WO2012043375A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2012043375A1
WO2012043375A1 PCT/JP2011/071605 JP2011071605W WO2012043375A1 WO 2012043375 A1 WO2012043375 A1 WO 2012043375A1 JP 2011071605 W JP2011071605 W JP 2011071605W WO 2012043375 A1 WO2012043375 A1 WO 2012043375A1
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film
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display device
light
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PCT/JP2011/071605
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弘毅 本郷
小西　郁二
政和 宮本
隆行 夏目
孝裕 岡
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シャープ株式会社
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    • G02F2413/02—Number of plates being 2

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device that has been processed to prevent surface reflection on a display screen.
  • a liquid crystal display is a display device that controls transmission / blocking of light (display on / off) by controlling the orientation of liquid crystal molecules having birefringence.
  • LCD display methods include a vertical alignment (VA) mode in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are vertically aligned with respect to the substrate surface, and liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy. Examples include an in-plane switching (IPS) mode in which a horizontal electric field is applied to the liquid crystal layer while being horizontally aligned with the substrate surface.
  • VA vertical alignment
  • IPS in-plane switching
  • a liquid crystal display device generally has a liquid crystal cell constituted by filling a liquid crystal composition between a pair of substrates, but also has an optical compensation sheet (retardation plate), a polarizing plate, and the like (for example, patents) Reference 1).
  • the optical compensation sheet is affixed for the purpose of eliminating image coloring and widening the viewing angle, and a stretched birefringent film or a film in which a liquid crystal is applied to a transparent film is used.
  • the polarizing plate has the property of dividing the light incident on the polarizing plate into two polarized components orthogonal to each other, transmitting only one of the components, and absorbing or dispersing the other component.
  • Polyvinyl alcohol (PVA: Poly (Vinyl (Alcohol)) films are often used in which an iodine complex or a dichroic dye is adsorbed and uniaxially stretched.
  • an antireflection function be provided on the display screen of the liquid crystal display device so that an observer can easily view an image.
  • Such a function is realized by an antireflection film or an antiglare film.
  • a film having a refractive index different from that of the base material is coated on the surface of the base material, and an interference effect between the light reflected on the surface of the base material and the light reflected on the surface of the coated film.
  • examples thereof include an AR (Anti Reflection) film or an LR (Low Reflection) film that reduces reflection.
  • the AR film and the LR film have different layer structures and reflection characteristics.
  • an AG (Anti-Glare) film that coats a film having a fine concavo-convex pattern on the surface of a base material and prevents reflection of an image by using a light scattering effect can be mentioned.
  • an AR film is applied to the display surface of the liquid crystal display device.
  • the AR film is applied to the display surface of a liquid crystal display device having no retardation plate by applying a retardation plate between the liquid crystal cell and the AR film to apply a constant retardation to the transmitted light.
  • the present inventors examined in detail, according to such a structure it became clear that the bluish color based on reflected light appeared in the image at the time of black display.
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a low reflectivity and in which an image is hardly blued during black display.
  • the inventors of the present invention conducted various studies on the reason why black display tends to be bluish when the retardation plate is disposed between the liquid crystal cell and the AR film, and focused on the reflection characteristics of the AR film.
  • FIG. 25 is a graph showing a reflection spectrum on the display surface (outermost surface) of a liquid crystal display device subjected to conventional AR processing.
  • the reflection spectrum of the base material subjected to AR treatment on the surface gradually decreases in reflectance from a wavelength of about 430 nm to about 620 nm, and gradually increases toward the long wavelength side from about 620 nm as a boundary.
  • the wavelength at which the diffuse reflectance exhibits a minimum value (hereinafter, this wavelength is also referred to as the bottom wavelength) is about 620 nm, and the diffuse reflectance in the blue wavelength region is green as indicated by the dotted line in the figure. And relatively high compared to the diffuse reflectance in the red wavelength region.
  • Panel internal reflection in a liquid crystal display device refers to reflection that occurs on the surface of a conductive layer such as a wiring or electrode used to apply a voltage to a liquid crystal layer after external light enters the liquid crystal cell.
  • the panel internal reflection has the same reflectance as the surface reflection.
  • the panel internal reflection causes a decrease in visibility, and the panel internal reflection is particularly visible in a situation where the surface reflection is reduced by an antireflection film or the like. It tends to affect the decline of
  • a ⁇ / 4 phase difference plate or ⁇ / 2 phase difference plate is arranged between the liquid crystal cell and the polarizing plate, and the slow axis is appropriately designed, so that the inside by the light incident from the outside world can be obtained. Even if reflection occurs, a method of blocking the internally reflected light by a polarizing plate can be considered.
  • FIG. 26 is a graph showing a reflection spectrum of light reflected inside a panel of a VA mode liquid crystal display device having a ⁇ / 4 retardation plate.
  • the reflection spectrum of light reflected inside the panel has a gradually decreasing reflectance from the short wavelength side to about 600 nm, and gradually increases as it goes to the long wavelength side from about 600 nm as a boundary.
  • Draw. In other words, an approximately V-shaped line that protrudes downward is obtained in the range of 380 to 780 nm, which is the visible light wavelength region.
  • the wavelength (bottom wavelength) at which the diffuse reflectance shows a minimum value is about 580 nm, and the diffuse reflectance in the green wavelength region is relatively low compared to the diffuse reflectance in the blue and red wavelength regions.
  • FIG. 26 shows that the reflected light generated by internal reflection during black display is greatly reduced as a whole, but some short wavelength components and long wavelength components are not blocked, and leakage light is generated. Show. This is because the phase difference imparted by the phase difference plate cannot be set to a value of ⁇ / 4 for all wavelengths in the visible light range, so light of some wavelengths leaks out. Conceivable. Such a phenomenon also occurs in, for example, an IPS mode liquid crystal display device having a ⁇ / 2 retardation plate.
  • the present inventors have intensively studied, and even when a ⁇ / 4 retardation plate or a ⁇ / 2 retardation plate is arranged, some of the configurations of the AR film can be devised. It was found that the size of the wavelength component can be adjusted. And, by adjusting the color and strengthening the green color in this way, it was found that the reflected light can be adjusted to neutral (achromatic) as a whole. Specifically, the coloration of the reflected light as a whole including internal reflection can be adjusted by changing the film thickness, layer structure, material, and the like of the laminated film (AR film) of the AR film. Thus, the present inventors have conceived that the above problems can be solved brilliantly, and have reached the present invention.
  • a liquid crystal cell a ⁇ / 4 phase difference plate or a ⁇ / 2 phase difference plate toward the observation surface side, a linear polarizer, and an antireflection film on the liquid crystal cell.
  • the antireflection film is a light interference film that has a laminated film and reduces reflection due to light interference, and has a diffuse reflectance of light reflected on the surface of the antireflection film.
  • the maximum value in the wavelength range of 480 to 580 nm is 2% or less, and the maximum value in the wavelength range of 480 to 580 nm is less than three times the minimum value.
  • the liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal cell, a ⁇ / 4 retardation plate or a ⁇ / 2 retardation plate, a linear polarizer, and an antireflection film on the liquid crystal cell toward the viewing surface side.
  • the liquid crystal cell includes, for example, a pair of insulating substrates made of glass, resin, or the like and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of insulating substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer on the insulating substrate. Wiring, electrodes, color filters and the like are provided.
  • the liquid crystal cell is a vertical alignment (VA) cell
  • VA vertical alignment
  • the pair of electrodes sandwich the liquid crystal layer, and a constant voltage is applied to the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the insulating substrate surface when no voltage is applied (voltage OFF), and the liquid crystal molecules are aligned on the insulating substrate surface when voltage is applied (voltage ON). It falls down horizontally.
  • the liquid crystal cell is an in-plane switching alignment (IPS) cell
  • IPS in-plane switching alignment
  • a comb electrode is formed on one of a pair of insulating substrates, and a constant voltage is applied to the liquid crystal layer through the pair of comb electrodes.
  • the in-plane switching alignment cell aligns liquid crystal molecules in a horizontal direction with respect to the insulating substrate surface when no voltage is applied (voltage OFF), and the liquid crystal molecules are comb teeth when voltage is applied (voltage ON). Oriented along the transverse electric field formed between them.
  • the liquid crystal cell is not particularly limited as long as it can block internal reflection in combination with a retardation plate and a linear polarizer.
  • an ECB mode liquid crystal cell may be used. . Since the ECB mode controls display using birefringence, internal reflection can be suppressed by using a retardation plate.
  • the directions of the optical axes (slow axis, absorption axis, etc.) of the retardation plate and the linear polarizer are not particularly limited as long as they can block internal reflection in combination with the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal cell, the ⁇ / 4 phase difference plate or the ⁇ / 2 phase difference plate, and the linear polarizer are arranged so as to overlap each other. It can be converted as appropriate. Therefore, in both transmissive display and reflective display, a normally black mode in which the display is in a black (non-display) state when the voltage is OFF can be obtained, and an excellent contrast ratio can be obtained. Further, with such an arrangement, it is possible to reduce the light reflected inside the liquid crystal display device from being emitted to the outside.
  • the liquid crystal display device of the present invention has an antireflection film, and the antireflection film has a laminated film and is a light interference film that reduces reflection by light interference. Further, the maximum value of the diffuse reflectance of light reflected from the surface of the antireflection film in the wavelength range of 480 to 580 nm is 2% or less. That is, the liquid crystal display device of the present invention has a so-called AR film and is distinguished from a so-called LR film. It is also distinguished from an antireflection film (moth eye film) or an antiglare film having a fine uneven structure on the surface. With the AR film, reflection of light on the display screen can be effectively reduced and good visibility can be obtained.
  • the maximum value in the wavelength range of 480 to 580 nm is less than three times the minimum value. According to such conditions, blue coloring can be effectively reduced, and excellent display characteristics can be obtained.
  • the configuration of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited by other components as long as such components are essential.
  • an AR film may be formed on the surface of an AG film as a base film, thereby further obtaining antiglare properties (hereinafter, such a film is also referred to as an AGAR film).
  • a viewing angle compensation film etc. as a phase difference plate further.
  • the liquid crystal cell is a vertical alignment (VA) cell and has a ⁇ / 4 retardation plate on the liquid crystal cell;
  • a liquid crystal cell is an in-plane switching alignment (IPS) cell, and the form which has (lambda) / 2 phase difference plate on a liquid crystal cell is mentioned.
  • the liquid crystal display device has a diffuse reflectance in a wavelength range of 480 to 580 nm of light that is reflected by the surface of the antireflection film and light that is internally reflected from the antireflection film. It is preferable that the maximum value is 2.5% or less and the maximum value of the diffuse reflectance in the wavelength range of 480 to 580 nm is less than three times the minimum value.
  • the form which combined two or more each preferable form of the said liquid crystal display panel is also a preferable form of the said liquid crystal display panel.
  • the surface reflection is reduced by the antireflection film
  • the internal reflection is reduced by the combination of the ⁇ / 4 retardation plate or the ⁇ / 2 retardation plate and the linear polarizer, and the black display.
  • the blue coloring of the image at the time can be eliminated.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a stacked configuration of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal cell of Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic which shows the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of Embodiment 1, and shows the time of non-display (at the time of voltage OFF) or black display (at the time of voltage ON). It is the schematic which shows the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of Embodiment 1, and shows the time of white display (at the time of voltage ON).
