JP2000039611A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2000039611A
JP2000039611A JP10207710A JP20771098A JP2000039611A JP 2000039611 A JP2000039611 A JP 2000039611A JP 10207710 A JP10207710 A JP 10207710A JP 20771098 A JP20771098 A JP 20771098A JP 2000039611 A JP2000039611 A JP 2000039611A
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Keiichi Mizuguchi
圭一 水口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保護板を設けることに起因する表面反射を抑
制し得るとともに、広い視野角を有する液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】 上面に第一直線偏光板(3)および第一
位相差板(1)を有する液晶セル(5)の上に、液晶セ
ル側から順に第二位相差板(2)と第二直線偏光板
(6)とが積層された保護板(4)が配置されてなる液
晶表示装置(9)であって、下記計算式(I)により算
出される第一位相差板(1)の屈折率比NZ1と、下記計
算式(II)により算出される第二位相差板(2)の屈
折率比NZ2との和が0以上2.0未満であり、第一位相
差板のレターデーションと第二位相差板のレターデーシ
ョンとの差が20nm以下である液晶表示装置。 Nz1=(nx1−nz1)/(nx1−ny1
(I) Nz2=(nx2−nz2)/(nx2−ny2
(II)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、様々な機器の情報表示
装置として広く使用されている。かかる液晶表示装置
は、液晶セルが外部に直接曝されて外部からの衝撃など
によって該液晶セルに傷が付くことを防止するための保
護板が、液晶セルの上面側に設けられて使用されること
が多い。
【0003】また、近年、画面を表示すると共に、ペン
や指などで文字などを入力し得るタッチパネルが液晶セ
ルの上面側に配置された液晶表示装置、いわゆるタッチ
パネル式液晶表示装置が普及している。かかるタッチパ
ネルの方式としては、例えば感圧方式、静電誘導方式、
電磁誘導方式などがあるが、何れの方式においてもタッ
チパネルは画面表示を行う液晶セルが直接外部に曝され
るのを防ぐための保護板としての機能をも果たしてい
る。かかるタッチパネルは、データ入力時のペン、指な
どの圧力によって液晶セルに歪みを与えることがないよ
うに液晶セルとの間に間隔を空けて設けられる場合が多
い。
【0004】ところが、かかる液晶セルと保護板との界
面は可視光の反射の原因となり、また間隔を設ける場合
には該間隔が空気層を形成することとなって保護板の液
晶セル側表面の反射の原因となり、視認性を妨げる。ま
た、保護板として使用するタッチパネルが感圧方式など
の場合には、インジウム−スズ複合酸化物(ITO)な
どからなる層を面抵抗膜として表面に形成した2枚の基
板を、該面抵抗膜が一定の間隔(空間)を空けて対向す
るように配設した抵抗膜式タッチパネルを採用している
ため、この面抵抗膜および間隔(空間)に起因するタッ
チパネル内部即ち保護板内部の反射も大きく、かかる反
射により視認性を妨げる傾向にあった。かかる反射を防
止するために、保護板に位相差板と直線偏光板とが積層
された円偏光板を用いた液晶表示装置も提案されてい
る。かかる液晶表示装置においては通常、液晶セルの上
面に、円偏光板に用いる位相差板(第二位相差板)のレ
ターデーションを相殺して色付きや明度の低下を防止す
るための第一位相差板が設けられている。
【0005】しかし、第二位相差板のレターデーション
を相殺するためには、第一位相差板の遅相軸の方向は第
二位相差板の遅相軸の方向と概ね直交することが必要で
あり、そのため、液晶表示装置の視野角が狭くなって、
斜めから見た場合に表示画面が着色するという問題があ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、保護板を設け
ることに起因する表面反射を抑制し得るとともに、広い
視野角を有する液晶表示装置を開発するべく鋭意検討し
た結果、円偏光板に用いる第二位相差板および液晶セル
の上に積層する第一位相差板として特定の規定を満足す
る位相差板を組み合わせて用いることにより、視野角を
