JP2019184841A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックライトモジュールと透過型の表示パネルとの間に視野角制御層が設けられた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device in which a viewing angle control layer is provided between a backlight module and a transmissive display panel.
特許文献1に、視野角制御層を構成するルーバーフィルムに関する発明が記載されている。 Patent Document 1 describes an invention relating to a louver film constituting a viewing angle control layer.
このルーバーフィルムは、透明性の高いポリマー樹脂内に微小なルーバーを組み込んだルーバー層を含み、必要により、ルーバー層の機能を損なわない光透過性の保護層を含むものである。ルーバーフィルムを、バックライトの光射出面と液晶パネルとの間に配置することにより、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制できるようになっている。 This louver film includes a louver layer in which a minute louver is incorporated in a highly transparent polymer resin, and if necessary, includes a light-transmitting protective layer that does not impair the function of the louver layer. By disposing the louver film between the light emitting surface of the backlight and the liquid crystal panel, unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction can be suppressed.
特許文献2には、面光源装置と液晶パネルとの間にプリズムシートが配置された表示装置に関する発明が記載されている。
プリズムシートは、光透過性を有するシート状の本体部と、本体部の面光源装置に向く面に配置されて複数の凸状の単位プリズムが並列された単位プリズム部と、本体部の液晶パネルに向く面に配置された光拡散層とから構成されている。面光源装置に設けられた導光板は、断面形状が三角形の単位光学要素を有している。導光板内を進む光は、単位光学要素で屈折させられてプリズムシートに与えられ、プリズムシートの単位プリズム部でさらに屈折させられて、本体部の内部に向けられる。 The prism sheet includes a light-transmitting sheet-like main body portion, a unit prism portion in which a plurality of convex unit prisms are arranged in parallel on a surface facing the surface light source device of the main body portion, and a liquid crystal panel of the main body portion And a light diffusion layer disposed on the surface facing the surface. The light guide plate provided in the surface light source device has unit optical elements having a triangular cross-sectional shape. The light traveling in the light guide plate is refracted by the unit optical element and given to the prism sheet, further refracted by the unit prism portion of the prism sheet, and directed toward the inside of the main body portion.
プリズムシートにおいて、本体部の液晶パネルに向く面に配置された光拡散層は、光透過性樹脂層の内部に、光透過性樹脂層とは屈折率が相違する多数の光拡散粒子が含まれている。プリズムシートは、ヘイズを18%以上で41%以下に設定することで、像鮮明度を低く抑えることができ、高い傷隠蔽性を発揮できるようにしている。また、プリズムシートは、外部ヘイズと内部ヘイズを有するが、全ヘイズに対する外部ヘイズの比率を0.8よりも大きく0.97未満とすることで、プリズムシートを設けることによる輝度の低下を抑えることができるようにしている。 In the prism sheet, the light diffusion layer disposed on the surface of the main body facing the liquid crystal panel includes a large number of light diffusion particles having a refractive index different from that of the light transmission resin layer inside the light transmission resin layer. ing. In the prism sheet, by setting the haze to 18% or more and 41% or less, the image definition can be kept low, and high scratch concealment can be exhibited. In addition, the prism sheet has an external haze and an internal haze, but the reduction in luminance due to the provision of the prism sheet is suppressed by setting the ratio of the external haze to the total haze to be greater than 0.8 and less than 0.97. To be able to.
