JP2017211645A - 複合膜及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、複合膜及び表示装置を提供する。
【解決手段】複合膜は、第一偏光膜、少なくとも１つの第二偏光膜及び少なくとも１つの第一位相補償膜を含む。第一偏光膜は、第一透過軸を有する。各第二偏光膜は、第一透過軸に平行な第二透過軸を有する。前記少なくとも１つの第一位相補償膜は、第一偏光膜と、前記少なくとも１つの第二偏光膜との間に配置される。各第一位相補償膜は、第一光軸を有する。第一光軸の第一偏光膜上での正投影は、第一透過軸の軸方向に平行であり、第一光軸と、第一偏光膜との間の第一夾角は、0度よりも大きく且つ90度よりも小さい。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、複合膜及び表示装置に関し、特に、視角を制限することができ且つ大角度光漏れを低減することができる複合膜、及び前記複合膜を用いる表示装置に関する。
一般的に言えば、表示装置は、複数の鑑賞者が一緒に見ることができるようさせるために、通常、広視角の表示効果を有する。しかし、ある状況又は場合に、例えば、公共の場でプライベートホームページを閲覧し又は機密情報やパスワードを入力する時に、広視角の表示効果は、機密情報を他人に見せやすいため、機密情報の漏洩を引き起こす恐れがある。覗き見の防止又は視角の制限というニーズを達成するために、従来の表示装置は、通常、表示パネル又は背光モジュールの上方に光制御膜(Light Control Film、LCF)を設置することにより、大角度の光線をフィルタリングする。しかし、光制御膜は、かなり高価なものであり、また、光制御膜の周期的構造は、表示装置とモアレパターン(Moire pattern)を生じさせやすいだけでなく、表示装置の全体的な輝度を約30%下げることができる。
なお、この“背景技術”の部分が、本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この“背景技術”の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この“背景技術”の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。
本発明の目的は、視角を制限することができ且つ大角度光漏れを低減することができる複合膜を提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、上述の複合膜を採用することにより、覗き見の防止又は視角の制限というニーズを達成することができる表示装置をさらに提供する。
本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている技術の特徴からさらに理解することができる。
上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、複合膜が提供され、それは、第一偏光膜、少なくとも１つの第二偏光膜及び少なくとも１つの第一位相補償膜を含む。第一偏光膜は、第一透過軸を有する。前記少なくとも１つの第二偏光膜は、第一偏光膜の一方側に配置される。各第二偏光膜は、第一透過軸に平行な第二透過軸を有する。前記少なくとも１つの第一位相補償膜は、第一偏光膜と、前記少なくとも１つの第二偏光膜との間に配置され、そのうち、各第一位相補償膜は、第一光軸を有する。第一光軸の第一偏光膜上での正投影は、第一透過軸の軸方向に平行であり、第一光軸と、第一偏光膜との間の第一夾角は、0度よりも大きく且つ90度よりも小さい。
上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、表示装置が提供され、それは、背光モジュール、表示パネル及び上述の複合膜を含む。表示パネルは、背光モジュールの一方側に配置される。複合膜は、背光モジュールの一方側に配置され、且つ、表示パネルと重なり合う。
上述により、本発明の実施例は、少なくとも、次の１つの利点又は機能／効果を有する。即ち、本発明の複合膜では、各第一位相補償膜の第一光軸が第一偏光膜に対して傾斜し、且つ、第一光軸の第一偏光膜上での正投影が第一透過軸の軸方向に平行する。各第一位相補償膜は、第一透過軸の軸方向に垂直な方向上で大角度で複合膜に入射する光束の偏光方向を偏向することにより、大角度光束が第二偏光膜により吸収されるようにさせることができる。よって、複合膜は、視角を制限することができ且つ大角度光漏れを低減することができ、また、上述の複合膜を採用する表示装置は、覗き見の防止又は視角の制限というニーズを達成することもできる。
本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げ、添付した図面を参照することにより、詳細に説明する。
