KR20090086475A

KR20090086475A - 광학 필름 및 표시 장치

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Publication number: KR20090086475A
Application number: KR1020097014798A
Authority: KR
Inventors: 키요히로 키무라; 준 사사키; 마코토 아오키; 야스유키 쿠도; 마리코 후쿠다; 앤드류 착청 유
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2009-08-12
Also published as: TW201215928A; JP4006650B1; TWI465777B; US7483224B2; US20070258030A1; KR20090004396A; EP2017655B1; KR100931343B1; CN101233431A; EP2017655A1; WO2007129415A1; JP2007328314A; US20080259612A1; EP2017655A4; US7467886B2; US7901600B2; TW200742875A; CN101233431B; US20080179768A1

Abstract

투명 기재(基材; base material)를 얇게 한 경우이더라도, 휘어짐이 작은 렌즈 필름을 제공한다. 가요성(可撓性) 재료로 이루어지는 투명 기재(12B1) 위에 경화성 수지로 이루어지는 기둥모양(柱狀) 프리즘(12B2)을 연재(延在; extending) 방향을 따라서 배열해서 구성된다. 투명 기재(12B1)는 서로 인접하는 기둥모양 프리즘(12B2)끼리의 계곡부(谷部; valley)(12B3)에 대응해서 오목부(窪; recess)(12B5)를 가지고 있으며, 기둥모양 프리즘(12B3)은 오목부(12B5)의 내벽에까지 연재하는 경사면(12B6)을 가지고 있다. 투명 기재(12B1)가 계곡부(12B3)와 접하고 있으며, 투명 기재(12B1)와 기둥모양 프리즘(12B2) 사이에, 프리즘으로서 기능하지 않는 층, 이른바 스커트층(袴層; skirt layer)이 존재하지 않는다.

Description

광학 필름 및 표시 장치{OPTICAL FILM AND DISPLAY APPARATUS}

본 발명은, 표면에 볼록형상(凸形狀)을 가지는 광학 필름 및 그 제조 방법과 그 광학 필름을 내장하는 표시 장치에 관한 것이다.

근래에(최근에), 액정 표시 장치는, 저소비 전력, 스페이스 절약 등의 이점이나, 저가격화 등에 의해, 종래부터 표시 장치의 주류였던 브라운관(CRT; Cathode Ray Tube)으로 치환(置換)되고 있다.

그 액정 표시 장치에 있어서도, 예를 들면 화상을 표시할 때의 조명 방법으로 분류하면 몇 개인가의 타입이 존재하며, 대표적인 것으로서, 액정 패널의 배후에 배치한 광원을 이용해서 화상 표시를 행하는 투과형 표시 장치를 들 수 있다.

이와 같은 표시 장치를 구비한 배터리 구동의 모바일 제품에서는, 표시 장치의 소비 전력이 극히 크고, 배터리의 구동 시간을 연장시킬 때의 장해로 되고 있다. 그 중에서도, 표시 장치에 사용되고 있는 백라이트의 소비 전력의 비율이 극히 크므로, 이 소비 전력을 가능한 한 낮게 억제하는 것에 의해 배터리의 구동 시간을 연장시키는 것이 가능하게 되며, 그 결과 모바일 제품의 실용 가치를 높이는 것이 가능하게 된다. 그러나, 단순하게 백라이트의 소비 전력을 억제해 버리면, 백라이트의 휘도가 대폭 저하하고, 표시 장치의 화면 표시가 보기 나쁘게(알아보기 어렵게) 되므로 바람직하지 않다. 그래서, 백라이트의 휘도를 대폭 저하시키는 일 없이, 백라이트의 소비 전력을 억제하는 방책이 몇 개인가 제안되어 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 표면에 기둥모양(柱狀; columnar) 프리즘을 복수(複數) 가지는 광학 필름을 액정 패널과 광원 사이에 배치하는 방책이 개시되어 있다. 이하, 도 12, 도 13을 이용해서 이 광학 필름에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 12는, 상기 광학 필름으로서 렌즈 필름(112, 113)을 내장하는 투과형 표시 장치(100)의 단면(斷面) 구조의 1예를 도시하는 것이다. 도 13은, 렌즈 필름(112)의 단면의 일부를 확대해서 도시하는 것이다. 이 표시 장치(100)는 주로, 액정 패널(120)과, 액정 패널(120)의 배후(다시 말해 관찰측과는 역측(逆側)에 배치된 조명 장치(110)(이른바 백라이트)로 구성되어 있다.

조명 장치(110)는, 광원(111), 렌즈 필름(112, 113), 확산 시트(114), 램프 리플렉터(115), 도광판(116) 및 반사 시트(117)를 구비하고 있다. 액정 패널(120)은 주로, 관찰측으로부터 순서(順)대로, 편광판(121), 투명 기판(122), 컬러 필터(123), 투명 전극(124), 배향막(125), 액정층(126), 배향막(127), 투명 화소 전극(128), 투명 기판(129) 및, 편광판(130)을 구비하고 있다.

이 표시 장치(100)에서는, 광원(111)으로부터 사출(射出)된 광은, 램프 리플렉터(115) 및 반사 시트(117)에서, 반사되어 액정 패널(120) 방향으로 향해지고, 도광판(116)에서 액정 패널(120)의 전면(全面)에 퍼지며(확대되며), 확산 시 트(114)에서 불균일없이 확산되고, 렌즈 필름(112, 113)에서 집광되어, 액정 패널(120)로 사출된다. 그리고, 액정 패널(120)에 입사된 광은, 도시하지 않는 구동 회로에 의해 각 화소에 인가된 전압의 크기에 따라서 관찰측으로 투과한다.

이와 같이, 렌즈 필름(112, 113)을, 액정 패널(120)과 확산 시트(114) 사이에 배치하는 것에 의해, 광원(111)으로부터 사출된 광을 효율좋게 액정 패널(120)에 입사시킬 수가 있고, 그 결과, 백라이트의 휘도를 대폭 저하시키는 일 없이, 백라이트의 소비 전력을 억제하는 것이 가능하게 된다.

이 렌즈 필름(112, 113)은, 예를 들면 특허 문헌 2∼5에 기재되어 있는 바와 같이, 투명 기재(基材; base material)에 미경화(未硬化)의 경화성 수지를 도포하고, 기둥모양 프리즘의 형상을 반전(反轉)시킨 형상을 표면에 가지는 모형(母型)을 그 경화성 수지에 꽉 누르고(押當; 바짝대고), 그 상태에서 경화성 수지를 경화시켜 기둥모양 프리즘의 형상을 전사(轉寫)하는 것에 의해 제조할 수가 있다.

