CN101258433A - 光学补偿薄膜、其制造方法、以及使用其的偏振片和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有高对比度、且黑显示时依赖于视角方向颜色偏差被减轻了的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置具有在黑显示时的波长400nm和500nm下的延迟分别为Re1(400)和Re1(550)的液晶单元、和至少一层由包含至少一种液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层，上述光学各向异性层在波长400nm和550nm下的延迟Re2(400)和Re2(550)与Re1(400)和Re1(550)满足下述关系式(1)。式中，α1＝Re1(400)/Re1(550)，α2＝Re2(400)/Re2(550)。关系式(1)0.9≤α2/α1≤1.1。

Description

光学补偿薄膜、其制造方法、以及使用其的偏振片和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种光学补偿薄膜、其制造方法、以及使用其的偏振片和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有液晶单元和偏振片。上述偏振片一般具有由纤维素乙酸酯制得的保护薄膜和偏振膜，例如用碘染色由聚乙烯醇薄膜构成的偏振膜，进行拉伸，用保护薄膜叠层其两面来获得。透射型液晶显示装置较普通的是在液晶单元的两侧上安装偏振片，进而配置一个以上的光学补偿薄膜，反射型液晶显示装置通常是依次配置反射板、液晶单元、一个以上的光学补偿薄膜、偏振片。液晶单元是由液晶性分子、用于封入该液晶性分子的二个基板和用于在液晶性分子上施加电压的电极层构成。液晶单元根据液晶性分子的取向状态的不同，进行ON、OFF显示，可以适用透射和反射型任何一种，目前提出的有TN(TwistedNematic)、IPS(In-Plane Switching)、OCB(Optically CompensatoryBend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically ControlledBireFringence)这样的显示模式。

近年来，伴随着对液晶电视需求的增加，对具有响应速度快的特长的OCB模式(或者弯曲模式)的注目较为集中。但是，OCB模式的原理是要用光学补偿薄膜补偿液晶单元的相位差，用以获得宽的视角特性和良好的颜色视角依赖性、紧密的黑显示，这必须使光学补偿薄膜和液晶单元的光学特性相匹配。例如特开平9-211444号公报和特开平11-316378号公报中，在OCB模式的液晶显示装置中适用具有由液晶性化合物构成的层的光学补偿薄膜。但是，如这些文献所述，只控制目前公知的光学参数，难以获得良好的视角特性。特开平8-101381号公报和特开平9-329785号公报中公开了改良光学补偿薄膜的波长分散特性。但是这些文献中虽然公开了改良光学补偿薄膜和在液晶单元中使用的各材料本身的光学特性的技术，对于良好的黑显示和颜色、对比度的视角依赖性还有改良的余地。对于这些问题，特开平9-230332号公报中公开了对应于RGB的各色的液晶层光透射率最优化的多隙技术，并且在特开2001-290149号公报中公开了对于在RGB各色过滤器范围内的液晶单元和光学补偿薄膜的延迟Re之差进行优化的方法。但是它们只公开了单元的波长分散控制，对于光学补偿薄膜的波长分散控制没有任何描述。

特开2004-184864号公报和特开2004-212938号公报中记载了关于光学补偿薄膜的波长分散特性，两者都用400nm和550nm下测定光学各向异性层的Re波长分散特性时的比例α＝Re(400nm)/Re(550nm)来定义。考虑在实际的液晶面板驱动单元中封入的棒状液晶的波长分散特性时，作为α＜1.2，使单元和光学各向异性层的波长分散特性一致，是获得良好的黑显示的重要的特性。但是这些文献中对使光学各向异性层的上述波长分散性α小于1.2的具体手段没有任何记载。特开平7-281028号公报、特开平9-104656号公报、特开平9-117983号公报、特开2000-111734号公报和特开2000-111915号公报中公开了将形成光学各向异性层的材料的液晶化合物和非液晶化合物混合以控制其期望特性的技术。但是这些文献中记载了控制取向温度、转移温度、取向平均角度、扭转取向性、分子排列、光学各向异性层的耐久性，或改良手段，但是对本发明中记载的波长分散特性的制御没有任何公开。

发明内容

本发明的课题在于提供一种光学补偿薄膜和偏振片，通过控制波长分散性以适合于黑显示时的液晶单元，由此对液晶单元、特别是OCB模式或TN模式的液晶单元进行光学补偿，有助于对比度的改善和减轻黑显示时依赖于视角方向的着色。并且，本发明的课题在于提供一种该光学补偿薄膜的简易制造方法。

并且，本发明的课题在于提供一种液晶显示装置，特别是OCB模式或TN模式的液晶显示装置，其液晶单元被正确地光学补偿，具有高的对比度，且黑显示时依赖于视角方向的着色被减轻了。

下面示出解决本发明课题的手段。

[1]一种光学补偿薄膜，其具有至少一层由含有二种以上的波长分散性彼此不同的液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层，上述光学各向异性层在波长400nm和550nm中的延迟比α2低于1.2。

[2]一种如[1]所述的光学补偿薄膜，其中上述光学各向异性层是由含有下述通式(DI)或下述通式(I)表示的液晶性化合物中的至少一种的组合物形成的层；

通式(DI)

通式(DI)中，Y¹¹、Y¹²和Y¹³分别独立地表示次甲基或氮原子，R¹¹、R¹²和R¹³分别独立地表示下述通式(DI-A)、下述通式(DI-B)或下述通式(DI-C)；

通式(DI-A)

(通式(DI-A)中，A¹¹、A¹²、A¹³、A¹⁴、A¹⁵和A¹⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X¹表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L¹¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L₁₂表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当上述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代。Q¹¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子)

通式(DI-B)

(通式(DI-B)中，A²¹、A²²、A²³、A²⁴、A²⁵和A²⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X²表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L²¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L²²表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当上述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代。Q²¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子)

通式(DI-C)

(通式(DI-C)中，A³¹、A³²、A³³、A³⁴、A³⁵和A³⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X³表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L³¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L³²表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当上述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代。Q³¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子。)

通式(I)

通式(I)中，D表示苯并[9，10]菲，n1表示3～6的整数，R¹、R²、R³、R⁴和R⁵分别表示氢原子、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基氧基、碳原子数为6～20的取代、或未取代的芳基或碳原子数为6～20的取代或未取代的芳氧基、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基羰基。

[3]如[1]或[2]所述的光学补偿薄膜，其进一步具有支撑体，该支撑体在波长450nm下的Re和Rth之比即Re/Rth(450nm)为波长550nm下的Re/Rth(550nm)的0.4～0.95倍，且在波长650nm下的Re/Rth(650nm)为Re/Rth(550nm)的1.05～1.9倍。

[4]一种光学补偿薄膜的制造方法，其特征在于包括下述步骤：在表面上适用至少含有一种液晶性化合物的组合物，使上述液晶性化合物的分子取向，形成在波长400nm和550nm下的延迟比α2低于1.2的光学各向异性层；且在上述组合物中，通过含有波长分散性不同的多种液晶性化合物，和/或通过同时含有液晶性化合物和非液晶性化合物，来调节上述光学各向异性层的波长分散性α2。

[5]如[4]所述的方法，其中上述组合物在T℃下的粘度为1500mPa·s以下，在温度T℃下使上述液晶性化合物的分子取向，从而形成上述光学各向异性层。

[6]一种具有偏振膜和如[1]～[3]所述的光学补偿薄膜的偏振片。

[7]一种液晶显示装置，其具有在黑显示时的波长400nm和500nm下的延迟分别为Re1(400)和Re1(550)的液晶单元和至少一层由含有至少一种液晶性化合物的的组合物形成的光学各向异性层，上述光学各向异性层在波长400nm和550nm下的延迟Re2(400)和Re2(550)与Re1(400)和Re1(550)满足下述关系式(1)；

关系式(1)0.9≤α2/α1≤1.1

α1＝Re1(400)/Re1(550)，α2＝Re2(400)/Re2(550)。

[8]如[7]所述的液晶显示装置，其在上述光学各向异性层的更外侧具有偏振膜，以及在该偏振膜和上述光学各向异性层之间具有聚合物薄膜，上述聚合物薄膜在波长450nm下的Re和Rth之比Re/Rth(450nm)为在波长550nm下的Re/Rth(550nm)的0.4～0.95倍，且在波长650nm下的Re/Rth(650nm)为Re/Rth(550nm)的1.05～1.9倍。

[9]如[7]或[8]所述的液晶显示装置，其是OCB模式。

[10]如[7]或[8]所述的液晶显示装置，其是TN模式。

另外，本说明书中，“45°”、“平行”或“垂直”是指低于严格的角度±5°的范围内。优选与严格的角度之间的误差低于4°，更优选低于3°。并且对于角度，“+”是指顺时针方向，“-”是指逆时针方向。并且、“滞相轴”是指折射率最大的方向。并且，“可见光区域”是指380nm～780nm。进而，如果对折射率的测定波长没有特别描述的话，是可见光区域的λ＝550nm下的值。

本说明书中“偏振片”在没有特别否定的情况下，以包含长带状的偏振片和裁断成安装到液晶装置中大小的(本说明书中“裁断”包括“冲孔”和“剪切”等)偏振片这两者的含义使用。并且，本说明书中“偏振膜”和“偏振片”被区别使用，但是“偏振片”是指在“偏振膜”的至少一面上具有保护该偏振膜的透明保护膜的叠层体。

并且，本说明书中的“分子对称轴”在分子具有旋转对称轴时称为该对称轴，但是并非在严格意义上要求分子是旋转对称性的。一般的，分子对称轴对圆盘状液晶性化合物来说与贯通圆盘面中心且相对于圆盘面垂直的轴是一致的，或者对棒状液晶性化合物来说与分子的长轴一致。并且，在本说明书中，Re(λ)、Rth(λ)分别表示波长λ下的面内延迟和厚度方向的延迟。Re(λ)是用KOBRA 21ADH(王子计测机器公司制造)使波长为λnm的光沿薄膜法线方向入射来进行测定的。Rth(λ)是基于下述3个方向测定的延迟值、平均折射率的假定值和输入的膜厚值根据KOBRA 21ADH算出的，所述三个方向的的延迟值是：上述Re(λ)、以面内的滞相轴(根据KOBRA 21ADH判断)作为倾斜轴(旋转轴)使波长为λnm的光相对于薄膜法线方向倾斜+40°方向入射而测定的延迟值、以及以面内的滞相轴作为倾斜轴(旋转轴)使波长λnm的光相对于薄膜法线方向倾斜-40°的方向入射而测定的延迟值。这里的平均折射率的假定值可以使用聚合物手册(JOHN WILEY&SONS，INC)、各种光学薄膜的目录值。平均折射率的值未知的产品可以用阿贝折射计来测定。主要的光学薄膜的平均折射率值如下所示：

