JP5327746B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、反射防止構造を有する液晶表示装置に関する。

多くの液晶表示装置は外光が入射する環境で使用されている。特に、野外での使用では、強い外光が入射し、液晶表示装置表面の偏光板で反射して反射光となる。この反射光と、液晶表示装置から発せられる表示光とが混合すると、表示画像の認識が困難となる。

外光が液晶表示装置表面の偏光板で反射するのは、偏光板と空気層との屈折率の違いによるものであり、液晶表示装置に使用される偏光板の屈折率ｎは１．５、空気層の屈折率ｎは１．０である。このため、従来より、偏光板上に、屈折率の異なる金属酸化物の透明薄膜を積層させた多層反射防止膜を設けることにより、反射光を抑制し、さらに多層反射防止膜表面にアンチグレア処理をすることで、正反射光を拡散反射光に変換し、正反射で見たときのまぶしさを抑えることができる（例えば、特許文献１参照）。しかし、多層反射防止膜は短波長側及び長波長側の反射率が非常に高い為、青く色付いて見えるという問題がある。

また、表面に、屈折率を連続的に変化させるナノオーダーの凹凸（モスアイ構造）を設けることで反射率を抑える低反射フィルムいわゆるモスアイフィルムを偏光板表面に貼ることでも反射光を抑えることができる（例えば、特許文献２参照）。モスアイ構造の特徴としては、可視光波長全領域で反射率が低い為、多層反射防止膜のような色付きは発生しない。しかし、アンチグレア処理が困難な為、正反射で見たとき眩しいという問題がある。また、表面反射が抑えられるため、セルを通過し、バックライト表面で反射した外光が顕在化し、特に白画面表示時にバックライトの表面状態が目立ち、表示品位を低下させるという問題がある。

特開２００２−２６７８１４号公報 特開２００１−１８３５０６号公報

本発明は、表示品位を損なうことなく、表示面の反射とぎらつきが抑制された液晶表示装置を提供することを目的とする

本発明の液晶表示装置は、光出射面側に配置され、一方の面にモスアイ構造を有し、他方の面に光学糊層を有する低反射フィルムと、
該低反射フィルムの光入射面側に設けられた光透過性樹脂層と、この光透過性樹脂層の表面近傍に埋設された所定の体積平均粒径を有する第１のフィラーと、この第１のフィラーよりも大きい体積平均粒径を有し、且つ前記光透過性樹脂層内に配置された第２のフィラーとを有し、前記光学糊層にて前記低反射フィルムに接着された内部拡散型アンチグレア処理の第１の偏光板と、
該第１の偏光板の光入射面側に設けられた液晶表示パネルと、
該液晶表示パネルの光入射面側に設けられた第２の偏光板と、
該第２の偏光板と対向して設けられ前記液晶表示パネルに光を投射するバックライトユ
ニットとを具備し、
前記第１のフィラー、光透過性樹脂層、第２のフィラー、低反射フィルム、及び光学糊層の屈折率を夫々ｎ１〜ｎ５としたときに、ｎ１＝ｎ２＝ｎ４＝ｎ５≠ｎ３の関係を満足し、且つ、ｎ３＞ｎ１に設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、表示品位を損なうことなく、表示面の反射及びぎらつきを抑制した液晶表示装置が得られる。

本発明に係る液晶表示装置の一例を表す断面図である。 本発明に用いられるモスアイ構造を有する低反射フィルムの一例を表す断面図である。 内部拡散型アンチグレア処理偏光板とモスアイフィルムの積層のモデル図である。 外部拡散型アンチグレア処理偏光板とモスアイフィルムの積層のモデル図である。

以下、図面を参照し、本発明を具体的に説明する。

図１に、本発明に係る液晶表示装置の一例を表す断面図を示す。

図１に示すように、本発明の液晶表示装置１０は、表示面６側から、低反射フィルム１と、第１の偏光板２と、液晶表示パネル３と、第２の偏光板４と、バックライトユニット５とを有する。

このバックライトユニット５は、その詳細な構成についての説明は省略するが、例えば方形状の導光板の一側面にＬＥＤや冷陰極管等の光源を配置し、導光板の光出射面側に拡散シートやプリズムシート等の光学シートを配置し、光出射面と対向する面側に反射シートを配置した構成からなっている。このバックライトユニット５からは、平行に出射するバックライト光が液晶表示パネル３側に対して投射されている。

