JP2006349748A - Liquid crystal display device and optical film used therefor - Google Patents

Liquid crystal display device and optical film used therefor Download PDF

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昭彦 内山
Yuhei Ono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IPS (In-Plane Switching) mode liquid crystal display device which is excellent in display quality. <P>SOLUTION: In the IPS mode liquid crystal display device of a normally black mode wherein a first polarizing plate, a liquid crystal cell, a negative and nearly monoaxial optical film having an optical axis in its plane, a positive and nearly monoaxial optical film having an optical axis in its thickness direction, a second polarizing plate are laminated in this order, an absorption axis of the first polarizing plate and a delay phase axis in the plane of the liquid crystal cell in a black state form an angle of nearly 90°, the delay phase axis in the plane of the liquid crystal cell and a delay phase axis of the negative and nearly monoaxial optical film form an angle of nearly 90° and the delay phase axis of the negative and nearly monoaxial optical film and an absorption axis of the second polarizing plate form an angle of nearly 90°. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は視野角特性に優れた液晶表示装置、およびそれに好適な光学フィルムに関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device excellent in viewing angle characteristics, and an optical film suitable for the liquid crystal display device.

近年、液晶表示装置の性能は向上し、特に垂直配向モードとインプレーンスイッチング(以下IPSと称する)モードは性能に優れているため、これらを用いた液晶テレビは従来のブラウン管テレビに置き換わる可能性を秘めている。光学的異方性を有する光学フィルムである位相差フィルムは、これらの液晶表示装置の性能向上、特に視野角拡大に対して重要な役割を演じている。IPSモードは、従来から視野角拡大のための位相差フィルムを使用しなくても視野角が広いことが1つの特長であったものの、昨今の位相差フィルムを用いた光学設計技術に基づいた広視野角化技術の進歩により、他のモードとの差別化が困難になってきている。そのような背景の中で、IPSモードにおいてもより一層の視野角拡大を目指した、位相差フィルムを用いた光学設計技術の開発の必要性が高まっている。例えば、2軸性の位相差フィルムを用いて光学補償を行う方式が非特許文献1に記載されている。   In recent years, the performance of liquid crystal display devices has improved, and in particular, the vertical alignment mode and in-plane switching (hereinafter referred to as IPS) mode are superior in performance. Therefore, liquid crystal televisions using these have the potential to replace conventional CRT televisions. Hidden. A retardation film, which is an optical film having optical anisotropy, plays an important role in improving the performance of these liquid crystal display devices, particularly in widening the viewing angle. Although the IPS mode has conventionally been characterized by a wide viewing angle without using a retardation film for widening the viewing angle, it is widely used in recent years based on optical design technology using a retardation film. With the advance of viewing angle technology, it is difficult to differentiate from other modes. In such a background, there is an increasing need for development of an optical design technique using a retardation film aiming at further expansion of the viewing angle even in the IPS mode. For example, Non-Patent Document 1 describes a method of performing optical compensation using a biaxial retardation film.

また、正の1軸性のAプレートと正の1軸性のCプレートを組み合わせることによる下記の非特許文献2に記載の偏光板の視野角拡大技術を、IPSの視野角拡大に用いることも知られている。   In addition, the polarizing plate viewing angle expansion technique described in Non-Patent Document 2 described below by combining a positive uniaxial A plate and a positive uniaxial C plate may be used to expand the viewing angle of IPS. Are known.

Yukita Saitoh, Shinichi Kimura, Kaoru Kusafuka, Hidehisa Shimizu著、Japanese Journal of Applied Physics 37巻 1998年 4822〜4828頁Yukita Saitoh, Shinichi Kimura, Kaoru Kusafuka, Hidehisa Shimizu, Japanese Journal of Applied Physics 37 1998 4822-4828 J. Chen, K. -H. Kim, J.-J. Jyu, J. H. Souk, J. R. Kelly, P. J. Bos著Society for Information Display ’98 Digest, 1998年 315頁J. Chen, K. -H. Kim, J.-J. Jyu, J. H. Souk, J. R. Kelly, P. J. Bos, Society for Information Display '98 Digest, 1998 p. 315

非特許文献1および2の技術を検討した結果、これらの方法をIPSモードの液晶表示装置の視野角拡大に利用した場合、黒表示のカラーシフトが1つの問題であることがわかった。ここでいう黒表示のカラーシフトとは、黒表示時の液晶表示装置を法線方向ではなく、斜め方向から観察した場合に、方位角によって黒の色調が変化することを意味する。本発明ではこの問題を、斜め入射時におけるカラーシフトの方位角依存性問題と呼ぶ。わかり易く言えば、斜め方向から液晶表示装置を観察した場合に、見る方向によって、例えば赤味の強い黒色から青味の強い黒色に変化するような状態を指すものとする。また、一般に黒表示において上記カラーシフトを生じるものは、中間調表示でもカラーシフト問題を引き起こす。ここで、方位角とは液晶表示装置表面内において設定される角度である。一方、極角は液晶表示装置の表面の法線を0°として設定される角度であり、したがって、入射角は極角と方位角で定義される。   As a result of examining the techniques of Non-Patent Documents 1 and 2, it was found that when these methods are used to expand the viewing angle of an IPS mode liquid crystal display device, the color shift of black display is one problem. The color shift of black display here means that the color tone of black changes depending on the azimuth angle when the liquid crystal display device during black display is observed from an oblique direction rather than a normal direction. In the present invention, this problem is referred to as an azimuth angle dependency problem of color shift at oblique incidence. In other words, when the liquid crystal display device is observed from an oblique direction, the state changes from a strong reddish black color to a bluish black color depending on the viewing direction. In general, what causes the above color shift in black display also causes a color shift problem in halftone display. Here, the azimuth angle is an angle set in the surface of the liquid crystal display device. On the other hand, the polar angle is an angle set with the normal of the surface of the liquid crystal display device as 0 °, and therefore the incident angle is defined by the polar angle and the azimuth angle.

ノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードにおける液晶セルの位相差値は、視野角だけではなく透過率や応答速度等も勘案して設計されるため、最適な位相差値は必ずしも2分の1波長とはならない。ここで液晶セルの位相差値とは液晶を含んだ液晶セルの位相差値のことである。したがって、ノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードにおける液晶表示装置の視野角は、主として位相差フィルムと液晶セルとの光学異方性により決定される。上記非特許文献1では2軸性光学フィルムを用いるが、液晶セルの位相差値と2軸性光学フィルムの位相差値の関係が開示されていない。同様に、非特許文献2においても、液晶セルと位相差フィルムの関係が開示されていない。   The phase difference value of the liquid crystal cell in the in-plane switching mode of the normally black mode is designed considering not only the viewing angle but also the transmittance and response speed, so the optimum phase difference value is not necessarily a half wavelength. It will not be. Here, the phase difference value of the liquid crystal cell is a phase difference value of the liquid crystal cell including the liquid crystal. Therefore, the viewing angle of the liquid crystal display device in the normally black mode in-plane switching mode is mainly determined by the optical anisotropy between the retardation film and the liquid crystal cell. In the said nonpatent literature 1, although a biaxial optical film is used, the relationship between the phase difference value of a liquid crystal cell and the phase difference value of a biaxial optical film is not disclosed. Similarly, Non-Patent Document 2 does not disclose the relationship between the liquid crystal cell and the retardation film.

さらに、上記非特許文献1で用いられる2軸性光学フィルムは、製法が複雑であるために、光学軸精度や位相差精度を大面積で得ることが難しいといった問題点を有している。その結果、これらを液晶表示装置に用いた場合には、表示ムラ等の欠陥が生じ易く、表示品位を高めることが難しいといった問題もある。   Further, the biaxial optical film used in Non-Patent Document 1 has a problem that it is difficult to obtain optical axis accuracy and phase difference accuracy in a large area because the manufacturing method is complicated. As a result, when these are used in a liquid crystal display device, defects such as display unevenness are likely to occur, and it is difficult to improve display quality.

本発明の目的は、表示品位に優れるIPSモードの液晶表示装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、IPS液晶セルの位相差値が変化しても、広視野角かつ上記カラーシフト問題を解決した表示品位に優れる液晶表示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an IPS mode liquid crystal display device having excellent display quality.
It is a further object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle and excellent display quality that solves the above-mentioned color shift problem even if the retardation value of the IPS liquid crystal cell changes.

面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムは、例えば、分子分極率異方性が負の高分子材料をフィルム化し、通常の1軸延伸工程により得ることができる。したがってかかるフィルムは製造工程が非常に簡便であり、液晶テレビ等に要求される光学異方性の均一性にも優れる。また、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムは、例えば、原材料である分子分極率異方性が負の高分子材料をフィルム化し、通常の2軸延伸工程等により得ることが可能であり、簡便な製造工程で得ることができる。   The negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane can be obtained, for example, by forming a polymer material having negative molecular polarizability anisotropy into a film and performing a normal uniaxial stretching process. Therefore, such a film has a very simple manufacturing process and is excellent in the uniformity of optical anisotropy required for a liquid crystal television or the like. Further, a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is obtained by, for example, forming a polymer material having negative molecular polarizability anisotropy, which is a raw material, by a normal biaxial stretching process or the like. Can be obtained by a simple manufacturing process.

本発明者らは、これらの光学フィルムを用いて光学設計を行い、IPSモード液晶表示装置の視野角拡大の方式について鋭意検討したところ、液晶セルの位相差値が設計の都合により変化しても、広視野角かつ斜め入射時におけるカラーシフトの方位角依存性を抑制したIPSモードの液晶表示装置が実現できることを見出した。   The present inventors conducted optical design using these optical films and intensively studied the method of expanding the viewing angle of the IPS mode liquid crystal display device. Even if the retardation value of the liquid crystal cell changes due to the design convenience. It was found that an IPS mode liquid crystal display device with a wide viewing angle and suppressed azimuth angle dependency of color shift at oblique incidence can be realized.

すなわち本発明は以下の通りのものである。
〔1〕第1の偏光板、液晶セル、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、第2の偏光板、の順でこれらが積層されてなるノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードの液晶表示装置であって、第1の偏光板の吸収軸と黒状態における液晶セルの面内遅相軸とのなす角が略90°、液晶セルの面内遅相軸と負の略1軸性光学フィルムの遅相軸とのなす角が略90°、負の略1軸性光学フィルムの遅相軸と第2の偏光板の吸収軸とのなす角が略90°である液晶表示装置。
That is, the present invention is as follows.
[1] First polarizing plate, liquid crystal cell, negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane, positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction, second polarizing plate In this order, the normally black mode in-plane switching mode liquid crystal display device is formed by the absorption axis of the first polarizing plate and the in-plane slow axis of the liquid crystal cell in the black state. The angle between the in-plane slow axis of the liquid crystal cell and the slow axis of the negative approximately uniaxial optical film is approximately 90 °, and the slow axis of the negative approximately uniaxial optical film is A liquid crystal display device in which an angle formed by the absorption axis of the polarizing plate 2 is approximately 90 °.

〔2〕負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOC、そして、第1および第2の偏光板の液晶セル側にそれぞれ偏光層用保護フィルムが存在する場合には、偏光層用保護フィルムの厚さ方向の位相差値をそれぞれ、Rth(λ)およびRth(λ)とすると、下記式(1)および(2)の関係を満足する上記記載の液晶表示装置。
90<ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ)<200nm (1)
−180<RthPOC(λ)+Rth(λ)<−40nm (2)
(ただし、λ=550nmとする。)
[2] The in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, in the thickness direction of the positive substantially uniaxial optical film. When there is a polarizing layer protective film on the liquid crystal cell side of the first and second polarizing plates, the retardation value is Rth POC , and the retardation value in the thickness direction of the polarizing layer protective film is , Rth 1 (λ) and Rth 2 (λ), the above-mentioned liquid crystal display device satisfying the relations of the following formulas (1) and (2).
90 <Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) <200 nm (1)
−180 <Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) <− 40 nm (2)
(However, λ = 550 nm)

〔3〕負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOCとした場合、下記式(3)および/または(4)の関係を満足する前記記載の液晶表示装置。
|ΓLC1)+Γ(λ1)|<|ΓLC2)+Γ(λ2)| (3)
|RthPOC(λ1)|<|RthPOC(λ2)| (4)
(ただし、λは測定波長を表しており、400nm≦λ1<λ2≦700nmである。)
[3] The in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, in the thickness direction of the positive substantially uniaxial optical film. The liquid crystal display device according to the above, wherein when the phase difference value is Rth POC , the relationship of the following formulas (3) and / or (4) is satisfied.
| Γ LC1 ) + Γ 11 ) | <| Γ LC2 ) + Γ 12 ) | (3)
| Rth POC1 ) | <| Rth POC2 ) | (4)
(However, λ represents the measurement wavelength, and 400 nm ≦ λ 12 ≦ 700 nm.)

〔4〕前記記載の液晶表示装置に用いる面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム。 [4] A negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in a plane used for the liquid crystal display device described above.

