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JP2002350618A - Optical film and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Optical film and liquid crystal display device using the same

Info

Publication number
JP2002350618A
JP2002350618A JP2001157329A JP2001157329A JP2002350618A JP 2002350618 A JP2002350618 A JP 2002350618A JP 2001157329 A JP2001157329 A JP 2001157329A JP 2001157329 A JP2001157329 A JP 2001157329A JP 2002350618 A JP2002350618 A JP 2002350618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
light
optical film
refractive index
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001157329A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Honma
英明 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2001157329A priority Critical patent/JP2002350618A/en
Publication of JP2002350618A publication Critical patent/JP2002350618A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示画像と外部光源光の正反射との重なりをな
くし、バックライトやエッジライト等の特殊な照明光源
がない場合においても、明るくかつコントラストの高い
表示像を得ること。 【解決手段】フィルム内部に、屈折率の異なる複数の領
域2,3を有する光学フィルム1であって、各領域2,3が、
表面上は一方向に細長い形状を有して、ストライプ状に
配置されており、かつフィルムの厚さ方向に対しては傾
斜して層状に分布する構造としており、フィルムに入射
した光を、傾斜方向にほぼ沿った方向から斜めに入射す
る光に対しては、フィルム中の屈折率の異なる層2,3同
士の傾斜した界面で全反射することで、当該光の方向を
変化させ、上記以外の方向から入射する光に対しては、
当該光をそのまま透過させるようにする。
(57) [Problem] To eliminate the overlap between a display image and specular reflection of external light source light and to obtain a bright and high-contrast display image even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. thing. An optical film 1 having a plurality of regions 2 and 3 having different refractive indexes inside a film, wherein each region 2 and 3 has
On the surface, it has an elongated shape in one direction, is arranged in stripes, and has a structure in which it is distributed in a layered manner with respect to the thickness direction of the film, and the light incident on the film is inclined. For light incident obliquely from a direction substantially along the direction, the direction of the light is changed by total reflection at the inclined interface between the layers 2 and 3 having different refractive indices in the film. For light incident from the direction of
The light is transmitted as it is.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光の透過/非透過
によって表示パターンを規定する液晶表示装置に用いら
れる光学フィルムおよびそれを用いた液晶表示装置に係
り、特にバックライトやエッジライト等の特殊な照明光
源がない場合においても、表示像を明るくかつコントラ
ストの高い状態で観察できるようにした光学フィルムお
よびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical film used for a liquid crystal display device for defining a display pattern by transmission / non-transmission of light and a liquid crystal display device using the same, and more particularly to an optical film such as a backlight or an edge light. The present invention relates to an optical film capable of observing a display image in a bright and high-contrast state even when there is no special illumination light source, and a liquid crystal display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、光の透過/非透過によって表
示パターンを規定する液晶セルの前面または背面に、照
明光を観察者の方向に集めることによって明るい表示像
を観察することを可能にする光学フィルムが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Heretofore, it has been possible to observe a bright display image by collecting illumination light in the direction of an observer on the front or back of a liquid crystal cell which defines a display pattern by transmission / non-transmission of light. Optical films are known.

【0003】この種の光学フィルムの一例としては、プ
リズムシートを用いたものがある。また、“特開2000-3
9507号公報”においても、同様のプリズムシートを用い
たものが開示されている。
As an example of this type of optical film, there is a film using a prism sheet. In addition, “Japanese Patent Laid-Open No. 2000-3
Japanese Patent Application Publication No. 9507 "also discloses one using a similar prism sheet.

【0004】特に、後者のプリズムシートは、裏面に、
複数の単位プリズムが1次元または2次元方向に一定ピ
ッチで配列形成されている透明基材シートからなってお
り、透明基材シートに、その表面側から入射した外光
が、単位プリズムの傾斜面で内反射し、透明基材シート
を通って出光するようにされたものである。
In particular, the latter prism sheet has
A transparent substrate sheet in which a plurality of unit prisms are arranged at a constant pitch in a one-dimensional or two-dimensional direction, and external light incident on the transparent substrate sheet from the surface side is inclined to the inclined surface of the unit prism. , And the light is emitted internally through the transparent substrate sheet.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプリズムシートを有してなる光学フィルムは、背面
に反射層として用いる必要がある。
However, an optical film having such a prism sheet needs to be used as a reflective layer on the back surface.

【0006】そのため、近年のように、反射層と液晶セ
ルとが一体となったような液晶表示装置には、適用する
ことができない。
Therefore, it cannot be applied to a liquid crystal display device in which a reflective layer and a liquid crystal cell are integrated as in recent years.

【0007】また、このような反射層では、反射面にほ
ぼ垂直に近い角度で照明光を照明すると、照明と同じ方
向に光を反射してしまう。
Further, in such a reflective layer, when illumination light is illuminated at an angle almost perpendicular to the reflection surface, the light is reflected in the same direction as the illumination.

【0008】そのため、観察する角度と照明光の角度と
が同じ角度となってしまい、観察者の陰に照明光源が隠
れてしまうという問題点がある。
Therefore, the angle of observation and the angle of the illumination light are the same, and there is a problem that the illumination light source is hidden behind the observer.

【0009】一方、液晶セルに入射光のみの光の方向を
変化させ、液晶セルからの射出する光に関しては、光の
方向を変化させずにそのまま透過させるような光学フィ
ルムとして、ホログラフィの技術を応用したものが知ら
れている。
On the other hand, the holographic technique is used as an optical film that changes the direction of only the incident light into the liquid crystal cell and transmits the light emitted from the liquid crystal cell as it is without changing the direction of the light. Applications are known.

【0010】しかしながら、このようなホログラフィの
技術を用いた方法では、光の波長によって光の方向の変
化が異なる。
However, in the method using such a holographic technique, a change in the direction of light differs depending on the wavelength of light.

【0011】そのため、色が付いてしまったり、あるい
は光学的効果が得られる角度が限られたりしてしまうと
いう問題点がある。
For this reason, there is a problem that the color is added or the angle at which the optical effect can be obtained is limited.

【0012】本発明の目的は、広い角度から入射した光
に対してその方向を適切な方向に変化させることによ
り、表示装置に適用した際に、表示画像と外部光源光の
正反射との重なりをなくし、バックライトやエッジライ
ト等の特殊な照明光源がない場合においても、明るくか
つコントラストの高い表示像を得ることが可能な光学フ
ィルムを提供することにある。
An object of the present invention is to change the direction of light incident from a wide angle to an appropriate direction so that when applied to a display device, a display image and regular reflection of external light source light overlap. It is an object of the present invention to provide an optical film capable of obtaining a bright and high-contrast display image even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light.

【0013】さらに、本発明の目的は、広い角度から入
射した光に対してその方向を適切な方向に変化させるこ
とにより、表示画像と外部光源光の正反射との重なりを
なくし、バックライトやエッジライト等の特殊な照明光
源がない場合においても、明るくかつコントラストの高
い表示像を得ることが可能な液晶表示装置を提供するこ
とにある。
Further, an object of the present invention is to change the direction of light incident from a wide angle to an appropriate direction so as to eliminate the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light, and to improve the backlight and the like. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of obtaining a bright and high-contrast display image even when there is no special illumination light source such as an edge light.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明では、フィルム内部に、
屈折率の異なる複数の領域を有する光学フィルムであっ
て、各領域が、表面上は一方向に細長い形状を有して、
ストライプ状に配置されており、かつフィルムの厚さ方
向に対しては傾斜して層状に分布する構造としており、
フィルムに入射した光を、傾斜方向にほぼ沿った方向か
ら斜めに入射する光に対しては、フィルム中の屈折率の
異なる層同士の傾斜した界面で全反射することによっ
て、当該光の方向を変化させ、上記以外の方向から入射
する光に対しては、当該光をそのまま透過させるように
している。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a film is provided inside a film.
An optical film having a plurality of regions having different refractive indices, each region having a shape elongated in one direction on the surface,
It is arranged in a stripe shape, and has a structure that is distributed in a layered manner with an inclination to the thickness direction of the film,
Light incident on the film is obliquely incident from a direction substantially along the inclined direction, and is totally reflected at an inclined interface between layers having different refractive indices in the film, thereby changing the direction of the light. This is changed so that light incident from other directions is transmitted as it is.

【0015】従って、請求項1に対応する発明の光学フ
ィルムにおいては、以上のような手段を講じることによ
り、広い角度から入射した光に対して、その方向を適切
な方向に変化させることによって、表示装置に適用した
際に、表示画像と外部光源光の正反射との重なりをなく
し、バックライトやエッジライト等の特殊な照明光源が
ない場合においても、明るくかつコントラストの高い表
示像を得ることができる。また、屈折率の異なる各領域
をストライプ状に配置することにより、光学フィルムの
製作を容易なものとすることができる。
Therefore, in the optical film according to the first aspect of the present invention, by taking the above means, the direction of light incident from a wide angle can be changed to an appropriate direction. When applied to a display device, eliminate the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light, and obtain a bright and high-contrast display image even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. Can be. Further, by arranging the regions having different refractive indices in a stripe shape, it is possible to easily manufacture the optical film.

【0016】また、請求項2に対応する発明では、フィ
ルム内部に、屈折率の異なる複数の領域を有する光学フ
ィルムであって、各領域が、表面上は一方向に細長い形
状を有して、ランダムに配置されており、かつフィルム
の厚さ方向に対しては傾斜して層状に分布する構造とし
ており、フィルムに入射した光を、傾斜方向にほぼ沿っ
た方向から斜めに入射する光に対しては、フィルム中の
屈折率の異なる層同士の傾斜した界面で全反射すること
によって、当該光の方向を変化させ、上記以外の方向か
ら入射する光に対しては、当該光をそのまま透過させる
ようにしている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical film having a plurality of regions having different refractive indices inside the film, wherein each region has a shape elongated in one direction on the surface, It is arranged randomly, and has a structure that is distributed in a layered manner with inclination to the thickness direction of the film, and light incident on the film is obliquely incident from a direction substantially along the inclination direction. In this case, the direction of the light is changed by total reflection at an inclined interface between layers having different refractive indices in the film, and the light is transmitted as it is for light incident from other directions. Like that.

