JP2005181368A - 液晶表示装置及びそれに用いる複合偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】 視野角特性のよい垂直配向モードの液晶表示装置及びそれに使用する複合偏光板を提供する。
【解決手段】 液晶セル５０の片面に、面内位相差値（Ｒ₀）が３０〜３００nmでＲ₀と厚み方向位相差値（Ｒ_th）の比（Ｒ₀／Ｒ_th） が０を超え２未満の第一位相差板２０及び第一偏光板１０がこの順で配置され、液晶セル５０の他面には第二偏光板４０が配置され、さらに液晶セル５０と第一位相差板２０の間に、Ｒ₀ が０〜１０nmでＲ_thが５０〜３００nmの第二位相差板３０が配置された液晶表示装置が提供される。第二位相差板３０は、液晶セル５０と第二偏光板４０の間に配置することもできる。第一偏光板１０は、直線偏光子１１の両面に保護層１２，１３を有しても、片面にのみ保護層１２を有してもよい。偏光板１０／上記第一位相差板２０の構成、又は偏光板１０／上記第一位相差板２０／上記第二位相差板３０の構成の複合偏光板も提供される。

【選択図】 図５

Description

本発明は、液晶表示装置及びそれに有用な複合偏光板に関するものである。詳しくは、視野角特性に優れた液晶表示装置及びそれに有用な複合偏光板に関するものである。

近年、消費電力が低く、低電圧で動作し、軽量でかつ薄型の液晶ディスプレイが、携帯電話、携帯情報端末、コンピュータ用のモニター、テレビなど、情報用表示デバイスとして急速に普及してきている。液晶技術の発展に伴い、さまざまなモードの液晶ディスプレイが提案されて、応答速度やコントラスト、狭視野角といった液晶ディスプレイの問題点が解消されつつある。しかしながら、依然として、陰極線管（ＣＲＴ）に比べて視野角が狭いことが指摘され、視野角拡大のための各種の試みがなされている。

このような液晶表示装置の一つに、正又は負の誘電率異方性を有する棒状の液晶分子を基板に対して垂直に配向させた、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶表示装置がある。かかる垂直配向モードは、非駆動状態においては、液晶分子が基板に対して垂直に配向しているため、光は偏光の変化を伴わずに液晶層を通過する。このため、液晶パネルの上下に互いに偏光軸が直交するように直線偏光板を配設することで、正面から見た場合にほぼ完全な黒表示を得ることができ、高いコントラスト比を得ることができる。

しかし、このような液晶セルに偏光板のみを備えたＶＡモードの液晶表示装置では、それを斜めから見た場合に、配設された偏光板の軸角度が９０°からずれてしまうことと、セル内の棒状の液晶分子が複屈折を発現することに起因して、光漏れが生じ、コントラスト比が著しく低下してしまう。

かかる光漏れを解消するためには、液晶セルと直線偏光板の間に光学補償フィルムを配設する必要があり、従来は、二軸性の位相差板を液晶セルと上下の偏光板の間にそれぞれ１枚ずつ配設する仕様や、一軸性の位相差板と完全二軸性の位相差板を、それぞれ一枚ずつ液晶セルの上下に、又は２枚とも液晶セルの片側に配設する仕様が採用されてきた。例えば、特開 2001-109009号公報（特許文献１）には、垂直配向モードの液晶表示装置において、上下の偏光板と液晶セルの間に、それぞれａプレート（すなわち、一軸性の位相差板）及びｃプレート（すなわち、完全二軸性の位相差板）を配置することが記載されている。

一軸性の位相差板とは、面内の位相差値（Ｒ₀ ）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）との比（Ｒ₀／Ｒ_th ）が概ね２のフィルムであり、また完全二軸性の位相差板とは、面内の位相差値（Ｒ₀ ）がほぼ０のフィルムである。ここで、フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をｎ_x、フィルムの面内進相軸方向の屈折率をｎ_y、フィルムの厚み方向の屈折率をｎ_z 、フィルムの厚みをｄとしたとき、面内の位相差値（Ｒ₀ ）及び厚み方向の位相差値（Ｒ_th）は、それぞれ下式（１）及び（２）で定義される。
Ｒ₀ ＝（ｎ_x−ｎ_y）×ｄ （１）
Ｒ_th＝〔(ｎ_x＋ｎ_y)／２−ｎ_z〕×ｄ （２）

