JP3995213B1 - 液晶表示装置鑑賞室 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 室と、室内に設置され且つ液晶パネルを有する液晶表示装置と、室内を照らす光源と、を有し、液晶パネル2の視認側偏光子3の表面側に、1/4波長板6が設けられており、1/4波長板6は、その遅相軸Xが視認側偏光子の吸収軸Aに対して視認側から見て反時計回りに45°±5°または135°±5°の角θとなるように設けられており、室内を照らす光が左回りまたは右回りのいずれかの円偏光とされている液晶表示装置鑑賞室。
【選択図】 図1
Description
ところで、液晶表示装置を明るい環境下で鑑賞する際、液晶パネルの表面に照明器具や太陽光などの外光が当たって反射し、画面にギラツキや映り込みが生じるという問題点がある。
一般に、上記ギラツキや映り込みを防止するため、液晶パネルの表面には、アンチグレア処理(光拡散処理、防眩処理などとも言われる)が施されている。しかしながら、アンチグレア処理だけでは、液晶パネルの表面のギラツキや映り込みを十分に防止することができない。具体的には、液晶パネルの表面に当たる外光が視認側偏光子を通過し、液晶セル基板などに当たって反射し、再び、液晶パネルの表面から出射することがある。アンチグレア処理では、外光が液晶セル内部へ透過した後反射することを防止できない。
ここで、1/4波長板の遅相軸とは、1/4波長板の面内の屈折率が最大となる軸方向をいう。
また、本発明の好ましい態様では、上記1/4波長板が、波長550nmに於ける円偏光を直線偏光へと変換する光学特性を有する上記液晶表示装置鑑賞室を提供する。
また、本発明の好ましい態様では、上記照明器具が、発光部と、発光部から出射される自然光から左回り又は右回りのいずれかの円偏光を透過させる光学部材と、を有する上記液晶表示装置鑑賞室を提供する。
さらに、本発明の好ましい態様では、上記光源が、室の開口部から室内へと入射する室外の自然光であり、室の開口部に、室外の自然光から左回り又は右回りのいずれかの円偏光を透過させる光学部材が設けられている上記液晶表示装置鑑賞室を提供する。
また、本発明の好ましい態様では、上記光学部材が、コレステリック相を示すフィルムを有する上記液晶表示装置鑑賞室を提供する。
図1は、建築物に設けられた本発明の液晶表示装置鑑賞室100の概略を示す参考図である。
液晶表示装置鑑賞室100(以下、単に「鑑賞室」と省略する場合がある)は、空間を有する室10と、前記空間内に設置された液晶表示装置20と、室内空間を照らす光源と、を有する。
さらに、上記室外光以外に、室内を照らす光源として、照明器具30が室内に設けられている。この室内の照明器具30は、特に限定されず、天井面13や壁面12に固定して設けられる固定式の照明器具の他、床面11に載置するスタンド型のような可搬式の照明器具でもよい。また、室内の照明器具の種類についても、特に限定されず、例えば上記に例示したような放電灯、白熱灯、燃料ランプなどが挙げられる。
自動車の室は、運転者及び搭乗者が乗り込む空間であって、通常、フロントガラスやサイドガラスなどのウインドウガラスが車体の開口部(窓部など)に設けられた運転室である。また、自動車の室内には、該室内を照らす室内灯が設けられている。
電車の室や飛行機の室は、搭乗者が乗り込む空間であって、ウインドウガラスが車体の開口部(窓部)に設けられた客室である。電車の室内や飛行機の室内も同様に、該室内を照らす室内灯が設けられている。
近年の液晶表示装置の普及に伴い、カーナビゲーションシステムなどを搭載した液晶表示装置が自動車の室内に設置されている。また、電車の室内や飛行機の室内にも、広告や映画番組などを搭乗者の見せるため、液晶表示装置が設置されている。
ここで、一般に、太陽光や白熱灯などの照明器具から発せられる光は、自然光(光の振動方向が任意の方向に分布している)であるため、そのままでは、円偏光の偏光状態とはならない。本発明に於いては、これら光源から発せられる自然光を円偏光とするために、自然光から円偏光を取り出す光学部材が設けられている。
