JP6425975B2

JP6425975B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP6425975B2
Application number: JP2014226460A
Authority: JP
Inventors: 岩本　宜久; 宜久岩本
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: CN105589257A; CN105589257B; JP2016090863A

Description

本発明は、垂直配向型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a vertical alignment liquid crystal display device.

垂直配向型の液晶表示装置は、基本的構成として、対向配置される２つの基板と、それら基板間に設けられる垂直配向の液晶層と、基板外側にそれぞれ配置される２つの偏光板を備えている。この垂直配向型の液晶表示装置において、２つの偏光板の吸収軸を互いに直交した配置（クロスニコル配置）とし、かつ基板と偏光板の間に視角補償板を配置することにより、正面観察時および斜め方向からの観察時において非常に良好な暗表示が得られるようになり、優れたノーマリーブラック表示を実現することができる。 A liquid crystal display device of vertical alignment type basically comprises two substrates arranged opposite to each other, a liquid crystal layer of vertical alignment provided between the substrates, and two polarizers respectively arranged outside the substrates. There is. In this vertical alignment type liquid crystal display device, the absorption axes of the two polarizing plates are arranged orthogonal to each other (crossed Nicol arrangement), and a viewing angle compensation plate is arranged between the substrate and the polarizing plate, thereby making front observation and oblique direction. When viewing from the top, a very good dark display can be obtained, and an excellent normally black display can be realized.

このような垂直配向型の液晶表示装置において、さらに一方基板の裏面側の偏光板よりも外側に反射板を設けることでバックライト不要の反射型の液晶表示装置を得ることができる。また、さらに一方基板の裏面側の偏光板よりも外側に半透過板を設け、かつバックライトを設けることで半透過型の液晶表示装置を得ることができる。しかし、ノーマリーブラック表示の液晶表示装置では背景表示部（非表示部）が暗表示となるため、反射による表示を観察すると観察者には非常に暗く感じる。特に、表示部において文字や図柄を用いるセグメント表示型の液晶表示装置においてはその傾向が強い。このため、反射型や半透過型の液晶表示装置においては、ノーマリーホワイト表示が広く用いられる。上記のような垂直配向型の液晶表示装置に関する従来技術は、例えば特開２００２−４０４２８号公報（特許文献１）や特開２０１３−２３８７８４号公報（特許文献２）に開示されている。 In such a vertical alignment type liquid crystal display device, a reflection type liquid crystal display device requiring no backlight can be obtained by further providing a reflection plate outside the polarizing plate on the back surface side of one substrate. Furthermore, a semi-transmissive liquid crystal display device can be obtained by providing a semi-transmissive plate outside the polarizing plate on the back surface side of one substrate and providing a backlight. However, in the liquid crystal display device of the normally black display, the background display portion (non-display portion) is dark, and therefore, when the display by reflection is observed, the observer feels very dark. This tendency is particularly strong in a segment display type liquid crystal display device using characters and patterns in the display portion. Therefore, normally white display is widely used in reflective or semi-transmissive liquid crystal display devices. The prior art related to the liquid crystal display device of the vertical alignment type as described above is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-40428 (Patent Document 1) and 2013-238784 (Patent Document 2).

特許文献１に開示される液晶表示装置は、ランダムまたは面内で連続的な配向変化をする液晶層を有している場合に、上基板と下基板のそれぞれの外側に円偏光板を配置することにより、液晶層の配向不均一を不可視化して透過率を上昇させている。この液晶表示装置の原理については、上記した２つの円偏光板の円偏光回転方向が同じである場合に、液晶層のリタデーションをΔとすると、出力光強度Ｉｏｕｔがｃｏｓ^２（Δ／２）に相関することが示されている。すなわち、液晶層の基板面内での配向方向は出力光強度に対して無関係であることが示されている。 The liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 arranges circularly polarizing plates on the outside of the upper substrate and the lower substrate when having a liquid crystal layer that undergoes random or in-plane continuous alignment change. This makes the non-uniform orientation of the liquid crystal layer invisible and raises the transmittance. Regarding the principle of this liquid crystal display device, when the retardation of the liquid crystal layer is Δ when the circular polarization rotation directions of the two circular polarizers are the same, the output light intensity Iout is cos ² (Δ / 2). It has been shown to correlate. That is, it is shown that the alignment direction in the substrate plane of the liquid crystal layer is irrelevant to the output light intensity.

ここで、垂直配向した液晶層の電圧無印加時におけるリタデーションはほぼゼロとなるため出力光強度Ｉｏｕｔは最大になり、液晶層に閾値電圧以上の電圧が印加されると配向変化によってリタデーションが増加することから出力光強度Ｉｏｕｔは最小へ向かって変化する。すなわち、ノーマリーホワイト表示を実現することができる。この文献において、円偏光板は直線偏光板と１／４波長板を組み合わせて構成されており、直線偏光板の配置については任意でよいことが示されている。また、この文献では、基板面内の一方向に配向処理が施された液晶層を有するモノドメイン垂直配向型の液晶表示装置に関する実施例も示されている。この実施例ではノーマリーブラック表示とした場合が示されているが、２つの円偏光板の組み合わせを変更すればノーマリーホワイト表示とすることもできる。さらにこの文献では、上下各基板と各円偏光板の間に負の一軸光学異方性を有する位相差板を配置することによって視角特性が改善されることも示されている。 Here, the retardation of the vertically aligned liquid crystal layer when no voltage is applied is almost zero, so the output light intensity Iout is maximized, and when a voltage higher than the threshold voltage is applied to the liquid crystal layer, the retardation is increased due to the alignment change. Therefore, the output light intensity Iout changes toward the minimum. That is, a normally white display can be realized. In this document, the circularly polarizing plate is configured by combining a linear polarizing plate and a quarter wavelength plate, and it is shown that the arrangement of the linear polarizing plate may be arbitrary. Further, this document also shows an embodiment related to a monodomain vertical alignment type liquid crystal display device having a liquid crystal layer in which alignment processing is performed in one direction in a substrate plane. In this embodiment, the case of normally black display is shown, but if the combination of two circularly polarizing plates is changed, normally white display can also be made. Furthermore, this document also shows that visual angle characteristics are improved by arranging a retardation plate having negative uniaxial optical anisotropy between each of the upper and lower substrates and each circularly polarizing plate.

特許文献２に開示される液晶表示装置は、２つの基板と、それら基板間に設けられる垂直配向の液晶層と、基板外側にそれぞれ配置される２つの偏光板（直線偏光板）を備え、さらに、各基板と各偏光板の間の少なくとも一方に位相差板を配置したことを特徴としている。この液晶表示装置における位相差板は、面内遅相軸が各偏光板の吸収軸に対して４５°の角度をなして配置され、かつこの面内遅相軸が液晶層の電圧印加時における液晶層の層厚方向の中央における配向方向に対して直交するように配置されている。また、位相差板については、その面内位相差値の合計が２００〜３２０ｎｍであることが好ましく、正の一軸光学異方性または負の二軸光学異方性を示す光学特性を有することが好ましい、とされている。 The liquid crystal display disclosed in Patent Document 2 includes two substrates, a liquid crystal layer of vertical alignment provided between the substrates, and two polarizing plates (linearly polarizing plates) disposed respectively on the outer side of the substrates. The present invention is characterized in that a retardation plate is disposed on at least one of each substrate and each polarizing plate. The retardation plate in this liquid crystal display device is arranged such that the in-plane slow axis forms an angle of 45 ° with the absorption axis of each polarizing plate, and the in-plane slow axis is at the time of voltage application of the liquid crystal layer. The liquid crystal layer is disposed to be orthogonal to the alignment direction at the center in the layer thickness direction. The retardation plate preferably has a total of in-plane retardation values of 200 to 320 nm, and has optical properties showing positive uniaxial optical anisotropy or negative biaxial optical anisotropy. It is said that it is preferable.