〔5〕前記記載の液晶表示装置に用いる厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム。 [5] A positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction used for the liquid crystal display device described above.

〔6〕フルオレン骨格を有するポリカーボネートからなる前記記載の光学フィルム。 [6] The optical film as described above, comprising a polycarbonate having a fluorene skeleton.

〔7〕前記記載の光学フィルムと偏光板が一体となった積層偏光板であって、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、偏光板の順でこれらが積層されており、かつ、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が略90°であることを特徴とする積層偏光板。 [7] A laminated polarizing plate in which the optical film and the polarizing plate described above are integrated, a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane, and a positive substantially having an optical axis in the thickness direction. These are laminated in the order of the uniaxial optical film and the polarizing plate, and the angle formed by the slow axis of the negative substantially uniaxial optical film having the optical axis in the plane and the absorption axis of the polarizing plate is approximately. A laminated polarizing plate characterized by being 90 °.

本発明では屈折率の異方性を有する光学的異方性フィルムのことを、光学フィルムまたは位相差フィルムと称している。1軸性光学フィルム、2軸性光学フィルムはその3次元屈折率によりそれぞれ分類されるが、これらも位相差フィルムの範疇である。位相差フィルムは屈折率楕円体で表現されるものとし、3つの主屈折率の方位はフィルム面内に平行か垂直である場合のみをここでは考えている。ここでは図3のように座標軸がフィルムの表面に平行または直交である直交座標系を考え、その座標の方位に対応した3つの屈折率をn、n、nと定義する。面内における遅相軸方位をx軸と設定すると、y軸は面内にz軸は厚さ方向と設定される。したがって、本発明における面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムとは、3つの屈折率を用いて、n≒n>nとなり、nがフィルム面内における遅相軸となる。2軸性光学フィルムは3つとも屈折率が異なる状態と定義される。また、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムとは、n>n≒nと定義される。先述した正の1軸性のAプレートとは、面内に光学軸を有する正の1軸性媒質(フィルムの場合は1軸性光学フィルム)のことであり、この定義ではn>n=nとなる。一方、正の1軸性のCプレートとは、厚さ方向に光学軸を有する正の1軸性媒質(フィルムの場合は1軸性光学フィルム)のことであり、この定義ではn>n=nとなる。 In the present invention, an optically anisotropic film having refractive index anisotropy is referred to as an optical film or a retardation film. A uniaxial optical film and a biaxial optical film are classified according to their three-dimensional refractive index, and these are also categories of retardation films. The retardation film is expressed by a refractive index ellipsoid, and only the case where the orientations of the three main refractive indexes are parallel or perpendicular to the film plane is considered here. Here consider the orthogonal coordinate system axes are parallel or perpendicular to the surface of the film as shown in FIG. 3, it defines three refractive index corresponding to the orientation of the coordinate n x, n y, and n z. When the slow axis direction in the plane is set as the x axis, the y axis is set in the plane and the z axis is set in the thickness direction. Accordingly, the negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in plane of the present invention, with three refractive index, n z ≒ n x> n y , and the late phase n x is the film plane It becomes an axis. All three biaxial optical films are defined as having different refractive indexes. Further, the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is defined as n z> n x ≒ n y . The positive uniaxial A plate described above refers to a positive uniaxial medium (uniaxial optical film in the case of a film) having an optical axis in the plane, and in this definition, n x > ny = Nz . On the other hand, the positive uniaxial C plate is a positive uniaxial medium (uniaxial optical film in the case of a film) having an optical axis in the thickness direction. In this definition, n z > n the x = n y.

また、本発明における面内の位相差値Γは、下記式(5)または(6)で定義されるものとする。
≧nの光学フィルムの場合には
Γ(λ)=(n−n)×d (5)
<nの光学フィルムの場合には
Γ(λ)=(n−n)×d (6)
ここでdはフィルムの厚さ(nm)である。
The in-plane retardation value Γ in the present invention is defined by the following formula (5) or (6).
When the optical film of the n zn x is
Γ (λ) = (n y -n x) × d (5)
When the optical film of the n z <n x is
Γ (λ) = (n x -n y) × d (6)
Here, d is the thickness (nm) of the film.

本発明における面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムは、厳密にはn=n>nの関係を満足するものが好ましいが、n≒n>nであれば現実的には問題なく使用できる。また、実際の位相差フィルムには屈折率のばらつきもあるので、この3つの屈折率を用いた下記式(7)を用いて負の略1軸性という用語の範囲を定義する。
Nz=(n−n)/(n−n) (7)
Strictly speaking, it is preferable that the negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis in the present invention satisfies the relationship of n z = n x > ny , but n z ≈n x > ny . If you can, you can use it without any problems. In addition, since an actual retardation film also has a variation in refractive index, the range of the term of substantially negative uniaxiality is defined using the following formula (7) using these three refractive indexes.
Nz = (n x -n z) / (n x -n y) (7)

本発明における面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムとは
−0.4<Nz<0.1 (8)
であると定義され、好ましくは、
−0.35<Nz<0.05 (9)
であり、より好ましくは
−0.20<Nz<0.03 (10)
さらに好ましくは、
−0.10<Nz<0.02 (11)
である。また、Rthは下記のように定義される。
Rth(λ)={(n+n)/2−n}×d (12)
上記式(12)でd(nm)は光学フィルムの厚さである。本発明で位相差値Γ(λ)やRth(λ),Nz値は特に断りがない限り、550nmの波長で測定したものとする。
What is a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in a plane in the present invention?
−0.4 <Nz <0.1 (8)
Is preferably defined as
−0.35 <Nz <0.05 (9)
And more preferably
−0.20 <Nz <0.03 (10)
More preferably,
−0.10 <Nz <0.02 (11)
It is. Rth is defined as follows.
Rth (λ) = {(n x + ny ) / 2−n z } × d (12)
In the above formula (12), d (nm) is the thickness of the optical film. In the present invention, the phase difference value Γ (λ), Rth (λ), and Nz value are measured at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.

また、本発明における厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの面内位相差値は0であることが好ましいが、20nm以下であることが必要であり、好ましくは10nm以下、より好ましくは5nm以下、さらに好ましくは3nm以下である。第2の偏光板の吸収軸と正の略1軸性光学フィルムの遅相軸のなす角は、0°または90°であることが好ましく、より好ましくは0°である。厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの面内位相差値が5nm以下の場合には、第2の偏光板の吸収軸と正の略1軸性光学フィルムの遅相軸の角度に限定は無い。   Further, the in-plane retardation value of the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction in the present invention is preferably 0, but it is necessary to be 20 nm or less, preferably 10 nm or less. More preferably, it is 5 nm or less, More preferably, it is 3 nm or less. The angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate and the slow axis of the positive substantially uniaxial optical film is preferably 0 ° or 90 °, more preferably 0 °. When the in-plane retardation value of the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is 5 nm or less, the absorption axis of the second polarizing plate and the slow phase of the positive substantially uniaxial optical film There is no limitation on the angle of the shaft.

本発明における黒状態および黒表示とは、階調表示において最も暗い状態であり、具体的には、液晶表示装置の表面の法線方向から光を入射して測定した透過率が最も低くなる状態と定義される。   The black state and the black display in the present invention are the darkest states in the gradation display, and specifically, the state where the transmittance measured by entering light from the normal direction of the surface of the liquid crystal display device is the lowest. Is defined.

光学異方性素子間の光学軸の合わせ角度は、前記した角度であることが必要だが、許容範囲は、上記設定角度を中心として、±3°以内であり、好ましくは±2°以内、より好ましくは±1°以内、さらに好ましくは±0.5°以内である。すなわち、前記の略90°という表現は、90°±3°と定義される。   The optical axis alignment angle between the optically anisotropic elements needs to be the above-mentioned angle, but the allowable range is within ± 3 °, preferably within ± 2 °, centered on the set angle. Preferably it is within ± 1 °, more preferably within ± 0.5 °. That is, the expression of approximately 90 ° is defined as 90 ° ± 3 °.

本発明において、特に液晶セルの片側に2枚の位相差フィルムを用い、かつそれらの面内位相差値及び黒状態における液晶セルの面内位相差値を考慮した際に、特に優れた広視野角化が実現できる理由を以下に記す。ここでいう液晶表示装置の広視野角化とは、見る角度によってコントラストが変化する現象を改善し、コントラストの高い角度領域が広がることを指す。一般に液晶表示装置の広視野角化は、黒表示時の透過率が液晶表示装置への入射角度によらずにできるだけ0に近づけることが目標となる。本発明により、様々な入射角度を有する光に対して透過率を小さくすることが可能であることを以下に説明する。   In the present invention, particularly when two retardation films are used on one side of the liquid crystal cell and the in-plane retardation value thereof and the in-plane retardation value of the liquid crystal cell in the black state are taken into consideration, a wide field of view is particularly excellent. The reason why keratinization can be realized is described below. Here, the wide viewing angle of the liquid crystal display device means that the phenomenon that the contrast changes depending on the viewing angle is improved, and the angular region having a high contrast is widened. In general, widening the viewing angle of a liquid crystal display device is aimed at making the transmittance during black display as close to 0 as possible regardless of the incident angle to the liquid crystal display device. It will be described below that the present invention can reduce the transmittance with respect to light having various incident angles.

本発明における液晶表示装置の構成の一例を図1に記す。この図1を用いて本発明の広視野角化の原理を説明する。なお、図1では第2の偏光板が光源側にあるが、光源は第1または第2の偏光板のいずれの側に配置されていても良い。   An example of the configuration of the liquid crystal display device according to the present invention is shown in FIG. The principle of wide viewing angle according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the second polarizing plate is on the light source side, but the light source may be disposed on either side of the first or second polarizing plate.

図1の構成は、ある条件の下では、図2と光学的にほぼ等価とみなすことができる。まず、本発明における液晶表示装置はIPSモードであるため、液晶セルは黒表示時において面内に光学軸を有する正の1軸性媒質とみなすことができる。そして、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムと液晶セルの遅相軸が直交し、かつ、液晶セルの面内位相差値の絶対値の方が、負の略1軸性光学フィルムの位相差値の絶対値よりも大きいという条件の下では、2つの素子の組み合わせは、図2に示す正の略1軸性光学フィルム〔11〕と光学的にほぼ等価とみなしうる。したがって、本発明の液晶表示装置における広視野角化は、図2の構成において広視野角化をまず検討し、その結果に基づいて、本発明において用いられる光学的異方性媒質の最適な位相差値およびその関係を求めればよいということになる。   The configuration of FIG. 1 can be regarded as optically almost equivalent to FIG. 2 under certain conditions. First, since the liquid crystal display device in the present invention is in the IPS mode, the liquid crystal cell can be regarded as a positive uniaxial medium having an optical axis in the plane during black display. The negative uniaxial optical film having an optical axis in the plane and the slow axis of the liquid crystal cell are orthogonal to each other, and the absolute value of the in-plane retardation value of the liquid crystal cell is substantially negative uniaxial. Under the condition that it is larger than the absolute value of the retardation value of the diffractive optical film, the combination of the two elements can be regarded as optically substantially equivalent to the positive substantially uniaxial optical film [11] shown in FIG. . Therefore, the wide viewing angle in the liquid crystal display device of the present invention is examined by first considering widening the viewing angle in the configuration of FIG. 2, and based on the result, the optimum position of the optical anisotropic medium used in the present invention is determined. What is necessary is just to obtain | require a phase difference value and its relationship.

