JP2013137433A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正面コントラスト、正面透過率及び視野角特性が改善された液晶表示装置の提供。
【解決手段】一対の偏光板、及び該一対の偏光板の間に配置される捩れ配向モード液晶セルを含む液晶表示装置であって、前記一対の偏光板が、偏光子、及び前記液晶セルとの間に配置される光学的に一軸又は二軸の位相差フィルムを含み、前記液晶セルのツイスト角θ_cell（ｄｅｇ．）及び波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄ（５５０）（ｎｍ）が６０≦θ_cell≦８５及び３５０≦Δｎｄ（５５０）≦４３０をそれぞれ満たし、並びに前記偏光板の前記偏光子側から入射し、前記位相差フィルム側に出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）がそれぞれ０．１≦｜θ_pol｜≦１．５及び０．１≦｜ε｜≦４．０を満たすことを特徴とする液晶表示装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、捩れ配向モードの液晶セルを有する液晶表示装置に関する。

従来、ＴＮモード液晶セルについては、捩れ角を９０°未満で且つΔｎｄが所定の範囲の液晶セルが提案されている（例えば特許文献１）。また、従来、捩れ配向モードの液晶セルの光学補償に、ディスコティック構造単位を有する化合物を利用した光学補償シートが利用されている（例えば、特許文献２）が、当該特許文献２には、ＴＮモードにおける液晶層の捩れ角が、コントラストの観点で、８５〜９５°であるのが好ましいことが記載され、実施例では、捩れ角８６°〜９６°の液晶表示装置について、正面コントラストを測定している（特許文献２の［０１１５］）。また、特許文献３には、一対の楕円偏光板と、その間に、ねじれ角１０〜９０°の液晶層を有する液晶表示装置であって、該楕円偏光板が、偏光フィルムと、該偏光フィルムを挟持して配置される、所定のリタデーションの一対の複屈折フィルムとから構成され液晶表示装置が提案されている。

特開昭６３−１１５１３７号公報 特開２００４−３１８１１８号公報 特許第２９１６３３１号公報

ところで、近年では、正面透過率の向上を目的として、液晶セルのΔｎｄを大きくしたり、液晶セルの捩れ角を９０°未満にしたりすることがあるが、液晶セルのΔｎｄを大きくすると視野角特性が悪くなったり、液晶セルの捩れ角を９０°未満にすると正面ＣＲが減少したりと、従来、高正面透過率と視野角表示性能や高正面コントラストとの両立は困難であった。

本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。
具体的には、正面ＣＲ、正面透過率、及び左右視野角ＣＲが高い捩れ配向モード液晶表示装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 一対の偏光板、及び該一対の偏光板の間に配置される捩れ配向モード液晶セルを含む液晶表示装置であって、
前記一対の偏光板が、偏光子、及び前記液晶セルとの間に配置される位相差フィルムを含み、
前記液晶セルのツイスト角θ_cell（ｄｅｇ．）及び波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄ（５５０）（ｎｍ）が下記式（１ａ）及び（１ｂ）
６０≦θ_cell≦８５ （１ａ）
３５０≦Δｎｄ（５５０）≦４３０ （１ｂ）
をそれぞれ満たし、並びに
前記偏光板の前記偏光子側から入射し、前記位相差フィルム側に出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）がそれぞれ下記式（２ａ）及び（２ｂ）
０．１≦｜θ_pol｜≦１．５ （２ａ）
０．１≦｜ε｜≦４．０ （２ｂ）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
［２］ 前記位相差フィルムが、波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）が３０〜１５０ｎｍ、且つ同波長における厚み方向レターデーションＲｔｈ（５５０）が１００〜２００ｎｍの光学的に二軸の位相差フィルムである［１］の液晶表示装置。
［３］ 前記位相差フィルムの面内遅相軸が、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、−４．０°〜８．５°でずれている［１］又は［２］の液晶表示装置。
［４］ 前記捩れ配向モードの液晶セルのΔｎｄ（５５０）に対するΔｎｄ（４５０）の比Δｎｄ（４５０）／Δｎｄ（５５０）が、１．０５〜１．１５である［１］〜［３］のいずれかの液晶表示装置。
［５］ 前記一対の偏光板の配置がＯモード配置であり、及び前記位相差フィルムの面内遅相軸と、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、プラスの角度でずれている［１］〜［４］のいずれかの液晶表示装置。
［６］ 前記一対の偏光板の配置がＥモード配置であり、及び前記位相差フィルムの面内遅相軸と、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、マイナスの角度でずれている［１］〜［４］のいずれかの液晶表示装置。

