KR20080055743A - 광 투과 필름, 광 투과 필름의 제조 방법 및 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

집광 기능뿐만 아니라 일정한 편광 분리 기능을 구비한 광 투과 필름을 제공한다. 본 발명의 광 투과 필름[프리즘 시트(13)]은 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)과 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)이 서로 다르다. 프리즘 연장 방향과, 이에 직교하는 프리즘 배열 방향과의 사이에 굴절률차를 갖게 함으로써, 상기 광 투과 필름에 입사한 광에 대해 프리즘 연장 방향으로 진동하는 편광 성분(Lx)과 프리즘 배열 방향으로 진동하는 편광 성분(Ly)으로, 서로 다른 투과 특성을 갖게 할 수 있다. 예를 들어 프리즘 배열 방향의 굴절률보다 프리즘 연장 방향의 굴절률을 크게 함으로써(nx ＞ ny), 광 투과 필름에 입사한 광 중 프리즘 배열 방향으로 진동하는 편광 성분(Ly)보다도 프리즘 연장 방향으로 진동하는 편광 성분(Lx) 쪽이 복귀광이 되는 양이 많아진다. 이에 의해, 집광 기능뿐만 아니라 일정한 편광 분리 기능을 얻을 수 있게 된다.

프리즘 시트, 액정 표시 패널, 편광자, 반사판, 확산판

Description

광 투과 필름, 광 투과 필름의 제조 방법 및 액정 표시 장치{LIGHT TRANSMISSION FILM, METHOD FOR PRODUCING LIGHT TRANSMISSION FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 한쪽 면에 입체 구조가 연속해서 배열된 광 투과 필름, 상기 광 투과 필름의 제조 방법 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)는, 브라운관(CRT : Cathode Ray Tube)과 비교하여 저소비 전력이면서 또한 소형화, 박형화가 가능하고, 현재에는 휴대 전화, 디지털 카메라, PDA(Personal Digital Assistants) 등의 소형 기기로부터 대형 사이즈의 액정 텔레비전에 이르기까지 다양한 사이즈의 것이 폭넓게 사용되고 있다.

액정 표시 장치는 투과형, 반사형 등으로 분류되고, 특히 투과형 액정 표시 장치는 액정층을 한 쌍의 투명 기판 사이에 끼운 액정 표시 패널, 이 액정 표시 패널의 광 입사측 및 광 출사측에 각각 배치된 제1, 제2 편광자 외에, 조명 광원으로서 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 광원을 액정 표시 패널의 바로 아래에 배치하는 직하형 외에, 도광판을 이용한 에지 라이트형이 있다.

한편, 광원 광의 출사 방향을 정면 방향으로 배광시킬 목적으로, 휘도 향상 필름이라 불리우는 광 투과 필름을 백라이트 유닛과 액정 표시 패널 사이에 배치하는 구성이 알려져 있다(예를 들어 일본 특허 제3158555호 공보 참조). 휘도 향상 필름은 한쪽 면에 단면 대략 삼각 형상의 프리즘이 미세 피치로 주기 배열된 프리즘 시트로 구성되어 있고, 백라이트의 광을 정면 방향으로 기립 상승시켜 광을 집광하는 작용을 갖고 있다.

그러나, 종래의 프리즘 시트는 굴절률이 등방적인 동시에, 프리즘 시트로부터 출사되는 광은 통상 무편광이므로, 프리즘 시트로부터 출사되는 광의 대략 절반은 액정 표시 패널의 광 입사측에 배치되어 있는 제1 편광자에 흡수되어 버린다. 이에 의해, 백라이트로부터의 조명광을 유효하게 이용할 수 없어 휘도의 향상을 도모할 수 없게 되는 문제가 있다.

한편, 프리즘 시트와 액정 표시 패널 사이에 한쪽 직선 편광 성분을 투과시키고 다른 쪽 직선 편광 성분을 반사하는 반사성 편광자를 삽입함으로써, 백라이트 광의 광 이용 효율을 높여 휘도의 향상을 도모하는 것이 알려져 있다.

그런데, 이러한 종류의 반사성 편광자를 사용하는 것은, 액정 표시 장치의 제조 비용이 높아지는 동시에, 부품 개수도 증가하여 장치의 소형화, 박형화에 지장을 준다. 또한, 반사성 편광자를 이용하였다 해도 제1 편광자의 흡수축 방향의 편광 성분이 일부 누출되는 등, 기능적으로 반드시 충분하다고는 할 수 없다.

본 발명은 상술한 문제에 비추어 이루어져, 집광 기능과 일정한 편광 분리 기능을 겸비한 광 투과 필름, 광 투과 필름의 제조 방법 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

이상의 과제를 해결하는 데 있어서, 본 발명의 광 투과 필름은 한쪽 면에 입체 구조가 연속해서 배열되어 있고, 입체 구조의 연장 방향의 굴절률과 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률이 서로 다르다.

입체 구조의 연장 방향과, 이에 직교하는 배열 방향과의 사이에 굴절률차를 갖게 함으로써, 상기 광 투과 필름에 입사한 광에 대해, 입체 구조 연장 방향으로 진동하는 편광 성분과 입체 구조 배열 방향으로 진동하는 직선 편광 성분에서 서로 다른 투과 특성을 갖게 할 수 있게 된다. 이 편광 성분의 투과 특성의 차이는 입체 구조의 연장 방향과 배열 방향의 굴절률의 차가 클수록 커진다.

입체 구조의 연장 방향은 일방향에 한정되지 않고, 입체 구조의 연장 방향을 서로 다르게 하여 2차원적으로 복수의 방향으로 배열시킨 것이라도 좋다. 또한, 본 발명에 있어서의 입체 구조에는, 프리즘 또는 렌티큘러 렌즈 등의 구조체가 포함된다. 프리즘은 예를 들어 90°(도)의 꼭지각을 갖는 단면 삼각 형상으로 구성된다.

상기 구성에 있어서, 예를 들어 프리즘의 배열 방향의 굴절률보다도 프리즘의 연장 방향의 굴절률을 크게 함으로써, 광 투과 필름에 입사한 광 중 프리즘의 배열 방향으로 진동하는 편광 성분보다도 프리즘의 연장 방향으로 진동하는 편광 성분 쪽이 복귀광이 되는 양이 커진다. 이에 의해, 일정한 편광 분리 기능을 얻을 수 있게 된다.

