JP2016109994A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
通常、液晶表示装置は、視認者の位置が固定されずあらゆる角度から視認される場面(例えば、電子広告、通常使用のテレビ、パソコン等)で用いられる場合、広視野角が求められる。広視野角の実現のため、拡散シート、プリズムシート、広視野角液晶パネル、広視野角偏光板等を用いた様々な技術が検討されている。その一方で、視認者の位置が狭い範囲に限定されている場合、のぞき見を防止するなどの目的から、狭い視野角での画像表示が可能な液晶表示装置(例えば携帯電話、公共の場で用いるノートパソコン、現金自動預け払い機、乗り物のシートモニター等に用いられる液晶表示装置)も求められている。 In general, a liquid crystal display device is required to have a wide viewing angle when used in a scene where the viewer's position is not fixed and the viewer is visually recognized from any angle (for example, an electronic advertisement, a commonly used television, a personal computer, etc.). In order to realize a wide viewing angle, various techniques using a diffusion sheet, a prism sheet, a wide viewing angle liquid crystal panel, a wide viewing angle polarizing plate, and the like have been studied. On the other hand, when the position of the viewer is limited to a narrow range, a liquid crystal display device capable of displaying an image with a narrow viewing angle (for example, a mobile phone or a public place) for the purpose of preventing peeping or the like. There is also a need for liquid crystal display devices (used in notebook computers, automatic teller machines, vehicle seat monitors, etc.).
視野角を狭める方法として、ルーバーフィルムを液晶表示装置の視認側面に配置する技術が知られている(例えば、特許文献1)。ルーバーフィルムは、入射光の一部、特に入射角の大きい光を遮断することにより、視野角を制御することができる。しかしながら、ルーバーフィルムを液晶表示装置に用いると、モアレ、スジ、色相変化等が発生し、画質が著しく低下するという問題がある。また、ルーバーフィルムは高価であるという問題がある。さらに、状況に応じて広視野角と狭視野角とを切り替えることができる液晶表示装置が求められているところ、そのような切り替え性能にはさらなる改善が必要とされている。 As a method of narrowing the viewing angle, a technique of arranging a louver film on the viewing side surface of a liquid crystal display device is known (for example, Patent Document 1). The louver film can control the viewing angle by blocking a part of incident light, particularly light having a large incident angle. However, when a louver film is used in a liquid crystal display device, there is a problem that moire, streaks, hue change, and the like occur and the image quality is significantly lowered. Moreover, there is a problem that the louver film is expensive. Further, there is a demand for a liquid crystal display device that can switch between a wide viewing angle and a narrow viewing angle depending on the situation, and further improvement is required for such switching performance.
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、広視野角と狭視野角との切り替え性能に優れ、かつ、優れた画質を実現し得る液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display excellent in switching performance between a wide viewing angle and a narrow viewing angle and capable of realizing excellent image quality. To provide an apparatus.
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、視野角制御手段と、プリズムシートと、導光板とを視認側からこの順に備え、該プリズムシートが、視認側とは反対側に凸部を有し、該視野角制御手段が、光源からの光の透過状態を変化させて視野角の広狭を制御する。
1つの実施形態においては、上記液晶表示装置は、上記導光板の視認側と反対側に、視感反射率が30%以下である可視光吸収体をさらに備える。
1つの実施形態においては、上記液晶表示装置は、上記液晶パネルと上記プリズムシートとの間に、反射型偏光子をさらに有する。
1つの実施形態においては、上記導光板は、背面側および視認側にプリズム形状が形成された導光板である。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal panel, a viewing angle control means, a prism sheet, and a light guide plate in this order from the viewing side, and the prism sheet has a convex portion on the side opposite to the viewing side. The viewing angle control means controls the width of the viewing angle by changing the transmission state of light from the light source.
In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a visible light absorber having a luminous reflectance of 30% or less on the side opposite to the viewing side of the light guide plate.
In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a reflective polarizer between the liquid crystal panel and the prism sheet.
In one embodiment, the light guide plate is a light guide plate having prism shapes formed on the back side and the viewing side.
本発明によれば、視認側とは反対側(背面側)に凸となるプリズムシートと特定の視野角制御手段とを備えることにより、広視野角と狭視野角との切り替え性能に優れ、かつ、優れた画質を実現し得る液晶表示装置を提供することができる。より詳細には、背面側に凸となるように配置されたプリズムシートは集光効果に優れるので、狭視野角に設定する際には視野角を良好に狭めることができる。結果として、広視野角設定時と狭視野角設定時との間で特性の差を大きくすることができるので、広視野角と狭視野角との切り替え性能に優れた液晶表示装置を実現することができる。1つの実施形態においては、液晶表示装置は、導光板とバクライトユニットとの間に可視光吸収体をさらに備えることにより、狭視野角に設定する際に視野角をさらに良好に狭めることができる。その結果、広視野角と狭視野角との切り替え性能にさらに優れた液晶表示装置を実現することができる。 According to the present invention, by providing the prism sheet that is convex on the side opposite to the viewing side (back side) and the specific viewing angle control means, the switching performance between the wide viewing angle and the narrow viewing angle is excellent, and A liquid crystal display device capable of realizing excellent image quality can be provided. More specifically, since the prism sheet arranged so as to be convex on the back side is excellent in the light condensing effect, the viewing angle can be favorably narrowed when the narrow viewing angle is set. As a result, it is possible to increase the difference in characteristics between setting the wide viewing angle and setting the narrow viewing angle, thereby realizing a liquid crystal display device with excellent switching performance between the wide viewing angle and the narrow viewing angle. Can do. In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a visible light absorber between the light guide plate and the backlight unit, so that the viewing angle can be further narrowed when the narrow viewing angle is set. . As a result, it is possible to realize a liquid crystal display device that is further excellent in switching performance between a wide viewing angle and a narrow viewing angle.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
A.液晶表示装置の全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。液晶表示装置100は、液晶パネル10と、視野角制御手段60と、プリズムシート20と、導光板30とを視認側からこの順に備える。液晶表示装置100は、必要に応じて図示例のように、反射型偏光子70および/または可視光吸収体40をさらに備えてもよい。なお、反射偏光子70と視野角制御手段60とは、その配置順序が図示例と逆であってもよい。液晶パネル10は、代表的には、液晶セル12と、該液晶セル12の視認側に配置された視認側偏光板11と、該液晶セルの視認側とは反対側(背面側)に配置された背面側偏光板13とを備える。プリズムシート20は、背面側に凸部を有する。1つの実施形態においては、導光板30および存在する場合には可視光吸収体40は、バックライトユニットを構成する部材であり得る。実用的には、該バックライトユニットは、任意の適切なその他の部材をさらに備え得る。例えば、該バックライトユニットは、光源50をさらに備え得る。本発明においては、好ましくは、側面に光源を備えるエッジライト方式のバックライトユニットが用いられる。液晶表示装置は、任意の適切なその他の部材をさらに備えていてもよい。
A. 1 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 100 includes the liquid crystal panel 10, the viewing angle control means 60, the prism sheet 20, and the light guide plate 30 in this order from the viewing side. The liquid crystal display device 100 may further include a reflective polarizer 70 and / or a visible light absorber 40 as shown in the example as needed. Note that the arrangement order of the reflective polarizer 70 and the viewing angle control means 60 may be opposite to that in the illustrated example. The liquid crystal panel 10 is typically disposed on the liquid crystal cell 12, the viewing side polarizing plate 11 disposed on the viewing side of the liquid crystal cell 12, and the opposite side (back side) of the viewing side of the liquid crystal cell. The back side polarizing plate 13 is provided. The prism sheet 20 has a convex portion on the back side. In one embodiment, the light guide plate 30 and, if present, the visible light absorber 40 can be members that constitute a backlight unit. In practice, the backlight unit may further comprise any suitable other member. For example, the backlight unit may further include a light source 50. In the present invention, an edge light type backlight unit having a light source on a side surface is preferably used. The liquid crystal display device may further include any appropriate other member.