広くし得ることを見出し、本発明に至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、上
面に第一直線偏光板(3)および第一位相差板(1)を
有する液晶セル(5)の上に、液晶セル側から順に第二
位相差板(2)と第二直線偏光板(6)とが積層された
保護板(4)が配置されてなる液晶表示装置(9)であ
って、下記計算式(I)により算出される第一位相差板
(1)の屈折率比NZ1と、下記計算式(II)により算
出される第二位相差板(2)の屈折率比NZ2との和が0
以上2.0未満であり、第一位相差板のレターデーショ
ンと第二位相差板のレターデーションとの差が20nm
以下である液晶表示装置を提供するものである。 Nz1=(nx1−nz1)/(nx1−ny1) (I) (式中、nx1は第一位相差板の面内の遅相軸方向の屈折
率を示し、ny1は第一位相差板の面内の進相軸方向の屈
折率を示し、nz1は第一位相差板の厚み方向の屈折率を
示す。) Nz2=(nx2−nz2)/(nx2−ny2) (II) (式中、nx2は第二位相差板の面内の遅相軸方向の屈折
率を示し、ny2は第二位相差板の面内の進相軸方向の屈
折率を示し、nz2は第二位相差板の厚み方向の屈折率を
示す。) 本発明の液晶表示装置の一例を図1に示す。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置に適用され
る液晶セル(5)は、特に限定されるものではなく、例
えばスーパーツイスティッドネマチック(STN)型液
晶セル、ツイスティッドネマチック(TN)型液晶セ
ル、強誘電性液晶(FLCD)型液晶セル、バーティカ
リーアラインド(VA)型液晶セルなどが挙げられる。
これらの液晶セルは、二枚の基板の間に液晶が挟持され
ている。
【0009】かかる液晶セルの上面には第一直線偏光板
(3)と第一位相差板(1)とが積層されている。これ
らの積層の順序は、液晶セル側から第一直線偏光板、第
一位相差板の順に積層されて用いられ、第一直線偏光板
の吸収軸の方向は用いる液晶セルに応じて適宜設定され
る。
【0010】第一直線偏光板と液晶セルとの間には、他
の位相差板が配置されていてもよい。かかる他の位相差
板は、液晶表示装置の色付き防止などのために設けられ
るものであり、そのレターデーション、遅相軸の方向、
下記計算式(III)により算出される屈折率比NZ
枚数などは、用いる液晶セルに応じて適宜選択される。 Nz=(nx−nz)/(nx−ny) (III) (式中、nxは位相差板の面内の遅相軸方向の屈折率を
示し、nyは位相差板の面内の進相軸方向の屈折率を示
し、nzは位相差板の厚み方向の屈折率を示す。) ここで、位相差板の面内の遅相軸方向の屈折率nx、進
相軸方向の屈折率ny、および厚み方向の屈折率nzはセ
ナルモン法(Senarmont Method)などの通常の方法によ
り測定、算出することができる。他の位相差板は1枚で
あってもよいし、2枚またはそれ以上が積層されていて
もよい。
【0011】液晶セルの下側には、直線偏光板(7)が
あってもよく、その吸収軸の方向は用いる液晶セルに応
じて適宜設定される。
【0012】本発明の液晶表示装置において、かかる上
面に第一直線偏光板および第一位相差板を有する液晶セ
ルの上には、保護板(4)が配置される。液晶セルと保
護板との間には間隔(8)が空けられていてもよいし、
互いに密着していてもよい。間隔を空けて保護板を設け
る場合、該間隔は通常の保護板として使用し得る間隔で
あれば特に限定されるものではない。かかる間隔を空け
ることにより、液晶表示装置の内部には空気層(8)が
形成されることとなる。
【0013】かかる保護板には、液晶セル側から順に第
二位相差板(2)と第二直線偏光板(6)とが積層され
ている。第二位相差板と第二直線偏光板とは、保護板の
液晶セル側の面とは反対側の面に積層されていてもよい
し、保護板の液晶セル側の面に積層されていてもよく、
さらには、保護板の液晶セル側の面に第二位相差板が積
層され、反対側の面に第二直線偏光板が積層されていて
もよい。
【0014】第一位相差板および第二位相差板の材質と
しては、特に限定されるものはなく、例えばポリカーボ
ネート、ポリビニルアルコール、ジアセチルセルロー
ス、ポリスチレン合成樹脂、環状ポリオレフィンであっ
てもよい。
【0015】第一位相差板のレターデーションおよび第
二位相差板のレターデーションは特に限定されないが、
反射を効果的に防止し得る点でλ/4板、3λ/4板、
5λ/4板、7λ/4板であることが好ましく、特に好
ましくはλ/4板である。ここで、λとは反射防止の対
