JP2010091654A - 液晶表示装置及びそれに用いる偏光板のセット - Google Patents

Abstract

【課題】表示面内におけるコントラストムラが少ない液晶表示装置を提供し、それに用いる偏光板のセットを提供する。
【解決手段】バックライト１０、光入射側偏光板２０、液晶セル４０、及び光出射側偏光板３０がこの順に配置されてなり、光入射側偏光板２０は光出射側偏光板３０よりも偏光度が大きい透過型液晶表示装置、並びに上記光入射側偏光板２０と光出射側偏光板３０の組合せである偏光板のセットが提供される。光入射側偏光板２０は、偏光度を９９.９９％以上とし、光出射側偏光板３０は、偏光度を９９.９５％以上９９.９９％未満とするのが好ましい。偏光子２１，３１に対して液晶セル４０側となる透明保護層２３，３３が位相差を有する場合に特に有効である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示面内のコントラストムラが少ない液晶表示装置及びそれに用いる偏光板のセットに関するものである。

液晶表示装置（ＬＣＤ）は近年、低消費電力、低電圧動作、軽量、薄型などの様々な利点を有するため、携帯電話、携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータやテレビなど、情報用表示デバイスとしての用途が急速に増加してきている。ＬＣＤ技術の発展に伴い、様々なモードのＬＣＤが提案され、応答速度やコントラスト、狭視野角といったＬＣＤの問題点が解消されつつある。

中でも、垂直配向（Vertical Alignment：ＶＡ）モードや横電界（In-plane Switching：ＩＰＳ）モードの液晶表示装置は、その優れた表示性能から、３２インチ以上の大型テレビに広く用いられている。これらのモードの液晶表示装置は、液晶を挟持する一対の透明基板を有する液晶セルとそのセルを挟んで両側に配置される一対の偏光板とを有しており、無電荷状態では、ＶＡモードは基板面にほぼ垂直に液晶が配向した構造をとり、またＩＰＳモードは基板面にほぼ平行に液晶が配向した構造をとる。これらのモードでは、無電荷の黒表示時にセル内部で偏光が乱されることが少ないため、よりコントラスト比の高い表示が実現できる。

このような液晶パネルそのものの改良に加えて、さらなるＬＣＤの高性能化の要望に応えるべく、液晶セルの両面に配置する偏光板についても、より高い表示性能を達成するための様々な提案がなされている。例えば、特開 2008-9388号公報（特許文献１）には、第１の偏光板／液晶セル／位相差層／第２の偏光板の積層構成である液晶パネルにおいて、前記位相差層の屈折率楕円体がｎ_x≧ｎ_y＞ｎ_z（ここで、ｎ_xは面内遅相軸方向の屈折率、ｎ_yは面内で遅相軸と直交する方向（進相軸方向）の屈折率、ｎ_zは厚み方向の屈折率をそれぞれ表す、以下同じ）の関係を満たすようにし、かつ第２の偏光板の透過率が第１の偏光板の透過率よりも大きくなるようにすることが開示されている。また特開 2008-15307 号公報（特許文献２）には、（第１の偏光子／第１の保護層の順に積層された第１の偏光板）／液晶セル／第二の偏光板の積層構成であるノーマリーブラック方式の液晶パネルにおいて、第１の保護層の屈折率楕円体がｎ_x＞ｎ_y＞ｎ_z の関係を満たすようにし、かつ第１の偏光板の透過率が第２の偏光板の透過率よりも大きくなるようにすることが開示されている。さらに特開 2008-33250 号公報（特許文献３）には、（第１の偏光子／第１の位相差層の順に積層された表示面側偏光板）／液晶セル／（第２の位相差層／第２の偏光子の順に積層された裏面側偏光板）の積層構成である液晶パネルにおいて、第１の位相差層の屈折率楕円体がｎ_x＞ｎ_y≧ｎ_z の関係を、第２の位相差層の屈折率楕円体がｎ_x＞ｎ_y＞ｎ_z の関係をそれぞれ満たすようにし、かつ裏面側偏光板の透過率が表示面側偏光板の透過率よりも大きくなるようにすることが開示されている。これらの文献では、このように液晶セルの両面に配置される偏光板の透過率に差を持たせることで、正面方向のコントラスト比を高めることができるとされている。

一方で、近年における著しいＬＣＤの大型化に伴い、上述したコントラスト性能向上等の要求に加え、面内表示性能の均一性の確保が重要性を増してきている。ＬＣＤは従来から、ブラウン管（陰極線管：ＣＲＴ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に比べると、表示面内の輝度やコントラストのムラが大きいことが指摘されており、画面が大型になるほど、画面内でのそうしたムラが目立ってくる傾向にある。

