KR20190133196A - 광학 구조체 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 억제하는 것을 목적으로 한다. 광학 구조체는, 고굴절률층(102)과, 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층(103)을 구비하고, 표시 장치의 표시면 상에 배치된다. 고굴절률층과 저굴절률층의 계면이 요철 형상(120)을 이루고, 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 고굴절률층 및 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖는다. 오목부의 평탄부(121A)와 볼록부의 평탄부(122A) 사이에 연장되는 요철 형상의 측면(120S)이 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있다. 요철 형상의 측면이 고굴절률층 및 저굴절률층의 법선 방향과 이루는 최대 각도(θ2)와 최소 각도(θ1)의 차가, 3도 이상 60도 이하이다.

Description

광학 구조체 및 표시 장치
본 발명은, 표시 장치의 표시면에서 출사되는 광에 광학적 작용을 미치는 광학 구조체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 광학 구조체를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 일례인 액정 표시 장치는, 여러가지 분야에서 사용되고 있다. 액정 표시 장치의 액정 패널은, 크게 구별하면, TN(Twisted Nematic) 방식과, VA(Vertical Alignment) 방식과, IPS(In-Plane Switching) 방식으로 분류된다.
이 중, TN 방식의 액정 패널은, 전압이 오프일 때에 액정 분자가 표시면과 평행한 방향으로 배향하여 광이 투과하는 상태로 되고, 전압을 서서히 증가시켜서 액정 분자를 표시면의 법선 방향을 따르는 측으로 가동시켜 감으로써, 광의 투과율을 서서히 저하시키는 구성을 갖고 있다. 또한 VA 방식의 액정 패널은, 전압이 오프일 때에 액정 분자가 표시면의 법선 방향을 따라서 배향하여 광이 차단되는 상태로 되고, 전압을 서서히 증가시켜서 액정 분자를 표시면을 따르는 측에 경사지게 해 감으로써, 광의 투과율을 서서히 증가시키는 구성을 갖고 있다. 또한 IPS 방식의 액정 패널은, 표시면을 따라 배향된 액정 분자를 전압의 인가에 따라서 회전시킴으로써, 광의 투과율을 조절한다.
액정 패널에서는, 통상, 정면측으로 진행하는 광의 양이나 범위의 제어가 중요시되고 있고, 정면에서 본 휘도, 콘트라스트비 및 색 재현도를 적합하게 확보하기 위한 고안이 이루어져 있다. 한편, 액정 패널의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 진행하는 광의 제어는 비교적 번잡해서, 시야각을 넓게 확보하거나, 시야각 내의 휘도, 콘트라스트비 및 색 재현도의 변동을 충분히 억제하거나 하기 위해서는, 구조가 번잡해져서 바람직하지 않게 비용이 증가할 수 있다. 이러한 문제에 대하여, 예를 들어 특허문헌 1 내지 6에는, 확산 등의 작용에 의해 시야각을 확대하기 위해 액정 패널의 표시면에 마련되는 광학 부재가 개시되어 있다. 이러한 부재라면, 간이적으로 시야각의 개선을 도모할 수 있다.
일본 특허 공개 평7-43704호 공보 일본 특허 제3272833호 일본 특허 제3621959호 일본 특허 공개 제2016-126350호 공보 일본 특허 공개 제2012-145944호 공보 일본 특허 공개 제2011-118393호 공보
그런데, 상술한 각 방식 중 VA 방식을 채용하는 액정 패널에서는, 액정 분자에 대한 전압이 오프일 때에 흑색이 표시되고, 이 흑색이 정면에서 보아서 실제의 흑색에 매우 가까워짐으로써, 정면에서 본 콘트라스트비를 매우 높게 할 수 있다. 한편, 표시면의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 시인된 경우에는, 정면에서 보아 흑색으로 된 화소로부터 누출되는 광이 비교적 많아짐으로써, 정면에서 본 경우에 비교하여 콘트라스트비가 현저하게 저하되는 경우가 있고, 그 결과, 시야각 내에 있어서의 콘트라스트비가 크게 변동되는 경우가 있다. 이러한 액정 패널에 대하여 단순히 광을 확산시키기 위한 광학 부재를 마련한 경우에는, 정면에서 본 콘트라스트비가 바람직하지 않게 저하되어 버려, VA 방식의 장점이 손상되는 경우가 있다. 마찬가지로, 단순히 광을 확산시키기 위한 광학 부재는, 정면에서 본 휘도도 바람직하지 않게 저하시킬 수 있다.
또한, VA형 액정 패널은, 표시면의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로부터 시인된 경우에, 그 경사 방향으로의 발광 스펙트럼의 형상이 변화하고, 색 재현도의 저하가 발생한다. 그 원인은, 청색 표시의 시인 각도에 대한 발광 스펙트럼 형상 변화가(적색 표시나 녹색 표시와 비교하여) 강한 것에 있고, 구체적으로는 「녹색에 대응하는 파장 성분의 강도」가 「청색에 대응하는 파장 성분의 강도」에 대하여 커지는 것과 같은 변화에 의해, 표시색이 노래지는 경향이 있는 것을, 본건 발명자는 알아내었다. 이 문제를 상술한 바와 같은 광학 부재에 의해 해소 가능하면 유용하다. 그러나, 상술한 종래의 기술에서는, 시인 각도에 따른 색 변화를 효과적으로 억제하는 고안이 이루어지고 있다고는 하기 어렵다.
또한, 특허문헌 1 내지 6에 개시된 바와 같은 광학 부재에는, 입사한 광에 광학적 작용을 미치는 층의 외측에 광의 출사측의 최표면을 형성하는 표면재가 마련되는 경우가 있다. 이러한 표면재는 보호층으로서 기능할 수 있지만, 최표면으로부터 출사하는 광의 휘도를 저하시키고, 특히 고각측의 휘도를 크게 저하시키는 경우가 있다. 그 때문에, 이러한 표면재는, 광학적 작용을 미치는 층에 의한 시야각의 개선 효과를 바람직하지 않게 저해하는 경우가 있다.
본 발명은, 상기의 실정을 고려하여 이루어진 것으로서, 표시 장치의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 억제할 수 있는 광학 구조체 및 그것을 구비한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 표시 장치의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 억제할 수 있고, 나아가 광의 출사측의 최표면을 형성하는 표면재에 의해 시야각 내의 휘도가 바람직하지 않게 저하되는 것을 억제할 수 있는 광학 구조체 및 그것을 구비한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 광학 구조체는, 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며, 고굴절률층과, 상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고, 상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고, 상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고, 상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고, 상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고, 상기 요철 형상의 측면이 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향과 이루는 최대 각도와 최소 각도의 차가, 3도 이상 60도 이하로 되어 있는, 광학 구조체이다.
또한, 본 발명에 관한 광학 구조체는, 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며, 고굴절률층과, 상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고, 상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고, 상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고, 상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고, 상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고, 상기 요철 형상의 오목부 및 볼록부의 1주기분의 길이에 대한 상기 평탄부의 합계 길이의 비율이, 0.50 이상 1.00 미만으로 되어 있는, 광학 구조체이다.
또한, 본 발명에 관한 광학 구조체는, 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며, 고굴절률층과, 상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고, 상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고, 상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고, 상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고, 상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고, 상기 요철 형상의 측면의 양단부점을 연결한 직선과, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향에 의해 규정되는 상기 요철 형상의 측면 평균 경사면 각도가, 9도 이상 18도 이하로 되어 있는, 광학 구조체이다.
또한, 본 발명에 관한 광학 구조체는, 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며, 고굴절률층과, 상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층과, 상기 고굴절률층의 상기 저굴절률층 측과는 반대인 측에 배치되는 표면재를 구비하고, 상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고, 상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고, 상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 서로 인접하는 2개의 측면이, 상기 오목부가 움푹 패인 방향 또는 상기 볼록부가 돌출되는 방향을 향하여 끝이 가는 형상을 형성하고 있고, 상기 저굴절률층은 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고, 상기 표면재는 상기 표시 장치의 표시면 측과는 반대인 측에 있어서의 최표면을 형성하고, 상기 표면재의 굴절률은, 1.40 이하인, 광학 구조체이다.
본 발명에 관한 광학 구조체에 있어서, 상기 요철 형상의 측면은, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있어도 된다.
또한 본 발명에 관한 광학 구조체에 있어서는, 상기 요철 형상의 측면이 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향과 이루는 최대 각도와 최소 각도의 차가, 3도 이상 60도 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 광학 구조체에 있어서는, 상기 요철 형상의 오목부 및 볼록부의 1주기분의 길이에 대한 상기 평탄부의 합계 길이의 비율이, 0.50 이상 1.00 미만으로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관한 광학 구조체에 있어서는, 상기 요철 형상의 측면의 양단부점을 연결한 직선과, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향에 의해 규정되는 상기 요철 형상의 측면 평균 경사면 각도가, 9도 이상 18도 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관한 표시 장치는, 상기 어느 것의 광학 구조체가 표시면에 배치된, 표시 장치이다.
본 발명에 관한 표시 장치는, 상기 표시면과, 상기 표시면에 대향하여 배치된 이면을 갖는 액정 패널과, 상기 액정 패널의 이면에 대면하여 배치된 면 광원 장치를 갖고 있어도 된다.
상기 액정 패널은, 액정 분자에 대한 전압이 오프 또는 최솟값일 때에 상기 액정 분자가 상기 표시면의 법선 방향을 따라서 배향하여 상기 면 광원 장치로부터의 광이 차단되는 상태로 되고, 상기 액정 분자에 대한 전압을 서서히 증가시켜서 상기 액정 분자를 상기 표시면을 따르는 측에 점차 경사지게 함으로써, 상기 면 광원 장치로부터의 광의 투과율을 서서히 증가시키도록 구성된, VA형 액정 패널이어도 된다.
본 발명에 따르면, 표시 장치의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 구조체를 구비하는 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 동 실시 형태에 관한 표시 장치에 있어서의 광의 거동을 설명하기 위한 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은, 동 실시 형태에 관한 광학 구조체의 확대 단면도이다.
