(57)【要約】【課題】正面方向からの画像特性を低下させることなく、画面を斜め方向から見たときのコントラストの低下を防止し、視野角が広く、どの方向から見ても均質で高いコントラストが得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】それぞれの透過軸がたがいに略垂直の位置関係にある一対の偏光子の間に少なくとも光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)及び液晶セルを有する液晶表示装置であって、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料層からなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが略平行又は略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が近傍に配置されている方の偏光子の透過軸と略平行又は略垂直の位置関係にあることを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図１
2005173583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの透過軸がたがいに略垂直の位置関係にある一対の偏光子の間に少なくとも光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)及び液晶セルを有する液晶表示装置であって、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料層からなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが略平行又は略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が近傍に配置されている方の偏光子の透過軸と略平行又は略垂直の位置関係にあることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
波長５５０ｎｍの光で測定した光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘA及びｎｘB、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をｎｙA及びｎｙB、厚さ方向の屈折率をｎｚA及びｎｚBとしたとき、ｎｚA＞ｎｙAであり、かつ、ｎｚB＞ｎｙBである請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
ｎｘAとｎｚAの差の絶対値が０.００３以下であり、ｎｘB＞ｎｚBである請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
ｎｘAとｎｚAの差の絶対値が０.００３以下であり、ｎｘBとｎｚBの差の絶対値が０.００３以下である請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、積層した状態で液晶セルと偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にある請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
光学異方体(Ａ)が、液晶セル側に配置されてなる請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にある請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと出射側偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある請求項１、２、４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ｂ)が液晶セル側に配置されてなる請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある請求項１、２、４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)が液晶セル側に配置されてなる請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある請求項１、２、４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、かつ、光学異方体(Ａ)が、液晶セルと出射側偏光子との間に配置されてなる請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料を主成分として含んでなる層の少なくとも片面に透明な樹脂を主成分として含んでなる層を積層してなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の残留揮発成分含有量が０.１重量％以下であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
液晶表示装置が、インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置である請求項１〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、正面方向からの画像特性を低下させることなく、画面を斜め方向から見たときのコントラストの低下を防止し、どの方向から見ても均質で高いコントラストを有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、高画質、薄型、軽量、低消費電力などの特徴をもち、テレビジョン、パーソナルコンピューター、カーナビゲーターなどに広く用いられている。液晶表示装置は、液晶セルの上下に透過軸が直交するように２枚の偏光子を配置し、液晶セルに電圧を印加することにより液晶分子の配向を変化させて、画面に画像を表示させる。ツイステッドネマチックモードの液晶表示装置では、電圧印加時に液晶分子が垂直配向状態となり、黒表示となる構成が多い。インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置では、電圧無印加時に液晶分子が一定の方向に配向し、電圧印加時に配向方向が４５°回転して、白表示となる構成が多い。
２枚の偏光子の透過軸が上下方向と左右方向を指して直交するように配置された液晶表示装置では、上下左右方向から画面を見るときは、十分なコントラストが得られる。しかし、上下左右から外れた方向から画面を斜めに見ると、透過光が複屈折を生じて光が洩れるために、十分な黒が得られず、コントラストが低下してしまう。このために、液晶表示装置に光学補償手段を加えて、画面のコントラストの低下を防止する試みがなされている。
例えば、インプレーンスイッチングモードのアクティブマトリクス型液晶表示装置において、正面方向の特性を低下させることなく、方位角４５°の方向から画面を斜めに見るときのコントラストの低下を防止する液晶表示装置として、第１偏光板、光学補償フィルム、第１基板、液晶層、第２基板、第２偏光板をこの順序で配置し、偏光板の一方が液晶層の黒表示時に液晶遅相軸に対して平行な透過軸を有し、光学補償フィルムが有するフィルム遅相軸と偏光板の一方が有する透過軸とが形成する角度が０〜２°又は８８〜９０°である液晶表示装置が提案されている（特許文献１）。
方位角による透過軸のズレを補償した偏光板を用いた視野角の広さに優れる液晶表示装置として、偏光子に位相差が１９０〜３２０ｎｍの複屈折性を示す封止フィルムを接着してなり、その封止フィルムの遅相軸が偏光子の吸収軸に対して平行に配置された偏光板を、液晶セルの少なくとも片側に配置してなる液晶表示装置が提案されている（特許文献２）。
