WO2012111516A1 - 液晶ディスプレイ - Google Patents

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WO2012111516A1
WO2012111516A1 PCT/JP2012/052915 JP2012052915W WO2012111516A1 WO 2012111516 A1 WO2012111516 A1 WO 2012111516A1 JP 2012052915 W JP2012052915 W JP 2012052915W WO 2012111516 A1 WO2012111516 A1 WO 2012111516A1
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plate
crystal display
base film
crystal panel
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一義 櫻木
坂井 彰
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シャープ株式会社
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    • G02F2201/50Protective arrangements
    • G02F2201/503Arrangements improving the resistance to shock

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display including a front plate.
  • a liquid crystal display is a device that displays characters and images using the electro-optical characteristics of liquid crystal molecules, and is widely used in devices such as mobile phones, notebook computers, and liquid crystal televisions.
  • liquid crystal displays have become larger in screen, and attention has been paid particularly to applications such as digital signage as displays used outdoors or semi-outdoors.
  • a protective plate for protecting the liquid crystal panel or a touch panel having a protective function is often provided on the front side of the liquid crystal panel, that is, the viewer side. .
  • the conventional liquid crystal display includes a liquid crystal panel 1110 and a protective plate 1121 provided on the viewer side of the liquid crystal panel 1110.
  • the liquid crystal panel 1110 includes a pair of polarizing plates 1112 and 1117.
  • the low reflection films 1127 and 1128 are provided on the observer side and the liquid crystal panel 1110 side of the protective plate 1121, respectively, and the low reflection film 1118 is provided on the observer side of the polarizing plate 1117.
  • Another method is to fill the air layer between the protective plate 1121 and the liquid crystal panel 1110 with a resin.
  • reflection of external light that degrades display quality also occurs inside the liquid crystal panel.
  • a wiring metal film or a pixel electrode ITO indium tin oxide, refractive index is approximately 2.0
  • a glass substrate indium tin oxide, refractive index is approximately 2.0
  • the difference in refractive index is large. Therefore, external light is reflected at the interface formed by these.
  • a technique using a circularly polarizing plate is disclosed in order to reduce reflection of external light generated inside the light emitting element (see, for example, Patent Document 3). ).
  • the linear polarizing plate usually includes a linear polarizing element and a protective film (for example, a TAC film) for protecting the linear polarizing element.
  • the protective film usually includes ultraviolet light. Absorber is mixed.
  • the polarizing layer and the ⁇ / 4 plate provided on the optical plate are exposed to the outside environment. Therefore, the polarizing layer and the ⁇ / 4 plate are easily deteriorated due to the influence of ultraviolet rays, temperature, humidity, water contact, and dirt adhesion. That is, the period during which the performance as a display can be maintained is shortened. Further, when the plastic layer provided on the optical plate has a phase difference, the contrast may be lowered. It is also conceivable to use tempered glass instead of the plastic layer. However, as a result of investigations by the present inventors, it was found that there is stress inside the tempered glass, and therefore the tempered glass exhibits birefringence.
  • Patent Document 3 instead of obtaining the antireflection effect by the circularly polarizing plate, the white luminance of the EL display is greatly reduced.
  • the white luminance when the circularly polarizing plate is not used is 100
  • the white luminance when the circularly polarizing plate is used depends on the transmittance of the circularly polarizing plate, but actually decreases to about 43.
  • Patent Document 3 it is assumed that an ideal polarizing plate is used, and the white luminance is set to 50.
  • 4A and 5 of Patent Document 3 disclose a structure in which an antireflection film is disposed on a ⁇ / 4 plate.
  • Patent Document 3 describes that a hard coat layer may be formed on the base of the antireflection film in order to improve the scratch resistance.
  • the softness of the ⁇ / 4 plate is still scratch resistant. It is not practical because it adversely affects sex.
  • the pencil hardness when a hard coat layer is formed on a ZEONOR ⁇ / 4 plate is HB or less, but the level at which handling is easy is 3H or more.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display having excellent durability and visibility, high contrast, and a wide viewing angle.
  • the inventors of the present invention have studied various liquid crystal displays that are excellent in durability and visibility, and have a high contrast and a wide viewing angle. Then, the liquid crystal panel and the front plate are arranged to face each other through the air layer, and the front plate is provided with a protective plate, a linearly polarizing element, and a ⁇ / 4 plate.
  • a vertical alignment mode liquid crystal cell is used as the liquid crystal cell of the liquid crystal panel, the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate is set to 1 ⁇ NZ, and the liquid crystal cell and the linear polarizing element of the front plate.
  • an aspect of the present invention is a liquid crystal display including a liquid crystal panel having a liquid crystal cell, and a front plate disposed on an observer side of the liquid crystal panel via an air layer, wherein the front plate is protected A plate, a linearly polarizing element disposed on the liquid crystal panel side of the protective plate, and a ⁇ / 4 plate disposed on the liquid crystal panel side of the linearly polarizing element, the liquid crystal cell having a vertical alignment mode ⁇ / 4 plate has a NZ coefficient satisfying 1 ⁇ NZ and no other linearly polarizing element is provided between the liquid crystal cell and the linearly polarizing element (hereinafter referred to as the present liquid crystal cell). It is also called a liquid crystal display of the invention.
  • the configuration of the liquid crystal display of the present invention is not particularly limited by other components as long as such components are essential.
  • the preferable form in the liquid crystal display of this invention is demonstrated in detail below.
  • the various forms shown below may be combined as appropriate, and a form in which the following two or more preferred forms are combined with each other is also one of the preferred forms.
  • the front plate preferably has an antireflection layer on the observer side of the protective plate. Thereby, reflection of external light on the surface on the viewer side of the front plate can be reduced.
  • the protective plate is preferably formed using an inorganic material, and the antireflection layer (antireflection layer disposed on the observer side of the protective plate) is preferably provided directly on the protective plate.
  • the choice of the material of an antireflection layer increases, for example, an inorganic material can be selected. Therefore, deterioration of the antireflection layer can be reduced.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate preferably satisfies NZ ⁇ 2.
  • the front plate further includes an antireflection layer disposed on the liquid crystal panel side of the ⁇ / 4 plate.
  • the liquid crystal panel further includes an antireflection layer disposed on the front plate side of the liquid crystal cell.
  • the front plate further includes a first antireflection layer disposed on the liquid crystal panel side of the ⁇ / 4 plate, and the liquid crystal panel is disposed on the front plate side of the liquid crystal cell.
  • a second antireflection layer is further disposed.
  • the front plate further has a base film and is disposed on the liquid crystal panel side of the ⁇ / 4 plate.
  • the antireflection layer formed is preferably formed on the base film, and in the mode (2), the liquid crystal panel further includes a base film, and is on the front plate side of the liquid crystal cell.
  • the disposed antireflection layer is preferably formed on the base film, and in the aspect (3), the front plate further includes a first base film, and the first reflection
  • the prevention layer is formed on the first base film
  • the liquid crystal panel further includes a second base film
  • the second antireflection layer is on the second base film. Preferably it is formed.
  • the in-plane retardation of the substrate film is 10 nm or less, and the thickness direction retardation of the substrate film is 20 nm. As mentioned above, it is preferable that it is 80 nm or less.
  • the in-plane phase difference of the said 1st base film and the said 2nd base film is 10 nm or less respectively, and said 1st group
  • the thickness direction retardation of the material film and the second base film is preferably 20 nm or more and 80 nm or less, respectively.
  • the base film is preferably formed using triacetyl cellulose.
  • the first base film The second substrate film is preferably formed using triacetyl cellulose.
  • the phase difference of the first base film may be the same as or different from the phase difference of the second base film, but usually both are substantially the same.
  • the difference in in-plane retardation between the two may be 1 nm or less (preferably 0.1 nm or less), and the difference in thickness direction retardation between the two is 1 nm or less. (Preferably 0.1 nm or less).
  • the linearly polarizing element and the ⁇ / 4 plate may be a first linearly polarizing element and a first ⁇ / 4 plate, respectively, and the liquid crystal panel is disposed on the back side of the liquid crystal cell.
  • the second ⁇ / 4 plate and a second linearly polarizing element disposed on the back side of the second ⁇ / 4 plate may further include the second ⁇ / 4 plate.
  • the NZ coefficient may be substantially equal to the NZ coefficient of the first ⁇ / 4 plate.
  • the thickness direction retardation of the liquid crystal cell is preferably 260 to 320 nm (more preferably 290 to 310 nm) when displaying black (when displaying the lowest gradation). Thereby, high transmittance can be realized in the transmission type.
  • the liquid crystal display of the present invention may be a reflective liquid crystal display.
  • the thickness direction retardation of the liquid crystal cell is preferably 130 to 160 nm (more preferably 145 to 155 nm) during black display, and is semi-transmissive
  • the thickness direction retardation of the liquid crystal cell is 260 to 320 nm (more preferably 290 to 310 nm) in the transmissive region and 130 to 160 nm (more preferably 145 to 320) in the reflective region when displaying black. 155 nm).
  • the front plate preferably further includes a ⁇ / 4 plate disposed closer to the viewer than the linearly polarizing element (first linearly polarizing element). Accordingly, the liquid crystal display of the present invention can be used as a display for an active shutter glasses type stereoscopic image recognition system. Moreover, even if the observer's viewpoint and / or the inclination of the face change, it is possible to suppress the screen brightness from being lowered. Furthermore, a bright stereoscopic video display can be obtained without increasing power consumption.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the liquid crystal display according to the first embodiment, and is a diagram for explaining an external light antireflection mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the liquid crystal display according to the first embodiment and is a diagram for explaining the contrast according to the first embodiment.
  • It is a cross-sectional schematic diagram which shows the liquid crystal display of the comparative form 2.
  • It is a cross-sectional schematic diagram which shows the liquid crystal display of the comparative form 2, and is a figure for demonstrating the contrast of the comparative form 2.
  • FIG. The upper part is a schematic cross-sectional view showing the simulation model M1 according to the comparative example 1, the simulation models M2 and M3 according to the comparative example 2, and the simulation model M4 according to the first embodiment.
  • the lower part shows an isoluminal contour diagram of the simulation models M1 to M4.
  • 6 is a graph showing the azimuth dependency of black display luminance at a polar angle of 60 ° in simulation models M1 to M4.
  • 6 is a graph showing polar angle dependence of black display luminance at an azimuth angle of 75 ° for simulation models M1 to M4.
  • the upper part is a schematic cross-sectional view showing simulation models M4 to M8 according to the first embodiment.
  • the lower part shows an isoluminance contour diagram of the simulation models M4 to M8.
  • FIG. 6 is a graph showing the azimuth dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° in simulation models M4 to M8.
  • 7 is a graph showing polar angle dependence of black display luminance at an azimuth angle of 75 ° for simulation models M4 to M8.
  • the upper part is a schematic cross-sectional view showing the simulation model M9 according to the comparative example 2 and the simulation models M10 to M13 according to the first embodiment.
  • the lower part shows an isoluminance contour diagram of the simulation models M9 to M13.
  • 10 is a graph showing the azimuth angle dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° in the simulation models M9 to M13 when the Rth of the liquid crystal cell is set to 260 nm.
  • 6 is a graph showing the azimuth angle dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° in simulation models M9 to M13 when Rth of the liquid crystal cell is set to 290 nm.
  • 6 is a graph showing the azimuth angle dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° in simulation models M9 to M13 when Rth of the liquid crystal cell is set to 320 nm.
  • the simulation model M4 shows the result of calculating the transmittance during white display while changing the Rth of the liquid crystal cell.
  • 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display according to Embodiment 2.
  • 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the liquid crystal display according to the first embodiment, and is a view for explaining multiple reflection in the first embodiment. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the liquid crystal display of the comparative form 3.
  • the upper part is a schematic cross-sectional view showing the simulation model M4 according to the first embodiment, the simulation models M14 and M15 according to the comparative embodiment 3, and the simulation model M16 according to the second embodiment.
  • the lower row shows isoluminance contour diagrams of the simulation models M4 and M14 to M16.
  • 6 is a graph showing the azimuth angle dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° for simulation models M4 and M14 to M16.
  • 6 is a graph showing polar angle dependence of black display luminance at an azimuth angle of 75 ° for simulation models M4 and M14 to M16.
  • the upper part is a schematic cross-sectional view showing simulation models M4 and M17 according to the first embodiment and simulation models M16 and M18 according to the second embodiment.
  • the lower row shows isoluminance contour diagrams of the simulation models M4 and M16 to M18.
  • 7 is a graph showing the azimuth angle dependence of black display luminance at a polar angle of 60 ° for simulation models M4 and M16 to M18.
  • 6 is a graph showing polar angle dependence of black display luminance at an azimuth angle of 75 ° for simulation models M4 and M16 to M18.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display of Embodiment 4.
  • FIG. The upper part is a schematic cross-sectional view showing a simulation model M4 according to the first embodiment, a simulation model M16 according to the second embodiment, a simulation model M19 according to the third embodiment, and a simulation model M20 according to the fourth embodiment.
  • the lower part shows isoluminance contour diagrams of the simulation models M4, M16, M19, and M20. It is a graph which shows the azimuth angle dependence of the black display brightness
  • the upper part is a schematic cross-sectional view showing simulation models M21 and M22 according to the second embodiment, simulation models M23 and M24 according to the third embodiment, and simulation models M25 and M26 according to the fourth embodiment.
  • the lower part shows an isoluminance contour diagram of the simulation models M21 to M26.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display of Embodiment 5.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display of Embodiment 6.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the conventional liquid crystal display. It is a cross-sectional schematic diagram which shows another conventional liquid crystal display.
  • the opposite side of the observer (screen) is defined as the back side.
  • the azimuth (azimuth angle) of the liquid crystal display is based on the 3 o'clock direction as viewed from the observer (0 ° azimuth) when the observer looks at the screen of the display, and counterclockwise is positive. It is prescribed.
  • the linearly polarizing element has a function of extracting polarized light (linearly polarized light) that vibrates only in a specific direction from non-polarized light (natural light), partially polarized light, or polarized light.
  • the contrast of the polarizing plate including the linearly polarizing element is not necessarily infinite, and may be 5000 or more (preferably 10,000 or more).
  • the term “linearly polarizing element” or “polarizing element” in this specification refers to only an element having a polarizing function without including a protective film.
  • the ⁇ / 4 plate is a layer having a retardation of approximately 1 ⁇ 4 wavelength with respect to light having a wavelength of at least 550 nm.
  • the in-plane retardation R of the ⁇ / 4 plate is ideally 137.5 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm, but may be 100 nm or more and 180 nm or less, and preferably 120 nm or more and 160 nm or less. 130 nm or more and 145 nm or less is more preferable.
  • the in-plane retardation R defines the main refractive index in the in-plane direction of the birefringent layer (including the liquid crystal cell and the ⁇ / 4 plate) as nx and ny, and the main refractive index in the out-of-plane direction (thickness direction).
