CN101281260A - 光学片以及显示装置 - Google Patents

光学片以及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101281260A
CN101281260A CNA2008100891369A CN200810089136A CN101281260A CN 101281260 A CN101281260 A CN 101281260A CN A2008100891369 A CNA2008100891369 A CN A2008100891369A CN 200810089136 A CN200810089136 A CN 200810089136A CN 101281260 A CN101281260 A CN 101281260A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protuberance
light
refractive index
anisotropy
diffusion sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100891369A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101281260B (zh
Inventor
平井基介
堀井明宏
水野裕
小幡庆
星光成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101281260A publication Critical patent/CN101281260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101281260B publication Critical patent/CN101281260B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0257—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties creating an anisotropic diffusion characteristic, i.e. distributing output differently in two perpendicular axes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

本发明提供了一种光学片和显示装置，该光学片能够在最小化正面亮度的降低量或避免正面亮度降低的同时，消除亮度视野角的快速降低。该光学片包括第一透光膜和第二透光膜。所述第一透光膜和所述第二透光膜彼此层叠，第一透光膜在第二透光膜侧上的面内具有沿预定方向延伸并沿与预定方向相交的方向平行排列的多个第一凸部，以及第二透光膜在第一透光膜侧上的面内具有沿一个方向平行排列并沿与这一个方向相交的方向平行排列的多个第二凸部，并且第二透光膜在面内具有形状各向异性和折射率各向异性。

Description

光学片以及显示装置
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年4月2日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-096652的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种具有两片透光膜的光学片以及包括该光学片的显示装置。
背景技术
近年来，因为液晶显示装置具有诸如电耗低、节约空间特征和成本低的优点，所以过去作为主流显示装置的阴极射线管(CRT)逐渐被液晶显示装置所取代。
例如，当通过显示图像时的照射方法进行分类时，存在集中类型的液晶显示装置。作为典型实例，引用了通过利用放置在液晶面板后的光源来显示图像的透射型液晶显示装置。
在这样的显示装置中，相当重要的是降低电耗以及增加显示亮度，从而增加显示装置的市场价值。因此，迫切需要的是增加置于液晶面板和光源之间的光学系统的增益，同时使光源的电耗尽可能保持低。
例如，已披露了一项在液晶面板和光源之间放置棱镜片来作为增亮膜的技术。在该棱镜片中，例如，在树脂膜上平行排列了具有90度顶角的等腰三角形柱形状的多个棱镜。通过利用棱镜的聚光作用改善了正面亮度。此外，在第WO2006/071616号国际公开中，已披露了一项在液晶面板和光源之间放置具有偏光分离功能的棱镜片的技术。在这种棱镜片中，除了棱镜的聚光作用外，还通过利用由于临界角的不同而带来的倾斜面反射，在棱镜的倾斜面上执行了偏光分离，从而改善了正面亮度。
发明内容
然而，在前述棱镜片中，虽然改善了正面亮度，但是被称作暗带、截止等的亮度视野角快速降低。因此，为了避免亮度视野角的快速降低，例如，可以在液晶面板与偏光分离装置之间设置公知的各种扩散片之一。然而，在这种情况下，存在正面亮度由于扩散片的插入而降低的问题。
鉴于此，在本发明中，需要提供一种能够在尽可能最小化正面亮度的降低量或不降低正面亮度的同时消除亮度视野角的快速降低的光学片，以及一种包括该光学片的显示装置。
根据本发明的实施例，提供了一种包括彼此彼此层叠的第一透光膜和第二透光膜的光学片。第一透光膜在第二透光膜侧上的面内具有沿预定方向延伸并沿与预定方向相交的方向平行排列的多个第一凸部。此外，第二透光膜在第一透光膜侧上的面内具有沿一个方向平行排列并沿与一个方向相交的方向平行排列的多个第二凸部，并且第二凸部具有面内形状各向异性和面内折射率各向异性。
根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，包括：基于图像信号驱动的面板；中间夹入了显示面板的一对偏光镜；用于照亮面板的光源；以及置于偏光镜和光源之间的光学片。
根据本发明的实施例的光学片以及显示装置，在第一透光膜中，沿预定方向上延伸的多个第一凸部一维排列在第二透光膜侧的面内。从而，各个第一凸部使从第一透光膜的背面侧进入的光在各个第一凸部的排列方向上的成分折射并透射向第一透光膜的法线方向，并提高了指向性。因此，增强了正面亮度。同时，在第二透光膜中，多个第二凸部二维排列在第一透光膜的另一侧的面内，并具有形状各向异性。因此，由于形状的各向异性，也产生了模糊度(haze degree)的各向异性。此外，各个第二凸部具有折射率各向异性。因此，进入第二透光膜的光中与各个第二凸部的透光轴相交的偏光成分被第二透光膜反射。反射后的光变成非偏光，从而再次进入了第二透光膜。重复这种循环，从而提高了光提取率并增强了正面亮度。
根据本发明实施例的光学片和显示装置，在第一透光膜中，沿预定方向延伸的多个第一凸部一维排列在第二透光膜侧上的面内。另外，在第二透光膜中，具有形状各向异性和折射率各向异性的多个第二凸部二维排列在第一透光膜的另一侧上的面内。从而，通过适当调节由各个第二凸部的形状各向异性带来的模糊度的各向异性轴的取向和模糊度的大小，可以放置在第一透光膜中得以提高的正面亮度在第二透光膜中被降至最小，或可以消除这样的降低。此外，亮度视野角的快速降低由于各个第二凸部的形状各向异性带来的模糊度的各向异性而得以抑制。如上所述，根据本发明实施例的光学片和显示装置，能够在最小化正面亮度的降低量或防止正面亮度降低时消除亮度视野角的快速降低。
根据以下描述将更加充分裂解本发明的其他和另外的目的、特征和优点。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的显示装置的结构实例的展开透视图；
图2是示出了图1的亮度增强膜的结构实例的截面图；
图3A和图3B分别是示出了图1的各向异性扩散片的结构实例的截面图和正面图；
图4是示出了图1的亮度增强膜的透射特性的特性图；
图5是示出了图1的各向异性扩散片的透射特性的特性图；
图6是用于阐述图1的亮度增强膜的形成方法的实例的截面图；
图7A和图7B分别是用于阐述图6之后的步骤的透视图和截面图；
图8是用于阐述图1的亮度增强膜的形成方法的另一个实例的截面图；
图9A和图9B分别是用于阐述图8之后的步骤的透视图和截面图；
图10A和图10B分别是用于阐述图1的各向异性扩散片的形成方法的实例的截面图和正面图；
图11A和图11B分别是用于阐述图10A和图10B之后的步骤的透视图和截面图；
