(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子と、下記式（１）および（２）を満足する第１光学素子と、下記式（３）および（４）を満足する第２光学素子と、下記式（５）および（６）を満足する第３光学素子とをこの順に備え、該第１光学素子のＮｚ係数が０．７５±０．０５または０．２５±０．０５である、ベンドネマチックモードの液晶セル用偏光素子：
２００ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦３５０ｎｍ …（１）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］       …（２）
７０ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦２１０ｎｍ   …（３）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］       …（４）
Ｒｅ［５９０］＞０ｎｍ                 …（５）
Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］       …（６）
［ただし、Ｒｅ［５９０］、Ｒｔｈ［５９０］は、それぞれ２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値、厚み方向の位相差値とする。］
【請求項２】
前記第１光学素子の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とが、実質的に平行または直交になるように配置されてなる、請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記第１光学素子が１枚の位相差フィルムで構成されている、請求項１または２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記第２光学素子のＮｚ係数が０．２０〜０．８０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項５】
前記第２光学素子が１枚の位相差フィルムで構成され、該位相差フィルムの遅相軸と前記偏光子の吸収軸とのなす角度が、４５±２．０°になるように配置されてなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項６】
前記第２光学素子が、第１の位相差フィルムと第２の位相差フィルムとの積層体で構成され、該第１の位相差フィルムの遅相軸と前記偏光子の吸収軸とのなす角度をα、該第２の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をβとしたとき、αとβが下記式（７）の関係を満足する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光素子：
２α＋４０°＜β＜２α＋５０° ・・・（７）。
【請求項７】
前記角度αが、前記吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに１５°〜２０°または７０°〜７５°である、請求項６に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記第２光学素子が、第３の位相差フィルムと第４の位相差フィルムと第５の位相差フィルムとの積層体で構成され、該第３の位相差フィルムの遅相軸と前記偏光子の吸収軸とのなす角度をα、該第４の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をβ、該第５の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をγとしたとき、α、βおよびγが下記式（８）の関係を満足する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光素子：
２（β−α）＋４０°＜γ＜２（β−α）＋５０° ・・・（８）。
【請求項９】
前記角度αが、前記吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに８１°〜８７°であり、前記角度βが、該吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに５２°〜６２°である、請求項８に記載の偏光素子。
【請求項１０】
前記第３光学素子のＮｚ係数が２〜１４である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項１１】
前記第３光学素子が、ポリイミドを主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムからなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の偏光素子とベンドネマチックモードの液晶セルとを備える、液晶パネル。
【請求項１３】
前記第３光学素子の遅相軸が、前記液晶セルのラビング方向に対して直交している、請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の液晶パネルを含む、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子と偏光子とを有する偏光素子、ならびにそれを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置は、従来のＴＮモード液晶表示装置と比較して高速応答特性を有し、将来、ＣＲＴ代替の可能性が期待されている。しかし、ＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置は、正面方向および斜め方向で、コントラスト比が低下したり、見る角度に伴って変化する画像の色づき（斜め方向のカラーシフトともいう）が生じたりといったように表示特性が悪化することが問題となっている。そこで、これらの表示特性を改善するために、液晶セルの両面に、偏光子とλ／４板とを、偏光子の吸収軸とλ／４板の遅相軸とが４５°となるように積層した円偏光板を配置して、コントラストを高くする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような技術では、正面方向のコントラスト比は改善されるものの、斜め方向のコントラスト比やカラーシフト量の改善は、十分ではない。
【特許文献１】特開２００３−１０７４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、全方位でコントラスト比が高く、かつ、斜め方向のカラーシフト量が小さい液晶表示装置を実現し得る偏光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の位相差値を有する複数枚の光学素子を偏光子に積層した偏光素子を液晶セルの少なくとも片側に配置することにより、従来の偏光素子を用いたものに比べ、全方位でコントラスト比が高く、かつ、斜め方向のカラーシフト量が小さい液晶表示装置を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
本発明の偏光素子は、偏光子と、下記式（１）および（２）を満足する第１光学素子と、下記式（３）および（４）を満足する第２光学素子と、下記式（５）および（６）を満足する第３光学素子とをこの順に備える：
２００ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦３５０ｎｍ      …（１）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（２）
７０ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦２１０ｎｍ      …（３）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（４）
Ｒｅ［５９０］＞０ｎｍ                  …（５）
Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］        …（６）
［ただし、Ｒｅ［５９０］、Ｒｔｈ［５９０］は、それぞれ２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値、厚み方向の位相差値とする。］
【０００６】
好ましい実施形態においては、上記第１光学素子のフィルム面内の位相差値と厚み方向の位相差値の比（Ｒｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］）は０．２０〜０．８０である。
【０００７】
好ましい実施形態においては、上記第１光学素子の遅相軸と上記偏光子の吸収軸とは、実質的に平行または直交になるように配置されてなる。
【０００８】
好ましい実施形態においては、上記第１光学素子は１枚の位相差フィルムで構成されている。
【０００９】
好ましい実施形態においては、上記第２光学素子のフィルム面内の位相差値と厚み方向の位相差値の比（Ｒｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］）は０．２０〜０．８０である。
【００１０】
好ましい実施形態においては、上記第２光学素子は１枚の位相差フィルムで構成され、該位相差フィルムの遅相軸と上記偏光子の吸収軸とのなす角度が、４５±２．０°になるように配置されてなる。
【００１１】
別の実施形態においては、上記第２光学素子は、第１の位相差フィルムと第２の位相差フィルムとの積層体で構成され、該第１の位相差フィルムの遅相軸と上記偏光子の吸収軸とのなす角度をα、該第２の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をβとしたとき、αとβは下記式（７）の関係を満足する：
２α＋４０°＜β＜２α＋５０°  ・・・（７）。
【００１２】
好ましい実施形態においては、上記角度αは、上記吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに１５°〜２０°または７０°〜７５°である。
【００１３】
さらに別の実施形態においては、上記第２光学素子は、第３の位相差フィルムと第４の位相差フィルムと第５の位相差フィルムとの積層体で構成され、該第３の位相差フィルムの遅相軸と上記偏光子の吸収軸とのなす角度をα、該第４の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をβ、該第５の位相差フィルムの遅相軸と該偏光子の吸収軸とのなす角度をγとしたとき、α、βおよびγは下記式（８）の関係を満足する：
２（β−α）＋４０°＜γ＜２（β−α）＋５０°  ・・・（８）。
【００１４】
好ましい実施形態においては、上記角度αは、上記吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに８１°〜８７°であり、上記角度βは、該吸収軸に対して時計回りまたは反時計回りに５２°〜６２°である。
【００１５】
好ましい実施形態においては、上記第３光学素子のフィルム面内の位相差値と厚み方向の位相差値の比（Ｒｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］）は２〜１０である。
【００１６】
好ましい実施形態においては、上記第３光学素子は、ポリイミドを主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムからなる。
【００１７】
本発明の別の局面によれば、液晶パネルが提供される。この液晶パネルは、上記偏光素子と液晶セルとを備える。好ましい実施形態においては、上記液晶セルはＯＣＢモードである。
【００１８】
本発明のさらに別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、上記液晶パネルを含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、特定の構成部材（代表的には、位相差フィルム）を特定の位置関係で組み合わせて有する偏光素子を作製することにより、それぞれの構成部材の利点が相乗効果的に発揮される。その結果、このような偏光素子を用いた液晶パネル（結果的には、液晶表示装置）によれば、従来の液晶パネルに比べて格段に優れたコントラスト比および斜め方向のカラーシフトが実現される。より具体的には、ＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置において、角度に依存せず、正面方向からも斜め方向からも直線偏光を円偏光に変換できるような円偏光板を用いることにより、ベンド配向状態の液晶分子の旋光性に起因する悪影響を排除することができる。このような円偏光板は、所定のλ／４板（第２光学素子）を偏光子に所定の角度で配置することにより実現される。この第２光学素子は、特定の積層構造を採用することにより、さらに優れた円偏光特性を実現することが可能となる。同時に、所定のλ／２板（第１光学素子）を偏光子に所定の角度で配置することにより、直交配置した２枚の偏光子の偏光度を斜め方向で低下しないようにすることができる。その結果、液晶表示装置のコントラスト比を全方位で大幅に高くすることができる。
【００２０】
加えて、本発明においては、二軸性位相差フィルムの軸精度を改善することにより、ＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置において全方位のコントラスト比をより一層高くすることが可能となる。すなわち、従来、当該液晶セルに用いられる位相差フィルムは、ベンド配向状態の液晶セルを補償するために、１００μ〜２００μｍ程度の厚みが必要であり、非常に分厚かった。一方、本発明によれば、厚み方向の複屈折率が大きな材料を選択して、厚み方向の位相差値を維持しつつ位相差フィルムを（例えば、１０μｍ程度まで）薄くすることにより（第３光学素子）、軸精度を顕著に向上させることができる。これは、位相差フィルムを従来よりも大幅に薄くすることによりはじめて得られた知見であり、予期せぬ優れた効果である。その結果、液晶表示装置のコントラスト比を全方位でさらに高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
Ａ．本発明の偏光素子および液晶パネルの概略
図１は、本発明の好ましい実施形態による偏光素子の概略断面図である。図２は、本発明の液晶パネルの好ましい実施形態の代表例において、偏光子の吸収軸、第１光学素子の遅相軸、第２光学素子の遅相軸、および第３光学素子の遅相軸の関係を説明する概略斜視図である。なお、見易くするために、図１および図２における各構成部材の縦、横および厚みの比率は実際とは異なって記載されていることに留意されたい。
【００２２】
図１に示すように、本発明の好ましい実施形態による偏光素子５０は、偏光子１０と、偏光子１０の片側にこの順に配置された第１光学素子２０、第２光学素子３０および第３光学素子４０とを備える。なお、実用的には、偏光子１０の外側（第１光学素子が配置されない側）には、任意の適切な保護フィルム（図示せず）が配置され得る。
【００２３】
本発明においては、第１光学素子は下記式（１）および（２）を満足し、第２光学素子は下記式（３）および（４）を満足し、第３光学素子は下記式（５）および（６）を満足する。このような特定の光学素子を特定の順序で偏光子の片側に配置することにより、きわめて良好な光学補償が行われ、その結果、全方位でコントラスト比が高く、かつ、斜め方向のカラーシフト量が小さい液晶表示装置を実現し得る偏光素子が得られ得る。
２００ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦３５０ｎｍ      …（１）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（２）
