JP2006259396A - 光学異方性膜及び液晶表示装置 - Google Patents

光学異方性膜及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 簡易な手段でIPS型液晶表示装置の表示品位を改善し、光漏れを防止する。
【解決手段】 両末端に二つの重合性基を有する棒状分子が配向している状態で重合性基が重合しており、重合により配向状態が固定されている光学異方性膜において、重合性基としてラジカル開環重合性基を用いる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、棒状化合物を利用した光学異方性膜に関する。また本発明は、棒状分子をスメクチック配向させた光学異方性膜に関する。特に本発明は、水平方向に配向した液晶分子に横方向の電界を印加することにより表示を行う、インプレーンスイッチングモード(IPSモード)の液晶表示装置に使用する位相差板として有用な光学異方性膜に関する。さらに本発明は、光学異方性膜を用いた液晶表示装置にも関する。さらにまた本発明は、IPSモードの液晶表示装置にも関する。
横電界を液晶に対して印加する、いわゆるインプレーンスイッチング(IPS)モードによる液晶表示装置は、近年、パーソナルコンピューターのモニター用途に留まらず、TVのモニター用途として開発が進められており、それに伴って画面の輝度が大きく向上してきている。このため、これらの動作モードで従来問題とされていなっかった、黒表示時の対角位斜め入射方向での僅かな光漏れが表示品質の低下の原因として顕在化してきた。
この色調や黒表示の視野角を改善する手段の一つとして、液晶層と偏光板の間に複屈折特性を有する光学補償材料を配置することがIPSモードにおいても検討されている。例えば、傾斜時の液晶層のレターデーションの増減を補償する作用を有する光軸を互いに直交した複屈折媒体を基板と偏光板との間に配置することで、白表示又は中間調表示を斜め方向から直視した場合の色付きが改善できることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、負の固有複屈折を有するスチレン系ポリマーやディスコチック液晶性化合物からなる光学補償フイルムを使用した方法(例えば、特許文献2、3、4参照)や、光学補償フイルムとして複屈折が正で光学軸がフイルムの面内にある膜と複屈折が正で光学軸がフイルムの法線方向にある膜とを組み合わせる方法(例えば、特許文献5参照)、レターデーションが二分の一波長の二軸性の光学補償シートを使用する方法(例えば、特許文献6参照)、偏光板の保護膜として負のレターデーションを有する膜を使い、この表面に正のレターデーションを有する光学補償層を設ける方式(例えば、特許文献7参照)が提案されている。
しかし、提案された方式の多くは、液晶セル中の液晶の複屈折の異方性を打ち消して視野角を改善する方式であるために、直交偏光板を斜めから見た場合の偏光軸交差角度の直交からのズレに基づく光漏れを十分に解決できないという問題がある。また、延伸複屈折ポリマーフイルムで光学補償を行うIPSモード液晶セル用光学補償シートでは、複数のフイルムを用いる必要があり、その結果、光学補償シートの厚さが増し、表示装置の薄形化に不利である。また、延伸フイルムの積層には粘着層を用いるため、温湿度変化により粘着層が収縮してフイルム間の剥離や反りといった不良が発生することがあった。
一方、IPSの光学補償用の材料として、液晶材料を垂直に配向させ、その配向状態を固定化して作製した光学異方性材料が知られている。液晶材料を用いて光学異方性材料を形成する場合ネマチック相で固定化することが一般的であるが、近年モニターの表示特性に対する要求が厳しくなってきており、ネマチック相で固定化した異方性材料ではミクロな均一性が十分ではなく改善が求められている。かかる要求に対して、スメクチック相を固定化して作製した光学異方性材料が提案されている(例えば、特許文献8、9および10)。
しかし、特許文献8、9ではスメクチック相の配向に特殊な配向処理を要し、ガラス基板上で位相差領域を作製するなど、工業的なレベルでの製造には不向きであった。また特許文献10では高分子液晶材料を垂直配向させているため配向に長時間を有し、やはり工業的なレベルでの製造には不向きであった。
特開平9−80424号公報 特開平10−54982号公報 特開平11−202323号公報 特開平9−292522号公報 特開平11−133408号公報 特開平11−305217号公報 特開平10−307291号公報 特表2000−514202号公報 特開平10−319408号公報 特開平6−331826号公報
本発明は、簡易な手段で、IPS型液晶表示装置の表示品位を改善し、光漏れを防止することを目的とする。
また、本発明は、液晶表示装置、特にIPS型液晶表示装置の視野角の改善に寄与する、簡易な方法で作製可能な光学異方性膜を提供することも目的とする。
本発明の課題は、下記[1]〜[13]により解決された。
[1]下記式(I)で表される棒状分子が配向している状態で下記QおよびQが重合しており、重合により配向状態が固定されている光学異方性膜:
Figure 2006259396
[式中、QおよびQは、それぞれ独立に、ラジカル開環重合性基であり;XおよびXは、それぞれ独立に、アルキレン基または置換アルキレン基であって、置換アルキレン基の置換基はハロゲン原子、シアノおよびアルコキシ基からなる群より選ばれる一価の基であり;LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−、アルキレン基、置換アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であって、Rは水素原子またはアルキル基であり、置換アルキレン基の置換基はハロゲン原子、シアノおよびアルコキシ基からなる群より選ばれる一価の基であり;LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であって、Rは水素原子またはアルキル基であり;Y、YおよびYは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシ基であり;n1、n2およびn3は、それぞれ独立に、0乃至4の整数であり;そして、mは0乃至4の整数である]。
[2]棒状分子がスメクチック配向している状態で上記QおよびQがラジカル開環重合しており、ラジカル開環重合によりスメクチック配向状態が固定されている[1]に記載の光学異方性膜。
[3]上記QおよびQが、それぞれ独立に、ジスルフィド環、環を構成する炭素原子の数が4乃至6のビシクロ脂肪族環、1−アルケニル基で置換された脂肪族環または複素環、あるいはアルキリデン基で置換された脂肪族環または複素環を有するラジカル開環重合性基である[1]に記載の光学異方性膜。
[4]上記Lが−O−、アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である[1]に記載の光学異方性膜。
[5]上記LおよびLが−CO−O−である[1]に記載の光学異方性膜。
[6]面内のレターデーション値が実質的に0nmである[1]に記載の光学異方性膜。
[7]厚み方向のレターデーション値が−80nm乃至−400nmである[1]に記載の光学異方性膜。
[8]一対の基板の間に液晶分子を含む液晶層を有する液晶セル、一枚の偏光板、液晶セルと偏光板との間に配置された少なくとも二枚の位相差板からなり、黒表示時に液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して実質的に平行となるように液晶分子が配向されており、偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向に実質的に平行となるように液晶セルと偏光板とが配置されており、第1の位相差板が20乃至150nmの面内レターデーション値と1.5乃至7のNz値とを有し、第2の位相差板が[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の光学異方性膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
[9]一対の偏光板、一対の偏光板の間に配置された一対の基板の間に液晶分子を含む液晶層を有する液晶セルおよび一対の偏光板の間に配置された少なくとも二枚の位相差板からなり、黒表示時に液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して実質的に平行となるように液晶分子が配向されており、一方の偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向に実質的に平行となり、かつ他方の偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に垂直になるように、一対の偏光板と液晶セルとが配置されており、第1の位相差板が20乃至150nmの面内レターデーション値と1.5乃至7のNz値とを有し、第2の位相差板が[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の光学異方性膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
[10]液晶セル、第2の位相差板、第1の位相差板および透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に平行になっている偏光板が、この順序で配置され、第1の位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸とが実質的に平行になるように、第1の位相差板と偏光板とが配置されている[8]または[9]に記載の液晶表示装置。
[11]液晶セル、第2の位相差板、第1の位相差板および透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に平行になっている偏光膜が、この順序で配置され、第1の位相差板の遅相軸と偏光膜の透過軸とが実質的に直交するように、第1の位相差板と偏光板とが配置されている[8]または[9]に記載の液晶表示装置。
