CN108027535A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，从视觉辨认侧起依次具有：第一偏振片、光学各向异性体(B)、光学各向异性体(A)、水平取向模式的液晶单元、以及具有与第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直的偏振光透射轴的第二偏振片，其中，光学各向异性体(A)由固有双折射值为负的材料构成，光学各向异性体(B)由固有双折射值为正的材料构成，光学各向异性体(A)的面内的慢轴与光学各向异性体(B)的面内的慢轴大致平行，光学各向异性体(B)的面内的慢轴与第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直，光学各向异性体(A)和光学各向异性体(B)的延迟处于规定的范围。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
在共面转换模式(IPS)等水平取向模式的液晶单元中，液晶分子相对于该液晶单元的基板表面平行地取向，视角特性等特性优异。因此，近年来，对具有这种水平取向模式的液晶单元的液晶显示装置进行了各种研究(参照专利文献1～6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4938632号公报；
专利文献2：日本特开2007-298960号公报；
专利文献3：日本特开2014-13414号公报；
专利文献4：日本专利第4882223号公报；
专利文献5：日本特开2010-217870号公报；
专利文献6：日本特表2012-514222号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在液晶显示装置中，从提高画质的观点出发，优选降低将光的透射阻挡后的黑显示时的亮度。以下，有时酌情将黑显示时的亮度称为“黑亮度”。然而，在具有水平取向模式的液晶单元的液晶显示装置中，有时即使从正面方向观察到的黑亮度低，但从倾斜方向观察到的黑亮度高。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够降低在黑显示时从倾斜方向观察到的亮度的、具有水平取向模式的液晶单元的液晶显示装置。
用于解决课题的方案
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过在具有水平取向模式的液晶单元的液晶显示装置的视觉辨认侧偏振片和液晶单元之间设置规定的光学各向异性体(A)和光学各向异性体(B)，从而能够降低在黑显示时从倾斜方向观察到的亮度，由此完成了本发明。
即，本发明如下所述。
[1]一种液晶显示装置，其从视觉辨认侧起依次具有：第一偏振片、光学各向异性体(B)、光学各向异性体(A)、水平取向模式的液晶单元、以及具有与所述第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直的偏振光透射轴的第二偏振片，其中，
所述光学各向异性体(A)由固有双折射值为负的材料构成，
所述光学各向异性体(B)由固有双折射值为正的材料构成，
所述光学各向异性体(A)的面内的慢轴与所述光学各向异性体(B)的面内的慢轴大致平行，
所述光学各向异性体(B)的面内的慢轴与所述第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直，
所述光学各向异性体(A)的波长为550nm时的面内延迟Re(A550)为10nm以上且50nm以下，
所述光学各向异性体(A)的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(A550)为-70nm以上且-10nm以下，
所述光学各向异性体(B)的波长为550nm时的面内延迟Re(B550)为200nm以上且500nm以下，
所述光学各向异性体(B)的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(B550)为100nm以上且250nm以下。
[2]根据[1]所述的液晶显示装置，其中，所述光学各向异性体(A)的波长为450nm时的面内延迟Re(A450)、波长为550nm时的面内延迟Re(A550)、以及波长为650nm时的面内延迟Re(A650)满足：
0.80≤Re(A450)/Re(A550)≤1.09、以及
0.97≤Re(A650)/Re(A550)≤1.20。
所述光学各向异性体(B)的波长为450nm时的面内延迟Re(B450)、波长为550nm时的面内延迟Re(B550)、以及波长为650nm时的面内延迟Re(B650)满足：
0.97≤Re(B450)/Re(B550)≤1.09、以及
0.97≤Re(B650)/Re(B550)≤1.03。
[3]根据[1]或[2]所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置依次具有：所述第一偏振片、所述光学各向异性体(B)、所述光学各向异性体(A)、所述液晶单元、所述第二偏振片以及背光单元，
以将点亮所述背光单元单体并从正面方向进行观察的情况下的亮度设为100.0的相对亮度来计算，从极角60°且相对于所述第一偏振片的偏振光透射轴的方位角45°的方向观察到的所述液晶显示装置的黑亮度为1.4以下。
发明效果
根据本发明，能够提供可降低在黑显示时从倾斜方向观察到的亮度的、具有水平取向模式的液晶单元的液晶显示装置。
附图说明
图1是示意地示出本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置的立体图。
图2是示意地示出将本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置分解的分解立体图。
