JP2007188066A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device capable of effectively suppressing light leakage even when a liquid crystal can not completely maintain a homeotropic alignment state but is fixed. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device 1 includes substrates (3, 4) opposing to each other to sandwich a liquid crystal layer 2 containing a liquid crystal with a variable alignment state, and a first polarizing plate 5 and a second polarizing plate 6 interposing the opposing substrates with the absorption axes of the polarizing plates intersecting orthogonal to each other, wherein a birefringent layer 7 is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal with an optical axis inclined with respect to the thickness direction of the birefringent layer 7 between the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6. Since the optical axis of the birefringent layer 7 is inclined in the direction of the absorption axis of either the first polarizing plate 5 or the second polarizing plate 6 with respect to the thickness direction of the layer 7, the liquid crystal display device 1 can effectively suppress light leakage even when the liquid crystal can not completely maintain a homeotropic alignment state but is fixed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複屈折率層の形成された液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device in which a birefringence layer is formed.

液晶表示装置(LCD)は、薄型化や軽量化容易である点や、消費電力を低減できる点、フリッカーを生じにくい点などといった利点があることから、テレビや医療機器など様々な分野に用いられているが、その一方で、使用者が液晶表示画面を見る角度によっては光漏れや階調反転現象を生じ、視野角が狭いという問題に加え、液晶表示画面に色むらが発生したりコントラストが低下するなどの問題を抱えていた。   Liquid crystal display devices (LCDs) are used in various fields such as televisions and medical devices because they have advantages such as being easy to reduce the thickness and weight, reducing power consumption, and preventing flicker. However, depending on the angle at which the user views the liquid crystal display screen, light leakage and gradation inversion occur, and the viewing angle is narrow. In addition, the liquid crystal display screen has uneven color and contrast. We had problems such as decline.

これらの問題を解決するべく、液晶セルからの出射光や液晶セルへの入射光の状態を制御する光学素子を設けた液晶表示装置が提案されている。
その場合、光学素子としては、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムを1軸延伸や2軸延伸処理したフィルム材の他、液晶分子を特定方向に配向させて固定した層を用いた光学素子が提案されている。
In order to solve these problems, a liquid crystal display device provided with an optical element for controlling the state of light emitted from the liquid crystal cell and light incident on the liquid crystal cell has been proposed.
In that case, as an optical element, in addition to a film material obtained by subjecting a triacetyl cellulose (TAC) film to uniaxial stretching or biaxial stretching treatment, an optical element using a layer in which liquid crystal molecules are aligned and fixed in a specific direction is proposed. ing.

特許文献1には、フィルム面の法線方向に分子鎖を配向させた固有屈折率値が正のネマチック液晶ポリマーからなる視角補償フィルムが提案されている。特許文献1には、この視角補償フィルムは、ガラス基板などの表面にアルキルシリコーン系やフルオロアルキルシリコーン系の表面処理剤で垂直配向膜を形成し、これでセルを作製して、そのセルに液晶分子を封入して液晶分子を光重合させて得られるものであることが開示されている。   Patent Document 1 proposes a viewing angle compensation film made of a nematic liquid crystal polymer having a positive intrinsic refractive index value in which molecular chains are aligned in the normal direction of the film surface. In Patent Document 1, this viewing angle compensation film is formed by forming a vertical alignment film on the surface of a glass substrate or the like with an alkyl silicone type or fluoroalkyl silicone type surface treatment agent, thereby producing a cell, and liquid crystal in the cell. It is disclosed that it is obtained by encapsulating molecules and photopolymerizing liquid crystal molecules.

特許文献2には、基板上に形成した垂直配向膜上に重合性液晶化合物を塗工することにより液晶化合物をホメオトロピック配向させた液晶層を製造する方法が提案されている。この方法では、垂直配向膜の形成剤として長鎖アルキル型デンドリマー誘導体が用いられている。また、特許文献2には、この方法によれば、ホメオトロピック配向させた液晶層を備えたフィルム材が得られ、このフィルム材は位相差フィルムなどの光学フィルムとして使用可能であることが開示されている。   Patent Document 2 proposes a method of manufacturing a liquid crystal layer in which a liquid crystal compound is homeotropically aligned by coating a polymerizable liquid crystal compound on a vertical alignment film formed on a substrate. In this method, a long-chain alkyl type dendrimer derivative is used as a vertical alignment film forming agent. Patent Document 2 discloses that according to this method, a film material having a homeotropically aligned liquid crystal layer is obtained, and the film material can be used as an optical film such as a retardation film. ing.

特許文献3には、垂直配向膜の設けられていない基板上に、液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーを塗工し、さらに当該液晶ポリマーを液晶状態においてホメオトロピック配向させた後、その配向状態を維持した状態で固定化してホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。   Patent Document 3 discloses a side chain type liquid crystal polymer containing a monomer unit containing a liquid crystalline fragment side chain and a monomer unit containing a non-liquid crystalline fragment side chain on a substrate not provided with a vertical alignment film. A method has been proposed in which a homeotropic alignment liquid crystal film is produced by coating, further aligning the liquid crystal polymer in a homeotropic state in a liquid crystal state, and then fixing the liquid crystal polymer in a state in which the alignment state is maintained.

特許文献4には、垂直配向膜の設けられていない基板に、基板側からバインダー層、次いでアンカーコート層を形成し、アンカーコート層に、側鎖型液晶ポリマーを塗工してホメオトロピック配向させた後、ホメオトロピック配向させた状態を維持したまま固定化して、ホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。この方法では、側鎖型液晶ポリマーとしては、垂直配向膜の設けられていない基板上でホメオトロピック配向液晶層を形成し得るものが用いられる。   In Patent Document 4, a binder layer and then an anchor coat layer are formed from a substrate side on a substrate not provided with a vertical alignment film, and a side chain type liquid crystal polymer is applied to the anchor coat layer to cause homeotropic alignment. After that, a method for producing a homeotropic alignment liquid crystal film by fixing the homeotropic alignment state is proposed. In this method, as the side chain type liquid crystal polymer, one capable of forming a homeotropic alignment liquid crystal layer on a substrate not provided with a vertical alignment film is used.

特開平5−142531号公報JP-A-5-142531 特開2002−174724号公報JP 2002-174724 A 特開2002−174725号公報JP 2002-174725 A 特開2003−121852号公報JP 2003-121852 A

しかしながら、特許文献1の視角補償フィルムは、配向膜を有する2枚の基板を用いてセルを作製し、この空セル内に液晶分子を封入し、液晶分子を垂直配向させ、その状態を維持させつつ液晶分子同士を光重合するという一連の工程の後に得られる。このように、特許文献1の視角補償フィルムは、多くの製造工程を経てようやく得られるものであるから、生産コストが著しく増大するという問題がある。しかも、視覚補償フィルムは、フィルム材なので液晶表示装置に用いる際には粘着剤を用いて固着する必要があり、液晶表示装置の液晶画面のコントラストを高めるにはこの粘着剤として特別のものを選定する必要がある。   However, the viewing angle compensation film of Patent Document 1 is a cell produced by using two substrates having an alignment film, liquid crystal molecules are enclosed in the empty cell, the liquid crystal molecules are vertically aligned, and the state is maintained. The liquid crystal molecules are obtained after a series of steps of photopolymerizing each other. Thus, since the viewing angle compensation film of Patent Document 1 is finally obtained through many manufacturing steps, there is a problem that the production cost is remarkably increased. Moreover, since the visual compensation film is a film material, it must be fixed with an adhesive when used in a liquid crystal display device, and a special one is selected as this adhesive to increase the contrast of the liquid crystal screen of the liquid crystal display device. There is a need to.

特許文献2の方法では、基板上に垂直配向膜を設けてホメオトロピック配向液晶層を得るにあたり、長鎖アルキル型デンドリマー誘導体という特殊な材料を用いる必要がある。すると、この方法によりホメオトロピック配向液晶層を得る場合、生産コストが著しく増大してしまうという問題がある。   In the method of Patent Document 2, it is necessary to use a special material called a long-chain alkyl-type dendrimer derivative in order to obtain a homeotropic alignment liquid crystal layer by providing a vertical alignment film on a substrate. Then, when obtaining a homeotropic alignment liquid crystal layer by this method, there is a problem that the production cost is remarkably increased.

特許文献3に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖
型液晶ポリマーからなり、ホメオトロピック配向の状態で固定されていても昇温に伴って流動性が増し、熱により複屈折特性が容易に影響を受けてしまうことから、所望の複屈折特性を維持することができる温度範囲が比較的狭い上、液晶ポリマーを固定化した部分の液晶ポリマーの配向性が不均一化し易い。すると、この方法で得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは、高い耐熱性が求められる液晶表示装置に用いることが困難なものであり、この液晶フィルムを使用可能な液晶表示装置が限定されてしまう。また、この方法では、上記した特許文献1に記載されている方法と同様の問題を有している。
The homeotropic alignment liquid crystal film obtained by the method described in Patent Document 3 is composed of a side-chain liquid crystal polymer, and its fluidity increases as the temperature rises even if it is fixed in a homeotropic alignment state. Since the characteristics are easily affected, the temperature range in which the desired birefringence characteristics can be maintained is relatively narrow, and the orientation of the liquid crystal polymer in the portion where the liquid crystal polymer is fixed tends to be nonuniform. Then, the homeotropic alignment liquid crystal film obtained by this method is difficult to use in a liquid crystal display device that requires high heat resistance, and the liquid crystal display devices that can use this liquid crystal film are limited. Further, this method has the same problem as the method described in Patent Document 1 described above.

また、この方法によって得られたホメオトロピック配向液晶フィルムを液晶表示装置に用いる場合、このフィルムが高温環境下におかれないようにすることが必要となるから、これを液晶表示装置の内部に配置することが難しい。このため、特許文献3の方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムでは、これを液晶セルに設置できる位置が限定されてしまうという問題もある。   Further, when the homeotropic alignment liquid crystal film obtained by this method is used for a liquid crystal display device, it is necessary to prevent the film from being placed in a high temperature environment. Difficult to do. For this reason, the homeotropic alignment liquid crystal film obtained by the method of Patent Document 3 also has a problem that the position where it can be installed in the liquid crystal cell is limited.

特許文献4に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖
型液晶ポリマーからなるので、この方法では、上記した特許文献3に記載されている方法と同様の問題を有している。また、この方法では、上記した特許文献1に記載されている方法と同様の問題を有している。
Since the homeotropic alignment liquid crystal film obtained by the method described in Patent Document 4 is composed of a side chain type liquid crystal polymer, this method has the same problem as the method described in Patent Document 3 described above. . Further, this method has the same problem as the method described in Patent Document 1 described above.

また、液晶表示装置に、特許文献1から4に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムを敷設して液晶画面の視野角を拡大しようとすると、液晶表示装置はこのようなフィルムを別体として新たに粘着材などを用いて貼付することが必要となる。別体を追加する必要性が大きくなるほど、光を多少なりとも乱反射させる部材が配置される虞が大きくなる。そうすると、液晶表示装置は、液晶表示画面の色むらが大きなものとなったり、コントラストが低下したものとなってしまう虞も大きくなる。   Further, when a homeotropic alignment liquid crystal film obtained by the method described in Patent Documents 1 to 4 is laid on the liquid crystal display device to increase the viewing angle of the liquid crystal screen, the liquid crystal display device separates such a film. It is necessary to attach a new body using an adhesive material or the like. The greater the need to add a separate body, the greater the risk that a member that reflects light somewhat will be arranged. As a result, the liquid crystal display device has a large possibility that the color unevenness of the liquid crystal display screen becomes large or the contrast is lowered.

さらに、こうしたホメオトロピック配向液晶フィルムでは、液晶分子に重合反応等といった何らかの方法を施すことを用いて液晶分子をホメオトロピック配向状態にて固定保持させようとする。しかしながら、液晶をほぼ完全にホメオトロピック配向させた状態にして、液晶を固定する際にホメオトロピック配向状態を維持することが難しく、液晶分子がホメオトロピック配向状態に対して傾きを持った配向状態となってしまうという問題がある。
このような場合、ホメオトロピック配向液晶フィルムは、そのフィルム面の厚み方向に対して傾斜した光軸を有するものとなり、液晶表示画面の黒表示時に光漏れを招来してしまう。
Further, in such a homeotropic alignment liquid crystal film, liquid crystal molecules are fixed and held in a homeotropic alignment state by applying some method such as a polymerization reaction to the liquid crystal molecules. However, it is difficult to maintain the homeotropic alignment state when fixing the liquid crystal in a state in which the liquid crystal is almost completely homeotropically aligned, and the liquid crystal molecules are in an alignment state having an inclination with respect to the homeotropic alignment state. There is a problem of becoming.
In such a case, the homeotropic alignment liquid crystal film has an optical axis inclined with respect to the thickness direction of the film surface, which causes light leakage during black display on the liquid crystal display screen.

そこで、液晶を完全にホメオトロピック配向状態にした複屈折率層が形成されない場合であっても、液晶表示画面の光漏れを防止して黒表示できるようにするとともに、色むらの発生を抑え、コントラストの向上させる液晶表示装置を検討し、本発明を完成するに到った。   Therefore, even when the birefringence layer in which the liquid crystal is completely homeotropically aligned is not formed, the liquid crystal display screen can prevent light leakage and display black, and suppress the occurrence of color unevenness. A liquid crystal display device with improved contrast has been studied and the present invention has been completed.

本発明は、液晶がホメオトロピック配向状態を完全には維持されずに固定されてしまった場合であっても、光漏れを効果的に抑制可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of effectively suppressing light leakage even when a liquid crystal is fixed without being completely maintained in a homeotropic alignment state.

本発明は、(1)配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第1の偏光板と第2の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、第1の偏光板と第2の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶を重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成されており、複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第1の偏光板もしくは第2の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜していることを特徴とする液晶表示装置、(2)複屈折率層は、重合性液晶をホメオトロピック配向状態にして重合させて形成される上記(1)記載の液晶表示装置、(3)複屈折率層は、分子形状が棒状の重合性液晶を3次元架橋重合させて形成されている上記(1)または(2)記載の液晶表示装置、(4)複屈折率層の光軸は、複屈折率層全面に均一に傾斜している上記(1)から(3)のいずれかに記載の液晶表示装置、(5)複屈折率層は、対向する基板の間に積層形成されている上記(1)から(4)のいずれかに記載の液晶表示装置、(6)対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されている上記(1)から(5)のいずれかに記載の液晶表示装置、(7)複屈折率層が、着色層面上に形成されている上記(6)記載の液晶表示装置、(8)着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第1の偏光板と第2の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、上記(7)記載の液晶表示装置、(9)傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、傾斜した光軸を有する複屈折率層と第1の偏光板の間に形成されている上記(1)から(8)のいずれかに記載の液晶表示装置、(10)傾斜した光軸を有する複屈折率層が、着色層を形成した基板と液晶層との間に形成されており、且つ、傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、着色層を形成した基板と第1の偏光板の間に形成されている上記(6)から(8)のいずれかに記載の液晶表示装置、(11)異複屈折率層の光軸は、第1の偏光板もしくは第2の偏光板の吸収軸の方向と向きを揃えている上記(9)または(10)に記載の液晶表示装置、(12)異複屈折率層は、フィルム材を備える上記(9)から(11)のいずれかに記載の液晶表示装置、を要旨とする。   The present invention includes (1) a substrate that is opposed to a liquid crystal layer containing a liquid crystal having a variable orientation state, and the first polarizing plate and the second polarizing plate are orthogonal to each other with the absorption axes orthogonal to each other with the opposing substrate interposed therebetween. In the liquid crystal display device, the birefringence layer is formed by polymerizing polymerizable liquid crystal between the first polarizing plate and the second polarizing plate, and the birefringence layer. The optical axis of the birefringent layer is the first polarizing plate or the second polarizing plate with respect to the thickness direction of the birefringent layer. (2) The birefringence layer is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal in a homeotropic alignment state (1). The liquid crystal display device according to (3), (3) the birefringent layer is obtained by three-dimensionally cross-linking polymerizing liquid crystal having a rod-like molecular shape The liquid crystal display device according to the above (1) or (2), (4) the optical axis of the birefringent layer is uniformly inclined over the entire surface of the birefringent layer (1) to (3) (5) The liquid crystal display device according to any one of (1) to (4), wherein the birefringent layer is laminated between opposing substrates, (6) The liquid crystal display device according to any one of (1) to (5) above, wherein a colored layer is formed on at least one of the opposing substrates, and (7) a birefringence layer is formed on the colored layer surface. The liquid crystal display device according to (6) above, (8) the colored layer is provided with colored pixels that are arranged in a stripe arrangement pattern and transmit light of a predetermined wavelength, and the first polarization The direction of the absorption axis of either the plate or the second polarizing plate is in the longitudinal direction of the striped colored pixel The liquid crystal display device according to the above (7), (9) a birefringence in which a different birefringence layer having an optical axis different from the birefringence layer having an inclined optical axis has an inclined optical axis. The liquid crystal display device according to any one of (1) to (8) formed between the layer and the first polarizing plate, and (10) a birefringence layer having an inclined optical axis formed a colored layer. A birefringence layer formed between the substrate and the liquid crystal layer and having an optical axis different from the birefringence layer having an inclined optical axis is formed between the substrate on which the colored layer is formed and the first polarization The liquid crystal display device according to any one of (6) to (8) formed between the plates, (11) the optical axis of the different birefringence layer is the absorption of the first polarizing plate or the second polarizing plate. The liquid crystal display device according to (9) or (10), wherein the direction and the direction of the axis are aligned, and (12) a different birefringence layer Is summarized in the liquid crystal display device according to any one of (9) to (11) above, which includes a film material.

本発明の液晶表示装置によれば、複屈折率層の光軸がその厚み方向に対して、第1の偏光板もしくは第2の偏光板の吸収軸方向に傾斜しているので、重合性液晶を重合反応させて形成される複屈折率層において重合性液晶の状態が不完全なホメオトロピック配向状態になってしまっている場合であっても、黒表示時に、複屈折率層の厚み方向に対する光漏れを生じないようにすることが可能となり、さらに正面コントラストの低下を防止することも可能となる。   According to the liquid crystal display device of the present invention, since the optical axis of the birefringent layer is inclined in the absorption axis direction of the first polarizing plate or the second polarizing plate with respect to the thickness direction, the polymerizable liquid crystal Even when the polymerizable liquid crystal is in an incomplete homeotropic alignment state in the birefringent layer formed by polymerization reaction of the birefringent layer with respect to the thickness direction of the birefringent layer during black display It is possible to prevent light leakage, and it is also possible to prevent a decrease in front contrast.

本発明の液晶表示装置によれば、基板面上で重合性液晶を重合させて複屈折率層を形成することにより、複屈折率層を別体で製造して接着剤などを用いて貼付けする必要がなくなり、接着剤などの層の存在によって多層化することに伴なう光の界面反射を低減し、正面コントラストの低下をより抑制することができる。また、この場合、液晶表示装置は、複屈折率層を、重合性液晶を3次元的に架橋重合させることで形成することができるので、複屈折率層の構造をより強固にすることができる。   According to the liquid crystal display device of the present invention, a polymerizable liquid crystal is polymerized on a substrate surface to form a birefringent layer, whereby the birefringent layer is manufactured separately and pasted using an adhesive or the like. This eliminates the need to reduce the interfacial reflection of the light due to the multilayering due to the presence of a layer such as an adhesive, and further suppress the decrease in front contrast. In this case, the liquid crystal display device can form the birefringence layer by three-dimensionally cross-linking the polymerizable liquid crystal, so that the structure of the birefringence layer can be further strengthened. .

本発明の液晶表示装置によれば、複屈折率層は、紫外線の照射により重合可能なサーモトロピック型液晶を架橋重合して形成されてもよく、この場合、複屈折率層を形成する液晶の配向性は熱による影響を受け難くなり、例えば車内のように比較的高温になり易い環境下で使用される光学機器に対しても適用可能な液晶表示装置となすことができる。   According to the liquid crystal display device of the present invention, the birefringence layer may be formed by crosslinking polymerization of a thermotropic liquid crystal that can be polymerized by irradiation with ultraviolet rays. The orientation is hardly affected by heat, and for example, a liquid crystal display device applicable to an optical apparatus used in an environment where the temperature tends to be relatively high such as in a car can be obtained.

本発明の液晶表示装置によれば、重合性液晶の分子が均一に傾斜した配向状態を形成し、すなわち複屈折率層の光軸がその全面に亘って均一に傾斜していることにより、複屈折率層面上の位置の違いによって複屈折率層の厚み方向への光漏れの抑制能に違いが生じにくくなり、むらなく液晶表示装置からの光漏れを抑制することができるようになる。   According to the liquid crystal display device of the present invention, the molecules of the polymerizable liquid crystal form a uniformly tilted alignment state, that is, the optical axis of the birefringent layer is uniformly tilted over the entire surface. A difference in position on the refractive index layer surface makes it difficult to produce a difference in the ability to suppress light leakage in the thickness direction of the birefringence layer, and light leakage from the liquid crystal display device can be suppressed evenly.

