JP3981508B2 - Optical compensation sheet, elliptically polarizing plate, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学補償シート、楕円偏光板および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＮ（Twisted Nematic）型液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＭＩＭ（Metal Insulator Metal）のような能動素子と組み合わせて、最も広く用いられている液晶表示装置である。
ＴＮ型液晶表示装置は、ＴＮ型液晶セルおよび二枚の偏光素子からなる。
液晶セルは、棒状液晶性分子、それを封入するための二枚の基板および棒状液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。ＴＮ型液晶セルでは、９０゜のねじれ角で棒状液晶性分子を配向させるための配向膜が、二枚の基板に設けられる。
ＴＮ型液晶表示装置の視野角を改善するため、一般に液晶セルと偏光素子との間に光学補償シート（位相差板）が設けられる。偏光素子（偏光膜）と光学補償シートとの積層体は、楕円偏光板として機能する。光学補償シートとしては、延伸複屈折フイルムが従来から使用されている。
【０００３】
延伸複屈折フイルムからなる光学補償シートに代えて、透明支持体上にディスコティック液晶性分子を含む光学異方性層を有する光学補償シートを使用することが提案されている。光学異方性層は、ディスコティック液晶性分子を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。ディスコティック液晶性分子は、一般に大きな複屈折率を有する。ディスコティック液晶性分子を用いることで、従来の延伸複屈折フイルムでは得ることができない光学的性質を有する光学補償シートを製造することが可能になる。ディスコティック液晶性分子を用いたＴＮ型液晶セル用の光学補償シートについては、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載がある。
ＴＮ型液晶セル用の光学補償シートでは、光学異方性層内でディスコティック液晶性分子を５乃至８５度の平均傾斜角で配向させ、さらにディスコティック液晶性分子の傾斜角をディスコティック液晶性分子と透明支持体面との距離に伴って変化させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の延伸複屈折フイルムに代えて、ディスコティック液晶性分子を用いることで、従来よりも正確にＴＮ型液晶セルを光学的に補償することが可能になった。しかし、本発明者の研究によれば、ディスコティック液晶性分子を用いても、ＴＮ型液晶セルを問題なく完全に光学的に補償することは非常に難しい。本発明者が従来の光学補償シートを検討したところ、偏光板の斜め方向からの光漏れが認められ、視野角が充分に（理論的に期待できる程度まで）拡大していない。
本発明の目的は、液晶セルを正確に光学的に補償することができる光学補償シートを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記（１）〜（４）の光学補償シート、下記（５）の楕円偏光板および下記（６）の液晶表示装置により達成された。
（１）透明支持体および５乃至８５度の平均傾斜角で配向しているディスコティック液晶性分子から形成された光学異方性層を有し、ディスコティック液晶性分子の傾斜角がディスコティック液晶性分子と透明支持体面との距離に伴って変化している光学補償シートであって、透明支持体が、光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であるポリマーフイルムからなり、そして、透明支持体の最大屈折率の方向がディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように配置されていることを特徴とする光学補償シート。
【０００６】
（２）透明支持体がポリカーボネートフイルムからなる（１）に記載の光学補償シート。
（３）透明支持体が一軸延伸または二軸延伸したポリカーボネートフイルムからなる（１）に記載の光学補償シート。
（４）透明支持体がポリカーボネートフイルムとセルロースエステルフイルムとの積層体からなり、ポリカーボネートフイルムが光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であり、そして、最大屈折率の方向がディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように配置されている（１）に記載の光学補償シート。
（５）５乃至８５度の平均傾斜角で配向しているディスコティック液晶性分子から形成された光学異方性層、透明支持体、偏光膜、そして、透明保護膜が、この順に積層されている楕円偏光板であって、透明支持体が、光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であるポリマーフイルムからなり、そして、透明支持体の最大屈折率の方向がディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように配置されていることを特徴とする楕円偏光板。
【０００７】
（６）ＴＮ型液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板からなる液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも一方が、５乃至８５度の平均傾斜角で配向しているディスコティック液晶性分子から形成された光学異方性層、透明支持体、偏光膜、そして、透明保護膜が、液晶セル側からこの順に積層されている楕円偏光板であり、透明支持体が、光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であるポリマーフイルムからなり、そして、透明支持体の最大屈折率の方向がディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
なお、ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角は、ディスコティック液晶性分子の円盤面と透明支持体平面との平均角度を意味する。
実質的に平行または直交とは、厳密な平行または直交との角度差が±２０゜未満であることを意味する。角度差は、±１６゜未満であることが好ましく、±１２゜未満であることがより好ましく、±８゜未満であることがさらに好ましく、±４゜未満であることが最も好ましい。
【０００８】
【発明の効果】
本発明者の研究の結果、透明支持体に特定の光学異方性を導入して、光学異方性層に含まれるディスコティック液晶性分子と協調して、ＴＮ型液晶セルを光学的に補償すれば、液晶表示装置の視野角を充分に（理論的に期待できる程度まで）拡大できることが判明した。
具体的には、透明支持体として光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であるポリマーフイルムを使用する。さらに、透明支持体の最大屈折率の方向がディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように透明支持体と光学異方性層とを配置する。
ディスコティック液晶性分子の光学異方性と透明支持体の光学異方性とが協調して、従来のディスコティック液晶性分子の光学異方性のみでは不可能であった程度まで、ＴＮ型液晶セルの光学的性質に正確に対応（光学的に補償）することができる。このような光学補償シートを用いることで、偏光板の斜め方向からの光漏れが防止され、ＴＮ型液晶表示装置の視野角を充分に（従来以上に）拡大することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、ＴＮ型液晶表示装置の基本的な構成を示す模式図である。
図１に示すＴＮ型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、透明支持体（３ａ）、光学異方性層（４ａ）、液晶セルの下基板（５ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶セルの上基板（５ｂ）、光学異方性層（４ｂ）、透明支持体（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｂ）からなる。
液晶セルの下基板、棒状液晶性分子および液晶セルの上基板（５ａ〜５ｂ）がＴＮ型液晶セルを構成する。
透明支持体および光学異方性層（３ａ〜４ａおよび４ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。
透明保護膜、偏光膜、透明支持体および光学異方性層（１ａ〜４ａおよび４ｂ〜１ｂ）が楕円偏光板を構成する。
【００１０】
図２は、ＴＮ型液晶表示装置の別の基本的な構成を示す模式図である。
図２に示すＴＮ型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、透明支持体（３ａ）、光学異方性層（４ａ）、液晶セルの下基板（５ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶セルの上基板（５ｂ）、透明保護膜（１ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
液晶セルの下基板、棒状液晶性分子および液晶セルの上基板（５ａ〜５ｂ）がＴＮ型液晶セルを構成する。
透明支持体および光学異方性層（３ａ〜４ａ）が光学補償シートを構成する。
透明保護膜、偏光膜、透明支持体および光学異方性層（１ａ〜４ａ）が楕円偏光板を構成する。
【００１１】
図３は、ＴＮ型液晶表示装置のさらに別の基本的な構成を示す模式図である。
図３に示すＴＮ型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、透明保護膜（１ｂ）、液晶セルの下基板（５ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶セルの上基板（５ｂ）、光学異方性層（４ｂ）、透明支持体（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
液晶セルの下基板、棒状液晶性分子および液晶セルの上基板（５ａ〜５ｂ）がＴＮ型液晶セルを構成する。
透明支持体および光学異方性層（４ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。
透明保護膜、偏光膜、透明支持体および光学異方性層（４ｂ〜１ｃ）が楕円偏光板を構成する。
【００１２】
［透明支持体］
本発明では、光学補償シートの透明支持体として、光学異方性のポリマーフイルムが用いる。透明支持体の面内レターデーション（Ｒｅ）は、２０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、１０ｎｍ以上であることが好ましく、１５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、それぞれ下記式で定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒth＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝−ｎｚ］×ｄ
式中、ｎｘおよびｎｙは、透明支持体の面内屈折率であり、ｎｚは透明支持体の厚み方向の屈折率であり、そしてｄは透明支持体の厚さである。
【００１３】
