JP2012252084A - Liquid crystal panel and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、VA方式液晶パネルおよび液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a VA liquid crystal panel and a liquid crystal display device.
液晶表示装置(LCD)は、液晶分子の電気光学特性を利用して、文字や画像を表示する装置であり、携帯電話やノートパソコン、液晶テレビ等に広く普及している。LCDには、通常、液晶セルの両側に偏光板が配置された液晶パネルが用いられている。液晶セルは、例えば、一対の基板の間にスペーサーが配置され、一対の基板間の空間に、液晶層が挟持された構成を有する。一方の基板には、液晶分子の電気光学特性を制御するスイッチング素子(例えば、TFT)と、前記スイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている。 A liquid crystal display (LCD) is a device that displays characters and images using the electro-optical characteristics of liquid crystal molecules, and is widely used in mobile phones, notebook computers, liquid crystal televisions, and the like. In general, a liquid crystal panel in which polarizing plates are arranged on both sides of a liquid crystal cell is used for the LCD. The liquid crystal cell has a configuration in which, for example, a spacer is disposed between a pair of substrates, and a liquid crystal layer is sandwiched in a space between the pair of substrates. One substrate is provided with a switching element (for example, TFT) for controlling the electro-optical characteristics of liquid crystal molecules, and a scanning line for supplying a gate signal to the switching element and a signal line for supplying a source signal.
液晶表示装置は、液晶セル(液晶層)へ電圧を印加して、液晶層内の液晶分子の配列方向を制御することよって、液晶セルを透過する光の偏光状態が種々に変化することを利用して、明表示(白表示)および暗表示(黒表示)を可能としている。一般に、液晶セルに電圧が印加されていない非駆動状態で黒表示を行うものを「ノーマリブラックモード」、液晶セルに電圧が印加された駆動状態で黒表示を行うものを「ノーマリホワイトモード」と称する。 The liquid crystal display device utilizes the fact that the polarization state of light transmitted through the liquid crystal cell changes variously by applying a voltage to the liquid crystal cell (liquid crystal layer) and controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. Thus, bright display (white display) and dark display (black display) are possible. In general, the “normally black mode” is for displaying black in a non-driving state where no voltage is applied to the liquid crystal cell, and the “normally white mode” is for displaying black when the voltage is applied to the liquid crystal cell. ".
LCDに用いられる液晶セルの駆動モードとして、バーティカル・アラインメント(VA)モードが知られている。VA方式の液晶セルは、非駆動状態において液晶分子が基板面に対してほぼ垂直な配向を有するため、液晶セルに入射する光は、その偏光面をほとんど変化させることなく液晶層を通過する。そのため、VA方式の液晶セルの上下それぞれに、吸収軸方向が直交するように偏光板が配置された場合は、非駆動状態で黒表示が得られる(ノーマリブラックモード)。一方、VA方式の液晶セルの上下それぞれに、吸収軸方向が平行となるように偏光板が配置された場合は、非駆動状態で白表示が得られる(ノーマリホワイトモード)。 A vertical alignment (VA) mode is known as a driving mode of a liquid crystal cell used in an LCD. In the VA liquid crystal cell, since liquid crystal molecules have an alignment substantially perpendicular to the substrate surface in a non-driven state, light incident on the liquid crystal cell passes through the liquid crystal layer with almost no change in the plane of polarization. Therefore, when a polarizing plate is disposed above and below the VA liquid crystal cell so that the absorption axis directions are orthogonal to each other, black display can be obtained in a non-driven state (normally black mode). On the other hand, when the polarizing plates are arranged above and below the VA liquid crystal cell so that the absorption axis directions are parallel to each other, white display can be obtained in a non-driven state (normally white mode).
非駆動状態のVA方式の液晶セルを透過する光の偏光面は、ほとんど変化されないため、ノーマリブラックのVA方式の液晶パネルは、ほぼ完全な黒表示が得られ、高いコントラストを有している。一方で、ノーマリホワイトの液晶パネルは高い透過率を有しており、白輝度の向上による消費電力の低減等が期待される。 Since the polarization plane of the light transmitted through the VA liquid crystal cell in the non-driven state is hardly changed, the normally black VA liquid crystal panel can obtain almost perfect black display and has high contrast. . On the other hand, normally white liquid crystal panels have high transmittance, and are expected to reduce power consumption by improving white luminance.
VA方式の液晶表示装置の広視野角化を実現するために、電圧印加時に液晶分子を異なる方向に倒す、マルチドメインVA方式の液晶セルが広く採用されている。マルチドメインVA方式の液晶セルは、例えば、一画素毎に、液晶セルの長手方向を基準として反時計回りに45度、135度、225度、315度の4方向に液晶分子を倒すことにより、画素を複数のドメインに分割することを特徴としている。このように、液晶セルに、異なる方向を向いて並んだ液晶分子を存在させることで、特定の方向にのみ視野が限られることがなく、広視野角化が実現される。 In order to realize a wide viewing angle of a VA liquid crystal display device, a multi-domain VA liquid crystal cell that tilts liquid crystal molecules in different directions when a voltage is applied is widely used. A multi-domain VA type liquid crystal cell, for example, tilts liquid crystal molecules in four directions of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees counterclockwise with respect to the longitudinal direction of the liquid crystal cell for each pixel. The pixel is divided into a plurality of domains. In this way, by allowing the liquid crystal cells to have liquid crystal molecules arranged in different directions, the field of view is not limited to a specific direction, and a wide viewing angle is realized.
また、ノーマリブラックモードのVA方式液晶パネルでは、液晶セルのマルチドメイン化に加えて、各種の光学補償フィルムを用いることで、広視野角化を図ることが提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、これまでノーマリホワイトモードVA方式液晶パネルは、ほとんど実用化されていないために、広視野角化についても、ほとんど検討がなされていなかった。 In addition, in a normally black mode VA liquid crystal panel, it has been proposed to increase the viewing angle by using various optical compensation films in addition to multi-domain liquid crystal cells (for example, Patent Document 1). reference). However, since normally white mode VA liquid crystal panels have hardly been put to practical use, little consideration has been given to widening the viewing angle.
上記の現状に鑑み、本発明は、コントラストが高く、かつ広視野角のノーマリホワイトモードVA方式の液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a normally white mode VA liquid crystal panel and a liquid crystal display device having high contrast and a wide viewing angle.
本発明者らが検討の結果、マルチドメインVA方式液晶セルの上下に、1/4波長板と偏光子からなる円偏光板を有し、当該1/4波長板が所定の三次元屈折率特性を有する液晶パネルによって、高コントラスト化および広視野角化が可能であることを見出した。 As a result of the study by the present inventors, the multi-domain VA liquid crystal cell has circular polarizing plates composed of a quarter-wave plate and a polarizer above and below the multi-domain VA liquid crystal cell, and the quarter-wave plate has predetermined three-dimensional refractive index characteristics It was found that a liquid crystal panel having a high contrast and a wide viewing angle are possible.
本発明は、液晶セル、前記液晶セルの一方の側に配置された第1の偏光子、前記液晶セルの他方の側に配置された第2の偏光子、前記第1の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された第1の1/4波長板、および前記第2の偏光子と前記液晶セルとの間に配置された第2の1/4波長板を備えるノーマリホワイトモードVA方式液晶パネルに関する。さらに、本発明は前記液晶パネルを備える液晶表示装置に関する。前記液晶セルは、マルチドメインVA方式の液晶セルである。 The present invention provides a liquid crystal cell, a first polarizer disposed on one side of the liquid crystal cell, a second polarizer disposed on the other side of the liquid crystal cell, the first polarizer and the liquid crystal A normally white mode VA comprising a first quarter-wave plate disposed between the cell and a second quarter-wave plate disposed between the second polarizer and the liquid crystal cell. The present invention relates to a liquid crystal panel. Furthermore, this invention relates to a liquid crystal display device provided with the said liquid crystal panel. The liquid crystal cell is a multi-domain VA liquid crystal cell.