７０ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦２１０ｎｍ      …（３）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（４）
Ｒｅ［５９０］＞０ｎｍ                  …（５）
Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］        …（６）
［ただし、Ｒｅ［５９０］、Ｒｔｈ［５９０］は、それぞれ２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値、厚み方向の位相差値とする。］
【００２４】
図２に示すように、本発明の好ましい実施形態による液晶パネル７０は、液晶セル６０と、液晶セル６０の少なくとも一方の側に本発明の偏光素子５０とを備える。目的や液晶セルの配向モードによっては、液晶セル６０の片側には、任意の適切な偏光板や位相差板が配置され得る。図示例においては、液晶パネル７０は、液晶セル６０の両側に偏光素子５０、５０’を備える。図示例のように液晶セル６０の両側に本発明の偏光素子５０、５０’を配置するのが好ましい。上記のように、偏光素子５０（５０’）は、偏光子１０（１０’）から液晶セル６０の方に順に、偏光子１０（１０’）と、第１光学素子２０（２０’）と、第２光学素子３０（３０’）と、第３光学素子４０（４０’）とを有する。偏光子１０、１０’の吸収軸は互いに直交するように配置されている。第１光学素子２０（２０’）の遅相軸は、偏光子１０（１０’）の吸収軸に対して平行または直交に配置されている。図示例では、第１光学素子２０の遅相軸が、偏光子１０の吸収軸に対して平行に配置され、第１光学素子２０’の遅相軸が、偏光子１０’の吸収軸に対して直交するように配置されている。第２光学素子３０（３０’）が１枚の位相差フィルムで構成される場合には、第２光学素子３０（３０’）の遅相軸は、偏光子１０（１０’）の吸収軸に対して好ましくは４５°±２°（図示例では４５°）となるように配置される。第３光学素子４０（４０’）の遅相軸は、液晶セル６０のラビング方向に対して直交するように配置されている。なお、第１光学素子、第２光学素子および第３光学素子の詳細については、それぞれ、Ｃ項、Ｄ項およびＥ項で後述する。
【００２５】
Ｂ．偏光子
本明細書において「偏光子」とは、自然光や偏光から任意の偏光に変換するフィルムをいう。本発明に用いられる偏光子としては、特に制限はないが、自然光または偏光を直線偏光に変換するものが好ましく用いられる。
【００２６】
本発明に用いられる偏光子１０としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を含む高分子フィルムの延伸フィルム、二色性物質と液晶性化合物とを含む液晶性組成物を一定方向に配向させたゲスト・ホストタイプのＯ型偏光子（米国特許５，５２３，８６３号）、およびリオトロピック液晶を一定方向に配向させたＥ型偏光子（米国特許６，０４９，４２８号）等が挙げられる。
【００２７】
上記偏光子の透過率は、２３℃において波長４４０ｎｍの光で測定した値が、好ましくは４１％〜４５％であり、さらに好ましくは４３％〜４５％である。
【００２８】
上記偏光子の偏光度は、好ましくは９９．８５％〜１００％であり、さらに好ましくは９９．９０％〜１００％である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラスト比をより一層高くすることができる。上記偏光度は、分光光度計［村上色彩技術研究所（株）製  製品名「ＤＯＴ−３」］を用いて測定することができる。
【００２９】
上記偏光子の偏光度の具体的な測定方法としては、上記偏光子の平行透過率（Ｈ０）および直交透過率（Ｈ９０）を測定し、式：偏光度（％）＝｛（Ｈ０−Ｈ９０）／（Ｈ０＋Ｈ９０）｝１／２×１００より求めることができる。上記平行透過率（Ｈ０）は、同じ偏光子２枚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、上記直交透過率（Ｈ９０）は、同じ偏光子２枚を互いの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。なお、これらの透過率は、ＪｌＳＺ８７０１−１９８２の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値である。
【００３０】
本発明に用いられる偏光子の厚みは、偏光度等の光学特性や、機械的強度等の製造上の利便性などを考慮して適宜に選択され得る。当該厚みは、好ましくは１μｍ〜８０μｍであり、さらに好ましくは１０μｍ〜５０μｍであり、特に好ましくは２０μｍ〜４０μｍである。上記の範囲であれば、液晶表示装置の薄型化に貢献することができる。
【００３１】
上記のような特性を有する偏光子の製法としては、例えば、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繰り出して、水１００重量部に対して０．０１〜０．１重量部のヨウ素を含む水溶液中に浸漬し、速比の異なるロールでフィルムの長手方向に張力を加えながら、膨潤および染色処理を施し、次いで、水１００重量部に対して１〜７重量部のホウ酸と１〜７重量部のヨウ化カリウムとを含む水溶液中に浸漬し、速比の異なるロールでフィルムの長手方向に張力を加えながら、架橋処理を施し、次いで、ヨウ化カリウムを含む水溶液中に浸漬し水洗処理を施し、最後に乾燥オーブンで乾燥させ、水分率を１０〜３０％に調節する工程等を経て、上記高分子フィルムを元長の５〜７倍に延伸することで得ることができる。
【００３２】
Ｃ．第１光学素子
本発明に用いられる第１光学素子２０は、下記式（１）および（２）を満足する。図１および図２を参照すると、第１光学素子２０は、第２光学素子３０と偏光子１０との間に配置される。
２００ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦３５０ｎｍ      …（１）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（２）
【００３３】
本発明において、上記第１光学素子は光の波長（通常、可視光領域）に対して、フィルム面内の位相差値が約１／２であるλ／２板として用いられる。本明細書において「λ／２板」とは、ある特定の振動方向を持った直線偏光を、当該直線偏光の振動方向とは直交する振動方向を持った直線偏光に変換したり、右円偏光を左円偏光（または、左円偏光を右円偏光）に変換したりする機能を有するものをいう。通常、直交配置にした２枚の偏光子は、正面方向からは光漏れは生じにくいが、斜め方向では光漏れが生じ、各偏光子の吸収軸を０°，９０°とした場合に、４５°方位で光漏れ量が最大となる傾向がある。本発明に用いられる第１光学素子は、液晶表示装置の斜め方向で生じる光漏れを低減し、斜め方向のコントラスト比を高くする効果を有することが特徴である。
【００３４】
Ｃ−１．第１光学素子の光学特性
本明細書において、Ｒｅ［５９０］とは、２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定したフィルム面内の位相差値をいう。Ｒｅ［５９０］は、波長５９０ｎｍにおけるフィルムの遅相軸方向、進相軸方向の屈折率をそれぞれ、ｎｘ、ｎｙとし、ｄ（ｎｍ）をフィルムの厚みとしたとき、式：Ｒｅ［５９０］＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求めることができる。なお、遅相軸とはフィルム面内の屈折率の最大となる方向をいう。
【００３５】
本発明に用いられる第１光学素子のＲｅ［５９０］は、２００ｎｍ〜３５０ｎｍであり、さらに好ましくは２４０ｎｍ〜３００ｎｍであり、特に好ましくは２６０ｎｍ〜２８０ｎｍである。上記Ｒｅ［５９０］を測定波長の約１／２とすることによって、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。
【００３６】
本明細書において、Ｒｔｈ［５９０］とは、２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した厚み方向の位相差値をいう。Ｒｔｈ［５９０］は、波長５９０ｎｍにおけるフィルムの遅相軸方向、厚み方向の屈折率をそれぞれ、ｎｘ、ｎｚとし、ｄ（ｎｍ）をフィルムの厚みとしたとき、式：Ｒｔｈ［５９０］＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄによって求めることができる。
【００３７】
本発明に用いられる第１光学素子のＲｔｈ［５９０］は、Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］を満足する範囲において、好ましくは５０ｎｍ〜２７０ｎｍであり、さらに好ましくは６０ｎｍ〜２３０ｎｍであり、特に好ましくは６５ｎｍ〜２１０ｎｍである。上記Ｒｔｈ［５９０］は、後述する厚み方向の位相差値とフィルム面内の位相差値との比（Ｎｚ係数ともいう）に応じて、適宜選択され得る。
【００３８】
Ｒｅ〔５９０〕およびＲｔｈ〔５９０〕は、王子計測機器（株）製  商品名「ＫＯＢＲＡ２１−ＡＤＨ」〕を用いても求めることができる。２３℃における波長５９０ｎｍのフィルム面内の位相差値（Ｒｅ）、遅相軸を傾斜軸として４０度傾斜させて測定した位相差値（Ｒ４０）、位相差フィルムの厚み（ｄ）および位相差フィルムの平均屈折率（ｎ０）を用いて、以下の式（ｉ）〜（ｖｉ）からコンピュータ数値計算によりｎｘ、ｎｙおよびｎｚを求め、次いで式（ｉｖ）によりＲｔｈを計算できる。ここで、φおよびｎｙ’はそれぞれ以下の式（ｖ）および（ｖｉ）で示される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ                    …（ｉ）
Ｒ４０＝（ｎｘ−ｎｙ’）×ｄ／ｃｏｓ（φ）  …（ｉｉ）
（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３＝ｎ０              …（ｉｉｉ）
Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄ                  …（ｉｖ）
φ ＝ｓｉｎ−１[ｓｉｎ（４０°）／ｎ０]      …（ｖ）
ｎｙ’＝ｎｙ×ｎｚ[ｎｙ２×ｓｉｎ２（φ）＋ｎｚ２×ｃｏｓ２（φ）]１／２  …（ｖｉ）
【００３９】
本明細書において、Ｒｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］は、２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した厚み方向の位相差値とフィルム面内の位相差値との比をいう（Ｎｚ係数ともいう）。
【００４０】
上記第１光学素子のＮｚ係数は、１より小さいことが好ましい。Ｎｚ係数を１より小さくすることにより、位相差値の角度依存性を小さくし、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高くすることができる。したがって、第１光学素子は、Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］であるものが好適に用いられる。上記第１光学素子のＮｚ係数のさらに好ましい範囲は、液晶表示装置の構成等に応じて適切選択され得る。例えば、上記第１光学素子のＮｚ係数は、好ましくは０．２０〜０．８０である。なお、本発明の偏光素子を液晶セルの上下に配置する場合、上下に使用される第１光学素子のＮｚ係数は、それぞれ同じであってもよく異なっていてもよい。
【００４１】
液晶セルの上下に同じＮｚ係数を有する第１光学素子が用いられる場合には、第１光学素子のＮｚ係数は、それぞれ実質的に０．７５であるもの、またはそれぞれ実質的に０．２５であるものが好ましい。液晶セルの上下に異なるＮｚ係数を有する第１光学素子が用いられる場合には、一方の第１光学素子のＮｚ係数は実質的に０．７５であるもの、他方は実質的に０．２５であるものが好ましく用いられる。なお、本明細書において、「実質的に０．７５」とはＮｚ係数が０．７５±０．０５である場合を包含し、好ましくは０．７５±０．０３であり、特に好ましくは０．７５±０．０２である。また、「実質的に０．２５」とはＮｚ係数が０．２５±０．０５である場合を包含し、好ましくは０．２５±０．０３であり、特に好ましくは０．２５±０．０２である。
【００４２】
本発明においては、好ましくは、液晶セルの上下に異なるＮｚ係数を有する第１光学素子が組み合わせて用いられる。さらに好ましくは、一方にＮｚ係数が実質的に０．７５であるもの、他方にＮｚ係数が実質的に０．２５であるものが組み合わせて用いられる。このように組み合わせて用いることで、液晶表示装置のコントラスト比と、見る角度に伴って変化する画像の色づき（斜め方向のカラーソフトともいう）を、著しく低減することができる。Ｎｚ係数が異なる２つの第１光学素子を液晶セルの上下に配置することにより、位相差値の波長依存性が大きな材料（例えば、ポリカーボネート）を用いた場合であっても、位相差値の波長依存性が互いに補償され、広い波長領域で、かつ、角度にも依存せずに、光学補償ができるからである。
【００４３】
上記第１光学素子の２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【００４４】
Ｃ−２．第１光学素子の配置手段
図２を参照すると、第１光学素子２０を偏光子１０と第２光学素子３０との間に配置する方法としては、目的に応じて任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、上記第１光学素子３０は、その両側に接着剤層または粘着剤層（図示せず）を設け、偏光子１０および第２光学素子３０に接着させる。各光学素子の隙間をこのように接着剤層または粘着剤層で満たすことによって、液晶表示装置に組み込んだ際に、各光学素子の光学軸の関係がずれることを防止したり、各光学素子同士が擦れて傷ついたりすることを防ぐことができる。また、各光学素子の層間の界面反射を少なくし、液晶表示装置に用いた際にコントラストを高くすることもできる。
【００４５】
上記接着剤層または粘着剤層の厚みは、使用目的や接着力などに応じて適宜、適切な範囲に決定できる。好ましくは１μｍ〜５００μｍであり、さらに好ましくは５μｍ〜２００μｍであり、特に好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。
【００４６】
上記接着剤層または粘着剤層を形成する接着剤または粘着剤としては、任意の適切な接着剤または粘着剤が採用され得る。例えば、熱可塑性接着剤、ホットメルト接着剤、ゴム系接着剤、熱硬化性接着剤、モノマー反応型接着剤、無機系接着剤、天然物接着剤、溶剤型粘着剤、非水系エマルジョン型粘着剤、水系粘着剤、ホットメルト粘着剤、液状硬化型接着剤、硬化型接着剤、カレンダー法による接着剤等を適宜に選択して用いることができる。特に、光学透明性に優れ、適度なぬれ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性に優れるという点で、アクリル系ポリマーをベースポリマーとする溶剤型粘着剤が好ましく用いられる。
【００４７】