さらに、本発明の液晶表示装置によれば、対向する基板の間に複屈折率層が積層形成されることにより、基板を挟むように偏光板などを配設する工程において、偏光板が複屈折率層に衝突する虞が抑えられ、複屈折率層が損傷してしまう虞が抑制される。   Furthermore, according to the liquid crystal display device of the present invention, the polarizing plate is birefringent in the step of arranging the polarizing plate or the like so as to sandwich the substrate by forming the birefringent layer between the opposing substrates. The possibility of colliding with the refractive index layer is suppressed, and the possibility that the birefringent layer is damaged is suppressed.

本発明の液晶表示装置では、対向する基板の少なくとも一方に着色層を積層し、その着色層面上に複屈折率層が積層形成されてもよい。この場合、この液晶表示装置によれば、複屈折率層は別体の位相差フィルムなどとして接着剤などで積層形成させることを要せず、着色層と複屈折率層との間に接着剤などの層を形成することなく液晶表示装置を形成することが可能であるから、位相差フィルムと接着剤の層との界面といった異なる部材間の界面数を減ずることができ、着色層と複屈折率層の間を進行する光について界面反射が発生する虞を抑制することができる。   In the liquid crystal display device of the present invention, a colored layer may be laminated on at least one of the opposing substrates, and a birefringent layer may be laminated on the colored layer surface. In this case, according to this liquid crystal display device, the birefringent layer does not need to be laminated with an adhesive as a separate retardation film or the like, and the adhesive is provided between the colored layer and the birefringent layer. Since it is possible to form a liquid crystal display device without forming a layer such as, the number of interfaces between different members such as the interface between the retardation film and the adhesive layer can be reduced, and the colored layer and birefringence can be reduced. It is possible to suppress the occurrence of interface reflection for light traveling between the rate layers.

本発明の液晶表示装置は、着色層の形成された基板と液晶層との間と、着色層の形成された基板と偏光板との間に互いに光軸の異なる複屈折率層として複屈折率層と異複屈率層とを備えているものであってもよい。特に、着色層の形成された基板と偏光板との間に異複屈折率層を形成し、これを所謂+Aプレートとなし、着色層の形成された基板と液晶層との間に複屈折率層を形成し、これを所謂+Cプレートとすれば、液晶表示装置からの光漏れをより効率よく低減することができる。   The liquid crystal display device of the present invention has a birefringence layer as a birefringence layer having a different optical axis between the substrate on which the colored layer is formed and the liquid crystal layer and between the substrate on which the colored layer is formed and the polarizing plate. A layer and a heterobirefringence layer may be provided. In particular, a different birefringence layer is formed between the substrate on which the colored layer is formed and the polarizing plate, and this is a so-called + A plate, and the birefringence is formed between the substrate on which the colored layer is formed and the liquid crystal layer. If a layer is formed and this is a so-called + C plate, light leakage from the liquid crystal display device can be more efficiently reduced.

本発明の液晶表示装置(第1の形態の液晶表示装置という)について、詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶表示装置を説明するための概略説明図である。
図2は、本発明の液晶表示装置における偏光板の吸収軸の方向と複屈折率層の屈折率楕円体の図1のF方向にみた場合の関係を説明するための概略説明図である。
なお、第1の形態の液晶表示装置の実施例として、対向する基板の一方に複屈折率層が形成されている場合について説明する。
The liquid crystal display device of the present invention (referred to as the liquid crystal display device of the first embodiment) will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for explaining the relationship between the absorption axis direction of the polarizing plate and the refractive index ellipsoid of the birefringent layer in the liquid crystal display device of the present invention when viewed in the F direction of FIG.
As an example of the liquid crystal display device according to the first aspect, a case where a birefringence layer is formed on one of opposing substrates will be described.

液晶表示装置1は、液晶層2(駆動液晶層ということがある。)を挟んで対向する第1の基板3および第2の基板4(以下、単に基板ということがある。)を備えるとともに、第1の基板3および第2の基板4を挟み込んで(基板の外側面に)第1の偏光板5および第2の偏光板6を配設しており、第1の偏光板5および第2の偏光板6との間に複屈折率層7を形成している。
なお、液晶表示装置において内側面や外側面は、液晶層2に近い方から遠い方に向かって内外方向とした場合において、その内外方向の定めに従って指定される内側や外側の面であるものとする。
The liquid crystal display device 1 includes a first substrate 3 and a second substrate 4 (hereinafter sometimes simply referred to as a substrate) that are opposed to each other with a liquid crystal layer 2 (sometimes referred to as a driving liquid crystal layer) interposed therebetween. A first polarizing plate 5 and a second polarizing plate 6 are disposed between the first substrate 3 and the second substrate 4 (on the outer surface of the substrate). A birefringent layer 7 is formed between the polarizing plate 6 and the polarizing plate 6.
In the liquid crystal display device, the inner side surface and the outer side surface are the inner and outer surfaces specified in accordance with the definition of the inner and outer directions when the inner and outer directions are directed from the side closer to the liquid crystal layer 2 to the far side. To do.

第1の基板3や第2の基板4は、光透過性を有する基材からなる層を備え、基材単層からなる構造で構成されても、基材を多数重ね合わせてなる多層構造で構成されても、基材からなる層に所定の機能を備えた機能層を積層して構成されてもよい。基板には、基材の両面に機能層が形成されても、基材の片面に機能層が形成されてもよい。   The first substrate 3 and the second substrate 4 include a layer made of a light-transmitting base material and have a multilayer structure in which a large number of base materials are stacked even if the first substrate 3 and the second substrate 4 have a structure made of a single base material layer. Even if comprised, it may be comprised by laminating | stacking the functional layer provided with the predetermined function on the layer which consists of base materials. In the substrate, functional layers may be formed on both sides of the base material, or functional layers may be formed on one side of the base material.

基材の光透過率は、適宜選定可能である。また基材には、部分的に遮光領域等が設けられてもよい。   The light transmittance of the substrate can be appropriately selected. The base material may be partially provided with a light shielding region or the like.

基材としては、ガラス基板(ガラス材)の他、種々の材質からなる板状体を適宜選択できる。具体的には、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、合成石英板等の可撓性のない部材(リジット材)、樹脂フィルム、樹脂板等の可撓性を有する部材(フレキシブル材)を用いることができる。
なお、基材を液晶表示装置に用いる場合には、基材は無アルカリガラスであることが好ましい。
As a base material, the plate-shaped body which consists of various materials other than a glass substrate (glass material) can be selected suitably. Specifically, for example, a non-flexible member (rigid material) such as quartz glass, borosilicate glass, or synthetic quartz plate, or a flexible member (flexible material) such as a resin film or a resin plate is used. it can.
In addition, when using a base material for a liquid crystal display device, it is preferable that a base material is an alkali free glass.

基材が樹脂フィルムや樹脂板等の樹脂を用いた部材である場合、基材に用いる樹脂としては、具体的には、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレート(PET)の如きポリエステル系高分子、ポリイミドやポリアミドイミドなどのポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン系高分子、ポリエーテルケトン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、液晶ポリマーなどを挙げることができる。   When the substrate is a member using a resin such as a resin film or a resin plate, the resin used for the substrate is specifically a polyester polymer such as polycarbonate polymer, polyarylate or polyethylene terephthalate (PET). Molecules, polyimide polymers such as polyimide and polyamideimide, polysulfone polymers, polyethersulfone polymers, polystyrene polymers, polyolefin polymers such as polyethylene and polypropylene, polyetherketone polymers, polyvinyl alcohol Examples thereof include thermoplastic polymers such as polymers, cellulose acetate polymers, polyvinyl chloride polymers, polymethyl methacrylate polymers, triacetyl cellulose (TAC) films, and liquid crystal polymers.

また、基材としては、上記したような樹脂からなる樹脂フィルムを1軸延伸または2軸延伸したものが用いられてもよい。
この場合、樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムであると、延伸倍率のレンジ幅が広い点、さらには入手のしやすさ等の観点から好ましい。
Moreover, as a base material, what uniaxially stretched or biaxially stretched the resin film which consists of resin mentioned above may be used.
In this case, it is preferable that the resin film is a film made of polyethylene terephthalate from the viewpoints of a wide range of stretch ratio and availability.

機能層は、光の状態を変化させる機能を有する層であって、複屈折率層7とは構成の異なる層であり、着色層、液晶の配向性の固定されたコレステリック液晶からなる層、光を反射させる反射板、偏光板などが具体的に例示される。また、機能層は、基材全面に設けられるのみならず、基材面に対して部分的に設けられていてもよい。   The functional layer is a layer having a function of changing the state of light, and is a layer having a different configuration from the birefringence layer 7, a colored layer, a layer made of cholesteric liquid crystal in which the orientation of the liquid crystal is fixed, light Specific examples include a reflecting plate, a polarizing plate, and the like that reflect the light. Moreover, the functional layer may be provided not only on the entire surface of the substrate but also partially on the surface of the substrate.

さらに、機能層は、液晶層2を構成する液晶の分子を水平に配向させる水平配向膜や、液晶の分子を垂直に配向させる垂直配向膜のような配向膜でもよい。   Further, the functional layer may be an alignment film such as a horizontal alignment film that horizontally aligns liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 2 or a vertical alignment film that vertically aligns liquid crystal molecules.

配向膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が通常使用される。なお、配向膜としてポリイミドを用いる場合は、長鎖アルキル基を有するものであることが、液晶の分子を固定して複屈折率層を基板に形成しようとする場合に複屈折率層の厚みを広い範囲で選択することができて好ましい。   As the alignment film, polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol or the like is usually used. When polyimide is used as the alignment film, it must have a long-chain alkyl group. When the liquid crystal molecules are fixed and the birefringence layer is formed on the substrate, the thickness of the birefringence layer is reduced. A wide range can be selected, which is preferable.

配向膜は、これを構成する膜組成液を調整して、この膜組成液をフレキソ印刷やスピンコート等の方法で基板面上に塗布して塗工膜を形成させ、さらにその塗工膜を硬化させて形成できる。膜組成液としては、例えばポリイミドを含むものとしては、日産化学社製のSE−7511やSE−1211、JSR社製のJALS−2021−R2、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製のQL及びLX等のシリーズ、あるいはチッソ株式会社製のリクソンアライナー等を具体的に例示できる。   The alignment film is prepared by adjusting the film composition liquid constituting the alignment film, and applying the film composition liquid on the substrate surface by a method such as flexographic printing or spin coating to form a coating film. It can be formed by curing. Examples of membrane composition liquids include polyimides such as SE-7511 and SE-1211 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., JALS-2021-R2 manufactured by JSR, QL and LX manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems, etc. The Rixon aligner made by Chisso Co., Ltd. or the like can be specifically exemplified.

配向膜は、その膜厚が0.01〜1μm程度の範囲であることが好ましい。配向膜の膜厚が、0.01μmよりも薄いと、配向膜に接する複屈折率層などの層中に含まれる液晶に所望の配向を付与することが困難になる虞がある。また、配向膜の膜厚が1μmよりも厚いと、この配向膜自体が光を乱反射させて液晶表示装置の光透過率が大きく低下する虞がある。   The alignment film preferably has a thickness in the range of about 0.01 to 1 μm. If the film thickness of the alignment film is less than 0.01 μm, it may be difficult to impart desired alignment to the liquid crystal contained in a layer such as a birefringence layer in contact with the alignment film. Further, if the thickness of the alignment film is greater than 1 μm, the alignment film itself may diffusely reflect light, and the light transmittance of the liquid crystal display device may be greatly reduced.

第1の偏光板5、第2の偏光板6(単に、偏光板ということがある。)は、図1や図2(A)、(B)に示すように、これらの偏光板5、6を複屈折率層7の厚さ方向にみた場合(図1における矢印F方向にみた場合)に偏光板5、6の吸収軸P1、P2が互いに直交しているように配置されている。この場合、偏光板5、6の透過軸は偏光板面上においてそれぞれ吸収軸P1、P2に垂直に交差して形成されている。すなわち第1の偏光板5と第2の偏光板6とはクロスニコルに配置されている。   The first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 (sometimes simply referred to as a polarizing plate) are those polarizing plates 5 and 6 as shown in FIGS. 1 and 2A and 2B. Is disposed so that the absorption axes P1 and P2 of the polarizing plates 5 and 6 are orthogonal to each other when viewed in the thickness direction of the birefringent layer 7 (when viewed in the direction of arrow F in FIG. 1). In this case, the transmission axes of the polarizing plates 5 and 6 are formed perpendicularly to the absorption axes P1 and P2 on the polarizing plate surface, respectively. That is, the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are arranged in crossed Nicols.

図1において、複屈折率層7は、第1の基板3と液晶層2との間に形成されている。   In FIG. 1, the birefringence layer 7 is formed between the first substrate 3 and the liquid crystal layer 2.

複屈折率層7は、重合可能であってやや細長な分子形状の液晶(重合性液晶ということがある)分子を、ホメオトロピック配向させた状態にしてこれら液晶分子同士を重合させてなる高分子構造を備える。この場合、高分子構造は、重合性液晶の分子を架橋重合させて3次元構造(架橋高分子構造)を形成していてもよい。   The birefringent layer 7 is a polymer obtained by polymerizing liquid crystal molecules in a homeotropic alignment with liquid crystal molecules (sometimes referred to as polymerizable liquid crystals) that are polymerizable and have a slightly elongated molecular shape. Provide structure. In this case, the polymer structure may form a three-dimensional structure (crosslinked polymer structure) by crosslinking polymerization of polymerizable liquid crystal molecules.

重合性液晶としては、重合性液晶のモノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれを用いてもよく、これらを適宜組合わせて用いてもよい。   As the polymerizable liquid crystal, any of monomers, oligomers, and polymers of polymerizable liquid crystal may be used, and these may be used in appropriate combination.

複屈折率層7の架橋高分子構造においては、液晶分子の架橋度が80以上程度であることが好ましく、90以上程度であることがより好ましい。液晶分子の架橋度が80より小さいと、均一な配向性を十分に維持できない虞がある。   In the crosslinked polymer structure of the birefringence layer 7, the degree of crosslinking of the liquid crystal molecules is preferably about 80 or more, and more preferably about 90 or more. If the degree of crosslinking of the liquid crystal molecules is less than 80, there is a possibility that uniform orientation cannot be sufficiently maintained.

複屈折率層7は、これを構成する液晶分子の屈折率異方性とその配向状態に応じた複屈折率特性(複屈折特性)を有するが、複屈折率層7の複屈折率特性は、屈折率楕円体Aを用いて、屈折率楕円体Aの状態に応じて特定される(図1)。   The birefringence layer 7 has a birefringence characteristic (birefringence characteristic) according to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules constituting the birefringence layer and its alignment state. Using the refractive index ellipsoid A, it is specified according to the state of the refractive index ellipsoid A (FIG. 1).

屈折率楕円体Aの状態は、複屈折率層7面上の各位置において特定されうる。複屈折率層7における複屈折率特性を表す屈折率楕円体Aの状態は、複屈折率層7の予め選択された各位置ごとに特定される屈折率楕円体Aの状態のおよそ平均的な状態として特定できる。   The state of the refractive index ellipsoid A can be specified at each position on the surface of the birefringent layer 7. The state of the refractive index ellipsoid A representing the birefringence characteristics in the birefringent layer 7 is approximately the average of the states of the refractive index ellipsoid A specified for each preselected position of the birefringent layer 7. It can be specified as a state.

例えば、屈折率楕円体Aの平均的な状態は、複屈折率層面上の異なる位置を複数選択して屈折率楕円体の状態の測定対象となる位置(測定位置)とし、各測定位置における屈折率楕円体Aの状態を計測して平均することによって特定される。   For example, the average state of the refractive index ellipsoid A is selected by selecting a plurality of different positions on the birefringence layer surface to be the measurement target positions (measurement positions) of the refractive index ellipsoid, and the refraction at each measurement position. It is specified by measuring and averaging the state of the rate ellipsoid A.

ここで、この屈折率楕円体Aの状態は、屈折率楕円体A の形状と、屈折率楕円体Aの傾斜状態にて示される。 Here, the state of the refractive index ellipsoid A is shown by the shape of the refractive index ellipsoid A and the inclined state of the refractive index ellipsoid A.

屈折率楕円体Aの形状は、複屈折率層7の厚み方向にz軸(図1中においてzで示す)をとるとともに、z軸を法線とするような平面上にx軸とy軸(図1中においてそれぞれx、yで示す)を互いに直角に交差し且つz軸と交わるようにとることにより、x軸とy軸とz軸で指定される空間を考えた場合に、その空間内において、屈折率(図1中においてnx、ny、nzで示す)の値に応じた楕円体として特定される。屈折率nx、ny、nzは、複屈折率層7を構成する液晶分子の光軸がz軸方向に平行する(向きを揃える)場合の複屈折率層を想定し、その想定された複屈折率層におけるx軸、y軸、z軸それぞれの方向の光の屈折率として指定される。なお、この空間において、x軸とy軸は、z軸方向からみた場合にそれぞれ偏光板5、6の吸収軸P1、P2に重なる(方向を揃えている)ように指定されている。   The refractive index ellipsoid A has a z-axis (indicated by z in FIG. 1) in the thickness direction of the birefringent layer 7 and an x-axis and a y-axis on a plane having the z-axis as a normal line. When a space specified by the x-axis, y-axis, and z-axis is considered by intersecting them (indicated by x and y in FIG. 1) at right angles to each other and intersecting the z-axis, the space In the figure, it is specified as an ellipsoid corresponding to the value of the refractive index (indicated by nx, ny, nz in FIG. 1). The refractive indexes nx, ny, and nz are assumed to be birefringent layers when the optical axes of the liquid crystal molecules constituting the birefringent layer 7 are parallel (aligned) with the z-axis direction. It is specified as the refractive index of light in the x-axis, y-axis, and z-axis directions in the index layer. In this space, the x-axis and the y-axis are designated so as to overlap with the absorption axes P1 and P2 of the polarizing plates 5 and 6, respectively, when viewed from the z-axis direction.

上記空間内における屈折率楕円体Aの傾斜状態は、その長軸a(光軸を示す。)の傾斜状態によって特定され、長軸aの傾斜状態は、傾斜角(図1においてφで示す)と方位角(図2においてθで示す)で特定される。ここで、傾斜角φは、屈折率楕円体Aの長軸aとz軸のなす角度である。また、方位角θは、傾斜角φの値がゼロ以外である場合に、z軸方向に第1の偏光板5から第2の偏光板6に向かい(F方向に)長軸aをみながら、z軸のまわりを左回りに屈折率楕円体Aを回転させて長軸aをx軸(第1の偏光板5の吸収軸P1)に重ねるために必要な回転角度を示すものとする。   The inclination state of the refractive index ellipsoid A in the space is specified by the inclination state of the major axis a (indicating the optical axis), and the inclination state of the major axis a is indicated by the inclination angle (indicated by φ in FIG. 1). And an azimuth angle (indicated by θ in FIG. 2). Here, the inclination angle φ is an angle formed by the major axis a of the refractive index ellipsoid A and the z axis. Further, the azimuth angle θ is viewed from the first polarizing plate 5 to the second polarizing plate 6 in the z-axis direction (in the F direction) while viewing the long axis a when the value of the inclination angle φ is other than zero. The rotation angle necessary for rotating the refractive index ellipsoid A counterclockwise around the z axis and superimposing the major axis a on the x axis (the absorption axis P1 of the first polarizing plate 5) is shown.

複屈折率層7は、屈折率楕円体Aの傾斜角φの値が0(ゼロ)であることが理想的であるが、液晶の分子が複屈折率層7内でその厚み方向(図1においてz軸方向)に対して傾斜していることが多く、このような場合、複屈折率層7は、その傾斜角φがゼロ以外の値となり、その厚み方向に対して傾斜した光軸を有することになる。   In the birefringent layer 7, the value of the inclination angle φ of the refractive index ellipsoid A is ideally 0 (zero), but the liquid crystal molecules are arranged in the birefringent layer 7 in the thickness direction (FIG. 1). In such a case, the birefringence layer 7 has a tilt angle φ of a value other than zero, and the optical axis tilted with respect to the thickness direction is inclined. Will have.

このように複屈折率層7の傾斜角φがゼロ以外の値である場合、複屈折率層7は、その厚み方向にみた場合、その屈折率楕円体Aの長軸a(光軸)を、第1の偏光板5と第2の偏光板6の吸収軸P1、P2のうちのいずれか一方の方向と同じ方向を向けて(方向を揃えて)いる(図2(A)、(B))。すなわち、複屈折率層7の屈折率楕円体Aにおける長軸aの方位角θのおおよその値が、0°、90°、180°、270°のいずれかである。   Thus, when the inclination angle φ of the birefringent layer 7 is a value other than zero, the birefringent layer 7 has the major axis a (optical axis) of the refractive index ellipsoid A when viewed in the thickness direction. The first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are oriented in the same direction (aligned) as one of the absorption axes P1 and P2 (FIGS. 2A and 2B). )). That is, the approximate value of the azimuth angle θ of the major axis a in the refractive index ellipsoid A of the birefringent layer 7 is one of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °.