問題となっているムラを引き起こす要因には様々なものがある。例えば、表示装置に温度や湿度などの環境変化が加わることで、偏光板や液晶セルの光学特性が変化して表示不良が起こる。中でも、ＬＣＤのバックライト熱に起因して偏光板が収縮し、表示面の端部に表示ムラが発生する現象は、ＬＣＤの重大な問題の一つであり、その解決策として、これまでにも様々な提案がなされてきた。

例えば、特開 2003-185845号公報（特許文献４）には、偏光子に透明保護層が積層された偏光板に加熱処理を施すことにより、偏光板の収縮力及び単体色相を所定値以下にすることが開示されている。特開 2005-70094 号公報（特許文献５）には、少なくとも一方の面に粘着剤層を有する粘着型光学フィルムにおいて、粘着剤層が部分的に粘着剤不存在部を有するようにすることが開示されている。また特開 2007-316587号公報（特許文献６）には、液晶セルの両面に配置する偏光板のうち、少なくとも一方の偏光板の側面に防水加工を施すことが開示されている。さらに特開 2008-14988 号公報（特許文献７）には、視認側から順に第１光学フィルム／第１粘着剤層／液晶セル／第２粘着剤層／第２光学フィルムの積層構成とされた液晶パネルにおいて、第１粘着剤層のクリープズレ量が第２粘着剤層のクリープズレ量よりも大きくなるようにすることが開示されている。これらの文献では、このような対策を施すことで、輝度ムラやパネル周縁部に発生しやすい光漏れを抑制することができるとされている。

さらに、液晶表示装置の初期状態において存在し、環境変化によらないムラとして、バックライト由来のムラ、偏光板由来のムラ、液晶セル由来のムラなどが挙げられる。特に液晶セル由来のムラは深刻であり、パネルメーカーが様々な対策を講じているものの、現在でも根本的な解決には至っていない。このため、偏光板など、液晶セル以外の部材によってかかるムラを隠蔽し、表示の均一性を高めるような技術、例えば、偏光板の組合せや構成を変えるなどの簡便な手段により、表示ムラを低減できるような手法の確立が望まれている。

特開２００８−９３８８号公報 特開２００８−１５３０７号公報 特開２００８−３３２５０号公報 特開２００３−１８５８４５号公報 特開２００５−７００９４号公報 特開２００７−３１６５８７号公報 特開２００８−１４９８８号公報

本発明の課題は、液晶表示装置、特に３２インチ以上の大型テレビ用途の液晶表示装置について、表示面内におけるコントラストムラを少なくすることにある。本発明のもう一つの課題は、かかる液晶表示装置に好適に用いられる偏光板のセットを提供することにある。

本発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意研究を行い、その結果、コントラストムラを抑制するには、光入射側偏光板の偏光度を光出射側偏光板より高くすることが効果的であることを見出した。

すなわち本発明によれば、バックライト、光入射側偏光板、液晶セル、及び光出射側偏光板がこの順に配置されてなり、光入射側偏光板は光出射側偏光板よりも偏光度が大きい透過型液晶表示装置が提供される。

また、本発明によれば、バックライトと液晶セルの間に配置される光入射側偏光板、及び液晶セルの前記バックライトとは反対側に配置される光出射側偏光板で構成される偏光板のセットも提供され、この偏光板のセットは、光入射側偏光板の偏光度が、光出射側偏光板の偏光度よりも大きいものとされる。

本発明の液晶表示装置は、従来構成の液晶表示装置に比べて、表示面内におけるコントラストムラが低減される。また、本発明の偏光板セットは、このような液晶表示装置を与えるのに有用である。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明に係る液晶表示装置の層構成の例を、図１に断面模式図で示した。本発明の液晶表示装置は、バックライト１０、光入射側偏光板２０、液晶セル４０、及び光出射側偏光板３０がこの順で配置されてなり、直線偏光型で透過型のものである。図１に示す例において、光入射側偏光板２０は、偏光子２１の両面を透明保護層２３，２４で挟んだ積層構造となっており、光出射側偏光板３０も同様に、偏光子３１の両面を透明保護層３３，３４で挟んだ積層構造となっている。二枚の偏光板は、通常のノーマリーブラックモード（電圧がかかっていない状態が黒表示）の場合、吸収軸が直交するように配置されている。

本発明の液晶表示装置において、また本発明の偏光板のセットにおいて、上記光入射側偏光板２０は、光出射側偏光板３０よりも偏光度の高いもので構成する。このような構成とすることで、従来のような光入射側偏光板と光出射側偏光板の偏光度が等しい液晶表示装置に比較して、表示面内におけるコントラストムラを大きく改善することができる。

