JP4166791B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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本発明は、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのOA機器や、電子手帳、携帯電話等の携帯情報機器、あるいは、液晶モニターを備えたカメラ一体型VTR等に用いられる液晶表示装置、あるいは反射型と透過型とを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device used in an OA device such as a word processor or a personal computer, a portable information device such as an electronic notebook or a cellular phone, a camera-integrated VTR equipped with a liquid crystal monitor, or a reflective type and a transmissive type. And a transflective liquid crystal display device.

液晶表示装置は透過モードで画像の表示が可能な透過型、反射モードで画像の表示が可能な反射型、透過モード、反射モードの双方で画像の表示が可能な半透過反射型の3種に大別され、その薄型軽量などの特徴からノートパソコン、テレビなどの表示装置として広く普及している。特に半透過反射型液晶表示装置は反射型と透過型を兼ね備えた表示方式が採用され、周囲の明るさに応じて、いずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ、明所でも、暗所でも明瞭な表示を行うことができるので、種々の携帯電子機器などに多用されている。   There are three types of liquid crystal display devices: a transmissive type capable of displaying an image in a transmissive mode, a reflective type capable of displaying an image in a reflective mode, and a transflective type capable of displaying an image in both a transmissive mode and a reflective mode. Due to its thin and light features, it is widely used as a display device for notebook computers and televisions. In particular, the transflective liquid crystal display device employs a display method that combines a reflective type and a transmissive type. By switching to one of the display methods according to the ambient brightness, the power consumption is reduced, and However, since clear display can be performed even in a dark place, it is frequently used in various portable electronic devices.

ところで、透過型、反射型および半透過反射型液晶表示装置は特に透過モードにおいて、液晶分子の持つ屈折率異方性のために斜めから見た時に表示コントラストが低下する、表示色が変化する、あるいは階調が反転するなどの視野角の問題が避けられずその改善が望まれている。
この問題を解決させる方法として、従来、TNモード(液晶層のねじれ角90度)を用いた透過型液晶表示装置では、光学補償フィルムを液晶セルと上下偏光板の間に配置する提案がなされ、実用化されている。
例えば、ディスコチック液晶をハイブリッド配向させた光学補償フィルムを液晶セルと上下偏光板の間に配置した構成、また液晶性高分子をネマチックハイブリッド配向させた光学補償フィルムを液晶セルと上下偏光板の間に配置した構成などが挙げられる(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
By the way, the transmissive, reflective, and transflective liquid crystal display devices, particularly in the transmissive mode, have a lower display contrast and a different display color when viewed obliquely due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules. Or the problem of viewing angle such as inversion of gradation cannot be avoided, and improvement thereof is desired.
As a method for solving this problem, in the past, in a transmissive liquid crystal display device using a TN mode (a twist angle of a liquid crystal layer of 90 degrees), an optical compensation film has been proposed to be placed between a liquid crystal cell and an upper and lower polarizing plate and put into practical use Has been.
For example, a configuration in which an optical compensation film in which a discotic liquid crystal is hybrid-aligned is disposed between the liquid crystal cell and the upper and lower polarizing plates, and an optical compensation film in which a liquid crystalline polymer is nematic-hybrid aligned is disposed between the liquid crystal cell and the upper and lower polarizing plates. (See Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

また半透過反射型液晶表示装置においては、透過モードにおいて、表示原理的に1枚または複数枚の1軸性位相差フィルムと偏光板からなる円偏光板を、液晶セルの上下に配置させる必要がある。
この半透過反射型液晶表示装置の透過モードの視野角拡大には液晶セルとバックライトの間に配置された円偏光板にネマチックハイブリッド配向させた光学補償フィルムを用いる方法(特許文献4、特許文献5参照)が提案され、実用化されている。
In the transflective liquid crystal display device, in the transmission mode, it is necessary to dispose circularly polarizing plates composed of one or a plurality of uniaxial retardation films and polarizing plates above and below the liquid crystal cell in terms of display principle. is there.
In order to enlarge the viewing angle of the transmission mode of the transflective liquid crystal display device, a method of using an optical compensation film in which a nematic hybrid alignment is performed on a circularly polarizing plate disposed between a liquid crystal cell and a backlight (Patent Document 4, Patent Document) 5) has been proposed and put into practical use.

しかしながら、上記の方法を用いても、斜めから見た時に表示コントラストが低下する、表示色が変化する、あるいは階調が反転するなどの視野角の問題は十分に解決されたとはいい難い。特に半透過反射型液晶表示装置においては、上記したように原理的に1枚または複数枚の延伸フィルムと偏光板からなる円偏光板を用いるため、視野角のさらなる改善が求められている。
特許第2640083号公報 特開平11−194325号公報 特開平11−194371号公報 特開2002−31717号公報 特開2004−157454号公報
However, even if the above method is used, it is difficult to say that the viewing angle problems such as a decrease in display contrast, a change in display color, or a gradation inversion when viewed from an oblique direction have been sufficiently solved. In particular, in a transflective liquid crystal display device, since a circularly polarizing plate composed of one or more stretched films and a polarizing plate is used in principle as described above, further improvement in viewing angle is required.
Japanese Patent No. 2640083 JP-A-11-194325 Japanese Patent Laid-Open No. 11-194371 JP 2002-31717 A JP 2004-157454 A

上記の問題点に鑑みて、本発明は、表示が明るく、高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、特に液晶セルに部分的に反射層を設けることにより、透過モード時に、表示が明るく、高コントラストであり、視野角依存性の少ない半透過反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that has a bright display, high contrast, and little viewing angle dependency. In addition, the present invention provides a transflective liquid crystal display device having a bright display, high contrast, and little viewing angle dependency, particularly in a transmissive mode, by providing a reflective layer partially in a liquid crystal cell. With the goal.

すなわち本発明の第1は、バックライト側から順に、偏光板、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第2の光学異方性層、互いに対向配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セル、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第3の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層および偏光板から少なくとも構成される液晶表示装置であって、前記液晶層は平行配向かつねじれ角が0度であり、第1及び第3の光学異方性層が高分子延伸フィルムから構成されており、第2の光学異方性層が、光学的に正の一軸性を示す液晶物質が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムから少なくとも構成されており、当該ネマチックハイブリッド配向における平均チルト角が36〜45度であり、第2の光学異方性層の液晶フィルムのハイブリッド方向を基板平面に投影したチルト方向と液晶層のラビング方向との角度が±30度以内の範囲にあり、かつ第3の光学異方性層が、以下の式[1]〜[3]を満たすことを特徴とする液晶表示装置、に関する。
[1]50≦Re≦140
[2]−250≦Rth≦−50
[3]−3<Rth/Re<−0.5
(ここで、Reは前記第3の光学異方性層の面内の位相差値を意味し、Rthは前記第3の光学異方性層の厚さ方向の位相差値を意味する。前記Re及びRthは、それぞれRe=(Nx−Ny)×d[nm]、Rth={Nz−(Nx+Ny)/2}×d[nm]である。また、dは前記第3の光学異方性層の厚さ(nm)、Nx,Nyは前記第3の光学異方性層の面内の主屈折率、Nzは厚さ方向の主屈折率であり、Nx>Ny>Nzである。)
That is, according to the first aspect of the present invention, in order from the backlight side, the polarizing plate, the first optical anisotropic layer having a retardation value of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm, and the retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm. A second optically anisotropic layer, a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate disposed opposite to each other, and a third optical anisotropy having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm sex layer, and at least composed of a liquid crystal display device from the first optically anisotropic layer and the polarizing plate retardation value is 210 to 300nm at a wavelength of 550 nm, the liquid crystal layer is parallel orientation and twist angle of 0 degrees , and the and the first and third optical anisotropic layer is formed of a polymeric stretched film, a second optically anisotropic layer, the liquid crystal material is liquid crystal state showing optically positive uniaxial property The Oite forming nematic hybrid orientation structure being at least composed of immobilized liquid crystal films, the average tilt angle in the nematic hybrid orientation is 36 to 45 degrees, the hybrid of the liquid crystal film of the second optically anisotropic layer The angle between the tilt direction in which the direction is projected onto the substrate plane and the rubbing direction of the liquid crystal layer is within a range of ± 30 degrees, and the third optical anisotropic layer has the following expressions [1] to [3]: The present invention relates to a liquid crystal display device characterized by satisfying.
[1] 50 ≦ Re ≦ 140
[2] −250 ≦ Rth ≦ −50
[3] -3 <Rth / Re <-0.5
(Here, Re means an in-plane retardation value of the third optically anisotropic layer, and Rth means a thickness direction retardation value of the third optically anisotropic layer.) Re and Rth are respectively Re = (Nx−Ny) × d [nm] and Rth = {Nz− (Nx + Ny) / 2} × d [nm], where d is the third optical anisotropy. The layer thickness (nm), Nx, Ny are the in-plane main refractive index of the third optical anisotropic layer, Nz is the main refractive index in the thickness direction, and Nx>Ny> Nz.