[12]偏光板が、一対の保護膜およびその間に配置された偏光膜からなり、液晶セルに近い側の保護膜の厚み方向のレターデーション値が40nm以下である[8]または[9]に記載の液晶表示装置。
[13]偏光板が、一対の保護膜およびその間に配置された偏光膜からなり、液晶セルに近い側の保護膜が、セルロースアシレートフイルムまたはノルボルネン樹脂フイルムからなる[8]または[9]に記載の液晶表示装置。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「平行」、「直交」とは、厳密な角度±10゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差は、±5゜未満であることが好ましく、±2゜未満であることがより好ましい。また、「実質的に垂直」とは、厳密な垂直の角度よりも±20゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差は、±15゜未満であることが好ましく、±10゜未満であることがより好ましい。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板および液晶装置に組み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」および「切り出し」も含む)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」および「偏光板」を区別して用いる。「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体を意味する。
本明細書において、Re、Rthは、各々、ある波長(λnm)における面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。ReはKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)においてある波長(λnm)の光をフイルム法線方向に入射させて測定される。Rthは前記Re、面内の遅相軸(KOBRA・21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA・21ADHが算出する。
なお、波長(λnm)は、特別に規定する場合を除き、550nmである。
ここで平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フイルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フイルムの平均屈折率の値を以下に例示する。
セルロースアセテート: 1.48
シクロオレフィンポリマー:1.52
ポリカーボネート: 1.59
ポリメチルメタクリレート:1.49
ポリスチレン: 1.59
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA・21ADHは、nx、ny、nzを算出できる。nx、ny、nzより、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)を算出できる。
本発明では、ラジカル開環重合性基を有する棒状化合物を用いることにより、特殊な垂直配向膜を要さずに、簡易な方法で作製可能な光学異方性を有する光学異方性膜の提供を可能としている。
本発明の光学異方性膜は、液晶表示装置、特にIPSモードの液晶表示装置の表示特性の改善に寄与する。例えば、第1偏光膜、第1の位相差板、第2の位相差板、液晶材料からなる液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルを含み、黒表示時にネマチック液晶材料の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して実質的に平行に配向する液晶表示装置であって、第1の位相差板のレターデーションReが20nm〜150nmであり、第1の位相差板の値Nzが1.5〜7であり、第2の位相差板のレターデーションReが実質的に0nmであり、第2の位相差板のレターデーションRthが−80nm〜−400nmであり、且つ第1偏光膜の透過軸が黒表示時の液晶分子の遅相軸方向に平行に構成された液晶表示装置の前記第2の位相差板(その一部であってもよい)に用いることによって、正面方向の特性を何ら変更させることなく、斜めの方位角方向から見た場合に2枚の偏光板の吸収軸が90度からずれることから生ずるコントラストの低下、特に45度の斜め方向からのコントラストの低下を改善することができる。さらに、偏光膜の保護膜のRthを40nm以下とすることによって更なるコントラスト向上を実現することができる。
[棒状化合物]
本発明は、下記式(I)で表される棒状化合物を用いる。
Figure 2006259396
棒状化合物とは、棒状液晶化合物の分子構造において、よく知られている概念であり、(液晶便覧編集委員会編、液晶便覧;および岩柳茂夫、液晶)に記載されている。
式(I)において、QおよびQは、それぞれ独立に、ラジカル開環重合性基である。
ラジカル開環重合は、ラジカル重合と開環重合との双方の定義を有する重合反応である。すなわち、環状構造が開環し、それらが互いに、ラジカル連鎖的な付加を繰り返して、重合する反応である。ラジカル開環重合性基は、そのようなラジカル開環重合反応を生じる機能を有する官能基である。以上の定義の通り、ラジカル開環重合性基は、非開環性のラジカル重合性基(例、エチレン性不飽和基)やイオン開環重合性基(例、エポキシ基)とは区別される。
ラジカル開環重合性基が有する環は、ジスルフィド環(例、1,2−ジチオラン環)、環を構成する炭素原子の数が4乃至6のビシクロ脂肪族環(例、ビシクロブテン環)、1−アルケニル基(例、ビニル、1−プロペニル、イソプロペニル)で置換された脂肪族環(例、シクロプロパン環、シクロブタン環)または複素環(例、オキシラン環、チイラン環、チオラン−1,1−ジオキシド環)、あるいはアルキリデン基(例、メチレン)で置換された脂肪族環または複素環が好ましく、ジスルフィド環あるいは1−アルケニル基で置換された脂肪族環または複素環がさらに好ましく、ビニルで置換された脂肪族環またはビニルで置換された複素環が最も好ましい。
式(I)において、XおよびXは、それぞれ独立に、アルキレン基または置換アルキレン基である。
アルキレン基および置換アルキレン基は、分岐を有していてもよい。
アルキレン基および置換アルキレン基の炭素原子数は、1乃至30が好ましく、1乃至20がさらに好ましく、1乃至11が最も好ましい。
置換アルキレン基の置換基は、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノおよびアルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ)からなる群より選ばれる一価の基である。アルコキシ基の炭素原子数は、1乃至12が好ましく、1乃至8がさらに好ましく、1乃至6が最も好ましい。
およびXは、(無置換の)アルキレン基であることが好ましい。
式(I)において、LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−、アルキレン基、置換アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。
Rは、水素原子またはアルキル基である。アルキル基の炭素原子数は、1乃至6が好ましく、1乃至3がさらに好ましい。
置換アルキレン基の置換基は、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノおよびアルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ)からなる群より選ばれる一価の基である。
およびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−、アルキレン基、置換アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。
およびLは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−NR−CO−、−CO−NR−、−O−CO−O−、−O−AL−O−、−O−AL−O−CO−、−O−AL−CO−O−、−O−AL−NR−CO−、−O−AL−CO−NR−、−O−AL−O−CO−O−、−O−CO−AL−O−、−O−CO−AL−O−CO−、−O−CO−AL−CO−O−、−O−CO−AL−NR−CO−、−O−CO−AL−CO−NR−、−O−CO−AL−O−CO−O−、−CO−O−AL−O−、−CO−O−AL−O−CO−、−CO−O−AL−CO−O−、−CO−O−AL−NR−CO−、−CO−O−AL−CO−NR−、−CO−O−AL−O−CO−O−、−NR−CO−AL−O−、−NR−CO−AL−O−CO−、−NR−CO−AL−CO−O−、−NR−CO−AL−NR−CO−、−NR−CO−AL−CO−NR−、−NR−CO−AL−O−CO−O−、−CO−NR−AL−O−、−CO−NR−AL−O−CO−、−CO−NR−AL−CO−O−、−CO−NR−AL−NR−CO−、−CO−NR−AL−CO−NR−、−CO−NR−AL−O−CO−O−、−O−CO−O−AL−O−、−O−CO−O−AL−O−CO−、−O−CO−O−AL−CO−O−、−O−CO−O−AL−NR−CO−、−O−CO−O−AL−CO−NR−または−O−CO−O−AL−O−CO−O−であることが好ましい。
ALは、アルキレン基または置換アルキレン基である。
は、−O−、アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。
式(I)において、LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。