本発明の第一実施例による複合膜のX-Z平面上での断面図である 本発明の第一実施例による複合膜のY-Z平面上での断面図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。 本発明の第二実施例による複合膜のX-Z平面上での断面図である。 図3に示す複合膜の光入射角度-透過率の関係図である。 本発明の第三実施例による複合膜を示す図である 本発明の第四実施例による複合膜を示す図である。 本発明の第一実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。 本発明の第二実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。 本発明の第三実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。 本発明の第四実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。 本発明の第五実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。 本発明の第六実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。
本発明の上述した及び他の技術の内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく次のような好ましい実施例の詳細な説明において明確になる。なお、次の実施例に言及されている方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前又は後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用されている方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。
図1A及び図1Bは、それぞれ、本発明の第一実施例による複合膜のX-Z平面及Y-Z平面上での断面図であり、そのうち、X-Z平面とは、方向Xと方向Zとにより構成される参考平面を指し、Y-Z平面とは、方向Yと方向Zとにより構成される参考平面を指す。方向X、Y、Zは、互いに垂直する。
図1A及図1Bを参照する。複合膜100は、第一偏光膜110、少なくとも１つの第二偏光膜120及び少なくとも１つの第一位相補償膜130を含む。前記少なくとも１つの第二偏光膜120は、第一偏光膜110の一方側に配置され、且つ前記少なくとも１つの第一位相補償膜130は、第一偏光膜110と前記少なくとも１つの第二偏光膜120との間に配置される。
第一偏光膜110は、第一透過軸T1を有し、それは、複合膜100に入射する光束を、特定方向に沿って発振する線形偏光ライトに変換するために用いられる。例えば、第一偏光膜110は、線形偏光膜であっても良い。或いは、第一偏光膜110は、コレステロール液晶層及び四分の一波長板により構成されても良い。
各第二偏光膜120は、第一透過軸T1に平行な第二透過軸T2を有する。第一偏光膜110により偏光された光束は、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130を通過した後に、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130により偏光されなければ(即ち、偏光方向は、依然として第一透過軸T1及び第二透過軸T2に平行であれば)、前記少なくとも１つの第二偏光膜120を通過することができる。一方で、第一偏光膜110により偏光された光束は、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130を通過した後に、偏光方向が、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130により、第二透過軸T2に垂直な方向に偏光されれば、前記少なくとも１つの第二偏光膜120によりフィルタリングされ得る。例えば、各第二偏光膜120は、吸収型偏光膜であっても良く、前記フィルタリングとは、偏光された光束が第二偏光膜120により吸収されることを指す。各第二偏光膜120は、線形偏光膜であっても良い。或いは、各第二偏光膜120は、コレステロール液晶層及び四分の一波長板により構成されても良い。
各第一位相補償膜130は、第一光軸T3を有する。第一光軸T3の第一偏光膜110上での正投影PT3は、第一透過軸T1の軸方向に平行であり、且つ第一光軸T3と、第一偏光膜110との間の第一夾角θは、10度よりも大きく且つ90度よりも小さい。言い換えると、第一光軸T3は、第一偏光膜110に垂直でも水平でもない。例えば、各第一位相補償膜130は、O型板(O-Plate)である。本実施例では、各第一位相補償膜130は、例えば、液晶ポリマーLCPにより構成されるが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、各第一位相補償膜130は、高分子材料を引き伸ばすことにより形成されても良い。或いは、各第一位相補償膜130は、液晶パネルであっても良く、且つ電気制御方式により第一光軸T3の軸方向を制御する。
本実施例では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の数量は、それぞれ、１つであるが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の数量は、それぞれ、１つよりも大きくても良い。
