JP2005164957A - Circularly polarizing plate and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円偏光板およびこれを備えた液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a circularly polarizing plate and a liquid crystal display device including the same.
近年、液晶表示素子はその薄型軽量な特徴を大きく活かせる、携帯型情報端末機器のディスプレイとしての市場拡大の期待が高まっている。携帯型電子機器は通常バッテリー駆動であるがために消費電力を抑えることが重要な課題となっている。そのため、携帯型用途の液晶表示素子等としては、電力消費が大きいバックライトを使用しない、若しくは、常時使用しないで済み、低消費電力化、薄型化、軽量化が可能である反射型液晶表示素子が特に注目されている。 In recent years, the liquid crystal display element is expected to expand the market as a display of a portable information terminal device that can make the most of its thin and light features. Since portable electronic devices are usually battery-driven, it is an important issue to reduce power consumption. Therefore, as a liquid crystal display element for portable use, a reflective liquid crystal display element that does not use a backlight with high power consumption or does not always use it, and can be reduced in power consumption, thinned, and reduced in weight. Is attracting particular attention.
反射型液晶表示素子としては、液晶セルを1対の偏光板で挟み、さらに外側に反射板を配置した偏光板2枚型の反射型液晶表示素子が、白黒表示用として広く使用されている。さらに最近では、液晶層を偏光板と反射板で挟んだ偏光板1枚型の反射型液晶表示素子が偏光板2枚型よりも原理的に明るくカラー化も容易なことから、提案、実用化されている。偏光板1枚型の反射型液晶表示素子では、偏光板と液晶セルの間に配置される位相差板には略円偏光板機能を持たせるため1/4波長板を使用し、更に液晶セル内の液晶層厚を略1/4波長程度の厚さにさせることにより、ノーマリーホワイト型反射型液晶表示素子を実現している(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。しかしながら、これら反射型液晶表示素子は、通常外光を利用して表示を行うため、暗い環境下で用いる場合には表示が見えにくくなるという欠点を有する。
この問題を解決する技術として、偏光板1枚型の反射型液晶表示素子においては、反射板の代わりに入射光の一部を透過する性質を持つ半透過反射板を使用し、かつバックライトを備えた半透過反射型液晶表示素子が提案されている(特許文献3参照)。この場合、バックライト非点灯の状態では外光を利用した反射型(反射モード)として、暗い環境ではバックライトを点灯させた透過型(透過モード)として使用することができる。
As a technique for solving this problem, in a reflection type liquid crystal display element of a single polarizing plate, a transflective plate having a property of transmitting a part of incident light is used instead of a reflecting plate, and a backlight is used. A transflective liquid crystal display element provided has been proposed (see Patent Document 3). In this case, it can be used as a reflection type (reflection mode) using external light when the backlight is not lit, and as a transmission type (transmission mode) with the backlight lit in a dark environment.
この偏光板1枚型の半透過反射型液晶表示素子では、透過モードにおいては半透過反射層を通して液晶セルに略円偏光を入射させる必要があることから、1枚または複数枚のポリカーボネートに代表される高分子延伸フィルムと偏光板からなる円偏光板を半透過反射層とバックライトの間に配置させる必要がある。しかしながら、透過モードの液晶表示素子においては、液晶分子の持つ屈折率異方性のため斜めから見たときに表示色が変化するあるいは表示コントラストが低下するという視野角の問題が本質的に避けられず、高分子延伸フィルムを用いた円偏光板では、この視野角拡大は本質的に難しい。
また、特に透過モードの高画質化が著しく、さらなる高コントラスト化や色純度の向上が望まれている。
This single-polarizing plate type transflective liquid crystal display element is typified by one or a plurality of polycarbonates because, in the transmissive mode, it is necessary to make substantially circular polarized light incident on the liquid crystal cell through the transflective layer. It is necessary to arrange a circularly polarizing plate comprising a stretched polymer film and a polarizing plate between the transflective layer and the backlight. However, in the liquid crystal display element of the transmission mode, the problem of the viewing angle that the display color changes or the display contrast decreases when viewed obliquely due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules is essentially avoided. In the case of a circularly polarizing plate using a polymer stretched film, this viewing angle expansion is essentially difficult.
In particular, the image quality in the transmission mode is remarkably improved, and further improvement in contrast and improvement in color purity are desired.
本発明は、良好な円偏光特性を有し、および透過モードにおける表示が明るく、高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示素子を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having good circular polarization characteristics, bright display in transmission mode, high contrast, and little viewing angle dependency.
本発明の第1は、偏光板および2枚以上の光学異方層からなる光学異方素子から少なくとも構成される円偏光板であって、前記光学異方素子がネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)を含み、前記液晶フィルム(A)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRa、残りの光学異方層のうちいずれか一枚の光学異方層の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRbとしたとき、Rb=α×(Ra−1)+1の関係を持ち、かつその時のαが0.2〜0.8であることを特徴とする円偏光板に関する。 1st of this invention is a circularly-polarizing plate comprised at least from the optically anisotropic element which consists of a polarizing plate and two or more optically anisotropic layers, Comprising: The said optically anisotropic element fixed the nematic hybrid alignment structure. The ratio of the birefringence of the liquid crystal film (A) at a wavelength of 450 nm to the birefringence at 590 nm is Ra, and any one of the remaining optical anisotropic layers includes the liquid crystal film (A). When the ratio of the birefringence of the layer light at a wavelength of 450 nm to the birefringence at 590 nm is Rb, the relationship is Rb = α × (Ra−1) +1, and α at that time is 0.2-0. 8. It is related with the circularly-polarizing plate characterized by being 8.
本発明の第2は、前記光学異方素子が、ネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)および高分子延伸フィルムから少なくとも構成されることを特徴とする前記記載の円偏光板に関する。
本発明の第3は、前記光学異方素子が、ネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)およびネマチック配向構造を固定化した液晶フィルム(B)から少なくとも構成されることを特徴とする前記記載の円偏光板に関する。
本発明の第4は、前記液晶フィルム(A)が、液晶材料を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向させ、その状態から冷却することにより該配向をガラス固定化した液晶フィルムであることを特徴とする前記記載の円偏光板に関する。
本発明の第5は、前記液晶フィルム(A)が、液晶材料を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向させ、光または熱による架橋反応により該配向を固定化した液晶フィルムであることを特徴とする前記記載の円偏光板に関する。
The second aspect of the present invention relates to the circularly polarizing plate as described above, wherein the optically anisotropic element comprises at least a liquid crystal film (A) having a nematic hybrid alignment structure fixed and a polymer stretched film.
According to a third aspect of the present invention, the optically anisotropic element is composed of at least a liquid crystal film (A) having a nematic hybrid alignment structure fixed and a liquid crystal film (B) having a nematic alignment structure fixed. The present invention relates to the circularly polarizing plate described above.