ところで、上記した特許文献１に開示される公知技術に基づいて透過型かつノーマリーホワイト表示のモノドメイン垂直配向型の液晶表示装置を作製し、電圧無印加時における背景視角特性を観察したところ、視認方位を液晶表示装置の左右方位（３時方位、９時方位）へ変化させて深い極角角度から外観観察すると背景の色が黄色から茶色に変化する現象（カラーシフト）が生じて表示品位が低下することが分かった。これについては、特許文献１に開示があるように、上下各基板と各円偏光板の間に負の一軸光学異方性を有する位相差板である負のＣプレートを配置することによってカラーシフトが抑制される。 By the way, when a liquid crystal display device of a transmission type and a normally white display monodomain vertical alignment type is manufactured based on the known technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, and a background viewing angle characteristic at the time of no voltage application is observed, When the visual orientation is changed to the horizontal orientation (3 o'clock orientation, 9 o'clock orientation) of the liquid crystal display and the appearance is observed from a deep polar angle, the background color changes from yellow to brown (color shift). Was found to decrease. Regarding this, as disclosed in Patent Document 1, the color shift is suppressed by arranging a negative C plate, which is a retardation plate having negative uniaxial optical anisotropy, between each of the upper and lower substrates and each circularly polarizing plate. Be done.

他方、上記した特許文献２に開示される公知技術に基づいて、上下基板のうち一方の基板と偏光板との間に面内位相差が略１／２波長である位相差板を配置し、他方の基板と偏光板との間には位相差板を設けない構成としてノーマリーホワイト表示のモノドメイン垂直配向型の液晶表示装置を作製して外観を観察したところ、上記した特許文献１に基づいて作製した液晶表示装置の場合と同様のカラーシフトが観察された。 On the other hand, based on the known technique disclosed in Patent Document 2 described above, a retardation plate having an in-plane retardation of approximately 1⁄2 wavelength is disposed between one of the upper and lower substrates and the polarizing plate, When a liquid crystal display device of a normally white display monodomain vertical alignment type was manufactured as a configuration in which a retardation plate was not provided between the other substrate and the polarizing plate, the appearance was observed. The same color shift as that of the liquid crystal display device produced was observed.

上記した公知技術に基づくノーマリーホワイト表示のモノドメイン垂直配向型の液晶表示装置対して負のＣプレートまたは負の二軸光学異方性を有する視角補償板を追加する場合、その構成と考えられるのは、特許文献１の公知技術に基づく液晶表示装置において液晶層に近接する位置に視角補償板を配置することである。一方で、従来、ノーマリーブラック表示の垂直配向型の液晶表示装置に適用される視角補償板としては、視角補償板を偏光板の偏光層に近接させて配置する構成がより低コストに実現されている。主に負の二軸光学異方性を有する視角補償板の場合、偏光板の偏光層に視角補償板を直接に接着した構成を有する「視角補償板一体型偏光板」が最も低コストに実現できることから市場に広く流通している。しかし、公知技術に基づく構成を採用する場合には、上記した視角補償板一体型偏光板を用いることが難しいことからコスト面で不利になると考えられる。 In the case of adding a viewing angle compensator having a negative C plate or a negative biaxial optical anisotropy to a monodomain vertical alignment type liquid crystal display of a normally white display based on the above-mentioned known technology, it is considered as the configuration That is, in the liquid crystal display based on the known technique of Patent Document 1, a viewing angle compensator is disposed at a position close to the liquid crystal layer. On the other hand, conventionally, as a viewing angle compensating plate applied to a normally black display vertical alignment type liquid crystal display device, a configuration in which the viewing angle compensating plate is disposed close to the polarizing layer of the polarizing plate is realized at lower cost. ing. In the case of a viewing angle compensator having mainly negative biaxial optical anisotropy, the "visual angle compensator integrated polarizing plate" having a configuration in which the viewing angle compensator is directly bonded to the polarizing layer of the polarizing plate is realized at the lowest cost. It is widely distributed in the market because it can. However, when adopting a configuration based on known techniques, it is considered to be disadvantageous in cost because it is difficult to use the above-mentioned viewing angle compensator integrated polarizing plate.

なお本出願において、位相差板の面内屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向屈折率をｎｚとし、ｎｘ方向を面内遅相軸と定義するとき、正の一軸光学異方性はｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、正の二軸光学異方性はｎｘ＞ｎｙ＜ｎｚ、負の一軸光学異方性はｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、負の二軸光学異方性はｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚで定義される。なお、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを有する光学フィルムは正のＡプレートと呼ぶ。ｎｘ＝ｎｚ＞ｎｙを有する光学フィルムは負のＡプレートと呼ぶ。ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚを有する光学フィルムは負のＣプレートと呼ぶ。 In the present application, when the in-plane refractive index of the retardation plate is nx, ny, the refractive index in the thickness direction is nz, and the nx direction is defined as the in-plane slow axis, positive uniaxial optical anisotropy is nx> ny = nz, positive biaxial optical anisotropy is defined by nx> ny <nz, negative uniaxial optical anisotropy is defined by nx = ny> nz, negative biaxial optical anisotropy is defined by nx> ny> nz Ru. In addition, the optical film which has nx> ny = nz is called a positive A plate. An optical film having nx = nz> ny is called a negative A plate. An optical film having nx = ny <nz is called a negative C plate.

特開２００２−４０４２８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40428 特開２０１３−２３８７８４号公報JP, 2013-238784, A

本発明に係る具体的態様は、ノーマリーホワイト表示の垂直配向型の液晶表示装置における左右方向観察時のカラーシフトを低コストに抑制することが可能な技術を提供することを目的の１つとする。 It is an object of the present invention to provide a technology capable of suppressing color shift at the time of observation in the left-right direction in a vertical alignment liquid crystal display device of normally white display at low cost. .

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置であって、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板と前記第２基板の間に配置された垂直配向又は略垂直配向の液晶層と、（ｃ）前記第１基板の外側に配置された第１偏光板と、（ｄ）前記第２基板の外側に配置された第２偏光板と、（ｅ）前記第１基板と前記第１偏光板との間に配置された第１光学板と、（ｆ）前記第２基板と前記第２偏光板との間に配置された第２光学板と、（ｇ）前記第１偏光板と前記第１光学板の間に配置された第３光学板とを含み、（ｈ）前記第１偏光板と前記第２偏光板の各吸収軸は互いに略直交して配置され、かつ当該各吸収軸は電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略４５°の角度をなして配置されており、（ｉ）前記第１光学板は、面内位相差が１００ｎｍ〜１６０ｎｍの１／４波長板であり、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、（ｊ）前記第２光学板は、面内位相差が１００ｎｍ〜１６０ｎｍの１／４波長板であり、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、（ｋ）前記第３光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍであり、（ｌ）前記第１光学板と前記第２光学板は、各々の前記面内遅相軸が前記ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置における左右方位と平行に配置されている、液晶表示装置である。 The liquid crystal display device according to one aspect of the present invention is a liquid crystal display device of a normally white display, and comprises (a) a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other, (b) the first substrate and the first substrate. A liquid crystal layer of vertical alignment or substantially vertical alignment disposed between two substrates, (c) a first polarizing plate disposed outside the first substrate, and (d) disposed outside the second substrate A second polarizing plate, (e) a first optical plate disposed between the first substrate and the first polarizing plate, and (f) between the second substrate and the second polarizing plate A second optical plate disposed, and (g) a third optical plate disposed between the first polarizing plate and the first optical plate, and (h) the first polarizing plate and the second polarizing plate Each absorption axis is disposed substantially orthogonal to each other, and each absorption axis is opposed to the alignment direction at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied. (I) The first optical plate is a quarter wavelength plate with an in-plane retardation of 100 nm to 160 nm, and the in-plane slow axis is the first one. It is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the absorption axis of the polarizing plate, and is disposed substantially orthogonal to the alignment direction at the approximate center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied. j) The second optical plate is a quarter wavelength plate having an in-plane retardation of 100 nm to 160 nm, and the in-plane slow axis forms an angle of about 45 ° with the absorption axis of the second polarizing plate And disposed substantially orthogonal to the alignment direction at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied, and (k) the third optical plate has negative biaxial optical difference. has isotropic, is disposed substantially perpendicular to the plane slow axis the absorption axis of the first polarizer and the in-plane The phase difference is 40 nm to 70 nm, and (l) the first optical plate and the second optical plate are arranged such that the in-plane slow axis of each of them is parallel to the horizontal direction in the liquid crystal display of the normally white display and that is a liquid crystal display device.

