TWI524119B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI524119B
TWI524119B TW103101712A TW103101712A TWI524119B TW I524119 B TWI524119 B TW I524119B TW 103101712 A TW103101712 A TW 103101712A TW 103101712 A TW103101712 A TW 103101712A TW I524119 B TWI524119 B TW I524119B
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玉置昌哉
三井雅志
福永容子
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日本顯示器股份有限公司
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Description

顯示裝置
本揭示係關於一種顯示裝置。更具體而言，關於一種具備使用有片狀之各向異性散射構件之圖像顯示部之顯示裝置。
已知有藉由控制外部光之反射率而顯示圖像之反射型之圖像顯示部。例如，反射型之液晶顯示面板包含反射外部光之反射電極等，且藉由利用液晶材料層控制外部光之反射率而顯示圖像。具備反射型之圖像顯示部之顯示裝置由於利用外部光顯示圖像，故而可達成低消耗電力化、薄型化、輕量化，而被用作例如移動終端用顯示裝置。
於具備反射型之圖像顯示部之顯示裝置中，藉由使圖像顯示部之顯示區域之光之散射特性具有角相依性，可提高對於特定之觀察位置之反射率而彌補因伴隨彩色顯示化之反射率降低所致之視認性降低等，或者可防止自偏離特定之觀察位置之場所觀察到圖像等。例如，於專利文獻1或專利文獻2中，記載有用於顯示裝置之視角控制等且由折射率不同之區域混合存在而成之各向異性散射構件。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-297110號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-239757號公報
於使用有如上所述之構成之各向異性散射構件之顯示裝置中，存在如下情形等：因由各向異性散射構件之微細構造所引起之光之干涉等而產生暈色之色差等，從而有損顯示品質。
因此，本揭示之目的在於提供一種可減輕由各向異性散射構件之構造所引起之暈色之色差的顯示裝置。
用以達成上述目的之本揭示之顯示裝置為如下顯示裝置：具備包含片狀之各向異性散射構件之反射型之圖像顯示部，上述各向異性散射構件之面內方向之區域形成為低折射率區域與高折射率區域混合存在之區域，上述各向異性散射構件配置成於外部光自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射、且自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射，且將散射角度範圍設為2 ，將所設定之光之主入射角度設為θ，將入射角度為a時該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)的情形時，上述主入射角度θ為θ<0，且成為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1。
於本揭示之顯示裝置中，各向異性散射構件配置成於外部光自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射，且自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射時光發生散射。進而，將散射角度範圍設為2 ，將所設定之光之主入射角度設為θ，將入射角度為a時該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)的情形時，上述主入射角度θ為θ<0，且成為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1。藉此，因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。
1、1'、2、2'、3、4‧‧‧圖像顯示部
10、30‧‧‧積層體
11‧‧‧顯示區域
12‧‧‧像素
13A、13B、13C、13D‧‧‧邊
14‧‧‧背面基板
15‧‧‧平坦化膜
16‧‧‧反射電極
17‧‧‧液晶材料層
17A‧‧‧液晶分子
18‧‧‧正面基板
20、320、420‧‧‧各向異性散射構件
20A、20B、20C‧‧‧散射構件(各向異性散射構件)
20'‧‧‧基材
21‧‧‧低折射率區域
22‧‧‧高折射率區域
31‧‧‧1/4波長板
32‧‧‧1/2波長板
33‧‧‧偏光板
40‧‧‧殼體
50‧‧‧光照射裝置
60‧‧‧遮罩
61‧‧‧開口
100‧‧‧顯示裝置
La‧‧‧外部光
Lb、Lc‧‧‧光
LZ、YD‧‧‧距離
S‧‧‧散射中心軸
X、Y、Z‧‧‧軸
α、β、θ、‧‧‧角度
圖1係第1實施形態之顯示裝置之模式性之立體圖。
圖2A係用以說明反射型之圖像顯示部之構造的模式性之立體圖。
圖2B係用以說明第1實施形態之各向異性散射構件之構造的模式性之剖面圖。
圖2C係用以說明各向異性散射構件中之低折射率區域與高折射率區域之配置的模式性之立體圖。
圖2D係用以說明各向異性散射構件中之低折射率區域與高折射率區域之配置的模式性之立體圖。
圖3A係用以說明第1實施形態之各向異性散射構件之製造方法之模式圖。
圖3B係用以說明第1實施形態之各向異性散射構件之製造方法之模式圖。
