JP4647315B2

JP4647315B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4647315B2
Application number: JP2005005146A
Authority: JP
Inventors: 光芳市橋
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP2005309379A; US20050179842A1

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に水平方向に配向した液晶分子に横方向の電界を印加することにより表示を行う、インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置に関する。

液晶表示装置としては、二枚の直交した偏光板の間に、ネマチック液晶をツイスト配列させた液晶層を挟み、電界を基板に対して垂直な方向にかける方式、いわゆるＴＮモードが広く用いられている。この方式では、黒表示時に液晶が基板に対して立ち上がるために、斜めから見ると液晶分子による複屈折が発生し、光漏れが起こる。この問題に対して、液晶性分子がハイブリッド配向したフィルムを用いることで、液晶セルを光学的に補償し、この光漏れを防止する方式が実用化されている。しかし、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く、画面下方向での諧調反転が抑えきれないという問題を生じていた。

かかる問題を解決するため、横電界を液晶に対して印加する、いわゆるインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードによる液晶表示装置や、誘電率異方性が負の液晶を垂直配向してパネル内に形成した突起やスリット電極によって配向分割した垂直配向（ＶＡ）モードが提案され、実用化されている。近年、これらのパネルはモニター用途に留まらず、ＴＶ用途として開発が進められており、それに伴って画面の輝度が大きく向上してきている。このため、これらの動作モードで従来問題とされていなっかった、黒表示時の対角位斜め入射方向での僅かな光漏れが表示品質の低下の原因として顕在化してきた。

この色調や黒表示の視野角を改善する手段の一つとして、液晶層と偏光板の間に複屈折特性を有する光学補償材料を配置することがＩＰＳモードにおいても検討されている。例えば、傾斜時の液晶層のレターデーションの増減を補償する作用を有する光軸を互いに直交した複屈折媒体を基板と偏光板との間に配置することで、白表示又は中間調表示を斜め方向から直視した場合の色付きが改善できることが開示されている（特許文献１参照）。また、負の固有複屈折を有するスチレン系ポリマーやディスコチック液晶性化合物からなる光学補償フィルムを使用した方法（特許文献２、３、４参照）や、光学補償フィルムとして複屈折が正で光学軸がフィルムの面内にある膜と複屈折が正で光学軸がフィルムの法線方向にある膜とを組み合わせる方法（特許文献５参照）、レターデーションが二分の一波長の二軸性の光学補償シートを使用する方法（特許文献６参照）、偏光板の保護膜として負のレターデーションを有する膜を使い、この表面に正のレターデーションを有する光学補償層を設ける方式（特許文献７参照）が提案されている。

特開平９−８０４２４号公報特開平１０−５４９８２号公報特開平１１−２０２３２３号公報特開平９−２９２５２２号公報特開平１１−１３３４０８号公報特開平１１−３０５２１７号公報特開平１０−３０７２９１号公報

しかし、提案された方式の多くは、液晶セル中の液晶の複屈折の異方性を打ち消して視野角を改善する方式であるために、直交偏光板を斜めから見た場合の偏光軸交差角度の直交からのズレに基づく光漏れを十分に解決できないという問題がある。また、この光漏れを補償できるとされる方式でも、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。さらに、延伸複屈折ポリマーフィルムで光学補償を行うＩＰＳモード液晶セル用光学補償シートでは、複数のフィルムを用いる必要があり、その結果、光学補償シートの厚さが増し、表示装置の薄形化に不利である。また、延伸フィルムの積層には粘着層を用いるため、温湿度変化により粘着層が収縮してフィルム間の剥離や反りといった不良が発生することがあった。

本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、簡易な構成で、表示品位のみならず、視野角が著しく改善されたＩＰＳ型液晶表示装置を提供することを目的とする。

本願発明の目的は、下記の（１）〜（８）の液晶表示装置により達成された。
（１）少なくとも、第１偏光膜と、屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にある第１位相差領域と、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行である第２位相差領域と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルとを含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向する液晶表示装置であって、第１位相差領域の厚み方向のレターデーションＲｔｈが−４０ｎｍ〜−２５０ｎｍであり、且つ第２位相差領域の面内のレターデーションＲｅが５０ｎｍ〜４００ｎｍで、且つ第２位相差領域の遅相軸が黒表示時の液晶層の遅相軸方向に直交である液晶表示装置。

（２）前記第１偏光膜、前記第１位相差領域、前記第２位相差領域及び前記液晶セルが、この順序で配置され、且つ前記第２位相差領域の遅相軸が、前記偏光膜の透過軸に実質的に平行である（１）の液晶表示装置。
（３）前記第１位相差領域、前記液晶セル、前記第２位相差領域及び前記第１偏光膜がこの順序で配置され、且つ前記第２位相差領域の遅相軸が前記第１偏光膜の透過軸に実質的に直交である（１）の液晶表示装置。
（４）前記第１偏光膜の透過軸と直交する透過軸を有する第２偏光膜をさらに有し、前記第１及び第２偏光膜が、前記第１位層差領域、前記第２位相差領域及び前記液晶セルを挟持して配置されている（１）〜（３）のいずれかの液晶表示装置。
（５）前記第１偏光膜及び／又は第２偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚み方向の位相差Ｒｔｈが２５ｎｍ以下である（１）〜（４）のいずれかの液晶表示装置。
（６）前記第１偏光膜及び／又は第２偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜がセルロースアシレートフィルム又はノルボルネン系フィルムである（１）〜（５）のいずれかの液晶表示装置。
（７）前記第１位相差領域が、実質的に垂直配向した棒状液晶化合物を含有する位相差層を有する（１）〜（６）のいずれかの液晶表示装置。
（８）前記第２位相差領域が、実質的に垂直配向したディスコチック液晶性化合物を含有する位相差層を有する（１）〜（８）のいずれかの液晶表示装置。

厚み方向のレターデーションＲｔｈが−４０ｎｍ〜−２５０ｎｍである屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にある第１位相差領域と、面内のレターデーションＲｅが５０ｎｍ〜４００ｎｍである屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行である第２位相差領域を含み、且つ第２位相差領域の遅相軸が黒表示時の液晶層の遅相軸方向に直交になるように配置することによって、正面方向の特性を何ら変更させることなく、斜めの方位角方向から見た場合に２枚の偏光板の吸収軸が９０度からずれることから生ずるコントラストの低下、特に４５度の斜め方向からのコントラストの低下を改善することができる。さらに、偏光膜の保護膜のＲｔｈを２０ｎｍ以下とすることによって更なるコントラスト向上を実現することができる。

