JP4575978B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、視認性に優れる液晶表示装置に関する。

テレビ、パソコン、携帯電話等に用いられる液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶セルの両面に偏光板を配置した液晶パネルによって光源から射出される光の透過量を調整することによってその表示を可能としている。ＬＣＤはその急速な発展に伴い、機能や用途もさらに多様化する傾向にあり、より過酷な環境での使用に耐え得ることが求められている。例えば、携帯電話等のモバイル用のＬＣＤやカーナビゲーションシステム等の車載用ＬＣＤ等ではより過酷な環境での使用に対しても耐久性を要することが求められている。また、テレビ等の大型ＬＣＤでは、大型化・高輝度化に伴って、光源からの発熱量が増大するために、ＬＣＤ自体が高温となる傾向があり、より高温での耐久性が求められている。そのため、ＬＣＤに用いられる偏光板も高温多湿等の過酷な環境下において、その特性の変化が小さい、すなわち耐久性が高いことが求められている。

偏光板は一般に偏光子を２枚の保護フィルムで挟持する構成を有しており、保護フィルムとしてはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が広く用いられている。一方、上記のような耐久性の観点から、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のように機械特性や耐薬品性、水分遮断性に優れたフィルムを偏光子保護フィルムとして用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。

ＰＥＴやＰＥＮ等のポリエステルフィルムは高度に延伸・結晶化処理がされているために、上記のように機械特性等において優れている。その一方で、固有複屈折が大きいために、高度に延伸処理されることによって、フィルムは面内および厚み方向に大きな複屈折を有している。そのため、ポリエステルフィルムのような高複屈折材料からなるフィルムを、偏光子と液晶セルの間に配置される偏光子保護フィルムとして用いた場合、その複屈折の影響によって、偏光子と液晶セルの間で偏光状態に歪みが生るため、著しく視認性が低下する傾向がある。かかる観点から、ポリエステルフィルムは偏光子の液晶セルと対向しない側の主面の保護フィルムとして用いるのが一般的である。

偏光子の液晶セルと対向しない側の主面の保護フィルムであれば、偏光子と液晶セルとの間における偏光状態の変換に寄与しないために、その複屈折による液晶パネルの表示特性への影響は小さく、光学等方性、あるいは複屈折の均一性は必ずしも要求されるものではない。しかしながら、液晶セルと光源の間に配置される光源側の偏光板において、偏光子の液晶セルと対向しない側の主面、すなわち、偏光子と光源の間に配置される保護フィルムとしてポリエステルフィルムを用いた場合、虹状のムラが発生して視認性が悪化するという問題がある。特に、近年のＬＣＤの高輝度化および高色純度化に伴って、このような虹ムラが視認されやすくなっており、偏光子保護フィルムとしてポリエステルフィルムを使用することを妨げる一因となっている。

かかる観点から、偏光子保護フィルム、特に、ＬＣＤの視認側の偏光板の偏光子保護フィルムの表面に光散乱層を設けることで、光路を混合、すなわち混色させ、虹ムラが視認されるのを抑制することが提案されている。例えば特許文献２においては、面内のレターデーションが５００ｎｍ以上のポリエステルフィルムの表面に光散乱層を設けた偏光子保護フィルムによって、かかる虹ムラを低減し得ることが開示されている。このような方法によれば虹ムラが視認され難くなるものの、虹ムラの発生そのものを抑制するわけではなく、十分な視認性を得られない場合がある。また、ＬＣＤの高輝度化、高色純度化がさらに進むと、虹ムラの発生はより顕著となるため、このような混色による虹ムラの解消方法では、十分な視認性を確保することは困難になると考えられる。

特開平８−２７１７３３号公報 特開２００８−３５４１号公報

本発明は、ポリエステルフィルムのように機械特性や耐薬品性、水分遮断性に優れたフィルムを偏光子保護フィルムとして用いた場合においても、虹ムラの発生が抑制された液晶表示装置を提供することを目的とする。

本願発明者らは、発生した虹ムラを解消することよりも、むしろ虹ムラの発生自体を抑制することに着目し、虹ムラの発生原理に関して考察を重ねた結果、所定の光学特性を有するフィルムを偏光子保護フィルムとして用いた偏光板を液晶表示装置の光源側に用いることによって、機械特性や耐薬品性、水分遮断性といったフィルムの特性を失うことなく、虹ムラの発生が抑制されることを見出し、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は、液晶セルと、光源と、液晶セルと光源との間に配置された第１の偏光板と、液晶セルの光源側に配置された第２の偏光板とを備え、前記第１の偏光板が、偏光子の光源側主面に第１の保護フィルムを備える液晶表示装置に関する。
本発明の液晶表示装置において、前記第１の偏光板および前記第２の偏光板に用いられる偏光子保護フィルムのうち、前記第１の保護フィルムのみが、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を満たす。
（ｉ） ０ｎｍ≦Ｒｅ_１≦３０００ｎｍ
（ｉｉ） Ｎｚ_１≧５
（ｉｉｉ）Ｒｔｈ_１＞２５００ｎｍ
（ただし、Ｒｅ_１、Ｒｔｈ_１、Ｎｚ_１は、第１の保護フィルムの厚みをｄ_１、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ_１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ_１、厚み方向の屈折率をｎｚ_１とした場合に、それぞれ、Ｒｅ_１＝（ｎｘ_１−ｎｙ_１）×ｄ_１、Ｒｔｈ_１＝（ｎｘ_１−ｎｚ_１）×ｄ_１、Ｎｚ_１＝Ｒｔｈ_１／Ｒｅ_１、で定義される値である。）

本発明の液晶表示装置においては、第１の保護フィルムは芳香族ポリエステルを主成分とするものであることが好ましく、中でもポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを主成分とするものであることが好ましい。

また、本発明の液晶表示装置は、前記光源から射出される光を略自然光として前記第１の偏光板に入射させるものであることが好ましい。かかる観点から、本発明の液晶表示装置は、前記光源と前記第１の偏光板の間に反射型偏光フィルムおよび吸収型偏光フィルムのいずれも有していないことが好ましい。

本発明の液晶表示装置によれば、偏光子保護フィルムとして、前記所定の光学特性を有する偏光板を用いているため、虹ムラの発生が抑制され、視認性を向上することができる。

［液晶表示装置の概略構成］
図１に、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を示す。液晶表示装置１００は、光源８０および液晶パネル５０を有し、さらに必要に応じて駆動回路等（図示せず）を組込んだものである。

液晶パネル５０は、液晶セル５の光源８０側に第１の偏光板１０を備える。また、一般には液晶セル５の光源側と反対側、すなわち、視認側に第２の偏光板２０を備えている。液晶セル５としては、例えばＶＡモード、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＳＴＮモードやベンド配向（π型）等の任意なタイプのものを用いうる。

