JP4321614B2 - 光透過フィルムおよびその製造方法ならびに表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面および裏面の両面に立体構造を有する光透過フィルムおよびその製造方法、ならびにその光透過フィルムを内蔵する表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、低消費電力、省スペース等の利点や、低価格化等により、従来から表示装置の主流であったブラウン管（ＣＲＴ；Cathode Ray Tube）に置き換わりつつある。

その液晶表示装置においても、例えば画像を表示する際の照明方法で分類するといくつかのタイプが存在し、代表的なものとして、液晶パネルの背後に配置した光源を利用して画像表示を行う透過型の液晶表示装置が挙げられる。

ところで、このような表示装置では、消費電力を低減する共に表示輝度を高くすることが表示装置の商品価値を高める上で極めて重要である。そのため、光源の消費電力をできる限り低く抑えつつ、液晶パネルと光源との間に設けられた光学系の利得を高くすることが強く望まれている。

例えば、特許文献１では、輝度向上フィルムと称される光透過フィルムを液晶パネルと光源との間に設ける技術が開示されている。この光透過フィルムでは、光射出側の面（表面）に、例えば頂角９０度の二等辺三角柱状のプリズムが並列配置されており、他方、光入射側の面（裏面）は平面となっている。

特許第３１５８５５５号公報 特表２００１−５２４２２５号公報

しかし、上記特許文献１に記載の光透過フィルムでは、熱などの影響により光透過フィルムが撓んだ場合に、裏面が裏面側に設けられた部材（例えばこの光透過フィルムと光源との間に設けられた光学フィルム）に貼りついてしまうことがある。このように、裏面が他の部材に貼りつくと、ニュートンリングやウエットアウトなどと呼ばれる干渉むらが発生してしまう。また、頂角が９０度の二等辺三角柱状のプリズムが配置されている場合には、正面方向への集光が大きいので、ダークバンドやカットオフなどと呼ばれる輝度視野角の急激な低下が発生してしまう。

そこで、干渉むらを低減するために、例えば、特許文献２に記載されているように、裏面に凸部を設けて他の部材との接触面積を低減する方策が考えられる。しかし、単に裏面に凸部を設けると、裏面が平面となっているときよりもプリズムの集光に使用される光線成分が減少するので、正面輝度が低下してしまう。

また、輝度視野角の急激な低下を緩和するために、例えば、上記と同様に裏面に凸部を設けたり、表面に形成したプリズムの頂部を曲面にする方策が考えられる。しかし、この方策では、裏面が平面となっているときよりもプリズムの集光に使用される光線成分が減少するので、正面輝度が低下してしまう。また、頂部を曲面とした場合には、プリズム自体の集光効果が損なわれ、正面輝度が低下してしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、正面輝度を低下させることなく、干渉むらや輝度視野角の急激な低下を低減することの可能な光透過フィルムおよびその製造方法、ならびにその光透過フィルムを備えた表示装置を提供することにある。

本発明の光透過フィルムは、樹脂フィルムの上面に配置されると共に上面内の第１方向に延在する複数の第１凸部と、樹脂フィルムの下面に配置されると共に第１方向に延在し、かつ第１方向に並列配置されると共に第１方向と交差する第２方向に並列配置された複数の第２凸部とを備えたものである。第１凸部および第２凸部は共に、第１方向へ延伸されたものであり、かつ第１方向への延伸に起因する屈折率異方性を有している。
本発明の光透過フィルムでは、光透過フィルムの両面に凸部が設けられているので、光透過フィルムと他の部材との接触面積が低減される。また、両面に設けられた凸部はそれぞれ形状異方性および屈折率異方性を有しているので、光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動されるパネルと、表示パネルを挟む一対の偏光子と、パネルを照明する光源と、偏光子と光源との間に設けられた光透過フィルムとを備えたものである。ここで、上記の光透過フィルムは、一の面に配置されると共に一の面内の所定の方向に延在する複数の第１凸部と、一の面との対向面に配置されると共に対向面内の一の方向に延在し、かつ一の方向に並列配置されると共に一の方向と交差する方向に並列配置された複数の第２凸部とを有している。第１凸部および第２凸部の少なくとも一方は、面内に屈折率異方性を有している。

本発明の表示装置では、光透過フィルムの両面に凸部が設けられているので、光透過フィルムと他の部材との接触面積が低減される。また、両面に設けられた凸部はそれぞれ形状異方性を有しており、さらに両面に設けられた凸部のうち少なくとも一方が屈折率異方性を有しているので、光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

本発明の光透過フィルムの製造方法は、以下の２つの工程を含むものである。
（Ａ）樹脂フィルムの上面に上面内の第１方向に延在する複数の第１凸部を形成すると共に、樹脂フィルムの下面に第１方向に並列配置されると共に第１方向と交差する第２方向に並列配置された複数の第２凸部を形成する工程
（Ｂ）第１凸部および第２凸部を前記第１方向に延伸することにより、第１凸部および第２凸部に屈折率異方性を付与する工程

本発明の光透過フィルムの製造方法では、光透過フィルムの両面に凸部が設けられるので、この方法によって形成された光透過フィルムを表示装置などに搭載したときに、他の部材との接触面積が低減される。また、両面に設けられた凸部はそれぞれ形状異方性および屈折率異方性を有しているので、光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。

本発明の光透過フィルムによれば、光透過フィルムに第２凸部を設けるようにしたので、光透過フィルムを表示装置に搭載したときに、他の部材との接触による干渉むらを低減することができる。また、光透過フィルムの両面に設けられた凸部に形状異方性および屈折率異方性を持たせるようにしたので、正面輝度が向上する。また、第２凸部の拡散効果により輝度視野角の急激な低下を低減することができる。
本発明の表示装置によれば、光透過フィルムに第２凸部を設けるようにしたので、光透過フィルムを表示装置に搭載したときに、他の部材との接触による干渉むらを低減することができる。また、光透過フィルムの両面に設けられた凸部に形状異方性を持たせ、さらに両面に設けられた凸部のうち少なくとも一方に屈折率異方性を持たせるようにしたので、正面輝度が向上する。また、第２凸部の拡散効果により輝度視野角の急激な低下を低減することができる。