透明支持体を形成するポリマーとしては、セルロースエステル（例、セルロースアセテート）または合成ポリマー（例、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、ポリメタクリレート、ノルボルネン樹脂）が一般に用いられる。本発明では、セルロースエステルフイルムまたはポリカーボネートフイルムを用いることが好ましく、ポリカーボネートフイルムを用いることが特に好ましい。
なお、セルロースエステルフイルムは、一般には、光学等方性が高い（レターデーションが低い）ポリマーフイルムとして知られている。しかし、欧州特許０９１１６５６５６Ａ２号明細書に記載されている（１）レターデーション上昇剤の使用、（２）セルロースアセテートの酢化度の低下、あるいは（３）冷却溶解法によるフイルムの製造により、レターデーションの高い（光学異方性の）セルロースエステルフイルムを得ることができる。
【００１４】
透明支持体を二枚のポリマーフイルムの積層体としてもよい。二枚のポリマーフイルムとしては、ポリカーボネートフイルムとセルロースエステルフイルムとの組み合わせが好ましい。二枚のポリマーフイルムを組み合わせる場合は、少なくとも一方が本発明が定義する光学的性質を有していればよい。ポリカーボネートフイルムとセルロースエステルフイルムとの組み合わせでは、ポリカーボネートフイルムが本発明が定義する光学的性質を有していることが好ましい。一方のポリマーフイルム（例えば、ポリカーボネートフイルム）が本発明が定義する光学的性質を有している場合、他方（例えば、セルロースエステルフイルム）は、光学等方性であってもよい。ポリカーボネートフイルムとセルロースエステルフイルムとの組み合わせでは、セルロースエステルフイルムを光学異方性層（または配向膜）側に配置することが好ましい。
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。
形成したポリマーフイルムは、一般に延伸することによって、光学異方性を得る。すなわち、一軸延伸処理または二軸延伸処理により、光学的に正の一軸性または光学的二軸性を有し、最大屈折率の方向が透明支持体面と実質的に平行であるポリマーフイルムを得ることができる。
【００１５】
一軸延伸は、フイルムの縦方向（流延方向）または横方向（流延方向に直交する方向）に対して実施することが好ましく、横方向に対して実施することがさらに好ましい。延伸率は、０．２乃至２０％であることが好ましく、０．５乃至１０％であることがさらに好ましく、１乃至５％であることが最も好ましい。
二軸延伸は、フイルムの縦方向（流延方向）と横方向（巾方向）に対して実施することが好ましい。縦方向の延伸率は、０．１乃至１０％であることが好ましく、０．２乃至５％であることがさらに好ましく、０．５乃至２％であることが最も好ましい。横方向の延伸率は、０．２乃至２０％であることが好ましく、０．５乃至１０％であることがさらに好ましく、１乃至５％であることが最も好ましい。
透明支持体の最大屈折率の方向は、ディスコティック液晶性分子の円盤面の法線を透明支持体面に投影して得られる線の平均方向と実質的に平行または直交しているように配置する。製造工程段階では、下記の配向膜のラビング方向と、ポリマーフイルムの延伸方向とが、実質的に平行または直交しているように配置すればよい。
透明支持体の厚さは、２０乃至５００μｍであることが好ましく、５０乃至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、配向膜あるいは光学異方性層）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。
【００１６】
［配向膜］
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。ポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることにより実施する。
配向膜を構成するポリマーとしては、配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマー（通常の配向膜用ポリマー）を用いることが好ましい。
配向膜の厚さは、０．０１乃至５μｍであることが好ましく、０．０５乃至１μｍであることがさらに好ましい。
なお、配向膜を用いて、光学異方性層のディスコティック液晶性分子を配向させてから、光学異方性層を透明支持体上に転写してもよい。配向状態で固定されたディスコティック液晶性分子は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。
【００１７】
［光学異方性層］
光学異方性層は、ディスコティック液晶性分子から形成する。
光学異方性層では、５乃至９５度の平均傾斜角でディスコティック液晶性分子を配向させる。平均傾斜角は、５乃至４５度であることが好ましい。さらに、ディスコテック液晶性分子の傾斜角は、ディスコティック液晶性分子と透明支持体面との距離に伴って変化させる。
ディスコティック液晶性分子は、様々な文献（C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節(1994)；B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985)；J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994)）に記載されている。ディスコティック液晶性分子は、重合反応により配向状態を固定することが好ましい。ディスコティック液晶性分子の重合については、特開平８−２７２８４公報に記載がある。
ディスコティック液晶性分子を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性分子の円盤状コアに、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、ディスコティック液晶性分子は、下記式（Ｉ）で表わされる化合物であることが好ましい。
【００１８】
（Ｉ）
Ｄ（−Ｌ−Ｑ）n
式中、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；そして、ｎは４乃至１２の整数である。
上記式の円盤状コア（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。
【００１９】
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
上記式において、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、アルケニレン基、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、アルケニレン基、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基であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、１乃至１２であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、２乃至１２であることが好ましい。アリーレン基の炭素原子数は、６乃至１０であることが好ましい。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、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基）を有していてもよい。
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を意味し、ＡＲはアリーレン基を意味する。
【００２７】
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−
【００２８】
Ｌ14：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ15：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ16：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ17：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ18：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ19：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ20：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ21：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ22：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ23：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ24：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ25：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
【００２９】
式（Ｉ）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）の例を以下に示す。
【００３０】
【化８】
重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基（Ｑ１〜Ｑ７）、エポキシ基（Ｑ８）またはアジリジニル基（Ｑ９）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（Ｑ１〜Ｑ６）であることが最も好ましい。
式（Ｉ）において、ｎは４乃至１２の整数である。具体的な数字は、ディスコティックコア（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。
【００３２】
二種類以上のディスコティック液晶性分子を併用してもよい。
例えば、以上述べたような重合性ディスコティック液晶性分子と非重合性ディスコティック液晶性分子とを併用することができる。
非重合性ディスコティック液晶性分子は、前述した重合性ディスコティック液晶性分子の重合性基（Ｐ）を、水素原子またはアルキル基に変更した化合物であることが好ましい。すなわち、非重合性ディスコティック液晶性分子は、下記式（II）で表わされる化合物であることが好ましい。
（II）
Ｄ（−Ｌ−Ｒ）n
式中、Ｄは円盤状コアであり；Ｌは二価の連結基であり；Ｒは水素原子またはアルキル基であり；そして、ｎは４乃至１２の整数である。
式（II）の円盤状コア（Ｄ）の例は、ＬＰ（またはＰＬ）をＬＲ（またはＲＬ）に変更する以外は、前記の重合性ディスコティック液晶分子の例と同様である。
また、二価の連結基（Ｌ）の例も、前記の重合性ディスコティック液晶分子の例と同様である。
Ｒのアルキル基は、炭素原子数が１乃至４０であることが好ましく、１乃至３０であることがさらに好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル基の方が好ましく、分岐を有する鎖状アルキル基よりも直鎖状アルキル基の方が好ましい。Ｒは、水素原子または炭素原子数が１乃至３０の直鎖状アルキル基であることが特に好ましい。
【００３３】
光学異方性層は、ディスコティック液晶性分子あるいは下記の重合性開始剤や任意の添加剤（例、可塑剤、モノマー、界面活性剤、セルロースエステル、１，３，５−トリアジン化合物、カイラル剤）を含むディスコティック液晶組成物（塗布液）を、配向膜の上に塗布することで形成する。
ディスコティック液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。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。
