(57)【要約】【課題】液晶表示装置の輝度低下を防ぐだけでなく、外光による表示部分の白色化を防止できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１０は、液晶パネル１５と、この液晶パネル１５の背面から光を出射する着色光源１１とを備え、前記液晶パネル１５は、着色光源１１側に配設された第１の偏光板１６と、表示部側に配設された第２の偏光板１８と、これらの偏光板１６，１８の間に配設された液晶セル１７とを備える。前記偏光板１６，１８のうち、少なくとも一方の偏光板は着色された偏光板であり、着色光源１１から出射される着色光の波長領域の光よりも、前記着色光と補色関係にある波長領域の光を、より多く吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層およびこの液晶層を挟んで両側に配設される一対の透明基材で構成された液晶セルと、この液晶セルを挟んで両側に配設される一対の偏光板とを備える液晶パネルと、
この液晶パネルの背面から光を出射する着色光源とを備える液晶表示装置であって、
前記偏光板のうち、少なくとも一方が、この着色光源から出射される着色光の波長領域の光より、前記着色光と補色関係にある波長領域の光を、より多く吸収する液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１の液晶表示装置において、液晶パネルの光透過率が１３％以上である液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２の液晶表示装置において、少なくとも一方の偏光板の光吸収率に関し、波長領域５８０〜７８０ｎｍの光吸収率（Ａ）に対する、波長領域４００〜４８０ｎｍの光吸収率（Ｂ）の割合（Ｂ）／（Ａ）が、２倍以上である液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項の液晶表示装置において、着色光源側の偏光板と、着色光源との間に、１／４波長板が配設されている液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置を用いたインフォメーションディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光によって生じる表示色の白色化を防止することができる液晶表示装置、およびこれを用いたインフォメーションディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式の液晶表示装置は、電卓、デジタル時計、オーディオ装置、車載用インスツルメンツパネルなどの安価性、低消費電力性が求められる各種表示機器において広く使用されている。したがって、このような分野でＳＴＮ方式の液晶表示装置を用いる場合、低消費電力化を実現するために、液晶表示装置の液晶パネルの透過率を上昇させ、液晶表示に用いられるバックライトを低減することが試みられている。
【０００３】
しかし、液晶パネルの透過率が上昇すると、それに伴って外光のバックライトでの反射光量が増加してしまい、その結果表示画面においては、表示部分の白色化などの現象が発生し、表示装置の視認性が悪化してしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１には、液晶表示装置の視認性を向上するために、ハードコート層および低屈折率層を積層し、波長５５０ｎｍにおける反射率が０．８％以下で、かつ波長４３０〜７００ｎｍにおける反射率が１．２％以下である光学積層フィルムを偏光板の保護フィルムとして用い、野外において用いられる液晶表示装置の反射防止性能を向上することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３７９２７（特許請求の範囲、段落番号［０００２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された光学積層フィルムでは、光吸収性の高い光学積層フィルムを用いるため、外光による表示部分の白色化は防止できるが、それと同時にバックライトからの光も吸収してしまうため、液晶パネルとしての光透過性は低減する。その結果、輝度を高めるためにバックライトを増加する必要が生じてしまい、消費電力を低減することはできなくなる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、液晶表示装置の輝度低下を防ぐだけでなく、外光による表示部分の白色化を防止できる液晶表示装置を提供することである。
本発明の他の目的は、簡単な構成であっても、輝度低下と表示部分の白色化の双方を抑制することができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意研究を行った結果、バックライトとして着色光源を利用するとともに、液晶パネルを形成する偏光板として、この着色光源と補色関係にある波長領域の光を、着色光源からの着色光よりも多く吸収する着色された偏光板を用いると、液晶表示装置の輝度低下を防ぐだけでなく、外光による表示部分の白色化を防止できることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、液晶層およびこの液晶層を挟んで両側に配設される一対の透明基材で構成された液晶セルと、この液晶セルを挟んで両側に配設される一対の偏光板とを備える液晶パネルと、この液晶パネルの背面から光を出射する着色光源とを備える液晶表示装置であって、前記偏光板のうち、少なくとも一方が、この着色光源から出射される着色光の波長領域の光より、前記着色光と補色関係にある波長領域の光を、より多く吸収する液晶表示装置である。この液晶表示装置において、液晶パネルの光透過率は、１３％以上であってもよい。なお、補色関係とは、色相環で相対する（すなわち、対向する側に互いに位置する）関係にある二色をいう。