本発明の光透過フィルムの製造方法によれば、光透過フィルムに第２凸部を設けるようにしたので、光透過フィルムを表示装置に搭載したときに、他の部材との接触による干渉むらを低減することができる。また、光透過フィルムの両面に設けられた凸部に形状異方性および屈折率異方性を持たせるようにしたので、正面輝度が向上する。また、第２凸部の拡散効果により輝度視野角の急激な低下を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の概略構成を表すものである。この表示装置１は、液晶表示パネル１０と、この液晶表示パネル１０を挟む第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂと、第１偏光子２０Ａの背後に配置された照明装置３０と、液晶表示パネル１０を駆動して映像を表示させるための駆動回路（図示せず）とを備えており、第２偏光子２０Ｂの表面が観察者（図示せず）側に向けられている。

液晶表示パネル１０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、観察者側から順に、透明基板と、カラーフィルタと、透明電極と、配向膜と、液晶層と、配向膜と、透明画素電極と、透明基板とを有している。

ここで、透明基板は、一般に、可視光に対して透明な基板である。なお、照明装置３０側の透明基板には、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。カラーフィルタは、照明装置３０からの射出光を例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを配列して形成されている。透明電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなり、共通の対向電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えばＶＡ（Virtical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、またはＳＴＮ（Super TwistedNematic）モードの液晶からなり、図示しない駆動回路からの印加電圧により、照明装置３０からの射出光を各画素ごとに透過または遮断する機能を有している。透明画素電極は、例えばＩＴＯからなり、各画素ごとの電極として機能する。

第１偏光子２０Ａは、液晶表示パネル１０の光入射側に配置された偏光子であり、第２偏光子２０Ｂは液晶表示パネル１０の光射出側に配置された偏光子である。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂは、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。第１偏光子２０Ａおよび第２偏光子２０Ｂはそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置３０からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きは、後述の凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率と、凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率との大小関係によって決定される。具体的には、偏光軸ａと平行な方向における輝度向上フィルム３３の屈折率が偏光軸ａと直交する方向における輝度向上フィルム３３の屈折率よりも小さくなるように、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きが設定されている。

例えば、凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率よりも凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率の方が小さい場合には、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きを、図１に示すように、凸部３３ａの配列方向の向きにすることが好ましい。ただし、適当な角度輝度分布を得ることや液晶表示パネル１０のコントラストを向上させる等の他の理由により、偏光軸ａと凸部３３ａの配列方向の向きを一致させられないときには、偏光軸ａと凸部３３ａの配列方向との成す角度を広げてもよい。この場合、正面輝度の向上のためにはこの角度を０度より大きく４５度より小さくする必要があり、より好ましくは０度より大きく２０度より小さくすることが望ましい。

一方、凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率よりも凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率の方が小さい場合には、第１偏光子２０Ａの偏光軸ａの向きを、凸部３３ａの延在方向の向きにすることが好ましい。ただし、上記と同様の理由により、偏光軸ａと凸部３３ａの延在方向の向きを一致させられないときには、偏光軸ａと凸部３３ａの延在方向との成す角度を広げてもよい。この場合、正面輝度の向上のためにはこの角度を０度より大きく４５度より小さくする必要があり、より好ましくは０度より大きく２０度より小さくすることが望ましい。

照明装置３０は、光源３１を有しており、例えば、光源３１の液晶表示パネル１０側に、拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３（光透過フィルム）とが光源３１側から順に配置されており、他方、光源３１の背後に、反射シート３４が配置されている。このように、本実施の形態では、照明装置３０はいわゆる直下型となっているが、例えば、導光板を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。

光源３１は、例えば、複数の線状光源３１ａが等間隔（例えば２０ｍｍ間隔）で並列配置されたものである。線状光源３１ａとしては、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)または冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）などが挙げられる。なお、光源３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などの点光源を２次元配列したものであってもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの面光源であってもよい。

反射シート３４は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルムなどであり、光源３１からの射出光の一部を、液晶表示パネル１０の方向へ反射するようになっている。これにより、光源３１からの射出光を効率的に利用することができる。

拡散シート３２は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散して形成された拡散板、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂（バインダ）を塗布して形成された拡散フィルム、またはこれらを組み合わせたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。拡散材には、例えば、ＳｉＯ_２などの無機フィラや、アクリルなどの有機フィラなどが用いられる。

輝度向上フィルム３３は、例えば、透光性を有する樹脂材料からなり、当該輝度向上フィルム３３を含む面が液晶表示パネル１０の表面と平行となるように配置されている。この輝度向上フィルム３３の光射出側の面（表面）には、図２（Ａ）に示したように、複数の柱状の凸部３３ａが当該輝度向上フィルム３３を含む面と平行な平面内の一の方向に延在すると共に、延在方向と交差する方向に連続的に並列配置されている。他方、この輝度向上フィルム３３の光入射側の面（裏面）には、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、
複数の凸部３３ｂが当該輝度向上フィルム３３を含む面と平行な平面内の所定の方向に延在すると共に並列配置され、さらにその延在方向と交差する方向にも並列配置されている。ここで、凸部３３ａの延在方向と凸部３３ｂの延在方向とが互いに同一方向を向いている、つまり、凸部３３ａの形状異方性の軸と凸部３３ｂの形状異方性の軸とが互いに平行となっていることが好ましいが、互いに異なる方向を向いていてもよい。なお、図２（Ａ）は、輝度向上フィルム３３の断面の一例を拡大して表した断面図であり、図２（Ｂ）は、輝度向上フィルム３３の裏面を模式的に表した平面図である。

（凸部３３ａ）
各凸部３３ａは、例えば、図２（Ａ）に示したように、頂角θ１の頭部３３ｃに接する傾斜面３３ｄ，３３ｅを有する三角柱形状となっており、これら傾斜面３３ｄ，３３ｅは、当該輝度向上フィルム３３を含む面に対して底角θ２，θ３で斜めに対向して配置されている。各凸部３３ａの配列方向の幅（ピッチＰ１）は、例えば１０μｍ以上３５０μｍ以下となっている。なお、各凸部３３ａは、図２（Ａ）に示したような三角柱形状に限定されるものではなく、例えば、五角柱形状などの多角柱形状であってもよいし、各凸部３３ａの延在方向と直交する方向に、楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよい。