複合膜100に正面方向で入射する非偏光ライトB1及び複合膜100に大角度で入射する非偏光ライトB2、B3は、第一偏光膜110を経て複合膜100に進入し、且つ非偏光ライトB1、B2、B3は、それぞれ、第一偏光膜110により偏光されて線形偏光ライトB1’、B2’、B3’を形成する。詳しく言えば、非偏光ライトB1、B2、B3は、それぞれ、横向き電波(Transverse Electric Wave)TE及び横向き磁波(Transverse Magnetic Wave)TMを含み、そのうち、横向き電波TEの発振方向は、入射平面(即ち、紙面)に垂直であり、横向き磁波TMの発振方向は、入射平面に平行である。
図1Aでは、入射平面は、X-Z平面であり、横向き電波TEは、方向Yに平行な方向上で発振し、横向き磁波TMは、X-Z平面上で発振する。第一偏光膜110の第一透過軸T1の軸方向は、方向Xに平行であり且つ方向Y、Zに垂直である。よって、X-Z平面上で発振する横向き磁波TMは、第一偏光膜110を通過することができ、方向Yに平行な方向上で発振する横向き電波TEは、第一偏光膜110によりフィルタリングされ得る。第一偏光膜110は、反射型偏光膜であっても良く、前記フィルタリングとは、横向き電波TEが第一偏光膜110により反射されて偏向されることを指す。一方で、第一偏光膜110は、吸収型偏光膜であっても良く、前記フィルタリングとは、横向き電波TEが第一偏光膜110により吸収されることを指す。
図1Bでは、入射平面は、Y-Z平面であり、横向き電波TEは、方向Xに平行な方向上で発振し、横向き磁波TMは、Y-Z平面上で発振する。第一偏光膜110の第一透過軸T1の軸方向は、方向Xに平行であり且つ方向Y、Zに垂直である。よって、Y-Z平面上で発振する横向き磁波TMは、第一偏光膜110によりフィルタリングすることができ、方向Xに平行な方向上で発振の横向き電波TEは、第一偏光膜110を通過することができる。
図1Aを参照する。第一透過軸T1に平行な方向(例えば、方向X)上で、正面方向で複合膜100に入射する線形偏光ライトB1’、及び大角度で複合膜100に入射する線形偏光ライトB2’、B3’が第一位相補償膜130を通過する過程では、線形偏光ライトB1’、B2’、B3’の偏光平面A、B、C上での偏光方向(即ち、横向き磁波TMの発振方向)は、すべて、第一位相補償膜130の第一光軸T3の、偏光平面A、B、C上での投影(液晶ポリマーLCPの偏光平面A、B、C上での投影を参照する)に平行である。よって、第一位相補償膜130を通過する線形偏光ライトB1’、B2’、B3’の偏光方向と、第一偏光膜110を通過する線形偏光ライトB1’、B2’、B3’の偏光方向とは一致し、且つ第一位相補償膜130を通過する線形偏光ライトB1’、B2’、B3’は、続いて第二偏光膜120を通過することができる。
一方で、図1Bに示すように、第一透過軸T1に垂直な方向(例えば、方向Y)上で、正面方向で複合膜100に入射する線形偏光ライトB1’の偏光方向(即ち、横向き電波TEの発振方向)のみは、第一位相補償膜130を通過する過程で、第一位相補償膜130の第一光軸T3の、偏光平面A上での投影(液晶ポリマーLCPの偏光平面A上での投影)に平行である。大角度で複合膜100に入射する線形偏光ライトB2’、B3’が第一位相補償膜130を通過する過程では、線形偏光ライトB2’、B3’の偏光方向(即ち、横向き電波TEの発振方向)は、第一位相補償膜130の第一光軸T3の、偏光平面B、C上での投影(液晶ポリマーLCPの偏光平面B、C上での投影を参照する)に平行でない(夾角を成す)。よって、第一位相補償膜130を通過した後に、線形偏光ライトB1’のみは、第二偏光膜120を通過する。線形偏光ライトB2’、B3’の偏光方向は、第一位相補償膜130により偏向することができ、例えば、元々は方向Xに平行な方向上で発振する横向き電波TEから、Y-Z平面上で発振する横向き磁波TMに変換される。横向き磁波TMの発振方向が第二透過軸T2に垂直であるので、線形偏光ライトB2’、B3’は、第二偏光膜120によりフィルタリングされる(例えば、吸収される)。
第一位相補償膜130により、第一透過軸T1の軸方向に垂直な方向(例えば、方向Y)上で大角度で複合膜100に入射する線形偏光ライトB2’、B3’を偏向することで、方向Y上での大角度の線形偏光ライトB2’、B3’は、第二偏光膜120により吸収される。よって、複合膜100は、方向Yの視角を制限することができ且つ方向Yの大角度光漏れを低減することができるため、複合膜100を採用する表示装置は、方向Y上での覗き見の防止又は方向Y上での視角の制限及び方向Y上での大角度光漏れの低減などのニーズを達成することができる。同様に、他の実施例では、第一透過軸T1及び第二透過軸T2の軸方向が方向Yに平行であるように変更され、且つ、第一光軸T3が方向Yに沿って傾斜すれば、複合膜100は、方向Xの視角を制限することができ且つ方向Xの大角度光漏れを低減することができる。