ディスコティック液晶組成物の塗布は、公知の方法（例、ワイヤーバーコーティング法、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。
【００３４】
ディスコティック液晶性分子は、実質的に均一に配向していることが好ましく、実質的に均一に配向している状態で固定されていることがさらに好ましく、重合反応により液晶性分子が固定されていることが最も好ましい。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。
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許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２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許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４２１２９７０号明細書記載）が含まれる。
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１乃至２０重量％であることが好ましく、０．５乃至５重量％であることがさらに好ましい。
ディスコティック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／ｃｍ2 乃至５０Ｊ／ｃｍ2 であることが好ましく、１００乃至８００ｍＪ／ｃｍ2 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。
光学異方性層の厚さは、それぞれ独立に、０．１乃至２０μｍであることが好ましく、０．５乃至１５μｍであることがさらに好ましく、１乃至１０μｍであることが最も好ましい。
【００３５】
［偏光膜］
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製造する。偏光膜の透過軸（偏光軸）は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
【００３６】
［透明保護膜］
透明保護膜としては、光学的等方性のポリマーフイルムが用いられる。保護膜が透明であるとは、光透過率が８０％以上であることを意味する。光学的等方性とは、具体的には、面内レターデーション（Ｒｅ）が１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。また、厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、４０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒth）の定義については、透明支持体について前述した通りである。
透明保護膜としては、一般にセルロースエステルフイルム、好ましくはトリアセチルセルロースフイルムが用いられる。セルロースエステルフイルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
透明保護膜の厚さは、２０乃至５００μｍであることが好ましく、５０乃至２００μｍであることがさらに好ましい。
【００３７】
［液晶表示装置］
本発明は、様々な表示モードの液晶セルに適用できる。ただし、本発明は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示装置において特に効果がある。
【００３８】
【実施例】
［実施例１］
（第１透明支持体の作製）
２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量：２８０００）をジクロロメタンに溶解して、１８重量％溶液を得た。この溶液を真空脱泡して、ドープを得た。ドープをバンド上に流延し、５０℃で１０分間乾燥後に剥ぎ取り、さらに１００℃で１０分間乾燥した。得られた厚さ６０μｍのポリカーボネートフイルムを、１９０℃で１時間熱緩和した。さらにフイルムを１７０℃で縦一軸方向に１．８％延伸した。このようにして、延伸ポリカーボネートフイルムからなる第１透明支持体を作製した。
波長５４６ｎｍでフイルム法線方向から面内レターデーション（Ｒｅ）を測定したところ６２ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示した。
第１透明支持体の表面をコロナ放電処理した。
【００３９】
（第２透明支持体の作製）
室温において、平均酢化度６０．９％のセルロースアセテート４５重量部、下記のレターデーション上昇剤１．３５重量部、メチレンクロリド２３２．７２重量部、メタノール４２．５７重量部およびｎ−ブタノール８．５重量部を混合して溶液（ドープ）を調製した。
【００４０】
【化９】
得られたドープを、有効長６ｍのバンド流延機を用いて、流延方向に１％、幅方向に１％延伸ながら乾燥し、厚さ１００μｍの第２透明支持体を得た。
得られた第２透明支持体について、エリプソメーターを用いて測定したところ、流延方向に面内レターデーション（Ｒｅ）が５ｎｍであり、厚み方向のレターデーション（Ｒth）が８０ｎｍであった。
第２透明支持体の上に、厚さ０．１μｍのゼラチン下塗り層を設けた。
【００４２】
（配向膜の形成）
下塗り層の上に、下記の末端アクリレート変性ポリビニルアルコールを塗布し、８０℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い配向膜を形成した。配向膜のラビング方向は、透明支持体の流延方向と平行であった。
【００４３】
【化１０】
（光学異方性層の形成）
下記のディスコティック液晶性化合物（１）１．８ｇ、エチレンオキサイド変性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）０．２ｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）０．０４ｇ、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．０６ｇおよび光増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇを、３．４３ｇのメチルエチルケトンに溶解して、塗布液を調製した。
【００４５】
【化１１】
配向膜の上に、塗布液を＃４のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて固定した状態で、１２０℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコティック液晶性分子を配向させた。１２０℃の温度を維持しながら、１２０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を用いて、１分間紫外線を照射し、ディスコティック液晶性分子のビニル基を重合させ、配向状態を固定した。その後、室温まで冷却した。
形成した光学異方性層の厚さは、２．０μｍであった。エリプソメータ−によりレターデーションの角度依存性を測定することにより、ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角を求めたところ、３８度であった。また、光学異方性層の厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、７０ｎｍであった。
【００４７】
（光学補償シートの作製）
光学異方性層を形成した第２透明支持体の裏側に、第１透明支持体をアクリル系粘着剤を用いて貼り付けた。第１透明支持体の遅相軸（最大屈折率の方向）と配向膜のラビング方向とは平行になるように配置した。このようにして、光学補償シートを作製した。
【００４８】
（楕円偏光板の作製）
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、偏光膜を作製した。
偏光膜の片面と、作製した光学補償シートの透明支持体面とを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。第１透明支持体の遅相軸（最大屈折率の方向）と偏光膜の透過軸とは、平行になるように配置した。
偏光膜の反対側の面に、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロースフイルム（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を透明保護膜として、ケン化処理を実施した後、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。このようにして、楕円偏光板を作製した。
【００４９】
（液晶表示装置の作製）
ＩＴＯ透明電極が設けられたガラス基板の上に、ポリイミド配向膜を設け、ラビング処理を行った。４．５μｍのスペーサーを介して、二枚の基板を配向膜が向き合うように重ねた。二枚の基板は、配向膜のラビング方向が直交するように配置した。基板の間隙に、棒状液晶性分子（ＺＬＩ−４７９２、メルク社製）を注入し、棒状液晶層を形成した。
以上のように作製したＴＮ液晶セルの両側に、作製した楕円偏光板を二枚、光学異方性層が基板と対面するように貼り付けて、液晶表示装置を作製した。配向膜のラビング方向と、それに隣接する液晶セルの配向膜のラビング方向とは、反平行になるように配置した。
液晶表示装置の液晶セルに、５５Ｈｚの矩形波電圧を印加し、白表示２Ｖ、黒表示５Ｖにおける白表示と黒表示との透過率をコントラスト比として、上下左右でコントラスト比１０が得られる視野角を測定した。測定結果は、第１表に示す。
【００５０】
［実施例２］
実施例１の光学補償シートの作製において、第１透明支持体の遅相軸（最大屈折率の方向）と配向膜のラビング方向とが直交するように配置した以外は、実施例１と同様にして、光学補償シート、楕円偏光板および液晶表示装置を作製して評価した。結果は、第１表に示す。
【００５１】
［実施例３］
２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量：２８０００）をジクロロメタンに溶解して、１８重量％溶液を得た。この溶液を真空脱泡して、ドープを得た。ドープをバンド上に流延し、５０℃で１０分間乾燥後に剥ぎ取り、さらに１００℃で１０分間乾燥した。得られた厚さ６０μｍのポリカーボネートフイルムを、１９０℃で１時間熱緩和した。さらにフイルムを１７０℃で縦方向に１．０％延伸し、さらに横方向に２．０％延伸した。このようにして、延伸ポリカーボネートフイルムからなる第１透明支持体を作製した。
波長５４６ｎｍでフイルム法線方向から面内レターデーション（Ｒｅ）を測定したところ５０ｎｍであった。また、厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、９０ｎｍであって、光学的二軸性を示した。
第１透明支持体の表面をコロナ放電処理した。
以上のように作製した第１透明支持体を用いた以外は、実施例１と同様にして、光学補償シート、楕円偏光板および液晶表示装置を作製して評価した。結果は、第１表に示す。
【００５２】
［実施例４］
（透明支持体の作製）
室温において、平均酢化度６０．９％のセルロースアセテート４５重量部、実施例１で用いたレターデーション上昇剤１．３５重量部、メチレンクロリド２３２．７２重量部、メタノール４２．５７重量部およびｎ−ブタノール８．５重量部を混合して溶液（ドープ）を調製した。
得られたドープを、有効長６ｍのバンド流延機を用いて、流延方向に１％、幅方向に１５％延伸ながら乾燥し、厚さ１００μｍの透明支持体を得た。
得られた透明支持体について、エリプソメーターを用いて測定したところ、面内レターデーション（Ｒｅ）が４５ｎｍであり、厚み方向のレターデーション（Ｒth）が８０ｎｍであった。そして、幅方向の屈折率が延伸方向よりも大きく、光学的二軸性を示した。
透明支持体の上に、厚さ０．１μｍのゼラチン下塗り層を設けた。
【００５３】
（配向膜の形成）
