JP2007101659A - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低電圧駆動であっても、高速応答特性が得られ、表示品位に優れた半透過型の液晶表示素子を提供すること。
【解決手段】一対の基板および前記基板間に挟持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルのそれぞれの外側に配置された偏光板および光学異方性層とを有し、画素ごとに反射表示用の領域と透過表示用の領域を備えた半透過型液晶表示装置において、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が数式２を満たす半透過型液晶表示装置。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
Ｒｅ１、Ｒｅ２：面内レタデーション
Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２：厚み方向のレタデーション
【選択図】なし
【解決手段】一対の基板および前記基板間に挟持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルのそれぞれの外側に配置された偏光板および光学異方性層とを有し、画素ごとに反射表示用の領域と透過表示用の領域を備えた半透過型液晶表示装置において、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が数式２を満たす半透過型液晶表示装置。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
Ｒｅ１、Ｒｅ２：面内レタデーション
Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２：厚み方向のレタデーション
【選択図】なし
Description
本発明は光学異方性層を有する半透過型液晶表示装置に関する。
平面ディスプレイは、近年、その利用が増加しており、家庭においても３０型以上の大きさの受像機が珍しくなくなってきている。その中で、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、車載用ナビゲーションシステム等の液晶パネルアプリケーションは、その増加が著しく、また一般化してきている。特に、携帯電話等の中小型表示用デバイスとしても、液晶パネルアプリケーションはほぼメジャーな存在である。
携帯電話のアプリケーションにおいては、近年、通信インフラ（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が整ってきたため、一般的に動画配信を扱うようになってきた。そして、そのコンテンツの質的向上（画面の高精細化、動画フレーム数の増加）が近年益々求められており、その表示に用いられる液晶表示素子についても高性能化が求められている。
高性能化の一端として、近年では、半透過型ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が提案されている。この半透過型ＬＣＤは、透過および反射の両方の表示モードを有しており、屋外／屋内の場所を問わず利用可能であることから、最近注目を浴びている。
特に、特許文献１ないし３に記載の半透過型ＬＣＤでは、画素電極の占める面積領域において、透過部および反射部の領域を設定するとともに、それぞれの面積領域で透過／反射の表示モードそれぞれの最適な光学設計となるセルギャップを設定している。具体的には、反射領域のセルギャップは、透過領域のセルギャップの半分となっている。これにより、透過部と反射部とで液晶層におけるレタデーションを実質的に同じとし、透過および反射ともに同じ信号で同じ表示を行うことができるようになっている。
ところで、半透過型ＬＣＤには、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式などの動作方式が採用されている。しかし、これらの動作方式は、基本的に高速応答特性を示さないため、半透過型ＬＣＤをこれらの動作方式で実現しても、動画表示を適切に実現できるとは考えにくい。
一方、高速応答を実現し得る液晶動作方式としては、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）方式が知られている。このＯＣＢ方式は、ベンド配向を利用するものである。ベンド配向とは、電圧無印加状態で水平配向状態であるスプレイ配向の液晶層に電圧を印加することで、液晶層の厚み方向における中央層付近の液晶分子を基板面に対して垂直に配向させた配向状態を指す。なお、ベンド配向を利用して表示を行うＬＣＤとしては、例えば特許文献４ないし６に開示されている。
ＯＣＢ方式は、所定信号電圧を印加したときのベンド配向の面内残留レタデーションを位相差フィルムでキャンセルし、液晶層の中央付近の液晶分子を基板に対して垂直に配向維持したまま駆動する方式であり、中間調を含む白黒表示を実現することができ、また、広視野角特性が得られるとともに、高速応答にも優れている。
そこで、このようなＯＣＢ方式で半透過型ＬＣＤを実現すれば、動画表示を適切に実現できると考えられる。
ところで、スプレイ配向方式、ＯＣＢ方式で半透過型ＬＣＤを実現した液晶表示装置として、特開２００５−８４５９３号公報（特許文献７）記載の技術がある。この技術を用いると上記の視野角が悪い欠点はある程度改良される。
しかし、特許文献７記載の技術は、反射領域での液晶分子の配向が、一方の電極側で垂直配向となっているため、反射領域での配向膜の特性は透過領域での配向膜の特性とは異なる。
したがってこのような特性の配向膜を形成するためには、一度透過領域を全て形成した後、反射領域のみ塗る２度塗りを行うか、透過領域と反射領域の塗り分けが必要となり、コストアップにつながることとなる。
しかし、特許文献７記載の技術は、反射領域での液晶分子の配向が、一方の電極側で垂直配向となっているため、反射領域での配向膜の特性は透過領域での配向膜の特性とは異なる。
したがってこのような特性の配向膜を形成するためには、一度透過領域を全て形成した後、反射領域のみ塗る２度塗りを行うか、透過領域と反射領域の塗り分けが必要となり、コストアップにつながることとなる。
そこで、配向膜を透過領域と反射領域とで分けることなく、同一の配向膜塗液組成で塗布し、透過領域と反射領域共に液晶分子の配向が両電極付近において水平配向となるような半透過型ＬＣＤを実現した液晶表示装置が提案されるが、この技術においても、視野角が悪い欠点は解消されるが、その場合には、その外側に形成される光学異方性層が、上記液晶表示装置の液晶セルの光学特性を補償するようなレタデーション変化をする光学補償フィルムが必要となる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低電圧駆動であっても、高速応答特性が得られ、表示品位に優れた半透過型の液晶表示素子を提供することにあり、より具体的には、コストを抑えた半透過型ＬＣＤ液晶表示装置において、視野角特性を維持しつつ階調反転しない光学異方性層を備えることである。
本発明の目的は以下の［１］〜［４］により達成された。
［１］
一対の基板および前記基板間に挟持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルのそれぞれの外側に配置された偏光板および光学異方性層とを有し、画素ごとに反射表示用の領域と透過表示用の領域を備えた半透過型液晶表示装置において、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式２を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
ただし、Ｒｅ１およびＲｔｈ１は、視認側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを、Ｒｅ２およびＲｔｈ２はバックライト側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションをいう。
［２］
前記光学異方性層がディスコティック液晶からなることを特徴とする［１］に記載の半透過型液晶表示装置。
［３］
前記偏光板が偏光層およびλ／４板からなる円偏光板であることを特徴とする［１］または［２］に記載の半透過型液晶表示装置。
［４］
前記液晶セルの反射表示用の領域、および透過表示用の領域がともにＯＣＢ方式であることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
［１］
一対の基板および前記基板間に挟持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルのそれぞれの外側に配置された偏光板および光学異方性層とを有し、画素ごとに反射表示用の領域と透過表示用の領域を備えた半透過型液晶表示装置において、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式２を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
ただし、Ｒｅ１およびＲｔｈ１は、視認側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを、Ｒｅ２およびＲｔｈ２はバックライト側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションをいう。
［２］
前記光学異方性層がディスコティック液晶からなることを特徴とする［１］に記載の半透過型液晶表示装置。
［３］
前記偏光板が偏光層およびλ／４板からなる円偏光板であることを特徴とする［１］または［２］に記載の半透過型液晶表示装置。
［４］
前記液晶セルの反射表示用の領域、および透過表示用の領域がともにＯＣＢ方式であることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
