的层73b的厚度为9. 9μ m以外，其他与实施例1 一样，制作出防眩层。与 上述一样测定出所制作的防眩层的光漫射特性。表1中示出结果。[表1]
权利要求
1.一种光路装置，从光入射方向依次配置了光偏转部件、第一偏光板、在一对基板之 间设置了液晶层而成的液晶单元、和第二偏光板，其特征在于，将第一偏光板与第二偏光板配置成它们的透射轴为正交尼科尔的关系； 所述光偏转部件具有2片棱镜膜，该棱镜膜在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面 为多边形的尖细形状、其最尖端顶角为90 110°的线状棱镜；将一个棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第一偏光板的透射轴大致平行，将另一 棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第二偏光板的透射轴大致平行。
2.根据权利要求1所述的光路装置，其特征在于，从光射出面侧观察，所述线状棱镜的棱线为直线状或波状曲线状。
3.根据权利要求1或2所述的光路装置，其特征在于，在所述2片棱镜膜的一者或两者上形成了至少2种不同高度的线状棱镜。
4.根据权利要求1 3之一所述的光路装置，其特征在于， 所述线状棱镜的至少一个其棱线在高度方向上具有起伏。
5.根据权利要求1 4之一所述的光路装置，其特征在于，所述2片棱镜膜的光入射面的中心线平均粗糙度Ra均为0. 3 μ m以下，且十点平均粗 糙度Rz均为Iym以下。
6.一种液晶显示装置，依次配置了背光灯装置、光偏转部件、第一偏光板、在一对基板 之间设置了液晶层而成的液晶单元、和第二偏光板，其特征在于，将第一偏光板与第二偏光板配置成它们的透射轴为正交尼科尔的关系； 所述光偏转部件具有2片棱镜膜，该棱镜膜在光射出面侧以规定间隔形成了多个截面 为多边形的尖细形状、其最尖端顶角为90 110°的线状棱镜；将一个棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第一偏光板的透射轴大致平行，将另一 棱镜膜配置成其线状棱镜的棱线方向与第二偏光板的透射轴大致平行。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述背光灯装置与所述光偏转部件之间还配置有光漫射部件。
8.根据权利要求6或7所述的液晶显示装置，其特征在于， 在第二偏光板的光射出面侧设置有防眩层。
9.根据权利要求6 8之一所述的液晶显示装置，其特征在于， 从光射出面侧观察，所述线状棱镜的棱线为直线状或波状曲线状。
10.根据权利要求6 9之一所述的液晶显示装置，其特征在于， 在所述2片棱镜膜的一者或两者上形成了至少2种不同高度的线状棱镜。
11.根据权利要求6 10之一所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述线状棱镜的至少一个其棱线在高度方向上具有起伏。
12.根据权利要求6 11之一所述的液晶显示装置，其特征在于，所述2片棱镜膜的光入射面的中心线平均粗糙度Ra均为0. 3 μ m以下，且十点平均粗 糙度Rz均为Iym以下。
全文摘要
提供一种正面方向的亮度良好的光路装置及液晶显示装置。依次配置背光灯装置(2)、2片棱镜膜(4a、4b)、第1偏光板(5)、在一对基板之间设置了液晶层而成的液晶单元(1)和第2偏光板(6)。棱镜膜(4a、4b)是在光射出面侧平行地形成了多个截面为多边形状的尖细形状、其最尖端顶角为90～110o的线状棱镜而成的。将第1偏光板(5)与第2偏光板(6)配置成它们的透射轴为正交尼科尔的关系。另外，将棱镜膜(4a)配置成其线状棱镜的棱线与第1偏光板(5)的透射轴大致平行，将棱镜膜(4b)配置成其线状棱镜的棱线与第2偏光板(6)的透射轴大致平行。
文档编号G02F1/13357GK102119357SQ200980131238
公开日2011年7月6日 申请日期2009年8月10日 优先权日2008年8月12日
发明者宫本知典, 山原基裕, 熊泽裕之, 金光昭佳 申请人:住友化学株式会社