WO2020054800A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2020054800A1
WO2020054800A1 PCT/JP2019/035882 JP2019035882W WO2020054800A1 WO 2020054800 A1 WO2020054800 A1 WO 2020054800A1 JP 2019035882 W JP2019035882 W JP 2019035882W WO 2020054800 A1 WO2020054800 A1 WO 2020054800A1
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polarizer
optically anisotropic
anisotropic layer
display device
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直良 山田
達也 岩▲崎▼
大室 克文
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device.
  • An IPS (In-Plane Switching) type and a FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display device apply an electric field between upper and lower substrates like a TN (Twisted Nematic) type and a VA (Vertical Alignment) type, and apply a liquid crystal compound.
  • the IPS type and the FFS type are systems in which the viewing angle is less restricted in principle due to their structure, they are known as driving systems having characteristics such as a wide viewing angle and a small change in chromaticity and color tone. .
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a polarizing plate, a liquid crystal layer, a color filter, and an optical compensating member are combined in order to reduce a change in tint in an oblique direction of black display. Is disclosed.
  • Patent Document 1 discloses that the retardation Rth in the thickness direction of a color filter layer provided in a liquid crystal cell and the birefringence of an optical compensating member are appropriately adjusted to obliquely shift the azimuth from the absorption axis of the polarizer. There is described a method for reducing light leakage when viewed from above and improving the viewing angle characteristics of black display of a liquid crystal display device.
  • Patent Document 1 when the method described in Patent Document 1 is used, although light leakage when viewed from an oblique direction with a direction shifted from the absorption axis of the polarizer can be reduced, It was found that light leakage when viewed from an oblique direction of the absorption axis of the polarizer could not be reduced at all. Therefore, the method described in Patent Document 1 does not sufficiently improve the viewing angle characteristics of the black display of the liquid crystal display device. Furthermore, in the method described in Patent Literature 1, the color of light leakage of black display differs between the direction of the absorption axis of the polarizer and the direction shifted from the absorption axis of the polarizer, which may deteriorate display quality. I found it.
  • the present inventors have further studied and found that the color of light leakage when viewed from an oblique direction of the direction of the absorption axis of the polarizer and the direction of the transmission axis of the polarizer (that is, orthogonal to the absorption axis). It can be seen that the color of light leakage when viewed from an oblique direction of (a direction in which the light leaks) may be visually perceived as bluish on one side and reddish on the other. Therefore, the color of the light leakage changes continuously from blue to red depending on the azimuth, and it has been found that the display quality of black display is significantly reduced. Further, it has been found that the above problem is particularly remarkably recognized in a liquid crystal display device having a screen resolution exceeding 250 ppi and capable of displaying a high-quality image.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and suppresses a change in the tint of light leakage when viewed from an oblique direction in all directions, not only in the direction shifted from the absorption axis of the polarizer, and displays black. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a high display quality.
  • a liquid crystal display device having at least a first polarizer, an optically anisotropic layer, a liquid crystal cell, and a second polarizer in this order,
  • the liquid crystal cell includes a pair of substrates that are arranged to face each other, at least one of which has an electrode, and a liquid crystal layer including a liquid crystal compound whose orientation is controlled and is disposed between the pair of substrates.
  • the liquid crystal cell has pixels having a screen resolution of 250 ppi or more, The pixels each have at least blue, green, and red sub-pixels;
  • the sub-pixel has a chevron structure in which at least one side forms an angle with the absorption axis of the first polarizer or the absorption axis of the second polarizer that is greater than 0 ° and 5 ° or less,
  • a liquid crystal display device in which the degree of depolarization of a liquid crystal cell in a visible light range satisfies Expressions (1) and (2) described later.
  • the optically anisotropic layer is a laminate of the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer, and the in-plane retardation Re1 (550) of the first optically anisotropic layer at a wavelength of 550 nm.
  • one side forming the bent line passing through the center is the absorption axis of the first polarizer or the absorption of the second polarizer.
  • the liquid crystal display device according to any one of [1] to [8], wherein an angle between the axis and the axis is greater than 0 ° and 5 ° or less.
  • a liquid crystal display having high display quality in black display by suppressing a change in tint of light leakage when viewed from an oblique direction in all directions, not only in directions shifted from the absorption axis of the polarizer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a first embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. It is a schematic diagram which shows the measuring method of the degree of depolarization in this invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining sub-pixels in a liquid crystal cell.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a shape of a subpixel.
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit and an upper limit.
  • a polarizing plate refers to a polarizing plate in which a protective layer or a functional layer is disposed on at least one surface of a polarizer, and the polarizer and the polarizing plate are used separately.
  • parallel and orthogonal do not mean strictly parallel and orthogonal, but mean a range of ⁇ 5 ° from parallel or orthogonal, respectively.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) represent the in-plane retardation and the retardation in the thickness direction at a wavelength ⁇ , respectively. Unless otherwise specified, the wavelength ⁇ is 550 nm.
  • the refractive indices nx and ny are the indices of refraction in the in-plane direction of the optical member, respectively.
  • nx is the refractive index of the slow axis direction
  • ny is the fast axis direction (that is, the slow axis direction). (Orthogonal direction).
  • Nz is the refractive index in the thickness direction.
  • the multi-wavelength Abbe refractometer DR-M2 manufactured by Atago Co., Ltd.
  • DR-M2 manufactured by Atago Co., Ltd.
  • values from polymer handbooks (John Wiley & Sons, Inc.) and catalogs of various optical films can also be used.
  • the degree of depolarization means a rate at which outgoing light is converted into non-polarized light when linearly polarized light enters the optical member. That is, assuming that the degree of depolarization is DI, when linearly polarized light having a degree of polarization of 1 is incident, the degree of polarization of the emitted light becomes (1-DI).
  • the degree of depolarization DI is a dimensionless quantity and is defined for each wavelength of the incident light.
  • the polarizers 101 and 102 are arranged in parallel on both surfaces of the optical member 100 to be measured. At this time, the polarizers 101 and 102 are not in contact with the optical member 100, and each can be rotated in the plane of the polarizer using a stepping motor or the like.
  • the white surface light source 14 is installed on the side of the polarizer 102 opposite to the side of the optical member 100.
  • the white surface light source 14 for example, a backlight unit extracted from a commercially available liquid crystal display device can be used.
  • the spectral luminance meter 103 is installed on the side of the polarizer 101 opposite to the side of the optical member 100.
  • a spectral radiometer SR-UL2 manufactured by Topcon Technohouse Co., Ltd. can be used as the spectral luminance meter 103.
  • the polarizer 101 and the polarizer 102 are rotated to determine an angle at which the amount of light transmitted through the optical member 100 and the polarizers 101 and 102 is minimized.
  • the spectral radiance at this time is measured at each wavelength ⁇ , and is set to L_min1 ( ⁇ ).
  • the polarizer 101 is rotated to determine the angle at which the amount of light becomes maximum, and the spectral radiance at this time is set to L_max1 ( ⁇ ).
  • the wavelength ⁇ is measured in the range of 400 nm to 700 nm with 1 nm pitch.
  • the optical member 100 is removed from the arrangement shown in FIG. 1 and an arrangement including the polarizer 101 and the polarizer 102 is formed.
  • the spectral radiance L_min2 ( ⁇ ) and the light quantity at the angle at which the light quantity becomes the minimum are obtained.
  • the spectral radiance L_max2 ( ⁇ ) at the maximum angle is measured.
  • the contrast CR2 ( ⁇ ) of only the polarizer is calculated using the following equation (10).
  • Formula (10): CR2 ( ⁇ ) L_max2 ( ⁇ ) / L_min2 ( ⁇ )
  • the depolarization degree DI of the optical member 100 is calculated by the following equation (11) at each wavelength ⁇ .
  • Formula (11): DI ( ⁇ ) 2 ⁇ (1 / CR1 ( ⁇ ) ⁇ 1 / CR2 ( ⁇ ))
  • the measurement is performed using a liquid crystal cell as the optical member 100.
  • the degree of depolarization DI is defined at each wavelength ⁇ . Further, the average value of the degree of depolarization at a wavelength of 400 nm to 500 nm is referred to as DI_blue, and the average value of the degree of depolarization at a wavelength of 600 nm to 700 nm is referred to as DI_red.
  • the degree of depolarization when viewed from an oblique direction can be measured in the same manner as described above by adjusting the position and angle of the spectral luminance meter 103 so that the optical member 100 is viewed from that angle. For example, when measuring the degree of depolarization at an angle of 60 ° from the normal direction of the optical member 100, as shown in FIG.
  • the spectral luminance meter 103 is arranged at a position of 60 ° from the normal direction.
  • the measurement is performed in the same manner as described above. More specifically, for example, when measuring the degree of depolarization at an angle of 60 ° from the normal direction of the liquid crystal cell in the absorption axis direction of the polarizer on the viewing side in the liquid crystal display device, Is located in the liquid crystal display device, and the positional relationship between the liquid crystal cell and the position that is the angle between the absorption axis direction of the polarizer on the viewing side in the liquid crystal display device and 60 ° from the normal direction of the liquid crystal cell.
  • the position of the spectral luminance meter 103 in FIG. 3 is arranged with respect to the liquid crystal cell to be measured so as to have the same positional relationship as described above, and the same measurement as above is performed.
  • the liquid crystal display device shown in FIG. 2 includes a first polarizing plate 16 (the first polarizer protective layer 1, the first polarizer 2, the second optically anisotropic layer 4, and the first optically anisotropic layer 5), Cell 17 (upper substrate 7 of liquid crystal cell, liquid crystal layer 8, lower substrate 9 of liquid crystal cell), second polarizing plate 18 (liquid crystal cell side protective layer 10 of second polarizer, second polarizer 11, second polarized light) It has a backlight-side protective layer 13) and a backlight unit 14 outside thereof.
  • the liquid crystal cell 17 includes an upper substrate 7, a lower substrate 9, and a liquid crystal layer 8 sandwiched therebetween.
  • FIG. 2 is an example of the present embodiment. Even when the backlight unit is arranged outside the first polarizing plate 16 instead of outside the second polarizing plate 18, the effect of the present invention is similarly obtained. Can be obtained.
  • the protective layers 1, 10, and 13 of the polarizer are provided for protecting the first polarizer 2 and the second polarizer 11.
  • the type of the protective layer is not particularly limited, and examples thereof include films of cellulose acylate, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate and polymethacrylate, cyclic polyolefin, polyolefin, polyamide, polystyrene, and polyester. Among them, a cellulose acylate film, a cyclic polyolefin, a polyacrylate film, or a polymethacrylate film is preferable.
  • the first polarizing plate 16 and the second polarizing plate 18 may have a protective layer only on one side or on both sides. Further, the protective layer may have a form of only one layer or a form in which two or more layers are laminated.
  • the thickness of the protective layer is not particularly limited, but is preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, and still more preferably 25 ⁇ m or less from the viewpoint of reducing the thickness of the liquid crystal display device.
  • the lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more from the viewpoint of mechanical strength.
  • the types of the first polarizer 2 and the second polarizer 11 are not particularly limited, and known types can be used.
  • a commonly used linear polarizer can be used.
  • the linear polarizer is preferably a polarizer composed of a binder and iodine or a dichroic dye, or a coated polarizer.
  • Iodine and a dichroic dye in a linear polarizer exhibit polarization performance by being oriented in a binder.
  • iodine and the dichroic dye are oriented along the binder molecule, or the dichroic dye is oriented in one direction by self-organization like liquid crystal.
  • polarizers are generally manufactured by immersing a stretched polymer in a solution of iodine or a dichroic dye in a bathtub and allowing the iodine or the dichroic dye to penetrate into a binder. is there.
  • the thicknesses of the first polarizer 2 and the second polarizer 11 are not particularly limited, but are preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less, and still more preferably 10 ⁇ m or less, from the viewpoint of reducing the thickness of the liquid crystal display device.
  • the first polarizer 2 and the first polarizer 2 are used in order to suppress the occurrence of appearance defects such as cracks and breaks in the polarizing plate due to differences in dimensional changes between the members.
  • the thickness of the second polarizer 11 is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 7 ⁇ m or less, and still more preferably 3 ⁇ m or less.
  • the lower limits of the thicknesses of the first polarizer 2 and the second polarizer 11 are not particularly limited, but are preferably 2 ⁇ m or more from the viewpoint of mechanical strength.
  • the optically anisotropic layer 15 is a part of a member constituting the first polarizing plate 16 and is used for optical compensation of the liquid crystal cell 17. Further, it can also serve as the above-mentioned protective layer.
  • the optically anisotropic layer 15 is composed of one layer or two or more layers, but is preferably composed of one layer or two layers in the present invention.
  • the optically anisotropic layer 15 is a laminate of the first optically anisotropic layer 5 and the second optically anisotropic layer 4.
  • FIG. 2 shows a case where the optically anisotropic layer 15 is composed of two layers.
  • the thickness of the optically anisotropic layer 15 is preferably thin as long as the optical properties, mechanical properties, and manufacturing suitability are not impaired, and specifically, from 1 to 150 ⁇ m, from the viewpoint of reducing the thickness of the liquid crystal display device. And 1 to 70 ⁇ m, more preferably 1 to 30 ⁇ m. In particular, when the liquid crystal display device is used and during a durability test, the optically anisotropic layer 15 is used in order to prevent the polarizing plate from causing appearance defects such as cracks and breaks due to dimensional changes between the members. Has a thickness of preferably 1 to 7 ⁇ m, more preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • the optically anisotropic layer 15 is preferably a polymer film or a film formed using a liquid crystalline composition from the viewpoint of ease of production and the like.