一軸性のフィルムでは、ｎ_z≒ｎ_yとなるため、Ｒ₀／Ｒ_th≒２ となる。一軸性のフィルムであっても、Ｒ₀／Ｒ_th は延伸条件の変動により、１.８〜２.２程度の間で変化することもある。完全二軸性のフィルムでは、ｎ_x≒ｎ_yとなるため、Ｒ₀≒０ となる。完全二軸性のフィルムは、厚み方向の屈折率のみが異なる（小さい）ものであることから、負の一軸性を有し、光学軸が法線方向にあるフィルムとも呼ばれ、また前述のとおり、ｃプレートと呼ばれることもある。

さて、前記した二軸性の位相差板を液晶セルと上下の偏光板の間にそれぞれ１枚ずつ配設する仕様や、一軸性の位相差板と完全二軸性の位相差板を、それぞれ一枚ずつ液晶セルの上下に、又は２枚とも液晶セルの片側に配設する仕様には、工程が煩雑となったり、あるいはコスト的に不利になったりするなどの問題点があった。

一方、偏光板は通常、偏光子フィルムの片面又は両面に保護層が設けられた形で用いられ、その保護層として、トリアセチルセルロースフィルムが一般的であるが、その保護層を他の樹脂で置き換えたり、その保護層に位相差を持たせたりする試みも、多数なされている。例えば、特開平 8-43812号公報（特許文献２）、特開平 9-325216 号公報（特許文献３）及び特開平 10-48420 号公報（特許文献４）には、偏光子の保護層のうち少なくとも一方を複屈折性のフィルムで構成することが記載されている。また、特開平 7-287123 号公報（特許文献５）、特開平 10-130402号公報（特許文献６）、特開 2001-174637号公報（特許文献７）、特開 2001-272534号公報（特許文献８）、及び特開 2002-221619号公報（特許文献９）には、偏光子の保護層をノルボルネン系樹脂（環状オレフィン系樹脂）で構成することが記載されている。

特開２００１−１０９００９号公報（請求項１５及び段落００３６） 特開平８−４３８１２号公報 特開平９−３２５２１６号公報 特開平１０−４８４２０号公報 特開平７−２８７１２３号公報 特開平１０−１３０４０２号公報 特開２００１−１７４６３７号公報 特開２００１−２７２５３４号公報 特開２００２−２２１６１９号公報

本発明者は、前記した二軸性の位相差板を上下に一枚ずつ有する垂直配向モードの液晶表示装置と同等又はそれ以上の光学性能を維持したまま、構成の簡略化や、製造工程の簡略化、低コスト化が可能な複合偏光板を開発し、それを垂直配向モードの液晶表示装置に適用して、良好な視野角特性を得るべく、鋭意研究を行ってきた。その結果、特定の光学特性を有する位相差板２種類を１枚ずつ所定位置に配置することにより、優れた視野角特性と簡略さを兼ね備えた液晶表示装置が得られることを見出し、さらには、それを構成する新規な構成の複合偏光板を見出し、本発明に至った。

そこで、本発明の目的の一つは、構成の簡略化や、製造工程の簡略化、低コスト化が可能で、視野角特性もよい垂直配向モードの液晶表示装置を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、この液晶表示装置に適用することにより、構成の簡略化や、製造工程の簡略化、低コスト化が可能な複合偏光板を提供することにある。

本発明によれば、第一の見地から、液晶セルの一方の面に、面内の位相差値（Ｒ₀ ）が３０〜３００nmで、面内の位相差値（Ｒ₀）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）との比（Ｒ₀／Ｒ_th）が０を超え２未満である第一位相差板、及び第一偏光板がこの順で配置され、液晶セルの他方の面には第二偏光板が配置され、さらに液晶セルと第一位相差板との間、又は液晶セルと第二偏光板との間に、面内の位相差値（Ｒ₀）が０〜１０nm で、厚み方向の位相差値（Ｒ_th）が５０〜３００nmである第二位相差板が配置されている液晶表示装置が提供される。ここで、面内の位相差値（Ｒ₀ ）及び厚み方向の位相差値（Ｒ_th）は、それぞれ前記式（１）及び（２）で定義される値である。この場合の液晶セルは、垂直配向モードであることができる。

この液晶表示装置において、第一位相差板は、Ｒ₀／Ｒ_th が０.８〜１.４の範囲にあるのが有利である。また、第一位相差板の外側に位置する第一偏光板は、直線偏光子の両面に保護層を有するものであることができるほか、直線偏光子の片面にのみ保護層を有するものであることもできる。後者の場合には、その保護層を有しない側に第一位相差板が積層される。

本発明の第二の見地からは、偏光板の片側に、面内の位相差値（Ｒ₀ ）が３０〜３００nmで、面内の位相差値（Ｒ₀）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）の比（Ｒ₀／Ｒ_th）が０を超え２未満である第一位相差板を備えてなる複合偏光板が提供される。この複合偏光板における第一位相差板は、Ｒ₀／Ｒ_th が０.８〜１.４の範囲にあるのが有利である。また、第三の見地からは、上記第二の見地から特定される複合偏光板を構成する第一位相差板の外側にさらに、Ｒ₀ が０〜１０nmで、Ｒ_thが５０〜３００nmである第二位相差板を備えてなる複合偏光板も提供される。