本発明によれば、正面ＣＲ、正面透過率、及び左右視野角ＣＲが高い捩れ配向モード液晶表示装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図である。 本発明の液晶表示装置の液晶セルと偏光板との軸の関係の一例（図２（Ａ））、及び従来例の液晶表示装置の液晶セルと偏光板との軸の関係の一例（図２（Ｂ））を説明するための模式図であり、保護フィルム１８a側から見た図になっている。 偏光板の特性の測定方法を説明するために用いた模式図である。 偏光板の特性の測定方法を説明するために用いた模式図である。 本発明の偏光板から出射する偏光の偏光状態の一例を模式的に示した図である。 本発明の液晶表示装置の液晶セルと偏光板と光学補償フィルムとの軸の関係の一例を説明するための模式図であり、Ｏモード配置に対応し、保護フィルム１８a側から見た図になっている。 従来の液晶表示装置の液晶セルと偏光板と光学補償フィルムとの軸の関係の一例を説明するための模式図であり、保護フィルム１８a側から見た図になっている。 Ｅモード配置を説明するために用いた模式図であり、保護フィルム１８a側から見た図になっている。 位相差フィルムの偏光板への貼り合せ向きを説明するために用いた模式図である。 実施例で測定したＣＲ視野角の測定方向を説明するために用いた模式図である。

まず、本明細書で用いられる用語について、説明する。
（レターデーション（Ｒｅ及びＲｔｈ））
本明細書において、Ｒｅ（λ）及びＲｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション（ｎｍ）及び厚さ方向のレターデーション（ｎｍ）を表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。測定波長λｎｍの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式（Ｘ）及び式（ＸＩ）よりＲｔｈを算出することもできる。

式（ＸＩ）
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
注記：
上記のＲｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。また、式中、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表す。ｄは膜厚を表す。

測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ｏｐｔｉｃ ａｘｉｓ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：
セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ，ｎｙ，ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）が更に算出される。

本発明において、位相差膜等の「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ＝５５０ｎｍでの値である。
また、本明細書において、位相差膜及び液晶層等の各部材の光学特性を示す数値、数値範囲、及び定性的な表現（例えば、「同等」、「等しい」等の表現）については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。

本発明は、一対の偏光板、及び該一対の偏光板の間に配置される捩れ配向モード液晶セルを含む液晶表示装置であって、
前記一対の偏光板が、偏光子、及び前記液晶セルとの間に配置される位相差フィルムを含み、
前記液晶セルのツイスト角θ_cell（ｄｅｇ．）及び波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄ（５５０）（ｎｍ）が下記式（１ａ）及び（１ｂ）
６０≦θ_cell≦８５ （１ａ）
３５０≦Δｎｄ（５５０）≦４３０ （１ｂ）
をそれぞれ満たし、並びに
前記偏光板の前記偏光子側から入射し、前記位相差フィルム側に出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）がそれぞれ下記式（２ａ）及び（２ｂ）
０．１≦｜θ_pol｜≦１．５ （２ａ）
０．１≦｜ε｜≦４．０ （２ｂ）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置に関する。

上記した通り、正面透過率の向上を目的として、液晶セルのΔｎｄを大きくしたり、液晶セルの捩れ角を９０°未満にしたりすることがあるが、液晶セルのΔｎｄを大きくすると視野角特性が悪くなったり、液晶セルの捩れ角を９０°未満にすると正面ＣＲが減少したりと、高正面透過率と視野角表示性能や高正面コントラストとの両立は困難であった。本発明では、所定の偏光特性を示す偏光板を用いることにより、高正面ＣＲ及び高透過率の両立を達成するとともに、左右視野角ＣＲも改善している。