前記第1の偏光子の吸収軸方向と前記第1の1/4波長板の遅相軸方向とのなす角は約45°であることが好ましい。前記第1の1/4波長板の遅相軸方向と前記第2の1/4波長板の遅相軸方向とは直交することが好ましい。前記第1の1/4波長板および前記第2の1/4波長板は、正面レターデーションが90〜180nmであり、かつ屈折率がnx>nz>nyの関係を満たすことが好ましい。ここで、nxおよびnyは、それぞれ、1/4波長板の面内の遅相軸方向および進相軸方向の屈折率であり、nzは、1/4波長板の厚み方向の屈折率である。 The angle formed between the absorption axis direction of the first polarizer and the slow axis direction of the first quarter-wave plate is preferably about 45 °. It is preferable that the slow axis direction of the first quarter wave plate and the slow axis direction of the second quarter wave plate are orthogonal to each other. The first quarter wavelength plate and the second quarter wavelength plate preferably have a front retardation of 90 to 180 nm and a refractive index of nx> nz> ny. Here, nx and ny are the refractive indexes in the slow axis direction and the fast axis direction in the plane of the quarter wavelength plate, respectively, and nz is the refractive index in the thickness direction of the quarter wavelength plate. .
一実施形態において、前記第1の偏光子の吸収軸方向と前記第2の偏光子の吸収軸方向とが平行である。また、前記液晶セルは、非駆動時、すなわち黒表示時における平均正面レターデーションが190nm〜350nmであることが好ましい。 In one embodiment, the absorption axis direction of the first polarizer and the absorption axis direction of the second polarizer are parallel. The liquid crystal cell preferably has an average front retardation of 190 nm to 350 nm when not driven, that is, when displaying black.
本発明の液晶パネルは、液晶セルに円偏光を入射させるように構成されているため、マルチドメインVA方式の液晶セルにおいて、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が所望の方向からずれている場合でも、黒表示における光漏れを抑制して、正面方向のコントラストを向上することができる。さらには、液晶セルの上下に配置される円偏光板を構成する1/4波長板が所定の三次元屈折率特性を有するため、斜め方向の光に対しても、黒表示時における光漏れが抑制される。そのため、本発明の液晶パネルは、ノーマリホワイトモードを採用する場合において、高コントラスト化および広視野角化が可能である。 Since the liquid crystal panel of the present invention is configured so that circularly polarized light is incident on the liquid crystal cell, even in a multi-domain VA liquid crystal cell, even when the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is shifted from the desired direction when a voltage is applied The light leakage in black display can be suppressed and the contrast in the front direction can be improved. Furthermore, because the quarter-wave plates constituting the circularly polarizing plates disposed above and below the liquid crystal cell have predetermined three-dimensional refractive index characteristics, light leakage during black display is also possible for oblique light. It is suppressed. Therefore, the liquid crystal panel of the present invention can achieve high contrast and a wide viewing angle when adopting the normally white mode.
[液晶パネルの構成の概略]
図1に、本発明の一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50は、液晶セル10の一方の側に第1の偏光子31を備え、液晶セルの他方の側に第2の偏光子32を備える。第1の偏光子31と液晶セル10との間には第1の1/4波長板41が配置されており、第2の偏光子32と液晶セル10との間には第2の1/4波長板42が配置されている。本発明の液晶パネルを用いた液晶表示装置では、第1の1/4波長板41側および第2の1/4波長板42側のいずれか一方が視認側、他方が光源側となる。
[Outline of LCD panel configuration]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal panel 50 of the present invention includes a first polarizer 31 on one side of the liquid crystal cell 10 and a second polarizer 32 on the other side of the liquid crystal cell. A first quarter-wave plate 41 is disposed between the first polarizer 31 and the liquid crystal cell 10, and a second 1/1 is disposed between the second polarizer 32 and the liquid crystal cell 10. A four-wave plate 42 is arranged. In the liquid crystal display device using the liquid crystal panel of the present invention, either the first quarter wavelength plate 41 side or the second quarter wavelength plate 42 side is the viewing side, and the other is the light source side.
なお、本明細書においては、便宜上「視認側」、「光源側」との用語を用いるが、本発明の液晶パネルを備える液晶表示装置は、必ずしも光源を有している必要はない。例えば、液晶パネルの表裏両面から視認可能な液晶表示装置であれば、光源を備えていなくてもよいし、液晶パネルの側面から光を入射させる構成であってもよい。 Note that in this specification, the terms “viewing side” and “light source side” are used for convenience, but a liquid crystal display device including the liquid crystal panel of the present invention does not necessarily have a light source. For example, as long as it is a liquid crystal display device that can be viewed from both the front and back surfaces of the liquid crystal panel, the light source may not be provided, and a configuration in which light is incident from the side surface of the liquid crystal panel may be used.
図2は、本発明の一実施形態による液晶パネルの概略斜視図である。図2に示すように、第1の偏光子31の吸収軸方向31aと第1の1/4波長板41の遅相軸方向41sとのなす角は約45°であることが好ましい。また、第2の偏光子32の吸収軸方向32aと第2の1/4波長板42の遅相軸方向42sとのなす角は約45°であることが好ましい。このように、偏光子の吸収軸方向と1/4波長板の遅相軸方向とのなす角を約45°とすることによって、円偏光板が構成される。第1の1/4波長板の遅相軸方向41sと前記第2の1/4波長板の遅相軸方向42sとは直交していることが好ましい。 FIG. 2 is a schematic perspective view of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the angle formed by the absorption axis direction 31a of the first polarizer 31 and the slow axis direction 41s of the first quarter-wave plate 41 is preferably about 45 °. The angle formed by the absorption axis direction 32a of the second polarizer 32 and the slow axis direction 42s of the second quarter-wave plate 42 is preferably about 45 °. Thus, a circularly polarizing plate is formed by setting the angle formed by the absorption axis direction of the polarizer and the slow axis direction of the quarter-wave plate to about 45 °. It is preferable that the slow axis direction 41s of the first quarter-wave plate and the slow axis direction 42s of the second quarter-wave plate are orthogonal to each other.
ここで、本明細書において「直交」とは、厳密に角度が90°である場合に限定されず、両者のなす角が概ね85°〜95°の範囲を指し、好ましくは88〜92°、より好ましくは89°〜91°である。「平行」とは、厳密に角度が0°である場合に限定されず、両者のなす角が概ね0±5°の範囲を指し、好ましくは0±2°、より好ましくは0±1°である。約45°とは、概ね40°〜50°の範囲を指し、好ましくは43〜47°、より好ましくは44°〜46°である。また、本明細書において、特に明示がない限り、角度の符号(正負)は限定されず、反時計回り(+)でも時計回り(−)でもよい。 Here, the term “orthogonal” in the present specification is not limited to the case where the angle is strictly 90 °, and the angle between the two is generally in the range of 85 ° to 95 °, preferably 88 to 92 °, More preferably, it is 89 ° to 91 °. “Parallel” is not limited to the case where the angle is strictly 0 °, and the angle formed by both is generally in the range of 0 ± 5 °, preferably 0 ± 2 °, more preferably 0 ± 1 °. is there. About 45 ° refers to a range of approximately 40 ° to 50 °, preferably 43 ° to 47 °, and more preferably 44 ° to 46 °. Further, in this specification, unless otherwise specified, the sign (positive / negative) of the angle is not limited, and may be counterclockwise (+) or clockwise (−).
