JP2006235580A - Liquid crystal display device and elliptical polarizing plate - Google Patents

Liquid crystal display device and elliptical polarizing plate Download PDF

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JP2006235580A JP2005310109A JP2005310109A JP2006235580A JP 2006235580 A JP2006235580 A JP 2006235580A JP 2005310109 A JP2005310109 A JP 2005310109A JP 2005310109 A JP2005310109 A JP 2005310109A JP 2006235580 A JP2006235580 A JP 2006235580A
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Yusuke Ohashi
祐介 大橋
Yukito Saito
之人 齊藤
Junichi Hirakata
純一 平方
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device excellent in reliability which causes no leakage of light in the periphery of a polarizing plate without lowering display characteristics even in a severe use environment, and to provide an elliptically polarizing plate for the apparatus. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device comprises: a pair of substrates 9, 12; a liquid crystal layer 11 containing liquid crystal molecules the alignment of which is controlled by alignment axes 10, 13 possessed by the counter faces of the substrates 9, 12, respectively; a pair of polarizing films 3, 18 disposed to sandwich the liquid crystal layer 11; and at least one layer of optical anisotropic layer 7, 14 which is disposed between the liquid crystal layer 11 and at least one of the polarizing films 3, 18 and which contains a liquid crystal compound with the alignment controlled by the alignment axes 8, 15 and fixed in this alignment state. The absorption axes 4, 19 of the polarizing films are parallel or perpendicular to the horizontal direction on the screen of the display device. At least one of the alignment axes 10, 13 of the substrates and the alignment axis 8, 15 of at least one layer of optical anisotropic layers give an intersection angle of 10 to 35°. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、耐久性に優れた広視野角特性を有する液晶表示装置及びそれに用いる楕円偏光板に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic excellent in durability and an elliptically polarizing plate used therefor.

ワードプロセッサやノートパソコン、パソコン用モニターなどのOA機器、携帯端末、テレビなどに用いられる表示装置としては、CRT(cathode ray tube)がこれまで主に使用されてきた。近年、液晶表示装置が、薄型で、軽量で、且つ消費電力が小さいことからCRTの代わりに広く使用されてきている。液晶表示装置は、液晶セル及び偏光板を含む。偏光板は、通常、保護膜と偏光膜とからなり、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護膜にて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、この偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償シートを配置することもある。また、反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償シート及び偏光板の順に配置する。液晶セルは、通常、液晶分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶分子の配向状態の違いで、ON−OFF表示を行い、透過型、反射型及び半透過型のいずれにも適用できる、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、STN(Super Twisted Nematic)のような表示モードが提案されている。   A cathode ray tube (CRT) has been mainly used so far as a display device used for OA equipment such as a word processor, a notebook personal computer, a personal computer monitor, a portable terminal, and a television. In recent years, liquid crystal display devices have been widely used instead of CRTs because of their thinness, light weight, and low power consumption. The liquid crystal display device includes a liquid crystal cell and a polarizing plate. The polarizing plate is usually composed of a protective film and a polarizing film, and is obtained by dyeing a polarizing film made of a polyvinyl alcohol film with iodine, stretching, and laminating both surfaces with a protective film. In the transmissive liquid crystal display device, the polarizing plate is attached to both sides of the liquid crystal cell, and one or more optical compensation sheets may be disposed. In a reflective liquid crystal display device, usually, a reflector, a liquid crystal cell, one or more optical compensation sheets, and a polarizing plate are arranged in this order. A liquid crystal cell usually comprises liquid crystal molecules, two substrates for encapsulating the liquid crystal molecules, and an electrode layer for applying a voltage to the liquid crystal molecules. The liquid crystal cell performs ON-OFF display depending on the alignment state of liquid crystal molecules, and can be applied to any of a transmission type, a reflection type, and a semi-transmission type, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), Display modes such as OCB (Optically Compensatory Bend), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrically Controlled Birefringence), and STN (Super Twisted Nematic) are proposed.

光学補償シートは、画像着色の解消や視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。光学補償シートとしては、延伸複屈折ポリマーフィルムが従来から使用されていた。延伸複屈折フィルムからなる光学補償シートに代えて、透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物から形成された光学異方性層を有する光学補償シートを使用することが提案されている。液晶性化合物には多様な配向形態があるため、液晶性化合物を用いることで、従来の延伸複屈折ポリマーフィルムでは得ることができない光学的性質を実現することが可能になった。さらに偏光板の保護膜としても機能する。   Optical compensation sheets are used in various liquid crystal display devices in order to eliminate image coloring and expand the viewing angle. As an optical compensation sheet, a stretched birefringent polymer film has been conventionally used. It has been proposed to use an optical compensation sheet having an optically anisotropic layer formed from a low-molecular or high-molecular liquid crystalline compound on a transparent support, instead of the optical compensation sheet comprising a stretched birefringent film. Since liquid crystal compounds have various alignment forms, it has become possible to realize optical properties that cannot be obtained with conventional stretched birefringent polymer films by using liquid crystal compounds. Furthermore, it functions as a protective film for the polarizing plate.

光学補償シートの光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違いに応じて決定する。液晶性化合物を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学補償シートを製造することができる。様々な表示モードに対応した液晶性化合物を用いた光学補償シートが、既に種々提案されている。例えば、TNモード液晶セル用光学補償シートは、電圧印加により液晶分子がねじれ構造が解消しつつ基板面に傾斜した配向状態の光学補償を行い、黒表示時の斜め方向の光漏れ防止によるコントラストの視角特性を向上させる。   The optical properties of the optical compensation sheet are determined according to the optical properties of the liquid crystal cell, specifically, the display mode differences as described above. When a liquid crystal compound is used, optical compensation sheets having various optical properties corresponding to various display modes of the liquid crystal cell can be produced. Various optical compensation sheets using liquid crystal compounds corresponding to various display modes have already been proposed. For example, an optical compensation sheet for a TN mode liquid crystal cell optically compensates for an alignment state tilted on the substrate surface while eliminating the twisted structure of liquid crystal molecules by applying a voltage, and prevents contrast leakage by preventing light leakage in an oblique direction during black display. Improve viewing angle characteristics.

このようにTNモード液晶表示装置では、視野角特性が改善されたが、過酷な使用環境、例えば高温や高湿度環境では偏光板が収縮し、偏光板の周辺部で光漏れが生じる問題は解決されていなかった。この光漏れは偏光板の収縮が原因であり、偏光板の粘着剤の素材を選ぶことで改善できる例がある(特許文献1参照)。   As described above, in the TN mode liquid crystal display device, the viewing angle characteristics are improved, but the problem that the polarizing plate contracts in a severe use environment, for example, a high temperature or high humidity environment, and light leaks around the polarizing plate is solved. Was not. This light leakage is caused by contraction of the polarizing plate, and there is an example that can be improved by selecting a material for the pressure-sensitive adhesive of the polarizing plate (see Patent Document 1).

特開2004−516359号公報JP 2004-516359 A

しかしTNモード液晶表示装置では、偏光板の収縮が偏光板保護膜に位相差を発生させ、光漏れが多く粘着剤だけでは完全に改善できない。そこで、本発明は簡易な構成で、偏光板の素材によらず過酷な環境における信頼性を向上した液晶表示装置、特にTN型液晶表示装置を提供することを課題とする。   However, in the TN mode liquid crystal display device, the contraction of the polarizing plate generates a phase difference in the protective film for the polarizing plate, and there is a large amount of light leakage. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device, particularly a TN liquid crystal display device, having a simple configuration and improved reliability in a harsh environment regardless of the material of the polarizing plate.

本発明では、このような課題に対しては、偏光板収縮方向と光漏れ最大方向をずらすことでこの課題を改善した。すなわちTNモードにおける偏光板吸収軸角度を画面左右方向に対して従来の45°で交差させる配置から、90°(垂直)あるいは0°(平行)に配置することでこの課題を改善することができた。
しかし、このような配置では、観察する極角を変化させた場合のコントラスト(以下、「CR」と略記することがある。)変化が左右において異なる、つまりCR視野角の左右非対称という問題が生じることがある。本発明の発明者らはさらに検討を行って上記問題についても解決することができる構成を見出した。
すなわち、本発明の発明特定事項は以下のとおりである。
In the present invention, for such a problem, this problem is improved by shifting the contraction direction of the polarizing plate and the maximum light leakage direction. That is, this problem can be improved by arranging 90 ° (vertical) or 0 ° (parallel) from the conventional arrangement in which the polarizing plate absorption axis angle in the TN mode intersects with the horizontal direction of the screen at 45 °. It was.
However, in such an arrangement, there is a problem in that the contrast (hereinafter sometimes abbreviated as “CR”) changes when the polar angle to be observed is different, that is, the left and right asymmetry of the CR viewing angle. Sometimes. The inventors of the present invention have further studied and found a configuration that can solve the above problem.
That is, the invention specific matters of the present invention are as follows.

〔1〕
少なくとも一方に電極を有し対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶性分子を含有する液晶層と、該液晶層を挟んで配置され偏光膜と該偏光膜の少なくとも一方の面に設けられた保護膜とを有する一対の偏光板と、該液晶層と該一対の偏光膜の少なくとも一方との間に、配向軸によって配向制御されその配向状態に固定された液晶性化合物を含有する少なくとも一層の光学異方性層とを有し、該偏光膜の吸収軸と表示装置の画面左右方向とが平行あるいは垂直であり、該基板の配向軸の少なくとも一方と該光学異方性層の少なくとも一層の配向軸とが交差しており、その交差角が10〜35°であることを特徴とする液晶表示装置。
〔2〕
上下一対の前記光学異方性層の配向軸の成す角が80〜100°であることを特徴とする〔1〕に記載の液晶表示装置。
〔3〕
前記液晶性化合物が円盤状液晶性化合物であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の液晶表示装置。
〔4〕
前記液晶層がTNモードであることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の液晶表示装置。
〔5〕
前記液晶層のツイスト角が80〜100°であることを特徴とする〔4〕に記載の液晶表示装置。
〔6〕
前記基板の配向軸と表示装置の画面左右方向との成す角が40〜50°であることを特徴とする〔5〕に記載の液晶表示装置。
〔7〕
少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜とを有する楕円偏光板であって、該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向軸とが交差しており、その交差角が10〜35°または55〜80°であることを特徴とする楕円偏光板。
[1]
A pair of substrates having electrodes arranged at least on one side, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules whose orientation is controlled by the alignment axes of the opposing surfaces of the pair of substrates, and the liquid crystal layer interposed therebetween The alignment is controlled by an alignment axis between a pair of polarizing plates having a polarizing film and a protective film provided on at least one surface of the polarizing film, and at least one of the liquid crystal layer and the pair of polarizing films. At least one optically anisotropic layer containing a liquid crystalline compound fixed in the alignment state, and the absorption axis of the polarizing film and the horizontal direction of the screen of the display device are parallel or perpendicular to each other. At least one of the orientation axes and at least one orientation axis of the optically anisotropic layer intersect, and the intersection angle is 10 to 35 °.
[2]
The angle formed by the orientation axes of the pair of upper and lower optically anisotropic layers is 80 to 100 °, wherein the liquid crystal display device according to [1].
[3]
The liquid crystal display device according to [1] or [2], wherein the liquid crystal compound is a discotic liquid crystal compound.
[4]
The liquid crystal display device according to any one of [1] to [3], wherein the liquid crystal layer is a TN mode.
[5]
The liquid crystal display device according to [4], wherein the twist angle of the liquid crystal layer is 80 to 100 °.
[6]
[5] The liquid crystal display device according to [5], wherein an angle formed between the orientation axis of the substrate and the horizontal direction of the screen of the display device is 40 to 50 °.
[7]
An elliptically polarizing plate having at least one optically anisotropic layer and a polarizing film, wherein the absorption axis of the polarizing film and the orientation axis of the optically anisotropic layer intersect, and the intersection angle is 10 to 10. An elliptically polarizing plate, which is 35 ° or 55 to 80 °.

本発明では、偏光膜の吸収軸を表示装置の画面左右方向に対し平行あるいは垂直とすることにより、従来の液晶表示装置と同じ構成で、過酷な使用環境下でも偏光板周辺部での光漏れが発生しないという、信頼性を向上させた液晶表示装置、特にTNモード液晶表示装置を提供することができる。そして、本発明では、基板の配向軸の少なくとも一方と光学異方性層の少なくとも一層の配向軸との交差角を10〜35°とすることで、CR視野角の左右対称性を低下させることなく、上記の効果を発揮することができる。   In the present invention, by making the absorption axis of the polarizing film parallel or perpendicular to the horizontal direction of the screen of the display device, the light leakage at the periphery of the polarizing plate has the same configuration as that of the conventional liquid crystal display device even under severe use environment. It is possible to provide a liquid crystal display device with improved reliability, particularly a TN mode liquid crystal display device, in which no occurrence occurs. In the present invention, the left-right symmetry of the CR viewing angle is reduced by setting the crossing angle between at least one of the orientation axes of the substrate and the orientation axis of at least one layer of the optically anisotropic layer to 10 to 35 °. The above effects can be exhibited.

本明細書で用いられる用語について説明する。   Terms used in this specification will be described.

(レターデーション、Re、Rth)
本発明で保護膜、光学異方性層はレターデーション、Re、Rthを有し、Re(λ)は、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Rth(λ)は前記Re(λ)、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーションの計3つの方向で測定したレターデーションと平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値は「ポリマーハンドブック」(JOHN WILEY&SONS、INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)がさらに算出される。
(Retardation, Re, Rth)
In the present invention, the protective film, the optically anisotropic layer has retardation, Re, and Rth, and Re (λ) is KOBRA 21ADH (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.). Measured by incidence. Rth (λ) is Re (λ) , a light having a wavelength of λ nm from the direction inclined by + 40 ° with respect to the film normal direction with the in-plane slow axis (determined by KOBRA 21ADH) as the tilt axis (rotation axis). And retardation measured by injecting light having a wavelength of λ nm from a direction tilted by −40 ° with respect to the film normal direction with the in-plane slow axis as the tilt axis (rotation axis). KOBRA 21ADH calculates based on the retardation measured in three directions, the assumed average refractive index, and the input film thickness value. Here, as the assumed value of the average refractive index, “Polymer Handbook” (John Wiley & Sons, Inc.) and catalog values of various optical films can be used. Those whose average refractive index is not known can be measured with an Abbe refractometer. The average refractive index values of main optical films are exemplified below: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), Polystyrene (1.59). The KOBRA 21ADH calculates nx, ny, and nz by inputting the assumed value of the average refractive index and the film thickness. Nz = (nx−nz) / (nx−ny) is further calculated from the calculated nx, ny, and nz.

本明細書において、角度について、「+」は反時計周り方向を意味し、「−」は時計周り方向を意味するものとする。また、液晶表示装置上方向を12時方向、下方向を6時方向としたときに、角度方向の絶対値0°方向とは3時方向(画面右方向)を意味することとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、380nm〜780nmのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。   In the present specification, regarding the angle, “+” means the counterclockwise direction, and “−” means the clockwise direction. Further, when the upper direction of the liquid crystal display device is 12 o'clock and the lower direction is 6 o'clock, the absolute value 0 ° direction in the angular direction means the 3 o'clock direction (right direction of the screen). Further, the “slow axis” means a direction in which the refractive index is maximized. The “visible light region” means 380 nm to 780 nm. Further, the measurement wavelength of the refractive index is a value at λ = 550 nm in the visible light region unless otherwise specified.