酰化纤维素(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。

通过输入这些平均折射率的假定值和膜厚，KOBRA 21ADH能算出nx、ny、nz。根据该计算出的nx，ny，nz再计算Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)。

附图说明

图1表示OCB模式的液晶显示装置的构成例的示意图。

图2是用于说明使液晶单元的波长分散特性适合于光学各向异性层的波长分散特性的方法的示意图。

符号说明：

1、101偏振膜

2、102透射轴

3a、103a聚合物薄膜(光学各向异性层的支撑体或偏振膜的保护薄膜)

4a、104a、滞相轴

5、9光学各向异性层

5a、9a平均取向方向

6、8基板

7液晶层

RD摩擦方向

具体实施方式

下面，详细说明本发明。

OCB模式中，为了提高正面的对比度，在黑显示时，优选使正面的液晶单元与光学各向异性层的延迟相适合，进行完全的补偿。目前，对于红(R)、绿(G)和蓝(B)，为了使各自在黑显示时的液晶单元的延迟和光学各向异性层的延迟适合，通过改变单元间隙，或使工作电压各自不同，能在表观上调节液晶单元的延迟。在图2(a)中示出了使工作电压各自不同从而在表观上调节延迟的情况下的延迟补正方法与波长的关系。在短波长侧，以适合于光学各向异性层性的延迟的方式，在液晶单元的延迟变大的方向上施加工作电压，另一方面，在长波长侧，以适合于光学各向异性层性的延迟的方式，在液晶单元的延迟变小的方向上施加工作电压。

但是对于这些方法，得不到完全的补偿，会有由于正面的黑色漂浮(incomplete blackness)或光泄漏导致的对比度降低、颜色改变等问题残留。

本发明中，如图2(b)所示，控制光学各向异性层的波长分散，使其和黑显示时的液晶单元的延迟一致。如上所述，目前文献等中没有示出其具体的方法。

本发明中，使用具有在与黑显示时的液晶单元在波长400nm和550nm下的延迟Re1(450)和Re1(550)的关系方面满足下述关系式(1)的延迟Re2(400)和Re2(500)的光学各向异性层，使黑显示时的液晶单元与波长分散特性适合。

关系式(1)0.9≤α2/α1≤1.1

其中，α1＝Re1(400)/Re1(550)，α2＝Re2(400)/Re2(550)。

本发明通过控制光学各向异性层的延迟的波长分散特性使之适合黑显示时的液晶单元，而不进行上述的每个R、G、B的单元间隙的调节或工作电压的控制，能进行光学补偿。进而，通过与由具有规定的波长分散特性的聚合物薄膜等构成的支撑体组合，还能进一步改善颜色的视角变动。

这里，本说明书中，作为R、G、B的波长，使用R为波长650nm、G为波长550nm、B为波长400nm。R、G、B的波长不一定由这些波长来代表，但是为了规定能起到本发明的效果的光学特性，可以认为是适当的波长。

接着，使用附图来详细说明本发明的液晶显示装置的一个例子。

图1所示的OCB模式的液晶显示装置具有由在施加电压时即黑显示时液晶相对于基板面弯曲取向的液晶层7和夹住该液晶层7的基板6和8构成的液晶单元。基板6和8是在液晶面上实施取向处理，摩擦方向由箭头RD表示。在背面时由虚线箭头表示。夹住液晶单元地配置偏振膜1和101。偏振膜1和101是以各自的透射轴2和102彼此垂直、且与液晶单元的液晶层7的RD方向成45度角来配置的。偏振膜1和101与液晶单元之间分别配置有纤维素酰化薄膜等聚合物薄膜3a和103a、和与黑显示时的液晶单元的延迟之间的关系满足上述关系式(1)的光学各向异性层5和9。聚合物薄膜3a和103a以其滞相轴14a和104a平行于分别与其相邻的偏振膜1和101的透射轴2和102的方向的方式配置。并且，光学各向异性层5和9具有通过液晶性化合物的取向而实现的光学各向异性。

图1中的液晶单元由上侧基板6和下侧基板8和它们夹持的液晶分子7形成的液晶层构成。基板6和8的与液晶分子7接触的表面(以下有时称为“内面”)中形成取向膜(未图示)，在未施加电压的状态或低施加状态下的液晶分子7的取向被控制在具有预倾斜角的平行方向。并且，在基板6和8的内面上，形成有能对由液晶分子7构成的液晶层施加电压的透明电极(未图示)。本发明中，液晶层的厚度d(微米)和折射率各向异性Δn之积Δn·d优选为0.1～1.5微米，进而优选为0.2～1.5微米，更优选为0.2～1.2微米，更优选为0.6～0.9微米。在该范围内，因为施加白电压时白显示亮度高，因此可以获得明亮的对比度高的显示装置。使用的液晶材料没有特别限制，但是在对上下基板6和8之间施加电场的状态下，使用液晶分子7与电场方向平行地响应的、介电各向异性为正的液晶材料。

例如，将液晶单元制成OCB模式的液晶单元时，在上下基板6和8之间能使用介电各向异性为正的、Δn＝0.08、Δε＝5左右的向列液晶材料等。液晶层的厚度d没有特别限制，在使用上述范围特性的液晶时，能设定在6微米左右。因为根据厚度d和施加白电压时的折射率各向异性Δn之积Δn·d的大小使白显示时的明亮度变化，为了在施加白电压时获得充分的亮度，优选未施加电压状态下的液晶层Δn·d设定在0.6～1.5微米的范围。

另外，在OCB模式的液晶显示装置中，在TN模式的液晶显示装置中一般使用的彩色材料的添加因为动态响应特性差而较少使用，但是为了降低取向不良也有时添加。并且，在多域结构时，调整各域间边界区域的液晶分子的取向是有利的。多域结构是指将液晶显示装置的一个像素分割成多个区域的结构。例如在OCB模式中，如果制成多域结构的话，因为能改善亮度或色调的视角特性，是优选的。具体的，通过使各像素由液晶分子的初期取向状态彼此不同的2个以上(优选为4或8)的区域构成而进行平均化，由此能降低依赖于视角的亮度或色调的偏差。并且，使各个像素由在施加电压状态下液晶分子的取向方向连续改变的彼此不同的2个以上的区域构成，也能获得同样的效果。

聚合物薄膜3a和103a可以作为光学各向异性层5和9的支撑体而发挥功能，也可以是作为偏振膜1和偏振膜101的保护膜而发挥功能，也可以具有该两种功能。即，偏振膜1、聚合物薄膜3a和光学各向异性层5、或偏振膜101、聚合物薄膜103a和光学各向异性层9可以作为一体化的叠层体装入液晶显示装置内部，也可以各自作为单独的部件装入。并且，聚合物薄膜3a和偏振膜1之间，或聚合物薄膜103a和偏振膜101之间可以另外配置偏振膜用的保护膜来构成，但是优选不配置该保护膜。聚合物薄膜3a的滞相轴4a、聚合物薄膜103a的滞相轴104a优选彼此实质平行或垂直。如果聚合物薄膜3a和103a的滞相轴4a和104a彼此垂直的话，通过各个聚合物薄膜的双折射相互抵消，使垂直入射到液晶显示装置中的光的光学特性的劣化能得到减轻。并且，在滞相轴4a和104a相互平行的状态下，当液晶层中具有残留相位差时，能通过保护膜的双折射补偿该相位差。

偏振膜1和101的透射轴2和102、聚合物薄膜3a和103a的滞相轴方向4a和104a、以及液晶分子7的取向方向可以根据各部件中使用的材料、显示方式、部件的叠层结构等调整到最适合的范围内。即，偏振膜1的透射轴2和偏振膜101的透射轴102彼此实质垂直地配置。但本发明的液晶显示装置不限于这种结构。

光学各向异性层5和9是在聚合物薄膜3a和103a与液晶单元之间配置的。光学各向异性层5和9是由含有液晶性化合物、例如棒状化合物或圆盘状化合物的组合物形成的层。光学各向异性层中，液晶性化合物的分子以规定的取向状态固定。光学各向异性层5和9中的液晶性化合物的分子对称轴在至少聚合物薄膜3a和103a侧的界面的取向平均方向5a和9a、与聚合物薄膜3a和103a的面内滞相轴4a和104a大致以45度交叉。以该关系配置的话，光学各向异性层5或9相对于从法线方向入射的光产生延迟，不会产生光泄漏。在液晶单元侧的界面中，光学各向异性层5和9的分子对称轴的取向平均方向也优选与聚合物薄膜3a和103a的面内滞相轴4a和104a呈大致45度。

并且，光学各向异性层5的液晶性化合物的分子对称轴的偏振膜侧(聚合物薄膜表面侧)的取向平均方向5a优选与在靠近位置的偏振膜1的透射轴2以大致45度配置。同样，光学各向异性层9的液晶性化合物的分子对称轴在偏振膜侧(聚合物薄膜界面侧)的取向平均方向9a优选与在靠近位置的偏振膜101的透射轴102以大致45度配置。以该关系配置的话，对应于光学各向异性层5或9产生的延迟和液晶层产生的延迟之和，能进行光转换。

本发明中，着眼于液晶单元的黑显示时在波长400nm和550nm下的延迟Re1(400)和Re1(550)，使用显示出波长分散性和其波长分散性α1＝Re1(400)/Re1(550)大致相等的光学各向异性层。通常，OCB模式的液晶单元中，因为α1为1.0～1.2左右，为了满足上述关系式(1)，优选光学各向异性层在波长400nm和波长550nm下的延迟Re2(400)和Re2(550)之比α2＝Re2(400)/Re2(550)优选为0.9～1.3左右，更优选低于1.2未满，进而优选低于1.18。显示该波长分散性的光学各向异性层例如能使用含有二种以上波长分散性彼此不同的液晶性化合物的组合物、同时含有液晶性化合物和非液晶性化合物的组合物、和/或取向时的温度下显示规定范围的粘度的组合物来形成。这些方法如后所述。

接着，说明图1的液晶显示装置的图像显示的原理。

在对液晶单元基板6和8的各个透明电极(未图示)施加对应于黑色的工作电压的工作状态下，液晶层中的液晶分子7弯曲取向，此时面内的延迟被光学各向异性层5和9的面内延迟相抵，结果是入射光的偏振状态几乎没有变化。因为偏振膜1和101的透射轴2、102是垂直的，从下侧(例如背面电极)入射的光通过偏振膜101发生偏振，在维持偏振的状态下通过液晶单元5～8，被偏振膜1隔断。即，图1的液晶显示装置中，在工作状态下实现了理想的黑显示。与此相对照，在对透明电极(未图示)施加对应于白色的工作电压的工作状态下，液晶层中的液晶分子7弯曲取向为不同于对应于黑色的弯曲取向，在正面的面内延迟与是黑色时发生变化。结果是没有被光学各向异性层5和9的面内延迟相抵消，通过液晶单元5～8，偏振状态改变，通过偏振膜1。即获得白显示。

