JP2010039217A - Liquid crystal panel and liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal panel having the high usage efficiency of a polarizing plate and excellent display characteristics. <P>SOLUTION: The liquid crystal panel is provided with a liquid crystal cell 10 having a liquid crystal layer 13 between first and second alignment substrates 11 and 12, a first polarizing plate 21 disposed at the first alignment substrate side of the liquid crystal cell 10, a second polarizing plate 22 disposed at the second alignment substrate side of the liquid crystal cell, a first optical rotation element 31 disposed between the liquid crystal cell and the first polarizing plate 21 and a second optical rotation element 32 disposed between the liquid crystal cell and the second polarizing plate 22. Each of the first and the second optical rotation elements is a chiral nematic liquid crystal layer wherein the alignment direction of a liquid crystal molecule is gradually continuously changed along the layer thickness direction and the liquid crystal layer has a prescribed thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、生産性に優れた液晶パネル、及び液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal panel and a liquid crystal display device excellent in productivity.

液晶表示装置は液晶セルを2枚の偏光板(光源側偏光板及び視認側偏光板)で挟持する構造を有しており、一般には、2枚の偏光板はその吸収軸が直交又は平行となるように配置されている。偏光板は一般に連続的に長尺状に生産されるため、そのフィルム幅は有限で高々数mが限界であり、一般には幅1〜1.5m程度である。一方、近年、液晶表示装置に対する大画面化への要求が高まっており、例えば、対角が65インチ(約1640mm)を越えるサイズに適用可能な偏光板が要求されているようになっている。このような大型化の潮流は、視野角特性の優れたインプレーンスイッチング(IPS)モードやバーティカル・アライメント(VA)モードの液晶セルを採用する液晶パネルにおいて顕著であった。   A liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal cell is sandwiched between two polarizing plates (a light source side polarizing plate and a viewing side polarizing plate). In general, the two polarizing plates have their absorption axes orthogonal or parallel. It is arranged to be. Since a polarizing plate is generally produced continuously in a long shape, the film width is limited and is limited to a few meters at most, and is generally about 1 to 1.5 m in width. On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for a large screen for a liquid crystal display device. For example, a polarizing plate applicable to a size exceeding 65 inches (about 1640 mm) diagonal has been demanded. Such a trend toward an increase in size has been prominent in liquid crystal panels that employ in-plane switching (IPS) mode or vertical alignment (VA) mode liquid crystal cells having excellent viewing angle characteristics.

一方、ツイステッド・ネマティック(TN)方式の液晶パネルは、VAモードやIPSモードの液晶パネルに比して視野角特性に劣る傾向があることから、パソコン用モニタ等、画面サイズが20インチ以下の液晶表示装置に主に用いられていた。しかし、TNモード液晶パネルの視野角特性の改善に関する技術も日々進歩しており、現在では30インチ以上の液晶表示装置にもTNモードの液晶パネルが用いられるようになっている(例えば非特許文献1参照)。そして、このようなTNモード液晶パネルの大画面液晶表示装置への使用は今後ますます拡大していくものと思われる。   On the other hand, twisted nematic (TN) type liquid crystal panels tend to be inferior in viewing angle characteristics as compared to VA mode and IPS mode liquid crystal panels. Mainly used in display devices. However, technologies for improving the viewing angle characteristics of TN mode liquid crystal panels are also progressing day by day, and TN mode liquid crystal panels are now used in liquid crystal display devices of 30 inches or more (for example, non-patent documents). 1). The use of such a TN mode liquid crystal panel in a large screen liquid crystal display device is expected to expand further in the future.

ところで、TNモードの液晶パネルにおいては、画面の左右での視認性を均一とする等の観点から、液晶セルの基板の配向方向や、偏光板の吸収軸等の光学軸が、画面の斜め方向、中でも45°方向となるような配置が主に採用されている。画面が矩形である液晶表示装置においてこのような配置を採用するためには、図1の(a)に示すように、長尺状に生産される偏光板Pを45°の角度で矩形の偏光板P1として切り出す必要があることから、偏光板の端部が製品として使用できない部分が生じる。そして、画面サイズが大きくなるにつれて、この問題はより顕著となる。   By the way, in the TN mode liquid crystal panel, the orientation direction of the substrate of the liquid crystal cell and the optical axis such as the absorption axis of the polarizing plate are oblique directions of the screen from the viewpoint of uniform visibility on the left and right sides of the screen. In particular, an arrangement that is in the direction of 45 ° is mainly adopted. In order to employ such an arrangement in a liquid crystal display device having a rectangular screen, as shown in FIG. 1A, a polarizing plate P produced in a long shape is rectangularly polarized at an angle of 45 °. Since it is necessary to cut out as the board P1, the part which cannot use the edge part of a polarizing plate as a product arises. This problem becomes more prominent as the screen size increases.

これらの問題を解決するために、斜め延伸や、斜め方向のラビング処理等により、長尺フィルムの長手方向に対して45°方向に吸収軸を有する偏光板が提案されている(例えば特許文献1乃至3参照)。しかしながら、これらの方法は偏光軸方向の均一性や、分子の配向性に欠ける等の原因で、十分な偏光度を有する偏光板を得ることが困難であった。   In order to solve these problems, a polarizing plate having an absorption axis in a 45 ° direction with respect to the longitudinal direction of the long film has been proposed by oblique stretching, rubbing treatment in an oblique direction, or the like (for example, Patent Document 1). To 3). However, it has been difficult for these methods to obtain a polarizing plate having a sufficient degree of polarization due to uniformity in the direction of the polarization axis and lack of molecular orientation.

これに対して、図1の(b)に示すように、長尺偏光板の長手方向(吸収軸A方向)と矩形の辺方向が平行、又は垂直となるように切り出した偏光板に、偏光軸を45°回転させる旋光作用を有する旋光素子を組合せることで、上記課題を解決する方法も提案されている(例えば特許文献4参照)。   On the other hand, as shown in FIG. 1B, the polarizing plate cut out so that the longitudinal direction (absorption axis A direction) of the long polarizing plate and the side direction of the rectangle are parallel or perpendicular to each other, There has also been proposed a method for solving the above problem by combining optical rotatory elements having an optical rotatory action for rotating the shaft by 45 ° (see, for example, Patent Document 4).

富士フィルム研究報告第51号(2006年) 59〜62頁Fuji Film Research Report No. 51 (2006) 59-62 特開2000−9912号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-9912 特開2002−86554号公報JP 2002-86554 A 特開2004−151573号公報JP 2004-151573 A 特開平7−333427号公報JP-A-7-333427

上記特許文献4のような旋光素子を用いる場合、従来の偏光板をそのまま用いることが可能となるため、偏光板の生産性や偏光度の問題は解決される。しかしながら、実際に液晶表示装置に旋光素子を用いると、画面が色付いたり、画面を斜め方向から見た場合のコントラストの低下がみられることが判明した。   In the case of using the optical rotatory element as described in Patent Document 4, a conventional polarizing plate can be used as it is, so that the problems of the productivity and the degree of polarization of the polarizing plate are solved. However, it has been found that when an optical rotatory element is actually used in a liquid crystal display device, the screen is colored or the contrast is lowered when the screen is viewed from an oblique direction.

本発明は上記に鑑み、偏光板の使用効率が高く、かつ表示特性に優れた液晶パネル、特にツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶セルを用いた液晶パネルを提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a liquid crystal panel with high use efficiency of a polarizing plate and excellent display characteristics, particularly a liquid crystal panel using a twisted nematic (TN) mode liquid crystal cell.

本発明者らは鋭意検討の結果、所定の条件を満たす旋光素子を用いた液晶表示装置によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by a liquid crystal display device using an optical rotatory element that satisfies a predetermined condition, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、第1の配向基板と第2の配向基板との間に液晶層を有する液晶セルと、該液晶セルの第1の配向基板側に配置された第1の偏光板と、該液晶セルの第2の配向基板側に配置された第2の偏光板と、 該液晶セルと第1の偏光板との間に配置された第1の旋光素子と、該液晶セルと第2の偏光板との間に配置された第2の旋光素子とを有し、該第1の旋光素子及び第2の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層である液晶パネルに関する。本発明の液晶パネルの1つの形態においては、該カイラルネマティック液晶層を形成するネマティック液晶性材料の波長545nmにおける複屈折Δn545と液晶層の厚みdの積が、1400nm以上である。 That is, the present invention provides a liquid crystal cell having a liquid crystal layer between a first alignment substrate and a second alignment substrate, a first polarizing plate disposed on the first alignment substrate side of the liquid crystal cell, A second polarizing plate disposed on the second alignment substrate side of the liquid crystal cell; a first optical rotatory element disposed between the liquid crystal cell and the first polarizing plate; A second optical rotator arranged between the polarizing plate and the first optical rotator and the second optical rotator, wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules is gradually continuous along the thickness direction of the layer. The present invention relates to a liquid crystal panel that is a chiral nematic liquid crystal layer that has been changed. In one form of the liquid crystal panel of the present invention, the product of the birefringence Δn 545 at a wavelength of 545 nm and the thickness d of the liquid crystal layer of the nematic liquid crystalline material forming the chiral nematic liquid crystal layer is 1400 nm or more.

本発明の液晶パネルにおいては、前記第1の旋光素子の前記第1の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第1の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であることが好ましい。さらに、前記第2の旋光素子の前記第2の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第2の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であることが好ましい。   In the liquid crystal panel of the present invention, the orientation direction of the liquid crystal molecules on the first polarizing plate side surface of the first optical rotator is preferably parallel or orthogonal to the absorption axis direction of the first polarizing plate. . Furthermore, it is preferable that the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second polarizing plate side surface of the second optical rotator is parallel or orthogonal to the absorption axis direction of the second polarizing plate.

また、本発明の液晶パネルにおいては、前記第1の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第1の配向基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。さらに、前記第2の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第2の配向基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。   In the liquid crystal panel of the present invention, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the surface on the liquid crystal cell side of the first optical rotation element is parallel or orthogonal to the alignment direction of the first alignment substrate of the liquid crystal cell. Is preferred. Furthermore, it is preferable that the alignment direction of the liquid crystal molecules on the surface on the liquid crystal cell side of the second optical rotatory element is parallel or orthogonal to the alignment direction of the second alignment substrate of the liquid crystal cell.

また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第1の旋光素子及び第2の旋光素子におけるカイラルネマティック液晶層の捩れ角が略45°であることが好ましい。   In one embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, the twist angle of the chiral nematic liquid crystal layer in the first optical rotator and the second optical rotator is preferably about 45 °.

さらに、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第1の偏光板の吸収軸方向と第2の偏光板の吸収軸方向が平行であることが好ましい。   Furthermore, in one embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, it is preferable that the absorption axis direction of the first polarizing plate and the absorption axis direction of the second polarizing plate are parallel.

また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記液晶セルがTNモードの液晶であることが好ましい。   In one embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, the liquid crystal cell is preferably a TN mode liquid crystal.

本発明の液晶パネルにおいては、前記液晶セルと、前記第1の旋光素子との間に、第1の位相差層を有し、かつ、前記液晶セルと、前記第2の旋光素子との間に、第2の位相差層を有することが好ましい。また、該第1の位相差層、及び第2の位相差層は、液晶の光軸がハイブリッド配向した液晶層を有することがより好ましい。   In the liquid crystal panel of the present invention, a first retardation layer is provided between the liquid crystal cell and the first optical rotator, and between the liquid crystal cell and the second optical rotator. In addition, it is preferable to have a second retardation layer. More preferably, the first retardation layer and the second retardation layer have a liquid crystal layer in which the optical axes of the liquid crystals are hybrid-aligned.

本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第1の偏光板、及び第2の偏光板が矩形であり、矩形の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向が平行又は直交であることが好ましい。かかる構成とすることにより、長尺の偏光板から、液晶パネル用の矩形の偏光板を効率よく取得することができる。   In one embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, the first polarizing plate and the second polarizing plate are rectangular, and the long side direction of the rectangle and the absorption axis direction of the polarizing plate are parallel or orthogonal. Is preferred. By setting it as this structure, the rectangular polarizing plate for liquid crystal panels can be efficiently acquired from a elongate polarizing plate.

さらに、本発明は前記液晶パネルを有する液晶表示装置に関する。   Furthermore, the present invention relates to a liquid crystal display device having the liquid crystal panel.

本発明の液晶パネルは、直線偏光をそれと異なる角度の直線偏光に変換する旋光素子を有することで、基板の配向方向が画面の斜め方向である液晶セルを用いた場合でも、偏光板の吸収軸方向を矩形の長辺と平行又は直交とすることができる。そのため、液晶パネルに用いられる偏光板の製品効率や生産性を向上し得る。さらに、本発明においては、該旋光素子の厚みを調整することにより、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を有する液晶表示装置が得られる。   The liquid crystal panel of the present invention has an optical rotation element that converts linearly polarized light into linearly polarized light at a different angle, so that the absorption axis of the polarizing plate can be obtained even when using a liquid crystal cell in which the orientation direction of the substrate is an oblique direction of the screen. The direction can be parallel or orthogonal to the long sides of the rectangle. Therefore, the product efficiency and productivity of the polarizing plate used for the liquid crystal panel can be improved. Furthermore, in the present invention, a liquid crystal display device having display characteristics comparable to those of conventional liquid crystal display devices can be obtained by adjusting the thickness of the optical rotatory element.

[液晶パネル全体の概略]
図2に、本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を示す。本発明の液晶パネル100は、液晶セル10と、液晶セル10の一方の側に配置された第1の偏光板21と、液晶セル10の他方の側に配置された第2の偏光板22を有し、液晶セル10と第1の偏光板21との間に第1の旋光素子31、液晶セル10と第2の偏光板22との間に第2の旋光素子32を有する。
[Overview of the entire LCD panel]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal panel 100 of the present invention includes a liquid crystal cell 10, a first polarizing plate 21 disposed on one side of the liquid crystal cell 10, and a second polarizing plate 22 disposed on the other side of the liquid crystal cell 10. A first optical rotation element 31 between the liquid crystal cell 10 and the first polarizing plate 21, and a second optical rotation element 32 between the liquid crystal cell 10 and the second polarizing plate 22.

本発明の液晶パネルの好ましい実施形態においては、液晶表示装置の視野角改善等の観点から、図3に示すように、第1の偏光板21と液晶セル10との間に第1の位相差層41を有することが好ましく、それに加えて、第2の偏光板22と液晶セル10との間に第2の位相差層42を有することがより好ましい。上記第1及び第2の位相差層の配置は、図3の(a)に示すように、旋光素子31又は32と液晶セル10の間でもよいし、図3の(b)に示すように、偏光板21又は22と旋光素子31又は32の間でもよいが、従来の液晶パネルに用いられていたのと同様の位相差層によって、適切な光学補償を行い得る観点からは、図3の(a)のように、旋光素子と液晶セルの間に位相差層を有することが好ましい。   In a preferred embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, from the viewpoint of improving the viewing angle of the liquid crystal display device, the first retardation is provided between the first polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10 as shown in FIG. It is preferable to have the layer 41, and in addition, it is more preferable to have the second retardation layer 42 between the second polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10. The arrangement of the first and second retardation layers may be between the optical rotator 31 or 32 and the liquid crystal cell 10 as shown in FIG. 3A, or as shown in FIG. 3 may be between the polarizing plate 21 or 22 and the optical rotator 31 or 32. From the viewpoint that appropriate optical compensation can be performed by the retardation layer similar to that used in the conventional liquid crystal panel, FIG. As in (a), it is preferable to have a retardation layer between the optical rotator and the liquid crystal cell.

また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第1の偏光板21と第2の偏光板22の吸収軸方向は平行であることが好ましい。両者を平行とすることで、画面の左右と上下の長さが異なるような矩形の液晶パネルに適用する際の偏光板の取れ率を高くすることができる。   Moreover, in one Embodiment of the liquid crystal panel of this invention, it is preferable that the absorption axis direction of the said 1st polarizing plate 21 and the 2nd polarizing plate 22 is parallel. By making both parallel, the removal rate of the polarizing plate can be increased when applied to a rectangular liquid crystal panel in which the left and right and top and bottom lengths of the screen are different.

なお、本願明細書、並びに特許請求の範囲において、「平行」とは、完全に平行であるもののみならず、実質的に平行であることを包含し、その角度は一般に±3°以内であり、好ましくは±2°以内、より好ましくは±1°以内、さらに好ましくは±0.5°以内である。また、「直交」とは、完全に直交する場合のみならず、実質的に直交することを包含し、その角度は一般に90±3°の範囲であり、好ましくは90±2°、より好ましくは90±1°、さらに好ましくは90±0.5°の範囲である。また、略45°、略90°等と記載している場合についても同様に、その角度から±3°の範囲を包含し、好ましくは±2°、より好ましくは±1°、さらに好ましくは±0.5°の範囲を包含するものとする。   In the present specification and claims, “parallel” includes not only completely parallel but also substantially parallel, and the angle is generally within ± 3 °. , Preferably within ± 2 °, more preferably within ± 1 °, and even more preferably within ± 0.5 °. The term “orthogonal” includes not only completely orthogonal but also substantially orthogonal, and the angle is generally in the range of 90 ± 3 °, preferably 90 ± 2 °, more preferably The range is 90 ± 1 °, more preferably 90 ± 0.5 °. Similarly, the case where it is described as approximately 45 °, approximately 90 °, etc. includes a range of ± 3 ° from the angle, preferably ± 2 °, more preferably ± 1 °, still more preferably ± The range of 0.5 ° is included.

さらに、第1の偏光板21と第2の偏光板22の吸収軸方向が平行である構成によれば、大画面サイズの液晶パネルの反りの問題を解消し得る。2枚の偏光板の吸収軸が直交する液晶パネルでは液晶セルの表裏に配置される偏光板の加熱寸法変化方向の違い等によって、液晶パネルに反りが生じる場合がある。すなわち、偏光板は異方性を有しているが、通常用いられる偏光板はヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させたフィルムを延伸することによって異方性を発現させている。液晶パネルはバックライト等の光源と組み合わされて液晶表示装置となるが、かかる光源や外部環境からの熱によって偏光板は延伸方向に収縮又は膨張しやすい傾向がある。そのため、液晶セルの表裏に2枚の偏光板の吸収軸が直交するように配置された液晶パネルにおいては、液晶セルの表裏において異なる方向に変形応力が生じるために、液晶パネルの周辺部が歪む場合がる。このような歪みはパネルに反りを生じさせ、パネル周辺部において光漏れ等の表示不良を生じ易いという問題がある。特に、大型の液晶パネルにおいては、かかる収縮、又は膨張によって生じる応力が大きくなるため、このような反りや表示不良の問題が顕著となる傾向がある。   Furthermore, according to the configuration in which the absorption axis directions of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are parallel, the problem of warping of the liquid crystal panel having a large screen size can be solved. In a liquid crystal panel in which the absorption axes of two polarizing plates are orthogonal to each other, the liquid crystal panel may be warped due to a difference in the heating dimension change direction of the polarizing plates arranged on the front and back of the liquid crystal cell. In other words, the polarizing plate has anisotropy, but the commonly used polarizing plate develops anisotropy by stretching a film adsorbing a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye. Yes. A liquid crystal panel is combined with a light source such as a backlight to form a liquid crystal display device. However, the polarizing plate tends to contract or expand in the stretching direction due to heat from the light source or the external environment. Therefore, in the liquid crystal panel arranged so that the absorption axes of the two polarizing plates are orthogonal to the front and back of the liquid crystal cell, deformation stress is generated in different directions on the front and back of the liquid crystal cell, so that the peripheral portion of the liquid crystal panel is distorted. There are cases. Such distortion causes the panel to warp, and there is a problem that display defects such as light leakage are likely to occur in the peripheral portion of the panel. In particular, in a large-sized liquid crystal panel, the stress caused by such shrinkage or expansion becomes large, and thus the problem of such warpage and display defect tends to become remarkable.

それに対して、第1の偏光板21と第2の偏光板22の吸収軸方向を平行とすることで、加熱等によって偏光板が収縮又は膨張した場合であっても、それに伴って液晶セルに加わる応力の方向は液晶セルの表裏において同一となるため、液晶パネルの歪の発生を抑止し、パネルの反りや表示不良を抑止し得る。   On the other hand, by making the absorption axis directions of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 parallel, even if the polarizing plate contracts or expands due to heating or the like, the liquid crystal cell is accompanied accordingly. Since the direction of the applied stress is the same on the front and back of the liquid crystal cell, the occurrence of distortion of the liquid crystal panel can be suppressed, and the warpage of the panel and display defects can be suppressed.

本発明の液晶パネルは、所謂「Oモード」であってもよく、「Eモード」であってもよい。図4は、図3(a)に示した実施形態にかかる液晶パネルの概略斜視図であり、図4(a)はOモードの液晶パネル、図4(b)は、Eモードの液晶パネルを表している。なお、これらの図における各構成部材の縦横の比率、及び厚みの比率は、簡単のため、実際とは異なって記載されている。   The liquid crystal panel of the present invention may be in a so-called “O mode” or “E mode”. 4A and 4B are schematic perspective views of the liquid crystal panel according to the embodiment shown in FIG. 3A. FIG. 4A shows an O-mode liquid crystal panel, and FIG. 4B shows an E-mode liquid crystal panel. Represents. In addition, the aspect ratio of each structural member in these figures and the ratio of thickness are described differently from reality for simplicity.

一般に、「Oモードの液晶パネル」とは、通常は液晶セルの光源側に配置された偏光板の吸収軸方向と、液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が平行であるものをいうが、本発明の液晶パネルにおいては、光源から偏光板を介して液晶セルに入射する直線偏光の振動方向と液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が直交するものを指す。また、同様に、「Eモードの液晶パネル」とは、通常は液晶セルの光源側に配置された偏光板の吸収軸方向と、液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が直交するものをいうが、本発明の液晶パネルにおいては、光源から偏光板を介して液晶セルに入射する直線偏光の振動方向と液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が平行であるものを指す。   In general, an “O-mode liquid crystal panel” is one in which the absorption axis direction of a polarizing plate usually disposed on the light source side of the liquid crystal cell and the alignment direction of the alignment substrate on the light source side of the liquid crystal cell are parallel. In the liquid crystal panel of the present invention, it refers to a liquid crystal panel in which the vibration direction of linearly polarized light incident on the liquid crystal cell via the polarizing plate is orthogonal to the alignment direction of the alignment substrate on the light source side of the liquid crystal cell. Similarly, an “E-mode liquid crystal panel” is one in which the absorption axis direction of the polarizing plate normally disposed on the light source side of the liquid crystal cell is orthogonal to the alignment direction of the alignment substrate on the light source side of the liquid crystal cell. However, in the liquid crystal panel of the present invention, the liquid crystal panel in which the vibration direction of the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell from the light source through the polarizing plate is parallel to the alignment direction of the alignment substrate on the light source side of the liquid crystal cell.

[本願構成の原理]
図5は本発明の従来の液晶パネルにおいて、光源からの光が各光学素子によって偏光状態を変化させながら視認側に到達する様子を模式的に示したものである。図5においては、液晶セル10がTNモードであり、かつ、液晶セルに電圧が印加されていない状態で白表示が得られるノーマリホワイトモードのOモード液晶パネルの場合を例として説明する。
[Principle of the composition of this application]
FIG. 5 schematically shows how the light from the light source reaches the viewing side while changing the polarization state by each optical element in the conventional liquid crystal panel of the present invention. In FIG. 5, a case of a normally white mode O-mode liquid crystal panel in which white display is obtained in a state where the liquid crystal cell 10 is in the TN mode and no voltage is applied to the liquid crystal cell will be described as an example.

図5(a)は、かかる液晶パネルの液晶セルに電圧が印加されていない、すなわち、液晶セル中の液晶層が略90°捩れた状態において白表示が得られることについて、偏光状態の変化を模式的に説明する図である。なお、本願明細書並びに特許請求の範囲においては、特に断りの無い限り、液晶パネルの画面の右方向を角度の基準(0°)とし、液晶パネルを第2の偏光板側(視認側)から見た際に、反時計回りを角度の「+」、時計回りを角度の「−」と定義することとする。また、角度に正負の符号を付さない場合は、正負のいずれでもよいことを意味する。   FIG. 5 (a) shows the change in the polarization state when no voltage is applied to the liquid crystal cell of the liquid crystal panel, that is, a white display is obtained when the liquid crystal layer in the liquid crystal cell is twisted by approximately 90 °. It is a figure explaining typically. In the present specification and claims, unless otherwise specified, the right direction of the screen of the liquid crystal panel is defined as an angle reference (0 °), and the liquid crystal panel is viewed from the second polarizing plate side (viewing side). When viewed, the counterclockwise direction is defined as an angle “+”, and the clockwise direction is defined as an angle “−”. Moreover, when a positive / negative sign is not attached to an angle, it means that either positive or negative may be sufficient.

光源(図示せず)を出射した自然偏光(r1)は、第1の偏光板21に入射する。
第1の偏光板21は紙面左右方向に吸収軸3を有しているため、紙面左右方向の光を吸収し、紙面上下方向の直線偏光を透過光(r2)として射出する。
第1の偏光板21を透過した直線偏光は第1の旋光素子に入射する(r3)。第1の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r3)は、−45°回転した直線偏光(r4)として射出する。
第1の旋光素子31によって偏光方向が変換された直線偏光は、液晶セル10に第1の配向基板11側から入射する(r5)。ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電界が存在しない状態で液晶分子が90°ツイスト配列に配向しているため、液晶層に入射した光は、液晶層の旋光作用によりその偏光方向が90°回転された光と(r6)なって、液晶セル10の第2の配向基板側から射出する。
液晶セル10から射出された直線偏光は、第2の旋光素子32に入射する(r7)。第2の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r7)は、−45°回転した直線偏光(r8)として射出する。
第2の旋光素子32によって偏光方向が変換された直線偏光は、第2の偏光板22に入射する(r9)。第2の偏光板22は紙面左右方向に吸収軸4を有しているため、直線偏光(r9)は第2の偏光板22によって吸収されないため(r10)、視認側に到達し、明(白)表示が得られる。
Naturally polarized light (r1) emitted from a light source (not shown) enters the first polarizing plate 21.
Since the first polarizing plate 21 has the absorption axis 3 in the horizontal direction of the paper, it absorbs light in the horizontal direction of the paper and emits linearly polarized light in the vertical direction of the paper as transmitted light (r2).
The linearly polarized light transmitted through the first polarizing plate 21 is incident on the first optical rotation element (r3). In the case where the first optical rotation element rotates the polarization direction of linearly polarized light by −45 °, the incident light (r3) is emitted as linearly polarized light (r4) rotated by −45 °.
The linearly polarized light whose polarization direction has been converted by the first optical rotation element 31 enters the liquid crystal cell 10 from the first alignment substrate 11 side (r5). In a twisted nematic (TN) mode liquid crystal panel, liquid crystal molecules are aligned in a 90 ° twist alignment in the absence of an electric field in the liquid crystal cell, so that light incident on the liquid crystal layer is rotated by the optical rotation of the liquid crystal layer. The light whose polarization direction is rotated by 90 ° is (r6) and is emitted from the second alignment substrate side of the liquid crystal cell 10.
The linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 10 enters the second optical rotator 32 (r7). When the second optical rotation element rotates the polarization direction of linearly polarized light by −45 °, the incident light (r7) is emitted as linearly polarized light (r8) rotated by −45 °.
The linearly polarized light whose polarization direction has been converted by the second optical rotation element 32 enters the second polarizing plate 22 (r9). Since the second polarizing plate 22 has the absorption axis 4 in the left-right direction on the paper surface, the linearly polarized light (r9) is not absorbed by the second polarizing plate 22 (r10), so that it reaches the viewing side and is bright (white). ) Display is obtained.

