KR101740194B1 - 표시 패널 유닛 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시 형태에 따르면, 표시 패널 유닛은, 반사 편광층과, 투명층과, 표시 패널을 구비한다. 상기 표시 패널 유닛은, 광의 입사면과, 이 입사면의 반대측의 출사면을 갖고, 상기 입사면으로부터 입사하는 광의 제1 편광 성분을 상기 출사면에 투과시킴과 함께, 상기 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분과 직교하는 제2 편광 성분을 반사시킨다. 상기 투명층은, 상기 반사 편광층의 입사면에 밀착한 제1면과, 이 제1면의 반대측의 제2면을 갖고, 상기 제2면에 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분 및 상기 제2 편광 성분을 상기 제1면에 투과시킴과 함께, 상기 반사 편광층에서 반사되어 상기 제1면에 입사하는 상기 제2 편광 성분을 상기 제2면에 투과시킨다. 상기 표시 패널은, 상기 반사 편광층의 출사면에 대향하고, 그 출사면으로부터 출사하는 광을 선택적으로 투과시킨다.

Description

표시 패널 유닛 및 표시 장치{DISPLAY PANEL UNIT AND DISPLAY DEVICE}

본 출원은 2013년 10월 18일자로 출원된 일본 특허 출원 번호 제2013-217478호에 기초한 것으로, 그 내용은 본원에 참조로서 인용된다.

본 발명의 실시 형태는, 표시 패널 유닛 및 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 광원으로부터의 광의 확산 각도를 소정 범위로 집중시키는 프리즘 시트와, 이 프리즘 시트에 대향 배치된 반사형 편광자를 구비하는 표시 장치가 있다. 반사형 편광자는, 예를 들어 프리즘 시트를 투과한 광의 P 편광 성분을 액정 패널 등의 표시 패널측에 투과시킴과 함께 S 편광 성분을 광원측에 반사시킨다.

반사형 편광자에서 반사한 S 편광 성분은, 예를 들어 광원측에 설치된 반사판 등의 광학 소자에서 반사하고, 반사형 편광자에 다시 도달한다. S 편광 성분은, 이러한 반사를 반복함으로써, 점차로 P 편광 성분으로 변환되고, 반사형 편광자를 투과한다. 반사형 편광자를 사용하면, 광원으로부터의 광의 이용 효율이 높아지므로, 표시 장치의 휘도를 상승시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 구성의 표시 장치에 있어서는, 프리즘 시트와 반사형 편광자 사이에서 광의 간섭 줄무늬가 발생하는 경우가 있다. 간섭 줄무늬는, 표시 장치의 표시 품질을 저하시키는 한 원인이 된다. 그로 인해, 간섭 줄무늬의 발생을 경감 또는 방지하는 것이 요망되고 있다.

도 1은 일 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 일 실시 형태에 따른 반사형 편광판의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 3은 액정 표시 장치의 사용예를 설명하기 위한 모식도.
도 4는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성 및 평가 결과를 나타내는 도면.
도 5는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 발생하는 간섭 줄무늬의 레벨을 나타내는 도면.
도 6은 간섭 줄무늬를 회피하기 위한 몇 개의 방법의 비교예를 나타내는 도면.
도 7은 일반적인 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
도 8은 액정 표시 장치의 표시면에 나타나는 간섭 줄무늬의 일례를 모식적으로 나타내는 도면.

일반적으로, 일 실시 형태에 의하면, 표시 패널 유닛은, 반사 편광층과, 투명층과, 표시 패널을 구비한다. 상기 반사 편광층은, 광의 입사면과, 이 입사면의 반대측의 출사면을 갖고, 상기 입사면으로부터 입사하는 광의 제1 편광 성분을 상기 출사면에 투과시킴과 함께, 상기 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분과 직교하는 제2 편광 성분을 반사시킨다. 상기 반사 편광층의 투명층은, 상기 입사면에 밀착한 제1면과, 이 제1면의 반대측의 제2면을 갖고, 상기 제2면에 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분 및 상기 제2 편광 성분을 상기 제1면에 투과시킴과 함께, 상기 반사 편광층에서 반사되어 상기 제1면에 입사하는 상기 제2 편광 성분을 상기 제2면에 투과시킨다. 상기 표시 패널은, 상기 반사 편광층의 출사면에 대향하고, 그 출사면으로부터 출사하는 광을 선택적으로 투과시킨다.

다른 실시 형태에 의하면, 표시 장치는, 광원과, 도광체와, 반사 편광층과, 투명층과, 프리즘 시트와, 표시 패널을 구비한다. 상기 도광체는, 상기 광원으로부터의 광이 입사하는 제1 입사면 및 상기 제1 입사면에 입사한 광이 출사하는 제1 출사면을 갖는다. 상기 반사 편광층은, 상기 제1 출사면으로부터의 광이 입사하는 제2 입사면과, 이 제2 입사면의 반대측의 제2 출사면을 갖고, 상기 제2 입사면으로부터 입사하는 광의 제1 편광 성분을 상기 제2 출사면에 투과시킴과 함께, 상기 제1 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분과 직교하는 제2 편광 성분을 반사시킨다. 상기 투명층은, 상기 반사 편광층의 제2 입사면에 밀착한 제1면과, 이 제1면의 반대측의 제2면을 갖고, 상기 제2면에 입사하는 광의 상기 제1 편광 성분 및 상기 제2 편광 성분을 상기 제1면에 투과시킴과 함께, 상기 반사 편광층에서 반사되어 상기 제1면에 입사하는 상기 제2 편광 성분을 상기 제2면에 투과시킨다. 상기 프리즘 시트는, 상기 도광체와 상기 투명층 사이에 배치되고, 프리즘 렌즈가 형성됨과 함께 상기 제2면과 대향하는 프리즘면을 갖는다. 상기 표시 패널은, 상기 반사 편광층의 제2 출사면에 대향하고, 그 제2 출사면으로부터 출사하는 광을 선택적으로 투과시킨다.