上記構成によれば、高価な負のＣプレートを用いることなく、負の二軸光学異方性を有する光学板（負の二軸フィルム）を用いて視角補償を実現できる。したがって、ノーマリーホワイト表示の垂直配向型の液晶表示装置における左右方向観察時のカラーシフトを低コストに抑制することが可能となる。 According to the above configuration, it is possible to realize viewing angle compensation using an optical plate (negative biaxial film) having negative biaxial optical anisotropy without using an expensive negative C plate. Therefore, it is possible to suppress the color shift at the time of observation in the left-right direction in the vertical alignment type liquid crystal display device of the normally white display at low cost.

上記の液晶表示装置は、前記第２偏光板と前記第２光学板の間に配置された第４光学板を更に含み、前記第４光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍである、ことも好ましい。 The above-mentioned liquid crystal display further includes a fourth optical plate disposed between the second polarizing plate and the second optical plate, and the fourth optical plate has negative biaxial optical anisotropy. It is also preferable that the in-plane slow axis be disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the second polarizing plate , and the in-plane retardation be 40 nm to 70 nm.

本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置であって、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板と前記第２基板の間に配置された垂直配向又は略垂直配向の液晶層と、（ｃ）前記第１基板の外側に配置された第１偏光板と、（ｄ）前記第２基板の外側に配置された第２偏光板と、（ｅ）前記第１基板と前記第１偏光板との間に配置された第１光学板と、（ｆ）前記第１光学板と前記第１偏光板との間に配置された第２光学板とを含み、（ｇ）前記第１偏光板と前記第２偏光板の各吸収軸は互いに略直交して配置され、かつ当該各吸収軸は電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略４５°の角度をなして配置されており、（ｈ）前記第１光学板は、面内位相差が２００ｎｍ〜３２０ｎｍの１／２波長板であり、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、（ｉ）前記第２光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍであり、（ｊ）前記第１光学板は、前記面内遅相軸が前記ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置における左右方位と平行に配置されている、液晶表示装置である。 The liquid crystal display device according to another aspect of the present invention is a liquid crystal display device of a normally white display, which comprises: (a) a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other; (b) the first substrate and the above A vertically or substantially vertically aligned liquid crystal layer disposed between the second substrates, (c) a first polarizing plate disposed outside the first substrate, and (d) disposed outside the second substrate And (e) a first optical plate disposed between the first substrate and the first polarizing plate, and (f) the first optical plate and the first polarizing plate. And (g) absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged substantially orthogonal to each other, and the absorption axes are at the time of applying an electric field. The liquid crystal layer is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the alignment direction at the approximate center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer, and (h) the first optical plate An in-plane retardation of 200 nm to 320 nm, wherein the in-plane slow axis is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the absorption axis of the first polarizing plate, and when an electric field is applied And the second optical plate has negative biaxial optical anisotropy, and the second optical plate has a negative biaxial optical anisotropy. The in-plane slow axis is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the first polarizing plate , and the in-plane retardation is 40 nm to 70 nm, and (j) the first optical plate is in-plane In the liquid crystal display device, the slow axis is disposed in parallel with the left and right direction in the liquid crystal display device of the normally white display .

上記構成によっても、高価な負のＣプレートを用いることなく、負の二軸光学異方性を有する光学板（負の二軸フィルム）を用いて視角補償を実現できる。したがって、ノーマリーホワイト表示の垂直配向型の液晶表示装置における左右方向観察時のカラーシフトを低コストに抑制することが可能となる。 Also according to the above configuration, the viewing angle compensation can be realized using an optical plate (negative biaxial film) having negative biaxial optical anisotropy without using an expensive negative C plate. Therefore, it is possible to suppress the color shift at the time of observation in the left-right direction in the vertical alignment type liquid crystal display device of the normally white display at low cost.

上記の液晶表示装置は、前記第２基板と前記第２偏光板との間に配置された第３光学板を更に含み、前記第３光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍである、ことも好ましい。 The above-mentioned liquid crystal display further includes a third optical plate disposed between the second substrate and the second polarizing plate, and the third optical plate has negative biaxial optical anisotropy. It is also preferable that the in-plane slow axis be disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the second polarizing plate , and the in-plane retardation be 40 nm to 70 nm.

図１は、第１実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the first embodiment. 図２は、液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、各１／４波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。FIG. 2 is a view showing a positional relationship between the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied, the respective polarizing plates, the quarter wavelength plates, and the optical axes of the optical plates. 図３は、第２実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the second embodiment. 図４は、第２実施形態における液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／４波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。FIG. 4 is a view showing the arrangement of the alignment direction of the liquid crystal layer in the second embodiment when an electric field is applied, and the arrangement of the optical axes of the polarizing plates, the quarter wavelength plate, and the optical plate. 図５は、第３実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the third embodiment. 図６は、液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／２波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。FIG. 6 is a view showing the arrangement of the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied, and the arrangement of the optical axes of the polarizing plates, half-wave plate, and optical plate. 図７は、第４実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the fourth embodiment. 図８は、第４実施形態における液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／２波長板、各光学板の光学軸の配置関係を示す図である。FIG. 8 is a view showing the arrangement of the alignment direction of the liquid crystal layer in the fourth embodiment when an electric field is applied, and the arrangement of the optical axes of each polarizing plate, half wave plate, and optical plate. 図９（Ａ）は、実施例１の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図９（Ｂ）は、実施例２の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図９（Ｃ）は、実施例３の分光スペクトル計算結果を示す図である。FIG. 9 (A) is a diagram showing the results of spectral spectrum calculation in Example 1, FIG. 9 (B) is a diagram showing the results of spectral spectrum calculation in Example 2, and FIG. 9 (C) is an example FIG. 18 is a diagram showing the result of calculating the spectral spectrum of Example 3. 図１０（Ａ）は、比較例１の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図１０（Ｂ）は、比較例２の分光スペクトル計算結果を示す図である。FIG. 10 (A) is a diagram showing the spectral spectrum calculation result of Comparative Example 1, and FIG. 10 (B) is a diagram showing the spectral spectrum calculation result of Comparative Example 2. 図１１（Ａ）は、実施例４の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図１１（Ｂ）は、実施例５の分光スペクトル計算結果を示す図である。FIG. 11 (A) is a diagram showing the result of spectral spectrum calculation of Example 4, and FIG. 11 (B) is a diagram showing the result of spectral spectrum calculation of Example 5. 図１２は、比較例３の分光スペクトル計算結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the spectral spectrum calculation result of Comparative Example 3.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、第１実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、対向配置された第１基板１および第２基板２と、第１基板１に設けられた第１電極１１と、第２基板２に設けられた第２電極１２と、第１基板１と第２基板２の間に配置された液晶層７を基本構成として備える。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the first embodiment. This liquid crystal display device includes a first substrate 1 and a second substrate 2 disposed opposite to each other, a first electrode 11 provided on the first substrate 1, a second electrode 12 provided on the second substrate 2, and a second substrate 12. A liquid crystal layer 7 disposed between the first substrate 1 and the second substrate 2 is provided as a basic configuration.

第１実施形態の液晶表示装置は、例えば、電極同士の重なり合う領域が表示したい文字や図案を形作るように構成され、基本的に予め定めた文字等のみを表示可能であり、概ね、有効表示領域内における面積比で５０％以下程度の領域が文字等の表示に寄与するものであるセグメント表示型の液晶表示装置である。なお、液晶表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配列されたドットマトリクス表示型であってもよいし、セグメント表示型とドットマトリクス型が混合したものであってもよい。 The liquid crystal display device according to the first embodiment is configured such that, for example, overlapping regions between electrodes form characters and a graphic desired to be displayed, and basically only characters and the like determined in advance can be displayed. This is a segment display type liquid crystal display device in which an area of about 50% or less in area ratio in the inside contributes to the display of characters and the like. The liquid crystal display device may be a dot matrix display type in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, or may be a mixture of a segment display type and a dot matrix type.