また、各凸部３３ａが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３３ａの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３３ａの形状が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３３ａの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３３ａの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３３ａは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの配列方向の成分を液晶表示パネル１０と直交する方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。なお、各凸部３３ａでは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ａの延在方向の成分については各凸部３３ａの屈折作用による集光効果が少ない。

（凸部３３ｂ）
各凸部３３ｂは、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、凸部３３ａの延在方向とほぼ平行な方向に延在しており、各凸部３３ｂの延在方向の長さが凸部３３ａの延在方向の長さよりも短い柱形状となっている。なお、各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向の幅（ピッチＰ２）や、各凸部３３ｂの延在方向の幅（ピッチＰ３）、各凸部３３ｂの形状、凸部３３ｂの個数、各凸部３３ｂのヘイズ値などは、使われる用途によって適宜設定されるが、各凸部３３ｂが規則正しく配列されている必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。

なお、各凸部３３ｂは、図２（Ａ），（Ｂ）に示したような各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に楕円形状および非球面形状などの曲面形状（例えばシリンドリカル形状）を有するものであってもよいし、各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に少なくとも１つ以上の平面を有する多角柱形状であってもよい。また、各凸部３３ｂは、例えば、凸部３３ａの延在方向と交差する方向に延在する柱形状となっていてもよい。

また、各凸部３３ｂが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、（ア）隣接する同一形状の２つの凸部３３ｂの一方が高く（大きく）、他方が低い（小さい）一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（イ）隣接する同一高さの２つの凸部３３ｂの形状が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、（ウ）隣接する２つの凸部３３ｂの形状および大きさ（高さ）の双方が互いに異なる一組の立体構造を各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部３３ｂの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。

これにより、各凸部３３ｂは、輝度向上フィルム３３の裏面側に入射した光のうち各凸部３３ｂの延在方向と直交する方向の成分を液晶表示パネル１０と平行な方向に向けて屈折透過させ、その指向性を緩和するようになっている。なお、各凸部３３ｂでは、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光のうち各凸部３３ｂの延在方向の成分については各凸部３３ｂの屈折作用による拡散効果が少ない。つまり、各凸部３３ｂでは、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して曇り度に異方性が生じる。

なお、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの形状異方性の軸が互いに平行となっていることが好ましく、例えば、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの延在方向が互いに平行となっていることが好ましい。この場合には、各凸部３３ａの集光効果の異方性の軸と各凸部３３ｂの曇り度の異方性の軸とが互いに平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面に各凸部３３ｂを有していない場合と比べて、輝度向上フィルム３３を透過した光の水平方向の視野角の大きさと垂直方向の視野角の大きさとの差が小さくなる。

ところで、本実施の形態では、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの少なくとも一方は、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率を有している。ただし、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの双方が、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率を有している場合には、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの延在方向の屈折率と、各凸部３３ａにおける各凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係が、各凸部３３ｂにおける各凸部３３ａの延在方向の屈折率と、各凸部３３ｂにおける各凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係と等しくなっている。つまり、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの少なくとも一方は、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に有している。

このように、本実施の形態では、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの少なくとも一方が偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に持っているので、偏光軸ａと直交する方向についてより多く反射し、戻り光のリサイクルを行うことにより偏光軸ａと平行な方向の光を増加させることができる。従って、輝度向上フィルム３３へ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて変えることができる。

ここで、屈折率の面内異方性は、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能である。半結晶性または結晶性の樹脂には、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂や、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも小さくなる樹脂などがある。延伸方向の屈折率が大きくなる正の複屈折性を示す材料しては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びこれらの混合物又はＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。一方、延伸方向の屈折率が小さくなる負の複屈折性を示す材料としては、例えばメタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。

なお、屈折率の面内異方性は、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、輝度向上フィルム３３全体を同一の材料により構成することが好ましいが、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂだけを互いに同一の材料で構成したり、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂを互いに異なる材料で構成してもよい。

次に、輝度向上フィルム３３全体の屈折率が各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで異なる場合における輝度向上フィルム３３の機能について説明する。

図３は、輝度向上フィルム３３全体が、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘが各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい（ｎｘ＞ｎｙ）材料により構成されている場合に、輝度向上フィルム３３の裏面から照明装置３０の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図３において、Ｌｘは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの延在方向（Ｘ方向）に振動する偏光成分を示し、Ｌｙは、照明装置３０の光のうち各凸部３３ａの配列方向（Ｙ方向）に振動する偏光成分を示している。

輝度向上フィルム３３を含む面に対して斜め方向から入射した照明装置３０の光は、各凸部３３ａの延在方向と、各凸部３３ａの配列方向とで各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの屈折率が異なる（図３ではｎｘ＞ｎｙ）ことから、輝度向上フィルム３３の裏面（凸部３３ｂの光入射面）において照明装置３０の光のＸ方向偏光成分ＬｘとＹ方向偏光成分Ｌｙとは異なる屈折角ｒｘ，ｒｙ（図３ではｒｘ＜ｒｙ）でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φｘ，φｙ（図３ではφｘ＞φｙ）で輝度向上フィルム３３の表面（各凸部３３ａの光射出面）から射出する。

このとき、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図３ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、凸部３３ｂの光入射面および凸部３３ａの光射出面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図３に例示したように、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘの方が各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙよりも大きい場合（ケースＡの場合）には、Ｌｘの反射量がＬｙの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｙの光量の方がＬｘの光量よりも多くなる。 逆に、輝度向上フィルム３３全体において、各凸部３３ａの配列方向の屈折率ｎｙの方が各凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘよりも大きい場合（ケースＢの場合）には、Ｌｙの反射量がＬｘの反射量よりも大きくなる。そのため、輝度向上フィルム３３を透過した光において、Ｌｘの光量の方がＬｙの光量よりも多くなる。

