JP3526830B2

JP3526830B2 - 広視野角偏光板および液晶表示装置

Info

Publication number: JP3526830B2
Application number: JP2001009150A
Authority: JP
Inventors: 龍男内田; 隆宏石鍋
Original assignee: 龍男内田; 株式会社東北テクノブレインズ
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP2001350022A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広視野角偏光板に
関し、詳しくは、良視認の視角範囲が広い液晶表示装置
を形成しうる広視野角偏光板、および液晶表示装置に関
する。本発明において、位相差板の厚さはｄ、位相差板
の遅相軸方向、進相軸方向、厚さ方向の各屈折率は夫々
ｎ_e、ｎ_o、ｎ_Zで表されるものとし、面内位相差と
は、式：（ｎ_e−ｎ_o）ｄで定義される量であり、Ｎ_Z
とは、式：（ｎ_e−ｎ_Z）／（ｎ_e−ｎ_o）で定義され
る量であり、また、直交型とは、位相差板の遅相軸が偏
光子の吸収軸に対して直交位にある軸配置型を意味し、
平行型とは、位相差板の遅相軸が偏光子の吸収軸に対し
て平行位にある軸配置型を意味する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
ＩＣと直結でき、表示機能が多様でかつ軽量化、小型化
が容易であるなど多くの特長を有することから、ワード
プロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器や
テレビジョン、カーナビゲーションモニタや航空機コッ
クピット用モニタなど、種々の表示手段として広く普及
している。

【０００３】液晶表示装置には液晶の配向の変化を可視
化させるために、偏光板が用いられている。偏光板は、
通常、偏光子に透明保護膜（ＴＡＣ）を積層して構成さ
れている。偏光子は入射光を互いに直交する２つの偏光
成分に分け、その一方（振動方向が偏光子の透過軸と平
行な成分）のみを通過させ、他の成分（振動方向が偏光
子の吸収軸と平行な成分）を吸収または分散する光学素
子である。

【０００４】透過型の液晶表示装置は、液晶セルをその
厚さ方向の両側から偏光板で挟んで構成される。両側の
偏光子は互いの透過軸を直交させて配置されるのが一般
的である。透過軸を直交させた１対の偏光子を直交偏光
子という。一般に、偏光子の特性には視角依存性があ
り、図６に示すように、偏光子に対して斜め方向から光
が入射すると透過軸の方向が変化する。従って垂直入射
光に対して第１、第２の偏光子１、２を各々の透過軸１
Ｔ、２Ｔが互いに直交するように重ね合わせても、斜め
入射光に対しては交差角度が直角からずれてしまい、第
１の偏光子１を通過した偏光は透過軸２Ｔと平行な方向
の成分を有し、この成分が第２の偏光子２を通過して漏
光を生じる。

【０００５】このような偏光子の視角依存性は、液晶表
示装置の画面の明るさ、コントラスト、色合いなどを良
く視認できる視角範囲（視野角）を狭くする原因とな
る。視野角の広い液晶表示装置を実現するには、偏光子
の視角依存性を軽減して漏光のほとんど生じない視角範
囲（視野角）を広くした偏光板、すなわち広視野角偏光
板の開発が必須であり、これまでに、いくつかのものが
提案されている。

【０００６】いずれの広視野角偏光板も、偏光子と１〜
２枚の位相差板を重ね合わせて構成されている。なお、
位相差板や液晶などの屈折率異方体の複屈折特性を表す
諸変数の定義式を図７に示す。図８に示す従来例１は、
第１の偏光子１にＡプレート、Ｃプレート（定義は図７
参照）と呼ばれる一軸性の位相差板10、11を、前者の遅
相軸10Ｓが第１の偏光子の透過軸１Ｔに対し直交位にあ
り、後者の遅相軸11Ｓがフィルムの厚さ方向を向くよう
に、積層して構成されている（J.Chen et al:SID'98 Di
gest(1998),p315)。Ａプレート10の面内位相差とＣプレ
ート11の厚さ方向の位相差はそれぞれ137nm 、80nmであ
る。これにより、第１の偏光子を通過した光の偏光状態
を第２の偏光子の透過軸と直交する方向に変換でき、直
交偏光子の視角依存性を大幅に軽減することができる。