【0017】従って、請求項2に対応する発明の光学フ
ィルムにおいては、以上のような手段を講じることによ
り、広い角度から入射した光に対して、その方向を適切
な方向に変化させることによって、表示装置に適用した
際に、表示画像と外部光源光の正反射との重なりをなく
し、バックライトやエッジライト等の特殊な照明光源が
ない場合においても、明るくかつコントラストの高い表
示像を得ることができる。また、屈折率の異なる各領域
をランダムに配置することにより、各領域の配置の規則
性に起因する光の回折や干渉による着色の影響を抑制し
て、表示像の色変化を防止することができる。さらに、
請求項3に対応する発明では、フィルム内部に、屈折率
の異なる複数の領域を有する光学フィルムであって、各
領域が、フィルムの厚さ方向に対しては傾斜して層状に
分布する構造としており、フィルムにおける屈折率の異
なる領域同士の傾斜した界面とフィルム表面とのなす角
度αが、フィルムに入射する光とフィルム表面の法線と
のなす角度をθとし、それぞれの屈折率をn1,n2(但し、
n1、n2は、n1 > n2) とした場合に、
Therefore, in the optical film of the invention corresponding to claim 2, by taking the above-described means, by changing the direction of light incident from a wide angle to an appropriate direction, When applied to a display device, eliminate the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light, and obtain a bright and high-contrast display image even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. Can be. In addition, by randomly arranging the regions having different refractive indexes, it is possible to suppress the influence of coloring due to light diffraction and interference due to the regularity of the arrangement of the regions, and prevent a color change of a display image. it can. further,
According to the invention corresponding to claim 3, an optical film having a plurality of regions having different refractive indexes inside the film, wherein each region is distributed in a layered manner inclining with respect to the thickness direction of the film. The angle α between the film surface and the inclined interface between regions having different refractive indices in the film, the angle between light incident on the film and the normal to the film surface is θ, and the respective refractive indices are n1, n2 (however,
n1 and n2 are n1> n2),

【数2】 となるようにしている。(Equation 2) I am trying to be.

【0018】従って、請求項3に対応する発明の光学フ
ィルムにおいては、以上のような手段を講じることによ
り、広い角度から入射した光に対して、その方向を適切
な方向に変化させる、すなわちフィルム中の屈折率の高
い領域から屈折率の低い領域へ光が入射する際に、屈折
率の異なる領域の界面で全反射し正反射の方向から正面
方向にずれて射出することによって、表示装置に適用し
た際に、表示画像と外部光源光の正反射との重なりをな
くし、バックライトやエッジライト等の特殊な照明光源
がない場合においても、明るくかつコントラストの高い
表示像を得ることができる。
Therefore, in the optical film according to the third aspect of the present invention, by taking the above measures, the direction of light incident from a wide angle can be changed to an appropriate direction. When light enters from a region with a high refractive index to a region with a low refractive index, the light is totally reflected at the interface between the regions having different refractive indexes, and is emitted while being shifted from the direction of the regular reflection in the front direction to the display device. When applied, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light.

【0019】一方、請求項4に対応する発明では、上記
請求項3に対応する発明の光学フィルムにおいて、フィ
ルムに入射する光とフィルム表面の法線とのなす角度θ
が、0° < θ < 55°となるようにしている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical film of the third aspect of the present invention, the angle θ formed between the light incident on the film and the normal to the film surface.
Is set to satisfy 0 ° <θ <55 °.

【0020】また、請求項5に対応する発明では、上記
請求項3に対応する発明の光学フィルムにおいて、フィ
ルムに入射する光とフィルム表面の法線とのなす角度θ
が、0° < θ <45°となるようにしている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical film according to the third aspect, an angle θ between light incident on the film and a normal line of the film surface.
Is set to satisfy 0 ° <θ <45 °.

【0021】さらに、請求項6に対応する発明では、上
記請求項3に対応する発明の光学フィルムにおいて、フ
ィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのなす角度
θが、0° < θ <30°となるようにしている。
Further, in the invention according to claim 6, in the optical film according to the invention described in claim 3, the angle θ between the light incident on the film and the normal to the film surface is 0 ° <θ <. 30 °.

【0022】従って、請求項4乃至請求項6に対応する
発明の光学フィルムにおいては、フィルムに入射する光
とフィルム表面の法線とのなす角度θが、0° < θ < 5
5°、または0° < θ <45°、もしくは0° < θ <30°
の大きさとなるようにすることにより、表示装置に適用
した際に、入射光のより多くを屈折率の異なる領域の界
面で反射させることが可能となるため、上記請求項3に
対応する発明の作用をより一層効果的に奏することがで
きる。
Therefore, in the optical film of the invention corresponding to claims 4 to 6, the angle θ between the light incident on the film and the normal to the film surface is 0 ° <θ <5.
5 °, or 0 ° <θ <45 °, or 0 ° <θ <30 °
By applying such a size, when applied to a display device, more incident light can be reflected at the interface between regions having different refractive indices. The function can be achieved more effectively.

【0023】一方、請求項7に対応する発明では、上記
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明の
光学フィルムにおいて、フィルム中の屈折率差が0.06以
下となるようにしている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the optical film according to the first aspect of the present invention, the difference in refractive index in the film is set to 0.06 or less. I have.

【0024】また、請求項8に対応する発明では、上記
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明の
光学フィルムにおいて、フィルム中の屈折率差が0.04以
下となるようにしている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the optical film according to any one of the first to sixth aspects, the refractive index difference in the film is set to 0.04 or less. I have.

【0025】さらに、請求項9に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明
の光学フィルムにおいて、フィルム中の屈折率差が0.02
以下となるようにしている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the optical film according to any one of the first to sixth aspects, the refractive index difference in the film is 0.02.
It is to be as follows.

【0026】従って、請求項7乃至請求項9に対応する
発明の光学フィルムにおいては、フィルム中の屈折率差
が、0.06以下、または0.04以下、もしくは0.02以下の大
きさとなるようにすることにより、表示装置に適用した
際に、入射光のより多くを屈折率の異なる領域の界面で
反射させることが可能となるため、上記請求項1乃至請
求項6のいずれか1項に対応する発明の作用をより一層
効果的に奏することができる。
Therefore, in the optical film of the invention corresponding to claims 7 to 9, the refractive index difference in the film is set to 0.06 or less, or 0.04 or less, or 0.02 or less. When applied to a display device, more incident light can be reflected at the interface between regions having different refractive indices, so that the operation of the invention corresponding to any one of claims 1 to 6 can be achieved. Can be achieved even more effectively.

【0027】一方、請求項10に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明
の光学フィルムにおいて、各領域が配置されるピッチ
を、ランダムに変化させるようにしている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the optical film according to the first aspect of the present invention, the pitch at which the regions are arranged is randomly changed. I have to.

【0028】従って、請求項10に対応する発明の光学
フィルムにおいては、各領域を配置するピッチをランダ
ムに変化させることにより、表示装置に適用した際に、
波長選択性や角度選択性を緩和して色分散等の影響を抑
制することが可能となるため、上記請求項1乃至請求項
6のいずれか1項に対応する発明の作用をより一層効果
的に奏することができる。
Therefore, in the optical film of the invention corresponding to claim 10, when the pitch for arranging each region is randomly changed, when applied to a display device,
Since the wavelength selectivity and the angle selectivity can be reduced to suppress the influence of chromatic dispersion and the like, the effect of the invention corresponding to any one of claims 1 to 6 can be more effectively achieved. Can be played.

【0029】また、請求項11に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項10のいずれか1項に対応する発
明の光学フィルムにおいて、屈折率の異なる層のうち、
屈折率の高い層が屈折率の低い層に対して、その間隔が
広くなるようにしている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical film according to any one of the first to tenth aspects, of the layers having different refractive indexes,
The layer having a higher refractive index is made wider than the layer having a lower refractive index.

【0030】従って、請求項11に対応する発明の光学
フィルムにおいては、屈折率の高い層を、屈折率の低い
層に比べてその間隔が広くなるようにすることにより、
表示装置に適用した際に、一度全反射した光が再び全反
射する前に光学フィルムを光が透過するため、一度全反
射した光が再び全反射することを防止することが可能と
なり、上記請求項1乃至請求項10のいずれか1項に対
応する発明の作用をより一層効果的に奏することができ
る。
Therefore, in the optical film according to the present invention, the interval between the high refractive index layer and the low refractive index layer is increased so that
When applied to a display device, the light is transmitted through the optical film before the light that has been totally reflected once is completely reflected again, so that it is possible to prevent the light that has been totally reflected once from being totally reflected again. The operation of the invention corresponding to any one of the first to tenth aspects can be more effectively achieved.

【0031】さらに、請求項12に対応する発明では、
上記請求項1乃至請求項10のいずれか1項に対応する
発明の光学フィルムにおいて、屈折率の異なる層のう
ち、表面側(裏面側)は、屈折率の高い層の幅が屈折率
の低い層の幅に対して、その間隔が広くなるようにし、
裏面側(表面側)は、屈折率の高い層の幅が屈折率の低
い層の幅に対して、その間隔が狭くなるようにしてい
る。
Furthermore, in the invention corresponding to claim 12,
In the optical film according to any one of the first to tenth aspects, among layers having different refractive indices, the width of a layer having a high refractive index is low on a front side (back side). The spacing should be wide relative to the width of the layer,
On the back side (front side), the width of the high refractive index layer is smaller than the width of the low refractive index layer.