图12是用于阐述图1的显示装置的操作的示意结构图；
图13是用于阐述在实例和比较实例中亮度增强膜和各向异性扩散片的组合的对比图；
图14是用于阐述用于测量双折射的方法的实例的概念图；
图15是用于阐述双折射的偏光轴的概念图；
图16是用于示出在亮度增强膜的出射角和光量之间的关系的关系图；
图17A和图17B是用于阐述各向异性扩散片在被拉伸之前和之后的正面形状的平面图；
图18是用于阐述各向异性扩散片在被拉伸之前和之后的模糊度的对比图；
图19A和图19B是用于阐述各向异性扩散片在被拉伸之后的扩散分布的分布图；
图20A和图20B是用于阐述各向异性扩散片在被拉伸之前的扩散分布的分布图；
图21是用于阐述在比较实例1和4中的正面亮度等的对比图；
图22是用于阐述在实例1和比较实例2～3中的正面亮度等的对比图；
图23是用于示出在实例1和比较实例2～3中的视野角和亮度之间的关系的关系图；
图24是用于阐述在实例2和比较实例5～6中的正面亮度等的对比图；以及
图25是示出了在实例2和比较实例5～6中的视野角与亮度之间的关系的关系图。
具体实施方式
接下来将参考附图详细描述本发明的实施例。
图1示出了根据本发明实施例的显示装置1的示意结构。显示装置1包括液晶显示面板10、夹入了液晶显示面板10的第一偏光镜20A和第二偏光镜20B、配置在第一偏光镜20A后的照明装置30、和用于通过驱动液晶显示面板10来显示图像的驱动电路(未示出)。第二偏光镜20B的正面朝向观测者侧(未示出)。
例如，液晶显示面板10是其中根据图像信号来驱动每个像素的透射型显示面板。液晶显示面板10具有以下结构，其中，将液晶层夹在了一对透明基板之间。具体地，液晶显示面板10从观测者侧开始顺序具有透明基板、滤色片、透明电极、配向膜、液晶层、配向膜、透明像素电极和透明基板。
通常，透明基板是可透过可见光的基板。在照明装置30侧的透明基板上，形成了包括TFT(薄膜晶体管)的作为电连接至透明像素电极、配线等的驱动装置的有源驱动电路。在滤色片中，配置了用于分别将从照明装置30发出的光分别分离成红(R)、绿(G)和蓝(B)三原色的若干滤色片。例如，透明电极由ITO(氧化铟锡)制成，并用作共用反电极。例如，配向膜由诸如聚酰亚胺的聚合物材料制成，并执行液晶的配向。例如，液晶层由VA(垂直配向)型液晶、TN(扭转向列)型液晶或STN(超扭转向列)型液晶制成。液晶层具有通过从未示出的驱动电路施加的电压对每个像素透射或阻断从照明装置30发出的光的作用。例如，透明像素电极由ITO制成，并用作每个像素的电极。
第一偏光镜20A是排列在液晶显示面板10的光入射侧的偏光镜。第二偏光镜20B是排列在液晶显示面板10的光射出侧的偏光镜。第一偏光镜20A和第二偏光镜20B是一种光学快门，并且只透射指定振动方向(oscillation direction)的光(偏光)。第一偏光镜20A和第二偏光镜20B被分别配置为使它们的偏光轴指向相互之间有90度的不同。从而，从照明装置30发出的光被液晶层透射或被液晶层阻断。
通过各向异性扩散片34在稍后描述的凸部34a的延伸方向上的折射率和各向异性扩散片34在垂直于凸部34a的延伸方向的方向上的折射率之间的大小关系来确定第一偏光镜20A的偏光轴的方向。具体地，第一偏光镜20A的偏光轴的取向被设置为使各向异性扩散片34在平行于偏光轴a的方向上的折射率小于各向异性扩散片34在垂直于偏光轴a的方向上的折射率。
例如，如在图1中所示，在各向异性扩散片34在垂直于凸部34a的延伸方向的方向上的折射率小于各向异性扩散片34在凸部34a的延伸方向上的折射率的情况下，第一偏光镜20A的偏光轴的取向优选地与垂直于凸部34a的延伸方向的方向对齐。然而，如果因为诸如获得适当角连读分布以及进一步缩小液晶显示面板10的一些其他目的而导致很难使偏光轴a与垂直于凸部34a的延伸方向的方向对齐，那么偏光轴a与垂直于凸部34a的延伸方向的方向形成的角可能增加。在这种情况下，为了增强正面亮度，必需将该角度设在从大于0度～小于45度的范围内，更优选，从大于0度～小于20度的范围内。
同时，在各向异性扩散片34在凸部34a的延伸方向上的折射率小于各向异性扩散片34在垂直于凸部34a的延伸方向的方向上的折射率的情况下，第一偏光镜20A的偏光轴的方向优选地与凸部34a的延伸方向对齐。然而，如果因为前述原因而很难使偏光轴a与凸部34a的延伸方向对齐，那么偏光轴a与凸部34a的延伸方向形成的角可能增加。在这种情况下，为了增强正面亮度，必需将角度设在从大于0度～小于45度的范围内，更优选，从大于0度～小于20度的范围内。
照明装置30具有光源31。例如，在光源31的液晶显示面板10侧上，从光源31侧开始顺序排列扩散片32、亮度增强膜33和各向异性扩散片34。同时，在光源31后配置反射板35。如上所述，在本实施例中的照明装置30位于液晶显示面板的正下方，例如，可能具有利用导光板的边缘光结构。由亮度增强膜33和各向异性扩散片34构成的光学片对应本发明中的“光学片”的具体实例。
在光源31中，多个线性光源31a以等距(例如，20mm)平行排列。作为线性光源31a，例如，引用了热阴级灯管(HCFL)、冷阴极灯管(CCFL)等。例如，光源31可以是其中二维排列诸如发光二极管(LED)的点光源的光源、或诸如有机电致发光装置(EL)的面光源。
例如，反射片35是泡沫PET(聚乙二醇对苯二甲酸酯)、蒸镀银膜、多层反射膜等。从光源31发出的部分光被反射在液晶显示面板10的方向。从而，有效利用了从光源31发出的光。
例如，扩散片32是通过在相对较厚的板状透明树脂上分布扩散材料(填料)形成的扩散板；通过用包含扩散材料的透明树脂(粘合剂)涂覆相对薄的膜状透明树脂形成的扩散膜；或它们的组合。作为板状或膜状透明树脂，例如，使用了诸如PET、丙烯醛基、聚碳酸酯等。作为扩散材料，例如，使用了诸如SiO2的无机填料、诸如丙烯的有机填料等。
例如，亮度增强膜33由半透明的树脂材料制成。亮度增强膜33被配置为使包括亮度增强膜33的面平行于液晶显示面板10的正面。如图2所示，在亮度增强膜33的光射出侧的面(正面)上，多个柱状凸部33a光射出侧上的面内沿一个方向延伸，并且沿垂直于延伸方向的方向顺序排列。同时，例如，在亮度增强膜33的光入射侧上的面(背面)是平面。图2是示出了亮度增强膜33的放大截面实例的截面图。
例如，如图2所示，每个凸部33a是具有接触具有顶角θ1的顶点33c的斜面33d和33e的三角柱的形状。与包括亮度增强膜33的面相反地以θ2和θ2的底角对角配置斜面33d和33e。例如，在每个凸部33a的排列方向的宽度(间距P1)在从10μm～350μm的范围内。每个凸部33a并不限于如图2所示的三角柱的形状。例如，每个凸部33a可以是诸如五角柱的多角柱的形状。另外，在垂直于每个凸部33a的延伸方向的方向上，每个凸部33a可以具有诸如椭圆形和非球面形的曲面形状(例如，圆柱形的形状)。
此外，每个凸部33a并不必需具有与其他凸部33a相同的形状和大小。例如，由具有相同形状的两个相邻凸部33a(其中，一个凸部33a高(大)而另一个凸部33a低(小))组成的一对空间结构可以以等间距配置在排列方向上。另外，例如，由具有相同高度和不同形状的两个相邻凸部33a组成的一对空间结构可以以等间距配置在排列方向上。另外，例如，由具有不同形状和不同尺寸(高度)的两个相邻凸部33a组成的一对空间结构可以以等间距配置在排列方向上。还可以沿凸部33a的延伸方向设置多个凸部和凹部。
从而，每个凸部33a将从亮度增强膜33的背面侧入射的光在每个凸部33a的排列方向上的成分折射并透射向垂直于液晶显示面板10的方向，从而提高了指向性。在每个凸部33a中，对于从亮度增强膜33的背面侧入射的光在每个凸部33a的延伸方向上的成分，由于每个凸部33a的折射作用带来的聚光作用很小。
例如，各向异性扩散片34由半透明的树脂材料制成。各向异性扩散片34被配置为使包括各向异性扩散片34的面与液晶显示面板10的正面平行。例如，如图3A所示，亮度增强膜34在光射出侧上的面(正面)上，在平行于包括各向异性扩散片34的面的平面上，多个凸部34a延伸并沿一个方向平行排列。同时，例如，各向异性扩散片34在光入射侧上的面(背面)是平面。还可以在各向异性扩散片34在光入射侧的面(背面)上形成前述的多个凸部34a，并且在光射出侧上的面(正面)是平面。
