WO2014034513A1

WO2014034513A1 - 表示装置

Info

Publication number: WO2014034513A1
Application number: PCT/JP2013/072381
Authority: WO
Inventors: 雅幸畠
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: US20150241728A1

Abstract

本発明は、タッチパネルを備えた表示装置について、タッチパネル及び表示パネルの設計の変更を必要とせずに、表示装置の透過率を維持しつつ、モアレを視認し難くする表示装置を提供する。本発明の表示装置は、互いに平行な複数の直線部を有するブラックマトリクスを備えた表示パネルと、互いに平行な複数の配線を有するタッチパネルと、互いに平行な複数の繰り返し単位を含む繰り返し構造を有する干渉シートとを備え、該タッチパネルと該表示パネルとの間に該干渉シートが配置され、該ブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔をＡ、該タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔をＢ、該干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔をＣとすると、Ａ＜Ｃ＜Ｂを満たすものである。

Description

表示装置

本発明は、表示装置に関する。より詳しくは、タッチパネルと、表示パネルとを備える表示装置に関するものである。

近年、情報機器の操作性を高めるため、タッチパネルを備えた表示装置が提供されている。大型用のタッチパネルとしては、赤外線などの光学方式が主流であるが、静電容量方式のタッチパネルも検討されている。静電容量方式のタッチパネルには、例えば、金属細線をメッシュ状に配したメッシュタイプのタッチパネルが用いられる。

メッシュタイプのタッチパネルと表示パネルとを積層した表示装置では、規則正しく配置されたタッチパネルの金属細線と、規則正しく配置された表示パネルのブラックマトリクス等とが重ね合わせられることで干渉が起こり、モアレ（干渉縞）が発生する。モアレが発生すると、表示装置の視覚性は著しく損なわれる。

モアレの発生を低減する方法としては、光学シートの規則的パターンの形成方向と、表示パネルの画素の規則的パターンの形成方向とが成す角度を、モアレの発生が低減される角度に設定する方法が知られている。また、表示パネルの画素パターンのピッチとタッチパネルのメッシュ状に配した配線パターンのピッチを、モアレ縞の間隔が最少となるように、設定する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－２０６５２９号公報

近年、表示装置は薄型化に伴い、タッチパネルと表示パネルとの間隔を狭く設計する傾向にあり、モアレが発生し易くなる。上記の方法によれば、モアレの発生を低減することができるものの、表示装置ごとに、タッチパネルの配線の規則的パターンの形成方向と表示パネルの画素（すなわち、ブラックマトリクスで囲まれる領域）の規則的パターンの形成方向とが成す角度、各規則的パターンのピッチ等を設定する必要がある。そのため、表示装置に搭載する表示パネルの画素パターンが変わると、タッチパネルも再設計が必要となり、標準化が困難である。

また、表示パネルは、高い解像率を得るために表示装置の画素数を増加する傾向にあり、視野角特性を向上するために複雑な画素パターンを用いる傾向にある。一方で、メッシュタイプ等の規則的パターンを有するタッチパネルは、現状では、生産上、性能上の問題により、配線の規則的パターンのピッチは設計に制限があるため、表示パネルの画素数、画素パターン等に合わせて、モアレの発生を低減できるように設計を変更することは困難である。

更に、仮に、タッチパネルの配線の規則的パターンの形成方向と表示パネルの画素の規則的パターンの形成方向とが成す角度や、各規則的パターンのピッチを、モアレの発生を低減できるような値に設定できたとしても、生産工程で僅かにずれが生じると、モアレが発生してしまう。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、タッチパネルを備えた表示装置について、タッチパネル及び表示パネルの設計の変更を必要とせずに、表示装置の透過率を維持しつつ、モアレを視認し難くする表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者は、モアレの発生を低減する方法について検討を行い、モアレピッチ（干渉縞を構成する各縞同士の間隔）を狭くすることで、モアレが視認し難くなることに着目した。また、本発明者は研究を重ねた結果、表示装置に互いに平行な一定の繰り返し構造を持つ干渉シートを挿入し、干渉の起こり方を変化させることで、発生するモアレピッチの大きさを、該干渉シートを追加する前と比較して狭くすることができることを見いだした。該方法によると、実際にはモアレは発生しているが、モアレピッチが狭いために、モアレは視認し難くなり、低減された様に感じる。