  • a polymer film a cellulose acylate film, a cycloolefin polymer film (a polymer film using a cycloolefin polymer), or an acrylic polymer film is preferable.
  • the acrylic polymer film preferably contains an acrylic polymer containing at least one unit selected from a lactone ring unit, a maleic anhydride unit, and a glutaric anhydride unit.
  • a film in which a liquid crystal compound is fixed in an oriented state is preferable.
  • a composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable group is applied to form a coating film, the liquid crystal compound in the coating film is oriented, and a curing treatment is performed to fix the orientation of the liquid crystal compound.
  • a film made of Examples of the liquid crystal compound include a rod-shaped liquid crystal compound and a discotic liquid crystal compound, and preferably have a polymerizable group in order to fix the alignment state.
  • the film may be formed using an alignment film.
  • the alignment film generally has a polymer as a main component.
  • the polymer material for the alignment film there are many publications, and many commercial products are available.
  • the polymer material used is preferably polyvinyl alcohol or polyimide, and derivatives thereof.
  • a modified or unmodified polyvinyl alcohol is preferable.
  • the alignment film usable in the present invention refer to the modified polyvinyl alcohol described in WO01 / 088854, page 43, line 24 to page 49, line 8, and paragraphs [0071] to [0095] of Japanese Patent No. 3907735. it can.
  • the above-mentioned alignment film is usually subjected to a known rubbing treatment.
  • the thickness of the alignment film is preferably thinner, but imparting alignment ability for forming the optically anisotropic layer, and relaxing the surface irregularities of the film to form an optically anisotropic layer having a uniform thickness. From this point, a certain thickness is required.
  • the thickness of the alignment film is preferably from 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably from 0.01 to 1 ⁇ m, and still more preferably from 0.01 to 0.5 ⁇ m.
  • the optical alignment film is not particularly limited, but preferably includes those described in paragraphs [0024] to [0043] of WO2005 / 096041 and LPP-JP265CP (trade name, manufactured by Rolic technologies).
  • the in-plane retardation Re1 (550) at a wavelength of 550 nm of the optically anisotropic layer 15 and the retardation Rth1 (550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm are as follows. It is preferable to satisfy Expressions (3) and (4).
  • the optically anisotropic layer 15 more preferably satisfies the following expressions (12) and (13).
  • the direction of the slow axis of the optically anisotropic layer 15 is preferably perpendicular to the direction of the absorption axis of the first polarizer.
  • the one-layer optically anisotropic layer 15 is obtained, for example, by stretching a polymer film.
  • a polymer film Specifically, for example, in the case of a film using cellulose acetate benzoate which is a cellulose acylate substituted with an aromatic acyl group, a dope in which cellulose acetate benzoate is dissolved in a solvent is formed on a metal support for film formation. Casting and drying the solvent to obtain a film, and stretching the obtained film at a large stretching ratio of about 1.3 to 1.9 times to orient the cellulose molecular chains.
  • a shrinkable film is attached to one or both sides of a polymer film. It can also be prepared by heating and stretching.
  • Re1 and Rth1 of the optically anisotropic layer 15 show wavelength dispersion of inverse dispersion.
  • the wavelength dispersion of the inverse dispersion means that Re1 ( ⁇ ) and Rth1 ( ⁇ ) have larger values as the wavelength ⁇ increases.
  • the first optically anisotropic layer 5 is a biaxial film (B-plate or positive A plate) satisfying nx> ny ⁇ nz
  • the second optically anisotropic layer 4 Is preferably a [quasi] uniaxial film (positive [quasi] C plate) satisfying nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • the in-plane retardation Re1 (550) at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth1 (550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm of the first optically anisotropic layer 5 are represented by the following formula (5) and (6)
  • the in-plane retardation Re2 (550) at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth2 (550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm of the second optically anisotropic layer 4 are represented by the following formula (7).
  • (8) are preferably satisfied.
  • Formula (5) 80 nm ⁇ Re1 (550) ⁇ 200 nm
  • Formula (6) 20 nm ⁇ Rth1 (550) ⁇ 150 nm
  • Formula (7) 0 nm ⁇ Re2 (550) ⁇ 40 nm
  • Formula (8) ⁇ 160 nm ⁇ Rth2 (550) ⁇ ⁇ 40 nm
  • the first optically anisotropic layer 5 satisfies the following formulas (14) and (15), and the second optically anisotropic layer 4 satisfies the following formulas (16) and (17). Is more preferred.
  • Formula (14) 100 nm ⁇ Re1 (550) ⁇ 150 nm
  • the first optically anisotropic layer 5 is arranged on the liquid crystal cell 17 side
  • the second optically anisotropic layer 4 is arranged on the first polarizer 2 side. Note that the positional relationship between the first optically anisotropic layer and the second optically anisotropic layer may be opposite to that in the embodiment shown in FIG.
  • the direction of the slow axis of the first optically anisotropic layer 5 is preferably parallel to the direction of the absorption axis of the first polarizer.
  • the first optically anisotropic layer 5 may be a polymer film (for example, a cellulose acylate film, a cyclic polyolefin film, or a polycarbonate film) manufactured by an appropriate method such as a melt film forming method and a solution film forming method. Good.
  • the polymer film is obtained by, for example, performing a stretching treatment by a longitudinal stretching method by controlling the peripheral speed of a roll, a transverse stretching method by a tenter, a biaxial stretching method, or the like. More specifically, the description in JP-A-2005-338767 can be referred to.
  • the first optically anisotropic layer 5 may be a polymer formed from a liquid crystal composition including a liquid crystal compound having a polymerizable group that exhibits biaxiality by orientation. Further, the first optically anisotropic layer 5 may be a layer having a desired retardation by fixing the alignment state of the liquid crystalline compound.
  • the first optically anisotropic layer 5 is preferably a film in which a liquid crystal compound is fixed in an oriented state, and a film in which a rod-shaped liquid crystal compound is fixed in a state of being oriented in a horizontal direction with respect to a substrate surface. More preferably, there is.
  • the liquid crystal compound a liquid crystal compound exhibiting wavelength dispersion of reverse dispersion is preferable.
  • the thickness of the first optically anisotropic layer 5 is preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 1 to 40 ⁇ m, and still more preferably 1 to 25 ⁇ m.
  • the first optically anisotropic layer 5 is preferably a positive A plate (positive A plate).
  • the positive A plate is defined as follows.
  • the positive A plate has a refractive index in the in-plane slow axis direction of the film (a direction in which the in-plane refractive index is maximized) of nx, and a refractive index in a direction orthogonal to the in-plane slow axis in the plane.
  • the refractive index in the thickness direction is nz, it satisfies the following expression (18).
  • Rth of the positive A plate indicates a positive value.
  • the second optically anisotropic layer 4 may be a polymer film (for example, a cellulose acylate film, a cyclic polyolefin film, and a polycarbonate film).
  • the polymer film can be obtained by forming a film so as not to exhibit in-plane retardation, and stretching the film in the thickness (nz) direction using a heat-shrinkable film or the like.
  • the second optically anisotropic layer 4 may be a layer having a desired retardation by fixing the alignment state of the liquid crystalline compound.
  • the second optically anisotropic layer 4 is preferably a film in which the liquid crystal compound is fixed in an oriented state, and a film in which the rod-shaped liquid crystal compound is fixed in a direction perpendicular to the substrate surface. More preferably, there is.
  • the liquid crystal compound a liquid crystal compound exhibiting wavelength dispersion of reverse dispersion is preferable.
  • a liquid crystalline compound exhibiting wavelength dispersion of inverse dispersion described in WO 2017/043438 pamphlet can be used.
  • the thickness of the second optically anisotropic layer is preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 1 to 40 ⁇ m, and still more preferably 1 to 25 ⁇ m.
  • the second optically anisotropic layer 4 is preferably a positive C plate (positive C plate).
  • the positive C plate is defined as follows.
  • the positive C plate has a refractive index of nx in the in-plane slow axis direction of the film (a direction in which the in-plane refractive index is maximized), and a refractive index of ny in a direction orthogonal to the in-plane slow axis in the plane.
  • the refractive index in the thickness direction is nz, it satisfies the following expression (19).
  • Rth indicates a negative value.
  • nx ⁇ ny ⁇ nz Note that the above “ ⁇ ” includes not only a case where both are completely the same but also a case where both are substantially the same. “Substantially the same” means, for example, “nx (ny” also when (nx ⁇ ny) ⁇ d (where d is the thickness of the film) is ⁇ 10 to 10 nm, preferably ⁇ 5 to 5 nm. include.
  • both the layer 5 and the second optically anisotropic layer 4 are preferably films in which the liquid crystalline compound is fixed in an oriented state.
  • the thickness of the optically anisotropic layer 15 can be easily reduced to 7 ⁇ m or less.
  • the first polarizing plate 16 has at least the optically anisotropic layer 15 and the first polarizer 2 described above.
  • the protective layer 1 On the surface of the first polarizer 2 on the side opposite to the optically anisotropic layer 15, the protective layer 1 may be provided, a cured resin layer may be provided, and another member of the liquid crystal display device may be provided. You may paste directly.
  • an adhesive can be used for lamination of the first polarizer 2, the protective layer 1, and the optically anisotropic layer 15, for example.
  • an adhesive composed of an aqueous solution of a polyvinyl alcohol-based resin, or a curable adhesive composition that is cured by irradiation with active energy rays or by heating is preferable.
  • the curable adhesive composition include a curable adhesive composition containing a cationically polymerizable compound, and a curable adhesive composition containing a radically polymerizable compound.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 to 20 ⁇ m, more preferably 0.01 to 10 ⁇ m, and still more preferably 0.05 to 5 ⁇ m. When the thickness of the adhesive layer is in this range, no floating or peeling occurs between the laminated protective layer or optically anisotropic layer and the polarizer, and a practically problematic adhesive force can be obtained.
  • the thickness of the first polarizing plate 16 is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less, and still more preferably 30 ⁇ m or less, from the viewpoint of reducing the thickness of the liquid crystal display device.
  • the first polarizer 2 and the first polarizer 2 are used in order to suppress the appearance of defects such as cracks and breaks from occurring on the polarizing plate due to the difference in dimensional change between the members.
  • the thickness of each of the optically anisotropic layers 15 is preferably 7 ⁇ m or less. Further, from the same point, it is preferable that the linear expansion coefficient and the humidity dimensional change rate of the first polarizer 2 and the optically anisotropic layer 15 in the same direction are close to each other.
  • the linear expansion coefficient and the humidity dimensional change rate are close.
  • the difference between the linear expansion coefficients of the first polarizer 2 and the optically anisotropic layer 15 in the direction orthogonal to the absorption axis of the first polarizer 2 is preferably 20 ppm / ° C. or less, and more preferably 10 ppm / ° C. or less. Is more preferred.
  • the first polarizing plate 16 includes the first polarizer 2 containing a dichroic dye and a liquid crystal compound, and the optically anisotropic layer 15 which is a film in which the liquid crystal compound is oriented and fixed. It is also preferred to have. At this time, it is easy to make both the polarizer and the optically anisotropic layer thin, and it is easy to make the linear expansion coefficient and the humidity dimensional change rate of the polarizer and the optically anisotropic layer close to each other. .
  • a polarizer containing a dichroic dye and a liquid crystalline compound can be produced with reference to, for example, JP-A-2018-120229.
  • the first polarizing plate 16 may be provided on the viewing side or the backlight side with respect to the liquid crystal cell 17. In either case, the effects of the present invention can be similarly obtained.
  • FIG. 2 illustrates a case where the first polarizing plate 16 is installed on the viewing side.
  • the first polarizing plate 16 can be bonded to the liquid crystal cell 17 using an adhesive.
  • it is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive at 20 ° C. is preferably 0.5 MPa or more.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive at 80 ° C. is preferably 0.2 MPa or more.
  • the second polarizing plate 18 is a polarizing plate disposed on the surface of the liquid crystal cell 17 opposite to the first polarizing plate 16.
  • the configuration of the second polarizing plate 18 is not particularly limited as long as it includes at least the second polarizer 11.
  • the second polarizer 11 the polarizer exemplified as the first polarizer 2 described above can be used, and the preferable range of the thickness is as described above.
  • the absorption axis 3 of the first polarizer 2 in the first polarizing plate 16 and the absorption axis of the second polarizer 11 in the second polarizing plate 18 are observed.
  • the angle formed by the axis 12 is preferably orthogonal.
  • the second polarizing plate 18 may include a protective layer or the like.
  • the protective layer is preferably a film having a small retardation.
  • the in-plane retardation Re (550) of the protective layer on the liquid crystal cell 17 side is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 2 nm or less.
  • the retardation Rth (550) in the film thickness direction is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 2 nm or less.
  • the liquid crystal cell 17 of the present invention is a liquid crystal cell of an IPS mode or an FFS mode which is a lateral electric field method.
  • the liquid crystal compound in the liquid crystal layer when no voltage is applied, is substantially horizontally aligned in a plane.
  • the feature is that switching is performed by changing the direction.
  • JP-A-2004-365941, JP-A-2004-012731, JP-A-2004-215620, JP-A-2002-221726, JP-A-2002-055341, and JP-A-2003-2003 Reference can be made to those described in JP-A-195333.