특허 문헌 1: 일본 실개평(實開平) 제3-69184호 공보

특허 문헌 2: 일본 특개평(特開平) 제4-356746호 공보

특허 문헌 3: 일본 특개평 제5-314545호 공보

특허 문헌 4: 일본 특개평 제5-325272호 공보

특허 문헌 5: 일본 특개평 제6-47806호 공보

그렇지만, 상기한 제조 방법에 의해서 얻어지는 렌즈 필름은, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축에 의해서 렌즈 필름이 경화성 수지측으로 크게 휘어져(反; warp) 버린다. 특히, 투명 기재를 얇게 한 경우에는, 투명 기재의 강도가 저하하고, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축 비율이 증가하므로, 광학 필름이 경화성 수지측으로 현저하게 휘어져 버린다. 이와 같이 렌즈 필름에 큰 휘어짐(反; warpage)이 생겼다고 해도, 그 휘어짐을 억제해서 표시 장치내에 배치하는 것은 가능하다. 그러나, 표시 장치내에 배치한 후, 휘어짐에 의해 인접하는 다른 광학 부품 등에 부분적으로 접촉하고, 이것에 의해, 뉴턴링이나 흠집 등이 발생하고, 표시 장치의 표시 품질이 저하해 버린다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 투명 기재를 얇게 한 경우이더라도, 휘어짐이 작은 광학 필름 및 그의 제조 방법과, 그 광학 필름을 구비한 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 광학 필름은, 가요성(可撓性) 재료로 이루어지는 투명 기재 위에 경화성 수지로 이루어지는 기둥모양 프리즘을 연재(延在; extending) 방향을 따라서 배열해서 구성된 것이다. 여기서, 투명 기재는 서로 인접하는 기둥모양 프리즘끼리의 계곡부(谷部; valley)와 접하고 있다. 본 발명의 표시 장치는, 패널과, 패널을 조명하기 위한 광을 발(發; 사출)하는 광원과, 패널과 광원 사이에 설치된 하나 또는 복수의 상기 광학 필름을 구비한 것이다.

본 발명의 광학 필름 및 표시 장치에서는, 투명 기재가 서로 인접하는 기둥모양 프리즘끼리의 계곡부와 접하고 있으므로, 투명 기재와 기둥모양 프리즘 사이 에, 프리즘으로서 기능하지 않는 층, 이른바 스커트층(袴層; skirt layer)이 존재하지 않는다. 여기서, 「스커트층이 존재하지 않는다」라 함은, 문자 그대로 스커트층이 전혀 존재하지 않는 경우나, 제조상의 오차 등에 의해 조금(예를 들면 0.28㎛ 이하) 스커트층이 잔존하고 있는 경우를 포함하는 개념이다. 이것에 의해, 기둥모양 프리즘의, 투명 기재의 표면으로부터의 높이가 필요 최소한의 크기로 되며, 스커트층이 존재하고 있는 경우보다도 경화성 수지의 볼륨이 작아진다. 또, 스커트층이 존재하지 않기 때문에, 서로 이웃(인접)하는 기둥모양 프리즘끼리가 접촉하는 부분이 거의 없다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 이하의 (A)∼(D)의 공정을 포함하는 것이다.

(A) 가요성 재료로 이루어지는 투명 기재 위에 미경화의 경화성 수지를 배치하는 공정

(B) 경화성 수지에 대해서 돌기부를 가지는 모형을 꽉 누름(押堂; 바짝댐)과 동시에, 투명기재에 대해서 돌기부의 선단을 투명 기재와 접할 때까지 꽉 누르는 공정

(C) 돌기부를 투명 기재에 꽉 누른 상태에서 경화성 수지를 경화시켜 성형 가공하는 공정

(D) 성형된 경화성 수지를 투명 기재와 함께 모형으로부터 떼어내는 공정

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서는, 모형의 돌기부를 경화성 수지에 꽉 누를 뿐만 아니라, 돌기부를 투명 기재에 꽉 누르고 있으므로, 투명 기재와 기둥모 양 프리즘 사이에, 프리즘으로서 기능하지 않는 층, 이른바 스커트층이 존재하지 않는다. 이것에 의해, 기둥모양 프리즘의, 투명 기재의 표면으로부터의 높이가 필요 최소한의 크기로 되며, 스커트층이 존재하고 있는 경우보다도 경화성 수지의 볼륨이 작아진다. 또, 스커트층이 존재하지 않기 때문에, 서로 이웃하는 기둥모양 프리즘끼리가 접촉하는 부분이 거의 없다.

본 발명의 광학 필름 및 그 제조 방법과 표시 장치에 의하면, 투명 기재와 기둥모양 프리즘 사이에 스커트층이 존재하지 않으므로, 스커트층이 존재하고 있는 경우보다도 경화성 수지의 볼륨이 작아진다. 이것에 의해, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축에 의한 광학 필름의 휘어짐을 대폭 저감할 수가 있다. 또, 서로 이웃하는 기둥모양 프리즘끼리가 접촉하는 부분이 거의 없으므로, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축에 의해 생기는 일그러짐(歪)이 유기적으로 결합하는 일이 없어진다. 이것에 의해, 광학 필름의 휘어짐을 거의 없앨 수가 있다. 그 결과, 투명 기재를 얇게 한 경우이더라도, 휘어짐이 작은 광학 필름을 실현할 수가 있다. 이와 같은 휘어짐이 작은 광학 필름을 표시 장치내에 배치하는 것에 의해 뉴턴링이나 흠집 등이 발생할 우려가 없어지며, 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수가 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 1실시형태에 관계된 표시 장치(1)의 단면 구조를 도시하는 것이다. 이 표시 장치(1)는 액티브 매트릭스 구동에 의해 화상을 표시하는 투 과형 표시 장치이다. 이 표시 장치(1)는, 액정 패널(20)과, 액정 패널(20)의 배후에 배치된 조명 장치(10)를 구비한다.

액정 패널(20)은, 관찰측의 투명 기판(22) 및 조명 장치(10)측의 투명 기판(29) 사이에 액정층(26)을 가지는 적층 구조로 되어 있다. 구체적으로는, 관찰측으로부터 순서대로, 편광판(21), 투명 기판(22), 컬러 필터(23), 투명 전극(24), 배향막(25), 액정층(26), 배향막(27), 투명 화소 전극(28), 투명 기판(29), 편광판(30) 및 확산 시트(31)를 가진다.

편광판(21, 30)은, 광학 셔터의 일종이며, 어떤 일정의 진동 방향의 광(편광)만을 통과시킨다. 이들 편광판(21, 30)은 각각, 편광축이 서로 90도 다르도록 배치되어 있으며, 이것에 의해 조명 장치(10)로부터의 사출광이, 액정층(26)을 거쳐서 투과하거나, 혹은 차단되도록 되어 있다.

투명 기판(22, 29)은, 가시광선에 대해서 투명한 기판, 예를 들면 판유리로 이루어진다. 또한, 조명 장치(10)측의 투명 기판(29)에는, 도시하지 않지만, 투명 화소 전극(28)에 전기적으로 접속된 구동 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터) 및 배선 등을 포함하는 액티브형 구동 회로가 형성되어 있다.

컬러 필터(23)는, 조명 장치(10)로부터의 사출광을, 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 삼원색으로 각각 색분리하기 위한 컬러 필터를 배열해서 구성되어 있다.

투명 전극(24)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide; 산화 인듐 주석)로 이루어지며, 공통의 대향 전극으로서 기능한다.

배향막(25, 27)은, 예를 들면 폴리이미드 등의 고분자 재료로 이루어지며, 액정에 대해서 배향 처리를 행한다.

액정층(26)은, 예를 들면 VA(Vertical Alignment) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드 또는 STN(Super Twisted Nematic) 모드의 액정으로 이루어지며, 도시하지 않는 구동 회로로부터의 인가 전압에 의해, 조명 장치(10)로부터의 사출광을 각 화소마다 투과 또는 차단하는 기능을 가진다.