本発明によれば、半透過型液晶表示装置にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた視野角補償フィルムを用い、さらにその光学特性を最適化することで、これまで実現されていなかった透過領域、反射領域ともにＯＣＢ方式の半透過型液晶表示装置の白表示時の輝度を上げることができ、それによりコントラストが向上し、さらに視野角の広い反射型液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚さ方向のレタデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィ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）としてフィ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デーション値の計３つの方向で測定したレタ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。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）、各種光学フィ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。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（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）である。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を算出する。この算出されたｎｘ，ｎｙ，ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）が更に算出される。
本発明の液晶表示素子は、一対の基板で液晶層を挟持してなるとともに、１画素内に透過領域と反射領域とを有し、反射領域における液晶層の厚さが透過領域における液晶層の厚さよりも小さく形成された液晶セルを有する液晶表示素子において、透過領域における液晶層の液晶分子と反射領域における液晶層の液晶分子が（画面表示時に）ベンド配向であることを特徴としている。
一方の基板上には、反射領域の液晶層の厚さが透過領域の液晶層の厚さの０．３倍以上０．７倍以下となるように、両液晶層間に段差を生じさせる段差層が形成されていてもよい。なお、一方の基板とは、液晶層を挟持する一対の基板のうち、スイッチング素子が形成される側の基板であってもよいし、カラーフィルターが形成される側の基板であってもよい。
両基板の液晶層側には配向膜が形成され、両基板は、配向膜のラビング方向がパラレルとなるように貼り合わされていてもよい。これにより、透過領域、反射領域において電圧無印加時に液晶分子がスプレイ配向となる液晶表示素子を実現することができる。
また、本液晶表示素子では、透過領域における液晶層のスプレイ配向の液晶分子が、電圧印加時にベンド配向に転移する構成であることが望ましい。これにより、ベンド配向を利用したＯＣＢ方式の液晶表示素子を容易に実現することができる。
また、液晶セルの両面には、位相補償を行うための光学異方性層を配置する。この場合、観察する視野角を変化させたときの液晶層のベンド配向のレタデーション変化を光学異方性層のレタデーション変化で相殺することができる。併せて、例えば直交偏光板を設けたときの、当該直交偏光板の斜め方向からの光漏れを防止することができ、広視野角特性を得ることができる。
また、本液晶表示素子は、液晶セルにてベンド配向している液晶層の傾斜配向部分の光学補償を行う第１光学異方性層および第２光学異方性層を、上記液晶セルの両面に有している。これにより、そのような光学補償によってさらに表示特性を向上させることができる。特に、第１光学異方性層および第２光学異方性層をディスコティック液晶層で構成すれば、その効果を確実に得ることができる。
また、本液晶表示素子は、液晶セルの透過領域に入射する光および反射領域にて反射する光の両方の偏光状態を調整するための第３光学異方性層および第４光学異方性層を、上記第１光学異方性層および上記第２光学異方性層の外側に有していることが望ましい。これにより、液晶セルの透過領域を透過する光と、反射領域にて反射される光との両方を用いた表示を適切に行うことができる。特に、第３光学異方性層および第４光学異方性層を一軸性の光学異方層（例えば１／４波長板）で構成すれば、その効果を確実に得ることができる。
また、本液晶表示素子は、第３光学異方性層および第４光学異方性層の外側に配置される偏光層をさらに有していることが望ましい。この場合、各偏光層の偏光軸を適切に設定することにより、液晶セルへの電圧印加の有無に応じて白表示と黒表示とを適切に行うことができる。特に、各偏光層が、偏光軸が上記液晶セルのラビング方向と４５°の角度をなすように配置されるとともに、互いの偏光軸がクロスニコル状態となるように配置されれば、上記の効果を確実に得ることができる。
また、本液晶表示素子の作製方法は、反射領域における液晶層の厚さが透過領域における液晶層の厚さよりも小さくなるように、一方の基板上の反射領域に段差層を形成する工程と、上記一方の基板上に水平配向膜を塗布する工程と、他方の基板上に水平配向膜を塗布する工程と、上記段差層の表面に水平配向膜を塗布する工程と、上記両基板の配向膜をラビングする工程と、上記両基板をラビング方向がパラレルとなるように液晶層を介して貼り合わせる工程とを有していることを特徴としている。
上記の構成によれば、上記両基板を液晶層を介して貼り合わせたときに、反射領域および透過領域における液晶層の液晶分子がスプレイ配向となる。
（半透過型液晶セル）
ＣＦ基板は、透明性絶縁性基板（例えばガラス基板）で構成されている。このＣＦ基板上には、カラーフィルター層、オーバーコート層および例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる対向電極が順に積層されている。
ＣＦ基板は、透明性絶縁性基板（例えばガラス基板）で構成されている。このＣＦ基板上には、カラーフィルター層、オーバーコート層および例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる対向電極が順に積層されている。
ＴＦＴ基板も同様に、透明性絶縁性基板（例えばガラス基板）で構成されている。ＴＦＴ基板上には、複数のソースバスラインと複数のゲートバスラインとが公知の方法で直交して形成されている。そして、隣接するソースバスラインとゲートバスラインとで囲まれた部分が１画素となっている。したがって、各画素は、マトリクス状に配置されることになる。
ソースバスラインとゲートバスラインとの交差部には、各画素のＯＮ／ＯＦＦのスイッチングを行うアクティブスイッチング素子としてのＴＦＴが配置されている。ＴＦＴのゲート電極はゲートバスラインに接続されており、ソース電極はソースバスラインに接続されており、ドレイン電極は、画素電極に接続されている。
上記の画素電極は、透明電極と反射電極とで構成されている。透明電極は、例えばＩＴＯのような透明導電材料で構成されている。反射電極は、例えばＡｌやＡｇで構成されており、後述する段差樹脂層の表面に形成されている。
各画素において、透明電極の形成された領域の一部は、バックライトから出射される光の透過を制御する透過領域を構成している。一方、反射電極の形成された領域は、外部光の反射を制御する反射領域を構成している。
このように１画素内に透過領域と反射領域とを有していることにより、各画素は、透過モードおよび反射モードのいずれか一方で表示を行うこともできるし、両方のモードで同時に表示を行うこともできる。つまり、本実施形態では、１画素内に透過領域と反射領域とを両方有していることで、半透過型の液晶表示素子が構成されている。
また、ＴＦＴ基板上の反射領域には、段差樹脂層（段差層）が形成されている。段差樹脂層は、透過領域および反射領域の光学特性をマッチングさせる目的で設けられるものであり、例えばアクリル樹脂で構成されている。このような段差樹脂層が反射領域に形成されていることにより、反射領域における液晶層の厚さ（セルギャップ）は、透過領域における液晶層１３の厚さよりも小さくなっている。例えば、透過領域における液晶層の厚さをｄとすれば、反射領域における液晶層の厚さは、１／２ｄである。
また、ＣＦ基板およびＴＦＴ基板の液晶層側の表面には、配向膜が形成され、配向処理が施されている。
透過領域においては、ＣＦ基板上の液晶分子のプレチルト角が例えば２°以上２０°以下となり、ＴＦＴ基板上の液晶分子のプレチルト角が例えば２°以上２０°以下となり、厚さ方向中央部の液晶分子が基板面に対して水平となるスプレイ配向状態となっている。
一方、反射領域においても透過領域と同様のプレチルト角を有することでスプレイ配向状態となっている。
（光学異方性層）
本発明の光学異方性層は、支持体（光学異方性を有しても良い）と、該支持体上に液晶化合物から形成されたディスコティック液晶層とを有する光学異方性層である。液晶化合物を配向させるために、支持体または支持体上に形成された配向膜の表面はラビング処理されている。
光学異方性層における液晶化合物のレタデーション軸の平均方向は、液晶化合物が接触する配向膜等に施されたラビング処理の方向と一致することが望ましいが、風等の外力により液晶化合物の配向が変化することが考えられる。ラビング軸とレタデーション軸が異なることで、視認性が低下することが考えられる。したがって、本発明の光学フィルムを安定的に製造するには、光学異方性層の厚みを特定の条件とする、後述する本発明の製造方法に従うことが好ましい。
本発明の光学異方性層は、支持体（光学異方性を有しても良い）と、該支持体上に液晶化合物から形成されたディスコティック液晶層とを有する光学異方性層である。液晶化合物を配向させるために、支持体または支持体上に形成された配向膜の表面はラビング処理されている。
光学異方性層における液晶化合物のレタデーション軸の平均方向は、液晶化合物が接触する配向膜等に施されたラビング処理の方向と一致することが望ましいが、風等の外力により液晶化合物の配向が変化することが考えられる。ラビング軸とレタデーション軸が異なることで、視認性が低下することが考えられる。したがって、本発明の光学フィルムを安定的に製造するには、光学異方性層の厚みを特定の条件とする、後述する本発明の製造方法に従うことが好ましい。
