JP4691615B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、表偏光板、液晶セル、裏偏光板及び偏光度を持つ光学素子をこの順に有する液晶表示装置に好適な液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置（以下、ＬＣＤともいう。）は、液晶分子の電気光学特性を利用して、文字や画像を表示する素子であり、携帯電話やノートパソコン、液晶テレビ等に広く普及している。ＬＣＤは、通常、液晶セルの両側に偏光板（表偏光板及び裏偏光板）が配置された液晶パネルが用いられており、例えば、ノーマリーブラック方式では、電圧無印加時に黒画像を表示することができる。近年、ＬＣＤは、高精細化が進み、用途が多岐にわたるにつれて、文字や画像をより鮮明に描くことのできる、高いコントラスト比を示す液晶パネルが求められている。

従来、液晶パネルの正面コントラスト比を向上させる方法としては、液晶セル内部の散乱成分を少なくする方法と、偏光板の透過率を低下させ偏光度を向上させる方法とが挙げられる。液晶セル内部の散乱成分を少なくする方法は、セル構造の設計変更が必要になる等、その対策は容易ではない。一方、偏光板の透過率を低下させ偏光度を向上させる方法は、偏光板の作製条件を変更するだけで対策が可能であるため、比較的容易に正面コントラスト比を向上させることができる方法として知られている。

例えば、正面コントラスト比を向上させる技術として、液晶セルと、該液晶セルの一方の側に配置された第１の偏光板と、該液晶セルの他方の側に配置された第２の偏光板とを備え、該第２の偏光板の透過率が、該第１の偏光板の透過率よりも大きい液晶パネルが開示されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。

なお、一対の偏光板の透過率を調節する技術に関しては、液晶セルと、該液晶セルの一方の側に配置された第１の偏光板と、該液晶セルの他方の側に配置された第２の偏光板とを少なくとも備え、該第１の偏光板は、第１の偏光子と、該第１の偏光子の該液晶セル側に配置された第１の位相差層とを含み、該第２の偏光板は、第２の偏光子と、該第２の偏光子の該液晶セル側に配置された第２の位相差層とを含み、該第１の位相差層の屈折率楕円体は、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を示し、該第２の位相差層の屈折率楕円体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を示し、該第１の偏光板の透過率（Ｔ１）は、該第２の偏光板の透過率（Ｔ２）よりも大きい液晶パネルが開示されている（例えば、特許文献６参照。）。

また、偏光板以外にも偏光度を持つ光学素子として、輝度向上フィルムやワイヤーグリッド偏光子等を備える液晶表示装置が開発されている。より具体的には、ワイヤーグリッド偏光子等を備える液晶表示装置に関して、透明で柔軟な基板上に金属膜を形成し、金属膜の融点以下で基板と金属膜とを延伸することにより、異方的な形状を有する金属部分と誘電体部分とからなる構造が形成されてなり、該構造の短い方向の長さが光の波長より短く、長い方向の長さが光の波長より長い構造であるワイヤーリッド型偏光光学素子を用いた液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献７参照。）。

特開２００７−２９８９５８号公報 特開２００８−９３８８号公報 特開２００８−１５３０７号公報 特開２００８−３３２５０号公報 特開２００８−５８９８０号公報 特開２００７−３２８２１７号公報 特開２００１−７４９３５号公報

しかしながら、上述の特許文献１においては、電界が存在しない状態で、液晶分子をホモジニアス配列に配向させた液晶セルを用いており、このようなホモジニアス配列させた液晶セルにおいては、液晶分子の熱揺らぎによって配向が乱れ、正面コントラストを低下させてしまうため、得られる効果が充分でないという点で改善の余地があった。

また、上述の特許文献２〜５に記載の偏光板の透過率を調整する方法は、正面コントラスト比を向上させることは可能であるが、偏光板の透過率を低下させる必要が生じ、同時に正面白輝度を低下させてしまうという点で改善の余地があった。

更に、特許文献６に記載の技術は、斜め方向において光漏れが小さい液晶表示装置を実現するための技術であり、正面コントラスト比を向上させるための技術ではなかった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、正面コントラスト比及び正面白輝度の両立が可能である液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、正面コントラスト比及び正面白輝度の両立が可能である液晶表示装置について種々検討したところ、輝度向上フィルムやワイヤーグリッド偏光子等の偏光度を持つ光学素子に着目した。そして、裏偏光板の透過率を表偏光板の透過率よりも大きくし、裏偏光板のコントラストを表偏光板のコントラストよりも小さくするとともに、偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ１を８０〜８６％にし、更に偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２〜８％にすることにより、液晶表示装置の正面コントラスト比を維持しつつ正面白輝度を向上できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、表偏光板、液晶セル、裏偏光板及び偏光度を持つ光学素子をこの順に有する液晶表示装置であって、前記裏偏光板の透過率は、前記表偏光板の透過率よりも大きく、前記裏偏光板のコントラストは、前記表偏光板のコントラストよりも小さく、前記偏光度を持つ光学素子は、主透過率ｋ１が８０〜８６％であり、主透過率ｋ２が２〜８％である液晶表示装置である。

これにより、液晶表示装置の正面コントラスト比を維持しつつ正面白輝度を向上できる。すなわち、正面コントラスト比及び正面白輝度の両立が可能になる。

本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わされてもよい。

前記表偏光板及び裏偏光板の少なくとも一方は、前記液晶セル側に位相差層を備えることが好ましい。

前記液晶セルは、電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む液晶層を備えることが好ましい。

前記位相差層は、屈折率楕円体がｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの条件を満たす位相差フィルムであることが好ましい。

斜め視野角におけるコントラストを向上する観点からは、前記裏偏光板は、前記液晶セル側に位相差層を備え、前記液晶セルは、電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む液晶層を備える形態（以下、第一形態とも言う。）が好ましい。

また、斜め視野角におけるコントラストをより効果的に向上する観点からは、第一形態において、前記裏偏光板は、前記偏光度を持つ光学素子側にネガティブＣプレートを備えることが好ましい。

前記偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ１は、８２〜８４％であることが好ましい。

前記偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２は、２〜６％であることが好ましい。

前記表偏光板の透過率は、４０〜４５％であることが好ましい。

前記表偏光板の透過率は、４２〜４４％であることがより好ましい。

前記裏偏光板の透過率は、４２〜４８％であることが好ましい。

前記裏偏光板の透過率は、４３〜４６％であることがより好ましい。

前記偏光度を持つ光学素子は、輝度向上フィルム又はワイヤーグリッド偏光子であることが好ましい。

本発明の液晶表示装置によれば、正面コントラスト比及び正面白輝度の両立が可能である。

実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置における白輝度及び黒輝度の求め方を説明するための模式図であり、（ａ）は、白輝度の場合を、（ｂ）は、黒輝度の場合を示す。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２％、主透過率ｋ１を７８％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を４％、主透過率ｋ１を７８％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を６％、主透過率ｋ１を７８％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を８％、主透過率ｋ１を７８％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を１０％、主透過率ｋ１を７８％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２％、主透過率ｋ１を８０％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を４％、主透過率ｋ１を８０％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を６％、主透過率ｋ１を８０％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を８％、主透過率ｋ１を８０％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を１０％、主透過率ｋ１を８０％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２％、主透過率ｋ１を８２％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を４％、主透過率ｋ１を８２％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を６％、主透過率ｋ１を８２％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を８％、主透過率ｋ１を８２％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を１０％、主透過率ｋ１を８２％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２％、主透過率ｋ１を８４％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を４％、主透過率ｋ１を８４％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を６％、主透過率ｋ１を８４％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を８％、主透過率ｋ１を８４％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を１０％、主透過率ｋ１を８４％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を２％、主透過率ｋ１を８６％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を４％、主透過率ｋ１を８６％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を６％、主透過率ｋ１を８６％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を８％、主透過率ｋ１を８６％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである。 偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２を１０％、主透過率ｋ１を８６％に設定した場合の液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフである（比較形態）。 実施例１７の液晶表示装置の断面模式図である。 比較例１１の液晶表示装置の断面模式図である。 比較例１２の液晶表示装置の断面模式図である。 実施例１７、比較例１１及び比較例１２の液晶表示装置について、斜め視野角におけるコントラストをプロットしたグラフである。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