优选地，凸部34a的延伸方向和每个凸部33a的延伸方向沿同一方向取向。即，优选地，凸部34a的形状各向异性的轴平行于(或大致平行于)凸部33a的形状各向异性的轴。图3A是示出了各向异性扩散片34的放大截面实例的截面图，图3B是图解示出了各向异性扩散片34的正面的平面图。
例如，如图3A和图3B所示，每个凸部34a沿与凸部34a的延伸方向大致平行的方向延伸。凸部34a成柱形形状，其中，在每个凸部34a的延伸方向上的长度小于在凸部33a的延伸方向上的长度。根据特定目的，适当设置在垂直于凸部34a的延伸方向的方向上的宽度(间距P2)、在每个凸部34a的延伸方向上的宽度(间距P3)、每个凸部34a的形状、凸部34a的数量、每个凸部34a的模糊值等。每个凸部34a并不必需按规律排列，而是可以随机排列。
如图3A和图3B所示，每个凸部34a可以在垂直于每个凸部33a的延伸方向的方向上具有诸如椭圆形和非球面形的曲面形状(例如，圆柱形的形状)。每个凸部34a可以成在垂直于每个凸部33a的延伸方向的方向上具有至少一个平面的多边柱的形状。
此外，每个凸部34a并不必需具有与其他凸部34a相同的形状和相同的尺寸。例如，由具有相同形状的两个相邻凸部34a(其中，一个凸部34a高(大)而另一个凸部34a低(小))组成的一对空间结构可以沿垂直于每个凸部34a的延伸方向的方向等距离地排列。另外，例如，由具有相同高度和不同形状的两个相邻凸部34a组成的一对空间结构可以沿垂直于每个凸部34a的延伸方向的方向等距离地排列。另外，例如，由具有不同形状和不同尺寸(高度)的两个相邻凸部34a组成的一对空间结构可以沿垂直于每个凸部34a的延伸方向的方向等距离地排列。还可以沿每个凸部34a的延伸方向设置多个凸部和凹部。
从而，每个凸部34a沿平行于液晶显示面板10的方向折射并透射从各向异性扩散片34的背面侧射出的光在垂直于每个凸部34a的延伸方向的方向上的成分，从而提高了指向性。在每个凸部34a中，对从各向异性扩散片34的背面侧射入的光在每个凸部34a的延伸方向上的成分，由于每个凸部34a的折射作用带来的扩散作用很小。即，在每个凸部34a中，由于每个凸部34a的形状各向异性，导致产生模糊度的各向异性。
在该实施例中，每个凸起33a和每个凸起34a中至少每个凸起34a具有面内折射率各向异性。例如，在每个凸部34a具有面内折射率各向异性的情况下，在每个凸部34a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部34a的排列方向上的折射率。此外，例如，在每个凸部33a具有在平面内折射率各向异性的情况下，在每个凸部33a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部33a的排列方向上的折射率。
然而，在每个凸部33a和凸部34a都具有面内折射率各向异性的情况下，在每个凸部33a中每个凸部33a在延伸方向上的折射率与在每个凸部33a中每个凸部33a在排列方向上的折射率之间的大小关系等于在每个凸部34中每个凸部34a在延伸方向上的折射率与在每个凸部34a中每个凸部34a在排列方向上的折射率之间的大小关系。即，在每个凸起33a与每个凸起34a中至少每个凸起34a具有面内折射率各向异性，使得在平行于偏光轴a的方向上的折射率小于在垂直于偏光轴a的方向上的折射率。
如上所述，在本实施例中，在每个凸起33a与每个凸起34a中至少每个凸起34a具有在平面内折射率各向异性，使得在平行于偏光轴a的方向上的折射率小于在垂直于偏光轴a的方向上的折射率。因此，更多的光被沿垂直于偏光轴a的方向反射，返回光被再循环，从而可以增加在平行于偏光轴a的方向上的光。因此，可以根据偏光状态来改变进入亮度增强膜33和各向异性扩散片34的光的透射特性。在每个凸部34a均具有折射率各向异性的情况下，在将每个凸部34a设置在光射出侧(正面)的情况下的再循环效率高于在将每个凸部34a设置在光入射侧(背面)的情况下的再循环效率。
面内折射率各向异性可以通过沿一个方向拉伸包含半结晶或结晶树脂的片来表示。半结晶或结晶树脂包括在拉伸方向上的折射率大于在垂直于拉伸方向的方向上的折射率的树脂、在拉伸方向上的折射率小于在垂直于拉伸方向的方向上的折射率的树脂等。作为示出了在拉伸方向上的折射率变大的正双折射的材料，例如，引用了PET(聚乙二醇对苯二甲酸酯)、PEN(聚萘乙烯)及其混合物、或诸如PET-PEN共聚物、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚酰胺等共聚物。同时，作为显示了在拉伸方向上的折射率变小的负双折射的材料，引用了例如甲基丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-异丁烯酸甲脂共聚物及其混合物等。
例如，还可以通过利用具有折射率各向异性的结晶材料来得到面内折射率各向异性。此外，为了简化制造过程，整个亮度增强膜33或整个各向异性扩散片34优选地由同一材料制成。然而，每个凸部33a或凸部34a可以由与亮度增强膜33或各向异性扩散片34的其他区域的材料不同的材料制成。
接下来，将描述在整个亮度增强膜33中，在每个亮度增强膜33a的延伸方向上的折射率不同于在每个亮度增强膜33a的排列方向上的折射率的情况下，亮度增强膜33的功能。
图4示出了在整个亮度增强膜33均由在每个凸部33a的延伸方向上的折射率nx大于在每个凸部33a的排列方向上的折射率ny(nx＞ny)的材料制成的情况下，当照明装置30的光从亮度增强膜33的背面进入时的光路的实例。在图4中，Lx表示照明装置30的光中在每个凸部33a的延伸方向(X方向)振动的偏光成分。Ly表示照明装置30的光中在每个凸部33a的排列方向(Y方向)上振动的偏光成分。
对于从相对于包括亮度增强膜33的面对角的方向进入的照明装置30的光，在每个凸部33a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部33a的排列方向上的折射率(在图4中，nx＞ny)。因此，照明装置30的光在X方向上的偏光成分Lx和在Y方向上的偏光成分在亮度增强膜33的背面上被以互不相同的折射角rx和ry(在图4中rx＜ry)折射，并且以互不相同的出射角
Figure A20081008913600171
和出射角
Figure A20081008913600172
(在图4中，)从亮度增强膜33的正面(每个凸部33a的光出射面)射出。
在亮度增强膜33中，在每个凸部33a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部33a的排列方向上的折射率(在图4中，nx＞ny)。因此，在各个方向振动的各个偏光成分被诸如亮度增强膜33的背面和凸部33a的光出射面的界面以互不相同的反射比反射。因此，如图4所示，在整个亮度增强膜33中，在每个凸部33a的延伸方向上的折射率nx大于在每个凸部33a的排列方向上的折射率ny的情况下(情况A)，Lx的反射量变得大于Ly的反射量。因此，在穿过了亮度增强膜33的光中，Ly的光量变得大于Lx的光量。相反，在整个亮度增强膜33中，在每个凸部33a的排列方向上的折射率ny大于在每个凸部33a的延伸方向上的折射率nx的情况下(情况B)，Ly的反射量变得大于Lx的反射量。因此，在穿过了亮度增强膜33的光中，Lx的光量变得大于Ly的光量。
在亮度增强膜33中，在每个凸部33a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部33a的排列方向上的折射率(在图4中，nx＞ny)。因此，在各个方向上振动的各个偏光成分在诸如亮度增强膜33的背面和凸部33a的光入射面的界面上具有互不相同的临界角。因此，在情况A的情况下，如图4的中部所示，对于以某一入射角入射的光，如果光进入出射面的角度在光出射面上大于临界角Lx而小于临界角Ly，Lx是全反射而Ly是透射。因此，偏光成分Lx完全被每个凸部33a的光射出面重复反射从而变成了返回光，而只有偏光成分Ly穿过每个凸部33的光射出表面从而实现了完全偏光分离状态。相反，在情况B的情况下，对于以某一入射角射入的光，如果光进入出射面的角度在光在出射面上大于临界角Ly而小于临界角Lx，Ly是全反射而Lx是透射。因此，偏光成分Ly完全被每个凸部33a的光出射面重复反射从而变成了返回光，而只有偏光成分Lx穿过每个凸部33a的光出射面从而实现了完全偏光分离状态。