本発明の液晶表示装置又は偏光板のセットに用いる個々の構成部材について、以下に例示するが、本発明は、例示の内容に限定されるものではない。

［バックライト］
バックライト１０は、公知のものを使用することができ、液晶表示装置の大きさや用途により、適切なものを選択すればよい。例えば、導光板とその側方に配置された光源で構成され、光源からの光を一旦導光板の中に取り込んだうえで、その光を前面側に均一に出射するようになっているサイドライト型のバックライトや、拡散板とその背後に配置された光源で構成され、光源からの光を拡散板で均一に拡散させたうえで前面側に出射するようになっている直下型のバックライトなどを挙げることができる。

［偏光板］
本発明に用いられる偏光板２０，３０は、光入射側偏光板の偏光度が光出射側偏光板の偏光度より高いという条件を満足するものであれば、任意の適切なものを採用できるが、特に光入射側偏光板２０は、その偏光度が ９９.９９％以上であるようにするのが好ましく、また光出射側偏光板３０は、その偏光度が９９.９５％以上９９.９９％未満であるようにするのが好ましい。換言すれば、光入射側偏光板２０の偏光度が光出射側偏光板３０の偏光度より高くなるようにするのであるが、その差が％表示で０を超え ０.０４ポイント以下となるようにするのが好ましい。上記偏光度を満足する偏光板のセットを用いた液晶表示装置は、より均一性の高い表示を与えるものとなる。

偏光板は一般的に、二色性色素が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光子の片面又は両面に、透明樹脂からなる保護層を積層した構成となっている。二色性色素としては、ヨウ素又は二色性の水溶性有機染料が用いられる。特に偏光度を高くするうえでは、二色性色素としてヨウ素を用いたヨウ素系偏光板が好ましい。

かかるヨウ素系偏光板の偏光度は、例えば、偏光子中のヨウ素含有量及び／又は配向度合いを調整することにより、制御することができる。一般的には、偏光子中のヨウ素含有量を増大させることにより、偏光度が増大する。さらには、透明保護層の光学性能、偏光子と透明保護層との間に用いる接着剤、偏光子と透明保護層を積層するときの条件、偏光板と組み合わせる他の機能層の光学性能などによっても、偏光度を変化させることができる。

偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂は、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体、例えば、エチレンをはじめとするオレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類などとの共重合体であることができる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常９０モル％以上、好ましくは９５モル％以上である。中でも、ケン化度が９９モル％以上のポリビニルアルコールが好適である。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１,０００以上、好ましくは １,５００〜５,０００程度である。このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光子の原反フィルムとして用いられる。

ヨウ素系偏光板は通常、上記のようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、このポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素で染色して当該ヨウ素を吸着させる工程、ヨウ素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、このホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、及びこれらの工程が施されてヨウ素が吸着配向した一軸延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの少なくとも片面に透明保護層を貼合する工程を経て、製造される。

一軸延伸は、ヨウ素染色の前に行ってもよいし、ヨウ素染色と同時に行ってもよいし、ヨウ素染色の後に行ってもよい。一軸延伸をヨウ素染色の後で行う場合には、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。もちろん、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸するには、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤で膨潤した状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は通常４〜８倍程度である。

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素を吸着配向させるためには、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液にこのポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が通常採用される。この水溶液におけるヨウ素の濃度は通常、水１００重量部あたり０.０１〜０.５重量部程度であり、ヨウ化カリウムの濃度は通常、水１００重量部あたり ０.５〜１０重量部程度である。この水溶液の温度（染色温度）は、通常２０〜４０℃程度であり、またこの水溶液への浸漬時間は、通常３０〜３００秒程度である。

ヨウ素染色後のホウ酸処理は、ヨウ素により染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液に浸漬することにより行われる。ホウ酸水溶液におけるホウ酸の濃度は通常、水１００重量部あたり２〜１５重量部程度、好ましくは５〜１２重量部程度である。またこのホウ酸水溶液は、ヨウ化カリウムを含有するのが好ましい。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常 １００〜１,２００秒程度、好ましくは１５０〜６００秒程度、さらに好ましくは２００〜４００秒程度である。

ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行われる。水洗後は乾燥処理が施されて、ヨウ素が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルム、すなわちヨウ素系偏光子が得られる。このときの偏光子の厚みは５〜４０μm 程度である。

このようにして得られる偏光子は、その片面又は両面に透明保護層（図１に示す２３，２４，３３，３４）を積層して偏光板とされる。透明保護層としては、例えば、セルロース系樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、エステル系樹脂フィルムなどの公知の透明樹脂フィルムを用いることができる。透明保護層２３，２４，３３，３４に用いられる透明樹脂の厚みは、薄い方が好ましいが、薄すぎると、強度が低下し、加工性に劣るものとなり、一方で厚すぎると、透明性が低下したり、偏光板の重量が大きくなったりするなどの問題が生じる。そこで、透明保護層の適当な厚みは、例えば５〜２００μm 程度であり、好ましくは２０〜１００μm である。

