WO2009139200A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2009139200A1
WO2009139200A1 PCT/JP2009/051791 JP2009051791W WO2009139200A1 WO 2009139200 A1 WO2009139200 A1 WO 2009139200A1 JP 2009051791 W JP2009051791 W JP 2009051791W WO 2009139200 A1 WO2009139200 A1 WO 2009139200A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid crystal
film
display device
crystal display
panel
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/051791
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English (en)
French (fr)
Inventor
章浩 雙松
弘毅 本郷
隆行 夏目
郁二 小西
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to US12/934,917 priority patent/US8462300B2/en
Priority to JP2010511904A priority patent/JP5145418B2/ja
Priority to EP09746407.7A priority patent/EP2275859B1/en
Priority to BRPI0910719A priority patent/BRPI0910719A2/pt
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • G—PHYSICS
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    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/12—Biaxial compensators

Definitions

  • the present invention relates to a wide viewing angle of a liquid crystal display device.
  • Liquid crystal display devices have become widespread not only as displays for TV devices, computers and mobile terminals, but also as in-vehicle displays for car navigation and rear seat entertainment. These liquid crystal display devices take out specific linearly polarized light from the device and provide it to the viewer. Therefore, when viewing the screen with polarized sunglasses, the polarized light from the liquid crystal screen is polarized depending on the posture of the viewer. The screen cannot be recognized correctly because it is blocked by sunglasses. With respect to the in-vehicle display described above, since the passengers of the vehicle have relatively many opportunities to wear polarized sunglasses, the problem of invisibility of the screen due to the polarized sunglasses is regarded as important.
  • Patent Documents 1 to 3 for example, a ⁇ / 4 plate is disposed on the front side of the front polarizing plate of the liquid crystal display device, and the linearly polarized light is converted into circularly polarized light before being polarized.
  • Technology is applied to reach the sunglasses.
  • Fig. 5 shows the principle that light from the LCD screen is blocked by polarized sunglasses.
  • the backlight light L 0 is converted into linearly polarized light by the rear polarizing plate 101 and enters the liquid crystal panel 102.
  • a TN (Twisted Nematic) liquid crystal cell is used for the liquid crystal panel 102, and the liquid crystal molecules are aligned such that the direction of polarization after rotation is 45 degrees clockwise relative to the horizontal line of the screen.
  • the directions of both orientation axes 102a and 102b orthogonal to each other are determined. Therefore, the transmission axis 101a of the rear polarizing plate 101 is orthogonal to the polarization direction after the optical rotation. Display light emitted from the liquid crystal panel 102 passes through the front polarizing plate 103.
  • the transmission axis 103a of the front polarizing plate 103 is parallel to the polarization direction after the optical rotation.
  • the light transmitted through the front polarizing plate 103 passes through the surface treatment film 104 formed of a low reflection layer or the like.
  • the light emitted from the liquid crystal screen reaches the polarized sunglasses 105.
  • the transmission axis 105a of the polarized sunglasses 105 is arranged so as to be in the vertical direction in the normal wearing posture, and a component parallel to the transmission axis 105a of the reaching light L101 from the liquid crystal screen is recognized by the viewer as the transmitted light L101a. Is done.
  • the polarization direction of the light L102 reaching the polarized sunglasses 105 is orthogonal to or close to the transmission axis 105a.
  • the reaching light L102 is blocked by the polarized sunglasses 105 and does not reach the viewer.
  • the transmission axis 105a of the polarized sunglasses 105 is aligned with the polarization direction of the arrival light L102. Orthogonal.
  • Patent No. 2940031 (Registered June 18, 1999, Japanese Patent Laid-Open No. 3-174512: Published July 29, 1991)”
  • Patent Publication “Patent No. 3105374 (registered on September 1, 2000, Japanese Patent Laid-Open No. 6-258634: published on September 16, 1994)”
  • the liquid crystal display device when used as the above-described vehicle-mounted model, as shown in FIG. 7, when the liquid crystal display device 201 is tilted approximately 30 degrees obliquely upward or horizontally from the screen vertical direction, Set as direction.