［第１の偏光板］
第１の偏光板１０は、液晶セル５と光源８０との間に配置される光源側の偏光板である。第１の偏光板１０は、図２ａに示すように、偏光子１１の一方主面に第１の保護フィルム１２を備えている。本発明の液晶表示装置においては、この第１の保護フィルム１２が偏光子１１の光源８０側となるように、第１の偏光板が配置される。また、一般には図２ｂに示すように、偏光板１０は、偏光子１１の第１の保護フィルムが備えられる側と反対側の主面、すなわち液晶表示装置において液晶セル５側となる面に第２の保護フィルム１３を備えているが、本発明においてはかかる第２の保護フィルムを省略することもできる。

［偏光子］
偏光子１１は、自然光や偏光から任意の偏光に変換し得るフィルムである。偏光子としては、任意の適切なものが採用され得るが、自然光又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。このような偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、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等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、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等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。また、米国特許５，５２３，８６３号等に開示されている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６，０４９，４２８号等に開示されているリオトロピック液晶を一定方向に配向させたＥ型偏光子等も用いることができる。

このような偏光子の中でも、高い偏光度を有するという観点、並びに偏光子保護フィルムとの接着性の観点から、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムによる偏光子が好適に用いられる。

［第１の保護フィルム］
（材料）
本発明の液晶表示装置において、偏光子１１の光源８０側主面に備えられた第１の保護フィルム１２は、機械特性に優れるものが用いられる。このように機械特性に優れるフィルムとしては、例えば（半）結晶性の材料を主成分とするものが好適である。その代表的なものとしてはポリエステルを主成分とするものが好ましい。ポリエステルは加熱等によって結晶化を進行させることによって結晶化度が上昇し、これによって機械強度や寸法安定性、耐熱性を高めることができる。そのため、これを偏光子保護フィルムとして用いることによって、偏光板の機械強度や加熱耐久性を高めることができる。また、ポリエステルは、従来より偏光子保護フィルムとして広く用いられているトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）に比して高いガスバリア性を有し、特に水蒸気透過率が小さいために、偏光子保護フィルムとして用いることによって、偏光板の加湿耐久性を高めることができる。

前記ポリエステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、３，３−ジエチルコハク酸、グルタル酸、２，２−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカジカルボン酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等のジオールを、それぞれ１種を重縮合してなるホモポリマー、又はジカルボン酸１種以上とジオール２種以上を重縮合してなる共重合体、あるいはジカルボン酸２種以上と1種以上のジオールを重縮合してなる共重合体、及びこれらのホモポリマーや共重合体を２種以上ブレンドしてなるブレンド樹脂のいずれかのポリエステル樹脂を挙げることができる。中でも、ポリエステルが結晶性を示す観点から、芳香族ポリエステルが好ましく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が特に好ましく用いられる。

ポリエステルフィルムは、例えば上記のポリエステル樹脂をフィルム状に溶融押出、キャスティングドラムで冷却固化させてフィルムを形成させる方法等によって得られる。本発明においては、ポリエステルフィルムに結晶性を付与して上記特性を達成する観点から、延伸ポリエステルフィルム、就中二軸延伸ポリエステルフィルムを好適に用いることができる。なお、第１の保護フィルムとして芳香族ポリエステルを主成分とするものを用いる場合、かかるフィルムは芳香族ポリエステル以外の樹脂や添加剤等を含有するものであってもよい。「芳香族ポリエステルを主成分とする」とは、フィルム全重量に対して芳香族ポリエステルを５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上有することを意味する。

第１の保護フィルムが延伸フィルムである場合、その延伸方法は特に限定されず、縦一軸延伸法、横一軸延伸法、縦横逐次二軸延伸法、縦横同時二軸延伸法等を採用することができるが、前述のごとく、二軸延伸によるものが好ましい。延伸手段としては、ロール延伸機、テンター延伸機やパンタグラフ式あるいはリニアモーター式の二軸延伸機等、任意の適切な延伸機によることができる。

（位相差特性）
第１の保護フィルムは、その厚みをｄ_１、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ_１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ_１、厚み方向の屈折率をｎｚ_１とした場合に、それぞれ、 Ｒｅ_１＝（ｎｘ_１−ｎｙ_１）×ｄ_１、Ｒｔｈ_１＝（ｎｘ_１−ｎｚ_１）×ｄ_１、Ｎｚ_１＝Ｒｔｈ_１／Ｒｅ_１で定義される正面レターデーションＲｅ_１、厚み方向レターデーションＲｔｈ_１およびＮｚ_１が、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を満たすことを特徴とする。
（ｉ） ０ｎｍ≦Ｒｅ_１≦３０００ｎｍ
（ｉｉ） Ｎｚ_１≧５
（ｉｉｉ）Ｒｔｈ_１＞２５００ｎｍ

本発明の液晶表示装置は、光源８０と光源側の第１の偏光板１０の偏光子１１との間に配置される第１の保護フィルム１２として、結晶性ポリエステルフィルムのように高い複屈折を有するものを用いた場合でも、上記位相差特性を有することによって虹ムラの発生が抑制されるとの特徴を有している。従来よりポリエステルフィルムは機械強度等に優れるとの利点に加えて、比較的安価であることから、偏光子保護フィルムへの適用が提案されてはいたものの、高い複屈折による虹ムラの影響により、その使用が制限されていたものであるが、本発明はポリエステルフィルムの光学特性を所定範囲とすることで、上記ポリエステルフィルムの利点を失うことなく、虹ムラを抑制し得るとの新たな知見に基づくものである。

上記（ｉ）に示したように、第１の保護フィルムの正面レターデーションＲｅ_１は３０００ｎｍ以下である。正面レターデーションが高くなると、虹ムラの発生が顕著となる傾向があるため、Ｒｅ_１は小さい方が好ましい。具体的にはＲｅ_１は２０００ｎｍ以下であることが好ましく、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、４５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、４００ｎｍ以下であることが特に好ましく、３５０ｎｍ以下であることが最も好ましい。正面レターデーションをさらに小さな値とすることで虹ムラは抑制される傾向にあるが、芳香族ポリエステルのように固有複屈折の大きい材料を主成分とするフィルムの正面レターデーションを小さく制御するためには、延伸倍率を低く抑えたり、フィルムの厚みを小さくする必要があるため、フィルムの機械強度を高めることが困難となる傾向がある。また、高度に延伸工程を制御することによって正面レターデーションの発生を抑制することも不可能ではないが、ポリエステルフィルムが高価となる傾向がある。かかる観点から、現実的な値として、Ｒｅ_１は１０ｎｍ以上であることが一般的であり、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。