また、本明細書において、各軸・方向間の配置や交差角の角度の説明で、範囲を示さずに単に「平行」「垂直」「0°」「90°」「45°」等という場合には、「おおよそ平行」「おおよそ垂直」「おおよそ0°」「おおよそ90°」「おおよそ45°」の意であり、厳密なものではない。それぞれの目的を達成する範囲内での、多少のズレは許容される。例えば「平行」「0°」とは、交差角がおおよそ0°ということであり、0°〜10°、好ましくは0°〜5°、より好ましくは0°〜3°である。「垂直」「90°」とは、交差角がおおよそ90°ということであり、80°〜90°、好ましくは85°〜90°、より好ましくは87°〜90°である。「45°」とは、交差角がおおよそ45°ということであり、35°〜55°、好ましくは40°〜50°、より好ましくは42°〜48°である。   Also, in the present specification, in the description of the arrangement between the axes and directions and the angle of the crossing angle, it is simply “parallel”, “vertical”, “0 °”, “90 °”, “45 °”, etc. without showing the range Means “approximately parallel”, “approximately vertical”, “approximately 0 °”, “approximately 90 °”, and “approximately 45 °”, and is not strict. Some deviation is allowed within the range to achieve each purpose. For example, “parallel” and “0 °” means that the crossing angle is approximately 0 °, and is 0 ° to 10 °, preferably 0 ° to 5 °, more preferably 0 ° to 3 °. “Vertical” “90 °” means that the crossing angle is approximately 90 °, and is 80 ° to 90 °, preferably 85 ° to 90 °, more preferably 87 ° to 90 °. “45 °” means that the crossing angle is approximately 45 °, and is 35 ° to 55 °, preferably 40 ° to 50 °, more preferably 42 ° to 48 °.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、少なくとも一方に電極を有し対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶性分子を含有する液晶層と、該液晶層を挟んで配置され偏光膜と該偏光膜の少なくとも一方の面に設けられた保護膜とを有する一対の偏光板と、該液晶層と該一対の偏光膜の少なくとも一方との間に、配向軸によって配向制御されその配向状態に固定された液晶性化合物を含有する少なくとも一層の光学異方性層とを有する液晶表示装置において、該偏光膜の吸収軸と該偏光板の最大収縮方向すなわち偏光板端部の長辺及び短辺方向(あるいは表示装置の画面左右方向)が平行あるいは垂直になるように配置することで、過酷な使用環境(高温高湿度)、例えば温度40°湿度90%、温度65°湿度80%などで、偏光板の周辺部からの光漏れを改善している。さらには液晶セル基板の配向軸や光学異方性層の配向制御方向との配置角度関係を調整することで、広視野角な特性も満足した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a pair of substrates having electrodes arranged at least on one side and arranged opposite to each other, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules whose orientation is controlled by the orientation axes of the opposing surfaces of the pair of substrates, and the liquid crystal layer An alignment axis between a pair of polarizing plates disposed between and having a polarizing film and a protective film provided on at least one surface of the polarizing film, and between the liquid crystal layer and at least one of the pair of polarizing films In a liquid crystal display device having at least one optically anisotropic layer containing a liquid crystal compound whose orientation is controlled and fixed in that orientation state, the absorption axis of the polarizing film and the maximum shrinkage direction of the polarizing plate, that is, the polarizing plate By arranging the long side and short side direction of the end (or the horizontal direction of the screen of the display device) to be parallel or vertical, a severe use environment (high temperature and high humidity), for example, temperature 40 ° humidity 90%, temperature 65 ° The light leakage from the periphery of the polarizing plate is improved at a humidity of 80%. Furthermore, by adjusting the arrangement angle relationship between the alignment axis of the liquid crystal cell substrate and the alignment control direction of the optically anisotropic layer, a wide viewing angle characteristic was also satisfied.

発明者の鋭意検討の結果、従来のTNモード液晶表示装置では、偏光板周辺部の光漏れは偏光板の収縮により光弾性効果で偏光板保護膜にレターデーションRe及びRthが発生することが原因であることがわかり、液晶セル基板の配向軸、光学補償用光学異方性層の配向制御方向及び偏光板の吸収軸の配置角度関係を調整することで、光漏れが改善できることを見出した。   As a result of inventor's diligent study, in the conventional TN mode liquid crystal display device, the light leakage around the polarizing plate is caused by the retardation of the polarizing plate, and the retardation Re and Rth are generated in the polarizing plate protective film due to the photoelastic effect. It was found that the light leakage can be improved by adjusting the alignment angle relationship between the alignment axis of the liquid crystal cell substrate, the alignment control direction of the optically anisotropic layer for optical compensation, and the absorption axis of the polarizing plate.

過酷な環境では偏光板は収縮を生じる。特に画面の長辺及び短辺に平行な方向での収縮が最大となる。偏光板に使われているフィルムは収縮や伸びなどの弾性力が加わると、レターデーション変化が生じる。このレターデーションの発生方向に偏光板吸収軸を45°で交差させると光の透過が最大となり、漏れ光として観察される。   In a harsh environment, the polarizing plate contracts. In particular, the shrinkage in the direction parallel to the long and short sides of the screen is maximized. When an elastic force such as shrinkage or elongation is applied to the film used for the polarizing plate, the retardation changes. When the polarizing plate absorption axis intersects the retardation generation direction at 45 °, the light transmission is maximized and is observed as leakage light.

本発明では、前記液晶層がTNモードで特に光漏れが改善できることを見出した。
従来のTNモードでは偏光板吸収軸は画面左右方向、すなわち偏光板端部長辺方向に対して45°で交差していた。偏光板の収縮方向は偏光板端部の長辺及び短辺方向に平行であるため、この配置では漏れ光が最大となった。
そこで、偏光板吸収軸を画面左右方向、すなわち偏光板端部長辺方向に平行あるいは垂直とすることで、TNモードにおいて光漏れが改善できることを見出した。
(このように液晶表示装置の偏光板吸収軸を画面左右方向、すなわち偏光板端部長辺方向に平行あるいは垂直とした構成を、以下「0°−90°貼り」と呼ぶことがある。)
In the present invention, it was found that the liquid crystal layer can improve light leakage particularly in the TN mode.
In the conventional TN mode, the polarizing plate absorption axis intersects with the horizontal direction of the screen, that is, the polarizing plate end long side direction at 45 °. Since the contraction direction of the polarizing plate is parallel to the long side and short side directions of the end portion of the polarizing plate, leakage light is maximized in this arrangement.
Therefore, it has been found that light leakage can be improved in the TN mode by making the polarizing plate absorption axis parallel or perpendicular to the horizontal direction of the screen, that is, the long side direction of the polarizing plate end.
(A configuration in which the polarizing plate absorption axis of the liquid crystal display device is thus parallel or perpendicular to the horizontal direction of the screen, that is, the long side direction of the polarizing plate end may be hereinafter referred to as “0 ° -90 ° pasting”.)

TNモード液晶表示装置では高精細で高コントラストな高画質表示を行うため、TFT駆動を採用している。TFT駆動はゲート配線と信号(あるいはソース)配線が画面水平方向及び垂直方向に配置されている。偏光板収縮方向はこの配線と平行あるいは垂直であるため、この配線に平行あるいは垂直に偏光板吸収軸を配置しても、該偏光板の最大収縮方向すなわち偏光板端部の長辺及び短辺方向に平行あるいは垂直に配置することになり、光漏れが改善できる。   In the TN mode liquid crystal display device, TFT driving is adopted in order to perform high definition and high contrast high quality display. In TFT driving, gate wiring and signal (or source) wiring are arranged in the horizontal and vertical directions of the screen. Since the polarizing plate shrinkage direction is parallel or perpendicular to this wiring, even if the polarizing plate absorption axis is arranged parallel or perpendicular to this wiring, the maximum shrinking direction of the polarizing plate, that is, the long side and short side of the polarizing plate end Light leakage can be improved by arranging them in parallel or perpendicular to the direction.

さらにTNモード液晶表示装置で広視野角な特性を得るには、前記一対の偏光板の少なくとも一方の偏光膜の吸収軸と、少なくとも一方の偏光板側の基板の配向軸とを45°で交差するとよい。
偏光板周辺部の光漏れを改善するには、偏光板吸収軸を画面左右方向、すなわち偏光板端部長辺方向に平行あるいは垂直とすることで改善できる。このときTNモード液晶表示装置の配向制御方向すなわち液晶セルの基板の配向軸は45°に設定することで概略左右対称の視野角特性が得られる。
従来のTNモードでも配向制御方向は画面左右方向に対して45°に設定されており、上下視野角特性は非対称であったが左右は対称な視野角特性であった。しかし偏光板の偏光膜吸収軸と保護膜遅相軸も45°に設定されており、過酷な使用環境では偏光板周辺部で光漏れが生じた。
Further, in order to obtain a wide viewing angle characteristic in the TN mode liquid crystal display device, the absorption axis of at least one polarizing film of the pair of polarizing plates intersects with the alignment axis of the substrate on the side of at least one polarizing plate at 45 °. Good.
In order to improve light leakage at the periphery of the polarizing plate, it can be improved by making the polarizing plate absorption axis parallel or perpendicular to the horizontal direction of the screen, that is, the long side direction of the polarizing plate end. At this time, by setting the alignment control direction of the TN mode liquid crystal display device, that is, the alignment axis of the substrate of the liquid crystal cell, to 45 °, a substantially symmetric viewing angle characteristic can be obtained.
Even in the conventional TN mode, the orientation control direction is set to 45 ° with respect to the horizontal direction of the screen, and the vertical viewing angle characteristics are asymmetrical, but the left and right viewing angle characteristics are symmetric. However, the polarizing film absorption axis and protective film slow axis of the polarizing plate were also set to 45 °, and light leakage occurred in the periphery of the polarizing plate in a severe use environment.

次に、本発明をTNモードの液晶表示装置に適用した実施の形態について、図面を用いて説明する。
本発明を説明するために、まず従来例である、図1に示す液晶表示装置の動作について、一般的なTNモードを例に挙げて説明する。ここでは、電界効果型液晶として正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いてTFT(アクティブ)駆動を行った例で説明する。
液晶セル9〜13は、上側基板9および下側基板12と、これらに挟持される液晶分子11から形成される液晶層とからなる。基板9および13の液晶分子11に接触する表面(以下、「内面」という場合がある)には、配向膜(不図示)が形成されていて、配向膜上に施されたラビング処理等により、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子11の配向が制御されている。また、基板9および12の内面には、液晶分子11からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極(不図示)が形成されている。
TNモード液晶表示装置では、電極に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、液晶セル中の液晶分子11は基板面に対して略平行に配向し、その配向方向は上下基板の間で90°捩れている。透過型表示装置の場合、バックライトの光は下側偏光板を通過することで直線偏光になる。直線偏光は液晶層のねじれ構造に沿って伝播し、偏光状態を維持したまま偏光面を90度回転することで上側偏光板をそのまま通過し、表示装置は白表示となる。
一方、印加電圧を大きくしていくと液晶分子は捩れを解消しながら基板面に対して垂直な方向に次第に立っていく。理想的高電圧印加状態でのTNモード液晶表示装置では、液晶分子の捩れがほぼ完全に解消し、基板面に対してほぼ垂直に立ちきった配向状態となる。この時下偏光板を通過した直線偏光は、液晶層にねじれ構造がないため、偏光面を回転することなく伝播し、上偏光板の吸収軸に直交する角度で入射するため、光は遮断され黒表示となる。
このようにTNモードでは偏光した光を遮断したり、透過させることで表示装置としての機能をはたす。一般に表示品質を表す数値として、白表示輝度と黒表示輝度の比をコントラスト比と定義して用いる。このコントラスト比が高いほど高品位な表示装置となり、コントラストを上げるためには、液晶表示装置での偏光状態を維持させて通過させることが重要となる。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a TN mode liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
In order to explain the present invention, the operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 1, which is a conventional example, will be described first by taking a general TN mode as an example. Here, an example in which TFT (active) driving is performed using nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy as field effect liquid crystal will be described.
The liquid crystal cells 9 to 13 include an upper substrate 9 and a lower substrate 12 and a liquid crystal layer formed of liquid crystal molecules 11 sandwiched between them. An alignment film (not shown) is formed on the surfaces of the substrates 9 and 13 that are in contact with the liquid crystal molecules 11 (hereinafter may be referred to as “inner surfaces”), and by a rubbing process or the like applied on the alignment film, The alignment of the liquid crystal molecules 11 in a state where no voltage is applied or in a state where a voltage is not applied is controlled. Further, on the inner surfaces of the substrates 9 and 12, a transparent electrode (not shown) capable of applying a voltage to the liquid crystal layer made of the liquid crystal molecules 11 is formed.
In the TN mode liquid crystal display device, in a non-driving state in which no driving voltage is applied to the electrodes, the liquid crystal molecules 11 in the liquid crystal cell are aligned substantially parallel to the substrate surface, and the alignment direction is twisted by 90 ° between the upper and lower substrates. ing. In the case of a transmissive display device, the light from the backlight passes through the lower polarizing plate and becomes linearly polarized light. The linearly polarized light propagates along the twisted structure of the liquid crystal layer, passes through the upper polarizing plate as it is by rotating the polarization plane by 90 degrees while maintaining the polarization state, and the display device displays white.
On the other hand, when the applied voltage is increased, the liquid crystal molecules gradually stand in the direction perpendicular to the substrate surface while eliminating the twist. In the TN mode liquid crystal display device in an ideal high voltage application state, the twist of the liquid crystal molecules is almost completely eliminated, and the alignment state stands almost perpendicular to the substrate surface. At this time, the linearly polarized light that has passed through the lower polarizing plate propagates without rotating the polarization plane because the liquid crystal layer does not have a twisted structure, and is incident at an angle perpendicular to the absorption axis of the upper polarizing plate, so that the light is blocked. Black display.
Thus, in the TN mode, the function as a display device is achieved by blocking or transmitting polarized light. In general, as a numerical value representing display quality, a ratio between white display luminance and black display luminance is defined and used as a contrast ratio. The higher the contrast ratio, the higher the quality of the display device, and in order to increase the contrast, it is important to maintain the polarization state in the liquid crystal display device and pass through.

以下TNモードの液晶セル構成の1例を示す。上下基板9、12間に誘電異方性が正で、屈折率異方性、Δn=0.0854(589nm、20°C)、Δε=+8.5程度の液晶をラビング配向させて液晶セルを作製する。液晶層の配向制御は配向膜とラビングにより制御する。液晶分子の配向方向を示すダイレクタ、いわゆるチルト角は、約0.1から10°の範囲に設定すると好ましく、ここでは3°に設定した。ラビング方向は上下基板と互いに直交する方向に施し、その強さとラビング回数などでチルト角の大きさが制御できる。配向膜はポリイミド膜を塗布後焼成して形成する。液晶層のツイスト角の大きさは、上下基板のラビング方向の交差角と液晶材料に添加するカイラル剤により決まる。ここではツイスト角が概略90°になるようにするためピッチ60μm程度のカイラル剤を添加する。液晶層の厚さdは5μmに設定してある。
また、液晶材料LCは、ネマチック液晶であれば、特に限定したものではない。誘電率異方性Δεは、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減できる。屈折率異方性Δnは小さいほうが液晶層の厚み(ギャップ)を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップばらつきを少なくすることができる。また、Δnが大きい方がセルギャップを小さくでき、高速応答が可能となる。一般にΔnは0.04〜0.28の間、セルギャップは1〜10μmの間に設定し、Δnとdの積が0.25〜0.55μmの間になるようにそれぞれ調整する。
An example of a TN mode liquid crystal cell configuration is shown below. A liquid crystal cell is formed by rubbing and aligning liquid crystals having a positive dielectric anisotropy between the upper and lower substrates 9 and 12 and a refractive index anisotropy of Δn = 0.0854 (589 nm, 20 ° C.) and Δε = + 8.5. Make it. The alignment control of the liquid crystal layer is controlled by an alignment film and rubbing. A director indicating the alignment direction of the liquid crystal molecules, that is, a so-called tilt angle is preferably set in a range of about 0.1 to 10 °, and is set to 3 ° here. The rubbing direction is applied in a direction perpendicular to the upper and lower substrates, and the tilt angle can be controlled by the strength and the number of rubbing times. The alignment film is formed by applying and baking a polyimide film. The magnitude of the twist angle of the liquid crystal layer is determined by the crossing angle of the upper and lower substrates in the rubbing direction and the chiral agent added to the liquid crystal material. Here, a chiral agent having a pitch of about 60 μm is added so that the twist angle is approximately 90 °. The thickness d of the liquid crystal layer is set to 5 μm.
Further, the liquid crystal material LC is not particularly limited as long as it is a nematic liquid crystal. As the dielectric anisotropy Δε is larger, the driving voltage can be reduced. When the refractive index anisotropy Δn is small, the thickness (gap) of the liquid crystal layer can be increased, the liquid crystal sealing time can be shortened, and the gap variation can be reduced. In addition, a larger Δn can reduce the cell gap and enable high-speed response. In general, Δn is set between 0.04 and 0.28, the cell gap is set between 1 and 10 μm, and the product of Δn and d is adjusted so as to be between 0.25 and 0.55 μm.

