JP4675597B2 - Optical compensation film, liquid crystal display device and polarizing plate - Google Patents

Optical compensation film, liquid crystal display device and polarizing plate Download PDF

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Description

本発明は、偏光膜と、該偏光膜を挟持する一対の保護膜とを有する偏光板を用いたVAモード液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a VA mode liquid crystal display device using a polarizing plate having a polarizing film and a pair of protective films sandwiching the polarizing film.

液晶表示装置は、通常、液晶セルと偏光板とを有する。偏光板は保護フィルムと偏光膜からなり、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フィルムにて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、この偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償フィルムを配置することもある。反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償フィルム、偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板および液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ON・OFF表示を行い、透過および反射型いずれにも適用できる、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードが提案されている。   A liquid crystal display device usually has a liquid crystal cell and a polarizing plate. The polarizing plate comprises a protective film and a polarizing film, and is obtained by dyeing a polarizing film comprising a polyvinyl alcohol film with iodine, stretching, and laminating both surfaces with a protective film. In the transmissive liquid crystal display device, the polarizing plate is attached to both sides of the liquid crystal cell, and one or more optical compensation films may be disposed. In a reflective liquid crystal display device, a reflector, a liquid crystal cell, one or more optical compensation films, and a polarizing plate are arranged in this order. The liquid crystal cell includes a liquid crystal molecule, two substrates for encapsulating the liquid crystal molecule, and an electrode layer for applying a voltage to the liquid crystal molecule. The liquid crystal cell performs ON / OFF display depending on the alignment state of liquid crystal molecules, and can be applied to both transmission and reflection types. TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), OCB (Optically Compensatory Bend) ), VA (Vertically Aligned), and ECB (Electrically Controlled Birefringence) have been proposed.

光学補償フィルムは、画像着色の解消や、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。光学補償フィルムとしては、延伸複屈折ポリマーフィルムが従来から使用されている。また、延伸複屈折フィルムからなる光学補償フィルムに代えて、透明支持体上に低分子もしくは高分子液晶性分子から形成された光学異方性層を有する光学補償フィルムを使用することが提案されている。液晶性分子には多様な配向形態があるため、液晶性分子を用いることで、従来の延伸複屈折ポリマーフィルムでは得ることができない光学的性質を実現することができる。さらに、偏光板の保護膜に複屈折性を付加することで、保護膜と光学補償フィルムを兼ねる構成も提案されている。   Optical compensation films are used in various liquid crystal display devices in order to eliminate image coloring and to expand the viewing angle. As the optical compensation film, a stretched birefringent polymer film has been conventionally used. Further, it has been proposed to use an optical compensation film having an optically anisotropic layer formed from low-molecular or high-molecular liquid crystalline molecules on a transparent support, instead of an optical compensation film made of a stretched birefringent film. Yes. Since liquid crystalline molecules have various alignment forms, the use of liquid crystalline molecules can realize optical properties that cannot be obtained with conventional stretched birefringent polymer films. Furthermore, the structure which doubles as a protective film and an optical compensation film by adding birefringence to the protective film of a polarizing plate is also proposed.

光学補償フィルムの光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違いに応じて決定する。液晶性分子を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学補償フィルムを製造することができる。液晶性分子を用いた光学補償フィルムでは、様々な表示モードに対応するものが既に提案されている。例えば、TNモード液晶セルでは、電圧印加により液晶分子のねじれ構造を解消しつつ、基板面に傾斜した配向状態を固定してなる光学補償フィルムにより光学補償を行い、黒表示時の斜め方向の光漏れ防止によるコントラストの視角特性を向上させている(特許文献1参照)。また、平行配向液晶セル用光学補償膜については、電圧無印状態の黒表示時において、基板面に平行配向した液晶性分子の光学補償および偏光板の直交透過率の視野角特性向上を兼ねることについて記載されている(特許文献2参照)。IPSモード液晶セルでは、電圧無印状態の黒表示時において、基板面に平行配向した液晶分子からなる光学補償フィルムにより光学補償を行うとともに、該シートは偏光板の直交透過率の視野角特性向上を兼ねている(特許文献3参照)。さらに、OCBモードの液晶セルでは、電圧印加により液晶層中央部の液晶分子は垂直配向し、基板界面付近では傾斜配向した液晶層を光学補償フィルムにより光学補償し、黒表示の視野角特性を改善している(特許文献4参照)。VAモードの液晶セルでは、電圧無印加状態で液晶分子が基板面に対して垂直配向した状態の黒表示の視野角特性を、光学補償フィルムにより改善している(特許文献5参照)。
特開平6−214116号公報 特開平9−292522号公報 特開平10−54982号公報 米国特許5805253号 特許第2866372号公報
The optical properties of the optical compensation film are determined according to the optical properties of the liquid crystal cell, specifically, the difference in the display mode as described above. When liquid crystalline molecules are used, optical compensation films having various optical properties corresponding to various display modes of the liquid crystal cell can be produced. Optical compensation films using liquid crystal molecules have already been proposed for various display modes. For example, in a TN mode liquid crystal cell, the twisted structure of liquid crystal molecules is eliminated by applying a voltage, and optical compensation is performed with an optical compensation film formed by fixing the tilted alignment state on the substrate surface. The contrast viewing angle characteristic is improved by preventing leakage (see Patent Document 1). In addition, the optical compensation film for the parallel alignment liquid crystal cell also serves to improve the viewing angle characteristics of the optical compensation of the liquid crystal molecules aligned in parallel to the substrate surface and the orthogonal transmittance of the polarizing plate during black display in a voltage-free state. (See Patent Document 2). In the IPS mode liquid crystal cell, during black display in a voltage-free state, optical compensation is performed by an optical compensation film made of liquid crystal molecules aligned in parallel with the substrate surface, and the sheet improves the viewing angle characteristics of the orthogonal transmittance of the polarizing plate. It also serves (see Patent Document 3). Furthermore, in the OCB mode liquid crystal cell, the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal layer are vertically aligned when voltage is applied, and the tilted and aligned liquid crystal layer is optically compensated with an optical compensation film near the substrate interface to improve the viewing angle characteristics of black display. (See Patent Document 4). In the VA mode liquid crystal cell, the viewing angle characteristics of black display in a state where liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the substrate surface in the absence of applied voltage are improved by an optical compensation film (see Patent Document 5).
JP-A-6-214116 Japanese Patent Laid-Open No. 9-292522 Japanese Patent Laid-Open No. 10-54982 US Pat. No. 5,805,253 Japanese Patent No. 2866372

従来のTNモード液晶セル用光学補償フィルムは、延伸複屈折ポリマーフィルムに代えて液晶性分子からなるフィルムを用いることで、従来よりも正確に液晶セルを光学的に補償することを可能としている。しかし、液晶性分子を用いても液晶セルを問題なく完全に光学的に補償することは非常に難しい。例えば、従来提案されている光学補償フィルムでは、黒表示時の偏光板の斜め方向からの光漏れが認められ、視野角が充分に(理論的に期待できる程度まで)拡大していないのが実状である。同様に、従来のIPS、OCB、VAモード液晶セル用光学補償フィルムでも光漏れが認められる。さらに、IPSとVAモード液晶セル用光学補償フィルムでは延伸複屈折ポリマーフィルムのみで光学補償を行うため、複数のフィルムを用いる必要があり、その結果、光学補償フィルムの厚さが増し、表示装置の薄形化に不利である。また、延伸フィルムの積層には粘着層を用いるため、温湿度変化により粘着層が収縮してフィルム間の剥離や反りといった不良が発生することがあった。   The conventional optical compensation film for a TN mode liquid crystal cell can compensate the liquid crystal cell optically more accurately than before by using a film made of liquid crystal molecules instead of the stretched birefringent polymer film. However, even if liquid crystal molecules are used, it is very difficult to completely optically compensate the liquid crystal cell without any problem. For example, in the optical compensation film that has been proposed in the past, light leakage from the oblique direction of the polarizing plate during black display is recognized, and the viewing angle is not sufficiently expanded (to the extent that can be expected theoretically). It is. Similarly, light leakage is also observed in conventional IPS, OCB, and VA mode liquid crystal cell optical compensation films. Furthermore, since the optical compensation film for IPS and VA mode liquid crystal cells performs optical compensation only with the stretched birefringent polymer film, it is necessary to use a plurality of films. As a result, the thickness of the optical compensation film increases, It is disadvantageous for thinning. Moreover, since an adhesive layer is used for lamination | stacking of a stretched film, the adhesive layer contracted by the temperature / humidity change, and defects, such as peeling and a curvature between films, may generate | occur | produce.

本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、簡易な構成で、表示品位のみならず、視野角が著しく改善されたVモード液晶表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, a simple structure, not only the display quality, it is an object to viewing angle to provide a V A mode liquid crystal display equipment, which is significantly improved.

本発明の課題は、下記(1)〜(5)のVAモード液晶表示装置により達成された。
(1)少なくとも一方に電極を有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持される液晶層と、該液晶層の外側に配置された第一及び第二の偏光板とを有するVAモード液晶表示装置であって、
上記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dが0.1〜1.0μmであり、
前記第一及び第二の偏光板がそれぞれ偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とを有し、
前記一対の保護膜の少なくとも一方が、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有し、且つ前記液晶層に近い側の保護膜の遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とが20°〜70°で交差し、
前記一対の保護膜のうち液晶層に近い側に配置される保護膜が、厚さd 1 (nm)であり、それぞれ互いに直交するx、yおよびz軸方向に3つの平均屈折率nx、nyおよびnzを有し、前記液晶層の表面に平行な面内の主平均屈折をnxおよびny(但し、ny<nx)、前記液晶層の厚み方向の主平均屈折率をnzとした場合、可視光領域の任意の波長λにおいて、
−5nm≦{(nx−ny)×d 1 }≦50nm、および
50nm≦[{(nx+ny)/2−nz}×d 1 ]≦300nm
の関係を満足するVAモード液晶表示装置。
(2) 前記液晶層がネマチック液晶材料を含み、黒表示時に該ネマチック液晶材料の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して垂直±5°に配向する(1)のVAモード液晶表示装置。
(3) 前記第1及び第2の偏光板の液晶層に近い側に配置される保護膜の{(nx−ny)×d 1 }の値が2〜30nmである(1)又は(2)のVAモード液晶表示装置。
(4) 前記液晶層に近い側の保護膜の遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とが40°〜50°で交差している(1)〜(3)のいずれかのVAモード液晶表示装置。
(5) 前記第1及び第2の偏光板の少なくとも一方の液晶層に近い側の保護膜と、液晶層との間に、ny=nz且つnx>nyである位相差板を有する(1)〜(4)のいずれかのVAモード液晶表示装置。
According to the present invention, there is more accomplished VA mode liquid crystal display equipment of the following (1) to (5).
(1) VA having a pair of opposed substrates having electrodes on at least one of them, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and first and second polarizing plates arranged outside the liquid crystal layer A mode liquid crystal display device,
The product Δn · d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn is 0.1 to 1.0 μm,
Each of the first and second polarizing plates has a polarizing film and a pair of protective films sandwiching the polarizing film,
At least one of the pair of protective films has a slow axis substantially coinciding with the direction in which the average refractive index of the film surface is maximized, and the slow axis of the protective film on the side close to the liquid crystal layer and the The absorption axis of the polarizing film intersects at 20 ° to 70 °,
The protective film disposed on the side close to the liquid crystal layer of the pair of protective films has a thickness d 1 (nm), and has three average refractive indexes nx, ny in the x, y, and z axis directions orthogonal to each other. And nz, the main average refraction in a plane parallel to the surface of the liquid crystal layer is nx and ny (where ny <nx), and the main average refractive index in the thickness direction of the liquid crystal layer is nz. At an arbitrary wavelength λ in the optical region,
−5 nm ≦ {(nx−ny) × d 1 } ≦ 50 nm, and
50 nm ≦ [{(nx + ny) / 2−nz} × d 1 ] ≦ 300 nm
VA mode liquid crystal display device that satisfies the above relationship.
(2) The VA mode liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal layer includes a nematic liquid crystal material, and liquid crystal molecules of the nematic liquid crystal material are aligned perpendicularly to ± 5 ° with respect to the surfaces of the pair of substrates during black display.
(3) The value of {(nx−ny) × d 1 } of the protective film disposed on the side closer to the liquid crystal layer of the first and second polarizing plates is 2 to 30 nm (1) or (2) VA mode liquid crystal display device.
(4) The VA mode liquid crystal display according to any one of (1) to (3), wherein the slow axis of the protective film near the liquid crystal layer and the absorption axis of the polarizing film intersect at 40 ° to 50 °. apparatus.
(5) A retardation plate satisfying ny = nz and nx> ny is provided between the protective film on the side close to the liquid crystal layer of at least one of the first and second polarizing plates and the liquid crystal layer (1) The VA mode liquid crystal display device of any one of (4).

(1)の液晶表示装置では、偏光板として、一対の保護膜の少なくとも一方の面内の遅相軸が、偏光膜の吸収軸と交差している偏光板を用いている。該偏光板は、偏光機能のみならず、表示装置の視野角の拡大に寄与するので、簡易な構成により、表示品位のみならず、視野角が著しく改善されたVA(Vertical Alignment)モード液晶表示装置を提供できる。前記偏光板は、斜め延伸方法を利用して作製した偏光膜を用いることにより、一対の保護膜および前記偏光膜の合計3枚のポリマーフィルム等をロールtoロールで積層して容易に製造することができるので、液晶表示装置の生産性の向上にも寄与する。なお、前記偏光板の保護膜は、光学補償層として機能させることもできるので、かかる態様では、より簡易な構成で表示品位に優れた液晶表示装置となる。
また(1)VAモード液晶表示装置は、液晶層を挟持して配置された偏光板の偏光膜の吸収軸が直交しているので、偏光板透過率が低く、ノーマリーブラックタイプに属する液晶表示装置の態様において、高コントラストを得ることができる
In the liquid crystal display device of (1 ), a polarizing plate in which the slow axis in at least one surface of the pair of protective films intersects the absorption axis of the polarizing film is used as the polarizing plate. Polarizing plate not only polarizing function, so contributing to the expansion of the viewing angle of the display device, a simple configuration, not only the display quality, V A (Vertical Alignment) viewing angle is greatly improved mode liquid crystal A display device can be provided. The polarizing plate is easily manufactured by laminating a total of three polymer films of a pair of protective films and the polarizing film by roll-to-roll by using a polarizing film prepared by using an oblique stretching method. This contributes to the improvement of the productivity of the liquid crystal display device. In addition, since the protective film of the said polarizing plate can also be functioned as an optical compensation layer, in this aspect, it becomes a liquid crystal display device excellent in display quality with a simpler configuration.
Further, in the VA mode liquid crystal display device of (1) , since the absorption axes of the polarizing films of the polarizing plates arranged with the liquid crystal layer sandwiched therebetween are orthogonal, the polarizing plate transmittance is low and the liquid crystals belonging to the normally black type are used. High contrast can be obtained in the aspect of the display device

本明細書において、「45゜」、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±5゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、4゜未満であることが好ましく、3゜未満であることがより好ましい。また、角度について、「+」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、380nm〜780nmのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別の記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。   In the present specification, “45 °”, “parallel” or “orthogonal” means that the angle is within a range of strictly less than ± 5 °. The error from the exact angle is preferably less than 4 °, more preferably less than 3 °. Regarding the angle, “+” means the clockwise direction, and “−” means the counterclockwise direction. Further, the “slow axis” means a direction in which the refractive index is maximized. The “visible light region” means 380 nm to 780 nm. Further, the measurement wavelength of the refractive index is a value at λ = 550 nm in the visible light region unless otherwise specified.

本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板および液晶装置に組み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」および「切り出し」等も含むものとする)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体のことを意味するものとする。   In this specification, unless otherwise specified, the term “polarizing plate” is cut into a size to be incorporated into a long polarizing plate and a liquid crystal device (in this specification, “cutting” includes “punching” and “cutting out”. It is used in the meaning including both of the polarizing plates. In this specification, “polarizing film” and “polarizing plate” are distinguished from each other, and “polarizing plate” is a laminate having a transparent protective film for protecting the polarizing film on at least one side of the “polarizing film”. Means.

本発明者は、研究の結果、偏光膜、および保護膜、および液晶セルの素材と製造方法を調節することにより、従来の液晶表示装置と同じ構成で、液晶セルを光学的に補償する機能を併せ持つ楕円偏光板を製造することに成功した。さらに、この偏光板をVA型液晶セルに取り付けて液晶表示装置に用いたところ、表示品位のみならず、視野角が著しく改善された。また、従来の1枚もしくは複数の位相差フィルムと偏光板の角度を厳密に調整しながら積層する工程が不要になり、ロールtoロールでの偏光板の製造が可能となった。即ち、本発明によれば、簡易な構成で、表示品位のみならず、視野角が著しく改善されたVAモード液晶表示装置を提供することができる As a result of research, the present inventor has a function of optically compensating a liquid crystal cell with the same configuration as a conventional liquid crystal display device by adjusting a material and a manufacturing method of the polarizing film, the protective film, and the liquid crystal cell. Succeeded in manufacturing an elliptical polarizing plate that has both. Furthermore, when using the polarizing plate to the liquid crystal display device is attached to a VA type liquid crystal cell, not only the display quality, viewing angle was significantly improved. Further, the conventional step of laminating while strictly adjusting the angle of one or a plurality of retardation films and the polarizing plate is not required, and it is possible to produce a polarizing plate in a roll-to-roll manner. That is, according to the present invention, a simple structure, it is possible to provide a display not quality only, VA-mode liquid crystal display equipment in which the viewing angle is greatly improved.

発明の実施の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明の液晶表示装置の一実施形態の構成部材について順次説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置の一実施形態の模式図である。なお、図2は、IPSモード液晶表示装置の一実施形態の模式図であり、参考例として示す。
Hereinafter, constituent members of one embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described in order.
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of an IPS mode liquid crystal display device, and is shown as a reference example.

[液晶表示装置]
まず、図1に示す液晶表示装置は、液晶セル(5〜8)、および液晶セルを挟持して配置された上側偏光膜1と下側偏光膜14とを有する。偏光膜1および14は、それぞれ一対の透明保護膜3と3a、及び12と12aによって挟持されている。液晶セル5〜8は、液晶セル上側基板5と液晶セル下側基板8と、これらに挟持される液晶分子7とからなり、液晶分子7は、基板5および8の対向面に施されたラビング処理の方向や配向膜材料によって、その配向方向が制御されている。
[Liquid Crystal Display]
First, the liquid crystal display device shown in FIG. 1 includes a liquid crystal cell (5 to 8), and an upper polarizing film 1 and a lower polarizing film 14 that are disposed with the liquid crystal cell interposed therebetween. The polarizing films 1 and 14 are sandwiched between a pair of transparent protective films 3 and 3a and 12 and 12a, respectively. The liquid crystal cells 5 to 8 are composed of a liquid crystal cell upper substrate 5, a liquid crystal cell lower substrate 8, and liquid crystal molecules 7 sandwiched between them, and the liquid crystal molecules 7 are rubbed on the opposing surfaces of the substrates 5 and 8. The orientation direction is controlled by the processing direction and the alignment film material.

上側偏光板は、一対の透明保護膜3aおよび3、ならびにこれらに挟持される偏光膜1からなる(透明保護膜3が液晶セル(図1において5〜8)に近い側に配置されるものとする)。偏光膜1の吸収軸2は、透明保護膜3の遅相軸4と交差している。具体的には、偏光膜1の吸収軸2と透明保護膜3の遅相軸4との角度αは、好ましくは10°〜90°、より好ましくは20°〜70゜、更に好ましくは40°〜50゜、特に好ましくは43〜47゜である。他方の透明保護膜3a(液晶セル5〜8に遠い側に配置される。)の遅相軸と、偏光膜1の吸収軸2とのなす角については特に制限はないが、前記αの好ましい範囲と同様である。また、下側偏光膜14の吸収軸15と、液晶セルに近い側に配置される保護膜フィルム12の遅相軸13との関係も同様であるのが好ましい。   The upper polarizing plate is composed of a pair of transparent protective films 3a and 3 and a polarizing film 1 sandwiched between them (the transparent protective film 3 is disposed on the side close to the liquid crystal cell (5 to 8 in FIG. 1)). To do). The absorption axis 2 of the polarizing film 1 intersects with the slow axis 4 of the transparent protective film 3. Specifically, the angle α between the absorption axis 2 of the polarizing film 1 and the slow axis 4 of the transparent protective film 3 is preferably 10 ° to 90 °, more preferably 20 ° to 70 °, still more preferably 40 °. -50 °, particularly preferably 43-47 °. The angle formed by the slow axis of the other transparent protective film 3a (disposed on the side far from the liquid crystal cells 5 to 8) and the absorption axis 2 of the polarizing film 1 is not particularly limited, but α is preferable. Similar to range. The relationship between the absorption axis 15 of the lower polarizing film 14 and the slow axis 13 of the protective film 12 disposed on the side close to the liquid crystal cell is preferably the same.