  • nz is defined and the thickness of the birefringent layer is defined as d
  • the measurement wavelength of optical parameters such as phase difference and NZ coefficient is 550 nm unless otherwise specified.
  • a birefringent layer is a layer (film) having optical anisotropy.
  • the birefringent layer means that at least one of the in-plane retardation R and the absolute value of the thickness direction retardation Rth has a value of 10 nm or more, preferably from the viewpoint of sufficiently achieving the effects of the present invention. Means having a value of 20 nm or more.
  • the isotropic film means that both the in-plane retardation R and the absolute value of the thickness direction retardation Rth have a value of 10 nm or less, preferably 5 nm or less. Means.
  • the liquid crystal display 1 of the first embodiment is a transmissive liquid crystal display, and as shown in FIG. 1, a liquid crystal panel 10 and a front plate 20 provided on the viewer side of the liquid crystal panel 10 via an air layer 40. And a backlight unit 30 provided on the back side of the liquid crystal panel 10.
  • the liquid crystal panel 10 and the front plate 20 are bonded to each other by a sealing material provided around the display area (frame area).
  • the front plate 20 is a transparent member disposed on the viewer side of the screen of the liquid crystal panel 10, that is, in front of the screen, and is disposed so as to cover the screen (display area) of the liquid crystal panel 10.
  • the front plate 20 includes a protection plate 21, a polarizing plate 22 disposed on the liquid crystal panel 10 side of the protection plate 21, and a low reflection layer (antireflection layer) 26 disposed on the observer side of the protection plate 21. .
  • the polarizing plate 22 is affixed to the protective plate 21 via an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the polarizing plate 22 is preferably affixed to the protective plate 21 through an adhesive layer or adhesive layer 29 containing an ultraviolet absorber. Thereby, deterioration by the ultraviolet rays of the linearly polarizing elements 14 and 24 and the protective films 23 and 13 such as a triacetyl cellulose (TAC) film, which will be described later, can be reduced.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the adhesive has a very strong adhesive force, while the pressure-sensitive adhesive has a weaker adhesive force than the adhesive.
  • the material of the adhesive and the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, and examples thereof include acrylic materials.
  • the protection plate 21 is a colorless and transparent base material for protecting the liquid crystal panel 10 from various impacts.
  • a material of the protective plate 21 a material having high transparency and high mechanical strength is preferable.
  • examples include inorganic materials such as glass and tempered glass, and organic materials such as polycarbonate resin and acrylic resin. Among these, inorganic materials are preferable. It is.
  • the polarizing plate 22 has a protective film 23 such as a triacetyl cellulose (TAC) film, a linearly polarizing element 24, and a ⁇ / 4 plate 25, and these members are laminated in this order from the protective plate 21 side. Yes.
  • a protective film 23 such as a triacetyl cellulose (TAC) film
  • a linearly polarizing element 24 and a ⁇ / 4 plate 25, and these members are laminated in this order from the protective plate 21 side. Yes.
  • TAC triacetyl cellulose
  • Each of the protective film 23 and the ⁇ / 4 plate 25 is attached to the linearly polarizing element 24 via an adhesive layer (not shown).
  • the polarizing plate 22 functions as a circularly polarizing plate, and the angle formed by the transmission axis of the linearly polarizing element 24 and the in-plane slow axis of the ⁇ / 4 plate 25 is 40 ° or more and 50 ° or less, and 42 °
  • the angle is preferably 48 ° or less, more preferably 44 ° or more and 46 ° or less.
  • a general ⁇ / 4 plate is formed by uniaxially stretching a film and has a NZ coefficient of 1, but the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 is larger than 1 and 1.2 or more. Is more preferable and 1.3 or more is more preferable. Thereby, in a wide viewing angle range, light leakage during black display can be reduced and the contrast can be increased. That is, viewing angle characteristics can be improved.
  • the upper limit of the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 is not particularly limited, but is preferably 2 or less from the viewpoint of easily manufacturing the ⁇ / 4 plate 25.
  • a ⁇ / 4 plate having an NZ coefficient of 2 or less is easily available.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 exceeds 2, it is difficult to manufacture the ⁇ / 4 plate 25.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 is preferably 2 or less, more preferably 1.7 or less, and 1.6 More preferably, it is as follows.
  • the type of the low reflection layer 26 is not particularly limited, and examples thereof include an AR (Anti Reflection) layer having a low reflectance, an LR (Low Reflection) layer having a higher reflectance than the AR layer, and a moth-eye layer.
  • AR Anti Reflection
  • LR Low Reflection
  • the front plate 20 may further include a surface treatment layer such as a hard coat layer for preventing scratches and an AG (Anti Glare) layer for imparting antiglare properties.
  • a surface treatment layer such as a hard coat layer for preventing scratches and an AG (Anti Glare) layer for imparting antiglare properties.
  • the liquid crystal panel 10 includes a liquid crystal cell 11 and a polarizing plate 12 provided on the back side (backlight unit 30 side) of the liquid crystal cell 11.
  • the polarizing plate 12 is affixed to the liquid crystal cell 11 via an adhesive layer or an adhesive layer (not shown).
  • the liquid crystal cell 11 includes a pair of substrates (not shown) and a liquid crystal layer (not shown) sandwiched between the pair of substrates.
  • the display mode of the liquid crystal cell 11 is a vertical alignment (VA) mode, and the liquid crystal cell 11 performs black display by aligning liquid crystal molecules in the liquid crystal layer substantially perpendicular to the substrate surface.
  • Specific examples of the display mode of the liquid crystal cell 11 include, for example, a multi-domain VA (MVA) mode, a continuous pinwheel alignment (CPA) mode, a patterned VA (PVA) mode, a biased VA (BVA) mode, and a reverse TN. (RTN) mode, In Plane Switching-VA (IPS-VA) mode, and the like.
  • the pretilt angle of the liquid crystal layer is usually set to 5 ° or less when the major axis of the liquid crystal molecules is aligned in the normal direction of the substrate and defined as 0 °.
  • the pretilt angle is the tilt angle of the liquid crystal molecules when no voltage is applied, that is, the angle formed by the normal direction of the substrate and the major axis direction of the liquid crystal molecules.
  • the thickness direction retardation Rth ( ⁇ nd) of the liquid crystal cell 11 is set to 260 to 320 nm (preferably 290 to 310 nm). Thereby, the transmittance at the time of white display can be improved.
  • ⁇ n represents the birefringence anisotropy of the liquid crystal molecules
  • d represents the cell thickness.
  • the thickness direction retardation Rth of the liquid crystal cell 11 can be calculated from the product of ⁇ n and d.
  • the optimum NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 hardly changes depending on the thickness direction retardation Rth of the liquid crystal cell 11 during black display.
  • the driving method of the liquid crystal cell 11 is not particularly limited, and a simple matrix method (passive matrix method), a plasma addressing method, or the like may be used. Of these, a TFT method (active matrix method) is preferable.
  • the polarizing plate 12 includes a ⁇ / 4 plate 15, a linearly polarizing element 14, and a protective film 13 such as a triacetyl cellulose (TAC) film, and these members are laminated in this order from the liquid crystal cell 11 side. Yes.
  • a protective film 13 such as a triacetyl cellulose (TAC) film
  • TAC triacetyl cellulose
  • the polarizing plate 12 functions as a circularly polarizing plate, and the angle formed by the transmission axis of the linearly polarizing element 14 and the in-plane slow axis of the ⁇ / 4 plate 15 is 40 ° or more and 50 ° or less, and 42 °
  • the angle is preferably 48 ° or less, more preferably 44 ° or more and 46 ° or less.
  • the ⁇ / 4 plate 15 can be omitted.
  • the polarizing plates 12 and 22 are arranged in crossed Nicols. That is, the angle formed by the transmission axis of the linear polarization element 14 and the transmission axis of the linear polarization element 24 is set to approximately 90 ° (preferably 87 to 93 °, more preferably 89 to 91 °).
  • the arrangement relationship of the transmission axes of the polarizing plates 12 and 22 can be appropriately set according to the mode of the liquid crystal cell 11, and may be, for example, parallel Nicol.
  • the transmission axis of the linearly polarizing element 24 is set so as to substantially face the vertical direction when the screen of the liquid crystal display 1 is viewed from the front. More specifically, the transmission axis of the linearly polarizing element 24 is set in the range of 87 to 93 ° azimuth (preferably 89 to 91 ° azimuth).
  • linearly polarizing elements 14 and 24 examples include absorption linearly polarizing elements, and specific examples thereof include anisotropy such as an iodine complex typically having dichroism in a polyvinyl alcohol (PVA) film. Examples include materials obtained by adsorption orientation.
  • the ⁇ / 4 plates 15 and 25 also function as protective films that protect the linearly polarizing elements 14 and 24, respectively.
  • the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 15 and 25 are substantially equal to each other. Thereby, in the transmissive liquid crystal display 1, a high contrast and a wide viewing angle can be effectively realized. From such a viewpoint, the difference in the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 15 and 25 is preferably 0.1 or less, and more preferably 0.05 or less.
  • the material of the ⁇ / 4 plates 15 and 25 is not particularly limited, and for example, a stretched polymer film can be used.
  • the polymer include materials having a positive intrinsic birefringence, and more specifically, for example, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene, polyvinyl alcohol, norbornene, triacetylcellulose, diacylcellulose, and the like. Is mentioned.
  • the adhesive layer or adhesive layer 29 with an ultraviolet absorber the ultraviolet absorber does not have to be mixed into the ⁇ / 4 plates 15 and 25.
  • (lambda) / 4 board 15 and 25 comprise a circularly-polarizing plate with the linearly polarizing elements 14 and 24, respectively. Therefore, the ⁇ / 4 plates 15 and 25 are laminated on the linear polarizing elements 14 and 24 so that the in-plane slow axis forms a relative angle of approximately 45 ° with the transmission axis of the linear polarizing elements 14 and 24, respectively. . Therefore, it is particularly preferable that the ⁇ / 4 plates 15 and 25 are formed using an oblique stretching method in which stretching and orientation is performed in an oblique direction with respect to the flow direction of the roll film.
  • the ⁇ / 4 plates 15 and 25 are preferably adjacent to the linearly polarizing elements 14 and 24, respectively. That is, it is preferable that no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 15 and the linearly polarizing element 14, and no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 25 and the linearly polarizing element 24. It is preferable. Accordingly, a desired circularly polarizing plate can be easily configured by the ⁇ / 4 plate 15 and the linearly polarizing element 14, and a desired circularly polarizing plate can be easily configured by the ⁇ / 4 plate 25 and the linearly polarizing element 24.
  • an isotropic film may be disposed between at least one of the ⁇ / 4 plate 15 and the linearly polarizing element 14 and between the ⁇ / 4 plate 25 and the linearly polarizing element 24.
  • the slow axis of the birefringent layer is substantially parallel to the transmission axis of the linearly polarizing element 14 or By setting the direction to be substantially orthogonal, the birefringence function of the birefringent layer is substantially invalidated, and no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 15 and the linearly polarizing element 14 Similar effects can be obtained.
  • the slow axis of the birefringent layer is substantially parallel to the transmission axis of the linearly polarizing element 24.
  • the birefringence function of the birefringent layer is substantially invalidated by setting the direction substantially orthogonal, and no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 25 and the linearly polarizing element 24. The same effect can be obtained.
  • substantially parallel means that the angle between both axes is preferably in the range of 0 ° ⁇ 3 °, more preferably in the range of 0 ° ⁇ 1 °, Is preferably in the range of 90 ° ⁇ 3 °, more preferably in the range of 90 ° ⁇ 1 °.
  • the backlight unit 30 may be a direct type or an edge light type.
  • the liquid crystal display 1 may be a transflective or reflective liquid crystal display. In the case of a reflective type, the backlight unit 30 can be omitted.
  • the air layer 40 provides a space in which the front plate 20 is deformed when an external force is applied to the front plate 20.
  • the external force is dispersed and absorbed by the deformation of the front plate 20, and as a result, the liquid crystal panel 10 is protected.
  • the thickness of the air layer 40 can be appropriately set according to the use environment of the liquid crystal display 1. For example, if it is a semi-indoor with good environmental conditions (environment in which changes in temperature and humidity are small and abrasion resistance is not required), it may be a relatively small thickness (for example, 1 mm) used in mobile applications. . In addition, in the case of completely outdoor conditions with poor environmental conditions (environments in which changes in temperature and humidity are large and abrasion resistance is required), the liquid crystal panel 10 needs to be cooled, so that the thickness is sufficient for air to circulate (for example, 50 mm). ) Is preferably set.
  • An isotropic film may be present between the liquid crystal cell 11 and the polarizing plate 22. Further, there may be a birefringent layer between the liquid crystal cell 11 and the polarizing plate 22. In this case as well, the slow axis of the birefringent layer is substantially parallel or substantially orthogonal to the transmission axis of the linearly polarizing element 24. By substantially setting the birefringence function of the birefringent layer, the same effect as when no birefringent layer is provided between the liquid crystal cell 11 and the polarizing plate 22 is obtained. Can do.
  • substantially parallel means that the angle formed by both axes is preferably in the range of 0 ° ⁇ 3 °, more preferably in the range of 0 ° ⁇ 1 °, The angle formed by both axes is preferably in the range of 90 ° ⁇ 3 °, and more preferably in the range of 90 ° ⁇ 1 °.
  • the external light antireflection mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG. First, reflection of external light (hereinafter also referred to as cell surface reflection) at the interface between the liquid crystal cell 11 and the air layer 40 will be described.
  • External light (non-polarized light) incident on the liquid crystal display 1 from the observer side passes through the linearly polarizing element 24 and is converted into linearly polarized light.
  • This linearly polarized light passes through the ⁇ / 4 plate 25 and is converted into, for example, right circularly polarized light as viewed from the low reflection layer 26 side.
  • This right circularly polarized light is reflected on the surface of the liquid crystal cell 11.
  • the right circularly polarized light is converted into left circularly polarized light when viewed from the low reflection layer 26 side.
  • This left circularly polarized light passes through the ⁇ / 4 plate 25 again and is converted into linearly polarized light orthogonal to the transmission axis of the linearly polarizing element 24.
  • this linearly polarized light is absorbed by the linearly polarizing element 24, I can't go outside. In this way, the reflectance at the interface between the liquid crystal cell 11 and the air layer 40 can be made substantially zero.
  • reflection of external light at the interface between the ⁇ / 4 plate 25 and the air layer 40 is also absorbed by the linearly polarizing element 24 based on the same principle as cell surface reflection.
  • the reflection generated inside the liquid crystal cell 11 is also absorbed by the linearly polarizing element 24 on the same principle as the cell surface reflection.
  • a low reflection layer 26 is formed on the surface of the front plate 20 on the viewer side. Therefore, reflection on the surface can be reduced to 1.5 to 0.1%.
  • the low reflection layer 26 may be formed on an organic base film (for example, a plastic film), but is preferably formed directly on the protective plate 21.