本発明においては、視野角制御手段60が、光源からの光の透過状態を変化させて視野角の広狭を制御する。視野角制御手段の構成については、後述のC項で具体的に説明する。狭視野角設定時には、背面側に凸部を有するプリズムシートが、入射光を集光する機能を有し、視野角の狭い液晶表示装置を実現することができる。さらに、1つの実施形態においては、従来の液晶表示装置(実質的にはバックライトユニット)に備えられる反射板に代えて、可視光吸収体を配置することにより、上記プリズムシートの集光機能を高めることができる。その結果、非常に良好な狭視野角を実現することができ、かつ、狭視野角設定時に従来の液晶表示装置よりも格段に優れた画質を実現することができる。このような効果は、可視光吸収体を配置することにより、従来備えられる反射板においては顕著に生じる反射が抑制されて、得られると考えられる。また、一般に、集光機能を有する光学部材として、視認側に凸部を有するプリズムシートも知られているが、視認側に凸部を有するプリズムシートと可視光吸収体を組み合わせても、該プリズムシートの集光機能を高めることはできない。これは、視認側に凸部を有するプリズムシートは、導光板からの光を背面側に反射しやすいため、出射光量の確保および集光機能発現のために、背面側に反射された光を再反射させ得る反射板が不可欠であるためと考えられる。 In the present invention, the viewing angle control means 60 controls the width of the viewing angle by changing the transmission state of light from the light source. The configuration of the viewing angle control means will be specifically described in the section C described later. When setting a narrow viewing angle, a prism sheet having a convex portion on the back side has a function of condensing incident light, and a liquid crystal display device with a narrow viewing angle can be realized. Furthermore, in one embodiment, the light collecting function of the prism sheet is obtained by arranging a visible light absorber instead of the reflector provided in the conventional liquid crystal display device (substantially the backlight unit). Can be increased. As a result, it is possible to realize a very good narrow viewing angle, and to realize an image quality far superior to conventional liquid crystal display devices when setting a narrow viewing angle. Such an effect is considered to be obtained by disposing a visible light absorber to suppress reflections that occur remarkably in a reflection plate conventionally provided. In general, a prism sheet having a convex portion on the viewing side is also known as an optical member having a condensing function. However, even if a prism sheet having a convex portion on the viewing side and a visible light absorber are combined, the prism sheet The light collecting function of the sheet cannot be enhanced. This is because the prism sheet having a convex portion on the viewing side easily reflects the light from the light guide plate to the back side, so that the light reflected on the back side is reused in order to secure the amount of emitted light and manifest the light collecting function. This is because a reflector that can reflect the light is indispensable.
本発明の液晶表示装置は、狭視野角設定時には、出射面内の少なくとも1つの方向(例えば、図2における方向A)において、極角40°(図2においては方向b、b’)における輝度が、正面方向(極角0°、図2においては方向a)の輝度に対して、5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、1%〜3%であることが特に好ましい。なお、出射光の極角40°における輝度を上記範囲とすることが好ましい出射面内の方向とは、視野角の低減を所望する方向であり、例えば、覗き見防止効果の発現を所望する方向である。最大輝度の半値角(両側の和)は20°未満であることが好ましい。また、後述のようにプリズムシートが柱状の単位プリズムから構成される場合、該方向は、単位プリズムの長手方向(稜線方向)に実質的に直交する方向であり得る。狭視野角設定時の輝度がこのような範囲であれば、例えば、覗き見防止機能を有する液晶表示装置として、好ましい視野角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。一方、広視野角設定時には、上記方向において、極角40°における輝度が、正面方向の輝度に対して、5%以上であることが好ましく、さらには、狭視野角設定時の2倍以上20倍以下であることがより好ましい。また、最大輝度の半値角(両側の和)は20°以上であることが好ましい。広視野角設定時の輝度がこのような範囲であれば、覗き見等を考慮しなくてよい状況において実用上許容可能な視認性および広視野角特性を確保することができる。狭視野角設定時および広視野角設定時の輝度が上記のような範囲であれば、広視野角と狭視野角との切り替え性能に優れた液晶表示装置を実現することができる。なお、本明細書において、極角とは液晶表示装置の法線方向(正面方向)と液晶表示装置からの出射光とのなす角をいう。 When the narrow viewing angle is set, the liquid crystal display device of the present invention has a luminance at a polar angle of 40 ° (directions b and b ′ in FIG. 2) in at least one direction (for example, direction A in FIG. 2) in the emission surface. However, it is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and 1% to 3% with respect to the luminance in the front direction (polar angle 0 °, direction a in FIG. 2). Is particularly preferred. Note that the direction within the exit surface where the luminance at the polar angle of 40 ° of the emitted light is preferably within the above range is a direction in which a reduction in the viewing angle is desired, for example, a direction in which a peeping prevention effect is desired to be expressed. It is. The half-value angle (the sum of both sides) of the maximum luminance is preferably less than 20 °. Further, when the prism sheet is composed of columnar unit prisms as will be described later, the direction may be a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction (ridge line direction) of the unit prism. If the brightness at the narrow viewing angle setting is in such a range, for example, a liquid crystal display device having a preferable viewing angle characteristic can be obtained as a liquid crystal display device having a peeping prevention function. On the other hand, when the wide viewing angle is set, the luminance at the polar angle of 40 ° in the above direction is preferably 5% or more with respect to the luminance in the front direction, and more than twice that when the narrow viewing angle is set. It is more preferable that the ratio is not more than twice. Moreover, it is preferable that the half value angle (the sum of both sides) of the maximum luminance is 20 ° or more. If the luminance at the time of setting a wide viewing angle is in such a range, it is possible to ensure practically acceptable visibility and wide viewing angle characteristics in a situation where it is not necessary to consider peeping or the like. If the brightness at the time of setting the narrow viewing angle and the setting of the wide viewing angle is in the above range, a liquid crystal display device excellent in switching performance between the wide viewing angle and the narrow viewing angle can be realized. In this specification, the polar angle refers to an angle formed between the normal direction (front direction) of the liquid crystal display device and the light emitted from the liquid crystal display device.
B.液晶パネル
上記液晶パネル10は、代表的には、液晶セル12と、該液晶セルの視認側に配置された視認側偏光板11と、該液晶セルの背面側に配置された背面側偏光板13とを備える。視認側偏光板11および背面側偏光板13は、それぞれの吸収軸が実質的に直交または平行となるようにして配置され得る。
B. Liquid crystal panel The liquid crystal panel 10 typically includes a liquid crystal cell 12, a viewing side polarizing plate 11 disposed on the viewing side of the liquid crystal cell, and a back side polarizing plate 13 disposed on the back side of the liquid crystal cell. With. The viewing-side polarizing plate 11 and the back-side polarizing plate 13 can be arranged such that their absorption axes are substantially orthogonal or parallel.