图3是示出本发明的实施例1的通过模拟(simulation)而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图4是示出本发明的实施例2的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图5是示出本发明的实施例3的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图6是示出本发明的实施例4的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图7是示出本发明的实施例5的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图8是示出本发明的实施例6的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图9是示出比较例1的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图10是示出比较例2的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图11是示出比较例3的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
图12是示出比较例4的通过模拟而计算出的液晶显示装置的黑显示时的亮度的等高线图。
具体实施方式
以下，示出实施方式和例示物而对本发明进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下所示的实施方式和例示物，能够在不脱离本发明的专利请求的范围及与其等同范围的范围内任意地进行改变。
膜的面内延迟只要没有另外说明，则为由(nx-ny)×d表示的值。此外，膜的厚度方向的延迟只要没有另外说明，则为由{(nx+ny)/2-nz}×d表示的值。进而，膜的NZ系数只要没有另外说明，则为由(nx-nz)/(nx-ny)表示的值。在此，nx表示作为膜的与厚度方向垂直的方向(面内方向)上的、赋予最大的折射率的方向的折射率。ny表示膜的上述面内方向的、与nx的方向垂直的方向的折射率。nz表示膜的厚度方向的折射率。d表示膜的膜厚。只要没有另外说明，上述延迟的测定波长为550nm。上述延迟能够使用市售的相位差测定装置(例如，偏振计(Axiometric公司制“Axoscan”)、王子计测机器公司制“KOBRA-21ADH”、PhotonicLattice公司制“WPA-micro”)或使用色那蒙法(Senarmont)进行测定。
以下的说明中，只要没有另外说明，固有双折射值为正的材料是指拉伸方向的折射率大于与其正交的方向的折射率的材料。此外，只要没有另外说明，固有双折射值为负的材料是指拉伸方向的折射率小于与其正交的方向的折射率的材料。材料的固有双折射值能够根据介电常数分布来计算。
以下的说明中，“(甲基)丙烯酸酯”包含“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”这两者，“(甲基)丙烯腈”包含“丙烯腈”和“甲基丙烯腈”这两者。
以下的说明中，只要没有另外说明，液晶显示装置的正面方向是指该液晶显示装置的显示面的法线方向的意思，具体而言是指上述显示面的极角0°且方位角0°的方向。
以下的说明中，只要没有另外说明，液晶显示装置的倾斜方向是指与该液晶显示装置的显示面既不平行也不垂直的方向的意思，具体而言是指上述显示面的极角大于0°且小于90°的范围的方向。
以下的说明中，“长条”的膜是指具有相对于宽度为5倍以上的长度的膜，优选具有10倍或其以上的长度，具体而言是指具有收卷成辊状进行保管或搬运的程度的长度的膜。
以下的说明中，只要没有另外说明，“偏振片”不仅包含坚硬的部件，而且也包含例如树脂制的膜这样地具有可挠性的部件。
以下的说明中，只要没有另外说明，2个光学部件的光学轴(偏振光透射轴、偏振吸收轴和慢轴等)所成的角度表示从其厚度方向观察上述光学部件时的角度。
以下的说明中，膜的慢轴只要没有另外说明，则表示该膜的面内的慢轴。
[1.液晶显示装置的实施方式]
图1是示意地示出本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置100的立体图。此外，图2是示意地示出将本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置100分解的分解立体图。
如图1和图2所示，本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置100从视觉辨认侧起依次具有：作为第一偏振片的视觉辨认侧偏振片110、光学各向异性体(B)120、光学各向异性体(A)130、液晶单元140、作为第二偏振片的光源侧偏振片150和作为光源的背光单元160。在这种液晶显示装置100中，背光单元160发出的光通过透射光源侧偏振片150而成为直线偏振光，该直线偏振光依次透射液晶单元140、光学各向异性体(A)130、光学各向异性体(B)120和视觉辨认侧偏振片110，由此在视觉辨认侧偏振片110的位于视觉辨认侧的显示面显示图像。在此，视觉辨认侧是指靠近观察液晶显示装置100的观察者的一侧，通常是指靠近液晶显示装置100的显示面的一侧。此外，在图1中，箭头AN表示显示面的法线方向，箭头AC表示显示面的倾斜方向。
[1.1.第一偏振片110]
如图2所示，视觉辨认侧偏振片110是具有偏振光透射轴A110的偏振片。该视觉辨认侧偏振片110具有能够使具有与偏振光透射轴A110平行的振动方向的直线偏振光透射并吸收除此之外的偏振光的功能。在此，直线偏振光的振动方向是指直线偏振光的电场的振动方向。
[1.2.光学各向异性体(B)120]
光学各向异性体(B)120是由固有双折射值为正的材料构成的部件。通过使用由固有双折射值为正的材料构成的部件作为光学各向异性体(B)120，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。作为该光学各向异性体(B)120，通常使用膜。