本発明に用いられる第１光学素子は、好ましくは、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と実質的に平行または直交となるように配置される。さらに好ましくは、第１光学素子は、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と実質的に平行となるように配置される。ロール作製が可能で、貼り合せが容易となり、結果として、製造効率が大幅に向上し得るからである。なお、本明細書において「実質的に平行」とは、第１光学素子の遅相軸と隣接する偏光子の吸収軸とのなす角度が０°±２．０°である場合を包含し、好ましくは０°±１．０°であり、さらに好ましくは０°±０．５°である。また、「実質的に直交」とは、第１光学素子の遅相軸と隣接する偏光子の吸収軸とのなす角度が９０°±２．０°である場合を包含し、好ましくは９０°±１．０°であり、さらに好ましくは９０°±０．５°である。これらの角度範囲から外れる程度が大きくなるほど、偏光素子の偏光度が低下し、液晶表示装置に用いた際に、正面および斜め方向のコントラスト比が低下する傾向がある。
【００４８】
Ｃ−３．第１光学素子の構成
第１光学素子の構成（積層構造）は、上記Ｃ−１項に記載の光学特性を満足するものであれば、特に制限はない。具体的には、第１光学素子は、位相差フィルム単独であってもよく、２枚以上の位相差フィルムで構成される積層体であってもよい。好ましくは、第１光学素子は、単独の位相差フィルムである。偏光子の収縮応力やバックライトの熱による位相差値のズレやムラを低減し、かつ、液晶パネルを薄くすることができるからである。第１光学素子が積層体である場合には、接着剤層や粘着剤層を含んでもよい。積層体が２枚以上の位相差フィルムを含む場合には、これらの位相差フィルムは、同一であっても異なっていてもよい。なお、位相差フィルムの詳細についてはＣ−４項で後述する。
【００４９】
第１光学素子に用いられる位相差フィルムのＲｅ［５９０］は、用いられる位相差フィルムの枚数によって、適宜選択することができる。例えば、第１光学素子が位相差フィルム単独で構成される場合には、位相差フィルムのＲｅ［５９０］は、第１光学素子のＲｅ［５９０］と等しくすることが好ましい。従って、偏光子や液晶セルに上記第１光学素子を積層する際に用いられる粘着剤層や接着剤層等の位相差は、できる限り小さいことが好ましい。また、例えば、第１光学素子が２枚以上の位相差フィルムを含む積層体である場合には、それぞれの位相差フィルムのＲｅ［５９０］の合計が、第１光学素子のＲｅ［５９０］と等しくなるように設計することが好ましい。具体的には、２枚の位相差フィルムを用いる場合、それぞれの位相差フィルムは、Ｒｅ［５９０］が１００〜１７５ｎｍであるものが好ましく用いられる。また、２枚の位相差フィルムの遅相軸は、それぞれ平行に積層されることが好ましい。
【００５０】
また、上記位相差フィルムのＲｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］（Ｎｚ係数ともいう）は、用いられる位相差フィルムの枚数によらず、上記第１光学素子のＮｚ係数と等しくすることが好ましい。例えば、Ｎｚ係数が０．７５であり、Ｒｅ［５９０］が２８０ｎｍの光学素子は、Ｎｚ係数が０．７５でありＲｅ［５９０］が１４０ｎｍである２枚の位相差フィルムを、遅相軸が互いに平行となるように積層して得ることができる。また例えば、Ｎｚ係数が０．２５である光学素子を２枚の位相差フィルムで作製する場合も、上述した方法が適用可能である。なお、簡単のため、位相差フィルムが２枚以下の場合についてのみ示したが、３枚以上の位相差フィルムを含む積層体についても同様の方法が適用可能であることはいうまでもない。
【００５１】
上記第１光学素子の全体厚みは、好ましくは５０μｍ〜２４０μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１５０μｍ、最も好ましくは５０μｍ〜１２０μｍである。第１光学素子がこのような範囲の厚みを有することにより、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００５２】
Ｃ−４．第１光学素子に用いられる位相差フィルム
第１光学素子に用いられる位相差フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるものが好ましく用いられる。上記位相差フィルムは、好ましくは、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムである。なお、本明細書において、「延伸フィルム」とは、適当な温度で未延伸のフィルムに張力を加え、または予め延伸されたフィルムに張力を加えて、特定の方向に分子の配向を高めたフィルムをいう。
【００５３】
上記位相差フィルムの２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【００５４】
上記位相差フィルムの光弾性係数の絶対値Ｃ［５９０］（ｍ２／Ｎ）は、好ましくは２．０×１０−１３〜１．０×１０−８であり、さらに好ましくは１．０×１０−１２〜１．０×１０−９であり、特に好ましくは１．０×１０−１２〜５．０×１０−１０である。上記の範囲とすることによって、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００５５】
上記位相差フィルムの厚みは、目的や第１光学素子の積層構造に応じて適宜選択され得る。好ましくは２０μｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは３０μｍ〜８０μｍであり、特に好ましくは、４０μｍ〜８０μｍである。上記の範囲であれば、機械的強度や表示均一性に優れ、上記Ｃ−１項に記載の光学特性を満足する位相差フィルムを得ることができる。
【００５６】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを得る方法としては、任意の適切な成形加工法が用いられ、例えば、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、粉末成形法、ＦＲＰ成形法、および注型（キャスティング）法等から適宜、適切なものが選択され得る。これらの製法の中でも、押出成形法または注型（キャスティング）法が好ましい。得られる位相差フィルムの平滑性を高め、良好な光学的均一性を得ることができるからである。上記押出成形法は、具体的には、主成分となる熱可塑性樹脂、可塑剤、添加剤等を含む樹脂組成物を加熱溶融し、これをＴダイ等を用いてキャスティングロールの表面に薄膜状に押出して、冷却させてフィルムを製造する方法である。上記注型（キャスティング）法は、具体的には、主成分となる熱可塑性樹脂、可塑剤、添加剤等を含む樹脂組成物を溶剤に溶解した濃厚溶液（ドープ）を脱泡し、エンドレスステンレススチールベルトまたは回転ドラム表面に均一に薄膜状に流延し、溶剤を蒸発させてフィルムを製造する方法である。なお、成形条件は、用いる樹脂の組成や種類、成形加工法等によって、適宜選択され得る。
【００５７】
上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン、ポリ塩化ビニル、セルロースアセテート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の汎用プラスチック；ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等の汎用エンジニアリングプラスチック；ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン等のスーパーエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。また、上記の熱可塑性樹脂は、任意の適切なポリマー変性を行ってから用いることもできる。上記のポリマー変性の具体例としては、共重合、分岐、架橋、分子末端、および立体規則性等の変性が挙げられる。また、上記の熱可塑性樹脂を２種類以上混合して用いてもよい。第１光学素子に用いられる材料としては、これらの中でも、ポリカーボネートが好ましい。透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れ、かつ、位相差値の発現性や位相差値の制御のし易さに優れるからである。
【００５８】
上記ポリカーボネートとしては、芳香族２価フェノール成分とカーボネート成分とからなる芳香族ポリカーボネートが好ましく用いられる。芳香族ポリカーボネートは、通常、芳香族２価フェノール化合物とカーボネート前駆物質との反応によって得ることができる。具体的には、芳香族２価フェノール化合物を苛性アルカリおよび溶剤の存在下でホスゲンを吹き込むホスゲン法、あるいは、芳香族２価フェノール化合物とビスアリールカーボネートとを触媒の存在下でエステル交換させるエステル交換法により得ることができる。
【００５９】
上記芳香族２価フェノール化合物の具体例としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジプロピルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。なお、これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
上記カーボネート前駆物質としては、ホスゲン、上記２価フェノール類のビスクロロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等が挙げられ、なかでもホスゲン、ジフェニルカーボネートが好ましい。
【００６１】
第１光学素子にポリカーボネートが用いられる場合は、市販のポリカーボネートフィルムをそのまま用いてもよく、延伸処理や表面処理などの２次加工を施してから用いてもよい。市販のポリカーボネートフィルムとしては、具体的には、帝人化成（株）製  商品名「ピュアエースシリーズ」、（株）カネカ製  商品名「エルメックシリーズ」（Ｒ１４０，Ｒ４３５等）、日本ＧＥプラスチックス製  商品名「イルミネックスシリーズ」等が挙げられる。
【００６２】
上記ポリカーボネートは、テトラヒドロフラン溶媒によるゲル・パーミエーション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法で測定した重量平均分子量が、好ましくは５，０００〜５００，０００であり、さらに好ましくは１０，０００〜３００，０００であり、特に好ましくは、２０，０００〜２００，０００である。上記の範囲であれば、機械的強度、熱安定性、延伸性等に優れるものを得ることができる。
【００６３】
第１光学素子に用いられる位相差フィルムは、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの両面に収縮性フィルムを貼り合せて、ロール延伸機にて縦一軸延伸法で加熱延伸して得ることができる。当該収縮性フィルムは、加熱延伸時に延伸方向と直交する方向の収縮力を付与し、厚み方向の屈折率（ｎｚ）を高めるために用いられる。上記高分子フィルムの片面または両面に上記収縮性フィルムを貼り合せる方法としては、特に制限はないが、上記高分子フィルムと上記収縮性フィルムとの間に、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤層を設けて接着する方法が、作業性、経済性に優れる点から好ましい。
【００６４】
上記収縮性フィルムは、１４０℃におけるフィルム長手方向の収縮率：Ｓ（ＭＤ）が４．７％〜６．７％であって、幅方向の収縮率：Ｓ（ＴＤ）が６．６％〜８．６％であるものが好ましく用いられる。上記収縮率Ｓ（ＭＤ）およびＳ（ＴＤ）は、ＪＩＳ  Ｚ  １７１２−１９９７の加熱収縮率Ａ法に準じて求めることができる（ただし、加熱温度は１２０℃に代えて１４０℃とし、試験片に荷重３ｇを加えたことが異なる）。
【００６５】
上記収縮性フィルムは、好ましくは、二軸延伸フィルムおよび一軸延伸フィルム等の延伸フィルムである。上記収縮性フィルムは、例えば、押出法によりシート状に成形された未延伸フィルムを同時二軸延伸機等で所定の倍率に縦および／または横方向に延伸して得ることができる。なお、成形および延伸条件は、用いる樹脂の組成や種類や目的に応じて、適宜選択され得る。
【００６６】
上記収縮性フィルムを形成する材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等が挙げられる。本発明に用いられる収縮性フィルムとしては、これらのなかでも、特に、機械的強度、熱安定性、表面均一性等に優れる点で、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが好ましく用いられる。
【００６７】
また、上記収縮性フィルムとしては、本発明の目的を満足するものであれば、一般包装用、食品包装用、パレット包装用、収縮ラベル用、キャップシール用、および電気絶縁用等の用途に使用される市販の収縮性フィルムも適宜、選択して用いることができる。これら市販の収縮性フィルムは、そのまま用いてもよく、延伸処理や収縮処理などの２次加工を施してから用いてもよい。市販の収縮性フィルムの具体例としては、王子製紙（株）製  商品名「アルファンシリーズ」、グンゼ（株）製  商品名「ファンシートップシリーズ」、東レ（株）製  商品名「トレファンシリーズ」、サン・トックス（株）  商品名「サントックス−ＯＰシリーズ」、東セロ（株）  商品名「トーセロＯＰシリーズ」等が挙げられる。
【００６８】
熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムと収縮性フィルムとの積層体を延伸する際の延伸オーブン内の温度（延伸温度）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。好ましくは、上記高分子フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）に対し、Ｔｇ＋１℃〜Ｔｇ＋３０℃の範囲であること好ましい。位相差値が幅方向で均一になり易く、かつ、フィルムが結晶化（白濁）しにくいからである。より具体的には、上記延伸温度は、好ましくは１１０℃〜１８５℃であり、さらに好ましくは１２０℃〜１８０℃であり、特に好ましくは１３５℃〜１７５℃である。
【００６９】
また、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムと収縮性フィルムとの積層体を延伸する際の延伸する倍率（延伸倍率）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。上記延伸倍率は、好ましくは１．０２倍〜１．７０倍であり、さらに好ましくは１．０２倍〜１．５０倍であり、特に好ましくは１．０２倍〜１．３０倍である。Ｎｚ係数が０．７５である位相差フィルムを作製する場合の延伸倍率は、好ましくは１．０５倍〜１．０７倍であり、Ｎｚ係数が０．２５である位相差フィルムを作製する場合の延伸倍率は、好ましくは１．０２倍〜１．０５倍である。上記の延伸条件であれば、上記Ｃ−１項に記載の光学特性を満足し得るのみならず、光学均一性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
【００７０】
Ｄ．第２光学素子
本発明に用いられる第２光学素子は、下記式（３）および（４）を満足する。図１および図２を参照すると、第２光学素子３０は、第１光学素子２０と第３光学素子４０との間に配置される。
７０ｎｍ≦Ｒｅ［５９０］≦２１０ｎｍ      …（３）
Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］        …（４）
【００７１】
本発明において、上記第２光学素子は光の波長（通常、可視光領域）に対して、フィルム面内の位相差値が約１／４であるλ／４板として用いられる。本明細書において「λ／４板」とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光（または、円偏光を直線偏光）に変換する機能を有するものをいう。本発明においては、２枚のλ／４板を液晶セルの上下に配置することが好ましい。このようにすることによって、液晶セルに透過する光を円偏光または楕円偏光とすることができる。その結果、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を向上させることができる。さらに、直線偏光が液晶セルを透過する場合に生じる悪影響を排除することができる。直線偏光が液晶セルを透過する場合に生じる悪影響とは、例えば、液晶セルの旋光性に起因する光漏れ（コントラストの低下）や、液晶分子のディスクリネーションに起因する液晶表示装置の輝度の低下などが挙げられる。