なお、本明細書で透過率は、ＪＩＳ Ｚ８７０１−１９８２に規定の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値を測定することにより求める。測定機器としては、例えば、紫外可視分光光度計（日本分光社製、商品名「Ｖ−７１００」）が挙げられる。

本明細書で偏光度は、例えば前記紫外可視分光光度計を用いて、偏光板の平行透過率（Ｔｐ）及び直交透過率（Ｔｃ）を測定し、式：偏光度（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝^１／２×１００より求める。

平行透過率（Ｔｐ）は、同じ種類の２枚の偏光素子（前記表偏光板、前記裏偏光板又は前記偏光度を持つ光学素子）を、互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層偏光子の透過率の値である。

また、平行透過率（Ｔｐ）は、式：（ｋ１^２＋ｋ２^２）／２より求める。

ｋ１及びｋ２は主透過率といい、主透過率ｋ１は、ある直線偏光を偏光素子に入射させたとき、その直線偏光の振動方向が偏光素子の透過軸と平行なときの透過率をいう。主透過率ｋ２は、ある直線偏光を偏光素子に入射させたとき、その直線偏光の振動方向が偏光素子の吸収軸と平行なときの透過率をいう。

直交透過率（Ｔｃ）は、同じ種類の２枚の偏光素子（前記表偏光板、前記裏偏光板又は前記偏光度を持つ光学素子）を、互いに吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層偏光子の透過率の値である。

また、直交透過率（Ｔｃ）は、式：ｋ１×ｋ２より求める。

主透過率ｋ１及び主透過率ｋ２は、ＪＩＳ Ｚ８７０１−１９８２に規定の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値を測定することにより求める。測定機器としては、例えば、紫外可視分光光度計（日本分光社製、商品名「Ｖ−７１００」）が挙げられる。

本明細書で偏光素子（前記表偏光板、前記裏偏光板及び前記偏光度を持つ光学素子）のコントラスト（ＣＲ）は、偏光素子の平行透過率（Ｔｐ）及び直交透過率（Ｔｃ）を測定し、式：ＣＲ＝Ｔｐ／Ｔｃより求める。

その他、本明細書における用語及び記号の定義は下記の通りである。
（１）主屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
「ｎｘ」は面内の屈折率が最大となる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）面内の位相差値
面内の位相差値（Ｒｅ［λ］）は、２３℃で波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの面内の位相差値をいう。Ｒｅ［λ］は、フィルムの厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ［λ］＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚み方向の位相差値
厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ［λ］）は、２３℃で波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの厚み方向の位相差値をいう。Ｒｅ［λ］は、フィルムの厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｔｈ［λ］＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄによって求められる。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。
本実施形態の液晶表示装置は、液晶パネル１０と、液晶パネル１０の後方に配置されたバックライト光源２０とを備える。バックライト光源２０は、冷陰極管２１と、冷陰極管２１を保持する筐体２２と、冷陰極管２１の液晶パネル１０側の上方に設けられた拡散板２３及び複数の光学シート２４とを備える。拡散板２３及び複数の光学シート２４は、冷陰極管２１側から液晶パネル１０側にこの順に配置されている。液晶パネル１０は、ＶＡモードの液晶セル１１と、液晶セル１１の表主面側（観察面側）に配置された表偏光板（観察面側偏光板）１２と、液晶セル１１の裏主面側（バックライト光源２０側）に配置された裏偏光板（バックライト側偏光板）１３とを備える。本実施形態の液晶表示装置は、表偏光板１２及び裏偏光被１３に加えて、裏偏光板１３のバックライト光源２０側に設けられた偏光度を持つ光学素子（光学部材）３０を更に備える。

なお、実用的には、液晶セル１１及び表偏光板１２の間と、液晶セル１１及び裏偏光板１３の間とには、任意の接着層（図示せず）が配置される。また、裏偏光板１３と偏光度を持つ光学素子３０との間には、両者を貼着するための接着層（図示せず）が配置され得る。

また、図示例では、バックライト光源２０として、直下方式が採用された場合を示しているが、これは例えば、サイドライト方式のものであってもよい。サイドライト方式が採用される場合、好ましくは、バックライト光源２０は、導光板と、ライトリフレクターとを更に備える。

本実施形態の液晶表示装置において、裏偏光板１３のコントラストは、表偏光板１２のコントラストよりも低く、かつ、裏偏光板１３の透過率は、表偏光板１２の透過率よりも高い。また、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１は８０〜８６％であり、主透過率ｋ２は２〜８％である。これにより、液晶表示装置の正面コントラスト比（正面方向のコントラスト比）を維持しつつ正面白輝度を向上することができる。

偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２が８％を超えると、裏偏光板１３のコントラストを表偏光板１２のコントラストよりも小さくし、裏偏光板１３の透過率を表偏光板１２の透過率よりも大きくしたとしても、正面白輝度の向上はほとんど見られない。しかしながら、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２が８％以下であると、裏偏光板１３のコントラストを表偏光板１２のコントラストよりも小さくし、裏偏光板１３の透過率を表偏光板１２の透過率よりも大きくした場合、正面コントラスト比を維持しつつ正面白輝度を向上することができる。

偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２が高い場合は、偏光度を持つ光学素子３０の直交透過率が高いため、偏光度を持つ光学素子３０を裏偏光板１３と組み合わせたとき、液晶表示装置のコントラストを維持するためには、裏偏光板１３としてコントラストの高い偏光板が必要となる。そのため、その分だけ透過率が低い偏光板を裏偏光板１３として用いる必要が出てくるために、正面白輝度が向上しないと考えられる。

一方、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２が低い場合は、偏光度を持つ光学素子３０の直交透過率が低いため、液晶表示装置のコントラストを維持するために、裏偏光板１３としてコントラストの高い偏光板を用いる必要が無くなる。そのため、その分透過率の高い偏光板を裏偏光板１３として用いることができるために、正面白輝度が向上すると考えられる。
以下、本実施形態の液晶表示装置の各構成についてより詳細に説明する。

＜Ａ．液晶パネルの概要＞
液晶パネル１０は、好ましくは、ノーマリーブラック方式である。なお、本明細書において「ノーマリーブラック方式」とは、電圧無印加時に透過率が最小（画面が黒くなる状態）になり、電圧印加時に透過率が高くなるように設計されている液晶パネルをいう。本発明の効果は、電圧無印加時に黒表示を行う、ノーマリーブラック方式の液晶パネルにおいて、特に顕著である。透過率の異なる２枚の偏光板１２、１３を用いて得られる効果が、液晶分子の駆動によって阻害されないためであると考えられる。