複屈折率層7は、その複屈折率特性に対応し、複屈折率層7に入射する光(入射光)に対してリタデーションを生じさせうる。リタデーションは、入射光に対して生じる常光と異常光との光路差であり、リタデーションの大きさ(リタデーション値)は、常光の屈折率noと異常光の屈折率neとすると、複屈折Δn(noとneとの差)とd(複屈折率層7の膜厚)の積として与えられる。ここにおいて、no、neの値と上記nx、ny、nzの値との対応関係は、no=nx=ny、ne=nzである。
したがって、複屈折率層7では、液晶分子の種類、液晶分子の配向の程度、複屈折率層7の膜厚などを適宜選択して、複屈折率特性が制御されると、これに対応してリタデーションの大きさが制御される。
The birefringence layer 7 corresponds to the birefringence characteristics and can cause retardation with respect to light (incident light) incident on the birefringence layer 7. Retardation is an optical path difference between ordinary light and extraordinary light generated with respect to incident light, and the magnitude of retardation (retardation value) is birefringence Δn (no) when the refractive index no of ordinary light and the refractive index ne of extraordinary light are used. And the difference between ne and ne) and d (film thickness of the birefringent layer 7). Here, the correspondence between the values of no and ne and the values of nx, ny and nz are no = nx = ny and ne = nz.
Therefore, in the birefringence layer 7, when the birefringence characteristics are controlled by appropriately selecting the type of liquid crystal molecules, the degree of orientation of the liquid crystal molecules, the film thickness of the birefringence layer 7, etc., this is handled. The size of the retardation is controlled.

リタデーションの大きさは、RETS−1250VA(大塚電子社製)やKOBRA−21(王子計測機器社製)等の市販の測定装置を用いて測定できる。この場合、特定波長の入射光を複屈折率層に照射してリタデーションが測定されるが、その測定波長は、可視領域(380〜780nm)であることが好ましく、特に、比視感度の最も大きい550nm付近で測定することがより好ましい。   The magnitude | size of retardation can be measured using commercially available measuring apparatuses, such as RETS-1250VA (made by Otsuka Electronics) and KOBRA-21 (made by Oji Scientific Instruments). In this case, the retardation is measured by irradiating the birefringent layer with incident light having a specific wavelength. The measurement wavelength is preferably in the visible region (380 to 780 nm), and particularly has the highest specific luminous efficiency. It is more preferable to measure at around 550 nm.

複屈折率層7においては、より均一に液晶分子がホメオトロピック配向した状態に近づけられた複屈折率層7を得ようとする観点からしてみると、リタデーションの大きさは1nm以下であることが好ましく、0.1nm以下であることがより好ましく、理想的にはゼロであることが好ましい。   In the birefringence layer 7, from the viewpoint of obtaining the birefringence layer 7 in which the liquid crystal molecules are brought closer to the homeotropic alignment state more uniformly, the size of the retardation is 1 nm or less. Is preferably 0.1 nm or less, and ideally zero.

複屈折率層7の膜厚は、液晶の分子をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内、具体的には厚さ方向のリタデーションが1nm以下となる範囲内で適宜選定することが好ましく、リタデーションが0.1nm程度以下となる範囲内で適宜選定することが更に好ましい。   The film thickness of the birefringent layer 7 is preferably selected as appropriate within a range in which liquid crystal molecules can be homeotropically aligned, specifically within a range in which the retardation in the thickness direction is 1 nm or less. Is more preferably selected within a range of about 0.1 nm or less.

複屈折率層7は、その表面上の互いに異なる位置における屈折率楕円体の傾斜状態を略同じくし、屈折率楕円体の傾斜状態のばらつきが少ないことが好ましい。具体的には、各位置における屈折率楕円体の傾斜角のばらつきは、2°程度の範囲内であることが好ましい。このような場合、液晶表示装置は、黒表示時に正面方向(F方向)以外から見た時には、多少光漏れにムラが出たり、黒表示以外でも光学補償にムラが生じてしまうが、上記したばらつきの範囲が2°を超えてしまう場合には、こうしたムラが肉眼でも認識できるほどになってしまう虞がある。   The birefringent layer 7 preferably has substantially the same gradient state of the refractive index ellipsoid at different positions on the surface thereof, and has a small variation in the gradient state of the refractive index ellipsoid. Specifically, the variation in the inclination angle of the refractive index ellipsoid at each position is preferably within a range of about 2 °. In such a case, when the liquid crystal display device is viewed from a direction other than the front direction (F direction) during black display, the light leakage may be slightly uneven, or the optical compensation may be uneven even when other than black display. When the range of variation exceeds 2 °, there is a risk that such unevenness can be recognized with the naked eye.

複屈折率層7は、垂直配向膜上に形成される場合、複屈折率層7に含まれる液晶の分子は、垂直配向膜に近い位置にあれば、強くホメオトロピック配向した状態(傾斜角φの値がほぼ0)となる。また、液晶の分子が垂直配向膜から離れた位置にあると、ホメオトロピック配向が弱くなるため、垂直配向膜7から離れた位置にある液晶の分子についても強くホメオトロピック配向した状態となれば、複屈折率層7は、液晶分子のチルト角が均一化したものとなり、均一に液晶分子がホメオトロピック配向した状態となる。   When the birefringent layer 7 is formed on the vertical alignment film, the liquid crystal molecules contained in the birefringent layer 7 are strongly homeotropically aligned (tilt angle φ) as long as the molecules are close to the vertical alignment film. Is approximately 0). Further, when the liquid crystal molecules are located away from the vertical alignment film, the homeotropic alignment is weakened. Therefore, if the liquid crystal molecules located away from the vertical alignment film 7 are also strongly homeotropically aligned, The birefringent layer 7 has a uniform tilt angle of the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are uniformly homeotropically aligned.

複屈折率層7では、架橋高分子構造を構成する単位である液晶分子のチルト角について、複屈折率層7の垂直配向膜との境界面に最も近い位置にある液晶分子のチルト角と、この液晶分子に対して複屈折率層の厚さ方向に最も離れた位置にある液晶分子のチルト角とが略等しいことが好ましい。この場合、複屈折率層7における液晶分子各々のチルト角は、この厚さ方向におよそ均一になる。このような場合、複屈折率層7は、その複屈折率特性をその面方向に均一化させやすいものとなり、光漏れの抑制能のむらを抑えやすいものとなる。   In the birefringence layer 7, the tilt angle of the liquid crystal molecules that are the units constituting the crosslinked polymer structure, the tilt angle of the liquid crystal molecules that is closest to the interface with the vertical alignment film of the birefringence layer 7, It is preferable that the tilt angle of the liquid crystal molecules located farthest in the thickness direction of the birefringence layer with respect to the liquid crystal molecules is substantially equal. In this case, the tilt angle of each liquid crystal molecule in the birefringence layer 7 is approximately uniform in the thickness direction. In such a case, the birefringence layer 7 can easily make the birefringence characteristics uniform in the surface direction, and can easily suppress unevenness in the ability to suppress light leakage.

そして、複屈折率層7は、複屈折率層7における液晶分子のチルト角を、その面方向に各々相等しく均一にしていることが好ましく、複屈折率層7全面に亘って相等しいことがより好ましい。このような場合、屈折率楕円体Aの状態が複屈折率層7面上の異なる位置においておおよそ同じ状態となり、複屈折率層7の複屈折率特性は、その面方向に均一になっている。すなわち、複屈折率層7の光軸は、複屈折率層7面上の位置のいかんにかかわらずおおよそ均一になっている。すると、複屈折率層7面上の位置に応じた光漏れの抑制能にむらがより生じにくくなる。   The birefringent layer 7 preferably has the tilt angles of the liquid crystal molecules in the birefringent layer 7 equal to each other in the plane direction, and is equal throughout the entire birefringent layer 7. More preferred. In such a case, the state of the refractive index ellipsoid A is approximately the same at different positions on the surface of the birefringent layer 7, and the birefringence characteristics of the birefringent layer 7 are uniform in the surface direction. . That is, the optical axis of the birefringent layer 7 is substantially uniform regardless of the position on the birefringent layer 7 surface. As a result, unevenness in the ability to suppress light leakage according to the position on the surface of the birefringent layer 7 is less likely to occur.

また、複屈折率層7では、上述のように複屈折率層Aの光軸の方位角θがおおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値であり、そのようになる場合としては、複屈折率層7に含まれる個々の液晶分子の光軸の方位角が、その存在位置によらずに一様におおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値である場合(第1のケース)と、液晶分子の光軸の方位角が、存在位置の異なる液晶分子についておおよそ0°、90°、180°、270°のいずれか互いに異なる値をとっている場合(複屈折率層7の液晶分子のレベルにおいて方位角が部分的に異なっている場合)にあって、複屈折率層7全体として見ると光軸の方位角θが上記いずれかの値となっている場合(第2のケース)と、を挙げることができ、複屈折率層7は第1のケースに相当するものでも第2のケースに相当するものでもよいが、第1のケースに相当するものが好ましい。   In the birefringent layer 7, the azimuth angle θ of the optical axis of the birefringent layer A is approximately one of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° as described above. In some cases, the azimuth of the optical axis of each liquid crystal molecule contained in the birefringence layer 7 is uniformly approximately 0 °, 90 °, 180 °, or 270 ° regardless of the position of the liquid crystal molecules. Value (first case), and the azimuth of the optical axis of the liquid crystal molecules is approximately 0 °, 90 °, 180 °, or 270 ° for liquid crystal molecules with different positions. The azimuth angle θ of the optical axis of the birefringence layer 7 as a whole is one of the above values. (The second case), and the birefringence layer 7 may be equivalent to the first case even if it corresponds to the first case. It may correspond to the scan, but preferably corresponds to the first case.

さらに、上記第1のケースと第2のケースのいずれの場合についても、液晶分子の光軸の傾斜状態のばらつきが、上記したおおよそ0°、90°、180°、270°のそれぞれの値に対して少ないことが好ましく、具体的に、液晶分子の方位角については、そのばらつきの幅が2°の範囲に収まっていることが好ましい。第1のケースでは、液晶分子の光軸の方位角が一様におおよそ0°である場合を一例にとると、複屈折率層7の液晶分子の存在位置として多数箇所選んでも、その全ての位置において液晶分子の光軸の方位角が0°の前後2°の範囲内にあることが好ましい。また、第2のケースでは、複屈折率層7の屈折率楕円体Aの長軸aが第1の偏光板5の吸収軸P1の方向と同じ方向を向く場合には、液晶分子の光軸の方位角のおおよその値は、0°もしくは180°のいずれかとなり、また複屈折率層7の屈折率楕円体Aの長軸aが第2の偏光板6の吸収軸P2の方向と同じ方向を向けている場合には、液晶分子の光軸の方位角のおおよその値は、90°もしくは270°となるが、そうした方位角それぞれの値について前後2°の範囲内にあることが好ましい。例えば、第2のケースにおいて、液晶分子の方位角がおおよそ0°と180°の組み合わせとなっている場合には、複屈折率層7の液晶分子の存在位置として多数選んでも、その全ての位置において液晶分子の光軸の方位角が0°の前後2°の範囲内あるいは180°の前後2°の範囲内にあることが好ましい。   Further, in both cases of the first case and the second case, the variation in the tilt state of the optical axis of the liquid crystal molecules is approximately the above values of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. In contrast, it is preferable that the azimuth angle of the liquid crystal molecules is within a range of 2 °. In the first case, taking the case where the azimuth angle of the optical axis of the liquid crystal molecules is uniformly approximately 0 ° as an example, all the liquid crystal molecules in the birefringence layer 7 are all selected even if the liquid crystal molecules exist. It is preferable that the azimuth angle of the optical axis of the liquid crystal molecules is within the range of 2 ° before and after 0 ° at the position. Further, in the second case, when the major axis a of the refractive index ellipsoid A of the birefringent layer 7 is oriented in the same direction as the absorption axis P1 of the first polarizing plate 5, the optical axis of the liquid crystal molecules. Is approximately 0 ° or 180 °, and the major axis a of the refractive index ellipsoid A of the birefringent layer 7 is the same as the direction of the absorption axis P 2 of the second polarizing plate 6. When the direction is directed, the approximate value of the azimuth angle of the optical axis of the liquid crystal molecules is 90 ° or 270 °, and it is preferable that each value of the azimuth angle is within a range of 2 ° before and after. . For example, in the second case, when the azimuth angle of the liquid crystal molecules is a combination of approximately 0 ° and 180 °, all the positions of the birefringence layer 7 may be selected even if many are selected as the positions of the liquid crystal molecules. In this case, the azimuth angle of the optical axis of the liquid crystal molecules is preferably in the range of 2 ° before and after 0 ° or in the range of 2 ° before and after 180 °.

なお、複屈折率層7の光軸の状態は、上記したように複屈折率層7面上に予め選ばれた各位置ごとに特定される光軸の状態のおよそ平均的な状態(光軸の状態を特定するφ、θなどの値の平均値)として定義できるが、複屈折率層7面上の異なる位置における複屈折率層7の光軸の傾斜状態が略同様な状態となっている場合、複屈折率層7面上の1箇所で計測した光軸の傾斜状態が複屈折率層7の光軸の傾斜状態を示しうる。   The state of the optical axis of the birefringent layer 7 is approximately the average state of the optical axis specified for each position selected in advance on the surface of the birefringent layer 7 as described above (optical axis). Can be defined as an average value of values such as φ, θ, etc.), but the inclined state of the optical axis of the birefringent layer 7 at different positions on the surface of the birefringent layer 7 is substantially the same. In this case, the tilt state of the optical axis measured at one place on the surface of the birefringence layer 7 can indicate the tilt state of the optical axis of the birefringence layer 7.

また、複屈折率層7内の異なる位置における液晶分子の光軸の傾斜状態についても、その光軸の傾斜状態(チルト角、方位角、屈折率で定まる光軸の状態)について平均的な状態を定め、それらの状態にて複屈折率層7の液晶分子の光軸の傾斜状態が定義できる。具体的には、複屈折率層7に含まれる液晶分子の光軸の方位角が0°、90°、180°、270°より選択された0°、180°2種類の値となっているような場合を一例とすると、複屈折率層7の液晶分子の光軸の傾斜状態は、方位角については0°と180°とを組み合わせた状態にある、などとして具体的に定義することができる。   In addition, regarding the tilted state of the optical axis of the liquid crystal molecules at different positions in the birefringence layer 7, the tilted state of the optical axis (the state of the optical axis determined by the tilt angle, the azimuth angle, and the refractive index) is an average state. In these states, the tilt state of the optical axis of the liquid crystal molecules of the birefringent layer 7 can be defined. Specifically, the azimuth angle of the optical axis of the liquid crystal molecules contained in the birefringent layer 7 has two values of 0 ° and 180 ° selected from 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. Taking such a case as an example, the tilted state of the optical axis of the liquid crystal molecules of the birefringent layer 7 can be specifically defined as a state in which the azimuth is a combination of 0 ° and 180 °. it can.

複屈折率層7を構成する液晶分子としては、分子構造中に不飽和2重結合を有し、液晶状態で架橋可能なものが用いられる。したがって、重合性液晶としては分子の末端に不飽和2重結合を有するものが用いられる。
また、液晶分子としては、その複屈折Δnが0.03〜0.20程度であるものが好ましく、0.05〜0.15程度であるものが更に好ましい。このような液晶分子としては、下記式1から式11で表される化合物を具体例に例示できる。耐熱性の点から好ましくは3次元架橋可能なものが良く、分子の末端に不飽和2重結合を2以上有するものが用いられる。
さらに、複屈折率層7を構成する液晶分子としては、下記化学式(化1)から(化11)に表される化合物の複数種類が選択されても良い。
As the liquid crystal molecules constituting the birefringent layer 7, those having an unsaturated double bond in the molecular structure and capable of being crosslinked in a liquid crystal state are used. Accordingly, a polymerizable liquid crystal having an unsaturated double bond at the end of the molecule is used.
The liquid crystal molecules preferably have a birefringence Δn of about 0.03 to 0.20, more preferably about 0.05 to 0.15. Specific examples of such liquid crystal molecules include compounds represented by the following formulas 1 to 11. From the viewpoint of heat resistance, those capable of three-dimensional crosslinking are preferred, and those having two or more unsaturated double bonds at the molecular ends are used.
Furthermore, as the liquid crystal molecules constituting the birefringence layer 7, a plurality of types of compounds represented by the following chemical formulas (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 11) may be selected.

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(なお、Xは、4から6の整数である。)
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(X is an integer from 4 to 6.)

複屈折率層7は、垂直配向膜上全面に亘って液晶分子を重合させて形成されている場合に限定されず、各種印刷方法やフォトリソグラフィー法を用いて垂直配向膜上にパターニングされてパターン形成されてもよい。   The birefringence layer 7 is not limited to the case where it is formed by polymerizing liquid crystal molecules over the entire surface of the vertical alignment film, but is patterned on the vertical alignment film using various printing methods or photolithography methods. It may be formed.

本発明の液晶表示装置では、複屈折率層7は、第1の偏光板5と第2の偏光板4との間に形成されておれば、図1に示すような第1の基板3と液晶層2との間に積層形成される場合に限定されず、複屈折率層7は、第1の基板3と第1の偏光板5との間や、第2の基板と第2の偏光板4との間などにも積層形成可能である。   In the liquid crystal display device of the present invention, if the birefringence layer 7 is formed between the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 4, the first substrate 3 as shown in FIG. The birefringence layer 7 is not limited to the case where it is laminated between the liquid crystal layer 2 and the birefringence layer 7 is provided between the first substrate 3 and the first polarizing plate 5 or between the second substrate and the second polarization. It can also be laminated between the plate 4 and the like.

また、複屈折率層7は、対向する基板(第1の基板と第2の基板)の間に形成されるとしてもよい。具体的には、複屈折率層7は、第1の基板3と液晶層2との間に積層形成される他、第2の基板と液晶層2との間に形成されてもよい。   The birefringence layer 7 may be formed between the opposing substrates (first substrate and second substrate). Specifically, the birefringence layer 7 may be formed between the first substrate 3 and the liquid crystal layer 2 or may be formed between the second substrate and the liquid crystal layer 2.

液晶表示装置において、第1の基板3と液晶層2との間や第2の基板4と液晶層2との間の位置に複屈折率層7を形成する場合、複屈折率層7を第1の基板の外面に露出させないようにすることができ、偏光板5、6の基板3、4への貼付け等といった液晶表示装置の組み立て工程の際や使用の際に外部から作用力を受けても複屈折率層が容易に損傷してしまう虞を抑制できる。   In the liquid crystal display device, when the birefringence layer 7 is formed between the first substrate 3 and the liquid crystal layer 2 or between the second substrate 4 and the liquid crystal layer 2, It is possible to prevent exposure to the outer surface of the substrate 1 and to receive an external force during the assembly process or use of the liquid crystal display device such as attaching the polarizing plates 5 and 6 to the substrates 3 and 4. In addition, the possibility that the birefringent layer is easily damaged can be suppressed.

液晶層2は、複屈折率層7を積層した第1の基板3と、第2の基板4との間に液晶が封入されて形成される。   The liquid crystal layer 2 is formed by sealing a liquid crystal between the first substrate 3 on which the birefringence layer 7 is laminated and the second substrate 4.

液晶層2に封入される液晶は、適宜選択されるが、ZLI−2293(メルク社製)などを具体的に挙げることができる。   The liquid crystal sealed in the liquid crystal layer 2 is appropriately selected, and specific examples thereof include ZLI-2293 (manufactured by Merck).

液晶層2を構成する液晶は、外部からの電場に応じて配向状態が可変であり、これにより、液晶表示装置は液晶層を進行する光の位相差の制御が可能となる。   The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 2 has an alignment state that is variable according to an external electric field. This enables the liquid crystal display device to control the phase difference of light traveling through the liquid crystal layer.

基板3、4と液晶層2との間には、図4(A)に示すように、配向膜50、51が液晶層2の界面と接するように形成されることがあるが、配向膜は、基板3、4の間に形成される液晶層2の液晶を、水平配向させるための水平配向膜、又は、前記の液晶を垂直配向させるための垂直配向膜である。配向膜として水平配向膜及び垂直配向膜のどちらを用いるかは、適宜選択可能である。   As shown in FIG. 4A, alignment films 50 and 51 may be formed between the substrates 3 and 4 and the liquid crystal layer 2 so as to be in contact with the interface of the liquid crystal layer 2. The liquid crystal layer 2 formed between the substrates 3 and 4 is a horizontal alignment film for horizontally aligning the liquid crystal or a vertical alignment film for vertically aligning the liquid crystal. Whether the horizontal alignment film or the vertical alignment film is used as the alignment film can be appropriately selected.