【０００７】しかし、従来例１では、液晶層に入射する
偏光の方向が垂直入射の場合と斜め入射の場合で異なっ
てしまうため、反射型の液晶表示装置の場合は偏光子に
挟まれる媒質（液晶と位相差板）の光学特性が大きく変
化してしまう問題がある。また、透過型の場合でも、波
長依存性が大きいため、光の漏れが生じてしまう（図13
参照）という問題がある。

【０００８】また、図９に示す従来例２は、偏光子１に
面内方向位相差：350nm を有するＡプレート10を、その
遅相軸10Ｓを偏光子１の吸収軸１Ａに垂直にして、積層
したもの（日東電工株式会社製）である。図10に示す従
来例３は、偏光子１の両側にＴＡＣ３を有する偏光板の
一側または両側のＴＡＣ３を、面内位相差：50〜200nm
、Ｎ_Z：−１〜３の位相差板12とし、その遅相軸12Ｓ
を偏光子１の吸収軸１Ａと平行または直交させたもの
（特開平９−325216号公報）である。

【０００９】図11に示す従来例４は、偏光子１の片側
に、面内位相差：50〜200nm 、Ｎ_Z：−１〜３の位相差
板12を、その遅相軸12Ｓを偏光子１の透過軸１Ｔと平行
または直交させて、配置したもの（特開平10−48420 号
公報）である。図12に示す従来例５は、偏光子１の片側
に、厚さ方向位相差：300nm 以下、面内位相差：20nm以
下の位相差板12Ａと、面内位相差：50〜200nm 、Ｎ_Z：
0.8 〜3.5 の位相差板12Ｂとを、位相差板12Ｂの遅相軸
12ＢＳを偏光子１の透過軸１Ｔと平行または直交させ
て、配置したもの（特開平10−142423号公報）である。

【００１０】しかし、本発明者らの理論計算によれば、
従来例２〜５においても従来例１と同様の問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の問題点
に鑑み、本発明は、斜め入射時における偏光子を通過し
た光の偏光状態を垂直入射時と等しくする働きを有し、
広い波長範囲において偏光子の光学特性の変化を補償で
きて、視野角の広い液晶表示装置を実現できる広視野角
偏光板、および液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために、垂直入射時と斜め入射時とで偏光状
態が等しくなるための必要条件を理論モデル式で記述
し、種々の入射角度毎にこの必要条件を満たすような位
相差板の複屈折特性を求め、それらのうち広い視角範囲
で小さい透過率を示すものを採用するという設計手法を
創案し、この設計手法に基づき位相差板の最適特性を抽
出して、本発明を完成した。

【００１３】なお、本発明では、以下の偏光板および液
晶表示装置を参考とした。（Ｒ１）偏光子に二軸性の位相差板を重ねてなる直交型
の偏光板において、前記位相差板は面内位相差＝250 〜
300 nm、Ｎ_Z＝0.1 〜0.4 、より好ましくは面内位相差
＝260 〜290 nm、Ｎ_Z＝0.2 〜0.3 、なる複屈折特性を
有する偏光板。

【００１４】（Ｒ２）偏光子に二軸性の位相差板を重ね
てなる平行型の偏光板において、前記位相差板は面内位
相差＝250 〜300 nm、Ｎ_Z＝0.6 〜1.1 、より好ましく
は面内位相差＝260 〜290 nm、Ｎ_Z＝0.7 〜1.0 、なる
複屈折特性を有する偏光板。（Ｒ３）液晶セルの一面側、他面側のいずれか一方また
は両方に（Ｒ１）または（Ｒ２）の偏光板が位相差板側
で対面配置された構造を有する液晶表示装置。本発明の
広視野角偏光板は、（Ｒ１）の偏光板の位相差板側に
（Ｒ２）の位相差板を、または、（Ｒ２）の偏光板の位
相差板側に（Ｒ１）の位相差板を、隣り合う位相差板の
遅相軸を互いに平行にして、重ねることで構成される。
すなわち本発明は、（１）偏光子に面内位相差＝ 250 〜
300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.1 〜 0.4 なる複屈折特性を有する二軸
性の位相差板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収
軸とを直交させて重ね、さらに前記位相差板の反偏光子
側に面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる
複屈折特性を有する二軸性の位相差板を互いの遅相軸を
平行させて重ねてなることを特徴とする広視野角偏光板
であり、また、（２）偏光子に面内位相差＝ 250 〜 300
nm 、Ｎ _Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる複屈折特性を有する二軸性の
位相差板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸と
を平行させて重ね、さらに前記位相差板の反偏光子側に
面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.1 〜 0.4 なる複屈
折特性を有する二軸性の位相差板を互いの遅相軸を平行
させて重ねてなることを特徴とする広視野角偏光板であ
る。