일 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태에 있어서는, 표시 장치의 일례로서, 투과형의 액정 표시 장치를 개시한다.

우선, 일반적인 액정 표시 장치의 구성예 및 당해 액정 표시 장치에서 발생하는 간섭 줄무늬에 대해 설명한다.

도 7은 일반적인 액정 표시 장치(100)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다. 액정 표시 장치(100)는, 백라이트 유닛(110)과, 표시 패널 유닛(130)을 구비한다. 도면 중의 파선 화살표는, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 광의 진로의 일부를 나타낸다.

백라이트 유닛(110)은, 예를 들어 선 형상 광원이나 동일 직선 상에 배열된 복수의 점 형상 광원에 의해 구성되는 광원(111)과, 광학 소자군(120)과, 광원(111)으로부터의 광을 도입하여 광학 소자군(120)을 향한 균일한 광을 방사하는 도광체(112)와, 도 7에 있어서의 도광체(112)의 하방으로 출사하는 광을 반사시켜 도광체(112)로 되돌리는 반사 시트(113)를 구비한다.

광학 소자군(120)은, 도광체(112)로부터의 광을 확산하는 확산 시트(121)와, 확산 시트(121)에서 확산된 광의 확산 각도를 소정의 각도 범위로 집중시키는 제1 프리즘 시트(122) 및 제2 프리즘 시트(123)를 구비한다. 제1 프리즘 시트(122) 및 제2 프리즘 시트(123)는, 표시 패널 유닛(130)에 대향하는 면을 갖고 있다. 당해 면은, 일정한 단면 형상으로 연장되는 프리즘 렌즈가 평행하게 다수 배열된 프리즘면으로서 형성되어 있다. 또한, 프리즘 렌즈의 단면 형상은 일정한 것에 한정되지 않는다.

표시 패널 유닛(130)은, 광학 소자군(120)으로부터 출사하는 광의 P 편광 성분을 투과시킴과 함께, P 편광 성분과 직교하는 S 편광 성분을 반사시키는 반사형 편광판(131)과, 반사형 편광판(131)으로부터 출사한 광을 선택적으로 투과시키는 액정 패널(132)과, 액정 패널(132)을 투과한 광에 포함되는 소정의 편광 성분을 투과시키는 편광판(133)을 구비한다. 제2 프리즘 시트(123)와 반사형 편광판(131) 사이에는, 공기층이 형성된다.

반사형 편광판(131)에서 반사한 S 편광 성분은, 예를 들어 제2 프리즘 시트(123)의 프리즘면이나 반사 시트(113)에서 반사하고, 반사형 편광판(131)에 다시 도달한다. S 편광 성분은, 이러한 반사를 반복함으로써, 점차로 P 편광 성분으로 변환되고, 반사형 편광판(131)을 투과한다.

도 7에 있어서는, 광학 소자군(120)이 국소적으로 휜 상태를 도시하고 있다. 이러한 휨은, 예를 들어 액정 표시 장치(100)가 외력을 받았을 때에 발생한다. 광학 소자군(120)의 휨, 특히 제2 프리즘 시트(123)의 휨에 의해, 액정 표시 장치(100)의 표시면에 간섭 줄무늬가 나타난다.

도 8은 표시면에 나타나는 간섭 줄무늬를 모식적으로 도시한다. 도면 중의 d1, d2(d1＜d2)는, 간섭 줄무늬의 일부분에 있어서의 피치를 나타낸다. 간섭 줄무늬는, 제2 프리즘 시트(123)의 휨이 큰 개소에 있어서 d1과 같이 좁은 피치로 나타나고, 제2 프리즘 시트(123)의 휨이 작은 개소에 있어서 d2와 같이 넓은 피치로 나타난다.

간섭 줄무늬는, 광원(111)으로부터 방사되어 제2 프리즘 시트(123)에 도달하는 광과, 반사형 편광판(131)에서 반사된 후에 반사 시트(113) 등에서 반사되어 제2 프리즘 시트(123)에 다시 도달하는 광과의 간섭, 혹은, 제2 프리즘 시트(123)의 프리즘 렌즈를 따라 형성되는 명암과 반사형 편광판(131)에 의한 반사상과의 간섭 등에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 이들 어떠한 간섭도, 제2 프리즘 시트(123)와 반사형 편광판(131) 사이의 갭이 불균일해지고, 당해 갭이 국소적으로 지나치게 작아지는 것에 기인하여 발생한다.

