光学部件及图像显示装置的制作方法

1.本发明涉及配置于图像显示装置前表面的光学部件。本发明还涉及具备该光学部件的图像显示装置。


背景技术：

2.在液晶显示装置或有机el显示装置等图像显示装置中，为了不从外部看到配置于显示部外周的驱动元件或触控板的配线，而设有边框状的图案装饰层。例如通过对配置于图像显示装置前表面的覆盖窗印刷装饰图案的方法、或是贴合已印刷装饰图案的透明膜，来配置图案装饰层。
3.装饰层除了要求遮蔽来自图像显示面板侧的光外，还要求不反射来自可视侧的光。为了缩小透射率及反射率，装饰层一般是将黑色墨水以数μm～数十μm的厚度印刷来形成(例如专利文献1)。在专利文献2中公开了金属薄膜与墨水层层叠而成的装饰层。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：(日本)特开2014
‑
725号公报
7.专利文献2：(日本)特开2011
‑
194799号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的技术问题
9.若利用粘接剂将设有图案装饰层的覆盖窗或装饰膜与其他部件贴合，则粘接剂会难以充填于印刷台阶部分，而会有发生气泡混入造成可视性降低、剥落等不良情况的情形。因此必须增大粘接剂层的厚度以使其具有台阶吸收性，而这成为阻碍显示装置薄型化的主因。另外，当装饰印刷的厚度大时，装饰层的耐挠曲性或耐弯折性不够充分，而难以应用于挠性显示器或折叠式显示器。
10.金属薄膜的光遮蔽性高，因此即便是小厚度，仍能够遮蔽来自图像显示面板侧的光。但是，若单以金属薄膜形成图案装饰层，则来自可视侧的光(外光)会在图案形成部的金属薄膜反射而被看到，因此设计性差。为了减少来自可视侧的光的反射，需要在金属薄膜的可视侧层叠印刷墨水层以减少金属薄膜对光的反射，因而难以充分缩小图案形成部的厚度。
11.有鉴于上述情况，本发明目的在于提供一种光学部件，即使在图案形成部的厚度小时光遮蔽性仍然高，并且在图案形成部反射的反射光不易从外部看到。
12.用于解决问题的手段
13.本发明的光学部件具有在圆偏光板的第一主面侧配置有图案状光的反射层的结构。光反射层具有例如俯视呈边框状的图案。在光反射层的与圆偏光板侧相反的一侧也可以配置有触控板。
14.圆偏光板构成为使从第二主面侧入射的光成为圆偏光而向第一主面侧射出。光反
射层具有光遮蔽性。光反射层对来自圆偏光板侧的光进行固定端反射。作为对光进行固定端反射的材料可举出金属材料及高折射材料。
15.光反射层优选包含金属层。光反射层的厚度优选为3μm以下。光反射层也可以直接或隔着其他层而与圆偏光板层叠一体化。
16.而且，本发明还涉及于在图像显示面板的可视侧表面配置有上述光学部件的图像显示装置。在上述光学部件的可视侧表面也可以设有覆盖窗。图像显示面板例如为有机el面板。图像显示装置也可以构成为可弯折及/或可折叠。
17.发明效果
18.在上述结构中，在装饰图案部分设有光反射层，因此能够使遮蔽来自图像显示面板侧的光的光遮蔽性优异，并且无法从外部看到驱动元件或配线等。另外，通过在比光反射层更靠近可视侧处配置圆偏光板，在光反射层反射的外光会被圆偏光板吸收，从而难以从外部看到反射光，因此设计性优异。以该结构来说，能够缩小装饰图案部分的厚度，因此也容易应用于挠性显示器或折叠式显示器。
附图说明
19.图1是在圆偏光板上具备图案状反射层的光学部件的结构剖视图。
20.图2是图1的光学部件的俯视图。
21.图3是显示图像显示装置的结构例的示意剖视图。
22.图4是显示图像显示装置的结构例的示意剖视图。
23.图5是显示图像显示装置的结构例的示意剖视图。
具体实施方式