図2A乃至図2Jは、それぞれ、図1Aに示す複合膜の第一夾角が0度乃至90度下での視角分布図である。図2A乃至図2Jから分かるように、第一夾角θ1が40度から80度までの間にある時に、方位角90度及び270度の方向上(即ち、図1A及図1B中での方向Y上)では、光強度が頂角0度から90度へと迅速に降下し、且つ方位角90度及び270度の方向上では、対称に近い。即ち、第一夾角θ1が40度から80度までの間にある時に、複合膜100は、方向Yの視角を制限することができ且つ方向Yの大角度光漏れを低減することができるだけでなく、輝度均一の利点も有する。第一夾角θ1が50度から70度までの間にある時に、窄視角をさらに向上させ、光漏れをさらに低減し、及び、輝度をさらに均一にすることができる。
また、図1A及び図1Bの構成下で、第二偏光膜120が方向Y上で大角度で複合膜100に入射する線形偏光ライトB2’、B3’をフィルタリングし得る比率は、第一位相補償膜130が提供する位相遅延量に関係する。前記位相遅延量は、各第一位相補償膜130の屈折率の差(例えば、異常光の屈折率neから通常光の屈折率noを減算したもの)の絶対値と、第一位相補償膜130の厚さH130との乗積である。本実施例では、各第一位相補償膜130の位相遅延量は、例えば、0.1μmから8μmまでの間にあり、且つ各第一位相補償膜130の厚さH130は、例えば、1μmから40μmまでの間にある。
以下、図3乃至図6をもとに、複合膜の他の実施形態を説明する。そのうち、同じ素子は、同じ符号により表され、また、同じ素子の説明は、図1A及図1Bに関連する記載を参照することができるため、ここではその詳しい説明を省略する。図3は、本発明の第二実施例における複合膜のX-Z平面上での断面図である。図4は、図3に示す複合膜の光入射角度-透過率の関係図である。図5及び図6は、それぞれ、本発明の第三及第四実施例による複合膜を示す図である。
図3を参照する。複合膜200と、図1Aに示す複合膜100との主な相違点は、次の通りである。即ち、複合膜200では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の数量は、それぞれ、複数であり、且つ第一位相補償膜130は、それぞれ、隣接する２つの第二偏光膜120の間、及び、第一偏光膜110と該第一偏光膜110に最も近い第二偏光膜120との間に配置される。
本実施例では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の数量は、それぞれ、３つである。第一夾角θ1が異なり、視角分布も異なる。また、第一位相補償膜130の厚さH130が異なることにより、第一位相補償膜130の位相遅延量がそれに伴って変わるため、透過率曲線も異なる。よって、本実施例では、第一夾角θ1が異なり、且つ第一位相補償膜130の厚さH130が異なるようにさせることにより、異なる透過率曲線を得ることができ、また、各透過率曲線の乗算により、必要な透過率曲線を得ることもできる。本実施例では、第一夾角θ1は、例えば、それぞれ、40度から80度までの間にあり、且つ40度から80度までの間にある第一夾角θ1に対応する第一位相補償膜130の厚さH130は、例えば、1μmから40μmまでの間にある。
図4を参照する。曲線C1、C2、C3に対応する複合膜は、それぞれ、単層第一偏光膜110、単層第二偏光膜120及び単層第一位相補償膜130の構造を採用し、そのうち、曲線C1、C2、C3に対応する構造上での相違点は、第一位相補償膜130の厚さH130が、それぞれ、5μm、6μm及び9μmであり、且つ第一夾角θ1が、それぞれ、60度、62度及び67度であることにある。曲線C4に対応する複合膜は、単層第一偏光膜110、三層第二偏光膜120及び三層第一位相補償膜130の構造を採用し、且つ三層第一位相補償膜130は、それぞれ、曲線C1、C2、C3に対応する第一位相補償膜130を採用する。図4から分かるように、三層第一位相補償膜130を採用する構造(例えば、曲線C4に示すように)は、視角を比較的良く制限することができる(視角が最も狭い)だけでなく、大角度光漏れを有効に低減することもでき、例えば、入射角度が40度よりも大きい光束の光透過率を5%以下であり、ひいては0%に近いように抑えることができる。
図5を参照する。複合膜300と、図1Aに示す複合膜100との主な相違点は、次の通りである。複合膜300は、第一偏光膜110、少なくとも１つの第二偏光膜120及び少なくとも１つの第一位相補償膜130の他に、第三偏光膜310、少なくとも１つの第四偏光膜320、少なくとも１つの第二位相補償膜330及び半波長片340をさらに含む。前記少なくとも１つの第四偏光膜320は、第三偏光膜310の一方側に配置され、且つ前記少なくとも１つの第二位相補償膜330は、第三偏光膜310と、前記少なくとも１つの第四偏光膜320との間に配置される。半波長片340は、前記少なくとも１つの第二偏光膜120が第一偏光膜110に背向する一方側に配置され、且つ前記少なくとも１つの第二偏光膜120と第三偏光膜310との間に位置する。
第三偏光膜310は第三透過軸T4を有し、且つ第三透過軸T4は第一透過軸T1に垂直である。各第四偏光膜320は、第三透過軸T4に平行な第四透過軸T5を有する。第三偏光膜310及び各第四偏光膜320は、それぞれ、線形偏光膜であっても良い。或いは、第三偏光膜310及び各第四偏光膜320は、それぞれ、コレステロール液晶層及び四分の一波長板により構成されても良い。