このような観点から、表偏光板１２の透過軸と裏偏光板１３の透過軸とは、液晶表示装置の表示面を平面視したときに略直交するように配置されることが好ましい。すなわち、表偏光板１２及び裏偏光板１３は、クロスニコルに配置されることが好ましい。また、裏偏光板１３の透過軸と偏光度を持つ光学素子３０の透過軸とは、液晶表示装置の表示面を平面視したときに略平行になるように配置されている。より具体的には、表偏光板１２の透過軸と裏偏光板１３の透過軸とのなす角は、９０°±１°（より好適には、９０°±０．３°）の範囲内であることが好ましく、裏偏光板１３の透過軸と偏光度を持つ光学素子３０の透過軸とのなす角は、０°±１°（より好適には、０°±０．３°）の範囲内であることが好ましい。なお、９０°又は０°から１°を超えると、すなわちこれらの数値範囲を外れると、正面からの視角において、コントラストの低下が確認されることがある。

液晶パネル１０の各構成部材の間には、任意の層が配置され得る。例えば、表偏光板１２及び／又は裏偏光板１３と、液晶セル１１との間には、任意の位相差フィルムが配置され得る。位相差フィルムが用いられる場合、位相差フィルムの遅相軸と隣接する偏光板の吸収軸との関係は、液晶セルの駆動モードに応じて、任意の適切な位置関係が選択され得る。

裏偏光板１３の透過率（Ｔ２）と、表偏光板１２の透過率（Ｔ１）との差（ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１）は、好ましくは０．５〜６．０％であり、より好ましくは２．０〜４．０％である。ΔＴが０．５％未満であると、正面白輝度の向上効果が十分に得られないことがある。一方、ΔＴが６．０％を超えると、正面コントラスト比が低下することがある。

裏偏光板１３のコントラスト（ＣＲ２）と、表偏光板１２のコントラスト（ＣＲ１）との差（ΔＣＲ＝ＣＲ１−ＣＲ２）は、通常、２０００〜２００００内で適宜設定することができる。ΔＴが２０００未満であると、正面白輝度の向上効果が充分に得られないことがある。一方、ΔＴが２００００を超えると、正面コントラスト比が低下することがある。

＜Ｂ．液晶セル＞
液晶セル１１としては、任意の適切なものが採用され得る。液晶セル１１としては、例えば、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型のもの、スーパーツイストネマチック液晶表示装置に代表される単純マトリクス型のもの等が挙げられる。

液晶セル１１は、好ましくは、一対の基板と、該一対の基板に挟持された表示媒体としての液晶層とを有する。一方の基板（アクティブマトリクス基板）には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的には、ＴＦＴ）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線とが設けられる。他方の基板（カラーフィルター基板）には、カラーフィルターが設けられる。上記カラーフィルターは、上記アクティブマトリクス基板に設けてもよい。あるいは、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段にＲＧＢ３色光源が用いられる場合は、上記カラーフィルターは省略され得る。２つの基板の間隔は、スペーサーによって制御される。各基板の液晶層と接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜が設けられる。

液晶セル１１は、好ましくは、電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子（垂直配向液晶）を含む液晶層を備える。これにより、正面方向において、電界が存在しない状態（黒表示）での偏光（透過光）への液晶分子の影響をほとんどなくすことができ、表偏光板及び裏偏光板の間における偏光解消を起こす要因を低減することができる。そのため、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。ここで、「ホメオトロピック配列」とは、配向処理された、又は配向処理されていない基板と液晶分子との相互作用の結果として、液晶分子の配向ベクトルが、基板平面に対し、垂直且つ一様に配向した状態のものをいう。なお、本明細書において、上記ホメオトロピック配列は、液晶分子が基板平面に対し、わずかに傾いている場合、すなわち、液晶分子がプレチルト角を持つ場合も包含する。

電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む液晶層を備える液晶セルは、代表的には、屈折率楕円体がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を有する。ここで、ｎｘ＝ｎｙは、ｎｘとｎｙとが完全に同一である場合だけでなく、ｎｘとｎｙとが実質的に同一である場合も包含する。液晶セル１１の代表例としては、駆動モードによる分類によれば、垂直配向（ＶＡ）モード、垂直配向ねじれネマチック（ＶＡＴＮ）モード等が挙げられる。

＜Ｃ．偏光板＞
本実施形態における偏光板（表偏光板１２及び裏偏光板１３）は、透過率及びコントラストが上記の関係を満足するものであれば、任意の適切なものが採用され得る。本明細書において、「偏光板」は、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものをいう。好ましくは、上記偏光板は、入射する光を直交する２つの偏光成分に分離し、一方の偏光成分を透過させ、他方の偏光成分を、吸収、反射及び／又は散乱させる機能を有する。

表偏光板１２及び裏偏光板１３の厚みは、特に限定されず、薄膜、フィルム、シートの一般的な概念を包含する。表偏光板１２及び裏偏光板１３の厚みは、好ましくは１〜２５０μｍであり、より好ましくは２０〜２５０μｍである。表偏光板１２及び裏偏光板１３の厚みを上記の範囲とすることによって、機械的強度に優れるものが得られ得る。

表偏光板１２及び裏偏光板１３は、単層の偏光機能を有する層（偏光子ともいう）であってもよいし、複数の層からなる積層体であってもよい。表偏光板１２及び裏偏光板１３が積層体である場合、その構成としては、例えば、（ａ）偏光子と保護層とを含む積層体；（ｂ）偏光子と保護層と表面処理層とを含む積層体；（ｃ）２層以上の偏光子を含む積層体、等が挙げられる。表偏光板１２及び裏偏光板１３は、表面処理層を２層以上有していてもよい。あるいは、表偏光板１２及び裏偏光板１３は、保護層が、液晶セル１１の視野角を拡大する機能を兼ねていてもよい（このような機能を有する層を、光学補償層ともいう）。

表偏光板１２の透過率（Ｔ１）は、好ましくは４０〜４５％であり、より好ましくは４２〜４４％である。Ｔ１が４０％未満であると、正面白輝度の向上効果が充分に得られないことがある。一方、Ｔ１が４５％を超えると、正面コントラスト比が低下することがある。

裏偏光板１３の透過率（Ｔ２）は、好ましくは４２〜４８％であり、より好ましくは４３〜４６％である。Ｔ１が４２％未満であると、正面コントラスト比が低下することがある。一方、Ｔ１が４８％を超えると、正面白輝度の向上効果が充分に得られないことがある。

表偏光板１２のコントラスト（ＣＲ１）は、通常、２０００〜６００００内で適宜設定することができる。ＣＲ１が２０００未満であると、本発明の効果は得られるが、液晶表示装置の正面コントラスト比が低くなりすぎることがある。一方、ＣＲ１が６００００を超えると、正面白輝度が低下することがある。

裏偏光板１３のコントラスト（ＣＲ２）は、通常、５００〜３５０００内で適宜設定することができる。ＣＲ２が５００未満であると、正面コントラスト比が低下することがある。一方、ＣＲ２が３５０００を超えると、本発明の効果は得られるが、正面白輝度が低下することがある。

液晶パネル１０は、例えば、市販の偏光板のなかから、透過率の異なるものを選択し、適宜、組み合せて作製することができる。好ましくは、液晶パネル１０は、液晶セル１１の駆動モードや用途等に合せて、正面コントラスト比が高くなるように、表偏光板１２及び裏偏光板１３の透過率及びコントラストを、適切に調整して作製される。

