JP4148611B2 - 光学補償シート、楕円偏光板および液晶表示装置 - 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】
液晶表示装置は、液晶セル、偏光素子および光学補償シート（位相差板）からなる。透過型液晶表示装置では、二枚の偏光素子を液晶セルの両側に取り付け、一枚または二枚の光学補償シートを液晶セルと偏光素子との間に配置する。反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚の光学補償シート、そして一枚の偏光素子の順に配置する。
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。液晶セルは、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、透過型については、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）、反射型については、ＴＮ、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）ＧＨ（Guest-Host）のような様々な表示モードが提案されている。
【０００３】
光学補償シートは、画像着色を解消したり、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。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た。
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から形成された光学的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。光学的異方性層は、ディスコティック液晶性分子を含むディスコティック液晶組成物を配向膜の上に塗布し、配向温度よりも高い温度で加熱してディスコティック液晶性分子を配向させて形成する。一般に、ディスコティック液晶性分子は、大きな複屈折率を有する。そして、ディスコティック液晶性分子には、多様な配向形態がある。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実現することが可能になった。
【０００４】
光学補償シートの光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違いに応じて決定する。ディスコティック液晶性分子を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学補償シートを製造することができる。
ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートでは、様々な表示モードに対応するものが既に提案されている。例えば、ＴＮモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載がある。また、ＩＰＳモードまたはＦＬＣモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平１０−５４９８２号公報に記載がある。さらに、ＯＣＢモードまたはＨＡＮモードの液晶セル用光学補償シートは、米国特許５８０５２５３号および国際特許出願ＷＯ９６／３７８０４号の各明細書に記載がある。さらにまた、ＳＴＮモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平９−２６５７２号公報に記載がある。そして、ＶＡモードの液晶セル用光学補償シートは、特許番号第２８６６３７２号公報に記載がある。
【０００５】
【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、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。
例えば、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載があるＴＮモードの液晶セル用光学補償シートでは、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するようにディスコティック液晶性分子を配向させている。しかし、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。本発明者が、さらに研究を進めた結果、光学的異方性層に含まれるディスコティック液晶性分子のうち、実質的に垂直に（５０乃至９０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の割合を増加させると、上記の問題を解決できることが判明した。しかし、光学的異方性層内のディスコティック液晶性分子の傾斜角の変化を任意に調節する（例えば、実質的に垂直に配向している分子の割合を増加させる）ことは、非常に難しく実質的には不可能である。
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記（１）〜（５）の光学補償シート、下記（６）〜（１１）の楕円偏光板および下記（１２）の液晶表示装置により達成された。
（１）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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。
（２）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、そして第２光学的異方性層の順序で積層されている光学補償シート。
（３）第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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（２）に記載の光学補償シート。
（４）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
（５）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
【０００７】
（６）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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楕円偏光板。
（７）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板。
（８）第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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（７）に記載の楕円偏光板。
（９）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
（１０）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
（１１）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、偏光膜の面内の透過軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
【０００８】
（１２）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透過型液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも一方が、透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板であ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。
実質的に直交または平行とは、厳密な直交または平行との差が±２０゜未満であることを意味する。角度の差は、±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。
【０００９】
【発明の効果】
本発明者は、研究の結果、０乃至５０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第１光学的異方性層と、５０乃至９０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第２光学的異方性層との二つの光学的異方性層を設けることで、液晶セルを正確に光学的に補償することに成功した。
従来の一つの光学的異方性層では、ディスコティック液晶性分子の傾斜角の変化を任意に調節することはは、実質的に不可能であった。本発明では、二つの光学的異方性層を用いることで、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。