図5(b)は、同一の液晶パネルにおいて、TNモードの液晶セルに電圧が印加されている、すなわち、液晶セル中の液晶層が基板に対して垂直に配向している状態において黒表示が得られることについて、偏光状態の変化を模式的に説明する図である。   FIG. 5B shows that in the same liquid crystal panel, a voltage is applied to the TN mode liquid crystal cell, that is, black display is performed in a state where the liquid crystal layer in the liquid crystal cell is aligned perpendicular to the substrate. It is a figure which illustrates typically the change of a polarization state about being obtained.

光源(図示せず)を出射した自然偏光(r1)が液晶セルに入射する(r5)までは、前記した図5(a)の場合と同様である。
ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電圧が印加されると、液晶分子が電界方向に配向するため、液晶セル中の液晶層が基板に対して垂直に配向する。そのため、液晶セルに入射した直線偏光(r5)は液晶分子の長軸の方向に沿って進むため入射光は偏光方向を変えずに液晶セルを射出する(r6’)
液晶セル10から射出された直線偏光は、第2の旋光素子32に入射する(r7’)。第2の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r7)は、−45°回転した直線偏光(r8’)として射出する。
第2の旋光素子32によって偏光方向が変換された直線偏光は、第2の偏光板22に入射する(r9’)。第2の偏光板22は紙面左右方向に吸収軸4を有しているため、直線偏光(r9’)は第2の偏光板22によって吸収され、(r10)、視認側には到達しないため、暗(黒)表示が得られる。
The process until the naturally polarized light (r1) emitted from the light source (not shown) is incident on the liquid crystal cell (r5) is the same as that in FIG.
In a twisted nematic (TN) mode liquid crystal panel, when a voltage is applied to the liquid crystal cell, the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction, so that the liquid crystal layer in the liquid crystal cell is aligned perpendicular to the substrate. Therefore, since the linearly polarized light (r5) incident on the liquid crystal cell travels along the direction of the major axis of the liquid crystal molecules, the incident light exits the liquid crystal cell without changing the polarization direction (r6 ′).
The linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 10 enters the second optical rotator 32 (r7 ′). When the second optical rotation element rotates the polarization direction of linearly polarized light by −45 °, the incident light (r7) is emitted as linearly polarized light (r8 ′) rotated by −45 °.
The linearly polarized light whose polarization direction is converted by the second optical rotator 32 is incident on the second polarizing plate 22 (r9 ′). Since the second polarizing plate 22 has the absorption axis 4 in the horizontal direction of the paper, linearly polarized light (r9 ′) is absorbed by the second polarizing plate 22 (r10), and does not reach the viewing side. A dark (black) display is obtained.

このように、偏光板の吸収軸や透過軸の方向と、液晶セルの配向方向が平行でも垂直でもない構成であっても、液晶セルと偏光板の間に旋光素子を配置することで、偏光方向を回転させ、液晶セルの配向方向に平行又は垂直な方向の偏光を液晶セルに入射させることができる。さらに、液晶セルから射出した光も旋光素子によってその偏向方向を回転させることで、偏光板が画面の上下方向、または左右方向に吸収軸を有していても、明暗表示を得ることができる。   Thus, even if the absorption axis and transmission axis directions of the polarizing plate and the alignment direction of the liquid crystal cell are neither parallel nor perpendicular, the polarization direction can be changed by arranging the optical rotation element between the liquid crystal cell and the polarizing plate. By rotating, the polarized light in a direction parallel or perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal cell can be incident on the liquid crystal cell. Further, the light emitted from the liquid crystal cell is rotated in the direction of deflection by the optical rotatory element, so that a light-dark display can be obtained even if the polarizing plate has an absorption axis in the vertical direction or the horizontal direction of the screen.

そのため、液晶セルの基板の配向方向が画面の斜め方向(例えば45°方向)である液晶セルに対しても、図1の(b)のように長尺偏光板Pの長手方向(吸収軸A方向)と矩形の辺方向が平行、又は直交となるように切り出した偏光板を用いて液晶パネルを形成し得ることとなり、偏光板の製品効率や生産性を向上し得る。なお、本発明は、液晶パネルに用いる旋光素子の厚みを調整することにより、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を有する液晶表示装置が得られるというものであるが、かかる旋光素子については後に詳述する。
以下、本発明の液晶パネルを構成する、液晶セル、偏光板及び旋光素子について説明する。
Therefore, the longitudinal direction (absorption axis A) of the long polarizing plate P as shown in FIG. 1B is also applied to the liquid crystal cell in which the orientation direction of the substrate of the liquid crystal cell is an oblique direction (for example, 45 ° direction) of the screen. Direction) and the side of the rectangle are parallel or orthogonal to each other, and a liquid crystal panel can be formed using the polarizing plate cut out so that the product efficiency and productivity of the polarizing plate can be improved. In the present invention, a liquid crystal display device having display characteristics comparable to those of a conventional liquid crystal display device can be obtained by adjusting the thickness of the optical rotatory element used in the liquid crystal panel. This will be described in detail later.
Hereinafter, the liquid crystal cell, the polarizing plate, and the optical rotator constituting the liquid crystal panel of the present invention will be described.

[液晶セル]
図2乃至図4を参照すると、上記液晶セル10は、液晶層13と、液晶層13の第1の偏光板21側に配置された第1の配向基板11と、液晶層13の第2の偏光板22側に配置された第2の配向基板12とを含む。一方の基板(アクティブマトリクス基板)には、好ましくは、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(代表的にはTFT)と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線とが設けられる(いずれも図示せず)。他方の基板(カラーフィルター基板)には、カラーフィルター(図示せず)が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板に設けてもよい。あるいは、例えば、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、RGBの3色光源(さらに、多色の光源を含んでいてもよい)が用いられる場合は、上記カラーフィルターは省略することができる。また、白黒の液晶表示装置の場合もカラーフィルターを省略することができる。2枚の基板の間隔(セルギャップ)は、スペーサー等によって制御できる。
[Liquid Crystal Cell]
2 to 4, the liquid crystal cell 10 includes a liquid crystal layer 13, a first alignment substrate 11 disposed on the liquid crystal layer 13 on the first polarizing plate 21 side, and a second liquid crystal layer 13. And the second alignment substrate 12 disposed on the polarizing plate 22 side. One substrate (active matrix substrate) preferably has a switching element (typically a TFT) for controlling the electro-optical characteristics of the liquid crystal, a scanning line for supplying a gate signal to the switching element, and a signal line for supplying a source signal. Are provided (both not shown). The other substrate (color filter substrate) is provided with a color filter (not shown). Note that the color filter may be provided on the active matrix substrate. Alternatively, for example, when an RGB three-color light source (which may include a multicolor light source) is used as the illumination means of the liquid crystal display device as in the field sequential method, the color filter is omitted. Can do. In the case of a monochrome liquid crystal display device, the color filter can be omitted. The distance (cell gap) between the two substrates can be controlled by a spacer or the like.

上記第1の配向基板11及び上記第2の配向基板12としては、配向処理されたものが好適に用いられる。配向処理の手段は、基板の表面において、液晶分子を一定の配列状態にさせる処理であれば、任意の方法を採用し得るが、第1の配向基板11及び第2の配向基板12それぞれの液晶層13側に配向膜が設けられ、かかる配向膜が配向処理されたものであることが好ましい。配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコール等の配向性の高分子を塗布した膜が好ましい。また、配向手段としては、配向膜をナイロンやポリエステル等の繊維で一方向に擦る「ラビング法」が好適に用いられる。配向方向は、例えば、配向処理としてラビング法が用いられる場合は、ラビング方向に略等しい。   As the first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12, those subjected to alignment treatment are preferably used. As the means for the alignment treatment, any method can be adopted as long as the liquid crystal molecules are arranged in a certain alignment state on the surface of the substrate. However, the liquid crystal of each of the first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12 is used. An alignment film is preferably provided on the layer 13 side, and the alignment film is preferably subjected to an alignment treatment. As the alignment film, a film coated with an alignment polymer such as polyimide or polyvinyl alcohol is preferable. Further, as the alignment means, a “rubbing method” in which the alignment film is rubbed in one direction with a fiber such as nylon or polyester is preferably used. For example, when the rubbing method is used as the alignment process, the alignment direction is substantially equal to the rubbing direction.

上記液晶層13は、電界が存在しない状態でホメオトロピック配列、ホモジニアス配列、又はツイスト配列に配向した液晶分子を含むが、本発明の液晶パネルにおいては、ツイスト配列に配向した液晶分子を含むものが好適に用いられる。   The liquid crystal layer 13 includes liquid crystal molecules aligned in a homeotropic alignment, a homogeneous alignment, or a twist alignment in the absence of an electric field. In the liquid crystal panel of the present invention, the liquid crystal layer 13 includes liquid crystal molecules aligned in a twist alignment. Preferably used.

上記ツイスト配列は、一般には、液晶層中の液晶分子が、両方の基板面に対して略平行に配列し、その配列方向が両基板面で所定の角度(例えば、90°又は270°)捩れているものをいう。このような配列状態の液晶層を備える液晶セルは、代表的には、ツイステッド・ネマティック(TN)モード、又はスーパー・ツイステッド・ネマティック(STN)モードの液晶セルである。本発明においては、各構成部材の特性が相乗効果的に発揮され、本発明の目的とする光学補償を実現し得る観点から、液晶分子の配列方向が略90°捩れているTNモードの液晶セルが好ましい。   In the twist alignment, generally, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned substantially parallel to both substrate surfaces, and the alignment direction is twisted at a predetermined angle (for example, 90 ° or 270 °) on both substrate surfaces. Say what you are. A liquid crystal cell including a liquid crystal layer in such an alignment state is typically a twisted nematic (TN) mode or super twisted nematic (STN) mode liquid crystal cell. In the present invention, TN mode liquid crystal cell in which the alignment direction of the liquid crystal molecules is twisted by approximately 90 ° from the viewpoint that the characteristics of the constituent members are synergistically exhibited and the optical compensation targeted by the present invention can be realized. Is preferred.

第1の配向基板11と第2の配向基板12との間で液晶セルが90°捩れているTNモードの液晶セルにおいては、第1の配向基板と第2の配向基板は両者の配向方向1、2が直交するように配置される。基板間に電圧が印加されていない状態においては、第1の配向基板と第2の配向基板の間において、液晶層はその厚み方向中心から離れるに従って対向する基板表面の配向方向と略平行となるように液晶層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している。このような配向状態は、所定の配向規制力を有する配向膜の間に、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶を配することにより実現され得る。このような状態で、第1の配向基板11の面から光を入射させると、第1の偏光板21を通過して液晶層13に入射した直線偏光の光に対して液晶分子は複屈折を示し、入射光の偏光状態は液晶分子の捩れに応じて変化する。電圧無印加時に液晶層を通過する光は、例えばその偏光方向が90°回転させられた直線偏光となる。   In a TN mode liquid crystal cell in which the liquid crystal cell is twisted by 90 ° between the first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12, the first alignment substrate and the second alignment substrate are aligned in the alignment direction 1 of both. 2 are arranged so as to be orthogonal to each other. In a state where no voltage is applied between the substrates, the liquid crystal layer becomes substantially parallel to the alignment direction of the opposing substrate surface as the distance from the center in the thickness direction increases between the first alignment substrate and the second alignment substrate. In this way, it gradually changes along the thickness direction of the liquid crystal layer. Such an alignment state can be realized by arranging a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between alignment films having a predetermined alignment regulating force. In this state, when light is incident from the surface of the first alignment substrate 11, the liquid crystal molecules are birefringent with respect to the linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate 21 and is incident on the liquid crystal layer 13. The polarization state of incident light changes according to the twist of the liquid crystal molecules. The light passing through the liquid crystal layer when no voltage is applied becomes, for example, linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 °.

なお、本発明の液晶パネルにおいては、第1の配向基板11が光源側、視認側のいずれとなるように配置してもよいが、本発明の内容の理解を容易とするため、以降においては特に断りの無い限り、第1の配向基板11(及び第1の偏光板21、並びに第1の旋光素子31)が液晶層13の光源側に配置され、第2の配向基板12(及び第2の偏光板22、並びに第2の旋光素子32)が液晶層13の視認側に配置されるものとして記載する。   In the liquid crystal panel of the present invention, the first alignment substrate 11 may be disposed on either the light source side or the viewing side. However, in order to facilitate understanding of the contents of the present invention, hereinafter, Unless otherwise specified, the first alignment substrate 11 (and the first polarizing plate 21 and the first optical rotator 31) is disposed on the light source side of the liquid crystal layer 13, and the second alignment substrate 12 (and the second alignment substrate 12). The polarizing plate 22 and the second optical rotator 32) are described as being arranged on the viewing side of the liquid crystal layer 13.

上述のように、液晶層13の液晶分子が正の誘電率異方性を有する場合、電極間に電圧が印加されると、第1の配向基板11及び第2の配向基板12の面と垂直に配向する。このような状態で、第1の配向基板11の面から光を入射させると、第1の偏光板21を通過して液晶層13に入射した直線偏光の光は、垂直配向している液晶分子の長軸の方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には複屈折が生じないため入射光は偏光方向を変えずに進む。そして、再び電圧無印加状態にすると配向規制力により元の液晶が90°捩れた状態の表示に戻すことができる。また、印加電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御することによって、前記した電圧印加時と無印加時の中間の偏光状態とすることで、第2の偏光板22からの透過光強度を変化させることができ、階調表示が可能となる。   As described above, when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 13 have a positive dielectric anisotropy, when a voltage is applied between the electrodes, the surfaces of the first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12 are perpendicular to each other. Oriented to In this state, when light is incident from the surface of the first alignment substrate 11, linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate 21 and entered the liquid crystal layer 13 is vertically aligned liquid crystal molecules. Proceed along the direction of the major axis. Since birefringence does not occur in the major axis direction of the liquid crystal molecules, incident light travels without changing the polarization direction. Then, when no voltage is applied again, the original liquid crystal can be returned to the display of 90 ° twisted by the alignment regulating force. Further, by changing the applied voltage to control the tilt of the liquid crystal molecules, the transmitted light intensity from the second polarizing plate 22 is changed by setting the polarization state between the voltage application and non-application states. Gradation display is possible.

上記の例は液晶層が第1の配向基板11と第2の配向基板12の間で90°捩れた場合について述べているが、本発明においては、ツイスト角が90°であるものに限らず、種々のツイスト角の液晶セルを用いることができる。例えば、半透過型の液晶表示装置においては、ツイスト角が90°未満のものが好適に用いられる。また、本発明においては、TNモードの液晶セルとして市販の液晶表示装置に搭載されるものをそのまま用いることもできる。   The above example describes the case where the liquid crystal layer is twisted by 90 ° between the first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12. However, in the present invention, the twist angle is not limited to 90 °. Liquid crystal cells having various twist angles can be used. For example, in a transflective liquid crystal display device, a device having a twist angle of less than 90 ° is preferably used. In the present invention, a TN mode liquid crystal cell mounted on a commercially available liquid crystal display device can be used as it is.

[偏光板]
本願明細書並びに特許請求の範囲において「偏光板」とは、自然光又は偏光を任意の偏光に変換し得る素子をいう。本発明の液晶パネルにおける第1の偏光板、及び第2の偏光板として用いられる偏光板は、特に制限されないが、好ましくは、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものである。このような偏光板は、入射する光を直交する2つの偏光成分に分けたとき、そのうちの一方の偏光成分を透過させる機能を有し、且つ、他方の偏光成分を、吸収、反射、及び散乱させる機能から選ばれる少なくとも1つの機能を有する。
[Polarizer]
In the present specification and claims, the term “polarizing plate” refers to an element that can convert natural light or polarized light into arbitrary polarized light. The polarizing plate used as the first polarizing plate and the second polarizing plate in the liquid crystal panel of the present invention is not particularly limited, but preferably converts natural light or polarized light into linearly polarized light. Such a polarizing plate has a function of transmitting one of the polarized components when incident light is divided into two orthogonal polarized components, and absorbing, reflecting, and scattering the other polarized component. At least one function selected from the functions to be performed.

本発明に用いられる偏光板の波長440nmの透過率(単体透過率ともいう)は、41.0%以上であることが好ましく、42.0%以上であることがより好ましい。なお、単体透過率の理論的な上限は50%であるが、実際には、空気と偏光板屈折率の差等による反射が生じるため、単体透過率が50%となることはない。後述する偏光子保護フィルムとしてトリアセチルセルロースフィルムを用いた場合は、概ね43.2%が上限となる。   The transmittance at a wavelength of 440 nm (also referred to as single transmittance) of the polarizing plate used in the present invention is preferably 41.0% or more, and more preferably 42.0% or more. Although the theoretical upper limit of the single transmittance is 50%, in practice, reflection due to the difference between the refractive index of air and the polarizing plate occurs, so the single transmittance does not become 50%. When a triacetyl cellulose film is used as the polarizer protective film described later, the upper limit is approximately 43.2%.

また、偏光度は、好ましくは99.8〜100%であり、更に好ましくは、99.9〜100%である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラストをより一層高くすることができる。   Further, the degree of polarization is preferably 99.8 to 100%, and more preferably 99.9 to 100%. If it is said range, the contrast of a front direction can be made still higher when it uses for a liquid crystal display device.

上記単体透過率及び偏光度は、分光光度計を用いて測定することができる。上記偏光度の具体的な測定方法としては、上記偏光板の平行透過率(H)及び直交透過率(H90)を測定し、式:偏光度(%)={(H−H90)/(H+H90)}1/2×100より求めることができる。上記平行透過率(H)は、同じ偏光板2枚を互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層偏光板の透過率の値である。また、上記直交透過率(H90)は、同じ偏光板2枚を互いの吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層偏光板の透過率の値である。 The single transmittance and the degree of polarization can be measured using a spectrophotometer. As a specific method for measuring the degree of polarization, the parallel transmittance (H 0 ) and orthogonal transmittance (H 90 ) of the polarizing plate are measured, and the formula: degree of polarization (%) = {(H 0 -H 90 ) / (H 0 + H 90 )} 1/2 × 100. The parallel transmittance (H 0 ) is a transmittance value of a parallel laminated polarizing plate produced by superposing two identical polarizing plates so that their absorption axes are parallel to each other. The orthogonal transmittance (H 90 ) is a value of the transmittance of an orthogonal laminated polarizing plate produced by superposing two identical polarizing plates so that their absorption axes are orthogonal to each other.

(偏光子)
上記偏光板の自然光又は偏光を直線偏光に変換する機能は偏光子によって達成される。偏光板は偏光子に必要に応じてその片面又は両面に偏光子保護フィルムとしての透明フィルムを積層したものである。
(Polarizer)
The function of converting natural light or polarized light of the polarizing plate into linearly polarized light is achieved by a polarizer. A polarizing plate is obtained by laminating a transparent film as a polarizer protective film on one or both sides of a polarizer as required.

偏光子としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。また、米国特許5,523,863号等に開示されている二色性物質と液晶性化合物とを含む液晶組成物を一定方向に配向させたゲスト・ホストタイプの偏光子等も用いることができる。   Any appropriate polarizer may be adopted as the polarizer depending on the purpose. For example, dichroic substances such as iodine and dichroic dyes are adsorbed on hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films. And a polyene-based oriented film such as a uniaxially stretched product, a polyvinyl alcohol dehydrated product or a polyvinyl chloride dehydrochlorinated product. In addition, a guest / host type polarizer in which a liquid crystal composition containing a dichroic substance and a liquid crystal compound disclosed in US Pat. No. 5,523,863 is aligned in a certain direction can be used. .

このような偏光子の中でも、高い偏光度を有するという観点から、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムによる偏光子(以下、単に「ヨウ素系偏光子」と称する場合がある)が好適に用いられる。偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコール又はその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等が挙げられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸や、そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものが挙げられる。ポリビニルアルコールの重合度は、1000〜10000程度、ケン化度は80〜100モル%程度のものが一般に用いられる。   Among such polarizers, from the viewpoint of having a high degree of polarization, a polarizer made of a polyvinyl alcohol film containing iodine (hereinafter sometimes simply referred to as “iodine polarizer”) is preferably used. Polyvinyl alcohol or a derivative thereof is used as a material for the polyvinyl alcohol film applied to the polarizer. Derivatives of polyvinyl alcohol include polyvinyl formal, polyvinyl acetal, and the like, olefins such as ethylene and propylene, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid, and their alkyl esters and acrylamide. Things. Polyvinyl alcohol having a polymerization degree of about 1000 to 10000 and a saponification degree of about 80 to 100 mol% is generally used.

前記ポリビニルアルコール系フィルム中には可塑剤等の添加剤を含有することもできる。可塑剤としては、ポリオール及びその縮合物等が挙げられ、たとえばグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。可塑剤の使用量は、特に制限されないがポリビニルアルコール系フィルム中20重量%以下とするのが好適である。   The polyvinyl alcohol film may contain an additive such as a plasticizer. Examples of the plasticizer include polyols and condensates thereof, and examples thereof include glycerin, diglycerin, triglycerin, ethylene glycol, propylene glycol, and polyethylene glycol. The amount of the plasticizer used is not particularly limited, but is preferably 20% by weight or less in the polyvinyl alcohol film.

前記ポリビニルアルコール系フィルム(未延伸フィルム)は、常法に従って、一軸延伸処理、ヨウ素染色処理が少なくとも施される。さらには、ホウ酸処理、ヨウ素イオン処理を施すことができる。また前記処理の施されたポリビニルアルコール系フィルム(延伸フィルム)は、常法に従って乾燥されて偏光子となる。   The polyvinyl alcohol film (unstretched film) is at least subjected to uniaxial stretching treatment and iodine dyeing treatment according to a conventional method. Furthermore, boric acid treatment and iodine ion treatment can be performed. Moreover, the polyvinyl alcohol film (stretched film) subjected to the treatment is dried according to a conventional method to form a polarizer.

なお、ヨウ素系偏光子は、延伸方向の偏光を吸収し(吸収軸)、延伸方向と直交する方向の光を透過する(透過軸)という性質を有する。偏光子を連続的に長尺(ロール状)で生産する場合は、生産性や偏光度を高める観点から、フィルムの長手方向、すなわち搬送方向に一軸延伸する縦延伸法が一般に用いられる。このように縦延伸によって得られた偏光子は、フィルム搬送方向(長手方向)に吸収軸を有し、幅方向に透過軸を有する。   The iodine-based polarizer has the property of absorbing polarized light in the stretching direction (absorption axis) and transmitting light in the direction orthogonal to the stretching direction (transmission axis). When the polarizer is continuously produced in a long form (roll form), from the viewpoint of increasing productivity and the degree of polarization, a longitudinal stretching method in which the film is uniaxially stretched in the longitudinal direction, that is, the transport direction is generally used. The polarizer thus obtained by longitudinal stretching has an absorption axis in the film transport direction (longitudinal direction) and a transmission axis in the width direction.

(保護フィルム)
偏光子の保護フィルムは、偏光子の傷付や劣化等を防止する目的で適宜用いられる。特に、ヨウ素系の偏光子や液晶性材料を用いた偏光子は、二色性物質の昇華を防止したり、フィルム強度を確保する観点から、両面に保護フィルムを有していることが好ましい。
(Protective film)
The protective film for the polarizer is appropriately used for the purpose of preventing the polarizer from being damaged or deteriorated. In particular, an iodine-based polarizer or a polarizer using a liquid crystal material preferably has a protective film on both sides from the viewpoint of preventing sublimation of the dichroic substance and ensuring film strength.

保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。また、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂又は紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。保護フィルム中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が50重量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できない場合がある。   As a material constituting the protective film, for example, a thermoplastic resin excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture barrier property, and the like is used. Specific examples of such thermoplastic resins include polycarbonate resins, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, polyester resins, polyarylate resins, polyimide resins, cyclic polyolefin resins, polysulfone resins, polyether sulfones. Resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyvinyl alcohol resin, and mixtures thereof. Further, a thermosetting resin such as urethane, acrylic urethane, epoxy, or silicone, or an ultraviolet curable resin can also be used. The protective film may contain one or more arbitrary appropriate additives. Examples of the additive include an ultraviolet absorber, an antioxidant, a lubricant, a plasticizer, a mold release agent, a coloring inhibitor, a flame retardant, a nucleating agent, an antistatic agent, a pigment, and a coloring agent. The content of the thermoplastic resin in the protective film is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 50 to 99% by weight, still more preferably 60 to 98% by weight, and particularly preferably 70 to 97% by weight. When content of the said thermoplastic resin in a protective film is 50 weight% or less, the high transparency etc. which a thermoplastic resin originally has may not fully be expressed.

また、偏光子の液晶セル側に配置される保護フィルムとしては、光学的な均一性の高いものを用いることが好ましい。偏光子と液晶セルの間に配置される保護フィルムが複屈折を有していると、その複屈折によって液晶パネルの表示特性に影響を及ぼす場合がある。かかる観点からは、保護フィルムとしては、複屈折が小さい、すなわち光学等方性を有するものが好適に用いられ、中でも、セルロース系樹脂が一般に用いられる。セルロース系樹脂としては、セルロースと脂肪酸のエステルが好ましい。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピオニルセルロース、ジプロピオニルセルロース等が挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。   Moreover, as a protective film arrange | positioned at the liquid crystal cell side of a polarizer, it is preferable to use a thing with high optical uniformity. If the protective film disposed between the polarizer and the liquid crystal cell has birefringence, the birefringence may affect the display characteristics of the liquid crystal panel. From such a viewpoint, as the protective film, a film having a small birefringence, that is, having optical isotropy is preferably used, and among these, a cellulose resin is generally used. As the cellulose resin, an ester of cellulose and a fatty acid is preferable. Specific examples of the cellulose ester resin include triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, tripropionyl cellulose, dipropionyl cellulose, and the like. Among these, triacetyl cellulose is particularly preferable. Many products of triacetylcellulose are commercially available, which is advantageous in terms of availability and cost.

なお、セルロース系フィルムとしては、例えば、上記セルロース系樹脂を加熱や溶剤処理によってアニールする方法、レターデーション調整剤等の添加剤の添加、脂肪酸セルロース系樹脂の脂肪酸による置換度を制御する方法等によって厚み方向位相差を小さく制御したものを用いることもできる。   As the cellulose film, for example, a method of annealing the cellulose resin by heating or solvent treatment, addition of an additive such as a retardation adjusting agent, a method of controlling the degree of substitution of the fatty acid cellulose resin with a fatty acid, etc. What controlled the thickness direction phase difference small can also be used.

保護フィルムとして、前述のように光学等方性のものを用いる代わりに、位相差を有するものを用いることもできる。すなわち、偏光子と液晶セルの間に配置される保護フィルムの複屈折を液晶セルの光学補償等に用いることで、偏光子の保護フィルムと光学補償フィルム(位相差板)の機能を1枚のフィルムで達成することができ、液晶パネルの薄型化、軽量化、低コスト化等に貢献し得る。さらに、本発明においては後述する偏光素子としての液晶層の支持体としての基材フィルム、あるいは配向膜の機能を偏光子の保護フィルムに兼用させることも好ましい構成である。   As the protective film, a film having a phase difference can be used instead of the optically isotropic film as described above. That is, by using the birefringence of the protective film disposed between the polarizer and the liquid crystal cell for optical compensation of the liquid crystal cell, the functions of the protective film of the polarizer and the optical compensation film (retardation plate) This can be achieved with a film, and can contribute to reducing the thickness, weight, and cost of the liquid crystal panel. Furthermore, in the present invention, it is also a preferable configuration that the substrate film as a support for a liquid crystal layer as a polarizing element described later, or the function of an alignment film is also used as a protective film for a polarizer.

保護フィルムの厚みは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性等の点より1〜500μm程度である。特に1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましい。保護フィルムの厚みが過度に小さいと、偏光子が高温高湿環境での耐久性に劣ったり、局所的な凹凸欠陥(クニック欠陥)が発生しやすい等の問題を生じる場合がある。   Although the thickness of a protective film can be determined suitably, generally it is about 1-500 micrometers from points, such as workability | operativity, such as intensity | strength and a handleability, and thin-layer property. 1-300 micrometers is especially preferable, and 5-200 micrometers is more preferable. If the thickness of the protective film is excessively small, the polarizer may be inferior in durability in a high-temperature and high-humidity environment, or may cause problems such as local unevenness defects (knic defects).