透明保護層として用いられる透明樹脂フィルムは、偏光子との接着性を高めるため、偏光子と貼り合わせる前に通常はケン化処理やコロナ処理などの表面処理が施される。ケン化処理としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリの水溶液に浸漬する方法が採用できる。

偏光子と、その片面又は両面に配置される透明保護層とは、通常、透明で光学的に等方性の接着剤又は粘着剤を介して積層される。偏光子と透明保護層との接着に用いる接着剤は、それぞれの接着性を考慮して任意のものを用いることができる。例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液は、好ましい接着剤の一つであり、この水溶液は、さらに水溶性エポキシ樹脂や多価アルデヒドなどの硬化剤を含有するのが好ましい。

通常、接着剤を介して偏光子と透明保護層とを積層した後は、乾燥処理が施される。乾燥処理は、例えば、熱風を吹き付けることにより行われるが、そのときの温度は、４０〜１００℃程度、好ましくは４５〜１００℃の範囲から適宜選択される。乾燥時間は、２０〜１,２００秒程度である。 少なくとも一方の透明保護層を環状オレフィン系樹脂フィルムなどの透湿度の低い樹脂で構成した偏光板にあっては、乾燥後さらに、室温又はそれよりやや高い温度、例えば２０〜５０℃程度の温度で１２〜６００時間程度養生してやるのが好ましい。養生のときの温度は、乾燥時に採用した温度よりも低く設定されるのが一般的である。乾燥後の接着剤層の厚みは、通常０.０１〜４μm 程度、好ましくは０.０５〜２μm 程度である。

透明保護層としてセルロース系樹脂を用いる場合は、セルロースの少なくとも一部が酢酸エステル化された酢酸セルロース系樹脂を用いることができ、例えば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。市販のトリアセチルセルロースフィルムとしては、例えば、富士フイルム（株）から販売されている“フジタックフィルム”（各種グレードがある）、コニカミノルタオプト（株）から販売されている“KC8UX2M”及び“KC8UY”など（いずれも商品名）がある。

環状オレフィン系樹脂は、例えば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのような、環状オレフィンからなるモノマーのユニットを有する熱可塑性の樹脂であり、上記環状オレフィンの開環重合体や２種以上の環状オレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であることができるほか、環状オレフィンと鎖状オレフィンやビニル基を有する芳香族化合物との付加共重合体であってもよい。また、極性基が導入されていてもよい。

市販の熱可塑性環状オレフィン系樹脂としては、ドイツの Ticona 社から販売されている“Topas” 、ＪＳＲ（株）から販売されている“アートン”、日本ゼオン（株）から販売されている“ゼオノア（ZEONOR）”及び“ゼオネックス（ZEONEX）”、三井化学（株）から販売されている“アペル”など（いずれも商品名）がある。このような環状オレフィン系樹脂を製膜して、フィルムとすることになるが、製膜には、溶剤キャスト法や溶融押出法など、公知の製膜手法が適宜用いられる。製膜された環状オレフィン系樹脂フィルムや、さらに延伸して位相差を付与した環状オレフィン系樹脂フィルムも市販されており、例えば、ＪＳＲ（株）から販売されている“アートンフィルム”、（株）オプテスから販売されている“ゼオノアフィルム”、積水化学工業（株）から販売されている“エスシーナ”及び“SCA40” など（いずれも商品名）がある。

これら偏光子に積層される透明保護層は、必要により他の透明樹脂層、例えばコーティングによって形成される樹脂層に置き換えたり、位相差を付与したりしてもよい。

光入射側偏光板２０及び光出射側偏光板３０における偏光子２１及び偏光子３１は、それぞれ面内で吸収軸を有している。そして例えば、偏光板にＶＡモードの補償機能を付与する場合、光入射側偏光板２０の液晶セル４０側に配置される透明保護層２３、及び光出射側偏光板３０の液晶セル４０側に配置される透明保護層３３のうち少なくとも一方は、位相差フィルムの機能を兼ね備えるものであることが好ましく、この場合、位相差フィルムの機能を兼ね備える透明保護層２３及び／又は３３は、位相差を有し、面内に遅相軸及び進相軸が存在する。遅相軸と進相軸は、それぞれ面内で直交する関係になる。ここでいう「位相差を有する」とは、面内の位相差値Ｒo が２０nm以上であることを意味する。

そこで、本発明の液晶表示装置及び偏光板のセットにおける好ましい形態として、光入射側偏光板２０及び光出射側偏光板３０がそれぞれ、ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素が吸着配向している偏光子２１，３１の両面に透明保護層２３，２４；３３，３４を貼り合わせたものであって、光入射側偏光板２０及び光出射側偏光板３０のうち少なくとも一方は、液晶セル４０側に配置される透明保護層２３，３３が位相差を有する場合を挙げることができる。光入射側偏光板２０及び光出射側偏光板３０の液晶セル４０側に配置される透明保護層２３，３３がそれぞれ、位相差を有する形態は、一層好ましい。