一対の透明保護膜3aおよび3のそれぞれの遅相軸は、互いに実質的に平行であるのが好ましい。一通の透明保護膜の遅相軸が平行であると、偏光板の機械的安定性の向上や、光学的性能の均一化の効果が得られるので好ましい。また、液晶セルに遠い側に配置される透明保護膜の遅相軸と、偏光膜の吸収軸とが実質的に平行であると、偏光板の寸法変化やカール防止といった機械的信頼性が向上する。液晶セルに遠い側に配置される透明保護膜の遅相軸と、偏光膜の吸収軸とが直交していても同様の効果が得られ、また、透明保護膜の厚さや剛性が充分であれば、偏光膜の吸収軸と、一対の保護膜の遅相軸がそれぞれ異なる角度で交差しても、同様な効果が得られる。また液晶層に近い側に配置される保護膜を2枚として一方の保護膜の遅相軸を偏光板吸収軸と交差させてもよい。   The slow axes of the pair of transparent protective films 3a and 3 are preferably substantially parallel to each other. It is preferable that the slow axis of one transparent protective film is parallel, since the effects of improving the mechanical stability of the polarizing plate and uniforming the optical performance can be obtained. In addition, when the slow axis of the transparent protective film disposed on the side far from the liquid crystal cell and the absorption axis of the polarizing film are substantially parallel, mechanical reliability such as dimensional change of the polarizing plate and curling prevention is improved. To do. The same effect can be obtained even if the slow axis of the transparent protective film disposed on the side far from the liquid crystal cell is orthogonal to the absorption axis of the polarizing film, and the transparent protective film has sufficient thickness and rigidity. For example, the same effect can be obtained even if the absorption axis of the polarizing film and the slow axis of the pair of protective films intersect at different angles. Alternatively, two protective films disposed on the side close to the liquid crystal layer may be used, and the slow axis of one protective film may intersect the polarizing plate absorption axis.

図1において、上側偏光板及び下側偏光板の偏光膜1及び偏光膜14の液晶セルに近い側の保護膜3および12の遅相軸4および13は、互いに実質的に平行もしくは直交しているのが好ましい。透明保護膜3および12の遅相軸4および13が互いに直交していると、それぞれの保護膜の複屈折を互いに打ち消すことにより、液晶表示装置に垂直入射した光の光学特性が劣化するのを低減することができる。また、遅相軸4および13が互いに平行する態様では、液晶層に残留位相差がある場合には保護膜の複屈折でこの位相差を補償することができる。   In FIG. 1, the slow axes 4 and 13 of the protective films 3 and 12 near the liquid crystal cell of the polarizing film 1 and the polarizing film 14 of the upper polarizing plate and the lower polarizing plate are substantially parallel or orthogonal to each other. It is preferable. If the slow axes 4 and 13 of the transparent protective films 3 and 12 are orthogonal to each other, the optical characteristics of light perpendicularly incident on the liquid crystal display device are degraded by canceling out the birefringence of the respective protective films. Can be reduced. Further, in a mode in which the slow axes 4 and 13 are parallel to each other, when the liquid crystal layer has a residual phase difference, this phase difference can be compensated by birefringence of the protective film.

上側偏光膜1の液晶セル側に配置される保護膜3又は下側偏光膜14の液晶セル側に配置される保護膜12は、可視光領域の任意の波長λにおいて、下記の光学特性を満足する。
−30(nm)≦{(nx−ny)×d2}≦50(nm)、および
−50(nm)≦[{(nx+ny)/2−nz}×d2]≦300(nm)
但し、式中、d2(nm)は保護膜の厚さであり、nxおよびny(但し、ny<nx)は面内の主平均屈折率であり、nxは厚み方向の主平均屈折率であり、nx、nyおよびnzはそれぞれ互いに直交する。本発明では、かかる光学特性を示す保護膜を、その遅相軸を、上記した様に偏光膜の偏光軸と交差させて配置することで、該保護膜に液晶セルの光学補償機能をもたせている。保護膜の作製方法、材料等の詳細については後述する。
The protective film 3 disposed on the liquid crystal cell side of the upper polarizing film 1 or the protective film 12 disposed on the liquid crystal cell side of the lower polarizing film 14 satisfies the following optical characteristics at an arbitrary wavelength λ in the visible light region. To do.
−30 (nm) ≦ {(nx−ny) × d 2 } ≦ 50 (nm), and −50 (nm) ≦ [{(nx + ny) / 2−nz} × d 2 ] ≦ 300 (nm)
In the formula, d 2 (nm) is the thickness of the protective film, nx and ny (where ny <nx) is the in-plane main average refractive index, and nx is the main average refractive index in the thickness direction. Nx, ny and nz are orthogonal to each other. In the present invention, the protective film exhibiting such optical characteristics is disposed so that the slow axis thereof intersects with the polarizing axis of the polarizing film as described above, so that the protective film has an optical compensation function of the liquid crystal cell. Yes. Details of the manufacturing method and materials of the protective film will be described later.

液晶セルは、上側基板5および下側基板8と、これらに挟持される液晶分子7から形成される液晶層からなる。基板5および8の液晶分子7に接触する表面(以下、「内面」という場合がある)には、配向膜(不図示)が形成されていて、配向膜上に施されたラビング処理や配向膜材料等により、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子7の配向が制御されている。また、基板5および8の内面には、液晶分子7からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極(不図示)が形成されている。   The liquid crystal cell includes a liquid crystal layer formed of an upper substrate 5 and a lower substrate 8 and liquid crystal molecules 7 sandwiched between them. An alignment film (not shown) is formed on the surfaces of the substrates 5 and 8 that are in contact with the liquid crystal molecules 7 (hereinafter sometimes referred to as “inner surface”), and a rubbing treatment or alignment film applied on the alignment film is formed. The orientation of the liquid crystal molecules 7 in a state where no voltage is applied or a state where a voltage is applied is controlled by the material or the like. Further, on the inner surfaces of the substrates 5 and 8, a transparent electrode (not shown) capable of applying a voltage to the liquid crystal layer made of the liquid crystal molecules 7 is formed.

液晶層の表示モードについては特に限定されず、VAモード、IPSモード、ECBモード、TNモードおよびOCBモード等、いずれの表示モードの液晶層であってもよい。本発明では、液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dは、0.1〜1.0μmとする。Δn・dの最適値は表示モードにより異なる。透過モードにおいて、ねじれ構造を持たないVA型やIPS型、ECB型では0.2〜0.4μmの範囲、TN型はねじれ角度の大きさにも依存するが0.2〜0.5μmの範囲、さらにOCB型では0.6〜1.0μmの範囲が最適値となる。こられの範囲では白表示輝度が高く、黒表示輝度が小さいことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。なお、図1には、上側偏光板および下側偏光板を備えた透過モードの表示装置の態様を示したが、本発明は一の偏光板のみを備える反射モードの態様であってもよく、かかる場合は、液晶セル内の光路が2倍になることから、最適Δn・dの値は上記の1/2程度の値になる。   The display mode of the liquid crystal layer is not particularly limited, and may be a liquid crystal layer in any display mode such as VA mode, IPS mode, ECB mode, TN mode, and OCB mode. In the present invention, the product Δn · d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn is 0.1 to 1.0 μm. The optimum value of Δn · d varies depending on the display mode. In the transmission mode, the VA type, IPS type, and ECB type that do not have a twisted structure range from 0.2 to 0.4 μm, and the TN type ranges from 0.2 to 0.5 μm depending on the size of the twist angle. Further, in the OCB type, the optimum value is in the range of 0.6 to 1.0 μm. In these ranges, since the white display luminance is high and the black display luminance is small, a bright and high-contrast display device can be obtained. In addition, although the aspect of the display apparatus of the transmission mode provided with the upper side polarizing plate and the lower side polarizing plate was shown in FIG. 1, this invention may be the aspect of the reflection mode provided with only one polarizing plate, In such a case, since the optical path in the liquid crystal cell is doubled, the optimum value of Δn · d is about the above half value.

偏光膜1および14の吸収軸2および15、保護膜3および12の遅相軸方向4および13、ならびに液晶分子7の配向方向については、各部材に用いられる材料、表示モード、部材の積層構造等に応じて最適な範囲に調整することができる。例えば、VA型やIPS型のノーマリーブラックタイプに属する液晶表示装置の態様においては、高コントラストを得るためには、偏光膜1および14の吸収軸2および15が、互いに実質的に直交しているように配置する。但し、本発明の液晶表示装置は、この構成に限定されるものではない。   Regarding the absorption axes 2 and 15 of the polarizing films 1 and 14, the slow axis directions 4 and 13 of the protective films 3 and 12, and the orientation direction of the liquid crystal molecules 7, the materials used for each member, the display mode, and the laminated structure of the members It can be adjusted to an optimum range according to the above. For example, in an aspect of a liquid crystal display device belonging to the VA type or IPS type normally black type, in order to obtain high contrast, the absorption axes 2 and 15 of the polarizing films 1 and 14 are substantially orthogonal to each other. Arrange to be. However, the liquid crystal display device of the present invention is not limited to this configuration.

次に、図1を用いて、VAモードの液晶表示装置の実施形態について、駆動原理を説明する。
本実施の形態では、電界効果型液晶として負の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いてアクティブ駆動を行った例で説明する。図1に示す液晶表示装置は、液晶セル基板5および8のそれぞれの透明電極(不図示)に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、液晶層中の液晶分子7は、基板5および8の面に対して概略垂直に配向し、その結果、通過する光の偏光状態はほとんど変化しない。吸収軸2と15は直交しているので、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜14によって偏光され、偏光状態を維持したまま液晶セル5〜8を通過し、偏光膜1によって遮断される。すなわち、図1の液晶表示装置では、非駆動状態において理想的な黒表示を実現する。これに対し、透明電極(不図示)に駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶分子7は基板5および8の面に平行な方向に傾斜し、通過する光はかかる傾斜した液晶分子7により偏光状態を変化させる。従って、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜14によって偏光され、さらに液晶セル5〜8を通過することによって偏光状態が変化し、偏光膜1を通過する。すなわち、図1に示す液晶表示装置では、駆動状態において白表示が得られる。
Next, the driving principle of the embodiment of the VA mode liquid crystal display device will be described with reference to FIG.
In this embodiment, an example in which active driving is performed using a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy as a field effect liquid crystal will be described. The liquid crystal display device shown in FIG. 1 has liquid crystal molecules 7 in the liquid crystal layer on the surfaces of the substrates 5 and 8 in a non-driving state in which a driving voltage is not applied to the transparent electrodes (not shown) of the liquid crystal cell substrates 5 and 8, respectively. With the result that the polarization state of the light passing therethrough hardly changes. Since the absorption axes 2 and 15 are orthogonal to each other, the light incident from the lower side (for example, the back electrode) is polarized by the polarizing film 14 and passes through the liquid crystal cells 5 to 8 while maintaining the polarization state. Is blocked by. That is, the liquid crystal display device of FIG. 1 realizes an ideal black display in the non-driven state. On the other hand, in a driving state in which a driving voltage is applied to a transparent electrode (not shown), the liquid crystal molecules 7 are tilted in a direction parallel to the surfaces of the substrates 5 and 8, and the light passing therethrough is polarized by the tilted liquid crystal molecules 7. Change state. Therefore, the light incident from the lower side (for example, the back electrode) is polarized by the polarizing film 14 and further passes through the liquid crystal cells 5 to 8 to change the polarization state and pass through the polarizing film 1. That is, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, white display is obtained in the driving state.

ここでは上下基板5および8間に電界が印加されるため、電界方向に垂直に液晶分子7が応答するような、誘電率異方性が負の液晶材料を使用する。また電極を基板5および8のいずれか一方にのみ形成し、電界が基板面に平行の横方向に印加される場合は、液晶材料は正の誘電率異方性を有するものを使用することができる。   Here, since an electric field is applied between the upper and lower substrates 5 and 8, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used so that the liquid crystal molecules 7 respond in a direction perpendicular to the electric field direction. When an electrode is formed only on one of the substrates 5 and 8 and an electric field is applied in a lateral direction parallel to the substrate surface, a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy may be used. it can.

VAモードの特徴は、高速応答であることと、コントラストが高いことである。しかし、従来のVAモードの液晶表示装置には、コントラストは正面では高いが、斜め方向では劣化するという課題があった。黒表示時に液晶分子7は基板5および8の面に垂直に配向しているので、正面から観察すると、液晶分子7の複屈折はほとんどないため透過率は低く、高コントラストが得られる。しかし、斜めから観察した場合は液晶分子7に複屈折が生じる。さらに上下の偏光膜1および14の吸収軸2および15の交差角が、正面では90°の直交であるが、斜めから見た場合は90°より大きくなる。この2つの要因のために斜め方向では漏れ光が生じ、コントラストが低下する。図1の液晶表示装置では、偏光膜1の液晶セルに近い側に、所定の光学特性を示す透明保護膜3を、その遅相軸4を、偏光膜1の吸収軸2と交差させて配置することで、又は偏光膜14の液晶セルに近い側に、所定の光学特性を示す透明保護膜12を、その遅相軸13を、偏光膜14の吸収軸15と交差させて配置することで、黒表示における透過率の視野角特性を改善し、広視野角化を達成している。   The features of the VA mode are high-speed response and high contrast. However, the conventional VA mode liquid crystal display device has a problem that the contrast is high in the front but deteriorates in an oblique direction. Since the liquid crystal molecules 7 are aligned perpendicular to the surfaces of the substrates 5 and 8 during black display, the liquid crystal molecules 7 have almost no birefringence when viewed from the front, so that the transmittance is low and high contrast is obtained. However, birefringence occurs in the liquid crystal molecules 7 when observed from an oblique direction. Furthermore, the crossing angle of the absorption axes 2 and 15 of the upper and lower polarizing films 1 and 14 is 90 ° orthogonal at the front, but is larger than 90 ° when viewed from an oblique direction. Because of these two factors, leakage light occurs in the oblique direction, and the contrast is lowered. In the liquid crystal display device of FIG. 1, a transparent protective film 3 exhibiting predetermined optical characteristics is arranged on the side close to the liquid crystal cell of the polarizing film 1 so that its slow axis 4 intersects the absorption axis 2 of the polarizing film 1. By arranging the transparent protective film 12 exhibiting predetermined optical characteristics on the side close to the liquid crystal cell of the polarizing film 14 so that its slow axis 13 intersects the absorption axis 15 of the polarizing film 14. The viewing angle characteristics of transmittance in black display are improved, and a wide viewing angle is achieved.

また、白表示時には液晶分子7が傾斜しているので、傾斜方向とその逆方向では、斜めから観察した時の液晶分子7の複屈折の大きさが異なり、輝度や色調に差が生じるが、液晶表示装置の一画素を複数の領域に分割するマルチドメインと呼ばれる構造にすると、輝度や色調の視野角特性が改善されるので好ましい。具体的には、画素のそれぞれを液晶分子の初期配向状態が互いに異なる2以上(好ましくは4または8)の領域で構成して平均化することで、視野角に依存した輝度や色調の偏りを低減することができる。また、それぞれの画素を、電圧印加状態において液晶分子の配向方向が連続的に変化する互いに異なる2以上の領域から構成しても同様の効果が得られる。   In addition, since the liquid crystal molecules 7 are tilted during white display, the magnitude of birefringence of the liquid crystal molecules 7 when viewed from an oblique direction differs between the tilt direction and the opposite direction, resulting in differences in brightness and color tone. A structure called multi-domain in which one pixel of a liquid crystal display device is divided into a plurality of regions is preferable because the viewing angle characteristics of luminance and color tone are improved. Specifically, each pixel is composed of two or more (preferably 4 or 8) regions in which the initial alignment state of the liquid crystal molecules is different from each other, and averaging is performed. Can be reduced. Further, the same effect can be obtained even if each pixel is constituted by two or more different regions where the alignment direction of liquid crystal molecules continuously changes in a voltage application state.

一画素内で液晶分子7の配向方向が異なる領域を複数形成するには、例えば、電極にスリットを設けたり、突起を設け、電界方向を変えたり、電界密度に偏りを持たせる等の方法を利用することができる。全方向で均等な視野角を得るにはこの分割数を多くすればよいが、4分割あるいは8分割以上とすることで、ほぼ均等な視野角が得られる。特に8分割時は偏光板吸収軸を任意の角度に設定できるので好ましい。   In order to form a plurality of regions having different alignment directions of the liquid crystal molecules 7 in one pixel, for example, a method of providing a slit in the electrode, providing a protrusion, changing the electric field direction, or imparting bias to the electric field density is used. Can be used. In order to obtain a uniform viewing angle in all directions, the number of divisions may be increased. However, a substantially uniform viewing angle can be obtained by using four or more divisions. In particular, it is preferable that the polarizing plate absorption axis is set at an arbitrary angle when dividing into eight.

各ドメインの領域境界では、液晶分子7が応答し難い傾向がある。VAモード等のノーマリーブラックモードでは、黒表示が維持されるため、輝度低下が問題となる。そこで液晶材料にカイラル剤を添加してドメイン間の境界領域を小さくすることが可能である。一方、ノーマリーホワイトモードでは白表示状態が維持されるため、正面コントラストが低下する。そこで、その領域を覆うブラックマトリックスなどの遮光層を設けるとよい。   At the region boundary of each domain, the liquid crystal molecules 7 tend to hardly respond. In the normally black mode such as the VA mode, since black display is maintained, a decrease in luminance becomes a problem. Therefore, it is possible to reduce the boundary region between domains by adding a chiral agent to the liquid crystal material. On the other hand, since the white display state is maintained in the normally white mode, the front contrast is lowered. Therefore, a light shielding layer such as a black matrix covering the region may be provided.

液晶表示装置にはアクティブマトリックスとパッシブマトリックスという2種類の駆動方式があり、ノートパソコンやフラットテレビなどに使われている液晶表示装置はアクティブマトリックスの薄膜トランジスタを使うのが一般的である。アクティブマトリックスの薄膜トランジスタに電気信号を送る配線に対して、偏光膜1および14の吸収軸2および15が、実質的に45°で交差していると、視野角特性が左右対称構造となるので好ましい。VAモードのみならず、TNおよびOCBモードにおいても同様である。偏光板の吸収軸が液晶セル基板長辺に対して平行もしくは垂直であると、信号線と吸収軸との交差角を考慮して配線する必要があるが、図1に示す様に、偏光板の吸収軸を、元々、液晶セル基板長辺に対して45°で交差させれば、単に信号線が液晶セル基板長辺に対して平行もしくは垂直となるように設計すれば、左右対称の視野角が得られる。かかる観点から、図1中の偏光膜1および14の吸収軸2および15は、液晶セル基板5および8の長辺に対して、+45°または−45°で交差しているのが理想的である。但し、信号線が直線でない場合も考慮すると、45°±10°または−45°±10°で交差しているのが好ましい。   There are two types of drive systems, active matrix and passive matrix, for liquid crystal display devices, and liquid crystal display devices used in notebook personal computers, flat TVs, etc. generally use active matrix thin film transistors. It is preferable that the absorption axes 2 and 15 of the polarizing films 1 and 14 substantially cross at 45 ° with respect to the wiring for sending an electric signal to the active matrix thin film transistor because the viewing angle characteristic becomes a symmetrical structure. . The same applies not only to the VA mode but also to the TN and OCB modes. If the absorption axis of the polarizing plate is parallel or perpendicular to the long side of the liquid crystal cell substrate, wiring is necessary in consideration of the crossing angle between the signal line and the absorption axis. As shown in FIG. If the signal line is originally designed to be parallel or perpendicular to the long side of the liquid crystal cell substrate, the absorption axis of the liquid crystal cell substrate crosses at 45 ° with respect to the long side of the liquid crystal cell substrate. A corner is obtained. From this point of view, it is ideal that the absorption axes 2 and 15 of the polarizing films 1 and 14 in FIG. 1 intersect the long sides of the liquid crystal cell substrates 5 and 8 at + 45 ° or −45 °. is there. However, considering the case where the signal lines are not straight, it is preferable that the signal lines intersect at 45 ° ± 10 ° or −45 ° ± 10 °.

VAモードの液晶セルは、例えば、上下基板5および8間に、誘電異方性が負で、Δn=0.0813、Δε=−4.6程度のネマチック液晶材料などを、ラビング配向により、液晶分子の配向方向を示すダイレクタ、いわゆるチルト角を約89°として作製することができる。液晶層の厚さdについては特に制限されないが、前記範囲の特性の液晶を用いる場合、3.5μm程度に設定することができる。厚さdと屈折率異方性Δnの積Δn・dの大きさにより白表示時の明るさが変化するので、最大の明るさを得るためには、Δn・dは0.2〜0.5μmの範囲になるように設定するのが好ましい。なお、VAモードの液晶表示装置では、TNモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル材の添加は、動的応答特性の劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加されることもある。また、上記した様に、マルチドメイン構造とする場合には、各ドメイン間の境界領域の液晶分子の配向を調整するのに有利である。   A VA mode liquid crystal cell is formed by rubbing a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy between Δn = 0.0813 and Δε = −4.6 between the upper and lower substrates 5 and 8, for example. A director indicating the orientation direction of molecules, that is, a so-called tilt angle of about 89 ° can be produced. The thickness d of the liquid crystal layer is not particularly limited, but can be set to about 3.5 μm when the liquid crystal having the characteristics in the above range is used. Since the brightness at the time of white display changes depending on the magnitude of the product Δn · d of the thickness d and the refractive index anisotropy Δn, Δn · d is 0.2 to 0.0 in order to obtain the maximum brightness. It is preferable to set it in the range of 5 μm. In addition, in the VA mode liquid crystal display device, the addition of a chiral material generally used in the TN mode liquid crystal display device is rarely used to degrade the dynamic response characteristics, but in order to reduce alignment defects. May be added. As described above, the multi-domain structure is advantageous for adjusting the alignment of the liquid crystal molecules in the boundary region between the domains.