上側偏光板の吸収軸4と下側偏光板の吸収軸19は直交に積層し、さらに上側偏光板の吸収軸4と液晶セルの上側基板9のラビング方向(配向軸)10は平行に、下側偏光板の吸収軸19と液晶セルの下側基板12のラビング方向(配向軸)13はそれぞれ平行になるように積層する。上側基板9および下側基板12のそれぞれの配向膜の内側には透明電極(図示せず)が形成されるが、電極に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、液晶セル中の液晶分子11は基板面に対して略平行に配向し、その結果液晶パネルを通過する光の偏光状態は液晶分子のねじれ構造に沿って伝播し、偏光面が90°回転して出射する。すなわち、液晶表示装置では非駆動状態において白表示を実現する。これに対し、駆動状態では液晶分子は基板面に対してある角度をなす方向に配向しており、下側偏光板を通過した光は、光学異方性層14、7により液晶層等のレターデーションが打ち消され、偏光状態を維持したまま液晶層11を通過し、偏光膜3によって遮断される。換言すると、液晶表示装置では駆動状態において理想的黒表示が得られる。   The absorption axis 4 of the upper polarizing plate and the absorption axis 19 of the lower polarizing plate are laminated orthogonally, and the absorption axis 4 of the upper polarizing plate and the rubbing direction (orientation axis) 10 of the upper substrate 9 of the liquid crystal cell are parallel to each other. Lamination is performed such that the absorption axis 19 of the side polarizing plate and the rubbing direction (alignment axis) 13 of the lower substrate 12 of the liquid crystal cell are parallel to each other. Transparent electrodes (not shown) are formed inside the alignment films of the upper substrate 9 and the lower substrate 12, but in a non-driving state where no driving voltage is applied to the electrodes, the liquid crystal molecules 11 in the liquid crystal cell As a result, the polarization state of light passing through the liquid crystal panel is propagated along the twisted structure of the liquid crystal molecules, and the polarization plane is rotated by 90 ° and emitted. That is, the liquid crystal display device realizes white display in the non-driven state. On the other hand, in the driving state, the liquid crystal molecules are aligned in a direction that forms an angle with respect to the substrate surface, and the light that has passed through the lower polarizing plate is transferred to a letter such as a liquid crystal layer by the optical anisotropic layers 14 and 7. The foundation is canceled out, passes through the liquid crystal layer 11 while maintaining the polarization state, and is blocked by the polarizing film 3. In other words, an ideal black display can be obtained in the driving state in the liquid crystal display device.

上側および下側偏光板の液晶セルに近い側の保護膜5、16は、光学異方性層7および14の支持体を兼ねていてもよく、上側偏光板および下側偏光板は、光学異方性層7および14と共に一体的に積層された構造体として液晶表示装置に組み込まれていてもよい。本発明の液晶表示装置では、光学補償シートの透明支持体を、偏光膜の一方の側の保護膜と兼ねた構成、即ち、透明保護膜、偏光膜、透明保護膜(透明支持体を兼用)及び光学異方性層の順序で積層した一体型楕円偏光板を用いることができる。この一体型楕円偏光板は、光学補償能を有する光学異方性層を備えているので、該一体型楕円偏光板を用いると、簡易な構成で液晶表示装置を正確に光学補償することができる。液晶表示装置内では、装置の外側(液晶セルから遠い側)から、透明保護膜、偏光膜、透明支持体および光学異方性層の順序で積層することが好ましい。   The protective films 5 and 16 on the side near the liquid crystal cell of the upper and lower polarizing plates may also serve as a support for the optically anisotropic layers 7 and 14, and the upper polarizing plate and the lower polarizing plate are optically different. It may be incorporated in the liquid crystal display device as a structure integrally laminated with the isotropic layers 7 and 14. In the liquid crystal display device of the present invention, the transparent support of the optical compensation sheet is also used as a protective film on one side of the polarizing film, that is, a transparent protective film, a polarizing film, and a transparent protective film (also used as a transparent support). And an integrated elliptically polarizing plate laminated in the order of the optically anisotropic layer. Since this integrated elliptical polarizing plate includes an optically anisotropic layer having optical compensation ability, the liquid crystal display device can be accurately optically compensated with a simple structure by using the integrated elliptical polarizing plate. . In the liquid crystal display device, the transparent protective film, the polarizing film, the transparent support, and the optically anisotropic layer are preferably laminated in this order from the outside of the device (the side far from the liquid crystal cell).

なお、図1には、TNモードの液晶表示装置の態様を示したが、本発明の液晶表示装置は、TNモードだけでなく、VAモード、IPSモード、OCBモード、ECBモードの態様であってもよい。さらに各表示モードの液晶表示装置において、一画素を複数の領域に分割するマルチドメインと呼ばれる構造にすると上下左右の視野角特性が平均化され、表示品質が向上する。   1 shows a mode of a TN mode liquid crystal display device, the liquid crystal display device of the present invention is not only a TN mode but also a mode of VA mode, IPS mode, OCB mode, and ECB mode. Also good. Further, in a liquid crystal display device of each display mode, when a structure called multi-domain in which one pixel is divided into a plurality of regions, the viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions are averaged, and the display quality is improved.

また、本発明の液晶表示装置は、図1に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。また、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を設置する。もちろん該光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。さらに本発明の液晶表示装置は、透過と反射のモードの両立をはかるため、表示装置の1画素の中で反射部と透過部を設けた半透過型であってもよい。
さらにバックライトの発光効率を高めるために、プリズム状やレンズ状の集光型輝度向上シート(フィルム)を積層したり、偏光板の吸収による光ロスを改善する偏光反射型の輝度向上シート(フィルム)をバックライトと液晶セルの間に積層してもよい。また、バックライトの光源を均一化させるための拡散シート(フィルム)を積層してもよく、逆に光源に面内分布をもたせるための反射,拡散パターンを印刷などで形成したシート(フィルム)を積層してもよい。
Further, the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1 and may include other members. For example, a color filter may be disposed between the liquid crystal cell and the polarizing film. In the case of use as a transmission type, a cold cathode or a hot cathode fluorescent tube, or a backlight having a light emitting diode, a field emission element, or an electroluminescent element as a light source can be disposed on the back surface. In addition, the liquid crystal display device of the present invention may be of a reflective type. In such a case, only one polarizing plate may be disposed on the observation side, and reflected on the back surface of the liquid crystal cell or the inner surface of the lower substrate of the liquid crystal cell. Install the membrane. Of course, it is also possible to provide a front light using the light source on the liquid crystal cell observation side. Further, the liquid crystal display device of the present invention may be a transflective type in which a reflective portion and a transmissive portion are provided in one pixel of the display device in order to achieve both transmission and reflection modes.
Furthermore, in order to increase the luminous efficiency of the backlight, a prismatic or lens-shaped condensing brightness enhancement sheet (film) is laminated, or a polarization reflection type brightness enhancement sheet (film) that improves light loss due to absorption of the polarizing plate. ) May be laminated between the backlight and the liquid crystal cell. In addition, a diffusion sheet (film) for making the light source of the backlight uniform may be laminated, and conversely, a sheet (film) formed by printing a reflection and diffusion pattern for giving the light source an in-plane distribution. You may laminate.

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

上記のとおり、偏光板の配置について、0°−90°貼りを採用することで光漏れ発生を抑えることができる。しかし、従来と同様に液晶層の光学異方性層を配置すると、観察する極角を変化させた場合のCR変化が左右において異なる、つまり左右非対称という問題が生じる。   As described above, the occurrence of light leakage can be suppressed by adopting 0 ° -90 ° pasting for the arrangement of the polarizing plates. However, when the optically anisotropic layer of the liquid crystal layer is disposed as in the conventional case, there arises a problem that CR changes when the polar angle to be observed is different on the left and right sides, that is, left and right asymmetry.

本発明の発明者らは、更に検討をおこなって、上記問題についても解決する液晶表示装置の構成を見出した。
すなわち、本発明は、0°−90°貼りを採用し、さらに基板の配向軸の少なくとも一方と光学異方性層の少なくとも一層の配向軸が交差しており、その交差角が10〜35°であることを特徴とする構成である。
The inventors of the present invention have further studied and found a configuration of a liquid crystal display device that can solve the above problem.
That is, the present invention employs 0 ° -90 ° pasting, and at least one of the orientation axes of the substrate intersects with at least one orientation axis of the optically anisotropic layer, and the intersection angle is 10 to 35 °. It is the structure characterized by being.

前記液晶表示装置の構成においては基板の配向軸と表示装置の画面左右方向との成す角が40〜50°である構成がより好ましい。   In the configuration of the liquid crystal display device, it is more preferable that the angle formed by the orientation axis of the substrate and the horizontal direction of the screen of the display device is 40 to 50 °.

また、このような構成の液晶表示装置とするためには、以下の構成の楕円偏光板を用いるとよい。
すなわち、少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜とを有する楕円偏光板であって、偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向軸との交差角が10〜35°または55〜80°である楕円偏光板である。
In order to obtain a liquid crystal display device having such a configuration, an elliptically polarizing plate having the following configuration may be used.
That is, an elliptically polarizing plate having at least one optically anisotropic layer and a polarizing film, wherein the crossing angle between the absorption axis of the polarizing film and the orientation axis of the optically anisotropic layer is 10 to 35 ° or 55 to 80. It is an elliptically polarizing plate that is °.

以上の構成によって0°−90°貼りにおいても、CR視野角を拡大することができ、かつ左右非対称性を改善することができる。   With the above configuration, the CR viewing angle can be enlarged and the left-right asymmetry can be improved even when pasting at 0 ° -90 °.

図2に本発明の一例を示す。本例は本発明の効果を説明するための一例であって本発明はこれに限定されるものではない。
図2における偏光膜3,18の吸収軸4,19は表示画面の画面左右方向に対し、0°及び90°、すなわち上下・左右になっている。図2では、上側の偏光膜3の吸収軸4が90°、下側の偏光膜18の吸収軸19が0°になっている。
また、光学異方性層7,14の配向制御方向(配向軸)8,15が液晶層11の上下基板の配向制御方向(配向軸)10,12と交差している。
FIG. 2 shows an example of the present invention. This example is an example for explaining the effect of the present invention, and the present invention is not limited to this.
The absorption axes 4 and 19 of the polarizing films 3 and 18 in FIG. 2 are 0 ° and 90 °, that is, up and down and left and right with respect to the horizontal direction of the display screen. In FIG. 2, the absorption axis 4 of the upper polarizing film 3 is 90 °, and the absorption axis 19 of the lower polarizing film 18 is 0 °.
Further, the alignment control directions (alignment axes) 8 and 15 of the optically anisotropic layers 7 and 14 intersect with the alignment control directions (alignment axes) 10 and 12 of the upper and lower substrates of the liquid crystal layer 11.

図2の液晶層11と上下光学異方性層7,14を表示面側から見たものを図3の(a)(b)(c)に示す。
上側光学異方性層7の支持体側の配向制御方向8と液晶層上側配向制御方向10は、図3(a)のような向きとなるように配置する。
同様に、下側光学異方性層14の支持体側の配向制御方向15と液晶層下側配向制御方向12は、図3(b)のような向きとなるよう配置する。
この時の光学異方性層配向軸と液晶層の基板の配向軸との交差角をθ[°]とする。このθは、10〜35°であるのが好ましく、13〜32°であるのがより好ましく、15〜30°であるのが更に好ましい。
そして、液晶層の上側と下側を重ね合わせたものが図3(c)である。上下一対の光学異方性層7・14の配向制御方向(配向軸)8と15のなす角をφ[°]とする。このφは、80〜100°であるのが好ましく、85〜95°であるのがより好ましく、略90°であるのが更に好ましい。
FIGS. 3A, 3B, and 3C show the liquid crystal layer 11 and the upper and lower optically anisotropic layers 7 and 14 of FIG. 2 viewed from the display surface side.
The alignment control direction 8 on the support side of the upper optically anisotropic layer 7 and the upper alignment control direction 10 of the liquid crystal layer are arranged so as to be oriented as shown in FIG.
Similarly, the alignment control direction 15 on the support side of the lower optical anisotropic layer 14 and the lower alignment control direction 12 of the liquid crystal layer are arranged so as to be oriented as shown in FIG.
At this time, the crossing angle between the alignment axis of the optically anisotropic layer and the alignment axis of the substrate of the liquid crystal layer is defined as θ [°]. This θ is preferably 10 to 35 °, more preferably 13 to 32 °, and still more preferably 15 to 30 °.
FIG. 3C shows the upper and lower sides of the liquid crystal layer superimposed. An angle formed by the orientation control directions (orientation axes) 8 and 15 of the pair of upper and lower optically anisotropic layers 7 and 14 is defined as φ [°]. This φ is preferably 80 to 100 °, more preferably 85 to 95 °, and still more preferably about 90 °.

またCR視野角を広げるためには前記光学異方性層の厚さをd[μm]、該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ[°]、該光学異方性層の面内レターデーションをQ[nm]とするとき、以下の式
1.5≦d≦2.5
20≦β≦50
20≦Q≦60
を満たすことが好ましい。
In order to widen the CR viewing angle, the thickness of the optically anisotropic layer is d [μm], the average tilt angle of the compound in the optically anisotropic layer is β [°], When the in-plane retardation is Q [nm], the following formula 1.5 ≦ d ≦ 2.5
20 ≦ β ≦ 50
20 ≦ Q ≦ 60
It is preferable to satisfy.

前記dとしてより好ましくは1.6≦d≦2.2であり、さらに好ましくは1.7≦d≦2.0である。
前記βとしてより好ましくは25≦β≦45であり、さらに好ましくは30≦β≦40である。
前記Qとしてより好ましくは25≦Q≦55であり、さらに好ましくは30≦Q≦50である。
The d is more preferably 1.6 ≦ d ≦ 2.2, and more preferably 1.7 ≦ d ≦ 2.0.
The β is more preferably 25 ≦ β ≦ 45, and further preferably 30 ≦ β ≦ 40.
The Q is more preferably 25 ≦ Q ≦ 55, and further preferably 30 ≦ Q ≦ 50.

次に、本発明の液晶表示装置に用いられる各部材について説明する。
本発明では、液晶セルの光学補償のために、配向状態に固定された液晶性化合物を含有する光学異方性層を用いる。本発明では、該光学異方性層を、支持体上に形成して、光学補償シートとして液晶表示装置中に組み込んでもよいし、該光学補償シートと直線偏光膜とを一体化した楕円偏光板として液晶表示装置中に組み込んでもよい。上記のように角度設定された光学補償シートおよび偏光板の作製方法は、特に限定されないが、光学補償シート又は偏光板作製時に、ロール搬送方向に対して配向制御方向や延伸方向などを調整する方法;及び光学補償シート及び偏光板をロール・トゥ・ロールにて作製後、打抜き時に設定角度で打抜く方法が挙げられる。
Next, each member used for the liquid crystal display device of the present invention will be described.
In the present invention, an optically anisotropic layer containing a liquid crystalline compound fixed in an alignment state is used for optical compensation of the liquid crystal cell. In the present invention, the optically anisotropic layer may be formed on a support and incorporated in a liquid crystal display device as an optical compensation sheet, or an elliptically polarizing plate in which the optical compensation sheet and a linearly polarizing film are integrated. May be incorporated in the liquid crystal display device. The method for producing the optical compensation sheet and the polarizing plate whose angles are set as described above is not particularly limited, but the method for adjusting the orientation control direction and the stretching direction with respect to the roll conveying direction at the time of producing the optical compensation sheet or the polarizing plate. And after the optical compensation sheet and the polarizing plate are produced by roll-to-roll, a method of punching at a set angle at the time of punching may be mentioned.

[光学補償シート]
本発明に使用可能な光学補償シートの例は、光学的に透明な支持体と、該支持体上に、液晶性化合物から形成された光学異方性層とを有する。この光学補償シートを液晶表示装置に用いることで、他の諸特性を低下させることなく、液晶セルを光学的に補償することができる。
[Optical compensation sheet]
An example of the optical compensation sheet that can be used in the present invention includes an optically transparent support, and an optically anisotropic layer formed from a liquid crystal compound on the support. By using this optical compensation sheet in a liquid crystal display device, the liquid crystal cell can be optically compensated without deteriorating other characteristics.