図１に本発明の液晶表示装置の一例の断面模式図を示す。なお、図中の各層の厚みの相対的関係は、実際の相対的関係を必ずしも反映しているわけではない。
図１に示す液晶表示装置は、互いの透過軸を直交にして配置される一対の偏光子１２ａ及び１２ｂと、その間に配置される捩れ配向モード液晶セル１０を有する。偏光子１２ａ及び１２ｂと、液晶セルとの間には、位相差フィルム１４ａ及び１４ｂがそれぞれ配置されている。また、偏光子１２ａ及び１２ｂの外側表面には、保護フィルム１８ａ及び１８ｂがそれぞれ配置され、偏光子１２ａ及び１２ｂはそれぞれ、その一方の表面に位相差フィルム１４ａ及び１４ｂ、他方の表面に保護フィルム１８ａ及び１８ｂ有する積層構造の偏光板ＰＬａ及びＰＬｂとして、それぞれ配置されている。

なお、図１中、上側が液晶表示装置の視認側であり、下側がバックライトＢＬが配置されている液晶表示装置の背面側である。

液晶セル１０は、一対の基板（不図示）とその間に配置される液晶層を有し、基板の内面には、液晶層の配向を制御する配向膜、液晶層を駆動するための電極層等が配置されている。また、カラー表示用液晶表示装置の態様では、カラーフィルタ層が配置されているのが一般的である。液晶層は、そのツイスト角θ_cell（ｄｅｇ．）及び波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄ（５５０）（ｎｍ）が下記式（１ａ）及び（１ｂ）
６０≦θ_cell≦８５ （１ａ）
３５０≦Δｎｄ（５５０）≦４３０ （１ｂ）
をそれぞれ満たし、好ましくは、下記式（１ａ'）及び（１ｂ'）
７２．５≦θ_cell≦８２．５ （１ａ’）
４００≦Δｎｄ（５５０）≦４２０ （１ｂ’）

また、偏光板ＰＬａ及びＰＬｂはそれぞれ、出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）がそれぞれ下記式（２ａ）及び（２ｂ）
０．１≦｜θ_pol｜≦１．５ （２ａ）
０．１≦｜ε｜≦４．０ （２ｂ）
を満たし、好ましくは、下記式（２ａ'）及び（２ｂ'）
０．２５≦｜θ_pol｜≦１．３ （２ａ'）
１．５≦｜ε｜≦２ （２ｂ'）
を満足する。

なお、捩れ角９０°の液晶セルでは、上下セル基板内面に、ラビング方向が互いに直交しているラビング配向膜を有していて、さらに、それぞれのラビング方向は、より近くに配置されている偏光子の吸収軸（又は透過軸）と平行もしくは直交しているのが一般的である。捩れ配向モードでは、一般的には、偏光子の吸収軸（又は透過軸）は、表示面左右方向を０°とした場合に、＋４５°又は−４５°の方向に配置されるので、即ち、上下セル基板内面に形成される配向膜に施されるラビング処理も、図２（Ｂ）に模式的に示す通り、表示面左右方向に対して＋４５°又は−４５°の方向であるのが一般的である。本発明に係わる液晶セル１０では、捩れ角θ_cellが、上記式（１ａ）を満足するので、図２（Ｂ）の関係からずらす必要がある。図２（Ａ）に示す通り、捩れ角θ_cellの９０°からの減少分、即ち９０−θ_cell（＝５°〜３０°）が、偏光子１２ａ及び１２ｂの吸収軸（又は透過軸）との関係で、液晶セル１０の上下で均等になっているのが好ましく、即ち、上下セル基板の内面に形成される配向膜に施されるラビング処理の方向はそれぞれ、４５°又は１３５°の方向から（９０°−θ_cell）／２だけ、θ_cellが９０°から減少するようにずれているのが好ましく、具体的には、前記ラビング処理の方向はそれぞれ、４５°又は１３５°の方向から２．５°〜１７．５°だけずれているのが好ましく、３°〜９°ずれているのがより好ましい。