特許文献1に記載されたルーバーフィルムを備えた液晶表示装置は、液晶パネル透過光が、ルーバーと直交する方向へ射出するのを抑制できるため、例えば車載用の表示装置において、ルーバーの延びる方向を水平方向に設定しておくことにより、夜間などで表示装置の表示画像がフロントシールドガラスに写り込むのを防止する効果がある。しかしながら、ルーバーフィルムを使用した液晶表示装置では、表示画面に白色の表示領域や明るい諧調での表示領域があると、これらの表示領域に、ルーバーに起因する細い皺(ルーバー筋)が薄く映り込んで、表示品質を低下させる課題がある。 Since the liquid crystal display device provided with the louver film described in Patent Document 1 can suppress the liquid crystal panel transmitted light from being emitted in a direction orthogonal to the louver, for example, in an in-vehicle display device, the direction in which the louver extends is determined. By setting in the horizontal direction, there is an effect of preventing the display image of the display device from being reflected on the front shield glass at night. However, in a liquid crystal display device using a louver film, if there is a white display area or a bright gradation display area on the display screen, thin wrinkles (louver streaks) due to the louver appear thinly in these display areas. Thus, there is a problem of lowering display quality.
特許文献2に記載されたプリズムシートに設けられた光拡散層は、全ヘイズに対する外部ヘイズの比率を0.8よりも大きく0.97未満とし、すなわち、外部ヘイズが内部ヘイズよりも高い比率にならないようにし、プリズムシートの全体のヘイズを均一化している。この均一化によって透過する光の輝度の低下を抑えるようにしている。しかし、全体のヘイズが均一化された光拡散層では、限られた厚さの中で光量のムラを十分に拡散することが難しく、仮に、特許文献1に記載されたルーバーフィルムの前方に前記光拡散層を配置したとしても、ルーバーを透過した光の縞(ルーバー筋)を、目視できないレベルまで拡散させるのは難しい。
The light diffusion layer provided on the prism sheet described in
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、視野角制御層によって発生する光の縞を効果的に拡散させる光拡散制御層を備えた表示装置を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a display device including a light diffusion control layer that effectively diffuses light stripes generated by a viewing angle control layer.
本発明は、バックライトモジュールと、前記バックライトモジュールよりも前方に位置する透過型の表示セルと、を有する表示装置において、
前記バックライトモジュールと前記表示セルとの間に、視野角制御層と、前記視野角制御層よりも前方に位置する光拡散制御層とが配置されており、
前記光拡散制御層のヘイズは、前記バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高いことを特徴とするものである。
The present invention, in a display device having a backlight module, and a transmissive display cell positioned in front of the backlight module,
Between the backlight module and the display cell, a viewing angle control layer and a light diffusion control layer positioned in front of the viewing angle control layer are disposed,
The haze of the light diffusion control layer is characterized in that a back surface directed to the backlight module is higher than a front area.
本発明の表示装置は、前記表示セルの前方に前方偏光板が前記表示セルの後方に後方偏光板が設けられており、前記後方偏光板を前記光拡散制御層とすることが可能である。 In the display device of the present invention, a front polarizing plate is provided in front of the display cell, and a rear polarizing plate is provided behind the display cell, and the rear polarizing plate can be used as the light diffusion control layer.
本発明の表示装置は、前記光拡散制御層が、透光性のフィルムにフィラーを含ませたものであり、前記フィラーの密度は、前記フィルムの背面が、それよりも前方の領域よりも高いものとして構成することができる。 In the display device of the present invention, the light diffusion control layer includes a light-transmitting film containing a filler, and the density of the filler is higher on the back surface of the film than on the front region. Can be configured.
あるいは、本発明の表示装置は、前記光拡散制御層が、透光性のフィルムの背面に凹凸を形成したものである。 Alternatively, in the display device of the present invention, the light diffusion control layer has irregularities formed on the back surface of the translucent film.
本発明の表示装置は、前記光拡散制御層における、前記背面のヘイズに対する、前記背面よりも前方の領域のヘイズの率が50%以下であることが好ましい。 In the display device according to the aspect of the invention, it is preferable that a haze ratio of a region in front of the back surface with respect to the back surface haze in the light diffusion control layer is 50% or less.
例えば、本発明の表示装置は、自動車の車室内の前方に設置されるものであり、前記光拡散制御層が内部に複数のルーバーを有しており、ルーバーの方向が横向きである。 For example, the display device of the present invention is installed in front of a passenger compartment of an automobile, the light diffusion control layer has a plurality of louvers therein, and the direction of the louvers is lateral.