【００１５】本発明の液晶表示装置の１つは、（Ｒ３）
において、液晶セルの一面側、他面側のいずれか一方に
（Ｒ１）の直交型の偏光板、他方に（Ｒ２）の平行型の
偏光板を配置することで構成される。すなわち本発明
は、（３）液晶セルの一面側、他面側のいずれか一方
に、偏光子に面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.1 〜
0.4 なる複屈折特性を有する二軸性の位相差板を該位相
差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とを直交させて重ね
てなる偏光板、他方に、偏光子に面内位相差＝ 250 〜 30
0 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる複屈折特性を有する二軸性
の位相差板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸
とを平行させて重ねてなる偏光板が、それぞれ位相差板
側で対面配置された構造を有することを特徴とする液晶
表示装置でもある。

【００１６】また、本発明は、（４）液晶セルの一面
側、他面側のいずれか一方に（１）または（２）の広視
野角偏光板が位相差板側で対面配置された構造を有する
ことを特徴とする液晶表示装置でもある。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）、（ｂ）は、参考（Ｒ
１）、（Ｒ２）の偏光板の構成を示す説明図である。こ
れは、偏光子（ＰＯＬ）１に二軸性の位相差板（ＰＦ１
は（Ｒ１）に、ＰＦ２は（Ｒ２）に、夫々係るもの）12
を重ねて構成される。なお、偏光板の反位相差板側に透
明保護膜（ＴＡＣ）３が配置されていてもよい（以下同
じ）。また、例えば図14に示すように、偏光子１または
位相差板12の片側もしくは両側に、保護膜あるいは強度
を補強する膜として、ＴＡＣとは異なり光の入射する角
度によらず位相差の（ほとんど）ない（例えば５nm以下
の）透明な膜（光学的等方性透明膜という）13が配置さ
れていてもよい（以下同じ）。かかる構成の偏光板でも
同様の効果が得られる。前記光学的等方性透明膜の素材
としては、例えばポリエーテルスルフォン（Polyether
sulfone ；ＰＥＳ）、ガラスシート等が好ましく用いう
る。

【００１８】（Ｒ１）では、偏光子１と位相差板ＰＦ１
の軸配置型は直交型であり、位相差板ＰＦ１は、面内位
相差＝250 〜300 nm（より好ましくは260 〜290 nm）、
Ｎ_Z＝0.1 〜0.4 （より好ましくは0.2 〜0.3 ）なる複
屈折特性を有するように形成される。（Ｒ２）では、偏光子１と位相差板ＰＦ２の軸配置型は
平行型であり、位相差板ＰＦ２は、面内位相差＝250 〜
300 nm（より好ましくは260 〜290 nm）、Ｎ_Z＝0.6 〜
1.1 （より好ましくは0.7 〜1.0 ）なる複屈折特性を有
するように形成される。

【００１９】図１（ｃ）、（ｄ）は、本発明（１）、
（２）の広視野角偏光板の構成を示す説明図である。本
発明（１）は、（Ｒ１）の偏光板の位相差板ＰＦ１側
に、（Ｒ２）の位相差板ＰＦ２を、互いの遅相軸12Ｓが
平行となるように重ねたもの（図１（ｃ））であり、本
発明（２）は（Ｒ２）の偏光板の位相差板ＰＦ２側に、
（Ｒ１）の位相差板ＰＦ１を、互いの遅相軸12Ｓが平行
となるように重ねたもの（図１（ｄ））である。

【００２０】この構成により、広い視角範囲にわたっ
て、斜め入射時の偏光状態を垂直入射時とほぼ同じ状態
に変換でき、漏光を抑制することができる。その根拠と
した前記設計手法を以下に説明する。斜め入射時の偏光
状態を垂直入射時と等しくするために位相差板の光学特
性が満たすべき条件は以下の二つである。

【００２１】１．斜め入射時の位相差がπであること２. 斜め入射時の位相差板の光軸の方位の変化が偏光子
の半分であることこれら二条件を理論式で記述すると次のようになる。な
お、光軸とは、位相差板では遅相軸、偏光子では吸収軸
を意味する。垂直入射時における光軸の方位φと入射光
の入射角θ_iのとり方を図２に示す。ここでは、θ_i＝
０°（垂直入射）での遅相軸の方位を45°、吸収軸の方
位を−45°とした。