本発明の第2は、バックライト側から順に、偏光板、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第3の光学異方性層、互いに対向配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セル、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第2の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層および偏光板から少なくとも構成される液晶表示装置であって、前記液晶層は平行配向かつねじれ角が0度であり、第1及び第3の光学異方性層が高分子延伸フィルムから構成されており、第2の光学異方性層が、光学的に正の一軸性を示す液晶物質が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムから少なくとも構成されており、当該ネマチックハイブリッド配向における平均チルト角が36〜45度であり、第2の光学異方性層の液晶フィルムのハイブリッド方向を基板平面に投影したチルト方向と液晶層のラビング方向との角度が±30度以内の範囲にあり、かつ第3の光学異方性層が、以下の式[1]〜[3]を満たすことを特徴とする液晶表示装置、に関する。
[1]50≦Re≦140
[2]−250≦Rth≦−50
[3]−3<Rth/Re<−0.5
(ここで、Reは前記第3の光学異方性層の面内の位相差値を意味し、Rthは前記第3の光学異方性層の厚さ方向の位相差値を意味する。前記Re及びRthは、それぞれRe=(Nx−Ny)×d[nm]、Rth={Nz−(Nx+Ny)/2}×d[nm]である。また、dは前記第3の光学異方性層の厚さ(nm)、Nx,Nyは前記第3の光学異方性層の面内の主屈折率、Nzは厚さ方向の主屈折率であり、Nx>Ny>Nzである。)
In the second aspect of the present invention, in order from the backlight side, a polarizing plate, a first optical anisotropic layer having a retardation value of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm, and a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm. 3, a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate that are arranged opposite to each other, a second optical anisotropy having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm A liquid crystal display device comprising at least a first optically anisotropic layer having a retardation value of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm and a polarizing plate, wherein the liquid crystal layer has a parallel orientation and a twist angle of 0 degree. There has first and third optical anisotropic layer is formed of a polymeric stretched film, a second optically anisotropic layer, a liquid crystal substance exhibiting an optically positive uniaxial property in a liquid crystal state The nematic hybrid orientation structure form being at least composed of immobilized liquid crystal films, the average tilt angle in the nematic hybrid orientation is 36 to 45 degrees, the hybrid direction of the liquid crystal film of the second optically anisotropic layer The angle between the tilt direction projected on the substrate plane and the rubbing direction of the liquid crystal layer is within a range of ± 30 degrees, and the third optical anisotropic layer satisfies the following equations [1] to [3]: The present invention relates to a liquid crystal display device.
[1] 50 ≦ Re ≦ 140
[2] −250 ≦ Rth ≦ −50
[3] -3 <Rth / Re <-0.5
(Here, Re means an in-plane retardation value of the third optically anisotropic layer, and Rth means a thickness direction retardation value of the third optically anisotropic layer.) Re and Rth are respectively Re = (Nx−Ny) × d [nm] and Rth = {Nz− (Nx + Ny) / 2} × d [nm], where d is the third optical anisotropy. The layer thickness (nm), Nx, Ny are the in-plane main refractive index of the third optical anisotropic layer, Nz is the main refractive index in the thickness direction, and Nx>Ny> Nz.

本発明の第は、前記液晶セルの前記下基板が、反射機能を有する領域と透過機能を有する領域とが形成された半透過反射性電極を有することを特徴とする本発明の第1または第2に記載の液晶表示装置、に関する。 According to a third aspect of the present invention, the lower substrate of the liquid crystal cell includes a transflective electrode in which a region having a reflective function and a region having a transmissive function are formed. The present invention relates to a liquid crystal display device as described in the second item.

本発明の第は、前記液晶セルが反射機能を有する領域の前記液晶層の層厚を、透過機能を有する領域の前記液晶層の層厚よりも小さいことを特徴とする本発明の第に記載の液晶表示装置、に関する。 The fourth of the present invention, the third invention, wherein the layer thickness of the liquid crystal layer in a region where the liquid crystal cell has a reflecting function, smaller than the thickness of the liquid crystal layer in a region having a transmission function The liquid crystal display device described in 1.

本発明の液晶表示装置は、表示が明るく、正面コントラストが高く、視野角依存性の少ない特徴を有している。   The liquid crystal display device of the present invention has features that display is bright, front contrast is high, and viewing angle dependency is small.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置は、下記(A)または(B)の2通りの構成があり、必要に応じて光拡散層、光制御フィルム、導光板、プリズムシート等の部材等を追加することに特に制限は無い。視野角依存性の少ない光学特性を得ると言う点では、(A)または(B)いずれの構成を用いても構わない。
(A)偏光板/第1の光学異方性層/第3の光学異方性層/液晶セル/第2の光学異方性層/第1の光学異方性層/偏光板/バックライト
(B)偏光板/第1の光学異方性層/第2の光学異方性層/液晶セル/第3の光学異方性層/第1の光学異方性層/偏光板/バックライト
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The liquid crystal display device of the present invention has the following two configurations (A) or (B), and a member such as a light diffusion layer, a light control film, a light guide plate, and a prism sheet is added as necessary. There is no particular limitation. In terms of obtaining optical characteristics with little viewing angle dependency, either (A) or (B) may be used.
(A) Polarizing plate / first optical anisotropic layer / third optical anisotropic layer / liquid crystal cell / second optical anisotropic layer / first optical anisotropic layer / polarizing plate / backlight (B) Polarizing plate / first optical anisotropic layer / second optical anisotropic layer / liquid crystal cell / third optical anisotropic layer / first optical anisotropic layer / polarizing plate / backlight

以下本発明に用いられる構成部材について順に説明する。
まず、本発明に用いられる液晶セルについて説明する。
液晶セルの方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、ECB(Electrically
Controlled Birefringence)方式、IPS(In-Plane Switching)方式、VA(Vertical Alignment)方式、OCB(Optically
Compensated Birefringence)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic)方式、ASM(Axially
Symmetric Aligned Microcell)方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。前記液晶セルの方式としては、液晶分子がホモジニアス配向したECB(electrically
controlled birefringence)を利用した表示方式が好ましい。TN方式、STN方式等を利用した場合、透過表示部の液晶層厚を厚く設定し、反射表示部の液晶層厚を薄く設定する時に、両領域の液晶層厚差を大きくしていくと両領域の境界で液晶分子の配向欠陥が発生するなどして製造上の問題点が発生しやすいためである。
また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、STN−LCD等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにTFT(Thin Film Transistor)電極、TFD(Thin Film Diode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であっても良い。
Hereinafter, the constituent members used in the present invention will be described in order.
First, the liquid crystal cell used in the present invention will be described.
As liquid crystal cell systems, TN (Twisted Nematic) system, STN (Super Twisted Nematic) system, ECB (Electrically
Controlled birefringence (IPS) method, IPS (In-Plane Switching) method, VA (Vertical Alignment) method, OCB (Optically
Compensated Birefringence method, HAN (Hybrid Aligned Nematic) method, ASM (Axially
Symmetric Aligned Microcell) method, halftone gray scale method, domain division method, or display method using ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal. As a method of the liquid crystal cell, ECB (electrically) in which liquid crystal molecules are homogeneously aligned.
A display method using controlled birefringence is preferred. When the TN method, STN method, etc. are used, when the liquid crystal layer thickness of the transmissive display portion is set to be thick and the liquid crystal layer thickness of the reflective display portion is set to be thin, if the liquid crystal layer thickness difference between the two regions is increased, both This is because problems in manufacturing are likely to occur due to alignment defects of liquid crystal molecules occurring at the boundaries of the regions.
Also, the liquid crystal cell driving method is not particularly limited, and a passive matrix method used for STN-LCDs, etc., and an active matrix method using active electrodes such as TFT (Thin Film Transistor) electrodes and TFD (Thin Film Diode) electrodes, Any driving method such as a plasma addressing method may be used.

液晶セルは、互いに対向配置された2つの透明基板(観察者側を上基板、バックライト側を下基板という。)との間に液晶層が挟持された構成から成る。
前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶物質、高分子液晶物質およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性物質等を添加することもできる。前記液晶セルは、前記電極基板および液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。
The liquid crystal cell has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between two transparent substrates (an observer side is an upper substrate and a backlight side is a lower substrate) arranged opposite to each other.
The material exhibiting liquid crystallinity for forming the liquid crystal layer is not particularly limited, and examples thereof include various ordinary low-molecular liquid crystal substances, polymer liquid crystal substances, and mixtures thereof that can constitute various liquid crystal cells. In addition, a dye, a chiral agent, a non-liquid crystal substance, or the like can be added to these as long as liquid crystallinity is not impaired. In addition to the electrode substrate and the liquid crystal layer, the liquid crystal cell may include various components necessary for forming various types of liquid crystal cells described later.

液晶セルを構成する透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有している透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、ITO等の公知のものが使用できる。電極は通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。
本発明の液晶表示装置では、バックライトを利用した透過型液晶表示装置であるが、前記液晶セルの前記下基板に、反射機能を有する領域と透過機能を有する領域とが形成された半透過反射性電極を設置することで反射モードと透過モード両方の使用が可能な半透過反射型液晶表示装置を得ることもできる。
The transparent substrate constituting the liquid crystal cell is not particularly limited as long as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is aligned in a specific alignment direction. Specifically, a transparent substrate having the property of aligning the liquid crystal itself, a substrate itself lacking alignment ability, but a transparent substrate provided with an alignment film having the property of aligning liquid crystal, etc. Can also be used. Moreover, well-known things, such as ITO, can be used for the electrode of a liquid crystal cell. The electrode can usually be provided on the surface of the transparent substrate with which the liquid crystal layer is in contact. When a substrate having an alignment film is used, it can be provided between the substrate and the alignment film.
The liquid crystal display device of the present invention is a transmissive liquid crystal display device using a backlight, but a transflective film in which a region having a reflective function and a region having a transmissive function are formed on the lower substrate of the liquid crystal cell. By installing a conductive electrode, a transflective liquid crystal display device that can use both a reflection mode and a transmission mode can be obtained.

