CN104516147B - 光学部件、触摸屏面板和显示设备 - Google Patents

光学部件、触摸屏面板和显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学部件、触摸屏面板和显示设备，它们在允许光学部件包括针对相位差不受控的树脂部的情况下能够提高显示部的显示可视性。光学部件(200)可以布置在能够发出线偏振光的显示部(100)的出射方向侧。该光学部件(200)包括：树脂部(210)，该树脂部(210)具有透光性并且在相位差方面不受控，和相位片(220)，该相位片(220)可以布置在显示部(100)与树脂部(210)之间。相位片(220)的延迟是树脂部(210)的延迟的三到五倍。

Description

光学部件、触摸屏面板和显示设备
技术领域
本发明涉及光学部件、触摸屏面板和显示设备。
背景技术
日本专利申请特开第06-258634(专利文献1)和2012-230390(专利文献2)号公报公开了通过偏光太阳镜等可视的显示设备。专利文献1的显示设备包括液晶显示(LCD)面板、LCD面板前面的前侧偏振片和偏振片前面的相位片。相位片被定位为使得其光学轴与前侧偏振片的吸收轴形成大约35°至55°的角度。相位片被构造为具有在大约4,000nm或更大的范围内的延迟(retardation)。从前侧偏振片发出的线偏振光穿过相位片，以被转换为椭圆偏振光。因此，可从任意方向通过偏光太阳镜等看到显示设备，而在显示面中没有遭受不均匀着色。
专利文献2的显示设备包括LCD面板、聚合物膜和设置在LCD面板与聚合物膜之间的偏振片。LCD面板具有充当背光源的白色发光二极管。聚合物膜具有在3,000nm至30,000nm范围内的延迟。聚合物膜被定位为使得其慢轴与偏振片的吸收轴形成大约45°的角度。白色发光二极管所呈现的发射光谱的形状类似于穿过聚合物膜的透射光的光谱的包络曲线的形状。该构造的目的是提高显示设备在通过偏光太阳镜等被观看时的可视性。
发明内容
技术问题
一些显示设备包括充当覆盖面板或其他组件的树脂面板。发明人想到使用在不控制其双折射特性的情况下进行成型的树脂面板。这种树脂面板可以在不控制双折射特性的情况下通过使树脂成型来制造。在这种情况下，因为成型过程期间的材料特性、成型过程期间的树脂流动和成型过程期间产生的残留应力和/或其他因素，可能出现因分子配向和/或光测弹性而引起的局部双折射。树脂面板还可以由挤压过程或拉伸过程来制造，这也可能造成双折射。应注意的是，上述常规的显示设备不包括在不控制相位差的情况下所制造的树脂面板。因此，如何在通过偏光太阳镜等观看装配有这种不受控的树脂面板的显示设备时，提高这种显示设备的显示可视性没有被考虑。
鉴于上述情况想出本发明，以提供一种在允许光学部件包括针对相位差不受控的树脂部的情况下能够提高显示部的显示可视性的光学部件。本发明还提供一种包括光学部件的触摸屏面板和显示设备。
解决问题的方案
本发明的一个方面的光学部件可以布置在能够发出线偏振光的显示部的出射方向侧。光学部件包括树脂部和相位片。树脂部具有透光性，并且在相位差方面不受控。相位片被构造为布置在显示部与树脂部之间。相位片的延迟是树脂部的延迟的三到五倍。
该方面的光学部件布置在显示部的出射方向侧。因为相位片的延迟是树脂部的延迟的三至五倍，所以光学部件可以抑制在通过偏振片(诸如偏光眼镜或电子设备的面板)和光学部件观看显示部时显示部的显示图像中出现彩虹色的不均匀(iridescentunevenness)和变黑(blackout)的可能性。因此，本发明可以提高显示部显示的图像的可视性。
相位片的延迟可以是至少3,000nm。相位片的延迟可以是至少5,000nm。相位片的延迟可以是至少10,000nm。相位片可以被定向为使得相位片的光学轴与从显示部发出的线偏振光的偏振轴形成大约45度的角度。