【００７２】
Ｄ−１．第２光学素子の光学特性
本発明に用いられる第２光学素子のＲｅ［５９０］は、７０ｎｍ〜２１０ｎｍであり、好ましくは１００ｎｍ〜１８０ｎｍであり、さらに好ましくは１２０ｎｍ〜１６０ｎｍであり、特に好ましくは１３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。上記Ｒｅ［５９０］は、測定波長の約１／４とすることによって、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。
【００７３】
上記第２光学素子のＲｔｈ［５９０］は、好ましくは３５〜１０５ｎｍであり、さらに好ましくは５０〜９０ｎｍであり、特に好ましくは６０〜８０ｎｍであり、最も好ましくは６５〜７５ｎｍである。上記Ｒｔｈ［５９０］は、上記Ｒｅ［５９０］の約１／２とすることによって、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。
【００７４】
上記第２光学素子のＲｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］（Ｎｚ係数ともいう）は、１より小さくすることが好ましい。Ｎｚ係数を１より小さくすることにより、位相差値の角度依存性を小さくし、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。したがって、第２光学素子は、Ｒｅ［５９０］＞Ｒｔｈ［５９０］であるものが好適に用いられる。より具体的には、上記第２光学素子のＮｚ係数は、好ましくは０．２〜０．８であり、さらに好ましくは０．３〜０．７であり、特に好ましくは０．４〜０．６であり、最も好ましくは０．５である。Ｎｚ係数を０．５とすることによって、角度によらず位相差値がほぼ一定の特性を達成することができ、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。
【００７５】
Ｄ−２．第２光学素子の配置手段
図２を参照すると、第２光学素子３０を第１光学素子２０と第３光学素子４０との間に配置する方法としては、目的に応じて任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、第２光学素子３０は、その両側に接着剤層または粘着剤層（図示せず）を設け、第１光学素子２０と第３光学素子４０に接着させる。各光学素子の隙間をこのように接着剤層または粘着剤層で満たすことによって、液晶表示装置に組み込んだ際に、各光学素子の光学軸の関係がずれることを防止したり、各光学素子同士が擦れて傷ついたりすることを防ぐことができる。また、各光学素子の層間の界面反射を少なくし、液晶表示装置に用いた際にコントラストを高くすることもできる。
【００７６】
上記接着剤層または粘着剤層の厚み、および接着剤層または粘着剤層を形成する接着剤または粘着剤の種類は、上記Ｃ−２項に記載のとおりである。
【００７７】
上記第２光学素子を配置する方向は、当該第２光学素子を構成する位相差フィルムの枚数によって異なる。第２光学素子の構成については、次のＤ−３項で詳細に説明する。
【００７８】
Ｄ−３．第２光学素子の構成
第２光学素子の構成（積層構造）は、上記Ｄ−１項に記載の光学特性を満足するものであれば、特に制限はない。具体的には、第２光学素子は、位相差フィルム単独であってもよく、２枚以上の位相差フィルムで構成される積層体であってもよい。好ましくは、第２光学素子は、２枚以上の位相差フィルムで構成される積層体であり、さらに好ましくは３枚の位相差フィルムで構成される積層体である。第２光学素子として積層体を採用することにより、例えば、位相差フィルムを形成する材料が大きな位相差値の波長依存性を有するもの（例えば、ポリカーボネート）であっても、第２光学素子全体として位相差値の波長依存性の小さいもの（すなわち、広い波長領域で一定の位相差値を示すもの）とすることができる。その結果、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高くすることができ、かつ、斜め方向のカラーシフトも小さくすることができる。第２光学素子が積層体である場合には、接着剤層や粘着剤層を含んでもよい。積層体が２枚以上の位相差フィルムを含む場合には、これらの位相差フィルムは、同一であっても異なっていてもよい。なお、位相差フィルムの詳細についてはＤ−４項で後述する。
【００７９】
第２光学素子に用いられる位相差フィルムのＲｅ［５９０］および遅相軸の角度は、用いられる位相差フィルムの枚数によって、適宜選択することができる。
【００８０】
図３は、第２光学素子の１つの実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。本実施形態は、第２光学素子３０が単独の位相差フィルム３１で構成される場合である。図３（ａ）および（ｂ）において、位相差フィルム３１は、その遅相軸と隣接する偏光子１０の吸収軸とのなす角度がαとなるように配置される。角度αは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは４５°±２．０°であり、さらに好ましくは４５°±１．０°であり、特に好ましくは４５°±０．５°である。
【００８１】
また、図３に示す実施形態においては、位相差フィルム３１のＲｅ［５９０］は、第２光学素子３０のＲｅ［５９０］と等しくすることが好ましい。具体的には、位相差フィルム３１のＲｅ［５９０］は、好ましくは７０ｎｍ〜２１０ｎｍであり、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１８０ｎｍであり、特に好ましくは１２０ｎｍ〜１６０ｎｍであり、最も好ましくは１３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。なお、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、偏光子１０の吸収軸と第１光学素子２０の遅相軸とは、互いに平行であっても直交であってもよい。
【００８２】
図４は、第２光学素子の別の実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子（の構成部材）の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。本実施形態は、第２光学素子３０が、２枚の位相差フィルム（すなわち、第１の位相差フィルム３２および第２の位相差フィルム３３）で構成される場合である。図４（ａ）および（ｂ）において、第１の位相差フィルム３２は、その遅相軸と偏光子１０の吸収軸とのなす角度がαとなるように配置される。さらに、第２の位相差フィルム３３は、その遅相軸と偏光子１０の吸収軸とのなす角度がβとなるように配置される。なお、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、偏光子１０の吸収軸と第１光学素子２０の遅相軸とは、互いに平行であっても直交であってもよい。
【００８３】
好ましくは、上記角度αとβは、下記式（７）の関係を満足する：
２α＋４０°＜β＜２α＋５０°  ・・・（７）。
角度αと角度βとの関係は、さらに好ましくは２α＋４２°＜β＜２α＋４８°であり、とりわけ好ましくは２α＋４３°＜β＜２α＋４７°であり、最も好ましくはβ＝２α＋４５°である。より具体的には、角度αは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは１５°〜２０°または７０°〜７５°であり、さらに好ましくは１６°〜１８°または７２°〜７３°であり、最も好ましくは１７．５°または７２．５°である。したがって、最も好ましい実施形態（β＝２α＋４５°）においては、角度βは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは７５°〜８５°または５°〜１５°であり、さらに好ましくは７７°〜８１°であり、最も好ましくは８０°または１０°である。
【００８４】
好ましくは、第１の位相差フィルム３２はλ／２板であり、第２の位相差フィルム３３はλ／４板である。このような場合には、上記第１の位相差フィルム３２のＲｅ［５９０］は、好ましくは２００ｎｍ〜３５０ｎｍであり、さらに好ましくは２４０ｎｍ〜３００ｎｍであり、特に好ましくは２６０ｎｍ〜２８０ｎｍである。上記第２の位相差フィルム３３のＲｅ［５９０］は、好ましくは１００ｎｍ〜１８０ｎｍであり、特に好ましくは１２０ｎｍ〜１６０ｎｍであり、最も好ましくは１３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００８５】
図４の実施形態においては、２枚の位相差フィルムを用いて第２光学素子を構成することによって、各位相差フィルムの持つ位相差値の波長依存性を補償し、広い波長領域で位相差値が１／４となるようにすることができる。その結果、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比やカラーシフトをより一層改善することができる。
【００８６】
図５は、第２光学素子のさらに別の実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子（の構成部材）の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。本実施形態は、第２光学素子３０が、３枚の位相差フィルム（すなわち、第３の位相差フィルム３４、第４の位相差フィルム３５および第５の位相差フィルム３６）で構成される場合である。図５（ａ）および（ｂ）において、第３の位相差フィルム３４は、その遅相軸と偏光子１０の吸収軸とのなす角度がαとなるように配置される。第４の位相差フィルム３５は、その遅相軸と偏光子１０の吸収軸とのなす角度がβとなるように配置される。さらに、第５の位相差フィルム３６は、その遅相軸と偏光子１０の吸収軸とのなす角度がγとなるように配置される。なお、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、偏光子１０の吸収軸と第１光学素子２０の遅相軸とは、互いに平行であっても直交であってもよい。
【００８７】
好ましくは、上記角度α、βおよびγは、下記式（８）の関係を満足する：
２（β−α）＋４０°＜γ＜２（β−α）＋５０°  ・・・（８）。
角度α、βおよびγの関係は、さらに好ましくは２（β−α）＋４２°＜γ＜２（β−α）＋４８°であり、とりわけ好ましくは２（β−α）＋４３°＜γ＜２（β−α）＋４７°であり、最も好ましくはγ＝２（β−α）＋４５°である。より具体的には、角度αは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは８１°〜８７°であり、さらに好ましくは８２°〜８６°であり、特に好ましくは８３°〜８５°である。また、角度βは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは５２°〜６２°であり、さらに好ましくは５４°〜６０°であり、特に好ましくは５６°〜５８°である。したがって、最も好ましい実施形態（γ＝２（β−α）＋４５°）においては、角度γは、偏光子１０の吸収軸に対して時計まわりまたは反時計まわりに、好ましくは１６５°〜１７７°であり、さらに好ましくは１６７°〜１７５°であり、特に好ましくは１６９°〜１７３°である。
【００８８】
好ましくは、第３の位相差フィルム３４はλ／２板であり、第４の位相差フィルム３５はλ／２板であり、第５の位相差フィルム３６はλ／４板である。このような場合には、上記第３の位相差フィルム３４のＲｅ［５９０］は、好ましくは２００ｎｍ〜３５０ｎｍであり、さらに好ましくは２４０ｎｍ〜３００ｎｍであり、特に好ましくは２６０ｎｍ〜２８０ｎｍである。上記第４の位相差フィルム３５のＲｅ［５９０］は、好ましくは２００ｎｍ〜３５０ｎｍであり、さらに好ましくは２４０ｎｍ〜３００ｎｍであり、特に好ましくは２６０ｎｍ〜２８０ｎｍである。上記第５の位相差フィルム３６のＲｅ［５９０］は、好ましくは１００ｎｍ〜１８０ｎｍであり、特に好ましくは１２０ｎｍ〜１６０ｎｍであり、最も好ましくは１３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００８９】
図５の実施形態においては、上述のように３枚の位相差フィルムを用いて第２光学素子を構成することによって、各位相差フィルムの持つ位相差値の波長依存性をより正確に補償し、可視光のほぼ波長全域で位相差値が１／４となるようにすることができる。その結果、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比やカラーシフトを著しく改善することができる。
【００９０】
なお、上述したような第２光学素子が２枚以上の位相差フィルムで構成される場合、各位相差フィルムのＮｚ係数は、用いられる位相差フィルムの枚数やＲｅ［５９０］にはよらず、好ましくは０．２〜０．８であり、さらに好ましくは０．３〜０．７であり、特に好ましくは０．４〜０．６であり、最も好ましくは０．５である。また、上記Ｃ−３項で述べたように、例えば、Ｒｅ［５９０］が１４０ｎｍでありＮｚ係数が０．５である光学素子を２枚の位相差フィルムで構成することも可能である。この場合は、Ｒｅ［５９０］が７０ｎｍであり、Ｎｚ係数が０．５である位相差フィルム２枚をそれぞれの遅相軸が平行になるように積層すればよい。
【００９１】
上記第２光学素子３０の全体厚みは、目的や積層構造によって変化し得るが、好ましくは６０μｍ〜５００μｍ、さらに好ましくは９０μｍ〜３００μｍ、最も好ましくは１２０μｍ〜２５０μｍである。第１光学素子がこのような範囲の厚みを有することにより、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００９２】
上記第２光学素子３０の２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【００９３】
Ｄ−４．第２光学素子に用いられる位相差フィルム
第２光学素子に用いられる位相差フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるものが好ましく用いられる。上記位相差フィルムとして好ましくは、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムである。
【００９４】
上記位相差フィルムの２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【００９５】
上記位相差フィルムの光弾性係数の絶対値Ｃ［５９０］（ｍ２／Ｎ）は、好ましくは２．０×１０−１３〜１．０×１０−１０であり、さらに好ましくは１．０×１０−１２〜１．０×１０−１０であり、特に好ましくは１．０×１０−１２〜８．０×１０−１１である。上記の範囲とすることによって、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００９６】
上記位相差フィルムの厚みは、目的や第２光学素子の積層構造に応じて適宜選択され得る。好ましくは２０μｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは３０μｍ〜８０μｍであり、特に好ましくは、４０〜６５μｍである。上記の範囲であれば、機械的強度や表示均一性に優れ、上記Ｄ−１項に記載の光学特性を満足する位相差フィルムを得ることができる。