図2で広視野角化を実現するということは、あらゆる入射角を有する入射光に対して、透過率をできるだけ0に近づけることである。そこで、図2における面内に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム〔11〕の面内位相差値をΓ3(λ)、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム〔12〕の厚さ方向の位相差値をRth(λ)とし、最適な位相差値を検討したところ、下記式(15)、(16)を満足していることが好ましいことがわかった。下記式(15)および(16)を満足することにより、入射光の入射角が、極角0〜80°、方位角0〜360°の範囲において、透過率を小さくし、視野角の広い良好な黒表示を実現することができる。
90<Γ3(λ)<200nm (15)
−180<Rth(λ)<−40nm (16)
Realizing a wide viewing angle in FIG. 2 is to make the transmittance as close to 0 as possible for incident light having any incident angle. Therefore, the in-plane retardation value of the positive substantially uniaxial optical film [11] having the optical axis in the plane in FIG. 2 is Γ 3 (λ), and the positive substantially uniaxial property having the optical axis in the thickness direction. When the retardation value in the thickness direction of the optical film [12] is Rth 4 (λ) and the optimum retardation value is examined, it is preferable that the following expressions (15) and (16) are satisfied. all right. By satisfying the following formulas (15) and (16), the transmittance is small and the viewing angle is good in a range where the incident angle of incident light is a polar angle of 0 to 80 ° and an azimuth angle of 0 to 360 °. Can achieve a black display.
90 <Γ 3 (λ) <200 nm (15)
−180 <Rth 4 (λ) <− 40 nm (16)

位相差値の好ましい範囲は、下記式(17)および(18)を満足することであり、この場合には入射光の入射角が、極角0〜80°、方位角0〜360°の範囲において、最も人間の目の視感度の高い波長である550nmの最大透過率(λ=550nm)を約0.3%以下にすることが可能である。
110<Γ3(λ)<180nm (17)
−160<Rth(λ)<−60nm (18)
A preferable range of the phase difference value is to satisfy the following formulas (17) and (18). In this case, the incident angle of incident light is a range where the polar angle is 0 to 80 ° and the azimuth angle is 0 to 360 °. The maximum transmittance (λ = 550 nm) at 550 nm, which is the wavelength with the highest visual sensitivity of the human eye, can be reduced to about 0.3% or less.
110 <Γ 3 (λ) <180 nm (17)
−160 <Rth 4 (λ) <− 60 nm (18)

位相差値のより好ましい範囲は、下記式(19)および(20)を満足することであり、この場合には入射光の入射角が、極角0〜80°、方位角0〜360°の範囲において、最も人間の目の視感度の高い波長である550nmの最大透過率(λ=550nm)を約0.1%以下にすることが可能である。
120<Γ3(λ)<165nm (19)
−140<Rth(λ)<−80nm (20)
光学フィルムの屈折率によって最適な値は変動するが、上記関係を満足することが好ましい。
A more preferable range of the phase difference value is to satisfy the following formulas (19) and (20). In this case, the incident angle of incident light is a polar angle of 0 to 80 ° and an azimuth angle of 0 to 360 °. In the range, the maximum transmittance (λ = 550 nm) at 550 nm, which is the wavelength with the highest visual sensitivity of the human eye, can be reduced to about 0.1% or less.
120 <Γ 3 (λ) <165 nm (19)
−140 <Rth 4 (λ) <− 80 nm (20)
Although the optimum value varies depending on the refractive index of the optical film, it is preferable that the above relationship is satisfied.

先述したように、図1と図2の構成の比較から、両者が等価になるためには、下記式(21)および(22)を満足すればよいことが新たに見出される。
Γ3(λ)=ΓLC(λ)+Γ1(λ) (21)
Rth4(λ)=RthPOC(λ) (22)
As described above, from the comparison of the configurations of FIG. 1 and FIG. 2, it is newly found that the following equations (21) and (22) may be satisfied in order for both to be equivalent.
Γ 3 (λ) = Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) (21)
Rth4 (λ) = RthPOC (λ) (22)

先述したように上記式(21)が成立する根拠は、液晶セルと面内に光学軸を有する第1の負の略1軸性光学フィルムは、いずれも光学的に略1軸性であり、かつ、遅相軸が互いに直交配置であるため、光学的に両者は1つの1軸性媒質とみなすことができるためである。ここで、全ての異方性媒質の屈折率が等しい場合には上記式(21)及び(22)を満足したとき、図1と図2の構成が光学的に等価となる。実際にはすべての異方性媒質の屈折率が完全に等しい場合は少ないが、一般に液晶表示装置において光学異方性媒質として使用する材料は有機物であり、当該材料が異なっても屈折率は大きくは違わないので上記式(21)及び(22)を満足すれば、図1と図2の構成は光学的に等価とみなし得る。   As described above, the reason why the above formula (21) is established is that both the liquid crystal cell and the first negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane are optically substantially uniaxial, In addition, since the slow axes are orthogonal to each other, both of them can be optically regarded as one uniaxial medium. Here, when the refractive indexes of all anisotropic media are equal, the structures of FIGS. 1 and 2 are optically equivalent when the above expressions (21) and (22) are satisfied. Actually, the refractive index of all anisotropic media is rarely the same, but in general, the material used as an optically anisotropic medium in a liquid crystal display device is an organic material, and the refractive index is large even if the material is different. Therefore, if the above equations (21) and (22) are satisfied, the configurations of FIGS. 1 and 2 can be regarded as optically equivalent.

一方、本発明における偏光板は、偏光層のみ、または偏光層の片面もしくは両面に偏光層の保護のために偏光層用保護フィルムが設置された形態を含む。偏光層用保護フィルムが偏光層の少なくとも片面に設置されておりかつ液晶セル側に当該偏光層用保護フィルムが存在する場合、この偏光層用保護フィルムは、一般に、面内の異方性については無視しうるほど小さいが、後述する厚さ方向の位相差Rth(λ)は、液晶表示装置の設計において無視することができない。そこでこの偏光層用保護フィルムの影響について検討した。その結果、図1と図2が光学的にほぼ等しくなるためには、上記式(21)、(22)の関係は概ね下記の通りであることがわかった。
Γ3(λ)≒ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ) (23)
Rth(λ)≒RthPOC(λ)+Rth(λ) (24)
On the other hand, the polarizing plate in this invention contains the form by which the protective film for polarizing layers was installed in order to protect a polarizing layer only on a polarizing layer or the single side | surface or both surfaces of a polarizing layer. When the polarizing layer protective film is disposed on at least one surface of the polarizing layer and the polarizing layer protective film is present on the liquid crystal cell side, the polarizing layer protective film generally has an in-plane anisotropy. Although negligibly small, a retardation Rth (λ) in the thickness direction, which will be described later, cannot be ignored in the design of a liquid crystal display device. Then, the influence of this protective film for polarizing layers was examined. As a result, in order for FIG. 1 and FIG. 2 to be optically substantially equal, it has been found that the relationship between the above formulas (21) and (22) is approximately as follows.
Γ 3 (λ) ≈Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) (23)
Rth 4 (λ) ≈Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) (24)

ここでRth(λ)、Rth(λ)はそれぞれ、図1において第1の偏光板における液晶セル側の偏光層保護フィルムの厚さ方向の位相差値、第2の偏光板における光学フィルム側の偏光層保護フィルムの厚さ方向の位相差値を表す。本発明の光学異方性の定義から、一般に用いられる偏光層保護フィルムのRth(λ)の値は正である。一方、本発明の面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムの位相差値は負である。したがって、両者は互いに異方性を打ち消し合う。ΓLC(λ)が一定の条件で偏光層保護フィルムが無い場合と比較して、Γ1(λ)の値は、絶対値でRth(λ)分だけ大きくする必要があることを、上記式(21)と上記式(23)の関係が示している。一方、RthPOC(λ)の値は、絶対値でRth(λ)分だけ大きくする必要があることを上記式(22)と上記式(24)の関係が示している。したがって、上記式(15)、(16)および上記式(23)、(24)の関係から、本発明における液晶表示装置において広視野角化を実現するためには、上記式(1)、(2)を満足することが好ましいことが導出される。 Here, Rth 1 (λ) and Rth 2 (λ) are the retardation value in the thickness direction of the polarizing layer protective film on the liquid crystal cell side in the first polarizing plate in FIG. 1, and the optical film in the second polarizing plate, respectively. Represents the retardation value in the thickness direction of the polarizing film protective film on the side. From the definition of the optical anisotropy of the present invention, the value of Rth (λ) of a commonly used polarizing layer protective film is positive. On the other hand, the retardation value of a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane of the present invention is negative. Therefore, they cancel each other out of anisotropy. The above equation shows that the value of Γ 1 (λ) needs to be increased in absolute value by Rth (λ) as compared with the case where there is no polarizing layer protective film under the condition that Γ LC (λ) is constant. The relationship between (21) and the above equation (23) is shown. On the other hand, the relationship between the above formula (22) and the above formula (24) indicates that the value of Rth POC (λ) needs to be increased in absolute value by Rth 2 (λ). Therefore, from the relations of the above formulas (15), (16) and the above formulas (23), (24), in order to realize a wide viewing angle in the liquid crystal display device of the present invention, the above formulas (1), ( It is derived that it is preferable to satisfy 2).

また、一般にノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードの液晶表示装置における液晶セルの位相差は通常、2分の1波長程度以上のものが使用され、それらは、輝度や応答速度等も勘案して決定される。本発明の液晶表示装置は、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムと正の1軸性媒質である液晶セルは、前記したように両者の組み合わせにより、1つの正の1軸性媒質とみなすことが可能であることから、光学設計の見通しが立て易く、設計の都合により液晶セルの位相差値が変化しても、上記式(1)、(2)を満足すれば広視野角の液晶表示装置を得ることが可能であるという点も他の方法には無い優れた点である。   In general, in the normally black mode in-plane switching mode liquid crystal display device, the phase difference of the liquid crystal cell is usually about one-half wavelength or more, which takes into account the brightness and response speed. It is determined. In the liquid crystal display device of the present invention, a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in a plane and a liquid crystal cell which is a positive uniaxial medium are combined into one positive one as described above. Since it can be regarded as an axial medium, the prospect of optical design can be easily established, and even if the phase difference value of the liquid crystal cell changes due to the convenience of design, the above formulas (1) and (2) are satisfied. The fact that it is possible to obtain a liquid crystal display device with a wide viewing angle is also an excellent point not found in other methods.

さらにカラーシフト抑制等、性能を向上させるには、光学素子の位相差値の波長依存性をも考慮に入れることが好ましい。すなわち、図2でさらなる性能向上を目指して広視野角化かつ広帯域化を実現するということは、あらゆる入射角を有する可視光帯域の入射光に対して、透過率をできるだけ0に近づけることである。まず、広帯域化については、検討の結果、図2の2枚の位相差フィルムは、それぞれの位相差の波長分散が互いに補償されないので、これらの位相差フィルムの位相差値の波長分散は、少なくとも一方が、好ましくは両方が広帯域化していることが好ましいことがわかった。特に断りがない場合には位相差値は、長さの単位であるナノメートルで定義するものとする。ここでいう位相差値の広帯域化とは、位相差値を角度表示した際に、波長に依存せずに位相差値が一定となる状態に近づけるものと定義される。位相差値を長さの単位に換算して考えた場合には、波長に対して位相差値Γ(λ)の絶対値が単調増加になる状態となることが少なくとも必要で、好ましくは、下記式(25)の状態に近づけることと言い換えることができる。
Γ(λ)/λ=C (25)
ただし、Γ(λ)は測定波長λにおける位相差値(nm)であり、λは400〜700nmの範囲で、Cは定数である。
Further, in order to improve performance such as suppression of color shift, it is preferable to take into consideration the wavelength dependence of the retardation value of the optical element. That is, realizing a wider viewing angle and a wider band aiming at further performance improvement in FIG. 2 is to make the transmittance as close to 0 as possible with respect to incident light in the visible light band having all incident angles. . First, as a result of investigation, the two retardation films in FIG. 2 are not mutually compensated for the wavelength dispersion of the respective retardations, so that the wavelength dispersion of the retardation values of these retardation films is at least It has been found that one of them preferably has a wider bandwidth. Unless otherwise specified, the phase difference value is defined in nanometers as a unit of length. The broadening of the phase difference value referred to here is defined as approaching a state where the phase difference value becomes constant without depending on the wavelength when the phase difference value is displayed in an angle. When the phase difference value is converted into a unit of length, it is necessary at least that the absolute value of the phase difference value Γ (λ) be monotonously increased with respect to the wavelength. In other words, it can be said to approach the state of Expression (25).
Γ (λ) / λ = C (25)
Where Γ (λ) is a phase difference value (nm) at the measurement wavelength λ, λ is in the range of 400 to 700 nm, and C is a constant.

したがって、図2における面内に光学軸を有する正の略1軸性位相差フィルムの位相差値と、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をそれぞれΓ3(λ)、Rth(λ)とした場合、下記式(26)および/または(27)を満足することが好ましい。
|Γ(λ1)|<|Γ(λ2)| (26)
|Rth(λ1)|<|Rth(λ2)| (27)
ここでλは測定波長を表しており、400nm≦λ1<λ2≦700nmとする。
Therefore, the retardation value of the positive substantially uniaxial retardation film having the optical axis in the plane in FIG. 2 and the retardation of the positive substantially uniaxial optical film having the optical axis in the thickness direction in the thickness direction. When the values are Γ 3 (λ) and Rth 4 (λ), respectively, it is preferable that the following expressions (26) and / or (27) are satisfied.
| Γ 31 ) | <| Γ 32 ) | (26)
| Rth 41 ) | <| Rth 42 ) | (27)
Here, λ represents the measurement wavelength, and 400 nm ≦ λ 12 ≦ 700 nm.