本发明的触摸屏面板包括上述方面中任意一个方面的光学部件和能够检测检测对象的接近的传感器。传感器可以布置在光学部件的相位片与显示部之间或者光学部件的树脂部与光学部件的相位片之间。
本发明的显示设备包括能够发出线偏振光的显示部和上述方面中任意方面的光学部件。该光学部件可以布置在显示部的出射方向侧。
附图说明
图1是例示根据本发明的第一实施方式的显示设备的组成部分相对于偏振片的相对定位的说明图；
图2A是例示第一实验例中的显示设备的组成部分相对于偏振片的相对定位的说明图；
图2B是例示第二实验例中的显示设备的组成部分相对于偏振片的相对定位的说明图；
图2C是例示第三实验例中的显示设备的组成部分相对于偏振片的相对定位的说明图；以及
图2D是例示第四实验例中的显示设备的组成部分相对于偏振片的相对定位的说明图。
具体实施方式
将参照图1描述根据本发明的第一实施方式的显示设备L。图1例示的显示设备L包括显示部100和触摸面板T。下面将详细描述显示设备L的这些组成部分。
如图1所示，显示部100可以发出线偏振光。例如，显示部100可以是LCD面板或有机发光二极管(OLED)设备等。LCD面板可以是简单矩阵驱动型或诸如薄膜晶体管(TFT)型等的有源矩阵驱动型。
触摸面板T包括光学部件200和传感器300。光学部件200在从显示部100发出的线偏振光的出射方向(所例示的箭头的方向)的一侧，与显示部100隔开布置。光学部件200包括树脂部210和相位片220。树脂部210是在相位差方面不受控的树脂材料。例如，其可以是在相位差方面不受控的树脂模制品、树脂材料(例如，聚碳酸酯(PC)树脂、PMMA树脂等)的挤塑板或树脂材料(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、PC等)的拉伸膜。通常来说，因为成型过程期间的材料特性、成型过程期间的树脂流动、成型过程期间产生的残留应力和/或其他因素，树脂模制品如果在不控制双折射的情况下成型，则可能部分地具有因分子配向和/或光测弹性而引起的双折射。而且，挤塑板由于树脂材料的挤出过程可能具有双折射。拉伸膜由于树脂材料的拉伸过程可能具有双折射。出于上述原因中的任意原因，树脂部210可以变得非故意地双折射并且在相位差方面不受控。
相位片220沿出射方向固定到树脂部210的背面，以便位于树脂部210与显示部100之间。相位片220具有的延迟是树脂部210的三至五倍。相位片220的延迟被设置为3,000nm或更大。更优选地，相位片220的延迟是5,000nm或更大，并且更加优选地是10,000nm或更大。这是因为随着相位片220的延迟增大，穿过相位片220的光含有更多种波长，其中贯穿可视光谱，存在圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光。如果该经过的光在穿过树脂部210时改变偏振状态，则输出光贯穿可视光谱具有多种偏振状态。相位片220被定向为使得相位片220的光学轴(慢轴)与从显示部100发出的线偏振光的偏振轴形成大约45°的角度。
传感器300是触摸屏面板T的传感器并且可以检测接近显示设备L的检测对象(手指或触控笔)。传感器300是光性均质的。传感器300布置在显示部100与相位片220之间。
发明人在发明上述显示设备L的过程中执行了以下实验。在这些实验中，发明人通过偏振片P观看第一至第四实验例的各个显示设备，以检查显示设备的显示图像是否出现彩虹色的不均匀和/或变黑。应理解的是，偏振片P可以是偏光太阳镜、电子设备的面板(触摸屏面板、汽车导航设备、显示设备(例如，机动车的指示器))等。