입체 구조의 연장 방향과 배열 방향과의 사이에서 굴절률 이방성을 갖는 본 발명의 광 투과 필름은, 한쪽 면에 입체 구조를 구비한 수지 필름을 성형하는 공정과, 수지 필름을 입체 구조의 연장 방향으로 연신시켜 입체 구조의 연장 방향과 배열 방향에서 굴절률에 차이를 갖게 하는 공정을 경유하여 제조할 수 있다.

수지 필름의 연신 방향을 입체 구조의 연장 방향으로 하는 것은, 연신 전후에 있어서의 프리즘의 형상 변화에 의한 광학 특성의 변동을 적게 하기 위해서이다. 입체 구조의 배열 방향의 굴절률보다도 그 연장 방향의 굴절률을 크게 하는 경우, 광 투과 필름의 구성 재료로서는 연신 방향으로 굴절률이 커지는 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 연신 방향으로 굴절률이 커지는 재료로서는, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 및 이들의 혼합물 또는 PET-PEN 코폴리머 등의 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리불화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등을 들 수 있다.

한편, 입체 구조의 연장 방향의 굴절률보다도 그 배열 방향의 굴절률을 크게 하는 경우, 광 투과 필름의 구성 재료로서는, 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 재료로서는, 예를 들어 메타크릴 수지, 폴리스티렌계 수지, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 이들의 혼합물 등이 있다.

그리고, 본 발명에 관한 광 투과 필름을 액정 표시 장치에 있어서의 휘도 향상 필름으로서 이용하는 경우, 이하의 두 가지 구성이 있다. 하나는, 광 투과 필름은 입체 구조의 배열 방향의 굴절률보다도 그 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 동시에, 입체 구조의 배열 방향과 한 쌍의 편광자 중 액정 표시 패널의 광 입사측에 배치되어 있는 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°의 범위로 마련되어 있는 구성이다. 다른 하나는, 광 투과 필름은 입체 구조의 연장 방향의 굴절률보다도 그 배열 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 동시에, 입체 구조의 연장 방향과 한 쌍의 편광자 중 액정 표시 패널의 광 입사측에 배치되어 있는 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°의 범위로 마련되어 있는 구성이다.

이들 구성에 의해, 광 투과 필름으로부터의 출사광을 액정 표시 패널에 효율적으로 입사시킬 수 있게 되므로, 백라이트 광의 유효 이용이 가능해져 액정 표시 장치의 휘도 향상을 도모할 수 있게 된다.

이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명의 광 투과 필름에 따르면, 입체 구조의 연장 방향과 배열 방향에서 굴절률의 이방성을 갖고 있으므로, 집광 작용뿐만 아니라 일정한 편광 분리 작용도 얻을 수 있다. 따라서, 반사성 편광자 등의 광학 소자를 이용하지 않아도, 액정 표시 장치의 휘도 향상 효과를 높일 수 있는 동시에, 부품 개수 및 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.

도2는 본 발명에 관한 광 투과 필름으로서의 프리즘 시트의 구성을 모식적으로 도시하는 전체 사시도이다.

도3은 본 발명에 관한 프리즘 시트의 하나의 작용을 설명하기 위한 주요부 단면도이다.

도4는 본 발명에 관한 프리즘 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도로, A는 연신 방향을 나타내고, B는 연신 전후에 있어서의 프리즘 형상의 변화를 나타내고 있다.

도5는 도4에 도시한 경우와 다른 방향으로 연신시켰을 때의 프리즘 형상의 변동의 모습을 설명하는 도면이다.

도6은 도1의 액정 표시 장치의 하나의 작용을 설명하기 위한 주요부 측면도이다.

도7은 본 발명에 관한 프리즘 시트의 면내 굴절률차의 크기와 휘도 향상률과의 관계를 나타내는 도면이다.

도8은 본 발명의 제1 실시예에 있어서 설명하는 이방성 프리즘 시트의 단면 형상을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.

도9는 이방성 프리즘 시트의 복굴절성 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도10은 이방성 프리즘 시트에 대한 수직 편광과 수평 편광의 출사각의 차이를 설명하기 위한 도면이다.

도11은 제1 실시예의 이방성 프리즘 시트의 광 투과 특성을 나타내는 도면이다.

도12는 제1 실시예의 이방성 프리즘 시트의 면내 각 방향의 굴절률을 설명하기 위한 도면이다.

도13은 제1 실시예의 이방성 프리즘 시트의 휘도 특성 평가의 측정 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도14는 제1 실시예의 이방성 프리즘 시트의 휘도 배향 특성의 평가 결과를 나타내는 도면이다.

도15는 본 발명의 제2 실시예에 있어서 설명하는 이방성 프리즘 시트의 단면 형상을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.

도16은 제2 실시예의 이방성 프리즘 시트의 광 투과 특성을 나타내는 도면이다.

도17은 제2 실시예의 이방성 프리즘 시트의 면내 각 방향의 굴절률을 설명하기 위한 도면이다.

도18은 제2 실시예의 이방성 프리즘 시트의 휘도 배향 특성의 평가 결과를 나타내는 도면이다.

도19는 본 발명의 제3 실시예에 있어서 설명하는 이방성 프리즘 시트의 편광자에 대한 휘도의 각도 의존 특성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 의한 광 투과 필름을 구비한 액정 표시 장치(10)의 개략 구성도이다. 우선, 이 액정 표시 장치(10)의 전체 구성에 대해 간단하게 설명한다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)는 액정 표시 패널(11)과, 이 액정 표시 패널(11)을 사이에 끼우는 제1 편광자(12A) 및 제2 편광자(12B)와, 프리즘 시 트(13)와, 확산판(14)과, 백라이트 유닛(15)을 구비하고 있다.

액정 표시 패널(11)은 액정층을 한 쌍의 투명 기판 사이에 끼워 넣은 구조를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는 VA(수직 배향), IPS(인 플레인 스위칭) 등의 시야각 특성이 우수한 구동 모드용의 액정 재료가 적용되지만, 이 이외에도 TN(트위스트 네마틱)형 등도 적용 가능하다.