Rは水素原子またはアルキル基である。アルキル基の炭素原子数は、1乃至6が好ましく、1乃至3がさらに好ましい。
およびLは、それぞれ独立に、単結合、−O−、−O−CO−、−CO−O−、−NR−CO−、−CO−NR−または−O−CO−O−であることが好ましい。LおよびLは、−CO−O−であることが特に好ましい。
式(I)において、Y、YおよびYは、それぞれ独立に、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ、アルキル基(例、メチル、エチル、イソプロピル)、アルケニル基またはアルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ)である。アルキル基およびアルコキシ基の炭素原子数は、1乃至12が好ましく、1乃至8がさらに好ましく、1乃至6が最も好ましい。アルケニル基の炭素原子数は、2乃至12が好ましく、2乃至8がさらに好ましく、2乃至6が最も好ましい。
式(I)において、n1、n2およびn3は、それぞれ独立に、0乃至4の整数である。n1、n2およびn3は、0、1または2であることが好ましく、0または1であることがさらに好ましく、0であることが最も好ましい。
式(I)において、mは0乃至4の整数である。mは、0、1、2または3であることが好ましく、1、2または3であることがさらに好ましく、1または2であることが最も好ましい。
mが2、3または4である場合、複数存在するY、n2およびLは、互いに異なっていてもよい。
以下に、式(I)で表される棒状化合物の例を示す。
Figure 2006259396
Figure 2006259396
Figure 2006259396
Figure 2006259396
式(I)で表される棒状化合物には、単独で液晶性を示すことができる化合物が含まれる。式(I)で表される棒状化合物を、他の液晶と混合することより液晶性を発現してもよい。発現する液晶相は、スメクチック相が好ましく、スメクチックA相がさらに好ましい。
本明細書において、スメクチック相とは、一方向に揃った分子が層構造を有している状態をいう。また、各層が同一方向を向いているという観点から、上記の通りスメクチックA相を有する液晶性化合物が好ましい。
ここで、棒状スメクチックA液晶性化合物とは、スメクチックA液晶相を示す温度範囲を有する棒状液晶性化合物であり、スメクチックを構成する各層の方向性が所望の範囲であれば、スメクチックA液晶相以外の液晶相(例えば、スメクチックB相、スメクチックC相)も併せて示す化合物であってもよい。
式(I)で表される棒状化合物を他の液晶性化合物と混合して用いる場合、液晶性分子全体に対する式(I)で表される棒状化合物の割合は、1〜99質量%が好ましく、10〜98質量%がさらに好ましく、30〜95質量%が最も好ましい。
併用する液晶性化合物は、円盤状液晶性化合物よりも棒状液晶性化合物の方が好ましい。他の棒状液晶性化合物は、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号、米国特許第5622648号、米国特許第5770107号の各明細書、国際公開第95/22586号、国際公開第95/24455号、国際公開第97/00600号、国際公開第98/23580号、国際公開第98/52905号の各パンフレット、特開平1−272551号、特開平6−16616号、特開平7−110469号、特開平11−80081号、特開2001−328973号の各公報に記載がある。
液晶状態の温度領域は、0℃〜300℃が好ましく、10℃〜250℃がさらに好ましく、20℃〜200℃が最も好ましい。
[液晶表示装置]
図2および図3は、液晶表示装置の模式図である。
図2に示す液晶表示装置は、偏光膜8および20と、第1の位相差板10と、第2の位相差板12と、基板13および17と、該基板に挟持される液晶層15とを有する。偏光膜8及び20は、それぞれ保護膜7aと7bおよび19aと19bによって挟持されている。
図2の液晶表示装置では、液晶セルは、基板13および17と、これらに挟持される液晶層15からなる。液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dは透過モードにおいて、ねじれ構造を持たないIPS型では0.2〜0.4μmの範囲が最適値となる。この範囲では白表示輝度が高く、黒表示輝度が小さいことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。基板13および17の液晶層15に接触する表面には、配向膜(不図示)が形成されていて、液晶分子を基板の表面に対して略平行に配向させ、配向膜上に施されたラビング処理方向14および18等により、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子配向方向が制御されている。また、基板13若しくは17の内面には、液晶分子に電圧印加可能な電極(図2中不図示)が形成されている。
図1は、液晶表示装置の画素領域例を示す模式図である。
図1に、液晶層15の1画素領域中の液晶分子の配向を模式的に示す。図1は、液晶層15の1画素に相当する程度の極めて小さい面積の領域中の液晶分子の配向を、基板13および17の内面に形成された配向膜のラビング方向4、および基板13および17の内面に形成された液晶分子に電圧印加可能な電極2および3とともに示した模式図である。電界効果型液晶として正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いてアクティブ駆動を行った場合の、電圧無印加状態若しくは低印加状態での液晶分子配向方向は5aおよび5bであり、この時に黒表示が得られる。電極2および3間に印加されると、電圧に応じて液晶分子は6aおよび6b方向へとその配向方向を変える。通常、この状態で明表示を行なう。
再び図2において、偏光膜8の透過軸9と、偏光膜20の透過軸21は直交して配置されている。第1の位相差板10の遅相軸11は、偏光膜8の透過軸9および黒表示時の液晶層15中の液晶分子の遅相軸方向16に平行である。
図2に示す液晶表示装置では、偏光膜8が二枚の保護膜7aおよび7bに挟持された構成を示しているが、保護膜7bはなくてもよい。また、偏光膜20も二枚の保護膜19a及び19bに挟持されているが、液晶層15に近い側の保護膜19aはなくてもよい。なお、図2の態様では、第1の位相差板および第2の位相差板は、液晶セルの位置を基準にして、液晶セルと視認側の偏光膜との間に配置されていてもよいし、液晶セルと背面側の偏光膜との間に配置されていてもよい。いずれの構成においても、第2の位相差板が液晶セルにより近くなるように配置する。
液晶表示装置の他の実施形態を図3に示す。図3に液晶表示装置における各部材に付された番号は、図2と同じである。図3の液晶表示装置は、第2の位相差板12が偏光膜8および第1の位相差板10の間に配置されている。図3の液晶表示装置において、保護膜7bまたは保護膜19aはなくてもよい。図3に示す態様では、第1の位相差板10は、その遅相軸11が、偏光膜8の透過軸9と黒表示時の液晶層15中の液晶分子の遅相軸方向16に直交になるように配置される。なお、図3の態様では、第1の位相差板および第2の位相差板は、液晶セルの位置を基準にして、液晶セルと視認側の偏光膜との間に配置されていてもよいし、液晶セルと背面側の偏光膜との間に配置されていてもよい。いずれの構成においても、第1の位相差板が液晶セルにより近くなるように配置する。
図2及び図3に示した液晶表示装置では、第1の位相差板10のレターデーションReは20nm〜150nmであり、第1の位相差板10の値Nzは1.5〜7である。一方、第2の位相差板12のレターデーションReは実質的に0nmであり、第2の位相差板12のレターデーションRthは−80nm〜−400nmである。さらに、第2の位相差板12は、スメクチック相で配向を固定化された前記式(I)で表される化合物の架橋物を含有する光学異方性膜を含む。光学異方性膜のみからなっていてもよい。第1の位相差板及び第2の位相差板についての光学的特性についての詳細は後述する。
なお、図2及び図3には、上側偏光板および下側偏光板を備えた透過モードの表示装置の態様を示したが、本発明は一の偏光板のみを備える反射モードの態様であってもよく、かかる場合は、液晶セル内の光路が2倍になることから、最適Δn・dの値は上記の1/2程度の値になる。また、本発明に用いられる液晶セルはIPSモードに限定されることなく、黒表示時に液晶分子が前記一対の基板の表面に対して実質的に平行に配向する液晶表示装置であれば、いずれも好適に用いることができる。この例としては強誘電性液晶表示装置、反強誘電性液晶表示装置、ECB型液晶表示装置がある。
液晶表示装置は、図1〜図3に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶層と偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、偏光膜の保護膜の表面に反射防止処理やハードコートを施しても良い。また、構成部材に導電性を付与したものを使用してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。この場合、バックライトの配置は図2および図3の上側であっても下側であっても良い。また、液晶層とバックライトとの間に、反射型偏光板や拡散板、プリズムシートや導光板を配置することもできる。また、上記した様に、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を配置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。
液晶表示装置には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。本発明は、TFTやMIMのような3端子または2端子半導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置に適用した態様が特に有効である。勿論、時分割駆動と呼ばれるパッシブマトリックス液晶表示装置に適用した態様も有効である。