例えば、ＴＮモードの液晶セルを正確に光学的に補償するためには、従来の光学補償シートよりも、実質的に垂直に（５０乃至９０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の割合を増加させることが望ましい。本発明では、第２光学的異方性層を実質的に垂直に配向しているディスコティック液晶性分子から形成するため、ＴＮモードの液晶セルを正確に対応した光学補償シートが得られる。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、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。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、透過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の（ａ）に示す透過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、第２光学異方性層（３ａ）、透明支持体（４ａ）、第１光学的異方性層（５ａ）、液晶セルの下基板（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５ｂ）、透明支持体（４ｂ）、第２光学異方性層（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｂ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（３ａ〜５ａおよび５ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（１ａ〜５ａおよび５ｂ〜１ｂ）が楕円偏光板を構成する。
図１の（ｂ）に示す透過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、第２光学異方性層（３ａ）、透明支持体（４ａ）、第１光学的異方性層（５ａ）、液晶セルの下基板（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、透明保護膜（１ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（３ａ〜５ａ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（１ａ〜５ａ）が楕円偏光板を構成する。
【００１１】
図１の（ｃ）に示す透過型液晶表示装置は、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（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５ｂ）、透明支持体（４ｂ）、第２光学異方性層（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５ｂ〜１ｃ）が楕円偏光板を構成する。
図２は、反射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に示す反射型液晶表示装置は、下から順に、液晶セルの下基板（６ａ）、反射板（ＲＰ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５）、透明支持体（４）、第２光学異方性層（３）、偏光膜（２）、そして透明保護膜（１）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５〜３）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５〜１）が楕円偏光板を構成する。
図１および図２に示すように、光学補償シートは、第１光学的異方性層、透明支持体、そして第２光学的異方性層の順序で積層することが好ましい。また、楕円偏光板は、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層することが好ましい。
【００１２】
［光学的異方性層］
第１光学的異方性層および第２光学的異方性層は、いずれもディスコティック液晶性分子から形成する。
第１光学的異方性層では、０乃至５０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。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していることが好ましい。
第２光学的異方性層では、５０度乃至９０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、６０乃至９０度であることが好ましい。第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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は、実質的に平行または直交していることが好ましい。また、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交していることも好ましい。
ディスコティック液晶性分子の具体的な配向状態は、液晶セルの表示モードの種類に応じて決定する。液晶性分子の配向状態は、ディスコティック液晶性分子の種類、配向膜の種類および光学的異方性層内の添加剤（例、可塑剤、バインダー、界面活性剤）の使用によって制御される。
【００１３】
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。
【００１４】
（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。
【００１５】
【化１】
【００１６】
【化２】
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】
【化７】
【００２２】
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。
【００２３】
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−
【００２４】
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−
【００２５】
なお、ＳＴＮモードのような棒状液晶性分子がねじれ配向している液晶セルを、光学的に補償するためには、ディスコティック液晶性分子もねじれ配向させることが好ましい。上記ＡＬ（アルキレン基またはアルケニレン基）に、不斉炭素原子を導入すると、ディスコティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させることができる。また、不斉炭素原子を含む光学活性を示す化合物（カイラル剤）を光学的異方性層に添加しても、ディスコティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
【化８】
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
光学的異方性層は、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。
【００３１】
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。
第１光学的異方性層および第２光学的異方性層の厚さは、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。
【００３２】
［透明支持体］
光学補償シートの透明支持体として、一般には、光学的等方性のポリマーフイルムが用いられる。支持体が透明であるとは、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。透明支持体の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。
【００３３】
液晶表示モードの種類によっては、透明支持体として光学的異方性のポリマーフイルムが用いられる場合もある。すなわち、光学的異方性層の光学的異方性に透明支持体の光学的異方性も加えて、液晶セルの光学的異方性に対応する（光学的に補償する）場合もある。そのような目的で光学的異方性透明支持体を使用する場合、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、８０ｎｍ以上であることが好ましく、１２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
透明支持体を形成する材料は、光学的等方性支持体とするか、光学的異方性支持体とするかに応じて決定する。光学的等方性支持体の場合は、一般にガラスまたはセルロースエステルが用いられる。光学的異方性支持体の場合は、一般に合成ポリマー（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）が用いられる。合成ポリマーフイルムを延伸することによって、光学的異方性を得る。ただし、欧州特許０９１１６５６Ａ２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、レターデーションが高い（光学的異方性の）セルロースエステルフイルムを製造することもできる。
セルロースエステルまたは合成ポリマーのフイルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
透明支持体の厚さは、２０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的異方性層）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。
【００３５】
［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。