更に、上記干渉シートの隣り合う繰り返し単位の間隔が狭すぎると、表示装置の透過率が極端に下がることを見いだし、挿入する干渉シートの繰り返し単位同士の間隔を、ブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔より広く、また、タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔より狭くすることで、表示装置の透過率を維持しつつ、モアレを視認し難くすることができることを見いだした。

こうして本発明者は、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明の一側面は、互いに平行な複数の直線部を有するブラックマトリクスを備えた表示パネルと、互いに平行な複数の配線を有するタッチパネルと、互いに平行な複数の繰り返し単位を含む繰り返し構造を有する干渉シートとを備え、該タッチパネルと該表示パネルとの間に該干渉シートが配置され、該ブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔をＡ、該タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔をＢ、該干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔をＣとすると、下記式（１）を満たす表示装置である。

本発明の表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、表示装置に通常用いられるその他の構成要素を適宜適用することができる。

上記表示パネルとしては、液晶表示パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display Panel）、エレクトロルミネセンス表示パネル（ＥＬ：Electroluminescence Display Panel）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel）等が挙げられる。

表示領域内に互いに平行な複数の配線を有するタッチパネルとしては、メッシュタイプ、ストライプタイプ等のタッチパネルが挙げられ、静電容量方式のタッチパネルに適用することができる。

上記干渉シートを備えることで、干渉の起こり方を変化させ、モアレピッチを狭くして、モアレを視認し難くすることができる。

上記干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔Ｃが狭すぎると、表示装置の透過率が極端に下がるため、上記式（１）を満たす干渉シートを用いることで、表示装置の透過率を維持しつつ、モアレを視認し難くすることができる。

上記干渉シートが有する複数の繰り返し単位は、例えば、遮光性の部材で構成される。遮光性の部材としては、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、黒色顔料を含む樹脂等からなる部材が挙げられる。

上記干渉シートが有する複数の繰り返し単位は、例えば、透明基材を成形して成る。透明基材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の高透明樹脂フィルム、ガラス等が挙げられる。

上記干渉シートが有する繰り返し構造としては、平面視した場合に、（ａ）縞状パターンを構成する形態、及び、（ｂ）格子状パターンを構成する形態が挙げられる。（ａ）の形態では、縞状パターンで発生するモアレを視認し難くすることができ、（ｂ）の形態では、格子状パターンで発生するモアレを視認し難くすることができる。

上記（ｂ）格子状パターンを構成する形態の例としては、平面視した場合に、互いに平行な複数の繰り返し単位（第一の繰り返し単位）と、該互いに平行な複数の繰り返し単位のそれぞれと交差する他の互いに平行な繰り返し単位（第二の繰り返し単位）とからなる例が挙げられる。

本発明によれば、タッチパネルを備えた表示装置について、タッチパネル及び表示パネルの設計の変更を必要とせずに、表示装置の透過率を維持しつつ、モアレを視認し難くする表示装置を提供することができる。

実施形態１の表示装置の断面模式図。実施形態１の表示装置の斜視模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの断面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの断面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの断面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シート（タッチパネルの配線、液晶パネルのブラックマトリクス）の平面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シート（タッチパネルの配線、液晶パネルのブラックマトリクス）の平面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シート（タッチパネルの配線、液晶パネルのブラックマトリクス）の平面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シート（タッチパネルの配線、液晶パネルのブラックマトリクス）の平面模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの斜視模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの斜視模式図。実施形態１で用いられうる干渉シートの斜視模式図。実施形態２の表示装置の断面模式図。実施形態３の表示装置の断面模式図。シミュレーションにおいて想定した表示装置Ｘの断面模式図。シミュレーションにおいて想定した表示装置Ｙの断面模式図。表示装置Ｘのシミュレーション結果を表すグラフ。表示装置Ｙのシミュレーション結果を表すグラフ。

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の表示装置の断面模式図である。また、図２は、実施形態１の表示装置の斜視模式図である。図１に示すように、実施形態１では、タッチパネル１、干渉シート２及び表示パネル３が、観察面側から背面側に向かって、この順に配置されている。以下、図２を用いて、タッチパネル１として静電容量方式のタッチパネルを用い、表示パネル３として、液晶パネルを用いる場合を例として説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