本发明中，通过配置了满足上述关系式(1)的光学各向异性层，OCB模式的液晶显示装置的正面和左右的黑色光泄漏和颜色偏差同时得到改善。进而通过将显示特定的光学特性的聚合物薄膜组合而配置，能改善依赖于视角的颜色偏差。即，本发明中，还着眼于与满足上述关系式(1)的光学各向异性层组合的聚合物薄膜的Re和Rth之比既Re/Rth。这是因为Re/Rth的值决定了斜向进入2轴性双折射介质的光的传播中2个固有偏振的轴。斜向进入2轴性双折射介质的光的传播中2个固有偏振的轴对应于将折射率椭圆体以光的前进方向的法线方向切割时获得的断面的长轴和短轴的方向。

通常，作为光学各向异性层的支撑体或偏振膜的保护膜即在光学各向异性层和偏振膜之间配置的聚合物薄膜，使用与R、G、B各波长无关的Re/Rth值大致相同、即滞相轴角度也大致相同的聚合物薄膜。本发明中，作为上述光学各向异性层的支撑体或偏振膜的保护薄膜，可以使用该特性的聚合物薄膜，但如果使用对于R、G、B各波长的Re/Rth分别满足规定关系的聚合物薄膜的话，主要决定偏振状态的变化的因素即滞相轴和延迟这两者能在R、G、B各波长中最优化，能进一步减轻依赖于视角的颜色偏差。接着，斜向通过聚合物薄膜的光通过具有规定的波长分散性的光学各向异性层，进而通过弯曲取向的液晶层时，在任何可见光域波长中，优选根据波长对聚合物薄膜的Re/Rth值进行调整，以使能同时补偿延迟和上下偏振膜的表观透射轴从正面偏离这两个因素。具体的，波长越大则聚合物薄膜的Re/Rth越大，从而能进一步减轻由于光学各向异性层和液晶单元层的波长分散而产生的R、G、B中偏振状态之差。结果是，通过将显示规定的波长分散性的光学各向异性层与显示规定的波长分散性的聚合物薄膜组合，能进一步补偿完全，并能减轻对比度的降低。如果由R、G、B代表可见光全部区域来决定薄膜的参数的话，则在可见光整个区域几乎能完全补偿。

根据该观点，优选满足下述关系：聚合物薄膜3a和103a在波长450nm下的Re3和Rth3之比Re3/Rth3(450nm)为波长550nm下的Re3/Rth3(550nm)的0.4～0.95倍，波长650nm下的Re3/Rth3(650nm)为Re3/Rth3(550nm)的1.05～1.9倍，且Rth为70～400nm。

本发明的液晶显示装置不限于图1所示的结构，也可以包括其他部件。例如在液晶单元和偏振膜之间也可以配置滤色器。并且，作为透射型使用时，可以在背面配置以冷阴极或热阴极荧光管、或发光二极管、场致发光元件、电致发光元件作为光源的背灯。

并且，本发明的液晶显示装置中包括图像直视型、图像投影型或光调制型。本发明是特别有效地适用于使用了TFT或MIM这样的3端子或2端子半导体元件的有源液晶显示装置的方式。不用说，也有效适用于称为时分驱动的STN型为代表的无源液晶显示装置的方式中。

接着，对本发明的光学补偿薄膜制造中使用的材料、制造方法等详细说明。

[光学补偿薄膜]

本发明的光学补偿薄膜有助于扩大液晶显示装置、特别是OCB模式、VA方式的液晶显示装置的视角对比度、以及减轻依赖于视角的颜色偏差。本发明的光学补偿薄膜可以在观察者侧的偏振片和液晶单元之间配置，也可以在背面侧的偏振片和液晶单元之间配置，也可以在两处都配置。例如可以作为独立的部件安装在液晶显示装置内部中，或对保护偏振膜的保护膜赋予光学特性而作为透明薄膜发挥机能，作为偏振片的部件而安装在液晶显示装置内部。本发明的光学补偿薄膜的优选形态是具有由聚合物薄膜(更优选是酰化纤维素薄膜)构成的支撑体和在该支撑体上显示规定的波长分散性的光学各向异性层的形态。上述聚合物薄膜和光学各向异性层之间也可以具有控制光学各向异性层中的液晶性化合物的取向的取向膜。并且，只要满足后述的光学特性，该聚合物薄膜和光学各向异性层也可以分别由2个以上的层构成。首先，详细说明本发明的光学补偿薄膜的各构成部件。

(光学各向异性层)

本发明的光学补偿薄膜具有至少一层由含有至少一种液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层。上述光学各向异性层可以在酰化纤维素薄膜等支撑体的表面上直接形成，也可以在支撑体上形成取向膜、在该取向膜上形成。并且，也可以使用粘合剂、粘接剂等将在其他基材上形成的液晶性化合物层转印在酰化纤维素薄膜等支撑体上，由此来制造本发明的光学补偿薄膜。

作为在光学各向异性层的形成中使用的液晶性化合物，能列举出棒状液晶性化合物和圆盘状液晶性化合物(以下有时称圆盘状液晶性化合物为“盘状液晶性化合物”)。棒状液晶性化合物和盘状液晶性化合物可以是高分子液晶或低分子液晶。并且，最终在光学各向异性层中含有的化合物不必还显示液晶性，例如可以是在使用低分子液晶性化合物制造光学各向异性层时，在形成光学各向异性层的过程中，该化合物被交联而不显示液晶性的形态。

(棒状液晶性化合物)

作为能在本发明中使用的棒状液晶性化合物，优选使用甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、安息香酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类和链烯基环己基苄腈类。另外，棒状液晶性化合物中也含有金属络合物。并且，也可以使用在重复单元中含有棒状液晶性化合物的液晶聚合物。换而言之，棒状液晶性化合物也可以与(液晶)聚合物结合。

关于棒状液晶性化合物，记载于“季刊化学总说”第22卷液晶的化学(1994)日本化学会编的第4章、第7章和第11章、和“液晶装置手册”日本学术振兴会第142委员会编的第3章中。

本发明中使用的棒状液晶性化合物的双折射率优选在0.001～0.7的范围内。

棒状液晶性化合物为了固定其取向状态，优选具有聚合性基团。聚合性基团优选为不饱和聚合性基或环氧基，更优选为不饱和聚合性基团，最优选为烯属不饱和聚合性基。

(盘状液晶性化合物)

盘状液晶性化合物包括在C.Destrade等人的研究报告、Mol.Cryst.71卷、111页(1981年)中记载的苯衍生物、C.Destrade等人的研究报告、Mol.Cryst.122卷、141页(1985年)、Physics lett，A，78卷、82页(1990)中记载的三亚茚衍生物、B.Kohne等人的研究报告、Angew.Chem.96卷、70页(1984年)中记载的环己烷衍生物和J.M.Lehn等人的研究报告、J.Chem.Commun.，1794页(1985年)、J.Zhang等人的研究报告、J.Am.Chem.Soc.116卷、2655页(1994年)中记载的偶氮冠状系或苯基乙炔系大环。

上述盘状液晶性化合物也包含相对于分子中心的母核呈放射线状取代有直链的烷基、烷氧基或取代苯甲酰氧基作为母核侧链的结构的显示液晶性的化合物。分子或分子的集合体优选是具有旋转对称性、能赋予一定取向的化合物。

如上所述，由液晶性化合物形成光学各向异性层时，最终在光学各向异性层中含有的化合物不必还显示液晶性。例如，低分子的盘状液晶性化合物具有由热或光产生反应的基团，通过该热或光使该基团发生反应，聚合或交联，通过高分子量化而形成光学各向异性层等情况下，在光学各向异性层中含有的化合物也可以已经失去了液晶性。盘状液晶性化合物的优选例子是在特开平8-50206号公报中记载的例子。并且，对于盘状液晶性化合物的聚合，记载于特开平8-27284号公报中。

为了通过聚合而固定盘状液晶性化合物，在盘状液晶性化合物的圆盘状核上必须结合作为取代基的聚合性基团。但是，如果直接在圆盘状核上结合聚合性基团的话，在聚合反应中难以保持取向状态。因此，在圆盘状核与聚合性基团之间引入连接基团。从而，作为具有聚合性基团的盘状液晶性化合物的代表例子，能列举出下述式(A)表示的盘状液晶性化合物。

通式(A)

式中，R⁵⁰是可以有取代基的烷基，优选为在末端上具有聚合性基((甲基)丙烯酰基、环氧基等)的碳原子数为1～10的直链状或支链状烷基。作为通式(A)表示的化合物，能列举出R由下式表示的化合物。

但是，即使使用上述式(A)表示的盘状化合物来形成光学各向异性层，在波长400nm和波长550nm下的延迟Re2(400)和Re2(550)的波长分散性也难以和黑显示时的液晶单元在上述波长范围下的波长分散性大致相等。如果由含有下述式(DI)和(I)表示的化合物的至少一种的组合物形成，则容易将光学各向异性层的波长分散性调整到和黑显示时的液晶单元在上述波长内的波长分散性大致相等的范围，是优选的。

通式(I)

在通式(I)中，D为圆盘状核。圆盘状核位于该圆盘状化合物的中心，构成其圆盘面。圆盘状核在圆盘状液晶性分子的分子结构中是众所周知的概念。圆盘状液晶(discotic liquid crystal)记载于各个文献(C.Destrade et al.，Mol.Crysr.Liq.Cryst.，vol.71，page 111(1981)；日本化学会编、季刊化学总说、No.22、液晶的化学、第5章、第10章第2节(1994)；B.Kohne et al.，Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.，page 1794(1985)；J.Zhanget al.，J.Am.Chem.Soc.，vol.116，page 2655(1994))中。

下面，示出圆盘状核的例子。各化合物中的Y表示下述通式(VI)。下述通式(VI)中的R¹、R²、R³、R⁴和R⁵和上述通式(I)意思相同，优选范围也相同。

通式(VI)

圆盘状核(D)特别优选为苯并[9，10]菲(Z4)。

圆盘状核(D)也可以具有Y(上述通式(VI))以外的取代基。圆盘状核可以具有的取代基的例子包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、羟基、氨基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、酰脲基、烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基、取代芳基、杂环基、烷氧基、取代烷氧基、芳氧基、取代芳氧基、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、取代烷氧基羰基、芳氧基羰基、取代芳氧基羰基、取代氨基、酰胺基、酰亚胺基、烷氧基羰基氨基、取代烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、取代芳氧基羰基氨基、取代氨基甲酰基、磺酰氨基、取代氨磺酰基、烷基硫代基、取代烷基硫代基、芳基硫代基、取代芳基硫代基、烷基磺酰基、取代烷基磺酰基、芳基磺酰基、取代芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、取代烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、取代芳基亚磺酰基、取代酰脲基、磷酰胺基、取代甲硅烷基、烷氧基羰基氧基、取代烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基和取代芳氧基羰基氧基。