  • the driver D is on the left seat and the passenger P is on the right seat.
  • the visual direction of actual use is set at ⁇ 30 degrees out of the azimuth angle range of ⁇ 20 degrees to ⁇ 50 degrees from the vertical direction to the left oblique direction or the left horizontal direction.
  • the viewpoint Q1 is set on the visual direction, and for the passenger P, the visual direction actually used is +30 degrees out of the range of azimuth angles of +20 degrees to +50 degrees from the screen vertical direction to the right diagonal direction or right horizontal direction. Is set and the viewpoint Q2 is set in the visual direction.
  • the distance d from the screen to the respective viewpoints of the driver D and the passenger P is about 700 mm.
  • the retardation between orthogonal components of transmitted light is 140 nm (90 degrees as a phase difference with respect to a wavelength of 560 nm). Therefore, the emitted light reaches the polarized sunglasses 105 as circularly polarized light.
  • the transmitted light of the ⁇ / 4 plate 107 does not become completely circularly polarized with respect to the viewpoints Q1 and Q2, so that the transmitted light of the polarized sunglasses 105 is transmitted.
  • the amount of light changes depending on the inclination of the transmission axis 105a.
  • the ⁇ / 4 plate 107 Therefore, there is a problem that an appropriate correction of the phase cannot be obtained, and a sufficient performance of the liquid crystal display device cannot be obtained in terms of display quality.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the purpose thereof is not only in front view, but also in the azimuth and polar angles of the visual direction in which the viewpoint is set are shifted from the front view to the left and right. Another object is to realize a liquid crystal display device capable of visually recognizing a screen with high display quality through polarized sunglasses.
  • the liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal panel is disposed between two linearly polarizing plates, and the panel is more than the front polarizing plate of the two linearly polarizing plates.
  • a triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy having in-plane retardation in the range of 40 nm to 100 nm is provided on the front side.
  • the triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy having in-plane retardation in the range of 40 nm to 100 nm is provided on the front side of the panel from the front polarizing plate.
  • Light that passes through the front polarizing plate from the liquid crystal panel in the transmission mode is given retardation within the above range in the front direction of the panel, but it is used as an azimuth angle of about 30 degrees and a normal visual range associated with this azimuth angle.
  • the light emitted to the polar angle range can be provided with a retardation close to 140 nm due to the three-dimensional refractive index anisotropy.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a viewing angle widening film is provided on the back side of the panel rather than the triacetyl cellulose film having the biaxial optical anisotropy. .
  • the triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy is used in the horizontal direction. Since the retardation to the screen is optimized, the effect of expanding the viewing angle of the panel can be utilized as it is for the wearer of the polarized sunglasses.
  • the front polarizing plate is supported between the triacetyl cellulose film having the biaxial optical anisotropy and a protective film. It is characterized by.
  • the front polarizing plate is supported between the triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy and the protective film, the triacetyl cellulose having biaxial optical anisotropy is supported.
  • a front polarizing plate is supported by two protective films using a film as in the prior art. As a result, the strength of the front polarizing plate and the resistance to temperature and humidity can be improved, so that the front polarizing plate can exhibit stable characteristics. In addition, there is an effect that the number of parts constituting the protective film can be suppressed.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the protective film is a triacetyl cellulose film in order to solve the above problems.
  • the protective film on the panel rear side of the front polarizing plate is a triacetyl cellulose film
  • the protective film is appropriately combined with the front polarizing plate.
  • the triacetyl cellulose film as a protective film on the back side of the panel of the front polarizing plate can be selected from those having no optical anisotropy, it is necessary to compensate for retardation.
  • the protective film of the front polarizing plate can be configured and divided without impairing the simplicity of the laminated configuration.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a surface treatment film is provided on the triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy.
  • the surface treatment film is provided on the triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy, there is an effect that reflection of light can be suppressed.
  • the liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal panel is disposed between two linearly polarizing plates, and the panel is more than the front polarizing plate of the two linearly polarizing plates.
  • a retardation plate having a uniaxial optical anisotropy having a thickness direction retardation in the range of 30 nm to 90 nm is provided on the front side.