下塗り層の上に、実施例１で用いた末端アクリレート変性ポリビニルアルコールを塗布し、８０℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い配向膜を形成した。配向膜のラビング方向は、透明支持体の流延方向（遅相軸）と垂直であった。
【００５４】
（光学異方性層の形成）
実施例１で用いたディスコティック液晶性化合物（１）１．８ｇ、エチレンオキサイド変性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）０．２ｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）０．０４ｇ、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．０６ｇおよび光増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇを、３．４３ｇのメチルエチルケトンに溶解して、塗布液を調製した。
配向膜の上に、塗布液を＃３のワイヤーバーで塗布した。これを金属の枠に貼り付けて固定した状態で、１２０℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコティック液晶性分子を配向させた。１２０℃の温度を維持しながら、１２０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を用いて、１分間紫外線を照射し、ディスコティック液晶性分子のビニル基を重合させ、配向状態を固定した。その後、室温まで冷却した。
形成した光学異方性層の厚さは、１．５μｍであった。エリプソメータ−によりレターデーションの角度依存性を測定することにより、ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角を求めたところ、３６度であった。また、光学異方性層の厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、７０ｎｍであった。
このようにして、光学補償シートを作製した。光学補償シートはアルカリ水溶液に浸漬して、ケン化処理した。
【００５５】
（楕円偏光板の作製）
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、偏光膜を作製した。
偏光膜の片面と、作製した光学補償シートの透明支持体面とを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。配向膜のラビング方向と偏光膜の吸収軸とは、平行になるように配置した。
偏光膜の反対側の面に、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロースフイルム（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を透明保護膜として、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。このようにして、楕円偏光板を作製した。
【００５６】
（液晶表示装置の作製）
実施例１で作製したＴＮ液晶セルの両側に、作製した楕円偏光板を二枚、光学異方性層が基板と対面するように貼り付けて、液晶表示装置を作製した。配向膜のラビング方向と、それに隣接する液晶セルの配向膜のラビング方向とは、反平行になるように配置した。
液晶表示装置の液晶セルに、５５Ｈｚの矩形波電圧を印加し、白表示２Ｖ、黒表示５Ｖにおける白表示と黒表示との透過率をコントラスト比として、上下左右でコントラスト比１０が得られる視野角を測定した。測定結果は、第１表に示す。
【００５７】
［比較例１］
（液晶表示装置の作製）
実施例１で作製したＴＮ液晶セルの両側に、市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８ＨＣ、サンリッツ社製）を二枚貼り付けて、液晶表示装置を作製した。偏光膜の吸収軸方向と、それに隣接する液晶セルの配向膜のラビング方向とは、平行になるように配置した。
液晶表示装置の液晶セルに、５５Ｈｚの矩形波電圧を印加し、白表示２Ｖ、黒表示５Ｖにおける白表示と黒表示との透過率をコントラスト比として、上下左右でコントラスト比１０が得られる視野角を測定した。測定結果は、第１表に示す。
【００５８】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＮ型液晶表示装置の基本的な構成を示す模式図である。
【図２】ＴＮ型液晶表示装置の別の基本的な構成を示す模式図である。
【図３】ＴＮ型液晶表示装置のさらに別の基本的な構成を示す模式図である。
【符号の説明】
ＢＬ バックライト
１ａ、１ｂ、１ｃ 透明保護膜
２ａ、２ｂ 偏光膜
３ａ、３ｂ 透明支持体
４ａ、４ｂ 光学異方性層
５ａ 液晶セルの下基板
５ｂ 液晶セルの上基板
６ 棒状液晶性分子[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optical compensation sheet, an elliptically polarizing plate, and a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display device is the most widely used liquid crystal display device in combination with active elements such as TFT (Thin Film Transistor) and MIM (Metal Insulator Metal).
The TN liquid crystal display device includes a TN liquid crystal cell and two polarizing elements.
The liquid crystal cell is composed of a rod-like liquid crystal molecule, two substrates for enclosing it, and an electrode layer for applying a voltage to the rod-like liquid crystal molecule. In the TN liquid crystal cell, an alignment film for aligning rod-like liquid crystal molecules at a twist angle of 90 ° is provided on two substrates.
In order to improve the viewing angle of the TN liquid crystal display device, an optical compensation sheet (retardation plate) is generally provided between the liquid crystal cell and the polarizing element. The laminate of the polarizing element (polarizing film) and the optical compensation sheet functions as an elliptically polarizing plate. As the optical compensation sheet, a stretched birefringent film has been conventionally used.
[0003]
It has been proposed to use an optical compensation sheet having an optically anisotropic layer containing discotic liquid crystalline molecules on a transparent support, instead of the optical compensation sheet made of a stretched birefringent film. The optically anisotropic layer is formed by aligning discotic liquid crystalline molecules and fixing the alignment state. Discotic liquid crystalline molecules generally have a large birefringence. By using discotic liquid crystalline molecules, it is possible to produce an optical compensation sheet having optical properties that cannot be obtained by a conventional stretched birefringent film. Optical compensation sheets for TN type liquid crystal cells using discotic liquid crystalline molecules are described in JP-A-6-214116, US Pat.
In an optical compensation sheet for a TN type liquid crystal cell, the discotic liquid crystalline molecules are aligned at an average inclination angle of 5 to 85 degrees in the optical anisotropic layer, and the inclination angle of the discotic liquid crystalline molecules is discotic liquid crystalline. It is changed with the distance between the molecule and the transparent support surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By using discotic liquid crystalline molecules instead of the conventional stretched birefringent film, it has become possible to optically compensate the TN liquid crystal cell more accurately than in the past. However, according to the research of the present inventor, it is very difficult to completely optically compensate the TN type liquid crystal cell without any problem even if discotic liquid crystal molecules are used. When the present inventor examined a conventional optical compensation sheet, light leakage from the oblique direction of the polarizing plate was observed, and the viewing angle was not sufficiently expanded (to the extent expected theoretically).
