JP2009031402A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収軸が長辺とほぼ平行な一枚からなる偏光板を液晶セルの表裏に配置しても、吸収軸を直交させる場合と同様のクロスニコル状態を発現することができ、現行の偏光板生産設備で生産された偏光板を用いても、大型化が可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶セル１０の一方の側に第一偏光板２０を、他方の側に第二偏光板３０をそれぞれ吸収軸２５，３５が画面長辺方向とほぼ平行になるよう配置し、第一偏光板２０と液晶セル１０の間には、面内の位相差値が２００nm以上４００nm以下である第一位相差板４０（１／２波長板）を、その遅相軸４５が偏光板の吸収軸２５，３５に対して、ほぼ４５°又はほぼ１３５°となるように配置して、液晶表示装置とする。一方の偏光板を透過した直線偏光が第一位相差板４０を通ってもう一方の偏光板に到達したときには、クロスニコル状態が実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、詳しくは、大型化に対応して、画面長辺の長さが偏光板の製造ラインの幅より大きくなっても、液晶セルの表裏に配置される偏光板をそれぞれ１枚もので構成できるようにした液晶表示装置に関するものである。

近年、液晶表示装置の大型化が急速に進んでおり、このまま大型化が進んでいくと、偏光板製造設備の対応が追いつかなくなることが予想される。コスト削減の要求も高まっている中、製造設備の増設や新設はある程度中長期的なものとなるため、現行設備での大型化への対応が望まれている。大型の表示装置では、長辺と短辺の長さの比が１６対９であるいわゆるワイド画面が採用されている。かかるワイド画面における対角の長さと画面長辺及び短辺の長さの関係を表１にまとめた。

現在、多くの大型液晶表示装置において、液晶セルの表裏偏光板は、吸収軸が直交するように配置されている。具体的には、画面の横（長辺）方向を０°として、一方の偏光板の吸収軸が０°、他方の偏光板の吸収軸が９０°となるように配置されている。以下、特にことわらないかぎり、画面上の角度は、画面を視認側から見たときに、長辺方向右側を０°とし、反時計回りを正（＋）として表示することを基本とする。

さて、偏光板の生産において、原料であるポリビニルアルコールフィルムは縦一軸延伸され、その吸収軸はロールフィルムの流れ方向（ＭＤ）となる。そのため、例えばロールフィルムの形で生産される偏光板の幅が１,４６０mm の場合、そのロールフィルムから取ることができる偏光板の最大サイズは、吸収軸が０°の偏光板で２,５９６mm×１,４６０mm、吸収軸が９０°の偏光板で１,４６０mm×８２１mm となる。したがって、対角の長さが６６インチ（１４６１mm×８２２mm）以上の液晶表示装置に用いる表裏の偏光板をそれぞれ１枚もので生産することはできない。このようなことから、吸収軸が９０°で短辺長さが８２１mmを超えるサイズの偏光板を取るためには、偏光板生産設備を大型化するか、あるいは少なくとも一方の偏光板は複数枚を面内で継ぎ足して使うことが必要となる。偏光板ロールの幅が１,３４０mm の場合には、それから取ることができる偏光板の最大サイズはさらに小さくなる。

そこで、例えば、特開 2004-93825 号公報（特許文献１）には、複数枚の偏光板を継ぎ足して配置することで、大型の液晶表示装置とすることが提案されている。

また、長辺と短辺の長さの比が１６対９で対角長さが３２インチ（約８１３mm）の場合には、長辺と短辺の長さは７０８mm×３９８mmとなるので、幅が１,３４０mm の偏光板ロールからは、吸収軸が９０°の偏光板をロール幅方向に１枚しか取ることができず、取り効率が悪い。これに対し、吸収軸が０°の偏光板であれば、幅が１,３４０mm の偏光板ロールから幅方向に３枚取ることができる。このような取り効率の面からも、吸収軸が０°の偏光板を液晶セルの表裏に配置できれば、コスト的に有利になる。

一方、液晶表示装置にはさまざまなモードの液晶セルが使われており、それぞれのモードに対応して、視野角特性を補正するために、各種の視野角補償フィルムを配置することも行われている。例えば、特開 2000-137116号公報（特許文献２）には、アセチル化度が２.５〜２.８のセルロースアセテートフィルムを配向させることで、波長４００〜７００nmにおける複屈折Δｎが長波長ほど大きく、かつ平均屈折率は短波長ほど大きい位相差板とすることが開示されている。特開 2007-94208 号公報（特許文献３）には、基材上で棒状化合物をランダムホモジニアス配向させることにより、ネガティブＣプレートとすることが開示されている。また、特開 2007-108552号公報（特許文献４）には、液晶セルと、その一方の側に配置された偏光子との間にポジティブＣプレートを配置することが開示されており、そのポジティブＣプレートとして、ホメオトロピック分子配列に配向させたカラミチック液晶化合物を含む層を用いることも記載されている。