  • the retardation plate having uniaxial optical anisotropy having retardation in the thickness direction in the range of 30 nm to 90 nm is provided on the front side of the panel from the front polarizing plate.
  • the light that has passed through the front polarizing plate from the liquid crystal panel in the transmissive mode is given a retardation that is approximately double the retardation within the above range in the front direction of the panel.
  • the light emitted to the polar angle range used as the normal visual range can be provided with a retardation close to 140 nm due to the visual direction dependence of the optical path length.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a viewing angle widening film is provided on the panel rear side of the retardation plate.
  • the phase difference plate having uniaxial optical anisotropy is used in the lateral direction. Since the retardation is optimized, the effect of expanding the viewing angle of the panel can be utilized as it is for the wearer of the polarized sunglasses.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the retardation plate is supported between two protective films in order to solve the above problems.
  • the retardation plate is supported between the two protective films. Therefore, since the strength of the retardation plate and the resistance to temperature and humidity are improved, the retardation plate can exhibit stable characteristics.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that at least one of the two protective films is a triacetyl cellulose film.
  • the protective film of the retardation film is a triacetyl cellulose film
  • this triacetyl cellulose film can be selected from either one having no optical anisotropy or one having optical anisotropy
  • the front polarizing plate can be protected depending on the necessity of retardation compensation.
  • the film can be configured and divided without impairing the simplicity of the laminated structure.
  • the liquid crystal display device of the present invention is provided with a surface treatment film provided on a protective film on the front side of the panel with respect to the retardation plate of the two protective films. It is a feature.
  • the surface treatment film is provided on the protective film on the front side of the panel with respect to the phase difference plate, there is an effect that the reflection of light can be suppressed.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the liquid crystal panel performs display with twisted nematic liquid crystal.
  • the liquid crystal panel performs display with the twisted nematic liquid crystal
  • the polarization direction of the light emitted from the front polarizing plate is usually tilted 135 degrees counterclockwise with respect to the horizontal axis. Therefore, when the liquid crystal display device is used as a display for an in-vehicle model, it is particularly safe driving for a passenger on the left seat when the transmission axis of polarized sunglasses tends to be orthogonal to the linearly polarized light reaching from the liquid crystal screen when the face is tilted. Therefore, there is an effect that it is effective for a driver of a left-hand drive car who often wears polarized sunglasses.
  • the liquid crystal display device of the present invention is capable of polarizing the reaching light with respect to a viewpoint in which the polar angle range from the front in the azimuth direction of 30 degrees is in the range of ⁇ 5 degrees to +15 degrees. Is characterized by an ellipticity of 40% or more.
  • FIG. 1 showing an embodiment of the present invention, is an exploded perspective view showing a laminated structure of a liquid crystal display device.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a first example of the liquid crystal display device of FIG. 1. It is sectional drawing which shows the structure of the 2nd Example of the liquid crystal display device of FIG.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of a liquid crystal panel included in the liquid crystal display device of FIG. 1. It is a disassembled perspective view which shows a prior art and shows the laminated structure of a liquid crystal display device in case an emitted light is interrupted by polarized sunglasses.
  • Rear polarizing plate (linear polarizing plate) 2 Liquid crystal panel 3 Front polarizing plate (linear polarizing plate) 4 optically anisotropic film (triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy, retardation plate) 5 Surface treatment film 11 TAC film (protective film, triacetyl cellulose film) 12 Viewing angle expansion film 16 Viewing angle expansion film 17 TAC film (protective film, triacetyl cellulose film) 18 Protective film 41 TAC film (triacetyl cellulose film having biaxial optical anisotropy) 42 phase difference plate 20 liquid crystal display device
  • FIG. 1 shows the configuration of the liquid crystal display device according to this embodiment.
  • the liquid crystal display device includes a rear polarizing plate 1, a liquid crystal panel 2, a front polarizing plate 3, an optically anisotropic film 4, and a surface treatment film 5.
  • the rear polarizing plate 1 is a linear polarizing plate and is arranged so that the transmission axis 1a forms an angle of 45 degrees counterclockwise with respect to the horizontal axis of the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel 2 is a panel using a TN liquid crystal cell.