此外，如果照明装置30的光相对于每个凸部33a的光出射面的入射角非常大，那么在情况A和情况B中，如图4的右侧所示，照明装置30的光完全被每个凸部33a的光出射面重复反射，从而无论偏光状态如何，都变成了回到照明装置30侧的返回光。
如上所述，在整个亮度增强膜33具有面内折射率各向异性的情况下，除了照明装置30的聚光作用外，亮度增强膜33还可以获得偏光分离作用。
接下来，将描述在整个各向异性扩散片34中，在每个凸部34a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部34a的排列方向上的折射率的情况下，各向异性扩散片34的功能。
图5示出了在整个各向异性扩散片34由在每个凸部34a的延伸方向上的折射率nx大于在每个凸部34a的排列方向上的折射率ny(nx＞ny)的材料制成的情况下，当照明装置30的光从亮度增强膜33的背面进入时的光路的实例。在图5中，Lx表示在照明装置30的光中在每个凸部34a的延伸方向(X方向)上振动的偏光成分。Ly表示在照明装置30的光中在每个凸部34a的排列方向(Y方向)上振动的偏光成分。
对于从相对于包括各向异性扩散片34的面的对角方向进入的照明装置30的光，在每个凸部34a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部34a的排列方向上的折射率(在图5中，nx＞ny)。因此，照明装置30的光的在X方向上的偏光成分Lx和在Y方向上的偏光成分在各向异性扩散片34的背面(每个凸部34a的光入射面)被以互不相同的折射角rx和折射角ry(在图5中，rx＜ry)折射，并以互不相同的出射角
Figure A20081008913600201
和出射角(在图5中，
Figure A20081008913600203
)从各向异性扩散片34的正面射出。
在各向异性扩散片34中，在每个凸部34a的延伸方向上的折射率不同于在每个凸部34a的排列方向上的折射率(在图5中，nx＞ny)。因此，在各个方向上振动的各个偏光成分被诸如各向异性扩散片34的正面和背面的界面以互不相同的反射角反射。因此，如图5所示，在整个各向异性扩散片34中，在每个凸部34a的延伸方向上的折射率nx大于在每个凸部34a的排列方向上的折射率ny的情况下(情况C)，Lx的反射量变得大于Ly的反射量。因此，在穿过各向异性扩散片34的光中，Ly的光量变得大于Lx的光量。相反，在整个各向异性扩散片34中，在每个凸部34a的排列方向上的折射率ny大于在每个凸部34a的延伸方向上的折射率nx的情况下(情况D)，Ly的反射量变得大于Lx的反射量。因此，在穿过了各向异性扩散片34的光中，Lx的光量变得大于Ly的光量。
在情况C的情况下，从各向异性扩散片34的正面射出的各个偏光成分Lx和Ly的出射角具有的关系。因此，如果照明装置30的光进入各向异性扩散片34的入射角满足特定条件，如图5的中部所示，偏光成分Lx完全被各向异性扩散片34的表面反射从而变成了返回光，而只有偏光成分Ly穿过各向异性扩散片34的正面从而实现了完全的偏光分离状态。相反，在情况D的情况下，从各向异性扩散片34的表面射出的各个偏光成分Lx、Ly的出射角具有的关系。因此，如果照明装置30的光进入各向异性扩散片34的入射角满足特定条件，偏光成分Ly完全被各向异性扩散片34的正面反射从而变成了返回光，而只有偏光成分Lx穿过各向异性扩散片34的正面从而实现了完全的偏光分离状态。
此外，如果照明装置30的光相对于各向异性扩散片34的正面的入射角非常大，那么在全部情况C和情况D中，如图5的右边所示，照明装置30的光完全被各向异性扩散片34的正面反射，从而无论偏光状态如何，都变成了回到照明装置30侧的返回光。
如上所述，在整个各向异性扩散片34或其部分具有面内折射率各向异性的情况下，除了扩散照明装置30的光的作用外，各向异性扩散片34还可以获得偏光分离作用。
被各向异性扩散片34的正面或背面反射的光被反射镜片35(图1)的正面和照明装置的扩散片32反射、去偏光、并再次进入亮度增强膜33和各向异性扩散片34。从而，能够使一个偏光成分(在图5中，Ly)的光量明显大于另一个偏光成分(在图5中，Lx)的光量。因此，与每个凸部34a不具有偏光分离作用的情况相比，光利用率被进一步提高并且正面亮度也被进一步增强。
此外，在每个凸部34a的形状各向异性的轴(在延伸方向)平行于每个凸部33a的折射率各向异性的轴的情况下，由每个凸部34a的形状各向异性引起的模糊度的各向异性的轴变得平行于每个凸部33a的折射率各向异性的轴。从而，当从各向异性扩散片34的背面侧进入的光穿过各向异性扩散片34时，这样的光不会被去偏光，并从各向异性扩散片34射出。从而，通过适当调节模糊度的大小，可以最小化由于每个凸部34a的扩散作用产生的每个凸部34a的折射率各向异性而带来的正面亮度的降低量。
此外，在各向异性扩散片34的每个凸部34a具有折射率各向异性的情况下，如果每个凸部34a的折射率各向异性的轴平行于亮度增强膜33的每个凸部33a的折射率各向异性的轴，可以最小化由根据每个凸部34a的扩散作用的每个凸部34a的折射率各向异性引起的正面亮度的降低量。
接下来，将参考图6、图7A和图7B描述亮度增强膜33的形成方法的实例。图6是稍后描述的亮度增强膜133的截面结构图。图7A是亮度增强膜133的透视图。图7B是凸部33a和凸部133a的截面图。
首先，在树脂膜(图6)的一个(正面)面上形成具有间距P4(＞P1)的多个凸部133a。从而，形成了在正面具有大量凸部133a的亮度增强膜133。
例如，亮度增强膜133可以通过热压法、熔体挤出处理法等形成。此外，亮度增强膜133可以通过利用树脂平片作为基底并在树脂平板的正面上粘连多个凸部133a形成。
接下来，沿凸部133a的延伸方向拉伸亮度增强膜133(图7a)。如果凸部133a包含半结晶或结晶树脂，那么通过拉伸凸部133a，凸部33a具有了折射率各向异性。即，在凸部133a被拉伸一次的情况下，凸部33a就具有了形状各向异性和折射率各向异性。折射率各向异性具有沿平行于延伸方向或垂直于延伸方向的方向的轴。
如图7B所示，凸部33a的间距P1小于凸部133a的间距P4。然而，在垂直于凸部33a的拉伸方向的方向上的截面形状类似于被拉伸前的凸部133a的截面形状。即，发现了如下几点。如果沿凸部133a的延伸方向拉伸亮度增强膜133，那么在拉伸亮度增强膜133之后从在垂直于亮度增强膜33的拉伸方向的方向上的截面形状得到的光学特性很难从拉伸之前的亮度增强膜133的光学特性变化。从而，可以精确控制亮度增强膜33在拉伸亮度增强膜133之后的形状。
例如，亮度增强膜33还可以通过以下方法形成。
图8是亮度增强膜133的截面图。图9A是亮度增强膜133的示意图。图9B是凸部33a和凸部133a的截面图。
首先，在橡胶薄膜(图8)的一个面(正面)上形成具有间距P5(＜P1)的多个凸部133a。从而，形成了在正面上具有多个凸部133a的亮度增强膜133。在这种情况下，亮度增强膜133还可以通过利用与前述方法类似的方法形成。
接下来，沿与凸部133a(图9A)的延伸方向相交(垂直于)的方向拉伸亮度增强膜133。从而，凸部133a具有折射率各向异性，并且形成了具有折射率各向异性的凸部33a。
如图9B所示，凸部33a的间距P1大于凸部133a的间距P5。因此，凸部33a的截面形状是通过延伸凸部133a在拉伸方向(排列方向)上的截面形状而获得的形状。即，发现了如下几点。如果沿凸部133a的延伸方向拉伸亮度增强膜133，那么亮度增强膜33在拉伸亮度增强膜133之后的光学特性与亮度增强膜133被拉伸之前的光学特性稍后变化。从而，在这种情况下，必需基于拉伸亮度增强膜133之后的亮度增强膜33的形状的假设来形成亮度增强膜133被拉伸之前的形状。
接下来，将参考图10A、图10B、图11A和图11B描述根据本实施例的各向异性扩散片34的形成方法的实例。图10A是稍后描述的各向异性扩散片134的截面结构图。图10B是各向异性扩散片134的正面的平面图。图11A是各向异性扩散片134的透视图。图11B是凸部34a和凸部134a的截面图。
首先，在树脂膜的一个面(正面)上，沿一个方向形成具有间距P6(＞P2)的多个凸部134a，并且沿与这个方向相交(例如，垂直)的方向形成具有间距P7(＜P3)的多个凸部134a(图10A和图 10B)。从而，形成了具有二维排列在正面上的多个凸部134a的各向异性扩散片134。各向异性扩散片134可以通过使用与前述亮度增强膜133的形成方法类似的方法形成。