半透過反射性電極に含まれる反射機能を有する領域(以下、反射層ともいう。)としては、特に制限されず、アルミニウム、銀、金、クロム、白金等の金属やそれらを含む合金、酸化マグネシウム等の酸化物、誘電体の多層膜、選択反射を示す液晶又は、これらの組み合わせ等を例示することができる。これら反射層は平面であっても良く、また曲面であっても良い。さらに反射層は、凹凸形状など表面形状に加工を施して拡散反射性を持たせたもの、液晶セルの観察者側と反対側の該電極基板上の電極を兼備させたもの、またそれらを組み合わせたものであっても良い。
該液晶セルは反射機能を有する領域と透過機能を有する領域とが形成された半透過反射層を含むが、反射機能を有する領域が反射表示を行なう反射表示部となり、透過機能を有する領域が透過表示を行なう透過表示部となる。
The region having a reflection function (hereinafter also referred to as a reflection layer) included in the transflective electrode is not particularly limited, and is a metal such as aluminum, silver, gold, chromium, platinum, or an alloy containing them, magnesium oxide. Examples thereof include oxides such as dielectric layers, dielectric multilayer films, liquid crystals exhibiting selective reflection, or combinations thereof. These reflective layers may be flat or curved. Furthermore, the reflective layer is processed to have a surface shape such as irregularities to give diffuse reflection, to the electrode on the electrode substrate opposite to the observer side of the liquid crystal cell, or a combination thereof It may be.
The liquid crystal cell includes a transflective layer in which a region having a reflective function and a region having a transmissive function are formed. The region having the reflective function becomes a reflective display portion for performing reflective display, and the region having the transmissive function is transmitted It becomes a transmissive display unit for performing display.

該液晶セルの反射表示部の液晶層厚は透過表示部の液晶層厚よりも小さくした方が好ましい。この理由を以下に説明する。
まず、液晶層厚を反射表示に適した層厚に設定した場合の透過表示部における透過表示について説明する。反射表示に適した液晶層の設定を行なった場合における液晶層の電界等の外場による配向変化に伴う偏光状態の変化の量は、観察者側から液晶層を通って入射した光が反射層で反射され再び液晶層を通って観察者側に出射することにより液晶層を往復して十分なコントラスト比が得られる程度である。しかしながら、この設定においては、透過表示部では、液晶層を通過した光の偏光状態の変化量が不十分である。このため、反射表示に用いる液晶セルの観察者側に設置した偏光板に加え、透過表示のみに使用する偏光板を観察者側から見て液晶セルの背面に設置しても、透過表示部では十分な表示は得られない。つまり、液晶層の配向条件を反射表示部に適した液晶層の配向条件に設定した場合、透過表示部では、明度が不足するか、あるいは、明度が十分にあっても、暗表示の透過率が低下せず、表示に十分なコントラスト比が得られない。
The liquid crystal layer thickness of the reflective display portion of the liquid crystal cell is preferably smaller than the liquid crystal layer thickness of the transmissive display portion. The reason for this will be described below.
First, transmissive display in the transmissive display unit when the liquid crystal layer thickness is set to a layer thickness suitable for reflective display will be described. When the liquid crystal layer suitable for reflective display is set, the amount of change in the polarization state due to the orientation change due to the external field such as the electric field of the liquid crystal layer is determined by the light incident from the observer side through the liquid crystal layer. So that a sufficient contrast ratio can be obtained by reciprocating through the liquid crystal layer. However, in this setting, the amount of change in the polarization state of the light that has passed through the liquid crystal layer is insufficient in the transmissive display unit. For this reason, in addition to the polarizing plate installed on the viewer side of the liquid crystal cell used for reflective display, even if the polarizing plate used only for transmissive display is installed on the back side of the liquid crystal cell as viewed from the viewer side, A sufficient display cannot be obtained. In other words, when the alignment condition of the liquid crystal layer is set to the alignment condition of the liquid crystal layer suitable for the reflective display portion, the transmissive display portion has insufficient lightness or the transmittance of dark display even if the lightness is sufficient. Does not decrease, and a contrast ratio sufficient for display cannot be obtained.

さらに詳細に説明すると、反射表示を行なう場合、液晶層を1度だけ通過する光に対して概ね1/4波長の位相差が付与されるように、印加される電圧によって上記液晶層内の液晶の配向状態が制御されている。このように反射表示に適した液晶層厚、つまり1/4波長の位相変調を与える電圧変調を行なって透過表示を行なうと、透過表示部が暗表示のときの透過率を十分に低下させる場合には、透過表示部が明表示の時には光の出射側の偏光板で約半分の光度の光が吸収され、十分な明表示が得られない。また、透過表示部が明表示のときの明度を増すために偏光板、位相差補償板等の光学素子の配置を行なうと、透過表示部が暗表示のときの明度は、明表示時の明度の約1/2の明度となり、表示のコントラスト比が不十分となる。   More specifically, when performing reflective display, the liquid crystal in the liquid crystal layer is applied by an applied voltage so that a phase difference of approximately ¼ wavelength is given to light that passes through the liquid crystal layer only once. The orientation state is controlled. In this way, the liquid crystal layer thickness suitable for reflective display, that is, when the transmissive display is performed by performing the voltage modulation that gives the phase modulation of ¼ wavelength, the transmittance when the transmissive display section is dark display is sufficiently reduced. When the transmissive display portion is in bright display, light having about half the luminous intensity is absorbed by the polarizing plate on the light emission side, and sufficient bright display cannot be obtained. In addition, when an optical element such as a polarizing plate or a phase difference compensation plate is arranged to increase the brightness when the transmissive display portion is in bright display, the brightness when the transmissive display portion is in dark display is the brightness at the time of bright display. Therefore, the display contrast ratio becomes insufficient.

逆に、透過表示に適した条件に液晶層厚を設定するには、液晶層を透過する光に対して1/2波長の位相差が付与されるように上記液晶層に電圧変調する必要がある。したがって、反射光と透過光とを共に高解像度かつ視認性に優れた表示に利用するには、反射表示部の液晶層厚は、透過表示部の液晶層厚よりも小さくすることが必要となる。理想的には、反射表示部の液晶層厚は、透過表示部の液晶層厚の約1/2であることが好ましい。
液晶セルの位相差値は、透過表示部では200nm〜400nmが好ましく、さらに好ましくは250nm〜350nmである。また、反射表示部では100nm〜200nmが好ましく、さらに好ましくは120nm〜180nmである。透過表示部、反射表示部とも、この範囲を外れた場合、不必要な着色や明るさの低下を招き好ましくない。
Conversely, in order to set the thickness of the liquid crystal layer under conditions suitable for transmissive display, it is necessary to perform voltage modulation on the liquid crystal layer so that a phase difference of ½ wavelength is given to the light transmitted through the liquid crystal layer. is there. Therefore, in order to use both reflected light and transmitted light for display with high resolution and excellent visibility, it is necessary to make the liquid crystal layer thickness of the reflective display portion smaller than the liquid crystal layer thickness of the transmissive display portion. . Ideally, the liquid crystal layer thickness of the reflective display portion is preferably about ½ of the liquid crystal layer thickness of the transmissive display portion.
The retardation value of the liquid crystal cell is preferably 200 nm to 400 nm, more preferably 250 nm to 350 nm in the transmissive display portion. Moreover, in a reflective display part, 100 nm-200 nm are preferable, More preferably, they are 120 nm-180 nm. If both the transmissive display unit and the reflective display unit are out of this range, unnecessary coloring and a decrease in brightness are undesirable.

本発明に用いられる偏光板は、本発明の目的が達成し得るものであれば特に制限されず、液晶表示装置に用いられる通常のものを適宜使用することができる。具体的には、ポリビニルアルコール(PVA)や部分アセタール化PVAのようなPVA系やエチレン−酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物等からなる親水性高分子フィルムに、ヨウ素および/または2色性色素を吸着して延伸した偏光フィルム、ポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルムなどからなる偏光フィルムを使用することができる。また、反射型の偏光フィルムも使用することができる。   The polarizing plate used in the present invention is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved, and a normal one used in a liquid crystal display device can be appropriately used. Specifically, iodine and / or dichroic dyes are applied to hydrophilic polymer films made of PVA such as polyvinyl alcohol (PVA) or partially acetalized PVA or partially saponified ethylene-vinyl acetate copolymer. It is possible to use a polarizing film composed of a polarizing film obtained by adsorbing and stretching, a polyene oriented film such as a polyvinyl chloride dehydrochlorinated product, and the like. A reflective polarizing film can also be used.

該偏光板は、偏光フィルム単独で使用しても良いし、強度向上、耐湿性向上、耐熱性の向上等の目的で偏光フィルムの片面または両面に透明保護層等を設けたものであっても良い。透明保護層としては、ポリエステルやトリアセチルセルロース等の透明プラスチックフィルムを直接または接着層を介して積層したもの、透明樹脂の塗布層、アクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂層などが挙げられる。これら透明保護層を偏光フィルムの両面に被覆する場合、両側に異なる保護層を設けても良い。   The polarizing plate may be used alone, or may be provided with a transparent protective layer or the like on one or both sides of the polarizing film for the purpose of improving strength, improving moisture resistance, improving heat resistance, etc. good. Examples of the transparent protective layer include those obtained by laminating a transparent plastic film such as polyester or triacetyl cellulose directly or through an adhesive layer, a transparent resin coating layer, an acrylic or epoxy photocurable resin layer, and the like. . When these transparent protective layers are coated on both sides of the polarizing film, different protective layers may be provided on both sides.