제1 편광자(12A)는 액정 표시 패널(11)의 광 입사측에 배치된 편광자이며, 제2 편광자(12B)는 액정 표시 패널(11)의 광 출사측에 배치된 편광자이다. 제1 편광자(12A)의 광의 투과축(a)의 배향은 프리즘 시트(13)의 프리즘의 배열 방향(이하「프리즘 배열 방향」이라 함)의 굴절률과 프리즘의 연장 방향(이하「프리즘 연장 방향」이라 함)의 굴절률 사이의 대소 관계에 의해 결정된다.

예를 들어, 프리즘 배열 방향의 굴절률보다도 프리즘 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 경우, 제1 편광자(12A)의 광의 투과축(a)의 배향을 도1에 도시한 바와 같이 프리즘 배열 방향의 배향으로 하였을 때에 가장 큰 효과를 얻을 수 있다. 단, 적당한 각도 휘도 분포를 얻는 것이나 액정 표시 패널(11)의 콘트라스트를 향상시키는 등의 다른 이유에 의해, 투과축(a)과 프리즘 배열 방향의 배향을 일치시키지 않는 경우, 투과축(a)과 프리즘 배열 방향이 이루는 각도를 확대해도 좋다. 이 경우, 정면 휘도의 향상을 위해서는 이 각도는 0°내지 45°까지일 필요가 있고, 또한 0°내지 20°정도까지인 것이 바람직하다.

한편, 프리즘 연장 방향의 굴절률보다도 프리즘 배열 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 경우, 제1 편광자(12A)의 광의 투과축(a)의 배향을 프리즘 연장 방향의 배향으로 하였을 때에 가장 큰 효과를 얻을 수 있다. 단, 적당한 각도 휘도 분포를 얻는 것이나 액정 표시 패널(11)의 콘트라스트를 향상시키는 등의 다른 이유에 의해 투과축(a)과 프리즘 연장 방향의 방향을 일치시키지 않은 경우, 투과축(a)과 프리즘 연장 방향이 이루는 각도를 확대해도 좋다. 이 경우, 정면 휘도의 향상을 위해서는 이 각도는 0°내지 45°까지일 필요가 있고, 또한 0°내지 20°정도까지인 것이 바람직하다.

프리즘 시트(13)는 본 발명에 관한 광 투과 필름에 대응하고, 액정 표시 장치(10)의 정면 휘도를 향상시키기 위한 휘도 향상 필름으로서 이용되고 있다. 프리즘 시트(13)는 백라이트 유닛(15)으로부터의 조명광(이하「백라이트 광」이라고도 함)을 확산 출사하는 확산판(14)의 광 출사측에 배치되고, 후술하는 바와 같이 집광 작용과 일정한 편광 분리 작용을 갖고 있다.

백라이트 유닛(15)은 복수개의 선형 광원(16)과 반사판(17)을 구비하는 직하형으로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 도광판을 사용하는 사이드 에지형으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 광원(16)은 냉음극관(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 선형 광원으로 하고 있지만, 이 이외에도 예를 들어 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 등의 점 광원을 이용해도 좋다.

다음에, 본 발명에 관한 광 투과 필름으로서의 프리즘 시트(13)의 상세에 대해 설명한다.

도2는 프리즘 시트(13)의 전체 구성을 모식적으로 도시하고 있다. 프리즘 시트(13)는 투광성이 있는 수지 재료로 형성되어 있고, 그 한쪽측 면에 단면 삼각 형의 똑같은 기둥 형상의 프리즘이 일방향(Y 방향)으로 연속해서 배열된 프리즘 구조면(13a)을 갖고 있다. 프리즘 구조면(13a)을 구성하는 각 프리즘은 본 발명에 관한「입체 구조」에 대응하는 것으로, 각각 동일한 꼭지각 및 피치로 형성되고, 본 실시 형태에서는 프리즘 꼭지각이 90°, 배열 피치는 예를 들어 50 ㎛이다. 프리즘 시트(13)의 다른 쪽 면은 평탄면(13b)으로 되어 있다. 프리즘 시트(13)는 프리즘 구조면(13a)을 광 출사측[액정 표시 패널(11)측]을 향해 배치되어 있다.

프리즘 시트(13)는 프리즘 연장 방향(X 방향)과 프리즘 배열 방향(Y 방향)에서 다른 굴절률을 갖고 있다. 이와 같이, 프리즘 시트(13)의 굴절률에 면내 이방성을 갖게 함으로써, 프리즘 시트(13)에 입사하는 광의 투과 특성을 편광 상태에 따라서 바꿀 수 있다. 도3은 프리즘 시트(13)에 입사하는 광의 경로를 나타내고 있고, 특히 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 큰 경우(nx ＞ ny)를 나타내고 있다. 여기서, Lx는 백라이트 광(L) 중 프리즘 연장 방향(X 방향)으로 진동하는 편광 성분을 나타내고, Ly는 백라이트 광(L) 중 프리즘 배열 방향(Y 방향)으로 진동하는 편광 성분을 나타내고 있다.

도3을 참조하여, 프리즘 시트(13)의 평탄면(13b)에 대해 경사 방향으로부터 입사각(θ1)으로 입사한 백라이트 광은, 프리즘의 연장 방향(X 방향)과 배열 방향(Y 방향)에서 프리즘 시트(13)의 굴절률이 다르기 때문에(nx ＞ ny), 백라이트 광의 X 방향 편광 성분(Lx)과 Y 방향 편광 성분(Ly)은 다른 굴절각(rx, ry)(rx ＜ ry)으로 각각 굴절하는 동시에, 다른 출사각(φx, φy)으로 프리즘 경사면으로부터 출사한다. 이 때, X 방향 편광 성분(Lx)의 출사각(φx)보다도 Y 방향 편광 성 분(Ly)의 출사각(φy) 쪽이 작다(φx ＞ φy).

이상의 예에 있어서는, 양 편광 성분(Lx, Ly)의 어느 것이라도 프리즘 시트(13)의 광 출사면[프리즘 구조면(13a)]으로부터 출사되게 된다. 그러나, 프리즘 연장 방향(X 방향)과 프리즘 배열 방향(Y 방향)에서 다른 굴절률을 갖고 있으므로, 이들 각 방향으로 진동하는 편광 성분은 프리즘 시트 평탄면(13b) 및 프리즘 경사면 등의 계면에 있어서 서로 다른 반사율로 반사되게 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx) 쪽이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 크게 되어 있으므로, 프리즘 연장 방향으로 진동하는 편광 성분(Lx) 쪽이 Ly에 비해 반사량이 크다. 그 결과, 프리즘 시트(13)를 투과하는 백라이트 광은 Lx보다도 Ly 쪽이 광량적으로 많게 된다.