また、クロスニコルに配置した偏光子間において、視角の変化により生じる偏光子の軸変化に基づく光漏れを広帯域の可視光域で防止して、広視野角の液晶表示装置を達成しうる偏光板として、偏光子の少なくとも片面に、面内位相差が１９０〜３２０ｎｍである２層の位相差フィルムを、各位相差フィルムの遅相軸が偏光子の吸収軸と平行関係となるように接着してなり、かつ面内の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたとき、２層の位相差フィルムが、Ｎｚ＝(ｎｘ-ｎｚ)／(ｎｘ-ｎｙ)が０.６５〜０.８５のものと０.１５〜０.３５のものとの組合せからなる偏光板が提案されている（特許文献３）。
斜めからディスプレイを見た場合にも、角度変化による着色や画面の表示内容の消失がない液晶表示装置として、フィルムの法線方向を基準として周囲４５°以内に少なくとも１本の光軸若しくは光線軸を有するか、又は、フィルムの法線方向の屈折率をｎTH、長手方向の屈折率をｎMD、幅方向の屈折率をｎTDとしたとき、ｎTH-(ｎMD＋ｎTD)／２＞０のいずれかであるフィルムと、正の固有複屈折値を有する一軸延伸フィルムとを、液晶セルと偏光板の間に挿入してなる液晶表示装置が提案されている（特許文献４）。
さらに、斜めからディスプレイを見た場合にも、角度変化による着色や画面の表示内容の消失がない液晶表示装置として、ネマチック液晶を挟持した液晶素子を、正の固有複屈折値を有する一軸延伸フィルムと、負の固有複屈折値を有する一軸延伸フィルムで挟んだ液晶表示装置が提案されている（特許文献５）。
液晶の複屈折による位相差やその視角による変化に加えて、それらの特性の波長依存性等についても対処しうる豊富な位相差特性を有する位相差板として、面内の主屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたとき、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙ、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚなどの屈折率特性を示す位相差フィルムの２種以上の組合せで用いた位相差板が提案されている（特許文献６）。
しかし、これらの手段によっても、どの方向から見ても均質で高いコントラストを有する液晶表示装置を得るにはまだ不十分でありさらなる改善が求められている。
【特許文献１】特開平１１-３０５２１７号公報（第２-３頁）
【特許文献２】特開平４-３０５６０２号公報（第２頁）
【特許文献３】特開２００２-１４８４３３号公報（第２頁）
【特許文献４】特開平２-２５６０２３号公報（第１-２頁）
【特許文献５】特開平３-２０６４２２号公報（第１-２頁）
【特許文献６】特開２０００-２２７５２０号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、正面方向からの画像特性を低下させることなく、画面を斜め方向から見たときのコントラストの低下を防止し、視野角が広く、どの方向から見ても均質で高いコントラストが得られる液晶表示装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、固有複屈折値が負である光学異方体層の２層を、液晶セル及び偏光子に対して特定の位置関係に配置することにより、コントラストの低下を防止して、視野角が広く、高いコントラストを有する液晶表示装置が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）それぞれの透過軸がたがいに略垂直の位置関係にある一対の偏光子の間に少なくとも光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)及び液晶セルを有する液晶表示装置であって、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料層からなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが略平行又は略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が近傍に配置されている方の偏光子の透過軸と略平行又は略垂直の位置関係にあることを特徴とする液晶表示装置、
（２）波長５５０ｎｍの光で測定した光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘA及びｎｘB、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をｎｙA及びｎｙB、厚さ方向の屈折率をｎｚA及びｎｚBとしたとき、ｎｚA＞ｎｙAであり、かつ、ｎｚB＞ｎｙBである(１)記載の液晶表示装置、
（３）ｎｘAとｎｚAの差の絶対値が０.００３以下であり、ｎｘB＞ｎｚBである(２)記載の液晶表示装置、
（４）ｎｘAとｎｚAの差の絶対値が０.００３以下であり、ｎｘBとｎｚBの差の絶対値が０.００３以下である(２)記載の液晶表示装置、
（５）光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、積層した状態で液晶セルと偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にある(１)〜(３)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、（６）光学異方体(Ａ)が、液晶セル側に配置されてなる(５)記載の液晶表示装置、（７）光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置されてなる(１)〜(３)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、
（８）光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にある(７)記載の液晶表示装置、
（９）光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと出射側偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある(１)、(２)、(４)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、
（１０）光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ｂ)が液晶セル側に配置されてなる(９)記載の液晶表示装置、
（１１）光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある(１)、(２)、(４)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、
（１２）光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)が液晶セル側に配置されてなる(１１)記載の液晶表示装置、
（１３）光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にある(１)、(２)、(４)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、
（１４）光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、かつ、光学異方体(Ａ)が、液晶セルと出射側偏光子との間に配置されてなる(１３)記載の液晶表示装置、
（１５）光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料を主成分として含んでなる層の少なくとも片面に透明な樹脂を主成分として含んでなる層を積層してなることを特徴とする(１)〜(１４)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、及び、
（１６）光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の残留揮発成分含有量が０.１重量％以下であることを特徴とする(１)〜(１５)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、