  • the FFS mode is a mode in which the liquid crystal compound is switched so that the liquid crystal compound is always horizontal to the surface of the substrate as in the IPS mode, and the liquid crystal molecules are switched using a horizontal electric field in the horizontal direction with respect to the surface of the substrate.
  • the FFS mode has a solid electrode, an interlayer insulating film, and a comb-shaped electrode, and has a feature that an electric field direction is different from that of the IPS.
  • the liquid crystal compound in the liquid crystal layer 8 is oriented horizontally with respect to the surface of the substrate in both white display and black display. Good. Generally, when a liquid crystal cell substrate is rubbed with a cloth and the liquid crystal layer is aligned, the liquid crystal compound is tilted at a low tilt angle with respect to the substrate interface, and the glass substrate is irradiated with UV (Ultraviolet) light. When the liquid crystal layer is aligned (optical alignment), the liquid crystal compound is nearly horizontal. It is preferable to use optical alignment from the viewpoint of suppressing a change in color due to azimuth in visual recognition from an oblique direction during black display. It is preferable to arrange the liquid crystal compound in the liquid crystal cell such that the slow axis (slow axis during black display) and the absorption axis of the second polarizer are parallel to each other.
  • the liquid crystal cell 17 it is sufficient that at least the liquid crystal layer 8 and the two upper substrates 7 and the lower substrate 9 are arranged so as to sandwich the liquid crystal layer 8, and other members may be included. Good. Further, a transparent electrode may be disposed on the surface of at least one of the substrates. Note that, as described later, a transparent electrode may be disposed as a sub-pixel electrode on the surface of at least one of the substrates. Further, the liquid crystal cell may include a color filter layer and a thin film transistor (TFT) layer. The positions of the color filter layer and the TFT layer are not particularly limited, and are generally arranged on the surface of either the upper substrate 7 or the lower substrate 9. The color filter layer and the TFT layer are preferably disposed between the upper substrate 7 and the lower substrate 9.
  • TFT thin film transistor
  • the liquid crystal cell 17 has pixels including at least blue, green, and red sub-pixels, and has a screen resolution of 250 ppi or more.
  • the upper limit of the image resolution is not particularly limited, but is often 1000 ppi or less.
  • that the screen resolution is 250 ppi or more means that the liquid crystal cell 17 has at least 250 pixels per inch (about 2.54 mm) in one side in the vertical or horizontal direction. I do.
  • the liquid crystal display device of the present invention has a very high display quality in image display.
  • the liquid crystal cell 17 has a degree of depolarization in the visible light range that satisfies the following equations (1) and (2).
  • the liquid crystal display device of the present invention suppresses a change in tint due to azimuth when viewed from an oblique direction during black display. Is done. In particular, it is possible to suppress the light leakage from being visually recognized as reddish depending on the direction.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal cell 17 in the visible light region is determined by the following formula (20) or Formula (21) is preferably satisfied, and more preferably formula (22) or formula (23) is satisfied.
  • At least one side forms an angle of 0 ° with the absorption axis of the first polarizer 2 or the absorption axis of the second polarizer 11. It has a chevron structure that is as large as 5 ° or less.
  • an IPS mode or FFS mode liquid crystal cell generally has a chevron structure having sides whose angle with the absorption axis of the polarizer is greater than 5 °.
  • the liquid crystal cell It has been found that the degree of depolarization in the oblique direction greatly changes depending on the azimuth, and the color change due to the azimuth in black display when viewed from the oblique direction increases.
  • the present inventors have found that when the angle between at least one side of the chevron structure and the absorption axis of the polarizer is large, fluctuations in the alignment direction of the liquid crystal compound at the edge of the pixel in the liquid crystal layer increase, thereby It is presumed that one of the factors is that the degree of depolarization increases depending on the orientation direction of the hydrophilic compound. Therefore, as described above, the angle between at least one side of the chevron structure of each subpixel and the absorption axis of the polarizer is preferably greater than 0 ° and 5 ° or less.
  • FIG. 4 is a schematic view of one embodiment of each sub-pixel of the liquid crystal cell 17.
  • one pixel of the liquid crystal cell includes a red sub-pixel 30R, a green sub-pixel 30G, and a blue sub-pixel 30B as surrounded by a broken line.
  • the red sub-pixel corresponds to a sub-pixel on which a red color filter layer (hereinafter, also referred to as “RCF”) is disposed
  • the green sub-pixel is a green color filter layer (hereinafter, “GCF”).
  • GCF green color filter layer
  • the blue sub-pixel corresponds to a sub-pixel on which a blue color filter layer (hereinafter, also referred to as “BCF”) is disposed.
  • the sub-pixel of each color includes a color filter layer corresponding to each color.
  • BCF is a color filter layer exhibiting a maximum transmittance in a blue region (wavelength 420 to 490 nm)
  • GCF is a color filter layer exhibiting a maximum transmittance in a green region (wavelength 495 to 570 nm)
  • RCF is a blue filter (wavelength). 580 to 700 nm).
  • a black matrix is often arranged in an area other than the red sub-pixel 30 ⁇ / b> R, the green sub-pixel 30 ⁇ / b> G, and the blue sub-pixel 30 ⁇ / b> B.
  • the pixels are composed of the red sub-pixel 30R, the green sub-pixel 30G, and the blue sub-pixel 30B, but may further have another color sub-pixel.
  • each of the sub-pixels has a so-called chevron structure.
  • that the sub-pixel has a chevron structure means that an electrode (sub-pixel electrode) for applying an electric field to the sub-pixel portion has a chevron structure.
  • the sub-pixel electrode is arranged on at least one of a pair of opposed substrates included in the liquid crystal cell.
  • the sub-pixel electrode is preferably a transparent electrode.
  • the shape of the color filter layer included in the sub-pixel also has a chevron structure corresponding to the sub-pixel electrode.
  • the chevron structure is a structure (bent structure) that is bent in a “ ⁇ ” shape.
  • the chevron structure is a sub-pixel having a bent structure bent at the center (C) as shown in FIG.
  • the sub-pixel 30 includes a parallelogram-shaped first portion 40 and a first
  • the portion 40 and the second portion 42 having the same structure (congruent) and having the shape of a parallelogram have a bent structure formed by being connected so as to share one side of the same length.
  • the sub-pixel 30 is not shared with one side shared with the second part 42 of the first part 40 (the sides 32 and 34 in FIG. 5), and is shared with the first part 41 of the second part 42.
  • an angle (an angle A1 in the figure) between one side and the non-parallel sides (the sides 36 and 38 in FIG. 5) is less than 180 °.
  • the size (bending angle) of the angle A1 of the sub-pixel 30 is not particularly limited, but is preferably 170 ° or more and less than 180 °.
  • the parallelogram shape may be any shape as long as the entire shape has a substantially parallelogram shape, and a part (for example, one corner of the parallelogram) is missing or has a convex portion. Is also good.
  • the parallelogram does not include a rectangular shape and a square shape in which all four corners are equal.
  • the respective sub-pixels are arranged adjacent to each other. That is, among the sides forming the outline of the chevron structure, a bent line (bent line) (a line formed by the sides 32 and 36 and a line formed by the sides 34 and 38 in FIG. 5) is formed.
  • the sub-pixels are arranged such that the constituent sides are parallel to each other.
  • the bending line is a bending line passing through the center of the chevron structure, which is a bent structure bent at the center. More specifically, sides (sides 32 and 34 in FIG. 5) that are not parallel to one side shared with the second part 42 of the first part 40 in the sub-pixel 30 illustrated in FIG.
  • the sub-pixels are arranged such that sides not parallel to one side shared with the first portion 41 (sides 36 and 38 in FIG. 5) are parallel between the sub-pixels.
  • At least one side (preferably, a side forming a bent line described later) of each sub-pixel of the liquid crystal cell 17 has the absorption axis of the first polarizer 2 or the absorption axis of the second polarizer 11.
  • a bent line (bent line) (a line constituted by the sides 32 and 36 in FIG.
  • the angle between the side (side 32, side 34, side 36, and side 38 in FIG. 5) constituting the line and the absorption axis of the polarizer is larger than 0 ° and 5 ° or less. More specifically, sides (sides 32 and 34 in FIG. 5) that are not parallel to one side shared with the second part 42 of the first part 40 in the sub-pixel 30 shown in FIG. The angle (the angle A2 in FIG. 5) between the sides (sides 36 and 38 in FIG. 5) not parallel to one side shared with the first portion 41 and the absorption axis of the polarizer is larger than 0 ° and 5 °. The following is preferred.
  • the angle between the absorption axis of the polarizer arranged on the backlight side and the side forming the bent line is greater than 0 ° and 5 ° or less. Is preferred.
  • the structure of the spacer in the color filter layer can be a factor of the color change due to the azimuth when viewed from an oblique direction during black display.
  • the spacer is present only in the red sub-pixel region, the fluctuation of the alignment direction of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer becomes large only in the red sub-pixel, thereby causing the alignment of the liquid crystal compound. It is estimated that the degree of depolarization of red may increase in the azimuth.
  • the spacer is a column member provided to keep the distance between two substrates constant in a liquid crystal cell.
  • the spacer is usually formed on the black matrix of the color filter layer.
  • the spacers in the color filter layer are not present in the red, green, and blue sub-pixel areas, and when the spacers are present in the sub-pixel areas, It is preferable that they exist in the sub-pixel region at an equal area ratio, or at least in the red sub-pixel region and the blue sub-pixel region at an equal area ratio.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal cell 17 can be controlled by adjusting the degree of depolarization of the color filter layer, for example, in addition to adjusting the angle of the chevron structure and the position of the spacer. Can also be changed. Specifically, it is possible to satisfy Expressions (1) and (2) by making the degree of depolarization of the blue pixel region of the color filter relatively large with respect to the degree of depolarization of the red region. it can.
  • the degree of depolarization of the color filter layer can be increased by imparting a slight scattering property to the color filter layer. For example, when a pigment-based coloring material is used for the color filter layer, the degree of depolarization can be increased as compared with the case where a dye-based coloring material is used.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal cell 17 can also be changed by adjusting ⁇ nd of the liquid crystal layer 8. Specifically, it was found that DI_blue tends to be relatively large with respect to DI_red by setting ⁇ nd at a wavelength of 550 nm of the liquid crystal layer 8 to be smaller than 360 nm. ⁇ nd of the liquid crystal layer 8 is preferably 330 nm or less, more preferably 300 nm or less.
  • IPS mode liquid crystal cell having a liquid crystal layer between two glass substrates was manufactured.
  • a glass substrate is subjected to a photo-alignment treatment with reference to Example 11 of JP-A-2005-351924 to form an alignment layer, and a liquid crystal compound in the liquid crystal cell is aligned.
  • the tilt angle of the liquid crystal compound with respect to the substrate surface was 0.1 °.
  • the ⁇ n of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer was 0.08625 at a wavelength of 550 nm, and ⁇ nd was adjusted by adjusting the distance (gap; d) between the substrates.
  • a color filter layer having pixels including blue, green, and red sub-pixels was formed on the substrate on the viewing side of the liquid crystal cell.
  • the color filter layer refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-044285, and the color filter layers in the green and red sub-pixels have a pigment-based color material, and the blue sub-pixel has a dye-based color.
  • Liquid crystal cells 171 and 172 having the material were produced.
  • the color filter layer in the red sub-pixel has a coloring material containing a yellow dye
  • the green and blue sub-pixels have a pigment-based coloring material.
  • a liquid crystal cell 173 was manufactured.
  • the screen resolution of the liquid crystal cells 171 to 173 was 260 ppi, and the shape of each subpixel (the shape of the subpixel electrode and the color filter layer) was a chevron structure as shown in FIGS.
  • the liquid crystal cell and the viewing-side polarizer are set such that an angle between one side of the chevron structure and the absorption axis direction of the second polarizer is 4 °. And bonded together. More specifically, among the sides constituting the outline of the chevron structure, one side constituting the bent line has an angle of 4 ° with the absorption axis direction of the second polarizer (backlight side polarizer). Was.
  • each sub-pixel has the shape shown in FIGS. 4 and 5, and as shown in FIG. 5, a side (parallel 32 in FIG. 5) that is not parallel to one side shared by the second part of the first part in the sub-pixel. And side 34), and an angle (in FIG. 5) between a side not parallel to one side shared with the first portion of the second portion (sides 36 and 38 in FIG. 5) and an absorption axis of the second polarizer.
  • the tablet terminal iPad registered trademark
  • 9.7 inches manufactured by Apple Inc. was disassembled, the liquid crystal panel was taken out, and the polarizing plates on both sides were peeled off.
  • the liquid crystal cell thus obtained was used as a liquid crystal cell 174.
  • the main characteristics of the liquid crystal cells 171 to 174 are as shown in Table 1.
  • the coating solution 1 for a photo-alignment film prepared above was applied to one surface of the protective film with a bar coater. After the application, the solvent was removed by drying on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes to form a photoisomerizable composition layer having a thickness of 0.2 ⁇ m.
  • a photo-alignment film was formed by irradiating the obtained photoisomerizable composition layer with polarized ultraviolet rays (10 mJ / cm 2 , using an ultra-high pressure mercury lamp).
  • composition 1 having the following composition was prepared.
  • the composition 1 for forming a liquid crystal layer previously prepared was applied on the photo-alignment film using a bar coater to form a composition layer.