  • an inorganic material such as glass can be used as the base material of the low reflection layer 26, that is, as the material of the protective plate 21. Therefore, an inorganic material (for example, an inorganic material manufactured by JSR) can be selected as the material of the low reflection layer 26. Therefore, resistance to the environment outside the low reflection layer 26 can be improved.
  • FIG. 3 shows a black display.
  • Non-polarized light incident on the liquid crystal panel 10 from the backlight unit 30 passes through the linearly polarizing element 14 and is converted into linearly polarized light.
  • This linearly polarized light passes through the ⁇ / 4 plate 15 and is converted into circularly polarized light.
  • This circularly polarized light passes through the liquid crystal cell 11 while maintaining its polarization state.
  • the circularly polarized light passes through the ⁇ / 4 plate 25 and is converted into linearly polarized light.
  • the in-plane slow axis of the ⁇ / 4 plate 25 is orthogonal to the in-plane slow axis of the ⁇ / 4 plate 15, and the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 15 and 25 are substantially equal to each other.
  • the vibration direction of the linearly polarized light that has passed through the four plates 25 is orthogonal to the transmission axis of the linearly polarizing element 24. That is, the polarization state of the linearly polarized light that has passed through the ⁇ / 4 plate 25 is substantially equal to the extinction position of the linearly polarizing element 24. As a result, this linearly polarized light is absorbed by the linearly polarizing element 24 and cannot go out.
  • the polarizing plate 22 is disposed between the protective plate 21 and the liquid crystal cell 11, and there is no member having a phase difference between the polarizing plates 12 and 22 except for the liquid crystal cell 11. Therefore, high contrast (for example, front contrast) can be maintained regardless of the material of the protective plate 21.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 is set to be larger than 1, light leakage during black display can be reduced and contrast can be increased in a wide viewing angle range.
  • the polarizing plate 22 is arrange
  • the polarizing plate 22 can be made hard to receive the influence of an external environment. Therefore, the period during which the performance of the liquid crystal display 1 as a display can be maintained can be extended.
  • this embodiment improves the transmittance compared to the technique described in Patent Document 1. can do. Specifically, compared with the technique described in Patent Document 1, the luminance during white display can be improved by 6 to 7%.
  • a general liquid crystal display usually performs display using at least one polarizing plate provided on the viewer side of the liquid crystal cell. Therefore, there is no fear that the transmittance of the liquid crystal display 1 of the present embodiment provided with the polarizing plate 22 is lower than the transmittance of a general liquid crystal display. On the other hand, as described above, in the technique of Patent Document 3, the white luminance of the EL display is significantly reduced.
  • the liquid crystal display 101 of this comparative embodiment is the same as the liquid crystal display 1 of the first embodiment except for the following points. As shown in FIG. 4, the liquid crystal display 101 of the comparative form 1 does not include the protective plate 21 and the low reflection layer 26. A polarizing plate 22 is attached to the liquid crystal cell 11 via an adhesive layer or an adhesive layer (not shown). The NZ coefficient of the ⁇ / 4 plates 15 and 25 is set to 1.0. Thus, the liquid crystal display 101 is a general circular polarization mode liquid crystal display.
  • the liquid crystal display 102 according to the second comparative example is the same as the liquid crystal display 1 according to the first embodiment except that a front plate 1020 is provided instead of the front plate 20.
  • the front plate 1020 includes a protective plate 21, a polarizing plate 22 disposed on the observer side of the protective plate 21, and a low reflection layer 26 disposed on the observer side of the polarizing plate 22.
  • the front plate 1020 is the same as the front plate 20 except that the arrangement order of the constituent members is different.
  • FIG. 6 shows a black display.
  • Non-polarized light incident on the liquid crystal panel 10 from the backlight unit 30 passes through the linearly polarizing element 14 and is converted into linearly polarized light.
  • This linearly polarized light passes through the ⁇ / 4 plate 15 and is converted into circularly polarized light.
  • This circularly polarized light passes through the liquid crystal cell 11 while maintaining its polarization state, and then passes through the protective plate 21.
  • the protective plate 21 has a phase difference (particularly an in-plane phase difference)
  • the polarization state of the circularly polarized light is disturbed, and the circularly polarized light is converted into elliptically polarized light.
  • This elliptically polarized light is not converted into linearly polarized light even though it passes through the ⁇ / 4 plate 25. Therefore, a part of the light from the backlight unit 30 leaks from the polarizing plate 22, and as a result, contrast (for example, front contrast) decreases.
  • the polarizing plate 22 is disposed closer to the observer side (outside) than the protective plate 21, the polarizing plate 22 is greatly affected by the outside environment. Therefore, it is difficult to maintain the performance of the liquid crystal display 102 as a display for a long time.
  • the low reflection layer 26 is formed on the protective film 23 such as a TAC film.
  • An organic base material such as a TAC film is deteriorated by receiving ultraviolet rays. Therefore, it is difficult to maintain the performance of the low reflection layer 26 for a long time.
  • the simulation model M1 related to the liquid crystal display 101 of the comparative form 1 the simulation models M2 and M3 related to the liquid crystal display 102 of the comparative form 2, and the simulation model M4 related to the liquid crystal display 1 of the first embodiment.
  • the absorption linear polarizing element 51, the ⁇ / 4 plate 52, the vertical alignment type liquid crystal cell 53, the ⁇ / 4 plate 54, and the absorption linear polarizing element 55 are stacked in this order.
  • a backlight unit (not shown) was disposed under the linear polarizing element 51.
  • the in-plane retardation R of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 was set to 138 nm, respectively, and the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 were set to 1.0, respectively.
  • the thickness direction retardation Rth of the liquid crystal cell 53 during black display was set to 320 nm.
  • the absorption axes of the linearly polarizing elements 51 and 55 were set to 90 ° azimuth and 0 ° azimuth, respectively, and the in-plane slow axes of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 were set to 135 ° azimuth and 45 ° azimuth, respectively.
  • the model M2 is the same as the model M1 according to the comparative example 1 except that an air layer 56 having a thickness of 100 mm is provided between the ⁇ / 4 plate 54 and the liquid crystal cell 53.
  • This model M2 assumes the case where there is no phase difference in the protective plate 21 in the comparative example 2.
  • the model M3 is the same as the model M2 except that an acrylic resin plate 57 is disposed on the air layer 56 side of the ⁇ / 4 plate 54.
  • This model M3 assumes a case where the protective plate 21 has a phase difference in the comparative example 2.
  • phase difference of a transparent acrylic resin plate (thickness 5 mm) manufactured by Mitsubishi Materials Corporation was measured, and the value was set as the phase difference of the acrylic resin plate 57.
  • the in-plane retardation R of the acrylic resin plate 57 was set to 0.5 nm
  • the thickness direction retardation Rth of the acrylic resin plate 57 was set to 45 nm.
  • the model M4 is the same as the model M2 according to the comparative example 1 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 1.6, respectively. Even in the first embodiment, the protective plate 21 may have a phase difference. However, since the protective plate 21 is disposed on the viewer side of the polarizing plate 22, the phase difference of the protective plate 21 affects the display quality. Absent. Therefore, the model M4 is not provided with a member such as an acrylic resin plate.
  • FIG. 7 shows an equiluminance contour diagram of the models M1 to M4.
  • FIG. 8 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance at a polar angle of 60 ° for the models M1 to M4.
  • FIG. 9 shows the polar angle dependence of the black display luminance at the azimuth angle of 75 ° of the models M1 to M4.
  • the black display luminance can be lowered in a wide viewing angle range, and the high contrast in the wide viewing angle range. It was found that can be realized. That is, the model M4 has a wider viewing angle than the models M1 to M3.
  • the acrylic resin plate 57 having a small in-plane retardation R is arranged in the model M3, it is considered that there is no significant difference in the black display luminance in the front direction between the model M3 and the M4 according to the first embodiment.
  • the model has a black display luminance in the front direction as compared with the model M4. It can be easily predicted that the front contrast will increase and decrease.
  • the 10 shows simulation models M4 to M8 related to the liquid crystal display 1 of the first embodiment.
  • the model M5 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • the model M6 is the same as the model M4 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 3.0, respectively.
  • the model M7 is the same as the model M4 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 4.0, respectively.
  • the model M8 is the same as the model M4 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 5.0, respectively.
  • FIG. 10 shows isoluminal contour diagrams of the models M4 to M8.
  • FIG. 11 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance at a polar angle of 60 ° for the models M4 to M8.
  • FIG. 12 shows the polar angle dependence of the black display luminance of the models M4 to M8 at the azimuth angle of 75 °.
  • the amount of light leakage is greater in the case where the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 is larger than 2 compared to the case where two such linear polarizing plates are used.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 changes, the direction with the largest light leakage also changes. For this reason, comparison in the same direction cannot be simply performed, but FIG. 12 is provided for reference.
  • the black display luminance was calculated by changing the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate and the thickness direction retardation Rth of the liquid crystal cell 53 during black display (also referred to as Rth of the liquid crystal cell 53). The results will be described.
  • the upper part of FIG. 13 shows a simulation model M9 related to the liquid crystal display 102 of the comparative example 2 and simulation models M10 to M13 related to the liquid crystal display 1 of the first embodiment.
  • the model M9 is the same as the model M2 according to the comparative example 2 except that the Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm, 290 nm, or 320 nm.
  • the model M10 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are respectively set to 1.3 and the Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm, 290 nm, or 320 nm. The same.
  • the model M11 is the same as the model M4 except that the Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm, 290 nm, or 320 nm.
  • the model M12 is the same as the model M5 according to the first embodiment except that the Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm, 290 nm, or 320 nm.
  • the model M13 is the same as the model M4 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.5 and the Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm, 290 nm, or 320 nm.
  • FIG. 13 shows contour contour diagrams of the models M9 to M13.
  • 14 to 16 show the azimuth angle dependency of the black display luminance at the polar angle of 60 ° in the models M9 to M13.
  • 14 shows a case where Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 260 nm
  • FIG. 15 shows a case where Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 290 nm
  • FIG. 16 shows a case where Rth of the liquid crystal cell 53 is set to 320 nm. Show.
  • FIG. 17 shows the result of calculating the transmittance at the time of white display while changing Rth ( ⁇ nd) of the liquid crystal cell 53 in the model M4 according to the first embodiment.
  • FIG. 17 shows the light transmittance at 550 nm. Since the wavelength dispersion of the liquid crystal cell 53 and the tilt of the liquid crystal molecules are not considered, a peak exists in the vicinity of 270 nm. However, in view of these, it can be said that it is more preferable to set the range of 290 to 310 nm.
  • the liquid crystal display 2 of the second embodiment is the same as the liquid crystal display 1 of the first embodiment except that a front plate 220 is provided instead of the front plate 20.
  • the front plate 220 is the same as the front plate 20 except for the following points.
  • the front plate 220 further includes a base film 227 and a low reflection layer (antireflection layer) 228 formed on the base film 227 in addition to the members included in the front plate 20.
  • the base film 227 is affixed to the polarizing plate 22 via an adhesive layer or an adhesive layer (not shown), and functions as a base for the low reflection layer 228.
  • the low reflection layer 228 is provided on the surface of the front plate 220 on the liquid crystal panel 10 side. Therefore, it is possible to effectively suppress the light that has exited the backlight unit 30 and passed through the liquid crystal panel 10 from being reflected by the surface of the front plate 220 on the liquid crystal panel 10 side. Therefore, it is possible to reduce display multiple reflections.
  • the kind of the low reflection layer 228 is not particularly limited, and examples thereof include an AR layer having a low reflectance, an LR layer having a higher reflectance than the AR layer, and a moth-eye layer.
  • the front plate 220 is very easy to handle as compared to the case where the low reflection layer 228 is formed on the ⁇ / 4 plate 25.
  • the in-plane retardation of the base film 227 is preferably 10 nm or less (more preferably 5 nm or less), and the thickness direction retardation of the base film 227 is 20 nm or more and 80 nm or less (more preferably 30 nm or more). 60 nm or less).
  • the viewing angle characteristics can be further improved.
  • the direction of the in-plane slow axis of the base film 227 is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the liquid crystal display 103 of the comparative form 3 is the same as the liquid crystal display 102 of the comparative form 1 except that a front plate 1120 is provided instead of the front plate 1020.
  • the front plate 1120 is the same as the front plate 1020 except for the following points.
  • the front plate 1120 further includes a base film 227 and a low reflection layer (antireflection layer) 228 formed on the base film 227 in addition to the members included in the front plate 1020.
  • the base film 227 is affixed to the protective plate 21 via an adhesive layer or an adhesive layer (not shown), and functions as a base for the low reflection layer 228.
  • the model M14 is the same as the model M2 according to the comparative example 2 except that the TAC film 58 is laminated on the air layer 56 side of the ⁇ / 4 plate 54.
  • the in-plane retardation R of the TAC film 58 was set to 0 nm, and the thickness direction retardation Rth of the TAC film 58 was set to 30 nm.
  • This model M14 assumes a case where there is no phase difference in the protective plate 21 in the comparative example 3. In addition, since the phase difference of the low reflection layer is usually small enough to be ignored, the low reflection layer is not provided in each model.
  • the model M15 is the same as the model M3 according to the comparative example 2 except that the TAC film 58 is laminated on the air layer 56 side of the acrylic resin plate 57.
  • This model M15 assumes a case where the protective plate 21 has a phase difference in the third comparative example.
  • the model M16 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the TAC film 58 is laminated on the air layer 56 side of the ⁇ / 4 plate 54.
  • FIG. 21 shows contour contour diagrams of models M4 and M14 to M16.
  • FIG. 22 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance of the models M4 and M14 to M16 at a polar angle of 60 °.
  • FIG. 23 shows the polar angle dependence of the black display luminance at the azimuth angle of 75 ° of the models M4 and M14 to M16.
  • the viewing angle characteristics can be improved by inserting the TAC film 58 (and the low reflection layer) between the linearly polarizing elements 51 and 55 in both the comparative example and the embodiment. I understood.
  • simulation models M4 and M17 related to the liquid crystal display 1 of Embodiment 1 and simulation models M16 and M18 related to the liquid crystal display 2 of Embodiment 2 are shown.
  • the model M17 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • the model M18 is the same as the model M16 according to the second embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • FIG. 24 shows isoluminal contour diagrams of the models M4 and M16 to M18.
  • FIG. 25 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance of the models M4 and M16 to M18 at a polar angle of 60 °.
  • FIG. 26 shows the polar angle dependency of the black display luminance at the azimuth angle of 75 ° of the models M4 and M16 to M18.
  • the liquid crystal display 3 of the third embodiment is the same as the liquid crystal display 1 of the first embodiment except that a liquid crystal panel 310 is provided instead of the liquid crystal panel 10.
  • the liquid crystal panel 310 is the same as the liquid crystal panel 10 except for the following points.
  • the liquid crystal panel 310 further includes a base film 327 and a low reflection layer (antireflection layer) 328 formed on the base film 327 in addition to the members included in the liquid crystal panel 10.