を提供するものである。
（１７）液晶表示装置が、インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置である請求項１〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置
さらに、本発明の好ましい態様として、
（１８）固有複屈折値が負である材料が、ビニル芳香族系重合体である(１)〜(１７)のいずれか１項に記載の液晶表示装置、及び、
（１９）ビニル芳香族系重合体が、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸の共重合体である(１８)記載の液晶表示装置、
を挙げることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の液晶表示装置は、視野角が広く、どの方向から見ても均質で高いコントラストを有するので、大画面のフラットパネルディスプレイなどとして、好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、それぞれの透過軸がたがいに略垂直の位置関係にある一対の偏光子の間に少なくとも光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)及び液晶セルを有する液晶表示装置であって、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、固有複屈折値が負である材料層からなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが略平行又は略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が近接する偏光子の透過軸と略平行又は略垂直の位置関係にある液晶表示装置である。
本発明において、二つの軸がなす角度とは、二つの軸、それぞれを法線とする面どうしのなす角度、ただしなす角度は小さいほうとする。本発明において、二つの軸が略平行な位置関係にあるとは、二つの軸がなす角度が０〜３°であることを意味する。本発明において、二つの軸が略垂直な位置関係にあるとは、二つの軸がなす角度が８７〜９０°であることを意味する。
【０００７】
固有複屈折値 Δｎ0 は、式［１］により算出される値である。
Δｎ0 ＝ (２π／９)(Ｎｄ／Ｍ){(ｎa＋２)2／ｎa}(α1-α2)  ・・・［１］
ただし、πは円周率、Ｎはアボガドロ数、ｄは密度、Ｍは分子量、ｎaは平均屈折率、α1は高分子の分子鎖軸方向の分極率、α2は高分子の分子鎖軸と垂直な方向の分極率である。
固有複屈折値が負である材料としては、ビニル芳香族系重合体を挙げることができる。ビニル芳香族系重合体としては、例えば、ポリスチレン、スチレン、又は、α-メチルスチレン、ｏ-メチルスチレン、ｐ-メチルスチレン、ｐ-クロロスチレン、ｐ-ニトロスチレン、ｐ-アミノスチレン、ｐ-カルボキシスチレン、ｐ-フェニルスチレンなどのビニル芳香族単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、(メタ)アクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどのその他の単量体との共重合体などを挙げることができる。これらの中で、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体を好適に用いることができる。
本発明において、固有複屈折値が負である材料には、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填材、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止剤、抗菌剤やその他の樹脂、熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を発明の効果が損なわれない範囲で添加することができる。
【０００８】
本発明の液晶表示装置において、波長５５０ｎｍの光で測定した光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘA及びｎｘB、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をｎｙA及びｎｙB、厚さ方向の屈折率をｎｚA及びｎｚBとしたとき、ｎｚA＞ｎｙAであり、かつ、ｎｚB＞ｎｙBであることが好ましい。ｎｚA≦ｎｙA又はｎｚB≦ｎｙBであると、コントラストが低下するおそれがある。
本発明において、ｎｚA＞ｎｙAであり、かつ、ｎｚB＞ｎｙBである材料層の形成方法に特に制限はないが、例えば、固有複屈折値が負である材料の両側に、接着性樹脂層を介して他の材料を積層した多層構造体を共押出などにより成形し、得られた多層構造体を一軸延伸し、必要に応じて熱処理することによって得ることができる。他の材料が固有複屈折値が正である材料であっても、多層構造体全体として固有複屈折値が負であれば、固有複屈折値が負である材料層として用いることができる。強度が低く単独では延伸が困難な固有複屈折値が負である材料であっても、その両側にガラス転移温度の低い他の材料を積層した多層構造体とすることにより、延伸が可能となり、複屈折が発現しやすい温度で、破断することなく、生産性よく、ｎｚA＞ｎｙAでかつｎｚB＞ｎｙBである固有複屈折が負である材料層を形成することができる。
本発明においては、（ｉ）ｎｘAとｎｚAの差の絶対値が０.００３以下でｎｘB＞ｎｚBであること（以下、「好ましい態様１」と記す）、又は（ii）ｎｘAとｎｚAとの差の絶対値が０.００３以下でｎｘBとｎｚBの差の絶対値が０.００３以下であること（以下、「好ましい態様２」と記す）が好ましい。ｎｘAとｎｚAとの差の絶対値が０.００３を超えると、コントラストが低下するおそれがある。
上記において、ｎｘAとｎｚAの差の絶対値は、より好ましくは０.００２以下、さらに好ましくは０.０００５以下、特に好ましくは０.０００１以下である。
前記好ましい態様１において、ｎｘBとｎｚBの差の絶対値は、より好ましくは０.００２以下、さらに好ましくは０.０００５以下、特に好ましくは０.０００１以下である。
前記好ましい態様２において、ｎｘB−ｎｚBが０.００００１以上であることがより好ましく、ｎｘB−ｎｚBが０.００００３以上であることがさらに好ましく、ｎｘB−ｎｚBが０.０００５以上であることが特に好ましい。
本発明において、コントラスト（ＣＲ）とは、液晶表示装置のＯＦＦ表示時の輝度をＹOFF、ＯＮ表示時の輝度をＹONとしたとき、コントラスト（ＣＲ）＝ＹON／ＹOFFで表されるものをいう。コントラストが大きいほど、視認性がよい。
本発明において、極角とは、液晶表示画面を観察する際に、正面方向から傾けてみたときの角度をいう。
【０００９】
本発明に用いる光学異方体（Ａ）及び光学異方体（Ｂ）を本発明の液晶表示装置に備える態様としては、前記「好ましい態様１」で８種類の好適な配置があり、前記「好ましい態様２」で６種類の好適な配置がある。但し、後述では、「出射側偏光子」側を視認側とし、「入射側偏光子」側をバックライト設置側とした場合の７種類（「好ましい態様１」で４種類、「好ましい態様２」で３種類）の配置について記述する。その７種類の配置において、視認側とバックライト側とを入れ替えた配置（つまり、「入射側偏光子」側を視認側とし、「出射側偏光子」側をバックライト設置側とした場合）が、他の残りの７種類の配置であり、視認側とバックライト側とを入れ替える前と同一の視野角特性を示す。
【００１０】
本発明の液晶表示装置の好ましい態様１においては、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、積層した状態で液晶セルと偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあることが好ましく、さらに、光学異方体(Ａ)が、液晶セル側に配置されてなることが特に好ましい。光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)、液晶セル及び２枚の偏光子がこの位置関係をとることにより、極角０〜８０゜、全方位角において、コントラストの最小値を３０以上とすることができる。
