关于液晶显示装置，已提出多种模式的液晶显示装置。特别地，VA模 式作为宽视角模式具有全方位视野的对比度和宽视角特征，已广泛应用于 电视应用。此外，近来市场上出现了30英寸宽显示器。在VA模式液晶显 示装置中，具有多种特征的光学各向异性膜用于光学补偿，以减少在黑色 显示中倾斜方向的漏光，和色偏(color shift)。
VA元件的光学性质Rth的值对于生产这种用于VA模式的视角补偿膜 是重要的。VA元件的Rth与元件中的液晶的折射率差异和元件厚度有关。 元件厚度在制备时有约±10％的差异。因此，VA元件的Rth体现出个体差 异或面内变化。
图1显示了通过其中使用了VA模式的延迟膜的液晶显示装置的光的 偏振状态，使用庞加莱球(Poincare sphere)表示。连接点3和点4的轴相应 于Stokes参数S1，反映了发生偏振以与水平P-状态(其中S1＞0)或垂直状态 (其中S1＜0)相似的趋势。当光束对于这些轴(S1＝0)没有显示优先的取向， 它可以在±45°为椭圆、圆形或非偏振。相似地，S2意味着光与+45°方向(其 中S2＞0)，或-45°方向(其中S2＜0)上的P-状态相似，或不与两者相似(S2＝0) 的趋势。同样，S3显示了光束趋向右手侧(当S3＞0)、左手侧(当S3＜0)，或 不趋向两者(S3＝0)的趋势。
在图1中，入射光的偏振状态用点1显示，偏振状态随着光透射通过 延迟膜和液晶元件而改变，用消光点2显示，其中偏振被完全补偿，即， 没有漏光。事实上，改变的偏振状态和庞加莱球上的消光点相隔一段距离。 所述距离越大，漏光发生越显著，不利地影响显示性能。
在液晶显示装置中，光通过液晶元件后偏振状态的变化显示于庞加莱 球上，以连接点3和点4的直线作为旋转轴旋转与Rth成正比的角度。
当展开图1的庞加莱球时，连接点3和点4的弧线在图2A、3A和4A 中用直线显示。例如，日本专利(JP-B)No.3330574和日本专利申请(JP-A)No. 2003-344856公开了由于偏振状态在液晶元件中显著变化，当液晶元件的 Rth变化时，如图2A、3A和4A中实线和虚线所示，偏振状态偏离。结果， 出射光的状态不和庞加莱球上的消光点匹配，不利地影响显示性能。
这里，图2B显示了两个具有相同的光学性质的双轴延迟膜的情形，图 3B和4B显示一个双轴延迟膜的情形。图3B是元件上除设置了双轴延迟膜 的一侧外的另一侧上未设置延迟膜的情形。图4B是元件上除设置了双轴延 迟膜的一侧外的另一侧上设置了延迟膜(负C片)的情形。在图2A、3A和 4A中，箭头5表示液晶元件的延迟Rth引起的偏振状态的变化，箭头6表 示延迟膜引起的偏振状态的变化，其中虚线表示当元件厚度或Rth不改变 时偏振状态的变化，实线表示当元件厚度或Rth大于平均值时偏振状态的 变化。1表示显示入射光的偏振状态的点，2表示消光点，在此偏振状态下， 光的亮度变得最暗，双头箭头表示漏光。箭头5表示液晶元件的延迟Rth 引起的偏振状态的变化，其中偏振状态沿着连接点4和点3的轴旋转，对 应于液晶元件的延迟Rth。在图2B、3B和4B中，11、12、13、14和15 分别表示第一偏振片、第一延迟膜、液晶元件、第二延迟膜和第二偏振片， 箭头表示入射光。第一偏振片11的吸收轴和第一延迟膜12的慢轴彼此正 交。
因此，目前需要提供不受液晶元件的厚度方向上的延迟Rth的变化的 影响，并可保持优异的显示性能的竖直取向(VA)模式的液晶显示装置。

本发明的目的是，通过在光进入液晶元件前改变入射光的偏振状态至 庞加莱球上的固定点表示的状态，然后使光通过液晶元件，来提供不受液 晶元件的厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可保持无漏光的优异的 显示性能的竖直取向(VA)模式的液晶显示装置。
本发明的发明人为解决上述问题进行了勤奋研究，发现如图5A和5B 所示，在被液晶显示装置中的液晶元件改变前，入射光1的状态由第一延 迟膜12变为固定点3或4的状态，即固定点(S1＝+1或-1，S2＝0，S3＝0)， 从而将光的状态固定在基本相同的点，或固定点，即使液晶元件的延迟Rth 改变，然后由第二延迟膜14变化为消光点2的光的状态，从而免受液晶元 件的延迟Rth的变化的影响，从而保持优异的显示性能。在图5C中，11 表示第一偏振片，12表示第一延迟膜，13表示液晶元件，14表示第二延迟 膜，15表示第二偏振片。
所述固定点指的是，当通过延迟膜后光的偏振状态的变化表示在庞加 莱球上时，位于庞加莱球上的旋转轴上的点，且不受相位差值的影响，但 保持和通过延迟膜前相同的偏振状态。
所述消光点指的是，特别是在包括偏振片的构造中，当光的偏振状态 的变化表示在庞加莱球上时，显示当通过位于光出射侧的偏振片后光的偏 振状态是线性偏振的点。当通过位于光出射侧的偏振片前，偏振状态是这 样的线性偏振状态时，光被完全补偿，从而不发生漏光。由于偏振状态离 庞加莱球上的消光点较近，漏光减小，即，获得高显示性能。
本发明基于本发明发明人的发现而完成，解决上述问题的技术手段如 下。
<1>液晶显示装置，从光入射侧起，所述液晶显示装置依次含有第一 偏振片、第一延迟膜、液晶元件、第二延迟膜和第二偏振片，其中所述第 一偏振片的吸收轴和所述第二偏振片的吸收轴彼此正交，且其中设置所述 第一延迟膜以在光进入液晶元件前将光的偏振状态变化至固定点状态，以 使液晶元件透射具有固定点的偏振状态的光。
<2>根据<1>的液晶显示装置，其中在光进入液晶元件前，光的偏振 状态是p-偏振光和s-偏振光中的一种。