接下来，沿一个方向拉伸各向异性扩散片134(图11A)。从而，凸部134a在拉伸方向上被拉伸从而变成了凸部34a。如果凸部134a包含半结晶或结晶橡胶，那么凸部34a通过拉伸凸部134a而具有了折射率各向异性。即，当凸部134a被拉伸一次时，凸部34a就具有了形状各向异性和折射率各向异性。然后，折射率各向异性具有在与延伸方向平行或垂直的方向的轴。
如图11B所示，在垂直于凸部34a的拉伸方向(延伸方向)上的间距P2小于凸部134a的间距P6。同时，在凸部34a的拉伸方向上的间距P3大于凸部134a的间距P7。然而，在垂直于凸部34a的拉伸方向的方向上的截面形状类似于在被拉伸之前凸部134a的截面形状。即，发现了以下几点。如果沿一个方向拉伸各向异性扩散片134，那么在拉伸各向异性扩散片134之后从垂直于的各向异性扩散片34的拉伸方向的方向上的截面形状得到的光学特性很难与各向异性扩散片134被拉伸之前的光学特性有所变化。从而，可以精确控制各向异性扩散片34在拉伸各向异性扩散片134之后的形状。
接下来，将参考图12描述当在根据本实施例的显示装置1上显示图像时的基本操作。图12图解示出了显示装置1的基本操作的实例。
已从照明装置30射出并穿过扩散片31的非偏光L进入亮度增强膜33的背面，并且提高了其在凸部33a中的指向性。此外，通过凸部33a的动作，光L被分为平行于各向异性扩散片34的偏光轴的偏光成分(在图12中的Ly)，并进入各向异性扩散片34。
进入各向异性扩散片34的光L被扩散到凸部34a中，并通过凸部34a的动作被分为平行于第一偏光镜20A的偏光轴的偏光成分(在图12中的Ly)，然后进入第一偏光镜20A。
进入第一偏光镜20A的光L中，与偏光轴a相交的偏光成分(在图12中的Lx)被第一偏光镜20A吸收，而与偏光轴a平行的偏光成分(在图12中的Ly)穿过第一偏光镜20A。以在液晶显面板10中的像素为单位偏光控制穿过第一偏光镜20A的Ly，并且以进入第二偏光镜20B。只有第二偏光镜20B的偏光轴的偏光穿过第二偏光镜20B以在面板正面形成图像。相应地，在显示装置1中显示图像。
在本实施例中，在亮度增强膜33中，如图2所示，多个凸部33a在光入射侧的面内沿一个方向延伸，并有沿与延伸方向相交的方向顺序排列(一维排列)。从而，每个凸部33a将从亮度增强膜33的背面侧进入的光中在每个凸部33a的排列方向上的成分沿与液晶显示面板10垂直的方向(亮度增强膜33的法线方向)折射并透射，从而提高了指向性。因此，增强了正面亮度。
此外，在各向异性扩散片34中，如图3A和图3B所示，多个凸部34a延伸并在光入射侧的面内沿一个方向顺序平行排列，另外沿与延伸方向相交的方向平行排列(二维排列)。因此，在由于形状各向异性带来的模糊度中产生了各向异性。从而，可以消除被称为暗带、截止等的亮度视野角的降低。
在亮度增强膜33的每个凸部33a都具有折射率各向异性的情况下，如果每个凸部34a的形状各向异性的轴(延伸方向)平行于每个凸部33a的折射率各向异性的轴，那么由每个凸部34a的形状各向异性带来的模糊度各向异性的轴变得平行于每个凸部33a的折射率各向异性的轴。从而，从各向异性扩散片34的背面侧进入的光(偏光)穿过各向异性扩散片34、没有被去偏光、并从各向异性扩散片34射出。因此，模糊度的适当调节可以最小化每个凸部33a由于每个凸部34a的扩散作用产生的折射率各向异性而带来的正面亮度增强的降低量。
此外，在各向异性扩散片34的每个凸部34a均具有折射率各向异性的情况下，如果每个凸部34a的折射率各向异性的轴平行于亮度增强膜33的每个凸部33a的折射率各向异性的轴，那么每个凸部33a的偏光分离作用不会由于每个凸部34a的偏光分离作用而有所降低。从而，每个凸部33a的折射率各向异性增强了正面亮度，并且每个凸部34a的折射率各向异性进一步增强了正面亮度。
在亮度增强膜33的每个凸部33a不具有折射率各向异性而各向异性扩散片34的每个凸部34a均具有折射率各向异性的情况下，每个凸部34a的模糊度和每个凸部34a的模糊度的各向异性的轴的方向经过适当设置，使得由每个凸部34a的折射率各向异性带来的正面亮度的增强量大于由每个凸部34a的模糊度带来的正面亮度的降低量。从而，可以防止在亮度增强膜33中增强的正面亮度在各向异性扩散片34中被降至最小，或者可以消除这种降低。
如上所述，在本实施例中，在最小化正面亮度的降低量的同时，或者在不降低正面亮度的同时，可以消除亮度视野角的快速降低。实例
接下来将给出与比较实例1～6形成对比的根据前述实施例的显示装置1的实例1和2的描述。在实例1和2以及比较实例1～6中，亮度增强膜和各向异性扩散片的组合互不相同。具体地，组合如图13所示。在图13中，“不拉伸(133)”表示在之前实施例中所述的亮度增强膜133，以及“拉伸(33)”表示在之前实施例中所述的亮度增强膜33。“无拉伸(134)”表示在之前实施例中所述的各向异性扩散片134，以及“拉伸(34)”表示在之前实施例中所述的各向异性扩散片34。
首先，分别描述亮度增强膜133、亮度增强膜33、各向异性扩散片134和各向异性扩散片34的形成方法。然后，分别描述亮度增强膜133、亮度增强膜33、各向异性扩散片134和各向异性扩散片34的光学特性。最后，描述实例1和2以及比较实例1～6的结果。
[亮度增强膜133和亮度增强膜33的形成方法]
准备关于用于将凸部133a转移到树脂膜上的热压的金属压印原板。在原板的正面上，雕刻有凹凸形状，其中，以50μm的间距顺序平行排列了具有90度顶角和45度底角的多个等边三角柱形形状。作为树脂膜，可以使用作为一种热塑树脂的200μm厚的A-PEN(非结晶PEN)片(Tg：约120摄氏度)。A-PEN是显示了当A-PEN被拉伸时在拉伸方向上的折射率大于在垂直于拉伸方向的方向上的折射率的折射率各向异性的材料。A-PEN本身并不具有折射率各项异性。
此外，之前的树脂膜被夹在金属压印原板与金属平坦原板之间，并在150摄氏度、10分钟和100kgf/cm2(9.8Mpa)的热压条件下被挤压。紧接着，将生成物放入冰水中并被固化。因此，凸部133a被转移到树脂膜的正面上。如上获得的亮度增强膜133在制造过程中并没有被拉伸，因此不具有折射率各向异性。
接下来，将亮度增强膜133切成长(凸部133a的延伸方向)8cm和宽(垂直于凸部133a的延伸方向的方向)5cm的长方形。此后，纵向的两端被手动拉伸器械拉开，并且在140摄氏度的环境下，亮度增强膜133沿纵向以1cm/sec的拉伸率被单轴拉伸，使得亮度增强膜133的中部变为原始大小的3.5倍。从而，拉伸了凸部133a，并且形成了具有折射率各向异性的凸部33a。除了形状各向异性外，如上获得的亮度增强膜33还具有折射率各向异性。
[相似的截面形状]
通过使用表面粗糙度测量手段(Kosaka Laboratory Ltd.制造的Surfcorder ET4001A)来测量在亮度增强膜133和亮度增强膜33的排列方向上的截面。因此，亮度增强膜133和亮度增强膜33的截面分别是具有与金属压印原板的凹凸形状相同的90度顶角和相同的45度底角的等边直角三角形的形状，并且它们彼此相似。此外，当被拉伸前的亮度增强膜133的凸部133a具有与原板的间距相同的约50μm的间距时，在拉伸亮度增强膜133之后的亮度增强膜33的凸部33a具有约26.7μm的更窄间距。
[双折射]
接下来，测量亮度增强膜33的双折射。为了测量双折射，如图14所示，偏光从亮度增强膜33的凸部33a侧垂直进入，透射的光被测量器40检测到，并且基于透射光的出射角φ的差来计算在凸部33a的延伸方向上的折射率nx与在凸部33a的排列方向上的折射率ny之间的差Δ(＝nx-ny)。如图15所示，在凸部33a的延伸方向上振动的偏光成分是垂直偏光Lx，以及在凸部33a的排列方向上振动的偏光成分是水平偏光Ly的情况下，如图16所示，垂直偏光Lx的出射角φx大于水平偏光Ly的出射角φy。图16的竖轴的单位(a.u.)表示任意单位，并且指的是“相对值”。
作为测量的结果，在亮度增强膜33的延伸方向上的折射率nx是1.79，而在亮度增强膜33的排列方向上的折射率ny是1.56。
因此，折射率之间的差Δn是0.23。因此，通过热压A-PEN片以形成凸部33a然后同轴地拉伸所得凸部33a，得到了在凸部33a的延伸方向和凸部33a的排列方向上具有不同折射率的透光膜。此外，如图16所示，确定水平偏光Ly的透射率大于垂直偏光Lx的透射率。这是根据以下事实得到的。亮度增强膜33在凸部33a的延伸方向上的折射率nx大于亮度增强膜33在凸部33a的排列方向上的折射率ny。因此，平行于凸部33a的延伸方向的垂直偏光Lx在凸部33a的光出射面和在的亮度增强膜33的光入射面上的全反射作用变高，并且与水平偏光Ly相比，其透光量有所降低。