上記（ｉｉ）に示したように、第１の保護フィルムのＮｚ_１、すなわち、正面レターデーションＲｅ_１に対する厚み方向レターデーションＲｔｈ_１の比は５以上である。Ｎｚが大きいほど虹ムラが抑制される傾向があることから、Ｎｚ_１は大きいことが好ましく、具体的には６以上であることが好ましく、７以上であることがより好ましい。なお、Ｎｚの値は上記正面レターデーションＲｅ_１とＲｔｈ_１の値により一義的に定まるものであるが、その上限は理論的には、無限大であり（Ｒｅ_１＝０の場合）、実現可能な範囲において上限値は特に制限されない。

上記（ｉｉｉ）に示したように、第１の保護フィルムの厚み方向レターデーションＲｔｈ_１は２５００ｎｍ以上である。厚み方向レターデーションを正面レターデーションに比してより大きな値とすることで前述のＮｚ_１が大きくなるため、虹ムラが抑制される傾向にある。また、厚み方向レターデーションが大きいことは、フィルムの面内における分子の配向度が高いことと相関しており、ポリエステルフィルムにおいては、分子配向が高まることによって結晶化が促進される傾向がある。そのため、フィルムの機械強度や寸法安定性の観点からも、Ｒｔｈ_１は高いことが好ましい。Ｒｔｈ_１は４０００ｎｍ以上であることが好ましく、５０００ｎｍ以上であることが好ましく、６０００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、７０００ｎｍ以上であることが特に好ましく、８０００ｎｍ以上であることが最も好ましい。一方、それ以上にＲｔｈ_１を高めるためには、フィルム厚みを大きくする必要があるため、フィルム厚みが増してコストが増大したり、偏光板や液晶パネルの厚みが増大する傾向がある。かかる観点からは、Ｒｔｈ_１は１６０００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０００ｎｍ以下であることがより好ましく、１４０００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

（厚み）
第１の保護フィルムは、前記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の位相差特性を有していれば、厚みは特に限定されないが、厚みが、１０〜２００μｍであることが好ましく、１５〜１５０μｍであることがより好ましく、２０〜１００μｍであることがさらに好ましい。フィルムの厚みが過度に小さいと、フィルムの機械特性が不足したり、フィルムのハンドリング性に劣る等、偏光子保護フィルムとしての機能が不十分となる場合がある。また、フィルムの厚みが過度に大きいと、正面レターデーションを小さく抑制することが困難となったり、コストが増大する傾向がある。

（その他の特性）
厚み方向レターデーションＲｔｈ_１は、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘ_１とフィルム厚み方向の屈折率ｎｚ_１との差、すなわち厚み方向複屈折（ｎｘ_１−ｎｚ_１）と、厚みｄ_１との積で表されるが、厚み方向複屈折（ｎｘ_１−ｎｚ_１）は分子のフィルム面内の配向度と相関している。すなわち、（ｎｘ_１−ｎｚ_１）が大きいほど、分子の面内配向度が高く、結晶化も促進されるためにフィルム強度が高くなる傾向があり、逆に（ｎｘ_１−ｎｚ_１）が小さいと、フィルム強度が小さくなる傾向がある。液晶表示装置における虹ムラの発生を抑制しつつ、第１の保護フィルムに偏光子保護フィルムとして実用し得る機械強度を付与し、さらに、フィルム厚みを小さくして、コストや液晶パネルの厚みが増すことを抑制する観点からは、（ｎｘ_１−ｎｚ_１）は大きいことが好ましい。（ｎｘ_１−ｎｚ_１）は０．０４以上であることが好ましく、０．０６以上であることがより好ましく、０．０８以上であることがさらに好ましい。また、（ｎｘ_１−ｎｚ_１）は固有複屈折の値を超えることはできないから、その上限は自ずと定まるが、例えばポリエチレンテレフタレートでは一般に０．２５以下であり、０．２０以下であることが好ましい。

光源からの入射光の後方散乱を抑制し、液晶表示装置の輝度を高く保つ観点からは、第１の保護フィルムのヘイズは、例えば１０％未満と低い方が好ましい。また、第１の保護フィルムは、偏光子との接着性を向上するための易接着層や、偏光子と接着しない側、すなわち光源側となる面にハードコート層等の各種表面処理層を設けたものを用いてもよい。

［虹ムラの解消原理］
第１の保護フィルムが上記光学特性を有することによって液晶表示装置の虹ムラの発生が抑制されることに関して、その推定原理に基づいて以下に説明する。

＜虹ムラの発生原理＞
図３ａ〜ｄは、屈折率の異なる媒体に対して光がその法線方向および斜め方向に入射する場合の偏光状態を模式的に表す図であり、図３ａは自然光、図３ｂは紙面内に振動面を有する偏光、図３ｃは紙面と直交する面内に振動面を有する偏光、図３ｄは楕円偏光を表している。図４は、光源８０から出射した光が第１の保護フィルム１２を透過して偏光子１１に達する様子を模式的に表している。なお、図４および後述する図５ａ、図５ｂにおいては、反射光ｒ１２および第１の保護フィルム中を伝播する光ｒ１３として、一方の偏光成分を有するものを図示しているが、これは本願発明の原理を模式的に説明するための概念図であり、実際の光が単一の偏光成分のみを有することを意味するものではない。

図４において、光源８０から射出されて第１の保護フィルム１２のフィルム面の法線方向、すなわち、液晶表示装置の画面正面方向に進行する自然光ｒ１は、その一部が第１の保護フィルム１２の界面で反射され、自然光ｒ１２として光源方向に戻される。一方、界面で反射されずに第１の保護フィルムに入射した光ｒ３は大部分が非偏光の状態を保って第１の保護フィルム内を透過し、偏光子１１に到達する。偏光子１１に入射したｒ４は偏光子内でその一方の直線偏光成分が吸収された後、他方の直線偏光成分が射出光ｒ５として液晶セルへ到達することとなる。

一方、光源８０から射出されて第１の保護フィルム１２に入射角θで斜め方向に入射する自然光ｒ１１は、その一部が反射光ｒ１２として光源側に反射され、残部が第１の保護フィルム１２に入射光ｒ１３として入射する。その際、反射光ｒ１２および入射光ｒ１３は、その一部がｐ偏光とｓ偏光に分離された部分偏光となる。この場合において、入射光ｒ１１のうち反射光ｒ１２として反射されるｐ偏光の反射率Ｒ_ｐおよびｓ偏光の反射率Ｒ_ｓは、それぞれ以下のフレネルの式で表される。
Ｒ_ｐ＝｛ｔａｎ（θ−φ）／ｔａｎ（θ＋φ）｝^２ （式１）
Ｒ_ｓ＝｛ｓｉｎ（θ−φ）／ｓｉｎ（θ＋φ）｝^２ （式２）
なお、θはｒ１１の入射角であり、φはｒ１３の屈折角であり、両者は、入射側の媒体（すなわち空気）の屈折率ｎ_１（≒１）および第１の保護フィルム１２の屈折率ｎ_２に対して、下記のスネルの法則に従う。
ｎ_１ｓｉｎθ＝ｎ_２ｓｉｎφ （式３）