本発明に用いられる第1の光学異方性層としては、透明性と均一性に優れたものであれば特に制限されないが、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる1軸又は2軸位相差フィルムを例示することができる。ここに例示した第1及び第3の光学異方性層は、高分子延伸フィルムのみで構成されても良いし、液晶からなる光学補償フィルムのみで構成されても良いし、高分子延伸フィルムと液晶からなる光学補償フィルムの両方を併用することもできる。中でも環状オレフィン系高分子がコスト面およびフィルムの均一性が高く、複屈折波長分散特性が小さいことにより画質の色変調が抑えられる点等で好ましい。また、液晶からなる光学補償フィルムとしては、主鎖型および/または側鎖型の液晶性を示す各種液晶性高分子、例えば、液晶性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリアクリレート等や配向後架橋等により高分子量化できる反応性を有する低分子量の液晶等から得られる光学補償フィルムを挙げることができ、これらは自立性のある単独フィルムでも透明支持基板上に形成されたものでもよい。
本発明において、第1の光学異方性層の波長550nmにおける位相差値は、210〜300nmに調整する。前記位相差値は、250〜275nmであることがさらに好ましい。
The first optically anisotropic layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has excellent transparency and uniformity, but a polymer stretched film or an optical compensation film made of liquid crystal can be preferably used. Examples of the stretched polymer film include a uniaxial or biaxial retardation film composed of a cellulose-based, polycarbonate-based, polyarylate-based, polysulfone-based, polyacryl-based, polyethersulfone-based, cyclic olefin-based polymer, or the like. Can do. The first and third optical anisotropic layers exemplified here may be composed only of a polymer stretched film, may be composed only of an optical compensation film made of liquid crystal, Both optical compensation films made of liquid crystals can be used in combination. Among them, a cyclic olefin polymer is preferable in terms of cost, high film uniformity, and low birefringence wavelength dispersion characteristics, which can suppress color modulation of image quality. In addition, as an optical compensation film made of liquid crystal, various liquid crystalline polymers exhibiting main chain type and / or side chain type liquid crystal properties such as liquid crystalline polyester, liquid crystalline polycarbonate, liquid crystalline polyacrylate, etc. Examples thereof include an optical compensation film obtained from a low molecular weight liquid crystal having a reactivity that can be increased in molecular weight, and the like. These films may be a self-supporting single film or formed on a transparent support substrate.
In the present invention, the retardation value of the first optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm is adjusted to 210 to 300 nm. The retardation value is more preferably 250 to 275 nm.

本発明に用いられる第2の光学異方性層は、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子、具体的には光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子化合物または少なくとも1種の該液晶性高分子化合物を含有する光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子組成物から成り、該液晶性高分子化合物または該液晶性高分子組成物が液晶状態において形成した平均チルト角が5〜45度のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムを少なくとも含む層である。   The second optically anisotropic layer used in the present invention is an optically positive uniaxial liquid crystalline polymer, specifically, an optically positive uniaxial liquid crystalline polymer compound or at least one. An optically positive uniaxial liquid crystal polymer composition containing the liquid crystal polymer compound, and an average of the liquid crystal polymer compound or the liquid crystal polymer composition formed in a liquid crystal state It is a layer including at least a liquid crystal film in which a nematic hybrid alignment structure having a tilt angle of 5 to 45 degrees is fixed.

ここで、本発明で言うネマチックハイブリッド配向とは、液晶分子がネマチック配向しており、このときの液晶分子のダイレクターとフィルム平面のなす角がフィルム上面と下面とで異なった配向形態を言う。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、該フィルムの上面と下面との間では該角度が連続的に変化しているものといえる。
またネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムは、液晶分子のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。
Here, the nematic hybrid alignment referred to in the present invention refers to an alignment form in which liquid crystal molecules are nematically aligned, and the angle between the director of the liquid crystal molecules and the film plane at this time is different between the upper surface and the lower surface of the film. Therefore, since the angle formed by the director and the film plane is different between the vicinity of the upper surface interface and the vicinity of the lower surface interface, the angle continuously changes between the upper surface and the lower surface of the film. I can say that.
In the film in which the nematic hybrid alignment state is fixed, the directors of the liquid crystal molecules are oriented at different angles at all positions in the film thickness direction. Therefore, the film no longer has an optical axis when viewed as a film structure.

また本発明でいう平均チルト角とは、液晶フィルムの膜厚方向における液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度の平均値を意味するものである。本発明に供される液晶フィルムは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面との成す角度が、絶対値として通常20〜90度、好ましくは40〜85度、さらに好ましくは70〜80度の角度をなしており、当該面の反対においては、絶対値として通常0〜20度、好ましくは0〜10度の角度を成しており、その平均チルト角は、絶対値として通常5〜45度、好ましくは20〜45度、さらに好ましくは25〜43度、最も好ましくは36〜40度である。平均チルト角が上記範囲から外れた場合、斜め方向から見た場合のコントラストの低下等の恐れがあり望ましくない。なお平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。   The average tilt angle as used in the present invention means the average value of the angle formed by the director of the liquid crystal molecules and the film plane in the film thickness direction of the liquid crystal film. In the liquid crystal film to be used in the present invention, the angle formed by the director and the film plane in the vicinity of one interface of the film is usually 20 to 90 degrees as an absolute value, preferably 40 to 85 degrees, and more preferably 70 to 80 degrees. In the opposite side of the surface, the angle is usually 0 to 20 degrees, preferably 0 to 10 degrees, and the average tilt angle is usually 5 to 5 degrees as an absolute value. It is 45 degrees, preferably 20 to 45 degrees, more preferably 25 to 43 degrees, and most preferably 36 to 40 degrees. When the average tilt angle is out of the above range, it is not desirable because there is a risk of a decrease in contrast when viewed from an oblique direction. The average tilt angle can be obtained by applying a crystal rotation method.

本発明に用いられる第2の光学異方性層を構成する液晶フィルムは、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化され、かつ特定の平均チルト角を有するものであれば、如何様な液晶から形成されたものであっても構わない。例えば低分子液晶を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる液晶フィルムや、高分子液晶を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる液晶フィルムを用いることができる。なお本発明でいう液晶フィルムとは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶、高分子液晶などの液晶物質をフィルム化することによって得られるものを意味する。   The liquid crystal film constituting the second optically anisotropic layer used in the present invention can be any liquid crystal as long as the nematic hybrid alignment state as described above is fixed and has a specific average tilt angle. It may be formed from. For example, a liquid crystal film obtained by forming a low molecular liquid crystal in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state and then fixing by photocrosslinking or thermal crosslinking, or a liquid crystal film formed in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state and then cooling the alignment. A liquid crystal film obtained by fixing can be used. In addition, the liquid crystal film as used in the field of this invention does not ask | require whether the film itself exhibits liquid crystallinity, but means what is obtained by film-forming liquid crystal substances, such as a low molecular liquid crystal and a polymer liquid crystal.

また液晶フィルムが、液晶表示装置に対してより好適な視野角改良効果を発現するための該フィルムの膜厚は、対象とする液晶表示素子の方式や種々の光学パラメーターに依存するので一概には言えないが、通常0.2μm〜10μm、好ましくは0.3μm〜5μm、特に好ましくは0.5μm〜2μmの範囲である。膜厚が0.2μm未満の時は、十分な補償効果が得られない恐れがある。また膜厚が10μmを越えるとディスプレーの表示が不必要に色づく恐れがある。   In addition, the film thickness for the liquid crystal film to exhibit a better viewing angle improving effect on the liquid crystal display device depends on the type of the target liquid crystal display element and various optical parameters. Although it cannot be said, it is usually 0.2 μm to 10 μm, preferably 0.3 μm to 5 μm, particularly preferably 0.5 μm to 2 μm. When the film thickness is less than 0.2 μm, a sufficient compensation effect may not be obtained. Further, if the film thickness exceeds 10 μm, the display may be unnecessarily colored.

また液晶フィルムの法線方向から見た場合の面内の見かけの位相差値としては、ネマチックハイブリッド配向したフィルムでは、ダイレクターに平行な方向の屈折率(以下neと呼ぶ)と垂直な方向の屈折率(以下noと呼ぶ)が異なっているおり、neからnoを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上の位相差値は見かけ上の複屈折率と絶対膜厚との積で与えられるとする。この位相差値は、エリプソメトリー等の偏光光学測定により容易に求めることができる。液晶フィルムの位相差値は、波長550nmにの単色光に対して、通常10nm〜400nm、好ましくは30nm〜200nm、特に好ましくは50nm〜140nmの範囲である。位相差値が10nm未満の時は、十分な視野角拡大効果が得られない恐れがある。また、400nmより大きい場合は、斜めから見たときに液晶表示装置に不必要な色付きが生じる恐れがある。   In addition, as the apparent retardation value in the plane when viewed from the normal direction of the liquid crystal film, in a film with nematic hybrid orientation, the refractive index in the direction parallel to the director (hereinafter referred to as ne) is perpendicular to the direction. When the refractive index (hereinafter referred to as “no”) is different and the value obtained by subtracting “no” from “ne” is the apparent birefringence, the apparent retardation value is the apparent birefringence and the absolute film thickness. Is given by the product of This phase difference value can be easily obtained by polarization optical measurement such as ellipsometry. The retardation value of the liquid crystal film is usually in the range of 10 nm to 400 nm, preferably 30 nm to 200 nm, particularly preferably 50 nm to 140 nm with respect to monochromatic light having a wavelength of 550 nm. When the phase difference value is less than 10 nm, a sufficient viewing angle expansion effect may not be obtained. On the other hand, if it is larger than 400 nm, the liquid crystal display device may be unnecessarily colored when viewed from an oblique direction.

