JP5145418B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置の広視野角化に関するものである。

液晶表示装置は、ＴＶ装置や、コンピュータ、携帯端末用のディスプレイのみならず、カーナビゲーションや後部座席エンターテイメントなどの車載用ディスプレイとしても広く普及するに至っている。これらの液晶表示装置は特定の直線偏光を装置内から取り出して視認者に提供するため、偏光サングラスを装着して画面を視認する場合には、視認者の姿勢によっては液晶画面からの偏光が偏光サングラスで遮られて画面を正しく認識することができない。前記の車載用ディスプレイについては特に乗り物の搭乗者が偏光サングラスを装着する機会が比較的多いことから、この偏光サングラスによる画面不可視の問題は重要視されている。

そこで、従来は、例えば特許文献１〜３に開示されているように、液晶表示装置のフロント偏光板のパネル前面側にλ／４板を配置し、直線偏光を円偏光に変換してから偏光サングラスに届くようにする技術が適用されている。

図５に、液晶画面からの光が偏光サングラスによって遮られる原理を示す。

バックライト光Ｌ０はリア偏光板１０１によって直線偏光に変換されて液晶パネル１０２に入射する。液晶パネル１０２には典型的にＴＮ(Twisted Nematic：ツイストネマティック)液晶セルが用いられ、その旋光後の偏光方向が画面の水平線に対して時計回りに４５度の角度をなすように、液晶分子の互いに直交する両配向軸１０２ａ・１０２ｂの方向が決定されている。従って、リア偏光板１０１の透過軸１０１ａは上記旋光後の偏光方向に対して直交している。液晶パネル１０２から出射された表示光はフロント偏光板１０３を透過する。フロント偏光板１０３の透過軸１０３ａは上記旋光後の偏光方向に対して平行である。フロント偏光板１０３を透過した光は、低反射層などで構成される表面処理膜１０４を通過する。こうして液晶画面からの出射光は偏光サングラス１０５に到達する。偏光サングラス１０５の透過軸１０５ａは通常の装着姿勢において垂直方向となるように配置されており、液晶画面からの到達光Ｌ１０１のうち透過軸１０５ａに平行な成分が、透過光Ｌ１０１ａとして視認者に認識される。

しかし、もし偏光サングラス１０５を装着している視認者が顔を傾けて液晶画面を視認しようとする結果、偏光サングラス１０５への到達光Ｌ１０２の偏光方向が透過軸１０５ａと直交したりそれに近い方向になったりした場合には、到達光Ｌ１０２は偏光サングラス１０５によって遮られ、視認者に届かない。例えば、上記のＴＮ液晶セルを用いた液晶表示装置では、視認者が顔を右側に４５度傾けて画面を見ようとする場合に、偏光サングラス１０５の透過軸１０５ａが到達光Ｌ１０２の偏光方向に対して直交する。

これに対して、図６に示すように、フロント偏光板１０３のパネル前面側にλ／４板１０７を配置すると、リア偏光板１０３を透過した直線偏光はλ／４板１０７によって円偏光に変換される。この場合には、偏光サングラス１０５への到達光Ｌ１０３は、視認者が顔を傾けているか否かに関わらず、偏光サングラス１０５の透過軸１０５ａに平行な成分を常に等しく有するので、偏光サングラス１０５を透過し、透過光Ｌ１０３ａとして視認者に認識される。
日本国公開特許公報「特公昭５６−３６４０６号公報（１９８１年８月２４日公告、特開昭５０−８１１６７号公報：１９７５年７月１日公開）」 日本国公開特許公報「特許第２９４００３１号公報（１９９９年６月１８日登録、特開平３−１７４５１２号公報：１９９１年７月２９日公開）」 日本国公開特許公報「特許第３１０５３７４号公報（２０００年９月１日登録、特開平６−２５８６３４号公報：１９９４年９月１６日公開）」

