(57)【要約】【課題】プリズムシート１５の貼り付け起因する外光反射低減効果の低下を抑制し、屋外での利用時においても良好な視認性を確保できる表示装置を提供する。【解決手段】反射層を備える基板１１の上に、少なくとも、発光素子１２、位相差フィルム１３、偏光フィルム１４、及びプリズムシート１５を備えた表示装置１０であって、位相差フィルム１３の平均屈折率がプリズムシート１５の屈折率よりも大きく設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射層を備える基板の上に、発光素子、円偏光フィルム、及び表面に凸凹構造を複数有するシートを順に備えた表示装置であって、
前記円偏光フィルムを構成する位相差フィルムの平均屈折率が前記凸凹構造を複数有するシートの屈折率よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記位相差フィルムと前記凸凹構造を複数有するシートとの間に、少なくとも一層の光学部材を備え、
該光学部材の屈折率は、前記凸凹構造を複数有するシートの屈折率の値から前記位相差フィルムの平均屈折率の値の間まで徐々に増加することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学部材が偏光フィルムであって、該偏光フィルムの屈折率は、前記凸凹構造を複数有するシートの屈折率よりも大きく、かつ前記位相差フィルムの平均屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記反射層は前記発光素子の一部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、詳しくは、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置等の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外などの非常に明るい場所で表示装置を使用する場合、外光反射により表示妨害が生じる。外光反射による表示妨害を低減する技術として、表示装置の表面に位相差フィルムと偏光フィルムとの積層フィルムである円偏光フィルムを設置する技術が知られている。この技術によれば、表示装置内に侵入した外光が表示装置の内部で反射し、再び表示装置外部に射出することで生じうる表示妨害を低減することができる。
【０００３】
このような表示妨害を低減する目的には、光波長λに対して位相差λ／４の円偏光フィルムが用いられる。一般的なλとして、人間の視覚的感度の高い５５０ｎｍが用いられ、この場合はλ／４＝１３７．５ｎｍとなる。また、位相差フィルムと偏光フィルムに用いられる光学部材としては、屈折率１．５付近の光学部材が一般的に用いられている。これは、フィルムを貼り付ける光学ガラス部材の屈折率に近い光学部材を用いることで、フィルムと光学ガラス部材との貼り合せ境界における反射を低減し、透過率を高く保つためである。
【０００４】
また、表示装置の表示品位の向上を目的として、表示装置の表面に、プリズムシート等の表面に凸凹構造を複数有するシートを設置し、シート表面での屈折や反射を制御する技術が知られている。例えば、表面に凸凹構造として三角プリズムやマイクロレンズを多数有するシートを用いて表示装置が発する光線を正面方向に集光し、正面方向の輝度を高め、表示品位を向上する技術が知られている。さらに、表面に凸凹構造としてコーナーキューブのような再帰性反射構造を多数有するシートを設けることで、外光の表面反射を低減し表示品位を向上する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
このような表面に凸凹構造を複数有するシートに用いる光学材料は屈折率１．５前後のものが一般的に用いられている。これは、前述の位相差フィルムや偏光フィルムの場合と同じく、表面に凸凹構造を複数有するシートを貼り付ける光学ガラス部材の屈折率と合わせることで、貼り合せ境界における反射を低減させるためである。
【０００６】
さらに、これら二つの技術を組み合わせた技術が開示されている（特許文献２参照）。この技術によれば、発光素子の観察者側に円偏光フィルムが設置され、さらに円偏光フィルム上の観察者側に表面に凸凹構造を複数有するシートとしてマイクロレンズシートが設置される。これにより、円偏光フィルムによる外光反射防止と、マイクロレンズによる正面輝度向上とが両立できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１６５５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、表示装置の外光反射においては、表示装置の法線方向から入射した光が表示装置内部で反射し、表示装置の法線方向に射出して観察者に達する場合が表示品位に最も影響する。そのため、表示装置の外光反射の影響を低減するには、表示装置の法線方向から入射し表示装置内部で反射する光を低減する必要がある。
【０００９】
特許文献２の様に円偏光フィルム上に、表面に凸凹構造を複数有するシートを設置した場合、表示装置の法線方向から入射した光は、表面に凸凹構造を複数有するシートにより法線方向から傾いた角度で円偏光フィルムに入射する。しかし、一般的に用いられる円偏光フィルムは法線方向から入射する光に最適化されており、法線方向から傾いた角度から入射する光に対しては最適化されていない。そのため、表面に凸凹構造を複数有するシートより入射して円偏光フィルムを通過後の光は完全に円偏光にならずに楕円偏光になりうる。したがって、円偏光フィルムによる外光反射低減効果が低下することがある。