表偏光板１２及び裏偏光板１３の透過率及びコントラストを増加ないし減少させる方法としては、例えば、表偏光板１２及び裏偏光板１３に、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする偏光子が用いられる場合、偏光子中のヨウ素の含有量を調整する方法が挙げられる。具体的には、偏光子中のヨウ素の含有量を増加させると、表偏光板１２及び裏偏光板１３の透過率は低く、コントラストは高くすることができ、偏光子中のヨウ素の含有量を減少させると、表偏光板１２及び裏偏光板１３の透過率は高く、コントラストは低くすることができる。なお、この方法は、ロール状の表偏光板１２及び裏偏光板１３の作製にも、枚様の表偏光板１２及び裏偏光板１３の作製にも適用可能である。なお、上記偏光子については、後述する。

＜Ｃ−１．偏光子＞
本実施形態に用いられる偏光子は、任意の適切なものが採用され得る。好ましくは、表偏光板１２は第１の偏光子を含み、裏偏光板１３は第２の偏光子を含み、該第１の偏光子及び該第２の偏光子は、それぞれヨウ素を含有するポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする。上記偏光子は、通常、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルムを延伸して得ることができる。このような偏光子を含む偏光板は、光学特性に優れる。

上記ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルムは、市販のフィルムをそのまま用いることもできる。市販のポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルムとしては、例えば、クラレ社製の商品名「クラレビニロンフィルム」、東セロ社製の商品名「トーセロビニロンフィルム」、日本合成化学工業社製の商品名「日合ビニロンフィルム」等が挙げられる。

＜Ｃ−２．保護層＞
表偏光板１２及び裏偏光板１３は、好ましくは、偏光子と、該偏光子の両側に配置された保護層とを備える。上記保護層は、例えば、偏光子が収縮や膨張することを防いだり、紫外線による劣化を防いだりすることができ、耐久性の高い偏光板を得ることができる。

表偏光板１２は、好ましくは、第１の偏光子と、該第１の偏光子の液晶セル１１側に配置された第１の保護層と、該第１の偏光子の液晶セル１１側とは反対側に配置された第２の保護層とを備える。また、裏偏光板１３は、好ましくは、第２の偏光子と、該第２の偏光子の液晶セル１１側に配置された第３の保護層と、該第２の偏光子の液晶セル１１側とは反対側に配置された第４の保護層とを備える。

上記保護層と上記偏光子とは、任意の適切な接着層を介して、積層させることができる。本明細書において、「接着層」とは、隣り合う光学部材の面と面とを接合し、実用上充分な接着力と接着時間で一体化させるものをいう。上記接着層を形成する材料としては、例えば、接着剤、アンカーコート剤が挙げられる。上記接着層は、被着体の表面にアンカーコート層が形成され、その上に接着剤層が形成されたような、多層構造であってもよい。また、肉眼的に認知できないような薄い層（ヘアーラインともいう）であってもよい。

上記偏光子が、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする場合、上記接着層を形成する材料としては、好ましくは、水溶性接着剤である。上記水溶性接着剤としては、好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水溶性接着剤である。上記接着層は、市販の接着剤をそのまま用いることもできる。あるいは、市販の接着剤に溶剤や添加剤を混合して用いることもできる。市販のポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする接着剤としては、例えば、日本合成化学工業社製の商品名「ゴーセファイマーＺ２００」が挙げられる。

上記水溶性接着剤は、添加剤として、架橋剤を更に含有し得る。架橋剤の種類としては、例えば、アミン化合物、アルデヒド化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、多価金属塩等が挙げられる。上記架橋剤は、市販のものをそのまま用いることもできる。市販の架橋剤としては、日本合成化学工業社製のアルデヒド化合物、商品名「グリオキサザール」が挙げられる。上記架橋剤の添加量は、目的に応じて、適宜、調整され得るが、通常、水溶性接着剤の固形分１００重量部に対して、０を超え１０重量部以下である。

〔第１の保護層〕
第１の保護層は、第１の偏光子の液晶セル１１側に配置される。上記第１の保護層の厚みは、目的に応じて、任意の適切な値が選択され得る。上記保護層の厚みは、好ましくは、２０〜１００μｍである。第１の保護層の厚みを上記の範囲とすることによって、機械的強度や耐久性に優れた偏光板が得られ得る。

上記第１の保護層は、表裏の両側の偏光子の間に配置されるため、その光学特性が液晶表示装置の表示特性に影響を与える場合がある。したがって、上記第１の保護層は、光学的に透明性が高いものが好ましく、第１の偏光子の耐久性向上の観点からは、耐熱性、透湿性及び機械強度に優れているものが好ましく、第１の偏光子との密着性向上の観点からは、表面平滑性及び接着剤との密着性に優れているものが好ましく、液晶セル１１との密着性向上の観点からは、粘着剤との密着性に優れているものが好ましい。

上記第１の保護層を形成する材料としては、任意の適切なものが採用され得る。例えば、ノルボルネン系樹脂からなる高分子フィルム、セルロース系樹脂からなる高分子フィルム等が挙げられる。なかでも、温度ムラ等に起因して黒表示時の光漏れにムラが生じることを抑える観点からは、ノルボルネン系樹脂からなる高分子フィルムを用いることが最も好ましい。

上記第１の保護層は、市販のフィルムをそのまま用いることができる。あるいは、光学補償のための位相差フィルムの機能を持たせるために、市販のフィルムに延伸処理及び／又は収縮処理等の２次的加工を施したものを用いることができる。市販のセルロース系樹脂からなる高分子フィルムとしては、例えば、富士写真フイルム社製の商品名「フジタック」、コニカミノルタオプト社製の商品名「ＫＣ８ＵＸ２Ｍ」等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂からなる高分子フィルムのとしては、例えば、日本ゼオン社製の商品名「ゼオノアフィルム」や、ＪＳＲ社製の商品名「ＡＲＴＯＮ」等が挙げられる。

〔第２の保護層〕
第２の保護層は、第１の偏光子の液晶セル１１側とは反対側に配置される。上記第２の保護層としては、任意の適切なものが採用され得る。上記第２の保護層は、上記第１の偏光子の耐久性向上の観点からは、耐熱性、透湿性及び機械強度に優れているものが好ましく、上記第１の偏光子との密着性向上の観点からは、表面平滑性及び接着剤との密着性に優れているものが好ましい。

上記第２の保護層を形成する材料としては、任意の適切なものが採用され得る。好ましくは、上記第２の保護層は、第１の偏光子との密着性の観点からは、セルロース系樹脂からなる高分子フィルムである。上記セルロース系樹脂からなる高分子フィルムは、好ましくは、第１の保護層で記載したものと同様のものが用いられる。

上記第２の保護層は、上記透過率及びコントラストの関係を満足する限り、その表面に任意の適切な表面処理が施されてもよい。例えば、上記第２の保護層として、表面処理が施された市販の高分子フィルムをそのまま用いることができる。あるいは、市販の高分子フィルムに任意の表面処理を施して用いることもできる。表面処理としては、拡散処理（アンチグレア処理）、反射防止処理（アンチリフレクション処理）、ハードコート処理、帯電防止処理等が挙げられる。市販の拡散処理（アンチグレア処理）品としては、例えば、日東電工社製のＡＧ１５０、ＡＧＳ１、ＡＧＳ２、ＡＧＴ１等が挙げられる。市販の反射防止処理（アンチリフレクション処理）品としては、日東電工社製のＡＲＳ、ＡＲＣ等が挙げられる。ハードコート処理及び帯電防止処理が施された市販のフィルムとしては、例えば、コニカミノルタオプト社製の商品名「ＫＣ８ＵＸ−ＨＡ」等が挙げられる。