계속해서, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 액정 표시 장치(1)는, 백라이트 유닛(10)과, 표시 패널 유닛(30)을 구비한다. 도면 중의 파선 화살표는, 액정 표시 장치(1)에 있어서의 광의 진로의 일부를 나타낸다.

백라이트 유닛(10)은, 광원(11)과, 도광체(12)와, 반사 시트(13)와, 광학 소자군(20)을 구비한다. 광원(11)은, 예를 들어 도광체(12)의 일단부에 다수의 점 형상 광원을 직선 형상으로 배열하여 구성된다. 점 형상 광원으로서는, 예를 들어 발광 다이오드(LED) 혹은 유기 일렉트로 루미네센스(EL) 소자 등을 이용할 수 있다. 광원(11)은, 냉음극 형광관 혹은 열음극 형광관 등으로 구성된 선 형상 광원이어도 된다.

도광체(12)는, 광원(11)과 대향함과 함께 광원(11)으로부터의 광이 입사하는 입사면(12a)과, 표시 패널 유닛(30)과 대향함과 함께 입사면(12a)에 입사한 광이 출사하는 출사면(12b)을 갖는다. 즉, 도광체(12)는, 예를 들어 직사각 형상의 출사면을 갖는 면 광원으로서 기능한다. 반사 시트(13)는, 도 1에 있어서의 도광체(12)의 하방의 면[출사면(12b)의 반대측의 면]에 형성되고, 이 면으로부터 출사하는 광을 반사시켜 도광체(12)로 되돌린다.

광학 소자군(20)은, 도광체(12)측으로부터 순서대로, 확산 시트(21)와, 제1 프리즘 시트(22)와, 제2 프리즘 시트(23)를 구비한다. 확산 시트(21), 제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)는, 평면에서 볼 때 도광체(12)의 출사면(12b)과 거의 동일한 형상으로 형성되고, 출사면(12b) 상에 순서대로 겹쳐져 있다.

확산 시트(21)는, 도광체(12)의 출사면(12b)으로부터의 광을 확산하고, 제1 프리즘 시트(22)에 입사하는 광의 휘도를 균일화한다. 확산 시트(21)로서는, 예를 들어 광을 확산하는 확산 구조를 표면에 구비하는 확산 시트, 혹은 미립자 등을 함유함으로써 주 구성 재료와는 다른 굴절률을 구비하는 확산 시트를 사용할 수 있다. 제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)는, 일정한 단면 형상으로 연장되는 복수개의 프리즘 렌즈를 평행하게 배열하여 이루어지는 프리즘면을 갖는다. 프리즘 렌즈의 단면 형상은, 예를 들어 꼭지각을 대략 90도로 하는 삼각형이다. 제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)는, 예를 들어 프리즘 렌즈의 능선을 서로 직교시킨 상태에서 적층된다. 또한, 제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)의 프리즘 렌즈의 단면 형상은 일정한 것에 한정되지 않는다.

제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)는, 프리즘 렌즈의 작용에 의해, 확산 시트(21)에서 확산된 광의 확산 각도를 소정의 각도 범위로 집중시킨다. 광원(11), 도광체(12), 반사 시트(13), 확산 시트(21), 제1 프리즘 시트(22) 및 제2 프리즘 시트(23)의 단부가, 예를 들어 프레임 형상의 베젤에 의해 보유 지지된다.

표시 패널 유닛(30)은, 도광체(12)의 출사면(12b)과 대향하여 배치되어 있다. 또한, 표시 패널 유닛(30)의 단부가 프레임 혹은 베젤에 의해 지지되어 있다. 표시 패널 유닛(30)은, 백라이트 유닛(10)측으로부터 순서대로, 반사형 편광자로서의 반사형 편광판(31)과, 표시 패널로서의 액정 패널(32)과, 편광판(33)을 구비한다.

액정 패널(32)은, 예를 들어 다수의 화소 전극이 형성된 어레이 기판(32a)과, 이 어레이 기판(32a)에 미소 간극을 두고 대향함과 함께 적색, 녹색, 청색 등의 각 색에 대응하는 컬러 필터를 포함하는 대향 기판(32b)과, 이들 어레이 기판(32a) 및 대향 기판(32b)의 사이에 봉입된 액정 조성물을 포함하는 액정층을 구비한다.

반사형 편광판(31)은, 액정 패널(32)의 이면, 즉, 어레이 기판(32a)의 한 쌍의 표면 중, 백라이트 유닛(10)과 대향하는 표면에 부착되어 있다. 편광판(33)은, 액정 패널(32)의 표시면, 즉, 대향 기판(32b)의 한 쌍의 표면 중, 어레이 기판(32a)과 대향하는 표면과는 반대측이 되는 표면 상에 부착되어 있다. 반사형 편광판(31) 및 편광판(33)은, 액정 패널(32)의 표시 영역에 대향하여 형성되어 있다.

액정 패널(32)은, 각 화소 전극에 대해 선택적으로 전압을 인가하여 액정층에 포함되는 액정 분자를 스위칭함으로써, 반사형 편광판(31)으로부터 출사한 광의 투과(투과/비투과)를 표시 영역에 포함되는 화소마다 제어한다. 액정 패널(32)을 투과한 광의 불필요한 편광 성분은, 편광판(33)에 의해 제거되고, 이에 의해 유저는, 표시 영역의 표시 화상을 시인할 수 있는 것으로 된다.