또한, 프리즘 경사면으로부터 출사하는 각 편광 성분(Lx, Ly)의 출사각은 φx ＞ φy의 관계가 되므로, 프리즘 시트(13)로 입사하는 백라이트 광의 입사각이 임의의 조건을 만족하면, 편광 성분(Lx)이 프리즘 경사면에서 전반사를 반복하여 복귀광이 되고, 편광 성분(Ly)만이 프리즘 시트(13)를 투과하는 완전한 편광 분리 상태를 실현할 수 있다. 이 예가 입사각(θ2)의 조건하에서 성립하는 모습을 도3에 나타내고 있다. θ2의 구체예로서는, nx = 1.9, ny = 1.6 및 프리즘의 꼭지각이 90도의 조건에 있어서 약 11도 내지 25도이다.

한편, 프리즘 시트(13)에 대한 백라이트 광의 입사각이 지나치게 작아지면, 백라이트 광이 프리즘 시트(13)의 평탄면(13b)에 대해 수직으로 입사하는 경우와 다르지 않게 된다. 이 경우, 도3에 도시한 바와 같이, 백라이트 광(L)은 편광 상 태에 관계없이, 프리즘 구조면(13a)의 프리즘 경사면에 있어서 전반사를 반복하여 백라이트측으로 복귀하는 복귀광이 된다.

이상과 같이, 프리즘 시트(13)에 면내의 굴절률 이방성을 갖게 함으로써, 백라이트 광의 집광 작용에 부가하여, 일정한 편광 분리 작용을 얻을 수 있다. 또한, 상기 각 예에 있어서 프리즘 시트(13)에서 반사된 광은, 백라이트 유닛(15)의 반사판(17)(도1)이나 확산판(14)의 표면에 있어서 반사하여 무편광화되어 다시 프리즘 시트(13)로 입사하게 되므로, 광의 이용 효율이 높아져 정면 휘도의 향상에 공헌하는 것이 가능해진다.

다음에, 이상과 같이 구성되는 프리즘 시트(13)의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 프리즘 시트(13)는 한쪽 면에 프리즘 구조면(13a)이 형성된 수지 필름을 성형하는 공정과, 이 수지 필름을 프리즘의 연장 방향으로 연신시켜 프리즘의 연장 방향과 프리즘의 배열 방향에서 굴절률에 차이를 갖게 하는 공정을 거쳐서 제조된다.

수지 필름의 성형 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 열 프레스법이나 용융 압출 가공법 등이 적용 가능하다. 또한, 평탄한 수지 시트를 베이스로 하고, 그 위에 프리즘층을 제작해도 좋다. 또한, 수지 필름은 롤 방식으로 연속적으로 제작할 수 있는 방법이 바람직하다.

제작한 수지 필름은 프리즘 연장 방향으로 연신됨으로써 굴절률 이방성이 부여된다. 본 실시 형태의 프리즘 시트(13)는 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx) 쪽이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 크게 구성되어 있다. 따라서, 도4의 A에 도시한 바와 같이, 연신 방향으로 굴절률이 커지는 수지 재료를 이용하여 수지 필름(23)을 제작한 후, 프리즘 연장 방향(X 방향)으로 상기 수지 필름(23)을 연신시킴으로써 목적으로 하는 프리즘 시트(13)를 얻을 수 있게 된다. 연신율은 필요로 하는 면내 굴절률차, 수지 필름의 재료의 종류 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.

연신 방향으로 굴절률이 커지는 수지 재료로서는, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 및 이들의 혼합물 또는 PET-PEN 코폴리머 등의 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리불화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등을 예로 들 수 있다.

여기서, 연신 방향을 프리즘 연장 방향으로 하는 것은, 연신 전후에 있어서의 프리즘 형상의 변동에 따라 목적으로 하는 광학 특성이 변화되는 것을 억제하기 위해서이다. 도4의 B는 연신 전후에 있어서의 프리즘 구조면의 외형상의 변화를 나타내고 있고, 실선은 연신 전, 일점 쇄선은 연신 후를 나타내고 있다. 연신 방향을 프리즘 연장 방향(X 방향)으로 함으로써, 연신 후의 프리즘 단면 형상이 연신 전의 프리즘 단면 형상에 대해 대략 닮음 관계가 되므로, 광학 특성의 변동이 억제되어 필요로 하는 프리즘 형상을 고정밀도로 제어하는 것이 가능해진다.

이에 대해, 도5의 A, 도5의 B에 도시한 바와 같이 수지 필름(23)을 프리즘 배열 방향(Y 방향)으로 연신시켜 굴절률 이방성을 갖게 하도록 하면, 프리즘 외형상의 변화가 현저해지고, 특히 프리즘 꼭지각이나 프리즘 배열 피치가 확대되어 필 요로 하는 광학 특성을 고정밀도로 제어하기 어려워진다. 또한, 도5의 B에 있어서 이점 쇄선은 연신 전, 실선은 연신 후를 나타내고 있다.

또한, 프리즘 배열 방향의 굴절률을 프리즘 연장 방향의 굴절률보다도 크게 구성하는 경우에는, 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 수지 재료를 이용하여 프리즘 연장 방향으로 연신시키면 좋다. 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 수지 재료로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 메타크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(AS 수지), 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 및 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.

계속해서, 도6을 참조하여 본 실시 형태의 액정 표시 장치(10)의 작용을 설명한다. 도6은 프리즘 시트(13), 제1 편광자(12A), 액정 표시 패널(11) 및 제2 편광자(12B)를 투과하는 광의 편광 상태를 설명하는 액정 표시 장치(10)의 개략적인 측면도이다.

상술한 바와 같이, 제1 편광자(12A)의 투과축(a)은 프리즘 시트(13)의 프리즘 배열 방향의 굴절률과 프리즘 연장 방향의 굴절률의 대소 관계에 의해 결정된다. 도6에서는, 프리즘 배열 방향의 굴절률보다도 프리즘 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 경우를 나타내고 있고, 제1 편광자(12A)의 투과축(a)은 프리즘 배열 방향(Y 방향)으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도6에서는, Lx는 백라이트 광(L) 중 프리즘 연장 방향(X 방향)으로 진동하는 편광 성분을 나타내고, Ly는 백라이트 광(L) 중 프리즘 배열 방향(Y 방향)으로 진동하는 편광 성분을 나타내고 있다.