本発明の表示装置は、視野角制御層とそれよりも前方に位置する光拡散制御層とが設けられており、光拡散制御層のヘイズは、バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高くなっている。視野角制御層を透過した照明光は、光拡散制御層の背面を通過した時点で主に拡散され、その後、光拡散制御層の内部で光拡散制御層の厚さの距離だけ進行する間に、さらに光が拡散されて、像をぼかす効果を得ることができる。視野角制御層を透過した照明光が、光拡散制御層の前面に至るまでに効果的に拡散されるため、表示パネルの表示画面に視野角制御層内の縞(ルーバー筋)の像が現れるのを抑制でき、表示品質を向上させることができる。 The display device of the present invention is provided with a viewing angle control layer and a light diffusion control layer located in front of the viewing angle control layer, and the haze of the light diffusion control layer is such that the back surface facing the backlight module is Is also higher than the front area. The illumination light transmitted through the viewing angle control layer is mainly diffused when it passes through the back surface of the light diffusion control layer, and then travels by the distance of the thickness of the light diffusion control layer inside the light diffusion control layer. Further, the effect of blurring the image can be obtained by further diffusing the light. The illumination light that has passed through the viewing angle control layer is effectively diffused to reach the front surface of the light diffusion control layer, so that an image of stripes (louver stripes) in the viewing angle control layer appears on the display screen of the display panel. Can be suppressed and display quality can be improved.
しかも、光拡散制御層は、背面のヘイズの比率を高くすることで、層全体のヘイズが高くなるのを規制できるため、表示パネルに照射される照明光の全体の輝度が低下するのを抑制することができる。 Moreover, the light diffusion control layer can control the increase in the haze ratio of the entire layer by increasing the ratio of the haze on the back surface, thereby suppressing a decrease in the overall luminance of the illumination light irradiated on the display panel. can do.
図1と図2に示すように、自動車1の車室内では、ステアリングホイール2の前方に、インストルメントパネルまたはダッシボードなどの装備設置部3が設けられており、装備設置部3に本発明の実施形態の表示装置10が設置されている。表示装置10は、Y方向が上下方向、X方向が横方向、Z1方向は表示画面10aが向けられる表示方向の前方で、Z2方向が後方ならびに背部方向である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the vehicle interior of the automobile 1, an