上記（式１）、および（式２）から分かるように、一般にｓ偏光の反射率Ｒ_ｓはｐ偏光の反射率Ｒ_ｐより高くなる。そのため、屈折率ｎ_１≒１の空気層から屈折率ｎ_２の第１の保護フィルムに光ｒ１１が入射する場合、第１の保護フィルム１２中を伝播する光ｒ１３はＳ偏光よりもｐ偏光の強度が高い「ｐ偏光リッチ」の部分偏光となる。中でもポリエステルフィルムは屈折率が１．６０程度であり、従来より偏光子保護フィルムとして広く用いられているＴＡＣフィルム（屈折率≒１．４３）に比して屈折率が大きく、さらには二軸延伸されているために複屈折が大きい。そのため、第１の保護フィルムがポリエステルフィルムのように屈折率や複屈折が高い場合、その内部を伝播する光ｒ１３は、よりｐ偏光リッチの部分偏光となる。

このｐ偏光リッチの部分偏光ｒ１３が、第１の保護フィルム１２中を伝播する際に、保護フィルムの複屈折の影響により、その偏光状態が変換される。そのため、ｐ偏光リッチの部分偏光ｒ１３は、第１の保護フィルム１２から射出されて偏光子１１に入射する際には一部が異なる偏光状態（主に楕円偏光）に変換されることとなる。ところで、ポリエステルに限らず、あらゆる物質は波長によって屈折率が異なるいわゆる「波長分散特性」を有している。そのため、自然光ｒ１１が第１の保護フィルム１２に入射する際の屈折角φも波長によって異なることとなる。例えば、図５ａに模式的に示すように、自然光ｒ１１が第１の保護フィルム１２に入射する際、青色の光は屈折角φ_Ｂでｒ１３_Ｂとして入射し、緑色の光は屈折角φ_Ｇでｒ１３_Ｇとして入射し、赤色の光は屈折角φ_Ｒでｒ１３_Ｒとして入射し、この際の屈折角一般にφ_Ｂ＜φ_Ｇ＜φ_Ｒとなる。さらに、第１の保護フィルム中を伝播する光ｒ１３が受ける位相差も波長によって異なるために、青色の光ｒ１３_Ｂ、緑色の光ｒ１３_Ｇ、赤色の光ｒ１３_Ｒでは、偏光子に到達する際の部分偏光の状態が異なっていることとなる。

そのため、偏光子１１中を伝播する光ｒ１４は、波長によってその吸収量が異なり、結果として偏光子から射出される光ｒ１５も、図５ａにｒ１５_Ｂ、ｒ１５_Ｇ、ｒ１５_Ｒとして模式的に表すように、波長によって強度が異なることとなる。このように、複屈折が大きなフィルムを保護フィルムとして用いた場合には、保護フィルムの屈折率および複屈折の影響により、偏光子を透過して液晶セルに達する光ｒ１５のスペクトル形状が、入射光ｒ１１のスペクトル形状とは異なるものとなり、その結果として着色を生じることとなる。このような原理によって生じる着色は「現色偏光」と称される。特に、見かけ上のレターデーションが概ね３５０ｎｍ以上となる場合にこのような現色偏光による着色が生じる傾向がある。また、現色偏光による着色は、見かけ上のレターデーション値によって周期的に変化する傾向がある。

第１の保護フィルムは三次元的な屈折率異方性を有しているため、その見かけ上のレターデーションは入射角θによって異なる。さらに、三次元的な屈折率異方性および吸光度の異方性に起因して、第１の保護フィルム１２の見かけ上の遅相軸方向、および偏光子１１の見かけ上の吸収軸方向も視角によって異なる。そのため、偏光子によって吸収される光のスペクトルは視角によって異なることとなり、結果として視角によって現色偏光による呈色が異なることとなる。この角度による呈色の相違が視認者の視覚には虹ムラとなって観察されるのである。そして、光の入射角θが大きくなるほど、単位角度変化量に対する第１の保護フィルムの見かけ上のレターデーションＲｅ（θ）の変化量の絶対値、すなわち｜ｄＲｅ（θ）／ｄθ｜は大きくなるため、視角θが大きくなるほど、角度変化による呈色の変化が大きくなる。それがゆえに、視角θが大きいほど虹ムラの発生は顕著となる傾向がある。

＜虹ムラの解消原理＞
このような現色偏光による呈色を抑制する観点からは、複屈折の小さい材料を保護フィルムとして用いることが考えられるが、その一方で、ポリエステルフィルムにおいては複屈折が小さい無延伸の状態ではフィルムの機械強度が十分ではなく、ポリエステルの材料特性が発揮されないという問題がある。そのため、ポリエステルフィルムの特性を発揮させるためには、延伸が不可欠であり、偏光子保護フィルムとして機能し得る厚みおよび機械強度を有するように作製したポリエステルフィルムにおいて、全視角における見かけ上のレターデーションを３００ｎｍより小さくすることは実質的に不可能であるといえる。

本願は、かかる虹ムラの発生原理に鑑み、上記（ｉ）のようにポリエステル保護フィルムの正面レターデーションＲｅ_１を小さくすることで、（ｉｉ）のようにＮｚ_１の値を大きくすれば、（ｉｉｉ）のように厚み方向レターデーションＲｔｈ_１が大きい場合でも現色偏光による虹ムラの発生が抑制できることを見出したことに基づくものである。

正面レターデーションが略ゼロであり、ある程度（例えば１００ｎｍ程度以上）の厚み方向レターデーションを有しているフィルムは一般に「Ｃプレート」と称されるが、このようなＣプレートに対して斜め方向に光を入射させた場合、その見かけ上の遅相軸方向は、視角方向に対して方位角９０°の角度をなすことが知られている。視角に対して方位角９０°の方向はｓ偏光の振動方向に等しいことから、Ｃプレートを透過する光に対しては、見かけ上の遅相軸方向はｓ偏光の振動面に包含される。それと同様にＣプレートの見かけ上の進相軸方向は、ｐ偏光の振動面に包含される。そのため、第１の保護フィルムがＣプレートであれば、図５ｂに模式的に示すように、第１の保護フィルム１２を伝播する光ｒ１３_Ｂ、ｒ１３_Ｇｒ１３_Ｒは複屈折の影響を受けず、偏光状態が実質的に変換されないため、厚み方向レターデーションＲｔｈ_１が大きな値であっても現色偏光による呈色を生じず、虹ムラが発生しないこととなる。