  • the base film 327 is affixed to the liquid crystal cell 11 via an adhesive layer or an adhesive layer (not shown), and functions as a base for the low reflection layer 328.
  • the low reflection layer 328 is provided on the surface of the liquid crystal panel 310 on the viewer side (front plate 20 side). Therefore, it is possible to effectively suppress the external light that is incident on the front plate 20 from the oblique direction and is reflected by the surface of the liquid crystal panel 310.
  • the effect of preventing reflection of outside light by the circularly polarizing plate can also be obtained in Embodiment 1, but according to this embodiment, reflection of outside light can be further reduced.
  • Even if light that has exited the backlight unit 30 and passed through the liquid crystal panel 310 is reflected on the surface of the front panel 20 on the liquid crystal panel 310 side, it is prevented from being reflected again on the surface of the liquid crystal panel 310 on the front panel 20 side. can do. Therefore, it is possible to reduce display multiple reflections.
  • the effect of reducing the reflection of external light is greater than the effect of reducing the multiple reflection of the display.
  • the type of the low reflection layer 328 is not particularly limited, and examples thereof include an AR layer having a low reflectance, an LR layer having a higher reflectance than the AR layer, and a moth-eye layer.
  • the liquid crystal panel 310 is very easy to handle compared to the case where the low reflection layer 328 is formed on a ⁇ / 4 plate.
  • the in-plane retardation of the base film 327 is preferably 10 nm or less (more preferably 5 nm or less), and the thickness direction retardation of the base film 327 is 20 nm or more and 80 nm or less (more preferably 30 nm or more). 60 nm or less).
  • the viewing angle characteristics can be further improved.
  • the direction of the in-plane slow axis of the base film 327 is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the liquid crystal display 4 according to the fourth embodiment includes the front plate 220 instead of the front plate 20 and the liquid crystal panel 310 instead of the liquid crystal panel 10.
  • the reflection of the external light is further enhanced as compared with the first embodiment. Can be reduced. Moreover, since it can suppress effectively that the light which came out of the backlight unit 30 reflects in the surface by the side of the liquid crystal panel 310 of the front plate 220, the multiple reflection of a display can be reduced. That is, this embodiment can particularly effectively reduce the multiple reflections of external light and display light.
  • the NZ coefficient of the ⁇ / 4 plate 25 (and ⁇ / 4 plate 15) is about 1.6 (more specifically, 1.5 to 1.7), light leakage at the time of black display is particularly effective. Can be made smaller.
  • the simulation model M4 according to the liquid crystal display 1 of the first embodiment, the simulation model M16 according to the liquid crystal display 2 of the second embodiment, the simulation model M19 according to the liquid crystal display 3 of the third embodiment, and the embodiment. 4 shows a simulation model M20 related to four liquid crystal displays 4;
  • the model M19 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the TAC film 59 is laminated on the air layer 56 side of the liquid crystal cell 53.
  • the in-plane retardation R of the TAC film 59 was set to 0 nm, and the thickness direction retardation Rth of the TAC film 59 was set to 30 nm.
  • the model M20 is the same as the model M4 according to the first embodiment except that the TAC film 58 is laminated on the air layer 56 side of the ⁇ / 4 plate 54 and the TAC film 59 is laminated on the air layer 56 side of the liquid crystal cell 53. The same.
  • FIG. 29 shows isoluminal contour diagrams of the models M4, M16, M19, and M20.
  • FIG. 30 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance at the polar angle of 60 ° for the models M4, M16, M19, and M20.
  • FIG. 31 shows the polar angle dependence of the black display luminance at the azimuth angle of 75 ° of the models M4, M16, M19, and M20.
  • the model M21 is the same as the model M16 according to the second embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • the model M22 is the same as the model M16 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.5, respectively.
  • the model M23 is the same as the model M19 according to the third embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • the model M24 is the same as the model M19 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.5, respectively.
  • the model M25 is the same as the model M20 according to the fourth embodiment except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.0, respectively.
  • the model M26 is the same as the model M20 except that the NZ coefficients of the ⁇ / 4 plates 52 and 54 are set to 2.5, respectively.
  • FIG. 32 shows an equiluminance contour diagram of the models M21 to M26.
  • FIG. 33 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance at the polar angle 60 ° of the models M21 and M22
  • FIG. 34 shows the azimuth angle dependency of the black display luminance at the polar angle 60 ° of the models M23 and M24.
  • FIG. 35 shows the azimuth angle dependence of the black display luminance at a polar angle of 60 ° for the models M25 and 26.
  • the liquid crystal display 5 of the fifth embodiment is the same as the liquid crystal display 1 of the first embodiment, except that a polarizing plate 512 is provided instead of the polarizing plate 12 as shown in FIG.
  • the polarizing plate 512 is the same as the polarizing plate 12 except that a biaxial film ( ⁇ AC plate) 516 is further provided between the linear polarizing element 14 and the ⁇ / 4 plate 15.
  • the in-plane retardation R and NZ coefficient of the biaxial film 516 are, for example, 115 nm and ⁇ 0.4, respectively.
  • the in-plane slow axis of the biaxial film 516 is arranged in parallel with the absorption axis of the linearly polarizing element 14.
  • a stretched polymer film such as a polystyrene film can be used.
  • the biaxial film 516 is produced by biaxially stretching the material (polymer film). It is preferable.
  • the polarizing plate (circular polarizing plate) 512 can be broadened.
  • the liquid crystal display 6 of Embodiment 6 is the same as the liquid crystal display 5 of Embodiment 5 except for the following two points. First, as shown in FIG. 37, the liquid crystal display 6 includes a polarizing plate 622 instead of the polarizing plate 22. Second, the liquid crystal display 6 also functions as a display for an active shutter glasses type stereoscopic image recognition system.
  • the polarizing plate 622 is the same as the polarizing plate 22 except that it has a ⁇ / 4 plate 615 instead of the protective film 23.
  • the angle formed by the transmission axis of the linearly polarizing element 24 and the in-plane slow axis of the ⁇ / 4 plate 615 is 40 ° or more and 50 ° or less, preferably 42 ° or more and 48 ° or less, 44 More preferably, it is at least 46 ° and at most 46 °. Not only the linearly polarizing element 24 and the ⁇ / 4 plate 25 but also the linearly polarizing element 24 and the ⁇ / 4 plate 615 function as a circularly polarizing plate.
  • the liquid crystal display 6 is supplied with the right-eye video signal and the left-eye video signal alternately, and the right-eye image and the left-eye image with parallax are alternately displayed on the screen of the liquid crystal display 6. Are displayed in a time-sharing manner.
  • the light from the backlight unit 30 finally becomes circularly polarized light and exits from the liquid crystal display 6. That is, display is performed by circularly polarized light. Therefore, when the stereoscopic image recognition system is constructed by the liquid crystal display 6 and the active shutter glasses provided with the circularly polarizing plate, it is possible to suppress the screen brightness from being lowered even if the observer's viewpoint and / or face inclination is changed. In addition, a bright stereoscopic image display can be obtained without increasing power consumption.
  • the material of the ⁇ / 4 plate 615 is not particularly limited, and for example, a stretched polymer film can be used.
  • the polymer include materials having a positive intrinsic birefringence, and more specifically, for example, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene, polyvinyl alcohol, norbornene, triacetylcellulose, diacylcellulose, and the like. Is mentioned.
  • the formation method of the ⁇ / 4 plate 615 is not particularly limited, but the ⁇ / 4 plate 615 constitutes a circularly polarizing plate together with the linearly polarizing element 24. Therefore, the ⁇ / 4 plate 615 is laminated on the linearly polarizing element 24 so that the in-plane slow axis forms a relative angle of approximately 45 ° with the transmission axis of the linearly polarizing element 24. Therefore, it is particularly preferable that the ⁇ / 4 plate 615 is formed using an oblique stretching method in which the film is stretched and oriented in an oblique direction with respect to the flow direction of the roll film.