本発明においては、使用される低反射フィルム１がモスアイ構造を有する。

また、本発明においては、液晶表示パネル３両面上に各々設けられた第１の偏光板２及び第２の偏光板４のうち、少なくとも、表示面６側に設けられた第１の偏光板２が、内部拡散型アンチグレア処理偏光板である。

図２に、本発明に用いられるモスアイ構造を有する低反射フィルム１の一例の構造を表す断面図を示す。

図示するように、このモスアイ構造を有する低反射フィルム（モスアイフィルム）１は、表面にナノオーダーの凹凸からなるモスアイ構造が形成された樹脂層１１、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製のベース層１２から構成され、第１の偏光板２に接着するための光学糊層１３がさらに設けられている。

第１及び第２の偏光板２，４は、例えばその屈折率ｎが１．５であり、このとき、樹脂層１１、ベース層１２、及び光学糊層１３の屈折率は、偏光板２，４の屈折率とほぼ同様の屈折率ｎ≒１．５に合せこまれている。空気の屈折率ｎが１．０であるので、通常は、空気と、１．５の屈折率をもつ樹脂層１１との界面で反射がおきるけれども、モスアイフィルム１の表面のナノオーダーの凹凸によるモスアイ構造によって、空気層から樹脂層１１までの屈折率が連続的に変化し、反射が起きない。また、例えば多層反射層のような表示面の色づきがない。

本発明の液晶表示装置では、このモスアイ構造を有するモスアイフィルム１を、表示面６側、即ち光出射面側の第１の偏光板２の上に貼り付けることで、第１の偏光板２の表面で反射していた光が第１の偏光板２、液晶表示パネル３及び第２の偏光板４を透過し、表示面６側の第１の偏光板２における反射を抑えることができる。

図３に、内部拡散型アンチグレア処理を施した第１の偏光板２とモスアイフィルム１との積層のモデル図を示す。

比較として、図４に、外部拡散型アンチグレア処理偏光板とモスアイフィルムとの積層のモデル図を示す。

第１の偏光板２に用いられる内部拡散型アンチグレア処理第１偏光板２は、図３に示すように、所定の粗さの表面をもつ光透過性樹脂層１４と、任意に、光透過性樹脂層１４の表面近傍に埋没されて、この表面粗さを保持し得る光透過性の所定の体積平均粒径を有する第１のフィラー１５と、光透過性樹脂層１４内に配置され、第１のフィラー１５よりも大きい所定の体積平均粒径を有し、光透過性を有するものの入射した外光のうち斜め方向から衝突する入射光をその表面で散乱し得る第２のフィラー１６とを有する。また、モスアイフィルム１は、光学糊層１３を介して、内部拡散型アンチグレア処理第１偏光板２表面に接着されている。

ここで、第１のフィラー１５、光透過性樹脂層１４、第２のフィラー１６、モスアイフィルム１、及び光学糊層１３の屈折率を、各々、ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４，及びｎ５とするとき、例えばｎ１≒ｎ２≒ｎ４≒ｎ５≠ｎ３、好ましくは、ｎ１＝ｎ２＝ｎ４＝ｎ５≠ｎ３で、ｎ３＞ｎ１とすることができる。ｎ１，ｎ２，ｎ４，及びｎ５の屈折率は、第１の偏光板２の光透過性樹脂層１４の屈折率１．５とほぼ同様の屈折率にし得る。これにより、表示面６からの入射光のうち、第２のフィラー１６（屈折率ｎ３）に衝突しない光は、例えば矢印ａ２に示すように、モスアイフィルム１（屈折率ｎ４）、光学糊層（屈折率ｎ５）、及び光透過性樹脂層１４（屈折率ｎ２）を透過する。また、第２のフィラー１６（屈折率ｎ３）に衝突する光は、例えば矢印ａ１に示すように、モスアイフィルム１（屈折率ｎ４）、及び光学糊層（屈折率ｎ５）を透過した後、光透過性樹脂層１４（屈折率ｎ２）に入射し、第１のフィラー１５（屈折率ｎ１）を透過して、第２のフィラー１６（屈折率ｎ３）表面で反射し得ることにより、入射光ａ１を部分的に拡散する。