一実施形態において、第1の偏光子31の吸収軸方向31aと第2の偏光子32の吸収軸方向32aとは平行である。当該形態にかかる本発明の液晶表示パネルは、ノーマリホワイトモードの液晶パネルである。 In one embodiment, the absorption axis direction 31a of the first polarizer 31 and the absorption axis direction 32a of the second polarizer 32 are parallel. The liquid crystal display panel of the present invention according to this embodiment is a normally white mode liquid crystal panel.
[液晶セル]
液晶セルは、マルチドメインVA方式の液晶セルであり、一対の基板間に液晶層が挟持された構成を有する。図1に示すように、液晶セル10は、一対の基板11,12の間に、スペーサー(不図示)が配置されることにより、空間が形成され、前記空間内に、液晶層13が挟持されている。一対の基板11,12のうち、一方の基板(アクティブマトリクス基板)には、例えば、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(例えば、TFT)と、このアクティブ素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を伝える信号線とが設けられる。一対の基板11,12のうち、他方の基板には、例えば、カラーフィルターが設けられる。
[Liquid Crystal Cell]
The liquid crystal cell is a multi-domain VA liquid crystal cell and has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates. As shown in FIG. 1, the liquid crystal cell 10 has a space formed by arranging a spacer (not shown) between a pair of substrates 11 and 12, and a liquid crystal layer 13 is sandwiched in the space. ing. One of the pair of substrates 11 and 12 (active matrix substrate) includes, for example, a switching element (for example, TFT) that controls the electro-optical characteristics of liquid crystal, a scanning line that supplies a gate signal to the active element, and And a signal line for transmitting a source signal. For example, a color filter is provided on the other of the pair of substrates 11 and 12.
カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板側に設けられてもよい。または、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もよい)が用いられる場合には、カラーフィルターは、省略されてもよい。一対の基板の間隔(セルギャップ)は、例えば、スペーサーによって制御される。セルギャップは、例えば、1.0〜7.0μmの範囲である。各基板11,12の液晶層13に接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜が設けられる。または、例えば、パターニングされた透明基板によって形成されるフリンジ電界を利用して、液晶分子の配向が制御される場合には、配向膜は、省略されてもよい。 The color filter may be provided on the active matrix substrate side. Or, for example, when RGB three-color light sources (which may include multi-color light sources) are used as illumination means of the liquid crystal display device as in the field sequential method, the color filter may be omitted. Good. The distance (cell gap) between the pair of substrates is controlled by a spacer, for example. The cell gap is, for example, in the range of 1.0 to 7.0 μm. For example, an alignment film made of polyimide is provided on the side of each of the substrates 11 and 12 in contact with the liquid crystal layer 13. Alternatively, for example, when the alignment of liquid crystal molecules is controlled using a fringe electric field formed by a patterned transparent substrate, the alignment film may be omitted.
液晶セル中の液晶分子は、液晶層に電圧が印加されていない非駆動時において、基板面の法線方向に配列しており、液晶層に電圧が印加されると、基板と平行方向に配列する。本発明に用いられるマルチドメイン方式の液晶セルは、各画素が複数のドメインに分割されており、ドメインごとに電圧印加時の配列方向が異なるように構成されている。例えば、各画素が4つのドメインに分割されている場合、液晶セルの長手方向を基準として反時計回りに45度、135度、225度、315度の4方向に液晶分子が倒されるように、各ドメインが構成される。このように、液晶セルに、異なる方向を向いて並んだ液晶分子を存在させることで、特定の方向にのみ視野が限られることがなく、広視野角化が実現される。 The liquid crystal molecules in the liquid crystal cell are aligned in the normal direction of the substrate surface when no voltage is applied to the liquid crystal layer, and are aligned in a direction parallel to the substrate when a voltage is applied to the liquid crystal layer. To do. In the multi-domain liquid crystal cell used in the present invention, each pixel is divided into a plurality of domains, and the arrangement direction at the time of voltage application is different for each domain. For example, when each pixel is divided into four domains, the liquid crystal molecules are tilted in four directions of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees counterclockwise with respect to the longitudinal direction of the liquid crystal cell. Each domain is configured. In this way, by allowing the liquid crystal cells to have liquid crystal molecules arranged in different directions, the field of view is not limited to a specific direction, and a wide viewing angle is realized.
液晶セルは、電圧が印加された駆動状態、すなわち液晶パネルが黒表示時の波長590nmにおける平均正面レターデーションが190nm〜350nmであることが好ましい。液晶セルの駆動状態における平均正面レターデーションが前記範囲であれば、液晶層の複屈折によって、光源側の偏光子を透過して液晶セルに入射した直線偏光の偏光面が約90°回転され、電圧印加時の黒表示が可能となる。なお、液晶セルの平均正面レターデーションとは、各ドメインにおけるレターデーションの平均値である。液晶セルのレターデーションは、例えば、液晶分子の複屈折や液晶セルの一対の基板間距離(セルギャップ)を調整することにより、適宜に設定され得る。 The liquid crystal cell preferably has an average front retardation of 190 nm to 350 nm at a wavelength of 590 nm when a voltage is applied, that is, when the liquid crystal panel displays black. If the average front retardation in the driving state of the liquid crystal cell is within the above range, the polarization plane of linearly polarized light that has passed through the polarizer on the light source side and entered the liquid crystal cell is rotated by about 90 ° by the birefringence of the liquid crystal layer. Black display is possible when a voltage is applied. The average front retardation of the liquid crystal cell is an average value of retardation in each domain. The retardation of the liquid crystal cell can be appropriately set by adjusting, for example, the birefringence of the liquid crystal molecules and the distance between the pair of substrates of the liquid crystal cell (cell gap).
[偏光子]
第1の偏光子31および第2の偏光子32は、任意の偏光状態を有する入射光を直線偏光として出射するものであれば特に限定されず、各種のものを使用できる。このような偏光子としては、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。
[Polarizer]
The first polarizer 31 and the second polarizer 32 are not particularly limited as long as they emit incident light having an arbitrary polarization state as linearly polarized light, and various types can be used. Examples of such polarizers include hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol films, partially formalized polyvinyl alcohol films, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified films, and iodine and dichroic dyes. Examples thereof include a polyene-based oriented film such as a film obtained by adsorbing a color substance and uniaxially stretched, a polyvinyl alcohol dehydrated product or a polyvinyl chloride dehydrochlorinated product.