투명 화소 전극(28)은, 예를 들면 ITO로 구성되며, 각 화소마다의 전극으로서 기능한다.

확산 시트(31)는, 조명 장치(10)로부터의 사출광을 확산 시트(14)(후술)와 마찬가지로 확산시켜서, 밝기의 불균일(斑)을 저감시키는 기능을 가진다. 또한, 이 확산 시트(31)는 필요에 따라서 설치된다.

조명 장치(10)는, 관찰측으로부터 순서대로, 렌즈 필름(12A, 13A)(광학 필름), 확산 시트(14), 도광판(16) 및 반사 시트(17)를 적층해서 이루어지는 적층 구조체와, 이 적층 구조체의 측면에 배치된 광원(11)과, 이 광원(11)의 주위에 배치된 램프 리플렉터(15)를 가지고 있다. 램프 리플렉터(15)의 일부는 상기의 적층 구조체를 향해서 개방되어 있다. 이와 같이, 이 조명 장치(10)는 이른바 에지 라이트형 구성으로 되어 있다.

광원(11)은, 예를 들면 냉음극관(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)이라고 불리는 냉음극 형광 램프나, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 등으로 이루어진다.

램프 리플렉터(15)는, 광원(11)으로부터의 사출광의 일부를, 도광판(16)의 방향으로 반사하는 기능을 가진다. 이것에 의해, 광원(11)으로부터의 사출광을 효율적으로 이용할 수 있도록 되어 있다.

도광판(16)은, 광원(11)으로부터의 사출광을 전반사(全反射)하면서 전파(傳播)시키고, 이들 광을 액정 패널(20)의 전면에 퍼지게 하는(확대시키는) 기능을 가진다. 이것에 의해, 광원(11)으로부터의 사출광을 평면광으로 할 수가 있다.

반사 시트(17)는, 도광판(16)으로부터 새려고(누출하려고) 하는 광을, 도광판(16)의 내부로 반사하는 기능을 가진다. 이것에 의해, 상기한 램프 리플렉터(15)와 마찬가지로, 광원(11)으로부터의 사출광을 효율적으로 이용할 수 있도록 되어 있다.

확산 시트(14)는, 도광판(16)에 의해서 액정 패널(20)의 전면에 퍼진 평면광을 확산시켜서, 밝기의 불균일을 저감시키는 기능을 가진다. 이것에 의해, 액정 패널(20)의 전면에 밝기가 균일한 광이 조사된다.

렌즈 필름(12A, 13A)은 각각, 예를 들면, 도 2 의 (a), (b)에 그의 일부를 확대해서 도시한 바와 같이, 투명 기재(12A1(13A1)) 위에 삼각 기둥모양(三角柱狀)의 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))을 연재 방향을 따라서 배열한 것이며, 서로 인접하는 기둥모양 프리즘(12A2(13A2)) 사이에 깊이 D1의 스트라이프모양의 계곡부(12A3(13A3))를 가지고 있다. 또, 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))은 투명 기재(12A1(13A1))의 표면에까지, 연재하는 경사면(12A4(13A4))을 가지고 있다. 기둥모양 프리즘(12A2) 및 기둥모양 프리즘(13A2)은, 각각의 연재 방향이 서로 교차하 도록(예를 들면 서로 90도 다르도록) 배치되어 있으며, 광의 방향을 액정 패널(20)의 방향으로 가지런히 해서(일치시켜서) 지향시키는 기능을 가지고 있다.

여기서, 투명 기재(12A1(13A1))는 가요성 재료로 이루어지는 두께 D2의 투명 수지 시트이며, 이들 투명 기재(12A1(13A1))의 평면모양의 표면에 계곡부(12A3(13A3))가 접하고 있다. 다시 말해, 투명 기재(12A1(13A1))와 기둥모양 프리즘(12A2(13A2)) 사이에 스커트층이 존재하지 않는다. 여기서, 「스커트층이 존재하지 않는다」라 함은, 문자 그대로 스커트층이 전혀 존재하지 않는 경우나, 제조상의 오차 등에 의해 조금(예를 들면 0.28㎛ 미만) 스커트층이 잔존하고 있는 경우가 포함되는 것을 의미한다. 다시 말해, 스커트층의 두께 ΔDy는 완전히 제로이거나, 또는 극히 작은 값이며, 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))의 바닥면(底面)과 꼭대기부(頂部)와의 거리 D3(즉 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))의 높이)은 계곡부(12A3(13A3))의 깊이 D1과 완전히 똑같거나, 또는 거의 똑같게 되어 있다.

또한, 투명 기재(12A1(13A1)) 대신에, 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 깊이 ΔDx(D1-D3)의 오목부(12B5(13B5))를 주기적으로 가짐과 동시에, 인접하는 오목부(12B5(13B5)) 사이에 볼록모양(凸狀)의 곡면(12B6(13B6))을 가지는 투명 기재(12B1(13B1))를 설치해도 좋다. 단, 이 경우에는, 투명 기재(12B1(13B1))의 오목부(12B5(13B5))의 내벽에까지 연재하고, 투명 기재(12B1(13B1))의 표면과 접하는 경사면(12B4(13B4))을 가짐과 동시에, 볼록모양의 곡면(12B6(13B6))에 접하는 오목모양(凹狀)의 곡면을 투명 기재(12B1(13B1))측에 가지는 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))이 투명 기재(12B1(13B1)) 위에 설치되어 있으며, 투명 기 재(12B1(13Bl))와 기둥모양 프리즘(12B2(13B2)) 사이에 틈새(隙間; gap)가 생기지 않도록 되어 있다. 따라서, 투명 기재(12B1(13B1)) 위에 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))을 가지는 렌즈 필름(12B(13B))에는 스커트층이 전혀 존재하지 않는다. 이 때, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 오목모양의 곡면과 꼭대기부와의 거리 D3(즉 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 높이)은 계곡부(12B3(13B3))의 깊이 D1보다도 작게 되어 있다.

이하, 기재를 간략화하기 위해서, 투명 기재(12A1(13A1), (12B1(13B1))를 총칭하는 경우에는 투명 기재(12A1) 등으로 하고, 다른 구성 요소에 대해서도 마찬가지로 해서 총칭하는 것으로 한다.

상기한 가요성 재료로서는, 제조 공정에서 기둥모양 프리즘(12A2) 등을 성형 가공할 때에 이용되는 에너지에 대해서 내성 또는 투과성을 가지는 재료를 들 수 있지만, 예를 들면 기둥모양 프리즘(12A2) 등을 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선을 이용해서 성형 가공하는 경우에는, 이들 활성 에너지선을 투과하는 재료, 예를 들면 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화 비닐계 수지, 폴리메타크릴이미드계 수지가 바람직하다.