[第1の位相差板]
液晶表示装置に含まれる第1の位相差板は、レターデーションReが20nm〜150nmである。斜め方向の光漏れをより効果的に低減するためには、第1の位相差板のReは、40nm〜115nmであるのがより好ましく、60nm〜95nmであるのがさらに好ましい。また、Nzは1.5〜7である。斜め方向の光漏れをより効果的に低減するためには、第1の位相差板のNzは、2.0〜5.5であるのがより好ましく、2.5〜4.5であるのがさらに好ましい。
基本的には前記第1の位相差板は、前記光学特性を有する限り、その材料および形態については特に制限されない。例えば、複屈折ポリマーフイルムからなる位相差膜、透明支持体上に高分子化合物を塗布後に加熱塩した膜、および透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層を有する位相差膜など、いずれも第1の位相差板として使用することができる。また、それぞれを積層して使用することもできる。
複屈折ポリマーフイルムとしては、複屈折特性の制御性や透明性、耐熱性に優れるものが好ましい。この場合、用いる高分子材料としては均一な二軸配向が達成できる高分子であれば特に制限はないが、従来公知のもので溶液流延法や押出し成形方式で製膜できるもの好ましく、ノルボルネン系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリサルフォン等の芳香族系高分子、セルロースアシレート、または、それらポリマーの2種または3種以上を混合したポリマーなどがあげられる。
フイルムの二軸配向は、押出し成形方式や流延製膜方式等の適宜な方式で製造した当該熱可塑性樹脂からなるフイルムを、例えばロールによる縦延伸方式、テンターによる横延伸方式や二軸延伸方式などにより、延伸処理することにより達成することができる。前記のロールによる縦延伸方式では加熱ロールを用いる方法や雰囲気を加熱する方法、それらを併用する方法等の適宜な加熱方法を採ることができる。またテンターによる二軸延伸方式では全テンター方式による同時二軸延伸方法や、ロール・テンター法による逐次二軸延伸方法などの適宜な方法を採ることができる。
また、配向ムラや位相差ムラの少ないものが好ましい。その厚さは、位相差等により適宜に決定しうるが、一般には薄型化の点より1〜300μmであるのが好ましく、10〜200μmであるのがより好ましく、20〜150μmであるのがさらに好ましい。
ノルボルネン系高分子は、ノルボルネン系モノマー(例、ノルボルネン、その誘導体、テトラシクロドデセン、その誘導体、ジシクロペンタジエン、その誘導体、メタノテトラヒドロフルオレン、その誘導体)を主成分とするモノマーの重合体である。ノルボルネン系高分子には、さらに、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体、その水素添加物が含まれる。耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が最も好ましい。ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィンの重合体または環状共役ジエンの重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液(重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液)のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンまたはポリスチレン換算の質量平均分子量で、通常5000〜500000、好ましくは8000〜200000、より好ましくは10000〜100000の範囲であるときに、フイルム(A)の機械的強度および成形加工性が高度にバランスされて好適である。
セルロースアシレートのアシル基は、脂肪族アシル基と芳香族アシル基とを含む。セルロースアシレート、セルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルを含む。アシル基は、さらに置換された基を有していてもよい。アシル基の総炭素原子数は、22以下が好ましい。
総炭素原子数が22以下のアシル基には、アルキルカルボニル基(例、アセチル、プロピオニル、ブチロイル、ペンタノイル、ヘプタノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイル)、アルケニルカルボニル基(例、アクリロイル、メタクリロイル)、アリールカルボニル基(例、ベンゾイル、ナフタロイル)、アリールアルケニルカルボニル基(例、シンナモイル)が含まれる。
セルロースアシレートは、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートベンゾエートが好ましい。セルロースの混合エステルの場合、全アシル基の30モル%以上がアセチルであることが好ましい。
セルロースアシレートが特に好ましい。写真用グレードのセルロースアシレートが好ましく利用できる。市販の写真用グレードのセルロースアシレートには、本発明が必要とする粘度平均重合度や置換度の品質を満足する製品が多い。
写真用グレードのセルローストリアセテートのメーカーには、ダイセル化学工業(株)(市販品の例は、LT−20、30、40、50、70、35、55、105)、イーストマンコダック社(市販品の例は、CAB−551−0.01、CAB−551−0.02、CAB−500−5、CAB−381−0.5、CAB−381−02、CAB−381−20、CAB−321−0.2、CAP−504−0.2、CAP−482−20、CA−398−3)、コートルズ社、ヘキスト社がある。
フイルムの機械的特性や光学的な特性を制御する目的で、可塑剤、界面活性剤、レターデーション調節剤、UV吸収剤を添加することができる。添加剤については、特開2002−277632号、特開2002−182215号の各公報に記載がある。
透明樹脂をシートまたはフイルム状に成形する方法は、加熱溶融成形法または溶液流延法を採用できる。
加熱溶融成形法は、さらに詳細に、押出成形法、プレス成形法、インフレーション成形法、射出成形法、ブロー成形法、延伸成形法に分類できる。機械的強度と表面精度に優れたフイルムを得るためには、押出成形法、インフレーション成形法、およびプレス成形法が好ましく、押出成形法が最も好ましい。
加熱溶融成形法による成形では、シリンダー温度が、100〜400℃が好ましく、150〜350℃がより好ましい。シートまたはフイルムの厚みは、10〜300μmが好ましく、30〜200μmがさらに好ましい。
シートまたはフイルムの延伸は、該透明樹脂のガラス転移温度をTgとするとき、好ましくはTg−30℃からTg+60℃の温度範囲、より好ましくはTg−10℃からTg+50℃の温度範囲にて、少なくとも一方向に好ましくは1.01〜2倍の延伸倍率で行う。延伸方向は少なくとも一方向であればよいが、その方向は、シートが押出成形で得られたものである場合には、樹脂の機械的流れ方向(押出方向)であることが好ましく、延伸方法は自由収縮一軸延伸法、幅固定一軸延伸法、二軸延伸法などが好ましい。光学特性の制御はこの延伸倍率と加熱温度を制御することによって行なうことができる。
[第2の位相差板]
液晶表示装置が有する第2の位相差板は、面内のレターデーション(Re)が実質的に0nmである。第2の位相差板の厚み方向のレターデーション(Rth)は、−80nm〜−400nmである。第2の位相差板のRthのより好ましい範囲は、他の光学部材の光学特性に応じて変動する。例えば、より近くに位置する偏光膜の保護膜(例えば、トリアセチルセルロースフイルム)のRthに応じて、大きく変動する。斜め方向の光漏れを効果的に低減するためには、第2の位相差板のRthは、−100nm〜−340nmであるのがより好ましく、−120nm〜−270nmであるのがさらに好ましい。一方、第2の位相差板のReは0近傍の値になる。具体的には、面内のレターデーション(Re)は、0〜50nmであるのが好ましく、0〜20nmであるのがより好ましい。
本発明において、第2の位相差板は、スメクチック相で配向を固定化されている前記式(I)で表される棒状化合物の架橋物を含有する光学異方性膜を含む。この光学異方性膜は、正の複屈折性を有する。第2の位相差板は、前記光学異方性膜を位相差層として少なくとも1層有する。複数の位相差層を積層して、上記光学特性を示す第2の位相差板を構成することもできる。また、支持体と位相差層との積層体全体で上記光学特性を満たすようにして、第2の位相差板を構成してもよい。
液晶表示装置が有する第2の位相差板においては、光学異方性膜に含まれる前記式(I)で表される化合物の架橋物は、実質的に垂直に配向した状態で固定化されている。実質的に垂直とは、フイルム面と棒状液晶性化合物のダイレクターとのなす角度が70°〜90°の範囲内であることを意味する。これらの液晶性化合物は斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変化するように(ハイブリッド配向)させてもよい。斜め配向またはハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は70°〜90°であることが好ましく、80°〜90°がより好ましく、85°〜90°が最も好ましい。
光学異方性膜の形成には、前記式(I)で表される棒状化合物を用いる。例えば、前記式(I)で表される棒状化合物を含有する組成物を、配向膜を有する透明支持体の配向膜上に塗布し、次いで棒状化合物を架橋させることで形成することができる。
上記組成物には2種類の棒状化合物を含めることもできる。さらに、上記組成物には、棒状化合物以外の非重合性(非架橋性)の液晶性化合物を併用することもできる。単独または併用で用いる個々の液晶性化合物についてはネマチック液晶相、スメクチック液晶相、またはコレステリック液晶相を形成してもよい。後述するように塗布する場合には溶媒や重合開始剤等の添加剤を入れた組成物を塗布するが、加熱乾燥の過程で溶媒が揮散した状態の液晶組成物として、配向固定させる温度範囲でスメクチック液晶相をとるものが好適に用いられる。