도 4는, 동 실시 형태에 관한 광학 구조체의 고굴절률층과 저굴절률층 사이의 계면에 형성되는 요철 형상의 확대도이다.
도 5는, 광학 구조체의 요철 형상을 도시하는 도면이며, 서로 곡률이 상이한 복수의 요철 형상의 측면을 도시한 도면이다.
도 6은, 서로 곡률이 상이한 복수의 요철 형상의 측면의 각각에서 반사하는 광의 거동을 도시한 도면이다.
도 7a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 7b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 색 변화의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 8a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 방사 휘도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 8b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 9a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 9b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 곡률(최대 각도와 최소 각도의 차)에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 10은, 광학 구조체의 요철 형상의 측면을 도시하는 도면이며, 서로 평균 경사면 각도가 상이한 복수의 요철 형상의 측면을 도시한 도면이다.
도 11a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 11b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 색 변화의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 12a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 방사 휘도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 12b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 13a는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 13b는, 광학 구조체의 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 14a는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 14b는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 색 변화의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 15a는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 방사 휘도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 15b는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 16a는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 16b는, 광학 구조체의 요철 형상의 평탄부의 비율에 따른, 표시 장치를 통해 광학 구조체로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 17은, 실시 형태에 관한 표시 장치의 일 변형예의 개략적인 단면도이다.
도 18은, 실시 형태에 관한 표시 장치의 일 변형예의 개략적인 단면도이다.
도 19는, 실시 형태에 관한 표시 장치의 일 변형예의 개략적인 단면도이다.
도 20은, 실시 형태에 관한 광학 구조체의 일 변형예의 개략적인 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「시트」, 「필름」, 「판」, 「층」 등의 용어는, 호칭의 차이에만 기초하여, 서로로부터 구별되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어 「시트」는 필름이나 판이나 층이라고도 불릴 수 있는 것과 같은 부재도 포함하는 개념이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「시트면(판면, 필름면)」이란, 대상으로 되는 시트 형상의 부재를 전체적 또한 대국적으로 본 경우에 있어서 대상으로 되는 시트 형상 부재의 평면 방향(면 방향)과 일치하는 면을 가리킨다. 또한, 본 명세서에 있어서, 시트 형상의 부재의 법선 방향이란, 대상으로 되는 시트 형상의 부재 시트면으로의 법선 방향을 가리킨다.
도 1 내지 도 4를 참조하면서, 먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 구조체(100)를 구비하는 표시 장치(10)의 기본적인 구성을 설명한다. 도 1은, 광학 구조체(100)를 구비하는 표시 장치(10)의 개략적인 단면도이고, 도 2는, 표시 장치(10)에 있어서의 광의 거동을 설명하기 위한 표시 장치(10)의 개략적인 단면도이다. 도 3은, 광학 구조체(100)의 확대 단면도이고, 도 4는, 광학 구조체(100)의 고굴절률층과 저굴절률층 사이의 계면에 형성되는 요철 형상의 확대도이다. 또한, 상기의 각 단면도에 있어서는, 설명의 편의상, 해칭이 생략되어 있는 경우가 있다. 또한, 도 1 내지 도 4는, 후술하는 제1 방향 d1과, 표시 장치(10)에 있어서의 액정 패널(15) 및 광학 구조체(100)의 시트 형상 기재(101)의 공통인 법선 방향을 포함하는 면에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 방향 d1은, 표시 장치(10)에 있어서 후술하는 바와 같이 에지 라이트형으로 되는 면 광원 장치(20)의 광원(24)이 도광판(30)에 광을 출사하는 방향과 평행한 방향이다.
(표시 장치)
먼저, 표시 장치(10)의 전체의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)는, 액정 패널(15)과, 액정 패널(15)의 이면(15B)에 대면하여 배치되어서 액정 패널(15)을 이면(15B)측에서 면 형상으로 비추는 면 광원 장치(20)와, 액정 패널(15)의 표시면(15A) 상에 배치되는 시트 형상의 광학 구조체(100)를 구비하고 있다. 액정 패널(15)은, 정지 화상 또는 동화상인 상을 표시하는 표시면(15A)과, 표시면(15A)에 대향하여 배치된 이면(15B)을 갖고 있다. 표시 장치(10)에서는, 액정 패널(15)이 면 광원 장치(20)로부터의 광의 투과 또는 차단을, 화소를 형성하는 영역(서브 픽셀)마다 제어하는 셔터로서 기능하고, 액정 패널(15)의 구동에 의해 표시면(15A)에 상이 표시되도록 되어 있다.
도시된 액정 패널(15)은, 출광측에 배치된 상부 편광판(13)과, 입광측에 배치된 하부 편광판(14)과, 상부 편광판(13)과 하부 편광판(14) 사이에 배치된 액정층(12)을 갖고 있다. 편광판(14, 13)은, 입사한 광을 직교하는 2개의 편광 성분(예를 들어 P파 및 S파)으로 분해하고, 한쪽의 방향(투과축과 평행한 방향)으로 진동하는 직선 편광 성분(예를 들어, P파)을 투과시켜, 상기 한쪽의 방향에 직교하는 다른 쪽의 방향(흡수축과 평행한 방향)으로 진동하는 직선 편광 성분(예를 들어, S파)을 흡수하는 기능을 갖고 있다.
액정층(12)에서는, 하나의 화소를 형성하는 영역마다, 전압 인가가 이루어질 수 있게 되어 있고, 전압 인가의 유무에 의해 액정층(12) 중의 액정 분자의 배향 방향이 변화하도록 되어 있다. 일례로서, 입광측에 배치된 하부 편광판(14)을 투과한 특정 방향의 편광 성분은, 전압이 인가되어 있지 않은 액정층(12)을 통과할 때에 그 편광 방향을 90° 회전시키고, 한편, 전압이 인가된 액정층(12)을 통과할 때에 그 편광 방향을 유지한다. 이 경우, 액정층(12)으로의 전압 인가의 유무에 따라, 하부 편광판(14)을 투과한 특정 방향으로 진동하는 편광 성분이, 하부 편광판(14)의 출광측에 배치된 상부 편광판(13)을 또한 투과하거나, 혹은, 상부 편광판(13)에서 흡수되어서 차단되는가를 제어할 수 있다. 이와 같이 하여 액정 패널(15)에서는, 면 광원 장치(20)로부터의 광의 투과 또는 차단을, 화소를 형성하는 영역마다 제어할 수 있도록 되어 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 액정 패널(15)이, 일례로서 VA(Vertical Alignment)형 액정 패널로 되어 있다. 따라서, 액정 패널(15)은, 액정층(12) 내의 액정 분자에 대한 전압이 오프 또는 최솟값일 때에 상기 액정 분자가 표시면(15A)의 법선 방향을 따라서 배향하여 면 광원 장치(20)로부터의 광이 차단되는 상태로 되고, 상기 액정 분자에 대한 전압을 서서히 증가시켜서 상기 액정 분자를 표시면(15A)을 따르는 측에 점차 경사지게 함으로써, 면 광원 장치(20)로부터의 광의 투과율을 서서히 증가시키는 구성을 갖는다. 또한, 액정 패널(15)은, VA형에 한정되는 것은 아니고, TN(Twisted Nematic)형 액정 패널이어도 되고, IPS(In-Plane Switching)형 액정 패널이어도 된다. 액정 패널(15)의 상세에 대해서는, 여러가지 공지 문헌(예를 들어, 「플랫 패널 디스플레이 대사전(우찌다 다쓰오, 우찌이케 히라키 감수)」 2001년 공업 조사회 발행)에 기재되어 있고, 여기에서는 더 이상의 상세한 설명을 생략한다.
다음으로 면 광원 장치(20)에 대하여 설명한다. 면 광원 장치(20)는, 면 형상으로 광을 발광하는 발광면(21)을 갖고 있고, 본 실시 형태에서는, 액정 패널(15)을 이면(15B)측에서 조명하는 장치로서 사용되고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 면 광원 장치(20)는, 일례로서 에지 라이트형의 면 광원 장치로서 구성되고, 도광판(30)과, 도광판(30)의 한쪽의 측(도 1에 있어서는 좌측)의 측방에 배치된 광원(24)과, 도광판(30)에 각각 대면하도록 하여 배치된 광학 시트(프리즘 시트)(60) 및 반사 시트(28)를 갖고 있다. 도시된 예에서는, 광학 시트(60)가, 액정 패널(15)에 직면하여 배치되어 있다. 그리고 광학 시트(60)의 출광면(61)에 의해, 면 광원 장치(20)의 발광면(21)이 구획 형성되어 있다.
도시의 예에서는, 도광판(30)의 출광면(31)이, 액정 패널(15)의 표시면(15A) 및 면 광원 장치(20)의 발광면(21)과 마찬가지로, 평면에서 본 형상(상방으로부터 내려다 본 형상)이 사각형 형상으로 형성되어 있다. 이 결과, 도광판(30)은, 전체적으로, 한 쌍의 주면(출광면(31) 및 이면(32))을 갖는 상대적으로 두께 방향의 변이 다른 변보다도 작은 직육면체 형상의 부재로서 구성되어 있고, 한 쌍의 주면 간에 구획 형성되는 측면은 네개의 면을 포함하고 있다. 마찬가지로, 광학 시트(60) 및 반사 시트(28)는, 전체적으로, 상대적으로 두께 방향의 변이 다른 변보다도 작은 직육면체 형상의 부재로서 구성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 도광판(30)은, 액정 패널(15)측의 한쪽의 주면에 의해 구성된 상술한 출광면(31)과, 출광면(31)에 대향하는 다른 한쪽의 주면으로 이루어지는 이면(32)과, 출광면(31) 및 이면(32) 사이를 연장되는 측면을 갖고, 측면 중 제1 방향 d1에 대향하는 2개의 면 중 한쪽의 측면이, 입광면(33)을 이루고 있다. 그리고 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 입광면(33)에 대면하여 광원(24)이 마련되어 있다. 입광면(33)으로부터 도광판(30) 내에 입사한 광은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 방향(도광 방향) d1을 따라 입광면(33)에 대향하는 반대면(34)을 향해서, 대략 제1 방향(도광 방향) d1을 따라 도광판(30) 내를 도광되게 된다. 여기서, 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)는, 제1 방향 d1이 수평 방향 즉 좌우 방향을 따르도록 배치되는 것을 상정한 것이고, 이 경우, 광원(24)으로부터의 광은 좌우 방향으로 도광되게 된다. 그러나, 이러한 배치는 특별히 한정되는 것은 아니고, 표시 장치는 다른 양태로 배치되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 면 광원 장치(20)가 에지 라이트형이지만, 면 광원 장치(20)는, 직하형이나 이면 조사형 등의 다른 형식이어도 된다.