ここで、本明細書においては、偏光板の出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）の算出方法について説明する。
本発明では、方位角θ_pol及び楕円率角εは、図３に示す通り、偏光板の偏光子の透過軸を０°方向として、特定するものとする。
具体的には、測定対象となる偏光板を準備し、図３に示す通り、偏光子の透過軸を０°方位に配置して光を入射し、出射する偏光の位角θ_pol及び楕円率角εを算出する。測定対象となる出射光は、偏光子側から入射して、位相差フィルム側に出射する出射光である。図１中の液晶表示装置に用いられている偏光板ＰＬａ及びＰＬｂについては、図４に示す方向から入射し、出射する偏光について測定する。

例えば、出射光が偏光子を通過した直線偏光を維持している場合は、方位が０°（偏光子透過軸と同じ）の直線偏光として、│θ_pol│＝０°、│ε│＝０°で特定される。一方、偏光板に偏光子側から入射して、位相差フィルム側に出射する出射光は、偏光子を通過した後に通過する位相差フィルムの光学特性、及び偏光子の透過軸と位相差フィルムの光学的な軸との関係に影響されて、図４に模式的に示す様に、楕円偏光状態になっている。

図５に、図３中のｘ及びｙと、出射光の方位角θ_pol及び楕円率角εの関係を模式的に示す。測定は、例えば分光エリプソメトリー（日本分光社製 Ｍ１５０）を用いて行うことができる。該測定器では、光の位相差および電場振幅比の角度が算出され、これらの値からεとθ_polが算出される（詳細は、「分光エリプソメトリー」丸善 藤原裕之著 ｐ７０、７１参照）。

再び図１において、液晶セル１０は、捩れ配向モードで、これに用いられるネマチック液晶の多くは、Δｎｄの波長分散が順分散であり、その程度はΔｎｄ（４５０）の比（Δｎｄ（４５０）／Δｎｄ（５５０））が、１．０５〜１．１５である。

図１中、位相差フィルム１４ａ及び１４ｂは、光学的に一軸又は二軸のフィルムである。位相差フィルム１４ａ及び１４ｂは、液晶セル１０の残留レターデーションを光学補償する作用を示す。捩れ配向モード液晶層は黒表示時に捩れ配向を解消して、セル基板面に対してその長軸を垂直にして垂直配向するが、基板面近傍の液晶分子は、完全な垂直配向状態にならずに、基板面方向に傾斜した傾斜配向状態になっている。これが残留レターデーションの原因である。位相差フィルム１４ａ及び１４ｂは、この残留レターデーションを光学補償する。

上記光学補償作用の観点では、位相差フィルム１４ａ及び１４ｂは、光学的に二軸の位相差フィルムであるのが好ましく、Ｒｅ（５５０）が３０〜１５０ｎｍ、且つＲｔｈ（５５０）が１００〜２００ｎｍの光学的に二軸の位相差フィルムであるのがより好ましく、Ｒｅ（５５０）が４０〜１１０ｎｍ、且つＲｔｈ（５５０）が１００〜１４０ｎｍの光学的に二軸のフィルムであるのが好ましい。

位相差フィルム１４ａ及び１４ｂが面内進相軸を有する態様では、該面内進相軸が、より近い位置に配置される偏光子１２ａ及び１２ｂそれぞれの吸収軸に対して平行関係からずれているのが好ましい。図９に示す通りに偏光板と位相差板とを配置した場合、平行関係からのずれはプラス方向（時計周り）のずれであっても、マイナス方向（反時計周り）のずれであってもよい。正面ＣＲを低下させないためには、平行関係からのずれは、−６．０°〜８．５°であるのが好ましく、Ｅモードの場合は、−６〜−２．５°であるのがより好ましく、Ｏモードの場合は、１．４〜６であるのがより好ましい。位相差フィルム１４ａ及び１４ｂの面内進相軸と、偏光子１２ａ及び１２ｂの吸収軸との関係は、液晶セル１０の上下で等しいのが好ましく、即ち、位相差フィルム１４ａの面内進相軸と偏光子１２ａとの角度θａと、位相差フィルム１４ｂの面内進相軸と偏光子１２ｂとの角度θｂとは、互いに等しいのが好ましい。

