JP3044681B2

JP3044681B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP3044681B2
Application number: JP6126521A
Authority: JP
Inventors: 公平荒川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 2000-05-22
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: US5528400A; JPH07333597A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特にＴＮ−ＬＣＤの表示コントラスト及び表示色の視角
特性が改善された液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】日本語ワードプロセッサやデスクトップ
パソコン等のＯＡ機器の表示装置は、主流であるＣＲＴ
から、薄型軽量、低消費電力という大きな利点を持った
液晶表示素子（以下ＬＣＤ）に変換されつつある。現在
普及しているＬＣＤの多くは、ねじれネマティック液晶
を用いている。このような液晶を用いた表示方式として
は、複屈折モードと旋光モードの２つの方式に大別でき
る。

【０００３】複屈折モードを用いた表示素子（ＳＴＮ型
ＬＣＤ）は、液晶分子配列のねじれ角が９０゜以上ある
もので、急峻な電気光学特性を持つため、能動素子（薄
膜トランジスタやダイオード）がなくても単純なマトリ
ックス状の電極構造で時分割駆動により大容量の表示が
得られる。しかし、応答速度が遅く（数百ミリ秒）、階
調表示が困難という欠点を持ち、能動素子を用いた液晶
表示素子（ＴＦＴ−ＬＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤ）の表示性
能を越えるまでにはいたらない。

【０００４】ＴＦＴ−ＬＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤには、液
晶分子の配列状態が９０゜ねじれた旋光モードの表示方
式（ＴＮ型ＬＣＤ）が用いられている。この表示方式
は、応答速度が速く（数十ミリ秒）、容易に白黒表示が
得られ、高い表示コントラストを示すことから他の方式
のＬＣＤと比較しても最も有力な方式である。しかし、
ねじれネマティック液晶を用いている為、表示方式の原
理上、見る方向によって表示色や表示コントラストが変
化するといった視角特性上の問題点があり、ＣＲＴの表
示性能を越えるまでには至らない。

【０００５】特開平４−２２９８２８号、特開平４−２
５８９２３号公報などに見られるように、一対の偏光板
とＴＮ型液晶セルの間に、位相差フィルムを配置するこ
とによって視野角を拡大しようとする方法が提案されて
いる。上記特許公報で提案された位相差フィルムは、液
晶セルに対して、垂直な方向の位相差はほぼゼロのもの
であり、真正面からは何ら光学的な作用を及ぼさす、傾
いた方向から観察したときに位相差が発現し、液晶セル
で発現する位相差を補償しようというものである。しか
し、これらの方法によってもＬＣＤの視野角、具体的に
は、画面法線方向から正視角方向または左右方向に傾け
たときの表示画像の着色（着色現象）や白黒が反転する
現象（反転現象）が著しく、特に、車載用やＣＲＴの代
替として考えた場合には、全く対応できないのが現状で
ある。

【０００６】また、特開平４−３６６８０８号、特開平
４−３６６８０９号公報では、光学軸が傾いたカイラル
ネマチック液晶を含む液晶セルを位相差フィルムとして
用いて視野角を改良しているが、２層液晶方式となりコ
ストが高く、非常に重たいものとなっている。さらに特
開平４−１１３３０１号、特開平５−８０３２３号、特
開平５−１５７９１３号公報に、液晶セルに対して、高
分子鎖、光軸または光学弾性軸が傾斜している位相差フ
ィルムを用いている方法が提案されているが、一軸性の
ポリカーボネートを斜めにスライスして用いる等、大面
積の位相差フィルムを低コストでは得難いという問題点
があった。またＳＴＮ−ＬＣＤに関しての視野角改善に
ついては言及しているもののＴＮ−ＬＣＤの視野角改善
について何等具体的効果が示されていない。また、特開
平５−２１５９２１号公報においては一対の配向処理さ
れた基盤に硬化時に液晶性を示す棒状化合物を挟持した
形態の複屈折板によりＬＣＤの光学補償をする案が提示
されているが、この案では従来から提案されているいわ
ゆるダブルセル型の補償板と何ら変わることがなく、大
変なコストアップになり事実上大量生産には向かない。
さらにＴＮ型ＬＣＤの全方位視野角改善についてはその
効果が示されていない。また、特開平３−９３２６号、
及び特開平３−２９１６０１号公報においては配向膜が
設置されたフィルム状基盤に高分子液晶を塗布すること
によりＬＣＤ用の光学補償板とする案が記載されている
が、この方法では分子を斜めに配向させることは不可能
であるため、やはりＴＮ型ＬＣＤの全方位視野角改善は
望めない。