[1/4波長板]
第1の1/4波長板41および第2の1/4波長板42は、波長λの1/4の正面レターデーションを有する。正面レターデーションReは、1/4波長板の面内の遅相軸方向の屈折率nxと進相軸方向の屈折率nyとの差(nx−ny)と、1/4波長板の厚みdとの積(nx−ny)×dで表される。なお、レターデーションが「1/4波長」、あるいは「λ/4」との記載は、レターデーションが厳密に波長λの1/4倍である必要はなく、直線偏光を略円偏光に変換する範囲であればよい。「略円偏光」とは、完全な円偏光のみならず、完全な円偏光に近い、すなわち楕円率が1に近い楕円偏光をも含み得る。例えば、波長λ=590nmにおけるレターデーションReが90〜180nmの範囲のものが「1/4波長」に包含される。第1の1/4波長板および第2の1/4波長板は、波長λ=590nmにおけるレターデーションReが、90nm〜180nmであることが好ましく、110nm〜160nmであることがより好ましい。
[¼ wave plate]
The first quarter wavelength plate 41 and the second quarter wavelength plate 42 have a front retardation of ¼ of the wavelength λ. The front retardation Re is the difference (nx−ny) between the refractive index nx in the slow axis direction and the refractive index ny in the fast axis direction in the plane of the quarter wavelength plate, and the thickness d of the quarter wavelength plate. Product (nx−ny) × d. In addition, it is not necessary that the retardation is “1/4 wavelength” or “λ / 4”, and the retardation is strictly ¼ times the wavelength λ, and linearly polarized light is converted into substantially circularly polarized light. Any range is acceptable. “Substantially circularly polarized light” may include not only completely circularly polarized light but also elliptically polarized light that is close to perfect circularly polarized light, that is, whose ellipticity is close to 1. For example, those having a retardation Re in the range of 90 to 180 nm at the wavelength λ = 590 nm are included in the “¼ wavelength”. The first quarter wavelength plate and the second quarter wavelength plate preferably have a retardation Re at a wavelength λ = 590 nm of 90 nm to 180 nm, and more preferably 110 nm to 160 nm.
第1の1/4波長板の正面レターデーションRe1と第2の1/4波長板の正面レターデーションRe2とは実質的に同じ値であることが好ましい。Re1とRe2との差は0であることが最も好ましいが、実用的にはRe1とRe2との差が±20nm、好ましくは±10nmの範囲内であればよい。第1の1/4波長板の遅相軸方向と第2の1/4波長板の遅相軸方向とが直交しており、両者の正面レターデーションの差が小さい場合は、正面方向におけるレターデーションが打ち消し合うように作用する。そのため、電圧無印加時(白表示時)におけるパネル透過率が高められ、白輝度の高い液晶表示装置が得られる。 Is preferably a plane retardation Re 1 of the first quarter-wave plate and the front retardation Re 2 of the second quarter-wave plate is substantially the same value. The difference between Re 1 and Re 2 is most preferably 0, but practically, the difference between Re 1 and Re 2 may be within a range of ± 20 nm, preferably ± 10 nm. When the slow axis direction of the first quarter-wave plate and the slow axis direction of the second quarter-wave plate are orthogonal to each other, and the difference between the front retardations is small, the letter in the front direction Acts so that the foundations cancel each other. Therefore, the panel transmittance when no voltage is applied (when white is displayed) is increased, and a liquid crystal display device with high white luminance can be obtained.
第1の1/4波長板および第2の1/4波長板は、屈折率がnx>nz>nyの関係を満たすことが好ましい。換言すると、第1の1/4波長板および第2の1/4波長板は、(nz−nz)/(nx−ny)で表されるNz係数が、0を超え1未満であることが好ましい。Nz1およびNz2が前記範囲であれば、液晶セルの駆動状態(黒表示時)において、斜め方向における光漏れが小さくなる。すなわち斜め方向の黒輝度が小さいため、広い視野角で、高コントラストのノーマリホワイトモードの液晶パネルが得られる。なお、nxおよびnyは、それぞれフィルム面内の遅相軸方向および進相軸方向の屈折率であり、nzはフィルム法線方向の屈折率である。 It is preferable that the first quarter wavelength plate and the second quarter wavelength plate satisfy the relationship of refractive index nx>nz> ny. In other words, in the first quarter wavelength plate and the second quarter wavelength plate, the Nz coefficient represented by (nz−nz) / (nx−ny) may be greater than 0 and less than 1. preferable. When Nz 1 and Nz 2 are within the above ranges, light leakage in an oblique direction is reduced in the driving state of the liquid crystal cell (during black display). That is, since the black luminance in the oblique direction is small, a high contrast, normally white mode liquid crystal panel can be obtained with a wide viewing angle. Note that nx and ny are the refractive indexes in the slow axis direction and the fast axis direction in the film plane, respectively, and nz is the refractive index in the film normal direction.
第1の1/4波長板のNz係数Nz1および第2の1/4波長板のNz係数Nz2が大きくなると、黒表示時の斜め方向における輝度が大きくなる傾向がある。一方、Nz1およびNz2が小さくなると、白表示時の輝度が小さくなる傾向がある。そのため、Nz1およびNz2は、それぞれ、0.1〜0.9であることがより好ましく、0.2〜0.8であることがさらに好ましい。 When Nz coefficient Nz 2 of the first and Nz coefficient Nz 1 quarter wave plate of the second quarter-wave plate is large, there is a tendency that the brightness is increased in the oblique direction in black display. On the other hand, when Nz 1 and Nz 2 are small, the luminance during white display tends to be small. Therefore, Nz 1 and Nz 2 are each more preferably 0.1 to 0.9, and further preferably 0.2 to 0.8.
nx>nz>nyの関係を満たす1/4波長板は、例えば、特開平5−157911号公報や特開2007−93936号公報等に開示されているような、収縮フィルムの応力によって、厚み方向に分子を配向させる延伸方法等により得られる。延伸を行う際の延伸温度や延伸倍率は、フィルムの組成等に応じて適宜決定し得る。また、1/4波長板は1枚のフィルムから構成されている必要はなく、2枚以上のフィルムが積層されたものであってもよい。また、1/4波長板として、液晶性化合物の配向層等を用いることもできる。2枚以上のフィルムが積層された1/4波長板としては、一軸延伸フィルム(典型的にはNz係数が1のポジティブAプレート)と、ポジティブCプレートとが積層されたもの等が挙げられる。また、Nzを調整することに加えて、レターデーションの波長分散等を調整する観点から2枚以上のフィルムを積層した1/4波長板を用いることもできる。 A quarter-wave plate satisfying the relationship of nx> nz> ny is in the thickness direction due to the stress of the shrink film as disclosed in, for example, JP-A-5-157911 and JP-A-2007-93936. It is obtained by a stretching method for orienting molecules. The stretching temperature and stretching ratio at the time of stretching can be appropriately determined according to the composition of the film. Moreover, the quarter wave plate does not need to be composed of a single film, and may be a laminate of two or more films. In addition, an alignment layer of a liquid crystal compound or the like can be used as the quarter wavelength plate. Examples of the quarter-wave plate in which two or more films are laminated include those in which a uniaxially stretched film (typically a positive A plate having an Nz coefficient of 1) and a positive C plate are laminated. Further, in addition to adjusting Nz, a quarter wavelength plate in which two or more films are laminated can be used from the viewpoint of adjusting retardation wavelength dispersion and the like.
第1の1/4波長板および第2の1/4波長板の材料は特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、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のセルロース脂肪酸エステル、あるいは、セルロースエーテル等のセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如き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(ポリノルボルネン系)樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。 The material of the first quarter-wave plate and the second quarter-wave plate is not particularly limited. For example, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, tripropionyl cellulose, dipropionyl cellulose. Cellulose fatty acid esters such as cellulose ethers, cellulose resins such as cellulose ether, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyarylate resins, polyimide resins, cyclic polyolefin (polynorbornene) resins, polysulfone resins , Polyethersulfone resins, polyamide resins, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and the like.
[液晶パネル]
これまで述べたように、本発明の液晶パネルは、第1の偏光子31、第1の1/4波長板41、液晶セル10、第2の1/4波長板42および第2の偏光子31を所定角度で配置することによって得られる。その製造過程においては、上記部材を順次別個に積層する方式にても形成することができるし、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、その積層順序も特に制限されない。
[LCD panel]
As described above, the liquid crystal panel of the present invention includes the first polarizer 31, the first quarter-wave plate 41, the liquid crystal cell 10, the second quarter-wave plate 42, and the second polarizer. It is obtained by arranging 31 at a predetermined angle. In the manufacturing process, the members can be formed by sequentially laminating the members separately, or a member obtained by laminating several members in advance can be used. Further, the stacking order is not particularly limited.