配向膜に使用するポリマーの種類は、ディスコティック液晶性分子の配向（特に平均傾斜角）に応じて決定する。
第１光学的異方性層（平均傾斜角：０乃至５０度）の配向膜には、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。
第２光学的異方性層（平均傾斜角：５０乃至９０度）の配向膜には、配向膜の表面エネルギーを低下させるポリマーを用いる。配向膜の表面エネルギーを低下させるためには、ポリマーの側鎖に炭素原子数が１０乃至１００の炭化水素基を導入することが好ましい。
【００３６】
具体的なポリマーの種類については、前述した様々な表示モードに対応するディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートについての文献に記載がある。
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、光学的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、光学的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。
また、第１光学的異方性層について微妙な数度の傾斜角が要求されない場合は、ラビング処理をする必要はなく、配向膜も不要である。ただし、ディスコティック液晶性分子と透明支持体との密着性を改善する目的で、界面でディスコティック液晶性分子と化学結合を形成する配向膜（特開平９−１５２５０９号公報記載）を用いてもよい。密着性改善の目的で配向膜を使用する場合は、ラビング処理を実施しなくてもよい。
【００３７】
［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。偏光膜の偏光軸は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
【００３８】
［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。
【００３９】
［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。前述したように、ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートは、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）およびＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）モードの液晶セルに対応するものが既に提案されている。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。
【００４０】
【実施例】
［実施例１］
（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。
【００４１】
【化９】
【００４２】
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、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。
透明支持体の両面に、厚さ０．１μｍのゼラチン下塗り層を設けた。
【００４３】
（第１配向膜の形成）
一方の下塗り層の上に、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第１配向膜を形成した。第１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。
【００４４】
【化１０】
【００４５】
（第１光学的異方性層の形成）
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。
【００４６】
【化１１】
【００４７】
第１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。
形成した第１光学的異方性層の厚さは、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、第１光学的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。
【００４８】
（第２配向膜の形成）
下記の炭化水素変性ポリイミドをメタノールとアセトンとの混合溶媒（容積比＝５０／５０）に溶解して、５重量％の溶液を調製した。
【００４９】
【化１２】
【００５０】
他方の下塗り層の上に、バーコーターを用いて溶液を１μｍの厚さに塗布し、６０℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い第２配向膜を形成した。第２配向膜のラビング方向は、第１配向膜のラビング方向（＝透明支持体の流延方向）と直交させた。
【００５１】
（第２光学的異方性層の形成）
配向膜の上に、以下の組成の塗布液をエクストルージョン法により塗布した。
【００５２】
【００５３】
【化１３】
【００５４】
【化１４】
【００５５】
塗布層を１３０℃で２分間加熱して、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。その温度で、４秒間紫外線を照射し、ディスコティック液晶性化合物を重合させ、配向状態を固定した。このようにして、ディスコティック液晶性化合物が垂直に配向している第２光学的異方性層を形成し、光学補償シートを作成した。
第２光学異方性層について、エリプソメーターを用いて、面内レターデーション（Ｒｅ）を測定し、その角度依存性から平均傾斜角を求めたところ、Ｒｅが５５ｎｍ、平均傾斜角は８５度であった。なお、第２光学異方性層の光学軸は、ラビング方向と垂直な方向であった。
【００５６】
［実施例２］
（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第２光学的異方性層面とを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。偏光膜の透過軸と第２配向膜のラビング方向とは、直交するように配置した。
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。
【００５７】
［実施例３］
（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、第１光学的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。第１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。上下方向の視野角は１１０度であり、左右方向の視野角は１３０度であった。
【００５８】
［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。配向膜の透過軸方向と、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。上下方向の視野角は４０度であり、左右方向の視野角は９０度であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】透過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】反射型液晶表示装置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
ＲＰ 反射板
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 透明保護膜
２、２ａ、２ｂ 偏光膜
３、３ａ、３ｂ 第２光学的異方性層
４、４ａ、４ｂ 透明支持体
５、５ａ、５ｂ 第１光学的異方性層
６ａ 液晶セルの下基板
６ｂ 液晶セルの上基板
７ 棒状液晶性分子
【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】
液晶表示装置は、液晶セル、偏光素子および光学補償シート（位相差板）からなる。透過型液晶表示装置では、二枚の偏光素子を液晶セルの両側に取り付け、一枚または二枚の光学補償シートを液晶セルと偏光素子との間に配置する。反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚の光学補償シート、そして一枚の偏光素子の順に配置する。
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。液晶セルは、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、透過型については、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）、反射型については、ＴＮ、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）ＧＨ（Guest-Host）のような様々な表示モードが提案されている。
【０００３】
光学補償シートは、画像着色を解消したり、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。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た。