また、輝度向上フィルム３３は各凸部３３ａの延在方向と各凸部３３ａの配列方向とで異なる屈折率（図３ではｎｘ＞ｎｙ）を有しているので、これらの各方向に振動する偏光成分は、輝度向上フィルム３３の裏面および凸部３３ａの光入射面といった界面において、互いに異なる臨界角を有する。従って、ケースＡの場合に、図３の中央部に例示したように、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｘの臨界角よりも大きく、Ｌｙの臨界角よりも小さいときには、Ｌｘは全反射し、Ｌｙは透過する。よって、偏光成分Ｌｘが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｙのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。逆に、ケースＢの場合には、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がＬｙの臨界角よりも大きく、Ｌｘの臨界角よりも小さいときには、Ｌｙは全反射し、Ｌｘは透過する。よって、偏光成分Ｌｙが各凸部３３ａの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Ｌｘのみが各凸部３３ａの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。

また、各凸部３３ａの光射出面に対する照明装置３０の光の入射角が大きくなり過ぎると、ケースＡおよびケースＢのいずれの場合においても、図３の右側に示したように、照明装置３０の光は偏光状態に関係なく、各凸部３３ａの光射出面において全反射を繰り返して、照明装置３０側へ戻る戻り光となる。

以上のように、輝度向上フィルム３３全体に面内の屈折率異方性をもたせた場合には、輝度向上フィルム３３は照明装置３０の光の集光作用に加え、一定の偏光分離作用を得ることができる。

このとき、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの屈折率異方性の軸が互いに平行となっている場合、つまり、各凸部３３ａにおける屈折率の最も小さな方向と、各凸部３３ｂにおける屈折率の最も小さな方向とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂが共に、一方の偏光成分（図３ではＬｙ）を選択的に透過すると共に、他の偏光成分（図３ではＬｘ）を選択的に反射する。ここで、各凸部３３ａの光射出面または各凸部３３ｂの光入射面で反射された光は、照明装置３０の反射シート３４（図１）や拡散シート３２の表面において反射し無偏光化されて再び輝度向上フィルム３３へ入射する。これにより、各凸部３３ａにおける屈折率の最も小さな方向と、各凸部３３ｂにおける屈折率の最も小さな方向とが互いに交差する場合や、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂのいずれか一方だけが偏光分離作用を有している場合よりも、一方の偏光成分（図３ではＬｙ）の光量を他方の偏光成分（図３ではＬｘ）の光量よりも格段に多くすることが可能となる。その結果、光の利用効率が高まり正面輝度が向上する。

なお、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂのいずれか一方だけが偏光分離作用を有している場合には、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの双方が偏光分離作用を有している場合よりも光の利用効率は低いが、各凸部３３ａおよび各凸部３３ｂの双方に偏光分離作用がない場合よりも光の利用効率が高いので、正面輝度が向上する。

また、各凸部３３ｂの形状異方性の軸（延在方向）と、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性の軸とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光が輝度向上フィルム３３で偏光分離されたときに、その偏光分離されたあとの光は無偏光化されることなく輝度向上フィルム３３から射出される。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３３ｂの拡散効果によって低下する量が最小限に抑えられる。

次に、図４（Ａ），（Ｂ）および図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本実施の形態の輝度向上フィルム３３の形成方法の一例について説明する。なお、図４（Ａ）は後述の輝度向上フィルム１３３の断面構成図であり、図４（Ｂ）は輝度向上フィルム１３３の裏面の平面図である。図５（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図５（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図であり、図５（Ｃ）は凸部３３ｂおよび凸部１３３ｂの断面図である。

まず、樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ３（＞Ｐ１）で形成すると共に、樹脂フィルムの一の面との対向面（裏面）に複数の凸部１３３ｂを凸部１３３ａの延在方向と直交する方向にピッチＰ４（＞Ｐ２）で形成すると共に凸部１３３ａの延在方向にピッチＰ５（＜Ｐ３）で形成する（図４（Ａ），（Ｂ））。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有すると共に裏面に複数の凸部１３３ｂを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。

なお、輝度向上フィルム１３３は、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等により形成可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、この樹脂シートの表面に複数の凸部１３３ａを貼り合わせると共に、樹脂シートの裏面に複数の凸部１３３ｂを貼り合わせることによっても形成可能である。また、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂを別個の樹脂フィルムの表面に形成し、これらの樹脂フィルムの裏面同士を貼り合わせることによっても形成可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸する（図５（Ａ））。これにより、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂが延伸方向に延びて凸部３３ａおよび凸部３３ｂとなる。これにより、凸部３３ａおよび凸部３３ｂの延在方向が互いに等しくなる。ここで、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂが半結晶性または結晶性の樹脂を含む場合には、凸部３３ａおよび凸部３３ｂが延伸により屈折率異方性を有するようになる。つまり一度の延伸で凸部３３ａおよび凸部３３ｂに形状異方性と屈折率異方性とが付与されている。なお、このときの屈折率異方性は、延在方向と平行な方向または延在方向と直交する方向に軸を有している。

このとき、図５（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ３よりも小さくなり、また、凸部３３ｂのピッチＰ２は凸部１３３ｂのピッチＰ４よりも小さくなり、さらに、凸部３３ｂのピッチＰ３は凸部１３３ｂのピッチＰ５よりも大きくなる。しかし、凸部３３ａの延伸方向と直交する方向の断面形状は、延伸前の凸部１３３ａの断面形状と相似しており、凸部３３ｂの延伸方向と直交する方向の断面形状についても、延伸前の凸部１３３ｂの断面形状と相似している。つまり、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向に延伸した場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３は、延伸前の輝度向上フィルム１３３と比べて、延伸方向と直交する方向の断面形状に由来する光学特性はほとんど変化しないことがわかる。これにより、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を高精度に制御することが可能である。

なお、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂが共通の材料により構成されている場合には、凸部３３ａおよび凸部３３ｂの屈折率異方性の軸の向きが等しくなる。つまり、凸部３３ａにおける凸部３３ａの延在方向の屈折率と凸部３３ａにおける凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係が凸部３３ｂにおける凸部３３ａの延在方向の屈折率と凸部３３ｂにおける凸部３３ａの配列方向の屈折率との大小関係が互いに等しくなる。