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for calculating a diffuse reflectance of reflection caused by the structure of the liquid crystal display device in the first embodiment. It is a graph which shows the change by AR film and a liquid crystal display panel.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment.
  • 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a laminated configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a laminated configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a laminated configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a laminated configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment. It is the schematic which shows the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of Embodiment 4, and shows the time of non-display (at the time of voltage OFF) or black display (at the time of voltage ON).
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 5 It is the schematic which shows the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of Embodiment 5, and shows the time of non-display (at the time of voltage OFF) or black display (at the time of voltage ON). It is the schematic which shows the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of Embodiment 5, and shows the time of white display (at the time of voltage ON). It is a cross-sectional schematic diagram showing the polarization state of the light reflected inside the panel of the IPS mode liquid crystal display device having the ⁇ / 2 phase difference plate, when not displaying (when the voltage is OFF) or when displaying black (when the voltage is ON). Show. FIG.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a stacked configuration of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment. It is the schematic which shows the polarization state of the transmissive
  • the ⁇ / 4 retardation plate is a film having an in-plane retardation of about 1 ⁇ 4 of the visible light center wavelength.
  • the transmitted light has a visible light center wavelength of 550 nm.
  • a ⁇ / 2 retardation film is a film having an in-plane retardation of approximately 1 ⁇ 2 of the visible light center wavelength.
  • the transmitted light has a visible light center wavelength of 550 nm.
  • the diffuse reflectance refers to a reflectance obtained by integrating reflection components in all directions including a regular reflection component. Therefore, the value of the diffuse reflectance is not influenced by the unevenness of the reflecting surface (for example, the dimple structure on the electrode, the AG treatment on the polarizing plate, etc.), and is substantially determined only by the material.
  • the transmissive display means that a light source such as a backlight is disposed on the back side (opposite to the observation surface side) of the liquid crystal cell, and the light emitted from the backlight is transmitted through the liquid crystal cell or the like.
  • a light source such as a backlight
  • the back side opposite to the observation surface side
  • the light emitted from the backlight is transmitted through the liquid crystal cell or the like.
  • the reflective display refers to a method of performing display by reflecting light that has entered the apparatus from the outside to the inside of the apparatus.
  • Embodiment 1 In the liquid crystal display device of Embodiment 1, a vertical alignment (VA) cell is used as a liquid crystal cell, and a ⁇ / 4 retardation plate is used as a retardation plate disposed on the observation surface side of the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 is a normally black transmissive liquid crystal display device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a stacked configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 has a backlight 117 and a liquid crystal display panel 110 in this order from the back side to the observation surface side, and the liquid crystal display panel 110 is observed from the back side.
  • the first base film 111a, the first linear polarizer 112a, the second base film 111b, the first adhesive material 114a, the first ⁇ / 4 retardation plate 113a, the second adhesive Material 114b, liquid crystal cell 115, third adhesive material 114c, second ⁇ / 4 retardation film 113b, fourth adhesive material 114d, third substrate film 111c, second linear polarizer 112b, fourth A base film 111d and an AR film 116 are provided in this order.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal cell of the first embodiment.
  • the liquid crystal cell 115 includes an array substrate 121, a liquid crystal layer 123, and a counter substrate 122 in this order from the back side to the observation surface side.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 is in the vertical alignment (VA) mode, and the liquid crystal material included in the liquid crystal layer 123 has negative dielectric anisotropy.
  • a vertical alignment film is formed on the surface of each of the array substrate 121 and the counter substrate 122 on the liquid crystal layer 123 side.
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 123 are each It faces the direction perpendicular to the substrate surface.
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 123 are inclined in the horizontal direction with respect to the respective substrate surfaces.
  • the array substrate 121 includes an insulating substrate 131 made of glass, resin, or the like as a base material, and includes various wirings, TFTs 137, and the like on the insulating substrate 131.
  • a plurality of gate signal lines extending in parallel with each other, a plurality of source signal lines intersecting with the gate signal lines and extending in parallel with each other, and each of the gate signal lines and the source signal lines are electrically connected Connected thin film transistors (TFTs) 137 are formed.
  • an auxiliary capacitance wiring (Cs wiring) for holding the pixel potential may be formed.
  • the pixel electrodes 136 are formed on the insulating film 138b, are arranged in a matrix with a certain interval therebetween, and a region overlapping with one pixel electrode 136 constitutes one pixel or sub-pixel.
  • the TFT 137 is a three-terminal field effect transistor, includes a semiconductor layer 133, and further includes three electrodes of a gate electrode 132, a source electrode 134, and a drain electrode 135.
  • the TFT 137 serves as a switching element that controls the alignment of liquid crystal molecules for each pixel.
  • the pixel electrode 136 is connected to the drain electrode 135 of the TFT 137 through a contact portion 139 provided in the insulating film 138 b, and various wirings are electrically connected to the pixel electrode 136 through the drain electrode 135 of the TFT 137.
  • the Accordingly, ON / OFF of voltage application to the liquid crystal layer is controlled by the switching function of the TFT 137.
  • the pixel electrode 136 preferably has translucency.
  • a metal oxide film such as ITO (Indium (Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) is preferably used.
  • Other wiring and electrode materials are not particularly limited, but aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), nickel (Ni), tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), molybdenum nitride (MoN) It is preferable to use a metal having a low resistance and a high melting point such as) from the viewpoint of conductivity and reliability. Further, metals such as chromium (Cr), titanium (Ti), molybdenum (Mo), etc. are also preferably used. These may be a single layer made of the same material or a laminate made of a plurality of materials.
  • a generally translucent material such as ITO or IZO used for the pixel electrode can also reflect light depending on the condition of the incident angle.
  • the counter substrate 122 includes an insulating substrate 141 made of glass, resin, or the like as a base material, and includes a counter electrode 142, a color filter, a black matrix, and the like over the insulating substrate 141.
  • the counter electrode 142 is disposed so as to sandwich the liquid crystal layer 123 together with the pixel electrode 136 and applies a constant voltage to the liquid crystal layer 123, and is formed on the entire surface of the counter substrate 122.
  • the material of the counter electrode 142 the same material as the pixel electrode 136 can be used.
  • the color filter is made of a resin containing pigments of various colors, and various display colors can be realized by using the three primary colors of red, green, and blue.
  • the color is controlled for each pixel by the combination of the colors of the color filters corresponding to one pixel electrode 136, and a good color display can be obtained.
  • the color type of the color filter is not limited to the above three primary colors, and the number and arrangement order are not particularly limited.
  • the black matrix is made of a black resin, a light-shielding metal, or the like, and can be prevented from leaking light by being disposed in the gaps between the color filters.
  • a first ⁇ / 4 retardation plate 113a is provided via a second adhesive material 114b, and a second ⁇ / plate is provided via a third adhesive material 114c.
  • Four phase difference plates 113b are respectively arranged.
  • a material of the ⁇ / 4 retardation plates 113a and 113b for example, polyvinyl alcohol, norbornene resin, cellulose resin, polycarbonate, or the like is used.
  • a first linear polarizer 112 a and a second linear polarizer 112 b are further outside the first adhesive material 114 a and the fourth adhesive material 114 d arranged on the liquid crystal cell 115. Each is arranged.
  • the linear polarizers 112a and 112b a film obtained by adsorbing an iodine complex, a dichroic dye, or the like on a polyvinyl alcohol (PVA) film stretched in one direction can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the base films 111a, 111b, 111c, and 111d a triacetyl cellulose (TAC) film can be used.
  • the base film is affixed on both surfaces of the linear polarizers 112a and 112b.
  • the positional relationship between the polarization axes of the linear polarizers 112a and 112b can be changed as appropriate by adjusting the direction of the linear polarizer.
  • the vibration direction of the light emitted from the backlight 117 and polarized through the first linear polarizer 112a is changed to the two ⁇ / 4 phase difference plates 113a and 113b and the liquid crystal.
  • gradation display can be performed.
  • FIG. 3 and 4 are schematic diagrams illustrating the polarization state of display light of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 shows the non-display time (when the voltage is OFF) or black display time (when the voltage is ON), and
  • FIG. 4 shows the white time display (when the voltage is ON).
  • the clockwise circularly polarized light passes through a ⁇ / 4 retardation plate (slow axis: 45 °), is converted into linearly polarized light having a vibration direction of 0 °, and is blocked by a linear polarizer (absorption axis: 0 °). Is done. In this way, non-display or black display is obtained.
  • the counterclockwise circularly polarized light passes through a ⁇ / 4 retardation plate (slow axis: 45 °), is converted into linearly polarized light having a vibration direction of 90 °, and passes through a linear polarizer (absorption axis: 0 °). It is emitted to the outside as display light. In this way, white display is obtained.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the polarization state of light reflected inside the panel of the VA mode liquid crystal display device having a ⁇ / 4 retardation plate, when not displaying (when the voltage is OFF) or when displaying black (When voltage is ON).
  • the light incident on the inside of the liquid crystal display panel is reflected by the electrode 151 provided in the liquid crystal cell.
  • the low reflection (AR) treatment for preventing external light reflection on the outermost surface of the liquid crystal display device is performed on the base film 111d disposed on the outside side of the liquid crystal cell, and specifically, an AR composed of a plurality of thin films.
  • a film 116 is formed.
  • linearly polarized light When linearly polarized light enters the ⁇ / 4 phase difference plate 113b, the linearly polarized light is converted into circularly polarized light, and when circularly polarized light enters the ⁇ / 4 phase difference plate, the circularly polarized light is converted into linearly polarized light.
  • the double-headed arrow in FIG. 5 defines 0 ° in FIG. 3 as the left-right direction and represents the vibration direction of linearly polarized light when viewed from the direction perpendicular to the display surface.
  • the circular arrow is in the same direction as the light traveling direction. This indicates the direction of rotation of circularly polarized light when viewed from the front.
  • the external light incident on the liquid crystal display panel is incident on the base film 111d having the AR film 116 on the surface, and subsequently incident on the linear polarizer 112b.
  • the light incident on the linear polarizer 112b becomes linearly polarized light having a vibration direction in a certain direction, passes through the base film 111c and the adhesive material 114d, and then enters the ⁇ / 4 phase difference plate 113b, thereby causing a counterclockwise circle. Converted to polarized light.
  • the circularly polarized light is It passes through the liquid crystal layer as it is and is reflected by the surface of the electrode 151 and the like in the liquid crystal cell 115. This is internal reflection. At this time, the counterclockwise circularly polarized light becomes clockwise circularly polarized light. Subsequently, the circularly polarized light that has passed through the liquid crystal layer is incident on the ⁇ / 4 retardation plate 113b again, and is converted into linearly polarized light having a 90 ° vibration direction different from that at the first pass.
  • the linearly polarized light is blocked when it enters the linear polarizer 112b, and does not exit to the outside.
  • the ⁇ / 4 retardation plate 113b is disposed outside the VA mode liquid crystal cell 115, theoretically, even if external light is incident on the liquid crystal display panel and internal reflection occurs, Does not contribute.
  • the reflectance of the panel internal reflection increases as it deviates from the bottom wavelength of about 580 nm, and blue coloration tends to occur during black display.
  • This reflection characteristic is greatly influenced by the ⁇ / 4 phase difference plate, and the tendency of the reflection spectrum is basically the same even if other wiring materials or other wiring structures are adopted.
  • the reflection spectrum is adjusted based on the entire structure of the liquid crystal display device including surface reflection and internal reflection. Yes.