液晶化合物の配向を固定する方法であるが、これは配向と同時に行われることが好ましい。具体的に配向を固定する方法としては、不飽和結合を有するモノマーと低分子液晶よりなる系に、光重合開始剤あるいは熱重合開始剤を添加して、低分子液晶の配向と同時に光あるいは熱により不飽和結合を有するモノマーを重合させ、低分子液晶の配向を固定する方法、反応性の置換基を有する低分子液晶と高分子マトリクスを熱、光又はｐＨ変化により反応させて配向を固定化する方法、あるいは、反応性の置換基を有する低分子液晶同士を個々の液晶ドメインの中で架橋することにより配向を固定する方法があげられるが、これらの方法に止まるものではなく様々な公知技術を使用することができる。
この液晶の配向固定には、前述のように熱重合開始剤あるいは光重合開始剤を用いることができる。熱重合開始剤の例としては、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、スルフィン酸類等をあげることができる。これらの詳細については、高分子学会、高分子実験学編集委員会編「付加重合・開環重合」（１９８３年、共立出版）の６〜１８ページ等に記載されている。
光重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンゾイン類、チオキサントン類等をあげることができる。これらの詳細については、「紫外線硬化システム」（１９８９年、総合技術センター）の６３〜１４７ページ等に記載されている。
水平配向モード（特に反射型液晶表示装置）、またはベンド配向モードの液晶表示装置に用いることが好ましい。これらのモードの液晶表示装置に、本発明の光学異方性層を適用する際には、ディスコティック液晶化合物からなる層、支持体および偏光膜の配置が非常に重要であり、液晶化合物としてディスコティック化合物を用いた場合の詳細については、特開平１１−３１６３７８号公報に記載されていて、本発明の実施形態にも適用することができる。
本発明における光学異方性層は、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式２を満たすことを特徴とする。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
ただし、Ｒｅ１およびＲｔｈ１は、視認側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを、Ｒｅ２およびＲｔｈ２はバックライト側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションをいう。
このような光学特性を満たす光学異方性層を備えた半透過型ＬＣＤ液晶表示装置では、視野角特性を維持しつつ階調反転しないことが効果として期待できるが、特に数式１におけるＲｔｈ１が２００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍかつ数式２におけるＲｔｈ２が３００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍのときには、正面コントラストを良好に維持したまま、透過状態の上下視野角及び左右視野角並びに反射状態の上下視野角及び左右視野角において良好な特性が得られる。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
ただし、Ｒｅ１およびＲｔｈ１は、視認側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを、Ｒｅ２およびＲｔｈ２はバックライト側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションをいう。
このような光学特性を満たす光学異方性層を備えた半透過型ＬＣＤ液晶表示装置では、視野角特性を維持しつつ階調反転しないことが効果として期待できるが、特に数式１におけるＲｔｈ１が２００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍかつ数式２におけるＲｔｈ２が３００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍのときには、正面コントラストを良好に維持したまま、透過状態の上下視野角及び左右視野角並びに反射状態の上下視野角及び左右視野角において良好な特性が得られる。
また、特に特に数式１におけるＲｔｈ１が１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜３００ｎｍかつ数式２におけるＲｔｈ２が１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜３００ｎｍのときには、正面コントラストを良好に維持したまま、透過状態の上下階調反転及び左右階調反転並びに反射状態の上下階調反転及び左右階調反転において良好な特性が得られる。
（支持体）
本発明に用いる支持体は、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。支持体として使用可能なポリマーフィルムとしては、セルロースエステル（例、セルロースアセテート、セルロースジアセテート）、ノルボルネン系ポリマーおよびポリメチルメタクリレート等からなるポリマーフィルムが挙げられる。市販のポリマー（ノルボルネン系ポリマーでは、ＡＲＴＯＮ（日本合成ゴム（株）製）およびゼオネックス（日本ゼオン（株）製）（いずれも商品名））を用いてもよい。中でもセルロースエステルからなるフィルムが好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステルからなるフィルムがさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が６以下の脂肪酸を意味する。特に、炭素原子数が２（セルロースアセテート）、３（セルロースプロピオネート）または４（セルロースブチレート）が好ましい。セルロースアセテートからなるフィルムが特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いることもできる。
本発明に用いる支持体は、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。支持体として使用可能なポリマーフィルムとしては、セルロースエステル（例、セルロースアセテート、セルロースジアセテート）、ノルボルネン系ポリマーおよびポリメチルメタクリレート等からなるポリマーフィルムが挙げられる。市販のポリマー（ノルボルネン系ポリマーでは、ＡＲＴＯＮ（日本合成ゴム（株）製）およびゼオネックス（日本ゼオン（株）製）（いずれも商品名））を用いてもよい。中でもセルロースエステルからなるフィルムが好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステルからなるフィルムがさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が６以下の脂肪酸を意味する。特に、炭素原子数が２（セルロースアセテート）、３（セルロースプロピオネート）または４（セルロースブチレート）が好ましい。セルロースアセテートからなるフィルムが特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いることもできる。
なお、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても、国際公開ＷＯ００／２６７０５号明細書に記載のように、分子を修飾することで複屈折の発現性を制御すれば、本発明において、支持体として用いることもできる。
本発明の光学フィルムを、偏光板の保護フィルムまたは位相差フィルムとして使用する場合は、ポリマーフィルムとしては、酢化度が５５．０〜６２．５％であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。酢化度は、５７．０〜６２．０％であることがさらに好ましい。ここで、酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験法）におけるアセチル化度の測定および計算によって求められる。
セルロースアセテートの粘度平均重合度（ＤＰ）は、２５０以上であることが好ましく、２９０以上であることがさらに好ましい。また、セルロースアセテートは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗは質量平均分子量、Ｍｎは数平均分子量）の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なＭｗ／Ｍｎの値としては、１．０〜４．０であることが好ましく、１．０〜１．６５であることがさらに好ましく、１．０〜１．６であることが最も好ましい。
セルロースアセテートの粘度平均重合度（ＤＰ）は、２５０以上であることが好ましく、２９０以上であることがさらに好ましい。また、セルロースアセテートは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗは質量平均分子量、Ｍｎは数平均分子量）の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なＭｗ／Ｍｎの値としては、１．０〜４．０であることが好ましく、１．０〜１．６５であることがさらに好ましく、１．０〜１．６であることが最も好ましい。
セルロースアセテートでは、セルロースの２位、３位および６位のヒドロキシルが均等に置換されるのではなく、６位の置換度が小さくなる傾向がある。支持体として用いるポリマーフィルムでは、セルロースの６位置換度が、２位、３位に比べて同程度または多い方が好ましい。２位、３位および６位の置換度の合計に対する６位の置換度の割合は、３０〜４０％であることが好ましく、３１〜４０％であることがさらに好ましく、３２〜４０％であることが最も好ましい。６位の置換度は０．８８以上であることが好ましい。なお、各位置の置換度は、ＮＭＲによって測定することできる。
６位置換度が高いセルロースアセテートは、特開平１１−５８５１号公報の段落番号００４３〜００４４に記載の合成例１、段落番号００４８〜００４９に記載の合成例２、そして段落番号００５１〜００５２に記載の合成例３の方法を参照して合成することができる。
６位置換度が高いセルロースアセテートは、特開平１１−５８５１号公報の段落番号００４３〜００４４に記載の合成例１、段落番号００４８〜００４９に記載の合成例２、そして段落番号００５１〜００５２に記載の合成例３の方法を参照して合成することができる。
