(57)【要約】【課題】  表面反射を確実に低減し、かつ、物理的な接触による汚れの付着や表面の摩耗等を効果的に防止できる新規な電気光学装置の提供。【解決手段】最表面がモスアイ構造の表示パネル１０を備えた電気光学装置において、前記表示パネル１０の最表面に前記モスアイ構造の最凸部よりも高い突出体４２を備える。これによって、ユーザの指や手が直接モスアイ構造部分に触れるようなことがなくなるため、物理的な接触によるモスアイ構造部分の汚れや摩耗を防止することができ、また、モスアイ構造の反射防止特性を長期に亘って発揮できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最表面がモスアイ構造の表示パネルを備えたディスプレイ装置において、前記表示パネルの最表面に前記モスアイ構造の最凸部よりも高い突出体を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置において、前記突出体は、前記表示パネルの光が透過しない非開口部に略対応する部位に設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気光学装置において、前記突出体は、前記表示パネルの光が透過する開口部を囲むように土手状に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の頂部が平面になっていると共に、その平面部は、その光学特性が表示の目的に応じて最適化されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の表面は、白色の光拡散特性を有すると共に、前記電気光学装置に白色表示した際の表示面の白色度が５５％以上であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の表面は、白色の光拡散特性を有すると共に、前記電気光学装置に白色表示した際の表示面の白色度が７５％以上であることを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の他、ＯＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ）、ＥＰＤ（電気泳動ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等の電気光学装置に係り、特にユーザが直接目視したり、接触したりすその表示面の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
係る電気光学装置の表示面（以下、適宜表示パネルという）への蛍光灯や外光等の写り込みよる視認性の悪化を回避する方法としては、その表示パネル表面に誘電体多層膜からなる反射防止膜や反射防止フィルタを形成する方法の他、その表示面を例えば、以下の特許文献１等に示すようにモスアイ（moth-eye：蛾の目）構造とする方法が提案されている。
【０００３】
このモスアイ構造とは、その表示面の最表面が、高さ数十〜数百ｎｍ程度の円錐状の突起が敷き詰められたような微細な凹凸形状となったものであり、反射防止膜や反射防止フィルタを形成する方法に比べて光線の入射角依存性が小さく、広い波長帯域に亘って良好な反射防止効果を発揮することが可能となっている。
しかしながら、このようなモスアイ構造の場合では、その表面に手や物が触れるとその凹部に手垢等の汚れが入り込んだり、その凸部が摩耗したりしてその反射防止効果を長期に亘って発揮することが難しいといった欠点がある。
【０００４】
そのため、従来では、例えば以下の特許文献２等に示すように、このモスアイ構造部をＴｉＯ２やＺｎＯといった光触媒物質で形成し、その光触媒物質の酸化還元機能によって表面に付着した汚れを酸化・還元して除去するようにしたり、あるいは以下の特許文献３等に示すように、モスアイ構造をした窓材を、そのモスアイ構造が形成された面が内面に向くように配置したりすることでそのモスアイ構造部分への汚れの付着や表面摩耗を防止するような方法も提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１３１３９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３５０６号公報
