CN117075379A - 液晶显示装置 - Google Patents

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liquid crystal
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phase difference
crystal display
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长谷川雅浩
三枝良辅
坂井彰
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Abstract

提供能够在正面方向实现高亮度和高CR，例如作为头戴式液晶显示装置特别有用的液晶显示装置。液晶显示装置从观察面侧依次具备液晶面板、光学元件和背光，上述光学元件具备第一偏振器、相位差层和第二偏振器，上述第一偏振器、上述相位差层和上述第二偏振器从观察面侧依次配置，上述第一偏振器和上述第二偏振器是反射型偏振器，上述第一偏振器的反射轴与上述第二偏振器的反射轴相互平行，在极角60°、且方位0°、方位45°和方位90°的斜向中，入射到上述第一偏振器的光的偏振状态为椭圆偏振光。

Description

液晶显示装置
技术领域
以下的公开涉及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置是利用液晶材料进行显示的显示装置，通常与液晶面板和背光一起包含偏振板、相位差板等光学元件而构成。液晶显示装置利用其优异的显示特性、薄型、轻量以及低功耗的特长，在广泛的领域得到应用。
在液晶显示装置的领域中，已知有使用偏振板、相位差板等光学元件来控制从背光放射的光的视角特性的技术。例如，在专利文献1中公开了一种液晶显示装置，其依次配置有液晶面板、第一偏振器、双折射率层、第二偏振器以及背光，其中，第一偏振器的透射轴与第二偏振器的透射轴相互平行，双折射率层的双轴性参数值被限定在规定范围内，而且，双折射率层的厚度方向相位差或第一偏振器的透射轴与双折射率层的面内滞相轴所成的角度被限定在规定范围内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/090769号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
近年来，穿戴在用户身体上的可佩戴设备的开发和改良已经取得了进展，作为可佩戴设备的一个例子，头戴式显示器(也称Head Mounted Display；HMD)为人所知。HMD是以佩戴在用户的头部的状态下用户能够看到图像的方式输出图像的显示装置，例如有在单眼的眼前设有图像输出部、来自图像输出部的图像和外部的景色同时进入视野的单眼型HMD、和完全覆盖两眼、在用户的视野中仅看到HMD的显示的双眼型HMD。另外，也将HMD中的使用液晶的HMD称为头戴式液晶显示装置。
HMD在用户的眼球的最近距离处显示影像，因此，不需要像其他的液晶显示装置(例如电视等)那样的广的视角特性。相反，在与用户的眼球对应的正面方向(例如极角±30°内)，要求亮度高且对比度比(也简称为CR)高。但是，在以往的液晶显示装置中，正面方向上的亮度和CR不充分。
图6是表示不具有偏振板百叶窗的构成的液晶显示装置的一例(比较例1的液晶显示装置100R)的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。如图6所示，液晶显示装置100R从观察面侧起依次具备第一吸收型偏振板40、液晶面板10、与该第一吸收型偏振板40呈正交尼科尔配置的第二吸收型偏振板24、与该第二吸收型偏振板24呈正交尼科尔配置的反射型偏振板23以及背光30。在该装置中，首先从背光30透射反射型偏振板23和第二吸收型偏振板24向液晶面板10倾斜入射的倾斜光，由液晶面板10所具有的液晶层等调制成椭圆偏振光。之后，由于液晶面板10所具有的一对基板或液晶层中的散射，行进方向在法线方向上变化(在散射前后偏振状态几乎不变化)。而且，由于保持椭圆偏振光的状态透射第一吸收型偏振板40，因此根据椭圆率作为漏光被观测。因此，正面方向的CR(也称作正面CR)不充分，另外，也无法充分地得到正面方向的亮度(也称作正面亮度)。
图8是表示具有偏振板百叶窗的构成的液晶显示装置的一例(比较例2的液晶显示装置100R)的截面示意图、以及表示各光学元件的轴方位的概念图。如图8所示，液晶显示装置100R从观察面侧起依次具备第一吸收型偏振板40、液晶面板10、与该第一吸收型偏振板40呈正交尼科尔配置的第二吸收型偏振板24、在厚度方向具有相位差的相位差板22、与该第二吸收型偏振板24呈正交尼科尔配置的反射型偏振板23以及背光30。相位差板22的面内滞相轴与第二吸收型偏振板24的吸收轴和反射型偏振板23的反射轴正交。在该装置中，从背光30透射反射型偏振板23的倾斜光通过相位差板22使其偏振轴旋转，并由第二吸收型偏振板24吸收。因此，与上述的比较例1的液晶显示装置相比，正面CR得到改善，但另一方面，总光束量变小。即，不能将从背光30出射的光高效地用作显示光。因此，正面亮度并不充分。另外，从第二吸收型偏振板24至反射型偏振板23的部分由于作为光学性的百叶窗发挥功能，因此也称为偏振板百叶窗。
图10是表示与上述比较例2的液晶显示装置相比增大了偏振板百叶窗的光圈的构成的液晶显示装置的一例(比较例3的液晶显示装置100R)的截面示意图、以及表示各光学元件的轴方位的概念图。在该装置中，与上述的比较例2的液晶显示装置相比，能够进一步提高正面CR，但正面亮度仍然不充分。
专利文献1记载的液晶显示装置生产率优异，且能够实现高CR，因此在各种用途中有用。该装置特别是在电视机等要求宽视角特性的用途中非常有用。但是，为了进一步提高正面方向上的亮度和CR，也更适合HMD，还有设计的余地。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于，提供在正面方向上能够实现高亮度和高CR、例如作为头戴式液晶显示装置特别有用的液晶显示装置。
用于解决技术问题的技术方案
(1)本发明的一实施方式的液晶显示装置，其从观察面侧依次具有液晶面板、光学元件和背光，所述光学元件具备第一偏振器、相位差层及第二偏振器，所述第一偏振器、所述相位差层及所述第二偏振器从观察面侧起依次配置，所述第一偏振器和所述第二偏振器是反射型偏振器，所述第一偏振器的反射轴与所述第二偏振器的反射轴相互平行，在极角60°、且方位0°、方位45°及方位90°的倾斜方向上，入射至所述第一偏振器的光的偏振状态为椭圆偏振光。
(2)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(1)的构成的基础上，所述光学元件还具备吸收型偏振器，所述吸收型偏振器配置于所述第一偏振器的观察面侧，所述吸收型偏振器的吸收轴、所述第一偏振器的反射轴和所述第二偏振器的反射轴相互平行。
(3)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(2)的构成的基础上，由所述吸收型偏振器、所述第一偏振器、所述相位差层和所述第二偏振器构成的结构体的极角60°的透射率，在方位0°、方位45°和方位90°的3方位分别为60％以下，正面透射率为100％。