特開２００４−９３８２５号公報 特開２０００−１３７１１６号公報 特開２００７−９４２０８号公報 特開２００７−１０８５５２号公報

前記特許文献１に開示されるように複数枚の偏光板を継ぎ足す場合、継ぎ目部分で光濡れが生じてしまうといった問題があり、かかる光漏れを完全になくして製造することは、技術上極めて困難である。さらに、温度や湿度などの環境が変化した場合に光漏れが拡大するという懸念もある。

本発明の目的は、一枚からなり、吸収軸がほぼ０°の偏光板を液晶セルの表裏に配置しても、現行の吸収軸を直交させて配置する場合と同様のクロスニコル状態を発現することができ、もって、現行の偏光板生産設備で生産された偏光板を用いても、さらに大型化が可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明者は、光入射側（バックライト側）及び光出射側（視認側）の偏光板を、いずれも吸収軸がほぼ０°となるように配置した場合に、両者の間に１／２波長板をほぼ４５°又はほぼ１３５°の遅相軸角度で配置することにより、クロスニコル状態が実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。

そこで本発明によれば、一対のセル基板の間に液晶を挟持してなる液晶セル、一方のセル基板の外側に配置された第一偏光板、他方のセル基板の外側に配置された第二偏光板、及び第一偏光板と液晶セルの間に配置された、面内の位相差値Ｒo が２００nm以上４００nm以下である第一位相差板を備え、第一偏光板の吸収軸を基準に、反時計回り方向の角度を正で表して、第二偏光板は、その吸収軸が０°±１０°以内の角度で配置されており、上記第一偏光板の吸収軸から第二偏光板の吸収軸に至る角度をθとして、前記第一位相差板は、その遅相軸が（θ＋９０°）／２±５°以内又は（θ＋２７０°）／２±５°以内の角度で配置されている液晶表示装置が提供される。

上記の液晶表示装置において、第一偏光板の吸収軸と第二偏光板の吸収軸はともに、画面の長辺方向を基準に±１０°以内の角度で配置されていることが好ましい。また、第一偏光板の吸収軸から第二偏光板の吸収軸に至る角度θは、好ましくは０°±５°以内であり、さらには０°±１°以内、とりわけ０°、すなわち、両者の吸収軸が実質的に平行になっていることが最も好ましい。このように、第一偏光板の吸収軸と第二偏光板の吸収軸がともにほぼ画面長辺方向と平行になるよう配置して、対角長さが３２インチ（約８１３mm）以上の大型液晶表示装置に適用するのが有利である。とりわけ、対角長さが６６インチ（約１,６７６mm ）以上の超大型液晶表示装置であっても、表裏偏光板をそれぞれ一枚ずつで構成することができる。

第一位相差板は、可視光の波長領域において、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を有し、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎ_x、フィルム面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎ_y、フィルム厚み方向の屈折率をｎ_zとしたときに、ｎ_x＞ｎ_y≒ｎ_zの関係を満足するもので構成することが好ましい。

また、第一位相差板は、可視光の波長領域において、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を有し、フィルム面内の位相差値Ｒo に対するフィルム厚み方向の位相差値Ｒthの比Ｒth／Ｒo が−０.５を超え＋０.５未満であるもので構成することも好ましい。より好ましくは、この位相差比Ｒth／Ｒo は−０.１を超え＋０.１未満である。

第一位相差板の厚み方向の位相差値Ｒthを調整するため、第一位相差板の少なくとも一方の面に、面内の位相差値Ｒo が０〜１０nm の範囲にあり、厚み方向の位相差値Ｒth が−１００nm以上−１０nm以下又は１０nm以上１００nm以下である第二位相差板を配置するのも有効である。

さらにまた、第一位相差板と液晶セルの間、又は第二偏光板と液晶セルの間に、液晶表示モードに対応した視野角特性を補正するための視野角補償フィルムを配置するのも有効である。

本発明において、第一偏光板と第二偏光板の吸収軸をそれぞれほぼ０°方向とし、両者を実質的に平行に配置した場合（θ＝０°）、バックライトから入射し、一方の偏光板を透過した直線偏光は、その偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５°又は１３５°に配置された第一位相差板によって、偏光状態が９０°回転され、光出射側偏光板に至るときにはクロスニコル状態となる。