例えば、上記した通り、従来の捩れ角が９０°の捩れ配向モード液晶表示装置では、Ｏモード配置の際、図２（Ｂ）に示す通り、上下液晶セル基板の内面に配置される配向膜には、偏光子の吸収軸（又は透過軸）と平行する方向にラビング処理が施されているのが一般的である。かかる構成では、図７に示す通り、その間にそれぞれ配置される位相差フィルムについても、面内遅相軸を、偏光子の吸収軸（又は透過軸）に対して平行にして配置するのが一般的である。一方、本発明の一実施形態である図１の液晶表示装置の液晶セル１０は、図２（Ａ）に示す通り、捩れ角θ_cellが、上記式（１ａ）を満足するので、図２（Ｂ）の関係からずらす必要がある。図２（Ａ）に示す通り、捩れ角θ_cellの９０°からの減少分、即ち９０−θ_cell（＝５°〜３０°）が、偏光子１２ａ及び１２ｂの吸収軸（又は透過軸）との関係で、液晶セル１０の上下で均等になっているのが好ましく、即ち、上下セル基板の内面に形成される配向膜に施されるラビング処理の方向はそれぞれ、４５°又は１３５°の方向から（９０°−θ_cell）／２だけ、θ_cellが９０°から減少するようにずらすのが好ましい。図６に示す通り、本発明によると、捩れ角を９０°から減らした場合、位相差フィルム１４a及び１４bについては、それぞれの面内遅相軸は、偏光子の吸収軸（又は透過軸）に対して平行の方向からθaおよびθbだけずれているのが好ましい。表示特性の非対称性を防ぐ観点からは、｜θａ｜＝｜θｂ｜であるのが好ましい。

また、偏光板の配置には、Ｏ−モードとＥ−モードとがあることを知られている。Ｏモード配置とは、図６に示す通り、液晶セル基板の内面（図中ラビング面）に施されるラビング処理の方向と、その近くに配置されている偏光子の吸収軸とが平行の関係にある配置をいい、並びにＥモード配置とは、図８に示す通り、液晶セル基板の内面（図中ラビング面）に施されるラビング処理の方向と、その近くに配置されている偏光子の吸収軸とが直交の関係にある配置をいう。図１の液晶表示装置の態様では、一対の偏光板ＰＬａ及びＰＬｂの配置は、Ｏモード配置及びＥ−モード配置のいずれを基準にして、所定の角度ずれた配置であってもよく、上記した通り、そのずれは２．５°〜１７．５°であるのが好ましく３°〜９°であるのがより好ましい。

一対の偏光板ＰＬａ及びＰＬｂの配置が、Ｏモード配置から所定の角度ずれた態様では、位相差フィルム１４ａ及び１４ｂの面内遅相軸が、偏光子１２ａ及び１２ｂそれぞれの透過軸に対して、プラスの角度でずれているのが好ましく、０°〜８．５°ずれているのが好ましく、１．４〜６°ずれているのがより好ましい。プラスの角度とは図９で示す通りに偏光板と位相差板を配置した場合、偏光板の吸収軸に対して位相差板の進相軸が時計回りに回転する方向を言う。
一方、一対の偏光板ＰＬａ及びＰＬｂの配置が、Ｅモード配置から所定の角度ずれた態様では、位相差フィルム１４ａ及び１４ｂの面内遅相軸が、偏光子１２ａ及１２ｂそれぞれの透過軸に対して、マイナスの角度でずれているのが好ましく、−６．０°〜０°ずれているのが好ましく、−６〜−２．５°ずれているのがより好ましい。

偏光子１２ａ及び１２ｂの外側にそれぞれ配置される保護フィルム１８ａ及び１８ｂについては、偏光子１２ａ及び１２ｂに対する保護機能の観点で、種々の高分子（樹脂及び重合体のいずれも含む意味で用いる）フィルムから選択して用いることができる。

以下、本発明の液晶表示装置に用いられる種々の部材について詳細に説明する。
位相差フィルム：
本発明では、光学的に一軸又は二軸（好ましくは二軸）の位相差フィルムを用いる。該液晶セルの上下に配置する位相差フィルムは、互いに等しい位相差フィルムであるのが好ましい。