(4)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(1)、(2)或(3)的构成的基础上，所述相位差层的滞相轴与所述第一偏振器的反射轴所成的角度为30°以上且60°以下。
(5)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(1)、(2)、(3)或(4)的构成的基础上，所述相位差层构成为包括第一相位差层和第二相位差层这两层，所述第一相位差层及所述第二相位差层是包括面内相位差R0和厚度方向相位差Rth的双轴相位差层，在所述第一偏振器侧配置有所述第一相位差层，所述第一相位差层的滞相轴相对于所述第一偏振器的反射轴为30°以上且60°以下，所述第二相位差层的滞相轴与所述第一相位差层的滞相轴正交。
(6)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(5)的构成的基础上，所述第一相位差层和所述第二相位差层是下述(1)、(2)或(3)的任一种形态。
(1)NZ系数为1.4≤NZ＜1.6，且面内相位差R0的绝对值|R0|满足下式(1-1)和(1-2)的形态。
|R0|≧-325×NZ+710(1-1)
|R0|≤225 × NZ-50 (1-2)
(2)NZ系数为1.6≤NZ＜3.0，且面内相位差R0的绝对值|R0|满足下式(2-1)和(2-2)的形态。
|R0|≧-57×NZ+281(2-1)
|R0|≤-114 × NZ+493 (2-2)
(3)NZ系数为3.0≤NZ≤4.0，且平面相位差R0的绝对值|R0|满足下式(3-1)和(3-2)的形态。
|R0|≧-10×NZ+140(3-1)
|R0|≤-40 × NZ+270 (3-2)
(7)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)或(6)的构成的基础上，在所述液晶面板的观察面侧还具有吸收型偏振器。
(8)此外，本发明的某实施方式的液晶显示装置，在上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)或(7)的构成的基础上，所述液晶显示装置为头戴式液晶显示装置。
有益效果
根据本发明，能够在正面方向上实现高亮度及高CR，例如能够提供作为头戴式液晶显示装置特别有用的液晶显示装置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置的另一例的截面示意图。
图3是表示将第一实施方式的液晶显示装置作为HMD使用时的外观的一例的立体示意图。
图4是表示第二实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。
图5是表示第三实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。
图6是表示比较例1的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图7是针对比较例1的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图8是表示比较例2的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图9是针对比较例2的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图10是表示比较例3的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图11是针对比较例3的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图12是表示实施例1～4的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图13是针对实施例1的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图14是根据针对实施例1的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分的透射率视角的计算结果，将极角60°或极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表。
图15是针对实施例2的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图16是根据针对实施例2的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分的透射率视角的计算结果，将极角60°或极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表。
图17是针对实施例3的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图18是根据针对实施例3的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分的透射率视角的计算结果，将极角60°或极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表。
图19是针对实施例4的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图20是根据针对实施例4的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分的透射率视角的计算结果，将极角60°或极角80°时的方位角0°及方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表。
图21是表示参考例1的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图22是针对参考例1的液晶显示装置具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
图23是表示参考例2的液晶显示装置的构成的截面示意图和表示各光学元件的轴方位的概念图。
图24是针对参考例2的液晶显示装置所具有的20X所表示的部分计算透射率视角的结果。
具体实施方式
(术语的定义)
在本说明书中，观察面侧是指相对于液晶显示装置的画面(显示面)更近的一侧，背面侧是指相对于液晶显示装置的画面(显示面)更远的一侧。
所谓偏振器是指具有从无偏振光(自然光)、部分偏振光或偏振光取出仅在特定方向上振动的偏振光(直线偏振光)的功能的偏振器，与圆偏振器(圆偏振板)区分开。吸收型偏振器是具有吸收在特定方向上振动的光并使在与其垂直的方向上振动的偏振光(直线偏振光)透射的功能的偏振器。反射型偏振器是具有反射在特定方向上振动的光，并使在与其垂直的方向上振动的偏振光(直线偏振光)透射的功能的偏振器。
所谓相位差层是指面内相位差R0的绝对值|R0|和厚度方向相位差(也称为厚度方向相位差)Rth的绝对值|Rth|中的任一方具有10nm以上的值的层。优选为具有20nm以上的值的值。