より好ましくは上記式(26)および(27)を同時に満足することである。
したがって、上記式(26)、(27)と上記式(21)、(22)との関係から下記式(3)、(4)が導き出される。本発明の液晶表示装置で好ましくは、下記式(3)および/または(4)を満足することであり、より好ましくは両方を満足することである。
|ΓLC1)+Γ(λ1)|<|ΓLC2)+Γ(λ2)| (3)
|RthPOC(λ1)|<|RthPOC(λ2)| (4)
ここで、λは測定波長を表しており、400nm≦λ1<λ2≦700nmである。
More preferably, the above expressions (26) and (27) are satisfied at the same time.
Therefore, the following formulas (3) and (4) are derived from the relationship between the above formulas (26) and (27) and the above formulas (21) and (22). The liquid crystal display device of the present invention preferably satisfies the following formulas (3) and / or (4), and more preferably satisfies both.
| Γ LC1 ) + Γ 11 ) | <| Γ LC2 ) + Γ 12 ) | (3)
| Rth POC1 ) | <| Rth POC2 ) | (4)
Here, λ represents the measurement wavelength, and 400 nm ≦ λ 12 ≦ 700 nm.

本発明の面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムと、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムを用いて光学設計された液晶表示装置は、黒状態における液晶セルの位相差値が他の特性との兼ね合いでいろいろの値に変化してもその変化に応じた広視野角化の設計が容易であり、広視野角でかつ斜め入射時におけるカラーシフトの方位角依存性が小さいといった優れた性能を有する。   A liquid crystal display device optically designed using a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane of the present invention and a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is in a black state. Even if the phase difference value of the liquid crystal cell changes to various values in combination with other characteristics, it is easy to design a wide viewing angle according to the change, and the color shift at a wide viewing angle and oblique incidence It has excellent performance such that the azimuth angle dependency is small.

前記発明の効果を得るためには、第1の偏光板、液晶セル、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、第2の偏光板、の順でこれらが積層されてなるノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードの液晶表示装置であって、第1の偏光板の吸収軸と黒状態における液晶セルの面内遅相軸とのなす角が90°、液晶セルの面内遅相軸と負の略1軸性光学フィルムの遅相軸とのなす角が略90°、負の略1軸性光学フィルムの遅相軸と第2の偏光板の吸収軸とのなす角が略90°であり、
かつ、
負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOC、そして、第1および第2の偏光板の液晶セル側にそれぞれ偏光層用保護フィルムが存在する場合には、偏光層用保護フィルムの厚さ方向の位相差値をそれぞれ、Rth(λ)およびRth(λ)とすると、下記式(1)および(2)の関係を満足する液晶表示装置であることが好ましい。
90<ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ)<200nm (1)
−180<RthPOC(λ)+Rth(λ)<−40nm (2)
(ただし、λ=550nmとする。)
In order to obtain the effect of the invention, the first polarizing plate, the liquid crystal cell, the negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis, and the positive substantially uniaxial optical having an optical axis in the thickness direction A normally black mode in-plane switching mode liquid crystal display device in which a film and a second polarizing plate are laminated in this order, the absorption axis of the first polarizing plate and the surface of the liquid crystal cell in the black state The angle formed by the inner slow axis is 90 °, the angle formed by the in-plane slow axis of the liquid crystal cell and the slow axis of the negative substantially uniaxial optical film is approximately 90 °, and the negative substantially uniaxial optical film. The angle formed by the slow axis of the second polarizing plate and the absorption axis of the second polarizing plate is approximately 90 °,
And,
The in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, and the positive substantially uniaxial optical film has a thickness direction retardation value. Rth POC , and when there is a polarizing layer protective film on the liquid crystal cell side of each of the first and second polarizing plates, the retardation value in the thickness direction of the polarizing layer protective film is set to Rth 1 When (λ) and Rth 2 (λ), it is preferable that the liquid crystal display device satisfy the relationship of the following formulas (1) and (2).
90 <Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) <200 nm (1)
−180 <Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) <− 40 nm (2)
(However, λ = 550 nm)

上記範囲は、より好ましくは、
110<ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ)<180nm (28)
−160<RthPOC(λ)+Rth(λ)<−60nm (29)
さらにより好ましくは、
120<ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ)<165nm (30)
−140<RthPOC(λ)+Rth(λ)<−80nm (31)
である。
The above range is more preferably
110 <Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) <180 nm (28)
−160 <Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) <− 60 nm (29)
Even more preferably,
120 <Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) <165 nm (30)
−140 <Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) <− 80 nm (31)
It is.

さらに好ましくは、負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOCとし、そして、第1および第2の偏光板の液晶セル側に偏光層用保護フィルムが存在する場合には、それら偏光層用保護フィルムの厚さ方向の位相差値をそれぞれ、Rth(λ)、Rth(λ)とした場合、下記式(3)および/または(4)の関係を満足することである。下記式(3)、(4)においては、波長依存性に関すればRth(λ)の影響は小さいので無視している。
|ΓLC1)+Γ(λ1)|<|ΓLC2)+Γ(λ2)| (3)
|RthPOC(λ1)|<|RthPOC(λ2)| (4)
ただし、λは測定波長を表しており、400nm≦λ1<λ2≦700nmとする。
好ましくは、上記式(3)および(4)の関係を同時に満足することである。
More preferably, the in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, and the thickness direction of the positive substantially uniaxial optical film. Rth POC is used, and when a protective film for polarizing layer is present on the liquid crystal cell side of the first and second polarizing plates, the retardation value in the thickness direction of the protective film for polarizing layer Are respectively Rth 1 (λ) and Rth 2 (λ), the relationship of the following formulas (3) and / or (4) is satisfied. In the following formulas (3) and (4), the influence of Rth (λ) is negligible because of the wavelength dependence.
| Γ LC1 ) + Γ 11 ) | <| Γ LC2 ) + Γ 12 ) | (3)
| Rth POC1 ) | <| Rth POC2 ) | (4)
However, λ represents a measurement wavelength, and 400 nm ≦ λ 12 ≦ 700 nm.
Preferably, the relationship of the above formulas (3) and (4) is satisfied at the same time.

厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値の波長分散は、下記式(32)かつ(33)を満足することであり、
0.4<RthPOC(450)/RthPOC(550)<0.98 (32)
1.01<RthPOC(650)/RthPOC(550)<1.50 (33)
より好ましくは、下記式(34)かつ(35)を満足することである。
0.6<RthPOC(450)/RthPOC(550)<0.95 (34)
1.03<RthPOC(650)/RthPOC(550)<1.40 (35)
上記式(32)〜(35)において、Γの後ろの()内の数字は、測定波長(nm)を表す。
The wavelength dispersion of the retardation value in the thickness direction of the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is to satisfy the following formulas (32) and (33):
0.4 <Rth POC (450) / Rth POC (550) <0.98 (32)
1.01 <Rth POC (650) / Rth POC (550) <1.50 (33)
More preferably, the following expressions (34) and (35) are satisfied.
0.6 <Rth POC (450) / Rth POC (550) <0.95 (34)
1.03 <Rth POC (650) / Rth POC (550) <1.40 (35)
In the above formulas (32) to (35), the number in () after Γ represents the measurement wavelength (nm).

上記式(3)については好ましくは、下記式(36)かつ(37)を満足することであり、
0.4<(ΓLC(450)+Γ(450))/(ΓLC(550)+Γ(550))
<0.98 (36)
1.01<(ΓLC(650)+Γ(650))/(ΓLC(550)+Γ(550))
<1.50 (37)
より好ましくは、下記式(38)かつ(39)を満足することである。
0.6<(ΓLC(450)+Γ(450))/(ΓLC(550)+Γ(550))
<0.95 (38)
1.03<(ΓLC(650)+Γ(650))/(ΓLC(550)+Γ(550))
<1.40 (39)
上記式(36)〜(39)において、Γの後ろの()内の数字は、測定波長(nm)を表す。
The above formula (3) preferably satisfies the following formulas (36) and (37):
0.4 <(Γ LC (450) + Γ 1 (450)) / (Γ LC (550) + Γ 1 (550))
<0.98 (36)
1.01 <(Γ LC (650) + Γ 1 (650)) / (Γ LC (550) + Γ 1 (550))
<1.50 (37)
More preferably, the following expressions (38) and (39) are satisfied.
0.6 <(Γ LC (450) + Γ 1 (450)) / (Γ LC (550) + Γ 1 (550))
<0.95 (38)
1.03 <(Γ LC (650) + Γ 1 (650)) / (Γ LC (550) + Γ 1 (550))
<1.40 (39)
In the above formulas (36) to (39), the number in () after Γ represents the measurement wavelength (nm).

一般にIPSモードの黒状態における液晶セルの位相差値は、液晶材料に起因し波長増大に伴い減少し正の位相差値を有する。したがって、上記式(3)、(36)〜(39)を満足するためには、面内に光学軸を有する第1の負の略1軸性光学フィルムの位相差絶対値は波長増大に伴い減少するものであることが好ましい。より具体的には、上記式(3)の関係を満足するために、下記式(40)および(41)を満足することが好ましい。
ΓLC(450)/ΓLC(550)<Γ(450)/Γ(550) (40)
ΓLC(650)/ΓLC(550)>Γ(650)/Γ(550) (41)
In general, the phase difference value of the liquid crystal cell in the black state of the IPS mode decreases as the wavelength increases due to the liquid crystal material, and has a positive phase difference value. Therefore, in order to satisfy the above formulas (3) and (36) to (39), the absolute value of the retardation of the first negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane increases with increasing wavelength. It is preferable to decrease. More specifically, in order to satisfy the relationship of the above formula (3), it is preferable to satisfy the following formulas (40) and (41).
Γ LC (450) / Γ LC (550) <Γ 1 (450) / Γ 1 (550) (40)
Γ LC (650) / Γ LC (550)> Γ 1 (650) / Γ 1 (550) (41)

上記面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムは、それぞれ、必要な特性を有していれば、1枚単独または2枚以上のフィルムを積層させて構成されていてもよいが、それぞれ1枚からなるものの方が液晶表示装置全体の厚さが薄くでき、フィルム同士の積層工程も不要であり生産性の点からも好ましい。   Each of the negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane and the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction, each having a necessary characteristic, is a single sheet. Alternatively, it may be configured by laminating two or more films. However, the thickness of the entire liquid crystal display device can be made thinner if it is composed of one film each, and the process of laminating the films is unnecessary, so that productivity is improved. Is also preferable.

IPSは横電界により液晶ダイレクターが面内で変化するモードである。電圧が実質的に非印加状態で黒表示となるノーマリブラックモードと、印加状態で黒表示となるノーマリホワイトモードが考えられるが、IPSモードにおいては電圧印加時の液晶配向の乱れを制御すること等が困難であることから、高コントラストを得るためにはノーマリブラックモードである必要がある。   IPS is a mode in which a liquid crystal director changes in a plane by a lateral electric field. A normally black mode in which black is displayed when a voltage is substantially not applied and a normally white mode in which black is displayed in an applied state are conceivable. In the IPS mode, liquid crystal alignment disorder during voltage application is controlled. In order to obtain high contrast, it is necessary to be in the normally black mode.

液晶セルの位相差としては、200〜450nmであることが好ましく、より好ましくは250〜400nm、さらに好ましくは270〜390nmである。液晶セルの位相差値は非電圧印加状態での正面入射時の値(面内の値)である。液晶セルの位相差値は、セル構造、駆動条件や目的の透過率の設定等により変化するが、これらの値を満足することが好ましい。液晶に用いる材料は公知の誘電率異方性が正で屈折率異方性も正のネマチック液晶、スメクチック液晶等が用いられるが、好ましくはネマチック液晶である。また、IPSモードにおいて液晶を駆動させるためには、面内に横電界を発生させる必要があるが、公知の櫛型電極配置や電極形成方法等が利用できる。   As a phase difference of a liquid crystal cell, it is preferable that it is 200-450 nm, More preferably, it is 250-400 nm, More preferably, it is 270-390 nm. The phase difference value of the liquid crystal cell is a value (in-plane value) at the front incidence in a non-voltage applied state. The phase difference value of the liquid crystal cell varies depending on the cell structure, driving conditions, setting of desired transmittance, and the like, but it is preferable to satisfy these values. As the material used for the liquid crystal, known nematic liquid crystal and smectic liquid crystal having positive dielectric anisotropy and positive refractive index anisotropy are used, and nematic liquid crystal is preferable. Further, in order to drive the liquid crystal in the IPS mode, it is necessary to generate a lateral electric field in the plane, but a known comb electrode arrangement, an electrode forming method, or the like can be used.

本発明に用いられる面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムと厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムは材料が同じであることが好ましく、その場合、量産効果により生産性を向上させることができる。   The negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane used in the present invention and the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction are preferably made of the same material. Productivity can be improved by mass production.