<3>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴垂直于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：300nm ＜Rth(550)＜600nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm。
<4>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴平行于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟膜 在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：-600nm ＜Rth(550)＜-300nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm.
<5>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴垂直于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：300nm ＜Rth(550)＜600nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm。
<6>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴平行于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：-600nm ＜Rth(550)＜-300nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm。
<7>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴垂直于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：-600nm ＜Rth(550)＜-300nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm。
<8>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴垂直于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：-600nm ＜Rth(550)＜-300nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm。
<9>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴平行于位 于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm时 的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延迟 膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：300nm ＜Rth(550)＜600nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm。
<10>根据<1>的液晶显示装置，其中所述第一延迟膜的慢轴平行于 位于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，且所述第一延迟膜在波长为550nm 时的面内延迟Re，Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，且所述第一延 迟膜在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth，Rth(550)为：300nm ＜Rth(550)＜600nm，且其中所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的 第二偏振片的吸收轴，且所述第二延迟膜的Re(550)为：100nm＜|Re(550)| ＜300nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm。
<11>根据<1>的液晶显示装置，其中所述液晶显示装置为VA模式。
在制造时VA元件不同，在各个VA元件中厚度方向上的延迟Rth相差 约±10nm。因此，当设置所述产品，使用常规的光学补偿系统补偿光时， 最终产品的显示性能根据所使用的VA元件而不同。然而，根据本发明的 光学补偿系统，显示性能不受液晶元件的延迟Rth的变化的影响，因为光 进入液晶元件前，光的偏振状态由第一延迟膜改变至固定点状态，然后光 通过液晶元件。
在常规的光学补偿系统中，由s-偏振光和p-偏振光组成的偏振光进入 液晶元件0°、90°、180°或270°的方位角之外的倾斜方向。由于s-偏振光和 p-偏振光之间在玻璃界面的反射率不同，液晶元件中发生多次反射，从而 产生在s-偏振光和p-偏振光之间具有多种不同平衡的光。结果，光的偏振 状态改变。各个偏振状态改变的多个光在总体上消偏振(depolarized)。这些 光从液晶元件出来后未被光学补偿，从而在黑色显示中引起漏光。