An object of the present invention is to provide an optical compensation sheet capable of accurately optically compensating a liquid crystal cell.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention was achieved by the following optical compensation sheets (1) to (4), the elliptically polarizing plate (5) below, and the liquid crystal display device (6) below.
(1) It has an optically anisotropic layer formed from a transparent support and a discotic liquid crystalline molecule oriented at an average inclination angle of 5 to 85 degrees, and the inclination angle of the discotic liquid crystalline molecule is a discotic liquid crystal. An optical compensation sheet that varies with the distance between the active molecule and the transparent support surface, wherein the transparent support has optically positive uniaxiality or optical biaxiality, and has a maximum refractive index direction. Consists of a polymer film substantially parallel to the transparent support surface, and the direction of the maximum refractive index of the transparent support is obtained by projecting the disc surface normal of the discotic liquid crystalline molecule onto the transparent support surface. An optical compensation sheet, which is disposed so as to be substantially parallel or orthogonal to the average direction of
[0006]
(2) The optical compensation sheet according to (1), wherein the transparent support is made of a polycarbonate film.
(3) The optical compensation sheet according to (1), wherein the transparent support comprises a uniaxially or biaxially stretched polycarbonate film.
(4) The transparent support is composed of a laminate of a polycarbonate film and a cellulose ester film, the polycarbonate film has optically positive uniaxial or optical biaxiality, and the direction of the maximum refractive index is the transparent support surface. It is substantially parallel, and the direction of the maximum refractive index is substantially parallel or orthogonal to the average direction of the line obtained by projecting the normal of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecule onto the transparent support surface. The optical compensation sheet according to (1), arranged as described above.
(5) An optically anisotropic layer, a transparent support, a polarizing film, and a transparent protective film formed from discotic liquid crystal molecules oriented at an average inclination angle of 5 to 85 degrees are laminated in this order. An elliptically polarizing plate, wherein the transparent support is made of a polymer film having optically positive uniaxiality or optical biaxiality and the direction of the maximum refractive index being substantially parallel to the transparent support surface. And the direction of the maximum refractive index of the transparent support is substantially parallel or orthogonal to the average direction of the lines obtained by projecting the normal of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules onto the transparent support surface. An elliptically polarizing plate characterized by being arranged.
[0007]
(6) A liquid crystal display device comprising a TN type liquid crystal cell and two polarizing plates arranged on both sides thereof, wherein at least one of the polarizing plates is oriented with an average tilt angle of 5 to 85 degrees. An optically anisotropic layer formed from liquid crystalline molecules, a transparent support, a polarizing film, and a transparent protective film are elliptically polarizing plates laminated in this order from the liquid crystal cell side, and the transparent support is optical A polymer film having positive uniaxiality or optical biaxiality, the direction of the maximum refractive index being substantially parallel to the transparent support surface, and the direction of the maximum refractive index of the transparent support being discotic A liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal display device is disposed so as to be substantially parallel or orthogonal to an average direction of lines obtained by projecting a normal line of a disk surface of liquid crystal molecules onto a transparent support surface.
The average tilt angle of the discotic liquid crystalline molecules means the average angle between the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules and the transparent support plane.
Substantially parallel or orthogonal means that the angular difference from strict parallel or orthogonal is less than ± 20 °. The angle difference is preferably less than ± 16 °, more preferably less than ± 12 °, even more preferably less than ± 8 °, and most preferably less than ± 4 °.
[0008]
【The invention's effect】
As a result of the inventor's research, a specific optical anisotropy is introduced into the transparent support, and the TN liquid crystal cell is optically compensated in cooperation with the discotic liquid crystal molecules contained in the optical anisotropic layer. As a result, it has been found that the viewing angle of the liquid crystal display device can be sufficiently expanded (to the extent theoretically expected).
Specifically, a polymer film having optically positive uniaxiality or optical biaxiality and having a maximum refractive index direction substantially parallel to the transparent support surface is used as the transparent support. Further, the transparent support is transparent so that the direction of the maximum refractive index is substantially parallel or perpendicular to the average direction of the lines obtained by projecting the discotic normal of the discotic liquid crystalline molecules onto the transparent support surface. A support and an optically anisotropic layer are disposed.
TN type liquid crystal to the extent that the optical anisotropy of the discotic liquid crystalline molecule and the optical anisotropy of the transparent support cooperate to be impossible with the optical anisotropy of the conventional discotic liquid crystalline molecule alone. It is possible to accurately correspond (optically compensate) to the optical properties of the cell. By using such an optical compensation sheet, light leakage from the oblique direction of the polarizing plate can be prevented, and the viewing angle of the TN type liquid crystal display device can be sufficiently expanded (over the conventional level).
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a TN type liquid crystal display device.
The TN liquid crystal display device shown in FIG. 1 includes, in order from the backlight (BL) side, a transparent protective film (1a), a polarizing film (2a), a transparent support (3a), an optically anisotropic layer (4a), and a liquid crystal. Lower substrate (5a) of cell, liquid crystal molecule (6), upper substrate (5b) of liquid crystal cell, optical anisotropic layer (4b), transparent support (3b), polarizing film (2b), and transparent protection It consists of a membrane (1b).
The lower substrate of the liquid crystal cell, the rod-like liquid crystalline molecules, and the upper substrate (5a to 5b) of the liquid crystal cell constitute a TN type liquid crystal cell.
The transparent support and the optically anisotropic layer (3a to 4a and 4b to 3b) constitute an optical compensation sheet.
The transparent protective film, the polarizing film, the transparent support and the optically anisotropic layer (1a to 4a and 4b to 1b) constitute an elliptically polarizing plate.
[0010]
FIG. 2 is a schematic diagram showing another basic configuration of the TN liquid crystal display device.
The TN type liquid crystal display device shown in FIG. 2 includes, in order from the backlight (BL) side, a transparent protective film (1a), a polarizing film (2a), a transparent support (3a), an optically anisotropic layer (4a), and a liquid crystal. The cell comprises a lower substrate (5a), rod-like liquid crystalline molecules (6), an upper substrate (5b) of the liquid crystal cell, a transparent protective film (1b), a polarizing film (2b), and a transparent protective film (1c).
The lower substrate of the liquid crystal cell, the rod-like liquid crystalline molecules, and the upper substrate (5a to 5b) of the liquid crystal cell constitute a TN type liquid crystal cell.
The transparent support and the optically anisotropic layer (3a to 4a) constitute an optical compensation sheet.
A transparent protective film, a polarizing film, a transparent support, and an optically anisotropic layer (1a-4a) comprise an elliptically polarizing plate.
[0011]
FIG. 3 is a schematic diagram showing still another basic configuration of the TN liquid crystal display device.
The TN type liquid crystal display device shown in FIG. 3 includes, in order from the backlight (BL) side, a transparent protective film (1a), a polarizing film (2a), a transparent protective film (1b), a lower substrate (5a) of a liquid crystal cell, and a rod shape. It consists of a liquid crystal molecule (6), an upper substrate (5b) of a liquid crystal cell, an optically anisotropic layer (4b), a transparent support (3b), a polarizing film (2b), and a transparent protective film (1c).
The lower substrate of the liquid crystal cell, the rod-like liquid crystalline molecules, and the upper substrate (5a to 5b) of the liquid crystal cell constitute a TN type liquid crystal cell.
The transparent support and the optically anisotropic layer (4b to 3b) constitute an optical compensation sheet.