【０００７】更に、ＥＰ０５７６３０４Ａ１においては
屈折率特性が負の一軸性を示し、その光軸が傾斜してい
る位相差板を用いることにより、視角特性を改良する方
法が記載されている。この方法では確かに視野角は従来
のものと比較し大幅に改善されるが、それでもＣＲＴ代
替を検討するほどの視野角改善は不可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＴＮ
型ＬＣＤの視角特性即ち視角による着色現象、反転現象
の改善された液晶表示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題は、（１）２
枚の電極基板間にツイストネマティック液晶を挟持して
なる液晶セルと、その両側に配置された２枚の偏光素子
と、少なくとも１枚の偏光素子が液晶セル側に保護フィ
ルムを有し、前記液晶セルと前記偏光素子の間に、１枚
もしくは２枚以上の光学的に負の一軸性であると共に光
軸が面に対して法線方向にある光学異方素子と、少なく
とも１枚の光学的に負の一軸性であると共に光軸が面に
対する法線方向から５゜〜５０゜傾斜した光学異方素子
を備えた液晶表示装置であって、面内の主屈折率をｎ
x、ｎyとし、厚さ方向の主屈折率をｎzとしたときの
｛（ｎx＋ｎｙ）／２ーｎz｝×ｄで示されるＲｅが、光
軸が面に対して法線方向にある前記光学異方素子のＲｅ
（２枚以上のときはそれらの合計）と、偏光素子の液晶
セル側の保護フィルムのＲｅの合計値が１００〜４００
ｎｍであることを特徴とする液晶表示装置。（２）光学的に負の一軸性を有すると共に光軸が面の法
線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくとも一種類
以上の円盤状化合物を含むことを特徴とする（１）記載
の液晶表示装置。（３）光学的に負の一軸性を有すると共に光軸が面の法
線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくとも透明フ
イルムの両面にせん断力を加えることによってひずみを
与える工程を通して得られたものであることを特徴とす
る（１）記載の液晶表示装置。（４）光学的に負の一軸性を有すると共に光軸が面の法
線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくとも一種の
光異性化物質を含むことを特徴とする（１）記載の液晶
表示装置。（５）光学的に負の一軸性を有すると共に光軸が面の法
線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくとも２つの
層から形成され、その１つの層（Ａ）が正の一軸性を有
し、その光軸が面の法線方向から傾斜したものでって、
もう１つの層（Ｂ）が厚さ方向の屈折率が最小であると
共に最大主屈折率の方向が面内に有り、前記（Ａ）の光
軸の方向と前記（Ｂ）の最大主屈折率の方向とが直交し
ていることを特徴とする（１）記載の液晶表示装置、に
よって達成された。

【００１０】以下、図面を用いてＴＮ型液晶表示素子を
例にとり本発明の作用を説明する。図１、図２は、液晶
セルにしきい値電圧以上の十分な電圧を印加した場合の
液晶セル中を伝搬する光の偏光状態を示したものであ
る。コントラストの視野角特性には、特に電圧印加時の
光の透過率特性が大きく寄与するため、電圧印加時を例
にとり説明する。図１は、液晶セルに光が垂直に入射し
た場合の光の偏光状態を示した図である。自然光Ｌ０が
偏光軸ＰＡを持つ偏光板Ａに垂直にしたとき、偏光板Ｐ
Ａを透過した光は、直線偏光Ｌ１となる。

【００１１】ＴＮ型液晶セルに十分に電圧を印加した時
の液晶分子の配列状態を、概略的に１つの液晶分子でモ
デル的に示すと、概略図中ＬＣのようになる。液晶セル
中の液晶分子でモデル的に示すと、概略図中ＬＣの分子
長軸が光の進路と平行な場合、入射面（光の進路に垂直
な面内）での屈折率の差が生じないので、液晶セルを透
過しても直線偏光のまま伝搬する。偏光板Ｂの偏光軸Ｐ
Ｂを偏光板Ａの偏光軸ＰＡと垂直に設定すると、液晶セ
ルを透過した直線偏光Ｌ２は偏光板Ｂを透過することが
できず暗状態となる。

【００１２】図２は、液晶セルに光が斜めに入射した場
合の光の偏光状態を示した図である。自然光Ｌ０が斜め
に入射した場合、偏光板Ａを透過した偏光Ｌ１はほぼ直
線偏光になる。（実際の場合偏光板の特性により楕円偏
光になる。）この場合、液晶の屈折率異方性により液晶
セルの入射面において屈折率の差が生じ、液晶セルを透
過する光Ｌ２は楕円偏光に変調されており偏光板Ｂでは
完全に遮断されない。このように、斜方入射においては
暗状態での光の遮断が不十分となり、コントラストの大
幅の低下を招き好ましくない。