烷基可以具有环状结构或支化结构。烷基的碳原子数优选为1～30。取代烷基的烷基部分和烷基意思相同，优选的范围也相同。取代烷基的取代基的例子除了烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基和取代炔基以外，和圆盘状核的取代基例子相同，优选范围也相同。

链烯基可以具有环状结构或支化结构。链烯基的碳原子数优选为2～30。取代链烯基的链烯基部分和链烯基意思相同，优选范围也相同。取代链烯基的取代基的例子和取代烷基的取代基的例子相同。炔基也可以具有环状结构或支化结构。炔基的碳原子数优选2～30。取代炔基的炔基部分和炔基一样。取代炔基的取代基的例子和取代烷基的取代基例子相同，优选范围也相同。

芳基的碳原子数优选为6～30。取代芳基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子相同，优选范围也相同。

杂环基优选具有5元或6元的杂环。杂环上可以缩合其他杂环、脂肪族环或芳香族环。杂环的杂原子优选氮原子、氧原子或硫原子。杂环基团也可以有取代基。杂环基的取代基的例子和圆盘状核的取代基的例子意思相同，优选的范围也相同。

烷氧基和取代烷氧基的烷基部分与烷基意思相同，优选的范围也相同。取代烷氧基的取代基例子和取代烷基的取代基例子意思相同，优选的范围也相同。芳氧基和取代芳氧基的芳基部分与芳基意思相同，优选的范围也相同。取代芳氧基的取代基例子和圆盘状核的取代基的例子意思相同，优选的范围也相同。

酰基用甲酰基或-CO-R表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

酰氧基用甲酰基氧基或-O-CO-R表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

烷氧基羰基和取代烷氧基羰基的烷基部分和烷基相同。取代烷氧基羰基的取代基例子和取代烷基的取代基的例子意思相同，优选范围也相同。

芳氧基羰基和取代芳氧基羰基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳氧基羰基的取代基例子和圆盘状核的取代基的例子相同，优选范围也相同。

取代氨基用-NH-R或-N(-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

酰胺基用-NH-CO-R表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

酰亚胺基用-N(-CO-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

烷氧基羰基氨基和取代烷氧基羰基氨基的烷基部分和烷基意思相同，优选范围也相同。取代烷氧基羰基氨基的取代基例子和取代烷基的取代基的例子相同。

芳氧基羰基氨基和取代芳氧基羰基氨基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳氧基羰基氨基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子相同。

取代氨基甲酰基用-CO-NH-R或-CO-N(-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

磺酰氨基用-NH-SO₂-R表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。取代磺酰氨基用-SO₂-NH-R或-SO₂-N(-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

烷基硫代基和取代烷基硫代基的烷基部分和烷基一样。取代烷基硫代基的取代基例子和取代烷基的取代基例子相同。

芳基硫代基和取代芳基硫代基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳基硫代基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子相同，优选范围也相同。

烷基磺酰基和取代烷基磺酰基的烷基部分与烷基意思相同，优选范围也相同。取代烷基磺酰基的取代基例子和取代烷基的取代基例子相同，优选范围也相同。

芳基磺酰基和取代芳基磺酰基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳基磺酰基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子相同，优选范围也相同。

烷基亚磺酰基和取代烷基亚磺酰基的烷基部分和烷基意思相同，优选范围也相同。取代烷基亚磺酰基的取代基例子和取代烷基的取代基的例子意思相同，优选范围也相同。

烷基亚磺酰基和取代烷基亚磺酰基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代烷基亚磺酰基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子意思相同，优选范围也相同。

取代酰脲基用-NH-CO-NH-R或-NH-CO-N(-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

磷酰胺基用-NH-O-P(＝O)(-OH)-O-R或-NH-O-P(＝O)(-O-R)₂表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

取代甲硅烷基用-SiH₂-R、-SiH(-R)₂或-Si(-R)₃表示，R是烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、取代炔基、芳基或取代芳基。

烷氧基羰基氧基和取代烷氧基羰基氧基的烷基部分和烷基一样。取代烷氧基羰基氧基的取代基例子和取代烷基的取代基例子意思相同，优选范围也相同。

芳氧基羰基氧基和取代芳氧基羰基氧基的芳基部分和芳基意思相同，优选范围也相同。取代芳氧基羰基氧基的取代基例子和圆盘状核的取代基例子意思相同，优选范围也相同。

在通式(I)中，n1是3～20的整数，优选为3～15的整数，更优选为3～12的整数，进而优选为3～10的整数，更优选为4～8的整数，最优选为6。

在通式(I)中，R¹、R²、R³、R⁴和R⁵表示氢原子或取代基，它们的例子能列举出与圆盘状核的取代基例子一样的基团。并且，R¹、R²、R³、R⁴和R⁵中的任何两个可以结合成环，例如可以列举出脂肪族或芳香族环。优选R¹、R²、R³和R⁵分别独立地是氢原子、取代或未取代的烷基、氰基、取代或未取代的烷氧基羰基或卤素原子。

相对于羰氧基，R²和R³、R⁴和R⁵存在顺式和反式的位置关系。顺式是指相对于环丙烷环面在与羰氧基相同方向上存在取代基的状态，反式是指相对于环丙烷环面在与羰氧基的反方向上存在取代基的状态。如果该位置关系未指定，则没有特别限制。

在通式(I)中，通过R¹、R²、R³、R⁴和R⁵的取代基的组合，存在对映体和非对映体的立体异构体，但是如果它们未指定，则没有特别限制。

由通式(I)表示的圆盘状化合物优选由下述通式(II)表示。

通式(II)

在通式(II)中，D是圆盘状核。n1是3～20的整数。R¹、R²、R³和R⁵表示氢原子或取代基，可以相互结合成环。m表示1～5的整数。R⁶表示取代基，当存在多个R⁶时，彼此可以相同或不同，也可以相互结合成环。

上述D、n1、R¹、R²、R³和R⁵和通式(I)中定义的D、n1、R¹、R²、R³和R⁵一样，优选范围也一样。

在通式(II)中，R⁶表示取代基，它们的例子可以列举出和圆盘状核取代基举的例子一样。优选的R⁶的例子是卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷氧基羰基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳氧基、取代或未取代的烷氧基羰基氧基、取代或未取代的芳氧基羰基氧基或取代或未取代的酰氧基。更优选至少一个R⁶是取代烷基、取代烷氧基、取代烷氧基羰基、取代芳基、取代芳氧基、取代烷氧基羰基氧基、取代芳氧基羰基氧基或取代酰氧基，在取代基的末端上具有聚合性基团。

在通式(II)中，对于R⁶的取代位置如果未指定，则没有特别限制。优选至少一个R⁶存在于对位。

在通式(II)中，相对于羰氧基，R⁵存在顺式或反式的位置关系。如果该位置关系未指定，则没有特别限制。优选是顺式。

本发明的圆盘状化合物、例如通式(I)表示的圆盘状化合物可以具有聚合性基团。具有聚合性基团的圆盘状化合物(聚合性圆盘状化合物)通过聚合反应可以固定圆盘状化合物的圆盘面取向的状态。

在由通式(I)表示的化合物具有聚合性基团时，R⁴是取代烷基、取代烷氧基、取代芳基或取代芳氧基，在各取代基的末端上优选具有聚合性基团。

聚合性圆盘状化合物更优选由下述通式(III)表示。

通式(III)

在通式(III)中，D是圆盘状核。n1表示3～20的整数。R¹、R²、R³和R⁵分别是氢原子或取代基，可以相互结合成环。

D、n1、R¹、R²、R³和R⁵和通式(I)定义的D、n1、R¹、R²、R³和R⁵一样，优选的范围也一样。

在通式(III)中，L是选自氧原子、硫原子、羰基、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基、和它们的组合中的2价连接基团。

亚烷基可以具有环状结构或支化结构。亚烷基的碳原子数优选是1～30。

取代亚烷基的亚烷基部分和亚烷基一样。取代亚烷基的取代基的例子除了烷基、取代烷基、链烯基、取代链烯基、炔基和取代炔基以外，和通式(I)中说明的圆盘状核的取代基例子一样。

亚芳基的碳原子数优选为1～30。亚芳基优选为亚苯基或亚萘基，更优选为亚苯基，最优选为对亚苯基。

取代亚芳基的亚芳基部分和亚芳基一样。取代亚芳基的取代基的例子和通式(I)中说明的圆盘状核的取代基的例子一样。

在通式(III)中，Q是聚合性基团。聚合性基团更优选为环氧基或烯属不饱和基团，最优选为烯属不饱和基团(例如，乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基)。

作为本发明的圆盘状化合物，特别优选的圆盘状化合物是下述通式(IV)表示的苯并[9，10]菲(triphenylene)化合物。

通式(IV)

在通式(IV)中，D¹表示苯并[9，10]菲，n1表示3～6的整数，R¹、R²、R³、R⁴和R⁵分别是氢原子、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基氧基、碳原子数为6～20的取代或未取代的芳基或碳原子数为6～20的取代或未取代的芳氧基、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基羰基。各基团的定义和例子和通式(I)一样，优选的范围也相同。

在通式(IV)中，R¹、R²、R³和R⁵分别优选为氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氰基、卤素原子或取代或未取代的烷氧基羰基。

在通式(IV)中，优选的R⁴是碳原子数为6～20的取代或未取代的芳基。在通式(IV)中，优选R⁴相对于羰氧基为反式。

通式(IV)表示的苯并[9，10]菲化合物可以具有聚合性基团。具有聚合性基团的苯并[9，10]菲化合物(聚合性苯并[9，10]菲化合物)可以通过聚合反应使由苯并[9，10]菲构成的圆盘面取向的状态同定。

当通式(IV)表示的苯并[9，10]菲化合物具有聚合性基团时，R⁴优选为碳原子数为2～20的取代烷基、碳原子数为2～20的取代烷氧基、碳原子数为6～20的取代芳基或碳原子数为6～20的取代芳氧基，在取代基的末端上具有聚合性基团。

上述通式(IV)中因为存在不对称碳原子，所以存在非对映异构体或对映体，但是本发明中是不加区别的都含有。换句话说，没有根据结构的描述方法对立体异构体加以区别。

下面示出通式(I)表示的圆盘状化合物的例子。另外，表示各例示化合物时，加上该例示化合物边上记载的数值(X)表示例示化合物(X)。

通式(DI)

在通式(DI)中，Y¹¹、Y¹²和Y¹³分别独立地表示次甲基或氮原子。

当Y¹¹、Y¹²和Y¹³表示次甲基时，次甲基的氢原子也可以被取代基取代。作为次甲基可以具有的取代基，能列举出烷基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基氨基、烷氧基羰基氨基、烷基硫代基、芳基硫代基、卤素原子和氰基作为优选例子。这些取代基中，更优选为烷基、烷氧基、烷氧基羰基、酰氧基、卤素原子和氰基，进一步优选为碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的烷氧基、碳原子数为2～12的烷氧基羰基、碳原子数为2～12的酰氧基、卤素原子和氰基。

