JP4507505B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4507505B2 JP4507505B2 JP2003105645A JP2003105645A JP4507505B2 JP 4507505 B2 JP4507505 B2 JP 4507505B2 JP 2003105645 A JP2003105645 A JP 2003105645A JP 2003105645 A JP2003105645 A JP 2003105645A JP 4507505 B2 JP4507505 B2 JP 4507505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- retardation plate
- plate
- display device
- retardation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、特にノーマリーブラックモードで用いられ、タッチパネルなどの入力部を備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型および反射・透過兼用型の液晶表示装置は、液晶表示装置の有する薄型、軽量および低消費電力という特徴に加えて、外光下での視認性がよいということから、多くの携帯端末に利用されている。
これら携帯端末の入力部として、コスト的なメリットから抵抗膜方式のタッチパネルが多く用いられている。
【０００３】
図２４（ａ）は上記の入力部として抵抗膜方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置の構成を示す模式図である。
図２４（ａ）の液晶表示装置は、液晶パネル１０の表示面側に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１とを組み合わせた広帯域λ／４位相差板４２が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
以下、位相差板について、λ／４位相差板を単にλ／４板、λ／２位相差板を単にλ／２板とも称する。
さらに、偏光板４３上に、入力部であるタッチパネル２０が設けられている。タッチパネル２０は、一対の透明導電膜（２１，２２）がスペーサ２３により所定の距離を離間して設けられた構成であり、タッチパネル２０を構成する平面内において一対の透明導電膜（２１，２２）の間の距離が変化した位置を検出して入力信号を得る。タッチパネル２０への入力信号は、不図示の位置検出部に入力され、適宜液晶パネルへの表示にフィードバックされる。
観察者Ｏｂｓは、外部からの光（以下外光とも称する）Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
【０００４】
上記の液晶表示装置において、タッチパネル２０は液晶パネル１０の表示面側に配置する必要がある。
このため、図２４（ａ）中に示すタッチパネル２０を構成する透明導電膜（２１，２２）の界面における反射光（タッチパネル２０を構成するフィルムや空気などと透明導電膜との各界面からの反射光）Ｌ２，Ｌ３の影響などで、利用者の顔や、背景が写り込むなどしたり、強い外光下でその反射光によりコントラストを落とすなどして、表示特性を著しく損なっている。
【０００５】
上記の問題を解決するため、ノーマリーホワイト（ＮＷ）モードの反射型の液晶表示装置において、表示を兼ねた円偏光板（偏光板と広帯域λ／４位相差板を組み合わせたもの）と組み合わせた液晶表示装置が、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されている。
図２４（ｂ）は、上記の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶パネル１０の表示面側に、抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられ、その上層に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１とを組み合わせた広帯域λ／４位相差板４２が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
観察者Ｏｂｓは、外光Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認して液晶パネルの表示内容を観察する。
【０００６】
上記の構成において、外光がこの反射型の液晶表示装置に入射すると、偏光板４３と広帯域λ／４位相差板４２により構成された円偏光板によって右回りもしくは左回りのほぼ円偏光に変換される。
この円偏光はタッチパネル２０の各層の界面にて一部反射、一部透過される。透過した光は、液晶セルによる表示に利用されるが、反射した一部の円偏光は界面での反射により、その位相がπ〔ｒａｄ〕だけずれるため、反射後に右回りなら左回りへ、左回りなら右回りの円偏光へと変調されるため、もう一度広帯域λ／４位相差板を通過するときに入射したときの直線偏光とは９０°方位の異なった直線偏光に変換されるため、偏光板を通過できない。
これにより、界面反射を抑制でき表示視認性が大幅に改善される。
【０００７】
ところで、多くのＮＷモードの反射型の液晶表示装置の場合、一般的には特許文献２などに記載されているように、おおよそλ／２位相差板とおおよそλ／４位相差板２枚を組み合わせて、可視光域全体でほぼλ／４条件になるように組合わされた広帯域λ／４位相差板と、偏光板、液晶セルで構成されている。
【０００８】
図２５は、反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図である。
液晶パネル１０の表示面側に、抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられ、その上層に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に、λ／４位相差板４４とλ／２位相差板４５が設けられ、その下層に偏光板４７が設けられている。
【０００９】
図２５に示す反射・透過兼用型の液晶表示装置においても、一般的には特許文献４に記載されているように、図２４（ｂ）に示す反射型の液晶表示装置と同様、表側の位相差板の構成はλ／４板４０とλ／２板４１で構成された広帯域λ／４板４２と偏光板４３で構成され、裏面側も表面同様にλ／４板４４とλ／２板４５で構成された広帯域λ／４板４６と偏光板４７で構成されている。
上述のように抵抗膜方式のタッチパネルを組み合わせたとき、広帯域λ／４板４２と偏光板４３を組み合わせた円偏光板をタッチパネル２０よりも前面に配することで、抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制できる。
【００１０】
ところが、この構成からもわかるように、反射型の液晶表示装置では位相差板が最低２枚、反射・透過兼用型の液晶表装置では位相差板は最低４枚必要となり、液晶表示装置の厚みが増すという欠点があった。
図２６（ａ）は、タッチパネルを持たない構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図であり、液晶パネル１０の表示面側にλ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられて、一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に、λ／４位相差板４４とλ／２位相差板４５が設けられ、その上層に偏光板４７が設けられた構成であり、このように位相差板は最低４枚必要となることを示している。
【００１１】
一方で、反射型、反射・透過兼用型の液晶表示装置には、ＮＷモードの他にノーマリーブラック（ＮＢ）モードが有る。
図２６（ｂ）は、タッチパネルを持たない構成のＮＢモードの液晶パネルを用いた反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶パネル１０の表示面側にλ／２位相差板４８が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に偏光板４７が設けられている。
図２６（ｂ）に示すように、ＮＢモードは表示に必要な位相差板が最低１枚でよく、液晶表示装置の薄型化に適している。
【００１２】
ＮＢモードは上記のＮＷモードとは異なり、液晶セルのリタデーションがλ／４条件になり、おおよそλ／２位相差板により光学補償するモードである。
なお、ＮＢモード反射型の液晶表示装置については、特許文献５および特許文献６に記載されており、また、ＮＢモードの反射・透過兼用型の液晶表示装置については非特許文献１に記載されている。
【００１３】
次に、上記のＮＢモードの液晶表示装置における光学変調について、ポアンカレ球を用いて説明する。
このポアンカレ球は光の偏光状態を表すストークスパラメータを三次元空間上に配置したときに、直径１（光の吸収がないこと仮定した場合）の球面上に位置する球のことである。なお、ストークスパラメータおよびポアンカレ球については非特許文献２にも詳しく説明されている。
なお、反射型の液晶表示装置の場合、良好な黒表示を得るためには反射板上でちょうど円偏光すなわちポアンカレ球上のＳ１−Ｓ２平面へ投射した点が、ちょうど中央（Ｓ１＝Ｓ２＝０）となる状態である。
【００１４】
上記の一般的なＮＢモードの反射型の液晶表示装置の場合、図２７（ａ）のＳ１−Ｓ２平面投影図および図２７（ｂ）のＳ２−Ｓ３平面投影図に示すように、表側の偏光板を通過した自然光は直線偏光に変換され、λ／２位相差板により光の波長により異なる偏光変調の作用（ＥＦ（λ／２））により、例えば光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の主波長である４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの光の場合、６５０ｎｍ＜５５０ｎｍ＜４５０ｎｍの順に位相変調が大きくなる。
この光学変調（光学補償）より、液晶セルによって円偏光へ位相変調するときに、位相差板と同様に６５０ｎｍ＜５５０ｎｍ＜４５０ｎｍの順に大きな位相変調が加えられるために、λ／２位相差板の作用（ＥＦ（λ／２））と、液晶セルの作用（ＥＦ（ＬＣ））が互いに相殺され、可視光域の全体の光をほぼ円偏光へ変換することができる。
ここで示した例は液晶セルの配向モードは０°ツイストすなわちホモジニアス配向としたが、ツイスト配向でも同様である。
【００１５】
【特許文献１】
国際公開第９８／４８３２０号パンフレット
【特許文献２】
特開２００２／６３０５号公報
【特許文献３】
特開２００２／３５６３４号公報
【特許文献４】
特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献５】
特開平１０−１５４８１７号公報
【特許文献６】
特開２００１−３３７８０号公報
【非特許文献１】
ヘウメ−ＩＩ ビーク（Heume-II Baek ）著，「ニュー・デザイン・オブ・トランスフレクティブ・エルシーディー・ウィズ・シングル・リタデーション・フィルム（New Design of Transflective LCD with single retardationfilm）」，インフォメーション・ディスプレイ・ワークショップ（InformationDisplay Workshops ）’００，プロシーディングス（Proceedings ），ＬＣＴ２−２，４１−４４頁
【非特許文献２】
山口一郎著，「応用光学」，オーム社
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＮＢモードで抵抗膜方式のタッチパネルと組み合わせた場合、ＮＷモードの場合のように、単純にタッチパネルと偏光板、位相差板の位置関係を入れ替えても、用いている位相差板がλ／２板であるためにＮＷモードのように、円偏光板によるタッチパネルの界面反射を吸収することが出来ず、視認性の改善は望めない。
【００１７】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置の薄型化に適しているノーマリーブラックモードにおいて、抵抗膜方式のタッチパネルなどの入力部における界面反射を抑制し、表示視認性を向上させることができる液晶表示装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、液晶が充填され、少なくとも光の反射部を有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面側に設けられ、前記液晶パネルの表示上の位置を検出するための平面型の入力部と、前記入力部の前記液晶パネルの反対側の面上に設けられ、外部から入射した光の前記入力部における反射光の透過を抑制する第１位相差板と、前記第１位相差板上に設けられた偏光板と、前記入力部と前記液晶パネルの間に設けられた第２位相差板とを有し、前記第１位相差板が四分の一波長の位相差板であり、前記第２位相差板が四分の一波長の位相差板であり、前記第１位相差板の遅相軸と前記第２位相差板の遅相軸とが異なる角度に設定され、前記第１位相差板と前記第２位相差板とを組み合わせた位相差により前記液晶パネルの光学補償を行う。
【００１９】
上記の本発明の液晶表示装置は、タッチパネルなどの入力部を有するノーマリーブラックモードの液晶表示装置において、入力部の液晶パネルの反対側の面上に第１位相差板が設けられ、入力部と液晶パネルの間に第２位相差板が設けられている。
ここで、第１位相差板は外光の入力部における反射光の透過を抑制する。また、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせにより液晶パネルの光学補償が行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
第１実施形態
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
ねじれ角を有するネマチック液晶が充填され、少なくとも光の反射部を有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネル１０の表示面側に、平面型の入力部である抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられている。
タッチパネル２０の液晶パネル１０の反対側の面上に第１位相差板３０ａが設けられ、さらに第１位相差板３０ａ上に偏光板３１設けられている。
また、タッチパネル２０と液晶パネル１０の間に第２位相差板３０ｂ設けられている。
また、タッチパネル２０に接続して位置検出部３４が設けられており、位置検出部３４はさらに液晶パネル１０に接続している。
【００２２】
タッチパネル２０は、一対の透明導電膜（２１，２２）がスペーサ２３により所定の距離を離間して設けられた構成であり、タッチパネル２０を構成する平面内において一対の透明導電膜（２１，２２）の間の距離が変化した位置を検出して入力信号を得る。
タッチパネル２０への入力信号は、位置検出部３４に入力され、必要に応じて適宜液晶パネル１０の表示にフィードバックされる。
【００２３】
上記の構成の液晶表示装置において、第１位相差板および第２位相差板のリタデーション（位相差板の屈折率異方性Δｎと位相差板の膜厚ｄの積、Δｎｄ）について、Δｎｄが例えば９０〜２３０ｎｍであるλ／４位相差板とする。
このように、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂをそれぞれλ／４位相差板（四分の一波長板）とすることで、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせて、ＮＢモードに通常用いられるΔｎｄが２５０〜４００ｎｍのλ／２位相差板（二分の一波長板）として機能する。