かかる観点から、虹ムラを抑制するためには、第１の保護フィルムの正面レターデーションＲｅ_１は小さい方が好ましいことが理解される。一方、前述のごとく、虹ムラの発生が大きな問題となるのは視角θが大きい場合であるから、このような範囲において、第１の保護フィルムの見かけ上の遅相軸方向が上記Ｃプレートと略同等の挙動を示せば、虹ムラは抑制される。このように、視角θが大きい場合において見かけ上の遅相軸方向がＣプレートと略同等の挙動を示すとの観点からは、Ｎｚ_１が大きいことが好ましい。

また、前述のごとく、視角θが小さい、すなわち正面方向付近においては、現色偏光による虹ムラの発生は、視角θの大きい領域に比して顕著ではない。そして、ある程度の正面レターデーションを有していてもＮｚ_１が大きければ、視角θの大きい範囲では第１の保護フィルムの見かけ上の遅相軸方向はＣプレートと略同等の挙動を示すため、Ｒｅ_１、Ｒｔｈ_１およびＮｚ_１が所範囲内であれば、虹ムラは視認されない。そして、このような許容し得る位相差の範囲を表したのが上記（ｉ）、および（ｉｉｉ）の条件である。なお、このような範囲において、虹ムラの発生が抑制されることは、後の実施例において明らかにする。

［第２の保護フィルム］
第１の偏光板１０が図２ａに示すように第２の保護フィルム１３を有する場合、その材料や光学特性は特に制限されないが、偏光子と液晶セルの間に配置されるものであることから、実質的に複屈折を有さない光学等方性のものか、あるいは、複屈折を有する場合であってもそのレターデーション値や光軸方向の面内均一性に優れたものを用いることが好ましい。また、かかる第２の保護フィルムとしては、位相差フィルム（光学補償層）を用いることもできる。

（材料）
本発明の偏光板における第２の保護フィルムの材料は、特に制限されないが、前述の如く、光学特性が均一である透明ポリマーを好適に用いることができる。特に、透明性（低ヘイズ）の観点からは非晶性ポリマーが好適に採用される。かかる観点からは、第２の保護フィルムとしては、例えば、セルロース系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂（ノルボルネン系樹脂）、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、非晶性ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。

これらのポリマーフィルムに代えて、あるいは、これらのポリマーフィルム上に形成するものとして液晶性ポリマーの配向層を用いることもできる。このような液晶性ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のもの等を挙げられる。主鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティックポリマーやコレステリック液晶性ポリマー等が挙げられる。側鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するもの等が挙げられる。

（位相差特性）
第２の保護フィルムが実質的に複屈折を有さない光学等方性のものである場合、その正面レターデーションＲｅ_２が４０ｎｍ未満、かつ、厚み方向レターデーションＲｔｈ_２が８０ｎｍ未満であるものを用いることができる。このように光学等方性に優れる保護フィルムとしては、無延伸フィルムが好適に用いられる。なお、第２の保護フィルムの正面レターデーションＲｅ_２および厚み方向レターデーションＲｔｈ_２は、前述の第１の保護フィルムの場合と同様に、厚みｄ_２と面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ_２、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ_２、厚み方向の屈折率をｎｚ_２から求められる。

一方、正面レターデーションが４０ｎｍ以上及び／又は、厚み方向レターデーションが８０ｎｍ以上のレターデーションを有するフィルムを第２の保護フィルムとして用いることで、位相差フィルムの機能を兼用させることもできる。その場合、正面レターデーションや厚み方向レターデーションは、位相差フィルムとして光学補償に必要とされる値に適宜調整することができる。かかる位相差フィルムとしては、延伸フィルムを好適に用いることができる。前記位相差フィルムは、ｎｘ_２＝ｎｙ_２＞ｎｚ_２、ｎｘ_２＞ｎｙ_２＞ｎｚ_２、ｎｘ_２＞ｎｙ_２＝ｎｚ_２、ｎｘ_２＞ｎｚ_２＞ｎｙ_２、ｎｚ_２＝ｎｘ_２＞ｎｙ_２、ｎｚ_２＞ｎｘ_２＞ｎｙ_２、ｎｚ_２＞ｎｘ_２＝ｎｙ_２、の関係を満足するものが、各種用途に応じて選択して用いられる。なお、ｎｙ_２＝ｎｚ_２とは、ｎｙ_２とｎｚ_２が完全に同一である場合だけでなく、実質的にｎｙとｎｚが同じ場合も含む。

（厚み）
第２の保護フィルムの厚みは、５〜５００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましく、１０〜１５０μｍがさらに好ましい。厚みが前記範囲より小さいと、フィルムが破断しやすくなり、偏光板に適用したときの強度に問題が生じたり、水分遮断性が不十分となり、偏光子の耐久性に劣る場合がある。厚みが前記範囲より大きいと、フィルムの屈曲性に欠け、ハンドリング性が低下したり、フィルムの製造が困難となる場合がある。

（ヘイズ）
第２の保護フィルムのヘイズは、２％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。第２の保護フィルムのヘイズが高いと、散乱によって偏光子で一定の偏光状態に変換された光の偏光状態や指向性が不均一に変化し、液晶表示装置のコントラストが低下する場合がある。

［第１の偏光板の形成］
第１の偏光板１０は、偏光子１１と第１の保護フィルム１２、これに必要に応じて第２の保護フィルム１３を積層することによって形成される。偏光子と保護フィルムの積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤層や粘着剤層を介して空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤層や粘着剤層を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得る。

中でも、偏光子と保護フィルムの密着性を高める観点からは、両者の積層には接着剤層が好適に用いられる。接着剤層を形成する接着剤としては、例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム系、合成ゴム等のゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、偏光子と光学等方性フィルムはとの積層には水性接着剤が好ましく用いられる。中でも、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とするものが用いられる。

かかる接着剤に用いるポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂や、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂は、反応性の高い官能基を有するポリビニルアルコール系接着剤であり、偏光板の耐久性が向上するため好ましい。また、特開２００８−１５４８３号公報に記載のように、凹凸欠陥（クニック）の発生を抑制する観点から、接着剤に金属コロイドを含有することも好ましい構成である。

また、保護フィルムは、接着剤や粘着剤を付設する前に、接着性の向上等を目的として、親水化等の表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としてば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等が挙げられる。