【0032】従って、請求項12に対応する発明の光学
フィルムにおいては、表面側(裏面側)を、屈折率の高
い層の幅が屈折率の低い層の幅に比べてその間隔が広
く、裏面側(表面側)を、屈折率の高い層の幅が屈折率
の低い層の幅に比べてその間隔が狭くなるようにするこ
とにより、表示装置に適用した際に、一度全反射された
光が、再び全反射が起こる角度よりもほぼ垂直に近い角
度で光が入射することとなって、全反射されずに光が透
過されるため、一度全反射した光が再び全反射すること
を防止することが可能となり、上記請求項1乃至請求項
11のいずれか1項に対応する発明の作用をより一層効
果的に奏することができる。
Therefore, in the optical film according to the twelfth aspect of the present invention, the width of the high refractive index layer is wider than that of the low refractive index layer on the front side (back side), On the side (front side), the width of the high-refractive-index layer is narrower than the width of the low-refractive-index layer, so that when applied to a display device, the light once totally reflected However, light is incident at an angle that is almost perpendicular than the angle at which total reflection occurs again, and light is transmitted without being totally reflected, so that once reflected light is prevented from being totally reflected again Accordingly, the effect of the invention corresponding to any one of claims 1 to 11 can be further effectively achieved.

【0033】一方、請求項13に対応する発明では、光
の透過/非透過によって表示パターンを規定する液晶セ
ルの観察者側に、上記請求項1乃至請求項12のいずれ
か1項に対応する発明の光学フィルムを配置している。
On the other hand, the invention according to claim 13 corresponds to any one of claims 1 to 12 on the observer side of the liquid crystal cell which defines a display pattern by transmission / non-transmission of light. The optical film of the invention is arranged.

【0034】従って、請求項13に対応する発明の液晶
表示装置においては、上記請求項1乃至請求項12のい
ずれか1項に対応する発明の作用を奏する光学フィルム
を、光の透過/非透過によって表示パターンを規定する
液晶セルの観察者側に配置することにより、広い角度か
ら入射した光に対して、その方向を適切な方向に変化さ
せることによって、表示画像と外部光源光の正反射との
重なりをなくし、バックライトやエッジライト等の特殊
な照明光源がない場合においても、明るくかつコントラ
ストの高い表示像を観察することができる。すなわち、
上記のような光学フィルムに、斜めから入射する光に対
しては、異なる屈折率からなる層の境界で全反射をする
ことによってその光の方向を変え、液晶セルから射出す
る光に対しては、透過するような性質を有する。また、
上記のような光学フィルムに、フィルム面にほぼ垂直方
向から光を入射すると、フィルム中の屈折の異なる層状
の分布の界面において反射され、斜め方向へ射出され
る。以上のような角度は、通常の観察条件とよく一致し
た条件であり、このような方向に照明光が射出され、拡
散層で拡散されることによって、通常の観察条件におい
て、極めて輝度の高い表示像を観察することが可能な液
晶表示装置を実現することができる。
Therefore, in the liquid crystal display device according to the present invention, the optical film exhibiting the effect of the invention according to any one of the above-mentioned inventions is transmitted / non-transmitted by light. By arranging it on the observer side of the liquid crystal cell that defines the display pattern, by changing the direction of the light incident from a wide angle to an appropriate direction, the display image and the external reflection of the external light source light are reflected. , And even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light, a bright and high-contrast display image can be observed. That is,
For light that is obliquely incident on the optical film as described above, the direction of the light is changed by performing total reflection at the boundary between layers having different refractive indices, and for light emitted from the liquid crystal cell. , And has the property of transmitting light. Also,
When light is incident on the optical film as described above from a direction substantially perpendicular to the film surface, the light is reflected at an interface of a layered distribution having different refraction in the film and emitted in an oblique direction. The angles described above are conditions that are in good agreement with normal viewing conditions, and the illumination light is emitted in such a direction and is diffused by the diffusion layer, so that a display with extremely high brightness under normal viewing conditions is obtained. A liquid crystal display device capable of observing an image can be realized.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】本発明の光学フィルムは、フィル
ムに入射する照明光をフィルム内部の屈折率の異なる領
域の界面で全反射するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical film of the present invention totally reflects illumination light incident on the film at the interface between regions having different refractive indexes inside the film.

【0036】すなわち、フィルム内部に、屈折率の異な
る複数の領域を有する光学フィルムであって、各領域
が、表面上は一方向に細長い形状を有して、ストライプ
状に、またはランダムに配置されており、かつフィルム
の厚さ方向に対しては傾斜して層状に分布する構造とし
ており、フィルムに入射した光を、傾斜方向にほぼ沿っ
た方向から斜めに入射する光に対しては、フィルム中の
屈折率の異なる層同士の傾斜した界面で全反射すること
によって、当該光の方向を変化させ、上記以外の方向か
ら入射する光に対しては、当該光をそのまま透過させる
ようにするものである。
That is, an optical film having a plurality of regions having different refractive indices inside the film, wherein each region has an elongated shape in one direction on the surface, and is arranged in stripes or randomly. It has a structure that is distributed in a layered manner with inclination to the thickness direction of the film, and light incident on the film is obliquely incident from a direction substantially along the inclination direction. By changing the direction of the light by total reflection at an inclined interface between layers having different refractive indices, the light is transmitted as it is for light incident from other directions. It is.

【0037】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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0038】(第1の実施の形態)図1は、本実施の形
態による光学フィルムの構成例を示す部分斜視図であ
る。
(First Embodiment) FIG. 1 is a partial perspective view showing a configuration example of an optical film according to the present embodiment.

【0039】すなわち、図1に示すように、本実施の形
態による光学フィルム1は、フィルム内部に、屈折率の
異なる複数の領域(2は屈折率の高い領域(層)、3は
屈折率の低い領域(層)をそれぞれ示している)が、表
面上は一方向に細長い形状を有して、ストライプ状に配
置されており、かつフィルムの厚さ方向に対してはある
傾きで傾斜して層状に分布した構造のフィルムとしてお
り、フィルムに入射した光を、傾斜方向にほぼ沿った方
向から斜めに入射する光に対しては、フィルム中の屈折
率の異なる層2,3同士の傾斜した界面で全反射するこ
とによって、当該光の方向を変化させ、上記以外の方向
から入射する光に対しては、当該光をそのまま透過させ
るようにしている。
That is, as shown in FIG. 1, in the optical film 1 according to the present embodiment, a plurality of regions having different refractive indexes (2 is a high refractive index region (layer)) and 3 is a refractive index Low areas (layers) are arranged in stripes on the surface, having a shape elongated in one direction, and inclined at a certain inclination to the film thickness direction. It is a film having a structure distributed in a layered manner, and light incident on the film is inclined with respect to light incident obliquely from a direction substantially along the inclination direction. The direction of the light is changed by total reflection at the interface, and the light incident from other directions is transmitted as it is.

【0040】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光学フィルム1においては、広い角度から入射し
た光に対して、その方向を適切な方向に変化させること
によって、表示装置に適用した際に、表示画像と外部光
源光の正反射との重なりをなくし、バックライトやエッ
ジライト等の特殊な照明光源がない場合においても、明
るくかつコントラストの高い表示像を得ることができ
る。
Next, the optical film 1 according to the present embodiment configured as described above was applied to a display device by changing the direction of light incident from a wide angle to an appropriate direction. At this time, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light.

【0041】すなわち、図1に示すような光学フィルム
1に、屈折率の異なる領域2,3の界面に光が入射した
時、当該光の進む方向と当該界面とのなす角度が小さく
なるような場合、屈折率の異なる2つの層2,3の間の
屈折率差が小さくても、屈折率の高い層2から低い層3
へ光が入射する際に、その光が全反射する。
That is, when light enters the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indices on the optical film 1 as shown in FIG. 1, the angle between the traveling direction of the light and the interface becomes small. In this case, even if the difference in the refractive index between the two layers 2 and 3 having different refractive indices is small, the layer 2 having a higher refractive index and the layer 3 having a lower refractive index are different.
When light enters, the light is totally reflected.

【0042】ここで、光学フィルム1の屈折率の低い領
域3から屈折率の高い領域2へ光が入射した際の、異な
る領域2,3の界面での反射率について、図3を用いて
述べる。
Here, the reflectance at the interface between the different regions 2 and 3 when light is incident from the region 3 having a lower refractive index to the region 2 having a higher refractive index of the optical film 1 will be described with reference to FIG. .

【0043】図3は、本発明の光学フィルムで用いる座
標系について説明するための断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining a coordinate system used in the optical film of the present invention.

【0044】図3において、光線が、屈折率n0のところ
から、屈折率n1のフィルムにフィルム表面となす角度θ
で入射した光線は、フィルム表面で屈折し、フィルム内
部で、フィルム表面となす角度θ’は、 n1 sin(θ’) = n0 sin(θ) の関係が、Snellの法則より成り立つ。
In FIG. 3, the angle of the light beam from the refractive index n0 to the film surface having the refractive index n1 with respect to the film surface is shown as θ.
Incident on the film surface is refracted at the film surface, and the angle θ ′ formed with the film surface inside the film has a relationship of n1 sin (θ ′) = n0 sin (θ), which is established by Snell's law.

【0045】ここでは、角度をラジアンで表わす。Here, the angle is expressed in radians.

【0046】なお、以下の式中では、全てラジアンで表
わすものとする。
In the following equations, all are expressed in radians.

【0047】また、光線と界面とのなす角度は、光線の
方向ベクトル(直線)と界面の法線とのなす角度とす
る。
The angle between the light beam and the interface is the angle between the direction vector (straight line) of the light beam and the normal to the interface.

【0048】さらに、界面とフィルム表面とのなす角度
は、その二つの平面のなす角度とする。
The angle between the interface and the film surface is the angle between the two planes.