以下、光学補償シートの構成材料について説明する。
《支持体》
前記光学補償シートは、支持体を有していてもよい。光学異方性層が付設される透明支持体の遅相軸の方向は、特に限定されないが、液晶性化合物の配向制御方向(例えばラビング軸)に対して−50°〜50°であることが好ましく、−45±5°、45°±5°、あるいは−5°〜5°であることが好ましい。該支持体は、ガラス又は透明なポリマーフィルムであるのが好ましい。支持体は、光透過率が80%以上であることが好ましい。ポリマーフィルムを構成するポリマーの例には、セルロースエステル(例、セルロースのモノ乃至トリアシレート体)、ノルボルネン系ポリマーおよびポリメチルメタクリレートが含まれる。市販のポリマー(ノルボルネン系ポリマーでは、アートン及びゼオネックスいずれも商品名))を用いてもよい。又、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーは、国際公開第00/26705号パンフレットに記載のように、分子を修飾することで複屈折の発現性を制御したものを用いるのが好ましい。
Hereinafter, the constituent materials of the optical compensation sheet will be described.
<Support>
The optical compensation sheet may have a support. The direction of the slow axis of the transparent support to which the optically anisotropic layer is attached is not particularly limited, but is −50 ° to 50 ° with respect to the alignment control direction (for example, the rubbing axis) of the liquid crystalline compound. Preferably, it is −45 ± 5 °, 45 ° ± 5 °, or −5 ° to 5 °. The support is preferably glass or a transparent polymer film. The support preferably has a light transmittance of 80% or more. Examples of the polymer constituting the polymer film include cellulose esters (eg, cellulose mono- to triacylate), norbornene-based polymers, and polymethyl methacrylate. A commercially available polymer (for norbornene polymers, both Arton and Zeonex are trade names)) may be used. In addition, conventionally known polymers such as polycarbonate and polysulfone that are likely to exhibit birefringence have their birefringence controlled by modification of molecules as described in International Publication No. 00/26705 pamphlet. It is preferable to use one.

中でもセルロースエステルが好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステルがさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味する。特に、炭素原子数が2〜4のセルロースアシレートが好ましい。セルロースアセテートが特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。セルロースアセテートの粘度平均重合度(DP)は、250以上であることが好ましく、290以上であることがさらに好ましい。又、セルロースアセテートは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.0〜1.7であることが好ましく、1.0〜1.65であることがさらに好ましい。   Among these, cellulose esters are preferable, and lower fatty acid esters of cellulose are more preferable. Lower fatty acid means a fatty acid having 6 or less carbon atoms. In particular, cellulose acylate having 2 to 4 carbon atoms is preferable. Cellulose acetate is particularly preferred. Mixed fatty acid esters such as cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate may be used. The viscosity average degree of polymerization (DP) of cellulose acetate is preferably 250 or more, and more preferably 290 or more. Cellulose acetate preferably has a narrow molecular weight distribution of Mw / Mn (Mw is a mass average molecular weight, Mn is a number average molecular weight) by gel permeation chromatography. A specific value of Mw / Mn is preferably 1.0 to 1.7, and more preferably 1.0 to 1.65.

ポリマーフィルムとしては、酢化度が55.0〜62.5%であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。酢化度は、57.0〜62.0%であることがさらに好ましい。なお、酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算によって求められる。   As the polymer film, it is preferable to use cellulose acetate having an acetylation degree of 55.0 to 62.5%. The acetylation degree is more preferably 57.0 to 62.0%. The degree of acetylation means the amount of bound acetic acid per unit mass of cellulose. The degree of acetylation is determined by measurement and calculation of the degree of acetylation in ASTM: D-817-91 (test method for cellulose acetate and the like).

セルロースアセテートでは、セルロースの2位、3位及び6位のヒドロキシルが均等に置換されるのではなく、6位の置換度が小さくなる傾向がある。本発明に用いるポリマーフィルムでは、セルロースの6位置換度が、2位、3位に比べて同程度または多い方が好ましい。2位、3位及び6位の置換度の合計に対する、6位の置換度の割合は、30〜40%であることが好ましく、31〜40%であることがさらに好ましく、32〜40%であることが最も好ましい。6位の置換度は、0.88以上であることが好ましい。
これらの具体的なアシル基、及びセルロースアシレートの合成方法は、発明協会公開技報公技番号2001−1745号(2001年3月15日発行)の9ページに詳細に記載されている。
In cellulose acetate, the hydroxyl groups at the 2-position, 3-position and 6-position of cellulose are not evenly substituted but the degree of substitution at the 6-position tends to be small. In the polymer film used in the present invention, it is preferable that the degree of substitution at the 6-position of cellulose is the same or greater than that at the 2- and 3-positions. The ratio of the substitution degree at the 6-position to the total substitution degree at the 2-position, the 3-position and the 6-position is preferably 30 to 40%, more preferably 31 to 40%, and more preferably 32 to 40%. Most preferably it is. The substitution degree at the 6-position is preferably 0.88 or more.
These specific acyl groups and a method for synthesizing cellulose acylate are described in detail on page 9 of JIII Journal of Technical Disclosure No. 2001-1745 (issued on March 15, 2001).

ポリマーフィルムレターデーション値は光学補償シートが用いられる液晶セルやその使用の方法に応じて好ましい範囲が異なるが、Reレターデーション値は0〜200nmであるのが好ましく、Rthレターデーション値は70〜400nm範囲であるのが好ましい。液晶表示装置に二枚の光学的異方性層を使用する場合、ポリマーフィルムのRthレターデーション値は70〜250nmの範囲にあることが好ましい。液晶表示装置に一枚の光学的異方性層を使用する場合、基材のRthレターデーション値は150〜400nmの範囲にあることが好ましい。
なお、基材フィルムの複屈折率(Δn:nx−ny)は、0.00028〜0.020の範囲にあることが好ましい。また、セルロースアセテートフィルムの厚み方向の複屈折率{(nx+ny)/2−nz}は、0.001〜0.04の範囲にあることが好ましい。
Although the preferred range of the polymer film retardation value varies depending on the liquid crystal cell in which the optical compensation sheet is used and the method of use thereof, the Re retardation value is preferably 0 to 200 nm, and the Rth retardation value is 70 to 400 nm. A range is preferred. When two optically anisotropic layers are used in the liquid crystal display device, the Rth retardation value of the polymer film is preferably in the range of 70 to 250 nm. When one optically anisotropic layer is used in the liquid crystal display device, the Rth retardation value of the substrate is preferably in the range of 150 to 400 nm.
In addition, it is preferable that the birefringence ((DELTA) n: nx-ny) of a base film exists in the range of 0.00028-0.020. The birefringence {(nx + ny) / 2−nz} in the thickness direction of the cellulose acetate film is preferably in the range of 0.001 to 0.04.

ポリマーフィルムのレターデーションを調整するためには延伸のような外力を与える方法が一般的であるが、又、光学異方性を調節するためのレターデーション上昇剤が、場合により添加される。セルロースアシレートフィルムのレターデーションを調整するには、芳香族環を少なくとも二つ有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することが好ましい。芳香族化合物は、セルロースアシレート100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用することが好ましい。また、二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。例えば、欧州特許出願公開第911656号明細書、特開2000−111914号公報、同2000−275434号公報等記載の化合物等が挙げられる。   In order to adjust the retardation of the polymer film, a method of applying an external force such as stretching is generally used, but a retardation increasing agent for adjusting the optical anisotropy is optionally added. In order to adjust the retardation of the cellulose acylate film, an aromatic compound having at least two aromatic rings is preferably used as a retardation increasing agent. The aromatic compound is preferably used in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose acylate. Two or more aromatic compounds may be used in combination. The aromatic ring of the aromatic compound includes an aromatic hetero ring in addition to the aromatic hydrocarbon ring. Examples thereof include compounds described in European Patent Application Publication No. 91656, JP-A 2000-1111914, 2000-275434, and the like.

更には、本発明の光学補償シートに用いるセルロースアセテートフィルムの吸湿膨張係数を30×10-5/%RH以下とすることが好ましい。吸湿膨張係数は、15×10-5/%RH以下とすることが好ましく、10×10-5/%RH以下であることがさらに好ましい。また、吸湿膨張係数は小さい方が好ましいが、通常は、1.0×10-5/%RH以上の値である。なお、吸湿膨張係数は、一定温度下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化量を示す。この吸湿膨張係数を調節することで、光学補償シートの光学補償機能を維持したまま、額縁状の透過率上昇(歪みによる光漏れ)を防止することができる。
吸湿膨張係数の測定方法について以下に示す。作製したポリマーフィルムから幅5mm。長さ20mmの試料を切り出し、片方の端を固定して25℃、20%RH(R0)の雰囲気下にぶら下げた。他方の端に0.5gの重りをぶら下げて、10分間放置し長さ(L0)を測定した。次に、温度は25℃のまま、湿度を80%RH(R1)にして、長さ(L1)を測定した。吸湿膨張係数は下式により算出した。測定は同一試料につき10サンプル行い、平均値を採用した。
吸湿膨張係数[/%RH]={(L1−L0)/L0}/(R1−R0
Furthermore, the hygroscopic expansion coefficient of the cellulose acetate film used in the optical compensation sheet of the present invention is preferably 30 × 10 −5 /% RH or less. The hygroscopic expansion coefficient is preferably 15 × 10 −5 /% RH or less, and more preferably 10 × 10 −5 /% RH or less. The hygroscopic expansion coefficient is preferably small, but usually it is 1.0 × 10 −5 /% RH or more. The hygroscopic expansion coefficient indicates the amount of change in the length of the sample when the relative humidity is changed at a constant temperature. By adjusting the hygroscopic expansion coefficient, it is possible to prevent a frame-like transmittance increase (light leakage due to distortion) while maintaining the optical compensation function of the optical compensation sheet.
The method for measuring the hygroscopic expansion coefficient is shown below. 5 mm wide from the produced polymer film. A sample having a length of 20 mm was cut out, one end was fixed, and the sample was hung in an atmosphere of 25 ° C. and 20% RH (R 0 ). A weight of 0.5 g was hung from the other end and left for 10 minutes to measure the length (L 0 ). Next, with the temperature kept at 25 ° C., the humidity was set to 80% RH (R 1 ), and the length (L 1 ) was measured. The hygroscopic expansion coefficient was calculated by the following equation. The measurement was performed 10 samples for the same sample, and the average value was adopted.
Hygroscopic expansion coefficient [/% RH] = {(L 1 −L 0 ) / L 0 } / (R 1 −R 0 )

ポリマーフィルムの吸湿による寸度変化を小さくするには、疎水基を有する化合物もしくは微粒子等を添加することが好ましい。疎水基を有する化合物としては、分子中に脂肪族基や芳香族基のような疎水基を有する可塑剤や劣化防止剤の中で該当する素材が特に好ましく用いられる。これらの化合物の添加量は、調整する溶液(ドープ)に対して0.01〜10質量%の範囲にあることが好ましい。又、ポリマーフィルム中の自由体積を小さくすればよく、具体的には、後述のソルベントキャスト方法による成膜時の残留溶剤量が少ない方が自由体積が小さくなる。セルロースアセテートフィルムに対する残留溶剤量が、0.01〜1.00質量%の範囲となる条件で乾燥することが好ましい。   In order to reduce the dimensional change due to moisture absorption of the polymer film, it is preferable to add a compound having a hydrophobic group or fine particles. As the compound having a hydrophobic group, a material corresponding to a plasticizer or a degradation inhibitor having a hydrophobic group such as an aliphatic group or an aromatic group in the molecule is particularly preferably used. It is preferable that the addition amount of these compounds exists in the range of 0.01-10 mass% with respect to the solution (dope) to adjust. In addition, the free volume in the polymer film may be reduced. Specifically, the smaller the amount of residual solvent during film formation by the solvent casting method described later, the smaller the free volume. It is preferable to dry under the condition that the residual solvent amount with respect to the cellulose acetate film is in the range of 0.01 to 1.00% by mass.

ポリマーフィルムに添加する上記した添加剤又は種々の目的に応じて添加できる添加剤(例えば、紫外線防止剤、剥離剤、帯電防止剤、劣化防止剤(例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)、赤外吸収剤を等)は、固体でもよく油状物でもよい。また、フィルムが多層から形成される場合、各層の添加物の種類や添加量が異なってもよい。これらの詳細は、上記の公技番号2001−1745号の16頁〜22頁に詳細に記載されている素材が好ましく用いられる。これらの添加剤の使用量は、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されないが、ポリマーフィルム全組成物中、0.001〜25質量%の範囲で適宜用いられることが好ましい。   Additives described above to be added to the polymer film or additives that can be added in accordance with various purposes (for example, UV inhibitors, release agents, antistatic agents, deterioration inhibitors (eg, antioxidants, peroxide decomposers, The radical inhibitor, metal deactivator, acid scavenger, amine), infrared absorber and the like may be solid or oily. Moreover, when a film is formed from a multilayer, the kind and addition amount of the additive of each layer may differ. For these details, the materials described in detail on pages 16 to 22 of the above-mentioned public technical number 2001-1745 are preferably used. The amount of these additives to be used is not particularly limited as long as the amount of each material exhibits its function, but it is preferably used in the range of 0.001 to 25% by mass in the entire polymer film composition.

《ポリマーフィルム(支持体)の製造方法》
ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法によりを製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、ポリマー材料を有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が18〜35%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。
<< Production Method of Polymer Film (Support) >>
The polymer film is preferably produced by a solvent cast method. In the solvent cast method, a film is produced using a solution (dope) in which a polymer material is dissolved in an organic solvent. The dope is cast on a drum or band and the solvent is evaporated to form a film. The concentration of the dope before casting is preferably adjusted so that the solid content is 18 to 35%. The surface of the drum or band is preferably finished in a mirror state.

ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフィルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取り、さらに100〜160℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶剤を蒸発させることもできる。以上の方法は、特公平5−17844号公報に記載がある。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンドの表面温度においてドープがゲル化することが必要である。   The dope is preferably cast on a drum or band having a surface temperature of 10 ° C. or less. After casting, it is preferable to dry it by applying air for 2 seconds or more. The obtained film can be peeled off from the drum or band and further dried with high-temperature air whose temperature is successively changed from 100 to 160 ° C. to evaporate the residual solvent. The above method is described in Japanese Patent Publication No. 5-17844. According to this method, it is possible to shorten the time from casting to stripping. In order to carry out this method, it is necessary for the dope to gel at the surface temperature of the drum or band during casting.

流延工程では1種類のセルロースアシレート溶液を単層流延してもよいし、2種類以上のセルロースアシレート溶液を同時及び又は逐次共流延してもよい。
上記のような二層以上の複数のセルロースアシレート溶液を共流延する方法としては、例えば、支持体の進行方向に間隔を置いて設けた複数の流延口からセルロースアシレートを含む溶液をそれぞれ流延させて積層させる方法(例えば、特開平11−198285号公報記載の方法)、2つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延する方法(特開平6−134933号公報記載の方法)、高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高、低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出す方法(特開昭56−162617号公報記載の方法)等が挙げられる。本発明ではこれらに限定されるものではない。これらのソルベントキャスト方法の製造工程については、前記の公技番号2001−1745号の22頁〜30頁に詳細に記載され、溶解、流延(共流延を含む)、金属支持体、乾燥、剥離、延伸などに分類される。
本発明のフィルム(支持体)の厚さは、15〜120μmであることが好ましく、更には30〜80μmが好ましい。
In the casting step, one kind of cellulose acylate solution may be cast as a single layer, or two or more kinds of cellulose acylate solutions may be cast simultaneously and / or sequentially.
As a method of co-casting a plurality of cellulose acylate solutions of two or more layers as described above, for example, a solution containing cellulose acylate from a plurality of casting openings provided at intervals in the traveling direction of the support. A method of casting and laminating each (for example, a method described in JP-A-11-198285) A method of casting a cellulose acylate solution from two casting ports (a method described in JP-A-6-134933) A method of wrapping a flow of a high-viscosity cellulose acylate solution with a low-viscosity cellulose acylate solution and simultaneously extruding the high- and low-viscosity cellulose acylate solution (method described in JP-A-56-162617), etc. Can be mentioned. The present invention is not limited to these. The manufacturing process of these solvent casting methods is described in detail on pages 22 to 30 of the above-mentioned public technical number 2001-1745, and includes dissolution, casting (including co-casting), metal support, drying, It is classified as peeling or stretching.
The thickness of the film (support) of the present invention is preferably 15 to 120 μm, more preferably 30 to 80 μm.