A transparent protective film, a polarizing film, a transparent support, and an optically anisotropic layer (4b-1c) comprise an elliptically polarizing plate.
[0012]
[Transparent support]
In the present invention, an optically anisotropic polymer film is used as the transparent support of the optical compensation sheet. The in-plane retardation (Re) of the transparent support is preferably 20 nm or more, and more preferably 30 nm or more. The thickness direction retardation (Rth) is preferably 10 nm or more, and more preferably 15 nm or more.
In-plane retardation (Re) and thickness direction retardation (Rth) are respectively defined by the following formulas.
Re = (nx−ny) × d
Rth = [{(nx + ny) / 2} -nz] × d
In the formula, nx and ny are in-plane refractive indexes of the transparent support, nz is the refractive index in the thickness direction of the transparent support, and d is the thickness of the transparent support.
[0013]
As the polymer for forming the transparent support, a cellulose ester (eg, cellulose acetate) or a synthetic polymer (eg, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polymethacrylate, norbornene resin) is generally used. In the present invention, it is preferable to use a cellulose ester film or a polycarbonate film, and it is particularly preferable to use a polycarbonate film.
The cellulose ester film is generally known as a polymer film having high optical isotropy (low retardation). However, as described in European Patent No. 091165656A2, (1) the use of a retardation increasing agent, (2) a decrease in the degree of acetylation of cellulose acetate, or (3) the production of a film by a cooling dissolution method, the retardation. A high (optically anisotropic) cellulose ester film can be obtained.
[0014]
The transparent support may be a laminate of two polymer films. The two polymer films are preferably a combination of a polycarbonate film and a cellulose ester film. When combining two polymer films, at least one should just have the optical property which this invention defines. In the combination of the polycarbonate film and the cellulose ester film, the polycarbonate film preferably has the optical properties defined by the present invention. When one polymer film (eg, polycarbonate film) has the optical properties defined by the present invention, the other (eg, cellulose ester film) may be optically isotropic. In the combination of the polycarbonate film and the cellulose ester film, it is preferable to dispose the cellulose ester film on the optically anisotropic layer (or alignment film) side.
The polymer film is preferably formed by a solvent cast method.
The formed polymer film is generally stretched to obtain optical anisotropy. That is, a polymer film having optically positive uniaxiality or optical biaxiality and having a maximum refractive index direction substantially parallel to the transparent support surface is obtained by uniaxial stretching treatment or biaxial stretching treatment. Can do.
[0015]
Uniaxial stretching is preferably carried out in the longitudinal direction (casting direction) or transverse direction (direction perpendicular to the casting direction) of the film, more preferably in the transverse direction. The stretch ratio is preferably 0.2 to 20%, more preferably 0.5 to 10%, and most preferably 1 to 5%.
Biaxial stretching is preferably carried out in the longitudinal direction (casting direction) and lateral direction (width direction) of the film. The stretching ratio in the machine direction is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.2 to 5%, and most preferably 0.5 to 2%. The stretching ratio in the transverse direction is preferably 0.2 to 20%, more preferably 0.5 to 10%, and most preferably 1 to 5%.
The direction of the maximum refractive index of the transparent support is arranged so as to be substantially parallel or orthogonal to the average direction of the lines obtained by projecting the normal of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules onto the transparent support. . In the manufacturing process step, the alignment film may be disposed so that the rubbing direction of the alignment film and the stretching direction of the polymer film are substantially parallel or orthogonal to each other.
The thickness of the transparent support is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
In order to improve the adhesion between the transparent support and the layer (adhesive layer, alignment film or optically anisotropic layer) provided on the transparent support, surface treatment (eg, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet light ( UV) treatment, flame treatment). An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the transparent support.
[0016]
[Alignment film]
The alignment film is an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroove, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferable. The rubbing treatment is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth.
As the polymer constituting the alignment film, it is preferable to use a polymer that does not reduce the surface energy of the alignment film (normal alignment film polymer).
The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm.
In addition, after aligning the discotic liquid crystalline molecules of the optically anisotropic layer using the alignment film, the optically anisotropic layer may be transferred onto the transparent support. The discotic liquid crystalline molecules fixed in the alignment state can maintain the alignment state even without the alignment film.
[0017]
[Optically anisotropic layer]
The optically anisotropic layer is formed from discotic liquid crystalline molecules.
In the optically anisotropic layer, the discotic liquid crystal molecules are aligned with an average inclination angle of 5 to 95 degrees. The average inclination angle is preferably 5 to 45 degrees. Further, the tilt angle of the discotic liquid crystalline molecules is changed with the distance between the discotic liquid crystalline molecules and the transparent support surface.
Discotic liquid crystalline molecules are described in various literature (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by the Chemical Society of Japan, Quarterly Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The discotic liquid crystalline molecules are preferably fixed in the alignment state by a polymerization reaction. The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.
In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. Accordingly, the discotic liquid crystalline molecule is preferably a compound represented by the following formula (I).
[0018]
(I)
D (-LQ)n
Where D is a discotic core; L is a divalent linking group; Q is a polymerizable group; and n is an integer from 4 to 12.
Examples of the disk-shaped core (D) of the above formula are shown below. In each of the following examples, LQ (or QL) means a combination of a divalent linking group (L) and a polymerizable group (Q).
[0019]
[Chemical 1]
[Chemical 2]
[Chemical 3]
[Formula 4]
[Chemical formula 5]
[Chemical 6]
[Chemical 7]
In the above formula, the divalent linking group (L) is a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, —CO—, —NH—, —O—, —S—, and combinations thereof. The linking group is preferably. The divalent linking group (L) is a combination of at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, —CO—, —NH—, —O—, and —S—. More preferably, it is a group. The divalent linking group (L) is most preferably a group obtained by combining at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO- and -O-. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms. The number of carbon atoms in the arylene group is preferably 6 to 10. The alkylene group, alkenylene group and arylene group may have a substituent (eg, alkyl group, halogen atom, cyano, alkoxy group, acyloxy group).
Examples of the divalent linking group (L) are shown below. The left side is bonded to the discotic core (D), and the right side is bonded to the polymerizable group (Q). AL represents an alkylene group or an alkenylene group, and AR represents an arylene group.
[0027]
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-
[0028]
L14: -O-AL-O-CO-NH-AL-
L15: -O-AL-S-AL-
L16: -O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-
L17: -O-CO-AR-O-AL-CO-
L18: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L19: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L20: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L21: -S-AL-
L22: -S-AL-O-
L23: -S-AL-O-CO-
L24: -S-AL-S-AL-
L25: -S-AR-AL-
[0029]
The polymerizable group (Q) of the formula (I) is determined according to the type of polymerization reaction. Examples of the polymerizable group (Q) are shown below.
[0030]
[Chemical 8]
The polymerizable group (Q) is preferably an unsaturated polymerizable group (Q1 to Q7), an epoxy group (Q8) or an aziridinyl group (Q9), more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenic group. Most preferably, it is an unsaturated polymerizable group (Q1 to Q6).
In the formula (I), n is an integer of 4 to 12. A specific number is determined according to the type of discotic core (D). In addition, although the combination of several L and Q may differ, it is preferable that it is the same.
[0032]
Two or more kinds of discotic liquid crystal molecules may be used in combination.
For example, a polymerizable discotic liquid crystalline molecule and a non-polymerizable discotic liquid crystalline molecule as described above can be used in combination.