【００１３】本発明は、このような斜方入射におけるコ
ントラストの低下を防ぎ、視野角特性を改善しようとす
るものである。本発明においては、少なくとも１枚の、
光軸が面に対して法線方向にある光学的に負の一軸性の
光学異方素子と、光軸が面に対する法線方向から傾斜し
た光学的に負の一軸性の光学異方素子を使用する。それ
らの光学異方素子は液晶セルの片側に配置されても良い
し、両サイドにセパレ−トに配置されても良い。

【００１４】本発明によって、液晶表示素子の視野角を
大幅に向上できたことについては以下のように推定して
いる。ＴＮ−ＬＣＤの多くは、ノーマリーホワイトモー
ドを採用している。このモードでは、視角が大きくなる
に従って、黒表示部からの光の透過率が著しく増大し、
結果としてコントラストの急激な低下を引き起こしてい
る。黒表示は電圧印加時の状態であるが、この時には、
ＴＮ型液晶セルは近似的に、光学軸がセルの表面に対す
る法線方向から若干傾いた正の一軸性光学異方体、とみ
なすことができる。

【００１５】液晶セルの光学軸が液晶セルの表面に対す
る法線方向から傾いている場合、光学軸が法線方向にあ
る光学異方体では、その補償が不十分であることが予想
される。また、液晶セルが、概ね正の一軸性光学異方体
とみなせるのであれば、それを補償するためには負の一
軸性光学異方体を用いる事が好ましい。このような理由
から、光学軸が法線方向から傾いた負の一軸性光学異方
体によって大幅に視野角特性が改善される。しかし、Ｔ
Ｎ型液晶セルの光学異方性を正の一軸性とみなすのはあ
くまでも近似であり、光軸が傾斜した負の一軸性光学異
方体で補償することはおのずと限界がある。即ち、液晶
セル内部の液晶の配向は、基板面付近と中心では、その
光軸方向が異なるものであり、液晶セルは光軸の方向が
異なった正の一軸異方体の積層とみなす事ができる。本
発明者らは、鋭意検討した結果、上記の配向に対して、
負の一軸性を有すると共に光軸が面に対して傾斜した光
学異方体と負の一軸性を有すると共に光軸が面に対して
法線方向にある光学異方体とを共に用いることにより、
更に著しく改善できる事を突き止め本発明の完成に至っ
た。

【００１６】次に、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける負の一軸性とは、光学異方素子の３つの主屈折率
を、その値が小さい順にｎ1、ｎ2、ｎ3としたとき、ｎ1
＜ｎ2＝ｎ3の関係を有するものである。従って光軸方向
の屈折率が最も小さいという特性を有するものである。
ただし、ｎ2とｎ3の値は厳密に等しい必要はなく、ほぼ
等しければ十分である。具体的には、｜ｎ2−ｎ3｜／｜ｎ2−ｎ1｜≦０．２であれば実用上問題はない。負の一軸性で有ると共に光
軸が法線の光学異方素子はその主屈折率のうち、最も小
さい主屈折率が面の法線方向であり、他は面方向であ
る。また、光学異方素子の厚さをｄとしたとき、｛（ｎ
2＋ｎ3）／２ーｎ1｝×ｄの値の合計値が１００ｎｍ〜
４００ｎｍで有ることが好ましく、１２０ｎｍ〜３００
ｎｍで有ることが更に好ましい。またここに於ける光軸
が法線方向で負の一軸性を有する光学異方素子として
は、後述の光軸が傾斜した負の一軸性光学異方素子の支
持体及び、偏光板の液晶セル側の保護フイルム等が含ま
れる。ただし、偏光板の保護フイルムだけでは、Ｒｅ値
の合計が小さく、更に光軸が法線方向にある負の一軸性
の光学異方素子を加える必要がある。この光学異方素子
は、単独で使用されても良いし、前述したように、負の
一軸性を有すると共に光軸が傾斜した光学異方素子の支
持体にその機能を持たせても良い。

