JP2007199503A - 表面フィルム及びカラーディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】同一画素内の色分離を防ぎつつ、画像を視認した際の画質を向上させることができる表面フィルム及びカラーディスプレイを提供すること。
【解決手段】複数のサブピクセル２ｂにより１画素が形成されるカラー液晶ディスプレイ１００の表面に配置される表面フィルム４に対し、隣接する画素との間に光の進行方向に沿って反射面を形成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は表面フィルム及びカラーディスプレイに関し、特に光の反射を利用した表面フィルム及びカラーディスプレイに関する。

ＣＲＴディスプレイに代わり、液晶ディスプレイの需要が近年益々高まっている。かかるカラー液晶ディスプレイの一例として、バックライトの前方に、ＴＦＴなどのスイッチング素子を含むＴＦＴ側基板モジュールを備え、この基板モジュールと、カラーフィルタを含み、かつ、該基板モジュールの対電極となる対向電極側基板モジュールとの間に液晶層を設ける構成が挙げられる。この液晶ディスプレイでは、スイッチング素子の作動により各画素毎に光透過状態と光遮断状態が作り出されて、電気エネルギーから変換された光がカラーフィルタを透過することで前方にてカラー画像が視認される。

そして、カラーフィルタでは、色の３原色となる青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の着色層が各画素内に一つずつ配置されており、各着色層への光の照射を調整してこれらを混色させることで様々な色の発色を可能としている。また、これら着色層間の境界部分には、表示コントラストや発色効果を高めるなど視認性を向上させるために黒色層が設けられていた。

しかしながら、このようなカラーモニタである液晶ディスプレイにおいて、モノクロ表示をさせると、至近距離で画面を見た場合、隣接画素を構成する光の混色や、同一画素内での色分離を生じさせたり、黒色層を目立たせてしまうなど、画像ノイズを生じさせていた。

これに対し、特許文献１では、液晶表示画面を形成する画素毎に、各画素を形成する３つの原色光出射部からの各光線束を収斂するように形成されたフィルタパネル、例えば、各画素毎に両面が凹レンズ状に形成されたメニスカス凹レンズを液晶表示画面の前面に設ける技術が開示されている。

或いは、特許文献２では、１画素を形成する３色のＬＥＤのうち、２色のＬＥＤの各ペレットを樹脂レンズの光軸の外側に設け、各色のＬＥＤから放射される主光線をシリンドリカル凹レンズで屈折させて平行にさせた後ディスプレイ表面で拡散させるように構成させたり、あるいは、１画素を形成する３色のＬＥＤから平行に放射された主光線を凸レンズで収斂させてからシリンドリカルレンズで平行にさせ、ディスプレイ表面で拡散させるように構成させている技術が開示されている。
特開平５−１１２４３号公報 特開平８−２０２２９２号公報

しかしながら、何れの技術を用いたとしても、原色光出射部あるいはＬＥＤから放射された３色の光線は、これら各光源の実際のピッチより収束されてディスプレイ表面に投影される構成となっているので、視認した際、画素間の隙間が大きくなり、画素格子が逆に目立ってしまう構成となっていた。

そこで、本発明は、同一画素内の色分離を防ぎつつ、画像を視認した際の画質を向上させることができる液晶カラーディスプレイを提供することを目的とする。

前述の問題を解決するために、請求項１に記載の表面フィルムは、
複数のサブピクセルにより１画素が形成されるカラーディスプレイの表面に配置される表面フィルムであって、
隣接する画素との間に光の進行方向に沿って反射面が形成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、かかるフィルムをカラーディスプレイに配置させた場合、カラーディスプレイのバックライトから出射された光は、カラーフィルタを透過した後、隣接する画素との間に反射面が形成された表面フィルムを透過することができる。その際、バックライトから出射された光は、反射面と反射面との間の表面フィルム内を透過する一方、反射面に入射した際には、全反射しており、表面フィルム内を画素毎に透過させることができる。また、バックライトから出射された光が隣接画素に対応する表面フィルム内に照射されるのを防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面フィルムにおいて、
前記光の出射側表面に、光拡散層が形成されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、表面フィルムの外表面のうち光の出射側表面には、光拡散層が形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の表面フィルムにおいて、
前記反射面は、前記光の入射側表面に形成されたスリットにより形成されるものであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、反射面は光の入射側表面に形成されたスリットにより形成されるものであり、バックライトから出射された光をスリットにより反射させる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の表面フィルムにおいて、
前記反射面は、金属膜あるいは誘電体膜で形成されるものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、反射面は、金属膜あるいは誘電体膜で形成され、バックライトから出射された光を反射させる。