図２に示すように、静電容量方式のタッチパネル１は、ガラス、樹脂等からなる透明基板１１と、該透明基板１１上に形成された静電気を感知するための複数の配線８とを備える。複数の配線８は、透光材料で形成されても、遮光材料で形成されてもよい。また、複数の配線８は、一定の規則的パターンをもって形成されるが、該複数の配線からなる配線群は、全体として見たときに、縞状パターンを構成しても、格子状パターンを構成してもよい。

表示パネル３は、第一基板４０（カラーフィルタ基板）と、第二基板５０（アレイ基板）と、第一基板４０及び第二基板５０に挟持された液晶層６０とを備える。第一基板４０は、観察者側から順に、ガラス、樹脂等からなる透明基板１２、ブラックマトリクス９及びカラーフィルタ４１を備える。第二基板５０は、透明基板、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、データ信号線、走査信号線、画素電極等を備える。ブラックマトリクス９は、表示部として適切でない部分を遮光するために設けられる部材であり、例えば、一つの画素を囲うように形成される。また、ブラックマトリクス９は、一定の規則パターンをもって形成されるが、全体として見たときに、縞状パターンを構成しても、格子状パターンを構成してもよい。

以下に、干渉シート２について詳しく説明する。図３～５は、実施形態１で用いられうる干渉シートの断面模式図であり、図６～９は、実施形態１で用いられうる干渉シートの平面模式図である。干渉シート２が有する複数の繰り返し単位のそれぞれは、（ｉ）遮光性の部材で構成されたものであってもよいし、（ｉｉ）透明基材を成形して成るものであってもよい。上記（ｉ）の場合、図６～９において黒く塗りつぶされた部分が遮光性の部材で構成された部分に相当し、一方、上記（ｉｉ）の場合、図６～９において白色の部分が透明基材が成形されて成る部分に相当する。

上記（ｉ）の例としては、断面視した場合に、図３で示されるような複数の繰り返し単位が挙げられる。図３で示される複数の繰り返し単位は、透明基材５の上に遮光性の部材で形成された複数の繰り返し単位（遮光部分）４が形成されている。このような干渉シート２は、遮光性の部材が金属（Ｃｕ、Ａｇ等）の場合は、透明基材５上に、蒸着、フォトリソエッチング等することによって製造され、樹脂の場合は、透明基材５上に、カーボン等の黒色顔料を含む遮光性のある塗料を印刷して製造される。

上記（ｉｉ）の例としては、断面視した場合に、図４又は図５で示されるような複数の繰り返し単位が挙げられる。図４で示される複数の繰り返し単位は、透明基材を成形して成る、半球状の複数の凸部６で構成される。このような複数の繰り返し単位を有する干渉シート２は、アクリルやＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂を射出成型することによって製造される。一方、図５で示される複数の繰り返し単位は、透明基材を成形して成る、先の尖った複数の凸部７がノコギリ歯状に並んで構成される。このような複数の繰り返し単位を有する干渉シート２は、アクリルやＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂を射出成型することによって製造される。なお、干渉シート２としては、バックライトに用いられる市販のレンズシートを用いることもできる。

上記干渉シートが有する繰り返し構造の例としては、平面視した場合に、図６若しくは図７で示されるような縞状パターン、又は、図８若しくは図９で示されるような、格子状パターンが挙げられる。該格子状パターンは、言い換えれば、互いに平行な複数の繰り返し単位（第一の繰り返し単位）と、該複数の繰り返し単位のそれぞれと交差する他の互いに平行な複数の繰り返し単位（第二の繰り返し単位）とからなる。繰り返し構造を構成する互いに平行な繰り返し単位の隣り合うもの同士の間隔は、それぞれ等間隔であることが好ましい。繰り返し構造の隣り合うもの同士の間隔のばらつきが大きいと、バックライトユニットからの光が散乱し、表示される映像がぼやけてしまうおそれがあるためである。

図６～図９で示されるパターンは、更に、タッチパネル１が有する複数の配線のパターン、及び、液晶パネルが有するブラックマトリクスのパターンとも同様である。すなわち、図６～図９は、実施形態１で用いられうるタッチパネルが備える複数の配線の平面模式図でもあり、実施形態１で用いられうる液晶パネルが備えるブラックマトリクスの平面模式図でもある。図６～９がタッチパネルを表すときは、黒く塗りつぶされた部分が配線群に相当する。また、図６～９が液晶パネルを表すときは、黒く塗りつぶされた部分がブラックマトリクスに相当する。