도광판(30)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 본 실시 형태에서는, 도광판(30)의 이면(32)이 요철면으로서 형성되어 있다. 구체적인 구성으로서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이면(32)이, 경사면(37)과, 도광판(30)의 법선 방향으로 연장되는 단차면(38)과, 도광판(30)의 판면 방향으로 연장되는 접속면(39)을 갖고 있다. 도광판(30) 내에서의 도광은, 도광판(30)의 한 쌍의 주면(31, 32)에서의 전반사 작용에 의해 이루어진다. 한편, 경사면(37)은, 입광면(33)측으로부터 반대면(34)측을 향함에 따라서 출광면(31)에 접근하도록, 도광판(30)의 판면에 대하여 경사져 있다. 따라서, 경사면(37)에서 반사한 광에 대해서는, 한 쌍의 주면(31, 32)에 입사할 때의 입사 각도는 작아진다. 그리고 경사면(37)에서 반사함으로써, 한 쌍의 주면(31, 32)으로의 입사 각도가 전반사 임계 각도 미만이 되면, 도 2의 L1에 도시하는 바와 같이, 광은 도광판(30)으로부터 출사하게 된다. 즉, 경사면(37)은, 도광판(30)으로부터 광을 취출하기 위한 요소로서 기능한다. 또한, 도광판(30)은, 본 실시 형태에 있어서의 양태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 도트 패턴 방식 등의 다른 양태여도 된다.
또한 광원(24)은, 예를 들어 선상의 냉음극관 등의 형광등이나, 점상의 LED(발광 다이오드)나 백열 전구 등의 다양한 양태로 구성될 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 광원(24)은, 입광면(33)의 긴 쪽 방향을 따라서 나열하여 배치된 다수의 점상 발광체(25), 구체적으로는, 다수의 발광 다이오드(LED)에 의해, 구성되어 있다.
또한 반사 시트(28)는, 도광판(30)의 이면(32)에 대면하도록 하여 배치되는 부재이며, 도광판(30)의 이면(32)으로부터 누출된 광을 반사하여, 다시 도광판(30) 내에 입사시키기 위한 부재이다. 반사 시트(28)는, 백색의 산란 반사 시트, 금속 등의 높은 반사율을 갖는 재료로 이루어지는 시트, 높은 반사율을 갖는 재료로 이루어지는 박막(예를 들어 금속 박막이나 유전체 다층막)을 표면층으로서 포함한 시트 등으로부터, 구성될 수 있다. 반사 시트(28)에서의 반사는, 정반사(경면 반사)여도 되고, 확산 반사여도 된다. 반사 시트(28)에서의 반사가 확산 반사인 경우에는, 당해 확산 반사는, 등방성 확산 반사여도 되고, 이방성 확산 반사여도 된다.
또한 광학 시트(60)는, 투과광의 진행 방향을 변화시키는 기능을 가진 부재이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 예에 관한 광학 시트(60)는, 판 형상으로 형성된 본체부(65)와, 본체부(65)의 입광 측면(67) 상에 형성된 복수의 단위 프리즘(단위 형상 요소, 단위 광학 요소, 단위 렌즈)(70)을 갖고 있다. 본체부(65)는, 한 쌍의 평행한 주면을 갖는 평판 형상의 부재로서 구성되어 있다. 도시의 예에 있어서는, 단위 프리즘(70)이 본체부(65)의 입광 측면(67) 상에 나열하여 배치되어 있고, 각 단위 프리즘(70)은 기둥 형상으로 형성되고, 그 배열 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 하나의 광학 시트(60)가 도광판(30) 상에 마련되지만, 도광판(30) 상에는, 복수의 광학 시트가 마련되어도 된다. 이 경우, 각 광학 시트의 프리즘의 홈 방향은, 서로 달라도 된다.
이상과 같은 면 광원 장치(20)는, 광학 시트(60)를 구비함으로써, 도광판(30)으로부터의 광을 원하는 진행 방향이나 편광 상태로 변환하여 액정 패널(15)에 입사시키도록 되어 있다. 그리고 액정 패널(15)에 입사한 광은, 상술한 바와 같이, 전압 인가에 따라서 액정층(12)에 있어서 투과 또는 차단을 화소의 형성 영역마다 제어하고, 이에 의해, 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 상이 표시되게 된다.
(광학 구조체)
다음으로 도 2 내지 도 4를 참조하면서 광학 구조체(100)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 광학 구조체(100)는, 출광면(101A)과 출광면(101A)에 대향하여 배치된 이면(101B)을 갖는 시트 형상 또는 필름 형상의 기재(101)와, 기재(101)의 이면(101B) 상에 마련되고, 기재(101)를 따라 연장되는 시트 형상 또는 필름 형상의 고굴절률층(102)과, 고굴절률층(102)의 기재(101)측과는 반대측의 면 상에 마련되어서 기재(101)를 따라 연장하고, 또한 굴절률이 고굴절률층(102)보다도 낮은 시트 형상 또는 필름 형상의 저굴절률층(103)과, 고굴절률층(102)의 저굴절률층(103)측과는 반대인 측에 배치되고, 본 예에서는 기재(101)의 출광면(101A) 상에 마련된 시트 형상 또는 필름 형상의 반사 방지층(104)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 반사 방지층(104)은, 광의 출사측의 최표면을 형성하는 표면재에 대응하는 부재이다.
기재(101)는, 수지나 유리 등으로 이루어지는 광투과성을 갖는 투명 기재이고, 그 재질로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 유리, 트리아세틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 광학 구조체(100)는, 저굴절률층(103)이 표시 장치(10)의 표시면(15A)측을 향하도록 배치되고, 도시의 예에서는, 저굴절률층(103)이 표시 장치(10), 즉 표시면(15A)에 직접적으로 접하고 있다. 또한 반사 방지층(104)은, 표시 장치(10)의 표시면(15A)측과는 반대의 측에 있어서의 최표면을 형성하도록 되어 있고, 광학 구조체(100)로 입사하는 외광의 표면 반사를 억제하기 위하여 마련되어 있다. 이에 의해, 외광의 표면 반사에 의해 표시 장치(10)에 표시되는 상의 시인성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
반사 방지층(104)의 굴절률은 1.40 이하이고, 보다 상세하게는 1.35가 되고 있다. 반사 방지층과 같은 표면재의 일반적인 굴절률은, 1.45보다도 크고 1.50 이하 정도이고, 이러한 굴절률의 부재이면, 비교적 저렴하게 입수할 수 있기 때문에 비용을 억제할 수 있다. 그러나, 1.45보다도 크고 1.50 이하 정도의 굴절률을 갖는 표면재를 사용한 경우, 표시 장치측에서 출사하려고 하는 광이 공기와의 계면에서 전반사하기 시작하는 임계각이 비교적 작아지기 때문에, 광의 취출량이 적어진다. 그 결과, 표시 장치 상의 상을 관찰한 때, 상의 휘도가 저하되고, 특히 고각측의 휘도가 현저하게 저하되는 경우가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는 반사 방지층(104)의 굴절률을 1.40 이하로 설정함으로써, 광이 반사 방지층(104)과 공기의 계면에서 전반사하기 시작하는 임계각을 크게 하여, 일반적인 표면재의 경우보다도 광의 취출량을 증가시킨다. 이에 의해, 시야각 내의 휘도가 바람직하지 않게 저하되는 것을 억제하고 있다.
본건 발명자는 예의 연구에 의해, 외광의 표면 반사의 방지와, 표시 장치로부터의 충분한 광의 취출을 양립하기 위해서는, 표면재로서의 반사 방지층(104)의 굴절률이 1.28 이상 1.40 이하인 것이 바람직하고, 1.30 이상 1.36 이하인 것이 특히 바람직한 것을 실험 및 시뮬레이션으로부터 알아내었다. 또한, 본 실시 형태에서는, 표면재로서의 반사 방지층(104)이 외광의 표면 반사를 억제하는 기능을 갖지만, 표면재는 이러한 기능을 갖고 있지 않아도 된다. 또한, 광학 구조체(100)에서는 이하에 설명하는 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)이 광에 대하여 미치는 광학적 작용에 의해 시야각 내의 색 변화의 억제 효과가 얻어지지만, 이러한 효과는 반사 방지층(104)이 마련되어 있지 않아도 얻어진다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 고굴절률층(102)이, 기재(101)측과는 반대측의 면에 복수의 렌즈부(110)를 갖고, 렌즈부(110)는, 고굴절률층(102)의 법선 방향을 따라서 저굴절률층(103)측으로 볼록해지도록 형성되어 있다. 즉, 고굴절률층(102)은, 기재(101)측을 향하는 표면 및 당해 표면에 대향하여 배치되어 저굴절률층(103)측을 향하는 이면을 갖는 필름 형상의 층 본체(102A)와, 층 본체(102A)의 이면 상에 나열하여 배치된 복수의 렌즈부(110)를 일체로 갖고 있다. 이에 비해, 저굴절률층(103)은, 렌즈부(110)를 덮고 또한 복수의 렌즈부(110) 사이까지 충전되도록, 고굴절률층(102)에 적층되어 있다. 이에 의해 본 실시 형태에서는, 고굴절률층(102)과 저굴절률층(103)의 계면이 요철 형상(120)을 이루게 된다.