従って、表示面６から入射した外光の入射光の全てがモスアイフィルム１、第１の偏光板２を透過するのではなく、その入射光のうちで矢印ａ２にて示す第２のフィラー１６に衝突しない入射光のみが第１の偏光板２、液晶表示パネル３及び第２の偏光板４を透過することになり、バックライトユニット５の表面に到達する入射光は非常に少ないものとなる。この結果、バックライトユニット５表面での反射光が少なくなるので、バックライトユニット５表面での反射光によるバックライトユニット５の出射面形状や形態が表示面６側から視認される確立が極めて小さくなることから、液晶表示パネル３の白画像表示時における表面処理の不要な表示を目立ち難くする効果を呈する。特に液晶表示パネル３としてノーマリーホワイトタイプを採用した場合に好適である。

一方、外部拡散型アンチグレア処理偏光板２０では、図４に示すように、光透過性樹脂層１４’、及び第１のフィラー１５’とは屈折率の異なる第２のフィラー１６を設けないこと以外は、図３に示した内部拡散型アンチグレア処理第１偏光板２とほぼ同様の構成を有する。

光透過性樹脂層１４’表面に空気がある場合には、光透過性樹脂層１４’に入射する光は、光透過性樹脂層１４’表面の所定の粗さの表面にてその一部が拡散して、表示面のぎらつきを防止し得る。しかしながら、図４に示すように、光透過性樹脂層１４’表面が、光学糊層１３で埋められているために、入射光は、光透過性樹脂層１４’表面で拡散することなく透過する。このため、第１の偏光板として外部拡散型アンチグレア処理偏光板を使用しても、表示面のぎらつきの抑制は小さなものとなる。

また、入射光ａの殆どがモスアイフィルム及び第１の偏光板を透過することになり、このため、第１の偏光板を透過した入射光は液晶表示パネル、第２の偏光板をも透過してバックライトユニット表面にまで到達し、この表面部分によって反射して、再び第２の偏光板、液晶表示パネル、第１の偏光板及びモスアイフィルムの経路を経て表示面から外部に放射されることになる。このため、バックライトユニット表面での反射によって、特に液晶表示パネルの白画面表示時にバックライトユニットの表面処理状態が表示面側にて視認される結果となり、表示品位を低下させる結果となっていた。従って、本発明によるバックライトユニット面での反射の抑制という効果は得られない。

以上のように、本発明のごとく、内部拡散型アンチグレア処理偏光板２上にモスアイフィルム１を積層すると、モスアイフィルム１により入射光が青く色づくことなく透過され得、かつ内部拡散型アンチグレア処理偏光板２により、透過した入射光を部分的に拡散して、ぎらつきを防止し得ると共に、白画面表示時にバックライトの表面状態が目立つことがなくなり、表示品位を良好にし得る。

もし、低反射フィルムがモスアイフィルム１でないと、色づくことなく入射光を透過することが困難となり、且つ第１の偏光板２が内部拡散型アンチグレア処理偏光板でないと、ぎらつきの防止が困難となり、白画面表示時にバックライトの表面状態が目立つようになるため、表示品位が損なわれる。

１…低反射フィルム（モスアイフィルム）、２…第１の偏光板、３…液晶表示パネル、４…第２の偏光板、５…バックライト、６…表示面、１０…液晶表示装置、１３…光学糊層、１４…光透過性樹脂層、１５…第１のフィラー、１６…第２のフィラー、

Claims (2)

1. 光出射面側に配置され、一方の面にモスアイ構造を有し、他方の面に光学糊層を有する低反射フィルムと、
   該低反射フィルムの光入射面側に設けられた光透過性樹脂層と、この光透過性樹脂層の表面近傍に埋設された所定の体積平均粒径を有する第１のフィラーと、この第１のフィラーよりも大きい体積平均粒径を有し、且つ前記光透過性樹脂層内に配置された第２のフィラーとを有し、前記光学糊層にて前記低反射フィルムに接着された内部拡散型アンチグレア処理の第１の偏光板と、
   該第１の偏光板の光入射面側に設けられた液晶表示パネルと、
   該液晶表示パネルの光入射面側に設けられた第２の偏光板と、
   該第２の偏光板と対向して設けられ前記液晶表示パネルに光を投射するバックライトユ
   ニットとを具備し、
   前記第１のフィラー、光透過性樹脂層、第２のフィラー、低反射フィルム、及び光学糊層の屈折率を夫々ｎ１〜ｎ５としたときに、ｎ１＝ｎ２＝ｎ４＝ｎ５≠ｎ３の関係を満足し、且つ、ｎ３＞ｎ１に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１のフィラーの屈折率ｎ１、低反射フィルムの屈折率ｎ４、光学糊層の屈折率ｎ５は、前記光透過性樹脂の屈折率ｎ２に等しく、且つ、ｎ２≒１．５に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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