24.图1是本发明光学部件的一个方式的带有光反射层的圆偏光板的结构剖视图。图2是从光反射层25侧观看图1的带有光反射层的圆偏光板28的俯视图。图3是图像显示装置103的结构剖视图，该图像显示装置103在有机el面板50上配置有带有光反射层的圆偏光板28，且在其上配置有覆盖窗30。
25.圆偏光板是将来自其中一面的入射光转换成圆偏光后向另一面射出。在图1所示方式中，在偏光件21的第一主面层叠有1/4波长板22。通过配置成偏光件21的吸收轴方向与1/4波长板22的慢轴方向形成大致45
°
的角度，偏光件21与1/4波长板22构成圆偏光板20。从第二主面侧(图的上侧)入射至该圆偏光板20的光因吸收轴方向的光被偏光件21吸收而成为直线偏光。从偏光件21射出的直线偏光则通过1/4波长板22转换成圆偏光。
26.1/4波长板22的第一主面设有边框状图案光反射层25，且光反射层25的第二主面与1/4波长板22的第一主面(圆偏光板20的第一主面)相对置。光反射层25具有光遮蔽性。光反射层25的第二主面(与1/4波长板22相对置的面)具有光反射性，对来自1/4波长板22侧的光进行固定端反射。
27.图3所示的图像显示装置103中，有机el面板50的端部与挠性印刷配线板(fpc)55连接。fpc55是被弯曲成绕入有机el面板50的背面侧。在该图像显示装置103中，在有机el面板50的可视侧设有光遮蔽性的光反射层25，因此图像显示装置的观察者无法看到fpc55。来自有机el面板50的光(图像光)一般为无偏光，在透射构成圆偏光板20的1/4波长板22后，利
用偏光件21吸收沿吸收轴方向振动的光。沿偏光件21的透射轴方向振动的光不会被偏光件21吸收，而从覆盖窗30到达观察者。
28.当外光从图像显示装置103的可视侧(覆盖窗30)入射时，从圆偏光板20的第二主面侧依次透射偏光件21及1/4波长板22的光成为圆偏光而向第一主面侧(图中下侧)射出。光反射层25的第二主面具有光反射性，因此从圆偏光板20射出的圆偏光被光反射层25向圆偏光板20侧反射。光反射层25的光反射为固定端反射，因此反射时相位会偏移π，成为逆时针旋转的圆偏光。该逆时针旋转的圆偏光会再入射1/4波长板22而转换为直线偏光。该直线偏光的振动方向是与偏光件21的透射轴方向正交的方向(与偏光件21的吸收轴方向平行)，因此被偏光件21吸收。即，在光反射层25的第二主面反射的外光被偏光件21吸收而使反射光无法到达可视侧，因此反射率大致为零。因此当隔着圆偏光板20进行观察时，光反射层25看起来呈黑色。
29.如上所述，通过配置光遮蔽性的光反射层25，而无法从外部看到配置于光反射层25下的fpc55等。另外，在光反射层25的可视侧配置有圆偏光板20，光在光反射层25的第二主面会被固定端反射，因此来自光反射层25的反射光被偏光件21吸收，从而光反射层25看起来呈黑色。这样的光反射性材料(典型上为金属)的厚度较掺混颜料等而成的黑色墨水等黑色材料更小且具有高光遮蔽性，因此能够缩小光反射层25的厚度。
30.在有机el显示装置中，发光层的厚度极薄至10nm左右，因此外光会透射发光层而到达金属电极(背面电极)，而在金属电极反射的外光会向可视侧再射出，所以从外部观察时画面会看起来像镜面。通过在有机el面板的可视侧配置圆偏光板，能够遮蔽在金属电极反射的反射光而提升画面的可视性及设计性。作为配置于光反射层25的可视侧的圆偏光板20可以直接应用用于遮蔽在有机el面板的金属电极反射的反射光的圆偏光板。因此，在有机el面板50的可视侧表面具备圆偏光板20的图像显示装置中，仅在有机el面板50与圆偏光板20之间追加光反射层25便可实现上述作用。
31.圆偏光板20只要是使从第二主面侧入射的光成为圆偏光并向第一主面侧射出，则其结构并无特别限定。圆偏光板典型地如图1所示是在偏光件21的第一主面层叠有1/4波长板22的结构。