요철 형상(120)은, 하나의 오목부(121)와 볼록부(122)로 1주기의 형상을 이루고, 이 1주기의 형상을 반복하여 형성함으로써 구성되어 있다. 또한, 오목부(121)의 저부와 볼록부(122)의 정상부의 중점을 통하는 면 방향으로 연장되는 기준선 SL에 대하여 고굴절률층(102)측으로 오목해진 부분이 오목부(121)에 대응하고, 기준선 SL에 대하여 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 부분이 볼록부(122)에 대응하고 있다. 오목부(121) 및 볼록부(122)는 각각, 제1 방향 d1에 배열되어, 제1 방향 d1과 비평행, 예를 들어 직교하는 방향으로 선상으로 연장하고, 본 예의 오목부(121) 및 볼록부(122) 각각은, 제1 방향 d1과 직교하는 방향으로 선상으로 연장되어 있다.
여기서, 본 실시 형태의 오목부(121)와 볼록부(122) 각각은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부(121A, 122A)를 갖고, 상세하게는, 오목부(121)의 저부가 평탄부(121A)로 되어 있고, 볼록부(122)의 정상부가 평탄부(122A)로 되어 있다. 또한 오목부(121)의 평탄부(121A)와 볼록부(122)의 평탄부(122A) 사이에 연장되는 요철 형상(120)의 측면(120S)은, 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 곡면으로 되어 있다. 측면(120S)은, 이것이 접속하는 평탄부(121A)의 단부점으로부터 법선 방향을 따라서 연장시킨 직선을 면 방향으로 초과하지 않도록 형성되어 있다. 이에 의해, 측면(120S)을 이루는 렌즈부(110)를 갖는 고굴절률층(102)을 형 빼기하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시 형태에서는 측면(120S)이 곡면으로 되어 있지만, 측면(120S)은, 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 꺾임면(다각 형상)으로 되어 있어도 된다. 또한, 곡면으로서 형성되는 측면(120S)은, 정원의 원호를 따라 형성되는 것이어도 되고, 타원의 원호를 따라 형성되는 것이어도 된다. 이상과 같은 요철 형상(120)은, 표시면(15A)으로부터 출사되는 상을 표시하기 위한 광에 대하여 전반사나 굴절 및 투과 등의 광학적 작용을 미침으로써, 표시면(15A) 상에 표시되는 상의 표시 품질을 향상시키기 위하여 마련되어 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는 측면(120S)이 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 곡면임으로써, 서로 인접하는 2개의 측면(120S)이, 오목부(121)가 움푹 패인 방향 또는 볼록부(122)가 돌출되는 방향을 향하여 끝이 가는 형상을 형성하고 있다. 바꾸어 말하면, 오목부(121)의 평탄부(121A)를 사이에 두고 인접하는 측면(120S)은, 저굴절률층(103)측으로부터 고굴절률층(102)측을 향하여 끝이 가는 형상을 형성하고, 볼록부(122)의 평탄부(122A)를 사이에 두고 인접하는 측면(120S)은, 고굴절률층(102)측으로부터 저굴절률층(103)측을 향하여 끝이 가는 형상을 형성하고 있다. 이러한 형상인 경우, 표시면(15A) 상에 표시되는 상의 표시 품질을 향상시키기 위한 광학적 작용이 발생하지만, 본 실시 형태와 같이 측면(120S)이 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 곡면 또는 다각 형상이면, 시야각 내의 색 변화가 특히 효과적으로 억제될 수 있게 된다.
또한 본 실시 형태에 있어서는, 고굴절률층(102)의 굴절률과 저굴절률층(103)의 굴절률의 차가, 0.05 이상 0.25 이하의 범위로 되도록, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)이 선택되고 있다. 또한 고굴절률층(102)은, 표시 장치(10)의 정면측을 향할 수 있게 배치되고, 저굴절률층(103)은, 액정 패널(15)의 표시면(15A)측을 향할 수 있게 배치된다. 그리고 도시의 예에 있어서는, 저굴절률층(103)이 점착층으로 되어 있고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 광학 구조체(100)는 저굴절률층(103)에 의해 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 접합되어 있다. 이들 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)도 광투과성을 갖는 부재이고, 그 재질은 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 4는, 요철 형상(120)을 도시하는 확대도이다. 이하에서는, 도 4를 참조하면서 요철 형상(120)에 대하여 보다 자세하게 설명한다. 도 4에 있어서, 부호 θ1은, 요철 형상(120)의 측면(120S)이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선 방향과 이루는 최소 각도를 나타내고, 부호 θ2는, 요철 형상(120)의 측면(120S)이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선 방향과 이루는 최대 각도를 나타내고 있다. 상세하게는, 최소 각도 θ1은, 측면(120S)의 오목부(121)측의 단부점을 통하는 접선이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 계면 법선 방향과 이루는 각도이고, 최대 각도 θ2는, 측면(120S)의 볼록부(122)측의 단부점을 통하는 접선이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 계면 법선 방향과 이루는 각도이다. 또한, 측면(120S)가 꺾임면인 경우, 최소 각도 θ1은, 측면(120S)에 있어서의 오목부(121)측의 단부점을 포함하는 요소면을 통과하는 직선이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 계면 법선 방향과 이루는 각도가 되고, 최대 각도 θ2는, 측면(120S)에 있어서의 볼록부(122)측의 단부점을 포함하는 요소면을 통과하는 직선이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 계면 법선 방향과 이루는 각도로 된다. 또한 부호 θ0은, 요철 형상의 측면(120S)의 양단부점을 연결한 직선과, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선 방향에 의해 규정되는 측면(120S)의 「평균 경사면 각도」를 나타내고 있다. 또한 부호 P는, 요철 형상(120)에 있어서의 하나의 오목부(121)와 볼록부(122)의 1주기의 간격인 피치를 나타내고 있다. 또한 부호 H는, 오목부(121)로부터 볼록부(122)까지의 법선 방향을 따른 요철 형상(120)의 높이를 나타내고, 부호 L은, 측면(120S)의 양단부점 간의 면 방향에 있어서의 거리를 나타내고 있다.
최대 각도 θ2와 최소 각도 θ1의 차에 의해, 「경사면 각도 범위 α」가 규정되고, 이 경사면 각도 범위 α가 클수록, 측면(120S)은, 곡률이 크게 된다. 본건 발명자는, 예의 연구의 결과, 이 경사면 각도 범위 α가 3도 이상 60도 이하로 되는 것이 바람직한 것을 알아내었다. 또한 본건 발명자는, 상술한 「평균 경사면 각도 θ0」이 9도 이상 18도 이하로 되는 것이 바람직한 것도 알아내었다. 또한 본건 발명자는, 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기분의 길이에 대한 평탄부(121A, 122A)의 합계의 길이의 비율 β, 즉 도 4를 참조하여, β=(a+b)/P가, 0.60 이상 0.90 이하로 되는 것이 특히 바람직한 것도 알아내었다. 또한, 상기 a는, 볼록부(122)의 평탄부(122A)의 폭(길이)이고, 상기 b는, 오목부(121)의 평탄부(121A)의 폭(길이)이다. 또한 본건 발명자는, 경사면 각도 범위 α은, 비율 β에 의해 특히 바람직한 범위가 변동하는 것도 알아내어 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이, 비율 β가 0.80인 경우에는, 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도 이하인 것이 특히 바람직한 것을 알아내어 있지만, 비율 β가 바뀌면, 이러한 특히 바람직한 경사면 각도 범위 α의 범위가 변화한다.
요철 형상(120)에 있어서는, 상술한 3종의 치수 조건을 동시에 충족하도록 형성됨으로써, 표시 장치(10)의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내에 있어서의 색 변화를 극히 효과적으로 억제할 수 있게 된다. 그러나, 상술한 치수 조건의 일부만이 충족된 경우에도, 요철 형상(120)은, 시야각 내에 있어서의 색 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
이어서, 상술한 경사면 각도 범위 α, 평균 경사면 각도 θ0 및 비율 β의 특히 바람직한 범위를 구체적으로 유도한 예에 대하여 설명한다.
(요철 형상의 측면 경사면 각도 범위(곡률)와 색 변화의 관계)
먼저, 일례로서, 비율 β가 0.80일 때에 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도 이하로 되는 것이 특히 바람직한 범위가 되는 것에 대하여 설명한다. 도 5에는, 서로 곡률이 상이한 복수(3개)의 요철 형상(120)의 측면(120S)이 도시되고, 도면 중의 우측에 도시된 요철 형상(120)일수록, 측면(120S)의 경사면 각도 범위 α가 크게 되어 있고, 즉 곡률도 크게 되어 있다. 측면(120S)의 곡률이 상이한 경우에는, 도 6에 있어서의 광의 궤적 LT에 도시하는 바와 같이, 볼록부(122)의 평탄부(122A)로부터 진입하여 측면(120S)에서 전반사하는 광의 거동이 변화하게 된다. 여기서, 측면(120S)이 곡면인 경우에는 시야각 내의 색 변화를 특히 효과적으로 억제할 수 있지만, 도 6에 있어서, 도면 중의 좌측에 도시된 측면(120S)에서는, 경사면 각도 범위 α가 0도로 되어 있고, 곡률 반경이 무한대(Inf)로 되어 있다. 이 경사면 각도 범위 α가 0도로 되는 측면(120S)은, 「곡면」의 개념에 포함되는 것은 아니지만, 설명의 편의를 위하여 도시하고 있다. 단, 이러한 경사면 각도 범위 α가 0도로 되는 측면(120S)이어도, 시야각 내의 색 변화를 억제하기 위한 광학적 작용은 발생한다. 또한 도면 중의 중앙에 도시된 측면(120S)에서는, 경사면 각도 범위 α가 12도로 되어 있고, 곡률 반경은 55㎛로 되어 있다. 또한 도면 중의 우측에 도시된 측면(120S)에서는, 경사면 각도 범위 α가 22도로 되어 있고, 곡률 반경은 31㎛로 되어 있다. 또한 도 5 및 도 6에 있어서는, 상이한 요철 형상(120) 사이에서, 측면(120S)의 양단부점 간의 면 방향에 있어서의 거리 L이 일정한 값으로 고정되고, 또한 측면(120S)의 양단부점 간을 직선으로 연결한 거리인 경사면 길이도 일정한 값으로 고정되어 있다. 또한, 볼록부(122)의 평탄부(122A)의 폭 a도 일정한 값으로 고정되어 있다.