支持体にセルロースアセテートフィルムを用いる場合は、レタデーション上昇剤をフィルム中に含有させるのが好ましく、好ましい化合物例、およびその製造方法に関しては、特開２０００−１５４２６１号公報、および特開２０００−１１１９１４号公報に記載されている。
（ディスコティック液晶層）
本発明の光学異方性層は、液晶化合物から形成された光学異方性層を少なくとも一層有する。前記光学異方性層は、支持体の表面に直接形成してもよく、支持体上に配向膜を形成し、該配向膜上に形成してもよい。
光学異方性層の形成に用いる液晶化合物としては、ディスコティック液晶化合物が挙げられる。ディスコティック液晶化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
本発明の光学異方性層は、液晶化合物から形成された光学異方性層を少なくとも一層有する。前記光学異方性層は、支持体の表面に直接形成してもよく、支持体上に配向膜を形成し、該配向膜上に形成してもよい。
光学異方性層の形成に用いる液晶化合物としては、ディスコティック液晶化合物が挙げられる。ディスコティック液晶化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
本発明に用いるディスコティック液晶化合物の複屈折率は、０．００１〜０．７の範囲にあることが好ましい。
ディスコティック液晶化合物は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、不飽和重合性基またはエポキシ基が好ましく、不飽和重合性基がさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基が最も好ましい。
ディスコティック液晶化合物は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、不飽和重合性基またはエポキシ基が好ましく、不飽和重合性基がさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基が最も好ましい。
（ディスコティック液晶化合物）
ディスコティック液晶化合物には、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されているベンゼン誘導体、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．１２２巻、１４１頁（１９８５年）、Ｐｈｙｓｉｃｓ Lｅｔｔ，Ａ，７８巻、８２頁（１９９０）に記載されているトルキセン誘導体、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキサン誘導体およびＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
ディスコティック液晶化合物には、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されているベンゼン誘導体、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．１２２巻、１４１頁（１９８５年）、Ｐｈｙｓｉｃｓ Lｅｔｔ，Ａ，７８巻、８２頁（１９９０）に記載されているトルキセン誘導体、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキサン誘導体およびＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルが含まれる。
前記ディスコティック液晶化合物には、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基または置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造の、液晶性を示す化合物も含まれる。分子または分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。
ディスコティック液晶化合物から光学異方性層を形成した場合、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はない。例えば、低分子のディスコティック液晶化合物が熱または光で反応する基を有しており、熱または光によって該基が反応して、重合または架橋し、高分子量化することによって光学異方性層が形成される場合などは、光学異方性層中に含まれる化合物は、もはや液晶性を失っていてもよい。ディスコティック液晶化合物の好ましい例は、特開平８−５０２０６号公報に記載されている。また、ディスコティック液晶化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。
ディスコティック液晶化合物から光学異方性層を形成した場合、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はない。例えば、低分子のディスコティック液晶化合物が熱または光で反応する基を有しており、熱または光によって該基が反応して、重合または架橋し、高分子量化することによって光学異方性層が形成される場合などは、光学異方性層中に含まれる化合物は、もはや液晶性を失っていてもよい。ディスコティック液晶化合物の好ましい例は、特開平８−５０２０６号公報に記載されている。また、ディスコティック液晶化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。
ディスコティック液晶化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。従って、重合性基を有するディスコティック液晶化合物は、下記式（III）で表わされる化合物であることが好ましい。
式（III） Ｄ（−Ｌ−Ｑ）ｎ
式（III）中、Ｄは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｑは重合性基であり、ｎは４〜１２の整数である。
式（III） Ｄ（−Ｌ−Ｑ）ｎ
式（III）中、Ｄは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｑは重合性基であり、ｎは４〜１２の整数である。
円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示す。以下の各例において、ＬＱ（またはＱＬ）は、二価の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｑ）との組み合わせを意味する。
式（III）において、二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−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。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがさらに好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることが最も好ましい。前記アルキレン基の炭素原子数は、１〜１２であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数は、２〜１２であることが好まし。前記アリーレン基の炭素原子数は、６〜１０であることが好ましい。
二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｑ）に結合する。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基、ＡＲはアリーレン基を意味する。なお、アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレン基は、置換基（例、アルキル基）を有していてもよい。
Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１１：−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２０：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２１：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２４：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
Ｌ１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２０：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２１：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２４：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
式（III）の重合性基（Ｑ）は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基またはエポキシ基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが最も好ましい。
式（III）において、ｎは４〜１２の整数である。具体的な数字は、円盤状コア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬとＱの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
式（III）において、ｎは４〜１２の整数である。具体的な数字は、円盤状コア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬとＱの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
ハイブリッド配向では、液晶化合物の分子対称軸と支持体の面との角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ支持体の面からの距離の増加と共に増加または減少している。角度は、距離の増加と共に減少することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加および減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。