圖4A係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖4B係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖5係用以說明大致平行之外部光入射之情形時之顯示裝置與圖像觀察者之位置關係的模式圖。
圖6A係第1實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
圖6B係參考例之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
圖7係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖8係表示計測各向異性散射構件之性能所得之結果之模式圖。
圖9A係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係 之模式圖。
圖9B係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖10A係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖10B係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖11係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
圖12A係第2實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
圖12B係參考例之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
圖13係第3實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之分解立體圖。
圖14係第4實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之分解立體圖。
圖15係第4實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
以下，參照圖式，基於實施形態對本揭示進行說明。本揭示並不限定於實施形態，實施形態中之各種數值或材料為例示。於以下之說明中，對相同要素或具有相同功能之要素使用相同符號，而省略重複之說明。再者，說明係以如下順序進行。
1.與本揭示之顯示裝置整體相關之說明
2.第1實施形態
3.第2實施形態
4.第3實施形態
5.第4實施形態(其他)
[與本揭示之顯示裝置整體相關之說明]
本揭示之各向異性散射構件係使自特定之方向入射之光透過並使自其他特定之方向入射之光散射的構件。本揭示之顯示裝置可將各向異性散射構件配置成於在圖像顯示部內反射後之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射。或者，顯示裝置亦可將各向異性散射構件配置成於自外部入射之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射。
各向異性散射構件可使用包含光反應性之化合物之組合物等而構成。例如，藉由對包含在光聚合之前後顯示某種程度之折射率變化之組合物的基材自特定之方向照射紫外線等光，可獲得各向異性散射構件。構成組合物之材料只要自具有自由基聚合性或陽離子聚合性之官能基之聚合物等公知之光反應性之材料中，適當選擇使用在進行過光反應之部分與未進行光反應之部分產生某種程度之折射率變化的材料即可。
或者，例如藉由對包含將光反應性之化合物與無光反應性之高分子化合物混合而成之組合物的基材自特定之方向照射紫外線等光，亦可獲得各向異性散射構件。無光反應性之高分子化合物例如只要自丙烯酸系樹脂或苯乙烯樹脂等公知之材料中適當選擇使用即可。
包含上述組合物之基材例如可藉由利用公知之塗佈方法等於包含高分子材料之膜狀之基體上塗佈組合物而獲得。
包含上述組合物等之各向異性散射構件之面內方向之區域形成為低折射率區域與高折射率區域混合存在之區域。低折射率區域與高折射率區域之邊界相對於各向異性散射構件之厚度方向形成特定之角度。視情形亦可構成為該角度於面內方向連續地變化。
定性而言，於對包含組合物之基材照射光之情形時，距離光之照射側越近，組合物越會進行光反應。因此，受到光照射之面中低折 射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大，相反側之面成為低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面。
於低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面附近，低折射率區域與高折射率區域之折射率之差通常較佳為0.01以上，更佳為0.05以上，進而較佳為0.10以上。
關於各向異性散射構件，雖然亦取決於構成之材料或製造方法，但可於進行過光反應之部分與未進行光反應之部分形成各種形狀之區域。例如，可為分別形成百葉窗狀之區域之構成，亦可為形成柱狀區域與包圍其之周邊區域之構成。
作為構成本揭示之顯示裝置之反射型之圖像顯示部，例如可列舉反射型之液晶顯示面板。圖像顯示部可為單色顯示，亦可為彩色顯示。反射型之液晶顯示面板包含反射外部光之反射電極等，且藉由利用液晶材料層控制外部光之反射率而顯示圖像。
反射型之液晶顯示面板例如包含具備透明共用電極之正面基板、具備像素電極之背面基板、及配置於正面基板與背面基板之間之液晶材料層等。可為像素電極本身構成為反射電極而反射光之構成，亦可為利用透明像素電極與反射膜之組合而使反射膜反射光等構成。液晶顯示面板之動作模式只要不對反射型之顯示動作造成影響則並無特別限定。例如，可使用以所謂之VA(Vertical Alignment，垂直配向)模式或ECB(Electrically Controlled Birefringence，電控雙折射)模式驅動之液晶顯示面板。