그리고 도 7a 및 도 7b에는, 도 6에 도시된 3개의 요철 형상(120)(α=0도, 12도, 22도)에 대응하는 광학 구조체(100)에 관한 시야각 내의 색 변화를 평가한 그래프가 나타나 있다. 상세하게는, 도 7a 및 도 7b는, 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기분의 길이에 대한 평탄부(121A, 122A)의 합계 길이의 비율 β가, 0.80인 경우의, 상술한 각 요철 형상(120)에 대응하는 광학 구조체(100)로부터의 출사광의 색 변화를 평가하는 그래프이다. 이 중, 도 7a는, 횡축이 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 색 변화 Δu'v'을 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화가 나타나고 있다. 또한, 횡축에 나타나는 각도가 0도(deg)인 경우에는, 법선 방향을 따라서 시인된 것을 의미하고, 예를 들어 30도는, 법선 방향에 대하여 30도 경사진 방향을 따라 시인된 것을 의미한다. 또한 색 변화 Δu'v'은 색의 차를 나타내고, 균등색 공간에 있어서의 u'과 v'로 규정되는 색으로부터 계산된다. 어떤 시야각 중의 각도 θ에 있어서의 Δu'v'의 값은, 다음 식 (1)로 표시된다.
Figure pct00001
식 (1)에 있어서의 균등색 공간의 색 좌표인 u'과 v'은, 각각 다음 식 (2-1), (2-2)로 표시된다.
Figure pct00002
여기서, 상기의 각 식에 있어서, x와 y는, CIE1931 색 공간(CIExyY 색 공간)에서 규정되는 색 좌표이다.
또한 도 7b는, 횡축이 경사면 각도 범위 α의 값을 나타내고, 종축이 색 변화 스코어를 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 색 변화 스코어가 나타나 있다. 여기서, 색 변화 스코어는, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 색 변화가 시야각 0 내지 60도의 전 범위에 있어서 대폭으로 또한 효과적으로 억제되고 있는 것을 나타내는 지표이다. 색 변화 스코어는, 이하의 식 (3)으로 산출된다. 식 (3)에 있어서의, θ는, 시야각 내의 각도를 나타내고, Film은, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있는 경우를 의미하고, NonFilm은, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있지 않은 경우를 의미한다. 또한, 색 변화 스코어는, 색 변화의 정도를 평가하기 위하여 본건 발명자에 의해 독자적으로 제작된 지표이다. 이 색 변화 스코어는, 색 변화 Δu'v'을 특정 가능하면, 본 실시 형태에 관한 광학 구조체(100)와 마찬가지의 부재의 색 변화의 평가에 있어서 사용할 수 있다.
Figure pct00003
또한, 도 7a, b에 나타내는 색 변화의 평가, 후술하는 도 8a, b에 나타내는 휘도의 평가 및 도 9a, b에 나타내는 콘트라스트의 평가에 있어서는, 광학 구조체(100)를 마련하는 표시 장치의 본체로서, 소니사제의 멀티 도메인형 VA형 액정 표시 장치를 사용하였다. 그리고, 이 표시 장치의 본체에 있어서 광학 구조체(100)없이, 패턴 제네레이터에 의해 블루의 화상을 표시한 때의 색 변화 등과, 이 표시 장치의 본체에 광학 구조체(100)를 마련하여 상기와 마찬가지의 화상을 표시한 때의 색 변화 등을, 탑콘사제의 「분광 방사계 SR-2」를 사용하여 평가하였다. 또한, 후술하는 도 11a 내지 도 13b에 나타내는 평가 및 도 13a 내지 도 16b에 나타내는 평가도, 상술과 마찬가지의 조건에서 행하였다.
상술한 바와 같이 제작된 도 7a의 그래프를 보면, 경사면 각도 범위 α가 0도, 12도, 22도로 되는 측면(120S)을 갖는 요철 형상(120)이 형성된 광학 구조체(100)를 표시 장치(10)에 마련한 경우에는, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있지 않은 경우에 비교하여, 시야각 내의 색 변화가 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 한편으로, 이 중, 경사면 각도 범위 α가 0도인 경우에는, 시야각 내의 30 내지 45도의 범위에서 색 변화의 그래프가 시야각 내에 있어서 원활하게 천이하고 있다고는 할 수 없는 상태로 되어 있다. 이러한 경향으로부터, 경사면 각도 범위 α가 너무 작은 경우에는, 확산 효과가 약하여 색 변화의 억제 효과가 작아질 수 있다고 하는 지견을 본건 발명자는 발견하였다. 또한 도 6에 있어서, 경사면 각도 범위 α가 0도로 되어 있는 측면(120S)에서는, 전반사한 광이 일정한 각도의 방향으로 출사되고 있다. 경사면 각도 범위 α가 너무 작은 경우에는, 이렇게 광이 확산하는 각도가 작아지는 현상에 의해, 확산 효과가 약하고 색 변화의 억제 효과가 작아지는 경향이 되는 것으로 생각된다.
또한 경사면 각도 범위 α가 22도인 경우에는, 다른 것보다도, 시야각 내의 30 내지 45도의 범위에서 색 변화의 억제 효과가 약해지고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 경향으로부터, 경사면 각도 범위 α가 너무 큰 경우에는, 확산 효과가 약하여 색 변화의 억제 효과가 작아질 수 있다고 하는 지견을 본건 발명자는 발견하였다. 도 6에 있어서, 경사면 각도 범위 α가 22도로 되어 있는 측면(120S)에서는, 임계각 이상의 각도로 광이 측면(120S)에 맞고 있고, 굴절하여 광이 누락되어 있다. 이러한 현상에 의해, 경사면 각도 범위 α가 너무 큰 경우에는, 확산 효과가 약하여 색 변화의 억제 효과가 작아지는 경향이 되는 것으로 생각된다.
한편으로, 도 7b에 있어서의 색 변화 스코어는, 상술한 식 (3)에 의해 산출됨으로써, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 색 변화가 대폭으로 또한 시야각 내에 있어서 원활하게 색 변화가 억제되고 있는 것을 나타내는 지표로 되고 있다. 여기서, 도 7b를 보면, 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도 이하의 범위에서, 색 변화 스코어가 현저하게 억제되고 있는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 경사면 각도 범위 α가 7도 이상 20도 이하의 범위도 색 변화 스코어가 그 외측의 범위에 대하여 하강하는 경향이 있기 때문에, 색 변화의 억제의 점에서 바람직한 범위라고 할 수 있지만, 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도 이하의 범위에서는, 색 변화 스코어의 값이 상대적으로 특히 작아지고 있기 때문에, 특히 바람직한 범위라고 할 수 있다. 이 점 및 상술한 색 변화의 변화에 관한 각 지견에 착안하면, 측면(120S)의 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도 이하인 범위에서는, 시야각 내의 색 변화의 변동이 현저하게 억제되고 있다고 평가할 수 있다. 또한, 도 7b에 있어서는, 도 7a에서 예시한 경사면 각도 범위 α와는 상이한 각도의 광학 구조체(100)에 있어서의 색 변화 스코어도 나타나 있다.
이상에 의해, 본건 발명자는, 일례로서, 요철 형상(120)의 1주기에 대한 평탄부(121A, 122A)의 비율 β가 0.80인 경우에 있어서는 경사면 각도 범위 α의 바람직한 범위가, 7도 이상 20도 이하, 특히 바람직한 범위가 9도 이상 16도 이하로 되는 것을 발견하였다. 그리고 실제상, 이 범위이면, 이 범위로부터 벗어나는 경우에 비교하여, 시야각 내의 색 변화의 변동을 효과적으로 억제할 수 있었던 것을 확인하고 있다. 또한, 도 7b의 그래프에 있어서는, 경사면 각도 범위 α가 9도인 위치를 상회하면 색 스코어가 급준하게 하강하고, 경사면 각도 범위 α가 16도인 위치를 하회하면 색 변화 스코어가 급준하게 하강해서 16도의 위치라고 색 변화 스코어의 값이, 그것보다도 큰 경우에 비하여 상대적으로 충분히 작아지고 있고, 각 위치에 있어서 임계성을 발견할 수 있다. 상술한 경사면 각도 범위 α의 바람직한 범위에 있어서는, 이러한 색 변화 스코어가 급준하게 하강하고 있다고 평가할 수 있는 점이 하한값 및 상한값으로서 규정되고 있다. 또한 경사면 각도 범위 α는, 9도 이상 16도 이하인 것이 바람직하지만, 10도 이상 15도 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본건 발명자는, 비율 β의 값을 0.80보다 플러스측으로 변화시키면, 도 7b에 나타낸 바와 같은 색 변화 스코어가 급준하게 하강하는 범위는, 도 7b에 있어서, 경사면 각도 범위 α의 플러스 방향으로 변위하면서 횡축으로 넓어지는 경향이 있고, 비율 β를 0.80에 대하여 마이너스측으로 변화시키면, 도 7b에 나타낸 바와 같은 색 변화 스코어가 급준하게 하강하는 경사면 각도 범위 α의 범위는, 도 7b에 있어서, 마이너스 방향으로 변위하는 경향이 있는 것을 알아내어 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 비율 β가 0.80인 경우에는, 경사면 각도 범위 α의 특히 바람직한 범위가 9도 이상 16도 이하로 되지만, 비율 β가 바뀌면, 이러한 바람직한 범위는, 변화하게 된다.