【００９７】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを得る方法としては、特に制限はなく、例えば、上記Ｃ−４項に記載したのと同様の成形加工法が挙げられる。第２光学素子に用いられる高分子フィルムを得るための好ましい成形加工法は、押出成形法および注型（キャスティング）法である。得られる位相差フィルムの平滑性を高め、良好な光学的均一性を得ることができるからである。なお、成形条件は、用いる樹脂の組成や種類、成形加工法等によって、適宜選択され得る。
【００９８】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを形成する材料は、上記Ｃ−４項に記載したものと同様の熱可塑性樹脂が挙げられる。第２光学素子の材料としては、これらの中でもポリカーボネートが好ましく用いられる。透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れ、かつ、位相差値の発現性や位相差値の制御のし易さに優れるからである。第２光学素子にポリカーボネートが用いられる場合、当該ポリカーボネートの具体例もまた、上記Ｃ−４項に記載したとおりである。
【００９９】
第２光学素子に用いられる位相差フィルムは、第１光学素子に用いられる位相差フィルムと同様、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの両面に収縮性フィルムを貼り合せて、ロール延伸機にて縦一軸延伸法で加熱延伸して得ることができる。当該収縮性フィルムも上記Ｃ−４項に記載したのと同様の収縮性フィルムを用いることができる。
【０１００】
熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムと収縮性フィルムとの積層体を延伸する際の延伸オーブン内の温度（延伸温度）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。好ましくは、上記高分子フィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）に対し、Ｔｇ＋１℃〜Ｔｇ＋３０℃の範囲である。位相差値が幅方向で均一になり易く、かつ、フィルムが結晶化（白濁）しにくいからである。より具体的には、上記延伸温度は、好ましくは１１０℃〜１８５℃であり、さらに好ましくは１２０℃〜１８０℃であり、特に好ましくは１３５℃〜１７５℃である。
【０１０１】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムと上記収縮性フィルムとの積層体を延伸する際の延伸する倍率（延伸倍率）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。上記延伸倍率は、好ましくは１．０２倍〜１．７０倍であり、さらに好ましくは１．０２倍〜１．５０倍であり、特に好ましくは１．０２倍〜１．３０倍である。さらに詳細には、例えばＮｚ係数が０．５のλ／４板を作製する場合の延伸倍率は、好ましくは１．１０倍〜１．４０倍である。また例えば、Ｎｚ係数が０．５のλ／２板を作製する場合の延伸倍率は、好ましくは１．０５倍〜１．１５倍である。上記の延伸条件であれば、上記Ｄ−１項に記載の光学特性を満足し得るのみならず、光学均一性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
【０１０２】
Ｅ．第３光学素子
本発明に用いられる第３光学素子は、下記式（５）および（６）を満足する。図１および図２を参照すると、第３光学素子４０は、第２光学素子３０の表面（第１光学素子が積層されない側）に配置される。
Ｒｅ［５９０］＞０ｎｍ                …（５）
Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］        …（６）
【０１０３】
本発明において、第３光学素子は液晶セルの位相差値を光学的に補償し、キャンセルするために用いられる。図６は、第３光学素子を用いて液晶セルの位相差値をキャンセルする方法を説明する代表的な概念図である。本明細書において、「液晶セルの位相差値をキャンセルする」とは、液晶セルと光学素子との積層体が実質的にｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚの関係を有する実質的に等方的な屈折率分布となるように、光学的に補償することをいう。図６に示すように、例えば、屈折率分布がｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの関係を示す液晶セルの位相差値をキャンセルするためには、好ましくは、屈折率分布がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を示す第３光学素子を互いの遅相軸が直交するように配置する。ここで、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を示す第３光学素子とは、Ｒｅ［５９０］＞０ｎｍであり、かつＲｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］である光学素子（すなわち、上記式（５）および（６）を満足する光学素子）とも言い換えることができる。
【０１０４】
Ｅ−１．第３光学素子の光学特性
上記第３光学素子のＲｅ［５９０］は、液晶セルのＲｅ［５９０］をキャンセルするために、０ｎｍを超えるものが用いられる。好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍである。本発明の偏光素子がＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置に用いられる場合、上記第３光学素子のＲｅ［５９０］の好ましい範囲は、採用される表示モードにより異なる。なお、ＯＣＢモードの液晶セルについての詳細は、後述する。
【０１０５】
例えば、低電圧印加時に明状態（白表示）となるノーマリーホワイトモードの液晶セルに対しては、高電圧印加時の液晶セルの位相差値をキャンセルすればよく、上記第３光学素子のＲｅ［５９０］は、好ましくは２０〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは３０〜８０ｎｍであり、特に好ましくは４０〜６０ｎｍである。
【０１０６】
一方、低電圧印加時に暗状態（黒表示）となるノーマリーブラックモードの液晶セルに対しては、低電圧印加時の液晶セルの位相差値をキャンセルすればよく、上記第３光学素子のＲｅ［５９０］は、好ましくは１００〜２８０ｎｍであり、さらに好ましくは１１０〜１７０ｎｍであり、特に好ましくは１３０〜１５０ｎｍである。上記の範囲とすることで、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高くすることができる。
【０１０７】
上記第３光学素子のＲｔｈ［５９０］は、液晶セルのＲｔｈ［５９０］をキャンセルするために、好ましくは１００ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは１５０ｎｍ〜８００ｎｍであり、特に好ましくは２００ｎｍ〜６００ｎｍである。上記Ｒｔｈ［５９０］は、液晶セルのＲｔｈ［５９０］とほぼ等しくすることによって、液晶表示装置の斜め方向のコントラスト比を高めることができる。
【０１０８】
上記第３光学素子は、Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］であるものが好ましく用いられる。上記第３光学素子のＲｔｈ［５９０］／Ｒｅ［５９０］（Ｎｚ係数ともいう）は、好ましくは２〜１４であり、さらに好ましくは４〜１２であり、特に好ましくは６〜１０である。上記Ｎｚ係数は、液晶セルのＮｚ係数と実質的に等しくすることによって、液晶セルの異方性を等方的になるように、光学的に補償することができる。このようにすることによって、液晶セルの異方性に起因する液晶表示装置の表示特性への悪影響を排除することができる。
【０１０９】
上記第３光学素子の２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【０１１０】
Ｅ−２．第３光学素子の配置手段
図２を参照すると、第３光学素子４０を第２光学素子３０と液晶セル６０との間に配置する方法としては、目的に応じて任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、第３光学素子４０は、その両側に接着剤層または粘着剤層（図示せず）を設け、第２光学素子３０と液晶セル６０に接着させる。各光学素子の隙間をこのように接着剤層または粘着剤層で満たすことによって、液晶表示装置に組み込んだ際に、各光学素子の光学軸の関係がずれることを防止したり、各光学素子同士が擦れて傷ついたりすることを防ぐことができる。また、各光学素子の層間の界面反射を少なくし、液晶表示装置に用いた際にコントラストを高くすることもできる。
【０１１１】
上記接着剤層または粘着剤層の厚み、および接着剤層または粘着剤層を形成する接着剤または粘着剤の種類は、上記Ｃ−２項に記載のとおりである。
【０１１２】
図７は、上記第３光学素子の好ましい実施形態の代表例において、第３光学素子の遅相軸と液晶セルのラビング方向との関係を説明する概略斜視図である。図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、第３光学素子４０は、その遅相軸が液晶セル６０のラビング方向に対して実質的に直交するように配置される。図７（ａ）〜（ｄ）において、第１光学素子２０の遅相軸と偏光子１０の吸収軸との関係は、平行である場合を示しているが、これは直交であってもよい。なお、本明細書において「ラビング方向」とは、液晶分子の巨視的な配向方向を示すものであって、液晶分子を配向させる手段をラビング処理法のみに限定するものではない。従って、ラビング処理法以外の方法（例えば、光配向法など）を用いて液晶分子を配向させた場合も、その配向方向は「ラビング方向」に包含される。
【０１１３】
本発明において、第３光学素子は、液晶セルの位相差値をキャンセルすることを目的としているので、第３光学素子の遅相軸は、ラビング方向と実質的に直交していればよい。言い換えれば、第３光学素子を偏光子／第１光学素子／第２光学素子の積層体に積層する場合であっても、第３光学素子の遅相軸の方向は、当該積層体の各層の光軸（吸収軸、遅相軸）との関係によって制限されない。例えば、図７（ｂ）および（ｄ）に示すように、第３光学素子は、液晶セルのラビング方向によっては、その遅相軸が隣接する偏光子１０の吸収軸と平行でもなく直交でもない方向に配置され得る。
【０１１４】
Ｅ−３．第３光学素子の構成
第３光学素子の構成（積層構造）は、上記Ｅ−１項に記載の光学特性を満足するものであれば、特に制限はない。具体的には、第３光学素子は、位相差フィルム単独であってもよく、２枚以上の位相差フィルムで構成される積層体であってもよい。好ましくは、第３光学素子は、位相差フィルム単独で構成されることが好ましい。このようにすることによって、光学均一性の良好な液晶表示装置を得ることができる。
【０１１５】
第３光学素子に用いられる位相差フィルムのＲｅ［５９０］および遅相軸の角度は、用いられる位相差フィルムの枚数によって、適宜選択することができる。例えば、第３光学素子が位相差フィルム単独で構成される場合には、位相差フィルムのＲｅ［５９０］およびＲｔｈ［５９０］は、第３光学素子のＲｅ［５９０］およびＲｔｈ［５９０］とそれぞれ等しくすることが好ましい。従って、偏光子や液晶セルに上記第３光学素子を積層する際に用いられる粘着剤層や接着剤層等の位相差は、できる限り小さいことが好ましい。
【０１１６】
また、例えば、第３光学素子として、２枚以上の位相差フィルムを含む積層体をそれぞれの遅相軸が平行となるように配置して用いる場合は、それぞれの位相差フィルムのＲｅ［５９０］の合計が、第３光学素子のＲｅ［５９０］と等しくなるように設計することが好ましい。また、それぞれの位相差フィルムのＲｔｈ［５９０］の合計が、第３光学素子のＲｔｈ［５９０］と等しくなるように設計することが好ましい。例えば、２枚の位相差フィルムをそれぞれの遅相軸が平行となるように配置して、Ｒｅ［５９０］が１４０ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］が４００ｎｍの第３光学素子を作製する場合には、それぞれの位相差フィルムのＲｅ［５９０］を７０ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］を２００ｎｍとすることができる。あるいは、例えば一方の位相差フィルムのＲｅ［５９０］を１００ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］を３００ｎｍとし、他方の位相差フィルムのＲｅ［５９０］を４０ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］を１００ｎｍとすることもできる。一方、第３光学素子として、２枚以上の位相差フィルムを含む積層体をそれぞれの遅相軸が直交するように配置して用いる場合は、それぞれの位相差フィルムのＲｅ［５９０］は、２枚の位相差フィルムのＲｅ［５９０］の差が第３光学素子のＲｅ［５９０］と等しくなるように設計することが好ましく、また、それぞれの位相差フィルムのＲｔｈ［５９０］は、２枚の位相差フィルムのＲｔｈ［５９０］の和が第３光学素子のＲｅ［５９０］と等しくなるように設計することが好ましい。例えば、２枚の位相差フィルムをそれぞれの遅相軸が直交するように配置して、Ｒｅ［５９０］が５０ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］が４００ｎｍの第３光学素子を作製する場合には、一方の位相差フィルムのＲｅ［５９０］を１５０ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］を２００ｎｍとし、他方の位相差フィルムのＲｅ［５９０］を１００ｎｍおよびＲｔｈ［５９０］を２００ｎｍとすることができる。
【０１１７】
上記第３光学素子の全体厚みは、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、さらに好ましくは２μｍ〜４０μｍ、最も好ましくは２μｍ〜３０μｍである。第３光学素子がこのような範囲の厚みを有することにより、液晶表示装置に用いても、偏光子の収縮やバックライトの熱により表示ムラが生じにくく、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１１８】
Ｅ−４．第３光学素子に用いられる位相差フィルム
第３光学素子に用いられる位相差フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるものが好ましく用いられる。上記位相差フィルムとして好ましくは、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムである。
【０１１９】
上記位相差フィルムの２３℃における波長５９０ｎｍの光で測定した透過率は、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。
【０１２０】
上記位相差フィルムの光弾性係数の絶対値Ｃ［５９０］（ｍ２／Ｎ）は、好ましくは２．０×１０−１３〜１．０×１０−１０であり、さらに好ましくは１．０×１０−１２〜１．０×１０−１０である。上記の範囲とすることによって、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１２１】