  • a bar coater After heating the formed composition layer to 110 ° C. on a hot plate, it was cooled to 60 ° C. to stabilize the orientation. Thereafter, the orientation was fixed by UV irradiation (500 mJ / cm 2 , using an ultra-high pressure mercury lamp) under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration: 100 ppm) under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration: 100 ppm) to prepare a first optically anisotropic layer having a thickness of 2 ⁇ m. .
  • Re (450) / Re (550) was 0.86, and had wavelength dispersion of inverse dispersion.
  • the surface on the application side of the first optically anisotropic layer produced above was subjected to a corona treatment at a discharge amount of 150 W ⁇ min / m 2 , and using the following liquid crystal layer forming composition 2 in the same procedure as above, A second optically anisotropic layer was formed on the first optically anisotropic layer to obtain an optically anisotropic layer 151.
  • Re (550) of the second optically anisotropic layer was 0 nm.
  • ⁇ Liquid crystal layer forming composition 2 ⁇ -50.0 parts by mass of the following liquid crystal compound R1-33.3 parts by mass of the following liquid crystal compound R2-16.7 parts by mass of the following liquid crystal compound R3-1.5 parts by mass of the following compound B1-The following monomer K1 0 parts by mass, 5.0 parts by mass of the following polymerization initiator P1, 2.0 parts by mass of the following polymerization initiator P2, 0.4 parts by mass of the following surfactant S1, 0.5 parts by mass of the following surfactant S2, acetone 200 0.0 parts by mass ⁇ Propylene glycol monomethyl ether acetate 50.0 parts by mass ⁇
  • Liquid crystal compound R1 83 15: 2 (mass ratio) mixture of the following liquid crystal compounds (RA) (RB) (RC)
  • Monomer K1 A-TMMT (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
  • Surfactant S1 (Mw: 15 k, the numerical value described to the right of the parenthesis in each repeating unit represents the mass% of each repeating unit with respect to the total repeating units)
  • Surfactant S2 weight average molecular weight: 11,200 (The numerical value described on the right side of the parentheses in each repeating unit represents the mole% of each repeating unit with respect to all repeating units.)
  • the coefficient of linear expansion of the optically anisotropic layer 151 in the direction perpendicular to the slow axis of the first optically anisotropic layer 151 was measured by using a thermal analyzer TMA / SS6100 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation. It was 38 ppm / ° C as measured by using the same.
  • first polarizing plate 161 A cellulose acetate film “TD80U” manufactured by FUJIFILM Corporation was immersed in a 2.3 mol / L aqueous sodium hydroxide solution at 55 ° C. for 3 minutes. Next, the obtained film was washed in a washing bath at room temperature and neutralized at 30 ° C. with 0.05 mol / L sulfuric acid. Furthermore, after the obtained film was washed again in a water washing bath at room temperature, it was dried with hot air at 100 ° C. and saponified.
  • the TD80U saponified in the above procedure, the polyvinyl alcohol-based polarizer, and the optically anisotropic layer 151 are arranged such that the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the optically anisotropic layer 151 are parallel to each other. Lamination was performed using an adhesive. At this time, the optically anisotropic layer 151 was bonded so that the second optically anisotropic layer side was on the polarizer side.
  • the adhesive used was a 3% aqueous solution of PVA (PVA-117H, manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
  • the Z-TAC used as the support of the optically anisotropic layer 151 was peeled off, and the first polarizing plate 161 was manufactured.
  • the thickness of the used polyvinyl alcohol-based polarizer was 24 ⁇ m, and the coefficient of linear expansion in the direction perpendicular to the absorption axis was 50 ppm / ° C. That is, the difference in linear expansion coefficient between the polarizer and the optically anisotropic layer 151 in the direction perpendicular to the absorption axis was 12 ppm / ° C.
  • first polarizing plate 162 The TD80U saponified by the same procedure as described above, the polyvinyl alcohol-based polarizer, and the optically anisotropic layer 152 are arranged such that the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the optically anisotropic layer 152 are orthogonal to each other. Were bonded together using an adhesive. As the adhesive, a 3% aqueous solution of PVA (PVA-117H, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used. Thus, the first polarizing plate 162 was manufactured.
  • PVA-117H manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • the thickness of the used polyvinyl alcohol-based polarizer was 24 ⁇ m, and the coefficient of linear expansion in the direction perpendicular to the absorption axis was 50 ppm / ° C. That is, the difference in linear expansion coefficient between the polarizer and the optically anisotropic layer 152 in the direction perpendicular to the absorption axis was 23 ppm / ° C.
  • a first polarizing plate 163 was manufactured in the same manner as the first polarizing plate 161, except that a 7 ⁇ m-thick polyvinyl alcohol-based polarizer was used.
  • the linear expansion coefficient of the 7- ⁇ m-thick polyvinyl alcohol-based polarizer in the direction perpendicular to the absorption axis was 46 ppm / ° C. That is, the difference in linear expansion coefficient between the polarizer and the optically anisotropic layer 151 in the direction orthogonal to the absorption axis was 8 ppm / ° C.
  • Second polarizing plate 181 The TD80U saponified in the same procedure as above, the polyvinyl alcohol-based polarizer, and the Z-TAC saponified in the same procedure as above were bonded in the same manner to produce a second polarizing plate 181. .
  • the thickness of the used polyvinyl alcohol-based polarizer was 24 ⁇ m, and the coefficient of linear expansion in the direction perpendicular to the absorption axis was 50 ppm / ° C.
  • the first polarizing plate and the second polarizing plate were bonded to both surfaces of the liquid crystal cell using the pressure-sensitive adhesive sheet SK2057 manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd., respectively.
  • the first polarizing plate was bonded so that the optically anisotropic layer was on the liquid crystal cell side
  • the second polarizing plate was bonded such that Z-TAC was on the liquid crystal cell side.
  • the liquid crystal compound was bonded so that the slow axis of the liquid crystal compound in the liquid crystal cell (slow axis during black display) and the absorption axis of the second polarizer were parallel.
  • the angle between the absorption axis of the first polarizer in the first polarizing plate and the absorption axis of the second polarizer in the second polarizing plate was orthogonal.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive sheet SK2057 was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device DVA-220 manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd. and found to be 0.45 MPa at 20 ° C. and 0.18 MPa at 80 ° C. Was.
  • the display of an iMac display-integrated computer manufactured by Apple Inc. was disassembled, and the produced liquid crystal cells were placed on the backlight taken out such that the first polarizing plate side was the viewing side.
  • the liquid crystal display devices of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 shown in Table 2 were produced.
  • liquid crystal display devices of Examples 8 and 9 were produced in the same manner as above, except that the adhesive sheet was changed to SK1478.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive sheet SK2057 was 0.79 MPa at 20 ° C. and 0.35 MPa at 80 ° C.
  • the second polarizing plate 181 that is, a polarizing plate having no optically anisotropic layer was bonded to both surfaces of the liquid crystal cell 173, the same procedure as in the other examples was carried out.
  • a liquid crystal display device was manufactured.
  • the measurement was performed while adjusting the position and the angle so as to perform the measurement.
  • the chromaticities u ′ and v ′ of the light leakage in the CIELUV color space were calculated from the obtained measured values.