上記棒状化合物から形成された光学異方性膜は、上記棒状性化合物に加えて、所望により、下記の重合開始剤や空気界面垂直配向剤や他の添加剤を含む塗布液を、支持体上の配向膜上に塗布し、垂直配向させ、該配向状態を固定することで形成することができる。仮支持体上に形成した場合は、該位相差層を支持体上に転写することで作製することもできる。さらに、1層の位相差層のみならず複数の位相差層を積層して、上記光学特性を示す第2の位相差板を構成することもできる。仮支持体上に形成する場合、及び複数の位相差層を積層する場合、垂直配向剤等を添加することで、垂直配向させることができる。また、配向状態の固定は、後述するように、液晶性化合物に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。また、支持体と位相差層との積層体全体で上記光学特性を満たすようにして、第2の位相差板を構成してもよい。
垂直配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基の重合反応により実施する。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。ビニルエーテル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリレート基のようなラジカル重合の場合、光ラジカル重合開始剤を用いるのが好ましい。光ラジカル重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、米国特許第2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)が含まれる。また、エポキシ基、オキセン基のようなカチオン重合の場合、光カチオン開始剤を用いることが好ましい。光カチオン開始剤とは、適当な光の波長を照射することによりカチオンを発生できる化合物を意味する。光カチオン開始剤の例は、有機スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、ホスホニウム塩を含む。光カチオン開始剤の対イオンは、アンチモネート、フォスフェートが好ましい。
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。棒状液晶性分子の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm〜50J/cmであることが好ましく、100〜800mJ/cmであることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。前記光学異方性層を含む第1の位相差板の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましく、1〜5μmであることが最も好ましい。
[配向膜界面側の垂直配向促進剤]
光学異方性膜を構成する位相差層を形成するために用いられる組成物は、配向膜界面側の垂直配向促進剤を含有していても良い。配向膜界面側の垂直配向促進剤としてはオニウム塩を好適に用いることができる。本発明においてオニウム塩は配向膜界面側において棒状液晶性化合物を垂直配向させるのに寄与する。前記オニウム塩の例には、アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等のオニウム塩が含まれる。好ましくは、4級オニウム塩であり、特に好ましくは第4級アンモニウム塩である。
第4級アンモニウム塩は、一般に第3級アミン(例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N,N−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなど)あるいは含窒素複素環(ピリジン環、ピコリン環、2,2’−ビピリジル環、4,4’−ビピリジル環、1,10−フェナントロリン環、キノリン環、オキサゾール環、チアゾール環、N−メチルイミダゾール環、ピラジン環、テトラゾール環など)をアルキル化(メンシュトキン反応)、アルケニル化、アルキニル化あるいはアリール化して得られる。
第4級アンモニウム塩としては、含窒素複素環からなる第4級アンモニウム塩が好ましく、特に好ましくは第4級ピリジニウム塩である。下記化合物が特に好ましい。
Figure 2006259396
[空気界面垂直配向剤]
通常、液晶性化合物は、空気界面側では傾斜して配向する性質を有するので、均一に垂直配向した状態を得るために、空気界面側において液晶性化合物を垂直に配向制御することが必要である。この目的のために、前記式(I)で表される化合物の空気界面での垂直配向を促進する剤を、前記光学異方性膜の形成に用いる組成物中に含有させるのが好ましい。前記剤は、空気界面側に偏在して、その排除体積効果や静電気的な効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物である。下記化合物が特に好ましい。
Figure 2006259396
Figure 2006259396
空気界面垂直配向剤については、特開2002−20363号公報、特開2002−129162号公報、特開2004−53981号公報の段落番号[0072]〜[0075]及び特開2004−004688号公報の段落番号[0071]〜[0078]に記載がある。
[配向膜]
配向膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。しかし、本発明はホメオトロピック配向した液晶性組成物に関するものであり、面内の配向方向はないため、配向膜は本発明において必須ではない。配向膜は本発明の光学異方性膜の形成には用いられるが、光学異方性膜に配向膜が含まれる必要はない。但し、含まれていてもよい。配向膜は液晶性組成物の配向の均一性を向上させたり、ポリマー基材と光学異方性層との間の密着性を向上させることができるために、必要に応じて、用いることができる。また、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、除去することも可能である。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して光学異方性層を有する偏光板を作製することも可能である。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜は、必要であればラビング処理することができる。配向膜に使用するポリマーは、原則として、液晶性分子を配向させる機能のある分子構造を有する。
本発明では、液晶性分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基(例、二重結合)を有する側鎖を主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。
配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができ、これらの組み合わせを複数使用することができる。
ポリマーの例には、メタクリレート系重合体、スチレン系重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネートが含まれる。ポリマーについては、特開平8−338913号公報の段落番号[0022]に記載がある。シランカップリング剤をポリマーとして用いることもできる。水溶性ポリマー(例、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール)が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコールを2種類併用することが特に好ましい。
ポリビニルアルコールのケン化度は、70〜100%が好ましく、80〜100%がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は、100〜5000であることが好ましい。
液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類および必要とする配向状態に応じて決定する。
例えば、変性ポリビニルアルコールの変性基としては、共重合変性、連鎖移動変性またはブロック重合変性により導入できる。変性基の例は、親水性基(カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等)、炭素数10〜100個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基(不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等)、アルコキシシリル基(トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ)を含む。変性ポリビニルアルコールは、特開2000−155216号公報の段落番号[0022]〜[0145]、同2002−62426号公報の段落番号[0018]〜[0022]に記載がある。
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。
配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。架橋性官能基は、特開2000−155216号公報の段落番号[0080]〜[0100]に記載がある。
配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。
架橋剤としては、アルデヒド、N−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾールおよびジアルデヒド澱粉が含まれる。2種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば特開2002−62426号公報明細書中の段落番号[0023]〜[0024]記載の化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。