この液晶表示装置には、たとえば、光を第2の基板4から第1の基板3方向に向かう方向に入射させるにあたり、光源62と、光源62から発せられた光を第2の偏光板6の面方向に拡散させつつ導く導光板60と、導光板60で導かれた光を第2の基板4方向に進行させる光反射板61とを備えた光照射部63が配設されていてもよい(図4(A))。この場合光照射部63から光が第2の偏光板6に入射すると、第2の基板4、液晶層2を通過して第1の偏光板5の吸収軸に対して垂直に振動する光となすことができる。そして、さらにその光が着色層10を通過して所定の波長の光が第1の偏光板5の外側に向かって出射されるようになる。   In this liquid crystal display device, for example, when light is incident in the direction from the second substrate 4 toward the first substrate 3, the light emitted from the light source 62 and the light source 62 is transmitted to the second polarizing plate 6. A light irradiator 63 including a light guide plate 60 that guides the light while diffusing in the surface direction, and a light reflecting plate 61 that advances light guided by the light guide plate 60 in the direction of the second substrate 4 may be provided. (FIG. 4 (A)). In this case, when light is incident on the second polarizing plate 6 from the light irradiation unit 63, light that passes through the second substrate 4 and the liquid crystal layer 2 and vibrates perpendicularly to the absorption axis of the first polarizing plate 5. Can be made. Further, the light passes through the colored layer 10 and light having a predetermined wavelength is emitted toward the outside of the first polarizing plate 5.

本発明の液晶表示装置は、液晶の分子を架橋重合させた構造を備えた複屈折率層を基板に積層して設けているので、比較的高い耐熱性を有する液晶表示装置を低コストの下に得ることが可能になる。また、光学補償を行なうために別体で製造された位相差制御フィルムを介装させずに液晶表示装置を製造することが可能となり、液晶表示装置を幅薄にすることができ、しかも、位相差制御フィルム材の介装時に塗布する必要のあった接着剤などの粘着剤も不要となるので、接着剤などの層が存在して多層化することに伴なう界面反射を低減することができるようになり、コントラストなどの液晶表示画面の表示特性を一層向上させることができる。   In the liquid crystal display device of the present invention, a birefringent layer having a structure in which liquid crystal molecules are crosslinked and polymerized is provided on a substrate, so that a liquid crystal display device having relatively high heat resistance can be manufactured at low cost. To be able to get to. In addition, it becomes possible to manufacture a liquid crystal display device without interposing a retardation control film manufactured separately for optical compensation, and the liquid crystal display device can be made thin. Adhesives such as adhesives that had to be applied at the time of phase difference control film material installation are also unnecessary, so that the interface reflection due to the presence of layers such as adhesives can be reduced. As a result, the display characteristics of the liquid crystal display screen such as contrast can be further improved.

この液晶表示装置によれば、複屈折率層が液晶をホメオトロピック配向させた状態にして架橋重合化してなる構造を備えることから、この複屈折率層の厚み方向をz軸にしてxyz直交座標を想定したとき、屈折率楕円体Aの傾斜角φの値がゼロである場合、屈折率楕円体Aの屈折率nx、ny、nzはそれぞれx軸方向、y軸方向、z軸方向に平行し、x軸方向の屈折率nx とy軸方向の屈折率ny はほぼ同じ値になり、z軸方向の屈折率nzは、屈折率nx 、ny よりも大きくなるような状態にすることができる。   According to this liquid crystal display device, since the birefringent layer has a structure in which the liquid crystal is homeotropically aligned and crosslinked and polymerized, xyz orthogonal coordinates with the thickness direction of the birefringent layer as the z axis are provided. When the value of the inclination angle φ of the refractive index ellipsoid A is zero, the refractive indexes nx, ny, and nz of the refractive index ellipsoid A are parallel to the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, respectively. In addition, the refractive index nx in the x-axis direction and the refractive index ny in the y-axis direction are almost the same value, and the refractive index nz in the z-axis direction can be made larger than the refractive indexes nx and ny. .

したがって、このような場合、複屈折率層7を、屈折率がnz>nx=nyであるような複屈折率特性を有する層、すなわちその厚さ方向(z軸方向)に光軸を有する層となすことができるとともに1軸性の複屈折率特性を有する層とすることができて、いわゆる「+Cプレート」として機能させることができ、光のリタデーションに対して光学補償することができる位相差制御機能を有する液晶表示装置として機能させることができる。   Therefore, in such a case, the birefringence layer 7 is a layer having a birefringence characteristic such that the refractive index is nz> nx = ny, that is, a layer having an optical axis in the thickness direction (z-axis direction). And a layer having uniaxial birefringence characteristics, which can function as a so-called “+ C plate”, and can be optically compensated for retardation of light. It can function as a liquid crystal display device having a control function.

さらに、この液晶表示装置では、屈折率楕円体Aの傾斜角φの値がゼロ以外の値をとる場合、方位角θがおおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値をとる。
ここで、方位角θがこれらの値以外であると、図2において破線にて示すように、z軸方向からみた場合(図1における矢印F方向からみた場合)に、長軸a(光軸)が吸収軸P1や吸収軸P2のいずれにも重ならない。すると、複屈折率層7を通過する光に位相差が与えられ、吸収軸P1に垂直な(第1の偏光板5の透過軸に平行な)光の成分が生じ、光漏れが生じてしまう。
これに対して、この液晶表示層装置では、方位角θが上記したような値をとるように構成されているから、複屈折率層7の厚み方向に対して光漏れを生じる虞が抑制される。
Furthermore, in this liquid crystal display device, when the value of the inclination angle φ of the refractive index ellipsoid A takes a value other than zero, the azimuth angle θ is approximately 0 °, 90 °, 180 °, or 270 °. Take.
Here, when the azimuth angle θ is other than these values, as shown by a broken line in FIG. 2, when viewed from the z-axis direction (as viewed from the direction of arrow F in FIG. 1), the long axis a (optical axis) ) Does not overlap either absorption axis P1 or absorption axis P2. Then, a phase difference is given to the light passing through the birefringence layer 7, a light component perpendicular to the absorption axis P1 (parallel to the transmission axis of the first polarizing plate 5) is generated, and light leakage occurs. .
On the other hand, in this liquid crystal display layer device, since the azimuth angle θ is configured to take the above-described value, the risk of light leakage in the thickness direction of the birefringent layer 7 is suppressed. The

したがって、この液晶表示装置では、より+Cプレートとしての機能を一層確実なものとすることができる。   Therefore, in this liquid crystal display device, the function as the + C plate can be further ensured.

本発明の液晶表示装置は、複屈折率層を複数形成しているものであってもよい。   The liquid crystal display device of the present invention may have a plurality of birefringent layers.

この場合、複数の複屈折率層は、互いに複屈折率特性の異なる層であってもよい。なお、以下、複屈折率層7と複屈折率特性の異なる層を異複屈折率層ということがある。すなわち異複屈折率層は、第1の形態における複屈折率層7の複屈折率特性(+Cプレート)とは異なる複屈折率特性を有する層をなす。   In this case, the plurality of birefringence layers may be layers having different birefringence characteristics. Hereinafter, a layer having a birefringence characteristic different from that of the birefringence layer 7 may be referred to as a different birefringence layer. That is, the different birefringence layer is a layer having a birefringence characteristic different from the birefringence characteristic (+ C plate) of the birefringence layer 7 in the first embodiment.

この場合、異複屈折率層は、傾斜した光軸を有する複屈折率層7と異なる光軸を有している。   In this case, the different birefringence layer has an optical axis different from that of the birefringence layer 7 having an inclined optical axis.

具体的には、異複屈折率層は、上記した屈折率がnz=nx<nyあるいはnz=ny<nxであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「+Aプレート」として機能する層であってもよく、また、上記した屈折率がnz<nx=nyであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「−Cプレート」として機能する層であってもよい。   Specifically, the different birefringence layer is a layer having a birefringence characteristic such that the above-described refractive index is nz = nx <ny or nz = ny <nx, that is, a layer functioning as a so-called “+ A plate”. Alternatively, it may be a layer having a birefringence characteristic such that the above-mentioned refractive index is nz <nx = ny, that is, a layer functioning as a so-called “-C plate”.

なお、上記したいわゆる「+Aプレート」として機能する異複屈折率層は、例えば第1の偏光板5と第1の基板3との間や、第1の基板3と複屈折率層7との間の位置など、第1の偏光板と複屈折率層7の間に形成させることができる。   The different birefringence layer functioning as the so-called “+ A plate” described above is, for example, between the first polarizing plate 5 and the first substrate 3 or between the first substrate 3 and the birefringence layer 7. It can be formed between the first polarizing plate and the birefringence layer 7 such as a position between them.

所謂+Aプレートは、具体的には、例えば、液晶を水平配向させることが可能な樹脂材料やフィルム材などを用いて、その表面上に水平配向膜形成用塗膜を形成し、水平配向膜形成用塗膜の表面をラビング処理や光配向処理を施すことによって水平配向膜を得て、液晶を溶媒に溶解させた溶液を水平配向膜上に塗工し、液晶の分子をホモジニアス配向させて固定することにより得ることができる。   Specifically, the so-called + A plate, for example, uses a resin material or a film material capable of horizontally aligning liquid crystals to form a coating film for forming a horizontal alignment film on the surface thereof, thereby forming a horizontal alignment film. The surface of the coating film is rubbed or photo-aligned to obtain a horizontal alignment film, and a solution in which liquid crystal is dissolved in a solvent is applied onto the horizontal alignment film, and liquid crystal molecules are homogeneously aligned and fixed. Can be obtained.

また、上記+Aプレートは、第1の基板3の外側面もしくは内側面に、上記同様に、水平配向膜を作製して、水平配向膜上に液晶の分子をホモジニアス配向させて固定することにより得ることができる。   The + A plate is obtained by forming a horizontal alignment film on the outer or inner surface of the first substrate 3 and fixing the liquid crystal molecules homogeneously on the horizontal alignment film. be able to.

なお、液晶表示装置において、このような+Aプレートは、その光軸の向きが第1の偏光板5もしくは第2の偏光板6の吸収軸の向きと揃う(一致する)ように配置されている。   In the liquid crystal display device, such a + A plate is arranged so that the direction of the optical axis thereof is aligned (coincided) with the direction of the absorption axis of the first polarizing plate 5 or the second polarizing plate 6. .

このように液晶表示装置を構成すると、第2の偏光板、第2の基板、液晶層の順に通過した光が+Cプレートを通過した後+Aプレートを通過して第1の偏光板へと進行させることができ、そのような光の液晶表示装置の厚みに対して斜め方向への光漏れを+Cプレートと+Aプレートの組合わせ構造により抑制させる光学補償機能を発揮可能な液晶表示装置となり、液晶表示装置の視野角が拡大される。   When the liquid crystal display device is configured in this way, the light that has passed through the second polarizing plate, the second substrate, and the liquid crystal layer in this order passes through the + C plate and then passes through the + A plate and proceeds to the first polarizing plate. The liquid crystal display device can exhibit an optical compensation function that suppresses light leakage in an oblique direction with respect to the thickness of the liquid crystal display device, by a combined structure of the + C plate and the + A plate. The viewing angle of the device is enlarged.

また、光軸の異なる複屈折率層(複屈折率層7、異複屈折率層31)が複数形成されている場合、複屈折率層7と異複屈折率層31は、互いに当接して積層されていてもよいが(図3(A))、これに限定されず、第1の基板3と第1の偏光板5との間の位置、第1の基板3と液晶層2との間の位置や、液晶層2と第2の偏光板6との間の位置といった位置に、複屈折率層7と異なり異複屈折率層31とも異なる層を介在させつつ積層形成されてもよい(図3(B)、(C))。   When a plurality of birefringent layers (birefringent layer 7 and different birefringent layer 31) having different optical axes are formed, the birefringent layer 7 and the different birefringent layer 31 are in contact with each other. Although it may be laminated (FIG. 3 (A)), it is not limited to this, the position between the first substrate 3 and the first polarizing plate 5, the first substrate 3 and the liquid crystal layer 2. Unlike the birefringence layer 7, the layers may be laminated while interposing a different layer from the different birefringence layer 31 at a position such as between the liquid crystal layer 2 and the second polarizing plate 6. (Fig. 3 (B), (C)).

複屈折率層7には、その表面を保護するため、例えばアクリル系感光性樹脂等の絶縁膜などの保護層(図示せず)が複屈折率層7表面上に積層されてもよい。   In order to protect the surface of the birefringent layer 7, a protective layer (not shown) such as an insulating film such as an acrylic photosensitive resin may be laminated on the surface of the birefringent layer 7.

次に、本発明の液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置は、次に示すように製造できる。
Next, the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.
The liquid crystal display device of the present invention can be manufactured as follows.

まず複屈折率層7を積層形成する第1の基板3を構成するための基材として、予め、配向性を付与された基材を用意する。例えば、基材として、1軸延伸フィルムや2軸延伸フィルムなどそれ自体配向性を付与されたものや、光配向膜を用いて偏光照射されたものを用意する。   First, as a base material for constituting the first substrate 3 on which the birefringent layer 7 is laminated, a base material to which orientation is imparted is prepared in advance. For example, as the base material, a uniaxially stretched film, a biaxially stretched film such as a film provided with orientation itself, or a film irradiated with polarized light using a photo-alignment film is prepared.

なお、基材としては、基材表面上に形成される複屈折率層7に含まれる液晶の種類や、液晶に付与しようとする配向性に応じて、液晶の配向性をより容易にする処理(配向容易化工程)を予め行っておき、この配向容易化工程の結果として得られたものを用いてもよい。   In addition, as a base material, the process which makes the orientation of a liquid crystal easier according to the kind of the liquid crystal contained in the birefringence layer 7 formed on the base-material surface, and the orientation which is going to provide to a liquid crystal. (Orientation facilitating step) may be performed in advance, and a product obtained as a result of the orientation facilitating step may be used.

配向容易化工程の実施された基材として、基材に配向膜を形成する処理を行って液晶の配向性を付与可能にしたものが調整されても良い。このように基材上に配向膜が形成されて配向能を有するものによれば、配向膜を構成する組成液を様々に選択することにより、配向可能な方向を比較的広範囲に選択することが可能であるという利点がある。   As the substrate on which the alignment facilitating step has been performed, a substrate that has been subjected to a treatment for forming an alignment film on the substrate to enable alignment of liquid crystal may be adjusted. In this way, according to the alignment film formed on the base material and having the alignment ability, by selecting various composition liquids constituting the alignment film, it is possible to select a relatively wide range of alignment directions. There is an advantage that it is possible.

配向容易化工程として行われる配向膜を形成する処理は、複屈折率層7に含まれる液晶の種類などに応じて適宜条件を選択され実施される。すなわち、たとえば、複屈折率層7がその中に含まれる液晶をホメオトロピック配向状態にして固定されて構成されている場合、配向容易化工程としては垂直配向膜を形成する処理が選択されて実施されることが好ましい。   The treatment for forming the alignment film performed as the alignment facilitating step is carried out by appropriately selecting conditions according to the type of liquid crystal contained in the birefringence layer 7 and the like. That is, for example, when the birefringent layer 7 is configured by fixing the liquid crystal contained therein in a homeotropic alignment state, a process for forming a vertical alignment film is selected as the alignment facilitating step. It is preferred that

垂直配向膜は、次に示すように基材面上に形成される。すなわち、上記したような材料を用いてポリイミドを含む膜組成液を調整し、これを光透過性を有する基材の面に、フレキソ印刷やスピンコートなどの方法で塗布して垂直配向膜用塗工膜を作製し、さらにこの垂直配向膜用塗工膜を硬化させることにより、基材に垂直配向膜の形成された基材(垂直配向膜形成基材)を得る。   The vertical alignment film is formed on the substrate surface as shown below. In other words, a film composition liquid containing polyimide is prepared using the materials described above, and this is applied to the surface of a light-transmitting base material by a method such as flexographic printing or spin coating to apply a coating for a vertical alignment film. A base material (vertical orientation film forming base material) in which a vertical orientation film is formed on a base material is obtained by preparing a work film and further curing the coating film for vertical orientation film.

基材に配向膜を形成する際において、配向膜表面の撥水性又は撥油性が高い場合には、液晶をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内で予めUV洗浄やプラズマ処理を介在させることにより、配向膜表面の濡れ性を予め高めていてもよい。   When forming the alignment film on the substrate, if the surface of the alignment film has high water repellency or oil repellency, the liquid crystal can be preliminarily subjected to UV cleaning or plasma treatment as long as it can be homeotropically aligned. The wettability of the alignment film surface may be increased in advance.

このように基材が準備されると、次に示すような各工程を経て、複屈折率層7が基材に積層形成される。
まず、基材に積層する複屈折率層7を構成する液晶を溶媒に分散させて複屈折率層組成液を作製する。そして、この複屈折率層組成液を基材面に塗布して塗工膜を形成する(塗工膜形成工程)。より具体的には、たとえば、基材として垂直配向膜形成基材を準備し、さらに液晶分子とポリイミドを溶媒に溶解して複屈折率層組成液を調整し、これを垂直配向膜形成基材の垂直配向膜面上に塗布して塗工膜を作製する。
When the base material is thus prepared, the birefringence layer 7 is laminated on the base material through the following steps.
First, the liquid crystal constituting the birefringent layer 7 laminated on the substrate is dispersed in a solvent to prepare a birefringent layer composition liquid. And this birefringence layer composition liquid is apply | coated to a base-material surface, and a coating film is formed (coating film formation process). More specifically, for example, a vertical alignment film forming base material is prepared as a base material, and further a liquid crystal molecule and polyimide are dissolved in a solvent to prepare a birefringence layer composition liquid, which is used as the vertical alignment film forming base material. A coating film is prepared by coating on the vertical alignment film surface.

塗工膜形成工程において、複屈折率層組成液の塗布方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、具体的には、スピンコート法、ダイコーティング法、スリットコーティング法、ロールコート法、グラビアコート法、スライドコート法、浸漬法等の各方法や、これらを適宜組合わせた方法により、基材上に塗工液を塗布することができる。なお、基材と塗工膜との密着性を上げるため、特開平8−278491号公報に記載されているように、基材上に接着層を設け、さらにその接着剤層上に複屈折率層組成液を塗布することもできる。   In the coating film forming step, a known coating method can be used as a coating method of the birefringence layer composition liquid. Specifically, a spin coating method, a die coating method, a slit coating method, a roll coating method, The coating liquid can be applied onto the substrate by each method such as a gravure coating method, a slide coating method, and an immersion method, or a method in which these are appropriately combined. In order to improve the adhesion between the base material and the coating film, an adhesive layer is provided on the base material as described in JP-A-8-278491, and the birefringence is further provided on the adhesive layer. A layer composition liquid can also be applied.

複屈折率層組成液における液晶の重量比は5重量%〜50重量%である。50重量%よりも多くなると、複屈折率層7の膜厚分布が大きくなる虞があり、5重量%よりも少なくなると塗布ムラが発生する虞がある。このことを考慮して、液晶の重量比は、5重量部から50重量部であることが好ましく、10重量部〜30重量部であることがより好ましい。   The weight ratio of the liquid crystal in the birefringence layer composition liquid is 5% by weight to 50% by weight. If it exceeds 50% by weight, the film thickness distribution of the birefringent layer 7 may be increased, and if it is less than 5% by weight, coating unevenness may occur. Considering this, the weight ratio of the liquid crystal is preferably 5 to 50 parts by weight, and more preferably 10 to 30 parts by weight.

溶媒としては、重合性液晶を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、有機溶媒を適宜選択できる。なお、基材上に複屈折率層組成液を塗布して塗工膜を形成するにあたりスピンコート法を用いる場合は、溶媒として、酢酸3−メトキシブチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン等が好ましく使用される。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerizable liquid crystal, and an organic solvent can be appropriately selected. When a spin coating method is used to form a coating film by applying a birefringence layer composition liquid on a substrate, the solvent is 3-methoxybutyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone. Etc. are preferably used.

複屈折率層組成液は、液晶の分子を効果的にホメオトロピック配向させるために、側鎖にアルキル基を有するポリイミドを配合しても良い。この場合、複屈折率層組成液は、側鎖にアルキル基を有するポリイミドと液晶との配合比率が重量比で1/7から1/3である。また、複屈折率層組成液におけるポリイミドの配合量は、複屈折率層組成液中の液晶の総量に対して12.5〜25重量%とすることが好ましく、15〜22.5重量%とすることが更に好ましい。ポリイミドの配合量が、12.5重量%より小さいと、十分均一にホメオトロピック配向した複屈折率組成物を得ることが困難になる虞があり、25重量%よりも大きいと、光の透過率が低下する虞がある。   The birefringent layer composition liquid may contain a polyimide having an alkyl group in the side chain in order to effectively homeotropically align liquid crystal molecules. In this case, in the birefringence layer composition liquid, the blending ratio of the polyimide having an alkyl group in the side chain and the liquid crystal is 1/7 to 1/3 by weight. Further, the blending amount of the polyimide in the birefringence layer composition liquid is preferably 12.5 to 25% by weight, more preferably 15 to 22.5% by weight with respect to the total amount of liquid crystal in the birefringence layer composition liquid. preferable. If the blending amount of the polyimide is less than 12.5% by weight, it may be difficult to obtain a birefringent composition that is homeotropically oriented sufficiently. If it is greater than 25% by weight, the light transmittance decreases. There is a risk of doing.