この光学部材は、自然光から左回り又は右回りのいずれかの円偏光を透過させる光学特性を有する。該光学部材は、室内に入り込む室外光を円偏光に変換できるように、室内に設けられている。例えば、図1に示すように、室外光の入り込む開口部14を有する室10の場合、該開口部14を覆うように、光学部材40が設けられている(網掛けで図示している)。例えば、開口部14に設けられた透明ガラスに、光学部材(例えばコレステリック相を示すフィルムなど)が貼付される。また、開口部14を開閉する透光性のあるブラインドやカーテンなどが設けられている場合、ブラインドやカーテンなどに光学部材を貼付する方式などでもよい。該光学部材が開口部14に設けられていることにより、開口部14を通過して室内に入る室外光は、実質的に円偏光のみとなる。
なお、乗り物の室の場合、乗り物の室内灯に、上記光学部材が設けられる。従って、乗り物の室内灯から出る光は、実質的に円偏光のみとなる。
該液晶フィルムの形成材料としては、低分子量のコレステリック液晶なども用いることができるが、薄膜性などの点から、コレステリック液晶ポリマーを用いることが好ましい。該液晶フィルムは、単層又は2層以上の積層体でもよい。
コレステリック液晶ポリマーとしては、特に限定されず、公知のものを使用できる。例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団(メソゲン)がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型などの種々のものを用いることができる。
なお、液晶ポリマーは、取扱い性や実用温度での配向の安定性などの点より、ガラス転移温度が30〜150℃のものが好ましい。
また、上記スペーサ部は、屈曲性を示すものがよい。該スペーサ部としては、例えばポリメチレン鎖−(CH2)n−やポリオキシメチレン鎖−(CH2CH2O)m−などがあげられる。スペーサ部を形成する構造単位の繰返し数は、メソゲン部の化学構造等により適宜に決定される。一般に、ポリメチレン鎖の場合は、上記nが0〜20、好ましくは2〜12である。また、ポリオキシメチレン鎖の場合は、上記mが0〜10、好ましくは1〜3である。
例えば、支持基材上に配向膜を形成し、その上に液晶ポリマーを展開する。配向膜としては、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の膜を支持基材上に形成してレーヨン布等でラビング処理した配向膜;SiO2の斜方蒸着層;延伸処理による配向膜等が挙げられる。
この液晶ポリマーをガラス転移温度以上、等方相転移温度未満に加熱し、液晶ポリマー分子がグランジャン配向した状態でガラス転移温度未満に冷却してガラス状態とし、配向が固定化された固化層を形成する。
上記溶媒としては、例えば塩化メチレン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランなどを用いることができる。
なお、コレステリック液晶ポリマーには、安定剤や可塑剤や金属類などの種々の添加剤を必要に応じて配合することができる。
本発明に用いる液晶表示装置は、液晶テレビ、パソコンモニター、商業店舗用インフオメーション用モニターなどの展示機器などの比較的大画面の表示装置であることが好ましい。
液晶パネルの表面は、例えば、正面視長方形に形成されている。
この液晶パネル1は、液晶セル2と、液晶セル2の視認側及び背面側にそれぞれ設けられた偏光子3,4と、液晶セル2と偏光子4の間に設けられた光学補償板5と、視認側偏光子3の表面に設けられた1/4波長板6と、を有する。尚、視認側偏光子の表面とは、液晶セルから離れた側の面をいう。また、1/4波長板の表面も同様に、液晶セルから離れた側の面をいう。
光学補償板5は、この液晶セルの背面側(バックライト側)に粘着剤などを介して接着されている。光学補償板5は、所定の位相差を示す位相差板で構成されている。
偏光子3,4は、一対の保護フィルム7,7の間に挟まれている。一対の保護フィルム7で保護された背面側偏光子4は、粘着剤などを介して、光学補償板5の背面に接着されている。一対の保護フィルム7で保護された視認側偏光子3は、粘着剤などを介して、液晶セル2の表面に接着されている。尚、上記光学補償板5は、視認側偏光子3と液晶セル2の間に設けられていてもよい。また、光学補償板5が、視認側偏光子3と液晶セル2の間及び背面側偏光子4と液晶セル2の間の双方に設けられていてもよい。なお、保護フィルム7は、必要に応じて省略できる。
この1/4波長板6は、円偏光(円偏光)を直線偏光に変える光学部材(いわゆる位相差板)である。すなわち、1/4波長板6の表面から入射した円偏光は、1/4波長板6を透過して直線偏光に変換され、1/4波長板6の背面から出射する。
