JPH06258633A - 液晶表示デバイス - Google Patents

液晶表示デバイス

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JPH06258633A
JPH06258633A JP5044123A JP4412393A JPH06258633A JP H06258633 A JPH06258633 A JP H06258633A JP 5044123 A JP5044123 A JP 5044123A JP 4412393 A JP4412393 A JP 4412393A JP H06258633 A JPH06258633 A JP H06258633A
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JP
Japan
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liquid crystal
retardation
plate
display device
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP5044123A
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English (en)
Inventor
Yasushi Sawa
靖 澤
Hoshun Akechi
方俊 明智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP5044123A priority Critical patent/JPH06258633A/ja
Publication of JPH06258633A publication Critical patent/JPH06258633A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 観測者が偏光めがねをかけて眺めたばあいで
も、見る方向によって表示面が見えなくなることのない
液晶表示デバイスを提供する。 【構成】 液晶表示デバイスのフロント側偏光板2の前
面に位相差板4を配置し、位相差板4のリターデイショ
ンΔn・dを110nm 〜170nm の範囲に設定し、かつ、位
相差板4の光学軸Eとフロント側偏光板2の吸収軸Cと
のなす角度αを35°〜55°の範囲に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示デバイスに関す
る。さらに詳しくは、偏光めがねをかけてどの方向から
みても、認識できる液晶表示デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示デバイスは電気信号により液晶
の状態変化を起させ、光学情報に変換するもので、その
機構の違いにより、ツイストネマティック方式や複屈折
制御方式などの方式が採用されている。
【0003】従来の液晶表示デバイスの一例を図4に示
す。図4は従来のツイストネマティック型液晶表示デバ
イスを偏光めがねをかけて眺めたばあいの偏光めがねの
吸収軸の方向などを示す分解説明図である。図4におい
て、液晶層(図示されず)が2枚の透明基板(図示され
ず)に挾持された液晶セル1の両側にフロント側偏光板
2およびリア側偏光板3が配設され、裏面側には光源5
が配設されている。液晶層としては、たとえばツイスト
ネマティック(以下、TNという)液晶材料が用いられ
ている。
【0004】この例では、前述のフロント側偏光板2お
よびリア側偏光板3は、それぞれの吸収軸の方向C、D
がほぼ同一方向になるように構成されると共に、液晶層
の表示面(フロント面)側の液晶分子の配列方向である
ラビング方向Aとフロント側偏光板2の吸収軸Cとが同
一方向になるように構成されている。さらに、このTN
型液晶層は、液晶層のフロント側である表面と、液晶層
のリア側である裏面での液晶分子の配列方向A、Bが90
°ねじれているため、フロント側偏光板2の吸収軸Cと
リア側偏光板3の吸収軸の方向Dとが同一方向であるタ
イプはネガ型液晶表示デバイスとよばれ、両電極間に電
圧が印加されていないとき、背景が暗色にみえる。この
逆に両偏光板の吸収軸方向を垂直方向にすることによ
り、ポジ型にすることもできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶表