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から形成された光学的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。光学的異方性層は、ディスコティック液晶性分子を含むディスコティック液晶組成物を配向膜の上に塗布し、配向温度よりも高い温度で加熱してディスコティック液晶性分子を配向させて形成する。一般に、ディスコティック液晶性分子は、大きな複屈折率を有する。そして、ディスコティック液晶性分子には、多様な配向形態がある。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実現することが可能になった。
【０００４】
光学補償シートの光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違いに応じて決定する。ディスコティック液晶性分子を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学補償シートを製造することができる。
ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートでは、様々な表示モードに対応するものが既に提案されている。例えば、ＴＮモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載がある。また、ＩＰＳモードまたはＦＬＣモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平１０−５４９８２号公報に記載がある。さらに、ＯＣＢモードまたはＨＡＮモードの液晶セル用光学補償シートは、米国特許５８０５２５３号および国際特許出願ＷＯ９６／３７８０４号の各明細書に記載がある。さらにまた、ＳＴＮモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平９−２６５７２号公報に記載がある。そして、ＶＡモードの液晶セル用光学補償シートは、特許番号第２８６６３７２号公報に記載がある。
【０００５】
【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、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。
例えば、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載があるＴＮモードの液晶セル用光学補償シートでは、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するようにディスコティック液晶性分子を配向させている。しかし、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。本発明者が、さらに研究を進めた結果、光学的異方性層に含まれるディスコティック液晶性分子のうち、実質的に垂直に（５０乃至９０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の割合を増加させると、上記の問題を解決できることが判明した。しかし、光学的異方性層内のディスコティック液晶性分子の傾斜角の変化を任意に調節する（例えば、実質的に垂直に配向している分子の割合を増加させる）ことは、非常に難しく実質的には不可能である。
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記（１）〜（５）の光学補償シート、下記（６）〜（１１）の楕円偏光板および下記（１２）の液晶表示装置により達成された。
（１）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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。
（２）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、そして第２光学的異方性層の順序で積層されている光学補償シート。
（３）第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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（２）に記載の光学補償シート。
（４）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
（５）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
【０００７】
（６）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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楕円偏光板。
（７）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板。
（８）第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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（７）に記載の楕円偏光板。
（９）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
（１０）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
（１１）透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、偏光膜の面内の透過軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
【０００８】
（１２）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透過型液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも一方が、透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板であ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。
実質的に直交または平行とは、厳密な直交または平行との差が±２０゜未満であることを意味する。角度の差は、±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。
【０００９】
【発明の効果】
本発明者は、研究の結果、０乃至５０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第１光学的異方性層と、５０乃至９０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第２光学的異方性層との二つの光学的異方性層を設けることで、液晶セルを正確に光学的に補償することに成功した。
従来の一つの光学的異方性層では、ディスコティック液晶性分子の傾斜角の変化を任意に調節することはは、実質的に不可能であった。本発明では、二つの光学的異方性層を用いることで、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。
例えば、ＴＮモードの液晶セルを正確に光学的に補償するためには、従来の光学補償シートよりも、実質的に垂直に（５０乃至９０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の割合を増加させることが望ましい。本発明では、第２光学的異方性層を実質的に垂直に配向しているディスコティック液晶性分子から形成するため、ＴＮモードの液晶セルを正確に対応した光学補償シートが得られる。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、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。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、透過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の（ａ）に示す透過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、第２光学異方性層（３ａ）、透明支持体（４ａ）、第１光学的異方性層（５ａ）、液晶セルの下基板（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５ｂ）、透明支持体（４ｂ）、第２光学異方性層（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｂ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（３ａ〜５ａおよび５ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（１ａ〜５ａおよび５ｂ〜１ｂ）が楕円偏光板を構成する。