特に、第1の偏光子と第1の1/4波長板とが積層された第1の円偏光板、および第2の偏光子と第2の1/4波長板とが積層された第2の円偏光板を予め用意し、これらを液晶セル10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。第1の偏光子と第1の1/4波長板、および第2の偏光子と第2の1/4波長板とは、接着剤層等を介して直接積層してもよく、両者の間に偏光子保護フィルムとしての透明保護層を介していてもよい。偏光子と1/4波長板とが他のフィルムを介することなく貼り合わされている場合は、1/4波長板が偏光子の透明保護層としての機能を兼用することができる。 In particular, a first circularly polarizing plate in which a first polarizer and a first quarter-wave plate are laminated, and a second in which a second polarizer and a second quarter-wave plate are laminated. By preparing these circularly polarizing plates in advance and laminating them with the liquid crystal cell 10, it is possible to achieve excellent quality stability and assembly workability. The first polarizer and the first quarter-wave plate, and the second polarizer and the second quarter-wave plate may be directly laminated via an adhesive layer or the like. Further, a transparent protective layer as a polarizer protective film may be interposed. When the polarizer and the quarter-wave plate are bonded together without using another film, the quarter-wave plate can also serve as a transparent protective layer for the polarizer.
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、偏光子の1/4波長板と貼り合わされるのと反対側の面に設けられる透明保護層が挙げられる。また、このような透明保護層には、さらに反射防止層、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等が設けられていてもよい。その他、光源側の偏光子よりもさらに視認側に、輝度向上フィルムを設けることも好ましい構成である。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、所定偏光軸の直線偏光を透過して、他の光は反射する特性を示すもの等が使用できる。 The liquid crystal panel of the present invention can also include optical layers other than those described above and other members. As an example thereof, a transparent protective layer provided on the surface opposite to the side bonded to the quarter wave plate of the polarizer can be mentioned. Further, such a transparent protective layer may be further provided with a surface treatment layer such as an antireflection layer, an antisticking layer, a diffusion layer or an antiglare layer, and the like. In addition, it is also preferable to provide a brightness enhancement film on the viewing side further than the light source side polarizer. The brightness enhancement film is not particularly limited. For example, it transmits linearly polarized light having a predetermined polarization axis, such as a dielectric multilayer thin film or a multilayer laminate of thin film films having different refractive index anisotropy, and the like. For example, the light having the characteristic of reflecting can be used.
各光学部材の積層はそのまま重ね置くだけでもよいが、接着剤層や粘着剤層を介して貼り合わせられることが好ましい。接着剤又は粘着剤層を形成する接着剤又は粘着剤としては、任意の適切な接着剤又は粘着剤が採用され得る。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など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。 Each optical member may be laminated as it is, but it is preferable that the optical members are bonded together via an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer. Any appropriate adhesive or pressure-sensitive adhesive can be adopted as the adhesive or pressure-sensitive adhesive forming the adhesive or pressure-sensitive adhesive layer. For example, acrylic polymers, silicone polymers, polyesters, polyurethanes, polyamides, polyvinyl ethers, vinyl acetate / vinyl chloride copolymers, modified polyolefins, epoxy-based, fluorine-based, natural rubber-based, rubber-based polymers such as synthetic rubber, etc. A base polymer can be appropriately selected and used.
本発明の液晶パネルを用いた液晶表示装置における、液晶セルの駆動時(黒表示時)の光漏れの抑制は、以下のような原理によりなされているものと推定される。バックライト等の光源からの光は、光源側の偏光子32に入射することにより、直線偏光に変換される。偏光子32の吸収軸方向と1/4波長板42の遅相軸方向のなす角が約45に設定されていれば、両者が円偏光板92を構成する。そのため、光源側の偏光子32を透過した直線偏光は、光源側の1/4波長板42に入射すると、円偏光に変換される。この1/4波長板42を出射した円偏光が液晶セル10に入射する。前述のように本発明の液晶パネルにおいて、液晶セル10は、駆動時の正面レターデーションが概ね1/2波長となるように設定されている。そのため、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が所望の方向からずれていても、1/4波長板42側から液晶セル10に入射した円偏光は、入射時とは極性の異なる(逆回りの)円偏光として液晶セルの視認側に出射される。つぎに、前記液晶セル10から視認側に出射した円偏光は、視認側の1/4波長板41に入射する。視認側の1/4波長板41の遅相軸方向41sと、光源側の1/4波長板42の遅相軸方向42sとが直交している場合は、液晶セル側から視認側の1/4波長板41へ入射した光は、視認側偏光子31側へ出射する際には、光源側の偏光子32を透過した直線偏光と直交する直線偏光に変換される。 In the liquid crystal display device using the liquid crystal panel of the present invention, it is presumed that light leakage during driving of the liquid crystal cell (during black display) is suppressed by the following principle. Light from a light source such as a backlight is converted into linearly polarized light by entering the light source side polarizer 32. If the angle formed by the absorption axis direction of the polarizer 32 and the slow axis direction of the quarter-wave plate 42 is set to about 45, both constitute a circularly polarizing plate 92. Therefore, the linearly polarized light that has passed through the light source side polarizer 32 is converted into circularly polarized light when it enters the light source side ¼ wavelength plate 42. Circularly polarized light emitted from the quarter-wave plate 42 enters the liquid crystal cell 10. As described above, in the liquid crystal panel of the present invention, the liquid crystal cell 10 is set so that the front retardation during driving is approximately ½ wavelength. Therefore, even if the direction in which the liquid crystal molecules are tilted when a voltage is applied is deviated from the desired direction, the circularly polarized light incident on the liquid crystal cell 10 from the quarter-wave plate 42 side has a different polarity (reverse direction) from that at the time of incidence. It is emitted to the viewing side of the liquid crystal cell as circularly polarized light. Next, the circularly polarized light emitted from the liquid crystal cell 10 to the viewing side enters the quarter-wave plate 41 on the viewing side. When the slow axis direction 41s of the quarter-wave plate 41 on the viewing side and the slow axis direction 42s of the quarter-wave plate 42 on the light source side are orthogonal to each other, 1 / on the viewing side from the liquid crystal cell side. The light that has entered the four-wavelength plate 41 is converted into linearly polarized light that is orthogonal to the linearly polarized light that has passed through the light source side polarizer 32 when emitted to the viewing side polarizer 31 side.
