(57)【要約】【課題】垂直配向型液晶パネルを備えた液晶表示装置において、光学的補償フィルムの支持構造及び位置調整作業を簡略化することのできる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、垂直配向型液晶パネル１の入射側と出射側とに偏光板２，３が配置され、その吸収軸２ａ，３ａは互いに直交するように配置されている。また、何れか一方の偏光板２，３と垂直配向型液晶パネル１との間に、面内の屈折率ｎｘ，ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚとがｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚであるＡプレート４と、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚである−Ｃプレート５とが積層された積層型位相差フィルム７が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収軸が互いに直交する一対の偏光板の間に垂直配向型液晶パネルが配設された液晶表示装置において、何れか一方の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に、面内の屈折率ｎｘ，ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚとがｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚであるＡプレートとｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚである−Ｃプレートとが積層された積層型位相差フィルムを配設したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記積層型位相差フィルムは、入射側の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記積層型位相差フィルムは、出射側の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記積層型位相差フィルムは、入射側の偏光板の吸収軸に垂直であって、かつ、この偏光板の表面に平行な軸を中心とした回転方向に回転角度調整可能に配設されるとともに、出射側の偏光板の吸収軸に垂直であって、かつ、この偏光板の表面に垂直な軸を中心とした回転方向に回転角度調整可能に配設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記積層型位相差フィルムは、ガラス基板を支持機材として積層された状態で回転角度調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向型液晶パネルを用いた液晶表示装置に関し、より具体的には、光学的補償フィルムを垂直配向型液晶パネルと偏光板との間に用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型テレビなどに用いられる垂直配向型液晶パネルを用いた液晶表示装置は、垂直配向型液晶パネル自身が有する複屈折性により残存位相差が発生し、二重に光が見えコントラストが低下するという問題があった。また、クロスニコルに配置される偏光板の偏光軸直交性により、斜め方向から観察した場合に光漏れが発生し、視野角が低下するという問題があった。さらに、近年、液晶プロジェクタの普及とともに液晶表示装置における高コントラスト化のニーズの高まりとともに、垂直配向型液晶パネルを用いた液晶表示装置における高コントラスト化及び視野角向上のニーズが高まってきている。
【０００３】
このような要望に対しては、従来、光学的補償フィルムにより問題の解決が図られている。すなわち、垂直配向型液晶パネル自身が有する複屈折性に対しては、−Ｃプレート（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、但し、ｎｘ，ｎｙはフィルム面内の屈折率、ｎｚはフィルムの厚み方向の屈折率）により液晶パネルとの間でリターデーションを打ち消し合うようにすれば、互いに補償し合う理想的な状態となるため効果的に補償できることが知られている。また、クロスニコルに配置された偏光板の偏光軸直交性の視野角依存性に対しては、Ａプレート（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）を光路内に配置することが有効であることが知られている。
【０００４】
その一例を図３に示す。図３の液晶表示装置は、吸収軸１０１ａ、１０２ａが互いに直交する一対の入射側の偏光板１０１と出射側の偏光板１０２との間に、垂直配向型液晶パネル１０３が配設されたものである。また、この液晶表示装置は、出射側の偏光板１０２と垂直配向型液晶パネル１０３との間に、光学的補償フィルムとしてガラス基板１０４ａに支持された−Ｃプレート１０４と、ガラス基板１０５ａに支持されたＡプレート１０５とが互いに独立して配設されていた。なお、このような光学的補償フィルムを使用した文献例として特許文献１を挙げることができる。