なお、輝度向上フィルム３３は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。

図６（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の断面構成図であり、図６（Ｂ）は輝度向上フィルム１３３の裏面の平面図である。図７（Ａ）は輝度向上フィルム１３３の斜視図であり、図７（Ｂ）は凸部３３ａおよび凸部１３３ａの断面図であり、図７（Ｃ）は凸部３３ｂおよび凸部１３３ｂの断面図である。

まず、樹脂フィルムの一の面（表面）に、複数の凸部１３３ａをピッチＰ７（＜Ｐ１）で形成すると共に、樹脂フィルムの一の面との対向面（裏面）に複数の凸部１３３ｂを延在方向と直交する方向にピッチＰ８（＜Ｐ２）で形成すると共に延在方向にピッチＰ９（＝Ｐ３）で形成する（図６（Ａ），（Ｂ））。これにより、表面に複数の凸部１３３ａを有すると共に裏面に複数の凸部１３３ｂを有する輝度向上フィルム１３３が形成される。なお、この場合においても、上記と同様の方法を用いて輝度向上フィルム１３３を形成することが可能である。

次に、輝度向上フィルム１３３を凸部１３３ａの延在方向と交差する（直交する）方向に延伸する（図７（Ａ））。これにより、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂに屈折率異方性が付与され、屈折率異方性を有する凸部３３ａおよび凸部３３ｂが形成される。

このとき、図７（Ｂ）に示したように、凸部３３ａのピッチＰ１は凸部１３３ａのピッチＰ７よりも大きくなり、また、凸部３３ｂのピッチＰ２は凸部１３３ｂのピッチＰ８よりも大きくなる。なお、凸部３３ｂのピッチＰ３は凸部１３３ｂのピッチＰ９とほとんど変わっていない。従って、凸部３３ａの断面形状は、凸部１３３ａの断面形状を延伸方向（配列方向）に引き延ばした形状となっており、凸部３３ｂの断面形状についても、凸部１３３ｂの断面形状を延伸方向（配列方向）に引き延ばした形状となっている。つまり、凸部１３３ａの延在方向に延伸した場合には、延伸前の輝度向上フィルム１３３と、延伸後の輝度向上フィルム３３との光学特性は若干変化することがわかる。そのため、この場合には、延伸後の輝度向上フィルム３３の形状を予測した上で、延伸前の輝度向上フィルム１３３の形状を形成しておくことが必要となる。

なお、上記の形成方法では、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂの双方を同時に延伸することにより凸部３３ａおよび凸部３３ｂを形成していたが、例えば、以下に例示したように、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂを個別に延伸することにより凸部３３ａおよび凸部３３ｂを形成してもよい。

まず、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、第１樹脂フィルム１３３Ａの一の面に複数の凸部１３３ａを形成したのち、凸部１３３ａを所定の方向（図８（Ｂ）では凸部１３３ａの延在方向）に延伸する。これにより、複数の凸部３３ａを有する第１樹脂フィルム３３Ａが形成される。同様にして、図８（Ｃ），（Ｄ）に示したように、第２樹脂フィルム１３３Ｂの一の面に複数の凸部１３３ｂを形成したのち、凸部１３３ｂを所定の方向（図８（Ｄ）では凸部１３３ａの延在方向）に延伸する。これにより、複数の凸部３３ｂを有する第２樹脂フィルム３３Ｂが形成される。なお、上記の輝度向上フィルム１３３の形成方法と同様の方法を用いて、第１樹脂フィルム１３３Ａに凸部１３３ａを形成したり、第２樹脂フィルム１３３Ｂに凸部１３３ｂを形成することが可能である。

次に、図８（Ｅ）に示したように、延伸後の第１樹脂フィルム３３Ａの一の面との対向面（裏面）と、延伸後の第２樹脂フィルム３３Ｂの一の面との対向面（裏面）とを互いに接合する。このようにして、本実施の形態の輝度向上フィルム３３を形成することも可能である。

なお、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂの少なくとも一方を、屈折率異方性を有する結晶材料で形成した場合には、屈折率異方性を有する結晶材料からなる凸部はわざわざ延伸しなくても面内に屈折率異方性を備えている。従って、この場合には、屈折率異方性を有する結晶材料からなる凸部が設けられた樹脂フィルムを、延伸しないでその裏面を相手の樹脂フィルムの裏面と接合してもよい。

また、例えば、以下に示した方法を用いることにより、凸部３３ａおよび凸部３３ｂのいずれか一方にだけ屈折率異方性を付与することも可能である。

まず、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、第１樹脂フィルム１３３Ａの一の面に複数の凸部１３３ａを形成したのち、凸部１３３ａを所定の方向に延伸する。これにより、複数の凸部３３ａを有する第１樹脂フィルム３３Ａが形成される。続いて、延伸後の第１樹脂フィルム３３Ａの一の面との対向面（裏面）に複数の凸部３３ｂを形成する。このようにして、本実施の形態の輝度向上フィルム３３を形成することも可能である。なお、上記の輝度向上フィルム１３３の形成方法と同様の方法を用いて、第１樹脂フィルム１３３Ａに凸部１３３ａを形成したり、第１樹脂フィルム３３Ａに凸部３３ｂを形成することが可能である。

次に、本実施の形態の表示装置１において画像を表示する際の基本動作について、図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０は、表示装置１の基本動作の一例を模式的に表したものである。

照明装置３０から照射され拡散シート３１を透過した無偏光の光Ｌは、輝度向上フィルム３３の裏面に入射する。光Ｌは、凸部３３ｂにおいて拡散されると共に、凸部３３ａにおいて指向性を高められる。また、このとき、光Ｌは、凸部３３ａおよび凸部３３ｂの少なくとも一方の作用によって第１偏光子２０Ａの偏光軸ａと平行な偏光成分（図１０ではＬｙ）に分離されて、第１偏光子２０Ａへ入射する。

第１偏光子２０Ａへ入射した光Ｌのうち、偏光軸ａと交差する偏光成分（図１０ではＬｘ）が第１偏光子２０Ａで吸収され、偏光軸ａと平行な偏光成分（図１０ではＬｙ）が第１偏光子２０Ａを透過する。第１偏光子２０Ａを透過したＬｙは、液晶表示パネル１０において画素単位で偏光制御がなされて第２偏光子２０Ｂへ入射し、第２偏光子１２Ｂの偏光軸ｂの偏光のみが透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。