各第二位相補償膜330は第二光軸T6を有する。第二光軸T6の第三偏光膜310上での正投影PT6は第三透過軸T4の軸方向に平行であり、且つ第二光軸T6と第三偏光膜310との間の第二夾角θは20度よりも大きく且つ90度よりも小さい。各第二位相補償膜330は、例えば、O型板である。本実施例では、各第二位相補償膜330は、例えば、液晶ポリマーLCPにより構成されるが、本発明はこれに限定去れない。他の実施例では、各第二位相補償膜330は、高分子材料を引き伸ばすことにより形成されても良い。或いは、各第二位相補償膜330は液晶パネルであり、且つ電気制御方式により第二光軸T6の軸方向を制御しても良い。第二夾角θ2及び各第二位相補償膜330の厚さH330の設計は、図1A中での第一夾角θ1、及び各第一位相補償膜130の厚さH130に関連する記載を参照することができるため、ここではその詳しい説明を省略する。
本実施例では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130、前記少なくとも１つの第四偏光膜320及び前記少なくとも１つの第二位相補償膜330の数量は、それぞれ、１つであるが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、前記少なくとも１つの第二偏光膜120、前記少なくとも１つの第一位相補償膜130、前記少なくとも１つの第四偏光膜320及び前記少なくとも１つの第二位相補償膜330の数量は、１つよりも大きくても良い。
第一偏光膜110、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の設置により、複合膜300は、方向Yの視角を制限することができ且つ方向Yの大角度光漏れを低減することができる。また、半波長片340の設置により、前記少なくとも１つの第二偏光膜120からの光束の偏光方向を偏向することができ、例えば、元々はX-Z平面上で発振する横向き磁波TM(図1A参照)を、方向Yに平行な方向上で発振する横向き電波TE(図1A参照)に変換することができ、これにより、光束の偏光方向は、第三偏光膜310の第三透過軸T4に平行であるようになる。第三偏光膜310、前記少なくとも１つの第四偏光膜320及び前記少なくとも１つの第二位相補償膜330の設置により、複合膜300は、方向Xの視角を制限することができ且つ方向Xの大角度光漏れを低減することができる。第三偏光膜310、前記少なくとも１つの第四偏光膜320及び前記少なくとも１つの第二位相補償膜330が窄視角を達成し及び大角度光漏れを低減する原理は、図1A及図1B中での第一偏光膜110、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130が窄視角を達成し及び大角度光漏れを低減することに関連する記載を参照することができるため、ここではその詳しい説明を省略する。言い換えると、複合膜300は、同時に、方向X及び方向Yの視角を制限することができ且つ方向X及び方向Yの大角度光漏れを低減することができる。また、本実施例における構成下で、第一偏光膜110は、吸収型偏光膜又は反射型偏光膜であっても良く、且つ各第二偏光膜120、第三偏光膜310及び各第四偏光膜320は吸収型偏光膜であっても良い。
図6を参照する。複合膜400と、図5に示す複合膜300との主な相違点は、次の通りである。即ち、複合膜400では、半波長片340は、第一偏光膜110が前記少なくとも１つの第二偏光膜120に背向する一方側に配置され、且つ第一偏光膜110と前記少なくとも１つの第四偏光膜320との間に位置する。本実施例における構成下で、第三偏光膜310は吸収型偏光膜又は反射型偏光膜であっても良く、且つ各第四偏光膜320、第一偏光膜110及び各第二偏光膜120は吸収型偏光膜であっても良い。
図7乃至図12は、それぞれ、本発明の第一乃至第六実施例による表示装置のX-Z平面上での断面図である。図7を参照する。表示装置10は、背光モジュール12、表示パネル14及び複合膜16を含む。背光モジュール12は、照明光束を提供するために用いられ、それは、直下式背光モジュール又はエッジ式背光モジュールであっても良いが、これに限定されない。表示パネル14は、背光モジュール12の一方側に配置され、それは、背光モジュール12が提供する照明光束を、表示情報を有する表示光束に変換するために用いられる。例えば、表示パネル14は、液晶表示パネルであっても良いが、これに限定されない。
液晶表示パネルについて言えば、表示パネル14は、下偏光片14A、上偏光片14B、及び、下偏光片14Aと上偏光片14Bとの間に位置する表示ユニット14Cを含んでも良い。表示ユニット14Cは、能動素子アレー基板(図示せず)、カラーフィルタリング基板(図示せず)、及び、能動素子アレー基板とカラーフィルタリング基板との間に位置する液晶層(図示せず)を含んでも良い。下偏光片14A及び上偏光片14Bは、それぞれ、表示ユニット14Cの相対する２つの表面に配置され、そのうち、下偏光片14A及び上偏光片14Bの透過軸T7、T8は、例えば、互いに垂直するが、これに限定されない。