반사형 편광판(31)은, 백라이트 유닛(10)측으로부터 순서대로, 투명층(300)과, 반사 편광층(310)을 구비한다. 반사 편광층(310)은, 도광체(12)의 출사면(12b)으로부터의 광이 입사하는 입사면(310a)과, 이 입사면(310a)의 반대측의 출사면(310b)을 갖는다. 투명층(300)은, 반사 편광층(310)의 입사면(310a)에 밀착하여 형성된다.

반사 편광층(310)은, 입사면(310a)에 입사하는 광의 제1 편광 성분을 출사면(310b)에 투과시킴과 함께, 입사면(310a)으로부터 입사하는 광의 제2 편광 성분을 백라이트 유닛(10)측에 반사시킨다.

투명층(300)은, 반사 편광층(310)의 입사면(310a)에 밀착한 제1면(300a)과, 이 제1면(300a)의 반대측의 제2면(300b)을 갖는다. 투명층(300)은, 백라이트 유닛(10)측으로부터 제2면(300b)에 입사하는 광의 제1 편광 성분 및 제2 편광 성분을 투과하여 제1면(300a)으로부터 출사시킴과 함께, 반사 편광층(310)측으로부터 제1면(300a)에 입사하는 광[예를 들어, 반사 편광층(310)에서 반사되어 제1면(300a)에 입사하는 제2 편광 성분을 갖는 광]을 투과하여 제2면(300b)으로부터 출사한다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 편광 성분이 P 편광 성분이며, 제2 편광 성분이 P 편광 성분과 직교하는 S 편광 성분인 것으로 한다. 단, 제1 편광 성분을 S 편광 성분으로 하고, 제2 편광 성분을 P 편광 성분으로 하여 반사형 편광판(31) 또는 액정 표시 장치(1)를 구성해도 된다.

도 2의 단면도를 사용하여, 반사형 편광판(31)의 보다 상세한 구성을 설명한다. 투명층(300)은, 백라이트 유닛(10)측으로부터 순서대로, HC(하드 코트)층(301)과, 투명 기재(302)와, 투명 점착층(303)을 포함한다. 반사 편광층(310)은, 백라이트 유닛(10)측으로부터 순서대로, 반사층(311)과, 투명 점착층(312)과, 편광층(313)을 포함한다.

이 도면의 예에 있어서, 반사 편광층(310)의 입사면(310a)은, 반사층(311)의 한 쌍의 표면 중, 투명층(300)에 대향하는 표면에 상당하고, 출사면(310b)은, 편광층(313)의 한 쌍의 표면 중, 표시 패널 유닛(30)에 대향하는 표면에 상당한다. 또한, 투명층(300)의 제1면(300a)은, 투명 점착층(303)의 한 쌍의 표면 중, 반사 편광층(310)에 대향하는 표면에 상당하고, 제2면(300b)은, HC층(301)의 한 쌍의 표면 중, 제2 프리즘 시트(23)에 대향하는 표면에 상당한다.

*투명층(300)을 구성하는 각 요소는, 예를 들어 광학적 손실이 최대한 적고, 또한 각 요소에 있어서의 광학적 위상차가 최대한 작은 재료로 형성한다. 구체적으로는, 광의 투과율이 95％를 초과하는 정도로 투명층(300)의 광학적 손실을 적게 하는 것이 바람직하다. 또한, 투명층(300)의 내부에 있어서 광학적 위상차가 실질적으로 존재하지 않는 것, 즉, 투명층(300)의 투과 전의 광과 투과 후의 광 사이에서 광학적 위상차가 실질적으로 존재하지 않는 것이 바람직하다.

HC층(301)은, 예를 들어 제2 프리즘 시트(23)의 프리즘 렌즈와의 접촉으로부터 투명 기재(302)의 표면을 보호한다. HC층(301)은, 예를 들어 아크릴계 수지를 투명 기재(302)의 표면에 도포함으로써 형성된다. 투명 기재(302)의 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP) 혹은 아크릴계 수지인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 이용할 수 있다. 투명 점착층(303)은, 투명 기재(302)를 입사면(310a)에 점착함으로써 형성된다. 투명 점착층(303)으로서는, 예를 들어 아크릴계 수지의 점착재를 이용할 수 있다.

반사층(311)은, 입사면(310a)으로부터 입사하는 광의 P 편광 성분을 편광층(313)측에 투과시킴과 함께, S 편광 성분을 제2 프리즘 시트(23)측에 반사한다. 투명 점착층(312)은, 반사층(311)을 편광층(313)에 점착함으로써 형성된다. 투명 점착층(312)은, 실질적으로 광의 각 편광 성분의 투과를 저해하지 않는다. 편광층(313)은, 반사층(311) 및 투명 점착층(312)을 투과한 광의 P 편광 성분을 출사면(310b)측에 투과시키고, 다른 편광 성분을 흡수한다. 반사층(311)에서 반사된 S 편광 성분은 다시 백라이트(10)측을 향하고, 예를 들어 제2 프리즘 시트(23)의 프리즘면이나 반사 시트(13) 등에서 다시 반사되어, 반사형 편광판(31)에 다시 도달한다. S 편광 성분은, 반사형 편광판(31)과 백라이트(10) 사이에 있어서 이러한 반사를 반복함으로써, 점차로 P 편광 성분으로 변환되고, 반사 편광층(310)을 투과한다. 이와 같이, 백라이트 유닛(10)으로부터의 광에 포함되는 S 편광 성분 및 P 편광 성분을 유효 활용함으로써, 액정 표시 장치(1)의 휘도를 향상시킬 수 있다.