図１は、本発明の液晶表示装置の一態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、液晶セル２、光学異方体(Ａ)３、光学異方体(Ｂ)４、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が、垂直の位置関係にある。
図２は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、光学異方体(Ｂ)４、光学異方体(Ａ)３、液晶セル２、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が、垂直の位置関係にある。
【００１１】
本発明の好ましい態様１において、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が積層した状態で液晶セルと偏光子との間に配置され、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、かつ、光学異方体(Ａ)が液晶セル側に配置されてなるときは、光学異方体(Ａ)の面内レターデーションＲe(Ａ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)（単位ｎｍ）、光学異方体(Ｂ)の面内レターデーションＲe(Ｂ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)（単位ｎｍ）の好ましい組みあわせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１００≦Ｒe(Ｂ)≦５００、-２００≦Ｒth(Ｂ)≦２００が挙げられ、より好ましい組み合わせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１２０≦Ｒe(Ｂ)≦４３０、-７５≦Ｒth(Ｂ)≦７５が挙げられる。さらに好ましい組み合わせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１９０≦Ｒe(Ｂ)≦３９０、-５０≦Ｒth(Ｂ)≦５０が挙げられる。そして最も好ましい組み合わせとしては、２５０≦Ｒe(Ａ)≦２９０、-１６５≦Ｒth(Ａ)≦-１２５、２５０≦Ｒe(Ｂ)≦２９０、-２０≦Ｒth(Ｂ)≦２０が挙げられる。
本発明において、面内レターデーションＲe、厚さ方向レターデーションＲthは以下の式（１）、（２）で求められる。なお、式中ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは屈折率（-）、ｄは厚さ（ｎｍ）を表す。
式（１）：Ｒe＝(ｎｘ-ｎｙ)×ｄ
式（２）：Ｒth＝[(ｎｘ＋ｎｙ)／２-ｎｚ]×ｄ
【００１２】
本発明の液晶表示装置の好ましい態様２においては、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと出射側偏光板との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあることが好ましく、さらに、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ｂ)が液晶セル側に配置されてなることが特に好ましい。光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)、液晶セル及び２枚の偏光子がこの位置関係をとることにより、極角０〜８０゜、全方位角において、コントラストの最小値を２０以上とすることができる。
図３は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、液晶セル２、光学異方体(Ｂ)４、光学異方体(Ａ)３、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と垂直の位置関係にある。
【００１３】
本発明の好ましい態様２において、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が液晶セルと出射側偏光子との間に配置され、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあり、かつ、光学異方体(Ｂ)が液晶セル側に配置されてなるときは、光学異方体(Ａ)の面内レターデーションＲe(Ａ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)（単位ｎｍ）、光学異方体(Ｂ)の面内レターデーションＲe(Ｂ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)（単位ｎｍ）の好ましい組みあわせとしては、１０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦-５、１０≦Ｒe(Ｂ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ｂ)≦-５が挙げられる。より好ましい組み合わせとしては、３０≦Ｒe(Ａ)≦９０、-４５≦Ｒth(Ａ)≦-１５、３９０≦Ｒe(Ｂ)≦４５０、-２２５≦Ｒth(Ｂ)≦-１９５；３９０≦Ｒe(Ａ)≦４５０、-２２５≦Ｒth(Ａ)≦-１９５、３０≦Ｒe(Ｂ)≦９０、-４５≦Ｒth(Ｂ)≦-１５が挙げられる。そして最も好ましい組み合わせとしては、４０≦Ｒe(Ａ)≦８０、-５０≦Ｒth(Ａ)≦-１０、４００≦Ｒe(Ｂ)≦４４０、-２３０≦Ｒth(Ｂ)≦-１９０が挙げられる。
【００１４】
本発明の好ましい態様２においては、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間に配置され、かつ、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあることが好ましく、さらに、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)が液晶セル側に配置されてなることが特に好ましい。光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)、液晶セル及び２枚の偏光子がこの位置関係をとることにより、極角０〜８０゜、全方位角において、コントラストの最小値を３０以上とすることができる。
図４は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、光学異方体(Ｂ)４、光学異方体(Ａ)３、液晶セル２、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と垂直の位置関係にある。
【００１５】
本発明の好ましい態様２において、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が液晶セルと入射側偏光子との間に配置され、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあり、かつ、光学異方体(Ａ)が液晶セル側に配置されてなるときは、光学異方体(Ａ)の面内レターデーションＲe(Ａ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)（単位ｎｍ）、光学異方体(Ｂ)の面内レターデーションＲe(Ｂ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)（単位ｎｍ）の好ましい組み合わせとしては、６０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦-３０、１０≦Ｒe(Ｂ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ｂ)≦-５が挙げられる。より好ましい組み合わせとしては、１１０≦Ｒe(Ａ)≦２５０、-１２５≦Ｒth(Ａ)≦-５５、３０≦Ｒe(Ｂ)≦１９０、-９５≦Ｒth(Ｂ)≦-１５；２９０≦Ｒe(Ａ)≦３５０、-１７５≦Ｒth(Ａ)≦-１４５、３８０≦Ｒe(Ｂ)≦４５０、-２２５≦Ｒth(Ｂ)≦-１９０；６７０≦Ｒe(Ａ)≦７１０、-３５５≦Ｒth(Ａ)≦-３３５、４０≦Ｒe(Ｂ)≦８０、-４０≦Ｒth(Ｂ)≦-２０が挙げられる。さらに好ましい組み合わせとしては、１３０≦Ｒe(Ａ)≦２３０、-２１５≦Ｒth(Ａ)≦-６５、５０≦Ｒe(Ｂ)≦１５０、-７５≦Ｒth(Ｂ)≦-２５が挙げられる。最も好ましい組み合わせとしては、１６０≦Ｒe(Ａ)≦２００、-１１０≦Ｒth(Ａ)≦-７０、８０≦Ｒe(Ｂ)≦１２０、-７０≦Ｒth(Ｂ)≦-３０が挙げられる。