以下、位相差板について、λ／４位相差板を単にλ／４板、λ／２位相差板を単にλ／２板とも称する。
【００２４】
観察者Ｏｂｓは、外部からの光（以下外光とも称する）Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
このとき、第１位相差板３０ａは、外部から入射した光のタッチパネル２０の界面反射による反射光（Ｌ２，Ｌ３）の透過を抑制する。このため、液晶表示装置の表示視認性を向上させることができる。
また、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせてλ／２位相差板として機能し、これにより、液晶パネル１０の光学補償を行うことができる。
【００２５】
位相差板の材料は、ポリカーボネイト樹脂、ノルボルネン系樹脂（例えばＪＳＲ（社）のアートン（商品名）、積水化学（社）のエスシーナ（商品名）など）、ポリサルフォン樹脂、変性ポリカーボネイト樹脂（例えば帝人（社）のＷＲＦ（商品名））などを用いることができ、これらのうちの同種および異種のいずれの組み合わせでも良い。
好ましくは、表偏光板側にはΔｎの波長分散が、各光の波長成分に対してλ／４条件から大きく外れない材料（例えば、変性ポリカーボネイトやノルボルネン系位相差板）が望ましい。
【００２６】
液晶パネル１０に充填されたネマチック液晶は、ホモジニアス配向ではなく、ツイスト配向であり、そのねじれ角は、１０〜７０°であることが好ましい。
第１位相差板３０ａの遅相軸もしくは進相軸と、偏光板３１の吸収軸もしくは偏光軸のなす角が、３０〜６０°であることが好ましい。
これらの好ましい理由については後述する。
【００２７】
次に、本実施形態における液晶表示装置の光学構成における光学変調についてポアンカレ球を用いて説明する。
本実施形態での光学構成の場合、２枚のλ／４位相差板である第１および第２位相差板（３０ａ，３０ｂ）を有し、第１位相差板３０ａはタッチパネル２０の表面に、第２位相差板３０ｂはタッチパネル２０と液晶パネル１０の間に設けられて、２枚を組み合わせてλ／２位相差板として機能する。第１位相差板３０ａは偏光板３１との組み合わせで円偏光板として機能する必要があり、図２７（ａ）および（ｂ）に示す従来の液晶表示装置の一般的な偏光変調とはまったく異なる。
【００２８】
第１位相差板３０ａにて抵抗膜方式のタッチパネル２０の界面反射を抑制するための円偏光板を構成するので、偏光板３１の透過軸（偏光軸）もしくは吸収軸と第１位相差板３０ａの遅相軸の関係は４５°±９０°が最も好ましく、その周辺であればある程度の界面反射抑制の効果が得られる。
この界面反射の抑制効果は下記式（１）によって与えられ、第１位相差板３０ａのリタデーション（屈折率異方性Δｎと厚さｄの積）が視感度の最も高い５５０ｎｍの１／４である１３７．５ｎｍのとき最も効率がよく、この場合、最も好ましい４５°の軸関係で全界面反射の約２％に、３０〜６０°の範囲でも約２７％程度に抑制できる。
【００２９】
【数１】
【００３０】
上記式（１）において、ｕ＝πΔｎｄ／λ、Δｎ＝ｎe −ｎo であり、Ｒは反射率、θは偏光板の偏光軸と位相差板の遅相軸との角度、ｎe とｎo はそれぞれ位相差板の遅相軸と進相軸の屈折率、ｄは位相差板の厚さである。
【００３１】
また、この第１位相差板のリタデーションが１３７．５ｎｍ付近であれば、ある程度の界面反射の抑制効果が得られ、９０〜１８０ｎｍの範囲でも約２〜２７％程度に全界面反射が抑制できる。
【００３２】
以下、偏光板３１の偏光軸と位相差板３０ａの遅相軸との角度が最も好ましい４５°の場合について説明する。
まず、偏光板３１と第１位相差板３０ａまでの光学構成について述べる。図２（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図２（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１と第１位相差板３０ａが配置されており、偏光板３１の偏光軸ＡＸ31と第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a との角度が４５°となっている。
偏光板３１を通過した自然光は直線偏光に変換され、λ／４板である第１位相差板３０ａにより、可視光域の光はおおよそ円偏光に変換される。
この円偏光はタッチパネル２０の各層の界面にて一部反射、一部透過される。透過した光は、液晶セルによる表示に利用されるが、反射した一部の円偏光は界面での反射により、その位相がπ〔ｒａｄ〕だけずれるため、もう一度第１位相差板３０ａを通過するときに入射したときの直線偏光とは９０°方位の異なった直線偏光に変換されるため、偏光板３１を通過できない。偏光板３１とλ／４板である第１位相差板３０ａからなる円偏光板によって、タッチパネル２０の界面反射の大部分は偏光板に吸収され、界面反射は抑制される。
【００３３】
次に、偏光板３１から第２位相差板３０ｂまでの光学構成について述べる。図３（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図３（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図３（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１、第１位相差板３０ａおよび第２位相差板３０ｂが配置されており、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b は第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a に対して以下のような方位に設定する。
タッチパネル２０を透過した残りの円偏光は第２位相差板により再び直線偏光に戻されるが、完全にもとの直線偏光へ戻してしまうと、液晶セルにて再び円偏光へ変換する際に、一般的なＮＢモードの場合と同様に光学補償せずに液晶セルで光学変調することに等しくなり、可視光全体を均一な円偏光へ変換できず、良好な黒状態が得られずに表示コントラストへ影響を与える。
そこで、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b の方位を調整し、第２位相差板３０ｂにより完全な直線偏光へは戻さず、波長によって異なった直線偏光付近の偏光状態へ位相変調する。
【００３４】
次に、偏光板３１から液晶パネル１０までの光学構成について述べる。図４（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図４（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図４（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、第２位相差板３０ｂと、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が配置されている。表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤはねじれており、即ち、液晶パネル１０に充填されたネマチック液晶はねじれ角Φを有するツイスト配向である。
液晶パネルで再び円偏光へ変換する際に、特定の条件（ねじれ角、液晶セルのリタデーション）を与えることで可視光域の光をほぼ円偏光へ変換することができ、良好な黒状態が得られ良好なコントラストが得られることになる。
液晶セルのねじれ角を０°すなわちホモジニアス配向とすると、ねじれ角を与えたときほど、可視光域全体でうまく円偏光へ変換できずに良好な黒表示が得られず、コントラストの高い表示が得られない。
【００３５】
（実施例１）
上記の第１実施形態に係る液晶表示装置における反射モードのコントラストの評価を行った。
図５（ａ）は本実施例において評価した光学構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は構成を示す模式図である。
観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が順に配置されている。
偏光板３１の偏光軸ＡＸ31と第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a との角度は４５°、第１位相差板３０ａのリタデーションΔｎｄは１３１ｎｍ、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a と第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b との角度は１２５°、第２位相差板３０ｂのリタデーションΔｎｄは１４７ｎｍ、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤのねじれ角Φは４０°、液晶パネルのリタデーションΔｎｄは１８０ｎｍとした。
評価のための測定は液晶表示装置の９時方位３０°から平行光を入射させ、液晶表示装置の表示面に対して法線方向から受光する光学系にて実施した。
【００３６】
また、従来例として、図５（ｃ）の模式図に示す構成の液晶表示装置についても同様の測定を行った。図５（ｃ）の液晶表示装置は、図５（ｂ）と同様の光学構成であるが、入力部であるタッチパネルを第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂの間ではなく、偏光板３１の上に設けた構成であり、本発明による界面反射の抑制効果だけを確認できる構成としている。
【００３７】
上記の測定結果を図６に示す。
図６は横軸の液晶パネルの液晶セルへの印加電圧に対して、縦軸として相対反射率をプロットしたグラフであり、図中、実線Ａは図５（ａ）および図５（ｂ）に示す第１実施形態に係る液晶表示装置、点線Ｂは図５（ｃ）に示す従来例の液晶表示装置の結果である。
このように、従来例のタッチパネルを液晶表示装置の外側に置く構造をとった場合はコントラストが６．４程度であったのに対して、第１実施形態に係る光学構成をとった液晶表示装置の場合はコントラストが１９．１程度なり、良好な特性が得られた。
これは、抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射が抑制できたことを示しており、ＮＢモードの反射型などの液晶表示装置において位置入力部として安価な抵抗膜方式のタッチパネルを用いた場合でも、タッチパネルによる表示特性の劣化を抑制できることを示している。
【００３８】
第２実施形態
図７は、本実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
ねじれ角を有するネマチック液晶が充填され、光の透過部と反射部とを有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネル１０の表示面側に、平面型の入力部である抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられている。
タッチパネル２０の液晶パネル１０の反対側の面上に第１位相差板３０ａが設けられ、さらに第１位相差板３０ａ上に偏光板３１設けられている。
また、タッチパネル２０と液晶パネル１０の間に第２位相差板３０ｂ設けられている。
液晶パネルの第２位相差板３０ｂが設けられた反対側に、バックライト側偏光板３２を介してバックライト３３が設けられている。
また、タッチパネル２０に接続して位置検出部３４が設けられ、位置検出部３４はさらに液晶パネル１０に接続しており、タッチパネル２０への入力信号は、位置検出部３４に入力され、必要に応じて適宜液晶パネル１０の表示にフィードバックされる。
【００３９】
上記のバックライト３３は、ランプ３３ａからの光をリフレクタ３３ｂで反射して導光板３３ｃに入射させ、導光板３３ｃの反射面で反射させて液晶パネル１０の裏面側から光を入射させる構成である。
タッチパネル２０や各位相差板の構成は第１実施形態と同様である。
【００４０】
反射モードにおいて、観察者Ｏｂｓは、外光Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
このとき、第１位相差板３０ａは、外部から入射した光のタッチパネル２０の界面反射による反射光（Ｌ２，Ｌ３）の透過を抑制する。このため、液晶表示装置の表示視認性を向上させることができる。
また、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせてλ／２位相差板として機能し、これにより、液晶パネル１０の光学補償を行うことができる。
また、透過モードにおいては、観察者Ｏｂｓは、バックライト３３からの光Ｌ５が液晶パネル１０に入射して透過した光を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
【００４１】
また、図８に示すように、図７の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶パネルの第２位相差板３０ｂが設けられた反対側に、光学補償用の第３位相差板３０ｃとバックライト側偏光板３２が設けられている構成としてもよい。
【００４２】
図９は、本実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の液晶パネルのセル構成を示す模式図である。
表面液晶パネル基板１０ａ上に透明電極１１が形成され、一方、裏面液晶パネル基板１０ｂ上に透明電極１２および画素選択のための薄膜トランジスタ１３が形成されている。光の透過領域ＴＲを除く光の反射領域においては、透明電極１２および薄膜トランジスタ１３上を被覆して、絶縁膜などのスペーサ１４が設けられ、その表面に反射膜１５が設けられている。この透明電極１１と、透明電極１２および反射膜１５の間隙に、ネマチック液晶分子１６が充填されている。
光の透過領域においてはスペーサ１４と反射膜１５が形成されておらず、光の透過領域のセル厚ｄＴは光の反射領域のセル厚ｄＲよりも厚くなっている。このように、透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲが異なるマルチギャップ構造となっていることが好ましく、特に、透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲの値が１．５〜２．３であることが好ましい。
【００４３】
（実施例２）
図７および図８に示す第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、どの程度のマルチギャップ構造が適切であるか、数値解析的手法により解析した。この解析結果を図１０および図１１に示す。図７に示す構成における解析結果が図１０であり、図８に示す構成における解析結果が図１１である。
図１０および図１１において、横軸は透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲであり、縦軸はコントラストＣＲである。
図１０および図１１から、図７および図８のいずれの構成においても、ｄＴ／ｄＲ＝１．５〜２．３とすることで良好な特性が得られることがわかる。
【００４４】
（実施例３）
図７および図８に示す第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、透過モードのシミュレーションを行った。
結果を表１および表２にそれぞれ示す。なお、軸構成の定義は図１２に示しており、偏光板３１の偏光軸ＡＸ31、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a 、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b 、第３位相差板３０ｃの遅相軸ＡＸ30c 、バックライト側偏光板３２の偏光軸ＡＸ32の方位は、それぞれ基準方位を設定してそれに対する角度（それぞれβ、γ１、γ２、γ３、α）とし、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤ間の液晶セルねじれ角Φとした。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