如图2A例示的第一实验例的显示设备包括显示部100和树脂部210，该树脂部210布置为面向显示部100的出射方向侧。如图2B例示的第二实验例的显示设备包括显示部100、树脂部210和四分之一波片10，树脂部210位于显示部100的出射方向侧并与显示部100间隔开，四分之一波片10在出射方向上位于树脂部210前面。如图2C例示的第三实验例的显示设备包括显示部100、树脂部210和四分之一波片10，树脂部210位于显示部100的出射方向侧并与显示部100间隔开，四分之一波片10在出射方向上位于树脂部210后面。第二和第三实验例中的各个四分之一波片10具有的外表面小于显示部100的外表面。四分之一波片10具有的延迟是140nm。如图2D例示的第四实验例的显示设备包括显示部100、位于显示部100的出射方向侧并与显示部100间隔开的树脂部210、和在出射方向上位于树脂部210后面的相位片220’。相位片220’具有的构造与相位片220的构造相同，区别仅在于相位片220’具有的外表面小于显示部100的外表面。
在第一实验例的显示设备中，从显示部100发出的线偏振光直接进入在相位差方面不受控的树脂部210。光在穿过树脂部210时改变偏振状态。因此，在以下情况中的任意情况下，显示设备的显示图像出现彩虹色的不均匀和/或部分变黑，这些情况为：显示部100的线偏振光的偏振方向和偏振片P的偏振方向是(1)彼此大致平行，(2)彼此大致垂直和(3)彼此呈不平行也不垂直的角度。
在第二实验例的显示设备中，从显示部100发出的线偏振光直接进入在相位差方面不受控的树脂部210。光在穿过树脂部210时改变偏振状态。然后，变化后的光在树脂部210与四分之一波片10的重叠区域中穿过四分之一波片10。然而，在以下情况中的任意情况下，显示设备的重叠区域中的显示图像出现彩虹色的不均匀和/或部分变黑，这些情况为：显示部100的线偏振光的偏振方向和偏振片P的偏振方向是(1)彼此大致平行，(2)彼此大致垂直和(3)彼此呈不平行也不垂直的角度。
在第三实验例的显示设备中，从显示部100发出的线偏振光在树脂部210与四分之一波片10的重叠区域中穿过四分之一波片10，然后穿过在相位差方面不受控的树脂部210。穿过四分之一波片10的线偏振光被转换为椭圆偏振光，然后在穿过树脂部210时改变偏振状态。因此，在以下情况中的任意情况下，显示设备的重叠区域中的显示图像出现彩虹色的不均匀和/或部分变黑，这些情况为：显示部100的线偏振光的偏振方向和偏振片P的偏振方向是(1)彼此大致平行，(2)彼此大致垂直和(3)彼此呈不平行也不垂直的角度。
在第四实验例的显示设备中，从显示部100发出的线偏振光在树脂部210与相位片220’的重叠区域中穿过相位片220’，然后穿过在相位差方面不受控的树脂部210。穿过相位片220’的线偏振光被转换为含有更多波长的光(其中，贯穿可见光谱存在圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光)。然后，光穿过树脂部210，并且可以改变偏振状态，但是输出光贯穿可见光谱具有多种偏振状态。因此，在以下情况中的任意情况下，显示设备的重叠区域中的显示图像不出现彩虹色不均匀和/或变黑，这些情况为：显示部100的线偏振光的偏振方向和偏振片P的偏振方向是(1)彼此大致平行，(2)彼此大致垂直和(3)彼此呈不平行也不垂直的角度。
如根据上述实验显而易见的是，显示设备L虽然包括在相位差方面不受控的树脂部210，但是也能够抑制在通过偏振片P观看时在显示部100的显示图像中出现彩虹色的不均匀和变黑。由此，显示设备L可以提高显示设备L的显示图像的可见性。从显示部100发出的线偏振光穿过相位片220，以被转换为含有许多波长的光(其中，贯穿可见光谱存在圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光)。然后，光穿过树脂部210，并且可以改变偏振状态，但是输出光贯穿可见光谱具有多种多样的偏振状态(即，圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光)。因此，当通过偏振片P观看显示设备L时，用与从显示部100出来的颜色靠近的色调观看显示的图像(因为抑制在显示部100的显示图像中出现彩虹色的不均匀和/或变黑)。