【００１０】
例えば、液晶表示装置においては、少なくとも一方の偏光板の光吸収率に関し、波長領域５８０〜７８０ｎｍの光吸収率（Ａ）に対する、波長領域４００〜４８０ｎｍの光吸収率（Ｂ）の割合（Ｂ）／（Ａ）が、２倍以上であってもよい。
【００１１】
このような液晶表示装置では、着色光源側の偏光板と、着色光源との間に、１／４波長板が配設されていてもよい。たとえば、この場合、この１／４波長板は、接着または非接着で、液晶パネルの着色光源側に配設された偏光板と隣接して配設されていてもよい。
【００１２】
本発明は、前記液晶表示装置を用いた車載用インフォメーションパネルを包含する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、特定の光を吸収する着色偏光板を用いて液晶表示装置を形成するため、液晶表示装置の輝度低下を防ぐだけでなく、外光による表示部分の白色化を防止できる。
特に、着色光源からの着色光と、着色偏光板の分光吸収率が特定の関係にある場合、液晶表示装置は、簡単な構成であっても、輝度低下と表示部分の白色化の双方を効率的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。また、添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、本発明の液晶表示装置の第１の実施形態を説明するための概略断面図である。
【００１６】
第１の実施形態において、液晶表示装置１０は、着色光源１１と、液晶パネル１５とを少なくとも備える。そして、液晶パネル１５は、液晶層およびこの液晶層を挟んで両側に配設される一対の透明基材で構成された液晶セル１７と、この液晶セルを挟んで両側に配設される一対の偏光板、すなわち着色光源側の第１の着色偏光板１６と、表示部側の第２の着色偏光板１８とを備えている。
【００１７】
着色光源１１から出射された着色光は、液晶パネル１５内の着色光源側の第１の着色偏光板１６へ入射し、液晶セル１７を経て第２の着色偏光板１８へ入射した後、液晶パネル１５におけるＯＮ／ＯＦＦ表示に基づいて表示面へと出射される。この着色光は、着色偏光板１６，１８によりほとんど吸収されずに透過されるため、液晶表示装置の表示部分の輝度はほとんど低下しない。
【００１８】
一方で、表示面から入射する外光は、一旦液晶パネル１５内の第２の着色偏光板１８へ入射した後、この第２の着色偏光板１８において、着色光源１１と補色関係にある波長領域の光が吸収される。また、着色光源１１と補色関係にある波長領域の光の中で、第２の着色偏光板１８に吸収されなかった光は、さらに液晶セル１７を経て第１の着色偏光板１６へ透過した後、第１の着色偏光板１６において、再び着色光源１１と補色関係にある波長領域の光が吸収される。
【００１９】
その結果、液晶表示装置がＯＮの際、外光が表示装置に対して入射しても、着色光源１１と補色関係にある波長領域の光が着色偏光板１６，１８により吸収されるので、外光によって生じる表示の白色化を有効に防止できるとともに、着色光源からの着色光は、吸収されずに透過するため、輝度の低下を防止しつつ、視認性を向上することができる。
【００２０】
なお、この実施形態では、着色光源側の第１の偏光板１６も、表示部側の第２の偏光板１８も、双方が着色された偏光板であるが、必ずしも双方の偏光板が着色偏光板である必要はなく、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれか一方が着色された偏光板であっても、外光による表示部分の白色化を有効に防止することができる。
【００２１】
図２は、本発明の液晶表示装置の第２の実施形態を説明するための概略断面図である。
第２の実施形態において、液晶表示装置２０は、着色光源１１と、液晶パネル１５と、着色光源１１と液晶パネル１５の間に配設された１／４波長板（着色１／４波長板）２３とを備える。なお、液晶パネル１５は、第１の実施形態と同様に、液晶セル１７と、この液晶セル１７を挟んで両側に配設される一対の着色偏光板１６，１８とを備えている。
【００２２】
液晶表示装置２０に対して入射する外光は、第１の実施形態と同様に、第１の着色偏光板１６および第２の着色偏光板１８において、特定の波長領域の光が吸収される。そして、第１の着色偏光板１６をさらに透過した着色光源１１と補色関係にある波長領域の光は、液晶パネルを経て１／４波長板に入射した後、１／４波長板２３において、１／４波長回転して着色光源へ入射する。そして着色光源で反射され、１／４波長板２３において、さらに１／４波長回転して液晶パネル１５へと入射する。そして、１／４波長ずつ、合計１／２波長回転した光は、最終的に偏光板により遮断される。
【００２３】
その結果、液晶表示装置２０へ入射した外光は、着色光源と補色関係にある波長領域の光が着色偏光板１６，１８により吸収されるとともに、１／４波長板と偏光板との相互作用によって遮断されるため、外光によって生じる白色化をより高度に防止することができる。
【００２４】
以下、各構成要素の詳細について、詳述する。
（液晶パネル）
液晶パネルは、透明基板とその間に封入された液晶層とで構成された液晶セルと、この液晶セルをはさんで両側に配設された一対の偏光板とを少なくとも備える。液晶パネルの光透過率は、着色光源の数を低減する観点から高いほうが好ましく、例えば、光透過率は光透過率は１３％以上（例えば、１５〜５０％程度）であってもよく、より好ましくは１７〜４０％程度であってもよい。
【００２５】