象となる光、すなわち可視光の波長を意味し、通常は人
間の視感度の最も敏感な550nmを中心とし、530
〜570nm程度として設計される。第一位相差板のレ
ターデーションおよび第二位相差板のレターデーション
の具体的な値としては、それぞれλ/4板の場合には1
32〜143nm、3λ/4板の場合には397〜42
8nm、5λ/4板の場合には662〜713nm、7
λ/4板の場合には927〜998nmの範囲である。
【0016】第二位相差板の遅相軸と第二直線偏光板の
吸収軸とがなす角度は45°であることが、有効に反射
を低減し得る点で好ましいが、実用的には40°〜50
°程度であればよい。なお、第一直線偏光板と第二直線
偏光板とは、第一直線偏光板の吸収軸と、第二直線偏光
板の吸収軸とが互いに平行になるように配置される。
【0017】本発明の液晶表示装置において、第一位相
差板と第二位相差板とは、前記計算式(I)により算出
される第一位相差板の屈折率比NZ1と、前記計算式(I
I)により算出される第二位相差板の屈折率比NZ2との
和が0以上2.0未満であることが必要である。ここ
で、第一位相差板の面内の遅相軸方向の屈折率nx1、進
相軸方向の屈折率ny1および厚み方向の屈折率nz1はセ
ナルモン法(SenarmontMethod)などの通常の方法によ
り測定、算出することができる。また、第二位相差板の
面内の遅相軸方向の屈折率nx2 進相軸方向の屈折率n
y2および厚み方向の屈折率nz2同様に、セナルモン法
(Senarmont Method)などの通常の方法により測定、算
出することができる。
【0018】第一位相差板の屈折率比NZ1と、第二位相
差板の屈折率比NZ2との和は0以上2.0未満であるこ
とが必要であり、好ましくは0.5〜1.5程度の範囲
であって、1.0に近いほど好ましい。
【0019】通常の位相差板として極めて一般的に使用
されている位相差板は、ポリカーボネートなどの合成樹
脂フィルムを単純に一軸延伸して得られるものである
が、これは通常、その屈折率比が1.0となる場合が多
く、そのため第一位相差板および第二位相差板として通
常の位相差板を使用すれば、それらの屈折率比の和は
2.0となって本発明の規定を満たさないこととなる。
本発明の液晶表示装置を得るには、例えば第一位相差板
および第二位相差板のいずれか一方として屈折率比が
1.0の位相差板を用い、他方の位相差板として屈折率
比が1.0未満の位相差板を用いればよく、両方が共に
屈折率比1.0未満の位相差板であってもよい。また、
屈折率比は正、0、負の何れの値をも取り得るが、本発
明の液晶表示装置においては、屈折率比の和が0以上
2.0未満となるのであれば、NZ1およびNZ2が共に正
または0であってもよいし、NZ1およびNZ2の何れか一
方が正で他方が負または0であってもよい。このような
屈折率比が1.0未満である位相差板は、様々なものが
市販されており、かかる市販品の中から選択して用いら
れる。
【0020】第一位相差板のレターデーションと第二位
相差板のレターデーションとは実質的に同じ値であるこ
とが、正面から見た場合の色付きの防止やコントラスト
の点で好ましく、同一の値であって第一位相差板のレタ
ーデーションと第二位相差板のレターデーションとの差
が0であることが最も好ましいが、実用的には第一位相
差板のレターデーションと第二位相差板のレターデーシ
ョンとの差が20nm以下であればよく、この場合、第
一位相差板のレターデーションと第二位相差板のレター
デーションは何れが大きくともよい。
【0021】第一位相差板の遅相軸と第二位相差板の遅
相軸とがなす角度は90°であることが正面から見た場
合の色付きの防止やコントラストの点で好ましく、実用
的には85°〜95°の範囲であれば、十分に色付きを
防止し得、コントラストもよい。
【0022】保護板に積層される第二直線偏光板の吸収
軸と第二位相差板の遅相軸とがなす角度が45°、実用
的には40〜50°であり、第一位相差板の遅相軸と第
二位相差板の遅相軸とがなす角度が90°、実用的には
85°〜95°であれば、表面反射を十分に防止し得、
しかも正面から見た場合の色付きの防止およびコントラ
ストが良好であるため、好ましい。
【0023】かかる直線偏光板および第二位相差板が積
層される保護板(4)は、単一の基板であってもよい
し、二枚以上の基板が積層されてなるものであってもよ
く、2枚の基板が間隔(空間)を空けて対向するように
配設されてなる保護板であってもよい。また、インジウ
ム−スズ複合酸化物(ITO)などからなる層を面抵抗
膜(41、43)として表面に形成した2枚の基板(4
2、44)を、該面抵抗膜が一定の間隔を空けて対向す