《ポリマーフィルム(支持体)の表面処理》
ポリマーフィルムは、表面処理を施すことが好ましい。表面処理には、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理及び紫外線照射処理が含まれる。これらについては、詳細が前記の公技番号2001−1745号の30頁〜32頁に詳細に記載されている。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
<< Surface treatment of polymer film (support) >>
The polymer film is preferably subjected to a surface treatment. The surface treatment includes corona discharge treatment, glow discharge treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment and ultraviolet irradiation treatment. Details of these are described in detail on pages 30 to 32 of the aforementioned public technical number 2001-1745. Among these, an alkali saponification treatment is particularly preferable, and it is extremely effective as a surface treatment of a cellulose acylate film.

アルカリ鹸化処理は、鹸化液中に浸漬、鹸化液を塗布する等何れでもよいが、塗布方法が好ましい。塗布方法としては、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法及びE型塗布法を挙げることができる。アルカリ鹸化処理液は、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられ、水酸化イオンの規定濃度は、0.1〜3.0Nの範囲にあることが好ましい。更に、アルカリ処理液として、フィルムに対する濡れ性が良好な溶媒(例、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、メタノール、エタノール等)、界面活性剤、湿潤剤(例えば、ジオール類、グリセリン等)を含有することで、鹸化液の透明支持体に対する濡れ性、鹸化液の経時安定性等が良好となる。具体的には、例えば、特開2002−82226号公報、国際公開第02/46809号パンフレットに内容の記載が挙げられる。   The alkali saponification treatment may be either immersion in a saponification solution or application of a saponification solution, but a coating method is preferred. Examples of the coating method include a dip coating method, a curtain coating method, an extrusion coating method, a bar coating method, and an E-type coating method. Examples of the alkali saponification treatment liquid include potassium hydroxide solution and sodium hydroxide solution, and the prescribed concentration of hydroxide ions is preferably in the range of 0.1 to 3.0N. Furthermore, as an alkali treatment liquid, a solvent having good wettability to a film (eg, isopropyl alcohol, n-butanol, methanol, ethanol, etc.), a surfactant, a wetting agent (eg, diols, glycerin, etc.) is contained. Thus, the wettability of the saponification solution to the transparent support, the aging stability of the saponification solution, etc. are improved. Specifically, description of the content is mentioned, for example in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-82226 and international publication 02/46809 pamphlet.

表面処理の代わりに、表面処理に加えて下塗り層(特開平7−333433号公報記載)、或は疎水性基と親水性基との両方を含有するゼラチン等の樹脂層を一層のみ塗布する単層法第1層として高分子フィルムによく密着する層(以下、下塗第1層と略す)を設け、その上に第2層として配向膜とよく密着するゼラチン等の親水性の樹脂層(以下、下塗第2層と略す)を塗布するいわゆる重層法(例えば、特開平11−248940号公報記載)の内容が挙げられる。   Instead of the surface treatment, in addition to the surface treatment, a single undercoat layer (described in JP-A-7-333433) or a single resin layer such as gelatin containing both hydrophobic groups and hydrophilic groups is applied. A layer that adheres well to the polymer film (hereinafter abbreviated as the first undercoat layer) is provided as the first layer method, and a hydrophilic resin layer (hereinafter referred to as gelatin) that adheres well to the alignment film as the second layer thereon. The contents of a so-called multilayer method (for example, described in JP-A No. 11-248940) is applied.

《配向膜》
本発明では、光学異方性層中の液晶性化合物は配向軸によって配向制御され、その状態に固定されている。前記液晶性化合物を配向制御する配向軸としては、光学異方性層と前記ポリマーフィルム(支持体)との間に形成された配向膜のラビング軸が挙げられる。但し、本発明において配向軸はラビング軸に限定されるものではなく、ラビング軸と同様に液晶性化合物を配向制御し得るものであれば、いかなるものであってもよい。
《Alignment film》
In the present invention, the liquid crystalline compound in the optically anisotropic layer is controlled in alignment by the alignment axis and fixed in that state. Examples of the alignment axis for controlling the alignment of the liquid crystalline compound include a rubbing axis of an alignment film formed between the optically anisotropic layer and the polymer film (support). However, in the present invention, the alignment axis is not limited to the rubbing axis, and any alignment axis may be used as long as it can control the alignment of the liquid crystalline compound in the same manner as the rubbing axis.

配向膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。従って、配向膜は本発明の好ましい態様を実現する上では必須である。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。   The alignment film has a function of defining the alignment direction of the liquid crystalline molecules. Therefore, the alignment film is indispensable for realizing a preferred embodiment of the present invention. However, if the alignment state is fixed after aligning the liquid crystalline compound, the alignment film plays the role, and thus is not necessarily an essential component of the present invention. That is, it is possible to produce the polarizing plate of the present invention by transferring only the optically anisotropic layer on the alignment film in which the alignment state is fixed onto the polarizer.

配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。   The alignment film is an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably a polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroove, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known.

配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性分子を配向させる機能のある分子構造を有する。本発明では、液晶性分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基(例、二重結合)を有する側鎖を主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができし、これらの組み合わせを複数使用することができる。ポリマーの例には、例えば特開平8−338913号公報明細書中段落番号[0022]記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。   The alignment film is preferably formed by polymer rubbing treatment. In principle, the polymer used for the alignment film has a molecular structure having a function of aligning liquid crystal molecules. In the present invention, in addition to the function of aligning liquid crystalline molecules, a cross-linking having a function of aligning a side chain having a crosslinkable functional group (eg, double bond) to the main chain or aligning liquid crystalline molecules. It is preferable to introduce a functional functional group into the side chain. As the polymer used in the alignment film, either a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent can be used, and a plurality of combinations thereof can be used. Examples of the polymer include methacrylate copolymers, styrene copolymers, polyolefins, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol, poly (N-methylol) described in paragraph No. [0022] of JP-A-8-338913. Acrylamide), polyester, polyimide, vinyl acetate copolymer, carboxymethylcellulose, polycarbonate and the like. Silane coupling agents can be used as the polymer. Water-soluble polymers (eg, poly (N-methylolacrylamide), carboxymethylcellulose, gelatin, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol) are preferred, gelatin, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are more preferred, and polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol are most preferred. . It is particularly preferable to use two types of polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol having different degrees of polymerization.

ポリビニルアルコールの鹸化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。   The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%. It is preferable that the polymerization degree of polyvinyl alcohol is 100-5000.

液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類および必要とする配向状態に応じて決定する。例えば、変性ポリビニルアルコールの変性基としては、共重合変性、連鎖移動変性またはブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基(カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等)、炭素数10〜100個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基(不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等)、アルコキシシリル基(トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ)等が挙げられる。これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、例えば特開2000−155216号公報明細書中の段落番号[0022]〜[0145]、同2002−62426号公報明細書中の段落番号[0018]〜[0022]に記載のもの等が挙げられる。   A side chain having a function of aligning liquid crystal molecules generally has a hydrophobic group as a functional group. The specific type of functional group is determined according to the type of liquid crystal molecule and the required alignment state. For example, the modifying group of the modified polyvinyl alcohol can be introduced by copolymerization modification, chain transfer modification or block polymerization modification. Examples of modifying groups include hydrophilic groups (carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, amino groups, ammonium groups, amide groups, thiol groups, etc.), hydrocarbon groups having 10 to 100 carbon atoms, fluorine atoms Substituted hydrocarbon groups, thioether groups, polymerizable groups (unsaturated polymerizable groups, epoxy groups, azirinidyl groups, etc.), alkoxysilyl groups (trialkoxy, dialkoxy, monoalkoxy) and the like can be mentioned. As specific examples of these modified polyvinyl alcohol compounds, for example, paragraph numbers [0022] to [0145] in JP-A No. 2000-155216 and paragraph numbers [0018] to [0018] in JP-A No. 2002-62426 are described. [0022] and the like.

架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開2000−155216号公報明細書中段落番号[0080]〜[0100]記載のもの等が挙げられる。
When a side chain having a crosslinkable functional group is bonded to the main chain of the alignment film polymer, or a crosslinkable functional group is introduced into a side chain having a function of aligning liquid crystalline molecules, the alignment film polymer and the optically anisotropic film The polyfunctional monomer contained in the conductive layer can be copolymerized. As a result, not only between the polyfunctional monomer and the polyfunctional monomer, but also between the alignment film polymer and the alignment film polymer and between the polyfunctional monomer and the alignment film polymer is firmly bonded by a covalent bond. Therefore, the strength of the optical compensation sheet can be remarkably improved by introducing the crosslinkable functional group into the alignment film polymer.
The crosslinkable functional group of the alignment film polymer preferably contains a polymerizable group in the same manner as the polyfunctional monomer. Specific examples include those described in paragraphs [0080] to [0100] in JP-A-2000-155216.

配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。架橋剤としては、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾールおよびジアルデヒド澱粉が含まれる。二種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば特開2002−62426号公報明細書中の段落番号[0023]〜[024]記載の化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。   Apart from the crosslinkable functional group, the alignment film polymer can also be crosslinked using a crosslinking agent. Examples of the crosslinking agent include aldehydes, N-methylol compounds, dioxane derivatives, compounds that act by activating carboxyl groups, active vinyl compounds, active halogen compounds, isoxazole, and dialdehyde starch. Two or more kinds of crosslinking agents may be used in combination. Specific examples include compounds described in paragraphs [0023] to [024] in JP-A-2002-62426. Aldehydes having high reaction activity, particularly glutaraldehyde are preferred.

架橋剤の添加量は、ポリマーに対して0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。が発生することがある。   0.1-20 mass% is preferable with respect to a polymer, and, as for the addition amount of a crosslinking agent, 0.5-15 mass% is more preferable. The amount of the unreacted crosslinking agent remaining in the alignment film is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. By adjusting in this way, even if the alignment film is used for a long time in a liquid crystal display device or left in a high temperature and high humidity atmosphere for a long time, sufficient durability without reticulation can be obtained. May occur.

配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥(架橋させ)し、ラビング処理することにより形成することができる。架橋反応は、前記のように、透明支持体上に塗布した後、任意の時期に行って良い。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒(例、メタノール)と水の混合溶媒とすることが好ましい。その比率は質量比で水:メタノールが0:100〜99:1が好ましく、0:100〜91:9であることがさらに好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、更には光学異方層の層表面の欠陥が著しく減少する。   The alignment film can be basically formed by applying the polymer on the transparent support containing the alignment film forming material and the crosslinking agent, followed by drying by heating (crosslinking) and rubbing treatment. As described above, the crosslinking reaction may be carried out at any time after coating on the transparent support. When a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is used as the alignment film forming material, the coating solution is preferably a mixed solvent of an organic solvent (eg, methanol) having a defoaming action and water. The ratio of water: methanol is preferably 0: 100 to 99: 1, and more preferably 0: 100 to 91: 9. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble is suppressed and the defect of the layer surface of an orientation film and also an optically anisotropic layer reduces remarkably.

配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法またはロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は0.1〜10μmが好ましい。加熱乾燥は、20℃〜110℃で行うことができる。充分な架橋を形成するためには60℃〜100℃が好ましく、特に80℃〜100℃が好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行うことができるが、好ましくは1分〜30分である。pHも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、pH4.5〜5.5で、特に5が好ましい。   The alignment film is preferably applied by spin coating, dip coating, curtain coating, extrusion coating, rod coating, or roll coating. A rod coating method is particularly preferable. The film thickness after drying is preferably 0.1 to 10 μm. Heating and drying can be performed at 20 ° C to 110 ° C. In order to form sufficient cross-linking, 60 ° C to 100 ° C is preferable, and 80 ° C to 100 ° C is particularly preferable. The drying time can be 1 minute to 36 hours, preferably 1 minute to 30 minutes. The pH is preferably set to an optimum value for the crosslinking agent to be used. When glutaraldehyde is used, the pH is 4.5 to 5.5, and 5 is particularly preferable.

配向膜は、透明支持体上又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。   The alignment film is provided on the transparent support or the undercoat layer. The alignment film can be obtained by rubbing the surface after crosslinking the polymer layer as described above.

前記ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。   For the rubbing treatment, a treatment method widely adopted as a liquid crystal alignment treatment process of LCD can be applied. That is, a method of obtaining the orientation by rubbing the surface of the orientation film in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, polyester fiber or the like can be used. Generally, it is carried out by rubbing several times using a cloth or the like in which fibers having a uniform length and thickness are planted on average.

次に、配向膜を機能させて、配向膜の上に設けられる光学異方性層の液晶性分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。
配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
Next, the alignment film functions to align the liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer provided on the alignment film. Thereafter, as necessary, the alignment film polymer and the polyfunctional monomer contained in the optically anisotropic layer are reacted, or the alignment film polymer is crosslinked using a crosslinking agent.
The thickness of the alignment film is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

《光学異方性層》
次に、液晶性化合物からなる光学異方性層の好ましい態様について詳細を記述する。光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するように設計することが好ましい。黒表示における液晶セル中の液晶化合物の配向状態は、液晶表示装置のモードにより異なる。この液晶セル中の液晶化合物の配向状態に関しては、IDW’00、FMC7−2、P411〜414に記載されている。光学異方性層は、ラビング軸等の配向軸によって配向制御され、その配向状態に固定された液晶性化合物を含有する。
<< Optically anisotropic layer >>
Next, details of preferred embodiments of the optically anisotropic layer made of a liquid crystalline compound will be described. The optically anisotropic layer is preferably designed to compensate for the liquid crystal compound in the liquid crystal cell in the black display of the liquid crystal display device. The alignment state of the liquid crystal compound in the liquid crystal cell in black display varies depending on the mode of the liquid crystal display device. The alignment state of the liquid crystal compound in this liquid crystal cell is described in IDW'00, FMC7-2, P411-414. The optically anisotropic layer contains a liquid crystal compound in which the orientation is controlled by an orientation axis such as a rubbing axis and the orientation is fixed.

光学異方性層に用いる液晶性分子の例には、棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子が含まれる。棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。光学異方性層の作製に棒状液晶性化合物を用いた場合は、棒状液晶性分子は、その長軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が、配向軸に対して平行であるのが好ましい。また、光学異方性層の作製に円盤状液晶性化合物を用いた場合は、円盤状液晶性分子は、その短軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が配向軸に対して平行であるのが好ましい。また、円盤面と層平面とのなす角(傾斜角)が深さ方向に変化する、後述のハイブリッド配向が好ましい。   Examples of liquid crystalline molecules used for the optically anisotropic layer include rod-like liquid crystalline molecules and discotic liquid crystalline molecules. The rod-like liquid crystal molecules and the disk-like liquid crystal molecules may be high-molecular liquid crystals or low-molecular liquid crystals, and further include those in which low-molecular liquid crystals are cross-linked and no longer exhibit liquid crystallinity. When a rod-like liquid crystalline compound is used for the production of the optically anisotropic layer, it is preferable that the rod-like liquid crystalline molecule has an average direction of an axis projected on the support surface of the long axis is parallel to the alignment axis. . Further, when a discotic liquid crystalline compound is used for the production of the optically anisotropic layer, the average direction of the axis of the discotic liquid crystalline molecule projected on the support surface is parallel to the alignment axis. Is preferred. Moreover, the hybrid orientation described later in which the angle (inclination angle) formed by the disk surface and the layer plane changes in the depth direction is preferable.

《棒状液晶性分子》
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。言い換えると、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性分子については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章および第11章、および液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。
棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。
《Bar-shaped liquid crystalline molecules》
As rod-like liquid crystalline molecules, azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
The rod-like liquid crystalline molecule includes a metal complex. In addition, a liquid crystal polymer containing a rod-like liquid crystalline molecule in a repeating unit can also be used as the rod-like liquid crystalline molecule. In other words, the rod-like liquid crystal molecule may be bonded to a (liquid crystal) polymer.
For rod-like liquid crystalline molecules, see Chapter 4, Chapter 7 and Chapter 11 of the Chemical Chemistry of the Quarterly Chemical Review Vol. 22, Liquid Crystal Chemistry (1994), and the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science. Described in Chapter 3.
The birefringence of the rod-like liquid crystal molecule is preferably in the range of 0.001 to 0.7.

棒状液晶性分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽基或はカチオン重合性基が好ましく、具体的には、例えば特開2002−62427号公報明細書中の段落番号[0064]〜[0086]記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。   The rod-like liquid crystalline molecule preferably has a polymerizable group in order to fix its alignment state. The polymerizable group is preferably a radically polymerizable unsaturated group or a cationically polymerizable group. Specifically, for example, the polymerizable groups described in paragraphs [0064] to [0086] of JP-A-2002-62427 are described. Group and a polymerizable liquid crystal compound.