第１基板１および第２基板２は、それぞれ例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。図示のように、第１基板１と第２基板２は、所定の間隙（例えば４μｍ程度）を設けて貼り合わされている。 The first substrate 1 and the second substrate 2 are, for example, transparent substrates such as a glass substrate and a plastic substrate. As illustrated, the first substrate 1 and the second substrate 2 are bonded by providing a predetermined gap (for example, about 4 μm).

第１電極１１は、第１基板１の一面側に設けられている。同様に、第２電極１２は、第２基板２の一面側に設けられている。第１電極１１および第２電極１２は、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。 The first electrode 11 is provided on one surface side of the first substrate 1. Similarly, the second electrode 12 is provided on one surface side of the second substrate 2. Each of the first electrode 11 and the second electrode 12 is configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO).

第１配向膜３は、第１基板１の一面側に第１電極１１を覆うようにして設けられている。第２配向膜４は、第２基板２の一面側に第２電極１２を覆うようにして設けられている。これらの第１配向膜３、第２配向膜４としては、液晶層７の配向状態を略垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられている。本実施形態では、各配向膜３、４にはラビング処理等の一軸配向処理が施されている。これにより、液晶層７には、８８．５°〜８９．９°程度の高いプレティルト角が与えられる。 The first alignment film 3 is provided on one surface side of the first substrate 1 so as to cover the first electrode 11. The second alignment film 4 is provided on one surface side of the second substrate 2 so as to cover the second electrode 12. As the first alignment film 3 and the second alignment film 4, vertical alignment films that regulate the alignment state of the liquid crystal layer 7 to substantially vertical alignment are used. In the present embodiment, the alignment films 3 and 4 are subjected to uniaxial alignment processing such as rubbing processing. Thereby, the liquid crystal layer 7 is given a high pretilt angle of about 88.5 ° to 89.9 °.

液晶層７は、第１基板１と第２基板２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて液晶層７が構成される。液晶層７に図示された太線は、液晶層７における液晶分子の配向方向を模式的に示したものである。ここで、液晶層７の層厚方向の略中央における液晶分子の電圧印加時の配向方向１３は、第１基板１の側から見た平面視における液晶分子の倒れる方向として規定される。この配向方向１３は、各配向膜３、４への一軸配向処理によって定まるものであり、本実施形態においては、配向方向１３と一軸配向処理の方向とが略平行である。 The liquid crystal layer 7 is provided between the first substrate 1 and the second substrate 2. In the present embodiment, the liquid crystal layer 7 is configured using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε. A thick line illustrated in the liquid crystal layer 7 schematically indicates the alignment direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 7. Here, the alignment direction 13 at the time of voltage application of liquid crystal molecules at substantially the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 7 is defined as the falling direction of the liquid crystal molecules in plan view viewed from the first substrate 1 side. The alignment direction 13 is determined by uniaxial alignment processing on each of the alignment films 3 and 4. In the present embodiment, the alignment direction 13 and the direction of the uniaxial alignment processing are substantially parallel.

第１偏光板５は、第１基板１の外側に配置されている。同様に、第２偏光板６は、第２基板２の外側に配置されている。第１偏光板２１と第２偏光板２２は、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている。 The first polarizing plate 5 is disposed outside the first substrate 1. Similarly, the second polarizing plate 6 is disposed outside the second substrate 2. The first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are disposed such that their absorption axes are substantially orthogonal to each other.

１／４波長板２１は、第１偏光板５と第１基板１の間に配置されている。１／４波長板２２は、第２偏光板６と第２基板２の間であって第２基板２に近い側に配置されている。各１／４波長板２１、２２の材質としてはポリカーボネートまたは環状オレフィンポリマーが好ましい。 The quarter wavelength plate 21 is disposed between the first polarizer 5 and the first substrate 1. The 1⁄4 wavelength plate 22 is disposed between the second polarizing plate 6 and the second substrate 2 and close to the second substrate 2. The material of each of the quarter wave plates 21 and 22 is preferably polycarbonate or cyclic olefin polymer.

光学板２３は、負の二軸光学異方性を有するものであり、第２偏光板６と第２基板２の間であって第２偏光板６に近い側に配置されている。光学板２３の材質としては環状オレフィンポリマー、延伸ＴＡＣ樹脂、ポリイミド樹脂または液晶ポリマー等が好ましい。 The optical plate 23 has negative biaxial optical anisotropy, and is disposed between the second polarizing plate 6 and the second substrate 2 and close to the second polarizing plate 6. The material of the optical plate 23 is preferably a cyclic olefin polymer, a drawn TAC resin, a polyimide resin, a liquid crystal polymer or the like.

図２は、液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、各１／４波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。いずれも、第１基板１の側から平面視した場合の光学軸が示されている。図示のように、電界印加時の液晶層の配向方向１３が６時方位（２７０°方向）であるとすると、第１偏光板５の吸収軸は電界印加時の液晶層の配向方向１３に対して４５°の角度をなす方向に配置され、第２偏光板６の吸収軸は電界印加時の液晶層の配向方向１３に対して４５°の角度をなす方向に配置されている。また、上記のように第１偏光板５と第２偏光板６の吸収軸同士は略直交する方向に配置される。 FIG. 2 is a view showing a positional relationship between the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied, the respective polarizing plates, the quarter wavelength plates, and the optical axes of the optical plates. Each of the figures shows an optical axis when viewed in plan from the side of the first substrate 1. As illustrated, assuming that the alignment direction 13 of the liquid crystal layer at the time of application of an electric field is the 6 o'clock orientation (270 ° direction), the absorption axis of the first polarizing plate 5 is with respect to the alignment direction 13 of the liquid crystal layer at the time of electric field application. The absorption axis of the second polarizing plate 6 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the alignment direction 13 of the liquid crystal layer when an electric field is applied. Further, as described above, the absorption axes of the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are arranged in the direction substantially orthogonal to each other.

１／４波長板２１の面内遅相軸は、この１／４波長板２１と近接する第１偏光板５の吸収軸に対して４５°の角度をなす方向に配置される。図示の例では３時−９時方位（０°−１８０°）に配置されている。１／４波長板２２の面内遅相軸は、この１／４波長板２２と近接する第２偏光板６の吸収軸に対して４５°の角度をなす方向に配置される。図示の例では３時−９時方位（０°−１８０°）に配置されている。また、光学板２３の面内遅相軸は、この光学板２３に近接する第２偏光板６の吸収軸と略直交するように配置されている。 The in-plane slow axis of the quarter-wave plate 21 is disposed in a direction forming an angle of 45 ° with the absorption axis of the first polarizing plate 5 in proximity to the quarter-wave plate 21. In the example of illustration, it is arrange | positioned at 3 o'clock-9 o'clock azimuth (0 degree-180 degrees). The in-plane slow axis of the quarter-wave plate 22 is disposed in a direction forming an angle of 45 ° with the absorption axis of the second polarizing plate 6 in proximity to the quarter-wave plate 22. In the example of illustration, it is arrange | positioned at 3 o'clock-9 o'clock azimuth (0 degree-180 degrees). Further, the in-plane slow axis of the optical plate 23 is disposed so as to be substantially orthogonal to the absorption axis of the second polarizing plate 6 close to the optical plate 23.

上記のような配置により、第１偏光板５と１／４波長板２１によって円偏光板の機能が得られ、かつ、第２偏光板６と１／４波長板２２によって円偏光板の機能が得られる。これらの円偏光板は同じ円偏光回転方位になるように、互いの遅相軸が略平行に配置されている。また、各１／４波長板２１、２２の遅相軸と電界印加時の液晶層の配向方向１３とは略直交して配置されている。 With the above arrangement, the function of the circularly polarizing plate can be obtained by the first polarizing plate 5 and the quarter-wave plate 21, and the function of the circularly polarizing plate can be obtained by the second polarizing plate 6 and the quarter-wave plate 22. can get. The slow axes of these circularly polarizing plates are arranged substantially in parallel so that they have the same circularly polarized light rotation direction. Further, the slow axis of each of the 1⁄4 wavelength plates 21 and 22 and the alignment direction 13 of the liquid crystal layer when an electric field is applied are disposed substantially orthogonal to each other.