架橋剤の添加量は、ポリマーに対して0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがさらに好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥(架橋させ)し、必要であればラビング処理することにより形成することができる。架橋反応は、前記のように、透明支持体上に塗布した後、任意の時期に行なって良い。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒(例、メタノール)と水の混合溶媒とすることが好ましい。その比率は質量比で、水:メタノールが0より大きく99以下:100未満1以上が好ましく、0より大きく91以下:100未満9以上であることがさらに好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、さらには光学異方層の層表面の欠陥が著しく減少する。
配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法またはロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は0.1〜10μmが好ましい。加熱乾燥は、20度〜110度で行なうことができる。充分な架橋を形成するためには60度〜100度が好ましく、特に80度〜100度が好ましい。乾燥時間は1分〜36時間で行なうことができるが、好ましくは1分〜30分である。pHも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、pH4.5〜5.5で、特に5が好ましい。
配向膜は、透明支持体上または上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、必要であれば表面をラビング処理することにより得ることができる。
前記ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さおよび太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。
次に、配向膜を機能させて、配向膜の上に設けられる光学異方性層の液晶性分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。配向膜の膜厚は、0.1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
[溶媒]
塗布液の調製に使用する溶媒は、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方法(例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
[位相差板中の他の材料]
上記の液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。これらの素材は液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開2002−296423号公報明細書中の段落番号[0018]〜[0020]記載のものが挙げられる。上記化合物の添加量は、棒状液晶性分子に対して一般に1〜50質量%の範囲にあり、5〜30質量%の範囲にあることが好ましい。
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報明細書中の段落番号[0028]〜[0056]記載の化合物が挙げられる。
液晶性化合物とともに使用するポリマーは、塗布液を増粘できることが好ましい。ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、特開2000−155216号公報明細書中の段落番号[0178]記載のものが挙げられる。液晶性化合物の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して0.1〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましい。
[支持体]
液晶性化合物から形成された位相差層を、支持体上に形成してもよい。支持体は透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。支持体は、波長分散が小さいのが好ましく、具体的には、Re400/Re700の比が1.2未満であることが好ましい。中でも、ポリマーフイルムが好ましい。透明支持体は第1の位相差板、第2の位相差板または偏光板保護膜を兼ねることもできる。また、透明支持体と位相差層全体で、第1の位相差板または第2の位相差板を構成していてもよい。支持体の光学異方性は小さいのが好ましく、面内レターデーション(Re)が20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましく、5nm以下であることが最も好ましい。また、第1の位相差板を兼ねる場合は、レターデーションReが20nm〜150nmであって、40nm〜115nmであるのがより好ましく、60nm〜95nmであるのがさらに好ましい。また、Nzが1.5〜7であって、2.0〜5.5であるのがより好ましく、2.5〜4.5であるのがさらに好ましい。
支持体となるポリマーフイルムの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメタクリレートのフイルムが含まれる。セルロースエステルフイルムが好ましく、アセチルセルロースフイルムがさらに好ましく、トリアセチルセルロースフイルムが最も好ましい。ポリマーフイルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。透明支持体の厚さは、20〜500μmであることが好ましく、40〜200μmであることがさらに好ましい。透明支持体とその上に設けられる層(接着層、垂直配向膜あるいは位相差層)との接着を改善するため、透明支持体に表面処理(例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与するか、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒子サイズが10〜100nm程度の無機粒子を固形分質量比で5%〜40%混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
[偏光膜用保護膜]
第1および第2偏光膜用保護膜としては、可視光領域に吸収が無く、光透過率が80%以上であり、複屈折性に基づくレターデーションが小さいものが好ましい。具体的には、面内のReが0〜30nmが好ましく、0〜15nmがより好ましく、0〜5nmが最も好ましい。さらに、厚み方向のレターデーションRthは0〜40nmであることが好ましく、0〜20nmがより好ましく、0〜10nmであることが最も好ましい。この特性を有するフイルムであれば好適に用いることができるが、偏光膜の耐久性の観点からはセルロースアシレートやノルボルネン系のフイルムがより好ましい。セルロースアシレートフイルムのRthを小さくする方法として、例えば、以下に示した化合物を用いる方法を挙げることができる。
Figure 2006259396
また、セルロースアシレートフイルムのRthを小さくする方法として、特開平11−246704号公報、特開2001−247717号公報に記載の方法なども挙げられる。また、セルロースアシレートフイルムの厚みを小さくすることによっても、Rthを小さくすることができる。第1および第2偏光膜用保護膜としてのセルロースアシレートフイルムの厚みは10〜100μmであることが好ましく、10〜60μmであるのがより好ましく、20〜45μmであることがさらに好ましい。
(IPSモード液晶セル1の作製)
一枚のガラス基板上に、図1に示す様に、隣接する電極間の距離が20μmとなるように電極(図1中2および3)を配設し、その上にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理を行なった。図1中に示す方向4に、ラビング処理を行なった。別に用意した一枚のガラス基板の一方の表面にポリイミド膜を設け、ラビング処理を行なって配向膜とした。二枚のガラス基板を、配向膜同士を対向させて、基板の間隔(ギャップ;d)を3.9μmとし、二枚のガラス基板のラビング方向が平行となるようにして重ねて貼り合わせ、次いで屈折率異方性(Δn)が0.0769および誘電率異方性(Δε)が正の4.5であるネマチック液晶組成物を封入した。液晶層のd・Δnの値は300nmであった。
(第1の位相差板1の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。該溶液を保留粒子サイズ4μm、濾水時間35秒の濾紙(No.63、アドバンテック製)を5kg/cm以下で用いてろ過した。
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート溶液組成
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酢化度60.9%のセルロースアセテート(重合度300、Mn/Mw=1.5)
100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
────────────────────────────────────────
別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤Aを8質量部、レターデーション上昇剤Bを10質量部、二酸化珪素微粒子(平均粒子サイズ:0.1μm)0.28質量部、メチレンクロライド80質量部およびメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液(かつ微粒子分散液)を調製した。セルロースアセテート溶液474質量部に該レターデーション上昇剤溶液40質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。