  • the ⁇ / 4 plate 615 is preferably adjacent to the linearly polarizing element 24. That is, it is preferable that no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 615 and the linearly polarizing element 24. Thereby, a desired circularly polarizing plate can be easily configured by the ⁇ / 4 plate 615 and the linearly polarizing element 24. However, at this time, an isotropic film may be disposed between the ⁇ / 4 plate 615 and the linearly polarizing element 24. Further, there may be a birefringent layer between the ⁇ / 4 plate 615 and the linearly polarizing element 24.
  • the slow axis of the birefringent layer is substantially parallel to the transmission axis of the linearly polarizing element 24 or
  • the birefringence function of the birefringent layer is substantially invalidated, and no birefringent layer is provided between the ⁇ / 4 plate 615 and the linearly polarizing element 24. Similar effects can be obtained.
  • substantially parallel means that the angle formed by both axes is preferably in the range of 0 ° ⁇ 3 °, more preferably in the range of 0 ° ⁇ 1 °, The angle formed by both axes is preferably in the range of 90 ° ⁇ 3 °, and more preferably in the range of 90 ° ⁇ 1 °.
  • the arrangement place is not particularly limited.
  • the ⁇ / 4 plate 615 may be disposed on the observer side of the protective plate 21, or may be disposed between the protective plate 21 and the low reflection layer 26.
  • a touch panel may be provided instead of the protective plate 21.
  • the touch panel is an input device for inputting various types of information, and can input information while seeing through the screen by touching (pressing) the surface of the touch panel. In this way, the touch panel can interactively and intuitively operate the liquid crystal display simply by touching a predetermined location on the screen with a finger, a pen, or the like.
  • the operation principle of the touch panel is not particularly limited, and examples include a resistive film method, a capacitive coupling method, an infrared method, an ultrasonic method, an electromagnetic induction coupling method, etc. Among them, from the viewpoint of cost reduction, a resistive film A method and a capacitive coupling method are preferable.
  • each ⁇ / 4 plate may be a birefringent layer (retardation film) having flat dispersibility or reverse wavelength dispersibility. Thereby, coloring of reflected light can be reduced.
  • Liquid crystal display 10 310: Liquid crystal panel 11: Liquid crystal cell 12, 22, 512, 622: Polarizing plate (circular polarizing plate) 13, 23: protective film 14, 24: linearly polarizing elements 15, 25, 52, 54, 615: ⁇ / 4 plate 20, 220: front plate 21: protective plate 26: low reflection layer (antireflection layer) 29: Adhesive layer or adhesive layer with ultraviolet absorber 30: Backlight unit 40, 56: Air layer 51, 55: Absorption type linearly polarizing element 53: Vertical alignment type liquid crystal cell 57: Acrylic resin plate 58, 59: TAC film 227, 327: base film 228, 328: low reflection layer (antireflection layer) 516: Biaxial film

Abstract

本発明は、耐久性及び視認性に優れ、高いコントラスト及び広視野角を有する液晶ディスプレイを提供する。本発明は、液晶セルを有する液晶パネルと、前記液晶パネルの観察者側に空気層を介して配置された前面板とを備える液晶ディスプレイであって、前記前面板は、保護板と、前記保護板の前記液晶パネル側に配置された直線偏光素子と、前記直線偏光素子の前記液晶パネル側に配置されたλ/4板とを有し、前記液晶セルは、垂直配向モードの液晶セルであり、前記λ/4板のNZ係数は、1<NZを満たし、前記液晶セル及び前記直線偏光素子の間には他の直線偏光素子が設けられていない液晶ディスプレイである。

Description

液晶ディスプレイ
本発明は、液晶ディスプレイに関する。より詳しくは、前面板を備える液晶ディスプレイに関するものである。
液晶ディスプレイは、液晶分子の電気光学特性を利用して文字及び画像を表示する装置であり、携帯電話、ノートパソコン、液晶テレビ等の機器に広く普及している。
近年、液晶ディスプレイは大画面化が進み、デジタルサイネージといった、屋外又は半屋外で用いられるディスプレイとしての用途が特に注目されている。
また、携帯機器又はデジタルサイネージ用の液晶ディスプレイにおいては、液晶パネルの前面側、すなわち観察者側に、液晶パネルを保護するための保護板、又は、保護機能を兼ね備えたタッチパネルが設けられることが多い。
従来の液晶ディスプレイは、例えば、図38に示すように、液晶パネル1110と、液晶パネル1110の観察者側に設けられた保護板1121とを備え、液晶パネル1110は、一対の偏光板1112、1117を有する。
しかしながら、液晶パネル1110及び保護板1121の間に空気層が介在するため、液晶パネル1110及び空気層の間の界面と、保護板1121及び空気層の間の界面とにおいて屈折率差が大きくなる。したがって、該界面で外光が反射し、その結果、明所での視認性が著しく低下してしまう。また、保護板1121の表面での外光の反射も大きい。
このような外光の反射を低減するための方法として、低反射フィルムを用いる方法が挙げられる。例えば、図39に示すように、保護板1121の観察者側及び液晶パネル1110側にそれぞれ、低反射フィルム1127、1128を設け、偏光板1117の観察者側に低反射フィルム1118を設ける。
別の方法としては、保護板1121及び液晶パネル1110の間の空気層を樹脂で埋める方法が挙げられる。
しかしながら、いずれの方法によっても、コストが高くなる割には明所での視認性を劇的に向上することはできなかった。
また、表示品位を低下させる外光の反射は、液晶パネルの内部でも発生する。例えば、一般的な液晶パネルにおいては、配線の金属膜、又は、画素電極のITO(インジウム錫酸化物、屈折率が略2.0)と、ガラス基板、液晶層、又は、配向膜との間の屈折率差が大きい。そのため、これらによって形成される界面で外光が反射する。
そこで、パネル内部での反射を低減させる方法として、円偏光板を用いる方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
また、ELディスプレイのような自発光型ディスプレイにおいても、発光素子の内部で発生する外光の反射を低減するために、円偏光板を用いる技術が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
特開2000-39611号公報 国際公開第2009/104414号 特開2003-91244号公報
しかしながら、特許文献1記載の技術においては、液晶セルの観察者側に第一及び第二直線偏光板を設ける必要があり、液晶セルの観察者側に1枚の偏光板が設けられた一般的な液晶ディスプレイに比べて透過率が6~7%減少してしまう。また、直線偏光板は通常、直線偏光素子と、直線偏光素子を保護するための保護フィルム(例えば、TACフィルム)とを備え、直線偏光素子を紫外線から保護するために保護フィルムには通常、紫外線吸収材が混入されている。したがって、特許文献1では、第一及び第二直線偏光板の直線偏光素子の間に設けられた保護フィルムが紫外線を吸収するため、白表示が黄色くなり、表示品位が落ちてしまう。更に、偏光板1枚分のコストが余分にかかってしまう。
また、特許文献2記載の技術においては、光学板に設けられた偏光層及びλ/4板が外の環境に晒される。そのため、偏光層及びλ/4板は、紫外線、温度、湿度、水の接触、及び、汚れの付着の影響を受け、劣化しやすい。すなわち、ディスプレイとしての性能を維持できる期間が短くなってしまう。また、光学板に設けられたプラスチック層が位相差を有する場合、コントラストが低下することがある。なお、プラスチック層の代わりに強化ガラスを使用することも考えられる。しかしながら、本発明者らが調査した結果、強化ガラスの内部には応力があり、そのため、強化ガラスは複屈折を示すことがわかった。また、プラスチック層としてフィルムタイプのタッチパネルを使用することも考えられる。しかしながら、タッチパネルのフィルムに使用される樹脂には通常、複屈折を示すような材料(例えば、PET)が使用される。したがって、これらの部材は円偏光の状態を変化させるので、いずれの場合もコントラストが低下する可能性がある。これは、円偏光の状態が変化してしまうと、円偏光板による反射防止性能は低下してしまうからである。更に、特許文献2記載の技術については、視野角特性を向上するという点で改善の余地があった。
また、特許文献3の技術においては、円偏光板による反射防止効果を得られる代わりに、ELディスプレイの白輝度が大幅に低下してしまう。円偏光板を用いない場合の白輝度を100とした場合、円偏光板を用いた場合の白輝度は、円偏光板の透過率に依存するが、実際には43程度に減少してしまう。なお、特許文献3では理想的な偏光板を利用することを仮定し、白輝度を50としている。また、特許文献3の図4(A)及び図5には、λ/4板上に反射防止膜を配置した構造が開示されている。しかしながら、現在一般的に流通しているλ/4板(例えば、日本ゼオン社製のゼオノア)は、ウェットプロセス及びドライプロセスのいずれにおいても他の材料との密着性が弱い。したがって、λ/4板上に反射防止膜を配置した場合、取り扱いが非常に困難となり、量産性に課題がある。なお、特許文献3には、耐擦傷性を向上するために、反射防止膜の下地にハードコート層を形成してもよいと記載されているが、やはりλ/4板の柔らかさが耐擦傷性に悪影響を及ぼすため、実用的ではない。例えば、ゼオノア製のλ/4板上にハードコート層を形成した場合の鉛筆硬度はHB以下であるが、取り扱いが容易となるレベルは、3H以上である。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、耐久性及び視認性に優れ、高いコントラスト及び広視野角を有する液晶ディスプレイを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、耐久性及び視認性に優れ、高いコントラスト及び広視野角を有する液晶ディスプレイについて種々検討したところ、円偏光板の配置場所に着目した。そして、空気層を介して液晶パネル及び前面板を互いに対向配置し、前面板に保護板、直線偏光素子及びλ/4板を設け、これら保護板、直線偏光素子及びλ/4板を液晶パネルに向かってこの順に積層し、液晶パネルの液晶セルとして垂直配向モードの液晶セルを採用し、λ/4板のNZ係数を1<NZに設定し、液晶セルと前面板の直線偏光素子との間に他の直線偏光素子を設けないことにより、耐久性、視認性、コントラスト及び視野角特性を向上できることを見いだし、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、本発明のある側面は、液晶セルを有する液晶パネルと、前記液晶パネルの観察者側に空気層を介して配置された前面板とを備える液晶ディスプレイであって、前記前面板は、保護板と、前記保護板の前記液晶パネル側に配置された直線偏光素子と、前記直線偏光素子の前記液晶パネル側に配置されたλ/4板とを有し、前記液晶セルは、垂直配向モードの液晶セルであり、前記λ/4板のNZ係数は、1<NZを満たし、前記液晶セル及び前記直線偏光素子の間には他の直線偏光素子が設けられていない液晶ディスプレイ(以下、本発明の液晶ディスプレイとも言う。)である。
本発明の液晶ディスプレイの構成としては、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。
本発明の液晶ディスプレイにおける好ましい形態について以下に詳しく説明する。以下に示す各種形態は、適宜組み合わされてもよく、以下の2以上の好ましい形態を互いに組み合わせた形態もまた、好ましい形態の一つである。
前記前面板は、前記保護板の観察者側に反射防止層を有することが好ましい。これにより、前面板の観察者側の表面における外光の反射を低減することができる。
前記保護板は、無機材料を用いて形成され、前記反射防止層(保護板の観察者側に配置された反射防止層)は、前記保護板上に直接設けられることが好ましい。これにより、反射防止層の材料の選択肢が増加し、例えば、無機材料を選択することができる。したがって、反射防止層の劣化を低減することができる。
本発明の液晶ディスプレイを容易に製造し、また、光漏れを効果的に抑制する観点からは、前記λ/4板のNZ係数は、NZ≦2を満たすことが好ましい。
視認性をより向上する観点からは、下記形態(1)、(2)が好ましく、下記形態(3)がより好ましい。
形態(1)において、前記前面板は、前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された反射防止層を更に有する。
形態(2)において、前記液晶パネルは、前記液晶セルの前記前面板側に配置された反射防止層を更に有する。
形態(3)において、前記前面板は、前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された第1の反射防止層を更に有し、前記液晶パネルは、前記液晶セルの前記前面板側に配置された第2の反射防止層を更に有する。
反射防止層が設けられた部材の取り扱いを容易にする観点からは、上記形態(1)において、前記前面板は、基材フィルムを更に有し、前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された前記反射防止層は、前記基材フィルム上に形成されることが好ましく、上記形態(2)において、前記液晶パネルは、基材フィルムを更に有し、前記液晶セルの前記前面板側に配置された前記反射防止層は、前記基材フィルム上に形成されることが好ましく、上記形態(3)において、前記前面板は、第1の基材フィルムを更に有し、前記第1の反射防止層は、前記第1の基材フィルム上に形成され、前記液晶パネルは、第2の基材フィルムを更に有し、前記第2の反射防止層は、前記第2の基材フィルム上に形成されることが好ましい。
視野角特性を更に向上する観点からは、上記形態(1)、(2)において、前記基材フィルムの面内位相差は、10nm以下であり、前記基材フィルムの厚み方向位相差は、20nm以上、80nm以下であることが好ましく、上記形態(3)において、前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムの面内位相差は各々、10nm以下であり、前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムの厚み方向位相差は各々、20nm以上、80nm以下であることが好ましい。同様の観点からは、上記形態(1)、(2)において、前記基材フィルムは、トリアセチルセルロースを用いて形成されることが好ましく、上記形態(3)において、前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムは、トリアセチルセルロースを用いて形成されることが好ましい。なお、前記第1の基材フィルムの位相差は、前記第2の基材フィルムの位相差と同じであってもよいし、異なっていてもよいが、通常では、両者は、実質的に同じに設定される。より具体的には、この場合、両者の面内位相差の差は、1nm以下(好適には0.1nm以下)であってもよく、また、両者の厚み方向位相差の差は、1nm以下(好適には0.1nm以下)であってもよい。
前記直線偏光素子、及び、前記λ/4板はそれぞれ、第1の直線偏光素子、及び、第1のλ/4板であってもよく、前記液晶パネルは、前記液晶セルの背面側に配置された第2のλ/4板と、前記第2のλ/4板の背面側に配置された第2の直線偏光素子とを更に有してもよく、前記第2のλ/4板のNZ係数は、前記第1のλ/4板のNZ係数と実質的に等しくてもよい。これにより、透過型又は半透過型において、高いコントラスト及び広視野角を効果的に実現することができる。
前記液晶セルの厚み方向位相差は、黒表示時(最低階調を表示している時)、260~320nm(より好適には290~310nm)であることが好ましい。これにより、透過型において、高い透過率を実現することができる。
なお、本発明の液晶ディスプレイは、反射型の液晶ディスプレイであってもよい。高い透過率を実現する観点からは、反射型の場合は、前記液晶セルの厚み方向位相差は、黒表示時、130~160nm(より好適には145~155nm)であることが好ましく、半透過型の場合は、前記液晶セルの厚み方向位相差は、黒表示時、透過領域において260~320nm(より好適には290~310nm)であり、反射領域において130~160nm(より好適には145~155nm)であることが好ましい。
前記前面板は、前記直線偏光素子(第1の直線偏光素子)よりも観察者側に配置されたλ/4板を更に有することが好ましい。これにより、アクティブシャッターメガネ方式の立体映像認識システム用のディスプレイとして本発明の液晶ディスプレイを利用することができる。また、観察者の視点及び/又は顔の傾きが変化したとしても画面輝度が低下するのを抑制することができる。更に、消費電力の増加を伴うことなく明るい立体映像表示を得られる。
本発明によれば、優れた耐久性及び視認性と、高いコントラストと、広視野角とを実現することができる液晶ディスプレイを実現することができる。