更优选Y¹¹、Y¹²和Y¹³均是次甲基，进一步优选次甲基未被取代。

R¹¹、R¹²和R¹³分别独立地表示下述通式(DI-A)、下述通式(DI-B)或下述通式(DI-C)。在希望波长分散性小时，优选为通式(DI-A)或通式(DI-C)，更优选为通式(DI-A)。R¹¹、R¹²和R¹³优选为R¹¹＝R¹²＝R¹³。

通式(DI-A)

在通式(DI-A)中，A¹¹、A¹²、A¹³、A¹⁴、A¹⁵和A¹⁶分别独立地表示次甲基或氮原子。

优选A¹¹和A¹²中的至少一方为氮原子，更优选两者都是氮原子。

优选A¹³、A¹⁴、A¹⁵和A¹⁶它们中的至少3个是次甲基，更优选都是次甲基。进而，优选次甲基未被取代。

A¹¹、A¹²、A¹³、A¹⁴、A¹⁵或A¹⁶是次甲基时的取代基的例子包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳原子数为1～16的烷基、碳原子数为2～16的链烯基、碳原子数为2～16的炔基、碳原子数为1～16的卤素取代的烷基、碳原子数为1～16的烷氧基、碳原子数为2～16的酰基、碳原子数为1～16的烷基硫代基、碳原子数为2～16的酰氧基、碳原子数为2～16的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2～16的烷基取代氨基甲酰基和碳原子数为2～16的酰基氨基。它们中优选为卤素原子、氰基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的卤素取代的烷基，更优选为卤素原子、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤素取代的烷基，进而优选为卤素原子、碳原子数为1～3的烷基、三氟甲基。

X¹表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，优选为氧原子。

通式(DI-B)

在通式(DI-B)中，A²¹、A²²、A²³、A²⁴、A²⁵和A²⁶分别独立地表示次甲基或氮原子。

优选A²¹和A²²中的至少之一为氮原子，更优选两者都是氮原子。

优选A²³、A²⁴、A²⁵和A²⁶它们中的至少3个是次甲基，更优选为都是次甲基。

A²¹、A²²、A²³、A²⁴、A²⁵或A²⁶是次甲基时的取代基例子包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳原子数为1～16的烷基、碳原子数为2～16的链烯基、碳原子数为2～16的炔基、碳原子数为1～16的卤素取代的烷基、碳原子数为1～16的烷氧基、碳原子数为2～16的酰基、碳原子数为1～16的烷基硫代基、碳原子数为2～16的酰氧基、碳原子数为2～16的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2～16的烷基取代氨基甲酰基和碳原子数为2～16的酰基氨基。它们中优选为卤素原子、氰基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的卤素取代的烷基，更优选为卤素原子、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤素取代的烷基，进而优选为卤素原子、碳原子数为1～3的烷基、三氟甲基。

X²表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，优选为氧原子。

通式(DI-C)

在通式(DI-C)中，A³¹、A³²、A³³、A³⁴、A³⁵和A³⁶分别独立地表示次甲基或氮原子。

优选A³¹和A³²中的至少之一为氮原子，更优选两者都为氮原子。

优选A³³、A³⁴、A³⁵和A³⁶中的至少3个为次甲基，更优选都是次甲基。

当A³¹、A³²、A³³、A³⁴、A³⁵或A³⁶为次甲基时，次甲基也可以具有取代基。取代基的例子包括卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、碳原子数为1～16的烷基、碳原子数为2～16的链烯基、碳原子数为2～16的炔基、碳原子数为1～16的卤素取代的烷基、碳原子数为1～16的烷氧基、碳原子数为2～16的酰基、碳原子数为1～16的烷基硫代基、碳原子数为2～16的酰氧基、碳原子数为2～16的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2～16的烷基取代的氨基甲酰基和碳原子数为2～16的酰基氨基。它们中，优选为卤素原子、氰基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的卤素取代的烷基，更优选为卤素原子、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的卤素取代的烷基，进而优选为卤素原子、碳原子数为1～3的烷基、三氟甲基。

X³表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，优选为氧原子。

通式(DI-A)中的L¹¹、通式(DI-B)中的L²¹、通式(DI-C)中的L³¹分别独立地表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-。优选为-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-，更优选为-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CH₂-。当上述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以被取代基取代。作为这样的取代基，能列举出卤素原子、氰基、硝基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数1～6的卤素取代的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为2～6的酰基、碳原子数为1～6的烷基硫代基、碳原子数为2～6的酰氧基、碳原子数2～6的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2～6的烷基取代的氨基甲酰基和碳原子数为2～6的酰基氨基作为优选的例子，更优选为卤素原子、碳原子数为1～6的烷基。

通式(DI-A)中的L¹²、通式(DI-B)中的L²²、通式(DI-C)中的L³²分别独立地表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团。这里，-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-的氢原子可以被取代基取代。作为这样的取代基，优选的例子可以列举出卤素原子、氰基、硝基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的卤素取代的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为2～6的酰基、碳原子数为1～6的烷基硫代基、碳原子数为2～6的酰氧基、碳原子数为2～6的烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳原子数为2～6的烷基取代的氨基甲酰基和碳原子数为2～6的酰基氨基，更优选为卤素原子、碳原子数为1～6的烷基。

优选L¹²、L²²、L³²分别独立地选自-O-、-C(＝O)-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合。

更优选L¹²、L²²、L³²分别独立地为碳原子数为1～20、更优选碳原子数为2～14。优选碳原子数为2～14，更优选具有1～16个-CH₂-，进而优选具有2～12个-CH₂-。

L¹²、L²²、L³²分别独立地选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合，且优选为碳原子数为1～20的二价连接基团。另外，该碳原子数优选为2～14，更优选具有1～16个-CH₂-，进而优选为具有2～12个-CH₂-。

通式(DI-A)中的Q¹¹、通式(DI-B)中的Q²¹、通式(DI-C)中的Q³¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子。当本发明的化合物用于光学补偿薄膜这样的相位差大小优选不随热量改变的光学薄膜等中时，Q¹¹、Q²¹、Q³¹优选是聚合性基团。聚合反应优选为加聚(包括开环聚合)或缩聚。即聚合性基团优选为能进行加聚反应或缩聚反应的官能基。以下示出聚合性基团的例子。

进而，聚合性基团特别优选为能进行加聚反应的官能团。作为这样的聚合性基团，优选为聚合性烯属不饱和基团或开环聚合性基团。

作为聚合性烯属不饱和基团的例子，可以列举出下述的式(M-1)～(M-6)。

式(M-3)、(M-4)中，R表示氢原子或烷基，优选为氢原子或甲基。

上述式(M-1)～(M-6)中，优选为(M-1)或(M-2)，更优选为(M-1)。

开环聚合性基团优选为环状醚基，更优选为环氧基或氧杂环丁烷基，最优选为环氧基。

下面示出通式(DI)表示的化合物的具体例子，但是本发明不限于此。

用于上述光学各向异性层的形成中的液晶性化合物期望能实现显示良好的单域性的液晶相。单域性差时，获得的结构变成多域，在域彼此的边界上产生取向缺陷，导致光散射。如果显示良好的单域性的话，相位差板容易具有高的光透射率。

作为在上述光学各向异性层的形成中使用的液晶性化合物所实现的液晶相，能列举出柱(columnar)相和盘状向列相(N_D相)。在这些液晶相中，最优选为显示良好的单域性的盘状向列相(N_D相)。

用于形成上述光学各向异性层的液晶性化合物优选在20℃～300℃的范围内实现液晶相。更优选为40℃～280℃，最优选为60℃～250℃。这里“在20℃～300℃下实现液晶相”是指液晶温度范围也包括跨越20℃的情况(具体例如为10℃～22℃)或跨越300℃的情况(具体例如为298℃～310℃)。关于40℃～280℃和60℃～250℃也一样。

本发明中，上述光学各向异性层中，上述棒状化合物或上述圆盘状化合物的分子优选在取向状态下固定。液晶性化合物的分子对称轴在上述酰化纤维素薄膜侧的界面处的取向平均方向与该酰化纤维素薄膜的面内的滞相轴之间的交叉角为大致45度。另外，在本说明书中，“大致45°”是指45°±5°范围的角度，优选为42～48°，更优选为43～47°。上述光学各向异性层中的液晶性化合物的分子对称轴的平均方向优选相对于支撑体的长度方向(即支撑体的进相轴方向)为43°～47°。

液晶性化合物的分子对称轴的取向平均方向一般可以通过选择液晶性化合物或者取向膜的材料、或选择摩擦处理方法而进行调整。本发明中，例如通过摩擦处理制造光学各向异性层形成用取向膜时，通过相对于作为支撑体的聚合物薄膜(优选为酰化纤维素薄膜)的滞相轴呈45°方向进行摩擦处理，能形成液晶性化合物的分子对称轴在至少支撑体界面处的取向平均方向相对于支撑体的滞相轴呈45°的光学各向异性层。例如，作为本发明的光学补偿薄膜的支撑体，使用滞相轴和长度方向平行的酰化纤维素薄膜等长带状聚合物薄膜，能连续制造。具体的，在长带状聚合物薄膜的表面上连续涂布取向膜形成用涂布液来制造膜，接着对该膜的表面连续地在与长度方向成45°的方向进行摩擦处理来制造取向膜，接着在制造的取向膜上连续涂布含有液晶性化合物的光学各向异性层形成用涂布液，使液晶性化合物的分子取向，并固定在该状态下，由此制造光学各向异性层，这样能连续制造长带状的光学补偿薄膜。制造为长带状的光学补偿薄膜在安装到液晶显示装置内之前，被裁切成期望的形状。

并且，对于液晶性化合物的表面侧(空气侧)的分子对称轴的取向平均方向，空气界面侧的液晶性化合物的分子对称轴的取向平均方向相对于酰化纤维素薄膜等支撑体的滞相轴优选大约为45°，更优选为42～48°，进而优选为43～47°。空气界面侧的液晶性化合物分子对称轴的取向平均方向一般可以通过选择液晶性化合物或与液晶性化合物一起使用的添加剂的种类来调整。作为和液晶性化合物一起使用的添加剂的例子，能列举出增塑剂、表面活性剂、聚合性单体和聚合物等。分子对称轴的取向方向的变化程度也和上述一样，能通过选择液晶性化合物和添加剂来调整。特别是涉及表面活性剂，优选兼顾控制上述涂布液的表面张力。