또한 도 8a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 파장 450nm에 있어서의 방사 휘도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 방사 휘도를 나타내고 있다. 도 8b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 경사면 각도 범위 α의 값을 나타내고, 종축이 방사 휘도 저하율(도면 중에서는, 「휘도 저하율」이라고 표기)을 나타내고 있다. 방사 휘도 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 방사 휘도의 저하 정도가 작은 것을 나타내는 지표이다.
또한 도 9a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 콘트라스트를 나타내고 있다. 도 9b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 경사면 각도 범위 α의 값을 나타내고, 종축이 콘트라스트 저하율을 나타내고 있다. 콘트라스트 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 콘트라스트의 저하의 정도가 작은 것을 나타내는 지표이다.
상술한 경사면 각도 범위α가 9도 이상 16도 이하인 범위에서는, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 휘도 및 콘트라스트의 저하가 과잉이지 않다고 평가할 수 있다. 따라서, 이 범위인 경우에는, 표시 장치(10)의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화를 효과적으로 억제할 수 있다. 이 점으로부터도, 경사면 각도 범위 α는, 9도 이상 16도 이하인 것이 바람직하다고 할 수 있다. 또한, 이러한 수치 범위는 특히 바람직한 범위의 예에 지나지 않고, 본 발명은 여기에서 예시한 수치 범위와 상이한 경우라도 유용한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
(요철 형상의 측면 평균 경사면 각도와 색 변화의 관계)
다음으로 요철 형상(120)의 측면(120S)의 평균 경사면 각도 θ0이 9도 이상 18도 이하인 것을 바람직하다고 한 이유에 대하여 설명한다. 도 10에는, 서로 평균 경사면 각도 θ0이 상이한 복수(세개)의 요철 형상(120)의 측면(120S)이 도시되고, 도면 중의 우측으로 기울수록, 평균 경사면 각도 θ0이 큰 것을 의미한다. 또한, 도 10에 도시되는 각 측면(120S)은, 서로 동일한 곡률을 설정하고 있다(즉 α는 일정). 그리고 도 11a 및 도 11b에는, 평균 경사면 각도 θ0=6.0도, 8.5도, 11도, 15.0도, 17.5도, 20도로 되는 요철 형상(120)에 대응하는 광학 구조체(100)에 관한 시야각 내의 색 변화를 평가한 그래프가 나타나 있다. 보다 상세하게는, 도 11a 및 도 11b는, 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기분의 길이에 대한 평탄부(121A, 122A)의 합계 길이의 비율 β가, 0.80인 경우의, 상술한 각 요철 형상(120)에 대응하는 광학 구조체(100)의 색 변화를 평가하는 그래프이다.
도 11a는, 횡축이 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 색 변화 Δu'v'을 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화가 나타나 있다. 또한, 각 조건의 광학 구조체(100)에서는, 측면(120S)의 곡률이 서로 동일하게 설정되어 있다. 또한 도 11b는, 횡축이 평균 경사면 각도 θ0의 값을 나타내고, 종축이 색 변화 스코어를 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 색 변화 스코어가 나타나 있다. 색 변화 스코어는, 상술한 식 (3)에 의해 산출된다.
상술한 바와 같이 작성된 도 11a를 보면, 평균 경사면 각도 θ0이 11도, 15도, 17.5도, 20도로 되는 측면(120S)을 갖는 요철 형상(120)이 형성된 광학 구조체(100)를 표시 장치(10)에 마련한 경우에는, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있지 않은 경우에 비교하여, 시야각 내의 색 변화가 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 한편으로, 평균 경사면 각도 θ0이 6도 및 8.5도로 되는 측면(120S)을 갖는 요철 형상(120)이 형성된 광학 구조체(100)를 표시 장치(10)에 마련한 경우에는, 시야각 내의 15 내지 25도의 범위에서 색 변화가, 광학 구조체(100)가 마련되어 있지 않은 경우보다도 커지고 있고, 이것들은 바람직하지 않은 것을 알 수 있다. 이러한 경향으로부터, 평균 경사면 각도 θ0이 너무 작은 경우에는, 측면(120S)에서 전반사하는 광의 양이 줄어듦으로써, 확산 효과가 약하여 색 변화의 억제 효과가 작아질 수 있다고 하는 지견을 본건 발명자는 발견하였다.
한편으로, 도 11b를 보면, 평균 경사면 각도 θ0이 9도 이상 18도 이하의 범위에서, 색 변화 스코어가 적합하게 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 이 점 및 상술한 색 변화의 변화에 관한 지견에 착안하면, 측면(120S)의 평균 경사면 각도 θ0이 9도 이상 18도 이하인 범위에서는, 시야각 내의 색 변화의 변동이 적합하게 억제되고 있다고 평가할 수 있다.
이상에 의해, 본건 발명자는, 평균 경사면 각도 θ0의 바람직한 범위를 9도 이상 18도 이하로 규정하고 있다. 그리고 실제상, 이 범위이면, 이 범위로부터 벗어나는 경우에 비교하여, 시야각 내의 색 변화의 변동을 효과적으로 억제할 수 있었던 것을 확인하고 있다. 또한, 평균 경사면 각도 θ0은, 9도 이상 18도 이하인 것이 바람직하지만, 10도 이상 17.5도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 보다 바람직하게는, 평균 경사면 각도 θ0은, 11도 이상 15도 이하이다. 또한, 도 11b에 나타내는 색 변화의 그래프는, 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기분의 길이에 대한 평탄부(121A, 122A)의 합계 길이의 비율 β의 값에 따라 변화하지만, 비율 β의 값에 구애되지 않고, 평균 경사면 각도 θ0이 9도 이상 18도 이하인 경우에는, 양호한 색 변화의 억제 효과를 얻을 수 있는 것을, 본건 발명자는 발견하고 있다.
또한 도 12a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 파장 450nm에 있어서의 방사 휘도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 방사 휘도를 나타내고 있다. 도 12b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 평균 경사면 각도 θ0의 값을 나타내고, 종축이 방사 휘도 저하율(도면 중에서는, 「휘도 저하율」이라고 표기)을 나타내고 있다. 방사 휘도 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 방사 휘도의 저하의 정도가 작은 것을 나타내는 지표이다.
또한 도 13a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 콘트라스트를 나타내고 있다. 도 13b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 평균 경사면 각도 θ0의 값을 나타내고, 종축이 콘트라스트 저하율을 나타내고 있다. 콘트라스트 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 콘트라스트의 저하의 정도가 작은 것을 나타내는 지표이다.
도 12a 내지 도 13b의 결과로부터, 평균 경사면 각도 θ0이 9도 이상 18도 이하에서는, 휘도 및 콘트라스트와, 색 변화가 트레이드오프의 관계로 되는 것이 알아내어졌다.
(요철 형상의 평탄부의 비율과 색 변화의 관계)
다음으로 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기분의 길이에 대한, 평탄부(121A와 122A)의 폭의 합계값의 비율 β가, 일례로서 경사면 각도 범위 α가 12도일 때에, 0.74 이상 0.83 이하인 것을 특히 바람직하다고 한 것에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 본건 발명자는, 예의의 연구 결과, 광학 구조체(100)에 있어서는, 비율 β가 0.60 이상 0.90 이하로 되는 범위가 특히 바람직한 것을 알아냈지만, 이하에 있어서는, 경사면 각도 범위 α가 12도일 때에, 비율 β가 0.74 이상 0.83 이하인 것이 특히 바람직한 범위로 되는 것을, 실험 내지 시뮬레이션으로부터 유도한 것을 일례로서 설명한다. 도 14a 및 도 14b에 나타낸 그래프는, 경사면 각도 범위 α가 12도인 경우의 그래프이고, 비율 β=0.90, 0.80, 0.75, 0.63으로 되는 요철 형상(120)에 대응하는 광학 구조체(100)에 관한 시야각 내의 색 변화를 평가한 그래프가 나타나 있다. 도 14a는, 횡축이 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 색 변화 Δｕ'ｖ'을 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 색 변화가 나타나 있다. 또한 도 14b는, 횡축이 비율 β의 값을 나타내고, 종축이 색 변화 스코어를 나타낸 그래프이고, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 색 변화 스코어가 나타나 있다. 색 변화 스코어는, 상술한 식 (3)에 의해 산출된다.
도 14a를 보면, 평탄부의 비율 β가 0.63, 0.75, 0.80, 0.90으로 되는 측면(120S)을 갖는 요철 형상(120)이 형성된 광학 구조체(100)를 표시 장치(10)에 마련한 경우에는, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있지 않은 경우에 비교하여 시야각 내의 색 변화가 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 비율 β가 0.90으로 되는 측면(120S)을 갖는 요철 형상(120)에서는, 광학 구조체(100)가 표시 장치(10)에 마련되어 있지 않은 경우에 비교하여, 색 변화의 정도가 작은 것을 알 수 있다. 이러한 경향으로부터, 비율 β가 너무 큰 경우에는, 측면(120S)에 의한 확산 효과가 약하여 색 변화의 억제 효과가 작아질 수 있다고 하는 지견을 본건 발명자는 얻었다.
한편으로, 도 14b를 보면, 평탄부의 비율 β가 0.63, 0.75, 0.80, 0.90으로 되는 경우에 있어서는, 시야각 내의 색 변화가 억제되고 있는 것을 알 수 있지만, 비율 β가 0.90으로 되는 경우에는, 색 변화 스코어가 비교적 높은, 즉 색 변화가 비교적 크다고 평가할 수 있다. 또한 비율 β가 0.63으로 되는 경우에는, 색 변화 스코어가 낮지만, 즉 색 변화가 작다고 평가할 수 있지만, 이것보다도 큰 값에 대한 연속성이 없고, 안정적인 색 변화의 억제 효과를 얻을 수 있다고는 하기 어려운 상태로 되고 있다. 또한, 도 14b에 있어서는, 도 14a에서 예시한 평탄부의 비율 β와는 상이한 비율 β의 광학 구조체(100)에 있어서의 색 변화 스코어도 나타나 있다. 이상의 점에 착안하여, 본건 발명자는, 경사면 각도 범위 α가 12도일 때에, 비율 β가 0.70 이상 0.86 이하인 범위에서는, 안정된 상태에서 시야각 내의 색 변화의 변동이 억제되고 있는 것으로 평가하였다. 또한, 이 평가에서는, 그래프를 고려하면, 비율 β가 0.74 이상 0.83 이하인 것이 특히 바람직한 것으로 생각된다.