保護フィルムは、偏光子の両面で同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、一方の面に2層以上の積層物を用いることもできる。   The same protective film may be used on both sides of the polarizer, or different ones may be used. In addition, a laminate of two or more layers can be used on one surface.

(偏光子と保護フィルムの積層)
偏光子と保護フィルムの積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤や粘着剤を用いて各層を空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤や粘着剤を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得るが、偏光子と保護フィルムの積層には接着剤が好適に用いられる。
(Lamination of polarizer and protective film)
The method for laminating the polarizer and the protective film is not particularly limited, but from the viewpoint of workability and light utilization efficiency, it is desirable to laminate the layers without using an air gap. In the case of using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, the type thereof is not particularly limited, and various types can be used, but an adhesive is suitably used for laminating the polarizer and the protective film.

上記接着剤としては、例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム系、合成ゴム等のゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、偏光子と光学等方性フィルムはとの積層には水性接着剤が好ましく用いられる。中でも、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とするものが用いられる。   Examples of the adhesive include acrylic polymer, silicone polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyvinyl ether, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, modified polyolefin, epoxy-based, fluorine-based, natural rubber-based, and synthetic rubber. Those using a rubber-based polymer as a base polymer can be appropriately selected and used. In particular, a water-based adhesive is preferably used for laminating the polarizer and the optically isotropic film. Among them, those mainly composed of polyvinyl alcohol resin are used.

かかる接着剤に用いるポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂や、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂は、反応性の高い官能基を有するポリビニルアルコール系接着剤であり、偏光板の耐久性が向上するため好ましい。   Examples of the polyvinyl alcohol resin used for the adhesive include a polyvinyl alcohol resin and a polyvinyl alcohol resin having an acetoacetyl group. A polyvinyl alcohol resin having an acetoacetyl group is a polyvinyl alcohol-based adhesive having a highly reactive functional group, and is preferable because durability of the polarizing plate is improved.

ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られたポリビニルアルコール;その誘導体;更に酢酸ビニルと共重合性を有する単量体との共重合体のケン化物;ポリビニルアルコールをアセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化等した変性ポリビニルアルコールが挙げられる。前記単量体としては、(無水)マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、(メタ)アリルスルホン酸(ソーダ)、スルホン酸ソーダ(モノアルキルマレート)、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、N−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩、N−ビニルピロリドン、N−ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。これらポリビニルアルコール系樹脂は一種を単独で又は二種以上を併用することができる。   Polyvinyl alcohol resin is polyvinyl alcohol obtained by saponifying polyvinyl acetate; a derivative thereof; a saponified product of a copolymer of vinyl acetate and a monomer having copolymerizability; Examples thereof include modified polyvinyl alcohols that have been converted into ethers, ethers, grafts, or phosphoric esters. Examples of the monomer include unsaturated carboxylic acids such as (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, (meth) acrylic acid, and esters thereof; α-olefins such as ethylene and propylene, (meth) Examples include allyl sulfonic acid (soda), sulfonic acid soda (monoalkyl malate), disulfonic acid soda alkyl maleate, N-methylol acrylamide, acrylamide alkyl sulfonic acid alkali salt, N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl pyrrolidone derivatives, and the like. . These polyvinyl alcohol resins can be used alone or in combination of two or more.

また、接着剤は架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤としては、例えば、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレン基とアミノ基を2個有するアルキレンジアミン類;トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4−フェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート及びこれらのケトオキシムブロック物又はフェノールブロック物等のイソシアネート類;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ又はトリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等のエポキシ類;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等のモノアルデヒド類;グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジアルデヒド等のジアルデヒド類;メチロール尿素、メチロールメラミン、アルキル化メチロール尿素、アルキル化メチロール化メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンとホルムアルデヒドとの縮合物等のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂、;更にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ニッケル等の二価金属、又は三価金属の塩及びその酸化物が挙げられる。これらのなかでもアミノ−ホルムアルデヒド樹脂やジアルデヒド類が好ましい。アミノ−ホルムアルデヒド樹脂としてはメチロール基を有する化合物が好ましく、ジアルデヒド類としてはグリオキザールが好適である。なかでもメチロール基を有する化合物である、メチロールメラミンが特に好適である。   Moreover, it is preferable that an adhesive agent contains a crosslinking agent. Examples of the crosslinking agent include alkylenediamines having two alkylene groups and two amino groups, such as ethylenediamine, triethylenediamine, and hexamethylenediamine; tolylene diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, trimethylolpropane tolylene diisocyanate adduct, triphenyl Isocyanates such as methane triisocyanate, methylene bis (4-phenylmethane triisocyanate, isophorone diisocyanate and their ketoxime block product or phenol block product; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerin di or triglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether Epoxies such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde; glyoxal, malondialdehyde, succindialdehyde, glutardialdehyde, maleidialdehyde, phthaldialdehyde Dialdehydes such as: methylol urea, methylol melamine, alkylated methylol urea, alkylated methylolated melamine, acetoguanamine, condensates of benzoguanamine and formaldehyde, and the like; further sodium, potassium, magnesium, calcium, Examples thereof include salts of divalent metals such as aluminum, iron, nickel, or trivalent metals and oxides thereof, among which amino-formaldehyde Fats and dialdehydes are preferred, amino-formaldehyde resins are preferably compounds having a methylol group, and dialdehydes are preferably glyoxal, particularly methylol melamine, which is a compound having a methylol group. .

さらに、凹凸欠陥(クニック)の発生を抑制する観点からは、接着剤に金属コロイドを含有することも好ましい構成である。かかる金属コロイドとしては、アルミナコロイド、シリカコロイド、ジルコニアコロイド、チタニアコロイド及び酸化スズコロイド等が挙げられる。具体的には、特開2008−15483号公報に記載のものを好適に用いることができる。   Furthermore, from the viewpoint of suppressing the occurrence of uneven defects (knics), it is also preferable to include a metal colloid in the adhesive. Examples of such metal colloids include alumina colloid, silica colloid, zirconia colloid, titania colloid and tin oxide colloid. Specifically, those described in JP-A-2008-15383 can be suitably used.

接着剤の塗布は、乾燥後の接着剤層の厚みが10〜300nm程度になるように行なうのが好ましい。接着剤層の厚みは、均一な面内厚みを得ることと、十分な接着力を得る点から、10〜200nmであることがより好ましく、20〜150nmであることがさらに好ましい。フィルムへの粘着剤層や接着剤層の付設は、適宜な方式で行い得る。   It is preferable to apply the adhesive so that the thickness of the adhesive layer after drying is about 10 to 300 nm. The thickness of the adhesive layer is more preferably from 10 to 200 nm, and even more preferably from 20 to 150 nm, from the viewpoint of obtaining a uniform in-plane thickness and sufficient adhesive strength. Attaching the pressure-sensitive adhesive layer or adhesive layer to the film can be performed by an appropriate method.

粘着剤層や接着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層としてフィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚み等の粘着剤層とすることもできる。   The pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer can also be provided on one side or both sides of the film as an overlapping layer of different compositions or types. Moreover, when providing in both surfaces, it can also be set as adhesive layers, such as a different composition, a kind, and thickness, in the front and back of a film.

また、保護フィルムは、接着剤や粘着剤を付設する前に、接着性の向上等を目的として、親水化等の表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としてば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等が挙げられる。   Further, the protective film may be subjected to a surface modification treatment such as hydrophilization for the purpose of improving the adhesiveness before attaching the adhesive or the pressure-sensitive adhesive. Specific examples of the treatment include corona treatment, plasma treatment, primer treatment, and saponification treatment.

(表面処理層)
さらに、保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理層を設けてもよい。
(Surface treatment layer)
Furthermore, a surface of the protective film on which the polarizer is not adhered may be provided with a hard coat layer, antireflection treatment, antisticking, or a surface treatment layer for the purpose of diffusion or antiglare.

ハードコート層は偏光板表面の傷付き防止等を目的に設けられるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系等の適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものであり、従来に準じた反射防止膜等の形成により達成することができる。また、スティッキング防止層は隣接層(例えば拡散板等)との密着防止を目的に設けられる。   The hard coat layer is provided for the purpose of preventing scratches on the surface of the polarizing plate. For example, a hard film with an appropriate UV curable resin such as acrylic or silicone is applied to the surface of the protective film. It can be formed by a method added to the above. The antireflection layer is provided for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an antireflection film or the like according to the prior art. The anti-sticking layer is provided for the purpose of preventing adhesion with an adjacent layer (for example, a diffusion plate).

またアンチグレア層は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に設けられるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式等の適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が0.5〜20μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子等の透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂100重量部に対して一般的に2〜70重量部程度であり、5〜50重量部が好ましい。   The anti-glare layer is provided for the purpose of preventing external light from being reflected on the surface of the polarizing plate and hindering the viewing of the light transmitted through the polarizing plate. For example, a roughening method using a sandblasting method or an embossing method, It can be formed by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the protective film by an appropriate method such as a blending method of transparent fine particles. The fine particles to be included in the formation of the surface fine concavo-convex structure are, for example, conductive materials made of silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide or the like having an average particle diameter of 0.5 to 20 μm. In some cases, transparent fine particles such as inorganic fine particles, organic fine particles composed of a crosslinked or uncrosslinked polymer, and the like are used. When forming the surface fine uneven structure, the amount of fine particles used is generally about 2 to 70 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the transparent resin forming the surface fine uneven structure.

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。   The antireflection layer, anti-sticking layer, surface treatment layer such as a diffusion layer and an antiglare layer can be provided on the protective film itself, and can also be provided as a separate optical layer from the protective film. .

[旋光素子]
本発明の液晶パネルにおいて、第1の旋光素子、並びに第2の旋光素子として用いられる旋光素子は、直線偏光をそれと方向の異なる直線偏光に変換するものである。「旋光」とは、偏光が媒質を進むにつれてその偏光面が回転する現象をいう。その回転角度は「旋光角」と称されるが、旋光角は上記の液晶セルにおける液晶層の配列やツイスト角、あるいは、液晶パネルにおける液晶セルの配置角度を考慮して、本発明の目的を達成し得る範囲において適宜選択できる。すなわち、液晶パネルにおける偏光板の吸収軸方向が画面の辺方向と平行または直交となるように、旋光角を選択することが好ましく、前述のような液晶層が90°のツイスト角を有するTNモードの液晶パネルにおいては、旋光素子が略45°の旋光角を有することが好ましい。このような略45°の旋光角を有する旋光素子は、TNモードの液晶パネルの場合に加えて、STNモードの液晶パネルの場合にも有用である。さらには、光学補償ベンド(OCB)モードや、ハイブリッド配向(HAN)モードのように、円偏光、あるいは楕円偏光を液晶セルに入射させる液晶パネルにおいても好適に採用することができる。
[Optical Rotator]
In the liquid crystal panel of the present invention, the optical rotator used as the first optical rotator and the second optical rotator converts linearly polarized light into linearly polarized light having a different direction. “Optical rotation” refers to a phenomenon in which the plane of polarization rotates as polarized light travels through a medium. The rotation angle is referred to as “optical rotation angle”. The optical rotation angle is determined by considering the arrangement and twist angle of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell or the arrangement angle of the liquid crystal cell in the liquid crystal panel. It can select suitably in the range which can be achieved. That is, it is preferable to select the optical rotation angle so that the absorption axis direction of the polarizing plate in the liquid crystal panel is parallel or orthogonal to the side direction of the screen, and the liquid crystal layer as described above has a twist angle of 90 °. In the liquid crystal panel, the optical rotation element preferably has an optical rotation angle of about 45 °. Such an optical rotatory element having an optical rotation angle of approximately 45 ° is useful not only for a TN mode liquid crystal panel but also for an STN mode liquid crystal panel. Furthermore, it can be suitably employed in a liquid crystal panel in which circularly polarized light or elliptically polarized light is incident on a liquid crystal cell, such as an optical compensation bend (OCB) mode or a hybrid alignment (HAN) mode.

例えば、図5に模式的に示したように、画面の長辺方向に対して、第1の配向基板11の配向方向1が−45°方向、第2の配向基板12の配向方向2が+45°であるTNモードの液晶パネルにおいては、第1の旋光素子、第2の旋光素子ともに旋光角を45°とすることによって液晶パネルにおける偏光板の吸収軸方向が画面の長辺方向と平行となるように配置することができる。また、旋光角には符号(正負)があるが、本願明細書においては第2の偏光板側(視認側)から見た場合に偏光方向を反時計回りに回転させるものを符号正と定義する。旋光素子の旋光方向の符号は、偏光板の配置角度等の設計に応じて適宜選択することができる。   For example, as schematically shown in FIG. 5, the alignment direction 1 of the first alignment substrate 11 is −45 ° direction and the alignment direction 2 of the second alignment substrate 12 is +45 with respect to the long side direction of the screen. In the TN mode liquid crystal panel, the angle of rotation of the first optical rotator and the second optical rotator is 45 ° so that the absorption axis direction of the polarizing plate in the liquid crystal panel is parallel to the long side direction of the screen. Can be arranged as follows. Further, the optical rotation angle has a sign (positive or negative), but in the present specification, a sign that rotates the polarization direction counterclockwise when viewed from the second polarizing plate side (viewing side) is defined as a positive sign. . The sign of the optical rotation direction of the optical rotatory element can be appropriately selected according to the design such as the arrangement angle of the polarizing plate.

旋光性を示す物質としては、ガーネット単結晶等の無機結晶、水晶、グルコースに代表される糖類、ポリ乳酸、ヘリセン等のキラル(光学活性)な有機分子等が挙げられるが、本発明の液晶パネルにおいては、生産性やハンドリング性、さらには表示特性の観点から、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している液晶層を用いる。かかる液晶層としては、ネマティック液晶性の分子が捩れ配向したもの(「カイラルネマティック液晶」、あるいは「コレステリック液晶」等と称する場合がある)が挙げられる。このような液晶層としては、ネマティック液晶性材料(液晶相がネマティック相である液晶性材料)にカイラル剤を添加したものの配向状態を固定したものが好適に用いられる。   Examples of the optically rotatory substance include inorganic crystals such as garnet single crystals, quartz crystals, saccharides represented by glucose, chiral (optically active) organic molecules such as polylactic acid and helicene, and the like. In the liquid crystal layer, a liquid crystal layer in which the orientation direction of liquid crystal molecules is gradually changed along the thickness direction of the layer is used from the viewpoint of productivity, handling properties, and display characteristics. Examples of such a liquid crystal layer include those in which nematic liquid crystal molecules are twisted and aligned (sometimes referred to as “chiral nematic liquid crystal” or “cholesteric liquid crystal”). As such a liquid crystal layer, a nematic liquid crystal material (a liquid crystal material in which the liquid crystal phase is a nematic phase) obtained by adding a chiral agent and fixing the alignment state is preferably used.

なお、旋光素子としてネマティック液晶性材料にカイラル剤を添加したカイラルネマティック液晶層を用いる場合、かかる液晶層におけるに液晶の捩れ角度、すなわち、旋光素子の旋光角はカイラル剤の添加量及び液晶層の厚みによって調整することができる。すなわち、カイラル剤の添加量によって液晶層の捩れのピッチ(「コレステリックピッチ」と称する場合がある)が調整されるが、液晶層の厚みをかかるコレステリックピッチ(液晶が360°捩れる厚みに等しい)の1/8となるように調整すれば、液晶が45°捩れたカイラルネマティック液晶層を形成することができ、これを旋光角45°の旋光素子として用いることができる。なお、本発明の目的を達成する観点においては、かかる旋光素子の旋光角は45°に限定されないことは前述の通りであるが、以下、理解を容易とするために旋光角が45°の旋光素子の例について説明する。   When a chiral nematic liquid crystal layer in which a chiral agent is added to a nematic liquid crystalline material is used as the optical rotatory element, the twist angle of the liquid crystal in the liquid crystal layer, that is, the optical rotation angle of the optical rotatory element depends on the addition amount of the chiral agent and the liquid crystal layer. The thickness can be adjusted. That is, the twisting pitch of the liquid crystal layer (sometimes referred to as “cholesteric pitch”) is adjusted by the amount of the chiral agent added, but the thickness of the liquid crystal layer is cholesteric pitch (equal to the thickness at which the liquid crystal is twisted 360 °) Is adjusted so that the liquid crystal is twisted by 45 °, a chiral nematic liquid crystal layer can be formed, and this can be used as an optical rotation element having an optical rotation angle of 45 °. Note that, from the viewpoint of achieving the object of the present invention, the optical rotation angle of the optical rotator is not limited to 45 ° as described above, but hereinafter, for easy understanding, the optical rotation angle is 45 °. An example of the element will be described.

本発明の実施形態においては、旋光素子としての液晶層に用いられるネマティック液晶性材料の波長545nmにおける複屈折Δn545と旋光素子の厚みdの積(Δn545×d)が1400nm以上である。カイラルネマティック液晶を用いた旋光の場合、液晶層の複屈折のために、カイラルネマティック液晶層が45°の捩れ角を有している場合であっても光漏れを生じる現象が生じ得る。一方、液晶層が45°捩れた液晶層においては、厚みを大きくすることによって、かかる複屈折による光漏れを低減し得る。この点につき、以下に説明する。 In the embodiment of the present invention, the product (Δn 545 × d) of birefringence Δn 545 at a wavelength of 545 nm and the thickness d of the optical rotatory element of the nematic liquid crystalline material used for the liquid crystal layer as the optical rotatory element is 1400 nm or more. In the case of optical rotation using chiral nematic liquid crystal, due to the birefringence of the liquid crystal layer, a phenomenon of light leakage may occur even when the chiral nematic liquid crystal layer has a 45 ° twist angle. On the other hand, in a liquid crystal layer in which the liquid crystal layer is twisted by 45 °, light leakage due to such birefringence can be reduced by increasing the thickness. This point will be described below.

本願の液晶パネルのように吸収軸が平行に配置された2枚の偏光板の間に、カイラルネマティック液晶層による旋光素子が存在する構成においては、厚みdが下記の式(1)を満足する場合に、波長λの単色光の透過率が理論上ゼロとなる。

ただし、上記式(1)において、mは1以上の整数であり、Δnλは波長λにおける複屈折である。
In a configuration in which an optical rotatory element using a chiral nematic liquid crystal layer exists between two polarizing plates arranged in parallel with each other as in the liquid crystal panel of the present application, when the thickness d satisfies the following formula (1): The transmittance of monochromatic light of wavelength λ is theoretically zero.

However, in said formula (1), m is an integer greater than or equal to 1, and (DELTA) n ( lambda) is birefringence in wavelength (lambda).

上記式(1)は、波長λにおける透過率を表す下記の式(2)に、おいて、T(λ)=0となる条件を示したものである。かかる式(2)は、ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶表示装置等における液晶セルの厚み(セルギャップ)を定める時に用いられる、グーチ・タリーの式[C.H.グーチおよびH.A.タリー、Appl. Phys.、8巻、1575〜1584頁(1975年)]に、θ=π/4(45°)を代入したものである。   The above equation (1) shows the condition that T (λ) = 0 in the following equation (2) representing the transmittance at the wavelength λ. This equation (2) is used when determining the thickness (cell gap) of a liquid crystal cell in a twisted nematic (TN) mode liquid crystal display device or the like [C. H. Gooch and H.C. A. Tally, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584 (1975)], and θ = π / 4 (45 °) is substituted.

通常、TNモード液晶セルや旋光素子においては、上記式(1)において、m=1となるような厚みd(「ファースト・ミニマム」と称される場合がある)が採用される。例えば、波長545nmにおける光漏れを最小とする場合は、(Δn545×d)の値が約527nmとなるように旋光素子の厚みが設計される。一方、屈折率は波長によって異なる、所謂「波長依存性」を有するため、複屈折Δnλも波長依存性を有する。そのため、上記式(1)を満たす厚みdは波長λによって異なることとなる。そのため、可視光領域における所定の波長の透過率が理論上ゼロとなるように旋光素子の厚みを設定した場合であっても、他の波長の透過率はゼロとはならず、結果として光漏れが生じることとなる。また、特定の波長の光漏れが大きくなると、表示に着色が生じる場合がある。 Usually, in the TN mode liquid crystal cell and the optical rotatory element, a thickness d (sometimes referred to as “first minimum”) such that m = 1 in the above formula (1) is employed. For example, when the light leakage at a wavelength of 545 nm is minimized, the thickness of the optical rotation element is designed so that the value of (Δn 545 × d) is about 527 nm. On the other hand, since the refractive index has a so-called “wavelength dependency” that varies depending on the wavelength, the birefringence Δn λ also has a wavelength dependency. Therefore, the thickness d satisfying the above equation (1) varies depending on the wavelength λ. Therefore, even if the thickness of the optical rotation element is set so that the transmittance at a predetermined wavelength in the visible light region is theoretically zero, the transmittance at other wavelengths does not become zero, resulting in light leakage. Will occur. In addition, when the light leakage of a specific wavelength increases, the display may be colored.

本発明は、かかる複屈折の波長依存性の影響について考慮し、旋光層の厚みdを大きくすることによって、良好な表示特性が得られるとの新たな知見に基づくものである。すなわち、特定の波長λにおける透過光量(透過率T)は、上記の式(2)で表される通りであるが、これを、可視光領域の波長範囲全体について考慮したY値が、旋光素子の厚みdに依存するとの知見に基づくものである。なお、Y値は、人間の視覚における「明るさ」に相当するXYZ表色系の三刺激値Yであり、下記の式(3)のように表すことができる。   The present invention is based on the new finding that good display characteristics can be obtained by increasing the thickness d of the optical rotation layer in consideration of the influence of the wavelength dependence of the birefringence. In other words, the amount of transmitted light (transmittance T) at a specific wavelength λ is as expressed by the above formula (2), and the Y value considering this over the entire wavelength range of the visible light region is the optical rotation element. This is based on the knowledge that it depends on the thickness d. The Y value is a tristimulus value Y of the XYZ color system corresponding to “brightness” in human vision, and can be expressed as the following equation (3).

かかるY値と、旋光素子の厚みdの関係については、後の実施例において実例に基づいて説明するが、所定の波長において透過率が極小となる厚みと、Y値が極小となる厚みは異なっている。そのため、所定の波長(λ)で透過率が極小とするべく、上記式(1)におけるmが整数となるように厚みdを選択した場合でも、かならずしもY値は極小とはらない。一方、旋光素子の厚みと複屈折の積(Δn545×d)が大きくなると、厚みの増加に伴って、Y値は減少する傾向があり、式(1)においてm=1となる厚み(ファースト・ミニマム)の場合よりもY値がより小さくなる。このように厚みを調整することによってY値が小さくなることは、概念的には、ポアンカレ球上での偏光状態の変換の軌跡によって説明される。以下、本発明の原理、および上記のように厚みを大きくすることによって光漏れが低減されることに関して、旋光素子を用いた場合と、波長の1/2のレターデーションを有する位相差板(1/2波長板)を用いた場合とを比較しながら、ポアンカレ球上での軌跡変換に基づいて説明する。 The relationship between the Y value and the thickness d of the optical rotatory element will be described based on an example in a later embodiment, but the thickness at which the transmittance is minimum at a predetermined wavelength is different from the thickness at which the Y value is minimum. ing. Therefore, even if the thickness d is selected so that m in Formula (1) is an integer in order to minimize the transmittance at a predetermined wavelength (λ), the Y value is not necessarily minimized. On the other hand, when the product of the optical rotatory element and the birefringence (Δn 545 × d) increases, the Y value tends to decrease as the thickness increases, and the thickness at which m = 1 in formula (1) (first) -Y value is smaller than in the case of minimum). Such a decrease in the Y value by adjusting the thickness is conceptually explained by the locus of polarization state conversion on the Poincare sphere. Hereinafter, with respect to the principle of the present invention and the fact that light leakage is reduced by increasing the thickness as described above, a retardation plate (1) having a retardation of ½ of the wavelength when using an optical rotator. A description will be given based on the trajectory conversion on the Poincare sphere while comparing with the case of using a / 2 wavelength plate.

ポアンカレ球とは球上の点によって光線の偏光状態を表す方式であり、この球を地球に見立てると北極と南極の点は円偏光を示し、赤道上の点は直線偏光を示している。北極または南極と赤道の点は楕円偏光を示し、緯度が大きいほど楕円率が小さい、すなわち真円に近い楕円偏光に対応している。そして、赤道上の経度は直線偏光の角度の2倍に対応している。すなわち、赤道上で経度が180°異なる2つの点が、直交する2つの直線偏光に対応する。そして、ポアンカレ球上の各点は、3つのストークスパラメータ(S,S,S)で表される。また、ストークスパラメータS=(S +S +S 1/2は光の強度に関するが、ここでは、S=1で一定、すなわち、ポアンカレ球を半径1の球として表す。 The Poincare sphere is a method of expressing the polarization state of light rays by points on the sphere. When this sphere is viewed as the Earth, the North and South Pole points indicate circularly polarized light, and the equator points indicate linearly polarized light. The north or south pole and the equator point show elliptically polarized light, and the greater the latitude, the smaller the ellipticity, that is, the elliptically polarized light close to a perfect circle. The longitude on the equator corresponds to twice the angle of linearly polarized light. That is, two points having longitudes of 180 ° on the equator correspond to two orthogonal linearly polarized lights. Each point on the Poincare sphere is represented by three Stokes parameters (S 1 , S 2 , S 3 ). The Stokes parameter S 0 = (S 1 2 + S 2 2 + S 3 2 ) 1/2 relates to the light intensity, but here, S 0 = 1 is constant, that is, the Poincare sphere is represented as a sphere having a radius of 1.

直線偏光の偏光方向に対して光軸(遅相軸)方向が22.5°(45°の半分)となるように1/2波長板(あるいは、3/2波長板、5/2波長板等)を配置した場合も、本願のような旋光素子を用いた場合と同様に、直線偏光はそれと直交する直線偏光に変換される。しかしながら、かかる1/2波長板等を用いた場合は、本願のような旋光素子を用いた場合と比較して、上記のY値が大きくなる傾向がある。   1/2 wavelength plate (or 3/2 wavelength plate, 5/2 wavelength plate) so that the optical axis (slow axis) direction is 22.5 ° (half of 45 °) with respect to the polarization direction of linearly polarized light. Etc.), linearly polarized light is converted into linearly polarized light orthogonal thereto, as in the case of using an optical rotator as in the present application. However, when such a half-wave plate or the like is used, the above-described Y value tends to increase as compared to the case where an optical rotatory element as in the present application is used.

図6は、所定の波長(例えば545nm)の単色光に対して、その偏光方向に対して遅相軸方向が22.5°の角度をなし1/2のレターデーションを有する1/2波長板によって、ポアンカレ球上で点A:(S,S,S)=(−1,0,0)の直線偏光が、点B:(S,S,S)=(0,−1,0)の直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。図6の(a)は見取り図、(b)はS−S面への投影図、(c)はS−S面への投影図、(d)はS−S面への投影図を表す(以下の図7、図8においても同様である)。 FIG. 6 shows a half-wave plate for a monochromatic light having a predetermined wavelength (for example, 545 nm) having an angle of 22.5 ° with respect to the polarization direction and a retardation of 1/2. Thus, the linearly polarized light at point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0) on the Poincare sphere becomes point B: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (0, The trajectory when converted into linearly polarized light of (1,0) is shown. In FIG. 6 (a) perspective, (b) the projection of the S 2 -S 3 sides, (c) the projection of the S 3 -S 1 surface, (d) is to S 1 -S 2 sides (The same applies to FIGS. 7 and 8 below).