  • FIG. 6 is a graph showing a reflection spectrum of the AR film included in the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • the AR film of the first embodiment is not a gentle downward parabola in the visible light wavelength range of 380 to 780 nm, but a graph that rises in the vicinity of a wavelength of 550 nm.
  • a graph having a maximum value in the wavelength range of 480 to 580 nm can be obtained.
  • the wavelength range of 450 to 650 nm has the maximum value in the wavelength range of 480 to 580 nm.
  • the diffuse reflectance of light reflected on the surface is 2% or less in the wavelength range of 480 to 580 nm, and the maximum value is less than three times the minimum value. Can be mentioned. By setting to such a range, the reflected light spectrum of the whole panel internal reflected light becomes gentler, and it can suppress that a display is colored blue.
  • FIGS. 7 and 8 are schematic cross-sectional views showing the layer structure of the AR film in more detail.
  • FIG. 7 shows a conventional AR film
  • FIG. 8 shows the AR film of the first embodiment.
  • a hard coat layer As shown in FIGS. 7 and 8, as an example of the configuration of the AR film, from the base film 111d side, a hard coat layer, a titanium dioxide (TiO 2 ) layer, a silicon dioxide (SiO 2 ) layer, a titanium dioxide (TiO 2). ) Layer and a film in which a silicon dioxide (SiO 2 ) layer is laminated.
  • the refractive index n of the base film is 1.5
  • the refractive index n of the hard coat layer is 1.5
  • the refractive index n of the titanium dioxide (TiO 2 ) layer is 2.21
  • the refractive index n of the layer is 1.44.
  • the base film 111d has a thickness of several tens ⁇ m (40 to 80 ⁇ m), the hard coat layer has a thickness of several ⁇ m (3 to 10 ⁇ m), and the lower layer of titanium dioxide.
  • the film thickness of the (TiO 2 ) layer is 25 ⁇ m
  • the film thickness of the lower silicon dioxide (SiO 2 ) layer is 30 ⁇ m
  • the film thickness of the upper titanium dioxide (TiO 2 ) layer is 80 ⁇ m
  • An example in which the film thickness of the layer is 100 ⁇ m is given.
  • FIG. 9 in the case of such a configuration, as shown in FIG. 9, in the range of 380 to 780 nm which is the visible light wavelength range, a downwardly convex gentle parabola is obtained, and the ⁇ / 4 retardation plate is When applied to a VA mode liquid crystal display device, blue coloring may occur.
  • the base film 111d has a film thickness of several tens ⁇ m (40 to 80 ⁇ m)
  • the hard coat layer has a film thickness of several ⁇ m (3 to 10 ⁇ m)
  • the thickness of the titanium dioxide (TiO 2 ) layer is 25 ⁇ m
  • the thickness of the lower silicon dioxide (SiO 2 ) layer is 70 ⁇ m
  • the thickness of the upper titanium dioxide (TiO 2 ) layer is 80 ⁇ m
  • the film thickness of the silicon (SiO 2 ) layer is 40 ⁇ m.
  • Such AR film reflection characteristics can be adjusted not only by changing the thickness of each layer, but also by changing the number of layers and the refractive index of each layer.
  • the diffuse reflectance can be measured using, for example, a spectrophotometer UV-3100 (manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the wavelength 480 of the light that is reflected by the surface of the AR film and the light that is added to the inside of the AR film, that is, the light reflected in the liquid crystal display panel is added. It is preferable that the maximum value of the diffuse reflectance in the range of ⁇ 580 nm is 2.5% or less and the maximum value of the diffuse reflectance is less than 3 times the minimum value.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a method of calculating the diffuse reflectance of reflection caused by the structure of the liquid crystal display device in the first embodiment. In performing measurement, first, as shown in FIG.
  • (1) black vinyl tape 181, glass substrate 171a, various electrodes 172, liquid crystal layer 173, glass substrate 171b, first adhesive material 164a, ⁇ / 4 position Sample A comprising a phase difference plate 163, a second adhesive material 164b, a first base film 161a, a linear polarizer 162, a second base film 161b, and an AR film 166 stacked in this order, and (2) black vinyl Tape 181, glass substrate 171, first adhesive material 164 a, ⁇ / 4 retardation plate 163, second adhesive material 164 b, first base film 161 a, linear polarizer 162, second base film 161 b, and AR film Sample B provided with 166 stacked in this order is prepared.
  • the diffuse reflectance is measured for each of Sample A and Sample B.
  • the measurement result of the diffuse reflectance of the sample B becomes the measurement result of the diffuse reflectance of the AR film surface as it is.
  • the measurement result of the diffuse reflectance of sample A shows the reflectance obtained by adding the surface reflection and the internal reflection (reflection generated on the surfaces of various electrodes). Therefore, if the diffuse reflectance of sample B is subtracted from the diffuse reflectance of sample A, the diffuse reflectance of the panel internal reflection alone can be obtained. That is, as shown in FIG.
  • FIG. 12 is a graph showing changes due to the AR film and the liquid crystal display panel.
  • black circles indicate positions on the chromaticity diagram of the conventional AR film alone, and black triangles indicate positions on the chromaticity diagram of the AR film alone of the first embodiment.
  • white circle marks indicate positions on the chromaticity diagram of the entire conventional liquid crystal display panel, and white triangle marks indicate positions on the chromaticity diagram of the entire liquid crystal display panel of the first embodiment.
  • Embodiment 2 The liquid crystal display device of the second embodiment is the same as the liquid crystal display device of the first embodiment except that some of the base film and the adhesive material are removed.
  • a vertical alignment (VA) cell is used as a liquid crystal cell
  • a ⁇ / 4 retardation plate is used as a phase difference plate disposed on the observation surface side of the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal display device according to the second embodiment is a normally black transmissive liquid crystal display device.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating a stacked configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 2 has a backlight 217 and a liquid crystal display panel 210 in this order from the back side to the observation surface side, and the liquid crystal display panel 210 is observed from the back side.
  • a first base film 211a, a first linear polarizer 212a, a first ⁇ / 4 retardation plate 213a, a first adhesive material 214a, a liquid crystal cell 215, a second adhesive material 214b, A second ⁇ / 4 retardation plate 213b, a second linear polarizer 212b, a second base film 211b, and an AR film 216 are provided in this order. That is, in the second embodiment, the base film is attached only to one side of each of the linear polarizers 212a and 212b.
  • the number of adhesive materials is reduced as compared with the first embodiment, and the configuration is simpler than that of the first embodiment, which is superior in terms of manufacturing cost and optical characteristics.
  • the ⁇ / 4 retardation plate and the linear polarization It became possible to bond the child directly.
  • Embodiment 3 The liquid crystal display device of Embodiment 3 differs from Embodiments 1 and 2 in that at least one of the two ⁇ / 4 retardation plates is provided in the liquid crystal cell, that is, used as an in-cell. However, the rest is the same as in the first and second embodiments.
  • FIGS. 14A to 14C are schematic cross-sectional views illustrating an example of a stacked configuration of the liquid crystal display device according to the third embodiment.
  • FIG. 14A is a configuration in which both ⁇ / 4 retardation plates 313 a and 313 b are included in the liquid crystal cell 315 among the two ⁇ / 4 retardation plates attached to both sides of the liquid crystal layer 322. Is shown.
  • FIG. 14B illustrates a configuration in which only the second ⁇ / 4 retardation plate 313b is included in the liquid crystal cell 315 among the two ⁇ / 4 retardation plates attached to both sides of the liquid crystal layer 322.
  • FIG. 14C illustrates a configuration in which only the first ⁇ / 4 retardation plate 313 a is included in the liquid crystal cell 315 among the two ⁇ / 4 retardation plates attached to both sides of the liquid crystal layer 322. Is shown.
  • FIG. 14-1 shows a configuration according to the first embodiment
  • FIGS. 14-2 and 14-3 show a configuration according to the second embodiment, but FIGS. 14-2 and 14-
  • the base film is affixed on both surfaces of one of the first linear polarizer 312a and the second linear polarizer 312b.
  • 14-2 and 14-3 one base film can be omitted compared to the configuration of FIG. 14-1, which is advantageous in terms of manufacturing cost and optical characteristics.
  • Embodiment 4 The liquid crystal display device of Embodiment 4 does not have a backlight, includes a reflector for using external light for display, and the thickness of the liquid crystal layer is approximately half the thickness of the liquid crystal layer of Embodiment 1. Except for this, it is the same as the liquid crystal display devices of the first to third embodiments.
  • a vertical alignment (VA) cell is used as a liquid crystal cell, and a ⁇ / 4 retardation plate is provided as a retardation plate disposed on the observation surface side of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell. It is used.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 4 is a normally black reflective liquid crystal display device.
  • FIGS. 15A and 15B are schematic cross-sectional views illustrating an example of a stacked configuration of the liquid crystal display device of Embodiment 4.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 4 has a reflective film 418, a liquid crystal layer 422, a first adhesive 414a, ⁇ / A four-phase plate 413, a second adhesive 414b, a first base film 411a, a linear polarizer 412, a second base film 411b, and an AR film 416 are provided in this order.
  • the reflective film 418 may be arranged inside the liquid crystal cell 415 as shown in FIG. 15A, or arranged outside the liquid crystal cell 415 as shown in FIG. 15-2. May be.
  • FIG. 16 and 17 are schematic views illustrating the polarization state of the display light of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 shows the non-display time (when the voltage is OFF) or black display time (when the voltage is ON), and
  • FIG. 17 shows the white time display (when the voltage is ON).
  • the clockwise circularly polarized light passes through a ⁇ / 4 phase difference plate (slow axis: 45 °), is converted into linearly polarized light having a vibration direction of 0 °, and is absorbed by a linear polarizer (absorption axis: 0 °). Blocked. In this way, non-display or black display is obtained.
  • the linearly polarized light is reflected by the surface of the reflective film, and is converted into counterclockwise circularly polarized light when passing through the liquid crystal layer to which a voltage is applied.
  • the counterclockwise circularly polarized light passes through a ⁇ / 4 retardation plate (slow axis: 45 °), is converted into linearly polarized light having a vibration direction of 90 °, and passes through a linear polarizer (absorption axis: 0 °). It is emitted to the outside as display light. In this way, white display is obtained.
  • the transmission type VA mode liquid crystal display panel having the ⁇ / 4 retardation plate in the first to third embodiments is described above, and the reflection type VA mode liquid crystal display panel having the ⁇ / 4 retardation plate in the fourth embodiment.
  • the present invention may be a transflective liquid crystal display panel having both of these characteristics.
  • Embodiment 5 The liquid crystal display device of Embodiment 5 does not use a vertical alignment (VA) cell as a liquid crystal cell, uses an in-plane switching (IPS) cell, and does not use a ⁇ / 4 retardation plate, and ⁇ / 2.
  • VA vertical alignment
  • IPS in-plane switching
  • the liquid crystal display device of the fourth embodiment is the same as that of the fourth embodiment except that a retardation plate is used.
  • the ⁇ / 2 phase difference plate has a function of converting the vibration direction to linearly polarized light in a symmetric direction around the slow axis of the ⁇ / 2 phase difference plate.
  • an in-plane switching (IPS) cell is used as a liquid crystal cell, and a ⁇ / 2 retardation plate is used as a phase difference plate arranged on the observation surface side of the liquid crystal cell.