複合膜16は、背光モジュール12の一方側に配置され、且つ表示パネル14と重なり合う。本実施例では、複合膜16は、背光モジュール12と表示パネル14との間に配置され、且つ下偏光片14Aは、第二偏光膜120に隣接するように設置される。よって、下偏光片14Aの透過軸T7は、第二偏光膜120の第二透過軸T2に平行であり、これにより、第二偏光膜120から射出する偏光照明光束が下偏光片14Aを通過し得るようにさせることができる。
複合膜16は、図1A中での複合膜100に示す構成を採用しても良い。第一偏光膜110、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の設置により、複合膜300は、単一方向(例えば、方向Y)の視角を制限することができ且つ単一方向(例えば、方向Y)の大角度光漏れを低減することができ、また、複合膜16を採用する表示装置10は、単一方向(例えば、方向Y)の覗き見の防止又は単一方向(例えば、方向Y)の視角の制限及び単一方向(例えば、方向Y)の大角度光漏れの低減などのニーズを達成することもできる。例えば、表示装置10は、車用表示装置であっても良く、方向Y(縦方向)の視角を制限し、また、方向Yの大角度光漏れを低減することにより、フロントガラス上で反射影像を生成することによるドライバーの視線への影響を避けることができるので、運転の安全性を強化することができる。一方では、第一透過軸T1及び第二透過軸T2が方向Yに平行であり、且つ第一光軸T3が方向Yに対して傾斜するようにさせることにより、方向Xの視角を制限し、方向Xの大角度光漏れを低減することができる。このようにして、表示装置10は、例えば、表示装置が個人用コンピュータ又は公共用コンピュータコンピュータである場合に、方向Xの覗き見の防止又は方向Xの視角の制限及び方向Xの大角度光漏れの低減などのニーズを達成することができるが、これに限定されない。単一方向の覗き見の防止又は単一方向の視角の制限及び単一方向の大角度光漏れの低減などの機能や効果をさらに向上させる場合、前記少なくとも１つの第二偏光膜120及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜130の数量をさらに増加させても良く、例えば、図3中での複合膜200の構成を採用する。また、双方向の覗き見の防止又は双方向の視角の制限及び双方向の大角度光漏れの低減というニーズがある場合、図5中での複合膜300の構成又は図6中での複合膜400の構成を採用しても良い。なお、次の実施例は、すべて、上述の改良を用いることができるため、その詳しい説明は省略される。
複合膜16が背光モジュール12と表示パネル14との間に配置される構成下で、第一偏光膜110は、吸収型偏光膜又は反射型偏光膜を採用しても良い。第一偏光膜110が反射型偏光膜を採用する場合、第一偏光膜110は、偏光方向が第一透過軸T1に垂直である線形偏光ライトを背光モジュール12へ反射することで、光利用率を有効に向上させることができ、これにより、表示装置10の輝度を向上させることができる。一方で、前記少なくとも１つの第二偏光膜120は、吸収型偏光膜を採用して雑散光を低減することができる。
以下、図8乃至図12をもとに、表示装置の他の実施型態を説明する。そのうち、同じ素子は同じ符号により表され、また、同じ素子の説明は、図7に関連する記載を参照することができるため、ここではその詳しい説明を省略する。
図8を参照する。表示装置10’と、図7に示す表示装置10との主な相違点は、次の通りである。即ち、表示装置10’では、表示パネル14’の下偏光片14A’の透過軸T7’は、下偏光片14A’に最も隣接する第二偏光膜120の透過軸T2に平行するように設置される必要がなく、例えば、透過軸T7’は、方向Yに平行であり且つ透過軸T2に垂直である。表示パネル14’の上偏光片14B’の透過軸T8’は、例えば、方向Xに平行であり且つ透過軸T7’に垂直である。また、表示装置10’は、さらに半波長片18を含む。半波長片18は、表示パネル14’と複合膜16との間に位置する。半波長片18により、前記少なくとも１つの第二偏光膜120からの光束の偏光方向を偏向することができ、例えば、元々はX-Z平面上で発振する横向き磁波TM(図1A参照)を、方向Yに平行な方向上で発振する横向き電波TE(図1A参照)に変換するで、半波長片18を通過する光束の偏光方向が下偏光片14A’の透過軸T7’に平行であるようにさせ、これにより、光束は、下偏光片14A’を通過することができる。
図9を参照する。表示装置20と、図7に示す表示装置10との主な相違点は、次の通りである。即ち、表示装置20では、第一偏光膜110から最も離れる第二偏光膜120は、表示パネル24の下偏光子とされる。言い換えると、表示装置20の表示パネル24は、図7中での表示パネル14の下偏光子14Aを省略することができる。
また、図7乃至図9に示す実施例では、背光モジュール12が偏光式背光モジュールを採用する(即ち、背光モジュールが提供する照明光束は線形偏光ライトである)場合、偏光式背光モジュール中での偏光層(図示せず)は、第一偏光膜110と統合することができる。このようにして、偏光式背光モジュール中での偏光層を省略することができる。