光学各向异性体(B)120是具有光学各向异性的部件，在其面内具有慢轴A120。光学各向异性体(B)120的慢轴A120与视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110大致垂直。在此，视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110与光学各向异性体(B)120的慢轴A120大致垂直是指，偏振光透射轴A110与慢轴A120所成的角通常为85°以上，优选为88°以上，更优选为89°以上，并且通常为95°以下，优选为92°以下，更优选为91°以下。通过使光学各向异性体(B)120的慢轴A120与视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110大致垂直，从而在从正面观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(B)120的波长为550nm时的面内延迟Re(B550)通常为200nm以上，优选为250nm以上，更优选为300nm以上，并且通常为500nm以下，优选为450nm以下，更优选为400nm以下。通过将光学各向异性体(B)120的面内延迟Re(B550)控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(B)120的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(B550)通常为100nm以上，优选为125nm以上，更优选为150nm以上，并且通常为250nm以下，优选为225nm以下，更优选为200nm以下。通过将光学各向异性体(B)120的厚度方向的延迟Rth(B550)控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(B)120的NZ系数优选为0.90以上，更优选为0.95以上，特别优选为0.98以上，并且优选为1.1以下，更优选为1.05以下，特别优选为1.02以下。通过将光学各向异性体(B)120的NZ系数控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够有效地降低黑亮度。
优选光学各向异性体(B)120具有面内延迟的值不会由于测定波长而产生太大差异的面内延迟。具体而言，优选光学各向异性体(B)120的波长为450nm时的面内延迟Re(B450)、光学各向异性体(B)120的波长为550nm时的面内延迟Re(B550)、以及光学各向异性体(B)120的波长为650nm时的面内延迟Re(B650)满足以下式(B-I)和(B-II)。
0.97≤Re(B450)/Re(B550)≤1.09 (B-I)
0.97≤Re(B650)/Re(B550)≤1.03 (B-II)
更具体而言，“Re(B450)/Re(B550)”优选为0.97以上，更优选为0.98以上，特别优选为0.99以上，并且优选为1.09以下，更优选为1.07以下，特别优选为1.05以下。
进而，“Re(B650)/Re(B550)”优选为0.97以上，更优选为0.98以上，特别优选为0.99以上，并且优选为1.03以下，更优选为1.02以下，特别优选为1.01以下。
通过将上述“Re(B450)/Re(B550)”和“Re(B650)/Re(B550)”控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够有效地降低黑亮度。
[1.3.光学各向异性体(A)130]
光学各向异性体(A)130是由固有双折射值为负的材料构成的部件。通过使用由固有双折射值为负的材料构成的部件作为光学各向异性体(A)130，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。作为该光学各向异性体(A)130，通常使用膜。
光学各向异性体(A)130是具有光学各向异性的部件，在其面内具有慢轴A130。光学各向异性体(A)130的慢轴A130与光学各向异性体(B)120的慢轴A120大致平行。在此，光学各向异性体(A)130的慢轴A130与光学各向异性体(B)120的慢轴A120大致平行是指，慢轴A130与慢轴A120所成的角通常为-5°以上，优选为-2°以上，更优选为-1°以上，并且通常为5°以下，优选为2°以下，更优选为1°以下。通过使光学各向异性体(A)130的慢轴A130与光学各向异性体(B)120的慢轴A120大致平行，从而在从正面观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(A)130的波长为550nm时的面内延迟Re(A550)通常为10nm以上，优选为15nm以上，更优选为20nm以上，并且通常为50nm以下，优选为45nm以下，更优选为40nm以下。通过将光学各向异性体(A)130的面内延迟Re(A550)控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(A)130的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(A550)通常为-70nm以上，优选为-65nm以上，更优选为-60nm以上，并且通常为-10nm以下，优选为-15nm以下，更优选为-20nm以下。通过将光学各向异性体(A)130的厚度方向的延迟Rth(A550)控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够降低黑亮度。
光学各向异性体(A)130的NZ系数优选为-1.10以上，更优选为-1.05以上，特别优选为-1.02以上，并且优选为-0.90以下，更优选为-0.95以下，特别优选为-0.98以下。通过将光学各向异性体(A)130的NZ系数控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够有效地降低黑亮度。
优选光学各向异性体(A)130具有面内延迟的值不会由于测定波长而产生太大差异的面内延迟。具体而言，优选光学各向异性体(A)130的波长为450nm时的面内延迟Re(A450)、光学各向异性体(A)130的波长为550nm时的面内延迟Re(A550)、以及光学各向异性体(A)130的波长为650nm时的面内延迟Re(A650)满足以下式(A-I)和(A-II)。