32.作为偏光件21，可举如使聚乙烯醇类薄膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇类薄膜、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物类部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜吸附碘或二色性染料的二色性物质并加以单轴延伸的结构，以及聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯类定向薄膜等。
33.偏光件21的一面或两面也可贴合有透明膜(未图示)作为偏光件保护膜。透明膜的材料可适当使用纤维素类树脂、环状聚烯烃类树脂、丙烯酸类树脂、苯基马来亚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂等的透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性及光学各向同性上优秀的材料。
34.1/4波长板22向偏光件21的第一主面层叠的层叠形态无特别限定。也可以在偏光件21的表面贴合偏光件保护膜，并隔着偏光件保护膜层叠1/4波长板。另外，兼有作为偏光件保护膜的功能的1/4波长板22也可以直接贴合于偏光件21。偏光件21与1/4波长板22并非必须层叠一体化，也可以分开配置。
35.1/4波长板的相位差及偏光件的吸收轴方向与1/4波长板的慢轴方向所形成的角
只要在能够将从偏光件射出的直线偏光转换为大致圆偏光的范围内即可。“大致圆偏光”不仅包含完全圆偏光，还包含接近完全圆偏光，即椭圆率接近1的椭圆偏光。例如波长λ＝550nm下的相位差为137.5
±
30nm的范围也包含在「1/4波长」内。1/4波长板在波长550nm下的相位差优选为137.5
±
20nm，更优选为137.5
±
10nm。偏光件的吸收轴方向与1/4波长板的慢轴方向所形成的角度为大致45
°
是指大概35
°
～55
°
的范围，优选为40
°
～50
°
，更优选为43
°
～47
°
，更优选为44
°
～46
°
。
36.1/4波长板22也可以构成为2层以上薄膜的层叠体的形态。例如通过将相位差的波长分散不同的多片薄膜层叠，能够调整1/4波长板的相位差的波长分散，从而使圆偏光板宽带域化。另外，也可以层叠多片薄膜，调整三维的折射率各向异性(折射率椭球)，从而减少视角相依性。
37.设于圆偏光板20的第一主面侧的光反射层25的可见光透射率优选为1％以下，更优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下。通过光反射层25的可见光透射率低且光遮蔽性高，光反射层25可作为“遮蔽层”发挥功能，防止设于光反射层25下的配线等被从外部被看到。
38.光反射层25的可见光反射率优选为30％以上，更优选为40％以上，更优选为50％以上。光反射层25的可见光反射率越高，隔着圆偏光板20观察时反射率会有越低的倾向，而设计性优异。
39.如上所述，为了使来自圆偏光板20的圆偏光在光反射层25反射后被圆偏光板20的偏光件21吸收，必须使在光反射层25的第二主面的光反射为固定端反射，并且反射时相位必须偏移π而成为逆时针旋转的圆偏光。在光反射层25具有金属光泽的情况下，在光反射层25的反射为固定端反射，因此反射光会成为逆时针旋转的圆偏光。
40.具有金属光泽的材料的典型例可举au、ag、cu、al、pt、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、zn、ga、ge、zr、nb、mo、tc、ru、rh、pd、in、sn、sb、hf、ta、w、re、os、ir、ti、bi等金属。金属材料也可以为多种金属元素的合金。