於包含上述各種較佳之構成之本揭示之顯示裝置中，圖像顯示部可構成為包括包含正面基板、背面基板、及配置於正面基板與背面基板之間之液晶材料層的反射型之液晶顯示面板，且於正面基板側配置有各向異性散射構件。
於包含上述各種較佳之構成之本揭示之顯示裝置中，各向異性散射構件可設為散射特性不同之複數之散射構件複數積層而成之構成。
作為具有反射型與透過型兩者之特性之半透過型之圖像顯示部，例如，於像素內具有反射型之顯示區域與透過型之顯示區域兩者的半透過型之液晶顯示面板為眾所周知。視情形，亦可為此種半透過型之圖像顯示部。即，「反射型之圖像顯示部」中亦包含「半透過型之圖像顯示部」。
圖像顯示部之形狀並無特別限定，可為橫長之矩形狀，亦可為縱長之矩形狀。於將圖像顯示部之像素(pixel)之數M×N以(M，N)記載時，例如於橫長之矩形狀之情形時，作為(M，N)之值，可例示(640，480)、(800，600)、(1024，768)等若干圖像顯示用解像度，於縱長之矩形狀之情形時，可例示相互調換值之解像度，但並不限定於該等值。
驅動圖像顯示部之驅動電路可由各種電路構成。該等可使用周知之電路元件等而構成。
本說明書中所示之各種條件除嚴格地成立之情形以外，於實質上成立之情形時亦得以滿足。容許存在設計上或製造上產生之各種偏差。
[第1實施形態]
第1實施形態係關於本揭示之顯示裝置。圖1係第1實施形態之顯示裝置之模式性之立體圖。
如圖1所示，顯示裝置100包含具有像素12排列而成之顯示區域11之反射型之圖像顯示部1。圖像顯示部1包含反射型之液晶顯示面板，且裝入至殼體40內。圖像顯示部1係藉由未圖示之驅動電路等而驅動。再者，於圖1中，將殼體40之一部分切除而表示。例如太陽光等 外部光入射至顯示區域11。為便於說明，顯示區域11設為與X-Y平面平行，且觀察圖像之側設為+Z方向。
圖2A係用以說明反射型之圖像顯示部之構造的模式性之立體圖。圖2B係用以說明第1實施形態之各向異性散射構件之構造的模式性之剖面圖。圖2C及圖2D分別為用以說明各向異性散射構件中之低折射率區域與高折射率區域之配置的模式性之立體圖。
圖2A所示之圖像顯示部1為包含片狀之各向異性散射構件20之反射型之圖像顯示部。更具體而言，圖像顯示部1由反射型之液晶顯示面板構成，該液晶顯示面板包含正面基板、背面基板、及配置於正面基板與背面基板之間之液晶材料層。圖像顯示部1由積層體10、各向異性散射構件20及積層體30積層而成。圖2A所示之積層體10為液晶顯示面板之一部分，且由下述圖6A所示之正面基板18、背面基板14、及配置於正面基板18與背面基板14之間之液晶材料層17積層而成。作為液晶顯示面板之一部分，各向異性散射構件20配置於正面基板18側。圖2A所示之積層體30由圖6A所示之1/4波長板31、1/2波長板32、及偏光板33積層而成。
如圖2A所示，圖像顯示部1為矩形狀，以參照編號13A、13B、13C、13D表示邊。邊13C為近前側之邊，邊13A為與邊13C對向之邊。例如，邊13A、13C為約12[cm]之值，邊13B、13D為約16[cm]之值，但此僅為例示。
各向異性散射構件20係例如厚度為0.02~0.5[mm]左右之片狀(膜狀)。如圖2B所示，各向異性散射構件20之面內方向之區域形成為低折射率區域21與高折射率區域22以例如微米級混合存在之區域。再者，為便於圖示，於圖2等中，省略成為各向異性散射構件20之基底之透明的膜等之表示。
各向異性散射構件20配置成於外部光自低折射率區域21與高折 射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射、且自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射，於之後參照下述圖6A等詳細地進行說明。於第1實施形態中，各向異性散射構件20配置成於圖像顯示部1內反射後之外部光透過各向異性散射構件20時光發生散射。
各向異性散射構件20係使用包含光反應性之化合物之組合物等而構成。各向異性散射構件20例如可為如圖2C所示低折射率區域21與高折射率區域22形成為百葉窗狀之構成，亦可為如圖2D所示低折射率區域21與高折射率區域22形成柱狀區域與包圍其之周邊區域之構成。圖2D中示出例如經光反應之組合物之部分呈柱狀區域狀地高折射率化之情形之例。
圖2C中示為各低折射率區域21之厚度方向之寬度或各高折射率區域22之厚度方向之寬度固定，但此僅為例示。同樣地，於圖2D中，亦示為各柱狀區域之形狀相同，但此亦僅為例示。
如圖2B至圖2D所示，於各向異性散射構件20之內部，低折射率區域21及高折射率區域22係以低折射率區域21與高折射率區域22之邊界相對於各向異性散射構件20之厚度方向(Z方向)形成角度α的方式斜向地形成。角度α係根據各向異性散射構件20之規格等而適當設定為恰當之值。視情形，亦可為角度α為0度等構成。
如下述圖4A及圖4B所示，各向異性散射構件20之散射中心軸S(指以其為中心入射之光之各向異性散射特性成為大致對稱性之軸，換言之，為沿散射程度最大之光之入射方向延伸之軸)相對於顯示裝置100之觀察面之法線方向(Z軸方向)斜向地傾斜。再者，基本上，散射中心軸S係於與低折射率區域21與高折射率區域22之延伸方向相同之方向傾斜。既有散射中心軸S之傾斜角與低折射率區域21及高折射率區域22之延伸方向之傾斜角一致之情形，亦有不同之情形。進而， 於該情形時，認為將散射中心軸S投影至X-Y平面上之方位係於圖2C所示之情形時，位於與百葉窗狀之區域延伸之方向正交之方向，於圖2D所示之情形時，位於將柱狀區域投影至X-Y平面時其陰影延伸之方向。
為便於說明，此處，低折射率區域21與高折射率區域22係如圖2C所示形成為百葉窗狀，該等百葉窗狀之區域延伸之方向係設為與X方向平行。又，將高折射率區域22作為基材產生過光反應之區域而進行說明，但此僅為例示。亦可為基材產生過光反應之區域成為低折射率區域21之構成。