  • the rear-side alignment axis 2a with respect to the liquid crystal layer is orthogonal to the transmission axis of the rear polarizing plate 1, and the front-side alignment axis 2b is orthogonal to the alignment axis 2a.
  • the front polarizing plate 3 is a linear polarizing plate, and is arranged so that the transmission axis 3a forms an angle of 135 degrees counterclockwise with respect to the horizontal axis of the liquid crystal panel 2, and the relationship between the rear polarizing plate 1 and crossed Nicols. It is in.
  • the optical anisotropy film 4 is a film that provides retardation to transmitted light by its optical anisotropy, that is, refractive index anisotropy, in the direction of the viewpoints Q1 and Q2 of the liquid crystal display device described above with reference to FIG.
  • a retardation close to 140 nm with respect to the emitted light, that is, a phase difference of 90 degrees between the polarization components is given to light with a wavelength of 560 nm.
  • the in-plane slow axis 4 a of the optically anisotropic film 4 is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the transmission axis 3 a of the front polarizing plate 3.
  • the surface treatment film 5 is composed of a low reflection layer or the like.
  • the backlight light L0 is converted into linearly polarized light by the rear polarizing plate 1 and enters the liquid crystal panel 2.
  • the liquid crystal panel 2 is normally white, and in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer, the incident linearly polarized light is rotated by 90 degrees in the polarization direction by optical rotation, so that it passes through the front polarizing plate 3 and becomes display light. . In addition, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal layer, the incident linearly polarized light passes through the liquid crystal layer as it is and is absorbed by the front polarizing plate 3, so that the liquid crystal panel 2 is in a black display state.
  • the light transmitted through the front polarizing plate 3 is incident on the optically anisotropic film 4 and is given retardation in the z-axis direction (thickness direction) in the front direction of the panel, while in other azimuth and polar directions.
  • the retardation corresponding to the direction is given by the dependence of the optical anisotropy and the optical path length on the visual direction.
  • the direction of the polar angle range for example, the range of -5 degrees to +15 degrees
  • the front which is the normal visual range
  • the azimuth angle of 30 degrees that is the direction of the viewpoints Q1 and Q2 in FIG. Since the near retardation is given, the light reaching the viewer is substantially circularly polarized light.
  • the transmission axis 6a of the polarized sunglasses 6 Regardless of the inclination angle of the face that determines the direction, as shown by L1 in FIG. 1, the reaching light is transmitted through the polarized sunglasses 6 in the same manner, and the viewer can always recognize a stable display of quality.
  • the polarizing sunglasses 6 Since it is rare that the face is tilted and viewed with respect to the front direction of the panel, even if the retardation in the thickness direction of the optically anisotropic film 4 is within the above range, the polarizing sunglasses 6 The inconvenience that the wearer feels variation in display quality is unlikely to occur.
  • the liquid crystal display that allows the screen to be viewed with high display quality through polarized sunglasses even if the azimuth and polar angles in the visual direction where the viewpoint is set are shifted from the front view to the left and right
  • An apparatus can be realized.
  • the TN liquid crystal cell is used so that the polarization direction of light emitted from the front polarizing plate is normally opposite to the horizontal axis.
  • the liquid crystal display device of the present invention is very suitable as a display for a left-hand drive vehicle.
  • FIG. 2 shows a laminated structure of a liquid crystal display device in which the optically anisotropic film 4 is a TAC (Triacetylcellulose) film 41 having biaxial optical anisotropy.
  • TAC Triacetylcellulose
  • the rear polarizing plate 1, the liquid crystal panel 2, the TAC film 11, the viewing angle widening film 12, the front polarizing plate 3, the TAC film 41, and the surface treatment film 5 are laminated in this order.
  • the TAC film 41 has a refractive index anisotropy in which the main refractive index nz in the z-axis direction (thickness direction) is different from the in-plane main refractive index nx in the x-axis direction and the main refractive index ny in the y-axis direction. have.