  • a set of azimuth angles at which the difference ⁇ u ′ of u ′ is maximum is determined, and the magnitude of ⁇ u ′ at that time, ⁇ u′_max is determined in the visual recognition from an oblique direction. It was used as an index of the change in color depending on the direction.
  • ⁇ u′_max was 0.010 or less, good viewing angle characteristics were obtained, and when ⁇ u′_max was 0.005 or less, very good viewing angle characteristics were obtained.
  • the durability of the liquid crystal display devices of the examples and comparative examples was evaluated by a heat cycle test in which ⁇ 35 ° C. and 70 ° C. were alternately repeated for 30 minutes. At the time when 300 cycles were repeated, the appearance of the polarizing plate on the viewing side was visually checked and evaluated according to the following criteria.
  • the evaluation results of the examples and comparative examples are shown in the “Evaluation” column of Table 2. ⁇ Evaluation criteria> A: No crack or break has occurred over the front surface of the polarizing plate. B: Cracks or breaks occurred only at the end of the polarizing plate. C: Cracks or breaks extending to the center of the polarizing plate have occurred at one location. D: Cracks or breaks extending to the center of the polarizing plate have occurred at a plurality of locations.

Abstract

本発明は、黒表示時の斜め方向からの視認において、方位による光漏れの色味変化を抑制し、高い表示品位を有する液晶表示装置を提供することを課題とする。本発明の液晶表示装置は、少なくとも第一偏光子、光学異方性層、液晶セル、および、第二偏光子をこの順に有する液晶表示装置であって、液晶セルは250ppi以上の画面解像度となる画素を有し、各画素は、それぞれ少なくとも青色、緑色、および赤色のサブピクセルを有し、サブピクセルは、少なくとも一辺が第一偏光子の吸収軸または第二偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であるシェブロン構造を有し、液層セルの可視光域における偏光解消度が所定の要件を満たす。

Description

液晶表示装置
 本発明は、液晶表示装置に関する。
 IPS(In-Plane Switching)型およびFFS(Fringe Field Switching)型の液晶表示装置は、TN(Twisted Nematic)型およびVA(Vertical Alignment)型のように上下基板間に電界を印加し、液晶性化合物の立ち上がりによって駆動するモードではなく、基板面にほぼ平行な成分を含む電界によって液晶性化合物を基板面内方向に応答させる横電界方式と言われる方式(モード)である。
 IPS型およびFFS型は、その構造から原理的に視野角への制限が少ない方式であるため、視野角が広い上に色度変移および色調変化が少ないといった特性を持つ駆動方式として知られている。
 これらの横電界方式の液晶表示装置に関しては、特許文献1において、黒表示の斜め方向における色味変化を低減するために、偏光板、液晶層、カラーフィルター、および、光学補償部材を組み合わせた構成が開示されている。
特開2014-016642号公報
 特許文献1には、液晶セルに備えられるカラーフィルター層の厚さ方向のリタデーションRthや、光学補償部材の複屈折などを適切に調整することによって、偏光子の吸収軸からずれた方位の斜め方向から見た場合の光漏れを低減し、液晶表示装置の黒表示の視野角特性を改善する方法が記載されている。
 しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載の方法を用いた場合、偏光子の吸収軸からずれた方位の斜め方向から見た場合の光漏れを低減することはできるものの、偏光子の吸収軸の方位の斜め方向から見た場合の光漏れについては、全く低減することができないことがわかった。そのため、特許文献1に記載の方法では、液晶表示装置の黒表示の視野角特性の改善は不十分である。さらに、特許文献1に記載の方法では、偏光子の吸収軸の方位と、偏光子の吸収軸からずれた方位とで黒表示の光漏れの色味が異なり、かえって表示品位を悪化させる場合があることがわかった。
 また、本発明者らはさらに検討を重ねた結果、偏光子の吸収軸の方位の斜め方向から見た場合の光漏れの色味と、偏光子の透過軸の方位(すなわち、吸収軸と直交する方位)の斜め方向から見た場合の光漏れの色味が、一方において青味がかって視認され、もう一方において赤味がかって視認される場合があることがわかった。そのため、方位によって光漏れの色味が青~赤まで連続的に変化することになり、黒表示の表示品位を著しく低下させることがわかった。
 さらに、上記の問題は、250ppiを超える画面解像度を有し、高画質な画像表示を可能とする液晶表示装置において、特に顕著に問題として認識されることがわかった。
 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、偏光子の吸収軸からずれた方位だけでなく、すべての方位において斜め方向から視認した際の光漏れの色味変化を抑制し、黒表示において高い表示品位を有する液晶表示装置を提供することを課題とする。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
 [1] 少なくとも第一偏光子、光学異方性層、液晶セル、および、第二偏光子をこの順に有する液晶表示装置であって、
 液晶セルは、少なくとも一方が電極を有する対向配置された一対の基板と、一対の基板間に配置され、配向制御された液晶性化合物を含む液晶層とを有し、電極により、基板に対し平行な成分を持つ電界を形成する、IPS方式またはFFS方式の液晶セルであり、
 液晶セルは250ppi以上の画面解像度となる画素を有し、
 画素は、それぞれ少なくとも、青色、緑色、および赤色のサブピクセルを有し、
 サブピクセルは、少なくとも一辺が第一偏光子の吸収軸または第二偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であるシェブロン構造を有し、
 液晶セルの可視光域における偏光解消度が後述する式(1)および式(2)を満たす、液晶表示装置。
 [2] 液晶層の波長550nmにおけるΔndが、330nm以下である、[1]に記載の液晶表示装置。
 [3] 光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)が、後述する式(3)および式(4)を満たす、[1]または[2]に記載の液晶表示装置。
 [4] 光学異方性層が、第一光学異方性層と第二光学異方性層との積層体であり、第一光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)が、以下の式(5)および(6)を満たし、第二光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe2(550)、および波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth2(550)が、後述する式(7)および(8)を満たす、[1]または[2]に記載の液晶表示装置。
 [5] 第一光学異方性層が正のAプレートであり、第二光学異方性層が正のCプレートである、[4]に記載の液晶表示装置。
 [6] 第一光学異方性層と第二光学異方性層の少なくとも一方が、液晶性化合物が配向した状態で固定化されたフィルムである、[4]または[5]に記載の液晶表示装置。
 [7] 光学異方性層が、ポリビニルアルコール系接着剤を介して第一偏光子と直接接着されている、[1]~[6]のいずれかに記載の液晶表示装置。
 [8] 光学異方性層が、活性エネルギー線の照射または加熱により硬化する硬化性接着剤組成物を介して第一偏光子と直接接着されている、[1]~[6]のいずれかに記載の液晶表示装置。
 [9] 中央部で折れ曲がった屈曲構造であるシェブロン構造の外形線を構成する辺のうち、中央部を通る屈曲線を構成する一辺が、第一偏光子の吸収軸または第二偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下である、[1]~[8]のいずれかに記載の液晶表示装置。
 本発明によれば、偏光子の吸収軸からずれた方位だけでなく、すべての方位において斜め方向から視認した際の光漏れの色味変化を抑制し、黒表示において高い表示品位を有する液晶表示装置を提供することができる。
本発明における偏光解消度の測定法を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の第1の実施形態の一例を示す模式図である。 本発明における偏光解消度の測定法を示す模式図である。 液晶セル中のサブピクセルを説明するための図である。 サブピクセルの形状を説明するための図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、本明細書において、偏光板とは、偏光子の少なくとも一方の表面に保護層または機能層が配置されたものをいい、偏光子と偏光板は区別して用いる。
 また、本明細書において、平行および直交とは、厳密な意味での平行および直交を意味するのではなく、それぞれ、平行または直交から±5°の範囲を意味する。
 本明細書において、Re(λ)およびRth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。特に記載がないとき、波長λは550nmとする。
 本明細書において、Re(λ)およびRth(λ)は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用い、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
 遅相軸方向(°)
 Re(λ)=R0(λ)
 Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×dが算出される。
 本発明において、屈折率nxおよびnyは、それぞれ、光学部材の面内方向における屈折率であり、通常、nxが遅相軸方位の屈折率、nyが進相軸方位(すなわち、遅相軸と直交する方位)の屈折率である。また、nzは厚み方向における屈折率である。nx、ny、およびnzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定できる。
 また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルタとの組合せで測定できる。
 また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。
 本明細書において、偏光解消度とは、光学部材に直線偏光が入射された際、出射光が非偏光に変換される割合を意味する。すなわち、偏光解消度がDIであるとした場合、偏光度1の直線偏光が入射されると、出射光の偏光度は(1-DI)となる。
 ここで、偏光解消度DIは無次元量であり、入射光の各波長に対して定義される。
 本明細書において偏光解消度を測定する手順を、図1を用いて説明する。
 まず、測定の対象となる光学部材100の両面に、偏光子101および102を平行に配置する。このとき、偏光子101および102は光学部材100に接触しておらず、それぞれ、ステッピングモーターなどを用いて、偏光子面の面内で回転させられるようになっている。
 次に、偏光子102の光学部材100の側とは反対の側に、白色面光源14を設置する。白色面光源14としては、例えば、市販の液晶表示装置から取り出したバックライトユニットなどを用いることができる。
 次に、偏光子101の光学部材100の側とは反対の側に、分光輝度計103を設置する。分光輝度計103としては、例えば、株式会社トプコンテクノハウス製の分光放射計SR-UL2などを用いることができる。
 図1の配置において、偏光子101および偏光子102を回転させて、光学部材100、偏光子101および102を透過する光量が最も小さくなる角度を決定する。このときの分光放射輝度を各波長λにおいて測定し、L_min1(λ)とする。次に、偏光子101を回転させて、光量が最大となる角度を決定し、このときの分光放射輝度をL_max1(λ)とする。得られた測定値から、以下の式(9)を用いて、図1の配置での各波長λにおけるコントラストCR1(λ)を算出する。
 式(9):CR1(λ)=L_max1(λ)/L_min1(λ)
 本明細書においては、波長λは400nm~700nmの範囲で、1nmキザミで測定している。
 次に、図1の配置から光学部材100を取り除き、偏光子101および偏光子102からなる配置とし、上記と同様に光量が最小となる角度での分光放射輝度L_min2(λ)、および、光量が最大となる角度での分光放射輝度L_max2(λ)を測定する。次に、以下の式(10)を用いて、偏光子のみのコントラストCR2(λ)を算出する。
 式(10):CR2(λ)=L_max2(λ)/L_min2(λ)
 以上の測定値より、光学部材100の偏光解消度DIは、各波長λにおいて以下の式(11)で算出される。
 式(11):DI(λ)=2×(1/CR1(λ)-1/CR2(λ))
 なお、液層セルの可視光域における偏光解消度を測定する際には、光学部材100として液晶セルを用いて測定を行う。
 本明細書においては、偏光解消度DIは各波長λにおいて定義される。また、波長400nm~500nmにおける偏光解消度の平均値を、DI_blueと表記し、波長600nm~700nmにおける偏光解消度の平均値を、DI_redと表記する。
 また、斜め方向からの視認における偏光解消度は、光学部材100をその角度から見るように、分光輝度計103の位置および角度を調整し、上記と同様に測定できる。
 例えば、光学部材100の法線方向から60°をなす角度における偏光解消度を測定する際には、図3に示すように、分光輝度計103を法線方向から60°の位置に配置して、上記と同様に測定を行う。より具体的には、例えば、液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位で、かつ、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における偏光解消度を測定する際には、液晶セルが液晶表示装置中に配置された場合における、液晶表示装置中の視認側の偏光子の吸収軸方位でかつ液晶セルの法線方向から60°をなす角度になる位置と液晶セルとの位置関係と同様の位置関係となるように、図3における分光輝度計103の位置を測定対象である液晶セルに対して配置して、上記と同様の測定を行う。
 以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図2に示す液晶表示装置は、第一偏光板16(第一偏光子の保護層1、第一偏光子2、第二光学異方性層4、第一光学異方性層5)、液晶セル17(液晶セルの上側基板7、液晶層8、液晶セルの下側基板9)、第二偏光板18(第二偏光子の液晶セル側保護層10、第二偏光子11、第二偏光子のバックライト側保護層13)、およびその外側にバックライトユニット14を有する。液晶セル17は、上側基板7と下側基板9と、これらに挟持される液晶層8とを含む。
 なお、図2は本実施形態の一例であり、バックライトユニットが第二偏光板18の外側ではなく、第一偏光板16の外側に配置される構成であっても、同様に本発明の効果を得ることができる。
(偏光子の保護層)
 偏光子の保護層1、10、13は、第一偏光子2、および第二偏光子11の保護のために設けられる。
 保護層の種類は特に制限されないが、例えば、セルロースアシレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート、環状ポリオレフィン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、および、ポリエステルなどのフィルムが挙げられる。なかでも、セルロースアシレートフィルム、環状ポリオレフィン、ポリアクリレートフィルム、または、ポリメタクリレートフィルムが好ましい。また、市販品のセルロースアセテートフィルム(例えば、富士フイルム株式会社製の「TD80U」や「Z-TAC」など)も挙げられる。
 第一偏光板16および第二偏光板18は、保護層を片面のみに有していても、両面に有していてもよい。また、保護層は1層のみの形態であっても、2層以上が積層された形態であってもよい。
 保護層の厚みは特に制限されないが、液晶表示装置の薄型化の点から、80μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、25μm以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、機械的強度の点から、1μm以上が好ましい。
(第一偏光子および第二偏光子)
 第一偏光子2および第二偏光子11の種類は特に制限はなく、公知のものを使用できる。
 本発明では、通常用いられる直線偏光子を利用できる。直線偏光子は、バインダーとヨウ素若しくは二色性色素とからなる偏光子、または、塗布型偏光子が好ましい。
 直線偏光子におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏光性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、または、二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素または二色性色素の溶液に浸漬し、ヨウ素または二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されることが一般的である。