図７示す構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、例えば偏光板の偏光軸の角度が４０°、５０°あるいは６０°としたときには、４０°のときに高コントラストとなることが示された。
また、図８示す構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、例えば偏光板の偏光軸の角度が４０°、５０°あるいは６０°としたときには、５０°のときに高コントラストとなることが示された。
液晶パネル１０の裏面側の偏光板のみを有する図７の構成においても、図８に示す第３位相差板と偏光板と有する構成に比べて特性は劣るものの実用上十分な特性が得られている。
【００４８】
（実施例４）
上記各実施形態に係る液晶表示装置における液晶セルのねじれ角などのパラメータに対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
光学計算はＪｏｎｅｓ Ｍａｔｒｉｘ法（詳細については「結晶光学」応用物理学会光学懇話会編参照）を用い、液晶セルの法線方向に対する光路パスを計算した。
また、偏光板は理想的なものを想定し、全可視光域で最大５０％の透過率の得られるものを想定し、偏光板以外での光の吸収はないものとした。また、電圧を印加した時の液晶分子の変形は、弾性体理論により計算した。
【００４９】
図１３は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ１１として、液晶セルのねじれ角、液晶セルのリタデーション、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションをそれぞれ設定する。
次に、第２ステップＳＴ１２として、電圧無印加時（黒表示）の反射率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ１３として、電圧無印加時の黒レベル（黒反射率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ１４として、電圧印加時（白表示）の反射率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ１５として、電圧印加時の白レベル（白反射率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ１６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ１１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ１３および第５ステップＳＴ１５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ１１に戻る。
【００５０】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図１４に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が順に配置されている。
偏光板３１の偏光軸ＡＸ31、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a 、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b の方位は、それぞれ基準方位を設定してそれに対する角度（それぞれβ、γ１、γ２）とし、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤ間の液晶セルねじれ角Φとした。
【００５１】
上記の第１ステップＳＴ１１、第３ステップＳＴ１３、第５ステップＳＴ１５の初期値設定や判定などについては、図１３の中に示した条件Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ１１おいて、ねじれ角Φは０〜８０°、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１４０〜２５０ｎｍ、偏光板の偏光軸角度βは０〜９０°、第１位相差板の遅相軸角度γ１はβ＋４５°あるいは１３５°、第１位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ａ）は１２０〜１７０ｎｍ、第２位相差板の遅相軸角度γ２は０〜１８０°、第２位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｂ）は１００〜２５０ｎｍとした。
また、第３ステップＳＴ１３において、黒反射率≦１％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ１５において、白反射率≦４８％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、外部からの照射される光源はＤ６５標準光源を想定した。
【００５２】
なお、ここで光学特性における反射率とは、入力光１に対してどの程度の光が反射して戻ってくるかを計算した、いわゆる光利用効率をさしている。また、表示色の無彩色性を考慮して光源色と表示色との色度距離を定義し、光源として昼光白色のＤ６５光源を用いた。
【００５３】
図１５は液晶セルねじれ角Φに対して、各ねじれ角での最大のコントラストＣＲの値をプロットしたグラフである。なお、ねじれ角が０°の場合とねじれ角が８０°ではシミュレーションの条件を満たすものはなく、ねじれ角が１０〜７０°の範囲でしか良好な光学特性が得られないことを意味している。
図１５から、液晶セルのツイスト角が大きくなるにしたがって反射モードのコントラストが高くなってゆき、４０〜６０°付近がもっとも高くなっており、本モードにおいてはこの領域が適切であるといえる。
【００５４】
上記のねじれ角が０°の場合で好ましい特性が得られない理由としては、以下のように考えられる。
上記の本実施形態の液晶表示装置では、第１位相差板により円偏光に変換された光は、第２位相差板により再び直線偏光に戻され、液晶セルにより再び円偏光にする必要がある。
この場合、液晶セルにより変換された円偏光は可視光域の光を効率よく円偏光にする必要があるが、ねじれ角が０°付近において、最も効率よく円偏光に変換される組み合わせは、第１および第２位相差板の遅相軸方位が直交し、各位相差板で生じる位相差を互いに打ち消す構成しかないことがわかった。
しかし、この構成では、可視光域全体を円偏光にすることが、光の波長分散により不可能となるため、良好な黒状態（黒反射率および着色）が得られず、シミュレーションの条件を満足できなかったと考えられる。
【００５５】
また、ねじれ角が７０°を超えた範囲では、第１および第２位相差板の組み合わせを工夫しても、円偏光となる条件が存在しないために黒反射率が高くなり、同様にシミュレーションの条件を満足できなかったと考えられる。
【００５６】
このことをポアンカレ球を用いて説明する。図１６（ａ）は、ねじれ角が７０°を越えた領域のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図１６（ｂ）はねじれ角が７０°以内の領域のＳ１−Ｓ２平面投影図である。
このように、ねじれ角が７０°以内では第１および第２位相差板の組み合わせを適切に配置すると、可視光域の光を効率よく円偏光に変換できるが、７０°を超えている領域では位相差板のいかなる組み合わせでも円偏光領域を通過する軌道を通らないために楕円偏光しか得られず、黒反射率を十分小さくできずコントラストが得られない。このように、シミュレーションの条件を満足できなかったことが説明できる。
【００５７】
次に、上述のシミュレーションにより、上記の各実施形態にける液晶表示装置を構成するセルパラメータと表示コントラストの関係を求めた。
その結果を図１７（ａ）〜図１７（ｅ）に示す。
図１７（ａ）〜図１７（ｅ）において縦軸はすべてコントラストＣＲであり、横軸は、図１７（ａ）が液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）、図１７（ｂ）が偏光板の偏光軸角度β、図１７（ｃ）が第１位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ａ）、図１７（ｄ）が第２位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｂ）、図１７（ｅ）が第２位相差板の遅相軸角度γ２である。
上記のシミュレーションにおいては、偏光板の偏光軸角度および第１位相差板のリタデーションについてはシミュレーションで想定した範囲すべてを含んでおり、パラメータを限定できないが、液晶セルのリタデーションは１５０〜２５０ｎｍ、第２位相差板のリタデーションは１００〜２３０ｎｍ、第２位相差板の遅相軸角度は９０〜１５０°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００５８】
（実施例５）
図７に示す実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶セルのリタデーションおよびバックライト側偏光板の偏光軸角度に対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
【００５９】
図１８は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ２１として、液晶セルのリタデーションおよびバックライト側偏光板の偏光軸角度をそれぞれ設定する。
ここで、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションについては、上記実施例４の反射モードの解析で求めた液晶セルの各ねじれ角における最適値を入力する。
次に、第２ステップＳＴ２２として、電圧無印加時（黒表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ２３として、電圧無印加時の黒レベル（黒透過率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ２４として、電圧印加時（白表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ２５として、電圧印加時の白レベル（白透過率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ２６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ２１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ２３および第５ステップＳＴ２５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ２１に戻る。
【００６０】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図１９に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０、バックライト側偏光板３２が順に配置されている。
バックライト側偏光板の偏光軸ＡＸ32の方位は、基準方位を設定してそれに対する角度αとした。
【００６１】
上記の第１ステップＳＴ２１、第３ステップＳＴ２３、第５ステップＳＴ２５の初期値設定や判定などについては、図１８の中に示した条件Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ２５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ２１おいて、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１８０〜４００ｎｍ、バックライト側偏光板の偏光軸角度αは０〜１８０°とした。
また、第３ステップＳＴ２３において、黒透過率≦２％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ２５において、白透過率≦４０％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、バックライト光源として、Ｄ６５標準光源を想定した。
【００６２】
なお、透過領域の液晶セルのリタデーションについては、図１０に示す通りであるので説明を省略する。
バックライト側偏光板の偏光軸方位については、結果を図２０に示す。
図２０において縦軸はコントラストＣＲであり、横軸はバックライト側偏光板の偏光軸角度αである。
この図より、バックライト側偏光板の偏光軸方位は２０〜１００°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例６）
図８に示す実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶セルのリタデーション、第３位相差板の遅相軸角度、第３位相差板のリタデーション、バックライト側偏光板の偏光軸角度に対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
【００６４】
図２１は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ３１として、液晶セルのリタデーション、第３位相差板の遅相軸角度、第３位相差板のリタデーション、バックライト側偏光板の偏光軸角度をそれぞれ設定する。
ここで、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションについては、上記実施例４の反射モードの解析で求めた液晶セルの各ねじれ角における最適値を入力する。
次に、第２ステップＳＴ３２として、電圧無印加時（黒表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ３３として、電圧無印加時の黒レベル（黒透過率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ３４として、電圧印加時（白表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ３５として、電圧印加時の白レベル（白透過率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ３６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ３１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ３３および第５ステップＳＴ３５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ３１に戻る。
【００６５】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図２２に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０、第３位相差板３０ｃ、バックライト側偏光板３２が順に配置されている。
第３位相差板３０ｃの遅相軸ＡＸ30c とバックライト側偏光板３２の偏光軸ＡＸ32の方位は、それぞれ、基準方位を設定してそれに対する角度（γ３、α）とした。
【００６６】
上記の第１ステップＳＴ３１、第３ステップＳＴ３３、第５ステップＳＴ３５の初期値設定や判定などについては、図２１の中に示した条件Ｃ３１，Ｃ３３，Ｃ３５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ３１おいて、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１８０〜４００ｎｍ、第３位相差板の遅相軸角度は０〜１８０°、第３位相差板のリタデーションは２００〜３２０ｎｍ、バックライト側偏光板の偏光軸角度αは０〜１８０°とした。