一方、室内を照らす光源の光が、右回りの円偏光とされている場合には、1/4波長板は、図4Bに示すように、1/4波長板6の遅相軸Xと視認側偏光子3の吸収軸Aの成す角θが、視認側から見て反時計回りに135°±5°、好ましくは135°±3°となるように、視認側偏光子3の表面側に設けられている。
尚、図4A及び図4Bに於いて、2は、液晶セルを示し、2aは液晶セルの視認側の面を示す。
さらに、1/4波長板は、少なくとも波長400〜700nmに於ける面内位相差が短波長側ほど小さく、長波長側ほど大きい波長分散を示す(逆波長分散性と呼ばれることがある)ものが好ましい。
また、1/4波長板は、少なくとも波長400〜700nmに於ける円偏光を直線偏光へと変換する光学特性を有することが好ましい。
具体的には、1/4波長板は、少なくとも波長400〜700nmに於ける面内位相差Re(λ)が、式:1/4×λ(nm)×0.8≦Re(λ)≦1/4×λ(nm)×1.2を満たすものが好ましい。
ただし、Re(λ)は、各波長λ(nm)に於ける面内位相差を示し、Re(λ)=(nx−ny)×dで求められる。nxは、1/4波長板の面内に於ける屈折率が最大となる方向(X軸)の屈折率を、nyは、同面内に於けるX軸に垂直な方向(Y軸)の屈折率を、dは、1/4波長板の厚み(nm)を示す。
上記のように、1/4波長板の表面に微細な凹凸形状が形成されていることにより、該1/4波長板に当たる円偏光のうち1/4波長板を通過しない光を拡散して、液晶パネルの表面のギラツキなどを防止することができる。
1/4波長板の表面自体を凹凸状に形成する方法としては、例えば、1/4波長板の表面を、サンドブラスト、エンボスロールによる押圧、化学エッチング等の適宜な方式で粗面化処理する方法などが挙げられる。
1/4波長板の表面に、微細な凹凸形状表面を有する透明な層を積層する方法としては、例えば、1/4波長板の表面に別途透明樹脂層を塗工し、この透明樹脂層の表面に、サンドブラスト法、エンボスロールによる押圧、化学エッチング、金型による転写方式等の適宜な方式で粗面化処理を行う方法や、1/4波長板の表面に微粒子を分散含有された透明樹脂を塗工し、該透明樹脂層により微細凹凸形状を付与する方法などが挙げられる。
これら微細凹凸形状の形成方法は、二種以上の方法を組み合わせ、異なる状態の微細凹凸形状表面を複合させた層として形成してもよい。
以下、微粒子を分散含有する透明樹脂層を設ける方法について説明する。
透明樹脂層を形成する樹脂としては、微粒子の分散が可能で、透明樹脂層形成後の皮膜として十分な強度を持ち、しかも透明性のあるものを特に制限なく使用できる。
該樹脂としては、熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂などがあげられる。これらのなかでも紫外線照射による処理にて、効率よく透明樹脂層を形成することができるから、紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。
尚、紫外線硬化型樹脂には、紫外線重合開始剤が配合されている。また、透明樹脂層の形成には、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤等の添加剤を含有させることができる。透明樹脂層の形成に当たり、チクソトロピー剤(0.1μm以下のシリカ、マイカ等)を含有させることにより、透明樹脂層の表面において、突出粒子により微細凹凸構造を容易に形成することができる。
微粒子の平均粒子径は、1〜10μm、好ましくは2〜5μmである。
なお、塗工液は、ファンテン、ダイコーター、キャスティング、スピンコート、ファンテンメタリング、グラビア等の適宜な方式で塗工できる。
また、透明樹脂層の厚さは特に制限されないが、3〜6μm程度、特に4〜5μmとするのが好ましい。
さらに、上記透明樹脂層の微細凹凸形状表面に、反射防止機能を有する低屈折率層を設けることができる。この低屈折率層の材料は透明樹脂層よりも屈折率の低いものであれば特に制限されない。低屈折率層の形成法は、特に制限されないが、湿式塗工法は、真空蒸着法等に比べて簡易な方法であるため好ましい。
前記例示した低屈折率材料の形成材料は、重合済みのポリマーであってもよいし、前駆体となるモノマーまたはオリゴマーであってもよい。
また、それぞれの材料は、表面の防汚染性付与するためフッ素基含有化合物が用いられる。