【特許文献１】特表２００６−５１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、垂直配向型液晶パネル１０３における液晶分子の配向は製品によりバラツキがある。このため、垂直配向型液晶パネル１０３の位相差補償フィルムとしての−Ｃプレート１０４は、入射側の偏光板１０１の吸収軸１０１ａに垂直であり、かつ、入射側の偏光板１０１の表面に平行な軸を中心とした回転方向Ｒｂに回転角度を調整する必要があった。なお、回転方向Ｒｂは、図示座標軸におけるＹ−Ｚ面内の回転方向となる。
【０００６】
また、コントラストを向上させるためには、Ａプレートの光軸１０５ｂを出射側の偏光板１０２の吸収軸１０２ａに垂直に配設することが必要とされているが、Ａプレート１０５の光軸１０５ｂの方向に誤差の生じる恐れがあった。このために、出射側の偏光板１０２の吸収軸１０２ａと垂直であり、かつ、出射側の偏光板１０２の表面に垂直な軸を中心とした回転方向Ｒａに回転角度を調整する必要があった。なお、回転方向Ｒａは、図示座標軸におけるＸ−Ｙ面内の回転方向となる。
【０００７】
上記において、Ａプレート１０５の光軸１０５ｂの方向に誤差の生じるのは次のような原因による。Ａプレート１０５は、大きなフィルムから所定の位置で切り出された所定寸法のフィルムであって、この切り出されたフィルムを支持部材の所定位置に取り付けるものである。しかしながら、切り出し位置に誤差が生じる場合、或いは、支持部材への取付位置に誤差が生じる場合がある。また、このような場合には、Ａプレート１０５を支持した支持部材を光路内に正確に取り付けたとしても、Ａプレート１０５の光軸１０５ｂと出射側の偏光板１０２の吸収軸１０２ａとの垂直性が保持されないことになり、十分な位相差補償効果が得られないことになる。したがって、Ａプレート１０５の光軸１０５ｂと出射側の偏光板１０２の吸収軸１０２ａとの相対位置については、製品毎に、上記のような回転角度の調整を必要としていた。
【０００８】
ところが、従来、−Ｃプレート１０４及びＡプレート１０５の支持部材及びその回転角度調整は、それぞれ独立的に形成されていた。このため、−Ｃプレート１０４及びＡプレート１０５の支持機構及び回転角度調整機構が複雑になっていた。この結果、両プレートの支持機構及び位置調整機構を構成する部品点数が多くなるとともに管理工数が大きくなり、コスト上昇の要因となっていた。また、両プレートの角度調整作業も２箇所で行う必要があり作業工数が多くなっていた。
【０００９】
本発明は、このような背景の下に成されたものであって、垂直配向型液晶パネルを備えた液晶表示装置において、光学的補償フィルムの支持構造及び回転角度調整作業を簡略化し得る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る液晶表示装置は、吸収軸が互いに直交する一対の偏光板の間に垂直配向型液晶パネルが配設された液晶表示装置において、何れか一方の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に、面内の屈折率ｎｘ，ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚとがｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚであるＡプレートとｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚである−Ｃプレートとが積層された積層型位相差フィルムを配設したことを特徴とする。
【００１１】
このように構成すると、−ＣプレートとＡプレートとからなる光学的補償フィルムを支持した部品を一つの部品として光路内に回転角度調整可能に組み込むことができるので、構造が簡素化されて、部品点数が削減される。また、光学的補償フィルムの回転角度調整を一箇所に集約することができるので、回転角度調整作業が簡略化される。また、これにより部品コスト及び回転角度調整作業のコストを低減することができる。
【００１２】
また、前記積層型位相差フィルムは、入射側の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に配設してもよく、或いは、出射側の偏光板と垂直配向型液晶パネルとの間に配設してもよい。前者の場合は垂直配向型液晶パネルでの残留位相差を予測した補償を行うことになるのに対し、後者の場合は、垂直配向型液晶パネルで生じた残留位相差を液晶セルの出射側で調整することになる。したがって前者の場合は、調整が容易となる利点がある。
【００１３】
また、前記積層型位相差フィルムは、入射側の偏光板の吸収軸に垂直であって、かつ、この偏光板の表面に平行な軸を中心とした回転方向に回転角度調整可能に配設されるとともに、出射側の偏光板の吸収軸に垂直であって、かつ、この偏光板の表面に垂直な軸を中心とした回転方向に回転角度調整可能に配設されているようにすることが好ましい。このように構成することにより、一箇所の積層型位相差フィルムの調整作業で垂直配向型液晶パネルにおける液晶分子の配向のバラツキ及びＡプレートの光軸の位置誤差に対応する調整を行うことができる。
【００１４】