 第一偏光子2および第二偏光子11の厚みは特に制限されないが、液晶表示装置の薄型化の点から、30μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。特に、液晶表示装置の使用時および耐久試験時において、各部材間の寸法変化の違いにより、偏光板に亀裂および破断などの外観不良が発生することを抑止する点から、第一偏光子2および第二偏光子11の厚みは10μm以下が好ましく、7μm以下がより好ましく、3μm以下がさらに好ましい。第一偏光子2および第二偏光子11の厚みの下限は特に制限されないが、機械的強度の点から、2μm以上が好ましい。
(光学異方性層)
 光学異方性層15は、第一偏光板16を構成する部材の一部であり、液晶セル17の光学補償のために用いられる。また、前述の保護層を兼ねることもできる。光学異方性層15は1層または2層以上で構成されるが、本発明においては1層または2層で構成されることが好ましい。2層で構成される場合には、光学異方性層15は第一光学異方性層5と第二光学異方性層4との積層体である。図2には、光学異方性層15が2層からなる場合が図示されている。
 光学異方性層15の厚みは、液晶表示装置の薄型化の点から、光学特性、機械物性、および、製造適性を損ねない限りは薄いことが好ましく、具体的には、1~150μmが好ましく、1~70μmがより好ましく、1~30μmがさらに好ましい。特に、液晶表示装置の使用時および耐久試験時において、各部材間の寸法変化の違いにより、偏光板に亀裂および破断などの外観不良が発生することを抑止する点から、光学異方性層15の厚みは1~7μmが好ましく、1~5μmがより好ましい。
 光学異方性層15は、製造のしやすさなどの点から、ポリマーフィルム、または、液晶性組成物を用いて形成されるフィルムであることが好ましい。
 ポリマーフィルムとしては、セルロースアシレート系フィルム、シクロオレフィン系ポリマーフィルム(シクロオレフィン系ポリマーを用いたポリマーフィルム)、または、アクリル系ポリマーフィルムが好ましい。アクリル系ポリマーフィルムとしては、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、および、グルタル酸無水物単位から選ばれる少なくとも1種の単位を含むアクリル系ポリマーを含むことが好ましい。
 また、液晶性組成物を用いて形成されるフィルムとしては、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムが好ましい。なかでも、重合性基を有する液晶性化合物を含む組成物を塗布して塗膜を形成し、塗膜中の液晶性化合物を配向させて、硬化処理を施して液晶性化合物の配向を固定化してなるフィルムがより好ましい。
 液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物および円盤状液晶性化合物が挙げられ、配向状態を固定化するために重合性基を有していることが好ましい。
 光学異方性層15が液晶性組成物を用いて形成されるフィルムである場合には、配向膜を用いて上記フィルムを形成してもよい。
 配向膜は、一般的にはポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手できる。利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコールまたはポリイミド、および、その誘導体が好ましい。特に、変性または未変性のポリビニルアルコールが好ましい。本発明に使用可能な配向膜については、WO01/088574号パンフレットの43頁24行~49頁8行、特許第3907735号公報の段落[0071]~[0095]に記載の変性ポリビニルアルコールなどを参照できる。なお、前述の配向膜には、通常、公知のラビング処理が施される。
 配向膜の厚さは、薄い方が好ましいが、光学異方性層形成のための配向能の付与、および、フィルムの表面凹凸を緩和して均一な膜厚の光学異方性層を形成するという点から、ある程度の厚みが必要となる。具体的には、配向膜の厚さは、0.01~10μmが好ましく、0.01~1μmがより好ましく、0.01~0.5μmがさらに好ましい。
 また、本発明では光配向膜を利用することも好ましい。光配向膜としては特に限定されないが、WO2005/096041号パンフレットの段落[0024]~[0043]に記載のものやRolic echnologies社製の商品名LPP-JP265CPなどを好適に挙げられる。
(光学異方性層が1層からなる場合)
 光学異方性層15が1層からなる場合、光学異方性層15の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)は、以下の式(3)および(4)を満たすことが好ましい。
 式(3):200nm≦Re1(550)≦400nm
 式(4):-40nm≦Rth1(550)≦40nm
 また、光学異方性層15は、以下の式(12)および(13)を満たすことがより好ましい。
 式(12):280nm≦Re1(550)≦320nm
 式(13):-20nm≦Rth1(550)≦20nm
 また、光学異方性層15が1層からなる場合、光学異方性層15の遅相軸の方位は、第一偏光子の吸収軸の方位と直交方向であることが好ましい。
 1層からなる光学異方性層15は、例えば、ポリマーフィルムを延伸することによって得られる。具体的には、例えば、芳香族アシル基で置換されたセルロースアシレートであるセルロースアセテートベンゾエートを用いたフィルムの場合、セルロースアセテートベンゾエートを溶媒に溶解させたドープを成膜用の金属支持体上に流延し、溶媒を乾燥してフィルムを得て、得られたフィルムを1.3~1.9倍程度の大きな延伸倍率で延伸してセルロース分子鎖を配向させる方法が挙げられる。
 また、例えば、特開平5-157911号公報、特開2006-072309号公報、および、特開2007-298960号公報に記載のように、高分子フィルムの片面または両面に収縮性フィルムを貼り合わせて、加熱延伸することにより作製することも可能である。
 光学異方性層15は、Re1およびRth1が逆分散の波長分散性を示すことも好ましい。
 ここで、逆分散の波長分散性とは、Re1(λ)およびRth1(λ)が、波長λが大きくなるに従って大きな値となることを言う。
(光学異方性層が2層からなる場合)
 光学異方性層15が2層からなる場合、第一光学異方性層5がnx>ny≧nzの2軸フィルム(B-プレートまたは正のAプレート)、第二光学異方性層4がnx≒ny<nzの[準]一軸性フィルム(正の[準]Cプレート)であることが好ましい。
 具体的には、第一光学異方性層5の、波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)が、以下の式(5)および(6)を満たし、第二光学異方性層4の、波長550nmにおける面内レターデーションRe2(550)、および、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth2(550)が、以下の式(7)および(8)を満たすことが好ましい。
 式(5):80nm≦Re1(550)≦200nm
 式(6):20nm≦Rth1(550)≦150nm
 式(7):0nm≦Re2(550)≦40nm
 式(8):-160nm≦Rth2(550)≦-40nm
 また、第一光学異方性層5が、以下の式(14)および式(15)を満たし、第二光学異方性層4が、以下の式(16)および式(17)を満たすことがより好ましい。
 式(14):100nm≦Re1(550)≦150nm
 式(15):50nm≦Rth1(550)≦120nm
 式(16):0nm≦Re2(550)≦20nm
 式(17):-140nm≦Rth2(550)≦-80nm
 本実施形態においては、第一光学異方性層5が液晶セル17の側、第二光学異方性層4が第一偏光子2の側に配置される。なお、第一光学異方性層と第二光学異方性層の位置関係は、図2の態様と逆でもよい。
 また、光学異方性層15が2層からなる場合、第一光学異方性層5の遅相軸の方位は、第一偏光子の吸収軸の方位と平行であることが好ましい。
 第一光学異方性層5は、溶融成膜方式および溶液成膜方式などの適宜な方式で製造したポリマーフィルム(例えば、セルロースアシレートフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、および、ポリカーボネートフィルム)であってもよい。ポリマーフィルムは、例えば、ロールの周速制御による縦延伸方式、テンターによる横延伸方式、および、二軸延伸方式などにより、延伸処理することにより得られる。より具体的には、特開2005-338767号公報の記載を参照することができる。
 また、第一光学異方性層5は、配向により2軸性を示す重合性基を有する液晶性化合物を含む液晶性組成物から形成されるポリマーであってもよい。
 また、第一光学異方性層5は、液晶性化合物の配向状態を固定して所望の位相差を有する層であってもよい。
 第一光学異方性層5は、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムであることが好ましく、棒状液晶性化合物が基板面に対して水平方向に配向した状態で固定化したフィルムであることがより好ましい。
 液晶性化合物としては、逆分散の波長分散性を示す液晶性化合物が好ましい。例えば、WO2017/043438号パンフレットに記載される逆分散の波長分散性を示す液晶性化合物が挙げられる。
 第一光学異方性層5の厚みは、1~80μmが好ましく、1~40μmがより好ましく、1~25μmがさらに好ましい。
 第一光学異方性層5は、正のAプレート(ポジティブAプレート)であることが好ましい。
 本明細書において、正のAプレートは以下のように定義する。正のAプレートは、フィルムの面内遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、以下の式(18)の関係を満たすものである。なお、ポジティブAプレートはRthが正の値を示す。
 式(18):nx>ny≒nz
 なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(ny-nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「ny≒nz」に含まれる。
 第二光学異方性層4は、ポリマーフィルム(例えば、セルロースアシレートフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、および、ポリカーボネートフィルム)であってもよい。なお、ポリマーフィルムは、面内レターデーションを発現させない様に成膜し、熱収縮フィルムなどを用いて厚み(nz)方向に延伸する方法で得ることができる。
 また、第二光学異方性層4は、液晶性化合物の配向状態を固定して所望の位相差を有する層であってもよい。
 第二光学異方性層4は、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムであることが好ましく、棒状液晶性化合物が基板面に対して垂直方向に配向した状態で固定化したフィルムであることがより好ましい。
 液晶性化合物としては、逆分散の波長分散性を示す液晶性化合物が好ましい。例えば、WO2017/043438号パンフレットに記載される逆分散の波長分散性を示す液晶性化合物が挙げられる。
 第二光学異方性層の厚みは、1~80μmが好ましく、1~40μmがより好ましく、1~25μmがさらに好ましい。
 第二光学異方性層4は、正のCプレート(ポジティブCプレート)であることが好ましい。
 なお、本明細書において、正のCプレートは以下のように定義する。正のCプレートは、フィルムの面内遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、以下の式(19)の関係を満たすものである。なお、ポジティブCプレートはRthが負の値を示す。
 式(19):nx≒ny<nz
 なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(nx-ny)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「nx≒ny」に含まれる。
 また、液晶表示装置の使用時および耐久試験時において、各部材間の寸法変化の違いにより、偏光板に亀裂および破断などの外観不良が発生することを抑止する点から、第一光学異方性層5および第二光学異方性層4は、ともに液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムであることが好ましい。液晶性化合物を用いると、光学異方性層15の厚みを7μm以下とすることが容易となる。
(第一偏光板)
 第一偏光板16は、上述した光学異方性層15と第一偏光子2とを少なくとも有する。第一偏光子2の、光学異方性層15と逆側の表面には、保護層1を設けてもよいし、硬化樹脂層を配置してもよいし、液晶表示装置の別の部材と直接貼りあわせてもよい。
 第一偏光子2、保護層1、および光学異方性層15の積層には、例えば、接着剤を用いることができる。接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤、または、活性エネルギー線の照射または加熱により硬化する硬化性接着剤組成物が好ましい。硬化性接着剤組成物としては、カチオン重合性化合物を含有する硬化性接着剤組成物、および、ラジカル重合性化合物を含有する硬化性接着剤組成物などが挙げられる。
 接着剤層の厚さは、0.01~20μmが好ましく、0.01~10μmがより好ましく、0.05~5μmがさらに好ましい。接着剤層の厚さがこの範囲にあれば、積層される保護層または光学異方性層と偏光子との間に浮きや剥がれを生じず、実用上問題のない接着力が得られる。
 第一偏光板16の厚みは、液晶表示装置を薄型化する点から、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましい。
 また、液晶表示装置の使用時および耐久試験時において、各部材間の寸法変化の違いにより、偏光板に亀裂および破断などの外観不良が発生することを抑止する点から、第一偏光子2および光学異方性層15の厚みは、ともに7μm以下が好ましい。さらに、同様の点から、第一偏光子2および光学異方性層15の同一方向における線膨張係数および湿度寸法変化率が近しいことが好ましい。特に、第一偏光子2の吸収軸と直交する方位(すなわち、透過軸の方位)において、線膨張係数および湿度寸法変化率が近しいことが好ましい。具体的には、第一偏光子2の吸収軸と直交する方位における、第一偏光子2と光学異方性層15の線膨張係数の差異は、20ppm/℃以下が好ましく、10ppm/℃以下がより好ましい。
 また、第一偏光板16は、二色性色素および液晶性化合物を含んでなる第一偏光子2と、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムである光学異方性層15とを有することも好ましい。このとき、偏光子および光学異方性層をともに薄くすることが容易であり、かつ、偏光子および光学異方性層の線膨張係数および湿度寸法変化率を近しい値とすることが容易となる。二色性色素および液晶性化合物を含んでなる偏光子は、例えば、特開2018-120229号公報などを参照して作製できる。
 第一偏光板16は、液晶セル17に対して、視認側に設置されていてもよいし、バックライト側に設置されていてもよい。どちらの場合でも、同様に本発明の効果を得ることができる。図2には、第一偏光板16が視認側に設置される場合が図示されている。
 第一偏光板16は、粘着剤を用いて液晶セル17に貼合することができる。液晶表示装置の使用時および耐久試験時において、各部材間の寸法変化の違いにより、偏光板に亀裂および破断などの外観不良が発生することを抑止する点から、粘着剤の厚みは薄い方が好ましく、具体的には、20μm以下が好ましい。また、同様の点から、20℃における粘着剤の貯蔵弾性率は、0.5MPa以上が好ましい。また、80℃における粘着剤の貯蔵弾性率は、0.2MPa以上が好ましい。
(第二偏光板)
 第二偏光板18は、液晶セル17に対し、第一偏光板16とは反対側の面に配置される偏光板である。
 第二偏光板18は、少なくとも第二偏光子11を含んでいれば特にその構成は限定されない。第二偏光子11としては、上述した第一偏光子2で例示した偏光子を使用でき、その厚みの好適範囲も上述の通りである。
 なお、第一偏光板16の表面の法線方向から観察したとき、第一偏光板16中の第一偏光子2の吸収軸3と、第二偏光板18中の第二偏光子11の吸収軸12とのなす角は、直交であることが好ましい。
 第二偏光板18においては、第二偏光子11以外に、保護層などが含まれていてもよい。特に、液晶セル17の側に保護層を設ける場合には、保護層はレターデーションが小さいフィルムであることが好ましい。液晶セル17の側の保護層の面内レターデーションRe(550)は、10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、2nm以下がさらに好ましい。膜厚方向のレターデーションRth(550)は、10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、2nm以下がさらに好ましい。
(液晶セル)
 本発明の液晶セル17は、横電界方式であるIPSモードまたはFFSモードの液晶セルである。
 IPSモードの液晶セルは、電圧無印加時に液晶層中の液晶性化合物(特に、棒状液晶性化合物が好ましい)が実質的に面内に水平に配向しており、電圧印加によって液晶性化合物の配向方向を変えることでスイッチングすることが特徴である。具体的には、特開2004-365941号公報、特開2004-012731号公報、特開2004-215620号公報、特開2002-221726号公報、特開2002-055341号公報、および、特開2003-195333号公報に記載のものなどを参照できる。これらのモードは黒表示時に液晶性化合物が略平行に配向する態様であり、電圧無印加状態で液晶性化合物を上側基板7および下側基板9の表面に対して平行配向させて、黒表示を実現する。
 FFSモードは、IPSモードと同様に基板の表面に対して液晶性化合物が常に水平であるようにスイッチングするモードであり、基板の表面に対して水平方向の横電界を用いて液晶分子をスイッチングさせる。一般的に、FFSモードはベタ電極と層間絶縁膜とくし歯電極を有しており、電界方向がIPSとは異なる特徴を有している。
 液晶層8中の液晶性化合物は、白表示時および黒表示時のいずれも基板の表面に対して水平に配向していることが理想的であるが、低傾斜角で傾斜配向していてもよい。一般に、液晶セルの基板を布でラビングし、液晶層を配向する場合、液晶性化合物は基板界面に対し低傾斜角で傾斜配向しており、UV(Ultraviolet)光をガラス基板に照射することにより液晶層を配向する場合(光配向)、液晶性化合物は水平に近い配向をする。黒表示時の斜め方向からの視認における、方位による色味変化を抑制する点から、光配向を用いることが好ましい。