また、第３ステップＳＴ３３において、黒透過率≦０．５％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ３５において、白透過率≦４０％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、バックライト光源として、Ｄ６５標準光源を想定した。
【００６７】
なお、透過領域の液晶セルのリタデーションについては、図１１に示す通りであるので説明を省略する。
上記のシミュレーションの結果を図２３（ａ）〜図２３（ｃ）に示す。
図２３（ａ）〜図２３（ｃ）において縦軸はすべてコントラストＣＲであり、横軸は、図２３（ａ）がバックライト側偏光板の偏光軸角度α、図２３（ｂ）が第３位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｃ）、図２３（ｃ）が第３位相差板の遅相軸角度γ３である。
この図より、バックライト側偏光板の偏光軸角度は−２０〜１３０°、第３位相差板のリタデーションは１８０〜３３０ｎｍ、第３位相差板の遅相軸角度は４０〜１８０°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００６８】
上記のように、ツイストネマチック配向のＮＢモード液晶表示装置において抵抗膜方式のタッチパネルを備えた場合、その界面反射により視認性が著しく低下するが、上記の本実施形態に係る液晶表示装置によれば、ＮＢモードにおいても抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制でき、表示の視認性を損なうことのない、反射型もしくは反射・透過兼用型の液晶表示装置を提供できる。
【００６９】
また、上記のような抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制して、表示の視認性を確保する手法はＮＷモードでは提案されていたが、ＮＷモードは位相差板が最低４枚必要となり液晶表示装置の厚みが増すという欠点があった。一方、本発明に係る液晶表示装置ではＮＢモードを採用したので、表示に必要な位相差板を最低２枚にすることができ、液晶表示装置の薄型化が図れる。
さらに、タッチパネルを構成する要素を本発明の第１および第２位相差板で構成すれば、さらなる薄型化が図れる。
【００７０】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態に限定されない。
例えば、ネマチック液晶のねじれ角、第１位相差板の遅相軸もしくは進相軸と、偏光板の吸収軸もしくは偏光軸のなす角、あるいは、透過部と反射部とを有する液晶パネルの場合の液晶セルの透過部におけるセル厚ｄＴと反射部におけるセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲなどについて、好ましい範囲を記載しているが、本発明はこれに限定されず、第１位相差板によりタッチパネルなどの入力部からの反射光の透過を抑制し、第１位相差板と第２位相差板により液晶パネルの光学補償を行う構成となっていれば上記のパラメータは適宜変更することができる。
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示装置の薄型化に適しているノーマリーブラックモードにおいて、抵抗膜方式のタッチパネルなどの入力部における界面反射を抑制し、表示視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図２（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図３（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図３（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図４（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図４（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は実施例１において評価した液晶表示装置の光学構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は構成を示す模式図であり、図５（ｃ）は従来例の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図６】図６は実施例１において横軸の液晶パネルの液晶セルへの印加電圧に対して、縦軸として相対反射率をプロットしたグラフである。
【図７】図７は第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図８】図８は第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の液晶パネルのセル構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は実施例２において横軸に透過領域のセル厚と反射領域のセル厚の比を取り、縦軸にコントラストを取ったグラフである。
【図１１】図１１は実施例２において横軸に透過領域のセル厚と反射領域のセル厚の比とし、縦軸にコントラストとしたグラフである。
【図１２】図１２は実施例３の液晶表示装置の軸構成の定義を示す模式図である。
【図１３】図１３は実施例４における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図１４】図１４は実施例４においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は実施例４において液晶セルねじれ角に対して、各ねじれ角での最大のコントラストの値をプロットしたグラフである。
【図１６】図１６（ａ）は実施例４におけるねじれ角が７０°を越えた領域のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図１６（ｂ）はねじれ角が７０°以内の領域のＳ１−Ｓ２平面投影図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｅ）は実施例４におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１８】図１８は実施例５における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図１９】図１９は実施例５においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２０】図２０は実施例５におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２１】図２１は実施例６における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図２２】図２２は実施例６においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２３】図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は実施例６におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）および図２４（ｂ）は従来例に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２５】図２５は従来例に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図である。
【図２６】図２６（ａ）は、タッチパネルを持たない構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図であり、図２６（ｂ）は、タッチパネルを持たない構成のＮＢモードの液晶パネルを用いた反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２７】図２７（ａ）は従来例に係る液晶表示装置のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２７（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。
【符号の説明】
１０…液晶パネル、１０ａ…表面液晶パネル基板、１０ｂ…裏面液晶パネル基板、１１，１２…透明電極、１３…薄膜トランジスタ、１４…スペーサ、１５…反射膜、１６…ネマチック液晶分子、２０…タッチパネル（入力部）、２１，２２…透明導電膜、２３…スペーサ、３０ａ…第１位相差板（λ／４波長板）、３０ｂ…第２位相差板（λ／４波長板）、３０ｃ…第３位相差板、３１…偏光板、３２…バックライト側偏光板、３３…バックライト、３３ａ…ランプ、３３ｂ…リフレクタ、３３ｃ…導光板、３４…位置検出部、４０，４４…λ／４位相差板、４１，４５，４８…λ／２位相差板、４２，４６…広帯域λ／４位相差板、４３，４７…偏光板、Ｌ１…外光、Ｌ２，Ｌ３…界面反射による反射光、Ｌ４…液晶パネルにおける反射光、Ｏｂｓ…観察者、ＡＸ30a ，ＡＸ30b ，ＡＸ30c …遅相軸、ＡＸ31，ＡＸ32…偏光軸、ＯＤ10a ，ＯＤ10b …配向方向。
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、特にノーマリーブラックモードで用いられ、タッチパネルなどの入力部を備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型および反射・透過兼用型の液晶表示装置は、液晶表示装置の有する薄型、軽量および低消費電力という特徴に加えて、外光下での視認性がよいということから、多くの携帯端末に利用されている。
これら携帯端末の入力部として、コスト的なメリットから抵抗膜方式のタッチパネルが多く用いられている。
【０００３】
図２４（ａ）は上記の入力部として抵抗膜方式のタッチパネルを備えた液晶表示装置の構成を示す模式図である。
図２４（ａ）の液晶表示装置は、液晶パネル１０の表示面側に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１とを組み合わせた広帯域λ／４位相差板４２が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
以下、位相差板について、λ／４位相差板を単にλ／４板、λ／２位相差板を単にλ／２板とも称する。
さらに、偏光板４３上に、入力部であるタッチパネル２０が設けられている。タッチパネル２０は、一対の透明導電膜（２１，２２）がスペーサ２３により所定の距離を離間して設けられた構成であり、タッチパネル２０を構成する平面内において一対の透明導電膜（２１，２２）の間の距離が変化した位置を検出して入力信号を得る。タッチパネル２０への入力信号は、不図示の位置検出部に入力され、適宜液晶パネルへの表示にフィードバックされる。
観察者Ｏｂｓは、外部からの光（以下外光とも称する）Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
【０００４】
上記の液晶表示装置において、タッチパネル２０は液晶パネル１０の表示面側に配置する必要がある。
このため、図２４（ａ）中に示すタッチパネル２０を構成する透明導電膜（２１，２２）の界面における反射光（タッチパネル２０を構成するフィルムや空気などと透明導電膜との各界面からの反射光）Ｌ２，Ｌ３の影響などで、利用者の顔や、背景が写り込むなどしたり、強い外光下でその反射光によりコントラストを落とすなどして、表示特性を著しく損なっている。
【０００５】
上記の問題を解決するため、ノーマリーホワイト（ＮＷ）モードの反射型の液晶表示装置において、表示を兼ねた円偏光板（偏光板と広帯域λ／４位相差板を組み合わせたもの）と組み合わせた液晶表示装置が、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されている。
図２４（ｂ）は、上記の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶パネル１０の表示面側に、抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられ、その上層に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１とを組み合わせた広帯域λ／４位相差板４２が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
観察者Ｏｂｓは、外光Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認して液晶パネルの表示内容を観察する。
【０００６】
上記の構成において、外光がこの反射型の液晶表示装置に入射すると、偏光板４３と広帯域λ／４位相差板４２により構成された円偏光板によって右回りもしくは左回りのほぼ円偏光に変換される。
この円偏光はタッチパネル２０の各層の界面にて一部反射、一部透過される。透過した光は、液晶セルによる表示に利用されるが、反射した一部の円偏光は界面での反射により、その位相がπ〔ｒａｄ〕だけずれるため、反射後に右回りなら左回りへ、左回りなら右回りの円偏光へと変調されるため、もう一度広帯域λ／４位相差板を通過するときに入射したときの直線偏光とは９０°方位の異なった直線偏光に変換されるため、偏光板を通過できない。
これにより、界面反射を抑制でき表示視認性が大幅に改善される。
【０００７】
ところで、多くのＮＷモードの反射型の液晶表示装置の場合、一般的には特許文献２などに記載されているように、おおよそλ／２位相差板とおおよそλ／４位相差板２枚を組み合わせて、可視光域全体でほぼλ／４条件になるように組合わされた広帯域λ／４位相差板と、偏光板、液晶セルで構成されている。
【０００８】
図２５は、反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図である。
液晶パネル１０の表示面側に、抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられ、その上層に、λ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。
一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に、λ／４位相差板４４とλ／２位相差板４５が設けられ、その下層に偏光板４７が設けられている。
【０００９】
図２５に示す反射・透過兼用型の液晶表示装置においても、一般的には特許文献４に記載されているように、図２４（ｂ）に示す反射型の液晶表示装置と同様、表側の位相差板の構成はλ／４板４０とλ／２板４１で構成された広帯域λ／４板４２と偏光板４３で構成され、裏面側も表面同様にλ／４板４４とλ／２板４５で構成された広帯域λ／４板４６と偏光板４７で構成されている。
上述のように抵抗膜方式のタッチパネルを組み合わせたとき、広帯域λ／４板４２と偏光板４３を組み合わせた円偏光板をタッチパネル２０よりも前面に配することで、抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制できる。
【００１０】
ところが、この構成からもわかるように、反射型の液晶表示装置では位相差板が最低２枚、反射・透過兼用型の液晶表装置では位相差板は最低４枚必要となり、液晶表示装置の厚みが増すという欠点があった。
