(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0009】
[第一の実施形態]
図1は、第一の実施形態に係る表示装置100の概略構成を示す分解斜視図である。
図2は、表示装置100の端部を拡大して示す断面図である。
【0010】
図1に示すように、表示装置100は、カバー部材10と、液晶パネル20と、バックライト30と、を有する。
【0011】
カバー部材10は、ガラス基板やプラスチック基板などの透明な基板によって構成されている。カバー部材10は、液晶パネル20の前面側に配置され、液晶パネル20の表示画面DSを保護する。表示画面DSは、例えば、第一の辺S1を長辺とし、第二の辺S2を短辺とする矩形形状を有する。カバー部材10は、例えば、第一の辺S1と平行な方向において対向する両端部が中央部よりも前面側に突出するように湾曲している。液晶パネル20は、カバー部材10の湾曲面に沿って湾曲した状態でカバー部材10に固定されている。
【0012】
図2に示すように、液晶パネル20は、第一の基板21と、第二の基板22と、第一の偏光板23と、第二の偏光板24と、を有する。第一の基板21と第二の基板22は、ガラスなどの光弾性体によって構成されている。第二の基板22は、第一の基板21と対向配置されている。第一の基板21と第二の基板22との間には、液晶層25(
図3参照)が配置されている。液晶層25の外周は、枠状のシール材SM(
図1参照)によってシールされている。
【0013】
第一の偏光板23は、第一の基板21に接着されている。第二の偏光板24は、第二の基板22に接着されている。カバー部材10は、接着層19を介して液晶パネル20の第一の偏光板23に接着されている。シール材SMに囲まれた領域の中央部には、表示領域が設けられている。表示領域と対向する液晶パネル20の最表面(例えば、第一の偏光板23の表面)が表示画面DSである。
【0014】
液晶パネル20の背面側には、バックライト30が配置されている。バックライト30は、例えば、導光板31と、複数の光学シートと、を有する。本実施形態では、例えば、複数の光学シートとして、導光板31の前面側に積層されたプリズムシート32および拡散シート33と、導光板31の背面側に配置された反射シート34と、が設けられている。バックライト30は、液晶パネル20の湾曲形状に沿って湾曲している。
【0015】
液晶パネル20は、カバー部材10の湾曲面に沿って湾曲した表示画面DSを有する。観察者は、カバー部材10を介して、表示画面DSに表示された画像を観察する。第一の基板21と第二の基板22は、シール材SM(
図1参照)によって接着されている。そのため、第一の辺S1と平行な方向において対向する第一の基板21の両端部には、圧縮方向の力F1が作用する。第一の辺S1と平行な方向において対向する第二の基板22の両端部には、引っ張り方向の力F2が作用する。
【0016】
力F1および力F2は、液晶パネル20の光学的特性に影響を与える。そのため、液晶パネル20には、力F1および力F2によって生じる光学的影響を低減するために、後述の位相補償部材40が設けられている。本実施形態では、発明の構成を理解しやすくするため、例えば、力F2が非常に小さく、力F2が液晶パネル20に与える光学的な影響が無視できるものとして、以下、具体的に説明を行う。
【0017】
第一の基板21の両端部では、力F1に起因する光弾性効果によって複屈折が起こる。そのため、表示画面DSの端部を通過する光に位相差が生じる。黒表示が行われる場合には、この位相差によって、表示画面DSの端部に光漏れが発生する。光漏れは、表示画面DSのコーナー部Cで大きくなる。そのため、表示画面DSの各コーナー部Cには、位相補償部材40が設けられている。位相補償部材40は、表示画面DSが湾曲した際の応力によって表示画面DSの各コーナー部Cに生じた位相差を低減する。
【0018】
図3は、液晶パネル20の概略図である。
図3の左側の図は、液晶パネル20の層構造を示す図であり、
図3の右側の図は、黒表示時にコーナー部Cを通過する光Lの偏光状態を示す図である。光Lは、バックライト30(
図1参照)から液晶パネル20に向けて照射された光である。
【0019】
位相補償部材40は、例えば、第一の基板21のコーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相補償層27を有する。液晶パネル20は、例えば、表示画面DSの中央部と各コーナー部Cとに跨る第一の位相差層26を有する。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層26は、複屈折性を有する。中央部に対応する位置に設けられた第一の位相差層26は、複屈折性を有しない。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層26が、第一の位相補償層27として機能する。中央部に対応する位置に設けられた第一の位相差層26は、光学的に等方な等方層28である。
【0020】
第一の位相差層26は、例えば、第一の基板21の液晶層25側(内面側)に設けられた内面位相差層である。第一の基板21は、例えば、第一の基材21Aと、第一の基材21Aの液晶層25側に設けられた第一の位相差層26と、を有する。第一の基板21は、例えば、第一の基材21Aに設けられたカラーフィルター層と、このカラーフィルター層を覆うオーバーコート層と、を有する。オーバーコート層が、例えば、第一の位相差層26として機能する。