図1に示すように、装備設置部3は、その上部がウインドシールドガラス4に向かうように傾斜しており、前記上下方向(Y方向)は、装備設置部3と平行に傾く方向を意味している。前後方向(Z1−Z2方向)は、上下方向(Y方向)と直交する向きであるため、表示方向の前方(Z1方向)は、車室内に向けて斜め上向きである。表示画面10aが車室内で斜め上方に向けられているため、視野角制御の対策が取られていないと、夜間走行時などに、表示画面10aの表示光がウインドシールドガラス4の投影領域Pに写り込み、安全走行の支障をきたすおそれがある。そこで、本発明の実施形態の表示装置10は、表示画面10aからの表示光の、上下方向(Y方向)へ指向性を制限するための視野角制御層40を備えている。
As shown in FIG. 1, the
図3は、図2に示す表示装置10をIII−III線で切断した断面図であり、図4は図3の一部を拡大した一部拡大断面図、図5(A)は、さらに図4の一部を拡大した一部拡大断面図である。図3では、表示装置10の主要な構成部材のみを示しており、各構成部材を支持している筐体や、表示画面10aの周囲を囲む化粧枠体などの図示を省略している。また、各構成部材は、前方(Z1方向)に向く表面が前面であり、後方(Z2方向)に向く面が背面である。
3 is a cross-sectional view of the
図3に示すように、表示装置10には透過型の表示パネル20が設けられている。表示パネル20の前方にカバー板11が設置されており、表示パネル20とカバー板11とが光学接着剤によって固定されている。カバー板11はガラスまたは透光性の合成樹脂材料で形成されている。カバー板11の前面または背面には、静電容量検知方式などのタッチセンサが設けられている。表示パネル20は、表示セル21と、表示セル21の前方に設けられた前方偏光板22および表示セル21の後方に設けられた後方偏光板50とを有している。表示装置10の表示画面10aは、表示パネル20の表示領域と一致している。
As shown in FIG. 3, the
表示セル21はIPS駆動方式の透過型のカラー液晶表示セルであり、前方ガラス基板21aと後方ガラス基板21bおよび両ガラス基板21a,21bに挟まれた液晶層21cを有している。前方ガラス基板21aの液晶層21cに向く内面には配向層およびカラーフィルタ層が設けられ、後方ガラス基板21bの液晶層21cに向く内面に、配向層およびITOや銀ナノワイヤなどで形成された透明電極が設けられている。なお、表示パネル20は、TN駆動方式やVA駆動方式などであってもよい。
The
表示装置10では、表示パネル20の後方にバックライトモジュール30が設けられている。バックライトモジュール30は、アクリル樹脂などの透光性の樹脂で形成された導光板31と導光板31に照明光を入射するLEDなどの光源32を有している。バックライトモジュール30では、導光板31の前方(Z1方向)に向く前面に、拡散板33とプリズム板34および輝度向上フィルム35が順に積層されている。図4に示すように、バックライトモジュール30では、導光板31の内部を伝搬して前方(Z1方向)へ出た照明光が、拡散板33で拡散されて拡散光L1となり、さらにプリズム板34で前方(Z1)へ指向するように矯正されて指向光L2となった後に、輝度向上フィルム35で輝度が向上させられて前方へ射出される。
In the
後方偏光板50とバックライトモジュール30との間に視野角制御層40が設けられている。視野角制御層40はルーバーフィルムであり、バックライトモジュール30を構成する輝度向上フィルム35の前方(Z1方向)に向く前面に重ねられて光学接着剤で接着固定されている。図5(A)に示すように、ルーバーフィルムである視野角制御層40は、アクリル系樹脂などの透光性の合成樹脂材料で形成されたフィルム本体41と、フィルム本体41に埋め込まれた多数のルーバー42とを有している。ルーバー42は、フィルム本体41の背面41aに形成された溝に、非透光性のインクが埋め込まれて形成されている。ルーバー42は、上下方向(Y方向)に間隔を空け、横方向(X方向)に向けて平行に延びている。
A viewing
表示装置10は、バックライトモジュール30の前方に視野角制御層40が設けられているため、バックライトモジュール30から出る照明光のY方向への射出が規制され、照明光はZ1方向への指向性が高められるようになり、図1に示したウインドシールドガラス4の投影領域Pに表示画面10aの表示内容が映し出されるのを防止できる。
Since the
表示パネル20に設けられた前方偏光板22と後方偏光板50は、PVAなどの透光性フィルムをヨウ素化合物などで染色し、一方向へ延伸してから架橋させた偏光フィルムである。図5(A)には、後方偏光板50が拡大して示されている。実施形態の表示装置10では、後方偏光板50が光拡散制御層として機能している。後方偏光板50は、表示セル21の後方ガラス基板21bに向けられた前面50bと、視野角制御層40に向けられた背面50aとを有している。後方偏光板50の前面50bは後方ガラス基板21bの背面にアクリル系などの粘着層によって貼り付けられている。後方偏光板50の背面50aと視野角制御層40の前面との間に空気層Eが設けられている。後方偏光板50の厚さ寸法Tは125μm以上で400μm以下であり、例えば280μmである。空気層Eの前後方向の厚さは、200μm以上で500μm以下程度である。