【００１７】前記支持体素材は光透過率が８０％以上で
あることに加えて、正面での光学特性が等方性即ち、正
面レタ−デ−ションがゼロに近いことが好ましい。従っ
て、ゼオネックス（日本ゼオン）、ＡＲＴＯＮ（日本合
成ゴム）、フジタック（富士写真フイルム）などの商品
名で売られている固有複屈折率が小さい素材から形成さ
れた支持体が好ましい。しかし、ポリカーボネート、ポ
リアリレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォ
ンなどの固有複屈折率が大きい素材であっても製膜時に
分子配向を制御することによって正面の光学的特性を等
方的にすることも可能であり、それらも好適に利用でき
る。具体的には、面内の主屈折率をｎx、ｎy厚さ方向の
屈折率をｎz、厚さをｄとした時、０≦｜ｎx−ｎy｜×ｄ≦５０（ｎｍ）より好ましくは、０≦｜ｎx−ｎy｜×ｄ≦２０（ｎｍであり、（ｎx＋ｎy）／２＞ｎzの条件を満たすことが
好ましい。

【００１８】光学的に負の一軸性を有し、光軸が傾斜し
た光学異方素子はその光学軸が面の法線方向から５゜〜
５０゜傾いていることが好ましく、１０゜〜４０゜がよ
り好ましく、２０゜〜３５゜が最も好ましい。さらに、
｛（ｎ2＋ｎ3）／２ーｎ1｝×ｄの値が、５０ｎｍ〜４
００ｎｍの条件を満足することが好ましい。これらの特
性を発現するための方法としては、円盤状化合物の斜め
配向、フイルムの両面にせん断力をかけて歪を付与、ア
ゾベンゼン等の化合物に偏光照射等があり、以下その説
明をする。

【００１９】本発明の円盤状化合物とは、例えば、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
ンゼン誘導体や、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇ
ｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載
されたシクロヘキサン誘導体及び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．Ａ
ｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９
４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などが挙げられ、一般的にこれ
らを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキ
シ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖として放射
状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的にデ
ィスコティック液晶と呼ばれるものが含まれる。ただ
し、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向を付与で
きるものであれば上記記載に限定されるものではない。
また、本発明において、円盤状化合物から形成した層と
は、最終的にできた層が前記化合物である必要はなく、
例えば、前記低分子ディスコティック液晶が熱、光等で
反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反応によ
り重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失ったもの
も含まれるものとする。つぎに、本発明において好的に
利用できる化合物の例を下記に列挙する。

【００２０】

【化１】

【００２１】

【化２】

【００２２】

【化３】

【００２３】

【化４】

【００２４】上記円盤状化合物に代表されるディスコテ
ィック液晶は、透明支持体上に設けた有機配向膜をラビ
ング処理した後塗布、あるいは、無機配向膜上に塗布
し、一旦等方相に加熱し、液晶相で一定時間保つことで
斜めに配向させることが可能である。上記の有機配向膜
としては、ポリイミド膜、ポリスチレン誘導体などがあ
り、水溶性のものとしては、ゼラチン膜やポリビニルア
ルコールなどが挙げられる。これらは全てラビング処理
を施すことにより、ディスコティック液晶を斜めに配向
させることができる。中でもアルキル鎖変性系のポリビ
ニルアルコールは特に好ましく、ディスコティック液晶
を均一に配向させる能力に秀れていることを本発明者ら
は発見した。これは配向膜表面のアルキル鎖とディスコ
ティック液晶のアルキル側鎖との強い相互作用の為と推
測している。上記アルキル鎖変性ポリビニルアルコール
は、下記に列記するような末端にアルキル基を有するも
のが挙げられ、けん化度８０％以上、重合度２００以上
が好ましい。また、側鎖にアルキル基を有するポリビニ
ルアルコールも有効に用いることができる。市販品とし
ては、クラレ（株）製ＭＰ１０３、ＭＰ２０３、Ｒ１１
３０などが入手可能である。

【００２５】また、ＬＣＤの液晶配向膜として広く用い
られているポリイミド膜も有機配向膜として好ましく、
これはポリアミック酸（例えば、日立化成(株)製ＬＱ／
ＬＸシリーズ、日産化学（株）製ＳＥシリーズ等）を基
盤面に塗布し１００〜３００℃で０．５〜１時間焼成の
後ラビングする事により得られる。

【００２６】

【化５】

【００２７】また、前記ラビング処理とは、ＬＣＤの液
晶配向処理工程として広く普及しているものと同一な手
法で、配向膜の表面を紙やガーゼ，フェルト，ラバー、
或いはナイロン，ポリエステル繊維などを用いて一定方
向にこすることにより配向を得る方法である。一般的に
は長さと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。