面内相位差R0用R0＝(ns-nf)d定义。厚度方向相位差Rth用Rth＝{nz-(nx+ny)/2}d定义。NZ系数(2轴性参数)由NZ＝(nz-nx)/(ny-nx)＝(Rth/R0)+0.5定义。
在此，ns指的是nx，ny中较大的一方，nf指的是较小的一方。nx以及ny表示相位差层的面内方向的主折射率。nz表示面外方向、即相对于相位差层的面垂直的方向的主折射率。d表示相位差层的厚度。另外，主折射率、相位差、NZ系数等光学参数的测量波长只要没有特别说明，则为550nm。
极角θ是指作为对象的方向(例如测量方向)与液晶面板的画面的法线方向所成的角度。方位Φ是指将作为对象的方向投影到液晶面板的画面上时的方向，用与作为基准的方位之间形成的角度(方位角)来表现。在此，作为基准的方位被设定为液晶面板的画面的水平右方向。角度以及方位角从作为基准的方位起逆时针方向为正的角度，从作为基准的方位起顺时针方向为负的角度。逆时针方向和顺时针方向均表示从观察面侧(正面)观察液晶面板的画面时的旋转方向。此外，角度表示在俯视液晶面板的状态下测量出的值，两条直线(包括轴、方向以及棱线)相互正交意味着在俯视液晶面板的状态下正交。
轴方位只要没有特别说明，就是指偏振器的吸收轴(反射轴)或相位差层的滞相轴的方位。相位差层的滞相轴是指面内滞相轴。
以下，对本发明的实施方式的液晶显示装置进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式所记载的内容，能够在满足本发明的构成的范围内适当进行设计变更。
(第一实施方式)
图1是表示本实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。如图1所示，液晶显示装置100从观察面侧依次具有液晶面板10、光学元件20以及背光30。光学元件20从观察面侧依次具备第一偏振器21、相位差层22及第二偏振器23。第一偏振器21和第二偏振器23均是反射型偏振器。以下，将第一偏振器也称为“第一反射型偏振器”，将第二偏振器也称为“第二反射型偏振器”。
(光学元件)
具备第一反射型偏振器21、相位差层22及第二反射型偏振器23的光学元件20由于作为光学的百叶窗发挥功能，因此也称为偏振板百叶窗。光学元件20通常通过粘接层(未图示)贴附在液晶面板10上。
第一偏振器21的反射轴与第二偏振器23的反射轴配置成相互平行。即，第一偏振器21及第二偏振器23呈平行尼科尔配置。更详细而言，第一偏振器21的反射轴与第二偏振器23的反射轴形成0°±10°的范围内的角度。该角度优选在0°±5°的范围内。
在极角60°、且方位0°、方位45°及方位90°的倾斜方向上，入射至第一偏振器21的光的偏振光状态为椭圆偏振光。“入射至第一偏振器21的光”是指从背光30至少经由第二偏振器23及相位差层22而入射至第一偏振器21跟前的光。
另外，椭圆偏振光不限于右旋还是左旋。作为偏振光状态，不一定是完全偏振光，也可以是包括部分不偏振光的状态的部分偏振光。
在本实施方式的液晶显示装置中，通过具有由一对反射型偏振器21、23夹着用于赋予偏振板百叶窗功能的相位差层22的构成的光学元件20，能够不吸收在现有的偏振板百叶窗(例如后述的比较例2的液晶显示装置所具有的那样的、在第二吸收型偏振板24与反射型偏振板23之间配置在厚度方向上具有相位差的相位差板22的构成的偏振板百叶窗)中被吸收的倾斜光而使其反射至背光30侧。被反射至背光30侧的光通过背光30中的透镜片、导光板、反射板等再次被反射至液晶面板10侧，反射光的一部分在反复进行多重反射期间，向液晶面板10的正面方向再次出射(即再利用)。即，积极地使倾斜光向背光30侧回归，通过背光30内的多重反射向正面方向救济，由此不损害光束量地提高来自背光30的光的利用效率，从而高效地实现正面亮度的提高。除了这种构成以外，如上所述，在极角60°且方位0°、方位45°及方位90°的倾斜方向上，分别采用入射至第一偏振器21的光的偏振状态为椭圆偏振光的构成，由此实现HMD所要求的高水平的正面亮度及正面CR。
第一反射型偏振器21具有透射轴和与该透射轴正交的反射轴。第二反射型偏振器23具有透射轴和与该透射轴正交的反射轴。这些偏振器只要为反射型偏振器，材料、光学性能就没有特别限定。具体而言，例如，能够适宜地使用将由两种树脂构成的共挤出膜进行单轴拉伸而得到的反射型偏振器(例如日东电工公司(日文：日東電工社)制的APCF、3M公司制的DBEF等)、使金属丝的导线周期性地排列的反射型偏振器(所谓的线栅偏振器)等。
本发明的液晶显示装置所具有的各偏振器(反射型偏振器及吸收型偏振器)也可以是板状的偏振器(称为偏振板)。即，各偏振器优选为偏振板。作为偏振板，具体而言，例如，为了确保机械强度、耐湿热性等，可举出在具有偏振光功能的元件的观察面侧及背面侧中的至少一侧层压三乙酰纤维素(TAC)膜等保护膜(未图示)的偏振板。保护膜通过任意的适当的粘接层(未图示)贴附在上述元件上。
在本说明书中，“粘接层”是指，将相邻的光学元件的面和面接合，使其在实用上充分的粘接力和粘接时间内一体化的粘接层。作为形成粘接层的材料，例如可举出粘接剂、增粘涂层剂。粘接层也可以是在被粘物的表面形成有增粘涂层剂层、在其上形成有粘接剂层那样的多层结构。此外，也可以是肉眼无法识别的薄的层。
第一反射型偏振器21和第二反射型偏振器23的轴方位可以适当设定，但优选设定在0°±10°或90°±10°的范围内。其中，更优选设定在0°±5°或90°±5°的范围内，进一步优选实质上设定为0°或90°。由此，能够在法线方向和上下左右方向得到明亮的显示。
相位差层22的滞相轴与第一反射型偏振器21的反射轴所成的角度优选为30°以上且60°以下。由此，能够进一步提高正面亮度及正面CR。更优选为45°±10°，进一步优选为45°±5°。例如，当第一反射型偏振器21的轴方位为90°时，相位差层22的滞相轴优选为30～60°或120～150°。更优选为45°±10°或135°±10°，进一步优选为45°±5°或135°±5°，特别优选为45°±1°或135°±1°。
如上所述，相位差层22在面内相位差R0的绝对值|R0|和厚度方向相位差Rth的绝对值|Rth|的任意一方具有10nm以上(优选20nm以上)的值，但优选为包括面内相位差R0和厚度方向相位差Rth的双轴相位差层。具体而言，|R0|和|Rth|双方优选为10nm以上，更优选为20nm以上。
如上所述，相位差层22优选是双轴相位差层。其中，优选作为双轴性参数的指标的NZ系数满足1≤NZ＜10。由此，容易控制入射至第一反射型偏振器21的光的偏振状态。即，在极角60°、且方位0°、方位45°及方位90°的各倾斜方向上，容易使入射至第一偏振器21的光的偏振状态接近与第一偏振器21的吸收轴平行的直线偏振光。更优选满足1.2≤NZ≤5.0，进一步优选满足1.4≤NZ≤4.0。
在此，在相位差层22由两层以上的层构成的情况(下述(B)的情况)下，优选相位差层22中的至少一个满足上述范围，但从更容易控制偏振状态的观点出发，更优选第一反射型偏振器21与第二反射型偏振器23之间的所有相位差层22的NZ系数分别满足1≤NZ＜10。