図２６（ａ）は、タッチパネルを持たない構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図であり、液晶パネル１０の表示面側にλ／４位相差板４０とλ／２位相差板４１が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられて、一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に、λ／４位相差板４４とλ／２位相差板４５が設けられ、その上層に偏光板４７が設けられた構成であり、このように位相差板は最低４枚必要となることを示している。
【００１１】
一方で、反射型、反射・透過兼用型の液晶表示装置には、ＮＷモードの他にノーマリーブラック（ＮＢ）モードが有る。
図２６（ｂ）は、タッチパネルを持たない構成のＮＢモードの液晶パネルを用いた反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶パネル１０の表示面側にλ／２位相差板４８が設けられ、その上層に偏光板４３が設けられている。一方、液晶パネル１０の表示面の裏面側に偏光板４７が設けられている。
図２６（ｂ）に示すように、ＮＢモードは表示に必要な位相差板が最低１枚でよく、液晶表示装置の薄型化に適している。
【００１２】
ＮＢモードは上記のＮＷモードとは異なり、液晶セルのリタデーションがλ／４条件になり、おおよそλ／２位相差板により光学補償するモードである。
なお、ＮＢモード反射型の液晶表示装置については、特許文献５および特許文献６に記載されており、また、ＮＢモードの反射・透過兼用型の液晶表示装置については非特許文献１に記載されている。
【００１３】
次に、上記のＮＢモードの液晶表示装置における光学変調について、ポアンカレ球を用いて説明する。
このポアンカレ球は光の偏光状態を表すストークスパラメータを三次元空間上に配置したときに、直径１（光の吸収がないこと仮定した場合）の球面上に位置する球のことである。なお、ストークスパラメータおよびポアンカレ球については非特許文献２にも詳しく説明されている。
なお、反射型の液晶表示装置の場合、良好な黒表示を得るためには反射板上でちょうど円偏光すなわちポアンカレ球上のＳ１−Ｓ２平面へ投射した点が、ちょうど中央（Ｓ１＝Ｓ２＝０）となる状態である。
【００１４】
上記の一般的なＮＢモードの反射型の液晶表示装置の場合、図２７（ａ）のＳ１−Ｓ２平面投影図および図２７（ｂ）のＳ２−Ｓ３平面投影図に示すように、表側の偏光板を通過した自然光は直線偏光に変換され、λ／２位相差板により光の波長により異なる偏光変調の作用（ＥＦ（λ／２））により、例えば光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の主波長である４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの光の場合、６５０ｎｍ＜５５０ｎｍ＜４５０ｎｍの順に位相変調が大きくなる。
この光学変調（光学補償）より、液晶セルによって円偏光へ位相変調するときに、位相差板と同様に６５０ｎｍ＜５５０ｎｍ＜４５０ｎｍの順に大きな位相変調が加えられるために、λ／２位相差板の作用（ＥＦ（λ／２））と、液晶セルの作用（ＥＦ（ＬＣ））が互いに相殺され、可視光域の全体の光をほぼ円偏光へ変換することができる。
ここで示した例は液晶セルの配向モードは０°ツイストすなわちホモジニアス配向としたが、ツイスト配向でも同様である。
【００１５】
【特許文献１】
国際公開第９８／４８３２０号パンフレット
【特許文献２】
特開２００２／６３０５号公報
【特許文献３】
特開２００２／３５６３４号公報
【特許文献４】
特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献５】
特開平１０−１５４８１７号公報
【特許文献６】
特開２００１−３３７８０号公報
【非特許文献１】
ヘウメ−ＩＩ ビーク（Heume-II Baek ）著，「ニュー・デザイン・オブ・トランスフレクティブ・エルシーディー・ウィズ・シングル・リタデーション・フィルム（New Design of Transflective LCD with single retardationfilm）」，インフォメーション・ディスプレイ・ワークショップ（InformationDisplay Workshops ）’００，プロシーディングス（Proceedings ），ＬＣＴ２−２，４１−４４頁
【非特許文献２】
山口一郎著，「応用光学」，オーム社
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＮＢモードで抵抗膜方式のタッチパネルと組み合わせた場合、ＮＷモードの場合のように、単純にタッチパネルと偏光板、位相差板の位置関係を入れ替えても、用いている位相差板がλ／２板であるためにＮＷモードのように、円偏光板によるタッチパネルの界面反射を吸収することが出来ず、視認性の改善は望めない。
【００１７】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置の薄型化に適しているノーマリーブラックモードにおいて、抵抗膜方式のタッチパネルなどの入力部における界面反射を抑制し、表示視認性を向上させることができる液晶表示装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、液晶が充填され、少なくとも光の反射部を有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面側に設けられ、前記液晶パネルの表示上の位置を検出するための平面型の入力部と、前記入力部の前記液晶パネルの反対側の面上に設けられ、外部から入射した光の前記入力部における反射光の透過を抑制する第１位相差板と、前記第１位相差板上に設けられた偏光板と、前記入力部と前記液晶パネルの間に設けられた第２位相差板とを有し、前記第１位相差板が四分の一波長の位相差板であり、前記第２位相差板が四分の一波長の位相差板であり、前記第１位相差板の遅相軸と前記第２位相差板の遅相軸とが異なる角度に設定され、前記第１位相差板と前記第２位相差板とを組み合わせた位相差により前記液晶パネルの光学補償を行う。
【００１９】
上記の本発明の液晶表示装置は、タッチパネルなどの入力部を有するノーマリーブラックモードの液晶表示装置において、入力部の液晶パネルの反対側の面上に第１位相差板が設けられ、入力部と液晶パネルの間に第２位相差板が設けられている。
ここで、第１位相差板は外光の入力部における反射光の透過を抑制する。また、第１位相差板と第２位相差板との組み合わせにより液晶パネルの光学補償が行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
第１実施形態
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
ねじれ角を有するネマチック液晶が充填され、少なくとも光の反射部を有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネル１０の表示面側に、平面型の入力部である抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられている。
タッチパネル２０の液晶パネル１０の反対側の面上に第１位相差板３０ａが設けられ、さらに第１位相差板３０ａ上に偏光板３１設けられている。
また、タッチパネル２０と液晶パネル１０の間に第２位相差板３０ｂ設けられている。
また、タッチパネル２０に接続して位置検出部３４が設けられており、位置検出部３４はさらに液晶パネル１０に接続している。
【００２２】
タッチパネル２０は、一対の透明導電膜（２１，２２）がスペーサ２３により所定の距離を離間して設けられた構成であり、タッチパネル２０を構成する平面内において一対の透明導電膜（２１，２２）の間の距離が変化した位置を検出して入力信号を得る。
タッチパネル２０への入力信号は、位置検出部３４に入力され、必要に応じて適宜液晶パネル１０の表示にフィードバックされる。
【００２３】
上記の構成の液晶表示装置において、第１位相差板および第２位相差板のリタデーション（位相差板の屈折率異方性Δｎと位相差板の膜厚ｄの積、Δｎｄ）について、Δｎｄが例えば９０〜２３０ｎｍであるλ／４位相差板とする。
このように、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂをそれぞれλ／４位相差板（四分の一波長板）とすることで、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせて、ＮＢモードに通常用いられるΔｎｄが２５０〜４００ｎｍのλ／２位相差板（二分の一波長板）として機能する。
以下、位相差板について、λ／４位相差板を単にλ／４板、λ／２位相差板を単にλ／２板とも称する。
【００２４】
観察者Ｏｂｓは、外部からの光（以下外光とも称する）Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
このとき、第１位相差板３０ａは、外部から入射した光のタッチパネル２０の界面反射による反射光（Ｌ２，Ｌ３）の透過を抑制する。このため、液晶表示装置の表示視認性を向上させることができる。
また、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせてλ／２位相差板として機能し、これにより、液晶パネル１０の光学補償を行うことができる。
【００２５】
位相差板の材料は、ポリカーボネイト樹脂、ノルボルネン系樹脂（例えばＪＳＲ（社）のアートン（商品名）、積水化学（社）のエスシーナ（商品名）など）、ポリサルフォン樹脂、変性ポリカーボネイト樹脂（例えば帝人（社）のＷＲＦ（商品名））などを用いることができ、これらのうちの同種および異種のいずれの組み合わせでも良い。
好ましくは、表偏光板側にはΔｎの波長分散が、各光の波長成分に対してλ／４条件から大きく外れない材料（例えば、変性ポリカーボネイトやノルボルネン系位相差板）が望ましい。
【００２６】
液晶パネル１０に充填されたネマチック液晶は、ホモジニアス配向ではなく、ツイスト配向であり、そのねじれ角は、１０〜７０°であることが好ましい。
第１位相差板３０ａの遅相軸もしくは進相軸と、偏光板３１の吸収軸もしくは偏光軸のなす角が、３０〜６０°であることが好ましい。
これらの好ましい理由については後述する。
【００２７】
次に、本実施形態における液晶表示装置の光学構成における光学変調についてポアンカレ球を用いて説明する。
本実施形態での光学構成の場合、２枚のλ／４位相差板である第１および第２位相差板（３０ａ，３０ｂ）を有し、第１位相差板３０ａはタッチパネル２０の表面に、第２位相差板３０ｂはタッチパネル２０と液晶パネル１０の間に設けられて、２枚を組み合わせてλ／２位相差板として機能する。第１位相差板３０ａは偏光板３１との組み合わせで円偏光板として機能する必要があり、図２７（ａ）および（ｂ）に示す従来の液晶表示装置の一般的な偏光変調とはまったく異なる。
【００２８】
第１位相差板３０ａにて抵抗膜方式のタッチパネル２０の界面反射を抑制するための円偏光板を構成するので、偏光板３１の透過軸（偏光軸）もしくは吸収軸と第１位相差板３０ａの遅相軸の関係は４５°±９０°が最も好ましく、その周辺であればある程度の界面反射抑制の効果が得られる。
この界面反射の抑制効果は下記式（１）によって与えられ、第１位相差板３０ａのリタデーション（屈折率異方性Δｎと厚さｄの積）が視感度の最も高い５５０ｎｍの１／４である１３７．５ｎｍのとき最も効率がよく、この場合、最も好ましい４５°の軸関係で全界面反射の約２％に、３０〜６０°の範囲でも約２７％程度に抑制できる。
【００２９】
【数１】
上記式（１）において、ｕ＝πΔｎｄ／λ、Δｎ＝ｎe −ｎo であり、Ｒは反射率、θは偏光板の偏光軸と位相差板の遅相軸との角度、ｎe とｎo はそれぞれ位相差板の遅相軸と進相軸の屈折率、ｄは位相差板の厚さである。
【００３１】
また、この第１位相差板のリタデーションが１３７．５ｎｍ付近であれば、ある程度の界面反射の抑制効果が得られ、９０〜１８０ｎｍの範囲でも約２〜２７％程度に全界面反射が抑制できる。
【００３２】
以下、偏光板３１の偏光軸と位相差板３０ａの遅相軸との角度が最も好ましい４５°の場合について説明する。
まず、偏光板３１と第１位相差板３０ａまでの光学構成について述べる。図２（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図２（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１と第１位相差板３０ａが配置されており、偏光板３１の偏光軸ＡＸ31と第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a との角度が４５°となっている。
偏光板３１を通過した自然光は直線偏光に変換され、λ／４板である第１位相差板３０ａにより、可視光域の光はおおよそ円偏光に変換される。
この円偏光はタッチパネル２０の各層の界面にて一部反射、一部透過される。透過した光は、液晶セルによる表示に利用されるが、反射した一部の円偏光は界面での反射により、その位相がπ〔ｒａｄ〕だけずれるため、もう一度第１位相差板３０ａを通過するときに入射したときの直線偏光とは９０°方位の異なった直線偏光に変換されるため、偏光板３１を通過できない。偏光板３１とλ／４板である第１位相差板３０ａからなる円偏光板によって、タッチパネル２０の界面反射の大部分は偏光板に吸収され、界面反射は抑制される。
【００３３】
次に、偏光板３１から第２位相差板３０ｂまでの光学構成について述べる。図３（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図３（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図３（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１、第１位相差板３０ａおよび第２位相差板３０ｂが配置されており、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b は第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a に対して以下のような方位に設定する。
タッチパネル２０を透過した残りの円偏光は第２位相差板により再び直線偏光に戻されるが、完全にもとの直線偏光へ戻してしまうと、液晶セルにて再び円偏光へ変換する際に、一般的なＮＢモードの場合と同様に光学補償せずに液晶セルで光学変調することに等しくなり、可視光全体を均一な円偏光へ変換できず、良好な黒状態が得られずに表示コントラストへ影響を与える。
そこで、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b の方位を調整し、第２位相差板３０ｂにより完全な直線偏光へは戻さず、波長によって異なった直線偏光付近の偏光状態へ位相変調する。
【００３４】
次に、偏光板３１から液晶パネル１０までの光学構成について述べる。図４（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図４（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。また、図４（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
光の進行方向ＤL に対して、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、第２位相差板３０ｂと、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が配置されている。表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤはねじれており、即ち、液晶パネル１０に充填されたネマチック液晶はねじれ角Φを有するツイスト配向である。