【0049】フィルムの屈折率の低い領域3へ角度θで
入射した光線が、フィルム中の屈折率の高い領域2か
ら、屈折率の低い領域3へ入射する時の角度は、 ρ1 =π/2−( sin-1(n0/n1 sin(θ)) −α) となる。
The angle at which a light ray incident on the low refractive index area 3 of the film at an angle θ is incident from the high refractive index area 2 on the film to the low refractive index area 3 is ρ1 = π / 2. − (Sin-1 (n0 / n1 sin (θ)) −α).

【0050】ただし、n0は光線がフィルムへ入射する側
の屈折率、n1は屈折率の高い領域2の屈折率、αは図1
に示すフィルム内の屈折率の異なる領域2,3の界面の
角度である。
Here, n0 is the refractive index on the side where the light beam enters the film, n1 is the refractive index of the region 2 having a high refractive index, and α is FIG.
Is the angle of the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indexes in the film.

【0051】屈折率の低い領域3での光線の境界と光線
とのなす角度ρ2は、 ρ2 = sin-1(n1/n2 sin(ρ1)) となる。
The angle ρ2 between the light beam boundary and the light beam in the low refractive index region 3 is ρ2 = sin-1 (n1 / n2 sin (ρ1)).

【0052】ただし、n2は屈折率の低い領域3の屈折率
である。
Here, n2 is the refractive index of the region 3 having a low refractive index.

【0053】この界面でのp偏光の光線の反射率は、 (tan(ρ1 - ρ2)/tan(ρ1 + ρ2)) 2 図4は、屈折率n1が1.52の媒体から屈折率n2が1.5の媒
体にp偏光の光が入射した際の反射率を示す特性図であ
る。
The reflectivity of the p-polarized light at this interface is (tan (ρ1−ρ2) / tan (ρ1 + ρ2)) 2 FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a reflectance when p-polarized light is incident on a medium.

【0054】また、この界面でのs偏光の光線の反射率
は、 (-sin (ρ1 - ρ2)/sin(ρ1 + ρ2)) 2 図5は、屈折率n1が1.52の媒体から屈折率n2が1.5の媒
体にs偏光の光が入射した際の反射率を示す特性図であ
る。
The reflectance of the s-polarized light at the interface is (-sin (ρ1−ρ2) / sin (ρ1 + ρ2)) 2 FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a reflectance when s-polarized light is incident on a medium having a ratio of 1.5.

【0055】図4および図5に示すように、P偏光の光
も、s偏光の光も、ρ1が、ρ1 > sin-1 (n2/n1)である
時に、光線は全反射し、反射率は1となる。
As shown in FIGS. 4 and 5, when both p-polarized light and s-polarized light have ρ1>ρ1> sin-1 (n2 / n1), the light rays are totally reflected and reflectivity is high. Becomes 1.

【0056】入射角度が、これよりも深い場合において
は、図4、図5のグラフに示すように、極端に反射率が
低下する。
When the incident angle is deeper than this, the reflectivity is extremely reduced as shown in the graphs of FIGS.

【0057】そのため、僅かに屈折率の異なる領域を有
するフィルムでは、境界面に全反射が起きる角度よりも
浅い角度で入射する光に対しては、光線を全て反射し、
それ以外の角度では、殆ど光線を反射せずに透過する。
Therefore, in a film having a region having a slightly different refractive index, all light rays are reflected with respect to light that enters the interface at an angle smaller than the angle at which total reflection occurs.
At other angles, light rays are transmitted with little reflection.

【0058】このような屈折率のわずかに異なる領域
2,3を傾斜させて配置すると、その傾斜方向にほぼ沿
った方向から入射した光線は、その屈折率の異なる領域
2,3の界面と浅い角度で入射するため、その境界面で
全反射してその方向を曲げることになる。
When the regions 2 and 3 having slightly different refractive indices are arranged to be inclined, a light beam incident from a direction substantially along the inclination direction is shallow with the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indices. Since the light is incident at an angle, the light is totally reflected at the boundary surface and its direction is bent.

【0059】図6は、本実施の形態による光学フィルム
1を用いた液晶表示装置の構成例を示す断面図である。
なお、図6では、光学フィルム1に斜めから照明光を入
射し、ほぼ垂直方向から観察する場合について示してい
る。すなわち、図6に示すように、液晶表示装置は、液
晶セル4の観察者側に、本実施の形態による光学フィル
ム1を配置し、さらに液晶セル4の観察者側と反対側
に、反射層5を配置した構成としている。 例えば、図6に示すように入射した光線は、その方向を
ほぼ垂直方向に近い方向に曲げ、反射層5で反射され
て、屈折率の異なる領域2,3の境界面に、より深い角
度で入射するため、全反射せず、殆どの光線が透過し
て、観察者側に反射してくる。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device using the optical film 1 according to the present embodiment.
FIG. 6 shows a case where illumination light is obliquely incident on the optical film 1 and is observed from a substantially vertical direction. That is, as shown in FIG. 6, in the liquid crystal display device, the optical film 1 according to the present embodiment is arranged on the viewer side of the liquid crystal cell 4, and further, the reflection layer is provided on the side opposite to the viewer side of the liquid crystal cell 4. 5 are arranged. For example, as shown in FIG. 6, the incident light beam is bent in a direction substantially perpendicular to the direction, is reflected by the reflection layer 5, and is formed at a boundary surface between the regions 2 and 3 having different refractive indexes at a deeper angle. Since the light is incident, it is not totally reflected, and most of the light is transmitted and reflected toward the observer.

【0060】従って、本実施の形態による光学フィルム
1を、反射型の液晶表示装置に適用することにより、斜
めから入射した光線の方向を変えて、射出することがで
きる。また、正面から入射した光線も、同様に屈折率の
異なる領域2,3の境界面で反射されて、斜め方向に射
出される。
Therefore, by applying the optical film 1 according to the present embodiment to a reflection type liquid crystal display device, it is possible to change the direction of an obliquely incident light beam and emit it. Similarly, a light beam incident from the front is also reflected on the boundary surface between the regions 2 and 3 having different refractive indexes and emitted obliquely.

【0061】すなわち、上記のような構成の光学フィル
ム1に、斜めから入射する光に対しては、異なる屈折率
からなる層2,3の境界で全反射をすることによってそ
の光の方向を変え、液晶セル4から射出する光に対して
は、透過するような性質を有する。
That is, the light incident obliquely on the optical film 1 having the above-mentioned structure is changed in direction by being totally reflected at the boundary between the layers 2 and 3 having different refractive indexes. It has a property of transmitting light emitted from the liquid crystal cell 4.

【0062】また、上記のような光学フィルム1に、フ
ィルム面にほぼ垂直方向から光を入射すると、フィルム
中の屈折の異なる層状の分布の界面において反射され、
斜め方向へ射出される。
When light is incident on the optical film 1 as described above from a direction substantially perpendicular to the film surface, the light is reflected at the interface of the layered distribution having different refraction in the film,
It is emitted in an oblique direction.

【0063】以上のような角度は、通常の観察条件とよ
く一致した条件であり、このような方向に照明光が射出
され、拡散層で拡散されることによって、通常の観察条
件において、極めて輝度の高い表示像を観察することが
可能な液晶表示装置を実現することができる。
The angle as described above is a condition which is in good agreement with the normal observation condition. The illumination light is emitted in such a direction and diffused by the diffusion layer, so that the luminance is extremely high under the normal observation condition. A liquid crystal display device capable of observing a display image with a high level can be realized.

【0064】上述したように、本実施の形態による光学
フィルム1および液晶表示装置では、広い角度から入射
した光に対してその方向を適切な方向に変化させるよう
にしているので、表示装置に適用した際に、表示画像と
外部光源光の正反射との重なりをなくし、バックライト
やエッジライト等の特殊な照明光源がない場合において
も、明るくかつコントラストの高い表示像を得ることが
可能となる。
As described above, in the optical film 1 and the liquid crystal display device according to the present embodiment, the direction of light incident from a wide angle is changed to an appropriate direction, so that the present invention is applied to the display device. In this case, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. .

【0065】また、屈折率の異なる各領域2,3をスト
ライプ状に配置するようにしているので、光学フィルム
1の製作を容易なものとすることが可能となる。 (第2の実施の形態)図2は、本実施の形態による光学
フィルムの構成例を示す部分斜視図であり、図1と同一
要素には同一符号を付して示している。 すなわち、図2に示すように、本実施の形態による光学
フィルム1は、フィルム内部に、屈折率の異なる複数の
領域(2は屈折率の高い領域(層)、3は屈折率の低い
領域(層)をそれぞれ示している)が、表面上は一方向
に細長い形状を有して、ランダムに配置されており、か
つフィルムの厚さ方向に対してはある傾きで傾斜して層
状に分布した構造のフィルムとしており、フィルムに入
射した光を、傾斜方向にほぼ沿った方向から斜めに入射
する光に対しては、フィルム中の屈折率の異なる層2,
3同士の傾斜した界面で全反射することによって、当該
光の方向を変化させ、上記以外の方向から入射する光に
対しては、当該光をそのまま透過させるようにしてい
る。
Further, since the regions 2 and 3 having different refractive indices are arranged in a stripe shape, it is possible to easily manufacture the optical film 1. (Second Embodiment) FIG. 2 is a partial perspective view showing a configuration example of an optical film according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. That is, as shown in FIG. 2, in the optical film 1 according to the present embodiment, a plurality of regions having different refractive indexes (2 is a high refractive index region (layer), 3 is a low refractive index region ( Each of which has an elongated shape in one direction on the surface, is randomly arranged, and is distributed in a layered manner with a certain inclination with respect to the thickness direction of the film. It is a film having a structure, and light incident on the film is incident on light obliquely from a direction substantially along the inclination direction.
The direction of the light is changed by total reflection at the inclined interface between the three, and the light incident from other directions is transmitted as it is.