これらの複合偏光板を構成する偏光板も、直線偏光子の両面に保護層を有するものであることができるほか、直線偏光子の片面にのみ保護層を有するものであることもできる。後者の場合には、その保護層を有しない側に第一位相差板が積層される。

本発明の液晶表示装置は、特に垂直配向モードの液晶セルを用いた場合に、その液晶セルを斜めに通過する光の漏れが、第一位相差板及び第二位相差板により有効に抑制されたものとなる。したがって、広い視野角を有し、広視野角の液晶ディスプレイ等として用いることができる。また本発明の複合偏光板は、かかる液晶表示装置に有効に用いることができ、液晶表示装置の視野角拡大や、製造工程の簡略化、低コスト化に寄与するものとなる。偏光板に第一位相差板を積層した複合偏光板は、第二位相差板を液晶セルと第二偏光板の間に配置する場合に、液晶セルの反対側に配置する部材となるほか、第一位相差板と第二位相差板を備える複合偏光板の中間製品ともなりうる。

以下、添付の図面も適宜参照しながら、本発明の実施の形態を詳しく説明する。ここでは、複合偏光板、次いで液晶表示装置の順に説明を進めていく。

本発明に係る複合偏光板の第一の形態は、図１に各層を離間した模式的な斜視図で示すように、直線偏光子１１の両面に保護層１２，１３が設けられた偏光板１０の片側に、第一位相差板２０を配置したものである。複合偏光板の第二の形態は、図２にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、直線偏光子１１の片面に保護層１２が設けられた偏光板１０の保護層１２とは反対側に、第一位相差板２０を配置したものである。複合偏光板の第三の形態は、図３にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、直線偏光子１１の両面に保護層１２，１３が設けられた偏光板１０の片側に、第一位相差板２０を配置し、さらにその外側に第二位相差板３０を配置したものである。複合偏光板の第四の形態は、図４にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、直線偏光子１１の片面に保護層１２が設けられた偏光板１０の保護層１２とは反対側に、第一位相差板２０を配置し、さらにその外側に第二位相差板３０を配置したものである。図１に示す形態や図２に示す形態の複合偏光板は、それぞれ図３に示す複合偏光板及び図４に示す複合偏光板の中間製品となりうる。

これらの複合偏光板を構成する偏光板１０それ自体は、この分野で一般に用いられているものであることができ、具体的には例えば、ポリビニルアルコール系樹脂に二色性色素が吸着配向された直線偏光子１１の両面又は片面に、トリアセチルセルロースなどの樹脂フィルムからなる保護層１２，１３を積層したものが挙げられる。二色性色素としては、ヨウ素や二色性有機染料が用いられる。

第一位相差板２０は、面内の位相差値（Ｒ₀ ）が３０〜３００nmであり、面内の位相差値（Ｒ₀）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）の比（Ｒ₀／Ｒ_th）が０を超え２未満、すなわち０＜（Ｒ₀／Ｒ_th）＜２ のもので構成する。このような位相差特性を与える位相差板は、例えば、高分子原反フィルムを、テンターなどを用いて、固定端一軸延伸、具体的には固定端横一軸延伸する方法により、製造することができる。この第一位相差板２０は、固定端一軸延伸で容易に作製できることや、液晶表示装置に適用したときの光学特性が良いことなどの理由から、Ｒ₀／Ｒ_th が０.８〜１.４の範囲にあるのが好ましい。Ｒ₀／Ｒ_th は１.３以下であることもできる。

第一位相差板２０の材質は特に限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、ノルボルネン系樹脂、セルロース類、ポリオレフィン類、これらの高分子化合物を構成するモノマーを２種以上用いた共重合体などであることができる。高温及び高湿熱条件下、あるいは張力のかかった状態での光学特性の安定性という観点からは、光弾性係数の小さいノルボルネン系樹脂が好ましい。また、この第一位相差板２０の位相差値の波長依存性も特に限定されるものではないが、見た目の着色を抑制するという観点から、短波長になるにつれて位相差値が小さくなるような位相差分布を持っているものが好ましい。

偏光板１０と第一位相差板２０は、前者の吸収軸と後者の遅相軸が８０〜１００°の間となるように設置すればよいが、より高いコントラスト比や色ムラの低減という観点からは、両者の軸角度が８５〜９５°の間にあるのが好ましい。さらに好ましくは、両者の軸角度が８９〜９１°の間となるように設置される。