《円盤状液晶性分子》
円盤状(ディスコティック)液晶性分子には、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physics lett、A、78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.、1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
《Disk-like liquid crystalline molecule》
For discotic liquid crystal molecules, C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 71, 111 (1981), benzene derivatives described in C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 122, 141 (1985), Physics lett, A, 78, 82 (1990); Kohne et al., Angew. Chem. 96, page 70 (1984) and the cyclohexane derivatives described in J. Am. M.M. Lehn et al. Chem. Commun. 1794 (1985), J. Am. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116, 2655 (1994), azacrown type and phenylacetylene type macrocycles are included.

円盤状液晶性分子としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造である液晶性を示す化合物も含まれる。分子または分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。円盤状液晶性分子から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物が円盤状液晶性分子である必要はなく、例えば、低分子の円盤状液晶性分子が熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光で反応により重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失った化合物も含まれる。円盤状液晶性分子の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載されている。また、円盤状液晶性分子の重合については、特開平8−27284公報に記載がある。   As a discotic liquid crystalline molecule, a compound having liquid crystallinity having a structure in which a linear alkyl group, an alkoxy group, and a substituted benzoyloxy group are radially substituted as a side chain of the mother nucleus with respect to the mother nucleus at the center of the molecule Is also included. The molecule or the assembly of molecules is preferably a compound having rotational symmetry and imparting a certain orientation. In the optically anisotropic layer formed from the discotic liquid crystalline molecules, the compound finally contained in the optically anisotropic layer does not need to be a discotic liquid crystalline molecule. Also included are compounds having a group that reacts with heat or light and, as a result, polymerized or cross-linked by reaction with heat or light, resulting in a high molecular weight and loss of liquid crystallinity. Preferred examples of the discotic liquid crystalline molecules are described in JP-A-8-50206. The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.

円盤状液晶性分子を重合により固定するためには、円盤状液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。円盤状コアと重合性基は、連結基を介して結合する化合物が好ましく、これにより重合反応においても配向状態を保つことが出来る。例えば、特開2000−155216号公報明細書中の段落番号[0151]〜「0168」記載の化合物等が挙げられる。   In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. A compound in which the discotic core and the polymerizable group are bonded via a linking group is preferable, whereby the orientation state can be maintained even in the polymerization reaction. Examples thereof include compounds described in paragraphs [0151] to “0168” in JP-A No. 2000-155216.

ハイブリッド配向では、円盤状液晶性分子の円盤面と偏光膜の面との角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ偏光膜の面からの距離の増加と共に増加または減少している。角度は、距離の増加と共に増加することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加及び減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。   In the hybrid alignment, the angle between the disk surface of the discotic liquid crystalline molecule and the surface of the polarizing film increases or decreases in the depth direction of the optically anisotropic layer and with an increase in the distance from the surface of the polarizing film. The angle preferably increases with increasing distance. Further, the change in angle can be a continuous increase, a continuous decrease, an intermittent increase, an intermittent decrease, a change including a continuous increase and a continuous decrease, or an intermittent change including an increase and a decrease. The intermittent change includes a region where the inclination angle does not change in the middle of the thickness direction. Even if the angle includes a region where the angle does not change, the angle only needs to increase or decrease as a whole. Furthermore, it is preferable that the angle changes continuously.

偏光膜側の円盤状液晶性分子の長軸の平均方向は、一般に円盤状液晶性分子あるいは配向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。また、表面側(空気側)の円盤状液晶性分子の円盤面方向は、一般に円盤状液晶性分子あるいは円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。円盤状液晶性分子と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマーなどを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性分子と添加剤との選択により調整できる。   The average direction of the major axis of the discotic liquid crystalline molecules on the polarizing film side can be generally adjusted by selecting a discotic liquid crystalline molecule or an alignment film material, or by selecting a rubbing treatment method. In addition, the disc surface direction of the surface side (air side) discotic liquid crystalline molecules can be generally adjusted by selecting the discotic liquid crystalline molecules or the type of additive used together with the discotic liquid crystalline molecules. Examples of the additive used together with the discotic liquid crystalline molecule include a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and a polymer. The degree of change in the orientation direction of the major axis can also be adjusted by selecting liquid crystalline molecules and additives as described above.

《光学異方性層中の他の添加物》
上記の液晶性分子と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶分子の配向性等を向上することができる。液晶性分子と相溶性を有し、液晶性分子の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。
<< Other additives in optically anisotropic layer >>
Along with the liquid crystal molecules, a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer, etc. can be used in combination to improve the uniformity of the coating film, the strength of the film, the orientation of the liquid crystal molecules, and the like. It is preferable that the liquid crystal molecules have compatibility with the liquid crystal molecules and can change the tilt angle of the liquid crystal molecules or do not inhibit the alignment.

重合性モノマーとしては、ラジカル重合性又はカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開2002−296423号公報明細書中の段落番号[0018]〜[0020]記載のものが挙げられる。上記化合物の添加量は、円盤状液晶性分子に対して一般に1〜50質量%の範囲にあり、5〜30質量%の範囲にあることが好ましい。   Examples of the polymerizable monomer include radically polymerizable or cationically polymerizable compounds. Preferably, it is a polyfunctional radically polymerizable monomer and is preferably copolymerizable with the above-described polymerizable group-containing liquid crystal compound. Examples thereof include those described in paragraph numbers [0018] to [0020] in JP-A No. 2002-296423. The amount of the compound added is generally in the range of 1 to 50% by mass and preferably in the range of 5 to 30% by mass with respect to the discotic liquid crystalline molecules.

界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報明細書中の段落番号[0028]〜[0056]記載の化合物が挙げられる。   Examples of the surfactant include conventionally known compounds, and fluorine compounds are particularly preferable. Specific examples include compounds described in paragraph numbers [0028] to [0056] in JP-A-2001-330725.

円盤状液晶性分子とともに使用するポリマーは、円盤状液晶性分子に傾斜角の変化を与えられることが好ましい。
ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、特開2000−155216号公報明細書中の段落番号[0178]記載のものが挙げられる。液晶性分子の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、液晶性分子に対して0.1〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましい。円盤状液晶性分子のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、70〜300℃が好ましく、70〜170℃がさらに好ましい。
The polymer used together with the discotic liquid crystalline molecule is preferably capable of changing the tilt angle of the discotic liquid crystalline molecule.
A cellulose ester can be mentioned as an example of a polymer. Preferable examples of the cellulose ester include those described in paragraph [0178] of JP-A No. 2000-155216. The addition amount of the polymer is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, and preferably in the range of 0.1 to 8% by mass with respect to the liquid crystal molecule so as not to inhibit the alignment of the liquid crystal molecules. It is more preferable. The discotic nematic liquid crystal phase-solid phase transition temperature of the discotic liquid crystalline molecules is preferably 70 to 300 ° C, more preferably 70 to 170 ° C.

《光学異方性層の形成》
光学異方性層は、液晶性分子および必要に応じて後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成できる。
<< Formation of optically anisotropic layer >>
The optically anisotropic layer can be formed by applying a coating liquid containing liquid crystalline molecules and, if necessary, a polymerization initiator described later and optional components on the alignment film.

塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N、N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1、2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。   As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane, tetrachloroethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.

塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。   The coating liquid can be applied by a known method (eg, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).

光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがさらに好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。   The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and most preferably 1 to 10 μm.

《液晶性分子の配向状態の固定》
配向させた液晶性分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)が含まれる。
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
<Fixing the alignment state of liquid crystalline molecules>
The aligned liquid crystal molecules can be fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatics. Group acyloin compounds (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compounds (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketone (US patents) No. 3549367), acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, US Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (US Pat. No. 4,221,970).
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution.

液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2の範囲にあることが好ましく、20〜5000mJ/cm2の範囲にあることがより好ましく、100〜800mJ/cm2の範囲にあることがさらに好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。 It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation for polymerization of liquid crystalline molecules. The irradiation energy is preferably in the range of 20mJ / cm 2 ~50J / cm 2 , more preferably in the range of 20~5000mJ / cm 2, more preferably in the range of 100 to 800 mJ / cm 2 . In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.

なお、保護層を、光学異方性層の上に設けてもよい。   A protective layer may be provided on the optically anisotropic layer.

《楕円偏光板》
本発明では、前記光学異方性層を直線偏光膜と一体化させた楕円偏光板を用いることができる。楕円偏光板は、液晶表示装置にそのまま組み込める様に、液晶セルを構成している一対の基板と略同一な形状に成型されているのが好ましい(例えば、液晶セルが矩形状ならば、楕円偏光板も同一な矩形状に成型されているのが好ましい)。本発明では、液晶セルの基板の配向軸と直線偏光膜の吸収軸、及び/又は光学異方性層の配向軸が特定の角度に調整されている。
《Ellipse Polarizing Plate》
In the present invention, an elliptically polarizing plate in which the optically anisotropic layer is integrated with a linear polarizing film can be used. The elliptically polarizing plate is preferably molded into a shape substantially the same as that of the pair of substrates constituting the liquid crystal cell so that it can be incorporated into a liquid crystal display device as it is (for example, if the liquid crystal cell is rectangular, the elliptically polarizing plate). The plate is also preferably molded into the same rectangular shape). In the present invention, the alignment axis of the substrate of the liquid crystal cell, the absorption axis of the linearly polarizing film, and / or the alignment axis of the optically anisotropic layer are adjusted to a specific angle.

前記楕円偏光板は、前記光学補償シートと直線偏光膜(以下、単に「偏光膜」という場合は「直線偏光膜」をいうものとする)とを積層することによって作製することができる。光学補償シートは、直線偏光膜の保護膜を兼ねていてもよい。   The elliptically polarizing plate can be produced by laminating the optical compensation sheet and a linearly polarizing film (hereinafter simply referred to as “linearly polarizing film” when referred to as “polarizing film”). The optical compensation sheet may also serve as a protective film for the linearly polarizing film.

直線偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素または二色性色素からなる偏光膜が好ましい。直線偏光膜におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。   The linear polarizing film is manufactured by Optiva Inc. And a polarizing film comprising a binder and iodine or a dichroic dye is preferable. The iodine and the dichroic dye in the linearly polarizing film exhibit deflection performance by being oriented in the binder. It is preferable that the iodine and the dichroic dye are aligned along the binder molecule, or the dichroic dye is aligned in one direction by self-assembly such as liquid crystal. Currently, commercially available polarizers are made by immersing a stretched polymer in a solution of iodine or dichroic dye in a bath and allowing iodine or dichroic dye to penetrate into the binder. Is common.

市販の偏光膜は、ポリマー表面から4μm程度(両側合わせて8μm程度)にヨウ素もしくは二色性色素が分布しており、十分な偏光性能を得るためには、少なくとも10μmの厚みが必要である。浸透度は、ヨウ素もしくは二色性色素の溶液濃度、同浴槽の温度、同浸漬時間により制御することができる。上記のように、バインダー厚みの下限は、10μmであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板(約30μm)以下であることが好ましく、25μm以下が好ましく、20μm以下がさらに好ましい。20μm以下であると、光漏れ現象は、17インチの液晶表示装置で観察されなくなる。   The commercially available polarizing film has iodine or dichroic dye distributed about 4 μm (about 8 μm on both sides) from the polymer surface, and a thickness of at least 10 μm is necessary to obtain sufficient polarization performance. The penetrability can be controlled by the solution concentration of iodine or dichroic dye, the temperature of the bath, and the immersion time. As described above, the lower limit of the binder thickness is preferably 10 μm. The upper limit of the thickness is preferably as thin as possible from the viewpoint of light leakage of the liquid crystal display device. It is preferably not more than a commercially available polarizing plate (about 30 μm), preferably 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less. When the thickness is 20 μm or less, the light leakage phenomenon is not observed on a 17-inch liquid crystal display device.

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

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

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

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

二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基(例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル)を有することが好ましい。
二色性色素の例としては、例えば、前記の公技番号2001−1745号の58頁に記載の化合物が挙げられる。
As the dichroic dye, an azo dye, stilbene dye, pyrazolone dye, triphenylmethane dye, quinoline dye, oxazine dye, thiazine dye or anthraquinone dye is used. The dichroic dye is preferably water-soluble. The dichroic dye preferably has a hydrophilic substituent (eg, sulfo, amino, hydroxyl).
As an example of a dichroic dye, the compound as described in page 58 of the said technical number 2001-1745 is mentioned, for example.

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

《楕円偏光板の製造》 << Manufacture of elliptically polarizing plates >>

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

ラビング法では、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されているラビング処理方法を応用することができる。すなわち、膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより配向を得る。一般には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。ロール自身の真円度、円筒度、振れ(偏芯)がいずれも30μm以下であるラビングロールを用いて実施することが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、0.1〜90゜が好ましい。ただし、特開平8−160430号公報に記載されているように、360゜以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。   In the rubbing method, a rubbing treatment method widely adopted as a liquid crystal alignment treatment process of LCD can be applied. That is, orientation is obtained by rubbing the surface of the film in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, or polyester fiber. Generally, it is carried out by rubbing several times using a cloth in which fibers having a uniform length and thickness are planted on average. It is preferable to carry out using a rubbing roll in which the roundness, cylindricity, and deflection (eccentricity) of the roll itself are all 30 μm or less. The film wrap angle on the rubbing roll is preferably 0.1 to 90 °. However, as described in JP-A-8-160430, a stable rubbing treatment can be obtained by winding 360 ° or more.

長尺フィルムをラビング処理する場合は、フィルムを搬送装置により一定張力の状態で1〜100m/minの速度で搬送することが好ましい。ラビングロールは、任意のラビング角度設定のためフィルム進行方向に対し水平方向に回転自在とされることが好ましい。0〜60゜の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。   When rubbing a long film, the film is preferably transported at a speed of 1 to 100 m / min in a constant tension state by a transport device. The rubbing roll is preferably rotatable in the horizontal direction with respect to the film traveling direction for setting an arbitrary rubbing angle. It is preferable to select an appropriate rubbing angle in the range of 0 to 60 °.

直線偏光膜の光学異方性層と反対側の表面には、ポリマーフィルムを配置する(光学異方性層/偏光膜/ポリマーフィルムの配置とする)ことが好ましい。
ポリマーフィルムは、その最表面が防汚性及び耐擦傷性を有する反射防止膜を設けてなることも好ましい。反射防止膜は、従来公知のいずれのものも用いることが出来る。
It is preferable to dispose a polymer film on the surface opposite to the optically anisotropic layer of the linearly polarizing film (arrangement of optically anisotropic layer / polarizing film / polymer film).
It is also preferable that the polymer film is provided with an antireflection film having an outermost surface having antifouling properties and scratch resistance. Any conventionally known antireflection film can be used.

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

[参考例1]
図4に示す構成の液晶表示装置を作製した。即ち、観察方向(上)から上側(楕円)偏光板(保護膜1、偏光膜3、保護膜5(光学補償シート支持体を兼ねる)、光学異方性層7)、液晶セル(上側基板9、液晶層11、下側基板12)、下側(楕円)偏光板(光学異方性層14、保護膜16(光学補償シート支持体を兼ねる)、偏光膜18、保護膜20)を積層し、さらに下側偏光板の下側には冷陰極蛍光灯を用いたバックライト(不図示)を配置した。
以下に、用いた部材それぞれの作製方法を説明する。
[Reference Example 1]
A liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 4 was produced. That is, from the observation direction (top) to the upper (elliptical) polarizing plate (protective film 1, polarizing film 3, protective film 5 (also serving as an optical compensation sheet support), optical anisotropic layer 7), liquid crystal cell (upper substrate 9) , Liquid crystal layer 11, lower substrate 12), lower (elliptical) polarizing plate (optical anisotropic layer 14, protective film 16 (also serving as an optical compensation sheet support), polarizing film 18, protective film 20). Further, a backlight (not shown) using a cold cathode fluorescent lamp was disposed below the lower polarizing plate.
Below, the manufacturing method of each used member is demonstrated.