【００２２】まず条件１について述べる。位相差板の位
相差Γは次式で与えられる。 Γ＝（ｋ_ez−ｋ_oz）ｄ (1-1) ここに、ｋ_oz，ｋ_ezはそれぞれ、入射光の進相軸方向、
遅相軸方向の波数ベクトルのＺ軸方向成分であり、次式
で与えられる。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで条件１を満たすためには、式(1-1)
の値がπとなればよい。そこでこのときの厚さ（膜厚）
ｄ，屈折率ｎ_e，ｎ_o，ｎ_Zの関係を求めると、次式で
表される。

【００２５】

【数２】

【００２６】この関係式(1-4) を満たすように二軸性の
位相差板の屈折率を設計することにより、条件１を常に
満たすことができる。次に条件２について述べる。斜め
入射時における偏光子の光軸のずれφ_dp（度）は次式で
表すことができる。

【００２７】

【数３】

【００２８】一方、位相差板の光軸のずれφ_df（度）は
次式で表すことができる。

【００２９】

【数４】

【００３０】したがって、条件２を満たすためには次式
が満たされればよい。 φ_df／φ_dp＝0.5 (2-10) ところで、式(1-4),(2-10)を満たす複屈折特性（膜厚
ｄ，屈折率ｎ_e，ｎ_o，ｎ_Zの関係）は入射角θ_iによ
り変わる。そこで、λを可視光波長範囲400 〜700nm の
中央値550nm にとり、入射角に対して式(1-4) と式(2-1
0)とを同時に満たす複屈折特性（ｄ，ｎ_e，ｎ_o，ｎ_Z
の関係）を収束計算によって求めた。なお、かくして求
められた複屈折特性に対応する入射角を設計角度と称す
る。

【００３１】そして、種々の設計角度に対応する複屈折
特性を与えた位相差板を直交偏光子に介装したモデルに
ついて、λ＝550nm での透過率の視角（入射角と同値）
依存性を計算した。なお、透過率Ｔの計算には次式を用
いた。Ｔ＝sin²（πΓ／λ） (3) その結果、例えば図３に示すように、設計角度Θにより
多少差はあるが、どのΘの場合でも視角範囲０〜80°で
透過率0.1 ％以下になることがわかった。因みに従来の
偏光子の透過率は約２〜４％程度である。すなわち、式
(1-4) ，式(2-10)を同時に満たす複屈折特性を有する位
相差板を用いることにより、従来よりも格段に漏光の少
ない広視野角偏光板が得られることがわかった。

【００３２】また、透過率の波長依存性を求めて従来の
ものと比較したところ、例えば図13に示すように、本発
明の広視野角偏光板は、従来のものよりも、波長依存性
が小さく、より広い波長範囲で光の漏れを防止できるこ
とがわかった。以上のような設計手法により複屈折特性
の好適範囲を規定し、本発明の要旨とした。

【００３３】このように規定された複屈折特性を有する
位相差板は、必然的に前記の条件１、条件２を満たすも
のとなる。それゆえ、かかる位相差板を偏光子に積層し
て偏光板を構成した本発明によれば、広い視角範囲にわ
たって良好なコントラストを視認できる広視野角偏光板
が得られる。なお、位相差板の厚さｄは、一般には、５
〜500 μｍ、就中10〜350 μｍ、特に20〜200 μｍの厚
さとされる。

【００３４】前記偏光子としては、所定の偏光状態の光
を得ることができる適宜なものを用いうる。就中、直線
偏光状態の透過光を得ることのできるものが好ましい。
その例としては、ポリビニルアルコール系フィルムや部
分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチ
レン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き
親水性高分子フィルムにヨウ素および／または二色性染
料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの
脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリ
エン配向フィルム等からなる偏光フィルムなどがあげら
れる。

【００３５】前記位相差板としては、本発明で規定した
条件を満たす複屈折性を有する適宜なものを用いうる。
就中、光透過性の適宜なフィルムを延伸処理等により複
屈折性を付与したものや、液晶ポリマーの配向膜、ある
いは基材の配向膜上等に液晶ポリマー等の異方性材料を
配向させたものなどが好ましく用いうる。特に、光透過
率が70％以上、好ましくは80％以上、より好ましくは85
％以上の透光性に優れるフィルムに複屈折性を付与した
ものが好ましい。