上記では、前述の各種液晶表示モードにおいて、電圧無印加あるいは低電圧印加時に黒表示で、高電圧印加時に白表示になる方式の、いわゆるノーマリーブラックモードのうち、VAモードについて説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、他のノーマリーブラックモードである、IPSモードを利用した態様であってもよい。また、電圧無印加あるいは低電圧印加時に白表示で、高電圧印加時に黒表示になるノーマリーホワイトモードを利用した態様であってもよく、OCBモード、ECBモードまたはTNモードの液晶セルを用いることもできる。また、黒表示時にネマチック液晶材料の液晶分子が基板の表面に対して略平行に配向する液晶セルを用いることもでき、具体的には、電圧無印加状態で液晶分子を基板面に対して平行配向させて、黒表示するIPSモードあるいはECBモードの液晶セルを用いることもできる。なお、この態様においては、視野角の改善効果を得るためには、偏光板の保護膜の(nx−ny)×d1の値は、液晶層のΔn・dの値前後に設定するのが好ましい。 In the above-described various liquid crystal display modes, the VA mode has been described in the so-called normally black mode in which black display is performed when no voltage is applied or low voltage is applied and white display is applied when a high voltage is applied. The invention is not limited to this, and may be an embodiment using the IPS mode, which is another normally black mode. Further, a mode using a normally white mode in which white display is performed when no voltage is applied or a low voltage is applied and black display is performed when a high voltage is applied, and an OCB mode, ECB mode, or TN mode liquid crystal cell is used. You can also. In addition, a liquid crystal cell in which the liquid crystal molecules of the nematic liquid crystal material are aligned substantially parallel to the surface of the substrate during black display can be used. Specifically, the liquid crystal molecules are parallel to the substrate surface when no voltage is applied. It is also possible to use an IPS mode or ECB mode liquid crystal cell that is aligned and displays black. In this embodiment, in order to obtain the effect of improving the viewing angle, the value of (nx−ny) × d 1 of the protective film of the polarizing plate is set to around the value of Δn · d of the liquid crystal layer. preferable.

本発明の液晶表示装置は、図1に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、後述する様に、液晶セルと偏光板との間に、別途光学補償フィルムを配置することもできる。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。また、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を設置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。   The liquid crystal display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and may include other members. For example, a color filter may be disposed between the liquid crystal cell and the polarizing film. Further, as will be described later, an optical compensation film can be separately disposed between the liquid crystal cell and the polarizing plate. In the case of use as a transmission type, a cold cathode or a hot cathode fluorescent tube, or a backlight having a light emitting diode, a field emission element, or an electroluminescent element as a light source can be disposed on the back surface. In addition, the liquid crystal display device of the present invention may be of a reflective type. In such a case, only one polarizing plate may be disposed on the observation side, and reflected on the back surface of the liquid crystal cell or the inner surface of the lower substrate of the liquid crystal cell. Install the membrane. Of course, it is also possible to provide a front light using the light source on the liquid crystal cell observation side.

本発明の液晶表示装置には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。本発明は、TFTやMIMのような3端子または2端子半導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置に適用した態様が特に有効である。勿論、時分割駆動と呼ばれるSTN型に代表されるパッシブマトリックス液晶表示装置に適用した態様も有効である。   The liquid crystal display device of the present invention includes an image direct view type, an image projection type, and a light modulation type. The present invention is particularly effective when applied to an active matrix liquid crystal display device using three-terminal or two-terminal semiconductor elements such as TFT and MIM. Of course, an embodiment applied to a passive matrix liquid crystal display device represented by STN type called time-division driving is also effective.

本発明は、偏光板の透明保護膜の遅相軸と、偏光膜の吸収軸とを所定の関係とすることで、液晶表示装置の視野角の改善を図るものであるが、さらに、偏光板と液晶セルとの間に光学補償フィルムを配置すると、より視野角が改善されるので好ましい。光学補償フィルムについては、特に制限されず、光学補償能を有する限り、如何なる構成であってもよい。例えば、複屈折性の高分子フィルムや、透明支持体と該透明支持体上に形成された液晶分子からなる光学異方性層の積層体などが挙げられる。後者の態様においては、偏光板の液晶層に近い側の透明保護膜3および12が、前記光学異方性層の支持体を兼ねていてもよい。   The present invention is intended to improve the viewing angle of a liquid crystal display device by having a predetermined relationship between the slow axis of the transparent protective film of the polarizing plate and the absorption axis of the polarizing film. It is preferable to dispose an optical compensation film between the liquid crystal cell and the liquid crystal cell because the viewing angle is further improved. The optical compensation film is not particularly limited and may have any configuration as long as it has optical compensation capability. Examples thereof include a birefringent polymer film, and a laminate of an optically anisotropic layer composed of a transparent support and liquid crystal molecules formed on the transparent support. In the latter embodiment, the transparent protective films 3 and 12 on the side close to the liquid crystal layer of the polarizing plate may also serve as the support for the optically anisotropic layer.

VAモードの視野角を改善させるため、正の屈折率異方性を有する位相差板と、負の屈折率異方性を有する位相差板を用いる手法が、特開平10−153802号公報に記載されていて、本発明にも該手法を適用することができる。位相差板は、それぞれ互いに直交するx、yおよびz軸方向に3つの平均屈折率nx、nyおよびnzを有し、面内の平均屈折率をnxおよびny、厚さ方向平均屈折率をnzとしたとき、nx、ny=nz、nx>nyとなる位相差板(以下、「光学異方性層A」という)と、nx=ny、nz、nx>nzとなる位相差板(以下、「光学異方性層B」という)がある。前記光学異方性層Aと前記光学異方性層Bとの積層体を光学補償フィルムとして用いると、VAモードの黒表示の斜め方向から見た場合の漏れ光を防止することができる。また、上記した様に、上側偏光膜1と下側偏光膜14の吸収軸2および15が直交配置されていると、斜めから観察すると交差角度が直角からずれ、漏れ光が増えるという問題がある。この漏れ光は、前記光学異方性層Aと前記光学異方性層Bを積層した積層体を用いることによって低減することができることが知られている(特開2001−350022号公報参照)。VAモードで垂直配向した液晶分子の視野角光学補償のためには、前記光学異方性層Bが有効であるが、前述の偏光板視野角の改善のためには、前記光学異方性層Aも必要となる。従って、前記光学異方性層Aと前記光学異方性層Bとの積層体を光学補償フィルムとして用いると、VAモードで垂直配向した液晶分子の視野角の光学補償、および偏光板視野角の改善に有利である。   In order to improve the viewing angle of the VA mode, a method using a phase difference plate having a positive refractive index anisotropy and a phase difference plate having a negative refractive index anisotropy is described in JP-A-10-153802. Therefore, the method can be applied to the present invention. The retardation plate has three average refractive indexes nx, ny and nz in the x, y and z axis directions orthogonal to each other, the in-plane average refractive index is nx and ny, and the thickness direction average refractive index is nz. Where nx, ny = nz, nx> ny (hereinafter referred to as “optically anisotropic layer A”) and nx = ny, nz, nx> nz (wherein, And “optically anisotropic layer B”). When the laminated body of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B is used as an optical compensation film, it is possible to prevent light leakage when viewed from an oblique direction of VA mode black display. Further, as described above, when the absorption axes 2 and 15 of the upper polarizing film 1 and the lower polarizing film 14 are arranged orthogonally, there is a problem that the crossing angle is deviated from a right angle and leakage light increases when observed obliquely. . It is known that this leakage light can be reduced by using a laminate in which the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B are laminated (see JP-A-2001-350022). The optically anisotropic layer B is effective for compensating the viewing angle of the liquid crystal molecules vertically aligned in the VA mode, but the optically anisotropic layer is effective for improving the polarizing plate viewing angle. A is also required. Therefore, when the laminate of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B is used as an optical compensation film, the optical compensation of the viewing angle of the liquid crystal molecules vertically aligned in the VA mode, and the polarizing plate viewing angle It is advantageous for improvement.

さらに、本発明の液晶表示装置は、前述した前記光学異方性層Aと前記光学異方性層Bとを組合せた光学補償フィルムを有していてもよい。液晶層のΔndの大きさ、積層配置場所、偏光板の保護膜の光学性能により様々な態様がある。
例えば、偏光板の保護膜(図1中の3または12)のRe値((nx−ny)×d1;d1は保護膜の厚さ(nm))が0nm近傍の場合は、光学異方性層Aと光学異方性層Bとを光学補償フィルムとして、液晶セルと偏光板との間(図1中、基板8と保護膜12との間、または保護膜3と基板5との間)に配置するのが好ましい。この時、光学異方性層Aを最も光源よりに配置すると漏れ光が少なく好ましい。
Furthermore, the liquid crystal display device of the present invention may have an optical compensation film in which the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B described above are combined. There are various modes depending on the size of Δnd of the liquid crystal layer, the arrangement position of the layers, and the optical performance of the protective film of the polarizing plate.
For example, when the Re value ((nx−ny) × d 1 ; d 1 is the thickness of the protective film (nm)) of the protective film (3 or 12 in FIG. Using the isotropic layer A and the optically anisotropic layer B as an optical compensation film, between the liquid crystal cell and the polarizing plate (in FIG. 1, between the substrate 8 and the protective film 12, or between the protective film 3 and the substrate 5). (Between). At this time, it is preferable that the optically anisotropic layer A is disposed closest to the light source to reduce leakage light.

偏光板の保護膜(図1中の3または12)のRe値が0nmで、Rth値({(nx+ny)/2−nz}×d1)が50〜200nm程度の場合は、保護膜は光学異方性層Bと同様の光学補償能を示すので、光学異方性層Aのみを光学補償層として、液晶セルと偏光板との間(図1中、基板8と保護膜12との間、または保護膜3と基板5との間)に配置することができる。この時、光学異方性層Aを最も光源より液晶セルの下側、すなわち光源側に配置するのが有効である。また、保護膜のRth不足を補うため、別途光学異方性層Bを配置してもよい。 When the Re value of the protective film (3 or 12 in FIG. 1) of the polarizing plate is 0 nm and the Rth value ({(nx + ny) / 2−nz} × d 1 ) is about 50 to 200 nm, the protective film is optical. Since the optical compensation ability similar to that of the anisotropic layer B is exhibited, only the optical anisotropic layer A is used as the optical compensation layer, and between the liquid crystal cell and the polarizing plate (between the substrate 8 and the protective film 12 in FIG. 1). Or between the protective film 3 and the substrate 5). At this time, it is effective to dispose the optically anisotropic layer A most below the liquid crystal cell from the light source, that is, on the light source side. Further, in order to compensate for the Rth deficiency of the protective film, an optically anisotropic layer B may be separately arranged.

偏光板の保護膜(図1中の3または12)のRe値とRth値がともに0nmでない場合、保護膜は光学補償能を示すので、光学補償層を別途設けなくても、光学補償効果が得られる。透明保護膜に光学補償層としての機能を持たせるには、少なくとも一方の保護膜のRe値は5〜50nm、Rth値は50〜300nmであるのが好ましい。なお、透明保護膜が光学補償能を有する場合であっても、保護膜のRe値とRth値の不足分を補うために、別途光学異方性層Aと光学異方性層Bを配置してもよい。   When both the Re value and the Rth value of the protective film (3 or 12 in FIG. 1) of the polarizing plate are not 0 nm, the protective film exhibits an optical compensation capability. Therefore, even if an optical compensation layer is not separately provided, the optical compensation effect is obtained. can get. In order for the transparent protective film to have a function as an optical compensation layer, it is preferable that the Re value of at least one protective film is 5 to 50 nm and the Rth value is 50 to 300 nm. Even when the transparent protective film has an optical compensation capability, an optically anisotropic layer A and an optically anisotropic layer B are separately provided to compensate for the shortage of the Re value and Rth value of the protective film. May be.

別途、光学異方性層を有する光学補償フィルムを組み込む態様では、偏光板の液晶セルに近い側に配置される透明保護膜は、光学異方性層の支持体を兼ねることができる。従って、透明保護膜、偏光膜、透明保護膜(透明支持体を兼用)および光学異方性層の順序で積層した一体型偏光板として、液晶表示装置内に組み込んでもよい。また、順次積層しつつ、液晶表示装置を作製してもよい。液晶表示装置内では、装置の外側(液晶セルから遠い側)から、透明保護膜、偏光膜、透明保護膜(光学異方性層の透明支持体を兼ねる)および光学的異方性層の順序で積層することが好ましい。   In an embodiment in which an optical compensation film having an optically anisotropic layer is separately incorporated, the transparent protective film disposed on the side close to the liquid crystal cell of the polarizing plate can also serve as a support for the optically anisotropic layer. Therefore, you may incorporate in a liquid crystal display device as an integrated polarizing plate laminated | stacked in order of the transparent protective film, the polarizing film, the transparent protective film (it also serves as a transparent support body), and the optically anisotropic layer. Alternatively, a liquid crystal display device may be manufactured while sequentially stacking. In the liquid crystal display device, the order of the transparent protective film, the polarizing film, the transparent protective film (also serving as the transparent support of the optically anisotropic layer) and the optically anisotropic layer from the outside of the device (the side far from the liquid crystal cell) Is preferably laminated.

次に、参考例である液晶表示装置の概略模式図を図2に示す。本実施の形態の液晶表示装置は、図1に示した液晶表示装置に、さらに光学補償層10を組み込んだ構成である。図2中、図1と同一の部材については同一の番号を付して説明は省略する。なお、図2では、上側偏光膜1及び下側偏光膜14の一対の保護膜のうち、外側に配置される保護膜は省略した。 Next, the outline substantially schematic view of a liquid crystal display device is a reference example in FIG. The liquid crystal display device of the present embodiment has a configuration in which an optical compensation layer 10 is further incorporated into the liquid crystal display device shown in FIG. In FIG. 2, the same members as those in FIG. In FIG. 2, the protective film disposed outside the pair of protective films of the upper polarizing film 1 and the lower polarizing film 14 is omitted.

図2に示す液晶表示装置は、保護膜12の光学特性が、可視光領域の任意の波長λにおいて、以下の関係を満足する。
−30(nm)≦{(nx−ny)×d2}≦50(nm)、および
−50(nm)≦[{(nx+ny)/2−nz}×d2]≦300(nm)
式中の定義は、前述の通りである。さらに、図2の液晶表示装置は、図1の液晶表示装置の構成部材に加えて、保護膜12に隣接して配置された光学補償層10を有する。光学補償層10は、ディスコティック構造単位を有する化合物からなリ、該ディスコティック面が前記基板面に略垂直配向してなる膜である。さらに、前記光学補償層の配向制御方向(例えば、ラビング処理された配向膜によって配向制御されている場合はラビング軸)と、保護膜12の遅相軸13とは、前記偏光膜の吸収軸に対して略平行に配置される。本態様では、上下偏光膜から液晶セルに至るまでに光が通過する層(偏光膜の保護膜を含む)のリターデーションの値を非対称とすることで、斜め方向から見た場合の漏れ光防止を改善している。特に、本態様では、上偏光板1Aと下偏光板14Aの吸収軸が直交している態様における斜め方向漏れ光の低減に有効である。
In the liquid crystal display device shown in FIG. 2, the optical characteristics of the protective film 12 satisfy the following relationship at an arbitrary wavelength λ in the visible light region.
−30 (nm) ≦ {(nx−ny) × d 2 } ≦ 50 (nm), and −50 (nm) ≦ [{(nx + ny) / 2−nz} × d 2 ] ≦ 300 (nm)
The definitions in the formula are as described above. Further, the liquid crystal display device of FIG. 2 includes an optical compensation layer 10 disposed adjacent to the protective film 12 in addition to the components of the liquid crystal display device of FIG. The optical compensation layer 10 is a film made of a compound having a discotic structural unit, and the discotic surface is oriented substantially perpendicular to the substrate surface. Furthermore, the alignment control direction of the optical compensation layer (for example, the rubbing axis when the alignment is controlled by a rubbing alignment film) and the slow axis 13 of the protective film 12 are on the absorption axis of the polarizing film. It arrange | positions substantially parallel with respect to. In this mode, light leakage when viewed from an oblique direction is prevented by making the retardation value of the layer (including the protective film of the polarizing film) through which light passes from the upper and lower polarizing films to the liquid crystal cell asymmetric. Has improved. In particular, this embodiment is effective in reducing oblique leakage light in an embodiment in which the absorption axes of the upper polarizing plate 1A and the lower polarizing plate 14A are orthogonal to each other.

下偏光板14Aは、偏光膜14、保護膜12及び光学補償層10が一体的に作製されたものである。かかる構成とすることで、保護膜12が光学補償層10の支持体を兼ねることができ、液晶表装置の軽量化及び薄型化に寄与する。また、本実施形態では、光学補償層10の配向制御方向11と、保護膜12の遅相軸13とが、偏光膜14の吸収軸15に対して略平行に配置されるので、一体型偏光板を作製する場合に、容易に軸合わせができるという点でも有利である。   The lower polarizing plate 14A is obtained by integrally manufacturing the polarizing film 14, the protective film 12, and the optical compensation layer 10. By adopting such a configuration, the protective film 12 can also serve as a support for the optical compensation layer 10, which contributes to a reduction in the weight and thickness of the liquid crystal display device. In the present embodiment, the alignment control direction 11 of the optical compensation layer 10 and the slow axis 13 of the protective film 12 are arranged substantially parallel to the absorption axis 15 of the polarizing film 14, so that the integrated polarization When producing a plate, it is also advantageous in that the axis can be easily aligned.

本実施の形態の液晶セル(5〜8)の駆動モードについても特に制限はないが、IPSモードの液晶セルであるのが好ましい。
図3に、IPSモード液晶セルの模式側断面図を示す。IPSモードの液晶セルでは、通常は、マトリクス状の電極により複数の画素を有するが、その一画素の一部分を示している。透明な一対の基板5、8の内側に線状の電極16が形成され、その上に配向制御膜(図示せず)が形成されている。基板5、8間に挟持されている棒状の液晶性分子7は電界無印加時には線状電極16の長手方向に対して若干の角度を持つように配向されている。なお、この場合の液晶の誘電異方性は正を想定している。電界を印加すると電界方向に液晶性分子7はその向きを変える。
The driving mode of the liquid crystal cell (5 to 8) of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably an IPS mode liquid crystal cell.
FIG. 3 shows a schematic side sectional view of an IPS mode liquid crystal cell. An IPS mode liquid crystal cell usually has a plurality of pixels by matrix electrodes, but a part of one pixel is shown. A linear electrode 16 is formed inside a pair of transparent substrates 5 and 8, and an alignment control film (not shown) is formed thereon. The rod-like liquid crystal molecules 7 sandwiched between the substrates 5 and 8 are oriented so as to have a slight angle with respect to the longitudinal direction of the linear electrode 16 when no electric field is applied. In this case, the dielectric anisotropy of the liquid crystal is assumed to be positive. When an electric field is applied, the liquid crystal molecules 7 change their direction in the direction of the electric field.

IPSモードの液晶セルを挟持して、偏光板1A及び14Aを所定角度に配置することで、光透過率を変えることが可能となる。なお、基板8の表面に対する電界方向のなす角は、好ましくは20度以下で、より好ましくは10度以下で、すなわち、実質的に平行であることが望ましい。以下、本発明では20度以下のものを総称して平行電界と表現する。また、電極16を上下基板に分けて形成しても、一方の基板にのみ形成してもその効果は変わらない。   The light transmittance can be changed by sandwiching the IPS mode liquid crystal cell and arranging the polarizing plates 1A and 14A at a predetermined angle. The angle formed by the electric field direction with respect to the surface of the substrate 8 is preferably 20 degrees or less, more preferably 10 degrees or less, that is, substantially parallel. Hereinafter, in the present invention, those below 20 degrees are generically expressed as a parallel electric field. In addition, the effect does not change even if the electrode 16 is formed separately on the upper and lower substrates or only on one substrate.

液晶材料LCとしては、誘電率異方性△εが正のネマチック液晶を用いる。液晶層の厚み(ギャップ)は、2.8μm超4.5μm未満とした。このように、レターデーション値(Δn・d)を0.25μm超0.32μm未満とすると、可視光の範囲内で波長依存性が殆どない透過率特性がより容易に得られる。後述の配向膜と偏光板の組み合わせにより、液晶性分子がラビング方向から電界方向に45度回転したとき最大透過率を得ることができる。なお、液晶層の厚み(ギャップ)はポリマビーズで制御している。もちろんガラスビーズヤファイバー、樹脂製の柱状スペーサでも同様のギャップを得ることができる。また液晶材料LCは、ネマチック液晶であれば、特に限定したものではない。誘電率異方性△εは、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減でき、屈折率異方性△nは小さいほうが液晶層の厚み(ギャップ)を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップばらつきを少なくすることができる。
前記液晶層に含まれるネマチック液晶材料が配向状態の異なる2以上のドメイン領域からなっていてもよい。
As the liquid crystal material LC, nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δε is used. The thickness (gap) of the liquid crystal layer was more than 2.8 μm and less than 4.5 μm. Thus, when the retardation value (Δn · d) is more than 0.25 μm and less than 0.32 μm, a transmittance characteristic having almost no wavelength dependency within the visible light range can be obtained more easily. By the combination of the alignment film and the polarizing plate described later, the maximum transmittance can be obtained when the liquid crystalline molecules are rotated 45 degrees from the rubbing direction to the electric field direction. The thickness (gap) of the liquid crystal layer is controlled by polymer beads. Of course, the same gap can be obtained with glass bead fiber or resin columnar spacers. The liquid crystal material LC is not particularly limited as long as it is a nematic liquid crystal. As the value of the dielectric anisotropy Δε is larger, the driving voltage can be reduced, and as the refractive index anisotropy Δn is smaller, the thickness (gap) of the liquid crystal layer can be increased, and the liquid crystal sealing time is shortened. In addition, gap variation can be reduced.
The nematic liquid crystal material contained in the liquid crystal layer may be composed of two or more domain regions having different alignment states.

上記した様に、本実施の形態の液晶表示装置の表示モードは特に限定されないが、ECBモード、IPSモードが好適に用いられる。本実施の形態では、液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dは、0.2〜1.2μmとするのが好ましい。Δn・dの最適値は0.2〜0.5μmが最適値となる。こられの範囲では白表示輝度が高く、黒表示輝度が小さいことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。なお、これらの最適値は透過モードの値であり、反射モードでは液晶セル内の光路が2倍になることから、最適Δndの値は上記の1/2程度の値になる。本実施の形態に用いられる液晶表示装置は、上記表示モードのだけでなく、VAモード、OCBモード、TNモード、HANモード、STNモードに適用した態様も有効である。   As described above, the display mode of the liquid crystal display device of this embodiment is not particularly limited, but the ECB mode and the IPS mode are preferably used. In the present embodiment, the product Δn · d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn is preferably 0.2 to 1.2 μm. The optimum value of Δn · d is 0.2 to 0.5 μm. In these ranges, since the white display luminance is high and the black display luminance is small, a bright and high-contrast display device can be obtained. Note that these optimum values are values in the transmission mode, and in the reflection mode, the optical path in the liquid crystal cell is doubled. Therefore, the optimum Δnd value is about a half of the above value. The liquid crystal display device used in this embodiment is effective not only in the display mode but also in a mode applied to the VA mode, OCB mode, TN mode, HAN mode, and STN mode.