Figure 2006259396
Figure 2006259396
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延した。残留溶剤量が15質量%のフイルムを、130℃の条件で、テンターを用いて20%の延伸倍率で横延伸し、延伸後の幅のまま50℃で30秒間保持した後クリップを外してセルロースアセテートフイルムを作製した。延伸終了時の残留溶媒量は5質量%であり、さらに乾燥して残留溶媒量を0.1質量%未満としてフイルムを作製した。
このようにして得られたフイルム(第1の位相差板1)の厚さは80μmであった。作製した第1の位相差板1について、自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定することによって、Reが70nm、Rthが175nmであり、これからNzが3.0であることが分かった。
(第2の位相差板1、第2の位相差板2、第2の位相差板3、第2の位相差板4、第2の位相差板5、第2の位相差板6の作製)
製作した第1の位相差板1に表面のケン化処理を行い、このフイルム上に下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで20ml/m塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にフイルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して、配向膜を得た。
────────────────────────────────────────
配向膜塗布液の組成
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下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
────────────────────────────────────────
Figure 2006259396
次に、棒状液晶化合物(例示化合物1、6または42)3.8g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)0.06g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02g、下記のオニウム塩(配向膜界面側の垂直配向促進剤)0.076g(但し、位相差6のみオニウム塩を添加しない)、及び下記の空気界面側垂直配向剤α及びβのいずれか0.002gを、9.2gのメチルエチルケトンに溶解した溶液(2−1〜2−6)を調製した。
前記配向膜を形成したフイルムの配向膜側に、調製した溶液を下記第2表に示す番手のワイヤーバーでそれぞれ塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、100℃の恒温槽中で2分間加熱し、棒状液晶化合物を配向させた。次に、105℃で120W/cm高圧水銀灯により、30秒間UV照射し棒状液晶化合物を架橋して、その後、室温まで放冷して位相差層を作製した。
Figure 2006259396
Figure 2006259396
Figure 2006259396
第1表
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第2の位相差板番号 液晶組成物番号 液晶性化合物 空気界面配向剤
────────────────────────────────────────
第2の位相差板1 2−1 例示化合物1 α
第2の位相差板2 2−2 例示化合物1 β
第2の位相差板3 2−3 例示化合物1 β(*)
第2の位相差板4 2―4 例示化合物1 なし
第2の位相差板5 2―5 例示化合物6 α
第2の位相差板6 2―6 例示化合物42 α
────────────────────────────────────────
β(*):オニウム塩を添加しない
第2表
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フイルム番号 棒状液晶からなる位相差層 支持体 ワイヤーバー
(第2の位相差板名称) (第1の位相差板) 番手
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位相差1 第2の位相差板1 第1の位相差板1 #4.5
位相差2 第2の位相差板2 第1の位相差板1 #4.5
位相差3 第2の位相差板3 第1の位相差板1 #4.5
位相差4 第2の位相差板4 第1の位相差板1 #4.5
位相差5 第2の位相差板5 第1の位相差板1 #4.5
位相差6 第2の位相差板6 第1の位相差板1 #4.5
────────────────────────────────────────
自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、作製したフイルムのReの光入射角度依存性を測定し、予め測定した支持体の寄与分を差し引くことによって、第2位相差領域のみの光学特性を算出したところ、それぞれ第2位相差領域1はReが0nm、Rthが−225nm、第2位相差領域2はReが0nm、Rthが−222nm、第2位相差領域3はReが0nm、Rthが−224nm、第2位相差領域4はReが0nm、Rthが−227nm、第2位相差領域5はReが0nm、Rthが−213nm、第2位相差領域6はReが0nm、Rthが−223nmであって、いずれも棒状液晶が略垂直に配向していることを確認した。
(偏光板保護膜1の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Aを調製した。
────────────────────────────────────────
セルロースアセテート溶液A組成
────────────────────────────────────────
置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
────────────────────────────────────────
別のミキシングタンクに、下記の組成物を投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液B−1を調製した。
────────────────────────────────────────
添加剤溶液B−1組成
────────────────────────────────────────
メチレンクロライド 80質量部
メタノール 20質量部
光学的異方性低下剤 40質量部
────────────────────────────────────────
Figure 2006259396
セルロースアセテート溶液Aを477質量部に、添加剤溶液B−1の40質量部を添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延口から0℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率70質量%の場外で剥ぎ取り、フイルムの巾方向の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で固定し、溶媒含有率が3〜5質量%の状態で、横方向(機械方向に垂直な方向)の延伸率が3%となる間隔を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み80μmの偏光板保護膜1を作製した。
自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Reが1nm、Rthが6nmであることが確認できた。
(偏光板Aの作製)
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製、Re=3nm、Rth=45nm)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付け偏光板Aを形成した。
(偏光板Bの作製)
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の両面に貼り付け偏光板Bを形成した。
(偏光板Cの作製)
偏光板Aと同様にして偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして前記製作の偏光板保護膜1を偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Cを形成した。
(偏光板Dの作製)
偏光板Aと同様にして偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックT40UZ、富士写真フイルム(株)製、Re=1nm、Rth=35nm)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Dを形成した。
[実施例1]
偏光板Aにポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製したフイルム位相差1を、第1の位相差板1側が偏光膜側となるように、且つ偏光膜の透過軸と第1の位相差板1の遅相軸が平行になるように偏光膜のセルロースアセテートフイルムを貼合していない側に貼り付け偏光板1を形成した。
これを、前記で作製したIPSモード液晶セル1の一方に、第1の位相差板1の遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように(即ち、第1の位相差板1の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と平行になるように)、且つ第2の位相差板1面側が液晶セル側になるように偏光板1を貼り付けた。