The front
後方偏光板50は、背面50aのヘイズ(平均ヘイズ)が、背面50aよりも前方の領域のヘイズ(背面を除く領域の平均ヘイズ)よりも高くなっている。本明細書での光拡散制御層の「背面50a」は、以下のいずれかで定義される。第1の定義の「背面50a」は、後方偏光板50のZ2方向に向く「表面」そのものであり、厚みを有しない。第2の定義の「背面50a」は、前記「表面」を含み、「表面」よりも前方のわずかな厚みの領域までを含んだものである。この「厚み」は、例えば、後方偏光板50の全体の厚さ寸法Tの1/10以下であり、好ましくは1/20以下である。
In the rear
図5(A)に示す後方偏光板50は、PVAなどの透明性の高い透光性樹脂フィルム51の内部に、透光性樹脂フィルム51と屈折率が異なるフィラー52が混入して形成されている。フィラー52はシリカなどの無機材料で形成された微粒子、あるいは有機材料で形成された微粒子である。フィラー52は背面50aでの密度が最も高く、透光性樹脂フィルム51の内部において、背面50aよりも前方のいずれの領域も、密度が背面50aよりも低くなっている。その結果、後方偏光板50は、背面50aの平均ヘイズが、それよりも前方の領域の平均ヘイズよりも高くなっている。
The rear
光拡散制御層として機能する後方偏光板50の「背面50a」のヘイズが主に前記フィラー52で設定される場合、光拡散制御層の「背面50a」は、Z2方向に向く「表面」を含み、「表面」から前方へ向けてフィラー52の1個分〜5個分の外寸法に相当する厚みの領域として定義することもできる。
When the haze of the “back
後方偏光板50は、Z2方向に向く「表面」を面粗れさせて細かな凹凸を形成することによって、後方偏光板50の背面50aのヘイズを、背面50aよりも前方の領域のヘイズよりも高く設定してもよい。この場合に、「背面50a」がフィラー52を含まなくてもよいし、含んでいてもよい。
The rear
「背面50a」のヘイズは、前記フィラー52を吹き付けるなどして設定され、あるいは面粗れさせることで設定されるが、背面50aよりも前方の領域でのヘイズは、密度の低いフィラー52を分散させることで設定される。ただし、光拡散制御層における背面50aよりも前方の領域のヘイズは、低密度に分散させたフィラー52の代わりに、または低密度に分散させたフィラー52に加えて透光性樹脂フィルム51に不純物を含ませることで設定してもよい。光拡散制御層が後方偏光板50として兼用される場合は、延伸の前に透光性フィルムを染色するヨウ素化合物も、ヘイズを設定するための不純物となる。
The haze of the “
光拡散制御層として適切に機能できるようにするためには、後方偏光板50の背面50aよりも前方のいずれの領域であっても、その平均ヘイズが、背面50aの平均ヘイズに対して、50%以下の率であることが好ましく、1/3以下の率であることがさらに好ましい。ただし、背面50aよりも前方の領域の平均ヘイズは1%以上である。後方偏光板50の背面50aの平均ヘイズは、10%以上で30%以下が好ましく、15%以上で25%以下がさらに好ましい。後方偏光板50の背面50aよりも前方の領域の平均ヘイズは、1%以上で10%未満であり、好ましくは、1%以上で7%以下である。好ましい実施例は、背面50aの平均ヘイズが20%で、背面50aよりも前方の領域の平均ヘイズが4%である。
In order to appropriately function as the light diffusion control layer, the average haze of any region in front of the
実施形態の表示装置10は、後方偏光板50が光拡散制御層として機能しているが、後方偏光板50とは別部材の光拡散制御層が設けられてもよい。この光拡散制御層は、ヘイズの分布が図5(A)に示す後方偏光板50などと同じであるが偏光機能は有していない。この場合の光拡散制御層は、バックライトモジュール30と後方偏光板50との間に配置され、光拡散制御層の背面とバックライトモジュールの前面との間に空気層が設けられる。
In the
次に、実施形態の表示装置10の動作を説明する。
図4に示すように、バックライトモジュール30では、光源32から導光板31に入射した照明光が前方(Z1方向)に向けられ、拡散板33で拡散されて拡散光L1となり、さらにプリズム板34で前方への指向性が高められた指向光L2となって、さらに輝度向上フィルム35で輝度が高められて、視野角制御層40に与えられる。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 4, in the