入射側の偏光板を透過した光(入射直線偏光)は、点A:(S,S,S)=(−1,0,0)で表される。この入射直線偏光は、1/2波長板を厚み方向に進むにつれて、経度を変えながら、ポアンカレ球上を南へ移動する。これは、厚み方向を進むにつれて直線偏光が楕円偏光に変換され、その楕円が楕円率を大きくしながらその長軸方向が変化する様子を表す。そして、1/2波長板の厚み方向の中間点(1/4波長のレターデーションに相当)で経度が点Aから45°移動した点Mで表される楕円偏光となる。さらに1/2波長板の厚み方向を進むと、今度は楕円率を小さくしながらその長軸方向が変化し、1/2波長板の厚み方向を進むにつれて楕円率が0、すなわち直線偏光に近付く。そして、最終的には、点B:(S,S,S)=(0,−1,0)の直線偏光として1/2波長板から射出される。この点Bは、1/2波長板へ入射する直線偏光を表す点Aと同様に赤道上に存在し、かつ、点Aとは経度が90°異なることから、入射直線偏光と45°の角度をなす直線偏光に相当する。この点Bで表される直線偏光は、射出側の偏光板に到達することとなる。本発明の液晶パネルは、第1の旋光素子及び第2の旋光素子の2枚の旋光素子を具備するため、上記のような偏光状態の変換が2回行われ、結果として90°回転した直線偏光が得られる。そのため、入射側の偏光板と射出側の偏光板の吸収軸方向が平行である場合には、光が吸収されて暗表示となる。 The light transmitted through the incident side polarizing plate (incident linearly polarized light) is represented by a point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0). This incident linearly polarized light moves south on the Poincare sphere while changing the longitude as it travels in the thickness direction along the half-wave plate. This represents a state in which linearly polarized light is converted into elliptically polarized light as the thickness direction proceeds, and the major axis direction of the ellipse changes while increasing the ellipticity. And it becomes the elliptically polarized light represented by the point M where the longitude moved 45 ° from the point A at the intermediate point in the thickness direction of the half-wave plate (corresponding to the retardation of the quarter wavelength). When the thickness direction of the half-wave plate further proceeds, the major axis direction changes while decreasing the ellipticity, and the ellipticity becomes zero, that is, approaches the linearly polarized light as the thickness direction of the half-wave plate is advanced. . Finally, the light is emitted from the half-wave plate as a linearly polarized light of point B: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (0, −1, 0). This point B exists on the equator like the point A representing the linearly polarized light incident on the half-wave plate and has a 90 ° longitude difference from the point A. Corresponds to linearly polarized light. The linearly polarized light represented by this point B reaches the exit side polarizing plate. Since the liquid crystal panel of the present invention includes the two optical rotatory elements, the first optical rotatory element and the second optical rotatory element, the polarization state conversion as described above is performed twice, resulting in a straight line rotated by 90 °. Polarized light is obtained. Therefore, when the absorption axis direction of the incident-side polarizing plate and the emission-side polarizing plate is parallel, light is absorbed and dark display is obtained.

これに対して、図7は、上記式(1)において、旋光素子の厚みdがm=1の条件を満たす場合において、ポアンカレ球で点Aの直線偏光が、それと45°の角度をなす点Bの直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。旋光角度が45°の旋光素子を用いた場合は、点A:(S,S,S)=(−1,0,0)の直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の1/2波長板の場合に比してポアンカレ球上での緯度が小さい、すなわち直線偏光に近い状態を経て、経度が変換される、換言すれば楕円の長軸方向が回転されることとなる。そして、旋光素子の厚み方向の中間点において、経度が点Aと45°異なる中点Mを経由して、45°の角度をなす直線偏光B:(S,S,S)=(0,−1,0)へと変換されて旋光素子から射出される。この光は、前記の1/2波長板の場合と同様に2枚の旋光素子によって90°回転した直線偏光に変換されることとなり、暗表示を得ることができる。 On the other hand, FIG. 7 shows that the linearly polarized light at point A forms an angle of 45 ° with the Poincare sphere when the thickness d of the optical rotation element satisfies the condition of m = 1 in the above formula (1). The locus | trajectory in the case of converting into B linearly polarized light is shown. When an optical rotatory element having an optical rotation angle of 45 ° is used, as the linearly polarized light at point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0) advances through the optical rotatory element in the thickness direction, The latitude on the Poincare sphere is smaller than that of the half-wave plate, that is, the longitude is converted through a state close to linear polarization, in other words, the major axis direction of the ellipse is rotated. Become. Then, at an intermediate point in the thickness direction of the optical rotatory element, linearly polarized light B having an angle of 45 ° via a midpoint M whose longitude is 45 ° different from the point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = ( 0, -1, 0) and emitted from the optical rotator. This light is converted into linearly polarized light rotated by 90 ° by two optical rotators as in the case of the half-wave plate, and dark display can be obtained.

さらに、図8は上記式(1)において、旋光素子の厚みがm=4の条件を満たす場合において、ポアンカレ球で点Aの直線偏光が、点Bで表される45°の角度をなす直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。この場合、前記したm=1の場合よりもさらに緯度が小さい状態を保ったまま、ポアンカレ球上で経度が変換される。そして、旋光素子の厚みの1/4において、一旦赤道上の点Mに到達、すなわち直線偏光となり、さらに、厚みの1/2の中間点Mおよび厚みの3/4の点Mにおいても直線偏光となり、最終的には、点B:(S,S,S)=(0,−1,0)へと変換されて旋光素子から射出される。この光は、前記の場合と同様に2枚の旋光素子によって90°回転した直線偏光に変換されることとなり、暗表示を得ることができる。 Further, FIG. 8 shows a straight line in which the linearly polarized light at the point A on the Poincare sphere forms an angle of 45 ° represented by the point B in the above formula (1) when the thickness of the optical rotatory element satisfies the condition of m = 4. The locus when converted into polarized light is shown. In this case, the longitude is converted on the Poincare sphere while the latitude is kept smaller than in the case of m = 1. Then, at 1/4 of the thickness of the optical rotatory element, it once reaches the point M 1 on the equator, that is, becomes linearly polarized light, and further at an intermediate point M 2 having a thickness of 1/2 and a point M 3 having a thickness of 3/4. Is also linearly polarized light, and finally converted to point B: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (0, −1, 0) and emitted from the optical rotation element. This light is converted into linearly polarized light rotated by 90 ° by two optical rotators as in the case described above, and a dark display can be obtained.

m=4の場合について上記したが、m=2、3の場合においては、m=1の場合よりは緯度が小さく、m=4の場合よりは緯度が大きい状態で、直交する点B:(S,S,S)=(0,−1,0)の直線偏光へと変換されて旋光素子から射出されることとなる。また、m=5以上の場合は、さらに緯度が小さい、すなわち赤道に近い経路を通って、45°の角度をなす直線偏光へと変換されることとなり、理論上はm=∞のときに、ポアンカレ球上の軌跡は、赤道上を90°移動することとなる。このように、mが大きい、すなわち旋光素子の厚みが大きいほど、直線偏光に近い状態で偏光状態が変換されることがわかる。 The case where m = 4 has been described above. However, in the case where m = 2 and 3, the point B is orthogonal with the latitude being smaller than that when m = 1 and the latitude being larger than when m = 4. S 1 , S 2 , S 3 ) = (0, −1, 0) is converted into linearly polarized light and emitted from the optical rotator. In addition, when m = 5 or more, the latitude is further reduced, that is, it is converted to linearly polarized light having an angle of 45 ° through a path close to the equator. Theoretically, when m = ∞, The locus on the Poincare sphere moves 90 ° on the equator. Thus, it can be seen that as m is larger, that is, the thickness of the optical rotation element is larger, the polarization state is converted in a state closer to linearly polarized light.

次に、複屈折の波長依存性について考慮した場合、旋光素子を用いることによって、Y値を小さくできることについて以下に説明する。ポリマーや液晶分子の複屈折が波長依存性を有することは前述の通りであり、短波長ほど複屈折は大きくなるのが一般的である。そのため、例えば、波長545nm付近の緑色の光について、光漏れを最小とするように設計した場合、波長440nm付近の青色の光に関しては、複屈折が光漏れを最小とするのに適した値よりも大きくなる傾向がある。一方で、波長650nm付近の赤色の光に関しては、複屈折が光漏れを最小とするのに適した値よりも小さくなる傾向がある。   Next, when the wavelength dependence of birefringence is taken into consideration, it will be described below that the Y value can be reduced by using an optical rotatory element. As described above, the birefringence of the polymer or the liquid crystal molecule has wavelength dependency, and the birefringence generally increases as the wavelength becomes shorter. Therefore, for example, when green light near a wavelength of 545 nm is designed to minimize light leakage, for blue light near a wavelength of 440 nm, birefringence is a value suitable for minimizing light leakage. Tend to be larger. On the other hand, for red light near the wavelength of 650 nm, birefringence tends to be smaller than a value suitable for minimizing light leakage.

この波長依存性の影響について、まずは、位相差板を用いた場合をポアンカレ球上での光の軌跡に基づいて説明する。図9はレターデーションが波長の1/2よりも大きい場合に、ポアンカレ球上で点A:(S,S,S)=(−1,0,0)の直線偏光が、点Bの楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。例えば、先に説明したような所定の波長(例えば545nm)の単色光に対して、1/2のレターデーションを有する1/2波長板を用いた場合に、他の波長(例えば440nm)においては波長の1/2よりレターデーションが大きくなる場合が相当する。 The influence of this wavelength dependence will be described first based on the locus of light on the Poincare sphere when a phase difference plate is used. FIG. 9 shows that when the retardation is larger than ½ of the wavelength, the linearly polarized light of the point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0) on the Poincare sphere is the point B. The locus | trajectory in the case of converting into 1 elliptically polarized light is shown. For example, when a half-wave plate having a retardation of 1/2 is used for monochromatic light having a predetermined wavelength (for example, 545 nm) as described above, at other wavelengths (for example, 440 nm) This corresponds to the case where the retardation is larger than ½ of the wavelength.

位相差板に入射した直線偏光は、図6に示した1/2波長板の場合と同様の軌跡で、波長板を厚み方向に進むにつれて、ポアンカレ球上を移動し、波長の1/2のレターデーションで、(S,S,S)=B(0,−1,0)の直線偏光となる。しかしながら、位相差板のレターデーションが波長の1/2より大きいために、ポアンカレ球上の赤道を越えてさらに北上し、北半球の点Bに到達する。これは、波長板から射出した光が楕円偏光であることを表している。そして、点Bと点Bとの緯度差が、楕円偏光の楕円率に相当し、点Bと点Bとの経度差が、楕円の長軸方向のずれに対応している。レターデーションが波長の1/2からずれるほど、点Bと点Bとの距離が大きくなる。そして、点Bで表される楕円偏光は、射出側の偏光板によっては完全には吸収されず、透過した光が光漏れとして観察されることとなる。点Bと点Bとの距離が大きくなるほどこの光漏れは大きくなる傾向がある。 The linearly polarized light incident on the retardation plate follows the same locus as that of the half-wave plate shown in FIG. 6 and moves on the Poincare sphere as it travels in the thickness direction. Retardation results in linearly polarized light of (S 1 , S 2 , S 3 ) = B (0, −1, 0). However, since the retardation of the retardation plate is larger than ½ of the wavelength, it goes further north over the equator on the Poincare sphere and reaches the point B 1 in the northern hemisphere. This indicates that the light emitted from the wave plate is elliptically polarized light. Then, the latitude difference between points B and B 1 is equivalent to ellipticity of elliptically polarized light, the longitude difference between the points B and B 1 is, corresponds to the long axis direction of the deviation of the ellipse. The distance between the point B and the point B 1 increases as the retardation deviates from ½ of the wavelength. The elliptically polarized light represented by the point B 1 represents, not completely absorbed by the exit side polarizing plate, the transmitted light is to be observed as light leakage. As the distance between the points B and B 1 is increased this light leakage tends to increase.

次に、旋光素子を用いた場合の波長依存性の影響について説明する。先に、旋光素子の厚みdが所定の波長λにおいて、式(1)におけるm=1の条件を満たす場合について、図7を用いて説明したが、上記のλよりも短波長側の波長においては、複屈折の波長依存性の影響によって、mは一般に1より大きい値(整数とは限らない)となる。図10は、このように、mが1より大きく、整数でない場合について、ポアンカレ球上で点A:(S,S,S)=(−1,0,0)の直線偏光が、点Bの楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。点Aの直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の図7のm=1の場合と類似の軌跡を辿り、m=1に対応する厚みで赤道上の点M’に到達する。さらに厚み方向を進むと、先ほどと同様の軌跡形状で南半球を、緯度を変化させながら進み、点Bと同一子午線上の緯度が異なる点Bに到達する。先ほどの図9の場合と同様に、点Bと点Bとの距離が大きくなるほど光漏れが大きくなる。 Next, the influence of wavelength dependency when an optical rotatory element is used will be described. First, the case where the thickness d of the optical rotatory element satisfies the condition of m = 1 in the expression (1) at the predetermined wavelength λ has been described with reference to FIG. Is generally larger than 1 (not necessarily an integer) due to the wavelength dependence of birefringence. FIG. 10 shows that the linearly polarized light at point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0) on the Poincare sphere when m is greater than 1 and not an integer. It shows the trace when being converted into elliptically polarized light at the point B 2. As the linearly polarized light at point A travels through the optical rotatory element in the thickness direction, it follows a locus similar to the case of m = 1 in FIG. 7 and reaches the point M ′ on the equator with a thickness corresponding to m = 1. When further proceeding in the thickness direction, the southern hemisphere is moved in the same trajectory shape as before while changing the latitude, and reaches a point B 2 where the latitude on the same meridian is different from that of the point B. As in the previous FIG. 9, the light leakage increases as the distance between the points B and B 2 becomes large.

一方、旋光素子の厚みdが所定の波長λにおいて、式(1)のm=4の条件を満たす場合に関して、図8を用いて先に説明したが、複屈折の波長依存性の影響のために、上記λよりも短波長側においては、mは一般に4より大きい値(整数とは限らない)となる。図11は、このようにmが4より大きく、整数でない場合について、ポアンカレ球上で点A:(S,S,S)=(−1,0,0)の直線偏光が、点Bの楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。点Aの直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の図8のm=4の場合と類似の軌跡を辿り、m=1、2、3、4に対応する厚みにおいて、それぞれ赤道上の点を経由して、点Bと同一子午線上で緯度が異なる点Bに到達する。そして、点BとBとの距離が大きくなるほど光漏れが大きくなる。ここで、点BとBの距離は、先に示した点Bと点B、あるいは点Bと点Bの距離に比して小さいことがわかる。 On the other hand, the case where the thickness d of the optical rotatory element satisfies the condition of m = 4 in the formula (1) at the predetermined wavelength λ has been described above with reference to FIG. In addition, on the shorter wavelength side than λ, m is generally larger than 4 (not necessarily an integer). FIG. 11 shows that when m is larger than 4 and is not an integer, the linearly polarized light of point A: (S 1 , S 2 , S 3 ) = (− 1, 0, 0) on the Poincare sphere is It shows the trace when being converted into elliptically polarized light of B 3. As the linearly polarized light at point A travels through the optical rotatory element in the thickness direction, it follows a similar trajectory as in the case of m = 4 in FIG. 8, and at the thicknesses corresponding to m = 1, 2, 3, 4 respectively via points, latitude on the same meridian and the point B to reach the different B 3. Then, the light leakage increases as the distance between the point B and B 3 is increased. Here, it can be seen that the distance between the points B and B 3 is smaller than the distance between the points B and B 1 or the points B and B 2 described above .

これは、先に説明したように、mの値が大きいほど、偏光状態はポアンカレ球上の赤道に近い軌跡、換言すれば直線偏光に近い状態を保ちながら変換されることに関係している。式(1)におけるmの値が大きい、すなわち旋光素子の厚みが大きいほど、mが整数値から外れた場合でも、直線偏光からの乖離が小さくなる。そのため、複屈折が波長依存性を有していても、可視光の全領域についての光漏れ、すなわちY値が小さくなる。   As described above, this is related to the fact that as the value of m increases, the polarization state is converted while maintaining a locus closer to the equator on the Poincare sphere, in other words, a state close to linear polarization. The greater the value of m in Equation (1), that is, the greater the thickness of the optical rotator, the smaller the deviation from linearly polarized light even when m deviates from the integer value. Therefore, even if the birefringence has wavelength dependence, the light leakage, that is, the Y value for the entire visible light region is reduced.

従来技術の旋光素子を用いた液晶パネルにおいては、旋光素子の厚みは、式(1)においてm=1(ファースト・ミニマム)を満足するように設計されていたが、ポアンカレ球を用いて概念的に示したように、m=1の場合は、位相差板を用いた場合との差異が小さい、すなわち、点B・B間の距離と点B・B間の距離が略同様である。それに対して、厚みを大きくすることによって、他の波長においても光漏れを小さくすることができるために、結果としてY値が小さくなる。ファースト・ミニマムの場合よりもY値が小さくなる厚みは、液晶層を形成する液晶性化合物の波長分散によって異なるが、後に実施例において示すように、旋光素子の複屈折と厚みの積(Δn545×d)が1400nm以上の場合に、Y値が小さくなる傾向がある。旋光素子の複屈折と厚みの積(Δn545×d)は1500nm以上であることがより好ましく、1600nm以上であることがさらに好ましく、1700nm以上であることが特に好ましい。このような範囲においては、旋光素子の厚みの増加に伴って、Y値が単調減少を示す傾向がある。 In a liquid crystal panel using a prior art optical rotatory element, the thickness of the optical rotatory element was designed to satisfy m = 1 (first minimum) in the formula (1), but it is conceptual using a Poincare sphere. As shown in FIG. 5, when m = 1, the difference from the case where the phase difference plate is used is small, that is, the distance between the points B and B 1 and the distance between the points B and B 2 are substantially the same. . On the other hand, by increasing the thickness, light leakage can be reduced at other wavelengths, and as a result, the Y value is reduced. The thickness at which the Y value is smaller than in the case of the first minimum varies depending on the wavelength dispersion of the liquid crystal compound forming the liquid crystal layer, but as will be shown later in the examples, the product of birefringence and thickness of the optical rotation element (Δn 545 When xd) is 1400 nm or more, the Y value tends to be small. The product of birefringence and thickness (Δn 545 × d) of the optical rotatory element is more preferably 1500 nm or more, further preferably 1600 nm or more, and particularly preferably 1700 nm or more. In such a range, the Y value tends to show a monotonous decrease as the thickness of the optical rotatory element increases.

なお、本発明の液晶パネルにおいては、旋光素子の(Δn545×d)が1400nm以上であるが、本発明は、旋光層の厚みdを大きくすることによって、複屈折の波長依存性に起因して可視光領域の各波長で生じる光漏れの影響を低減し、その結果Y値を小さくできるという新たな知見に基づくものである。 In the liquid crystal panel of the present invention, (Δn 545 × d) of the optical rotatory element is 1400 nm or more, but the present invention is caused by the wavelength dependence of birefringence by increasing the thickness d of the optical rotatory layer. This is based on the new knowledge that the influence of light leakage occurring at each wavelength in the visible light region can be reduced, and as a result, the Y value can be reduced.

また、上記式(1)を満たすλを可視光領域に有する場合、かかる波長λにおける黒表示時の透過率Tを小さくすることができるため、良好な表示特性が得られる。一般に液晶パネルにおいては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルターを用いることでカラー表示を可能としているが、かかるカラーフィルターの透過波長に基づいて設計するという観点からは、上記式(1)を満たすλが450〜650nmの範囲に存在することが好ましい。また上記3色の中でも最も視認性の高い緑の光に対して最適に設計する観点からは、530〜570nmの範囲に上記式(1)を満たすλが存在することが好ましい。緑色の波長(545nm付近)の光は、人間の視覚における視認性が高いため、緑色の波長領域における光漏れを小さくすることによって、視認性に優れた表示を得ることができる(結果としてY値も小さくなる傾向がある)。   In addition, when λ satisfying the above formula (1) is included in the visible light region, the transmittance T at the time of black display at the wavelength λ can be reduced, so that good display characteristics are obtained. In general, in a liquid crystal panel, color display is possible by using three color filters of red (R), green (G), and blue (B), but the design is based on the transmission wavelength of the color filter. From the viewpoint, it is preferable that λ satisfying the above formula (1) exists in the range of 450 to 650 nm. Further, from the viewpoint of optimally designing green light having the highest visibility among the above three colors, it is preferable that λ satisfying the above formula (1) exists in the range of 530 to 570 nm. Since light with a green wavelength (near 545 nm) has high visibility in human vision, it is possible to obtain a display with excellent visibility by reducing light leakage in the green wavelength region (resulting in a Y value). Tends to be smaller).

なお、旋光素子の(Δn545×d)が1400nm未満である場合、可視光領域(380〜780nm)、好ましくは450〜650nmの範囲、より好ましくは500〜600nmの範囲、さらに好ましくは530〜570nmの範囲に、上記式(1)においてm=2となる波長λを有していれば、ファースト・ミニマムの場合に比してY値を小さくすることができる。しかしながら、(Δn545×d)が1400nm以上である場合と比較すると、Y値は高くなる傾向がある。 When (Δn 545 × d) of the optical rotatory element is less than 1400 nm, the visible light region (380 to 780 nm), preferably 450 to 650 nm, more preferably 500 to 600 nm, still more preferably 530 to 570 nm. If the wavelength λ is m = 2 in the above formula (1) in the above range, the Y value can be made smaller than in the case of the first minimum. However, the Y value tends to be higher than when (Δn 545 × d) is 1400 nm or more.

また、厚みを大きくすることにより、黒表示における光漏れを抑制して、Y値を小さくできることに加えて、旋光素子の厚みばらつきによる特性変化の影響を抑制することも可能である。すなわち、旋光素子として液晶層を用いる場合、その厚みは後に詳述するように0.1〜数十μmの範囲とするのが一般的であるが、液晶層を大面積で生産する場合に、その厚みを完全に均一とすることは困難であり、同一の液晶層の面内、あるいは別個に作成した液晶層との製品間において、厚みのばらつきが生じる。かかる厚みのばらつきは、旋光層における液晶層の捩れ角、すなわち、旋光角のばらつきや、前記式(1)の条件を満たす厚みdからのずれを生じるために、表示特性が製品内や製品間で不均一となる場合がある。このような製品内、あるいは製品間の厚みのばらつきに関しても、厚みが大きい液晶層からなる旋光素子を採用することで、その抑制が可能となる。   Further, by increasing the thickness, light leakage in black display can be suppressed and the Y value can be reduced. In addition, it is also possible to suppress the influence of the characteristic change due to the thickness variation of the optical rotation element. That is, when a liquid crystal layer is used as an optical rotatory element, the thickness is generally in the range of 0.1 to several tens of micrometers as will be described in detail later, but when the liquid crystal layer is produced in a large area, It is difficult to make the thickness completely uniform, and variations in thickness occur in the same liquid crystal layer or between products with separately prepared liquid crystal layers. The variation in thickness causes the twist angle of the liquid crystal layer in the optical rotation layer, that is, the variation in the optical rotation angle and the deviation from the thickness d that satisfies the condition of the above formula (1). May be uneven. Such variation in thickness within a product or between products can be suppressed by adopting an optical rotatory element composed of a liquid crystal layer having a large thickness.

Y値を小さくして良好な表示特性を得る観点において、厚みdは大きいほど好ましいことは前述の通りであるが、旋光素子の生産性の観点からは厚みdは10μm以下であることが好ましく、7μm以下であることがより好ましい。   From the viewpoint of obtaining good display characteristics by reducing the Y value, as described above, it is preferable that the thickness d is larger. However, from the viewpoint of productivity of the optical rotatory element, the thickness d is preferably 10 μm or less. More preferably, it is 7 μm or less.

(旋光素子の配置角度)
旋光素子として、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している液晶層を含むものを用いる場合、旋光素子の一方の面と他方の面で液晶分子の配向方向が異なることとなるが、本発明の液晶パネルにおいては、図4に模式的に示すように、第1の旋光素子31の第1の偏光板21側の面における液晶分子の配向方向5aが、第1の偏光板21の吸収軸方向3と平行または直交であり、かつ、第2の旋光素子32の第2の偏光板22側の面における液晶分子の配向方向6aが、第2の偏光板22の吸収軸方向4と平行または直交であることが好ましい。また、第1の旋光素子31の第1の配向基板11側の面における液晶分子の配向方向5bが、第1の配向基板11の配向方向1と平行または直交であり、かつ、第2の旋光素子32の第1の配向基板12側の面における液晶分子の配向方向6bが、第2の配向基板12の配向方向2と平行または直交であることが好ましい。このような角度配置とすることで、本発明の液晶表示装置のコントラストを従来のものと遜色ないレベルとすることができる。また、第1の旋光素子31および第2の旋光素子32の旋光角は、上記の角度関係を満たすように、液晶パネルの設計に合わせて適宜選択することができる。
(Optical rotation element placement angle)
When using an optical rotatory element that includes a liquid crystal layer in which the orientation direction of liquid crystal molecules gradually changes along the thickness direction of the layer, the orientation direction of liquid crystal molecules on one side and the other side of the optical rotatory element However, in the liquid crystal panel of the present invention, as schematically shown in FIG. 4, the alignment direction 5a of the liquid crystal molecules on the surface of the first optical rotator 31 on the first polarizing plate 21 side is The alignment direction 6a of the liquid crystal molecules on the second polarizing plate 22 side surface of the second optical rotator 32 is parallel or perpendicular to the absorption axis direction 3 of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate It is preferable to be parallel or orthogonal to the absorption axis direction 4 of 22. The alignment direction 5b of the liquid crystal molecules on the first alignment substrate 11 side surface of the first optical rotation element 31 is parallel or orthogonal to the alignment direction 1 of the first alignment substrate 11, and the second optical rotation. The alignment direction 6 b of the liquid crystal molecules on the surface of the element 32 on the first alignment substrate 12 side is preferably parallel or orthogonal to the alignment direction 2 of the second alignment substrate 12. By adopting such an angular arrangement, the contrast of the liquid crystal display device of the present invention can be set to a level comparable to that of the conventional one. Further, the optical rotation angles of the first optical rotation element 31 and the second optical rotation element 32 can be appropriately selected according to the design of the liquid crystal panel so as to satisfy the above-described angular relationship.

(旋光素子の製造方法)
上記旋光素子としての液晶層の材料や製造方法は特に限定されないが、前述の如く液晶相がネマティック相である液晶性材料(ネマティック液晶性材料)が好適に用いられる。このような液晶性材料としては、例えば、液晶性ポリマーや液晶性モノマーが使用可能である。液晶性材料の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。
(Optical rotator manufacturing method)
Although the material and manufacturing method of the liquid crystal layer as the optical rotatory element are not particularly limited, as described above, a liquid crystal material (nematic liquid crystal material) having a nematic liquid crystal phase is preferably used. As such a liquid crystalline material, for example, a liquid crystalline polymer or a liquid crystalline monomer can be used. The liquid crystal material may have a liquid crystallinity manifestation mechanism that may be either lyotropic or thermotropic.

上記液晶性材料は、液晶性モノマー(例えば、重合性モノマーおよび架橋性モノマー)であることが好ましい。これは、後述するように、液晶性モノマーを重合又は架橋させることによって、液晶性モノマーの配向状態を固定できるためである。液晶性モノマーを配向させた後に、例えば、液晶性モノマー同士を重合又は架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により3次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された液晶層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、液晶層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた光学補償層となる。   The liquid crystalline material is preferably a liquid crystalline monomer (for example, a polymerizable monomer and a crosslinkable monomer). This is because the alignment state of the liquid crystalline monomer can be fixed by polymerizing or crosslinking the liquid crystalline monomer, as will be described later. After aligning the liquid crystalline monomers, for example, if the liquid crystalline monomers are polymerized or crosslinked, the alignment state can be fixed thereby. Here, a polymer is formed by polymerization and a three-dimensional network structure is formed by crosslinking, but these are non-liquid crystalline. Therefore, in the formed liquid crystal layer, for example, a transition to a liquid crystal phase, a glass phase, or a crystal phase due to a temperature change specific to the liquid crystal compound does not occur. As a result, the liquid crystal layer is an optical compensation layer that is not affected by temperature changes and has excellent stability.