【００２８】上記配向膜は、その上に塗設されたディス
コティック液晶分子の配向方向を決定する作用がある。
ただし、ディスコティック液晶の配向は配向膜に依存す
るためその組合わせを最適化する必要がある。次に、一
旦均一配向をしたディスコティック液晶分子は基盤面と
ある角度θをもって配向するが、斜め配向の角度は配向
膜の種によってはあまり変化せず、ディスコティック液
晶分子固有の値をとることが多い。また、ディスコティ
ック液晶二種以上あるいはディスコティック液晶に似た
化合物を混合するとその混合比によりある範囲内の傾斜
角調整ができる。従って、斜め配向の傾斜角制御にはデ
ィスコティック液晶を選択する、或いは混合するなどの
方法がより有効である。

【００２９】また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質としては
ＳｉＯを代表としＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂、ＺｎＯ₂等の金属
酸化物やフッ化物、Ａｕ，Ａｌ等の金属が挙げられる。
尚、金属酸化物は高誘電率のものであれば斜方蒸着物質
として用いることができ、上記に限定されるものではな
い。蒸着膜の形成には基盤固定型の方法とフィルムへの
連続蒸着型の方法の両者が使え、蒸着物質としてＳｉＯ
を例にとると蒸着角度αが約６５〜８８゜において、デ
ィスコティック液晶はその光学軸が蒸着粒子カラムの方
向とおよそ直交する方向に均一配向する。

【００３０】本発明における光学補償シートは、その製
造工程において均一な斜め配向を得るための工程を必要
とする。具体的には、ラビング処理した配向膜の形成さ
れた基盤にディスコティック液晶を塗布し、その後液晶
相より好ましくはディスコティックネマティック相形成
温度まで昇温することである。これにより該液晶は斜め
配向をし、その後の冷却により配向を保ったまま、常温
では固体状態をとる。また、ディスコティックネマティ
ック液晶相形成温度はディスコティック液晶に固有のも
のであるが、異なるものを二種以上混合する事により、
任意に調整する事ができる。本発明に用いるディスコテ
ィック液晶のディスコティックネマティック液晶相−固
相転移温度としては、好ましくは７０℃以上３００℃以
下、特に好ましくは７０℃以上１５０℃以下である。

【００３１】本発明に於ける、負の一軸性を有すると共
に光軸が傾斜した光学補償シ−トとは、少なくとも透明
フイルムの両面に図３に示すような装置でせん断力を加
える工程を経る事よって得られる。具体的には、周速が
異なる２つのロ−ル間に熱可塑性樹脂からなり、光透過
性を有するフイルムを挟み込んで、該フイルムにせん断
力を付与することによって、効率的に得られる。ここで
使用される熱可塑性樹脂としては、光の透過率が７０
％、より好ましくは８５％であれば、全く問題なく、特
に他の制約はないが、具体的には、ポリカ−ボネ−ト、
ポリアリレ−ト、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタ
レ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリエ−テルスル
ホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリアリルスルホン、ポリビニルアルコ−ル、
ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビ
ニル、セルロ−ス系重合体、ポリアクリロニトリル、ポ
リスチレン、二元系、三元系各種重合体、グラフト共重
合体、ブレンド物等が好適に利用される。

【００３２】本発明に於ける、光異性化物質とは、光に
より立体異性化または構造異性化を起こすものであり、
好ましくは、さらに別の波長の光または熱によってその
逆異性化を起こすものである。これらの化合物として一
般的には、構造変化と共に可視域での色調変化を伴うも
のは、フォトクロミック化合物としてよく知られている
ものが多く、アゾベンゼン化合物、ベンズアルドキシム
化合物、アゾメチン化合物、フルギド化合物、ジアリ−
ルエテン化合物、ケイ皮酸系化合物、レチナ−ル系化合
物、ヘミチオインジゴ化合物等が挙げられる。なお、代
表的な化合物を化５〜化６に示す。

【００３３】

【化６】

【００３４】

【化７】

【００３５】また、少なくとも２つの層から形成され、
その１つの層（Ａ）が正の一軸性を有し、その光軸が面
の法線方向から傾斜したものであり、もう１つの層
（Ｂ）が厚さ方向の屈折率が最小であると共に、最大主
屈折率の方向が面内に有り、前記（Ａ）の光軸方向と、
前記（Ｂ）の最大主屈折率方向とが直交していることを
特徴とする光学異方素子とは、具体的には次のような態
様によって実現できる。例えば、前記層（Ａ）は、透明
フイルム（支持体）上に、配向膜を塗布しラビングした
ものの上または透明フイルム上に無機斜方蒸着膜を設け
たものの上に、ネマチック液晶を塗布する事によって得
られる。また、もう１つの層（Ｂ）は、固有複屈折率が
正の一軸延伸フイルム等によって得られる。従って、層
（Ｂ）として一軸延伸フイルムを使用し、その上に層
（Ａ）を形成する事によって得る事もできる。また、こ
こで利用されるネマチック液晶には特に制約はない。加
えて、液晶に架橋基を導入する事で液晶配向後、架橋に
よって重合組成物とする事で耐久性を向上させる事が可
能である。本発明にはこのように、液晶を架橋したもの
も含まれる。