According to a fourth aspect of the present invention, the liquid crystal film (A) is a liquid crystal film in which a liquid crystal material is nematic hybrid aligned in a liquid crystal state, and the alignment is glass-fixed by cooling from the state. It relates to the described circularly polarizing plate.
A fifth aspect of the present invention is characterized in that the liquid crystal film (A) is a liquid crystal film in which a liquid crystal material is nematic hybrid aligned in a liquid crystal state and the alignment is fixed by a crosslinking reaction by light or heat. This relates to a circularly polarizing plate.
本発明の第6は、前記記載の円偏光板を有することを特徴とする液晶表示素子に関する。
本発明の第7は、透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルと、該第1の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に設置された少なくとも1枚の位相差補償板と1枚の偏光板を具備し、該第2の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に前記記載の円偏光板を少なくとも有することを特徴とする液晶表示素子に関する。
6th of this invention is related with the liquid crystal display element characterized by having the above-mentioned circularly-polarizing plate.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, and a liquid crystal layer having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer of the second substrate, comprising: a cell; and at least one phase difference compensation plate and one polarizing plate disposed on a surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer of the first substrate. The present invention relates to a liquid crystal display element having at least the above-described circularly polarizing plate on a surface opposite to a surface in contact with.
本発明の第8は、透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルと、該第2の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に設置された少なくとも1枚の位相差補償板と1枚の偏光板を具備し、該第1の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に前記記載の円偏光板を少なくとも有することを特徴とする液晶表示素子に関する。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, and a liquid crystal layer having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer of the first substrate, comprising: a cell; and at least one phase difference compensation plate and one polarizing plate disposed on a surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer of the second substrate. The present invention relates to a liquid crystal display element having at least the above-described circularly polarizing plate on a surface opposite to a surface in contact with.
本発明の第9は、透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルを具備し、該液晶セルの両側に前記記載の円偏光板を少なくとも有することを特徴とする液晶表示素子に関する。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, and a liquid crystal layer having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The present invention relates to a liquid crystal display element comprising a cell and having at least the circularly polarizing plate described above on both sides of the liquid crystal cell.
本発明の第10は、前記の円偏光板と該円偏光板以外に光学異方層(C)を少なくとも有する液晶表示素子であって、該円偏光板を構成するネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRa、光学異方層(C)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRcとしたとき、Rc=α×(Ra−1)+1の関係を持ち、かつその時のαが0.2〜0.8であることを特徴とする液晶表示素子に関する。 A tenth aspect of the present invention is a liquid crystal display element having at least an optically anisotropic layer (C) other than the circularly polarizing plate and the circularly polarizing plate, and fixing a nematic hybrid alignment structure constituting the circularly polarizing plate The ratio of the birefringence at a wavelength of 450 nm of the light of the liquid crystal film (A) to the birefringence at 590 nm is Ra, and the ratio of the birefringence of the optical anisotropic layer (C) at a wavelength of 450 nm to the birefringence at 590 nm. The present invention relates to a liquid crystal display element having a relationship of Rc = α × (Ra−1) +1 where α is 0.2 to 0.8.
本発明の第11は、該液晶層としてツイステッドネマチックモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第12は、該液晶層としてスーパーツイステッドネマチックモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第13は、該液晶層としてECBモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第14は、該液晶層としてHANモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第15は、該液晶層としてOCBモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第16は、該液晶層としてIPSモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
本発明の第17は、該液晶層としてVAモードを用いることを特徴とする前記記載の液晶表示素子に関する。
The eleventh aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein a twisted nematic mode is used as the liquid crystal layer.
A twelfth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein a super twisted nematic mode is used as the liquid crystal layer.
The thirteenth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein an ECB mode is used as the liquid crystal layer.
The fourteenth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein a HAN mode is used as the liquid crystal layer.
The fifteenth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein an OCB mode is used as the liquid crystal layer.
The sixteenth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein an IPS mode is used as the liquid crystal layer.
The seventeenth aspect of the present invention relates to the liquid crystal display element described above, wherein a VA mode is used as the liquid crystal layer.
以下に本発明を詳述する。
本発明の円偏光板は、偏光板および2枚以上の光学異方層からなる光学異方素子から少なくとも構成される。光学異方素子は複数枚使用しても良いが、1枚でも十分な光学特性を得ることができる。
該偏光板は、本発明の目的が達成し得るものであれば特に制限されず、液晶表示素子に通常用いられるものを適宜使用することができる。具体的には、ポリビニルアルコール(PVA)や部分アセタール化PVAのようなPVA系やエチレン−酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物等からなる親水性高分子フィルムに、ヨウ素および/または2色性色素を吸着して延伸した偏光フィルム、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルムなどからなる偏光フィルムを使用することができる。また、反射型の偏光フィルムも使用することができる。
The present invention is described in detail below.
The circularly polarizing plate of the present invention comprises at least an optically anisotropic element comprising a polarizing plate and two or more optically anisotropic layers. Although a plurality of optical anisotropic elements may be used, a single optical element can obtain sufficient optical characteristics.
The polarizing plate is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved, and those usually used for liquid crystal display elements can be appropriately used. Specifically, iodine and / or dichroic dyes are applied to hydrophilic polymer films made of PVA such as polyvinyl alcohol (PVA) or partially acetalized PVA or partially saponified ethylene-vinyl acetate copolymer. A polarizing film formed by adsorbing and stretching a polarizing film, a polyene oriented film such as a dehydrated PVA product or a dehydrochlorinated polyvinyl chloride product can be used. A reflective polarizing film can also be used.
該偏光板は、偏光フィルム単独で使用しても良いし、強度向上、耐湿性向上、耐熱性の向上等の目的で偏光フィルムの片面または両面に透明保護層等を設けたものであっても良い。透明保護層としては、ポリエステルやトリアセチルセルロース等の透明プラスチックフィルムを直接または接着層を介して積層したもの、透明樹脂の塗布層、アクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂層などが挙げられる。これら透明保護層を偏光フィルムの両面に被覆する場合、両側に異なる保護層を設けても良い。 The polarizing plate may be used alone, or may be provided with a transparent protective layer or the like on one or both sides of the polarizing film for the purpose of improving strength, improving moisture resistance, improving heat resistance, etc. good. Examples of the transparent protective layer include those obtained by laminating a transparent plastic film such as polyester or triacetyl cellulose directly or through an adhesive layer, a transparent resin coating layer, an acrylic or epoxy photocurable resin layer, and the like. . When these transparent protective layers are coated on both sides of the polarizing film, different protective layers may be provided on both sides.
本発明の円偏光板を構成する光学異方素子は、2枚以上の光学異方層から構成され、ネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)を少なくとも含み、可視光域で略4分の1波長の位相差を有する素子である。
ここで言うネマチックハイブリッド配向とは、液晶分子がネマチック配向しており、このときの液晶分子のダイレクターとフィルム平面のなす角がフィルム上面と下面とで異なった配向形態を言う。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、該フィルムの上面と下面との間では該角度が連続的に変化しているものといえる。
またネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムは、液晶分子のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。
The optically anisotropic element constituting the circularly polarizing plate of the present invention comprises at least a liquid crystal film (A) composed of two or more optically anisotropic layers and fixed with a nematic hybrid alignment structure, and is approximately 4 in the visible light region. It is an element having a phase difference of one wavelength.
The nematic hybrid alignment mentioned here refers to an alignment form in which the liquid crystal molecules are nematically aligned, and the angle between the director of the liquid crystal molecules and the film plane at this time is different between the upper surface and the lower surface of the film. Therefore, since the angle formed by the director and the film plane is different between the vicinity of the upper surface interface and the vicinity of the lower surface interface, the angle continuously changes between the upper surface and the lower surface of the film. I can say that.
In the film in which the nematic hybrid alignment state is fixed, the directors of the liquid crystal molecules are oriented at different angles at all positions in the film thickness direction. Therefore, the film no longer has an optical axis when viewed as a film structure.
本発明で用いられる液晶フィルムは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面との成す角度が、絶対値として通常40゜〜90゜、好ましくは60゜〜90゜の角度をなしており、当該面の反対側の界面付近においては、絶対値として通常0゜〜30゜、好ましくは0゜〜20゜の角度を成しており、その平均チルト角は、絶対値として通常5゜〜35゜、好ましくは7゜〜33゜、さらに好ましくは10゜〜30゜、最も好ましくは13゜〜27゜の範囲である。平均チルト角が上記範囲から外れた場合、斜め方向から見た場合のコントラストの低下等の恐れがあり望ましくない。
なお、本発明でいう平均チルト角とは、液晶フィルム(A)の膜厚方向における液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度の平均値を意味するものである。平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。
In the liquid crystal film used in the present invention, the angle formed by the director and the film plane is usually 40 ° to 90 °, preferably 60 ° to 90 ° as an absolute value near one interface of the film. In the vicinity of the interface on the opposite side of the surface, the absolute value is usually 0 ° to 30 °, preferably 0 ° to 20 °, and the average tilt angle is usually 5 ° to It is in the range of 35 °, preferably 7 ° to 33 °, more preferably 10 ° to 30 °, and most preferably 13 ° to 27 °. When the average tilt angle is out of the above range, it is not desirable because there is a risk of a decrease in contrast when viewed from an oblique direction.
In addition, the average tilt angle as used in the field of this invention means the average value of the angle which the director of a liquid crystal molecule and the film plane in the film thickness direction of a liquid crystal film (A) form. The average tilt angle can be obtained by applying a crystal rotation method.
本発明に用いられる光学異方素子を構成する液晶フィルム(A)は、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化されたものであれば、如何様な液晶から形成されたものであっても構わない。例えば、低分子液晶物質を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、光架橋や熱架橋によって当該配向を固定化して得られる液晶フィルムや、高分子液晶物質を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向をガラス固定化して得られる液晶フィルムを用いることができる。なお本発明でいう液晶フィルムとは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶物質、高分子液晶物質などの液晶物質をフィルム化することによって得られるものを意味する。 The liquid crystal film (A) constituting the optical anisotropic element used in the present invention may be formed of any liquid crystal as long as the above nematic hybrid alignment state is fixed. I do not care. For example, after forming a low molecular liquid crystal material in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state, a liquid crystal film obtained by fixing the alignment by photocrosslinking or thermal crosslinking, or after forming a polymer liquid crystal material in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state, A liquid crystal film obtained by fixing the orientation to glass by cooling can be used. The liquid crystal film as used in the present invention does not ask whether the film itself exhibits liquid crystallinity, but means a film obtained by forming a liquid crystal material such as a low-molecular liquid crystal material or a polymer liquid crystal material into a film. To do.
また液晶フィルムの法線方向から見た場合の面内の見かけのリターデーション値としては、ネマチックハイブリッド配向したフィルムでは、ダイレクターに平行な方向の屈折率(以下neと呼ぶ)と垂直な方向の屈折率(以下noと呼ぶ)が異なっており、neからnoを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上のリターデーション値は見かけ上の複屈折率と絶対膜厚との積で与えられる。この見かけ上のリターデーション値は、エリプソメトリー等の偏光光学測定により容易に求めることができる。 In addition, as the apparent retardation value in the plane when viewed from the normal direction of the liquid crystal film, in a film with nematic hybrid orientation, the refractive index in the direction parallel to the director (hereinafter referred to as ne) is perpendicular to the director. When the refractive index (hereinafter referred to as “no”) is different and the value obtained by subtracting “no” from “ne” is the apparent birefringence, the apparent retardation value is the difference between the apparent birefringence and the absolute film thickness. Is given as a product. This apparent retardation value can be easily obtained by polarization optical measurement such as ellipsometry.
本発明に使用する光学異方層としては、透明性と均一性に優れたものであれば特に制限されないが、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる1軸又は2軸位相差フィルムを例示することができる。中でもポリカーボネート系がコスト面およびフィルムの均一性から好ましい。 The optically anisotropic layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is excellent in transparency and uniformity, but a polymer stretched film or an optical compensation film made of liquid crystal can be preferably used. As the polymer stretched film, uniaxial or biaxial composed of cellulose, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyvinyl alcohol (PVA), polyacryl, polyether sulfone, cyclic olefin polymer, etc. A retardation film can be exemplified. Of these, polycarbonate is preferred from the viewpoint of cost and film uniformity.
また、ここで言う液晶からなる光学補償フィルムとは、液晶を配向させてその配向状態から生じる光学異方性を利用できるフィルムであれば特に制限されるものではない。例えばネマチック液晶やディスコチック液晶、スメクチック液晶等を利用した各種光学機能性フィルムなど公知のものを使用することが可能である。特に、ネマチック配向構造を固定化した液晶フィルム(B)を好ましく使用することができる。 In addition, the optical compensation film made of liquid crystal is not particularly limited as long as it is a film that can utilize the optical anisotropy generated from the alignment state by aligning the liquid crystal. For example, known materials such as various optical functional films using nematic liquid crystal, discotic liquid crystal, smectic liquid crystal, or the like can be used. In particular, a liquid crystal film (B) having a nematic alignment structure fixed can be preferably used.
以下、本発明の円偏光板を構成する光学異方素子のリターデーション値について説明する。
ネマチックハイブリッド配向した液晶フィルム(A)1枚と光学異方層1枚と組み合わせる場合は、550nmの単色光での複屈折光の位相差が略1/4波長である1/4波長板と550nmの単色光での複屈折光の位相差が略1/2波長である1/2波長板とを、それらの遅相軸が交差した状態で貼り合わせることにより、良好な円偏光特性が得られる。1/4波長板のリターデーション値は、通常70nm〜180nm、好ましくは90nm〜160nm、特に好ましくは120nm〜150nmの範囲である。1/2波長板のリターデーション値は、通常180nm〜320nm、好ましくは200nm〜300nm、特に好ましくは220nm〜280nmの範囲である。1/4波長板と1/2波長板のリターデーション範囲が上記から外れた場合、液晶ディスプレイに不必要な色付きが生じる恐れがある。
Hereinafter, the retardation value of the optically anisotropic element constituting the circularly polarizing plate of the present invention will be described.
When combined with one nematic hybrid aligned liquid crystal film (A) and one optical anisotropic layer, a quarter wave plate and a 550 nm birefringent light phase difference of 550 nm monochromatic light are approximately ¼ wavelength. Good circular polarization characteristics can be obtained by pasting together a half-wave plate whose phase difference of birefringent light in the monochromatic light is about ½ wavelength in a state where their slow axes intersect. . The retardation value of the quarter-wave plate is usually in the range of 70 nm to 180 nm, preferably 90 nm to 160 nm, particularly preferably 120 nm to 150 nm. The retardation value of the half-wave plate is usually in the range of 180 nm to 320 nm, preferably 200 nm to 300 nm, particularly preferably 220 nm to 280 nm. If the retardation range of the quarter-wave plate and the half-wave plate deviates from the above, unnecessary coloration may occur in the liquid crystal display.
1/4波長板の遅相軸と1/2波長板の遅相軸のなす角度は、通常、鋭角側で40度〜90度、好ましくは50度〜80度、特に好ましくは55度〜75度の範囲である。
ネマチックハイブリッド配向した液晶フィルム(A)は、1/4波長板に使用しても良いし、1/2波長板に使用してもよい。
1/4波長板に液晶フィルム(A)を使用する場合は、1/2波長板には他の光学異方層を使用し、1/2波長板に液晶フィルム(A)を使用する場合は、1/4波長板に他の光学異方層を使用すれば良い。
The angle formed by the slow axis of the quarter-wave plate and the slow axis of the half-wave plate is usually 40 to 90 degrees, preferably 50 to 80 degrees, particularly preferably 55 to 75 on the acute angle side. It is a range of degrees.
The nematic hybrid oriented liquid crystal film (A) may be used for a quarter wavelength plate or a half wavelength plate.
When using a liquid crystal film (A) for a quarter-wave plate, using another optical anisotropic layer for the half-wave plate, and using a liquid crystal film (A) for a half-wave plate Any other optically anisotropic layer may be used for the quarter-wave plate.
液晶表示素子における液晶フィルム(A)からなる光学異方素子の具体的な配置条件について説明するが、より具体的な配置条件を説明するにあたり、液晶フィルム(A)のフィルム面の上下、該液晶フィルム(A)のチルト方向および液晶セル層のプレチルト方向をそれぞれ以下に説明する。
図1に、液晶分子のチルト角及びツイスト角の概念を示す。また図2に、第2の光学異方素子を構成する液晶フィルムの配向構造の概念を示す。
まず液晶フィルム面の上下を、該液晶フィルム(A)のフィルム界面近傍における液晶分子ダイレクターとフィルム平面との成す角度によってそれぞれ定義すると、液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度が鋭角側で40〜90度の角度を成している面をb面とし、該角度が鋭角側で0〜30度の角度を成している面をc面とする。
この補償素子のb面から液晶フィルム(A)層を通してc面を見た場合、液晶分子ダイレクターとダイレクターのc面への投影成分が成す角度が鋭角となる方向で、かつ投影成分と平行な方向を補償素子のチルト方向と定義する。
The specific arrangement conditions of the optical anisotropic element made of the liquid crystal film (A) in the liquid crystal display element will be described. In explaining the more specific arrangement conditions, the upper and lower sides of the film surface of the liquid crystal film (A), the liquid crystal The tilt direction of the film (A) and the pretilt direction of the liquid crystal cell layer will be described below.
FIG. 1 shows the concept of the tilt angle and twist angle of liquid crystal molecules. FIG. 2 shows the concept of the alignment structure of the liquid crystal film constituting the second optical anisotropic element.
First, when the upper and lower sides of the liquid crystal film surface are respectively defined by the angles formed by the liquid crystal molecule director and the film plane in the vicinity of the film interface of the liquid crystal film (A), the angle formed by the liquid crystal molecule director and the film plane is the acute side. The surface that forms an angle of 40 to 90 degrees is defined as b-plane, and the surface that forms an angle of 0 to 30 degrees on the acute angle side is defined as c-plane.
When the c-plane is viewed from the b-plane of the compensation element through the liquid crystal film (A) layer, the angle formed by the liquid crystal molecule director and the projection component of the director on the c-plane is an acute angle and parallel to the projection component. This direction is defined as the tilt direction of the compensation element.
次いで通常、液晶セル層のセル界面では、駆動用低分子液晶はセル界面に対して平行ではなくある角度もって傾いており一般にこれをプレチルト角と言うが、セル界面の液晶分子のダイレクターとダイレクターの界面への投影成分とがなす角度が鋭角である方向で、かつダイレクターの投影成分と平行な方向を液晶セル層のプレチルト方向と定義する(図3参照)。 Next, usually, at the cell interface of the liquid crystal cell layer, the driving low-molecular liquid crystal is not parallel to the cell interface but is inclined at a certain angle, which is generally referred to as a pretilt angle. A direction in which the angle formed by the projection component on the interface of the director is an acute angle and a direction parallel to the projection component of the director is defined as a pretilt direction of the liquid crystal cell layer (see FIG. 3).
以下、本発明の円偏光板を構成する光学異方素子のリターデーションの波長分散について述べる。
ネマチックハイブリッド配向した液晶フィルム(A)1枚と光学異方層1枚を組み合わせる場合は、液晶フィルム(A)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおけるリターデーションΔndの比(Δnd(450nm)/Δnd(590nm))をRa、光学異方層の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおけるリターデーションの比をRbとしたとき、Rb=α×(Ra−1)+1の関係を持ち、かつその時のαが0.2〜0.8、好ましくは0.3〜0.7となるような関係をもたせることにより、良好な円偏光特性を得ることが出来る。αが上記の範囲を外れた場合、液晶ディスプレイに不必要な色付きが生じたり、コントラストの低下を招く恐れがある。
The retardation wavelength dispersion of the optical anisotropic element constituting the circularly polarizing plate of the present invention will be described below.
When one nematic hybrid oriented liquid crystal film (A) and one optical anisotropic layer are combined, the ratio of the birefringence of the liquid crystal film (A) at a wavelength of 450 nm to the retardation Δnd at 590 nm (Δnd (450 nm) / Δnd (590 nm)) is Ra, and when the ratio of the birefringence of the optical anisotropic layer at a wavelength of 450 nm to the retardation at 590 nm is Rb, the relationship is Rb = α × (Ra−1) +1. In addition, by providing a relationship such that α at that time is 0.2 to 0.8, preferably 0.3 to 0.7, good circular polarization characteristics can be obtained. When α is out of the above range, unnecessary coloration may occur in the liquid crystal display or the contrast may be lowered.
本発明の円偏光板は、以上説明した偏光板と、液晶フィルム(A)を含む2枚の光学異方層からなる光学異方素子とから少なくとも構成される。
さらに本発明の円偏光板は、偏光板と光学異方素子の他に、保護層、反射防止層、防眩処理層、ハードコート層、接着層、粘着層、光拡散層、光拡散性接着層等を1層または複数層含んでいても良い。
The circularly polarizing plate of the present invention comprises at least the polarizing plate described above and an optically anisotropic element composed of two optically anisotropic layers including the liquid crystal film (A).
Furthermore, the circularly polarizing plate of the present invention includes a protective layer, an antireflection layer, an antiglare layer, a hard coat layer, an adhesive layer, an adhesive layer, a light diffusion layer, and a light diffusing adhesive, in addition to the polarizing plate and the optical anisotropic element. One or more layers may be included.
本発明は、前記した本発明の円偏光板を具備する液晶表示素子にも関する。
液晶表示素子は一般的に、偏光板、液晶セル、および必要に応じて位相差補償板、半透過反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材から構成されるが、本発明の液晶表示素子においては、前記した本発明の円偏光板を使用する点を除いて特に制限は無い。また該円偏光板の使用位置は特に制限はなく、また、1カ所でも複数カ所でも良い。
The present invention also relates to a liquid crystal display device comprising the above-described circularly polarizing plate of the present invention.
Generally, liquid crystal display elements include a polarizing plate, a liquid crystal cell, and, if necessary, a retardation compensation plate, a transflective layer, a light diffusion layer, a backlight, a front light, a light control film, a light guide plate, a prism sheet, and the like. Although comprised from a member, in the liquid crystal display element of this invention, there is no restriction | limiting in particular except the point which uses the above-mentioned circularly-polarizing plate of this invention. Further, the use position of the circularly polarizing plate is not particularly limited, and may be one or a plurality of places.
液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。
液晶セルを構成する透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有している透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。
The liquid crystal cell is not particularly limited, and a general liquid crystal cell such as a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates provided with electrodes can be used.
The transparent substrate constituting the liquid crystal cell is not particularly limited as long as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is aligned in a specific alignment direction. Specifically, a transparent substrate having the property of aligning the liquid crystal itself, a substrate itself lacking alignment ability, but a transparent substrate provided with an alignment film having the property of aligning liquid crystal, etc. Can also be used. Moreover, a well-known thing can be used for the electrode of a liquid crystal cell. Usually, it can be provided on the surface of the transparent substrate with which the liquid crystal layer is in contact, and when a substrate having an alignment film is used, it can be provided between the substrate and the alignment film.
液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶物質、高分子液晶物質およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性物質等を添加することもできる。
該液晶セルは、前記電極基板および液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。
The material exhibiting liquid crystallinity for forming the liquid crystal layer is not particularly limited, and examples thereof include various ordinary low-molecular liquid crystal substances, high-molecular liquid crystal substances, and mixtures thereof that can constitute various liquid crystal cells. In addition, a dye, a chiral agent, a non-liquid crystal substance, or the like can be added to these as long as liquid crystallinity is not impaired.
In addition to the electrode substrate and the liquid crystal layer, the liquid crystal cell may include various components necessary for forming various types of liquid crystal cells described later.
液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式、IPS(In-Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell)方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。
また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であっても良い。
As liquid crystal cell methods, TN (Twisted Nematic) method, STN (Super Twisted Nematic) method, ECB (Electrically Controlled Birefringence) method, IPS (In-Plane Switching) method, VA (Vertical Alignment) method, OCB (Optically Compensated) Birefringence method, HAN (Hybrid Aligned Nematic) method, ASM (Axially Symmetric Aligned Microcell) method, halftone gray scale method, domain division method, display method using ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, etc. The method is mentioned.
Also, the liquid crystal cell driving method is not particularly limited, and a passive matrix method used for STN-LCDs, etc., and an active matrix method using active electrodes such as TFT (Thin Film Transistor) electrodes and TFD (Thin Film Diode) electrodes, Any driving method such as a plasma addressing method may be used.
半透過反射層としては、特に制限されず、アルミニウム、銀、金、クロム、白金等の金属やそれらを含む合金、酸化マグネシウム等の酸化物、誘電体の多層膜、選択反射を示す液晶又はこれらの組み合わせ等を例示することができる。これら反射層は平面であっても良く、また曲面であっても良い。さらに半透過反射層は、凹凸形状など表面形状に加工を施して拡散反射性を持たせたもの、液晶セルの観察者側と反対側の前記電極基板上の電極を兼備させたもの、反射層の厚みを薄くしたり、穴をあける等の加工を施すことで光を一部透過させるようにしたもの、またそれらを組み合わせたものであっても良い。 The transflective layer is not particularly limited, and metals such as aluminum, silver, gold, chromium and platinum, alloys containing them, oxides such as magnesium oxide, dielectric multilayer films, liquid crystals exhibiting selective reflection, or these The combination of these can be illustrated. These reflective layers may be flat or curved. Further, the transflective layer is a surface that has been processed to have a diffusive shape, such as a concavo-convex shape, that has diffuse reflectivity, a layer that has electrodes on the electrode substrate opposite to the viewer side of the liquid crystal cell, a reflective layer It is also possible to make a part of light pass through a process such as reducing the thickness of the film or making a hole, or a combination thereof.
光拡散層は、入射光を等方的あるいは異方的に拡散させる性質を有するものであれば、特に制限はない。例えば2種以上の領域からなり、その領域間に屈折率差をもつものや、表面形状に凹凸を付けたものが挙げられる。前記2種以上の領域からなり、その領域間に屈折率差をもつものとしては、マトリックス中にマトリックスとは異なる屈折率を有する粒子を分散させたものが例示される。該拡散層はそれ自身が粘接着性を有するものであっても良い。
また光拡散層の全光線透過率は、50%以上であることが好ましく、特に70%以上であることが好ましい。さらに当該光拡散層のヘイズ値は、通常10〜95%であり、好ましくは40〜90%であり、さらに好ましくは60〜90%であることが望ましい。
The light diffusion layer is not particularly limited as long as it has a property of diffusing incident light isotropically or anisotropically. For example, it may be composed of two or more regions, with a difference in refractive index between the regions, or with surface irregularities. Examples of the two or more regions having a refractive index difference between the regions include those in which particles having a refractive index different from that of the matrix are dispersed in the matrix. The diffusion layer may itself be adhesive.
Further, the total light transmittance of the light diffusion layer is preferably 50% or more, and particularly preferably 70% or more. Further, the haze value of the light diffusion layer is usually 10 to 95%, preferably 40 to 90%, and more preferably 60 to 90%.
前記バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシートとしては、特に制限されず公知のものを使用することができる。
本発明の液晶表示素子は、前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設することができる。例えば、カラーフィルターを本発明の液晶表示素子に付設することにより、色純度の高いマルチカラー又はフルカラー表示を行うことができるカラー液晶表示素子を作製することができる。
The backlight, front light, light control film, light guide plate, and prism sheet are not particularly limited, and known ones can be used.
The liquid crystal display element of the present invention can be provided with other constituent members in addition to the constituent members described above. For example, by attaching a color filter to the liquid crystal display element of the present invention, a color liquid crystal display element capable of performing multicolor or full color display with high color purity can be manufactured.
本発明における液晶表示素子としては、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持した液晶セルと、観察者から見て該液晶層よりも後方に設置された半透過反射層(電極を兼備したものでもよい)を少なくとも備える半透過反射型液晶表示素子であって、該円偏光板は、該液晶層よりも観察者側にあっても、観察者から見て該半透過反射層よりも後方にあっても、該液晶層の両側にあっても良い。 The liquid crystal display element in the present invention includes a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of transparent substrates having electrodes, and a transflective layer (having electrodes) installed behind the liquid crystal layer as viewed from the observer. The circularly polarizing plate may be closer to the viewer than the liquid crystal layer than the transflective layer as viewed from the viewer. It may be on the back or on both sides of the liquid crystal layer.
上記の構成からなる液晶表示素子としては以下の態様を挙げることができる。なお、本発明で言う半透過反射性電極を有する基板とは、半透過反射性の電極を有する基板のみならず、半透過反射層と電極を備える透明基板とから構成される場合も含む意味である。
(1)透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルと、該第1の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に設置された少なくとも1枚の位相差補償板と1枚の偏光板を具備し、該第2の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に本発明の円偏光板を少なくとも有する液晶表示素子。
(2)透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルと、該第2の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に設置された少なくとも1枚の位相差補償板と1枚の偏光板を具備し、該第1の基板の液晶層と接する面とは反対の面上に本発明の円偏光板を少なくとも有する液晶表示素子。
(3)透明電極を有する第1の基板と、半透過反射性電極を有する第2の基板と、該第1の基板と該第2の基板間で液晶層を挟持された液晶セルを具備し、該液晶セルの両側に本発明の円偏光板を少なくとも有する液晶表示素子。
Examples of the liquid crystal display device having the above configuration include the following modes. In addition, the board | substrate which has a transflective electrode said by this invention is the meaning including not only the board | substrate which has a transflective electrode but the case where it comprises from a translucent reflective layer and a transparent substrate provided with an electrode. is there.
(1) a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, a liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, A surface having at least one retardation compensation plate and one polarizing plate disposed on a surface opposite to the surface of the first substrate in contact with the liquid crystal layer, and a surface of the second substrate in contact with the liquid crystal layer; Is a liquid crystal display device having at least the circularly polarizing plate of the present invention on the opposite surface.
(2) a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, a liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, A surface having at least one retardation compensation plate and one polarizing plate disposed on a surface opposite to the surface of the second substrate in contact with the liquid crystal layer, and a surface of the first substrate in contact with the liquid crystal layer; Is a liquid crystal display device having at least the circularly polarizing plate of the present invention on the opposite surface.
(3) a first substrate having a transparent electrode, a second substrate having a transflective electrode, and a liquid crystal cell having a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal display device having at least the circularly polarizing plate of the present invention on both sides of the liquid crystal cell.
該円偏光板を観察者側のみに配置する場合は、観察者から見て該半透過反射層よりも後方に、少なくとも1枚の位相差補償板と偏光板を配置し、該円偏光板を観察者側から見て該半透過反射層よりも後方にのみ配置する場合は、該液晶層よりも観察者側に少なくとも1枚の位相差補償板と偏光板を配置する。
該円偏光板は、観察者から見て該半透過反射層よりも後方にあった方が好ましく、該液晶層の両側にあった方が特に好ましい。
このタイプの液晶表示素子では、最後方にバックライトを設置することで反射モードと透過モード両方の使用が可能となる。
When the circularly polarizing plate is disposed only on the viewer side, at least one retardation compensation plate and a polarizing plate are disposed behind the transflective layer as viewed from the viewer, and the circularly polarizing plate is In the case where it is disposed only behind the transflective layer as viewed from the viewer side, at least one retardation compensation plate and a polarizing plate are disposed closer to the viewer side than the liquid crystal layer.
The circularly polarizing plate is preferably behind the transflective layer as viewed from the observer, and particularly preferably on both sides of the liquid crystal layer.
In this type of liquid crystal display element, it is possible to use both a reflection mode and a transmission mode by installing a backlight at the end.
該位相差補償板としては、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。特に、高分子延伸フィルムおよび/または液晶からなる光学補償フィルムを2枚用いたものが、良好な表示を得ることができることから望ましい。
高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる1軸又は2軸位相差フィルムを例示することができる。また、液晶からなる光学補償フィルムとしては、液晶を配向させてその配向状態から生じる光学異方性を利用できるフィルムであれば特に制限されるものではなく、例えばネマチック液晶やディスコチック液晶、スメクチック液晶等を利用した各種光学機能性フィルムなど公知の光学補償フィルムが挙げられる。
また該液晶表示素子は、液晶セルの外側に拡散層を設けるか、拡散反射性の半透過反射層を液晶セルの電極に用いたものが良好な表示特性を与えることから望ましいと言える。
As the retardation compensation plate, a polymer stretched film or an optical compensation film made of liquid crystal can be preferably used. In particular, a film using two stretched polymer films and / or two optical compensation films made of liquid crystal is desirable because a good display can be obtained.
The polymer stretched film may be uniaxial or biaxial composed of cellulose, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyvinyl alcohol (PVA), polyacryl, polyether sulfone, cyclic olefin polymer, etc. A retardation film can be exemplified. In addition, the optical compensation film made of liquid crystal is not particularly limited as long as it is a film that can utilize the optical anisotropy generated from the alignment state by aligning the liquid crystal, for example, nematic liquid crystal, discotic liquid crystal, smectic liquid crystal. Well-known optical compensation films such as various optical functional films using the above and the like.
In addition, it can be said that the liquid crystal display element is preferably provided with a diffusion layer outside the liquid crystal cell or using a diffuse reflective semi-transmissive reflection layer as an electrode of the liquid crystal cell because it provides good display characteristics.
また本発明は、本発明の円偏光板と該円偏光板以外に光学異方層(C)を少なくとも有する液晶表示素子であって、該円偏光板を構成するネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルム(A)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRa、光学異方層(C)の光の波長450nmにおける複屈折率と590nmにおける複屈折率の比をRcとしたとき、Rc=α×(Ra−1)+1の関係を持ち、かつその時のαが0.2〜0.8、好ましくは0.3〜0.7である液晶表示素子である。
光学異方層(C)は、特にその用途や種類を限定されるものではないが、一つの例としては、前記位相差補償板を挙げることができる。該位相差補償板に使用する光学異方層(C)としては一枚であっても、二枚以上であっても良い。二枚以上を用いる場合は、αが0.2〜0.8、好ましくは0.3〜0.7の範囲であれば、それぞれの値は同一であっても良いし、別の値であっても良い。
光学異方層(C)としては、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる1軸又は2軸位相差フィルムを例示することができる。また、液晶からなる光学補償フィルムとしては、液晶を配向させてその配向状態から生じる光学異方性を利用できるフィルムであれば特に制限されるものではなく、例えばネマチック液晶やディスコチック液晶、スメクチック液晶等を利用した各種光学機能性フィルムなど公知の光学補償フィルムが挙げられる。
Further, the present invention is a liquid crystal display element having at least an optically anisotropic layer (C) other than the circularly polarizing plate of the present invention and the circularly polarizing plate, wherein the nematic hybrid alignment structure constituting the circularly polarizing plate is fixed. The ratio of the birefringence of the liquid crystal film (A) at a wavelength of 450 nm to the birefringence at 590 nm is Ra, and the ratio of the birefringence of the optically anisotropic layer (C) at a wavelength of 450 nm to the birefringence at 590 nm. The liquid crystal display element has a relationship of Rc = α × (Ra−1) +1 when Rc, and α at that time is 0.2 to 0.8, preferably 0.3 to 0.7.
The application and type of the optically anisotropic layer (C) are not particularly limited, but one example is the retardation compensator. The optically anisotropic layer (C) used for the retardation compensation plate may be one sheet or two or more sheets. When two or more sheets are used, each value may be the same or different as long as α is in the range of 0.2 to 0.8, preferably 0.3 to 0.7. May be.
As the optically anisotropic layer (C), a polymer stretched film or an optical compensation film made of liquid crystal can be preferably used. The polymer stretched film may be uniaxial or biaxial composed of cellulose, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyvinyl alcohol (PVA), polyacryl, polyether sulfone, cyclic olefin polymer, etc. A retardation film can be exemplified. In addition, the optical compensation film made of liquid crystal is not particularly limited as long as it is a film that can utilize the optical anisotropy generated from the alignment state by aligning the liquid crystal, for example, nematic liquid crystal, discotic liquid crystal, smectic liquid crystal. Well-known optical compensation films such as various optical functional films using the above and the like.
本発明の円偏光板は良好な円偏光特性を有する。本発明の円偏光板を用いることにより、透過モードにおける表示が明るく、高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示素子が得られる。 The circularly polarizing plate of the present invention has good circular polarization characteristics. By using the circularly polarizing plate of the present invention, a liquid crystal display element having a bright display in the transmission mode, high contrast, and little viewing angle dependency can be obtained.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例におけるリターデーションΔndは特に断りのない限り波長550nmにおける値とする。また、光の波長450nmにおけるリターデーションと590nmにおけるリターデーションの比をD値[D値=Δnd(450nm)/Δnd(590nm)]と定義し、説明を行う。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these. The retardation Δnd in this example is a value at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified. In addition, the ratio of retardation at a wavelength of 450 nm and retardation at 590 nm is defined as a D value [D value = Δnd (450 nm) / Δnd (590 nm)] and will be described.
(実施例1)
本発明の半透過反射型の液晶表示素子の概略については図4を用いて、実施例1の構成については図5を用いて説明する。
図4記載の通り、第2の基板7にAl等の反射率の高い材料で形成された半透過反射電極6が設けられ、第1の基板3に対向電極4が設けられ、半透過反射電極6と対向電極4との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。第1の基板3の対向電極4が形成された側の反対面に位相差補償板2及び偏光板1が設けられており、第2の基板7の半透過反射電極6が形成された面の反対側に該光学異方素子8と該偏光板9とから構成される該円偏光板12が設けられている。該偏光板9の背面側にはバックライト10が設けられている。
(Example 1)
The outline of the transflective liquid crystal display element of the present invention will be described with reference to FIG. 4, and the configuration of Example 1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the
膜厚方向の平均チルト角が28度のネマチックハイブリッド配向が固定化された液晶フィルム(A)15とネマチック配向が固定化された液晶フィルム(B)16を作成し、図5に示したような配置でECB型の半透過反射型液晶表示素子を作製した。
使用した液晶セル11は、液晶材料としてZLI−1695(Merck社製)を用い、ホモジニアス配向させた。液晶層厚は5.0μmであり、液晶層の基板両界面のプレチルト角2度であり、液晶セルのΔndは、略310nmであった。
The liquid crystal film (A) 15 in which the nematic hybrid alignment with an average tilt angle in the film thickness direction of 28 degrees is fixed and the liquid crystal film (B) 16 in which the nematic alignment is fixed are prepared, as shown in FIG. An ECB-type transflective liquid crystal display element was manufactured in the arrangement.
The liquid crystal cell 11 used was homogeneously aligned using ZLI-1695 (manufactured by Merck) as the liquid crystal material. The thickness of the liquid crystal layer was 5.0 μm, the pretilt angle between the two interfaces of the liquid crystal layer was 2 degrees, and the Δnd of the liquid crystal cell was about 310 nm.
液晶セル11の観察者側(図の上側)に偏光板1(厚み約180μm;住友化学工業(株)製SQW−862)を配置し、偏光板1と液晶セル11との間に、位相差補償板2として、一軸延伸したポリカーボネートフィルムからなる高分子延伸フィルム13及び14を配置した。高分子延伸フィルム13の△ndは略250nm、高分子延伸フィルム14の△ndは略113nmであった。
A polarizing plate 1 (thickness: about 180 μm; SQW-862 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is disposed on the viewer side (upper side of the figure) of the liquid crystal cell 11, and the phase difference is between the
また、光学異方素子として、観察者から見て液晶セル11の後方にネマチックハイブリッド配向した液晶フィルム(A)15及びネマチック配向が固定化された液晶フィルム(B)16を配置し、更に背面に偏光板9を配置した。ハイブリッドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルム(A)15の△ndは100nm、D値は1.12、液晶フィルム(B)16の△ndは265nm、D値は1.06であった。このD値からαを求めると、0.5となる。
偏光板1及び9の吸収軸、高分子延伸フィルム13、14及び液晶フィルム(B)16の遅相軸、液晶セル11の両界面のプレチルト方向、液晶フィルム(A)15のチルト方向は図5に記載した条件で配置した。
In addition, as an optically anisotropic element, a liquid crystal film (A) 15 having a nematic hybrid alignment and a liquid crystal film (B) 16 having a nematic alignment fixed are arranged behind the liquid crystal cell 11 as viewed from the observer, and further on the back side. A
The absorption axes of the
図6は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示6Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。このときの正面におけるコントラスト比は454であった。
図7は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の左右方向での透過率の視野角特性を示している。
図8は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の上下方向での透過率の視野角特性を示している。
図6〜8から特に透過モードにおいて良好な視野角特性を持っていることが分かった。
FIG. 6 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 6V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. The contrast ratio at the front at this time was 454.
FIG. 7 shows the viewing angle characteristics of the transmissivity in the left-right direction when displaying 6 gradations from white display 0 V to black display 6 V when the backlight is lit (transmission mode).
FIG. 8 shows the viewing angle characteristics of the transmissivity in the vertical direction when displaying 6 gradations from white display 0V to black display 6V when the backlight is lit (transmission mode).
6 to 8 show that the viewing angle characteristic is particularly good in the transmission mode.
(比較例1)
ネマチック配向が固定化された液晶フィルム(B)17を作成し、液晶セル11の背面側に配置したネマチック配向が固定化された液晶フィルム(B)16の代わりに、液晶フィルム(B)17を図5に記載した条件で配置にした以外は、実施例1と同様の液晶表示素子を作製した。液晶フィルム(B)17のΔndは265nm、D値は1.13であった。液晶フィルム(A)15のD値は1.12であるため、このときのαは1.1であった。
(Comparative Example 1)
A liquid crystal film (B) 17 having a fixed nematic alignment is prepared, and instead of the liquid crystal film (B) 16 having a fixed nematic alignment disposed on the back side of the liquid crystal cell 11, a liquid crystal film (B) 17 is formed. A liquid crystal display element similar to that of Example 1 was produced except that the arrangement was performed under the conditions described in FIG. The liquid crystal film (B) 17 had a Δnd of 265 nm and a D value of 1.13. Since the D value of the liquid crystal film (A) 15 was 1.12, α at this time was 1.1.
図9は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示6Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。このときの正面におけるコントラスト比は412であった。
図10は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の左右方向での透過率の視野角特性を示している。
図11は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の上下方向での透過率の視野角特性を示している。
視野角特性は、実施例1と同様、広い視野角特性が得られていることがわかる。
但し、実施例1では正面のコントラストは454と比較例1の412に比べて約10%もコントラストが向上していることが分かる。
FIG. 9 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 6V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. The contrast ratio at the front at this time was 412.
FIG. 10 shows the viewing angle characteristics of the transmissivity in the left-right direction when displaying 6 gradations from white display 0 V to black display 6 V when the backlight is lit (transmission mode).
FIG. 11 shows the viewing angle characteristics of the transmittance in the vertical direction when 6 gradations are displayed from white display 0 V to black display 6 V when the backlight is lit (transmission mode).
As for the viewing angle characteristics, it can be seen that a wide viewing angle characteristic is obtained as in the first embodiment.
However, in Example 1, the front contrast is 454, which is about 10% higher than that of 412 in Comparative Example 1.
(比較例2)
ネマチック配向が固定化された液晶フィルム(B)18を作成し、液晶セル11の背面側に配置したネマチック配向が固定化された液晶フィルム(A)15の代わりに、液晶フィルム(B)18を図5に記載した条件で配置にした以外は、実施例1と同様の液晶表示素子を作製した。液晶フィルム(B)18のΔndは100nm、D値は1.06であった。液晶フィルム(B)16のD値は1.06であるため、このときのαは1であった。
(Comparative Example 2)
A liquid crystal film (B) 18 having a fixed nematic alignment is prepared, and instead of the liquid crystal film (A) 15 having a fixed nematic alignment disposed on the back side of the liquid crystal cell 11, a liquid crystal film (B) 18 is formed. A liquid crystal display element similar to that of Example 1 was produced except that the arrangement was performed under the conditions described in FIG. The liquid crystal film (B) 18 had a Δnd of 100 nm and a D value of 1.06. Since the D value of the liquid crystal film (B) 16 was 1.06, α at this time was 1.
図12は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示6Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。このときの正面におけるコントラスト比は421であった。
図13は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の左右方向での透過率の視野角特性を示している。
図14は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0Vから黒表示6Vまで6階調表示した時の上下方向での透過率の視野角特性を示している。
視野角特性について、実施例1、2と比較例1を比較する。
FIG. 12 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of the transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 6V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. The contrast ratio at the front at this time was 421.
FIG. 13 shows the viewing angle characteristics of the transmissivity in the left-right direction when displaying 6 gradations from white display 0 V to black display 6 V when the backlight is lit (transmission mode).
FIG. 14 shows the viewing angle characteristics of the transmissivity in the vertical direction when 6 gradations are displayed from 0 V for white display to 6 V for black display when the backlight is lit (transmission mode).
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are compared with respect to viewing angle characteristics.
全方位の等コントラスト曲線を図6と図12で比較すると、ハイブリッドネマチック構造を持つ液晶フィルム(A)15を用いた実施例1の場合の方が、液晶フィルム(B)18を用いた比較例2の場合に比べ、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
また、透過モードでの欠点となる左右、上下方向の階調特性を図7、8と図13、14で比較すると、ハイブリッドネマチック構造を持つ液晶フィルムを用いることにより、反転特性が大幅に改善されていることが分かる。
また、実施例1では正面のコントラストは454と比較例1の412に比べて約10%もコントラストが向上していることが分かる。
Comparing the omnidirectional isocontrast curves in FIG. 6 and FIG. 12, the case of Example 1 using the liquid crystal film (A) 15 having a hybrid nematic structure is a comparative example using the liquid crystal film (B) 18. It can be seen that the viewing angle characteristics are greatly improved as compared with the case of 2.
In addition, comparing the horizontal and vertical gradation characteristics, which are disadvantages in the transmission mode, in FIGS. 7 and 8 and FIGS. 13 and 14, the reversal characteristics are greatly improved by using a liquid crystal film having a hybrid nematic structure. I understand that
In Example 1, it can be seen that the front contrast is 454, which is about 10% higher than that of Comparative Example 1 412.
1,9:偏光板
2:位相差補償板
3:第1の基板
4:対向電極
5:液晶層
6:半透過反射電極
7:第2の基板
8:光学異方素子
10:バックライト
11:液晶セル
12:円偏光板
13,14:ポリカーボネート
15:液晶フィルム(A)
16:液晶フィルム(B)
DESCRIPTION OF
16: Liquid crystal film (B)
Claims (17)
The liquid crystal display element according to claim 7, wherein a VA mode is used as the liquid crystal layer.
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