TW201835666A - 液晶顯示裝置和液晶顯示裝置用轉向膜 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的在於提供能抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均的液晶顯示裝置和液晶顯示裝置用轉向膜。液晶顯示裝置包括：液晶面板；重疊在液晶面板的背面側，將從端面入射的光線向表面側引導的導光板；沿導光板的端面配置的LED光源；以及重疊在液晶面板和導光板間的轉向膜，轉向膜具有透明樹脂製的基材層和配置在基材層的背面側的稜鏡陣列，基材層的延遲值為0nm以上100nm以下，在俯視時，液晶面板的背面側偏光板的透射軸與導光板的端面垂直，稜鏡陣列的稜線方向與導光板的端面平行，液晶面板的背面側偏光板的透射軸與稜鏡陣列的稜線方向垂直。

Description

液晶顯示裝置和液晶顯示裝置用轉向膜
本發明涉及液晶顯示裝置和液晶顯示裝置用轉向膜。
以往，作為液晶顯示裝置用光學片，存在有各種各樣的光學特性不同的光學片，將組合這些光學片得到的結構用於液晶顯示裝置用背光單元。例如，作為以提高亮度為目的的光學膜，公開有通過在將聚對苯二甲酸乙二醇酯等聚酯作為材料的基膜上設置稜鏡片層得到的聚酯膜（專利文獻1）。
聚對苯二甲酸乙二醇酯製的膜，一般通過雙軸延伸法製造。可是，聚對苯二甲酸乙二醇酯為結晶性樹脂，雙折射大。因此，如果通過雙軸延伸法將聚對苯二甲酸乙二醇酯成形為膜狀，則根據膜位置產生分子取向，膜的雙折射的波動變大。因此，如果將聚對苯二甲酸乙二醇酯製的膜用作液晶顯示裝置的光學片，則存在液晶顯示裝置發生因偏光導致的顏色不均和亮度不均的可能性。
現有技術文獻
專利文獻1：國際公開第2009/020194號
本發明是鑒於所述的問題而做出的發明，本發明的目的是提供液晶顯示裝置和液晶顯示裝置用轉向膜，能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
用於解決所述的問題的本發明的液晶顯示裝置，其包括：液晶面板；導光板，重疊在所述液晶面板的背面側，將從端面入射的光線向表面側引導；一個或多個LED光源，沿所述導光板的所述端面配置；以及轉向膜，重疊在所述液晶面板和所述導光板之間，所述轉向膜具有：透明樹脂製的基材層；以及稜鏡陣列，配置在所述基材層的背面側，所述液晶面板具有：液晶盒；以及背面側偏光板，配置在所述液晶盒的背面側，所述轉向膜的所述基材層的延遲值為0nm以上100nm以下，在俯視時，所述液晶面板的所述背面側偏光板的透射軸與所述導光板的所述端面垂直，所述轉向膜的所述稜鏡陣列的稜線方向與所述導光板的所述端面平行，所述液晶面板的所述背面側偏光板的透射軸與所述轉向膜的所述稜鏡陣列的稜線方向垂直。
由於所述液晶顯示裝置具備轉向膜，所述轉向膜具有將延遲值控制為低延遲值的基材層以及稜鏡陣列，所以能夠控制從轉向膜發出的光的振動方向。此外，所述液晶顯示裝置由於在俯視時，液晶面板的背面側偏光板的透射軸與導光板的端面垂直，轉向膜的稜鏡陣列的稜線方向與導光板的端面平行，液晶面板的背面側偏光板的透射軸與轉向膜的稜鏡陣列的稜線方向垂直，因此通過使從轉向膜發出的光的振動方向與液晶面板的背面側偏光板的透射軸一致，能夠降低光的損失，並且能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
優選的是，所述基材層的主成分為聚碳酸酯。由此，基材層的透明度和耐熱性提高。