【0066】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光学フィルム1においても、前述した第1の実施
の形態による光学フィルム1の作用と同様に、広い角度
から入射した光に対して、その方向を適切な方向に変化
させることによって、表示装置に適用した際に、表示画
像と外部光源光の正反射との重なりをなくし、バックラ
イトやエッジライト等の特殊な照明光源がない場合にお
いても、明るくかつコントラストの高い表示像を得るこ
とができる。
Next, in the optical film 1 according to the present embodiment configured as described above, similarly to the operation of the optical film 1 according to the above-described first embodiment, light incident from a wide angle is provided. By changing the direction to an appropriate direction, when applied to the display device, the display image and the regular reflection of the external light source light are eliminated, and there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. In this case, a bright and high-contrast display image can be obtained.

【0067】さらに、屈折率の異なる各領域2,3をラ
ンダムに配置するようにしていることにより、各領域
2,3の配置の規則性に起因する光の回折や干渉による
着色の影響を抑制して、表示像の色変化を防止すること
ができる。 従って、本実施の形態による光学フィルム1を、反射型
の液晶表示装置に適用することにより、前述した第1の
実施の形態による光学フィルム1を用いた液晶表示装置
の場合と同様に、通常の観察条件において、極めて輝度
の高い表示像を観察することが可能な液晶表示装置を実
現することができる。
Furthermore, by randomly arranging the regions 2 and 3 having different refractive indexes, the influence of coloring due to light diffraction and interference due to the regularity of the arrangement of the regions 2 and 3 is suppressed. Thus, color change of the display image can be prevented. Therefore, by applying the optical film 1 according to the present embodiment to a reflection type liquid crystal display device, a normal liquid crystal display device using the optical film 1 according to the first embodiment is used. It is possible to realize a liquid crystal display device capable of observing a display image with extremely high luminance under observation conditions.

【0068】上述したように、本実施の形態による光学
フィルム1および液晶表示装置でも、広い角度から入射
した光に対してその方向を適切な方向に変化させるよう
にしているので、表示装置に適用した際に、表示画像と
外部光源光の正反射との重なりをなくし、バックライト
やエッジライト等の特殊な照明光源がない場合において
も、明るくかつコントラストの高い表示像を得ることが
可能となる。
As described above, also in the optical film 1 and the liquid crystal display device according to the present embodiment, the direction of light incident from a wide angle is changed to an appropriate direction, so that the present invention is applied to the display device. In this case, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. .

【0069】(第3の実施の形態)本実施の形態による
光学フィルムは、前述したように、フィルム内部に、屈
折率の異なる複数の領域が、フィルムの厚さ方向に対し
ては傾斜して層状に分布する構造の光学フィルムにおい
て、フィルムにおける屈折率の異なる領域2,3同士の
傾斜した界面とフィルム表面とのなす角度αが、フィル
ムに入射する光とフィルム表面の法線とのなす角度をθ
とし、それぞれの屈折率をn1,n2(但し、n1、n2は、n1 >
n2) とした場合に、
(Third Embodiment) As described above, in the optical film according to the present embodiment, a plurality of regions having different refractive indexes are inclined in the film thickness direction inside the film. In an optical film having a structure distributed in a layered manner, an angle α between an inclined interface between regions 2 and 3 having different refractive indices in the film and the film surface is an angle between light incident on the film and a normal to the film surface. To θ
And the respective refractive indices are n1 and n2 (where n1 and n2 are n1>
n2)

【数3】 となるようにしている。(Equation 3) I am trying to be.

【0070】次に、以上のように構成した本実施の形態
による光学フィルムにおいても、前述した第1または第
2の実施の形態による光学フィルム1の作用と同様に、
広い角度から入射した光に対して、その方向を適切な方
向に変化させる、すなわちフィルム中の屈折率の高い領
域2から屈折率の低い領域3へ光が入射する際に、屈折
率の異なる領域2,3の界面で全反射し正反射の方向か
ら正面方向にずれて射出することによって、表示装置に
適用した際に、表示画像と外部光源光の正反射との重な
りをなくし、バックライトやエッジライト等の特殊な照
明光源がない場合においても、明るくかつコントラスト
の高い表示像を得ることができる。
Next, in the optical film according to the present embodiment configured as described above, similarly to the operation of the optical film 1 according to the first or second embodiment described above,
For light incident from a wide angle, the direction is changed to an appropriate direction. That is, when light is incident from the high refractive index region 2 to the low refractive index region 3 in the film, regions having different refractive indexes are changed. By applying total reflection at the interfaces of the two or three and emitting light with a shift in the front direction from the direction of the regular reflection, when applied to a display device, the overlap between the display image and the regular reflection of the external light source light is eliminated, and the backlight and the Even without a special illumination light source such as an edge light, a bright and high-contrast display image can be obtained.

【0071】従って、本実施の形態による光学フィルム
1を、反射型の液晶表示装置に適用することにより、前
述した第1または第2の実施の形態による光学フィルム
1を用いた液晶表示装置の場合と同様に、通常の観察条
件において、極めて輝度の高い表示像を観察することが
可能な液晶表示装置を実現することができる。
Accordingly, by applying the optical film 1 according to the present embodiment to a reflection type liquid crystal display device, the liquid crystal display device using the optical film 1 according to the first or second embodiment described above can be used. Similarly to the above, it is possible to realize a liquid crystal display device capable of observing a display image with extremely high luminance under normal observation conditions.

【0072】すなわち、本実施の形態のような光学フィ
ルムに、屈折率の異なる領域2,3の界面にほぼ平行に
近い方向の斜めから光を入射すると、ある角度よりも浅
い角度で異なる屈折率の層の境界に入射すると全反射
し、入射光よりもほぼ垂直に近い角度でフィルムより射
出する。
That is, when light enters the optical film as in the present embodiment from an oblique direction almost parallel to the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indices, the refractive indices differ at a shallower angle than a certain angle. When the light is incident on the boundary between the layers, the light is totally reflected, and is emitted from the film at an angle almost perpendicular to the incident light.

【0073】そして、この光が、反射層5により反射さ
れて再びフィルムに入射する際には、はじめにフィルム
に入射する際よりも深い角度で入射するため、全反射せ
ずに透過する(図6)。
When this light is reflected by the reflective layer 5 and then enters the film again, it is incident at a deeper angle than when it first enters the film, so that it is transmitted without being totally reflected (FIG. 6). ).

【0074】このため、屈折率の異なる層2,3の傾斜
方向と同様の方向から斜めに光を入射すると、正反射よ
りもほぼ垂直に近い角度で光が射出する。
For this reason, when light enters obliquely from the same direction as the inclination direction of the layers 2 and 3 having different refractive indexes, the light exits at an angle that is almost perpendicular to regular reflection.

【0075】同様に、フィルム面にほぼ垂直に近い方向
から光を入射すると、フィルム中の屈折率の異なる層状
の分布の界面において、全反射されて斜め方向へ射出
し、反射層5で反射されて斜め方向へ射出する(図7)。
Similarly, when light is incident from a direction almost perpendicular to the film surface, the light is totally reflected and emitted obliquely at the interface of the layered distribution having a different refractive index in the film, and is reflected by the reflection layer 5. And emit in an oblique direction (FIG. 7).

【0076】また、本実施の形態のような光学フィルム
に、屈折率の異なる層2,3とほぼ平行に光を入射した
際には、当該光に対する作用は少なく、従来と同程度の
視認性を得ることができる。
Further, when light is incident on the optical film as in the present embodiment almost in parallel with the layers 2 and 3 having different refractive indexes, the effect on the light is small and the visibility is almost the same as the conventional one. Can be obtained.

【0077】上述したように、本実施の形態による光学
フィルム1および液晶表示装置でも、広い角度から入射
した光に対してその方向を適切な方向に変化させるよう
にしているので、表示装置に適用した際に、表示画像と
外部光源光の正反射との重なりをなくし、バックライト
やエッジライト等の特殊な照明光源がない場合において
も、明るくかつコントラストの高い表示像を得ることが
可能となる。
As described above, also in the optical film 1 and the liquid crystal display device according to the present embodiment, the direction of light incident from a wide angle is changed to an appropriate direction, so that the present invention is applied to the display device. In this case, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light. .

【0078】(第4の実施の形態)次に、前述したよう
な異なる屈折率からなる光学フィルムのそれぞれの屈折
率の層の適切な屈折率差、およびその角度についての検
討を行なう。
(Fourth Embodiment) Next, the appropriate refractive index difference between the layers having the different refractive indices of the optical film having different refractive indices as described above and the angle thereof will be examined.

【0079】屈折率差が大きい程、入射光に対して異な
る屈折率の層2,3の界面での全反射が起こる角度の範
囲が広くなる。
The greater the difference in the refractive index, the wider the range of angles at which total reflection occurs at the interface between the layers 2 and 3 having different refractive indexes with respect to incident light.

【0080】しかしこの時、反射層5で反射されて光学
フィルムに入射する際に再び全反射される角度の範囲も
広くなる。そのため、フィルム内の屈折率の異なる層
2,3が、ある角度で形成されている場合における適切
な屈折率差を求めることができる。
At this time, however, the range of angles at which the light is reflected by the reflection layer 5 and totally reflected again upon entering the optical film becomes wider. Therefore, an appropriate difference in the refractive index can be obtained when the layers 2 and 3 having different refractive indexes in the film are formed at a certain angle.

【0081】通常のフィルムでは、屈折率は1.5近辺で
あるため、以下の検討では、フィルムの屈折率は、1.5
とする。
Since the refractive index of a normal film is around 1.5, in the following examination, the refractive index of the film is 1.5.
And

【0082】なお、この屈折率が異なっている場合で
も、以下のような場合とほぼ同様の結果が得られる。
Even when the refractive indices are different, almost the same results as in the following case can be obtained.