【００３６】前記の透光性フィルムとしては、ポリカー
ボネートやポリアリレート、ポリスルホンやポリエチレ
ンテレフタート、ポリエーテルスルホンやポリビニルア
ルコール、ポリエチレンないしポリプロピレンの如きポ
リオレフィンやセルロース系ポリマー、ポリスチレンや
ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニルやポリ塩化
ビニリデン、ポリアミドなどからなるフィルムが特に好
ましい。

【００３７】透光性フィルムに複屈折性を付与する配向
処理は、例えば自由端または固定端による一軸延伸処理
や二軸延伸処理などの適宜な方式で行うことができる。
前記ＴＡＣは、プラスチックの塗布層や保護フィルムの
積層物などとして適宜に形成でき、その形成には透明性
や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるプラス
チックなどが好ましく用いうる。その例としては、ポリ
エステル系樹脂やアセテート系樹脂、ポリエーテルスル
ホン酸系樹脂やポリカーボネート系樹脂、あるいはアク
リル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系
やシリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線硬化型の樹
脂などがあげられる。ＴＡＣは、微粒子の含有によりそ
の表面が微細凹凸構造に形成されていてもよい。

【００３８】本発明の広視野角偏光板は、液晶セルの複
屈折による視角特性の補償に好ましく用いうるが、その
形成は液晶表示装置の製造過程で位相差板と偏光子を順
次別個に積層する方式や、予め積層物としてそれを用い
る方式などの適宜な方式で行うことができる。後者の事
前積層化方式が、品質の安定性や積層作業性に優れて液
晶表示装置の製造効率を向上させうる利点などがある。

【００３９】偏光子の片側への位相差板の積層配置等に
際しては、その偏光子の吸収軸と位相差板の遅相軸とが
直交または平行関係となるように行われるが、その直交
または平行関係は厳密な意味での直交または平行状態に
限定されず、作業上の配置誤差などは許容される。ま
た、吸収軸や遅相軸の方向にバラツキがある場合などに
は全体としての平均方向に基づいて直交または平行関係
に配置される。

【００４０】偏光子と位相差板の積層に際しては、必要
に応じて接着剤等を介して固定することができる。軸関
係のズレ防止等の点からは接着固定することが好まし
い。接着には、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリ
エステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系
等の透明な感圧接着剤などの適宜な接着剤を用いること
ができ、その種類については特に限定はない。光学特性
の変化を防止する点などからは、硬化や乾燥の際に高温
のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処
理や乾燥処理を要しないものが望ましい。また、加熱や
加湿条件下に剥離等を生じないものが好ましい。

【００４１】かかる点から、（メタ）アクリル酸ブチル
や（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ルや（メタ）アクリル酸の如きモノマーを成分とする質
量平均分子量が10万以上で、ガラス転移温度が０℃以下
のアクリル系ポリマーからなるアクリル系感圧接着剤が
特に好ましく用いうる。またアクリル系感圧接着剤は、
透明性や耐候性や耐熱性などに優れる点からも好まし
い。

【００４２】接着剤には、必要に応じて例えば天然物や
合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉や
その他の無機粉末等からなる充填材や顔料、着色剤や酸
化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。
また微粒子を含有させて光拡散性を示す接着剤層とする
こともできる。なお、上記の偏光子、位相差板、ＴＡ
Ｃ、接着剤層などの各層は、例えばサリチル酸エステル
系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾ
ール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル
錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などによ
り紫外線吸収機能をもたせることもできる。

【００４３】本発明（１）〜（３）に係る広視野角偏光
板を用い本発明の液晶表示装置を形成する方法は通常の
方法でよい。すなわち、液晶表示装置は一般に、液晶セ
ルと偏光子と光学補償を目的とした位相差板、および必
要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組み立
てて駆動回路を組み込むことなどにより形成されるが、
本発明においては当該広視野角偏光板を液晶セルの一面
側、他面側のいずれか一方または両方に配置する点を除
いて特に限定はない。