上記液晶性モノマーは特に限定されず、任意の適切な液晶性モノマーが採用され得る。例えば、特表2002−533742号(国際公開00/37585号)、欧州特許358208号(米国特許5211877号)、欧州特許66137号(米国特許4388453号)、国際公開93/22397号、欧州特許0261712号、ドイツ特許19504224号、ドイツ特許4408171号、および英国特許2280445号等に記載の重合性メソゲン化合物等が使用できる。このような重合性メソゲン化合物の具体例としては、例えば、BASF社の商品名Paliocolour LC242、Merck社の商品名E7、Wacker−Chem社の商品名LC−Sillicon−CC3767が挙げられる。また、1官能又は2官能反応性メソゲン化合物として、下記のような材料も好適に用いることができる。   The liquid crystalline monomer is not particularly limited, and any appropriate liquid crystalline monomer can be adopted. For example, Japanese translations of PCT publication No. 2002-533742 (International Publication No. 00/37585), European Patent No. 358208 (US Pat. No. 5,211,877), European Patent No. 66137 (US Pat. No. 4,388,453), International Publication No. 93/22397, European Patent No. 0261712. Polymerizable mesogenic compounds described in German Patent No. 19504224, German Patent No. 4408171, British Patent No. 2280445, and the like can be used. Specific examples of such a polymerizable mesogenic compound include, for example, trade name Paliocolor LC242 from BASF, trade name E7 from Merck, and trade name LC-Silicon-CC3767 from Wacker-Chem. Moreover, the following materials can also be used suitably as a monofunctional or bifunctional reactive mesogenic compound.








上記ネマティック液晶性をカイラルネマティック配向させる目的においては、カイラル剤を用いることが好ましい。カイラル剤の含有量は、用いるカイラル剤やネマティック液晶の種類、あるいは、旋光素子(液晶層)の厚み等によって適宜選択し得るが、液晶層を45°捩れさせるのに適したコレステリックピッチを形成する観点においては、ネマティック液晶性材料100重量部に対してカイラル剤の添加量が0.0005〜0.5重量部であることが好ましく、0.001〜0.3重量部がより好ましく、0.005〜0.12重量部がさらに好ましい。カイラル剤の添加量が過度に低いと液晶の捩れが小さくなるために、例えば45°捩れた液晶層を得るための厚みを過度に大きくすることを要し、液晶層の生産性や厚みの均一性に劣る場合がある。また、カイラル剤の添加量が過度に高いと、液晶性材料が液晶状態を呈しにくくなる(液晶相を示す温度範囲が狭くなる)ために、製造時の温度制御をきわめて精密に行うことを要する場合がある。また、45°捩れた液晶層とするための厚みが小さくなるための厚みが小さくなるために、液晶表示装置のY値が大きくなり、良好な黒表示を得られない場合がある。なお、カイラル剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。   For the purpose of aligning the nematic liquid crystal with chiral nematic alignment, it is preferable to use a chiral agent. The content of the chiral agent can be appropriately selected depending on the kind of the chiral agent and nematic liquid crystal to be used, the thickness of the optical rotator (liquid crystal layer), etc., but forms a cholesteric pitch suitable for twisting the liquid crystal layer by 45 °. From the viewpoint, the addition amount of the chiral agent is preferably 0.0005 to 0.5 parts by weight, more preferably 0.001 to 0.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the nematic liquid crystalline material. More preferred is 005 to 0.12 parts by weight. If the addition amount of the chiral agent is excessively low, the twist of the liquid crystal becomes small. For example, it is necessary to excessively increase the thickness for obtaining a liquid crystal layer twisted by 45 °. May be inferior. In addition, if the amount of the chiral agent added is excessively high, the liquid crystalline material becomes difficult to exhibit a liquid crystal state (the temperature range showing the liquid crystal phase becomes narrow), and thus it is necessary to perform temperature control at the time of manufacturing with extremely high precision. There is a case. Further, since the thickness for reducing the liquid crystal layer twisted by 45 ° is reduced, the Y value of the liquid crystal display device is increased, and a good black display may not be obtained. In addition, a chiral agent can be used individually or in combination of 2 or more types.

上記カイラル剤としては、液晶性材料を所望のカイラルネマティック配向し得る任意の適切な材料が採用され得る。添加するカイラル剤は光学活性基を有し、液晶性液晶化合物と混合したときにその配向性を乱さないものを好適に用い得る。カイラル剤は、液晶性を有していてもよく液晶性を有しなくてもよい。また、カイラル剤は反応性基を有するのもの有しないもののいずれも使用できるが、旋光素子(液晶層)の耐熱性、耐溶剤性の観点からは反応性基を有するものを好適に用い得る。反応性基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、アジド基、エポキシ基などが挙げられるが、重合性液晶化合物の重合反応性基と同様の(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐熱性、耐溶剤性の観点からすると重合反応性基は2つ以上有するものが好ましい。   As the chiral agent, any appropriate material capable of aligning the liquid crystalline material in a desired chiral nematic orientation can be adopted. As the chiral agent to be added, those having an optically active group and not disturbing the orientation when mixed with a liquid crystal compound can be suitably used. The chiral agent may or may not have liquid crystallinity. Any chiral agent having a reactive group can be used, but those having a reactive group can be suitably used from the viewpoint of heat resistance and solvent resistance of the optical rotatory element (liquid crystal layer). Examples of the reactive group include a (meth) acryloyloxy group, an azide group, and an epoxy group, and the same (meth) acryloyloxy group as the polymerizable reactive group of the polymerizable liquid crystal compound is preferable. From the viewpoint of heat resistance and solvent resistance, those having two or more polymerization reactive groups are preferable.

重合性官能基を2つ以上有するカイラル剤としては、例えば下記のような材料が挙げられる。



Examples of the chiral agent having two or more polymerizable functional groups include the following materials.



また、カイラル剤としては、BASF社の商品名「Paliocolour LC756」等、市販のものを用いることもできる。   Further, as the chiral agent, a commercially available product such as a trade name “Pariocolor LC756” manufactured by BASF Corporation may be used.

このようなカイラル剤の捩り力は、好ましくは1×10−8nm−1・(wt%)−1以上であり、さらに好ましくは1×10−7nm−1・(wt%)−1〜1×10−2nm−1・(wt%)−1であり、最も好ましくは1×10−6nm−1・(wt%)−1〜1×10−3nm−1・(wt%)−1である。このような捩り力を有するカイラル剤を用いることにより、液晶層のコレステリックピッチを所望の範囲に制御することが可能となる。 The torsional force of such a chiral agent is preferably 1 × 10 −8 nm −1 · (wt%) −1 or more, and more preferably 1 × 10 −7 nm −1 · (wt%) −1 to 1 × 10 −2 nm −1 · (wt%) −1 , most preferably 1 × 10 −6 nm −1 · (wt%) −1 to 1 × 10 −3 nm −1 · (wt%) -1 . By using a chiral agent having such a twisting force, the cholesteric pitch of the liquid crystal layer can be controlled within a desired range.

液晶層の形成においては、上記液晶性化合物、カイラル剤やその他の添加剤を含む液晶組成物を、溶剤中に溶解、あるいは分散させた液を基材上に塗布する方法が好適に用いられる。かかる液晶組成物には、重合開始剤、架橋剤(硬化剤)等を含むことが好ましい。重合開始剤や架橋剤を用いることにより、液晶性材料が液晶状態で形成した液晶層を固定化することができる。このような重合開始剤または架橋剤としては、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な物質が採用され得る。重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド(BPO)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)が挙げられる。また、チバ・ジャパン製の商品名イルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア651等の市販の重合開始剤も好適に用い得る。架橋剤(硬化剤)としては、例えば、紫外線硬化剤、光硬化剤、熱硬化剤が挙げられる。より具体的には、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート架橋剤等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いられ得る。   In forming the liquid crystal layer, a method of applying a liquid obtained by dissolving or dispersing a liquid crystal composition containing the above liquid crystalline compound, chiral agent and other additives in a solvent onto a substrate is suitably used. Such a liquid crystal composition preferably contains a polymerization initiator, a crosslinking agent (curing agent) and the like. By using a polymerization initiator or a crosslinking agent, a liquid crystal layer formed of a liquid crystal material in a liquid crystal state can be fixed. As such a polymerization initiator or crosslinking agent, any appropriate substance can be adopted as long as the effects of the present invention can be obtained. Examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide (BPO) and azobisisobutyronitrile (AIBN). Commercially available polymerization initiators such as trade names Irgacure 184, Irgacure 907, Irgacure 369, and Irgacure 651 manufactured by Ciba Japan can also be suitably used. Examples of the crosslinking agent (curing agent) include an ultraviolet curing agent, a photocuring agent, and a thermosetting agent. More specifically, an isocyanate type crosslinking agent, an epoxy type crosslinking agent, a metal chelate crosslinking agent, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤または架橋剤の含有量は、ネマティック液晶性化合物100重量部に対して、好ましくは0.01〜15重量%であり、より好ましくは0.1〜10重量%であり、さらに好ましくは1〜7重量%である。重合開始剤または架橋剤の含有量が過度に小さいと、液晶層の固定化が不十分となる場合がある。また、重合開始剤または架橋剤の含有量が過度に大きいと、上記液晶性材料が液晶相を示す温度範囲が狭くなり、液晶層を形成する際の温度制御が困難となる場合がある。   The content of the polymerization initiator or the crosslinking agent is preferably 0.01 to 15% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, and still more preferably based on 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound. 1 to 7% by weight. If the content of the polymerization initiator or the crosslinking agent is too small, the liquid crystal layer may not be sufficiently fixed. In addition, when the content of the polymerization initiator or the crosslinking agent is excessively large, the temperature range in which the liquid crystalline material exhibits a liquid crystal phase is narrowed, and it may be difficult to control the temperature when forming the liquid crystal layer.

上記液晶組成物は、必要に応じて、任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤としては、劣化防止剤、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられ得る。より具体的には、上記劣化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物が挙げられる。上記変性剤としては、例えば、グリコール類、シリコーン類やアルコール類が挙げられる。上記界面活性剤は、光学補償層の表面を平滑にする目的等で添加され、例えば、シリコーン系、アクリル系、フッ素系の界面活性剤が使用できる。   The liquid crystal composition may further contain any appropriate additive as required. Examples of the additive include a deterioration inhibitor, a modifier, a surfactant, a dye, a pigment, a discoloration inhibitor, and an ultraviolet absorber. These additives may be used alone or in combination of two or more. More specifically, examples of the deterioration inhibitor include phenol compounds, amine compounds, organic sulfur compounds, and phosphine compounds. Examples of the modifier include glycols, silicones, and alcohols. The surfactant is added for the purpose of smoothing the surface of the optical compensation layer. For example, silicone-based, acrylic-based, and fluorine-based surfactants can be used.

液晶層の形成方法としては、本願発明の効果を損なわない範囲において任意の適切な方法が採用され得る。その代表的な形成方法は、上記液晶組成物を溶剤に溶解した溶液を基板上に展開して展開層を形成する工程と、当該液晶組成物中の液晶性材料がカイラルネマティック液晶相を示すように当該展開層を加熱する工程を有する。なお、かかる加熱は溶剤の乾燥を兼ねていてもよい。さらに、任意に当該展開層に重合処理及び架橋処理の少なくとも1つを施して、当該液晶性材料の配向を固定する工程、基板上に形成された液晶層を他の基材へ転写する工程とを含むことが好ましい。以下、当該形成方法の具体的な手順を説明する。   As a method for forming the liquid crystal layer, any appropriate method can be adopted as long as the effects of the present invention are not impaired. A typical forming method includes a step of spreading a solution obtained by dissolving the liquid crystal composition in a solvent on a substrate to form a spread layer, and a liquid crystalline material in the liquid crystal composition exhibiting a chiral nematic liquid crystal phase. And a step of heating the spreading layer. Such heating may also serve as drying of the solvent. Furthermore, the step of arbitrarily subjecting the spreading layer to at least one of a polymerization treatment and a crosslinking treatment to fix the orientation of the liquid crystalline material, the step of transferring the liquid crystal layer formed on the substrate to another substrate, It is preferable to contain. Hereinafter, a specific procedure of the forming method will be described.

まず、液晶性材料、カイラル剤、及び必要に応じて重合開始剤又は架橋剤、並びに各種添加剤を溶媒に溶解又は分散し、液晶塗布液を調製する。液晶性材料、カイラル剤、重合開始剤、架橋剤及び添加剤は、上記で説明したとおりである。液晶塗布液に用いられる溶媒は、特に制限されない。具体例としては、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、p−クロロフェノール、o−クロロフェノール、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾール等のフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、t−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジプロピレングリコール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールのようなアルコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒、アセトニトリル、ブチロニトリルのようなニトリル系溶媒、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル系溶媒、あるいは二硫化炭素、エチルセロソルブ、ブチルセルソルブ等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、トルエン、キシレン、メシチレン、MEK、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸エチルセロソルブである。これらの溶媒は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられ得る。   First, a liquid crystal coating liquid is prepared by dissolving or dispersing a liquid crystal material, a chiral agent, and, if necessary, a polymerization initiator or a crosslinking agent and various additives in a solvent. The liquid crystal material, the chiral agent, the polymerization initiator, the crosslinking agent, and the additive are as described above. The solvent used for the liquid crystal coating liquid is not particularly limited. Specific examples include halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, methylene chloride, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, phenol, p-chlorophenol, o-chlorophenol, m. -Phenols such as cresol, o-cresol, p-cresol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, cyclohexanone Ketone solvents such as cyclopentanone, 2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, t-butyl alcohol, glycerin, Tylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol, dipropylene glycol, alcohol solvents such as 2-methyl-2,4-pentanediol, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide Nitrile solvents such as acetonitrile and butyronitrile, ether solvents such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, carbon disulfide, ethyl cellosolve, butyl cellosolve and the like. Among these, toluene, xylene, mesitylene, MEK, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, and ethyl cellosolve are preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

次に、上記液晶塗布液を、基板上に塗布して展開層を形成する。展開層を形成する方法としては、任意の適切な方法(代表的には、塗布液を流動展開させる方法)が採用され得る。具体例としては、ロールコート法、ダイコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スプレーコート法が挙げられる。   Next, the liquid crystal coating solution is coated on the substrate to form a spread layer. As a method for forming the spreading layer, any appropriate method (typically, a method in which a coating solution is fluidly developed) can be employed. Specific examples include a roll coating method, a die coating method, a spin coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, an extrusion method, a curtain coating method, and a spray coating method.

上記基板としては、上記液晶性材料を配向させることができる任意の適切な基板が採用され得る。代表的には、各種プラスチックフィルムが挙げられる。プラスチックとしては、特に制限されないが、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルペンテン−1)等のポリオレフィン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、アルミ、銅、鉄等の金属製基板、セラミック製基板、ガラス製基板等の表面に、上記のようなプラスチックフィルムやシートを配置したものも使用できる。また、上記基板あるいは上記プラスチックフィルム又はシートの表面にSiO斜方蒸着膜を形成したものも使用できる。基板の厚みは、好ましくは5μm〜500μmであり、さらに好ましくは10μm〜200μmであり、最も好ましくは15μm〜150μmである。このような厚みであれば、基板として十分な強度を有するので、例えば製造時に破断する等の問題の発生を防止できる。 Any appropriate substrate capable of aligning the liquid crystalline material can be adopted as the substrate. Typically, various plastic films are mentioned. Although it does not restrict | limit especially as a plastic, For example, polyolefin, such as a triacetyl cellulose (TAC), polyethylene, a polypropylene, poly (4-methyl pentene-1), a polyimide, a polyimide amide, polyether imide, polyamide, polyether ether ketone , Polyether ketone, polyketone sulfide, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacetal, polycarbonate, polyarylate, acrylic resin, polyvinyl alcohol, polypropylene, cellulose resin, An epoxy resin, a phenol resin, etc. are mentioned. Moreover, what arrange | positioned the above plastic films and sheet | seats on the surfaces, such as metal substrates, such as aluminum, copper, and iron, a ceramic substrate, and a glass substrate, can also be used. Can also be used that form a SiO 2 oblique deposition film on the substrate or the plastic film or surface of the sheet. The thickness of the substrate is preferably 5 μm to 500 μm, more preferably 10 μm to 200 μm, and most preferably 15 μm to 150 μm. If it is such thickness, since it has sufficient intensity | strength as a board | substrate, generation | occurrence | production of problems, such as a fracture | rupture at the time of manufacture, can be prevented, for example.

また、上記基板は液晶配向膜を備えるものであることが好ましい。配向膜としては、従来より知られている各種のものを使用でき、たとえば、基材上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を形成してそれをラビングする方法により形成したもの延伸フィルム、シンナメート骨格やアゾベンゼン骨格を有するポリマー又はポリイミドに偏光紫外線を照射したもの等を用いることができる。   Moreover, it is preferable that the said board | substrate is equipped with a liquid crystal aligning film. Various conventionally known alignment films can be used. For example, a film formed by rubbing a thin film made of polyimide, polyvinyl alcohol or the like on a substrate, a stretched film, a cinnamate skeleton In addition, a polymer having an azobenzene skeleton or a polyimide irradiated with polarized ultraviolet rays can be used.

液晶層を長尺のロール状に作成する場合において、かかる配向膜は、生産性の観点からそのフィルム長手方向、すなわち搬送方向に配向方向を有していることが好ましい。また、フィルム搬送方向に配向方向を有していれば、長手方向に吸収軸を有する長尺の偏光板とロール・トウー・ロールで積層して、旋光素子を備える長尺の積層偏光板とできる点においても好ましい。また、配向膜としては前述の如く延伸フィルムを用いることもできる。さらには、例えばヨウ素系の偏光子はフィルム長手方向に延伸されたものであるため、偏光子を液晶配向膜として代替し、偏光子の上に液晶塗布液を塗布することも可能である。その他、偏光子の保護フィルムや、後述する光学補償層(光学補償フィルム)等の、液晶パネルに用いられる部材を配向膜として用いることで、液晶パネル生産の工程数や、フィルムの積層数を削減することができる。   In the case where the liquid crystal layer is formed in a long roll shape, the alignment film preferably has an alignment direction in the film longitudinal direction, that is, the transport direction, from the viewpoint of productivity. Moreover, if it has an orientation direction in a film conveyance direction, it can laminate | stack with a long polarizing plate and roll tow roll which have an absorption axis in a longitudinal direction, and can be made into a long laminated polarizing plate provided with an optical rotation element. This is also preferable in terms of points. As the alignment film, a stretched film can be used as described above. Furthermore, for example, since an iodine-based polarizer is stretched in the longitudinal direction of the film, it is possible to replace the polarizer with a liquid crystal alignment film and apply a liquid crystal coating liquid on the polarizer. In addition, the number of liquid crystal panel production steps and the number of laminated films can be reduced by using, as alignment films, components used in liquid crystal panels such as polarizer protective films and optical compensation layers (optical compensation films) described later. can do.

上記液晶塗布液の塗布量は、塗布液の濃度や目的とする層の厚み等に応じて適宜設定され得るが、液晶層の厚みを均一とする観点からは、塗布厚み(ウェット厚み)は1〜100μmであることが好ましく、2〜50μmであることがより好ましい。なお、本発明においては、前述の如く、黒表示の色付きを防止する観点においては、厚みを大きくする必要が生じる場合がある。このような場合で塗布厚みが上記範囲を超える場合は、厚みを均一とする観点から、上記範囲の厚みでの塗布を複数回行う方法を採用することが好ましい。例えば、45°の捩れ角を有する液晶層を作製するにあたり、22.5°の捩れ角となる厚みで2回塗布する方法や、15°の捩れ角となる厚みで3回塗布する方法を採用することができる。例えば15°の捩れ角となる厚みで3回塗布する方法の場合、1層目が0から15°、2層目が15から30°、3層目が30から45°と、各層が15°ずつ回転した配置とすることで、45°の捩れ角を達成することができる。   The coating amount of the liquid crystal coating liquid can be appropriately set according to the concentration of the coating liquid, the thickness of the target layer, and the like, but from the viewpoint of making the thickness of the liquid crystal layer uniform, the coating thickness (wet thickness) is 1. It is preferably ˜100 μm, and more preferably 2 to 50 μm. In the present invention, as described above, it may be necessary to increase the thickness from the viewpoint of preventing coloring of black display. In such a case, when the coating thickness exceeds the above range, it is preferable to employ a method of performing coating with the thickness within the above range a plurality of times from the viewpoint of making the thickness uniform. For example, when manufacturing a liquid crystal layer having a 45 ° twist angle, a method of applying twice with a thickness of 22.5 ° or a method of applying three times with a thickness of 15 ° is employed. can do. For example, in the case of a method of coating three times with a thickness that gives a twist angle of 15 °, the first layer is 0 to 15 °, the second layer is 15 to 30 °, the third layer is 30 to 45 °, and each layer is 15 °. A twist angle of 45 ° can be achieved by rotating each rotation.

この場合、1層目を乾燥する前にウェットの状態で2層目、3層目を塗布することもできるが、厚みの均一性の観点からは1層目を塗布した後に一旦乾燥、及び必要に応じて硬化して液晶層の配向を固定した後に2層目を塗布し、さらに2層目の液晶層の配向を固定した後に3層目を塗布するというように、液晶層の塗布と配向の固定を順次行うことが好ましい。このように順次塗布する場合において、各層の塗布前に、配向膜を形成しておいてもよいが、液晶の配向が固定されている状態であれば、その液晶配向層が配向膜と同様に作用するため、配向膜を形成せずとも目的とする捩れ角(45°)を達成することができる。例えば15°の液晶層を3層塗布する場合においては、1層目の表層において液晶分子が15°の方向に配向しているため、2層目の展開層における1層目と隣接する面においては液晶分子が15°に配向し、かかる展開層を固化した場合は15から30°の捩れ角を有することとなる。同様に液晶分子が30°の方向に配向した2層目の表層が配向膜の役割を果たし、3層目は30〜45°の捩れ角を有する液晶層とすることができる。なお、15°の捩れ角を有する液晶層を3層塗布する場合を例に述べたが、他の捩れ角を有する液晶層を複数回塗布する場合であっても、同様にすることができる。   In this case, the second layer and the third layer can be applied in a wet state before the first layer is dried. From the viewpoint of uniformity of thickness, the first layer is once dried and necessary. And then applying the second layer after fixing the orientation of the liquid crystal layer and then applying the third layer after fixing the orientation of the second liquid crystal layer. It is preferable to sequentially perform fixing. In the case of sequential application in this way, an alignment film may be formed before application of each layer. However, if the alignment of the liquid crystal is fixed, the liquid crystal alignment layer is the same as the alignment film. Therefore, the target twist angle (45 °) can be achieved without forming an alignment film. For example, when three 15 ° liquid crystal layers are applied, the liquid crystal molecules are oriented in the direction of 15 ° on the surface layer of the first layer, and therefore on the surface adjacent to the first layer in the second development layer. Has a twist angle of 15 to 30 ° when the liquid crystal molecules are oriented at 15 ° and the spread layer is solidified. Similarly, the second surface layer in which liquid crystal molecules are aligned in the direction of 30 ° serves as an alignment film, and the third layer can be a liquid crystal layer having a twist angle of 30 to 45 °. In addition, although the case where three liquid crystal layers having a twist angle of 15 ° are applied has been described as an example, the same applies to the case where a liquid crystal layer having another twist angle is applied a plurality of times.

また、あらかじめ複数の液晶層を作成しておき、これらを所定の角度、例えば15°の捩れ角を有する液晶層を3層積層する場合であれば各層を15°ずつ回転させて配置する方法によって、45°の捩れ角を有する液晶層とすることもできる。   In addition, when a plurality of liquid crystal layers are prepared in advance and three liquid crystal layers having a predetermined angle, for example, a twist angle of 15 °, are laminated, each layer is rotated by 15 ° and disposed. , A liquid crystal layer having a twist angle of 45 °.

基材(配向膜)上に展開された展開層に加熱処理を施すことによって、上記液晶性材料が液晶相を示す状態で配向させることができる。上記展開層には、上記液晶性材料と共にカイラル剤が含まれているので、上記液晶性材料が、液晶相を示す状態で捻りを付与されて配向する。その結果、展開層(を構成する液晶性材料)がカイラルネマティック配向(らせん配向)を示す。   By applying heat treatment to the development layer developed on the base material (alignment film), the liquid crystalline material can be aligned in a state showing a liquid crystal phase. Since the spread layer contains a chiral agent together with the liquid crystalline material, the liquid crystalline material is twisted and aligned in a state showing a liquid crystal phase. As a result, the spread layer (liquid crystal material constituting the layer) exhibits chiral nematic alignment (helical alignment).

上記加熱処理の温度条件は、上記液晶性材料の種類に応じて適宜設定され得る。具体的には、液晶性材料が液晶性を示す温度に加熱することが好ましく、例えば、「化1」として前記した液晶性材料の場合、液晶性を示す温度範囲は概ね90〜185℃の範囲であり、この範囲に加熱することが好ましく、液晶性材料に十分な配向性を付与する観点からは、加熱温度は120℃以上であることがより好ましく、基材の耐熱性を考慮して、その選択の幅を拡げる観点からは、加熱温度は160℃以下であることが好ましい。また、加熱時間は、好ましくは30秒以上であり、さらに好ましくは1分以上である。処理時間が過度に短いと、液晶性材料が十分に液晶状態をとらない場合がある。一方、加熱時間は、好ましくは10分以下であり、さらに好ましくは8分以下であり、最も好ましくは7分以下である。加熱時間が過度に長いと、添加剤が昇華する等の不具合を生じる場合がある。   The temperature condition for the heat treatment can be appropriately set according to the type of the liquid crystalline material. Specifically, it is preferable to heat the liquid crystalline material to a temperature exhibiting liquid crystallinity. For example, in the case of the liquid crystalline material described above as “Chemical Formula 1”, the temperature range exhibiting liquid crystallinity is generally in the range of 90 to 185 ° C. It is preferable to heat within this range, and from the viewpoint of imparting sufficient orientation to the liquid crystalline material, the heating temperature is more preferably 120 ° C. or higher, considering the heat resistance of the substrate, From the viewpoint of expanding the selection range, the heating temperature is preferably 160 ° C. or lower. The heating time is preferably 30 seconds or longer, and more preferably 1 minute or longer. If the treatment time is excessively short, the liquid crystal material may not take a sufficient liquid crystal state. On the other hand, the heating time is preferably 10 minutes or less, more preferably 8 minutes or less, and most preferably 7 minutes or less. If the heating time is excessively long, problems such as sublimation of the additive may occur.