【特許文献３】特開２００３−４９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の方法、すなわち光触媒物質でモスアイ構造を形成する方法では、その光触媒物質の分解作用には寿命があるため、長期に渡ってその機能を発揮することができない。しかも、その光触媒作用により、基材の分解作用が生じ、特に高分子偏光板が最表面に配置されるＬＣＤへの応用が難しいといった問題点がある。加えて物理的な接触による表面摩耗を回避することも難しい。
【０００６】
一方、後者の方法、すなわち、モスアイ構造を窓材の裏面側に設ける方法では、物理的な接触による汚れの付着や摩耗を防止することは可能であるが、その最表面は平滑面となっているため、その最表面の反射を低減することはできない。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は、表面反射を確実に低減し、かつ、物理的な接触による汚れの付着や表面の摩耗等を効果的に防止することができる新規な電気光学装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔発明１〕  上記課題を解決するために本発明１の電気光学装置は、
最表面がモスアイ構造の表示パネルを備えたディスプレイ装置において、前記表示パネルの最表面に前記モスアイ構造の最凸部よりも高い突出体を備えたことを特徴とするものである。
このように表示パネルの最表面に前記モスアイ構造の最凸部よりも高い突出体を備えることによってユーザの指や手が直接モスアイ構造部分に触れるようなことがなくなるため、物理的な接触によるモスアイ構造部分の汚れや摩耗を防止することができ、また、モスアイ構造の反射防止特性を長期に亘って発揮させることができる。
【０００８】
〔発明２〕  発明２の電気光学装置は、
発明１に記載の電気光学装置において、前記突出体は、前記表示パネルの光を透過しない非開口部に略対応する部位に設けられていることを特徴とするものである。
このように前記突出体を前記表示パネルの非開口部に略対応する部位に備えれば、前記表示パネルの光の透過を悪化させることがなくなり、表示品質の低下も防止することができる。
【０００９】
〔発明３〕  発明３の電気光学装置は、
発明１又は２に記載の電気光学装置において、前記突出体は、前記表示パネルの光を透過する開口部を囲むように土手状に形成されていることを特徴とするものである。
これによって、特に表示パネルの光の開口部に対する物理的な接触による汚れや摩耗をより確実に防止して反射防止特性を長期に渡って発揮させることができる。
【００１０】
〔発明４〕  発明４の電気光学装置は、
発明１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の頂部が平面になっていると共に、その平面部は、その光学特性が表示の目的に応じて最適化されていることを特徴とするものである。
これによって、前記発明１〜３の効果に加えてその光学特性を以下に示すように表示の目的に応じて最適化することが可能となる。
【００１１】
〔発明５〕  発明５の電気光学装置は、
発明１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の表面は、白色の光拡散特性を有していると共に、前記電気光学装置に白色表示した際の表示面の白色度が５５％以上であることを特徴とするものである。
これによって、前記発明１〜３の効果に加えて、その表示パネル表面の一定割合の面積が通常の印刷用紙と同等の光学特性を発揮することができるため、その表示パネル表面が紙印刷物に近い表面質感を発揮することができる。
【００１２】
〔発明６〕  発明６の電気光学装置は、
発明１〜３のいずれかに記載の電気光学装置において、前記突出体の表面は、白色の光拡散特性を有していると共に、前記電気光学装置に白色表示した際の表示面の白色度が７５％以上であることを特徴とするものである。
これによって、前記発明１〜３の効果に加えて、その表示パネル表面の一定割合の面積が上質紙と同等の光学特性を発揮することができるため、その表示パネル表面が高級な紙印刷物に近い表面質感を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明に係る電気光学装置のうち液晶表示パネル（ＬＣＤ）１０の実施の一形態を示す拡大断面図である。
図において、２０は液晶層であり、その液晶層２０の下部には下側ガラス基板２２を介して下側偏光板２４が、また、その液晶層２０の上部には上側ガラス基板２６を介して上側偏光板２８が備えられている。
【００１４】