參照圖3A及圖3B，對各向異性散射構件20之製造方法進行說明。圖3A及圖3B分別為用以說明第1實施形態之各向異性散射構件之製造方法之模式圖。如圖3A所示，各向異性散射構件20例如可藉由自光照射裝置50經由具有開口61之遮罩60對在PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜等基體上塗佈光反應性之組合物而成之基材20'傾斜地照射光而製造。再者，視情形亦可省略遮罩60而照射光。將基材20'之面中受到來自光照射裝置50之光照射之側之面表示為A面，將相反側之面表示為B面。
因光之繞射或組合物之光吸收等影響，定性而言，距離光之照射側越近之區域中組合物越會進行光反應。因此，如圖3B所示，受到光照射之A面成為低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面，相反側之B面成為低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面。
各向異性散射構件20藉由調整所照射之光之角度，可將低折射率區域21與高折射率區域22之邊界相對於各向異性散射構件20之厚度方向(Z方向)所成之角α設為各種角度。又，藉由調整所照射之圖案之照射位置之間隔，可調整例如低折射率區域21與高折射率區域22之邊 界之間隔、或高折射率區域22與高折射率區域22之間隔。
其次，參照圖4A及圖4B，對外部光自各向異性散射構件20之A面側入射之情形與自B面側入射之情形的差異進行說明。圖4A及圖4B分別為用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖4A與圖4B中光入射之方向不同。
如圖4A及圖4B所示，於各向異性散射構件20中，於光自大致沿著低折射率區域21與高折射率區域22之邊界延伸之方向的方向入射之情形時，光發生散射而出射。另一方面，於光自與低折射率區域21和高折射率區域22之邊界延伸之方向大致正交的方向入射之情形時，光直接透過。
如圖4A所示，於光自B面側入射且自A面側出射時發生散射之情形時，會自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面出射，從而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差容易變得明顯。
相對於此，如圖4B所示，於光自A面側入射且自B面側出射時發生散射之情形時，會自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面出射，從而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。
圖5係用以說明大致平行之外部光入射之情形時之顯示裝置與圖像觀察者之位置關係的模式圖。圖5中示出在外部光之入射方向與圖像顯示部1之法線方向形成角度β之狀態下圖像觀察者於與顯示區域11隔開距離LZ之場所觀察圖像之情形時的狀態。又，圖像顯示部1中，相對於外部光之入射方向傾斜角度β之面之距離成為YD。
參照圖6A及圖6B，對以圖5所示之位置關係進行顯示之情形時之圖像顯示部1中的光之行為進行說明。圖6A係第1實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。圖6B係參考例之反射型之圖像顯 示部之模式性之剖面圖。
此處，圖6A所示之圖像顯示部1係於例如包含玻璃材料之背面基板14上形成有包含丙烯酸系樹脂等高分子材料之平坦化膜15，並於其上形成有包含鋁等金屬材料之反射電極(像素電極)16。反射電極16之表面形成為鏡面狀，且其對應於各像素12而設置。為控制信號線與反射電極16之電性連接，對應於各像素12而連接有TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)等元件。再者，於圖3A中省略TFT或信號線等各種配線之圖示。
圖6A所示之圖像顯示部1係於例如包含玻璃材料之正面基板18設置有包含ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)等透明導電性材料之未圖示之共用電極。於彩色顯示之情形時，像素12包含副像素之組，且對應於各副像素而設置有彩色濾光片等。再者，為便於圖示，於圖6A中省略共用電極等之示出。
於正面基板18與背面基板14之間，配置有液晶材料層17。液晶材料層17之液晶分子17A配向於特定之方向。液晶材料層17係藉由未圖示之間隔件等而設置為如於特定之條件下若光往返則液晶材料層17會作為1/2波長板發揮作用的厚度。
於正面基板18之與液晶材料層17側為相反側之面，配置有各向異性散射構件20，進而於其上配置有1/4波長板31、1/2波長板32、及偏光板33。
自外部入射之外部光於藉由偏光板33而成為特定方向之直線偏光後，透過1/2波長板32與1/4波長板31而成為圓偏光。1/2波長板32與1/4波長板31之組合作為寬波段之1/4波長板發揮作用。已成為圓偏光之外部光由於自與低折射率區域21和高折射率區域22之邊界延伸之方向大致正交之方向入射，故而直接透過各向異性散射構件20之後，透過液晶材料層17並由反射電極16反射。經反射之外部光透過液晶材料 層17，自各向異性散射構件20之A面側入射並自B面側出射。由於光自大致沿著低折射率區域21與高折射率區域22之邊界延伸之方向的方向入射，故而光發生散射，但由於自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面出射，故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。其後，經散射之光透過1/4波長板31及1/2波長板32而到達偏光板33，且朝向外部出射。藉由控制對反射電極16等施加之電壓，並控制液晶材料層17中之液晶分子17A之配向狀態，而可控制由反射電極16反射後之外部光透過偏光板33之量。