相位差层22的面内相位差R0的绝对值|R0|优选为50nm以上。更优选为80nm以上，进一步优选为100nm以上。此外，优选为500nm以下。更优选为400nm以下，进一步优选为350nm以下。此外，优选设定相位差层22的厚度方向相位差Rth的绝对值|Rth|以使NZ系数成为上述范围。
相位差层22可以(A)如图1所示那样仅设置一个(即，相位差层22也可以由单层构成)，(B)也可以如图2所示那样设置多个(即，相位差层22也可以由2层以上的层构成)。
在上述(B)的情况下，优选多个相位差层22(22a、22b等)的各滞相轴分别与第一反射型偏振器21的反射轴成30°以上且60°以下的角度。该角度的更优选的范围如上所述。此外，相邻的相位差层的滞相轴彼此优选相互正交。即，优选相位差层22a的滞相轴与相位差层22b的滞相轴正交。这里的“正交”是指形成90°±10°的范围内的角度。更优选形成90°±5°的范围内的角度。
相位差层22优选具有反向波长色散特性。由此，在从倾斜方向观察液晶显示装置时，能够抑制显示颜色(特别是白显示)着色。具体而言，波长450nm下的面内相位差R0相对于波长550nm下的面内相位差R0的比率即(R450/R550)优选为0.80以上且0.99以下，更优选为0.82以上且0.90以下。此外，波长650nm下的面内相位差R0相对于波长550nm下的面内相位差R0的比率即(R650/R550)优选为1.01以上且1.20以下，更优选为1.02以上且1.18以下。另外，上述(B)的情况下，只要相位差层22中的至少一个具有反向波长色散特性，则稍微获得着色抑制效果，但从着色抑制的观点出发，更优选第一偏振器21与第二偏振器23之间的全部的相位差层22具有反向波长色散特性。
优选多个相位差层22(22a、22b等)实质上相同(用实质上相同的材料以及在工序中制作的发挥实质上相同的特性)。其理由第一是经济合理性。在相位差层22为板状(相位差板)的情况下，一般以辊状长尺寸且一次大量制造，因此，尽量以少品种，使用相同的产品能够抑制制造成本。第二，在技术上具有如下优点：通过使用相同的相位差层，考虑制造偏差，剩余相位差变为零的可能性提高。
图2是表示相位差层22构成为包括第一相位差层22a和第二相位差层22b的2层的情况下的构成例的截面示意图。第一相位差层22a和第二相位差层22b是包含面内相位差R0和厚度方向相位差Rth的双轴相位差层。第一相位差层22a以及第二相位差层22b中的第一相位差层22a配置于第一反射型偏振器21侧即观察面侧。第一相位差层22a的滞相轴相对于第一反射型偏振器21的反射轴为30°以上且60°以下，优选为45°±10°，更优选为45°±5°。此外，第二相位差层22b的滞相轴相对于第一相位差层22a的滞相轴正交。即，第一相位差层22a的滞相轴与第二相位差层22b的滞相轴所成的角度在90°±10°(优选为90°±5°)的范围内。
如图2所示，关于相位差层22构成为包括第一相位差层22a和第二相位差层22b的2层的情况，如上所述，优选第一相位差层22a和第二相位差层22b实质上相同，特别优选第一相位差层22a及第二相位差层22b的NZ系数均满足1.4≤NZ≤4.0。其中，在(1)第一相位差层22a及第二相位差层22b的NZ系数为1.4≤NZ＜1.6的情况下，优选面内相位差R0的绝对值|R0|满足下述式(1-1)及(1-2)。由此，能够进一步提高正面方向上的亮度和CR。
|R0|≧-325×NZ+710(1-1)
|R0|≤225 × NZ-50 (1-2)
此外，(2)在第一相位差层22a以及第二相位差层22b的NZ系数为1.6≤NZ＜3.0的情况下，优选面内相位差R0的绝对值|R0|满足下述式(2-1)以及(2-2)。由此，能够进一步提高正面方向上的亮度和CR。
|R0|≧-57×NZ+281(2-1)
|R0|≤-114 × NZ+493 (2-2)
进而，(3)在第一相位差层22a及第二相位差层22b的NZ系数为3.0≤NZ≤4.0的情况下，优选面内相位差R0的绝对值|R0|满足下述式(3-1)及(3-2)。由此，能够进一步提高正面方向上的亮度和CR。|R0|≧10×NZ+140(3-1)
|R0|≤-40 × NZ+270 (3-2)
作为相位差层22的材料没有特别限定，例如能够使用将聚合物薄膜拉伸而成的材料、固定液晶性材料的取向而成的材料、由无机材料构成的薄板等。作为相位差层22的形成方法，并无特别限定。由聚合物膜形成时，例如可以使用溶剂流延法、溶融押出法等。也可以使用通过共挤出法同时形成多个相位差板的方法。即使显现期望的相位差，既可以无拉伸，也可以实施拉伸。拉伸方法也没有特别的限定，除了辊间拉伸法、辊间压缩拉伸法、拉幅机横单轴拉伸法、斜向拉伸法、纵横双轴拉伸法以外，还可以使用在热收缩性膜的收缩力的作用下进行拉伸的特殊拉伸法等。此外，在由液晶性材料形成的情况下，例如，可以使用在实施了取向处理的基材膜上涂布液晶性材料并进行取向固定的方法等。只要显现所期望的相位差，也可以是对基材膜不进行特别的取向处理的方法、在取向固定后从基材膜剥离而对其他膜进行转印加工的方法等。而且，也可以使用不固定液晶性材料的取向的方法。此外，也可以使用由非液晶性材料形成的情况和由液晶性材料形成的情况同样的形成方法。
作为相位差层22，可适当地使用将包含固有双折射为正的材料作为成分的膜进行拉伸加工而成的材料等。作为固有双折射为正的材料，例如可列举聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚乙烯醇、降冰片烯、三乙酰纤维素、二乙基纤维素、环烯烃聚合物等。
(液晶面板)
液晶面板10的液晶模式没有特别限定，可以通过使液晶层中的液晶分子垂直于基板面取向来进行黑显示，也可以通过使液晶层中的液晶分子在与基板面平行或既不垂直也不平行的方向上取向来进行黑显示。此外，作为液晶面板的驱动形式，除了TFT方式(有源矩阵方式)以外，也可以是单纯矩阵方式(无源矩阵方式)、等离子体地址方式等。
作为液晶面板10的构成，例如可列举出：通过在一方基板上形成有像素电极以及共用电极的一对基板间夹持液晶层，在像素电极以及共用电极之间施加电压，对液晶层施加横向电场(包括边缘电场)而进行显示的构成；通过在一方基板上形成有像素电极，在另一方基板上形成有共用电极的一对基板间夹持液晶层，对像素电极以及共用电极之间施加电压，对液晶层施加纵向电场而进行显示的构成。更具体而言，作为横向电场方式，可举出未施加电压时液晶层中的液晶分子相对于基板面平行地取向的FFS(Fringe FieldSwitching)模式、IPS(In Plane Switching)模式，作为纵向电场方式，可举出未施加电压时液晶层中的液晶分子相对于基板面垂直地取向的垂直取向(VA：Vertical Alignment)。
(背光)
背光30只要照射光，则没有特别限定，可以为直下型、边缘型、其它任何方式。具体而言，例如，背光30优选具备包括导光板和光源的光源单元、反射片以及扩散片。作为光源，例如能够使用发光二极管(LED)。
(其他部件)
本实施方式的液晶显示装置1除了上述部件以外，还包括TCP(带载体封装)、PCB(印刷配线基板)等外部电路；视角放大膜、亮度提高膜等光学膜；外框(框架)；等多个部件，根据部件的不同，也可以组装在其他部件中。对于已经说明的部件以外的部件，并不特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的部件，因此省略说明。