또한 도 15a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 파장 450nm에 있어서의 방사 휘도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 방사 휘도를 나타내고 있다. 도 15b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 방사 휘도의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 비율 β의 값을 나타내고, 종축이 방사 휘도 저하율(도면 중에서는, 「휘도 저하율」이라고 표기)을 나타내고 있다. 방사 휘도 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 방사 휘도의 저하 정도가 적은 것을 나타내는 지표이다.
또한 도 16a는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 시야각 내의 콘트라스트를 나타내는 그래프이고, 횡축이 시야각 중의 각도를 나타내고, 종축이 콘트라스트를 나타내고 있다. 도 16b는, 표시 장치(10)의 본체(액정 패널(15)측)로부터 입사하여 상술한 여러 조건의 광학 구조체(100)로부터 출사되는 광의 콘트라스트의 저하의 정도를 나타내는 그래프이고, 횡축이 비율 β의 값을 나타내고, 종축이 콘트라스트 저하율을 나타내고 있다. 콘트라스트 저하율은, 그 값이 작을수록, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 콘트라스트의 저하의 정도가 작은 것을 나타내는 지표이다.
상술한 비율 β가 0.74 이상 0.83 이하인 범위에서는, 광학 구조체(100)가 없는 경우에 대하여 휘도 및 콘트라스트의 저하가 과잉이지 않다고 평가할 수 있다. 따라서, 이 범위인 경우에는, 표시 장치(10)의 정면에서 본 표시 품질을 손상시키는 일 없이, 시야각 내의 색 변화를 효과적으로 억제할 수 있다. 이 점으로부터도, 비율 β는 0.74 이상 0.83 이하인 것이 바람직하다고 할 수 있다.
또한, 이상에서 설명한 바와 같이, 경사면 각도 범위 α가 12도일 때에는, 비율 β가, 0.74 이상 0.83 이하로 되는 것이 특히 바람직한 범위로 된다. 한편으로, 상술한 「요철 형상의 측면의 경사면 각도 범위(곡률)와 색 변화의 관계」에서 설명한 바와 같이, 비율 β가 0.80일 때에는, 경사면 각도 범위 α가 9도 이상 16도로 되는 것이 특히 바람직한 범위로 된다. 그리고, 본건 발명자는, 이들의 결과를 예의 검토한 결과, 경사면 각도 범위 α의 바람직한 값은, 비율 β의 값에 따라서 변화하는 이하의 관계로부터 결정될 수 있는 것에 이르렀다.
경사면 각도 범위 α는, 바람직하게는 83.33β-59.67도 이상 또한 80β-44도 이하이고, 보다 바람직하게는 66.67β-37.33도 이상 또한 100β-71도 이하이다. 단, α는 0보다 크고, β는 1 미만이다. 또한, 상기의 식으로부터, β는 0.55 이상 1.00 미만인 것이 바람직하고, α는 0보다 크고 36도 미만인 것이 바람직하다고 할 수 있다.
이러한 조건에 따라 광학 구조체(100)를 제작하면, 표시 장치(10)의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 또한 효과적으로 억제할 수 있는 광학 구조체(100)를 얻을 수 있다.
또한 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 구성에 있어서는, 면 광원 장치(20)로부터의 광이 광학 구조체(100)의 이면에 입사한다. 이때, 면 광원 장치(20)로부터의 광의 방사 각도의 범위가 0도 이상 90도 이하여도, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위는, 면 광원 장치(20)로부터의 광의 방사 각도의 범위보다도 좁아진다. 이것은, 광이 광학 구조체(100)에 입사할 때에 굴절이 발생하기 때문이다. 여기서, 면 광원 장치(20)나 광학 구조체(100)의 굴절률에 따라 다르지만, 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 구성에 있어서는, 면 광원 장치(20)로부터의 광의 방사 각도의 범위가 0도 이상 90도 이하인 경우에, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위는, 대략 0도 이상 60도 이하로 될 수 있는 것이 상정된다. 구체적으로는, 고굴절률층(102)의 굴절률이 1.15 이상인 경우, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위는, 대략 0도 이상 60도 이하로 될 수 있다. 또한, 고굴절률층(102)의 굴절률이 1.29인 경우에는, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위를, 0도 이상 51도 이하로까지 억제할 수 있다. 또한, 보다 제조하기 쉬워지는 범위로서, 고굴절률층(102)의 굴절률이 1.6 이상인 경우, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위는, 대략 0도 이상 40도 이하로까지 억제할 수 있다.
여기서, 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위에 있어서의 최대의 각도의 광보다도 큰 각도의 광은, 요철 형상(120)의 측면(120S)에서 광학적 작용을 미칠 필요가 없다. 이 점을 생각하면, 상정되는 광학 구조체(100)의 내부에 있어서의 광선의 각도 범위의 최대의 각도를 고려하고, 경사면 각도 범위 α는, 0도보다 크고 60도 이하여도 되고, 고굴절률층(102)의 굴절률의 값에 따라서는, 0도보다 크고 40도 이하여도 된다. 또한, 경사면 각도 범위 α가 3도 이상인 경우에는, 색 변화의 억제 효과가 눈으로 보기에서도 인식할 수 있는 정도가 되는 것을 본건 발명자는 확인하고 있다. 이 점으로부터, 경사면 각도 범위 α는, 3도 이상 60도 이하인 것이 바람직하고, 고굴절률층(102)의 굴절률의 값에 따라서는, 3도 이상 40도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 고굴절률층이란, 그 굴절률이 저굴절률층보다도 높다는 의미에서 고굴절률층으로 칭해진다.
(표시 장치에 있어서의 광의 거동)
다음으로 본 실시 형태의 표시 장치(10)에 있어서의 광의 거동을 다시 도 2 등을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태의 표시 장치(10)에 있어서 상을 표시하는 경우에는, 먼저 광원(24)으로부터 광이 조사된다. 이에 의해 입광면(33)으로부터 도광판(30) 내에 입사한 광이, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 방향 d1을 따라 입광면(33)에 대향하는 반대면(34)을 향하여, 대략 제1 방향 d1을 따라 도광판(30) 내를 도광한다. 도광된 광은, 도광판(30)의 주면(31, 32) 사이에서 전반사를 반복하고, 주면(31)으로의 입사 각도가 전반사 임계 각도 미만이 되면, 도 2의 L1에 도시하는 바와 같이, 도광판(30)으로부터 광이 출사된다. 도광판(30)으로부터 출사된 광은, 광학 시트(60)를 통과할 때에 단위 프리즘(70)에 의해, 원하는 진행 방향이나 편광 상태로 변환되어서 액정 패널(15)에 입사한다. 이어서 액정 패널(15)에 입사한 광은, 전압 인가에 따라서 액정층(12)에 있어서 투과 또는 차단을 화소의 형성 영역마다 제어되고, 이에 의해 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 상이 표시되게 된다.
그리고 본 실시 형태에 있어서는, 액정 패널(15)의 표시면(15A)으로부터 출사된 광이, 광학 구조체(100)에 입사한다. 이때, 액정 패널(15)측으로부터 광학 구조체(100)에 입사하는 광은, 요철 형상(120)에 의해 투과 및 전반사에 의한 광학적 작용이 부여된다. 즉, 이때에, 요철 형상(120)에 있어서의 저굴절률층(103)측으로 볼록해지는 곡면 형상의 측면(120S)에 의해, 시야각의 고각측을 진행하는 광이 전반사되어서 저각측을 포함하는 방향으로 광범위하게 확산됨과 함께, 요철 형상(120)의 평탄부(121A, 122A)에 의해, 광학 구조체(100)에 수직 입사하는 광은 정면 방향으로 나아가고, 확산은 억제된다. 이에 의해, 시야각 내에 있어서의 색 변화가 억제됨과 함께, 정면에서 본 휘도나 콘트라스트의 저하는 억제되게 된다.