以下、本発明の液晶表示装置に使用可能な種々の部材に用いられる材料、その製造方法等について、詳細に説明する。
[偏光板]
偏光板は一般的には、偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる。本発明にかかわる偏光板は、偏光膜の一対の保護膜のうち、少なくとも、液晶セルにより近い側に配置される面に形成される保護膜は、後述する特定の光学特性を示す。本発明の偏光板の一態様は、液晶性化合物から形成された光学補償層(「光学異方性層」という場合もある)が貼りあわされた、光学補償能を併せ持つ偏光板である。また、所定の光学特性を有する高分子フィルム又は液晶性化合物から形成された光学補償層を保護膜として有する偏光板も、光学補償機能を併せ持つ場合があり、かかる構成の偏光板を用いることもできる。光学補償層は、偏光膜もしくは偏光膜の保護膜の表面上に、直接液晶性分子から形成するか、もしくは配向膜を介して液晶性分子から形成することが好ましい。具体的には、光学異方性層用塗布液を偏光膜の表面又は該偏光膜の保護膜の表面に塗布することにより光学異方性層を形成することができる。前者の態様では、偏光膜の保護膜と光学異方性層との間にポリマーフィルムを使用することなく、偏光膜の寸度変化にともなう応力(歪み×断面積×弾性率)が小さい薄い偏光板を作製することができる。本発明に従う偏光板を大型の液晶表示装置に取り付けると、光漏れなどの問題を生じることなく、表示品位の高い画像を表示する。
Hereinafter, materials used for various members usable in the liquid crystal display device of the present invention, manufacturing methods thereof, and the like will be described in detail.
[Polarizer]
A polarizing plate generally comprises a polarizing film and a pair of protective films that sandwich the polarizing film. In the polarizing plate according to the present invention, of the pair of protective films of the polarizing film, at least a protective film formed on a surface disposed closer to the liquid crystal cell exhibits specific optical characteristics described later. One embodiment of the polarizing plate of the present invention is a polarizing plate having an optical compensation capability, in which an optical compensation layer (also referred to as an “optically anisotropic layer”) formed from a liquid crystal compound is pasted. In addition, a polarizing plate having an optical compensation layer formed of a polymer film or liquid crystal compound having predetermined optical characteristics as a protective film may also have an optical compensation function, and a polarizing plate having such a configuration can also be used. . The optical compensation layer is preferably formed directly from liquid crystal molecules on the surface of the polarizing film or the protective film of the polarizing film, or from liquid crystal molecules via an alignment film. Specifically, the optically anisotropic layer can be formed by applying the coating liquid for the optically anisotropic layer to the surface of the polarizing film or the surface of the protective film of the polarizing film. In the former mode, a thin polarized light having a small stress (strain × cross-sectional area × elastic modulus) associated with a change in the size of the polarizing film without using a polymer film between the protective film of the polarizing film and the optically anisotropic layer. A plate can be made. When the polarizing plate according to the present invention is attached to a large liquid crystal display device, an image with high display quality is displayed without causing problems such as light leakage.

偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素または二色性色素からなる偏光膜が好ましい。偏光膜におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。
現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。
市販の偏光膜は、ポリマー表面から4μm程度(両側合わせて8μm程度)にヨウ素もしくは二色性色素が分布しており、十分な偏光性能を得るためには、少なくとも10μmの厚みが必要である。浸透度は、ヨウ素もしくは二色性色素の溶液濃度、同浴槽の温度、同浸漬時間により制御することができる。
上記のように、バインダー厚みの下限は、10μmであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下が好ましく、20μm以下がさらに好ましい。20μm以下であると、光漏れ現象は、17インチの液晶表示装置で観察されなくなる。
The polarizing film is preferably a coating type polarizing film represented by Optiva Inc., or a polarizing film made of a binder and iodine or a dichroic dye. Iodine and dichroic dye in the polarizing film exhibit deflection performance by being oriented in the binder. It is preferable that the iodine and the dichroic dye are aligned along the binder molecule, or the dichroic dye is aligned in one direction by self-assembly such as liquid crystal.
Currently, commercially available polarizers are made by immersing a stretched polymer in a solution of iodine or dichroic dye in a bath and allowing the iodine or dichroic dye to penetrate into the binder. Is common.
The commercially available polarizing film has iodine or dichroic dye distributed about 4 μm (about 8 μm on both sides) from the polymer surface, and a thickness of at least 10 μm is necessary to obtain sufficient polarizing performance. The penetrability can be controlled by the solution concentration of iodine or dichroic dye, the temperature of the bath, and the immersion time.
As described above, the lower limit of the binder thickness is preferably 10 μm. The upper limit of the thickness is preferably as thin as possible from the viewpoint of light leakage of the liquid crystal display device. It is preferably not more than a commercially available polarizing plate (about 30 μm), preferably 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less. When the thickness is 20 μm or less, the light leakage phenomenon is not observed on a 17-inch liquid crystal display device.

偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。
架橋しているバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーを用いることができる。官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入して得られるバインダーを、光、熱あるいはpH変化により、バインダー間で反応させて偏光膜を形成することができる。また、架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入してもよい。架橋は一般に、ポリマーまたはポリマーと架橋剤の混合物を含む塗布液を、透明支持体上に塗布したのち、加熱を行なうことにより実施される。最終商品の段階で耐久性が確保できれば良いため、架橋させる処理は、最終の偏光板を得るまでのいずれの段階で行なっても良い。
The binder of the polarizing film may be cross-linked.
As the crosslinked binder, a polymer that can be crosslinked per se can be used. A polarizing film can be formed by reacting a polymer having a functional group or a binder obtained by introducing a functional group into a polymer between the binders by light, heat, or pH change. Moreover, you may introduce | transduce a crosslinked structure into a polymer with a crosslinking agent. Crosslinking is generally carried out by applying a coating liquid containing a polymer or a mixture of a polymer and a crosslinking agent on a transparent support and then heating. Since it is only necessary to ensure durability at the stage of the final product, the crosslinking treatment may be performed at any stage until the final polarizing plate is obtained.

偏光膜のバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。ポリマーの例としては、後述する配向膜の作製に利用可能なポリマーと同様のものが挙げられる。ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。変性ポリビニルアルコールについては、特開平8−338913号、同9−152509号および同9−316127号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。   As the binder for the polarizing film, either a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used. As an example of a polymer, the thing similar to the polymer which can be utilized for preparation of the orientation film mentioned later is mentioned. Most preferred are polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol. The modified polyvinyl alcohol is described in JP-A-8-338913, JP-A-9-152509 and JP-A-9-316127. Two or more kinds of polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol may be used in combination.

バインダーの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、0.1〜20質量%が好ましい。偏光素子の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。   The addition amount of the crosslinking agent in the binder is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the binder. The orientation of the polarizing element and the wet heat resistance of the polarizing film are improved.

偏光膜は、架橋反応が終了した後でも、反応しなかった架橋剤をある程度含んでいる。但し、残存する架橋剤の量は、配向膜中に1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このようにすることで、偏光膜を液晶表示装置に組み込み、長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、偏光度の低下を生じない。
架橋剤については、米国再発行特許23297号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物(例、ホウ酸、硼砂)も、架橋剤として用いることができる。
The polarizing film contains some crosslinking agent that has not reacted even after the crosslinking reaction has been completed. However, the amount of the remaining crosslinking agent is preferably 1.0% by mass or less and more preferably 0.5% by mass or less in the alignment film. In this way, even if the polarizing film is incorporated in a liquid crystal display device and used for a long time or left in a high temperature and high humidity atmosphere for a long time, the degree of polarization does not decrease.
The crosslinking agent is described in US Reissue Patent 23297. Boron compounds (eg, boric acid, borax) can also be used as a crosslinking agent.

二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル)を有することが好ましい。二色性色素の例としては、例えば、発明協会公開技法、公技番号2001−1745号、58頁(発行日2001年3月15日)に記載の化合物が挙げられる。   As the dichroic dye, an azo dye, stilbene dye, pyrazolone dye, triphenylmethane dye, quinoline dye, oxazine dye, thiazine dye or anthraquinone dye is used. The dichroic dye is preferably water-soluble. The dichroic dye preferably has a hydrophilic substituent (eg, sulfo, amino, hydroxyl). Examples of the dichroic dye include compounds described in, for example, the Japan Society for Invention and Innovation, Japanese Patent No. 2001-1745, page 58 (issued on March 15, 2001).

液晶表示装置のコントラスト比を高めるためには、偏光板の透過率は高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長550nmの光において、30〜50%の範囲にあることが好ましく、35〜50%の範囲にあることがさらに好ましく、40〜50%の範囲にあることが最も好ましい。偏光度は、波長550nmの光において、90〜100%の範囲にあることが好ましく、95〜100%の範囲にあることがさらに好ましく、99〜100%の範囲にあることが最も好ましい。   In order to increase the contrast ratio of the liquid crystal display device, the transmittance of the polarizing plate is preferably higher and the degree of polarization is preferably higher. The transmittance of the polarizing plate is preferably in the range of 30 to 50%, more preferably in the range of 35 to 50%, and most preferably in the range of 40 to 50% in light having a wavelength of 550 nm. . The degree of polarization is preferably in the range of 90 to 100%, more preferably in the range of 95 to 100%, and most preferably in the range of 99 to 100% in light having a wavelength of 550 nm.

偏光膜と光学補償層、偏光膜の保護膜と光学異方性層、又は偏光膜と光学異方性層を形成するのに用いられる配向膜とを接着剤を介して接着してもよい。接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基による変性ポリビニルアルコールを含む)やホウ素化合物水溶液を用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。接着剤層の厚みは、乾燥後に0.01〜10μmの範囲にあることが好ましく、0.05〜5μmの範囲にあることが特に好ましい。   The polarizing film and the optical compensation layer, the protective film of the polarizing film and the optically anisotropic layer, or the polarizing film and the alignment film used to form the optically anisotropic layer may be bonded via an adhesive. As the adhesive, a polyvinyl alcohol resin (including a modified polyvinyl alcohol with an acetoacetyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, or an oxyalkylene group) or an aqueous boron compound solution can be used. A polyvinyl alcohol resin is preferred. The thickness of the adhesive layer is preferably in the range of 0.01 to 10 μm after drying, and particularly preferably in the range of 0.05 to 5 μm.

[偏光板の製造]
偏光膜は、歩留まりの観点から、バインダーを偏光膜の長手方向(MD方向)に対して、10〜80度傾斜して延伸するか(延伸法)、もしくはラビングした(ラビング法)後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。傾斜角度は、LCDを構成する液晶セルの両側に貼り合わされる2枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦または横方向のなす角度にあわせるように延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は45゜である。しかし、最近は、透過型、反射型および半透過型LCDにおいて必ずしも45゜でない装置が開発されており、延伸方向はLCDの設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。
[Production of polarizing plate]
From the viewpoint of yield, the polarizing film is stretched at an angle of 10 to 80 degrees with respect to the longitudinal direction (MD direction) of the polarizing film (stretching method) or rubbed (rubbing method). It is preferable to dye with a dichroic dye. The tilt angle is preferably stretched so as to match the angle formed between the transmission axis of the two polarizing plates bonded to both sides of the liquid crystal cell constituting the LCD and the vertical or horizontal direction of the liquid crystal cell. A normal inclination angle is 45 °. Recently, however, devices that are not necessarily 45 ° have been developed for transmissive, reflective, and transflective LCDs, and it is preferable that the stretching direction can be arbitrarily adjusted in accordance with the design of the LCD.

延伸法の場合、延伸倍率は2.5〜30.0倍が好ましく、3.0〜10.0倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、2.5〜5.0倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、3.0〜10.0倍が好ましい。延伸工程は、斜め延伸を含め数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。斜め延伸前に、横あるいは縦に若干の延伸(幅方向の収縮を防止する程度)を行ってもよい。延伸は、二軸延伸におけるテンター延伸を左右異なる工程で行うことによって実施できる。上記二軸延伸は、通常のフィルム製膜において行われている延伸方法と同様である。二軸延伸では、左右異なる速度によって延伸されるため、延伸前のバインダーフィルムの厚みが左右で異なるようにする必要がある。流延製膜では、ダイにテーパーを付けることにより、バインダー溶液の流量に左右の差をつけることができる。
以上のように、偏光膜のMD方向に対して10〜80度斜め延伸されたバインダーフィルムが製造される。
In the stretching method, the stretching ratio is preferably 2.5 to 30.0 times, and more preferably 3.0 to 10.0 times. Stretching can be performed by dry stretching in air. Moreover, you may implement wet extending | stretching in the state immersed in water. The stretch ratio of dry stretching is preferably 2.5 to 5.0 times, and the stretch ratio of wet stretching is preferably 3.0 to 10.0 times. The stretching step may be performed in several steps including oblique stretching. By dividing into several times, it is possible to stretch more uniformly even at high magnification. Before the diagonal stretching, a slight stretching may be performed horizontally or vertically (to the extent that shrinkage in the width direction is prevented). Stretching can be performed by performing tenter stretching in biaxial stretching in different steps. The biaxial stretching is the same as the stretching method performed in normal film formation. In biaxial stretching, stretching is performed at different speeds on the left and right, so that the thickness of the binder film before stretching needs to be different on the left and right. In casting film formation, the flow rate of the binder solution can be differentiated between the left and right sides by tapering the die.
As described above, a binder film that is obliquely stretched by 10 to 80 degrees with respect to the MD direction of the polarizing film is produced.

ラビング法では、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されているラビング処理方法を応用することができる。すなわち、膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより配向を得る。一般には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。
ロール自身の真円度、円筒度、振れ(偏芯)がいずれも30μm以下であるラビングロールを用いて実施することが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90゜が好ましい。ただし、特開平8−160430号公報に記載されているように、360゜以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。
長尺フィルムをラビング処理する場合は、フィルムを搬送装置により一定張力の状態で1〜100m/minの速度で搬送することが好ましい。ラビングロールは、任意のラビング角度設定のためフィルム進行方向に対し水平方向に回転自在とされることが好ましい。0〜60゜の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、40〜50゜が好ましい。45゜が特に好ましい。
In the rubbing method, a rubbing treatment method widely adopted as a liquid crystal alignment treatment process of LCD can be applied. That is, the orientation is obtained by rubbing the surface of the film in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, or polyester fiber. Generally, it is carried out by rubbing several times using a cloth in which fibers having a uniform length and thickness are planted on average.
The roll itself is preferably carried out using a rubbing roll whose roundness, cylindricity, and deflection (eccentricity) are all 30 μm or less. The film wrap angle on the rubbing roll is preferably 0.1 to 90 °. However, as described in JP-A-8-160430, a stable rubbing treatment can be obtained by winding 360 ° or more.
When rubbing a long film, the film is preferably transported at a speed of 1 to 100 m / min in a constant tension state by a transport device. The rubbing roll is preferably rotatable in the horizontal direction with respect to the film traveling direction for setting an arbitrary rubbing angle. It is preferable to select an appropriate rubbing angle in the range of 0 to 60 °. When used in a liquid crystal display device, the angle is preferably 40 to 50 °. 45 ° is particularly preferred.

偏光膜の光学異方性層とは反対側の表面には、偏光膜を保護するポリマーフィルムを配置する(光学異方性層/偏光膜/ポリマーフィルムの配置とする)ことが好ましい。ポリマーフィルムは、その最表面が防汚性及び耐擦傷性を有する反射防止膜を有していてもよい。   A polymer film that protects the polarizing film is preferably disposed on the surface of the polarizing film opposite to the optically anisotropic layer (arrangement of optically anisotropic layer / polarizing film / polymer film). The polymer film may have an antireflection film whose outermost surface has antifouling properties and scratch resistance.

[保護膜]
本発明に関わる偏光板は、偏光膜の両面に一対の保護膜を積層したものである。保護膜の種類は特に限定されず、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を用いることができる。
[Protective film]
The polarizing plate according to the present invention is obtained by laminating a pair of protective films on both surfaces of a polarizing film. The kind of protective film is not particularly limited, and cellulose esters such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, and cellulose propionate, polycarbonate, polyolefin, polystyrene, polyester, and the like can be used.

保護膜は、通常、ロール形態で供給され、長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。ここで、保護膜の配向軸(遅相軸)は何れの方向であってもよく、操作上の簡便性から、保護膜の配向軸は、長手方向に平行であることが好ましい。   The protective film is usually supplied in a roll form, and it is preferable that the protective film is continuously bonded to the long polarizing film so that the longitudinal directions thereof coincide. Here, the orientation axis (slow axis) of the protective film may be any direction, and the orientation axis of the protective film is preferably parallel to the longitudinal direction for ease of operation.

本発明では、偏光膜を挟持する一対の保護膜の少なくとも一方については、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有するものを用いる。即ち、少なくとも一方の保護膜は、それぞれ互いに直交するx、yおよびz軸方向に3つの平均屈折率nx、nyおよびnzを有し、面内の平均屈折率をnxおよびny、厚さ方向平均屈折率をnzとしたとき、nx、ny=nz、nx>nyの関係が成立するフィルム;nx=ny、nz、nx>nzが成立するフィルムなどからなる。上記光学異方性層Aまたは光学異方性層Bなどとしての光学的特性を有するフィルムが挙げられる。前述した様に、保護膜に光学補償能を付与するには、可視光領域の任意の波長λにおいて、−5nm≦{(nx−ny)×d1}≦50nm、および50nm≦[{(nx+ny)/2−nz}×2]≦300nmを満足しているのが好ましい。 In the present invention, at least one of the pair of protective films sandwiching the polarizing film is one having a slow axis that substantially coincides with the direction in which the average refractive index of the film surface is maximized. That is, at least one protective film has three average refractive indexes nx, ny and nz in the x, y and z axis directions orthogonal to each other, and the in-plane average refractive index is nx and ny, and the thickness direction average When the refractive index is nz, a film satisfying the relationship of nx, ny = nz, nx>ny; a film satisfying nx = ny, nz, nx> nz, or the like. Examples thereof include a film having optical characteristics as the optically anisotropic layer A or the optically anisotropic layer B. As described above, in order to impart an optical compensation capability to the protective film, −5 nm ≦ {(nx−ny) × d 1 } ≦ 50 nm and 50 nm ≦ [{(nx + ny) at an arbitrary wavelength λ in the visible light region. ) / 2-nz} × 2] ≦ 300 nm is preferably satisfied.

一方、保護膜に光学補償層として機能させない態様では、透明保護膜のレターデーションは低いことが好ましく、偏光膜の吸収軸と透明保護膜の配向軸が平行でない態様では、特に透明保護膜のレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と透明保護膜の配向軸(遅相軸)が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変化し、好ましくないとされている。従って、透明保護膜のレターデーションは、例えば632.8nmにおいて10nm以下が好ましく、5nm以下がさらに好ましい。レターデーションの低い高分子フィルムとしては、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア(共に日本ゼオン(株)製)、ARTON(JSR(株)製)のようなポリオレフィン類が好ましく用いられる。その他、例えば特開平8−110402号又は特開平11−293116号に記載されているような非複屈折性光学樹脂材料が挙げられる。   On the other hand, in an embodiment where the protective film does not function as an optical compensation layer, the retardation of the transparent protective film is preferably low. In an embodiment where the absorption axis of the polarizing film and the orientation axis of the transparent protective film are not parallel, the letter of the transparent protective film is particularly preferable. When the retardation value is equal to or greater than a certain value, the polarization axis and the alignment axis (slow axis) of the transparent protective film are obliquely shifted, so that linearly polarized light changes to elliptically polarized light, which is not preferable. Accordingly, the retardation of the transparent protective film is, for example, preferably 10 nm or less at 632.8 nm, and more preferably 5 nm or less. As the polymer film having low retardation, polyolefins such as cellulose triacetate, ZEONEX, ZEONOR (both manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and ARTON (manufactured by JSR Co., Ltd.) are preferably used. Other examples include non-birefringent optical resin materials as described in JP-A-8-110402 or JP-A-11-293116.

保護膜と偏光膜とを貼り合す際には、少なくとも一方の保護膜(液晶表示装置に組み込まれる際に液晶セルに近い側に配置される保護膜)の遅相軸(配向軸)と、前記偏光膜の吸収軸(延伸軸)とが交差する様に、保護膜と偏光膜とを積層する。具体的には、偏光膜の吸収軸と前記保護膜の遅相軸との角度は、好ましくは10°〜90°、より好ましくは20°〜70゜、更に好ましくは40°〜50゜、特に好ましくは43〜47゜である。他方の保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸の角度については、特に限定されず、偏光板の目的に応じて適宜設定できるが、上記範囲であるのが好ましく、一対の保護膜の遅相軸が一致しているのが好ましい。なお、保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸は互いに平行であると、偏光板の寸法変化やカール防止といった偏光板の機械的安定性を向上させることができる。偏光膜および一対の保護膜の合計3つのフィルムの少なくとも2つの軸、一方の保護膜の遅相軸と偏光膜吸収軸、あるいは2枚の保護膜の遅相軸などが実質的に平行であれば同じ効果が得られる。   When laminating the protective film and the polarizing film, at least one protective film (protective film disposed on the side close to the liquid crystal cell when incorporated in a liquid crystal display device), the slow axis (alignment axis), The protective film and the polarizing film are laminated so that the absorption axis (stretching axis) of the polarizing film intersects. Specifically, the angle between the absorption axis of the polarizing film and the slow axis of the protective film is preferably 10 ° to 90 °, more preferably 20 ° to 70 °, still more preferably 40 ° to 50 °, particularly Preferably it is 43-47 degrees. The angle between the slow axis of the other protective film and the absorption axis of the polarizing film is not particularly limited, and can be appropriately set according to the purpose of the polarizing plate, but is preferably in the above range, and the retardation of the pair of protective films The phase axes are preferably coincident. When the slow axis of the protective film and the absorption axis of the polarizing film are parallel to each other, the mechanical stability of the polarizing plate such as dimensional change of the polarizing plate and prevention of curling can be improved. At least two axes of a total of three films of the polarizing film and the pair of protective films, the slow axis of one protective film and the absorption axis of the polarizing film, or the slow axes of the two protective films should be substantially parallel. The same effect can be obtained.