（配置角度）
第１の保護フィルムと偏光子の角度関係は特に制限されないが、虹ムラの発生を抑制する観点からは、第１の保護フィルム１２の遅相軸方向と偏光子１１の吸収軸方向は略平行または略直交であることが好ましい。両者を平行または直交に配置することによって、第１の保護フィルムが３００ｎｍ以上の正面レターデーションＲｅ_１を有している場合であっても、虹ムラの発生を抑制することができる。なお、略平行、略直交とは、両者のなす角度が丁度０°、あるいは９０°である場合のみならず、±１５°、好ましくは±１０°の範囲であることを意味する。また、第１の保護フィルムが、正面レターデーションＲｅ_１が例えば１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下と小さい「略Ｃプレート」である場合は、上記配置角度は虹ムラの発生にほとんど影響を与えない。

［液晶セルの視認側の配置］
液晶パネル５０は、液晶セル５の光源側に上記第１の偏光板１０を配置することによって形成されるが、通常は図１に示すように、液晶セル５の視認側に第２の偏光板２０が配置される。第２の偏光板２０は特に制限されず、公知のものを適宜用いることができる。また、液晶セル５の視認側には、第２の偏光板以外にも、例えば光学補償フィルム等の各種の光学層を設けることができる。

［液晶パネルの形成］
液晶セルに偏光板を配置する方法としては、両者を粘着剤層によって積層することが好ましい。粘着剤層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。また、粘着剤層は異なる組成又は種類等のものの重畳層として設けることもできる。

液晶セルと偏光板を積層する際の作業性の観点において、粘着剤層は、予め偏光板、あるいは液晶セルの一方または両方に付設しておくことが好ましい。粘着剤層の厚みは、使用目的や接着力等に応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。

（離型フィルム）
また、粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的に離型フィルム（セパレータ）が仮着されてカバーすることが好ましい。これにより、通例の取扱状態で粘着剤層に接触することを防止できる。離型フィルムとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したもの等の、従来に準じた適宜なものを用いうる。

［液晶表示装置の形成］
上記液晶パネル５０と光源８０を組合せ、さらに必要に応じて駆動回路等を組込むことによって本発明の液晶表示装置が得られる。また、これら以外にも液晶表示装置の形成に必要な各種部材を組合せることができるが、本発明の液晶表示装置は、光源８０から射出される光を略自然光として第１の偏光板１０に入射させるものであることが好ましい。

前述の如く本発明は、第１の保護フィルムが所定の位相差特性を有することによって、光源８０からの光が第１の保護フィルム１２に入射する際に生じる部分偏光が、複屈折に起因して第1の保護フィルムを伝播中にその偏光状態が変化することを制御することで、現色偏光による呈色を抑制しようとするものである。しかしながら、第１の保護フィルムに入射する光が既に特定の偏光状態を有していると、自然光が入射する場合の界面での偏光分離によって生じる部分偏光とは異なる偏光成分が第１の保護フィルムに入射し、その偏光が第１の保護フィルムの複屈折によって変換されることとなる。そのため、第１の保護フィルムの位相差特性を前述のように制御しても、このような異なる偏光成分によって、虹ムラが発生し得ることとなる。そのため、虹ムラの発生を抑制する観点から、第１の偏光板１０に入射する光は略自然光であることが好ましい。

なお、「略自然光」とは特定の偏光成分が他の偏光成分に比してリッチな状態となっていないものを指すが、一般には、射出光に対して受光側に設けた検光子である偏光板を、その吸収軸を３６０°回転させながら、偏光板の吸収軸方向（ψ）に対する光強度Ｉ（ψ）を測定し（いわゆる、回転検光子法）、Ｉ（ψ）の最大値をＩｘ、最小値をＩｍとした場合の、Ｉｍ／Ｉｘが０．９０以上であるものを指す。Ｉｍ／Ｉｘは、０．９５以上であることが好ましく、０．９９以上であることがより好ましい。なお、Ｉｍ／Ｉｘは、自然光の場合に最大となり、その値は１である。

上記のように、光源８０から射出される光を略自然光として第１の偏光板１０に入射させる観点から、本発明の液晶表示装置においては、反射型偏光フィルムおよび吸収型偏光フィルム等の偏光分離手段を光源８０と第１の偏光板１０との間に配置しないことが好ましい。例えば、液晶表示装置においては、光源から射出される光を偏光分離し、その再帰光を利用することで光源からの光の利用効率を向上させる観点から、直線偏光反射型の輝度向上フィルムが広く用いられているが、虹ムラを抑制する観点からは、このような輝度向上フィルムを用いないことが好ましい。

さらに、本発明の液晶表示装置においては、光源から第１の偏光板に入射する光の指向が低いことが好ましい。液晶表示装置においては、光源からの光の利用効率を高める観点から、例えば、プリズムシートやレンズシートを用いて光を正面方向へ集光することが広く行われている。しかしながら、このようなプリズムシートやレンズシートのような集光素子はいずれも光の屈折現象を用いて光の指向性を高めるものであるため、光の入射時および射出時に部分偏光を生じることとなる。そのため、光の指向性を高めると同時に自然偏光性が失われる傾向がある。

一般に液晶表示装置の光源は、直下方式とサイドライト方式に大別されるが、サイドライト方式においては、側面からの光を正面方向に指向させる必要があり、上記のような集光素子が必要となる。かかる観点から、本発明の液晶表示装置においては、直下方式のバックライトを用いることが好ましい。

このようにして得られた液晶表示装置は、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、商業店舗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、種々の用途に用いることができる。

以下に、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下に示した実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例、参考例、及び比較例の評価は、下記の方法により行ったものである。

［測定、評価方法］
（レターデーション）
偏光・位相差測定システム（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ製 製品名「ＡｘｏＳｃａｎ」）を用い、２３℃の環境下にて、測定波長５９０ｎｍで正面レターデーションの測定を行った。また、同様にして、遅相軸方向および進相軸方向を回転中心としてフィルムを４０°傾斜したレターデーションを測定した。なお、レターデーションの測定値の次数は、予め求めたポリエステルフィルムのレターデーションの波長分散と一致するように決定した。
これらの測定値から正面レターデーションおよび厚み方向レターデーション、Ｎｚを算出した。

（虹ムラの評価）
２３℃の暗室にて、液晶表示装置に白画像を表示させ、視認側偏光板の吸収軸方向を方位角の基準として、方位角約１５°の方向で、極角を４０°〜７０°へ変化させながら目視することで、画面の虹状の着色の有無を確認した。虹ムラは下記の４段階で評価を行った。
１：角度変化に対して色相が顕著に変化する
２：色相が顕著に変化する角度範囲が、概ね極角４０〜６０°の範囲であり、上記１に比して狭い
３：色相が顕著に変化する角度範囲が、概ね極角４０〜５０°の範囲であり、上記２に比してさらに狭い
４：角度変化に対して、色相の変化がほとんど確認されない