相對於此，對將各向異性散射構件20之A面側與B面側調換之情形時之光之行為進行說明。參照圖6B，對將各向異性散射構件20之A面側與B面側調換之參考例之圖像顯示部1'中的光之行為進行說明。
於該情形時，由反射電極16反射後之外部光透過液晶材料層17之前之行為與上述行為相同。經反射之外部光透過液晶材料層17，自各向異性散射構件20之B面側入射並自A面側出射。由於光自大致沿著低折射率區域21與高折射率區域22之邊界延伸之方向的方向入射，故而光發生散射，但由於自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面出射，故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差容易變得明顯。
如此，於第1實施形態中，各向異性散射構件配置成於外部光自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射，且自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射。更具體而言，各向異性散射構件配置成於在圖像顯示部內反射後之外部光透過各向異性散射構件朝向外部時使光散射。由於在自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面出射時發生散射， 故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。
此處，各向異性散射構件20係於將散射角度範圍設為2 ，將所設定之光之主入射角度設為θ，將入射角度為a時該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)的情形時，主入射角度θ為θ<0，且成為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1。
以下，使用圖7至圖11，對上述關係進行說明。圖7係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖8係表示計測各向異性散射構件之性能所得之結果之模式圖。圖9A係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖9B係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖10A係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖10B係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。圖11係用以說明各向異性散射構件中之入射光與散射光之關係之模式圖。
首先，對本實施形態中之所設定之光之主入射角度θ與散射角度範圍2 進行說明。主入射角度θ為於設計時外部光La入射時所設定之角度。主入射角度θ係於與各向異性散射構件20之表面正交(垂直)地入射之情形時角度成為0，且自垂直之方向朝靠近圖像觀察者之方向旋轉之方向設為正方向，自垂直之方向朝遠離圖像觀察者之方向旋轉之方向設為負方向。因此，於圖7中，主入射角度θ成為負值。
其次，散射角度範圍2 係自主入射角度θ起使光自各種角度入射至各向異性散射構件20之情形時可使入射之光散射的角度範圍。即，於以各向異性散射構件20之使光散射之角度單位之中心之角度使光入射之情形時，出射自該入射之角度向正方向擴散成角度且向負方向擴散成角度之光。又，散射角度範圍2 亦為針對各角度計測使光入射之情形時之該光之入射方向之延長線上之位置之透過率時透過率變 低的角度範圍。即，透過率變低之角度範圍為入射之光未直接透過之範圍，故而可謂之為使入射之光散射之角度範圍。散射角度範圍2 亦為使入射之光散射之角度範圍。
如圖7所示，以負之角度之主入射角度θ入射之外部光La於通過各向異性散射構件20後，於反射電極16反射，再次通過各向異性散射構件20並自顯示裝置1出射。此處，於反射電極16反射後再次通過各向異性散射構件20並自顯示裝置1出射之光中的以角度-θ(於正方向上為角度θ)出射之光Lb成為外部光La中未發生散射之光。又，於反射電極16反射後再次通過各向異性散射構件20並自顯示裝置1出射之光中的以角度|θ|-出射之光成為光Lc。光Lc為較光Lb向外部光La側旋轉相當於角度之量後之位置上之光，且為以主入射角度θ入射之外部光La於該各向異性散射構件20以最寬之範圍散射之情形時的外部光La側之端部。
此處，於使光以入射角度a入射至各向異性散射構件20之情形時，將該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)，計測各向異性散射構件20之透過率之分佈。將計測結果示於圖8。圖8中，橫軸設為角度(Angle)[度]，縱軸設為使入射角度旋轉180度後之位置之透過率(Y)[%]。又，於圖8中，作為比較例，示出特性不同之各向異性散射構件之透過率分佈之計測結果。圖8之未觀察到暈彩之例之透過率分佈為本實施形態之各向異性散射構件20之透過率T(a)分佈，圖8之可觀察到暈彩之例之透過率分佈為比較例之各向異性散射構件之透過率T(a)分佈。
以圖8所示之透過率分佈，對將主入射角度θ設為-20°且將散射角度範圍2 設為50°之情形進行研究。以外部光La入射之光中，一部分反射而成為角度20°(-θ)之光Lb，一部分成為角度-5°(|θ|-)之光Lc。於該情形時，由於本實施形態之各向異性散射構件20滿足0.7<T(|θ| -)/T(θ)≦1，故而光Lc之透過率與光La之透過率相等。再者，T(|θ|-)與T(θ)成為與其他部分(角度較大之部分)相比透過率較低之部分，即，使光散射之範圍。藉此，如圖9A所示，可使以向外部光La側移動後之角度|θ|-出射之光Lc散射。即，可使經繞射之光(繞射光)散射而使之衰減。藉此，可抑制於角度|θ|-產生暈彩。再者，於較角度|θ|-向單向反射光側亦可使光散射，因此可抑制暈彩之產生。再者，光Lb成為強度相對高於其他角度之單向反射之光。亦可使單向反射之光適當地散射。