  • the main refractive index nx and the main refractive index ny are different from each other, and the axis corresponding to the larger one of the main refractive index nx and the main refractive index ny corresponds to the in-plane slow axis 4a shown in FIG. is doing.
  • the in-plane retardation of the TAC film 41 is set in a range of 70 nm ⁇ 30 nm, that is, 40 nm to 100 nm. This is smaller than the retardation that gives a phase difference of 90 degrees with respect to the front direction of the panel. In this way, the light passing through the front polarizing plate 3 from the liquid crystal panel 2 in the transmission mode is given retardation within the above range in the front direction of the panel, but at an azimuth angle of about 30 degrees and this azimuth angle.
  • the light emitted to the polar angle range used as the normal visual range is accompanied by a retardation close to 140 nm due to the three-dimensional refractive index anisotropy.
  • the range of ⁇ 30 nm is obtained by setting the ellipticity of polarized light in the azimuth angle direction of 30 degrees within a range of 40% or more.
  • the thickness of the TAC film 41 may be adjusted so that the retardation in the viewpoint direction is close to 140 nm.
  • the liquid crystal display device of this example includes the viewing angle widening film 12 on the panel back side with respect to the TAC film 41, the viewing angle widening effect is achieved by performing retardation and optical rotation compensation by the viewing angle widening film 12.
  • the TAC film 41 optimizes the retardation in the left-right direction.
  • the black display state is ideal by compensating for the birefringence anisotropy by the viewing angle widening film 12. Since the state approaches, the contrast when viewed from an oblique direction can be improved.
  • a viewing angle widening film 12 for example, a film called a WV film having a configuration in which a discotic liquid crystal layer is provided on a TAC film can be used. In addition to birefringence, this WV film can also compensate for optical rotation. Further, as the other viewing angle widening film 12, a uniaxially stretched film of PC (Poly-Carbonate) or PVA (Poly-Vinylalcohol) can be used. By using the viewing angle widening film 12, the viewing angle widening effect of the panel can be utilized as it is for the wearer of the polarized sunglasses 6.
  • PC Poly-Carbonate
  • PVA Poly-Vinylalcohol
  • the TAC film 11 may or may not have optical anisotropy.
  • the front polarizing plate 3 is supported between the TAC film 41 on the front side of the panel and the TAC film 11 on the back side of the panel, and both the TAC film 41 and the TAC film 11 function as a protective film for the front polarizing plate 3. Therefore, since the TAC film 41 used for the purpose of compensating for retardation can be used as a protective film for the front polarizing plate 3 at the same time, the front polarizing plate 3 is supported between two protective films as in the prior art. It becomes composition. Thereby, since the strength of the front polarizing plate 3 and the resistance to temperature and humidity can be improved, the front polarizing plate 3 can exhibit stable characteristics. Further, since the TAC film 41 also serves as a protective film, the number of parts constituting the protective film can be suppressed.
  • both protective films of the front polarizing plate 3 are TAC films
  • the protective film is an appropriate combination of protective films for the front polarizing plate 3.
  • the TAC film 12 as the protective film on the back side of the panel of the front polarizing plate 3 can be selected from a film having no optical anisotropy and a film having the optical anisotropy.
  • the protective film of the front polarizing plate 3 can be configured and divided without impairing the simplicity of the laminated configuration.
  • the thickness is adjusted in accordance with a desired retardation at the time of film formation.
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • the TAC film 11 may be omitted.
  • the surface treatment film 5 is provided on the TAC film 41, reflection of light can be suppressed.
  • the surface treatment film 5 for example, a conventional anti-glare film or a film called an AR film can be used.
  • rear polarizing plate 1 has a TAC film on the upper and lower sides, the illustration is omitted for the sake of convenience.
  • FIG. 3 shows a laminated structure of a liquid crystal display device in which the optical anisotropic film 4 is a retardation plate 42 having uniaxial optical anisotropy.
  • the rear polarizing plate 1, the liquid crystal panel 2, the TAC film 15, the viewing angle widening film 16, the front polarizing plate 3, the TAC film 17, the retardation film 42, the protective film 18, and the surface treatment film 5 are provided. They are stacked in this order.