面内に光学軸を有する負の1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの材料としては、例えばポリカーボネート、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、アモルファスポリオレフィン、ノルボルネン骨格を有するポリマー、有機酸置換セルロース系、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエステル、オレフィンマレイミド、フェニル基を有する共重合オレフィンマレイミド、液晶性高分子が挙げられる。また重合性液晶を配向させた後硬化させたもの等のうち、分子分極率異方性が負であるものも挙げられる。これらの材料は、例えばフィルム化した後、例えば1軸延伸することにより面内に光学軸を有する負の1軸性光学フィルムとすることができる。また、これらの材料を用いてフィルム化し、2軸延伸することにより厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムを作製することができる。   Examples of materials for a negative uniaxial optical film having an optical axis in the plane and a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction include polycarbonate, polystyrene, syndiotactic polystyrene, amorphous polyolefin, and norbornene. Examples thereof include polymers having a skeleton, organic acid-substituted cellulose, polyethersulfone, polyarylate, polyester, olefin maleimide, copolymerized olefin maleimide having a phenyl group, and liquid crystalline polymer. Further, among those obtained by aligning a polymerizable liquid crystal and cured, those having a negative molecular polarizability anisotropy are also included. These materials can be made into a negative uniaxial optical film having an optical axis in a plane by, for example, uniaxial stretching after film formation. Moreover, it is possible to produce a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction by forming a film using these materials and biaxially stretching.

上記材料として好ましいのはフルオレン骨格を有するポリカーボネートである。フルオレン骨格は延伸操作等により高分子主鎖に対して垂直に配向するため、大きな負の分子分極率異方性を取りうる。   Preferred as the material is a polycarbonate having a fluorene skeleton. Since the fluorene skeleton is oriented perpendicular to the polymer main chain by a stretching operation or the like, it can have a large negative molecular polarizability anisotropy.

フルオレン骨格を有するポリカーボネートの好ましい化学構造は下記式(I)で表される繰返し単位を含有するポリマーまたはポリマー混合物からなる。

Figure 2006349748
ここで、R〜Rは、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基および炭素数1〜6の炭化水素−O−基よりなる群から選ばれる基であり、そしてXは下記式(1)−1
Figure 2006349748
で表わされる基であり、R30およびR31は、互いに独立に、ハロゲン原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、そしてnおよびmは互いに独立に、0〜4の整数である。 A preferable chemical structure of the polycarbonate having a fluorene skeleton is composed of a polymer or a polymer mixture containing a repeating unit represented by the following formula (I).
Figure 2006349748
Here, R 1 to R 8 are each independently a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. And X is the following formula (1) -1
Figure 2006349748
R 30 and R 31 are each independently a halogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n and m are each independently an integer of 0 to 4.

ここで該ポリマーおよびポリマー混合物は上記式(I)で表される繰返し単位をそれぞれポリマーまたはポリマー混合物の全繰返し単位の50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。ポリカーとしては共重合体が好適である。
これらのフルオレン骨格を有するポリカーボネートは高いガラス転移点温度、ハンドリングや延伸成形性等の点で、本発明における光学フィルムとして優れた物性を有する。
Here, the polymer and the polymer mixture preferably contain 50 to 95 mol%, more preferably 60 to 95 mol% of the repeating units represented by the above formula (I), respectively, based on the total repeating units of the polymer or polymer mixture. More preferably, it is 70-90 mol%. A copolymer is preferred as the polycar.
These polycarbonates having a fluorene skeleton have excellent physical properties as an optical film in the present invention in terms of high glass transition temperature, handling, stretch moldability, and the like.

より好ましいポリカーボネートとしては、上記式(I)で示される繰返し単位および下記式(II)

Figure 2006349748
で示される繰返し単位からなり、かつ上記式(I)および(II)の合計に基づき上記式(I)で表される繰返し単位は50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。 More preferred polycarbonates include the repeating unit represented by the above formula (I) and the following formula (II):
Figure 2006349748
And the repeating unit represented by the formula (I) based on the sum of the formulas (I) and (II) is preferably contained in an amount of 50 to 95 mol%, more preferably 60 to It is 95 mol%, More preferably, it is 70-90 mol%.

上記式(II)において、R〜R16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭素数1〜22の炭化水素基よりなる群から選ばれる少なくとも一種の基であり、Yは下記式群のそれぞれで表わされる基:

Figure 2006349748
よりなる群から選ばれる少なくとも一種の基である。ここで、Y中のR17〜R19、R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基、アリール基の如き炭素数1〜22の炭化水素基であり、R20およびR23はアルキル基、アリール基の如き炭素数1〜20の炭化水素基であり、また、Ar〜Arは、それぞれ独立に、フェニル基の如き炭素数6〜10のアリール基である。 In the above formula (II), R 9 to R 16 are each independently at least one group selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, and a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and Y represents the following formula: Groups represented by each of the groups:
Figure 2006349748
And at least one group selected from the group consisting of: Here, R 17 to R 19 , R 21 and R 22 in Y are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms such as an alkyl group or an aryl group, and R 20 and R 23 are each a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as an alkyl group or an aryl group, and Ar 1 to Ar 3 are each independently an aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group. is there.

また、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムであって、かつその位相差絶対値が波長増大に伴い増大するものとしては、下記式(III)で表わされる繰返し単位を含有するポリマーまたはポリマー混合物であることが好ましい。ここで該ポリマーおよびポリマー混合物は上記式(III)で表される繰返し単位をそれぞれポリマーまたはポリマー混合物の全繰返し単位の50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。さらに好ましくは下記式(III)および上記式(II)で示される繰返し単位からなり、かつ上記式(III)および(II)の合計に基づき下記式(III)で表される繰返し単位は50〜95モル%含有するものが好ましく、より好ましくは60〜95モル%、さらに好ましくは70〜90モル%である。

Figure 2006349748
ここでR40、R41は炭素数1〜3のアルキル基またはアルコキシ基、またはニトロ基またはハロゲン原子を表し、そしてlおよびkは互いに独立に、0〜3の整数である。 In addition, as a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction and whose phase difference absolute value increases as the wavelength increases, a repeating unit represented by the following formula (III) is used. A polymer or polymer mixture is preferably contained. Here, the polymer and the polymer mixture preferably contain 50 to 95 mol%, more preferably 60 to 95 mol% of the repeating units represented by the above formula (III), respectively, based on the total repeating units of the polymer or polymer mixture. More preferably, it is 70-90 mol%. More preferably, the repeating unit is composed of repeating units represented by the following formula (III) and the above formula (II), and the repeating unit represented by the following formula (III) based on the sum of the above formulas (III) and (II) is 50 to What contains 95 mol% is preferable, More preferably, it is 60-95 mol%, More preferably, it is 70-90 mol%.
Figure 2006349748
Here, R 40 and R 41 each represents an alkyl group or alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a nitro group or a halogen atom, and l and k are each independently an integer of 0 to 3.

上記したポリカーボネートはジヒドロキシ化合物とホスゲンとの重縮合による方法、溶融重縮合法、固相重合法等により好適に製造される。ブレンドの場合は、相溶性ブレンドが好ましいが、完全に相溶しなくても成分間の屈折率を合わせれば成分間の光散乱を抑え、透明性を向上させることが可能である。   The above-mentioned polycarbonate is suitably produced by a method by polycondensation of a dihydroxy compound and phosgene, a melt polycondensation method, a solid phase polymerization method or the like. In the case of a blend, a compatible blend is preferable, but even if it is not completely compatible, light scattering between components can be suppressed and transparency can be improved by adjusting the refractive index between components.

さらに厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの材料として好ましい別の材料としては、ポリフェニレンオキサイドとポリスチレンのブレンド物を用いることである。ポリスチレンの立体規則性はアタクチック、シンジオタクチック、アイソタクチックのいずれでもよい。ポリフェニレンオキサイドとポリスチレンのブレンド物はそのブレンド比率により、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムで、かつ位相差絶対値が波長に対して単調に増加するものを作製することが可能である。   Furthermore, another preferred material for the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is to use a blend of polyphenylene oxide and polystyrene. The stereoregularity of polystyrene may be any of atactic, syndiotactic and isotactic. A blend of polyphenylene oxide and polystyrene is a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction, and the absolute value of the phase difference monotonously increases with respect to the wavelength, depending on the blend ratio. Is possible.

本発明における面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム(以下、併せて単に1軸性光学フィルムということがある)中にはさらに、フェニルサリチル酸、2−ヒドロキシベンゾフェノン、トリフェニルフォスフェート等の紫外線吸収剤や、色味を変えるためのブルーイング剤、酸化防止剤等を含有してもよい。   In the present invention, a negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis, and a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction (hereinafter sometimes referred to simply as a uniaxial optical film). ) May further contain an ultraviolet absorber such as phenyl salicylic acid, 2-hydroxybenzophenone, and triphenyl phosphate, a bluing agent for changing the color, an antioxidant, and the like.

1軸性光学フィルムの厚さとしては、1μmから400μmであることが好ましい。なお、本発明における光学フィルムは「シート」、「板」といわれるいずれのものも含む意味で用いられている。フィルムのハンドリングを含めて考えると、厚さは20〜130μmが好ましく、より好ましくは30〜100μm、さらに好ましくは40〜90μmである。   The thickness of the uniaxial optical film is preferably 1 μm to 400 μm. In addition, the optical film in this invention is used by the meaning containing both what is called a "sheet" and a "board". Considering the handling of the film, the thickness is preferably 20 to 130 μm, more preferably 30 to 100 μm, still more preferably 40 to 90 μm.

偏光板は一般に、前記した偏光層を保護するためのフィルム(以下偏光層用保護フィルムということがある)としてセルロースアセテート等からなる一対のフィルムの間に、偏光層を挟持した構成のものが好適に用いられている。偏光板の偏光層としては、所定の偏光状態の光を得ることができる適宜なものを用いうる。就中、直線偏光状態の透過光を得ることのできるものが好ましい。偏光層の例としては、ポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素および/または二色性染料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム等からなる偏光層などがあげられる。   In general, the polarizing plate preferably has a structure in which a polarizing layer is sandwiched between a pair of films made of cellulose acetate or the like as a film for protecting the polarizing layer (hereinafter sometimes referred to as a protective film for a polarizing layer). It is used for. As the polarizing layer of the polarizing plate, an appropriate layer capable of obtaining light in a predetermined polarization state can be used. In particular, those capable of obtaining transmitted light in a linearly polarized state are preferable. Examples of polarizing layers include iodine and / or dichroic dye adsorbed on hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films. And a polarizing layer composed of a polyene-oriented film such as a dehydrated product of polyvinyl alcohol or a dehydrochlorinated product of polyvinyl chloride.

偏光板に偏光層用保護フィルムが存在する場合には、その光学異方性はできるだけ小さいことが好ましく、具体的には面内位相差で10nm以下、より好ましくは7nm以下であり、最も好ましくは5nm以下である。また、Rth(λ)は70nm以下であることが好ましく、より好ましくは50nm以下、最も好ましくは40nm以下である。さらに、偏光層用保護フィルムのフィルム面内における遅相軸は偏光板の吸収軸と直交または平行であることが好ましく、平行であることが偏光板の連続生産を行う上でより好ましい。偏光層用保護フィルムとしは、例えばポリカーボネート系、ポリスチレン系、シンジオタクチックポリスチレン、アモルファスポリオレフィン系、ノルボルネン骨格を有するポリマー、有機酸置換セルロース系、ポリエーテルスルホン系、ポリアリレート系、ポリエステル系、オレフィンマレイミド系、フェニル基を有する共重合オレフィンマレイミド系有機酸置換セルロース等が用いられるが、好ましくはセルロースアセテートである。   When a protective film for a polarizing layer is present on the polarizing plate, the optical anisotropy is preferably as small as possible. Specifically, the in-plane retardation is 10 nm or less, more preferably 7 nm or less, and most preferably 5 nm or less. Rth (λ) is preferably 70 nm or less, more preferably 50 nm or less, and most preferably 40 nm or less. Furthermore, it is preferable that the slow axis in the film plane of the protective film for polarizing layers is orthogonal or parallel to the absorption axis of a polarizing plate, and it is more preferable when performing parallel production of a polarizing plate that it is parallel. Examples of the protective film for the polarizing layer include polycarbonate, polystyrene, syndiotactic polystyrene, amorphous polyolefin, polymer having norbornene skeleton, organic acid substituted cellulose, polyethersulfone, polyarylate, polyester, olefin maleimide And a copolymerized olefin maleimide-based organic acid-substituted cellulose having a phenyl group are used, and cellulose acetate is preferred.

本発明においては、前述の、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、偏光板とがこの順番で一体となり、かつ面内に光学軸を有する負の略1軸性フィルムの面内遅相軸と偏光板の吸収軸が略90°となるように積層された積層偏光板が提供される。   In the present invention, the negative substantially uniaxial optical film having the optical axis in the plane, the positive substantially uniaxial optical film having the optical axis in the thickness direction, and the polarizing plate are integrated in this order. Also provided is a laminated polarizing plate laminated such that the in-plane slow axis of a negative substantially uniaxial film having an optical axis in the plane and the absorption axis of the polarizing plate are about 90 °.