相對於此，比較例之各向異性散射構件不滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1，光Lc之透過率高於光La之透過率。因此，如圖9B所示，以向外部光La側移動後之角度|θ|-出射之光Lc由於透過率較高，故而直接透過之比率變大。即，經繞射之光(繞射光)基本上不衰減。因此，於角度|θ|-容易產生暈彩。
此處，於上述實施形態中，對如圖10A所示將θ設為20°且將設為25°(2 =50°)之情形進行了說明，但主入射角度θ與散射角度範圍2 之值並不限定於此。例如，圖10B係將θ設為30°且將設為25°(2 =50°)之情形。於該情形時，藉由使各向異性散射構件20滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1，亦可抑制於角度|θ|-產生暈彩。相對於此，如圖11所示將θ設為20°且將設為20°(2 =40°)之情形時，亦當各向異性散射構件20不滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1時有於角度|θ|-之位置產生暈彩之虞。
根據以上說明，藉由使各向異性散射構件滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1，即便於較光相對較強之單向反射光向入射光側旋轉特定角度後之位置，即，與單向反射光隔開角度之位置，亦可抑制暈彩之產生。藉此，可進一步降低由圖像觀察者觀察到暈彩之虞，可向圖像觀察者顯示更佳之圖像。又，可抑制於角度θ-產生暈彩，藉此，可 抑制於暈彩更容易變得明顯之顯示面之垂線方向側產生暈彩。
再者，各向異性散射構件20只要將透過率T(|θ|-)與透過率T(θ)之關係設為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1即可。藉由使透過率T(|θ|-)與透過率T(θ)更接近，即，藉由將單向反射之位置之透過率與顯示面之垂線方向側之特定位置之透過率設為更接近之透過率，可更恰當地抑制暈彩之產生。
此處，各向異性散射構件20可藉由調整折射率不同之層之寬度、間距而調整散射角度範圍2 。具體而言，藉由縮小間距而可擴大。又，各向異性散射構件20可利用高折射率區域與低折射率區域之邊界相對於Z軸(在與各向異性散射構件20之表面正交之方向上延伸之軸)的傾斜角度進行調整。
又，各向異性散射構件20較佳為將主入射角度θ設為-40°以上且-20°以下。藉由將主入射角度設為-40°以上且-20°以下，可將強度較強之單向反射之光Lb之角度設為20°以上且40°以下。藉此，可使單向反射之光於圖像觀察者在通常時觀察圖像之範圍即20°以上且40°以下之範圍輸出。例如，藉由將主入射角度設為-40°以上且-20°以下，可使得於光源位於正上方之情形時圖像觀察者之視線之方向不會大幅度偏離圖像顯示部1之法線。藉此，可於在通常時觀察圖像之範圍輸出更明亮之光。
又，各向異性散射構件20較佳為主入射角度θ與散射角度範圍2 之關係滿足|θ|-<0。藉由設為|θ|-<0，即便於較與各向異性散射構件20之表面正交之方向朝外部光La入射之方向傾斜之位置，亦可抑制產生暈彩。
又，各向異性散射構件20較佳為散射角度範圍2 為50°以上。又，各向異性散射構件20更佳為散射角度範圍2 為50°以上且90°以下。藉此，可於角度θ與角度θ-使光適當地散射。
[第2實施形態]
第2實施形態亦關於本揭示之顯示裝置。
於第2實施形態中，以自外部入射之外部光透過各向異性散射構件時使光散射之方式配置的方面與第1實施形態不同。
第2實施形態之顯示裝置200與第1實施形態除各向異性散射構件之配置不同以外為相同之構成。關於第2實施形態之顯示裝置200之模式性之立體圖，由於只要將圖1所示之圖像顯示部1另稱為圖像顯示部2且將顯示裝置100另稱為顯示裝置200即可，故而予以省略。又，關於用以說明第2實施形態中所使用之圖像顯示部2之構造的模式性之立體圖，由於只要適當變更圖2A中之各向異性散射構件20之配置並採用另一名稱且將圖像顯示部1另稱為圖像顯示部2即可，故而予以省略。
於第2實施形態中，各向異性散射構件20亦配置成於外部光自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射，且自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射。於第2實施形態中，以自外部入射之外部光透過各向異性散射構件20時光發生散射之方式配置。
參照圖12A，對與第1實施形態中所作之說明同樣地在外部光之入射方向與圖像顯示部2之法線方向形成角度β之狀態下之圖像顯示部2中的光之行為進行說明。
如圖12A所示，自外部入射之外部光於透過偏光板33、1/2波長板32及1/4波長板31後，入射至各向異性散射構件20。與第1實施形態不同，各向異性散射構件20係以低折射率區域21與高折射率區域22之邊界延伸之方向大致沿著入射之光的方式配置。外部光自A面側入射並自B面側出射時發生散射。由於在自低折射率區域21與高折射率區 域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面出射時發生散射，故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。經散射之光透過液晶材料層17並於反射電極16反射後，透過液晶材料層17，自各向異性散射構件20之B面側入射並自A面側出射。由於光自與低折射率區域21與高折射率區域22之邊界延伸之方向大致正交之方向入射，故而光直接透過，且透過1/4波長板31及1/2波長板32到達偏光板33，並朝向外部出射。