41.光反射层25的材料也可以使用树脂黏结剂中包含金属微粒子的糊材料。光反射层25也可以为多层结构。例如也可以层叠有不同种类的金属层。另外，光反射层25也可以为金属层与其他层层叠而成。例如，为了提高金属层与树脂薄膜的密接性，也可以设有由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物等金属化合物或树脂材料等构成的底涂层。在金属层与1/4波长板之间设置底涂层的情况下，为了不妨碍在金属层的光反射(固定端反射)，优选为可忽略光学性影响的材料。具体来说，设于金属层与1/4波长板的间的底涂层优选为具有透光性材料的材料。底涂层具有光遮蔽性(吸旋旋光性)时，厚度优选为不会造成光学影响的程度下较小，可使用例如厚度为500nm以下、300nm以下、100nm以下、50nm以下或30nm以下。
42.即使是不具金属光泽的材料，来自折射率相对较低的介质的光在被高折射率的介质(光反射层)反射时会成为固定端反射。例如在将光反射层25与1/4波长板22的第一主面相接设置时，当光反射层25的折射率比1/4波长板22的折射率更大时，光反射层25的第二主面的光反射会成为固定端反射。光反射层25不含金属材料时，为了提高在界面的反射率，光反射层25的折射率越大越好。不含金属材料的光反射层优选为第二主面的折射率在1.8以上，更优选为2.2以上，更优选为2.5以上。
43.即便为具有光反射性的材料，光反射不是固定端反射者仍不适于作为光反射层25
的材料。例如，白色纸具有高可见光反射率，但光反射不是固定端反射，故不适于作为本发明光学部件的光反射层的材料。
44.考虑到图像显示装置的薄型化或是应用于挠性显示器及折叠式显示器时的耐挠曲性等，光反射层25的厚度优选为3μm以下，更优选为1μm以下，更优选为500nm以下。从使其具有充分的光遮蔽性的观点出发，光反射层25的厚度优选为10nm以上，更优选为30nm以上，更优选为50nm。
45.虽厚度小但反射率高且光遮蔽性优秀，因此光反射层25优选为金属薄膜。金属薄膜可通过溅镀法、真空蒸镀法、cvd法、电子射线蒸镀法等干式制程形成。也可以通过电镀或无电电镀形成金属薄膜。如上所述，为了提升密接性等，也可以在金属薄膜表面设置底涂层等。
46.如图2所示，光反射层25以俯视呈边框状图案化。在相机或传感器等的设置部分也可以在光反射层设有开口。在图像显示装置中，被边框状光反射层包围的区域成为图像显示区域(画面)。在具备触控板传感器的图像显示装置中，被边框状光反射层包围的区域为图像显示区域，且也成为位置检测区域。另外，光反射层的图案形状不限于边框状，只要根据图像显示装置的形状及需要装饰(或遮蔽配线等)的区域的形状等来适当设计即可。
47.图1及图3中是显示将光反射层25与圆偏光板20的第一主面相接地设置的例子，但光反射层只要配置于图像显示面板与圆偏光板之间即可，并非必须与圆偏光板相接地设置。例如也可以如图4所示的图像显示装置104那样，在透明基板10上具备图案状光反射层25的装饰膜隔着粘接剂层72而与圆偏光板20层叠一体化。透明基板10的有机el面板50侧的面也可以设有光反射层。另外，在有机el面板的可视侧表面的基板也可以设置光反射层。
48.在圆偏光板20的可视侧表面也可以配置覆盖窗30。覆盖窗30能够发挥防止图像显示面板因来自外表面的冲击而破损、或防止从外部来的风雨、尘埃等入侵的作用。作为覆盖窗30的材料可使用具有适当机械强度及厚度的透明部件。作为构成覆盖窗的透明部件可使用例如丙烯酸类树脂或聚碳酸酯类树脂这样的透明树脂基板、或玻璃基板等。而挠性显示器或折叠式显示器可使用透明聚酰亚胺等可挠性透明树脂基板。覆盖窗可使用可弯折的薄玻璃基板。覆盖窗30的可视侧表面也可以设有抗反射层或硬涂层等。