  • the phase difference plate 42 has a refractive index such that the main refractive index nz in the z-axis direction (thickness direction) is equal to the in-plane main refractive index nx in the x-axis direction and the main refractive index ny in the y-axis direction. It has rate anisotropy.
  • the main refractive index nx and the main refractive index ny are different from each other, and the axis corresponding to the larger one of the main refractive index nx and the main refractive index ny corresponds to the in-plane slow axis 4a shown in FIG. is doing.
  • the retardation in the thickness direction of the retardation film 42 is set in a range of 60 nm ⁇ 30 nm, that is, 30 nm to 90 nm. This is smaller than the retardation that gives a phase difference of 90 degrees with respect to the front direction of the panel. In this way, the light that has passed through the front polarizing plate 3 from the liquid crystal panel 2 in the transmission mode is given a retardation that is approximately double the retardation within the above range in the front direction of the panel, but has an orientation of about 30 degrees.
  • the light emitted to the polar angle range used as the normal visual range associated with the angle and the azimuth angle can be provided with a retardation close to 140 nm due to the visual direction dependence of the optical path length.
  • the range of ⁇ 30 nm can be obtained by setting the ellipticity of polarized light in the azimuth angle direction of 30 degrees within a range of 40% or more.
  • the thickness of the phase difference plate 42 may be adjusted so that the retardation in the viewpoint direction is close to 140 nm.
  • a uniaxially stretched film of PC (poly-carbonate) or PVA (poly-vinyl alcohol) can be used as the phase difference plate 42.
  • the liquid crystal display device of the present embodiment includes the viewing angle widening film 16 on the panel rear side with respect to the retardation plate 42, the viewing angle widening film 16 compensates for retardation and optical rotation, thereby widening the viewing angle.
  • the retardation in the left-right direction is optimized by the phase difference plate 42 with respect to the obtained light.
  • the black display state is ideal by compensating for the birefringence anisotropy by the viewing angle widening film 16. Since the state approaches, the contrast when viewed from an oblique direction can be improved.
  • a viewing angle widening film 16 a film having a configuration in which a discotic liquid crystal layer is provided on a TAC film, for example, called a WV film can be used. In addition to birefringence, this WV film can also compensate for optical rotation. Further, as the other viewing angle widening film 16, a film obtained by uniaxially stretching a PC or PVA film can be used. By using the viewing angle widening film 16, the effect of widening the viewing angle of the panel can be utilized as it is for the wearer of the polarized sunglasses 6.
  • the TAC films 15 and 17 may or may not have optical anisotropy.
  • the front polarizing plate 3 is supported between the TAC film 17 on the front side of the panel and the TAC film 15 on the back side of the panel, and both the TAC film 15 and the TAC film 17 function as a protective film for the front polarizing plate 3.
  • the protective film 18 is a protective film for the retardation film 42 and is made of a TAC film, PET, or the like. Since the TAC film 17 sandwiches the retardation film 42 together with the protective film 18, it also functions as a protective film for the retardation film 42. Thereby, the phase difference plate 42 is supported between the two protective films.
  • the phase difference plate 42 can exhibit the stable characteristic.
  • TAC15 / 17 can be selected from those having no optical anisotropy and those having optical anisotropy, a protective film for the front polarizing plate 3 is laminated depending on the necessity of compensation for retardation. It is possible to configure and separate without compromising the simplicity of the configuration.
  • optical anisotropy is imparted to the TAC films 15 and 17, the thickness is adjusted in accordance with a desired retardation at the time of film formation.
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • the TAC film 15 may be omitted.
  • the surface treatment film 5 is provided on the retardation plate 42, reflection of light can be suppressed.
  • the surface treatment film 5 for example, a conventional anti-glare film or a film called an AR film can be used.
  • FIG. 8 shows a configuration in which the rear polarizing plate 1, the liquid crystal panel 2, the TAC film 15, the viewing angle widening film 16, the front polarizing plate 3, the TAC film 43, and the surface treatment film 5 are laminated in this order.
  • the TAC film 43 is uniaxial.