るように配設した抵抗膜式タッチパネルであってもよ
い。なお、かかる抵抗膜式タッチパネルは、内部の面抵
抗膜や間隔(空間)に起因して、可視光が反射し易いの
で、本発明の効果をより一層効果的に発揮することがで
きる。
【0024】本発明の液晶表示装置において、保護板の
表面には、傷付き防止のための保護フィルムがさらに貼
合されてもよいし、ハードコート層が設けられてもよ
い。また、表面反射を防止するために、反射防止層や、
微細な凹凸が設けられてもよいし、反射防止処理が施さ
れた反射防止フィルムが貼合されてもよい。なお、反射
防止層はハードコート層の上に設けることもできる。
【0025】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、液晶セルと保
護板との間の界面や、保護板の内部に界面がある場合に
は該界面に起因する可視光の反射を少なくし得、しかも
広い視野角を有しているので、斜め方向から見た場合の
画質は正面方向から見た場合の画質と同等とすることが
できる。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例により限定されるもので
はない。
【0027】なお、各実施例において直線偏光板の吸収
軸または位相差板の遅相軸(11)の角度(θ)は得ら
れる液晶表示装置(9)の左右方向(10)の右向きを
基準とし、正面から見て反時計回りを正として表した値
である(図3)。
【0028】比較例1 TFT型カラー液晶セル(5)の上に第一直線偏光板
(3)がその吸収軸の方向が+45°となるように積層
され、液晶セルの下側に直線偏光板(7)が積層された
カラー液晶テレビ〔シャープ製、液晶カラーテレビ「C
rystaltron 4E−L1−N」〕の直線偏光
板(3)の上に、間隔(8)を空けて保護板〔タッチパ
ネル〕(4)を設けて液晶表示装置(9)(図2、表
1)を得た。この液晶表示装置の画面の表示状態を観察
したところ、タッチパネルの内部の反射や液晶セル側の
反射に起因する外光の映り込みが認められた。斜め方向
からみた表示画面は着色やコントラストの反転がなく、
視野角は広かった。なお、保護板〔タッチパネル〕
(4)としては、表面に面抵抗膜(ITO層)(41)
が形成された等方性フィルム(42)と、表面に面抵抗
膜(ITO層)(43)が形成されたガラス板(44)
とを、両面抵抗膜(42、43)が一定の間隔を空けて
対向するように配設した抵抗膜式タッチパネルを用い
た。
【0029】実施例1 比較例1で用いた液晶表示装置(9)の保護板〔タッチ
パネル〕(4)を取り外した。その液晶セル(5)の第
一直線偏光板(3)の上に第一位相差板〔λ/4板、レ
ターデーション138nm、Nz=0.0、住友化学工
業(株)製、SEZ−070138〕(1)をその遅相
軸の角度が+90°となるようにアクリル系粘着剤を用
いて積層した。第二位相差板〔λ/4板、レターデーシ
ョン138nm、Nz=1.0、住友化学工業社製、S
EF−460138〕(2)と第二直線偏光板〔住友化
学工業社製、SQ−W852〕(6)とをこの順に、第
二位相差板の遅相軸の角度が+0°、直線偏光板の吸収
軸が+45°となるように保護板(4)にアクリル系粘
着剤を用いて貼合して積層した。保護板(4)として
は、表面に面抵抗膜(ITO層)(41)が形成された
等方性フィルム(42)と、表面に面抵抗膜(ITO
層)(43)が形成されたガラス板(44)とを、両面
抵抗膜(42、43)が一定の間隔を空けて対向するよ
うに配設した抵抗膜式タッチパネルを用いた。この保護
板(4)を、第二位相差板(2)および第二直線偏光板
(6)が積層された側が上になるようにして前記液晶セ
ル(5)の上に間隔を空けて配置して、液晶表示装置
(9)を得た(図1、表1)。この液晶表示装置の画面
表示の状態を観察したところ、外光の反射による映り込
みはほとんど観認められず、正面からの視認性およびコ
ントラストは良好であり、また斜め方向から見た表示画
面は着色やコントラストの反転はなく、視野角は広かっ
た。
【0030】比較例2 第一位相差板〔Nz=0.0〕(1)に代えて第一位相
差板として位相差板〔λ/4板、レターデーション13
8nm、Nz=1.0、住友化学工業(株)製、SEF
−460138〕を用いる以外は実施例1と同様に操作
して液晶表示装置を得た(表1)。この液晶表示装置の
画面表示の状態を観察したところ、外光の反射による映
り込みはほとんど認められず正面からの視認性およびコ
ントラストは良好であったが、斜め方向から見ると表示
画面に着色が確認された。
【0031】