前記位相差フィルムは、光学的に二軸の位相差フィルムであるのが好ましく、Ｒｅ（５５０）が３０〜１５０ｎｍ、且つＲｔｈ（５５０）が１００〜２００ｎｍの光学的に二軸の位相差フィルムであるのがより好ましく、Ｒｅ（５５０）が４０〜１１０ｎｍ、且つＲｔｈ（５５０）が１００〜１４０ｎｍの光学的に二軸のフィルムであるのが好ましい。

前記位相差フィルムは、種々の高分子（重合体及び樹脂を含む意味で用いる）フィルムから選択することができる。使用可能な高分子フィルムの例には、セルロースアシレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、環状ポリオレフィン等のフィルムが含まれる。セルロースアシレートフィルムが好ましく、セルロースアセテートフィルムがさらに好ましい。

前記位相差フィルムには、光学特性、機械的特性等種々の特性を調整することを目的として、添加剤を添加してもよい。添加剤の例には、可塑剤、紫外線吸収剤、マット剤、赤外吸収剤、光安定化剤、剥離促進剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、劣化防止剤、染料、レタデーション調整剤等が含まれる。これらの１種又は２種以上を添加することができる。添加剤の添加量については特に制限はないが、一般的には、主成分である高分子に対して、０〜５０質量％であり、好ましくは５〜２０質量％である。

前記位相差フィルムの製造方法についても特に制限はなく、溶液製膜法及び溶融製膜法のいずれの方法で製造されたフィルムも用いることができる。光学特性の調整のために、一軸又は二軸延伸処理を施してもよい。前記位相差フィルムは、市販品であってもよい。また、前記透明フィルムの厚みについては特に制限はないが、一般的には、２０〜５００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがさらに好ましい。

偏光子：
偏光子としては、一般的な直線偏光膜を用いることができる。ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜があり、本発明にはいずれを使用してもよい。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素又は二色性染料で染色することで製造することができる。

保護フィルム：
偏光子の前記位相差フィルムが貼合される表面と反対側の表面には、偏光子を保護するための保護フィルムが配置されているのが好ましい。保護フィルムは、位相差フィルムであっても、光学的に等方性のフィルムであってもよい。前記保護フィルムは、種々の高分子フィルムから選択することができ、その例については、上記位相差フィルムの例と同様である。また保護フィルムの偏光子に貼合する表面と反対側の表面には、ハードコート層、反射防止層、防眩層等の種々の機能層が形成されていてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。

１．偏光板及び液晶表示装置の作製
（１）位相差フィルム１の作製
＜セルロースアシレート溶液の調製＞
セルロースアシレートおよび下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースシレート溶液１を調製した。
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セルロースアシレート溶液１の組成
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セルロースアセテート １００．０質量
（アシル置換度及び分子量については下記表に記載）
添加剤（下記表に記載） 下記表に記載
メチレンクロライド（第１溶媒） ３００．０質量部
エタノール（第２溶媒） ３０．０質量部
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＜マット剤溶液の調製＞
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液を調製した。
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マット剤溶液の組成
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平均粒子サイズ１６ｎｍのシリカ粒子 １．９質量部
（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２、日本アエロジル（株）製）
メチレンクロライド（第１溶媒） ７８．９質量部
エタノール（第２溶媒） ８．８質量部
セルロースアシレート溶液 ０．３質量部
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上記マット剤溶液の１．０質量部を濾過後にセルロースアシレート溶液を９２．７質量部加えて、インラインミキサーを用いて混合し、バンド流延機を用いて流延し、直後に乾燥風温度３０℃、乾燥風速度１．４ｍ／ｓで残留溶媒含量４０％まで乾燥し、フィルムを剥ぎ取った。乾燥風は有機溶剤濃度が１％以下の新鮮風とした。１３０℃の雰囲気温度で残留溶媒含量１５％のフィルムを、テンターを用いて延伸倍率１．３０倍、延伸速度１５０％/分で横延伸したのち、１３０℃で３０秒間保持した。 その後、クリップを外して１２０℃で４０分間乾燥させ、幅２０００ｍｍのセルロースアシレートフィルムを製造した。これを位相差フィルム１として用いた。
作製された位相差フィルム１の残留溶媒量は０．１％であり、膜厚は８０μｍであった。