도시하지 않은 백라이트 유닛(15)으로부터 조사되어 확산판(14)을 투과한 무편광의 광[백라이트 광(L)]은 프리즘 시트(13)의 평탄면(13b)으로 입사한다. 백라이트 광(L)은 프리즘 시트(13)에 있어서 정면 방향으로 집광되어 프리즘 구조면(13a)으로부터 출사한 후, 제1 편광자(12A)에 입사한다. 제1 편광자(12A)는 입사한 백라이트 광(L) 중, Lx를 흡수하고, Ly를 투과한다. 제1 편광자(12A)를 투과한 Ly는, 액정 표시 패널(11)에 있어서 화소 단위로 편광 제어가 이루어져 제2 편광자(12B)로 입사하고, 제2 편광자(12B)의 투과축의 편광만이 투과하여 패널 정면에 화상을 형성한다.

그런데, 프리즘 시트(13)에 입사하는 백라이트 광(L)의 입사각(θ)은 똑같지 않고, 임의의 범위의 각도 분포를 갖고 있다. 본 실시 형태의 프리즘 시트(13)는 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx) 쪽이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 크게 형성되어 있으므로, 프리즘 시트(13)를 투과하는 백라이트 광(L)은 도3을 참조하여 설명한 바와 같이, Lx보다도 Ly 쪽이 많고, 그 양적 비율은 프리즘 시트(13)의 프리즘 배열 방향의 굴절률과 프리즘 연장 방향의 굴절률의 차, 및 프리즘 시트(13)에 입사하는 백라이트 광(L)의 입사각(θ)의 분포에 의존한다.

한편, 프리즘 시트(13)에서 반사된 일부의 백라이트 광(L)은 확산판(14) 표면, 혹은 백라이트 유닛(15)의 반사판(17)에서 반사되고, 다시 프리즘 시트(13)로 입사한다. 이와 같은 리사이클 작용이 반복됨으로써, 백라이트 광(L)의 유효 이용이 도모된다.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 프리즘 시트(13)가 집광 작용뿐만 아니 라, 일정한 편광 분리 작용을 갖고 있으므로, 프리즘 시트(13)로부터 출사하는 백라이트 광(L) 중 프리즘 연장 방향의 편광 성분(Lx)의 출사광량을 프리즘 배열 방향의 편광 성분(Ly)의 출사광량보다도 적게 할 수 있고, 제1 편광자(12A)에 있어서의 백라이트 광(L)의 흡수량을 저감시켜 백라이트 광(L)의 유효 이용을 도모할 수 있게 된다. 이에 의해, 백라이트 광(L)의 취출 효율이 높아져 정면 휘도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 고가의 반사성 편광자 등의 광학 소자를 반드시 필요로 하는 일이 없어지므로, 부품 개수의 저감에 의한 액정 표시 장치의 가일층 박형화와, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

프리즘 시트(13)에 의한 백라이트 광(L)의 편광 분리 효과는 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)과 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)과의 차가 클수록 현저해진다. 도7은 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)보다도 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)이 큰 경우이며, nx = 1.60, ny = nx + Δn으로 하였을 때의 휘도 향상률의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 이는, 복굴절률(Δn)을 0으로 한 경우를 기준으로 한 경우에, 휘도가 어느 정도 향상하는지를 나타내고 있다. 또한, 프리즘 꼭지각은 90°로 하였다.

도7로부터 명백한 바와 같이, Δn이 커질수록 휘도 향상률이 높아진다. 각도 휘도 분포는 nx에 의해 결정되므로, 이 값은 상품 설계 등에 의해 적절하게 정할 수 있다. 이에 대해, ny는 nx보다 큰 값일수록 바람직하고, 이에 따라 휘도 향상률을 높일 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 기초로 하여 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어 이상의 실시 형태에서는 프리즘 시트(13)의 면내 굴절률차를 nx ＞ ny로 구성하였지만, 이 대신에 nx ＜ ny로 해도 좋다. 이 경우, 프리즘 연장 방향으로 연신시켰을 때에 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 수지 재료를 이용하면 좋다. 또한, 이 경우, 제1 편광자의 투과축과 직교하는 방향으로 프리즘 배열 방향이 향하게 되는 것이 바람직하다.

또한, 이상의 실시 형태에서는 프리즘 시트(13)를 1매 이용한 예를 나타냈지만, 이 프리즘 시트(13)를 2매 포개어 이용해도 좋다. 이 경우, 프리즘 연장 방향이 상하 시트간에 직교하도록 배열하는 동시에, 한쪽 프리즘 시트는 프리즘 연장 방향의 굴절률을 크게 하고, 다른 쪽 프리즘 시트는 프리즘 배열 방향의 굴절률을 크게 하는 것이 바람직하다. 혹은, 위에 배치되는 프리즘 시트만 굴절률차가 있는 프리즘 시트를 이용하고, 아래에 배치되는 프리즘 시트는 일반적인 등방성의 프리즘 시트[예를 들어 3M사제「BEF」(상표)]를 이용해도 좋다.

게다가, 이상의 실시 형태에서는 프리즘 시트(13)의 굴절률 이방성의 발현에 연신을 이용하는 것으로 하였지만, 이에 한정되는 일은 없고, 예를 들어 굴절률 이방성을 가진 액정 재료를 배향시키거나, 굴절률 이방성을 갖는 결정 재료를 이용하여 프리즘 시트를 구성함으로써, 프리즘 연장 방향과 프리즘 배열 방향에서 굴절률 이방성을 발현시키도록 해도 좋다.

이하, 본 발명의 각 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 또, 이하의 각 실시예에서는, 본 발명에 관한 굴절률 이방성을 가진 프리즘 시트를「이방성 프리즘 시트」라 부르는 경우도 있다.