角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。
角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加または減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。
液晶化合物の分子対称軸の平均方向は、一般に液晶化合物もしくは配向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。また、表面側（空気側）の液晶化合物の分子対称軸方向は、一般に、液晶化合物または液晶化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。液晶化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマーおよびポリマーなどを挙げることができる。分子対称軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶化合物と添加剤との選択により調整できる。
液晶化合物と共に使用する可塑剤、界面活性剤および重合性モノマーは、液晶化合物と相溶性を有し、液晶化合物の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。重合性モノマー（例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基を有する化合物）が好ましい。上記化合物の添加量は、液晶化合物に対して一般に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。なお、重合性の反応性官能基数が４以上のモノマーを混合して用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高めることができる。
液晶化合物としてディスコティック液晶化合物を用いる場合は、ディスコティック液晶化合物とある程度の相溶性を有し、ディスコティック液晶化合物に傾斜角の変化を与えられるポリマーを用いるのが好ましい。
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、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、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。ディスコティック液晶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、ディスコティック液晶化合物に対して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く、０．１〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
ディスコティック液晶化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、５０〜３００℃が好ましく、５０〜１７０℃がさらに好ましい。
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、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、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。ディスコティック液晶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、ディスコティック液晶化合物に対して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く、０．１〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
ディスコティック液晶化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、５０〜３００℃が好ましく、５０〜１７０℃がさらに好ましい。
（配向膜）
本発明の光学フィルムは、支持体と光学異方性層との間に配向膜を有している。
本発明において、前記配向膜を有する場合には、架橋されたポリマーからなる層であるのが好ましい。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る。上記配向膜は、官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入したものを、光、熱またはｐＨ変化等により、ポリマー間で反応させて形成する、または、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成することができる。
本発明の光学フィルムは、支持体と光学異方性層との間に配向膜を有している。
本発明において、前記配向膜を有する場合には、架橋されたポリマーからなる層であるのが好ましい。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る。上記配向膜は、官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入したものを、光、熱またはｐＨ変化等により、ポリマー間で反応させて形成する、または、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成することができる。
架橋されたポリマーからなる配向膜は、通常、上記ポリマーまたはポリマーと架橋剤との混合物を含む塗布液を、支持体上に塗布した後、加熱等を行うことにより形成することができる。
後述のラビング工程において、配向膜の発塵を抑制するために、架橋度を上げておくことが好ましい。前記塗布液中に添加する架橋剤の量（Ｍｂ）に対して、架橋後に残存している架橋剤の量（Ｍａ）の比率（Ｍａ／Ｍｂ）を１から引いた値（１−（Ｍａ／Ｍｂ））を架橋度と定義した場合、架橋度は５０％〜１００％が好ましく、６５％〜１００％が更に好ましく、７５％〜１００％が最も好ましい。
後述のラビング工程において、配向膜の発塵を抑制するために、架橋度を上げておくことが好ましい。前記塗布液中に添加する架橋剤の量（Ｍｂ）に対して、架橋後に残存している架橋剤の量（Ｍａ）の比率（Ｍａ／Ｍｂ）を１から引いた値（１−（Ｍａ／Ｍｂ））を架橋度と定義した場合、架橋度は５０％〜１００％が好ましく、６５％〜１００％が更に好ましく、７５％〜１００％が最も好ましい。
本発明において、前記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る。勿論双方の機能を有するポリマーを使用することもできる。上記ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、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）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等のポリマーおよびシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、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および変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、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好ましく、特に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を挙げることができる。
上記ポリマーの中で、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が好ましい。ポリビニルアルコールとしては、例えば鹸化度７０〜１００％のものであり、一般に鹸化度８０〜１００％のものであり、より好ましくは鹸化度８５〜９５％のものである。重合度としては、１００〜３０００の範囲が好ましい。変性ポリビニルアルコールとしては、共重合変性したもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＮａ、Ｓｉ（ＯＸ）3、Ｎ（ＣＨ3）3・Ｃｌ、Ｃ9Ｈ19ＣＯＯ、ＳＯ3、Ｎａ、Ｃ12Ｈ25等が導入される）、連鎖移動により変性したもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＮａ、ＳＨ、Ｃ12Ｈ25等が導入されている）、ブロック重合による変性をしたもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＨ、ＣＯＮＨ2、ＣＯＯＲ、Ｃ6Ｈ5等が導入される）等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。重合度としては、１００〜３０００の範囲が好ましい。これらの中で、鹸化度８０〜１００％の未変性または変性ポリビニルアルコールが好ましく、より好ましくは鹸化度８５〜９５％の未変性またはアルキルチオ変性ポリビニルアルコールである。
配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式（１）で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物が好ましい。
一般式（１）
一般式（１）
但し、Ｒ1は無置換のアルキル基、またはアクリロリル基、メタクリロイル基もしくはエポキシ基で置換されたアルキル基を表わし、Ｗはハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を表わし、Ｘは活性エステル、酸無水物または酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、ｌは０または１を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。