  • IPS in-plane switching
  • the liquid crystal display device of Embodiment 5 is a normally black reflective liquid crystal display device.
  • FIGS. 18A to 18C are schematic cross-sectional views illustrating an example of a stacked configuration of the liquid crystal display device of Embodiment 5.
  • FIGS. FIGS. 18A and 18B illustrate the reflective film 518, the liquid crystal layer 522, the ⁇ / 2 phase difference plate 519, the adhesive 514, the first base film 511a, the linearly polarized light from the back side to the observation surface side.
  • FIG. 18C shows a configuration in which the optical element 512, the second base film 511b, and the AR film 516 are arranged in this order.
  • FIG. ) An adhesive material 514, a ⁇ / 2 phase difference plate 519, a linear polarizer 512, a base film 511, and an AR film 516 in this order.
  • FIG. 18A shows a configuration in which both the reflective film 518 and the ⁇ / 2 phase difference plate 519 are arranged inside the liquid crystal cell 515
  • FIG. 18-2 shows the ⁇ / 2 phase difference plate 519. Is disposed inside the liquid crystal cell 515, and the reflective film 518 is disposed outside the liquid crystal cell 515.
  • FIG. 18-3 shows that both the reflective film 518 and the ⁇ / 2 phase difference plate 519 are liquid crystal. A configuration arranged outside the cell 515 is shown.
  • FIG. 19 and 20 are schematic views showing the polarization state of the display light of the liquid crystal display device of the fifth embodiment.
  • FIG. 19 shows the non-display time (when the voltage is OFF) or black display time (when the voltage is ON), and
  • FIG. 20 shows the white time display (when the voltage is ON).
  • the clockwise circularly polarized light is converted into counterclockwise circularly polarized light when reflected by the surface of the reflecting film, and the vibration direction 45 is passed through the liquid crystal layer (slow axis 0 °) to which no voltage is applied. Converted to linearly polarized light.
  • the linearly polarized light passes through a ⁇ / 2 phase difference plate (slow axis: 112.5 °), is converted into linearly polarized light having a vibration direction of 0 °, and is blocked by a linear polarizer (absorption axis: 0 °). Is done. In this way, non-display or black display is obtained.
  • the linearly polarized light is reflected by the surface of the reflecting film, passes through the liquid crystal layer to which a voltage is applied as it is, and passes through the ⁇ / 2 phase difference plate (slow axis: 112.5 °). It is converted into linearly polarized light of 0 °, passes through a linear polarizer (absorption axis: 0 °), and is emitted to the outside as display light. In this way, white display is obtained.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing the polarization state of light reflected inside the panel of an IPS mode liquid crystal display device having a ⁇ / 2 phase difference plate, when not displaying (when the voltage is OFF) or when displaying black (voltage) ON).
  • the light incident on the inside of the liquid crystal display panel is reflected by the electrode 551 provided in the liquid crystal cell 515 or the like.
  • the reflectance of the panel internal reflection increases as it deviates from the bottom wavelength of about 580 nm, and blue coloration tends to occur during black display. Therefore, in the fifth embodiment, paying attention to the reflection spectrum of the AR film and adjusting the configuration of the AR film, the reflection spectrum is adjusted based on the entire structure of the liquid crystal display device including surface reflection and internal reflection. Yes.
  • the AR film used in the fifth embodiment can be the same as the AR film used in the first embodiment. Thereby, while reducing surface reflection and internal reflection, blue coloring is suppressed and the display close
  • Embodiment 6 The liquid crystal display device according to the sixth embodiment is the same as the liquid crystal display device according to the fifth embodiment except that the liquid crystal display device has a region for performing transmissive display as well as a region for performing reflective display.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 6 is a normally black transflective liquid crystal display device in which an in-plane switching alignment (IPS) cell is used as the liquid crystal cell.
  • IPS in-plane switching alignment
  • a ⁇ / 2 phase difference plate is used as a phase difference plate disposed on the observation surface side of the liquid crystal cell in the reflection region, and no ⁇ / 2 phase difference plate is disposed in the transmission region.
  • the configuration in the reflective region of the liquid crystal display device of the sixth embodiment is the same as the configuration of the liquid crystal display device of the fifth embodiment.
  • FIGS. 22-1 and 22-2 are schematic cross-sectional views illustrating an example of a laminated configuration of the liquid crystal display device of Embodiment 6.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 6 has two types of display areas, a transmission area T and a reflection area R.
  • the display region T includes a backlight 617 and a liquid crystal display panel 610 in this order from the back side to the observation surface side. The liquid crystal display panel 610 is observed from the back side.
  • a film 611c, a second linear polarizer 612b, a fourth base film 611d, and an AR film 616 are provided in this order.
  • the reflection region R further includes a reflection film 618 and a ⁇ / 2 retardation film 619 in the liquid crystal cell 615 with a liquid crystal layer 622 interposed therebetween.
  • an adhesive 614c and a viewing angle compensation film (retardation film) 620 are arranged on the back side of the liquid crystal cell 615.
  • the viewing angle compensation film 620 is not a ⁇ / 4 retardation plate but a retardation plate in which an in-plane retardation value and a thickness direction retardation value are defined.
  • FIG. 23 and 24 are schematic views illustrating the polarization state of the transmissive display light of the liquid crystal display device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 23 shows a non-display time (when the voltage is OFF) or black display time (when the voltage is ON), and
  • FIG. 24 shows a white display time (when the voltage is ON).
  • the AR film used in Embodiment 6 can be the same as the AR film used in Embodiment 1. Thereby, while reducing surface reflection and internal reflection, blue coloring is suppressed and the display close

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Abstract

本発明は、低反射率を有するとともに、黒表示時において画像が青みを帯びにくい液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、上記液晶セル上に、観察面側に向かってλ／４位相差板又はλ／２位相差板と、直線偏光子と、反射防止フィルムとをこの順に備える液晶表示装置であり、上記反射防止フィルムは、積層膜を有し、光の干渉により反射を低減させる光干渉フィルムであり、上記反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が２％以下であり、かつ波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が最小値の３倍未満である液晶表示装置である。