ここで、第一位相差板として、面内の位相差値Ｒo が、可視光の波長領域にわたって半波長となる波長分散特性を示すものを採用すれば、可視光の全波長領域にわたってクロスニコル状態を実現することができる。さらに好ましくは、第一位相差板に第二位相差板を積層し、両者の合計による位相差値が、全ての方位角及び全ての極角において、可視光の波長領域にわたって半波長となる波長分散特性を示すものを採用すれば、可視光の全波長領域にわたってクロスニコル状態を実現することができる。

本発明によれば、一枚からなり、吸収軸をほぼ０°方向とした偏光板を液晶セルの表裏に配置することによって、現行の偏光板生産設備で生産される偏光板から、より大型の液晶表示装置を形成することができる。具体的には、吸収軸が０°と９０°の偏光板を用いていた従来の方式においては、偏光板生産ラインの幅が１,４６０mm であった場合、対角の長さが最大６５インチ（約１,６５１mm ）までの液晶表示装置が作製可能であったのに対し、本発明によれば、最大１１７インチ（約２,９７２mm ）まで作製可能となる。

以下、適宜図面も参照しながら、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る液晶表示装置の基本的な層構成と軸角度の関係を示す斜視図である。この図では、わかりやすくするため、各層を離間して示しており、以下に現れる層構成と軸角度の関係を示す斜視図においても、全て同様の表示形式をとっている。

この図に示すように、本発明では、液晶セル１０を構成する一方のセル基板１１の外側に第一偏光板２０を配置し、他方のセル基板１２の外側に第二偏光板３０を配置する。液晶セル１０は、平行に配置された一対のセル基板１１，１２の間に液晶１３を挟持した構造になっている。そして、第一偏光板２０と液晶セル１０の間には、面内の位相差値Ｒo が２００nm以上４００nm以下である第一位相差板４０を配置する。また、第一偏光板２０の吸収軸２５、第二偏光板３０の吸収軸３５、及び第一位相差板４０の遅相軸４５が、それぞれ特定の関係となるようにする。

図２は、第一偏光板２０の吸収軸２５、第二偏光板３０の吸収軸３５、及び第一位相差板４０の遅相軸４５の関係を、画面上側（視認側）から見た状態で示す平面図である。この図に示すように、第一偏光板２０と第二偏光板３０は、前者の吸収軸２５から後者の吸収軸３５に至る角度θが０°±１０°以内となるように配置される。ここで角度は、反時計回り方向を正（＋）として表示する。なお、それぞれの偏光板において、面内で吸収軸と直交する方向が透過軸となる。また第一偏光板２０の吸収軸２５から第一位相差板４０の遅相軸４５に至る角度ψが、（θ＋９０°）／２±５°以内又は（θ＋２７０°）／２±５°以内となるように、第一位相差板４０が配置される。位相差板において、面内で遅相軸と直交する方向が進相軸となる。そして、第一偏光板２０と第二偏光板３０のうち、いずれか一方の外側にバックライトが配置される。

第一偏光板の吸収軸２５から第二偏光板の吸収軸３５に至る角度θ、及び第一偏光板の吸収軸２５から第一位相差板の遅相軸４５に至る角度ψは、第一偏光板の吸収軸２５を基準としており、これらの角度の表示は、先に定義した「画面を視認側から見たときに、長辺方向右側を０°とする」ことの例外となる。ただし、第一偏光板の吸収軸２５が、画面長辺方向と平行に配置されている場合は、上記原則どおり、長辺方向右側を０°として表示される値と同じになる。

上記のとおり本発明では、第一偏光板２０の吸収軸２５と第二偏光板３０の吸収軸３５のなす角度θが０°±１０°の構成において、一方の偏光板を透過した光の偏光状態を、第一位相差板４０によってθ＋９０°又はθ−９０°回転させることで、クロスニコル状態が実現される。

第一偏光板２０の吸収軸２５と第二偏光板３０の吸収軸３５は、上記のとおり、両者のなす角度θが、第一偏光板２０の吸収軸２５を基準に、０°±１０°以内となるように配置することが肝要であるが、それぞれの吸収軸２５，３５は、ともに画面の長辺方向を基準に±１０°以内の角度で配置することが好ましい。そして、第一偏光板２０と液晶セル１０の間に配置する第一位相差板４０を、その遅相軸が第一偏光板２０の吸収軸２５の吸収軸を基準に、（θ＋９０°）／２±５°以内又は（θ＋２７０°）／２±５°以内となるように配置することにより、一方の偏光板を透過した偏光が第一位相差板４０を通過するときにほぼθ＋９０°又はθ−９０°回転され、他方の偏光板に対してクロスニコル状態の偏光が、当該他方の偏光板に到達することになる。