しかしながら、液晶表示装置を前述の車載機種として使用する場合には、図７に示すように、液晶表示装置２０１の画面垂直方向から斜め上や水平方向へ約３０度傾けたところが、実使用の視覚方向として設定されている。図７では、左座席にドライバＤ、右座席に同乗者Ｐがそれぞれ搭乗しているとする。このとき、ドライバＤにとっては画面垂直方向から左斜め方向あるいは左水平方向となる−２０度〜−５０度の方位角の範囲のうちの−３０度に実使用の視覚方向が設定されるとともに当該視覚方向上にビューポイントＱ１が設定され、同乗者Ｐにとっては画面垂直方向から右斜め方向あるいは右水平方向となる＋２０度〜＋５０度の方位角の範囲のうちの＋３０度に実使用の視覚方向が設定されるとともに当該視覚方向上にビューポイントＱ２が設定されている。画面からドライバＤおよび同乗者Ｐのそれぞれの視点までの距離ｄは７００ｍｍ程度である。

従って、前述したλ／４板１０７を配置した従来の液晶表示装置では、液晶表示装置を正面から視認する場合には透過光の直交成分間のリタデーションが１４０ｎｍ（波長５６０ｎｍに対する位相差として９０度）となるので、出射光は円偏光として偏光サングラス１０５に到達するが、ビューポイントＱ１・Ｑ２に対してはλ／４板１０７の透過光は完全な円偏光とはならないので、偏光サングラス１０５の透過光量が透過軸１０５ａの傾き具合によって変化してしまう。この結果、方位角および極角が正面視から左右にずれたビューポイントＱ１・Ｑ２では、視野角拡大フィルムなどにより液晶層の複屈折異方性が補償されていたとしても、λ／４板１０７による位相の適正な補正が得られず、表示品位の点で液晶表示装置の十分なパフォーマンスが得られないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、正面視のみならず、ビューポイントが設定される視覚方向の方位角および極角が正面視から左右にずれていても、偏光サングラスを通して高表示品位で画面を視認することのできる液晶表示装置を実現することにある。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、２枚の直線偏光板の間に液晶パネルが配置された液晶表示装置において、上記２枚の直線偏光板のうちのフロント偏光板よりもパネル前面側に、面内のリタデーションが４０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、フロント偏光板よりもパネル前面側に、面内のリタデーションが４０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムを備えている。透過モードにある液晶パネルからフロント偏光板を抜けた光は、パネル正面方向には上記範囲内にあるリタデーションを与えられるが、３０度程度の方位角およびこの方位角に伴う通常の視覚範囲として使用される極角範囲へ出射された光には、３次元の屈折率異方性により１４０ｎｍに近いリタデーションを与えることができる。従って、車載用ディスプレイとして搭乗者により視認される場合のように左右方向のビューポイントから視認される場合に、視認者には略円偏光となった光が到達する。これにより、視認者が偏光サングラスを装着していても、顔の傾け角度に関わらず到達光が偏光サングラスを同じように透過することとなり、視認者は常に安定した品位の表示を認識することができる。

また、パネルの正面方向に対しては顔を傾けて視認することが稀であることから、上記トリアセチルセルロースフィルムの面内のリタデーションが上記の範囲内であっても、偏光サングラスの装着者が表示品位のばらつきを感じる不都合は発生しにくい。

以上により、正面視のみならず、ビューポイントが設定される視覚方向の方位角および極角が正面視から左右にずれていても、偏光サングラスを通して高表示品位で画面を視認することのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムよりもパネル背面側に視野角拡大フィルムを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、視野角拡大フィルムによってリタデーションや旋光性の補償を行って視野角拡大効果を得た光に対して、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムにより左右方向へのリタデーションを適正化するので、パネルの視野角拡大効果を偏光サングラスの装着者にそのまま活かすことができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記フロント偏光板は、上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムと、保護膜との間に支持されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムと保護膜との間にフロント偏光板が支持されるので、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムを用いてフロント偏光板が従来のように２枚の保護膜に支持された構成となる。これにより、フロント偏光板の強度および温度・湿度への耐性を向上させることができるので、フロント偏光板は安定した特性を発揮することができるという効果を奏する。また、保護膜を構成する部品点数を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記保護膜はトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴としている。

上記の発明によれば、フロント偏光板のパネル背面側の保護膜がトリアセチルセルロースフィルムとなるので、フロント偏光板に対して適切な組み合わせの保護膜になるという効果を奏する。また、このフロント偏光板のパネル背面側の保護膜としてのトリアセチルセルロースフィルムには、光学異方性を有さないものと有するものとのいずれでも選択可能であることから、リタデーションの補償の必要性の有無に応じて、フロント偏光板の保護膜を、積層構成の簡単さを損なうことなく構成し分けることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルム上に表面処理膜が設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルム上に表面処理膜が設けられているので、光の反射を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、２枚の直線偏光板の間に液晶パネルが配置された液晶表示装置において、上記２枚の直線偏光板のうちのフロント偏光板よりもパネル前面側に、厚み方向のリタデーションが３０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲にある、一軸性の光学異方性を有する位相差板を備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、フロント偏光板よりもパネル前面側に、厚み方向のリタデーションが３０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲にある、一軸性の光学異方性を有する位相差板を備えている。透過モードにある液晶パネルからフロント偏光板を抜けた光は、パネル正面方向には上記範囲内にあるリタデーションの略倍量のリタデーションを与えられるが、３０度程度の方位角およびこの方位角に伴う通常の視覚範囲として使用される極角範囲へ出射された光には、光路長の視覚方向依存性により１４０ｎｍに近いリタデーションを与えることができる。従って、車載用ディスプレイとして搭乗者により視認される場合のように左右方向のビューポイントから視認される場合に、視認者には略円偏光となった光が到達する。これにより、視認者が偏光サングラスを装着していても、顔の傾け角度に関わらず到達光が偏光サングラスを同じように透過することとなり、視認者は常に安定した品位の表示を認識することができる。

また、パネルの正面方向に対しては顔を傾けて視認することが稀であることから、上記トリアセチルセルロースフィルムの厚み方向のリタデーションが上記の範囲内であっても、偏光サングラスの装着者が表示品位のばらつきを感じる不都合は発生しにくい。

以上により、正面視のみならず、ビューポイントが設定される視覚方向の方位角および極角が正面視から左右にずれていても、偏光サングラスを通して高表示品位で画面を視認することのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記位相差板よりもパネル背面側に視野角拡大フィルムを備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、視野角拡大フィルムによってリタデーションや旋光性の補償を行って視野角拡大効果を得た光に対して、一軸性の光学異方性を有する位相差板により左右方向へのリタデーションを適正化するので、パネルの視野角拡大効果を偏光サングラスの装着者にそのまま活かすことができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記位相差板は２枚の保護膜の間に支持されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、位相差板が２枚の保護膜の間に支持された構成となる。これにより、位相差板の強度および温度・湿度への耐性が向上するので、位相差板は安定した特性を発揮することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記２枚の保護膜のうちの少なくとも一方はトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴としている。

上記の発明によれば、位相差板の保護膜がトリアセチルセルロースフィルムとなるので、位相差板に対して適切な組み合わせの保護膜になるという効果を奏する。また、このトリアセチルセルロースフィルムには、光学異方性を有さないものと有するものとのいずれでも選択可能であることから、リタデーションの補償の必要性の有無に応じて、フロント偏光板の保護膜を、積層構成の簡単さを損なうことなく構成し分けることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記２枚の保護膜のうちの上記位相差板よりもパネル前面側にある保護膜上に表面処理膜が設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、位相差板よりもパネル前面側にある保護膜上に表面処理膜が設けられているので、光の反射を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、上記液晶パネルはツイストネマティック液晶により表示を行うことを特徴としている。

上記の発明によれば、液晶パネルがツイストネマティック液晶により表示を行うので、フロント偏光板からの出射光の偏光方向が水平軸に対して通常反時計回りに１３５度傾くこととなる。従って、当該液晶表示装置を車載機種のディスプレイとして用いると、顔を傾けたときに偏光サングラスの透過軸が液晶画面から到達する直線偏光と直交しやすい左側座席の搭乗者にとって、とりわけ、安全運転のために偏光サングラスを装着する機会の多い左ハンドル車のドライバにとって有効であるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、３０度の方位角方向における正面からの極角範囲が−５度から＋１５度の範囲にあるビューポイントに対して、到達光の偏光の楕円率が４０％以上であることを特徴としている。