另一方面，在本发明的光学补偿系统中，光进入液晶元件前，光的偏 振状态是p-偏振光和s-偏振光中的一种，即(S1＝+1或一1，S2＝0，S3＝0)。因 此，光的偏振状态不改变。因此，可适当地实现光学补偿，且和常规的相 比，液晶面板中的漏光减少，从而保持优异的显示性能。
根据本发明，通过在光进入液晶元件前将光的偏振状态改变至固定点 状态，然后使光通过液晶元件，可解决常规的问题，并可提供VA模式液 晶显示装置，其不受液晶元件厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可 保持无漏光的优异的显示性能。
附图说明
图1的庞加莱球显示了光通过液晶显示装置时光的偏振状态的实例， 所述液晶显示装置中安装了用于VA模式的延迟膜。
图2A的概念图显示了光通过常规液晶显示装置时光的偏振状态的变 化的实例。
图2B的示意图显示了图2A的液晶显示装置的层构造。
图3A的概念图显示了光通过常规液晶显示装置时光的偏振状态的变 化的另一个实例。
图3B的示意图显示了3A的液晶显示装置的层构造。
图4A的概念图显示了光通过常规液晶显示装置时光的偏振状态的变 化的另一个实例。
图4B的示意图显示了图4A的液晶显示装置的层构造。
图5A的概念图显示了光通过本发明液晶显示装置的光的偏振状态的 变化的实例。
图5B的另一个概念图显示了光通过本发明液晶显示装置的光的偏振 状态的变化的实例。
图5C的示意图显示了图5A和5B的液晶显示装置的层构造。
图6A到6D的概念图显示了光通过实施例1到4的液晶显示装置的光 的偏振状态的变化的实例。
图7A到7D的概念图显示了光通过实施例5到8的液晶显示装置的光 的偏振状态的变化的实例。
图8的视图说明了s-偏振光和p-偏振光的定义。

下面将详细解释本发明。
在说明书中，使用的“到”的含义包括在“到”前后描述的分别作为最小 值和最大值的数值。
在说明书中，“第一偏振片的吸收轴垂直”指的是第一偏振片的吸收轴 垂直于位于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，“第一偏振片的吸收轴平行” 指的是第一偏振片的吸收轴平行于位于光出射侧的第二偏振片的吸收轴。
在说明书中，“第一延迟膜的慢轴垂直”指的第一延迟膜的慢轴垂直于 位于光出射侧的第二偏振片的吸收轴，“第一延迟膜的慢轴平行”指的第一 延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第二偏振片的吸收轴。
在说明书中，Re(λ)和Rth(λ)分别表示波长为λ时的面内延迟(nm)和波 长为λ时厚度方向上的延迟(nm)。Re(λ)按下述方式测量：使波长为λnm的 光在膜法线方向进入膜，然后使用相位差测量设备KOBRA-21ADH或 KOBRA-WR(由OjiScientific Instruments制造)测量其延迟值。当待测膜由单 轴或双轴折射率椭球表示时，延迟值Rth(λ)根据下述方法计算。
Re(λ)通过使波长λnm的光从相对于膜法线方向在各侧成以10°为间隔 直到50°的不同角度的倾斜方向进入，在总共六个点测量，以膜平面内的慢 轴(由KOBRA-21ADH或KOBRA-WR判断)作为倾斜轴(旋转轴)(没有慢轴 时，以膜平面内的任意方向作为旋转轴)；然后通过KOBRA-21ADH或 KOBRA-WR基于测得的延迟值、平均折射率的设定值和输入的膜厚度值计 算Rth(λ)。
对于上文，对于其中膜平面中的慢轴作为旋转轴，且在相对于膜法线 方向的特定的倾斜角存在延迟值为零的方向的膜，对大于该特定的倾斜角 的倾斜角的延迟值赋予负号，然后通过KOBRA-21ADH或KOBRA-WR计 算Rth(λ)。
另外，若慢轴作为倾斜轴(旋转轴)(当不存在慢轴时，膜平面内的任意 方向作为旋转轴)，延迟值可根据两个任意的倾斜方向测量，然后Rth(λ)可 通过下面的等式(11)和(12)，基于那些延迟值、平均折射率的设定值和已输 入的膜厚度值来计算。
$\mathrm{Re}\left(\theta \right)=[\mathrm{nx}-\frac{\mathrm{ny}\times \mathrm{nz}}{\sqrt{{\left\{\mathrm{ny}\sin \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\theta )}{\mathrm{nx}}\right)\right)\right\}}^2+{\left\{\mathrm{nz}\cos \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\theta )}{\mathrm{nx}}\right)\right)\right\}}^2}}]\times \frac{d}{\cos \left\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\theta )}{\mathrm{nx}}\right)\right\}}$
等式(11)
Rth＝{(nx+ny)/2-nz}×d
等式(12)
在等式(11)和(12)中，Re(θ)表示沿着和法线方向成θ角度倾斜的方向的 延迟值；“nx”表示沿着平面内慢轴方向的折射率，“ny”表示沿着垂直于平 面内“nx”的方向的折射率，“nz”表示沿着垂直于“nx”和“ny”的方向的折射 率；“d”表示膜厚度。
当待测膜不能由单轴或双轴折射率椭球测量时，换言之，当膜没有光 轴时，Rth(λ)根据下述方法计算。