기둥모양 프리즘(12A2) 등은 가열이나, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화한 경화성 수지로 이루어진다. 경화성 수지로서는, 예를 들면 폴리에스테르류나, 에폭시계 수지, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계 수지를 들 수 있지만, (메타)아크릴레이트계 수지는 양호한 광학 특성 등을 구비하 고 있는 점에서 바람직하다. 또, 경화성 수지의 주성분으로서 다가(多價) 아크릴레이트 등의 활성 에너지선에 의한 중합 개시제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 투명 기재(12B1(13B1))의 표면에 볼록모양의 곡면(12B6(13B6))을 설치한 경우(도 3의 (a), (b) 참조)에, 상기한 경화성 수지의 굴절률을 투명 기재(12A1) 등을 구성하는 가요성 재료의 그것보다도 작게 했을 때에는, 투명 기재(12B1(13B1)) 표면의 볼록모양의 곡면(12B6(13B6))을 집광 렌즈로서 기능시키는 것이 가능하게 된다.

다음에, 렌즈 필름(12A) 등의 형성 방법의 1예에 대해서 도 4∼도 6에 의거해서 설명한다. 우선, 렌즈 필름(12A) 등을 형성할 때에 이용하는 렌즈 필름 제조 장치(30)에 대해서 설명한다.

도 4는 렌즈 필름 제조 장치(30)의 개략 구성을 도시하는 것이다. 도 5는 도 4의 전사 장치(35)로 렌즈 필름(12A(13A))을 형성하고 있을 때의 단면 구성의 1예를, 도 6은 도 4의 전사 장치(35)로, 렌즈 필름(12B(13B))을 형성하고 있을 때의 단면 구성의 1예를 각각 확대해서 도시하는 것이다. 또한, 도 4에는 경화성 수지 P는 도시되어 있지 않다.

렌즈 필름 제조 장치(30)는, 투명 기재 S를 공급하는 권출(卷出; paid off; 풀어냄) 장치(31)와, 권출 장치(31)로부터 공급된 투명 기재 S의 이송(送; feed) 속도를 조절하는 속도 조절 장치(32)와, 미경화의 경화성 수지 P를 투명 기재 S 위에 적하(滴下)하는 수지 공급 장치(33)와, 투명 기재 S에 적하한 경화성 수지 P의 두께를 조절하는 막두께 조절 장치(34)와, 경화성 수지 P에 프리즘 형상을 전사해 서 렌즈 필름(12A) 등을 형성하는 전사 장치(35)와, 렌즈 필름(12A) 등을 전사 장치(35)로부터 이형(離型; releasing)하는 이형 장치(36)와, 렌즈 필름(12A) 등을 권취(卷取; wind-up, take-up)하는 권취 장치(37)로 구성되어 있다.

여기서, 전사 장치(35)는, 회전축 X를 중심으로 해서 회전하는 압압(押壓) 롤(35A, 35B)과, 회전축 X와 평행한 회전축 Y를 중심으로 해서 회전하는 형성 롤(35C)과, 압압 롤(35A, 35B) 사이에 설치된 광원(35D)을 가지고 있다.

압압 롤(35A)은, 경화성 수지 P가 소정의 두께로 도포된 투명 기재 S를 투명 기재 S측으로부터 형성 롤(35C)의 방향으로 소정의 압력으로 꽉 누르면서 투명 기재 S를 광원(35D)측으로 보내도록 되어 있다. 압압 롤(35B)은, 소정의 형상으로 성형 가공된 경화성 수지 P를 그의 표면에 가지는 투명 기재 S를 투명 기재 S측으로부터 형성 롤(35C)의 방향으로 소정의 압력으로 꽉 누르면서 광원(35D)측으로부터 이형 장치(36)측으로 보내도록 되어 있다.

형성 롤(35C)은, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 형상을 반전시킨 기둥모양의 돌기부(35C-1)를 연재 방향을 따라서 배열해서 이루어지는 모형을 그의 둘레면(周面)에 가지고 있으며, 형성 롤(35C) 중 돌기부(35C-1)가 형성된 부분의 회전 반경 R1(형성 롤(35C)의 회전축 Y로부터 돌기부(35C-1)의 꼭대기부(35C-2)까지의 거리)는 돌기부(35C-1)가 형성되어 있지 않은 부분의 회전 반경 R2(형성 롤(35C)의 회전축 Y로부터 돌기부(35C-1)가 형성되어 있지 않은 표면(35C-3)까지의 거리)보다도 크게 되어 있다. 이것에 의해, 돌기부(35C-1)를 투명 기재 S에 꽉 눌렀을 때에, 돌기부(35C-1)가 형성되어 있지 않은 표면(35C-3)이 투명 기재 S와 접할 우려가 없으므로, 돌기부(35C-1)의 꼭대기부(35C-2)를 확실하게 투명 기재 S에 꽉 누를 수가 있다. 따라서, 이 전사 장치(35)는, 돌기부(35C-1)의 꼭대기부(35C-2)를 투명 기재 S에 꽉 누르는 압력을 적절하게 조정하는 것에 의해, 꼭대기부(35C-2)를 투명 기재 S의 표면과 접한 상태로 할 수 있고, 또 꼭대기부(35C-2)를 투명 기재 S에 눌려서 깊이 들어가게 해서 투명 기재 S의 표면에 오목부와, 서로 이웃하는 오목부 사이에 볼록모양의 곡면을 형성할 수도 있도록 되어 있다.

광원(35D)은, 압압 롤(35A, 35B)에 의해서 형성 롤(35C)에 꽉 눌려진 경화성 수지 P에 대해서, 예를 들면 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선 L을 투명 기재 S측으로부터 조사하도록 되어 있다.

그런데, 상기한 렌즈 필름 제조 장치(30)의 운전을 개시하면, 권출 장치(31)로부터 공급된 투명 기재 S는 속도 조절 장치(32)에 의해서 소정의 속도로 조정되고, 그 투명 기재 S 위에 미경화의 경화성 수지 P가 수지 공급 장치(33)에 의해서 적하된다. 적하된 경화성 수지 P는 막두께 조절 장치(34)에 의해서 소정의 두께로 조절되고, 그 막두께가 조정된 경화성 수지 P는 형성 롤(35C)측으로 그의 표면을 향해서 전사 장치(35)에 투입된다. 그러면, 경화성 수지 P는 압압 롤(35A, 35B)에 의해서 투명 기재 S측으로부터 형성 롤(35C)로 꽉 눌려지고, 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 형상이 전사된다.

이 때, 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))을 형성하는 경우에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 압압 롤(35A, 35B)에 의해서 돌기부(35B-1)의 꼭대기부(35C-2)가 투명 기재 S와 접할 때까지 꽉 눌려진다. 이것에 의해, 서로 이웃하는 기둥모양의 경화성 수지 P끼리가 접촉하는 부분이 거의 없어진다. 한편, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))을 형성하는 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 압압 롤(35A, 35B)에 의해서 돌기부(35B-1)의 꼭대기부(35C-2)가 투명 기재 S에 눌려서 깊이 들어갈 때까지 꽉 눌려진다. 이것에 의해, 서로 이웃하는 기둥모양의 경화성 수지 P끼리가 접촉하는 부분이 거의 없어질 뿐만 아니라, 눌려서 깊이 들어간 부분에 오목부(12B5(13B5))가 형성되고, 인접하는 오목부(12B5(13B5)) 사이에 볼록모양의 곡면(12B6(13B6))이 형성된다.