ここで、各１／４波長板２１、２２については、それらの面内位相差が１００ｎｍ〜１６０ｎｍ程度である。原理的には、各１／４波長板２１、２２の面内位相差は必ずしも等しくなくてよいが、両者の面内位相差の合計が２００ｎｍ〜３２０ｎｍであることが好ましい。 Here, the in-plane retardation of each of the quarter wavelength plates 21 and 22 is about 100 nm to 160 nm. In principle, the in-plane retardation of each of the quarter-wave plates 21 and 22 may not necessarily be equal, but it is preferable that the total of the in-plane retardation of the both be 200 nm to 320 nm.

図３は、第２実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。また、図４は、この第２実施形態における液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／４波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。上記した図１、図２に示した第１実施形態との違いは、第１基板１と第１偏光板５の間であって第１偏光板５と近い側に光学板２４が配置されている点であり、それ以外は上記実施形態と同様である。この光学板２４は、上記した光学板２３と同様のものであり、負の二軸光学異方性を有しており、図４に示すようにその面内遅相軸が近接する第１偏光板５の吸収軸と略直交するように配置されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the second embodiment. FIG. 4 is a view showing the positional relationship between the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied in the second embodiment, and the optical axes of the polarizing plates, the quarter wavelength plate, and the optical plate. The difference from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above is that the optical plate 24 is disposed between the first substrate 1 and the first polarizing plate 5 and on the side close to the first polarizing plate 5. The other points are the same as the above embodiment. The optical plate 24 is the same as the optical plate 23 described above, has negative biaxial optical anisotropy, and as shown in FIG. It is arranged to be substantially orthogonal to the absorption axis of the plate 5.

図５は、第３実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、上記した第１実施形態の液晶表示装置と共通する構成として第１基板１、第２基板２、第１配向膜３、第２配向膜４、第１偏光板５、第２偏光板６、液晶層７、第１電極１１、第２電極１２を備えており、第１実施形態の液晶表示装置とは異なる構成として、１／２波長板２５と光学板２６を備えている。以下、共通する構成については詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the third embodiment. This liquid crystal display device has the same configuration as the liquid crystal display device of the first embodiment described above as a first substrate 1, a second substrate 2, a first alignment film 3, a second alignment film 4, a first polarizing plate 5, a first 2 includes a polarizing plate 6, a liquid crystal layer 7, a first electrode 11, and a second electrode 12, and includes a half wave plate 25 and an optical plate 26 as a configuration different from the liquid crystal display device of the first embodiment. There is. Hereinafter, detailed description of the common configuration is omitted.

１／２波長板２５は、第１偏光板５と第１基板１の間であって第１基板１に近い側に配置されている。この１／２波長板２５の材質としてはポリカーボネートまたは環状オレフィンポリマーが好ましい。 The half-wave plate 25 is disposed between the first polarizing plate 5 and the first substrate 1 and close to the first substrate 1. As a material of the half wave plate 25, polycarbonate or cyclic olefin polymer is preferable.

光学板２６は、負の二軸光学異方性を有するものであり、第１偏光板５と第１基板１の間であって第１偏光板５に近い側に配置されている。光学板２６の材質としては環状オレフィンポリマー、延伸ＴＡＣ樹脂、ポリイミド樹脂または液晶ポリマー等が好ましい。 The optical plate 26 has negative biaxial optical anisotropy, and is disposed between the first polarizing plate 5 and the first substrate 1 and close to the first polarizing plate 5. The material of the optical plate 26 is preferably a cyclic olefin polymer, a drawn TAC resin, a polyimide resin or a liquid crystal polymer.

図６は、液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／２波長板、光学板の光学軸の配置関係を示す図である。いずれも、第１基板１の側から平面視した場合の光学軸が示されている。図示のように、電界印加時の液晶層の配向方向１３が６時方位（２７０°方向）であるとすると、第１偏光板５の吸収軸は電界印加時の液晶層の配向方向１３に対して４５°の角度をなす方向に配置され、第２偏光板６の吸収軸は電界印加時の液晶層の配向方向１３に対して４５°の角度をなす方向に配置されている。また、上記のように第１偏光板５と第２偏光板６の吸収軸同士は略直交する方向に配置される。 FIG. 6 is a view showing the arrangement of the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied, and the arrangement of the optical axes of the polarizing plates, half-wave plate, and optical plate. Each of the figures shows an optical axis when viewed in plan from the side of the first substrate 1. As illustrated, assuming that the alignment direction 13 of the liquid crystal layer at the time of application of an electric field is the 6 o'clock orientation (270 ° direction), the absorption axis of the first polarizing plate 5 is with respect to the alignment direction 13 of the liquid crystal layer at the time of electric field application. The absorption axis of the second polarizing plate 6 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the alignment direction 13 of the liquid crystal layer when an electric field is applied. Further, as described above, the absorption axes of the first polarizing plate 5 and the second polarizing plate 6 are arranged in the direction substantially orthogonal to each other.

１／２波長板２５の面内遅相軸は、この１／２波長板２５と近接する第１偏光板５の吸収軸に対して４５°の角度をなす方向に配置される。図示の例では３時−９時方位（０°−１８０°）に配置されている。１／２波長板２５の面内位相差は２００ｎｍ〜３２０ｎｍ程度である。また、光学板２６の面内遅相軸は、この光学板２６に近接する第１偏光板５の吸収軸と略直交するように配置されている。 The in-plane slow axis of the half-wave plate 25 is disposed in a direction forming an angle of 45 ° with the absorption axis of the first polarizing plate 5 close to the half-wave plate 25. In the example of illustration, it is arrange | positioned at 3 o'clock-9 o'clock azimuth (0 degree-180 degrees). The in-plane retardation of the half-wave plate 25 is about 200 nm to 320 nm. Further, the in-plane slow axis of the optical plate 26 is disposed so as to be substantially orthogonal to the absorption axis of the first polarizing plate 5 close to the optical plate 26.

図７は、第４実施形態の液晶表示装置の基本構造を示す断面図である。また、図８は、この第４実施形態における液晶層の電界印加時の配向方向と各偏光板、１／２波長板、各光学板の光学軸の配置関係を示す図である。上記した図５、図６に示した第３実施形態との違いは、第２基板２と第２偏光板６の間に光学板２７が配置されている点であり、それ以外は上記した第３実施形態と同様である。この光学板２７は、上記した光学板２６と同様のものであり、負の二軸光学異方性を有しており、図８に示すようにその面内遅相軸が近接する第２偏光板６の吸収軸と略直交するように配置されている。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing the basic structure of the liquid crystal display device of the fourth embodiment. FIG. 8 is a view showing a positional relationship between the alignment direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied and the optical axes of the polarizing plates, half wave plates, and optical plates in the fourth embodiment. The difference from the third embodiment shown in FIGS. 5 and 6 described above is that the optical plate 27 is disposed between the second substrate 2 and the second polarizing plate 6, and the other points are the same as those in the above-described third embodiment. Similar to the third embodiment. This optical plate 27 is similar to the above-described optical plate 26 and has negative biaxial optical anisotropy, and as shown in FIG. It is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the plate 6.

次に、上記した実施形態の液晶表示装置における電圧無印加時の背景表示部（非表示部）の色調をシミュレーション解析によって評価した結果について、比較例と合わせて説明する。シミュレーション解析の条件は以下の通りである。これらの条件とした液晶表示装置における、３時方位、９時方位（０°方向、１８０°方向）における法線から５０°傾けた（極角５０°）ときの電圧無印加時の分光スペクトルを計算した。 Next, the result of evaluating the color tone of the background display portion (non-display portion) when no voltage is applied in the liquid crystal display device according to the above-described embodiment will be described together with the comparative example. The conditions for simulation analysis are as follows. The spectrum at the time of no voltage application when tilted 50 ° (polar angle 50 °) from the normal in the 3 o'clock direction, 9 o'clock direction (0 ° direction, 180 ° direction) in the liquid crystal display device under these conditions Calculated.