第二位相差板３０は、面内の位相差値（Ｒ₀ ）が０〜１０nmであり、厚み方向の位相差値（Ｒ_th）が５０〜３００nmのもので構成する。このような位相差特性は、例えば、ディスコチック液晶の基板上への塗布、コレステリック液晶の短ピッチでの基板上への塗布、マイカ等の層状化合物の層を基板上に形成すること、樹脂の二軸延伸、未延伸のキャストフィルムなどによって、達成することができる。その材質、あるいは基板の材質は特に限定されるものでないが、製造工程が簡便であり、低コストでＲ_th値を自由にコントロールできる層状化合物の層を形成したものが好ましい。第二位相差板３０は、面内の位相差値（Ｒ₀ ）がほぼ０なので、たとえ多少の Ｒ₀値を有する場合であっても、その遅相軸の軸角度を特に規定する必要はない。

以上説明したような複合偏光板を液晶表示装置に適用するにあたって、液晶セルは一般に垂直配向モードのものが用いられるが、垂直配向モードの液晶セルであれば、その種類において特に限定されるものではない。

次に、液晶表示装置について説明する。液晶表示装置の第一の形態は、図５に各層を離間した模式的な斜視図で示すように、液晶セル５０の一方の面に、図３に示したような両面保護層付き偏光板１０／第一位相差板２０／第二位相差板３０の層構成からなる複合偏光板を、その第二位相差板３０がセル側となるように配設し、液晶セルの他方の面には、第二偏光板４０を配設したものである。第二偏光板４０は通常、その吸収軸が、反対側にある複合偏光板の吸収軸と直交するように配置される。

一般に液晶表示装置においては、２枚の偏光子１１，４１の間に含まれる全層の Ｒ₀値及びＲ_th値を、それぞれ光学性能が最大になるように最適化する必要がある。この最適化された全ての層のＲ₀値の和（Ｒ₀-Pとする）及びＲ_th値の和（Ｒ_th-Pとする）は、液晶セルに概ね固有の値となり、層構成によって大きく変化することはない。図５に示す形態においては、このセルに固有の Ｒ₀-P値及びＲ_th-P値を満たすように、各層の位相差値を決定できる。

このようにして得られた液晶表示装置（後述する実施例１）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を測定した結果を図１０に示す。一方、第一位相差板に相当する部分を従来の一軸性の位相差板（Ｒ₀／Ｒ_th が約２のもの）と置き換えた液晶表示装置（後述する比較例１）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を図１２に示す。図１２と比較して図１０は、斜めから見た場合の光漏れがより抑制されていることを示しており、本発明で規定する第一位相差板２０を配置することで、より広い視野角特性を持つ液晶表示装置が得られる。

液晶表示装置の第二の形態は、図６にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、液晶セル５０の一方の面に、図４に示したような片面保護層付き偏光板１０／第一位相差板２０／第二位相差板３０の層構成からなる複合偏光板を、その第二位相差板３０がセル側となるように配設し、液晶セル４０の他方の面には、第二偏光板４０を配設したものである。この場合も、第二偏光板４０は通常、その吸収軸が、反対側にある複合偏光板の吸収軸と直交するように配置される。

このような液晶表示装置において、液晶セルに固有の Ｒ₀-P値及びＲ_th-P値を満たすように各層の位相差値を決定した場合には、斜め方向から見たときのコントラスト比が低くなってしまう。具体的には、図５に示した構成の液晶表示装置（先述した図１０の輝度分布を与える実施例１の液晶表示装置）から、第一偏光板１０のセル側保護層１３を取り除き、その保護層１３の位相差値相当分を他の層に加えて、上下の偏光子１１，４１の間にある全層の位相差値の合計が図５の構成と等しくなるようにした液晶表示装置（後述する参考例１）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を図１３に示すが、この液晶表示装置では、斜め方向から見たときに非常に低いコントラスト比しか得られない。これは、図４に示す形態の複合偏光板においては、偏光子１１と第一位相差板２０の間に保護層が存在しないことに起因する保護層のＲ_th値の減少分を、他の位相差板のＲ_th値を増やすことでは補償できないことを示している。

このように偏光板のセル側保護層を省略した場合には、第一位相差板２０の Ｒ₀値を０〜１００nm増やすことで、図６に示す形態の液晶表示装置においても、より良い視野角特性を得ることができる。具体的には、実施例１の液晶表示装置から第一偏光板１０のセル側保護層１３を取り除き、その保護層１３の位相差値相当分を他の層に加えるとともに、第一位相差板２０の Ｒ₀値を約１５nm増やした液晶表示装置（後述する実施例２）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を図１１に示すが、この結果は、偏光板の液晶セル側に保護層が存在する図５の形態の結果である図１０と比べても、一層良好な視野角特性となっている。第一位相差板２０の Ｒ₀値を増やす量は、０〜１００nm程度であるが、視野角特性をより良くするために、好ましくは０〜６０nm程度である。また、液晶セルの特性などによっても異なるが、１０nm以上増やすのが好ましい。