Description

液晶表示装置
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、表示画面における表面反射を防止する処理がなされた液晶表示装置に関するものである。
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する表示装置である。ＬＣＤの表示方式としては、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させた垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モード、正の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング配向（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード等が挙げられる。
液晶表示装置は一般的に、液晶組成物が一対の基板間に充填されて構成される液晶セルを有するが、そのほかに、光学補償シート（位相差板）、偏光板等を有する（例えば、特許文献１参照。）。光学補償シートは、画像着色の解消、視野角の拡大等を目的として貼り付けられるものであり、延伸した複屈折フィルムや、透明フィルムに液晶を塗布したフィルムが使用される。偏光板は、偏光板に入射した光を互いに直交する二つの偏光成分に分け、その一方成分のみを透過させるとともに、他方の成分を吸収又は分散させる特性を有するものであり、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Poly Vinyl Alcohol）系のフィルムにヨウ素錯体又は二色性色素を吸着させ、一軸延伸したものが多く用いられる。
液晶表示装置の表示画面に対しては、観察者が画像を視認しやすくなるよう、反射防止機能が付与されることが望まれる。このような機能は、反射防止フィルムや防眩フィルムによって実現される。一般的な反射防止フィルムとしては、基材の表面に基材と異なる屈折率を有する膜を被膜し、基材の表面で反射した光と被膜した膜の表面で反射した光との干渉効果によって反射を低減させるＡＲ（Anti Reflection）フィルム又はＬＲ（Low Reflection）フィルムが挙げられる。ＡＲフィルムとＬＲフィルムとでは、層構造及び反射特性が異なる。また、一般的な防眩フィルムとしては、基材の表面に微細な凹凸パターンを有する膜を被膜し、光の散乱効果を用いて像の映り込みを防止するＡＧ（Anti Glare）フィルムが挙げられる。
特開２００７－１１４７６８号公報
本発明者らは、液晶表示装置の外光環境下での視認性を高めるために表偏光板にＡＲ処理を施す方法について種々検討を行っていたところ、液晶表示装置の表示面にＡＲフィルムを適用するとともに、透過する光に対し一定の位相差を付与する位相差板を液晶セルとＡＲフィルムとの間に配置することで、位相差板を有しない液晶表示装置の表示面にＡＲフィルムを適用した場合と比べ、反射率を大きく低減することができる点に着目した。しかしながら一方で、本発明者らがより詳細に検討を行ったところ、このような構成によれば、黒表示時の画像に反射光に基づく青っぽい色味が現れてしまうことも明らかとなった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、低反射率を有するとともに、黒表示時において画像が青みを帯びにくい液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、位相差板を液晶セルとＡＲフィルムとの間に配置したときに黒表示が青みを帯びやすくなる原因について種々検討を行い、ＡＲフィルムの反射特性に着目した。
図２５は、従来のＡＲ処理を行った液晶表示装置の表示面（最表面）での反射スペクトルを示すグラフである。図２５に示すように、表面にＡＲ処理を施した基材の反射スペクトルは、波長約４３０ｎｍから約６２０ｎｍにかけて徐々に反射率が減少し、約６２０ｎｍを境に長波長側に進むにつれて、徐々に増加する曲線を描く。言い換えれば、可視光波長域である３８０～７８０ｎｍの範囲内において、下に凸のなだらかな放物線が得られることになる。そして、拡散反射率が極小値を示す波長（以下、この波長をボトム波長ともいう。）は約６２０ｎｍであり、図の点線で示されているように青の波長域の拡散反射率が、緑及び赤の波長域の拡散反射率と比べて相対的に高い。
また、本発明者らが更に検討を行ったところ、画像の青色の色付きはパネル内部反射によって生じた光にも起因していることを見いだした。液晶表示装置におけるパネル内部反射とは、外光が液晶セル内に入射した後、液晶層に電圧を印加するために用いられる配線や電極等の導電層の表面で起こる反射をいう。パネル内部反射は表面反射と同等の反射率を有しており、表面反射と同様、視認性低下の原因となり、特に反射防止フィルム等によって表面反射が低減された状況においてはパネル内部反射が視認性の低下に影響を及ぼしやすくなる。
これに対しては、液晶セルと偏光板との間にλ／４位相差板又はλ／２位相差板を配置し、遅相軸を適切に設計することで、外界から入射した光による内部反射が起こったとしても偏光板によって内部反射光を遮断する方法が考えられる。
図２６は、λ／４位相差板を有するＶＡモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の反射スペクトルを示すグラフである。図２６に示すように、パネル内部で反射した光の反射スペクトルは、短波長側から約６００ｎｍまで徐々に反射率が減少し、約６００ｎｍを境に長波長側に進むにつれて、徐々に増加する曲線を描く。言い換えれば、可視光波長域である３８０～７８０ｎｍの範囲内において、下に凸の略Ｖ字型の線が得られることになる。そして、拡散反射率が極小値を示す波長（ボトム波長）は約５８０ｎｍであり、緑の波長域の拡散反射率が青及び赤の波長域の拡散反射率と比べ、相対的に低い。
すなわち、図２６は、黒表示時において内部反射により生じた反射光は、全体としては大きく低減しているものの、一部の短波長成分及び長波長成分は遮断されず、漏れ光が生じることを示している。これは、位相差板が付与する位相差が可視光域の全ての波長に対してλ／４の値を設定できるものではないため、一部の波長の光が漏れ出てしまうことに起因すると考えられる。このような現象は、例えば、λ／２位相差板を有するＩＰＳモードの液晶表示装置においても同様に生じる。
これに対し本発明者らは鋭意検討を行ったところ、λ／４位相差板やλ／２位相差板を配置した場合であっても、ＡＲフィルムの構成に工夫を加えることで一部の波長成分の大きさを調節することができることを見いだした。そして、そのように色味を調節し、緑の色味を強くすることで、全体として反射光をニュートラル（無彩色）の色合いに調整することが可能となることを見いだした。具体的には、ＡＲフィルムの積層膜（ＡＲ膜）の膜厚、層構造、材料等を変更することで、内部反射を含めた全体としての反射光の色付きを調節することができる。こうして、本発明者らは、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一側面は、液晶セルと、上記液晶セル上に、観察面側に向かってλ／４位相差板又はλ／２位相差板と、直線偏光子と、反射防止フィルムとをこの順に備える液晶表示装置であり、上記反射防止フィルムは、積層膜を有し、光の干渉により反射を低減させる光干渉フィルムであり、上記反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が２％以下であり、かつ波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が最小値の３倍未満である液晶表示装置である。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、上記液晶セル上に、観察面側に向かってλ／４位相差板又はλ／２位相差板と、直線偏光子と、反射防止フィルムとをこの順に備える。上記液晶セルは、例えば、ガラス、樹脂等を材料とする一対の絶縁基板と、一対の絶縁基板に挟持された液晶層とを含んで構成され、絶縁基板上には、液晶層に電圧を印加するための配線、電極、カラーフィルタ等が備え付けられる。
例えば、上記液晶セルが垂直配向（ＶＡ）セルの場合、一対の絶縁基板のそれぞれに電極が備え付けられ、一対の電極が液晶層を挟み込む形となり、液晶層に一定電圧が印加される。垂直配向セルは、電圧無印加（電圧ＯＦＦ）の状態においては、液晶分子が絶縁基板面に対し垂直な方向に配向し、電圧印加（電圧ＯＮ）の状態においては、液晶分子が絶縁基板面に対し水平方向に倒れこむ。
例えば、上記液晶セルが面内スイッチング配向（ＩＰＳ）セルの場合、一対の絶縁基板の一方に櫛型電極が形成され、一対の櫛型電極を通して液晶層に一定電圧が印加される。面内スイッチング配向セルは、電圧無印加（電圧ＯＦＦ）の状態においては、液晶分子が絶縁基板面に対し水平な方向に配向し、電圧印加（電圧ＯＮ）の状態においては、液晶分子が櫛歯間に形成される横方向の電界に沿って配向する。
本発明の液晶表示装置において液晶セルは、位相差板及び直線偏光子と組み合わせて内部反射を遮断することができるものである限り特に限定されず、例えば、ＥＣＢモードの液晶セルを用いてもよい。ＥＣＢモードは、複屈折を利用して表示を制御しているため、位相差板を用いることで内部反射を抑えることが可能である。また、位相差板及び直線偏光子のそれぞれの光学軸（遅相軸、吸収軸等）の向きは、液晶セルと組み合わせて内部反射を遮断することができるものである限り特に限定されない。
本発明の液晶表示装置では、液晶セルと、λ／４位相差板又はλ／２位相差板と、直線偏光子とが重なって配置されていることから、これらを通過する光の偏光状態を適宜変換することができる。そのため、透過表示及び反射表示のいずれにおいても、電圧ＯＦＦの状態において表示が黒（非表示）の状態となるノーマリブラックモードとすることができ、優れたコントラスト比を得ることができる。また、このような配置構成とすることで、液晶表示装置の内部で反射した光が外界に出射することを低減することも可能となる。
本発明の液晶表示装置は、反射防止フィルムを有し、上記反射防止フィルムは、積層膜を有し、光の干渉により反射を低減させる光干渉フィルムである。また、上記反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値は２％以下である。すなわち、本発明の液晶表示装置は、いわゆるＡＲフィルムを有しており、いわゆるＬＲフィルムとは区別される。また、表面に微細な凹凸構造を有する反射防止フィルム（モスアイフィルム）又は防眩フィルムとも区別される。ＡＲフィルムにより、表示画面での光の反射を効果的に低減し、良好な視認性を得ることができる。
上記反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率は、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が最小値の３倍未満である。このような条件によれば、青色の色付きを効果的に低減することができ、優れた表示特性を得ることができる。
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。例えば、ＡＧフィルムを下地膜としてその表面上にＡＲ膜が形成されてもよく、これにより、更に防眩特性も得ることができる（以下、このようなフィルムをＡＧＡＲフィルムともいう。）。また、位相差板として、更に、視野角補償フィルム等を有していてもよい。
本発明の液晶表示装置の好ましい形態としては、（１）上記液晶セルは、垂直配向（ＶＡ）セルであり、かつ液晶セル上にλ／４位相差板を有する形態、及び、（２）上記液晶セルは、面内スイッチング配向（ＩＰＳ）セルであり、かつ液晶セル上にλ／２位相差板を有する形態が挙げられる。
また、本発明者らは鋭意検討を行った結果、反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率と、反射防止フィルムよりも内部で反射した光とを足し合わせた光が以下の条件を満たすことが好ましいことを見いだした。すなわち、上記液晶表示装置は、上記反射防止フィルムの表面で反射する光、及び、上記反射防止フィルムよりも内部で反射した光を足し合わせた光の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における拡散反射率の最大値が２．５％以下であり、かつ波長４８０～５８０ｎｍの範囲における拡散反射率の最大値が最小値の３倍未満であることが好ましい。
なお、上記液晶表示パネルの個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせた形態もまた、上記液晶表示パネルの好ましい形態である。
本発明の液晶表示装置によれば、反射防止フィルムによって表面反射を低減し、λ／４位相差板又はλ／２位相差板と直線偏光子との組み合わせによって内部反射を低減するとともに、黒表示時における画像の青色の色付きをなくすことができる。
実施形態１の液晶表示装置の積層構成を示す断面模式図である。 実施形態１の液晶セルの断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態１の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 λ／４位相差板を有するＶＡモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の偏光状態を示す断面模式図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態１の液晶表示装置が備えるＡＲフィルムの反射スペクトルを示すグラフである。 ＡＲフィルムの層構成をより詳細に示す断面模式図であり、従来のＡＲフィルムを示す。 ＡＲフィルムの層構成をより詳細に示す断面模式図であり、実施形態１のＡＲフィルムを示す。 従来のＡＲ処理を行った液晶表示装置の表示面（最表面）での反射スペクトルを示すグラフである。 実施形態１の液晶表示装置が備えるＡＲフィルムの反射スペクトルを示すグラフである。 実施形態１において液晶表示装置の構造に起因する反射の拡散反射率の算出法を示す模式図である。 ＡＲフィルム及び液晶表示パネルによる変化を示すグラフである。 実施形態２の液晶表示装置の積層構成を示す断面模式図である。 実施形態３の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態３の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態３の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態４の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態４の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態４の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態４の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態５の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態５の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態５の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態５の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態５の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図であり、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 λ／２位相差板を有するＩＰＳモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の偏光状態を示す断面模式図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態６の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態６の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。 実施形態６の液晶表示装置の透過表示光の偏光状態を示す概略図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 実施形態６の液晶表示装置の透過表示光の偏光状態を示す概略図であり、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。 従来のＡＲ処理を行った液晶表示装置の表示面（最表面）での反射スペクトルを示すグラフである。 λ／４位相差板を有するＶＡモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の反射スペクトルを示すグラフである。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