続いて、このIPSモード液晶セル1のもう一方の側に偏光板Cを偏光板保護膜1側が液晶セル側になるように、且つ偏光板1とはクロスニコルの配置になるように貼り付け、液晶表示装置を作製した。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向60°から観察した際の漏れ光は0.030%であった。
[実施例2]
偏光板Aにポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製したフイルム位相差2を、第1の位相差板1側が偏光膜側となるように、且つ偏光膜の透過軸と第1の位相差板1の遅相軸が平行になるように偏光膜のセルロースアセテートフイルムを貼合していない側に貼り付け偏光板2を形成した。
これを、前記で作製したIPSモード液晶セル1の一方に、第1の位相差板1の遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように(即ち、第1の位相差板1の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と平行になるように)、且つ第2の位相差板2面側が液晶セル側になるように偏光板2を貼り付けた。
続いて、このIPSモード液晶セル1のもう一方の側に偏光板DをT40UZ側が液晶セル側になるように、且つ偏光板2とはクロスニコルの配置になるように貼り付け、液晶表示装置を作製した。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向60°から観察した際の漏れ光は0.030%であった。
[実施例3]
偏光板Bにフイルム位相差3を、第2の位相差板3側が偏光膜側となるように、且つ偏光膜の透過軸と第1の位相差板2の遅相軸が直交になるようにアクリル樹脂系接着剤を用いて、貼り付け偏光板3を形成した。
これを、前記で作製したIPSモード液晶セル1の一方に、第1の位相差板2の遅相軸が液晶セルのラビング方向と直交になるように(即ち、第1の位相差板2の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と直交になるように)、且つ第1の位相差板2面側が液晶セル側になるように偏光板3を貼り付けた。
続いて、このIPSモード液晶セル1のもう一方の側に偏光板Cを偏光板保護膜1側が液晶セル側になるように、且つ偏光板3とはクロスニコルの配置になるように貼り付け、液晶表示装置を作製した。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向60°から観察した際の漏れ光は0.030%であった。
[比較例1]
前記作製したIPSモード液晶セル1の両側に市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)を、クロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。光学補償フイルムは用いなかった。上記液晶表示装置では、実施例1と同様に、上側の偏光板の透過軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように偏光板を貼り付けた。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向60°から観察した際の漏れ光は0.55%であった。
[比較例2]
第2の位相差板1作製で用いた例示化合物2の替わりに以下に示す液晶化合物(X)を用いて、実施例1と同様の評価を行なった。その結果、左斜め方向60°から観察した際の漏れ光は0.070%であった。
Figure 2006259396
液晶表示装置の画素領域例を示す概略図である。 液晶表示装置の一例を示す概略図である。 液晶表示装置の他の例を示す概略図である。
符号の説明
1 液晶素子画素領域
2 画素電極
3 表示電極
4 ラビング方向
5a、5b 黒表示時の液晶化合物のダイレクター
6a、6b 白表示時の液晶化合物のダイレクター
7a,7b、19a,19b 偏光膜用保護膜
8、20 偏光膜
9、21 偏光膜の偏光透過軸
10 第1の位相差板
11 第1の位相差板の遅相軸
12 第2の位相差板
13、17 セル基板
14、18 セル基板ラビング方向
15 液晶層
16 液晶分子の遅相軸方向

Claims (13)

  1. 下記式(I)で表される棒状分子が配向している状態で下記QおよびQが重合しており、重合により配向状態が固定されている光学異方性膜:
    Figure 2006259396
    [式中、QおよびQは、それぞれ独立に、ラジカル開環重合性基であり;XおよびXは、それぞれ独立に、アルキレン基または置換アルキレン基であって、置換アルキレン基の置換基はハロゲン原子、シアノおよびアルコキシ基からなる群より選ばれる一価の基であり;LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−、アルキレン基、置換アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であって、Rは水素原子またはアルキル基であり、置換アルキレン基の置換基はハロゲン原子、シアノおよびアルコキシ基からなる群より選ばれる一価の基であり;LおよびLは、それぞれ独立に、単結合または−O−、−CO−、−NR−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であって、Rは水素原子またはアルキル基であり;Y、YおよびYは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、シアノ、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシ基であり;n1、n2およびn3は、それぞれ独立に、0乃至4の整数であり;そして、mは0乃至4の整数である]。
  2. 棒状分子がスメクチック配向している状態で上記QおよびQがラジカル開環重合しており、ラジカル開環重合によりスメクチック配向状態が固定されている請求項1に記載の光学異方性膜。
  3. 上記QおよびQが、それぞれ独立に、ジスルフィド環、環を構成する炭素原子の数が4乃至6のビシクロ脂肪族環、1−アルケニル基で置換された脂肪族環または複素環、あるいはアルキリデン基で置換された脂肪族環または複素環を有するラジカル開環重合性基である請求項1に記載の光学異方性膜。
  4. 上記Lが−O−、アルキレン基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である請求項1に記載の光学異方性膜。
  5. 上記LおよびLが−CO−O−である請求項1に記載の光学異方性膜。
  6. 面内のレターデーション値が実質的に0nmである請求項1に記載の光学異方性膜。
  7. 厚み方向のレターデーション値が−80nm乃至−400nmである請求項1に記載の光学異方性膜。
  8. 一対の基板の間に液晶分子を含む液晶層を有する液晶セル、一枚の偏光板、液晶セルと偏光板との間に配置された少なくとも二枚の位相差板からなり、黒表示時に液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して実質的に平行となるように液晶分子が配向されており、偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向に実質的に平行となるように液晶セルと偏光板とが配置されており、第1の位相差板が20乃至150nmの面内レターデーション値と1.5乃至7のNz値とを有し、第2の位相差板が請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光学異方性膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 一対の偏光板、一対の偏光板の間に配置された一対の基板の間に液晶分子を含む液晶層を有する液晶セルおよび一対の偏光板の間に配置された少なくとも二枚の位相差板からなり、黒表示時に液晶層の液晶分子が一対の基板の表面に対して実質的に平行となるように液晶分子が配向されており、一方の偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向に実質的に平行となり、かつ他方の偏光板の透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に垂直になるように、一対の偏光板と液晶セルとが配置されており、第1の位相差板が20乃至150nmの面内レターデーション値と1.5乃至7のNz値とを有し、第2の位相差板が請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光学異方性膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 液晶セル、第2の位相差板、第1の位相差板および透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に平行になっている偏光板が、この順序で配置され、第1の位相差板の遅相軸と偏光板の透過軸とが実質的に平行になるように、第1の位相差板と偏光板とが配置されている請求項8または9に記載の液晶表示装置。
  11. 液晶セル、第2の位相差板、第1の位相差板および透過軸が黒表示時における液晶分子の光学軸の平均方向と実質的に平行になっている偏光膜が、この順序で配置され、第1の位相差板の遅相軸と偏光膜の透過軸とが実質的に直交するように、第1の位相差板と偏光板とが配置されている請求項8または9に記載の液晶表示装置。
  12. 偏光板が、一対の保護膜およびその間に配置された偏光膜からなり、液晶セルに近い側の保護膜の厚み方向のレターデーション値が40nm以下である請求項8または9に記載の液晶表示装置。
  13. 偏光板が、一対の保護膜およびその間に配置された偏光膜からなり、液晶セルに近い側の保護膜が、セルロースアシレートフイルムまたはノルボルネン樹脂フイルムからなる請求項8または9に記載の液晶表示装置。
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