また、上下偏光板の保護膜のリターデーションの値を非対称とすると、斜め方向から見た場合の漏れ光防止に大きく寄与する。特に上下偏光板の液晶セルと偏光膜の間に配置される保護膜のリターデーション値を非対称にすると、上下偏光板の吸収軸が直交している態様における斜め方向漏れ光の低減に有効である。リターデーションを非対称にするためには、上偏光板の一対の保護膜の少なくとも一方および下偏光板の一対の保護膜の少なくとも一方に、{(nx−ny)×d1}もしくは{(nx+ny)/2−nz}×d1の値が異なるものをそれぞれ用いる。一方、液晶セルの上下偏光板に同一の構成の偏光板を配置する態様、即ち上下偏光板の一対の保護膜のリターデーションが同一の場合、それらの保護膜によって、または別途組み込まれる光学補償フィルムによって、液晶セルを光学補償することができる。 Further, when the retardation value of the protective film of the upper and lower polarizing plates is asymmetric, it greatly contributes to prevention of leakage light when viewed from an oblique direction. In particular, when the retardation value of the protective film disposed between the liquid crystal cell and the polarizing film of the upper and lower polarizing plates is made asymmetric, it is effective in reducing oblique leakage light in an aspect in which the absorption axes of the upper and lower polarizing plates are orthogonal to each other. . In order to make the retardation asymmetrical, {(nx−ny) × d 1 } or {(nx + ny) is applied to at least one of the pair of protective films of the upper polarizing plate and at least one of the pair of protective films of the lower polarizing plate. / 2-nz} × d 1 having different values is used. On the other hand, an embodiment in which polarizing plates having the same configuration are arranged on the upper and lower polarizing plates of the liquid crystal cell, that is, when the retardation of a pair of protective films of the upper and lower polarizing plates is the same, an optical compensation film that is incorporated by these protective films or separately Thus, the liquid crystal cell can be optically compensated.

<接着剤>
偏光膜と保護膜との接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmが特に好ましい。
<Adhesive>
The adhesive between the polarizing film and the protective film is not particularly limited, and examples thereof include PVA resins (including modified PVA such as acetoacetyl group, sulfonic acid group, carboxyl group, oxyalkylene group) and boron compound aqueous solution. PVA resin is preferable. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 to 10 μm after drying, and particularly preferably 0.05 to 5 μm.

<偏光膜と透明保護膜の一貫製造工程>
本発明にかかわる偏光板は、偏光膜用フィルムを延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程を有するが、乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に透明保護膜を貼り合わせた後、後加熱工程を有することが好ましい。前記透明保護膜が、光学補償層として機能する光学異方性層の支持体を兼ねている態様では、片面に透明保護膜、反対側に光学異方性層を有する透明支持体を貼り合わせた後、後加熱するのが好ましい。具体的な貼り付け方法として、フィルムの乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いて偏光膜に透明保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、もしくは乾燥後、両端保持部から偏光膜用フィルムを解除し、フィルム両端を耳きりした後、透明保護膜を貼り付けるなどの方法がある。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせた後に、接着剤を乾燥させるため、および偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、30℃以上が好ましく、さらに好ましくは40℃以上100℃以下、さらに好ましくは50℃以上90℃以下である。これらの工程は一貫のラインで製造されることが、性能上及び生産効率上更に好ましい。
<Integrated manufacturing process of polarizing film and transparent protective film>
The polarizing plate according to the present invention has a drying step in which the polarizing film is stretched and then contracted to reduce the volatile content, and after heating or after the transparent protective film is bonded to at least one surface during drying, post-heating is performed. It is preferable to have a process. In the aspect in which the transparent protective film also serves as a support for the optically anisotropic layer functioning as an optical compensation layer, a transparent support having a transparent protective film on one side and an optically anisotropic layer on the opposite side is bonded. It is preferable to carry out post-heating later. As a specific attaching method, during the film drying process, the transparent protective film is attached to the polarizing film using an adhesive while holding both ends, and then both ends are cut off, or after drying, from both end holding parts There is a method of releasing the polarizing film, cutting off both ends of the film, and then attaching a transparent protective film. As a method for cutting off the ears, general techniques such as a method of cutting with a cutter such as a blade or a method of using a laser can be used. After bonding, it is preferable to heat in order to dry the adhesive and to improve the polarization performance. The heating condition varies depending on the adhesive, but in the case of an aqueous system, it is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, further preferably 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. It is more preferable in terms of performance and production efficiency that these processes are manufactured in a consistent line.

<偏光板の性能>
本発明に関連する透明保護膜、偏光子、透明支持体からなる偏光板の光学的性質及び耐久性(短期、長期での保存性)は、市販のスーパーハイコントラスト品(例えば、株式会社サンリッツ社製HLC2−5618等)同等以上の性能を有することが好ましい。具体的には、可視光透過率が42.5%以上で、偏光度{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9995(但し、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、60℃、湿度90%RH雰囲気下に500時間および80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて3%以下、更には1%以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
<Performance of polarizing plate>
Optical properties and durability (short-term and long-term storage stability) of a polarizing plate comprising a transparent protective film, a polarizer and a transparent support related to the present invention are commercially available super high contrast products (for example, Sanritz Corporation). Manufactured by HLC2-5618 and the like) and preferably have equivalent or better performance. Specifically, the visible light transmittance is 42.5% or more, and the degree of polarization {(Tp−Tc) / (Tp + Tc)} 1/2 ≧ 0.9995 (where Tp is parallel transmittance and Tc is orthogonal transmission) The rate of change in light transmittance before and after standing in an atmosphere of 60 ° C. and humidity 90% RH for 500 hours and 80 ° C. in a dry atmosphere for 500 hours is 3% or less based on the absolute value, Further, it is preferably 1% or less, and the rate of change in polarization degree is preferably 1% or less, more preferably 0.1% or less, based on the absolute value.

本発明に用いる偏光板は、上記した様に、光学補償層を有していてもよい。該光学補償層は、ディスコティック構造単位を有する化合物からなリ、該ディスコティック面が前記基板面に略垂直配向した光学補償層であるのが好ましい。前記光学補償層の材料及び作製方法の詳細および好ましい範囲については、以下に説明する光学補償フィルムの一構成層である光学異方性層と同様である。   The polarizing plate used in the present invention may have an optical compensation layer as described above. The optical compensation layer is preferably made of a compound having a discotic structural unit, and is an optical compensation layer in which the discotic surface is oriented substantially perpendicular to the substrate surface. Details and preferred ranges of the material and the production method of the optical compensation layer are the same as those of the optically anisotropic layer, which is a constituent layer of the optical compensation film described below.

[光学補償フィルム]
光学補償フィルムは、液晶表示装置において画像着色の解消や、視野角を拡大するために用いられる。本発明では、前述した様に、光学補償フィルムは必須の部材ではなく、例えば、偏光板の一対の保護膜の一方または双方に複屈折性を付加させて、光学補償フィルムとして機能させる態様等では不要の場合もある。
[Optical compensation film]
The optical compensation film is used for eliminating image coloring and expanding the viewing angle in a liquid crystal display device. In the present invention, as described above, the optical compensation film is not an essential member. For example, in an aspect in which birefringence is added to one or both of the pair of protective films of the polarizing plate to function as the optical compensation film. It may not be necessary.

光学補償フィルム全体の面内レターデーション(Re)は、20〜200nmであることが好ましい。光学補償フィルム全体の厚み方向のレターデーション(Rth)は、50〜500nmであることが好ましい。光学補償フィルムの面内レターデーション(Re)と厚み方向のレターデーション(Rth)はそれぞれ面内のリターデーションおよび厚さ方向のリターデーションを表す。ReはKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rthは前記Re、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値を基にKOBRA 21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。   The in-plane retardation (Re) of the entire optical compensation film is preferably 20 to 200 nm. The thickness direction retardation (Rth) of the entire optical compensation film is preferably 50 to 500 nm. In-plane retardation (Re) and thickness direction retardation (Rth) of the optical compensation film represent in-plane retardation and retardation in the thickness direction, respectively. Re is measured with KOBRA 21ADH (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.) by making light of wavelength λ nm incident in the normal direction of the film. Rth was measured by making light having a wavelength λ nm incident from a direction inclined + 40 ° with respect to the film normal direction with the Re, in-plane slow axis (determined by KOBRA 21ADH) as the tilt axis (rotation axis). The retardation value and the retardation value measured by making light of wavelength λ nm incident from a direction inclined by −40 ° with respect to the film normal direction with the in-plane slow axis as the tilt axis (rotation axis). KOBRA 21ADH is calculated based on the retardation value measured in the direction. Here, as the assumed value of the average refractive index, the values in the polymer handbook (JOHN WILEY & SONS, INC) and catalogs of various optical films can be used. Those whose average refractive index is not known can be measured with an Abbe refractometer. The average refractive index values of the main optical films are exemplified below: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), Polystyrene (1.59). KOBRA 21ADH calculates nx, ny, and nz by inputting these assumed values of average refractive index and film thickness.

光学補償フィルムとしては、延伸複屈折ポリマーフィルムからなる光学補償フィルム、および透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物から形成された光学異方性層を有する光学補償フィルムがあるが、本発明ではいずれも使用することができる。前述の光学異方性層Aおよび光学異方性層Bの積層体をはじめ、積層構造の光学補償フィルムを用いることもできる。積層構造の光学補償フィルムについては、厚さを考慮すると、高分子の延伸フィルムの積層体からなる光学補償フィルムよりも、塗布型の積層体からなる光学補償フィルムが好ましい。   Examples of the optical compensation film include an optical compensation film made of a stretched birefringent polymer film and an optical compensation film having an optically anisotropic layer formed from a low-molecular or high-molecular liquid crystalline compound on a transparent support. Any can be used in the invention. In addition to the laminated body of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B described above, an optical compensation film having a laminated structure can also be used. Regarding the optical compensation film having a laminated structure, in consideration of the thickness, an optical compensation film made of a coating-type laminate is preferable to an optical compensation film made of a laminate of polymer stretched films.

光学補償フィルムとして用いられる高分子フィルムは、延伸された高分子フィルムであっても、また塗布型の高分子層と高分子フィルムとの併用でもよい。高分子フィルムの材料は、一般に合成ポリマー(例、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ノルボルネン樹脂、トリアセチルセルロース)が用いられる。   The polymer film used as the optical compensation film may be a stretched polymer film or a combination of a coating type polymer layer and a polymer film. As a material for the polymer film, a synthetic polymer (eg, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polymethacrylate, norbornene resin, triacetylcellulose) is generally used.

次に、液晶性化合物からなる光学異方性層を有する光学補償フィルムについて詳細に説明する。
[液晶性化合物からなる光学異方性層]
液晶性化合物には多様な配向形態があるため、液晶性化合物からなる光学異方性層は、単層でまたは複数層の積層体により、所望の光学的性質を発現する。即ち、光学補償フィルムは、支持体と該支持体上に形成された1以上の光学異方性層とからなる態様であってもよい。かかる態様の光学補償フィルム全体のレターデーションは、光学異方性層の光学異方性によって調整することができる。液晶性化合物にはその形状から、棒状液晶化合物と円盤状化合物に分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがあり、いずれも使用することができる。本発明に用いる液晶性化合物からなる光学異方性層は、液晶性化合物として、棒状液晶化合物または円盤状化合物を用いることが好ましく、重合性基を有する棒状液晶化合物または重合性基を有する円盤状化合物を用いるのがより好ましい。
Next, the optical compensation film having an optically anisotropic layer made of a liquid crystalline compound will be described in detail.
[Optically anisotropic layer made of liquid crystalline compound]
Since the liquid crystalline compound has various alignment forms, the optically anisotropic layer made of the liquid crystalline compound exhibits a desired optical property by a single layer or a multilayered structure. That is, the optical compensation film may be an embodiment comprising a support and one or more optically anisotropic layers formed on the support. The retardation of the entire optical compensation film of this aspect can be adjusted by the optical anisotropy of the optical anisotropic layer. Liquid crystal compounds can be classified into rod-like liquid crystal compounds and discotic compounds based on their shapes. Furthermore, there are low molecular weight and high molecular weight types, respectively, and both can be used. The optically anisotropic layer made of the liquid crystalline compound used in the present invention preferably uses a rod-like liquid crystal compound or a discotic compound as the liquid crystalline compound, and has a discotic shape having a rod-like liquid crystal compound having a polymerizable group or a polymerizable group. More preferably, the compound is used.

(棒状液晶性化合物)
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。言い換えると、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性分子については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章および第11章、および液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。
棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。棒状液晶性分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽基或はカチオン重合性基が好ましく、具体的には、例えば特開2002−62427号公報明細書中の段落番号[0064]〜[0086]記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。
(Bar-shaped liquid crystalline compound)
As rod-like liquid crystalline molecules, azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
The rod-like liquid crystalline molecule includes a metal complex. In addition, a liquid crystal polymer containing a rod-like liquid crystalline molecule in a repeating unit can also be used as the rod-like liquid crystalline molecule. In other words, the rod-like liquid crystal molecule may be bonded to a (liquid crystal) polymer.
For rod-like liquid crystalline molecules, see Chapter 4, Chapter 7 and Chapter 11 of the Chemistry of the Quarterly Chemistry Vol. 22 (1994) The Chemical Society of Japan, and the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science. Described in Chapter 3.
The birefringence of the rod-like liquid crystal molecule is preferably in the range of 0.001 to 0.7. The rod-like liquid crystalline molecule preferably has a polymerizable group in order to fix its alignment state. The polymerizable group is preferably a radically polymerizable unsaturated group or a cationically polymerizable group. Specifically, for example, the polymerizable groups described in paragraphs [0064] to [0086] of JP-A-2002-62427 are described. Group and a polymerizable liquid crystal compound.

(円盤状化合物)
前記光学異方性層を形成する液晶性化合物として、円盤状化合物を用いることも好ましい。円盤状化合物は、ポリマーフィルム面に対して実質的に垂直(50〜90度の範囲の平均傾斜角)に配向させることが好ましい。円盤状化合物は、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))に記載されている。円盤状化合物の重合については、特開平8−27284公報に記載がある。
(Discotic compound)
It is also preferable to use a discotic compound as the liquid crystalline compound forming the optically anisotropic layer. The discotic compound is preferably oriented substantially perpendicular to the polymer film surface (average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees). The discotic compounds are described in various literatures (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by The Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review, No. 22, Liquid Crystals). Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J. Am. Chem.Soc., Vol.116, page 2655 (1994)). The polymerization of the discotic compound is described in JP-A-8-27284.

円盤状化合物は、重合により固定可能なように、重合性基を有するのが好ましい。例えば、円盤状化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させた構造が考えられるが、但し、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に連結基を有する構造が好ましい。即ち、重合性基を有する円盤状化合物は、下記式(III)で表わされる化合物であることが好ましい。
式(III) D(−L−P)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
The discotic compound preferably has a polymerizable group so that it can be fixed by polymerization. For example, a structure in which a polymerizable group is bonded as a substituent to a disk-shaped core of a disk-shaped compound is conceivable. However, when a polymerizable group is directly bonded to the disk-shaped core, the orientation state can be maintained in the polymerization reaction. It becomes difficult. Therefore, a structure having a linking group between the discotic core and the polymerizable group is preferable. That is, the discotic compound having a polymerizable group is preferably a compound represented by the following formula (III).
Formula (III) D (-LP) n
In the formula, D is a discotic core, L is a divalent linking group, P is a polymerizable group, and n is an integer of 4 to 12.

前記式(III)中の円盤状コア(D)、二価の連結基(L)および重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。   Preferred specific examples of the discotic core (D), the divalent linking group (L), and the polymerizable group (P) in the formula (III) are (D1) described in JP-A No. 2001-4837, respectively. To (D15), (L1) to (L25), and (P1) to (P18), and the contents described in the publication can be preferably used.

(液晶性化合物の配向)
これらの液晶性化合物は、光学異方性層中では、実質的に均一に配向していることが好ましく、実質的に均一に配向している状態で固定されていることがさらに好ましく、重合反応により液晶性化合物が固定されていることが最も好ましい。重合性基を有する棒状液晶性化合物の場合は、実質的に水平(ホモジニアス)配向に固定化することが好ましい。実質的に水平とは、棒状液晶性化合物の長軸方向と光学異方性層の面との平均角度(平均傾斜角)が0°〜40°の範囲内であることを意味する。棒状液晶性化合物を斜め配向させても良いし、傾斜角が徐々に変化するように(ハイブリッド配向)させても良い。斜め配向またはハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は0°〜40°であることが好ましい。かかる配向に固定された棒状液晶性化合物から形成された光学異方性層は、VAモード、IPSモードの液晶表示装置に組み込んでもよく、液晶表示装置の視野角特性の改善に寄与する光学補償層として寄与し得る。
重合性基を有する円盤状化合物の場合は、実質的に垂直配向させることが好ましい。実質的に垂直とは、円盤状化合物の円盤面と光学異方性層の面との平均角度(平均傾斜角)が50°〜90°の範囲内であることを意味する。円盤状化合物を斜め配向させても良いし、傾斜角が徐々に変化するように(ハイブリッド配向)させても良い。斜め配向またはハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は50°〜90°であることが好ましい。かかる配向に固定された円盤状化合物から形成された光学異方性層は、VAモード、IPSモードの液晶表示装置に組み込んでもよく、液晶表示装置の視野角特性の改善に寄与する光学補償層として寄与し得る。
(Alignment of liquid crystalline compounds)
These liquid crystalline compounds are preferably substantially uniformly oriented in the optically anisotropic layer, more preferably fixed in a substantially uniformly oriented state. It is most preferable that the liquid crystal compound is fixed by. In the case of a rod-like liquid crystal compound having a polymerizable group, it is preferably fixed in a substantially horizontal (homogeneous) orientation. Substantially horizontal means that the average angle (average inclination angle) between the major axis direction of the rod-like liquid crystal compound and the surface of the optically anisotropic layer is in the range of 0 ° to 40 °. The rod-like liquid crystalline compound may be aligned obliquely or may be gradually changed (hybrid alignment). Even in the case of oblique alignment or hybrid alignment, the average inclination angle is preferably 0 ° to 40 °. An optically anisotropic layer formed from a rod-like liquid crystal compound fixed in such an orientation may be incorporated in a VA mode or IPS mode liquid crystal display device, and contributes to improving the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device. Can contribute as.
In the case of a discotic compound having a polymerizable group, it is preferable to substantially vertically align. Substantially perpendicular means that the average angle (average inclination angle) between the disc surface of the discotic compound and the surface of the optically anisotropic layer is in the range of 50 ° to 90 °. The discotic compound may be oriented obliquely, or the inclination angle may be gradually changed (hybrid orientation). Even in the case of oblique orientation or hybrid orientation, the average inclination angle is preferably 50 ° to 90 °. An optically anisotropic layer formed from a discotic compound fixed in such an orientation may be incorporated into a VA mode or IPS mode liquid crystal display device, and contributes to an improvement in viewing angle characteristics of the liquid crystal display device. Can contribute.

光学異方性層は、液晶性化合物および下記の重合開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成することが好ましい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方法(例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。   The optically anisotropic layer is preferably formed by applying a coating liquid containing a liquid crystalline compound and the following polymerization initiator and other additives onto the alignment film. As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination. The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).

(液晶性化合物の配向状態の固定化)
配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定することが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応がより好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
(Fixation of alignment state of liquid crystalline compounds)
The aligned liquid crystalline compound is preferably fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably carried out by a polymerization reaction of a polymerizable group introduced into the liquid crystal compound. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and a photopolymerization reaction is more preferable. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).

光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。光学異方性層の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. The irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ~50J / cm 2 , further preferably 100 to 800 mJ / cm 2. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.

(配向膜)
光学異方性層の形成に際して液晶性化合物を配向させるためには、配向膜を用いることが好ましい。配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど)の累積のような手段で設けることができる。さらに電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向膜も知られている。ポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理はポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施する。配向膜に使用するポリマーの種類は、液晶性化合物の配向(特に平均傾斜角)に応じて決定することができる。例えば、液晶性化合物を水平に配向させるためには配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマー(通常の配向用ポリマー)を用いる。具体的なポリマーの種類については液晶セルまたは光学補償フィルムについて種々の文献に記載がある。いずれの配向膜においても、液晶化合物と透明支持体の密着性を改善する目的で、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜を用いることがより好ましく、かかる配向膜としては特開平9−152509号に記載されている。
配向膜の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることがさらに好ましい。
なお、配向膜を用いて液晶性化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性化合物を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフィルム(または透明支持体)上に転写してもよい。
(Alignment film)
In order to align the liquid crystalline compound during the formation of the optically anisotropic layer, it is preferable to use an alignment film. The alignment film may be an organic compound (preferably polymer) rubbing treatment, oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroup, or an organic compound (eg, ω-triconic acid) by the Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecyldimethylammonium chloride, methyl stearylate, etc.). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field or light irradiation is also known. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferable. The rubbing process is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth. The type of polymer used for the alignment film can be determined according to the alignment (particularly the average tilt angle) of the liquid crystal compound. For example, in order to align the liquid crystalline compound horizontally, a polymer (ordinary alignment polymer) that does not decrease the surface energy of the alignment film is used. Specific types of polymers are described in various documents about liquid crystal cells or optical compensation films. Any of the alignment films preferably has a polymerizable group for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystal compound and the transparent support. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group. More preferably, an alignment film that forms a chemical bond with the liquid crystal compound at the interface is used, and such an alignment film is described in JP-A-9-152509.
The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm.
In addition, after aligning the liquid crystalline compound using the alignment film, the liquid crystalline compound is fixed in the aligned state to form an optically anisotropic layer, and only the optically anisotropic layer is polymer film (or transparent support) It may be transferred onto the body).