複屈折率層組成液には、光重合開始剤が添加されていることが好ましい。   It is preferable that a photopolymerization initiator is added to the birefringence layer composition liquid.

光重合開始剤としては、ラジカル重合性開始剤を好適に使用できる。ラジカル重合性開始剤は、紫外線等のエネルギーによりフリーラジカルを発生するものであり、例えば、ベンジル(ビベンゾイルともいう)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げることができる。本発明においては、市販の光重合開始剤を適宜使用することもできる。例えば、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製の「イルガキュア184(物質名:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)」、「イルガキュア369(物質名:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン)」、「イルガキュア651(物質名:2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)」、「イルガキュア907(物質名:2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)」、「ダロキュア1173(物質名:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)」等のケトン系化合物や、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’−テトラフェニル−1,2’ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のビイミダゾール系化合物を用いてもよい。   As the photopolymerization initiator, a radical polymerizable initiator can be preferably used. The radical polymerizable initiator generates free radicals by energy such as ultraviolet rays. For example, benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoyl benzoic acid, methyl benzoyl benzoate, 4 -Benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3'-dimethyl-4-methoxy Benzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-mol Olinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane- 1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethyl Examples thereof include thioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone and the like. In the present invention, a commercially available photopolymerization initiator can also be used as appropriate. For example, “Irgacure 184 (substance name: 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)”, “Irgacure 369 (substance name: 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholino) manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc. Phenyl) -butan-1-one) ”,“ Irgacure 651 (substance name: 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one) ”,“ Irgacure 907 (substance name: 2-methyl-1-) Ketones such as (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one), “Darocur 1173 (substance name: 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one)” Compounds, 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4'-tetraphenyl-1,2'biimidazole (Kurokin Kasei Co., Ltd.) You may use biimidazole type compounds, such as a company make.

光重合開始剤は、重合性液晶の液晶規則性を大きく損なわない範囲で添加することが好ましい。光重合開始剤の添加量としては、一般的には0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜7重量%、より好ましくは、0.5〜5重量%の範囲で複屈折率層組成液に添加することができる。   The photopolymerization initiator is preferably added within a range that does not significantly impair the liquid crystal regularity of the polymerizable liquid crystal. The addition amount of the photopolymerization initiator is generally 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 7% by weight, and more preferably 0.5 to 5% by weight, added to the birefringence layer composition liquid. Can do.

なお、複屈折率層組成液には、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することもでき、具体的には0.01〜1重量%の範囲内で選択される。   In addition to the photopolymerization initiator, a sensitizer can also be added to the birefringence layer composition liquid within a range that does not impair the object of the present invention. Specifically, the range is from 0.01 to 1% by weight. Selected within.

また、光重合開始剤及び増感剤は、それぞれ、1種類のみ用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。   Moreover, only 1 type may be used for a photoinitiator and a sensitizer, respectively, and 2 or more types may be used together.

複屈折率層組成液には、界面活性剤が添加されていることが好ましい。複屈折率層組成液は界面活性剤を添加されることにより、これを塗布して形成される塗工膜において、空気界面での液晶の分子の配向性を制御できる。
界面活性剤としては、重合性液晶の液晶発現性を損なうものでなければ、特に限定されることはない。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の非イオン性界面活性剤、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤の添加量としては、一般的には0.01〜1重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%の範囲で固定液晶層組成液に添加することができる。
It is preferable that a surfactant is added to the birefringence layer composition liquid. By adding a surfactant to the birefringent layer composition liquid, the orientation of liquid crystal molecules at the air interface can be controlled in a coating film formed by applying the surfactant.
The surfactant is not particularly limited as long as it does not impair the liquid crystal expression of the polymerizable liquid crystal. For example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene derivative, polyoxyethylene / polyoxypropylene block polymer, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester , Nonionic surfactant such as polyoxyethylene alkylamine, fatty acid salt, alkyl sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkyl phosphate, Polyoxyethylene alkyl sulfate ester salt, naphthalenesulfonic acid formalin condensate, special polycarboxylic acid type polymer surfactant, polyoxyethylene Anionic surfactants such as alkyl phosphates.
The amount of the surfactant added is generally 0.01 to 1% by weight, preferably 0.05 to 0.5% by weight, and can be added to the fixed liquid crystal layer composition liquid.

塗工膜形成工程で基材上に塗工膜が形成されると、塗工膜に含まれる液晶を液晶相にするとともに、例えば次に示すように液晶をホメオトロピック配向の状態にする。   When the coating film is formed on the substrate in the coating film forming step, the liquid crystal contained in the coating film is brought into a liquid crystal phase and, for example, the liquid crystal is brought into a homeotropic alignment state as shown below.

すなわち、塗工膜を加熱して、塗工膜の温度を、この塗工膜中の液晶が液晶相となる温度(液晶相温度)以上、この塗工膜中の液晶が等方相(液体相)となる温度未満にすることで、液晶をホメオトロピック配向させる。このとき塗工膜の加熱手段は、特に限定されず、加熱雰囲気下におく手段でもよいし、赤外線で加熱する手段でもよい。   That is, by heating the coating film, the temperature of the coating film is equal to or higher than the temperature at which the liquid crystal in the coating film becomes a liquid crystal phase (liquid crystal phase temperature), and the liquid crystal in the coating film is in an isotropic phase (liquid The liquid crystal is homeotropically aligned at a temperature lower than the temperature of the phase. At this time, the means for heating the coating film is not particularly limited, and may be a means for placing in a heating atmosphere or a means for heating with infrared rays.

なお、液晶をホメオトロピック配向させる方法は、上記方法による他、塗工膜に含まれる液晶やこの塗工膜の状態に応じ、塗工膜を減圧乾燥する方法によっても、塗工膜に対して所定方向から電場や磁場を負荷する方法によっても実現可能である。   The method for homeotropic alignment of the liquid crystal is not limited to the above method, but can also be applied to the coating film by a method of drying the coating film under reduced pressure according to the liquid crystal contained in the coating film or the state of the coating film. It can also be realized by a method of applying an electric field or a magnetic field from a predetermined direction.

塗工膜を減圧乾燥することによって、液晶をホメオトロピック配向させる場合には、減圧状態とすることで塗工膜を過冷却状態にすることでき、塗工膜中の液晶をホメオトロピック配向させた状態を凡そ保持したままこの塗工膜を室温までさらに冷却できる。すると、液晶を架橋反応させるまで、効率よく液晶をホメオトロピック配向させた状態がおおきく乱れないようにすることができる。   When the liquid crystal is homeotropically aligned by drying the coating film under reduced pressure, the coating film can be brought into a supercooled state by setting a reduced pressure state, and the liquid crystal in the coating film is homeotropically aligned. The coated film can be further cooled to room temperature while maintaining the state. Then, it is possible to prevent the liquid crystal from being efficiently homeotropically aligned until the liquid crystal is subjected to a crosslinking reaction.

塗工膜中でホメオトロピック配向した液晶は、次にしめすように架橋反応されて固定され、複屈折率層7が形成される(複屈折率層形成工程という)。   The liquid crystal that is homeotropically aligned in the coating film is then crosslinked and fixed as shown below to form the birefringent layer 7 (referred to as a birefringent layer forming step).

この架橋反応は、液晶の感光波長の光を塗工膜に照射(露光)することで進行する。このとき、塗工膜に照射する光の波長は、この塗工膜中に含まれている液晶の種類に応じて適宜選択される。なお、塗工膜に照射する光は、単色光に限らず、液晶の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。   This crosslinking reaction proceeds by irradiating (exposure) light having a photosensitive wavelength of liquid crystal to the coating film. At this time, the wavelength of light applied to the coating film is appropriately selected according to the type of liquid crystal contained in the coating film. The light applied to the coating film is not limited to monochromatic light, but may be light having a certain wavelength range including the photosensitive wavelength of the liquid crystal.

露光に用いる光としては、励起エネルギーの大きさから電離放射線が好ましく、電離放射線の照射量は、使用する重合性液晶に応じて適宜選択されるが、電離放射線として紫外線を使用する場合は、その照射量は、一般に、液晶相予定部位の露光量が10〜1000mJ/cm2程度であるように調整されることが好ましく、またその波長は、200〜450nm程度が好ましい。 The light used for the exposure is preferably ionizing radiation because of the magnitude of the excitation energy, and the amount of ionizing radiation is appropriately selected according to the polymerizable liquid crystal used, but when using ultraviolet rays as the ionizing radiation, In general, the irradiation amount is preferably adjusted so that the exposure amount of the liquid crystal phase expected site is about 10 to 1000 mJ / cm 2 , and the wavelength is preferably about 200 to 450 nm.

なお、塗工膜に含まれる液晶を硬化させる方法としては、塗工膜に50〜500Gy程度の電子線を照射して硬化させる方法を用いてもよい。   In addition, as a method of curing the liquid crystal contained in the coating film, a method of curing the coating film by irradiating an electron beam of about 50 to 500 Gy may be used.

液晶の架橋反応は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも1〜10℃低い温度まで塗工膜を加熱しながら架橋反応を行なうことが好ましい。こうすることで、この架橋反応の際に液晶のホメオトロピック配向の乱れを低減することができる。また、この観点から、架橋反応を行なう温度は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも3〜6℃低い温度であることがより好ましい。   The cross-linking reaction of the liquid crystal is preferably performed while the coating film is heated to a temperature 1 to 10 ° C. lower than the temperature at which the liquid crystal transitions from the liquid crystal phase to the isotropic phase. By doing so, disorder of homeotropic alignment of the liquid crystal can be reduced during the crosslinking reaction. From this point of view, the temperature at which the crosslinking reaction is performed is more preferably 3 to 6 ° C. lower than the temperature at which the liquid crystal transitions from the liquid crystal phase to the isotropic phase.

なお、液晶の架橋反応は、上記したような方法のほか、不活性ガス雰囲気中で、塗工膜を液晶相温度にまで加熱しながら液晶の感光波長の光を塗工膜に照射する方法(方法Aという)で実施されてもよい。   In addition to the method described above, the crosslinking reaction of the liquid crystal is a method of irradiating the coating film with light having a photosensitive wavelength of liquid crystal while heating the coating film to the liquid crystal phase temperature in an inert gas atmosphere ( (Method A).

方法Aでは、不活性雰囲気下で液晶が架橋されており、空気雰囲気下で液晶が架橋される場合に比べ、液晶分子の配向の乱れがより抑制される。   In Method A, the liquid crystal is cross-linked under an inert atmosphere, and the disorder of the alignment of liquid crystal molecules is further suppressed as compared with the case where the liquid crystal is cross-linked under an air atmosphere.

また、液晶の架橋反応は、不活性ガス雰囲気中または空気雰囲気中で、塗工膜を液晶相温度まで加熱しながら液晶の感光波長の光を塗工膜に照射して架橋反応を部分的に進行させ(部分的架橋工程という)、部分的架橋工程の後、液晶が結晶相となる温度(Tc)まで塗工膜を冷却し、この状態でさらに感光波長の光を塗工膜に照射して架橋反応を進行させて完了させる方法(方法Bという)で実施されてもよい。なお、上記した温度Tcは、架橋反応を進行させる前の塗工膜において液晶が結晶相となる温度である。   In addition, the cross-linking reaction of the liquid crystal is carried out by partially irradiating the coating film with light of the photosensitive wavelength of the liquid crystal while heating the coating film to the liquid crystal phase temperature in an inert gas atmosphere or air atmosphere. The coating film is cooled to a temperature (Tc) at which the liquid crystal becomes a crystalline phase after the partial crosslinking process, and in this state, light with a photosensitive wavelength is further irradiated to the coating film. The method may be carried out by a method of completing the crosslinking reaction (referred to as method B). The temperature Tc described above is a temperature at which the liquid crystal becomes a crystal phase in the coating film before the crosslinking reaction proceeds.

部分的架橋工程では、温度Tcまで塗工膜を冷却しても、その塗工膜中に含まれる液晶の配向性が維持される程度に、架橋反応が進行している。したがって、部分的架橋工程における架橋反応の進行の程度は、塗工膜中の液晶の種類や、その塗工膜の膜厚などに応じて適宜選択されるが、おおよそ、部分的架橋工程では液晶の架橋度が5〜50となるまで架橋反応を進行させることが好ましい。   In the partial crosslinking step, the crosslinking reaction proceeds to such an extent that the orientation of the liquid crystal contained in the coating film is maintained even when the coating film is cooled to the temperature Tc. Accordingly, the degree of progress of the cross-linking reaction in the partial cross-linking step is appropriately selected according to the type of liquid crystal in the coating film, the film thickness of the coating film, and the like. The crosslinking reaction is preferably allowed to proceed until the degree of cross-linking becomes 5-50.

方法Bは、不活性ガス雰囲気下でも空気雰囲気下でも実施することができるが、空気雰囲気下で行なうことが、架橋反応を行なう工程を実施するための設備を簡略化でき、液晶表示装置の製造コストを抑制できる観点から好ましい。   Method B can be carried out in an inert gas atmosphere or an air atmosphere. However, when the method B is carried out in an air atmosphere, the equipment for carrying out the step of performing the crosslinking reaction can be simplified, and the liquid crystal display device can be produced. This is preferable from the viewpoint of cost reduction.

こうして複屈折率層形成工程が行われると、基材上に形成された塗工膜中の重合性液晶が架橋重合されて硬化され、複屈折率層7が形成され、複屈折率層7を備えた第1の基板3が形成される。   When the birefringence layer forming step is performed in this way, the polymerizable liquid crystal in the coating film formed on the substrate is cross-linked and cured to form the birefringence layer 7. The provided first substrate 3 is formed.

次に、第2の基板4を構成する基材を準備する。この基材としては、第1の基板3と同様なものが用いられても良く、これと異なるものが用いられても良い。   Next, a base material constituting the second substrate 4 is prepared. As this base material, the thing similar to the 1st board | substrate 3 may be used, and a different thing may be used.

複屈折率層7を備えた第1の基板3、および、第2の基板4を用いて、次に示すように液晶層を形成する。
まず、互いにやや間隔をあけて第1の基板3と第2の基板4を対向配置するとともに、第1の基板3と第2の基板4の間隙にスペーサ(例えば球状スペーサ又は柱状スペーサ)を配して、第1の基板3と第2の基板4の離間間隔(セルギャップ)を固定する。
A liquid crystal layer is formed as follows using the first substrate 3 and the second substrate 4 provided with the birefringence layer 7.
First, the first substrate 3 and the second substrate 4 are arranged to face each other with a slight space therebetween, and a spacer (for example, a spherical spacer or a columnar spacer) is arranged in the gap between the first substrate 3 and the second substrate 4. Then, the separation distance (cell gap) between the first substrate 3 and the second substrate 4 is fixed.

つぎに、シール材(熱硬化性樹脂)を用いて両基板(第1の基板3と第2の基板4)の間にシール材で区画化された空間部を形成する。そして、この空間部に液晶材料を充填することにより、液晶の封入が行なわれ、液晶層2が形成される。   Next, a space section partitioned by the sealing material is formed between the two substrates (the first substrate 3 and the second substrate 4) using a sealing material (thermosetting resin). Then, by filling the space portion with a liquid crystal material, liquid crystal is sealed and the liquid crystal layer 2 is formed.

さらに、第1の偏光板5と第2の偏光板6が、液晶層2の厚み方向にみた場合に互いに吸収軸P1、P2を直交させるように、それぞれ第1の基板3の外側面と第2の基板4の外側面に、両基板3、4を挟むように配設される。このとき、両偏光板(第1の偏光板5と第2の偏光板6)はクロスニコルに配置されている。また、複屈折率層7の厚み方向は液晶層2の厚み方向に揃っており、両偏光板5、6は、複屈折率層7の厚み方向に見た場合もクロスニコルに配置されている。   Further, when the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are viewed in the thickness direction of the liquid crystal layer 2, the outer surface of the first substrate 3 and the second polarizing plate 6 are arranged so that the absorption axes P 1 and P 2 are orthogonal to each other. The two substrates 4 are disposed on the outer surface of the second substrate 4 so as to sandwich the substrates 3 and 4 therebetween. At this time, both polarizing plates (the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6) are arranged in crossed Nicols. Further, the thickness direction of the birefringence layer 7 is aligned with the thickness direction of the liquid crystal layer 2, and both polarizing plates 5 and 6 are arranged in crossed Nicols when viewed in the thickness direction of the birefringence layer 7. .

なお、複屈折率層形成工程において、液晶の分子がほぼ完全にホメオトロピック配向の状態にて固定される場合、複屈折率層7は、その複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の傾斜角φがほぼ0°であり、第1の偏光板と第2の偏光板は、複屈折率層の屈折率楕円体の状態を考慮することなく設置されうる。   In the birefringence layer forming step, when the liquid crystal molecules are almost completely fixed in a homeotropic alignment state, the birefringence layer 7 is inclined by a refractive index ellipsoid specifying its birefringence characteristics. The angle φ is approximately 0 °, and the first polarizing plate and the second polarizing plate can be installed without considering the state of the refractive index ellipsoid of the birefringent layer.

複屈折率層形成工程において、複屈折率層7が、その複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の傾斜角φが0°以外であるように形成されている場合、第1の偏光板5と第2の偏光板6は、複屈折率層7の屈折率楕円体における方位角θのおおよその値が、0°、90°、180°、270°のいずれかになるように設置される。すなわち、複屈折率層7の屈折率楕円体を複屈折率層7の厚み方向にみた場合に、第1の偏光板5の吸収軸P1や第2の偏光板6の吸収軸P2のいずれかが複屈折率層7の屈折率楕円体の長軸a(光軸)の方向と揃う(重なる)ように、第1の偏光板5および第2の偏光板6が設置される。   In the birefringence layer forming step, when the birefringence layer 7 is formed such that the inclination angle φ of the refractive index ellipsoid specifying the birefringence characteristics is other than 0 °, the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are installed so that the approximate value of the azimuth angle θ in the refractive index ellipsoid of the birefringent layer 7 is 0 °, 90 °, 180 °, or 270 °. The That is, when the refractive index ellipsoid of the birefringent layer 7 is viewed in the thickness direction of the birefringent layer 7, either the absorption axis P1 of the first polarizing plate 5 or the absorption axis P2 of the second polarizing plate 6 is selected. Are aligned with (overlapping with) the direction of the major axis a (optical axis) of the refractive index ellipsoid of the birefringent layer 7, the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are installed.

こうして、本発明の液晶表示装置1が製造される。   Thus, the liquid crystal display device 1 of the present invention is manufactured.

本発明における第1の形態の液晶表示装置は、対向する基板の少なくとも一方に着色層8を形成しているものであってもよい(第2の形態という)。
図4(B)は、第2の形態の液晶表示装置の実施例における断面構造を示す概略図である。
The liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention may be one in which the colored layer 8 is formed on at least one of the opposing substrates (referred to as the second embodiment).
FIG. 4B is a schematic diagram showing a cross-sectional structure in an example of the liquid crystal display device of the second mode.

この液晶表示装置1においては、対向する基板の一方(例えば、第1の基板3)を構成する基材30上に機能層として着色層10が積層形成されており、複屈折率層7が着色層10面上に更に積層されている。そして、異複屈折率層31が着色層10の形成された基板と第1の偏光板5との間に形成されている。   In this liquid crystal display device 1, the colored layer 10 is laminated as a functional layer on the base material 30 constituting one of the opposing substrates (for example, the first substrate 3), and the birefringence layer 7 is colored. It is further laminated on the surface of the layer 10. A different birefringence layer 31 is formed between the substrate on which the colored layer 10 is formed and the first polarizing plate 5.

着色層10は、所定波長領域の可視光を透過する着色画素部8と、遮光部9(ブラックマトリクスあるいはBMということがある)とからなる。   The colored layer 10 includes a colored pixel portion 8 that transmits visible light in a predetermined wavelength region, and a light shielding portion 9 (sometimes referred to as a black matrix or BM).

着色画素部8は、赤色、緑色、青色各々について各色の波長帯の光を透過させる着色画素(それぞれ赤色着色画素8a、緑色着色画素8b、及び青色着色画素8cという)を所定のパターンで基材30に配置して形成される。着色画素部8を構成する赤色着色画素8a、青色着色画素8b、緑色着色画素8cの配置形態としては、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等種々な配置パターンを選択することができる。
また、これらの着色画素(8a、8b、8c)に代えて、各色の補色の波長帯の光を透過させる着色画素を用いることも可能である。
The colored pixel portion 8 has a predetermined pattern of colored pixels (referred to as a red colored pixel 8a, a green colored pixel 8b, and a blue colored pixel 8c, respectively) that transmit light of each color wavelength band for red, green, and blue, respectively. 30. Various arrangement patterns such as a stripe type, a mosaic type, and a triangle type can be selected as the arrangement form of the red color pixel 8a, the blue color pixel 8b, and the green color pixel 8c constituting the color pixel unit 8.
Further, instead of these colored pixels (8a, 8b, 8c), it is also possible to use colored pixels that transmit light in the complementary wavelength band of each color.