(제1 실시예)

[프리즘 시트의 성형]

수지 필름에 프리즘 형상을 전사 형성하기 위한 열 프레스용의 금속제 엠보싱 원판으로서, 그 표면이, 횡단면 형상이 꼭지각 90도인 직각 이등변 삼각형으로 교대로 또한 평행하게 산부와 산부, 골부와 골부가 50 ㎛ 간격으로 규칙적으로 연속해서 조각된 것을 이용하였다. 수지 필름은 열가소성 수지이며, 200 ㎛ 두께의 A-PET(아몰퍼스 PET) 시트(미쯔비시 가가꾸사제「노바 클리어(상표) SG007」, Tg 약 70 ℃)를 이용하였다. 이 수지 필름을 100 ℃, 10분간, 100 kgf/㎠(9.8 MPa)의 열 프레스 조건에서, 프레스 후 바로 빙수에 투입하여 투명한 등방성 프리즘 시트를 얻었다.

[프리즘 시트의 연신]

얻어진 등방성 프리즘 시트를 세로(프리즘 연장 방향) 8 ㎝ × 가로 5 ㎝의 직사각 형상으로 재단한 후, 길이 방향의 양단부의 삼각 단면(프리즘 단면)을 수동 연신기로 척(chuck)하여, 연장 방향으로 55 ℃의 온수 중에서 샘플 중앙이 3.5배가 되도록 연신 속도 1 ㎝/초로 일축 연신을 행하여 이방성 프리즘 시트를 얻었다.

얻어진 이방성 프리즘 시트와 연신 전의 등방성 프리즘 시트의 삼각 단면을 표면 조도계(서프코더 ET4001A, 고사까겐뀨우쇼 가부시끼가이샤제)로 측정한 결과, 양자 모두 원판과 같은 45도 밑각(底角)을 갖는 이등변 삼각형이었다. 또한, 연신 전의 샘플의 프리즘은 원판과 동일한 약 50 ㎛ 피치였던 것에 반해, 연신 후의 샘플의 프리즘은 약 30 ㎛ 피치였다.

도8은 연신 전후에 있어서의 프리즘 시트의 개략 단면 형상을 나타내고 있다. 도면 중, 일점 쇄선은 연신 전의 샘플의 단면 형상을 나타내고, 실선은 연신 후의 샘플의 단면 형상을 나타내고 있다. 연신 전후에 걸쳐서 프리즘이 닮은꼴인 것을 알 수 있다.

또한, 이점 쇄선은 세로 1.5 ㎝ × 가로 5 ㎝로 재단한 샘플을 세로 방향(프리즘 연장 방향)으로 연신시켰을 때의 프리즘 형상을 나타내고 있다. 도시한 예로부터 명백한 바와 같이, 세로/가로비가 1 미만인 샘플을 세로 방향으로 연신하였을 때에는 시트 단면 형상이 왜곡되어 닮은꼴의 프리즘 형상을 얻을 수 없다. 따라서, 세로/가로비가 1 이상이 되도록 샘플을 잘라내는 것이 바람직하다.

[복굴절성의 측정]

다음에, 얻어진 이방성 프리즘 시트의 복굴절성을 측정하였다. 복굴절성의 측정에는 도9에 도시한 바와 같이 시트(45)의 프리즘면으로부터 편광을 수직으로 입사시켜, 투과광을 측정기(46)로 검출하고, 투과광의 출사각(φ)의 차이에 의해 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)과 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)과의 차(Δn)(= nx - ny)를 산출하였다. 즉, 투과광의 출사각(φ)은 입사 편광 방향에 따라 다르고, 도10에 도시한 바와 같이 프리즘 연장 방향에 평행하게 진동하는 편광 성분(이하 이것을「수직 편광(Lx)」이라 함)의 출사각(φx)은 프리즘 배열 방향에 평행하게 진동하는 편광 성분(이하 이것을「수평 편광(Ly)」이라 함)의 출사각(φy)보다 도 크다. 이를 이용하여 Δn을 산출할 수 있다.

도11은 시트(45)를 투과한 수직 편광(Lx) 및 수평 편광(Ly)의 광량과 출사각과의 관계를 나타내는 측정 결과이다. 종축의 단위(a.u.)는 arbitrary unit(임의 단위)로「상대치」인 것을 나타내고 있다. 측정 결과, 도12에 도시한 바와 같이 얻어진 이방성 프리즘 시트(45)의 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)은 1.62, 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)은 1.55이고, Δn은 0.07이었다.

이상의 결과로부터, A-PET 시트를 열 프레스하여 프리즘 형상을 부여한 후, 일축 연신함으로써, 프리즘 연장 방향과 배열 방향에서 굴절률이 다른 이방성 프리즘 시트를 얻을 수 있었다. 또한, 도11에 도시한 바와 같이, 수직 편광(Lx)에 비해 수평 편광(Ly) 쪽이 투과율이 높은 것을 확인할 수 있다. 이것은, 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 크기 때문에, 프리즘 연장 방향에 평행한 편광 성분(Lx)의 프리즘 경사면에 있어서의 전반사 작용이 높아져, Ly에 비해 투과광량이 저하되기 때문이다.

[휘도 배향 평가]

계속해서, 본 실시예에 관한 이방성 프리즘 시트(45)의 휘도 배향을 측정하였다. 도13에 도시한 바와 같이 백라이트 유닛을 광원(50), 반사판(51), 도광판(52)을 갖는 에지 라이트형으로 하고, 도광판(52) 상에 확산판(53), 휘도 향상 필름(54), 이방성 프리즘 시트(45) 및 편광자(55)를 차례로 배치하여 휘도ㆍ색차계[EZ-contrast XL88(ELDIM사제)]로 정면 휘도 및 조도를 측정하였다.

휘도 향상 필름(54)에는 등방성 프리즘 시트[3M사제「BEF」(상표)]를 이용하 여 프리즘 연장 방향을 화면 좌우 방향(수평 방향)을 향해 배치하였다. 이방성 프리즘 시트(45)는 프리즘 연장 방향을 화면 상하 방향(수직 방향)을 향해 배치하고, 휘도 향상 필름(54)에 대해 프리즘 연장 방향을 직교시켰다. 편광자(55)는 수직 방향으로 광 투과축(A)을 갖는 것과 수평 방향으로 광 투과축(B)을 갖는 것을 2종류 준비하고, 그 각각을 이용하여 수직 편광 및 수평 편광의 휘도 배향을 측정하였다.

(제1 비교예)

이방성 프리즘 시트(45) 대신에, 무연신의 등방성 프리즘 시트(프리즘 꼭지각 90도, 50 ㎛ 피치)를 이용한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지의 방법으로 정면 휘도 및 조도를 측정하였다.

측정 결과를 표1 및 도14에 나타낸다.