請求項５に記載の発明は、カラーディスプレイであって、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の表面フィルムが前記カラーフィルタの表面に配置されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の表面フィルムがカラーフィルタの表面に配置されることで、請求項１〜請求項４と同様の作用を得ることができ、バックライトから出射された光は、カラーフィルタを透過した後、反射面が形成された表面フィルムを透過することができる。その際、反射面は、画素毎に形成されており、バックライトから出射された光を各画素内で反射させて、各画素毎に光を混合させることができる。また、バックライトから出射された光が隣接画素に対応する表面フィルム内に照射されるのを防ぐことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のカラーディスプレイであって、
前記表面フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイのいずれかに適用されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、表面フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイのいずれかに適用される。

請求項１に記載の発明によれば、バックライトから出射された光が表面フィルムを透過する際に、反射面と反射面との間の表面フィルムを透過する一方、反射面に入射した際には、全反射しており、表面フィルム内を画素毎に透過させることができ、画素毎に光を混合・透過させ、同一画素内における色分離を防止するとともに、隣接画素内への光漏れによる変色を防止して、カラー表示を適切に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、表面フィルムの外表面のうち光の出射側表面において、さらに光を拡散させることができるので、同一画素内の光をさらに混合させ、同一画素内の光を均一にすることで画像をシャープにすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、バックライトから出射された光がスリットで反射されることで、隣接画素内への光漏れを防止し、反射光は同一画素内の他の光と混合・透過させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、バックライトから出射された光が金属膜あるいは誘電体膜で形成された反射面に反射されることで、隣接画素内への光漏れを防止し、反射光は同一画素内の他の光と混合・透過させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項４に記載の発明と同様の効果を得ることができ、同一画素内における色分離を防止するとともに、隣接画素内への光漏れによる変色を防止して、カラー表示を適切に行うことができるカラーディスプレイを提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、カラーディスプレイとして液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを使用した場合においても、同一画素内における色分離を防止するとともに、隣接画素内への光漏れによる変色を防止して、カラー表示を適切に行うことができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る表面フィルムが適用された一実施形態として、本発明に係るカラー液晶ディスプレイを示したものである。
図１に示すように本実施形態におけるカラー液晶ディスプレイ１００では、透明電極やＴＦＴ、配向膜等により挟持された液晶により構成される液晶パネル１の一側にカラーフィルタ２が配設されている。このカラーフィルタ２には、支持部材２ａを介して青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各色のサブピクセル２ｂ，２ｂ，２ｂが順に配列されており、これら３色のサブピクセル２ｂを一組として一画素が構成されている。支持部材２ａには、各画素を囲うように格子状の黒色境界線が形成されている。

この液晶パネル１の他側には、カラーフィルタ２に向かって光を出射するバックライト３が配設されている。すなわち、本実施形態では、バックライト３から出射された光が液晶パネル１を透過した後、カラーフィルタ２を透過するようになっている。

カラーフィルタ２の前記光の出射側表面、すなわち、カラーフィルタ２の液晶パネル１が設けられた面と反対側表面には、表面フィルム４が配設されている。

表面フィルム４は、透明板やガラス、ＰＥＴ、アクリル樹脂などにより構成されたシート状の基板に、カラーフィルタ２に対応する各画素を囲うように、カラーフィルタ２との対向面に格子状に形成されたスリット５が光の進行方向に沿って形成されるものである。このようにスリット５を形成させることにより、スリット５とスリット５との間の表面フィルム４内に入射された光は表面フィルム４内を透過する一方、スリット５の両側面に入射された光を全反射させることが可能となっており、スリット５は反射面を形成するようになっている。

なお、スリット５は、例えば、表面フィルム４を構成する基板を金型成型により形成したり、表面フィルム４を構成する基板にバイト、凹凸ローラ等による機械的な加工や、レーザ加工、フォトリソグラフィー及びＸ線リソグラフィー等を施すことにより形成可能である。

また、スリット５は、前述の格子状の他、隣接画素との境界を形成する形状であればどのような形状であってもよい。また、スリット５の表面フィルム４の略厚み方向及び幅方向の大きさは、表面フィルム４内に入射した光がスリット５を越えて表面フィルム４の幅方向に入射することがないような大きさとなっている。また、スリット５により形成される反射面は、図１に示すように断面形状を矩形状とすることで反射面が平面状になる他、図２（ａ）に示すような曲面状の反射面や、図２（ｂ）に示すような光の進行方向に対して所定の角度で傾斜し、断面形状がＶ字状の反射面等であってもよい。

また、表面フィルム４のカラーフィルタ２が設けられた面と反対側の表面には、光拡散層６が形成されており、光拡散層６では、表面フィルム４内を透過した光を拡散させるように構成されている。なお、光拡散層６は、画像のちらつき、色分離を防止するための従来公知の表面シートを張り合わせるなどして形成可能である。