次に、上記液晶性材料がカイラルネマティック配向を示した状態で、展開層に重合処理又は架橋処理を施すことにより、当該液晶性材料の配向を固定する。より具体的には、重合処理を行うことにより、上記液晶性材料(重合性モノマー)及び/又はカイラル剤(重合性カイラル剤)が重合し、重合性モノマー及び/又は重合性カイラル剤がポリマー分子の繰り返し単位として固定される。また、架橋処理を行うことにより、上記液晶性材料(架橋性モノマー)及び/又はカイラル剤が3次元の網目構造を形成し、当該架橋性モノマー及び/又はカイラル剤が架橋構造の一部として固定される。結果として、液晶性材料の配向状態が固定される。なお、液晶性材料が重合又は架橋して形成されるポリマー又は3次元網目構造は相状態の転移を生じず、厳密に言うと「非液晶性」である。したがって、形成された液晶層においては、例えば、液晶分子に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起こらず、温度による配向変化が生じない。その結果、形成された液晶層は、温度に影響を受けることがなく、安定した旋光性を示すことができる。   Next, in a state where the liquid crystalline material exhibits chiral nematic alignment, the development layer is subjected to polymerization treatment or crosslinking treatment to fix the alignment of the liquid crystalline material. More specifically, by performing the polymerization treatment, the liquid crystalline material (polymerizable monomer) and / or chiral agent (polymerizable chiral agent) is polymerized, and the polymerizable monomer and / or polymerizable chiral agent becomes a polymer molecule. Fixed as a repeating unit. Further, by performing a crosslinking treatment, the liquid crystalline material (crosslinkable monomer) and / or the chiral agent forms a three-dimensional network structure, and the crosslinking monomer and / or the chiral agent is fixed as a part of the crosslinked structure. Is done. As a result, the alignment state of the liquid crystal material is fixed. Note that a polymer or a three-dimensional network structure formed by polymerizing or cross-linking a liquid crystalline material does not cause a phase state transition and is strictly “non-liquid crystalline”. Therefore, in the formed liquid crystal layer, for example, transition to a liquid crystal phase, a glass phase, or a crystal phase due to a temperature change peculiar to liquid crystal molecules does not occur, and an orientation change due to temperature does not occur. As a result, the formed liquid crystal layer is not affected by temperature and can exhibit stable optical rotation.

上記重合処理又は架橋処理の具体的手順は、使用する重合開始剤や架橋剤の種類によって適宜選択され得る。例えば、光重合開始剤又は光架橋剤を使用する場合には光照射を行えばよく、紫外線重合開始剤又は紫外線架橋剤を使用する場合には紫外線照射を行えばよく、熱による重合開始剤又は架橋剤を使用する場合には加熱を行えばよい。光又は紫外線の照射時間、照射強度、合計の照射量等は、液晶性材料の種類、基板の種類、液晶層に所望される特性等に応じて適宜設定され得る。同様に、加熱温度、加熱時間等も目的に応じて適宜設定され得る。   The specific procedure for the polymerization treatment or the crosslinking treatment can be appropriately selected depending on the kind of the polymerization initiator and the crosslinking agent to be used. For example, when a photopolymerization initiator or a photocrosslinking agent is used, light irradiation may be performed. When an ultraviolet polymerization initiator or an ultraviolet crosslinking agent is used, ultraviolet irradiation may be performed. When a cross-linking agent is used, heating may be performed. Light or ultraviolet irradiation time, irradiation intensity, total irradiation amount, and the like can be appropriately set according to the type of liquid crystal material, the type of substrate, the characteristics desired for the liquid crystal layer, and the like. Similarly, the heating temperature, the heating time, and the like can be appropriately set according to the purpose.

このようにして基板(配向膜)上に形成された液晶層はそのまま用いてもよいし、基板から剥離して用いてもよい。さらには、別のフィルム、例えば偏光板や液晶セル、その他のフィルム等に転写して用いることもできる。また、転写を複数回行って、液晶層の配向角度や面の表裏を調整することもできる。転写は粘着剤を介して行うことが好ましく、転写を複数回行う場合は、例えば順次粘着力の高い粘着剤を用いる方法等を好適に採用し得る。   The liquid crystal layer formed on the substrate (alignment film) in this way may be used as it is, or may be peeled off from the substrate. Furthermore, it can be transferred to another film such as a polarizing plate, a liquid crystal cell, or other film. Further, the transfer can be performed a plurality of times to adjust the orientation angle of the liquid crystal layer and the front and back of the surface. The transfer is preferably performed via an adhesive, and when the transfer is performed a plurality of times, for example, a method of using an adhesive having a high adhesive force in sequence can be suitably employed.

[液晶パネルの形成]
本発明の液晶パネルは、上記の液晶セル10、第1の偏光板21、第2の偏光板22、第1の旋光素子31、第2の旋光素子32を用いて、任意の適切な方法で形成し得る。また、本発明の液晶パネルは、上記以外の光学層やその他の部材を含むこともできる。その例としては、前述した反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層や輝度向上フィルム等が挙げられる。また、光学等方性フィルムや位相差層(光学補償フィルム)等を含むこともできる。特に、本発明の液晶パネルにおいては、位相差層は第1の偏光板21と液晶セル10の間、及び、第2の偏光板22と液晶セル10の間のいずれか一方又は両方に位相差層を有することが好ましい。
[Formation of liquid crystal panel]
The liquid crystal panel of the present invention uses the liquid crystal cell 10, the first polarizing plate 21, the second polarizing plate 22, the first optical rotator 31, and the second optical rotator 32 by any appropriate method. Can be formed. In addition, the liquid crystal panel of the present invention can include an optical layer other than the above and other members. Examples thereof include the above-described antireflection layer, antisticking layer, surface treatment layer such as a diffusion layer and an antiglare layer, and a brightness enhancement film. Moreover, an optically isotropic film, a phase difference layer (optical compensation film), etc. can also be included. In particular, in the liquid crystal panel of the present invention, the retardation layer has a retardation between one or both of the first polarizing plate 21 and the liquid crystal cell 10 and between the second polarizing plate 22 and the liquid crystal cell 10. It is preferable to have a layer.

[位相差層]
位相差層としては、高分子材料を一軸又は二軸延伸処理してなる延伸位相差フィルム、液晶性ポリマーの配向フィルム、液晶性ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等が挙げられる。延伸処理は、例えばロール延伸法、長間隙沿延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等により行うことができる。延伸倍率は、一軸延伸の場合には1.1〜3倍程度が一般的である。光学補償層の厚みも特に制限されないが、位相差板として延伸フィルムを採用する場合において、その厚みは一般的に10〜200μm、好ましくは20〜100μmである。
[Phase difference layer]
Examples of the retardation layer include a stretched retardation film obtained by uniaxially or biaxially stretching a polymer material, a liquid crystal polymer alignment film, and a liquid crystal polymer alignment layer supported by a film. The stretching treatment can be performed by, for example, a roll stretching method, a long gap stretching method, a tenter stretching method, a tubular stretching method, or the like. In the case of uniaxial stretching, the stretching ratio is generally about 1.1 to 3 times. The thickness of the optical compensation layer is not particularly limited, but when a stretched film is employed as the retardation plate, the thickness is generally 10 to 200 μm, preferably 20 to 100 μm.

前記位相差層に用いられるポリマー材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルビニルエーテル、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース系樹脂、又はこれらの二元系、三元系各種共重合体、グラフト共重合体、ブレンド物等が挙げられる。これら高分子素材は延伸等により配向物(延伸フィルム)となる。   Examples of the polymer material used for the retardation layer include polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polymethyl vinyl ether, polyhydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate. Phthalate, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyallylsulfone, polyvinyl alcohol, polyamide, polyimide, polyolefin, polyvinyl chloride, cellulosic resin, or any of these binary and ternary copolymers, grafts Examples include copolymers and blends. These polymer materials become oriented products (stretched films) by stretching or the like.

前記液晶性ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団(メソゲン)がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のもの等が挙げられる。主鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマティック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティック液晶性ポリマーやコレステリック液晶性ポリマー等が挙げられる。側鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマティック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するもの等が挙げられる。これら液晶性ポリマーは、例えば、ガラス製基板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したもの等の配向処理面上に液晶性ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。   Examples of the liquid crystalline polymer include various main chain types and side chain types in which a conjugated linear atomic group (mesogen) imparting liquid crystal alignment is introduced into the main chain or side chain of the polymer. Can be mentioned. Specific examples of the main chain type liquid crystalline polymer include, for example, a nematic alignment polyester liquid crystalline polymer, a discotic liquid crystalline polymer, and a cholesteric liquid crystalline polymer having a structure in which a mesogen group is bonded at a spacer portion that imparts flexibility. Etc. Specific examples of the side chain type liquid crystalline polymer include polysiloxane, polyacrylate, polymethacrylate, or polymalonate as a main chain skeleton, and a nematic alignment imparting paraffin through a spacer portion composed of a conjugated atomic group as a side chain. Examples thereof include those having a mesogen moiety composed of a substituted cyclic compound unit. These liquid crystalline polymers are, for example, solutions of liquid crystalline polymers on alignment treatment surfaces such as those obtained by rubbing the surface of a thin film such as polyimide or polyvinyl alcohol formed on a glass substrate, or those obtained by obliquely depositing silicon oxide. It is performed by developing and heat-treating.

位相差層は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたもの等の使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したもの等であってもよい。なお、位相差板としては、フィルムのみならず、ポリマーのコーティング層等を用いることもできる。また、偏光子保護フィルムとしての透明フィルムに位相差層としての機能を持たてもよいことは前述の通りである。   The retardation layer may have an appropriate retardation according to the purpose of use, such as for the purpose of compensating for coloring or viewing angle due to birefringence of various wave plates and liquid crystal layers, for example. What laminated | stacked the phase difference plate and controlled optical characteristics, such as phase difference, etc. may be used. As the retardation plate, not only a film but also a polymer coating layer can be used. Further, as described above, the transparent film as the polarizer protective film may have a function as a retardation layer.

視角補償層は、位相差層の一種であり、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償層としては、液晶性ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶性ポリマー等の配向層を支持したもの等からなる。一般に位相差層としては、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償層として用いられる位相差層には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムや、面方向に一軸に延伸され厚み方向にも延伸された厚み方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルム等が好適に用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は/及び収縮処理したものや、液晶性ポリマーを斜め配向させたもの等が挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視野角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大等を目的とした適宜なものを用いうる。   The viewing angle compensation layer is a kind of retardation layer, and is used to widen the viewing angle so that the image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed from a slightly oblique direction rather than perpendicular to the screen. It is a film. Such a viewing angle compensation layer is composed of an alignment film such as a liquid crystalline polymer or a support in which an alignment layer such as a liquid crystalline polymer is supported on a transparent substrate. In general, the retardation layer is a birefringent polymer film that is uniaxially stretched in the plane direction, whereas the retardation layer that is used as a viewing angle compensation layer is biaxially stretched in the plane direction. A polymer film having birefringence, a polymer having birefringence with a controlled refractive index in the thickness direction that is uniaxially stretched in the plane direction and also stretched in the thickness direction, and a bi-directionally stretched film such as a tilted orientation film are suitable. Used. Examples of the tilted alignment film include a film obtained by bonding a heat-shrinkable film to a polymer film and stretching or / and shrinking the polymer film under the action of the contraction force by heating, or a film obtained by obliquely aligning a liquid crystalline polymer. Is mentioned. The raw material polymer of the phase difference plate is the same as the polymer described in the previous phase difference plate, preventing coloration due to a change in the viewing angle based on the phase difference by the liquid crystal cell and expanding the viewing angle for good viewing. An appropriate one for the purpose can be used.

特に、TNモードの液晶パネルにおいては、良視認の広い視野角を達成する点等より、液晶の光軸がハイブリッド配向した所謂Oプレートを用いることが好ましい。Oプレートとしては、例えば、光学的に正又は負の一軸性を示す液晶材料により形成され、かつ当該材料が傾斜配向している部分を有するものが挙げられる。光学的に正の一軸性を示す材料とは、三次元屈折率楕円体において一方向の主軸の屈折率が他の2方向の屈折率よりも大きい材料を示す。光学的に負の一軸性を示す材料とは、三次元屈折率楕円体において、一方向の主軸の屈折率が他の2方向の屈折率よりも小さい材料を示す。また、これらの材料を主成分とし、その他のオリゴマーやポリマーと混合、反応させて、正又は負の一軸性を示す材料が傾斜配向した状態を固定化してフィルム状にしたものが挙げられる。液晶化合物を用いるにあたって、液晶分子の傾斜配向状態は、その分子構造、配向膜の種類及び光学異方性層内に適宜に加えられる添加剤(たとえば、可塑剤、バインダー、界面活性剤)の使用によって制御できる。   In particular, in a TN mode liquid crystal panel, it is preferable to use a so-called O plate in which the optical axes of the liquid crystal are hybrid-aligned in view of achieving a wide viewing angle with good visibility. As an O plate, for example, a plate formed of a liquid crystal material that exhibits optically positive or negative uniaxial properties and having a portion in which the material is tilted and aligned can be used. An optically positive uniaxial material is a material in which the refractive index of the principal axis in one direction is larger than the refractive indexes in the other two directions in the three-dimensional refractive index ellipsoid. An optically negative uniaxial material refers to a material in which the refractive index of the principal axis in one direction is smaller than the refractive indexes in the other two directions in the three-dimensional refractive index ellipsoid. In addition, a material in which such a material as a main component is mixed and reacted with another oligomer or polymer to fix a state in which a material exhibiting positive or negative uniaxiality is tilt-oriented is fixed to form a film. In using a liquid crystal compound, the tilted alignment state of the liquid crystal molecules is determined depending on the molecular structure, the type of alignment film, and the use of additives (for example, plasticizers, binders, surfactants) that are appropriately added to the optically anisotropic layer. Can be controlled by.

かかるOプレートは、光学的に正又は負の一軸性を示す液晶材料により形成されるが、光学的に負の一軸性を示す液晶材料を用いるのが好ましい。光学的に負の一軸性を示す液晶材料としては、ディスコティック液晶化合物等の液晶系材料が好ましい。   Such an O plate is formed of a liquid crystal material that exhibits optically positive or negative uniaxiality, but it is preferable to use a liquid crystal material that exhibits optically negative uniaxiality. As the liquid crystal material exhibiting optically negative uniaxiality, a liquid crystal material such as a discotic liquid crystal compound is preferable.

(ディスコティック液晶層)
ディスコティック液晶層は、通常、重合性不飽和基を有するディスコティック液晶化合物の配向、硬化により形成される。ディスコティック液晶層は、液晶光学補償層として有用であり、視野角、コントラスト、明るさ等を向上させうる。ディスコティック液晶層は、ディスコティック液晶化合物が傾斜配向しているものが好適である。ディスコティック液晶層の厚さは、通常、0.5〜10μm程度である。
(Discotic liquid crystal layer)
The discotic liquid crystal layer is usually formed by alignment and curing of a discotic liquid crystal compound having a polymerizable unsaturated group. The discotic liquid crystal layer is useful as a liquid crystal optical compensation layer and can improve the viewing angle, contrast, brightness, and the like. The discotic liquid crystal layer is preferably one in which a discotic liquid crystal compound is tilted. The thickness of the discotic liquid crystal layer is usually about 0.5 to 10 μm.

ディスコティック液晶化合物とは、負の屈折率異方性(一軸性)を有するものであり、例えば、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されている、ベンゼン誘導体や、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクル等が挙げられ、一般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖として放射状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的にディスコティック液晶と呼ばれるものが含まれる。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向を付与できるものであれば上記記載に限定されるものではない。また、本発明において、ディスコティック液晶化合物は、熱、光等で硬化反応する重合性不飽和基(例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる)を有するものが通常用いられる。なお、ディスコティック液晶層は、最終的にできた物が前記化合物である必要はなく、重合性不飽和基の反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失ったものも含まれる。   The discotic liquid crystal compound has a negative refractive index anisotropy (uniaxiality). Destrade et al., Mol. Cryst. 71, 111 (1981), benzene derivatives and B.I. Kohne et al., Angew. Chem. 96, page 70 (1984) and the cyclohexane derivatives described in J. Am. M.M. Lehn et al. Chem. Commun. , 1794 (1985), J. Am. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116, 2655 (1994), such as azacrown and phenylacetylene macrocycles, etc., which are generally used as a mother nucleus at the center of a molecule, and are linear alkyl groups, alkoxy groups, substituted A structure in which a benzoyloxy group or the like is radially substituted as a straight chain thereof exhibits liquid crystallinity and includes what is generally called a discotic liquid crystal. However, the molecule itself is not limited to the above description as long as the molecule itself has negative uniaxiality and can give a certain orientation. In the present invention, as the discotic liquid crystal compound, one having a polymerizable unsaturated group (for example, acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group, allyl group, etc.) that undergoes a curing reaction with heat, light or the like is usually used. It is done. Note that the discotic liquid crystal layer does not necessarily need to be the final compound, and includes a liquid crystal layer that has been polymerized or cross-linked by the reaction of a polymerizable unsaturated group to increase the molecular weight and lose liquid crystallinity.

またディスコティック液晶化合物は、種々のディスコティック液晶化合物、及び他の低分子化合物やポリマーとの反応により、もはや液晶性を示さなくなったディスコティック液晶の反応生成物等のように、分子自身が光学的に負の一軸性を有する化合物全般を意味する。   In addition, the discotic liquid crystal compounds are optical molecules such as reaction products of discotic liquid crystals that no longer exhibit liquid crystallinity due to reaction with various discotic liquid crystal compounds and other low molecular compounds and polymers. In general, it means all compounds having negative uniaxiality.

(ネマティック液晶層)
一方、光学的に正の一軸性を示す液晶材料としてはネマティック液晶化合物が挙げられる。ネマティック液晶化合物としては、ネマティック液晶性モノマー及び/又はポリマーが挙げられる。
(Nematic liquid crystal layer)
On the other hand, a liquid crystal material exhibiting optically positive uniaxiality includes a nematic liquid crystal compound. Examples of the nematic liquid crystal compound include nematic liquid crystal monomers and / or polymers.

ネマティック液晶性モノマーとしては、末端にアクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性官能基を有し、これに環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。また重合性官能基として、アクリロイル基、メタアクリロイル基等を2つ以上有するものを用いて架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。   Examples of the nematic liquid crystalline monomer include those having a polymerizable functional group such as an acryloyl group or a methacryloyl group at the terminal and a mesogenic group composed of a cyclic unit or the like. In addition, as a polymerizable functional group, one having two or more acryloyl groups, methacryloyl groups and the like can be used to introduce a crosslinked structure to improve durability. Examples of the cyclic unit serving as a mesogenic group include biphenyl, phenylbenzoate, phenylcyclohexane, azoxybenzene, azomethine, azobenzene, phenylpyrimidine, diphenylacetylene, diphenylbenzoate, and bicyclohexane. Cyclohexyl benzene, terphenyl, and the like. In addition, the terminal of these cyclic units may have substituents, such as a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, for example.

主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系のポリマー、たとえば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系等のポリマーが挙げられる。メソゲン基となる前記芳香族単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン系のものが挙げられ、これら芳香族単位は、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。   Examples of the main chain type liquid crystal polymer include condensed polymers having a structure in which mesogenic groups composed of aromatic units and the like are bonded, for example, polyester-based, polyamide-based, polycarbonate-based, and polyesterimide-based polymers. Examples of the aromatic unit that becomes a mesogenic group include phenyl, biphenyl, and naphthalene types, and these aromatic units have substituents such as a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen group. May be.

側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリシロキサン系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。   Examples of the side chain type liquid crystal polymer include those having a polyacrylate-based, polymethacrylate-based, polysiloxane-based, or polymalonate-based main chain as a skeleton, and having a mesogenic group composed of a cyclic unit or the like in the side chain. Examples of the cyclic unit serving as a mesogenic group include biphenyl, phenylbenzoate, phenylcyclohexane, azoxybenzene, azomethine, azobenzene, phenylpyrimidine, diphenylacetylene, diphenylbenzoate, and bicyclohexane. Cyclohexyl benzene, terphenyl, and the like. In addition, the terminal of these cyclic units may have substituents, such as a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, for example.

前記重合性液晶モノマー、液晶ポリマーのいずれのメソゲン基も屈曲性を付与するスペーサー部を介して結合していてもよい。スペーサー部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等が挙げられる。スペーサー部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は0〜20、好ましくは2〜12、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は0〜10、好ましくは1〜3である。   Any mesogenic group of the polymerizable liquid crystal monomer or the liquid crystal polymer may be bonded via a spacer portion that imparts flexibility. Examples of the spacer portion include a polymethylene chain and a polyoxymethylene chain. The number of repeating structural units forming the spacer portion is appropriately determined depending on the chemical structure of the mesogenic portion, but the repeating unit of the polymethylene chain is 0 to 20, preferably 2 to 12, and the repeating unit of the polyoxymethylene chain is 0 to 0. 10, preferably 1-3.

(液晶光学補償層の製造方法)
本発明の液晶パネルに位相差層として液晶の光軸が傾斜配向した液晶層を用いる場合、その製造方法は特に限定されないが、透明支持体上にディスコティック又はネマティック液晶のハイブリッド配向層を形成する手段としては、例えば、電場や磁場等の印加下あるいは支持体をラビング処理したものや、配向膜を塗布してそれをラビング処理や紫外線照射することにより重合性液晶や高分子液晶を所定方向に配向させ、その後、前者の場合には光や熱、後者の場合には急冷により液晶の配向状態を固定化する等の方法を用いることができる。特に配向の均一性の観点からは、配向膜が形成された支持体上に液晶組成物を塗布し、必要に応じて固化(乾燥)、硬化によって配向を固定する方法を好適に用い得る。
(Method for producing liquid crystal optical compensation layer)
When a liquid crystal layer in which the optical axis of the liquid crystal is tilted and aligned is used as the retardation layer in the liquid crystal panel of the present invention, its manufacturing method is not particularly limited, but a hybrid alignment layer of discotic or nematic liquid crystal is formed on a transparent support. Means include, for example, applying a rubbing treatment to the support under the application of an electric field or a magnetic field, or applying an alignment film and applying the rubbing treatment or irradiating it with ultraviolet rays to bring the polymerizable liquid crystal or polymer liquid crystal in a predetermined direction. A method of aligning the liquid crystal and then fixing the alignment state of the liquid crystal by light or heat in the former case and rapid cooling in the latter case can be used. In particular, from the viewpoint of uniformity of alignment, a method in which the liquid crystal composition is applied onto a support on which an alignment film is formed, and the alignment is fixed by solidification (drying) and curing as necessary can be used.

透明支持体としては、光学的に透明であれば特に限定はなく、前記偏光板の保護フィルムとして例示したもの等を用いることができる。透明支持体は、前記偏光板の保護フィルムを兼ねることができる。   The transparent support is not particularly limited as long as it is optically transparent, and those exemplified as the protective film for the polarizing plate can be used. The transparent support can also serve as the protective film for the polarizing plate.

液晶層を所定の方向に配向させるためには、前述の如く電場や磁場の印加、ラビング処理や配向膜等による方法を用いることができるが、配向の均一性の観点からは、配向膜を用いることが好ましい。配向膜としては、従来より知られている各種のものを使用でき、例えば、無機物斜方蒸着膜、或いは特定の有機高分子膜をラビングした配向膜が挙げられる。アゾベンゼン誘導体からなるLB膜のように光により異性化を起こし、分子が方向性を持って均一に配列する薄膜等もある。有機高分子の配向膜としては、ポリイミド膜や、アルキル鎖変性系ポバール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール等の有機高分子膜が挙げられる。その他、無機物斜方蒸着膜として、SiO斜方蒸着膜等を用いることもできる。   In order to align the liquid crystal layer in a predetermined direction, a method using an electric field or a magnetic field, a rubbing process, an alignment film, or the like can be used as described above. From the viewpoint of alignment uniformity, an alignment film is used. It is preferable. As the alignment film, various kinds of conventionally known films can be used, and examples thereof include an inorganic oblique deposition film or an alignment film rubbed with a specific organic polymer film. There is a thin film in which isomerization is caused by light and molecules are uniformly arranged with directionality, such as an LB film made of an azobenzene derivative. Examples of organic polymer alignment films include polyimide films and organic polymer films such as alkyl chain-modified poval, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, and polyvinyl alcohol. In addition, as the inorganic oblique deposition film, an SiO oblique deposition film or the like can be used.

また、他の配向基材上にディスコティック液晶又はネマティック液晶を傾斜配向させた後、透明支持体上に光学的に透明な接着剤又は粘着剤を利用して転写することにより形成することも可能である。   It is also possible to form a discotic liquid crystal or nematic liquid crystal on another alignment substrate by tilting and then transferring it onto a transparent support using an optically transparent adhesive or adhesive. It is.

液晶光学補償層として、光学的に正の一軸性を示す液晶材料、負の一軸性を示す液晶材料のいずれを用いる場合であっても、液晶分子は、配向膜の配向処理方向に配向する傾向がある。そのため、ネマティック液晶のように、正の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、配向膜の配向方向が位相差層の遅相軸方向と等しく、ディスコティック液晶のように、負の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、配向膜の配向方向が位相差層の進相軸方向と等しくなる傾向がある。   Regardless of whether the liquid crystal optical compensation layer is a liquid crystal material that exhibits optically positive uniaxiality or a liquid crystal material that exhibits negative uniaxiality, the liquid crystal molecules tend to be aligned in the alignment treatment direction of the alignment film. There is. Therefore, when a liquid crystal material that exhibits positive uniaxiality, such as nematic liquid crystal, is used, the alignment direction of the alignment film is the same as the slow axis direction of the retardation layer, and negative uniaxiality, like discotic liquid crystal. When the liquid crystal material showing is used, the alignment direction of the alignment film tends to be equal to the fast axis direction of the retardation layer.

なお、ディスコティック液晶層としては、特開平8−95032号公報や、特開平7−287120号公報に記載のもの等が好適に用いられる。このようなディスコティック液晶のハイブリッド配向層をセルロース系フィルム上に形成させたものとして富士フィルム社製の商品名「ワイドビューフィルム」がある。また、ネマティック液晶層としては、特開平9−21914号公報や特開平9−26572号公報等に記載のものが好適に用いられる。このようなネマティック液晶のハイブリッド配向層をセルロース系フィルム上に形成させたものとして新日本石油社製の商品名「NHフィルム」がある。   As the discotic liquid crystal layer, those described in JP-A-8-95032 and JP-A-7-287120 are preferably used. As a product obtained by forming such a discotic liquid crystal hybrid alignment layer on a cellulose film, there is a trade name “Wide View Film” manufactured by Fuji Film. As the nematic liquid crystal layer, those described in JP-A-9-21914, JP-A-9-26572 and the like are preferably used. As a product obtained by forming such a nematic liquid crystal hybrid alignment layer on a cellulose film, there is a trade name “NH film” manufactured by Nippon Oil Corporation.

(位相差層の配置)
位相差層は偏光板と液晶セルの間であれば、偏光板と旋光素子の間、旋光素子と偏光板の間のいずれに配置することもできる。従来の液晶パネルと同様の位相差層を用いて、光学補償を行う観点からは、液晶セルと旋光素子の間に位相差層を配置することが好ましい。一方、偏光板と旋光素子の間に位相差層を配置する場合は、液晶パネルにおいて、偏光板と位相差層の光学軸が平行又は直交に配置される構成を好適に採用し得る。そのため、偏光板と位相差層が積層された積層偏光板をロール・トゥー・ロールで作製することができる点において、生産性に優れる。
(Arrangement of retardation layer)
The retardation layer can be disposed between the polarizing plate and the optical rotator, or between the optical rotator and the polarizing plate, as long as it is between the polarizing plate and the liquid crystal cell. From the viewpoint of performing optical compensation using the same retardation layer as that of the conventional liquid crystal panel, it is preferable to dispose the retardation layer between the liquid crystal cell and the optical rotator. On the other hand, when the retardation layer is disposed between the polarizing plate and the optical rotatory element, a configuration in which the optical axes of the polarizing plate and the retardation layer are disposed in parallel or orthogonal to each other in the liquid crystal panel can be suitably employed. Therefore, it is excellent in productivity in that a laminated polarizing plate in which a polarizing plate and a retardation layer are laminated can be produced by roll-to-roll.