図10を参照する。表示装置30と、図7に示す表示装置10との主な相違点は、次の通りである。表示装置30では、表示パネル34は、合膜16と背光モジュール12との間に配置され、且つ表示パネル34の上偏光片14Bは、第一偏光膜110に隣接するように設置される。よって、上偏光片14Bの透過軸T8は、第一偏光膜110の第一透過軸T1に平行であり、これにより、上偏光片14Bから射出する偏光表示光束は、第一偏光膜110を通過することができるが、本発明はこれに限定されない。図11に示すように、表示装置30’では、表示パネル34’の上偏光片14B’の透過軸T8’は、第一偏光膜110の第一透過軸T1に平行であるように設置される必要がなく、例えば、透過軸T8’は、第一偏光膜110の第一透過軸T1に垂直であり且つ方向Yに平行であっても良い。表示パネル34’の下偏光片14A’の透過軸T7’は、例えば、方向Xに平行であり且つ透過軸T8’に垂直である。表示装置30’は、さらに半波長片18を含んでも良い。半波長片18は、表示パネル34’と複合膜16との間に位置する。半波長片18により、上偏光片14B’からの光束の偏光方向を偏向することで、例えば、元々は方向Yに平行な方向上で発振する横向き電波TE(図1A参照)を、X-Z平面上で発振する横向き磁波TM(1A参照)に変換することで、半波長片18を通過する光束の偏光方向が第一偏光膜110の第一透過軸T1に平行であるようにさせ、これにより、光束は、第一偏光膜110を通過することができる。
また、図10及び図11に示す実施例では、表示パネル34、34’が複合膜16と背光モジュール12との間に配置される構成下で、第一偏光膜110及び各第二偏光膜120は、吸収型偏光膜を採用して雑散光を低減することができる。
図12を参照する。表示装置40と、図10に示す表示装置30との主な相違点は、次の通りである。表示装置40では、第一偏光膜110は、表示パネル44の上偏光子とされる。言い換えると、表示装置40の表示パネル44は、図9中での表示パネル34の上偏光子14Bを省略することができる。
以上を纏めると、本発明の実施例は、少なくとも、次の１つの利点又は機能／効果を有する。即ち、本発明の複合膜では、各第一位相補償膜の第一光軸が第一偏光膜に対して傾斜し、且つ第一光軸の第一偏光膜上での正投影が第一透過軸の軸方向に平行である。各第一位相補償膜は、第一透過軸の軸方向に垂直な方向上で大角度で複合膜に入射する光束の偏光方向を偏向することにより、大角度の光束が第二偏光膜により吸収されるようにさせることができるので、複合膜は、視角を制限し、大角度光漏れを低減することができ、また、上述の複合膜を採用する表示装置は、覗き見の防止又は視角の制限というニーズを達成することもできる。
本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目の又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及びしている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、または、異なる実施例又は範囲を区別するためのもののみであり、要素の数量上の上限又は下限を限定するためのものでない。
10、10’、20、30、30’、40：表示装置
12：背光モジュール
14、14’、24、34、34’、44：表示パネル
14A、14A’：下偏光片
14B、14B’：上偏光片
14C：表示ユニット
16、100、200、300、400：複合膜
18、340：半波長片
110：第一偏光膜
120：第二偏光膜
130：第一位相補償膜
310：第三偏光膜
320：第四偏光膜
330：第二位相補償膜
A、B、C：偏光平面
B1、B2、B3：非偏光ライト
B1’、B2’、B3’：線形偏光ライト
C1、C2、C3、C4：曲線
H130、H330：厚さ
LCP：液晶ポリマー
PT3、PT6：正投影
T1：第一透過軸
T2：第二透過軸
T3：第一光軸
T4：第三透過軸
T5：第四透過軸
T6：第二光軸
T7、T7’、T8、T8’：透過軸
TE：横向き電波
TM：横向き磁波
X、Y、Z：方向
θ1：第一夾角
θ2：第二夾角

Claims (20)

  1. 複合膜であって、
    第一透過軸を有する第一偏光膜と、
    前記第一偏光膜の一方側に配置される少なくとも１つの第二偏光膜であって、各前記第二偏光膜は、前記第一透過軸に平行な第二透過軸を有する、少なくとも１つの第二偏光膜と、
    前記第一偏光膜と、前記少なくとも１つの第二偏光膜との間に配置される少なくとも１つの第一位相補償膜であって、各前記第一位相補償膜は、第一光軸を有し、前記第一光軸の前記第一偏光膜上での正投影は、前記第一透過軸の軸方向に平行であり、前記第一光軸と、前記第一偏光膜との間の第一夾角は、0度よりも大きく且つ90度よりも小さい、少なくとも１つの第一位相補償膜と、
    を含む、複合膜。
  2. 請求項1に記載の複合膜であって、
    前記少なくとも１つの第二偏光膜及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜の数量は、それぞれ、複数であり、前記複数の第一位相補償膜は、それぞれ、隣接する２つの第二偏光膜の間、及び、第一偏光膜と、前記第一偏光膜に最も近い前記第二偏光膜との間に配置される、複合膜。