通过使波长为λnm的光从相对于膜法线方向成以10°为间隔从-50°到 +50°的范围内的角度的倾斜方向进入，在总共十一个点测量Re(λ)，以膜平 面内的慢轴(由KOBRA-21ADH或KOBRA-WR判断)作为倾斜轴(旋转轴)； 然后通过KOBRA-21ADH或KOBRA-WR基于测得的延迟值、平均折射率 的设定值和输入的膜厚度值计算Rth(λ)。
对于上述测量，平均折射率的设定值可选自在Polymer Handbook(John Wiley&Sons，Inc)中或光学膜目录中提到的相应值。如果光学膜的平均折射 率的值未知，可使用Abbe折射计测量。主要的光学膜的平均折射率的值举 例显示如下：纤维素酰化物(1.48)、环烯聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚 甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。在输入平均折射率的设定值和膜 厚度值后，KOBRA-21ADH或KOBRA-WR计算nx、ny和nz。基于算得 的nx、ny和nz，可计算等式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)。
至于Rth的符号，正(+)表示相位差超过Re(λ)，其通过使波长为550nm 的光从相对于膜法线方向成20°的角度的倾斜方向进入而测得，膜平面内的 慢轴作为倾斜轴(旋转轴)，而负(-)表示相位差小于Re(λ)，其通过使波长为 550nm的光从相对于膜法线方向成20°的角度的倾斜方向进入而测得，膜 平面内的慢轴作为倾斜轴(旋转轴)。然而，对于|Rth/Re|为9或更大的样品， 以膜平面内的快轴作为倾斜轴(旋转轴)，通过装有旋转台的偏光显微镜使用 偏振片的补偿器，可以在快轴以相对于膜法线方向成40°的角度倾斜的条件 下确定样品的慢轴。正(+)表示样品具有平行于膜平面的慢轴，而负(-)表示 样品具有沿膜厚度方向的慢轴。
在说明书中，对于角度所述的“基本上”表示相对于准确的角度的误差 范围小于±5°，优选为±4°或更小，更优选为±3°或更小；就延迟而言“基本 上”表示差别在±5％的范围内。此外，在说明书中，Re不是0表示Re是5nm 或更大。在说明书中，折射率的测量波长指550nm的波长，除非另有指明。 此外，在说明书中，“可见光”表示波长为400nm到700nm的光。
从光入射侧(在图5中，入射光由箭头表示)起，本发明的液晶显示装置 依次含有第一偏振片、第一延迟膜、液晶元件、第二延迟膜和第二偏振片， 并根据需要还含有其它层。
所述第一偏振片的吸收轴垂直于位于光出射侧的第二偏振片的吸收 轴。因此，在VA模式中，显示性能一般为黑色。
在本发明中，偏振片的吸收轴和延迟膜的慢轴之间的相对关系没有特 别限制，只要是垂直或平行。例如，当整个液晶显示装置以90°的角度倾斜 时，第一偏振片的吸收轴水平，第二偏振片的吸收轴垂直，当整个液晶显 示装置以45°的角度倾斜时，第一偏振片的吸收轴成45°的角度，第二偏振 片的吸收轴成135°的角度。
在本发明中，在光进入液晶元件前，通过第一延迟膜将光的偏振状态 改变至固定点状态，然后使光通过液晶元件，以免受液晶元件厚度方向上 的延迟Rth的变化的影响，并保持无漏光的优异的显示性能。
在本发明中，在进入液晶元件前，对光进行光学补偿以具有s-偏振光 或p-偏振光的偏振状态。
这里，s-偏振光表示光的电场沿着相对于液晶元件的基底100的表面的 法线方向振动的偏振状态，光进入所述液晶元件，如图8所示。p-偏振光 表示光电场沿着其中光前进方向垂直于s-偏振光的电场振荡方向的方向振 动的状态(参见图8)。
为了将光光学补偿至s-偏振光的偏振状态，在从偏振膜透射的光通过 液晶元件以进一步偏振之前，使光通过第一延迟膜12以改变其偏振状态至 如庞加莱球上的点(S1＝1，S2＝0，S3＝0)所示的状态。
为了将光光学补偿至p-偏振光的偏振状态，在从偏振膜透射的光通过 液晶元件以进一步偏振之前，使光通过第一延迟膜12以改变其偏振状态至 如庞加莱球上的点(S1＝-1，S2＝0，S3＝0)所示的状态。
就VA液晶元件而言，庞加莱球上的点(S1＝±1，S2＝0，S3＝0)对应于 固定点(图1中的3，4)。
本发明的液晶显示装置的实施方案优选下列实施方案一到八的一种。
<实施方案一>
实施方案一为：所述第一延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且在波长为550nm时面内延迟Re，下称Re(550)为：100nm ＜|Re(550)|＜300nm，优选地：125nm＜|Re(550)|＜225nm，且在波长为550nm 时厚度方向上的延迟Rth，下称Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优 选地：400nm＜Rth(550)＜600nm，且所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光 出射侧的第二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm， 优选地：165nm＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300 nm，优选地：-510nm＜Rth(550)＜-310nm。
在实施方案一中，如图6A所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点4的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点4的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