B−1.液晶セル
液晶セル12は、一対の基板1、1’と、当該基板間に挟持された表示媒体としての液晶層2とを有する。一般的な構成においては、一方の基板に、カラーフィルター及びブラックマトリクスが設けられており、他方の基板に、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線と、画素電極及び対向電極とが設けられている。上記基板の間隔(セルギャップ)は、スペーサー等によって制御できる。上記基板の液晶層と接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜等を設けることができる。
B-1. Liquid Crystal Cell The liquid crystal cell 12 has a pair of substrates 1 and 1 ′ and a liquid crystal layer 2 as a display medium sandwiched between the substrates. In a general configuration, a color filter and a black matrix are provided on one substrate, a switching element that controls the electro-optical characteristics of the liquid crystal on the other substrate, and a scanning line that supplies a gate signal to the switching element. In addition, a signal line for supplying a source signal, a pixel electrode, and a counter electrode are provided. The distance between the substrates (cell gap) can be controlled by a spacer or the like. For example, an alignment film made of polyimide can be provided on the side of the substrate in contact with the liquid crystal layer.
1つの実施形態においては、液晶層は、電界が存在しない状態でホモジニアス配列に配向させた液晶分子を含む。このような液晶層(結果として、液晶セル)は、代表的には、nx>ny=nzの3次元屈折率を示す。なお、本明細書において、ny=nzとは、nyとnzが完全に同一である場合だけでなく、nyとnzとが実質的に同一である場合も包含する。このような3次元屈折率を示す液晶層を用いる駆動モードの代表例としては、インプレーンスイッチング(IPS)モード、フリンジフィールドスイッチング(FFS)モード等が挙げられる。なお、上記のIPSモードは、V字型電極又はジグザグ電極等を採用した、スーパー・インプレーンスイッチング(S−IPS)モードや、アドバンスド・スーパー・インプレーンスイッチング(AS−IPS)モードを包含する。また、上記のFFSモードは、V字型電極又はジグザグ電極等を採用した、アドバンスド・フリンジフィールドスイッチング(A−FFS)モードや、ウルトラ・フリンジフィールドスイッチング(U−FFS)モードを包含する。 In one embodiment, the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules that are aligned in a homogeneous alignment in the absence of an electric field. Such a liquid crystal layer (as a result, a liquid crystal cell) typically exhibits a three-dimensional refractive index of nx> ny = nz. In this specification, ny = nz includes not only the case where ny and nz are completely the same, but also the case where ny and nz are substantially the same. Typical examples of drive modes using such a liquid crystal layer exhibiting a three-dimensional refractive index include an in-plane switching (IPS) mode and a fringe field switching (FFS) mode. The IPS mode includes a super-in-plane switching (S-IPS) mode and an advanced super-in-plane switching (AS-IPS) mode using a V-shaped electrode or a zigzag electrode. The FFS mode includes an advanced fringe field switching (A-FFS) mode and an ultra fringe field switching (U-FFS) mode employing a V-shaped electrode or a zigzag electrode.
別の実施形態においては、液晶層は、電界が存在しない状態でホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む。このような液晶層(結果として、液晶セル)は、代表的には、nz>nx=nyの3次元屈折率を示す。電界が存在しない状態でホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を用いる駆動モードとしては、例えば、バーティカル・アライメント(VA)モードが挙げられる。VAモードは、マルチドメインVA(MVA)モードを包含する。 In another embodiment, the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules aligned in a homeotropic alignment in the absence of an electric field. Such a liquid crystal layer (as a result, a liquid crystal cell) typically exhibits a three-dimensional refractive index of nz> nx = ny. An example of a drive mode using liquid crystal molecules aligned in a homeotropic alignment in the absence of an electric field is a vertical alignment (VA) mode. The VA mode includes a multi-domain VA (MVA) mode.
B−2.偏光板
偏光板は、代表的には、偏光子と、偏光子の両側に配置された保護層とを有する。偏光子は、代表的には吸収型偏光子である。
B-2. Polarizing plate A polarizing plate typically includes a polarizer and protective layers disposed on both sides of the polarizer. The polarizer is typically an absorptive polarizer.
上記吸収型偏光子の波長589nmの透過率(単体透過率ともいう)は、好ましくは41%以上であり、より好ましくは42%以上である。なお、単体透過率の理論的な上限は50%である。また、偏光度は、好ましくは99.5%〜100%であり、更に好ましくは99.9%〜100%である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラストをより一層高くすることができる。 The transmittance at a wavelength of 589 nm (also referred to as single transmittance) of the absorptive polarizer is preferably 41% or more, more preferably 42% or more. Note that the theoretical upper limit of the single transmittance is 50%. The degree of polarization is preferably 99.5% to 100%, more preferably 99.9% to 100%. If it is said range, the contrast of a front direction can be made still higher when it uses for a liquid crystal display device.
上記偏光子としては、任意の適切な偏光子が用いられる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素などの二色性物質を吸着させて一軸延伸した偏光子が、偏光二色比が高く、特に好ましい。偏光子の厚みは、好ましくは、0.5μm〜80μmである。 Any appropriate polarizer is used as the polarizer. For example, dichroic substances such as iodine and dichroic dyes are adsorbed on hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films. And polyene-based oriented films such as a uniaxially stretched product, a polyvinyl alcohol dehydrated product and a polyvinyl chloride dehydrochlorinated product. Among these, a polarizer obtained by adsorbing a dichroic substance such as iodine on a polyvinyl alcohol film and uniaxially stretching is particularly preferable because of its high polarization dichroic ratio. The thickness of the polarizer is preferably 0.5 μm to 80 μm.
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、代表的には、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3倍〜7倍に延伸することで作製される。延伸は染色した後に行ってもよいし、染色しながら延伸してもよいし、延伸してから染色してもよい。延伸、染色以外にも、例えば、膨潤、架橋、調整、水洗、乾燥等の処理が施されて作製される。 A polarizer uniaxially stretched by adsorbing iodine to a polyvinyl alcohol film is typically produced by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it to 3 to 7 times its original length. Is done. Stretching may be performed after dyeing, may be performed while dyeing, or may be performed after stretching. In addition to stretching and dyeing, for example, treatments such as swelling, crosslinking, adjustment, washing with water, and drying are performed.
上記保護層としては、任意の適切なフィルムが用いられる。このようなフィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、(メタ)アクリル系、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。上記ポリマーフィルムは、例えば、前記樹脂組成物の押出成形物であり得る。 Any appropriate film is used as the protective layer. Specific examples of the material that is the main component of such a film include cellulose resins such as triacetyl cellulose (TAC), (meth) acrylic, polyester, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyamide, and polyimide. And transparent resins such as polyethersulfone, polysulfone, polystyrene, polynorbornene, polyolefin, and acetate. In addition, thermosetting resins such as acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, and silicone, or ultraviolet curable resins are also included. In addition to this, for example, a glassy polymer such as a siloxane polymer is also included. Moreover, the polymer film as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-343529 (WO01 / 37007) can also be used. As a material for this film, for example, a resin composition containing a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted imide group in the side chain and a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted phenyl group and nitrile group in the side chain For example, a resin composition having an alternating copolymer composed of isobutene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer can be mentioned. The polymer film may be an extruded product of the resin composition, for example.
C.視野角制御手段
図3(a)は、本発明の1つの実施形態による液晶表示装置に用いられる視野角制御手段の一例における広視野角設定時の状態を説明する概略断面図であり、図3(b)は、当該視野角制御手段における狭視野角設定時の状態を説明する概略断面図である。視野角制御手段60は、上(視認側)透明電極層62aおよび下(背面側)透明電極層62bと、これらの間に配置された透過状態可変層64とを有する。透過状態可変層64は、ポリマーマトリックス66と、ポリマーマトリックス66に分散した液晶(代表的には、低分子ネマチック液晶)68とを含む。なお、図面は見やすくするために液晶68をドメインとして記載しているが、そのような境界は形成されてもよく、形成されなくてもよい。
C. Viewing Angle Control Means FIG. 3A is a schematic cross-sectional view illustrating a state when setting a wide viewing angle in an example of the viewing angle control means used in the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. (B) is a schematic sectional drawing explaining the state at the time of the narrow viewing angle setting in the said viewing angle control means. The viewing angle control means 60 has an upper (viewing side) transparent electrode layer 62a and a lower (back side) transparent electrode layer 62b, and a transmission state variable layer 64 disposed therebetween. The transmission state variable layer 64 includes a polymer matrix 66 and a liquid crystal (typically, a low molecular nematic liquid crystal) 68 dispersed in the polymer matrix 66. In the drawing, the liquid crystal 68 is described as a domain for easy viewing, but such a boundary may or may not be formed.