〔表面処理層〕
必要に応じて、上記第２の保護層の第１の偏光子を備える側とは反対側に、表面処理層を設けてもよい。上記表面処理層は、目的に応じて、任意の適切なものを採用し得る。例えば、拡散処理（アンチグレア処理）層、反射防止処理（アンチリフレクション処理）層、ハードコート処理層、帯電防止処理層等が挙げられる。これらの表面処理層は、画面の汚れや傷つきを防止したり、室内の蛍光灯や太陽光線が画面に写り込むことによって、表示画像が見え難くなることを防止したりする目的で使用される。表面処理層は、一般的には、ベースフィルムの表面に上記の処理層を形成する処理剤を固着させたものが用いられる。上記ベースフィルムは、上記第２の保護層を兼ねていてもよい。更に、表面処理層は、例えば、帯電防止処理層の上にハードコート処理層を積層したような多層構造を有してもよい。反射防止処理が施された市販の表面処理層としては、例えば、日本油脂社製のＲｅａＬｏｏｋシリーズ等が挙げられる。

また、上記表面処理層は、凹凸の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンがベースフィルムの表面に形成された、いわゆる、モスアイ構造を有していることが好ましい。これにより、白輝度の向上が更に得られ、本発明の効果が更に発揮される。更に、明室において表面反射が低減され、本発明の効果が明室においても充分に発揮される。なお、上記モスアイ構造は、例えば、国際公開２００６／０５９６８６号に記載の方法により、任意に作製することができる。

〔第３の保護層〕
第３の保護層は、第２の偏光子の液晶セル１１側に配置される。上記第３の保護層としては、上述した第１の保護層に記載した材料、特性、条件等から任意の適切なものが採用され得る。上記第１の保護層と上記第３の保護層とは、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。

〔第４の保護層〕
第４の保護層は、第２の偏光子の液晶セル１１側とは反対側に配置される。上記第４の保護層としては、上述した第２の保護層に記載した材料、特性、条件等から任意の適切なものが採用され得る。上記第２の保護層と上記第４の保護層とは、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。

また、上記第１の保護層と第３の保護層とは、少なくともどちらか一方が光学補償（視野角補償）のための位相差フィルム（光学補償層）の役割を兼ね備えていることが好ましい。これにより、黒表示時の斜め方向の光漏れを低減することができるので、本来、斜め方向に射出し、表面処理層等で散乱することによって、正面方向に出射していた光を低減することができる。したがって、本発明の効果をより効果的に奏することができる。

また、上記第１の保護層と第３の保護層とのどちらか一方のみに位相差フィルムの役割を持たせる場合、第３の保護層にその機能を持たせることが好ましい。すなわち、裏偏光板が液晶セル側に位相差フィルムを有することが好ましい。液晶セル内部には、スイッチング素子やその他、配線、カラーフィルターといった、偏光解消を引き起こす散乱成分が多く存在する。そのため、偏光解消を引き起こした後に光学補償を行う場合（第１の保護層に位相差フィルムの役割を持たせた場合）よりも、偏光解消を引き起こす前に光学補償を行う場合（第３の保護層に位相差フィルムの役割を持たせた場合）の方が、より効果的に光学補償が可能になる。これにより、第３の保護層に位相差フィルムの役割を持たせた場合の方が、黒表示時の斜め方向の光漏れをより低減することができるので、本来、斜め方向に射出し、表面処理層等で散乱することによって、正面方向に出射していた光をより低減することができる。したがって、本発明の効果を更に効果的に奏することができる。

上記位相差フィルムの屈折率楕円体は、主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係を満たしていることが好ましい。これにより、屈折率楕円体がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を有する液晶分子を含む液晶セル（垂直配向モードの液晶セル）において、黒表示時の斜め方向の光漏れを効果的に低減することができる。したがって、垂直配向モードの液晶セルにおいて、本来、斜め方向に射出し、表面処理層等で散乱することによって、正面方向に出射していた光を低減することができる。その結果、垂直配向モードの液晶セルに対して本発明の効果をより効果的に奏することができる。

ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす位相差フィルムは、より具体的には、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１枚の位相差フィルムを第１の保護層又は第３の保護層として配置する形態、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１枚の位相差フィルムを第１の保護層及び第３の保護層の一方として配置するとともに、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１枚の位相差フィルムを第１の保護層及び第３の保護層の他方として配置する形態、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１枚の位相差フィルムを第１の保護層として配置するとともに、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１枚の位相差フィルムを第３の保護層として配置する形態等により実現することができる。なお、位相差フィルムの組み合わせや、具体的な位相差値については、斜め方向の光漏れが低減される設計であれば特に限定されず、任意に設定することができる。

ところで、ホメオトロピック配向（垂直配向）の液晶表示装置において、現状では通常、第４の保護層として、セルロース系樹脂からなる高分子フィルムが使用される。また、この高分子フィルムとしては、通常、ＴＡＣ（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすネガティブＣプレート）が使用されている。しかしながら、この場合、第３の保護層として、上記位相差フィルムを配置したとき、位相差フィルムの遅相軸と、第２の偏光子の吸収軸とのなす角が理想的な設計値（例えば９０°）からずれると、斜め視野角における液晶表示装置のコントラストが悪化してしまう。

通常、偏光板の貼り合せに関しては、貼り合せ時の加工、位相差フィルム製造時の遅相軸のバラツキ等により、位相差フィルムの遅相軸と、偏光子の吸収軸とのなす角を理想的な設計値通りすることは困難である。すなわち、第３の保護層として位相差フィルムを有する、従来のホメオトロピック配向（垂直配向）の液晶表示装置においては、斜め視野角における液晶表示装置のコントラストが悪化しやすかった。

それに対して、本実施形態の液晶表示装置によれば、液晶層が垂直配向液晶を含み、かつ第３の保護層として位相差フィルムを配置したとしても、表偏光板及び裏偏光板に同じ偏光子を用いる従来の垂直配向の液晶表示装置に比べて、裏偏光板１３における位相差フィルム及び偏光子の軸のずれに起因する、斜め視野角におけるコントラストの悪化を抑制し、更には斜め視野角におけるコントラストを向上することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、裏偏光板１３における位相差フィルムと偏光子との軸ずれに強い設計（軸ずれのマージンの大きな設計）を実現することができる。

より具体的には、この場合、第３の保護層としての位相差フィルムの遅相軸と、第２の偏光子の吸収軸とのなす角は、好適には、９０°±１°（より好適には、９０°±０．５°）の範囲内に設定することができる。

一方、第１の保護層として位相差フィルムを配置した場合、第１の保護層としての位相差フィルムと、第１の偏光子との軸ずれのマージンは、裏偏光板１３側のマージンよりも小さい。より具体的には、第１の保護層としての位相差フィルムの遅相軸と、第１の偏光子の吸収軸とのなす角は、９０°±０．５°（より好適には、９０°±０．３°）の範囲内に設定することが好ましい。

このように、本実施形態の液晶表示装置は、裏偏光板１３が液晶セル１１側に位相差層を備え、かつ液晶層が垂直配向液晶を含む形態に対して好適であり、なかでも、裏偏光板１３が液晶セル１１側に位相差層を備え、かつ液晶層が垂直配向液晶を含み、更に、裏偏光板１３が偏光度を持つ光学素子３０側にネガティブＣプレートを備える形態に対して特に好適である。

なお、保護層として機能する上記ネガティブＣプレートの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ［５５０］は、１００ｎｍ（より好適には７０ｎｍ）以下であることが好ましい。１００ｎｍを超えると、斜め視野角のコントラストが低下することがある。