着色画素部8は、各色の着色画素(8a、8b、8c)毎に、着色画素の着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液の塗膜を、例えばフォトリソグラフィー法で、所定形状にパターニングすることで形成される。   The coloring pixel unit 8 patterns a coating film of a coloring material dispersion obtained by dispersing a coloring material of a coloring pixel in a solvent into a predetermined shape for each coloring pixel (8a, 8b, 8c) of each color, for example, by a photolithography method. It is formed by doing.

なお、着色画素部8は、フォトリソグラフィー法のほか、各色の着色画素(8a、8b、8c)毎に、着色材料分散液を所定形状に塗布することによっても形成できる。   In addition to the photolithography method, the colored pixel portion 8 can be formed by applying a coloring material dispersion liquid in a predetermined shape for each colored pixel (8a, 8b, 8c) of each color.

遮光部9は、着色画素(8a、8b、8c)同士の重なり合いを防止するとともに、着色画素間の隙間を埋めて、近接する着色画素間からの光の漏れ(漏れ光)を抑制し、また、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置にて設けられた場合におけるアクティブ素子の光劣化等を抑制する。   The light-shielding portion 9 prevents overlapping of the colored pixels (8a, 8b, 8c), fills in the gaps between the colored pixels, suppresses light leakage (leakage light) between adjacent colored pixels, and In the case of being provided in an active matrix driving type liquid crystal display device, light degradation of the active element is suppressed.

したがって、遮光部9は、基材30面上に着色画素の配置される位置に対応する領域を、個々の着色画素(8a、8b、8c)ごとに平面視上区画化するように形成される。そして、各色の着色画素(8a、8b、8c)は、それぞれ、遮光部9により区画化された基材30面上の領域の形成位置に応じて、平面視上その領域を被覆するようにして配置される。   Therefore, the light-shielding part 9 is formed so as to partition the area corresponding to the position where the colored pixels are arranged on the surface of the base material 30 for each colored pixel (8a, 8b, 8c) in plan view. . The colored pixels (8a, 8b, 8c) of the respective colors cover the regions in plan view according to the formation positions of the regions on the surface of the base material 30 partitioned by the light shielding unit 9, respectively. Be placed.

遮光部9は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を所定形状に基材30面にパターニングすることにより、形成することができる。また、遮光部9は、黒色樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することにより形成することも可能である。   The light shielding part 9 can be formed, for example, by patterning a metal thin film having a light shielding property or light absorbing property such as a metal chromium thin film or a tungsten thin film on the surface of the substrate 30 in a predetermined shape. Moreover, the light shielding part 9 can also be formed by printing an organic material such as black resin in a predetermined shape.

このような着色層10の形成された第2の形態の液晶表示装置によれば、カラー表示が可能となる。   According to the liquid crystal display device of the second embodiment in which such a colored layer 10 is formed, color display is possible.

第2の形態の液晶表示装置であって、着色層10の着色画素部8を構成する着色画素(赤色着色画素8a、青色着色画素8b、緑色着色画素8c)が、ストライプ型の配置パターンにて配置されている場合にあっては、赤色着色画素8a、青色着色画素8b、緑色着色画素8cが直線状に配列されるが、このような液晶表示装置では、図6に示すように、第1の偏光板と第2の偏光板のいずれかの吸収軸(P1、P2)の方向(図6において矢印P1、P2で示す)がストライプ型の着色画素(8a、8b、8c)の長手方向(図6において矢印Jで示す)に一致していることが好ましい。図6の例では、液晶表示装置1では、ストライプ型の着色画素(8a、8b、8c)の長手方向が第1の偏光板の吸収軸P1に一致しているが、これに限定されず、これらが第2の偏光板の吸収軸P2に一致していてもよい。   In the liquid crystal display device according to the second embodiment, the colored pixels (the red colored pixels 8a, the blue colored pixels 8b, and the green colored pixels 8c) constituting the colored pixel portion 8 of the colored layer 10 are arranged in a stripe arrangement pattern. In the case where they are arranged, the red colored pixels 8a, the blue colored pixels 8b, and the green colored pixels 8c are linearly arranged. In such a liquid crystal display device, as shown in FIG. The direction of the absorption axis (P1, P2) of one of the polarizing plate and the second polarizing plate (indicated by arrows P1, P2 in FIG. 6) is the longitudinal direction of the striped colored pixels (8a, 8b, 8c) ( Preferably, it coincides with the arrow J in FIG. In the example of FIG. 6, in the liquid crystal display device 1, the longitudinal direction of the stripe-type colored pixels (8a, 8b, 8c) coincides with the absorption axis P1 of the first polarizing plate. These may coincide with the absorption axis P2 of the second polarizing plate.

ここに本発明者らはストライプ型の着色画素を配置した着色画素部8を備える着色層10の上に複屈折率層4を形成すると、着色画素の長手方向に対して平面視上直交する方向に複屈折率層4の光軸aを向けてしまう現象がみられることを見出した。そして、この液晶表示装置1は、この現象を応用することで完成された発明であり、効率的に製造可能な装置となるという効果を奏するものである。すなわち、着色画素の配置パターンとしてストライプ型を採用し、視覚での認識が容易な着色画素の長手方向に偏光板の吸収軸の方向を合わせることで、確実に且つ簡易に効率よく、複屈折率層4の光軸の傾斜方向を第1の偏光板もしくは第2の偏光板のいずれかの吸収軸に一致させることができ、効率的に製造された可液晶表示装置が提供される。   Here, when the birefringence layer 4 is formed on the colored layer 10 including the colored pixel portion 8 in which the stripe-shaped colored pixels are arranged, the present inventors are perpendicular to the longitudinal direction of the colored pixels in plan view. It has been found that there is a phenomenon in which the optical axis a of the birefringent layer 4 is directed. The liquid crystal display device 1 is an invention that has been completed by applying this phenomenon, and has the effect of becoming an efficiently manufacturable device. In other words, by adopting a stripe type as the arrangement pattern of the colored pixels and aligning the absorption axis direction of the polarizing plate with the longitudinal direction of the colored pixels, which is easy to visually recognize, the birefringence can be reliably and easily obtained. The tilt direction of the optical axis of the layer 4 can be made to coincide with the absorption axis of either the first polarizing plate or the second polarizing plate, and an efficiently manufactured liquid crystal display device is provided.

なお、ストライプ型の着色画素を配置した着色画素部8を備える着色層10の上に複屈折率層4を形成する場合に、着色画素の長手方向に対して直交する方向に複屈折率層4の光軸aを向けやすい原因の詳細は不明であるが、着色画素8の形状や、着色画素8を作成する方法やその条件が要因となっているものと思料される。   In addition, when forming the birefringence layer 4 on the colored layer 10 provided with the colored pixel part 8 which has arrange | positioned the stripe-type colored pixel, the birefringent layer 4 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of a colored pixel. The details of the cause of the easy orientation of the optical axis a is unknown, but it is thought that the shape of the colored pixel 8, the method of creating the colored pixel 8, and the conditions thereof are factors.

本発明における第1の形態、第2の形態の液晶表示装置では、第1の基板3もしくは第2の基板4にスイッチング回路20が設けられてもよい(第3の形態という)(図5(A)、(B))。
このスイッチング回路20としては、画素電極とこれに対向して液晶層に電場を形成させる電極とが同一の基板面上に配設されないもの(例えばTN(Twisted Nematic)モード、VA(Virtical Alignment)モード)(第1のモードという)や、これらが同一基板面上に配設されるもの(例えばIPS(In−Plane−Switching)モード)(第2のモードという)を挙げることができる。
In the liquid crystal display devices according to the first and second embodiments of the present invention, the switching circuit 20 may be provided on the first substrate 3 or the second substrate 4 (referred to as the third embodiment) (FIG. 5 ( A), (B)).
As the switching circuit 20, a pixel electrode and an electrode for forming an electric field on the liquid crystal layer opposite to the pixel electrode are not disposed on the same substrate surface (for example, TN (Twisted Nematic) mode, VA (Virtical Alignment) mode) ) (Referred to as a first mode) and those in which these are disposed on the same substrate surface (for example, an IPS (In-Plane-Switching) mode) (referred to as a second mode).

電極部を構成する画素電極とこれに対向した電極(共通電極)とが、同一基板上に配設しないものについて説明する(図5(A))。   A case where the pixel electrode constituting the electrode portion and the electrode (common electrode) opposed to the pixel electrode are not provided on the same substrate will be described (FIG. 5A).

第1のモードのスイッチング回路20は、画素ごとにそれぞれ設けた画素電極18に対応して基板30上に積層形成されて層状に構成されており、画素電極18とこれに電気的に接続された信号線や走査線等の各種素子とともに機能層としての素子基板を形成している。   The switching circuit 20 in the first mode is laminated on the substrate 30 corresponding to the pixel electrode 18 provided for each pixel, and is configured in layers, and is electrically connected to the pixel electrode 18. An element substrate as a functional layer is formed together with various elements such as signal lines and scanning lines.

スイッチング回路20は、走査線13から電気信号の供給を受けて、信号線12と電極部11の通電状態を制御する。スイッチング回路20としては、薄膜トランジスタ(TFT ( Thin Film Transistor )という)等の3端子型素子やMIM(Metal Insulator Metal)ダイオード等の2端子型素子などのアクティブ素子が具体的に例示される。   The switching circuit 20 is supplied with an electrical signal from the scanning line 13 and controls the energization state of the signal line 12 and the electrode unit 11. Specific examples of the switching circuit 20 include active elements such as a three-terminal element such as a thin film transistor (TFT) and a two-terminal element such as a MIM (Metal Insulator Metal) diode.

スイッチング回路20が薄膜トランジスタである場合、スイッチング回路20は、各画素電極18に接続されたドレイン電極15と、信号線12から電気信号の供給を受けるソース電極16と、ドレイン電極15とソース電極16の間に介在して両電極を接続させる半導体とが基材上に積層され、さらに半導体に対して絶縁層(図示せず)を介して積層されたゲート電極17が積層されて形成されている。なお、ゲート電極は走査線13に接続している。   When the switching circuit 20 is a thin film transistor, the switching circuit 20 includes a drain electrode 15 connected to each pixel electrode 18, a source electrode 16 that receives an electric signal from the signal line 12, and the drain electrode 15 and the source electrode 16. A semiconductor that interposes between and connects the two electrodes is laminated on a base material, and a gate electrode 17 is laminated on the semiconductor via an insulating layer (not shown). Note that the gate electrode is connected to the scanning line 13.

電極部11は画素電極18と共通電極(図示せず)とからなるが、この電極部11としては、ITO(Indium Tin Oxide)電極などの透明電極を好ましく用いることができ、これを各画素を形成する領域ほぼ全面に敷設されることで形成できる。なお、電極部11は、各画素領域の端縁部に細長に透明電極を敷設しても形成することができる。   The electrode unit 11 includes a pixel electrode 18 and a common electrode (not shown). As the electrode unit 11, a transparent electrode such as an ITO (Indium Tin Oxide) electrode can be preferably used. It can be formed by laying over almost the entire area to be formed. The electrode part 11 can also be formed by laying a thin transparent electrode on the edge of each pixel region.

次に、電極部を構成する画素電極と共通電極とが同一基板上に配設されている第2のモードのスイッチング回路20について説明する(図5(B))。このスイッチング回路20の形成された素子基板においては、同一の画素領域において電極部11の形成される領域以外は、上記第1のモードと同様に構成され、電極部11の形成される領域については、同一画素領域上に画素電極とこれに対抗する電極の両者が積層形成されている。   Next, the switching circuit 20 in the second mode in which the pixel electrode and the common electrode constituting the electrode portion are provided on the same substrate will be described (FIG. 5B). The element substrate on which the switching circuit 20 is formed is configured in the same manner as in the first mode except for the region where the electrode portion 11 is formed in the same pixel region. Both the pixel electrode and the opposing electrode are stacked on the same pixel region.

すなわち、画素電極18と共通電極19とからなる電極部11では、共通電極19は、ドレイン電極15に接続される画素電極18と同一基板面上で対向するように設けられており、例えば、図5(B)に示すように1つの画素電極18に対して2方向(図5(B)の例では信号線12に近づく方向と離れる方向)に共通電極19が対面しているように配置される。図5(B)においては、電極部11は、櫛歯状に画素電極18と共通電極19が設けられている。なお、画素電極18と共通電極19とが重なり合う領域には絶縁層を設けてスイッチング回路20がショートしないように構成されている。   That is, in the electrode unit 11 including the pixel electrode 18 and the common electrode 19, the common electrode 19 is provided so as to face the pixel electrode 18 connected to the drain electrode 15 on the same substrate surface. As shown in FIG. 5B, the common electrode 19 is disposed so as to face one pixel electrode 18 in two directions (in the example of FIG. 5B, the direction approaching and away from the signal line 12). The In FIG. 5B, the electrode portion 11 is provided with a pixel electrode 18 and a common electrode 19 in a comb shape. Note that an insulating layer is provided in a region where the pixel electrode 18 and the common electrode 19 overlap so that the switching circuit 20 is not short-circuited.

第1のモードや第2のモードのスイッチング回路20を第1の基板3や第2の基板4に設けて第3の形態の液晶表示装置を構成すれば、その液晶表示装置はスイッチング回路の通電状態に応じて液晶表示が制御されるものとなる。   If the switching circuit 20 in the first mode or the second mode is provided on the first substrate 3 or the second substrate 4 to constitute the liquid crystal display device of the third mode, the liquid crystal display device is energized by the switching circuit. The liquid crystal display is controlled according to the state.

実施例1.
次に示すように基材に複屈折率層や配向膜を順次積層して、複屈折率層を備えた第1の基板を作製した。
Example 1.
As shown below, a birefringence layer and an alignment film were sequentially laminated on a base material to produce a first substrate having a birefringence layer.

<垂直配向膜の作製>
垂直配向膜の溶液(JSR社製、JALS−2021−R2)をγ−ブチロラクトンで2倍に希釈して配向膜組成液を作製する。
第1の基板となる基材としてのガラス基板(コーニング社製、7059ガラス)(寸法が550mm×650mm)の面上に、上記した配向膜組成液を塗布して配向膜形成用塗工膜を作製し、配向膜形成用塗工膜の形成されたガラス基板を180℃で1時間焼成して垂直配向膜の形成された基材(垂直配向膜形成基材という)を得る。
<Preparation of vertical alignment film>
A solution of the vertical alignment film (JLS, JALS-2021-R2) is diluted twice with γ-butyrolactone to prepare an alignment film composition liquid.
On the surface of a glass substrate (7059 glass manufactured by Corning Co., Ltd.) (size is 550 mm × 650 mm) as a base material to be the first substrate, the above-mentioned alignment film composition liquid is applied to form an alignment film forming coating film. The glass substrate on which the coating film for forming the alignment film is formed is baked at 180 ° C. for 1 hour to obtain a base material on which the vertical alignment film is formed (referred to as a vertical alignment film forming base material).

<複屈折率層形成用塗工膜の作製>
ポリイミドを含む溶液として、垂直配向膜の溶液(JSR社製、JALS−2021−R2)をジエチレングリコールジメチルエーテルで8倍希釈した溶液を調整する。
ネマチック液晶相を示す重合可能な液晶分子(重合性液晶)として上記化学式(化11)に示される化合物(ただしXの値が6の化合物である)20重量部と、光重合開始剤(チバガイギー社製、「イルガキュア907」)0.8重量部と、溶媒としてクロロベンゼン59.2重量部と、上記ポリイミドを含む溶液20重量部とを混合して、複屈折率層組成液を作製する。
<Preparation of birefringent layer forming coating film>
As a solution containing polyimide, a solution obtained by diluting a vertically aligned film solution (JLS, JALS-2021-R2) 8 times with diethylene glycol dimethyl ether is prepared.
As a polymerizable liquid crystal molecule (polymerizable liquid crystal) exhibiting a nematic liquid crystal phase, 20 parts by weight of a compound represented by the above chemical formula (Formula 11) (where X is a compound having a value of 6) and a photopolymerization initiator (Ciba Geigy) Manufactured by “Irgacure 907”), 59.2 parts by weight of chlorobenzene as a solvent, and 20 parts by weight of a solution containing the polyimide are mixed to prepare a birefringence layer composition liquid.

垂直配向膜形成基材をスピンコーターに設置して、垂直配向膜上に複屈折率層組成液をスピンコーティングして塗工膜(複屈折率層形成用塗工膜という)を作製した。このとき得られた複屈折率層形成用塗工膜は白濁していた。スピンコーティングによる塗工膜の製作には、コーターシステム(東京応化工業社製、「商品名TR40000F」)が用いられた。このコーターシステムは、垂直配向膜形成基材表面に対する複屈折率層組成液のバーコート、スピンコーティング、および複屈折率層形成用塗工膜の減圧乾燥を、一体化して実施するシステムである。   A substrate for forming a vertical alignment film was placed on a spin coater, and a birefringence layer composition liquid was spin-coated on the vertical alignment film to prepare a coating film (referred to as a coating film for forming a birefringence layer). The birefringence layer forming coating film obtained at this time was cloudy. A coater system (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., “trade name TR40000F”) was used to produce a coating film by spin coating. This coater system is a system that integrally performs bar coating of a birefringence layer composition liquid on the surface of a base material for forming a vertical alignment film, spin coating, and vacuum drying of a coating film for forming a birefringence layer.

作製された複屈折率層形成用塗工膜の膜厚は、乾燥時において約1.5μmであった。なお、この膜厚は、触針式段差計(Sloan社製、製品名「DEKTAK」)を用いて計測された。   The film thickness of the produced birefringent layer forming coating film was about 1.5 μm when dried. The film thickness was measured using a stylus type step gauge (manufactured by Sloan, product name “DEKTAK”).

<液晶のホメオトロピック配向状態の形成>
複屈折率層形成用塗工膜の形成された垂直配向膜形成基材を、100℃で3分間加熱し、複屈折率層形成用塗工膜中の液晶の分子が液晶相に転移して配向状態を形成していることを確認した。このとき、複屈折率層形成用塗工膜が白濁状態から透明状態となったことが目視にて確認された。
<Formation of homeotropic alignment state of liquid crystal>
The substrate for forming the vertical alignment film on which the coating film for forming the birefringent layer is formed is heated at 100 ° C. for 3 minutes, and the liquid crystal molecules in the coating film for forming the birefringent layer are transferred to the liquid crystal phase. It was confirmed that an alignment state was formed. At this time, it was visually confirmed that the coating film for forming a birefringent layer was changed from a cloudy state to a transparent state.

<液晶の架橋重合反応>
次に、空気雰囲気下で、透明状態の複屈折率層形成用塗工膜に、紫外線照射装置(ハリソン東芝ライティング社製、「商品名TOSCURE751」)を用いて出力が20mW/cm2の紫外線を10秒間照射して、複屈折率層形成用塗工膜中の液晶を架橋重合反応させて液晶の分子の配向性を固定することで、複屈折率層が形成された。これにより得られた複屈折率層を形成した基材を、オーブンで230℃、30分間焼成し、複屈折率層と基材との密着性を向上させた。
<Crosslink polymerization reaction of liquid crystal>
Next, in an air atmosphere, UV light with an output of 20 mW / cm 2 is applied to the transparent birefringent layer forming coating film using an ultraviolet irradiation device (trade name TOSCURE751 manufactured by Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd.). The birefringent layer was formed by irradiating for 10 seconds to cause the liquid crystal in the coating film for forming a birefringent layer to undergo a crosslinking polymerization reaction to fix the orientation of the molecules of the liquid crystal. The base material on which the birefringence layer thus obtained was formed was baked in an oven at 230 ° C. for 30 minutes to improve the adhesion between the birefringence layer and the base material.

このようにして複屈折率層の形成された基材が得られるが、これについて、複屈折率層の複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の状態を示すnx、ny、nz、φの値は、次のように特定される。   In this way, a base material having a birefringent layer formed thereon is obtained. For this, nx, ny, nz, and φ indicating the state of a refractive index ellipsoid that specifies the birefringence characteristics of the birefringent layer are obtained. The value is specified as follows:

複屈折率層の屈折率楕円体の形状を示す屈折率(nx、ny、nz)は、液晶の分子に応じた屈折率が定められることで特定される。   The refractive index (nx, ny, nz) indicating the shape of the refractive index ellipsoid of the birefringent layer is specified by determining the refractive index according to the molecules of the liquid crystal.