和液晶性化合物一起使用的增塑剂、表面活性剂和聚合性单体优选具有与盘状液晶性化合物的相溶性、可以赋予液晶性化合物倾斜角的变化，或者不阻碍取向。优选为聚合性单体(例如具有乙烯基、乙烯基氧基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基的化合物)。上述化合物的添加量相对于液晶性化合物，一般在1～50质量％的范围内，更优选5～30质量％的范围。另外，如果混合使用聚合性的反应性官能团数为4以上的单体的话，能提高取向膜与光学各向异性层间的粘附性。

当使用盘状液晶性化合物作为液晶性化合物时，优选使用与盘状液晶性化合物具有某种程度的相溶性、能赋予盘状液晶性化合物以倾斜角变化的聚合物。

作为聚合物的例子，能列举出纤维素酯。纤维素酯的优选例子能列举出乙酸纤维素酯、乙酸丙酸纤维素酯、羟丙基纤维素和乙酸丁酸纤维素酯。为了不阻碍盘状液晶性化合物的取向，上述聚合物的添加量相对于盘状液晶性化合物优选在0.1～10质量％的范围，更优选在0.1～8质量％的范围，进而优选在0.1～5质量％的范围。

盘状液晶性化合物的盘状向列液晶相-固相转化温度优选为70～300℃，更优选为70～170℃。

本发明中，上述光学各向异性层至少具有面内光学各向异性。上述光学各向异性层的面内延迟Re优选为3～300nm，更优选为5～200nm，进而优选为10～100nm。上述光学各向异性层的厚度方向的延迟Rth优选为20～400nm，更优选为50～200nm。并且，上述光学各向异性层的厚度优选为0.1～20微米，进而优选0.5～15微米，最优选为1～10微米。

本发明中，上述光学各向异性层通过调整波长分散性，使之与黑显示时液晶单元在波长400nm和550nm下波长分散性一致。像上述这样，OCB模式等液晶单元的黑显示时的α1＝Re1(400)/Re1(550)一般在1.0～1.2左右。因而，为了满足上述关系式(1)，优选将光学各向异性层的α2＝Re2(400)/Re2(550)控制在0.9～1.3左右，更优选低于1.2，进而优选低于1.18。

作为调整光学各向异性层的波长分散性的方法的1个例子，有由含有二种以上波长分散性彼此不同的液晶性化合物的组合物形成上述光学各向异性层的方法。例如，优选由含有上述式(A)表示的盘状液晶性化合物和上述通式(I)或上述通式(DI)表示的液晶性化合物中的至少一种的组合物来形成光学各向异性层。上述式(A)表示的盘状液晶性化合物与上述通式(I)或上述通式(DI)表示的化合物的摩尔比的优选范围根据所使用的化合物的种类而改变，一般优选为10/90以下，更优选为5/95以下。

另外，液晶性化合物本身的波长分散性可以通过在混合取向、水平取向、垂直取向的任何一种取向状态下固化的膜的延迟来测定，使用根据这些方法测定的波长分散性彼此不同的多种液晶性化合物，优选使用分别单独求得的上述α2为1.2以上的化合物和低于1.2的化合物的多种液晶性化合物。

并且，代替上述方法，或与上述方法组合，通过调整液晶性化合物和非液晶性化合物的混合比例，也可以将光学各向异性层的波长分散性控制在优选范围。作为液晶性化合物，使用上述通式(I)或上述通式(DI)表示的化合物的至少一种，且作为非液晶性化合物，优选使用上述通式(I)或通式(DI)表示的化合物中单独不实现液晶性的化合物中的至少一种。上述液晶性化合物和非液晶性化合物的优选摩尔比根据所使用的化合物种类而改变，一般地，优选非液晶性化合物的含量为10％以下，更优选为5％以下。

代替上述二种方法，或与上述二种方法的至少之一组合，通过调整使液晶性分子取向时的组合物的粘度，也可以将光学各向异性层的波长分散性控制在优选范围。具体的，组合物中含有的液晶性化合物的分子在温度T℃下取向而形成光学各向异性层时，优选以温度T℃下的粘度为1500mPa·s以下的方式来调制上述组合物。温度T℃下的粘度更优选为1200mPa·s以下，进而优选为1000mPa·s以下。通过在该粘度范围下使液晶性分子取向，可以缩短取向需要的时间，能提高薄膜的生产性，因而是优选的。

(支撑体)

本发明的光学补偿薄膜也可以具有支撑体。支撑体优选是聚合物薄膜。并且，支撑体优选是透明的，具体的，优选光透射率在80％以上。构成聚合物薄膜的聚合物的例子包括纤维素酯(例如纤维素乙酸酯、纤维素二乙酸酯)、降冰片烯系聚合物和聚甲基丙烯酸甲酯。也可以使用市售的聚合物(降冰片烯系聚合物是Arton和Zeonex，均为商品名))。

其中优选为纤维素酯薄膜，更优选为纤维素的低级脂肪酸酯。低级脂肪酸是指碳原子数为6以下的脂肪酸。特别优选碳原子数为2(纤维素乙酸酯)、3(纤维素丙酸酯)或4(纤维素丁酸酯)。特别优选为纤维素乙酸酯。也可以使用乙酸丙酸纤维素酯或乙酸丁酸纤维素酯这样的混合脂肪酸酯。

另外，对目前公知的聚碳酸酯或聚砜这样的容易实现双折射的聚合物，只要是如国际公开WO00/26705号公报中记载的那样通过修饰分子而控制双折射的实现性，也可以用于本发明的光学薄膜中。

当使用本发明的光学补偿薄膜用于偏振片保护薄膜、或相位差薄膜中时，作为聚合物薄膜，优选使用酰化度为55.0～62.5％的纤维素乙酸酯。酰化度更优选为57.0～62.0％。

酰化度是指每单位质量纤维素所结合的乙酸量。酰化度是根据ASTM：D-817-91(纤维素乙酸酯等试验法)中酰化度的测定和计算求得的。

纤维素乙酸酯的粘度平均聚合度(DP)优选为250以上，更优选为290以上。并且，纤维素乙酸酯优选根据凝胶渗透色谱法测定的Mw/Mn(Mw为重均分子量、Mn为数均分子量)的分子量分布是窄的。具体的Mw/Mn值优选为1.0～1.7，进而优选为1.0～1.65，最优选为1.0～1.6。

纤维素乙酸酯中，纤维素的2位、3位、6位羟基不是被均匀取代，6位的取代度有小的倾向。本发明中使用的聚合物薄膜中，优选其纤维素的6位取代度与2位、3位为相同程度或更多。

相对于2位、3位、6位的取代度总和，6位取代度的比例优选为30～40％，进而优选为31～40％，最优选为32～40％。6位的取代度优选为0.88以上。

各位置的取代度可以根据NMR来测定。

6位取代度高的纤维素乙酸酯可以参照特开平11-5851号公报的段落编号0043～0044中记载的合成例1、段落编号0048～0049中记载的合成例2、以及段落编号0051～0052中记载的合成例3的方法来合成。

优选上述支撑体在波长450nm下的Re3和Rth3之比即Re3/Rth3(450nm)为波长550nm下的Re3/Rth3(550nm)的0.4～0.95倍，且波长650nm下的Re3/Rth3(650nm)为Re3/Rth3(550nm)的1.05～1.9倍。当使用酰化纤维素薄膜作为支撑体时，通过在薄膜中含有下述延迟改善剂，能得到上述光学特性。

(延迟改善剂)

本说明书中的“延迟改善剂”是指使含有某添加剂的酰化纤维素薄膜在波长550nm下测定的Re延迟值比除了不含该添加剂以外完全一样地制造的酰化纤维素薄膜在波长550nm下测定的Re延迟值(未拉伸状态)高20nm以上的“添加剂”。延迟值的上升优选为30nm以上，更优选为40nm以上，最优选为60nm以上。

延迟改善剂优选是具有至少二个芳香族环的化合物。延迟改善剂相对于100质量份聚合物，优选在0.01～20质量份的范围内使用，更优选在0.1～10质量份的范围内使用，进而优选在0.2～5质量份的范围内使用，最优选在0.5～2质量份的范围内使用。二种以上的延迟改善剂也可以并用。

延迟改善剂优选在250～400nm的波长区域中具有最大吸收，优选在可见光区域中实质没有吸收。

关于延迟改善剂的具体例，能列举出特开2001-166144号公报的6页～18页中记载的化合物。

(取向膜)

本发明的光学补偿薄膜可以在上述支撑体和光学各向异性层之间具有取向膜。并且，也可以只在制造光学各向异性层时使用取向膜，在取向膜上制造光学各向异性层后，只转印该光学各向异性层到支撑体上。

本发明中，上述取向膜优选为由交联的聚合物构成的层。取向膜中使用的聚合物可以是本身能交联的聚合物，也可以是通过交联剂交联的聚合物的任何一种。上述取向膜可以通过光、热或改变PH等使具有官能团的聚合物或在聚合物中引入了官能基的物质在聚合物间发生反应来形成；或使用反应活性高的化合物即交联剂在聚合物间引入来自交联剂的结合基，通过在聚合物间交联来形成。

由交联的聚合物构成的取向膜通常可以通过在支撑体上涂布包含上述聚合物或聚合物与交联剂的混合物的涂布液后，进行加热等而形成。

在后述的摩擦工程中，为了抑制取向膜的发尘，优选提高交联度。当将相对于上述涂布液中添加的交联剂的量(Mb)，交联后残存的交联剂的量(Ma)的比例(Ma/Mb)与1的差值(1-(Ma/Mb))定义为交联度时，交联度优选为50％～100％，更优选为65％～100％，最优选为75％～100％。

本发明中，上述取向膜中使用的聚合物可以使用其本身能交联的聚合物或通过交联剂交联的聚合物的任何一种。当然也可以使用兼具两者功能的聚合物。作为上述聚合物的例子，能列举出聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/马来酰亚胺共聚物、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇、聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、氯磺化聚乙烯、硝基纤维素、聚氯乙烯、氯化聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯等聚合物和硅烷偶联剂等化合物。作为优选的聚合物的例子，有聚(N-羟甲基丙烯酰胺)、羧甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇等水溶性聚合物，进而优选为明胶、聚乙烯醇和改性聚乙烯醇，特别可以列举出聚乙烯醇和改性聚乙烯醇。

在作为支撑体的酰化纤维素薄膜等表面上直接涂布聚乙烯醇和改性聚乙烯醇时，优选设置亲水性的底层，或使用特愿2000-369004中记载的皂化处理的方法。

上述聚合物中，优选为聚乙烯醇或改性聚乙烯醇。

作为聚乙烯醇，例如有皂化度为70～100％的聚乙烯醇，一般优选为皂化度为80～100％的聚乙烯醇，更优选为皂化度为82～98％的聚乙烯醇。作为聚合度，优选在100～3000的范围。