一方、上記ネガティブＣプレートの面内の位相差値Ｒｅ［５５０］は、本発明の作用効果を得られる範囲であれば必ずしも０ｎｍである必要はなく、１０ｎｍ（より好適には５ｎｍ）以下であることが好ましい。１０ｎｍを超えると、正面コントラストが低下することがある。

＜Ｄ．接着層＞
好ましい実施形態においては、上記偏光板（表偏光板１２及び裏偏光板１３）は、接着層を介して、液晶パネルに貼着される。上記接着層を形成する材料としては、被着体の種類や用途に応じて、適切な接着剤及び／又はアンカーコート剤が選択され得る。接着剤の具体例としては、形状による分類によれば、溶剤形接着剤、エマルジョン形接着剤、感圧性接着剤、再湿性接着剤、重縮合形接着剤、無溶剤形接着剤、フィルム状接着剤、ホットメルト形接着剤等が挙げられる。化学構造による分類によれば、合成樹脂接着剤、ゴム系接着剤、天然物接着剤等が挙げられる。なお、上記接着剤は、加圧接触で感知し得る接着力を常温で示す粘弾性物質（粘着剤ともいう）を包含する。

好ましくは、上記接着層を形成する材料は、アクリル系重合体をベースポリマーとする感圧性接着剤（アクリル系粘着剤ともいう）である。これは、透明性、接着性、耐候性及び耐熱性に優れるからである。上記アクリル系粘着剤層の厚みは、被着体の材質や用途に応じて、適宜、調整され得るが、通常、５〜５０μｍである。

＜Ｅ．偏光度を持つ光学素子＞
偏光度を持つ光学素子３０は、入射する光を直交する２つの偏光成分に分離し、一方の偏光成分を透過させ、他方の偏光成分を吸収、または反射させる機能を有するものであればよい。例としては、ワイヤーグリッド偏光子、ヨウ素系偏光子、染料系偏光子等が挙げられるが、液晶表示装置に白画像を表示した場合の輝度（白輝度）をより向上させる観点からは、透過させない偏光成分を反射させる機能を持っている、輝度向上フィルム又はワイヤーグリッド偏光子を用いることが好ましい。これにより、透過しない光を反射して再利用することができるので、光の有効利用の観点からも好ましい。

偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１は、８０〜８６％であるが、好ましくは、８２〜８４％である。主透過率ｋ１が８０％未満であると、正面白輝度が低下するおそれがある。一方、主透過率ｋ１が８６％を超えると、主透過率ｋ２との両立が困難となる。

また、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２は、２〜８％であるが、好ましくは、２〜６％である。主透過率ｋ２が８％を超えると、正面コントラスト比が低下するおそれがある。一方、主透過率ｋ２が２％未満であると、正面白輝度が低下するおそれがある。

＜Ｅ−１．輝度向上フィルム＞
上記輝度向上フィルムは、液晶表示装置の白輝度を向上させるために用いられる。好ましくは、上記輝度向上フィルムは、熱可塑性樹脂層（Ａ）と熱可塑性樹脂層（Ｂ）とを含む積層体である。代表的には、上記輝度向上フィルムは、熱可塑性樹脂層（Ａ）と熱可塑性樹脂層（Ｂ）とを交互に並べたもの（ＡＢＡＢＡＢ・・・）である。上記輝度向上フィルムを構成する層の数は、好ましくは２〜２０層であり、より好ましくは２〜１５層である。このような構造を有する輝度向上フィルムは、例えば、２種類の樹脂を共押出し、その押出フィルムを延伸して作製される。上記輝度向上フィルムの総厚みは、好ましくは２０〜８００μｍである。

好ましくは、上記熱可塑性樹脂層（Ａ）は、光学的に異方性を示す。上記熱可塑性樹脂（Ａ）の面内の複屈折率（ΔｎＡ）は、好ましくは０．０５以上であり、より好ましくは、０．１以上であり、更に好ましくは０．１５以上である。光学的な均一性の観点から、上記ΔｎＡの上限値は、好ましくは０．２である。ここで、上記ΔｎＡは、ｎｘＡ（遅相軸方向の屈折率）とｎｙＡ（進相軸方向の屈折率）との差（ｎｘＡ−ｎｙＡ）を表す。

上記熱可塑性樹脂層（Ｂ）は、好ましくは、実質的に光学的に等方性を示す。上記熱可塑性樹脂（Ｂ）の面内の複屈折率（ΔｎＢ）は、好ましくは５×１０^−４以下であり、より好ましくは１×１０^−４以下であり、更に好ましくは０．５×１０^−４以下である。上記ΔｎＢの下限値は、好ましくは０．０１×１０^−４である。ここで、上記ΔｎＢは、ｎｘＢ（遅相軸方向の屈折率）とｎｙＢ（進相軸方向の屈折率）との差（ｎｘＢ−ｎｙＢ）を表す。

上記熱可塑性樹脂層（Ａ）のｎｙＡと上記熱可塑性樹脂層（Ｂ）のｎｙＢとは、好ましくは、実質的に同一である。ｎｙＡとｎｙＢとの差の絶対値は、好ましくは５×１０^−４以下であり、より好ましくは１×１０^−４以下であり、更に好ましくは０．５×１０^−４以下である。このような光学特性を有する輝度向上フィルムは、偏光成分を反射させる機能に優れる。

上記熱可塑性樹脂層（Ａ）を形成する樹脂としては、任意の適切なものが選択され得る。上記熱可塑性樹脂層（Ａ）は、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、又はこれらの混合物を含む。これらの樹脂は、延伸による複屈折の発現性に優れ、延伸後の複屈折の安定性に優れる。

上記熱可塑性樹脂層（Ｂ）としては、任意の適切なものが選択され得る。上記熱可塑性樹脂層（Ｂ）は、好ましくは、ポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリスチレングリシジルメタクリレート系樹脂、又はこれらの混合物を含む。上記の樹脂は、屈折率を高めるために、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン基が導入されていてもよい。あるいは、上記の樹脂は、屈折率を調整するために、任意の添加剤を含有し得る。

＜Ｅ−２．ワイヤーグリッド偏光子＞
上記ワイヤーグリッド偏光子は、液晶表示装置の白輝度を向上させるために用いられる。上記ワイヤーグリッド偏光子は、好ましくは、基板上に金属等の導電体線が特定のピッチでスリット状に配列される。そして、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００〜８００ｎｍ）に比べてかなり小さい場合（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分をほとんど反射し、垂直な電場ベクトル成分をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出すことができる。

上記ワイヤーグリッド偏光子は、例えば、特開２００５−７０４５６号公報に記載の方法で任意に作製することができる。ワイヤーグリッド偏光子の性能（透過率やコントラスト）については、導電体線（金属ワイヤー）の幅、周期（ピッチ）及び高さ（厚み）を調整することによって変更することができる。より具体的には、本実施形態においては、導電体線の幅Ｗ及び周期（ピッチ）Ｐの割合Ｗ／Ｐは２５〜５０％であることが好ましく、更に好ましくは３０〜４２％である。また、上記導電体線の周期（ピッチ）は、５００ｎｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは２００ｎｍ以下である。また、上記導電体線の厚みは、１０〜３００ｎｍであることが好ましく、更に好ましくは８０〜１５０ｎｍである。

導電体線の材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、チタン、タングステン等、もしくはこれらの合金を用いることができるが、なかでも、高い反射率であり、可視光に対する波長依存性がフラットで、経時変化（曇り）に対して高い反射率を維持しやすいという観点からは、アルミニウムを用いることが最も好ましい。