そして、第一偏光板２０の吸収軸２５と第二偏光板３０の吸収軸３５を、画面の長辺方向を基準に±１０°以内、好ましくは±５°以内、さらに好ましくは±１°以内で、実質的に平行となるように配置し、対角の長さが３２インチ（約８１３mm）以上の大型液晶表示装置に適用するのが有利である。

前述のとおり、長辺と短辺の長さ比が１６対９で対角長さが３２インチ（約８１３mm、長辺×短辺は７０８mm×３９８mm）の場合、幅が１,３４０mm の偏光板ロールからは、吸収軸が９０°の偏光板をロール幅方向に１枚しか取ることができないのに対し、吸収軸が０°の偏光板であれば幅方向に３枚取ることができる。したがって、かかる寸法又はそれより大きな大型液晶表示装置に対して本発明を適用すれば、コスト面でのメリットが出てくる。とりわけ、対角長さが６６インチ（約１,６７６mm ）以上の超大型液晶表示装置であっても、表裏偏光板をそれぞれ一枚ずつで構成することができる。

第一位相差板４０の少なくとも一方の面には、厚み方向の位相差値Ｒthを調節するために、面内の位相差値Ｒo が０〜１０nmの範囲にあり、厚み方向の位相差値Ｒthが−１００nm以上−１０nm以下又は１０nm以上１００nm以下である第二位相差板を配置することができる。

図３は、この形態の層構成の一例と軸角度の関係を示す斜視図である。図３において、液晶セル１０、第一偏光板２０、第二偏光板３０及び第一位相差板４０は、図１と同じなので、重複した説明は省略する。この例では、第一位相差板４０の液晶セル１０側に、第二位相差板５０が積層されている。第二位相差板５０は、その面内位相差値Ｒo が１０nm以下と小さいため、第一位相差板４０との軸角度を特に定める必要はない。

なお、フィルム面内の位相差値Ｒo 及びフィルム厚み方向の位相差値Ｒthは、先に定義した三軸方向の屈折率をｎ_x、ｎ_y及びｎ_z とし、厚みをｄとしたときに、それぞれ以下の式（１）及び（２）で定義される。

Ｒo ＝（ｎ_x−ｎ_y）×ｄ （１）
Ｒth＝〔(ｎ_x＋ｎ_y)／２−ｎ_z〕×ｄ （２）

また、本発明に係る液晶表示装置は、第一偏光板２０と第二偏光板３０を両者の吸収軸がほぼ平行になるよう配置しながら、第一偏光板２０と液晶セル１０の間に１／２波長板である第一位相差板４０を所定の軸角度で配置することにより、クロスニコル状態を実現するものであるが、液晶セル１０における液晶の表示モードに対応した視野角特性を補正するための視野角補償フィルムを備えることもできる。これによって、視野角の広い大型液晶表示装置とすることができる。かかる視野角補償フィルムは、第一位相差板４０と液晶セル１０の間、又は第二偏光板３０と液晶セル１０の間に配置することができる。第一位相差板４０と液晶セル１０の間、及び第二偏光板３０と液晶セル１０の間の両方に、視野角補償フィルムを配置することもできる。

図４は、この形態の層構成の一例と軸角度の関係を示す斜視図である。図４において、液晶セル１０、第一偏光板２０、第二偏光板３０及び第一位相差板４０は、図１と同じであり、またこの例では、図３に示した第二位相差板５０も配置された状態で示されているので、それぞれについての重複した説明は省略する。この例では、第一位相差板４０の液晶セル１０側に図３と同じ第二位相差板５０が設けられ、さらにその液晶セル側に、視野角補償フィルム６０が設けられている。

以下、本発明の液晶表示装置を構成するそれぞれの部材について説明する。

［液晶セル］
液晶セル１０は、先にも述べたとおり、平行に配置された一対のセル基板１１，１２の間に液晶１３を挟持した構造になっている。液晶セルには、ＴＮ（Twisted Nematic ：ねじれネマチック）モード、ＶＡ（Vertical Alignment ：垂直配向）モード、ＩＰＳ（In-plane Switching ：横電界）モードなど、各種の表示形式があるが、本発明は、電圧のオンオフによって、偏光を９０°回転させた状態と偏光を回転させない状態の間で表示・非表示を切り換える各種方式の液晶セルに対して適用することができる。