上記の発明によれば、方位角３０度付近における通常の視覚範囲において、１４０ｎｍに近いリタデーションを与えることができるという効果を奏する。

本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の積層構成を示す分解斜視図である。 図１の液晶表示装置の第１の実施例の構成を示す断面図である。 図１の液晶表示装置の第２の実施例の構成を示す断面図である。 図１の液晶表示装置が備える液晶パネルの回路構成を示す回路ブロック図である。 従来技術を示すものであり、出射光が偏光サングラスによって遮られる場合の液晶表示装置の積層構成を示す分解斜視図である。 従来技術を示すものであり、出射光がλ／４板を通して視認者に到達する場合の液晶表示装置の積層構成を示す分解斜視図である。 液晶表示装置のビューポイントを説明する図である。 第２の実施例における液晶表示装置の第１の変形例の構成を示す断面図である。 第２の実施例における液晶表示装置の第２の変形例の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ リア偏光板（直線偏光板）
２ 液晶パネル
３ フロント偏光板（直線偏光板）
４ 光学異方性フィルム（二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルム、位相差板）
５ 表面処理膜
１１ ＴＡＣフィルム（保護膜、トリアセチルセルロースフィルム）
１２ 視野角拡大フィルム
１６ 視野角拡大フィルム
１７ ＴＡＣフィルム（保護膜、トリアセチルセルロースフィルム）
１８ 保護膜
４１ ＴＡＣフィルム（二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルム）
４２ 位相差板
２０ 液晶表示装置

本発明の一実施形態について図１ないし図４、図８、および、図９に基づいて説明すると以下の通りである。

図１に、本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。

液晶表示装置は、リア偏光板１、液晶パネル２、フロント偏光板３、光学異方性フィルム４、および、表面処理膜５を備えている。

リア偏光板１は直線偏光板であり、透過軸１ａが液晶パネル２の水平軸に対して反時計回りに４５度の角度をなすように配置されている。液晶パネル２は、ここではＴＮ液晶セルが用いられたパネルである。液晶層に対するリア側の配向軸２ａはリア偏光板１の透過軸に直交しており、フロント側の配向軸２ｂは配向軸２ａに直交している。フロント偏光板３は直線偏光板であり、透過軸３ａが液晶パネル２の水平軸に対して反時計回りに１３５度の角度をなすように配置されていて、リア偏光板１とクロスニコルの関係にある。

光学異方性フィルム４はその光学異方性すなわち屈折率異方性によって透過光にリタデーションを与えるフィルムであり、前出の図７で説明した液晶表示装置のビューポイントＱ１・Ｑ２の方向への出射光に対して１４０ｎｍに近いリタデーション、すなわち波長５６０ｎｍの光に対して偏光成分間に９０度の位相差を与える。光学異方性フィルム４の面内遅相軸４ａはフロント偏光板３の透過軸３ａに対して４５度の角度をなすように配置されている。表面処理膜５は低反射層などで構成されている。

上記の構成の液晶表示装置における偏光の状態について、以下に説明する。

バックライト光Ｌ０はリア偏光板１によって直線偏光に変換されて液晶パネル２に入射する。液晶パネル２はノーマリホワイトであり、液晶層に電圧が印加されていない状態では、入射した直線偏光は旋光により偏光方向を９０度回転させられるのでフロント偏光板３を透過し、表示光となる。また、液晶層に電圧が印加されている状態では入射した直線偏光は液晶層をそのまま通過するのでフロント偏光板３により吸収され、液晶パネル２は黒表示状態となる。フロント偏光板３を透過した光は光学異方性フィルム４に入射し、パネル正面方向にはそのｚ軸方向（厚み方向）のリタデーションが与えられる一方、その他の方位角および極角の方向へは、光学異方性および光路長の視覚方向依存性によって方向に応じたリタデーションが与えられる。特に、図７のビューポイントＱ１・Ｑ２の方向である方位角３０度付近における、通常の視覚範囲となる正面からの極角範囲（例えば−５度〜＋１５度の範囲）の方向へは１４０ｎｍに近いリタデーションが与えられるので、視認者への到達光は略円偏光となる。

従って、車載用ディスプレイとして搭乗者により視認される場合のように左右方向のビューポイントから視認される場合には、視認者が偏光サングラス６を装着していても、偏光サングラス６の透過軸６ａの方向を決める顔の傾け角度に関わらず、図１にＬ１で示すように到達光が偏光サングラス６を同じように透過することとなり、視認者は常に安定した品位の表示を認識することができる。