優選的是，所述轉向膜具有配置在所述基材層的表面側的擴散層、微透鏡陣列和反射偏光板中的至少任意一方。由此，所述液晶顯示裝置能夠提高轉向膜的出光特性。
優選的是，構成所述稜鏡陣列的稜鏡在背面側為銳角。由此，所述液晶顯示裝置可以根據導光板的出光特性，選擇稜鏡的斜面的形狀。
優選的是，所述稜鏡陣列的折射率為1.35以上1.70以下，所述稜鏡陣列與所述基材層的折射率差為0.01以上0.25以下。由此，所述液晶顯示裝置能夠適當地控制向基材層入射的光的特性。
優選的是，所述稜鏡陣列具有彈性。由此，所述液晶顯示裝置能夠防止稜鏡陣列與導光板接觸所導致的導光板的損傷。
優選的是，所述稜鏡陣列為紫外線固化樹脂成型品。由此，由於所述液晶顯示裝置在基材層上配置稜鏡陣列時可以採用紫外線固化樹脂，所以能夠比較容易地製造轉向膜。
優選的是，所述導光板具有配置在表面側的稜鏡陣列或柱狀透鏡陣列的任意一方，在俯視時，所述導光板的表面的稜線方向與所述轉向膜的所述稜鏡陣列的稜線方向垂直。由此，所述液晶顯示裝置能夠提高視角等光學性能。
用於解決所述問題的另外的發明的液晶顯示裝置用轉向膜，其重疊在液晶顯示裝置的液晶面板和導光板之間，所述液晶顯示裝置包括：所述液晶面板；所述導光板，重疊在所述液晶面板的背面側，將從端面入射的光線向表面側引導；以及一個或多個LED光源，沿所述導光板的所述端面配置，所述液晶顯示裝置用轉向膜具有：基材層，以聚碳酸酯為主成分；稜鏡陣列，配置在所述基材層的背面側；以及擴散層，配置在所述基材層的表面側，使透射光線擴散，所述基材層的延遲值為0nm以上100nm以下，並且面內延遲值的偏差（dispersion）為50nm以下。
由於所述轉向膜具有將延遲值控制為低延遲值的、以聚碳酸酯為主成分的基材層和稜鏡陣列，所以能夠控制從轉向膜發出的光的振動方向。因此，通過將所述轉向膜用於液晶顯示裝置，由此通過使從所述轉向膜發出的光的振動方向與液晶面板的背面側偏光板的透射軸一致，能夠降低光的損失，並且能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
另外，在本發明中「 表面側」 表示液晶顯示裝置的顯示面側，「 背面側」 表示與表面側相反的一側。此外，「 主成分」 表示按品質基準計算最多的成分（例如50品質%以上）。此外，「 稜鏡為銳角」 表示各稜鏡的兩個斜面的交角分別小於90度。此外，「 偏差」 表示JIS-Z8103（2000）規定的、作為測量用語的偏差，通常採用標準差。
如上所述，按照本發明的液晶顯示裝置和轉向膜，能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
以下，參照適當的附圖，對本發明的實施方式進行具體說明。
[第一實施方式]
[液晶顯示裝置]
圖1的液晶顯示裝置1具備：液晶面板2；導光板（導光膜3），重疊在所述液晶面板2的背面側，將從端面入射的光線向表面側引導；一個或多個LED光源5，沿所述導光膜3的端面配置；以及轉向膜4，重疊在液晶面板2和導光膜3之間。另外，由於要使光線透過，因此導光膜3和轉向膜4是透明的。此外，液晶顯示裝置1還具備反射板，所述反射板重疊在導光膜3的背面側，將從表面側入射的光線向表面側反射（未圖示）。
（液晶面板）
液晶面板2具有：液晶盒21；背面側偏光板22，配置在液晶盒21的轉向膜4側的面（背面）上；表面側偏光板23，配置在液晶盒21的與轉向膜4一側相反的面（表面）上。具體地說，液晶面板2整體呈厚度大致均勻的板狀，並具有：背面側偏光板22和表面側偏光板23，大體平行且隔開規定間隔配置；以及液晶盒21，配置在所述背面側偏光板22和表面側偏光板23之間。