バックライトモジュール30から前方へ出た照明光L0は、図5(A)に拡大して示されている視野角制御層40においてX方向に延びる多数のルーバー42の間を通過する。照明光L0は、視野角制御層40を通過することで、Y方向の両側へ向かおうとする照明光L0の光量が低下し、図1に示すウインドシールドガラス4の投影領域Pに表示画面が写り込むのを防止することができる。しかし、視野角制御層40を設けると、表示画面10aの白色表示領域や明るい諧調表示なっている領域に、図6に示すようなルーバー筋42vが薄く目視されるようになる。しかし、実施形態の表示装置10は、視野角制御層40の前方に位置する後方偏光板50が光拡散制御層として機能しているため、図6に示すルーバー筋42vが目視できないように補正することが可能となっている。
The illumination light L0 emitted forward from the
図5(A)に示すように、後方偏光板50は、背面50aでフィラー52の密度が高く、背面50aにフィラー52の分散による微細な凹凸が形成されており、背面50aのヘイズがそれよりも前方の領域でのヘイズよりも高くなっている。背面50aが空気層Eと接触しているため、空気層Eの屈折率と、後方偏光板50の背面50aとの屈折率差により、背面50aにおいて照明光L0が拡散されて拡散光Laとなる。この拡散光Laは、後方偏光板50の内部において後方偏光板50の厚さ寸法Tの距離だけ前方へ進行し、この間に、後方偏光板50の背面50aよりも前方の領域のヘイズによってさらに光が拡散される。後方偏光板50の前面50bに照明光が至った時点で、照明光の光量のムラがほぼ解消されるため、視野角制御層40を通過し、ルーバー42の存在による縞状の光量分布を含む照明光(ルーバー42の像を含む照明光)は、後方偏光板50の前面50bに至った時点で、光量差が平均化され、ルーバー筋の像がぼかされる。
As shown in FIG. 5A, the
そのため、表示画面10aにおいて、図6に示すルーバー筋42vがほとんど目立たなくなる。
Therefore, the
図5(B)は、表示装置の比較例を示している。比較例の後方偏光板150は内部にフィラー52を有しているが、その密度は、後方偏光板150の各領域でほぼ均一であり、後方偏光板150の全域でヘイズが均一化されている。例えば平均ヘイズが20%程度である。この比較例は、後方偏光板150の背面150aのヘイズが低いため、視野角制御層40を透過した照明光は、背面150aにおいてさほど拡散されることなく、後方偏光板150内において厚さ寸法Tだけ前進する過程で、徐々に拡散されるのみである。よって、視野角制御層40のルーバー42の像をぼかす機能が不十分であり、表示画面10aに図6に示すルーバー筋42vが現れやすくなる。
FIG. 5B illustrates a comparative example of the display device. The rear
1 自動車
3 装備設置部
4 ウインドシールドガラス
10 表示装置
10a 表示画面
11 カバー板
20 表示パネル
21 表示セル
30 バックライトモジュール
40 視野角制御層
41 ルーバー
42v ルーバー筋
50 後方偏光板(光拡散制御層)
50a 背面
50b 前面
51 透光性フィルム
52 フィラー
E 空気層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記バックライトモジュールと前記表示セルとの間に、視野角制御層と、前記視野角制御層よりも前方に位置する光拡散制御層とが配置されており、
前記光拡散制御層のヘイズは、前記バックライトモジュールに向けられた背面が、それよりも前方の領域よりも高いことを特徴とする表示装置。 In a display device having a backlight module and a transmissive display cell positioned in front of the backlight module,
Between the backlight module and the display cell, a viewing angle control layer and a light diffusion control layer positioned in front of the viewing angle control layer are disposed,
The haze of the light diffusion control layer is a display device characterized in that a back surface directed toward the backlight module is higher than a front area.
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