本発明の液晶表示装置における光学異方性層の具体的な配置条件について説明するが、より具体的な配置条件を説明するにあたり、図1〜3を用いて液晶フィルムからなる光学異方性層の上下、該光学異方性層のチルト方向および液晶セル層のプレチルト方向をそれぞれ以下に定義する。
まず液晶フィルムからなる光学異方性層の上下を、該光学異方性層を構成する液晶フィルムのフィルム界面近傍における液晶分子ダイレクターとフィルム平面との成す角度によってそれぞれ定義すると、液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度が鋭角側で20〜90度の角度を成している面をb面とし、該角度が鋭角側で0〜20度の角度を成している面をc面とする。
この光学異方素子のb面から液晶フィルム層を通してc面を見た場合、液晶分子ダイレクターとダイレクターのc面への投影成分が成す角度が鋭角となる方向で、かつ投影成分と平行な方向を光学異方素子のチルト方向と定義する(図1及び図2)。
次いで通常、液晶セル層のセル界面では、駆動用低分子液晶はセル界面に対して平行ではなくある角度もって傾いており一般にこの角度をプレチルト角と言うが、セル界面の液晶分子のダイレクターとダイレクターの界面への投影成分とがなす角度が鋭角である方向で、かつダイレクターの投影成分と平行な方向を液晶セル層のプレチルト方向と定義する(図3)。
The specific arrangement conditions of the optically anisotropic layer in the liquid crystal display device of the present invention will be described. In describing the more specific arrangement conditions, the optically anisotropic layer made of a liquid crystal film will be described with reference to FIGS. , The tilt direction of the optically anisotropic layer and the pretilt direction of the liquid crystal cell layer are respectively defined below.
First, the upper and lower sides of the optically anisotropic layer made of a liquid crystal film are respectively defined by the angle formed between the liquid crystal molecule director and the film plane in the vicinity of the film interface of the liquid crystal film constituting the optically anisotropic layer. The surface where the angle formed by the rectifier and the film plane forms an angle of 20 to 90 degrees on the acute angle side is defined as b surface, and the surface which forms the angle of 0 to 20 degrees on the acute angle side is defined as c surface. And
When the c-plane is viewed from the b-plane of this optical anisotropic element through the liquid crystal film layer, the angle formed by the liquid crystal molecule director and the projection component on the c-plane of the director is an acute angle and parallel to the projection component. The direction is defined as the tilt direction of the optical anisotropic element (FIGS. 1 and 2).
Next, usually, at the cell interface of the liquid crystal cell layer, the driving low-molecular liquid crystal is not parallel to the cell interface but is inclined at a certain angle, and this angle is generally referred to as a pretilt angle. A direction in which the angle formed by the projection component on the director interface is an acute angle and parallel to the projection component of the director is defined as the pretilt direction of the liquid crystal cell layer (FIG. 3).

本発明に用いられる第3の光学異方性層は、屈折率異方性が負であり、即ち、Nx>Ny>Nz(記号の意味は後述)を満たす。また、第3の光学異方性層は、下記式[1]で表されるRe(面内方向の位相差値)が、50〜140nmであるのが好ましく、70〜120nmであるのがより好ましい。
また、第3の光学異方性層は、下記式[2]で表されるRth(厚み方向の位相差値)が、−250〜−50nmであるのが好ましく、−200〜−80nmであるのがより好ましい。
また、第3の光学異方性層は、下記式[3]で表されるRth/Re値(厚み方向の位相差値と面内の位相差値の比)が、−3より大きく−0.5より小さいほうがが好ましく、−2から−1の範囲にある方がより好ましい。
[1]Re=(Nx−Ny)×d
[2]Rth={Nz−(Nx+Ny)/2}×d
[3]Rth/Re
上記式中、NxおよびNyは光学異方性層の面内の主屈折率であり、Nzは厚さ方向の主屈折率であり、dは光学異方性層の厚み(nm)である。
The third optically anisotropic layer used in the present invention has negative refractive index anisotropy, that is, satisfies Nx>Ny> Nz (the meaning of symbols will be described later). In the third optically anisotropic layer, Re (in-plane direction retardation value) represented by the following formula [1] is preferably 50 to 140 nm, more preferably 70 to 120 nm. preferable.
The third optically anisotropic layer preferably has an Rth (thickness direction retardation value) represented by the following formula [2] of −250 to −50 nm, and −200 to −80 nm. Is more preferable.
The third optically anisotropic layer has an Rth / Re value (ratio of thickness direction retardation value to in-plane retardation value) represented by the following formula [3] larger than −3 to −0. Is preferably less than 0.5, more preferably in the range of -2 to -1.
[1] Re = (Nx−Ny) × d
[2] Rth = {Nz− (Nx + Ny) / 2} × d
[3] Rth / Re
In the above formula, Nx and Ny are in-plane main refractive indexes of the optically anisotropic layer, Nz is a main refractive index in the thickness direction, and d is the thickness (nm) of the optically anisotropic layer.

本発明において、第3の光学異方性層は、前記の関係を満足するものであれば、単層から形成されていてもよく、多層から形成されていてもよい。第3の光学異方性層は、光学異方性を発現させたポリマーフィルムであってもよいし、液晶性分子を配向させることによって光学異方性を発現させたものであってもよい。第3の光学異方性層がポリマーフィルムである場合、該ポリマーフィルムの材料としては、ノルボルネン系重合体、トリアセチルセルロース、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリエーテルケトン、変性ポリカーボネートなどが挙げられるが、これらの材料以外にも、負の光学異方性を発現するときのポリマー分子鎖の配向状態が、前記材料と同様な分子鎖の配向状態を取れるものであれば、ポリマーフィルムの材料は前記材料に限定されない。中でも、ノルボルネン系重合体からなるポリマーフィルムが好ましい。また、ポリマーフィルムを2軸延伸することより所望のRthを発現させてもよく、ノルボルネン系重合体を2軸延伸する技術としては、特開2005−43740号公報に記載されている。また、添加剤をポリマーに加えてRthを調整してもよく、トリアセチルセルロースのRthを調整する技術としては、特開2000−111914号公報、特開2001−166144号公報に記載されている。   In the present invention, the third optically anisotropic layer may be formed of a single layer or a multilayer as long as the above relationship is satisfied. The third optically anisotropic layer may be a polymer film that exhibits optical anisotropy, or may be one that exhibits optical anisotropy by aligning liquid crystalline molecules. When the third optically anisotropic layer is a polymer film, examples of the material of the polymer film include norbornene polymers, triacetylcellulose, polyimide, polyamide, polyester, polyesterimide, polyetherketone, and modified polycarbonate. However, in addition to these materials, if the orientation state of the polymer molecular chain when expressing negative optical anisotropy can take the same orientation state of the molecular chain as the above material, the material of the polymer film Is not limited to the above materials. Among these, a polymer film made of a norbornene polymer is preferable. In addition, a desired Rth may be expressed by biaxially stretching a polymer film, and a technique for biaxially stretching a norbornene polymer is described in JP-A-2005-43740. In addition, an additive may be added to the polymer to adjust Rth, and techniques for adjusting Rth of triacetyl cellulose are described in JP-A Nos. 2000-1111914 and 2001-166144.

前記第1、第2、第3の光学異方性層は、それぞれ接着剤層あるいは粘着剤層を介して互いに貼り合わせることにより作製することができる。
接着剤層を形成する接着剤としては、光学異方性層に対して十分な接着力を有し、かつ光学異方性層の光学的特性を損なわないものであれば、特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂系、メタクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、ゴム系、ウレタン系、ポリビニルエーテル系およびこれらの混合物系や、熱硬化型および/または光硬化型、電子線硬化型等の各種反応性のものを挙げることができる。これらの接着剤は、光学異方性質層を保護する透明保護層の機能を兼ね備えたものも含まれる。
The first, second, and third optically anisotropic layers can be produced by bonding each other through an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer.
The adhesive forming the adhesive layer is not particularly limited as long as it has sufficient adhesion to the optically anisotropic layer and does not impair the optical properties of the optically anisotropic layer. For example, acrylic resin, methacrylic resin, epoxy resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, rubber, urethane, polyvinyl ether, and mixtures thereof, thermosetting and / or photocuring, electron beam Various reactive types such as a curable type can be mentioned. These adhesives include those having the function of a transparent protective layer for protecting the optically anisotropic layer.

粘着剤層を形成する粘着剤は特に制限されないが、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、ポリエーテル、フッ素系や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。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、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。   The pressure-sensitive adhesive forming the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited. For example, an acrylic polymer, a silicone-based polymer, a polyester, a polyurethane, a polyamide, a polyether, a fluorine-based or rubber-based polymer is appropriately used as a base polymer. It can be 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 being excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.

粘着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた10〜40重量%程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記の光学異方性層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着剤層を形成してそれを前記の光学異方性層上に移着する方式などがあげられる。また、粘着剤層には、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、酸化防止剤などの粘着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などであってもよい。   The pressure-sensitive adhesive layer can be formed by an appropriate method. For example, a pressure sensitive adhesive solution of about 10 to 40% by weight in which a base polymer or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent composed of a suitable solvent alone or a mixture such as toluene and ethyl acetate is prepared. A method in which it is directly attached on the optically anisotropic layer by an appropriate development method such as a casting method or a coating method, or an adhesive layer is formed on a separator in accordance with the above, and this is applied to the optically anisotropic layer. For example, a method of transferring onto the anisotropic layer. The pressure-sensitive adhesive layer includes, for example, natural and synthetic resins, in particular, tackifier resins, fillers and pigments made of glass fibers, glass beads, metal powders, other inorganic powders, colorants, You may contain the additive added to adhesion layers, such as antioxidant. Moreover, the adhesive layer etc. which contain microparticles | fine-particles and show light diffusibility may be sufficient.