（液晶盒）
液晶盒21具有控制透過的光量的功能，採用公知的構成。液晶盒21通常是由基板、彩色濾色膜、對置電極、液晶層、圖元電極、基板等構成的層疊結構件。所述圖元電極採用ITO等透明導電膜。作為液晶盒的顯示模式，例如可以採用扭曲向列（TN；Twisted Nematic）、垂直排列（VA；Virtical Alignment）、平面切換（IPS；In-Place Switching）、鐵電液晶（FLC；Ferroelectric Liquid Crystal）、反鐵電液晶（AFLC；Anti-ferroelectric Liquid Crystal）、光學補償彎曲（OCB；Optically Compensatory Bend）、超扭曲向列（STN；Supper Twisted Nematic）、混合排列向列（HAN；Hybrid Aligned Nematic）等。
（背面側偏光板和表面側偏光板）
背面側偏光板22和表面側偏光板23，例如由碘系偏振片、染料系偏振片、聚烯系偏振片等偏振片和配置在其兩側的一對透明保護膜構成。此外，背面側偏光板22和表面側偏光板23的透射軸垂直，俯視時，背面側偏光板22的透射軸與導光膜3的配置有LED光源5側的端面垂直，表面側偏光板23的透射軸與導光膜3的配置有LED光源5側的端面平行。
（導光膜）
導光膜3使從端面入射的光線從表面大體均勻射出。導光膜3在俯視時為大致方形，為厚度大體均勻的板狀（非楔形）。雖然沒有特別的限定，但是導光膜3在背面具有向表面側凹陷的多個凹部（未圖示）。多個凹部作為使入射光向表面側散射的光散射部發揮作用。另外，光散射部不限於多個凹部，例如可以是多個凸部，也可以是凸型或凹型的稜鏡陣列形狀。
作為導光膜3的主成分，可以列舉聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、（甲基）丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、聚烯烴、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、醋酸纖維素、耐候性氯乙烯、活性能量線固化型樹脂等。其中，作為導光膜3的主成分，優選的是聚碳酸酯或丙烯酸樹脂。由於聚碳酸酯透明度優異且折射率高，所以通過使導光膜3包含聚碳酸酯作為主成分，容易在導光膜3的表面和背面產生全反射，可以使光線有效地傳播。此外，由於聚碳酸酯具有耐熱性，因此不易因LED光源5的發熱導致劣化等。此外，由於與丙烯酸樹脂等相比，聚碳酸酯的吸水性小，所以尺寸穩定性高。因此，通過使導光膜3包含聚碳酸酯作為主成分，可以抑止老化。另一方面，由於丙烯酸樹脂透明度高，因此可以減少導光膜3中的光損耗。
（轉向膜）
轉向膜4具有：透明樹脂製的基材層41；稜鏡陣列42，配置在所述基材層41的背面側；以及擴散層43，配置在基材層41的表面側，使透射光線擴散。轉向膜4在俯視時為大致方形，使從背面側入射的光線從表面側射出。
（基材層）
從透明度和耐熱性的觀點出發，基材層41以聚碳酸酯為主成分。基材層41形成為厚度大體均勻的板狀。基材層41的延遲值被調整為0nm以上100nm以下，並且平面內延遲值的偏差為50nm以下。由於基材層41的延遲值被調整為低值，因此從稜鏡陣列42進入的光的振動方向幾乎不發生變化。即，將基材層41調整為低的延遲值，以使進入轉向膜4的光的振動方向與背面側偏光板22的透射軸一致。
（稜鏡陣列）