光入射側偏光板２０の液晶セル側透明保護層２３が位相差を有する場合、また光出射側偏光板３０の液晶セル側透明保護層３３が位相差を有する場合、光入射側偏光板２０を構成する偏光子２１と液晶セル側透明保護層２３、そして光出射側偏光板３０を構成する偏光子３１と液晶セル側透明保護層３３は、偏光子の吸収軸と透明保護層の面内遅相軸とがほぼ平行関係又はほぼ直交関係となるように配置すればよい。特に、両者がほぼ直交関係となるように配置するのが生産性の面で好ましい。すなわち、透明保護層２３及び／又は透明保護層３３を、位相差を有する屈折率異方性フィルムで構成する場合、横延伸を主体とする延伸操作で製造するのが好ましく、その場合の遅相軸はロールフィルムの幅方向となることから、ロールフィルムの長手方向（流れ方向）が吸収軸である偏光子とロール・ツー・ロール貼合することで、偏光子の吸収軸と透明保護層の遅相軸が直交関係になる。

一般的な液晶表示装置においては、より優れた表示性能を得るために、偏光板と液晶セルの間に位相差フィルムを設置したり、偏光子の液晶セル側の透明保護層自体に位相差を持たせたりするなどして、補償機能を付与した偏光板が好ましく用いられる。透明保護層や位相差フィルム等の位相差値は、液晶のモードや目的としている画質に応じて、適切な値を任意に選択できる。

ＶＡモードの液晶セルに対して有効な補償機能を有する偏光板とする場合、光入射側偏光板２０及び光出射側偏光板３０のそれぞれ、液晶セル４０側に位置する透明保護層２３及び透明保護層３３のうち少なくとも一方は、面内の位相差値Ｒo が３０〜８０nm、そして厚み方向の位相差値Ｒthが８０〜２００nmの範囲にあることが好ましい。またこの場合は、位相差を有する透明保護層の遅相軸方向が、貼り合わされている偏光子の吸収軸方向と実質的に直交関係となるように配置されていることが好ましい。液晶セルの両面に配置される偏光板２０，３０のそれぞれ液晶セル４０側に位置する透明保護層２３及び透明保護層３３の両方を、このような位相差値を有するもので構成することは、一層好ましい。

なお、面内の位相差値Ｒo 及び厚み方向の位相差値Ｒthは、当該フィルムの面内遅相軸方向の屈折率をｎ_x、面内で遅相軸と直交する方向（進相軸方向）の屈折率をｎ_y、厚み方向の屈折率をｎ_z 、厚みをｄとしたときに、以下の式（Ｉ）及び（II）で定義される。
Ｒo ＝（ｎ_x−ｎ_y）×ｄ （Ｉ）
Ｒth＝〔(ｎ_x＋ｎ_y)／２−ｎ_z〕×ｄ （II）

面内の位相差値Ｒo が３０nmを下回ると、偏光軸の視角補償が不十分となり、黒表示での斜角からの光抜けが増大して視野角が狭くなる。一方、その値が８０nmを超えると、逆に視角が過補償されて光抜けに悪影響を与える。また、厚み方向の位相差値Ｒthも面内の位相差値と同様、小さすぎると液晶層の視角補償が不十分となり、逆に大きすぎると過補償される状態となるので、好ましくない。

位相差を有する透明保護層２３，３３としては、位相差の波長分散性が小さいものや、光弾性係数の小さいものが好適に用いられる。ここで、位相差の波長分散性αは、測定波長４５０nmにおける面内の位相差値をＲ(450nm) 、測定波長５９０nmにおける面内の位相差値をＲ(590nm) としたときに、下式（III）で定義する。
α＝Ｒ(450nm)／Ｒ(590nm) （III）

位相差の波長分散性αは、１付近又はそれより小さいことが好ましい。位相差を有する透明保護層２３，３３として一つの見地から好適な樹脂の例を挙げると、位相差の波長分散性αが１以下であり、視野角補償性に優れる酢酸セルロース系樹脂がある。また、位相差を有する透明保護層２３，３３として別の見地から好適な樹脂の例を挙げると、光弾性係数が小さく、熱ムラが生じにくいノルボルネン系樹脂をはじめとする環状オレフィン系樹脂がある。環状オレフィン系樹脂は、上で定義する位相差の波長分散性αが１付近で、ほぼフラットになる。