実施形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 実施形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図であり、実施形態1における外光の反射防止機構を説明するための図である。 実施形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図であり、実施形態1のコントラストを説明するための図である。 比較形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 比較形態2の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 比較形態2の液晶ディスプレイを示す断面模式図であり、比較形態2のコントラストを説明するための図である。 上段は、比較形態1に係るシミュレーションモデルM1と、比較形態2に係るシミュレーションモデルM2及びM3と、実施形態1に係るシミュレーションモデルM4とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM1~M4の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM1~M4の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM1~M4の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示すグラフである。 上段は、実施形態1に係るシミュレーションモデルM4~M8を示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM4~M8の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM4~M8の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM4~M8の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示すグラフである。 上段は、比較形態2に係るシミュレーションモデルM9と、実施形態1に係るシミュレーションモデルM10~M13とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM9~M13の等輝度コンター図を示す。 液晶セルのRthを260nmに設定した場合において、シミュレーションモデルM9~M13の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 液晶セルのRthを290nmに設定した場合において、シミュレーションモデルM9~M13の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 液晶セルのRthを320nmに設定した場合において、シミュレーションモデルM9~M13の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM4において、液晶セルのRthを変更しながら白表示時の透過率を計算した結果を示す。 実施形態2の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 実施形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図であり、実施形態1における多重映りを説明するための図である。 比較形態3の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 上段は、実施形態1に係るシミュレーションモデルM4と、比較形態3に係るシミュレーションモデルM14及びM15と、実施形態2に係るシミュレーションモデルM16とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM4、M14~M16の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM4、M14~M16の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM4、M14~M16の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示すグラフである。 上段は、実施形態1に係るシミュレーションモデルM4及びM17と、実施形態2に係るシミュレーションモデルM16及びM18とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM4、M16~M18の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM4、M16~M18の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM4、M16~M18の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示すグラフである。 実施形態3の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 実施形態4の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 上段は、実施形態1に係るシミュレーションモデルM4と、実施形態2に係るシミュレーションモデルM16と、実施形態3に係るシミュレーションモデルM19と、実施形態4に係るシミュレーションモデルM20とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM4、M16、M19、M20の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM4、M16、M19、M20の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM4、M16、M19、M20の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示すグラフである。 上段は、実施形態2に係るシミュレーションモデルM21及びM22と、実施形態3に係るシミュレーションモデルM23及びM24と、実施形態4に係るシミュレーションモデルM25及びM26とを示す断面模式図である。下段は、シミュレーションモデルM21~M26の等輝度コンター図を示す。 シミュレーションモデルM21及びM22の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM23及びM24の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 シミュレーションモデルM25及びM26の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示すグラフである。 実施形態5の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 実施形態6の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 従来の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 別の従来の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。
本明細書において、液晶ディスプレイの前後については、観察者(画面)の反対側を背面側と定義する。
また、液晶ディスプレイの方位(方位角)は、観察者が当該ディスプレイの画面を正面視した状態において、当該観察者から見て3時方向を基準(0°方位)とし、反時計回りを正として規定される。
また、直線偏光素子は、無偏光(自然光)、部分偏光又は偏光から、特定方向にのみ振動する偏光(直線偏光)を取り出す機能を有するものである。ただし、本明細書において、直線偏光素子を含む偏光板のコントラストは、必ずしも無限大である必要はなく、5000以上(好適には10000以上)であってもよい。特に断りのない限り、本明細書中で「直線偏光素子」又は「偏光素子」というときは保護フィルムを含まず、偏光機能を有する素子だけを指す。
本明細書において、λ/4板は、少なくとも波長550nmの光に対して略1/4波長のリタデーションを有する層である。λ/4板の面内位相差Rは、波長550nmの光に対して理想的には137.5nmであるが、100nm以上、180nm以下であればよく、120nm以上、160nm以下であることが好ましく、130nm以上、145nm以下であることがより好ましい。
面内位相差Rは、複屈折層(液晶セル及びλ/4板を含む。)の面内方向の主屈折率をnx及びnyと定義し、面外方向(厚み方向)の主屈折率をnz、複屈折層の厚みをdと定義したとき、R=|nx-ny|×dで定義される面内方向の位相差(単位:nm)である。これに対して、厚み方向位相差Rthは、Rth=(nz-(nx+ny)/2)×dで定義される面外方向(厚み方向)の位相差(単位:nm)である。ただし、nx及びnyの方向は、互いに直交する。また、NZ係数は、複屈折層の二軸性の程度を表わすパラメータであり、NZ=(ns-nz)/(ns-nf)で定義される。なお、nsは、nx、nyのうちの大きい方を、nfは、nx、nyのうちの小さい方を表す。また、本明細書中で位相差、NZ係数等の光学パラメータの測定波長は、特に断りのない限り550nmとする。
本明細書において、複屈折層(位相差フィルム)とは、光学的異方性を有する層(フィルム)のことである。複屈折層は、本発明の作用効果を充分に奏する観点から、面内位相差Rと、厚み方向位相差Rthの絶対値との少なくとも一方が10nm以上の値を有するものを意味し、好ましくは、20nm以上の値を有するものを意味する。
また、等方性フィルムとは、面内位相差Rと、厚み方向位相差Rthの絶対値とのいずれもが10nm以下の値を有するものを意味し、好ましくは、5nm以下の値を有するものを意味する。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面に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。
(実施形態1)
実施形態1の液晶ディスプレイ1は、透過型の液晶ディスプレイであり、図1に示すように、液晶パネル10と、液晶パネル10の観察者側に空気層40を介して設けられた前面板20と、液晶パネル10の背面側に設けられたバックライトユニット30とを備える。液晶パネル10及び前面板20は、表示領域の周囲(額縁領域)に設けられたシール材によって互いに貼り合わされている。
前面板20は、液晶パネル10の画面の観察者側、すなわち画面前方に配置された透明な部材であり、液晶パネル10の画面(表示領域)を覆って配置される。
前面板20は、保護板21と、保護板21の液晶パネル10側に配置された偏光板22と、保護板21の観察者側に配置された低反射層(反射防止層)26とを有する。偏光板22は、接着層又は粘着層を介して保護板21に貼付されている。偏光板22は、好適には、紫外線吸収剤入り接着層又は粘着層29を介して保護板21に貼付されている。これにより、後述する、直線偏光素子14、24とトリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護フィルム23、13との紫外線による劣化を軽減することができる。接着剤及び粘着剤のいずれを用いるかは生産性を考慮して適宜決定すればよく、通常、接着剤は接着力が大変強く、一方粘着剤は接着力が接着剤より弱い。接着剤、粘着剤の材料は特に限定されず、例えば、アクリル系の材料が挙げられる。
保護板21は、様々な衝撃から液晶パネル10を保護するための無色透明の基材である。保護板21の材料としては、透明性が高く、かつ機械的強度が高い材料が好ましい。具体的には、液晶ディスプレイ1を屋外又は半屋外で使用することを想定すると、ガラス、強化ガラス等の無機材料、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の有機材料が挙げられ、なかでも、無機材料が好適である。
偏光板22は、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護フィルム23と、直線偏光素子24と、λ/4板25とを有し、これらの部材は、保護板21側からこの順に積層されている。保護フィルム23及びλ/4板25は各々、接着層(図示せず)を介して直線偏光素子24に貼付されている。
偏光板22は、円偏光板として機能し、直線偏光素子24の透過軸と、λ/4板25の面内遅相軸とのなす角は、40°以上、50°以下であり、42°以上、48°以下であることが好ましく、44°以上、46°以下であることがより好ましい。
一般的なλ/4板は、フィルムを一軸延伸して形成され、NZ係数が1のフィルムであるが、λ/4板25のNZ係数は、1よりも大きく、1.2以上であることが好ましく、1.3以上であることがより好ましい。これにより、広い視角範囲において、黒表示時の光漏れを小さくし、コントラストを高くすることができる。すなわち、視野角特性を向上することができる。
λ/4板25のNZ係数の上限は特に限定されないが、λ/4板25を容易に製造する観点からは、2以下であることが好ましい。また、NZ係数が2以下のλ/4板は、入手が容易である。λ/4板25のNZ係数が2を超えると、λ/4板25の製造が困難である。また、黒表示時の光漏れを効果的に抑制する観点からは、λ/4板25のNZ係数は、2以下であることが好ましく、1.7以下であることがより好ましく、1.6以下であることが更に好ましい。
低反射層26の種類としては特に限定されず、例えば、反射率が低いAR(Anti Reflection)層、反射率がAR層よりも高いLR(Low Reflection)層、モスアイ層等が挙げられる。
なお、前面板20は、傷付防止のためのハードコート層、防眩性を付与するためのAG(Anti Glare)層等の表面処理層を更に有してもよい。
液晶パネル10は、液晶セル11と、液晶セル11の背面側(バックライトユニット30側)に設けられた偏光板12とを有する。偏光板12は、接着層又は粘着層(図示せず)を介して液晶セル11に貼付されている。
液晶セル11の観察者側、すなわち、液晶セル11と偏光板22の直線偏光素子24との間には他の偏光板(直線偏光素子)が設けられておらず、偏光板22が検光子として機能する。
液晶セル11は、一対の基板(図示せず)と、該一対の基板間に狭持された液晶層(図示せず)とを備える。液晶セル11の表示モードは、垂直配向(Vertical Alignment(VA))モードであり、液晶セル11は、液晶層中の液晶分子を基板面に対して略垂直に配向させることで黒表示を行う。そのような液晶セル11の表示モードの具体例としては、例えば、Multi-domain VA(MVA)モード、Continuous Pinwheel Alignment(CPA)モード、Patterned VA(PVA)モード、Biased VA(BVA)モード、Reverse TN(RTN)モード、In Plane Switching-VA(IPS-VA)モード等が挙げられる。液晶層のプレチルト角は、基板の法線方向に液晶分子の長軸が配向した時を0°と定義すると、通常、5°以下に設定される。なお、プレチルト角は、電圧無印加時における液晶分子の傾斜角、すなわち基板の法線方向と液晶分子の長軸方向とがなす角である。
黒表示時において、液晶セル11の厚み方向位相差Rth(Δnd)は、260~320nm(好適には290~310nm)に設定される。これにより、白表示時の透過率を向上することができる。なお、Δnは、液晶分子の複屈折異方性を、dは、セル厚を表す。液晶セル11の厚み方向位相差Rthは、Δnとdの積から算出することができる。
なお、液晶セル11の厚み方向位相差Rthが260~320nmである場合、黒表示時の液晶セル11の厚み方向位相差Rthによって、λ/4板25の最適なNZ係数はほとんど変化しない。
液晶セル11の駆動方式としては特に限定されず、単純マトリクス方式(パッシブマトリクス方式)、プラズマアドレス方式等であってもよいが、なかでもTFT方式(アクティブマトリクス方式)が好適である。
偏光板12は、λ/4板15と、直線偏光素子14と、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護フィルム13とを有し、これらの部材は、液晶セル11側からこの順に積層されている。保護フィルム13及びλ/4板15は各々、接着層(図示せず)を介して直線偏光素子14に貼付されている。
偏光板12は、円偏光板として機能し、直線偏光素子14の透過軸と、λ/4板15の面内遅相軸とのなす角は、40°以上、50°以下であり、42°以上、48°以下であることが好ましく、44°以上、46°以下であることがより好ましい。
なお、液晶セル11の表示モードによっては、λ/4板15を省略することができる。
偏光板12、22(直線偏光素子14、24)は、互いにクロスニコルに配置されている。すなわち、直線偏光素子14の透過軸と、直線偏光素子24の透過軸とのなす角は、略90°(好適には87~93°、より好適には89~91°)に設定される。
ただし、偏光板12、22(直線偏光素子14、24)の透過軸の配置関係は、液晶セル11のモードに合わせて適宜設定でき、例えばパラレルニコルであってもよい。
直線偏光素子24の透過軸は、液晶ディスプレイ1の画面を正面視した時、実質的に鉛直方向を向くように設定されている。より具体的には、直線偏光素子24の透過軸は、87~93°方位(好適には89~91°方位)の範囲内に設定されている。
直線偏光素子14、24の種類としては、吸収型の直線偏光素子が挙げられ、その具体例としては、典型的にはポリビニルアルコール(PVA)フィルムに二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を吸着配向させたものが挙げられる。λ/4板15、25はそれぞれ、直線偏光素子14、24を保護する保護フィルムとしても機能する。
λ/4板15、25のNZ係数は、互いに実質的に等しい。これにより、透過型の液晶ディスプレイ1において、高いコントラスト及び広視野角を効果的に実現することができる。このような観点からは、λ/4板15、25のNZ係数の差は、0.1以下であることが好ましく、0.05以下であることがより好ましい。
λ/4板15、25の材料については特に限定されず、例えば、ポリマーフィルムを延伸したものを用いることができる。ポリマーとしては、固有複屈折が正の材料が挙げられ、より具体的には、例えば、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤入り接着層又は粘着層29を用いる場合は、λ/4板15、25に紫外線吸収剤を混入しなくてもよい。
λ/4板15、25の形成方法は特に限定されないが、λ/4板15、25はそれぞれ、直線偏光素子14、24とともに円偏光板を構成する。そのため、λ/4板15、25はそれぞれ、面内遅相軸が直線偏光素子14、24の透過軸と略45°の相対角度を成すように、直線偏光素子14、24上に積層される。したがって、λ/4板15、25は、ロールフィルムの流れ方向に対して斜め方向に延伸配向させる斜め延伸法を用いて形成されることが特に好ましい。
このように、λ/4板15、25はそれぞれ、直線偏光素子14、24に隣接することが好ましい。すなわち、λ/4板15と直線偏光素子14との間には複屈折層が設けられないことが好ましく、λ/4板25と直線偏光素子24との間には複屈折層が設けられないことが好ましい。これにより、λ/4板15及び直線偏光素子14により所望の円偏光板を容易に構成できるとともに、λ/4板25及び直線偏光素子24により所望の円偏光板を容易に構成できる。ただしこのとき、λ/4板15及び直線偏光素子14の間と、λ/4板25及び直線偏光素子24の間との少なくとも一方には、等方性フィルムが配置されてもよい。また、λ/4板15と直線偏光素子14との間に複屈折層があってもよく、この場合でも、該複屈折層の遅相軸を、直線偏光素子14の透過軸と略平行又は略直交をなす方向に設定することで、該複屈折層の複屈折機能を実質的に無効化し、λ/4板15と直線偏光素子14との間に複屈折層が設けられていない場合と同様の効果を得ることができる。同様に、λ/4板25と直線偏光素子24との間に複屈折層があってもよく、この場合でも、該複屈折層の遅相軸を、直線偏光素子24の透過軸と略平行又は略直交をなす方向に設定することで、該複屈折層の複屈折機能を実質的に無効化し、λ/4板25と直線偏光素子24との間に複屈折層が設けられていない場合と同様の効果を得ることができる。なお、これらの場合において、略平行とは、両軸のなす角が0°±3°の範囲内であることが好ましく、0°±1°の範囲内であることがより好ましく、略直交とは、両軸のなす角が90°±3°の範囲内であることが好ましく、90°±1°の範囲内であることがより好ましい。
バックライトユニット30は、直下型であってもよいし、エッジライト型であってもよい。液晶ディスプレイ1は、半透過型又は反射型の液晶ディスプレイであってもよく、反射型の場合は、バックライトユニット30を省略することができる。
空気層40は、前面板20に外力が加わった時に、前面板20が変形する空間を提供する。この前面板20の変形によって外力が分散及び吸収され、その結果、液晶パネル10が保護される。
空気層40の厚みは、液晶ディスプレイ1の使用環境に応じて適宜設定することができる。例えば、環境条件の良い半屋内(温度及び湿度の変化が小さく、耐擦性が求められない環境)であれば、モバイル用途で採用される比較的小さな厚み(例えば、1mm)であってもよい。また、環境条件の悪い完全屋外(温度及び湿度の変化が大きく、耐擦性が求められる環境)であれば、液晶パネル10を冷却する必要があるため、空気が循環できるだけの厚み(例えば、50mm)に設定されることが好ましい。