【００３６】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。実施例１＜負の一軸性で光軸が法線方向にある光学補償シ−トの
作製＞スチレン換算の重量平均分子量１３万のトリアセ
チルセルロースを塩化メチレンに溶解し、金属バンド上
に流延し、剥取り後テンターによる幅方向延伸、ＭＤ方
向延伸及び熱による配向緩和を行うことによって、各種
の面配向性を有するトリアセチルセルロースフイルム、
ＮＦ−１〜ＮＦ−３を作製した。作製したフイルムの面
内主屈折率をｎx、ｎyとし、厚さ方向の主屈折率をｎz
とし、且つフイルムの厚さをｄとしたとき、（ｎx−ｎ
y）×ｄ，及び｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎz｝×ｄ，の値を
各種フイルムについて測定した。結果を表１に示す。こ
こで、厚さはマイクロメーターで測定し、（ｎx−ｎy）
×ｄはフイルムの正面Ｒｅ値として、エリプソメーター
（島津製作所製のＡＥＰ−１００）によって測定した。
また、｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎz｝×ｄはアッベの屈折
計でｎyの測定値、及びＡＥＰ−１００によるＲｅ値の
角度依存性の測定値から計算により、ｎzを求めること
により決定した。

【００３７】実施例２光学的に等方性の厚さ１ｍｍのガラス板上に長鎖アルキ
ル変性ポバール（クラレ（株）製ＭＰ−２０３）を塗布
し、温風にて乾燥させた後、ラビング処理を行い配向膜
を形成した。この配向膜上に前記ディスコティック液晶
ＴＥ−８とＴＥ−８を重量比５対１で混合したもの
にメチルエチルケトンを加え、全体として１２ｗｔ％溶
液とし、スピンコートにより２０００ｒｐｍで塗布を行
った。１４５℃まで昇温、熱処理した後室温まで冷却
し、およそ１．２μｍのディスコティック液晶層を形成
させ、これをＩＦ−１とした。

【００３８】実施例３ゼラチン薄膜（０．１μｍ）を塗設した実施例１のトリ
アセチルセルロースフイルムＮＦ−１の上に長鎖アルキ
ル変性ポバール（クラレ（株）製ＭＰ−２０３）を塗布
し、温風にて乾燥させた後、ラビング処理を行い実施例
２と同一の配向膜を形成した。この配向膜上に前記ディ
スコティック液晶ＴＥ−８とＴＥ−８を重量比５対
１で混合したものにメチルエチルケトンを加え、全体と
して１２ｗｔ％溶液とし、スピンコートにより２０００
ｒｐｍで塗布を行った。１４５℃まで昇温、熱処理した
後室温まで冷却し、実施例２と同様の１．２μｍのディ
スコティック液晶層を形成させ、これをＮＩＦ−１とし
た。

【００３９】実施例４光学的に等方性の厚さ１ｍｍのガラス板上に長鎖アルキ
ル変性ポバール（クラレ（株）製ＭＰ−２０３）を塗布
し、温風にて乾燥させた後、ラビング処理を行い実施例
２と同一の配向膜を形成した。この配向膜上に前記ディ
スコティック液晶ＴＥ−８のｍ＝６に光重合開始剤と
して１ｗｔ％のミヒラ−ケトン＋ベンゾフェノン（重量
比、１：１）を加え、それらをメチルエチルケトンに溶
解し、全体として７ｗｔ％溶液とし、スピンコートによ
り２０００ｒｐｍで塗布を行った。１４５℃まで昇温
し、紫外線照射装置（１６Ｗ）を使用し、２分間露光
し、０．７μｍのディスコティック液晶層を形成させ、
これをＩＦ−２とした。

【００４０】実施例５ゼラチン薄膜（０．１μｍ）を塗設した実施例１のトリ
アセチルセルロースフイルムＮＦ−３の上に長鎖アルキ
ル変性ポバール（クラレ（株）製ＭＰ−２０３）を塗布
し、温風にて乾燥させた後、ラビング処理を行い実施例
２と同一の配向膜を形成した。この配向膜上に前記ディ
スコティック液晶ＴＥ−８のｍ＝６に光重合開始剤と
して１ｗｔ％のミヒラ−ケトン＋ベンゾフェノン（重量
比、１：１）を加え、それらをメチルエチルケトンに溶
解し、全体として７ｗｔ％溶液とし、スピンコートによ
り２０００ｒｐｍで塗布を行った。１４５℃まで昇温
し、紫外線照射装置（１６Ｗ）を使用し、２分間露光
し、０．７μｍの実施例４と同様のディスコティック液
晶層を形成させ、これをＮＩＦ−２とした。