계속해서, 돌기부(35B-1)의 꼭대기부(35C-2)가 투명 기재(12A1) 등에 꽉 눌려진 상태에서, 광원(35D)으로부터 발하는(사출되는) 광 L이 투명 기재(12A1) 등을 거쳐서 경화성 수지 P에 조사된다. 이것에 의해, 경화성 수지 P에 전사 된 형상이 고정되고, 그 결과, 투명 기재(12A1(13A1)) 위에 기둥모양 프리즘(12A2(13A2))이 형성되고, 투명 기재(12B1(13B1)) 위에 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))이 형성된다. 그 후, 투명 기재(12B1) 등이 기둥모양 프리즘(12A2) 등과 함께 이형 장치(36)에 의해서 전사 장치(35)로부터 이형되고, 권취 장치(37)에 권취된다. 이와 같이 해서, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등이 형성된다.

또한, 오목부(12B5(13B5))의 깊이 ΔDx를 깊게 할 수록, 곡면(12B6(13B6))의 곡률 반경을 작게 할 수 있지만, 오목부(12B5(13B5))를 깊게 하려고 해서 압압 롤(35A, 35B)의 압력을 너무 높게 하면, 투명 기재(12B1(13B1))의 오목부(12B5(13B5))의 부분이 백화(白化)해서 광의 투과량이 저하할 우려가 있으므로, 오목부(12B5(13B5))의 깊이 ΔDx는 투명 기재(12B1(13B1))가 백화하지 않을 정도의 깊이(투명 기재(12B1(13B1))의 두께 D2의 대략 10% 이하)로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 이와 같이 해서 형성한 렌즈 필름(12A) 등을 내장하는 표시 장치(1)에서, 화상 표시를 할 때의 기본 동작에 대해서 설명한다.

우선, 조명 장치(10)에서, 광원(11)으로부터의 사출광의 일부는 직접 도광판(16)에 입사하고, 그 이외의 광은 램프 리플렉터(15)에 의해 반사된 후에 도광판(16)에 입사한다. 도광판(16)에 입사한 광은 도광판(16)의 상면(上面)으로부터 사출되고, 확산 시트(14)에 의해서 균일하게 확산되고, 렌즈 필름(12A, 13A)에 의해서 지향되어, 액정 패널(20)로 사출된다.

그리고, 액정 패널(20)에서, 조명 장치(10)로부터의 입사광이, 투명 화소 전극(28)과 대향 전극으로서의 투명 전극(24)과의 사이에 화소마다 인가된 전압의 크기에 따라서 투과하고, 컬러 필터(23)에 의해서 색분리되어 관찰측으로 사출된다. 이것에 의해, 컬러의 화상 표시가 행해진다.

다음에, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등의 효과에 대해서, 도 13에 도시한 종래의 렌즈 필름(112)과 대비해서 설명한다.

종래의 렌즈 필름(112)은, 투명 기재(112-1) 위에 스커트층(112-5)을 거쳐서 기둥모양 프리즘(112-2)을 가지고 있으며, 스커트층(112-5)을 가지고 있다는 점에서, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등과 주로 상위(相違)한다. 이 스커트층(112-5)은, 상기한 바와 같이, 프리즘으로서 기능하지 않는 층이며, 광학 설계상 불필요한 것이다. 그러나, 종래는, 미경화의 경화성 수지를 경화시켜 기둥모양 프리 즘(112-2)의 형상을 전사할 때에, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축에 의해서 전사성이 악화되는 것을 방지하기 위해서 일정의 두께를 가지는 스커트층(112-5)을 설치하고 있었다.

그런데, 이와 같은 스커트층(112-5)을 설치하면, 스커트층(112-5)을 설치하고 있지 않은 경우와 비교해서, 기둥모양 프리즘(112-2)을 형성할 때에 요하는 미경화의 경화성 수지의 볼륨이 필연적으로 많아진다. 또, 서로 이웃하는 기둥모양 프리즘(112-2)끼리가 스커트층(112-5)을 거쳐서 접촉하므로, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축에 의해 생기는 일그러짐이 유기적으로 결합한다. 그 때문에, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축량이 많아지며, 그 결과, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같은 큰 휘어짐(플러스측의 휘어짐)이 렌즈 필름(112)에 발생하게 된다.

휘어짐량은, 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이, 정반(定盤)(200) 위에 배치된 하이트게이지(210)를 이용해서 측정할 수가 있다. 이 하이트 게이지(210)는, 정반(200)과 직교하는 방향으로 연재하는 눈금(目盛)(211)과, 이 눈금(211)과 이동가능하게 배치됨과 동시에 정반(200)과 평행한 방향으로 연재하는 가동부(212)와, 눈금(211)의 일단과 접속되고, 눈금(211)을 지지하는 대좌(臺座)(213)를 구비하고 있으며, 피측정 대상(220)을 볼록모양으로 휘어져 있는 측의 표면을 위로 해서 정반(200) 위에 두고, 가동부(212)를 피측정 대상(220)의 위쪽으로부터 조용히(천천히) 내려뜨려 가고, 가동부(212)의 하면이 피측정 대상(220)의 볼록모양의 표면과 접촉한 순간의 가동부(212)의 위치로부터 눈금(211)에 새겨진 눈금을 읽는 것에 의해 계측하는 것이 가능하다. 이와 같은 측정이 가능하게 되는 장치로서는 예를 들 면 MITUTOYO제의 HD-30A가 있다. 또한, 도 7의 (a)와 같이, 프리즘이 형성된 측의 표면이 볼록모양으로 휘어져 있는 경우를 마이너스측으로 휘어져 있다고 표현하고, 도 7의 (b)와 같이, 프리즘이 형성된 측과는 반대측(수지 기체(基體; base)측)의 표면이 볼록모양으로 휘어져 있는 경우를 플러스측으로 휘어져 있다고 표현하는 것으로 한다.

이와 같이 렌즈 필름(112)에 큰 휘어짐이 생겼다고 해도, 그 휘어짐을 억제해서 표시 장치(1)내에 배치하는 것은 확실히 가능하다. 그러나, 표시 장치(1)내에 배치한 경우에는, 휘어짐에 의해 인접하는 다른 광학 부품(확산 시트(14, 31)) 등에 부분적으로 접촉하고, 이것에 의해, 뉴턴링이나 흠집 등이 발생하여, 표시 장치(1)의 표시 품질이 저하해 버리는 일이 많다. 이와 같은 문제는 표시 장치(1)내의 틈새가 조금밖에 마련되어 있지 않은 모바일 용도인 경우에 특히 현저하게 발생하고, 수율(제조 능률)의 저하를 초래하고 있었다.

한편, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등에서는, 상기한 제조 방법을 이용해서 계곡부(12A3) 등이 투명 기재(12A1) 등에 접하도록 형성하는 것에 의해, 종래는 필요하다고 생각되고 있던 스커트층을 배제하고, 기둥모양 프리즘(12A2) 등을 형성할 때에 요하는 미경화의 경화성 수지 P의 볼륨을 삭감했으므로, 경화성 수지 P의 경화에 수반하는 수축량이 대폭 감소한다. 또, 서로 이웃하는 기둥모양 프리즘(12A2) 등이 서로 접촉하는 부분이 거의 없으므로, 경화성 수지 P의 경화에 수반하는 수축에 의해 생기는 일그러짐이 유기적으로 결합하는 것이 없어진다. 이것에 의해, 렌즈 필름(12A) 등의 휘어짐을 거의 없앨 수가 있다.