【0021】
第一の位相補償層27は、例えば、コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層26に偏光紫外線を照射することにより形成されている。例えば、第一の基材21A上に、光学的に等方な高分子膜を形成し、この高分子膜に偏光紫外線を照射すると、紫外線照射領域には、光異性化反応、光二量化反応または光分解反応が生じ、複屈折性が付与される。偏光紫外線が照射されない領域は、光学的に等方な状態を維持する。これにより、複屈折性を有する複数の第一の位相補償層27と、光学的に等方な等方層28と、が同一の高分子膜によって形成される。
【0022】
図4は、第一の位相差層26の平面図である。
図5は、コーナー部Cに発生する第一の基材21Aの応力分布を示す平面図である。
図5において、第一の基材21Aの各位置Pにおける力F1(
図2参照)の大きさと向きは、応力ベクトルVの長さと向きによってそれぞれ示されている。
【0023】
図5に示すように、応力ベクトルVは、第一の辺S1に対して若干傾斜した方向を向く。応力ベクトルVの向きは、コーナー部Cから表示画面DSの中央部に向かう向きである。応力ベクトルVの大きさと向きは、コーナー部Cにおいて交差する二つの辺(
図5では、例えば、第一の辺S1と第二の辺S2)からの距離に応じて異なる。そのため、例えば、各位置Pの平均的な応力ベクトルVの大きさおよび向きが、コーナー部Cに発生する力F1の大きさおよび向きとして算出される。
【0024】
図4に示すように、第一の位相差層26の各コーナー部Cに対応する位置には、第一の位相補償層27が設けられている。各コーナー部Cに位置する第一の位相補償層27の主軸OA(遅相軸または進相軸)の向きおよび層厚は、各コーナー部Cに発生する第一の基材21Aの圧縮方向の力F1の分布に基づいて算出される。
【0025】
隣り合う二つのコーナー部Cに設けられた第一の位相補償層27の主軸OAは、この二つのコーナー部Cを結ぶ表示画面DSの一辺に対して互いに逆向きに傾いている。
【0026】
例えば、第一のコーナー部C1に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA1と第二のコーナー部C2に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA2は、第一の辺S1に対して互いに逆向きに傾いている。第二のコーナー部C2に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA2と第三のコーナー部C3に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA3は、第二の辺S2に対して互いに逆向きに傾いている。第三のコーナー部C3に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA3と第四のコーナー部C4に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA4は、第三の辺S3に対して互いに逆向きに傾いている。第四のコーナー部C4に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA4と第一のコーナー部C1に設けられた第一の位相補償層27の主軸OA1は、第四の辺S4に対して互いに逆向きに傾いている。
【0027】
図3に戻って、第一の基板21と第二の基板22には、例えば、液晶層25を水平配向させる配向処理が施されている。例えば、第一の基板21と第二の基板22の配向処理の方向(例えば、ラビング方向)は、互いに平行である。初期配向状態における液晶層25の配向方向(初期配向方向AD)は、配向処理の方向と平行である。初期配向方向ADは、例えば、表示画面DSの第二の辺S2と平行な方向である。第一の偏光板23の透過軸PA1と第二の偏光板24の透過軸PA2は、互いに直交している。初期配向方向ADは、例えば、第二の偏光板24の透過軸PA2と平行である。
【0028】
液晶層25の配向方向は、例えば、液晶層25の層厚方向と直交する方向の電界(横電界)によって変化する。液晶パネル20は、液晶分子の配向方向が、横電界によって液晶層25の層厚方向と直交する面内で変化する横電界方式の液晶パネルである。液晶パネル20では、初期配向状態において黒表示が行われる。
【0029】
次に、
図3を用いて、黒表示時の各コーナー部Cの光Lの偏光状態を説明する。
【0030】
バックライト30(
図1参照)からコーナー部Cに向けて照射された光Lは、第二の偏光板24によって直線偏光に変換され、第二の基板22に入射する。本実施形態の場合、第二の基板22に作用する力F2は非常に小さく、第二の基板22には複屈折性は生じていない。よって、第二の基板22の端部を通過した光Lは、直線偏光のままである。
【0031】
第二の基板22の端部を通過した光Lは、液晶層25を介して第一の位相補償層27に入射する。黒表示が行われる場合には、液晶層25の配向方向は第二の偏光板24の透過軸PA2と平行である。そのため、液晶層25に入射する光Lが直線偏光であれば、光Lの偏光状態は変化しない。