백라이트 유닛(10) 및 표시 패널 유닛(30)은, 예를 들어 단부를 접착재, 점착재, 혹은 스페이서를 개재하여 고정하는 것, 혹은 베젤에 의해 고정하는 것에 의해 조립된다. 조립된 액정 표시 장치(1)는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이 스마트폰(200)의 하우징(201)에 내장한 상태로 사용된다. 이 밖에도, 액정 표시 장치(1)는, 태블릿 단말기, 휴대 전화기, 노트북 타입 PC, 전자 사전, 혹은 텔레비전 장치 등의 각종의 전자 기기나 AV 기기의 디스플레이로서 사용할 수 있다.

여기서, 도 2에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제2 프리즘 시트(23)에 형성된 각 프리즘 렌즈의 능선을 포함하는 평면을 프리즘면(23a)이라고 정의한다. 이 프리즘면(23a)은, 투명층(300)의 제2면(300b)과 대향하는 면이다. 또한, 반사 편광층(310)의 입사면(310a)과, 프리즘면(23a)과의 갭을 G라고 정의하고, 투명층(300)의 두께를 H라고 정의한다.

여기서, 투명층(300)과 프리즘면(23a) 사이에는 공기층이 형성되어 있고, 이에 의해 H≤G로 된다. 또한, 당해 공기층의 두께, 즉, 프리즘면(23a)과 투명층(300)의 제2면(300b)과의 간격은, 적어도 투명층(300)의 두께보다도 작은 것으로 하는 것이 바람직하다.

제2 프리즘 시트(23) 혹은 반사형 편광판(31)이 외력을 받음으로써 발생하는 휨이나, 제2 프리즘 시트(23) 혹은 반사형 편광판(31) 자신의 휨 혹은 뒤집힘에 기인하여, 갭 G가 국소적으로 작아지는 경우가 있다. 갭 G가 국소적으로 소정의 거리 이하까지 작아지면, 도 8을 사용하여 설명한 간섭 줄무늬가 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 반사형 편광판(31)은, 반사 편광층(310)과 제2 프리즘 시트(23) 사이에 투명층(300)을 구비한다. 따라서, 예를 들어 외력에 의해 제2 프리즘 시트(123) 등이 휜 경우라도, 갭 G를 적어도 두께 H보다도 크게 유지할 수 있다. 따라서, 간섭 줄무늬의 발생을 저감 또는 방지할 수 있다.

[실시예]

이하의 실시예에 의해, 액정 표시 장치(1)의 상세한 구성 및 작용을 설명한다. 단, 발명의 범위는, 본 실시예에 개시하는 구성에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 투명층(300)의 두께 H가 다른 액정 표시 장치(1)를 제작하고, 간섭 줄무늬의 레벨을 육안에 의해 평가한 결과를 나타낸다. 이 평가는, (1) 투명층(300) 없음(H＝0㎛), (2) H＝10㎛, (3) H＝25㎛, (4) H＝37㎛, (5) H＝59㎛의 5가지의 액정 표시 장치(1)를 대상으로 하였다. (1)∼(5)의 경우 모두에 있어서, 제1 프리즘 시트(22)로서, 폴리에스테르 기재에 아크릴계 수지의 프리즘 렌즈가 24㎛의 피치로 형성되고, 기재의 이면이 평활 사양으로 총 두께가 65㎛인 프리즘 시트를 사용하였다. 또한, (1)∼(5)의 경우 모두에 있어서, 제2 프리즘 시트(23)로서, 폴리에스테르 기재에 아크릴계 수지의 프리즘 렌즈가 24㎛의 피치로 형성됨과 함께 기재의 이면에 매트층이 형성된 총 두께가 70㎛인 프리즘 시트를 사용하였다. 또한, 갭 G의 간격은 (1)∼(5) 모두 동일하게 설정되어 있다.

(2)에 있어서는, HC층(301)을 구비하지 않고, PET로 형성된 두께 5㎛의 투명 기재(302)와, 아크릴계 수지로 형성된 두께 5㎛의 투명 점착층(303)(풀)을 구비하는 필름을 투명층(300)으로서 사용하였다.

(3)에 있어서는, HC층(301)을 구비하지 않고, PMMA로 형성된 두께 20㎛의 투명 기재(302)와, 아크릴계 수지로 형성된 두께 5㎛의 투명 점착층(303)(풀)을 구비하는 필름을 투명층(300)으로서 사용하였다.

(4)에 있어서는, 아크릴계 수지로 형성된 두께 7㎛의 HC층(301)과, TAC로 형성된 두께 25㎛의 투명 기재(302)와, 아크릴계 수지로 형성된 두께 5㎛의 투명 점착층(303)(풀)을 구비하는 필름을 투명층(300)으로서 사용하였다.