또한, 상기한 제조 방법을 이용해서 오목부(12B5(13B5))를 형성한 경우에는, 투명 기재(12B1(13B1)) 중 오목부(12B5(13B5))의 근방에, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 수축에 의한 응력과는 반대 방향으로 응력이 발생한다. 그 결과, 렌즈 필름(12B)에 발생하는 휘어짐량이 대폭 작아지므로, 뉴턴링이나 흠집 등이 발생할 우려는 없고, 표시 장치(1)의 표시 품질이 극히 좋다.

또한, 상기한 제조 방법에서, 미경화의 경화성 수지 P를 경화시켜서 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 형상을 전사할 때에, 스커트층을 설치하지 않아도 경화성 수지 P의 경화에 수반하는 수축에 의해서 전사성이 악화될 우려가 없는 것은 실험에 의해 확인되고 있다(도 9의 단면 사진 참조). 따라서, 스커트층을 설치하지 않아도, 표시 장치(1)의 표시 품질이 악화될 우려는 없다.

또, 본 실시형태에서는, 투명 기재(12B1(13B1))의 표면에 오목부(12B5(13B5))를 형성한 경우에는, 그것에 수반해서, 각 오목부(12B5(13B5)) 사이에 볼록모양의 곡면(12B6(13B6))이 형성되므로, 그 곡면(12B6(13B6))을 집광 렌즈로서 기능시키는 것에 의해, 정면 휘도를 향상시킬 수가 있다.

그런데, 모바일 기기의 분야에서는 표시 장치의 박형화가 요망되고 있으며, 표시 장치를 구성하는 각 요소를 가능한 한 얇게 하는 것이 요청되고 있다. 그래서, 도 13을 참고로 해서 설명하면, 렌즈 필름(112)을 박형화하기 위해서, 예를 들면 렌즈 필름(112)의 투명 기재(112-1)를 얇게 하는 것이 생각된다. 그러나, 투명 기재(112-1)를 얇게 하면, 투명 기재(112-1)의 강도가 저하하고, 경화성 수지의 경화에 수반하는 수축의 비율이 증가하므로, 렌즈 필름(112)이 기둥모양 프리즘(112- 2)측으로 현저하게 휘어져 버린다. 그래서, 투명 기재(112-1) 대신에 기둥모양 프리즘(112-2)의 계곡부(112-3)의 깊이 D1을 얕게 하는 것이 생각된다. 그러나, 단순하게 계곡부(112-3)의 깊이 D1을 얕게 하면, 경사면(112-4)의 경사각이 작아져서 정면 휘도가 저하해 버리므로, 기둥모양 프리즘(112-2)을 경사면(112-4)의 경사각을 유지하면서 기둥모양 프리즘(112-2)의 피치를 작게 하는 것이 필요하게 된다. 무엇보다도, 기둥모양 프리즘(112-2)의 피치를 너무 작게 하면, 실제로는 정면 휘도가 저하해 버리므로, 원래 휘도 향상을 목적으로 해서 설치된 렌즈 필름(112)의 효용을 줄이게 되어, 바람직하지 않다. 따라서, 도 13의 케이스에서는, 정면 휘도를 저하시키지 않고 렌즈 필름(112)을 박형화하기 위해서는, 기둥모양 프리즘(112-2)의 하부에 있는 스커트층(112-5)을 없애거나, 투명 기재(112-1)를 얇게 할 수밖에 없다는 것을 알 수 있다. 그러나, 종래는, 상기한 바와 같이, 스커트층(112-5)을 적극적으로 설치하고 있었으므로 스커트층(112-5)을 없앤다고 하는 발상은 없고, 다른 한편, 투명 기재(112-1)를 얇게 하면 큰 휘어짐이 발생해 버리므로 투명 기재(112-1)를 어느 정도(예를 들면 50㎛ 정도) 두껍게 해 둘 필요가 있었다.

한편, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등에서는, 종래는 필요하다고 생각되고 있던 스커트층을 적극적으로 배제하고, 투명 기재(12A1) 등과 계곡부(12A3) 등을 서로 접촉시키는 것에 의해, 인접하는 삼각기둥모양의 경화성 수지가 서로 접촉하는 부분을 거의 없게 하도록 했다. 이것에 의해, 인접하는 삼각기둥모양의 경화성 수지의 경화, 수축에 의해 생기는 일그러짐이 유기적으로 결합하는 일이 없어지므로, 렌즈 필름(12A) 등의 휘어짐을 거의 없게 할 수가 있다.

그 결과, 투명 기재(12A1) 등을 얇게 했다고 해도 렌즈 필름(12A) 등이 휘어질 우려가 없으므로, 예를 들면 투명 기재(12A1) 등을, 얇게 해서 렌즈 필름(12A) 등의 전체 두께를 얇게 하거나, 투명 기재(12A1) 등을 얇게 함과 동시에 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 피치를 크게 해서 렌즈 필름(12A) 등의 전체 두께를 거의 바꾸지 않고 정면 휘도를 크게 할 수가 있다.

[실시예]

다음에, 본 실시형태의 렌즈 필름(12A) 등의 실시예에 대해서, 비교예에 관계된 렌즈 필름(112)과 대비해서 설명한다.

본 실시예에 관계된 렌즈 필름(12A) 등에서는, 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 배열 방향의 폭(피치)을 31㎛, 계곡부(12A3) 등의 깊이 D1을 15㎛, 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 꼭대기부의 각도(꼭지각(頂角))를 90°, 투명 기재(12A1) 등의 두께 D2를 50㎛로 했다. 그리고, 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx(=D3-D1))가, -4.31㎛, -3.13㎛, -2.46㎛, -2.04㎛, -1.21㎛, -0.5㎛, +0.0㎛, +0.25㎛로 되어 있는 것을 준비했다(표1 참조). 또한, 깊이(-ΔDx)가 +0.0㎛라는 것은 스커트층이 완전히 존재하지 않는 것을 의미하고, 깊이(-ΔDx)가 +0.25㎛라는 것은 스커트층이 제조상의 오차 등에 의해 조금 잔존하고 있는, 다시 말해 스커트층이 실질적으로 존재하고 있지 않는 것을 의미한다.

한편, 비교예에 관계된 렌즈 필름(112)에서는, 상기 실시예와 마찬가지로, 기둥모양 프리즘(112-2)의 배열 방향의 폭(피치)을 31㎛, 계곡부(112-3)의 깊이 D1을 15㎛, 기둥모양 프리즘(112-2)의 꼭대기부의 각도(꼭지각)를 90°, 투명 기 재(112-1)의 두께 D2를 50㎛로 했다. 그리고, 스커트층(112-5)의 두께(ΔDy(=D3-D1)가, +0.5㎛, +6.5㎛, +17.5㎛, +25.5㎛, +34.5㎛로 되어 있는 것을 준비했다(표1 참조).

[표 1]

도 10은, 상기 실시예에 관계된 렌즈 필름(12A) 등의 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)와, 휘어짐량과의 관계를 도면중의 좌측에 도시함과 동시에, 상기 비교예에 관계된 렌즈 필름(112)의 스커트층(12-5)의 두께 ΔDy와, 휘어짐량과의 관계를 도면중의 우측에 도시하는 것이다.