なお、液晶セル11及び偏光板22の間には、等方性フィルムがあってもよい。また、液晶セル11及び偏光板22の間には、複屈折層があってもよく、この場合でも、該複屈折層の遅相軸を、直線偏光素子24の透過軸と略平行又は略直交をなす方向に設定することで、該複屈折層の複屈折機能を実質的に無効化し、液晶セル11及び偏光板22の間に複屈折層が設けられていない場合と同様の効果を得ることができる。なお、この場合において、略平行とは、両軸のなす角が0°±3°の範囲内であることが好ましく、0°±1°の範囲内であることがより好ましく、略直交とは、両軸のなす角が90°±3°の範囲内であることが好ましく、90°±1°の範囲内であることがより好ましい。
図2を用いて、本実施形態における外光の反射防止機構について説明する。
まず、液晶セル11及び空気層40の間の界面における外光の反射(以下、セル表面反射とも言う。)について説明する。観察者側から液晶ディスプレイ1に入射した外光(無偏光)は、直線偏光素子24を通過し、直線偏光に変換される。この直線偏光は、λ/4板25を通過し、低反射層26側から見て、例えば右円偏光に変換される。この右円偏光は、液晶セル11の表面で反射する。このとき、光路の方位が逆転するので、右円偏光は、低反射層26側から見て左円偏光に変換される。この左円偏光は、λ/4板25を再び通過し、直線偏光素子24の透過軸に対して直交する直線偏光に変換され、その結果、この直線偏光は、直線偏光素子24に吸収され、外に出ることができない。このようにして、液晶セル11及び空気層40の間の界面における反射率を略ゼロにすることができる。
また、λ/4板25及び空気層40の間の界面における外光の反射も、セル表面反射と同じ原理により、直線偏光素子24に吸収される。
更に、液晶セル11の内部で発生する反射も、セル表面反射と同じ原理により、直線偏光素子24に吸収される。
最後に、前面板20の観察者側の表面における反射について説明する。前面板20の観察者側の表面には、低反射層26が形成されている。したがって、この表面における反射を1.5~0.1%に低減することができる。
低反射層26は、有機系基材フィルム(例えば、プラスチックフィルム)上に形成されてもよいが、保護板21上に直接形成されることが好ましい。これにより、低反射層26の基材として、すなわち、保護板21の材料として、ガラス等の無機材料を利用することができる。したがって、低反射層26の材料としても無機材料(例えば、JSR社製の無機材料)を選択することができる。そのため、低反射層26の外の環境に対する耐性を向上することができる。
図3を用いて、液晶ディスプレイ1のコントラストについて説明する。なお、図3は、黒表示時を示す。
バックライトユニット30から液晶パネル10に入射した光(無偏光)は、直線偏光素子14を通過し、直線偏光に変換される。この直線偏光は、λ/4板15を通過し、円偏光に変換される。この円偏光は、その偏光状態を維持したまま液晶セル11を通過する。そして、この円偏光は、λ/4板25を通過し、直線偏光に変換される。λ/4板25の面内遅相軸は、λ/4板15の面内遅相軸と直交関係にあり、λ/4板15、25のNZ係数は互いに実質的に等しいので、λ/4板25を通過した直線偏光の振動方向は、直線偏光素子24の透過軸に対して直交する。すなわち、λ/4板25を通過した直線偏光の偏光状態は、直線偏光素子24の消光位と実質的に等しくなる。その結果、この直線偏光は、直線偏光素子24に吸収され、外に出ることができない。
本実施形態では、偏光板22が保護板21及び液晶セル11の間に配置されており、偏光板12及び22の間に、液晶セル11を除いて、位相差を有する部材がない。そのため、保護板21の材料にかかわらず、高いコントラスト(例えば、正面コントラスト)を維持することができる。
また、上述のように、λ/4板25のNZ係数が1よりも大きく設定されているので、広い視角範囲において、黒表示時の光漏れを小さくし、コントラストを高くすることができる。
また、偏光板22が保護板21よりも液晶セル11側(内側)に配置されていることから、偏光板22が外の環境の影響を受けにくくすることができる。したがって、液晶ディスプレイ1のディスプレイとしての性能を維持できる期間を伸ばすことができる。
更に、液晶ディスプレイ1では、液晶セル11の観察者側に一枚の偏光板22が設けられているだけであるので、本実施形態は、特許文献1に記載の技術に比べ、透過率を向上することができる。具体的には、特許文献1に記載の技術に比べ、白表示時の輝度を6~7%向上することができる。
一般的な液晶ディスプレイは、通常、液晶セルの観察者側に設けられた少なくとも一枚の偏光板を利用して表示を行う。そのため、一般的な液晶ディスプレイの透過率に比べて、偏光板22が設けられた本実施形態の液晶ディスプレイ1の透過率が低下する心配はない。それに対して、上述のように、特許文献3の技術においては、ELディスプレイの白輝度が大幅に低下してしまう。
(比較形態1)
本比較形態の液晶ディスプレイ101は、以下の点を除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。図4に示すように、比較形態1の液晶ディスプレイ101は、保護板21、低反射層26を備えない。偏光板22が接着層又は粘着層(図示せず)を介して液晶セル11に貼付されている。λ/4板15、25のNZ係数は、1.0に設定されている。このように、液晶ディスプレイ101は、一般的な円偏光モードの液晶ディスプレイである。
(比較形態2)
図5に示すように、比較形態2の液晶ディスプレイ102は、前面板20の代わりに前面板1020を備えることを除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。
前面板1020は、保護板21と、保護板21の観察者側に配置された偏光板22と、偏光板22の観察者側に配置された低反射層26とを有する。このように、前面板1020は、構成部材の配置順序が異なることを除いて、前面板20と同じである。
図6を用いて、液晶ディスプレイ102のコントラストについて説明する。図6は、黒表示時を示す。
バックライトユニット30から液晶パネル10に入射した光(無偏光)は、直線偏光素子14を通過し、直線偏光に変換される。この直線偏光は、λ/4板15を通過し、円偏光に変換される。この円偏光は、その偏光状態を維持したまま液晶セル11を通過し、そして、保護板21を通過する。このとき、保護板21が位相差(特に面内位相差)を有すると、円偏光の偏光状態が乱れ、円偏光は楕円偏光に変換される。この楕円偏光は、λ/4板25を通過しても直線偏光には変換されない。したがって、バックライトユニット30からの光の一部が偏光板22から漏れてしまい、その結果、コントラスト(例えば、正面コントラスト)が低下してしまう。
また、偏光板22が保護板21よりも観察者側(外側)に配置されていることから、偏光板22は外の環境の影響を大きく受ける。したがって、液晶ディスプレイ102のディスプレイとしての性能を長期間、維持することが困難である。
更に、低反射層26は、TACフィルム等の保護フィルム23上に形成されている。TACフィルム等の有機系基材は、紫外線を受けて劣化してしまう。そのため、低反射層26の性能を長期間、維持することが困難である。
(シミュレーションによる検証)
以下、実施形態1及び比較形態1、2について、黒表示時の輝度(黒表示輝度)、すなわち黒表示時の光漏れを計算した結果について説明する。なお、本明細書において、シミュレーションソフトには、LCDマスターを使用した。
図7の上段に、比較形態1の液晶ディスプレイ101に係るシミュレーションモデルM1と、比較形態2の液晶ディスプレイ102に係るシミュレーションモデルM2及びM3と、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM4とを示す。モデルM1では、吸収型直線偏光素子51、λ/4板52、垂直配向型の液晶セル53、λ/4板54及び吸収型直線偏光素子55がこの順に積層されている。直線偏光素子51の下にバックライトユニット(図示せず)を配置した。λ/4板52、54の面内位相差Rはそれぞれ、138nmに設定し、λ/4板52、54のNZ係数はそれぞれ、1.0に設定した。黒表示時の液晶セル53の厚み方向位相差Rthは、320nmに設定した。直線偏光素子51、55の吸収軸はそれぞれ、90°方位及び0°方位に設定し、λ/4板52、54の面内遅相軸はそれぞれ、135°方位及び45°方位に設定した。
モデルM2は、λ/4板54及び液晶セル53の間に、厚み100mmの空気層56を設けたことを除いて、比較形態1に係るモデルM1と同じである。このモデルM2は、比較形態2において保護板21に位相差がない場合を想定している。
モデルM3は、λ/4板54の空気層56側にアクリル樹脂板57を配置したことを除いて、モデルM2と同じである。このモデルM3は、比較形態2において保護板21に位相差がある場合を想定している。
三菱マテリアル社製の透明アクリル樹脂板(厚さ5mm)の位相差を実測し、その値をアクリル樹脂板57の位相差として設定した。具体的には、アクリル樹脂板57の面内位相差Rは、0.5nmに設定し、アクリル樹脂板57の厚み方向位相差Rthは、45nmに設定した。
モデルM4は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、1.6に設定したことを除いて、比較形態1に係るモデルM2と同じである。実施形態1においても保護板21は、位相差を有し得るが、保護板21は偏光板22の観察者側に配置されているため、保護板21の位相差が表示品位に影響することはない。したがって、モデルM4にはアクリル樹脂板等の部材を配置していない。
図7の下段に、モデルM1~M4の等輝度コンター図を示す。また、図8に、モデルM1~M4の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。更に、図9に、モデルM1~M4の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示す。
これらの図に示すように、実施形態1に係るモデルM4においては、比較形態1、2に係るモデルM1~M3に比べて、広い視角範囲において黒表示輝度を低くでき、広い視角範囲において高コントラストを実現できることが分かった。すなわち、モデルM4は、モデルM1~M3に比べて広視野角である。
なお、モデルM3において、アクリル樹脂板57の面内位相差Rを0nmに設定した場合についても計算したが、この場合も、面内位相差Rを0.5nmに設定した場合とほとんど同じ結果が得られた。
また、モデルM3には、面内位相差Rが小さいアクリル樹脂板57を配置したため、モデルM3と実施形態1に係るM4とで、正面方向における黒表示輝度に大きな差がでなかったと思われる。しかしながら、アクリル樹脂板57に代えて面内位相差Rが大きい樹脂板(例えば、ポリカーボネート樹脂板)を配置したモデルを考えると、該モデルでは、モデルM4に比べて、正面方向における黒表示輝度が増加し、正面コントラストが低下することが容易に予想できる。
以下、実施形態1について、λ/4板のNZ係数を変更して黒表示輝度を計算した結果について説明する。
図10の上段に、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM4~M8を示す。モデルM5は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。モデルM6は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、3.0に設定したことを除いて、モデルM4と同じである。モデルM7は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、4.0に設定したことを除いて、モデルM4と同じである。モデルM8は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、5.0に設定したことを除いて、モデルM4と同じである。
図10の下段に、モデルM4~M8の等輝度コンター図を示す。また、図11に、モデルM4~M8の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。更に、図12に、モデルM4~M8の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示す。
これらの図に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が2よりも大きくなると、黒表示時の光漏れが増加すること、及び、斜め方位(方位45°、135°、225°及び315°)で光漏れが多くなることが分かった。また、斜め方位で光漏れが多くなるため、λ/4板52、54のNZ係数が2よりも大きい場合のメリットとして、位相差フィルムによって補償されていない2枚の直線偏光板を用いた場合の視野角特性と同様の視野角特性を示すことが挙げられる。ただし、光漏れの量は、そのような2枚の直線偏光板を用いた場合に比べて、λ/4板52、54のNZ係数が2よりも大きい場合の方が多い。なお、図11に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が変化すると光漏れが最も大きい方位も変化する。そのため、同一方位での比較は単純にできないが、参考までに図12を載せておく。
次に、実施形態1について、λ/4板のNZ係数と黒表示時の液晶セル53の厚み方向位相差Rth(液晶セル53のRthとも言う。)とを変更して黒表示輝度を計算した結果について説明する。
図13の上段に、比較形態2の液晶ディスプレイ102に係るシミュレーションモデルM9と、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM10~M13とを示す。モデルM9は、液晶セル53のRthを260nm、290nm又は320nmに設定したことを除いて、比較形態2に係るモデルM2と同じである。モデルM10は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ1.3に設定し、液晶セル53のRthを260nm、290nm又は320nmに設定したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。モデルM11は、液晶セル53のRthを260nm、290nm又は320nmに設定したことを除いて、モデルM4と同じである。モデルM12は、液晶セル53のRthを260nm、290nm又は320nmに設定したことを除いて、実施形態1に係るモデルM5と同じである。モデルM13は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ2.5に設定し、液晶セル53のRthを260nm、290nm又は320nmに設定したことを除いて、モデルM4と同じである。
図13の下段に、モデルM9~M13の等輝度コンター図を示す。等輝度コンター図は、上からRth=260nm、290nm、320nmの結果をこの順に示している。また、図14~16に、モデルM9~M13の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。図14は、液晶セル53のRthを260nmに設定したときを、図15は、液晶セル53のRthを290nmに設定したときを、図16は、液晶セル53のRthを320nmに設定したときを示す。
これらの図に示すように、液晶セル53のRthが260~320nmの場合、λ/4板52、54のNZ係数の最適値は、1.6付近であることが分かった。また、液晶セル53のRthが小さくなると、λ/4板52、54のNZ係数も小さい方が光漏れが小さくなることが分かった。なお、等輝度コンター図では、λ/4板52、54のNZ係数が2.5の場合、液晶セル53のRthが大きくなるほど視野角特性がよくなるように見えるが、図14~16に示すように、液晶セル53のRthが大きくなるほど光漏れ量が大きくなっていることが分かる。また、図14~16に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が変化すると光漏れが最も大きい方位も変化するため、ここでは、同一方位で比較した結果は載せていない。
液晶セル53のRthを260~320nmに設定した理由は、この範囲で白表示時の透過率が高くなるためである。実施形態1に係るモデルM4において、液晶セル53のRth(Δnd)を変更しながら白表示時の透過率を計算した結果を図17に示す。図17は550nmの光の透過率を示しており、液晶セル53の波長分散及び液晶分子のチルトは考慮されていないため、270nm付近にピークが存在する。しかしながら、これらを考慮すると290~310nmの範囲に設定することがより好ましいと言える。
(実施形態2)
図18に示すように、実施形態2の液晶ディスプレイ2は、前面板20の代わりに前面板220を備えることを除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。
前面板220は、以下の点を除いて、前面板20と同じである。前面板220は、前面板20が含む部材に加えて、基材フィルム227と、基材フィルム227上に形成された低反射層(反射防止層)228とを更に有する。
基材フィルム227は、接着層又は粘着層(図示せず)を介して偏光板22に貼付され、低反射層228の下地として機能する。
実施形態1では、図19に示すように、画像表示時において、バックライトユニット30から出て液晶パネル10を通過した光が、偏光板22の表面で反射し、更に、液晶セル11の表面又は内部で反射し、前面板20を通過する可能性がある。その場合、表示の多重映りが発生する可能性がある。
それに対して、本実施形態では、前面板220の液晶パネル10側の表面に低反射層228が設けられている。そのため、バックライトユニット30から出て液晶パネル10を通過した光が、前面板220の液晶パネル10側の表面で反射するのを効果的に抑制することができる。したがって、表示の多重映りを低減することができる。
なお、低反射層228の種類としては特に限定されず、例えば、反射率が低いAR層、反射率がAR層よりも高いLR層、モスアイ層等が挙げられる。
また、低反射層228は、基材フィルム227上に形成されているので、低反射層228をλ/4板25上に形成した場合に比べ、前面板220の取り扱いが非常に容易である。
基材フィルム227の面内位相差は、10nm以下(より好適には5nm以下)であることが好ましく、基材フィルム227の厚み方向位相差は、20nm以上、80nm以下(より好適には30nm以上、60nm以下)であることが好ましい。このような位相差を有する基材フィルム227を用いることによって、視野角特性を更に向上することができる。なお、この場合、基材フィルム227の面内位相差は、10nm以下と小さいので、基材フィルム227の面内遅相軸の方向は、特に限定されず、適宜設定することができる。
そのような基材フィルム227の材料としては、トリアセチルセルロース(TAC)が好適であり、基材フィルム227は、TACフィルムであることが好ましい。
(比較形態3)
図20に示すように、比較形態3の液晶ディスプレイ103は、前面板1020の代わりに前面板1120を備えることを除いて、比較形態1の液晶ディスプレイ102と同じである。
前面板1120は、以下の点を除いて、前面板1020と同じである。前面板1120は、前面板1020が含む部材に加えて、基材フィルム227と、基材フィルム227上に形成された低反射層(反射防止層)228とを更に有する。
基材フィルム227は、接着層又は粘着層(図示せず)を介して保護板21に貼付され、低反射層228の下地として機能する。
(シミュレーションによる検証)
以下、実施形態2及び比較形態3について、黒表示輝度を計算した結果について説明する。
図21の上段に、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM4と、比較形態3の液晶ディスプレイ103に係るシミュレーションモデルM14及びM15と、実施形態2の液晶ディスプレイ2に係るシミュレーションモデルM16とを示す。モデルM14は、λ/4板54の空気層56側にTACフィルム58を積層したことを除いて、比較形態2に係るモデルM2と同じである。TACフィルム58の面内位相差Rは、0nmに設定し、TACフィルム58の厚み方向位相差Rthは、30nmに設定した。このモデルM14は、比較形態3において保護板21に位相差がない場合を想定している。なお、低反射層の位相差は通常、無視できるほど小さいので、各モデルに低反射層は設けていない。
モデルM15は、アクリル樹脂板57の空気層56側に上記TACフィルム58を積層したことを除いて、比較形態2に係るモデルM3と同じである。このモデルM15は、比較形態3において保護板21に位相差がある場合を想定している。
モデルM16は、λ/4板54の空気層56側に上記TACフィルム58を積層したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。
図21の下段に、モデルM4、M14~M16の等輝度コンター図を示す。また、図22に、モデルM4、M14~M16の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。更に、図23に、モデルM4、M14~M16の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示す。