(5)에 있어서는, 아크릴계 수지로 형성된 두께 7㎛의 HC층(301)과, TAC로 형성된 두께 40㎛의 투명 기재(302)와, 아크릴계 수지로 형성된 두께 12㎛의 투명 점착층(303)(풀)을 구비하는 필름을 투명층(300)으로서 사용하였다.

도 4에 있어서의 「투과율」은, 투명층(300)의 투과율이다. (1)에 있어서는, 투명층(300)이 없으므로, 투과율은 100％이다. (2)∼(5)에 있어서도, 투과율은 대략 100％로 되었다.

도 4에 있어서의 「N/R」은, (1)∼(5)의 액정 표시 장치(1)에 외력을 가하여 육안에 의해 간섭 줄무늬의 레벨을 평가한 결과이다. (1)∼(3)에 있어서는 간섭 줄무늬의 발생이 충분히 방지되지는 않았다(NG). 한편, (4), (5)에 있어서는 간섭 줄무늬가 거의 눈에 띄지 않고, 양호한 방지 효과가 얻어졌다(OK).

간섭 줄무늬의 레벨은, 1(나쁨)로부터 5(경미)까지의 5단계로 평가하고, 레벨 4 미만을 「NG」로 하고, 레벨 4 이상을 「OK」로 하였다. 도 5는 간섭 줄무늬의 레벨과 투명층(300)의 두께 H와의 관계를 나타내는 그래프이다. 당해 그래프를 작성하기 위한 두께 H의 샘플링점은, 도 4에 나타낸 (1)∼(5)의 두께 H를 포함한다. 당해 그래프는, 각 샘플링점에 있어서 평가한 레벨의 근사 곡선이다. 두께 H＝0㎛에서 발생하는 간섭 줄무늬의 레벨을, 레벨 1로 하였다. 간섭 줄무늬의 레벨은, 두께 H＝10㎛ 부근으로부터 급경사로 개선되고, 두께 H＝30㎛ 부근에서 레벨 4를 초과하고, 그 후에는 레벨 5에 점근하는 결과로 되었다.

이 그래프로부터, 두께 H가 커질수록 간섭 줄무늬의 발생은 보다 좋게 방지되는 것을 알 수 있다. 또한, 두께 H＝30㎛ 부근에 있어서, 간섭 줄무늬의 레벨은 판단 기준의 표준으로 한 레벨 4를 초과한다. 이들 사항으로부터, 본 실시예에 있어서는, 적어도 투명층(300)을 형성함으로써 간섭 줄무늬의 발생을 경감 또는 방지할 수 있고, 또한 투명층(300)의 두께 H를 약 30㎛ 이상으로 함으로써, 간섭 줄무늬의 발생을 억제하는 보다 양호한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 두께 H＝50㎛ 부근에 있어서, 간섭 줄무늬의 레벨은 가장 양호한 레벨 5에 도달한다. 이것으로부터, 투명층(300)의 두께 H를 약 50㎛ 이상으로 함으로써, 간섭 줄무늬를 억제하는 더욱 양호한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

[다른 방법과의 비교예]

계속해서, 본 실시 형태에서 개시한 구성과, 간섭 줄무늬를 경감 또는 방지하기 위한 다른 방법과의 비교예에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다.

다른 방법으로서는, 이하의 (Ⅰ)∼(Ⅳ)를 채용하였다.

(Ⅰ) 액정 표시 장치(1)에 있어서, 투명층(300)을 형성하지 않고, 반사 편광층(310)의 투명 점착층(312)에 산란재를 첨가한다. 이 방법에 있어서는, 산란재가 첨가된 투명 점착층(312)이 간섭 줄무늬의 명암을 산란시키므로, 간섭 줄무늬가 시인하기 어려워진다.

(Ⅱ) 액정 표시 장치(1)에 있어서, 투명층(300)을 형성하지 않고, 편광판(33)의 표면에 산란 처리(예를 들어 안티글레어 처리)를 실시하여 확산층을 형성한다. 이 방법에 있어서는, 확산층이 간섭 줄무늬의 명암을 산란시키므로, 간섭 줄무늬가 시인하기 어려워진다.

(Ⅲ) 액정 표시 장치(1)에 있어서, 투명층(300)을 형성하지 않고, 반사 편광층(310)의 제2 프리즘 시트(23)측의 표면[즉, 입사면(310a)]에 산란 처리(예를 들어 안티글레어 처리)를 실시하여 확산층을 형성한다. 이 방법에 있어서는, 반사층(311)을 투과하는 광 및 반사층(311)에서 반사하는 광이 확산층에서 산란되므로, 간섭 줄무늬의 발생 자체를 방지할 수 있다.

(Ⅳ) 액정 표시 장치(1)에 있어서, 투명층(300)을 형성하지 않고, 반사 편광층(310)과 제2 프리즘 시트(23) 사이에 확산 시트를 배치한다. 이 방법에 있어서는, 제2 프리즘 시트(23)로부터 반사 편광층(310)에 입사하는 광, 및, 반사 편광층(310)에서 반사되어 제2 프리즘 시트(23)에 입사하는 광이 확산 시트에서 산란되므로, 간섭 줄무늬의 발생 자체를 방지할 수 있다.