稜鏡陣列42配置在基材層41的背面側，具有三角柱狀的稜鏡。在俯視時，稜鏡陣列42的稜線方向與導光膜3的配置有LED光源5側的端面平行。即，在俯視時，液晶面板2的背面側偏光板22的透射軸與轉向膜4的稜鏡陣列42的稜線方向垂直。此外，稜鏡陣列42為紫外線固化樹脂成型品，例如使用高透射率的丙烯酸系的紫外線固化樹脂成形。此外，稜鏡陣列42的折射率為1.35以上1.70以下，稜鏡陣列42與基材層41的折射率差按絕對值計算為0.01以上0.25以下。
構成稜鏡陣列42的稜鏡，形成為從轉向膜4的一側的端部到另一側的端部連續的三角柱狀，各稜鏡的頂部形成有分別大體平行的稜線。所述稜鏡的與稜線垂直的斷面（圖1所示的斷面）為底邊比斜邊短的大體等腰三角形的形狀，在底邊與基材層41的背面側連接。即，構成稜鏡陣列42的稜鏡在背面側為銳角。為了防止對置重疊的導光膜3損傷，優選的是，稜鏡陣列42具有彈性。此外，優選的是，所述稜鏡的斜面配合導光膜3的出光特性，設計成凸圓弧或凹圓弧等形狀。
另外，稜鏡陣列42不限於稜鏡與基材層41的背面側直接連接的結構，也可以是下述結構：具有透明的稜鏡基材層和配置在所述稜鏡基材層上的稜鏡，稜鏡通過稜鏡基材層與基材層41的背面側連接。
（擴散層）
擴散層43配置在基材層41的表面側，使透射光線擴散。通過在基材層41的表面側形成凹凸形狀來設置擴散層43。擴散層43利用凹凸形狀使從背面側向表面側透射的光線大體均勻擴散，抑制出光的晃眼。例如通過壓紋、擴散塗層、噴砂等形成擴散層43的凹凸形狀。特別是，從防止與液晶面板2的圖元間距的干涉的觀點出發，優選的是，擴散層43由擴散塗層形成。
（LED光源）
沿導光膜3的端面配置有一個或多個LED光源5。LED光源5以各個光線射出面與導光膜3的端面相對（或抵接）的方式配置。
（優點）
按照所述的液晶顯示裝置1，由於具備轉向膜4，所述轉向膜4具有將延遲值控制為低延遲值的、以聚碳酸酯為主成分的基材層41以及稜鏡陣列42，所以能夠控制從轉向膜4發出光的振動方向。此外，所述液晶顯示裝置1由於在俯視時液晶面板2的背面側偏光板22的透射軸與導光膜3的端面垂直、轉向膜4的稜鏡陣列42的稜線方向與導光膜3的端面平行、液晶面板2的背面側偏光板22的透射軸與轉向膜4的稜鏡陣列42的稜線方向垂直，所以通過使從轉向膜4發出的光的振動方向與液晶面板2的背面側偏光板22的透射軸一致，能夠降低光的損失且能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
此外，按照所述的液晶顯示裝置1，因為構成稜鏡陣列42的稜鏡在背面側為銳角，所以能夠根據導光膜3的出光特性選擇稜鏡的斜面的形狀。
此外，按照所述的液晶顯示裝置1，因為稜鏡陣列42的折射率為1.35以上1.70以下，稜鏡陣列42與基材層41的折射率差為0.01以上0.25以下，所以能夠適當地控制向基材層41入射的光的特性。
此外，按照所述的液晶顯示裝置1，因為稜鏡陣列42具有彈性，所以能夠防止稜鏡陣列42與導光膜3接觸所導致的導光膜3的損傷。
此外，按照所述的液晶顯示裝置1，因為稜鏡陣列42為紫外線固化樹脂成型品，所以通過在基材層41上配置稜鏡陣列42時使用紫外線固化樹脂，能夠比較容易地製造轉向膜4。
[第二實施方式]
[液晶顯示裝置]
圖2的液晶顯示裝置11具備：液晶面板2；導光板（導光膜3），重疊在所述液晶面板2的背面側，將從端面入射的光線向表面側引導；一個或多個LED光源5，沿所述導光膜3的端面配置；以及轉向膜4，重疊在液晶面板2和導光膜3之間。此外，所述液晶顯示裝置11具備配置在液晶面板2和轉向膜4之間的接合層。所述液晶顯示裝置11除了具備接合層6以外，與圖1的液晶顯示裝置1的構成相同。因此，以下僅對接合層6進行說明。