また、前記積層型位相差フィルムは、ガラス基板を支持機材として積層された状態で回転角度調整可能に取り付けられていることが好ましい。このように構成することにより、前記積層型位相差フィルムの組み込み構造及び取付位置の調整構造を簡単な構成で形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置によれば、−ＣプレートとＡプレートとからなる光学的補償フィルムを支持した部品を一つの部品として回転角度調整可能に光路内に組み込むことができるので、構造が簡素化されて、部品点数が削減される。また、光学的補償フィルムの回転角度調整を一箇所に集約することができるので、回転角度調整作業が簡略化される。また、これにより部品コスト及び回転角度調整作業のコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置について、図１に従い説明する。なお、図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置の構成図である。
【００１７】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、３板式の液晶プロジェクタ等における液晶表示装置として用いられるものであって、垂直配向型液晶パネル１の入射側に偏光板２が配置され、垂直配向型液晶パネル１の出射側に偏光板３が配置されている。また、垂直配向型液晶パネル１と出射側の偏光板３との間に、光学的補償フィルムとしてのＡプレート４と−Ｃプレート５とが配設されている。
【００１８】
垂直配向型液晶パネル１は、誘電率異方性の液晶物質を用い、電圧非印加時に液晶分子の長軸が基板法線方向に配向され、電圧印加時に電気力線で液晶分子を傾かせる方式の従来公知の液晶パネルであって、入力された映像情報に基づき映像を表示するように印加電圧が制御される。また、この垂直配向型液晶パネル１を通過した光は、このパネル内の液晶層を通過するときに液晶分子の配向により複屈折を生じ、残留位相差が発生する。
【００１９】
垂直配向型液晶パネル１の両側に配置される偏光板２，３は、従来一般の液晶表示装置におけるものと同様に偏光子或いは検光子として作用するように、吸収軸２ａ、３ａが直交するように配置されている。光学的補償フィルムとしてのＡプレート４と−Ｃプレート５とは、前述の従来例において説明したような機能を有するものであって、ガラス基板６を支持機材として積層されて、１個の積層型位相差フィルム７として形成されている。このガラス基板６としては無色透明の白板ガラスが用いられている。この実施の形態においては、ガラス基板６の上に−Ｃプレート５が積層され、その上にＡプレート４が積層されている。したがって、垂直配向型液晶パネル１側に−Ｃプレート５が配置され、出射側の偏光板３側にＡプレート４が配置されている。なお、Ａプレート４は、光軸８が出射側の偏光板３の吸収軸３ａと垂直となるように配置される。
【００２０】
そして、このようにガラス基板６上に−Ｃプレート５及びＡプレート４が積層された積層型位相差フィルム７は、垂直配向型液晶パネル１における液晶分子の配向のバラツキに対応するために、入射側の偏光板２の吸収軸２ａに垂直であり、かつ、入射側の偏光板２の表面に平行な軸を中心とした回転方向Ｒｂに回転角度調整可能に構成されている。なお、Ｒｂは、図示座標軸におけるＹ−Ｚ面内の回転方向となる。また、この積層型位相差フィルム７は、Ａプレート４の光軸８と出射側の偏光板３の吸収軸３ａとの垂直性を保持するために、出射側の偏光板３の吸収軸３ａと垂直であり、かつ、出射側の偏光板３の表面に垂直な軸を中心とした回転方向Ｒａに回転角度調整可能に構成されている。なお、Ｒａは、図示座標軸におけるＸ−Ｙ面内の回転方向となる。
【００２１】
このように構成された液晶表示装置は、次のように作用する。
液晶表示装置に入射した全方位の映像光は、液晶表示装置の各画素において、入射側の偏光板２で偏光されて垂直配向型液晶パネル１に入射されるとともに、垂直配向型液晶パネル１を透過する光量が制御され、さらに、出射側の偏光板３により検光されて出射される。このように、各画素における垂直配向型液晶パネル１の透過光量が調節されることにより映像光としてスクリーンに投写される。
【００２２】
この場合において、垂直配向型液晶パネル１を透過する光は、垂直配向型液晶パネル１内の液晶層を通過するときに液晶分子の配向により、複屈折作用を受けて残留位相差が発生するが、この残留位相差は−Ｃプレート５により光学的に補償される。また、偏光板２，３の特性により斜め方向から見たときに光が漏れてくる点については、Ａプレート４の光軸８と出射側の偏光板３の吸収軸３ａとを垂直に取り付けることにより改善されている。
【００２３】
さらに、この場合において、垂直配向型液晶パネル１における液晶分子の配向が製品によりバラツキが生ずることに対する調整として、積層型位相差フィルム７の取付位置を調整することができる。すなわち、垂直配向型液晶パネル１は、入射側の偏光板２の吸収軸２ａに垂直であり、かつ、入射側の偏光板２の表面に平行な軸を中心とした回転方向Ｒｂに回転角度調整可能に構成されている。
【００２４】
また、積層型位相差フィルム７は、Ａプレート４の光軸８の位置誤差に対する調整として、出射側の偏光板３の吸収軸３ａと垂直であり、かつ、出射側の偏光板３の表面に垂直な軸を中心とした回転方向Ｒａに回転角度調整可能に構成されている。