【００４４】従って、液晶セルの片側または両側に広視
野角偏光板を配置した液晶表示装置や、照明システムに
バックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な
液晶表示装置を形成することができる。液晶表示装置の
形成部品は、積層一体化されていてもよいし、分離状態
にあってもよい。また液晶表示装置の形成に際しては、
例えば拡散板やアンチグレア層、反射防止膜、保護層や
保護板、カラーフィルタなどの適宜な光学素子を適宜に
配置することができる。本発明の広視野角偏光板は、Ｖ
Ａ(vertical alignment) 型やＩＰＳ(in-plane-switchi
ng)型等の複屈折を示す液晶セルを用いたＴＦＴ型やＭ
ＩＭ型等の種々の表示装置に好ましく用いうる。

【００４５】図４は、参考（Ｒ３）および本発明（３）
の液晶表示装置の例を示す説明図である。これらは、参
考（Ｒ１）〜（Ｒ２）の偏光板を用いたもので、反射
型、透過型のいずれの型にも対応しうる。反射型では、
図４（ａ）、（ｂ）に示す２種がある。これらは、液晶
セル（ＬＣ）４の一面側、他面側のいずれか一方に（Ｒ
１）〜（Ｒ２）の偏光板（ａ：直交型、ｂ：平行型）を
位相差板12側で対面配置し、他方に反射板（ＲＰ）５を
配置した構造を有する。

【００４６】透過型では、図４（ｃ）〜（ｆ）に示す４
種がある。これらは、ＬＣ４の一面側、他面側の両方に
（Ｒ１）〜（Ｒ２）の偏光板を位相差板12側で対面配置
した構造を有する。（ｃ）、（ｄ）は広視野角偏光板の
軸配置型がＬＣ４の一面側と他面側で同じもの（ｃ：直
交型、ｄ：平行型）であり、一方、（ｅ）、（ｆ）は一
面側と他面側で相異なるものである。

【００４７】透過型の４種の中では、広視野角偏光板の
軸配置型がＬＣ４の一面側と他面側で相異なる（ｅ）お
よび（ｆ）（⇒本発明（３）を満たすもの）が、他より
も良好な特性を示すので、より好ましい。図５は、本発
明（４）の液晶表示装置の例を示す説明図である。これ
は、本発明（１）、（２）の広視野角偏光板を用いたも
のであり、当該広視野角偏光板は位相差板を２枚含むた
め、反射型にすると光が往路と復路で位相差板を計４回
通過し、本発明の前提とした設計条件（⇒光は位相差板
を２回通過）に合わなくなる。そのため、本発明（４）
は、透過型のみに対応しうる。

【００４８】図５（ａ）は、液晶セル（ＬＣ）４の一面
側に、２枚の位相差板（ＰＦ２、ＰＦ１）12と偏光子
（ＰＯＬ）１とをこの順に配置し、ＰＦ１とＰＦ２の遅
相軸12Ｓは互いに平行とし、ＬＣ４の他面側にＰＯＬ２
を配置した透過型液晶表示装置を示す。「ＰＯＬ／ＰＦ
１／ＰＦ２」のセットが本発明（１）の広視野角偏光板
に該当する。

【００４９】図５（ｂ）は、液晶セル（ＬＣ）４の一面
側に、２枚の位相差板（ＰＦ１、ＰＦ２）12と偏光子
（ＰＯＬ）１とをこの順に配置し、ＰＦ１とＰＦ２の遅
相軸12Ｓは互いに平行とし、ＬＣ４の他面側にＰＯＬ２
を配置した透過型液晶表示装置を示す。「ＰＯＬ／ＰＦ
２／ＰＦ１」のセットが本発明（２）の広視野角偏光板
に該当する。

【００５０】なお、図４（ｃ）〜（ｆ）および図５で
は、透過型液晶表示装置としてクロスニコル（液晶セル
を挟む偏光子対の吸収軸が互いに直交）型のものを例示
したが、参考（Ｒ３）、本発明（３）〜（４）はこれに
限定されず、平行ニコル（液晶セルを挟む偏光子対の吸
収軸が互いに平行）型のものにも適用可能である。

【００５１】

【実施例】図４（ｃ）、（ｄ）に示した構造を有する透
過型液晶表示装置において、位相差板の面内異方性とＮ
_Zを表１に示すように種々変えた例、および位相差板を
用いない例について、液晶セルを暗状態とし、波長λ＝
550 nmの可視光について透過率（漏光程度）の視角依存
性を計算し、結果を比較した。なお、液晶セルはＶＡ型
とし、そのセル厚は5.2 μｍとした。