[垂直配向膜]
液晶性化合物を配向膜側で垂直に配向させるためには、配向膜の表面エネルギーを低下させることが重要である。具体的には、ポリマーの官能基により配向膜の表面エネルギーを低下させ、これにより液晶性化合物を立てた状態にする。配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基としては、フッ素原子および炭素原子数が10以上の炭化水素基が有効である。フッ素原子または炭化水素基を配向膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側鎖にフッ素原子または炭化水素基を導入することが好ましい。含フッ素ポリマーは、フッ素原子を0.05〜80重量%の割合で含むことが好ましく、0.1〜70重量%の割合で含むことがより好ましく、0.5〜65重量%の割合で含むことがさらに好ましく、1〜60重量%の割合で含むことが最も好ましい。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基(シクロアルキル基であってもよい)またはアルケニル基(シクロアルケニル基であってもよい)であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、10〜100であることが好ましく、10〜60であることがさらに好ましく、10〜40であることが最も好ましい。ポリマーの主鎖は、ポリイミド構造またはポリビニルアルコール構造を有することが好ましい。
[Vertical alignment film]
In order to align the liquid crystalline compound vertically on the alignment film side, it is important to reduce the surface energy of the alignment film. Specifically, the surface energy of the alignment film is lowered by the functional group of the polymer, thereby bringing the liquid crystalline compound into a standing state. As the functional group for reducing the surface energy of the alignment film, a hydrocarbon group having 10 or more fluorine atoms and carbon atoms is effective. In order for a fluorine atom or a hydrocarbon group to be present on the surface of the alignment film, it is preferable to introduce a fluorine atom or a hydrocarbon group into the side chain rather than the main chain of the polymer. The fluoropolymer preferably contains fluorine atoms in a proportion of 0.05 to 80% by weight, more preferably in a proportion of 0.1 to 70% by weight, and in a proportion of 0.5 to 65% by weight. More preferably, it is most preferably contained in a proportion of 1 to 60% by weight. The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group, or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (which may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (which may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent that does not exhibit strong hydrophilicity, such as a halogen atom. The hydrocarbon group has preferably 10 to 100 carbon atoms, more preferably 10 to 60, and most preferably 10 to 40 carbon atoms. The main chain of the polymer preferably has a polyimide structure or a polyvinyl alcohol structure.

ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸とジアミンとの縮合反応により合成する。二種類以上のテトラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミンを用いて、コポリマーに相当するポリイミドを合成してもよい。フッ素原子または炭化水素基は、テトラカルボン酸起源の繰り返し単位に存在していても、ジアミン起源の繰り返し単位に存在していても、両方の繰り返し単位に存在していてもよい。ポリイミドに炭化水素基を導入する場合、ポリイミドの主鎖または側鎖にステロイド構造を形成することが特に好ましい。側鎖に存在するステロイド構造は、炭素原子数が10以上の炭化水素基に相当し、液晶性化合物を垂直に配向させる機能を有する。本明細書においてステロイド構造とは、シクロペンタノヒドロフェナントレン環構造またはその環の結合の一部が脂肪族環の範囲(芳香族環を形成しない範囲)で二重結合となっている環構造を意味する。   Polyimide is generally synthesized by a condensation reaction of tetracarboxylic acid and diamine. A polyimide corresponding to a copolymer may be synthesized using two or more kinds of tetracarboxylic acids or two or more kinds of diamines. The fluorine atom or hydrocarbon group may be present in the repeating unit derived from tetracarboxylic acid, may be present in the repeating unit derived from diamine, or may be present in both repeating units. When introducing a hydrocarbon group into polyimide, it is particularly preferable to form a steroid structure in the main chain or side chain of the polyimide. The steroid structure present in the side chain corresponds to a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, and has a function of vertically aligning the liquid crystalline compound. In this specification, the steroid structure is a cyclopentanohydrophenanthrene ring structure or a ring structure in which a part of the bond of the ring is an aliphatic ring (a range in which an aromatic ring is not formed) is a double bond. means.

さらに液晶性化合物を垂直に配向させる手段として、ポリビニルアルコールやポリイミドの高分子に有機酸を混合する方法を好適に用いることができる。混合する酸としてはカルボン酸やスルホン酸、アミノ酸が好適に用いられる。後述の空気界面配向剤の内、酸性を示すものを使用してもよい。その混合量は高分子に対して、0.1重量%から20重量%であることが好ましく、0.5重量%から10重量%であることがさらに好ましい。   Furthermore, as a means for vertically aligning the liquid crystalline compound, a method of mixing an organic acid with a polymer of polyvinyl alcohol or polyimide can be suitably used. As the acid to be mixed, carboxylic acid, sulfonic acid and amino acid are preferably used. You may use what shows the acidity among the below-mentioned air interface aligning agent. The mixing amount is preferably 0.1% by weight to 20% by weight and more preferably 0.5% by weight to 10% by weight with respect to the polymer.

ディスコティック液晶性化合物の均一配向には垂直配向膜をラビング処理を行い、配向方向を制御する。ラビング処理はポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施する。一方、棒状液晶性化合物の配向にはラビング処理は行なわないことが好ましい。いずれの配向膜においても、液晶化合物と透明支持体の密着性を改善する目的で、配向膜に重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜を用いることがより好ましく、かかる配向膜としては特開平9−152509号公報に記載されている。配向膜の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることがさらに好ましい。なお、配向膜を用いて液晶性化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性化合物を固定して位相差層を形成し、位相差層のみをポリマーフィルム(または透明支持体)上に転写してもよい。   For uniform alignment of the discotic liquid crystalline compound, the vertical alignment film is rubbed to control the alignment direction. The rubbing process is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth. On the other hand, it is preferable not to perform rubbing treatment for the alignment of the rod-like liquid crystalline compound. In any alignment film, the alignment film preferably has a polymerizable group for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystal compound and the transparent support. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group. It is more preferable to use an alignment film that forms a chemical bond with the liquid crystal compound at the interface. Such an alignment film is described in JP-A-9-152509. The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm. In addition, after aligning a liquid crystalline compound using an alignment film, the liquid crystalline compound is fixed in the alignment state to form a retardation layer, and only the retardation layer is formed on the polymer film (or transparent support). You may transcribe.

[空気界面配向剤]
通常の液晶性化合物は空気界面側では傾斜して配向する性質を有するので、均一に垂直配向した状態を得るために、空気界面側においても液晶性化合物を垂直に配向制御することが必要である。この目的のために、空気界面側に偏在して、その排除体積効果や静電気的な効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を液晶塗布液に配合させる。液晶性化合物を垂直に配向させる作用は、ディスコティック液晶性化合物においてはそのダイレクターの傾斜角度、すなわちダイレクターと塗布液晶空気側表面とがなす角度を減少させる作用に相当する。ディスコティック液晶性分子のダイレクターの傾斜角度を減少させる化合物としては、次に示すような、空気界面側に偏在させるためにF原子を複数結合したものや、スルフォニル基やカルボキシル基を結合したものに、さらに液晶性分子に垂直に配向するような排除体積効果を与える剛直性の構造単位を結合した化合物が好ましく用いられる。
[Air interface alignment agent]
Since ordinary liquid crystalline compounds have the property of being tilted and aligned on the air interface side, it is necessary to control the alignment of the liquid crystal compound vertically also on the air interface side in order to obtain a uniformly vertically aligned state. . For this purpose, a compound that is unevenly distributed on the air interface side and has an action of vertically aligning the liquid crystalline compound by the excluded volume effect or the electrostatic effect is added to the liquid crystal coating liquid. The action of vertically aligning the liquid crystal compound corresponds to the action of reducing the tilt angle of the director, that is, the angle formed between the director and the coated liquid crystal air side surface in the discotic liquid crystal compound. Compounds that reduce the angle of inclination of the director of discotic liquid crystalline molecules include those with multiple F atoms bonded to the air interface as shown below, and those with a sulfonyl group or carboxyl group bonded. In addition, a compound in which a rigid structural unit that gives an excluded volume effect such that the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly is bonded preferably.

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例示した化合物以外にも特開2002−20363号公報、特開2002−129162号公報に記載されている化合物を空気界面配向剤として用いることができる。また、特願2002−212100号明細書の段落番号0072〜0075、特願2002−243600号明細書の段落番号0038〜0040と0048〜0049、特願2002−262239号明細書の段落番号0037〜0039、特願2003−91752号明細書の段落番号0071〜0078に記載される事項も本発明に適宜適用することができる。   In addition to the exemplified compounds, compounds described in JP-A Nos. 2002-20363 and 2002-129162 can be used as the air interface alignment agent. Also, paragraph numbers 0072 to 0075 of Japanese Patent Application No. 2002-212100, paragraph numbers 0038 to 0040 and 0048 to 0049 of Japanese Patent Application No. 2002-243600, and paragraph numbers 0037 to 0039 of Japanese Patent Application No. 2002-262239. The matters described in Paragraph Nos. 0071 to 0078 of Japanese Patent Application No. 2003-91752 can also be appropriately applied to the present invention.

液晶塗布液への空気界面配向剤の使用量は、0.05重量%〜5重量%であることが好ましい。また、フッ素飽和系空気界面配向剤を用いる場合は、1重量%以下であることが好ましい。   The amount of the air interface alignment agent used in the liquid crystal coating solution is preferably 0.05% by weight to 5% by weight. Moreover, when using a fluorine saturation type | system | group air interface aligning agent, it is preferable that it is 1 weight% or less.

光学異方性層を支持する支持体については、特に制限されず、種々の高分子フィルム等を用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース、ノルボルネン樹脂等が挙げられる。また、上述した様に、偏光板の保護膜が光学異方性層の支持体を兼ねていてもよい。かかる態様における支持体の材料の具体例については、偏光板の保護膜の材料の具体例と同一であり、前記した通りである。   The support for supporting the optically anisotropic layer is not particularly limited, and various polymer films can be used. For example, a triacetyl cellulose, norbornene resin, etc. are mentioned. Further, as described above, the protective film of the polarizing plate may also serve as the support for the optically anisotropic layer. Specific examples of the material of the support in this embodiment are the same as the specific examples of the material of the protective film of the polarizing plate, and are as described above.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, amounts and ratios of substances, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.

[例1]
図1に示す構成の液晶表示装置を作製した。即ち、観察方向(上)から上側偏光板(保護膜3a、偏光膜1、保護膜3)、液晶セル(上基板5、液晶層7、下基板8)、下偏光板(保護膜12、偏光膜14、保護膜12a)を積層し、さらにバックライト光源(不図示)を配置した。
以下に、用いた部材それぞれの作製方法を説明する。
<液晶セルの作製>
液晶セルは、基板間のセルギャップを3μmとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料(「MLC6680」、メルク社製)を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のリターデーション(即ち、記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・d)を300nmとした。なお、液晶材料は垂直配向するように配向させた。
[Example 1]
A liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 1 was produced. That is, from the observation direction (top), the upper polarizing plate (protective film 3a, polarizing film 1, protective film 3), liquid crystal cell (upper substrate 5, liquid crystal layer 7, lower substrate 8), lower polarizing plate (protective film 12, polarized light) The film 14 and the protective film 12a) were laminated, and a backlight light source (not shown) was further disposed.
Below, the manufacturing method of each used member is demonstrated.
<Production of liquid crystal cell>
The liquid crystal cell has a cell gap of 3 μm between substrates, and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy (“MLC6680”, manufactured by Merck) is dropped between the substrates and sealed, and a liquid crystal layer is interposed between the substrates. Formed. The retardation of the liquid crystal layer (that is, the product Δn · d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn) was set to 300 nm. The liquid crystal material was aligned so as to be vertically aligned.

<上下偏光板の作製>
(偏光膜の作製)
平均重合度が2400、膜厚100μmのPVAフィルムを15〜17℃のイオン交換水にて60秒洗浄し、ステンレス製のブレードにて表面水分を掻き取った後、該PVAフィルムを濃度が一定になるように濃度補正しつつヨウ素0.77g/L、ヨウ化カリウム60.0g/Lの水溶液に40℃にて55秒浸漬した。さらに濃度が一定になるように濃度補正しつつ、硼酸42.5g/L、ヨウ化カリウム30g/Lの水溶液に40℃にて90秒浸漬し、その後、フィルムの両面の余剰水分をステンレス製ブレードにて掻き取り、フィルム中の含有水分率の分布を2%以下にした状態で、テンター延伸機に導入した。
搬送速度を4m/分として、100m送出し、60℃95%雰囲気下で5倍まで延伸した後、テンターを延伸方向に対し屈曲させ、以降幅を一定に保ち、収縮させながら70℃雰囲気で乾燥させた後テンターから離脱した。延伸開始前のPVAフィルムの含水率は32%で、乾燥後の含水率は1.5%であった。左右のテンタークリップの搬送速度差は、0.05%未満であり、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフィルムの中心線のなす角は、46゜であった。ここで|L1−L2|は0.7m、Wは0.7mであり、|L1−L2|=Wの関係にあった。テンター出口における実質延伸方向Ax−Cxは、次工程へ送られるフィルムの中心線22に対し45゜傾斜していた。テンター出口におけるシワ、フィルム変形は観察されなかった。なお、延伸、乾燥後のフィルムの厚さは18μmであった。
<Preparation of upper and lower polarizing plates>
(Preparation of polarizing film)
A PVA film having an average degree of polymerization of 2400 and a film thickness of 100 μm was washed with ion exchange water at 15 to 17 ° C. for 60 seconds, and the surface moisture was scraped off with a stainless steel blade. The sample was immersed in an aqueous solution of 0.77 g / L of iodine and 60.0 g / L of potassium iodide at 40 ° C. for 55 seconds while correcting the concentration. Further, while correcting the concentration so that the concentration becomes constant, it was immersed in an aqueous solution of 42.5 g / L boric acid and 30 g / L potassium iodide at 40 ° C. for 90 seconds, and then the excess moisture on both sides of the film was removed from the stainless steel blade. The film was scraped off and introduced into a tenter stretching machine in a state where the moisture content distribution in the film was 2% or less.
Sending 100m at a transfer speed of 4m / min, stretching up to 5 times in a 95 ° C atmosphere at 60 ° C, then bending the tenter with respect to the stretching direction, and then drying in a 70 ° C atmosphere while keeping the width constant and shrinking After leaving it, it left the tenter. The moisture content of the PVA film before starting stretching was 32%, and the moisture content after drying was 1.5%. The difference in transport speed between the left and right tenter clips was less than 0.05%, and the angle between the center line of the introduced film and the center line of the film sent to the next process was 46 °. Here, | L1-L2 | is 0.7 m, W is 0.7 m, and | L1-L2 | = W. The substantial stretching direction Ax-Cx at the tenter outlet was inclined by 45 ° with respect to the center line 22 of the film sent to the next process. Wrinkles and film deformation at the tenter exit were not observed. The thickness of the film after stretching and drying was 18 μm.

(透明保護膜の貼り合せ)
上記の斜め延伸法により作製した偏光膜について、幅方向から3cm分をカッターを用いて耳きりした後、その両面をPVA((株)クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、表面をケン化処理した透明保護膜用セルローストリアセテートフィルム(Re値=30nm、Rth=130nm)を貼り合わせ、さらに70℃で10分間加熱して、有効幅650mmの両面にセルローストリアセテート保護膜を供えた長尺状の偏光板を得た。なお、このフィルムは、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
上側偏光板の貼り合わせ時には、上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、45°、0°)とし、同じく下側偏光板の軸角度を(0°、−45°、0°)とした。
上記で作製された偏光膜の吸収軸方向は、長手方向に対し45゜傾斜していたので、310×233mmサイズに裁断することにより、91.5%の面積効率で辺に対し45゜吸収軸が傾斜した偏光板を得ることができた。また、目視にて色抜けスジは見られなかった。
(Lamination of transparent protective film)
About the polarizing film produced by the above-described oblique stretching method, after cutting out 3 cm from the width direction using a cutter, both surfaces of the polarizing film were treated with a PVA (PVA-117H manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 3% aqueous solution as an adhesive. A cellulose triacetate film for transparent protective film (Re value = 30 nm, Rth = 130 nm) that had been saponified was bonded together, and further heated at 70 ° C. for 10 minutes to provide a cellulose triacetate protective film on both sides with an effective width of 650 mm A scale-shaped polarizing plate was obtained. This film had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximum.
When laminating the upper polarizing plate, the axis angles of the slow axis of the upper protective film, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film are (0 °, 45 ° with respect to the horizontal direction of the display device). , 0 °), and the axis angle of the lower polarizing plate was (0 °, −45 °, 0 °).
The absorption axis direction of the polarizing film produced above was inclined 45 ° with respect to the longitudinal direction. Therefore, by cutting to 310 × 233 mm size, the absorption axis direction was 45 ° with respect to the side with an area efficiency of 91.5%. Was obtained. In addition, no color omission stripes were observed with the naked eye.

得られた偏光板の偏光板性能は、可視光透過率が43.5で、偏光度
{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9997
(ただし、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、温度60℃・湿度90%RH雰囲気下に500時間および80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて1%以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて0.05%以下であった。
The obtained polarizing plate has a polarizing plate performance of visible light transmittance of 43.5 and polarization degree {(Tp−Tc) / (Tp + Tc)} 1/2 ≧ 0.9997
(Where Tp is parallel transmittance, Tc is orthogonal transmittance), and light transmission before and after standing at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% RH for 500 hours and at 80 ° C. for 500 hours in a dry atmosphere. The rate of change of the rate was 1% or less based on the absolute value, and the rate of change of the polarization degree was 0.05% or less based on the absolute value.

<作製した液晶表示装置の漏れ光の測定>
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左方向60°から観察した際の漏れ光は0.7%であった。液晶表示装置の視野角特性において、コントラスト比5対1以上の視野角が左右上下で各80°以上あることが望ましい。作製した液晶表示装置では、白表示は30%程度の透過率が得られることから、視野角60°で黒表示の漏れ光が1%未満を満足すれば、コントラスト比5対1以上の視野角が左右上下で各80°以上が得られるものと推定できる。
<Measurement of leakage light of the manufactured liquid crystal display device>
The leakage light of the liquid crystal display device thus manufactured was measured. The leakage light when observed from the left direction of 60 ° was 0.7%. In the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device, it is desirable that the viewing angles with a contrast ratio of 5 to 1 or more are 80 ° or more in the left, right, top and bottom. In the manufactured liquid crystal display device, a transmittance of about 30% is obtained for white display. Therefore, if the leakage light of black display satisfies less than 1% at a viewing angle of 60 °, a viewing angle with a contrast ratio of 5 to 1 or more. It can be estimated that 80 ° or more are obtained in the left, right, up and down directions.

[例2]
<液晶表示装置の作製>
例1で作製した液晶表示装置において、上下偏光板の作製時に、保護膜として下記表1に示す様に、様々なRe値およびRth値を示すノルボルネン系フィルムを用いた以外は、例1と同様に液晶表示装置No.1〜24を作製した。なおこれらの用いたノルボルネン系フィルムは、いずれも膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
[Example 2]
<Production of liquid crystal display device>
In the liquid crystal display device produced in Example 1, when producing the upper and lower polarizing plates, the same as Example 1 except that norbornene-based films showing various Re and Rth values were used as protective films as shown in Table 1 below. Liquid crystal display device No. 1-24 were produced. Each of these norbornene-based films had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximized.

<液晶表示装置の漏れ光の測定>
作製した液晶表示装置No.1〜24の斜め60°から観察した際の漏れ光の値をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
<Measurement of leakage light of liquid crystal display device>
The produced liquid crystal display device No. The value of leakage light when observed from 1 to 24 obliquely from 60 ° was measured. The results are shown in Table 1.

表1:左右60°方向視野角における黒表示透過率(%)   Table 1: Black display transmittance (%) at 60 ° viewing angle

Figure 0004675597
Figure 0004675597

[例3]
次に、光学補償能を有する光学補償層を有する偏光板を用いた実施例について説明する。
<光学補償フィルムの作製>
(偏光膜用透明保護膜兼光学補償層用透明支持体の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液組成
酢化度60.7〜61.1%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 336質量部
メタノール(第2溶媒) 29質量部
[Example 3]
Next, an example using a polarizing plate having an optical compensation layer having optical compensation capability will be described.
<Production of optical compensation film>
(Preparation of transparent protective film for polarizing film and transparent support for optical compensation layer)
The following composition was put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve each component to prepare a cellulose acetate solution.
Cellulose acetate solution composition Cellulose acetate having an acetylation degree of 60.7 to 61.1% 100 parts by mass of triphenyl phosphate (plasticizer) 7.8 parts by weight of biphenyl diphenyl phosphate (plasticizer) 3.9 parts by weight of methylene chloride (first Solvent) 336 parts by mass Methanol (second solvent) 29 parts by mass

別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド92質量部およびメタノール8質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。セルロースアセテート溶液474質量部にレターデーション上昇剤溶液25質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤の添加量は、セルロースアセテート100質量部に対して、3.5質量部であった。   In another mixing tank, 16 parts by mass of the following retardation increasing agent, 92 parts by mass of methylene chloride and 8 parts by mass of methanol were added and stirred while heating to prepare a retardation increasing agent solution. A dope was prepared by mixing 474 parts by mass of the cellulose acetate solution with 25 parts by mass of the retardation increasing agent solution and stirring sufficiently. The addition amount of the retardation increasing agent was 3.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose acetate.