这里，当从45°的方位角和60°的极角观察偏振片以便容易地观察倾斜 方向的漏光量时，起点1通过在庞加莱球上表示通过位于光入射侧的偏振 片的光的偏振状态而决定。
<实施方案二>
实施方案二为：所述第一延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：125nm ＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选地：-600 nm＜Rth(550)＜-400nm，且所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第 二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地： 165nm＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选 地：-510nm＜Rth(550)＜-310nm。
在实施方案二中，如图6B所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点4的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点4的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案三>
实施方案三为：所述第一延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：125nm ＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选地：400nm ＜Rth(550)＜600nm，且所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二 偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：165 nm＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选地： 310nm＜Rth(550)＜510nm。
在实施方案三中，如图6C所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点4的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点4的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案四>
实施方案四为：所述第一延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：125nm ＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选地：-600 nm＜Rth(550)＜-400nm，且所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第 二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地： 165nm＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选 地：310nm＜Rth(550)＜510nm。
在实施方案四中，如图6D所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点4的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点4的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案五>
实施方案五为：所述第一延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：165nm ＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选地：-510 nm＜Rth(550)＜-310nm，且所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第 二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地： 125nm＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选 地：400nm＜Rth(550)＜600nm。
在实施方案五中，如图7A所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点3的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点3的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案六>