発明の実施の形態

以下において、本発明の液晶表示装置の一実施形態及びその構成部材について順次説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

本明細書において、Ｒｅ、Ｒｔｈは各々、波長５５０ｎｍにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。ＲｅはKOBRA 21ADH（王子計測機器（株）製）において波長５５０ｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Ｒｔｈは前記Ｒｅ、面内の遅相軸（KOBRA 21ADHにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋４０°傾斜した方向から波長５５０nｍの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−４０°傾斜した方向から波長５５０nｍの光を入射させて測定したレターデーション値の計３つの方向で測定したレターデーション値を基にKOBRA 21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック（JOHN WILEY＆SONS，INC）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。また、Ｒｔｈの符号は面内の遅相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋２０°傾斜した方向から波長５５０nｍの光を入射させて測定したレターデーション値がＲｅを超える場合を正とし、Ｒｅを下回る場合を負とする。但し、｜Ｒｔｈ／Ｒｅ｜が９以上の試料では、回転自由台座付きの偏光顕微鏡を用いて、面内の進相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋４０°傾斜した状態で、偏光板の検板を用いて決定できる試料の遅相軸がフィルム平面に平行にある場合を正とし、また遅相軸がフィルムの厚み方向にある場合を負とする。

本明細書において、「平行」、「直交」とは、厳密な角度±１０゜未満の範囲内であることを意味する。この範囲は厳密な角度との誤差は、±５゜未満であることが好ましく、±２゜未満であることがより好ましい。また、「実質的に垂直」とは、厳密な垂直の角度よりも±２０゜未満の範囲内であることを意味する。この範囲は厳密な角度との誤差は、±１５゜未満であることが好ましく、±１０゜未満であることがより好ましい。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ＝５５０ｎｍでの値である。

本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板及び液晶装置に組み込まれる大きさに裁断された（本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」及び「切り出し」等も含むものとする）偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体を意味するものとする。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の液晶表示装置の画素領域例を示す模式図である。図２及び図３は、本発明の液晶表示装置の一実施形態の模式図である。
［液晶表示装置］
図２に示す液晶表示装置は、偏光膜８及び２０と、第２位相差領域１０と、基板１２及び１６と、該基板に挟持される液晶層１４と、第１位相差領域１８とを有する。偏光膜８及２０は、それぞれ保護膜７ａと７ｂ及び１９ａと１９ｂによって挟持されている。

図２の液晶表示装置では、液晶セルは、基板１２及び１６と、これらに挟持される液晶層１４からなる。液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄは透過モードにおいて、ねじれ構造を持たないＩＰＳ型では０．２〜０．４μｍの範囲が最適値となる。この範囲では白表示輝度が高く、黒表示輝度が小さいことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。基板１２及び１６の液晶層１４に接触する表面には、配向膜（不図示）が形成されていて、液晶分子を基板の表面に対して略平行に配向させるとともに配向膜上に施されたラビング処理方向１３及び１７等により、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子配向方向が制御されている。また、基板１２若しくは１６の内面には、液晶分子に電圧印加可能な電極（図２中不図示）が形成されている。

図１に、液晶層１４の１画素領域中の液晶分子の配向を模式的に示す。図１は、液晶層１４の１画素に相当する程度の極めて小さい面積の領域中の液晶分子の配向を、基板１２及び１６の内面に形成された配向膜のラビング方向４、及び基板１２及び１６の内面に形成された液晶分子に電圧印加可能な電極２及び３とともに示した模式図である。電界効果型液晶として正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いてアクティブ駆動を行った場合の、電圧無印加状態若しくは低印加状態での液晶分子配向方向は５ａ及び５ｂであり、この時に黒表示が得られる。電極２及び３間に印加されると、電圧に応じて液晶分子は６ａ及び６ｂ方向へとその配向方向を変える。通常、この状態で明表示を行なう。

再び図２において、偏光膜８の透過軸９と、偏光膜２０の透過軸２１は直交して配置されている。第２位相差領域１０の遅相軸１１は、偏光膜８の透過軸９及び黒表示時の液晶層１４中の液晶分子の遅相軸方向１５に直交である。
図２に示す液晶表示装置では、偏光膜８が二枚の保護膜７ａ及び７ｂに挟持された構成を示しているが、保護膜７ｂはなくてもよい。また、偏光膜２０も二枚の保護膜１９ａ及び１９ｂに挟持されているが、液晶層１４に近い側の保護膜１９ａはなくてもよい。

本発明の他の実施形態を図３に示す。図３の液晶表示装置は、第１位相差領域１８が偏光膜８及び第２位相差領域１０の間に配置されている以外は、図２に示す液晶表示装置と同様の構成である。図３の液晶表示装置において、保護膜７ｂまたは保護膜１９ａはなくてもよい。また、第１位相差領域１８と保護膜７ｂの間、若しくは第１位相差領域１８と第２位相差領域１０との間に、透明な支持体が配置されていてもよい。図３に示す態様では、第２位相差領域１０は、その遅相軸１１が、偏光膜８の透過軸９に平行で、且つ黒表示時の液晶層１４中の液晶分子の遅相軸方向１５に直交になるように配置される。なお、図３の態様では、第１位相差領域及び第２位相差領域は、液晶セルの位置を基準にして、液晶セルと視認側の偏光膜との間に配置されていてもよいし、液晶セルと背面側の偏光膜との間に配置されていてもよい。いずれの態様においても、第２位相差領域が液晶セルにより近くなるように配置する。

なお、図３には、上側偏光板及び下側偏光板を備えた透過モードの表示装置の態様を示したが、本発明は一の偏光板のみを備える反射モードの態様であってもよく、かかる場合は、液晶セル内の光路が２倍になることから、最適Δｎ・ｄの値は上記の１／２程度の値になる。また、本発明に用いられる液晶セルはIPSモードに限定されることなく、黒表示時に液晶分子が前記一対の基板の表面に対して実質的に平行に配向する液晶表示装置であれば、いずれも好適に用いることができる。この例としては強誘電性液晶表示装置、反強誘電性液晶表示装置、ＥＣＢ型液晶表示装置がある。

本発明の液晶表示装置は、図１〜図３に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶層と偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、偏光膜の保護膜の表面に反射防止処理やハードコートを施しても良い。また、構成部材に導電性を付与したものを使用してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。この場合、バックライトの配置は図２及び図３の上側であっても下側であっても良い。また、液晶層とバックライトとの間に、反射型偏光板や拡散板、プリズムシートや導光板を配置することもできる。また、上記した様に、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に１枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を配置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。