[各向异性扩散片134和各向异性扩散片34的形成方法]
准备关于用于将凸部134a转移到树脂膜上的热压的金属压印原板。在原板的正面，形成凹凸形状。凹凸部形状经过喷砂处理，使Sra为2μm以及模糊度在从50％～60％的范围内。作为树脂膜，与亮度增强膜133和亮度增强膜33的情况相同，使用了200μm厚的A-PEN(非结晶PEN)片(Tg：约120摄氏度)。
之前的树脂膜被夹在金属压印原板和金属平板之间，并且在150摄氏度、10分钟和100kgf/cm2(9.8Mpa)的热压条件下被挤压。紧接着，将生成物放入冰水中并被固化。因此，凸部134a被转移到树脂膜的正面上。在图17A中示出了树脂膜的正面转移了凸部134a的状态。如上获得的各向异性扩散片134在制造过程中并不被拉伸。因此，各向异性扩散片134具有形状各向异性而不具有折射率各向异性。
接下来，各向异性扩散片134被切成8cm长和5cm宽的矩形。此后，纵向的两端被手工拉伸器械拉开。在140摄氏度的环境下，各向异性扩散片134沿纵向以1cm/sce的拉伸率被单轴拉伸，使得各向异性扩散片134的中部被拉伸为原始大小的3.5倍。从而，沿一定方向拉伸凸部134a，形成了具有折射率各向异性的凸部34a。除了形状各向异性外，如上获得的各向异性扩散片34还具有折射率各向异性。图17B示出了树脂膜的正面在凸部134a被沿一个方向拉伸之后的状态。
[形状各向异性]
此外，通过表面粗糙度测量手段(Kosaka Laboratory Ltd.制造的Surfcorder ET4001A)测量如上获得的各向异性扩散片134和各向异性扩散片34的正面。因此，当将被拉神之前的各向异性扩散片134的凸部134a与拉伸各向异性扩散片134之后的各向异性扩散片34的凸部34a进行比较时，凸部34a成通过拉伸凸部134a而得到的形状。
[模糊度各向异性]
此外，通过使用HAZE METER HM-150(Murakami ColorResearch Laboratory制造)来测量由于在各向异性扩散片134与各向异性扩散片34之间的偏光轴带来的模糊度的差。因此，如图18所示，各向异性扩散片134没有示出模糊度的各向异性，但是各向异性扩散片34示出了模糊度的各向异性。
[双折射]
接下来，测量各向异性扩散片34的双折射。因此，与亮度增强膜33的情况相同，在各向异性扩散片34的延伸方向上的折射率nx为1.79，在各向异性扩散片34的排列方向上的折射率ny为1.56。因此，折射率之间的差Δn为0.23。此外，确认水平偏光Ly的透光率高于垂直偏光Lx的透光率。
[扩散分布]
接下来，测量各向异性扩散片134和各向异性扩散片34的扩散分布。具体地，光垂直进入各向异性扩散片134或各向异性扩散片34。对于穿过各向异性扩散片134或各向异性扩散片34的光中的偏光A和偏光B，测量扩散分布。偏光A表示在凸部34a的延伸方向上或在凸部134a的一个方向上的偏光。偏光B表示在垂直于偏光A的方向上偏光。图19A和图20A示出了在穿过各向异性扩散片134或各向异性扩散片34的光的扩散分布的平面α上的扩散分布。图19B和图20B示出了在穿过各向异性扩散片134或各向异性扩散片34的光的扩散分布的平面β上的扩散分布。在图19A和图19B中示出了各向异性扩散片34的结果，以及在图20A和图20B中示出了各向异性扩散片134的结果。平面α表示平行于凸部34a的延伸方向或凸部134a的一个方向的平面，并且平行于各向异性扩散片的法线。平面β表示平行于与凸部34a的延伸方向或凸部134a的一个方向垂直的方向的平面，并且平行于各向异性扩散片的法线。
根据图19A和图19B，发现穿过各向异性扩散片34的光具有与由每个凸部34a的形状各向异性带来的模糊度的各向异性相对应的扩散分布，并具有与每个凸部34a的折射率各向异性相对应的亮度级别。此外，根据图20A和图20B，发现穿过各向异性扩散片134的光不具有形状各向异性(模糊度的各向异性)和折射率各向异性。
接下来，描述实例1和2以及比较实例1～6的各种结果(正面亮度、亮度、准直亮度和截止)。
首先，在各向异性扩散片134(比较实例1)和各向异性扩散片34(比较实例4)中，分别测量正面亮度和亮度。具体地，使用了具有光源、反射板和导光板的边缘光型的背光装置。在导光板上，从边缘光装置侧顺序排列扩散片32、各向异性扩散片34或各向异性扩散片134和第一偏光镜20A。通过使用亮度比色计(ELDIM Co.制造的EZ-contrastXL88)测量从第一偏光镜20A射出的光的正面亮度和亮度。在图21中示出了结果。根据图21，发现各向异性扩散片34的正面亮度和亮度均优于各向异性扩散片134的正面亮度和亮度。
接下来，在使用亮度增强膜133和各向异性扩散片34的结合的情况下(实例1)、在只使用亮度增强膜133的情况下(比较实例2)、和使用亮度增强膜133和各向异性扩散片134的组合的情况下(比较实例3)，分别测量正面亮度、亮度和准直亮度。具体地，使用了与之前的背光装置的背光装置。在导光板上，从背光装置侧顺序排列扩散片32、亮度增强膜133、各向异性扩散片34或各向异性扩散片134、和第一偏光镜20A。通过使用亮度比色计(ELDIM Co.制造的EZ-contrastXL88)测量从第一偏光镜20A射出的光的正面亮度和亮度。在比较实例2的情况下，在亮度增强膜133与第一偏光镜之间没有插入任何器件。在图22和图23中示出了结果。
在图22中，在截止程度栏中的“不可识别”表示视觉上不能确定或很难确定亮度视野角的强烈改变；以及在截止程度栏中的“可识别”表示视觉上能够确定或轻易确定的亮度视野角的强烈改变。在图23中，用大圈圈起来的区域对应于容易产生截止的区域。在视觉检测过程中，主要确定在这个区域是否产生了截止。在图25中用大圈圈起来的区域类似于图23的那个区域。
根据图22和图23，发现与比较实例2和3相比，在实例1中维持了较高的正面亮度和较高的亮度，并且还抑制了截止。
接下来，在使用亮度增强膜33和各向异性扩散片34的组合的情况下(实例2)、只使用亮度增强膜33的情况下(比较实例5)、和使用亮度增强膜33和各向异性扩散片134的组合的情况下(比较实例6)，分别测量正面亮度、亮度和准直亮度。具体地，使用与之前背光装置相似的背光装置。在导光板上，从背光装置侧顺序排列扩散片32、亮度增强膜33、各向异性扩散片34或各向异性扩散片134、和第一偏光镜20A。通过利用亮度比色计(ELDIM Co.制造的EZ-contrastXL88)测量从第一偏光镜20A射出的光的正面亮度和亮度。在比较实例5的情况下，在亮度增强膜33与第一偏光镜20A之间没有插入任何器件。在图24和图25中示出了结果。
根据图24和图25，发现与比较实例5和比较实例6相比，在实例2中维持了较高的正面亮度和较高的亮度，并且还抑制了截止。
虽然已经参考实施例和实例描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施例等，并且可以作出各种修改。
例如，在前述实施例等中，使用了一块亮度增强膜33。然而，可以使用由两块亮度增强膜33组成的层压结构。在这种情况下，需要经过配置使上片的凸部33a的延伸方向垂直于下片的凸部的延伸方向。需要一个亮度增强膜33能够使该亮度增强膜33在凸部33a的延伸方向上具有更高的折射率，并且另一个亮度增强膜33能够使这个亮度增强膜33在凸部33a的排列方向上具有更高的折射率。
在前述实施例等中，已示例性描述了液晶显示装置的结构。然而，并不必需设置所有层。另外，可以设置其它层。
本领域的技术人员应了解，根据设计需要和其它因素，可以有各种修改、组合、子组合和改进，均应在本发明的所附权利要求或等同物的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学片，包括：
第一透光膜；以及
第二透光膜，其中
所述第一透光膜和所述第二透光膜彼此层叠，
所述第一透光膜在所述第二透光膜侧的平面内具有沿预定方向延伸并沿与所述预定方向相交的方向平行排列的多个第一凸部，以及