示デバイスのばあい、フロント側偏光板2から出射する
光が直線偏光になっているため、図4に示すように観測
者7が偏光めがね6をかけているばあい、見る方向によ
っては液晶表示面が見えなくなる。すなわちフロント側
偏光板2の吸収軸の方向Cと偏光めがね6の吸収軸の方
向Fとのなす角度が90°のばあい、光源5から液晶表示
デバイスに入射し、フロント側偏光板2から出射する光
が、自動車の運転や釣などのときに使用される偏光めが
ね6を透過できなくなるという欠点がある。とくに液晶
表示デバイスが自動車のインジケータなど、表示計器に
使用されたばあい、運転者が偏光板を使用したサングラ
スをかけていることがよくあるため、問題となる。
【0006】本発明の目的は、偏光めがねをかけた観測
者がどの方向から眺めても、表示面が見えなくなること
がない液晶表示デバイスを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、偏光めが
ねをかけて液晶表示デバイスをどの方向から見ても見え
るようにするため、鋭意検討を重ねた結果、表示面側で
あるフロント側偏光板の表面に位相差板を配置し、その
光学軸の方向とフロント側偏光板の吸収軸の方向とのな
す角度を一定範囲に設定し、かつ、位相差板のリターデ
イションΔn・dを一定範囲にすることにより、偏光め
がねをかけてどの方向から見ても可視光の全域に対し認
識できることを見出した。
【0008】本発明の液晶表示デバイスは、2枚の透明
基板で液晶層が挾持され、該2枚の透明基板の外側にそ
れぞれ偏光板が配置され、前記液晶層の一方の面で表示
されてなる液晶表示デバイスであって、前記液晶層の表
示面側に配置されたフロント側偏光板の前面に位相差板
が配置され、該位相差板はその光学軸が前記フロント側
偏光板の吸収軸とほぼ35°〜55°の角度をなすように配
置されると共に、前記位相差板のリターデイションがほ
ぼ110nm 〜170nm の範囲に設定されてなるものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、フロント側偏光板の前面に位
相差板を配設しているため、位相差板の複屈折性により
常光線と異常光線とのあいだに位相のズレが生じ、特定
のリターデイションΔn・dでない限り位相差板の出口
では楕円偏光となる。そのため、一定方向の吸収軸を有
する偏光めがねを使用して、どの方向から見ても認識す
ることができる。このばあい、楕円偏光の楕円率および
可視光の波長(色)により見づらい範囲があるが、位相
差板の光学軸の方向とフロント側偏光板の吸収軸の方向
とのなす角度をほぼ35°〜55°にすると共に、位相差板
のリターデイションΔn・dをほぼ110nm 〜170nm にす
ることにより、可視光の全波長領域に対して円偏光に近
い楕円偏光となり、偏光めがねの吸収軸の方向がどちら
の方向にあっても充分に認識できる。
【0010】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図1は本発明のTN型液晶表示デバイスを偏光めが
ねをかけて眺めたばあいの偏光めがねの吸収軸の方向な
どを示す分解説明図、図2は液晶セルに電界を印加した
ばあいに、位相差板から出た3種類の波長の光の偏光め
がねの透過率を表わす図、図3は液晶セルに電界を印加
したばあいに、位相差板から出た種々の波長の光の偏光
めがねの透過率を表わすグラフである。
【0011】図1において、液晶層が2枚の透明基板に
挾持された液晶セル1の両側にフロント側偏光板2およ
びリア側偏光板3が配設され、表示面側であるフロント
側偏光板2の表面側にさらに位相差板4が配設されてい
る。また裏面側には光源5が配設されている。液晶材料
としては、たとえばTN液晶が用いられ、両透明基板間
で90°のねじれが生じるため、両側の透明基板に設けら
れるラビング方向は、たとえば図1にA、Bで示される
ように90°の方向をなしている。また両偏光板2、3の
吸収軸の方向C、Dは図1に示すように、フロント側と
リア側とで同じ方向にして、ネガ型TN液晶表示デバイ
スを構成している。6は偏光めがねを示し、位相差板4
の光学軸の方向をE、偏光めがね6の吸収軸の方向をF
で示している。位相差板4は、フロント側偏光板2の前
に一定の間隙をあけて配置してもよいし、フロント側偏
光板2の表面に密着または接着してもよい。また位相差
板4の表面をアングレア処理し、乱反射機能をもたせて
もよい。こうすることにより液晶表示パネル表面におけ