＜Ｆ．光学シート＞
光学シート２４は、枚数、種類に特に制限がなく、任意に選定される。このように、図１に例示した光学部材は、本発明の効果が奏する限りにおいて、液晶表示装置の照明方式や液晶セルの駆動モード等、用途に応じてその一部が省略され得るか、又は、他の光学部材に代替され得る。光学シート２４の例としては、プリズムシート（例えば、住友スリーエム社製の商品名「ＢＥＦ」）、拡散シート（例えば、恵和社製の商品名「オパルス」）等が挙げられる。なお、プリズムシートは、光出射角度を規則的に変えて法線方向の輝度を向上するものである。拡散シートは、光出射角度を不規則に変えて法線方向の輝度を向上するとともに、冷陰極管２１の輝度ムラをより目立たなくするためのものである。

＜Ｇ．拡散板＞
拡散板２３は、冷陰極管２１から発光された光を拡散させることによって、面発光させる。拡散板２３は、冷陰極管２１の出射する光を面方向に拡散させることによって、冷陰極管２１の輝度ムラを目立たなくする。拡散板２３は、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂等から構成される。拡散板２３を構成する材料、厚さ、ヘイズ値等は、特に限定されるものではない。

本実施形態の液晶表示装置は、任意の適切な用途に使用される。その用途は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舖用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等である。

好ましくは、本実施形態の液晶表示装置の用途は、テレビである。上記テレビの画面サイズは、好ましくはワイド１７型（３７３ｍｍ×２２４ｍｍ）以上であり、より好ましくはワイド２３型（４９９ｍｍ×３００ｍｍ）以上であり、更に好ましくはワイド３２型（６８７ｍｍ×４１２ｍｍ）以上である。

＜Ｈ．シミュレーションによる検証＞
以下に、コンピュータシミュレーションにより本発明の効果を検証した結果を示す。
液晶パネル１０の白輝度及び黒輝度は、主に表偏光被１２及び裏偏光板１３の平行透過率及び直交透過率によって決定される。よってそれぞれを計算すれば、液晶パネル１０の白輝度及び黒輝度が見積もることができる。図２は、実施形態１の液晶表示装置における白輝度及び黒輝度の求め方を説明するための模式図であり、（ａ）は、白輝度の場合を、（ｂ）は、黒輝度の場合を示す。

本実施形態の液晶表示装置における正面白輝度は、図２（ａ）に示すように、表偏光板１２、裏偏光板１３及び偏光度を持つ光学素子３０を、表偏光板１２の透過軸１２ｔと、裏偏光板１３の透過軸１３ｔと、偏光度を持つ光学素子３０の透過軸３０ｔとがそれぞれ平行になるように配置した場合の平行透過率（白透過率）に相当する。

一方、本実施形態の液晶表示装置における正面黒輝度は、図２（ｂ）に示すように、裏偏光板１３及び偏光度を持つ光学素子３０を、裏偏光板１３の透過軸１３ｔと、偏光度を持つ光学素子３０の透過軸３０ｔとがそれぞれ平行になるように配置するとともに、表偏光板１２を、表偏光板１２の透過軸１２ｔが裏偏光板１３の透過軸１３ｔ及び偏光度を持つ光学素子３０の透過軸３０ｔと直交するように配置した場合の直交透過率（黒透過率）に相当する。

より具体的には、以下の方法により算出できる。ここでは、偏光度を持つ光学素子３０の平行透過率（偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１に相当）をｋ１ａ、偏光度を持つ光学素子３０の直交透過率（偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２に相当）をｋ２ａ、裏偏光板１３の平行透過率（裏偏光板１３の主透過率ｋ１に相当）をｋ１ｂ、裏偏光板１３の直交透過率（裏偏光板１３の主透過率ｋ２に相当）をｋ２ｂ、表偏光板１２の平行透過率（表偏光板１２の主透過率ｋ１に相当）をｋ１ｃ、表偏光板１２の直交透過率（表偏光板１２の主透過率ｋ２に相当）をｋ２ｃ、自然光の光量（偏光度を持つ光学素子３０に入射する全光量）を１とする。

本実施形態の液晶表示装置の正面白輝度については、偏光度を持つ光学部材が３枚あり、それぞれの透過軸が平行であるため、まず、自然光の光量を直交する２つの偏光成分に分割し、次に、分割された各光量１／２の光に、各偏光度を持つ光学部材のｋ１及びｋ２を掛けて、最後に、これらを足し合わせれば、平行透過率（白透過率）が算出できる（下記式（１）参照。）。
平行透過率（白透過率）＝（ｋ１ａ×ｋ１ｂ×ｋ１ｃ）／２＋（ｋ２ａ×ｋ２ｂ×ｋ２ｃ）／２ （１）

一方、本実施形態の液晶表示装置の正面黒輝度に相当する直交透過率（黒透過率）を計算する場合は、表偏光板１２の透過軸１２ｔのみが直交しているため、平行透過率（白透過率）の計算の場合において、最後の『ｋ１ｃ』と『ｋ２ｃ』とを入れ替えることによって算出できる（下記式（２）参照。）。
直交透過率（黒透過率）＝（ｋ１ａ×ｋ１ｂ×ｋ２ｃ）／２＋（ｋ２ａ×ｋ２ｂ×ｋ１ｃ）／２ （２）

本シミュレーションに使用した表偏光板１２及び裏偏光板１３の各パラメータを表１に示し、本シミュレーションに使用した偏光度を持つ光学素子３０の各パラメータを表２に示す。表２に示すように、本シミュレーションでは、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１が７８％、８０％、８２％、８４％、８６％の場合、主透過率ｋ２が２％、４％、６％、８％、１０％の場合について計算した。偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１が７８％の場合と、主透過率ｋ２が１０％の場合は、本発明の比較形態に相当する。

また、図３〜２７に、本シミュレーションにより求めた液晶表示装置の白輝度及びコントラストをプロットしたグラフを示す。図３〜２７において、横軸は、自然光（バックライト）を１００％とし、偏光度を持つ光学素子３０、裏偏光板１３及び表偏光板１２の透過軸を平行にした場合の平行透過率（白透過率）であり、液晶表示装置の白輝度に相当する。図３〜２７において、縦軸は、横軸にプロットした平行透過率（白透過率）を、偏光度を持つ光学素子３０及び裏偏光板１３の透過軸を平行にし、裏偏光板１３の透過軸と表偏光板１２の透過軸とを直交にした場合の直交透過率（黒透過率）で割った値、すなわち液晶表示装置のコントラスト（ＣＲ）に相当する。図３〜２７中、「同一」と記載された系列は、裏偏光板１３及び表偏光板１２の両方に同じ単体透過率（表１中の４１〜４８％）の偏光板を用いた場合を示し、本発明の比較形態に相当する。図３〜２７中、「同一」と記載された系列以外の系列は、表偏光板１２の単体透過率を凡例に記載の数値に固定し、すなわち表偏光板１２の単体透過率を表１中のＰ（４１）、Ｐ（４２）、Ｐ（４３）又はＰ（４４）に固定し、裏偏光板１３の単体透過率を表１中の４１％から４８％まで変化させた、すなわち裏偏光板１３の単体透過率を表１中のＰ（４１）、Ｐ（４１．５）、Ｐ（４２）、Ｐ（４２．５）、Ｐ（４３）、Ｐ（４３．５）、Ｐ（４４）、Ｐ（４４．５）、Ｐ（４５）、Ｐ（４５．５）、Ｐ（４６）、Ｐ（４６．５）、Ｐ（４７）、Ｐ（４７．５）又はＰ（４８）に変化させた場合を示す。