第３光学素子に用いられる位相差フィルムの厚みは、目的に応じて適宜選択され得る。好ましくは１μｍ〜３０μｍであり、さらに好ましくは２μｍ〜２０μｍであり、特に好ましくは２μｍ〜１５μｍである。上記の範囲であれば、光学均一性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１２２】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを得る方法としては、特に制限はなく、例えば、上記Ｃ−４項に記載した同様の成形加工法が挙げられる。注型（キャスティング）法が好ましい。得られる位相差フィルムの平滑性を高め、良好な光学的均一性を得ることができるほか、液晶セルを光学的に補償するために好適な、厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）の大きな位相差フィルムを得ることができるからである。なお、成形条件は、用いる樹脂の組成や種類、成形加工法等によって、適宜選択され得る。
【０１２３】
上記注型（キャスティング）法に用いる溶剤としては、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの溶剤は、表面均一性の高い位相差フィルムを得るのに好適である。また、上記溶剤の乾燥温度は、好ましくは５０℃〜２５０℃であり、さらに好ましくは８０℃〜１５０℃である。上記の範囲とすることによって、より一層表面均一性の高い位相差フィルムを得ることができる。
【０１２４】
上記熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを形成する材料は、上記Ｃ−４項に記載したものと同様の熱可塑性樹脂が挙げられる。第３光学素子としては、これらのなかでも、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるほか、厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）の大きくすることができる点で、ポリイミドが好ましく用いられる。さらに好ましくは、透明性、溶解性が高く、分子構造が剛直で直線性が高いポリイミドである。
【０１２５】
上記ポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの反応によって得ることができる。上記テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させる方法としては、例えば、ディーンスターク装置を備えた反応容器中で、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とイソキノリン（触媒）をｍ−クレゾール等の高沸点の有機溶剤に溶解させ、この溶液を攪拌しながら、１７５〜１８０℃で加熱する方法が挙げられる。
【０１２６】
上記テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましく用いられる。さらに好ましくは、２個以上の芳香環が、単結合、エーテル基、ヘキサフルオロプロピレン基、メチレン基、カルボニル基およびスルホン基から選ばれるいずれか１種で結合された部位を含む芳香族テトラカルボン酸二無水物である。このような芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、３，３’−４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビスフェノールＡ酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、２，２’−ジクロロ−４，４’，５，５’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物等が挙げられるが、これらに限定されない。特に、ジアミンとの反応性に優れ、かつ、本発明の目的を満足するポリイミドが得られ得るものとして、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、および２，２’−ジクロロ−４，４’，５，５’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましく用いられる。
【０１２７】
上記ジアミンとしては、芳香族ジアミンが好ましく用いられる。さらに好ましくは、２個以上の芳香環が、単結合、エーテル基、ヘキサフルオロプロピレン基、メチレン基、カルボニル基およびスルホン基から選ばれるいずれか１種で結合された部位を含む芳香族ジアミンである。このような芳香族ジアミンの具体例としては、４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−（９−フルオレニリデン）−ジアニリン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２−ジクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル等が挙げられるが、これらに限定されない。特に、テトラカルボン酸二無水物との反応性に優れ、かつ、本発明の目的を満足するポリイミドが得られ得るものとして、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニルが好ましく用いられる。
【０１２８】
第３光学素子に用いられるポリイミドとして特に好ましくは、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン酸二無水物と、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニルとを反応させて得られる下記式（１）で表される繰り返し単位からなるポリイミドである。
【０１２９】
【化１】
0004731269.tif 000002
【０１３０】
また、第３光学素子にポリイミドが用いられる場合は、市販のポリイミドフィルムをそのまま用いてもよく、延伸処理や表面処理などの２次加工を施してから用いてもよい。市販のポリイミドフィルムとしては、具体的には、日立電線（株）製  商品名「ホピアシリーズ」（ＨＯＰ−４００，ＨＯＰ−５００等）、エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ（株）製  商品名「ＦＬＵＰＩシリーズ」、（株）アイ.エス.テイ製「透明ポリイミドフィルム」等が挙げられる。
【０１３１】
本発明に用いられるポリイミドの重量平均分子量（Ｍｗ）としては、ジメチルホルムアミド溶液（１０ｍＭの臭化リチウムと１０ｍＭのリン酸を加えメスアップして１Ｌのジメチルホルムアミド溶液としたもの）を展開溶媒とするポリエチレンオキサイド標準の重量平均分子量（Ｍｗ）が、２０，０００〜１８０，０００であるものが好ましく用いられる。さらに好ましくは、５０，０００〜１５０，０００であり、特に好ましくは、７０，０００〜１３０，０００である。上記の範囲であれば、機械的強度、熱安定性、寸法安定性等に優れた位相差フィルムを得ることができる。さらに、本発明の偏光素子が高温・高湿下に曝されても光学特性が変化しにくいという効果も有する。
【０１３２】
本発明に用いられるポリイミドのイミド化率としては、特に制限はないが、９０％以上であるものが好ましく用いられる。さらに好ましくは９５％以上であり、特に好ましくは９８％以上である。上記イミド化率は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにて、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸由来のプロトンピークと、ポリイミド由来のプロトンピークとのピーク積分強度比から求めることができる。
【０１３３】
第３光学素子に用いられる位相差フィルムの残留揮発成分量としては、特に制限はないが、好ましくは０を超え５％以下、さらに好ましくは０を超え３％以下である。このような範囲であれば、位相差値の安定性に優れたポリイミドフィルム（結果として、第３光学素子）が得られる。上記ポリイミド層の残留揮発成分量は、２５０℃で１０分間加熱したときの、加熱前後の重量減少量から求めることができる。
【０１３４】
一般的に、ポリイミドに代表される分子構造が剛直で直線性が高い熱可塑性樹脂は、その溶液を基材上に流延し溶剤を蒸発させて成形する過程で、樹脂自身の性質により、分子が自発的に、フィルム面内に配向する傾向がある。すなわち、フィルム面内の屈折率（ｎｘおよびｎｙ）が、厚み方向の屈折率（ｎｚ）よりも大きくなり、厚み方向の複屈折率：Δｎ［ｘｚ］（＝ｎｘ−ｎｚ）を大きくすることができる。すなわち、注型（キャスティング）法により成形された当該熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムは、Ｒｅ［５９０］＜Ｒｔｈ［５９０］の関係を達成することができる。
【０１３５】
上記高分子フィルムの厚み方向の複屈折率（Δｎ［ｘｚ］）としては、好ましくは０．００７〜０．２３であり、さらに好ましくは０．０１５〜０．１２であり、特に好ましくは０．０３〜０．０９である。上記の範囲とすることによって、所望の厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）を有する位相差フィルムを薄く作製することができる。
【０１３６】
第３光学素子に用いられる位相差フィルムを得る方法としては、注型（キャスティング）法により成形された熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムに延伸処理する方法が好ましく用いられる。延伸処理は、当該高分子フィルムに、フィルム面内の位相差値（Ｒｅ）を所望の値に制御するために用いられる。
【０１３７】
上記延伸処理法としては、特に制限はなく、縦一軸延伸法、横一軸延伸法、縦横同時二軸延伸法、縦横逐次二軸延伸法等が挙げられる。上記延伸処理法は、例えば、ロール延伸機、テンター延伸機、または二軸延伸機等の適宜な延伸機を用いて行うことができる。また、上記延伸処理は、２回または３回以上の工程に分けて行うこともできる。延伸処理する方向は、フィルム長手（ＭＤ）方向であってもよく、幅（ＴＤ）方向であってもよい。
【０１３８】
上記延伸処理法としては上述した方法の他にも、特開２００３−２６２７２１号公報の図１に記載の延伸法を用いて、フィルム長手方向に対して斜め方向に延伸することもできる。この場合、第３光学素子と第２光学素子の遅相軸の関係が、それぞれ平行でも直交でもない積層体を製造する場合に、各位相差フィルムの長手方向を揃えて連続的に貼り合せが可能であるため、生産性を大幅に向上させることができる。また、特開２００３−３４４８５６号公報の段落［００２８］の記載のように、プラスチック基材の表面に形成した高分子フィルムを、プラスチック基材ごと延伸することもできる。この場合、当該高分子フィルムの厚みが薄くても、フィルムが破断することなく、幅方向で均一な延伸が可能となる。また、上記プラスチック基材が位相差値を持つ場合は、本発明の目的を満足する範囲において、プラスチック基材と高分子フィルムとの積層体を、そのまま第３光学素子として用いてもよい。本発明に用いられる第３光学素子にポリイミドが用いられる場合は、特に、プラスチック基材の表面に形成した高分子フィルムをプラスチック基材ごと延伸する方法が好ましく用いられる。
【０１３９】
熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを延伸する際の延伸オーブン内の温度（延伸温度）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。延伸温度は、好ましくは１１０℃〜１８５℃であり、さらに好ましくは１２０℃〜１８０℃であり、特に好ましくは１３５℃〜１７５℃である。
【０１４０】
また、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムを延伸する際の延伸する倍率（延伸倍率）は、目的とする位相差値、用いる高分子フィルムの種類や厚み等に応じて適宜選択され得る。上記延伸倍率は、好ましくは１．０２倍〜１．７０倍であり、さらに好ましくは１．０２倍〜１．５０倍であり、特に好ましくは１．０２倍〜１．３０倍である。上記の延伸条件であれば、光学均一性に優れた位相差フィルムを得ることができる。
【０１４１】
Ｆ．偏光素子の保護膜
本発明の偏光素子の第１光学素子、第２光学素子および第３光学素子を接着させない面（すなわち、図１および図２の偏光子１０の外側）には、偏光子の保護膜として透明フィルムを配置することができる。
【０１４２】
上記透明フィルムは、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れるものが好ましい。上記透明フィルムを形成する材料としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、および生分解性プラスチック等が挙げられる。本発明では、これらのなかでも、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムが好ましく用いられる。作業性、製品の品質、経済性に優れるからである。上記熱可塑性樹脂は、非晶性ポリマーであっても、結晶性ポリマーであっても良い。非晶性ポリマーは透明性に優れるという利点を有し、結晶性ポリマーは剛性、強度、耐薬品性に優れるという利点を有する。
【０１４３】
上記透明フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理や、拡散処理（アンチグレア処理ともいう）を適宜、選択して用いることができる。上記ハードコート処理は偏光素子の表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えば、アクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬化や滑り性等に優れる硬化皮膜を上記透明フィルムの表面に形成することができる。上記反射防止処理は、偏光板表面での外光の反射防止を目的に施される。上記アンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光素子から透過してくる光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や、透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて、透明フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。また、上記アンチグレア処理層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【０１４４】
Ｇ．液晶表示装置（液晶パネル）
本発明の偏光素子は、好ましくは液晶セルの片側または両側に配置して液晶パネルとして用いられる。さらに好ましくは、本発明の偏光素子は液晶セル両側に配置して用いられる。当該液晶セルの種類には特に制限はなく、透過型、反射型、反射半透過型いずれの形でも使用することができる。上記液晶セルの駆動モードとしては、例えばツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや、水平配向（ＥＣＢ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モード、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）モード、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）モード等が挙げられる。このうち、本発明の偏光素子は、特にベンドネマチック（ＯＣＢ）モードの液晶セルに用いることが好ましい。
【０１４５】