広視野角設定時には、視野角制御手段60の電源(図示せず)をOFFとすることにより、図3(a)に示すように液晶68がポリマーマトリックス66中でランダムな配向状態をとる。したがって、光源から出射された光は、視野角制御手段60を透過する際に液晶によって散乱する。その結果、視野角は広くなり、斜め方向から見た場合でも輝度が高い画像が得られる。 When the wide viewing angle is set, the liquid crystal 68 is randomly oriented in the polymer matrix 66 as shown in FIG. 3A by turning off the power supply (not shown) of the viewing angle control means 60. Therefore, the light emitted from the light source is scattered by the liquid crystal when passing through the viewing angle control means 60. As a result, the viewing angle becomes wide, and an image with high brightness can be obtained even when viewed from an oblique direction.
狭視野角設定時には、視野角制御手段60の電源をONとして上透明電極層62aと下透明電極層62bとの間に所定の電圧を印加することにより、図3(b)に示すように液晶68がポリマーマトリックス66中で縦方向に揃った配向状態をとる。したがって、光源から出射された光は、視野角制御手段60をそのまま(集光状態を保ったまま)透過する。その結果、正面輝度が高くなり、かつ、視野角が狭くなる。 At the time of setting the narrow viewing angle, the power of the viewing angle control means 60 is turned on and a predetermined voltage is applied between the upper transparent electrode layer 62a and the lower transparent electrode layer 62b, so that the liquid crystal as shown in FIG. 68 is oriented in the polymer matrix 66 in the vertical direction. Therefore, the light emitted from the light source passes through the viewing angle control means 60 as it is (while maintaining the light collection state). As a result, the front luminance is increased and the viewing angle is narrowed.
上透明電極層62aと下透明電極層62bとの間に印加する電圧を調整することにより、液晶の配向状態(結果として、光源からの光の散乱状態)を変化させることができ、正面輝度と視野角特性とを所望のバランスに調整することができる。 By adjusting the voltage applied between the upper transparent electrode layer 62a and the lower transparent electrode layer 62b, the alignment state of the liquid crystal (as a result, the scattering state of light from the light source) can be changed, and the front luminance and The viewing angle characteristic can be adjusted to a desired balance.
なお、視野角制御手段は図示例に限られず、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な構成が採用され得る。例えば、透過状態可変層は、低分子液晶のみで構成されてもよく、高分子液晶のみで構成されてもよい。 The viewing angle control means is not limited to the illustrated example, and any appropriate configuration can be adopted as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, the transmission state variable layer may be composed of only low-molecular liquid crystals or may be composed of only polymer liquid crystals.
D.反射型偏光子
上記のとおり、液晶表示装置100には反射型偏光子70を配置してもよい。反射型偏光子70は、例えば液晶パネル10とプリズムシート20との間、代表的には視野角制御手段60とプリズムシート20との間に配置され得る。反射型偏光子70は、特定の偏光状態(偏光方向)の偏光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する機能を有する。反射型偏光子70は、直線偏光分離型であってもよく、円偏光分離型であってもよい。以下、一例として、直線偏光分離型の反射型偏光子について説明する。なお、円偏光分離型の反射型偏光子としては、例えば、コレステリック液晶を固定化したフィルムとλ/4板との積層体が挙げられる。
D. Reflective Polarizer As described above, the reflective polarizer 70 may be disposed in the liquid crystal display device 100. The reflective polarizer 70 can be disposed, for example, between the liquid crystal panel 10 and the prism sheet 20, typically between the viewing angle control means 60 and the prism sheet 20. The reflective polarizer 70 has a function of transmitting polarized light in a specific polarization state (polarization direction) and reflecting light in other polarization states. The reflective polarizer 70 may be a linearly polarized light separation type or a circularly polarized light separation type. Hereinafter, as an example, a linearly polarized light separation type reflective polarizer will be described. Examples of the circularly polarized light separation type reflective polarizer include a laminate of a film in which cholesteric liquid crystal is fixed and a λ / 4 plate.
図4は、反射型偏光子の一例の概略斜視図である。反射型偏光子は、複屈折性を有する層Aと複屈折性を実質的に有さない層Bとが交互に積層された多層積層体である。例えば、このような多層積層体の層の総数は、50〜1000であり得る。図示例では、A層のx軸方向の屈折率nxがy軸方向の屈折率nyより大きく、B層のx軸方向の屈折率nxとy軸方向の屈折率nyとは実質的に同一である。したがって、A層とB層との屈折率差は、x軸方向において大きく、y軸方向においては実質的にゼロである。その結果、x軸方向が反射軸となり、y軸方向が透過軸となる。A層とB層とのx軸方向における屈折率差は、好ましくは0.2〜0.3である。なお、x軸方向は、後述する製造方法における反射型偏光子の延伸方向に対応する。 FIG. 4 is a schematic perspective view of an example of a reflective polarizer. The reflective polarizer is a multilayer laminate in which layers A having birefringence and layers B having substantially no birefringence are alternately laminated. For example, the total number of layers in such a multilayer stack can be 50-1000. In the illustrated example, the refractive index nx in the x-axis direction of the A layer is larger than the refractive index ny in the y-axis direction, and the refractive index nx in the x-axis direction and the refractive index ny in the y-axis direction of the B layer are substantially the same. is there. Accordingly, the difference in refractive index between the A layer and the B layer is large in the x-axis direction and is substantially zero in the y-axis direction. As a result, the x-axis direction becomes the reflection axis, and the y-axis direction becomes the transmission axis. The difference in refractive index between the A layer and the B layer in the x-axis direction is preferably 0.2 to 0.3. The x-axis direction corresponds to the extending direction of the reflective polarizer in the manufacturing method described later.
上記A層は、好ましくは、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル(例えば、ポリエチレンナフタレート)、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート)が挙げられる。ポリエチレンナフタレートが好ましい。上記B層は、好ましくは、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。 The A layer is preferably made of a material that exhibits birefringence by stretching. Representative examples of such materials include naphthalene dicarboxylic acid polyesters (for example, polyethylene naphthalate), polycarbonates, and acrylic resins (for example, polymethyl methacrylate). Polyethylene naphthalate is preferred. The B layer is preferably made of a material that does not substantially exhibit birefringence even when stretched. A typical example of such a material is a copolyester of naphthalenedicarboxylic acid and terephthalic acid.
反射型偏光子は、A層とB層との界面において、第1の偏光方向を有する光(例えば、p波)を透過し、第1の偏光方向とは直交する第2の偏光方向を有する光(例えば、s波)を反射する。反射した光は、A層とB層との界面において、一部が第1の偏光方向を有する光として透過し、一部が第2の偏光方向を有する光として反射する。反射型偏光子の内部において、このような反射および透過が多数繰り返されることにより、光の利用効率を高めることができる。 The reflective polarizer transmits light having a first polarization direction (for example, p-wave) at the interface between the A layer and the B layer, and has a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction. Reflects light (eg, s-wave). The reflected light is partially transmitted as light having the first polarization direction and partially reflected as light having the second polarization direction at the interface between the A layer and the B layer. The light utilization efficiency can be increased by repeating such reflection and transmission many times inside the reflective polarizer.