干渉シート２が有する隣り合う繰り返し単位同士の間隔とは、以下のとおりである。上記（ｉ）の場合は、図３に示すように、隣り合う遮光部分４の中心同士の間隔は、Ｐ_１で表される。上記（ｉｉ）の場合は、図４及び図５に示すように、隣り合う凸部６、７の先端同士の間隔は、Ｐ_２で表される。平面視においては、縞状パターンでは、図６及び図７に示すように、上記（ｉ）の場合と上記（ｉｉ）の場合とで、Ｐ_１及びＰ_２の基準となる場所が異なる。格子状パターンでは、図８及び図９に示すように、上記（ｉ）の場合、隣り合う遮光部分４の中心同士の間隔は、第一の間隔Ｐ_１ａ及び／又は第二の間隔Ｐ_１ｂで表され、上記（ｉｉ）の場合、隣り合う凸部６、７の先端同士の間隔は、第一の間隔Ｐ_２ａ及び／又は第二の間隔Ｐ_２ｂで表される。格子状のパターンにおいて、上記（ｉ）の場合、隣り合う遮光部分４の中心同士の間隔は、第一の間隔Ｐ_１ａ及び第二の間隔Ｐ_１ｂの少なくとも一方が、上記式（１）を満たしていればよいが、第一の間隔Ｐ_１ａ及び第二の間隔Ｐ_１ｂのいずれもが上記式（１）を満たしていることがより好ましい。同様に、格子状のパターンにおいて、上記（ｉｉ）の場合、隣り合う凸部６、７の先端同士の間隔は、第一の間隔Ｐ_２ａ及び第二の間隔Ｐ_２ｂの少なくとも一方が、上記式（１）を満たしていればよいが、第一の間隔Ｐ_２ａ及び第二の間隔Ｐ_２ｂのいずれもが上記式（１）を満たしていることがより好ましい。

例えば、３２型４Ｋ２Ｋ（画素数：４０９６×２１６０）の液晶パネルと併せて使用する場合、干渉シート２が有する隣り合う繰り返し単位同士の間隔の具体的な大きさとしては、Ｐ_１、Ｐ_１ａ、Ｐ_１ｂ、Ｐ_２、Ｐ_２ａ、Ｐ_２ｂのいずれも、例えば、２００～３００μｍである。

同様に、タッチパネル１が有する隣り合う配線同士の間隔は、該配線群が縞状パターンを構成する場合は、各配線の中心同士の間隔Ｐ_１で表わされ、該配線群が格子状パターンを構成する場合は、各配線の中心同士の間隔Ｐ_１ａ又はＰ_１ｂで表わされる。タッチパネル１が有する隣り合う配線同士の間隔の具体的な大きさとしては、Ｐ_１、Ｐ_１ａ、Ｐ_１ｂのいずれも、例えば、３００～５００μｍである。

同様に、表示パネル３が有するブラックマトリクス９の隣り合う直線部同士の間隔は、該ブラックマトリクス９が縞状パターンを構成する場合は、各直線部の中心同士の間隔Ｐ_１で表わされ、該ブラックマトリクス９が格子状パターンを構成する場合は、各直線部の中心同士の間隔Ｐ_１ａ又はＰ_１ｂで表わされる。ブラックマトリクス９が有する隣り合う直線部同士の間隔の具体的な大きさとしては、Ｐ_１、Ｐ_１ａ、Ｐ_１ｂのいずれも、例えば、１００～２００μｍである。

干渉シート２を斜めから見たときには、図１０～１２のような斜視模式図で表される。図１０に示す干渉シートは、断面模式図が図３、平面模式図が図６に対応する。図１１に示す干渉シートは、断面模式図が図４、平面模式図が図６に対応する。図１２に示す干渉シートは、断面模式図が図５、平面模式図が図６に対応する。

上記透明基材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の高透明樹脂フィルム、ガラス等が挙げられ、上記遮光性の部材としては、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、黒色顔料を含む樹脂等が挙げられる。

以上、実施形態１で用いることができる干渉シート、ブラックマトリクス及びタッチパネルの配線並びにその繰り返し構造の特徴について例示したが、この限りではなく、表示装置及びタッチパネルの構造に起因して発生するモアレの形状、モアレピッチ等に応じて、適宜、最適な繰り返し構造を選択することができる。