【００１０】
そこで本発明は、プリズムシート等の表面に凸凹構造を複数有するシートの貼り付けに起因する外光反射低減効果の低下を抑制し、屋外での利用時においても良好な視認性を確保できる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。
【００１２】
即ち、本発明に係る表示装置は、反射層を備える基板の上に、発光素子、円偏光フィルム、及び表面に凸凹構造を複数有するシートを順に備えた表示装置であって、
前記円偏光フィルムを構成する位相差フィルムの平均屈折率が前記凸凹構造を複数有するシートの屈折率よりも大きいことを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、位相差フィルムの平均屈折率が凸凹構造を複数有するシートの屈折率よりも大きく設定されている。したがって、凸凹構造を複数有するシートの貼り付け起因する外光反射低減効果の低下を抑制し、屋外での利用時においても良好な視認性を確保できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施の形態の断面構造を示す概略図である。
【図２】本実施形態における円偏光フィルムの反射率特性を示す等輝度線図である。
【図３】従来の円偏光フィルムの反射率特性を示す等輝度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されない。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。
【００１６】
まず図１を参照して、本発明に係る表示装置の一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る表示装置の一実施の形態の断面構造を示す概略図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の表示装置１０は、反射層を備える基板１１上に、少なくとも、発光素子１２、位相差フィルム１３、偏光フィルム１４、及び表面に凸凹構造を複数有するシートとしてのプリズムシート１５が順に積層されている。
【００１８】
本発明のような発光素子１２を備えた表示装置用の基板１１としては、ガラス基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）基板等の上に、銀合金やアルミニウム合金などの反射層をスパッタ法や蒸着法等により成膜したものが一般的に用いられる。また、反射層は発光素子１２の一部とする（電極を兼ねる）こともでき、反射層には、発光素子１２を駆動するための不図示の電気配線や駆動回路が接続されることがある。また反射層と発光素子１２の間に透明な絶縁層が配置され、反射層と発光素子１２とが電気的に接続しない構成であってもよい。
【００１９】
基板１１上に積層する発光素子１２としては、有機ＥＬ発光素子、無機ＥＬ発光素子、量子ドット発光素子、及びＬＥＤ発光素子等が一般に用いられる。
【００２０】
発光素子１２上には、位相差フィルム１３及び偏光フィルム１４が貼着されている。すなわち、位相差フィルム１３と偏光フィルム１４とを貼り合わせることにより、円偏光フィルムが構成されている。これら位相差フィルム１３と偏光フィルム１４を貼り合わせる際に、位相差フィルム１３と偏光フィルム１４との光学軸の方向を４５°ずらして貼り合わせることが一般的に知られている。ここでいう光学軸とは、偏光フィルム１４の場合は透過軸及び吸収軸のいずれでもよいし、位相差フィルム１３の場合は遅相軸、進相軸のいずれでもよい。
【００２１】
位相差フィルム１３の材質としては、例えば、ポリカーボネート樹脂やシクロオレフィン樹脂などの透明樹脂を延伸したものが一般的に用いられる。また、これら透明樹脂をポリマー化する前のモノマー構造の調整や、金属酸化物粒子を主剤とする屈折率調整剤の添加などの方法を用いて、透明樹脂の屈折率を調整することが一般的である。本実施形態における位相差フィルム１３の平均屈折率は、後述するプリズムシート１５の屈折率よりも大きく設定されている。なお、ここでいう平均屈折率とは、位相差フィルム内の異方性媒質の異常光に対する屈折率をｎx、常光に対する屈折率をｎyとしたとき、（ｎx＋ｎy）／２で表されるものである。
【００２２】
偏光フィルム１４の材質としては、例えば、ポリビニルアルコール膜を延伸したものをトリアセチルセルロースフィルムにて狭持したものが用いられる。ヘッドアップディスプレイなどの小型表示装置の場合には、透明樹脂の代わりに複屈折をもつ光学結晶を用いてもよい。
【００２３】
円偏光フィルムの偏光フィルム１４上には、表面に凸凹構造を複数有するシートとして、プリズムシート１５が貼着されている。ここで、表面に凸凹構造を複数有するシートとは、シート表面での屈折や反射を制御するために、表面に、三角プリズム等のプリズム構造、マイクロレンズ構造、コーナーキューブ等の再帰性反射構造等の凸凹構造を多数設置したシートをいう。プリズムシート１５上に設置される凹凸構造のピッチは、発光素子１２のピッチよりも十分小さくすることでモアレなどの表示妨害を防ぎうることが一般的に知られている。もしくは、発光素子１２のピッチの整数分の１に揃えることが好ましい。