本明細書においてλ／４位相差板とは、面内位相差が可視光中心波長の略１／４であるフィルムであり、具体的には、透過する光が可視光中心波長である５５０ｎｍの約１／４である１００～１７５ｎｍの範囲の位相差をもつように遅相軸が調整されたフィルムをいう。
本明細書においてλ／２位相差板とは、面内位相差が可視光中心波長の略１／２であるフィルムであり、具体的には、透過する光が可視光中心波長である５５０ｎｍの約１／２である２００～３５０ｎｍの範囲の位相差をもつように遅相軸が調整されたフィルムをいう。
本明細書において拡散反射率とは、正反射成分を含む全方位の反射成分を積算した反射率をいう。したがって、拡散反射率の値は、反射面の凹凸（例えば、電極上のディンプル構造、偏光板上のＡＧ処理等）に左右されず、実質的に素材のみによって決まる。
本明細書において透過表示とは、液晶セルよりも背面側（観察面側と逆側）にバックライト等の光源を配置し、バックライトから出射された光を液晶セル等に透過させて表示を行う手法をいう。
本明細書において反射表示とは、外界から装置内に入射してきた光を装置内部で反射させて表示を行う手法をいう。
実施形態１
実施形態１の液晶表示装置には、液晶セルとして垂直配向（ＶＡ）セルが用いられ、液晶セルの観察面側に配置される位相差板としてλ／４位相差板が用いられている。また、実施形態１の液晶表示装置は、ノーマリブラックの透過型の液晶表示装置である。
図１は、実施形態１の液晶表示装置の積層構成を示す断面模式図である。図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置は、背面側から観察面側に向かって、バックライト１１７及び液晶表示パネル１１０をこの順に有し、液晶表示パネル１１０は、背面側から観察面側に向かって、第一の基体フィルム１１１ａ、第一の直線偏光子１１２ａ、第二の基体フィルム１１１ｂ、第一の粘着材１１４ａ、第一のλ／４位相差板１１３ａ、第二の粘着材１１４ｂ、液晶セル１１５、第三の粘着材１１４ｃ、第二のλ／４位相差板１１３ｂ、第四の粘着材１１４ｄ、第三の基体フィルム１１１ｃ、第二の直線偏光子１１２ｂ、第四の基体フィルム１１１ｄ、ＡＲ膜１１６をこの順に備える。
図２は、実施形態１の液晶セルの断面模式図である。液晶セル１１５は、背面側から観察面側に向かって、アレイ基板１２１、液晶層１２３及び対向基板１２２をこの順に備える。実施形態１の液晶表示装置は、垂直配向（ＶＡ）モードであり、液晶層１２３に含まれる液晶材料は、負の誘電率異方性を有する。アレイ基板１２１及び対向基板１２２のそれぞれの液晶層１２３側の表面には垂直配向膜が形成されており、液晶層１２３に対して電圧無印加の状態においては、液晶層１２３内の液晶分子は各基板面に対して垂直の方向を向いている。一方、液晶層１２３に対して電圧が印加されると、液晶層１２３内の液晶分子は各基板面に対して水平の方向に向かって傾斜する。
アクティブマトリクス方式の場合、アレイ基板１２１は、ガラス、樹脂等を材料とする絶縁基板１３１を母体とし、絶縁基板１３１上に各種配線、ＴＦＴ１３７等を備える。絶縁基板１３１上には、相互に平行に伸びる複数のゲート信号線と、ゲート信号線と交差し、かつ相互に平行に伸びる複数のソース信号線と、ゲート信号線及びソース信号線のそれぞれと電気的に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３７とが形成される。また、上記各信号線のほかに、画素電位を保持するための補助容量配線（Ｃｓ配線）を形成してもよい。これらの配線やＴＦＴ１３７が備える電極は、適宜、絶縁膜１３８ａ，１３８ｂを介して配置される。画素電極１３６は、絶縁膜１３８ｂ上に形成されており、それぞれが一定の間隔を空けてマトリクス状に配置され、一つの画素電極１３６と重なる領域が一つの画素又はサブ画素を構成する。
ＴＦＴ１３７は、三端子型の電界効果トランジスタであり、半導体層１３３を有し、更に、ゲート電極１３２、ソース電極１３４及びドレイン電極１３５の３つの電極を有する。ＴＦＴ１３７は、画素ごとに液晶分子の配向制御を行うスイッチング素子となる。画素電極１３６は、絶縁膜１３８ｂ内に設けられたコンタクト部１３９を介してＴＦＴ１３７のドレイン電極１３５とつながっており、各種配線は、ＴＦＴ１３７のドレイン電極１３５を介して電気的に画素電極１３６と接続される。これによって、ＴＦＴ１３７のスイッチング機能により液晶層への電圧印加のＯＮ又はＯＦＦが制御される。
画素電極１３６は、透光性を有していることが好ましく、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム酸化スズ）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：インジウム酸化亜鉛）等の金属酸化膜が好適に用いられる。その他の配線及び電極の材料については特に限定されないが、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化モリブデン（ＭｏＮ）等の、低抵抗かつ高融点を有する金属を用いることが、導電性及び信頼性の観点から好ましい。また、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属も好適に用いられる。これらは同一材料による単層であっても、複数材料による積層であってもよい。
このように、各種配線及び電極には反射性を有する材料が用いられるため、パネル内部に入射してきた外光は各種配線及び電極の表面で反射し、内部反射が起こる。なお、画素電極に用いられるＩＴＯ、ＩＺＯ等の一般的に透光性を有するような材料も、入射角の条件等により光を反射しうる。
なお、対向基板１２２は、ガラス、樹脂等を材料とする絶縁基板１４１を母体とし、絶縁基板１４１上に対向電極１４２、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等を備える。対向電極１４２は、画素電極１３６とともに液晶層１２３を挟持するように配置して液晶層１２３内に一定電圧を印加するためのものであり、対向基板１２２一面に形成される。対向電極１４２の材料としては、画素電極１３６と同様のものを用いることができる。
カラーフィルタは、各色の顔料を含む樹脂等で構成され、赤、緑及び青の三原色を用いることで、多彩な表示色を実現することができる。一つの画素電極１３６に対応するカラーフィルタの色の組み合わせにより画素ごとに色が制御されることになり、良好なカラー表示を得ることができる。なお、カラーフィルタの色の種類は上記三原色に限定されず、数及び配置順も特に限定されない。
ブラックマトリクスは、黒色の樹脂、遮光性を有する金属等で構成され、各カラーフィルタ同士の隙間に配置されることで、光漏れが生じることを防ぐことができる。
図１に示すように、液晶セル１１５の両面には、第二の粘着材１１４ｂを介して第一のλ／４位相差板１１３ａが、第三の粘着材１１４ｃを介して第二のλ／４位相差板１１３ｂがそれぞれ配置される。λ／４位相差板１１３ａ，１１３ｂの材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ノルボルネン樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート等が用いられる。
図１に示すように、液晶セル１１５上に配置された第一の粘着材１１４ａ及び第四の粘着材１１４ｄの更に外側には、第一の直線偏光子１１２ａ及び第二の直線偏光子１１２ｂがそれぞれ配置される。直線偏光子１１２ａ，１１２ｂとしては、ある一方向に延伸されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Poly Vinyl Alcohol）系のフィルムに、ヨウ素錯体、二色性色素等を吸着させたものを用いることができる。基体フィルム１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ：Tri Acetyl Cellulose）フィルム等を用いることができる。実施形態１においては、直線偏光子１１２ａ，１１２ｂのそれぞれの両面に基体フィルムが貼り付けられている。各直線偏光子１１２ａ，１１２ｂの偏光軸の配置関係は、直線偏光子の向きを調節することで、適宜変更することができる。
このような構成とすることにより、バックライト１１７から出射され、第一の直線偏光子１１２ａを通って偏光になった光の振動方向を、２枚のλ／４位相差板１１３ａ，１１３ｂと液晶セル１１５とで調整し、第二の直線偏光子１１２ｂを通る光の量を制御することで、階調表示を行うことが可能となる。
図３及び図４は、実施形態１の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図である。図３は、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示し、図４は、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。
非表示又は黒表示の場合、まず、光源から出射した光は直線偏光子（吸収軸：９０°）を通って振動方向０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／４位相差板（遅相軸：１３５°）を通る際に右回りの円偏光に変換され、電圧の印加されていない液晶層をそのまま通り抜ける。続いて、その右回りの円偏光はλ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通り、振動方向０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）によって遮断される。こうして、非表示又は黒表示が得られる。
白表示の場合、まず、光源から出射した光は直線偏光子（吸収軸：９０°）を通って振動方向０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／４位相差板（遅相軸：１３５°）を通る際に右回りの円偏光に変換され、液晶層を通り抜けるが、液晶層には電圧が印加されているので、λ／２分の位相差が付与され、左回りの円偏光へと変換される。続いて、その左回りの円偏光はλ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通り、振動方向９０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）を通りぬけ、表示光として外界へ出射される。こうして、白表示が得られる。
一方、図５は、λ／４位相差板を有するＶＡモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の偏光状態を示す断面模式図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。図５に示すように、液晶表示パネルの内部に入射してきた光は、液晶セルが備える電極１５１等で反射する。
液晶表示装置の最表面における外光反射防止のための低反射（ＡＲ）処理は液晶セルよりも外界側に配置された基体フィルム１１１ｄ上に施され、具体的には、複数の薄膜からなるＡＲ膜１１６が形成される。そして、基体フィルム１１１ｄと液晶セル１１５との間には、背面側から観察面側に向かって、粘着材１１４ｃ、λ／４位相差板１１３ｂ、粘着材１１４ｄ、基体フィルム１１１ｃ及び直線偏光子１１２ｂがこの順に配置される。なお、液晶セル、λ／４位相差板及び直線偏光子の光学軸の配置は図３に準じるものとする。
直線偏光がλ／４位相差板１１３ｂに入射すると、その直線偏光は円偏光へと変換され、円偏光がλ／４位相差板に入射すると、その円偏光は直線偏光へと変換される。図５における両矢印が、図３における０°を左右方向と定義し、表示面に垂直な方向から見たときの直線偏光の振動方向を表し、円矢印が、光の進行方向と同じ方向に向かって見たときの円偏光の回転方向を表す。
まず、液晶表示パネルに入射した外光は、ＡＲ膜１１６を表面に備える基体フィルム１１１ｄに入射し、続いて直線偏光子１１２ｂへと入射する。直線偏光子１１２ｂに入射した光はある一方向に振動方向をもつ直線偏光となり、基体フィルム１１１ｃ及び粘着材１１４ｄを通過し、続いてλ／４位相差板１１３ｂへと入射し、左回りの円偏光に変換される。液晶表示装置が非表示（電圧ＯＦＦ）又は黒表示（電圧ＯＮ）であり、液晶セル１１５内の液晶分子が基板面に対して垂直の方向に配向している状態であれば、その円偏光は液晶層をそのまま通り抜け、液晶セル１１５内の電極１５１等の表面で反射する。これが内部反射であり、このとき左回りの円偏光は右回りの円偏光になる。続いて、液晶層をそのまま通り抜けた円偏光は、再度λ／４位相差板１１３ｂへと入射し、一回目の通過時とは９０°振動方向が異なる直線偏光に変換される。そうすると、その直線偏光は、今度は直線偏光子１１２ｂに入射する際に遮断され、外界には出射しない。つまり、ＶＡモードの液晶セル１１５の外界側にλ／４位相差板１１３ｂを配置すれば、理論的には、外光が液晶表示パネルに入射し、内部反射が起こったとしても映り込みには寄与しない。
しかしながら、上述の図２６に示すように、パネル内部反射の反射スペクトルは、ボトム波長約５８０ｎｍから外れるにつれ反射率が増加し、黒表示時に青色の色付きが発生しやすい。この反射特性はλ／４位相差板による影響が大きく、他の配線材料を用いる、又は、他の配線構造を採用したとしても、基本的には反射スペクトルの傾向は同様である。
そこで、実施形態１においては、ＡＲフィルムの反射スペクトルに着目し、ＡＲフィルムの構成に工夫を加えることで、表面反射及び内部反射を含む液晶表示装置の構造全体に基づく反射スペクトルの調節を行っている。