液晶表示装置の第三の形態は、図７にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、液晶セル５０の一方の面に、図１に示したような両面保護層付き偏光板１０／第一位相差板２０の層構成からなる複合偏光板を、その第一位相差板２０がセル側となるように配設し、液晶セル５０の他方の面には、液晶セル側から、第二位相差板３０及び第二偏光板４０をこの順番に配設したものである。この場合も、第二偏光板４０は通常、その吸収軸が、反対側にある複合偏光板の吸収軸と直交するように配置される。

かかる構成の液晶表示装置（後述する実施例３）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を測定し、その結果を図１５に示した。一方、図５の構成からなる液晶表示装置（後述する実施例４）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を図１６に示すが、セルに固有の Ｒ₀-P値及びＲ_th-P値を適用した図１５の例では、図１６とほぼ同等である良好な視野角特性が得られる。

液晶表示装置の第四の形態は、図８にやはり各層を離間した模式的な斜視図で示すように、液晶セル５０の一方の面に、図２に示したような片面保護層付き偏光板１０／第一位相差板２０の層構成からなる複合偏光板を、その第一位相差板２０がセル側となるように配設し、液晶セル５０の他方の面には、液晶セル側から、第二位相差板３０及び第二偏光板４０をこの順番に配設したものである。この場合も、第二偏光板４０は通常、その吸収軸が、反対側にある複合偏光板の吸収軸と直交するように配置される。

かかる構成で、上下の偏光子１１，４１の間にある全層の位相差値の合計が図７の構成（実施例３）とほぼ等しくなるようにした液晶表示装置（後述する参考例２）について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を測定した結果を図１９に示す。このように、セルに固有の Ｒ₀-P値及びＲ_th-P値を適用しても、斜めからの光漏れが生じ、良好な視野角は得られない。これを解消するためには、前述した図６の形態と同様に、第一位相差板の Ｒ₀値を増やす必要がある。図８に示すような構成の液晶表示装置において、第一位相差板の Ｒ₀値を約６０nm増やした例（後述する実施例５）につき、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布は、図１７に示すとおりで、図１９に比べて良好な視野角が得られる。

図８の構成（実施例５）における第一位相差板及び第二位相差板と同じものを用いて、図６の構成の液晶表示装置を作製した例（後述する実施例６）について、電圧を印加しない状態（黒表示）の輝度分布を測定した結果を図１８に示す。この場合、斜めから見たときの光漏れが少なく、非常に良好な視野角特性が得られる。

図７及び図８のように、第二位相差板３０を第一位相差板とは分離して配置する場合でも、第二位相差板３０は、面内の位相差値（Ｒ₀ ）が０〜１０nmであり、厚み方向の位相差値（Ｒ_th）が５０〜３００nmのもので構成する。

以上説明したように、本発明によれば、従来の一軸性の位相差板（Ｒ₀／Ｒ_th が約２のもの）を用いた構成と比較して、製造工程が簡便となり、かつ低コストで製造できるにもかかわらず、より良い光学特性を持つ液晶表示装置が得られるようになる。

図５〜図８に示す液晶表示装置の形態において、第二偏光板４０は、図１及び図３に示した偏光板１０と同様、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂に二色性色素が吸着配向された直線偏光子４１の両面に、トリアセチルセルロースなどの樹脂フィルムからなる保護層４２，４３を積層したものであることができる。これらの液晶表示装置において、その上下は特に限定されず、どちらが視認側となってもよい。

以上、添付した図面に示した例を参照しながら、本発明の実施の形態を説明してきたところであるが、本発明はもちろん、図示した例に限定されるものではない。例えば、図１〜図８の層構成において、本発明で意図する光学特性を損なわない範囲で、各種の層を配置することができる。各層の間は、通常、透明性に優れた感圧接着剤を用いて密着積層される。また、図５〜図８においては、偏光板と第一位相差板、又は偏光板と第一位相差板と第二位相差板とが予め積層された複合偏光板を用意し、これを液晶セルに積層する形態を例に説明したが、もちろん、液晶セルに対し、各層を順次積層していくなど、その積層順序は任意である。