図１の（ｂ）に示す透過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、第２光学異方性層（３ａ）、透明支持体（４ａ）、第１光学的異方性層（５ａ）、液晶セルの下基板（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、透明保護膜（１ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（３ａ〜５ａ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（１ａ〜５ａ）が楕円偏光板を構成する。
【００１１】
図１の（ｃ）に示す透過型液晶表示装置は、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（６ａ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５ｂ）、透明支持体（４ｂ）、第２光学異方性層（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５ｂ〜３ｂ）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５ｂ〜１ｃ）が楕円偏光板を構成する。
図２は、反射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に示す反射型液晶表示装置は、下から順に、液晶セルの下基板（６ａ）、反射板（ＲＰ）、棒状液晶性分子（７）、液晶セルの上基板（６ｂ）、第１光学的異方性層（５）、透明支持体（４）、第２光学異方性層（３）、偏光膜（２）、そして透明保護膜（１）からなる。
第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５〜３）が光学補償シートを構成する。そして、透明保護膜、偏光膜、第２光学異方性層、透明支持体および第１光学的異方性層（５〜１）が楕円偏光板を構成する。
図１および図２に示すように、光学補償シートは、第１光学的異方性層、透明支持体、そして第２光学的異方性層の順序で積層することが好ましい。また、楕円偏光板は、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層することが好ましい。
【００１２】
［光学的異方性層］
第１光学的異方性層および第２光学的異方性層は、いずれもディスコティック液晶性分子から形成する。
第１光学的異方性層では、０乃至５０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。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していることが好ましい。
第２光学的異方性層では、５０度乃至９０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、６０乃至９０度であることが好ましい。第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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は、実質的に平行または直交していることが好ましい。また、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交していることも好ましい。
ディスコティック液晶性分子の具体的な配向状態は、液晶セルの表示モードの種類に応じて決定する。液晶性分子の配向状態は、ディスコティック液晶性分子の種類、配向膜の種類および光学的異方性層内の添加剤（例、可塑剤、バインダー、界面活性剤）の使用によって制御される。
【００１３】
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。
【００１４】
（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。
【００１５】
【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。
【００２３】
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−
【００２４】
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−
【００２５】
なお、ＳＴＮモードのような棒状液晶性分子がねじれ配向している液晶セルを、光学的に補償するためには、ディスコティック液晶性分子もねじれ配向させることが好ましい。上記ＡＬ（アルキレン基またはアルケニレン基）に、不斉炭素原子を導入すると、ディスコティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させることができる。また、不斉炭素原子を含む光学活性を示す化合物（カイラル剤）を光学的異方性層に添加しても、ディスコティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
【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。
【００２９】
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。
【００３０】
光学的異方性層は、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。
【００３１】
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。
第１光学的異方性層および第２光学的異方性層の厚さは、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。
【００３２】
［透明支持体］
光学補償シートの透明支持体として、一般には、光学的等方性のポリマーフイルムが用いられる。支持体が透明であるとは、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。透明支持体の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。
【００３３】
液晶表示モードの種類によっては、透明支持体として光学的異方性のポリマーフイルムが用いられる場合もある。すなわち、光学的異方性層の光学的異方性に透明支持体の光学的異方性も加えて、液晶セルの光学的異方性に対応する（光学的に補償する）場合もある。そのような目的で光学的異方性透明支持体を使用する場合、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、８０ｎｍ以上であることが好ましく、１２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
透明支持体を形成する材料は、光学的等方性支持体とするか、光学的異方性支持体とするかに応じて決定する。光学的等方性支持体の場合は、一般にガラスまたはセルロースエステルが用いられる。光学的異方性支持体の場合は、一般に合成ポリマー（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）が用いられる。合成ポリマーフイルムを延伸することによって、光学的異方性を得る。ただし、欧州特許０９１１６５６Ａ２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、レターデーションが高い（光学的異方性の）セルロースエステルフイルムを製造することもできる。
セルロースエステルまたは合成ポリマーのフイルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
透明支持体の厚さは、２０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的異方性層）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。
【００３５】
［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。
配向膜に使用するポリマーの種類は、ディスコティック液晶性分子の配向（特に平均傾斜角）に応じて決定する。
第１光学的異方性層（平均傾斜角：０乃至５０度）の配向膜には、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。
第２光学的異方性層（平均傾斜角：５０乃至９０度）の配向膜には、配向膜の表面エネルギーを低下させるポリマーを用いる。配向膜の表面エネルギーを低下させるためには、ポリマーの側鎖に炭素原子数が１０乃至１００の炭化水素基を導入することが好ましい。
【００３６】
具体的なポリマーの種類については、前述した様々な表示モードに対応するディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートについての文献に記載がある。
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、光学的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、光学的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。
また、第１光学的異方性層について微妙な数度の傾斜角が要求されない場合は、ラビング処理をする必要はなく、配向膜も不要である。ただし、ディスコティック液晶性分子と透明支持体との密着性を改善する目的で、界面でディスコティック液晶性分子と化学結合を形成する配向膜（特開平９−１５２５０９号公報記載）を用いてもよい。密着性改善の目的で配向膜を使用する場合は、ラビング処理を実施しなくてもよい。