49.覆盖窗30也可以隔着粘接剂层71而与圆偏光板20层叠一体化。设于圆偏光板20的第一主面侧的光反射层具有光遮蔽性，而构成为无法从外部看到配线等，因此覆盖窗30可不具有装饰层。当覆盖窗30不具有装饰层的情况下，即不需要用于贴合覆盖窗30的粘接剂层71具有台阶吸收性，因此可缩小粘接剂层71的厚度，从而有利于显示装置的薄型化。
50.有机el面板50具有在一对电极间夹有机发光层的层叠结构。一对电极间除发光层外还可具备电荷输送层等有机层。这些层叠体形成于基板上。在从基板侧取出光的底部发光型有机el面板中，可使用玻璃或透明膜等透明基板。顶部发光型有机el面板的基板可透明也可以不透明。有机el面板一般是在背面侧设置有搭载了tft等驱动元件的底板。此外，也可以配置有屏蔽层或缓冲材料等。
51.图像显示面板不限于有机el面板，也可以为液晶面板或电浆面板等。图像显示面板为液晶面板时，在液晶单元的可视侧设置偏光板。也可以省略液晶单元的可视侧表面的偏光板，而利用可视侧的圆偏光板20的偏光件21。例如，也可以在液晶单元与光反射层25之间配置相位差板，并通过组合该相位差板与构成圆偏光板20的1/4波长板，来实施适当的光
学补偿。
52.图像显示装置也可以具备有触控板。图5所示图像显示装置105在圆偏光板20的第一主面侧具备光反射层25，且在有机el面板50与光反射层25之间配置有触控板40。
53.触控板40在透明基板41上具备透明导电层42，且在外周设有金属配线43。透明导电层42的材料可举出氧化铟锡(ito)等导电性氧化物或金属纳米线等。透明导电层42也可以图案化成各种形状。例如，投影型静电容式触控板中，透明导电层是图案化成条纹状或四方状。另外，图5中示出在1片透明基板41的单面设有透明导电层42的形态，但投影型静电容式触控板一般具有2层透明导电层，分别在各透明导电层检测x方向及y方向的位置。
54.配线43是由金属糊电极或溅镀金属膜形成的配线，且配线43与fpc45连接。只要在设有配线43及fpc45的区域设有光反射层25，则图像显示装置的观察者不会看到配线43及fpc45。
55.在图5所示的图像显示装置105中，在圆偏光板20与有机el面板50之间设有触控板40。在此结构中，来自透明导电层42的反射光亦不易被看到，因此具有经图案化的透明导电层的图案边界不易从外部被看到的优点。
56.圆偏光板20与装饰膜或触控板等的层叠可适当使用适当的粘接剂层。图像显示面板与光学部件的层叠可适宜使用适当的粘接剂层。粘接剂层可适宜使用可见光线透射率高的粘接剂，例如丙烯酸类粘接剂的光学透明性优秀，展现适当的湿润性、凝集性与接着性，且耐候性及耐热性等优秀。粘接剂层71、72、73的厚度一般为5～300μm左右，且优选为10～200μm左右。
57.图像显示装置的形成顺序无特别限定，也可以在图像显示面板上依次层叠触控板、装饰膜、圆偏光板、覆盖窗等。也可以预先形成具备圆偏光板20与光反射层25的光学部件28、29，并将该光学部件配置于图像显示面板上。另外，光学部件也可以为与触控板层叠一体化而成。如上所述，配置触控板时，只要从可视侧起依次层叠圆偏光板20、光反射层25及触控板40即可。
58.在以黑色墨水形成装饰层时，装饰层的厚度大，因此必须使与装饰层相接设置的粘接剂层柔软，且增大其厚度，由此以使粘接剂层具有台阶吸收性。在本发明的结构中，通过以光反射层25形成装饰图案，由此可缩小装饰图案形成部的厚度，因此粘接剂层也可以不具有台阶吸收性。因此，能够缩小与光反射层25相接的粘接剂层的厚度，而有利于图像显示装置的薄型化。另外，通过形成装饰图案的光反射层25的厚度小，则即使是在反复进行挠曲或弯折后，仍不易发生光反射层的裂痕或剥离。因此，本发明的结构也适宜应用于挠性显示器或折叠式显示器。
59.实施例