[표1]

제1 실시예

	정면 휘도 (cd/㎡)		조도 (lux)		변화율 (실시예/비교예)
	제1 실시예	제1 비교예	제1 실시예	제1 비교예	정면 휘도	조도
수평 편광	667	662	626	532	107 %	118 %
수직 편광	579	627	501	562	92 %	89 %

표1 및 도14의 결과로부터, 본 실시예의 이방성 프리즘 시트의 수직 편광은 제1 비교예의 등방성 프리즘 시트와 비교하여 정면 휘도, 조도 모두 감소하고 있다. 한편, 수평 편광은 정면 휘도, 조도 모두 제1 비교예의 등방성 프리즘 시트보다도 상승하고 있다.

이상의 결과로부터, 이방성 프리즘 시트에 있어서는, 보다 많은 수직 편광이 프리즘면에서 반사하고, 확산판이나 반사판에 있어서 전방위광에 리사이클됨으로써 수평 편광의 휘도 및 조도의 상승에 공헌하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 편광자(55)의 투과축을 수평 편광의 방향, 즉 이방성 프리즘 시트(45)의 프리즘 배열 방향을 향하게 함으로써 효율적으로 광을 이용하여 정면 휘도 및 조도(광 취출 효율)를 향상시킬 수 있다.

(제2 실시예)

[프리즘 시트의 성형]

수지 필름에 프리즘 형상을 전사 형성하기 위한 열 프레스용의 금속제 엠보싱 원판으로서, 그 표면이 횡단면 형상이 꼭지각 90도인 직각 이등변 삼각형으로 교대로 또한 평행하게 산부와 산부, 골부와 골부가 50 ㎛ 간격으로 규칙적으로 연속해서 조각된 것을 이용하였다. 수지 필름은 열가소성 수지이며, 200 ㎛ 두께의 A-PEN(아몰퍼스 PEN) 시트(Tg 약 120 ℃)를 이용하였다. 이 수지 필름을 150 ℃, 10분간, 100 kgf/㎠(9.8 MPa)의 열 프레스 조건에서, 프레스 후 바로 빙수에 투입하여 등방성 프리즘 시트를 얻었다.

[프리즘 시트의 연신]

얻어진 등방성 프리즘 시트를 세로(프리즘 연장 방향) 8 ㎝ × 가로 5 ㎝의 직사각 형상으로 재단한 후, 길이 방향의 양단부의 삼각 단면(프리즘 단면)을 수동 연신기로 척하고, 프리즘 연장 방향으로 140 ℃의 환경하에서 샘플 중앙이 3.5배가 되도록 연신 속도 1 ㎝/초로 일축 연신을 행하여 이방성 프리즘 시트를 얻었다.

얻어진 이방성 프리즘 시트와 연신 전의 등방성 프리즘 시트의 삼각 단면을 표면 조도계(서프코더 ET4001A, 고사까겐뀨우쇼 가부시끼가이샤제)로 측정한 결과, 양자 모두 원판과 같은 45도 밑각을 갖는 이등변 삼각형이었다. 또한, 연신 전의 샘플의 프리즘은 원판과 같은 약 50 ㎛ 피치였던 데 반해, 연신 후의 샘플의 프리즘은 약 30 ㎛ 피치였다.

도15는 연신 전후에 있어서의 프리즘 시트의 개략 단면 형상을 나타내고 있다. 도면 중, 실선은 연신 전의 샘플의 단면 형상을 나타내고, 파선은 연신 후의 샘플의 단면 형상을 나타내고 있다. 연신 전후에 걸쳐서 프리즘이 닮은꼴인 것을 알 수 있다.

[복굴절성의 측정]

다음에, 얻어진 이방성 프리즘 시트의 복굴절성을 측정하였다. 복굴절성의 측정에는 제1 실시예와 같은 측정을 행하였다.

도16은 상기 이방성 프리즘 시트를 투과한 수직 편광(Lx) 및 수평 편광(Ly)의 광량과 출사각과의 관계를 나타내는 측정 결과이다. 종축의 단위(a.u.)는 arbitrary unit(임의 단위)로「상대치」인 것을 나타내고 있다. 측정 결과, 도17에 도시한 바와 같이 얻어진 이방성 프리즘 시트의 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)은 1.79, 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)은 1.56이며, Δn은 0.23이었다.

이상의 결과로부터, A-PEN 시트를 열 프레스하여 프리즘 형상을 부여한 후, 일축 연신함으로써, 프리즘 연장 방향과 배열 방향에서 굴절률이 다른 이방성 프리즘 시트를 얻을 수 있었다. 또한, 도16에 도시한 바와 같이 수직 편광(Lx)에 비해 수평 편광(Ly) 쪽이 투과율이 높은 것을 확인할 수 있다. 이는, 프리즘 연장 방향의 굴절률(nx)이 프리즘 배열 방향의 굴절률(ny)보다도 크기 때문에, 프리즘 연장 방향에 평행한 편광 성분(Lx)의 프리즘 경사면에 있어서의 전반사 작용이 높아져, Ly에 비해 투과광량이 저하되기 때문이다.

[휘도 배향 평가]

계속해서, 본 실시예에 관한 이방성 프리즘 시트의 휘도 배향을 측정하였다. 도13에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛을 광원(50), 반사판(51), 도광판(52)을 갖는 에지 라이트형으로 하고, 도광판(52) 상에 확산판(53), 휘도 향상 필름(54), 이방성 프리즘 시트(45) 및 편광자(55)를 차례로 배치하여 휘도ㆍ색차계[EZ-contrast XL88(ELDIM사제)]로 정면 휘도 및 조도를 측정하였다.

휘도 향상 필름(54)에는, 등방성 프리즘 시트[3M사제「BEF」(상표)]를 이용하여 프리즘 연장 방향을 화면 좌우 방향(수평 방향)을 향해 배치하였다. 이방성 프리즘 시트(45)는 프리즘 연장 방향을 화면 상하 방향(수직 방향)을 향해 배치하고, 휘도 향상 필름(54)에 대해 프리즘 연장 방향을 직교시켰다. 편광자(55)는 수직 방향으로 광 투과축(A)을 갖는 것과 수평 방향으로 광 투과축(B)을 갖는 것을 2종류 준비하고, 그 각각을 이용하여 수직 편광 및 수평 편광의 휘도 배향을 측정하였다.