液晶パネルで再び円偏光へ変換する際に、特定の条件（ねじれ角、液晶セルのリタデーション）を与えることで可視光域の光をほぼ円偏光へ変換することができ、良好な黒状態が得られ良好なコントラストが得られることになる。
液晶セルのねじれ角を０°すなわちホモジニアス配向とすると、ねじれ角を与えたときほど、可視光域全体でうまく円偏光へ変換できずに良好な黒表示が得られず、コントラストの高い表示が得られない。
【００３５】
（実施例１）
上記の第１実施形態に係る液晶表示装置における反射モードのコントラストの評価を行った。
図５（ａ）は本実施例において評価した光学構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は構成を示す模式図である。
観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が順に配置されている。
偏光板３１の偏光軸ＡＸ31と第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a との角度は４５°、第１位相差板３０ａのリタデーションΔｎｄは１３１ｎｍ、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a と第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b との角度は１２５°、第２位相差板３０ｂのリタデーションΔｎｄは１４７ｎｍ、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤのねじれ角Φは４０°、液晶パネルのリタデーションΔｎｄは１８０ｎｍとした。
評価のための測定は液晶表示装置の９時方位３０°から平行光を入射させ、液晶表示装置の表示面に対して法線方向から受光する光学系にて実施した。
【００３６】
また、従来例として、図５（ｃ）の模式図に示す構成の液晶表示装置についても同様の測定を行った。図５（ｃ）の液晶表示装置は、図５（ｂ）と同様の光学構成であるが、入力部であるタッチパネルを第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂの間ではなく、偏光板３１の上に設けた構成であり、本発明による界面反射の抑制効果だけを確認できる構成としている。
【００３７】
上記の測定結果を図６に示す。
図６は横軸の液晶パネルの液晶セルへの印加電圧に対して、縦軸として相対反射率をプロットしたグラフであり、図中、実線Ａは図５（ａ）および図５（ｂ）に示す第１実施形態に係る液晶表示装置、点線Ｂは図５（ｃ）に示す従来例の液晶表示装置の結果である。
このように、従来例のタッチパネルを液晶表示装置の外側に置く構造をとった場合はコントラストが６．４程度であったのに対して、第１実施形態に係る光学構成をとった液晶表示装置の場合はコントラストが１９．１程度なり、良好な特性が得られた。
これは、抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射が抑制できたことを示しており、ＮＢモードの反射型などの液晶表示装置において位置入力部として安価な抵抗膜方式のタッチパネルを用いた場合でも、タッチパネルによる表示特性の劣化を抑制できることを示している。
【００３８】
第２実施形態
図７は、本実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
ねじれ角を有するネマチック液晶が充填され、光の透過部と反射部とを有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネル１０の表示面側に、平面型の入力部である抵抗膜方式のタッチパネル２０が設けられている。
タッチパネル２０の液晶パネル１０の反対側の面上に第１位相差板３０ａが設けられ、さらに第１位相差板３０ａ上に偏光板３１設けられている。
また、タッチパネル２０と液晶パネル１０の間に第２位相差板３０ｂ設けられている。
液晶パネルの第２位相差板３０ｂが設けられた反対側に、バックライト側偏光板３２を介してバックライト３３が設けられている。
また、タッチパネル２０に接続して位置検出部３４が設けられ、位置検出部３４はさらに液晶パネル１０に接続しており、タッチパネル２０への入力信号は、位置検出部３４に入力され、必要に応じて適宜液晶パネル１０の表示にフィードバックされる。
【００３９】
上記のバックライト３３は、ランプ３３ａからの光をリフレクタ３３ｂで反射して導光板３３ｃに入射させ、導光板３３ｃの反射面で反射させて液晶パネル１０の裏面側から光を入射させる構成である。
タッチパネル２０や各位相差板の構成は第１実施形態と同様である。
【００４０】
反射モードにおいて、観察者Ｏｂｓは、外光Ｌ１が液晶パネル１０に入射したときの液晶パネル１０における反射光Ｌ４を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
このとき、第１位相差板３０ａは、外部から入射した光のタッチパネル２０の界面反射による反射光（Ｌ２，Ｌ３）の透過を抑制する。このため、液晶表示装置の表示視認性を向上させることができる。
また、第１位相差板３０ａと第２位相差板３０ｂとを組み合わせてλ／２位相差板として機能し、これにより、液晶パネル１０の光学補償を行うことができる。
また、透過モードにおいては、観察者Ｏｂｓは、バックライト３３からの光Ｌ５が液晶パネル１０に入射して透過した光を視認することにより、液晶パネルの表示内容を観察する。
【００４１】
また、図８に示すように、図７の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶パネルの第２位相差板３０ｂが設けられた反対側に、光学補償用の第３位相差板３０ｃとバックライト側偏光板３２が設けられている構成としてもよい。
【００４２】
図９は、本実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の液晶パネルのセル構成を示す模式図である。
表面液晶パネル基板１０ａ上に透明電極１１が形成され、一方、裏面液晶パネル基板１０ｂ上に透明電極１２および画素選択のための薄膜トランジスタ１３が形成されている。光の透過領域ＴＲを除く光の反射領域においては、透明電極１２および薄膜トランジスタ１３上を被覆して、絶縁膜などのスペーサ１４が設けられ、その表面に反射膜１５が設けられている。この透明電極１１と、透明電極１２および反射膜１５の間隙に、ネマチック液晶分子１６が充填されている。
光の透過領域においてはスペーサ１４と反射膜１５が形成されておらず、光の透過領域のセル厚ｄＴは光の反射領域のセル厚ｄＲよりも厚くなっている。このように、透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲが異なるマルチギャップ構造となっていることが好ましく、特に、透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲの値が１．５〜２．３であることが好ましい。
【００４３】
（実施例２）
図７および図８に示す第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、どの程度のマルチギャップ構造が適切であるか、数値解析的手法により解析した。この解析結果を図１０および図１１に示す。図７に示す構成における解析結果が図１０であり、図８に示す構成における解析結果が図１１である。
図１０および図１１において、横軸は透過領域のセル厚ｄＴと反射領域のセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲであり、縦軸はコントラストＣＲである。
図１０および図１１から、図７および図８のいずれの構成においても、ｄＴ／ｄＲ＝１．５〜２．３とすることで良好な特性が得られることがわかる。
【００４４】
（実施例３）
図７および図８に示す第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、透過モードのシミュレーションを行った。
結果を表１および表２にそれぞれ示す。なお、軸構成の定義は図１２に示しており、偏光板３１の偏光軸ＡＸ31、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a 、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b 、第３位相差板３０ｃの遅相軸ＡＸ30c 、バックライト側偏光板３２の偏光軸ＡＸ32の方位は、それぞれ基準方位を設定してそれに対する角度（それぞれβ、γ１、γ２、γ３、α）とし、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤ間の液晶セルねじれ角Φとした。
【００４５】
【表１】
【表２】
図７示す構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、例えば偏光板の偏光軸の角度が４０°、５０°あるいは６０°としたときには、４０°のときに高コントラストとなることが示された。
また、図８示す構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置において、例えば偏光板の偏光軸の角度が４０°、５０°あるいは６０°としたときには、５０°のときに高コントラストとなることが示された。
液晶パネル１０の裏面側の偏光板のみを有する図７の構成においても、図８に示す第３位相差板と偏光板と有する構成に比べて特性は劣るものの実用上十分な特性が得られている。
【００４８】
（実施例４）
上記各実施形態に係る液晶表示装置における液晶セルのねじれ角などのパラメータに対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
光学計算はＪｏｎｅｓ Ｍａｔｒｉｘ法（詳細については「結晶光学」応用物理学会光学懇話会編参照）を用い、液晶セルの法線方向に対する光路パスを計算した。
また、偏光板は理想的なものを想定し、全可視光域で最大５０％の透過率の得られるものを想定し、偏光板以外での光の吸収はないものとした。また、電圧を印加した時の液晶分子の変形は、弾性体理論により計算した。
【００４９】
図１３は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ１１として、液晶セルのねじれ角、液晶セルのリタデーション、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションをそれぞれ設定する。
次に、第２ステップＳＴ１２として、電圧無印加時（黒表示）の反射率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ１３として、電圧無印加時の黒レベル（黒反射率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ１４として、電圧印加時（白表示）の反射率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ１５として、電圧印加時の白レベル（白反射率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ１６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ１１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ１３および第５ステップＳＴ１５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ１１に戻る。
【００５０】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図１４に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０が順に配置されている。
偏光板３１の偏光軸ＡＸ31、第１位相差板３０ａの遅相軸ＡＸ30a 、第２位相差板３０ｂの遅相軸ＡＸ30b の方位は、それぞれ基準方位を設定してそれに対する角度（それぞれβ、γ１、γ２）とし、表面液晶パネル基板１０ａにおける配向方向ＯＤと裏面液晶パネル基板１０ｂにおける配向方向ＯＤ間の液晶セルねじれ角Φとした。
【００５１】
上記の第１ステップＳＴ１１、第３ステップＳＴ１３、第５ステップＳＴ１５の初期値設定や判定などについては、図１３の中に示した条件Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ１１おいて、ねじれ角Φは０〜８０°、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１４０〜２５０ｎｍ、偏光板の偏光軸角度βは０〜９０°、第１位相差板の遅相軸角度γ１はβ＋４５°あるいは１３５°、第１位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ａ）は１２０〜１７０ｎｍ、第２位相差板の遅相軸角度γ２は０〜１８０°、第２位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｂ）は１００〜２５０ｎｍとした。
また、第３ステップＳＴ１３において、黒反射率≦１％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ１５において、白反射率≦４８％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、外部からの照射される光源はＤ６５標準光源を想定した。
【００５２】
なお、ここで光学特性における反射率とは、入力光１に対してどの程度の光が反射して戻ってくるかを計算した、いわゆる光利用効率をさしている。また、表示色の無彩色性を考慮して光源色と表示色との色度距離を定義し、光源として昼光白色のＤ６５光源を用いた。
【００５３】
図１５は液晶セルねじれ角Φに対して、各ねじれ角での最大のコントラストＣＲの値をプロットしたグラフである。なお、ねじれ角が０°の場合とねじれ角が８０°ではシミュレーションの条件を満たすものはなく、ねじれ角が１０〜７０°の範囲でしか良好な光学特性が得られないことを意味している。
図１５から、液晶セルのツイスト角が大きくなるにしたがって反射モードのコントラストが高くなってゆき、４０〜６０°付近がもっとも高くなっており、本モードにおいてはこの領域が適切であるといえる。
【００５４】
上記のねじれ角が０°の場合で好ましい特性が得られない理由としては、以下のように考えられる。
上記の本実施形態の液晶表示装置では、第１位相差板により円偏光に変換された光は、第２位相差板により再び直線偏光に戻され、液晶セルにより再び円偏光にする必要がある。
この場合、液晶セルにより変換された円偏光は可視光域の光を効率よく円偏光にする必要があるが、ねじれ角が０°付近において、最も効率よく円偏光に変換される組み合わせは、第１および第２位相差板の遅相軸方位が直交し、各位相差板で生じる位相差を互いに打ち消す構成しかないことがわかった。
しかし、この構成では、可視光域全体を円偏光にすることが、光の波長分散により不可能となるため、良好な黒状態（黒反射率および着色）が得られず、シミュレーションの条件を満足できなかったと考えられる。
【００５５】
また、ねじれ角が７０°を超えた範囲では、第１および第２位相差板の組み合わせを工夫しても、円偏光となる条件が存在しないために黒反射率が高くなり、同様にシミュレーションの条件を満足できなかったと考えられる。
【００５６】
このことをポアンカレ球を用いて説明する。図１６（ａ）は、ねじれ角が７０°を越えた領域のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図１６（ｂ）はねじれ角が７０°以内の領域のＳ１−Ｓ２平面投影図である。