1つの実施形態においては、反射型偏光子は、図4に示すように、視認側と反対側の最外層として反射層Rを含んでいてもよい。反射層Rを設けることにより、最終的に利用されずに反射型偏光子の最外部に戻ってきた光をさらに利用することができるので、光の利用効率をさらに高めることができる。反射層Rは、代表的には、ポリエステル樹脂層の多層構造により反射機能を発現する。 In one embodiment, as shown in FIG. 4, the reflective polarizer may include a reflective layer R as the outermost layer on the side opposite to the viewing side. By providing the reflective layer R, it is possible to further use the light that has not been finally used and has returned to the outermost part of the reflective polarizer, so that the light use efficiency can be further increased. The reflective layer R typically exhibits a reflective function due to the multilayer structure of the polyester resin layer.
反射型偏光子の全体厚みは、目的、反射型偏光子に含まれる層の合計数等に応じて適切に設定され得る。反射型偏光子の全体厚みは、好ましくは10μm〜150μmである。 The total thickness of the reflective polarizer can be appropriately set according to the purpose, the total number of layers included in the reflective polarizer, and the like. The total thickness of the reflective polarizer is preferably 10 μm to 150 μm.
1つの実施形態においては、液晶表示装置100において、反射型偏光子70は、背面側偏光板13の透過軸に平行な偏光方向の光を透過するようにして配置される。すなわち、反射型偏光子70は、その透過軸が背面側偏光板13の透過軸方向と略平行方向となるようにして配置される。このような構成とすることにより、背面側偏光板13に吸収されてしまう光を再利用することができ、利用効率をさらに高めることができ、また、輝度も向上できる。 In one embodiment, in the liquid crystal display device 100, the reflective polarizer 70 is disposed so as to transmit light having a polarization direction parallel to the transmission axis of the back-side polarizing plate 13. That is, the reflective polarizer 70 is arranged so that its transmission axis is substantially parallel to the transmission axis direction of the back-side polarizing plate 13. By setting it as such a structure, the light absorbed by the back side polarizing plate 13 can be reused, utilization efficiency can further be improved, and a brightness | luminance can also be improved.
反射型偏光子は、代表的には、共押出と横延伸とを組み合わせて作製され得る。共押出は、任意の適切な方式で行われ得る。例えば、フィードブロック方式であってもよく、マルチマニホールド方式であってもよい。例えば、フィードブロック中でA層を構成する材料とB層を構成する材料とを押出し、次いで、マルチプライヤーを用いて多層化する。なお、このような多層化装置は当業者に公知である。次いで、得られた長尺状の多層積層体を代表的には搬送方向に直交する方向(TD)に延伸する。A層を構成する材料(例えば、ポリエチレンナフタレート)は、当該横延伸により延伸方向においてのみ屈折率が増大し、結果として複屈折性を発現する。B層を構成する材料(例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル)は、当該横延伸によってもいずれの方向にも屈折率は増大しない。結果として、延伸方向(TD)に反射軸を有し、搬送方向(MD)に透過軸を有する反射型偏光子が得られ得る(TDが図4のx軸方向に対応し、MDがy軸方向に対応する)。なお、延伸操作は、任意の適切な装置を用いて行われ得る。 Reflective polarizers can typically be made by combining coextrusion and transverse stretching. Coextrusion can be performed in any suitable manner. For example, a feed block method or a multi-manifold method may be used. For example, the material constituting the A layer and the material constituting the B layer are extruded in a feed block, and then multilayered using a multiplier. Such a multi-layer apparatus is known to those skilled in the art. Next, the obtained long multilayer laminate is typically stretched in a direction (TD) orthogonal to the transport direction. The material constituting the A layer (for example, polyethylene naphthalate) increases the refractive index only in the stretching direction due to the transverse stretching, and as a result, develops birefringence. The refractive index of the material constituting the B layer (for example, a copolyester of naphthalenedicarboxylic acid and terephthalic acid) does not increase in any direction even by the transverse stretching. As a result, a reflective polarizer having a reflection axis in the stretching direction (TD) and a transmission axis in the transport direction (MD) can be obtained (TD corresponds to the x-axis direction in FIG. 4 and MD is the y-axis). Corresponding to the direction). In addition, extending | stretching operation can be performed using arbitrary appropriate apparatuses.
反射型偏光子としては、例えば、特表平9−507308号公報に記載のものが使用され得る。 As the reflective polarizer, for example, the one described in JP-T-9-507308 can be used.
E.プリズムシート
図5は、本発明の1つの実施形態による液晶表示装置に用いられるプリズムシートを説明する概略斜視図である。プリズムシート20は、代表的には、基材部21とプリズム部22とを有する。なお、基材部21は、隣接する部材に応じて省略してもよい。
E. Prism Sheet FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a prism sheet used in the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. The prism sheet 20 typically includes a base material portion 21 and a prism portion 22. In addition, you may abbreviate | omit the base material part 21 according to an adjacent member.
プリズムシート20は、任意の適切な接着層(例えば、接着剤層、粘着剤層:図示せず)を介して隣接する部材に貼り合わせられ得る。 The prism sheet 20 can be bonded to an adjacent member via any appropriate adhesive layer (for example, an adhesive layer or an adhesive layer: not shown).
E−1.プリズム部
1つの実施形態においては、プリズムシート20(実質的には、プリズム部22)は、図1および図5に示すように、視認側とは反対側(背面側)に凸となる複数の単位プリズム23が並列されて構成されている。プリズムシート20の凸部を背面側に向けて配置することにより、プリズムシート20を透過する光が集光されやすくなる。また、プリズムシート20の凸部を背面側に向けて配置すれば、凸部を視認側に向けて配置する場合と比較して、プリズムシートに入射せずに反射する光が少なく、輝度の高い液晶表示装置を得ることができる。
E-1. Prism Unit In one embodiment, the prism sheet 20 (substantially, the prism unit 22) has a plurality of convex portions on the opposite side (back side) to the viewing side, as shown in FIGS. Unit prisms 23 are arranged in parallel. By disposing the convex portion of the prism sheet 20 toward the back side, the light transmitted through the prism sheet 20 is easily collected. Moreover, if the convex part of the prism sheet 20 is arranged toward the back side, the light reflected without entering the prism sheet is less and the luminance is higher than when the convex part is arranged toward the viewing side. A liquid crystal display device can be obtained.