酢酸セルロース系樹脂フィルムは、延伸することで任意の位相差値を付与することができる。位相差が発現された酢酸セルロース系樹脂フィルムとしては、延伸により二軸配向性の位相差を発現させたものが市販されており、例えば、コニカミノルタオプト（株）から販売されている“KC8UCR-5”や“KC4FR-T”、“KC4HR-T”など（いずれも商品名）がある。このような位相差が付与された酢酸セルロース系樹脂フィルムは、液晶セル側となる透明保護層２３，３３として、好ましく適用できる。

環状オレフィン系樹脂フィルムも、延伸することで任意の位相差値を付与することができる。延伸は通常、フィルムをロールから巻き出しながら連続的に行われ、加熱炉にて、ロールの進行方向へ、又は進行方向と直交する方向へ延伸される。加熱炉の温度は、環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度＋１００℃の範囲が、通常採用される。好ましくは、ロールの進行方向と直交する方向が主たる延伸軸となるように、すなわち横延伸を主体として延伸される。延伸倍率は、主たる延伸軸方向で通常 １.１〜６倍程度、好ましくは１.１〜３.５倍である。このような位相差が付与された環状オレフィン系樹脂フィルムも、液晶セル側となる透明保護層２３，３３として、好ましく適用できる。

上述の方法で得られた偏光板は、通常、その片面又は両面、少なくとも液晶セルに貼合される側に粘着剤層が形成される。粘着剤層の厚みは、通常５〜１００μm 程度、好ましくは５〜４０μm である。粘着剤層が薄すぎると粘着性が低下し、厚すぎると粘着剤がはみ出すなどの不具合を生じやすくなる。粘着剤層を形成するための粘着剤は、公知のものを使用することができ、通常、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などをベース樹脂とし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などの架橋剤を加え、さらに必要に応じてシランカップリング剤などを加えた組成物からなる。

本発明の液晶表示装置又は偏光板のセットを構成する偏光板２０，３０において、液晶セル４０と反対側に位置する透明保護層２４，３４の表面には、ハードコート層、反射防止層、防眩層など、また、一方向の偏光光を透過し、それと直交する方向の偏光光を反射する反射型偏光分離層などの光学機能層が設けられていてもよい。これらの機能層は、透明保護層の表面に直接形成されていてもよいし、当該機能を有するフィルムを、接着剤層を介して透明保護層上に貼り付けてもよい。反射型偏光分離機能を有するフィルムに相当する市販品として、米国 3M Company （日本では、住友スリーエム（株））から販売されている“ＤＢＥＦ”（商品名）などがある。ハードコート層、反射防止層、防眩層などの表面処理層は、通常、光出射側偏光板３０の透明保護層３４側に設けられる。また、反射型偏光分離層は、通常、光入射側偏光板２０の透明保護層２４側に設けられる。

［液晶セル］
液晶セル４０は、透過光量をスイッチングするために、液晶が２枚の透明基板の間に封入され、電圧印加により液晶の配向状態を変化させる機能を有する装置であって、一般の液晶表示装置に広く用いられているものでよい。例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）、ＩＰＳ（In-plane Switching）、 ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード などに代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic） モードなどに代表される単純マトリクス駆動型のもの、ＴＮ（Twisted Nematic）モード などに代表されるスタティック駆動型のものをはじめ、各種方式の液晶セルを使用して透過型液晶表示装置を形成することができる。

本発明の透過型液晶表示装置に用いられる液晶セルは任意であるが、垂直配向（ＶＡ）モードで動作する液晶セルに対して、本発明は特に有効である。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、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、以下の例におけるサンプルの評価方法は、次のとおりである。

（Ａ）クロスニコル透過率ＴＤ（λ）、パラレル透過率ＭＤ（λ）
日本分光（株）製の“V-7100”型紫外可視分光光度計に連結した試料室の測定光出射光部に、特定振動方向の偏光光を出射するようグランテーラプリズムを設置した。その出射偏光光の光路上に、偏光子又は偏光板サンプルを偏光光が垂直に入射するように配置し、偏光光の透過率が最小となる向きに設定して、可視光範囲内の各波長λでの透過率を求めた。これが、吸収軸方向の直線偏光の透過率、すなわちクロスニコル透過率ＴＤ（λ）となる。その後、このサンプルをサンプル面内で９０°回転させ、再び可視光範囲内の各波長λでの透過率を求めた。これが、透過軸方向の直線偏光の透過率、すなわちパラレル透過率ＭＤ（λ）となる。

（Ｂ）視感度補正偏光度Ｐｙ
上記の（Ａ）で測定したＴＤ（λ）及びＭＤ（λ）を用いて、各波長λでの偏光度Ｐｙ（λ）を下式（IV）により求めた。
Ｐｙ(λ)＝〔ＭＤ(λ)−ＴＤ(λ)〕／〔ＭＤ(λ)＋ＴＤ(λ)〕×１００ （IV）