【0083】すなわち、屈折率の異なる層2,3が、フ
ィルムの厚み方向に対して10°の傾きで配されている場
合には、屈折率が1.5および1.52である場合の30.2°か
ら1.0°で入射する光に関して、その層の境界で全反射
する。
That is, when the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 10 ° with respect to the thickness direction of the film, 30.2 ° to 1.0 ° when the refractive indices are 1.5 and 1.52. Is totally reflected at the boundary of the layer.

【0084】同様に、屈折率の異なる層2,3が、フィ
ルムの厚み方向に対して10°の傾きで配されている場合
には、屈折率1.5がおよび1.53である場合の33.9°から-
2.1°で入射する光に関して、その層の境界で全反射す
る。
Similarly, when the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 10 ° with respect to the thickness direction of the film, the refractive indices of 1.5 and 1.53 denote −33.9 °.
Light incident at 2.1 ° is totally reflected at the boundary of the layer.

【0085】このうち、-2.1°から2.1°の光は、再び
このフィルムで反射されてしまうが、それ以外の2.1°
から33.1°の光に関しては、そのまま透過する。そのた
め、液晶表示装置に33.1°から2.0°で入射する光に関
しては、本実施の形態のフィルムで方向を曲げられ、液
晶セル4から射出する光に関しては、透過するようにす
ることができる。
The light of -2.1 ° to 2.1 ° is reflected again by this film.
The light of 33.1 ° is transmitted as it is. Therefore, the light incident on the liquid crystal display device at 33.1 ° to 2.0 ° can be bent by the film of the present embodiment, and the light emitted from the liquid crystal cell 4 can be transmitted.

【0086】このため、屈折率の異なる層2,3が、フ
ィルムの厚み方向に対して10°の傾きで配されている場
合には、その屈折率差としては0.02程度が適当である。
For this reason, when the layers 2 and 3 having different refractive indexes are arranged at an inclination of 10 ° with respect to the thickness direction of the film, the difference in refractive index is preferably about 0.02.

【0087】また、屈折率の異なる層2,3が、フィル
ムの厚み方向に対して14度の傾きで配されている場合
において、屈折率が1.5および1.54である場合、その界
面で光が全反射する範囲は44.5°から1.4°である。
When the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 14 degrees with respect to the thickness direction of the film, and when the refractive indices are 1.5 and 1.54, light is emitted at the interface. The range for total reflection is 44.5 ° to 1.4 °.

【0088】同様に、屈折率の異なる層2,3が、フィ
ルムの厚み方向に対して14°の傾きで配されている場合
に、屈折率が1.5および1.55である場合は、その界面で
光が全反射する範囲は47.8°から-0.9°である。
Similarly, when the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 14 ° with respect to the thickness direction of the film, and when the refractive indices are 1.5 and 1.55, a light Is totally reflected from 47.8 ° to -0.9 °.

【0089】しかしこの時、-0.9°から0.9°の光は、
液晶セル4から反射されてフィルムで再び反射されてし
まう。そのため、この場合の屈折率差としては、0.04程
度が適当である。
However, at this time, the light of -0.9 ° to 0.9 ° is
The light is reflected from the liquid crystal cell 4 and again reflected from the film. Therefore, about 0.04 is appropriate as the refractive index difference in this case.

【0090】同様に、屈折率の異なる層2,3が、フィ
ルムの厚み方向に対して15°の傾きで配されている場合
に、屈折率が1.5および1.55である場合は、その界面で
光が全反射する範囲は49.9°から0.6°である。
Similarly, when the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 15 ° with respect to the thickness direction of the film, and when the refractive indices are 1.5 and 1.55, light is emitted at the interface between the layers. Is totally reflected from 49.9 ° to 0.6 °.

【0091】同様に、屈折率の異なる層2,3が15度の
傾きで配されている場合に、屈折率が1.5および1.56で
ある場合は、その界面で光が全反射する範囲は53.3°か
ら-1.5°である。
Similarly, when the layers 2 and 3 having different refractive indexes are arranged at an inclination of 15 degrees, and the refractive indexes are 1.5 and 1.56, the range in which light is totally reflected at the interface is 53.3 °. From -1.5 °.

【0092】しかしこの時、-1.5°から1.5°の光は、
液晶セル4から反射されてフィルムで反射されてしま
う。そのため、この場合の屈折率差としては0.05程度が
適当である。
However, at this time, the light of -1.5 ° to 1.5 ° is
The light is reflected from the liquid crystal cell 4 and reflected from the film. Therefore, about 0.05 is appropriate as the difference in refractive index in this case.

【0093】さらに、屈折率の異なる層が16°の傾きで
配している場合、屈折率が1.5、及び1.52である場合
は、その界面で光が全反射する範囲は40.5°から10.2°
である。
Further, when the layers having different refractive indices are arranged at an inclination of 16 °, when the refractive indices are 1.5 and 1.52, the range in which light is totally reflected at the interface is from 40.5 ° to 10.2 °.
It is.

【0094】同様に、屈折率の異なる層2,3が、16°
の傾きで配されている場合に、屈折率が1.5および1.55
である場合は、その界面で光が全反射する範囲は52.0°
から2.2°である。
Similarly, the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at 16 °
1.5 and 1.55 when arranged at an inclination of
The total reflection of light at the interface is 52.0 °
From 2.2 °.

【0095】同様に、屈折率の異なる層2,3が、16°
の傾きで配されている場合に、屈折率が1.5および1.56
である場合は、その界面で光が全反射する範囲は55.6°
から0.1°である。
Similarly, the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at 16 °
1.5 and 1.56 when arranged at an inclination of
The total reflection of light at the interface is 55.6 °
From 0.1 °.

【0096】同様に、屈折率の異なる層2,3が、16°
の傾きで配されている場合に、屈折率が1.5および1.57
である場合は、その界面で光が全反射する範囲は59.2°
から-1.8°である。
Similarly, the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at 16 °
1.5 and 1.57 when arranged at an inclination of
The total reflection of light at the interface is 59.2 °
From -1.8 °.

【0097】しかしこの時、-1.8°から1.8°の光は、
液晶セル4から反射されてフィルムで再び反射されてし
まう。そのため、この場合の屈折率差としては、0.06程
度が適当である。
However, at this time, the light of -1.8 ° to 1.8 °
The light is reflected from the liquid crystal cell 4 and again reflected from the film. Therefore, about 0.06 is appropriate as the refractive index difference in this case.

【0098】一方、このような光学フィルムの作成方法
としては、例えば光等により屈折率を変調するポリマー
等を用いて、屈折率の異なる領域を記録する方法があ
る。このようなポリマーに、2光束干渉等により、屈折
の異なる領域2,3をストライプ状にフィルム内に作成
することが可能である。
On the other hand, as a method for producing such an optical film, there is a method of recording regions having different refractive indices using, for example, a polymer or the like whose refractive index is modulated by light or the like. In such a polymer, regions 2 and 3 having different refractions can be formed in a film in a stripe shape by two-beam interference or the like.

【0099】また、このようなポリマーとしては、例え
ば「R.T. Ingwall and Mark Troll,“Mechanism ofholo
gram formation in DMP-128 photopolymer,” OPTICAL
ENGINEERING June1989 Vol. 28 No. 6 p586-591 」に記
載されているフォトポリマー等がある。
Examples of such a polymer include “RT Ingwall and Mark Troll,“ Mechanism of Holo ”
gram formation in DMP-128 photopolymer, ”OPTICAL
ENGINEERING June1989 Vol. 28 No. 6 p586-591 ".

【0100】このフォトポリマーでは、屈折率変調が0.
06以下である。上記のようなポリマーに、2光束干渉等
により、屈折率の異なる領域をフィルム内に作成するこ
とが可能である。
This photopolymer has a refractive index modulation of 0.1.
06 or less. In the above-mentioned polymer, regions having different refractive indexes can be formed in the film by two-beam interference or the like.

【0101】上記のように、屈折率の異なる層2,3を
16°の傾きで配し、屈折率の高い領域2と低い領域3が
それぞれ屈折率が1.5および1.56であるような光学フィ
ルムは、このようなフォトポリマーを用いることによ
り、容易に実現することができ、このような光学フィル
ムでは、55.6°から3.2°の範囲で効果があり、実用上
十分な効果を期待することができる。
As described above, layers 2 and 3 having different refractive indices were used.
By using such a photopolymer, it is possible to easily realize an optical film in which the high refractive index region 2 and the low refractive index region 3 have a refractive index of 1.5 and 1.56, respectively. Such an optical film has an effect in the range of 55.6 ° to 3.2 °, and a practically sufficient effect can be expected.

【0102】反射型の物体を見る場合の照明条件とし
て、JIS Z 8722に、斜め方向45°から照明光をあて、ほ
ぼ正面から観察を行なうか、正面から照明を入射して、
斜め45°から観察するように観察する条件が記載されて
いる。
As an illumination condition for viewing a reflection type object, illuminating light is applied to JIS Z 8722 from an oblique direction of 45 ° and observation is performed from almost the front, or illumination is incident from the front.
The conditions for observation are described such that observation is performed from an angle of 45 °.

【0103】このような条件においては、上記のような
検討より、屈折率の異なる層2,3を14°の傾きで配
し、屈折率の高い領域2と屈折率の低い領域3の屈折率
がそれぞれ1.54と1.5であれば、フィルムのほぼ垂線に
対して45°以下の光線について本光学フィルムは効果が
ある。
Under these conditions, based on the above consideration, the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged at an inclination of 14 °, and the refractive indices of the high refractive index region 2 and the low refractive index region 3 are determined. Is 1.54 and 1.5, respectively, the present optical film is effective for light rays of 45 ° or less with respect to a substantially perpendicular line of the film.