이에 의해, 본 실시 형태에 의하면, 표시 장치(10)의 정면에서 본 표시 품질을 양호하게 유지하면서, 시야각 내의 색 변화의 변동을 간이적으로 억제할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 예를 들어 요철 형상(120)의 측면(120S)이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선 방향과 이루는 최대 각도와 최소 각도의 차(경사면 각도 범위 α)를, 상술한 비율 β가 0.80인 경우에, 9도 이상 16도 이하로 함으로써, 시야각 내의 색 변화의 변동을 효과적으로 억제할 수 있고, 휘도와 콘트라스트의 과잉의 저하를 억제할 수 있다. 또한 요철 형상(120)의 측면(120S)의 양단부점을 연결한 직선과, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선 방향에 의해 규정되는 측면(120S)의 평균 경사면 각도 θ0을, 9도 이상 18도 이하로 함으로써, 시야각 내의 색 변화의 변동을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 이러한 수치 범위는 바람직한 범위의 예에 지나지 않고, 본 발명은 여기에서 예시한 수치 범위와 상이한 경우라도 유용한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 상술한 바와 같이 요철 형상(120)의 평탄부(121A, 122A)는, 광학 구조체(100)에 수직 입사하는 광을 정면 방향으로 투과시키는 기능을 갖는다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 출사되는 광의 확산이 억제되고, 정면에서 본 휘도나 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있다. 한편으로, 요철 형상(120)이 평탄부(121A, 122A)를 갖는 것은, 제조상의 장점이 크다. 구체적으로는, 요철 형상(120)의 측면(120S)의 형상을 고정한 조건에서, 평탄부(121A)의 길이와 평탄부(122A)의 길이의 비율을 어느 정도 임의로 변경한 경우에도, 광학 특성은 대부분 변경되지 않는다. 그 때문에, 설계 단계에 있어서, 요철 형상(120)의 오목부(121) 및 볼록부(122)의 1주기에 대한 평탄부(121A, 122A)의 비율 β를 원하는 값으로 고정하여, 평탄부(121A)의 길이와 평탄부(122A)의 길이의 비율은 어느 정도 임의로 변경함으로써, 원하는 광학 특성을 갖는 광학 구조체(100)를, 원하는 제조 프로세스로 제조하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, 오목부(121)의 평탄부(121A)의 비율을 크게 취하면, 저굴절률층(103)의 충전이 용이해진다. 볼록부(122)의 평탄부(122A)의 비율을 크게 취하면, 고굴절률층(102)의 형 빼기가 용이해짐과 함께, 고굴절률층(102)으로의 부형 시에 공기가 혼입되는 문제를 억제할 수 있다. 평탄부(121A)와 평탄부(122A)의 비율이, 예를 들어 7:4인 경우에는, 이러한 제조상의 장점이 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 평탄부(121A)와 평탄부(122A)의 비율은, 극단적인 비율로 하지 않으면, 광학 특성은 거의 변화하지 않는다. 예를 들어 경사면 각도 범위 α=12, 비율 β=0.80, 평균 경사면 각도 θ0=11일 때, 평탄부(121A):평탄부(122A)=7:3 내지 3:10 사이에서, 평탄부의 비율을 변화시켜도, 광학 특성은 거의 변화하지 않았다. 한편으로, 피치 P에 대한 볼록부(122)의 평탄부(122A)의 폭 a의 비율은, 0.19 이상 0.45 이하인 것이 바람직하다. 도 6으로부터 명백해진 바와 같이, 평탄부(122A)의 폭 a가 너무 작으면 측면(120S)에 입사하는 광이 감소하는 경향으로 된다. 본건 발명자는, 피치 P에 대한 폭 a의 비율이 0.19 이상 0.45 이하인 경우에 색 변화를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 실험 등을 통하여 확인하고 있다.
또한 형 빼기의 용이화를 고려하면, 비율 β는 클수록, 형 빼기가 용이해진다. 이러한 제조상의 장점을 고려한 경우에는, 비율 β는, 0.50 이상 1.00 미만인 것이 바람직하고, 색 변화의 억제 효과를 확보하기 쉽게 하는 것을 고려하면, 0.60 이상 0.90 미만인 것이 보다 바람직하다.
또한 본 실시 형태에서는, 표면재로서의 반사 방지층(104)의 굴절률이 1.40 이하임으로써, 표시 장치(10)측으로부터의 광이 반사 방지층(104)과 공기의 계면에서 전반사하기 시작하는 임계각이, 1.45 내지 1.50 정도의 굴절률을 갖는 일반적인 표면재를 사용한 때의 임계각보다도 커진다. 이에 의해, 일반적인 구성보다도 광의 취출량이 증가함으로써, 시야각 내의 휘도가 바람직하지 않게 저하되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어 도 8a에 도시하는 바와 같이, 광학 구조체(100)를 사용한 경우에는 정면에서 본 휘도는 다소 저하되지만, 본 실시 형태에서는 굴절률이 1.40 이하의 반사 방지층(104)이 정면에서 본 휘도 저하를 보상하도록 광의 취출량을 증가시키기 때문에, 시야각 전역에 있어서의 표시 품질이 양호해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태 및 그 변형예를 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이들 실시 형태 및 그 변형예에 대해서는 또한 변경을 가하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 면 광원 장치(20)가 에지 라이트형인 예가 나타났지만, 면 광원 장치(20)는, 직하형이어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 저굴절률층(103)이 점착층으로서 기능하여 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 접합되었지만, 도 17에 도시하는 바와 같이, 저굴절률층(103)은 접착층(105)을 통해 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 접합되어도 된다. 또한, 도 17에 있어서는, 상부 편광판(13)의 단면 구조가 상세하게 도시되어 있다. 도 17에 도시하는 상부 편광판(13)은, 트리아세틸셀룰로오스 등으로 형성되는 한 쌍의 지지체층(13A) 사이에 편광판 본체(13B)를 배치하여 구성되어 있다. 또한, 저굴절률층(103)은 점착층을 통해 액정 패널(15)의 표시면(15A)에 접합되어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 고굴절률층(102)과 반사 방지층(104) 사이에 기재(101)가 배치되지만, 도 18에 도시하는 바와 같이, 고굴절률층(102) 상에 직접적으로 반사 방지층(104)이 마련되어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)이 상부 편광판(13)보다도 광의 출사측에 배치되지만, 도 19에 도시하는 바와 같이, 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)은, 상부 편광판(13)과 액정층(12) 사이에 마련되어도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 측면(120S)이 정원의 원호를 이루는 곡면인 구성만을 도시했지만, 도 20에 도시하는 바와 같이, 측면(120S)은 타원의 원호에 따라 형성되어도 된다. 이 경우에는, 측면(120S)의 폭을 억제하면서, 측면(120S)이 고굴절률층(102) 및 저굴절률층(103)의 법선과 이루는 최대 각도 θ2와 최소 각도 θ1의 차에 의해 규정되는 「경사면 각도 범위 α」를 크게 할 수 있기 때문에, 광을 광범위하게 확산시키는 것이 가능한 측면(120S)을 콤팩트하게 형성할 수 있다는 이점이 얻어진다.
10: 표시 장치, 12: 액정층, 13: 상부 편광판, 14: 하부 편광판, 15: 액정 패널, 15A: 표시면, 15B: 이면, 20: 면 광원 장치, 21: 발광면, 24: 광원, 25: 점상 발광체, 28: 반사 시트, 30: 도광판, 60: 광학 시트, 100: 광학 구조체, 101: 기재, 101A: 출광면, 101B: 이면, 102: 고굴절률층, 103: 저굴절률층, 104: 반사 방지층, 110: 렌즈부, 120: 요철 형상, 120S: 측면, 121: 오목부, 121A: 평탄부, 122: 볼록부, 122A: 평탄부

Claims (11)

  1. 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며,
    고굴절률층과,
    상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고,
    상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고,
    상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부와의 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측에 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고,
    상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고,
    상기 요철 형상의 측면이 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향과 이루는 최대 각도와 최소 각도의 차가, 3도 이상 60도 이하로 되어 있는, 광학 구조체.
  2. 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며,
    고굴절률층과,
    상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고,
    상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고,
    상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고,
    상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고,
    상기 요철 형상의 오목부 및 볼록부의 1주기분의 길이에 대한 상기 평탄부의 합계 길이의 비율이, 0.50 이상 1.00 미만으로 되어 있는, 광학 구조체.
  3. 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며,
    고굴절률층과,
    상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고,
    상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고,
    상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 측면이, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있고,
    상기 저굴절률층이 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고,
    상기 요철 형상의 측면의 양단부점을 연결한 직선과, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향에 의해 규정되는 상기 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도가, 9도 이상 18도 이하로 되어 있는, 광학 구조체.
  4. 표시 장치의 표시면 상에 배치되는 광학 구조체이며,
    고굴절률층과,
    상기 고굴절률층에 적층되고, 또한 굴절률이 상기 고굴절률층보다도 낮은 저굴절률층과,
    상기 고굴절률층의 상기 저굴절률층 측과는 반대인 측에 배치되는 표면재를 구비하고,
    상기 고굴절률층과 상기 저굴절률층의 계면이 요철 형상을 이루고 있고,
    상기 요철 형상에 있어서의 오목부 및 볼록부의 각각이, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 면 방향을 따라서 연장되는 평탄부를 갖고,
    상기 오목부의 평탄부와 상기 볼록부의 평탄부 사이에 연장되는 상기 요철 형상의 서로 인접하는 2개의 측면이, 상기 오목부가 움푹 패인 방향 또는 상기 볼록부가 돌출되는 방향을 향하여 끝이 가는 형상을 형성하고 있고,
    상기 저굴절률층은 상기 표시 장치의 표시면 측을 향하도록 배치되고,
    상기 표면재는 상기 표시 장치의 표시면 측과는 반대인 측에 있어서의 최표면을 형성하고,
    상기 표면재의 굴절률은, 1.40 이하인, 광학 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 요철 형상의 측면은, 상기 저굴절률층 측으로 볼록해지는 곡면 또는 꺾임면으로 되어 있는, 광학 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 요철 형상의 측면이 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향과 이루는 최대 각도와 최소 각도의 차가, 3도 이상 60도 이하로 되어 있는, 광학 구조체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 요철 형상의 오목부 및 볼록부의 1주기분의 길이에 대한 상기 평탄부의 합계 길이의 비율이, 0.50 이상 1.00 미만으로 되어 있는, 광학 구조체.
  8. 제5항에 있어서, 상기 요철 형상의 측면 양단부점을 연결한 직선과, 상기 고굴절률층 및 상기 저굴절률층의 법선 방향에 의해 규정되는 상기 요철 형상의 측면의 평균 경사면 각도가, 9도 이상 18도 이하로 되어 있는, 광학 구조체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 구조체가 표시면에 배치된, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    상기 표시면과, 상기 표시면에 대향하여 배치된 이면을 갖는 액정 패널과,
    상기 액정 패널의 이면에 대면하여 배치된 면 광원 장치를 갖는, 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액정 패널은, 액정 분자에 대한 전압이 오프 또는 최솟값일 때에 상기 액정 분자가 상기 표시면의 법선 방향을 따라서 배향하여 상기 면 광원 장치로부터의 광이 차단되는 상태로 되고, 상기 액정 분자에 대한 전압을 서서히 증가시켜서 상기 액정 분자를 상기 표시면을 따르는 측에 점차 경사지게 함으로써, 상기 면 광원 장치로부터의 광의 투과율을 서서히 증가시키도록 구성된, VA형 액정 패널인, 표시 장치.
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