図６は、実施形態１の液晶表示装置が備えるＡＲフィルムの反射スペクトルを示すグラフである。図６に示すように実施形態１のＡＲフィルムは、可視光波長域である３８０～７８０ｎｍの範囲内において、下に凸のなだらかな放物線ではなく、波長５５０ｎｍ付近で盛り上がったグラフとなる。言い換えれば、波長４８０～５８０ｎｍの範囲で極大値をもつグラフが得られる。また、波長４５０～６５０ｎｍの範囲では波長４８０～５８０ｎｍの範囲に最大値をもつということもできる。
また、実施形態１のＡＲフィルムの特徴として、表面で反射する光の拡散反射率は、波長４８０～５８０ｎｍの範囲で２％以下であり、かつ最大値が最小値の３倍未満である点が挙げられる。このような範囲に設定することにより、パネル内部反射光全体の反射光スペクトルがよりなだらかとなり、表示が青色に色付くことを抑制することができる。
図７及び図８は、ＡＲフィルムの層構成をより詳細に示す断面模式図であり、図７が従来のＡＲフィルムを示し、図８が実施形態１のＡＲフィルムを示す。図７及び図８に示すように、ＡＲフィルムの構成の一例としては、基体フィルム１１１ｄ側から、ハードコート層、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層、及び、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層が積層されたフィルムが挙げられる。基体フィルムの屈折率ｎは１．５であり、ハードコート層の屈折率ｎは１．５であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の屈折率ｎは２．２１であり、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層の屈折率ｎは１．４４である。
図７に示すように、従来の一例としては、基体フィルム１１１ｄの膜厚を数十μｍ（４０～８０μｍ）とし、ハードコート層の膜厚を数μｍ（３～１０μｍ）とし、下層の二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の膜厚を２５μｍとし、下層の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層の膜厚を３０μｍとし、上層の二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の膜厚を８０μｍとし、上層の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層の膜厚を１００μｍとする例が挙げられる。ただし、このような構成の場合、図９に示すように、可視光波長域である３８０～７８０ｎｍの範囲内において、下に凸のなだらかな放物線が得られてしまい、λ／４位相差板を備えるＶＡモードの液晶表示装置に適用したときに青色の色付きが発生しうる。
これに対し、実施形態１では、図８に示すように、基体フィルム１１１ｄの膜厚を数十μｍ（４０～８０μｍ）とし、ハードコート層の膜厚を数μｍ（３～１０μｍ）とし、下層の二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の膜厚を２５μｍとし、下層の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層の膜厚を７０μｍとし、上層の二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の膜厚を８０μｍとし、上層の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層の膜厚を４０μｍとしている。こうすることで、図１０に示すように、可視光波長域である３８０～７８０ｎｍのうち、４８０～５８０ｎｍの範囲内において、上に凸のなだらかな放物線が得られ、λ／４位相差板を備えるＶＡモードの液晶表示装置に適用したとしても青色の色付きが抑制される。
このようなＡＲフィルムの反射特性は、各層の厚さを変更する方法のほか、層の数、各層の屈折率を変更する方法によっても調節することができる。拡散反射率は、例えば、分光光度計ＵＶ－３１００（島津製作所社製）を用いて測定することができる。
実施形態１においては、上述の各構成を有する結果、ＡＲフィルムの表面で反射する光、及び、ＡＲフィルムよりも内部、すなわち、液晶表示パネル内で反射した光を足し合わせた光の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における拡散反射率の最大値が２．５％以下であり、かつ拡散反射率の最大値が最小値の３倍未満であることが好ましい。
実施形態１においてＡＲフィルム表面の拡散反射率、及び、パネル内部反射の拡散反射率を測定する方法としては、以下のような方法が挙げられる。図１１は、実施形態１において液晶表示装置の構造に起因する反射の拡散反射率の算出法を示す模式図である。測定を行うに当たっては、まず、図１１に示すように、（１）黒ビニールテープ１８１、ガラス基板１７１ａ、各種電極１７２、液晶層１７３、ガラス基板１７１ｂ、第一の粘着材１６４ａ、λ／４位相差板１６３、第二の粘着材１６４ｂ、第一の基体フィルム１６１ａ、直線偏光子１６２、第二の基体フィルム１６１ｂ及びＡＲ膜１６６をこの順に積層して備えるサンプルＡ、並びに、（２）黒ビニールテープ１８１、ガラス基板１７１、第一の粘着材１６４ａ、λ／４位相差板１６３、第二の粘着材１６４ｂ、第一の基体フィルム１６１ａ、直線偏光子１６２、第二の基体フィルム１６１ｂ及びＡＲ膜１６６をこの順に積層して備えるサンプルＢを用意する。次に、サンプルＡ及びサンプルＢのそれぞれについて、拡散反射率を測定する。
サンプルＢにおいてＡＲフィルムを透過した光は、黒ビニールテープによって吸収される。したがって、サンプルＢの拡散反射率の測定結果が、そのままＡＲフィルム表面の拡散反射率の測定結果となる。一方、サンプルＡの拡散反射率の測定結果は、表面反射と内部反射（各種電極の表面で生じた反射）とを足し合わせた反射率を示す。したがって、サンプルＡの拡散反射率からサンプルＢの拡散反射率を差し引けば、パネル内部反射単独の拡散反射率が得られることになる。すなわち、図１１に示すように、（３）黒ビニールテープ１８１、ガラス基板１７１ａ、各種電極１７２、液晶層１７３、ガラス基板１７１ｂ、第一の粘着材１６４ａ、λ／４位相差板１６３、第二の粘着材１６４ｂ、第一の基体フィルム１６１ａ、直線偏光子１６２、第二の基体フィルム１６１ｂ及びＡＲ膜１６６（ただし、ＡＲ膜１６６の表面反射は０とみなす。）をこの順に積層して備えるサンプルの拡散反射率を内部反射とみなすことが可能になる。なお、反射防止フィルムの表面で反射する光、及び、反射防止フィルムよりも内部で反射した光を足し合わせた光の拡散反射率は、上記（１）の測定結果が相当することになる。
実施形態１におけるＡＲフィルムによる色度変化の効果についてｘｙ色度図を用いて説明する。図１２は、ＡＲフィルム及び液晶表示パネルによる変化を示すグラフである。図１２において黒丸印は従来のＡＲフィルム単体での色度図上での位置を示し、黒三角印は実施形態１のＡＲフィルム単体での色度図上での位置を示す。また、白丸印は従来の液晶表示パネル全体での色度図上での位置を示し、白三角印は実施形態１の液晶表示パネル全体での色度図上での位置を示す。
図１２に示すように、ＡＲフィルムを液晶表示パネルに適用することでより青色に近づくような変化が起こるが、実施形態１の工夫によって、色付きはより緑色に近づくように修正がなされるため、全体としては青色の色付きが抑制され、全体として無彩色（ニュートラル）に近い表示を得ることができる。
実施形態２
実施形態２の液晶表示装置は、基体フィルム及び粘着材をいくつか取り除いたこと以外は、実施形態１の液晶表示装置と同様である。
すなわち、実施形態２の液晶表示装置には、液晶セルとして垂直配向（ＶＡ）セルが用いられ、液晶セルの観察面側に配置される位相差板としてλ／４位相差板が用いられている。また、実施形態２の液晶表示装置は、ノーマリブラックの透過型の液晶表示装置である。
図１３は、実施形態２の液晶表示装置の積層構成を示す断面模式図である。図１３に示すように、実施形態２の液晶表示装置は、背面側から観察面側に向かって、バックライト２１７及び液晶表示パネル２１０をこの順に有し、液晶表示パネル２１０は、背面側から観察面側に向かって、第一の基体フィルム２１１ａ、第一の直線偏光子２１２ａ、第一のλ／４位相差板２１３ａ、第一の粘着材２１４ａ、液晶セル２１５、第二の粘着材２１４ｂ、第二のλ／４位相差板２１３ｂ、第二の直線偏光子２１２ｂ、第二の基体フィルム２１１ｂ、ＡＲ膜２１６をこの順に備える。すなわち、実施形態２では、直線偏光子２１２ａ，２１２ｂのそれぞれの片面にのみ基体フィルムが貼り付けられている。
このように、実施形態２では実施形態１よりも粘着材の数を減らしており、実施形態１の構成と比べてシンプルな構成となっているので、製造コスト及び光学特性の点で優れている。従来はλ／４位相差板の製法の都合上、直線偏光子とλ／４位相差板を直接接着することは難しかったが、近年の技術の進歩により、λ／４位相差板と直線偏光子とを直接接着させることが可能となった。
実施形態３
実施形態３の液晶表示装置は、２つのλ／４位相差板の少なくとも一方が、液晶セル内に設けられている、すなわち、インセル（in cell）として用いられる点で実施形態１及び２と異なるが、それ以外は実施形態１及び２と同様である。
図１４－１～図１４－３は、実施形態３の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。図１４－１は、液晶層３２２の両側に貼り付けられる２枚のλ／４位相差板のうち、両方のλ／４位相差板３１３ａ，３１３ｂが液晶セル３１５の内部に含まれている構成を示している。図１４－２は、液晶層３２２の両側に貼り付けられる２枚のλ／４位相差板のうち、第二のλ／４位相差板３１３ｂのみが液晶セル３１５の内部に含まれている構成を示している。図１４－３は、液晶層３２２の両側に貼り付けられる２枚のλ／４位相差板のうち、第一のλ／４位相差板３１３ａのみが液晶セル３１５の内部に含まれている構成を示している。
なお、図１４－１は、実施形態１に準じた構成を示し、図１４－２及び図１４－３は、実施形態２に準じた構成を示しているが、図１４－２及び図１４－３に示すように、第一の直線偏光子３１２ａ及び第二の直線偏光子３１２ｂのうちのいずれか一方の直線偏光子の両面に基体フィルムが貼り付けられている。なお、図１４－２及び図１４－３の構成によれば、図１４－１の構成と比べて基体フィルムを一枚省くことができ、製造コスト及び光学特性の点で有利である。
実施形態４
実施形態４の液晶表示装置は、バックライトを有さず、外光を表示に利用するための反射板を備えること、及び、液晶層の厚みが実施形態１の液晶層の厚みの略半分となっていること以外は、実施形態１～３の液晶表示装置と同様である。
すなわち、実施形態４の液晶表示装置には、液晶セルとして垂直配向（ＶＡ）セルが用いられ、液晶セル内の液晶層の観察面側に配置される位相差板としてλ／４位相差板が用いられている。実施形態４の液晶表示装置は、ノーマリブラックの反射型の液晶表示装置である。
図１５－１及び図１５－２は、実施形態４の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。図１５－１及び図１５－２に示すように、実施形態４の液晶表示装置は、背面側から観察面側に向かって、反射膜４１８、液晶層４２２、第一の粘着材４１４ａ、λ／４位相差板４１３、第二の粘着材４１４ｂ、第一の基体フィルム４１１ａ、直線偏光子４１２、第二の基体フィルム４１１ｂ、ＡＲ膜４１６をこの順に備える。実施形態４において反射膜４１８は、図１５－１に示されるように液晶セル４１５の内部に配置されていてもよいし、図１５－２に示されるように液晶セル４１５の外部に配置されていてもよい。
図１６及び図１７は、実施形態４の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図である。図１６は、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示し、図１７は、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。
非表示又は黒表示の場合、まず、外界から入射した光は直線偏光子（吸収軸：０°）を通って振動方向９０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通る際に左回りの円偏光に変換され、電圧の印加されていない液晶層をそのまま通り抜ける。続いて、その左回りの円偏光は反射膜の表面で反射して右回りの円偏光となり、電圧の印加されていない液晶層をそのまま通り抜ける。続いて、その右回りの円偏光は、λ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通り、振動方向０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）によって遮断される。こうして、非表示又は黒表示が得られる。
白表示の場合、まず、外界から入射した光は直線偏光子（吸収軸：０°）を通って振動方向９０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通る際に左回りの円偏光に変換され、液晶層を通り抜けるが、液晶層には電圧が印加されているのでλ／４分の位相差が付与され、振動方向０°の直線偏光となる。続いて、その直線偏光は反射膜の表面で反射し、電圧が印加された液晶層を通り抜ける際に左回りの円偏光へと変換される。続いて、その左回りの円偏光はλ／４位相差板（遅相軸：４５°）を通り、振動方向９０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）を通りぬけ、表示光として外界へ出射される。こうして、白表示が得られる。
このように反射型の液晶表示装置であっても、表面反射及び内部反射を低減するとともに、青色の色付きが抑制され、全体として無彩色（ニュートラル）に近い表示を得ることができる。
以上、実施形態１～３においてλ／４位相差板を備える透過型のＶＡモードの液晶表示パネルを、実施形態４においてλ／４位相差板を備える反射型のＶＡモードの液晶表示パネルを説明したが、本発明は、これらの両方の特徴を備える半透過型の液晶表示パネルとしてもよい。
実施形態５
実施形態５の液晶表示装置は、液晶セルとして垂直配向（ＶＡ）セルを用いず、面内スイッチング（ＩＰＳ）セルを用いていること、及び、λ／４位相差板を用いず、λ／２位相差板を用いていること以外は、実施形態４の液晶表示装置と同様である。λ／２位相差板は、直線偏光に対しては振動方向をλ／２位相差板の遅相軸を中心として対称な方向に変換する機能を有する。
すなわち、実施形態５の液晶表示装置には、液晶セルとして面内スイッチング（ＩＰＳ）セルが用いられ、液晶セルの観察面側に配置される位相差板としてλ／２位相差板が用いられている。また、実施形態５の液晶表示装置は、ノーマリブラックの反射型の液晶表示装置である。
図１８－１～図１８－３は、実施形態５の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。図１８－１及び図１８－２は、背面側から観察面側に向かって、反射膜５１８、液晶層５２２、λ／２位相差板５１９、粘着材５１４、第一の基体フィルム５１１ａ、直線偏光子５１２、第二の基体フィルム５１１ｂ、及び、ＡＲ膜５１６をこの順に備える構成を示し、図１８－３は、背面側から観察面側に向かって、反射膜５１８、液晶セル５１５（液晶層５２２を含む。）、粘着材５１４、λ／２位相差板５１９、直線偏光子５１２、基体フィルム５１１、及び、ＡＲ膜５１６をこの順に備える構成を示している。また、図１８－１は、反射膜５１８及びλ／２位相差板５１９のいずれもが液晶セル５１５の内部に配置されている構成を示し、図１８－２は、λ／２位相差板５１９が液晶セル５１５の内部に配置され、反射膜５１８が液晶セル５１５の外部に配置されている構成を示し、図１８－３は、反射膜５１８及びλ／２位相差板５１９のいずれもが液晶セル５１５の外部に配置されている構成を示している。