  • FIG. 9 shows the rear polarizing plate 1, the liquid crystal panel 2, the TAC film 15, the viewing angle widening film 16, the front polarizing plate 3, the TAC film 17, the 3 / 4 ⁇ phase difference plate 44, the protective film 18, and the surface treatment film 5.
  • 8 and 9 only need to have a total in-plane retardation within a range of 30 nm to 90 nm.
  • optically anisotropic film 4 The examples of the optically anisotropic film 4 have been described above.
  • the liquid crystal panel 2 is configured by using a TN liquid crystal cell.
  • a liquid crystal cell in a vertical alignment (VA) mode may be used.
  • the transmission axis 3a of the front polarizing plate 3 is usually parallel to the vertical direction of the panel
  • the transmission axis 1a of the rear polarizing plate 1 is usually parallel to the horizontal direction of the panel.
  • the wearer of the polarized sunglasses 4 whose transmission axis is in the vertical direction to be viewed with high display quality regardless of the tilt angle of the face.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration of a liquid crystal display device 20 which is an example of the liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 20 includes a liquid crystal panel 22, a flexible printed board 23, and a control board 24.
  • the liquid crystal panel 22 corresponds to the liquid crystal panel 2 shown in FIG. 1, and a display region 22a and a plurality of gate lines (scanning signal lines) are formed on a glass substrate using amorphous silicon, polycrystalline silicon, CG silicon, microcrystalline silicon, or the like.
  • GL, a plurality of source lines (data signal lines) SL, and a gate driver (scanning signal line drive circuit) 25 are formed, and an active matrix type display panel bonded to a counter substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween. is there.
  • the display area 22a is an area in which a plurality of picture elements PIX ... are arranged in a matrix.
  • the picture element PIX includes a TFT 21, which is a picture element selection element, a liquid crystal capacitor CL, and an auxiliary capacitor Cs.
  • the gate of the TFT 21 is connected to the gate line GL, and the source of the TFT 21 is connected to the source line SL.
  • the liquid crystal capacitor CL and the auxiliary capacitor Cs are connected to the drain of the TFT 21.
  • the plurality of gate lines GL are composed of gate lines GL1, GL2, GL3,... GLn, and are connected to the output of the gate driver (scanning signal line drive circuit) 25, respectively.
  • the plurality of source lines SL are composed of source lines SL1, SL2, SL3,..., SLm, and are connected to the output of the source driver 26 described later. Further, although not shown, auxiliary capacitance lines for applying an auxiliary capacitance voltage to the auxiliary capacitances Cs of the picture elements PIX... Are formed.
  • the gate driver 25 is provided on the display panel 22 in a region adjacent to the display region 22a on one side in the direction in which the gate lines GL extend, and sequentially applies gate pulses (scanning) to the gate lines GL. Pulse).
  • the gate driver 25 is formed monolithically with the display region 22a using amorphous silicon or polycrystalline silicon on the display panel 12, and is referred to as gate monolithic, gate driverless, panel built-in gate driver, gate-in panel, or the like. Is done.
  • the flexible printed circuit board 23 includes a source driver 26.
  • the source driver 26 supplies a data signal to each of the source lines SL.
  • the control board 24 is connected to the flexible printed board 23 and supplies necessary signals and power to the gate driver 25 and the source driver 26. Signals and power supplied from the control board 24 to the gate driver 25 are supplied from the liquid crystal panel 22 to the gate driver 25 via the flexible printed board 23.
  • the present invention can be suitably used for a display that is often viewed from the left-right direction such as a vehicle-mounted model, and particularly for a left-hand drive display when the liquid crystal molecules of TN have optical left-handedness.

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Abstract

　２枚の直線偏光板（１、３）の間に液晶パネル（２）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（１、３）のうちのフロント偏光板（３）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（４）を備えている。これにより、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。

Description

液晶表示装置
　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 (12)

  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. 　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する液晶表示装置。
  7. 　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する請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 　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する請求項６または７に記載の液晶表示装置。
  9. 　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する請求項８に記載の液晶表示装置。
  10. 　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する請求項８または９に記載の液晶表示装置。
  11. 　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１０までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  12. 　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１１までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
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