［比較例１］
（ポリエステルフィルムの作成）
厚み２００μｍの無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（非晶性）を製造時の機械方向に延伸比２．５倍に自由端一軸延伸（縦延伸）した後、テンター延伸機により幅方向に延伸比４．０倍に固定端一軸延伸（横延伸）し、厚さ５０μｍの結晶性ポリエステルフィルムを作成した。このポリエステルフィルムを「保護フィルムＡ」とする

（ポリエステルフィルムへの易接着層の付設）
上記保護フィルムＡの表面をコロナ処理した後、ポリエステル系水分散ウレタン接着剤（第一工業製薬製 商品名「スーパーフレックスＳＦ２１０」）を、メッシュ＃２００のグラビアロールを備える塗布試験機を用いて塗布し、１５０℃で１分乾燥して、該フィルム上に厚み０．３μｍの易接着層を付設した。

（偏光子の作成）
平均重合度２７００、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを周速の異なるロール間で染色しながら延伸搬送した。まず、３０℃の水浴中に１分間浸漬させてポリビニルアルコールフィルムを膨潤させつつ搬送方向に１．２倍に延伸した後、３０℃のヨウ化カリウム濃度０．０３重量％、ヨウ素濃度０．３重量％の水溶液中で１分間浸漬することで、染色しながら、搬送方向に、全く延伸していないフィルム（原長）を基準として３倍に延伸した。次に、６０℃のホウ酸濃度４重量％、ヨウ化カリウム濃度５重量％の水溶液中に３０秒間浸漬しながら、搬送方向に、原長基準で６倍に延伸した。次に、得られた延伸フィルムを７０℃で２分間乾燥することで偏光子を得た。なお、偏光子の厚みは３０μｍ、水分率は１４．３重量％であった。

（接着剤の調製）
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂（平均重合度１２００、ケン化度９８．５％モル％、アセトアセチル基変性度５モル％）１００重量部に対して、メチロールメラミン５０重量部を３０℃の温度条件下で純水に溶解し、固形分濃度３．７重量％の水溶液を調製した。この水溶液１００重量部に対して、正電荷を有するアルミナコロイド（平均粒子径１５ｎｍ）を固形分濃度１０重量％で含有する水溶液１８重量部を加えて金属コロイド含有接着剤水溶液を調製した。接着剤溶液の粘度は９．６ｍＰａ・ｓであり、ｐＨは４〜４．５の範囲であり、アルミナコロイドの配合量は、ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して７４重量部であった。
なお、アルミナコロイドの平均粒子径は、粒度分布計（日機装製 製品名「ナノトラックＵＡＰ１５０」）により、動的光散乱法（光相関法）により測定したものである。

（偏光板の作成）
前記偏光子の一方主面に、前記易接着層を付設した保護フィルムＡを、偏光子の他方主面に、光学補償層兼偏光子保護フィルムとして、セルロース系樹脂からなる位相差フィルム（富士フィルム製 商品名「ＷＶＢＺ」）を、それぞれ、乾燥後の接着剤層厚みが８０ｎｍとなるように前記接着剤を塗布して、ロール機を用いて貼り合わせ、７０℃で６分間乾燥させて偏光板を作成した。なお、保護フィルムＡと偏光子の貼り合わせは、保護フィルムＡの易接着層形成面と偏光子が対向するようにおこなった。このようにして得られた光学補償層付きの偏光板を「偏光板Ａ」とする。

（視認側偏光板）
視認側偏光板として、偏光子の片面に位相差フィルムが積層された市販の偏光板（日東電工製 商品名「ＮＰＦ ＶＥＧＱ１７２４ＤＵ」を用いた。なお、この市販の偏光板は、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムによる偏光子の一方主面（偏光子の液晶セル側に配置される面）にセルロース系樹脂からなる位相差フィルム（富士フィルム製 商品名「商品名「ＷＶＢＺ」）、他方主面にトリアセチルセルロースフィルムが、それぞれ接着剤層を介して積層されたものである。この偏光板を「偏光板Ｘ」とする。

（液晶パネルの作成）
ＶＡモードの液晶セルを備え、直下型のバックライトを採用した液晶テレビ（シャープ製 商品名「ＬＣ３２−Ｄ３０」）から液晶パネルを取り出し、液晶セルの上下に配置されていた偏光板および光学補償フィルムを取り除いて、該液晶セルのガラス面（表裏）を洗浄した。続いて、上記液晶セルの光源側の表面に、上記の偏光板Ａを、元の液晶パネルに配置されていた光源側偏光板の吸収軸方向と同様の方向となるように、かつ、偏光板Ａの光学補償層側の面が液晶セルと対向するように、アクリル系粘着剤を介して液晶セルに配置した。
次いで、液晶セルの視認側の表面に、上記の偏光板Ｘを、元の液晶パネルに配置されていた視認側偏光板の吸収軸方向と同様の方向となるように、かつ、偏光板Ｘの光学補償層側の面が液晶セルと対向するように、アクリル系粘着剤を介して液晶セルに配置した。このようにして、液晶セルの一方主面に偏光板Ａ、他方主面に偏光板Ｘが配置された液晶パネルを得た。

（液晶表示装置の作成）
上記の液晶パネルを、元の液晶表示装置に組込み、液晶表示装置の光源を点灯させて３０分後に目視にて虹ムラの発生有無を評価した。

［実施例１〜５、比較例２〜５］
（ポリエステルフィルムの作成）
前記比較例１のポリエステルフィルムの作製において、縦延伸および横延伸の倍率を表１に示すように変更して、それぞれの位相差特性が異なる結晶性ポリエステルフィルムを作成した。これらのポリエステルフィルムをそれぞれ「保護フィルムＢ〜Ｉ」とする。また、前記比較例１のポリエステルフィルムの作製における延伸前のポリエチレンテレフタレートフィルム（非晶性）を「保護フィルムＪ」とする。

（偏光板の作製）
前記比較例１において、保護フィルムＡを用いる代わりに、それぞれ保護フィルムＢ〜Ｊを用いた以外は比較例１と同様に、ポリエステルフィルムに易接着層を付設し、これを用いて偏光板の作成を行った。得られた偏光板をそれぞれ「偏光板Ｂ」〜「偏光板Ｊ」とする。

（液晶パネルの形成）
前記比較例１において、偏光板Ａを用いる代わりに、それぞれ偏光板Ｂ〜Ｊを用いた以外は比較例１と同様にして、液晶セルの光源側主面にそれぞれ偏光板Ｂ〜Ｊ、視認側主面に偏光板Ｘが配置された液晶パネルを得た。