实施方案六为：所述第一延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：165nm ＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选地：-510 nm＜Rth(550)＜-310nm，且所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第 二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地： 125nm＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm，优选 地：-600nm＜Rth(550)＜-400nm。
在实施方案六中，如图7B所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点3的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点3的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案七>
实施方案七为：所述第一延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：165nm ＜|Re(550)|＜265nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选地：310nm ＜Rth(550)＜510nm，且所述第二延迟膜的慢轴垂直于位于光出射侧的第二 偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：125 nm＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选地： 400nm＜Rth(550)＜600nm。
在实施方案七中，如图7C所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点3的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点3的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
<实施方案八>
实施方案八为：所述第一延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧的第二偏 振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选地：165nm ＜|Re(550)|＜265nm，且Rth(550)为：300nm＜Rth(550)＜600nm，优选地： 310nm＜Rth(550)＜510nm，且所述第二延迟膜的慢轴平行于位于光出射侧 的第二偏振片的吸收轴，且Re(550)为：100nm＜|Re(550)|＜300nm，优选 地：125nm＜|Re(550)|＜225nm，Rth(550)为：-600nm＜Rth(550)＜-300nm， 优选地：-600nm＜Rth(550)＜-400nm。
在实施方案八中，如图7D所示，光的偏振状态通过第一延迟膜由起点 1的状态变化至固定点3的状态，来自第一延迟膜的透射光通过液晶元件， 然后其偏振状态通过第二延迟膜由固定点3的状态变化至终点2的状态。 因此，即使液晶元件的厚度方向上的延迟Rth变化，液晶显示装置也不受 该变化的影响，从而保持优异的显示性能。
在本发明的液晶显示装置中，对各个第一偏振片、第一延迟膜、液晶 元件、第二延迟膜和第二偏振片的材料、形状、尺寸、结构和制备方法均 没有特别限制，并可根据预期目的适当选择。
-液晶元件-
所述液晶元件优选为VA模式液晶元件。
所述液晶元件的Rth优选为200nm到400nm。
在Rth变化较小的元件中可抑制显示性能的变化。当相同的延迟膜用 于制备液晶显示装置时，例如，两个元件之间的Rth变化(个体差异)尽可能 地小，则可在批量生产中在任何时候获得具有优异的显示性能的液晶显示 装置。然而，事实上，由于生产变化，例如，Rth在约300nm±30nm的范 围内变化。
-第一和第二偏振片-
在本发明中，可使用由偏振膜和一对夹合所述偏振膜的保护膜组成的 偏振片。例如，所述偏振片通过用碘染色由聚乙烯醇膜等形成的偏振膜、 拉伸、并用保护膜层叠所述膜的两个表面而获得。将偏振片置于液晶元件 的两个表面上。优选地，设置一对偏振片夹合液晶元件，所述偏振片每个 均由偏振膜和一对夹合所述偏振膜的保护膜组成。
用于本发明的偏振片的光学性质和耐久性(短期或长期储存稳定性)优 选等于或大于市售超高对比度产品，比如由SANRITZ CORPORATION制 造的HLC2-5618。具体地，所述偏振片优选具有42.5％或更大的可见透光 率，其偏振度由下式表示：
{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2≥0.9995
其中Tp表示平行透射率，Tc表示正交透射率。
此外，优选地，在将所述偏振片置于60℃和90RH％的气氛下500小时 和80℃的干燥气氛下500小时前后，所述偏振片基于绝对值的透光率变化 优选为3％或更小，更优选为1％或更小。基于绝对值的偏振度变化优选为 1％或更小，更优选为0.1％或更小。
-第一和第二延迟膜-