なお、光学異方性層間を接着剤層あるいは粘着剤層を介して、互いに貼り合せる際には、光学異方性層表面を表面処理して接着剤層あるいは粘着剤層との密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記の光学異方性層表面の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧UV照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。   When bonding optically anisotropic layers to each other via an adhesive layer or an adhesive layer, the surface of the optically anisotropic layer is surface treated to improve adhesion to the adhesive layer or adhesive layer. can do. The surface treatment means is not particularly limited, and a surface treatment method such as corona discharge treatment, sputtering treatment, low-pressure UV irradiation, or plasma treatment that can maintain the transparency of the optically anisotropic layer surface can be suitably employed. Among these surface treatment methods, corona discharge treatment is good.

次に、上記部材から構成される本発明の液晶表示装置の構成について説明する。
本発明の液晶表示装置の構成は、図4、図7に示すような以下の2通りから選ばれることを必須とする。
(A)偏光板/第1の光学異方性層/第3の光学異方性層/液晶セル/第2の光学異方性層/第1の光学異方性層/偏光板/バックライト
(B)偏光板/第1の光学異方性層/第2の光学異方性層/液晶セル/第3の光学異方性層/第1の光学異方性層/偏光板/バックライト
Next, the configuration of the liquid crystal display device of the present invention composed of the above members will be described.
The configuration of the liquid crystal display device of the present invention must be selected from the following two types as shown in FIGS.
(A) Polarizing plate / first optical anisotropic layer / third optical anisotropic layer / liquid crystal cell / second optical anisotropic layer / first optical anisotropic layer / polarizing plate / backlight (B) Polarizing plate / first optical anisotropic layer / second optical anisotropic layer / liquid crystal cell / third optical anisotropic layer / first optical anisotropic layer / polarizing plate / backlight

液晶セル内の液晶層のプレチルト方向とネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムからなる第2の光学異方性層のチルト方向のなす角度は0度から30度の範囲が好ましく、より好ましくは0度から20度の範囲であり、特に好ましくは0度から10度の範囲である。両者のなす角度が30度以上の場合十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
また、第1の光学異方性層の遅相軸と第2の光学異方性層のチルト方向のなす角度は50度以上80度未満であることが好ましい。さらに好ましくは55度以上75度未満である。80度以上の場合、または55度より小さい場合には、正面コントラストの低下を招く可能性があり好ましくない。
また、第1の光学異方性層の遅相軸と第3の光学異方性層の遅相軸のなす角度についても同様に、当該角度が50度以上80度未満であることが好ましい。さらに好ましくは55度以上75度未満である。80度以上の場合、または55度より小さい場合には、正面コントラストの低下を招く可能性があり好ましくない。
前記光拡散層、バックライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシートとしては、特に制限されず公知のものを使用することができる。
本発明の液晶表示装置は、前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設することができる。例えば、カラーフィルターを本発明の液晶表示装置に付設することにより、色純度の高いマルチカラー又はフルカラー表示を行うことができるカラー液晶表示装置を作製することができる。
The angle formed by the pretilt direction of the liquid crystal layer in the liquid crystal cell and the tilt direction of the second optically anisotropic layer made of the liquid crystal film in which the nematic hybrid alignment structure is fixed is preferably in the range of 0 to 30 degrees, more preferably It is in the range of 0 to 20 degrees, and particularly preferably in the range of 0 to 10 degrees. If the angle between the two is 30 degrees or more, a sufficient viewing angle compensation effect may not be obtained.
In addition, the angle formed by the slow axis of the first optical anisotropic layer and the tilt direction of the second optical anisotropic layer is preferably 50 degrees or more and less than 80 degrees. More preferably, it is 55 degrees or more and less than 75 degrees. If the angle is 80 degrees or more, or less than 55 degrees, the front contrast may be lowered, which is not preferable.
Similarly, the angle formed by the slow axis of the first optically anisotropic layer and the slow axis of the third optically anisotropic layer is preferably 50 degrees or more and less than 80 degrees. More preferably, it is 55 degrees or more and less than 75 degrees. If the angle is 80 degrees or more, or less than 55 degrees, the front contrast may be lowered, which is not preferable.
The light diffusion layer, the backlight, the light control film, the light guide plate, and the prism sheet are not particularly limited, and known ones can be used.
The liquid crystal display device of the present invention can be provided with other constituent members in addition to the constituent members described above. For example, by attaching a color filter to the liquid crystal display device of the present invention, a color liquid crystal display device capable of performing multicolor or full color display with high color purity can be manufactured.

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例における位相差値(Δnd)は特に断りのない限り波長550nmにおける値とする。
正面及び斜め方向の位相差値は、自動複屈折計(王子計測機器社製、KOBRA12−ADH)を用いて測定した。面内の位相差値(Re)、厚さ方向の位相差値(Rth)及びチルト角の決定は、特開平10−332933号公報に従って決定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these. Note that the phase difference value (Δnd) in this example is a value at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
The phase difference values in the front and oblique directions were measured using an automatic birefringence meter (manufactured by Oji Scientific Instruments, KOBRA12-ADH). The in-plane retardation value (Re), thickness direction retardation value (Rth), and tilt angle were determined according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-332933.

(実施例1)
実施例1の液晶表示装置の概念図については図4を用いて、実施例1の軸構成については図5を用いて説明する。
基板1にITO等の透過率の高い材料で形成された透明電極3が設けられ、基板2にITO等の透過率の高い材料で形成された対向電極4が設けられ、透明電極3と対向電極4との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。基板2の対向電極4が形成された側の反対面に第3の光学異方性層9、第1の光学異方性層10及び偏光板7が設けられており、基板1の透明電極3が形成された面の反対側に第2の光学異方性層11、第1の光学異方性層12及び偏光板8が設けられている。偏光板8の背面側にはバックライト13が設けられている。
(Example 1)
The conceptual diagram of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 4, and the shaft configuration according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The substrate 1 is provided with a transparent electrode 3 formed of a material having high transmittance such as ITO, and the substrate 2 is provided with a counter electrode 4 formed of a material having high transmittance such as ITO, and the transparent electrode 3 and the counter electrode 4, a liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material exhibiting positive dielectric anisotropy is sandwiched between them. A third optical anisotropic layer 9, a first optical anisotropic layer 10, and a polarizing plate 7 are provided on the opposite surface of the substrate 2 on the side on which the counter electrode 4 is formed, and the transparent electrode 3 of the substrate 1. The second optically anisotropic layer 11, the first optically anisotropic layer 12, and the polarizing plate 8 are provided on the opposite side of the surface on which is formed. A backlight 13 is provided on the back side of the polarizing plate 8.

特開平6−347742号公報に従って、膜厚方向の平均チルト角が37度のネマチックハイブリッド配向が固定化された膜厚0.76μmの液晶フィルムからなる第2の光学異方性層11を作製した。
また、特開2005−43740号に従って、Re値110nm、Rth値−110nm、Rth/Re値−1.0である、ノルボルネン系重合体フィルムからなる2軸延伸した高分子延伸フィルムである第3の光学異方性層9を作製し、図5に示したような配置で液晶表示装置を作製した。
使用した液晶セル6は、液晶材料としてZLI−1695(Merck社製)を用い、液晶層厚は4.9μmとした。液晶層の基板両界面のプレチルト角は2度であり、液晶セルのΔndは略320nmであった。
According to Japanese Patent Laid-Open No. 6-347742, a second optical anisotropic layer 11 made of a liquid crystal film having a film thickness of 0.76 μm in which a nematic hybrid alignment having an average tilt angle in the film thickness direction of 37 degrees was fixed was produced. .
Further, according to JP-A-2005-43740, a third stretched polymer stretched film comprising a norbornene polymer film having a Re value of 110 nm, an Rth value of −110 nm, and an Rth / Re value of −1.0. The optically anisotropic layer 9 was produced, and a liquid crystal display device was produced with the arrangement as shown in FIG.
The liquid crystal cell 6 used was ZLI-1695 (manufactured by Merck) as a liquid crystal material, and the liquid crystal layer thickness was 4.9 μm. The pretilt angle at both interfaces of the substrate of the liquid crystal layer was 2 degrees, and Δnd of the liquid crystal cell was approximately 320 nm.

液晶セル6の観察者側(図の上側)に偏光板7(厚み約100μm;住友化学(株)製SQW−062)を配置し、偏光板7と液晶セル6との間に、第1の光学異方性層10として、一軸延伸したノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム10及び、第3の光学異方性層9として、ノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム9を配置した。高分子延伸フィルム10のΔndは略270nmであった。
また、観察者から見て液晶セル6の後方に、第2の光学異方性層11として、液晶フィルム11、第1の光学異方性層12として一軸延伸したノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム12を配置し、更に背面に偏光板8を配置した。ハイブリッドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルム11のΔndは105nm、高分子延伸フィルム12のΔndは265nmであった。
偏光板7及び8の吸収軸、高分子延伸フィルム9、10及び12の遅相軸、液晶セル6の両界面のプレチルト方向、液晶フィルム11のチルト方向は図5に記載した条件で配置した。
図6は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示5Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。同心円は同一の視野角を表し、20度ごとの間隔で画かれている。したがって最外円の視野角は80度を表す。
図6から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
A polarizing plate 7 (thickness: about 100 μm; SQW-062 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is arranged on the viewer side (upper side of the drawing) of the liquid crystal cell 6, and the first polarizing plate 7 and the liquid crystal cell 6 A polymer stretched film 10 made of a uniaxially stretched norbornene polymer film is disposed as the optically anisotropic layer 10, and a polymer stretched film 9 composed of a norbornene polymer film is disposed as the third optically anisotropic layer 9. did. Δnd of the stretched polymer film 10 was approximately 270 nm.
Further, behind the liquid crystal cell 6 as viewed from the observer, the second optically anisotropic layer 11 is a liquid crystal film 11 and the first optically anisotropic layer 12 is a uniaxially stretched norbornene polymer film. A molecular stretched film 12 was disposed, and a polarizing plate 8 was disposed on the back surface. The Δnd of the liquid crystal film 11 having the hybrid nematic alignment structure fixed was 105 nm, and the Δnd of the polymer stretched film 12 was 265 nm.
The absorption axes of the polarizing plates 7 and 8, the slow axes of the polymer stretched films 9, 10 and 12, the pretilt direction of both interfaces of the liquid crystal cell 6, and the tilt direction of the liquid crystal film 11 were arranged under the conditions described in FIG.
FIG. 6 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 5V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. Concentric circles represent the same viewing angle and are drawn at intervals of 20 degrees. Therefore, the viewing angle of the outermost circle represents 80 degrees.
FIG. 6 shows that it has a favorable viewing angle characteristic.