＜実施例１＞
・上記図１、２において示した構造であり、偏光板の偏光層と光学板との間には偏光板の保護フィルムであるＴＡＣフィルムを配置
・液晶層厚：４μｍ
・液晶材料：Δｎ＝０．０９１４、Δε＝−５．１、カイラル材の添加なし
・プレティルト角：８９．５度（第１基板、第２基板ともに）
・電圧印加時の液晶層の層厚方向の中央における配向方向：６時方位（２７０°方向）
・１／４波長板：面内位相差１４０ｎｍの正の一軸光学異方性を有する位相差板（正のＡプレート）
・光学板：面内位相差５５ｎｍ、厚さ方向位相差２２０ｎｍの負の二軸フィルム
・光源：標準光源Ｄ６５
・シミュレータ：シンテック製液晶表示器シミュレータＬＣＤＭＡＳＴＥＲ Example 1
The structure shown in FIGS. 1 and 2 above, and a TAC film as a protective film of the polarizing plate is disposed between the polarizing layer of the polarizing plate and the optical plate. The liquid crystal layer thickness: 4 μm
· Liquid crystal material: Δn = 0.0914, Δε = -5.1, no addition of chiral material · Pretilt angle: 89.5 degrees (both the first substrate and the second substrate)
・ Alignment direction at the center in the layer thickness direction of liquid crystal layer when voltage is applied: 6 o'clock direction (270 ° direction)
-1⁄4 wavelength plate: Retardation plate (positive A plate) having positive uniaxial optical anisotropy with an in-plane retardation of 140 nm
Optical plate: Negative biaxial film with in-plane retardation of 55 nm and thickness-direction retardation of 220 nm Light source: Standard light source D65
・ Simulator: Shintech liquid crystal display simulator LCDMASTER

＜実施例２＞
・上記図１、２において示した構造であり、偏光板の偏光層と光学板との間には偏光板の保護フィルムであるＴＡＣフィルム等が配置されない
・その他は実施例１と同条件 Example 2
The structure shown in FIGS. 1 and 2 is not provided, and a TAC film or the like as a protective film of the polarizing plate is not disposed between the polarizing layer of the polarizing plate and the optical plate.

＜実施例３＞
・上記図３、４において示した構造であり、偏光板の偏光層と光学板との間には偏光板の保護フィルムであるＴＡＣフィルム等が配置されない
・光学板：面内位相差５５ｎｍ、厚さ方向位相差１２４ｎｍの負の二軸フィルム
・その他は実施例１と同条件 Example 3
· The structure shown in FIGS. 3 and 4 described above, wherein a TAC film or the like which is a protective film of the polarizing plate is not disposed between the polarizing layer of the polarizing plate and the optical plate. Optical plate: in-plane retardation 55 nm, thickness Negative biaxial film with a longitudinal retardation of 124 nm. Others are the same as in Example 1.

＜比較例１＞
・実施例１と同条件に配置された液晶層、偏光板、各１／４波長板を備え、かつ光学板を備えない構造
・各１／４波長板：面内位相差１４０ｎｍの正のＡプレート
・その他は実施例１と同条件 Comparative Example 1
A structure provided with a liquid crystal layer, a polarizing plate, and respective quarter wavelength plates disposed under the same conditions as Example 1 and not provided with an optical plate Each quarter wavelength plate: positive A with in-plane retardation of 140 nm Plates and others are the same as in Example 1

＜比較例２＞
・比較例１と同条件に配置された液晶層、偏光板、各１／４波長板を備え、かつ第２基板と第２偏光板の間であって第２基板に近い側に負の一軸光学異方性を有する光学板を配置した構造
・光学板：厚さ方向の位相差２２０ｎｍの負のＣプレート
・その他は比較例１と同条件 Comparative Example 2
-A liquid crystal layer, a polarizing plate, and quarter wavelength plates arranged under the same conditions as Comparative Example 1 and having a negative uniaxial optical difference between the second substrate and the second polarizing plate on the side close to the second substrate Structure with an optical plate having anisotropy · Optical plate: Negative C plate with a retardation of 220 nm in the thickness direction · Others have the same conditions as in Comparative Example 1

図９（Ａ）は、実施例１の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図９（Ｂ）は、実施例２の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図９（Ｃ）は、実施例３の分光スペクトル計算結果を示す図である。また、図１０（Ａ）は、比較例１の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図１０（Ｂ）は、比較例２の分光スペクトル計算結果を示す図である。なお、各図においてＰｏｌａは０が正面観察時、５０が極角５０°観察時を示している。 FIG. 9 (A) is a diagram showing the results of spectral spectrum calculation in Example 1, FIG. 9 (B) is a diagram showing the results of spectral spectrum calculation in Example 2, and FIG. 9 (C) is an example FIG. 18 is a diagram showing the result of calculating the spectral spectrum of Example 3. 10 (A) is a diagram showing the spectral spectrum calculation result of Comparative Example 1, and FIG. 10 (B) is a diagram showing the spectral spectrum calculation result of Comparative Example 2. As shown in FIG. In each of the figures, Pola indicates 0 when observing in front, and 50 indicates observing when the polar angle is 50 °.

図９（Ａ）に示すように、実施例１の液晶表示装置では、正面観察時と極角５０°観察時を比べると、短波長側の透過率変化は小さく長波長側の透過率変化が大きいという傾向が見られた。ただし、分光スペクトル同士の透過率の差は大きく出ているが外観上の色調変化としては黄色や茶色へ変化する傾向ではなく薄青色に変化する傾向であることから、外観上の違和感は小さいと考えられる。すなわち、背景表示部の左右方位におけるカラーシフトが抑制された表示状態を実現できると考えられる。 As shown in FIG. 9A, in the liquid crystal display device of Example 1, when the frontal observation and the polar angle of 50 ° observation are compared, the change in transmittance on the short wavelength side is small and the change in transmittance on the long wavelength side is There was a tendency to be large. However, if the difference in transmittance between the spectral spectra is large, but the appearance is not a tendency to change to yellow or brown as a color tone change, it is a tendency to change to light blue; Conceivable. That is, it is considered that the display state in which the color shift in the left and right direction of the background display unit is suppressed can be realized.

図９（Ｂ）に示すように、実施例２の液晶表示装置においても、正面観察時と極角５０°観察時を比べると、短波長側の透過率変化は小さく長波長側の透過率変化が大きいという傾向が見られた。ただし、実施例１と比べて長波長側での透過率変化が小さくなっている。このことから、背景表示部の左右方位におけるカラーシフトがさらに抑制された表示状態を実現できると考えられる。 As shown in FIG. 9B, also in the liquid crystal display device of Example 2, when the frontal observation and the polar angle of 50 ° observation are compared, the transmittance change on the short wavelength side is small and the transmittance change on the long wavelength side Tended to be large. However, compared to Example 1, the change in transmittance on the long wavelength side is smaller. From this, it is considered that the display state in which the color shift in the left and right direction of the background display unit is further suppressed can be realized.

図９（Ｃ）に示すように、実施例３の液晶表示装置においても実施例２の液晶表示装置とほぼ等しい分光スペクトルが得られていることが分かる。このことから、背景表示部の左右方位におけるカラーシフトがさらに抑制された表示状態を実現できると考えられる。 As shown in FIG. 9C, it can be seen that also in the liquid crystal display device of Example 3, substantially the same spectrum as that of the liquid crystal display device of Example 2 is obtained. From this, it is considered that the display state in which the color shift in the left and right direction of the background display unit is further suppressed can be realized.

図１０（Ａ）に示すように、比較例１の液晶表示装置では正面観察時にはほぼニュートラルな分光スペクトルが得られているのに対して、極角５０°観察時には短波長側の透過率が大きく低下している。外観上の色調としては背景表示部が黄色または茶色にカラーシフトしている状態であるので、比較例１の液晶表示装置の表示品位は低いといえる。 As shown in FIG. 10A, in the liquid crystal display device of Comparative Example 1, an almost neutral spectral spectrum is obtained at the time of frontal observation, but the transmittance on the short wavelength side is large at the polar angle of 50 ° observation. It has fallen. Since the color tone of the background display portion is shifted to yellow or brown as the appearance color tone, it can be said that the display quality of the liquid crystal display device of Comparative Example 1 is low.