【0032】
液晶層25を通過した光Lは、第一の位相補償層27によって楕円偏光に変換される。
図2に示したように、第一の基板21の端部には圧縮方向の力F1が作用する。そのため、光弾性効果によって、第一の基材21Aの端部には位相差が生じる。第一の位相補償層27は、光Lが第一の基材21Aの端部を通過する際に付与される位相差を相殺するような位相差を予め光Lに付与する。よって、第一の位相補償層27を通過した光Lは、第一の基材21Aの端部を通過することで直線偏光に変換され、第一の偏光板23によって吸収される。
【0033】
以上説明したように、本実施形態の表示装置100では、表示画面DSの各コーナー部Cに対応する位置に位相補償部材40が設けられている。位相補償部材40によって、表示画面DSが湾曲した際の応力によって表示画面DSの各コーナー部Cに生じた位相差が低減される。よって、黒表示時にコーナー部Cで光漏れが発生しにくい。位相補償部材40は、表示画面DSのコーナー部Cに選択的に設けられるため、表示画面DSの中央部の画像は乱れない。よって、表示画面DS全体で良好な画像表示が実現される。
【0034】
本実施形態では、位相補償部材40が、第一の位相補償層27によって構成されている。第一の位相補償層27は、液晶パネル20に内在する既存の高分子膜に偏光紫外線を照射することにより形成される。位相補償部材40を別途用意する必要はない。そのため、構成が簡単になり、部品点数も削減される。
【0035】
[第二の実施形態]
図6は、第二の実施形態に係る液晶パネル29の概略図である。
図6の左側の図は、液晶パネル29の層構造を示す図であり、
図6の右側の図は、黒表示時にコーナー部Cを通過する光Lの偏光状態を示す図である。本実施形態において、第一の実施形態と共通する構成要素について、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0036】
本実施形態において第一の実施形態と異なる点は、位相補償部材40が、第一の基板21と第二の基板22に設けられている点である。位相補償部材40は、例えば、第一の基板21のコーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相補償層51と、第二の基板22のコーナー部Cに対応する位置に設けられた第二の位相補償層61と、を有する。本実施形態では、力F1および力F2は、液晶パネル20の光学的特性に影響を与えるものとして、以下、具体的に説明を行う。
【0037】
液晶パネル20は、表示画面DSの中央部と各コーナー部Cとに跨る第一の位相差層50を有する。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層50は、複屈折性を有する。中央部に対応する位置に設けられた第一の位相差層50は、複屈折性を有しない。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層50が、第一の位相補償層51として機能する。中央部に対応する位置に設けられた第一の位相差層50は、光学的に等方な等方層52である。
【0038】
第一の位相差層50は、例えば、第一の基板21の液晶層25側(内面側)に設けられた内面位相差層である。第一の基板21は、例えば、第一の基材21Aと、第一の基材21Aの液晶層25側に設けられた第一の位相差層50と、を有する。第一の基板21は、例えば、第一の基材21Aに設けられたカラーフィルター層と、このカラーフィルター層を覆うオーバーコート層と、を有する。オーバーコート層が、例えば、第一の位相差層50として機能する。
【0039】
液晶パネル20は、表示画面DSの中央部と各コーナー部Cとに跨る第二の位相差層60を有する。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第二の位相差層60は、複屈折性を有する。中央部に対応する位置に設けられた第二の位相差層60は、複屈折性を有しない。各コーナー部Cに対応する位置に設けられた第二の位相差層60が、第二の位相補償層61として機能する。中央部に対応する位置に設けられた第二の位相差層60は、光学的に等方な等方層62である。
【0040】
第二の位相差層60は、例えば、第二の基板22の液晶層25側(内面側)に設けられた内面位相差層である。第二の基板22は、例えば、第二の基材22Aと、第二の基材22Aの液晶層25側に設けられた第二の位相差層60と、を有する。第二の基板22は、例えば、第二の基材22Aに設けられた回路部材と、この回路部材を覆う絶縁層と、を有する。回路部材は、薄膜トランジスタや各種配線によって構成されている。回路部材を覆う絶縁層が、例えば、第二の位相差層60として機能する。
【0041】
第一の位相補償層51は、例えば、コーナー部Cに対応する位置に設けられた第一の位相差層50に偏光紫外線を照射することにより形成されている。第二の位相補償層61は、例えば、コーナー部Cに対応する位置に設けられた第二の位相差層60に偏光紫外線を照射することにより形成されている。
【0042】
図7は、第一の位相差層50の平面図である。
図8は、第二の位相差層60の平面図である。