なお、本実施形態においては、表面フィルム４側からバックライト３側に向かって目視するようになっている。

次にカラー液晶ディスプレイ１００の作用について説明する。
外部装置等から入力されるなどして、カラー液晶ディスプレイ１００に画像表示を行う旨の信号が出力されると、バックライト３が点灯し、バックライト３から出射された光は、液晶パネル１を透過した後、カラーフィルタ２を透過する。カラーフィルタ２では、入射光が各サブピクセル２ｂに対応した色の光に変換されており、当該光が表面フィルム４に入射されて内部を透過した後、光拡散層６において、カラー画像を視認することが可能となる。

このとき、表面フィルム４には、スリット５が形成されており、スリット５とスリット５との間の表面フィルム４内に入射された光が表面フィルム４内を透過する一方、スリット５の両側面に入射された光は全反射されて、光拡散層６形成面側に進行する。その結果、表面フィルム４では、あるスリット５で囲まれた表面フィルム４の内部に、隣接画素となるサブピクセル２ｂを透過した光を侵入させることがなく、カラーフィルタ２の１画素に対応する光を出射させ、その後、光拡散層６を透過させることで同一画素となるサブピクセル２ｂを透過した光同士が混合した状態でカラー画像を表示させている。

したがって、本実施形態のカラー液晶ディスプレイ１００によれば、バックライト３から出射された光が、カラーフィルタ２を介して表面フィルム４を透過させる間に隣接画素を構成する光と混合することがなく、かつ、同一画素を構成する光を混合させて透過させることができ、同一画素内の色分離を防ぎつつ、画像を視認した際の画質を向上させることができる。

また、表面フィルム４の表面に、光拡散層６が形成されているので、バックライト３から出射された光を視認する際に、カラー液晶ディスプレイ１００の光の出射側表面に該当する位置で光が拡散するため、同一画素内の光をさらに混合させ、同一画素内の光を均一にすることで画像をシャープにさせることができる。

なお、反射面は、スリット５により形成される以外に、表面フィルム４に入射した光が反射可能なものであればよく、例えば、金属膜あるいは誘電体膜により形成させてもよい。金属膜あるいは誘電体膜により反射面を形成させる例として、表面フィルム４の光の入射側表面に対して金属膜あるいは誘電体膜の原材料を蒸着させることで、図３に示すように、カラーフィルタ２との対向面に、金属あるいは誘電体がスリット５に充填されて凸状に形成される金属膜あるいは誘電体膜７を形成させる構成であってもよい。この場合において、表面フィルム４を構成するシート状の基板を配設しない構成としてもよい。すなわち、前述の表面フィルム４において、表面フィルム４を構成するシート状の基板の部分に媒質が存在せず、光拡散層６と、凸状に形成される金属膜あるいは誘電体膜７との外縁部を接着されることで内部に空気が封入されて空気層となった表面フィルムとしてもよい。あるいは、スリット５に塗布等により金属膜あるいは誘電体膜の原材料を充填し、スリット５の表面フィルム４側に金属膜あるいは誘電体膜を形成させる構成であってもよい。

また、本実施形態においては、表面フィルム４を適用したカラーディスプレイの一例として、液晶ディスプレイについて説明したが、複数のサブピクセル２ｂを用いて１画素を表示する構成のディスプレイであればよく、自発光タイプのプラズマディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどにおいても適用可能である。

第１実施形態のカラー液晶ディスプレイの概略構成を表す断面図である。 図１の表面フィルムの反射面の他の形状例として、図２（ａ）は、曲面状の反射面、図２（ｂ）は断面形状がＶ字状の反射面を表す表面フィルムの断面図である。 図１の表面フィルムの反射面の他の例として、反射面が金属膜あるいは誘電体膜により形成された表面フィルムの断面図である。

符号の説明

１００ カラー液晶ディスプレイ
１ 液晶パネル
２ カラーフィルタ
２ａ 支持部材
２ｂ サブピクセル
３ バックライト
４ 表面フィルム
５ スリット
６ 光拡散層
７ 金属膜あるいは誘電体膜

Claims (6)

1. 複数のサブピクセルにより１画素が形成されるカラーディスプレイの表面に配置される表面フィルムであって、
   隣接する画素との間に光の進行方向に沿って反射面が形成されることを特徴とする表面フィルム。
2. 前記光の出射側表面に、光拡散層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の表面フィルム。
3. 前記反射面は、前記光の入射側表面に形成されたスリットにより形成されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面フィルム。
4. 前記反射面は、金属膜あるいは誘電体膜で形成されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面フィルム。
5. カラーフィルタを備えており、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の表面フィルムが前記カラーフィルタの表面に配置されることを特徴とするカラーディスプレイ。
6. 前記表面フィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイのいずれかに適用されることを特徴とする請求項５に記載のカラーディスプレイ。

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