視認側偏光子31の吸収軸方向31aが、光源側の偏光子32の吸収軸方向32aと平行である場合、1/4波長板41から視認側へ出射した光は、視認側偏光子31により吸収される。このように、液晶セルに円偏光を入射させることによって、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が所望の方向からずれている場合でも、ノーマリホワイトVA液晶表示装置の黒表示における光漏れが抑制され、正面方向のコントラストの向上を図ることができる。さらに、本発明においては、前述のごとく2枚の1/4波長板が所定の屈折率特性を有するために、斜め方向における光漏れも抑制される。従来より、ノーマリブラックモードVA方式の液晶パネルにおいては、黒表示時(非駆動時)において、液晶セル内を斜め方向に伝搬する光に対する液晶分子の複屈折を打ち消すために、nx≧ny>nzの三次元屈折率を満たす二軸プレートや、厚み方向のレターデーションが大きいネガティブCプレートを用いることが提案されていた。これに対して、本発明のVA方式液晶パネルで、ノーマリホワイト方式が採用される場合、従来のノーマリブラックモードの場合とは逆に、nx>nz>nyの三次元屈折率を満たす1/4波長板を用いることによって、黒表示時の斜め方向の光漏れが抑制される。 When the absorption axis direction 31 a of the viewing side polarizer 31 is parallel to the absorption axis direction 32 a of the light source side polarizer 32, the light emitted from the quarter wavelength plate 41 to the viewing side is transmitted by the viewing side polarizer 31. Absorbed. In this way, by causing the circularly polarized light to enter the liquid crystal cell, light leakage in black display of the normally white VA liquid crystal display device is suppressed even when the direction in which the liquid crystal molecules are tilted deviates from the desired direction when a voltage is applied. The contrast in the front direction can be improved. Furthermore, in the present invention, since the two quarter-wave plates have a predetermined refractive index characteristic as described above, light leakage in an oblique direction is also suppressed. Conventionally, in a normally black mode VA mode liquid crystal panel, nx ≧ ny> in order to cancel birefringence of liquid crystal molecules with respect to light propagating obliquely in the liquid crystal cell during black display (when not driven). It has been proposed to use a biaxial plate satisfying the three-dimensional refractive index of nz or a negative C plate having a large retardation in the thickness direction. On the other hand, when the normally white mode is adopted in the VA mode liquid crystal panel of the present invention, contrary to the case of the conventional normally black mode, it satisfies the three-dimensional refractive index of nx> nz> ny 1 By using the / 4 wavelength plate, light leakage in an oblique direction during black display is suppressed.
さらに、視認側偏光子31と1/4波長板41とが円偏光板91を構成する場合は、液晶セル10の表面や内部で反射した外光の視認側への再出射も抑制され得る。すなわち、視認側偏光子31側からパネルに入射した外光(自然光)は、偏光子31の吸収軸方向と1/4波長板41の遅相軸方向のなす角が約45に設定されているために、円偏光として液晶セル10に到達する。液晶セルに到達した光が液晶セルの表面あるいは内部で視認側に反射される際に光の位相が反転するため、反射光は液晶セルに到達した際とは逆回りの円偏光となっている。そのため、反射光が、視認側偏光子31で吸収され、視認側への再出射が抑制される。特に、本発明においては、1/4波長板が、nx>nz>nyの三次元屈折率を有するため、斜め方向に伝搬する光に対する見かけ上のレターデーションの角度変化が小さい。そのため、視認側の偏光子と1/4波長板により構成される円偏光板91は斜め方向からの光に対しても円偏光板として作用し、斜め方向の反射光も視認側偏光子により吸収されて再出射が抑制される。 Furthermore, when the viewing-side polarizer 31 and the quarter-wave plate 41 constitute the circularly polarizing plate 91, re-emission of external light reflected on the surface of the liquid crystal cell 10 or inside to the viewing side can be suppressed. That is, the angle between the absorption axis direction of the polarizer 31 and the slow axis direction of the quarter wave plate 41 of the external light (natural light) incident on the panel from the viewing side polarizer 31 side is set to about 45. Therefore, it reaches the liquid crystal cell 10 as circularly polarized light. When the light that reaches the liquid crystal cell is reflected to the viewing side on or inside the liquid crystal cell, the phase of the light is inverted, so the reflected light is circularly polarized in the reverse direction to that when it reaches the liquid crystal cell . Therefore, the reflected light is absorbed by the viewing side polarizer 31 and re-emission to the viewing side is suppressed. In particular, in the present invention, since the quarter-wave plate has a three-dimensional refractive index of nx> nz> ny, an apparent retardation angle change with respect to light propagating in an oblique direction is small. Therefore, the circularly polarizing plate 91 composed of the viewing-side polarizer and the quarter-wave plate acts as a circularly polarizing plate for light from an oblique direction, and the reflected light in the oblique direction is absorbed by the viewing-side polarizer. As a result, re-emission is suppressed.
〔液晶表示装置〕
図3は、本発明の一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100は、液晶パネル50と、液晶パネル50の光源側に配置された光源80として、直下方式のバックライトユニットを備える。直下方式のバックライトユニットは、発光部81、拡散板82、およびプリズムシート83を備える。図3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、光源は、サイドライト方式のバックライトユニット等であってもよい。サイドライト方式のバックライトユニットは、前記の直下方式の構成に加え、さらに導光板やライトリフレクタ等を備える。
[Liquid Crystal Display]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal panel 50 and a direct-type backlight unit as the light source 80 disposed on the light source side of the liquid crystal panel 50. The direct type backlight unit includes a light emitting unit 81, a diffusion plate 82, and a prism sheet 83. Although FIG. 3 shows a case where the direct type is adopted as the backlight unit, the light source may be a sidelight type backlight unit or the like. The sidelight type backlight unit further includes a light guide plate, a light reflector, and the like in addition to the configuration of the direct type.
本発明の液晶表示装置は、必ずしも光源を有する透過型の液晶表示装置である必要はなく、反射型の液晶表示装置や、透過型と反射型の両方の性質を併せ持つ、半透過型液晶表示装置であってもよい。また、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルがノーマリホワイトモードを採用しているために、高いパネル透過率を実現し得る。 The liquid crystal display device of the present invention is not necessarily a transmissive liquid crystal display device having a light source, but a reflective liquid crystal display device and a transflective liquid crystal display device having both transmissive and reflective properties. It may be. Further, the liquid crystal display device of the present invention can realize high panel transmittance because the liquid crystal panel employs a normally white mode.
本発明の実施例について比較例と併せて説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。各実施例および各比較例における各種特性および物性の測定および評価は、下記の方法により実施した。 Examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Measurement and evaluation of various properties and physical properties in each Example and each Comparative Example were performed by the following methods.
[評価方法]
(輝度およびコントラスト)
低輝度分光放射計(トプコン社製 商品名「SR−UL2」)を用いて、白表示時および黒表示時の輝度を測定し、白輝度/黒輝度からコントラストを算出した。測定は、暗室において、液晶パネル表面から1mの距離で行った。
[Evaluation method]
(Brightness and contrast)
Using a low-intensity spectroradiometer (trade name “SR-UL2” manufactured by Topcon Corporation), the luminance during white display and black display was measured, and the contrast was calculated from the white luminance / black luminance. The measurement was performed at a distance of 1 m from the surface of the liquid crystal panel in a dark room.
(レターデーションReおよびNz係数)
波長590nmにおけるレターデーションおよびNz係数は、王子計測機器製の商品名「KOBRA21−ADH」を用いて、正面方向のレターデーション値、および遅相軸方向を中心としてフィルムを40°傾斜させた際のレターデーション値から、装置付属のプログラムを用いて算出した。なお、平均屈折率は、アッベ屈折率計(アタゴ(株)製、製品名「DR−M4」)を用いて測定した値を用いた。厚みは、アンリツ製、デジタルマイクロメーター「KC−351C型」を用いて測定した値を用いた。
(Retardation Re and Nz coefficient)
The retardation and Nz coefficient at a wavelength of 590 nm were obtained by tilting the film by 40 ° with the retardation value in the front direction and the slow axis direction as the center using the trade name “KOBRA21-ADH” manufactured by Oji Scientific Instruments. It calculated from the retardation value using the program attached to the apparatus. In addition, the value measured using the Abbe refractometer (The product made from Atago Co., Ltd. product name "DR-M4") was used for the average refractive index. The thickness was measured using an Anritsu digital micrometer “KC-351C type”.