【００２４】
次に、図１から図３を参照して、本実施形態の表示装置１０の作用効果について説明する。図２は、本実施形態における円偏光フィルムの反射率特性を示す等輝度線図である。図３は、従来の円偏光フィルムの反射率特性を示す等輝度線図である。
【００２５】
図１に示す本実施形態の表示装置１０において、法線方向よりプリズムシート１５に入射した外光は、プリズムシート１５により法線方向から傾いた角度に屈折する。この屈折した外光は偏光フィルム１４を通過した後、位相差フィルム１３に入射する。その際、本実施形態における位相差フィルム１３の平均屈折率はプリズムシート１５の屈折率よりも大きく設定されているため、外光は位相差フィルム１３に入射する際に法線方向に近い角度に再度屈折し入射する。この再度の屈折の効果により、外光はプリズムシート１５中にあったときよりも入射角度が法線方向に近くなるため、位相差フィルム１３の角度依存性の影響を低減することができる。つまり、本実施形態の表示装置１０においては、プリズムシート１５上の斜面における屈折の影響による円偏光の乱れを低減することができる。その結果、円偏光フィルムの外光反射低減効果の低下を抑制することができ、屋外における良好な視認性を実現することができる。
【００２６】
ここで、本実施形態における円偏光フィルムの外光反射防止性能を評価するために、反射層を備える基板に円偏光フィルムを貼り付けた場合の外光反射率の極角・方位角特性を図２に示す。本実施形態では、位相差フィルムの平均屈折率を１．７６とする。また従来の外光反射率特性と比較するために、平均屈折率をプリズムシートの屈折率の代表的な値である１．５とした場合の外光反射率の極角・方位角特性を図３に示す。図２と図３を比較すると位相差フィルムの平均屈折率を上げることで、極角が０度（すなわち表示装置の法線方向）から外れた角度（８０度）における外光反射率が著しく低下することが分かる。つまり、位相差フィルム１３の平均屈折率をプリズムシート１５の屈折率より大きく設定する効果により、本実施形態の表示装置１０はプリズムシート１５による外光の屈折による円偏光フィルムの外光反射低減性能の低下を抑制することができる。なお、図２及び図３において破線で表わされている中心点を共通にする同心円線と方位角線は補助線であり、測定値を表わすものではない。
【００２７】
上述した位相差フィルム１３に外光が入射する際の屈折によって屋外視認性が向上する原理は、プリズムシート１５の屈折率と位相差フィルム１３の平均屈折率との関係にのみ依存する。これはプリズムシート１５と位相差フィルム１３中の光線の角度は、スネルの法則によりそれぞれの屈折率によってのみ定まるからである。そのため本発明の基本的な効果は、プリズムシート１５と位相差フィルム１３の間の光学部材の屈折率には基本的に依存しない。
【００２８】
しかしながら、プリズムシート１５と位相差フィルム１３に至るまでの各光学界面においても屈折率の違いによる若干の反射が存在する。この反射をさらに低減するために、プリズムシート１５と位相差フィルム１３の間に存在する少なくとも一層の光学部材Ａの屈折率は、それぞれプリズムシート１５の屈折率の値から位相差フィルム１３の平均屈折率の値の間まで徐々に増加することがより好ましい。
【００２９】
本実施形態の表示装置１０では、プリズムシート１５と位相差フィルム１３との間に、上記光学部材Ａとして偏光フィルム１４が存在する。この偏光フィルム１４の屈折率は、プリズムシート１５の屈折率よりも大きく、かつ位相差フィルム１３の平均屈折率よりも小さく設定されていることがより好ましい。この様に、偏光フィルム１４の屈折率がプリズムシート１５と位相差フィルム１３の屈折率の間に設定されることにより、本発明の基本的効果に加えて更なる外光反射低減の効果を奏することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態の表示装置１０では、プリズムシート１５と円偏光フィルム１４との間に透明な部材Ｂを有する構成でもよい。その構成の場合には、その部材Ｂの屈折率は、プリズムシート１５の屈折率よりも大きく、かつ円偏光フィルム１４の屈折率よりも小さく設定されていることが好ましい。また、本実施形態の表示装置１０では、円偏光フィルム１４と位相差フィルム１３との間に部材Ｃを有する構成でもよい。その構成の場合には、その部材Ｃの屈折率は、円偏光フィルム１４の屈折率よりも大きく、かつ位相差フィルム１３の平均屈折率よりも小さく設定されていることが好ましい。
【００３１】
以上説明したように本実施形態の表示装置１０によれば、プリズムシート１５の貼り付け起因する外光反射低減効果の低下を抑制できるため、屋外での利用時においても良好な視認性を確保できる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  表示装置、１１  基板、１２  発光素子、１３  位相差フィルム、１４  偏光フィルム、１５  プリズムシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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