(実施例2)
実施例2の液晶表示装置の概念図については図7を用いて、実施例2の軸構成については図8を用いて説明する。
実施例1で用いた液晶セル6において、基板2の対向電極4が形成された側の反対面に、第2の光学異方性層11、第1の光学異方性層14及び偏光板7が設けられており、基板1の透過電極3が形成された面の反対側に、第3の光学異方性層15、第1の光学異方性層16及び偏光板8が設けられている。偏光板8の背面側にはバックライト13が設けられている。
偏光板7、偏光板8、第2の光学異方性層11および第3の光学異方性層15は、実施例1と同様のものを用いた。
液晶セル6の観察者側(図の上側)に偏光板7を配置し、偏光板7と液晶セル6との間に、第1の光学異方性層14として、一軸延伸したノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム14及び第2の光学異方性層11として、液晶フィルム11を配置した。高分子延伸フィルム14のΔndは略265nm、ハイブリッドネマチック配向構造を固定化した液晶フィルム11のΔndは略105nmであった。
また、観察者から見て液晶セル6の後方に、第3の光学異方性層15として、ノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム15、第1の光学異方性層16として一軸延伸したノルボルネン系重合体フィルムからなる高分子延伸フィルム16を配置し、更に背面に偏光板8を配置した。高分子延伸フィルム16のΔndは270nmであり、第3の光学異方性層15のRe値は略110nm、Rth値は−110nm、Rth/Re値は−1.0であった。
偏光板7及び8の吸収軸、高分子延伸フィルム14、15及び16の遅相軸、液晶セル6の両界面のプレチルト方向、液晶フィルム11のチルト方向は図8に記載した条件で配置した。
図9は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示5Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。同心円は同一の視野角を表し、20度ごとの間隔で画かれている。したがって最外円の視野角は80度を表す。
図9から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
(Example 2)
The conceptual diagram of the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7, and the shaft configuration according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the liquid crystal cell 6 used in Example 1, the second optically anisotropic layer 11, the first optically anisotropic layer 14, and the polarizing plate 7 are provided on the opposite surface of the substrate 2 on the side where the counter electrode 4 is formed. The third optically anisotropic layer 15, the first optically anisotropic layer 16, and the polarizing plate 8 are provided on the opposite side of the surface of the substrate 1 on which the transmissive electrode 3 is formed. . A backlight 13 is provided on the back side of the polarizing plate 8.
As the polarizing plate 7, the polarizing plate 8, the second optical anisotropic layer 11, and the third optical anisotropic layer 15, the same ones as in Example 1 were used.
A polarizing plate 7 is disposed on the viewer side (the upper side in the figure) of the liquid crystal cell 6, and a uniaxially stretched norbornene polymer is formed as the first optical anisotropic layer 14 between the polarizing plate 7 and the liquid crystal cell 6. A liquid crystal film 11 was disposed as the stretched polymer film 14 made of a film and the second optically anisotropic layer 11. Δnd of the polymer stretched film 14 was about 265 nm, and Δnd of the liquid crystal film 11 having the hybrid nematic alignment structure fixed thereto was about 105 nm.
Further, as viewed from the viewer, behind the liquid crystal cell 6, as the third optical anisotropic layer 15, a polymer stretched film 15 made of a norbornene polymer film and a first optical anisotropic layer 16 are uniaxially stretched. A stretched polymer film 16 made of the norbornene-based polymer film was disposed, and a polarizing plate 8 was disposed on the back surface. Δnd of the polymer stretched film 16 was 270 nm, the Re value of the third optical anisotropic layer 15 was approximately 110 nm, the Rth value was −110 nm, and the Rth / Re value was −1.0.
The absorption axes of the polarizing plates 7 and 8, the slow axes of the polymer stretched films 14, 15 and 16, the pretilt direction of both interfaces of the liquid crystal cell 6, and the tilt direction of the liquid crystal film 11 were arranged under the conditions described in FIG.
FIG. 9 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 5V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. Concentric circles represent the same viewing angle and are drawn at intervals of 20 degrees. Therefore, the viewing angle of the outermost circle represents 80 degrees.
FIG. 9 shows that the viewing angle characteristic is good.

(比較例1)
実施例1において、第3の光学異方性層9の代わりにノルボルネン系重合体の1軸性の高分子延伸フィルムを用いた以外は、実施例1と同様の液晶表示装置を作製した。
図10は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示5Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。同心円は同一の視野角を表し、20度ごとの間隔で画かれている。したがって最外円の視野角は80度を表す。
視野角特性について、実施例1と比較例1を比較する。
全方位の等コントラスト曲線を図6と図10で比較すると、第3の光学異方性層として、所望のRe値、Rth値を満たすフィルムを用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a liquid crystal display device similar to that in Example 1 was produced except that a uniaxially stretched polymer film of norbornene-based polymer was used instead of the third optically anisotropic layer 9.
FIG. 10 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 5V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. Concentric circles represent the same viewing angle and are drawn at intervals of 20 degrees. Therefore, the viewing angle of the outermost circle represents 80 degrees.
Example 1 and Comparative Example 1 are compared with respect to viewing angle characteristics.
Comparing the omnidirectional isocontrast curves between FIG. 6 and FIG. 10, the viewing angle characteristics are greatly improved by using a film satisfying the desired Re value and Rth value as the third optical anisotropic layer. I understand that.

(比較例2)
実施例2において、第3の光学異方性層15の代わりにノルボルネン系重合体の1軸性の高分子延伸フィルムを用いた以外は、実施例1と同様の液晶表示装置を作製した。
図11は、バックライト点灯時(透過モード)での、白表示0V、黒表示5Vの透過率の比(白表示)/(黒表示)をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。同心円は同一の視野角を表し、20度ごとの間隔で画かれている。したがって最外円の視野角は80度を表す。
視野角特性について、実施例2と比較例2を比較する。
全方位の等コントラスト曲線を図9と図11で比較すると、第3の光学異方性層として、所望のRe値、Rth値を満たすフィルムを用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
(Comparative Example 2)
In Example 2, a liquid crystal display device similar to that in Example 1 was produced except that a uniaxially stretched polymer film of norbornene polymer was used instead of the third optically anisotropic layer 15.
FIG. 11 shows the contrast ratio from all directions, with the ratio of transmittance (white display) / (black display) of white display 0V and black display 5V when the backlight is lit (transmission mode). Yes. Concentric circles represent the same viewing angle and are drawn at intervals of 20 degrees. Therefore, the viewing angle of the outermost circle represents 80 degrees.
Example 2 and Comparative Example 2 are compared with respect to viewing angle characteristics.
Comparing the omnidirectional isocontrast curves in FIG. 9 and FIG. 11, the viewing angle characteristics are greatly improved by using a film satisfying the desired Re value and Rth value as the third optical anisotropic layer. I understand that.

(実施例3)
実施例3の半透過反射型液晶表示装置の概略については図12を用いて説明する。
液晶セル17を用いた以外は、実施例1と同様の液晶表示装置を作製した。
液晶セル17内の基板1にAl等の反射率の高い材料で形成された反射電極18とITO等の透過率の高い材料で形成された透明電極19とを設け、反射電極18及び透明電極19と対向電極4との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。
使用した液晶セル17の液晶層厚は反射電極領域18(反射表示部)で2.4μm、透明電極領域19(透過表示部)で4.9μmとした。液晶層の基板両界面のプレチルト角は2度、液晶層の基板両界面のプレチルト角は2度であり、液晶セルのΔndは、反射表示部で略150nm、透過表示部で略320nmであった。
全方位の等コントラスト曲線は、実施例1と同様の結果が確認され、広視野角な半透過反射型液晶表示装置が得られることがわかった。
本実施例では、カラーフィルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、またはフルカラー表示ができることは言うまでもない。
(Example 3)
An outline of the transflective liquid crystal display device of Example 3 will be described with reference to FIG.
A liquid crystal display device similar to that of Example 1 was produced except that the liquid crystal cell 17 was used.
A reflective electrode 18 formed of a material with high reflectivity such as Al and a transparent electrode 19 formed of a material with high transmissivity such as ITO are provided on the substrate 1 in the liquid crystal cell 17, and the reflective electrode 18 and the transparent electrode 19 are provided. And a counter electrode 4, a liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material exhibiting positive dielectric anisotropy is sandwiched.
The liquid crystal layer thickness of the liquid crystal cell 17 used was 2.4 μm in the reflective electrode region 18 (reflective display portion) and 4.9 μm in the transparent electrode region 19 (transmissive display portion). The pretilt angle at the both interfaces of the liquid crystal layer was 2 degrees, the pretilt angle at the both interfaces of the liquid crystal layer was 2 degrees, and Δnd of the liquid crystal cell was approximately 150 nm in the reflective display portion and approximately 320 nm in the transmissive display portion. .
As for the omnidirectional isocontrast curve, the same results as in Example 1 were confirmed, and it was found that a transflective liquid crystal display device with a wide viewing angle was obtained.
In this embodiment, the experiment was performed without a color filter. Needless to say, however, if a color filter is provided in the liquid crystal cell, a good multi-color or full-color display can be achieved.