0.80≤Re(A450)/Re(A550)≤1.09 (A-I)
0.97≤Re(A650)/Re(A550)≤1.20 (A-II)
更具体而言，“Re(A450)/Re(A550)”优选为0.80以上，更优选为0.85以上，特别优选为0.90以上，并且优选为1.09以下，更优选为1.07以下，特别优选为1.05以下。
进而，“Re(A650)/Re(A550)”优选为0.97以上，更优选为0.98以上，特别优选为0.99以上，并且优选为1.20以下，更优选为1.15以下，特别优选为1.10以下。
通过将上述“Re(A450)/Re(A550)”和“Re(A650)/Re(A550)”控制在上述范围内，从而在从正面方向观察和从倾斜方向观察这两种情况下能够有效降低黑亮度。
[1.4.液晶单元140]
液晶单元140是包含分子的取向能够根据从未图示的电极施加的电压而变化的液晶的元件，设置成根据所施加的电压而使透射了光源侧偏振片150的直线偏振光能够旋转。这种液晶单元140通常具有一对基板和插入在这些基板之间的液晶。
作为这种液晶单元140，本实施方式所涉及的液晶显示装置100使用水平取向模式的液晶单元。通常，在水平取向模式的液晶单元140中，液晶分子一边保持与液晶单元140的基板平行，一边根据所施加的电压而产生取向的变化。作为这种水平取向模式的液晶单元140，可举出例如：共面转换(IPS)模式，边缘场转换(FFS)模式和铁电液晶(FLC)模式。
[1.5.光源侧偏振片150]
如图2所示，光源侧偏振片150是具有偏振光透射轴A150的偏振片。该该光源侧偏振片150具有以下功能：能够使具有与偏振光透射轴A150平行的振动方向的直线偏振光透射，并吸收除此之外的偏振光。
光源侧偏振片150的偏振光透射轴A150与视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110大致垂直。在此，视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110与光源侧偏振片150的偏振光透射轴A150大致垂直是指，偏振光透射轴A110与偏振光透射轴A150所成的角通常为85°以上，优选为88°以上，更优选为89°以上，并且通常为95°以下，优选为92°以下，更优选为91°以下。由于视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110与光源侧偏振片150的偏振光透射轴A150大致垂直，所以图像显示装置100能够通过液晶单元140进行光的透射和遮挡的控制。
[1.6.背光单元160]
作为背光单元160没有特别限定，可使用能够用于液晶显示装置的任意的光源。作为背光单元160的具体示例可举出：具有冷阴极管、发光二极管、有机电致发光元件等的背光单元。
[1.7.液晶显示装置100的特性]
本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置100具有上述的结构。在这种液晶显示装置100中，背光单元160发出的光通过透射光源侧偏振片150而成为直线偏振光，该直线偏振光通过透射视觉辨认侧偏振片110，从而在视觉辨认侧偏振片110的位于视觉辨认侧的显示面显示图像。此外，在黑显示时，由于透射了光源侧偏振片150的直线偏振光被具有与光源侧偏振片150的偏振光透射轴A150大致垂直的偏振光透射轴A110的上述视觉辨认侧偏振片110遮挡，所以光不再能够透射视觉辨认侧偏振片110，亮度变低。
通常，在液晶显示装置中，在从与显示面既不平行也不垂直的倾斜方向观察液晶显示装置的显示面的情况下，光源侧偏振片的偏振光透射轴与视觉辨认侧偏振片的偏振光透射轴变得不垂直。因此，在使现有的液晶显示装置成为黑显示的情况下，当从倾斜方向观察该显示面时，一部分的光透射视觉辨认侧偏振片，黑亮度变高。
与此相对，在本实施方式所涉及的液晶显示装置100中，光学各向异性体(A)130和光学各向异性体(B)120的组合发挥恰当的偏振片补偿功能。因此，在从图1中由箭头AC所示的倾斜方向观察进行黑显示的液晶显示装置100的情况下，透射了光源侧偏振片150的直线偏振光被视觉辨认侧偏振片110有效地遮挡。因此，本实施方式所涉及的液晶显示装置100能够降低在黑显示时从倾斜方向AC观察到的亮度。
例如，如图1所示，从极角θ＝60°且相对于视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110的方位角的方向观察本实施方式所涉及的液晶显示装置100的显示面的黑亮度能够处于比现有技术低的范围内。具体而言，以将点亮背光单元160单体并从正面方向进行观察的情况下的亮度设为100.0的相对亮度来计算，上述黑亮度优选为1.4以下，更优选为1.3以下，特别优选为1.2以下，理想的是1.0。
此外，本实施方式所涉及的液晶显示装置100通常在黑显示时能够降低从正面方向观察到的亮度。具体而言，以将点亮背光单元160单体并从正面方向进行观察的情况下的亮度设为100.0的相对亮度来计算，从极角θ＝0°的方向观察了液晶显示装置100的显示面的黑亮度优选为0.004以下，更优选为0.003以下，特别优选为0.002以下，理想的是0。
进而，本实施方式所涉及的液晶显示装置100通常视角特性优异。因此，观察者能够从广角度范围观看在液晶显示装置100的显示面显示的图像。
[1.8.变更例]
以上，对本发明的一个实施方式所涉及的液晶显示装置100进行了说明，但该液晶显示装置100也可以进一步变更来实施。
例如，光学各向异性体(A)130和光学各向异性体(B)120也可以根据需要使用粘合剂或粘接剂贴合在一起而制成单个的光学层叠体。进而，还可以在液晶显示装置设置具有相当于光学各向异性体(A)的层和相当于光学各向异性体(B)的层的层叠体来作为替代光学各向异性体(A)130和光学各向异性体(B)120的要素。