【００１６】
本発明の好ましい態様２においては、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間にそれぞれ１枚ずつ配置され、かつ、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあることが好ましく、さらに、光学異方体(Ａ)が、液晶セルと出射側偏光子との間に配置されてなることが特に好ましい。光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)、液晶セル及び２枚の偏光子がこの位置関係をとることにより、極角０〜８０゜、全方位角において、コントラストの最小値を３０以上とすることができる。
図５は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、光学異方体(Ｂ)４、液晶セル２、光学異方体(Ａ)３、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が垂直の位置関係にある。
【００１７】
本発明の好ましい態様２において、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間にそれぞれ１枚ずつ配置されてなり、かつ、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が略垂直の位置関係にあるときは、光学異方体(Ａ)の面内レターデーションＲe(Ａ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)（単位ｎｍ）、光学異方体(Ｂ)の面内レターデーションＲe(Ｂ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)（単位ｎｍ）の好ましい組み合わせとしては、１０≦Ｒe(Ａ)≦８００、-４００≦Ｒth(Ａ)≦-５、１０≦Ｒe(Ｂ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ｂ)≦-５が挙げられる。より好ましい組み合わせとしては、１１０≦Ｒe(Ａ)≦２５０、-１２５≦Ｒth(Ａ)≦-５５、２０≦Ｒe(Ｂ)≦１５０、-７５≦Ｒth(Ｂ)≦-１０；３１０≦Ｒe(Ａ)≦３７０、-１８５≦Ｒth(Ａ)≦-１５５、４１０≦Ｒe(Ｂ)≦４７０、-２３５≦Ｒth(Ｂ)≦-２０５；６７０≦Ｒe(Ａ)≦７３０、-３６５≦Ｒth(Ａ)≦-３３５、３０≦Ｒe(Ｂ)≦９０、-４５≦Ｒth(Ｂ)≦-３０が挙げられる。さらに好ましい組み合わせとしては、１３０≦Ｒe(Ａ)≦２３０、-１５０≦Ｒth(Ａ)≦-６５、４０≦Ｒe(Ｂ)≦２１０、-１０５≦Ｒth(Ｂ)≦-２０が挙げられる。特に好ましい組み合わせとしては、１４５≦Ｒe(Ａ)≦２００、-１４５≦Ｒth(Ａ)≦-７０、７０≦Ｒe(Ｂ)≦１１５、-９０≦Ｒth(Ｂ)≦-２５が挙げられる。そして、最も好ましい組み合わせとしては、１４５≦Ｒe(Ａ)≦１８５、-１４５≦Ｒth(Ａ)≦-１０５、７５≦Ｒe(Ｂ)≦１１５、-９０≦Ｒth(Ｂ)≦-５０が挙げられる。
【００１８】
本発明の好ましい態様１においては、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置されてなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあることが特に好ましい。光学異方体(Ａ)、光学異方体(Ｂ)、液晶セル及び２枚の偏光子がこの位置関係をとることにより、極角０〜８０゜、全方位角において、コントラストの最小値を３０以上とすることができる。
図６は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、光学異方体(Ｂ)４、液晶セル２、光学異方体(Ａ)３、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸が垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が、垂直の位置関係にある。
図７は、本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。本態様においては、入射側偏光子１、光学異方体(Ａ)３、液晶セル２、光学異方体(Ｂ)４、出射側偏光子５が、この順に積層されている。図中の矢印は、偏光子については透過軸を、液晶セルについては電圧無印加状態の面内の遅相軸を、光学異方体については面内の遅相軸を表す。すなわち、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸が垂直の位置関係にあり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸が、垂直の位置関係にある。
【００１９】
本発明の好ましい態様１において、光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)が、液晶セルと入射側偏光子との間、及び、液晶セルと出射側偏光子との間に、それぞれ１枚ずつ配置されてなり、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸が、電圧無印加状態の液晶セルの面内の遅相軸と略垂直の位置関係にあるときは、光学異方体(Ａ)の面内レターデーションＲe(Ａ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)（単位ｎｍ）、光学異方体(Ｂ)の面内レターデーションＲe(Ｂ)（単位ｎｍ）、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)（単位ｎｍ）の好ましい組みあわせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１００≦Ｒe(Ｂ)≦５００、-２００≦Ｒth(Ｂ)≦２００が挙げられる。より好ましい組み合わせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１２０≦Ｒe(Ｂ)≦４３０、-７５≦Ｒth(Ｂ)≦７５が挙げられる。さらに好ましい組み合わせとしては、０≦Ｒe(Ａ)≦１０００、-５００≦Ｒth(Ａ)≦０、１９０≦Ｒe(Ｂ)≦３９０、-５０≦Ｒth(Ｂ)≦５０が挙げられる。そして最も好ましい組み合わせとしては、２５０≦Ｒe(Ａ)≦２９０、-１６５≦Ｒth(Ａ)≦-１２５、２５０≦Ｒe(Ｂ)≦２９０、-２０≦Ｒth(Ｂ)≦２０が挙げられる。
本発明の液晶表示装置において、使用する偏光子としては、ポリピニルアルコールや部分ホルマール化ポリビニルアルコール等の従来に準じた適宜なビニルアルコール系ポリマーよりなるフィルムに、ヨウ素や二色性染料等よりなる二色性物質による染色処理、延伸処理、架橋処理等の適宜な処理を適宜な順序や方式で施したもので、自然光を入射させると直線偏光を透過する適宜なものを用いることができる。特に、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。偏光子の厚さは、５〜８０μｍが一般的であるが、これに限定されない。