（接合層）
接合層6接合轉向膜4和層疊在轉向膜4的表面側的其它構件。更具體地說，接合層6接合轉向膜4和配置在液晶盒21的背面的背面側偏光板22。接合層6是由接合劑構成的接合劑層或由粘合劑構成粘合劑層。
在接合層6是所述的接合劑層的情況下，作為構成所述接合劑層的接合劑，可以例舉熱固化型接合劑、熱熔型接合劑、光固化型接合劑等。作為所述熱固化型接合劑，可以例舉丙烯酸系接合劑、環氧系接合劑、聚氨酯系接合劑等。作為所述熱熔型接合劑，可以例舉乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）系接合劑、聚酯系接合劑、聚醯胺系接合劑、熱塑性聚氨酯系接合劑、聚烯烴系接合劑等。作為所述光固化型接合劑，可以例舉丙烯酸系紫外線固化型接合劑、丙烯酸-聚氨酯系紫外線固化型接合劑、環氧系紫外線固化型接合劑等。其中，優選的是耐熱性、耐濕性等優異的丙烯酸系接合劑或丙烯酸-聚氨酯系接合劑，特別優選的是透射率高的丙烯酸系接合劑。優選的是，將所述接合劑的折射率調整成能夠降低因在接合層6與和接合層6接合的其它構件的介面的光散射和光反射導致的光損失。例如，在轉向膜4的最表層的主成分是聚碳酸酯的情況下，作為所述接合劑的折射率，優選的是1.47以上1.55以下。
另一方面，在接合層6是所述的粘合劑層的情況下，所述接合層6具有粘性。在接合層6是所述的粘合劑層的情況下，作為構成所述粘合劑層的粘合劑，可以舉出常溫下具有粘合力的感壓式粘合劑。作為構成所述粘合劑層的粘合劑，可以例舉丙烯酸系粘合劑、聚氨酯系粘合劑、矽（silicone）系粘合劑、環氧系粘合劑等。
所述液晶顯示裝置11由於具備接合層6，所述接合層6接合轉向膜4和層疊在該轉向膜4的表面側的其它構件（在本實施方式中為背面側偏光板22），所以能夠提高轉向膜4和所述的其它構件的處理性。
[其它實施方式]
本次公開的實施方式在所有的方面都是例示性的，而不是限制性的。本發明的範圍不限於所述實施方式的構成，而是由申請專利範圍表示，並包含與申請專利範圍的範圍實質上相同的內容以及在範圍內的所有變形。
在所述實施方式中說明了使用導光膜3作為導光板，但是導光板不限於膜狀。例如，導光板也可以是板狀。
此外，導光板可以具有配置在表面側的稜鏡陣列或柱狀透鏡陣列的任意一方。在該情況下，優選的是，液晶顯示裝置1在俯視時導光板的表面的稜線方向與轉向膜4的稜鏡陣列42的稜線方向垂直。如果導光板具有配置在表面側的稜鏡陣列或柱狀透鏡陣列的任意一方，則液晶顯示裝置1的視角等光學性能夠得到提高。
在所述實施方式中說明了轉向膜4具有配置在基材層41的表面側的擴散層43，但是也可以沒有擴散層43。此外，也可以代替擴散層43具有微透鏡陣列和反射偏光板中的至少任意一方，或者除了具有擴散層43以外，轉向膜4還具有微透鏡陣列和反射偏光板中的至少任意一方。
在所述轉向膜在基材層的表面側具有反射偏光板的情況下，也可以採用下述方式：所述基材層和反射偏光板通過由所述的接合劑或粘合劑構成的接合層接合。此外，也可以採用下述方式：所述轉向膜在所述基材層的表面側具有接合層，在所述接合層的表面側配置作為其它構件的反射偏光板。在所述轉向膜在基材層的表面側具有接合層的情況下，也可以採用下述方式：所述轉向膜在所述接合層的表面具有脫模片。
工業實用性
本發明的液晶顯示裝置和轉向膜，能夠抑制偏光導致的顏色不均和亮度不均。
1‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧導光板（導光膜）
4‧‧‧轉向膜