図9は、コーナー部Cに発生する第一の基材21Aの応力分布を示す平面図である。
図10は、コーナー部Cに発生する第二の基材22Aの応力分布を示す平面図である。
図9および
図10において、各位置における力F1および力F2の大きさと向きは、応力ベクトルVの長さと向きによってそれぞれ示されている。
【0043】
図9および
図10に示すように、応力ベクトルVは、第一の辺S1に対して若干傾斜した方向を向く。応力ベクトルVの向きは、コーナー部Cから表示画面DSの中央部に向かう向きである。応力ベクトルVの大きさと向きは、コーナー部Cにおいて交差する二つの辺(
図9および
図10では、例えば、第一の辺S1と第二の辺S2)からの距離に応じて異なる。
【0044】
図7に示すように、第一の位相差層50の各コーナー部Cに対応する位置には、第一の位相補償層51が設けられている。各コーナー部Cに位置する第一の位相補償層51の主軸OA(遅相軸または進相軸)の向きおよび層厚は、各コーナー部Cに発生する第一の基材21Aの圧縮方向の力F1の分布に基づいて算出される。隣り合う二つのコーナー部Cに設けられた第一の位相補償層51の主軸OAは、この二つのコーナー部Cを結ぶ表示画面DSの一辺に対して互いに逆向きに傾いている。
【0045】
図8に示すように、第二の位相差層60の各コーナー部Cに対応する位置には、第二の位相補償層61が設けられている。各コーナー部Cに位置する第二の位相補償層61の主軸OA(遅相軸または進相軸)の向きおよび層厚は、各コーナー部Cに発生する第二の基材22Aの引っ張り方向の力F2の分布に基づいて算出される。隣り合う二つのコーナー部Cに設けられた第二の位相補償層61の主軸OAは、この二つのコーナー部Cを結ぶ表示画面DSの一辺に対して互いに逆向きに傾いている。同じコーナー部Cに設けられた第一の位相補償層51の主軸OAと第二の位相補償層61の主軸OAは、コーナー部Cを通る表示画面DSの一辺に対して互いに逆向きに傾いている。
【0046】
次に、
図6を用いて、黒表示時の各コーナー部Cの光Lの偏光状態を説明する。
【0047】
バックライト30(
図1参照)からコーナー部Cに向けて照射された光Lは、第二の偏光板24によって直線偏光に変換され、第二の基板22に入射する。
図2に示したように、第二の基板22の端部には引っ張り方向の力F2が作用する。そのため、光弾性効果によって、第二の基材22A端部には位相差が生じる。よって、第二の基材22Aの端部を通過した光Lは、楕円偏光となる。
【0048】
第二の基材22Aによって付与された位相差は、第二の位相補償層61よって低減される。第二の位相補償層61を通過した光Lは、第二の位相補償層61によって偏光状態が第二の基材22Aに入射する前の状態に概ね戻された後、液晶層25に入射する。黒表示が行われる場合には、液晶層25の配向方向は第二の偏光板24の透過軸PA2と平行である。第二の位相補償層61よって直線偏光に変換された光Lは、液晶層25によって偏光状態が変化しない。
【0049】
液晶層25を通過した光Lは、第一の位相補償層51によって楕円偏光に変換される。
図2に示したように、第一の基板21の端部には圧縮方向の力F1が作用する。そのため、光弾性効果によって、第一の基材21Aの端部には位相差が生じる。そのため、第一の位相補償層51は、光Lが第一の基材21Aの端部を通過する際に付与される位相差を相殺するような位相差を予め光Lに付与する。よって、第一の位相補償層51を通過した光Lは、第一の基材21Aの端部を通過することで直線偏光に変換され、第一の偏光板23によって吸収される。
【0050】
以上のように、本実施形態においても、各コーナー部Cに対応する位置に設けられた位相補償部材40によって、表示画面DSの各コーナー部Cに生じた位相差が低減される。よって、黒表示時にコーナー部Cで光漏れが発生しにくくなり、表示画面DS全体で良好な画像表示が実現される。
【0051】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した発明を基にして当業者が適宜設計変更して実施しうる全ての発明も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の技術的範囲に属する。
【0052】
例えば、上記の実施形態では、位相補償部材40が、一層または二層の位相補償層によって構成されたが、位相補償部材40の構成はこれに限定されない。三層以上の位相補償層によって位相補償部材40が構成されてもよい。
【0053】
また、上記の実施形態では、第一の位相差層および第二の位相差層がいずれも内面位相差層として構成されているが、第一の位相差層および第二の位相差層の構成はこれに限定されない。例えば、第一の位相差層および第二の位相差層が、第一の基板21および第二の基板22の液晶層25側とは反対側(外面側)に設けられた外面位相差層であってもよい。
【0054】
また、上記の実施形態では、第一の位相補償層および第二の位相補償層がいずれも高分子膜に偏光紫外線を照射することにより形成されたが、第一の位相補償層および第二の位相補償層の形成方法はこれに限られない。また、位相補償部材40は、既存の構成の一部を変質させて形成されているが、位相補償部材40の形成方法はこれに限定されない。既存の構成に追加する態様で位相補償部材40を設けてもよい。