図１０（Ｂ）に示すように、比較例２の液晶表示装置では正面観察時に対して極角５０°観察時では長波長側の透過率が低下しているがその低下度合いが比較的小さい。このため、比較例２の液晶表示装置では、正面観察時に対する極角５０°観察時の色調の変化は比較例１の液晶表示装置に比べて大幅に小さくなる。 As shown in FIG. 10B, in the liquid crystal display device of Comparative Example 2, the transmissivity on the long wavelength side is reduced at the polar angle of 50 ° observation as compared to the front observation, but the degree of the decrease is relatively small. Therefore, in the liquid crystal display device of Comparative Example 2, the change in color tone at the polar angle of 50 ° observation with respect to the front observation is significantly smaller than that of the liquid crystal display device of Comparative Example 1.

比較例１、２のそれぞれについては実際に同条件の液晶表示装置を作製し、背景表示部の外観観察を行ったところ、上記したシミュレーション解析結果と同様と結果が得られた。すなわち、比較例１の液晶表示装置では左右方位における視角特性を観察したときの観察角度が深くなるにしたがって背景表示部の色調が黄色から茶色へとカラーシフトして表示品位が低下することが確認された。他方で、比較例２の液晶表示装置では正面観察時と観察角度を深くしていったときの色調変化に黄ばみ等は観察されず、色調変化が抑制されていることが確認された。なお、比較例２の構成において負のＣプレートを負の二軸光学異方性を有する光学板に置き換える構成も考えられるが、このような光学板は面内位相差を有していることから正面観察時における電気光学特性の低下、具体的には黒表示時の透過率上昇を招くために好ましくない。 The liquid crystal display under the same conditions was actually manufactured for each of Comparative Examples 1 and 2, and the appearance of the background display portion was observed. As a result, the same result as the simulation analysis result was obtained. That is, in the liquid crystal display device of Comparative Example 1, it is confirmed that the color tone of the background display portion is color-shifted from yellow to brown and the display quality is deteriorated as the observation angle when observing the viewing angle characteristics in the left and right direction is deeper. It was done. On the other hand, in the liquid crystal display device of Comparative Example 2, yellowing and the like were not observed in the color tone change at the time of front observation and when the observation angle was made deep, and it was confirmed that the color tone change was suppressed. In addition, although the structure which substitutes negative C plate in the structure of the comparative example 2 to the optical plate which has negative biaxial optical anisotropy is also considered, since such an optical plate has in-plane phase difference. It is not preferable because it causes a decrease in the electro-optical characteristics at the front observation, specifically, an increase in the transmittance at the time of black display.

上記した比較例２のような構成でもカラーシフトを抑制することができるが、現状において、負のＣプレートは、市場流通量が少なく、また二軸延伸加工により製造される環状オレフィンポリマー製の場合には二軸両側の延伸精度を高く設定しなければ良好な特性が得られないため、高コストである。一方で、各実施例で光学板として用いた負の二軸フィルムは、従来からノーマリーブラック表示のモノドメイン垂直配向型の液晶表示装置において広く用いられており、その中でも特に環状オレフィンポリマーまたは延伸ＴＡＣ樹脂を光学フィルムとして偏光板の偏光層に直接接着した「視角補償板一体型偏光板」が多く流通している。したがって、この視角補償板一体型偏光板を適用できれば、低コストで良好な表示品位を有するノーマリーホワイト表示の垂直配向型の液晶表示装置を実現できる。 Although the color shift can be suppressed even with the configuration as in Comparative Example 2 described above, in the present case, the negative C plate has a small amount of market circulation and is made of a cyclic olefin polymer produced by biaxial stretching. The cost is high because good characteristics can not be obtained unless the stretching accuracy on both sides of the biaxial is set high. On the other hand, the negative biaxial film used as an optical plate in each example is widely used in the liquid crystal display device of the monodomain vertical alignment type of the normally black display, and among them, especially the cyclic olefin polymer or the stretching Many "viewing angle compensator integrated polarizing plates" in which a TAC resin is directly bonded to a polarizing layer of a polarizing plate as an optical film are in circulation. Therefore, if this viewing angle compensator integrated polarizing plate can be applied, it is possible to realize a vertically aligned liquid crystal display device of normally white display having good display quality at low cost.

＜実施例４＞
・上記図５、６において示した構造であって、光学板を第１偏光板の偏光層に近接させて配置
・光学板：面内位相差５５ｎｍ、厚さ方向位相差２２０ｎｍの負の二軸フィルム
・その他は実施例１と同条件 Example 4
The structure shown in FIGS. 5 and 6, wherein the optical plate is disposed close to the polarizing layer of the first polarizing plate. Optical plate: negative biaxial with in-plane retardation of 55 nm and thickness-direction retardation of 220 nm Film and other conditions as in Example 1

＜実施例５＞
・上記図７、８において示した構造であって、光学板を第１偏光板の偏光層に近接させて配置
・光学板：面内位相差５５ｎｍ、厚さ方向位相差１２４ｎｍの負の二軸フィルム
・その他は実施例４と同条件 Example 5
The structure shown in FIGS. 7 and 8 above, wherein the optical plate is disposed close to the polarizing layer of the first polarizing plate. Optical plate: negative biaxial with in-plane retardation 55 nm, thickness direction retardation 124 nm Film and other conditions as in Example 4

＜比較例３＞
・実施例４と同条件に配置された液晶層、偏光板、１／２波長板を備え、かつ光学板を備えない構造
・１／２波長板：面内位相差２８０ｎｍの正のＡプレート
・その他は実施例１と同条件 Comparative Example 3
Structure provided with a liquid crystal layer, a polarizing plate, a half wave plate, and no optical plate arranged under the same conditions as in Example 4 Half wave plate: positive A plate with an in-plane retardation of 280 nm Others are the same as Example 1

図１１（Ａ）は、実施例４の分光スペクトル計算結果を示す図であり、図１１（Ｂ）は、実施例５の分光スペクトル計算結果を示す図である。また、図１２は、比較例３の分光スペクトル計算結果を示す図である。なお、各図においてＰｏｌａは０°が正面観察時、５０°が極角５０°観察時を示している。 FIG. 11 (A) is a diagram showing the result of spectral spectrum calculation of Example 4, and FIG. 11 (B) is a diagram showing the result of spectral spectrum calculation of Example 5. Moreover, FIG. 12 is a figure which shows the spectral-spectrum calculation result of the comparative example 3. FIG. In each of the figures, Pola indicates that 0 ° indicates a front observation, and 50 indicates a polar angle of 50 °.

図１１（Ａ）に示すように、実施例４の液晶表示装置の分光スペクトルは上記した実施例１等の分光スペクトルと同様の特性であり、短波長側の透過率変化が抑制され、長波長側の透過率変化が見られる。このことから、左右方位の観察角度を徐々に深くした場合のカラーシフトは抑制されていると考えられる。 As shown in FIG. 11A, the spectral spectrum of the liquid crystal display device of Example 4 has the same characteristics as the spectral spectrum of the above-mentioned Example 1 etc., and the transmittance change on the short wavelength side is suppressed, and the long wavelength is The transmittance change on the side can be seen. From this, it is considered that the color shift is suppressed when the observation angle in the left and right direction is gradually deepened.

図１１（Ｂ）に示すように、実施例５の液晶表示装置の分光スペクトルは上記した実施例４のものとほぼ同じである。このことから、左右方位の観察角度を徐々に深くした場合のカラーシフトは抑制されていると考えられる。 As shown in FIG. 11B, the spectrum of the liquid crystal display device of Example 5 is substantially the same as that of Example 4 described above. From this, it is considered that the color shift is suppressed when the observation angle in the left and right direction is gradually deepened.

図１２に示すように、比較例３の液晶表示装置では正面観察時に対して極角５０°観察時には短波長側の透過率が大幅に低下している。このことから、左右方位において深い観察角度になるにしたがって背景表示部の色調は黄色から茶色へカラーシフトする傾向にある。すなわち、表示品位が低下する。 As shown in FIG. 12, in the liquid crystal display device of Comparative Example 3, the transmissivity on the short wavelength side is significantly reduced when observing at a polar angle of 50 ° as compared to when observing in front. From this, the color tone of the background display portion tends to shift from yellow to brown as the viewing angle becomes deeper in the left-right direction. That is, the display quality is degraded.