かかる本発明の積層偏光板においては、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムに接する側の偏光層用保護フィルムを省き、正の略1軸性光学フィルムが偏光層用保護フィルムを兼ねてもよい。このようにすることでより光学設計が容易になるといった利点も有する。この場合には上記式(2)においてRth(λ)は0と考えれば良い。また、同様に、第1の偏光板において偏光層用保護フィルムが存在しない場合には、上記式(1)において、Rth(λ)は0と考えれば良い。 In the laminated polarizing plate of the present invention, the protective film for the polarizing layer on the side in contact with the positive substantially uniaxial optical film having the optical axis in the thickness direction is omitted, and the positive substantially uniaxial optical film is used for the polarizing layer. It may also serve as a protective film. This also has the advantage that the optical design becomes easier. In this case, Rth 2 (λ) may be considered as 0 in the above formula (2). Similarly, when there is no polarizing layer protective film in the first polarizing plate, Rth 1 (λ) may be considered to be 0 in the above formula (1).

本発明の積層偏光板の形成は液晶表示装置の製造過程で位相差フィルムと偏光板を順次別個に積層する方式や、予め積層物としてそれを用いる方式などの適宜な方式で行うことができる。後者の事前積層化方式が、品質の安定性や積層作業性に優れて液晶表示装置の製造効率を向上させうる利点などがある。   The laminated polarizing plate of the present invention can be formed by an appropriate method such as a method of sequentially laminating a retardation film and a polarizing plate in the course of manufacturing a liquid crystal display device, or a method of using it as a laminate in advance. The latter pre-lamination method has advantages such as excellent quality stability and laminating workability, and can improve the manufacturing efficiency of the liquid crystal display device.

面内に光学軸を有する負の1軸性光学フィルムの製造方法としては、分子分極率異方性が負の材料を1軸延伸により製造することが好ましい。縦1軸延伸するか横1軸延伸するかによって、遅相軸の方位を制御することできる。一般に偏光板は縦1軸延伸により連続製造され、吸収軸がフィルム面内においてフィルム幅方向に垂直方向に存在する。したがって、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムの遅相軸方位を制御し、ロールツウロールにより貼りあわせることにより、本発明の液晶表示装置を形成する積層偏光板を容易に形成することができる。また、分子分極率異方性が負の材料として例えば高分子液晶とし、配向処理を施したものや、重合性液晶を配向させた後、硬化させたものも本発明の光学フィルムとして使用してもよい。   As a method for producing a negative uniaxial optical film having an optical axis in the plane, it is preferable to produce a material having negative molecular polarizability anisotropy by uniaxial stretching. The azimuth of the slow axis can be controlled depending on whether the longitudinal uniaxial stretching or the transverse uniaxial stretching is performed. In general, a polarizing plate is continuously produced by longitudinal uniaxial stretching, and an absorption axis exists in a direction perpendicular to the film width direction in the film plane. Therefore, the laminated polarizing plate forming the liquid crystal display device of the present invention can be easily formed by controlling the slow axis direction of a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane and laminating with a roll-to-roll. Can be formed. Further, as a material having a negative molecular polarizability anisotropy, for example, a polymer liquid crystal, which has been subjected to an alignment treatment, or a polymerized liquid crystal which has been aligned and then cured can be used as the optical film of the present invention. Also good.

偏光板と光学フィルムの積層に際しては、必要に応じて接着剤等を介して固定することができる。軸関係のズレ防止等の点からは接着固定することが好ましい。接着には、例えばポリビニルアルコール系、変性ポリビニルアルコール系、有機シラノール系、アクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系等の透明な接着剤を用いることができ、その種類については特に限定はない。光学特性の変化を防止する点などからは、硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥処理を要しないものが望ましい。また、加熱や加湿条件下に剥離等を生じないものが好ましい。   When laminating the polarizing plate and the optical film, they can be fixed via an adhesive or the like as necessary. From the standpoint of preventing axial misalignment, it is preferable to bond and fix. For the adhesion, for example, a transparent adhesive such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, organic silanol, acrylic or silicone, polyester or polyurethane, polyether or rubber can be used. There is no particular limitation on. From the standpoint of preventing changes in optical properties, those that do not require high-temperature processes during curing and drying are preferred, and those that do not require long-time curing or drying treatments are desirable. Moreover, what does not produce peeling | exfoliation etc. on heating or humidification conditions is preferable.

偏光層用保護フィルムとしてトリアセチルセルロース(TAC)を用いた場合、TACと位相差フィルムの接着剤としては、(メタ)アクリル酸ブチルや(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルや(メタ)アクリル酸の如きモノマーを成分とする質量平均分子量が10万以上で、ガラス転移温度が0℃以下のアクリル系ポリマーからなるアクリル系感圧接着剤が特に好ましく用いうる。またアクリル系感圧接着剤は、透明性や耐候性や耐熱性などに優れる点からも好ましい。   When triacetyl cellulose (TAC) is used as the protective film for the polarizing layer, TAC and retardation film adhesives include butyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate and ( An acrylic pressure-sensitive adhesive composed of an acrylic polymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more and a glass transition temperature of 0 ° C. or less, which contains a monomer such as (meth) acrylic acid, can be particularly preferably used. An acrylic pressure-sensitive adhesive is also preferable from the viewpoint of excellent transparency, weather resistance, heat resistance, and the like.

接着剤には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填材や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。なお、上記の偏光子、位相差フィルム、偏光板保護フィルム、接着剤層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収機能をもたせることもできる。   Adhesives may be appropriately selected from fillers and pigments made of natural or synthetic resins, glass fibers and glass beads, metal powders and other inorganic powders, colorants, antioxidants, and the like as required. Additives can also be blended. In addition, each layer such as the above polarizer, retardation film, polarizing plate protective film, adhesive layer is, for example, a salicylic acid ester compound, a benzophenol compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, a nickel complex compound, etc. An ultraviolet absorbing function can be provided by a method of treating with an ultraviolet absorber.

本発明の液晶表示装置を製造する方法は通常の方法でよい。すなわち、液晶表示装置は、液晶セルと偏光板と光学フィルム、および必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むことなどにより形成される。   The method for producing the liquid crystal display device of the present invention may be a normal method. That is, the liquid crystal display device is formed by appropriately assembling components such as a liquid crystal cell, a polarizing plate, an optical film, and an illumination system as necessary, and incorporating a drive circuit.

液晶表示装置の形成部品は、積層一体化されていてもよいし、分離状態にあってもよい。また液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板やアンチグレア層、反射防止膜、保護層や保護板、カラーフィルタなどの適宜な光学素子を適宜に配置することができる。   The forming parts of the liquid crystal display device may be laminated and integrated, or may be in a separated state. In forming the liquid crystal display device, for example, appropriate optical elements such as a diffusion plate, an antiglare layer, an antireflection film, a protective layer, a protective plate, and a color filter can be appropriately disposed.

以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(評価法)
本明細書中に記載の材料特性値等は以下の評価法によって得られたものである。
(1)位相差値Γ(λ)(nm)、Rth(λ)値(nm)、Nzの測定
複屈折Δnとフィルムの厚さdの積である位相差Γ(λ)値、Rth(λ)、Nzは、分光エリプソメータである日本分光(株)製の商品名『M150』により測定した。Γ値は入射光線とフィルム表面が直交する状態で測定した。また、Nz、Rth値は入射光線とフィルム表面の角度を変えることにより、各角度での位相差値を測定し、公知の屈折率楕円体の式でカーブフィッチングすることにより三次元屈折率であるn,n,nを求め、下記式(7)、(12)に代入することにより求めた。
Nz=(n−n)/(n−n) (7)
Rth(λ)={(n+n)/2−n}×d (12)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(Evaluation method)
The material characteristic values and the like described in the present specification are obtained by the following evaluation methods.
(1) Measurement of retardation value Γ (λ) (nm), Rth (λ) value (nm), Nz Phase difference Γ (λ) value, Rth (λ), which is the product of birefringence Δn and film thickness d ) And Nz were measured by a trade name “M150” manufactured by JASCO Corporation, which is a spectroscopic ellipsometer. The Γ value was measured with the incident light beam and the film surface orthogonal. In addition, the Nz and Rth values are obtained by measuring the phase difference value at each angle by changing the angle between the incident light beam and the film surface, and by curve fitting with a known refractive index ellipsoidal expression, It calculated | required by calculating | requiring a certain nx , ny , nz and substituting into following formula (7), (12).
Nz = (n x -n z) / (n x -n y) (7)
Rth (λ) = {(n x + ny ) / 2−n z } × d (12)

(2)略1軸性光学フィルムの作製方法1
光学フィルムの樹脂材料としては、フルオレン骨格を有する共重合ポリカーボネートを用いた。ポリカーボネートの重合は公知のホスゲンを用いた界面重縮合法によって行われた。攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水を仕込み、これに下記構造を有するモノマー[A]と[B]を86対14のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルファイトを加えた。次にこれに塩化メチレンを加え、20℃でホスゲンを約60分かけて吹き込んだ。さらに、p−tert−ブチルフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて30℃で約3時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後有機相分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比は仕込み量比とほぼ同様であった。
この共重合体をメチレンクロライドに溶解させ、固形分濃度18重量%のドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャストフィルムを作製し未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムの残留溶媒量は0.9重量%であった。このフィルムを延伸温度225℃とし、表1記載の位相差値が得られるように延伸倍率を設定して1軸延伸することにより、面内に光軸を有する負の略1軸性光学フィルムを得た。また、同様に表1記載の位相差値が得られるように延伸倍率を設定して2軸延伸することにより、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムを得た。

Figure 2006349748
(2) Preparation method 1 of a substantially uniaxial optical film
A copolymer polycarbonate having a fluorene skeleton was used as the resin material for the optical film. The polymerization of the polycarbonate was performed by an interfacial polycondensation method using a known phosgene. A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser was charged with an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water, and the monomers [A] and [B] having the following structures were dissolved in a molar ratio of 86:14 in this, A small amount of hydrosulfite was added. Next, methylene chloride was added thereto, and phosgene was blown in at about 20 ° C. over about 60 minutes. Further, p-tert-butylphenol was added to emulsify, and then triethylamine was added and stirred at 30 ° C. for about 3 hours to complete the reaction. After completion of the reaction, the organic phase was collected, and methylene chloride was evaporated to obtain a polycarbonate copolymer. The composition ratio of the obtained copolymer was almost the same as the charged amount ratio.
This copolymer was dissolved in methylene chloride to prepare a dope solution having a solid concentration of 18% by weight. A cast film was produced from this dope solution to obtain an unstretched film. The residual solvent amount of this unstretched film was 0.9% by weight. A negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis is obtained by setting this film to a stretching temperature of 225 ° C. and setting the stretching ratio so that the retardation value shown in Table 1 can be obtained and uniaxially stretching. Obtained. Similarly, a stretching ratio was set so that the retardation values shown in Table 1 were obtained, and biaxial stretching was performed to obtain a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction.
Figure 2006349748

(3)厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの作製方法2
ポリスチレンとポリフェニレンオキサイドをそれぞれ重量比で74.5対25.5とし、クロロホルム溶媒に溶解して濃度23重量%のドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャストフィルムを作製し未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムの残留溶媒量は1.4重量%であった。このフィルムを延伸温度130℃とし、2軸延伸することにより実施例2で用いた厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムを作製した。
(3) Method 2 for producing a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction
Polystyrene and polyphenylene oxide were adjusted to a weight ratio of 74.5 to 25.5, respectively, and dissolved in a chloroform solvent to prepare a dope solution having a concentration of 23% by weight. A cast film was produced from this dope solution to obtain an unstretched film. The residual solvent amount of this unstretched film was 1.4% by weight. The film was stretched at a stretching temperature of 130 ° C. and biaxially stretched to produce a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction used in Example 2.

[実施例1〜2]
図4に示した構造を有する液晶表示装置において、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムおよび黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれ、Γ1(λ)、ΓLC(λ)、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOCとし、それぞれの値を表1のように変化させ、ノーマリブラックモードのIPS液晶セルの黒状態における、波長450、550、650nmの透過率(漏光程度)の入射角依存性を計算し、実際の液晶表示装置と比較した。実施例1および2の厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムは、それぞれ上記作製方法1と2で作製されたものである。これら厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの面内位相差値はいずれも2nmである。また、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムは実施例1、2ともに上記作製方法1により作製されたものでNz値は0である。
[Examples 1-2]
In the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 4, the in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film having the optical axis in the plane and the liquid crystal cell in the black state are respectively represented by Γ 1 (λ), Γ LC (λ), the thickness direction retardation value of a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction as Rth POC, and changing each value as shown in Table 1, normally black mode The incident angle dependence of the transmittance (degree of light leakage) at wavelengths of 450, 550, and 650 nm in the black state of the IPS liquid crystal cell was calculated and compared with an actual liquid crystal display device. The positive substantially uniaxial optical films having optical axes in the thickness direction of Examples 1 and 2 were produced by the production methods 1 and 2, respectively. The in-plane retardation value of these positive substantially uniaxial optical films having an optical axis in the thickness direction is 2 nm. Moreover, the negative substantially uniaxial optical film which has an optical axis in a surface was produced by the said preparation method 1 in both Examples 1 and 2, and Nz value is 0.