因为更大变化的波长的光穿过偏振片P并且可以以靠近显示部100的光源颜色的色调来观看，所以相位片220的更大延迟是优选的。更具体地，显而易见的是，在以下情况中的任意情况下，显示设备L可以抑制在显示设备的显示图像中出现彩虹色的不均匀和/或变黑，这些情况为：显示部100的线偏振光的偏振方向和偏振片P的偏振方向是(1)彼此大致平行，(2)彼此大致垂直和(3)彼此呈不平行也不垂直的角度。因为相位片220具有3,000nm或更大的延迟，所以相位片200中相位差的特定变化将不会造成可由人眼识别的着色。穿过相位片220的光以类似于从显示部100发出的线偏振光的颜色被看到。
应当注意的是，上述显示设备L、触摸屏面板T和光学部件200不限于上述实施方式，而可以在权利要求书的范围内以任意方式来修改。下面将详细描述具体修改例。
本发明的光学部件可以是适于布置在能够发出线偏振光的显示部的出射方向侧的任何光学部件，并且包括：具有透光性并且针对相位差不受控的树脂部；以及相位片，该相位片被构造为布置在显示部与树脂部之间，并且具有的延迟是树脂部的延迟的三至五倍。上述树脂部和相位片可以彼此隔开。进一步地，上述相位片可以固定到传感器或显示部，以便定位于显示部的出射方向侧。
可以省略本发明的传感器。换言之，本发明的显示设备可以是包括以下结构的任何显示设备：能够发出线偏振光的显示部，以及可以布置在显示部的出射方向侧的上述实施方式或上述修改例的光学部件。在上述显示部与上述光学部件之间，可以布置任何光性均质构件(例如，触摸屏面板的传感器、光透明粘合剂(OCA)、三乙酰纤维素(TAC)膜或环烯烃聚合物(COP)膜等)。这种光性均质构件可以布置在树脂部与光学部件的相位片之间，或布置在相位片与显示部之间。应当理解，本发明的显示部包括显示部主体和偏振片，并且偏振片可以布置在显示部主体的出射方向侧，并且将光转换成线偏振光。换言之，本发明的显示部不限于包括适于发出线偏振光的显示部主体的显示部。
本发明可考虑将触摸屏面板和显示部作为单独部件。
应当理解的是，上述实施方式的显示设备L、触摸屏面板T和光学部件200仅以示例的方式如上所述，并且可以包括任何材料、形状、尺度、数量、排布和其他构造(如果它们可以执行类似功能)。上述实施方式和修改例的构造可以以任意可能的方式进行组合。
附图标记列表：
L：显示设备
100：显示部
T：触摸屏面板
200：光学部件
210：树脂部
220：相位片
300：传感器

Claims (7)

1.一种光学部件，该光学部件适于布置在能够发出线偏振光的显示部的出射方向侧，所述光学部件包括：
树脂部，该树脂部具有透光性，所述树脂部在相位差方面不受控；以及
相位片，该相位片被构造为布置在所述显示部与所述树脂部之间，所述相位片的延迟是至少3,000nm。
2.根据权利要求1所述的光学部件，
其中，所述相位片的所述延迟是所述树脂部的延迟的三到五倍。
3.根据权利要求2所述的光学部件，
其中，所述相位片的所述延迟是至少5,000nm。
4.根据权利要求3所述的光学部件，
其中，所述相位片的所述延迟是至少10,000nm。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学部件，
其中，所述相位片被定向为使得所述相位片的光学轴与从所述显示部发出的线偏振光的偏振轴形成45度的角度。
6.一种触摸屏面板，该触摸屏面板包括：
根据权利要求1至5中任意一项所述的光学部件；以及
传感器，该传感器能够检测检测对象的接近，
其中，所述传感器布置在所述光学部件的所述相位片与所述显示部之间或者布置在所述光学部件的所述树脂部与所述光学部件的所述相位片之间。
7.一种显示设备，该显示设备包括：
显示部，该显示部能够发出线偏振光；以及
根据权利要求1至5中任意一项所述的光学部件，该光学部件布置在所述显示部的出射方向侧。
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