本发明使用的延迟膜的材料不受限制，只要所述延迟膜满足上述光学 性质。所述光学性质由单个膜或层叠膜实现。此外，所述延迟膜还可作为 保护膜，或和保护膜结合。关于延迟膜，可使用透明支持体。在此情况下， 所述透明支持体优选为光学单轴或光学双轴。就光学单轴支持体而言，延 迟膜可以是正光性(沿着光轴方向的折射率大于沿着垂直于光轴方向的折 射率)或负光性的(沿着光轴方向的折射率小于沿着垂直于光轴方向的折射 率)。就光学双轴支持体而言，折射率nx、ny和nz均为不同值(nx≠ny≠nz)。 所述透明支持体在波长为550nm时的面内延迟(Re)优选为10nm到1,000 nm，更优选为15nm到800nm，进一步优选为20nm到400nm。所述透 明支持体在波长为550nm时厚度方向上的延迟Rth优选为10nm到1,000 nm，更优选为100nm到800nm，进一步优选为200nm到700nm。
用于形成延迟膜的材料取决于它是否构造成光学各向同性支持体或光 学各向异性支持体。
通常，玻璃或纤维素酯用于光学各向同性支持体，合成聚合物(比如聚 碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、降冰片烯树脂等) 用于光学各向异性支持体。可选地，光学各向异性纤维素酯膜，即，具有 高延迟的一种，可通过如EP0911656A2所述而制备：(1)使用延迟增大剂， (2)减小纤维素乙酸酯的乙酰化程度，和(3)冷却溶解法。由聚合物膜形成的 透明支持体优选通过溶剂浇铸法形成。作为聚合物膜，优选使用纤维素酰 化物膜。当延迟膜通过层叠多个膜形成时，就光学一致性而言优选使用具 有相同组成的聚合物。
优选将聚合物膜拉伸以获得光学各向异性透明支持体。光学单轴支持 体一般通过单轴拉伸或双轴拉伸聚合物膜而制备。光学双轴支持体优选通 过不平衡双轴拉伸聚合物膜而制备。所述不平衡双轴拉伸按照下述方式进 行：沿任意方向以特定的百分比(例如3％到100％，优选为5％到30％)拉伸 聚合物膜，然后沿垂直于所述特定的方向的方向以所述百分比或更大的百 分比(例如6％到200％，优选为10％到90％)拉伸。沿两个方向的拉伸处理 可同时进行。拉伸方向，或就不平衡双轴拉伸而言高拉伸百分比的方向， 基本上与经过拉伸的膜平面内的慢轴相同。在拉伸方向和慢轴之间形成的 角度优选小于10°，更优选小于5°，进一步优选小于3°。
延迟膜的厚度优选尽可能地薄，在可以实现本发明的效果的范围内。 更优选为10μm到500μm，更优选为40μm到200μm。透明支持体可经表 面处理以提高透明支持体和置于其上的层之间的粘合。表面处理方法的实 例包括辉光放电法、电晕放电法、UV照射法和火焰法。可向透明支持体中 加入UV吸收剂。在透明支持体上，可设置粘合层(下涂层)。所述粘合层包 括那些在日本专利申请(JP-A)No.07-333433中公开的那些。所述粘合层的 厚度优选为0.1μm到2μm，更优选为0.2μm到1μm。延迟膜的慢轴优选垂 直或平行于偏振片的吸收轴。
本发明的液晶显示装置特别适用于VA模式液晶显示装置，因为它不 受液晶元件厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可保持优异的显示性 能。
实施例
下面将描述本发明的实施例，但这些实施例不应视为限制本发明的范 围。所有份数均按质量计，除非另有说明。
制备实施例1
-延迟膜的制备-
制备两个延迟膜，它们分别具有约180nm的Re和约510nm的Rth， 和约210nm的Re和约420nm的Rth。
通过按下述比例混合各组分制备纤维素酰化物溶液。通过带式浇铸机 流铸所述纤维素酰化物溶液，然后从带上分离获得的网幅。然后，在140℃ 沿TD方向拉伸该网幅20％，并干燥，制得厚度为55μm的纤维素酰化物膜。
-纤维素酰化物溶液-
乙酰基取代度为2.81的纤维素酰化物        100份
由下列结构式表示的液晶化合物F-1         2份

液晶化合物F-1
由下列结构式表示的液晶化合物F-2         6份

液晶化合物F-2
磷酸三苯酯                              3份
磷酸二苯酯(增塑剂)                      2份
二氯甲烷                                418份
甲醇                                    62份
然后，改变获得的膜的拉伸百分比以得到厚度为50μm的分别具有60 nm的Re和170nm的Rth，70nm的Re和140nm的Rth的两个膜。将三 个各个膜层叠以制备厚度为150μm的Re约为180nm，Rth约为510nm的 延迟膜a，和厚度为150μm的Re约为210nm，Rth约为420nm的延迟膜b。
制备实施例2
-延迟膜的制备-
按照和JP-A No.2007-169599的实施例1所公开的相同的方式制备Re 约为83nm，Rth约为-161nm的延迟膜。
将这些延迟膜单轴拉伸以分别制备厚度为75μm的Re为70nm，Rth 为-140nm，和Re为60nm，Rth为-170nm的两个膜。将三个各个膜层叠 以制备Re约为210nm，Rth约为-420nm的延迟膜c，和Re约为180nm， Rth约为-510nm的延迟膜d。
制备实施例3
-第一和第二偏振片的制备-
在30℃下，将厚度为80μm的聚乙烯醇(PVA)膜浸入含有0.05质量％ 的碘的碘的水溶液中60秒，从而进行染色，在浸入含有4质量％的硼酸的 硼酸水溶液中60秒的同时纵向拉伸5倍，然后在50℃下干燥4分钟，从而 得到厚度为20μm的偏振膜。