60.以下示出各种薄膜及光反射性材料的评价结果，以更具体说明本发明，但本发明不受下述例限定。
61.[准备评价用膜]
[0062]
在实施例1～3中，在厚度40μm的光学各向同性膜(日本zeon制“zeonorfilm zf
‑
16”)上，通过磁控溅镀形成厚度120nm的金属薄膜(al、nb、ag)作为装饰层。在比较例1中，在光学各向同性薄膜上形成硅薄膜来取代金属薄膜。在比较例2中，使用在光学各向同性薄膜上印刷了厚度6μm的黑色墨水层的装饰膜。在比较例3中，使用在光学各项同性薄膜上印刷
了厚度12μm的黑色墨水层的装饰膜。在比较例4中，使用表面经光泽处理的白色厚纸(380μm)。
[0063]
[制作圆偏光板与评价用薄膜的层叠体]
[0064]
在由浸润有碘的厚度25μm的延伸聚乙烯醇薄膜所构成的偏光件两面具备透明保护膜的偏光板的单面，隔着丙烯酸类粘接剂层层叠由聚合物的延伸薄膜所构成的1/4波长板，而制作出圆偏光板。配置成偏光件的吸收轴方向与1/4波长板的慢轴方向成为45
°
。在该圆偏光板的1/4波长板侧的面，隔着丙烯酸类粘接剂贴合上述评价用薄膜的装饰层形成面(在比较例4中为厚纸表面)，而制作出层叠体。
[0065]
[测定可见光的透射及反射光谱]
[0066]
使用分光亮度计(hitachi high
‑
technologies corporation制“u
‑
4100”)，测定上述评价用薄膜及层叠体的可见光的透射光谱及反射光谱。反射光是从装饰层侧(为与圆偏光板的层叠体时，为圆偏光板侧)以入射角5
°
入射光，测定5
°
反射光的绝对反射率。从所得透射光谱及反射光谱算出视感透过率(或视感反射率)y、以及l＊a＊b＊表色系统的色相a＊及b＊。
[0067]
将实施例及比较例的评价用薄膜的装饰层的结构、以及评价用薄膜(单体)及与圆偏光板的层叠体的透射光及反射光的评价结果显示于表1。
[0068]
[表1]
[0069][0070]
在形成厚度6μm的黑色墨水层作为装饰层的比较例2中，装饰层所带来的光遮蔽性不充足，因此透射率y高，而与圆偏光板的层叠体的透光率也超过0.5％。为了在由黑色墨水构成的装饰层实现充分的光遮蔽性，则需要如比较例3所示将装饰层的厚度设为10μm以上。
[0071]
在设置金属薄膜(光反射层)作为装饰层的实施例1～3中，虽装饰层的厚度小至120nm，但具有高光遮蔽性。实施例1～3的薄膜虽在单体状态下反射率y因金属薄膜的光反射而呈较高值，但与圆偏光板的层叠体的反射率则与以黑色墨水形成装饰层的比较例1、2相同。另外，通过与圆偏光板层叠使反射光的a＊及b＊趋近于0，而可知反射光的色相已受到中性化。
[0072]
在设置厚度120nm的硅层作为装饰层的比较例1中，硅为高折射率材料而对光进行固定端反射，因此圆偏光板层叠体的反射率小，但硅的光遮蔽性比金属小，因此圆偏光板层叠体的透射率仍大于10％。
[0073]
在比较例4中，白色纸具有与金属层同等的高反射率，但白色纸表面的光反射并非固定端反射，因此圆偏光板层叠体的反射率高，而无法实现黑色的外观。
[0074]
由以上结果可知，通过将圆偏光板与对光进行固定端反射的光反射层层叠，而装饰图案形成部的厚度小且能够实现高光遮蔽性与优异外观。
[0075]
附图标记说明
[0076]
20：圆偏光板；
[0077]
21：偏光件；
[0078]
22：1/4波长板；
[0079]
25：光反射层；
[0080]
28、29：带有光反射层的圆偏光板；
[0081]
30：覆盖窗；
[0082]
40：触控板；
[0083]
41：透明基板；
[0084]
42：透明导电层；
[0085]
43：配线；
[0086]
45、55：挠性印刷配线板(fpc)；
[0087]
71、72、73：粘接剂层；
[0088]
103、104、105：图像显示装置。