所述第二透光膜在所述第一透光膜侧的平面内具有沿一个方向平行排列并沿与所述一个方向相交的方向平行排列的多个第二凸部，并且所述第二凸部具有面内形状各向异性和面内折射率各向异性。
2.根据权利要求1所述的光学片，其中
各个第二凸部是沿所述一个方向延伸的柱形形状，以及
在所述各个第二凸部的延伸方向上的折射率大于在与所述各个第二凸部的所述延伸方向相交的方向上的折射率。
3.根据权利要求2所述的光学片，其中，所述各个第二凸部通过沿所述一个方向拉伸而形成。
4.根据权利要求2所述的光学片，其中，所述各个第二凸部包含半结晶或结晶树脂。
5.根据权利要求1所述的光学片，其中，各个第一凸部具有面内折射率各向异性。
6.根据权利要求5所述的光学片，其中，在所述各个第一凸部的延伸方向上的折射率大于在与所述各个第一凸部的所述延伸方向相交的方向上的折射率。
7.根据权利要求6所述的光学片，其中
各个第二凸部是沿所述一个方向延伸的柱形形状，以及
在所述各个第二凸部的延伸方向上的折射率大于在与所述各个第二凸部的所述延伸方向相交的方向上的折射率。
8.根据权利要求7所述的光学片，其中，所述第二凸部的所述延伸方向与所述第一凸部的所述延伸方向平行或大致平行。
9.一种显示装置，包括：
基于图像信号驱动的面板；
中间夹入了所述显示面板的一对偏光镜；
光源，用于照射所述面板；以及
光学片，置于所述偏光镜和所述光源之间，
其中，所述光学片是通过从所述光源侧按顺序层叠第一透光膜和第二透光膜而形成的，
所述第一透光膜在第二透光膜侧上的面内具有沿预定方向延伸并沿与所述预定方向相交的方向平行排列的多个第一凸部，以及
所述第二透光膜在所述第一透光膜侧的平面内具有沿一个方向平行排列并沿与所述一个方向相交的方向平行排列的多个第二凸部，并且所述第二凸部具有面内形状各向异性和面内折射率各向异性。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，在所述第二凸部中具有最小折射率的方向平行于在所述光源侧上的所述偏光镜的透光轴的方向，或在大于0度～小于45度的范围内与所述偏光镜的所述透光轴的方向相交。
CN2008100891369A 2007-04-02 2008-04-01 光学片以及显示装置 Expired - Fee Related CN101281260B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007096652A JP4910842B2 (ja) 2007-04-02 2007-04-02 光学シートおよび表示装置
JP2007-096652 2007-04-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101281260A true CN101281260A (zh) 2008-10-08
CN101281260B CN101281260B (zh) 2013-10-16

Family

ID=39793665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100891369A Expired - Fee Related CN101281260B (zh) 2007-04-02 2008-04-01 光学片以及显示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7864267B2 (zh)
JP (1) JP4910842B2 (zh)
KR (1) KR20080090298A (zh)
CN (1) CN101281260B (zh)
TW (1) TWI356918B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858997A (zh) * 2009-04-02 2010-10-13 索尼公司 光学片、光学片制造方法、面发光装置以及液晶显示装置
CN102411231A (zh) * 2010-09-17 2012-04-11 株式会社日立显示器 液晶显示装置
CN104755999A (zh) * 2012-08-27 2015-07-01 夏普株式会社 液晶显示装置
CN105074325A (zh) * 2013-03-29 2015-11-18 夏普株式会社 照明装置和显示装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4320672B2 (ja) * 2006-12-06 2009-08-26 ソニー株式会社 光学シートおよび表示装置
US20140056029A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. Backlight module
DE102013001363A1 (de) * 2013-01-28 2014-07-31 Vincenzo Gabriele Curto Reflexionsflächeneinrichtung für Photovoltaikanlagen
CN104633538B (zh) 2013-11-14 2017-10-13 中强光电股份有限公司 光调整膜片以及使用其的背光模块
KR20170139623A (ko) * 2015-04-24 2017-12-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 필름
JP6620621B2 (ja) * 2016-03-18 2019-12-18 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、照明装置およびプロジェクター
FR3074090B1 (fr) * 2017-11-30 2019-11-15 Saint-Gobain Glass France Vitrage de vehicule a signalisation lumineuse externe, vehicule l'incorporant et fabrication.
FR3074118B1 (fr) 2017-11-30 2020-12-11 Saint Gobain Toit vitre lumineux de vehicule, vehicule l'incorporant et fabrication.
CN208239762U (zh) * 2018-03-02 2018-12-14 扬升照明股份有限公司 光源模块及双荧幕显示装置
CN211741786U (zh) 2020-03-19 2020-10-23 中强光电股份有限公司 双屏幕显示装置
CN212675319U (zh) 2020-08-07 2021-03-09 中强光电股份有限公司 光源模块及双屏幕显示装置
CN112698432B (zh) * 2020-12-31 2022-08-19 维沃移动通信有限公司 光学膜片、光学模组及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060072342A1 (en) * 2004-08-13 2006-04-06 Dong-Hoon Kim Backlight assembly improving light efficiency and display device provided with the same
US20060204744A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Daicel Chemical Industries, Ltd. Anisotropic scattering sheet

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2605893B2 (ja) 1989-11-17 1997-04-30 東洋紡績株式会社 塗膜防水工事用下張り緩衝材並びにそれを用いた防水工法
EP0942227B1 (en) * 1994-09-27 2004-03-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Luminance control film
US6280063B1 (en) * 1997-05-09 2001-08-28 3M Innovative Properties Company Brightness enhancement article