≪液晶セルの作製≫
液晶セルは、セルギャップ(d)4μmとし、正の誘電率異方層を持つ液晶材料を基板間に滴下注入で封入し、液晶層11のΔn・dを410nmとした(Δnは液晶材料の屈折率異方性)。また、液晶セルの上側(観察者側)基板9のラビング方向(配向軸)10は90°、下側(バックライト側)基板12のラビング方向(配向軸)13は0°で、ねじれ角は90°とした。この様にしてTNモードの液晶セルを作製した。
≪Production of liquid crystal cell≫
The liquid crystal cell has a cell gap (d) of 4 μm, a liquid crystal material having a positive dielectric constant anisotropic layer is enclosed between the substrates by drop injection, and Δn · d of the liquid crystal layer 11 is 410 nm (Δn is a value of the liquid crystal material). Refractive index anisotropy). In addition, the rubbing direction (alignment axis) 10 of the upper (observer side) substrate 9 of the liquid crystal cell is 90 °, the rubbing direction (alignment axis) 13 of the lower (backlight side) substrate 12 is 0 °, and the twist angle is The angle was 90 °. In this way, a TN mode liquid crystal cell was produced.

≪光学補償シートの作製≫
<セルロースアセテートフィルムの作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液組成
酢化度60.7〜61.1%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 336質量部
メタノール(第2溶媒) 29質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
<< Production of optical compensation sheet >>
<Production of cellulose acetate film>
The following composition was put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve each component to prepare a cellulose acetate solution.
Cellulose acetate solution composition Cellulose acetate having an acetylation degree of 60.7 to 61.1% 100 parts by weight Triphenyl phosphate (plasticizer) 7.8 parts by weight Biphenyl diphenyl phosphate (plasticizer) 3.9 parts by weight Methylene chloride (first Solvent) 336 parts by mass Methanol (second solvent) 29 parts by mass 1-butanol (third solvent) 11 parts by mass

別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド92質量部およびメタノール8質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。セルロースアセテート溶液474質量部にレターデーション上昇剤溶液25質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤の添加量は、セルロースアセテート100質量部に対して、6.0質量部であった。   In another mixing tank, 16 parts by mass of the following retardation increasing agent, 92 parts by mass of methylene chloride and 8 parts by mass of methanol were added and stirred while heating to prepare a retardation increasing agent solution. A dope was prepared by mixing 474 parts by mass of the cellulose acetate solution with 25 parts by mass of the retardation increasing agent solution and stirring sufficiently. The addition amount of the retardation increasing agent was 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose acetate.

Figure 2006235580
Figure 2006235580

得られたドープを、バンド延伸機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、70℃の温風で1分間乾燥し、バンドからフィルムを140℃の乾燥風で10分間乾燥し、残留溶剤量が0.3質量%のセルロースアセテートフィルム(厚さ:80μm)を作製した。作製したセルロースアセテートフィルム(透明支持体、透明保護膜)について、波長546nmにおけるReレターデーション値およびRthレターデーション値を測定した。Reは8nm、Rthは78nmであった。作製したセルロースアセテートフィルムを2.0Nの水酸化カリウム溶液(25℃)に2分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗し、その後乾燥させた。こうして、透明保護膜用セルロースアセテートフィルムを作製した。   The obtained dope was cast using a band stretching machine. After the film surface temperature on the band reached 40 ° C., the film was dried with warm air of 70 ° C. for 1 minute, and the film was dried from the band with 140 ° C. drying air for 10 minutes, and the residual solvent amount was 0.3% by mass. A cellulose acetate film (thickness: 80 μm) was prepared. With respect to the produced cellulose acetate film (transparent support, transparent protective film), Re retardation value and Rth retardation value at a wavelength of 546 nm were measured. Re was 8 nm and Rth was 78 nm. The produced cellulose acetate film was immersed in a 2.0N potassium hydroxide solution (25 ° C.) for 2 minutes, neutralized with sulfuric acid, washed with pure water, and then dried. Thus, a cellulose acetate film for a transparent protective film was produced.

<光学異方性層用の配向膜の作製>
このセルロースアセテートフィルム上に、下記の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28mL/m2塗布した。60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥した。次に、形成した膜に、セルロースアセテートフィルムの面内遅相軸(流延方向と平行方向)に平行な方向に配向するようにラビング処理を実施した(したがって、光学異方性層の配向制御方向(ラビング軸)はセルロースアセテートフィルムの遅相軸と平行である。)。
配向膜塗布液組成
下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 360質量部
メタノール 120質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 1.0質量部
<Preparation of alignment film for optically anisotropic layer>
On this cellulose acetate film, a coating solution having the following composition was applied at 28 mL / m 2 with a # 16 wire bar coater. Drying was performed with warm air of 60 ° C. for 60 seconds, and further with warm air of 90 ° C. for 150 seconds. Next, the formed film was rubbed so as to be aligned in a direction parallel to the in-plane slow axis (parallel to the casting direction) of the cellulose acetate film (thus controlling the orientation of the optically anisotropic layer). The direction (rubbing axis) is parallel to the slow axis of the cellulose acetate film.
Alignment film coating solution composition Modified polyvinyl alcohol 20 parts by weight Water 360 parts by weight Methanol 120 parts by weight Glutaraldehyde (crosslinking agent) 1.0 part by weight

Figure 2006235580
Figure 2006235580

<光学異方性層の作製>
配向膜上に、下記の円盤状液晶性化合物91.0g、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート(V#360、大阪有機化学(株)製)9.0g、セルロースアセテートブチレート(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製)2.0g、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミカル社製)0.5g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)3.0g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)1.0g、フルオロ脂肪族基含有共重合体(メガファックF780 大日本インキ(株)製)の1.3gを、207gのメチルエチルケトンに溶解した塗布液を、#3.6のワイヤーバーで6.2ml/m2塗布した。これを130℃の恒温ゾーンで2分間加熱し、円盤状化合物を配向させた。次に、60℃の雰囲気下で120W/cm高圧水銀灯を用いて、1分間UV照射し円盤状液晶性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学異方性層を形成し、光学補償シートを作製した。
<Preparation of optically anisotropic layer>
On the alignment film, 91.0 g of the following discotic liquid crystalline compound, 9.0 g of ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), cellulose acetate butyrate (CAB551-0. 2, Eastman Chemical Co., Ltd.) 2.0 g, cellulose acetate butyrate (CAB531-1, Eastman Chemical Co., Ltd.) 0.5 g, photopolymerization initiator (Irgacure 907, Ciba Geigy Co.) 3.0 g, sensitization Coating agent (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 1.0g, fluoroaliphatic group-containing copolymer (Megafac F780 Dainippon Ink Co., Ltd.) 1.3g dissolved in 207g methyl ethyl ketone The liquid was applied with 6.2 ml / m 2 with a # 3.6 wire bar. This was heated in a constant temperature zone of 130 ° C. for 2 minutes to orient the discotic compound. Next, UV irradiation was performed for 1 minute using a 120 W / cm high pressure mercury lamp in an atmosphere of 60 ° C. to polymerize the discotic liquid crystalline compound. Then, it stood to cool to room temperature. Thus, an optically anisotropic layer was formed and an optical compensation sheet was produced.

Figure 2006235580
Figure 2006235580

偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シートのムラを観察したところ、正面、および法線から60°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出できなかった。   When the polarizing plate was placed in a crossed Nicol arrangement and the unevenness of the obtained optical compensation sheet was observed, the unevenness could not be detected even when viewed from the front and the direction inclined to 60 ° from the normal.

≪(楕円)偏光板の作製≫
延伸したポリビニルアルコールフィルムに、ヨウ素を吸着させて偏光膜を作製し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した光学補償シートを支持体面で偏光膜の片側に貼り付けた。また、厚さ80μmのセルローストリアセテートフィルム(TD−80U、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付けた。偏光膜の吸収軸と光学補償シートの支持体の遅相軸(流延方向と平行方向)とは平行になるように配置した(したがって、偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向軸(ラビング軸)とは平行である。)。長辺または短辺が支持体の遅相軸と平行になるように偏光板を切り出した。このようにして楕円偏光板を作製した。
≪ (Ellipse) Production of Polarizing Plate≫
A polarizing film was prepared by adsorbing iodine to the stretched polyvinyl alcohol film, and the prepared optical compensation sheet was attached to one side of the polarizing film on the support surface using a polyvinyl alcohol-based adhesive. Further, a cellulose triacetate film (TD-80U, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a thickness of 80 μm was subjected to saponification treatment, and attached to the opposite side of the polarizing film using a polyvinyl alcohol-based adhesive. The absorption axis of the polarizing film and the slow axis (parallel to the casting direction) of the support of the optical compensation sheet are arranged in parallel (therefore, the absorption axis of the polarizing film and the orientation axis of the optically anisotropic layer) (It is parallel to the rubbing axis.) The polarizing plate was cut out so that the long side or the short side was parallel to the slow axis of the support. Thus, an elliptically polarizing plate was produced.

≪液晶表示装置の作製≫
作製したTNセルに、作製した楕円偏光板を光学補償シートが液晶セル側となるように粘着剤を介して、偏光膜の吸収軸が表示装置の画面左右方向と垂直および平行となるよう、観察者側およびバックライト側に一枚ずつ貼り付けた。このとき、偏光板の偏光膜の吸収軸が、対面する液晶セルの基板の配向軸(ラビング方向)に平行になるように液晶表示装置を作製した。
すなわち、本参考例では、上側偏光板偏光膜3の吸収軸4、上側偏光板保護膜1,5の遅相軸2,6は90°、下側偏光板偏光膜18の吸収軸19、下側偏光板保護膜16,20の遅相軸17,21は0°に設定した。また上側光学異方性層7の配向制御方向8を270°、下側光学異方性層14の配向制御方向15を180°になるように設定した。
≪Production of liquid crystal display device≫
Observe the produced elliptical polarizing plate on the produced TN cell with an adhesive so that the optical compensation sheet is on the liquid crystal cell side so that the absorption axis of the polarizing film is perpendicular and parallel to the horizontal direction of the screen of the display device. One piece was pasted on the person side and the backlight side. At this time, a liquid crystal display device was produced so that the absorption axis of the polarizing film of the polarizing plate was parallel to the alignment axis (rubbing direction) of the substrate of the liquid crystal cell facing each other.
That is, in this reference example, the absorption axis 4 of the upper polarizing plate polarizing film 3, the slow axes 2 and 6 of the upper polarizing plate protective films 1 and 5 are 90 °, the absorption axis 19 of the lower polarizing plate polarizing film 18, The slow axes 17 and 21 of the side polarizing plate protective films 16 and 20 were set to 0 °. The orientation control direction 8 of the upper optical anisotropic layer 7 was set to 270 °, and the orientation control direction 15 of the lower optical anisotropic layer 14 was set to 180 °.

<作製した液晶表示装置の光学測定>
このように作製した液晶表示装置に60Hzの矩形波電圧を印加した。白表示1.5V、黒表示5Vのノーマリーホワイトモードとした。測定機は(EZ−Contrast160D、ELDIM社製)を用い、透過率の比(白表示/黒表示)であるコントラスト比を測定した。正面コントラスト比1000対1を得た。また40°80%の環境試験室に24時間保管、室温に1時間放置後、パネル中央部と偏光板長辺端部の中央の黒表示時の輝度差を測定したところ0.1cd/m2であった。目視では偏光板の周辺部には光漏れが観察されなかった。また左右方向でコントラスト比10以上の視野角は左が80°、右が60°であった。また左方向斜め60°での白表示の色調はLuv色度座標でv’が0.48、白表示時の正面透過率は30%であった。
<Optical measurement of the produced liquid crystal display device>
A rectangular wave voltage of 60 Hz was applied to the liquid crystal display device thus manufactured. A normally white mode with 1.5 V white display and 5 V black display was set. The measuring device (EZ-Contrast 160D, manufactured by ELDIM) was used to measure the contrast ratio, which is the transmittance ratio (white display / black display). A front contrast ratio of 1000 to 1 was obtained. Further, after storing in an environmental test room at 40 ° 80% for 24 hours and leaving at room temperature for 1 hour, the luminance difference during black display between the center of the panel and the center of the long side of the polarizing plate was measured to find 0.1 cd / m 2. Met. Visual observation revealed no light leakage in the periphery of the polarizing plate. The viewing angle with a contrast ratio of 10 or more in the left-right direction was 80 ° on the left and 60 ° on the right. The color tone of white display at 60 ° diagonally was Luv chromaticity coordinates, v ′ was 0.48, and the front transmittance during white display was 30%.

[参考例2]
図5に示す構成の液晶表示装置を作製した。液晶セルの上側基板9の配向制御方向(ラビング方向)10を左右方向から反時計方向に45°、下側基板12の配向制御方向(ラビング方向)13を同じく−45°とし、上側偏光板偏光膜3の吸収軸4、上側偏光板保護膜1,5の遅相軸2,6は0°、下側偏光板偏光膜18の吸収軸19、下側偏光板保護膜16,20の遅相軸17,21は90°に、上側光学異方性層7の配向制御方向8を180°、下側光学異方性層14の配向制御方向15を90°に設定し、その他の構成は実施例1と同じにした。
40°80%の環境試験室に24時間保管、室温に1時間放置後、パネル中央部と偏光板長辺端部の中央の黒表示時の輝度差を測定したところ0.1cd/m2であった。目視では偏光板の周辺部には光漏れが観察されなかった。また左右方向でコントラスト比10以上の視野角は左が80°、右が70°であった。
[Reference Example 2]
A liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 5 was produced. The alignment control direction (rubbing direction) 10 of the upper substrate 9 of the liquid crystal cell is 45 ° counterclockwise from the left-right direction, the alignment control direction (rubbing direction) 13 of the lower substrate 12 is also −45 °, and the upper polarizing plate polarization. The absorption axis 4 of the film 3, the slow axes 2 and 6 of the upper polarizing plate protective films 1 and 5 are 0 °, the absorption axis 19 of the lower polarizing plate polarizing film 18, and the slow phases of the lower polarizing plate protective films 16 and 20. The axes 17 and 21 are set to 90 °, the orientation control direction 8 of the upper optical anisotropic layer 7 is set to 180 °, the orientation control direction 15 of the lower optical anisotropic layer 14 is set to 90 °, and other configurations are carried out. Same as Example 1.
When stored in a 40 ° 80% environmental test room for 24 hours and left at room temperature for 1 hour, the difference in luminance at the time of black display between the center of the panel and the center of the long side of the polarizing plate was measured and found to be 0.1 cd / m 2 . there were. Visual observation revealed no light leakage in the periphery of the polarizing plate. The viewing angle with a contrast ratio of 10 or more in the left-right direction was 80 ° on the left and 70 ° on the right.

[参考例3]
図6に示す構成の液晶表示装置を作製した。参考例2において上側光学異方性層7の配向制御方向(ラビング方向)8を左右方向から反時計方向に45°、下側光学異方性層14の配向制御方向15を同じく−45°とし、その他の構成は参考例2と同じにした。
40°80%の環境試験室に24時間保管、室温に1時間放置後、パネル中央部と偏光板長辺端部の中央の黒表示時の輝度差を測定したところ0.1cd/m2であった。目視では偏光板の周辺部には光漏れが観察されなかった。また左右方向でコントラスト比10以上の視野角は左が80°、右が75°であった。
[Reference Example 3]
A liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 6 was produced. In Reference Example 2, the orientation control direction (rubbing direction) 8 of the upper optical anisotropic layer 7 is 45 ° counterclockwise from the left-right direction, and the orientation control direction 15 of the lower optical anisotropic layer 14 is also −45 °. Other configurations were the same as those in Reference Example 2.
When stored in a 40 ° 80% environmental test room for 24 hours and left at room temperature for 1 hour, the difference in luminance at the time of black display between the center of the panel and the center of the long side of the polarizing plate was measured and found to be 0.1 cd / m 2 . there were. Visual observation revealed no light leakage in the periphery of the polarizing plate. The viewing angle with a contrast ratio of 10 or more in the left-right direction was 80 ° on the left and 75 ° on the right.

[参考例4]
図7に示す構成の液晶表示装置を作製した。参考例1において下側光学異方性層14を省略し、その他の構成は参考1と同じにした。
40°80%の環境試験室に24時間保管、室温に1時間放置後、パネル中央部と偏光板長辺端部の中央の黒表示時の輝度差を測定したところ0.1cd/m2であった。目視では偏光板の周辺部には光漏れが観察されなかった。また左右方向でコントラスト比10以上の視野角は左が60°、右が60°であった。
[Reference Example 4]
A liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 7 was produced. In Reference Example 1, the lower optically anisotropic layer 14 was omitted, and other configurations were the same as Reference 1.
When stored in a 40 ° 80% environmental test room for 24 hours and left at room temperature for 1 hour, the difference in luminance at the time of black display between the center of the panel and the center of the long side of the polarizing plate was measured and found to be 0.1 cd / m 2 . there were. Visual observation revealed no light leakage in the periphery of the polarizing plate. The viewing angle with a contrast ratio of 10 or more in the left-right direction was 60 ° on the left and 60 ° on the right.