次に、複屈折率層の屈折率楕円体の傾斜状態は、傾斜角φを定めることで特定される。
まず、正面方向のリタデーション量を位相差測定機を用いて計測することにより、屈折率楕円体の長軸(光軸)に傾斜が存在するか否かを判定する。すなわち、計測されたリタデーション量が、上記した屈折率と複屈折率層の膜厚に基づき複屈折率層の光軸に傾斜が存在しない場合(傾斜角φ=0の場合)に想定される値とは異なる値である場合、複屈折率層の光軸が傾斜していると判定する。
Next, the tilt state of the refractive index ellipsoid of the birefringence layer is specified by determining the tilt angle φ.
First, it is determined whether or not there is an inclination in the major axis (optical axis) of the refractive index ellipsoid by measuring the amount of retardation in the front direction using a phase difference measuring machine. That is, the measured retardation amount is a value assumed when there is no inclination in the optical axis of the birefringent layer based on the refractive index and the film thickness of the birefringent layer (when the inclination angle φ = 0). If the value is different from, it is determined that the optical axis of the birefringent layer is inclined.

複屈折率層の光軸に傾斜があると判定される場合、その光軸についての傾斜角φは、位相差測定機を用いて次に示すように位相差を計測して特定される。   When it is determined that the optical axis of the birefringent layer is inclined, the inclination angle φ with respect to the optical axis is specified by measuring the phase difference using a phase difference measuring machine as shown below.

予め複屈折率層面上において位相差を計測しようとする位置を選択する。この選択された位置を測定点とする。この測定点における極角45°方向の光(波長589nm)の位相差を、互いに異なる4つの方位について計測する。   The position where the phase difference is to be measured is selected in advance on the birefringence layer surface. This selected position is taken as a measurement point. The phase difference of light (wavelength 589 nm) in the 45 ° polar angle direction at this measurement point is measured in four different directions.

ここに、極角と互いに異なる4つの方位は次のように定義される。
すなわち、測定点を原点とし複屈折率層の厚み方向にz軸をとり、複屈折率層面上に原点で交差し且つ互いに直交しあうx軸とy軸をとって、x軸とy軸とz軸とで形成される空間を考えた場合に、空間内の位置(K)についての極角は、Kがz軸上にある場合を0°として、原点とKを結ぶ直線のz軸に対する傾斜角度として定義される。
Here, four orientations different from the polar angle are defined as follows.
That is, taking the measurement point as the origin, taking the z-axis in the thickness direction of the birefringence layer, taking the x-axis and y-axis intersecting at the origin on the birefringence layer surface and orthogonal to each other, When considering a space formed by the z-axis, the polar angle for the position (K) in the space is 0 ° when K is on the z-axis, with respect to the z-axis of the straight line connecting the origin and K Defined as tilt angle.

また、互いに異なる4つの方位は、x軸方向に互いに原点を挟んで向かい合う2方位(方位X1、方位X2)および、y軸方向に互いに原点を挟んで向かい合う2方位(方位Y1、方位Y2)として定義される。   The four different azimuths are two azimuths (azimuth X1, azimuth X2) facing each other across the origin in the x-axis direction and two azimuths (azimuth Y1, azimuth Y2) facing each other across the origin in the y-axis direction. Defined.

傾斜角φは、4つの方位(方位X1、X2、Y1、Y2)についてそれぞれ極角45°方向の位置で測定された位相差の値(方位X1、方位X2、方位Y1、方位Y2に対する位相差の値を、それぞれΔn(X1)、Δn(X2)、Δn(Y1)、Δn(Y2)とする)の組合わせによって特定される。   Inclination angle φ is the value of phase difference (phase difference with respect to azimuth X1, azimuth X2, azimuth Y1, azimuth Y2) measured at a position of 45 ° polar angle for each of four azimuths (azimuths X1, X2, Y1, Y2) Are determined by combinations of Δn (X1), Δn (X2), Δn (Y1), and Δn (Y2)).

液晶の種類等に応じて屈折率楕円体の屈折率(nx、ny、nz)は特定されるから、屈折率楕円体の形状は特定されており、上記したような異なる4方位について位相差の値が特定されれば、(Δn(X1)−Δn(X2))および(Δn(Y1)−Δn(Y2))の値により、屈折率楕円体につき、その光軸が、どの程度方位X1あるいは方位X2に向かって傾斜し、どの程度方位Y1あるいは方位Y2に向かって傾斜しているかが特定される。このことから、屈折率楕円体の光軸が、z軸に対してどの程度傾斜しているか特定できる。   Since the refractive index (nx, ny, nz) of the refractive index ellipsoid is specified according to the type of liquid crystal and the like, the shape of the refractive index ellipsoid is specified, and the phase difference of the four different orientations as described above is specified. If the value is specified, the value of (Δn (X1) −Δn (X2)) and (Δn (Y1) −Δn (Y2)) will determine how much the optical axis of the refractive index ellipsoid is azimuth X1 or It is inclined toward the azimuth X2, and how much it is inclined toward the azimuth Y1 or the azimuth Y2 is specified. From this, it can be specified how much the optical axis of the refractive index ellipsoid is inclined with respect to the z-axis.

例えば、nx=ny<nzであって、(Δn(X1)−Δn(X2))=ε>0(ゼロ)、且つ、(Δn(Y1)−Δn(Y2))の値が0(ゼロ)あるいは殆ど0であるような場合、屈折率楕円体は、方位X2にεの値に応じて傾斜し、方位Y1と方位Y2のどちらにもほとんど傾斜していない状態として特定され、屈折率楕円体の傾斜角φが特定される。   For example, nx = ny <nz, (Δn (X1) −Δn (X2)) = ε> 0 (zero), and the value of (Δn (Y1) −Δn (Y2)) is 0 (zero). Alternatively, when it is almost 0, the refractive index ellipsoid is specified as a state in which the refractive index ellipsoid is inclined according to the value of ε in the azimuth X2 and is hardly inclined in either the azimuth Y1 or the azimuth Y2. Is determined.

なお、複屈折率層の形成された基材について、その基板の略中心位置(W)に測定点をとり、その位置Wにおける屈折率楕円体の傾斜角φを計測したところ、その傾斜角φの値は、おおよそ1°であった。   In addition, about the base material in which the birefringence layer was formed, the measurement point was taken at the approximate center position (W) of the substrate, and the inclination angle φ of the refractive index ellipsoid at the position W was measured. The value of was approximately 1 °.

また、複屈折率層の形成された基材について、複屈折率層面上の相異なる複数の位置における屈折率楕円体の傾斜状態(光軸の傾斜状態)を計測し、その傾斜状態の均一性の評価を行った。   In addition, for the base material on which the birefringence layer is formed, the inclination state (inclination state of the optical axis) of the refractive index ellipsoid at a plurality of different positions on the birefringence layer surface is measured, and the uniformity of the inclination state is measured. Was evaluated.

<傾斜状態の均一性の評価>
まず複屈折率層の形成された基材において、複屈折率層面上、その面方向に100mm間隔の格子状にて互いに相異なる5点×7点の総計35点(35箇所)の測定点を選ぶとともに、35点の測定点のうち中心点の位置を位置Wに一致させる。そして、各測定点について4方向から位相差(Δn(X1)、Δn(X2)、Δn(Y1)、Δn(Y2))を測定して、位相差Δn(X1)についての標準偏差を算出し、及び各測定点について位相差値の大小関係の比較する。
<Evaluation of uniformity in tilted state>
First, in the base material on which the birefringence layer is formed, a total of 35 measurement points (35 points) of 5 points × 7 points which are different from each other in a lattice shape with a spacing of 100 mm in the plane direction on the surface of the birefringence layer. At the same time, the position of the center point among the 35 measurement points is matched with the position W. Then, the phase difference (Δn (X1), Δn (X2), Δn (Y1), Δn (Y2)) is measured for each measurement point from four directions, and the standard deviation for the phase difference Δn (X1) is calculated. , And for each measurement point, the magnitude relation of the phase difference value is compared.

結果、Δn(X1)の標準偏差は、0.29であった。この場合、複屈折率層面上の相異なる位置における屈折率楕円体の状態や光軸の状態につき、その傾斜角のばらつきがおおよそ0.4°の範囲に抑えられると予想される。
また、上記35点の測定点全てにおいて、(Δn(X1)−Δn(X2))=ε>0(ゼロ)、且つ、(Δn(Y1)−Δn(Y2))の値が殆ど0(ゼロ)であった。
As a result, the standard deviation of Δn (X1) was 0.29. In this case, it is expected that the variation in the inclination angle of the refractive index ellipsoidal state and the optical axis state at different positions on the birefringent layer surface can be suppressed to a range of approximately 0.4 °.
Further, at all the 35 measurement points, (Δn (X1) −Δn (X2)) = ε> 0 (zero) and (Δn (Y1) −Δn (Y2)) are almost zero (zero). )Met.

したがって、複屈折率層の形成された基材では、複屈折率層の各測定点における光軸はおおよそ均一且つ同じ方向に傾斜した場合に相当しており、複屈折率層の各測定点における光軸の傾斜状態に殆どばらつきがないことが示される。そして、この基材では、複屈折率層の略中心位置での屈折率楕円体の傾斜角がそのまま複屈折率層の光軸の傾斜角を示すことになる。   Therefore, in the base material on which the birefringent layer is formed, the optical axis at each measurement point of the birefringent layer corresponds to a case where the optical axis is approximately uniform and tilted in the same direction, and at each measurement point of the birefringent layer. It shows that there is almost no variation in the tilted state of the optical axis. In this base material, the inclination angle of the refractive index ellipsoid at the approximate center position of the birefringence layer directly indicates the inclination angle of the optical axis of the birefringence layer.

<水平配向膜の作製>
上記のようにして得られた複屈折率層を形成した基材を20mm×20mmの寸法に切断し、これに対し、その複屈折率層表面上に、次に示すように水平配向膜を作製した。
まず、複屈折率層を形成した基材面上に水平配向膜組成液(AL1254(JSR社製))をフレキソ印刷を用いて塗工して塗工膜(水平配向膜用塗工膜)を形成し、その水平配向膜用塗工膜の形成されたガラス基板を230℃のオーブンで1時間焼成することにより、水平配向膜を形成した。
<Production of horizontal alignment film>
The base material on which the birefringent layer formed as described above is formed is cut into a size of 20 mm × 20 mm, and a horizontal alignment film is produced on the surface of the birefringent layer as shown below. did.
First, a horizontal alignment film composition liquid (AL1254 (manufactured by JSR)) is applied to the base material surface on which the birefringence layer is formed by using flexographic printing to form a coating film (horizontal alignment film coating film). The horizontal alignment film was formed by baking the glass substrate on which the coating film for horizontal alignment film was formed in an oven at 230 ° C. for 1 hour.

<ラビング処理>
水平配向膜の形成された基材に対し、複屈折率層の厚さ方向にみた場合に複屈折率層の複屈折率特性を特定する屈折率楕円体の長軸(光軸)の方向にラビング方向が平行する(揃う)ように、ラビング装置(RLYY−3(飯沼ゲージ社製 )を用いてラビング処理を行った。こうして、複屈折率層を備えた第1の基板が得られた。
<Rubbing treatment>
In the direction of the major axis (optical axis) of the refractive index ellipsoid that specifies the birefringence characteristics of the birefringent layer when viewed in the thickness direction of the birefringent layer with respect to the base material on which the horizontal alignment film is formed A rubbing process was performed using a rubbing apparatus (RLYY-3 (manufactured by Iinuma Gauge Co., Ltd.)) so that the rubbing directions were parallel (aligned), and thus a first substrate having a birefringence layer was obtained.

次に、第1の基板を形成する際に用いたのと同種の基材(ガラス基板)を用意し、第2の基板を形成するための基材として用い、第2の基板を作製した。   Next, a base material (glass substrate) of the same type as that used for forming the first substrate was prepared, and used as a base material for forming the second substrate, to produce a second substrate.

まず、第2の基板に用いる基材面上に、第1の基板における複屈折率層表面上に水平配向膜を作製した工程と同様の工程を通じて、水平配向膜を作製した。さらに、第2の基板用基材に設けられた水平配向膜上には、第1の基板と同様に、ラビング処理が施され、第2の基板が作製された。   First, a horizontal alignment film was produced on the base material surface used for the second substrate through the same process as the process for producing the horizontal alignment film on the birefringence layer surface of the first substrate. Further, a rubbing treatment was performed on the horizontal alignment film provided on the second substrate base material in the same manner as the first substrate to produce a second substrate.

複屈折率層を備えた第1の基板と、第2の基板を略20mm×20mmの大きさに切り出し、これらを用いて次に示すように液晶層を作成した。   A first substrate provided with a birefringent layer and a second substrate were cut into a size of approximately 20 mm × 20 mm, and a liquid crystal layer was formed using them as follows.

<液晶層の作製>
熱硬化性樹脂からなるシール材(三井化学株式会社製;商品名XN−5A)に、シール部用のスペーサ−(積水化学工業株式会社製;ミクロパールSP−2035)を0.4重量%含ませることで組成液(シール部組成液)を作製し、第2の基板に対して水平配向膜周縁に沿ってシール部組成液を塗布して塗工部(シール液塗工部)を作成した。なお、シール液塗工部を作成する際、水平配向膜周縁の一部にシール部組成液の塗工されない部分(非塗工部という)を残しておいた。
<Preparation of liquid crystal layer>
The seal material made of thermosetting resin (Mitsui Chemicals Co., Ltd .; trade name: XN-5A) contains 0.4% by weight of spacer for the seal part (Sekisui Chemical Co., Ltd .; Micropearl SP-2035). Then, a composition liquid (seal part composition liquid) was prepared, and a seal part composition liquid was applied to the second substrate along the peripheral edge of the horizontal alignment film to create a coating part (seal liquid coating part). When creating the seal liquid coating part, a part (referred to as non-coating part) where the seal part composition liquid was not applied was left at a part of the peripheral edge of the horizontal alignment film.

ラビング処理により液晶を配向づける方向が一致するように第1の基板と第2の基板をラビング処理された面を対面させて配置し、第2の基板のシール液塗工部を第1の基板に接触させ、この接触状態が維持されるように第1の基板と第2の基板を20kPa/cm2の圧力にてプレスしながら140℃に加熱してシール材を硬化させた。これにより、第1の基板と第2の基板とを一体化したもの(セルという。)が、作製された。なお、この得られたセルは、大きさが約2cm×約2cm、セルギャップが3.5μmである。 The first substrate and the second substrate are disposed so that the surfaces subjected to the rubbing treatment face each other so that the directions in which the liquid crystals are aligned by rubbing treatment are aligned, and the seal liquid coating portion of the second substrate is disposed on the first substrate. The first and second substrates were heated to 140 ° C. while pressing the first substrate and the second substrate at a pressure of 20 kPa / cm 2 so as to maintain this contact state, and the sealing material was cured. As a result, an integrated body (referred to as a cell) of the first substrate and the second substrate was produced. The obtained cell has a size of about 2 cm × about 2 cm and a cell gap of 3.5 μm.

これにより、第1の基板と第2の基板とがやや間隔をおいて対面配置されるとともに、第1の基板と第2の基板と間には、非塗布部の位置に開口部を形成しつつシール部で区画化された空間部が形成される。そして、この空間部に、液晶を注入して液晶層(駆動液晶層)が形成される。この液晶層を構成する液晶を注入するにあたり、液晶注入口として開口部が使用される。   As a result, the first substrate and the second substrate are arranged facing each other at a slight interval, and an opening is formed at the position of the non-application portion between the first substrate and the second substrate. A space portion partitioned by the seal portion is formed. Then, liquid crystal is injected into this space portion to form a liquid crystal layer (driving liquid crystal layer). In injecting the liquid crystal constituting the liquid crystal layer, an opening is used as a liquid crystal injection port.

液晶層を構成する液晶には、正の誘電率異方性を持つもの(メルク社製;商品名ZLI−2293;Δn=0.132、λ=590nm)を用いた。また、液晶の注入にあたっては、ディスペンサー方式が用いられても良いが、ここでは真空注入方式が用いられた。   As the liquid crystal constituting the liquid crystal layer, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (manufactured by Merck; trade name ZLI-2293; Δn = 0.132, λ = 590 nm) was used. In addition, a dispenser method may be used to inject liquid crystal, but a vacuum injection method is used here.

真空注入方式による液晶層の形成は、次に示すように行われた。すなわち、液晶の入った容器の中に、まだ液晶が入ってないセルを液晶注入口を下向きにして配置する。このとき、液晶注入口は液晶に浸されていない。次に、この容器を密封し、容器中の空気を抜いて真空に近い状態にする。その状態で、セルの液晶注入口を液晶の中に浸す。それから液晶注入口が液晶に浸す状態を維持したまま、容器の中の圧力を常圧に戻す。これにより、圧力と毛細管理現象によって、液晶が液晶注入口から徐々にパネルの中に注入され、液晶がセルの空間部に充填される。   Formation of the liquid crystal layer by the vacuum injection method was performed as follows. That is, a cell that does not contain liquid crystal is placed in a container containing liquid crystal with the liquid crystal injection port facing downward. At this time, the liquid crystal injection port is not immersed in the liquid crystal. Next, this container is sealed and the air in the container is evacuated to a state close to vacuum. In that state, the liquid crystal inlet of the cell is immersed in the liquid crystal. Then, the pressure in the container is returned to normal pressure while the liquid crystal inlet is maintained immersed in the liquid crystal. As a result, the liquid crystal is gradually injected into the panel from the liquid crystal injection port by the pressure and the capillary management phenomenon, and the liquid crystal is filled in the space portion of the cell.

セルに液晶の充満がなされた後、液晶注入口に紫外線硬化樹脂(EHC社製;商品名LCB−610)を塗付け、その塗付け位置(液晶注入口の形成された位置)に紫外線を照射することでその位置の紫外線硬化樹脂を固定して空間部を封止した。
こうして、液晶層の形成されたセルが得られた。
After the cell is filled with liquid crystal, UV curable resin (product name: LCB-610) is applied to the liquid crystal injection port, and the applied position (position where the liquid crystal injection port is formed) is irradiated with ultraviolet light. As a result, the ultraviolet curable resin at that position was fixed and the space was sealed.
Thus, a cell in which a liquid crystal layer was formed was obtained.

<位相差フィルムと偏光板の配設>
「+Aプレート」としての位相差フィルム(JSR社製;商品名アートン)を、液晶層の形成されたセルの第1の基板外側面に貼付けた。このとき、位相差フィルムの光軸の方向が、液晶層や複屈折率層の厚み方向に複屈折率層をみた場合における複屈折率層の光軸の向かう方向(光軸の傾斜方向)に揃うように、位相差フィルムは第1の基板外側面に貼付けられている。
<Disposition of retardation film and polarizing plate>
A retardation film (manufactured by JSR; trade name Arton) as “+ A plate” was attached to the outer surface of the first substrate of the cell on which the liquid crystal layer was formed. At this time, the direction of the optical axis of the retardation film is the direction of the optical axis of the birefringent layer when the birefringent layer is viewed in the thickness direction of the liquid crystal layer or the birefringent layer (inclination direction of the optical axis). The retardation film is attached to the outer surface of the first substrate so that they are aligned.

そして、位相差フィルムを貼付けたセルに対し、位相差フィルム面上に偏光板(サンリッツ社製;商品名HLC2−5618)を貼付け(この偏光板を第1の偏光板という。)、さらに、これと同様の偏光板を第2の基板外側面にも貼付ける(この偏光板を第2の偏光板という。)。これらの偏光板は、複屈折率層の厚み方向にみた場合に、第1の偏光板の吸収軸と第2の偏光板の吸収軸とが直交しているように配置されてセルに貼付けられる。そして、このとき、第1の偏光板の吸収軸の方向が、複屈折率層の厚み方向に複屈折率層をみた場合における複屈折率層の光軸の傾斜方向に揃うように、第1の偏光板は位相差フィルム面上に貼付けられている。   Then, a polarizing plate (manufactured by Sanlitz Co., Ltd .; trade name HLC2-5618) is pasted on the surface of the retardation film on the cell on which the retardation film is pasted (this polarizing plate is referred to as a first polarizing plate). The same polarizing plate is also attached to the outer surface of the second substrate (this polarizing plate is referred to as a second polarizing plate). These polarizing plates are disposed so that the absorption axis of the first polarizing plate and the absorption axis of the second polarizing plate are orthogonal to each other when viewed in the thickness direction of the birefringence layer. . At this time, the first polarizing plate is aligned such that the absorption axis direction of the first polarizing plate is aligned with the tilt direction of the optical axis of the birefringence layer when the birefringence layer is viewed in the thickness direction of the birefringence layer. The polarizing plate is affixed on the retardation film surface.

こうして、セルの外側位置に偏光板が貼付けられ、液晶表示装置が得られた。   Thus, a polarizing plate was attached to the outer position of the cell, and a liquid crystal display device was obtained.

得られた液晶表示装置について、正面輝度を測定することにより複屈折率層の厚み方向からみた場合の光漏れの状態を計測した。なお、正面輝度は、次に示すように測定された。   About the obtained liquid crystal display device, the state of light leakage when viewed from the thickness direction of the birefringent layer was measured by measuring the front luminance. The front luminance was measured as follows.

<正面輝度の測定>
正面輝度の測定は、輝度計測機と、液晶表示装置に光を照射する光照射部とで構築された輝度計測系を用いて実施された。
<Measurement of front brightness>
The measurement of the front luminance was carried out using a luminance measurement system constructed by a luminance measuring device and a light irradiation unit that irradiates light to the liquid crystal display device.