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

実施例１
図９の（Ａ）に断面模式図で示すように、ＶＡ型液晶セル５０（市販品）の上面に、第二位相差板３０（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１００nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に第一位相差板２０（Ｒ₀＝８５nm、Ｒ_th＝７０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.２ 、住友化学工業（株）から販売されている“SES340085Y”）を積層し、さらにその上に、ポリビニルアルコール−ヨウ素系偏光子の両面に保護層を有する第一偏光板１０（住友化学工業（株）から販売されている“SRW842A ”）を積層し、液晶セルの下面には、両面保護層付きの第二偏光板４０（第一偏光板と同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際、第一偏光板１０、第一位相差板２０、及び第二偏光板４０の軸方向は、図９の（Ｂ）に示すとおり、第一偏光板１０の吸収軸１５と第一位相差板２０の遅相軸２５のなす角度が９０°となるように、また第一偏光板１０の吸収軸１５と第二偏光板４０の吸収軸４５が直交するように配置した。なお、第二位相差板は面内の位相差がほぼ０であるので、面内の軸方向は無関係である。図９の（Ｂ）において、液晶セル５０は表示を省略している。また、偏光板“SRW842A ”の両面に貼合されている保護層は、トリアセチルセルロースフィルムからなり、それぞれ Ｒ₀≒０nm、Ｒ_th＝５０nmのものである。

この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１０に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。図１０は、この状態の輝度分布を示すもので、方位角は、画面右方向を０°として、半時計回りを正に表示した角度であり、また横軸に、「１０」、「２０」……、「７０」とあるのは、それぞれの方位角における傾斜角度を意味する。例えば、円の右端は、方位角が０°で、８０°傾いた方向の輝度を意味する。右側のスケールは輝度を表し、色が濃い（黒い）ほど暗く（光漏れがない）、色が薄い（白い）ほど明るい（光漏れがある）ことを意味する。以下の図１１〜図１３及び図１５〜図１９も、異なるサンプルについて、同様の意味で輝度分布を示すものである。

実施例２
実施例１で用いたのと同じＶＡ型液晶セルの上面に、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１３０nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に第一位相差板（Ｒ₀＝１００nm 、Ｒ_th＝９０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.１、住友化学工業（株）から販売されている“SES340100Y”）を積層し、さらにその上に、ポリビニルアルコール−ヨウ素系偏光子の片面に保護層を有する第一偏光板（住友化学工業（株）から販売されている“SQ0642A ”）を、その保護層が上になるように積層し、液晶セルの下面には、両面保護層付きの第二偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は、実施例１と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も、図９に示すとおりである。また、ここで用いた第一偏光板“SQ0642A ”の片面に貼合されている保護層は、トリアセチルセルロースフィルムであり、その位相差は、Ｒ₀≒０nm、Ｒ_th＝５０nm である。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１１に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。

比較例１
実施例１で用いたのと同じＶＡ型液晶セルの上面に、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１３５nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に第一位相差板（Ｒ₀＝８５nm 、Ｒ_th＝４３nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝２.０、住友化学工業（株）から販売されている“SES440085Z”）を積層し、さらにその上に、両面保護層付きの第一偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層し、液晶セルの下面には、両面保護層付きの第二偏光板（第一偏光板と同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は、実施例１と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も、図９に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１２に示すように、正面からは非常に暗いものの、斜め方向から見た表示画面は光漏れによってやや明るく観察された。

参考例１
実施例１で用いたのと同じＶＡ型液晶セルの上面に、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１５０nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に、第一位相差板（Ｒ₀≒８５nm、Ｒ_th＝７０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.２ 、実施例１で第一位相差板として用いたのと同じ“SES340085Y”）を積層し、さらにその上に、片面保護層付きの第一偏光板（実施例２で第一偏光板として用いたのと同じ“SQ0642A ”）を、その保護層が上になるように積層し、液晶セルの下面には、両面保護層付きの第二偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は実施例１と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も、図９に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１３に示すように、正面からは非常に暗いものの、斜め方向から見た表示画面は光漏れによって非常に明るく観察された。

以上の実施例１〜２、比較例１及び参考例１で用いた第二位相差板は、いずれも住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”なる商品名のものであるが、それぞれグレードが異なり、したがって厚み方向の位相差Ｒ_thが異なるものである。この“ＶＡＣ”は、透明基板フィルムに、無機層状化合物を含む層を形成して、厚み方向の位相差を発現しているものである。以上の例で用いた位相差板及び偏光板の内側保護層について、それぞれのＲ₀ 及びＲ_thの値を表１にまとめた。