The non-polymerizable discotic liquid crystalline molecule is preferably a compound in which the polymerizable group (P) of the polymerizable discotic liquid crystalline molecule is changed to a hydrogen atom or an alkyl group. That is, the non-polymerizable discotic liquid crystalline molecule is preferably a compound represented by the following formula (II).
(II)
D (-LR)n
Where D is a discotic core; L is a divalent linking group; R is a hydrogen atom or an alkyl group; and n is an integer from 4 to 12.
The example of the discotic core (D) of the formula (II) is the same as the example of the polymerizable discotic liquid crystal molecule except that LP (or PL) is changed to LR (or RL).
Examples of the divalent linking group (L) are the same as the examples of the polymerizable discotic liquid crystal molecules.
The alkyl group for R preferably has 1 to 40 carbon atoms, and more preferably 1 to 30 carbon atoms. A chain alkyl group is preferred to a cyclic alkyl group, and a linear alkyl group is preferred to a branched chain alkyl group. R is particularly preferably a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
[0033]
The optically anisotropic layer is composed of discotic liquid crystalline molecules or the following polymerizable initiators and optional additives (eg, plasticizer, monomer, surfactant, cellulose ester, 1,3,5-triazine compound, chiral agent). ) Containing a discotic liquid crystal composition (coating liquid).
As a solvent used for preparing the discotic liquid crystal composition, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
The discotic liquid crystal composition can be applied by a known method (eg, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
[0034]
The discotic liquid crystalline molecules are preferably substantially uniformly aligned, more preferably fixed in a substantially uniformly aligned state, and the liquid crystalline molecules are fixed by a polymerization reaction. Most preferably. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred.
Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the solid content of the coating solution.
Light irradiation for polymerization of discotic liquid crystalline molecules is preferably performed using ultraviolet rays.
Irradiation energy is 20mJ / cm2 ~ 50J / cm2 Preferably, 100 to 800 mJ / cm2 More preferably. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
The thickness of each optically anisotropic layer is preferably independently 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and most preferably 1 to 10 μm.
[0035]
[Polarizing film]
Examples of the polarizing film include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. The iodine polarizing film and the dye polarizing film are generally manufactured using a polyvinyl alcohol film. The transmission axis (polarization axis) of the polarizing film corresponds to a direction perpendicular to the stretching direction of the film.
[0036]
[Transparent protective film]
As the transparent protective film, an optically isotropic polymer film is used. That the protective film is transparent means that the light transmittance is 80% or more. Specifically, the optical isotropy means that in-plane retardation (Re) is preferably 10 nm or less, and more preferably 5 nm or less. The thickness direction retardation (Rth) is preferably 40 nm or less, and more preferably 20 nm or less. The definitions of the in-plane retardation (Re) and the retardation in the thickness direction (Rth) are as described above for the transparent support.
As the transparent protective film, generally a cellulose ester film, preferably a triacetyl cellulose film is used. The cellulose ester film is preferably formed by a solvent cast method.
The thickness of the transparent protective film is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
[0037]
[Liquid Crystal Display]
The present invention can be applied to liquid crystal cells in various display modes. However, the present invention is particularly effective in a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device.
[0038]
【Example】
[Example 1]
(Preparation of first transparent support)
2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane polycarbonate resin (viscosity average molecular weight: 28000) was dissolved in dichloromethane to obtain an 18 wt% solution. This solution was degassed in vacuum to obtain a dope. The dope was cast on a band, dried after drying at 50 ° C. for 10 minutes, and further dried at 100 ° C. for 10 minutes. The obtained polycarbonate film having a thickness of 60 μm was thermally relaxed at 190 ° C. for 1 hour. Furthermore, the film was stretched 1.8% in the longitudinal uniaxial direction at 170 ° C. Thus, the 1st transparent support body which consists of an extending | stretching polycarbonate film was produced.
When the in-plane retardation (Re) was measured from the normal direction of the film at a wavelength of 546 nm, it was 62 nm, which showed optically positive uniaxiality.
The surface of the first transparent support was subjected to corona discharge treatment.
[0039]
(Preparation of second transparent support)
At room temperature, 45 parts by weight of cellulose acetate having an average degree of acetylation of 60.9%, 1.35 parts by weight of the following retardation increasing agent, 232.72 parts by weight of methylene chloride, 42.57 parts by weight of methanol and n-butanol 8. A solution (dope) was prepared by mixing 5 parts by weight.
[0040]
[Chemical 9]
The obtained dope was dried while being stretched by 1% in the casting direction and 1% in the width direction using a band casting machine having an effective length of 6 m to obtain a second transparent support having a thickness of 100 μm.
When the obtained second transparent support was measured using an ellipsometer, the in-plane retardation (Re) was 5 nm in the casting direction and the retardation (Rth) in the thickness direction was 80 nm.
A gelatin subbing layer having a thickness of 0.1 μm was provided on the second transparent support.
[0042]
(Formation of alignment film)
On the undercoat layer, the following terminal acrylate-modified polyvinyl alcohol was applied, dried with warm air at 80 ° C., and then rubbed to form an alignment film. The rubbing direction of the alignment film was parallel to the casting direction of the transparent support.
[0043]
[Chemical Formula 10]
(Formation of optically anisotropic layer)
1.8 g of the following discotic liquid crystalline compound (1), 0.2 g of ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), cellulose acetate butyrate (CAB551-0.2, Eastman Chemical Co., Ltd.) 0.04 g, photopolymerization initiator (Irgacure 907, Nippon Ciba Geigy Co., Ltd.) 0.06 g and photosensitizer (Kaya Cure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.02 g, A coating solution was prepared by dissolving in 3.43 g of methyl ethyl ketone.
[0045]
Embedded image
On the alignment film, the coating solution was applied with a # 4 wire bar. In a state where this was affixed to a metal frame and fixed, it was heated in a constant temperature bath at 120 ° C. for 3 minutes to align the discotic liquid crystalline molecules. While maintaining a temperature of 120 ° C., ultraviolet rays were irradiated for 1 minute using a 120 W / cm high-pressure mercury lamp to polymerize the vinyl groups of the discotic liquid crystalline molecules, and the alignment state was fixed. Then, it cooled to room temperature.
The thickness of the formed optically anisotropic layer was 2.0 μm. The average tilt angle of the discotic liquid crystal molecules was determined by measuring the angle dependency of retardation with an ellipsometer and found to be 38 degrees. The retardation (Rth) in the thickness direction of the optically anisotropic layer was 70 nm.
[0047]
(Production of optical compensation sheet)
The first transparent support was attached to the back side of the second transparent support on which the optically anisotropic layer was formed, using an acrylic pressure-sensitive adhesive. The slow axis (the direction of the maximum refractive index) of the first transparent support and the rubbing direction of the alignment film were arranged in parallel. In this way, an optical compensation sheet was produced.
[0048]
(Production of elliptically polarizing plate)
Iodine was adsorbed on the stretched polyvinyl alcohol film to prepare a polarizing film.
The single side | surface of the polarizing film and the transparent support body surface of the produced optical compensation sheet were affixed using the polyvinyl alcohol-type adhesive agent. The slow axis (maximum refractive index direction) of the first transparent support and the transmission axis of the polarizing film were arranged in parallel.
On the opposite side of the polarizing film, a saponification treatment was carried out using a 100 μm thick triacetylcellulose film (Fujitack, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) as a transparent protective film, and then a polyvinyl alcohol adhesive was used. Pasted. In this manner, an elliptically polarizing plate was produced.