好ましくは、単位プリズム23は柱状である。柱状の単位プリズムから構成されるプリズムシートは、単位プリズムの配列方向X、すなわち、単位プリズムの長手方向(稜線方向)と実質的に直交する方向において、透過光を集光する。単位プリズム23の断面形状は、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な形状が採用され得る。単位プリズム23は、その配列方向に平行かつ厚み方向に平行な断面において、その断面形状が、三角形状(すなわち、単位プリズムが三角柱状)であってもよく、その他の形状(例えば、三角形の一方または両方の斜面が傾斜角の異なる複数の平坦面を有する形状)であってもよい。三角形状としては、単位プリズムの頂点を通りシート面に直交する直線に対して非対称である形状(例えば、不等辺三角形)であってもよく、当該直線に対して対称である形状(例えば、二等辺三角形)であってもよい。さらに、単位プリズムの頂点は、面取りされた曲面状となっていてもよく、先端が平坦面となるようにカットされて断面台形状となっていてもよい。単位プリズムの詳細な形状は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、単位プリズムとして、特開平11−84111号公報に記載の構成が採用され得る。本明細書において、「実質的に直交」および「略直交」という表現は、2つの方向のなす角度が90°±10°である場合を包含し、好ましくは90°±7°であり、さらに好ましくは90°±5°である。「実質的に平行」および「略平行」という表現は、2つの方向のなす角度が0°±10°である場合を包含し、好ましくは0°±7°であり、さらに好ましくは0°±5°である。さらに、本明細書において単に「直交」または「平行」というときは、実質的に直交または実質的に平行な状態を含み得るものとする。 Preferably, the unit prism 23 is columnar. The prism sheet composed of columnar unit prisms collects transmitted light in the unit prism arrangement direction X, that is, in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction (ridge line direction) of the unit prisms. As the cross-sectional shape of the unit prism 23, any appropriate shape can be adopted as long as the effects of the present invention can be obtained. The unit prism 23 may have a triangular shape (that is, the unit prism has a triangular prism shape) in a cross section parallel to the arrangement direction and parallel to the thickness direction, or other shape (for example, one of the triangles). Alternatively, both of the slopes may have a plurality of flat surfaces having different inclination angles. The triangular shape may be a shape that is asymmetric with respect to a straight line that passes through the vertex of the unit prism and is orthogonal to the sheet surface (for example, an unequal triangular shape), or a shape that is symmetric with respect to the straight line (for example, two An equilateral triangle). Furthermore, the apex of the unit prism may be a chamfered curved surface, or may be cut to have a flat tip at a tip, and may have a trapezoidal cross section. The detailed shape of the unit prism can be appropriately set according to the purpose. For example, as the unit prism, the configuration described in JP-A-11-84111 can be adopted. In this specification, the expressions “substantially orthogonal” and “substantially orthogonal” include the case where the angle between the two directions is 90 ° ± 10 °, preferably 90 ° ± 7 °, The angle is preferably 90 ° ± 5 °. The expressions “substantially parallel” and “substantially parallel” include the case where the angle between two directions is 0 ° ± 10 °, preferably 0 ° ± 7 °, more preferably 0 ° ± 5 °. Further, in the present specification, the term “orthogonal” or “parallel” may include a substantially orthogonal state or a substantially parallel state.
好ましくは、単位プリズム23の長手方向(稜線方向)は、背面側偏光板13の透過軸と略直交方向に向いている。なお、プリズムシート20は、単位プリズム23の稜線方向と背面側偏光板13の透過軸とが所定の角度を形成するようにして配置(いわゆる斜め配置)してもよい。斜め配置の範囲としては、好ましくは20°以下であり、より好ましくは15°以下である。 Preferably, the longitudinal direction (ridge line direction) of the unit prism 23 is oriented in a direction substantially orthogonal to the transmission axis of the back-side polarizing plate 13. The prism sheet 20 may be arranged (so-called oblique arrangement) so that the ridge line direction of the unit prism 23 and the transmission axis of the back-side polarizing plate 13 form a predetermined angle. The range of the oblique arrangement is preferably 20 ° or less, and more preferably 15 ° or less.
E−2.基材部
プリズムシート20に基材部21を設ける場合には、単一の材料を押出し成型等することにより基材部21とプリズム部22とを一体的に形成してもよく、基材部用フィルム上にプリズム部を賦形してもよい。基材部の厚みは、好ましくは25μm〜150μmである。
E-2. When the base material part 21 is provided on the prism sheet 20, the base material part 21 and the prism part 22 may be integrally formed by extruding a single material. The prism portion may be formed on the film for use. The thickness of the base material portion is preferably 25 μm to 150 μm.
基材部21を構成する材料としては、目的およびプリズムシートの構成に応じて任意の適切な材料を採用することができる。基材部用フィルム上にプリズム部を賦形する場合には、基材部用フィルムの具体例としては、三酢酸セルロース(TAC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等の(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂により形成されたフィルムが挙げられる。当該フィルムは好ましくは未延伸フィルムである。 Any appropriate material can be adopted as the material constituting the base member 21 depending on the purpose and the configuration of the prism sheet. When the prism portion is formed on the base film, specific examples of the base film include (meth) acrylic resins such as cellulose triacetate (TAC) and polymethyl methacrylate (PMMA). And a film formed of polycarbonate (PC) resin. The film is preferably an unstretched film.
単一材料で基材部21とプリズム部22とを一体形成する場合、当該材料として、基材部用フィルム上にプリズム部を賦形する場合のプリズム部形成用材料と同様の材料を用いることができる。プリズム部形成用材料としては、例えば、エポキシアクリレート系やウレタンアクリレート系の反応性樹脂(例えば、電離放射線硬化性樹脂)が挙げられる。一体構成のプリズムシートを形成する場合には、PC、PET等のポリエステル樹脂、PMMA、MS等のアクリル系樹脂、環状ポリオレフィン等の光透過性の熱可塑性樹脂を用いることができる。 When the base material portion 21 and the prism portion 22 are integrally formed of a single material, the same material as the material for forming the prism portion when the prism portion is formed on the base material portion film is used as the material. Can do. Examples of the prism portion forming material include epoxy acrylate-based and urethane acrylate-based reactive resins (for example, ionizing radiation curable resins). In the case of forming an integrally structured prism sheet, a polyester resin such as PC or PET, an acrylic resin such as PMMA or MS, or a light-transmitting thermoplastic resin such as cyclic polyolefin can be used.
基材部21は、好ましくは、実質的に光学的に等方性を有する。本明細書において「実質的に光学的に等方性を有する」とは、位相差値が液晶表示装置の光学特性に実質的に影響を与えない程度に小さいことをいう。例えば、基材部の面内位相差Reは、好ましくは20nm以下であり、より好ましくは10nm以下である。なお、面内位相差Reは、23℃における波長590nmの光で測定した面内の位相差値である。面内位相差Reは、Re=(nx−ny)×dで表される。ここで、nxは光学部材の面内において屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、nyは当該面内で遅相軸に垂直な方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、dは光学部材の厚み(nm)である。 The base material portion 21 preferably has substantially optical isotropy. In this specification, “substantially optically isotropic” means that the retardation value is small enough not to substantially affect the optical characteristics of the liquid crystal display device. For example, the in-plane retardation Re of the base material portion is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. The in-plane retardation Re is an in-plane retardation value measured with light having a wavelength of 590 nm at 23 ° C. The in-plane phase difference Re is represented by Re = (nx−ny) × d. Here, nx is the refractive index in the direction in which the refractive index is maximum in the plane of the optical member (that is, the slow axis direction), and ny is the direction perpendicular to the slow axis in the plane (that is, the fast phase). (Axial direction), and d is the thickness (nm) of the optical member.
さらに、基材部21の光弾性係数は、好ましくは−10×10−12m2/N〜10×10−12m2/Nであり、より好ましくは−5×10−12m2/N〜5×10−12m2/Nであり、さらに好ましくは−3×10−12m2/N〜3×10−12m2/Nである。 Furthermore, the photoelastic coefficient of the base 21 is preferably -10 × 10 -12 m 2 / N~10 × 10 -12 m 2 / N, more preferably -5 × 10 -12 m 2 / N a ~5 × 10 -12 m 2 / N , more preferably from -3 × 10 -12 m 2 / N~3 × 10 -12 m 2 / N.