また、配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式（２）で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物も好ましい。
一般式（２）
一般式（２）
但し、Ｘ1は活性エステル、酸無水物または酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、ｍは２〜２４の整数を表わす。
前記一般式（１）および一般式（２）により表される化合物と反応させるために用いられるポリビニルアルコールとしては、上記変性されていないポリビニルアルコールおよび上記共重合変性したもの、即ち連鎖移動により変性したもの、ブロック重合による変性をしたもの等のポリビニルアルコールの変性物、を挙げることができる。上記特定の変性ポリビニルアルコールの好ましい例としては、特開平８−３３８９１３号公報に詳しく記載されている。
配向膜にポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを使用する場合、硬膜度の観点から、含水率を制御することが好ましく、０．４％〜２．５％であることが好ましく、０．６％〜１．６％であることが更に好ましい。含水率は、市販のカールフィッシャー法の水分率測定器で測定することができる。
なお、配向膜は、１０μｍ以下の膜厚であるのが好ましい。
配向膜にポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを使用する場合、硬膜度の観点から、含水率を制御することが好ましく、０．４％〜２．５％であることが好ましく、０．６％〜１．６％であることが更に好ましい。含水率は、市販のカールフィッシャー法の水分率測定器で測定することができる。
なお、配向膜は、１０μｍ以下の膜厚であるのが好ましい。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作などは本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
〔実施例１〕
（半透過型液晶セルの作製）
ＣＦ基板１上にカラーフィルター層、オーバーコート層および対向電極４を順に積層した。一方、ＴＦＴ基板２上に、複数のソースバスラインおよびゲートバスラインとＴＦＴとを形成した。そして、ＴＦＴ基板２の各画素において、透過領域に対応する部分に透明電極５を形成するとともに、反射領域に対応する部分に段差樹脂層６を形成し、その段差樹脂層６上にアルミニウムを蒸着して反射電極７を形成した。
（半透過型液晶セルの作製）
ＣＦ基板１上にカラーフィルター層、オーバーコート層および対向電極４を順に積層した。一方、ＴＦＴ基板２上に、複数のソースバスラインおよびゲートバスラインとＴＦＴとを形成した。そして、ＴＦＴ基板２の各画素において、透過領域に対応する部分に透明電極５を形成するとともに、反射領域に対応する部分に段差樹脂層６を形成し、その段差樹脂層６上にアルミニウムを蒸着して反射電極７を形成した。
その後、ＣＦ基板１およびＴＦＴ基板２上に、ポリイミド（ＪＳＲ社製ＡＬ４５５２）を１０００×１０-10ｍの厚さになるように塗布、焼成し、配向膜を形成した。そして、インクジェット法により、反射領域の段差樹脂層６の表面部分（段差部分）にも、配向膜を塗布した。
次に、ＣＦ基板１およびＴＦＴ基板２において、ラビング処理を施し、ラビング方向が互いにパラレルになるように、互いの基板を貼り合わせる。そして、上記両基板間にネマチック液晶（メルク社製ＭＪ１２００４）を注入し、半透過型液晶セルを作製した。
この半透過型液晶セルにおいて、透過領域の液晶層３の厚さを５．０μｍとした。そして反射領域の液晶層３の厚さは、２．２μｍであり、段差樹脂層６の厚さは２．８μｍとした。
（光学異方性層の作製）
本発明の光学異方性層はセルロースアセテートフィルム、配向膜およびディスコティック液晶層の積層によって得ることができる。以下に各々の作製方法を示す。
本発明の光学異方性層はセルロースアセテートフィルム、配向膜およびディスコティック液晶層の積層によって得ることができる。以下に各々の作製方法を示す。
（セルロースアセテートフィルムの作製）
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。
セルロースアセテート溶液組成
酢化度６０．９％のセルロースアセテート １００質量部
トリフェニルフォスフェート ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート ３．９質量部
メチレンクロライド ３００質量部
メタノール ４５質量部
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。
セルロースアセテート溶液組成
酢化度６０．９％のセルロースアセテート １００質量部
トリフェニルフォスフェート ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート ３．９質量部
メチレンクロライド ３００質量部
メタノール ４５質量部
別のミキシングタンクに、酢化度６０．９％のセルロースアセテート（リンター）４質量部、下記のレタデーション上昇剤２５質量部、シリカ微粒子（平均粒径：２０ｎｍ）０.５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、レタデーション上昇剤溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液４７０質量部に、下記レタデーション上昇剤溶液１８．５質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤のセルロースアセテートに対する質量比は３．５％であった。残留溶剤量が３５質量％のフィルムをバンドから剥離した後、１５０℃の温度で、フィルムのテンターを用いて３０％の延伸倍率で横延伸した後、クリップを外して１３０℃で４５秒間乾燥させセルロースアセテートフィルム１を作製した。作製されたセルロースアセテートフィルム１の残留溶剤量は０．２質量％であり、膜厚は８８μｍであった。
同様にセルロースアセテート溶液４７０質量部に、レタデーション上昇剤溶液４７．６質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤のセルロースアセテートに対する質量比は９％であった。残留溶剤量が３５質量％のフィルムをバンドから剥離した後、１２５℃の温度で、フィルムのテンターを用いて４２％の延伸倍率で横延伸した後、クリップを外して１２０℃で４５秒間乾燥させセルロースアセテートフィルム２を作製した。作製されたセルロースアセテートフィルム２の残留溶剤量は０．２質量％であり、膜厚は８７μｍであった。
（セルロースアセテートフィルムのケン化処理）
作製したセルロースアセテートフィルム１および２の一方の面に、１．５規定水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を２５ｍｌ／ｍ2塗布し、２５℃で５秒間放置した後、流水で１０秒洗浄し、２５℃の空気を吹き付けることでフィルムの表面を乾燥した。このようにして、セルロースアセテートフィルムの一方の表面のみをケン化した。
作製したセルロースアセテートフィルム１および２の一方の面に、１．５規定水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を２５ｍｌ／ｍ2塗布し、２５℃で５秒間放置した後、流水で１０秒洗浄し、２５℃の空気を吹き付けることでフィルムの表面を乾燥した。このようにして、セルロースアセテートフィルムの一方の表面のみをケン化した。
（配向膜の形成）
ケン化処理したセルロースアセテートフィルム１および２の一方の面に、下記の組成の配向膜塗布液を＃１４のワイヤーバーコーターで２４ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥した。
次に、セルロースアセテートフィルムの延伸方向（遅相軸とほぼ垂直）と４５゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
ケン化処理したセルロースアセテートフィルム１および２の一方の面に、下記の組成の配向膜塗布液を＃１４のワイヤーバーコーターで２４ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥した。
次に、セルロースアセテートフィルムの延伸方向（遅相軸とほぼ垂直）と４５゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
配向膜塗布液組成
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（架橋剤） ０．５質量部
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（架橋剤） ０．５質量部
（ディスコティック液晶層の作製）
２０４．０質量部のメチルエチルケトンに、下記に示すディスコティック液晶化合物９１質量部、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）９質量部、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）１質量部、下記に示す空気界面配向制御剤を０．４質量部、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）３質量部、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）１質量部を溶解して塗布液を調製した。塗布液を配向膜つきセルロースアセテートフィルム１上に＃３．０のワイヤーバーで塗布し、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、８０℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、１分間紫外線照射しディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、ディスコティック液晶層１を形成し、視認側光学異方性層を作製した。