作为改性聚乙烯醇，能列举出共聚合改性的聚乙烯醇(作为改性基团，例如引入COONa、Si(OX)₃、N(CH₃)₃·Cl、C₉H₁₉COO、SO₃Na、C₁₂H₂₅等)、通过链转移而改性的聚乙烯醇(作为改性基，例如引入COONa、SH、SC₁₂H₂₅等)、通过嵌段聚合改性的聚乙烯醇(作为改性基，例如引入COOH、CONH₂、COOR、C₆H₅等)等的聚乙烯醇的改性物。作为聚合度，优选在100～3000的范围。它们之中，优选为皂化度为80～100％的未改性或改性聚乙烯醇，更优选皂化度为85～95％的未改性或烷基硫代改性的聚乙烯醇。

作为在取向膜中使用的改性聚乙烯醇，优选为下述通式(6)表示的化合物与聚乙烯醇的反应产物。

通式(6)：

式中，R^1d表示未取代的烷基、或被丙烯酰基、甲基丙烯酰基或环氧基取代的烷基，W表示卤素原子、烷基或烷氧基，X^1d表示用于形成活性酯、酸酐或酰卤所必要的原子团，1表示0或1，n表示0～4的整数。

并且，作为用于取向膜中的改性聚乙烯醇，还优选为下述通式(7)表示的化合物与聚乙烯醇的反应产物。

通式(7)：

式中，X^2d表示用于形成活性酯、酸酐或酰卤所必要的原子团，m表示2～24的整数。

作为用于与上述通式(6)和通式(7)表示的化合物发生反应的聚乙烯醇，能列举出未进行上述改性的聚乙烯醇和上述共聚合改性的聚乙烯醇，即通过链转移改性的聚乙烯醇、通过嵌段聚合改性的聚乙烯醇等聚乙烯醇的改性物。作为上述特定的改性聚乙烯醇的优选例子，在特开平8-338913号公报中有详细记载。

当在取向膜中使用聚乙烯醇等亲水性聚合物时，从硬膜度的观点出发，优选控制含水率，优选控制在0.4％～2.5％，更优选为0.6％～1.6％。含水率可以用市售的卡尔-费休(Karl-Fisher)法的水分率测定器来测定。

另外，取向膜优选为10微米以下的膜厚。

将本发明的光学补偿薄膜和偏振膜贴合，与偏振片一体化，可以安装入液晶显示装置等中。此时，由光学补偿薄膜的聚合物薄膜等构成的支撑体优选兼作偏振膜的保护薄膜，因为有助于液晶显示装置的薄型化。

[偏振片]

偏振片一般是用碘将由聚乙烯醇薄膜等构成的偏振膜染色，进行拉伸，在其两面叠层保护薄膜来获得。偏振片是配置在液晶单元的外侧。本发明中，优选将由偏振膜和夹持该偏振膜的一对保护膜构成的一对偏振片夹持着液晶单元来配置。另外，像上述这样，在液晶单元侧配置的保护膜也可以是本发明的光学补偿薄膜。

《粘合剂》

对偏振膜和保护膜的粘合剂没有特别限制，能列举出PVA系树脂(含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化亚烷基等改性PVA)或硼化合物水溶液等，其中优选为PVA系树脂。粘合剂层的厚度在干燥后优选为0.01～10微米，特别优选为0.05～5微米。

《偏振膜和透明保护膜的连续制造步骤》

能用于本发明中的偏振片具有在拉伸偏振膜用薄膜后收缩并降低挥发成分含量的干燥工序，但是优选具有在干燥后或干燥中在至少一面上贴合透明保护膜后进行后加热的工序。上述透明保护膜是兼为作为透明薄膜而发挥功能的光学各向异性层的支撑体的形态，在贴合到一面具有透明保护膜、在反侧具有光学各向异性层的透明支撑体上后，优选进行后加热。作为具体的贴附方法，有在薄膜的干燥工序中，在保持两端的状态下使用粘合剂将透明保护膜贴附在偏振膜上，然后将其两端修边；或在干燥后从两端保持部开始解除偏振膜用薄膜，对薄膜两端修边后贴附透明保护膜等方法。作为修边的方法，能使用利用刀刃等切割器切割的方法、使用激光的方法等一般的技术。贴合后，为了干燥粘合剂和改善偏振性能，优选进行加热。作为加热的条件，根据粘合剂而不同，是水系粘合剂时，优选30℃以上，进而优选40℃～100℃，更优选50℃～90℃。这些工序通过连续生产线来制造的话，从性能上和生产效率上更优选。

《偏振片的性能》

由透明保护膜、偏振镜、透明支撑体构成的本发明的偏振片的光学性质和耐久性(短期、长期下的保存性)优选具有与市售的超高对比度(super-high-contrast)产品(例如株式会社Sunritz公司制造的HLC2-5618等)同等以上的性能。具体的，可见光透射率为42.5％以上，偏振度{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2≥0.9995(其中，Tp为平行透射率，Tc为垂直透射率)，在60℃、湿度90％RH的气氛下放置500小时和在80℃、干燥气氛下放置500小时前后的光透射率的变化率基于绝对值为3％以下，更优选为1％以下，偏振度的变化率基于绝对值为1％以下，更优选为0.1％以下。

实施例

以下列举实施例和比较例来更具体地说明本发明的特征。以下实施例中所示的材料、用量、比例、处理内容、处理顺序等可以在不超出本发明目的的范围内适宜变更。因而，本发明的范围不因为下面所示的具体例而作限定解释。

[实施例1光学补偿薄膜(样品001～010)的制造]

<纤维素乙酸酯薄膜的制造>

在混合容器中加入下述的纤维素乙酸酯溶液组成的各成分，边加热边搅拌，溶解各成分，制备纤维素乙酸酯溶液。

(纤维素乙酸酯溶液组成)

酰化度60.9％的纤维素乙酸酯                    83质量份

酰化度55.0％的纤维素乙酸酯                    17质量份

三苯基磷酸酯(增塑剂)                          7.8质量份

联苯基二苯基磷酸酯(增塑剂)                    3.9质量份

二氯甲烷(第1溶剂)                             318质量份

甲醇(第2溶剂)                                 47质量份

在另一个混合容器中加入16质量份的下述的延迟改善剂、0.1～32质量份的以下的波长分散调整剂UV-102、87质量份的二氯甲烷和13质量份的甲醇，边加热边搅拌，制备延迟控制剂溶液。

在474质量份的纤维素乙酸酯溶液中混合36质量份的上述延迟控制(改善)剂溶液，充分搅拌下制备涂料。延迟调整剂的添加量相对于100质量份的纤维素乙酸酯为5.0质量份。

UV-102

延迟改善剂

使用带式给料机对获得的涂料进行流延。在130℃的条件下使用拉幅器将残留溶剂量为15质量％的薄膜以3～100％的拉伸倍率横拉伸，制造纤维素乙酸酯薄膜(厚度：80μm)。对制造的纤维素乙酸酯薄膜(光学补偿薄膜)使用椭率计(M-150、日本分光公司制造)来测定Re延迟值和Rth延迟值。

根据上述方法，分别获得了拉伸率为3～100％倍、通过添加0.1～10质量％的上述波长分散调整剂UV-102使Re值为0～50nm、Rth值在70～400nm范围的表A所示的纤维素乙酸酯薄膜PK-1和PK-2。

[表1]

(光学各向异性层的制造)

在如上述制造的三乙酰基纤维素薄膜(PK-1)的表面上以10ml/m²涂布1.0N的氢氧化钾溶液(溶剂：水/异丙醇/丙二醇＝69.2质量份/15质量份/15.8质量份)，在约40℃的状态下保持30秒钟后，去除碱性液，用纯净水清洗，用气刀消除水滴。然后在100℃下干燥15秒钟。

(取向膜的制造)

在上述三乙酰基纤维素薄膜PK-1的表面(碱性处理面)上，以28ml/m²用16号的线棒涂布机涂布下述组成的取向膜涂布液。在60℃的温风下干燥60秒，进而在90℃的温风下干燥150，制造成膜。

改性聚乙烯醇

(摩擦处理)

以20m/分的速度运送上述的三乙酰基纤维素薄膜PK-1，以相对于长度方向呈45°进行摩擦处理的方式设定摩擦辊(300mm直径)，以650rpm旋转，对在PK-1上形成的膜的表面实施摩擦处理，形成取向膜。与摩擦辊的接触长度设定在18mm。

(光学各向异性层的形成)

在取向膜的摩擦处理面上，使3.0号的线棒在391转速下与薄膜的运送方向相同方向旋转，在以20m/分速度运送的取向膜面上连续涂布下述组成的光学各向异性层涂布液。

盘状液晶性化合物(A)

在从室温连续加热到100℃的工序中，干燥溶剂，然后在120℃的干燥区域内以盘状液晶化合物层的膜面风速为2.5m/sec的方式加热约120秒时间，使盘状液晶化合物取向。接着，运送到80℃的干燥区域，在薄膜的表面温度为约100℃的状态下，通过紫外线照射装置(紫外线灯：输出160W/cm，发光长度为1.6m)照射照度为600mW的紫外线4秒钟，进行交联反应，将盘状液晶化合物固定在该取向上。然后，放置冷却到室温，卷曲呈圆筒状，制成辊状的形态。这样，制造辊状的光学补偿薄膜(试样001)。

切取所制造的辊状光学补偿薄膜(试样001)的一部分，用作样品，测定光学特性。在25℃、55％RH的环境下，在波长550nm下测定的光学各向异性层的延迟值Re2(5500nm)是30.0nm，在波长400nm下测定的延迟值Re2(400nm)为45.0nm。α2(＝Re2(400nm)/Re2(5500nm))＝1.5。并且，光学各向异性层中的盘状液晶化合物的圆盘面与支撑体面的角度(倾斜角)在层的深度方向上连续变化，平均为30°。进而，从样品上只剥离光学各向异性层，测定光学各向异性层的分子对称轴的平均方向，结果是相对于光学补偿薄膜的长度方向为45°。用E型粘度计测定与在试样001的制造中使用的相同组成的涂布液晶混合物的粘度，在取向时的温度120℃的条件下为700mPa·s。

除了使用下述所示组成的光学各向异性层用涂布液、采用和试样001一样的方法制造光学各向异性层以外，同样来制造试样002。

进而将试样002的100质量份的例示化合物(4)置换成下述表2所示的液晶化合物，除此以外，同样来制造试样003～009。

进而，将三乙酰基纤维素薄膜PK-1替换成三乙酰基纤维素薄膜PK-2，除此以外，采用和试样002一样的方法，制造试样010。

对这些试样，和试样001同样来求得延迟和涂布液晶混合物的粘度。结果示于下述表2中。

[实施例2：偏振片的制造]

<偏振片的作製>

在拉伸的聚乙烯醇薄膜上吸附碘以制造偏振膜，使用聚乙烯醇系粘合剂，在偏振膜的一侧贴附实施例1中制造的光学补偿薄膜(试样001)。偏振膜的透射轴和相位差板的滞相轴平行地配置。