以下に、実施形態１の表示装置の製造工程について説明する。

まず、隣り合う直線部同士の間隔がＡである複数の直線部を有するブラックマトリクスを備える液晶パネル、及び、隣り合う配線同士の間隔がＢである複数の配線を有するタッチパネルを用意する。次に、液晶パネルに対し、ゲートドライバー、ソースドライバー、表示制御回路等を実装するとともに、液晶パネルの背面側にバックライトユニットを配置する。

次に、Ａ及びＢの具体的な値を設定し、干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔Ｃが下記式（１）を満たす干渉シートを選抜する。

次に、選抜した干渉シートを上記タッチパネルと上記液晶パネルとの間に挿入し、目視でモアレが発生するか否かを確認する。このとき、ブラックマトリクスが有する複数の直線部、タッチパネルが有する複数の配線、及び、干渉シートが有する繰り返し構造の繰り返し単位が平行となるように配置することで、より干渉縞が発生し易くなり、より効果的にモアレを視認し難くすることができる。

モアレの発生が低減されない場合は、上記式（１）を満たす他の干渉シートを挿入し、再度検討を行う。この際、タッチパネル及び表示パネルの設計を変更することなく、干渉シートのみを交換することで、適切な干渉シートを決定することができる。このように、実際に干渉シートを組み込んだ表示装置を観察することで、干渉シートのたわみや、干渉シートと表示パネルとの間隙等、シミュレーションには含めることが難しい条件の影響を、確認することができる。

モアレが視認され難いことを確認した後、上記タッチパネルと上記液晶表示パネルとの間に、上記シミュレーション及び検討により選抜した干渉シートを挿し込み、表示装置が完成する。

表示装置の組み立て工程において、表示パネルと干渉シートの間、及び干渉シートとタッチパネルとの間の間隙が広いと、表示装置を異なる角度から観察した場合に、モアレの間隔が、広がったり狭まったりして見える。このようなモアレの変化を低減するためには、表示パネルと干渉シートの間、及び、干渉シートとタッチパネルとの間の間隙は狭い（具体的には、１００μｍ以下）ことが好ましく、表示パネル、干渉シート及びタッチパネルは、密接して配置することが好ましい。表示パネルと干渉シートとの間、及び、タッチパネルと干渉シートとの間は、接着剤、ビス等で固定されていてもよいし、されていなくてもよい。

また、上記干渉シートは、電気的にグラウンドに接続しておくことが好ましく、これにより、表示装置からの輻射ノイズを遮断することができ、タッチパネルの動作を安定させることができる。

（実施形態２）
実施形態２は、干渉シートの枚数が異なる点以外は、実施形態１と同様である。実施形態２では、図１３に示すように、タッチパネル２１と表示パネル２３との間に、二枚の干渉シート２２ａ及び２２ｂが配置されている。これらの干渉シート２２ａ及び２２ｂは、いずれもが上記（ｉ）の構成を有するものであってもよいし、いずれもが上記（ｉｉ）の構成を有するものであってもよいし、上記（ｉ）の構成を有するものと上記（ｉｉ）の構成を有するものとがそれぞれ１枚ずつ用いられたものであってもよい。本実施形態のように、干渉シートを複数枚挿入する場合には、各干渉シートの隣り合う繰り返し単位の間隔の値が、上記式（１）を満たせばよい。例えば、干渉シート２２ａの間隔をＣａ、干渉シート２２ｂの間隔をＣｂとすると、Ａ＜Ｃｂ＜Ｃａ＜Ｂで決定される。

実施形態２の表示装置においても、干渉シートを挿入することで、モアレピッチを狭くすることができ、実施形態１と同様に、モアレを視認し難くすることができる。

（実施形態３）
実施形態３は、干渉シートの枚数及び配置順が異なる点以外は、実施形態１と同様である。実施形態３では、図１４に示すように、タッチパネル３１、干渉シート３２ａ、表示パネル３３及び干渉シート３２ｂが、観察面側から背面側に向かって、この順に配置されている。これらの干渉シート３２ａ及び３２ｂは、いずれもが上記（ｉ）の構成を有するものであってもよいし、いずれもが上記（ｉｉ）の構成を有するものであってもよいし、上記（ｉ）の構成を有するものと上記（ｉｉ）の構成を有するものとがそれぞれ１枚ずつ用いられたものであってもよい。本実施形態のように、表示パネルの上下にそれぞれ干渉シートを挿入する場合には、各干渉シートの隣り合う繰り返し構造の間隔の値が、上記式（１）を満たせばよい。例えば、干渉シート３２ａの間隔をＣｃ、干渉シート３２ｂの間隔をＣｄとすると、Ａ＜Ｃｄ＜Ｃｃ＜Ｂで決定される。