（２）位相差フィルム２の作製
セルロースアシレートの種類、添加剤の種類、添加剤投入量を表１の内容に変更し、また、メチレンクロライドを５４４重量部まで増やし、エタノールの代わりにメタノールを８１重量部加えた。
このセルロースアシレート溶液を、金属支持体上に流延した。残留溶剤量が２５〜３５質量％で金属支持体上から剥ぎ取ったフィルムを、延伸温度が約Ｔｇ−５〜Ｔｇ＋５℃の範囲の条件で剥ぎ取りからテンターまでの区間で５％縦方向に延伸し、ついでテンターを用いて２５％の延伸倍率で幅方向に延伸し、横延伸直後に２％の倍率で幅方向に収縮させた後にフィルムをテンターから離脱し、セルロースアシレートフィルムを製膜した。膜厚は６０μとした。

（３）位相差フィルム３の作成
下記表に示すように、セルロースアシレートの種類、添加剤の種類、添加剤投入量は、フィルム１と同様にし、延伸倍率を１．１５倍に変更して、完成膜厚を９０μｍとしてフィルム５を作製した。

（４）位相差フィルム４の作製
環状オレフィン系樹脂として、日本ゼオン（株）社製の「ゼオノア１４２０Ｒ」のペレットを用いた。また、当該樹脂のガラス転移点は１３８℃であった。環状オレフィン系樹脂ゼオノア１４２０Ｒのペレットを用いて、１００℃において２時間以上乾燥した。２６０℃で溶融し、製膜した。所望の光学特性を出す為に、自由端一軸延伸を行った。完成膜厚は８０μｍだった。

（５）位相差フィルム５の作製
セルロースアシレートの種類、添加剤の種類、添加剤投入量を表１の内容に変更し、
横延伸を行わず、完成膜厚を４０μｍとした以外は、フィルム１と同様にしてフィルム６を作製した。

以下に、位相差フィルム１〜５の作製に用いたセルロースアシレート種、添加剤種、添加剤の添加量、及び種々の特性を示す。

２．偏光板１〜２５の作製及び評価
（１）偏光板の作製
厚さ８０μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを、ヨウ素濃度０．０５質量％のヨウ素水溶液中に３０℃で６０秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度４質量％濃度のホウ酸水溶液中に６０秒浸漬している間に元の長さの５倍に縦延伸した後、５０℃で４分間乾燥させて、厚さ２０μｍの偏光膜を得た。
上記で作製した各位相差フィルムをアルカリ鹸化処理した後、偏光膜の片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせ、積層体をそれぞれ得た。なお、貼合する際に、各位相差フィルムの面内遅相軸と、偏光膜の透過軸との角度が、下記表に記載の通りとなる様に貼合した。他の面には、８０μｍのＴＡＣフィルム（富士フィルム社製）をポリビニルアルコール系接着剤を使用して、それぞれ貼合した。この様にして偏光板１〜２５をそれぞれ作製した。

（２）偏光板の方位│θ_pol│、楕円率角│ε│の測定
作製した各偏光板について、図４に示す方向から光を入射し、光学異方性層面から出射する偏光を測定し、│θ_pol│及び│ε│を算出した。測定には、分光エリプソメトリー（日本分光社製 Ｍ１５０）を使用した。結果を下記表に示す。

３．液晶表示パネル１〜３１の作製及び評価
（１）液晶表示パネルの作製
液晶セルの作製：
液晶セルとして、セルギャップｄを下記表に記載の通りそれぞれ設定し、液晶層のΔｎｄ（５５０）が４１０ｎｍ、５００ｎｍ、３５０ｎｍ、及び４３０ｎｍの液晶セルをそれぞれ作製した。具体的には、正の誘電率異方層を持つ液晶材料を基板間に滴下注入で封入し、作製した。なお、これらの液晶セルのΔｎｄ（４５０）／Δｎｄ（５５０）はそれぞれ、１．１であった。また、液晶セルの上下基板の内面に形成されている配向膜に、下記表に記載のラビング角（図６中の（９０−θ_cell）／２が下記表のラビング角の値に対応する）の方向にラビング処理を実施し、液晶セルのツイスト角が、下記表に記載の通りの液晶セルをそれぞれ作製した。