液晶分子のチルト角及びツイスト角を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the tilt angle and twist angle of a liquid crystal molecule. 第2の光学異方素子を構成する液晶フィルムの配向構造の概念図である。It is a conceptual diagram of the orientation structure of the liquid crystal film which comprises a 2nd optically anisotropic element. 液晶セルのプレチルト方向を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the pretilt direction of a liquid crystal cell. 実施例1の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device of Example 1. FIG. 実施例1における偏光板の吸収軸、液晶セルのプレチルト方向、高分子延伸フィルムの遅相軸および液晶フィルムのチルト方向の角度関係を示した平面図である。4 is a plan view showing an angular relationship among an absorption axis of a polarizing plate, a pretilt direction of a liquid crystal cell, a slow axis of a polymer stretched film, and a tilt direction of a liquid crystal film in Example 1. FIG. 実施例1における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。It is a figure which shows the contrast ratio when the liquid crystal display device in Example 1 is seen from all directions. 実施例2の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device of Example 2. FIG. 実施例2における偏光板の吸収軸、液晶セルのプレチルト方向、高分子延伸フィルムの遅相軸および液晶フィルムのチルト方向の角度関係を示した平面図である。6 is a plan view showing an angular relationship among an absorption axis of a polarizing plate, a pretilt direction of a liquid crystal cell, a slow axis of a polymer stretched film, and a tilt direction of a liquid crystal film in Example 2. FIG. 実施例2における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。It is a figure which shows the contrast ratio when the liquid crystal display device in Example 2 is seen from all directions. 比較例1における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。It is a figure which shows the contrast ratio when the liquid crystal display device in the comparative example 1 is seen from all directions. 比較例2における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。It is a figure which shows the contrast ratio when the liquid crystal display device in the comparative example 2 is seen from all directions. 実施例3の半透過反射型液晶表示装置を模式的に表した断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a transflective liquid crystal display device of Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、2:基板
3、19:透明電極
4:対向電極
5:液晶層
6、17:液晶セル
7、8:偏光板
9、15:第3の光学異方性層
10、12、14,16:第1の光学異方性層
11:第2の光学異方性層
13:バックライト
18:反射電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2: Substrate 3, 19: Transparent electrode 4: Counter electrode 5: Liquid crystal layer 6, 17: Liquid crystal cell 7, 8: Polarizing plate 9, 15: Third optical anisotropic layer 10, 12, 14, 16 : First optical anisotropic layer 11: Second optical anisotropic layer 13: Backlight 18: Reflective electrode

Claims (4)

バックライト側から順に、偏光板、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第2の光学異方性層、互いに対向配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セル、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第3の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層および偏光板から少なくとも構成される液晶表示装置であって、前記液晶層は平行配向かつねじれ角が0度であり、第1及び第3の光学異方性層が高分子延伸フィルムから構成されており、第2の光学異方性層が、光学的に正の一軸性を示す液晶物質が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムから少なくとも構成されており、当該ネマチックハイブリッド配向における平均チルト角が36〜45度であり、第2の光学異方性層の液晶フィルムのハイブリッド方向を基板平面に投影したチルト方向と液晶層のラビング方向との角度が±30度以内の範囲にあり、かつ第3の光学異方性層が、以下の式[1]〜[3]を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
[1]50≦Re≦140
[2]−250≦Rth≦−50
[3]−3<Rth/Re<−0.5
(ここで、Reは前記第3の光学異方性層の面内の位相差値を意味し、Rthは前記第3の光学異方性層の厚さ方向の位相差値を意味する。前記Re及びRthは、それぞれRe=(Nx−Ny)×d[nm]、Rth={Nz−(Nx+Ny)/2}×d[nm]である。また、dは前記第3の光学異方性層の厚さ(nm)、Nx,Nyは前記第3の光学異方性層の面内の主屈折率、Nzは厚さ方向の主屈折率であり、Nx>Ny>Nzである。)
In order from the backlight side, a polarizing plate, a first optical anisotropic layer having a retardation value of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm, and a second optical anisotropic layer having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm A liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate that are arranged opposite to each other, a third optical anisotropic layer having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm, and a retardation at a wavelength of 550 nm A liquid crystal display device comprising at least a first optically anisotropic layer having a value of 210 to 300 nm and a polarizing plate, wherein the liquid crystal layer has a parallel orientation and a twist angle of 0 degree, and the first and third Nemachi' optically anisotropic layer is constituted of a polymer oriented film, the second optically anisotropic layer, the liquid crystal substance exhibiting an optically positive uniaxial property is formed in the liquid crystal state And at least a liquid crystal film obtained by fixing the hybrid alignment structure, the average tilt angle in the nematic hybrid orientation is 36 to 45 degrees, the hybrid direction of the liquid crystal film of the second optically anisotropic layer in the substrate plane The angle between the projected tilt direction and the rubbing direction of the liquid crystal layer is within ± 30 degrees, and the third optical anisotropic layer satisfies the following formulas [1] to [3]: Liquid crystal display device.
[1] 50 ≦ Re ≦ 140
[2] −250 ≦ Rth ≦ −50
[3] -3 <Rth / Re <-0.5
(Here, Re means an in-plane retardation value of the third optically anisotropic layer, and Rth means a thickness direction retardation value of the third optically anisotropic layer.) Re and Rth are respectively Re = (Nx−Ny) × d [nm] and Rth = {Nz− (Nx + Ny) / 2} × d [nm], where d is the third optical anisotropy. The layer thickness (nm), Nx, Ny are the in-plane main refractive index of the third optical anisotropic layer, Nz is the main refractive index in the thickness direction, and Nx>Ny> Nz.
バックライト側から順に、偏光板、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第3の光学異方性層、互いに対向配置された上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セル、波長550nmにおける位相差値が50乃至140nmである第2の光学異方性層、波長550nmにおける位相差値が210乃至300nmである第1の光学異方性層および偏光板から少なくとも構成される液晶表示装置であって、前記液晶層は平行配向かつねじれ角が0度であり、第1及び第3の光学異方性層が高分子延伸フィルムから構成されており、第2の光学異方性層が、光学的に正の一軸性を示す液晶物質が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムから少なくとも構成されており、当該ネマチックハイブリッド配向における平均チルト角が36〜45度であり、第2の光学異方性層の液晶フィルムのハイブリッド方向を基板平面に投影したチルト方向と液晶層のラビング方向との角度が±30度以内の範囲にあり、かつ第3の光学異方性層が、以下の式[1]〜[3]を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
[1]50≦Re≦140
[2]−250≦Rth≦−50
[3]−3<Rth/Re<−0.5
(ここで、Reは前記第3の光学異方性層の面内の位相差値を意味し、Rthは前記第3の光学異方性層の厚さ方向の位相差値を意味する。前記Re及びRthは、それぞれRe=(Nx−Ny)×d[nm]、Rth={Nz−(Nx+Ny)/2}×d[nm]である。また、dは前記第3の光学異方性層の厚さ(nm)、Nx,Nyは前記第3の光学異方性層の面内の主屈折率、Nzは厚さ方向の主屈折率であり、Nx>Ny>Nzである。)
In order from the backlight side, a polarizing plate, a first optical anisotropic layer having a retardation value of 210 to 300 nm at a wavelength of 550 nm, and a third optical anisotropic layer having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm A liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate which are arranged opposite to each other, a second optical anisotropic layer having a retardation value of 50 to 140 nm at a wavelength of 550 nm, and a retardation at a wavelength of 550 nm A liquid crystal display device comprising at least a first optically anisotropic layer having a value of 210 to 300 nm and a polarizing plate, wherein the liquid crystal layer has a parallel orientation and a twist angle of 0 degree, and the first and third Nemachi' optically anisotropic layer is constituted of a polymer oriented film, the second optically anisotropic layer, the liquid crystal substance exhibiting an optically positive uniaxial property is formed in the liquid crystal state And at least a liquid crystal film obtained by fixing the hybrid alignment structure, the average tilt angle in the nematic hybrid orientation is 36 to 45 degrees, the hybrid direction of the liquid crystal film of the second optically anisotropic layer in the substrate plane The angle between the projected tilt direction and the rubbing direction of the liquid crystal layer is within ± 30 degrees, and the third optical anisotropic layer satisfies the following formulas [1] to [3]: Liquid crystal display device.
[1] 50 ≦ Re ≦ 140
[2] −250 ≦ Rth ≦ −50
[3] -3 <Rth / Re <-0.5
(Here, Re means an in-plane retardation value of the third optically anisotropic layer, and Rth means a thickness direction retardation value of the third optically anisotropic layer.) Re and Rth are respectively Re = (Nx−Ny) × d [nm] and Rth = {Nz− (Nx + Ny) / 2} × d [nm], where d is the third optical anisotropy. The layer thickness (nm), Nx, Ny are the in-plane main refractive index of the third optical anisotropic layer, Nz is the main refractive index in the thickness direction, and Nx>Ny> Nz.
前記液晶セルの前記下基板が、反射機能を有する領域と透過機能を有する領域とが形成された半透過反射性電極を有することを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the lower substrate of the liquid crystal cell has a transflective electrode in which a region having a reflection function and a region having a transmission function are formed. 前記液晶セルが反射機能を有する領域の前記液晶層の層厚を、透過機能を有する領域の前記液晶層の層厚よりも小さいことを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。 4. The liquid crystal display device according to claim 3 , wherein a thickness of the liquid crystal layer in a region where the liquid crystal cell has a reflection function is smaller than a thickness of the liquid crystal layer in a region where the transmission function is provided.
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