Figure 0004675597
Figure 0004675597

得られたドープを、バンド延伸機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、70℃の温風で1分乾燥し、バンドからフィルムを140℃の乾燥風で20分乾燥し、残留溶剤量が0.3質量%のセルロースアセテートフィルム(厚さ:146μm)を作製した。作製したセルロースアセテートフィルム(透明支持体、透明保護膜)について、エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用いて、波長550nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。Reは2nm(ばらつき±1nm)、Rthは190nm(ばらつき±3nm)であった。さらに、400nm〜700nmの各波長のReは2±1nm、400nm〜700nmの各波長のRthは190±2nmの範囲であった。
作製したセルロースアセテートフィルムを2.0Nの水酸化カリウム溶液(25℃)に2分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗し、その後乾燥させた。このセルロースアセテートフィルムの表面エネルギーを接触法により求めたところ、63mN/mであった。こうして、透明支持体兼透明保護膜用のセルロースアセテートフィルムを作製した。得られたフィルムは、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
The obtained dope was cast using a band stretching machine. After the film surface temperature on the band reached 40 ° C., the film was dried with warm air of 70 ° C. for 1 minute, and the film from the band was dried with 140 ° C. of drying air for 20 minutes. A cellulose acetate film (thickness: 146 μm) was prepared. For the produced cellulose acetate film (transparent support, transparent protective film), the Re retardation value and the Rth retardation value at a wavelength of 550 nm were measured using an ellipsometer (M-150, manufactured by JASCO Corporation). Re was 2 nm (variation ± 1 nm), and Rth was 190 nm (variation ± 3 nm). Furthermore, Re of each wavelength of 400 nm to 700 nm was in the range of 2 ± 1 nm, and Rth of each wavelength of 400 nm to 700 nm was in the range of 190 ± 2 nm.
The produced cellulose acetate film was immersed in a 2.0N potassium hydroxide solution (25 ° C.) for 2 minutes, neutralized with sulfuric acid, washed with pure water, and then dried. The surface energy of the cellulose acetate film was determined by a contact method and found to be 63 mN / m. Thus, a cellulose acetate film for a transparent support and transparent protective film was produced. The obtained film had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximum.

(配向膜層の作製)
このセルロースアセテートフィルム上に、下記の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28ml/m2塗布した。25℃で60秒、60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。乾燥後の配向膜厚みは1.1μmであった。また、配向膜の表面粗さを原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope、SPI3800N、セイコーインスツルメンツ(株)製)にて測定したところ、1.147nmであった。次に、形成した膜に、セルロースアセテートフィルムの遅相軸(波長632.8nmで測定)に対して−45°方向にラビング処理を実施した。
(Preparation of alignment layer)
On this cellulose acetate film, a coating solution having the following composition was applied at 28 ml / m 2 with a # 16 wire bar coater. The film was dried at 25 ° C. for 60 seconds, 60 ° C. warm air for 60 seconds, and 90 ° C. hot air for 150 seconds. The alignment film thickness after drying was 1.1 μm. Further, the surface roughness of the alignment film was measured with an atomic force microscope (AFM: Atomic Force Microscope, SPI3800N, manufactured by Seiko Instruments Inc.), and found to be 1.147 nm. Next, the formed film was rubbed in the −45 ° direction with respect to the slow axis (measured at a wavelength of 632.8 nm) of the cellulose acetate film.

配向膜塗布液組成
下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 361質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
Alignment film coating solution composition Modified polyvinyl alcohol 20 parts by weight Water 361 parts by weight Methanol 119 parts by weight Glutaraldehyde (crosslinking agent) 0.5 parts by weight

Figure 0004675597
Figure 0004675597

(光学異方性層の作製)
上記の配向膜の上に、下記の組成の塗布液をバーコータを用いて連続的に塗布、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して厚さ1.1μmの水平配向した光学異方性層(A)を形成し、光学補償フィルムを作製した。光学異方性層は透明支持体の長手方向に対して−45°の方向に遅相軸を有していた。550nmにおけるRe値は130nmであった。
光学異方性層(A)用塗布液組成
下記棒状液晶性化合物I−2 38.1質量%
下記の増感剤 A 0.38質量%
下記の光重合開始剤 B 1.14質量%
配向制御剤 C 0.19質量%
グルタールアルデヒド 0.04質量%
メチルエチルケトン 60.1質量%
(Preparation of optically anisotropic layer)
On the above alignment film, a coating solution having the following composition is continuously applied using a bar coater, dried, and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to achieve a horizontal alignment of 1.1 μm in thickness. An isotropic layer (A) was formed to produce an optical compensation film. The optically anisotropic layer had a slow axis in the direction of −45 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent support. The Re value at 550 nm was 130 nm.
Coating liquid composition for optically anisotropic layer (A) The following rod-like liquid crystalline compound I-2 38.1% by mass
Sensitizer A 0.38% by mass
The following photopolymerization initiator B 1.14% by mass
Orientation control agent C 0.19 mass%
Glutaraldehyde 0.04% by mass
Methyl ethyl ketone 60.1% by mass

Figure 0004675597
Figure 0004675597

作製した光学異方性層と透明支持体からなる光学補償フィルムを、図1中の下側偏光膜14と液晶セル用下側基板8との間に、セルロースアセテートフィルムからなる透明支持体(Re=2nm、Rth=190nm)が、偏光膜14に接する様に組み込んだ。即ち、透明保護膜12が、光学補償能を有する光学異方性層の透明支持体を兼ねている態様の液晶表示装置を作製した。その他の構成は例1と同じにした。即ち、上側偏光板の、上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、45°、0°)とし、同じく下側偏光板の軸角度を、(0°、−45°、0°)とし、さらに光学異方性層の遅相軸(ラビング方向)を−45°とした。   The prepared optical compensation film composed of the optically anisotropic layer and the transparent support is placed between the lower polarizing film 14 and the lower substrate 8 for liquid crystal cell in FIG. = 2 nm, Rth = 190 nm) was incorporated so as to be in contact with the polarizing film 14. That is, a liquid crystal display device in which the transparent protective film 12 also serves as a transparent support of an optically anisotropic layer having optical compensation ability was produced. Other configurations were the same as those in Example 1. That is, the axis angle of the slow axis of the upper protective film, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film of the upper polarizing plate with respect to the horizontal direction of the display device (0 °, 45 °, Similarly, the axis angle of the lower polarizing plate was (0 °, −45 °, 0 °), and the slow axis (rubbing direction) of the optically anisotropic layer was −45 °.

光学補償フィルムの作製において、セルロースアセテートフィルムからなる透明支持体のRe値およびRth値を、表2に示す様に調整し、光学補償フィルムを作製した以外は、上記と同様にして液晶表示装置No.25〜40を作製した。なお、用いたセルロースアセテートフィルムは、いずれも膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
<作製した液晶表示装置の漏れ光の測定>
この様にして作製した液晶表示装置No.25〜40の斜め60°からの観察による漏れ光を測定した。結果を表2に示す。
In the production of the optical compensation film, the Re value and Rth value of the transparent support made of cellulose acetate film were adjusted as shown in Table 2, and the liquid crystal display device No. was prepared in the same manner as above except that an optical compensation film was produced. . 25-40 were produced. The cellulose acetate film used had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximized.
<Measurement of leakage light of the manufactured liquid crystal display device>
The liquid crystal display device no. Leakage light was observed by observation from 25 to 40 at an angle of 60 °. The results are shown in Table 2.

表2:左右60°方向視野角における黒表示透過率(%)   Table 2: Black display transmittance (%) at 60 ° viewing angle

Figure 0004675597
Figure 0004675597

[例4]
<光学補償フィルムの作製>
例3で作製したセルロースアセテートフィルムからなる透明支持体の作製方法と同様の方法で、Re値=10nm、Rth=76nmに調整した透明支持体を作製した。このフィルムは、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。さらに、該支持体上をけん化処理し、その上に、例3で用いた配向膜を塗布した。さらにその上を長手方向に対して、45°方向にラビング処理を実施し、例3で用いた光学異方性層(A)用塗布液組成をバーコータを用いて連続的に塗布、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して、厚さ0.43μmの光学異方性層を形成した。光学異方性層は透明支持体の長手方向に対して45°の方向に遅相軸を有していた。550nmにおけるレターデーション値は53nmであった。
[Example 4]
<Production of optical compensation film>
A transparent support adjusted to Re value = 10 nm and Rth = 76 nm was prepared in the same manner as the transparent support made of the cellulose acetate film prepared in Example 3. This film had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximum. Further, the support was saponified, and the alignment film used in Example 3 was applied thereon. Further, a rubbing treatment was performed in the direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction, and the coating solution composition for the optically anisotropic layer (A) used in Example 3 was continuously applied using a bar coater, dried, and Heating (orientation aging) and ultraviolet irradiation were performed to form an optically anisotropic layer having a thickness of 0.43 μm. The optically anisotropic layer had a slow axis in the direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent support. The retardation value at 550 nm was 53 nm.

作製した光学異方性層と透明支持体とからなる光学補償フィルムを、図1中の上側偏光膜1と液晶セル用上側基板5との間に、セルロースアセテートフィルムからなる透明支持体(Re=10nm、Rth=176nm)が、偏光膜1に接する様に組み込んだ。即ち、透明保護膜3が、光学補償能を有する光学異方性層の透明支持体を兼ねている態様の液晶表示装置を作製した。その他の構成は例1と同じにした。即ち、上側偏光板の、上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、45°、0°)とし、光学異方性層の遅相軸(ラビング方向)を45°、下側偏光板の軸角度を(0°、−45°、0°)とした。   The prepared optical compensation film comprising the optically anisotropic layer and the transparent support is placed between the upper polarizing film 1 and the upper substrate 5 for liquid crystal cell in FIG. 10 nm, Rth = 176 nm) was incorporated so as to be in contact with the polarizing film 1. That is, a liquid crystal display device in which the transparent protective film 3 also serves as a transparent support of an optically anisotropic layer having optical compensation ability was produced. Other configurations were the same as those in Example 1. That is, the axis angle of the slow axis of the upper protective film, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film of the upper polarizing plate with respect to the horizontal direction of the display device (0 °, 45 °, 0 °), the slow axis (rubbing direction) of the optically anisotropic layer was 45 °, and the axis angle of the lower polarizing plate was (0 °, −45 °, 0 °).

光学補償フィルムの作製において、光学異方性層のRe値を、表3に示す様に調整し、光学補償フィルムを作製した以外は、上記と同様にして液晶表示装置No.41〜46を作製した。
<作製した液晶表示装置の漏れ光の測定>
この様にして作製した液晶表示装置No.41〜46の斜め60°からの観察による漏れ光を測定した。結果を表3に示す。
In the production of the optical compensation film, the Re value of the optically anisotropic layer was adjusted as shown in Table 3, and the liquid crystal display device no. 41-46 were produced.
<Measurement of leakage light of the manufactured liquid crystal display device>
The liquid crystal display device no. Leakage light was observed by observation from 41 to 46 at an angle of 60 °. The results are shown in Table 3.

表3:左右60°方向視野角における黒表示透過率(%) Table 3: Black display transmittance (%) at 60 ° viewing angle

Figure 0004675597
Figure 0004675597

[例5]
上下偏光板の保護膜として、Re値0nm、Rth値133nmのセルローストリアセテートフィルムを用いた以外は、例1と同様にして液晶表示装置を作製した。即ち、上側偏光板の上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、45°、0°)とし、同じく下側偏光板の軸角度を(0°、−45°、0°)とした。なお、用いたセルロースアセテートフィルムは、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
[Example 5]
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that a cellulose triacetate film having an Re value of 0 nm and an Rth value of 133 nm was used as a protective film for the upper and lower polarizing plates. That is, the axis angles of the slow axis of the upper protective film of the upper polarizing plate, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film are (0 °, 45 °, 0) with respect to the horizontal direction of the display device. Similarly, the axis angle of the lower polarizing plate was (0 °, −45 °, 0 °). The cellulose acetate film used had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximized.

上下偏光板の保護膜として下記表4に示す様に、様々なRe値およびRth値を示すセルローストリアセテートフィルムを用いた以外は、上記と同様に液晶表示装置No.47〜70を作製した。なお、用いたセルロースアセテートフィルムは、いずれも膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。
<作製した液晶表示装置の漏れ光の測定>
このように作製した液晶表示装置No.47〜70の、斜め60°から観察した漏れ光を測定した。結果を表4に示す。
As shown in Table 4 below, as a protective film for the upper and lower polarizing plates, a liquid crystal display device No. 1 was used in the same manner as described above except that a cellulose triacetate film having various Re and Rth values was used. 47-70 were produced. The cellulose acetate film used had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximized.
<Measurement of leakage light of the manufactured liquid crystal display device>
The liquid crystal display device no. The leakage light observed from diagonally 60 to 47-70 was measured. The results are shown in Table 4.

表4: 左右60°方向視野角における黒表示透過率(%)   Table 4: Black display transmittance (%) at 60 ° viewing angle

Figure 0004675597
Figure 0004675597

[例6]
例6は比較例である。
実施例1において偏光膜の延伸方向をフィルム長手方向に対して90°とした。いわゆる通常の幅方向一軸延伸型テンター延伸機を用い、原反厚100μmのPVA系フィルムを二色性物質染色槽で染色し、塗布手段で架橋剤溶液を塗布され、テンター延伸機に噛み込む。30°〜80°、70〜99%RHの雰囲気下で幅方向に一軸延伸された後、幅をほぼ一定に保って乾燥され、揮発分を十分除去した後、離脱して厚さ18μmの偏光膜とした。上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、90°、0°)とし、同じく下側偏光板の軸角度を(90°、0°、90°)とした。他の構成は実施例1と同じにした。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左方向60°からの観察にての漏れ光は0.6%であった。
[Example 6]
Example 6 is a comparative example.
In Example 1, the stretching direction of the polarizing film was 90 ° with respect to the film longitudinal direction. Using a so-called normal width direction uniaxial stretching type tenter stretching machine, a PVA film having an original thickness of 100 μm is dyed in a dichroic material dyeing tank, coated with a crosslinking agent solution by a coating means, and bitten into a tenter stretching machine. After being uniaxially stretched in the width direction in an atmosphere of 30 ° to 80 ° and 70 to 99% RH, it is dried while keeping the width substantially constant, and after removing volatile matter sufficiently, it is separated and polarized with a thickness of 18 μm. A membrane was obtained. The axis angles of the slow axis of the upper protective film, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film are set to (0 °, 90 °, 0 °) with respect to the horizontal direction of the display device. The axial angle of the side polarizing plate was (90 °, 0 °, 90 °). Other configurations were the same as those in Example 1. The leakage light of the liquid crystal display device thus manufactured was measured. Leakage light in observation from the left direction of 60 ° was 0.6%.

以下の例7〜例16は、参考例又はその比較例である。
[例7]
<液晶セルの作製>
内側に線状の電極が形成され、その上に配向制御膜が形成された、透明な一対の基板5を準備した。基板間に挟持されている棒状の液晶分子7は、電界無印加時には線状電極の長手方向に対して若干の角度を持つように配向されている。なお、この場合の液晶の誘電異方性は正を想定している。電界を印加すると電界方向に液晶分子7はその向きを変える。偏光板1を所定角度に配置することで光透過率を変えることが可能となる。なお、基板5の表面に対する電界方向のなす角は実際は20度以下で、実質的に平行であることが望ましい。以下、本発明では20度以下のものを総称して平行電界と表現する。また、電極を上下基板に分けて形成しても、一方の基板にのみ電極を形成してもその効果は変わらない。
Examples 7 to 16 below are reference examples or comparative examples thereof.
[Example 7]
<Production of liquid crystal cell>
A pair of transparent substrates 5 having a linear electrode formed inside and an orientation control film formed thereon were prepared. The rod-like liquid crystal molecules 7 sandwiched between the substrates are aligned so as to have a slight angle with respect to the longitudinal direction of the linear electrode when no electric field is applied. In this case, the dielectric anisotropy of the liquid crystal is assumed to be positive. When an electric field is applied, the liquid crystal molecules 7 change their direction in the direction of the electric field. The light transmittance can be changed by arranging the polarizing plate 1 at a predetermined angle. Note that the angle formed by the electric field direction with respect to the surface of the substrate 5 is actually 20 degrees or less, and is preferably substantially parallel. Hereinafter, in the present invention, those below 20 degrees are generically expressed as a parallel electric field. Moreover, even if the electrodes are formed separately on the upper and lower substrates or the electrodes are formed only on one substrate, the effect does not change.

液晶材料としては、誘電率異方性△εが正でその値が13.2、屈折率異方性△nが0.081(589nm、20°C)のネマチック液晶を用いた。液晶層の厚み(ギャップ)は、2.8μm超4.5μm未満とした。これは、リターデションΔn・dは0.25μm超0.32μm未満の時、可視光の範囲内で波長依存性がほとんどない透過率特性が得られる。後述の配向膜と偏光板との組み合わせにより、液晶分子がラビング方向から電界方向に45°回転したとき最大透過率を得ることができる。尚、液晶層の厚み(ギャップ)はポリマビーズで制御している。もちろんガラスビーズやファイバー、樹脂製の柱状スペーサでも同様のギャップを形成することができる。   As a liquid crystal material, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δε, a value of 13.2, and a refractive index anisotropy Δn of 0.081 (589 nm, 20 ° C.) was used. The thickness (gap) of the liquid crystal layer was more than 2.8 μm and less than 4.5 μm. This is because when the retardation Δn · d is more than 0.25 μm and less than 0.32 μm, a transmittance characteristic having almost no wavelength dependence within the visible light range can be obtained. By the combination of the alignment film and the polarizing plate described later, the maximum transmittance can be obtained when the liquid crystal molecules are rotated by 45 ° from the rubbing direction to the electric field direction. The thickness (gap) of the liquid crystal layer is controlled by polymer beads. Of course, similar gaps can be formed by glass beads, fibers, or resin-made columnar spacers.

上下偏光板保護膜はセルロースアセテートフィルムからなり、液晶層から遠い側の上下偏光板用保護膜には、ケン化処理した市販のセルロースアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)を用い、Re値は3nm、Rth値は50nmに設定した。また、上下偏光板の液晶セルに近い側の透明保護膜は、下記方法により作製してケン化処理したものを用いた。上側偏光板の液晶層に近い側の透明保護膜には、Re値が10nm、Rth値が80nmのものを、下側偏光板の液晶層に近い側の透明保護膜には、Re値が3nm、Rth値が50nmのものを用いた。次に、上偏光板偏光膜の液晶層に近い側の透明保護膜上に、光学異方性層を形成し、液晶セルと透明保護膜との間に配置した。上側保護膜の遅相軸、偏光膜の吸収軸および下側保護膜の遅相軸の軸角度を、表示装置水平方向を基準にして、(0°、90°、0°)とし、同じく下側偏光板の軸角度を(90°、0°、90°)とした。なお、透明保護膜に用いたセルロースアセテートフィルムは、いずれも膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有していた。   The upper and lower polarizing plate protective films are made of a cellulose acetate film, and a saponified commercially available cellulose acetate film (Fujitac TD80UF, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) is used for the protective film for the upper and lower polarizing plates far from the liquid crystal layer. The Re value was set to 3 nm and the Rth value was set to 50 nm. The transparent protective film on the side of the upper and lower polarizing plates near the liquid crystal cell was prepared by the following method and saponified. The transparent protective film on the side close to the liquid crystal layer of the upper polarizing plate has a Re value of 10 nm and the Rth value of 80 nm, and the transparent protective film on the side of the lower polarizing plate close to the liquid crystal layer has an Re value of 3 nm. The Rth value is 50 nm. Next, an optically anisotropic layer was formed on the transparent protective film on the side close to the liquid crystal layer of the upper polarizing plate and was disposed between the liquid crystal cell and the transparent protective film. The axis angles of the slow axis of the upper protective film, the absorption axis of the polarizing film, and the slow axis of the lower protective film are set to (0 °, 90 °, 0 °) with respect to the horizontal direction of the display device. The axial angle of the side polarizing plate was (90 °, 0 °, 90 °). The cellulose acetate film used for the transparent protective film had a slow axis that substantially coincided with the direction in which the average refractive index of the film surface was maximized.

上側偏光板の透明保護膜と液晶セルとの間に配置した光学異方性層は、透明保護膜を支持体として、円盤状化合物を円盤面を垂直に配向させることによって形成した。リターデーション値を150nm、配向制御方向と偏光膜吸収軸の交差角度は90°にした。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左方向60°からの観察にての漏れ光は0.1%であった。
また、ここで液晶層に近い上偏光板とした偏光板の保護膜の配置を逆にしても同等の効果が得られた。
The optically anisotropic layer disposed between the transparent protective film of the upper polarizing plate and the liquid crystal cell was formed by orienting the discotic compound vertically with the transparent protective film as a support. The retardation value was 150 nm, and the crossing angle between the orientation control direction and the polarizing film absorption axis was 90 °. The leakage light of the liquid crystal display device thus manufactured was measured. Leakage light in observation from the left direction of 60 ° was 0.1%.
Moreover, even if the arrangement of the protective film of the polarizing plate as the upper polarizing plate close to the liquid crystal layer was reversed, the same effect was obtained.

[例8]
例7において、上下偏光板の吸収軸と遅相軸の軸角度を上側を(0°、0°、0°)、同じく下側を(90°、90°、90°)とした以外、他の構成を同じにすると左方向60°からの観察にての漏れ光は0.2%であった。
[Example 8]
In Example 7, except that the upper and lower polarizing plates have an absorption axis and a slow axis other than the upper side (0 °, 0 °, 0 °) and the lower side (90 °, 90 °, 90 °). In the case of the same configuration, the leakage light in observation from the left direction of 60 ° was 0.2%.