此外，例如液晶显示装置100可以还具有任意的结构要素，与上述的视觉辨认侧偏振片110、光学各向异性体(B)120、光学各向异性体(A)130、液晶单元140、光源侧偏振片150和背光单元160组合在一起。作为任意的结构要素可举出：反射板、漫射板、增亮膜、保护膜等。
[2.各结构要素]
接着，对上述液晶显示装置的各结构要素的优选例子进行更具体的说明。
[2.1.光学各向异性体(A)]
光学各向异性体(A)是由固有双折射值为负的材料构成的部件，通常是由固有双折射值为负的材料构成的单层结构或多层结构的膜。此外，作为固有双折射值为负的材料，通常使用固有双折射值为负的树脂，尤其优选固有双折射值为负的热塑性树脂。
固有双折射值为负的树脂通常包含固有双折射值为负的聚合物，还可以根据需要包含任意的成分。作为固有双折射值为负的聚合物可举出例如：苯乙烯或苯乙烯衍生物的均聚物、以及包含苯乙烯或苯乙烯衍生物与其它任意的单体的共聚物的芳香族乙烯聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸聚合物；聚丙烯腈等(甲基)丙烯腈聚合物；或者这些的多元共聚聚合物等。此外，作为可与苯乙烯或苯乙烯衍生物共聚的任意的单体可举出例如：丙烯腈、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、以及丁二烯。在这些中，从延迟的显现性高的观点出发，优选芳香族乙烯基聚合物。进而，这些聚合物可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
作为固有双折射值为负的树脂所能够包含的任意的成分可举出：日本特开2011-209627号公报中记载的低分子化合物；固有双折射值为负的聚合物以外的聚合物(例如，固有双折射值为正的聚合物、聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基氧化物)等)；润滑剂；层状晶体化合物；无机微粒；抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、近红外线吸收剂等稳定剂；增塑剂；染料和颜料等着色剂；防静电剂等。此外，这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。
固有双折射值为负的树脂的玻璃化转变温度TgA优选为80℃以上，更优选为90℃以上，进一步优选为100℃以上，尤其优选为110℃以上，特别优选为120℃以上。通过使固有双折射值为负的树脂的玻璃化转变温度TgA这样高，能够降低固有双折射值为负的树脂的取向缓和。此外，固有双折射值为负的树脂的玻璃化转变温度TgA的上限没有特别限制，但通常为200℃以下。
光学各向异性体(A)的制造方法没有限制。例如，在使用固有双折射值为负的树脂制造膜状的光学各向异性体(A)的情况下，可通过包含以下步骤的制造方法制造光学各向异性体(A)：第一工序，用固有双折射值为负的树脂制造拉伸前膜；第二工序，将该拉伸前膜拉伸而得到光学各向异性体(A)。
在第一工序中，通过将固有双折射值为负的树脂成型为膜状，从而得到拉伸前膜。作为成型方法，可举出例如熔融成型法、溶液浇铸法。作为熔融成型法的更具体的例子可举出：挤压成型法、压制成型法、吹胀成型法、注射成型法、吹塑成型法、以及拉伸成型法。在这些方法中，为了得到优异的机械强度和表面精度的光学各向异性体(A)，优选使用挤压成型法、吹胀成型法或压制成型法，尤其是从能够高效且简单地制造拉伸前膜的观点出发，特别优选挤压成型法。
此外，例如，在将光学各向异性体(A)制造成具有2层以上的层的多层膜的情况下，作为用于得到拉伸前膜的成型方法可举出；共挤压T型模具法、共挤压吹胀法、共挤压层压法等共挤压成型方法；干式层压法等膜层压成型方法；针对某层涂敷构成该层以外的层的树脂溶液的涂敷成型方法等。其中，从制造效率优良、使溶剂等的挥发性成分不残留在拉伸前膜的观点出发，优选共挤压成型方法。在共挤压成型法中，优选共挤压T型模具法。进而，在共挤压T型模具法中可举出：进料块(feed block)方式、多歧管(multi manifold)方式，但在能够减少层的厚度的偏差方面，进一步优选多歧管方式。
通常拉伸前膜以长条的树脂膜的方式获得。通过准备作为长条的树脂膜的拉伸前膜，能够将光学各向异性体(A)制造成长条的膜。长条的膜能够在生产线上一边沿长度方向连续输送一边实施制造工序。因此，由于在制造光学各向异性体(A)的情况下能够使各工序的一部分或全部在线上(in‐line)进行，所以能够简单且高效地进行制造。
在第一工序中准备了拉伸前膜之后，进行将该拉伸前膜拉伸的第二工序。关于第二工序中的拉伸方法，可以根据要通过拉伸显现的光学特性而任意地采用适当的拉伸方法。例如，拉伸可以进行仅在一个方向上进行拉伸处理的单轴拉伸处理，也可进行在不同的2个方向上进行拉伸处理的双轴拉伸处理。此外，在双轴拉伸处理中，可以进行在2个方向上同时进行拉伸处理的同时双轴拉伸处理，也可进行在某方向上进行了拉伸处理后在另一方向上进行拉伸处理的逐次双轴拉伸处理。进而，拉伸可以进行在拉伸前膜的长度方向上进行拉伸处理的纵向拉伸处理、在拉伸前膜的宽度方向上进行拉伸处理的横向拉伸处理、在拉伸前膜的与宽度方向既不平行也不垂直的倾斜方向上进行拉伸处理的倾斜拉伸处理中的任一个，也可以将这些组合进行。
在这些中，从使光学各向异性体(A)高效地显现所期望的延迟的观点出发，优选双轴拉伸处理，优选同时双轴拉伸处理。此外，作为在进行双轴拉伸处理的情况下的拉伸方向，通常采用相互正交的2个方向。例如，在拉伸前膜是长条的膜的情况下，可采用长度方向和宽度方向作为拉伸方向。此外，在进行逐次双轴拉伸处理的情况下，可以在朝向长度方向进行了自由端的单轴拉伸处理之后，在宽度方向上进行固定端的单轴拉伸处理。
拉伸温度和拉伸倍率只要能够得到具有所期望的光学特性的光学各向异性体(A)，则可以是任意的。如果示出具体的范围，则朝向长度方向的拉伸倍率优选为1.80倍以上，更优选为1.85倍，特别优选为1.90倍，并且优选为2.20倍以下，更优选为2.15倍以下，特别优选为2.10倍以下。此外，朝向宽度方向的拉伸倍率优选为1.10倍以上，更优选为1.15倍以上，特别优选为1.20倍以上，并且优选为1.40倍以下，更优选为1.35倍以下，特别优选为1.30倍以下。进而，拉伸温度优选为TgA-10℃以上，更优选为TgA-5℃以上，特别优选为TgA-2℃以上，并且优选为TgA+30℃以下，更优选为TgA+25℃以下，特别优选为TgA+20℃以下。