［表１］
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位相差値： Ｒ ₀ ／Ｒ _th
実施例１ 実施例２ 比較例１ 参考例１
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第一偏光板の保護層 0／ 50 − 0／ 50 −
第一位相差板 85／ 70 100／ 90 85／ 43 85／ 70
第二位相差板 0／100 0／130 0／135 0／150
第二偏光板の保護層 0／ 50 0／ 50 0／ 50 0／ 50
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合計位相差値
Ｒ₀-P／Ｒ_th-P 85／270 100／270 85／278 85／270
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輝度分布を示す図 図１０ 図１１ 図１２ 図１３
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実施例３
図１４の（Ａ）に示すように、ＶＡ型液晶セル５０（シャープ（株）から入手した“アクオス ASV”）の上面に、第一位相差板２０（Ｒ₀＝５０nm、Ｒ_th＝４０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.３ 、住友化学工業（株）から販売されている“SES340050Y”）を積層し、さらにその上に、両面保護層付きの第一偏光板１０（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層し、液晶セルの下面には、第二位相差板３０（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝２０５nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、さらにその下に、両面保護層付きの第二偏光板４０（第一偏光板と同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は、図１４の（Ｂ）に示すとおり、第一偏光板１０の吸収軸１５と第一位相差板２０の遅相軸２５のなす角度が９０°となるように、また第一偏光板１０の吸収軸１５と第二偏光板４０の吸収軸４５が直交するように配置した。なお、第二位相差板は面内の位相差がほぼ０であるので、面内の軸方向は無関係である。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１５に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。

実施例４
実施例３と同じＶＡ型液晶セルの上面に、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝２０５nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に、第一位相差板（Ｒ₀＝５０nm 、Ｒ_th＝４０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.３ 、実施例３で用いたのと同じ“SES340050Y ”）を積層し、さらにその上に、両面保護層付きの第一偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層し、液晶セルの下面には、両面保護層付きの第二偏光板（第一偏光板と同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は実施例１と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も図９に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１６に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。

実施例５
実施例３と同じＶＡ型液晶セルの上面に、第一位相差板（Ｒ₀＝１１０nm 、Ｒ_th＝９６nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.１、住友化学工業（株）から販売されている“SES340110Y”）を積層し、さらにその上に、片面保護層付きの第一偏光板（実施例２で第一偏光板として用いたのと同じ“SQ0642A ”）を、その保護層が上になるように積層し、液晶セルの下面には、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１５７nm、住友化学工業（株）から販売されている
“ＶＡＣ”）を積層し、さらにその下に、両面保護層付きの第二偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向及び構成は図１４に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１７に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。

実施例６
実施例３と同じＶＡ型液晶セルの上面に、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝１５７nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、その上に、第一位相差板（Ｒ₀＝１１０nm、Ｒ_th＝９６nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.１、実施例５で用いたのと同じ“SES340110Y ”）を積層し、さらにその上に、片面保護層付きの第一偏光板（実施例２で第一偏光板として用いたのと同じ“SQ0642A ”）をその保護層が上になるように積層し、液晶セルの下面には両面保護層付きの第二偏光板（実施例１で用いたのと同じ“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は実施例１と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も、図９に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１８に示すように、正面から、及び斜め方向から見た表示画面は暗く、視野角特性が良好であった。

参考例２
実施例３と同じＶＡ型液晶セルの上面に、第一位相差板（Ｒ₀≒５０nm 、Ｒ_th＝４０nm、Ｒ₀／Ｒ_th＝１.３ 、実施例３で用いたのと同じ“SES340050Y ”）を積層し、さらにその上に、片面保護層付きの第一偏光板（実施例２で第一偏光板として用いたのと同じ“SQ0642A ”）を、その保護層が上になるように積層し、液晶セルの下面には、第二位相差板（Ｒ₀≒０nm 、Ｒ_th＝２５８nm、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”）を積層し、さらにその下に、両面保護層付きの第二偏光板（実施例１で用いたのと同じ
“SRW842A ”）を積層して、液晶表示装置を構成した。この際の軸方向は実施例４と同じにした。したがって、この液晶表示装置の層構成及び軸方向の関係も、図１４に示すとおりである。この液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での視野角特性を観察した。その結果、図１９に示すように、正面からは非常に暗いものの、斜め方向から見た表示画面は光漏れによって非常に明るく観察された。

以上の実施例３〜６及び参考例２で用いた第二位相差板も、住友化学工業（株）から販売されている“ＶＡＣ”なる商品名のものであるが、それぞれグレードが異なり、したがって厚み方向の位相差Ｒ_thが異なるものである。これらの例で用いた位相差板及び偏光板の内側保護層について、それぞれのＲ₀ 及びＲ_thの値を表２にまとめた。