在获得的延迟膜a的表面上涂布异氰酸酯粘合剂，在TAC膜(FUJITAC TF80UL，由FUJIFILM Corporation生产)的表面上涂布PVA粘合剂，在它 们之间夹入制得的偏振膜，并通过湿层叠形成层叠物，通过压力辊挤出过 量的粘合剂。然后，通过加热干燥所述层叠物以制备第一偏振片。粘合层 的厚度为0.4μm。
在获得的延迟膜b的表面上涂布异氰酸酯粘合剂，在TAC膜(FUJITAC TF80UL，由FUJIFILM Corporation生产)的表面上涂布PVA粘合剂，在它 们之间夹入制得的偏振膜，并通过湿层叠形成层叠物，通过压力辊挤出过 量的粘合剂。然后，通过加热干燥所述层叠物以制备第二偏振片。粘合层 的厚度为0.4μm。
制备实施例4
-液晶元件的制备-
使用从市售VA液晶显示装置(KDL-40J5000，由Sony Corporation制造) 中除去椭圆状偏振片的液晶元件。所述VA液晶元件的Rth为303nm。
实施例1到8
如表1-1和图5C所示，组合所获得的四个延迟膜a-d、第一和第二偏 振片及液晶元件，从而制备实施例1到8的各个液晶显示装置。
比较实施例1
按照和日本专利(JP-B)No.3330574的实施例1所公开的相同的方式制 备比较实施例1的液晶显示装置。
比较实施例2
按照和日本专利申请(JP-A)No.2003-344856的实施例1所公开的相同 的方式制备比较实施例2的液晶显示装置。
制得的实施例1到8和比较实施例1到2的液晶显示装置中的各个延 迟膜的Re和Rth测量如下。结果显示于表1-1和1-2中。
<延迟膜的Re和Rth的测量>
通过使用KOBRA-21ADH或KOBRA-WR(由Oji Scientific Instruments 制造)计算波长为550nm时的面内延迟Re和波长为550nm时厚度方向上 的延迟Rth。
表1-1

表1-2

下面评价各个制得的液晶显示装置的进入液晶元件前光的偏振状态、 倾斜漏出的光和倾斜方向的色偏。结果显示于表2中。
<进入液晶元件前光的偏振状态的测量>
在光源上，放置未附着至液晶元件的附着了第一延迟膜的第一偏振片， 其中第一延迟膜的表面朝上。来自第一延迟膜的透射光通过另一偏振片 (POLAX-15，由luceo Co.，Ltd.制造)，然后通过SR-3(由TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION制造)检测。在垂直于SR-3的观察方向 的平面内，由luceo Co.，Ltd.制造的偏振片的吸收轴的角度A旋转0°到360°。 随着吸收轴以10°的间隔从0°到360°旋转，通过SR-3检测透射光。检测信 号S0out(λ)由下面等式表示：
$S_{0\mathrm{out}}\left(\lambda \right)=\frac{S_{0\mathrm{in}}\left(\lambda \right)}{2}[1+S_1\left(\lambda \right)\cos \left(2A\right)+S_2\left(\lambda \right)\sin \left(2A\right)]$
其中S0in(λ)表示入射光的量，S1(λ)和S2(λ)各自表示偏振，这些是Stokes 参数。将检测信号代入该等式以获得S1(λ)和S2(λ)。A表示吸收轴的角度。 然后，通过下面等式获得S3(λ)。
$S_3\left(\lambda \right)=\sqrt{1-{S_1}^2-{S_2}^2}$
<倾斜漏出的光>
通过使用Rth各自为-300nm和-330nm的两个VA元件，测量在60° 的极角和45°的方位角的亮度，和在0°的极角和0°的方位角时的亮度，并 测定在60°的极角和45°的方位角的亮度/在0°的极角和0°的方位角的亮度 作为倾斜漏出的光。然后，基于下列评价标准评价倾斜漏出的光。
评价标准：
A：几乎不发生漏光，补偿优异。
B：发生少量漏光，但补偿基本优异。
C：可发现漏光，未实现补偿。
D：显著发生漏光，未实现补偿。
<倾斜方向的色偏>
通过使用Rth分别为-300nm和-330nm的两个VA元件，获得在60° 的极角和45°的方位角的色度u’v’，与在0°的极角和0°的方位角的色度u’v’ 之间的距离色度Δu’v’，以根据下列评价标准评价倾斜方向上的色偏。所述 色度u’v’是国际照明委员会(CIE)确定的比色系统之一。
评价标准：
A：几乎不发生色偏，几乎注意不到。
B：发生少量色偏，但显示性能优异。
C：显著发生色偏，显示性能差。
D：色偏几乎未得到补偿。
表2

如表2所示，在各个实施例1到8中，进入液晶元件前光的偏振状态 由(S1＝±1，S2＝0，S3＝0)表示，其中对于VA元件，偏振状态改变至固定 点状态。因此，Rth分别为-300nm和-330nm的两个VA元件都适当地得到 了光学补偿，并保持了倾斜方向上色偏较少的状态。此外，在各个实施例1 到8中，进入液晶元件前光的偏振状态仅在s-偏振光中由(S1＝+1，S2＝0， S3＝0)表示，仅在p-偏振光中由(S1＝-1，S2＝0，S3＝0)表示，在液晶元件 中引起较少的消偏振，和较少的倾斜漏出的光。因此，在实施例1到8中， 进入液晶元件前光的偏振状态保持在优异的状态。
另一方面，在比较实施例1和2中，进入液晶元件前光的偏振状态不 由(S1＝±1，S2＝0，S3＝0)表示。因此，当VA元件的Rth仅偏移约30nm 时，倾斜方向上的黑色色调变大。另外，在比较实施例1和2中倾斜漏出 的光的评价比实施例1到8中的评价差。
本发明的液晶显示装置特别适用于VA模式液晶显示装置，因为它不 受液晶元件厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可保持优异的显示性 能。