耐擦傷性の面からは、無機成分含有量が多い低屈折率層材料が優れる傾向にあり、特にゾル−ゲル系材料が好ましい。
具体的には、たとえば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランなどがあげられる。これらのなかでも前記nが2〜6の化合物が好ましい。
低屈折率層の形成にはシリカ、フッ化マグネシウム等をアルコール溶媒に分散したゾルなどを添加しても良い。その他、金属塩、金属化合物などの添加剤を適宜に配合することができる。低屈折率層の厚さは特に制限されないが、0.05〜0.3μm程度、特に0.1〜0.3μmとするのが好ましい。
具体的には、室内の照明器具や開口部から入る室外光によって、室内は、明るい環境下にある。この状態に於いては、室内に設置された液晶表示装置の液晶パネルの表面に、室内を照らす光が当たっている。本発明の鑑賞室は、液晶パネルの視認側偏光子の視認面側に1/4波長板が設けられ、室内を照らす光が円偏光とされているので、該室内を照らす円偏光は、図5に示すように、液晶パネルの表面の1/4波長板6を透過する際、直線偏光に変換される。そして、1/4波長板6で変換された直線偏光は、視認側偏光子3に吸収される。従って、液晶パネルの表面から液晶パネル内部へと透過する光(外光)は、視認側偏光子を通過せず、且つ視認側偏光子の表面にて反射することもない。よって、上記鑑賞室は、光によって照らされた明るい状態で、液晶パネルのギラツキや映り込みを確実に防止して、液晶表示装置の画像を良好に見ることができる。また、1/4波長板の表面に微細な凹凸形状が形成されている場合には、1/4波長板の表面で反射する光によるギラツキや映り込みを防止でき、より一層効果的な鑑賞室を提供できる。
また、本発明の液晶表示装置鑑賞室は、建築物だけでなく、乗り物に適用できることから、例えば、カーナビゲーションシステムなどを搭載した液晶表示装置を見るための自動車の運転室として利用できる。また、該鑑賞室は、宣伝広告や各種番組などを表示する液晶表示装置を見るための電車又は飛行機の客室として利用できる。
Claims (9)
- 室と、室内に設置され且つ液晶パネルを有する液晶表示装置と、室内を照らす光源と、を有し、
液晶パネルの視認側偏光子の表面側に、1/4波長板が設けられており、1/4波長板は、その遅相軸が視認側偏光子の吸収軸に対して視認側から見て反時計回りに45°±5°または135°±5°となるように設けられており、室内を照らす光が左回りまたは右回りのいずれかの円偏光とされていることを特徴とする液晶表示装置鑑賞室。 - 1/4波長板の表面が、微細な凹凸形状を有する請求項1に記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 1/4波長板が、波長550nmに於ける円偏光を直線偏光へと変換する光学特性を有する請求項1または2に記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 光源が、円偏光を発する照明器具である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 照明器具が、発光部と、発光部から出る自然光から左回り又は右回りのいずれかの円偏光を透過させる光学部材と、を有する請求項4に記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 光源が、室の開口部から室内へと入り込む室外の自然光であり、室の開口部に、室外の自然光から左回り又は右回りのいずれかの円偏光を透過させる光学部材が設けられている請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 光学部材が、コレステリック相を示すフィルムを有する請求項5または6に記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 室が、建築物の室である請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置鑑賞室。
- 室が、乗り物の室である請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置鑑賞室。
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