偏光子の片側又は両側には、偏光子の保護を目的として、適宜の接着層を介して偏光子保護フィルムが接着されていてもよい。
偏光子保護フィルムとしては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるポリマーからなるフィルム等が好ましく用いられる。そのポリマーの例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、脂環式構造を有する重合体、アクリル系樹脂等があげられる。
本発明において、光学異方体と偏光子が接する構成の場合は、光学異方体フィルムを偏光子の保護フィルムとして兼用することができる。光学異方体フィルムを偏光子の保護フィルムとして兼用することにより、保護フィルム一層を省いて液晶表示装置を薄型化するとともに、偏光子の耐久性を向上することができる。
【００２０】
本発明の液晶表示装置においては、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)が、層の少なくとも片面に透明な樹脂層を積層してなることが好ましく、層の両面に透明な樹脂層を積層してなることが特に好ましい。光学異方体の層に透明な樹脂層を積層することにより、光学異方体の破断を防いだり、光学異方体の波長分散性を容易に制御することが可能となる。この場合、透明な樹脂層は、固有複屈折値が負である材料からなる層の位相差を効率的に利用する観点から、実質的に無配向であることが好ましい。透明な樹脂としては、１ｍｍ厚で全光線透過率が８０％以上のものであれば特に制限されず、例えば、脂環式構造を有する重合体、ポレエチレンやポリプロピレンなどの鎖状オレフィン系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリエステル系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリビニルアルコール系重合体、ポリメタクリレート系重合体などが挙げられる。これらの中でも、脂環式構造を有する重合体または鎖状オレフィン系重合体が好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、脂環式構造含を有する重合体が特に好ましい。
脂環式構造を有する重合体としては、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有するものを挙げることができる。これらの中で、機械強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を有する重合体を特に好適に用いることができる。
重合体の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられるが、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。本発明に使用される脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含有してなる繰り返し単位の割合がこの範囲にあるとフィルムの透明性および耐熱性の観点から好ましい。
脂環式構造を有する重合体としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物；ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物；単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物；環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物；ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物；ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの芳香族環を含む不飽和結合の水素添加物；を挙げることができる。
脂環式構造を有する重合体は、例えば特開２００２-３２１３０２号公報などに開示されている公知の重合体から選ばれる。
なお、透明な樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、塩素捕捉剤、難燃剤、結晶化核剤、ブロッキング防止剤、防曇剤、離型剤、顔料、有機又は無機の充填材、中和剤、滑剤、分解剤、金属不活性化剤、汚染防止材、抗菌剤やその他の樹脂、熱可塑性エラストマーなどの公知の添加剤を発明の効果が損なわれない範囲で添加することができる。
本発明の液晶表示装置においては、光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の残留揮発成分含有量が０.１重量％以下であることが好ましく、０.０１重量％以下であることがより好ましい。光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の両方の残留揮発成分含有量が０.１重量％を超えると、使用時に該揮発性成分が外部に放出して、光学異方体(Ａ)又は光学異方体(Ｂ)に寸法変化が生じて内部応力を発生することにより、位相差にムラを生じることがある。したがって、本発明の液晶表示装置の光学異方体(Ａ)及び光学異方体(Ｂ)の揮発性成分が上記範囲にあることにより、長期間使用しても環境に関係なく液晶表示装置のディスプレイのコントラストの低下や表示ムラが発生とないといった光学特性の安定性に優れる。
揮発性成分は、光学異方体に微量含まれる分子量２００以下の物質であり、例えば、残留単量体や溶媒などが挙げられる。揮発性成分の含有量は、光学異方体に含まれる分子量２００以下の物質の合計として、光学異方体をガスクロマトグラフィーにより分析することにより定量することができる。
【００２１】
本発明の液晶表示装置のモードに特に制限はなく、例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、バーチカルアラインメント（ＶＡ）モード、マルチドメインバーチカルアラインメント（ＭＶＡ）モード、コンティニュアスピンホイールアラインメント（ＣＰＡ）モード、ハイブリッドアラインメントネマチック（ＨＡＮ）モード、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、オプチカルコンペンセイテッドベンド（ＯＣＢ）モードなどを挙げることができる。これらの中で、インプレーンスイッチングモードに特に好適に適用することができる。
インプレーンスイッチングモードでは、水平方向にホモジニアスな配向をした液晶分子と、透過軸が画面正面に対して上下と左右の方向を指して垂直の位置関係にある２枚の偏光子を用いているので、上下左右の方向から画面を斜めに見るときには、２本の透過軸は直交して見える位置関係にあり、ホモジニアス配向液晶層はツイステッドモード液晶層で生ずるような複屈折も少ないことから、十分なコントラストが得られる。これに対して、方位角４５°の方向から画面を斜めに見るときには、２枚の偏光子の透過軸のなす角度が９０°からずれる位置関係となるために、透過光が複屈折を生じて光が洩れ、十分な黒が得られず、コントラストが低下する。インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置の２枚の偏光子の間に、固有複屈折値が負である光学異方体(Ａ)と光学異方体(Ｂ)の２層を配置することにより、透過光に生ずる複屈折を効果的に補償して光の洩れを防ぎ、全方位角において高いコントラストを得ることができる。
本発明において、液晶表示装置の形成に際しては、例えばプリズムアレイシート、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトや輝度向上フィルム等の適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、偏光子として偏光板［(株)サンリッツ、ＬＬＣ２-９５１８］を用いた。液晶セルとして、厚さ２.７４μｍ、誘電異方性が正、波長５５０ｎｍの複屈折率Δｎ＝０.０９８８４、プレチルト角０°の液晶セルを用いた。