本発明の液晶表示装置には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。本発明は、ＴＦＴやＭＩＭのような３端子又は２端子半導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置に適用した態様が特に有効である。勿論、時分割駆動と呼ばれるパッシブマトリックス液晶表示装置に適用した態様も有効である。

以下、本発明の液晶表示装置に使用可能な種々の部材の好ましい光学特性や部材に用いられる材料、その製造方法等について、詳細に説明する。

［第１位層差領域］
本発明の液晶表示装置は、屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にある第１位相差領域を有する。該第１位相差領域の厚み方向のレターデーションＲｔｈは、−４０ｎｍ〜−２５０ｎｍである。前記第１位相差領域のＲｔｈのより好ましい範囲は、他の光学部材の光学特性に応じて変動し、特に、より近くに位置する偏光膜の保護膜（例えば、トリアセチルセルロースフィルム）のＲｔｈに応じて、大きく変動する。斜め方向の光漏れを効果的に低減するためには、第１位相差領域のＲｔｈは、−６０ｎｍ〜−２００ｎｍであるのがより好ましく、−７０ｎｍ〜−１８０ｎｍであるのがさらに好ましい。一方、第１位層差領域の面内レターデーションＲｅについては、特に制限はないが、一般的には０〜５０ｎｍであるのが好ましく、０〜２０ｎｍであるのがより好ましい。

前記第１位相差領域は、前記光学特性を有する限り、その材料及び形態については特に制限されない。例えば、複屈折ポリマーフィルムからなる位相差膜、及び透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層を有する位相差膜など、いずれも使用することができる。また、それぞれを積層して使用することもできる。

《複屈折ポリマーフィルムを有する第１位相差領域》
上記光学特性を有する複屈折ポリマーフィルムからなる位相差膜は、高分子フィルムを膜の厚さ方向に延伸することで容易に形成できる。また、延伸することなしに流延するだけでこの光学特性を発現するＲｔｈ抑制添加剤含有のセルロースアシレート類を好適に用いることができる。かかるセルロースアシレートとして、特願２００３−３３７６８３号公報に記載されているものを用いることができる。

《液晶性化合物から形成された位相差層を有する第１位相差領域》
上記光学特性を有する液晶性化合物から形成された位相差層としては、ビニルカルバゾール系高分子を塗布して乾燥させて製造した層（特開２００１−０９１７４６号）、キラル構造単位を含んだコレステリックディスコチック液晶化合物や組成物を、その螺旋軸を基板に略垂直に配向させたのち固定化して形成した層、屈折率異方性が正の棒状液晶化合物や組成物を基板に略垂直に配向させたのち固定化して形成した層などを例示することができる（例えば、特開平６−３３１８２６号公報や特許第２８５３０６４号等参照）。さらに、一の位相差層のみならず複数の位相差層を積層して、上記光学特性を示す第１位相差領域を構成することもできる。また、支持体と位相差層との積層体全体で上記光学特性を満たすようにして、第１位相差領域を構成してもよい。用いる棒状液晶化合物としては、配向固定させる温度範囲で、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、リオトロピック液晶相状態をとるものが好適に用いられる。また、添加剤の存在下において、適切な配向温度範囲で、上記液晶状態となる棒状液晶性化合物については、該添加剤と棒状液晶性化合物を含有する組成物を用いて層を形成するのも好ましい。

《棒状液晶性化合物》
本発明の第１位相差領域は、棒状液晶性化合物を含む組成物から形成してもよい。前記棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。液晶分子には活性光線や電子線、熱などによって重合や架橋反応を起こしうる部分構造を有するものが好適に用いられる。その部分構造の個数は１〜６個、好ましくは１〜３個である。

第１位相差領域が、棒状液晶性化合物を配向状態に固定して形成された位相差層を含む場合は、棒状液晶性化合物を実質的に垂直配向させて、その状態に固定して形成した位相差層を用いるのが好ましい。実質的に垂直とは、フィルム面と棒状液晶性化合物のダイレクターとのなす角度が７０°〜９０°の範囲内であることを意味する。これらの液晶性化合物は斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変化するように（ハイブリッド配向）させてもよい。斜め配向又はハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は７０°〜９０°であることが好ましく、８０°〜９０°がより好ましく、８５°〜９０°が最も好ましい。その他、位相差層の形成に用いられる塗布液溶媒、重合性モノマー及び重合性開始剤等の他の添加剤、位相差層の形成方法等については、後述する第２位層差領域の位相差層と同様である。

［第２位相差領域］
本発明の液晶表示装置は、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行である第２位相差領域を有する。該第２位相差領域は、面内レターデーションＲｅが、５０ｎｍ〜４００ｎｍである。第２位相差領域の遅相軸が黒表示時の液晶層の遅相軸方向に直交になるように配置される。第２位相差領域のＲｅは、斜め方向の光漏れを効果的に低減するために、９０ｎｍ〜３００ｎｍであるのがより好ましく、１２０ｎｍ〜２５０ｎｍであるのがさらに好ましい。

前記第２位相差領域は、前記光学特性を有する限り、その材料及び形態については特に制限されない。例えば、複屈折ポリマーフィルムからなる位相差膜、及び透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層を有する位相差膜など、いずれも使用することができる。また、それぞれを積層して使用することもできる。

《複屈折ポリマーフィルムを有する第２位相差領域》
上記光学特性を有する複屈折ポリマーフィルムからなる位相差膜は、高分子フィルムを延伸することで容易に形成できる。高分子フィルムの材料は固有複屈折が負のポリマーが好ましい。固有複屈折が負のポリマーとしては、スチレン系ポリマーを挙げることができる。スチレン系ポリマーは、スチレンあるいはスチレン誘導体の単独重合体；スチレンあるいはスチレン誘導体と他のモノマーとの共重合体；スチレンあるいはスチレン誘導体と他のモノマーから得られるグラフト共重合体；及びこれらのポリマーの混合物に大別することができる。