[実施例1]
(偏光子の作製)
厚み75μmのポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルム(クラレ(株)製、商品名「VF−PS#7500」)を下記[1]〜[5]の条件の5浴に、フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルム元長に対し、6.2倍になるように延伸した。この延伸フィルムを40℃の空気循環式オーブン内で1分間乾燥させて、偏光子を作製した。
[Example 1]
(Production of polarizer)
A polymer film (made by Kuraray Co., Ltd., trade name “VF-PS # 7500”) containing a 75 μm-thick polyvinyl alcohol resin as a main component is placed in 5 baths under the conditions [1] to [5] below, The film was immersed while applying tension in the direction, and stretched so that the final stretching ratio was 6.2 times the original film length. This stretched film was dried in an air circulation oven at 40 ° C. for 1 minute to produce a polarizer.
<条件>
[1]膨潤浴:30℃の純水
[2]染色浴:水100重量部に対し、0.032重量部のヨウ素と、0.2重量部のヨウ化カリウムとを含む、30℃の水溶液。
[3]第1の架橋浴:3重量%のヨウ化カリウムと、3重量%のホウ酸とを含む、40℃の水溶液。
[4]第2の架橋浴:5重量%のヨウ化カリウムと、4重量%のホウ酸とを含む、60℃の水溶液。
[5]水洗浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液。
<Conditions>
[1] Swelling bath: 30 ° C. pure water [2] Dyeing bath: 30 ° C. aqueous solution containing 0.032 parts by weight of iodine and 0.2 parts by weight of potassium iodide with respect to 100 parts by weight of water .
[3] First cross-linking bath: 40 ° C. aqueous solution containing 3% by weight of potassium iodide and 3% by weight of boric acid.
[4] Second crosslinking bath: 60 ° C. aqueous solution containing 5% by weight of potassium iodide and 4% by weight of boric acid.
[5] Washing bath: A 25 ° C. aqueous solution containing 3% by weight of potassium iodide.
(1/4波長板の作製)
厚み100μmのノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素添加した樹脂(ノルボルネン系樹脂)を含有する高分子フィルム(日本ゼオン(株)製 商品名「ゼオノアフィルム ZF−14−100」の両側に、厚み60μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(東レ(株)製 商品名「トレファンBO2873」)をアクリル系粘着剤層(厚み15μm)を介して貼り合わせた。その後、ロール延伸機でフィルム長手方向を保持して、空気循環式オーブン内で加熱下にて延伸し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムをアクリル系粘着剤層と共に剥離して、位相差フィルムを作製した。この位相差フィルムは、波長590nmにおける正面レターデーションが147nm、Nz係数が0.5であった。この位相差フィルムを「1/4波長板A」とする。
(Preparation of quarter wave plate)
A polymer film containing a resin (norbornene-based resin) obtained by hydrogenating a ring-opening polymer of norbornene-based monomer having a thickness of 100 μm (product name “ZEONOR FILM ZF-14-100” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) A 60 μm biaxially stretched polypropylene film (trade name “Torphan BO2873” manufactured by Toray Industries, Inc.) was bonded via an acrylic pressure-sensitive adhesive layer (thickness: 15 μm), and then the longitudinal direction of the film was maintained with a roll stretching machine. Then, the film was stretched under heating in an air circulation oven, and the biaxially stretched polypropylene film was peeled off together with the acrylic pressure-sensitive adhesive layer to prepare a retardation film, which had a front retardation at a wavelength of 590 nm. The retardation film was 147 nm and the Nz coefficient was 0.5. .
(円偏光板の作製)
上記偏光子の一方の面に厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム製、商品名「フジタック 80UL」)をポリビニルアルコール系接着剤を介して貼り合わせた。次に、偏光子の他方の面に、上記1/4波長板Aを、偏光子の吸収軸方向と1/4波長板Aの遅相軸方向とのなす角が45°なるようにポリビニルアルコール系接着剤を介して貼り合わせて、円偏光板を得た。
(Production of circularly polarizing plate)
A triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm (manufactured by Fuji Film, trade name “Fujitac 80UL”) was bonded to one surface of the polarizer via a polyvinyl alcohol adhesive. Next, polyvinyl alcohol is placed on the other surface of the polarizer such that the angle between the absorption axis direction of the polarizer and the slow axis direction of the quarter wavelength plate A is 45 °. A circularly polarizing plate was obtained by laminating with a system adhesive.
(液晶表示装置の作製)
マルチドメイン方式のVA液晶セルを準備した。この液晶セルの駆動時(白表示時)の平均正面レターデーションを、微小面積複屈折計(王子計測機器製 KOBRA−CCD、測定波長:590nm)にて測定したところ、270nmであった。
(Production of liquid crystal display device)
A multi-domain VA liquid crystal cell was prepared. The average front retardation when the liquid crystal cell was driven (white display) was measured with a micro-area birefringence meter (KOBRA-CCD manufactured by Oji Scientific Instruments, measurement wavelength: 590 nm) to be 270 nm.
この液晶セルの上下のガラス板の「それぞれに、上記円偏光板を、1/4波長板側が液晶セルと対向し、かつ2枚の1/4波長板の遅相軸方向が直交するように(2枚の偏光板の吸収軸方向が平行となるように)、アクリル系粘着剤(厚み:20μm)を介して、貼り合わせて、液晶パネルを得た。この液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、液晶表示装置を作製した。 “The circular polarizing plate is placed on each of the upper and lower glass plates of the liquid crystal cell so that the quarter wavelength plate side faces the liquid crystal cell and the slow axis directions of the two quarter wavelength plates are orthogonal to each other. A liquid crystal panel was obtained by bonding together via an acrylic pressure-sensitive adhesive (thickness: 20 μm) (so that the absorption axis directions of the two polarizing plates were parallel). By bonding, a liquid crystal display device was manufactured.
[実施例2、3、比較例1]
前記実施例1の1/4波長板の作製において、延伸時の温度を変更し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの熱収縮量を調整することにより、Nz係数の異なる1/4波長板B,CおよびDを得た。1/4波長板Aに代えて、1/4波長板B(実施例2)、1/4波長板C(実施例3)、1/4波長板D(比較例1)を用いた以外は、実施例1と同様にして、液晶パネルを作製した。これらの液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、液晶表示装置を作製した。
[Examples 2 and 3, Comparative Example 1]
In the production of the quarter-wave plate of Example 1, the quarter-wave plates B, C having different Nz coefficients were changed by changing the temperature during stretching and adjusting the amount of heat shrinkage of the biaxially stretched polypropylene film. D was obtained. Instead of the quarter-wave plate A, a quarter-wave plate B (Example 2), a quarter-wave plate C (Example 3), and a quarter-wave plate D (Comparative Example 1) were used. A liquid crystal panel was produced in the same manner as in Example 1. By combining these liquid crystal panels with a backlight unit, a liquid crystal display device was produced.
[比較例2]
(1/4波長板の作製)
厚み100μmのノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素添加した樹脂(ノルボルネン系樹脂)を含有する高分子フィルム(日本ゼオン(株)製 商品名「ゼオノアフィルム ZF−14−100」を、ロール延伸機でフィルム長手方向を保持して、空気循環式オーブン内で加熱下にて延伸して、位相差フィルムを作製した。この位相差フィルムは、波長590nmにおける正面レターデーションが147nm、Nz係数が1であった。この位相差フィルムを「1/4波長板E」とする。
[Comparative Example 2]
(Preparation of quarter wave plate)
A polymer film containing a resin (norbornene-based resin) obtained by hydrogenating a ring-opening polymer of norbornene-based monomer having a thickness of 100 μm (trade name “Zeonor Film ZF-14-100” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) While maintaining the film longitudinal direction, the film was stretched under heating in an air circulation oven to prepare a retardation film having a front retardation at a wavelength of 590 nm of 147 nm and an Nz coefficient of 1. This retardation film is referred to as “¼ wavelength plate E”.