[比較参考例1]
図1に示す構成の液晶表示装置を作製した。参考例1においてすべての角度を反時計方向に−45°回転させ、その他の構成は参考例1と同じにした。
40°80%の環境試験室に24時間保管、室温に1時間放置後、パネル中央部と偏光板長辺端部の中央の黒表示時の輝度差を測定したところ0.5cd/m2であった。目視では偏光板の周辺部の長辺および短辺部に円弧上に光漏れが観察された。また左右方向でコントラスト比10以上の視野角は左が80°、右が80°であった。
[Comparative Reference Example 1]
A liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 1 was produced. In Reference Example 1, all angles were rotated counterclockwise by −45 °, and other configurations were the same as Reference Example 1.
When stored in a 40 ° 80% environmental test room for 24 hours and left at room temperature for 1 hour, the luminance difference during black display between the center of the panel and the center of the long side of the polarizing plate was measured and found to be 0.5 cd / m 2 . there were. Visual observation revealed light leakage on the arc at the long and short sides of the periphery of the polarizing plate. The viewing angle with a contrast ratio of 10 or more in the left-right direction was 80 ° on the left and 80 ° on the right.

《実施例、比較例》
図1、図2に示すような構成の液晶表示装置について、光学シミュレーションを実施し、効果の確認をおこなった。光学計算には、シンテック社製のLCD Master Ver6.11を用いた。液晶セル、電極、基板、偏光板等は、液晶ディスプレイ用に従来から用いられているものを使用した。液晶材料にはLCD Masterに付属のZLI−4792を用いた。液晶セルはTNモードとし、ねじれ角は90°とした。バックライト側の配向方向は315°、表示面側の配向方向は45°とした。正の誘電率異方性を有する液晶材料で液晶のレターデーション(即ち、記液晶層の厚さdLC[μm]と屈折率異方性Δnとの積Δn・dLC)を400nmとした。白表示時における液晶印加電圧は1.8V、黒表示時における液晶印加電圧は5.6Vとした。偏光膜にはLCD Masterに付属のG1220DUを用いた。光源にはLCD Masterに付属のBACKLIGHT光源を用いた。このようにして、図1、図2に示すような構成の液晶表示装置をモデルとして、以下の比較例、実施例について、光学特性を求めた。
<< Examples and Comparative Examples >>
An optical simulation was performed on the liquid crystal display device configured as shown in FIGS. 1 and 2, and the effect was confirmed. For the optical calculation, LCD Master Ver 6.11 manufactured by Shintech Co., Ltd. was used. The liquid crystal cell, electrode, substrate, polarizing plate, etc. used heretofore have been used for liquid crystal displays. As the liquid crystal material, ZLI-4792 attached to the LCD Master was used. The liquid crystal cell was a TN mode, and the twist angle was 90 °. The alignment direction on the backlight side was 315 °, and the alignment direction on the display surface side was 45 °. A liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy and a retardation of the liquid crystal (that is, the product Δn · d LC of the thickness d LC [μm] of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn) was set to 400 nm. The liquid crystal applied voltage during white display was 1.8 V, and the liquid crystal applied voltage during black display was 5.6 V. G1220DU attached to LCD Master was used for the polarizing film. A BACKLIGHT light source attached to the LCD Master was used as the light source. In this manner, the optical characteristics of the following comparative examples and examples were obtained using the liquid crystal display device having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 as a model.

[比較例1]
先ず、本発明との比較のため、従来の構成・仕様の液晶表示装置(基板の配向軸と光学異方性層の配向軸との交差角θは0°である。)について、光学特性をLCD Masterによって計算した。
偏光板の吸収軸角度は、バックライト側が−45°、表示面側が+45°である。光学異方性層の配向制御方向は、バックライト側が315°、表示面側が225°である。
このとき、CR視野角は左右とも80°で左右対称であり、黒表示時の極角60°での左右の輝度差は0(ゼロ)[cd/m2]であった。
また、この構成での光漏れ量(黒表示時の画面中央と端との輝度差)の実測値は、0.5[cd/m2]であった。
[Comparative Example 1]
First, for comparison with the present invention, optical characteristics of a liquid crystal display device having a conventional configuration and specification (the crossing angle θ between the alignment axis of the substrate and the alignment axis of the optically anisotropic layer is 0 °) are shown. Calculated by LCD Master.
The absorption axis angle of the polarizing plate is −45 ° on the backlight side and + 45 ° on the display surface side. The orientation control direction of the optically anisotropic layer is 315 ° on the backlight side and 225 ° on the display surface side.
At this time, the CR viewing angle was 80 ° on both the left and right sides, and the left-right luminance difference was 0 (zero) [cd / m 2 ] at the polar angle of 60 ° during black display.
Further, the actual measurement value of the light leakage amount (luminance difference between the screen center and the edge during black display) in this configuration was 0.5 [cd / m 2 ].

[比較例2]
次に、液晶層は従来と同様の配置であり、偏光膜吸収軸と光学異方性層の配向制御方向を+45°回転させた構成・仕様の液晶表示装置(基板の配向軸と光学異方性層の配向軸との交差角θは45°となる。)について、光学特性をLCD Masterによって計算した。
偏光板の吸収軸角度は、バックライト側が0°、表示面側が90°であり、光学異方性層の配向制御方向は、バックライト側が0°、表示面側が270°である。
このとき、CR視野角は左46°右57°で左右非対称であり、黒表示時の極角60°での左右の輝度差は0.0406[cd/m2]であった。
また、この構成での光漏れ量の実測値は、0.1[cd/m2]であった。
[Comparative Example 2]
Next, the liquid crystal layer is arranged in the same manner as before, and a liquid crystal display device having a configuration / specification in which the alignment control direction of the polarizing film absorption axis and the optically anisotropic layer is rotated by + 45 ° (the alignment axis of the substrate and the optical anisotropic direction The optical property was calculated by LCD Master for the crossing angle θ with the orientation axis of the conductive layer was 45 °.
The absorption axis angle of the polarizing plate is 0 ° on the backlight side and 90 ° on the display surface side, and the orientation control direction of the optically anisotropic layer is 0 ° on the backlight side and 270 ° on the display surface side.
At this time, the CR viewing angle was 46 ° to the left and 57 ° to the left and left and right asymmetric, and the luminance difference between the left and right at the polar angle of 60 ° during black display was 0.0406 [cd / m 2 ].
In addition, the actually measured value of the light leakage amount in this configuration was 0.1 [cd / m 2 ].

[実施例1]
液晶層は従来と同様の配置であり、偏光膜吸収軸を+45°回転させ、光学異方性層の配向制御方向を+20°回転させた構成・仕様の液晶表示装置(基板の配向軸と光学異方性層の配向軸との交差角θは20°となる。)について、光学特性をLCD Masterによって計算した。
偏光板の吸収軸角度は、バックライト側が0°、表示面側が90°であり、光学異方性層の配向制御方向は、バックライト側が335°、表示面側が245°である。
このとき、CR視野角は左80°右80°でほぼ左右対称であり、黒表示時の極角60°での左右の輝度差は0.0035[cd/m2]であった。これは比較例2に比べて小さい値である。
また、この構成での光漏れ量は、比較例2の0.1[cd/m2]相当になると考えられる。
[実施例2]
液晶層は従来と同様の配置であり、偏光膜吸収軸を+45°回転させ、光学異方性層の配向制御方向を+15°回転させた構成・仕様の液晶表示装置(基板の配向軸と光学異方性層の配向軸との交差角θは15°となる。)について、光学特性をLCD Masterによって計算した。
偏光板の吸収軸角度は、バックライト側が0°、表示面側が90°であり、光学異方性層の配向制御方向は、バックライト側が330°、表示面側が240°である。
このとき、CR視野角は左80°右80°でほぼ左右対称であり、黒表示時の極角60°での左右の輝度差は0.0028[cd/m2]であった。これは比較例2に比べて小さい値である。
また、この構成での光漏れ量は、比較例2の0.1[cd/m2]相当になると考えられる。
[Example 1]
The liquid crystal layer is arranged in the same manner as in the prior art, and the liquid crystal display device has a configuration and specifications in which the polarizing film absorption axis is rotated by + 45 ° and the alignment control direction of the optical anisotropic layer is rotated by + 20 ° (the alignment axis of the substrate and the optical axis). The optical property was calculated by LCD Master for the angle of intersection θ with the orientation axis of the anisotropic layer was 20 °.
The absorption axis angle of the polarizing plate is 0 ° on the backlight side and 90 ° on the display surface side, and the orientation control direction of the optically anisotropic layer is 335 ° on the backlight side and 245 ° on the display surface side.
At this time, the CR viewing angle was 80 ° to the left and 80 ° to the left and was almost symmetrical, and the luminance difference between the left and right at the polar angle of 60 ° during black display was 0.0035 [cd / m 2 ]. This is a small value as compared with Comparative Example 2.
The light leakage amount in this configuration is considered to be equivalent to 0.1 [cd / m 2 ] in Comparative Example 2.
[Example 2]
The liquid crystal layer is arranged in the same manner as in the prior art, and the liquid crystal display device has a configuration and specifications in which the polarizing film absorption axis is rotated by + 45 ° and the orientation control direction of the optically anisotropic layer is rotated by + 15 ° (the alignment axis of the substrate and the optical axis). The optical property was calculated by LCD Master for the intersection angle θ with the orientation axis of the anisotropic layer was 15 °.
The absorption axis angle of the polarizing plate is 0 ° on the backlight side and 90 ° on the display surface side, and the orientation control direction of the optically anisotropic layer is 330 ° on the backlight side and 240 ° on the display surface side.
At this time, the CR viewing angle was 80 ° to the left and 80 ° to the right and was almost symmetrical, and the luminance difference between the left and right at the polar angle of 60 ° during black display was 0.0028 [cd / m 2 ]. This is a small value as compared with Comparative Example 2.
The light leakage amount in this configuration is considered to be equivalent to 0.1 [cd / m 2 ] in Comparative Example 2.

[まとめ]
上記結果について表1にまとめた。これらより、請求項の条件を満たす実施例は、比較例に対して、光漏れ量が低減され、かつCR視野角の左右対称性が改善されていることがわかる。
[Summary]
The results are summarized in Table 1. From these, it can be seen that the example satisfying the claims has a reduced light leakage and improved left-right symmetry of the CR viewing angle compared to the comparative example.

Figure 2006235580
Figure 2006235580

従来の液晶表示装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional liquid crystal display device. 本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置の液晶層11と上下光学異方性層7・14を表示面側から見た図である。It is the figure which looked at the liquid crystal layer 11 and the up-and-down optical anisotropic layers 7 and 14 of the liquid crystal display device of this invention from the display surface side. 本発明の参考となる液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the liquid crystal display device used as the reference of this invention. 本発明の参考となる液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the liquid crystal display device used as the reference of this invention. 本発明の参考となる液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the liquid crystal display device used as the reference of this invention. 本発明の参考となる液晶表示装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the liquid crystal display device used as the reference of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 上側偏光板外側保護膜
2 上側偏光板外側保護膜遅相軸
3 上側偏光板偏光膜
4 上側偏光板偏光膜の吸収軸
5 上側偏光板液晶セル側保護膜(光学補償シート支持体)
6 上側偏光板液晶セル側保護膜遅相軸
7 上側光学異方性層
8 上側光学異方性層の配向制御方向(配向軸)
9 液晶セル上側基板
10 上側基板液晶配向制御方向(配向軸)
11 液晶分子(液晶層)
12 液晶セル下側基板
13 下側基板液晶配向制御方向(配向軸)
14 下側光学異方性層
15 下側光学異方性層の配向制御方向(配向軸)
16 下側偏光板液晶セル側保護膜(光学補償シート支持体)
17 下側偏光板液晶セル側保護膜遅相軸
18 下側偏光板偏光膜
19 下側偏光板偏光膜の吸収軸
20 下側偏光板外側保護膜
21 下側偏光板外側保護膜遅相軸
θ 液晶層基板の配向軸と光学異方性層の配向軸との交差角
φ 上下一対の光学異方性層の配向軸の成す角
1 Upper polarizing plate outer protective film 2 Upper polarizing plate outer protective film slow axis 3 Upper polarizing plate polarizing film 4 Absorption axis of upper polarizing plate polarizing film 5 Upper polarizing plate liquid crystal cell side protective film (optical compensation sheet support)
6 Upper polarizing plate liquid crystal cell side protective film slow axis 7 Upper optical anisotropic layer 8 Orientation control direction (alignment axis) of upper optical anisotropic layer
9 Liquid crystal cell upper substrate 10 Upper substrate liquid crystal alignment control direction (alignment axis)
11 Liquid crystal molecules (liquid crystal layer)
12 Liquid crystal cell lower substrate 13 Lower substrate Liquid crystal alignment control direction (alignment axis)
14 Lower optical anisotropic layer 15 Orientation control direction (alignment axis) of lower optical anisotropic layer
16 Lower polarizing plate Liquid crystal cell side protective film (Optical compensation sheet support)
17 Lower polarizing plate liquid crystal cell side protective film slow axis 18 Lower polarizing plate polarizing film 19 Absorption axis of lower polarizing plate polarizing film 20 Lower polarizing plate outer protective film 21 Lower polarizing plate outer protective film slow axis θ Crossing angle between the alignment axis of the liquid crystal layer substrate and the alignment axis of the optically anisotropic layer φ Angle formed by the alignment axes of the upper and lower optically anisotropic layers

Claims (7)

少なくとも一方に電極を有し対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶性分子を含有する液晶層と、該液晶層を挟んで配置され偏光膜と該偏光膜の少なくとも一方の面に設けられた保護膜とを有する一対の偏光板と、該液晶層と該一対の偏光膜の少なくとも一方との間に、配向軸によって配向制御されその配向状態に固定された液晶性化合物を含有する少なくとも一層の光学異方性層とを有し、該偏光膜の吸収軸と表示装置の画面左右方向とが平行あるいは垂直であり、該基板の配向軸の少なくとも一方と該光学異方性層の少なくとも一層の配向軸とが交差しており、その交差角が10〜35°であることを特徴とする液晶表示装置。   A pair of substrates having electrodes arranged at least on one side, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules whose orientation is controlled by the alignment axes of the opposing surfaces of the pair of substrates, and the liquid crystal layer interposed therebetween The alignment is controlled by an alignment axis between a pair of polarizing plates having a polarizing film and a protective film provided on at least one surface of the polarizing film, and at least one of the liquid crystal layer and the pair of polarizing films. At least one optically anisotropic layer containing a liquid crystalline compound fixed in the alignment state, and the absorption axis of the polarizing film and the horizontal direction of the screen of the display device are parallel or perpendicular to each other. At least one of the orientation axes and at least one orientation axis of the optically anisotropic layer intersect, and the intersection angle is 10 to 35 °. 上下一対の前記光学異方性層の配向軸の成す角が80〜100°であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an angle formed by the orientation axes of the pair of upper and lower optically anisotropic layers is 80 to 100 degrees. 前記液晶性化合物が円盤状液晶性化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal compound is a discotic liquid crystal compound. 前記液晶層がTNモードであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is a TN mode. 前記液晶層のツイスト角が80〜100°であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a twist angle of the liquid crystal layer is 80 to 100 °. 前記基板の配向軸と表示装置の画面左右方向との成す角が40〜50°であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。   6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein an angle formed by the orientation axis of the substrate and the horizontal direction of the screen of the display device is 40 to 50 degrees. 少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜とを有する楕円偏光板であって、該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向軸とが交差しており、その交差角が10〜35°または55〜80°であることを特徴とする楕円偏光板。   An elliptically polarizing plate having at least one optically anisotropic layer and a polarizing film, wherein the absorption axis of the polarizing film and the orientation axis of the optically anisotropic layer intersect, and the intersection angle is 10 to 10. An elliptically polarizing plate, which is 35 ° or 55 to 80 °.
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