[例9]
例8において、上側偏光板の透明保護膜と液晶セルとの間に配置した光学異方性層を、円盤状化合物から形成された層から、ポリオレフィン系の延伸フィルム(例えばアートン)(厚さ80μm、リターデーション70nm)に替え、他の構成を同じにした。左方向60°からの観察にての漏れ光は0.3%であった。
[Example 9]
In Example 8, the optically anisotropic layer disposed between the transparent protective film of the upper polarizing plate and the liquid crystal cell was changed from a layer formed from a discotic compound to a polyolefin-based stretched film (for example, Arton) (thickness 80 μm). In this case, the other configuration is the same. Leakage light in observation from the left direction of 60 ° was 0.3%.

[例10]
例8において、光学異方性層を配置しなかった。左方向60°からの観察にての漏れ光は0.5%であった。
[Example 10]
In Example 8, no optically anisotropic layer was placed. Leakage light in observation from the left direction of 60 ° was 0.5%.

[例11]
図2に示す構成の液晶表示装置を作製した。即ち、観察方向(上)から、保護膜(不図示)と、上側偏光膜1と、保護膜3とからなる上側偏光板1A、液晶セル(上基板5、液晶層7、下基板8)、及び、光学補償層10と、保護膜12と、下側偏光膜14と、保護膜(不図示)とからなる下側偏光板14Aを積層し、下側偏光板14Aのさらに下側には冷陰極蛍光灯を用いたバックライト(不図示)を配置した。
[Example 11]
A liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 2 was produced. That is, from the observation direction (above), a protective film (not shown), an upper polarizing plate 1A comprising an upper polarizing film 1 and a protective film 3, a liquid crystal cell (upper substrate 5, liquid crystal layer 7, lower substrate 8), In addition, a lower polarizing plate 14A composed of the optical compensation layer 10, the protective film 12, the lower polarizing film 14, and a protective film (not shown) is laminated, and the lower polarizing plate 14A is further cooled on the lower side. A backlight (not shown) using a cathode fluorescent lamp was arranged.

以下に、用いた部材それぞれの作製方法を説明する。
(IPSモード液晶セルの作製)
図3に液晶表示装置の断面図を示す。透明な一対の基板の一方8、前記基板の内側にITOからなる(クロムやアルミニウムなどの金属でもよい)線状の電極が形成され、その上に配向制御膜(不図示)が形成されている。基板間に挟持されている棒状の液晶性分子7は、電界無印加時には線状電極の長手方向に対して若干の角度を持つように配向されている。なお、この場合の液晶の誘電異方性は正を想定している。電界を印加するとその電界方向に液晶性分子7は向きを変える。そして、上記構成の上側偏光板1A、及び下側偏光版14Aを所定角度に配置した。なお、基板8の表面に対する電界方向のなす角は平行電界とした。ここで、平行電界とは、基板の表面に対する電界方向のなす角が20度以下、より好ましくは10度以下、さらに好ましくは平行であることをいう。また、電極を上下基板に分けて形成しても、一方の基板にのみ電極を形成してもその効果は変わらない。
Below, the manufacturing method of each used member is demonstrated.
(Production of IPS mode liquid crystal cell)
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the liquid crystal display device. One of a pair of transparent substrates 8, a linear electrode made of ITO (or metal such as chromium or aluminum) is formed inside the substrate, and an alignment control film (not shown) is formed thereon. . The rod-like liquid crystal molecules 7 sandwiched between the substrates are aligned so as to have a slight angle with respect to the longitudinal direction of the linear electrode when no electric field is applied. In this case, the dielectric anisotropy of the liquid crystal is assumed to be positive. When an electric field is applied, the liquid crystal molecules 7 change the direction in the direction of the electric field. Then, the upper polarizing plate 1A and the lower polarizing plate 14A configured as described above were arranged at a predetermined angle. The angle formed by the electric field direction with respect to the surface of the substrate 8 was a parallel electric field. Here, the parallel electric field means that the angle formed by the electric field direction with respect to the surface of the substrate is 20 degrees or less, more preferably 10 degrees or less, and still more preferably parallel. Moreover, even if the electrodes are formed separately on the upper and lower substrates or the electrodes are formed only on one substrate, the effect does not change.

液晶材料は、誘電率異方性△εが正でその値が13.2であり、屈折率異方性△nが0.085(589nm、20度)のネマチック液晶を用いた(メルク社製、MLC9100−100)。液晶層の厚み(ギャップ)は、3.5μmとした。   The liquid crystal material used was a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δε and a value of 13.2, and a refractive index anisotropy Δn of 0.085 (589 nm, 20 degrees) (Merck). , MLC 9100-100). The thickness (gap) of the liquid crystal layer was 3.5 μm.

(偏光板の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、下記の組成を有するセルロースアセテート溶液を調製した。
(Preparation of polarizing plate)
The following composition was put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve each component to prepare a cellulose acetate solution having the following composition.

セルロースアセテート溶液の組成
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
Composition of cellulose acetate solution Cellulose acetate having an acetylation degree of 60.9% 100 parts by mass Triphenyl phosphate (plasticizer) 7.8 parts by mass biphenyl diphenyl phosphate (plasticizer) 3.9 parts by mass methylene chloride (first solvent) 300 Part by mass Methanol (second solvent) 54 parts by mass 1-butanol (third solvent) 11 parts by mass

別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド80質量部及びメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。そして、得られたレターデーション上昇剤溶液を、セルロースアセテート溶液487質量部に7質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。   In another mixing tank, 16 parts by mass of the following retardation increasing agent, 80 parts by mass of methylene chloride and 20 parts by mass of methanol were added and stirred while heating to prepare a retardation increasing agent solution. Then, 7 parts by mass of the obtained retardation increasing agent solution was mixed with 487 parts by mass of the cellulose acetate solution and sufficiently stirred to prepare a dope.

レターデーション上昇剤

Figure 0004675597
Retardation raising agent
Figure 0004675597

得られたドープを、バンド流延機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、60℃の温風で1分間乾燥し、フィルムをバンドから剥ぎ取った。次に、フィルムを140℃の乾燥風で10分間乾燥し、厚さ100μmのセルロースアセテートフィルムを作製した。   The obtained dope was cast using a band casting machine. After the film surface temperature on the band reached 40 ° C., the film was dried with warm air of 60 ° C. for 1 minute, and the film was peeled off from the band. Next, the film was dried with a drying air at 140 ° C. for 10 minutes to produce a cellulose acetate film having a thickness of 100 μm.

このセルロースアセテートフィルムの光学特性は自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて測定した。その結果、Re=10(nm)、Rth=102(nm)であった。   The optical properties of the cellulose acetate film were measured using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH, manufactured by Oji Scientific Instruments). As a result, Re = 10 (nm) and Rth = 102 (nm).

(光学補償層の作製)
上記セルロースアセテートフィルムの表面をケン化し、その上に下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで20ml/m2となるように塗布した。その後、60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒、乾燥した。次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施した。
(Preparation of optical compensation layer)
The surface of the cellulose acetate film was saponified, and an alignment film coating solution having the following composition was coated thereon with a wire bar coater so as to be 20 ml / m 2 . Then, it dried for 60 seconds with 60 degreeC warm air, and also for 120 seconds with 100 degreeC warm air. Next, the formed film was rubbed in a direction parallel to the slow axis direction of the film.

配向膜塗布液の組成
下記の変性ポリビニルアルコール 15質量部
水 334質量部
メタノール 100質量部
グルタルアルデヒド 1質量部
パラトルエンスルホン酸 0.3質量部
Composition of alignment film coating solution Modified polyvinyl alcohol 15 parts by weight Water 334 parts by weight Methanol 100 parts by weight Glutaraldehyde 1 part by weight Paratoluenesulfonic acid 0.3 parts by weight

Figure 0004675597
Figure 0004675597

下記のディスコティック液晶性化合物0.9g、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)0.2g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)0.06g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02g、下記の空気界面側垂直配向剤0.01gを、3.9gのメチルエチルケトンに溶解した。この溶液を、上記配向膜上に#3.4のワイヤーバーで塗布した。さらに、これに、金属の枠に貼り付けて125℃の恒温槽中で3分間加熱し、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。次に、100℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、30秒間UV照射し、ディスコティック液晶性化合物を架橋した。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学補償層を製作した。   0.9 g of the following discotic liquid crystalline compound, 0.2 g of ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy) 0 0.06 g, 0.02 g of sensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and 0.01 g of the air interface side vertical alignment agent described below were dissolved in 3.9 g of methyl ethyl ketone. This solution was applied onto the alignment film with a # 3.4 wire bar. Furthermore, it was affixed to a metal frame and heated in a thermostatic bath at 125 ° C. for 3 minutes to align the discotic liquid crystalline compound. Next, UV irradiation was performed for 30 seconds using a 120 W / cm high-pressure mercury lamp at 100 ° C. to crosslink the discotic liquid crystalline compound. Then, it stood to cool to room temperature. In this way, an optical compensation layer was manufactured.

Figure 0004675597
Figure 0004675597

Figure 0004675597
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自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、光学補償層のReの光入射角度依存性を測定し、予め測定したセルロースアセテートフィルムの寄与分を差し引くことによって、ディスコティック液晶層のみの光学特性を算出したところ、Reが50nm、Rthが−25nm、液晶の平均傾斜角が89.9度であり、ディスコティック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることが確認できた。なお遅相軸の方向は配向膜のラビング方向(配向制御方向)と平行であった。   Using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH, manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.), measure the light incident angle dependency of Re of the optical compensation layer, and subtract the contribution of the cellulose acetate film measured in advance. Thus, the optical characteristics of the discotic liquid crystal layer alone were calculated. As a result, Re was 50 nm, Rth was −25 nm, the average tilt angle of the liquid crystal was 89.9 degrees, and the discotic liquid crystal was aligned perpendicular to the film surface. It was confirmed that The slow axis direction was parallel to the rubbing direction (alignment control direction) of the alignment film.

延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した光学補償層を、セルロースアセテートフィルムが偏光膜側となるように偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と光学補償層の遅相軸とは平行になるように配置した。市販のセルロースアセテートフィルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付けた。この様にして、下側偏光板14Aを作製した。これを、前記で作製したIPSモード液晶セルの一方に、光学補償層の遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように、且つディスコティック液晶塗布面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、IPSモード液晶セルのもう一方の上側に市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)を、上側偏光板1Aとしてクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。この偏光板の一対の保護膜のReは3nm、Rthが38nmであった。   A polarizing film was produced by adsorbing iodine to a stretched polyvinyl alcohol film. Using the polyvinyl alcohol-based adhesive, the produced optical compensation layer was attached to one side of the polarizing film so that the cellulose acetate film was on the polarizing film side. The transmission axis of the polarizing film and the slow axis of the optical compensation layer were arranged in parallel. A commercially available cellulose acetate film (Fujitac TD80UF, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) was subjected to saponification treatment and attached to the opposite side of the polarizing film using a polyvinyl alcohol adhesive. In this way, a lower polarizing plate 14A was produced. This is pasted on one of the IPS mode liquid crystal cells produced above so that the slow axis of the optical compensation layer is parallel to the rubbing direction of the liquid crystal cell and the discotic liquid crystal application surface side is the liquid crystal cell side. I attached. Subsequently, a commercially available polarizing plate (HLC2-5618, manufactured by Sanlitz Co., Ltd.) was attached to the other upper side of the IPS mode liquid crystal cell as an upper polarizing plate 1A in a crossed Nicol arrangement, to produce a liquid crystal display device. The pair of protective films of this polarizing plate had Re of 3 nm and Rth of 38 nm.

また上側偏光板、偏光膜吸収軸の軸角度を表示装置水平方向を基準にして、0度とし、上側保護膜の遅相軸を0度、液晶セル上基板の配向制御方向(ラビング方向)を90度とし、同様に下側偏光板の軸角度を90度、下側光学補償層の配向制御方向を90度、液晶セル下基板の配向制御方向(ラビング方向)を270度、下側保護膜の遅相軸を90度、下偏光膜吸収軸を90度とした。   In addition, the axis angle of the upper polarizing plate and the polarizing film absorption axis is set to 0 degree with respect to the horizontal direction of the display device, the slow axis of the upper protective film is set to 0 degree, and the alignment control direction (rubbing direction) of the substrate on the liquid crystal cell is set. Similarly, the lower polarizing plate has an axial angle of 90 degrees, the lower optical compensation layer has an orientation control direction of 90 degrees, the orientation control direction (rubbing direction) of the lower substrate of the liquid crystal cell is 270 degrees, and the lower protective film The slow axis was 90 degrees and the lower polarizing film absorption axis was 90 degrees.

(作製した液晶表示装置の漏れ光の測定)
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。測定機は(輝度計BM−5、トプコン社製)を用い、光源輝度と漏れ光輝度の比を透過率とした。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.28%であった。また下側から観察しても同様の漏れ光透過率であった。即ち、この構成を液晶セルを中心として上側と下側を入替ても同様の効果が得られた。
(Measurement of leakage light of the manufactured liquid crystal display device)
The leakage light of the liquid crystal display device thus manufactured was measured. The measuring device (luminance meter BM-5, manufactured by Topcon Corporation) was used, and the ratio of the light source luminance to the leakage light luminance was defined as the transmittance. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.28%. Moreover, even if it observed from the lower side, it was the same leak light transmittance. That is, the same effect can be obtained even when the upper side and the lower side are interchanged with the liquid crystal cell as the center.

[例12]
実施例1で作製した液晶表示装置において、下側保護膜の遅相軸を、表示装置の水平方向の基準として0度とした。他の構成は実施例1と同じにした。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.35%であった。
[Example 12]
In the liquid crystal display device manufactured in Example 1, the slow axis of the lower protective film was set to 0 degree as the horizontal reference of the display device. Other configurations were the same as those in Example 1. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.35%.

[例13]
前記作製したIPSモード液晶セル1の両側に市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)を、クロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。光学補償層は用いなかった。上記液晶表示装置では、実施例1と同様に、上側の偏光板の透過軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように偏光板を貼り付けた。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.72%であった。
[Example 13]
A commercially available polarizing plate (HLC2-5618, manufactured by Sanritz Co., Ltd.) was attached to both sides of the produced IPS mode liquid crystal cell 1 in a crossed Nicol arrangement to produce a liquid crystal display device. An optical compensation layer was not used. In the liquid crystal display device, as in Example 1, the polarizing plate was attached so that the transmission axis of the upper polarizing plate was parallel to the rubbing direction of the liquid crystal cell. The leakage light of the liquid crystal display device thus manufactured was measured. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.72%.

[例14]
例13の構成で,かつ上側偏光板に例11で使用した保護膜兼支持体にTD80(Reは3nm、Rthが38nm)を用い,さらに例11と同じ製法で光学補償層を支持体遅相軸と平行方向にラビング処理により形成した。作製した光学補償層付保護膜を前記上側偏光板の液晶セル側保護膜に互いの遅相軸が概略垂直になるように,粘着剤で貼合した。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.35%であった。
[Example 14]
TD80 (Re is 3 nm, Rth is 38 nm) is used as the protective film and support used in Example 11 for the upper polarizing plate in the configuration of Example 13, and the optical compensation layer is further supported by the same production method as Example 11 It was formed by rubbing in a direction parallel to the axis. The produced protective film with an optical compensation layer was bonded to the liquid crystal cell-side protective film of the upper polarizing plate with an adhesive so that the slow axes of the protective films were substantially perpendicular to each other. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.35%.

[例15]
例11で作製した液晶表示装置において、例11と同じディスコティック液晶性化合物の配向制御方向を90度とし、他の構成は実施例1と同じにした。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.75%であった。
[Example 15]
In the liquid crystal display device manufactured in Example 11, the orientation control direction of the same discotic liquid crystalline compound as in Example 11 was set to 90 degrees, and other configurations were the same as those in Example 1. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.75%.

[例16]
例11で作製した液晶表示装置において、上偏光板の液晶セル側の保護膜を下偏光板の保護膜、Re値は10nm、Rth値は102nmと同じものを使用した。に設定し、かつ光学補償層は配置しなかった。左斜め方向70度から観察した際の漏れ光は0.6%であった。
[Example 16]
In the liquid crystal display device fabricated in Example 11, the protective film on the liquid crystal cell side of the upper polarizing plate was the protective film of the lower polarizing plate, the same Re value was 10 nm, and the Rth value was 102 nm. And no optical compensation layer was disposed. The leakage light when observed from the left diagonal direction of 70 degrees was 0.6%.

Figure 0004675597
Figure 0004675597

本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す概略模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. 参考例の液晶表示装置概略模式図である。It is a schematic diagram of the liquid crystal display device of a reference example . 参考例のIPSモードの液晶表示装置の構成を示す概略模式図である。 It is a schematic diagram which shows the structure of the liquid crystal display device of the IPS mode of a reference example .

符号の説明Explanation of symbols

1 上側偏光膜
1A 上側偏光板
2 上側偏光膜の吸収軸
3、3a 上側保護膜
4 上側保護膜の遅相軸
5 液晶セル上側基板
6 上側基板液晶配向用ラビング方向
7 液晶性分子
8 液晶セル下側基板
9 下側基板液晶配向用ラビング方向
10 光学補償層
11 光学補償層の配向制御方向
12、12a 下側保護膜
13 下側保護膜の遅相軸
14 下側偏光膜
14A 下側偏光板
15 下側偏光膜の吸収軸
16 線状電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper polarizing film 1A Upper polarizing plate 2 Absorption axis 3 of upper polarizing film, 3a Upper protective film 4 Slow axis 5 of upper protective film Liquid crystal cell upper substrate 6 Upper substrate Liquid crystal alignment rubbing direction 7 Liquid crystalline molecule 8 Liquid crystal cell lower Side substrate 9 Lower substrate Liquid crystal alignment rubbing direction 10 Optical compensation layer 11 Optical compensation layer orientation control direction 12, 12a Lower protective film 13 Slow axis 14 of lower protective film Lower polarizing film 14A Lower polarizing film 15 Absorption axis 16 of lower polarizing film Linear electrode

Claims (5)

少なくとも一方に電極を有する対向配置された一対の基板と、該基板間に挟持される液晶層と、該液晶層の外側に配置された第一及び第二の偏光板とを有するVAモード液晶表示装置であって、
上記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dが0.1〜1.0μmであり、
前記第一及び第二の偏光板がそれぞれ偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とを有し、
前記一対の保護膜の少なくとも一方が、膜面の平均屈折率が最大となる方向と実質的に一致する遅相軸を有し、且つ前記液晶層に近い側の保護膜の遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とが20°〜70°で交差し、
前記一対の保護膜のうち液晶層に近い側に配置される保護膜が、厚さd1(nm)であり、それぞれ互いに直交するx、yおよびz軸方向に3つの平均屈折率nx、nyおよびnzを有し、前記液晶層の表面に平行な面内の主平均屈折をnxおよびny(但し、ny<nx)、前記液晶層の厚み方向の主平均屈折率をnzとした場合、可視光領域の任意の波長λにおいて、
nm≦{(nx−ny)×d1}≦50nm、および
50nm≦[{(nx+ny)/2−nz}×d1]≦300nm
の関係を満足するVAモード液晶表示装置。
VA mode liquid crystal display having a pair of opposed substrates having electrodes on at least one side, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and first and second polarizing plates arranged outside the liquid crystal layer A device,
The product Δn · d of the thickness d (μm) of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn is 0.1 to 1.0 μm,
Each of the first and second polarizing plates has a polarizing film and a pair of protective films sandwiching the polarizing film,
At least one of the pair of protective films has a slow axis substantially coinciding with the direction in which the average refractive index of the film surface is maximized, and the slow axis of the protective film on the side close to the liquid crystal layer and the The absorption axis of the polarizing film intersects at 20 ° to 70 °,
The protective film disposed on the side close to the liquid crystal layer of the pair of protective films has a thickness d 1 (nm), and has three average refractive indexes nx, ny in the x, y, and z axis directions orthogonal to each other. And nz, the main average refraction in a plane parallel to the surface of the liquid crystal layer is nx and ny (where ny <nx), and the main average refractive index in the thickness direction of the liquid crystal layer is nz. At an arbitrary wavelength λ in the optical region,
- 5 nm ≦ {(nx- ny) × d 1} ≦ 50nm, and 50nm ≦ [{(nx + ny ) / 2-nz} × d 1] ≦ 300nm
VA mode liquid crystal display device that satisfies the above relationship.
前記液晶層がネマチック液晶材料を含み、黒表示時に該ネマチック液晶材料の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して垂直±5°に配向する請求項1に記載のVAモード液晶表示装置。 2. The VA mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer includes a nematic liquid crystal material, and liquid crystal molecules of the nematic liquid crystal material are aligned at ± 5 ° perpendicular to the surfaces of the pair of substrates during black display. 前記第1及び第2の偏光板の液晶層に近い側に配置される保護膜の{(nx−ny)×d 1 }の値が2〜30nmである請求項1又は2に記載のVAモード液晶表示装置。 3. The VA mode according to claim 1, wherein a value of {(nx−ny) × d 1 } of the protective film disposed on the side closer to the liquid crystal layer of the first and second polarizing plates is 2 to 30 nm. Liquid crystal display device. 前記液晶層に近い側の保護膜の遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とが40°〜50°で交差している請求項1〜3のいずれか1項に記載のVAモード液晶表示装置。 4. The VA mode liquid crystal display device according to claim 1, wherein the slow axis of the protective film close to the liquid crystal layer and the absorption axis of the polarizing film intersect at 40 ° to 50 °. 5. . 前記第1及び第2の偏光板の少なくとも一方の液晶層に近い側の保護膜と、液晶層との間に、ny=nz且つnx>nyである位相差板を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のVAモード液晶表示装置。 The phase difference plate of ny = nz and nx> ny is provided between the protective film on the side close to at least one liquid crystal layer of the first and second polarizing plates and the liquid crystal layer. The VA mode liquid crystal display device according to any one of the above.
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