F.導光板
導光板としては、任意の適切な導光板が用いられ得る。例えば、横方向からの光を厚さ方向に偏向可能となるよう、背面側にレンズパターンが形成された導光板、背面側および/または視認側にプリズム形状等が形成された導光板が用いられる。好ましくは、背面側および視認側にプリズム形状が形成された導光板が用いられる。該導光板において、背面側に形成されたプリズム形状と、視認側に形成されたプリズム形状とは、その稜線方向が直交することが好ましい。このような導光板を用いれば、上記プリズムシートに対して、より集光されやすい光を入射させることができ、本発明の効果が顕著となる。
F. Light Guide Plate Any appropriate light guide plate may be used as the light guide plate. For example, a light guide plate in which a lens pattern is formed on the back side and a light guide plate in which a prism shape or the like is formed on the back side and / or the viewing side are used so that light from the lateral direction can be deflected in the thickness direction. . Preferably, a light guide plate having prism shapes formed on the back side and the viewing side is used. In the light guide plate, the prism shape formed on the back side and the prism shape formed on the viewing side are preferably perpendicular to each other in the ridge line direction. If such a light guide plate is used, light that is more easily condensed can be made incident on the prism sheet, and the effect of the present invention becomes remarkable.
G.可視光吸収体
上記のとおり、液晶表示装置100には可視光吸収体40を配置してもよい。可視光吸収体40は、代表的には導光板30の背面側に配置され得る。可視光吸収体40は、導光板から背面側に出射された可視光を吸収する。なお、本明細書において、可視光とは、波長が380nm〜750nmの光をいう。
G. Visible Light Absorber As described above, the visible light absorber 40 may be disposed in the liquid crystal display device 100. The visible light absorber 40 can be typically disposed on the back side of the light guide plate 30. The visible light absorber 40 absorbs visible light emitted from the light guide plate to the back side. In this specification, visible light refers to light having a wavelength of 380 nm to 750 nm.
上記可視光吸収体の視感反射率は、30%以下であり、好ましくは20%以下であり、より好ましくは1%〜10%である。このような範囲であれば、視野角が適度に狭まり、例えば、覗き見防止機能を有する液晶表示装置として、好ましい視野角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。可視光吸収体の視感反射率は、所望とする視野角および輝度に応じて調整され得る。具体的には、視感反射率を低くすれば視野角が狭まり、視感反射率を高くすれば輝度が高まる。なお、本明細書において、視感反射率とは、XYZ表色系のY値の反射率であり、JIS Z 8722に準じて測定される反射率である。 The luminous reflectance of the visible light absorber is 30% or less, preferably 20% or less, more preferably 1% to 10%. If it is such a range, a viewing angle will be narrowed moderately, For example, the liquid crystal display device which has a preferable viewing angle characteristic as a liquid crystal display device which has a peep prevention function can be obtained. The luminous reflectance of the visible light absorber can be adjusted according to the desired viewing angle and luminance. Specifically, if the luminous reflectance is lowered, the viewing angle is narrowed, and if the luminous reflectance is increased, the luminance is increased. In this specification, the luminous reflectance is the reflectance of the Y value in the XYZ color system, and is a reflectance measured according to JIS Z 8722.
上記可視光吸収体を構成する材料としては、上記の視感反射率を有する限り、任意の適切な材料が用いられ得る。可視光吸収体を構成する材料の具体例としては、黒色に着色された紙、黒色に着色された樹脂フィルム、黒色に着色された金属フィルム等が挙げられる。黒色に着色された樹脂フィルムは、例えば、アクリル系樹脂、アセタール系樹脂、クロロプレンゴム等のベースポリマーと、顔料、染料、カーボンブラック等の着色体とを含む。また、黒色に着色された樹脂フィルムのさらに別の具体例としては、反射性または透過性の樹脂フィルム上に黒色塗料を塗布して形成された樹脂フィルム;反射性または透過性の樹脂フィルム上に無機物を付着して形成された樹脂フィルム等が挙げられる。黒色に着色された金属フィルムとしては、反射性の金属フィルム上に黒色塗料を塗布して形成された金属フィルム;反射性の金属フィルム上に無機物を付着して形成された金属フィルム;黒アルマイト加工されたアルミニウムフィルム等の任意の適切な表面処理が施された金属フィルム等が挙げられる。 As a material constituting the visible light absorber, any appropriate material can be used as long as it has the luminous reflectance described above. Specific examples of the material constituting the visible light absorber include black-colored paper, black-colored resin film, black-colored metal film, and the like. The resin film colored black includes, for example, a base polymer such as an acrylic resin, an acetal resin, or chloroprene rubber, and a colored body such as a pigment, a dye, or carbon black. Further, as another specific example of the resin film colored black, a resin film formed by applying a black paint on a reflective or transmissive resin film; on a reflective or transmissive resin film Examples thereof include a resin film formed by attaching an inorganic substance. As a metal film colored in black, a metal film formed by applying a black paint on a reflective metal film; a metal film formed by attaching an inorganic substance on a reflective metal film; black anodized Examples thereof include a metal film subjected to any appropriate surface treatment such as an aluminum film.
上記可視光吸収体の厚みは、好ましくは0.01mm〜20mmであり、より好ましくは0.01mm〜10mmであり、特に好ましくは0.02mm〜5mmであり、最も好ましくは0.02mm〜1mmである。 The visible light absorber preferably has a thickness of 0.01 mm to 20 mm, more preferably 0.01 mm to 10 mm, particularly preferably 0.02 mm to 5 mm, and most preferably 0.02 mm to 1 mm. is there.
H.バックライトユニット
1つの実施形態においては、導光板および可視光吸収体は、バックライトユニットを構成する部材であり得る。実用的には、バックライトユニットは、光源をさらに含み得る。1つの実施形態においては、バックライトユニットは、プリズムシートを含んでいてもよい。
H. Backlight Unit In one embodiment, the light guide plate and the visible light absorber can be members constituting the backlight unit. In practice, the backlight unit may further include a light source. In one embodiment, the backlight unit may include a prism sheet.
上記光源は、導光板の側面に対応する位置に配置される。光源としては、例えば、複数のLEDが配列して構成されるLED光源が用いられ得る。 The light source is disposed at a position corresponding to the side surface of the light guide plate. As the light source, for example, an LED light source configured by arranging a plurality of LEDs may be used.
上記バックライトユニットは、さらに別の部材を含み得る。例えば、上記バックライトユニットは、必要に応じて、任意の適切な拡散板をさらに備え得る。 The backlight unit may further include another member. For example, the backlight unit may further include any appropriate diffusion plate as necessary.
I.その他
液晶表示装置100においては、背面側偏光板13、視野角制御手段60、存在する場合には反射型偏光子70、およびプリズムシート20は、液晶セル12に順次積層されてもよく、これらを一体化した部材を液晶セル12に貼り合わせてもよい。すなわち、偏光板と視野角制御手段と必要に応じて反射型偏光子とプリズムシートとが一体化された光学部材を背面型偏光板として液晶セル12に貼り合わせてもよい。このような光学部材は、必要に応じて任意の適切な光学機能層をさらに含んでいてもよい。また、このような光学部材において、視野角制御手段60と反射型偏光子70はその配置順序が逆でもよい。このような光学部材は、例えば、偏光板とプリズムシートとの間の任意の適切な位置に低屈折率層を含んでいてもよい。
I. Others In the liquid crystal display device 100, the back-side polarizing plate 13, the viewing angle control means 60, the reflective polarizer 70, and the prism sheet 20 if present, may be sequentially laminated on the liquid crystal cell 12, The integrated member may be bonded to the liquid crystal cell 12. That is, an optical member in which a polarizing plate, a viewing angle control means, and a reflective polarizer and a prism sheet are integrated as necessary may be bonded to the liquid crystal cell 12 as a back polarizing plate. Such an optical member may further include any appropriate optical functional layer as necessary. Further, in such an optical member, the arrangement order of the viewing angle control means 60 and the reflective polarizer 70 may be reversed. Such an optical member may include, for example, a low refractive index layer at any appropriate position between the polarizing plate and the prism sheet.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。実施例における試験および評価方法は以下のとおりである。また、特に明記しない限り、実施例における「部」および「%」は重量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these Examples. The tests and evaluation methods in the examples are as follows. Unless otherwise specified, “parts” and “%” in the examples are based on weight.