(HMD)
图3是表示将本实施方式的液晶显示装置用作头戴式显示器(HMD)时、即用作头戴式液晶显示装置时的外观的一例的立体示意图。如图3所示，头戴式显示器1000是具备显示图像的液晶面板10P、光学元件20以及背光(未图示)并可以佩戴于用户U的头部的显示装置。该图3中例示了双眼型HMD，但本发明的液晶显示装置也能够优选用作单眼型HMD。
在将本实施方式的液晶显示装置作为HMD使用的情况下，显示方式没有特别限定，优选采用水平取向模式、垂直取向模式等各种显示模式。例如，作为利用了水平取向模式的HMD，优选像日本特开2009-113584号公报所记载的那样，采用使边缘电场的形成所使用的电极的开口形状具有特征的技术。
(第二实施方式)
在本实施方式中，主要对本实施方式特有的特征进行说明，对于与上述第一实施方式重复的内容省略说明。第二实施方式对光学元件20在第一反射型偏振器21的观察面侧具有吸收型偏振器24的方式进行进一步说明。另外，稍后描述的可位于液晶面板的观察表面侧的吸收型偏振器40区别开来，吸收型偏振器24也被称为“第二吸收型偏振器”。
图4是表示本实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。更详细而言，图2所示的液晶显示装置具有的光学元件20还具有吸收型偏振器24时的构成例的截面示意图。如图4所示，液晶显示装置100从观察面侧依次具备液晶面板10、光学元件20以及背光30，该光学元件20从观察面侧依次具备吸收型偏振器24、第一反射型偏振器21、相位差层22(第一、第二相位差层22a、22b)以及第二反射型偏振器23。
第二吸收型偏振器24的吸收轴、第一反射型偏振器21的反射轴、第二反射型偏振器23的反射轴被配置成相互平行。即，第二吸收型偏振器24、第一反射型偏振器21及第二反射型偏振器23呈平行尼科尔配置。更详细而言，第二吸收型偏振器24的吸收轴与第一反射型偏振器21的反射轴形成0°±10°的范围内(优选0°±5°)的角度，且第一反射型偏振器21的反射轴与第二反射型偏振器23的反射轴形成0°±10°的范围内(优选0°±5°)的角度。
第二吸收型偏振器24只要为吸收型偏振器，材料、光学性能就没有特别限定。具体而言，例如，可以适当使用使在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附取向具有二色性的碘络合物等的各向异性材料的吸收型偏振器等。
在此，由吸收型偏振器24、第一反射型偏振器21、相位差层22以及第二反射型偏振器23构成的结构体(即，由液晶面板10的背面侧的部分构成的部分)的极角60°的透射率优选在方位0°、方位45°以及方位90°的3方位分别为60％以下。但是，将正面透射率设为100％。由此，能够实现正面亮度及正面CR的提高。其中，从进一步提高正面CR的观点出发，方位45°的上述透射率优选为40％以下，更优选为30％以下，进一步优选为25％以下。
正面透射率是指上述结构体不具有相位差层的情况下的正面方向(极角±30°内)的透射率。
上述透射率可以通过对上述结构体计算透射率视角(也称为透射率视角特性)而求出。在计算中使用MACHINE TEC(日文：シンテック社)公司制造的“LCD Master”。上述结构***于比液晶面板更靠背面侧，因此，通过求出透射率视角特性，能够掌握入射至液晶面板的背光的配光分布。
(第三实施方式)
在本实施方式中，主要对本实施方式特有的特征进行说明，对于与上述第一实施方式重复的内容省略说明。第三实施方式说明液晶显示装置还在液晶面板10的观察面侧具备吸收型偏振器40的情况。另外，将该吸收型偏振器40也称为“第一吸收型偏振器”。
图5是表示本实施方式的液晶显示装置的一例的截面示意图。更详细而言，图4所示的液晶显示装置(第二实施方式)是表示在液晶面板10的观察面侧还具备第一吸收型偏振器40的情况下的构成例的截面示意图。如图5所示，液晶显示装置100从观察面侧依次具备第一吸收型偏振器40、液晶面板10、光学元件20及背光30，该光学元件20从观察面侧依次具备吸收型偏振器24、第一反射型偏振器21、相位差层22(第一、第二相位差层22a、22b)及第二反射型偏振器23。
第一吸收型偏振器40的吸收轴的轴向没有特别限定，例如优选配置成与第一反射型偏振器21和第二反射型偏振器的反射轴相互垂直。即，优选第一吸收型偏振器40与第一、第二反射型偏振器21、23呈正交尼科尔配置。更详细而言，吸收型偏振器24的吸收轴与第一反射型偏振器21的反射轴在90°±10°的范围内(优选为90°±5°)的角度，并且第一反射型偏振器21的反射轴与第二反射型偏振器23的反射轴在0°±10°的范围内(优选为0°±5°)的角度。
第一吸收型偏振器40只要是吸收型偏振器，材料、光学性能没有特别限定。具体而言，例如，可以适当使用使在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附取向具有二色性的碘络合物等的各向异性材料的吸收型偏振器等。
以下举出实施例和比较例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，图6、8、10、12、21、23中，各截面示意图的各层的右所示的角度分别为：如果是吸收型偏振板，则表示吸收轴的方位角；如果是反射型偏振板，则表示反射轴的方位角；如果是相位差板，则表示滞相轴的方位角；如果是液晶面板，则表示滞相轴的方位角。
(比较例1)
比较例1的液晶显示装置是图3所示那样的头戴式液晶显示装置。如图6所示，该构成从观察面侧起依次包括：第一吸收型偏振板40；液晶面板10；第二吸收型偏振板24，其与该第一吸收型偏振板40呈正交尼科尔配置；反射型偏振板23，其与该第二吸收型偏振板24并行尼科尔配置；以及背光30。图6是用于说明比较例1的液晶显示装置的构成的图。液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图6。作为吸收型偏振板40、24，使用了使聚乙烯醇(PVA)膜吸附取向有具有二色性的碘络合物的吸收型偏振板。作为反射型偏振板23，使用3M公司制造的反射型偏振板APF。作为液晶面板10，使用头戴式用途的高分辨率液晶面板(2.5型、1200ppi)。作为背光30，使用了使2片透镜片斜着交叉的交叉BEF(Brightness Enhancement Film)背光。
为了掌握入射至比较例1的液晶面板的背光的配光分布，仅计算比液晶面板更靠背面侧的部分的透射率视角，即计算由第二吸收型偏振板24和反射型偏振板23构成的部分20X的透射率视角。此时，使用了MACHINE TEC公司制造的“LCD Master”。结果如图7所示(图7的(a))。图7还示出通过将在本例中计算的透射率视角的结果除以比较例1的结果而标准化的图表(图7的(b))。由于比较例1是对比基准，图7的(b)示出在整个面上透射率视角为“1.000000”。
实际试制比较例1的液晶显示装置(头戴式液晶显示装置)，使用TOPCON公司制造的“SR-UL1”测量正面方向的白亮度及黑亮度，将其比作为正面方向的对比度比(CR＝白亮度/黑亮度)。将正面方向的白亮度(称为正面亮度)及正面方向的CR(称为正面CR)示于表1。均为实测值。如表1所示，比较例1的液晶显示装置中正面亮度及正面CR均不充分，其理由如上所述。