スチレンあるいはその誘導体の単独重合体の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｏ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシルスチレン、ｐ−フェニルスチレン及び２，５−ジクロロスチレンの単独重合体を挙げることができる。スチレンあるいはスチレン誘導体と他のモノマーとの共重合体の例としては、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／メタクリロニトリル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／α−クロロアクリロニトリル共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸共重合体、スチレン／メタクリル酸共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、スチレン／イタコン酸共重合体、スチレン／ビニルカルバゾール共重合体、スチレン／Ｎ−フェニルアクリルアミド共重合体、スチレン／ビニルピリジン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、α−メチルスチレン／アクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン／メタクリロニトリル共重合体、α−メチルスチレン／酢酸ビニル共重合体、スチレン／α−メチルスチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／α−メチルスチレン／メチルメタクリレート共重合体、及びスチレン／スチレン誘導体共重合体を挙げることができる。スチレン系ポリマーとしては、スチレン／ブタジエン共重合体に、スチレン、アクリロニトリル及びα−メチルスチレンからなる群の少なくとも一種をグラフト重合させたグラフト共重合体が好ましい。スチレン系ポリマーについては、特開平４−９７３２２号公報及び特開平６−６７１６９号公報に記載されている。光学的に負の一軸性で、基板と平行に光軸を有する本発明の光学補償シートは、例えば上記スチレン系ポリマー等の固有複屈折が負のポリマーを一軸延伸することにより得ることができる。

《液晶性化合物から形成された位相差層を有する第２位相差領域》
上記光学特性を有する液晶性化合物から形成された位相差層は、屈折率異方性が負のディスコチック液晶化合物又はそれを含有する組成物を、支持体もしくは仮支持体上に塗布して、液晶性分子を垂直配向させ、その光軸を基板に略水平にさせた後、固定化することで形成することができる。仮支持体上に形成した場合は、該位相差層を支持体上に転写することで作製することもできる。さらに、一の位相差層のみならず複数の位相差層を積層して、上記光学特性を示す第２位相差領域を構成することもできる。また、支持体と位相差層との積層体全体で上記光学特性を満たすようにして、第２位相差領域を構成してもよい。

《ディスコチック液晶性化合物》
本発明には、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅｅｔａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ．７１，ｐａｇｅ１１１（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．Ｋｏｈｎｅｅｔａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐａｇｅ１７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ２６５５（１９９４））に記載されているディスコチック液晶性化合物を用いることができる。ディスコチック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。

ディスコチック液晶性化合物は、重合により固定可能なように、重合性基を有するのが好ましい。例えば、ディスコチック液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させた構造が考えられるが、但し、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有する構造が好ましい。即ち、重合性基を有するディスコチック液晶性化合物は、下記式で表わされる化合物であることが好ましい。
Ｄ（−Ｌ−Ｐ）_n
式中、Ｄは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｐは重合性基であり、ｎは４〜１２の整数である。前記式中の円盤状コア（Ｄ）、二価の連結基（Ｌ）及び重合性基（Ｐ）の好ましい具体例は、それぞれ、特開２００１−４８３７号公報に記載の（Ｄ１）〜（Ｄ１５）、（Ｌ１）〜（Ｌ２５）、（Ｐ１）〜（Ｐ１８）であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。

前記第２位相差領域が、実質的に垂直配向したディスコチック液晶性化合物から形成された位相差層を有する態様では、該位相差層の遅相軸が、黒表示時の液晶分子の遅相軸方向に直交になるように配置する。第２位相差領域のＲｅの調整は、塗布形成するディスコチック液晶層の厚みを制御することによって行なわれる。さらに、ディスコチック液晶性化合物は、フィルム面に対して実質的に垂直（７０〜９０度の範囲の平均傾斜角）に円盤面を配向させることが必要である。ディスコチック液晶性化合物は斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変化するように（ハイブリッド配向）させてもよい。斜め配向又はハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は７０°〜９０°であることが好ましく、７５°〜９０°がより好ましく、８０°〜９０°が最も好ましい。平均傾斜角がこれよりも小さくなると光漏れの分布が非対称になる。

《位相差層を有する第２位相差領域の形成方法》
ディスコチック液晶性化合物から形成された位相差層は、ディスコチック液晶性化合物、所望により、下記の重合性開始剤や空気界面垂直配向剤や他の添加剤を含む塗布液を、支持体の上に形成された垂直配向膜の上に塗布して、垂直配向させ、該配向状態を固定することで形成することができる。

塗布液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。アルキルハライド及びケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方法（例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施できる。

垂直配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定するのが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基（Ｐ）の重合反応により実施することが好ましい。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）、アクリジン及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）及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０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがさらに好ましい。ディスコチ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／ｃｍ²〜５０Ｊ／ｃｍ²であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／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。前記光学違法性層を含む第１位相差領域の厚さは、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがさらに好ましく、１〜５μｍであることが最も好ましい。

《垂直配向膜》
液晶性化合物を配向膜側で垂直に配向させるためには、配向膜の表面エネルギーを低下させることが重要である。具体的には、ポリマーの官能基により配向膜の表面エネルギーを低下させ、これにより液晶性化合物を立てた状態にする。配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基としては、フッ素原子及び炭素原子数が１０以上の炭化水素基が有効である。フッ素原子又は炭化水素基を配向膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側鎖にフッ素原子又は炭化水素基を導入することが好ましい。含フッ素ポリマーは、フッ素原子を０．０５〜８０質量％の割合で含むことが好ましく、０．１〜７０質量％の割合で含むことがより好ましく、０．５〜６５質量％の割合で含むことがさらに好ましく、１〜６０質量％の割合で含むことが最も好ましい。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基又はそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シクロアルキル基であってもよい）又はアルケニル基（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、１０〜１００であることが好ましく、１０〜６０であることがさらに好ましく、１０〜４０であることが最も好ましい。ポリマーの主鎖は、ポリイミド構造又はポリビニルアルコール構造を有することが好ましい。

ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸とジアミンとの縮合反応により合成する。二種類以上のテトラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミンを用いて、コポリマーに相当するポリイミドを合成してもよい。フッ素原子又は炭化水素基は、テトラカルボン酸起源の繰り返し単位に存在していても、ジアミン起源の繰り返し単位に存在していても、両方の繰り返し単位に存在していてもよい。ポリイミドに炭化水素基を導入する場合、ポリイミドの主鎖又は側鎖にステロイド構造を形成することが特に好ましい。側鎖に存在するステロイド構造は、炭素原子数が１０以上の炭化水素基に相当し、液晶性化合物を垂直に配向させる機能を有する。本明細書においてステロイド構造とは、シクロペンタノヒドロフェナントレン環構造又はその環の結合の一部が脂肪族環の範囲（芳香族環を形成しない範囲）で二重結合となっている環構造を意味する。