［第一偏光板及び第二偏光板］
第一偏光板２０及び第二偏光板３０はそれぞれ、フィルム面に入射する偏光のうち、面内のある方向（吸収軸）と平行な振動ベクトルを持つ直線偏光を吸収し、面内でそれと直交する方向（透過軸）と平行な振動ベクトルを持つ直線偏光を透過する性質を示すフィルムである。具体的には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、ヨウ素や二色性有機染料などからなる二色性色素を吸着配向させた公知の偏光フィルムを用いることができる。このようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向した偏光フィルムは、通常、その片面又は両面に透明高分子からなる保護フィルムを貼合した状態で、偏光板として使用される。

［第一位相差板］
第一位相差板４０は、一方の偏光板を透過してきた光の偏光状態を９０°回転させ、他方の偏光板に至るときにクロスニコル状態を実現する目的で使用される。この第一位相差板４０は、正面の位相差値Ｒo が２００nm以上４００nm以下である１／２波長板で構成される。そしてその遅相軸４５は、第一偏光板の吸収軸２５と第二偏光板の吸収軸とのなす角度θに対し、第一偏光板２０の吸収軸２５を基準に、（θ＋９０°）／２±５°以内、又は（θ＋２７０°）／２±５°以内の角度で配置される。

第一位相差板４０は、可視光の波長領域において、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を示すもので構成することが好ましい。さらに好ましくは、可視光の波長領域にわたってλ／２となる波長分散特性を示すものである。

第一位相差板４０はまた、先に定義した面内の主屈折率をｎ_x及びｎ_y、厚み方向の屈折率をｎ_z として、ｎ_x＞ｎ_y≒ｎ_z の関係を満たす一軸性のフィルムで構成することができる。

また、斜め方向の光漏れや色変化を改善するためには、第一位相差板４０は、厚み方向の位相差値Ｒthが−５０nm以上＋５０nm以下であるもので構成することも有効である。さらに好ましい厚み方向の位相差値Ｒthは、−１０nm以上＋１０nm以下である。このような性質を示すフィルムは、ｎ_x＞ｎ_z＞ｎ_y の関係を満たす。

第一位相差板４０としては、高分子フィルムからなる公知の各種１／２波長板が使用できる。この第一位相差板４０は、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を示す材料で構成するのが好ましく、かかる材料として、例えば、前記特許文献２（特開 2000-137116号公報）に記載されるような、セルロースアセテート系樹脂からなるフィルムなどを挙げることができる。

［第二位相差板］
第二位相差板５０は、前述のとおり、面内の位相差値Ｒo が０〜１０nmの範囲にあり、厚み方向の位相差値Ｒthが−１００nm以上−１０nm以下又は１０nm以上１００nm以下のものであって、面内の屈折率ｎ_x及びｎ_yがほぼ同じで、厚み方向の屈折率ｎ_z が面内の屈折率より大きいか又は小さいものである。このような屈折率構造を示す位相差板は、一般にＣプレートと呼ばれ、目的とする位相差値に応じて、ポジティブＣプレート又はネガティブＣプレートを選択することができる。

ネガティブＣプレートは、ｎ_x≒ｎ_y＞ｎ_z なる関係を満たすものであって、例えば、前記特許文献３（特開 2007-94208 号公報）に開示されるような、棒状化合物をランダムホモジニアス配向させた状態で固定化することにより作製したフィルムなどが使用できる。ポジティブＣプレートは、ｎ_x≒ｎ_y＜ｎ_z なる関係を満たすものであって、例えば、前記特許文献４（特開 2007-108552号公報）に開示されるような、ホメオトロピック分子配列に配向させたカラミチック液晶化合物を含む液晶性組成物の固化層又は硬化層により作製したフィルムなどが使用できる。

［第一偏光板と第一位相差板との組合せに係る別の形態］
前述のとおり、第一偏光板２０は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向した偏光フィルムの片面又は両面に透明な保護フィルムが積層されたもので構成することができ、また第一位相差板４０は、高分子の複屈折性フィルムで構成することができるが、上記の如き偏光フィルムの片面に保護フィルムを積層したもので第一偏光板２０を構成し、その偏光フィルム面に第一位相差板４０を貼り合わせることで、全体の厚さを小さくすることができる。また、図３に示したような第二位相差板５０を配置する場合、偏光フィルムの片面に保護フィルムを積層したもので第一偏光板２０を構成し、その偏光フィルム面に第一位相差板４０を貼り合わせ、さらにその第一位相差板４０の上に第二位相差板５０を貼り合わせることで、やはり全体の厚さを小さくすることができる。