【0104】そして、このような光学フィルムは、屈折
率の差がより少ないため、さらに容易に作成することが
でき、コスト等の点で極めて有利である。
Since such an optical film has a smaller difference in refractive index, it can be formed more easily, and is extremely advantageous in terms of cost and the like.

【0105】さらに、屈折率の差が低いような場合にお
いても、例えば30°からの照明に対して有効であるよ
うな光学フィルムは、屈折率の1.5と1.52の領域を傾き1
0°で配置したもので実現可能であり、このような条件
であれば、多くのポリマーによって実現が可能となり、
より一層応用範囲の広い光学フィルムを作成することが
可能である。
Further, even when the difference in the refractive index is low, an optical film which is effective for illumination from, for example, 30 ° has a refractive index of 1.5 and 1.52 with a slope of 1 °.
It can be realized with the arrangement at 0 °, and under such conditions, it can be realized with many polymers,
It is possible to produce an optical film having a wider application range.

【0106】上述したように、本実施の形態による光学
フィルムおよび液晶表示装置では、フィルム中の屈折率
差が、0.06以下、または0.04以下、もしくは0.02以下と
なるようにしているので、表示装置に適用した際に、入
射光のより多くを屈折率の異なる領域2,3の界面で反
射させることが可能となるため、前述した第1乃至第3
の実施の形態による光学フィルムおよび液晶表示装置の
作用を、より一層効果的に奏することが可能となる。ま
た、フィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのな
す角度θが、0° <θ < 55°、または0° < θ <45°、
もしくは0° < θ <30°となるようにしているので、表
示装置に適用した際に、入射光のより多くを屈折率の異
なる領域2,3の界面で反射させることが可能となるた
め、前述した第3の実施の形態による光学フィルムおよ
び液晶表示装置の作用を、より一層効果的に奏すること
が可能となる。 (その他の実施の形態)尚、本発明は、上記各実施の形
態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を
逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能
である。 (a)前述した各実施の形態では、フィルムに入射する
光が、屈折率の高い方から低い方への界面で全反射され
る場合について説明を行なってきたが、これに限られる
ものではない。
As described above, in the optical film and the liquid crystal display device according to the present embodiment, the refractive index difference in the film is set to 0.06 or less, or 0.04 or less, or 0.02 or less. When applied, more of the incident light can be reflected at the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indices.
The functions of the optical film and the liquid crystal display device according to the embodiment can be further effectively achieved. Further, the angle θ between the light incident on the film and the normal to the film surface is 0 ° <θ <55 °, or 0 ° <θ <45 °,
Alternatively, since 0 ° <θ <30 °, when applied to a display device, more incident light can be reflected at the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indexes. The functions of the optical film and the liquid crystal display device according to the third embodiment described above can be exhibited more effectively. (Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. (A) In each of the embodiments described above, the case where the light incident on the film is totally reflected at the interface from the higher refractive index to the lower one has been described, but the present invention is not limited to this. .

【0107】図8は、光学フィルム1に斜めから照明光
を入射し光が二度全反射する場合について示す断面図で
ある。
FIG. 8 is a sectional view showing a case where illumination light is incident on the optical film 1 obliquely and the light is totally reflected twice.

【0108】すなわち、図8に示すように、屈折率の異
なる層2,3がほぼ平行に配置されている場合には、フ
ィルムに入射する光が、屈折率の高い方から低い方への
界面で全反射され、再び屈折率の高い領域から低い領域
へ射出する際に全反射されることがある。
That is, as shown in FIG. 8, when the layers 2 and 3 having different refractive indices are arranged almost in parallel, the light incident on the film is changed from the interface having the higher refractive index to the interface having the lower refractive index. And may be totally reflected when the light is again emitted from a region having a high refractive index to a region having a low refractive index.

【0109】そこで、例えば図9に示すように、屈折率
の異なる層2,3のうち、表面側(裏面側)は、屈折率
の高い層2の幅が屈折率の低い層3の幅に対して、その
間隔が広くなるようにし、裏面側(表面側)は、屈折率
の高い層2の幅が屈折率の低い層3の幅に対して、その
間隔が狭くなるようにする、すなわち屈折率の高い層2
の観察者側の面積が広く、液晶セル4側の面積が狭いよ
うな台形状の断面形状を有する帯状の構造とすることに
より、表示装置に適用した際に、一度全反射された光が
再び全反射が起こる角度よりもほぼ垂直に近い角度で光
が入射することとなるため、全反射されないため光が透
過されるため、一度全反射した光が再び全反射すること
を防止することができる。
Thus, for example, as shown in FIG. 9, of the layers 2 and 3 having different refractive indices, the front side (rear side) has the width of the high refractive index layer 2 smaller than that of the low refractive index layer 3. On the other hand, the interval is made wider, and on the back side (front side), the width of the high refractive index layer 2 is made smaller than that of the low refractive index layer 3, that is, High refractive index layer 2
Has a trapezoidal cross-sectional shape such that the area on the observer side is large and the area on the liquid crystal cell 4 side is small. Since light is incident at an angle that is almost perpendicular to the angle at which total reflection occurs, light is transmitted because it is not totally reflected, so that it is possible to prevent light that has been totally reflected once from being totally reflected again. .

【0110】これにより、前述した第1乃至第4の実施
の形態による光学フィルムおよび液晶表示装置の作用
を、より一層効果的に奏することが可能となる。 (b)また、例えば図10に示すように、屈折率の異な
る層2,3のうち、屈折率の高い層2が屈折率の低い層
3に対して、その間隔が広くなるように帯状の構造とす
ることにより、表示装置に適用した際に、一度全反射し
た光が再び全反射する前に光学フィルムを光が透過する
ため、一度全反射した光が再び全反射することを防止す
ることができる。
As a result, the functions of the optical film and the liquid crystal display device according to the first to fourth embodiments described above can be exhibited more effectively. (B) Also, as shown in FIG. 10, for example, of the layers 2 and 3 having different refractive indices, the band 2 having a higher refractive index is formed in a band shape so that the distance between the layer 2 and the layer 3 having a lower refractive index becomes wider. By adopting a structure, when applied to a display device, the light transmitted through the optical film before the light that has been totally reflected once is totally reflected again, so that the light that has been once totally reflected is prevented from being totally reflected again. Can be.

【0111】これにより、前述した各実施の形態による
光学フィルムおよび液晶表示装置の作用を、より一層効
果的に奏することが可能となる。 (c)前述した各実施の形態の光学フィルムでは、入射
光の多くを屈折率の異なる領域2,3の界面で反射しな
ければ、十分な効果が得られない。そのため、層状の構
造を細かいピッチで配置する必要がある。
As a result, the functions of the optical film and the liquid crystal display device according to each of the above-described embodiments can be more effectively exerted. (C) In the optical films of the above-described embodiments, a sufficient effect cannot be obtained unless much of the incident light is reflected at the interface between the regions 2 and 3 having different refractive indexes. Therefore, it is necessary to arrange the layered structures at a fine pitch.

【0112】しかし、層状の構造を細かいピッチで配置
すると、層状の構造を抜けてきた光同士で干渉が起こ
り、波長選択性や角度選択性が出てくるため、色分散等
の影響があり、十分な効果を得ることができない。
However, when the layered structure is arranged at a fine pitch, light that has passed through the layered structure causes interference, and wavelength selectivity and angle selectivity appear. A sufficient effect cannot be obtained.

【0113】そこで、屈折率の異なる領域2,3が配置
されるピッチを、ランダムに変化させるような構造とす
ることにより、表示装置に適用した際に、波長選択性や
角度選択性を緩和して、色分散等の影響を抑制すること
ができる。
Therefore, by adopting a structure in which the pitch at which the regions 2 and 3 having different refractive indices are arranged is changed randomly, the wavelength selectivity and the angle selectivity can be reduced when applied to a display device. Thus, the influence of color dispersion and the like can be suppressed.

【0114】これにより、前述した各実施の形態による
光学フィルムおよび液晶表示装置の作用を、より一層効
果的に奏することが可能となる。 一方、同様の効果を得るために、前述した各実施の形態
の光学フィルムの内部に、拡散性の材料を拡散させるよ
うにすることにより、光学フィルムに拡散性を持たせる
ことも可能である。
As a result, the functions of the optical film and the liquid crystal display according to each of the above-described embodiments can be more effectively achieved. On the other hand, in order to obtain the same effect, it is also possible to make the optical film have a diffusivity by diffusing a diffusible material into the inside of the optical film of each of the embodiments described above.

【0115】また、フィルム表面に拡散性を有するフィ
ルムを配置するか、またはフィルム表面の形状をコント
ロールするようにすることにより、拡散性を付加するよ
うにしてもよい。
Further, the diffusivity may be added by disposing a film having diffusivity on the film surface or by controlling the shape of the film surface.

【0116】一方、上記各実施の形態は可能な限り適宜
組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作
用効果を得ることができる。 さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含ま
れており、開示される複数の構成要件における適宜な組
合わせにより、種々の発明を抽出することができる。 例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの
構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題
の欄で述べた課題(の少なくとも一つ)が解決でき、発
明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも一
つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構
成を発明として抽出することができる。
On the other hand, the above-described embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible. In that case, the combined functions and effects can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, at least one of the problems described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and In the case where (at least one of) the effects described in the section is obtained, a configuration from which this component is deleted can be extracted as an invention.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学フィ
ルムによれば、広い角度から入射した光に対してその方
向を適切な方向に変化させるようにしているので、表示
装置に適用した際に、表示画像と外部光源光の正反射と
の重なりをなくし、バックライトやエッジライト等の特
殊な照明光源がない場合においても、明るくかつコント
ラストの高い表示像を得ることが可能となる。
As described above, according to the optical film of the present invention, the direction of light incident from a wide angle is changed to an appropriate direction. In addition, the overlap between the display image and the specular reflection of the external light source light is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light.