【００４１】実施例６幅３０ｃｍ、厚さ５０μｍのポリカ−ボネ−トフイルム
を図３に示す２つのロ−ルに挟み、以下の条件にて、成
型した。ロ−ルＲ1及びＲ2の周速：１．００５ｍ／ｍｉｎ、１．
００ｍ／ｍｉｎロ−ルＲ1及びＲ2の温度：１３８℃ ロ−ル間に加わる力：３０００Ｋｇロ−ルＲ1及びＲ2の径：１５ｃｍまた、該成型フイルムを１６０℃の温度で幅方向に６％
延伸し、本発明に供するフイルム、ＩＦ−３を得た。

【００４２】実施例７実施例１で作製したＮＦ−１と実施例６で作製したＩＦ
−３をアクリル系の感圧接着剤で粘着積層し、光学異方
素子ＮＩＦ−３を得た。実施例８Ｔ−１３で示される化合物を塩化メチレンに溶解し、２
０ｗｔ％溶液とした。該溶液を、光学的に等方性の厚さ
１ｍｍのガラス板上に塗布し、キセノンの偏光光をガラ
ス基板法線より３３度傾斜させて、照度２００００ルク
スで照射した。この時のガラス基板温度と照射時間はそ
れぞれ、４０℃、３０ｍｉｎである。このようにして、
本発明に使用する、光軸が傾斜した負の一軸性光学異方
素子ＩＦ−４を作製した。

【００４３】実施例９実施例１で作製したＮＦ−２と実施例８で作製したＩＦ
−４をアクリル系の感圧接着剤で粘着積層し、光学異方
素子ＮＩＦ−４を得た。

【００４４】実施例１０厚さ８０μｍ、幅５０ｃｍ等方性ポリカ−ボネ−ト（Ｐ
Ｃ）フイルムを１７０℃で幅方向に５％延伸した。該Ｐ
Ｃフイルム上に、ＳｉＯを蒸着物質として、蒸着角度を
フイルム面の法線方向から、フイルムの長手方向即ち、
延伸軸と直交する方向に蒸着角度４０度で斜め蒸着し
た。該蒸着面上に、ネマチック液晶（メルク社製ＭＢＢ
Ａ）を塩化メチレンに溶解し、１ｗｔ％の溶液を作製し
た。該溶液をＰＣフイルム上に塗布し、７０℃で熱処理
する事により、０．７μｍ厚のネマチイク液晶層を作製
した。この後、塗設面を三酢酸セルロ−ス保護膜でラミ
ネ−トする事により、本発明の光学異方素子ＩＦ−５を
作製した。

【００４５】実施例１１実施例１で作製したＮＦ−３と実施例１０で作製したＩ
Ｆ−５をアクリル系の感圧接着剤で粘着積層し、光学異
方素子ＮＩＦ−５を得た。

【００４６】実施例１２上記ＩＦ−１〜ＩＦ−５の光学異方素子のＲｅ値の角度
依存性をエリプソメ−タ−で測定し、その結果から
｛（ｎ2＋ｎ3）／２ーｎ1｝×ｄ及び光軸と光学異方素
子の面に対する法線との為す角度（β）を計算したとこ
ろ、表２のようになった。測定には島津製作所製エリプ
ソメーター（ＡＥＰ−１００）を透過モードにして使用
した。

【００４７】実施例１２液晶の異常光と常光の屈折率の差と液晶セルのギャップ
サイズの積が４５０ｎｍでねじれ角が９０度のＴＮ型液
晶セルに実施例で得た光学補償シートを装着し液晶セル
に対して、４０Ｈｚ矩形波、０Ｖ〜５Ｖの範囲で電圧を
印加し、透過率（Ｔ）の角度依存性を大塚電子製ＬＣＤ
−５０００で測定した。白表示と黒表示のコントラスト
比（Ｔ_1V／Ｔ_5V）が１０となる位置を視野角と定義し、
上下左右方向の視野角を求めた。結果を表３に示す。ま
た、この測定におけるＴＮ液晶セルの偏光板の偏光軸、
液晶セルのラビング軸、光学補償シートのラビング方向
については図４に示す。尚、図４中液晶セルでは対向す
る基板のそれぞれの内側の面を、光学補償シートについ
てはその上面側をラビング処理してある。尚、使用した
ＴＮ液晶セルに、利用した偏光板の保護フイルムのＬＣ
セル側の光学特性は、２枚の偏光板共に、負の一軸性を
有し、光軸が法線であり、｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎz｝
×ｄの値は４５ｎｍであった。