(比较例2)
比较例2的液晶显示装置除了在第二吸收型偏振板24与反射型偏振板23之间配置相位差板22以使其滞相轴与第二吸收型偏振板24的吸收轴成90°的角度之外，其余与比较例1的液晶显示装置相同。图8表示其构成。图8是用于说明比较例2的液晶显示装置的构成的图。液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图8。作为相位差板22，使用了NZ系数＝1.6、面内相位差R0＝260nm、厚度方向相位差Rth＝286nm的双轴相位差膜。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分的透射率视角，即计算从第二吸收型偏振板24到反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。结果如图9所示(图9的(a))。此外，在图9中还示出通过将在本比较例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图表(图9的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地，测量正面亮度及正面CR。结果如表1所示。
如图9及表1所示，在比较例2中，与比较例1相比，在倾斜方位45°、-225°、130°及-315°处，在极角40°以上处，透射率变小。因此，可知偏振板百叶窗具有效果。并且，如表1所示，在比较例2中，与比较例1相比，正面CR提高，但正面亮度没有变化。这是因为，被偏振板百叶窗收缩的倾斜方位(45°、-225°、130°和-315°)的倾斜光被第二吸收型偏振板24吸收，未被再利用。
(比较例3)
比较例3的液晶显示装置为使用了倾斜光的光圈比比较例2大的偏振板百叶窗的构成。具体而言，除了从观察面侧将第一相位差板22a和第二相位差板22b配置在第二吸收型偏振板24与反射型偏振板23之间以外，其余与比较例2的液晶显示装置相同。其构成如图10所示。图10是用于说明比较例3的液晶显示装置的构成的图。液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图10。第一、第二相位差板22a、22b配置为它们的滞相轴分别与第二吸收型偏振板24的吸收轴成45°的角度，且第一相位差板22a的滞相轴与第二相位差板22b的滞相轴所成的角度为90°。作为相位差板，使用了2张比较例1中使用的双轴相位差膜(第一、第二相位差板22a、22b)。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分的透过率，即计算从第二吸收型偏光板24到反射型偏光板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。结果如图11(图11的(a))所示。并且将在本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图表也示于图11(图11的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地，测量正面亮度及正面CR。结果如表1所示。
如图11和表1所示，在比较例3中，与比较例1相比，全方位透射率变小。因此，可知比较例3的偏振板百叶窗(图10的20X部分)与比较例2的偏振板百叶窗相比光圈大。此外，如表1所示，在比较例3中，与比较例1以及比较例2相比正面CR提高，但正面亮度不变。认为这是因为，与比较例1同样地，被偏振板百叶窗收缩的倾斜方位(45°、-225°、130°和-315°)的倾斜光被第二吸收型偏振板24吸收，未被再利用。
(实施例1)
实施例1的液晶显示装置除了在第二吸收型偏振板24与第一相位差板22a之间配置反射型偏振板(第一反射型偏振板21)以外，是与比较例3的液晶显示装置相同的构成。其构成如图12所示。图12是用于说明实施例1以及后述的实施例2～4的液晶显示装置的构成的图。液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图12。作为第一反射型偏振板21，使用了3M公司制造的反射型偏振器APF。反射型偏振板23也称为第二反射型偏振板23。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。第一、第二相位差板22a、22b都是NZ系数＝1.6、面内相位差R0＝260nm、厚度方向相位差Rth＝286nm的情况下的计算结果示于图13(图13的(a))。并且，图13中还示出通过将在本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图表(图13的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地测量正面亮度及正面CR。该测量中使用面内相位差R0＝260nm的构成。结果如表1所示。
在测量中使用的“LCD Master”的计算中，无法考虑从液晶面板10被多重反射至背光30侧而向正面方向再利用光的效果，因此透射率视角的结果(图13及表1)成为与比较例3相同的计算结果。
在此，为了研究透射率对面内相位差R0的依赖性，第一、第二相位差板22a、22b都是将NZ系数设为1.6，使面内相位差R0在100nm～380nm之间变化，从而对透射率进行了研究。图14在该计算结果中是将极角60°时的方位角0°及方位角45°各自的透射率作为纵轴、将面内相位差R0作为横轴时的图表(图14的(a))，以及将极角80°时的方位角0°及方位角45°各自的透射率作为纵轴、将面内相位差R0作为横轴时的图表(图14的(b))。图14中，纵轴所示的透射率是将比较例1的透射率设为100％时的相对值。比较例1的透射率相当于正面方向的透射率(也称为正面透射率)。
由图14的(a)可知，在R0＝260nm时，极角60°且方位角0°的透射率为最小值。因此，在正面亮度及正面CR的测量中，使用了极角60°且方位角0°的透射率为最小值的面内相位差R0＝260nm的构成。此外，根据图14的(a)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为190nm(y1)和310nm(y2)，根据图14的(b)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为148nm(x1)和323nm(x2)。因此，如果R0＝190～310nm的范围内(从y1到y2)，则可知极角60°以上、且方位角0°和方位角45°的透射率为60％以下。
如表1所示，在实施例1中，相对于比较例1，正面CR及正面亮度均得到提高。
(实施例2)