また、パネルの正面方向に対しては顔を傾けて視認することが稀であることから、上記光学異方性フィルム４の厚み方向のリタデーションが上記の範囲内であっても、偏光サングラス６の装着者が表示品位のばらつきを感じる不都合は発生しにくい。

以上により、正面視のみならず、ビューポイントが設定される視覚方向の方位角および極角が正面視から左右にずれていても、偏光サングラスを通して高表示品位で画面を視認することのできる液晶表示装置を実現することができる。本実施形態に係るこのような液晶表示装置は、車載機種のディスプレイとして用いられる場合に、ＴＮ液晶セルを用いていることによりフロント偏光板からの出射光の偏光方向が水平軸に対して通常反時計回りに１３５度傾いているので、顔を傾けたときに偏光サングラスの透過軸が液晶画面から到達する直線偏光と直交しやすい左側座席の搭乗者にとって、とりわけ、安全運転のために偏光サングラスを装着する機会の多いドライバにとって有効である。従って、本発明の液晶表示装置は左ハンドル車のディスプレイとして非常に適している。

次に、上記光学異方性フィルム４の具体例を挙げながら液晶表示装置の実施例について説明する。

図２に、光学異方性フィルム４を二軸性の光学異方性を有するＴＡＣ（Triacetylcellulose：トリアセチルセルロース）フィルム４１とした液晶表示装置の積層構成を示す。

この液晶表示装置では、リア偏光板１、液晶パネル２、ＴＡＣフィルム１１、視野角拡大フィルム１２、フロント偏光板３、ＴＡＣフィルム４１、および、表面処理膜５がこの順に積層されている。

ＴＡＣフィルム４１はｚ軸方向（厚み方向）の主屈折率ｎｚが、面内のｘ軸方向の主屈折率ｎｘおよびｙ軸方向の主屈折率ｎｙとは異なる屈折率となる屈折率異方性を有している。また、主屈折率ｎｘと主屈折率ｎｙとは互いに異なっており、主屈折率ｎｘと主屈折率ｎｙとのうち大きいほうに対応する軸が図１に示した面内遅相軸４ａに相当している。そして、ＴＡＣフィルム４１の面内のリタデーションは７０ｎｍ±３０ｎｍの範囲、すなわち４０ｎｍ〜１００ｎｍに設定されている。これは、パネル正面方向に対しては９０度の位相差を与えるリタデーションよりも小さい。このようにすると、透過モードにある液晶パネル２からフロント偏光板３を抜けた光は、パネル正面方向には上記範囲内にあるリタデーションを与えられるが、３０度程度の方位角およびこの方位角に伴う通常の視覚範囲として使用される極角範囲へ出射された光には、３次元の屈折率異方性により１４０ｎｍに近いリタデーションを与えることができる。この視覚方向における表示品位を確保するために、上記の±３０ｎｍの範囲は、３０度の方位角方向における偏光の楕円率が４０％以上の範囲内に設定されることで得られる。作成時には、ビューポイント方向のリタデーションが１４０ｎｍに近くなるように、ＴＡＣフィルム４１の厚みを調整すればよい。

また、本実施例の液晶表示装置は、ＴＡＣフィルム４１よりもパネル背面側に視野角拡大フィルム１２を備えているので、視野角拡大フィルム１２によってリタデーションや旋光性の補償を行って視野角拡大効果を得た光に対して、ＴＡＣフィルム４１により左右方向へのリタデーションが適正化される。液晶セルをＴＮモードで使用する場合には、黒表示状態において残留リタデーションにより斜め方向に光が漏れやすいが、この視野角拡大フィルム１２によって複屈折異方性を補償することにより黒表示状態が理想状態に近づくので、斜め方向から見た場合のコントラストを向上させることができる。このような視野角拡大フィルム１２としては、例えばＷＶフィルムと呼ばれる、ＴＡＣフィルム上にディスコティック液晶層を設けた構成を有するフィルムを使用することができる。このＷＶフィルムでは複屈折の他に旋光性の補償も行うことが可能である。また、その他の視野角拡大フィルム１２として、ＰＣ（Poly-Carbonate：ポリカーボネート）やＰＶＡ（Poly-Vinylalcohol：ポリビニルアルコール）のフィルムを一軸延伸したものも利用できる。視野角拡大フィルム１２を使用することにより、パネルの視野角拡大効果を偏光サングラス６の装着者にそのまま活かすことができる。