［視野角補償フィルム］
先に図４を参照して説明したとおり、本発明の液晶表示装置においては、第一位相差板４０と液晶セル１０の間、又は第二偏光板３０と液晶セル１０の間に、液晶セル１０における液晶の表示モードに対応した視野角特性を補正するための視野角補償フィルム６０を配置することができる。

例えば、ＴＮモードの液晶セルに対しては、視野角補償フィルム６０として、ネガティブＣプレートとネガティブＡプレートの積層フィルムを用いることができる。また、ＶＡモードの液晶セルに対しては、視野角補償フィルム６０として、ネガティブＣプレートとポジティブＡプレートの積層フィルムを用いることができる。

例えば、ＩＰＳモードの液晶セルに対しては、視野角補償フィルム６０として、ポジティブＣプレートとネガティブＡプレートの積層フィルムを用いることができる。また、フィルム厚み方向の屈折率ｎ_z が、フィルム面内の主屈折率の一方よりも大きく他方よりも小さい、すなわち、ｎ_x＞ｎ_z＞ｎ_y の関係を満たす３次元位相差板を、視野角補償フィルム６０として用いることもできる。さらに、上記３次元位相差板とネガティブＣプレートの積層フィルムを、視野角補償フィルム６０として用いることもでき、さらにまた、ポジティブＣプレートと二軸性のネガティブＡプレートの積層フィルムを、視野角補償フィルム６０として用いることもできる。

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。なお、以下の例における透過率の計算は全て、シミュレーションツール（シンテック（株）からリリースされている“LCD MASTER, Ver 6.151” ）を用いて行ったものである。

［実施例１−１］
この例で対象とした偏光板と位相差板の配置及び軸角度の関係を、図５の（Ａ）に斜視図で示す。この例では、第一偏光板２０と第二偏光板３０をそれぞれの吸収軸２５，３５が０°となるように配置し、その間に、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい逆波長分散特性を有し、面内の位相差値Ｒoが２９５nmで、Ｒoに対する厚み方向の位相差値Ｒthの比Ｒth／Ｒoが−０.０４である位相差板４０を、その遅相軸４５が４５°となるように配置した構成を対象とした。

この構成について、一方の偏光板の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図５の（Ｂ）に示した。ここでいう方位角とは、画面の右方向を０°とし、反時計回り方向を正として回転したときの角度であり、図５の（Ｂ）では、円の外側に 「０.０°」から始まって９０°毎に表示されている。また極角とは、画面法線方向からの傾きを表す角度であり、図５の（Ｂ）では、極角が同心円で示されており、最も外側の同心円が極角「８０°」に相当し、以下内側へ行くに従って表示される同心円における極角が２０°ずつ小さくなっており、中心点は極角が０°、すなわち法線方向に相当する。そして、右上に表示した凡例は、透過率のグレースケールであって、黒の部分（凡例の下側）は透過率０、白の部分（凡例の上側）は透過率０.００１ を意味する。したがって、図中にある白い部分は、透過率が ０.００１以上であることを意味する。なお、以下に出てくる透過率のシミュレーション結果を示す図も、同様の形式で表示している。

［実施例１−２］
この例で対象とした偏光板と位相差板の配置及び軸角度の関係を、図６の（Ａ）に斜視図で示す。この例では、第一偏光板２０と第二偏光板３０をそれぞれの吸収軸２５，３５が０°となるように配置し、その間に、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい逆波長分散特性を有し、面内の位相差値Ｒo が２９５nmで、厚み方向の位相差値
Ｒthが０である第一位相差板４０を、その遅相軸４５が４５°となるように配置し、さらに第一位相差板４０と第二偏光板３０の間には、面内の位相差値Ｒo が０で、厚み方向の位相差値Ｒthが−１０nmである第二位相差板５０を配置した構成を対象とした。この構成について、第一偏光板２０の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図６の（Ｂ）に示した。

［比較例１］
この例で対象とした偏光板と位相差板の配置及び軸角度の関係を、図７の（Ａ）に斜視図で示す。この例では、第一偏光板２０の吸収軸を９０°で、第二偏光板３０の吸収軸を０°でそれぞれ配置した、従来の構成を対象とした。この構成について、一方の偏光板の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図７の（Ｂ）に示した。