(제2 비교예)

이방성 프리즘 시트(45) 대신에, 무연신의 등방성 프리즘 시트(프리즘 꼭지각 90도, 50 ㎛ 피치)를 이용한 것 이외에는, 제2 실시예와 같은 방법으로 정면 휘 도 및 조도를 측정하였다.

측정 결과를 표2 및 도18에 나타낸다.

[표2]

제2 실시예

	정면 휘도 (cd/㎡)		조도 (lux)		변화율 (실시예/비교예)
	제1 실시예	제2 비교예	제2 실시예	제2 비교예	정면 휘도	조도
수평 편광	714	622	684	532	115 %	129 %
수직 편광	482	627	468	562	77 %	83 %

표2 및 도18의 결과로부터, 본 실시예의 이방성 프리즘 시트의 수직 편광은 제2 비교예의 등방성 프리즘 시트와 비교하여 정면 휘도, 조도 모두 감소하고 있다. 한편, 수평 편광은 정면 휘도, 조도 모두 제2 비교예의 등방성 프리즘 시트보다도 상승하고 있다.

이상의 결과로부터, 이방성 프리즘 시트에 있어서는, 보다 많은 수직 편광이 프리즘면에서 반사하여 확산판이나 반사판에 있어서 전방위광으로 리사이클됨으로써 수평 편광의 휘도 및 조도의 상승에 공헌하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 편광자(55)의 투과축을 수평 편광의 방향, 즉 이방성 프리즘 시트(45)의 프리즘 배열 방향을 향하게 함으로써, 효율적으로 광을 이용하여 정면 휘도 및 조도(광 취출 효율)를 향상시킬 수 있다.

(제3 실시예)

본 발명에 관한 프리즘 시트를 액정 표시 장치에 이용하는 경우, 이 프리즘 시트와 편광자(액정 표시 패널의 광 입사측에 위치하는 편광자. 이하 동일)의 투과 축이 이루는 각도가 중요해진다. 제1 실시예 및 제2 실시예에서 나타낸 바와 같이, 프리즘 시트로부터 출사된 광의 편광에는 치우침이 발생하고 있어, 그것과 대응한 방향으로 편광자의 투과축을 맞추는 것이 바람직하다. 단, 액정 표시 장치로서의 콘트라스트의 향상이나 무아레(moire)의 억제 등의 이유에 의해 편광자의 투과축을 맞출 수 없는 경우에도 본 발명은 유효하다.

본 실시예에서는, 제2 실시예와 같은 프리즘 배열 방향의 굴절률보다도 프리즘 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성된 프리즘 시트를 액정 표시 장치에 이용하는 경우에 있어서, 프리즘 배열 방향과 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도에 대한 그 액정 표시 장치의 정면 휘도를 측정하였다.

(제3 비교예)

제3 실시예의 프리즘 시트 대신에, 무연신의 등방성 프리즘 시트(프리즘 꼭지각 90도, 50 ㎛ 피치)를 이용한 것 이외에는, 제3 실시예와 같은 방법으로 정면 휘도를 측정하였다.

측정 결과를 도19에 나타낸다. 도19의 결과로부터, 프리즘 시트의 프리즘 배열 방향과 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°에 있어서는, 등방성의 프리즘 시트에 비해 정면 휘도를 높게 할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0°내지 20°인 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이 프리즘 배열 방향의 굴절률보다도 프리즘 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되는 경우와는 반대로, 프리즘 연장 방향의 굴절률보다도 프리즘 배열 방향의 굴절률 쪽이 커지도록 프리즘 시트를 형성한 경우에는, 프리즘 의 연장 방향과 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°에 있어서, 등방성 프리즘 시트에 비해 정면 휘도를 높게 할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0°내지 20°인 것을 알 수 있다.

Claims (15)

1. 한쪽 면에 입체 구조가 연속해서 배열된 광 투과 필름에 있어서,

   상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률과 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률보다도 상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률 쪽이 큰 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률보다도 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률 쪽이 큰 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 광 투과 필름은 상기 입체 구조의 연장 방향으로 연신한 수지 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
5. 제4항에 있어서, 상기 수지 필름은 연신 방향으로 굴절률이 커지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
6. 제4항에 있어서, 상기 수지 필름은 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
7. 제4항에 있어서, 상기 수지 필름은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 및 이들의 혼합물 또는 PET-PEN 코폴리머 등의 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
8. 제1항에 있어서, 상기 입체 구조는, 프리즘 또는 렌티큘러 렌즈인 것을 특징으로 하는 광 투과 필름.
9. 한쪽 면에 입체 구조가 연속해서 배열된 광 투과 필름의 제조 방법에 있어서,

   한쪽 면에 상기 입체 구조를 구비한 수지 필름을 성형하는 공정과,

   상기 수지 필름을 상기 입체 구조의 연장 방향으로 연신시켜 상기 입체 구조의 연장 방향과 상기 입체 구조의 배열 방향에서 굴절률에 차이를 갖게 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 수지 필름의 재료로서, 연신 방향으로 굴절률이 커지는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 수지 필름의 재료로서, 연신 방향으로 굴절률이 작아지는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 투과 필름의 제조 방법.
12. 액정 표시 패널과, 이 액정 표시 패널을 사이에 끼우는 한 쌍의 편광자와, 상기 액정 표시 패널을 조명하는 광원과, 상기 액정 표시 패널과 상기 광원 사이에 배치되고 광 출사측 면에 입체 구조가 연속적으로 배열된 광 투과 필름을 구비한 액정 표시 장치에 있어서,

    상기 광 투과 필름은 상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률과 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 광 투과 필름은 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률보다도 상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 동시에,

    상기 입체 구조의 배열 방향과, 상기 한 쌍의 편광자 중 상기 액정 표시 패널의 광 입사측에 배치되어 있는 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°의 범위로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 광 투과 필름은 상기 입체 구조의 연장 방향의 굴절률보다도 상기 입체 구조의 배열 방향의 굴절률 쪽이 크게 형성되어 있는 동시에,

    상기 입체 구조의 연장 방향과, 상기 한 쌍의 편광자 중 상기 액정 표시 패널의 광 입사측에 배치되어 있는 편광자의 광 투과축 방향이 이루는 각도가 0°내지 45°의 범위로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 광 투과 필름은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 및 이들의 혼합물 또는 PET-PEN 코폴리머 등의 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

Images