 液晶セル内の液晶性化合物の遅相軸(黒表示時の遅相軸)と、第二偏光子の吸収軸とが平行になるよう配置されることが好ましい。
 液晶セル17の構成としては、少なくとも上記液晶層8、および液晶層8を挟むように2枚の上側基板7および下側基板9が配置されていればよく、他の部材が含まれていてもよい。また、少なくとも一方の基板の表面上に透明電極が配置されていてもよい。なお、後述するように、少なくとも一方の基板の表面上には、サブピクセル電極として透明電極が配置されていてもよい。
 また、液晶セルには、カラーフィルター層およびTFT(Thin Film Transistor)層が含まれていてもよい。カラーフィルター層およびTFT層の位置は特に制限されず、上側基板7または下側基板9のいずれかの表面に配置されることが一般的である。カラーフィルター層およびTFT層は、上側基板7と下側基板9との間に配置されることが好ましい。
 液晶セル17は、少なくとも青色、緑色、および赤色のサブピクセルからなる画素を有し、250ppi以上の画面解像度を有する。
 なお、画像解像度の上限は特に制限されないが、1000ppi以下の場合が多い。
 ここで、画面解像度が250ppi以上であるとは、液晶セル17の縦方向または横方向の一辺において、長さ1インチ(約2.54mm)当たり250個以上の画素を有していることを意味する。
 画面解像度が250ppi以上であることにより、本発明の液晶表示装置は画像表示において非常に高い表示品位を有している。
 また、液晶セル17は、可視光域における偏光解消度が以下の式(1)および式(2)を満たす。
 式(1):DI_blue(φ=0°、θ=60°)/DI_red(φ=0°、θ=60°)>0.80
 式(2):DI_blue(φ=90°、θ=60°)/DI_red(φ=90°、θ=60°)>0.80
 ここで、DI_blueおよびDI_redは、それぞれ、液晶セルの波長400~500nmおよび600~700nmにおける偏光解消度の平均値であり、DI(φ=0°、θ=60°)およびDI(φ=90°、θ=60°)は、それぞれ、液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位および透過軸方位で、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、液晶セル17の偏光解消度を表す。
 つまり、DI_blue(φ=0°、θ=60°)は、液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位で、かつ、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長400~500nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_red(φ=0°、θ=60°)は、液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位で、かつ、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長600~700nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_blue(φ=90°、θ=60°)は、液晶表示装置における視認側の偏光子の透過軸方位で、かつ、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長400~500nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_red(φ=90°、θ=60°)は、液晶表示装置における視認側の偏光子の透過軸方位で、かつ、液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長600~700nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表す。
 液晶セル17の偏光解消度が上記の式(1)および式(2)を満たすことによって、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向からの視認における、方位による色味変化が抑制される。特に、方位により光漏れが赤味がかって視認されることを抑制できる。
 黒表示の斜め方向からの視認において、方位により光漏れが赤味がかって視認されることをさらに抑制する点から、液晶セル17の可視光域における偏光解消度は、以下の式(20)または式(21)を満たすことが好ましく、式(22)または式(23)を満たすことがより好ましい。
 式(20):DI_blue(φ=0°、θ=60°)/DI_red(φ=0°、θ=60°)>1.00
 式(21):DI_blue(φ=90°、θ=60°)/DI_red(φ=90°、θ=60°)>1.00
 式(22):DI_blue(φ=0°、θ=60°)/DI_red(φ=0°、θ=60°)>1.20
 式(23):DI_blue(φ=90°、θ=60°)/DI_red(φ=90°、θ=60°)>1.20
 DI_blue(φ=0°、θ=60°)/DI_red(φ=0°、θ=60°)の上限は特に制限されないが、1.50未満である場合が多い。
 DI_blue(φ=90°、θ=60°)/DI_red(φ=90°、θ=60°)の上限は特に制限されないが、1.50未満である場合が多い。
 液晶セル17の各サブピクセルは、少なくとも一辺(好ましくは、後述する屈曲線を構成する辺)が第一偏光子2の吸収軸または第二偏光子11の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であるシェブロン構造を有する。
 通常、IPSモードまたはFFSモードの液晶セルは、偏光子の吸収軸とのなす角が5°よりも大きな角度である辺を有するシェブロン構造を有することが一般的である。これにより、電圧印加時に液晶性化合物の配向方向が回転する方位が制限され、白表示時において斜め方向から視認した場合の色味変化を抑制できる。
 一方、本発明者らの検討によれば、シェブロン構造の少なくとも一辺(好ましくは、後述する屈曲線を構成する辺)と偏光子の吸収軸とのなす角が5°よりも大きいと、液晶セルの斜め方向における偏光解消度が方位によって大きく変化し、黒表示時の斜め方向からの視認における、方位による色味変化が大きくなってしまうことがわかった。本発明者らは、シェブロン構造の少なくとも一辺との偏光子の吸収軸とのなす角が大きいと、液晶層において、画素の端部で液晶性化合物の配向方向の揺らぎが大きくなり、それにより液晶性化合物の配向方位で偏光解消度が大きくなってしまうことが要因のひとつであると推定している。そのため、前述の通り、各サブピクセルのシェブロン構造の少なくとも一辺と偏光子の吸収軸とのなす角は0°より大きく5°以下であることが好ましい。
 図4に、液晶セル17の各サブピクセルの一実施形態の模式図を示す。図4に示すように、液晶セルの一画素は、破線で囲われたように、赤色のサブピクセル30R、緑色のサブピクセル30G、および、青色のサブピクセル30Bより構成されている。
 赤色のサブピクセルとは、赤色のカラーフィルター層(以後、「RCF」ともいう。)が配置されたサブピクセルに該当し、緑色のサブピクセルとは、緑色のカラーフィルター層(以後、「GCF」ともいう。)が配置されたサブピクセルに該当し、青色のサブピクセルとは、青色のカラーフィルター層(以後、「BCF」ともいう。)が配置されたサブピクセルに該当する。つまり、各色のサブピクセルは、各色に対応するカラーフィルター層を含む。
 BCFは青色領域(波長420~490nm)に最大透過率を示すカラーフィルター層であり、GCFは緑色領域(波長495~570nm)に最大透過率を示すカラーフィルター層であり、RCFは青色領域(波長580~700nm)に最大透過率を示すカラーフィルター層である。
 なお、図4において、赤色のサブピクセル30R、緑色のサブピクセル30G、および、青色のサブピクセル30B以外の領域には、通常、ブラックマトリックスが配置されている場合が多い。
 図4においては、画素は赤色のサブピクセル30R、緑色のサブピクセル30G、および、青色のサブピクセル30Bから構成されていたが、他の色のサブピクセルを更に有していてもよい。
 図4に示すように、各サブピクセル(赤色のサブピクセル30R、緑色のサブピクセル30G、および、青色のサブピクセル30B)は、いわゆるシェブロン構造を有している。
 なお、サブピクセルがシェブロン構造を有するとは、サブピクセル部分に電界を印加するための電極(サブピクセル電極)がシェブロン構造を有することを意味する。サブピクセル電極は、液晶セルに含まれる対向配置された一対の基板の少なくとも一方に配置される。サブピクセル電極は、透明電極であることが好ましい。
 また、図4に示すように、サブピクセルに含まれるカラーフィルター層の形状も、サブピクセル電極に対応したシェブロン構造であることが好ましい。
 シェブロン構造とは、図4に示すように、“く”の字型に屈曲した構造(折れ曲がった構造)である。言い換えると、シェブロン構造とは、図4に示すように、中央部(C)で折れ曲がった屈曲構造を有するサブピクセルである。より詳細には、図5に示すように、サブピクセル30(赤色のサブピクセル30R、緑色のサブピクセル30G、および、青色のサブピクセル30B)は、平行四辺形状の第1部分40と、第1部分40と同一構造(合同)の平行四辺形状の第2部分42とが、同じ長さの互いの一辺を共有するように結合して形成される屈曲構造を有する。言い換えれば、サブピクセル30は、第1部分40の第2部分42と共有する一辺と平行でない辺(図5中の辺32および辺34)、および、第2部分42の第1部分41と共有する一辺と平行でない辺(図5中、辺36および辺38)とのなす角(図中の角度A1)が、180°未満となる構造を有する。サブピクセル30の角度A1の大きさ(屈曲角度)は特に制限されないが、170°以上180°未満が好ましい。
 なお、上記平行四辺形状とは、その全体形状が略平行四辺形の形をしていればよく、一部(例えば、平行四辺形の一つの角部)に欠けや、凸部などがあってもよい。また、上記平行四辺形状とは、4つの角の全てが等しい長方形状および正方形状は含まない。
 図4に示すように、液晶セル17において、各サブピクセルは互いに隣接して配置されている。つまり、シェブロン構造の外形線を構成する辺のうち、屈曲線(折れ曲がり線)(図5中の辺32および辺36で構成される線、および、辺34および辺38で構成される線)を構成する辺同士が互いに平行となるように、サブピクセル同士が配置されている。上記屈曲線は、中央部で折れ曲がった屈曲構造であるシェブロン構造の中央部を通る屈曲線である。
 より詳細には、図5に示すサブピクセル30中の第1部分40の第2部分42と共有する一辺と平行でない辺(図5中の辺32および辺34)、および、第2部分42の第1部分41と共有する一辺と平行でない辺(図5中、辺36および辺38)が、サブピクセル間において平行となるように、サブピクセル同士が配置される。
 また、上述したように、液晶セル17の各サブピクセルは、少なくとも一辺(好ましくは、後述する屈曲線を構成する辺)が第一偏光子2の吸収軸または第二偏光子11の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であるシェブロン構造を有する。
 上記構造の詳細を、図5を用いて説明する。図5中の紙面の上下方向に延びる黒色矢印は、偏光子の吸収軸を表す。本発明においては、シェブロン構造の外形線を構成する辺のうち、屈曲線(折れ曲がり線)(図5中の辺32および辺36で構成される線、および、辺34および辺38で構成される線)を構成する辺(図5中の辺32、辺34、辺36、および、辺38)と、偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であることが好ましい。より具体的には、図5に示すサブピクセル30中の第1部分40の第2部分42と共有する一辺と平行でない辺(図5中の辺32および辺34)、および、第2部分42の第1部分41と共有する一辺と平行でない辺(図5中、辺36および辺38)と、偏光子の吸収軸とのなす角(図5中の角度A2)が0°より大きく5°以下であることが好ましい。
 なお、液晶表示装置中の2つの偏光子のうち、バックライト側に配置される偏光子の吸収軸と上記屈曲線を構成する辺とのなす角が、0°より大きく5°以下であることが好ましい。
 また、本発明者らの検討によれば、サブピクセルにおけるシェブロン構造と同様に、カラーフィルター層におけるスペーサーの構造も、黒表示時の斜め方向からの視認における、方位による色味変化の要因となり得ることがわかった。具体的には、例えば、赤色のサブピクセル領域のみにスペーサーが存在した場合、赤色のサブピクセルのみで液晶層の液晶性化合物の配向方向の揺らぎが大きくなってしまい、それにより液晶性化合物の配向方位で赤色の偏光解消度が大きくなってしまうことがあると推定している。
 ここで、スペーサーとは、液晶セルにおいて、2枚の基板間の距離を一定に保つために設けられる柱材である。スペーサーは、通常カラーフィルター層のブラックマトリクス上に形成されるが、スペーサーの大きさによっては、一部がサブピクセルの領域に存在してしまうことがある。
 上記の理由から、カラーフィルター層におけるスペーサーは、赤色、緑色、および青色のサブピクセルの領域に存在しないことが理想的であり、スペーサーがサブピクセルの領域に存在する場合には、全ての色のサブピクセル領域に均等の面積比で存在するか、少なくとも赤色のサブピクセル領域および青色のサブピクセル領域に均等の面積比で存在することが好ましい。
 また、本発明者らの検討によれば、液晶セル17の偏光解消度は、シェブロン構造の角度や、スペーサーの位置を調整する以外に、例えば、カラーフィルター層の偏光解消度を調整することによっても変化させることができる。具体的には、カラーフィルターの青色画素領域の偏光解消度を、赤色領域の偏光解消度に対して相対的に大きくすることによって、式(1)および式(2)を満たすようにすることができる。カラーフィルター層の偏光解消度は、カラーフィルター層にわずかな散乱性を付与することで大きくすることができる。例えば、カラーフィルター層に顔料系の色材を用いると、染料系の色材を用いた場合に比べて偏光解消度を大きくすることができる。
 また、本発明者らの検討によれば、液晶セル17の偏光解消度は、液晶層8のΔndを調整することによっても変化させることができる。具体的には、液晶層8の波長550nmにおけるΔndを360nmよりも小さくすることによって、DI_blueがDI_redに対し、相対的に大きくなる傾向があることがわかった。液晶層8のΔndは、330nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましい。
 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、および、操作などは本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
<IPSモード液晶セルの作製>
 2枚のガラス基板の間に液晶層を有するIPSモード液晶セルを作製した。液晶セルを形成する際に、ガラス基板に対して特開2005-351924号公報の実施例11を参考に光配向処理を実施して配向層を形成し、液晶セル内の液晶性化合物を配向させた。液晶性化合物の基板面とのチルト角は0.1°であった。液晶層中の液晶性化合物のΔnは、波長550nmにおいて0.08625であり、基板の間隔(ギャップ;d)を調整することによりΔndを調整した。また、液晶セルの視認側の基板上に、青色、緑色、および赤色のサブピクセルからなる画素を有するカラーフィルター層を形成した。カラーフィルター層の形成にあたっては、特開2010-044285号公報を参照し、緑色、および赤色のサブピクセル中のカラーフィルター層が顔料系の色材を有し、青色のサブピクセルが染料系の色材を有してなる液晶セル171および172を作製した。また、特開2015-068852号公報を参照し、赤色のサブピクセル中のカラーフィルター層がイエロー染料を含む色材を有し、緑色、および青色のサブピクセルが顔料系の色材を有してなる液晶セル173を作製した。また、液晶セル171~173の画面解像度は260ppiとし、各サブピクセルの形状(サブピクセル電極およびカラーフィルター層の形状)は、図4および5に示すようなシェブロン構造であった。また、後述する<液晶表示装置の作製>の際には、シェブロン構造を構成する一辺が、第二偏光子の吸収軸方位となす角が4°となるように、液晶セルと視認側偏光子とを貼り合わせた。より具体的には、シェブロン構造の外形線を構成する辺のうち、屈曲線を構成する一辺が、第二偏光子(バックライト側偏光子)の吸収軸方位とのなす角が4°であった。言い換えると、各サブピクセルは図4および5に示す形状であり、図5に示すように、サブピクセル中の第1部分の第2部分と共有する一辺と平行でない辺(図5中の辺32および辺34)、および、第2部分の第1部分と共有する一辺と平行でない辺(図5中、辺36および辺38)と、第二偏光子の吸収軸とのなす角(図5中の角度A2)は、4°であった。
 次に、アップル社製タブレット端末iPad(登録商標)(9.7インチ)を分解し、液晶パネルを取り出して、両面の偏光板を剥離した。こうして得た液晶セルを、液晶セル174として使用した。
 液晶セル171~174の主な特性は表1に示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<光学異方性層151(2層構成)の作製>
 酢酸ブチル/メチルエチルケトン(80質量部/20質量部)に対して、下記共重合体C3を8.4質量部と、下記熱酸発生剤D1を0.3質量部添加し、光配向膜用塗布液1を調製した。
・共重合体C3(重量平均分子量:40,000)(以下、化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
・熱酸発生剤D1(以下、化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 保護フィルムの片側の面に、先に調製した光配向膜用塗布液1をバーコーターで塗布した。塗布後、80℃のホットプレート上で5分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.2μmの光異性化組成物層を形成した。得られた光異性化組成物層に対して偏光紫外線を照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
 下記組成の液晶層形成用組成物1を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶層形成用組成物1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物R2              42.00質量部
・下記液晶性化合物R3              42.00質量部
・下記重合性化合物B2              16.00質量部