なお、図３〜２７においては、いずれの系も、透過率が大きくなるにしたがって白輝度は大きくなる方向（図中、左から右方向）に変化していく。したがって、図３〜２７の「同一」と記載された系列以外の系列においては、「同一」と記載された系列のプロットと重なる点よりも白輝度が大きくなる領域（各図中、「同一」と記載された系列のプロットよりも右の領域）に位置するプロットが、裏偏光板１３のコントラストが表偏光板１２のコントラストよりも低く、かつ、裏偏光板１３の透過率が表偏光板１２の透過率よりも高い場合の計算結果であり、すなわち本発明に係る実施例に相当する。

本シミュレーションの結果、図８〜１１、図１３〜１６、図１８〜２１及び図２３〜２６に示すように、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１を８０〜８６％にし、主透過率ｋ２を２〜８％にすることによって、液晶表示装置のコントラスト（正面コントラスト比）を同程度に維持しつつ正面白輝度を向上できることがわかった。そして、図８〜１１、図１３〜１６、図１８〜２１及び図２３〜２６の「同一」と記載された系列以外の系列における裏偏光板１３の透過率が表偏光板１２の透過率よりも高いプロット（本発明に係る実施例に相当）は、図８〜１１、図１３〜１６、図１８〜２１及び図２３〜２６の「同一」と記載された系列（本発明の比較形態に相当）よりも優れたコントラスト及び正面白輝度を示した。

一方、図３〜６に示すように、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ１を７８％に設定すると、一見、本発明に係る実施例と同様の挙動が見られたが、液晶表示装置としての白輝度が低下しており、本発明の目的である正面白輝度及び正面コントラスト比の両立を充分に実現できていない。また、図１２、図１７、図２２及び図２７に示すように、偏光度を持つ光学素子３０の主透過率ｋ２を１０％に設定すると、表偏光板１２として透過率が低く、かつコントラストが高い偏光板を用い、裏偏光板１３として透過率が高く、かつコントラストが低い偏光板を用いたとしても、正面白輝度の向上はほとんど見られなかった。

（実施例１７）
実施例１７の液晶表示装置は、図２８に示すように、バックライト光源側から、偏光度を持つ光学素子３０と、裏偏光板１３と、液晶セル１１と、表偏光板１２とがこの順に積層された構造を有する。

表偏光板１２は、液晶セル１１側から、位相差フィルム１５Ａと、透過率の低い偏光子１４Ａとがこの順に積層された構造を有する。

裏偏光板１３は、偏光度を持つ光学素子３０側から、ＴＡＣ等からなるネガティブＣプレート１６と、透過率の高い偏光子１４Ｂと、位相差フィルム１５Ｂとがこの順に積層された構造を有する。

本実施例において、液晶セル１１は、ホメオトロピック配向（垂直配向）の液晶セルであり、屈折率楕円体がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を有する。また、本実施例において、液晶セル１１のＲｔｈ［５５０］は、３２５ｎｍに設定した。

本実施例において、偏光子１４Ａ及び偏光子１４Ｂの各パラメータについては、下記表３に示すとおりである。また、偏光子１４Ａ及び偏光子１４Ｂは、互いの吸収軸方向が直交するように、クロスニコルに配置した。更に、偏光子１４Ｂ及び偏光度を持つ光学素子３０は、互いの吸収軸方向が平行になるように、平行ニコルに配置した。

本実施例において、偏光度を持つ光学素子３０の各パラメータについては、下記表４に示すとおりである。

位相差フィルム１５Ａ、１５Ｂは、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす２軸性位相差フィルムであり、Ｒｅ［５５０］は、５０ｎｍに、Ｒｔｈ［５５０］は、１３５ｎｍに設定した。

ネガティブＣプレート１６は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす１軸性位相差フィルムであり、Ｒｔｈ［５５０］は、６０ｎｍに設定した。

また、位相差フィルム１５Ａの遅相軸と偏光子１４Ａの吸収軸とのなす角（平面視したときのなす角）は、９０°に設定した。一方、位相差フィルム１５Ｂの遅相軸と偏光子１４Ｂの吸収軸とのなす角（平面視したときのなす角）は、９０°から８９°まで０．１°ずつ変化させて配置した。

（比較例１１）
比較例１１の液晶表示装置は、図２９に示すように、表偏光板１２及び裏偏光板１３がともに、透過率の低い偏光子１４Ａを有すること以外は、実施例１７の液晶表示装置と同じ構成を有する。

（比較例１２）
比較例１２の液晶表示装置は、図３０に示すように、表偏光板１２及び裏偏光板１３がともに、透過率の高い偏光子１４Ｂを有すること以外は、実施例１７の液晶表示装置と同じ構成を有する。

（斜めコントラスト）
実施例１７及び比較例１１、１２について、斜め視野角から観察したときの液晶表示装置のコントラストをシミュレーションした。なお、斜め視野角からの観察とは、偏光子１４Ａ、１４Ｂの吸収軸を２等分する方向、かつ表示面の法線方向から６０°傾斜した方向からの観察である。その結果、図３１に示すように、実施例１７では、位相差フィルム１５Ｂの遅相軸と、偏光子１４Ｂの吸収軸とのなす角が、９０°から少しずれた場合にコントラストが上昇した。

また、実施例１７では、位相差フィルム１５Ｂの遅相軸と、偏光子１４Ｂの吸収軸とのなす角の９０°からのズレが大きくなった場合でも、比較例１１、１２よりも大きなコントラストを維持することができた。

更に、実施例１７及び比較例１１、１２と同様の構成を有する液晶表示装置を実際に作製し、斜め視野角からの目視観察を行ったところ、実施例１７の方が比較例１１、１２よりも優れたコントラストを発揮することが確認できた。

本願は、２００９年２月１７日に出願された日本国特許出願２００９−０３４４０５号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１０：液晶パネル
１１：液晶セル
１２：表偏光板
１３：裏偏光板
１４Ａ、１４Ｂ：偏光子
１５Ａ、１５Ｂ：位相差フィルム
１６：ネガティブＣプレート
２０：バックライト光源
２１：冷陰極管
２２：筐体
２３：拡散板
２４：光学シート
３０：偏光度を持つ光学素子

Claims (13)

1. 表偏光板、液晶セル、裏偏光板及び偏光度を持つ光学素子をこの順に有する液晶表示装置であって、
   前記裏偏光板の透過率は、前記表偏光板の透過率よりも大きく、
   前記裏偏光板のコントラストは、前記表偏光板のコントラストよりも小さく、
   前記偏光度を持つ光学素子は、主透過率ｋ１が８０〜８６％であり、主透過率ｋ２が２〜８％であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記表偏光板及び前記裏偏光板の少なくとも一方は、前記液晶セル側に位相差層を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶セルは、電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む液晶層を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 前記位相差層は、屈折率楕円体がｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの条件を満たす位相差フィルムであることを特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
5. 前記裏偏光板は、前記液晶セル側に位相差層を備え、
   前記液晶セルは、電界が存在しない状態で、ホメオトロピック配列に配向させた液晶分子を含む液晶層を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記裏偏光板は、前記偏光度を持つ光学素子側にネガティブＣプレートを備えることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ１は、８２〜８４％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記偏光度を持つ光学素子の主透過率ｋ２は、２〜６％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記表偏光板の透過率は、４０〜４５％であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記表偏光板の透過率は、４２〜４４％であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記裏偏光板の透過率は、４２〜４８％であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記裏偏光板の透過率は、４３〜４６％であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記偏光度を持つ光学素子は、輝度向上フィルム又はワイヤーグリッド偏光子であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置。

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