また、実施例及び比較例において、測定及び評価は下記の方法により行った。
（１）厚さ
フィルムの断面を、光学顕微鏡で観察して測定する。積層体については、各層ごとに測定する。
（２）ガラス転移温度
ＪＩＳ Ｋ ７１２１に基づいて、示差走査熱量分析法（ＤＳＣ）により測定する。
（３）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）、レターデーション（面内レターデーション、厚さ方向のレターデーション）及び面内の遅相軸のバラツキ
自動複屈折計［王子計測機器(株)、ＫＯＢＲＡ-２１］を用いて、波長５５０ｎｍの光で測定する。なお、遅相軸のバラツキは、光学異方体の幅方向に１０ｍｍ間隔で遅相軸を測定して、その測定値の算術平均値を求め、その平均値からの測定値のバラツキとする。
（４）残留揮発性成分
光学異方体２００ｍｇを、表面に吸着していた水分や有機物を完全に除去した内径４ｍｍのガラスチューブの試料容器に入れる。次に、その容器を温度１００℃で６０分間加熱し、容器から出てきた気体を連続的に捕集する。そして、捕集した気体を熱脱着ガスクロマトグラフィー質量分析計（ＴＤＳ-ＧＣ-ＭＳ）で分析し、その中で分子量２００以下の成分の合計量を残留揮発性成分として測定する。
（５）液晶表示装置の視野角特性
光学異方体を、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視により観察する。また、４×４マトリクスを用いた光学シミュレーションによりコントラストを計算し、コントラスト図として表示する。
【００２３】
実施例１（厚さ方向レターデーションＲthが-９０ｎｍの光学異方体(Ａ)フィルムの作製）
ノルボルネン系重合体［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０２０、ガラス転移温度１０５℃］からなる[１]層、スチレン-無水マレイン酸共重合体［ノヴァケミカルジャパン(株)、ダイラークＤ３３２、ガラス転移温度１３０℃、オリゴマー成分含有量３重量％］からなる[２]層及び変性エチレン-酢酸ビニル共重合体［三菱化学(株)、モディックＡＰ Ａ５４３、ビカット軟化点８０℃］からなる[３]層を有し、[１]層（１０μｍ）-[３]層（５μｍ）-[２]層（１１０μｍ）-[３]層（５μｍ）-[１]層（１０μｍ）の構成の未延伸積層体を共押出成形により得た。未延伸積層体を、温度１３９℃、倍率１.４倍でテンターにより横一軸延伸して、厚さ１００μｍの光学異方体(Ａ)のフィルムを得た。
得られたフィルムは、屈折率ｎｘA１.５８１８、ｎｙA１.５８００、ｎｚA１.５８１８であり、面内レターデーションＲe(Ａ)は１８０ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)は-９０ｎｍであり、面内の遅相軸のばらつきは±０.０５°であり、残留揮発成分含有量は０.０１重量％以下であった。
実施例２（厚さ方向レターデーションＲthが-４５ｎｍの光学異方体(Ｂ)フィルムの作製）
ノルボルネン系重合体［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０２０、ガラス転移温度１０５℃］からなる[１]層、スチレン-無水マレイン酸共重合体［ノヴァケミカルジャパン(株)、ダイラークＤ３３２、ガラス転移温度１３０℃、オリゴマー成分含有量３重量％］からなる[２]層及び変性エチレン-酢酸ビニル共重合体［三菱化学(株)、モディックＡＰ Ａ５４３、ビカット軟化点８０℃］からなる[３]層を有し、[１]層（１５μｍ）-[３]層（５μｍ）-[２]層（１００μｍ）-[３]層（５μｍ）-[１]層（１５μｍ）の構成の未延伸積層体を共押出成形により得た。未延伸積層体を、温度１４０℃、倍率１.４倍でテンターにより横一軸延伸して、厚さ１００μｍの光学異方体(Ｂ)のフィルムを得た。
得られたフィルムは、屈折率ｎｘB１.５８０９、ｎｙB１.５８００、ｎｚB１.５８０９であり、面内レターデーションＲe(Ｂ)は９０ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)は-４５ｎｍであり、面内の遅相軸のばらつきは±０.０５°であり、残留揮発成分含有量は０.０１重量％以下であった。
実施例３（厚さ方向レターデーションＲthが-１４５ｎｍの光学異方体(Ａ)フィルムの作製）
ノルボルネン系重合体［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０２０、ガラス転移温度１０５℃］からなる[１]層、スチレン-無水マレイン酸共重合体［ノヴァケミカルジャパン(株)、ダイラークＤ３３２、ガラス転移温度１３０℃、オリゴマー成分含有量３重量％］からなる[２]層及び変性エチレン-酢酸ビニル共重合体［三菱化学(株)、モディックＡＰ Ａ５４３、ビカット軟化点８０℃］からなる[３]層を有し、[１]層（１０μｍ）-[３]層（５μｍ）-[２]層（１２０μｍ）-[３]層（５μｍ）-[１]層（１０μｍ）の構成の未延伸積層体を共押出成形により得た。未延伸積層体を、温度１３７℃、倍率１.５倍でテンターにより横一軸延伸して、厚さ１００μｍの光学異方体(Ａ)のフィルムを得た。
得られたフィルムは、屈折率ｎｘA１.５８２７、ｎｙA１.５８００、ｎｚA１.５８２８であり、面内レターデーションＲe(Ａ)は２７０ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲth(Ａ)は-１４５ｎｍであり、面内の遅相軸のばらつきは±０.０５°であり、残留揮発成分含有量は０.０１重量％以下であった。
実施例４（厚さ方向レターデーションＲthが０ｎｍの光学異方体(Ｂ)フィルムの作製）
ノルボルネン系重合体［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０２０、ガラス転移温度１０５℃］からなる[１]層、スチレン-無水マレイン酸共重合体［ノヴァケミカルジャパン(株)、ダイラークＤ３３２、ガラス転移温度１３０℃、オリゴマー成分含有量３重量％］からなる[２]層及び変性エチレン-酢酸ビニル共重合体［三菱化学(株)、モディックＡＰ Ａ５４３、ビカット軟化点８０℃］からなる[３]層を有し、[１]層（１５μｍ）-[３]層（２μｍ）-[２]層（５０μｍ）-[３]層（２μｍ）-[１]層（１５μｍ）の構成の未延伸積層体を共押出成形により得た。未延伸積層体を、温度１３７℃、倍率１.２倍でテンターにより横一軸延伸して、厚さ７０μｍの光学積層体ｂのフィルムを得た。
次いで、さらに、ノルボルネン系重合体［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０２０、ガラス転移温度１０５℃］からなる厚さ３６μｍのフィルムを、延伸温度１０５℃、延伸倍率１.２倍でテンターにより横一軸延伸して、厚さ３０μｍの透明フィルムｃを得た。
そして、前記光学積層体ｂに透明フィルムｃを積層して、光学異方体(Ｂ)フィルムを得た。得られた光学異方体(Ｂ)フィルムは、屈折率ｎｘA１.５８２７、ｎｙA１.５８００、ｎｚA１.５８１３５であり、面内レターデーションＲe(Ｂ)は２７０ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲth(Ｂ)は０ｎｍであり、面内の遅相軸のばらつきは±０.０５°であり、残留揮発成分含有量は０.０１重量％以下であった。
【００２４】
実施例５（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが平行になるように、入射側偏光子、液晶セル、実施例３で得られた光学異方体(Ａ)フィルム、実施例４で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム及び出射側偏光子をこの順に積層して、図１に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図８に示す。