輝度計測系において、輝度計測器は、光照射部から発せられた光のうち液晶表示装置を通過した光を検知する光センサと、光センサによる検知された信号に基づき輝度を計測する計測部とを備えるものである。具体的には、輝度を測定する輝度計測機として、トプコン社製「BM−9」が使用された。   In the luminance measurement system, the luminance measuring device includes an optical sensor that detects light that has passed through the liquid crystal display device among light emitted from the light irradiation unit, and a measurement unit that measures luminance based on a signal detected by the optical sensor. Is provided. Specifically, “BM-9” manufactured by Topcon Corporation was used as a luminance measuring instrument for measuring luminance.

輝度計測系を用い、正面輝度は次のように測定された。
まず、光照射部を、液晶表示装置の第2の偏光板外側位置に配置し、液晶表示装置を挟んで液晶層の厚さ方向に対面する位置であって第1の偏光板外側位置に光センサを配置させた。
Using the luminance measurement system, the front luminance was measured as follows.
First, the light irradiating unit is arranged at the outer side of the second polarizing plate of the liquid crystal display device, and the light is irradiated to the outer side of the first polarizing plate at a position facing the thickness direction of the liquid crystal layer across the liquid crystal display device. A sensor was placed.

光照射部から波長550nmの光を液晶表示装置に向かって照射し、第2の偏光板外側位置よりセル内を通過して第1の偏光板を通過した光を光センサに検知させ、検知された光の量(輝度)を計測部にて計測することで、正面輝度が測定される。
このような測定の結果、この液晶表示装置の正面輝度は、0.23cd/m2であった。
Light with a wavelength of 550 nm is emitted from the light irradiation unit toward the liquid crystal display device, and the light sensor passes through the first polarizing plate from the outer side of the second polarizing plate and is detected by the optical sensor. The front luminance is measured by measuring the amount of light (luminance) measured by the measuring unit.
As a result of such measurement, the front luminance of the liquid crystal display device was 0.23 cd / m 2 .

実施例2.
第1の基板を構成する基材面上に次のように着色層を形成し、着色層面上に複屈折率層を形成するように構成した他は、実施例1と同様にして、図4に示すような第1の基板と第2の基板を備えた液晶表示装置を作製した。
Example 2
4 except that the colored layer is formed as follows on the base material surface constituting the first substrate and the birefringence layer is formed on the colored layer surface. A liquid crystal display device including a first substrate and a second substrate as shown in FIG.

<着色層の作製>
<着色層の形成に用いる着色材料分散液の調整>
ブラックマトリクス(BM)及び赤色(R)、緑色(G)、青色(B)着色画素の着色材料分散液として、顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物(顔料、分散剤及び溶剤を含有する)にビーズを加え、分散機で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する)とを混合することにより得られた。得られた顔料分散型フォトレジストは、下記に示すような組成である。尚、分散機としては、ペイントシェーカー(浅田鉄工社製)を用いた。
<Preparation of colored layer>
<Adjustment of coloring material dispersion used for forming colored layer>
A pigment-dispersed photoresist was used as a coloring material dispersion for the black matrix (BM) and red (R), green (G), and blue (B) colored pixels. The pigment-dispersed photoresist uses a pigment as a coloring material, adds beads to a dispersion composition (containing a pigment, a dispersant, and a solvent), disperses with a disperser for 3 hours, and then removes the beads. It was obtained by mixing with a clear resist composition (containing polymer, monomer, additive, initiator and solvent). The obtained pigment-dispersed photoresist has a composition as shown below. A paint shaker (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) was used as the disperser.

(ブラックマトリクス用フォトレジスト)
・黒顔料・・・・・14.0重量部
(大日精化工業(株)製、TMブラック#9550)
・分散剤・・・・・1.2重量部
(ビックケミー(株)製、Disperbyk111)
・ポリマー・・・・・2.8重量部
(昭和高分子(株)製、VR60)
・モノマー・・・・・3.5重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・添加剤・・・・・0.7重量部
(綜研化学(株)製L−20)
・開始剤・・・・・1.6重量部
(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)
・開始剤・・・・・0.3重量部
(4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン)
・開始剤・・・・・0.1重量部
(2,4−ジエチルチオキサントン)
・溶剤・・・・・75.8重量部
(エチレングリコールモノブチルエーテル)
(Photoresist for black matrix)
Black pigment: 14.0 parts by weight (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., TM Black # 95550)
・ Dispersant: 1.2 parts by weight (Bic Chemie, Disperbyk 111)
・ Polymer 2.8 parts by weight (Showa Polymer Co., Ltd., VR60)
-Monomer 3.5 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
・ Additive: 0.7 parts by weight (L-20 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
Initiator: 1.6 parts by weight (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1)
・ Initiator: 0.3 parts by weight (4,4′-diethylaminobenzophenone)
・ Initiator: 0.1 parts by weight (2,4-diethylthioxanthone)
・ Solvent: 75.8 parts by weight (ethylene glycol monobutyl ether)

(赤色(R)着色画素用フォトレジスト)
・赤顔料・・・・・4.8重量部
(C.I.PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製、クロモフタールDPP Red BP))
・黄顔料・・・・・1.2重量部
(C.I.PY139(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Photoresist for red (R) colored pixels)
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (CIPR254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Chromophthal DPP Red BP))
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (CI PY139 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 24000)
・ Monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer 1-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

(緑色(G)着色画素用フォトレジスト)
・緑顔料・・・・・3.7重量部
(C.I.PG7(大日精化製、セイカファストグリーン5316P))
・黄顔料・・・・・2.3重量部
(C.I.PY139(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Photoresist for green (G) colored pixels)
Green pigment: 3.7 parts by weight (CIPG7 (manufactured by Dainichi Seika, Seika Fast Green 5316P))
・ Yellow pigment: 2.3 parts by weight (CI PY139 (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 24000)
・ Monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer 1-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

(青色(B)着色画素用フォトレジスト)
・青顔料・・・・・4.6重量部
(C.I.PB15:6(BASF社製、ヘリオゲンブルーL6700F))
・紫顔料・・・・・1.4重量部
(C.I.PV23(クラリアント社製、フォスタパームRL−NF))
・顔料誘導体・・・・・0.6重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース12000)
・分散剤・・・・・2.4重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製、イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Blue (B) colored pixel photoresist)
・ Blue pigment: 4.6 parts by weight (CI PB15: 6 (manufactured by BASF, heliogen blue L6700F))
・ Purple pigment: 1.4 parts by weight (CIPV23 (manufactured by Clariant, Foster Palm RL-NF))
Pigment derivative: 0.6 parts by weight (manufactured by Zeneca Corporation, Solsperse 12000)
・ Dispersant: 2.4 parts by weight (Zeneca Co., Ltd., Solsperse 24000)
・ Monomer: 4.0 parts by weight (Sartomer Co., Ltd., SR399)
-Polymer 1-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

尚、上記ポリマー1は、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   The polymer 1 is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.

<着色層の形成>
洗浄処理を施した基材としてのガラス基板(コーニング社製、7059ガラス)を用意し、このガラス基板上面に、次に示すように各色ごとに着色材料分散液を塗布し、基材に着色層を積層形成した。
まず、ガラス基板に、上述で調製したBM用フォトレジストをスピンコート法で塗布し、90℃、3分間の条件でプリベーク(予備焼成)し、所定のパターンに形成されたマスクを用いて露光(100mJ/cm2)し、続いて0.05%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、30分間ポストベーク(焼成)し、厚さが1.2μmのBMを形成した基材(BM形成基材)を作製した。
<Formation of colored layer>
Prepare a glass substrate (7059 glass, manufactured by Corning) as a base material that has been subjected to a cleaning treatment, and apply a colored material dispersion for each color on the upper surface of the glass substrate as shown below. Were laminated.
First, the BM photoresist prepared above is applied to a glass substrate by spin coating, pre-baked (pre-baked) at 90 ° C. for 3 minutes, and exposed using a mask formed in a predetermined pattern ( 100 mJ / cm 2 ), followed by spray development using 0.05% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 30 minutes to form a BM having a thickness of 1.2 μm A base material (BM forming base material) was produced.

次に、予め赤色着色画素に対応する位置に対応するように調整した赤色(R)の顔料分散型フォトレジストを上記BM形成基材上にスピンコート法で塗布し、80℃、3分間の条件でプリベークし、各色パターンに応じた所定の着色パターン用フォトマスクを用いて、紫外線露光(300mJ/cm2)した。さらに、0.1%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、60分間ポストベーク(焼成)し、BMパターンに対して所定の位置に膜厚2.6μmの赤色(R)着色画素のパターンを形成した。 Next, a red (R) pigment-dispersed photoresist that has been adjusted in advance so as to correspond to the position corresponding to the red colored pixel is applied on the BM-forming substrate by spin coating, and the conditions of 80 ° C. and 3 minutes are applied. And pre-baked with UV exposure (300 mJ / cm 2 ) using a predetermined coloring pattern photomask corresponding to each color pattern. Further, spray development using a 0.1% KOH aqueous solution was performed for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 60 minutes, and a red (R) film having a thickness of 2.6 μm at a predetermined position with respect to the BM pattern. ) A colored pixel pattern was formed.

続いて、上記赤色(R)着色画素のパターンの形成方法と同様の方法を用いて、緑色(G)着色画素、青色(B)着色画素それぞれにつき、パターンを形成した。こうして、ガラス基板上に、BM、赤色着色画素、緑色着色画素、及び青色着色画素から構成される着色層が形成された。   Subsequently, a pattern was formed for each of the green (G) colored pixels and the blue (B) colored pixels by using the same method as the pattern forming method of the red (R) colored pixels. Thus, a colored layer composed of BM, red colored pixels, green colored pixels, and blue colored pixels was formed on the glass substrate.

こうして得られた着色層を形成した基材を用い、実施例1と同様にして第1の基板を作製した。   Using the base material on which the colored layer thus obtained was formed, a first substrate was produced in the same manner as in Example 1.

さらに、第1の基板を用い、実施例1と同様にして液晶表示装置を得た。
得られた液晶表示装置について、実施例1と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.20cd/m2であった。
Further, a liquid crystal display device was obtained in the same manner as in Example 1 using the first substrate.
With respect to the obtained liquid crystal display device, the front luminance was measured in the same manner as in Example 1.
The front luminance was 0.20 cd / m 2 .

実施例3
ストライプ型のパターンにて配置された各色の着色画素を備えた着色層を形成した基材を用いたほかは、実施例2と同様にして第1の基板を作製した。なお、複屈折率層は、基材の着色層形成面側に作成された。
Example 3
A first substrate was produced in the same manner as in Example 2 except that a base material on which a colored layer provided with colored pixels of each color arranged in a stripe pattern was used. The birefringence layer was formed on the colored layer forming surface side of the substrate.

さらに、第1の基板を用い、偏光板の配設を次に示すように実施した以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を得た。   Further, a liquid crystal display device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the first substrate was used and the polarizing plate was disposed as shown below.

<偏光板の配設>
実施例1と同様にして位相差フィルム(JSR社製;商品名アートン)を貼付けたセルに対し、位相差フィルム面上に偏光板(サンリッツ社製;商品名HLC2−5618)を貼付け(第1の偏光板)、さらに、これと同様の偏光板を第2の基板外側面にも貼付ける(第2の偏光板)。これらの偏光板は、複屈折率層の厚み方向にみた場合に、第1の偏光板の吸収軸と第2の偏光板の吸収軸とが直交しているように配置されてセルに貼付けられる。ただし、本実施例においては、第1の偏光板の吸収軸の方向が、ストライプ型の着色画素の長手方向に一致するように、第1の偏光板が位相差フィルム面上に貼付けられた。
<Disposition of polarizing plate>
In the same manner as in Example 1, a polarizing plate (manufactured by Sanlitz Co., Ltd .; trade name HLC2-5618) was pasted on the retardation film surface to the cell on which the retardation film (manufactured by JSR; trade name Arton) was pasted (No. 1 And a similar polarizing plate is also attached to the second substrate outer surface (second polarizing plate). These polarizing plates are disposed so that the absorption axis of the first polarizing plate and the absorption axis of the second polarizing plate are orthogonal to each other when viewed in the thickness direction of the birefringence layer. . However, in this example, the first polarizing plate was stuck on the retardation film surface so that the absorption axis direction of the first polarizing plate coincided with the longitudinal direction of the stripe-type colored pixels.

得られた液晶表示装置について、実施例1と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.20cd/m2であった。
With respect to the obtained liquid crystal display device, the front luminance was measured in the same manner as in Example 1.
The front luminance was 0.20 cd / m 2 .

比較例1.
実施例1において、液晶層の厚み方向にみた場合に、複屈折率層の屈折率楕円体の光軸の傾斜方向に対して第1の偏光板の吸収軸が45°ずれた位置に配置され、且つ、第1の偏光板の吸収軸と第2の偏光板の吸収軸とが直交するように、第1の偏光板と第2の偏光板をセルに貼付けた液晶表示装置を得た。
得られた液晶表示装置について、実施例1と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.28cd/m2であった。
Comparative Example 1
In Example 1, when viewed in the thickness direction of the liquid crystal layer, the absorption axis of the first polarizing plate is disposed at a position shifted by 45 ° with respect to the direction of inclination of the optical axis of the refractive index ellipsoid of the birefringence layer. And the liquid crystal display device which stuck the 1st polarizing plate and the 2nd polarizing plate to the cell so that the absorption axis of the 1st polarizing plate and the absorption axis of the 2nd polarizing plate was orthogonally crossed was obtained.
With respect to the obtained liquid crystal display device, the front luminance was measured in the same manner as in Example 1.
Front luminance was 0.28cd / m 2.

比較例2
実施例3で得られた第1の基板を用い、次のように偏光板の配設をしたほかは、実施例3と同様にして液晶表示装置を得た。すなわち、本比較例では、液晶層の厚み方向にみた場合に、ストライプ型の着色画素の長手方向に対して第1の偏光板の吸収軸が45°ずれた位置に配置され、且つ、第1の偏光軸の吸収軸と第2の偏光板の吸収軸とが直交するように、第1の偏光板と第2の偏光板をセルに貼付けた。
Comparative Example 2
A liquid crystal display device was obtained in the same manner as in Example 3 except that the first substrate obtained in Example 3 was used and the polarizing plate was arranged as follows. That is, in this comparative example, when viewed in the thickness direction of the liquid crystal layer, the absorption axis of the first polarizing plate is disposed at a position shifted by 45 ° with respect to the longitudinal direction of the stripe-type colored pixels, and the first The first polarizing plate and the second polarizing plate were attached to the cell so that the absorption axis of the polarizing plate and the absorption axis of the second polarizing plate were orthogonal to each other.

得られた液晶表示装置について、実施例1と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.27cd/m2であった。
With respect to the obtained liquid crystal display device, the front luminance was measured in the same manner as in Example 1.
The front luminance was 0.27 cd / m 2 .

このように、実施例1、2、3、比較例1、2より、本発明の液晶表示装置では、光漏れが抑制されていることが示される。   Thus, Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1 and 2 show that light leakage is suppressed in the liquid crystal display device of the present invention.

本発明の液晶表示層装置の構造を説明するための分解説明図である。It is a decomposition explanatory view for explaining the structure of the liquid crystal display layer device of the present invention. (A)本発明の液晶表示装置の実施例において図1におけるF方向からみた吸収軸と屈折率楕円体の関係を説明する説明図である。(B)本発明の液晶表示装置の他の実施例において図1におけるF方向からみた吸収軸と屈折率楕円体の関係を説明する説明図である。(A) It is explanatory drawing explaining the relationship between the absorption axis seen from the F direction in FIG. 1, and a refractive index ellipsoid in the Example of the liquid crystal display device of this invention. (B) It is explanatory drawing explaining the relationship between the absorption axis seen from the F direction in FIG. 1, and a refractive index ellipsoid in the other Example of the liquid crystal display device of this invention. (A)複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。(B)複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。(C)複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。(A) It is a schematic sectional drawing for demonstrating the installation position of a birefringence layer. (B) It is a schematic sectional drawing for demonstrating the installation position of a birefringence layer. (C) It is a schematic sectional drawing for demonstrating the installation position of a birefringence layer. (A)異複屈折率層を備えた液晶表示装置の実施例の一つを説明するための概略断面図である。(B)着色層を備えた液晶表示装置の実施例の一つを説明するための概略断面図である。(A) It is a schematic sectional drawing for demonstrating one of the Examples of the liquid crystal display device provided with the different birefringence layer. (B) It is a schematic sectional drawing for demonstrating one of the Examples of the liquid crystal display device provided with the colored layer. (A)本発明の液晶表示装置におけるスイッチング回路を説明する概略平面図である。(B)本発明の液晶表示装置における他のスイッチング回路を説明する概略平面図である。(A) It is a schematic plan view explaining the switching circuit in the liquid crystal display device of this invention. (B) It is a schematic plan view explaining the other switching circuit in the liquid crystal display device of this invention. 着色層を備えた液晶表示装置において、着色層と偏光板の配置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | positioning relationship of a colored layer and a polarizing plate in a liquid crystal display device provided with the colored layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶表示装置
2 液晶層
3 第1の基板
4 第2の基板
5 第1の偏光板
6 第2の偏光板
7 複屈折率層
8 着色画素
9 遮光部
10 着色層
20 スイッチング回路
30 基材
31 異複屈折率層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 2 Liquid crystal layer 3 1st board | substrate 4 2nd board | substrate 5 1st polarizing plate 6 2nd polarizing plate 7 Birefringence layer 8 Colored pixel 9 Light-shielding part 10 Colored layer 20 Switching circuit 30 Base material 31 Different birefringence layers

Claims (12)

配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第1の偏光板と第2の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、
第1の偏光板と第2の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶を重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成されており、
複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第1の偏光板もしくは第2の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜していることを特徴とする液晶表示装置。
Provided are substrates that are opposed to each other with a liquid crystal layer containing a liquid crystal having a variable orientation state, and the first polarizing plate and the second polarizing plate are disposed with their absorption axes orthogonal to each other with the opposing substrate interposed therebetween. In liquid crystal display devices,
Between the first polarizing plate and the second polarizing plate, a birefringent layer is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal and has an optical axis inclined with respect to the thickness direction of the birefringent layer. Is formed,
The optical axis of the birefringent layer is inclined in the direction of the absorption axis of either the first polarizing plate or the second polarizing plate with respect to the thickness direction of the birefringent layer. Display device.
複屈折率層は、重合性液晶をホメオトロピック配向状態にして重合させて形成される請求項1記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the birefringent layer is formed by polymerizing a polymerizable liquid crystal in a homeotropic alignment state. 複屈折率層は、分子形状が棒状の重合性液晶を3次元架橋重合させて形成されている請求項1または2記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the birefringent layer is formed by three-dimensionally cross-linking polymerizing liquid crystal having a rod-like molecular shape. 複屈折率層の光軸は、複屈折率層全面に均一に傾斜している請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示装置。   4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an optical axis of the birefringent layer is uniformly inclined over the entire surface of the birefringent layer. 複屈折率層は、対向する基板の間に積層形成されている請求項1から4のいずれかに記載の液晶表示装置。   5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the birefringent layer is laminated between opposing substrates. 対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されている請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a colored layer is formed on at least one of the opposing substrates. 複屈折率層が、着色層面上に形成されている請求項6記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the birefringence layer is formed on the colored layer surface. 着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第1の偏光板と第2の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、請求項7記載の液晶表示装置。   The colored layer includes colored pixels that are arranged in a stripe-type arrangement pattern and transmit light of a predetermined wavelength, and the direction of the absorption axis of either the first polarizing plate or the second polarizing plate The liquid crystal display device according to claim 7, which corresponds to a longitudinal direction of a stripe-type colored pixel. 傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、傾斜した光軸を有する複屈折率層と第1の偏光板の間に形成されている請求項1から8のいずれかに記載の液晶表示装置。   9. The birefringence layer having an optical axis different from the birefringence layer having an inclined optical axis is formed between the birefringence layer having an inclined optical axis and the first polarizing plate. A liquid crystal display device according to any one of the above. 傾斜した光軸を有する複屈折率層が、着色層を形成した基板と液晶層との間に形成されており、且つ、傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、着色層を形成した基板と第1の偏光板の間に形成されている請求請6から8のいずれかに記載の液晶表示装置。   A birefringent layer having an inclined optical axis is formed between the substrate on which the colored layer is formed and the liquid crystal layer, and has a different optical axis from the birefringent layer having the inclined optical axis. 9. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the birefringent layer is formed between the substrate on which the colored layer is formed and the first polarizing plate. 異複屈折率層の光軸は、第1の偏光板もしくは第2の偏光板の吸収軸の方向と向きを揃えている請求項9または10に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 9 or 10, wherein the optical axis of the different birefringence layer is aligned with the direction of the absorption axis of the first polarizing plate or the second polarizing plate. 異複屈折率層は、フィルム材を備える請求項9から11のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 9, wherein the different birefringence layer includes a film material.
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