  3. 請求項2に記載の複合膜であって、
    前記少なくとも１つの第二偏光膜及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜の数量は、それぞれ、３つである、複合膜。
  4. 請求項3に記載の複合膜であって、
    前記複数の第一光軸と、前記第一偏光膜との間の前記複数の第一夾角は、それぞれ、異なる、複合膜。
  5. 請求項4に記載の複合膜であって、
    前記複数の第一夾角は、それぞれ、40度から80度までの間にあり、40度から80度までの間にある前記複数の第一夾角に対応する前記複数の第一位相補償膜の厚さは、1μmから40μmまでの間にある、複合膜。
  6. 請求項1に記載の複合膜であって、
    前記第一偏光膜は、吸収型偏光膜又は反射型偏光膜であり、各前記第二偏光膜は、吸収型偏光膜である、複合膜。
  7. 請求項1に記載の複合膜であって、
    半波長片をさらに含み、
    前記半波長片は、前記少なくとも１つの第二偏光膜が前記第一偏光膜に背向する一方側に配置される、複合膜。
  8. 請求項1に記載の複合膜であって、
    半波長片をさらに含み、
    前記半波長片は、前記第一偏光膜が前記少なくとも１つの第二偏光膜に背向する一方側に配置される、複合膜。
  9. 表示装置であって、
    背光モジュールと、
    前記背光モジュールの一方側に配置される表示パネルと、
    前記背光モジュールの一方側に配置され、且つ前記表示パネルと重なり合う複合膜と、
    を含み、
    前記複合膜は、
    第一透過軸を有する第一偏光膜と、
    前記第一偏光膜の一方側に配置される少なくとも１つの第二偏光膜であって、各前記第二偏光膜は、前記第一透過軸に平行な第二透過軸を有する、少なくとも１つの第二偏光膜と、
    前記第一偏光膜と、前記少なくとも１つの第二偏光膜との間に配置される少なくとも１つの第一位相補償膜であって、各前記第一位相補償膜は、第一光軸を有し、前記第一光軸の前記第一偏光膜上での正投影は、前記第一透過軸の軸方向に平行であり、前記第一光軸と、前記第一偏光膜との間の第一夾角は、0度よりも大きく且つ90度よりも小さい、少なくとも１つの第一位相補償膜と、
    を含む、表示装置。
  10. 請求項9に記載の表示装置であって、
    前記複合膜は、前記背光モジュールと前記表示パネルとの間に配置され、前記第一偏光膜から最も離れる前記第二偏光膜は、前記表示パネルの下偏光子とされる、表示装置。
  11. 請求項10に記載の表示装置であって、
    前記第一偏光膜は、吸収型偏光膜又は反射型偏光膜であり、各前記第二偏光膜は、吸収型偏光膜である、表示装置。
  12. 請求項9に記載の表示装置であって、
    前記表示パネルは、前記複合膜と前記背光モジュールとの間に配置され、前記第一偏光膜は、前記表示パネルの上偏光子とされる、表示装置。
  13. 請求項12に記載の表示装置であって、
    前記第一偏光膜及び各前記第二偏光膜は、吸収型偏光膜である、表示装置。
  14. 請求項9に記載の表示装置であって、
    前記少なくとも１つの第二偏光膜及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜の数量は、それぞれ、複数であり、前記複数の第一位相補償膜は、それぞれ、隣接する２つの第二偏光膜の間、及び、前記第一偏光膜と、前記第一偏光膜に最も近い前記第二偏光膜との間に配置される、表示装置。
  15. 請求項14に記載の表示装置であって、
    前記少なくとも１つの第二偏光膜及び前記少なくとも１つの第一位相補償膜の数量は、それぞれ、３つである、表示装置。
  16. 請求項15に記載の表示装置であって、
    前記複数の第一光軸と、前記第一偏光膜との間の前記複数の第一夾角は、それぞれ、異なる、表示装置。
  17. 請求項16に記載の表示装置であって、
    前記複数の第一夾角は、それぞれ、40度から80度までの間にあり、40度から80度までの間にある前記第一夾角に対応する前記第一位相補償膜の厚さは、1μmから40μmまでの間にある、表示装置。
  18. 請求項10に記載の表示装置であって、
    前記複合膜は、半波長片をさらに含み、
    前記半波長片は、前記少なくとも１つの第二偏光膜が前記第一偏光膜に背向する一方側に配置される、表示装置。
  19. 請求項12に記載の表示装置であって、
    前記複合膜は、半波長片をさらに含み、
    前記半波長片は、前記第一偏光膜が前記少なくとも１つの第二偏光膜に背向する一方側に配置される、表示装置。
  20. 請求項9に記載の表示装置であって、
    各前記第一位相補償膜の屈折率の差の絶対値と、前記第一位相補償膜の厚さとの乗積は、0.1μmから8μmまでの間にある、表示装置。
JP2017093562A 2016-05-24 2017-05-10 複合膜及び表示装置 Active JP6898146B2 (ja)

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