이들 (Ⅰ)∼(Ⅳ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치와, 반사 편광층(310)의 입사면(310a)에 투명층(300)을 형성하는 본 실시 형태에 따른 방법을 채용한 액정 표시 장치(1)를 제작하고, 간섭 줄무늬 발생의 회피 효과와, 표시의 휘도 변화율을 평가하였다. 이들 액정 표시 장치는, (Ⅰ)∼(Ⅳ)에 대해 상술한 부분을 제외하고, 동일한 구성을 갖는다. 휘도 변화율은, (Ⅰ)∼(Ⅳ) 및 본 실시 형태에 따른 어느 방법도 채용하지 않고 제작한 액정 표시 장치, 즉, 도 1에 있어서 투명층(300)을 제외한 구성의 액정 표시 장치의 휘도를 기준으로 한 변화율이다.

평가의 결과, (Ⅰ), (Ⅱ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는, 간섭 줄무늬를 약간 저감하는 효과가 얻어졌다. 단, (Ⅰ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는 휘도 변화율이 －6％ 이상으로 되고, (Ⅱ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는 휘도 변화율이 －5％ 이상으로 되었다.

또한, (Ⅲ), (Ⅳ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는, 간섭 줄무늬를 거의 완전히 회피할 수 있었다. 단, (Ⅲ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는 휘도 변화율이 －5％ 이상으로 되고, (Ⅳ)의 방법을 채용한 액정 표시 장치에 있어서는 휘도 변화율이 －10％ 이상으로 되었다.

본 실시 형태의 방법을 채용한 액정 표시 장치(1)는, 특히 두께 H를 30㎛ 이상으로 한 경우에 있어서, 간섭 줄무늬의 발생을 거의 완전히 회피할 수 있었다. 또는, 본 실시 형태에 있어서는, 간섭 줄무늬의 시인성을 현저하게 저하시킬 수 있었다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 프리즘면(23a)과 반사 편광층(310) 사이에 투명층(300)을 개재시키고, 나아가서는 당해 투명층(300)을 반사층(311)에 밀착시킨 상태로 형성함으로써, 가령 프리즘면(23a)이 휘거나 하여 갭 G가 작은 것으로 된다고 해도, 당해 갭 G는 반드시 투명층의 두께 H보다도 큰 것으로 된다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 갭 G가 작은 것으로 되면 될수록 간섭 줄무늬가 커져 표시 영역 상에 나타나지만, 본 실시 형태에 있어서는, 당해 갭 G가 투명층(300)의 두께 H보다도 작아지는 일은 없고, 이에 의해, 현저하게 작은 갭 G가 형성되어 버리는 것이 회피되는 것으로 되어 있는 것이다. 또한, 상기 실시예에 의하면, 당해 간섭 줄무늬가 시인되어 버릴 정도로 큰 것으로 되는 경우의 갭 G는 30㎛ 미만이고, 본 실시 형태에 있어서는, 투명층(300)의 두께 H를 그 30㎛ 이상으로 함으로써, 적어도 갭 G를 30㎛ 이상으로 하는 것으로 되어 있는 것이다.

이 결과, 간섭 줄무늬는 발생하지 않거나, 가령 발생해도 현저하게 작은 것으로 되고, 당해 간섭 줄무늬의 시인성을 현저하게 저하시킬 수 있는 것으로 되는 것이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 휘도 변화율은 대략 0％(휘도 변화 없음)로 되었다. 즉, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(1)에 의하면, 휘도를 떨어뜨리는 일 없이 간섭 줄무늬의 발생을 경감 또는 방지할 수 있다.

상기 실시 형태에서 개시한 구성은, 다양한 형태로 변형할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는 반사형 편광판(31)을 구비하는 표시 장치의 일례로서 투과형의 액정 표시 장치(1)를 개시하였다. 그러나, 반사형 편광판(31)은, 반사형의 액정 표시 장치, 반투과형의 액정 표시 장치, 혹은 액정을 사용하지 않는 다른 형태의 표시 장치의 광학 소자로서 이용해도 된다.

반사 편광층(310)의 구성은, 상기 실시 형태에서 개시한 것에 한정되지 않는다. 반사 편광층(310)으로서, 원(圓) 편광 분리형의 구성이나, 와이어 그리드형의 구성을 이용해도 된다.

투명층(300)의 구성은, 상기 실시 형태에서 개시한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 투명층(300)은, HC층(301)을 구비하지 않는 것이어도 된다. 투명층(300)이 간섭 줄무늬의 발생을 저감 또는 방지하는 효과는, 주로 투명층(300)의 두께 H에 기인한다. 따라서, 투명층(300)이 HC층(301)을 구비하지 않는 경우라도 간섭 줄무늬의 발생을 저감 또는 방지할 수 있다.

액정 표시 장치(1)가 구비하는 광학 소자는, 도 1에 도시하는 것에 한정되지 않는다. 액정 표시 장치(1)는, 도 1에 도시하는 것 외에, 다른 광학 소자를 구비해도 되고, 일부의 광학 소자를 구비하지 않아도 된다.