【００２５】
実施の形態１に係る液晶表示装置は、以上のように構成されているので次のような効果を奏することができる。
（１）実施の形態１に係る液晶表示装置は、−Ｃプレート５とＡプレート４とからなる光学的補償フィルムを備えた積層型位相差フィルム７を一つの部品として光路内に回転角度調整可能に組み込むことができるので、構造が簡素化されて、部品点数が削減される。また、これにより、光学的補償フィルムの回転角度調整作業を一箇所に集約することができるので、回転角度調整作業が簡略化されるとともに、部品コスト及び回転角度調整作業のコストを低減することができる。
【００２６】
（２）実施の形態１に係る液晶表示装置は、出射側の偏光板２と垂直配向型液晶パネル１との間に積層型位相差フィルム７が配設されているので、垂直配向型液晶パネル１で生じた残留位相差を垂直配向型液晶パネル１の出射側で調整することができ、その調整が容易になる。
【００２７】
（３）また、積層型位相差フィルム７は、入射側の偏光板２の吸収軸２ａに垂直であって、かつ、この偏光板２の表面に平行な軸を中心とした回転方向Ｒｂに回転角度調整可能に配設されるとともに、出射側の偏光板３の吸収軸３ａに垂直であって、かつ、この偏光板３の表面に垂直な軸を中心とした回転方向Ｒａに回転角度調整可能に配設されている。したがって、一箇所の積層型位相差フィルム７の調整作業で垂直配向型液晶パネル１における液晶分子の配向のバラツキ及びＡプレート４の光軸の位置誤差に対応する調整を行うことができる。
【００２８】
（４）積層型位相差フィルム７は、ガラス基板６を支持機材として積層された状態で回転角度調整可能に取り付けられているので、積層型位相差フィルム７の組み込み構造及び回転角度の調整構造を簡単な構成で形成することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る液晶表示装置は、実施の形態１における積層型位相差フィルム７の配置とその構成を変更したものである。以下、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について、図２に基づいて説明する。なお、図２は、実施の形態２に係る液晶表示装置の構成図であって、実施の形態１におけると同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００３０】
実施の形態２における積層型位相差フィルム７は、実施の形態１に係る液晶表示装置において、積層型位相差フィルム７の取付位置を入射側の偏光板２と垂直配向型液晶パネル１との間に変更している。また、この実施の形態における積層型位相差フィルム７は、ガラス基板６の上にＡプレート４が積層され、その上に−Ｃプレート５が積層されている。そして、このように構成された積層型位相差フィルム７は、この位置において、実施の形態１の場合と同様に、入射側の偏光板２の吸収軸２ａに垂直であり、かつ、入射側の偏光板２の表面に平行な軸を中心とした回転方向Ｒｂに回転角度調整可能に構成されている。また、この積層型位相差フィルム７は、出射側の偏光板３の吸収軸３ａと垂直であり、かつ、出射側の偏光板３の表面に垂直な軸を中心とした回転方向Ｒａに回転角度調整可能に構成されている。
【００３１】
実施の形態２に係る液晶表示装置は、以上のように構成されているものであって、前述の実施の形態１の場合における（１）、（３）及び（４）と同様の作用効果を奏することができる。なお、積層型位相差フィルム７の回転角度調整の点については、実施の形態１の場合が垂直配向型液晶パネル１の出射側で調整されるのに対しこの実施の形態においては垂直配向型液晶パネル１の入射側での調整となるため、実施の形態１の場合の方が容易といえる。
【００３２】
（変形例）
本発明は、上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・実施の形態１において、積層型位相差フィルム７の構成を、実施の形態２の場合と同様の積層順序としてもよく、この場合の作用効果は同一である。
【００３３】
・また、実施の形態２において、積層型位相差フィルム７の構成を、実施の形態１の場合と同様の積層順序としてもよく、この場合の作用効果は同一である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る液晶表示装置は、投写型映像表示装置、液晶テレビなどにおける液晶表示装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成図である。
【図３】従来例に係る液晶表示装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｒａ，Ｒｂ…回転方向、１…垂直配向型液晶パネル、２…（入射側の）偏光板、２ａ…吸収軸、３…（出射側の）偏光板、３ａ…吸収軸、４…Ａプレート、５…−Ｃプレート、６…ガラス基板、７…積層型位相差フィルム。
【図１】
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【図２】
2009271421.tif 000004
【図３】
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