ところで、本実施の形態では、輝度向上フィルム３３の凸部３３ａおよび凸部３３ｂの少なくとも一方が、偏光軸ａと平行な方向の屈折率が偏光軸ａと直交する方向の屈折率よりも小さくなるような屈折率異方性を面内に有している。そのため、輝度向上フィルム３３の裏面に入射した光Ｌのうち偏光軸ａと交差する偏光成分（図１０ではＬｘ）は、輝度向上フィルム３３で反射され、その反射光は、拡散シート３２の表面、あるいは照明装置３０の反射シート３４で反射され、無偏光となって再び輝度向上フィルム３３へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、光Ｌの取出し効率が高まり、正面輝度の向上を図ることができる。

また、本実施の形態において、各凸部３３ｂの形状異方性の軸（延在方向）と、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性の軸とが互いに平行となっている場合には、各凸部３３ｂの形状異方性に起因して生じる曇り度の異方性の軸が屈折率異方性の軸と平行となる。これにより、輝度向上フィルム３３の裏面側から入射した光が輝度向上フィルム３３で偏光分離されたときに、その偏光分離されたあとの光は無偏光化されることなく輝度向上フィルム３３から射出される。これにより、曇り度の大きさを適切に調整することにより、輝度向上フィルム３３の屈折率異方性に起因して上昇する正面輝度が各凸部３３ｂの拡散効果によって低下する量を最小限に抑えることができる。

また、本実施の形態では、輝度向上フィルム３３の裏面に複数の凸部３３ｂが形成されているので、熱などの影響により光透過フィルムが撓んだ場合に、裏面が裏面側に設けられた部材（例えば拡散シート３２）に貼りつく虞がない。これにより、ニュートンリングやウエットアウトなどと呼ばれる干渉むらが発生する可能性をなくすることができる。また、凸部３３ｂの拡散効果により、入射光を極端に正面に集光しない様に制御することができるので、ダークバンドやカットオフなどと呼ばれる輝度視野角の急激な低下が発生する可能性をなくすることができる。

従って、本実施の形態では、正面輝度を低下させることなく、干渉むらや輝度視野角の急激な低下を低減することができる。

次に、上記実施の形態の輝度向上フィルム３３の実施例について比較例１〜３と対比して説明する。まず、実施例および比較例１〜３の形成方法と、実施例および比較例１〜３に係る光透過フィルムの特徴（断面形状の相似、形状異方性、曇り度の異方性、複屈折性）について説明する。

［実施例および比較例１〜３の形成方法］
樹脂フィルムに凸部１３３ａを転写形成するための熱プレス用の金属製エンボス原版を用意した。この原版の表面には、頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角柱を５０μｍピッチで連続して並列配置した凹凸形状が彫刻されている。また、樹脂フィルムに凸部１３３ｂを転写形成するための熱プレス用の金属製凸原版を用意した。この原版の表面には、Ｓｒａが２μｍ、曇り度が５０〜６０％となるようにサンドブラスト処理された凹凸形状が形成されている。樹脂フィルムとして、熱可塑性樹脂の一種である、２００μｍ厚みのＡ−ＰＥＮ（アモルファスＰＥＮ）シート（Ｔｇ約１２０℃）を用いた。Ａ−ＰＥＮは延伸により、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる屈折率異方性を発現する材料であり、Ａ−ＰＥＮそのものは屈折率異方性を有していない。

上記樹脂フィルムを金属製エンボス原版および金属製凸原版で挟み込み、１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件でプレスしたのち、すぐに氷水に投入して硬化させ、樹脂フィルムの表面に凸部１３３ａを転写形成すると共に、樹脂フィルムの裏面に凸部１３３ｂを転写形成した。凸部１３３ｂを転写形成した樹脂フィルムの裏面の様子を図１１（Ａ）に示した。このようにして得られた輝度向上フィルム１３３は、製造過程において延伸されていないので、屈折率異方性を有していない。なお、この輝度向上フィルム１３３を比較例３の光透過フィルムとして用いた。

次に、この輝度向上フィルム１３３を縦（凸部１３３ａの延在方向）８ｃｍ、横（凸部１３３ａの延在方向と直交する方向）５ｃｍの長方形状に裁断したのち、長手方向の両端部を手動延伸機でチャックし、輝度向上フィルム１３３を１４０℃環境下で、輝度向上フィルム１３３の中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で長手方向に一軸延伸を行い、凸部１３３ａおよび凸部１３３ｂを長手方向に引き延ばし、屈折率異方性を有する凸部３３ａおよび凸部３３ｂを形成した。このようにして得られた輝度向上フィルム３３を実施例の光透過フィルムとして用いた。なお、凸部３３ｂを形成した輝度向上フィルム３３の裏面の様子を図１１（Ｂ）に示した。

また、上記樹脂フィルムを金属製エンボス原版および金属製平面原版で挟み込み、１５０℃、１０分間、１００ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８ＭＰａ）の熱プレス条件でプレスしたのち、すぐに氷水に投入して硬化させ、樹脂フィルムの表面に凸部１３３ａを転写形成した。このようにして得られた第１樹脂フィルム１３３Ａは、製造過程において延伸されていないので、屈折率異方性を有していない。なお、この第１樹脂フィルム１３３Ａを比較例１の光透過フィルムとして用いた。

次に、この第１樹脂フィルム１３３Ａを縦（凸部１３３ａの延在方向）８ｃｍ、横（凸部１３３ａの延在方向と直交する方向）５ｃｍの長方形状に裁断したのち、長手方向の両端部を手動延伸機でチャックし、第１樹脂フィルム１３３Ａを１４０℃環境下で、第１樹脂フィルム１３３Ａの中央が３．５倍になるように延伸速度１ｃｍ／秒で長手方向に一軸延伸を行った。これにより、凸部１３３ａが引き延ばされ、屈折率異方性を有する凸部３３ａが形成される。このようにして得られた第１樹脂フィルム３３Ａを比較例２の光透過フィルムとして用いた。