5‧‧‧LED光源
6‧‧‧接合層
11‧‧‧液晶顯示裝置
21‧‧‧液晶盒
22‧‧‧背面側偏光板
23‧‧‧表面側偏光板
41‧‧‧基材層
42‧‧‧稜鏡陣列
43‧‧‧擴散層
圖1是本發明一個實施方式的液晶顯示裝置的斷面示意圖。 圖2是與圖1的液晶顯示裝置不同的實施方式的液晶顯示裝置的斷面示意圖。

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於： 所述液晶顯示裝置包括： 一液晶面板； 一導光板，重疊在所述液晶面板的一背面側，將從一端面入射的光線向一表面側引導； 一個或多個LED光源，沿所述導光板的所述端面配置；以及 一轉向膜，重疊在所述液晶面板和所述導光板之間； 其中所述轉向膜具有：一透明樹脂製的一基材層；以及一稜鏡陣列，配置在所述基材層的一背面側； 所述液晶面板具有：一液晶盒；以及一背面側偏光板，配置在所述液晶盒的一背面側； 所述轉向膜的所述基材層的一延遲值為0nm以上100nm以下；以及 在俯視時，所述液晶面板的所述背面側偏光板的一透射軸與所述導光板的所述端面垂直，所述轉向膜的所述稜鏡陣列的一稜線方向與所述導光板的所述端面平行，所述液晶面板的所述背面側偏光板的一透射軸與所述轉向膜的所述稜鏡陣列的所述稜線方向垂直。
  2. 如請求項1所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，所述基材層的主成分為一聚碳酸酯。
  3. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，所述轉向膜具有配置在所述基材層的一表面側的一擴散層、一微透鏡陣列和一反射偏光板中的至少任意一方。
  4. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，構成所述稜鏡陣列的稜鏡在所述背面側為一銳角。
  5. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於： 所述稜鏡陣列的一折射率為1.35以上1.70以下； 所述稜鏡陣列與所述基材層的一折射率差為0.01以上0.25以下。
  6. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，所述稜鏡陣列具有彈性。
  7. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，所述稜鏡陣列為一紫外線固化樹脂成型品。
  8. 如請求項1或2所述的液晶顯示裝置，其特徵在於： 所述導光板具有配置在一表面側的一稜鏡陣列或一柱狀透鏡陣列的任意一方； 在俯視時，所述導光板的表面的一稜線方向與所述轉向膜的所述稜鏡陣列的所述稜線方向垂直。
  9. 一種液晶顯示裝置用轉向膜，其特徵在於： 所述液晶顯示裝置用轉向膜重疊在一液晶顯示裝置的一液晶面板和一導光板之間，所述液晶顯示裝置包括：所述液晶面板；所述導光板，重疊在所述液晶面板的一背面側，將從一端面入射的光線向一表面側引導；以及一個或多個LED光源，沿所述導光板的所述端面配置； 所述液晶顯示裝置用轉向膜具有： 一基材層，以一聚碳酸酯為主成分； 一稜鏡陣列，配置在所述基材層的一背面側；以及 一擴散層，配置在所述基材層的一表面側，使透射光線擴散； 其中所述基材層的一延遲值為0nm以上100nm以下，並且一平面內延遲值的偏差為50nm以下。
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