在市售的纤维素三乙酸酯薄膜(Fujitac TD80UF、FUJIFILM公司制造)上进行皂化处理，使用聚乙烯醇系粘合剂，贴附在偏振膜的反对侧上。这样来制造偏振片。

除了将试样001替换为试样002～试样011以外，和上述一样分别制造偏振片。

[实施例3：液晶显示装置的安装评价]

(弯曲取向液晶单元的制造)

在带ITO电极的玻璃基板上设置聚酰亚胺膜作为取向膜，对取向膜进行摩擦处理。获得的两个玻璃基板以摩擦方向成为平行的配置相向贴合，单元间隙设定在4.0μm。单元间隙中注入Δn为0.1396的液晶性化合物(ZLI1132、MERCK公司制造)，制造弯曲取向液晶单元。

以夹住所制造的弯曲取向单元的方式，贴附两个制造的偏振片。偏振片的光学各向异性层与单元基板对面，以液晶单元的摩擦方向和与其对面的光学各向异性层的摩擦方向成反向平行的方式来配置。

在液晶单元上施加55Hz的矩形波电压。获得白显示2V、黑显示5V的平常白(normally-white)的模式。求得在正面的透射率最小的电压即黑色电压。在贴附偏振片前的状态下施加如上述求得的黑色电压，测定液晶单元在波长400nm、550nm下的延迟(Re1)，求得α1＝Re1(400nm)/Re1(550nm)的值，结果是α1＝1.2。

对于贴附有分别使用上述试样001～011制造的偏振片的液晶单元，分别求得方位角0°、极角60°方向视角下的黑显示透射率(％)、以及方位角0度、极角60度与方位角180度、极角60度之间的颜色偏差Δx。结果示于表2中。

根据表2所示的结果，可以理解满足上述关系式(1)0.9≤α2/α1≤1.1的实施例液晶显示装置在黑显示时的透射率低，且颜色偏差少。实施例的液晶显示装置与液晶单元和光学各向异性层的波长分散都大(α2/α1＝1.25)的比较例的液晶显示装置相比，透射率低，且颜色偏差少，显示了优良的的特性。

并且，从试样002和试样0010的比较可以理解，使用支撑体即酰化纤维素薄膜的波长分散性在规定范围的PK-2，能进一步减轻依赖于视角的颜色偏差。

并且，根据表2所示的结果可以理解，通过使用多种波长分散性彼此不同的液晶性化合物，通过使用规定结构式的液晶性化合物，和/或通过调整液晶性分子取向时的涂布液粘度，可以制造满足上述关系式(1)的光学各向异性层。

[实施例4]

(聚合物基材的制造)

在混合容器中投入下述组合物，边加热到30℃边搅拌，溶解各成分，制备纤维素乙酸酯溶液。

延迟改善剂

使用三层共流延模在冷却到0℃的圆筒上流延所获得的内层用涂料和外层用涂料。从圆筒上剥离残留溶剂量为70质量％的薄膜，两端用针型拉幅器固定，一边将运送方向的拉伸比设为110％而运送一边在80℃下使其干燥，当残留溶剂量为10％时，在110℃下干燥。然后在140℃的温度下干燥30分钟，制造了残留溶剂为0.3质量％的纤维素乙酸酯薄膜(外层：3μm、内层：74μm、外层：3μm)。对制造的纤维素乙酸酯薄膜，测定光学特性。

获得的聚合物基材的宽度为1340mm，厚度为80μm。使用椭率计(M-150、日本分光公司制造)测定波长500nm下的延迟值(Re)为6nm。并且测定波长500nm下的厚度方向的延迟值(Rth)为83nm。

将制造的聚合物基材在2.0N的氢氧化钾溶液(25℃)中浸渍2分钟后，用硫酸中和，用纯净水清洗、干燥。

在上述聚合物基材上，与实施例1的试样001同样地来形成取向膜。在涂布光学各向异性层形成用涂布液前对取向膜实施摩擦处理。摩擦处理中，设定摩擦辊的旋转周速度为5.0m/秒、摩擦角为6度，对取向膜用树脂层的挤压压力为9.8×10^-3Pa。

除了将涂设有光学各向异性层的基材改变为上述聚合物基材-取向膜以外，与试样001、004、007同样地分别制造了光学补偿薄膜的试样101、102、103，同样地测定了光学各向异性层的各项特性。

(偏振片的制造)

使用聚乙烯醇系粘合剂，在偏振镜的一侧表面上贴附上述制造的光学补偿薄膜。并且，对厚度为80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TD-80U：FUJIFILM公司制造)进行皂化处理，使用聚乙烯醇系粘合剂，贴附在偏振镜的反对侧表面上。

将偏振镜的透射轴和光学补偿薄膜的支撑体即聚合物基材的滞相轴平行配置。偏振镜的透射轴和上述三乙酰基纤维素薄膜的滞相轴成垂直配置。这样制造偏振片。

(TN液晶单元的评价)

将使用了TN型液晶单元的液晶显示装置(AQUOS LC20C1S、SHARP公司制造)中设置的一对偏振片剥离下来，替代为上述制造的偏振片，以光学补偿薄膜位于液晶单元侧的方式，通过粘着剂在观察者侧和背灯侧均贴附一个。观察者侧的偏振片的透射轴与背灯侧的偏振片的透射轴采用O模式配置。

对制造的液晶显示装置，使用测定机(BM-5A、TOPCON公司制造)，从黑显示(L1)到白显示(L8)测定视角。将在上下左右方向的对比度(白色透射率/黑色透射率)为10以上、且在黑色侧没有色调反转(L1和L2的反转)的区域作为视角而求出。测定结果示于表3。

(液晶显示装置面板上的上视角颜色评价)

将液晶显示装置的显示面板设定为整面黑显示，评价从正面方向看的颜色和从上方60°方向看时的颜色的变化(Δu′v′≤0.045为○，Δu′v′＞0.045为×)。另外，Δu′v′以根据CIE1976 UCS色度图的色差作为指标。

[表3]

从表3的结果可见，本发明的试样在TN模式的液晶显示装置中也有效果。

本发明是通过使用延迟的波长分散特性适合于上述黑显示状态的液晶单元的光学补偿薄膜，可以对液晶单元、特别是OCB模式或TN模式的液晶单元的正面黑显示和黑色状态的视角补偿在几乎全部波长范围内进行。其结果是，本发明的液晶显示装置能减轻黑显示时的正面和斜方向的光泄漏，显著改善正面的黑色漂浮和视角对比度。并且，本发明的液晶显示装置由于能在几乎全部可见光波长区域内抑制黑显示时的正面和斜方向的光泄漏，因此能大大改善作为目前问题的依赖于视角的黑显示时的颜色偏差。

Claims (10)

1.一种光学补偿薄膜，其具有至少一层由含有二种以上的波长分散性彼此不同的液晶性化合物的组合物形成的光学各向异性层，所述光学各向异性层在波长400nm和550nm下的延迟比α2低于1.2。

2.如权利要求1所述的光学补偿薄膜，其中所述光学各向异性层是由含有下述通式(DI)或下述通式(I)表示的液晶性化合物中的至少一种的组合物形成的层；

通式(DI)

通式(DI)中，Y¹¹、Y¹²和Y¹³分别独立地表示次甲基或氮原子，R¹¹、R¹²和R¹³分别独立地表示下述通式(DI-A)、下述通式(DI-B)或下述通式(DI-C)；

通式(DI-A)

通式(DI-A)中，A¹¹、A¹²、A¹³、A¹⁴、A¹⁵和A¹⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X¹表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L¹¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L¹²表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当所述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代；Q¹¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子；

通式(DI-B)

通式(DI-B)中，A²¹、A²²、A²³、A²⁴、A²⁵和A²⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X²表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L²¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L²²表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当所述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代；Q²¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子；

通式(DI-C)

通式(DI-C)中，A³¹、A³²、A³³、A³⁴、A³⁵和A³⁶分别独立地表示次甲基或氮原子，X³表示氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基，L³¹表示-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，L³²表示选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-及其组合中的二价连接基团，当所述基团是含有氢原子的基团时，该氢原子可以用取代基取代；Q³¹分别独立地表示聚合性基团或氢原子；

通式(I)

通式(I)中，D表示苯并[9，10]菲，n1表示3～6的整数，R¹、R²、R³、R⁴和R⁵分别表示氢原子、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基、碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基、碳原子数为3～20的取代或未取代的链烯基氧基、碳原子数为6～20的取代或未取代的芳基、碳原子数为6～20的取代或未取代的芳氧基、或碳原子数为1～20的取代或未取代的烷氧基羰基。

3、如权利要求1或权利要求2所述的光学补偿薄膜，其进一步具有支撑体，该支撑体在波长450nm下的Re和Rth之比即Re/Rth(450nm)为波长550nm下的Re/Rth(550nm)的0.4～0.95倍，且在波长650nm下的Re/Rth(650nm)为Re/Rth(550nm)的1.05～1.9倍。

4、一种光学补偿薄膜的制造方法，其特征在于包括下述步骤：在表面上适用至少含有一种液晶性化合物的组合物，使所述液晶性化合物的分子取向，形成在波长400nm和550nm下的延迟比α2低于1.2的光学各向异性层，

且在所述组合物中，通过含有波长分散性不同的多种液晶性化合物，和/或通过同时含有液晶性化合物和非液晶性化合物，来调节所述光学各向异性层的波长分散性α2。

5、如权利要求4所述的方法，其中所述组合物在T℃下的粘度为1500mPa·s以下，在温度T℃下使所述液晶性化合物的分子取向，从而形成所述光学各向异性层。

6、一种偏振片，其具有偏振膜和权利要求1～3的任何一项记载的光学补偿薄膜。

7、一种液晶显示装置，其具有在黑显示时的波长400nm和500nm下的延迟分别为Re1(400)和Re1(550)的液晶单元、和至少一层由含有至少一种液晶性化合物的的组合物形成的光学各向异性层，

所述光学各向异性层在波长400nm和550nm下的延迟Re2(400)和Re2(550)与Re1(400)和Re1(550)满足下述关系式(1)；

关系式(1)0.9≤α2/α1≤1.1

其中，α1＝Re1(400)/Re1(550)，α2＝Re2(400)/Re2(550)。

8、如权利要求7所述的液晶显示装置，其在所述光学各向异性层的更外侧具有偏振膜，以及在该偏振膜和所述光学各向异性层之间具有聚合物薄膜，

所述聚合物薄膜在波长450nm下的Re和Rth之比即Re/Rth(450nm)为在波长550nm下的Re/Rth(550nm)的0.4～0.95倍，且在波长650nm下的Re/Rth(650nm)为Re/Rth(550nm)的1.05～1.9倍。

9、如权利要求7或8中记载的液晶显示装置，其是OCB模式。

10、如权利要求7或8中记载的液晶显示装置，其是TN模式。

Images