２０４．０質量部のメチルエチルケトンに、下記に示すディスコティック液晶化合物９１質量部、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）９質量部、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）１質量部、下記に示す空気界面配向制御剤を０．４質量部、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）３質量部、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）１質量部を溶解して塗布液を調製した。塗布液を配向膜つきセルロースアセテートフィルム１上に＃３．０のワイヤーバーで塗布し、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコティック液晶化合物を配向させた。次に、８０℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、１分間紫外線照射しディスコティック液晶化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、ディスコティック液晶層１を形成し、視認側光学異方性層を作製した。
また＃３．６のワイヤーバーを用いること以外は上記と同様にディスコティック液晶層２を配向膜つきセルロースアセテートフィルム２上に形成し、バックライト側光学異方性層を作製した。
（光学特性の測定）
ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光で、視認側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ１を測定したところ３９．０ｎｍであった。またディスコティック液晶層の遅相軸をあおり軸（セルロースアセテートフィルムの延伸軸とは４５度傾いた軸）として±４０°あおった時のレタデーション値を測定し、これらの実測結果からエリプソメータが算出するＲｔｈ１は３０５ｎｍであった。
さらに同様の方法でバックライト側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ２を測定したところ、５０．２ｎｍであり、Ｒｔｈ２は３９０ｎｍであった。
ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光で、視認側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ１を測定したところ３９．０ｎｍであった。またディスコティック液晶層の遅相軸をあおり軸（セルロースアセテートフィルムの延伸軸とは４５度傾いた軸）として±４０°あおった時のレタデーション値を測定し、これらの実測結果からエリプソメータが算出するＲｔｈ１は３０５ｎｍであった。
さらに同様の方法でバックライト側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ２を測定したところ、５０．２ｎｍであり、Ｒｔｈ２は３９０ｎｍであった。
（円偏光板の作製）
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ６０μｍのλ／４板を作製した。ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いてλ／４板の波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値を測定したところ、１３１．０ｎｍであった。
次に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。作製したλ／４板を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜の片側に貼り付けた。この際、λ／４板の遅相軸と偏光膜の透過軸とは４５度となるように配置した。
市販のセルローストリアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）を前記と同様にケン化処理し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側（λ／４板を貼り付けなかった側）に貼り付けた。このようにして、円偏光板を作製した。
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ６０μｍのλ／４板を作製した。ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いてλ／４板の波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値を測定したところ、１３１．０ｎｍであった。
次に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。作製したλ／４板を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜の片側に貼り付けた。この際、λ／４板の遅相軸と偏光膜の透過軸とは４５度となるように配置した。
市販のセルローストリアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）を前記と同様にケン化処理し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側（λ／４板を貼り付けなかった側）に貼り付けた。このようにして、円偏光板を作製した。
（半透過型液晶表示装置の作製および評価）
半透過型液晶セルの両側に視認側光学異方性層およびバックライト側光学異方性層のディスコティック液晶層側を対向させて配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製した。
半透過型液晶セルの両側に視認側光学異方性層およびバックライト側光学異方性層のディスコティック液晶層側を対向させて配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製した。
作製した半透過型液晶表示装置を点灯したバックライト上に配置し、ベンド配向半透過型液晶セルに５５Ｈｚ矩形波で電圧を印加した。電圧を調整しながら輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）を用い、黒輝度（正面輝度）が最も小さくなる電圧を判定した。次に、同様に輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）を用い、画面中央での黒輝度と白輝度（正面輝度）を測定し、コントラストを算出した。さらに、電圧を変えて画面の上下左右方向の輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）で測定し、視野角特性を測定した。同様の測定をバックライトを消灯した状態でも行った。以上の結果を表１に示す。
〔比較例１〕
光学異方性層以外の半透過型液晶セルおよび円偏光板については実施例１と同様に作製した。
光学異方性層以外の半透過型液晶セルおよび円偏光板については実施例１と同様に作製した。
（光学異方性層の作製）
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ１００μｍの光学異方性層を作製した。この光学異方性層についてＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値ＲｅおよびＲｔｈを測定したところＲｅは５６．４ｎｍであり、Ｒｔｈは９８．２ｎｍであった。
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ１００μｍの光学異方性層を作製した。この光学異方性層についてＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値ＲｅおよびＲｔｈを測定したところＲｅは５６．４ｎｍであり、Ｒｔｈは９８．２ｎｍであった。
（半透過型液晶表示装置の作製および評価）
半透過型液晶セルの両側に光学異方性層を配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価を行った結果を表１に示す。
半透過型液晶セルの両側に光学異方性層を配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製し、実施例１と同様に評価を行った結果を表１に示す。
〔実施例２〕
実施例１と同様に半透過型液晶セルを作製した。
実施例１と同様に半透過型液晶セルを作製した。
（光学異方性層の作製）
実施例１と同様のセルロースアセテート溶液とレタデーション上昇剤溶液調製した。
実施例１と同様のセルロースアセテート溶液とレタデーション上昇剤溶液調製した。
セルロースアセテート溶液４７０質量部に、レタデーション上昇剤溶液５．３質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤のセルロースアセテートに対する質量比は１％であった。残留溶剤量が３５質量％のフィルムをバンドから剥離した後、１５０℃の温度で、フィルムのテンターを用いて２５％の延伸倍率で横延伸した後、クリップを外して１３０℃で４５秒間乾燥させセルロースアセテートフィルムを作製した。作製されたセルロースアセテートフィルム１の残留溶剤量は０．２質量％であり、膜厚は９２μｍであった。
（セルロースアセテートフィルムのケン化処理）
作製したセルロースアセテートフィルムの一方の面に、実施例１に記載の方法と同じ方法で、セルロースアセテートフィルムの一方の表面のみをケン化した。
作製したセルロースアセテートフィルムの一方の面に、実施例１に記載の方法と同じ方法で、セルロースアセテートフィルムの一方の表面のみをケン化した。
（配向膜の形成）
ケン化処理したセルロースアセテートフィルムの一方の面に、実施例１と同じ組成の配向膜塗布液を＃１４のワイヤーバーコーターで２４ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥した。
次に、セルロースアセテートフィルムの延伸方向（遅相軸とほぼ垂直）と４５゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