実施形態３の表示装置においても、干渉シートを挿入することで、モアレピッチを狭くすることができ、実施形態１と同様に、モアレを視認し難くすることができる。

（評価試験）
干渉シートを有する表示装置（以下、表示装置Ｘともいう。）と、干渉シートを有さない表示装置（以下、表示装置Ｙともいう。）におけるモアレの発生について、評価試験を行った。

図１５及び図１６は、それぞれ、シミュレーションにおいて想定した表示装置Ｘ及びＹの構成を示す断面模式図である。表示装置Ｘは、図１５に示すように、タッチパネル１０１、干渉シート１０２、表示パネル１０３及びバックライトユニット１１０が、観察面側から背面側に向かって、この順に配置された構成を有する。表示装置Ｙは、図１６に示すように、タッチパネル２０１、表示パネル２０３及びバックライトユニット２１０が、観察面側から背面側に向かって、この順に配置された構成を有する。図１７及び図１８は、表示装置Ｘ及びＹのモアレ発生の各シミュレーション結果を表すグラフである。図１７及び図１８において、縦軸はモアレコントラスト、横軸は横方向の距離を表す。図１７及び図１８中の横向きの両矢印は、モアレピッチを表す。

モアレは、バックライトからの透過光が構造物に起因して発生する影を、正弦波で近似することでシミュレートすることができる。

表示装置Ｘについては、バックライトユニット１１０からの透過光が、表示パネル１０３のブラックマトリクスの複数の直線部、タッチパネル１０１の複数の配線、及び、干渉シート１０２の複数の繰り返し単位によって発生する影を、それぞれ正弦波で近似し、Ｓ_ＡＸ、Ｓ_ＢＸ、Ｓ_ＣＸの曲線として表した。また、得られたＳ_ＡＸ、Ｓ_ＢＸ及びＳ_ＣＸの波形を重ね合わせ、その疎密の周期を観察することで、表示装置Ｘの画面を見たときに観察されると予想されるモアレの発生を考察した。表示装置Ｘでは、Ｓ_ＡＸ、Ｓ_ＢＸ及びＳ_ＣＸの波形の周期幅の大きさは、Ｓ_ＡＸ＜Ｓ_ＣＸ＜Ｓ_ＢＸである。

Ｓ_ＡＸは、０＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_１）＋φ_１の時、ｆ（ｘ）＝｜ｓｉｎ（ａ×ｋ_１×ｘ－φ_１）｜であり、１８０／（ａ×ｋ_１）＋φ_１＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_１）＋φ_１＋Ｌ_１の時、ｆ（ｘ）＝０である波形の繰り返しで表される。ａは、任意の定数、ｋ_１は、表示パネルのブラックマトリクスの直線部の幅、Ｌ_１は、表示パネルのブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の端から端までの距離、φ_１は、表示パネルの配置の誤差に相当する。

Ｓ_ＢＸは、０＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_２）＋φの時、ｆ（ｘ）＝｜ｓｉｎ（ａ×ｋ_２×ｘ－φ_２）｜であり、１８０／（ａ×ｋ_２）＋φ_２＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_２）＋φ_２＋Ｌ_２の時、ｆ（ｘ）＝０である波形の繰り返しで表される。ａは、任意の定数、ｋ_２は、干渉シートの繰り返し単位の幅、Ｌ_２は、干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の端から端までの距離、φ_２は、干渉シートの配置の誤差に相当する。

Ｓ_ＣＸは、０＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_３）＋φ_３の時、ｆ（ｘ）＝｜ｓｉｎ（ａ×ｋ_３×ｘ－φ_３）｜であり、１８０／（ａ×ｋ_３）＋φ_３＜ｘ＜１８０／（ａ×ｋ_３）＋φ_３＋Ｌ_３の時、ｆ（ｘ）＝０である波形の繰り返しで表される。ａは、任意の定数、ｋ_３は、タッチパネルの配線の幅、Ｌ_３は、タッチパネルの隣り合う配線同士の端から端までの距離、φ_３は、タッチパネルの配置の誤差に相当する。