实施例2的液晶显示装置除了将第一、第二相位差层22a、22b的NZ系数变更为1.4以外，其余与实施例1的液晶显示装置为相同的构成。在图12中表示其构成。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。在图15中示出第一和第二相位差板22a、22b都是NZ系数＝1.4、面内相位差R0＝260nm、厚度方向相位差Rth＝234nm的情况下的计算结果(图15的(a))。并且，图15中还示出通过将在本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图表(图15的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地测量正面亮度及正面CR。该测量中使用面内相位差R0＝260nm的构成。结果如表1所示。
在此，为了研究透射率对面内相位差R0的依赖性，第一、第二相位差板22a、22b都是将NZ系数设为1.4，使面内相位差R0在100nm～380nm之间变化，从而对透射率进行了研究。图16是该计算结果中，将极角60°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率设为纵轴、将面内相位差R0设为横轴时的图表(图16的(a))，以及将极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率设为纵轴、将面内相位差R0设为横轴时的图表(图16的(b))。图16中，纵轴所示的透射率是将比较例1的透射率设为100％时的相对值。
由图16的(a)可知，在R0＝260nm时，极角60°且方位角0°的透射率为最小值。因此，在正面亮度及正面CR的测量中，使用了极角60°且方位角0°的透射率为最小值的面内相位差R0＝260nm的构成。此外，根据图16(a)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为255nm(y1)和265nm(y2)，根据图16(b)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为170nm(x1)和323nm(x2)。因此，在R0＝255～265nm的范围内(从y1到y2)，则可知极角60°以上且方位角0°及方位角45°的透射率为60％以下。
如表1所示，在实施例2中，相对于比较例1，取得正面CR及正面亮度均得到提高的效果。另外，如果考虑图15及表1的透射率视角的结果以及上述实施例1的结果，则当NZ系数小于1.4时，方位0°、方位45°及方位90°的透射率变高，即光圈变弱，因此认为亮度提高效果达到极限。
(实施例3)
实施例3的液晶显示装置除了将第一、第二相位差层22a、22b的NZ系数变更为3.0以外，与实施例1的液晶显示装置为相同的构成。其构成如图12所示。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。图17示出第一相位差板22a、第二相位差板22b均为NZ系数＝3.0、面内相位差R0＝140nm、厚度方向相位差Rth＝350nm的情况下的计算结果(图17的(a))。并且，图17中还示出通过将在本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图(图17的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地测量正面亮度及正面CR。该测量中使用面内相位差R0＝140nm的构成。结果如表1所示。
在此，为了研究透射率对面内相位差R0的依赖性，第一、第二相位差板22a、22b都是将NZ系数设为3.0，使面内相位差R0在100nm～380nm之间变化，从而对透射率进行了研究。图18是在该计算结果中，将极角60°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表(图18的(a))，以及将极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率作为纵轴，将面内相位差R0作为横轴时的图表(图18的(b))。图18中，纵轴所示的透射率是将比较例1的透射率设为100％时的相对值。
由图18的(a)可知，在R0＝140nm时，极角60°且方位角45°的透射率为最小值。因此，在正面亮度及正面CR的测量中，使用了极角60°且方位角45°的透射率为最小值的面内相位差R0＝140nm的构成。此外，根据图18的(a)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为115nm(y1)，根据图18的(b)，在方位角0°处透射率达到60％时的R0为测量下限即100nm(x1)和225nm(y2)，在方位角45°处透射率达到60％时的R0为150nm(x2)。因此，在R0＝115～150nm的范围内(从y1到x2)，则可知极角60°以上且方位角0°及方位角45°的透射率为60％以下。
如表1所示，在实施例3中，相对于比较例1，正面CR及正面亮度均得到提高。
(实施例4)
实施例4的液晶显示装置除了将第一、第二相位差层22a、22b的NZ系数变更为4.0以外，是与实施例1的液晶显示装置为相同的构成。其构成如图12所示。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。在图19中示出了第一、第二相位差板22a、22b都是NZ系数＝4.0、面内相位差R0＝100nm、厚度方向相位差Rth＝350nm的情况下的计算结果(图19的(a))。并且，图19中还示出了通过将在本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而进行标准化后的图表(图19的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地测量正面亮度及正面CR。该测量中使用面内相位差R0＝100nm的构成。结果如表1所示。
在此，为了研究透射率对面内相位差R0的依赖性，第一、第二相位差板22a、22b都是将NZ系数设为4.0，使面内相位差R0在100nm～380nm之间变化，从而对透射率进行了研究。图20是该计算结果中，将极角60°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率设为纵轴、将面内相位差R0设为横轴时的图表(图20的(a))，以及将极角80°时的方位角0°和方位角45°各自的透射率设为纵轴、将面内相位差R0设为横轴时的图表(图20的(b))。图20中，纵轴所示的透射率是将比较例1的透射率设为100％时的相对值。
由图20的(a)可知，在R0＝100nm时，极角60°且方位角45°的透射率为最小值。因此，在正面亮度及正面CR的测量中，使用了极角60°且方位角45°的透射率为最小值的面内相位差R0＝140nm的构成。此外，根据图20的(a)，在方位角0°(及45°)处透射率为60％时的R0为测量下限即100nm(y1)及153nm(y2)，根据图20的(b)，在方位角0°(及45°)处透射率为60％时的R0为测量下限即100nm(x1)及110nm(x2)。因此，可知如果R0＝100～110nm的范围内(y1(＝x1)至x2)，则极角60°以上、且方位角0°和方位角45°的透射率为60％以下。
如表1所示，在实施例4中，相对于比较例1，正面CR及正面亮度均得到提高。另外，如果考虑图19及表1的透射率视角的结果以及上述实施例3的结果，则当NZ系数变得大于4.0时，方位0°、方位45°及方位90°的透射率变高，即光圈变弱，因此认为亮度提高效果达到极限。