また、ＴＡＣフィルム１１は、光学異方性を有していなくても有していてもいずれでもよい。フロント偏光板３はパネルフロント側のＴＡＣフィルム４１とパネル背面側のＴＡＣフィルム１１との間に支持され、ＴＡＣフィルム４１とＴＡＣフィルム１１とはともにフロント偏光板３の保護膜として機能する。従って、リタデーションを補償する目的で使用されるＴＡＣフィルム４１が同時にフロント偏光板３の保護膜として使用できることになるので、フロント偏光板３が従来のように２枚の保護膜の間に支持された構成となる。これにより、フロント偏光板３の強度および温度・湿度への耐性を向上させることができるので、フロント偏光板３は安定した特性を発揮することができる。また、ＴＡＣフィルム４１が保護膜を兼ねるので、保護膜を構成する部品点数を抑制することができる。

また、フロント偏光板３の両保護膜がＴＡＣフィルムであるので、フロント偏光板３に対して適切な組み合わせの保護膜となる。また、このフロント偏光板３のパネル背面側の保護膜としてのＴＡＣフィルム１２には、光学異方性を有さないものと有するものとのいずれでも選択可能であることから、リタデーションの補正の必要性の有無に応じて、フロント偏光板３の保護膜を、積層構成の簡単さを損なうことなく構成し分けることができる。ＴＡＣフィルム１２に光学異方性を与える場合には、膜形成時に厚みを所望のリタデーションに合わせて調整する。また、フロント偏光板３のパネル背面側の保護膜に光学異方性を与えないときにはＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）なども使用可能である。なお、ＴＡＣフィルム１１は無くてもよい。

また、本実施例の液晶表示装置では、ＴＡＣフィルム４１上に表面処理膜５が設けられているので、光の反射を抑制することができる。表面処理膜５としては例えば従来のアンチグレア膜やＡＲフィルムと呼ばれる膜などを用いることができる。

また、リア偏光板１は上下にＴＡＣフィルムを備えている構成であるが、便宜上図示を省略している。

図３に、光学異方性フィルム４を一軸性の光学異方性を有する位相差板４２とした液晶表示装置の積層構成を示す。

この液晶表示装置では、リア偏光板１、液晶パネル２、ＴＡＣフィルム１５、視野角拡大フィルム１６、フロント偏光板３、ＴＡＣフィルム１７、位相差板４２、保護膜１８、および、表面処理膜５がこの順に積層されている。

位相差板４２はｚ軸方向（厚み方向）の主屈折率ｎｚが、面内のｘ軸方向の主屈折率ｎｘおよびｙ軸方向の主屈折率ｎｙのいずれか一方と等しい屈折率となる屈折率異方性を有している。また、主屈折率ｎｘと主屈折率ｎｙとは互いに異なっており、主屈折率ｎｘと主屈折率ｎｙとのうち大きいほうに対応する軸が図１に示した面内遅相軸４ａに相当している。そして、位相差板４２の厚み方向のリタデーションは６０ｎｍ±３０ｎｍの範囲、すなわち３０ｎｍ〜９０ｎｍに設定されている。これは、パネル正面方向に対しては９０度の位相差を与えるリタデーションよりも小さい。このようにすると、透過モードにある液晶パネル２からフロント偏光板３を抜けた光は、パネル正面方向には上記範囲内にあるリタデーションの略倍量のリタデーションを与えられるが、３０度程度の方位角およびこの方位角に伴う通常の視覚範囲として使用される極角範囲へ出射された光には、光路長の視覚方向依存性により１４０ｎｍに近いリタデーションを与えることができる。この視覚方向における表示品位を確保するために、上記±３０ｎｍの範囲は、３０度の方位角方向における偏光の楕円率が４０％以上の範囲内に設定されることで得られる。作成時には、ビューポイント方向のリタデーションが１４０ｎｍに近くなるように、位相差板４２の厚みを調整すればよい。この位相差板４２として、例えばＰＣ（poly-carbonate：ポリカーボネート）やＰＶＡ（poly-vinylalcohol：ポリビニルアルコール）のフィルムを一軸延伸したものが利用できる。

また、本実施例の液晶表示装置は、位相差板４２よりもパネル背面側に視野角拡大フィルム１６を備えているので、視野角拡大フィルム１６によってリタデーションや旋光性の補償を行って視野角拡大効果を得た光に対して、位相差板４２により左右方向へのリタデーションが適正化される。液晶セルをＴＮモードで使用する場合には、黒表示状態において残留リタデーションにより斜め方向に光が漏れやすいが、この視野角拡大フィルム１６によって複屈折異方性を補償することにより黒表示状態が理想状態に近づくので、斜め方向から見た場合のコントラストを向上させることができる。このような視野角拡大フィルム１６としては、例えばＷＶフィルムと呼ばれる、ＴＡＣフィルム上にディスコティック液晶層を設けた構成を有するフィルムを使用することができる。このＷＶフィルムでは複屈折の他に旋光性の補償も行うことが可能である。また、その他の視野角拡大フィルム１６として、ＰＣやＰＶＡのフィルムを一軸延伸したものも利用できる。視野角拡大フィルム１６を使用することにより、パネルの視野角拡大効果を偏光サングラス６の装着者にそのまま活かすことができる。

また、ＴＡＣフィルム１５・１７は光学異方性を有していなくても有していてもいずれでもよい。フロント偏光板３はパネルフロント側のＴＡＣフィルム１７とパネル背面側のＴＡＣフィルム１５との間に支持され、ＴＡＣフィルム１５とＴＡＣフィルム１７とはともにフロント偏光板３の保護膜として機能する。保護膜１８は位相差板４２の保護膜であり、ＴＡＣフィルムやＰＥＴなどからなる。ＴＡＣフィルム１７は保護膜１８とともに位相差板４２を挟持するので、やはり位相差板４２の保護膜として機能する。これにより、位相差板４２は２枚の保護膜の間に支持された構成となる。これにより、位相差板４２の強度および温度・湿度への耐性を向上させることができるので、位相差板４２は安定した特性を発揮することができる。ＴＡＣ１５・１７には光学異方性を有さないものと有するものとのいずれでも選択可能であることから、リタデーションの補償の必要性の有無に応じて、フロント偏光板３の保護膜を、積層構成の簡単さを損なうことなく構成し分けることができる。ＴＡＣフィルム１５・１７に光学異方性を与える場合には、膜形成時に厚みを所望のリタデーションに合わせて調整する。また、ＴＡＣフィルム１５・１７に光学異方性を与えないときにはＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）なども使用可能である。なお、ＴＡＣフィルム１５は無くてもよい。

また、本実施例の液晶表示装置では、位相差板４２上に表面処理膜５が設けられているので、光の反射を抑制することができる。表面処理膜５としては例えば従来のアンチグレア膜やＡＲフィルムと呼ばれる膜などを用いることができる。

また、図８および図９に本実施例の変形例の構成を挙げる。

図８は、リア偏光板１、液晶パネル２、ＴＡＣフィルム１５、視野角拡大フィルム１６、フロント偏光板３、ＴＡＣフィルム４３、および、表面処理膜５がこの順に積層された構成である。ＴＡＣフィルム４３は一軸性である。図９は、リア偏光板１、液晶パネル２、ＴＡＣフィルム１５、視野角拡大フィルム１６、フロント偏光板３、ＴＡＣフィルム１７、３／４λ位相差板４４、保護膜１８、および、表面処理膜５がこの順に積層された構成である。図８の構成も図９の構成も、トータルの面内リタデーションが３０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲に入っていればよい。

以上、光学異方性フィルム４の各実施例について述べた。

上記例では液晶パネル２をＴＮ液晶セルを用いて構成しているが、これに限らず、垂直配向（ＶＡ：Vertical Alighnment）モードの液晶セルを用いてもよい。この場合には、フロント偏光板３の透過軸３ａはパネルの縦方向に平行となり、リア偏光板１の透過軸１ａはパネルの水平方向に平行となるのが通常であるが、通常の装着姿勢において透過軸の方向が垂直方向となる偏光サングラス４の装着者にとって、顔の傾き角度に関わらず高い表示品位で視認することが可能であることはＴＮモードのときと同様である。

図４に、上記の液晶表示装置の一例である液晶表示装置２０の回路構成を示す。

液晶表示装置２０は、液晶パネル２２、フレキシブルプリント基板２３、および、コントロール基板２４を備えている。

液晶パネル２２は図１の液晶パネル２に相当しており、ガラス基板上にアモルファスシリコンや多結晶シリコン、ＣＧシリコン、微結晶シリコンなどを用いて表示領域２２ａ、複数のゲートライン（走査信号線）ＧＬ…、複数のソースライン（データ信号線）ＳＬ…、および、ゲートドライバ（走査信号線駆動回路）２５が作りこまれ、液晶層を挟んで対向基板と貼り合わされたアクティブマトリクス型の表示パネルである。表示領域２２ａは、複数の絵素ＰＩＸ…がマトリクス状に配置された領域である。絵素ＰＩＸは、絵素の選択素子であるＴＦＴ２１、液晶容量ＣＬ、および、補助容量Ｃｓを備えている。ＴＦＴ２１のゲートはゲートラインＧＬに接続されており、ＴＦＴ２１のソースはソースラインＳＬに接続されている。液晶容量ＣＬおよび補助容量ＣｓはＴＦＴ２１のドレインに接続されている。

複数のゲートラインＧＬ…はゲートラインＧＬ１・ＧＬ２・ＧＬ３・…・ＧＬｎからなり、それぞれゲートドライバ（走査信号線駆動回路）２５の出力に接続されている。複数のソースラインＳＬ…はソースラインＳＬ１・ＳＬ２・ＳＬ３・…・ＳＬｍからなり、それぞれ後述するソースドライバ２６の出力に接続されている。また、図示しないが、絵素ＰＩＸ…の各補助容量Ｃｓに補助容量電圧を与える補助容量配線が形成されている。

ゲ−トドライバ２５は、表示パネル２２上で表示領域２２ａに対してゲートラインＧＬ…の延びる方向の一方側に隣接する領域に設けられており、ゲートラインＧＬ…のそれぞれに順次ゲートパルス（走査パルス）を供給する。このゲートドライバ２５は表示パネル１２に、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを用いて、表示領域２２ａとモノリシックに作りこまれており、ゲートモノリシック、ゲートドライバレス、パネル内蔵ゲートドライバ、ゲートインパネルなどと称される。

フレキシブルプリント基板２３は、ソースドライバ２６を備えている。ソースドライバ２６はソースラインＳＬ…のそれぞれにデータ信号を供給する。コントロール基板２４はフレキシブルプリント基板２３に接続されており、ゲートドライバ２５およびソースドライバ２６に必要な信号や電源を供給する。コントロール基板２４から出力されたゲートドライバ２５へ供給する信号および電源は、フレキシブルプリント基板２３を介して液晶パネル２２上からゲートドライバ２５へ供給される。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、車載機種などの左右方向から視認することの多いディスプレイ、とりわけＴＮの液晶分子が光学左旋性を有する場合には左ハンドル車のディスプレイに好適に使用することができる。

Claims (7)

1. ２枚の直線偏光板の間に液晶パネルが配置された液晶表示装置において、
   上記２枚の直線偏光板のうちのフロント偏光板よりもパネル前面側に、面内のリタデーションが４０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある、二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムを備えており、
   上記トリアセチルセルロースフィルムの面内遅相軸は、上記フロント偏光板の透過軸に対して、４５°の角度をなしていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムよりもパネル背面側に視野角拡大フィルムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記フロント偏光板は、上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルムと、保護膜との間に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 上記保護膜はトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 上記二軸性の光学異方性を有するトリアセチルセルロースフィルム上に表面処理膜が設けられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 上記液晶パネルはツイストネマティック液晶により表示を行うことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. ３０度の方位角方向における正面からの極角範囲が−５度から＋１５度の範囲にあるビューポイントに対して、到達光の偏光の楕円率が４０％以上であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。