ここでは視野角の拡大、カラーシフトの抑制が目的であり、その効果を示すため、極角60°で方位角を変えた場合の、透過率の波長依存性を計算した結果を示すことにする。実施例1〜2の計算条件は表1に示してあり、それらの結果はそれぞれ図5〜6に対応する。また、表1中のRth(λ)が0は、偏光層用保護フィルムを用いていないことを意味している。本計算においては、この光学フィルムの位相差波長分散、位相差値は上記作製方法1、2にて作製した光学フィルムの測定データを使用した。   Here, the purpose is to enlarge the viewing angle and suppress the color shift, and in order to show the effect, the result of calculating the wavelength dependence of the transmittance when the azimuth is changed at a polar angle of 60 ° will be shown. . The calculation conditions of Examples 1-2 are shown in Table 1, and the results correspond to FIGS. In Table 1, Rth (λ) of 0 means that the protective film for polarizing layer is not used. In this calculation, the measurement data of the optical film produced by the above production methods 1 and 2 were used for the retardation wavelength dispersion and retardation value of this optical film.

また、液晶セルの位相差波長依存性については、市販のノーマリブラックモードでIPSモードの液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W32−L7000』の液晶セルの位相差波長分散を実測し、それらを計算に用いた。また、偏光板の偏光度は100%、各偏光板の透過率は50%とした。方位角の定義は図4に記す。   Regarding the retardation wavelength dependence of the liquid crystal cell, the retardation wavelength dispersion of the liquid crystal cell of the product name “W32-L7000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available normally black mode and IPS mode liquid crystal television, was measured. They were used for the calculation. The polarization degree of the polarizing plate was 100%, and the transmittance of each polarizing plate was 50%. The definition of the azimuth is shown in FIG.

上記の計算結果から、最も人間の目の視感度が高い550nmの透過率はいずれも0.2%未満と低く、また、その3波長における透過率が、すべて1%未満であり、広視野角化が実現できていることがわかる。また、方位角の変化に対して、光の三原色である青を代表する波長である波長450nmが常に大きく、方位角によって青、赤等と色変化が生じるものではないことがわかる。この結果は、方位角によって、大きく色調が変化することが少ないことを示しており、カラーシフトが大幅に抑制されていることを示す。   From the above calculation results, the transmittance at 550 nm, which has the highest human eye visibility, is low, less than 0.2%, and the transmittance at all three wavelengths is less than 1%. It can be seen that the system has been realized. In addition, it can be seen that the wavelength 450 nm, which is the wavelength representative of the three primary colors of light, is always large with respect to the change in azimuth, and the color change such as blue and red does not occur depending on the azimuth. This result indicates that the color tone hardly changes depending on the azimuth angle, and indicates that the color shift is greatly suppressed.

実際に、実施例1〜2の液晶セルとほぼ同じ位相差値を有する市販の液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W32−L7000』の液晶セルを用いて、表1記載の計算と同じ各構成、各位相差値を有する液晶表示装置を作製し、目視にて黒状態の視野角およびカラーシフトを確認したところ、後述する比較例と比べて計算結果とほぼ同様に広い視野角とカラーシフトが格段に少ないことを確認した。また、これらの液晶表示装置は中間調、白表示においてもカラーシフトが少ないことがわかった。   Actually, the calculation described in Table 1 was performed using a liquid crystal cell having a product name “W32-L7000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available liquid crystal television having substantially the same retardation value as the liquid crystal cells of Examples 1 and 2. A liquid crystal display device having the same configuration and each phase difference value was produced, and the viewing angle and color shift in the black state were confirmed by visual observation. It was confirmed that the color shift was extremely small. It was also found that these liquid crystal display devices have little color shift even in halftone and white display.

[実施例3]
実施例1〜2と同様に、図7に示した構造を有する液晶表示装置において、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セル、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、偏光層用保護フィルムの位相差値に関するパラメータを表1のように設定し、ノーマリブラックモードのIPS液晶セルの黒状態における、波長450、550、650nmの透過率(漏光程度)の入射角依存性を計算し、実際の液晶表示装置と比較した。本計算においては、これら光学フィルムの位相差波長分散、位相差値は上記作製方法1にて重合したポリカーボネート共重合体からなる光学フィルムの測定データを使用した。また、市販の液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W32−L7000』の液晶セルの位相差波長分散を実測し、それらを計算に用いた。また、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムのNz値は0、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの面内位相差値は3nmである。偏光層用保護フィルムはメチレンクロライドを溶媒とした溶液キャスト法により作製されたもので、面内位相差値はいずれも3nmである。
[Example 3]
As in Examples 1-2, in the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 7, a negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis, a liquid crystal cell in a black state, and an optical axis in the thickness direction The parameters relating to the retardation value of the positive substantially uniaxial optical film having polarizing plate and the protective film for polarizing layer are set as shown in Table 1, and the wavelengths in the black state of the normally black mode IPS liquid crystal cell are 450, 550, and 650 nm. The incident angle dependence of the transmittance (the degree of light leakage) was calculated and compared with an actual liquid crystal display device. In this calculation, the measurement data of the optical film made of the polycarbonate copolymer polymerized by the production method 1 was used for the retardation wavelength dispersion and retardation value of these optical films. Moreover, the phase difference wavelength dispersion of the liquid crystal cell of the product name "W32-L7000" by Hitachi, Ltd. which is a commercially available liquid crystal television was measured, and they were used for calculation. Further, the Nz value of a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane is 0, and the in-plane retardation value of a positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction is 3 nm. The protective film for a polarizing layer is produced by a solution casting method using methylene chloride as a solvent, and the in-plane retardation value is 3 nm.

結果を図8に示す。最も人間の目の視感度が高い550nmの透過率は0.1%未満と低く、また、その3波長における透過率が、すべて1%未満であり、広視野角化が実現できていることがわかる。また、方位角の変化に対して、光の三原色である青を代表する波長である波長450nmが常に大きく、方位角によって青、赤等と色変化が生じるものではないことがわかる。また、波長による入射角の方位角依存性の相違は後述する比較例と比べて格段に少ないことがわかる。この結果は、方位角によって、大きく色調が変化することが少ないことを示しており、カラーシフトが大幅に抑制されていることを示す。   The results are shown in FIG. The transmittance of 550 nm, which has the highest visual sensitivity of the human eye, is as low as less than 0.1%, and the transmittance at all three wavelengths is less than 1%, and a wide viewing angle can be realized. Recognize. In addition, it can be seen that the wavelength 450 nm, which is the wavelength representative of the three primary colors of light, is always large with respect to the change in azimuth, and the color change such as blue and red does not occur depending on the azimuth. Further, it can be seen that the difference in the azimuth angle dependency of the incident angle depending on the wavelength is remarkably small as compared with a comparative example described later. This result indicates that the color tone hardly changes depending on the azimuth angle, and indicates that the color shift is greatly suppressed.

次に計算した液晶セルとほぼ同じ位相差値を有する市販のノーマリブラックモードでIPSモードの液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W32−L7000』の液晶セルを用いて、表1記載の計算と同じ各構成、各位相差値を有する液晶表示装置を実際に作製し、目視にて黒状態の視野角およびカラーシフトを確認したところ、後述する比較例と比べて計算結果とほぼ同様に広い視野角で、かつカラーシフトが格段に少ないことを確認した。また、この液晶表示装置は中間調、白表示においてもカラーシフトが少ないことがわかった。   Next, using a liquid crystal cell having a product name “W32-L7000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available normally black mode and IPS mode liquid crystal television having substantially the same retardation value as the calculated liquid crystal cell, Table 1 A liquid crystal display device having the same configurations and phase difference values as those described above was actually manufactured, and the viewing angle and the color shift in the black state were confirmed by visual inspection. It was confirmed that the color shift was remarkably small with a wide viewing angle. It was also found that this liquid crystal display device has little color shift even in halftone and white display.

[実施例4]
計算に用いた液晶セルおよび実測に用いた液晶セルとして市販のノーマリブラックモードでIPSモードの液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W28−L5000』を使用し図9の構成にし、略1軸性光学フィルムとしては上記作製方法1で作製した光学フィルムの測定値を使用した以外は、実施例1と同様に評価を行った。面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムのNz値は0、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルムの面内位相差値は2nmである。
計算結果を図10に示す。後述の比較例と比べて、3つの波長ともに透過率が格段に小さくなっていることがわかる。
[Example 4]
Using the product name “W28-L5000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available normally black mode and IPS mode liquid crystal television as the liquid crystal cell used for the calculation and the liquid crystal cell used for the actual measurement, the configuration of FIG. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the measured value of the optical film produced by the production method 1 was used as the substantially uniaxial optical film. The negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane has an Nz value of 0, and the positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction has an in-plane retardation value of 2 nm.
The calculation results are shown in FIG. It can be seen that the transmittance is remarkably reduced at all three wavelengths as compared to a comparative example described later.

次に計算した液晶セルとほぼ同じ位相差値を有する市販のノーマリブラックモードでIPSモードの液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W28−L5000』の液晶セルを用いて、実施例1と同様に表1記載の計算と同じ各構成、各位相差値を有する液晶表示装置を作製し、目視にて黒状態の視野角およびカラーシフトを確認したが、後述する比較例と比べて計算結果とほぼ同様に広い視野角で、かつカラーシフトが格段に少ないことを確認した。また、この液晶表示装置は中間調、白表示においてもカラーシフトが少ないことがわかった。   Next, using a liquid crystal cell having a product name “W28-L5000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available normally black mode and IPS mode liquid crystal television having substantially the same retardation value as that of the calculated liquid crystal cell. A liquid crystal display device having the same configurations and phase difference values as those shown in Table 1 was prepared in the same manner as 1 and the viewing angle and color shift in the black state were visually confirmed. As with the results, it was confirmed that the viewing angle was wide and the color shift was remarkably small. It was also found that this liquid crystal display device has little color shift even in halftone and white display.

[比較例]
市販の液晶テレビである株式会社日立製作所製の商品名『W32−L7000』において用いられている液晶セルを用い、図11の構成において、実施例と同様に計算で求めた透過率の波長依存性の結果を図12に示す。計算に用いた物性値を表1に記す。方位角の定義は図11に記す。
[Comparative example]
Using the liquid crystal cell used in the product name “W32-L7000” manufactured by Hitachi, Ltd., which is a commercially available liquid crystal television, the wavelength dependence of the transmittance obtained by calculation in the same manner as in the example in the configuration of FIG. The results are shown in FIG. The physical property values used for the calculation are shown in Table 1. The definition of the azimuth angle is shown in FIG.

図12から、波長によらず透過率が大きく、方位角依存性も大きいことわかる。この液晶表示装置を目視にて黒状態の視野角およびカラーシフトを確認した。斜め方向から見た際に方位角によっては黒が、青や赤に変化し、カラーシフトが実施例に比べて極めて大きいことがわかった。   From FIG. 12, it can be seen that the transmittance is large and the azimuth angle dependency is large regardless of the wavelength. The liquid crystal display device was visually checked for black viewing angle and color shift. When viewed from an oblique direction, depending on the azimuth angle, black changed to blue or red, and it was found that the color shift was very large compared to the example.

Figure 2006349748
Figure 2006349748

本発明の液晶表示装置は、表示品位特に視野角性能に優れており、例えば液晶テレビ、液晶モニター、携帯端末用デイスプレイ、携帯電話用デイスプレイ、カーナビゲーション用デイスプレイ等にとって有用である。   The liquid crystal display device of the present invention is excellent in display quality, particularly viewing angle performance, and is useful for, for example, a liquid crystal television, a liquid crystal monitor, a display for mobile terminals, a display for mobile phones, a display for car navigation, and the like.