通过上述拉伸而使拉伸前膜所包含的聚合物的分子取向，显现所期望的光学特性，从而得到光学各向异性体(A)。这样得到的光学各向异性体(A)在根据需要与其它的光学部件贴合、或者切成适合设置在液晶显示装置的形状之后设置在液晶显示装置。
此外，特别是制造满足上述式(A-I)和式子(A-II)的光学各向异性体(A)的方法没有特别限制，例如在上述制造方法中可采用下述的(a-i)或(a-ii)的方法。
(a-i)作为固有双折射值为负的树脂，使用包含芳香族乙烯基聚合物和日本特开2011-209627号公报中记载的低分子化合物的树脂。在此，“日本特开2011-209627号公报中记载的低分子化合物”是指“具有长链的低分子化合物，上述长链包含具有碳-碳不饱和键的碳原子链、和与上述碳原子链的一个末端或两个末端键合的芳香族基团，在上述长链中形成有遍及上述碳原子链和芳香族基团的π电子共轭体系”。
(a-ii)将光学各向异性体(A)制成依次具有包含(甲基)丙烯酸聚合物的(甲基)丙烯酸树脂层/包含芳香族乙烯基聚合物的芳香族乙烯基树脂层/包含(甲基)丙烯酸聚合物的(甲基)丙烯酸树脂层这3层结构的膜。
光学各向异性体(A)的厚度优选为40μm以上，更优选为50μm以上，特别优选为60μm以上，并且优选为110μm以下，更优选为100μm以下，特别优选为90μm以下。通过光学各向异性体(A)的厚度为上述范围的下限值以上，能够容易显现所期望的延迟，通过其厚度为上述范围的上限值以下，能够使液晶显示装置的厚度变薄。
[光学各向异性体(B)]
光学各向异性体(B)是由固有双折射值为正的材料构成的部件，通常是由固有双折射值为正的材料构成的单层结构或多层结构的膜。此外，作为固有双折射值为正的材料，通常使用固有双折射值为正的树脂，尤其优选固有双折射值为正的热塑性树脂。
固有双折射值为正的树脂通常包含固有双折射值为正的聚合物，可根据需要进一步包含任意的成分。作为固有双折射值为正的聚合物可举出例如：聚乙烯、聚丙烯等链状烯烃聚合物；降冰片烯系聚合物等环状烯烃聚合物；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯聚合物；聚苯硫醚等聚芳硫醚聚合物；聚乙烯醇聚合物；聚碳酸酯聚合物；聚芳脂聚合物；纤维素酯聚合物；聚醚砜聚合物；聚砜聚合物；聚烯丙基砜聚合物；聚氯乙烯聚合物；棒状液晶聚合物等。在这些中，从延迟的显现性、低温下的拉伸性的观点出发，优选聚碳酸酯聚合物。这些聚合物可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比率组合使用。此外，聚合物可以是均聚物，也可以是共聚物。
作为固有双折射值为正的树脂所能够包含的任意的成分可举出：润滑剂；层状晶体化合物；无机微粒；抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、近红外线吸收剂等稳定剂；增塑剂；染料和颜料等着色剂；防静电剂等。此外，这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的比例组合使用。
固有双折射值为正的树脂的玻璃化转变温度TgB优选为80℃以上，更优选为90℃以上，进一步优选为100℃以上，尤其优选为110℃以上，特别优选为120℃以上。通过使固有双折射值为正的树脂的玻璃化转变温度TgB这样高，能够降低固有双折射值为正的树脂的取向缓和。此外，固有双折射值为正的树脂的玻璃化转变温度TgB的上限没有特别限制，但通常为200℃以下。
光学各向异性体(B)的制造方法没有限制。例如，在使用固有双折射值为正的树脂制造膜状的光学各向异性体(B)的情况下，可通过包含以下步骤的制造方法制造光学各向异性体(B)：第三工序，用固有双折射值为正的树脂制造拉伸前膜；第四工序，将该拉伸前膜拉伸而得到光学各向异性体(B)。
在第三工序中，通过将固有双折射值为正的树脂成型为膜状，从而得到拉伸前膜。作为成型方法，例如可以从在光学各向异性体(A)的制造方法中所说明的成型方法的范围中采用任意的方法。
在第三工序中准备拉伸前膜之后，进行将该拉伸前膜拉伸的第四工序。第四工序中的拉伸方法可以根据要通过拉伸显现的光学特性而任意地采用适当的拉伸方法。拉伸可以进行双轴拉伸处理，但从高效地显现所期望的光学特性的观点出发，优选进行单轴拉伸处理，更优选进行自由端单轴拉伸处理。
拉伸温度和拉伸倍率只要能够得到具有所期望的光学特性的光学各向异性体(B)，则可以是任意的。当示出具体的范围时，拉伸倍率优选为1.1倍以上，更优选为1.2倍以上，特别优选为1.3倍以上，并且优选为2.0倍以下，更优选为1.8倍以下，特别优选为1.6倍以下。此外，拉伸温度优选为TgB-10℃以上，更优选为TgB-5℃以上，特别优选为TgB-2℃以上，并且优选为TgB+30℃以下，更优选为TgB+25℃以下，特别优选为TgB+20℃以下。
通过上述拉伸使拉伸前膜所包含的聚合物的分子取向，显现所期望的光学特性，从而得到光学各向异性体(B)。
此外，在要得到面内延迟大的光学各向异性体(B)的情况下，可以将通过上述制造方法制造的多张膜贴合来制造光学各向异性体(B)。
这样得到的光学各向异性体(B)在根据需要与其它的光学部件贴合、或者切成适合设置在液晶显示装置的形状之后设置在液晶显示装置。
此外，制造尤其满足上述式(B-I)和式子(B-II)的光学各向异性体(B)的方法没有特别限制，例如在上述制造方法中能够采用下述的(b-i)或(b-ii)的方法。
(b-i)作为固有双折射值为正的树脂，使用日本专利第4726148号公报中记载的树脂。
(b-ii)作为固有双折射值为正的树脂，使用日本特开2002-221622号公报中记载的具有芴骨架的聚碳酸酯树脂。
光学各向异性体(B)的厚度优选为50μm以上，更优选为60μm以上，特别优选为70μm以上，并且优选为160μm以下，更优选为150μm以下，特别优选为140μm以下。通过光学各向异性体(B)的厚度为上述范围的下限值以上，能够容易显现所期望的延迟，通过其厚度为上述范围的上限值以下，能够使液晶显示装置的厚度变薄。
[偏振片]
偏振片通常具有起偏器，根据需要具有用于保护起偏器的保护膜。
作为起偏器，例如可使用以适当的顺序和方式对聚乙烯醇、部分甲缩醛化聚乙烯醇等适当的乙烯醇聚合物的膜实施了适当的处理的起偏器，上述处理是利用碘和双色性染料等双色性物质进行的染色处理、拉伸处理、交联处理等。通常，在用于制造起偏器的拉伸处理中，由于将拉伸前的长条的膜沿长度方向拉伸，所以在得到的起偏器中可以显现出与该起偏器的长度方向平行的偏振光吸收轴。该起偏器可吸收具有与偏振光吸收轴平行的振动方向的直线偏振光，特别优选偏振度优异的起偏器。起偏器的厚度通常为5μm～80μm，但并不限定于此。
作为用于保护起偏器的保护膜，可使用任意的透明膜。其中，优选透明性、机械强度、热稳定性、防水性等优异的树脂的膜。作为这样的树脂可举出：三乙酰纤维素等醋酸酯树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、链状烯烃树脂、环状烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂等。
[液晶单元]
作为水平取向模式的液晶单元的例子，如上所述可举出IPS模式、FFS模式和FLC模式。作为这种驱动模式所使用的液晶的例子，可举出向列型液晶、近晶型液晶。通常，在IPS模式和FFS模式中使用向列型液晶，在FLC模式中使用近晶型液晶。
IPS模式是利用电压控制双折射(ECB：Electrically ControlledBirefringnence)效应，使在不存在电场的状态下均匀取向的液晶分子在与基板平行的电场(也称为横向电场)中响应。上述与基板平行的电场可由例如使用金属形成的对置电极和像素电极产生。更具体而言，例如在常黑模式下，当使未施加电场时的液晶单元的取向方向与一侧的起偏器的偏振光吸收轴一致地，正交配置上下的偏振片时，在没有电场的状态下会成为黑显示。当有电场时，通过液晶分子在与基板保持平行的同时进行旋转动作，能够得到与旋转角对应的透射率(参照Techno Times公司出版“月刊display7月号”p.83～p.88(1997年版)、以及日本液晶学会出版“液晶vol.2No.4”p.303～p.316(1998年版)。)。此外，IPS模式包含采用了V字型电极或Z字型电极等的超共面转换(S-IPS：Super in-planeswitching)模式以及高级超共面转换(AS-IPS：Advanced Super in-plane switching)模式。
FFS模式是利用电压控制双折射效应，使在不存在电场的状态下取向为均匀分子排列的液晶分子在与基板平行的电场(也称为横向电场)中响应。上述与基板平行的电场可由例如使用透明导体形成的对置电极和像素电极产生。FFS模式的横向电场也称为边缘电场。通过将由透明导体形成的对置电极和像素电极的间隔设定得比单元间隙窄，能够产生上述边缘电场。更具体而言，例如在常黑模式下，当使未施加电场时的液晶单元的取向方向与一侧的起偏器的偏振光吸收轴一致地，正交配置上下的偏振片时，在没有电场的状态下会成为黑显示。当有电场时，通过液晶分子在与基板保持平行的同时进行旋转动作，能够得到与旋转角对应的透射率(参照SID(Society for Information Display)2001Digest，p.484-p.487、以及日本特开2002-031812号公报。)。此外，FFS模式包含采用了V字型电极或Z字型电极等的高级边缘场转换(A-FFS：Advanced Fringe Field Switching)模式以及超边缘场转换(U-FFS：Ultra Fringe Field Switching)模式。
FLC模式利用以下性质：例如在将铁电性的手征性近晶液晶封入厚度1μm～2μm左右的电极基板之间的情况下，示出2个稳定的分子取向状态。更具体而言，通过施加电压使上述强电感性手性近晶液晶分子在与基板平行的面内旋转地响应。该FLC模式能够以与上述IPS模式和FFS模式相同的原理得到黑白显示。进而，FLC模式与其他的驱动模式相比，响应速度快。此外，FLC模式包含表面稳定化(SS-FLC)模式、反铁电性(AFLC)模式、高分子稳定化(PS-FLC)模式、以及V字特性(V-FLC)模式。
实施例
以下，示出实施例对本发明具体进行说明。但是，本发明并不限定于以下所示的实施例，能够在不超出本发明的专利请求的范围及与其等同的范围的范围内任意地变更来实施。
以下说明的操作只要没有另外说明，就在常温常压大气中的条件下进行。
[1.通过模拟进行的实施例和比较例]
[实施例1]
使用液晶显示装置用模拟器(Shintech公司制，“LCD Master”)，设定了如图1和图2所示的液晶显示装置100。该液晶显示装置100依次具有视觉辨认侧偏振片110、光学各向异性体(B)120、光学各向异性体(A)130、液晶单元140、光源侧偏振片150及背光单元160。使视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110与光源侧偏振片150的偏振光透射轴A150成为垂直。此外，使视觉辨认侧偏振片110的偏振光透射轴A110与光学各向异性体(B)120的面内的慢轴A120成为垂直。进而，使光学各向异性体(B)120的面内的慢轴A120与光学各向异性体(A)130的面内的慢轴A130成为平行。
在这样的液晶显示装置100中，如表1所示那样地设定光学各向异性体(A)130和光学各向异性体(B)120的延迟，计算出黑显示时的亮度。计算是通过使用了2×2矩阵法的光学模拟而进行的。此外，亮度的测定是在极角方向上在0°至80°的极角范围内以5°的间隔进行的，而且，在方位角方向上在0°至360°的方位角范围内以5°的间隔进行的。进而，所计算的亮度的值使用将点亮背光单元160单体并从正面方向进行观察的情况下的亮度设为100.0的相对亮度来表示。测定结果显示为等高线图。
在上述模拟中，作为液晶单元140、偏振片110和150、以及背光单元160的数据，使用了下述的数据。
(i)作为液晶单元140的数据，使用了Apple公司制的液晶显示装置“iPad2”用的IPS模式的液晶单元的数据。此外，该液晶单元140的数据使用了将iPad2拆卸来测定液晶材料和液晶取向而得到的数据。
(ii)作为偏振片110和150的数据，使用了将Apple公司制的液晶显示装置“iPad2”拆卸来测定偏振片而得到的数据。
(iii)作为背光单元160的数据，使用了将Apple公司制的液晶显示装置“iPad2”拆卸来测定背光单元而得到的数据。
[实施例2～6、及比较例1、2和4]
除了将光学各向异性体(A)和光学各向异性体(B)的延迟的设定值如表1或表2所示的那样改变以外，与实施例1同样地计算出液晶显示装置的黑显示时的亮度。
[比较例3]
改变了光学各向异性体(A)和光学各向异性体(B)的位置，以使液晶显示装置依次具有视觉辨认侧偏振片、液晶单元、光学各向异性体(A)、光学各向异性体(B)、光源侧偏振片和背光单元。此外，改变了光学各向异性体(B)和光学各向异性体(A)的面内的慢轴的朝向，以使视觉辨认侧偏振片的偏振光透射轴、和光学各向异性体(B)的面内的慢轴、和光学各向异性体(A)的面内的慢轴平行。进而，将光学各向异性体(A)和光学各向异性体(B)的延迟的设定值如表2所示的那样改变。除了以上的事项以外，均与实施例1同样地计算出液晶显示装置的黑显示时的亮度。
[结果]
上述的实施例1～6和比较例1～4的结果如下述的表1和表2、以及图3～图12所示。
在下述的表中，简称的含义如下。
NZ：NZ系数。
“黑亮度”的栏中的“正面方向”：在从显示面的正面方向观察的情况下的黑亮度。
“黑亮度”的栏中的“倾斜方向”：在极角60°且相对于视觉辨认侧偏振片的偏振光透射轴的方位角45°的方向观察的情况下的黑亮度。
[表1]
[表1.实施例1～6的设定和结果]
[表2]
[表2.比较例1～4的设定和结果]
比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
光学各向异性体(B)
Re(B550)[nm] 90.0 118.0 337.5 157.0
Rth(B550)[nm] 79.0 81.0 172.1 80.0
NZ 1.4 1.2 1.0 1.0
Re(B450)/Re(B550) 1.00540 1.00540 1.00540 1.00540
Re(B650)/Re(B550) 0.99691 0.99691 0.99691 0.99691
光学各向异性体(A)
Re(A550)[nm] 60.0 60.0 37.5 75.0
Rth(A550)[nm] -90.0 -90.0 -56.3 -112.0
NZ -1.0 -1.0 -1.0 -1.0
Re(A450)/Re(A550) 1.01021 1.01021 1.01021 1.01021
Re(A650)/Re(A550) 0.99445 0.99445 0.99445 0.99445
黑亮度
正面方向 0.00164 0.00164 0.00163 0.00164
倾斜方向 1.62903 1.56367 2.93621 1.63675
图9 图10 图11 图12
附图标记说明
100：液晶显示装置；110：视觉辨认侧偏振片；
120：光学各向异性体(B)；130：光学各向异性体(A)；
140：液晶单元；150：光源侧偏振片；160：背光单元。

Claims (3)

1.一种液晶显示装置，其从视觉辨认侧起依次具有：第一偏振片、光学各向异性体(B)、光学各向异性体(A)、水平取向模式的液晶单元、以及具有与所述第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直的偏振光透射轴的第二偏振片，其中，
所述光学各向异性体(A)由固有双折射值为负的材料构成，
所述光学各向异性体(B)由固有双折射值为正的材料构成，
所述光学各向异性体(A)的面内的慢轴与所述光学各向异性体(B)的面内的慢轴大致平行，
所述光学各向异性体(B)的面内的慢轴与所述第一偏振片的偏振光透射轴大致垂直，
所述光学各向异性体(A)的波长为550nm时的面内延迟Re(A550)为10nm以上且50nm以下，
所述光学各向异性体(A)的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(A550)为-70nm以上且-10nm以下，
所述光学各向异性体(B)的波长为550nm时的面内延迟Re(B550)为200nm以上且500nm以下，
所述光学各向异性体(B)的波长为550nm时的厚度方向的延迟Rth(B550)为100nm以上且250nm以下。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，
所述光学各向异性体(A)的波长为450nm时的面内延迟Re(A450)、波长为550nm时的面内延迟Re(A550)、以及波长为650nm时的面内延迟Re(A650)满足：
0.80≤Re(A450)/Re(A550)≤1.09、以及
0.97≤Re(A650)/Re(A550)≤1.20，
所述光学各向异性体(B)的波长为450nm时的面内延迟Re(B450)、波长为550nm时的面内延迟Re(B550)、以及波长为650nm时的面内延迟Re(B650)满足：
0.97≤Re(B450)/Re(B550)≤1.09、以及
0.97≤Re(B650)/Re(B550)≤1.03。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其中，
所述液晶显示装置依次具有：所述第一偏振片、所述光学各向异性体(B)、所述光学各向异性体(A)、所述液晶单元、所述第二偏振片以及背光单元，
以将点亮所述背光单元单体并从正面方向进行观察的情况下的亮度设为100.0的相对亮度来计算，从极角60°且相对于所述第一偏振片的偏振光透射轴的方位角45°的方向观察到的所述液晶显示装置的黑亮度为1.4以下。
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