도 10으로부터, 본 실시예에서는, 투명 기재(12A1(13A1))가 계곡부(12A3(13A3))와 접하고 있는 경우도 포함시키고, 오목부(12B5(13B5))의 깊이에 관계없이, 렌즈 필름(12A) 등의 휘어짐량이 제로로 되어 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 뉴턴링이나 흠집 등이 발생할 우려는 없고, 표시 장치(1)의 표시 품질이 극히 좋으므로, 모바일 용도에도 극히 적합하다.

다른 한편, 본 비교예에서는, 렌즈 필름(112)의 휘어짐량이 극히 크고, 게다가 스커트층(112-5)이 조금이라도 존재하는 것만으로 렌즈 필름(112)의 휘어짐량이 급격하게 커진다는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 스커트층(112-5)이 존재하는지 아닌지의 경계에서 휘어짐량에 불연속성이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 비교예에서는, 뉴턴링이나 흠집 등이 발생할 우려가 극히 크고, 표시 장치(1)의 표시 품질이 저하하기 쉬우므로, 모바일 용도로는 맞지 않는다(부적합하다).

표 2는, 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)가 +0.0㎛일 때의 렌즈 필름(12A) 등의 휘도를 1로 했을 때에, 깊이(-ΔDx)를 -4.31㎛, -3.13㎛, -2.46㎛, -2.04㎛, -1.21㎛로 했을 때의 렌즈 필름(12A) 등의 상대 휘도비를 나타내는 것이다. 또한, 참고로, 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)에 대응하는 곡면(12B6(13B6))의 곡률 반경도 나타내고 있다.

[표 2]

또한, 렌즈 필름(12A) 등을 투과해서 출력되는 광의 휘도는, 예를 들면 도 11에 도시한 바와 같은 색채 휘도계((輝度計)(300)를 이용해서 계측했다. 이 색채 휘도계(300)는, 정반(310)에 고정됨과 동시에 정반(310)과 직교하는 방향으로 연재하는 지지부(320)에, 광을 취입(取入; take-in)하는 개구부(300A)를 아래로 해서 고정되어 있으며, 정반(310) 위에 재치(載置)된 백라이트 유닛(330)으로부터 출력된 광을 개구부(300A)로부터 취입하는 것에 의해 그 광의 휘도를 측정하도록 되어 있다. 그리고, 백라이트 유닛(330) 위에 렌즈 필름(12A) 등을 재치해서 백라이트 유닛(330)을 점등시켰을 때의 휘도를 측정하고, 다음에, 백라이트 유닛(330) 위에 렌즈 필름(12A) 등을 재치하지 않고 백라이트 유닛(330)을 점등시켰을 때의 휘도를 측정하는 것에 의해, 상대 휘도비를 얻었다.

표 2로부터, 오목부(12B5(13B5))의 깊이 ΔDx를 깊게 하면, 상대 휘도비가 1보다도 커지는 범위가 존재한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)를 그 범위내의 값으로 하는 것에 의해, 렌즈 필름(12A) 등에 발생하는 휘어짐량을 대폭 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 정면 휘도를 향상시킬 수가 있다.

또한, 실제로는, 상대 휘도비는 곡률 반경의 크기에 의해서 변화하는 것이지만, 상대 휘도비가 1보다도 커질 때의 곡률 반경의 크기는, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 배열 방향의 폭(피치), 계곡부(12B3(13B3))의 깊이 D3 및 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 꼭대기부의 각도(꼭지각)에 의해서 변화하므로, 상대 휘도비가 1보다도 커질 때의 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)를 일률적으로 말할 수는 없다. 무엇보다도, 실제로 잘(자주) 이용되는 조합(組合)으로서는, 계곡 부(12B3(13B3))의 깊이 D3이 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 배열 방향의 폭(피치)의 대략 절반이며, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 꼭대기부의 각도(꼭지각)가 대략 90°인 것을 감안하면, 상대 휘도비가 1보다도 커질 때의 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)는 0㎛보다 작고 대략 -4㎛ 이상의 값으로 된다.

표 3은, 본 실시예에 관계된 렌즈 필름(12A) 등의 투명 기재(12A1) 등을 종래의 전형적인 두께(50㎛) 이하로 했을 때의 휘어짐량과, 본 비교예에 관계된 렌즈 필름(112)의 투명 기재(122-1)를 종래의 전형적인 두께(50㎛) 이상으로 했을 때의 휘어짐량을 나타내는 것이다. 또한, 표 3에서, 오목부(12B5(13B5))가 설치되어 있는 경우에는 두께의 비율로서 D1/D2를 이용하고, 깊이(-ΔDx)가 +0.0㎛, +0.25㎛, +0.28㎛인 경우와, 스커트층(112-5)이 존재하는 경우에는 두께의 비율로서 D3/D2을 이용했다.

[표 3]

표 3으로부터, 투명 기재(112-1)의 두께 D2를 종래의 전형적인 두께(50㎛)로 하고, 또한 스커트층(112-5)의 두께 ΔDy를 +2.0㎛로 한 비교예 i에서는 큰 휘어짐이 발생하고 있다는 것을 알 수 있다. 그래서, 렌즈 필름(112)의 휘어짐을 저감하기 위해서, 종래는, 투명 기재(112-1)의 두께 D2를 비교예 k와 같이 두껍게 하고 있었다.

다른 한편, 본 실시예에서는, 예를 들면 실시예 h와 같이 스커트층의 두께 ΔDy를 +0.25㎛로 해서 실질적으로 스커트층을 없애거나, 실시예 g와 같이 스커트층의 두께 ΔDy를 +0.0㎛로 해서 스커트층을 완전히 없애는 것에 의해, 투명 기재(12A1(13A1))의 두께 D2를 얇게 하지 않아도 휘어짐을 없앨 수가 있었다. 또, 예를 들면 실시예 f나 실시예 e와 같이 오목부(12B5(13B5))의 깊이(-ΔDx)를 -0.5㎛로 하는 것에 의해, 투명 기재(12B1(13B1))의 두께 D2를 두껍게 하지 않아도 휘어짐을 없앨 수가 있었다.

또, 본 실시예에서는, 예를 들면 실시예 b, c, d와 같이 오목부(12B5(13B5))를 설치한 다음(후), 투명 기재(12B1(13B1))의 두께 D2를 종래보다도 얇게(25㎛) 하는 것에 의해, 휘어짐을 없앨 수가 있었다. 이 때, 실시예 d에서는, 렌즈 필름(12B(13B))의 높이 H를 종래보다도 낮게 하면서, 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 높이 D3 및 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 피치를 크게 하고 있으므로, 렌즈 필름(12B(13B))의 높이 H를 종래보다도 높게 하는 일 없이, 정면 휘도를 크게 할 수가 있었다. 또, 실시예 b에서는, 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 높이 D3 및 기둥모양 프리즘(12B2(13B2))의 피치를 작게 하고 있으므로, 렌즈 필름(12B(13B))을 박형 화할 수가 있었다.