図８は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。液晶パネル７０は、液晶セル６０と、液晶セル６０の視認側に配置された偏光素子５０と、液晶セル６０のバックライト側に配置された偏光素子５０’とを備える。図示例においては、偏光素子５０および５０’はいずれも、本発明の偏光素子であり、上記Ａ〜Ｆ項で説明したとおりである。すなわち、偏光素子５０は、視認側から順に、偏光子１０と、第１光学素子２０と、第２光学素子３０と、第３光学素子４０とを有する。偏光素子５０’は、バックライト側から順に、偏光子１０’と、第１光学素子２０’と、第２光学素子３０’と、第３光学素子４０’とを有する。偏光子１０および１０’は、代表的には、その吸収軸が互いに直交するように配置される。液晶セル６０は、一対のガラス基板６６，６７と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層６５とを有する。一方のガラス基板６７（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アクティブ素子６８（代表的には、ＴＦＴ）と、このアクティブ素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている（いずれも図示せず）。他方のガラス基板６６（カラーフィルター基板）には、カラーフィルターとしての着色層６１と、遮光層６２（ブラックマトリクスともいう）と、ＩＴＯ層６３が設けられる。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は、スペーサー６４によって制御されている。ガラス基板６６，６７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（図示せず）が設けられている。また、一方の偏光子１０の外側には、保護膜８０が設けられ、さらに該保護膜の外側には、反射防止フィルム９０が設けられる。他方の偏光子１０’の外側にも保護膜８０’が設けられ、さらに該保護膜の外側には、輝度向上フィルム１００が設けられる。液晶表示装置２００は、上記の液晶パネル７０に加え、プリズムシート１１０、導光板１２０、およびランプ１３０から構成されるバックライトユニットが設けられる。
【０１４６】
図９は、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モードの液晶セルおける液晶分子の配向状態を説明する概略斜視図である。ＯＣＢモードは、液晶層６５をいわゆるベンド配向といわれる配向によって構成する表示モードである。ベンド配向とは、図９（ｃ）に示すように、ネマチック液晶分子の配向が基板近傍においては、ほぼ平行の角度（配向角）を有し、配向角は液晶層の中心に向かうに従って基板平面に対して垂直な角度を呈し、液晶層の中心から離れるに従って対向する基板表面と配向になるように漸次連続的に変化し、かつ、液晶層全体にわたってねじれ構造を有しない配向状態をいう。このようなベンド配向は、以下のようにして形成される。図９（ａ）に示すように、何ら電界等を付与していない状態（初期状態）では、液晶分子は実質的にホモジニアス配向をとっている。ただし、液晶分子は、プレチルト角を有し、かつ、基板近傍のプレチルト角とそれに対向する基板近傍のプレチルト角とが異なっている。ここに所定のバイアス電圧（代表的には、１．５Ｖ〜１．９Ｖ）を印加すると（低電圧印加時）、図９（ｂ）に示すようなスプレイ配向を経て、図９（ｃ）に示すようなベンド配向への転移が実現され得る。ベンド配向状態からさらに表示電圧（代表的には、５Ｖ〜７Ｖ）を印加すると（高電圧印加時）、液晶分子は図９（ｄ）に示すように基板表面に対してほぼ垂直に立ち上がる。ノーマリーホワイトの表示モードにおいては、一方の偏光子を通過して、高電圧印加時に図９（ｄ）の状態にある液晶層に入射した光は、第３光学素子４０で補償された結果、偏光方位を変えずに進み、他方の偏光子で吸収される。したがって、暗状態の表示となる。表示電圧を下げると、ラビング処理の配向規制力により、ベンド配向に戻り、明状態の表示に戻すことができる。また、表示電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御して偏光子からの透過光強度を変化させることにより、階調表示が可能となる。なお、ＯＣＢモードの液晶セルを備えた液晶表示装置は、スプレイ配向状態からベンド配向状態への相転移を非常に高速でスイッチングできるため、ＴＮモードやＩＰＳモード等の他駆動モードの液晶表示装置に比べ、動画表示特性に優れるという特徴を有する。
【０１４７】
上記ＯＣＢモードの液晶セルの表示モードは、高電圧印加時に暗状態（黒表示）をとるノーマリーホワイトモード、高電圧印加時に明状態（白表示）をとるノーマリーブラックモードのいずれのモードでも使用することができる。本発明においては、好ましくは、上記第３光学素子を用いて高電圧印加時（図９中（ｄ）の状態）の液晶セルを補償したノーマリーホワイトモード表示の液晶セルである。液晶表示装置に用いた際に高いコントラスト比が得られ、黒表示の均一性が優れるからである。
【０１４８】
上記ＯＣＢモードの液晶セルのセルギャップは、好ましくは２μｍ〜１０μｍであり、さらに好ましくは３μｍ〜９μｍであり、特に好ましくは４μｍ〜８μｍである。上記の範囲内であれば、応答時間を短くすることができ、良好な表示特性を得ることができる。
【０１４９】
上記ＯＣＢモードの液晶セルに使用されるネマチック液晶は、好ましくは、誘電率異方性が正のものが使用される。誘電率異方性が正のネマチック液晶の具体例としては、特開平９−１７６６４５号公報に記載のものが挙げられる。また、市販のネマチック液晶をそのまま用いてもよい。市販のネマチック液晶としては、例えば、メルク社製  商品名「ＺＬＩ−４５３５」、および商品名「ＺＬＩ−１１３２」等が挙げられる。上記ネマチック液晶の常光屈折率(ｎｏ)と異常光屈折率(ｎｅ)との差、すなわち複屈折率（ΔｎＬＣ）は、上記液晶の応答速度や透過率等によって適宜に選択されるが、好ましくは０．０５〜０．３０であり、さらに好ましくは０．１０〜０．３０であり、さらに好ましくは０．１２〜０．３０である。
【０１５０】
上記ＯＣＢモードの液晶セルに用いられるネマチック液晶のプレチルト角は、好ましくは１°〜２０°であり、さらに好ましくは２°〜１５°であり、特に好ましくは３°〜１０°である。上記の範囲内であれば、応答時間を短くすることができ、良好な表示特性を得ることができる。
【０１５１】
上記ＯＣＢモードの液晶セルにおいて、低電圧印加時（図９中（ｃ）の状態）のＲｅ［５９０］は、好ましくは１００ｎｍ〜４００ｎｍであり、さらに好ましくは１３０ｎｍ〜３５０ｎｍであり、特に好ましくは２６０ｎｍ〜３００ｎｍである。また、Ｒｔｈ［５９０］は、好ましくは−２００ｎｍ〜−６００ｎｍであり、さらに好ましくは−２４０ｎｍ〜−４８０ｎｍであり、特に好ましくは−２８０ｎｍ〜−３６０ｎｍである。
【０１５２】
上記ＯＣＢモードの液晶セルにおいて、高電圧印加時（図９中（ｄ）の状態）のＲｅ［５９０］は、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍであり、さらに好ましくは６５ｎｍ〜１２５ｎｍであり、特に好ましくは８０ｎｍ〜１００ｎｍである。また、Ｒｔｈ［５９０］は、好ましくは−３００ｎｍ〜−１２００ｎｍであり、さらに好ましくは−４５０ｎｍ〜−１０００ｎｍであり、特に好ましくは−６００ｎｍ〜−８００ｎｍである。
【０１５３】
本発明について、以下の実施例および比較例を用いてさらに説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例に用いた各分析方法は、以下の通りである。
（１）偏光子の水分率の測定方法：
カールフィッシャー水分計［京都電子工業（株）製  製品名「ＭＫＡ−６１０」］を用いて、１５０℃±１℃の加熱炉にサイズ１０ｍｍ×３０ｍｍに切り出したサンプルを入れ、窒素ガス（２００ｍｌ／分）を滴定セル溶液中にバブリングさせて測定した。
（２）偏光子の単体透過率、偏光度、Δａｂ値の測定方法：
分光光度計［村上色彩技術研究所（株）製  製品名「ＤＯＴ−３」］を用いて２３℃の室内において測定した。
（３）フィルムの屈折率の測定方法：
アッべ屈折率計［アタゴ（株）製  製品名「ＤＲ−４」］を用いて、２３℃の室内において波長５８９ｎｍの光で測定した。
（４）位相差値の測定方法：
平行ニコル回転法を原理とする位相差計［王子計測機器（株）製  製品名「ＫＯＢＲＡ２１−ＡＤＨ」］を用いて、２３℃の室内において波長５９０ｎｍの光で測定した。
（５）光透過率の測定方法：
紫外可視分光光度計［日本分光（株）製  製品名「Ｖ−５６０」］を用いて、２３℃の室内において波長５９０ｎｍの光で測定した。
（６）光弾性係数の測定方法：
分光エリプソメーター［日本分光（株）製  製品名「Ｍ−２２０」］を用いて、２３℃の室内において波長５９０ｎｍの光で、サイズ２ｃｍ×１０ｃｍのサンプルに応力（５Ｎ〜１０Ｎ）をかけながら位相差値を測定し、応力と位相差値の関数の傾きから求めた。
（７）ポリカーボネートの分子量の測定方法：
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法よりポリスチレンを標準試料として算出した。具体的には、以下の装置、器具および条件にて測定した。
・サンプル：試料を溶離液に溶解して０．１重量％の溶液を調整した
・前処理：８時間静置し、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過した
・分析装置：東ソー製「ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ」
・カラム：ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ／Ｈ４０００／Ｈ３０００／Ｈ２０００
・溶離液：テトラヒドロフラン
・流量：０．６ｍｌ／ｍｉｎ．
・検出器：ＲＩ（示差屈折計）
・カラム温度：４０℃
・流入量：２０μｌ
（８）ポリイミドの分子量の測定方法：
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法よりポリエチレンオキサイドを標準試料として算出した。具体的には、以下の装置、器具および条件にて測定した。
・サンプル：試料を溶離液に溶解して０．１重量％の溶液を調整した
・前処理：８時間静置し、０．４５μｍのメンブレンフィルターでろ過した
・分析装置：東ソー製「ＨＬＣ−８０２０ＧＰＣ」
・カラム：ＧＭＨＸＬ＋ＧＭＨＸＬ＋Ｇ２５００ＨＸＬ
・カラムサイズ：各７．８ｍｍΦ×３０ｃｍ（計９０ｃｍ）
・溶離液：
ジメチルホルムアミド溶液（１０ｍＭの臭化リチウムと１０ｍＭの燐酸に、ジメチルホルムアミドを加えメスアップして１Ｌとしたもの）
・流量：０．８ｍｌ／ｍｉｎ．
・検出器：ＲＩ（示差屈折計）
・カラム温度：４０℃
・流入量：１００μｌ
（９）イミド化率の測定方法：
１Ｈ−ＮＭＲ装置［日本電子（株）製  製品名「ＬＡ４００」］を用い、１１ｐｐｍ付近のポリアミック酸ＮＨ由来のピーク積分強度をＸとし、７．０〜８．５ｐｐｍのポリアミック酸およびポリイミドの芳香族由来のピーク積分強度をＹとして、式：Ａ（％）＝（（Ｙ−６Ｘ）／Ｙ）×１００により求めた。
（１０）厚み測定方法：
厚みが１０μｍ未満の場合、薄膜用分光光度計［大塚電子（株）製  製品名「瞬間マルチ測光システム  ＭＣＰＤ−２０００」］を用いて測定した。厚みが１０μｍ以上の場合、デジタルマイクロメーター［アンリツ（株）製  製品名「Ｋ−３５１Ｃ型」］を用いて測定した。
（１１）収縮フィルムの収縮率の測定方法：
ＪＩＳ  Ｚ  １７１２−１９９７の加熱収縮率Ａ法に準じて求めた（ただし、加熱温度は１２０℃に代えて１４０℃とし、試験片に加重３ｇを加えたことが異なる）。具体的には、幅２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を縦（ＭＤ）、横（ＴＤ）方向から各５枚採り、それぞれの中央部に約１００ｍｍの距離において標点をつけた試験片を作製した。該試験片を、温度１４０℃±３℃に保持された空気循環式恒温槽に、加重３ｇをかけた状態で垂直につるし、１５分間加熱した後、取り出し、標準状態（室温）に３０分間放置してから、ＪＩＳ  Ｂ  ７５０７に規定するノギスを用いて、標準間距離を測定して、５個の測定値の平均値を求め、Ｓ（％）＝［（加熱前の標準間距離（ｍｍ）−加熱後の標準間距離（ｍｍ））／加熱前の標準間距離（ｍｍ）］×１００より、Ｓ（ＭＤ）およびＳ（ＴＤ）を算出した。
（１２）液晶表示装置のコントラスト比の測定方法：
液晶表示装置に、白画像および黒画像を表示させ、ＥＬＤＩＭ社製  製品名「ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ」を用いて、表示画面の方位角４５°方向、極角６０°方向におけるＸＹＺ表示系のＹ値を測定した。そして、白画像におけるＹ値（ＹＷ）と、黒画像におけるＹ値（ＹＢ）とから、斜め方向のコントラスト比「ＹＷ／ＹＢ」を算出した。なお、方位角４５°とは、パネルの長辺を０°としたときに反時計回りに４５°回転させた方位を表す。また、極角６０°とは、パネルに対し鉛直方向を０°としたときに６０°斜めから見た方位を表す。
（１３）液晶表示装置のカラーシフト量の測定方法：
液晶表示装置に、黒画像を表示させ、ＥＬＤＩＭ社製  製品名「ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ」を用いて、極角６０°方向における全方位（３６０°）の色相、ａ値およびｂ値を測定した。極角６０°方向における全方位のａ値、ｂ値の平均値をそれぞれ、ａａｖｅ．値、ｂａｖｅ．値とし、また、極角６０°方位角４５°におけるａ値、ｂ値をそれぞれａ４５°値、ｂ４５°値とした。斜め方向のカラーシフト量（Δａｂ値）は、次式：{（ａ４５°−ａａｖｅ．）２＋（ｂ４５°−ｂａｖｅ．）２}１／２から算出した。なお、方位角４５°とは、パネルの長辺を０°としたときに反時計回りに４５°回転させた方位を表す。また、極角６０°とは、パネルに対し鉛直方向を０°としたときに６０°斜めから見た方位を表す。
【０１５４】
［参考例１］
偏光子の作製
厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを主成分とする高分子フィルム（平均重合度２４００、けん化度９９．９モル％）［クラレ（株）製  商品名「９Ｐ７５Ｒ」］をヨウ素とヨウ化カリウム配合の染色浴（３０℃±３℃）中で、ロール延伸機を用いて、染色しながら２．５倍に一軸延伸した。次いで、ホウ酸とヨウ化カリウム配合の水溶液中で、架橋反応を行いながら、ポリビニルアルコールの元長の６倍となるように一軸延伸した。得られたフィルムを５０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内で３０分間乾燥させて、水分率２６％、厚み２８μｍの偏光子（巾１３００ｍｍ）を得た。上記偏光子Ａの偏光度は９９．９１％、透過率は４４．０％（２３℃／波長４４０ｎｍ）であった。
【０１５５】
［参考例２］
第１光学素子に用いるλ／２板（Ｎｚ係数０．２５）の作製
芳香族２価フェノール成分としてビスフェノールＡ、カーボネート前駆物質としてホスゲンを用いて、常法に従って得られるポリカーボネートを主成分とする高分子フィルム［（株）カネカ製  商品名「エルメックＲフィルム」（厚み７４μｍ、巾１３００ｍｍ）］の両側に、二軸延伸ポリプロピレンフィルム［東レ（株）製  商品名「トレファン」（厚み６０μｍ）］をアクリル系粘着剤層（厚み１５μｍ）を介して貼り合せた。その後、ロール延伸機でフィルムの長手方向を保持して、１５０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で１．０４１倍に延伸し、位相差フィルムＡを作製した。得られた位相差フィルムＡの特性を、後述の参考例３〜８のフィルム特性と併せて下記表１に示す。
【０１５６】
【表１】
0004731269.tif 000003
【０１５７】
なお、本例で用いた二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、１４０℃における収縮率がＭＤ方向に５．７％、ＴＤ方向に７．６％であった。アクリル系粘着剤は、ベースポリマーとして、溶液重合により合成されたイソノニルアクリレート（重量平均分子量＝５５０，０００）を用い、該ポリマー１００重量部に対して、ポリイソシアネート化合物の架橋剤［日本ポリウレタン（株）製  商品名「コロネートＬ」］３重量部、触媒［東京ファインケミカル（株）製  商品名「ＯＬ−１」］１０重量部を混合したものを用いた。