液晶層は着色光源とともに用いることができる限り特に限定されず、ツイスト角が９０℃未満のＴＮ型液晶層であっても、ツイスト角が１８０〜２７０℃のＳＴＮ型液晶層であってもよい。
【００２６】
また、透明基板としては、公知または慣用のガラス透明基板、プラスチック透明基板を利用することができる。なお、液晶パネルには、必要に応じて、偏光板と液晶セルの間に位相差フィルムが配設されていてもよい。
【００２７】
（着色偏光板）
着色された偏光板としては、公知または慣用の偏光板を用いることができ、そのような偏光板は、例えば、一旦作製した偏光板を、さらに染料を含む染色槽に浸漬して、所望の色調に染色してもよいし、または、偏光フィルムを得た後、この偏光フィルムに対して染顔料を溶解・分散させた染色性接着剤を塗布し、所定の保護フィルムを積層して着色偏光板としてもよい。
【００２８】
染顔料としては、アゾ系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、トリフェニルメテン系染料、アントラキノン系染料、インジゴイド染料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料などの有機顔料、各種無機顔料などが挙げられる。
また、接着剤基材としては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系などのものを適宜使用することができる。
【００２９】
（着色光源）
着色光源は、通常、点状光源であり、着色偏光板が外光を効率よく吸収するとともに、光源からの輝度低下を防止できる観点から、ＬＥＤを用いることが多い。例えば、ＬＥＤは、波長のそろった単色光を出射できるため、着色偏光板でＬＥＤからの波長領域とは異なる外光を吸収しつつ、ＬＥＤの波長領域の光を透過できるため、表示部分の輝度が低下するのを有効に防止することができる。
【００３０】
着色光源からの着色光の波長領域は、液晶表示装置に求められる色調に応じて適宜設定することができ、例えば、着色光の発光波長領域としては、赤色光としての６２０〜７８０ｎｍ程度、橙色光としての６００〜６２０ｎｍ程度、黄色光としての５８０〜６００ｎｍ程度、緑色光としての４９０〜５８０ｎｍ程度、青色光としての４５０〜４９０ｎｍ程度、藍色光としての４３０〜４５０ｎｍ程度、紫色光としての３８０〜４３０ｎｍ程度が挙げられる。これらの着色光を発生する着色光源は、単独で用いてもよいし、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
これらの着色光のうち、着色偏光板によって外光を吸収しつつ、表示部分の輝度の低下を防止する観点から、着色光源からの着色光の波長は、５８０〜７８０ｎｍ程度（好ましくは６００〜７８０ｎｍ程度）、４９０〜５８０ｎｍ程度（好ましくは５１０〜５７０ｎｍ程度）、または４３０〜５３０ｎｍ程度（好ましくは４３０〜５００ｎｍ程度）のいずれかであるのが好ましい。
【００３２】
着色偏光板が吸収する光の波長領域は、着色光源からの着色光に応じて適宜設定することができる。
例えば、着色光源からの着色光の波長領域が５８０〜７８０ｎｍ程度である場合、着色偏光板では、例えば、波長領域５８０〜７８０ｎｍの光吸収率（Ａ）に対する、波長領域４００〜４８０ｎｍの光吸収率（Ｂ）の割合（Ｂ）／（Ａ）が、例えば、２倍以上であってもよく、好ましくは３倍以上であってもよい。この値は、大きいほど表示装置の視認性を向上することができるが、経済的な観点から１００倍程度を上限値としてもよい。
【００３３】
また、着色光源からの着色光の波長領域が４９０〜５８０ｎｍ程度である場合、着色偏光板では、例えば、波長領域４９０〜５８０ｎｍの光吸収率（Ｃ）に対する、波長領域７５０〜８００ｎｍの光吸収率（Ｄ）の割合（Ｄ）／（Ｃ）が、例えば、２倍以上であってもよく、好ましくは３倍以上であってもよい。この値は、大きいほど表示装置の視認性を向上することができるが、経済的な観点から１００倍程度を上限値としてもよい。
【００３４】
さらに、着色光源からの着色光の波長領域が４３０〜５３０ｎｍ程度である場合、着色偏光板では、例えば、波長領域４３０〜５３０ｎｍの光吸収率（Ｅ）に対する、波長領域５８０〜８００ｎｍの光吸収率（Ｆ）の割合（Ｆ）／（Ｅ）が、例えば、２倍以上であってもよく、好ましくは３倍以上であってもよい。この値は、大きいほど表示装置の視認性を向上することができるが、経済的な観点から１００倍程度を上限値としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の液晶表示装置は、外光によって生じる表示部分の白色化を有効に防止できるとともに、着色光源からの着色光に関しては輝度の低下を抑制することができるため、簡単な構成により、表示部分の視認性を向上することができる。
【００３６】
そのため、このような液晶表示装置は、インフォメーションディスプレイとして有用に用いることができ、例えば、車載用インフォメーションパネル、時計、計算機、ゲーム機、歩数計、ファクシミリ、電話機、オーディオ機器などの表示部分として有用であるほか、建築物に設けられた表示パネルとしても有効に用いることができる。
【００３７】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１の実施形態を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第２の実施形態を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０，２０…液晶表示装置
１１…着色光源
１５…液晶パネル
１６，１８…着色偏光板
１７…液晶セル
２３…１／４波長板
【図１】
2010128266.tif 000003
【図２】
2010128266.tif 000004