【0118】以上説明したように、本発明の液晶表示装
置によれば、広い角度から入射した光に対してその方向
を適切な方向に変化させるようにしているので、表示画
像と外部光源光の正反射との重なりをなくし、バックラ
イトやエッジライト等の特殊な照明光源がない場合にお
いても、明るくかつコントラストの高い表示像を得るこ
とが可能となる。
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the direction of light incident from a wide angle is changed to an appropriate direction. The overlap with regular reflection is eliminated, and a bright and high-contrast display image can be obtained even when there is no special illumination light source such as a backlight or an edge light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光学フィルムの第1の実施の形態
を示す部分斜視図。
FIG. 1 is a partial perspective view showing a first embodiment of an optical film according to the present invention.

【図2】本発明による光学フィルムの第2の実施の形態
を示す部分斜視図。
FIG. 2 is a partial perspective view showing a second embodiment of the optical film according to the present invention.

【図3】本発明による光学フィルムで用いる座標系につ
いて説明するための断面図。
FIG. 3 is a sectional view for explaining a coordinate system used in the optical film according to the present invention.

【図4】屈折率n1が1.52の媒体から屈折率n2が1.5の媒
体にp偏光の光が入射した際の反射率を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a reflectance when p-polarized light is incident from a medium having a refractive index n1 of 1.52 to a medium having a refractive index n2 of 1.5.

【図5】屈折率n1が1.52の媒体から屈折率n2が1.5の媒
体にs偏光の光が入射した際の反射率を示す特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a reflectance when s-polarized light is incident from a medium having a refractive index n1 of 1.52 to a medium having a refractive index n2 of 1.5.

【図6】同第1の実施の形態による光学フィルムを用い
た液晶表示装置の構成例を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device using the optical film according to the first embodiment.

【図7】本発明による第3の実施の形態による光学フィ
ルムを用いた液晶表示装置の構成例を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device using an optical film according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明によるその他の実施の形態による光学フ
ィルムを用いた液晶表示装置の一構成例を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device using an optical film according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明によるその他の実施の形態による光学フ
ィルムを用いた液晶表示装置の他の構成例を示す断面
図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of a liquid crystal display device using an optical film according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明によるその他の実施の形態による光学
フィルムを用いた液晶表示装置の他の構成例を示す断面
図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another configuration example of a liquid crystal display device using an optical film according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光学フィルム 2…屈折率の高い領域(層) 3…屈折率の低い領域(層) 4…液晶セル 5…反射層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical film 2 ... High refractive index area | region (layer) 3 ... Low refractive index area | region (layer) 4 ... Liquid crystal cell 5 ... Reflection layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 BA04 BA20 2H091 FA14X FA37X FA50X FB02 FC08 FC09 FD06 FD23 KA01 LA03 LA16 LA17 LA20 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 FF02 FF03 GG11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2H042 BA04 BA20 2H091 FA14X FA37X FA50X FB02 FC08 FC09 FD06 FD23 KA01 LA03 LA16 LA17 LA20 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 FF02 FF03 GG11

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フィルム内部に、屈折率の異なる複数の
領域を有する光学フィルムであって、 前記各領域が、表面上は一方向に細長い形状を有して、
ストライプ状に配置されており、かつフィルムの厚さ方
向に対しては傾斜して層状に分布する構造としており、 前記フィルムに入射した光を、前記傾斜方向にほぼ沿っ
た方向から斜めに入射する光に対しては、フィルム中の
屈折率の異なる層同士の傾斜した界面で全反射すること
によって、当該光の方向を変化させ、前記以外の方向か
ら入射する光に対しては、当該光をそのまま透過させる
ようにしたことを特徴とする光学フィルム。
1. An optical film having a plurality of regions having different refractive indexes inside a film, wherein each of the regions has a shape elongated in one direction on a surface,
It is arranged in a stripe shape, and has a structure in which the light is incident on the film obliquely from a direction substantially along the inclined direction, and has a structure in which the light is incident on the film obliquely with respect to the thickness direction of the film. For light, the direction of the light is changed by total reflection at an inclined interface between layers having different refractive indexes in the film, and for light incident from other directions, the light is An optical film characterized by being transmitted as it is.
【請求項2】 フィルム内部に、屈折率の異なる複数の
領域を有する光学フィルムであって、 前記各領域が、表面上は一方向に細長い形状を有して、
ランダムに配置されており、かつフィルムの厚さ方向に
対しては傾斜して層状に分布する構造としており、 前記フィルムに入射した光を、前記傾斜方向にほぼ沿っ
た方向から斜めに入射する光に対しては、フィルム中の
屈折率の異なる層同士の傾斜した界面で全反射すること
によって、当該光の方向を変化させ、前記以外の方向か
ら入射する光に対しては、当該光をそのまま透過させる
ようにしたことを特徴とする光学フィルム。
2. An optical film having a plurality of regions having different refractive indices inside the film, wherein each of the regions has a shape elongated in one direction on a surface,
It is arranged randomly, and has a structure in which the light is incident on the film obliquely from a direction substantially along the inclined direction, and has a structure in which the light is incident on the film and is distributed in a layered manner with respect to the thickness direction of the film. For, the direction of the light is changed by total reflection at an inclined interface between layers having different refractive indices in the film, and the light incident from other directions is left as it is. An optical film characterized by being transmitted.
【請求項3】 フィルム内部に、屈折率の異なる複数の
領域を有する光学フィルムであって、 前記各領域が、フィルムの厚さ方向に対しては傾斜して
層状に分布する構造としており、 前記フィルムにおける屈折率の異なる領域同士の傾斜し
た界面とフィルム表面とのなす角度αが、 前記フィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのな
す角度をθとし、それぞれの屈折率をn1,n2(但し、n1、
n2は、n1 > n2) とした場合に、 【数1】 となるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
3. An optical film having a plurality of regions having different refractive indices inside a film, wherein each of the regions has a structure in which the regions are distributed in a layered manner with respect to a thickness direction of the film. An angle α between an inclined interface between regions having different refractive indexes in the film and the film surface is an angle between light incident on the film and a normal to the film surface, and the respective refractive indices are n1 and n2. (However, n1,
When n2 is n1> n2), An optical film, characterized in that:
【請求項4】 前記請求項3に記載の光学フィルムにお
いて、 前記フィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのな
す角度θが、 0° < θ < 55° となるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
4. The optical film according to claim 3, wherein an angle θ between light incident on the film and a normal to the film surface is set to 0 ° <θ <55 °. Optical film.
【請求項5】 前記請求項3に記載の光学フィルムにお
いて、 前記フィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのな
す角度θが、 0° < θ <45° となるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
5. The optical film according to claim 3, wherein an angle θ between light incident on the film and a normal to the film surface is set to 0 ° <θ <45 °. Optical film.
【請求項6】 前記請求項3に記載の光学フィルムにお
いて、 前記フィルムに入射する光とフィルム表面の法線とのな
す角度θが、 0° < θ <30° となるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
6. The optical film according to claim 3, wherein an angle θ between light incident on the film and a normal to the film surface is set to 0 ° <θ <30 °. Optical film.
【請求項7】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の光学フィルムにおいて、 前記フィルム中の屈折率差が0.06以下となるようにした
ことを特徴とする光学フィルム。
7. The method according to claim 1, wherein
The optical film according to claim 1, wherein a difference in refractive index in the film is 0.06 or less.
【請求項8】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の光学フィルムにおいて、 前記フィルム中の屈折率差が0.04以下となるようにした
ことを特徴とする光学フィルム。
8. The method according to claim 1, wherein
The optical film according to claim 1, wherein a difference in refractive index in the film is 0.04 or less.
【請求項9】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の光学フィルムにおいて、 前記フィルム中の屈折率差が0.02以下となるようにした
ことを特徴とする光学フィルム。
9. The method according to claim 1, wherein
The optical film according to claim 1, wherein the difference in the refractive index in the film is 0.02 or less.
【請求項10】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか
1項に記載の光学フィルムにおいて、 前記各領域が配置されるピッチを、ランダムに変化させ
るようにしたことを特徴とする光学フィルム。
10. The optical film according to claim 1, wherein a pitch at which the regions are arranged is changed at random.
【請求項11】 前記請求項1乃至請求項10のいずれ
か1項に記載の光学フィルムにおいて、 前記屈折率の異なる層のうち、 屈折率の高い層が屈折率の低い層に対して、その間隔が
広くなるようにしたことを特徴とする光学フィルム。
11. The optical film according to claim 1, wherein, among the layers having different refractive indices, a layer having a higher refractive index corresponds to a layer having a lower refractive index. An optical film characterized by having a large interval.
【請求項12】 前記請求項1乃至請求項10のいずれ
か1項に記載の光学フィルムにおいて、 前記屈折率の異なる層のうち、 表面側(裏面側)は、屈折率の高い層の幅が屈折率の低
い層の幅に対して、その間隔が広くなるようにし、 裏面側(表面側)は、屈折率の高い層の幅が屈折率の低
い層の幅に対して、その間隔が狭くなるようにしたこと
を特徴とする光学フィルム。
12. The optical film according to claim 1, wherein, of the layers having different refractive indices, a width of a layer having a high refractive index is larger on a front side (back side). The interval between the layers having a lower refractive index is set to be wider than the width of the layer having a lower refractive index. An optical film characterized in that:
【請求項13】 光の透過/非透過によって表示パター
ンを規定する液晶セルの観察者側に、前記請求項1乃至
請求項12のいずれか1項に記載の光学フィルムを配置
して成ることを特徴とする液晶表示装置。
13. An optical film according to claim 1, wherein the optical film according to claim 1 is arranged on a viewer side of a liquid crystal cell which defines a display pattern by transmitting / non-transmitting light. Characteristic liquid crystal display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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