［断面形状の相似］
上記のようにして得られた各種の光透過フィルムの配列方向の断面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定した。その結果、実施例の光透過フィルムおよび比較例１〜３の光透過フィルムの断面はそれぞれ、金属製エンボス原版の凹凸形状と同じ頂角９０度、底角４５度の直角二等辺三角形となっており、相似形となっていた。また、延伸前の光透過フィルム（比較例１，３の光透過フィルム）の凸部１３３ａは原版と同じ約５０μｍピッチであったのに対して、延伸後の光透過フィルム（比較例２，実施例の光透過フィルム）の凸部３３ａは約２６．７μｍピッチと狭くなっていた。

［形状異方性］
また、上記のようにして得られた実施例の光透過フィルムおよび比較例３の光透過フィルムの裏面を表面粗さ計（サーフコーダーＥＴ４００１Ａ、小坂研究所（株）製）で測定した。その結果、延伸前の光透過フィルム（比較例３の光透過フィルム）の凸部１３３ｂと、延伸後の光透過フィルム（実施例の光透過フィルム）の凸部３３ｂとを対比すると、凸部３３ｂは凸部１３３ｂを引き延ばした形状になっていた。

［曇り度の異方性］
また、凸部３３ｂを有しない光透過フィルム（比較例２の光透過フィルム）と、凸部３３ｂを有する光透過フィルム（実施例の光透過フィルム）との偏光軸による曇り度の差をＨＡＳＥ ＭＥＴＥＲ ＨＭ−１５０（Murakami Color Research Laboratory製）にて測定した。その結果、図１２に示したように、比較例２の光透過フィルムには曇り度に異方性が見られなかったが、実施例の光透過フィルムでは曇り度に異方性が見られた。

［複屈折性］
次に、上記のようにして得られた実施例の光透過フィルムの複屈折性を測定した。複屈折性の測定には、図１３に示すように、輝度向上フィルム３３の凸部３３ａ側から偏光を垂直に入射し、透過光を測定器４０で検出し、透過光の出射角φの違いにより、凸部３３ａの延在方向の屈折率ｎｘと配列方向の屈折率ｎｙとの差Δｎ（＝ｎｘ−ｎｙ）を算出した。なお、図１４に示したように、凸部３３ａの延在方向に振動する偏光成分を垂直偏光Ｌｘとし、凸部３３ａの配列方向に振動する偏光成分を水平偏光Ｌｙとすると、図１５に示したように、垂直偏光Ｌｘの射出角φｘの方が水平偏光Ｌｙの射出角φｙよりも大きくなった。なお、図１５の縦軸の単位（a.u.）は、arbitrary unit（任意単位）のことで「相対値」であることを示している。

測定の結果、輝度向上フィルム３３の延在方向の屈折率ｎｘが１．７９であり、配列方向の屈折率ｎｙが１．５６であったので、屈折率の差Δｎは０．２３であった。このことから、Ａ−ＰＥＮシートを熱プレスし凸部３３ａおよび凸部３３ｂを形成したのち、一軸延伸することにより、凸部３３ａの延在方向と、凸部３３ａの配列方向とで屈折率の異なる光透過フィルムを得ることができた。また、図１５に示したように、垂直偏光Ｌｘに比べて水平偏光Ｌｙの方が透過率が高いことが確認できる。これは、凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎｘが凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率ｎｙよりも大きいことから、凸部３３ａの延在方向に平行な偏光成分Ｌｘの凸部３３ａの光射出面および凸部３３ｂの光入射面における全反射作用が高くなり、Ｌｙに比べて透過光量が低下するからである。

［正面輝度、照度、配向輝度、視野角、カットオフ、干渉むら］
続いて、各種の光透過フィルムの正面輝度、照度、配向輝度および視野角をそれぞれ測定した。例えば、図１６に示したように、光源３１の上に拡散シート３２と、輝度向上フィルム３３と、第１偏光子２０Ａを光源３１側から順に配置し、光源３１の背後に反射シート３４を配置した状態で、第１偏光子２０Ａから射出される光の正面輝度、照度、配向輝度および視野角を、輝度・色差計（ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８（ＥＬＤＩＭ社製））を用いて測定した。なお、他の光透過フィルムの正面輝度、照度、配向輝度および視野角については、図１６中の輝度向上フィルム３３を他の光透過フィルムに置き換えることにより測定した。さらに、各種の光透過フィルムのカットオフと干渉むらについても目視で判断した。正面輝度、照度、カットオフおよび干渉むらについての結果を図１７に示し、配向輝度についての結果を図１８に示し、視野角についての結果を図１９に示した。

なお、図１７において、カットオフレベルがマルとは、輝度視野角が急激に変化していることが目視で判別不能または困難であると判断される場合であり、カットオフレベルがバツとは、輝度視野角が急激に変化していることが目視で判別可能または容易であると判断される場合である。また、干渉むらレベルがマルとは、干渉むらが生じていることが目視で判別不能または困難であると判断される場合であり、干渉むらレベルがバツとは、干渉むらが生じていることが目視で判別可能または容易であると判断される場合である。 また、図１８において大きなマルで囲まれている領域は、カットオフが発生し易い領域に対応しており、目視検査では主にこの領域にカットオフが生じているか否かを判断している。

図１７、図１８から、実施例の光透過フィルムは、比較例１，３の光透過フィルムよりも正面輝度を高く維持しつつ、カットオフおよび干渉むらの発生を抑えていることがわかった。また、図１７、図１９から、比較例１の光透過フィルムよりも正面輝度を高く維持しつつ、凸部３３ｂの拡散効果により水平および垂直の視野角を比較例１の光透過フィルムよりも広がっていることがわかった。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、輝度向上フィルム３３を一枚だけ用いていたが、輝度向上フィルム３３を２枚重ねて用いてもよい。この場合、凸部３３ａの延在方向が上下シート間で直交するように配列するとともに、一方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの延在方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくし、他方の輝度向上フィルム３３は凸部３３ａの配列方向における輝度向上フィルム３３の屈折率を大きくすることが望ましい。