【００５２】視野角の評価量としては、透過率に第１、
第２の閾値0.30％、0.02％を設け、透過率が第１の閾値
以下を示した視角範囲（第１の視野角α₁）および第２
の閾値以下を示した視角範囲（第２の視野角α₂）を採
用した。その結果を表１に示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１に示されるように、（Ｒ１）、（Ｒ
２）のいずれか１種の偏光板を液晶セルの両側に配置し
たもの（参考例）では、（Ｒ１）、（Ｒ２）のいずれを
も用いないもの（比較例）に比べ第１、第２の視野角が
格段に広いという結果が得られた。液晶セルの一面側に
（Ｒ１）、他面側に（Ｒ２）の偏光板を配置した図４
（ｅ），（ｆ）の形態の本発明（３）では、上記参考例
よりもさらに良好な特性が得られる。

【００５５】かくして本発明によれば、斜め入射時の偏
光状態が垂直入射時と等しくなり、可視光波長領域内に
おける広い波長帯域において偏光子の光学特性の変化が
補償できて、視野角の広い液晶表示装置が具現するとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は参考の偏光板、（ｃ），
（ｄ）は本発明の広視野角偏光板の構成を示す説明図で
ある。

【図２】３次元直交座標系での光軸の方位と入射角のと
り方を示す説明図である。

【図３】透過率の視角依存性におよぼす設計角度の影響
を示すグラフである。

【図４】参考（Ｒ３）および本発明（３）の液晶表示装
置の例を示す説明図である。

【図５】本発明（４）の液晶表示装置の例を示す説明図
である。

【図６】偏光子の視角依存性を示す説明図である。

【図７】屈折率異方性を表す諸変数の定義式を示す説明
図である。

【図８】広視野角偏光板の従来例１を示す説明図であ
る。

【図９】広視野角偏光板の従来例２を示す説明図であ
る。

【図１０】広視野角偏光板の従来例３を示す説明図であ
る。

【図１１】広視野角偏光板の従来例４を示す説明図であ
る。

【図１２】広視野角偏光板の従来例５を示す説明図であ
る。

【図１３】偏光板の透過率の波長依存性を従来と本発明
とで比較して示すグラフである。

【図１４】光学的等方性透明膜を用いた偏光板の例（図
１（ａ）に付加した例）を示す説明図である。

【符号の説明】

１偏光子（第１の偏光子）２偏光子（第２の偏光子）３透明保護膜（ＴＡＣ）４液晶セル５反射板 10 一軸性の位相差板（Ａプレート） 11 一軸性の位相差板（Ｃプレート） 12 二軸性の位相差板 13 光学的等方性透明膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−371903（ＪＰ，Ａ) 特開平４−305602（ＪＰ，Ａ) 特開平11−133413（ＪＰ，Ａ) 特開平５−157911（ＪＰ，Ａ) 特開平10−142423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/30 G02F 1/13363

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光子に面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ
_Z ＝ 0.1 〜 0.4 なる複屈折特性を有する二軸性の位相差
板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とを直交
させて重ね、さらに前記位相差板の反偏光子側に面内位
相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる複屈折特性
を有する二軸性の位相差板を互いの遅相軸を平行させて
重ねてなることを特徴とする広視野角偏光板。
【請求項２】偏光子に面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ
_Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる複屈折特性を有する二軸性の位相差
板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とを平行
させて重ね、さらに前記位相差板の反偏光子側に面内位
相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.1 〜 0.4 なる複屈折特性
を有する二軸性の位相差板を互いの遅相軸を平行させて
重ねてなることを特徴とする広視野角偏光板。
【請求項３】液晶セルの一面側、他面側のいずれか一
方に、偏光子に面内位相差＝ 250 〜 300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.1
〜 0.4 なる複屈折特性を有する二軸性の位相差板を該位
相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とを直交させて重
ねてなる偏光板、他方に、偏光子に面内位相差＝ 250 〜
300 nm 、Ｎ _Z ＝ 0.6 〜 1.1 なる複屈折特性を有する二軸
性の位相差板を該位相差板の遅相軸と前記偏光子の吸収
軸とを平行させて重ねてなる偏光板が、それぞれ位相差
板側で対面配置された構造を有することを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項４】液晶セルの一面側、他面側のいずれか一
方に請求項１または２記載の広視野角偏光板が位相差板
側で対面配置された構造を有することを特徴とする液晶
表示装置。