実施例１−１の結果である図５の（Ｂ）と実施例１−２の結果である図６の（Ｂ）を、比較例１の結果である図７の（Ｂ）と対比するとわかるように、２枚の偏光板を吸収軸がいずれも０°となるように配置した実施例１−１及び１−２でも、両者の間に１／２波長板をその遅相軸が４５°となるように配置することにより、２枚の偏光板を吸収軸が直交するように配置した比較例１と同様に、クロスニコル状態が実現されている。この結果から、実施例１−１及び実施例１−２は、偏光板の吸収軸が平行であるにもかかわらず、全方位において、比較例１と同様の偏光状態が得られることがわかった。ちなみに、実施例１−１と実施例１−２の結果を比較すると、第一位相差板４０の片面に、面内の位相差値Ｒo がほぼ０で厚み方向の位相差値Ｒthが所定値を示す第二位相差板を配置することによって、比較例１に示した従来構成の結果により近づくことがわかった。

［実施例２］
この例では、ＶＡモードの液晶パネルにおいて、吸収軸が９０°の偏光板の代わりに吸収軸が０°の偏光板を配置し、その偏光板の液晶セル側に第一位相差板を配置した構成について、シミュレーションを行った。この例で対象とした液晶表示装置の層構成及び軸角度の関係を、図８の（Ａ）に斜視図で示す。すなわち、この例では、ＶＡモード液晶セル１５の一方の側に、視野角補償フィルム６０／第二位相差板５０／第一位相差板４０／第一偏光板２０の順に配置し、液晶セル１５の他方の側には、視野角補償フィルム６１／第二偏光板３０の順に配置した。第一偏光板２０及び第二偏光板３０は、それぞれの吸収軸２５，３５を０°で配置した。第一位相差板４０は、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい逆波長分散特性を有し、面内の位相差値Ｒo が２９５nmで、厚み方向の位相差値Ｒthが０のものであり、その遅相軸４５が４５°となるように配置した。第一位相差板４０の液晶セル側に配置した第二位相差板５０は、面内の位相差値Ｒo が０で、厚み方向の位相差値Ｒthが−１０nmのものである。視野角補償フィルム６０，６１はそれぞれ、面内の位相差値Ｒo が５５nm、厚み方向の位相差値Ｒthが１２０nmで、平均屈折率が１.５３の２軸性ポジティブＡプレートで構成されている。

この構成につき、電圧を印加しない状態（黒表示）で、第一偏光板２０の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図８の（Ｂ）に示した。

［比較例２］
この例では、図８の（Ａ）に示した構成において、第一偏光板２０の吸収軸を９０°に変更し、第一位相差板４０及び第二位相差板５０を省略し、その他は図８の（Ａ）（実施例２）と同様の構成とした。この例で対象とした液晶表示装置の層構成及び軸角度の関係は、図９の（Ａ）に斜視図で示すとおりであって、この構成は、現在販売されているＶＡモードの液晶パネルと基本的に同じである。

この構成につき、電圧を印加しない状態（黒表示）で、第一偏光板２０の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図９の（Ｂ）に示した。実施例２の構成は、比較例２の構成に比べて、同じレベルの光学特性を示すことがわかった。

［実施例３］
この例では、ＩＰＳモードの液晶パネルにおいて、吸収軸が９０°の偏光板の代わりに吸収軸が０°の偏光板を配置し、その偏光板の液晶セル側に第一位相差板を配置した構成について、シミュレーションを行った。この例で対象とした液晶表示装置の層構成及び軸角度の関係を、図１０の（Ａ）に斜視図で示す。すなわち、この例では、ＩＰＳモード液晶セル１６の一方の側に、視野角補償フィルム６０／第二位相差板５０／第一位相差板
４０／第一偏光板２０の順に配置し、液晶セル１６の他方の側には第二偏光板３０を配置した。第一偏光板２０及び第二偏光板３０は、それぞれの吸収軸２５，３５を０°で配置した。第一位相差板４０は、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい逆波長分散特性を有し、面内の位相差値Ｒo が２９５nmで、厚み方向の位相差値Ｒthが０のものであり、その遅相軸４５が４５°となるように配置した。また、第一位相差板４０の液晶セル側に配置した第二位相差板５０は、面内の位相差値Ｒo が０で、厚み方向の位相差値Ｒthが−１０nmのものである。さらに、第二位相差板５０の液晶セル側に配置した視野角補償フィルム６０は、面内の位相差値Ｒo が１８７.２nm 、厚み方向の位相差値Ｒthが−３６nmで、平均屈折率が１.５９ のフィルムで構成されている。