1/4波長板Aに代えて1/4波長板Eを用いた以外は、実施例1と同様にして、液晶パネルを作製した。これらの液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、液晶表示装置を作製した。 A liquid crystal panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the quarter wavelength plate E was used instead of the quarter wavelength plate A. By combining these liquid crystal panels with a backlight unit, a liquid crystal display device was produced.
[比較例3]
厚み100μmのノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素添加した樹脂(ノルボルネン系樹脂)を含有する高分子フィルム(日本ゼオン(株)製 商品名「ゼオノアフィルム ZF−14−100」を、同時二軸延伸機を用いて二軸延伸することで、位相差フィルムを作製した。この位相差フィルムは、波長590nmにおける正面レターデーションが141nm、Nz係数が1.6であった。この位相差フィルムを「1/4波長板F」とする。
[Comparative Example 3]
A polymer film containing a resin obtained by hydrogenating a ring-opening polymer of norbornene monomer having a thickness of 100 μm (norbornene resin) (trade name “Zeonor Film ZF-14-100” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) A retardation film was produced by biaxially stretching using a stretching machine, and the retardation film had a front retardation at a wavelength of 590 nm of 141 nm and an Nz coefficient of 1.6. The quarter-wave plate F ”.
1/4波長板Aに代えて1/4波長板Fを用いた以外は、実施例1と同様にして、液晶パネルを作製した。これらの液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、液晶表示装置を作製した。 A liquid crystal panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the quarter wavelength plate F was used instead of the quarter wavelength plate A. By combining these liquid crystal panels with a backlight unit, a liquid crystal display device was produced.
[参考例1]
前記実施例1の液晶表示装置の作製において、2枚の1/4波長板Aの遅相軸方向が直交するように円偏光板を貼り合わせる代わりに、2枚の1/4波長板Aの遅相軸方向が平行となるように(2枚の偏光板の吸収軸方向が直交するように)、アクリル系粘着剤(厚み:20μm)を介して貼り合わせて、液晶パネルを得た。この液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、ノーマリブラックモードの液晶表示装置を作製した。
[Reference Example 1]
In the production of the liquid crystal display device of Example 1, instead of laminating the circularly polarizing plates so that the slow axis directions of the two quarter-wave plates A are orthogonal, the two quarter-wave plates A The liquid crystal panel was obtained by pasting together via an acrylic adhesive (thickness: 20 μm) so that the slow axis directions were parallel (the absorption axis directions of the two polarizing plates were orthogonal). This liquid crystal panel was combined with a backlight unit to produce a normally black mode liquid crystal display device.
[参考例2]
前記参考例1において、1/4波長板Aを用いる代わりに、前記比較例2で用いたのと同様の1/4波長板Eを用いて、液晶パネルを得た。この液晶パネルを、バックライトユニットと結合することにより、ノーマリブラックモードの液晶表示装置を作製した。
[Reference Example 2]
Instead of using the quarter wavelength plate A in the reference example 1, a liquid crystal panel was obtained using the same quarter wavelength plate E as used in the comparative example 2. This liquid crystal panel was combined with a backlight unit to produce a normally black mode liquid crystal display device.
[評価結果]
上記、各実施例、比較例および参考例の液晶表示装置の構成、正面方向の白輝度およびコントラストを表1に示す。また、実施例および比較例の液晶表示装置のコントラストの視野角分布(コーン図)を、図4〜9に示す。
[Evaluation results]
Table 1 shows the configurations of the liquid crystal display devices of the above Examples, Comparative Examples, and Reference Examples, white luminance in the front direction, and contrast. Moreover, the viewing angle distribution (cone diagram) of the contrast of the liquid crystal display device of an Example and a comparative example is shown to FIGS.
表1に示すように、参考例のノーマリブラックモードの液晶表示装置は、コントラストが高い反面、パネル透過率が低いために白輝度が低い。これに対して、ノーマリホワイトモードの液晶表示装置は、参考例の液晶表示装置よりも白輝度が約15%上昇している。 As shown in Table 1, the normally black mode liquid crystal display device of the reference example has high contrast, but has low white luminance due to low panel transmittance. On the other hand, the white luminance of the normally white mode liquid crystal display device is about 15% higher than that of the liquid crystal display device of the reference example.
実施例1〜3および比較例1〜3(図4〜9)を対比すると、液晶セルと偏光子との間に配置される1/4波長板のNz係数を所定範囲とすることで、斜め方向におけるコントラストが向上しており、広視野角の液晶表示装置が得られることがわかる。 Comparing Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 (FIGS. 4 to 9), the Nz coefficient of the quarter-wave plate disposed between the liquid crystal cell and the polarizer is set within a predetermined range, so that It can be seen that the contrast in the direction is improved, and a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be obtained.
10 液晶セル
11,12 基板
13 液晶層
31,32 偏光子
31a,32a 吸収軸方向
41,42 1/4波長板
41s,42s 遅相軸方向
91 円偏光板
92 円偏光板
50 液晶パネル
80 光源
81 発光部
82 拡散板
83 プリズムシート
100 液晶表示装置
10 Liquid crystal cell 11, 12 Substrate 13 Liquid crystal layer 31, 32 Polarizer 31a, 32a Absorption axis direction 41, 42 1/4 wavelength plate 41s, 42s Slow axis direction 91 Circularly polarizing plate 92 Circularly polarizing plate 50 Liquid crystal panel 80 Light source 81 Light emitting unit 82 Diffuser plate 83 Prism sheet 100 Liquid crystal display device
Claims (4)
前記液晶セルは、マルチドメインVA方式の液晶セルであり、
前記第1の偏光子の吸収軸方向と前記第1の1/4波長板の遅相軸方向とのなす角度が45°±5°であり、
前記第1の1/4波長板の遅相軸方向と前記第2の1/4波長板の遅相軸方向とのなす角度が90°±5°であり、
前記第1の1/4波長板は、正面レターデーションが90〜180nmであり、かつ屈折率がnx>nz>nyの関係を満たし、
前記第2の1/4波長板は、正面レターデーションが90〜180nmであり、かつ屈折率がnx>nz>nyの関係を満たす、
ノーマリホワイトモードVA方式液晶パネル;
ただし、nxおよびnyは、それぞれ、1/4波長板の面内の遅相軸方向および進相軸方向の屈折率であり、nzは、1/4波長板の厚み方向の屈折率である。 A liquid crystal cell, a first polarizer disposed on one side of the liquid crystal cell, a second polarizer disposed on the other side of the liquid crystal cell, and between the first polarizer and the liquid crystal cell A first quarter-wave plate disposed on the second polarizer and a second quarter-wave plate disposed between the second polarizer and the liquid crystal cell,
The liquid crystal cell is a multi-domain VA liquid crystal cell,
The angle formed by the absorption axis direction of the first polarizer and the slow axis direction of the first quarter wave plate is 45 ° ± 5 °,
The angle formed by the slow axis direction of the first quarter-wave plate and the slow axis direction of the second quarter-wave plate is 90 ° ± 5 °,
The first quarter-wave plate has a front retardation of 90 to 180 nm and a refractive index satisfying a relationship of nx>nz> ny,
The second quarter-wave plate has a front retardation of 90 to 180 nm and a refractive index satisfying a relationship of nx>nz> ny.
Normally white mode VA LCD panel;
However, nx and ny are the refractive indexes in the slow axis direction and the fast axis direction in the plane of the quarter wavelength plate, respectively, and nz is the refractive index in the thickness direction of the quarter wavelength plate.
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