【００３７】
［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。偏光膜の偏光軸は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
【００３８】
［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。
【００３９】
［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。前述したように、ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートは、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）およびＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）モードの液晶セルに対応するものが既に提案されている。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。
【００４０】
【実施例】
［実施例１］
（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。
【００４１】
【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、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。
透明支持体の両面に、厚さ０．１μｍのゼラチン下塗り層を設けた。
【００４３】
（第１配向膜の形成）
一方の下塗り層の上に、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第１配向膜を形成した。第１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。
【００４４】
【化１０】
（第１光学的異方性層の形成）
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。
【００４６】
【化１１】
第１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。
形成した第１光学的異方性層の厚さは、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、第１光学的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。
【００４８】
（第２配向膜の形成）
下記の炭化水素変性ポリイミドをメタノールとアセトンとの混合溶媒（容積比＝５０／５０）に溶解して、５重量％の溶液を調製した。
【００４９】
【化１２】
他方の下塗り層の上に、バーコーターを用いて溶液を１μｍの厚さに塗布し、６０℃の温風で乾燥した後、ラビング処理を行い第２配向膜を形成した。第２配向膜のラビング方向は、第１配向膜のラビング方向（＝透明支持体の流延方向）と直交させた。
【００５１】
（第２光学的異方性層の形成）
配向膜の上に、以下の組成の塗布液をエクストルージョン法により塗布した。
【００５２】
【化１３】
【化１４】
塗布層を１３０℃で２分間加熱して、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。その温度で、４秒間紫外線を照射し、ディスコティック液晶性化合物を重合させ、配向状態を固定した。このようにして、ディスコティック液晶性化合物が垂直に配向している第２光学的異方性層を形成し、光学補償シートを作成した。
第２光学異方性層について、エリプソメーターを用いて、面内レターデーション（Ｒｅ）を測定し、その角度依存性から平均傾斜角を求めたところ、Ｒｅが５５ｎｍ、平均傾斜角は８５度であった。なお、第２光学異方性層の光学軸は、ラビング方向と垂直な方向であった。
【００５６】
［実施例２］
（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第２光学的異方性層面とを、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。偏光膜の透過軸と第２配向膜のラビング方向とは、直交するように配置した。
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。
【００５７】
［実施例３］
（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、第１光学的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。第１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。上下方向の視野角は１１０度であり、左右方向の視野角は１３０度であった。
【００５８】
［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。配向膜の透過軸方向と、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。上下方向の視野角は４０度であり、左右方向の視野角は９０度であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】透過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】反射型液晶表示装置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
ＲＰ 反射板
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 透明保護膜
２、２ａ、２ｂ 偏光膜
３、３ａ、３ｂ 第２光学的異方性層
４、４ａ、４ｂ 透明支持体
５、５ａ、５ｂ 第１光学的異方性層
６ａ 液晶セルの下基板
６ｂ 液晶セルの上基板
７ 棒状液晶性分子
Claims (12)
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、そして第２光学的異方性層の順序で積層されている光学補償シート。
- 第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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請求項２に記載の光学補償シート。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、および５０乃至９０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第２光学的異方性層が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している光学補償シート。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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楕円偏光板。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板。
- 第１光学的異方性層において、ディスコティック液晶性分子が５乃至４５度の平均傾斜角で配向しており、該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請求項７に記載の楕円偏光板。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層の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、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、透明支持体の面内の遅相軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
- 透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、偏光膜の面内の透過軸と、第２光学的異方性層の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が、実質的に平行または直交している楕円偏光板。
- 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透過型液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも一方が、透明支持体、０乃至５０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第１光学的異方性層、５０乃至９０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第２光学的異方性層、偏光膜および透明保護膜が積層されており、第１光学的異方性層、透明支持体、第２光学的異方性層、偏光膜、そして透明保護膜の順序で積層されている楕円偏光板であることを特徴とする液晶表示装置。
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