る外光反射による視認性の低下を防止する効果がある。
位相差板4は、たとえばポリカーボネートなどの異常光
線と常光線とのあいだで位相差を生じるフィルムからな
り、高分子材料が熱延伸され、一軸延伸高分子フィルム
に形成されている。また位相差板4は、雲母、人工雲
母、水晶などの無機物により作製することもできる。位
相遅れ(リターデイション)Rと屈折率ne 、no との
あいだには R=|ne −no |×d=Δn・d の関係が成り立つ。ここで、dは板材の厚さ、ne は異
常光線に対する屈折率、no は常光線に対する屈折率で
ある。
【0012】前述のように表示面側に偏光板が配設され
た液晶表示デバイスでは、フロント側偏光板2から出射
した光は、フロント側偏光板の吸収軸の方向と一致する
直線偏光となっているが、本発明では位相差板4を配設
しているため、位相差板4を透過する際に常光線と異常
光線との間に位相のずれが生じ、楕円偏光に変わる。し
たがって位相差板4を配設することにより、偏光めがね
6をかけて液晶表示デバイスを観賞したばあいでも、一
般的にはどの方向からでも観賞できる筈である。しか
し、光の波長と位相差板の厚さによっては殆ど直線偏光
となったり、短軸が短い楕円偏光となったり、また可視
光の波長領域は広く、波長によっては見づらい部分が生
じ、見る方向によって見づらいばあいが生じる。そこで
本発明者らは位相差板の光学軸の方向や厚さを種々変え
て鋭意検討を重ねた結果、位相差板4をフロント側偏光
板2の表面側に配置すると共に、位相差板4の光学軸方
向Eとフロント側偏光板2の吸収軸方向Cとのなす角度
(鋭角)αをほぼ35°〜55°にし、同時に位相差板のリ
ターデイションΔn・dをほぼ110nm 〜170nm にするこ
とにより、偏光めがねをかけてどの方向から観賞しても
良好に視認できることを見出した。
【0013】前述の構成の液晶表示デバイスを製造し、
位相差板4をフロント側偏光板2の表面に密着させ、位
相差板4の光学軸の方向Eとフロント側偏光板2の吸収
軸の方向Cとのなす角度αを、0〜90°のあいだで5°
または10°ずつ変えると共に、それぞれの角度αに対
し、位相差板のリターデイションΔn・dを90〜190nm
の範囲で10nmずつ変化させた。それぞれのリターデイシ
ョンΔn・dの値と角度αのときに、偏光めがね6の吸
収軸Fを360 °回転させながら、観測者7が目視により
液晶表示面の視認特性を測定した。表1にその結果を示
す。
【0014】
【表1】
【0015】表1から明らかなように、リターデイショ
ンΔn・dがほぼ110 〜170nm 、かつ、角度αがほぼ35
°〜55°の範囲では、偏光めがね6の吸収軸方向Fを36
0 °どの方向に向けても液晶表示面が認識できた。とく
にリターデイションが130nm〜150nm 、角度αが45°の
範囲で認識状態が最も優れており(表1のa)、またリ
ターデイションが120nm 〜160nm 、角度αが40°〜50°
の範囲でも良好に認識でき、好ましかった(表1の
b)。さらにリターデイションが110nm 〜170nm 、角度
αが35°〜55°の範囲でもやや視認特性は低下したが認
識はできた(表1のc)。また、偏光めがねの角度によ
っては認識できないものを−で示した。
【0016】この関係は位相差板から出た光が円偏光ま
たは円偏光に近い楕円偏光になっていれば、偏光めがね
をかけてどの方向からみても視認できるが、可視光の波
長領域全体で円偏光または円偏光に近い楕円偏光にはで
きないため、視認特性に差が生じることに起因する。た
とえば、位相差板の角度αを45°、リターデイションを
140nm としたとき、位相差板から出た各波長の光の透過
率を偏光めがねの吸収軸方向Fを回転させながら測定し
た結果を図2に示す。図2は観測者が液晶表示デバイス
の表示面を見たときの透過率を示し、P、Q、Rは、そ
れぞれ波長が450nm 、550nm 、650nm のばあいを示す。
なお、光の透過率はフロント側偏光板2の吸収軸方向C
と偏光めがね6の吸収軸方向Fを同一方向とし、位相差
板4がないばあいを100 %とした。図2に示されるよう
に、前述の条件の位相差板では、可視光領域の全波長に
対して位相差板から出た光がほぼ円偏光に近い楕円偏光
に変わるため、偏光めがねの吸収軸の方向Fによって、
液晶表示デバイスの表示面が見づらくなったりすること
がない。
【0017】光の透過率を図2のように表わせば、位相
差板4から出射する光が円偏光に近づけば近づくほど真