相對於此，對將各向異性散射構件20之A面側與B面側調換之情形時之光之行為進行說明。參照圖12B，對將各向異性散射構件20之A面側與B面側調換之參考例之圖像顯示部2'中的光之行為進行說明。
於該情形時，由於自外部入射之外部光於自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面出射時發生散射，故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差容易變得明顯。經散射之光於反射電極16反射後至朝向外部之前的行為與上述相同。
如此，於第2實施形態中，以自外部入射之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射的方式配置。由於在自低折射率區域21與高折射率區域22之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面出射時發生散射，故而因由微細構造所引起之光之干涉而產生的暈色之色差得以減輕。
第2實施形態之各向異性散射構件20亦可藉由滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1而進一步降低由圖像觀察者觀察到暈彩之虞，可向圖像觀察者顯示更佳之圖像。又，可抑制於角度θ-產生暈彩，藉此，可抑制於暈彩更容易變得明顯之顯示面之垂線方向側產生暈彩。
[第3實施形態]
第3實施形態亦關於本揭示之顯示裝置。
第3實施形態於各向異性散射構件係將散射特性不同之複數之散射構件複數積層而構成的方面與第1實施形態不同。
第3實施形態之顯示裝置300與第1實施形態除各向異性散射構件之構造不同以外為相同之構成。關於第3實施形態之顯示裝置300之模式性之立體圖，由於只要將圖1所示之圖像顯示部1另稱為圖像顯示部3且將顯示裝置100另稱為顯示裝置300即可，故而予以省略。又，關於用以說明第3實施形態中所使用之圖像顯示部3之構造的模式性之立體圖，由於只要適當變更圖2A中之各向異性散射構件20並採用另一名稱且將圖像顯示部1另稱為圖像顯示部3即可，故而予以省略。
圖13係第3實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之分解立體圖。
如圖13所示，於圖像顯示部3中，積層有散射構件20A與散射構件20B。散射構件20A之構成或配置係與第1實施形態中所說明之各向異性散射構件20之構成或配置相同。
散射構件20B之構成亦與第1實施形態中所說明之各向異性散射構件20相同。然而，圖像顯示部3係以散射構件20B中百葉窗構造傾斜之方向相對於散射構件20A中百葉窗構造傾斜之方向正交的方式配置。
散射構件20A與散射構件20B各自之擴散中心軸之方向不同，又，光擴散之區域之形狀亦不同。因此，由散射特性不同之複數之散射構件複數積層而構成各向異性散射構件320。
藉由如此般積層散射特性不同之複數之散射構件，可調整光之擴散範圍。
例如，若於散射構件20A中光擴散之區域為以Y軸為長軸之橢圓狀，則於散射構件20B中光擴散之區域成為以X軸為長軸之橢圓狀。因此，於使散射構件20A、20B重疊之情形時，光擴散之區域成為大 致方圓狀，故而即便視線以某種程度之幅度向上下左右方向移動，亦可觀察良好之圖像。
第3實施形態之各向異性散射構件20亦可藉由使積層而成之散射構件滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1而進一步降低由圖像觀察者觀察到暈彩之虞，可向圖像觀察者顯示更佳之圖像。又，可抑制於角度θ-產生暈彩，藉此，可抑制於暈彩更容易變得明顯之顯示面之垂線方向側產生暈彩。
[第4實施形態]
第4實施形態亦關於本揭示之顯示裝置。
第4實施形態亦於各向異性散射構件係將散射特性不同之複數之散射構件複數積層而構成的方面與第1實施形態不同。
第4實施形態之顯示裝置400與第1實施形態除各向異性散射構件之構造不同以外為相同之構成。關於第4實施形態之顯示裝置400之模式性之立體圖，由於只要將圖1所示之圖像顯示部1另稱為圖像顯示部4且將顯示裝置100另稱為顯示裝置400即可，故而予以省略。又，關於用以說明第4實施形態中所使用之圖像顯示部4之構造的模式性之立體圖，由於只要適當變更圖2A中之各向異性散射構件20並採用另一名稱且將圖像顯示部1另稱為圖像顯示部4即可，故而予以省略。
圖14係第4實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之分解立體圖。
如圖14所示，於圖像顯示部4中，積層有散射構件20A與散射構件20C。散射構件20A之構成或配置係與第1實施形態中所說明之各向異性散射構件20之構成或配置相同。
散射構件20C之構成除圖2B所示之角度α之值不同以外，與第1實施形態中所說明之各向異性散射構件20相同。圖像顯示部4係以散射構件20C中百葉窗構造傾斜之方向與散射構件20A中百葉窗構造傾斜 之方向相仿的方式配置。
圖15係第4實施形態之反射型之圖像顯示部之模式性之剖面圖。
散射構件20A與散射構件20C各自之擴散中心軸之方向不同，又，光擴散之區域之形狀亦不同。因此，由散射特性不同之複數之散射構件複數積層而構成各向異性散射構件420。藉由如此般積層散射特性不同之複數之散射構件，可調整光之擴散範圍。
第4實施形態之各向異性散射構件20亦可藉由使積層而成之散射構件滿足0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1而進一步降低由圖像觀察者觀察到暈彩之虞，可向圖像觀察者顯示更佳之圖像。又，可抑制於角度θ-產生暈彩，藉此，可抑制於暈彩更容易變得明顯之顯示面之垂線方向側產生暈彩。
以上，對實施形態進行了具體說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可進行基於本發明之技術思想之各種變化。