さらに液晶性化合物を垂直に配向させる手段として、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、又はポリイミドの高分子に有機酸を混合する方法を好適に用いることができる。混合する酸としてはカルボン酸やスルホン酸、アミノ酸が好適に用いられる。後述の空気界面配向剤の内、酸性を示すものを使用してもよい。また、４級アンモニウム塩類も好適に用いることが出来る。その混合量は高分子に対して、０．１質量％〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜１０質量％であることがさらに好ましい。

上記ポリビニルアルコールの鹸化度は、７０〜１００％が好ましく、８０〜１００％がさらに好ましい。ポリビニルアルコールの重合度は１００〜５０００であることが好ましい。

ディスコチック液晶性化合物を配向させる場合、配向膜は、側鎖に疎水性基を官能基として有するポリマーからなるのが好ましい。具体的な官能基の種類は、液晶性分子の種類及び必要とする配向状態に応じて決定する。例えば、変性ポリビニルアルコールの変性基は、共重合変性、連鎖移動変性又はブロック重合変性により導入できる。変性基の例には、親水性基（カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、アンモニウム基、アミド基、チオール基等）、炭素数１０〜１００個の炭化水素基、フッ素原子置換の炭化水素基、チオエーテル基、重合性基（不飽和重合性基、エポキシ基、アジリニジル基等）、アルコキシシリル基（トリアルコキシ、ジアルコキシ、モノアルコキシ）等が挙げられる。これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、例えば、特開２０００−１５５２１６号公報明細書中の段落番号［００２２］〜［０１４５］、同２００２−６２４２６号公報明細書中の段落番号［００１８］〜［００２２］に記載のもの等が挙げられ
る。

配向膜を、主鎖に結合した架橋性官能基を有する側鎖を有するポリマー又は液晶性分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を有するポリマーを用いて形成し、その上に位相差膜を、多官能モノマーを含む組成物を用いて形成すると、配向膜中のポリマーと、その上に形成される位相差膜中の多官能モノマーとを共重合させることができる。その結果、多官能モノマー間だけではなく、配向膜ポリマー間及び多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間にも共有結合が形成され、配向膜と位相差膜とが強固に結合される。従って、架橋性官能基を有するポリマーを用いて配向膜を形成することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、例えば特開２０００−１５５２１６号公報明細書中段落番号［００８０］〜［０１００］記載のもの等が挙げられる。

配向膜ポリマーは、上記の架橋性官能基とは別に、架橋剤を用いて架橋させることもできる。架橋剤としては、アルデヒド、Ｎ−メチロール化合物、ジオキサン誘導体、カルボキシル基を活性化することにより作用する化合物、活性ビニル化合物、活性ハロゲン化合物、イソオキサゾール及びジアルデヒド澱粉が含まれる。二種類以上の架橋剤を併用してもよい。具体的には、例えば特開２００２−６２４２６号公報明細書中の段落番号［００２３］〜［０２４］記載の化合物等が挙げられる。反応活性の高いアルデヒド、特にグルタルアルデヒドが好ましい。

架橋剤の添加量は、ポリマーに対して０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１５質量％がさらに好ましい。配向膜に残存する未反応の架橋剤の量は、１．０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがさらに好ましい。このように調節することで、配向膜を液晶表示装置に長期使用、又は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、レチキュレーション発生のない充分な耐久性が得られる。

配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー及び架橋剤を含む組成物を透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥（架橋させ）し、ラビング処理することにより形成することができる。架橋反応は、前記のように、透明支持体上に塗布した後、任意の時期に行なってよい。ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーを配向膜形成材料として用いる場合には、塗布液は消泡作用のある有機溶媒（例、メタノール）と水の混合溶媒とすることが好ましい。その比率は質量比で水：メタノールが０：１００〜９９：１が好ましく、０：１００〜９１：９であることがさらに好ましい。これにより、泡の発生が抑えられ、配向膜、更には位相差層表面の欠陥が著しく減少する。

配向膜の塗布方法は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロッドコーティング法又はロールコーティング法が好ましい。特にロッドコーティング法が好ましい。また、乾燥後の膜厚は０．１〜１０μｍが好ましい。加熱乾燥は、２０℃〜１１０℃で行なうことができる。充分な架橋を形成するためには６０℃〜１００℃が好ましく、特に８０℃〜１００℃が好ましい。乾燥時間は１分〜３６時間で行なうことができるが、好ましくは１分〜３０分である。ｐＨも、使用する架橋剤に最適な値に設定することが好ましく、グルタルアルデヒドを使用した場合は、ｐＨ４．５〜５．５で、特に５が好ましい。

配向膜は、透明支持体上に設けられることが好ましい。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋した後、表面をラビング処理することにより得ることができる。

前記ラビング処理は、ＬＣＤの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を適用することができる。即ち、配向膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより、配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。

ディスコチック液晶性化合物を均一配向させるには、ラビング処理された垂直配向膜により配向方向を制御するのが好ましいが、一方、棒状液晶性化合物の垂直配向にはラビング処理は行なわないことが好ましい。なお、配向膜を用いて液晶性化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性化合物を固定して位相差層を形成し、位相差層のみをポリマーフィルム（又は透明支持体）上に転写してもよい。

《空気界面垂直配向剤》
通常、液晶性化合物は、空気界面側では傾斜して配向する性質を有するので、均一に垂直配向した状態を得るために、空気界面側において液晶性化合物を垂直に配向制御することが必要である。この目的のために、空気界面側に偏在して、その排除体積効果や静電気的な効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を液晶塗布液に含有させて、位相差膜を形成するのが好ましい。液晶性化合物を垂直に配向させる作用は、ディスコチック液晶性化合物においてはそのダイレクターの傾斜角度、すなわちダイレクターと塗布液晶空気側表面とがなす角度を減少させる作用に相当する。ディスコチック液晶分子のダイレクターの傾斜角度を減少させる化合物としては、マレイミド基のような排除体積効果を有する剛直性の構造単位を含有するポリマーが好適に用いられる。

また、特開２００２−２０３６３号公報、特開２００２−１２９１６２号公報に記載されている化合物を空気界面配向剤として用いることができる。また、特願２００２−２１２１００号明細書の段落番号［００７２］〜［００７５］、特願２００２−２６２２３９号明細書の段落番号［００３７］〜［００３９］、特願２００３−９１７５２号明細書の段落番号［００７１］〜［００７８］、特願２００３−１１９９５９号明細書の段落番号［００５２］〜［００５４］、［００６５］〜［００６６］、［００９２］〜［００９４］、特願２００３−３３０３０３号明細書の段落番号［００２８］〜［００３０］、特願２００４−００３８０４号明細書の段落番号［００８７］〜［００９０］に記載される事項も本発明に適宜適用することができる。また、これらの化合物を配合することによって塗布性が改善され、ムラ又はハジキの発生が抑制される。