본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (14)

1. 광원과,
   상기 광원으로부터의 광이 입사하는 제 1 입사면 및 상기 제 1 입사면에 입사한 광을 출사하는 제 1 출사면을 갖는 도광체와,
   상기 제 1 출사면으로부터의 광이 입사하는 제 2 입사면과, 이 제 2 입사면의 반대측의 제 2 출사면을 갖고, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 제 1 편광 성분을 상기 제 2 출사면에 투과시키는 것과 함께, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제 1 편광 성분과 직교하는 제 2 편광 성분을 반사시키는 반사 편광층과,
   상기 도광체와 상기 반사 편광층과의 사이에 배치되어, 프리즘 렌즈가 형성되는 것과 함께 상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면과 대향하는 프리즘 면을 갖는 프리즘 시트와,
   상기 반사 편광층의 상기 제 2 출사면에 대향하고, 당해 제 2 출사면으로부터 출사하는 광을 선택적으로 투과시키는 표시 패널
   을 구비하고,
   상기 반사 편광층과 상기 프리즘 시트와의 사이에, 당해 프리즘 시트로부터 상기 반사 편광층에의 광의 입사를 허용하는 것과 함께, 상기 프리즘 시트의 상기 프리즘 면과 상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면과의 갭이 30㎛ 보다도 작아지는 것을 방지하여 간섭 줄무늬의 발생을 억제하는 투명층이 형성되며,
   상기 투명층은, 투명 기재와, 이 투명 기재를 상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면에 점착하는 제 1 점착층을 포함하고, 내부에서의 광학적 위상차가 존재하지 않는, 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 투명층은, 상기 프리즘 시트의 상기 프리즘 면과 상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면과의 갭이 50㎛ 보다 작아지는 것을 방지하는, 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 투명 기재의 두께는, 상기 제 1 점착층의 두께보다도 큰, 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 투명층은, 상기 프리즘 시트와 대향하는 상기 투명 기재의 표면에 형성된 하드 코트층을 더 포함하는, 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 투명 기재의 두께는, 상기 하드 코트층의 두께보다도 큰, 표시 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반사 편광층은, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제 1 편광 성분을 투과시키는 것과 함께 상기 제 2 편광 성분을 반사시키는 반사층과, 상기 반사층을 투과한 광의 상기 제 1 편광 성분을 투과시키는 것과 함께 다른 편광 성분을 흡수하는 편광층과, 상기 반사층과 상기 편광층을 점착하는 제 2 점착층을 포함하고,
   상기 투명층과 상기 편광층과의 사이에 상기 반사층이 형성되는, 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 투명 기재는, 단일의 재료로 형성되어 있는, 표시 장치.
8. 제4항에 있어서,
   상기 투명 기재는, 단일의 재료로 형성되고,
   상기 하드 코트층은, 단일의 재료로 형성되어 있는, 표시 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 투명 기재는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 시클로올레핀폴리머, 및 아크릴계 수지 중 어느 하나의 수지 재료에 의해 형성되어 있는, 표시 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 하드 코트층은, 단일의 아크릴계 수지로 형성되어 있는, 표시 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 투명층은, 필름 형상인, 표시 장치.
12. 광원과,
    상기 광원으로부터의 광이 입사하는 제 1 입사면 및 상기 제 1 입사면에 입사한 광을 출사하는 제 1 출사면을 갖는 도광체와,
    상기 제 1 출사면으로부터의 광이 입사하는 제 2 입사면과, 이 제 2 입사면의 반대측의 제 2 출사면을 갖고, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 제 1 편광 성분을 상기 제 2 출사면에 투과시키는 것과 함께, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제 1 편광 성분과 직교하는 제 2 편광 성분을 반사시키는 반사 편광층과,
    상기 도광체와 상기 반사 편광층과의 사이에 배치되어, 프리즘 렌즈가 형성되는 것과 함께 상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면과의 사이에 갭을 형성하여 당해 제2 입사면과 대향하는 프리즘 면을 갖는 프리즘 시트와,
    상기 반사 편광층의 상기 제 2 출사면에 대향하고, 이 제 2 출사면으로부터 출사하는 광을 선택적으로 투과시키는 표시 패널
    을 구비하고,
    상기 반사 편광층의 상기 제 2 입사면에 제 1 점착층을 개재하여 투명 기재를 붙여 형성되는 투명층을 제 2 입사면과 상기 프리즘 면과의 사이에 개재하고, 이 투명층에 의해 상기 갭이 30㎛ 보다도 작아지는 것을 방지하여 간섭 줄무늬의 발생을 억제하고,
    상기 투명층의 내부에서의 광학적 위상차가 존재하지 않는, 표시 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 프리즘 시트와 대향하는 상기 투명 기재의 표면에 하드 코트층을 형성한, 표시 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 반사 편광층은, 상기 제 2 입사면으로부터 입사하는 광의 상기 제 1 편광 성분을 투과시키는 것과 함께 상기 제 2 편광 성분을 반사시키는 반사층과, 상기 반사층을 투과한 광의 상기 제 1 편광 성분을 투과시키는 것과 함께 다른 편광 성분을 흡수하는 편광층을, 제 2 점착층에 의해 점착하는 것으로 형성하고,
    상기 투명층과 상기 편광층과의 사이에 상기 반사층이 형성되는, 표시 장치.

Images