・下記重合開始剤P3                0.50質量部
・下記界面活性剤S3                0.15質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)      2.00質量部
・NKエステルA-200(新中村化学工業社製)   1.00質量部
・メチルエチルケトン               424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶性化合物R2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 液晶性化合物R3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 重合性化合物B2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 重合開始剤P3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 界面活性剤S3(式中、a、bおよびcは、それぞれ、a/b/c=66/26/8(各繰り返し単位のモル%)を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 次いで、光配向膜上に、先に調製した液晶層形成用組成物1をバーコーターで塗布し、組成物層を形成した。形成した組成物層をホットプレート上で110℃まで加熱した後、60℃に冷却させて配向を安定化させた。その後、60℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚さ2μmの第一光学異方性層を作製した。得られた第一光学異方性層の面内レターデーションはRe(550)=140nmであり、Rth(550)=70nmであった。また、Re(450)/Re(550)は0.86であり、逆分散の波長分散性を有していた。
 上記作製した第一光学異方性層の塗布側の面を放電量150W・min/m2でコロナ処理を行い、以下の液晶層形成用組成物2を用いて、上記と同様の手順で、第一光学異方性層上に第二光学異方性層を作製し、光学異方性層151を得た。第二光学異方性層の厚みは、厚み方向のレターデーションがRth(550)=-110nmとなるように調整された。また、第二光学異方性層のRth(450)/Rth(550)は0.95であり、逆分散の波長分散性を有していた。また、第二光学異方性層のRe(550)は、0nmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶層形成用組成物2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記液晶性化合物R1               50.0質量部
・下記液晶性化合物R2               33.3質量部
・下記液晶性化合物R3               16.7質量部
・下記化合物B1                   1.5質量部
・下記単量体K1                   4.0質量部
・下記重合開始剤P1                 5.0質量部
・下記重合開始剤P2                 2.0質量部
・下記界面活性剤S1                 0.4質量部
・下記界面活性剤S2                 0.5質量部
・アセトン                    200.0質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 50.0質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
 液晶性化合物R1
 下記液晶性化合物(RA)(RB)(RC)の83:15:2(質量比)の混合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 液晶性化合物R2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 液晶性化合物R3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 化合物B1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 単量体K1:A-TMMT(新中村化学工業株式会社)
 重合開始剤P1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 重合開始剤P2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 界面活性剤S1(Mw:15k、各繰り返し単位中のカッコの右側に記載の数値は、構全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の質量%を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 界面活性剤S2(重量平均分子量:11,200)(各繰り返し単位中のカッコの右側に記載の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位のモル%を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 光学異方性層151の第一光学異方性層の遅相軸と直交する方位(すなわち、進相軸の方位)における線膨張係数を、株式会社日立ハイテクサイエンス製熱分析装置TMA/SS6100を用いて測定したところ、38ppm/℃であった。
<光学異方性層152(1層構成)の作製>
 特開2006-72309号公報の実施例1に示されるサンプルに対して、膜厚調整を行い、光学異方性層152を作製した。
 光学異方性層152の位相差をAxoScanで測定した結果、Re(550)=280nm、Rth(550)=0nm、Re(450)/Re(550)=1.00、Re(550)/Re(650)=1.00であった。
 また、光学異方性層152の遅相軸の方位における線膨張係数は、73ppm/℃であった。
<第一偏光板161の作製>
 富士フイルム株式会社製のセルロースアセテートフィルム「TD80U」を、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に55℃で3分間浸漬した。次に、得られたフィルムを室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。さらに、得られたフィルムを、再度、室温の水洗浴槽中で洗浄した後、100℃の温風で乾燥し、けん化処理を行った。
 上記の手順でけん化処理を行ったTD80Uと、ポリビニルアルコール系偏光子、および光学異方性層151を、偏光子の吸収軸と光学異方性層151の遅相軸が平行になるように、接着剤を用いて貼り合わせた。このとき、光学異方性層151の第二光学異方性層側が偏光子側になるように貼り合せた。また、接着剤はPVA((株)クラレ製、PVA-117H)3%水溶液を用いた。次に、光学異方性層151の支持体として用いたZ-TACを剥離し、第一偏光板161を作製した。
 なお、用いたポリビニルアルコール系偏光子の厚みは24μmであり、吸収軸と直交する方位の線膨張係数は、50ppm/℃であった。すなわち、吸収軸と直交する方位における、偏光子と光学異方性層151との線膨張係数の差異は、12ppm/℃であった。
<第一偏光板162の作製>
 上記と同様の手順でけん化処理を行ったTD80Uと、ポリビニルアルコール系偏光子、および光学異方性層152を、偏光子の吸収軸と光学異方性層152の遅相軸が直交になるように、接着剤を用いて貼り合わせた。接着剤はPVA((株)クラレ製、PVA-117H)3%水溶液を用いた。このようにして、第一偏光板162を作製した。
 なお、用いたポリビニルアルコール系偏光子の厚みは24μmであり、吸収軸と直交する方位の線膨張係数は、50ppm/℃であった。すなわち、吸収軸と直交する方位における、偏光子と光学異方性層152との線膨張係数の差異は、23ppm/℃であった。
<第一偏光板163の作製>
 厚み7μmのポリビニルアルコール系偏光子を用いた以外は、第一偏光板161と同様にして、第一偏光板163を作製した。なお、厚み7μmのポリビニルアルコール系偏光子の吸収軸と直交する方位の線膨張係数は、46ppm/℃であった。すなわち、吸収軸と直交する方位における、偏光子と光学異方性層151との線膨張係数の差異は、8ppm/℃であった。
<第二偏光板181の作製>
 上記と同様の手順でけん化処理を行ったTD80Uと、ポリビニルアルコール系偏光子、および上記と同様の手順でけん化処理を行ったZ-TACを同様に貼り合わせて、第二偏光板181を作製した。
 なお、用いたポリビニルアルコール系偏光子の厚みは24μmであり、吸収軸と直交する方位の線膨張係数は、50ppm/℃であった。
<液晶表示装置の作製>
 上記作製した液晶セルの両面に、それぞれ上記第一偏光板および第二偏光板を、総研科学社製の粘着剤シートSK2057を用いて貼り合わせた。このとき、第一偏光板は光学異方性層が液晶セルの側となるように貼り合わせ、第二偏光板はZ-TACが液晶セルの側となるように貼り合わせた。また、液晶セル内の液晶性化合物の遅相軸(黒表示時の遅相軸)と、第二偏光子の吸収軸とが平行になるように貼り合わせた。また、第一偏光板中の第一偏光子の吸収軸と、第二偏光板中の第二偏光子の吸収軸とのなす角は、直交であった。
 なお、粘着剤シートSK2057の貯蔵弾性率を、アイティー計測制御株式会社製動的粘弾性測定装置DVA-220を用いて測定したところ、20℃において0.45MPa、80℃において0.18MPaであった。
 次に、アップル社製のディスプレイ一体型コンピュータiMacのディスプレイを分解し、取り出したバックライトの上に、作製した液晶セルを、いずれも第一偏光板の側が視認側となるように設置した。このようにして、表2に示す実施例1~7および比較例1の液晶表示装置を作製した。
 また、粘着剤シートをSK1478に変えた以外は、上記と同様にして、実施例8および9の液晶表示装置を作製した。
 なお、粘着剤シートSK2057の貯蔵弾性率は、20℃において0.79MPa、80℃において0.35MPaであった。
 次に、液晶セル173の両面に、第二偏光板181(すなわち、光学異方性層を有さない偏光板)を貼合した以外は、その他の実施例と同様にして、比較例2の液晶表示装置を作製した。
<液晶表示装置の評価>
 作製した実施例および比較例の液晶表示装置を暗室に設置し、電圧を印加しない状態(すなわち、黒表示の状態)でバックライトを点灯させた。この状態における液晶表示装置の光漏れを、株式会社トプコンテクノハウス製分光輝度計SR-UL2を用いて測定した。このとき、分光輝度計は、液晶セルの垂直方向からの角度が60°であり、方位角が視認側偏光子の吸収軸の方位に対し0°~180°の範囲で、15°キザミで変化するように位置および角度を調整しながら、測定した。得られた測定値から、光漏れのCIELUV色空間における色度u’およびv’を算出した。次に、測定したすべての方位角において、u’の差Δu’が最大となる方位角の組を決定し、そのときのΔu’の大きさ、Δu’_maxを、斜め方向からの視認における、方位による色味変化の指標とした。
 Δu’_maxは、0.010以下である場合、良好な視野角特性となり、0.005以下である場合、非常に良好な視野角特性となった。
 また、実施例および比較例の液晶表示装置の耐久性を、-35℃および70℃を30分ずつ交互に繰り返すヒートサイクル試験にて評価した。300サイクルを繰り返した時点で、視認側偏光板の外観を目視確認し、以下の基準で評価した。実施例および比較例の評価結果を表2の「評価」欄に示す。
 <評価基準>
 A:偏光板の前面にわたって亀裂または破断が生じていない。
 B:偏光板の端部にのみ、亀裂または破断が生じている。
 C:偏光板の中央部におよぶ亀裂または破断が、1箇所に生じている。
 D:偏光板の中央部におよぶ亀裂または破断が、複数箇所に生じている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 表2に示すように、本発明の液晶表示装置であれば、所望の効果が得られることが確認された。
 1   第一偏光板の保護層
 2   第一偏光子
 3   第一偏光子の吸収軸
 4   第二光学異方性層
 5   第一光学異方性層
 6   第一光学異方性層の遅相軸
 7   液晶セルの上側基板
 8   液晶性化合物(液晶層)
 9   液晶セルの下側基板
 10  第二偏光板の液晶セル側保護層
 11  第二偏光子
 12  第二偏光子の吸収軸
 13  第二偏光板のバックライト側保護層
 14  バックライトユニット
 15  光学異方性層
 16  第一偏光板
 17  液晶セル
 18  第二偏光板
 30  サブピクセル
 30R  赤色サブピクセル
 30G  緑色のサブピクセル
 30B  青色のサブピクセル
 32,34,36,38  辺
 40  第1部分
 42  第2部分
 100 偏光解消度を測定する光学部材
 101 偏光解消度の測定に用いる偏光子
 102 偏光解消度の測定に用いる偏光子
 103 分光輝度計

Claims (9)

  1.  少なくとも、第一偏光子、光学異方性層、液晶セル、および、第二偏光子をこの順に有する液晶表示装置であって、
     前記液晶セルは、少なくとも一方が電極を有する対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、配向制御された液晶性化合物を含む液晶層とを有し、前記電極により、前記基板に対し平行な成分を持つ電界を形成する、IPS方式またはFFS方式の液晶セルであり、
     前記液晶セルは、250ppi以上の画面解像度となる画素を有し、
     前記画素は、それぞれ少なくとも、青色、緑色、および赤色のサブピクセルを有し、
     前記サブピクセルは、少なくとも一辺が前記第一偏光子の吸収軸または前記第二偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下であるシェブロン構造を有し、
     前記液晶セルの可視光域における偏光解消度が以下の式(1)および式(2)を満たす、液晶表示装置。
     式(1):DI_blue(φ=0°、θ=60°)/DI_red(φ=0°、θ=60°)>0.80
     式(2):DI_blue(φ=90°、θ=60°)/DI_red(φ=90°、θ=60°)>0.80
     DI_blue(φ=0°、θ=60°)は、前記液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位で、かつ、前記液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長400~500nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_red(φ=0°、θ=60°)は、前記液晶表示装置における視認側の偏光子の吸収軸方位で、かつ、前記液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長600~700nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_blue(φ=90°、θ=60°)は、前記液晶表示装置における視認側の偏光子の透過軸方位で、かつ、前記液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長400~500nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表し、DI_red(φ=90°、θ=60°)は、前記液晶表示装置における視認側の偏光子の透過軸方位で、かつ、前記液晶セルの法線方向から60°をなす角度における、波長600~700nmにおける液晶セルの偏光解消度の平均値を表す。
  2.  前記液晶層の波長550nmにおけるΔndが、330nm以下である、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および、波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)が、以下の式(3)および式(4)を満たす、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
     式(3):200nm≦Re1(550)≦400nm
     式(4):-40nm≦Rth1(550)≦40nm
  4.  前記光学異方性層が、第一光学異方性層と第二光学異方性層との積層体であり、
     前記第一光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)、および波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth1(550)が、以下の式(5)および(6)を満たし、
     前記第二光学異方性層の波長550nmにおける面内レターデーションRe2(550)、および波長550nmにおける厚み方向のレターデーションRth2(550)が、以下の式(7)および(8)を満たす、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
     式(5):80nm≦Re1(550)≦200nm
     式(6):20nm≦Rth1(550)≦150nm
     式(7):0nm≦Re2(550)≦40nm
     式(8):-160nm≦Rth2(550)≦-40nm
  5.  前記第一光学異方性層が正のAプレートであり、前記第二光学異方性層が正のCプレートである、請求項4に記載の液晶表示装置。
  6.  前記第一光学異方性層および前記第二光学異方性層の少なくとも一方が、液晶性化合物が配向した状態で固定化されたフィルムである、請求項4または5に記載の液晶表示装置。
  7.  前記光学異方性層が、ポリビニルアルコール系接着剤を介して前記第一偏光子と直接接着されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  8.  前記光学異方性層が、活性エネルギー線の照射または加熱により硬化する硬化性接着剤組成物を介して前記第一偏光子と直接接着されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  9.  中央部で折れ曲がった屈曲構造である前記シェブロン構造の外形線を構成する辺のうち、前記中央部を通る屈曲線を構成する一辺が、前記第一偏光子の吸収軸または前記第二偏光子の吸収軸とのなす角が0°より大きく5°以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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