実施例６（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが平行になるように、入射側偏光子、実施例４で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム、実施例３で得られた光学異方体(Ａ)フィルム、液晶セル及び出射側偏光子をこの順に積層して、図２に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図９に示す。
【００２５】
実施例７（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが平行、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが垂直になるように、入射側偏光子、液晶セル、実施例２で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム、実施例１で得られた光学異方体(Ａ)フィルム及び出射側偏光子をこの順に積層して、図３に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１０に示す。
実施例８（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが平行になるように、入射側偏光子、実施例２で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム、実施例１で得られた光学異方体(Ａ)フィルム、液晶セル及び出射側偏光子をこの順に積層して、図４に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１１に示す。
【００２６】
実施例９（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが平行、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが平行、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが平行になるように、入射側偏光子、実施例２で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム、液晶セル、実施例１で得られた光学異方体(Ａ)フィルム及び出射側偏光子をこの順に積層して、図５に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合は表示は良好かつ均質であったが、方位角４５°の斜め方向から見た場合は、コントラストがわずかに低い部分があった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１２に示す。
実施例１０（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが平行、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが垂直になるように、入射側偏光子、実施例４で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム、液晶セル、実施例３で得られた光学異方体(Ａ)フィルム及び出射側偏光子をこの順に積層して、図６に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１３に示す。
【００２７】
実施例１１（液晶表示装置の作製）
入射側偏光子の透過軸と光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸とが平行、光学異方体(Ａ)の面内の遅相軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが垂直、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸とが垂直、光学異方体(Ｂ)の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが垂直になるように、入射側偏光子、実施例３で得られた光学異方体(Ａ)フィルム、液晶セル、実施例４で得られた光学異方体(Ｂ)フィルム及び出射側偏光子をこの順に積層して、図７に示す構成を有する液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合も、全方位から極角８０°以内の斜め方向から見た場合も、表示は良好かつ均質であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１４に示す。
比較例１
入射側偏光子の透過軸と液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸とが平行、液晶セルの電圧無印加時の面内の遅相軸と出射側偏光子の透過軸とが垂直になるように、入射側偏光子、液晶セル及び出射側偏光子をこの順に積層して、液晶表示装置を組み立てた。
得られた液晶表示装置の表示特性を目視で評価すると、画面を正面から見た場合は表示は良好であったが、方位角４５°の斜め方向から見た場合は、コントラストが低く、不良であった。この液晶表示装置についてシミュレーションにより得られたコントラスト図を、図１５に示す。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の液晶表示装置は、正面方向からの画像特性を低下させることなく、画面を斜め方向から見たときのコントラストの低下が防止され、視野角が広く、どの方向から見ても均質で高いコントラストを有する。本発明の液晶表示装置は、インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置に特に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の液晶表示装置の一態様の説明図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の他の態様の説明図である。
【図８】実施例３で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図９】実施例４で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１０】実施例５で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１１】実施例６で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１２】実施例７で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１３】実施例８で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１４】実施例９で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【図１５】比較例１で得られた液晶表示装置のコントラスト図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  入射側偏光子
２  液晶セル
３  光学異方体(Ａ)
４  光学異方体(Ｂ)
５  出射側偏光子
【図１】
2005173583.tif 000003
【図２】
2005173583.tif 000004
【図３】
2005173583.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005173583.tif 000007
【図６】
2005173583.tif 000008
【図７】
2005173583.tif 000009
【図８】
2005173583.tif 000010
【図９】
2005173583.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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