また、上記実施の形態等では、液晶表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を備えていてもよい。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を展開して表す斜視図である。 図１の輝度向上フィルムの構成の一例を表す断面図および裏面図である。 図１の輝度向上フィルムの透過特性を表す特性図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の一例について説明するための断面図および裏面図である。 図４に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法の他の例について説明するための断面図および裏面図である。 図６に続く工程について説明するための斜視図および断面図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法のその他の例について説明するための断面図である。 図１の輝度向上フィルムの形成方法のその他の例について説明するための断面図である。 図１の表示装置の動作について説明するための概略構成図である。 実施例に係る輝度向上フィルムの延伸前後の裏面の形状について説明するための平面図である。 実施例および比較例の曇り度の異方性について説明するため対比図である。 複屈折性を測定する方法の一例について説明するための概念図である。 複屈折性の偏光軸について説明するための概念図である。 実施例に係る輝度向上フィルムの射出角と光量との関係を表す関係図である。 実施例および比較例に係る輝度向上フィルムの正面輝度などを計測する際の構成について説明するための斜視図である。 実施例および比較例に係る輝度向上フィルムの正面輝度などを説明するための対比図である。 実施例および比較例に係る輝度向上フィルムの視野角と輝度との関係を表す関係図である。 実施例および比較例に係る輝度向上フィルムの視野角を説明するための対比図である。

符号の説明

１…表示装置、１０…液晶表示パネル、２０Ａ…第１偏光子、２０Ｂ……第２偏光子、３０…照明装置、３１…光源、３１ａ，３１ｂ…線状光源、３２…拡散シート、３３…輝度向上フィルム、３３ａ，３３ｂ…凸部、３３ｃ…頭部、３３ｄ，３３ｅ…傾斜面、３４…反射シート。

Claims (21)

1. 画像信号に基づいて駆動されるパネルと、
   前記表示パネルを挟む一対の偏光子と、
   前記パネルを照明する光源と、
   前記偏光子と光源との間に設けられた光透過フィルムと
   を備え、
   前記光透過フィルムは、
   一の面に配置されると共に前記一の面内の所定の方向に延在する複数の第１凸部と、
   前記一の面との対向面に配置されると共に前記対向面内の一の方向に延在し、かつ前記一の方向に並列配置されると共に前記一の方向と交差する方向に並列配置された複数の第２凸部と
   を有し、
   前記第１凸部および前記第２凸部の少なくとも一方が面内に屈折率異方性を有する
   表示装置。
2. 前記第１凸部および前記第２凸部の双方が面内に屈折率異方性を有し、
   前記第１凸部における屈折率の最も小さな方向と、前記第２凸部における屈折率の最も小さな方向とが前記光源側の偏光子の光透過軸の方向と平行となっているか、または０度より大きく４５度より小さな範囲内で交差している
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１凸部の延在方向と前記第２凸部の延在方向とが互いに平行となっている
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記各第１凸部は、プリズム形状となっている
   請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第１凸部の延在方向の屈折率が、前記第１凸部の延在方向と直交する方向の屈折率よりも大きい
   請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１凸部の延在方向の屈折率が、前記第１凸部の延在方向と直交する方向の屈折率よりも小さい
   請求項１に記載の表示装置。
7. 前記第２凸部の延在方向の屈折率が、前記第２凸部の延在方向と直交する方向の屈折率よりも大きい
   請求項１に記載の表示装置。
8. 前記第２凸部の延在方向の屈折率が、前記第２凸部の延在方向と直交する方向の屈折率よりも小さい
   請求項１に記載の表示装置。
9. 前記第１凸部および前記第２凸部の双方が面内に屈折率異方性を有する
   請求項１に記載の表示装置。
10. 前記第１凸部における屈折率の最も小さな方向と、前記第２凸部における屈折率の最も小さな方向とが互いに平行となっている
    請求項８に記載の表示装置。
11. 前記第１凸部および前記第２凸部のうち少なくとも一方は、半結晶性または結晶性の樹脂を含む
    請求項１に記載の表示装置。
12. 前記第１凸部は、第１の光透過フィルムの一の面に配置され、
    前記第２凸部は、第２の光透過フィルムの一の面に配置され、
    前記第１の光透過フィルの前記一の面との対向面と、前記第２の光透過フィルの前記一の面との対向面とが互いに接合されている
    請求項１に記載の表示装置。
13. 樹脂フィルムの上面に配置されると共に前記上面内の第１方向に延在する複数の第１凸部と、
    前記樹脂フィルムの下面に配置されると共に前記第１方向に延在し、かつ前記第１方向に並列配置されると共に前記第１方向と交差する第２方向に並列配置された複数の第２凸部と
    を備え、
    前記第１凸部および前記第２凸部は共に、前記第１方向へ延伸されたものであり、かつ前記第１方向への延伸に起因する屈折率異方性を有する
    光透過フィルム。
14. 前記各第１凸部は、プリズム形状となっている
    請求項１３に記載の光透過フィルム。
15. 前記第１凸部および前記第２凸部の、前記第１方向の屈折率が、前記第２方向の屈折率よりも大きい
    請求項１３に記載の光透過フィルム。
16. 前記第１凸部および前記第２凸部の、前記第１方向の屈折率が、前記第２方向の屈折率よりも小さい
    請求項１３に記載の光透過フィルム。
17. 前記樹脂フィルムは、半結晶性または結晶性の樹脂によって構成されている
    請求項１３に記載の光透過フィルム。
18. 樹脂フィルムの上面に前記上面内の第１方向に延在する複数の第１凸部を形成すると共に、前記樹脂フィルムの下面に前記第１方向に並列配置されると共に前記第１方向と交差する第２方向に並列配置された複数の第２凸部を形成する工程と、
    前記第１凸部および前記第２凸部を前記第１方向に延伸することにより、前記第１凸部および前記第２凸部に屈折率異方性を付与する工程と
    を含む光透過フィルムの製造方法。
19. 前記第１凸部および前記第２凸部の、前記第１方向の屈折率が、前記第２方向の屈折率よりも大きい
    請求項１８に記載の光透過フィルムの製造方法。
20. 前記第１凸部および前記第２凸部の、前記第１方向の屈折率が、前記第２方向の屈折率よりも小さい
    請求項１８に記載の光透過フィルムの製造方法。
21. 前記樹脂フィルムは、半結晶性または結晶性の樹脂によって構成されている
    請求項１８に記載の光透過フィルムの製造方法。

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