本発明の液晶パネルがTNモードの液晶セルを採用する場合は、基板付近の液晶分子の複屈折を光学的に補償する観点から、液晶セルと旋光素子の間に位相差層を配置することが好ましい。また、液晶パネルがTNモードの液晶セルを採用する場合、位相差層としては、前述の如く、液晶分子がハイブリッド配向したOプレートが好適である。特に好ましい構成においては、図3の(a)や図4に示すように、液晶セル10と第1の旋光素子31の間に第1の位相差層41を有し、液晶セル10と第2の旋光素子32の間に第1の位相差層42を有する。このような構成とすることで、正面コントラストに優れ、かつ斜め方向からの視認性にも優れる液晶表示装置とすることができる。   When the liquid crystal panel of the present invention employs a TN mode liquid crystal cell, a retardation layer may be disposed between the liquid crystal cell and the optical rotator from the viewpoint of optically compensating for the birefringence of liquid crystal molecules near the substrate. preferable. Further, when the liquid crystal panel employs a TN mode liquid crystal cell, as the retardation layer, as described above, an O plate in which liquid crystal molecules are hybrid-aligned is preferable. In a particularly preferred configuration, as shown in FIG. 3A and FIG. 4, a first retardation layer 41 is provided between the liquid crystal cell 10 and the first optical rotator 31, and the liquid crystal cell 10 and the second The first retardation layer 42 is provided between the optical rotatory elements 32. By setting it as such a structure, it can be set as the liquid crystal display device which is excellent in front contrast and excellent in the visibility from an oblique direction.

また、TNモードの液晶パネルにおいて、位相差層として液晶分子がハイブリッド配向したOプレートを採用する場合においては、液晶分子の配向方向のフィルム面への投影が、偏光板の吸収軸方向、あるいは液晶セルの基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。   Further, in the case of adopting an O plate in which liquid crystal molecules are hybrid-aligned as a retardation layer in a TN mode liquid crystal panel, the projection of the alignment direction of the liquid crystal molecules on the film surface is the absorption axis direction of the polarizing plate or the liquid crystal It is preferably parallel or orthogonal to the orientation direction of the cell substrate.

より具体的には、図3の(a)のように、液晶セル10と第1の旋光素子31との間に第1の位相差層41を有し、液晶セル10と第2の旋光素子32との間に第1の位相差層42を有する場合、第1の位相差層41における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影7が液晶セル10の第1の配向基板11の配向方向と平行であり、第2の位相差層42における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影8が液晶セル10の第2の配向基板12の配向方向と平行である構成を好適に採用し得る。特に、図4の(a)及び(b)に示すように、両者の基板付近の液晶分子のダイレクタ方向の投影が反平行となるように配置することが好ましい。   More specifically, as shown in FIG. 3A, the first retardation layer 41 is provided between the liquid crystal cell 10 and the first optical rotation element 31, and the liquid crystal cell 10 and the second optical rotation element are included. When the first retardation layer 42 is provided between the first retardation layer 41 and the first retardation layer 41, the projection 7 on the film surface of the orientation direction of the liquid crystal molecules in the first retardation layer 41 is the orientation direction of the first orientation substrate 11 of the liquid crystal cell 10. And the projection 8 on the film surface of the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second retardation layer 42 is preferably parallel to the alignment direction of the second alignment substrate 12 of the liquid crystal cell 10. . In particular, as shown in FIGS. 4A and 4B, it is preferable to arrange the liquid crystal molecules in the vicinity of both substrates so that the projections in the director direction are antiparallel.

また、図3の(b)のように、第1の偏光板21と第1の旋光素子31との間に第1の位相差層41を有し、第2の偏光板22と第2の旋光素子32との間に第1の位相差層42を有する場合、第1の位相差層41における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影7が第1の偏光板21の吸収軸配向方向3と平行であり、第2の位相差層42における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影8が第2の偏光板22の吸収軸方向4と平行である構成や、第1の位相差層41における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影7が第1の偏光板21の吸収軸配向方向3と直交し、第2の位相差層42における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影8が第2の偏光板22の吸収軸方向4と直交する構成が好適である。このような構成とすることで、正面コントラストに優れ、かつ斜め方向からの視認性にも優れる液晶表示装置とすることができる。   Further, as shown in FIG. 3B, the first retardation layer 41 is provided between the first polarizing plate 21 and the first optical rotator 31, and the second polarizing plate 22 and the second polarizing plate 22 are provided. When the first retardation layer 42 is provided between the optical rotator 32 and the first retardation layer 41, the projection 7 onto the film surface in the orientation direction of the liquid crystal molecules in the first retardation layer 41 is the absorption axis orientation direction of the first polarizing plate 21. 3 in which the projection 8 of the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second retardation layer 42 onto the film surface is parallel to the absorption axis direction 4 of the second polarizing plate 22, or the first retardation The projection 7 of the alignment direction of the liquid crystal molecules in the layer 41 on the film surface is orthogonal to the absorption axis alignment direction 3 of the first polarizing plate 21, and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the second retardation layer 42 onto the film surface. A configuration in which the projection 8 is orthogonal to the absorption axis direction 4 of the second polarizing plate 22 is suitable. By setting it as such a structure, it can be set as the liquid crystal display device which is excellent in front contrast and excellent in the visibility from an oblique direction.

なお、上記の位相差層における液晶分子のダイレクタ方向のフィルム面への投影7および8は、正の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、位相差層の遅相軸方向と略等しく、負の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、位相差層の進相軸方向と略等しくなる傾向がある。そのため、結果として、かかる配向方向のフィルム面への投影は、Oプレートの液晶層を形成する際の配向膜の配向方向と略等しくなる。   The projections 7 and 8 of the liquid crystal molecules on the film surface in the director direction in the retardation layer are substantially equal to the slow axis direction of the retardation layer when a liquid crystal material exhibiting positive uniaxiality is used. When a liquid crystal material exhibiting negative uniaxiality is used, it tends to be substantially equal to the fast axis direction of the retardation layer. Therefore, as a result, the projection of the alignment direction onto the film surface is substantially equal to the alignment direction of the alignment film when the liquid crystal layer of the O plate is formed.

(輝度向上フィルム)
前記輝度向上フィルムとしては、特に限定されず、例えば、誘電体の多層薄膜や、屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体のような、所定の偏光方向の直線偏光を透過して、他の光を反射する特性を示すもの等が使用できる。このような輝度向上フィルムとしては、例えば、3M社製の商品名「D-BEF」等が挙げられる。また、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶性ポリマーの配向フィルムや、その配向層をフィルム基材上に支持したもの等が使用できる。これらは、左右一方の円偏光を反射して、他の光は透過する特性を示すものであり、例えば、日東電工社製の商品名「PCF350」、Merck社製の商品名「Transmax」等が挙げられる。
(Brightness enhancement film)
The brightness enhancement film is not particularly limited. For example, it transmits linearly polarized light in a predetermined polarization direction such as a dielectric multilayer thin film or a multilayer laminate of thin film films having different refractive index anisotropy. Other materials that reflect light can be used. As such a brightness enhancement film, for example, trade name “D-BEF” manufactured by 3M Co., Ltd. may be mentioned. Further, a cholesteric liquid crystal layer, particularly an oriented film of a cholesteric liquid crystalline polymer, or a film in which the oriented layer is supported on a film substrate can be used. These reflect the right and left circularly polarized light and transmit the other light. For example, the product name “PCF350” manufactured by Nitto Denko Corporation, the product name “Transmax” manufactured by Merck, etc. Can be mentioned.

(各部材の積層)
各部材は、それぞれ接着剤層や粘着剤層等を介して積層することが好ましい。その場合、接着剤又は粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。接着剤としては、偏光子と保護フィルムの積層において前記したもの等を好適に用い得る。また、粘着剤としては、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。
(Lamination of each member)
Each member is preferably laminated via an adhesive layer, a pressure-sensitive adhesive layer, or the like. In that case, the adhesive or pressure-sensitive adhesive is transparent, has no absorption in the visible light region, and the refractive index is desirably as close as possible to the refractive index of each layer from the viewpoint of suppressing surface reflection. As the adhesive, those described above in the lamination of the polarizer and the protective film can be suitably used. As the pressure-sensitive adhesive, an acrylic polymer, silicone polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyether, fluorine-based or rubber-based polymer can be appropriately selected and used. In particular, those having excellent optical transparency, such as an acrylic pressure-sensitive adhesive, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties, and having excellent weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.

また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性等の点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着剤層が好ましい。   In addition to the above, from the viewpoints of prevention of foaming and peeling phenomenon due to moisture absorption, deterioration of optical characteristics due to thermal expansion difference and the like, prevention of warpage of liquid crystal cells, and formation of liquid crystal display devices with high quality and excellent durability. An adhesive layer having a low moisture absorption rate and excellent heat resistance is preferred.

粘着剤層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤等の粘着剤層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層等であってもよい。粘着剤層の厚みは、使用目的や接着力等に応じて適宜に決定できるが、一般には1〜500μmであり、2〜200μmが好ましく、3〜100μmがより好ましく、4〜50μmがさらに好ましい。   The pressure-sensitive adhesive layer is, for example, a natural or synthetic resin, in particular, a tackifier resin, a filler, a pigment, a colorant, an antioxidant made of glass fiber, glass beads, metal powder, or other inorganic powders. An additive to be added to the pressure-sensitive adhesive layer may be contained. Moreover, the adhesive layer etc. which contain microparticles | fine-particles and show light diffusibility may be sufficient. Although the thickness of an adhesive layer can be suitably determined according to a use purpose, adhesive force, etc., generally it is 1-500 micrometers, 2-200 micrometers is preferable, 3-100 micrometers is more preferable, and 4-50 micrometers is more preferable.

(液晶パネルの形成順序)
本発明において、液晶パネルの形成順序は特に限定されず、各部材を順次別個に積層する方式にて形成してもよく、予めいくつかの部材を積層したものを用いることもできる。また、その積層順序は特に制限されないが、本発明においては、偏光板と旋光素子、及び必要に応じて表面処理層や位相差層、輝度向上フィルム等を積層した積層偏光板を予め用意し、これを液晶セルと積層することによって、品質の安定性や組立の作業性に優れたものとすることができる。
(Liquid crystal panel formation order)
In the present invention, the order in which the liquid crystal panels are formed is not particularly limited, and the liquid crystal panels may be formed by a method of sequentially laminating each member separately, or a material obtained by laminating several members in advance may be used. In addition, although the stacking order is not particularly limited, in the present invention, a polarizing plate and an optical rotator, and if necessary, a laminated polarizing plate in which a surface treatment layer, a retardation layer, a brightness enhancement film and the like are prepared in advance, By laminating this with a liquid crystal cell, it is possible to achieve excellent quality stability and assembly workability.

なお、前記偏光板、あるいは積層偏光板と液晶セルの積層は、前述の如く粘着剤、就中アクリル系粘着剤層を介して積層することが好ましい。特に、生産性や作業性の観点からは、偏光板の液晶セルと貼り合わせる側の面に粘着剤層を備えたものとして予め用意し、これを液晶セルと積層することが好ましい。   In addition, it is preferable to laminate | stack the said polarizing plate or a laminated polarizing plate, and a liquid crystal cell through an adhesive and especially an acrylic adhesive layer as mentioned above. In particular, from the viewpoint of productivity and workability, it is preferable to prepare in advance as a pressure-sensitive adhesive layer on the side of the polarizing plate to be bonded to the liquid crystal cell, and to laminate this with the liquid crystal cell.

また、本発明において、偏光板と旋光素子、及び必要に応じてその他の光学層を積層した積層偏光板は、生産性の観点からは、偏光板と旋光素子等をロール・トゥー・ロールで積層して長尺積層偏光板として用いることが好ましい。また、前述の如く偏光子の保護フィルムや光学補償層(位相差板)を支持体(配向膜)として、これに旋光素子としての液晶層を形成するための液晶塗布液を連続的に塗布することで旋光素子を備える長尺の積層偏光板とすることもできる。   Further, in the present invention, a laminated polarizing plate in which a polarizing plate and an optical rotatory element and, if necessary, other optical layers are laminated, is laminated in a roll-to-roll manner from the viewpoint of productivity. Thus, it is preferably used as a long laminated polarizing plate. Further, as described above, a protective film for a polarizer and an optical compensation layer (retardation plate) are used as a support (alignment film), and a liquid crystal coating liquid for forming a liquid crystal layer as an optical rotation element is continuously applied thereto. Thus, a long laminated polarizing plate having an optical rotatory element can be obtained.

このようにして得られた(積層)偏光板は、所定の大きさに加工した後に、液晶セルと貼り合せることが好ましい。本発明においては、前述のように、偏光板の吸収軸方向と矩形の長辺方向とが平行又は直交である矩形に偏光板を切り出すことが好ましい。かかる構成を採用することで、偏光板の生産性や使用効率を高めることができ、さらに大型の液晶パネルへの対応も容易となり得る。   The (laminate) polarizing plate thus obtained is preferably bonded to a liquid crystal cell after being processed to a predetermined size. In the present invention, as described above, it is preferable to cut the polarizing plate into a rectangle in which the absorption axis direction of the polarizing plate and the long side direction of the rectangle are parallel or orthogonal. By adopting such a configuration, it is possible to increase the productivity and use efficiency of the polarizing plate, and it becomes easy to cope with a large liquid crystal panel.

前記(積層)偏光板に液晶セルと積層するための粘着剤層を設ける場合、粘着剤の付設は長尺積層偏光板から偏光板を切り出す前後のいずれに行うこともできるが、生産性や作業性の観点からは、偏光板を切り出す前に粘着剤層を付設することが好ましい。粘着剤層を供えた長尺の(積層)偏光板を形成し、それを所定のサイズに切り出すことで、液晶パネルの生産性及び作業性を向上させることができる。   When a pressure-sensitive adhesive layer for laminating a liquid crystal cell is provided on the (laminate) polarizing plate, the pressure-sensitive adhesive can be attached either before or after the polarizing plate is cut out from the long laminated polarizing plate. From the viewpoint of property, it is preferable to attach an adhesive layer before cutting out the polarizing plate. By forming a long (laminated) polarizing plate provided with an adhesive layer and cutting it into a predetermined size, the productivity and workability of the liquid crystal panel can be improved.

粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされることが好ましい。これにより、通例の取扱状態で粘着剤層に接触することを防止できる。セパレータとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したもの等の、従来に準じた適宜なものを用いうる。   The exposed surface of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably covered with a separator for the purpose of preventing contamination until it is practically used. Thereby, it can prevent contacting an adhesive layer in the usual handling state. As the separator, for example, a suitable thin leaf body such as a plastic film, rubber sheet, paper, cloth, nonwoven fabric, net, foamed sheet, metal foil, laminate thereof, or the like, silicone-based or long-chain alkyl-based, fluorine-based An appropriate material according to the prior art, such as those coated with an appropriate release agent such as molybdenum sulfide or molybdenum sulfide, can be used.

[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルと、光源、若しくは反射板等の液晶パネルに光を供給する手段とを有する。本発明の液晶表示装置の一例として、光源を備える透過型液晶表示装置について説明する。図12は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。この液晶表示装置300は、液晶パネル100と、液晶パネル100の一方の側に配置されたバックライトユニット200とを少なくとも備える。なお、図示例では、バックライトユニットとして、直下方式が採用された場合を示しているが、これは例えば、サイドライト方式のものであってもよい。
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention includes the liquid crystal panel and means for supplying light to the liquid crystal panel such as a light source or a reflector. As an example of the liquid crystal display device of the present invention, a transmissive liquid crystal display device including a light source will be described. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 300 includes at least a liquid crystal panel 100 and a backlight unit 200 disposed on one side of the liquid crystal panel 100. In the illustrated example, the case where the direct type is adopted as the backlight unit is shown, but this may be a side light type, for example.

直下方式が採用される場合、上記バックライトユニット200は、好ましくは、光源81と、プリズムシート84とを備える。また、図示していないが、反射板や拡散板、輝度向上フィルム等を有することも好ましい。サイドライト方式が採用される場合、好ましくは、バックライトユニットは、上記の構成に加え、さらに導光板と、ライトリフレクターとを備える。なお、図12に例示した光学部材は、本発明の効果が得られる限りにおいて、液晶表示装置の照明方式等の設計に応じてその一部が省略され得るか、又は、他の光学部材に代替され得る。   When the direct method is employed, the backlight unit 200 preferably includes a light source 81 and a prism sheet 84. Although not shown, it is preferable to have a reflector, a diffuser, a brightness enhancement film, and the like. When the sidelight system is adopted, preferably, the backlight unit further includes a light guide plate and a light reflector in addition to the above configuration. In addition, as long as the effect of the present invention is obtained, a part of the optical member illustrated in FIG. 12 can be omitted depending on the design of the illumination method of the liquid crystal display device, or can be replaced with another optical member. Can be done.

本発明の液晶表示装置は、任意の適切な用途に使用し得るその用途は、例えば、パソコン用モニタ,ノートパソコン,コピー機等のOA機器、携帯電話,時計,デジタルカメラ,携帯情報端末(PDA)、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニタ、カーナビゲーションシステム用モニタ、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用のインフォメーションディスプレイ等の展示機器、監視用モニタ等の警備機器、介護用モニタ,医療用モニタ等の介護・医療機器等である。特に、本発明の液晶表示装置は、テレビやインフォメーション用モニタ等の大型の液晶表示装置に好適に用いることができる。   The liquid crystal display device of the present invention can be used for any appropriate application, for example, OA equipment such as a monitor for a personal computer, a notebook personal computer, a copy machine, a mobile phone, a clock, a digital camera, a personal digital assistant (PDA). ), Portable devices such as portable game machines, household electric devices such as video cameras, televisions, microwave ovens, back monitors, car navigation system monitors, car audio and other in-vehicle devices, information displays for commercial stores, etc. Equipment, security equipment such as monitoring monitors, nursing care / medical equipment such as nursing monitors and medical monitors. In particular, the liquid crystal display device of the present invention can be suitably used for large liquid crystal display devices such as televisions and information monitors.

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下に示す実施例に制限されるものではない。なお、実施例で用いた測定値等は、以下の方法によって得られたものである。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples shown below. In addition, the measured value etc. which were used in the Example were obtained by the following methods.

[測定方法]
(旋光角)
旋光素子の旋光角はシンテック社製の商品名「OPTIPRO」にて測定した。
[Measuring method]
(Optical rotation angle)
The optical rotation angle of the optical rotatory element was measured by the trade name “OPTIPRO” manufactured by Shintech.

(厚み)
旋光素子の厚みは大塚電子社製の膜厚計(商品名「MCPD2000」にて測定した。
(Thickness)
The thickness of the optical rotatory element was measured with a film thickness meter (trade name “MCPD2000” manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

(透過率およびY値)
液晶表示装置の電源をONにしてバックライト点灯の1時間後に、液晶パネルを黒表示として、ELDIM社製の商品名「EZ−contrast」を用いて各視角における透過率およびY値を測定した。なお、透過率およびY値は液晶表示装置のバックライト単体(液晶パネルを介さない場合)の輝度を基準(100%)としたものである。
(Transmittance and Y value)
One hour after the backlight was turned on with the power of the liquid crystal display device turned on, the liquid crystal panel was displayed in black, and the transmittance and Y value at each viewing angle were measured using a trade name “EZ-contrast” manufactured by ELDIM. Note that the transmittance and the Y value are based on the luminance (100%) of the backlight unit of the liquid crystal display device (when the liquid crystal panel is not interposed).

[旋光素子の作成]
[製造例1]
(液晶塗布液の調製)
99.956重量部のネマティック液晶性材料[BASF社製の商品名「Paliocolour LC242」(Δn545=0.1)]、0.0444重量部のカイラル剤[BASF社製の商品名「Paliocolour LC756」]、5重量部のUV重合開始剤[チバ・ジャパン製の商品名「イルガキュア907」]、0.5重量部のレベリング剤[ビッグ・ケミー社製の商品名「BYK370」]を、216重量部のトルエンに溶解し、濃度31.6重量%の液晶塗布液Aを調製した。
[Creation of optical rotation element]
[Production Example 1]
(Preparation of liquid crystal coating liquid)
99.956 parts by weight of nematic liquid crystalline material [trade name “Pariocolor LC242” manufactured by BASF (Δn 545 = 0.1)], 0.0444 parts by weight of chiral agent [trade name “Pariocolor LC756 manufactured by BASF” 216 parts by weight of 5 parts by weight of a UV polymerization initiator [trade name “Irgacure 907” manufactured by Ciba Japan], 0.5 parts by weight of a leveling agent [trade name “BYK370” manufactured by Big Chemie] A liquid crystal coating solution A having a concentration of 31.6% by weight was prepared.

(液晶層の形成)
得られた液晶塗布液を、#14のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで3分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cmのUV光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Aとする。得られた旋光素子Aの膜厚は4.42μmであった。
(Formation of liquid crystal layer)
The obtained liquid crystal coating solution was applied onto an alignment film of polyvinyl alcohol using a # 14 wire bar. The liquid crystal layer was aligned while being dried in an oven at 90 ° C. for 3 minutes, and cured by irradiating 300 mJ / cm 2 of UV light to obtain an optical rotatory element. The obtained optical rotatory element is referred to as an optical rotatory element A. The film thickness of the obtained optical rotatory element A was 4.42 μm.

[製造例2]
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように液晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Bを調製した。得られた液晶塗布液Bを#28のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させて液晶層を乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cmのUV光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Bとする。得られた旋光素子Bの膜厚は9.06μmであった。
[Production Example 2]
(Preparation of liquid crystal coating liquid and formation of liquid crystal layer)
As shown in Table 3, a liquid crystal coating liquid B was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the contents of the liquid crystal material and the chiral agent in the liquid crystal coating liquid were changed. The obtained liquid crystal coating liquid B was applied onto an alignment film of polyvinyl alcohol using a # 28 wire bar. This was dried in an oven at 90 ° C. for 5 minutes to align the liquid crystal layer while drying the liquid crystal layer, and cured by irradiation with 300 mJ / cm 2 of UV light to obtain an optical rotation element. The obtained optical rotatory element is referred to as an optical rotatory element B. The film thickness of the obtained optical rotatory element B was 9.06 μm.

[製造例3]
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Cを調製した。
(液晶層の形成)
得られた液晶塗布液Cを#21のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cmのUV光を照射することによって硬化し、液晶固化層(液晶の捩れ角22.5°の液晶層)とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Cを#21のワイヤーバーを用いて塗布した後、再度90℃のオーブンで5分間乾燥させ、300mJ/cmのUV光を照射することによって硬化して、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Cとする。得られた旋光素子Cの膜厚は13.66μmであった。
[Production Example 3]
(Preparation of liquid crystal coating liquid and formation of liquid crystal layer)
As shown in Table 3, a liquid crystal coating liquid C was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the contents of the liquid crystal material and the chiral agent in the crystal coating liquid were changed.
(Formation of liquid crystal layer)
The obtained liquid crystal coating liquid C was applied onto an alignment film of polyvinyl alcohol using a # 21 wire bar. The liquid crystal layer is oriented while being dried in an oven at 90 ° C. for 5 minutes, and cured by irradiating 300 mJ / cm 2 of UV light, and a liquid crystal solidified layer (liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 22.5 °) did. The liquid crystal coating liquid C is further applied onto the obtained liquid crystal solidified layer using a # 21 wire bar, then dried again in an oven at 90 ° C. for 5 minutes, and irradiated with 300 mJ / cm 2 UV light. To obtain a liquid crystal layer having a twist angle of 45 ° for the liquid crystal. This is an optical rotation element C. The film thickness of the obtained optical rotatory element C was 13.66 μm.

[製造例4]
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Dを調製した。得られた液晶塗布層Dを、#28のワイヤーバーを用いて上記製造例3と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を2回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Dとする。得られた旋光素子Dの膜厚は18.24μmであった。
[Production Example 4]
(Preparation of liquid crystal coating liquid and formation of liquid crystal layer)
A liquid crystal coating solution D was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the composition of the coating solution was changed as shown in Table 3. The obtained liquid crystal coating layer D was coated, dried and cured twice using the # 28 wire bar in the same manner as in Production Example 3 to produce a liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 45 °. . This is an optical rotation element D. The film thickness of the obtained optical rotatory element D was 18.24 μm.

[製造例5]
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Eを調製した。
(液晶層の形成)
得られた液晶塗布液Eを#23のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cmのUV光を照射することによって硬化し、液晶固化層(液晶の捩れ角15°の液晶層)とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Eを#23のワイヤーバーを用いて塗布した後、乾燥、硬化する工程を2回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Eとする。得られた旋光素子Eの膜厚は22.80μmであった。
[Production Example 5]
(Preparation of liquid crystal coating liquid and formation of liquid crystal layer)
A liquid crystal coating solution E was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the composition of the coating solution was changed as shown in Table 3.
(Formation of liquid crystal layer)
The obtained liquid crystal coating liquid E was applied onto an alignment film of polyvinyl alcohol using a # 23 wire bar. The liquid crystal layer was oriented while being dried in an oven at 90 ° C. for 5 minutes, and cured by irradiating UV light of 300 mJ / cm 2 to obtain a liquid crystal solidified layer (liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 15 °). On the obtained liquid crystal solidified layer, the liquid crystal coating liquid E was further applied using a # 23 wire bar, and then the drying and curing process was repeated twice to produce a liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 45 °. . This is an optical rotation element E. The film thickness of the obtained optical rotatory element E was 22.80 μm.

[製造例6]
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Fを調製した。得られた液晶塗布層Fを、#28のワイヤーバーを用いて上記製造例5と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を3回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Fとする。得られた旋光素子Fの膜厚は27.39μmであった。
[Production Example 6]
(Preparation of liquid crystal coating liquid and formation of liquid crystal layer)
A liquid crystal coating solution F was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the composition of the coating solution was changed as shown in Table 3. Using the # 28 wire bar, the obtained liquid crystal coating layer F was coated, dried and cured three times in the same manner as in Production Example 5 to produce a liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 45 °. . This is an optical rotation element F. The film thickness of the obtained optical rotatory element F was 27.39 μm.

上記製造例1〜6で得られた旋光素子A〜Fの厚みは、それぞれ、前記式(1)において、波長λ=545nmとした場合におけるm=1、2、3、4、5、6の厚みに対応いている。また、上記製造例1の旋光素子Aは、式(1)において、m=1を満足するがm≧2を満たす波長は可視光領域に存在しなかった。   The thicknesses of the optical rotators A to F obtained in Production Examples 1 to 6 are m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 when the wavelength λ = 545 nm in the formula (1), respectively. It corresponds to the thickness. In addition, in the optical rotator A of Production Example 1, in the formula (1), m = 1 was satisfied, but a wavelength satisfying m ≧ 2 did not exist in the visible light region.

[製造例7〜11]
前記製造例1において、ネマティック液晶性材料として「Paliocolour LC242」に代えて、下記の化合物(Δn545=0.3)を用い、液晶塗布液G〜Lの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手、塗布回数を表2の通りとした以外は製造例1と同様にして、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子G〜Kとする。
[Production Examples 7 to 11]
In the production example 1, the following compound (Δn 545 = 0.3) was used as the nematic liquid crystalline material instead of “Pariocolor LC242”, the composition ratio of the liquid crystal coating liquids G to L, and the wire bar used for coating A liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 45 ° was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the count and the number of coatings were as shown in Table 2. These are optical rotation elements G to K, respectively.

[製造例13〜14]
前記製造例3において、ネマティック液晶性材料として「Paliocolour LC242」に代えて、下記の化合物(Δn545=0.3)を用い、液晶塗布液L、M、Nの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手を表2の通りとした以外は製造例3と同様にして、液晶層の塗布、乾燥、硬化を繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子L、M、Nとする。
[Production Examples 13 to 14]
In Production Example 3, the following compound (Δn 545 = 0.3) was used as the nematic liquid crystal material in place of “Palocoll LC242”, the composition ratio of liquid crystal coating liquids L, M, and N, and the wire used for coating The liquid crystal layer was repeatedly applied, dried and cured in the same manner as in Production Example 3 except that the bar counts were as shown in Table 2. Thus, a liquid crystal layer having a liquid crystal twist angle of 45 ° was produced. These are optical rotation elements L, M, and N, respectively.