US6811274B2 (en) * 2002-12-04 2004-11-02 General Electric Company Polarization sensitive optical substrate
JP4388305B2 (ja) * 2003-05-16 2009-12-24 富士フイルム株式会社 分光異方性散乱フィルム、偏光板および液晶表示装置
KR100717499B1 (ko) * 2003-11-12 2007-05-14 엘지전자 주식회사 프리즘 시트, 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 장치
WO2006031545A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-23 Fusion Optix, Inc. Enhanced lcd backlight
US20060204720A1 (en) * 2004-12-23 2006-09-14 Biernath Rolf W Uniaxially oriented birefringent article having a structured surface
US20060141218A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Biernath Rolf W Uniaxially oriented articles having structured surface
US20060141220A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Merrill William W Uniaxially oriented article having a structured surface
US20060138702A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Biernath Rolf W Method of making uniaxially oriented articles having structured surfaces
JP2008537793A (ja) * 2005-04-08 2008-09-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 表示に使用される構造化配向フィルム
US7618164B2 (en) * 2005-06-09 2009-11-17 Ubright Optronics Corporation Moire reducing optical substrates with irregular prism structures
JP4158824B2 (ja) * 2005-09-15 2008-10-01 ソニー株式会社 光透過フィルム、光透過フィルムの製造方法及び液晶表示装置
WO2007138763A1 (ja) * 2006-06-01 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha 面状光源装置及びこれを設けた液晶表示装置
CN101131440B (zh) * 2006-08-21 2010-07-14 宣茂科技股份有限公司 具扩散及聚光功能的光学膜片结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060072342A1 (en) * 2004-08-13 2006-04-06 Dong-Hoon Kim Backlight assembly improving light efficiency and display device provided with the same
US20060204744A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Daicel Chemical Industries, Ltd. Anisotropic scattering sheet

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858997A (zh) * 2009-04-02 2010-10-13 索尼公司 光学片、光学片制造方法、面发光装置以及液晶显示装置
CN101858997B (zh) * 2009-04-02 2014-03-12 索尼公司 光学片、光学片制造方法、面发光装置以及液晶显示装置
CN102411231A (zh) * 2010-09-17 2012-04-11 株式会社日立显示器 液晶显示装置
CN102411231B (zh) * 2010-09-17 2014-12-31 株式会社日立显示器 液晶显示装置
CN104755999A (zh) * 2012-08-27 2015-07-01 夏普株式会社 液晶显示装置
CN105074325A (zh) * 2013-03-29 2015-11-18 夏普株式会社 照明装置和显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20080239200A1 (en) 2008-10-02
TW200907419A (en) 2009-02-16
US7864267B2 (en) 2011-01-04
CN101281260B (zh) 2013-10-16
TWI356918B (en) 2012-01-21
KR20080090298A (ko) 2008-10-08
JP4910842B2 (ja) 2012-04-04
JP2008256797A (ja) 2008-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101281260B (zh) 光学片以及显示装置
CN101091129B (zh) 透光膜、形成透光膜的方法和液晶显示器
CN101542366B (zh) 显示装置
TWI391714B (zh) 可透射光膜及其製造方法，與顯示裝置
CN102411231B (zh) 液晶显示装置
US7880824B2 (en) Surface emitting device, liquid crystal display, and optical sheet combination
US8698985B2 (en) Optical film for reducing color shift and LCD device having the same
CN102313922A (zh) 相位差元件以及显示单元
WO2020062458A1 (zh) 偏光结构及显示装置
US20130057806A1 (en) Liquid crystal display device
CN101535879A (zh) 具有高照明均匀度的背光型显示屏
US20130044278A1 (en) Liquid crystal display device
JP2009059498A (ja) 照明装置および液晶表示装置
CN102818219A (zh) 光学膜片及其制造方法及使用该光学膜片的液晶显示装置
CN101644851B (zh) 光学膜及其制造方法以及显示单元
JP4626633B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置
KR20160071273A (ko) 편광판을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법
JP5018911B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置
JP2008122991A (ja) 光透過フィルム、光透過フィルムの製造方法及び液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131016

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee