JPH07239470A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 明るい室内や屋外等の明るい環境下において
も高コントラストで良好な表示品位を得ることのできる
表示装置を提供する。 【構成】 液晶セル１５と上偏光板１０ａとの間に位相
差フィルム１４を配置してあり、位相差フィルム１４
は、観察側から入射し上偏光板１０ａにより偏光された
光を往復の光路において位相を約±９０°変化させるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に電気により光を
制御する表示装置に関し、特に偏光子を備えた表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子表示装置はテレビやコンピュ
ータ通信機器端末など、あらゆるものに使用されてい
る。電子表示装置の種類としてブラウン管やＥＬパネ
ル、液晶パネルなどが開発され、一般に広く使用されて
いる。この中で、偏光子を使用するネマティック液晶パ
ネルの一例を従来例として、以下に示す。図４に従来の
一般的なアクティブマトリクスのツイストネマティック
タイプの透過型カラー液晶パネルの部分断面図を示す。

【０００３】この液晶パネルは、主に、２枚のガラス基
板からなる上基板７ａおよび下基板７ｂとその間の液晶
層１から形成されている。下基板７ｂには、マトリクス
状に複数設けられた画素毎に、透明画素電極２に印加す
る電圧を制御するための薄膜トランジスタ３を備え、上
基板７ａには、赤色，緑色，青色のカラーフィルタ９
ａ，９ｂ，９ｃと、各色を分離するとともに薄膜トラン
ジスタ３や配線部を遮光するためのＣｒ薄膜から成るブ
ラックマトリクス６と、対向電極５とが設けられてい
る。そして、その間には分子方向のねじれ角が９０°の
液晶層１が設けられている。

【０００４】さらに、上下基板７ａ，７ｂの内側には液
晶分子を配向させるために、ポリイミドを材料とする配
向膜４が設けられ、ラビング法によって配向処理が施さ
れている。また、下基板７ｂの外側には下偏光板１０ｂ
が配置され、上基板７ａの外側には上偏光板１０ａが配
置され、両偏光板１０ａ，１０ｂの偏光軸は直交してお
り、電圧無印加時には光透過状態（明表示）、電圧印加
時には遮光状態（暗表示）が得られるノーマリーホワイ
トモードとなっている。

【０００５】また、面状の光源１２を下偏光板１０ｂの
下方に設置し、観察者は上偏光板１０ａの上方から眺
め、光源１２の光が画素毎に透過、遮光（中間調含む）
選択され、さらにカラーフィルタ９で着色されてカラー
表示となる。なお、図５において、８はスペーサ、１１
はシール材、１８は観察者の目である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上基板７ａに
設けられるブラックマトリクス６は一般的に、スパッタ
や蒸着などでＣｒ薄膜を上基板７ａとなるガラス上に製
膜し、フォトリソグラフィーによってパターンニングさ
れ形成される。このＣｒ薄膜のブラックマトリクス６は
遮光性にすぐれ、アクティブマトリクスパネルでは広く
使用されている。

【０００７】しかしながら、このＣｒ薄膜のブラックマ
トリクス６は反射率が非常に高く、明るい室内での観察
のように、観察側から強い光が入射する場合、室内光源
１３からの光がブラックマトリクス６によって反射し、
コントラストなどの表示品位を著しく損なうと言う問題
があった。その上近年では、表示装置の使用環境の用途
拡大により、屋外や明るい室内における表示品位の確保
が要求され、上記の問題は大きな問題となっている。な
お、この室内光等の反射による表示品位低下の問題は、
液晶パネルだけではなく、表示装置全般にわたって大き
な問題である。

【０００８】この発明の目的は、明るい室内や屋外等の
明るい環境下においても高コントラストで良好な表示品
位を得ることのできる表示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の表示装置
は、表示パネル本体の観察側に偏光子を備えてあり、偏
光子と表示パネル本体との間に、観察側から入射し偏光
子により偏光された光を往復の光路において位相を約±
９０°変化させる位相変化部材を配置したことを特徴と
する。

【００１０】請求項２記載の表示装置は、請求項１記載
の表示装置において、位相変化部材として、２次元での
リタデーション値が１３５ｎｍ±４０ｎｍである位相差
板を用いている。請求項３記載の表示装置は、請求項１
記載の表示装置において、位相変化部材として位相差板
を用い、この位相差板の遅相軸と偏光子の偏光軸との交
角を約±４５°としたものである。

【００１１】

【作用】この構成によって、観察側から入射する光は、
偏光子によって直線偏光となり、表示パネル本体内の例
えばブラックマトリクスや材料界面で反射され、再び観
察側の偏光子に到達するまでに、位相変化部材を往復す
ることにより偏光軸方向が±９０°回転しているため、
観察側の偏光子によって遮光され、観察側外部へ反射さ
れない。

【００１２】

【実施例】

（第１の実施例）以下この発明の第１の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の第
１の実施例の表示装置であるアクティブマトリクスのツ
イストネマティックタイプの透過型カラー液晶パネルの
部分断面図を示すものである。なお、図１において、図
５と対応する部分には同一符号を付している。

【００１３】下基板７ｂには、マトリクス状に複数設け
られた画素毎に、透明画素電極２に印加する電圧を制御
するための薄膜トランジスタ３を備え、上基板７ａに
は、赤色，緑色，青色のカラーフィルタ９ａ，９ｂ，９
ｃと、各色を分離するとともに薄膜トランジスタ３や配
線部を遮光するためのＣｒ薄膜から成るブラックマトリ
クス６と、対向電極５とが設けられている。そして、そ
の間には分子方向のねじれ角が９０°の液晶層１が設け
られている。

【００１４】さらに、上下基板７ａ，７ｂの内側には液
晶分子を配向させるために、ポリイミドを材料とする配
向膜４が設けられ、ラビング法によって配向処理が施さ
れている。また、下基板７ｂの外側には下偏光板１０ｂ
を配置し、上基板７ａの外側には位相差フィルム１４を
配置し、さらにその外側に上偏光板１０ａを配置してい
る。この実施例の特徴は、上基板７ａと上偏光板１０ａ
との間に位相差フィルム１４を配置したことであり、位
相差フィルム１４は、観察側から入射し上偏光板１０ａ
により偏光された光を往復の光路において位相を約±９
０°変化させるものである。なお、液晶セル１５が表示
パネル本体に対応し、上偏光板１０ａが偏光子に対応
し、位相差フィルム１４が位相変化部材，位相差板に対
応する。

【００１５】また、面状の光源１２を下偏光板１０ｂの
下方に設置し、観察者は上偏光板１０ａの上方から眺
め、光源１２の光が画素毎に透過、遮光（中間調含む）
選択され、さらにカラーフィルタ９ａ，９ｂ，９ｃで着
色されてカラー表示となる。図２はこの第１の実施例に
おける各部材の光学軸の方向を示す概略図である。両偏
光板１０ｂ，１０ａの偏光軸１０１，１０２の交角は１
０５゜であり、上下の配向膜４のラビング方向１０３，
１０４は直交しており、上偏光板１０ａの偏光軸１０２
と位相差フィルム１４の遅相軸１０５は４５°で交差し
ている。なお、ここで用いた位相差フィルム１４のリタ
デーション値は１３５ｎｍである。

【００１６】この構成により、電圧無印加時には光透過
状態（明表示）、電圧印加時には遮光状態（暗表示）が
得られるノーマリーホワイトモードとなる。また、室内
光源１３等による観察側から入射する光は、ブラックマ
トリクス６や材料界面で反射されるが、位相フィルム１
４を往復する過程において偏光方向が９０゜回転するこ
とにより、観察側の上偏光板１０ａによって遮光され、
観察側外部へ反射しない。その結果、明るい室内や屋外
等の明るい環境下においても、高コントラストで良好な
表示品位を得ることができる。

【００１７】（第２の実施例）以下この発明の第２の実
施例について、図面を参照しながら説明する。図３はこ
の発明の第２の実施例の表示装置であるアクティブマト
リクスの反射型カラー液晶パネルの部分断面図を示すも
のである。なお、図３において、図１と対応する部分に
は同一符号を付している。また、液晶セル１７が表示パ
ネル本体に対応し、偏光板１０が偏光子に対応し、位相
差フィルム１４が位相変化部材，位相差板に対応する。

【００１８】下基板７ｂ内面に形成される画素電極１６
は反射率の高いＡｌ薄膜で形成されており、偏光板１０
は観察側のみに配置し、位相差フィルム１４のリタデー
ション値は１４０ｎｍであり、上基板７ａと偏光板１０
との間に配置している。また、図４は第２の実施例にお
ける各部材の光学軸の方向を示す概略図である。上下の
配向膜４のラビング方向２０３，２０４の交角は４５゜
であり、偏光板１０の偏光軸２０２と位相差フィルム１
４の遅相軸２０５とは４５°で交差している。

【００１９】この構成により、室内光源１３等による観
察側から入射した光は、Ａｌ画素電極１６での反射にお
ける往復の光路において偏光状態を液晶層１への電圧オ
ン、オフによって変化させ、偏光板１０を通過する光量
が制御される。また、観察側から入射した光は、ブラッ
クマトリクス６や材料界面により反射されるが、入射し
た光の偏光方向が位相差フィルム１４の往復の光路にお
いて９０゜回転するために、偏光板１０によって遮光さ
れ、観察側外部へ反射しない。その結果、明るい室内や
屋外等の明るい環境下においても、高コントラストで良
好な表示品位を得ることができる。

【００２０】上記第１および第２の実施例において、非
表示領域すなわちブラックマトリクス６の面積が大きい
ほど効果が大きく、画素部に対する非表示領域の面積比
が１０％以上である場合に特に効果が大である。ここ
で、画素部は表示領域および非表示領域を含むものとす
る。なお、第１の実施例において、位相差フィルム１４
のリタデーション値を１３５ｎｍとし（第１の条件）、
上偏光板１０ａの偏光軸１０２と位相差フィルム１４の
遅相軸１０５との交角を４５°とした（第２の条件）
が、第１の条件および第２の条件のうちいずれか一方の
条件のみでも、位相差フィルム１４の往復の光路におい
て位相を±９０゜変化させることができるが、両方の条
件を満たす方が実現し易い。

【００２１】同様に、第２の実施例において、位相差フ
ィルム１４のリタデーション値を１４０ｎｍとし（第１
の条件）、偏光板１０の偏光軸２０２と位相差フィルム
１４の遅相軸２０５との交角を４５°とした（第２の条
件）が、第１の条件および第２の条件のうちいずれか一
方の条件のみでも、位相差フィルム１４の往復の光路に
おいて位相を±９０゜変化させることができるが、両方
の条件を満たす方が実現し易い。

【００２２】また、上記第１の実施例および第２の実施
例における第１の条件として、位相差フィルム１４の２
次元でのリタデーション値を１３５ｎｍ，１４０ｎｍと
したが、これに限定されず、第１の条件として位相差フ
ィルム１４の２次元でのリタデーション値が１３５ｎｍ
±４０ｎｍであることが好ましい。なお、上記実施例で
は、液晶パネルについて説明したが、観察側に偏光子を
配置する表示装置、例えばＣＲＴディスプレイフィルタ
等の表示装置に対しても同様に適用でき効果が得られ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上のようにこの発明は、表示パネル本
体の観察側に偏光子を備えてあり、偏光子と表示パネル
本体との間に、観察側から入射し偏光子により偏光され
た光を往復の光路において位相を約±９０°変化させる
位相変化部材を配置したことにより、観察側から入射す
る光は、偏光子によって直線偏光となり、表示パネル本
体内の例えばブラックマトリクスや材料界面で反射さ
れ、再び観察側の偏光子に到達するまでに、位相変化部
材を往復することにより偏光軸方向が±９０°回転して
いるため、観察側の偏光子によって遮光され、観察側外
部へ反射されない。その結果、明るい室内や屋外等の明
るい環境下においても、高コントラストで良好な表示品
位を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の表示装置であるアク
ティブマトリクスのツイストネマティックタイプの透過
型カラー液晶パネルの部分断面図。

【図２】この発明の第１の実施例における各部材の光学
軸の方向を示す概略図。

【図３】この発明の第２の実施例の表示装置であるアク
ティブマトリクスの反射型カラー液晶パネルの部分断面
図。

【図４】この発明の第２の実施例における各部材の光学
軸の方向を示す概略図。

【図５】従来例を示す一般的なアクティブマトリクスの
ツイストネマティックタイプの透過型カラー液晶パネル
の部分断面図。

【符号の説明】

６ ブラックマトリクス １０ 偏光板（偏光子） １０ａ 上偏光板（偏光子） １３ 室内光源 １４ 位相差フィルム（位相変化部材，位相差板） １５ 液晶セル（表示パネル本体） １７ 液晶セル（表示パネル本体） １８ 観察者の目 １０２ 上偏光板の偏光軸方向 １０５ 位相差フィルムの遅相軸方向 ２０２ 偏光板の偏光軸方向 ２０５ 位相差フィルムの遅相軸方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示パネル本体の観察側に偏光子を備え
   た表示装置であって、 前記偏光子と前記表示パネル本体との間に、観察側から
   入射し前記偏光子により偏光された光を往復の光路にお
   いて位相を約±９０°変化させる位相変化部材を配置し
   たことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 位相変化部材として、２次元でのリタデ
   ーション値が１３５ｎｍ±４０ｎｍである位相差板を用
   いた請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 位相変化部材として位相差板を用い、こ
   の位相差板の遅相軸と偏光子の偏光軸との交角を約±４
   ５°とした請求項１記載の表示装置。