次に、式（IV）で求められた偏光度Ｐｙ（λ）について、 JIS Z 8701 に準じてＣ光源２°視野における刺激値Ｙによる重み付け平均を行い、視感度補正偏光度Ｐｙを求めた。

また、以下の例において、偏光板の作製に用いた偏光子及び透明保護フィルムは、次のとおりである。

（Ｃ）ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している偏光子
以下の方法で作製したものを用いた。すなわち、平均重合度が約 ２,４００、ケン化度が ９９.９モル％以上で厚み７５μm のポリビニルアルコールフィルムを、３０℃の純水に浸漬した後、ヨウ素／ヨウ化カリウム／水の重量比が０.０２／２／１００ の水溶液に３０℃で浸漬した。その後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が１２／５／１００の水溶液に ５６.５℃で浸漬した。引き続き８℃の純水で洗浄した後、６５℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光子を得た。延伸は主にヨウ素染色及びホウ酸処理の工程で行い、トータル延伸倍率は ５.３倍であった。

（Ｄ）透明保護層
以下のものを用いた（以下、それぞれの記号で表示する）。厚さ、面内位相差Ｒo 及び厚み方向位相差Ｒthはメーカー呼称値で示した。Ｒo 及びＲthは、王子計測機器（株）製の位相差測定装置“KOBRA-WR”を用いて実測もしているが、以下に示す値とほぼ同様の値が得られている。

（Ｄ１）面内位相差のある酢酸セルロース系樹脂フィルム
ＲＡＣ：商品名“KC4FR-T”、コニカミノルタオプト（株）製、
厚さ４０μm、Ｒo＝４５nm、Ｒth＝１２５nm、
α＝Ｒ(450nm)／Ｒ(590nm)＝０.９６。

（Ｄ２）面内位相差のあるノルボルネン系樹脂フィルム
ＣＯＰ：商品名“ゼオノアフィルム”、（株）オプテス製、
厚さ７３μm、Ｒo＝５５nm、Ｒth＝１２０nm、
α＝Ｒ(450nm)／Ｒ(590nm)＝１.００。

（Ｄ３）面内位相差がほぼゼロのトリアセチルセルロースフィルム
ＴＡＣ：商品名“KC8UX2M”、コニカミノルタオプト（株）製、厚さ８０μm。

［実施例１］
（ａ）偏光板の作製その１（ＰＬ１）
上記（Ｃ）に示した偏光子の片面に、上記（Ｄ２）に示したノルボルネン系樹脂フィルムＣＯＰにコロナ処理を施したものを、他面には、上記（Ｄ３）に示したトリアセチルセルロースフィルムＴＡＣに表面ケン化処理を施したものを、それぞれポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を介して貼合し、偏光板を作製した。ノルボルネン系樹脂フィルムＣＯＰは、その面内遅相軸が偏光子の吸収軸と直交するように配置した。この偏光板をＰＬ１とする。ＰＬ１の偏光度Ｐｙは、９９.９９７％であった。

（ｂ）偏光板の作製その２（ＰＬ２）
上記（Ｃ）に示した偏光子の片面に、上記（Ｄ１）に示した酢酸セルロース系樹脂フィルムＲＡＣに表面ケン化処理を施したものを、他面には、上記（Ｄ３）に示したトリアセチルセルロースフィルムＴＡＣに表面ケン化処理を施したものを、それぞれポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を介して貼合し、偏光板を作製した。酢酸セルロース系樹脂フィルムＲＡＣは、その面内遅相軸が偏光子の吸収軸と直交するように配置した。この偏光板をＰＬ２とする。ＰＬ２の偏光度Ｐｙは、９９.９８６％であった。

（ｃ）液晶表示装置の作製と評価
ソニー（株）が販売するＶＡモードの液晶表示装置“BRAVIA”（対角寸法４６インチ＝約１１７cm）から光入射側偏光板を剥がし、その代わりに、上記（ａ）で作製した偏光板ＰＬ１を、ノルボルネン系樹脂フィルムＣＯＰが液晶セル側となるように、オリジナルの偏光板と同じ軸方向でアクリル系粘着剤を介して貼り付けた。また光出射側偏光板も剥がし、その代わりに、上記（ｂ）で作製した偏光板ＰＬ２を、酢酸セルロース系樹脂フィルムＲＡＣが液晶セル側となるように、オリジナルの偏光板と同じ軸方向でアクリル系粘着剤を介して貼り付けた。液晶セルの両面に貼り付けた偏光板は、オリジナルの偏光板と同じサイズとした。