液晶塗布液への空気界面配向剤の使用量は、０．０５質量％〜５質量％であることが好ましい。また、フッ素系空気界面配向剤を用いる場合は、１質量％以下であることが好ましい。

《位相差層中の他の材料》
上記の液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることが出来る。これらの素材は液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。

重合性モノマーとしては、ラジカル重合性もしくはカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開２００２−２９６４２３号公報明細書中の段落番号［００１８］〜［００２０］記載のものが挙げられる。上記化合物の添加量は、円盤状液晶性分子に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。

界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開２００１−３３０７２５号公報明細書中の段落番号［００２８］〜［００５６］記載の化合物、特願２００３−２９５２１２号公報明細書中の段落番号［００６９］〜［０１２６］記載の化合物が挙げられる。

液晶性化合物とともに使用するポリマーは、塗布液を増粘できることが好ましい。ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、特開２０００−１５５２１６号公報明細書中の段落番号［０１７８］記載のものが挙げられる。液晶性化合物の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、液晶性分子に対して０．１〜１０質量％の範囲にあることが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあることがより好ましい。液晶性化合物のディスコティックネマティック液晶相−固相転移温度は、７０〜３００℃が好ましく、７０〜１７０℃がさらに好ましい。

［支持体］
本発明では、液晶性化合物から形成された位相差層を、支持体上に形成してもよい。支持体は透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が８０％以上であるのが好ましい。支持体は、波長分散が小さいのが好ましく、具体的には、Ｒｅ４００／Ｒｅ７００の比が１．２未満であることが好ましい。中でも、ポリマーフィルムが好ましい。透明支持体は第１位相差領域、第２位相差領域又は偏光板保護膜を兼ねることもできる。また、透明支持体と位相差層全体で、第１位相差領域又は第２位層差領域を構成していてもよい。支持体の光学異方性は小さいのが好ましく、面内レターデーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、５ｎｍ以下であることが最も好ましい。また、第２位相差領域を兼ねる場合は、厚さ方向のレターデーションＲｔｈが５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、６０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲であることがより好ましく、７０ｎｍ〜１３０ｎｍの範囲であることが最も好ましい。また、偏光板保護膜を兼ねる場合は、厚さ方向のレターデーションＲｔｈが２５ｎｍ以下であり、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることが最も好ましい。

支持体となるポリマーフィルムの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート及びポリメタクリレートのフィルムが含まれる。セルロースエステルフィルムが好ましく、アセチルセルロースフィルムがさらに好ましく、トリアセチルセルロースフィルムが最も好ましい。ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。透明支持体の厚さは、２０〜５００μｍであることが好ましく、４０〜２００μｍであることがさらに好ましい。透明支持体とその上に設けられる層（接着層、垂直配向膜あるいは位相差層）との接着を改善するため、透明支持体に表面処理（例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理）を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒径が１０〜１００ｎｍ程度の無機粒子を固形分重量比で５％〜４０％混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。

［偏光膜用保護膜］
第２偏光板用保護膜としては、可視光領域に吸収が無く、光透過率が８０％以上であり、複屈折性に基づくレターデーションが小さいものが好ましい。具体的には、面内のＲｅが０〜２０ｎｍが好ましく、０〜１０ｎｍがより好ましく、０〜５ｎｍが最も好ましい。さらに、厚み方向のレターデーションＲｔｈは０〜４０ｎｍであることが好ましく、０〜２０ｎｍがより好ましく、０〜１０ｎｍであることが最も好ましい。この特性を有するフィルムであれば好適に用いることができるが、偏光膜の耐久性の観点からはセルロースアシレートやノルボルネン系のフィルムがより好ましい。セルロースアシレートフィルムのＲｔｈを小さくする方法として、特開平１１−２４６７０４号公報、特開２００１−２４７７１７号公報、特願２００３−３７９９７５号明細書に記載の方法などが挙げられる。また、セルロースアシレートフィルムの厚みを小さくすることによっても、Ｒｔｈを小さくすることができる。第２偏光板用保護膜としてのセルロースシレートフィルムの厚みは１０〜１００μｍであることが好ましく、１０〜６０μｍであるのがより好ましく、２０〜４５μｍであることがさらに好ましい。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
＜ＩＰＳモード液晶セル１の作製＞
一枚のガラス基板上に、図１に示す様に、隣接する電極間の距離が２０μｍとなるように電極（図１中２及び３）を配設し、その上にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理を行なった。図１中に示す方向４に、ラビング処理を行なった。別に用意した一枚のガラス基板の一方の表面にポリイミド膜を設け、ラビング処理を行なって配向膜とした。二枚のガラス基板を、配向膜同士を対向させて、基板の間隔（ギャップ；ｄ）を３．９μｍとし、二枚のガラス基板のラビング方向が平行となるようにして重ねて貼り合わせ、次いで屈折率異方性（Δｎ）が０．０７６９及び誘電率異方性（Δε）が正の４．５であるネマチック液晶組成物を封入した。液晶層のｄ・Δｎの値は３００ｎｍであった。

＜第１位相差領域１及び偏光板１の作製＞
市販のセルロースアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム株）製、Ｒｅ＝３ｎｍ、Ｒｔｈ＝４５ｎｍ）を用いて、その表面のケン化処理を行い、このフィルム上に市販の垂直配向膜（ＪＡＬＳ−２０４Ｒ、日本合成ゴム（株）製）をメチルエチルケトンで１：１に希釈したのち、ワイヤーバーコーターで２．４ｍｌ／ｍ²塗布した。直ちに、１２０℃の温風で１２０秒乾燥した。

（垂直配向した棒状液晶化合物層の形成）
配向膜上に、下記の棒状液晶化合物３．８ｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．０６ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇ、下記の空気界面側垂直配向剤０．００２ｇを９．２ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、＃３．５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、１００℃の恒温槽中で２分間加熱し、棒状液晶化合物を配向させた。次に、１００℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯により、３０秒間ＵＶ照射し棒状液晶化合物を架橋して、その後、室温まで放冷して位相差層を作製した。上記セルロースアセテートフィルムからなる支持体と位相差層とからなるフィルムを、保護膜１とする。