また、その液晶層２０両側のガラス基板２２，２６間には図示しない配向膜を挟んで画素電極３０と対向電極３２とがそれぞれ設けられていると共に、その画素電極３０側にはＴＦＴ素子３４が複数、一定の間隔を隔てて設けられている。
さらに、これら各ＴＦＴ素子３４と対向する対向電極３２側には、図２に示すような形状をした格子状のブラックストライプ３６が設けられており、このブラックストライプ３６によって上側ガラス基板２６に矩形状の開口部Ｗが非開口部Ｒを挟んで格子状に多数形成されるようになっている。
【００１５】
すなわち、ここでいう開口部Ｗとは、下側偏光板２４の下面に配置された図示しないバックライトからの出射光が透過する部分を、また、非開口部Ｒとはその出射光が透過しない部分をいう総称であり、具体的には、各ＴＦＴ素子３４を保護するようにその上部に形成されたブラックストライプ３６の部分が非開口部Ｒとなり、その他の部分が開口部Ｗということになる。尚、このブラックストライプ３６は、ポリシリコン、クロム、アルミニウム、黒色顔料といった光吸収性若しくは光反射性の材料で形成されており、ＬＣＤを観察者側から見たときには図２に示す如く、マトリックス状の暗部として視認される。
【００１６】
また、前記上側偏光板２８上であって各開口部Ｗに相当する部分には、その表面が微細な凹凸構造（モスアイ構造）をした透明な薄膜層４０が形成されている。
この透明薄膜層４０は、その表面に微細な凹凸を、水平面内の周期を可視光波長（３８０〜７８０ｎｍ）よりも短い間隔の周期性（さらに好ましくは緑色の光波長に相当する５５０ｎｍの１／２程度の周期性）をもって二次元的に配列したものであり、このようにその表面を微細な凹凸形状とすることにより、その透明薄膜層４０の実効的な屈折率が連続的に変化するようになっている。                     
【００１７】
この結果、この表示パネル１０表面の空気と上側偏光板２８との間に屈折率が大きく異なる界面が存在しなくなるため、表示パネル１０表面の光の反射が抑えられて反射による表示の悪化が防止されることになる。尚、この透明薄膜層４０の凹凸の水平面内周期は、必ずしも面内全てに亘り均一である必要はなく、また、凹凸の断面構造は上面幅が下面幅より広い略台形状であることが望ましく、理想的には上面幅が限りなくゼロに近い略三角形状であることが望ましい。
【００１８】
また、このモスアイ構造をした透明薄膜層４０は、例えばディップコート法、スプレイコート法、スピンコート法、グラビアコート法等の公知の成膜方法によって形成された透明薄膜の表面をフォトリソグラフィ等による選択的なエッチング法や、予め微細凹凸形状を有する型を用いたエンボス加工法等を用いて微細な凹凸形状に加工することで容易に得ることができる。さらに、大量生産を前提とした場合の最も実用的な形成方法としては、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂を硬化物層として２Ｐ法によって型形状を転写する方法を採用することができる。
【００１９】
そして、本発明の表示パネル１０にあっては、その上側偏光板２８上の非開口部Ｒに略対応する部位に、前記透明薄膜層４０の最凸部よりも高い土手状の突出体４２がその開口部Ｗの周囲を囲むように形成されている。
従って、このように表示パネル１０の最表面に前記モスアイ構造の最凸部よりも高い突出体４２を備えることによって仮にユーザの指や手がパネル１０表面に触れてもこれが直接モスアイ構造部分に接触するようなことがなくなるため、モスアイ構造部分の汚れや摩耗を効果的に防止することができ、モスアイ構造の反射防止特性を長期に亘って維持することが可能となる。
【００２０】
また、このような土手状の突出体４２を前記表示パネル１０の非開口部Ｒに略対応する部位に備えることにより、前記表示パネル１０の光の透過性に悪影響、すなわち光透過量を悪化させることもないため、表示品質の低下を招くこともない。
ここで、この土手状の突出体４２の製造方法としては、あらかじめ上側偏光板２８の上面に透明薄膜層４０を全面に亘って形成し、その上面の所定の位置に印刷技術やインクジェットマイクロ液体プロセスを用いて突出体４２の構成材料もしくはそれを分散させた分散液を塗布することで容易に形成することができる。尚、突出体４２の構成材料としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂といった硬化性樹脂あるいは樹脂固形分、無機固形分とバインダー成分の混合物が挙げられる。
【００２１】