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記において光学板（負の二軸フィルム）の面内位相差は５５ｎｍに固定されていたが、適切な面内位相差の範囲は４０〜７０ｎｍ程度である。一方で、厚さ方向位相差は、液晶層厚ｄと液晶材料の福屈折率Δｎの積であるΔｎｄに応じて調整する必要がある。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, although the in-plane retardation of the optical plate (negative biaxial film) is fixed at 55 nm in the above, an appropriate in-plane retardation range is about 40 to 70 nm. On the other hand, the thickness direction retardation needs to be adjusted in accordance with Δnd which is the product of the liquid crystal layer thickness d and the well-refractive index Δn of the liquid crystal material.

また、上記においては各偏光板と１／２波長板または１／４波長板との間に光学板として負の二軸フィルムを１つのみ配置した場合を例示していたが、負の二軸フィルムと負のＣプレートを積層して配置してもよいし、負の二軸フィルムを複数積層して配置してもよい。 Moreover, although the case where only one negative biaxial film was arrange | positioned as an optical plate between each polarizing plate and a half-wave plate or a quarter-wave plate was illustrated in the above, negative biaxial The film and the negative C plate may be stacked and disposed, or a plurality of negative biaxial films may be stacked and disposed.

また、上記した実施形態等では、ラビング処理等の配向処理によって液晶層を一方位に配向されたモノドメイン配向型の液晶表示装置を例示していたが、互いに異なる配向方位を有する２種類のドメインを有するデュアルドメイン配向型の液晶表示装置においても本発明を適用することができる。この場合には、液晶層への電界印加時に配向制御要素（突起や開口など）によって制御される液晶層の層厚方向の中央における配向方向との関係において偏光板や各波長板の配置を設定すればよい。 In the above-described embodiment and the like, the mono-domain alignment type liquid crystal display device in which the liquid crystal layer is aligned in one position by alignment processing such as rubbing processing is exemplified, but two types of domains having different alignment orientations The present invention can also be applied to a dual domain alignment type liquid crystal display device having the In this case, the arrangement of the polarizing plates and the respective wave plates is set in relation to the alignment direction at the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer controlled by the alignment control element (protrusion, opening, etc.) when applying an electric field to the liquid crystal layer. do it.

１：第１基板
２：第２基板
３：第１配向膜
４：第２配向膜
５：第１偏光板
６：第２偏光板
７：液晶層
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：液晶層の層厚方向の中央における配向方向
２１、２２：１／４波長板
２３、２４、２６、２７：光学板
２５：１／２波長板 1: first substrate 2: second substrate 3: first alignment film 4: second alignment film 5: first polarizing plate 6: second polarizing plate 7: liquid crystal layer 11: first electrode 12: second electrode 13: Orientation direction at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 21, 22: 1⁄4 wavelength plate 23, 24, 26, 27: optical plate 25: half wavelength plate

Claims

ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置であって、
対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置された垂直配向又は略垂直配向の液晶層と、
前記第１基板の外側に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外側に配置された第２偏光板と、
前記第１基板と前記第１偏光板との間に配置された第１光学板と、
前記第２基板と前記第２偏光板との間に配置された第２光学板と、
前記第１偏光板と前記第１光学板の間に配置された第３光学板と、
を含み、
前記第１偏光板と前記第２偏光板の各吸収軸は互いに略直交して配置され、かつ当該各吸収軸は電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略４５°の角度をなして配置されており、
前記第１光学板は、面内位相差が１００ｎｍ〜１６０ｎｍの１／４波長板であり、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、
前記第２光学板は、面内位相差が１００ｎｍ〜１６０ｎｍの１／４波長板であり、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、
前記第３光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍであり、
前記第１光学板と前記第２光学板は、各々の前記面内遅相軸が前記ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置における左右方位と平行に配置されている、
液晶表示装置。 It is a liquid crystal display device of a normally white display,
A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A vertically or substantially vertically aligned liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate;
A first polarizing plate disposed outside the first substrate;
A second polarizing plate disposed outside the second substrate;
A first optical plate disposed between the first substrate and the first polarizing plate;
A second optical plate disposed between the second substrate and the second polarizing plate;
A third optical plate disposed between the first polarizing plate and the first optical plate;
Including
The respective absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged substantially orthogonal to each other, and the respective absorption axes are relative to the alignment direction at substantially the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied. Are arranged at an angle of approximately 45 °,
The first optical plate is a quarter wavelength plate having an in-plane retardation of 100 nm to 160 nm, and the in-plane slow axis is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the absorption axis of the first polarizing plate And are disposed substantially orthogonal to the alignment direction at the approximate center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied,
The second optical plate is a quarter wavelength plate having an in-plane retardation of 100 nm to 160 nm, and the in-plane slow axis is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the absorption axis of the second polarizing plate. And are disposed substantially orthogonal to the alignment direction at the approximate center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied,
The third optical plate has negative biaxial optical anisotropy, the in-plane slow axis is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the first polarizing plate, and the in-plane retardation is obtained. The phase difference is 40 nm to 70 nm,
The in-plane slow axis of each of the first optical plate and the second optical plate is disposed in parallel with the horizontal orientation in the liquid crystal display device of the normally white display .
Liquid crystal display device.

前記第２偏光板と前記第２光学板の間に配置された第４光学板を更に含み、
前記第４光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍである、
請求項１に記載の液晶表示装置。 A fourth optical plate disposed between the second polarizing plate and the second optical plate;
The fourth optical plate has negative biaxial optical anisotropy, the in-plane slow axis is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the second polarizing plate, and the in-plane retardation is obtained. The phase difference is 40 nm to 70 nm ,
The liquid crystal display device according to claim 1.

ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置であって、
対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置された垂直配向又は略垂直配向の液晶層と、
前記第１基板の外側に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外側に配置された第２偏光板と、
前記第１基板と前記第１偏光板との間に配置された第１光学板と、
前記第１光学板と前記第１偏光板との間に配置された第２光学板と、
を含み、
前記第１偏光板と前記第２偏光板の各吸収軸は互いに略直交して配置され、かつ当該各吸収軸は電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略４５°の角度をなして配置されており、
前記第１光学板は、面内位相差が２００ｎｍ〜３２０ｎｍの１／２波長板であり、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略４５°の角度をなして配置され、かつ電界印加時における前記液晶層の層厚方向の略中央での配向方向に対して略直交に配置されており、
前記第２光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍであり、
前記第１光学板は、前記面内遅相軸が前記ノーマリーホワイト表示の液晶表示装置における左右方位と平行に配置されている、
液晶表示装置。 It is a liquid crystal display device of a normally white display,
A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A vertically or substantially vertically aligned liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate;
A first polarizing plate disposed outside the first substrate;
A second polarizing plate disposed outside the second substrate;
A first optical plate disposed between the first substrate and the first polarizing plate;
A second optical plate disposed between the first optical plate and the first polarizing plate;
Including
The respective absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged substantially orthogonal to each other, and the respective absorption axes are relative to the alignment direction at substantially the center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied. Are arranged at an angle of approximately 45 °,
The first optical plate is a half wavelength plate having an in-plane retardation of 200 nm to 320 nm, and the in-plane slow axis is disposed at an angle of about 45 ° with respect to the absorption axis of the first polarizing plate And are disposed substantially orthogonal to the alignment direction at the approximate center of the layer thickness direction of the liquid crystal layer when an electric field is applied,
The second optical plate has negative biaxial optical anisotropy, the in-plane slow axis is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the first polarizing plate, and the in-plane retardation is obtained. The phase difference is 40 nm to 70 nm ,
The first optical plate is disposed such that the in-plane slow axis is parallel to the left-right direction in the liquid crystal display of the normally white display.
Liquid crystal display device.

前記第２基板と前記第２偏光板との間に配置された第３光学板を更に含み、
前記第３光学板は、負の二軸光学異方性を有しており、面内遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸に対して略直交に配置されており、かつ面内位相差が４０ｎｍ〜７０ｎｍである、
請求項３に記載の液晶表示装置。 And a third optical plate disposed between the second substrate and the second polarizer,
The third optical plate has negative biaxial optical anisotropy, the in-plane slow axis is disposed substantially orthogonal to the absorption axis of the second polarizing plate, and the in-plane retardation is obtained. The phase difference is 40 nm to 70 nm ,
The liquid crystal display device according to claim 3.