[0049]
(Production of liquid crystal display device)
A polyimide alignment film was provided on a glass substrate on which an ITO transparent electrode was provided, and a rubbing treatment was performed. The two substrates were stacked with a 4.5 μm spacer so that the alignment films face each other. The two substrates were arranged so that the rubbing directions of the alignment films were orthogonal. A rod-like liquid crystal molecule (ZLI-4792, manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected into the gap between the substrates to form a rod-like liquid crystal layer.
Two elliptical polarizing plates were attached to both sides of the TN liquid crystal cell produced as described above, and the optically anisotropic layer was attached so as to face the substrate, to produce a liquid crystal display device. The rubbing direction of the alignment film and the rubbing direction of the alignment film of the liquid crystal cell adjacent to the alignment film were arranged to be antiparallel.
A viewing angle at which a contrast ratio of 10 can be obtained vertically and horizontally by applying a rectangular wave voltage of 55 Hz to the liquid crystal cell of the liquid crystal display device and using the transmittance of white display and black display in white display 2V and black display 5V as the contrast ratio. Was measured. The measurement results are shown in Table 1.
[0050]
[Example 2]
In the production of the optical compensation sheet of Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the slow axis (maximum refractive index direction) of the first transparent support and the rubbing direction of the alignment film were perpendicular to each other. Then, an optical compensation sheet, an elliptically polarizing plate, and a liquid crystal display device were produced and evaluated. The results are shown in Table 1.
[0051]
[Example 3]
2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane polycarbonate resin (viscosity average molecular weight: 28000) was dissolved in dichloromethane to obtain an 18 wt% solution. This solution was degassed in vacuum to obtain a dope. The dope was cast on a band, dried at 50 ° C. for 10 minutes, and then peeled off. The obtained polycarbonate film having a thickness of 60 μm was thermally relaxed at 190 ° C. for 1 hour. Further, the film was stretched 1.0% in the machine direction at 170 ° C., and further stretched 2.0% in the transverse direction. Thus, the 1st transparent support body which consists of an extending | stretching polycarbonate film was produced.
When the in-plane retardation (Re) was measured from the film normal direction at a wavelength of 546 nm, it was 50 nm. The retardation in the thickness direction (Rth) was 90 nm, indicating optical biaxiality.
The surface of the first transparent support was subjected to corona discharge treatment.
An optical compensation sheet, an elliptically polarizing plate, and a liquid crystal display device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the first transparent support produced as described above was used. The results are shown in Table 1.
[0052]
[Example 4]
(Preparation of transparent support)
At room temperature, 45 parts by weight of cellulose acetate having an average acetylation degree of 60.9%, 1.35 parts by weight of the retardation increasing agent used in Example 1, 232.72 parts by weight of methylene chloride, 42.57 parts by weight of methanol and n -A solution (dope) was prepared by mixing 8.5 parts by weight of butanol.
The obtained dope was dried while being stretched by 1% in the casting direction and 15% in the width direction using a band casting machine having an effective length of 6 m to obtain a transparent support having a thickness of 100 μm.
When the obtained transparent support was measured using an ellipsometer, the in-plane retardation (Re) was 45 nm and the thickness direction retardation (Rth) was 80 nm. And the refractive index of the width direction was larger than the extending | stretching direction, and showed optical biaxiality.
A gelatin subbing layer having a thickness of 0.1 μm was provided on the transparent support.
[0053]
(Formation of alignment film)
On the undercoat layer, the terminal acrylate-modified polyvinyl alcohol used in Example 1 was applied, dried with hot air at 80 ° C., and then rubbed to form an alignment film. The rubbing direction of the alignment film was perpendicular to the casting direction (slow axis) of the transparent support.
[0054]
(Formation of optically anisotropic layer)
1.8 g of the discotic liquid crystalline compound (1) used in Example 1, 0.2 g of ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), cellulose acetate butyrate (CAB551- 0.2, Eastman Chemical Co., Ltd.) 0.04 g, photopolymerization initiator (Irgacure 907, Nippon Ciba Geigy Co., Ltd.) 0.06 g, and photosensitizer (Kaya Cure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0 0.02 g was dissolved in 3.43 g of methyl ethyl ketone to prepare a coating solution.
On the alignment film, the coating solution was applied with a # 3 wire bar. In a state where this was affixed to a metal frame and fixed, it was heated in a constant temperature bath at 120 ° C. for 3 minutes to align the discotic liquid crystalline molecules. While maintaining a temperature of 120 ° C., ultraviolet rays were irradiated for 1 minute using a 120 W / cm high-pressure mercury lamp to polymerize the vinyl groups of the discotic liquid crystalline molecules, and the alignment state was fixed. Then, it cooled to room temperature.
The thickness of the formed optically anisotropic layer was 1.5 μm. The average tilt angle of the discotic liquid crystal molecules was determined by measuring the angle dependency of retardation with an ellipsometer, and found to be 36 degrees. The retardation (Rth) in the thickness direction of the optically anisotropic layer was 70 nm.
In this way, an optical compensation sheet was produced. The optical compensation sheet was immersed in an alkaline aqueous solution and saponified.
[0055]
(Production of elliptically polarizing plate)
Iodine was adsorbed on the stretched polyvinyl alcohol film to prepare a polarizing film.
The single side | surface of the polarizing film and the transparent support body surface of the produced optical compensation sheet were affixed using the polyvinyl alcohol-type adhesive agent. The rubbing direction of the alignment film and the absorption axis of the polarizing film were arranged in parallel.
A triacetyl cellulose film (Fujitac, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm was attached to the opposite surface of the polarizing film as a transparent protective film using a polyvinyl alcohol adhesive. In this manner, an elliptically polarizing plate was produced.
[0056]
(Production of liquid crystal display device)
A liquid crystal display device was produced by attaching two produced elliptical polarizing plates on both sides of the TN liquid crystal cell produced in Example 1 so that the optically anisotropic layer faces the substrate. The rubbing direction of the alignment film and the rubbing direction of the alignment film of the liquid crystal cell adjacent to the alignment film were arranged to be antiparallel.
A viewing angle at which a contrast ratio of 10 can be obtained vertically and horizontally by applying a rectangular wave voltage of 55 Hz to the liquid crystal cell of the liquid crystal display device and using the transmittance of white display and black display in white display 2V and black display 5V as the contrast ratio. Was measured. The measurement results are shown in Table 1.
[0057]
[Comparative Example 1]
(Production of liquid crystal display device)
Two commercially available polarizing plates (HLC2-5618HC, manufactured by Sanlitz) were attached to both sides of the TN liquid crystal cell prepared in Example 1 to prepare a liquid crystal display device. The polarizing film was arranged so that the absorption axis direction of the polarizing film and the rubbing direction of the alignment film of the liquid crystal cell adjacent thereto were parallel.
A viewing angle at which a contrast ratio of 10 can be obtained vertically and horizontally by applying a rectangular wave voltage of 55 Hz to the liquid crystal cell of the liquid crystal display device and using the transmittance of white display and black display in white display 2V and black display 5V as the contrast ratio. Was measured. The measurement results are shown in Table 1.
[0058]
[Table 1]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a TN liquid crystal display device.
FIG. 2 is a schematic diagram showing another basic configuration of a TN liquid crystal display device.
FIG. 3 is a schematic diagram showing still another basic configuration of a TN liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
BL backlight
1a, 1b, 1c Transparent protective film
2a, 2b Polarizing film
3a, 3b transparent support
4a, 4b Optically anisotropic layer
5a Lower substrate of liquid crystal cell
5b Upper substrate of liquid crystal cell
6 Rod-like liquid crystalline molecules
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