また、土手状の突出体４２の構成材料そのもの、若しくはその上面のコーティング材料にシリカ、雲母、チタニア等の白色光拡散性物質を含ませると、モスアイ構造の防汚機能を兼ねながら表示画質の向上を図ることができる。
すなわち、上記材料を用いて土手状の突出体４２全体、若しくは少なくともその表面を白色にすることにより、表示パネル１０の最表面に光拡散性が高い白色の表面領域が一定割合で形成され、それによって人間の目にはパネル１０表面が白色の紙と同等もしくはそれに近い素材で形成されているかの如き知覚を生じる。この結果、その表面に開口部Ｗを透過して画像表示光が重畳されると、あたかも紙面上に画像が表示されているかのように知覚されて表示画質の向上を図ることができる。
【００２２】
さらには、前述のモスアイ構造の光反射防止機能によって、不自然な外光の照り返しが低減されるため、紙印刷物を想起させるような見やすい表示を実現することができる。そして、このような効果は、特に白基調の文書等を表示する用途で有用である。
また、上記の効果をさらに高める目的で、図４の如く、土手状の突出体４２を開口部Ｗの一部（角部）を覆うように形成し、開口部Ｗに対して表示面における土手状の突出体４２の面積比を増大させても良い。
【００２３】
また、目的に応じて土手状の突出体４２の平面形状を変更しても良い。例えば、図５の如く、開口部形状を円形にすると、マトリクス構造で発生しやすい表示のギザギザ感を大幅に低減することが可能となり、さらには、印刷物の網点画素構造に似た表示品位を得ることも可能となる。  
そして、このように紙印刷物と同等もしくはそれに近い質感を得るためには、表示パネルに白色表示をした際の表示パネル１０表面の白色度が５５％以上あることが望ましく、さらに上質紙印刷物のような高級感のある質感を得るためには白色度が７５％以上あることが好ましい。また、その上面の色調は、白色以外に表示の目的に応じて変更することも可能である。
【００２４】
また、この土手状の突出体４２は、前記モスアイ構造をした透明薄膜層４０と共に、光触媒作用を有する材料で形成したり、有機ポロシロキサン系樹脂やフッ素系樹脂材料等の撥水性の高い材料で形成したりすれば、さらに防汚効果を向上させることも可能である。また、図６に示すように、ＲＧＢ各サブピクセルが並んだカラー表示用のディスプレイの場合も同様である。
【００２５】
また、この突出体４２は必ずしも土手状である必要はなく、三角錐状であったり、ピン状であったりしても良い。そして、このように突出体４２を三角錐状やピン状に形成した場合では、光を遮る面積が小さいため、非開口部Ｒの部分のみならず開口部Ｗの位置に設けても良い。
また、本実施の形態では、電気光学装置としてＬＣＤの例で示したが、本発明はこれに限定されず、他のあらゆるディスプレイ装置、例えば従来から多用されているＣＲＴ（cathode-ray tube）の他、次世代の表示用モニタとして注目されているエレクトロルミネッセンス装置、特に有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動ディスプレイ装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置、ＦＥＤ（Field Emission Display）やＳＥＤ（Surface-Conduction Electron-Emitter Display）等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る液晶表示パネルの実施の一形態を示す拡大断面図である。
【図２】ブラックストライプを示す拡大平面図である。
【図３】図１中Ａ部を示す部分拡大図である。
【図４】土手状の突出体を設けた表示パネルを示す拡大平面図である。
【図５】土手状の突出体を設けた表示パネルを示す拡大平面図である。
【図６】突出体を設けたカラーディスプレイを示す拡大平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…液晶表示パネル（ＬＣＤ）、２０…液晶層、２２…下側ガラス基板、２４…下側偏光板、２６…上側ガラス基板、２８…上側偏光板、３０…画素電極、３２…対向電極、３４…ＴＦＴ素子、３６…ブラックストライプ、４０…透明薄膜層、４２…突出体、Ｒ…非開口部、Ｗ…開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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