上記製造例7〜12で得られた旋光素子G〜Lの厚みは、それぞれ、前記式(1)において、波長λ=545nmとした場合におけるm=1、2、3、4、5、6の厚みに対応いている。また、上記製造例1の旋光素子Aは、式(1)において、m=1を満足するがm≧2を満たす波長は可視光領域に存在しなかった。製造例14で得られた旋光素子Nはm=11の厚みに対応している。一方、製造例13、で得られた旋光素子Mの厚みは、前記式(1)において、波長λ=545nmとした場合におけるmが整数とならず、旋光素子Mはm=8.26の厚みに対応している。   The thicknesses of the optical rotatory elements G to L obtained in the above Production Examples 7 to 12 are m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 when the wavelength λ = 545 nm in the formula (1), respectively. It corresponds to the thickness. In addition, in the optical rotator A of Production Example 1, in the formula (1), m = 1 was satisfied, but a wavelength satisfying m ≧ 2 did not exist in the visible light region. The optical rotatory element N obtained in Production Example 14 corresponds to a thickness of m = 11. On the other hand, in the thickness of the optical rotatory element M obtained in Production Example 13, m is not an integer when the wavelength λ = 545 nm in the formula (1), and the optical rotatory element M has a thickness of m = 8.26. It corresponds to.

[参考例1]
上記製造例1〜6の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度(旋光角)が45°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みdを種々に変更した場合における波長545nmでの透過率T(%)およびY値(%)を、前記式(2)および(3)に基づいて計算した。計算結果を、横軸:厚み、縦軸:透過率TまたはY値のグラフに表したものを図13に示す。なお、図13の(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。
[Reference Example 1]
When the optical rotation element having a twist angle (optical rotation angle) of 45 ° for the liquid crystal layer is manufactured by the nematic liquid crystalline material used in the manufacture of the optical rotation elements in Production Examples 1 to 6, the thickness d of the optical rotation element is variously changed. In this case, transmittance T (%) and Y value (%) at a wavelength of 545 nm were calculated based on the above formulas (2) and (3). FIG. 13 shows the calculation results represented in a graph of horizontal axis: thickness, vertical axis: transmittance T or Y value. 13A and 13B are obtained by changing the scale of the horizontal axis (thickness) of the same graph.

[参考例2]
上記製造例7〜14の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度(旋光角)が45°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みdを種々に変更した場合における波長545nmにおける透過率T(%)およびY値(%)を、前記式(2)および(3)に基づいて計算した。計算結果を、横軸:厚み、縦軸:透過率TまたはY値のグラフに表したものを図14に示す。なお、図14の(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。
[Reference Example 2]
When the optical rotation element whose twist angle (optical rotation angle) of the liquid crystal layer is 45 ° is manufactured by the nematic liquid crystalline material used in the manufacture of the optical rotation elements of the manufacturing examples 7 to 14, the thickness d of the optical rotation element is variously changed. In this case, the transmittance T (%) and the Y value (%) at a wavelength of 545 nm were calculated based on the equations (2) and (3). FIG. 14 shows the calculation results in a graph of horizontal axis: thickness, vertical axis: transmittance T or Y value. 14A and 14B are obtained by changing the scale of the horizontal axis (thickness) of the same graph.

図13及び図14から理解されるように、透過率Tは、式(1)においてmが整数となる厚みにおいて、最小値を有するのに対して、Y値は、厚みが小さい領域においては、透過率Tと類似の増減傾向を示すものの、厚みが増加するにつれて、その挙動が透過率Tとは異なってくる。そして厚みが大きくなるにつれて単調現減少を示すようになるが、その変化点はΔn545×d=1400nmとなる領域に現れる。 As understood from FIGS. 13 and 14, the transmittance T has a minimum value in the thickness where m is an integer in the equation (1), whereas the Y value is in a region where the thickness is small. Although it shows a tendency to increase or decrease similar to the transmittance T, the behavior differs from the transmittance T as the thickness increases. As the thickness increases, a monotonic decrease appears. The change point appears in a region where Δn 545 × d = 1400 nm.

[積層偏光板及び液晶パネル、液晶表示装置の作成]
[比較例1]
(旋光素子を備える偏光板の作製)
上記製造例1で得られた旋光素子Aを、偏光子の両面に保護フィルムとして実質的に光学等方性(正面位相差が0.5nm以下、厚み方向位相差が1.0nm以下)の透明フィルムが積層された市販の偏光板[日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」、単体透過率:42.6%、偏光度:99.99%、]に、偏光板の吸収軸方向と、旋光素子の偏光板と対向する側の面における液晶分子の配向方向が平行となるように、アクリル系の粘着剤を用いて転写を行い、偏光板の上に、捩れ角45°の旋光素子が積層された積層偏光板Aを作製した。なお、旋光素子を偏光板に積層するに際しては、旋光素子作製時の配向膜側の面が偏光板と対向するように2回の転写を行った。
[Creation of laminated polarizing plate, liquid crystal panel, and liquid crystal display device]
[Comparative Example 1]
(Preparation of polarizing plate with optical rotation element)
The optical rotatory element A obtained in Production Example 1 is substantially optically isotropic (front phase difference is 0.5 nm or less, thickness direction retardation is 1.0 nm or less) as protective films on both sides of the polarizer. In the commercial polarizing plate [trade name “NPF SIG1423DU” manufactured by Nitto Denko, single transmittance: 42.6%, polarization degree: 99.99%, manufactured by] Is transferred using an acrylic adhesive so that the alignment direction of the liquid crystal molecules on the surface facing the polarizing plate is parallel, and an optical rotatory element having a twist angle of 45 ° is laminated on the polarizing plate. A laminated polarizing plate A was prepared. In addition, when laminating the optical rotatory element on the polarizing plate, transfer was performed twice so that the surface on the alignment film side at the time of preparing the optical rotatory element was opposed to the polarizing plate.

(位相差層の積層)
位相差層として、トリアセチルセルロース基材フィルム上に、架橋性ポリビニルアルコールフィルムからなる配向膜を介して紫外線硬化性のディスコティック液晶化合物が傾斜配向した光学補償フィルム[富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」]を用いた。この位相差層を前記の旋光素子を備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、旋光素子と位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、旋光素子の位相差層と対向する側の界面における液晶の配向方向が平行となるように積層をおこなった。得られた積層偏光板の積層順序、及び偏光板の吸収軸を角度の基準(0°)として位相差層側から見た場合の配置関係は表3に示す通りである。
(Lamination of retardation layer)
As a retardation layer, an optical compensation film in which an ultraviolet curable discotic liquid crystal compound is tilted and aligned on a triacetyl cellulose base film through an alignment film made of a crosslinkable polyvinyl alcohol film [trade name “Wide View Film EA "] was used. This retardation layer was laminated on a polarizing plate provided with the above optical rotatory element using an acrylic adhesive to obtain a laminated polarizing plate. When laminating both, the optical rotation element and the triacetyl cellulose base film of the retardation layer face each other, and the rubbing direction of the alignment film of the retardation layer and the side facing the retardation layer of the optical rotation element Lamination was performed such that the alignment directions of the liquid crystals at the interface were parallel. The stacking order of the obtained laminated polarizing plates and the arrangement relationship when viewed from the phase difference layer side with the absorption axis of the polarizing plate as the angle reference (0 °) are as shown in Table 3.

(液晶パネルの作成)
TNモード液晶パネルを備える市販の液晶表示装[BENQ社製 商品名「FP74VW」]の液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した液晶セルを用いた。かかる液晶セルは、2枚の基板の配向方向が直交しており、その方向は液晶セルの長辺方向とのなす角が+45°、−45°であった。
(Creation of LCD panel)
All the optical films arranged above and below the liquid crystal cell of a commercially available liquid crystal display device [trade name “FP74VW” manufactured by BENQ Co., Ltd.] equipped with a TN mode liquid crystal panel were removed, and the glass surfaces (front and back) of the liquid crystal cell were washed. A liquid crystal cell was used. In such a liquid crystal cell, the orientation directions of the two substrates were orthogonal to each other, and the angles formed by the long side direction of the liquid crystal cell were + 45 ° and −45 °.

上記で得られた積層偏光板を、偏光板の吸収軸方向を長辺とする矩形となるように、上記液晶セルのサイズに合わせて2枚切り出した。切り出した積層偏光板を液晶セルの両面にそれぞれ1枚ずつ、アクリル系の粘着剤を介して貼り合わせて、液晶パネルを作製した。これを元の液晶表示装置のバックライトユニットと組み立てることで液晶表示装置とした。得られた液晶パネルの積層順序、及び画面の長辺方向(右側)を角度の基準(0°)として視認側から見た場合の配置関係は表4に示す通りである。なお、表4において、位相差層の液晶層の配向方向、および液晶セルにおける基板の配向方向は、いずれも基板界面における液晶のダイレクタの投影を表しており、位相差層と、それに近接する液晶セルの基板のダイレクタ方向が反平行となるように配置している。後述する表5、表6においても同様である。   Two of the laminated polarizing plates obtained above were cut out in accordance with the size of the liquid crystal cell so as to be a rectangle having a long side in the absorption axis direction of the polarizing plate. One laminated polarizing plate was cut out on each side of the liquid crystal cell via an acrylic adhesive to prepare a liquid crystal panel. This was assembled with the backlight unit of the original liquid crystal display device to obtain a liquid crystal display device. Table 4 shows the stacking order of the obtained liquid crystal panels and the arrangement relationship when viewed from the viewing side with the long side direction (right side) of the screen as the angle reference (0 °). In Table 4, the alignment direction of the liquid crystal layer of the retardation layer and the alignment direction of the substrate in the liquid crystal cell both represent the projection of the director of the liquid crystal at the substrate interface, and the retardation layer and the liquid crystal adjacent thereto It arrange | positions so that the director direction of the board | substrate of a cell may become antiparallel. The same applies to Tables 5 and 6 described later.

[積層偏光板の及び液晶パネル、液晶表示装置の作成]
[実施例1〜10、比較例2〜4]
(旋光素子を備える偏光板の作製)
上記比較例1において、旋光素子Aに代えて表7に示すように旋光素子B〜Nを用いた以外は比較例1と同様にして、旋光素子を偏光板に転写し、旋光素子を備える偏光板を作製し、これを用いた積層偏光板の作製、及び液晶パネル、並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
[Creation of laminated polarizing plate, liquid crystal panel, and liquid crystal display device]
[Examples 1 to 10, Comparative Examples 2 to 4]
(Preparation of polarizing plate with optical rotation element)
In the comparative example 1, the optical rotatory element is transferred to the polarizing plate in the same manner as in the comparative example 1 except that the optical rotatory elements B to N are used as shown in Table 7 instead of the optical rotatory element A. A plate was produced, a laminated polarizing plate using the same, a liquid crystal panel, and a liquid crystal display device were produced.

[参考例3]
(積層偏光板の作製)
前記と同様の市販の偏光板(日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」)及び、位相差層(富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」)を偏光板の吸収軸と、位相差層の配向膜のラビング方向とが平行となるようにアクリル系の粘着剤を用いて積層して、積層偏光板を得た。
[Reference Example 3]
(Preparation of laminated polarizing plate)
A commercially available polarizing plate (trade name “NPF SIG1423DU” manufactured by Nitto Denko) and a retardation layer (trade name “Wide View Film EA” manufactured by Fuji Film) similar to the above are used as the absorption axis of the polarizing plate and the orientation of the retardation layer. Lamination was performed using an acrylic adhesive so that the rubbing direction of the film was parallel to obtain a laminated polarizing plate.

(液晶パネル及び液晶表示装置の作製)
得られた積層偏光板を用い、液晶パネルの積層順序、及び配置関係を表5に示す通りに変更した以外は、前記比較例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
(Production of liquid crystal panel and liquid crystal display device)
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the obtained laminated polarizing plate was used and the order of arrangement of the liquid crystal panels and the arrangement relationship were changed as shown in Table 5.

[比較例5]
(延伸位相差フィルムを備える偏光板の作製)
前記と同様の市販の偏光板(日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」)に、 一軸延伸されてなる、545nmにおける位相差が273nmであり、Nz係数が1であるポリカーボネートフィルム[カネカ製 商品名「エルメックRフィルム」]を、上記偏光板の吸収軸方向と延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が22.5°となるように、アクリル系の粘着剤を用いて積層して、延伸位相差フィルムを備える偏光板を作製した。
[Comparative Example 5]
(Preparation of polarizing plate provided with stretched retardation film)
A polycarbonate film [trade name “manufactured by Kaneka Co., Ltd., manufactured by Kaneka Co., Ltd.] having a phase difference at 545 nm of 273 nm and an Nz coefficient of 1, which is uniaxially stretched on a commercially available polarizing plate (trade name“ NPF SIG1423DU ”manufactured by Nitto Denko) as described above. Elmec R film ”] is laminated using an acrylic pressure-sensitive adhesive so that the angle formed by the absorption axis direction of the polarizing plate and the slow axis direction of the stretched retardation film is 22.5 °. A polarizing plate provided with a retardation film was produced.

(積層偏光板の作製)
位相差層として、前記と同様の光学補償フィルム[富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」]を用いた。この位相差層を前記の延伸位相差フィルムを備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が22.5°、かつ、偏光板の吸収軸とのなす角が45°となるように積層した。
(Preparation of laminated polarizing plate)
As the retardation layer, an optical compensation film similar to the above [trade name “Wide View Film EA” manufactured by Fuji Film] was used. This retardation layer was laminated on a polarizing plate provided with the stretched retardation film using an acrylic pressure-sensitive adhesive to obtain a laminated polarizing plate. In addition, when laminating both, the angle formed by the rubbing direction of the alignment film of the retardation layer and the slow axis direction of the stretched retardation film is such that the triacetyl cellulose base film of the retardation layer faces each other. The layers were laminated so that the angle formed by 22.5 ° and the absorption axis of the polarizing plate was 45 °.

(液晶パネル及び液晶ディスプレイの作製)
上記で得られた積層偏光板を用い、積層順序、及び配置関係を表6に示す通りに変更した以外は、前記比較例1と同様にして、液晶パネル及び液晶表示装置を作製した。
(Production of liquid crystal panel and liquid crystal display)
A liquid crystal panel and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the laminated polarizing plate obtained above was used and the order of lamination and the arrangement relationship were changed as shown in Table 6.

[比較例6]
前記比較例5において、延伸ポリカーボネートフィルムに代えて、一軸延伸されてなる、545nmにおける位相差が273nmであり、Nz係数が1であるノルボルネン系樹脂フィルム(オプテス製 商品名「ゼオノアフィルム」)を用いた以外は比較例3と同様にして、積層偏光板の作製し、及び液晶パネル並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
[Comparative Example 6]
In Comparative Example 5, in place of the stretched polycarbonate film, a norbornene-based resin film (trade name “Zeonor Film” manufactured by Optes, Inc.) having a retardation at 545 nm of 273 nm and an Nz coefficient of 1 is used. A laminated polarizing plate and a liquid crystal panel and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Comparative Example 3 except for the above.

[評価結果]
上記の実施例1〜10、比較例1〜6、及び参考例3の液晶パネルの形成に用いた旋光素子(あるいは位相差板)の種類、及び液晶表示装置のY値(%)の測定結果を表7に示す。また、Y値の測定結果の視野角分布(コーン図)を図15〜31、及びに示す。なお、表7及び図15〜31においては、液晶表示装置の長辺方向(右側)を方位角の基準(0°)、画面の法線方向(正面視)を極角の基準(0°)として表している。
[Evaluation results]
Measurement results of Y type (%) of liquid crystal display device, and types of optical rotatory elements (or retardation plates) used for forming the liquid crystal panels of Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 6, and Reference Example 3 Is shown in Table 7. Moreover, the viewing angle distribution (cone diagram) of the measurement result of Y value is shown in FIGS. In Table 7 and FIGS. 15 to 31, the long side direction (right side) of the liquid crystal display device is the azimuth angle reference (0 °), and the normal direction of the screen (front view) is the polar angle reference (0 °). It represents as.

以上に示したように、本発明の旋光素子を用いた液晶パネルは、偏光板を切り出す際の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向を平行とした場合でも、旋光素子を用いることによって、参考例3に示したような従来の液晶表示装置と比較して遜色ない黒表示を得ることができる。また、比較例5、6のように1/2波長板によって偏光方向を回転させた場合と比較すると、旋光素子によって黒表示におけるY値が減少しており、光漏れの小さい液晶表示装置を得られることがわかる。また、各実施例と比較例1〜4を対比すると明らかなように、旋光素子における液晶層の厚みを調整することによって、色付きの少ない良好な黒表示を得ることができる。   As described above, the liquid crystal panel using the optical rotatory element of the present invention can be used by using the optical rotatory element even when the long side direction when the polarizing plate is cut out and the absorption axis direction of the polarizing plate are parallel. Compared with the conventional liquid crystal display device as shown in Reference Example 3, a black display comparable to that of the conventional liquid crystal display device can be obtained. Further, as compared with the case where the polarization direction is rotated by the half-wave plate as in Comparative Examples 5 and 6, the Y value in black display is reduced by the optical rotatory element, and a liquid crystal display device with small light leakage is obtained. I understand that Further, as is clear from the comparison between each example and Comparative Examples 1 to 4, a good black display with little coloration can be obtained by adjusting the thickness of the liquid crystal layer in the optical rotator.

なお、上記の各実施例においては、構成による差異の比較を容易とするために、すべての例において偏光子の保護フィルムと光学補償層等を別体のものとして設けたが、1枚のフィルムに偏光子の保護フィルムと光学補償層や旋光素子を形成する液晶層の配向基材等の複数の機能を持たせることができるのは、先述の通りである。   In each of the above examples, the polarizer protective film and the optical compensation layer were provided separately in all the examples in order to facilitate the comparison of differences depending on the configuration. As described above, the protective film of the polarizer, the optical compensation layer, and the alignment substrate of the liquid crystal layer forming the optical rotator can be provided with a plurality of functions.

以上のように、本発明の液晶パネルは、所定の厚みを有する旋光素子を用いることで、大型化や、偏光板の取れ率向上に寄与し、かつ、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を得ることができる。   As described above, the liquid crystal panel of the present invention contributes to an increase in size and an improvement in the removal rate of a polarizing plate by using an optical rotatory element having a predetermined thickness, and has a display comparable to that of a conventional liquid crystal display device. Characteristics can be obtained.

長尺偏光板から偏光板を切り出す様子を表す概念図である。(a)は従来技術においてTN型の液晶パネルに用いられる偏光板を45°の角度で切り出す様子を表し、(b)は本発明において、偏光板を吸収軸と矩形の辺方向が平行となるように切り出す場合を表す。It is a conceptual diagram showing a mode that a polarizing plate is cut out from a elongate polarizing plate. (A) represents a state in which a polarizing plate used in a TN type liquid crystal panel in the prior art is cut out at an angle of 45 °, and (b) in the present invention, the absorption axis of the polarizing plate is parallel to the rectangular side direction. It represents the case of cutting out like this. 本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を表す。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を表す。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による液晶パネルの概略斜視図を表す。1 is a schematic perspective view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. 本発明の液晶パネルを用いた液晶表示装置において、(a)白表示、(b)黒表示が得られる原理を模式的に表す概念図である。In the liquid crystal display device using the liquid crystal panel of this invention, it is a conceptual diagram which represents typically the principle in which (a) white display and (b) black display are obtained. 位相差板を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。(a)は見取り図、(b)はS−S面への投影図、(c)はS−S面への投影図、(d)はS−S面への投影図を表すIt is a conceptual diagram showing the conversion of the polarization state on Poincare when a phase difference plate is used. (A) is a sketch, (b) is a projection onto the S 2 -S 3 plane, (c) is a projection onto the S 3 -S 1 plane, and (d) is a projection onto the S 1 -S 2 plane. Represents 旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。(a)は見取り図、(b)はS−S面への投影図、(c)はS−S面への投影図、(d)はS−S面への投影図を表すIt is a conceptual diagram showing conversion of the polarization state on Poincare at the time of using an optical rotatory element. (A) is a sketch, (b) is a projection onto the S 2 -S 3 plane, (c) is a projection onto the S 3 -S 1 plane, and (d) is a projection onto the S 1 -S 2 plane. Represents 旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。(a)は見取り図、(b)はS−S面への投影図、(c)はS−S面への投影図、(d)はS−S面への投影図を表すIt is a conceptual diagram showing conversion of the polarization state on Poincare at the time of using an optical rotatory element. (A) is a sketch, (b) is a projection onto the S 2 -S 3 plane, (c) is a projection onto the S 3 -S 1 plane, and (d) is a projection onto the S 1 -S 2 plane. Represents 位相差板を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the conversion of the polarization state on Poincare when a phase difference plate is used. 旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing conversion of the polarization state on Poincare at the time of using an optical rotatory element. 旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing conversion of the polarization state on Poincare at the time of using an optical rotatory element. 本発明の実施形態による液晶表示装置の一例を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing an example of the liquid crystal display device by embodiment of this invention. 参考例1において、ネマティック液晶性材料によって、旋光素子の厚みdを種々に変更して液晶層の捩れ角度が90°の旋光素子を作製した場合における波長545nmにおける透過率T(%)およびY値(%)の計算結果を表すグラフである。(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。In Reference Example 1, transmittance T (%) and Y value at a wavelength of 545 nm in the case where an optical rotatory element having a twist angle of 90 ° for the liquid crystal layer was produced by changing the thickness d of the optical rotatory element with nematic liquid crystal materials. It is a graph showing the calculation result of (%). (A) And (b) changes the scale of the horizontal axis (thickness) of the same graph. 参考例2において、ネマティック液晶性材料によって、旋光素子の厚みを種々に変更して液晶層の捩れ角度が90°の旋光素子を作製した場合における波長545nmにおける透過率T(%)およびY値(%)の計算結果を表すグラフである。(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。In Reference Example 2, the transmittance T (%) and the Y value at a wavelength of 545 nm in the case where an optical rotatory element having a twist angle of 90 ° in the liquid crystal layer was produced by changing the thickness of the optical rotatory element with a nematic liquid crystal material. %) Is a graph showing a calculation result. (A) And (b) changes the scale of the horizontal axis (thickness) of the same graph. 比較例1の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 1. 比較例2の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 2. 実施例1の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 1. 実施例2の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 2. 実施例3の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 3. 実施例4の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 4. 比較例3の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 3. 比較例4の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 4. 実施例5の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 5. 実施例6の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 6. 実施例7の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 7. 実施例8の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 8. 実施例9の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of Example 9. 実施例10の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display device of Example 10. 参考例3の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of reference example 3. 比較例5の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 5. 比較例6の液晶表示装置における、Y値の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of Y value in the liquid crystal display of comparative example 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 配向(ラビング)方向
2 配向(ラビング)方向
3 吸収軸(方向)
4 吸収軸(方向)
5a、5b 液晶分子の配向方向
6a、6b 液晶分子の配向方向
10 液晶セル
11 基板
12 基板
13 液晶層
21 偏光板
22 偏光板
31 旋光素子
32 旋光素子
41 位相差層
42 位相差層
81 光源
82 反射フィルム
83 拡散板
84 プリズムシート
100 液晶パネル
200 光源
300 液晶表示装置
1 Orientation (rubbing) direction 2 Orientation (rubbing) direction 3 Absorption axis (direction)
4 Absorption axis (direction)
5a, 5b Orientation directions of liquid crystal molecules 6a, 6b Orientation directions of liquid crystal molecules 10 Liquid crystal cell 11 Substrate 12 Substrate 13 Liquid crystal layer 21 Polarizing plate 22 Polarizing plate 31 Optical rotator 32 Optical rotator 41 Phase difference layer 42 Phase difference layer 81 Light source 82 Reflection Film 83 Diffusion plate 84 Prism sheet 100 Liquid crystal panel 200 Light source 300 Liquid crystal display device

Claims (10)

第1の配向基板と第2の配向基板との間に液晶層を有する液晶セルと
該液晶セルの第1の配向基板側に配置された第1の偏光板と、
該液晶セルの第2の配向基板側に配置された第2の偏光板と、
該液晶セルと第1の偏光板との間に配置された第1の旋光素子と、
該液晶セルと第2の偏光板との間に配置された第2の旋光素子と、を有し、
該第1の旋光素子及び第2の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層であり、かつ、該カイラルネマティック液晶層を形成するネマティック液晶性材料の波長545nmにおける複屈折Δn545と液晶層の厚みdの積が、1400nm以上である、液晶パネル。
A liquid crystal cell having a liquid crystal layer between the first alignment substrate and the second alignment substrate; a first polarizing plate disposed on the first alignment substrate side of the liquid crystal cell;
A second polarizing plate disposed on the second alignment substrate side of the liquid crystal cell;
A first optical rotator arranged between the liquid crystal cell and the first polarizing plate;
A second optical rotator disposed between the liquid crystal cell and the second polarizing plate,
The first optical rotatory element and the second optical rotatory element are chiral nematic liquid crystal layers in which the alignment direction of liquid crystal molecules gradually changes along the thickness direction of the layer, and the chiral nematic liquid crystal layer is A liquid crystal panel in which a product of birefringence Δn 545 at a wavelength of 545 nm of a nematic liquid crystalline material to be formed and a thickness d of a liquid crystal layer is 1400 nm or more.
前記第1の旋光素子の前記第1の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第1の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であり、かつ、前記第2の旋光素子の前記第2の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第2の偏光板の吸収軸方向と平行または直交である、請求項1記載の液晶パネル。   The alignment direction of the liquid crystal molecules on the first polarizing plate side surface of the first optical rotation element is parallel or orthogonal to the absorption axis direction of the first polarizing plate, and the second optical rotation element The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules on the second polarizing plate side surface is parallel or orthogonal to the absorption axis direction of the second polarizing plate. 前記第1の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第1の配向基板の配向方向と平行または直交であり、かつ、前記第2の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第2の配向基板の配向方向と平行または直交である、請求項1または2記載の液晶パネル。   The alignment direction of the liquid crystal molecules on the liquid crystal cell side surface of the first optical rotation element is parallel or orthogonal to the alignment direction of the first alignment substrate of the liquid crystal cell, and the second optical rotation element The liquid crystal panel according to claim 1 or 2, wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules on the surface on the liquid crystal cell side is parallel or orthogonal to the alignment direction of the second alignment substrate of the liquid crystal cell. 前記第1の旋光素子及び第2の旋光素子におけるカイラルネマティック液晶層の捩れ角が略45°である、請求項1〜3のいずれか記載の液晶パネル。   The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the twist angle of the chiral nematic liquid crystal layer in the first optical rotator and the second optical rotator is approximately 45 °. 前記第1の偏光板の吸収軸方向と第2の偏光板の吸収軸方向が平行である、請求項1〜4のいずれか記載の液晶パネル。   The liquid crystal panel according to claim 1, wherein an absorption axis direction of the first polarizing plate and an absorption axis direction of the second polarizing plate are parallel. 前記液晶セルがTNモードの液晶セルである、請求項1〜5のいずれか記載の液晶パネル。   The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the liquid crystal cell is a TN mode liquid crystal cell. 前記液晶セルと、前記第1の旋光素子との間に、第1の位相差層を有し、かつ、前記液晶セルと、前記第2の旋光素子との間に、第2の位相差層を有する、請求項1〜6のいずれか記載の液晶パネル。   A first retardation layer is provided between the liquid crystal cell and the first optical rotation element, and a second retardation layer is provided between the liquid crystal cell and the second optical rotation element. The liquid crystal panel according to claim 1, comprising: 前記第1の位相差層、及び第2の位相差層が、液晶の光軸がハイブリッド配向した液晶層を有する、請求項7記載の液晶パネル。   The liquid crystal panel according to claim 7, wherein the first retardation layer and the second retardation layer include a liquid crystal layer in which an optical axis of liquid crystal is hybrid-aligned. 前記第1の偏光板、及び第2の偏光板が矩形であり、矩形の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向が平行又は直交である、請求項1〜8のいずれか記載の液晶パネル。   The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the first polarizing plate and the second polarizing plate are rectangular, and the long side direction of the rectangle and the absorption axis direction of the polarizing plate are parallel or orthogonal. . 請求項1〜9のいずれか記載の液晶パネルを有する液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising the liquid crystal panel according to claim 1.
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