(参考例1)
参考例1的液晶显示装置除了在第二吸收型偏振板24与相位差板22之间配置反射型偏振板(第一反射型偏振板21)，使得其反射轴与第二吸收型偏振板24的吸收轴平行之外，是与比较例2的液晶显示装置为相同的构成。其构成如图21所示。
图21是用于说明参考例1的液晶显示装置的构成的图。液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图21。作为第一反射型偏振板21，使用了3M公司制造的反射型偏振器APF。反射型偏振板23也称为第二反射型偏振板23。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。结果如图22(图22的(a))所示。并且将本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而标准化后的图表也示出于图22中(图22的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地，测量正面亮度及正面CR。结果如表1所示。
本例为，通过将液晶显示装置设为图21所示的构成，使在比较例2的构成中由第二吸收型偏振板24吸收的倾斜方位(45°、-225°、130°和-315°)的倾斜光被新配置的第一反射型偏振板21反射，以在与背光30之间反复进行反射中，一部分向正面方向再次出射为目的的例子。但是，在测量中使用的“LCD Master”的计算中，无法考虑从液晶面板10被多重反射至背光30侧而向正面方向再利用光的效果，因此，透射率视角的结果(图22以及表1)成为与比较例2相同的计算结果。
如表1所示，在参考例1中，相对于比较例1，得到正面CR及正面亮度均提高的结果。但是，与实施例1～4相比，其提高效果小。
(参考例2)
参考例2的液晶显示装置除了作为相位差层22使用NZ系数＝10、面内相位差R0＝50nm、厚度方向相位差Rth＝475nm的双轴相位差膜之外，是与参考例1的液晶显示装置相同的构成。其构成如图23所示。图23为用于说明参考例2的液晶显示装置的构成的图。在液晶面板10与背光30之间的各光学元件的轴方位也记载于图23中。
与比较例1同样地，仅计算液晶面板背面侧的部分即第二吸收型偏振板24至第二反射型偏振板23的部分20X(偏振板百叶窗)的透射率视角。结果如图24(图24的(a))所示。并且将本例中计算出的透射率视角的结果除以比较例1的该结果而标准化后的图表也示于图24中(图24的(b))。在表1中记载了该图表中极角60°的方位角0°、方位角45°以及方位角90°的相对透射率。此外，与比较例1同样地，测量正面亮度及正面CR。结果如表1所示。
如图24及表1所示，在参考例2中，与参考例1相比，斜取向(45°、-225°、130°及-315°)的倾斜光被收缩，但完全没有方位0°、180°、90°及-270°的光圈。
如表1所示，在参考例2中，相对于比较例1，得到正面CR及正面亮度均提高的结果。但是，与实施例1～4相比，其提高效果小。
[表1]
以上所示的本发明的各方式也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当组合。
附图标记说明
10、10P：液晶面板
20：光学元件
20X：液晶面板的背面侧的零件
21：第一偏振器、(第一)反射型偏振器、(第一)反射型偏振板22：相位差层、相位差板
22a：(第一)相位差层、(第一)相位差板
22b：(第二)相位差层、(第二)相位差板23：第二偏振器、(第二)反射型偏振器、(第二)反射型偏振板24：(第二)吸收型偏振器、(第二)吸收型偏振板21A、22A、22aA、22bA、23A、24A：偏振器的吸收轴或反射轴、或相位差层的滞相轴
30：背光
40：(第一)吸收型偏振器、(第一)吸收型偏振板
100、100R：液晶显示装置
1000：头戴式显示器
U：用户

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，其从观察面侧依次具有液晶面板、光学元件和背光，其特征在于，
所述光学元件具备第一偏振器、相位差层及第二偏振器，
所述第一偏振器、所述相位差层及所述第二偏振器从观察面侧起依次配置，
所述第一偏振器和所述第二偏振器是反射型偏振器，
所述第一偏振器的反射轴与所述第二偏振器的反射轴相互平行，
在极角60°、且方位0°、方位45°及方位90°的倾斜方向上，入射至所述第一偏振器的光的偏振状态为椭圆偏振光。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述光学元件还具备吸收型偏振器，
所述吸收型偏振器配置于所述第一偏振器的观察面侧，
所述吸收型偏振器的吸收轴、所述第一偏振器的反射轴和所述第二偏振器的反射轴相互平行。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，
由所述吸收型偏振器、所述第一偏振器、所述相位差层和所述第二偏振器构成的结构体的极角60°的透射率，在方位0°、方位45°和方位90°的3方位分别为60％以下，其中，正面透射率为100％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述相位差层的滞相轴与所述第一偏振器的反射轴所成的角度为30°以上且60°以下。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述相位差层构成为包括第一相位差层和第二相位差层这两层，
所述第一相位差层及所述第二相位差层是包括面内相位差R0和厚度方向相位差Rth的双轴相位差层，
在所述第一偏振器侧配置有所述第一相位差层，
所述第一相位差层的滞相轴相对于所述第一偏振器的反射轴为30°以上且60°以下，
所述第二相位差层的滞相轴与所述第一相位差层的滞相轴正交。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一相位差层和所述第二相位差层是下述(1)、(2)或(3)的任一种形态：
(1)NZ系数为1.4≤NZ＜1.6，且面内相位差R0的绝对值|R0|满足下式(1-1)和(1-2)的形态，
|R0|≧-325×NZ+710(1-1)；
|R0|≤225×NZ-50(1-2)；
(2)NZ系数为1.6≤NZ＜3.0，且面内相位差R0的绝对值|R0|满足下式(2-1)和(2-2)的形态，
|R0|≧-57×NZ+281(2-1)；
|R0|≤-114×NZ+493(2-2)；
(3)NZ系数为3.0≤NZ≤4.0，且平面相位差R0的绝对值|R0|满足下式(3-1)和(3-2)的形态，
|R0|≧-10×NZ+140(3-1)；
|R0|≤-40×NZ+270(3-2)。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述液晶面板的观察面侧还具有吸收型偏振器。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置为头戴式液晶显示装置。
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