(1)視感反射率
実施例で用いた可視光吸収体の視感反射率は、日立テクノロジーズ社製分光光度計「U−4100」を用いて、JIS Z 8722に準じた方法で測定した。
(2)輝度
実施例および比較例で得られた液晶表示装置に白画面を表示し、輝度計(AUTRONIC−MELCHERS社製、商品名「Conoscope」)を用いて正面方向の輝度を測定した。さらに、全方位、極角0°〜80°の輝度も測定した。
(3)半値角
上記(2)にしたがって測定した輝度について、上下方向(方位角90°−270°方向)および左右方向(方位角0°−180°方向)における輝度の極角依存性を調べ、最大輝度に対して半分の輝度となる極角の角度の両側の和を半値角とした。
(1) Luminous reflectance The luminous reflectance of the visible light absorber used in the examples was measured by a method according to JIS Z 8722 using a spectrophotometer “U-4100” manufactured by Hitachi Technologies.
(2) Luminance A white screen was displayed on the liquid crystal display devices obtained in Examples and Comparative Examples, and the luminance in the front direction was measured using a luminance meter (manufactured by AUTRONIC-MELCHERS, trade name “Conoscope”). Furthermore, the luminance of all directions and polar angles from 0 ° to 80 ° was also measured.
(3) Half-value angle With respect to the luminance measured in accordance with (2) above, the polar angle dependence of the luminance in the vertical direction (azimuth angle 90 ° -270 ° direction) and in the left-right direction (azimuth angle 0 ° -180 ° direction) is examined. The sum of both sides of the polar angle at which the luminance is half the maximum luminance was taken as the half-value angle.
[実施例1]
視認側から順に、液晶パネル(ソニー社製の商品名VAIO Sシリーズに搭載の液晶パネル、構成:視認側偏光板/TNモードの液晶セル/背面側偏光板)と、視野角制御手段と、プリズムシートと、バックライトユニットとを備える液晶表示装置を準備した。
上記視野角制御手段としては、日本板硝子ウムプロダクツ株式会社製「ウムフィルム FUM1CRL」を用いた。
上記プリズムシートとしては、基材部と、三角柱状の単位プリズムが複数配列されたプリズム部とから構成されているプリズムシートを用いた。該プリズムシートは、凸部が背面側に向くように配置した。
上記バックライトユニットとしては、導光板と、導光板の側面に対応する位置に配置されたLED光源と、導光板の背面側に配置された可視光吸収体(大王製紙社製、色画用紙、商品名「C−855」、視感反射率:7%)とを備えるバックライトユニットを用いた。
得られた液晶表示装置について、視野角制御手段をONにした場合とOFFにした場合の輝度および半値角を上記(2)〜(3)の手順に従って測定した。結果を表1に示す。さらに、上下方向および左右方向における輝度の視野角依存性(規格化されたもの)を示すグラフを図6に示す。また、得られた液晶表示装置の画質を目視で確認したところ、ザラツキ、モアレおよびボヤケのない優れたものであった。
[Example 1]
In order from the viewing side, a liquid crystal panel (a liquid crystal panel mounted on Sony's product name VAIO S series, configuration: viewing side polarizing plate / TN mode liquid crystal cell / back side polarizing plate), viewing angle control means, prism A liquid crystal display device including a sheet and a backlight unit was prepared.
As the viewing angle control means, “Umfilm FUM1CRL” manufactured by Nippon Sheet Glass Umm Products Co., Ltd. was used.
As the prism sheet, a prism sheet composed of a base part and a prism part in which a plurality of triangular prism unit prisms are arranged was used. The prism sheet was arranged so that the convex portion was directed to the back side.
The backlight unit includes a light guide plate, an LED light source disposed at a position corresponding to the side surface of the light guide plate, and a visible light absorber disposed on the back side of the light guide plate (produced by Daio Paper Co., Ltd. A backlight unit having the name “C-855” and luminous reflectance: 7%) was used.
With respect to the obtained liquid crystal display device, the luminance and half-value angle when the viewing angle control means was turned on and when turned off were measured according to the procedures (2) to (3) above. The results are shown in Table 1. Further, FIG. 6 shows a graph showing the viewing angle dependency (standardized) of luminance in the vertical direction and the horizontal direction. Further, when the image quality of the obtained liquid crystal display device was visually confirmed, it was excellent with no roughness, moire and blur.
[参考例1]
視野角制御手段を配置しなかったこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。さらに、上下方向および左右方向における輝度の視野角依存性(規格化されたもの)を示すグラフを図6に示す。また、得られた液晶表示装置の画質を目視で確認したところ、ザラツキ、モアレおよびボヤケのない優れたものであった。
[Reference Example 1]
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the viewing angle control means was not provided. The obtained liquid crystal display device was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1. Further, FIG. 6 shows a graph showing the viewing angle dependency (standardized) of luminance in the vertical direction and the horizontal direction. Further, when the image quality of the obtained liquid crystal display device was visually confirmed, it was excellent with no roughness, moire and blur.
表1および図6ならびに上記の結果から明らかなように、本発明の実施例によれば、広視野角と狭視野角との切り替え性能に優れ、かつ、優れた画質を有する液晶表示装置を実際に得ることができた。より詳細には、本発明の実施例の液晶表示装置は、視野角制御手段をONとすることにより狭視野角化が実現され、視野角制御手段がOFFの場合に比べて正面方向の輝度が格段に向上し、かつ、半値角(特に左右方向の半値角)が大幅に減少する。視野角制御手段がONの場合(狭視野角設定時)の特性は、非常に優れた狭視野角特性を有する参考例1の液晶表示装置と同等である。 As is clear from Table 1 and FIG. 6 and the above results, according to the embodiment of the present invention, a liquid crystal display device having excellent switching performance between a wide viewing angle and a narrow viewing angle and having an excellent image quality is actually used. Could get to. More specifically, the liquid crystal display device of the embodiment of the present invention realizes a narrow viewing angle by turning on the viewing angle control means, and the brightness in the front direction is higher than when the viewing angle control means is OFF. The half-value angle (particularly the half-value angle in the left-right direction) is greatly reduced. The characteristics when the viewing angle control means is ON (when the narrow viewing angle is set) are the same as those of the liquid crystal display device of Reference Example 1 having very excellent narrow viewing angle characteristics.
10 液晶パネル
20 プリズムシート
30 導光板
40 可視光吸収体
60 視野角制御手段
100 液晶表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal panel 20 Prism sheet 30 Light guide plate 40 Visible light absorber 60 Viewing angle control means 100 Liquid crystal display device
Claims (4)
該プリズムシートが、視認側とは反対側に凸部を有し、
該視野角制御手段が、光源からの光の透過状態を変化させて視野角の広狭を制御する、
液晶表示装置。 A liquid crystal panel, a viewing angle control means, a prism sheet, and a light guide plate are provided in this order from the viewing side,
The prism sheet has a convex portion on the side opposite to the viewing side,
The viewing angle control means controls the width of the viewing angle by changing the transmission state of light from the light source.
Liquid crystal display device.
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light guide plate is a light guide plate having prism shapes formed on a back side and a viewing side.
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