表示装置Ｙについては、バックライトユニット２１０からの透過光が、表示パネル２０３のブラックマトリクスの複数の直線部、タッチパネル２０１の複数の配線によって発生する影を、それぞれ正弦波で近似し、Ｓ_ＡＹ及びＳ_ＢＹの曲線として表した。また、得られた、Ｓ_ＡＹ及びＳ_ＢＹの波形を重ね合わせ、その疎密の周期を観察することで、表示装置Ｙの画面を見たときに観察されると予想されるモアレの発生を考察した。表示装置Ｙでは、Ｓ_ＡＹ及びＳ_ＢＹの波形の周期幅の大きさは、Ｓ_ＡＹ＜Ｓ_ＢＹである。Ｓ_ＡＹ、Ｓ_ＢＹは、上記Ｓ_ＡＸ、Ｓ_Ｂｘと同様の方法で算出した。

図１７と図１８とを比較すると、図１８に示すように、干渉シートを有さない表示装置Ｙでは、Ｓ_ＡｙとＳ_Ｂｙが密に現れる部分と、疎で現れる部分が、周期的に観察され、疎密の周期幅は広い。そのため、モアレピッチは広くなり、モアレは視認し易いと考えられる。一方、図１７に示すように、干渉シートを有する表示装置Ｘでは、Ｓ_Ａｘ、Ｓ_Ｂｘ及びＳ_Ｃｘが密に現れる部分と、疎で現れる部分が、周期的に観察され、疎密の周期幅は、表示装置Ｙの場合よりも狭い。そのため、表示装置Ｘは、表示装置Ｙと比較して、モアレピッチは狭くなり、モアレは視認し難いと考えられる。

以上のシミュレーション結果から、Ｓ_ＡＸ、Ｓ_ＢＸ及びＳ_ＣＸの波形の周期幅の大きさが、Ｓ_ＡＸ＜Ｓ_ＣＸ＜Ｓ_ＢＸとなるような、干渉シートを挿入することでモアレピッチを狭くすることができ、モアレを視認し難くすることができることが分かった。上記シミュレーションは、（イ）表示パネルのブラックマトリクスの直線部の幅、及び、隣り合う直線部同士の端から端までの距離、（ロ）干渉シートの繰り返し単位の幅、及び、隣り合う繰り返し単位同士の端から端までの距離、（ハ）タッチパネルの配線の幅、及び、隣り合う配線同士の端から端までの距離に着目し検討を行ったが、表示パネルのブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔、タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔、干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔に置き換えたとしても同様の原理で、モアレの発生をシミュレートすることができる。すなわち、表示装置Ｘにおいて、表示パネルのブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔をＡ、タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔をＢ、干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔をＣとした場合に、Ａ＜Ｃ＜Ｂを満たす干渉シートを挿入することで、モアレピッチを狭くすることができ、モアレを視認し難くすることができる。

１、２１、３１、１０１、２０１：タッチパネル
２、２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、１０２：干渉シート
３、２３、３３、１０３、２０３：表示パネル
４：遮光部分
５：透明基材
６：凸部（半球状）
７：凸部（先端が尖っている）
８：配線
９：ブラックマトリクス
１１０、２１０：バックライトユニット
１１、１２：透明基板
４０：第一基板（カラーフィルタ基板）
４１：カラーフィルタ
５０：第二基板（アレイ基板）
６０：液晶層

Claims

互いに平行な複数の直線部を有するブラックマトリクスを備えた表示パネルと、
互いに平行な複数の配線を有するタッチパネルと、
互いに平行な複数の繰り返し単位を含む繰り返し構造を有する干渉シートとを備え、
該タッチパネルと該表示パネルとの間に該干渉シートが配置され、
該ブラックマトリクスの隣り合う直線部同士の間隔をＡ、該タッチパネルの隣り合う配線同士の間隔をＢ、該干渉シートの隣り合う繰り返し単位同士の間隔をＣとすると、下記式（１）を満たすことを特徴とする表示装置。
前記干渉シートが有する複数の繰り返し単位は、遮光性の部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記干渉シートが有する複数の繰り返し単位は、透明基材を成形して成ることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記干渉シートが有する繰り返し構造は、平面視した場合に、縞状パターンを構成することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。
前記干渉シートが有する繰り返し構造は、平面視した場合に、格子状パターンを構成し、
該格子状パターンは、前記互いに平行な複数の繰り返し単位と、該複数の繰り返し単位のそれぞれと交差する他の互いに平行な複数の繰り返し単位とからなる
することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。