【０１５８】
［参考例３］
第１光学素子に用いるλ／２板（Ｎｚ係数０．７５）の作製
高分子フィルムとして延伸前の厚みが６９μｍのものを用い、延伸倍率を１．０４１倍に代えて１．０５６倍とした以外は、参考例２と同様の方法で位相差フィルムＢを作製した。得られた位相差フィルムＢの特性は上記表１の通りである。
【０１５９】
［参考例４］
第２光学素子に用いるλ／２板（Ｎｚ係数０．５）の作製
スチレン系樹脂（重量平均分子量１，３００）とポリカーボネート系樹脂（重量平均分子量６０，０００）とを含む高分子フィルム［（株）カネカ製  商品名「エルメックＰＦフィルム」（厚み５５μｍ、巾１３００ｍｍ）］の両側に、二軸延伸ポリプロピレンフィルムをアクリル系粘着剤層（厚み１５μｍ）を介して貼り合せた。その後、ロール延伸機でフィルムの長手方向を保持して、１４７℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で１．２９倍に延伸し、位相差フィルムＣを作製した。得られた位相差フィルムＣの特性は上記表１の通りである。なお、上記二軸延伸ポリプロピレンフィルムとアクリル系粘着剤は、参考例２と同じものを用いた。
【０１６０】
［参考例５］
第２光学素子に用いるλ／４板（Ｎｚ係数０．５）の作製
延伸温度を１４７℃に代えて１４１℃とし、延伸倍率を１．２９倍に代えて１．１０倍とした以外は参考例４と同様の方法で位相差フィルムＤを作製した。得られた位相差フィルムＤの特性は上記表１の通りである。
【０１６１】
［参考例６］
λ／４板（Ｎｚ係数１．０）の作製
ノルボルネン系樹脂を主成分とする高分子フィルム［ＪＳＲ（株）製  商品名「アートン」（厚み１００μｍ、巾１３００ｍｍ）］をロール延伸機でフィルムの長手方向を保持して、１７０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で１．３５倍に一軸延伸し、位相差フィルムＥを作製した。得られた位相差フィルムＥの特性は上記表１の通りである。
【０１６２】
［参考例７］
第３光学素子に用いるポリイミドフィルムの作製
テトラカルボン酸二無水物として、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物［クラリアント（株）製］を用い、ジアミンとして２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニルを用いて、常法に従って下記式（１）の繰り返し構造を有するポリイミドを得た。上記ポリイミドの重合平均分子量（Ｍｗ）は１２４，０００、イミド化率は９９．９％であった。上記ポリイミド１７．７重量部をメチルイソブチルケトン１００重量部に溶解し、１５重量％のポリイミド溶液を調整した。このポリイミド溶液をトリアセチルセルロースフィルム［富士写真フィルム（株）製  商品名「フジタックＵＺ」（厚み８０μｍ、巾１３００ｍｍ）］上に一方向に塗工し（塗工巾１２４０ｍｍ）、１３５℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で５分間乾燥させた。続いて、テンター延伸機を用いて、１５０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内で加熱しながら、ポリイミドフィルムとトリアセチルセルロースフィルムの積層体を、長手方向を固定して幅方向に１．０９倍で一軸延伸し、その後、幅方向に０．９７倍で緩和処理を施した。トリアセチルセルロースフィルムを剥離して、ポリイミドからなる位相差フィルムＦを作製した。得られた位相差フィルムＦの特性は上記表１の通りである。
【０１６３】
【化２】
0004731269.tif 000004
【０１６４】
［参考例８］
ポリカーボネートフィルムの作製
ポリカーボネート系樹脂を主成分とする高分子フィルム［帝人（株）製  商品名「ポカロン」（厚み１１２μｍ、巾１３００ｍｍ）］をロール延伸機でフィルムの長手方向を保持して、１６０℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で１．１４倍に延伸した。その後、テンター延伸機でフィルムの長手方向を固定して、１６９℃±１℃の空気循環式恒温オーブン内（フィルム裏面から３ｃｍの距離の温度を測定）で幅方向に１.２０倍で一軸延伸し、その後、幅方向に０．９７倍で緩和処理を施し、位相差フィルムＧを得た。得られた位相差フィルムＧの特性は上記表１の通りである。
【０１６５】
［参考例９］
ＯＣＢモードの液晶セルの作製
ガラス基板上にポリシリコンＴＦＴと走査線、信号線、画素電極を形成し、画素数が縦４８０、横６４０×３画素のアクティブマトリクス基板を作製した。次に、別のガラス基板上に、上記アクティブマトリクス基板の各画素電極に対応した三原色（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））からなるカラーフィルターと、これら各色のカラーフィルターを区画するように形成されたブラックマトリクスとを形成し、この上にＩＴＯ電極を形成してカラーフィルター基板を作製した。この２枚の基板上に配向膜としてポリイミド膜［日産化学（株）製  商品名「ＳＥ−５２１１」（プレチルト角９．５°）］を８０ｎｍの厚さに塗工、乾燥して形成した。次いで、このポリイミド膜の表面をレーヨン素材のラビング布で、走査線に平行に一方向に擦った。
【０１６６】
次に、アクティブマトリクス基板上にスペーサーとして、直径６．６μｍの球状微粒子を８０個／ｍｍ２の密度で散布した。カラーフィルター基板の有効表示領域の周辺部に、エポキシ樹脂の接着剤［三井東圧化学（株）製  商品名「ＸＮ−２１」］を、液晶注入のための開口部を除いてスクリーン印刷法によって塗工した。その後、アクティブマトリクス基板とカラーフィルター基板とを配向膜同士が対向し、かつ、ラビング方向が互いに平行となる状態で重ね合わせ、加圧しながら加熱して接着し、セルギャップが６．６μｍの空セルを作製した。
【０１６７】
この空セルに、誘電率異方性が正のネマチック液晶［メルク社製  商品名「ＺＬＩ１１３２」（Δｎ＝０．１４）］にカイラル剤［メルク社製  商品名「Ｓ８１１」］を添加したものを真空注入法により注入し、注入後液晶の注入口を紫外線硬化樹脂［（株）ソニーケミカル製  ＵＶ−１０００］にて封止してＯＣＢモードの液晶セルを作製した。この液晶セルの高電圧印加時（６Ｖ）のＲｅ［５９０］は９０ｎｍであり、Ｒｔｈ［５９０］は−６７０ｎｍであった。
【実施例１】
【０１６８】
参考例１で作製した偏光子の片面に、ポリビニルアルコールを主成分とする硬化型接着剤［日本合成化学（株）製  商品名「ゴーセファイマーＺ２００」を塗工して、第１光学素子として参考例２で作製した位相差フィルムＡを、その遅相軸が該偏光子の吸収軸と平行（０°±０．５°）となるように積層し、乾燥させて接着した（接着剤層の厚み０．０５μｍ）。
【０１６９】
次に、該位相差フィルムＡの表面に、参考例４で作製した位相差フィルムＣを、その遅相軸と該偏光子の吸収軸とがなす角度αが、該偏光子の吸収軸の方向を０°として反時計回りに８４°となるように、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。次に、該位相差フィルムＣの表面に、参考例４で作製した位相差フィルムＣ’（位相差フィルムＣと同様の特性を有する）を、その遅相軸と該偏光子の吸収軸とがなす角度βが、該偏光子の吸収軸の方向を０°として反時計回りに５７°となるように、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。次に、該位相差フィルムＣ’の表面に、参考例５で作製した位相差フィルムＤを、その遅相軸と該偏光子の吸収軸とがなす角度γが、該偏光子の吸収軸の方向を０°として反時計回りに１７１°（すなわち、時計回りに９°）となるように、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。以上の位相差フィルムＣ、Ｃ’、Ｄの積層体を、第２光学素子として用いた。
【０１７０】
次に、該位相差フィルムＤの表面に、第３光学素子として参考例７で作製した位相差フィルムＦを、その遅相軸が該偏光子の吸収軸と直交（９０°±０．５°）するように、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。また、該偏光子の光学素子を接着させない面には、ポリビニルアルコールを主成分とする硬化型接着剤［日本合成化学（株）製  商品名「ゴーセファイマーＺ２００」を塗工して、市販のトリアセチルセルロースフィルム［富士写真フィルム（株）製  商品名「フジタックＵＺ」（８０μｍ）］を積層し、乾燥させて接着した（接着剤層の厚み０．０５μｍ）。このように作製した偏光素子Ａの構成は、図１０の偏光素子５０と同様である。
【実施例２】
【０１７１】
第１光学素子として位相差フィルムＡに代えて位相差フィルムＢを用い、該位相差フィルムＢの遅相軸が、偏光子の吸収軸に対して平行となるように貼着したこと以外は、実施例１と同様の方法で各光学フィルムを貼着した。このように作製した偏光素子Ｂの構成は、図１０の偏光素子５０’と同様である。
【実施例３】
【０１７２】
参考例９で作製したＯＣＢモードの液晶セルの視認側に、実施例１で作製した偏光素子Ａを、第３光学素子の遅相軸が該液晶セルのラビング方向と直交するようにして、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。また、該液晶セルのバックライト側に、実施例２で作製した偏光素子Ｂを、第３光学素子の遅相軸が該液晶セルのラビング方向と直交するようにして、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着し、図１０に示すような液晶パネルＡを作製した。この液晶パネルＡをバックライトユニットと結合し、液晶表示装置Ａを作製した。該液晶表示装置Ａの全方位のコントラスト比、斜め方向のカラーシフト量を、２３℃の暗室にて測定した。その結果を、後述の比較例３の結果と併せて表２に示す。
【０１７３】
【表２】
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【０１７４】
［比較例１］
参考例１で作製した偏光子の片面に、ポリビニルアルコールを主成分とする硬化型接着剤［日本合成化学（株）製  商品名「ゴーセファイマーＺ２００」を塗工して、第１光学素子として参考例６で作製した位相差フィルムＥを、その遅相軸が該偏光子の吸収軸と４５°の角度をなすように積層し、乾燥させて接着した（接着剤層の厚み０．０５μｍ）。次に、位相差フィルムＥの表面に、参考例８で作製した位相差フィルムＧを、その遅相軸が偏光子の吸収軸と平行となるように、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。このようにして、図１１に示すような偏光素子Ｘを作製した。
【０１７５】
［比較例２］
参考例１で作製した偏光子の片面に、ポリビニルアルコールを主成分とする硬化型接着剤［日本合成化学（株）製  商品名「ゴーセファイマーＺ２００」を塗工して、第１光学素子として参考例６で作製した位相差フィルムＥ’（位相差フィルムＥと同様の特性を有する）を、その遅相軸が該偏光子の吸収軸と１３５°の角度をなすように積層し、乾燥させて接着した（接着剤層の厚み０．０５μｍ）。このようにして、図１１に示すような偏光素子Ｙを作製した。
【０１７６】
［比較例３］
参考例９で作製したＯＣＢモードの液晶セルの視認側に、比較例１で作製した偏光素子Ｘを、位相差フィルムＧの遅相軸が該液晶セルのラビング方向と直交するようにして、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着した。また、該液晶セルのバックライト側に、比較例２で作製した偏光素子Ｙを、位相差フィルムＥおよびＥ’の遅相軸が互いに直交するように、かつ、該液晶セルの上下に配した偏光子の吸収軸が互いに直交するようにして、アクリル系粘着剤（２０μｍ）を介して貼着し、図１１に示すような液晶パネルＸを作製した。この液晶パネルＸをバックライトユニットと結合し、液晶表示装置Ｘを作製した。該液晶表示装置Ｘの全方位のコントラスト比、斜め方向のカラーシフト量を、２３℃の暗室にて測定した。その結果を上記表２に示す。
【０１７７】
［評価］
実施例３に示すように、ＯＣＢモードの液晶セルの両面に、本発明の偏光素子（実施例１および実施例２）をそれぞれ積層した液晶表示装置Ａは、比較例１で示す従来の技術で作製した液晶表示装置Ｘよりも、コントラスト比を全方位で大幅に高くすることができた。さらに、斜め方向のカラーシフト量を、格段に小さくすることができた。本発明の効果は、桁違いに優れたものであった。このような素晴らしい効果が得られた要因としては、（１）ベンド配向状態の液晶分子の旋光性に起因する悪影響を、角度に依存せず、正面方向からも斜め方向からも直線偏光を円偏光に変換できるような円偏光板を用いることによって排除できたこと、（２）偏光子の偏光度が斜め方向で低下することを、所定のλ／２板を用いて防止できたこと、および（３）ベンド配向状態の液晶セルを補償するための位相差フィルムに厚み方向の複屈折が大きな材料を用いて、当該フィルムを薄くすることによって、位相差値や遅相軸の角度のバラツキを小さくすることができたこと、などが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明の液晶パネルは、パーソナルコンピューター、液晶テレビ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の液晶表示装置や、プロジェクター、プロジェクションテレビ等の画像表示装置に用いることができる。また、本発明の偏光素子は、液晶表示装置に好適に用いられ、液晶テレビに特に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による偏光素子の概略断面図である。
【図２】本発明の液晶パネルの好ましい実施形態において、偏光子の吸収軸、第１光学素子の遅相軸、第２光学素子の遅相軸、および第３光学素子の遅相軸の関係を説明する概略斜視図である。
【図３】第２光学素子の１つの実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。
【図４】第２光学素子の別の実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。
【図５】第２光学素子のさらに別の実施形態において、偏光子の吸収軸と第２光学素子の遅相軸との関係を説明する概略斜視図である。
【図６】第３光学素子を用いて液晶セルの位相差値をキャンセルする方法を説明する代表的な概念図である。
【図７】第３光学素子の好ましい実施形態において、第３光学素子の遅相軸と液晶セルのラビング方向との関係を説明する概略斜視図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。
【図９】ベンドネマチック（ＯＣＢ）モードの液晶セルおける液晶分子の配向状態を説明する概略斜視図である。
【図１０】本発明の実施例により得られた液晶パネルの構成を説明する概略斜視図である。
【図１１】比較例により得られた液晶パネルの構成を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１８０】
２００  液晶表示装置
１０  偏光子
２０  第１光学素子
３０  第２光学素子
４０  第３光学素子
５０  偏光素子
６０  液晶セル
６５  液晶層
７０  液晶パネル
【図１】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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