自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、保護膜１のＲｅの光入射角度依存性を測定し、予め測定したセルロースアセテートフィルムの寄与分を差し引くことによって、棒状液晶位相差層のみの光学特性を算出したところ、Ｒｅが０ｎｍ、Ｒｔｈが−１４５ｎｍであり、棒状液晶が略垂直に配向していることを確認した。棒状液晶位相差層は、屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にあった。この棒状液晶位相差層を第１位層差領域１とした。

次に延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、上記作製した保護膜１を、セルロースアセテートフィルムが偏光膜側となるように偏光膜の片側に貼り付けた。続いて、市販のセルロースアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、この偏光膜の反対側に貼り付け偏光板１を形成した。

＜第２位相差領域１及び偏光板２の作製＞
上記セルロースアセテートフィルムの表面をケン化後、このフィルム上に下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで２０ｍｌ／ｍ²塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
下記の変性ポリビニルアルコール１０質量部
水３７１質量部
メタノール１１９質量部
グルタルアルデヒド０．５質量部
テトラメチルアンモニウムフルオライド０．３質量部

次に、配向膜上に、下記のディスコチック液晶性化合物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、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．０６ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇ、空気界面側垂直配向剤（例示化合物Ｐ−６）０．０１ｇを３．９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、＃６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、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコチック液晶化合物を配向させた。次に、１００℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、３０秒間ＵＶ照射しディスコチック液晶化合物を架橋し、その後、室温まで放冷してディスコチック液晶位相差層を形成した。セルロースアセテートフィルムからなる支持体とディスコチック液晶位相差層とからなるフィルムを保護膜２とする。

自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、保護膜２のＲｅの光入射角度依存性を測定し、予め測定したセルロースアセテートフィルムの寄与分を差し引くことによって、ディスコチック液晶位相差層のみの光学特性を算出したところ、Ｒｅが２１５ｎｍ、Ｒｔｈが−１１７ｎｍ、液晶の平均傾斜角は８９．９°であり、ディスコチック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることが確認できた。なお遅相軸の方向は配向膜のラビング方向と平行であった。上記作製したディスコチック液晶位相差層は、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行方向にある位相差層であった。このディスコチック液晶位相差層を、第２位層差領域１とした。

延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した保護膜２を、セルロースアセテートフィルムが偏光膜側となるように偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と保護膜２の遅相軸（第２位相差領域１の遅相軸もこれに一致する）とは直交になるように配置した。市販のセルロースアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付け、偏光板２を製作した。これを、前記で作製したＩＰＳモード液晶セル１の一方に、保護膜２の遅相軸が液晶セルのラビング方向と直交になるように（即ち、第２位相差領域１の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と直交になるように）、且つディスコチック液晶位相差層面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、ＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側に、上記作製した偏光板１を棒状液晶位相差層面側が液晶セル側にクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。

＜作製した液晶表示装置の漏れ光の測定＞
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．０４％であった。

［実施例２］
＜第２位相差領域２の作製＞
市販のセルロースアセテートフィルムの表面をケン化後、このフィルム上に、下記組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで２０ｍｌ／ｍ²塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに１００℃の温風で１２０秒乾燥し、膜を形成した。次に、形成した膜にフィルムの遅相軸方向と平行の方向にラビング処理を施して配向膜を形成した。
配向膜塗布液の組成
変性ポリビニルアルコール（化３）１０質量部
水３７１質量部
メタノール１１９質量部
グルタルアルデヒド０．５質量部
パラトルエンスルホン酸０．３質量部

次に、配向膜上に、実施例１で使用したディスコチック液晶性化合物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、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．０６ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．０２ｇ、空気界面側垂直配向剤（例示化合物Ｐ−６）０．０１ｇを３．９ｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を、＃５．４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、１２５℃の恒温槽中で３分間加熱し、ディスコチック液晶化合物を配向させた。次に、１００℃で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、３０秒間ＵＶ照射しディスコチック液晶化合物を架橋し、その後、室温まで放冷して、ディスコチック液晶位相差層を形成した。

自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、第２位相差領域２のＲｅの光入射角度依存性を測定し、予め測定したセルロースアセテートフィルムの寄与分を差し引くことによって、ディスコチック液晶位相差層のみの光学特性を算出したところ、Ｒｅが１９５ｎｍ、Ｒｔｈが−９８ｎｍ、液晶の平均傾斜角は８９．９°であり、ディスコチック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることが確認できた。なお遅相軸の方向は配向膜のラビング方向と平行であった。作製したディスコチック液晶位相差層は、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行方向にあった。このディスコチック液晶位相差層を、第２位層差領域２とした。

次に実施例１と同様な操作で、棒状液晶を垂直に配向した保護膜３（但し、棒状液晶位相差層のＲｔｈは−１６０ｎｍである、棒状液晶位相差層は、屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にあった）を製作し、実施例１と同様な方法で偏光板３を製作した。この偏光板３の棒状液晶位相差層面側に接着剤を塗り、この接着剤面に上記支持体上のディスコチック液晶位相差層（第２位相差領域２）を、該位相差層の遅相軸が第一偏光板の透過軸と平行になるように貼り合わせた。これをローラーで加圧した後に、第２位相差領域２の支持体であるセルロースアセテートフィルムを剥離し、第２位相差領域２を偏光板３へ転写して偏光板４を形成した。

これを、前記で作製したＩＰＳモード液晶セル１の一方に、偏光板４の第２位相差領域２の遅相軸が液晶セルのラビング方向と直交になるように（即ち、第２位相差領域２の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と直交になるように）、且つディスコチック液晶塗布面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、ＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側に市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、（株）サンリッツ製）をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。

（作製した液晶表示装置の漏れ光の測定）
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．０３％であった。

［実施例３］
（支持体１の作製）
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Ａを調製した。
＜セルロースアセテート溶液Ａ組成＞
置換度２．８６のセルロースアセテート１００質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤）７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤）３．９質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）３００質量部
メタノール（第２溶媒）５４質量部
１−ブタノール１１質量部

別のミキシングタンクに、下記の組成物を投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液Ｂ−１を調製した。
＜添加剤溶液Ｂ−１組成＞
メチレンクロライド８０質量部
メタノール２０質量部
光学的異方性低下剤（化５）４０質量部