例如，於上述各實施形態中係將各向異性散射構件配置於正面基板18與1/4波長板31之間，但此僅為例示。配置各向異性散射構件之部位只要根據顯示裝置之設計或規格適當決定即可。
再者，本揭示之技術亦可採用如下構成。
(1)一種顯示裝置，其具備包含片狀之各向異性散射構件之反射型之圖像顯示部，上述各向異性散射構件之面內方向之區域形成為低折射率區域與高折射率區域混合存在之區域，上述各向異性散射構件配置成於外部光自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射、且自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射，且將散射角度範圍設為2 ，將所設定之光之主入射角度設為θ，將 入射角度為a時該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)的情形時，上述主入射角度θ為θ<0，且成為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1。
(2)如(1)之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述主入射角度θ為-40°以上且-20°以下。
(3)如(2)之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述主入射角度θ與上述散射角度範圍2 之關係滿足|θ|-<0。
(4)如(1)至(3)中任一項之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述散射角度範圍2 為50°以上且90°以下。
(5)如上述(1)至(4)中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係以於圖像顯示部內反射後之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射的方式配置。
(6)如上述(1)至(4)中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係以自外部入射之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射的方式配置。
(7)如上述(1)至(6)中任一項之顯示裝置，其中圖像顯示部包括包含正面基板、背面基板、及配置於正面基板與背面基板之間之液晶材料層的反射型之液晶顯示面板，且 各向異性散射構件配置於正面基板側。
(8)如上述(1)至(7)中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係複數積層有散射特性不同之複數個散射構件。
La‧‧‧外部光
Lb、Lc‧‧‧光

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，其具備包含片狀之各向異性散射構件之反射型之圖像顯示部；上述各向異性散射構件之面內方向之區域形成為低折射率區域與高折射率區域混合存在之區域；上述各向異性散射構件配置成於外部光自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較大之面側入射、且自低折射率區域與高折射率區域之邊界附近之折射率之變化程度相對較小之面側出射光時光發生散射；且將散射角度範圍設為2 ，將所設定之光之主入射角度設為θ，將入射角度為a時該光之入射方向之延長線上之位置之透過率設為T(a)的情形時，上述主入射角度θ為θ<0，且成為0.7<T(|θ|-)/T(θ)≦1；上述主入射角度θ係於與上述各向異性散射構件之表面正交地入射時角度成為0，且自垂直之方向朝靠近圖像觀察者之方向旋轉之方向設為正方向，自上述垂直之方向朝遠離上述圖像觀察者之方向旋轉之方向設為負方向；上述散射角度範圍2 係：於以上述各向異性散射構件之使光散射之角度單位之中心之角度使光入射時，自該入射之角度向正方向擴大成角度且向負方向擴大成角度之光射出之範圍，且大於0。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述主入射角度θ為-40°以上且-20°以下。
  3. 如請求項2之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述主入射角度θ與上述散射角度範圍2 之關係滿足|θ|-<0。
  4. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，其中上述各向異性散射構件其上述散射角度範圍2 為50°以上且90°以下。
  5. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係以於圖像顯示部內反射後之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射的方式配置。
  6. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係以自外部入射之外部光透過各向異性散射構件時光發生散射的方式配置。
  7. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，其中圖像顯示部包括包含正面基板、背面基板、及配置於正面基板與背面基板之間之液晶材料層的反射型之液晶顯示面板，且各向異性散射構件配置於正面基板側。
  8. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置，其中各向異性散射構件係複數積層有散射特性不同之複數個散射構件。
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