［表２］
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位相差値： Ｒ ₀ ／Ｒ _th
実施例３ 実施例４ 実施例５ 実施例６ 参考例２
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第一偏光板の保護層 0／ 50 0／ 50 − − −
第一位相差板 50／ 40 50／ 40 110／ 96 110／ 96 50／ 40
第二位相差板 0／205 0／205 0／157 0／157 0／258
第二偏光板の保護層 0／ 50 0／ 50 0／ 50 0／ 50 0／ 50
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合計位相差値
Ｒ₀-P／Ｒ_th-P 50／345 50／345 110／303 110／303 50／348
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層構成を示す図 図１４ 図９ 図１４ 図９ 図１４
輝度分布を示す図 図１５ 図１６ 図１７ 図１８ 図１９
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本発明に係る偏光板と第一位相差板が積層された複合偏光板、及び偏光板と第一位相差板と第二位相差板が積層された複合偏光板は、特に垂直配向モードの液晶表示装置に対して、斜め方向から見た場合の液晶分子の複屈折や上下偏光板の軸角度が９０°からずれてしまうことを補償して、視野角を拡大するのに有用である。偏光板と第一位相差板が積層された複合偏光板は、第二位相差板と組み合わせて用いられる。

複合偏光板の第一形態の構成を模式的に示す斜視図である。 複合偏光板の第二形態の構成を模式的に示す斜視図である。 複合偏光板の第三形態の構成を模式的に示す斜視図である。 複合偏光板の第四形態の構成を模式的に示す斜視図である。 液晶表示装置の第一形態の構成を模式的に示す斜視図である。 液晶表示装置の第二形態の構成を模式的に示す斜視図である。 液晶表示装置の第三形態の構成を模式的に示す斜視図である。 液晶表示装置の第四形態の構成を模式的に示す斜視図である。 実施例１、２、４、６、比較例１及び参考例１で作製した液晶表示装置の層構成及び軸方向を示す図である。 実施例１で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 実施例２で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 比較例１で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 参考例１で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 実施例３、５及び参考例２で作製した液晶表示装置の層構成及び軸方向を示す図である。 実施例３で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 実施例４で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 実施例５で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 実施例６で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。 参考例２で作製した液晶表示装置について、電圧を印加しない状態（黒表示）での輝度分布を示す図である。

符号の説明

１０……偏光板又は第一偏光板、
１１……直線偏光子、
１２，１３……保護層、
１５……第一偏光板の吸収軸、
２０……第一位相差板、
２５……第一位相差板の遅相軸、
３０……第二位相差板、
４０……第二偏光板、
４１……直線偏光子、
４２，４３……保護層、
４５……第二偏光板の吸収軸
５０……液晶セル。

Claims (11)

1. 液晶セルの一方の面に、面内の位相差値（Ｒ₀）が３０〜３００nm で、面内の位相差値（Ｒ₀）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）の比（Ｒ₀／Ｒ_th）が０を超え２未満である第一位相差板、及び第一偏光板がこの順で配置され、液晶セルの他方の面には第二偏光板が配置され、さらに液晶セルと第一位相差板との間、又は液晶セルと第二偏光板との間に、面内の位相差値（Ｒ₀）が０〜１０nm で、厚み方向の位相差値（Ｒ_th）が５０〜３００nmである第二位相差板が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 第二位相差板は、液晶セルと第一位相差板との間に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 第二位相差板は、液晶セルと第二偏光板との間に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 第一位相差板は、そのＲ₀／Ｒ_th が０.８〜１.４の範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 第一位相差板の外側に位置する第一偏光板は、直線偏光子の両面に保護層を有する請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 第一位相差板の外側に位置する第一偏光板は、直線偏光子の片面にのみ保護層を有し、その保護層を有しない側に第一位相差板が積層されている請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 偏光板の片側に、面内の位相差値（Ｒ₀）が３０〜３００nmで、面内の位相差値（Ｒ₀）と厚み方向の位相差値（Ｒ_th）の比（Ｒ₀／Ｒ_th ）が０を超え２未満である第一位相差板を備えることを特徴とする複合偏光板。
8. 第一位相差板は、そのＲ₀／Ｒ_th が０.８〜１.４の範囲にある請求項７に記載の複合偏光板。
9. さらに第一位相差板の外側に、面内の位相差値（Ｒ₀）が０〜１０nm で、厚み方向の位相差値（Ｒ_th）が５０〜３００nmである第二位相差板を備える請求項７又は８に記載の複合偏光板。
10. 偏光板は、直線偏光子の両面に保護層を有する請求項７〜９のいずれかに記載の複合偏光板。
11. 偏光板は、直線偏光子の片面にのみ保護層を有し、その保護層を有しない側に第一位相差板が積層されている請求項７〜９のいずれかに記載の複合偏光板。