このように、ねじれ角が７０°以内では第１および第２位相差板の組み合わせを適切に配置すると、可視光域の光を効率よく円偏光に変換できるが、７０°を超えている領域では位相差板のいかなる組み合わせでも円偏光領域を通過する軌道を通らないために楕円偏光しか得られず、黒反射率を十分小さくできずコントラストが得られない。このように、シミュレーションの条件を満足できなかったことが説明できる。
【００５７】
次に、上述のシミュレーションにより、上記の各実施形態にける液晶表示装置を構成するセルパラメータと表示コントラストの関係を求めた。
その結果を図１７（ａ）〜図１７（ｅ）に示す。
図１７（ａ）〜図１７（ｅ）において縦軸はすべてコントラストＣＲであり、横軸は、図１７（ａ）が液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）、図１７（ｂ）が偏光板の偏光軸角度β、図１７（ｃ）が第１位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ａ）、図１７（ｄ）が第２位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｂ）、図１７（ｅ）が第２位相差板の遅相軸角度γ２である。
上記のシミュレーションにおいては、偏光板の偏光軸角度および第１位相差板のリタデーションについてはシミュレーションで想定した範囲すべてを含んでおり、パラメータを限定できないが、液晶セルのリタデーションは１５０〜２５０ｎｍ、第２位相差板のリタデーションは１００〜２３０ｎｍ、第２位相差板の遅相軸角度は９０〜１５０°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００５８】
（実施例５）
図７に示す実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶セルのリタデーションおよびバックライト側偏光板の偏光軸角度に対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
【００５９】
図１８は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ２１として、液晶セルのリタデーションおよびバックライト側偏光板の偏光軸角度をそれぞれ設定する。
ここで、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションについては、上記実施例４の反射モードの解析で求めた液晶セルの各ねじれ角における最適値を入力する。
次に、第２ステップＳＴ２２として、電圧無印加時（黒表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ２３として、電圧無印加時の黒レベル（黒透過率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ２４として、電圧印加時（白表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ２５として、電圧印加時の白レベル（白透過率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ２６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ２１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ２３および第５ステップＳＴ２５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ２１に戻る。
【００６０】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図１９に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０、バックライト側偏光板３２が順に配置されている。
バックライト側偏光板の偏光軸ＡＸ32の方位は、基準方位を設定してそれに対する角度αとした。
【００６１】
上記の第１ステップＳＴ２１、第３ステップＳＴ２３、第５ステップＳＴ２５の初期値設定や判定などについては、図１８の中に示した条件Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ２５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ２１おいて、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１８０〜４００ｎｍ、バックライト側偏光板の偏光軸角度αは０〜１８０°とした。
また、第３ステップＳＴ２３において、黒透過率≦２％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ２５において、白透過率≦４０％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、バックライト光源として、Ｄ６５標準光源を想定した。
【００６２】
なお、透過領域の液晶セルのリタデーションについては、図１０に示す通りであるので説明を省略する。
バックライト側偏光板の偏光軸方位については、結果を図２０に示す。
図２０において縦軸はコントラストＣＲであり、横軸はバックライト側偏光板の偏光軸角度αである。
この図より、バックライト側偏光板の偏光軸方位は２０〜１００°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例６）
図８に示す実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置において、液晶セルのリタデーション、第３位相差板の遅相軸角度、第３位相差板のリタデーション、バックライト側偏光板の偏光軸角度に対する好ましい範囲を光学シミュレーションにより求めた。
【００６４】
図２１は、この光学シミュレーションのフローチャートである。
シミュレーションを開始すると、まず、第１ステップＳＴ３１として、液晶セルのリタデーション、第３位相差板の遅相軸角度、第３位相差板のリタデーション、バックライト側偏光板の偏光軸角度をそれぞれ設定する。
ここで、偏光板の偏光軸角度、第１位相差板の遅相軸角度、第１位相差板のリタデーション、第２位相差板の遅相軸角度、第２位相差板のリタデーションについては、上記実施例４の反射モードの解析で求めた液晶セルの各ねじれ角における最適値を入力する。
次に、第２ステップＳＴ３２として、電圧無印加時（黒表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第３ステップＳＴ３３として、電圧無印加時の黒レベル（黒透過率、黒色度）を判定する。
次に、第４ステップＳＴ３４として、電圧印加時（白表示）の透過率および色度などの光学特性を計算する。
次に、第５ステップＳＴ３５として、電圧印加時の白レベル（白透過率、白色度）を判定する。
次に、第６ステップＳＴ３６として、セル条件および特性について、条件を満たした結果のみを出力する。
さらに、必要に応じて第１ステップＳＴ３１に戻り、条件を変更して引き続き計算を繰り返す。また、上記第３ステップＳＴ３３および第５ステップＳＴ３５において所定の結果が得られないと判断した場合には、それ以上の計算を中止し、第１ステップＳＴ３１に戻る。
【００６５】
本実施例のシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成は、図２２に示す通りである。
即ち、観察者Ｏｂｓ側から、偏光板３１、第１位相差板３０ａ、抵抗膜方式のタッチパネル２０、第２位相差板３０ｂ、表面液晶パネル基板１０ａおよび裏面液晶パネル基板１０ｂを有する液晶パネル１０、第３位相差板３０ｃ、バックライト側偏光板３２が順に配置されている。
第３位相差板３０ｃの遅相軸ＡＸ30c とバックライト側偏光板３２の偏光軸ＡＸ32の方位は、それぞれ、基準方位を設定してそれに対する角度（γ３、α）とした。
【００６６】
上記の第１ステップＳＴ３１、第３ステップＳＴ３３、第５ステップＳＴ３５の初期値設定や判定などについては、図２１の中に示した条件Ｃ３１，Ｃ３３，Ｃ３５にそれぞれ従って行う。
第１ステップＳＴ３１おいて、液晶セルのリタデーションΔｎｄ（１０）は１８０〜４００ｎｍ、第３位相差板の遅相軸角度は０〜１８０°、第３位相差板のリタデーションは２００〜３２０ｎｍ、バックライト側偏光板の偏光軸角度αは０〜１８０°とした。
また、第３ステップＳＴ３３において、黒透過率≦０．５％、色度距離≦０．０８を満たす範囲を判定した。
また、第５ステップＳＴ３５において、白透過率≦４０％、色度距離≦０．０５を満たす範囲を判定した。また、バックライト光源として、Ｄ６５標準光源を想定した。
【００６７】
なお、透過領域の液晶セルのリタデーションについては、図１１に示す通りであるので説明を省略する。
上記のシミュレーションの結果を図２３（ａ）〜図２３（ｃ）に示す。
図２３（ａ）〜図２３（ｃ）において縦軸はすべてコントラストＣＲであり、横軸は、図２３（ａ）がバックライト側偏光板の偏光軸角度α、図２３（ｂ）が第３位相差板のリタデーションΔｎｄ（３０ｃ）、図２３（ｃ）が第３位相差板の遅相軸角度γ３である。
この図より、バックライト側偏光板の偏光軸角度は−２０〜１３０°、第３位相差板のリタデーションは１８０〜３３０ｎｍ、第３位相差板の遅相軸角度は４０〜１８０°が好ましい範囲であることがわかった。
但し、上記の液晶表示装置の構成やシミュレーション条件を変更すれば当然上記の好ましい範囲についても変更が生じるので、本発明は上記の範囲に限定されるものではない。
【００６８】
上記のように、ツイストネマチック配向のＮＢモード液晶表示装置において抵抗膜方式のタッチパネルを備えた場合、その界面反射により視認性が著しく低下するが、上記の本実施形態に係る液晶表示装置によれば、ＮＢモードにおいても抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制でき、表示の視認性を損なうことのない、反射型もしくは反射・透過兼用型の液晶表示装置を提供できる。
【００６９】
また、上記のような抵抗膜方式のタッチパネルの界面反射を抑制して、表示の視認性を確保する手法はＮＷモードでは提案されていたが、ＮＷモードは位相差板が最低４枚必要となり液晶表示装置の厚みが増すという欠点があった。一方、本発明に係る液晶表示装置ではＮＢモードを採用したので、表示に必要な位相差板を最低２枚にすることができ、液晶表示装置の薄型化が図れる。
さらに、タッチパネルを構成する要素を本発明の第１および第２位相差板で構成すれば、さらなる薄型化が図れる。
【００７０】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態に限定されない。
例えば、ネマチック液晶のねじれ角、第１位相差板の遅相軸もしくは進相軸と、偏光板の吸収軸もしくは偏光軸のなす角、あるいは、透過部と反射部とを有する液晶パネルの場合の液晶セルの透過部におけるセル厚ｄＴと反射部におけるセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲなどについて、好ましい範囲を記載しているが、本発明はこれに限定されず、第１位相差板によりタッチパネルなどの入力部からの反射光の透過を抑制し、第１位相差板と第２位相差板により液晶パネルの光学補償を行う構成となっていれば上記のパラメータは適宜変更することができる。
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示装置の薄型化に適しているノーマリーブラックモードにおいて、抵抗膜方式のタッチパネルなどの入力部における界面反射を抑制し、表示視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図２（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図３（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図３（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）はＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図４（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図であり、また、図４（ｃ）は光学構成を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は実施例１において評価した液晶表示装置の光学構成を示す模式図であり、図５（ｂ）は構成を示す模式図であり、図５（ｃ）は従来例の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図６】図６は実施例１において横軸の液晶パネルの液晶セルへの印加電圧に対して、縦軸として相対反射率をプロットしたグラフである。
【図７】図７は第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図８】図８は第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の液晶パネルのセル構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は実施例２において横軸に透過領域のセル厚と反射領域のセル厚の比を取り、縦軸にコントラストを取ったグラフである。
【図１１】図１１は実施例２において横軸に透過領域のセル厚と反射領域のセル厚の比とし、縦軸にコントラストとしたグラフである。
【図１２】図１２は実施例３の液晶表示装置の軸構成の定義を示す模式図である。
【図１３】図１３は実施例４における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図１４】図１４は実施例４においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は実施例４において液晶セルねじれ角に対して、各ねじれ角での最大のコントラストの値をプロットしたグラフである。
【図１６】図１６（ａ）は実施例４におけるねじれ角が７０°を越えた領域のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図１６（ｂ）はねじれ角が７０°以内の領域のＳ１−Ｓ２平面投影図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｅ）は実施例４におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１８】図１８は実施例５における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図１９】図１９は実施例５においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２０】図２０は実施例５におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２１】図２１は実施例６における光学シミュレーションのフローチャートである。
【図２２】図２２は実施例６においてシミュレーションを行う対象の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２３】図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は実施例６におけるシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）および図２４（ｂ）は従来例に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２５】図２５は従来例に係る反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図である。