図１９及び図２０は、実施形態５の液晶表示装置の表示光の偏光状態を示す概略図である。図１９は、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示し、図２０は、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。
非表示又は黒表示の場合、まず、外界から入射した光は直線偏光子（吸収軸：０°）を通って振動方向９０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／２位相差板（遅相軸：１１２．５°）を通る際に振動方向１３５°の直線偏光に変換され、電圧の印加されていない液晶層（遅相軸０°）を通り抜ける際に右回りの円偏光に変換される。続いて、その右回りの円偏光は反射膜の表面で反射する際に左回りの円偏光に変換され、電圧の印加されていない液晶層（遅相軸０°）を通り抜ける際に振動方向４５°の直線偏光に変換される。続いて、その直線偏光は、λ／２位相差板（遅相軸：１１２．５°）を通り、振動方向０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）によって遮断される。こうして、非表示又は黒表示が得られる。
白表示の場合、まず、外界から入射した光は直線偏光子（吸収軸：０°）を通って振動方向９０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光はλ／２位相差板（遅相軸：１１２．５°）を通る際に振動方向１３５°の直線偏光に変換され、電圧の印加された液晶層（遅相軸４５°）を通り抜けても振動方向１３５°の直線偏光のまま維持される。続いて、その直線偏光は反射膜の表面で反射し、電圧が印加された液晶層をそのまま通り抜け、λ／２位相差板（遅相軸：１１２．５°）を通る際に、振動方向９０°の直線偏光に変換され、直線偏光子（吸収軸：０°）を通りぬけ、表示光として外界へ出射される。こうして、白表示が得られる。
これは、実施形態１における液晶表示パネルの内部で反射した光の反射率を低減する原理と同様の原理である。図２１は、λ／２位相差板を有するＩＰＳモードの液晶表示装置のパネル内部で反射した光の偏光状態を示す断面模式図であり、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示す。図２１に示すように、液晶表示パネルの内部に入射してきた光は、液晶セル５１５が備える電極５５１等で反射する。
直線偏光がλ／２位相差板５１９及び液晶層５２２に入射すると、その直線偏光は円偏光へと変換され、円偏光が電極５５１の表面で反射すると、逆回りの円偏光に変換される。すなわち、λ／２位相差板と液晶層（ＩＰＳモード）の組み合わせが、実施形態１におけるλ／４位相差板と液晶層（ＶＡモード）の組み合わせと同様の機能を果たすことになる。つまり、ＩＰＳモードの液晶層５２２の外界側にλ／２位相差板５１９を配置すれば、理論的には、外光が液晶表示パネルに入射し、内部反射が起こったとしても映り込みには寄与しない。
しかしながら、実施形態１の場合と同様に、パネル内部反射の反射スペクトルは、ボトム波長約５８０ｎｍから外れるにつれ反射率が増加し、黒表示時に青色の色付きが発生しやすい。そこで、実施形態５においては、ＡＲフィルムの反射スペクトルに着目し、ＡＲフィルムの構成に工夫を加えることで、表面反射及び内部反射を含む液晶表示装置の構造全体に基づく反射スペクトルの調節を行っている。
実施形態５で用いるＡＲフィルムは、実施形態１で用いたＡＲフィルムと同様のものを用いることができる。これにより、表面反射及び内部反射を低減するとともに、青色の色付きが抑制され、全体として無彩色（ニュートラル）に近い表示を得ることができる。
実施形態６
実施形態６の液晶表示装置は、反射表示を行う領域のみならず、透過表示を行う領域を有すること以外は、実施形態５の液晶表示装置と同様である。
すなわち、実施形態６の液晶表示装置は、液晶セルとして面内スイッチング配向（ＩＰＳ）セルが用いられたノーマリブラックの半透過型の液晶表示装置である。反射領域においては液晶セルの観察面側に配置される位相差板としてλ／２位相差板が用いられ、透過領域においてはλ／２位相差板が配置されていない。
実施形態６の液晶表示装置の反射領域における構成は、実施形態５の液晶表示装置の構成と同様である。
図２２－１及び図２２－２は、実施形態６の液晶表示装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。図２２－１及び図２２－２に示すように、実施形態６の液晶表示装置は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの２種類の表示領域を有する。図２２－１で示される構成では、表示領域Ｔにおいては、背面側から観察面側に向かって、バックライト６１７及び液晶表示パネル６１０をこの順に有し、液晶表示パネル６１０は、背面側から観察面側に向かって、第一の基体フィルム６１１ａ、第一の直線偏光子６１２ａ、第二の基体フィルム６１１ｂ、第一の粘着材６１４ａ、液晶セル６１５、第二の粘着材６１４ｂ、第三の基体フィルム６１１ｃ、第二の直線偏光子６１２ｂ、第四の基体フィルム６１１ｄ、ＡＲ膜６１６をこの順に備える。一方、反射領域Ｒにおいては、更に液晶セル６１５内に反射膜６１８及びλ／２位相差板６１９を、液晶層６２２を間に挟む形で有している。また、図２２－２で示される構成では、図２２－１で示される構成に加え、更に粘着材６１４ｃ及び視角補償フィルム（位相差フィルム）６２０が、液晶セル６１５の背面側に配置される。視角補償フィルム６２０は、λ／４位相差板ではなく、面内位相差値及び厚み方向位相差値が規定された位相差板である。
図２３及び図２４は、実施形態６の液晶表示装置の透過表示光の偏光状態を示す概略図である。図２３は、非表示時（電圧ＯＦＦ時）又は黒表示時（電圧ＯＮ時）を示し、図２４は、白表示時（電圧ＯＮ時）を示す。
非表示又は黒表示の場合、まず、光源から出射した光は直線偏光子（吸収軸：９０°）を通って振動方向９０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光は電圧の印加されていない液晶層（遅相軸０°）をそのまま通り抜け、直線偏光子（吸収軸：０°）によって遮断される。こうして、黒表示が得られる。
白表示の場合、まず、光源から出射した光は直線偏光子（吸収軸：９０°）を通って振動方向０°の直線偏光となる。続いてその直線偏光は液晶層（遅相軸：４５°）を通る際にλ／２分の位相差が付与され、振動方向９０°の直線偏光に変換される。続いてその直線偏光は、直線偏光子（吸収軸：０°）を通りぬけ、表示光として外界へ出射される。こうして、白表示が得られる。
実施形態６で用いるＡＲフィルムは、実施形態１で用いたＡＲフィルムと同様のものを用いることができる。これにより、表面反射及び内部反射を低減するとともに、青色の色付きが抑制され、全体として無彩色（ニュートラル）に近い表示を得ることができる。
なお、本願は、２０１０年１０月１日に出願された日本国特許出願２０１０－２２３５４７号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
１１０，２１０，３１０，６１０：液晶表示パネル
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１６１ａ，１６１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ，３１１ｄ，４１１ａ，４１１ｂ，５１１，５１１ａ，５１１ｂ，６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ：基体フィルム
１１２ａ，１１２ｂ，１６２，２１２ａ，２１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ，４１２，５１２，６１２ａ，６１２ｂ：直線偏光子
１１３ａ，１１３ｂ，１６３，２１３ａ，２１３ｂ，３１３ａ，３１３ｂ，４１３：λ／４位相差板
１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１６４ａ，１６４ｂ，２１４ａ，２１４ｂ，３１４ａ，３１４ｂ，４１４ａ，４１４ｂ，５１４，６１４ａ，６１４ｂ，６１４ｃ：粘着材
１１５，２１５，３１５，４１５，５１５，６１５：液晶セル
１１６，１６６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６：ＡＲ膜
１１７，２１７，３１７，６１７：バックライト
１２１：アレイ基板
１２２：対向基板
１２３，１５２，１７３，３２２，４２２，５２２，６２２：液晶層
１３１，１４１：絶縁基板
１３２：ゲート電極
１３３：半導体層
１３４：ソース電極
１３５：ドレイン電極
１３６：画素電極
１３７：ＴＦＴ
１３８ａ，１３８ｂ：絶縁膜
１３９：コンタクト部
１４２：対向電極
１５１，１７２，５５１：各種電極
１７１，１７１ａ，１７１ｂ：ガラス基板
１８１：黒ビニールテープ
３１８，４１８，５１８，６１８：反射膜
４１９，５１９，６１９：λ／２位相差板
６２０：視角補償フィルム

Claims (4)

  1. 液晶セルと、該液晶セル上に、観察面側に向かってλ／４位相差板又はλ／２位相差板と、直線偏光子と、反射防止フィルムとをこの順に備える液晶表示装置であり、
    該反射防止フィルムは、積層膜を有し、光の干渉により反射を低減させる光干渉フィルムであり、
    該反射防止フィルムの表面で反射する光の拡散反射率の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が２％以下であり、かつ波長４８０～５８０ｎｍの範囲における最大値が最小値の３倍未満である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記液晶セルは、垂直配向セルであり、かつ液晶セル上にλ／４位相差板を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 前記液晶セルは、面内スイッチング配向セルであり、かつ液晶セル上にλ／２位相差板を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  4. 前記液晶表示装置は、前記反射防止フィルムの表面で反射する光、及び、前記反射防止フィルムよりも内部で反射した光を足し合わせた光の、波長４８０～５８０ｎｍの範囲における拡散反射率の最大値が２．５％以下であり、かつ波長４８０～５８０ｎｍの範囲における拡散反射率の最大値が最小値の３倍未満であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9638953B2 (en) 2013-08-12 2017-05-02 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device
JP2018060148A (ja) * 2016-03-31 2018-04-12 住友化学株式会社 偏光板のセット及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置
JP2018060151A (ja) * 2016-05-27 2018-04-12 住友化学株式会社 Ｉｐｓモード用の偏光板のセット及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105353430B (zh) * 2015-11-17 2017-12-15 惠州Tcl移动通信有限公司 一种显示屏及其抗反射涂层
WO2017170019A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 住友化学株式会社 偏光板のセット及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置
JP2020085931A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 シャープ株式会社 液晶表示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003228047A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示装置および光学積層体
JP2007233215A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Nippon Zeon Co Ltd 偏光板
JP2008102289A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
JP2008241790A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
JP2009265658A (ja) * 2008-04-03 2009-11-12 Dainippon Printing Co Ltd 光学フィルム、及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003228047A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示装置および光学積層体
JP2007233215A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Nippon Zeon Co Ltd 偏光板
JP2008102289A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
JP2008241790A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Seiko Epson Corp 電気光学装置及び電子機器
JP2009265658A (ja) * 2008-04-03 2009-11-12 Dainippon Printing Co Ltd 光学フィルム、及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9638953B2 (en) 2013-08-12 2017-05-02 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device
JP2018060148A (ja) * 2016-03-31 2018-04-12 住友化学株式会社 偏光板のセット及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置
JP2018060151A (ja) * 2016-05-27 2018-04-12 住友化学株式会社 Ｉｐｓモード用の偏光板のセット及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置

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