（液晶表示装置の作製）
上記のそれぞれの液晶パネルを、元の液晶表示装置に組込み、液晶表示装置の光源を点灯させて３０分後に目視にて虹ムラの発生有無を評価した。

［比較例６］
（偏光板の作製）
前記実施例１の偏光板の作成において、一方の偏光子保護フィルムとしてセルロース系樹脂からなる位相差フィルムに代えて正面レターデーションおよび厚みレターデーションがほぼ０ｎｍのトリアセチルセルロースフィルム（富士フィルム製 商品名「ＺＲＦ８０Ｓ」）を用い、他方の保護フィルムとして保護フィルムＢを用いて偏光板を作製した。得られた偏光板を「偏光板Ｋ」とする。
（液晶パネルの形成）
前記実施例１において、液晶セルの光源側に偏光板Ｂを用いる代わりに、偏光板Ｋを、保護フィルムＢ側の面が液晶セルと対向するように、アクリル系粘着剤を介して液晶セルに配置した。

（液晶表示装置の作成）
上記の液晶パネルを、元の液晶表示装置に組込み、実施例と同様にして目視にて虹ムラの発生有無を評価した。

［参考例１］
前記実施例１において作製したのと同様の液晶パネルを用い、当該液晶パネルを、元の液晶表示装置に組込む際に、液晶パネルと光源との間に、異方性薄膜の交互積層による直線偏光反射型偏光フィルム（スリーエム社製 商品名「Ｄ−ＢＥＦ」）を、その透過軸方向と光源側の偏光板Ｂの透過軸方向が平行となるように配置して液晶表示装置を作製し、上記各実施例と同様に虹ムラの有無を評価した。

上記実施例および比較例、参考例の液晶表示装置における虹ムラの評価結果を、各保護フィルムの位相差特性とともに表１に一覧として示す。また、比較例１および実施例１の液晶表示装置を斜め方向から見た場合の表示状態（写真）を、それぞれ図６および図７に示す。

図６および図７を比較すると、比較例の液晶表示装置は画面を斜め方向からみた場合に、虹状の着色が見られるのに対して、実施例においては、そのような着色が見られず、均一な表示が得られていることがわかる。そして、表１から明らかなように、第１の保護フィルムの正面レターデーション、厚み方向レターデーション、およびＮｚが所定の範囲内である実施例の液晶表示装置においては、比較例１〜３の液晶表示装置に比して虹ムラが抑制されており、実施例の中でも、第１の保護フィルムのＮｚが大きいほど、虹ムラの発生が抑制されていることがわかる。

また、光源側偏光板をポリエステルフィルムが液晶セル側となるように配置した比較例６では、ポリエステルフィルムの複屈折の影響によって、画面が著しく虹状に着色していた。一方、延伸倍率が小さいポリエステルフィルム（保護フィルムＩ）を用いた比較例４、および無延伸の非晶質ポリエステルフィルム（保護フィルムＪ）を用いた比較例５では、虹ムラは抑制される傾向にあるものの、厚み方向レターデーションが小さく、保護フィルムの機械強度および耐薬品性に劣るものであった。

参考例１においては、光源側偏光板として実施例１と同様の偏光板Ｂを用いたが、光源側偏光板と光源との間に反射型偏光フィルムを有しているため、光源側偏光板に入射する光が略自然光とならず、虹ムラが観察された。

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。 本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板の一実施形態を表す概略断面図である。 本発明の液晶表示装置に用いられる偏光板の一実施形態を表す概略断面図である。 屈折率の異なる媒体に対して光がその法線方向および斜め方向に入射する場合の偏光状態につき、自然光を模式的に表すものである。 屈折率の異なる媒体に対して光がその法線方向および斜め方向に入射する場合の偏光状態につき、紙面内に振動面を有する偏光を模式的に表すものである。 屈折率の異なる媒体に対して光がその法線方向および斜め方向に入射する場合の偏光状態につき、紙面と直交する面内に振動面を有する偏光を模式的に表すものである。 屈折率の異なる媒体に対して光がその法線方向および斜め方向に入射する場合の偏光状態につき、楕円偏光を模式的に表すものである。 光源から出射した光が第１の保護フィルムを透過して偏光子に達する様子を説明するための概念図である。 光源から出射した光が第１の保護フィルムを透過して偏光子に達する光の偏光状態の変化を模式的に説明するための概念図である。 第１の保護フィルムとしてＣプレートを用いた場合に、光源から出射した光が第１の保護フィルムを透過して偏光子に達する光の偏光状態の変化を模式的に説明するための概念図である。 比較例１の液晶表示装置を斜めから見た場合の表示状態を表す写真である。 実施例１の液晶表示装置を斜めから見た場合の表示状態を表す写真である。

符号の説明

５ 液晶セル
１０ 偏光板
１１ 偏光子
１２ 保護フィルム
１３ 保護フィルム
２０ 偏光板
５０ 液晶パネル
８０ 光源
１００ 液晶表示装置

Claims (8)

1. 液晶セルと、光源と、液晶セルと光源との間に配置された第１の偏光板と、液晶セルの視認側に配置された第２の偏光板とを備え、
   前記第１の偏光板が、偏光子の光源側主面に第１の保護フィルムを備え、
   前記第１の偏光板および前記第２の偏光板に用いられる偏光子保護フィルムのうち、前記第１の保護フィルムのみが、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
   （ｉ） ０ｎｍ≦Ｒｅ_１≦３０００ｎｍ
   （ｉｉ） Ｎｚ_１≧５
   （ｉｉｉ）Ｒｔｈ_１＞２５００ｎｍ
   ただし、Ｒｅ_１、Ｒｔｈ_１、Ｎｚ_１は、第１の保護フィルムの厚みをｄ_１、フィルム面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ_１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ_１、厚み方向の屈折率をｎｚ_１とした場合に、それぞれ下記式で定義される値である。
   Ｒｅ_１＝（ｎｘ_１−ｎｙ_１）×ｄ_１
   Ｒｔｈ_１＝（ｎｘ_１−ｎｚ_１）×ｄ_１
   Ｎｚ_１＝Ｒｔｈ_１／Ｒｅ_１
2. 前記第１の偏光板は、偏光子の液晶セル側主面に保護フィルムを備えていない、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の偏光板は、偏光子の液晶セル側主面に第２の保護フィルムを備えている、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の偏光子のヘイズが１０％未満である、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の保護フィルムが、芳香族ポリエステルを主成分とするものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記芳香族ポリエステルがポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートである請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記光源から射出される光を、回転検光子法により検光子を３６０°回転させて測定した光強度の最大値（Ｉｘ）と最小値（Ｉｍ）との比（Ｉｍ／Ｉｘ）が０．９０以上である略自然光として、前記第１の偏光板に入射させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記光源と前記第１の偏光板の間に反射型偏光フィルムおよび吸収型偏光フィルムのいずれも有していないことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

Images