本発明のノーマリブラックモードインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置の概略図の一例である。It is an example of the schematic of the liquid crystal display device of the normally black mode in-plane switching system of this invention. 本発明のノーマリブラックモードインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置と光学的にほぼ等価な構成体の一例である。It is an example of a structure optically substantially equivalent to the normally black mode in-plane switching type liquid crystal display device of the present invention. 本発明における位相差フィルムの三次元屈折率の定義のための直交座標を説明した図である。It is a figure explaining the orthogonal coordinate for the definition of the three-dimensional refractive index of the phase difference film in this invention. 実施例1〜2における液晶表示装置の光学素子の配置図である。FIG. 3 is a layout diagram of optical elements of liquid crystal display devices in Examples 1 and 2. 実施例1における極角60°の入射光の透過率の方位角および波長依存性を示した図である。It is the figure which showed the azimuth and wavelength dependence of the transmittance | permeability of the incident light of the polar angle of 60 degrees in Example 1. FIG. 実施例2における極角60°の入射光の透過率の方位角および波長依存性を示した図である。It is the figure which showed the azimuth and wavelength dependence of the transmittance | permeability of the incident light of the polar angle of 60 degrees in Example 2. FIG. 実施例3における液晶表示装置の光学素子の配置図である。FIG. 6 is a layout diagram of optical elements of a liquid crystal display device in Example 3. 実施例3における極角60°の入射光の透過率の方位角および波長依存性を示した図である。It is the figure which showed the azimuth and wavelength dependence of the transmittance | permeability of the incident light of the polar angle of 60 degrees in Example 3. 実施例4における液晶表示装置の光学素子の配置図である。FIG. 10 is a layout diagram of optical elements of a liquid crystal display device in Example 4. 実施例4における極角60°の入射光の透過率の方位角および波長依存性を示した図である。It is the figure which showed the azimuth and wavelength dependence of the transmittance | permeability of the incident light of the polar angle of 60 degrees in Example 4. 比較例における液晶表示装置の光学素子の配置図である。It is an arrangement view of optical elements of a liquid crystal display device in a comparative example. 比較例における極角60°の入射光の透過率の方位角および波長依存性を示した図である。It is the figure which showed the azimuth and wavelength dependence of the transmittance | permeability of the incident light of the polar angle of 60 degrees in a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の偏光板
2 IPSモードの液晶セル
3 面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム
4 厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
5 第2の偏光板
6 偏光板の吸収軸
7 位相差フィルムの面内における遅相軸
8 黒状態におけるIPSモードの液晶セルの面内の遅相軸
9 光源から出射されて液晶表示装置に入射される光
10 第1の偏光板
11 面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムとIPSモードの液晶セルとの組み合わせと等価にみなせる面内に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
12 厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
13 第2の偏光板
14 偏光板の吸収軸
15 位相差フィルムの面内における遅相軸
30 位相差フィルム(光学フィルム)
31 位相差フィルムの表面
41 第2の偏光板
42 厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
43 面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム
44 IPS液晶セル
45 第1の偏光板
46 偏光板の吸収軸
47 位相差フィルムの面内における遅相軸
48 黒状態におけるIPS液晶セルの面内の遅相軸
49 光源から出射されて液晶表示装置に入射される光
55 実施例1の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長450nmにおける透過率
56 実施例1の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長550nmにおける透過率
57 実施例1の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長650nmにおける透過率
61 実施例2の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長450nmにおける透過率
62 実施例2の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長550nmにおける透過率
63 実施例2の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長650nmにおける透過率
71 第2の偏光板
72 偏光層用保護フィルム
73 厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
74 面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム
75 IPSモードの液晶セル
76 偏光層用保護フィルム
77 第1の偏光板
78 光源から出射されて液晶表示装置に入射される光
79 偏光板の吸収軸
80 偏光層用保護フィルムの面内の遅相軸
81 位相差フィルムの面内の遅相軸
82 黒状態におけるIPSモードの液晶セルの面内の遅相軸
85 実施例3の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長450nmにおける透過率
86 実施例3の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長550nmにおける透過率
87 実施例3の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長650nmにおける透過率
91 第1の偏光板
92 IPSモードの液晶セル
93 面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム
94 厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム
95 第2の偏光板
96 偏光板の吸収軸
97 位相差フィルムの面内における遅相軸
98 黒状態におけるIPSモードの液晶セルの面内の遅相軸
99 光源から出射されて液晶表示装置に入射される光
101 実施例4の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長450nmにおける透過率
102 実施例4の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長550nmにおける透過率
103 実施例4の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長650nmにおける透過率
111 偏光板
112 IPS液晶セル
113 偏光板
114 比較例における光源から出射されて液晶表示装置に入射される光
115 偏光板の吸収軸
116 黒状態におけるIPS液晶セルの面内の遅相軸
121 比較例の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長450nmにおける透過率
122 比較例の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長550nmにおける透過率
123 比較例の液晶表示装置の黒状態における極角60°、波長650nmにおける透過率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st polarizing plate 2 IPS mode liquid crystal cell 3 Negative substantially uniaxial optical film 4 which has an optical axis in the surface 4 Positive substantially uniaxial optical film 5 which has an optical axis in thickness direction 2nd polarization Plate 6 Absorption axis 7 of polarizing plate Slow axis 8 in plane of retardation film Slow axis 9 in plane of IPS mode liquid crystal cell in black state Light 10 emitted from light source and incident on liquid crystal display 1 polarizing plate 11 positive substantially uniaxial optical film 12 having an optical axis in a plane that can be regarded as equivalent to a combination of a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in the plane and an IPS mode liquid crystal cell. Positive substantially uniaxial optical film 13 having an optical axis in the length direction Second polarizing plate 14 Absorption axis 15 of polarizing plate Slow axis 30 in phase of retardation film Retardation film (optical film)
31 Surface 41 of retardation film Second polarizing plate 42 Positive substantially uniaxial optical film 43 having an optical axis in the thickness direction Negative substantially uniaxial optical film 44 having an optical axis in the plane IPS liquid crystal cell 45 First polarizing plate 46 Absorption axis 47 of polarizing plate Slow axis 48 in plane of retardation film Slow axis 49 in plane of IPS liquid crystal cell in black state Light emitted from light source and incident on liquid crystal display device 55 Polarity 60 ° in the black state of the liquid crystal display device of Example 1 and transmittance at a wavelength of 450 nm 56 Polarity in the black state of the liquid crystal display device of Example 1 at 60 ° and transmittance at a wavelength of 550 nm 57 Liquid crystal of Example 1 Polarity 60 ° in the black state of the display device and transmittance 61 at a wavelength of 650 nm 61 in the black state of the liquid crystal display device of Example 2 Transmittance 62 at a wavelength of 450 nm Polarity 60 in the black state of the liquid crystal display device of Example 2 and transmittance 63 at a wavelength of 550 nm Polarity 60 in the black state of the liquid crystal display device of Example 2 and transmittance 71 at a wavelength of 650 nm 71 Second polarizing plate 72 Polarization Layer protective film 73 Positive substantially uniaxial optical film 74 having an optical axis in the thickness direction Negative substantially uniaxial optical film 75 having an optical axis in the plane IPS mode liquid crystal cell 76 Polarizing layer protective film 77 First polarizing plate 78 Light emitted from the light source and incident on the liquid crystal display device Absorption axis 80 of the polarizing plate Slow axis 81 in the plane of the protective film for the polarizing layer Slow axis 82 in the plane of the retardation film In-plane slow axis 85 of liquid crystal cell of IPS mode in black state Transmittance 86 at polar angle 60 °, wavelength 450 nm in black state of liquid crystal display device of Example 3 Liquid crystal display device of Example 3 Transmittance 87 at a polar angle of 60 ° and a wavelength of 550 nm in the black state of the device. Transmittance 91 at a polar angle of 60 ° and a wavelength of 650 nm in the black state of the liquid crystal display device of Example 3 First polarizing plate 92 Liquid crystal cell 93 in IPS mode Negative substantially uniaxial optical film 94 having an optical axis in the plane Positive substantially uniaxial optical film 95 having an optical axis in the thickness direction Second polarizing plate 96 Absorption axis 97 of polarizing plate Surface of retardation film Slow axis 98 in the IPS mode liquid crystal cell in the black state In the plane of the slow axis 99 Light 101 emitted from the light source and incident on the liquid crystal display device Polar angle 60 in the black state of the liquid crystal display device of Example 4 °, transmittance at a wavelength of 450 nm 102 polar angle in the black state of the liquid crystal display device of Example 4 60 °, transmittance at a wavelength of 550 nm 103 black state of the liquid crystal display device of Example 4 Transmittance at polar angle of 60 ° and wavelength of 650 nm 111 Polarizing plate 112 IPS liquid crystal cell 113 Polarizing plate 114 Light emitted from light source in comparative example and incident on liquid crystal display device 115 Absorption axis 116 of polarizing plate IPS liquid crystal in black state The slow axis 121 in the plane of the cell The transmittance of the liquid crystal display device of the comparative example at a polar angle of 60 ° in the black state and a wavelength of 450 nm 122 The transmittance of the liquid crystal display device of the comparative example at a polar angle of 60 ° and a wavelength of 550 nm 123 Transmittance at a polar angle of 60 ° and a wavelength of 650 nm in the black state of the liquid crystal display device of the comparative example

Claims (7)

第1の偏光板、液晶セル、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、第2の偏光板、の順でこれらが積層されてなるノーマリブラックモードのインプレーンスイッチングモードの液晶表示装置であって、第1の偏光板の吸収軸と黒状態における液晶セルの面内遅相軸とのなす角が略90°、液晶セルの面内遅相軸と負の略1軸性光学フィルムの遅相軸とのなす角が略90°、負の略1軸性光学フィルムの遅相軸と第2の偏光板の吸収軸とのなす角が略90°である液晶表示装置。   The order of the first polarizing plate, the liquid crystal cell, the negative substantially uniaxial optical film having the optical axis in the plane, the positive substantially uniaxial optical film having the optical axis in the thickness direction, and the second polarizing plate. In the normally black mode in-plane switching mode liquid crystal display device in which these are laminated, the angle formed between the absorption axis of the first polarizing plate and the in-plane slow axis of the liquid crystal cell in the black state is approximately 90 °, the angle formed by the in-plane slow axis of the liquid crystal cell and the slow axis of the negative approximately uniaxial optical film is approximately 90 °, the slow axis of the negative approximately uniaxial optical film and the second polarization A liquid crystal display device having an angle of about 90 ° with the absorption axis of the plate. 負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOC、そして、第1および第2の偏光板が液晶セル側にそれぞれ偏光層用保護フィルムを有する場合には、偏光層用保護フィルムの厚さ方向の位相差値をそれぞれ、Rth(λ)およびRth(λ)とすると、下記式(1)および(2)の関係を満足することを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
90<ΓLC(λ)+Γ1(λ)+Rth1(λ)<200nm (1)
−180<RthPOC(λ)+Rth(λ)<−40nm (2)
(ただし、λ=550nmとする。)
The in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, and the positive substantially uniaxial optical film has a thickness direction retardation value. Rth POC , and when the first and second polarizing plates each have a polarizing layer protective film on the liquid crystal cell side, the retardation value in the thickness direction of the polarizing layer protective film is set to Rth 1 ( 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the relationship of the following formulas (1) and (2) is satisfied when λ) and Rth 2 (λ):
90 <Γ LC (λ) + Γ 1 (λ) + Rth 1 (λ) <200 nm (1)
−180 <Rth POC (λ) + Rth 2 (λ) <− 40 nm (2)
(However, λ = 550 nm)
負の略1軸性光学フィルム、黒状態における液晶セルの面内位相差値をそれぞれΓ1(λ)、ΓLC(λ)、正の略1軸性光学フィルムの厚さ方向の位相差値をRthPOCとした場合、下記式(3)および/または(4)の関係を満足することを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
|ΓLC(λ)+Γ(λ)|<|ΓLC(λ)+Γ(λ)| (3)
|RthPOC(λ)|<|RthPOC(λ)| (4)
(ただし、λは測定波長を表しており、400nm≦λ<λ≦700nmである。)
The in-plane retardation values of the negative substantially uniaxial optical film and the liquid crystal cell in the black state are Γ 1 (λ) and Γ LC (λ), respectively, and the retardation value in the thickness direction of the positive substantially uniaxial optical film. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein when Rth POC is satisfied, a relationship of the following formulas (3) and / or (4) is satisfied.
| Γ LC1 ) + Γ 11 ) | <| Γ LC2 ) + Γ 12 ) | (3)
| Rth POC1 ) | <| Rth POC2 ) | (4)
(However, λ represents the measurement wavelength, and 400 nm ≦ λ 12 ≦ 700 nm.)
請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置に用いる面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム。   The negative substantially uniaxial optical film which has an optical axis in the surface used for the liquid crystal display device in any one of Claims 1-3. 請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置に用いる厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム。   A positive substantially uniaxial optical film having an optical axis in the thickness direction used for the liquid crystal display device according to claim 1. フルオレン骨格を有するポリカーボネートからなることを特徴とする請求項4および5記載の光学フィルム。   6. The optical film according to claim 4 or 5, comprising a polycarbonate having a fluorene skeleton. 請求項4または5に記載の光学フィルムと偏光板が一体となった積層偏光板であって、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルム、厚さ方向に光学軸を有する正の略1軸性光学フィルム、偏光板の順でこれらが積層されており、かつ、面内に光学軸を有する負の略1軸性光学フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が略90°であることを特徴とする積層偏光板。   A laminated polarizing plate in which the optical film according to claim 4 or 5 and a polarizing plate are integrated, a negative substantially uniaxial optical film having an optical axis in a plane, a positive having an optical axis in the thickness direction. These are laminated in the order of a substantially uniaxial optical film and a polarizing plate, and the angle formed by the slow axis of the negative substantially uniaxial optical film having an in-plane optical axis and the absorption axis of the polarizing plate. Is a laminated polarizing plate characterized by being approximately 90 °.
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JP2010078905A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nippon Zeon Co Ltd Optical film and liquid crystal display
JP2016173502A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 日東電工株式会社 Liquid crystal panel and liquid crystal display device

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