液晶表示パネルの作製：
上記で作製した偏光板１〜２５をそれぞれ２枚準備し、各液晶セルの上下に１枚ずつ、偏光子の吸収軸を互いに直交にして配置した。貼合の際は、各位相差フィルムの表面と液晶セルの表面とを貼合した。
バックライトとして、市販の液晶表示装置（Ｓ２３Ａ３５０Ｈ ＳＥＣ社製）を分解し、バックライトを取り出して使用した。このバックライトの上に、各液晶パネルを搭載して、画像表示装置とした。

（２）液晶パネルの評価
透過率測定：
各液晶パネルを光源の上に配置し、正面の透過光強度Ｉ₁をＢＭ５Ａ（トプコン社製）にて測定した。比較例９に対する透過光強度のアップ率を算出して、以下の基準で評価した。
×：アップ率が１．０５未満である。
○：アップ率が１．０２以上である。

正面ＣＲ測定：
各液晶パネルを光源の上に配置し、電圧６Ｖを印加し、正面の透過光強度Ｉ₂をＢＭ５Ａ（トプコン社製）にて測定した。上記で測定した電圧無印加時の透過高強度Ｉ₁を、電圧印加時の透過高強度Ｉ₂で割り算し、正面ＣＲ値を算出し、以下の基準で評価した。
◎：正面ＣＲが７００以上である。
○：正面ＣＲが４５０〜７００未満である。
△：正面ＣＲが２００〜４５０未満である
×：正面ＣＲが２００未満である。

左右ＣＲ測定：
各液晶パネルを光源の上に配置し、電圧０Ｖの無印加時及び６Ｖの印加時について、図１０に示した方向の極角６０度の透過光強度をそれぞれＢＭ５Ａ（トプコン社製）にて測定した。測定した電圧無印加時の透過高強度を、電圧印加時の透過高強度で割り算し、横視野ＣＲを算出し、以下の基準で評価した。
○：左右ＣＲが８０以上である。
△：左右ＣＲが４０〜８０未満である。
×：左右ＣＲが４０以下である。

１０ 液晶セル
１２ａ、１２ｂ 偏光子
１４ａ、１４ｂ 透明フィルム
１８ａ、１８ｂ 保護フィルム

Claims (6)

1. 一対の偏光板、及び該一対の偏光板の間に配置される捩れ配向モード液晶セルを含む液晶表示装置であって、
   前記一対の偏光板が、偏光子、及び前記液晶セルとの間に配置される位相差フィルムを含み、
   前記液晶セルのツイスト角θ_cell（ｄｅｇ．）及び波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄ（５５０）（ｎｍ）が下記式（１ａ）及び（１ｂ）
   ６０≦θ_cell≦８５ （１ａ）
   ３５０≦Δｎｄ（５５０）≦４３０ （１ｂ）
   をそれぞれ満たし、並びに
   前記偏光板の前記偏光子側から入射し、前記位相差フィルム側に出射する偏光の方位角θ_pol（ｄｅｇ．）及び楕円率角ε（ｄｅｇ．）がそれぞれ下記式（２ａ）及び（２ｂ）
   ０．１≦｜θ_pol｜≦１．５ （２ａ）
   ０．１≦｜ε｜≦４．０ （２ｂ）
   を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記位相差フィルムが、波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）が３０〜１５０ｎｍ、且つ同波長における厚み方向レターデーションＲｔｈ（５５０）が１００〜２００ｎｍの光学的に二軸の位相差フィルムである請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記位相差フィルムの面内遅相軸が、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、−４．０°〜８．５°でずれている請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記捩れ配向モードの液晶セルのΔｎｄ（５５０）に対するΔｎｄ（４５０）の比Δｎｄ（４５０）／Δｎｄ（５５０）が、１．０５〜１．１５である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記一対の偏光板の配置がＯモード配置であり、及び前記位相差フィルムの面内遅相軸と、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、プラスの角度でずれている請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記一対の偏光板の配置がＥモード配置であり、及び前記位相差フィルムの面内遅相軸と、該位相差フィルムにより近くに配置される前記偏光子の透過軸に対して、マイナスの角度でずれている請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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