この構成につき、電圧を印加しない状態（黒表示）で、第一偏光板２０の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図１０の（Ｂ）に示した。

［比較例３］
この例では、図１０の（Ａ）に示した構成において、第一偏光板２０の吸収軸を９０°に変更し、第一位相差板４０及び第二位相差板５０を省略し、その他は、図１０の（Ａ）（実施例３）と同様の構成とした。この例で対象とした液晶表示装置の層構成及び軸角度の関係は、図１１の（Ａ）に斜視図で示すとおりであって、この構成は、現在販売されているＩＰＳモードの液晶パネルと基本的に同じである。

この構成につき、電圧を印加しない状態（黒表示）で、第一偏光板２０の外側から光を当てたときの透過率を計算し、光出射側の方位角と極角を変えたときの透過率の計算結果を図１１の（Ｂ）に示した。実施例３の構成は、比較例３の構成に比べて、同じレベルの光学特性を示すことがわかった。

実施例２と実施例３の結果は、本発明の構成が、液晶の表示モードに関係なく、各種の表示モードに対して適用可能であることを示している。

本発明に係る液晶表示装置の基本的な層構成と軸角度の関係を示す斜視図である。 第一偏光板の吸収軸、第二偏光板の吸収軸、及び第一位相差板の遅相軸の関係を、画面上側（視認側）から見た状態で示す平面図である。 第二位相差板を配置する形態の層構成の一例と軸角度の関係を示す斜視図である。 第二位相差板とともに視野角補償フィルムを配置する形態の層構成の一例と軸角度の関係を示す斜視図である。 （Ａ）は実施例１−１の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は実施例１−２の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は比較例１の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は実施例２の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は比較例２の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は実施例３の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。 （Ａ）は比較例３の層構成と軸角度の関係を示す斜視図であり、（Ｂ）はその構成についてのシミュレーション結果である。

符号の説明

１０……液晶セル、
１１，１２……セル基板、
１３……液晶、
１５……ＶＡモード液晶セル、
１６……ＩＰＳモード液晶セル、
２０……第一偏光板、
２５……第一偏光板の吸収軸、
３０……第二偏光板、
３５……第二偏光板の吸収軸、
４０……第一位相差板、
４５……第一位相差板の遅相軸、
５０……第二位相差板、
６０，６１……視野角補償フィルム。

Claims (7)

1. 一対のセル基板の間に液晶を挟持してなる液晶セル、
   一方のセル基板の外側に配置された第一偏光板、
   他方のセル基板の外側に配置された第二偏光板、及び
   第一偏光板と液晶セルの間に配置された、面内の位相差値Ｒo が２００nm以上４００nm以下である第一位相差板を備え、
   第一偏光板の吸収軸を基準に、反時計回り方向の角度を正で表して、
   第二偏光板は、その吸収軸が０°±１０°以内の角度で配置されており、
   上記第一偏光板の吸収軸から第二偏光板の吸収軸に至る角度をθとして、前記第一位相差板は、その遅相軸が（θ＋９０°）／２±５°以内又は（θ＋２７０°）／２±５°以内の角度で配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 第一偏光板の吸収軸と第二偏光板の吸収軸はともに、画面の長辺方向を基準に±１０°以内の角度で配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 第一偏光板の吸収軸と第二偏光板の吸収軸が実質的に平行であり、対角の長さが３２インチ（約８１３mm）以上である請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 第一位相差板は、可視光の波長領域において、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を有し、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎ_x 、フィルム面内で遅相軸と直交する方向の屈折率をｎ_y、フィルム厚み方向の屈折率をｎ_zとしたときに、ｎ_x＞ｎ_y≒ｎ_z の関係を満足する請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 第一位相差板は、可視光の波長領域において、短波長ほど位相差が小さく、長波長ほど位相差が大きい波長分散特性を有し、フィルム面内の位相差値Ｒo に対するフィルム厚み方向の位相差値Ｒthの比Ｒth／Ｒo が−０.５を超え＋０.５未満である請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 第一位相差板の少なくとも一方の面に、面内の位相差値Ｒo が０〜１０nmの範囲にあり、厚み方向の位相差値Ｒthが−１００nm以上−１０nm以下又は１０nm以上１００nm以下である第二位相差板が配置されている請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 第一位相差板と液晶セルの間、又は第二偏光板と液晶セルの間に、液晶表示モードに対応した視野角特性を補正するための視野角補償フィルムが配置されている請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。