この液晶表示装置につき、暗室条件下で、（株）トプコンテクノハウス製の分光放射計“SR-UL1”を用いて、正面の黒表示及び白表示の輝度を測定した。測定点は、図２に示すように、液晶表示装置の表示面５０を縦に４分割、及び横に４分割する直線の交点である９点（図２では、それぞれの測定点に５１〜５９の符号を付した）とし、各測定点におけるコントラスト比（黒輝度に対する白輝度の比）を求めた。その結果、正面におけるコントラスト比の最大値は１,４２２、最小値は１,４１２であり、最大値−最小値（バラツキとする）は１０であった。

［比較例１］
実施例１の（ｃ）において、偏光板ＰＬ２をその酢酸セルロース系樹脂フィルムＲＡＣが液晶セル側となるように光入射側偏光板として貼り付け、同様に偏光板ＰＬ１をそのノルボルネン系樹脂フィルムＣＯＰが液晶セル側となるように光出射側偏光板として貼り付け、その他は実施例１の（ｃ）と同様にして、液晶表示装置を作製した。

この液晶表示装置につき、実施例１と同様にして、暗室条件下で、正面の黒表示及び白表示の輝度を測定し、測定点９点におけるコントラスト比を求めた。その結果、正面におけるコントラスト比の最大値は１,４４３、最小値は１,１２４であり、バラツキは３１９であった。

［比較例２］
実施例１の（ｃ）において、偏光板ＰＬ１をそのノルボルネン系樹脂フィルムＣＯＰが液晶セル側となるように液晶セルの両面に貼り付け、その他は実施例１の（ｃ）と同様にして、液晶表示装置を作製した。

この液晶表示装置につき、実施例１と同様にして、暗室条件下で、正面の黒表示及び白表示の輝度を測定し、測定点９点におけるコントラスト比を求めた。その結果、正面におけるコントラスト比の最大値は１,６５７、最小値は１,４２５であり、バラツキは２３２であった。

以上の実施例及び比較例における層構成の概略及び試験結果を表１にまとめた。

表１からわかるように、図１に示した光入射側偏光板２０の偏光度を、光出射側偏光板３０の偏光度よりも高くすることで、表示面内のコントラスト比のバラツキが低減され、面内のコントラストムラが少ない良好な表示特性が得られた。

本発明に係る液晶表示装置の基本的な層構成の例を示す断面模式図である。 実施例における輝度の測定点を説明するための図である。

符号の説明

１０……バックライト、
２０……光入射側偏光板、
２１……偏光子、
２３，２４……透明保護層、
３０……光出射側偏光板、
３１……偏光子、
３３，３４……透明保護層、
４０……液晶セル、
５０……表示面、
５１〜５９……輝度の測定点。

Claims (10)

1. バックライト、光入射側偏光板、液晶セル、及び光出射側偏光板がこの順に配置されてなる透過型液晶表示装置であって、前記光入射側偏光板は前記光出射側偏光板よりも偏光度が高いことを特徴とする液晶表示装置。
2. 光入射側偏光板は、その偏光度が ９９.９９％以上であり、光出射側偏光板は、その偏光度が９９.９５％以上９９.９９％未満である請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 光入射側偏光板及び光出射側偏光板はそれぞれ、ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素が吸着配向している偏光子の両面に透明保護層を貼り合わせたものであって、光入射側偏光板及び光出射側偏光板のうち少なくとも一方は、液晶セル側に配置される透明保護層が位相差を有する請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 光入射側偏光板及び光出射側偏光板の液晶セル側に配置される透明保護層がそれぞれ、位相差を有する請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 位相差を有する透明保護層は、その遅相軸が偏光子の吸収軸と直交関係になるように当該偏光子に貼り合わされている請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
6. 位相差を有する透明保護層は、面内の位相差値が３０〜８０nmの範囲にあり、そして厚み方向の位相差値が８０〜２００nmの範囲にある請求項３〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 液晶セルは、垂直配向モードで動作するものである請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. バックライトと液晶セルの間に配置される光入射側偏光板、及び液晶セルの前記バックライトとは反対側に配置される光出射側偏光板で構成され、前記光入射側偏光板は前記光出射側偏光板よりも偏光度が大きいことを特徴とする偏光板のセット。
9. 光入射側偏光板は、その偏光度が ９９.９９％以上であり、光出射側偏光板は、その偏光度が９９.９５％以上９９.９９％未満である請求項８に記載の偏光板のセット。
10. 光入射側偏光板及び光出射側偏光板はそれぞれ、ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素が吸着配向している偏光子の両面に透明保護層を貼り合わせたものであって、液晶セル側に配置される透明保護層は、面内の位相差値が３０〜８０nmの範囲にあり、厚み方向の位相差値が８０〜２００nmの範囲にあり、かつその遅相軸が偏光子の吸収軸と直交関係になるように当該偏光子に貼り合わされている請求項８又は９に記載の偏光板のセット。

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