これらの図に示すように、比較形態、実施形態のいずれの場合も、TACフィルム58(及び低反射層)を直線偏光素子51、55の間に挿入することによって、視野角特性を向上できることが分かった。
以下、実施形態1、2について、λ/4板のNZ係数を変更して黒表示輝度を計算した結果について説明する。
図24の上段に、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM4及びM17と、実施形態2の液晶ディスプレイ2に係るシミュレーションモデルM16及びM18とを示す。モデルM17は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。モデルM18は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態2に係るモデルM16と同じである。
図24の下段に、モデルM4、M16~M18の等輝度コンター図を示す。また、図25に、モデルM4、M16~M18の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。更に、図26に、モデルM4、M16~M18の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示す。
これらの図に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が1.6の場合は、TACフィルム58(及び低反射層)を追加すると視野角特性が若干向上し、λ/4板52、54のNZ係数が2.0の場合は、TACフィルム58(及び低反射層)を追加すると視野角特性が若干悪化することがわかった。ただし、いずれの場合も、比較形態2よりはよいレベルである。
(実施形態3)
図27に示すように、実施形態3の液晶ディスプレイ3は、液晶パネル10の代わりに液晶パネル310を備えることを除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。
液晶パネル310は、以下の点を除いて、液晶パネル10と同じである。液晶パネル310は、液晶パネル10が含む部材に加えて、基材フィルム327と、基材フィルム327上に形成された低反射層(反射防止層)328とを更に有する。
基材フィルム327は、接着層又は粘着層(図示せず)を介して液晶セル11に貼付され、低反射層328の下地として機能する。
このように、本実施形態では、液晶パネル310の観察者側(前面板20側)の表面に低反射層328が設けられている。そのため、斜め方向から前面板20に入射し、通過した外光が液晶パネル310の表面で反射するのを効果的に抑制できる。上述のように実施形態1においても円偏光板による外光の反射防止効果を得られるが、本実施形態によれば外光の映りこみを更に低減することができる。また、バックライトユニット30から出て液晶パネル310を通過した光が前面板20の液晶パネル310側の表面で反射したとしても、液晶パネル310の前面板20側の表面で再び反射するのを抑制することができる。したがって、表示の多重映りを低減することができる。ただし、本実施形態では、表示の多重映りを低減する効果よりも、外光の映りこみを低減する効果の方が大きい。
なお、低反射層328の種類としては特に限定されず、例えば、反射率が低いAR層、反射率がAR層よりも高いLR層、モスアイ層等が挙げられる。
また、低反射層328は、基材フィルム327上に形成されているので、低反射層328をλ/4板上に形成した場合に比べ、液晶パネル310の取り扱いが非常に容易である。
基材フィルム327の面内位相差は、10nm以下(より好適には5nm以下)であることが好ましく、基材フィルム327の厚み方向位相差は、20nm以上、80nm以下(より好適には30nm以上、60nm以下)であることが好ましい。このような位相差を有する基材フィルム327を用いることによって、視野角特性を更に向上することができる。なお、この場合、基材フィルム327の面内位相差は、10nm以下と小さいので、基材フィルム327の面内遅相軸の方向は、特に限定されず、適宜設定することができる。
そのような基材フィルム327の材料としては、トリアセチルセルロース(TAC)が好適であり、基材フィルム327は、TACフィルムであることが好ましい。
(実施形態4)
図28に示すように、実施形態4の液晶ディスプレイ4は、前面板20の代わりに前面板220を備えることと、液晶パネル10の代わりに液晶パネル310を備えることとを除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。すなわち、本実施形態は、実施形態2及び3を組み合わせた形態である。
本実施形態では、斜め方向から前面板220に入射し、通過した外光が液晶パネル310の表面で反射するのを効果的に抑制できるので、実施形態1に比べて外光の映りこみを更に低減することができる。また、バックライトユニット30から出た光が、前面板220の液晶パネル310側の表面で反射するのを効果的に抑制することができるので、表示の多重映りを低減することができる。すなわち、本実施形態は、外光及び表示光の多重反射を特に効果的に低減することができる。
また、λ/4板25(及びλ/4板15)のNZ係数が1.6程度(より具体的には、1.5~1.7)の場合、黒表示時の光漏れを特に効果的に小さくすることができる。
(シミュレーションによる検証)
以下、実施形態3、4について、黒表示輝度を計算した結果について説明する。
図29の上段に、実施形態1の液晶ディスプレイ1に係るシミュレーションモデルM4と、実施形態2の液晶ディスプレイ2に係るシミュレーションモデルM16と、実施形態3の液晶ディスプレイ3に係るシミュレーションモデルM19と、実施形態4の液晶ディスプレイ4に係るシミュレーションモデルM20とを示す。モデルM19は、液晶セル53の空気層56側にTACフィルム59を積層したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。TACフィルム59の面内位相差Rは、0nmに設定し、TACフィルム59の厚み方向位相差Rthは、30nmに設定した。
モデルM20は、λ/4板54の空気層56側に上記TACフィルム58を、液晶セル53の空気層56側に上記TACフィルム59を積層したことを除いて、実施形態1に係るモデルM4と同じである。
図29の下段に、モデルM4、M16、M19、M20の等輝度コンター図を示す。また、図30に、モデルM4、M16、M19、M20の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。更に、図31に、モデルM4、M16、M19、M20の方位角75°での黒表示輝度の極角依存性を示す。
これらの図に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が1.6の場合は、TACフィルムが2枚あると特に良好な黒表示輝度が得られることが分かった。また、TACフィルムが1枚の場合は、前面板、液晶パネルのどちらにTACフィルム(及び低反射層)を設けても黒表示輝度にはほとんど影響しないことが分かった。
以下、実施形態2~4について、黒表示輝度を更に計算した結果について説明する。
図32の上段に、実施形態2の液晶ディスプレイ2に係るシミュレーションモデルM21及びM22と、実施形態3の液晶ディスプレイ3に係るシミュレーションモデルM23及びM24と、実施形態4の液晶ディスプレイ4に係るシミュレーションモデルM25及びM26とを示す。モデルM21は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態2に係るモデルM16と同じである。モデルM22は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.5に設定したことを除いて、モデルM16と同じである。モデルM23は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態3に係るモデルM19と同じである。モデルM24は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.5に設定したことを除いて、モデルM19と同じである。モデルM25は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.0に設定したことを除いて、実施形態4に係るモデルM20と同じである。モデルM26は、λ/4板52、54のNZ係数をそれぞれ、2.5に設定したことを除いて、モデルM20と同じである。
図32の下段に、モデルM21~M26の等輝度コンター図を示す。また、図33に、モデルM21及びM22の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を、図34に、モデルM23及びM24の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を、図35に、モデルM25及び26の極角60°での黒表示輝度の方位角依存性を示す。
これらの図に示すように、λ/4板52、54のNZ係数が2よりも大きい場合は、TACフィルム(及び低反射層)を追加しても視野角特性は悪化する傾向にあることが分かった。このように、λ/4板52、54のNZ係数が2よりも大きい場合は、視野角特性を向上する観点からは、TACフィルム(及び低反射層)を設けない方がよいことが分かった。
(実施形態5)
実施形態5の液晶ディスプレイ5は、図36に示すように、偏光板12の代わりに偏光板512を備えることを除いて、実施形態1の液晶ディスプレイ1と同じである。
偏光板512は、直線偏光素子14及びλ/4板15の間に2軸性フィルム(-ACプレート)516を更に有することを除いて、偏光板12と同じである。
2軸性フィルム516の面内位相差R及びNZ係数はそれぞれ、例えば、115nm及び-0.4である。2軸性フィルム516の面内遅相軸は、直線偏光素子14の吸収軸と平行に配置される。
2軸性フィルム516の材料としては、ポリスチレンフィルム等のポリマーフィルムを延伸したものを用いることができる。
2軸性フィルム516の強度を充分に確保するとともに、2軸性フィルム516を容易に作製する観点からは、2軸性フィルム516は、その材料(ポリマーフィルム)を2軸延伸することによって作製されることが好ましい。
本実施形態によれば、偏光板(円偏光板)512を広帯域化することができる。
(実施形態6)
実施形態6の液晶ディスプレイ6は、以下の2つの点を除いて、実施形態5の液晶ディスプレイ5と同じである。1つ目は、図37に示すように、液晶ディスプレイ6は、偏光板22の代わりに偏光板622を備える。2つ目は、液晶ディスプレイ6は、アクティブシャッターメガネ方式の立体映像認識システム用のディスプレイとしても機能する。
偏光板622は、保護フィルム23の代わりにλ/4板615を有することを除いて、偏光板22と同じである。
直線偏光素子24の透過軸と、λ/4板615の面内遅相軸とのなす角は、40°以上、50°以下であり、42°以上、48°以下であることが好ましく、44°以上、46°以下であることがより好ましい。直線偏光素子24及びλ/4板25のみならず、直線偏光素子24及びλ/4板615も円偏光板として機能する。
液晶ディスプレイ6には、右眼用の映像信号と、左眼用の映像信号とが交互に供給され、液晶ディスプレイ6の画面には、視差のついた右眼用画像及び左眼用画像が交互に時分割方式で表示される。
本実施形態において、バックライトユニット30からの光は、最終的に、円偏光になって液晶ディスプレイ6から出射する。すなわち、円偏光によって表示が行われる。したがって、液晶ディスプレイ6と、円偏光板を備えるアクティブシャッターメガネとによって立体映像認識システムを構築した場合、観察者の視点及び/又は顔の傾きが変化したとしても画面輝度が低下するのを抑制することができ、また、消費電力の増加を伴うことなく明るい立体映像表示を得られる。
λ/4板615の材料については特に限定されず、例えば、ポリマーフィルムを延伸したものを用いることができる。ポリマーとしては、固有複屈折が正の材料が挙げられ、より具体的には、例えば、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられる。
λ/4板615の形成方法は特に限定されないが、λ/4板615は、直線偏光素子24とともに円偏光板を構成する。そのため、λ/4板615は、面内遅相軸が直線偏光素子24の透過軸と略45°の相対角度を成すように、直線偏光素子24上に積層される。したがって、λ/4板615は、ロールフィルムの流れ方向に対して斜め方向に延伸配向させる斜め延伸法を用いて形成されることが特に好ましい。
このように、λ/4板615は、直線偏光素子24に隣接することが好ましい。すなわち、λ/4板615と直線偏光素子24との間には複屈折層が設けられないことが好ましい。これにより、λ/4板615及び直線偏光素子24により所望の円偏光板を容易に構成できる。ただしこのとき、λ/4板615及び直線偏光素子24の間には、等方性フィルムが配置されてもよい。また、λ/4板615と直線偏光素子24との間に複屈折層があってもよく、この場合でも、該複屈折層の遅相軸を、直線偏光素子24の透過軸と略平行又は略直交をなす方向に設定することで、該複屈折層の複屈折機能を実質的に無効化し、λ/4板615と直線偏光素子24との間に複屈折層が設けられていない場合と同様の効果を得ることができる。なお、この場合において、略平行とは、両軸のなす角が0°±3°の範囲内であることが好ましく、0°±1°の範囲内であることがより好ましく、略直交とは、両軸のなす角が90°±3°の範囲内であることが好ましく、90°±1°の範囲内であることがより好ましい。
また、λ/4板615は、直線偏光素子24及びアクティブシャッターメガネの間に配置される限りは、その配置場所は特に限定されない。例えば、λ/4板615は、保護板21の観察者側に配置されてもよく、保護板21及び低反射層26の間に配置されてもよい。
以下、実施形態1~6の更なる変形例について説明する。
実施形態1~6は、保護板21の代わりにタッチパネルを備えてもよい。
タッチパネルは、各種の情報を入力する入力装置であり、タッチパネルの表面をタッチ(押圧)することによって画面を透視しながら情報を入力することができる。このように、タッチパネルは、画面上の所定の箇所を指、ペン等でタッチするだけで液晶ディスプレイを対話的、直感的に操作することができる。
タッチパネルの動作原理は特に限定されず、例えば、抵抗膜方式、静電容量結合方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導結合方式等が挙げられるが、なかでもコスト削減の観点からは、抵抗膜方式及び静電容量結合方式が好適である。
また、実施形態1~6において、各λ/4板は、フラット分散性、又は、逆波長分散性の複屈折層(位相差フィルム)であってもよい。これにより、反射光の色付きを低減することができる。
本願は、2011年2月18日に出願された日本国特許出願2011-033607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。
1、2、3、4、5、6:液晶ディスプレイ
10、310:液晶パネル
11:液晶セル
12、22、512、622:偏光板(円偏光板)
13、23:保護フィルム
14、24:直線偏光素子
15、25、52、54、615:λ/4板
20、220:前面板
21:保護板
26:低反射層(反射防止層)
29:紫外線吸収剤入り接着層又は粘着層
30:バックライトユニット
40、56:空気層
51、55:吸収型直線偏光素子
53:垂直配向型の液晶セル
57:アクリル樹脂板
58、59:TACフィルム
227、327:基材フィルム
228、328:低反射層(反射防止層)
516:2軸性フィルム

Claims (19)

  1. 液晶セルを有する液晶パネルと、前記液晶パネルの観察者側に空気層を介して配置された前面板とを備える液晶ディスプレイであって、
    前記前面板は、保護板と、前記保護板の前記液晶パネル側に配置された直線偏光素子と、前記直線偏光素子の前記液晶パネル側に配置されたλ/4板とを有し、
    前記液晶セルは、垂直配向モードの液晶セルであり、
    前記λ/4板のNZ係数は、1<NZを満たし、
    前記液晶セル及び前記直線偏光素子の間には他の直線偏光素子が設けられていないことを特徴とする液晶ディスプレイ。
  2. 前記前面板は、前記保護板の観察者側に配置された反射防止層を更に有することを特徴とする請求項1記載の液晶ディスプレイ。
  3. 前記保護板は、無機材料を用いて形成され、
    前記反射防止層は、前記保護板上に直接設けられることを特徴とする請求項2記載の液晶ディスプレイ。
  4. 前記λ/4板のNZ係数は、NZ≦2を満たすことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  5. 前記前面板は、前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された反射防止層を更に有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  6. 前記前面板は、基材フィルムを更に有し、
    前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された前記反射防止層は、前記基材フィルム上に形成されることを特徴とする請求項5記載の液晶ディスプレイ。
  7. 前記基材フィルムの面内位相差は、10nm以下であり、
    前記基材フィルムの厚み方向位相差は、20nm以上、80nm以下であることを特徴とする請求項6記載の液晶ディスプレイ。
  8. 前記基材フィルムは、トリアセチルセルロースを用いて形成されることを特徴とする請求項6又は7記載の液晶ディスプレイ。
  9. 前記液晶パネルは、前記液晶セルの前記前面板側に配置された反射防止層を更に有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  10. 前記液晶パネルは、基材フィルムを更に有し、
    前記液晶セルの前記前面板側に配置された前記反射防止層は、前記基材フィルム上に形成されることを特徴とする請求項9記載の液晶ディスプレイ。
  11. 前記基材フィルムの面内位相差は、10nm以下であり、
    前記基材フィルムの厚み方向位相差は、20nm以上、80nm以下であることを特徴とする請求項10記載の液晶ディスプレイ。
  12. 前記基材フィルムは、トリアセチルセルロースを用いて形成されることを特徴とする請求項10又は11記載の液晶ディスプレイ。
  13. 前記前面板は、前記λ/4板の前記液晶パネル側に配置された第1の反射防止層を更に有し、
    前記液晶パネルは、前記液晶セルの前記前面板側に配置された第2の反射防止層を更に有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  14. 前記前面板は、第1の基材フィルムを更に有し、
    前記第1の反射防止層は、前記第1の基材フィルム上に形成され、
    前記液晶パネルは、第2の基材フィルムを更に有し、
    前記第2の反射防止層は、前記第2の基材フィルム上に形成されることを特徴とする請求項13記載の液晶ディスプレイ。
  15. 前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムの面内位相差は各々、10nm以下であり、
    前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムの厚み方向位相差は各々、20nm以上、80nm以下であることを特徴とする請求項14記載の液晶ディスプレイ。
  16. 前記第1の基材フィルム及び前記第2の基材フィルムは、トリアセチルセルロースを用いて形成されることを特徴とする請求項14又は15記載の液晶ディスプレイ。
  17. 前記直線偏光素子、及び、前記λ/4板はそれぞれ、第1の直線偏光素子、及び、第1のλ/4板であり、
    前記液晶パネルは、前記液晶セルの背面側に配置された第2のλ/4板と、前記第2のλ/4板の背面側に配置された第2の直線偏光素子とを更に有し、
    前記第2のλ/4板のNZ係数は、前記第1のλ/4板のNZ係数と実質的に等しいことを特徴とする請求項1~16のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  18. 前記液晶セルの厚み方向位相差は、黒表示時、260~320nmであることを特徴とする請求項1~17のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
  19. 前記前面板は、前記直線偏光素子よりも観察者側に配置されたλ/4板を更に有することを特徴とする請求項1~18のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
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