円に近くなり、偏光めがね6の吸収軸の方向Fにかかわ
らずよく見えるが、位相差板4から出射する光が直線偏
光に近くなると急激に光が透過しない部分が現われ、偏
光めがね6の吸収軸の方向Fによっては見えない方向が
でてくる。
【0018】また、前述の位相差板4を用いたばあい
に、偏光めがね6の吸収軸の方向Fをフロント側偏光板
2の吸収軸Cと同じ方向にしたときの各波長に対する偏
光めがね6の光の透過率は図3に示すようになる。図3
において横軸は波長、縦軸は光の透過率を示し、フロン
ト側偏光板2の吸収軸方向Cと偏光めがね6の吸収軸方
向Fとを同一方向とし、位相差板4がないときの光の透
過率を100 %とした。図3に示されるように、可視光領
域の全波長において、透過率が極端に低く(約30%以
下)なる波長がないので、表示される色によって液晶表
示デバイスの表示画面が見づらくなることはない。
【0019】前記実施例では、液晶セルの背後に光源5
を配置する透過型液晶表示デバイスの例を示したが、光
源5に代えて反射板を配置し、表示面側からの光を反射
させる反射型液晶表示デバイスにしても反射した光が透
過型のばあいと同じ経路をとるため、同様の結果がえら
れた。
【0020】本発明の効果はネガタイプの液晶表示デバ
イスのみならず、ポジタイプの液晶表示デバイスのばあ
いでも、同様の効果がえられる。さらに本発明は、TN
液晶を用いた液晶表示デバイスに限定されず、他の液
晶、たとえばスーパーツイストネマティック液晶を用い
た液晶表示デバイスなどでも、フロント側偏光板の吸収
軸と位相差板の光学軸方向の関係を保持することによ
り、同様の効果がえられる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、液晶表示デバイスのフ
ロント側偏光板の前面に、特定のリターデイションを有
し、その光学軸が特定方向を向いた位相差板を配置して
いるため、偏光めがねをかけて眺めたばあいでも、見る
方向によって液晶表示面が見えなくなるということがな
くなる。その結果、偏光めがねをかけて運転することが
多いドライバーなどが、自動車内の計器類を見るばあい
でも常に視認することができ、運転に支障をきたすこと
がない。
【0022】さらに本発明の液晶表示デバイスは、従来
の液晶表示デバイスの表面に、ポリカーボネートなどか
らなる位相差板を設けるだけでえられるので、従来の製
造プロセスを殆ど変更する必要がなく、安価にうること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のTN型液晶表示デバイスを偏光めがね
をかけて眺めたばあいの偏光めがねの吸収軸の方向など
を示す分解説明図である。
【図2】液晶セルに電界を印加したばあいに、位相差板
から出た3種類の波長の光の偏光めがねの透過率を表わ
す図である。
【図3】液晶セルに電界を印加したばあいに、位相差板
から出た種々の波長の光の偏光めがねの透過率を表わす
グラフである。
【図4】従来のTN型液晶表示デバイスを偏光めがねを
かけて眺めたばあいの偏光めがねの吸収軸の方向などを
示す分解説明図である。
【符号の説明】
1 液晶セル 2 フロント側偏光板 3 リア側偏光板 4 位相差板 C フロント側偏光板の吸収軸方向 E 位相差板の光学軸方向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の透明基板で液晶層が挾持され、該
    2枚の透明基板の外側にそれぞれ偏光板が配置され、前
    記液晶層の一方の面で表示されてなる液晶表示デバイス
    であって、前記液晶層の表示面側に配置されたフロント
    側偏光板の前面に位相差板が配置され、該位相差板はそ
    の光学軸が前記フロント側偏光板の吸収軸とほぼ35°〜
    55°の角度をなすように配置されると共に、前記位相差
    板のリターデイションがほぼ110nm 〜170nm の範囲に設
    定されてなる液晶表示デバイス。
JP5044123A 1993-03-04 1993-03-04 液晶表示デバイス Pending JPH06258633A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5044123A JPH06258633A (ja) 1993-03-04 1993-03-04 液晶表示デバイス

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