【００４８】比較例１液晶の異常光と常光の屈折率の差と液晶セルのギャップ
サイズの積が４５０ｎｍでねじれ角が９０度の実施例１
２に使用したＴＮ型液晶セルに、光学異方素子なしの場
合、実施例１で得たＮＦ−１からＮＦ−３の光学異方素
子を装着した場合、実施例のＩＦ−１〜ＩＦ−５を装着
した場合について、液晶セルに対して、４０Ｈｚ矩形
波、０Ｖ〜５Ｖの範囲で電圧を印加し、透過率（Ｔ）の
角度依存性を大塚電子製ＬＣＤ−５０００で測定した。
白表示と黒表示のコントラスト比（Ｔ_1V／Ｔ_5V）が１０
となる位置を視野角と定義し、上下左右方向の視野角を
求めた。結果を表３に示す。また、この測定におけるＴ
Ｎ液晶セルの偏光板の偏光軸、液晶セルのラビング軸、
光学異方素子のラビング方向については図４に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】

【表３】

【００５２】

【発明の効果】表３から明らかなように、本発明の光学
補償シートを設けたＬＣＤにおいては、視野角特性の著
しい改善が達成されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶セルに自然光が垂直に入射した場合の光の
偏光状態を示した図である。

【図２】液晶セルに自然光が斜めに入射した場合の光の
偏光状態を示した図である。

【図３】異周速ロ−ラ−で、フイルム両面にせん断力を
付加する工程の図である。

【図４】実施例、比較例における視角特性を測定したと
きの偏光板の偏光軸、液晶セルのラビング方向、光学補
償シートのラビング方向の関係を示した図である。

【符号の説明】ＴＮＣ：ＴＮ型液晶セルＡ，Ｂ：偏光板ＰＡ，ＰＢ：偏光軸Ｌ０：自然光Ｌ１，Ｌ５：直線偏光Ｌ２：液晶セルを透過した後の変調光Ｌ３，Ｌ４：楕円偏光ＬＣ：ＴＮ型液晶セルに十分に電圧を印加したときの液
晶分子の配列状態Ｒ₁〜Ｒ₆：ロールＲＦ１，ＲＦ２：光学補償シートＲ１，Ｒ２：光学補償シートのラビング方向ＢＬ：バックライト β：光軸角度

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の電極基板間にツイストネマティッ
ク液晶を挟持してなる液晶セルと、その両側に配置され
た２枚の偏光素子と、少なくとも１枚の偏光素子が液晶
セル側に保護フィルムを有し、前記液晶セルと前記偏光
素子の間に、１枚もしくは２枚以上の光学的に負の一軸
性であると共に光軸が面に対して法線方向にある光学異
方素子と、少なくとも１枚の光学的に負の一軸性である
と共に光軸が面に対する法線方向から５゜〜５０゜傾斜
した光学異方素子を備えた液晶表示装置であって、面内
の主屈折率をｎx、ｎyとし、厚さ方向の主屈折率をｎz
としたときの｛（ｎx＋ｎｙ）／２ーｎz｝×ｄで示され
るＲｅが、光軸が面に対して法線方向にある前記光学異
方素子のＲｅ（２枚以上のときはそれらの合計）と、偏
光素子の液晶セル側の保護フィルムのＲｅの合計値が１
００〜４００ｎｍであることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】光学的に負の一軸性を有すると共に光軸
が面の法線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくと
も一種類以上の円盤状化合物を含むことを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】光学的に負の一軸性を有すると共に光軸
が面の法線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくと
も透明フイルムの両面にせん断力を加えることによって
ひずみを与える工程を通して得られたものであることを
特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】光学的に負の一軸性を有すると共に光軸
が面の法線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくと
も一種の光異性化物質を含むことを特徴とする請求項１
記載の液晶表示装置。
【請求項５】光学的に負の一軸性を有すると共に光軸
が面の法線方向から傾斜した光学異方素子が、少なくと
も２つの層から形成され、その１つの層（Ａ）が正の一
軸性を有し、その光軸が面の法線方向から傾斜したもの
でって、もう１つの層（Ｂ）が厚さ方向の屈折率が最小
であると共に最大主屈折率の方向が面内に有り、前記
（Ａ）の光軸の方向と前記（Ｂ）の最大主屈折率の方向
とが直交していることを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。