ケン化処理したセルロースアセテートフィルムの一方の面に、実施例１と同じ組成の配向膜塗布液を＃１４のワイヤーバーコーターで２４ｍｌ／ｍ2塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥した。
次に、セルロースアセテートフィルムの延伸方向（遅相軸とほぼ垂直）と４５゜の方向に、形成した膜にラビング処理を実施した。
（ディスコティック液晶層の作製）
実施例１と同様の方法にて、視認側光学異方性層とバックライト側光学異方性層を作製した。
実施例１と同様の方法にて、視認側光学異方性層とバックライト側光学異方性層を作製した。
（光学特性の測定）
ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光で、視認側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ１を測定したところ３９．０ｎｍであった。またディスコティック液晶層の遅相軸をあおり軸（セルロースアセテートフィルムの延伸軸とは４５度傾いた軸）として±４０°あおった時のレタデーション値を測定し、これらの実測結果からエリプソメータが算出するＲｔｈ１は１９７ｎｍであった。
さらに同様の方法でバックライト側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ２を測定したところ、５０．２ｎｍであり、Ｒｔｈ２は１９７ｎｍであった。
ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて波長６３２．８ｎｍの光で、視認側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ１を測定したところ３９．０ｎｍであった。またディスコティック液晶層の遅相軸をあおり軸（セルロースアセテートフィルムの延伸軸とは４５度傾いた軸）として±４０°あおった時のレタデーション値を測定し、これらの実測結果からエリプソメータが算出するＲｔｈ１は１９７ｎｍであった。
さらに同様の方法でバックライト側光学異方性層のレタデーション値Ｒｅ２を測定したところ、５０．２ｎｍであり、Ｒｔｈ２は１９７ｎｍであった。
（円偏光板の作製）
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ６０μｍのλ／４板を作製した。ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いてλ／４板の波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値を測定したところ、１３１．０ｎｍであった。
次に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。作製したλ／４板を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜の片側に貼り付けた。この際、λ／４板の遅相軸と偏光膜の透過軸とは４５度となるように配置した。
市販のセルローストリアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）を前記と同様にケン化処理し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側（λ／４板を貼り付けなかった側）に貼り付けた。このようにして、円偏光板を作製した。
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ６０μｍのλ／４板を作製した。ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いてλ／４板の波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値を測定したところ、１３１．０ｎｍであった。
次に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。作製したλ／４板を、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて偏光膜の片側に貼り付けた。この際、λ／４板の遅相軸と偏光膜の透過軸とは４５度となるように配置した。
市販のセルローストリアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）を前記と同様にケン化処理し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側（λ／４板を貼り付けなかった側）に貼り付けた。このようにして、円偏光板を作製した。
（半透過型液晶表示装置の作製および評価）
半透過型液晶セルの両側に視認側光学異方性層およびバックライト側光学異方性層のディスコティック液晶層側を対向させて配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製した。
半透過型液晶セルの両側に視認側光学異方性層およびバックライト側光学異方性層のディスコティック液晶層側を対向させて配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製した。
作製した半透過型液晶表示装置を点灯したバックライト上に配置し、ベンド配向半透過型液晶セルに５５Ｈｚ矩形波で電圧を印加した。電圧を調整しながら輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）を用い、黒輝度（正面輝度）が最も小さくなる電圧を判定した。次に、同様に輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）を用い、画面中央での黒輝度と白輝度（正面輝度）を測定し、コントラストを算出した。さらに、電圧を変えて画面の上下左右方向の輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＮ製ＢＭ−５）で測定し、階調反転の視野角特性を測定した。同様の測定をバックライトを消灯した状態でも行った。以上の結果を表１に示す。
〔比較例2〕
光学異方性層以外の半透過型液晶セルおよび円偏光板については実施例２と同様に作製した。
光学異方性層以外の半透過型液晶セルおよび円偏光板については実施例２と同様に作製した。
（光学異方性層の作製）
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ１００μｍの光学異方性層を作製した。この光学異方性層についてエリプソメータＭ−１５０を用いて波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値ＲｅおよびＲｔｈを測定したところＲｅは５６．４ｎｍであり、Ｒｔｈは９８．２ｎｍであった。
長尺状のアートンフィルム（ＪＳＲ製）を長手方向に縦一軸延伸し、厚さ１００μｍの光学異方性層を作製した。この光学異方性層についてエリプソメータＭ−１５０を用いて波長６３２．８ｎｍの光でのレタデーション値ＲｅおよびＲｔｈを測定したところＲｅは５６．４ｎｍであり、Ｒｔｈは９８．２ｎｍであった。
（半透過型液晶表示装置の作製および評価）
半透過型液晶セルの両側に光学異方性層を配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製し、実施例２と同様に評価を行った結果を表２に示す。
半透過型液晶セルの両側に光学異方性層を配置し、さらにその両側に円偏光板のλ／４板側を対向させて配置することで半透過型液晶表示装置を作製し、実施例２と同様に評価を行った結果を表２に示す。
１ 視認側液晶セル基板
２ バックライト側液晶セル基板
３ 液晶層
４ 視認側液晶セル電極
５ バックライト側液晶セル電極
６ 段差樹脂層
７ 反射電極
１０ 視認側偏光板
１１ 光学異方性層
１２ 配向膜
１３ 支持体
１４ 円偏光板
１５ 保護フィルム
２ バックライト側液晶セル基板
３ 液晶層
４ 視認側液晶セル電極
５ バックライト側液晶セル電極
６ 段差樹脂層
７ 反射電極
１０ 視認側偏光板
１１ 光学異方性層
１２ 配向膜
１３ 支持体
１４ 円偏光板
１５ 保護フィルム
Claims (4)
- 一対の基板および前記基板間に挟持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルのそれぞれの外側に配置された偏光板および光学異方性層とを有し、画素ごとに反射表示用の領域と透過表示用の領域を備えた半透過型液晶表示装置において、視認側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式１を満たし、かつバックライト側に配置される光学異方性層の光学特性が下記数式２を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
（数式１）
２５ｎｍ＜Ｒｅ１＜５５ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ１＜４００ｎｍ
（数式２）
３３ｎｍ＜Ｒｅ２＜６３ｎｍ、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ２＜５００ｎｍ
ただし、Ｒｅ１およびＲｔｈ１は、視認側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを、Ｒｅ２およびＲｔｈ２はバックライト側に配置される光学異方性層の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションをいう。 - 前記光学異方性層がディスコティック液晶からなることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記偏光板が偏光層およびλ／４板からなる円偏光板であることを特徴とする請求項１または２に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記液晶セルの反射表示用の領域、および透過表示用の領域がともにＯＣＢ方式であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
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