【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 比較例1 実施例1 比較例2 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 保護板(4)の上 第二直線偏光板(6) 吸収軸の角度 − +45° +45° 第二位相差板 (2) レターデーション − 138nm 138nm 遅相軸の角度 − +0° +0° NZ1 − 1.0 1.0 ─────────────────────────────── 液晶セル(5)の上 第一位相差板 (1) レターデーション − 138nm 138nm 遅相軸の角度 − +90° +90° Nz − 0.0 1.0 第一直線偏光板(3) 吸収軸の角度 +45° +45° +45° ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1および比較例2で得た液晶表示装置の
構成を示す縦断面図である。
【図2】比較例1の液晶表示装置の構成を示す縦断面図
である。
【図3】液晶表示装置を正面から見た模式図であって、
直線偏光板の吸収軸または位相差板の遅相軸の角度と液
晶表示装置との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
1 :第一位相差板 2 :第二位相差板 3 :第一直線偏光板 4 :保護板(タッチパネル) 41:面抵抗膜 42:等方性フィルム 43;面抵抗膜 44:ガラス板 5 :液晶セル 6 :第二直線偏光板 7 :液晶セルの下の直線偏光板 8 :空気層(保護板と位相差板との間隔) 9 :液晶表示装置 10:左右方向 11:直線偏光板の吸収軸方向または位相差板の遅相軸
方向 θ:角度(反時計回りを正)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面に第一直線偏光板および第一位相差板
    を有する液晶セルの上に、液晶セル側から順に第二位相
    差板と第二直線偏光板とが積層された保護板が配置され
    てなる液晶表示装置であって、下記計算式(I)により
    算出される第一位相差板の屈折率比NZ1と、下記計算式
    (II)により算出される第二位相差板の屈折率比N Z2
    との和が0以上2.0未満であり、第一位相差板のレタ
    ーデーションと第二位相差板のレターデーションとの差
    が20nm以下である液晶表示装置。 Nz1=(nx1−nz1)/(nx1−ny1) (I) (式中、nx1は第一位相差板の面内の遅相軸方向の屈折
    率を示し、ny1は第一位相差板の面内の進相軸方向の屈
    折率を示し、nz1は第一位相差板の厚み方向の屈折率を
    示す。) Nz2=(nx2−nz2)/(nx2−ny2) (II) (式中、nx2は第二位相差板の面内の遅相軸方向の屈折
    率を示し、ny2は第二位相差板の面内の進相軸方向の屈
    折率を示し、nz2は第二位相差板の厚み方向の屈折率を
    示す。)
  2. 【請求項2】第一直線偏光板と第一位相差板とが、液晶
    セル側から第一直線偏光板、第一位相差板の順に積層さ
    れてなる請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】第二位相差板が、λ/4板、3λ/4板、
    5λ/4板または7λ/4板である請求項1に記載の液
    晶表示装置。
  4. 【請求項4】第一位相差板の遅相軸と第二位相差板の遅
    相軸とのなす角度が85°〜95°である請求項1に記
    載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】第二位相差板の遅相軸と第二直線偏光板の
    吸収軸とがなす角度が40°〜50°である請求項1ま
    たは請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】第二位相差板が保護板の一方の面に積層さ
    れ、第二直線偏光板が保護板の他方の面に積層されてな
    る請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】第一直線偏光板の吸収軸と第二直線偏光板
    の吸収軸とが互いに平行である請求項1に記載の液晶表
    示装置。
  8. 【請求項8】保護板が、タッチパネルである請求項1に
    記載の液晶表示装置。
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Cited By (11)

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