【図２６】図２６（ａ）は、タッチパネルを持たない構成の反射・透過兼用型の液晶表示装置の模式図であり、図２６（ｂ）は、タッチパネルを持たない構成のＮＢモードの液晶パネルを用いた反射・透過兼用型の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２７】図２７（ａ）は従来例に係る液晶表示装置のＳ１−Ｓ２平面投影図であり、図２７（ｂ）はＳ２−Ｓ３平面投影図である。
【符号の説明】
１０…液晶パネル、１０ａ…表面液晶パネル基板、１０ｂ…裏面液晶パネル基板、１１，１２…透明電極、１３…薄膜トランジスタ、１４…スペーサ、１５…反射膜、１６…ネマチック液晶分子、２０…タッチパネル（入力部）、２１，２２…透明導電膜、２３…スペーサ、３０ａ…第１位相差板（λ／４波長板）、３０ｂ…第２位相差板（λ／４波長板）、３０ｃ…第３位相差板、３１…偏光板、３２…バックライト側偏光板、３３…バックライト、３３ａ…ランプ、３３ｂ…リフレクタ、３３ｃ…導光板、３４…位置検出部、４０，４４…λ／４位相差板、４１，４５，４８…λ／２位相差板、４２，４６…広帯域λ／４位相差板、４３，４７…偏光板、Ｌ１…外光、Ｌ２，Ｌ３…界面反射による反射光、Ｌ４…液晶パネルにおける反射光、Ｏｂｓ…観察者、ＡＸ30a ，ＡＸ30b ，ＡＸ30c …遅相軸、ＡＸ31，ＡＸ32…偏光軸、ＯＤ10a ，ＯＤ10b …配向方向。
Claims (9)
- 液晶が充填され、少なくとも光の反射部を有し、ノーマリーブラックモードで用いられる液晶パネルと、
前記液晶パネルの表示面側に設けられ、前記液晶パネルの表示上の位置を検出するための平面型の入力部と、
前記入力部の前記液晶パネルの反対側の面上に設けられ、外部から入射した光の前記入力部における反射光の透過を抑制する第１位相差板と、
前記第１位相差板上に設けられた偏光板と、
前記入力部と前記液晶パネルの間に設けられた第２位相差板と
を有し、
前記第１位相差板が四分の一波長の位相差板であり、
前記第２位相差板が四分の一波長の位相差板であり、
前記第１位相差板の遅相軸と前記第２位相差板の遅相軸とが異なる角度に設定され、
前記第１位相差板と前記第２位相差板とを組み合わせた位相差により前記液晶パネルの光学補償を行う
液晶表示装置。 - 前記入力部は、所定の距離を離間して設けられた一対の透明導電膜を有し、前記入力部を構成する平面内において前記一対の透明導電膜間の距離が変化した位置を検出して入力信号を得る
請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶はねじれ角を有するネマチック液晶である
請求項１または２に記載の液晶表示装置。 - 前記ネマチック液晶のねじれ角が１０〜７０°である
請求項３に記載の液晶表示装置。 - 前記第１位相差板の遅相軸もしくは進相軸と、前記偏光板の吸収軸もしくは偏光軸のなす角が、３０〜６０°である
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルが光の透過部と反射部とを有し、
前記液晶パネルの前記第２位相差板が設けられた反対側に、少なくともバックライト側偏光板を介してバックライトが設けられている
請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バックライト側から、前記バックライト側偏光板および第３位相差板を有する
請求項６に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルを構成する液晶セルの前記透過部におけるセル厚ｄＴと前記反射部におけるセル厚ｄＲの比ｄＴ／ｄＲが１．５〜２．３である
請求項６に記載の液晶表示装置。 - 前記入力部が、少なくとも前記第１位相差板あるいは前記第２位相差板と一体に設けられている
請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003105645A JP4507505B2 (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003105645A JP4507505B2 (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 液晶表示装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004309922A JP2004309922A (ja) | 2004-11-04 |
| JP2004309922A5 JP2004309922A5 (ja) | 2006-05-18 |
| JP4507505B2 true JP4507505B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
ID=33468098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003105645A Expired - Fee Related JP4507505B2 (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4507505B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4412289B2 (ja) | 2006-01-26 | 2010-02-10 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、及び電子機器 |
| CN102062334B (zh) * | 2006-10-09 | 2013-02-06 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 灯 |
| JP2008185899A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
| JP4997591B2 (ja) | 2007-03-30 | 2012-08-08 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | タッチパネル付き液晶表示装置及び端末装置 |
| JP5344241B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2013-11-20 | カシオ計算機株式会社 | 電子機器 |
| US8289300B2 (en) | 2009-07-17 | 2012-10-16 | Microsoft Corporation | Ambient correction in rolling image capture system |
| KR101414641B1 (ko) | 2009-10-23 | 2014-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 터치 패널 디스플레이 장치 |
| JP2012173672A (ja) | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd | 液晶パネル、及び液晶表示装置 |
| CN112432308B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-07-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 触控交互装置及其控制方法、装置、空调机组 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048625A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | 液晶ディスプレイ用タッチパネル |
| JPH11249812A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 透明タッチパネル付液晶セル |
| WO1999066391A1 (fr) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Kaneka Corporation | Ecran tactile transparent et affichage a cristaux liquides avec ecran tactile transparent |
| JP2000250016A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Nissha Printing Co Ltd | 低反射タッチパネル付き液晶ディスプレイ装置 |
| JP2002162619A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-06-07 | Citizen Watch Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JP2002372710A (ja) * | 1997-12-26 | 2002-12-26 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JP2003098523A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半透過型液晶表示装置 |
-
2003
- 2003-04-09 JP JP2003105645A patent/JP4507505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048625A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | 液晶ディスプレイ用タッチパネル |
| JP2002372710A (ja) * | 1997-12-26 | 2002-12-26 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JPH11249812A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 透明タッチパネル付液晶セル |
| WO1999066391A1 (fr) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Kaneka Corporation | Ecran tactile transparent et affichage a cristaux liquides avec ecran tactile transparent |
| JP2000250016A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Nissha Printing Co Ltd | 低反射タッチパネル付き液晶ディスプレイ装置 |
| JP2002162619A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-06-07 | Citizen Watch Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JP2003098523A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半透過型液晶表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004309922A (ja) | 2004-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7440047B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus having two elliptically polarizing plates | |
| JPH1124065A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP4909594B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| US7075605B2 (en) | HAN-mode liquid crystal display having a phase delay value (dΔn) of 0.36-0.40 μm | |
| WO1998048320A1 (fr) | Afficheur reflectif a cristaux liquides pourvu d'un ecran tactile integre | |
| KR100439354B1 (ko) | 반사투과형 액정표시장치 | |
| JP2000035570A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2000131681A (ja) | 半透過型液晶表示装置 | |
| JP4507505B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2000029010A (ja) | 液晶表示装置 | |
| TW200530662A (en) | Liquid crystal display device | |
| JP2006512599A (ja) | 液晶表示装置 | |
| KR100645286B1 (ko) | 반사 혼합형 트위스트 네마틱 액정디스플레이 | |
| JP4337843B2 (ja) | 液晶表示装置及び電子機器 | |
| JP3022477B2 (ja) | 反射型液晶表示装置 | |
| CN101846840B (zh) | 一种透反式液晶显示器 | |
| JPH0519304A (ja) | 液晶表示素子 | |
| JP2003140154A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP3710722B2 (ja) | 反射型液晶表示装置 | |
| JP4129724B2 (ja) | 液晶表示装置及びそれを用いた電子機器 | |
| JP2004219553A (ja) | 液晶表示装置及び電子機器 | |
| JP4609382B2 (ja) | 液晶表示装置及び電子機器 | |
| JP4817741B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2004219552A (ja) | 液晶表示装置及び電子機器 | |
| JP2005258327A (ja) | 液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060317 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060317 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060322 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081216 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100202 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100324 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100413 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100426 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4507505 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |