JP2006139286A - Transflective ips (in-plane switching) liquid crystal display - Google Patents

Transflective ips (in-plane switching) liquid crystal display Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transflective in-plane switching (TIPS) liquid crystal display (LCD) having a patterning retardation film. <P>SOLUTION: The transflective liquid crystal display has a pixel divided into a reflective sub-pixel 10a and a transmissive sub-pixel 10b and comprises: (a) an IP mode LC cell having an electrode layer 14a and an LC layer 12 which can be switched between different alignments by applying an electric field having a main component parallel to the LC layer plane; (b) front and back polarizing plates 13a, 13b; and (c) at least one retardation film 16 which is disposed between the front polarizing plate and the LC layer and which has a pattern consisting of a region 16a having specified axial retardation and a region 16b having substantially no retardation, with the retardation region arranged to cover substantially only the reflective sub-pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、パターニングされた位相差フィルムを有するイン・プレーンスイッチング(IPS:in−plane switching)モードの半透過型液晶ディスプレイ(LCD)に関する。   The present invention relates to an in-plane switching (IPS) mode transflective liquid crystal display (LCD) having a patterned retardation film.

移動電子機器への要求から、半透過型LCDが注目されるようになってきた。半透過型LCD機器は、ディスプレイを照らすのにバックライトを用いるが、明るい条件下で周囲光を利用することによって、電力消費を低減することができる。従ってそのような装置は、あらゆる環境条件下で見ることができる。   Due to the demand for mobile electronic devices, transflective LCDs have attracted attention. Transflective LCD devices use a backlight to illuminate the display, but power consumption can be reduced by utilizing ambient light under bright conditions. Such devices can therefore be viewed under any environmental conditions.

各ピクセルが、反射および透過サブピクセルに分かれている半透過型ディスプレイが、ねじれおよび非ねじれスイッチングセル構造に提案されている(Kubo et al., IDW 1999, page 183-187; Baek et al., IDW 2000, page
41-44; WO 03/019276(特許文献1); Roosendaal et al., Proc. SID 2003, page 78-81)。透過サブピクセルは透明な前面および背面電極を有するが、反射サブピクセルは透過前面電極および反射背面電極を有し、例えば「ホール−イン−ミラー(hole-in-mirror)」技術によって得られるパターニング電極構造を必要する。透過モードは半波長(λ/2)光変調(λ=入射光の波長)を用い、反射モードは1/4波長(λ/4) 光変調を用いることから、サブピクセルに異なるセルギャップ(またはLC層厚)を用いることで、反射サブピクセルが透過サブピクセルのセルギャップの約半分となるようにすることが提案されている。
Transflective displays in which each pixel is divided into reflective and transmissive subpixels have been proposed for twisted and non-twisted switching cell structures (Kubo et al., IDW 1999, page 183-187; Baek et al., IDW 2000, page
41-44; WO 03/019276 (Patent Document 1); Roosendaal et al., Proc. SID 2003, page 78-81). A transmissive subpixel has transparent front and back electrodes, while a reflective subpixel has a transmissive front electrode and a reflective back electrode, eg, a patterning electrode obtained by “hole-in-mirror” technology Need structure. The transmission mode uses half-wavelength (λ / 2) light modulation (λ = wavelength of incident light), and the reflection mode uses quarter-wavelength (λ / 4) light modulation. It has been proposed that the reflective subpixel be approximately half the cell gap of the transmissive subpixel by using (LC layer thickness).

反射サブピクセルを透過サブピクセルとともに動作させるようにするには、円偏光を生じさせるのに色消し(または「広帯域」)1/4波長フィルム(AQWF)が必要である(AQWFは、好ましくは全可視スペクトラムを包含する広い波長帯域においてλ/4の光遅延を示し、例えばλ/2の光遅延を有する半波長フィルム(HWF)とQWFを組み合わせることで形成される)。AQWFは透過ピクセルも覆うことから、セルのバックライト側に等価なAQWFを置く必要がある。
国際公開第03/019276号パンフレット 独国特許出願公開第4000451号明細書 欧州特許出願公開第0588568号明細書
In order for a reflective subpixel to work with a transmissive subpixel, an achromatic (or “broadband”) quarter wave film (AQWF) is required to produce circularly polarized light (AQWF is preferably all It exhibits an optical delay of λ / 4 in a wide wavelength band including the visible spectrum, and is formed, for example, by combining a half-wave film (HWF) having an optical delay of λ / 2 and QWF. Since AQWF also covers transmissive pixels, it is necessary to place an equivalent AQWF on the backlight side of the cell.
International Publication No. 03/019276 Pamphlet German Patent Application Publication No. 4000451 European Patent Application No. 0588568

通常、半透過型ディスプレイでは4個の位相差板が必要であり、前面で2個(1個のQWFおよび1個のHWF)と背面で2個(1個のQWFおよび1個のHWF)である。フィルム数を減らすため、ベックら(Baek
et al., IDW 2000, p.41-44)は、非ねじれLCセルをAQWFの一部とすることを提案しており、それによってセルがQWFとなり、2個のHWFのみが必要となる。結果的に、実際にセルが、AQWFから簡単な半波長プレートに切り替わる。この考え方によってフィルム数が減少し、やはり反射状態が透過と関連して動作可能であるが、透過状態ではなお、コントラストの低さ、視角の狭さおよび色度の悪さという問題がある。
Typically, a transflective display requires four retardation plates, two on the front (one QWF and one HWF) and two on the back (one QWF and one HWF). is there. To reduce the number of films, Beck et al. (Baek
et al., IDW 2000, p. 41-44) proposes that non-twisted LC cells be part of the AQWF, which makes the cell QWF and only requires two HWFs. As a result, the cell actually switches from AQWF to a simple half-wave plate. This idea reduces the number of films and still allows the reflective state to operate in conjunction with transmission, but the transmission state still has the problems of low contrast, narrow viewing angle, and poor chromaticity.

WO03/019276およびファン・デル・ザンデらの報告(Van der Zande et al., Proceedings of the SID 2003, p. 194-197)には、反射および透過サブピクセルについて異なるリターデーションを持つパターニング位相差板を有する半透過型TNセル構造が報告されている。パターニング位相差板を用いることで、半透過型セルを設計する際の自由度がさらに大きくなり、ディスプレイ品質を高めるのに必要なフィルム数を低減することもできる。しかしながら、透過状態では、コントラスト、視角および色度はまだ不十分である。   WO 03/019276 and Van der Zande et al. (Van der Zande et al., Proceedings of the SID 2003, p. 194-197) describe patterned retardation plates with different retardation for reflection and transmission subpixels. A transflective TN cell structure with a sapphire has been reported. By using the patterning phase difference plate, the degree of freedom in designing a transflective cell is further increased, and the number of films necessary for improving display quality can be reduced. However, in the transmissive state, contrast, viewing angle and chromaticity are still insufficient.

特に、狭い視野範囲での問題があるために、場内放送や更には屋外テレビ用の大画面ディスプレイ装置に半透過型ディスプレイを用いることは対しては、あまり関心が高くなっていない。   In particular, there is a problem with a narrow visual field range, and therefore there is not much interest in using a transflective display in a large-screen display device for on-site broadcasting and further for outdoor television.

そこで本発明の目的は、上記の欠点を持たず、広範囲の視角にわたって高いコントラストおよび輝度そして低い色ずれを示し、時間効率およびコスト効率の高い形で製造することが容易な半透過型ディスプレイを提供することにある。本発明の他の目的については、下記の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a transflective display that does not have the above-described drawbacks, exhibits high contrast and brightness and low color shift over a wide range of viewing angles, and is easy to manufacture in a time efficient and cost effective manner There is to do. Other objects of the invention will be readily apparent to those skilled in the art from the following detailed description.

本発明者らは、本発明で特許請求された半透過型イン・プレーンスイッチング(IPS:in−plane switching)モードディスプレイ(TIPS)を提供することで、これらの目的が達成できることを見出した。   The inventors have found that these objectives can be achieved by providing a transflective in-plane switching (IPS) mode display (TIPS) as claimed in the present invention.

LC層の面に対して実質的に垂直に電界が印加されるTNまたはVAモードのような従来のディスプレイモードと比較して、IPSモードは、LC層の面に対して実質的に平行に電界が印加されるという点を特徴とする。従来のIPSディスプレイは、例えばDE−A−4000451(特許文献2)およびEP−A−0588568(特許文献3)に開示されている。従来のディスプレイでは、IPSモードは、多くの分野で、例えばVAおよびTNモードと比較して利点を有すると報告されている(Endoh
et al., IDW 1999, p.187-190)。さらに、好適な補償(Kim,
et al., IMID 2003, p.1-4)またはマルチドメイン構造(Klausmann
et al., J. Appl. Phys., 1998. 83(4), p. 1854-1862)との組み合わせにより、IPSモードは非常に良好なLCD視覚経験を提供すると報告されている。IPS技術は特に、透過型デバイスにおける視角および色ずれに関する厳しい制限を満足することができるLC−TVの実施可能な設計と見られている。しかしながら、上記の文書では、本発明で特許請求される半透過型IPSディスプレイは開示されていない。
Compared to conventional display modes such as TN or VA mode, where the electric field is applied substantially perpendicular to the plane of the LC layer, the IPS mode has an electric field substantially parallel to the plane of the LC layer. Is characterized in that is applied. Conventional IPS displays are disclosed, for example, in DE-A-4000451 (Patent Document 2) and EP-A-0588568 (Patent Document 3). In conventional displays, IPS mode has been reported to have advantages in many fields compared to, for example, VA and TN modes (Endoh
et al., IDW 1999, p.187-190). In addition, suitable compensation (Kim,
et al., IMID 2003, p.1-4) or multidomain structure (Klausmann
et al., J. Appl. Phys., 1998. 83 (4), p. 1854-1862), IPS mode has been reported to provide a very good LCD visual experience. IPS technology is particularly seen as a viable design for LC-TV that can meet the strict limitations on viewing angle and color shift in transmissive devices. However, the above document does not disclose the transflective IPS display claimed in the present invention.

半透過型装置の現在の技術は、反射状態で円偏光を使用する必要があることから、IPSモードの使用には制限がある。電界印加時にLC媒体のダイレクタをディスプレイの面内で再配向させるIPSモードの性質により、LCセルを切り替えるか否かとは無関係に円偏光が同じく影響されて、状態間にコントラストが生じないことが要求される。   The current technology for transflective devices is limited in the use of IPS mode because it requires the use of circularly polarized light in the reflective state. Due to the nature of the IPS mode in which the director of the LC medium is reoriented in the plane of the display when an electric field is applied, the circularly polarized light is also affected regardless of whether the LC cell is switched or not, and no contrast is required between the states. Is done.

本発明者らはさらに、IPSディスプレイを適切に設計することで、これらの制限を克服することが可能であることを見出した。例えば、IPS LCセルをAQW位相差板の切り替え可能なQW部品とし、それを非切り替えのHWFと組み合わせることで、IPSセルが円偏光に影響を与えようとするのではなく、直線偏光を取り、それを円形に変換するか直線のままとしておくことができることから、半透過型装置でIPSを用いることが可能となる。さらに、コントラスト、視角および色度を向上させるために、HWFを、反射サブピクセルを覆うHWF領域および透過サブピクセルを覆う非リターデーション領域を有するパターニングされたセル内位相差板として用いる。光学性能の向上とはなれても、それによってフィルム数も減ることから、厚さが小さくなり、輝度が高くなり、製造工程が容易かつ安価になる。   The inventors have further found that these limitations can be overcome by properly designing an IPS display. For example, an IPS LC cell is a QW component that can switch an AQW phase difference plate, and by combining it with a non-switched HWF, the IPS cell does not try to influence circularly polarized light, but takes linearly polarized light, Since it can be converted to a circle or left straight, it is possible to use IPS in a transflective device. Further, to improve contrast, viewing angle and chromaticity, HWF is used as a patterned in-cell retardation plate having an HWF area covering the reflective subpixel and a non-retardation area covering the transmissive subpixel. Even if the optical performance can be improved, the number of films is also reduced, thereby reducing the thickness, increasing the brightness, and making the manufacturing process easy and inexpensive.

<用語の定義>
「フィルム」という用語には、機械的安定性を有する剛性または可撓性で自己保持性または自立性のフィルムならびに支持基板上または2個の基板間のコーティングまたは層が含まれる。
<Definition of terms>
The term “film” includes a rigid or flexible, self-holding or self-supporting film with mechanical stability, as well as a coating or layer on a support substrate or between two substrates.

「液晶またはメソゲン材料」または「液晶またはメソゲン化合物」という用語は、1以上のロッド形状、ボード形状またはディスク状のメソゲン基、すなわち液晶(LC)相挙動を誘発する能力を有する基を含む材料または化合物を意味する。ロッド形状またはボード形状の基を有するLC化合物は、当業界においては「カラミチック」液晶とも称される。円板形状基を有するLC化合物は、当業界においては「ディスコチック」液晶とも称される。メソゲン基を有する化合物または材料は、必ずしもそれ自体がLC相を示す必要はない。それらが他の化合物のとの混合物である場合、あるいはメソゲン化合物または材料あるいはそれらの混合物が重合した場合のみにLC相挙動を示すものであることも可能である。   The term “liquid crystal or mesogenic material” or “liquid crystal or mesogenic compound” refers to a material comprising one or more rod-shaped, board-shaped or disk-shaped mesogenic groups, ie groups having the ability to induce liquid crystal (LC) phase behavior or Means a compound. LC compounds having rod-shaped or board-shaped groups are also referred to in the art as “calamitic” liquid crystals. LC compounds having disc-shaped groups are also referred to in the art as “discotic” liquid crystals. A compound or material having a mesogenic group need not necessarily exhibit an LC phase itself. It is also possible that they exhibit LC phase behavior only when they are in a mixture with other compounds, or only when mesogenic compounds or materials or mixtures thereof are polymerized.

簡潔のため、以下において「液晶材料」という用語は、メソゲニック材料およびLC材料の両方に用いる。   For brevity, the term “liquid crystal material” is used below for both mesogenic and LC materials.

1つの重合性基を有する重合可能な化合物は「モノ反応性」化合物とも称され、2個の重合性基を有する化合物は「ジ反応性」化合物と称され、2個より多い重合性基を有する化合物は「多反応性」化合物と称される。重合性基を持たない化合物は、「非反応性」化合物とも称される。   A polymerizable compound having one polymerizable group is also referred to as a “monoreactive” compound, and a compound having two polymerizable groups is referred to as a “direactive” compound and has more than two polymerizable groups. Compounds having are referred to as “multi-reactive” compounds. Compounds without a polymerizable group are also referred to as “non-reactive” compounds.

「反応性メソゲン」(RM)という用語は、重合性メソゲン化合物または液晶化合物を意味する。   The term “reactive mesogen” (RM) means a polymerizable mesogenic compound or a liquid crystal compound.

「ダイレクタ」という用語は先行技術において知られており、LC材料中のメソゲン基の長分子軸(カラミチック化合物の場合)または短分子軸(ディスコチック化合物の場合)の好ましい配向方向を意味する。   The term “director” is known in the prior art and means the preferred orientation direction of the long molecular axis (in the case of calamitic compounds) or short molecular axis (in the case of discotic compounds) of the mesogenic group in the LC material.

1軸的に正の複屈折LC材料を含むフィルムでは、光学軸はダイレクタによって与えられる。   In films containing uniaxially positive birefringent LC material, the optic axis is provided by a director.

「ホメオトロピック構造」または「ホメオトロピック配向」という用語は、光学軸がフィルム面に対して実質的に垂直であるフィルムを指す。   The term “homeotropic structure” or “homeotropic orientation” refers to a film whose optic axis is substantially perpendicular to the film plane.

「プラナー構造」または「プラナー配向」という用語は、光学軸がフィルム面に対して実質的に平行であるフィルムを指す。   The term “planar structure” or “planar orientation” refers to a film whose optical axis is substantially parallel to the film plane.

「Aプレート」という用語は、異常軸が層面に平行に配向している一軸的に複屈折の材料の層を用いる光学的位相差板を指す。   The term “A plate” refers to an optical retardation plate that uses a layer of uniaxially birefringent material with an extraordinary axis oriented parallel to the layer plane.

「Cプレート」という用語は、異常軸が層面に対して垂直である一軸的に複屈折の材料の層を用いる光学的位相差板を指す。   The term “C-plate” refers to an optical retardation plate that uses a layer of uniaxially birefringent material whose anomalous axis is perpendicular to the layer plane.

均一な配向を持つ光学的一軸複屈折液晶材料を有するA−およびCプレートでは、フィルムの光学軸は異常軸の方向によって与えられる。   In A- and C-plates with optically uniaxial birefringent liquid crystal material with uniform orientation, the optical axis of the film is given by the direction of the extraordinary axis.

正の複屈折を持つ光学的一軸複屈折材料を有するAプレートまたはCプレートは、「+A/Cプレート」または「正A/Cプレート」とも称される。負の複屈折を持つ光学的一軸複屈折材料のフィルムを有するAプレートまたはCプレートは、「−A/Cプレート」または「負A/Cプレート」とも称される。   An A plate or C plate having an optical uniaxial birefringent material with positive birefringence is also referred to as a “+ A / C plate” or “positive A / C plate”. An A plate or C plate having a film of optically uniaxial birefringent material with negative birefringence is also referred to as a “−A / C plate” or “negative A / C plate”.

「E−モード」とは、ディスプレイセルに入った時に、入射光偏光方向が実質的にLC分子のダイレクタに平行である、すなわち異常(E)屈折率方向であるねじれネマチック液晶ディスプレイ(TN−LCD)を指す。「O−モード」とは、ディスプレイセルに入った時に、入射偏光が実質的に前記ダイレクタに対して垂直である、すなわち正常(O)屈折率方向であるTN−LCDを指す。   “E-mode” refers to a twisted nematic liquid crystal display (TN-LCD) whose incident light polarization direction is substantially parallel to the director of the LC molecule, ie, an extraordinary (E) refractive index direction when entering the display cell. ). “O-mode” refers to a TN-LCD that, when entering the display cell, has incident polarization substantially perpendicular to the director, ie, in the normal (O) refractive index direction.

別段の断りがない限り、直線偏光手段の「偏光方向」といいう用語は、偏光消光軸を意味する。例えば二色性ヨウ素系色素を含む伸張プラスチック偏光フィルムの場合、消光軸は通常、伸縮方向に相当する。   Unless otherwise noted, the term “polarization direction” of a linear polarization means means the polarization quenching axis. For example, in the case of a stretched plastic polarizing film containing a dichroic iodine dye, the extinction axis usually corresponds to the stretching direction.

本発明は、反射サブピクセルと透過サブピクセルに分割された1以上のピクセルを有する半透過型液晶ディスプレイ(LCD)において、
(a)電極層と、LC層面に平行な主要成分を有する電界を印加すると異なる配向間で切り替え可能であるLC層とを有するイン・プレーンスイッチング(IPS)モードのLCセルであって、前記電極層が好ましくは透明基板の内側に設けられているLCセル、
(b)存在しなくてもよい任意構成要素として、LCセルを挟持し、前面および背面偏光方向を有する前面および背面偏光板、
(c)前記前面偏光板とLC層との間に配置され、所定のリターデーションを有する領域と実質的にリターデーションがない領域のパターンを有し、前記リターデーション領域が実質的に反射サブピクセルのみを覆うように配置されている少なくとも1個の位相差フィルム
を有することを特徴とする半透過型液晶ディスプレイに関する。
The present invention relates to a transflective liquid crystal display (LCD) having one or more pixels divided into reflective and transmissive subpixels.
(A) an LC cell in in-plane switching (IPS) mode having an electrode layer and an LC layer that can be switched between different orientations when an electric field having a main component parallel to the LC layer surface is applied. An LC cell in which the layer is preferably provided inside the transparent substrate,
(B) Front and back polarizing plates sandwiching LC cells and having front and back polarization directions as optional components that may not be present,
(C) It is disposed between the front polarizing plate and the LC layer, and has a pattern of a region having a predetermined retardation and a region having substantially no retardation, and the retardation region is substantially a reflective subpixel. The present invention relates to a transflective liquid crystal display having at least one retardation film disposed so as to cover only the liquid crystal display.

本発明はさらに、透過および反射サブピクセルを有するTIPS−LCDで使用され、半波長(λ/2)リターデーションを有する領域と実質的にリターデーションがない領域のパターンを有するパターニングHWFに関する。   The present invention further relates to a patterned HWF used in a TIPS-LCD having transmissive and reflective sub-pixels and having a pattern of regions having half-wavelength (λ / 2) retardation and regions having substantially no retardation.

前述のように、半透過型装置でIPSを用いる場合の第1の問題は、円偏光が、複屈折材料によって、それの配向に無関係に影響を受けることであり、もしIPSセルがある配置で右円偏光から左円偏光に変換する場合、セルが面内の別の配置に切り替えられたとき、それが同じことを行うために、コントラストがでないという点である。   As mentioned above, the first problem with using IPS in a transflective device is that circularly polarized light is affected by the birefringent material regardless of its orientation, and in an arrangement with an IPS cell. The conversion from right circular polarization to left circular polarization is that when the cell is switched to another arrangement in the plane, it does not have contrast because it does the same thing.

この問題を解決するため、本発明によるIPSセルを、円偏光を生じる要素の一部とする。標準的なAQWFが、色消しQWFダブレットを生じるように配向されたHWFおよびQWFからなることを考えると、そこでQWFを切り替え可能なLCセルに置き換えることが可能である。従って、IPSモードの使用が可能で、同時に必要なフィルム数を減らすことが可能になる。LCセルを切り替えて、暗状態で円偏光を生じさせ、明状態で直線偏光を生じさせることが可能であることから、それは反射状態には理想的である。   In order to solve this problem, the IPS cell according to the present invention is made part of the element that generates circularly polarized light. Given that a standard AQWF consists of HWF and QWF oriented to produce an achromatic QWF doublet, it is possible to replace the QWF with a switchable LC cell there. Therefore, the IPS mode can be used, and the number of necessary films can be reduced at the same time. It is ideal for the reflective state, since it is possible to switch the LC cell to produce circularly polarized light in the dark state and linearly polarized light in the bright state.

第2の問題は、透過状態におけるディスプレイ設計に関するものである。反射サブピクセルでは、光がLC層を2回通過することから、それのセルギャップを好ましくは透過サブピクセルのセルギャップの約0.5倍として、同じリターデーションを与える。そうすることで、透過LCセルは、背面から背面で適用された2つのQWFに実効的に対応することになる。それは、交差した偏光板を使用すると、いずれも許容できない高色度または低コントラストが生じることを意味する。この問題を克服するため、パターニング位相差板を用いて、反射部分と透過部分を一緒に動作させる。パターニング位相差板は、例えば、反射サブピクセル上にHWFリターデーションを与え、透過サブピクセル上に光学的に等方な領域を与えるパターニングされた反応性メソゲン材料で形成される。   The second problem concerns the display design in the transmissive state. In the reflective subpixel, light passes through the LC layer twice, so its cell gap is preferably about 0.5 times the cell gap of the transmissive subpixel, giving the same retardation. By doing so, the transmissive LC cell effectively corresponds to the two QWFs applied from back to back. That means that using crossed polarizers results in unacceptably high chromaticity or low contrast. In order to overcome this problem, the reflective part and the transmissive part are operated together by using a patterning phase difference plate. The patterned retardation plate is formed of, for example, a patterned reactive mesogenic material that provides HWF retardation on the reflective subpixel and optically isotropic regions on the transmissive subpixel.

このようにして、IPS透過光学系の利点を望ましい反射光学系と組み合わせることで、多方面で優れた半透過型ディスプレイを作製することが可能である。   In this way, by combining the advantages of the IPS transmission optical system with the desired reflection optical system, it is possible to produce a transflective display that is excellent in many fields.

反射サブピクセルでは、LC層は好ましくは1/4波長リターデーションを有し、従って切り替え可能な1/4波長位相差板の機能を有する。反射サブピクセルでのLC層のリターデーションは、好ましくは入射光波長の0.25倍である。特に好ましくは、リターデーション値は90〜200nm、非常に好ましくは130〜145nmである。   In the reflective subpixel, the LC layer preferably has a quarter wavelength retardation and thus has the function of a switchable quarter wavelength retarder. The retardation of the LC layer at the reflective subpixel is preferably 0.25 times the incident light wavelength. Particularly preferably, the retardation value is 90 to 200 nm, very preferably 130 to 145 nm.

透過サブピクセルでは、LC層のリターデーションは、好ましくは入射光波長の0.5倍であるか、あるいは反射サブピクセルのLC層のリターデーションの2倍である。特に好ましくは、リターデーション値は180〜400nm、非常に好ましくは260〜290nmである。   For transmissive subpixels, the retardation of the LC layer is preferably 0.5 times the incident light wavelength, or twice the retardation of the LC layer of the reflective subpixel. Particularly preferably, the retardation value is from 180 to 400 nm, very preferably from 260 to 290 nm.

好適なセルギャップは、使用されるLC媒体の複屈折に応じて選択することができる。好適なセルギャップは、例えば0.5〜5μmの範囲である。   A suitable cell gap can be selected depending on the birefringence of the LC medium used. A suitable cell gap is, for example, in the range of 0.5-5 μm.

別段の断りがない限り、上記のリターデーション値は、550nmの中心波長を指す。   Unless otherwise noted, the above retardation values refer to a center wavelength of 550 nm.

本発明による好ましいTIPS−LCDは、
(a)下記の要素、即ち
(a−1)互いに平行であって、少なくとも一方が入射光に対して透明である第1および第2の基板面、
(a−2)前記LCセルの個々のピクセルを個別に切り替えるのに用いることができる前記基板の一方の上に設けられた非線形電気素子のアレイであって、前記素子が好ましくはトランジスタなどの能動素子、非常に好ましくはTFTであるアレイ、
(a−3)前記基板の一方、好ましくは非直線形素子の前記アレイを有する基板と反対側の基板上に設けられ、原色である赤、緑および青(R、G、B)のいずれかを透過する各種ピクセルのパターンを有するカラーフィルターアレイであって、前記カラーフィルターが平坦化層に覆われていても良いカラーフィルターアレイ、
(a−4)主要成分が前記LC層の面に平行となる電界を印加することができるように設計された前記第1のまたは第2の基板の内側に設けられた電極層、
(a−5)任意の要素として(場合によりなくてもよい)、前記電極上に設けられたアラインメント層、
(a−6)電界を印加することで少なくとも2つの異なる配向間で切り替え可能なLC媒体
を有する液晶(LC)セル;
(b)前記LCセルの第1の側に設けられた第1の直線偏光板;
(c)前記LCセルの第2の側に設けられた第2の直線偏光板;および
(d)前記LCセルの前記第1の基板および前記第2の基板の間に配置され、異なるリターデーションおよび/または配向を持った領域のパターンを有する少なくとも1個のパターニング位相差フィルム
を有しており、前記偏光板、位相差フィルムおよびLC層の配向方向は上記および下記で定義の通りである。
A preferred TIPS-LCD according to the present invention is:
(A) the following elements: (a-1) first and second substrate surfaces that are parallel to each other and at least one of which is transparent to incident light;
(A-2) An array of non-linear electrical elements provided on one of the substrates that can be used to individually switch individual pixels of the LC cell, wherein the elements are preferably active, such as transistors An element, an array which is very preferably a TFT,
(A-3) Any one of the primary colors red, green and blue (R, G, B) provided on one of the substrates, preferably on the opposite side of the substrate having the array of non-linear elements. A color filter array having a pattern of various pixels that pass through the color filter array, wherein the color filter may be covered with a planarization layer,
(A-4) an electrode layer provided on the inner side of the first or second substrate, which is designed so that a main component can apply an electric field parallel to the surface of the LC layer;
(A-5) As an optional element (optional), an alignment layer provided on the electrode,
(A-6) a liquid crystal (LC) cell having an LC medium switchable between at least two different orientations by applying an electric field;
(B) a first linearly polarizing plate provided on the first side of the LC cell;
(C) a second linearly polarizing plate provided on the second side of the LC cell; and (d) a different retardation disposed between the first substrate and the second substrate of the LC cell. And / or at least one patterned retardation film having a pattern of a region having an orientation, and the orientation directions of the polarizing plate, the retardation film and the LC layer are as defined above and below.

例えばくし歯(interdigited)電極のように、LC層の面に実質的に平行な電界を提供する上で、好適なIPS電極設計は当業界で公知であり、文献に記載されている。   Suitable IPS electrode designs are well known in the art and are described in the literature for providing an electric field substantially parallel to the plane of the LC layer, such as interdigited electrodes.

パターニング位相差フィルムは、所定の軸上リターデーション(<0または>0の値)を持つ領域および軸上リターデーションのない領域を有する。フィルムのリターデーション領域では、光学軸は好ましくはフィルム面に平行である(Aプレート対称)。非リターデーション領域では、フィルムは例えば光学的に等方性の材料を有しているか、あるいは光学軸は例えばフィルム面に対して垂直である(Cプレート対称)。   The patterning retardation film has a region having a predetermined on-axis retardation (a value of <0 or> 0) and a region having no on-axis retardation. In the retardation region of the film, the optical axis is preferably parallel to the film plane (A plate symmetry). In the non-retardation region, the film has, for example, an optically isotropic material, or the optical axis is, for example, perpendicular to the film plane (C-plate symmetry).

本発明による半透過型LCDでは、切り替え可能なLCセルを形成し、切り替え可能なLC媒体を含む基板間にパターニング位相差板が設けられている(「セル内」使用)。光学的位相差板が通常はLCセルと偏光板の間に置かれている従来のディスプレイと比較して、光学的位相差板のセル内使用はいくつかの利点を有する。例えば、光学的位相差板がLCセルを形成するガラス基板の外側に貼り付けられているディスプレイでは通常、視角特性をかなり損ない得る視差の問題がある。位相差板をLCディスプレイセル内部に設けると、その視差の問題を軽減または回避することすら可能である。   In the transflective LCD according to the present invention, a switchable LC cell is formed, and a patterning phase difference plate is provided between substrates including a switchable LC medium (using “in-cell”). Compared to conventional displays where an optical retardation plate is usually placed between the LC cell and the polarizer, the use of the optical retardation plate in the cell has several advantages. For example, a display in which an optical retardation plate is attached to the outside of a glass substrate that forms an LC cell usually has a parallax problem that can significantly impair the viewing angle characteristics. When the retardation plate is provided inside the LC display cell, the parallax problem can be reduced or even avoided.

好ましくはパターニング位相差板は、ディスプレイの前面側に、好ましくはカラーフィルターとLC媒体との間に配置するか、あるいは平坦化層が存在する場合には、カラーフィルターと平坦化層との間に配置する。   Preferably, the patterned retardation plate is disposed on the front side of the display, preferably between the color filter and the LC medium, or between the color filter and the planarization layer if a planarization layer is present. Deploy.

パターニング位相差板の厚さは、好ましくは0.5〜3.5ミクロン、非常に好ましくは0.6〜3ミクロン、最も好ましくは0.7〜2.5ミクロンである。   The thickness of the patterning retardation plate is preferably 0.5 to 3.5 microns, very preferably 0.6 to 3 microns, and most preferably 0.7 to 2.5 microns.

パターニング位相差板は好ましくは、好ましくは180〜400nm、最も好ましくは200〜350nmの軸上リターデーション(すなわち0°視角)を有する半波長位相差フィルム(HWF)である。   The patterning retardation plate is preferably a half-wave retardation film (HWF) having an on-axis retardation (ie, 0 ° viewing angle) of preferably 180 to 400 nm, most preferably 200 to 350 nm.

パターニング位相差板が1/4波長位相差フィルム(QWF)である場合、それは好ましくは、90〜200nm、最も好ましくは100〜175nmの軸上リターデーションを有する。   When the patterning retardation plate is a quarter wave retardation film (QWF), it preferably has an on-axis retardation of 90-200 nm, most preferably 100-175 nm.

本発明の好ましい実施形態によるLCDのアセンブリを図1に模式的に示した。図1の上側は、ディスプレイの前面側、すなわち視聴者の側に相当する。図1の下側は、ディスプレイの背面側、すなわちバックライト側に相当する。図1には、例えばガラス基板のような2個の透明な平面平行基板11a/b間に閉じ込められた切り替え可能なLC媒体12の層ならびにそれらの基板を挟持する交差した偏光方向を有する2個の偏光板13a/bを有するLCDの1個のピクセル10を例示的に示してある。   An LCD assembly according to a preferred embodiment of the present invention is schematically illustrated in FIG. The upper side of FIG. 1 corresponds to the front side of the display, that is, the viewer side. The lower side of FIG. 1 corresponds to the back side of the display, that is, the backlight side. FIG. 1 shows a layer of switchable LC medium 12 confined between two transparent plane parallel substrates 11a / b, eg glass substrates, and two with crossed polarization directions sandwiching the substrates. A pixel 10 of an LCD having a number of polarizing plates 13a / b is shown by way of example.

このディスプレイはさらに、LC層の背面側に反射電極14aおよび透明電極14bのパターンを有することで、2組の反射サブピクセル10aおよび透過サブピクセル10bを形成している。透明電極14bは、例えばインジウムすず酸化物(ITO)の層である。反射電極14aは、例えばITO層14a1およびLC媒体を透過した光を再度視聴者の方向に戻す(曲がった矢印で示した)反射層14a2を有する。反射層14a2は、例えば金属層(例:Al)であるか、あるいは穴を有するミラーとして形成することができる(ミラーの領域が反射サブピクセルにあり、穴が透過サブピクセルにある)。電極層14a1およびミラー14a2は、隣接する層であることができるか、あるいは図1に示したように空間的に分離されていても良い。   This display further has a pattern of the reflective electrode 14a and the transparent electrode 14b on the back side of the LC layer, thereby forming two sets of reflective subpixels 10a and transmissive subpixels 10b. The transparent electrode 14b is a layer of indium tin oxide (ITO), for example. The reflective electrode 14a includes, for example, a reflective layer 14a2 that returns light transmitted through the ITO layer 14a1 and the LC medium to the viewer again (indicated by a bent arrow). The reflective layer 14a2 is, for example, a metal layer (eg, Al), or can be formed as a mirror having a hole (the area of the mirror is in the reflective subpixel and the hole is in the transmissive subpixel). The electrode layer 14a1 and the mirror 14a2 can be adjacent layers, or may be spatially separated as shown in FIG.

このディスプレイはさらに、赤、緑および青のピクセルを有するカラーフィルター15とパターニングセル内位相差フィルム16を有する。セル内位相差板16は、所定のリターデーション(値は<0または>0)を有する領域16aと軸上リターデーションを持たない領域16bのパターンを有する。リターデーション領域16aは反射サブピクセル10aを覆い、非リターデーション領域16bは透過サブピクセル10bを覆う。   The display further comprises a color filter 15 having red, green and blue pixels and a patterned in-cell retardation film 16. The in-cell retardation plate 16 has a pattern of a region 16a having a predetermined retardation (value is <0 or> 0) and a region 16b having no on-axis retardation. The retardation region 16a covers the reflective subpixel 10a, and the non-retardation region 16b covers the transmissive subpixel 10b.

図1に示したようにディスプレイがアクティブマトリクス型である場合、それは、電極14に近い側の、好ましくはカラーフィルター15の側と反対側の例えばTFTのような個々のピクセルを個別に切り替えるのに用いられる非線形電気素子17のアレイも有する。   When the display is of an active matrix type as shown in FIG. 1, it can be used to individually switch individual pixels, such as TFTs, on the side close to the electrode 14, preferably on the side opposite to the color filter 15 side. It also has an array of non-linear electrical elements 17 used.

反射および透過サブピクセル10a/bは好ましくは、図1で二重矢印によって示したように、異なるセルギャップを有する。好ましくは透過サブピクセル10bのセルギャップは、反射サブピクセル10aのセルギャップの2倍である。   The reflective and transmissive subpixels 10a / b preferably have different cell gaps, as indicated by the double arrows in FIG. Preferably, the cell gap of the transmissive subpixel 10b is twice the cell gap of the reflective subpixel 10a.

異なるセルギャップを得るには、反射サブピクセルは、例えば透明樹脂(フォトレジストなど)から形成することができる段差18を有する。段差18は、LCセルの前面側に存在しても、背面側に存在してもよい。   To obtain different cell gaps, the reflective sub-pixel has a step 18 that can be formed from, for example, a transparent resin (such as a photoresist). The step 18 may exist on the front side or the back side of the LC cell.

LC媒体12において所望の表面アラインメントを誘導または強化するために、電極14a/bがアラインメント層(不図示)によって覆われていてもよい。さらに任意構成として、カラーフィルター15とセル位相差フィルム16におけるパターニングとの間に、アラインメント層(不図示)が設けられても良い。ディスプレイは、背面側にバックライトも有する(不図示)。   In order to induce or enhance the desired surface alignment in the LC medium 12, the electrodes 14a / b may be covered by an alignment layer (not shown). Furthermore, as an optional configuration, an alignment layer (not shown) may be provided between the color filter 15 and the patterning in the cell retardation film 16. The display also has a backlight on the back side (not shown).

本発明によるTIPS−LCDでは、好ましくは偏光板、LCセル、セル内位相差フィルム、および任意要素としてのさらなる位相差フィルムを含む光学層を、それらの光学軸が互いに対して特定の配向方向を有するように配置する。   In the TIPS-LCD according to the present invention, an optical layer preferably including a polarizing plate, an LC cell, an in-cell retardation film, and an additional retardation film as an optional element, the optical axes of which have a specific orientation direction with respect to each other. Arrange to have.

本発明の好ましい実施形態によるTIPS−LCDの動作について、下記で例示的に説明する。   The operation of the TIPS-LCD according to a preferred embodiment of the present invention will be exemplarily described below.

本発明の第1の好ましい実施形態によるTIPS−LCDは、断面図で図2に例示的に示した光学層の積層構造を有し、それは、反射サブピクセル12aおよび透過サブピクセル12bに分割されたLC層、反射体14a、前面および背面偏光板13a/bおよびパターニングセル内HWF16を含んでいる。そして、セル内HWF16は、反射サブピクセルを覆う半波長領域16aおよび透過サブピクセルを覆う光学的に等方の領域16bのパターンを有している。偏光板13a/bの透過軸は、それぞれ+45°および−45°で配向しており、HWF領域16aの光学軸は+22.5°で配向している。   The TIPS-LCD according to the first preferred embodiment of the present invention has a laminated structure of optical layers as shown in FIG. 2 in a sectional view, which is divided into a reflective sub-pixel 12a and a transmissive sub-pixel 12b. It includes an LC layer, a reflector 14a, front and back polarizing plates 13a / b, and an in-patterning cell HWF16. The in-cell HWF 16 has a pattern of a half-wavelength region 16a that covers the reflective subpixels and an optically isotropic region 16b that covers the transmissive subpixels. The transmission axes of the polarizing plates 13a / b are oriented at + 45 ° and −45 °, respectively, and the optical axis of the HWF region 16a is oriented at + 22.5 °.

反射サブピクセルのLC層厚(d/2)は、透過サブピクセル(d)の厚さの実質的に0.5倍である。LC層のリターデーションΔn・d(ΔnはLC媒体の複屈折である)は、入射光に対して、透過サブピクセルが実質的に半波長リターデーションを有し、反射サブピクセルが実質的に1/4波長リターデーションを有するように選択される。   The LC layer thickness (d / 2) of the reflective subpixel is substantially 0.5 times the thickness of the transmissive subpixel (d). The retardation Δn · d of the LC layer (Δn is the birefringence of the LC medium) is such that, for incident light, the transmissive subpixel has a substantially half-wave retardation and the reflective subpixel is substantially 1 Selected to have / 4 wavelength retardation.

透過サブピクセルは、通常のIPSセルと同様にして動作する。LC層は、選択状態または明(白)状態(電界印加)および非選択状態または暗(黒)状態(電界印加なし)で実質的に平面的なアラインメントを有する。暗状態では、例えばセル表面のラビング方向によって与えられるLCダイレクタ配向は、好ましくは前面および背面偏光板方向に対して、それぞれ平行および垂直である。明状態では、セルにおけるLC層の大部分が、ダイレクタ配向は前面および背面偏光板方向に対して好ましくは±45°(モノドメインIPS LCDで)に切り替わる(通常は、IPSディスプレイに電界を印加しても、LC分子の一部は、例えば基板面のLC分子のように、電界で再配列しないことから、スイッチングを計算するために平均ダイレクタを仮定しなければならない)。バックライト側からディスプレイに進入する光は、背面偏光板によって直線偏光される。暗状態では、それの偏光配向は影響されないことから、それは交差した前面偏光板によって遮断される。明状態では、それの偏光方向がLC層(±45°の平均配向および半波長リターデーションを有する)によって回転することから、前面偏光板を通過することができる。   The transmissive subpixel operates in the same manner as a normal IPS cell. The LC layer has a substantially planar alignment in a selected or bright (white) state (electric field applied) and a non-selected or dark (black) state (no electric field applied). In the dark state, for example, the LC director orientation provided by the cell surface rubbing direction is preferably parallel and perpendicular to the front and back polarizer directions, respectively. In the bright state, the majority of the LC layer in the cell switches the director orientation to preferably ± 45 ° (in a monodomain IPS LCD) relative to the front and back polarizer directions (usually applying an electric field to the IPS display). However, since some LC molecules do not rearrange with the electric field, eg, LC molecules on the substrate surface, an average director must be assumed to calculate switching). Light entering the display from the backlight side is linearly polarized by the back polarizer. In the dark state, its polarization orientation is not affected, so it is blocked by crossed front polarizers. In the bright state, its polarization direction is rotated by the LC layer (having an average orientation of ± 45 ° and a half-wave retardation) so that it can pass through the front polarizer.

別の好ましい実施形態では、TIPS−LCDは、透過サブピクセル(10b)が、白状態でLCダイレクタの異なる配向方向を有する複数(例えば2個)のドメインに細分されていることで、視角特性が改善されているマルチドメインディスプレイである。それは例えば、所望に応じて異なる配向方向を誘導するマルチドメインアラインメント層を提供することで、あるいは特定の電極設計によって達成することができる。好ましいTIPS−LCDでは、透過サブピクセルは、前面および背面偏光板方向に対して+45°および−45°の両方のLCダイレクタ配向方向(白状態で)を持つ2つのドメインを有する。それによって、非常に広い視角および非常に低い色度の問題が生じる。反射サブピクセルは自己補償的であることから必ずしもマルチドメイン構造を有する必要はないが、マルチドメインであっても良い。   In another preferred embodiment, the TIPS-LCD has a viewing angle characteristic in which the transmissive subpixel (10b) is subdivided into a plurality (eg, two) domains having different orientation directions of the LC director in the white state. It is an improved multi-domain display. It can be achieved, for example, by providing a multi-domain alignment layer that induces different orientation directions as desired, or by a specific electrode design. In the preferred TIPS-LCD, the transmissive subpixel has two domains with both + 45 ° and −45 ° LC director orientation directions (in the white state) relative to the front and back polarizer directions. This creates problems with very wide viewing angles and very low chromaticity. The reflective subpixel is not necessarily required to have a multi-domain structure because it is self-compensating, but it may be multi-domain.

反射状態は、LCセルの反射サブピクセル(10a)を実際にはAQW位相差板の切り替え可能なQW部分として用いることで形成される(AQW位相差板は、QWおよびHW位相差板の組合せである)。HWF部分は、光学軸が前面偏光板の消光軸に対して22.5°で配向されているパターニング位相差板(16a)によって形成されており、従って光(前面偏光板によって透過された光)の偏光の面を45°回転させる。   The reflection state is formed by using the reflective sub-pixel (10a) of the LC cell as the switchable QW part of the AQW retardation plate (AQW retardation plate is a combination of QW and HW retardation plates). is there). The HWF portion is formed by a patterning retardation plate (16a) whose optical axis is oriented at 22.5 ° with respect to the extinction axis of the front polarizing plate, and therefore light (light transmitted by the front polarizing plate). The plane of polarization is rotated 45 °.

暗状態では、光がIPSセルと相互作用するとき、その光はIPSセルの遅軸から45°の面に偏光されている。非選択状態でのLC配向方向は好ましくは、反射および透過サブピクセルでのものと同じである。IPSセルは厚さが小さいために1/4波長リターデーションしか持たないことから、それは直線偏光を円偏光に変換する。HWFとQW−IPSセルの組合せ(AQW位相差板を形成するため)は、光が全可視スペクトラムにわたって円形に偏光されることを意味する。光が反射体に当たると、それは反対方向の円偏光に変換される。QW−IPSおよびHWFの組合せを通って戻るときに、光は前面偏光板の消光軸の面で配向された直線偏光に変換されることから、その光は遮断される。   In the dark state, when light interacts with the IPS cell, it is polarized in a plane at 45 ° from the slow axis of the IPS cell. The LC orientation direction in the non-selected state is preferably the same as in the reflective and transmissive subpixels. Since the IPS cell has only a quarter wavelength retardation due to its small thickness, it converts linearly polarized light into circularly polarized light. The combination of HWF and QW-IPS cell (to form an AQW retarder) means that the light is circularly polarized over the entire visible spectrum. When light strikes the reflector, it is converted to circularly polarized light in the opposite direction. When returning through the combination of QW-IPS and HWF, the light is blocked because it is converted to linearly polarized light oriented in the plane of the extinction axis of the front polarizer.

QW−IPSセルを+45°または−45°分だけ切り替えることで(自己補償的であることから、反射セルではデュアルドメインの必要はない)、明状態が生じる。このとき、HWFが回転させた光は、セルの遅軸に対して平行または垂直面となっている。光は円偏光に変換されずに、直線偏光として反射体に当たる。直線偏光は、切り替わったIPSセルを再度通過する。HWFを通過すると、それの偏光方向は回転して前面偏光板の透過軸の方向に戻ることから、光は前面偏光板を通過することができる。   Switching the QW-IPS cell by + 45 ° or −45 ° (because it is self-compensating, so there is no need for dual domain in the reflective cell) will produce a bright state. At this time, the light rotated by the HWF is parallel or perpendicular to the slow axis of the cell. The light is not converted into circularly polarized light but hits the reflector as linearly polarized light. The linearly polarized light passes again through the switched IPS cell. When passing through the HWF, its polarization direction rotates and returns to the direction of the transmission axis of the front polarizing plate, so that light can pass through the front polarizing plate.

上記の方法は、他の状態のいずれも悪化させることなくTIPS−LCDを動作させることができる好ましい方法である。色消し円偏光を作るのに1枚の位相差フィルムのみを用いることで、その設計が非常に魅力的なものとなり、透過状態のさらなる光学補償が可能になる。例えば、ディスプレイの背面側にAプレートおよび+Cプレート位相差板を用いることで、オフ−軸45°、135°、225°および315°位置での偏光板の光漏れを補償することが可能である。   The above method is a preferred method that allows the TIPS-LCD to operate without compromising any of the other conditions. By using only one retardation film to produce achromatic circularly polarized light, the design becomes very attractive and further optical compensation of the transmission state is possible. For example, by using an A plate and a + C plate retardation plate on the back side of the display, it is possible to compensate for light leakage of the polarizing plate at off-axis positions of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °. .

従って、本発明の第2の好ましい実施形態によるTIPS−LCDは、図2に示した光学的構成要素を含む図3に例示的に示したような光学層の積層構造を有する。ディスプレイはさらに、フィルム面に対して垂直な光学軸を持つ背面+Cプレート位相差板19およびフィルム面に平行な光学軸を持つ背面+Aプレート位相差板20を有する。偏光板13a/bの透過軸は、それぞれ+45°および−45°で配向しており、セル内HWF領域16aの光学軸は+112.5°で配向しており、+Aプレート20の光学軸は+45°で配向している。   Therefore, the TIPS-LCD according to the second preferred embodiment of the present invention has a laminated structure of optical layers as exemplarily shown in FIG. 3 including the optical components shown in FIG. The display further includes a back surface + C plate phase difference plate 19 having an optical axis perpendicular to the film surface and a back surface + A plate phase difference plate 20 having an optical axis parallel to the film surface. The transmission axes of the polarizing plates 13a / b are oriented at + 45 ° and −45 °, the optical axis of the in-cell HWF region 16a is oriented at + 112.5 °, and the optical axis of the + A plate 20 is +45. Oriented at °.

+Aおよび+Cプレートを加えることで、広い視角でのコントラストが改善される。従って、80°以上の視角で100:1以上のコントラスト比を得ることができ、それは半透過型テレビには理想的である。   By adding + A and + C plates, contrast over a wide viewing angle is improved. Therefore, a contrast ratio of 100: 1 or more can be obtained at a viewing angle of 80 ° or more, which is ideal for a transflective television.

セル内位相差板がさらに、反射サブピクセルを覆う3つの異なるリターデーションを有するR−、G−およびB−ピクセルのパターンを示し、直線偏光を円偏光に変換する効率が赤(R)、緑(G)または青(B)の色それぞれに最適化されるようにフィルムのR−、G−およびB−ピクセルにおけるリターデーションを選択することも可能である。位相差板の配置は、それのR−、G−およびB−ピクセルが対応する反射R−、G−およびB−サブピクセルを覆うようにする。   The in-cell retardation plate further shows a pattern of R-, G-, and B-pixels with three different retardations covering the reflective sub-pixels, and the efficiency of converting linearly polarized light into circularly polarized light is red (R), green It is also possible to select the retardation at the R-, G- and B-pixels of the film to be optimized for each of the (G) or blue (B) colors. The arrangement of the retarder is such that its R-, G- and B-pixels cover the corresponding reflective R-, G- and B-subpixels.

R、G、B−ピクセル化QWFでは、R−、G−およびB−ピクセルでのリターデーション値は、好ましくは下記のように選択する。   For R, G, B-pixelated QWF, the retardation values at R-, G-, and B-pixels are preferably selected as follows.

波長600nmの赤色光では、リターデーションは140〜190nm、好ましくは145〜180nm、非常に好ましくは145〜160nm、最も好ましくは150nmである。   For red light with a wavelength of 600 nm, the retardation is 140-190 nm, preferably 145-180 nm, very preferably 145-160 nm, most preferably 150 nm.

波長550nmの緑色光では、リターデーションは122〜152nm、好ましくは127〜147nm、非常に好ましくは132〜142nm、最も好ましくは137nmである。   For green light with a wavelength of 550 nm, the retardation is 122-152 nm, preferably 127-147 nm, very preferably 132-142 nm, most preferably 137 nm.

波長450nmの青色光では、リターデーションは85〜120nm、好ましくは90〜115nm、非常に好ましくは100〜115nm、最も好ましくは112nmである。   For blue light with a wavelength of 450 nm, the retardation is 85-120 nm, preferably 90-115 nm, very preferably 100-115 nm, most preferably 112 nm.

R、G、B−ピクセル化HWFでは、R−、G−およびB−ピクセルでのリターデーション値は好ましくは、上記のQWFの好ましい値の2倍である。   For R, G, B-pixelated HWF, the retardation value at R-, G- and B-pixels is preferably twice the preferred value of QWF above.

本発明によるLCDでは、直線偏光板は例えば、例えば延伸色素ドーププラスチックフィルムを含む標準的な吸収偏光板である。例えばEP−A−0397263に記載のような均一な平面配向を有する重合化LC材料および可視光吸収性の二色性色素を有する直線偏光板を用いることも可能である。   In the LCD according to the present invention, the linear polarizing plate is a standard absorbing polarizing plate including, for example, a stretched dye-doped plastic film. For example, it is also possible to use a polymerized LC material having a uniform planar orientation as described in EP-A-0397263 and a linear polarizing plate having a visible light absorbing dichroic dye.

Aプレートは例えば、延伸プラスチックフィルムまたは例えばWO98/04651に開示のようなプラナー構造を有する重合化LC材料のフィルムである。+Cプレートは例えば、例えばWO98/00475に開示されているような重合化LC材料ホメオトロピック構造のフィルムである。例えばUS5619352に開示されているような先行技術で公知の他のAプレートおよびCプレート位相差板を用いることも可能である。   The A plate is, for example, a stretched plastic film or a film of polymerized LC material having a planar structure as disclosed, for example, in WO 98/04651. The + C plate is, for example, a film of polymerized LC material homeotropic structure as disclosed, for example, in WO 98/00475. It is also possible to use other A-plate and C-plate retardation plates known in the prior art, for example as disclosed in US Pat. No. 5,619,352.

偏光板およびAプレートおよびCプレートのような外部位相差板は、市販のPSAフィルム(感圧接着剤)のような接着層によって基板に貼り付けることができる。   The polarizing plate and the external retardation plate such as the A plate and the C plate can be attached to the substrate with an adhesive layer such as a commercially available PSA film (pressure sensitive adhesive).

セル内位相差板は、好ましくはリターデーションおよび/または配向パターンを有していても良い重合化LC材料を有するフィルムである。それをセル内(すなわち、LCセルを形成する基板内)に適用することで視差問題を回避することができ、UV光を用いてパターニングすることで、ディスプレイの透過部分全体に等方領域を形成することができる。基本的には、セル内に適用可能なあらゆるパターニング位相差板が使用可能である。   The in-cell retardation plate is preferably a film having a polymerized LC material that may have a retardation and / or orientation pattern. By applying it in the cell (ie, in the substrate on which the LC cell is formed), the parallax problem can be avoided, and by patterning with UV light, an isotropic region is formed throughout the transmissive part of the display. can do. Basically, any patterning retardation plate applicable in the cell can be used.

重合化LC材料を含むパターニングされていないQWFおよびHWFは先行技術で公知であり、例えばEP−A−1363144に記載されている。   Unpatterned QWF and HWF containing polymerized LC material are known in the prior art and are described, for example, in EP-A-1363144.

本発明によるLCDで用いるのに好適なパターニング位相差板が、先行技術で報告されている。例えば、WO03/019276およびファン・デル・ザンデらの報告(Van der Zande
et al., Proceedings of the SID 2003, p. 194-197)に開示の位相差板を用いることができる。
Patterning retardation plates suitable for use in LCDs according to the present invention have been reported in the prior art. For example, the report of WO 03/019276 and Van der Zande et al. (Van der Zande
et al., Proceedings of the SID 2003, p. 194-197) can be used.

特に好ましいものは、WO2004/090025A1に記載のパターニング光学的位相差フィルムである。好ましくはパターニングフィルムは、
a)基板上に少なくとも1種類の光重合性化合物を含む重合性LC材料層を設ける工程;
b)前記LC材料層をプラナー配向に配列する工程;
c)前記層またはその層の選択された領域における前記LC材料を、前記異性化可能な化合物の異性化を引き起こす光照射、好ましくはUV照射で露光する工程;
d)前記材料の前記露光領域の少なくとも一部で前記LC材料を重合させることで、前記配向を固定する工程;および
e)任意の工程として、前記基板から前記重合フィルムを取り出す工程
を有する方法であって、
前記LC材料のリターデーションおよび/または配向が、光重合可能な化合物の量および/または種類を変えることで、および/または光照射の強度および/または露光時間を変えることで制御される方法によって製造される。
Particularly preferred is a patterning optical retardation film described in WO2004 / 090025A1. Preferably the patterning film is
a) providing a polymerizable LC material layer containing at least one photopolymerizable compound on a substrate;
b) arranging the LC material layer in a planar orientation;
c) exposing the LC material in the layer or selected areas of the layer with light irradiation, preferably UV irradiation, which causes isomerization of the isomerizable compound;
d) a method of fixing the orientation by polymerizing the LC material in at least a part of the exposed region of the material; and e) an optional step of removing the polymerized film from the substrate. There,
Manufactured by a method in which the retardation and / or orientation of the LC material is controlled by changing the amount and / or type of photopolymerizable compound and / or by changing the intensity and / or exposure time of light irradiation. Is done.

好ましくはLC材料は、光異性化および光重合を引き起こす光で露光される。光異性化の工程と光重合の工程は、異なる条件下で、特に異なるガス雰囲気下で行われ、特に好ましくは光異性化は酸素存在下で行われ、光重合は酸素の非存在下で行われる。   Preferably the LC material is exposed to light that causes photoisomerization and photopolymerization. The photoisomerization step and the photopolymerization step are performed under different conditions, particularly in different gas atmospheres, particularly preferably the photoisomerization is performed in the presence of oxygen, and the photopolymerization is performed in the absence of oxygen. Is called.

特別に好ましいものは、異なるリターデーションを有する少なくとも2つの領域およびLC材料の異なる配向を有する少なくとも2つの領域を有する重合液晶(LC)材料を含むパターニングフィルムであり、リターデーションが異なる前記領域は配向も異なっていても良く、あるいはそれらは異なる領域であっても良い。そこで例えば、前記フィルムは、第1および第2の領域のパターンを有し、その第1および前記第2の領域はリターデーションおよび配向の両方が異なる。別の実施形態では、前記フィルムは第1、第2および第3の領域のパターンを有し、前記第1および第2の領域はリターデーションおよび配向のいずれかで異なっており、前記第3の領域は、前記第1および前記第2の領域の少なくともいずれかと、リターデーションおよび配向のうちの少なくとも一つで異なっている。別の実施形態において、前記フィルムは、第1、第2、第3および第4の領域のパターンを有し、それぞれが互いの領域とは異なるリターデーションを有し、前記領域のうちの2つが同じ配向を有する。他の組合せも可能である。   Particularly preferred is a patterned film comprising a polymerized liquid crystal (LC) material having at least two regions having different retardations and at least two regions having different orientations of the LC material, the regions having different retardations being oriented. May be different, or they may be different regions. Thus, for example, the film has a pattern of first and second regions, and the first and second regions differ in both retardation and orientation. In another embodiment, the film has a pattern of first, second and third regions, wherein the first and second regions are different in either retardation and orientation, and the third The region differs from at least one of the first and second regions in at least one of retardation and orientation. In another embodiment, the film has a pattern of first, second, third and fourth regions, each having a different retardation from each other, two of the regions being Have the same orientation. Other combinations are possible.

本発明で記載の具体的な条件および材料は別として、工程a)〜e)は、当業者には公知であって、文献に記載されている標準的な手順に従って行うことができる。   Apart from the specific conditions and materials described in the present invention, steps a) to e) are known to those skilled in the art and can be carried out according to standard procedures described in the literature.

重合性LC材料は、光異性化可能な化合物、好ましくは光異性化可能なメソゲニックまたはLC化合物、非常に好ましくは重合性でもある光異性化可能な化合物を含む。異性化可能な化合物は、特定波長の光、例えばUV光に曝露されると、例えばE−Z−異性化によって形状を変える。それによって、LC材料の均一なプラナー配向の混乱が生じて、複屈折の低下を生じる。配向LC層の光遅延はLC材料の層厚dと複屈折Δnの積d・Δnとして与えられることから、複屈折の低下は、LC材料の照射部分でのリターデーション低下も生じる。次に、フィルム全体の照射領域のin situ重合によって、LC材料の配向およびリターデーションを固定する。   Polymerizable LC materials include photoisomerizable compounds, preferably photoisomerizable mesogenic or LC compounds, very preferably photoisomerizable compounds that are also polymerizable. Isomerizable compounds change shape when exposed to light of a specific wavelength, such as UV light, for example by EZ-isomerization. This creates a perturbation of the uniform planar orientation of the LC material, resulting in a decrease in birefringence. Since the optical retardation of the oriented LC layer is given as the product d · Δn of the layer thickness d of the LC material and birefringence Δn, the decrease in birefringence also causes a decrease in retardation in the irradiated portion of the LC material. Next, the orientation and retardation of the LC material is fixed by in situ polymerization of the irradiated area of the entire film.

LC材料の重合は、例えば熱重合または光重合によって行われる。光重合を用いる場合、LC材料の光異性化および光重合に使用される光の種類は、同一であっても異なっていても良い。LC材料の光異性化および光重合の両方を引き起こす波長の光、例えばUV光を用いる場合、光異性化および光重合の工程は好ましくは、異なる条件下で、特には異なるガス雰囲気下で行う。その場合、好ましくは光異性化は、空気中などの酸素存在下で行い、光重合は酸素の非存在下に、特に好ましくは窒素やアルゴンのような希ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行う。異性化工程を酸素存在下または空気中で行うと、酸素が材料中に存在する光重合剤からのフリーラジカルを捕捉することで、重合を防止する。次の工程では、酸素または空気を除去し、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスに置き換えることで、重合を起こさせる。それによって、工程工程の制御を良好にすることができる。   The polymerization of the LC material is performed, for example, by thermal polymerization or photopolymerization. When using photopolymerization, the type of light used for photoisomerization and photopolymerization of the LC material may be the same or different. When using light of a wavelength that causes both photoisomerization and photopolymerization of the LC material, for example UV light, the photoisomerization and photopolymerization steps are preferably performed under different conditions, in particular under different gas atmospheres. In that case, the photoisomerization is preferably performed in the presence of oxygen such as in the air, and the photopolymerization is performed in the absence of oxygen, particularly preferably in an inert gas atmosphere such as a rare gas such as nitrogen or argon. . When the isomerization step is carried out in the presence of oxygen or in air, the oxygen prevents the polymerization by scavenging free radicals from the photopolymerization agent present in the material. In the next step, polymerization is caused by removing oxygen or air and replacing it with an inert gas such as nitrogen or argon. Thereby, the control of the process steps can be improved.

LC材料の層での異性化の程度、従って複屈折変化は、例えば照射線量、すなわち光の強度、露光時間および/またはパワーを変えることで制御することができる。さらに、光源とLC層の間にフォトマスクを設けることで、互いに異なる特定のリターデーション値を有する領域またはピクセルのパターンを持ったフィルムを製造することができる。例えば、簡単な単色マスクを用いて、2つの異なるリターデーション値からなるフィルムを形成することができる。異なるリターデーションの複数領域を示すより複雑なフィルムは、階調マスクを用いて形成することができる。所望のリターデーション値を得た後、LC層を重合させる。このようにして、初期LC層のものからゼロまでの範囲のリターデーション値を有するポリマー位相差フィルムを形成することができる。初期LC材料層でのリターデーション値は、層厚ならびにLC材料の個々の構成成分の種類および量を適切に選択することで制御される。   The degree of isomerization in the layer of LC material, and thus the change in birefringence, can be controlled, for example, by changing the irradiation dose, ie light intensity, exposure time and / or power. Furthermore, by providing a photomask between the light source and the LC layer, a film having a pattern of regions or pixels having different specific retardation values can be manufactured. For example, a film composed of two different retardation values can be formed using a simple monochromatic mask. More complex films showing multiple regions of different retardation can be formed using a tone mask. After obtaining the desired retardation value, the LC layer is polymerized. In this way, a polymer retardation film having a retardation value ranging from that of the initial LC layer to zero can be formed. The retardation value in the initial LC material layer is controlled by appropriate selection of the layer thickness and the type and amount of the individual components of the LC material.

重合性LC材料は好ましくは、ネマチックまたはスメクチックLC材料、特にはネマチック材料であり、好ましくは少なくとも1種類のジ反応性または多反応性アキラルRMおよび適宜に1種類以上のモノ反応性アキラルRMを含む。ジまたは多反応性RMを用いることによって、構造が永久的に固定され、温度または溶媒などの外部の影響に対する高い機械的安定性と光学特性の高い安定性を示す架橋フィルムが得られる。従って、架橋LC材料を含むフィルムが特に好ましい。   The polymerizable LC material is preferably a nematic or smectic LC material, in particular a nematic material, preferably comprising at least one direactive or polyreactive achiral RM and optionally one or more monoreactive achiral RMs. . By using di- or multi-reactive RMs, a cross-linked film is obtained in which the structure is permanently fixed and exhibits high mechanical stability against external influences such as temperature or solvent and high optical properties. Therefore, a film containing a crosslinked LC material is particularly preferred.

本発明で使用される重合性メソゲンモノ−、ジ−および多反応性化合物は、それ自体公知であって、例えば有機化学の標準的な著作(例えば、Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag,
Stuttgart)に記載されている方法によって製造することができる。
The polymerizable mesogenic mono-, di- and polyreactive compounds used in the present invention are known per se and are, for example, standard works of organic chemistry (eg Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag). ,
By the method described in Stuttgart).

重合性LC混合物中のモノマーまたはコモノマーとして使用可能な好適な重合性メソゲン化合物の例は、例えばWO93/22397、EP0261712、DE19504224、WO95/22586、WO97/00600およびGB2351734に開示されている。しかしながら、これら文書に開示されている化合物は、単に例と見なされるべきものであり、本発明の範囲を限定するものではない。   Examples of suitable polymerizable mesogenic compounds that can be used as monomers or comonomers in the polymerizable LC mixture are disclosed, for example, in WO 93/22397, EP 0261712, DE 19504224, WO 95/22586, WO 97/00600 and GB 2351734. However, the compounds disclosed in these documents are to be regarded merely as examples and are not intended to limit the scope of the invention.

特別に重要な重合性メソゲン化合物(反応性メソゲン類)の例を下記に挙げているが、これらは単に例示的なものとすべきであって、いかなる形でも本発明を限定するものではなく、本発明を説明するためのものである。   Examples of particularly important polymerizable mesogenic compounds (reactive mesogens) are listed below, but these should only be illustrative and do not limit the invention in any way: It is for demonstrating this invention.

上記の式において、Pは重合性基、好ましくはアクリル、メタクリル、ビニル、ビニロキシ、プロペニルエーテル、エポキシ、オキセタンまたはスチリル基であり;xおよびyは1〜12の同一または異なった整数であり;Aは、Lによってモノ置換、ジ置換もしくはトリ置換されていても良い1,4−フェニレン、または1,4−シクロヘキシレンであり;uおよびvは互いに独立に、0または1であり;Zは−COO−、−OCO−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合であり;Rは極性基または非極性基であり;L、LおよびLは互いに独立に、H、F、Cl、CNまたは1〜7個のC原子を有するハロゲン化されていても良いアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ基であり;rは0、1、2、3または4である。上記の式中におけるフェニル環は、1、2、3または4個の基Lによって置換されていても良い。 In the above formula, P is a polymerizable group, preferably an acrylic, methacrylic, vinyl, vinyloxy, propenyl ether, epoxy, oxetane or styryl group; x and y are the same or different integers from 1 to 12; Is 1,4-phenylene, or 1,4-cyclohexylene, which may be mono-, di- or tri-substituted by L 1 ; u and v are, independently of one another, 0 or 1; Z 0 Is —COO—, —OCO—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —C≡C— or a single bond; R 0 is a polar or non-polar group; L, L 1 and L 2, independently of one another, H, F, Cl, may be halogenated with a CN or 1-7 C atoms alkyl, alkoxy, alkylcarbonyl, alkylcarboxy Yloxy, it is alkoxycarbonyl or alkoxycarbonyloxy group; r is 0, 1, 2, 3 or 4. The phenyl ring in the above formula may be substituted by 1, 2, 3 or 4 groups L.

これに関して「極性基」という用語は、F、Cl、CN、NO、OH、OCH、OCN、SCN、4個以下のC原子を有するフッ素化されていても良いアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ基、あるいは1〜4個のC原子を有するモノ−、オリゴ−またはポリフッ素化アルキルもしくはアルコキシ基から選択される基を意味する。「非極性基」という用語は、「極性基」の上記定義によって網羅されない、1以上、好ましくは1〜12個のC原子を有するハロゲン化されていても良いアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ基を意味する。 The term “polar group” in this context is F, Cl, CN, NO 2 , OH, OCH 3 , OCN, SCN, optionally fluorinated alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl, alkyl having 4 or less C atoms. By carbonyloxy or alkoxycarbonyloxy group is meant a group selected from mono-, oligo- or polyfluorinated alkyl or alkoxy groups having 1 to 4 C atoms. The term “nonpolar group” is not covered by the above definition of “polar group” and may be halogenated alkyl, alkoxy, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl having one or more, preferably 1 to 12 C atoms. Means an alkylcarbonyloxy or alkoxycarbonyloxy group.

特別に好ましいものは、例えば上記式R7の化合物のような、高い複屈折を有するアセチレン基またはトラン基を有する1以上の重合性化合物を含む混合物である。好適な重合性トラン類は、例えばGB2351734に記載されている。   Particularly preferred are mixtures comprising one or more polymerizable compounds having a high birefringence acetylene group or tolan group, such as, for example, the compound of formula R7 above. Suitable polymerizable tolans are described, for example, in GB 2351734.

好適な光異性化可能な化合物は公知である。光異性化可能な化合物の例には、アゾベンゼン類、ベンズアルドキシム類、アゾメチン類、スチルベン類、スピロピラン類、スピロオキサジン類、フルギド類、ジアリールエテン類、ケイ皮酸化合物類などがある。さらに別の例には、例えばEP1247796に記載のような2−メチレンインダン−1−オン類、ならびに例えばEP1247797に記載のような(ビス−)ベンジリデンシクロアルカノン類がある。   Suitable photoisomerizable compounds are known. Examples of the photoisomerizable compound include azobenzenes, benzaldoximes, azomethines, stilbenes, spiropyrans, spirooxazines, fulgides, diarylethenes, and cinnamic acid compounds. Further examples include 2-methyleneindan-1-ones as described, for example, in EP1247796, and (bis-) benzylidenecycloalkanones, as described in EP1247797.

特に好ましくはLC材料は、1以上のケイ皮酸化合物、特には例えばUS5770107(P0095421)およびEP02008230.1に記載のようなケイ皮酸化合物(ケイ皮酸エステル)反応性メソゲン(RM)を含む。非常に好ましくはLC材料は、下記式から選択される1以上のケイ皮酸化合物RM(ケイ皮酸エステルRM)を含む。   Particularly preferably, the LC material comprises one or more cinnamic acid compounds, in particular cinnamic acid compounds (cinnamate esters) reactive mesogens (RM) as described, for example, in US5770107 (P0095421) and EP02008230.1. Very preferably the LC material comprises one or more cinnamic acid compounds RM (cinnamate RM) selected from the formula

式中、
P、Aおよびvは上記の意味を有し;Lは、上記で定義のLのいずれか1つの意味を有し;Spは、例えば1〜12個のC原子を有するアルキレンまたはアルキレンオキシなどのスペーサ基または単結合であり;Rは、Yまたは上記で定義のRであるか、P−Spを意味する。ここで、Yは、前述の極性基、すなわち、F、Cl、CN、NO、OH、OCH、OCN、SCN、4個以下のC原子を有するフッ素化されていても良いアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ基、あるいは1〜4個のC原子を有するモノ−、オリゴ−またはポリフッ素化アルキルもしくはアルコキシ基から選択される基を意味する。
Where
P, A and v have the meanings as above; L has the meaning of any one of L 1 as defined above; Sp is, for example, alkylene having 1 to 12 C atoms or alkyleneoxy, etc. A spacer group or a single bond; R is Y or R 0 as defined above, or P-Sp; Here, Y is the above-mentioned polar group, that is, F, Cl, CN, NO 2 , OH, OCH 3 , OCN, SCN, alkylcarbonyl, alkoxy which may be fluorinated having 4 or less C atoms. It means a group selected from a carbonyl, alkylcarbonyloxy or alkoxycarbonyloxy group, or a mono-, oligo- or polyfluorinated alkyl or alkoxy group having 1 to 4 C atoms.

特に好ましいものは、上記で定義の極性末端基Yを有するケイ皮酸化合物RMである。非常に好ましいものは、RがYである式IIIおよびIVのケイ皮酸化合物RMである。   Particularly preferred are cinnamic acid compounds RM having a polar end group Y as defined above. Highly preferred are cinnamic acid compounds RM of the formula III and IV where R is Y.

LC材料において光異性化を引き起こすのに使用される光照射は、光異性化可能な化合物の種類によって決まり、当業者は容易に選択することができる。通常、UV光によって誘発される光異性化を示す化合物が好ましい.例えば、式III、IVおよびVの化合物のようなケイ皮酸化合物の場合、代表的にはUV−A範囲(320〜400nm)の波長または365nmの波長を有するUV光を用いる。   The light irradiation used to cause photoisomerization in the LC material depends on the type of compound capable of photoisomerization and can be easily selected by those skilled in the art. In general, compounds that exhibit photoisomerization induced by UV light are preferred. For example, in the case of cinnamic acid compounds such as compounds of formula III, IV and V, UV light having a wavelength in the UV-A range (320-400 nm) or 365 nm is typically used.

高含有量で光異性化可能な化合物を含む重合性LC材料は、光学的位相差フィルムのリターデーションの容易な制御および調節が可能になることから、そのような材料が本発明の目的のために特に有用であることが見出された。例えば、高含有量で光異性化可能な化合物を含むLC混合物の配向層は、光異性化を誘発する光照射を受け、照射時間が増大するに連れて、リターデーションの低下が大きくなることを示す。そのような材料では、リターデーションをより広い範囲の値内で変えることができ、ごくわずかなリターデーション変化しか示さない材料と比較して、例えば照射時間を変えることで、より正確に制御することができる。   Polymerizable LC materials containing high content photoisomerizable compounds allow easy control and adjustment of the retardation of optical retardation films, so such materials are for the purposes of the present invention. Has been found to be particularly useful. For example, an alignment layer of an LC mixture containing a photoisomerizable compound with a high content is subjected to light irradiation that induces photoisomerization, and the decrease in retardation increases as the irradiation time increases. Show. For such materials, the retardation can be varied within a wider range of values and more precisely controlled, for example by changing the irradiation time, compared to a material that shows only a slight retardation change. Can do.

従って、本発明の好ましい実施形態によれば、重合性LC材料の重合性成分は、少なくとも12モル%の光異性化可能な化合物、好ましくはケイ皮酸化合物RM、最も好ましくは式III、IVおよびVから選択されるものを含む。   Thus, according to a preferred embodiment of the present invention, the polymerizable component of the polymerizable LC material comprises at least 12 mol% of photoisomerizable compound, preferably cinnamic acid compound RM, most preferably formulas III, IV and Including those selected from V.

「重合性成分」という用語は、総重合性混合物中の重合性メソゲンおよび非メソゲン化合物を指す。すなわち開始剤、界面活性剤、安定剤、溶剤などの他の非重合性成分および添加剤を含まない。   The term “polymerizable component” refers to polymerizable mesogenic and non-mesogenic compounds in the total polymerizable mixture. That is, it does not contain other non-polymerizable components and additives such as initiators, surfactants, stabilizers and solvents.

好ましくはLC材料の重合性成分は、12〜100モル%、非常に好ましくは40〜100モル%、特には60〜100モル%、最も好ましくは80〜100モル%の光異性化可能な化合物、好ましくはケイ皮酸化合物RM、最も好ましくは式III、IVおよびVから選択されるものを含む。   Preferably the polymerizable component of the LC material is 12 to 100 mol%, very preferably 40 to 100 mol%, in particular 60 to 100 mol%, most preferably 80 to 100 mol% of a photoisomerizable compound, Preferably it comprises a cinnamic acid compound RM, most preferably one selected from formulas III, IV and V.

別の好ましい実施形態では、LC材料の重合性成分は、20〜99モル%、好ましくは30〜80モル%、最も好ましくは40〜65モル%の光異性化可能な化合物、好ましくはケイ皮酸化合物RM、最も好ましくは式III、IVおよびVから選択されるものを含む。   In another preferred embodiment, the polymerizable component of the LC material is 20-99 mol%, preferably 30-80 mol%, most preferably 40-65 mol% of a photoisomerizable compound, preferably cinnamic acid. Compounds RM, most preferably include those selected from Formulas III, IV and V.

別の好ましい実施形態では、LC材料の重合性成分は、100モル%の光異性化可能なRM、好ましくはケイ皮酸化合物RM、最も好ましくは式III、IVおよびVから選択されるものを含む。   In another preferred embodiment, the polymerizable component of the LC material comprises 100 mol% photoisomerizable RM, preferably a cinnamic acid compound RM, most preferably selected from formulas III, IV and V .

重合フィルムにおけるLC−分子(ダイレクタ)のチルト角θは、リターデーション測定から求めることができる。それらの測定から、LC材料を光異性化に用いられる光照射に、比較的長時間または比較的高い光強度で露光すると、それの最初のプラナー配向がチルト配向またはスプレイ配向に変わることが示される。特に、これらのスプレイ型フィルムは、低プレチルト基板上の形成されるスプレイ型LCフィルムに通常伴うリバース・チルト欠陥を示さない。従って、本発明による方法は、均一なスプレイ配向の位相差フィルムを得る優れた方途を提供するものである。   The tilt angle θ of the LC molecule (director) in the polymerized film can be determined from retardation measurement. Those measurements show that when the LC material is exposed to light irradiation used for photoisomerization for a relatively long time or with a relatively high light intensity, its initial planar alignment changes to tilt or splay alignment. . In particular, these spray type films do not exhibit the reverse tilt defects normally associated with spray type LC films formed on low pretilt substrates. Therefore, the method according to the present invention provides an excellent way to obtain a retardation film having a uniform splay orientation.

そこで、本発明の別の好ましい実施形態によれば、フィルムにおけるLC材料の配向は、LC材料において異性化を引き起こすのに用いられる光照射の照射時間および/または強度を変えることで制御される。この好ましい実施形態は、上記の工程a)〜e)に記載されたように、プラナー配向を有する重合性LC材料層中の配向を変えることにより、スプレイ構造を有し、リバース・チルト欠陥の数が少なく、あるいはチルト欠陥がない重合LCフィルムの製造方法に関するものでもある。   Thus, according to another preferred embodiment of the present invention, the orientation of the LC material in the film is controlled by changing the irradiation time and / or intensity of the light irradiation used to cause isomerization in the LC material. This preferred embodiment has a splay structure by changing the orientation in a polymerizable LC material layer having a planar orientation, as described in steps a) to e) above, and the number of reverse tilt defects. The present invention also relates to a method for producing a polymerized LC film with little or no tilt defect.

この実施形態は、好ましくは厚さが3μm未満、非常に好ましくは0.5〜2.5μmである、前記方法によって得られるスプレイ配向フィルムに関するものでもある。   This embodiment also relates to a spray-oriented film obtained by said method, preferably having a thickness of less than 3 μm, very preferably 0.5 to 2.5 μm.

最適な照射時間および照射強度は、使用されるLC材料の種類、特にはLC材料中の光異性化可能な化合物の種類および量によって決まる。   The optimum irradiation time and irradiation intensity depend on the type of LC material used, in particular the type and amount of photoisomerizable compound in the LC material.

上述のように、例えばケイ皮酸化合物RMを含む重合性LC材料のリターデーション低下は、ケイ皮酸化合物RMの濃度が高い混合物では大きくなる。他方、高線量のUV光で重合性LC材料を照射すると、スプレイ配向フィルムが形成される。   As described above, for example, the retardation reduction of a polymerizable LC material containing a cinnamic acid compound RM is large in a mixture having a high concentration of the cinnamic acid compound RM. On the other hand, when the polymerizable LC material is irradiated with a high dose of UV light, a spray alignment film is formed.

そこで、LC層でのリターデーションおよび配向の変化を制御するための別の方法は、LC層におけるプラナー配向をなお維持しながら、光異性化可能な化合物の濃度の関数として、光異性化によって得られるリターデーションの最大低下を規定することである。   Thus, another method for controlling retardation and orientation changes in the LC layer is obtained by photoisomerization as a function of the concentration of the photoisomerizable compound while still maintaining the planar orientation in the LC layer. The maximum reduction in retardation that can be achieved.

プラナーからスプレイへの配向変化が必要とされない本発明によるフィルムの製造方法で使用される重合性LC混合物では、重合性成分は好ましくは、40〜90モル%、非常に好ましくは50〜70%の光異性化可能な式III、IVおよび/またはVのケイ皮酸化合物を含む。   In the polymerizable LC mixture used in the process for producing a film according to the invention where no change in orientation from planar to spray is required, the polymerizable component is preferably 40-90 mol%, very preferably 50-70%. Photoisomerizable cinnamic acid compounds of the formula III, IV and / or V.

プラナーからスプレイへの配向変化が望ましい本発明によるフィルムの製造方法で使用される重合性LC混合物では、重合性成分は好ましくは、100%の式III、IVおよび/またはVの光異性化可能なケイ皮酸化合物を含む。   In the polymerizable LC mixture used in the process for producing a film according to the present invention where an orientation change from planar to spray is desired, the polymerizable component is preferably 100% photoisomerizable of Formula III, IV and / or V Contains cinnamic acid compounds.

やはり、プラナーからスプレイへの配向変化が望ましい本発明によるフィルムの製造方法で使用される重合性LC混合物は好ましくは、Rがアルキル基である式IIIまたはIVの光異性化可能なケイ皮酸化合物を含まない。   Again, the polymerizable LC mixture used in the process for producing a film according to the present invention in which an orientation change from planar to spray is desirable is preferably a photoisomerizable cinnamic acid compound of formula III or IV wherein R is an alkyl group Not included.

フォトマスク法を用いることによって、この第2の好ましい実施形態による方法を用いて、異なる配向および/または異なるリターデーションを持った領域を有するパターニングフィルムを製造することができる。   By using a photomask method, a patterned film having regions with different orientations and / or different retardations can be produced using the method according to the second preferred embodiment.

特に好ましいものは、プラナー配向を持つ少なくとも一つの領域およびスプレイド配向を持つ少なくとも一つの領域を有するフィルムである。   Particularly preferred are films having at least one region with a planar orientation and at least one region with a splayed orientation.

さらに好ましいものは、リターデーションがゼロである少なくとも一つの領域を有するフィルムである。   More preferred is a film having at least one region with zero retardation.

上記の方法を用いて、複数の重合LCフィルムを含み、それぞれがLC材料の異なる配向を有する複数層を、次の方法によって製造することもできる。即ち、
A)基板上に少なくとも1種類の光異性化可能な化合物を含む重合性LC材料の第1の層を設ける工程、
B)LC材料の前記第1の層をプラナー配向に配列し、前記材料を重合させることで前記配向を固定する工程、
C)前記第1の層を基板として用いて、A)およびB)の工程により、LC材料の第2の層を設ける工程
を有する方法であって、
前記第1のおよび第2の層の少なくとも一方またはそれらの層の選択された領域中の前記LC材料を、重合前に、前記異性化可能な化合物の異性化を引き起こす光、好ましくはUV光に露光する方法である。
Using the above method, multiple layers comprising a plurality of polymerized LC films, each having a different orientation of the LC material, can also be produced by the following method. That is,
A) providing a first layer of polymerizable LC material comprising at least one photoisomerizable compound on a substrate;
B) arranging the first layer of LC material in a planar orientation and fixing the orientation by polymerizing the material;
C) a method comprising providing a second layer of LC material by the steps of A) and B) using the first layer as a substrate,
The LC material in at least one of the first and second layers or selected regions of those layers is subjected to light, preferably UV light, that causes isomerization of the isomerizable compound prior to polymerization. It is a method of exposing.

特に好ましいものは、2以上、非常に好ましくは2、3または4個の重合LCフィルムを有する多層構造である。   Particularly preferred are multilayer structures having 2 or more, very preferably 2, 3 or 4 polymerized LC films.

例えば、第1の重合プラナーLCフィルムを、上記の方法に従って製造する。そのフィルムを基板として用い、次に同じLC混合物の第2の層でコーティングする。次に、第2の層もプラナー方向に配列する。そうして、2枚のプラナー重合LCフィルムを含む積層構造を製造することができる。重合前に、第2の層を、例えば十分な線量のUV光で照射すると、それはスプレイ構造を示す。従って、プラナーおよびスプレイ型重合LCフィルムを含む積層構造を製造することができる。   For example, a first polymerized planar LC film is produced according to the method described above. The film is used as a substrate and then coated with a second layer of the same LC mixture. Next, the second layer is also arranged in the planar direction. Thus, a laminated structure including two planar polymerized LC films can be manufactured. Prior to polymerization, when the second layer is irradiated, for example with a sufficient dose of UV light, it exhibits a spray structure. Therefore, a laminated structure including a planar and spray type polymerized LC film can be produced.

重合前に、第1の層のLC混合物を例えば十分な線量のUV光で照射すると、第1の層はスプレイ型LCフィルムを生じる。同じLC混合物の第2の層でこのスプレイ型フィルムをコーティングし、照射してから重合させると、第2の層はホメオトロピック的に配列した層を形成することから、スプレイおよびホメオトロピックフィルムの積層構造体を製造することができる。   Prior to polymerization, when the LC mixture of the first layer is irradiated, for example with a sufficient dose of UV light, the first layer produces a splayed LC film. Coating this spray-type film with a second layer of the same LC mixture, irradiation, and polymerization, the second layer forms a homeotropically arranged layer, so that the lamination of the spray and homeotropic film A structure can be manufactured.

特に好ましいものは、プラナー配向を持つ少なくとも一つの層およびスプレイ配向を持つ少なくとも一つの層を有する多層体である。   Particularly preferred are multilayer bodies having at least one layer with planar orientation and at least one layer with splay orientation.

さらに好ましいものは、スプレイ配向を持つ少なくとも一つの層およびホメオトロピック配向を持つ少なくとも一つの領域を有する多層体である。   Further preferred are multilayer bodies having at least one layer with splay orientation and at least one region with homeotropic orientation.

上記の方法を組み合わせて、異なる配向を持った領域と異なるリターデーションを持った領域のパターンを有するフィルムを製造することもできる。   By combining the above methods, a film having a pattern of regions having different orientations and regions having different retardations can also be produced.

上記の方法を組み合わせて、2以上の層を有する多層体であって、少なくとも一つの層が異なる配向を有する領域および/または異なるリターデーションを領域のパターンを有する多層体を製造することも可能である。   By combining the above methods, it is also possible to produce a multilayer body having two or more layers, in which at least one layer has a different orientation and / or a different retardation pattern. is there.

ポリマーフィルムを製造するには、重合性LC混合物で好ましくは基板をコーティングし、それを好ましくはプラナー配向に配列し、異性化させて、所望のリターデーションまたは配向パターンを形成し、例えば熱または化学線照射への曝露によってin situで重合させてLC分子の配向を固定する。アラインメントおよび硬化は、混合物のLC相で行われる。   To produce a polymer film, preferably a substrate is coated with a polymerizable LC mixture, which is preferably aligned in a planar orientation and isomerized to form the desired retardation or orientation pattern, eg, thermal or chemical Polymerize in situ by exposure to radiation to fix the LC molecule orientation. Alignment and curing take place in the LC phase of the mixture.

本発明によるディスプレイおよび光学素子では、重合性および異性化可能なLC材料を、好ましくは基板として機能するカラーフィルター上に、あるいはカラーフィルター上に設けられたアラインメント層上に塗布する。   In displays and optical elements according to the present invention, a polymerizable and isomerizable LC material is preferably applied on a color filter functioning as a substrate or on an alignment layer provided on the color filter.

重合性LC材料は、スピンコーティングまたはブレードコーティングのような従来のコーティング技術によって基板上に塗布することができる。それは、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、オープンリール印刷、凸版印刷、グラビア印刷、輪転グラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷またはスタンプもしくは印刷版による印刷などの専門家には公知である従来の印刷技術によって基板上に塗布することもできる。   The polymerizable LC material can be applied onto the substrate by conventional coating techniques such as spin coating or blade coating. It is suitable for professionals such as screen printing, offset printing, open reel printing, letterpress printing, gravure printing, rotary gravure printing, flexographic printing, intaglio printing, pad printing, heat seal printing, inkjet printing or printing by stamp or printing plate. Can also be applied to the substrate by known printing techniques.

重合性メソゲン材料を好適な溶媒に溶解させることも可能である。次にその溶液を、例えばスピンコーティングまたは印刷その他の公知の方法によって基板上にコーティングまたは印刷し、溶媒を留去してから重合させる。ほとんどの場合、混合物を加熱して、溶媒の留去を促進することが好適である。溶媒としては、例えば標準的な有機溶媒を用いることができる。溶媒は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトンまたはシクロヘキサノンなどのケトン類;メチル−、エチル−またはブチル酢酸あるいはアセト酢酸メチルなどの酢酸エステル類;メタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコールなどのアルコール類;トルエンまたはキシレンなどの芳香族溶媒;塩化メチレンまたはトリクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;PGMEA(プロピルグリコールモノメチルエーテルアセテート)、γ−ブチロラクトンなどのグリコール類またはそれらのエステル類から選択することができる。上記溶媒の2成分、3成分またはそれ以上の混合物を用いることもできる。   It is also possible to dissolve the polymerizable mesogenic material in a suitable solvent. The solution is then coated or printed on the substrate, for example by spin coating or printing or other known methods, and the solvent is distilled off before polymerization. In most cases, it is preferred to heat the mixture to facilitate evaporation of the solvent. As the solvent, for example, a standard organic solvent can be used. Solvents include, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone or cyclohexanone; acetates such as methyl-, ethyl- or butylacetic acid or methyl acetoacetate; alcohols such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol; toluene or xylene Aromatic solvents such as methylene chloride or halogenated hydrocarbons such as trichloromethane; glycols such as PGMEA (propyl glycol monomethyl ether acetate), γ-butyrolactone or esters thereof. A mixture of two, three or more of the above solvents can also be used.

重合性LC材料の初期アラインメント(例:プラナーアラインメント)は、例えば材料がコーティングされている基板をラビング処理することで、コーティング時またはコーティング後に材料を剪断することで、アラインメント層を設けることで、磁場または電界をコーティング材料にかけることで、あるいはLC材料に表面活性化合物を加えることで得ることができる。アラインメント法の総説については、例えばセージの著作(I. Sage, ″Thermotropic Liquid Crystals″, edited by G. W. Gray, John Wiley &
Sons, 1987, pages 75-77)およびウチダらの著作(T. Uchida and H. Seki, ″Liquid Crystals
- Applications and Uses Vol. 3″, edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992,
pages 1-63)にある。アラインメントの材料および方法についての総説が、コニャールの報告(J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1
(1981), pages 1-77)にある。
The initial alignment (eg, planar alignment) of the polymerizable LC material can be achieved by providing an alignment layer by, for example, rubbing a substrate coated with the material, shearing the material during or after coating, and providing an alignment layer. Alternatively, it can be obtained by applying an electric field to the coating material or by adding a surface active compound to the LC material. For a review of alignment methods, see Sage's book (I. Sage, “Thermotropic Liquid Crystals”, edited by GW Gray, John Wiley &
Sons, 1987, pages 75-77) and T. Uchida and H. Seki, ″ Liquid Crystals
-Applications and Uses Vol. 3 ″, edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992,
pages 1-63). A review of alignment materials and methods can be found in Cognard's report (J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1
(1981), pages 1-77).

好ましい実施形態では、重合性LC材料は基板上のLC分子のプラナーアラインメントを誘導または促進する添加剤を含む。好ましくはその添加剤は、1以上の界面活性剤を含む。好適な界面活性剤は、例えばコニャールの報告(J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77
(1981))に記載されている。特に好ましいものは、ノニオン系界面活性剤、例えば市販のフルオロカーボン系界面活性剤Fluorad FC−171(登録商標;3M社(3M Co.)から)またはZonyl FSN(登録商標;デュポン社(DuPont)から)などのフルオロカーボン系界面活性剤およびGB0227108.8に記載の界面活性剤である。
In a preferred embodiment, the polymerizable LC material includes an additive that induces or promotes planar alignment of LC molecules on the substrate. Preferably the additive comprises one or more surfactants. Suitable surfactants are described, for example, by Cognard (J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78 , Supplement 1, 1-77.
(1981)). Particularly preferred are nonionic surfactants, such as the commercially available fluorocarbon surfactant Fluorad FC-171 (registered trademark; from 3M Co.) or Zonyl FSN (registered trademark; from DuPont). And other surfactants described in GB022718.8.

別の好ましい実施形態では、アラインメント層を基板上に設け、位相差フィルムを形成する重合性LC材料をそのアラインメント層上に塗布する。アラインメント層は、LC材料においてプラナー配向などの所望の初期配向を誘導する。次に、上記の方法に従って、LC材料を異性化し、硬化させる。好適なアラインメント層は、例えばラビング処理されたポリイミドまたはUS5602661、US5389698またはUS6717644に記載の光アラインメントによって製造されるアラインメント層のように、当業界では公知である。   In another preferred embodiment, an alignment layer is provided on the substrate and a polymerizable LC material that forms a retardation film is applied over the alignment layer. The alignment layer induces the desired initial orientation, such as planar orientation, in the LC material. The LC material is then isomerized and cured according to the method described above. Suitable alignment layers are known in the art, such as alignment layers produced by rubbing polyimide or photoalignment as described in US Pat. No. 5,602,661, US Pat. No. 5,389,698 or US Pat. No. 6,717,644.

重合は、例えば熱または化学線照射への曝露によって行うことができる。化学線照射とは、UV光、IR光または可視光のような光の照射、X線またはγ線照射、あるいはイオンまたは電子などの高エネルギー粒子の照射を意味する。好ましくは重合は、非吸収波長でのUV照射によって行う。化学線源としては、例えば単一のUVランプまたはUVランプセットを用いることができる。高ランプパワーを用いると、硬化時間を短縮することができる。化学線の別の可能な線源は、UVレーザ、IRレーザまたは可視レーザなどのレーザである。   Polymerization can be effected, for example, by exposure to heat or actinic radiation. Actinic radiation means irradiation with light such as UV light, IR light or visible light, irradiation with X-rays or γ-rays, or irradiation with high energy particles such as ions or electrons. Preferably the polymerization is carried out by UV irradiation at a non-absorbing wavelength. As the actinic radiation source, for example, a single UV lamp or a UV lamp set can be used. When high lamp power is used, the curing time can be shortened. Another possible source of actinic radiation is a laser such as a UV laser, an IR laser or a visible laser.

重合は好ましくは、化学線の波長で吸収を行う開始剤の存在下で行う。例えば、UV光によって重合を行う場合、UV照射下に分解して、重合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する光開始剤を用いることができる。アクリル酸エステル基またはメタクリル酸エステル基を有する重合性材料を硬化する場合、好ましくはラジカル光開始剤を用い、ビニル基、エポキシド基およびオキセタン基を有する重合性材料を硬化する場合は、好ましくはカチオン性光開始剤を用いる。加熱すると分解して、重合を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する重合開始剤を用いることも可能である。ラジカル重合用の光開始剤としては、例えば市販のIrgacure 651、Irgacure 184、Darocure 1173またはDarocure 4205(いずれもチバ・ガイギー社(Ciba Geigy AG)から)を用いることができ、一方でカチオン光重合の場合には市販のUVI 6974(ユニオン・カーバイド(Union Carbide))を用いることができる。   The polymerization is preferably carried out in the presence of an initiator that absorbs at the wavelength of actinic radiation. For example, when polymerization is performed by UV light, a photoinitiator that decomposes under UV irradiation to generate free radicals or ions that start the polymerization reaction can be used. When curing a polymerizable material having an acrylate group or a methacrylic ester group, preferably a radical photoinitiator is used, and when curing a polymerizable material having a vinyl group, an epoxide group and an oxetane group, preferably a cation Sex photoinitiator is used. It is also possible to use a polymerization initiator that decomposes when heated to produce free radicals or ions that initiate polymerization. As a photoinitiator for radical polymerization, for example, commercially available Irgacure 651, Irgacure 184, Darocur 1173 or Darocur 4205 (both from Ciba Geigy AG) can be used, while cationic photopolymerization can be used. In some cases, commercially available UVI 6974 (Union Carbide) can be used.

硬化時間は、特に重合性材料の反応性、コーティング層の厚さ、重合開始剤の種類およびUVランプのパワーによって決まる。本発明による硬化時間は、好ましくは10分以内であり、特に好ましくは5分以内であり、非常に好ましくは2分未満である。大量生産の場合、3分以内、非常に好ましくは1分以内、特には30秒以内という短い硬化時間が好ましい。   The curing time depends in particular on the reactivity of the polymerizable material, the thickness of the coating layer, the type of polymerization initiator and the power of the UV lamp. The curing time according to the invention is preferably within 10 minutes, particularly preferably within 5 minutes and very particularly preferably less than 2 minutes. For mass production, a short curing time of less than 3 minutes, very preferably less than 1 minute, in particular less than 30 seconds is preferred.

混合物は、重合に用いられる光線の波長に対して調節された最大吸収を有する1以上の色素、特にはUV色素、例えば4,4’−アゾキシアニソールまたは市販のチヌビン(Tinuvin)(チバAG(Ciba AG, Basel, Switzerland)から)なども含むことができる。   The mixture may be one or more dyes, especially UV dyes such as 4,4′-azoxyanisole or commercially available Tinuvin (Ciba AG ( From Ciba AG, Basel, Switzerland)).

別の好ましい実施形態では、重合性材料の混合物は、1個の重合性官能基を有する1以上の非メソゲン化合物を70%以下、好ましくは1〜50%含む。代表的な例は、アクリル酸アルキル類またはメタクリル酸アルキル類である。   In another preferred embodiment, the mixture of polymerizable materials comprises 70% or less, preferably 1-50%, of one or more non-mesogenic compounds having one polymerizable functional group. Typical examples are alkyl acrylates or alkyl methacrylates.

ポリマーの架橋を増やすため、2官能性または多官能性の重合性メソゲン化合物に代えて、あるいはそれに加えて、重合性LC材料に2以上の重合性官能基を有する1以上の非メソゲン化合物を20%以下で加えてポリマーの架橋を増やすことも可能である。2官能性非メソゲンモノマーの代表的な例には、1〜20個のC原子のアルキル基を有するジアクリル酸アルキル類またはジメタクリル酸アルキル類がある。多官能性非メソゲンモノマーの代表的な例は、トリメチロールプロパントリメタクリレートまたはペンタエリスリトールテトラアクリレートである。   In order to increase the cross-linking of the polymer, 20 or more of one or more non-mesogenic compounds having two or more polymerizable functional groups in the polymerizable LC material may be used instead of or in addition to the bifunctional or polyfunctional polymerizable mesogenic compound. It is also possible to increase the cross-linking of the polymer in addition to less than%. Representative examples of bifunctional non-mesogenic monomers include alkyl diacrylates or alkyl dimethacrylates having an alkyl group of 1 to 20 C atoms. Typical examples of multifunctional non-mesogenic monomers are trimethylolpropane trimethacrylate or pentaerythritol tetraacrylate.

重合性材料に1以上の連鎖移動剤を加えて、本発明のポリマーフィルムの物性を変えることも可能である。特に好ましいものは、例えばドデカンチオールなどの1官能性チオール化合物または例えばトリメチロールプロパン・トリ(3−メルカプトプロピオネート)のような多官能性チオール化合物のようなチオール化合物、非常に好ましくは例えばWO96/12209、WO96/25470またはUS6420001に開示のようなメソゲニックまたは液晶性チオール化合物である。連鎖移動剤を加えると、遊離ポリマー鎖の長さおよび本発明のポリマーフィルムにおける2つの架橋間のポリマー鎖の長さを制御することができる。連鎖移動剤の量を増加させると、得られるポリマーフィルムにおけるポリマー鎖長は減少していく。   It is also possible to add one or more chain transfer agents to the polymerizable material to change the physical properties of the polymer film of the present invention. Particularly preferred are thiol compounds such as monofunctional thiol compounds such as dodecanethiol or polyfunctional thiol compounds such as trimethylolpropane tri (3-mercaptopropionate), very particularly preferably eg WO96 / 12209, WO96 / 25470 or US6420001 as mesogenic or liquid crystalline thiol compounds. With the addition of a chain transfer agent it is possible to control the length of the free polymer chain and the length of the polymer chain between two crosslinks in the polymer film of the present invention. Increasing the amount of chain transfer agent decreases the polymer chain length in the resulting polymer film.

重合性LC材料はさらに、ポリマー結合剤またはポリマー結合剤を形成することができる1以上のモノマーおよび/または1以上の分散補助剤を含むことができる。好適な結合剤および分散補助剤は、例えばWO96/02597に開示されている。しかしながら特に好ましいものは、結合剤も分散補助剤も含まないLC材料である。   The polymerizable LC material can further comprise one or more monomers and / or one or more dispersion aids that can form a polymer binder or polymer binder. Suitable binders and dispersion aids are disclosed, for example, in WO 96/02597. Particularly preferred, however, are LC materials that do not contain binders or dispersion aids.

重合性LC材料はさらに、例えば触媒、増感剤、安定剤、インヒビター、連鎖移動剤、共反応性モノマー、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動改善剤、消泡剤、脱泡剤、希釈剤、反応性希釈剤、補助剤、着色剤、染料または顔料などの1以上の他の好適な成分を含むことができる。   Polymerizable LC materials can further include, for example, catalysts, sensitizers, stabilizers, inhibitors, chain transfer agents, co-reactive monomers, surface active compounds, lubricants, wetting agents, dispersants, hydrophobizing agents, adhesives, flow improvement. One or more other suitable ingredients such as agents, antifoams, defoamers, diluents, reactive diluents, adjuvants, colorants, dyes or pigments may be included.

前述のパターニング層に代えて、熱パターニングでパターニングフィルムを製造することも可能である。例えば、重合性LC材料の層(異性化可能な化合物を含む必要がない)を用いて、異なる領域を異なる温度にて重合させることで、異なる領域が、異なる複屈折、従って異なるリターデーションを有する。   It is also possible to manufacture a patterning film by thermal patterning instead of the patterning layer described above. For example, by polymerizing different regions at different temperatures using layers of polymerizable LC material (which need not contain isomerizable compounds), different regions have different birefringence and thus different retardation. .

下記の実施例は、本発明を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。これらの実施例において、別段の断りがない限り、温度はいずれも摂氏単位であり、パーセントはいずれも重量パーセントとして与えられている。輝度、色度およびコントラストのプロットのような光学的性能のシミュレーションは、ベールマン(Berreman)4×4行列計算を用いて行う。   The following examples are provided to illustrate the present invention and are not intended to limit the present invention. In these examples, unless otherwise noted, all temperatures are in degrees Celsius and all percentages are given as weight percentages. Simulations of optical performance such as brightness, chromaticity and contrast plots are performed using a Berreman 4 × 4 matrix calculation.

<実施例1−パターニングHWFの製造>
下記の重合性LC混合物を調製する。
<Example 1-Production of patterning HWF>
The following polymerizable LC mixture is prepared:

化合物(1): 14.4%;
化合物(2): 18.0%;
化合物(3): 17.0%;
化合物(4): 17.0%;
化合物(5): 32.0%;
イルガキュア651: 1.0%;
フルオラドFC171: 0.6%
Compound (1): 14.4%;
Compound (2): 18.0%;
Compound (3): 17.0%;
Compound (4): 17.0%;
Compound (5): 32.0%;
Irgacure 651: 1.0%;
Fluorado FC171: 0.6%

化合物(1)〜(5)は先行技術で報告されている。イルガキュア651は、市販の光開始剤である(チバAG(Basel, Switzerland)から)。フルオラド(Fluorad)FC171は、市販のノニオン系フルオロカーボン界面活性剤(3Mから)である。   Compounds (1) to (5) have been reported in the prior art. Irgacure 651 is a commercially available photoinitiator (from Ciba AG (Basel, Switzerland)). Fluorad FC171 is a commercially available nonionic fluorocarbon surfactant (from 3M).

混合物を溶解させて、50重量%キシレン溶液を調製する。この溶液をろ過し(0.2μm PTFE膜)、ガラス/ラビング処理ポリイミドスライド(日本合成ゴム(Japan Synthetic Rubber)からの低プレチルトポリイミドJSR AL 1054)上にスピンコーティングする。コーティングフィルムを、階調(0:50:100%透過)マスクを用いて空気中にて、20mWcm−2の365nm光で露光する。 Dissolve the mixture to prepare a 50 wt% xylene solution. This solution is filtered (0.2 μm PTFE membrane) and spin coated onto a glass / rubbed polyimide slide (low pretilt polyimide JSR AL 1054 from Japan Synthetic Rubber). The coating film is exposed with 20 mW cm −2 of 365 nm light in air using a tone (0: 50: 100% transmission) mask.

次に、得られたフィルムを、N雰囲気下に60秒間にわたり、20mWcm−2のUV−A照射を用いて光重合することで、異なるリターデーションを持つ領域のパターンを有するパターニングフィルムを得る。 Next, the obtained film is photopolymerized using a 20 mWcm −2 UV-A irradiation under an N 2 atmosphere for 60 seconds to obtain a patterning film having a pattern of regions having different retardations.

<実施例2−TIPS−ディスプレイ>
図2に示した光学層の積層体を有するTIPS−LCDの光学的性能を計算する。構成要素のパラメータは以下の通りである。
<Example 2-TIPS-Display>
The optical performance of the TIPS-LCD having the optical layer stack shown in FIG. 2 is calculated. The parameters of the constituent elements are as follows.

前面偏光板方向:+45°、
背面偏光板方向:−45°、
LCダイレクタ配向(透過サブピクセル、暗状態):+135°、
LCダイレクタ配向(透過サブピクセル、明状態):+90/180°(デュアルドメイン)、
LCのリターデーション(透過サブピクセル):275nm、
LCダイレクタ配向(反射サブピクセル、暗状態):135°、
LCダイレクタ配向(反射サブピクセル、明状態):90または180°、
LCのリターデーション(反射サブピクセル):138nm、
セル内HWFの光学軸(反射サブピクセル):+22.5°、
セル内HWFのリターデーション(反射サブピクセル):275nm。
Front polarizing plate direction: + 45 °
Rear polarizing plate direction: -45 °,
LC director orientation (transmission subpixel, dark state): + 135 °,
LC director orientation (transmission subpixel, bright state): + 90/180 ° (dual domain),
LC retardation (transmission subpixel): 275 nm,
LC director orientation (reflective subpixel, dark state): 135 °,
LC director orientation (reflective subpixel, bright state): 90 or 180 °,
LC retardation (reflection subpixel): 138 nm,
In-cell HWF optical axis (reflection subpixel): + 22.5 °,
In-cell HWF retardation (reflection subpixel): 275 nm.

パターニングセル内HWFは、例えば実施例1に記載の方法によって作製することができる。   The in-patterning-cell HWF can be manufactured by the method described in Example 1, for example.

透過および反射サブピクセルの角輝度を、図4に示してある。軸上輝度は45.4%(透過)および47.1%(反射)である。   The angular luminance of the transmissive and reflective subpixels is shown in FIG. The on-axis brightness is 45.4% (transmission) and 47.1% (reflection).

透過および反射サブピクセルの明状態色度プロットを、図5に示してある。色度は、1.1%(透過)および0.9%(反射)である。   A bright state chromaticity plot of the transmissive and reflective sub-pixels is shown in FIG. The chromaticity is 1.1% (transmission) and 0.9% (reflection).

透過および反射サブピクセルの軸上コントラストを図6に示してある。>10:1コントラストの平均角度は、79.4°(透過)および49.0°(反射)である。>100:1コントラストの平均角度は52.2°(透過)および21.7°(反射)である。   The on-axis contrast of the transmissive and reflective subpixels is shown in FIG. The average angles of> 10: 1 contrast are 79.4 ° (transmission) and 49.0 ° (reflection). The average angles of> 100: 1 contrast are 52.2 ° (transmission) and 21.7 ° (reflection).

<実施例3−TIPS−ディスプレイ>
図3に示した光学層の積層体を有するTIPS−LCDの光学的性能を計算する。
<Example 3-TIPS-Display>
The optical performance of the TIPS-LCD having the optical layer stack shown in FIG. 3 is calculated.

構成要素のパラメータは以下の通りである。   The parameters of the constituent elements are as follows.

前面偏光板方向:+45°、
背面偏光板方向:−45°、
LCダイレクタ配向(透過サブピクセル、暗状態):+45°、
LCダイレクタ配向(透過サブピクセル、明状態):+0/90°(デュアルドメイン)、
LCのリターデーション(透過サブピクセル):275nm、
LCダイレクタ配向(反射サブピクセル、暗状態):45°、
LCダイレクタ配向(反射サブピクセル、明状態):0または90°、
LCのリターデーション(反射サブピクセル):138nm、
セル内HWFの光学軸(反射サブピクセル):+112.5°、
セル内HWFのリターデーション(反射サブピクセル):275nm、
+Cプレートのリターデーション:90nm、
+Aプレートの光学軸:+45°、
+Aプレートのリターデーション:138nm。
Front polarizing plate direction: + 45 °
Rear polarizing plate direction: -45 °,
LC director orientation (transmission subpixel, dark state): + 45 °,
LC director orientation (transmission subpixel, bright state): + 0/90 ° (dual domain),
LC retardation (transmission subpixel): 275 nm,
LC director orientation (reflective subpixel, dark state): 45 °,
LC director orientation (reflective subpixel, bright state): 0 or 90 °,
LC retardation (reflection subpixel): 138 nm,
In-cell HWF optical axis (reflection subpixel): + 112.5 °,
In-cell HWF retardation (reflection subpixel): 275 nm,
+ C plate retardation: 90 nm,
+ A plate optical axis: + 45 °,
+ A plate retardation: 138 nm.

パターニングセル内HWFは、例えば実施例1に記載の方法によって作製することができる。   The in-patterning-cell HWF can be manufactured by the method described in Example 1, for example.

透過および反射サブピクセルの角輝度を、図7に示してある。軸上輝度は46.3%(透過)および47.3%(反射)である。   The angular luminance of the transmissive and reflective subpixels is shown in FIG. The on-axis brightness is 46.3% (transmission) and 47.3% (reflection).

透過および反射サブピクセルの明状態色度プロットを、図8に示してある。色度は、1.1%(透過)および1.5%(反射)である。   A light state chromaticity plot of the transmissive and reflective sub-pixels is shown in FIG. The chromaticity is 1.1% (transmission) and 1.5% (reflection).

透過および反射サブピクセルの軸上コントラストを図9に示してある。>10:1コントラストの平均角度は、>80°(透過)および41.8°(反射)である。>100:1コントラストの平均角度は>80°(透過)および17.7°(反射)である。   The on-axis contrast of the transmissive and reflective subpixels is shown in FIG. The average angles of> 10: 1 contrast are> 80 ° (transmission) and 41.8 ° (reflection). The average angles of> 100: 1 contrast are> 80 ° (transmission) and 17.7 ° (reflection).

シミュレーション結果は、パターニング位相差板を導入することで、良好な光学的性能を有する半透過型IPSを設計できることを明瞭に示している。従って、テレビ業界が必要とするものに等しい基準の視角性能を、反射LCD技術と組み合わせて、あらゆる光条件で見ることができるディスプレイを作製することができる。   The simulation results clearly show that a transflective IPS having good optical performance can be designed by introducing a patterning retardation plate. Thus, a standard viewing angle performance equivalent to that required by the television industry can be combined with reflective LCD technology to create a display that can be viewed in all light conditions.

本発明によるTIPS−LCDを示す図である。It is a figure which shows TIPS-LCD by this invention. 本発明の好ましい実施形態によるTIPS−LCDでの光学的層の配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of optical layers in a TIPS-LCD according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好ましい実施形態によるTIPS−LCDでの光学的層の配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of optical layers in a TIPS-LCD according to a preferred embodiment of the present invention. 実施例2によるTIPS−LCDの透過モードにおける角輝度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular luminance in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例2によるTIPS−LCDの反射モードにおける角輝度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular luminance in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例2によるTIPS−LCDの透過モードにおける明状態色度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the light state chromaticity in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例2によるTIPS−LCDの反射モードにおける明状態色度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the light state chromaticity in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例2によるTIPS−LCDの透過モードにおける角コントラストの計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular contrast in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例2によるTIPS−LCDの反射モードにおける角コントラストの計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular contrast in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 2. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの透過モードにおける角輝度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular luminance in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの反射モードにおける角輝度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular luminance in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの透過モードにおける明状態色度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the light state chromaticity in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの反射モードにおける明状態色度の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the light state chromaticity in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの透過モードにおける角コントラストの計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular contrast in the transmission mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG. 実施例3によるTIPS−LCDの反射モードにおける角コントラストの計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of the angular contrast in the reflection mode of TIPS-LCD by Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 ピクセル
10a 反射サブピクセル
10b 透過サブピクセル
11a、b 平面平行基板
12 液晶(LC)媒体
12a 分割されたLC層(反射サブピクセル部)
12b 分割されたLC層(透過サブピクセル部)
13a、b 偏光板
14a 反射電極
14b 透明電極
14a1 ITO層
14a2 反射層
15 カラーフィルター
16 位相差フィルム
16a リターデーション領域
16b 非リターデーション領域
17 非線形電気素子
18 段差
19 背面+Cプレート位相差板
20 背面+Aプレート位相差板
10 pixels 10a reflective subpixels 10b transmissive subpixels 11a, b plane parallel substrate 12 liquid crystal (LC) medium 12a divided LC layer (reflective subpixel part)
12b LC layer divided (transmission subpixel part)
13a, b Polarizing plate 14a Reflective electrode 14b Transparent electrode 14a1 ITO layer 14a2 Reflective layer 15 Color filter 16 Retardation film 16a Retardation region 16b Non-retardation region 17 Non-linear electric element 18 Step 19 Back surface + C plate Retardation plate 20 Back surface + A plate Retardation plate

Claims (8)

反射サブピクセルと透過サブピクセルに分割された1以上のピクセルを有する半透過型液晶ディスプレイにおいて、
(a)電極層と、LC層面に平行な主要成分を有する電界を印加すると異なる配向間で切り替え可能であるLC層とを有するイン・プレーンスイッチング(IPS)モードのLCセル、
(b)LCセルを挟持し、前面および背面偏光方向を有する前面および背面偏光板、
(c)前記前面偏光板と前記LC層との間に配置され、所定の軸上リターデーションを有する領域と実質的にリターデーションがない領域のパターンを有し、前記リターデーション領域が実質的に反射サブピクセルのみを覆うように配置されている少なくとも1個の位相差フィルム
を有することを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ。
In a transflective liquid crystal display having one or more pixels divided into reflective and transmissive subpixels,
(A) an LC cell in in-plane switching (IPS) mode having an electrode layer and an LC layer that is switchable between different orientations when an electric field having a main component parallel to the LC layer surface is applied;
(B) front and back polarizing plates sandwiching the LC cell and having front and back polarization directions;
(C) It is arranged between the front polarizing plate and the LC layer, and has a pattern of a region having a predetermined on-axis retardation and a region having substantially no retardation, and the retardation region is substantially A transflective liquid crystal display comprising at least one retardation film disposed so as to cover only a reflective subpixel.
(a)下記の要素、即ち
(a−1)互いに平行であって、少なくとも一方が入射光に対して透明である第1および第2の基板面、
(a−2)トランジスタのような、前記LCセルの個々のピクセルを個別に切り替えるのに用いることができる前記基板の一方の上に設けられた非線形電気素子のアレイ、
(a−3)前記基板の一方の上に設けられ、原色である赤、緑および青(R、G、B)のいずれかを透過する各種ピクセルのパターンを有するカラーフィルターアレイであって、前記カラーフィルターが平坦化層に覆われていても良いカラーフィルターアレイ、
(a−4)主要成分が前記LC層の面に平行となるように電界を印加することができるよう設計された前記第1のまたは第2の基板の内側に設けられた電極層、
(a−5)任意の要素として、前記電極上に設けられたアラインメント層、
(a−6)電界を印加することで少なくとも2つの異なる配向間で切り替え可能なLC媒体
を有する液晶(LC)セル;
(b)前記LCセルの第1の側に設けられた第1の直線偏光板;
(c)前記LCセルの第2の側に設けられた第2の直線偏光板;および
(c)請求項1で定義の少なくとも1個のパターニング位相差フィルム
を有する請求項1に記載の液晶ディスプレイ。
(A) the following elements: (a-1) first and second substrate surfaces that are parallel to each other and at least one of which is transparent to incident light;
(A-2) an array of non-linear electrical elements provided on one of the substrates that can be used to individually switch individual pixels of the LC cell, such as transistors;
(A-3) A color filter array provided on one of the substrates and having a pattern of various pixels that transmit one of primary colors red, green, and blue (R, G, B), A color filter array, in which the color filter may be covered with a planarizing layer,
(A-4) an electrode layer provided on the inner side of the first or second substrate designed to be able to apply an electric field so that the main component is parallel to the plane of the LC layer;
(A-5) As an optional element, an alignment layer provided on the electrode,
(A-6) a liquid crystal (LC) cell having an LC medium switchable between at least two different orientations by applying an electric field;
(B) a first linearly polarizing plate provided on the first side of the LC cell;
The liquid crystal display according to claim 1, further comprising: (c) a second linearly polarizing plate provided on a second side of the LC cell; and (c) at least one patterning retardation film as defined in claim 1. .
前記反射サブピクセルにおける前記LC層が1/4波長リターデーションを有する請求項1または2記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein the LC layer in the reflective subpixel has a ¼ wavelength retardation. 前記パターニング位相差フィルムが半波長位相差フィルム(HWF)である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, wherein the patterning retardation film is a half-wave retardation film (HWF). 前記パターニング位相差フィルムおよび前記反射サブピクセルにおける前記LC層が一体となって、色消し1/4波長位相差板(AQWF)を形成している請求項1〜4のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。   5. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the LC layer in the patterning retardation film and the reflective subpixel are integrated to form an achromatic quarter-wave retardation plate (AQWF). . 少なくとも1個の+Aプレートおよび/または少なくとも1個の+Cプレート位相差板をさらに有する請求項1〜5のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。   The liquid crystal display according to claim 1, further comprising at least one + A plate and / or at least one + C plate retardation plate. R−、G−、B−ピクセルのパターンを有するカラーフィルターを有し;前記パターニング位相差フィルムがさらに、直線偏光を円偏光に変換する効率がR、GおよびBの色それぞれについて最適化されるように調節される異なるリターデーションを持ったR−、G−およびB−ピクセルのパターンを示し;前記位相差フィルムのR−、G−およびB−ピクセルが、前記カラーフィルターの対応するR−、G−およびB−ピクセルをそれぞれ覆うように配置されている請求項1〜6のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。   A color filter having a pattern of R-, G-, and B-pixels; and the patterning retardation film further optimizes the efficiency of converting linearly polarized light into circularly polarized light for each of the R, G, and B colors. Shows the pattern of R-, G- and B-pixels with different retardations adjusted so that the R-, G- and B-pixels of the retardation film correspond to the corresponding R-, The liquid crystal display according to claim 1, which is disposed so as to cover each of the G- and B-pixels. 透過および反射サブピクセルを有するTIPS−LCDで使用され、半波長(λ/2)リターデーションを持つ領域と実質的にリターデーションがない領域とのパターンを有するパターニングHWF。   A patterned HWF used in a TIPS-LCD with transmissive and reflective sub-pixels and having a pattern of regions with half-wavelength (λ / 2) retardation and regions with substantially no retardation.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171376A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Sony Corp Liquid crystal display device
EP1744204A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-17 Sanyo Epson Imaging Devices Corporation Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP2007323073A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Jds Uniphase Corp Thin-film design for positive and/or negative c-plate
JP2008102508A (en) * 2006-09-22 2008-05-01 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP2008116731A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009031408A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device and its manufacturing method
JP2009037175A (en) * 2007-08-06 2009-02-19 Sony Corp Liquid crystal display
JP2009217099A (en) * 2008-03-12 2009-09-24 Seiko Epson Corp Liquid crystal device
US7982834B2 (en) 2007-05-18 2011-07-19 Nec Lcd Technologies, Ltd Liquid crystal display device and terminal unit
KR101267071B1 (en) * 2006-06-27 2013-05-23 엘지디스플레이 주식회사 Thin film transistor substrate for liquid crystal display and fabricating method thereof
KR101873039B1 (en) * 2012-06-22 2018-07-02 엘지디스플레이 주식회사 Stereoscopic image display device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101707961B1 (en) * 2010-11-19 2017-02-17 엘지디스플레이 주식회사 Reflective liquid crystal display device and method of fabricating the same
KR102156408B1 (en) 2013-11-19 2020-09-16 삼성전자주식회사 Display device and image generating method for layered display scheme
US11366357B2 (en) 2017-03-28 2022-06-21 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device, production method for liquid crystal display device, and retardation layer-forming monomer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004145327A (en) * 2002-10-04 2004-05-20 Dainippon Printing Co Ltd Optical element and liquid crystal display device using the same
WO2004083913A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Birefringent optical element, lcd device with a birefringent optical element, and manufacturing process for a birefringent optical element
JP2005338256A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659489B1 (en) * 2004-08-17 2007-01-15 전북대학교산학협력단 Transflective Liquid Crystal Display using in-plane switching mode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004145327A (en) * 2002-10-04 2004-05-20 Dainippon Printing Co Ltd Optical element and liquid crystal display device using the same
WO2004083913A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Birefringent optical element, lcd device with a birefringent optical element, and manufacturing process for a birefringent optical element
JP2005338256A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171376A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Sony Corp Liquid crystal display device
EP1744204A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-17 Sanyo Epson Imaging Devices Corporation Liquid crystal display device and electronic apparatus
US7602463B2 (en) 2005-07-15 2009-10-13 Sanyo Epson Imaging Devices Corp. Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP2007323073A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Jds Uniphase Corp Thin-film design for positive and/or negative c-plate
KR101267071B1 (en) * 2006-06-27 2013-05-23 엘지디스플레이 주식회사 Thin film transistor substrate for liquid crystal display and fabricating method thereof
JP2008102508A (en) * 2006-09-22 2008-05-01 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP2008116731A (en) * 2006-11-06 2008-05-22 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
US7982834B2 (en) 2007-05-18 2011-07-19 Nec Lcd Technologies, Ltd Liquid crystal display device and terminal unit
JP2009031408A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device and its manufacturing method
JP2009037175A (en) * 2007-08-06 2009-02-19 Sony Corp Liquid crystal display
JP2009217099A (en) * 2008-03-12 2009-09-24 Seiko Epson Corp Liquid crystal device
KR101873039B1 (en) * 2012-06-22 2018-07-02 엘지디스플레이 주식회사 Stereoscopic image display device

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