또, 본 실시예에서는, 예를 들면 실시예 a와 같이 스커트층의 두께 ΔDy를 +0.28㎛로 해서 실질적으로 스커트층을 없앤 다음, 투명 기재(12A1(13A1))의 두께 D2를 종래보다도 얇게(25㎛) 하는 것에 의해, 휘어짐을 없앨 수가 있었다.

이상의 것을 비율(D1/D2, D3/D2)의 관점에서 정리하면, D1/D2≥0.30, D3/D2≥0.30을 만족시키도록, D1, D2 및 D3을 조정함과 동시에, 스커트층을 실질적 또는 완전히 없애거나, 오목부(12B5(13B5))를 더 설치하는 것에 의해, 휘어짐을 발생시키지 않고, 렌즈 필름(12A) 등의 전체 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 정면 휘도를 크게 할 수도 있다.

이상, 실시형태 및 그 실시예를 들어서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태 등에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태 등에서는, 렌즈 필름(12A) 등은 각각, 삼각기둥모양의 기둥모양 프리즘(12A2) 등을 가지고 있었지만, 예를 들면, 비구면모양의 마이크로렌즈를 가지고 있어도 좋다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 렌즈 필름(12A) 등은 집광 기능을 가지고 있었지만, 확산 기능을 겸비하고 있어도 좋다. 그를 위해서는, 예를 들면 렌즈 필름(12A) 등의 이면(裏面)에 미소 돌기를 설치하거나 확산 재료를 도포해도 좋고, 렌즈 필름(12A) 등 자체에 확산 재료를 함유시켜도 좋고, 렌즈 필름(12A) 등의 표면에 확산 시트나 확산판을 접합(張合)시켜도 좋다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 렌즈 필름(12A) 등은 각각, 투명 기재(12A1) 등의 측으로부터 광원(11)의 광이 입사하도록 배치되어 있었지만, 다른 표시 장치에서, 렌즈 필름(12A) 등이 투명 기재(12A1) 등과는 반대측, 즉 기둥모양 프리즘(12A2) 등의 측으로부터 광원의 광이 입사하도록 배치되어 있어도 좋다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 수지 공급 장치(33)에 의해서 투명 기재 S 위에 적하된 경화성 수지 P를 막두께 조절 장치(34)에 의해서 소정의 두께로 조절하는 것에 의해, 투명 기재 S 위에 미경화의 경화성 수지 P를 도포하도록 하고 있었지만, 다른 방법에 의해서 투명 기재 S 위에 미경화의 경화성 수지 P를 배치하도록 해도 좋다. 예를 들면, 미경화의 경화성 수지 P를 미리 도포해 둔 투명 기재 S를 권출 장치(31) 내에 비치해 두어도 좋고, 형성 롤(35C)의 표면에 미경화의 경화성 수지 P를 미리 도포해 두고, 압압 롤(35A)로 압압되는 것에 의해 투명기재 S에 미경화의 경화성 수지 P를 접촉시키도록 해도 좋고, 형성 롤(35C)의 표면과 투명 기재 S의 표면 사이에 형성되는 절구모양(摺鉢狀)의 영역에 미경화의 경화성 수지 P를 적하해서 미경화의 경화성 수지 P의 집합소(溜場; 축적 장소)를 설치하는 것에 의해, 투명기재 S 위에 미경화의 경화성 수지 P를 도포하도록 해도 좋다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 표시 장치(1)의 구성을 구체적으로 들어서 설명했지만, 모든 층을 구비할 필요는 없고, 또, 다른 층(예를 들면 반사형 편광판)을 구비하고 있어도 좋다. 다시 말해, 용도나 목적에 따라서 여러가지 선택이 가능하다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 액티브 매트릭스형 표시 장치(1)의 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 단순 매트릭스 구동의 경우에도 적용할 수 있다.

또, 상기 실시형태 등에서는, 조명 장치(10)가 에지라이트형인 경우에 대해서 설명했지만, 다른 타입, 예를 들면 직하형(直下型)이더라도 좋다. 또, 상기 실시형태 등에서는, 액정의 표시 장치(1)의 경우에 대해서 설명했지만, 다른 원리를 이용한 표시 장치에 대해서도 물론 적용가능하다.

본 발명은, 표면에 볼록형상을 가지는 광학 필름 및 그 제조 방법과, 그 광학 필름을 내장하는 표시 장치에 관한 기술 분야 등에 이용가능하다.

도 1은 본 발명의 1실시형태에 관계된 표시 장치의 구성의 1예를 도시하는 단면도,

도 2의 (a)는 상측의 렌즈 필름의 구성의 1예를 도시하는 단면도,

도 2의 (b)는 하측의 렌즈 필름의 구성의 1예를 도시하는 단면도,

도 3의 (a)는 상측의 렌즈 필름의 구성의 다른예를 도시하는 단면도,

도 3의 (b)는 하측의 렌즈 필름의 구성의 다른예를 도시하는 단면도,

도 4는 렌즈 필름 제조 장치의 구성의 1예를 도시하는 모식도,

도 5는 도 4의 전사 장치의 동작의 1예를 설명하기 위한 단면도,

도 6은 도 4의 전사 장치의 동작의 다른예를 설명하기 위한 단면도,

도 7은 렌즈 필름의 휘어짐의 형태에 대해서 설명하기 위한 모식도,

도 8은 렌즈 필름의 휘어짐량의 계측 방법의 1예를 도시하는 모식도,

도 9는 렌즈 필름의 단면 사진,

도 10은 오목부(窪; recess)의 깊이 또는 스커트층의 두께와, 휘어짐량과의 관계를 설명하기 위한 관계도,

도 11은 렌즈 필름의 상대 휘도비의 계측 방법의 1예를 도시하는 모식도,

도 12는 종래의 표시 장치의 구성의 1예를 도시하는 단면도,

도 13은 도 12의 렌즈 필름의 구성의 1예를 도시하는 단면도.

Claims

가요성 재료로 이루어지는 투명 기재 위에 경화성 수지로 이루어지는 기둥모양 프리즘을 연재 방향을 따라서 배열해서 이루어지는 광학 필름으로서,

상기 투명 기재는 상기 기둥모양 프리즘끼리의 계곡부와 인접하고 있으며,

상기 투명 기재의 두께를 D2, 상기 기둥모양 프리즘의 높이를 D3, 상기 광학 필름의 높이를 H라고 하면, D2, D3 및 H는 이하의 관계를 만족시키고 있는

것을 특징으로 하는 광학 필름.

H≤65.2㎛

0.3≤D3/D2
패널과,

상기 패널을 조명하기 위한 광을 발하는 광원과,

상기 패널과 광원과의 사이에 설치된 1 또는 복수의 광학 필름

을 구비하고,

상기 광학 필름의 적어도 하나는 가요성 재료로 이루어지는 투명 기재 위에 경화성 수지로 이루어지는 기둥모양 프리즘을 연재 방향을 따라서 배열해서 이루어지며,

상기 투명 기재는 상기 기둥모양 프리즘끼리의 계곡부와 인접하고 있으며,

상기 투명 기재의 두께를 D2, 상기 기둥모양 프리즘의 높이를 D3, 상기 광학 필름의 높이를 H라고 하면, D2, D3 및 H는 이하의 관계를 만족시키고 있는

것을 특징으로 하는 표시 장치.

H≤65.2㎛

0.3≤D3/D2