セルロースアセテート溶液Ａを４７７質量部に、添加剤溶液Ｂ−１の４０質量部を添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延口から０℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率７０質量％の場外で剥ぎ取り、フィルムの巾方向の両端をピンテンター（特開平４−１００９号公報の図３に記載のピンテンター）で固定し、溶媒含有率が３〜５質量％の状態で、横方向（機械方向に垂直な方向）の延伸率が３％となる間隔を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み８０μｍの支持体１を作製した。
自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Ｒｅが１ｎｍ、Ｒｔｈが６ｎｍであることが確認できた。

＜第２位相差領域３及び偏光板５の作製＞
上記支持体１を支持体に用いたこと、及びディスコチック液晶塗布液を＃４．８バーで塗布したこと以外は、実施例１と同様な製作方法でディスコチック液晶位相差層を支持体上に形成した（保護膜４）。自動複屈折率計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株）社製）を用いて、Ｒｅの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、ディスコチック液晶位相差層のＲｅは１７２ｎｍ、Ｒｔｈは−８６ｎｍであり、ディスコチック液晶がフィルム面に対して垂直に配向していることが確認できた。なお遅相軸の方向は配向膜のラビング方向と平行であった。作製したディスコチック液晶位相差層は、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行方向にあった。このディスコチック液晶位相差層を、第２位層差領域３とした。

延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した保護膜４を、支持体１側が偏光膜側となるように偏光膜の片側に貼り付けた。偏光膜の透過軸と保護膜４の遅相軸（第２位相差領域３の遅相軸もこれに一致する）とは直交になるように配置した。市販のセルロースアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付け、偏光板５を製作した。

これを、前記で作製したＩＰＳモード液晶セル１の一方に、第２位相差領域３の遅相軸が液晶セルのラビング方向と直交になるように（即ち、第２位相差領域３の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と直交になるように）、且つディスコチック液晶位相差層面側が液晶セル側になるように偏光板５を貼り付けた。続いて、実施例１で製作したＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側に実施例１で製作した偏光板１を棒状液晶位相差層側が液晶セル側にクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．０２％であった。

［実施例４］
＜第２位相差領域４及び偏光板６の作製＞
下記の（Ａ）の共重合体１０重量部に、下記（Ｂ）のモノマー混合物９０重量部をグラフト重合させたスチレン系ポリマー１７０ｇを二塩化メチレン８３０ｇに溶解させた。（Ａ）スチレン／ブタジエン共重合体（質量比：２０／８０）（Ｂ）スチレン／アクリロニトリル／α−メチルスチレン（質量比：６０／２０／２０）この溶液を乾燥後の膜厚が１００μｍとなるようにガラス板上に流延し、５分間室温で放置した後、４５℃の温風で２０分間乾燥させ、得られたフィルム（膜）をガラス板から剥した。このフィルムを矩形の枠に張り付け、７０℃で１時間乾燥させた。更に１１０℃で１５時間乾燥させた後、１１５℃の条件で引張試験機（ストログラフＲ２、（株）東洋精機製）で、１．９倍の倍率で一軸延伸を行なった。上記のようにして、スチレン系ポリマーの一軸延伸フィルム（第２位相差領域４）を作製した。得られたフィルムのレターデーションを測定した。Ｒｅは１７５ｎｍであり、Ｒｔｈは−８８ｎｍであった。このフィルムは、屈折率異方性が負であり光軸はフィルム面に平行な方向にあった（即ちフィルム面内にあった）。このフィルムを第２位相差領域４とした。

延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例３で作製した支持体１を、偏光膜の片側に貼り付けた。さらに市販の接着剤を用いて、支持体１の表面に、第２位相差領域４を偏光膜の透過軸と第２位相差領域４の遅相軸とが直交になるように配置した。市販のセルロースアセテートフィルム（フジタックＴＤ８０ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側に貼り付け、偏光板６を製作した。これを、前記で作製したＩＰＳモード液晶セル１の一方に、第２位相差領域４の遅相軸が液晶セルのラビング方向と直交になるように（即ち、第２位相差領域４の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と直交になるように）、且つ第２位相差領域であるポリスチレン系フィルム面側が液晶セル側になるように偏光板６を貼り付けた。続いて、実施例１で製作したＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側に、実施例１で製作した偏光板１を棒状液晶塗布面側が液晶セル側にクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。

＜作製した液晶表示装置の漏れ光の測定＞
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．０２％であった。

［実施例５］
＜強誘電性液晶セル１の作製＞
ＩＴＯ電極付ガラス基板上ポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理を行なった。この基板を２枚製作し、配向膜同士を対向させて、基板の間隔（ギャップ；ｄ）を１．９μｍとし、二枚のガラス基板のラビング方向が平行となるようにして重ねて貼り合わせ、次いで屈折率異方性（Δｎ）が０．１５及び自発分極（Ｐｓ）が１２ｎＣｃｍ^-2である強誘電性液晶組成物を封入した。液晶層のｄ・Δｎの値は２８０ｎｍであった。

製作した強誘電性液晶セル１に対して、実施例２で作製した偏光板４の第２位相差領域２の遅相軸が液晶セルに直流電圧１０Ｖを印加した場合の液晶分子の遅相軸と直交になるように、且つディスコチック液晶塗布面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、強誘電性液晶セル１のもう一方の側に市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、（株）サンリッツ製）をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．４％であった。

［比較例１］
前記作製したＩＰＳモード液晶セル１の両側に市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、（株）サンリッツ製）を、クロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。光学補償フィルムは用いなかった。上記液晶表示装置では、実施例１と同様に、上側の偏光板の透過軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように偏光板を貼り付けた。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は０．５５％であった。

［比較例２］
前記で作製したＩＰＳモード液晶セル１の一方に、保護膜２の遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように（即ち、第２位相差領域１の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と平行になるように）、且つディスコチック液晶塗布面側が液晶セル側になるように偏光板２を貼り付けた。続いて、ＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側には市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、（株）サンリッツ製）を、クロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は１．５％であった。

［比較例３］
実施例１で製作したＩＰＳモード液晶セル１に対して、実施例２で作製した偏光板４の第２位相差領域２の遅相軸が液晶セルのラビング方向と平行になるように（即ち、第２位相差領域２の遅相軸が、黒表示時の液晶セルの液晶分子の遅相軸と平行になるように）、且つディスコチック液晶塗布面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、ＩＰＳモード液晶セル１のもう一方の側に市販の偏光板（ＨＬＣ２−５６１８、（株）サンリッツ製）をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を測定した。左斜め方向６０°から観察した際の漏れ光は５．２％で極めて大きいものであった。

本発明の液晶表示装置の画素領域例を示す概略図である。本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。本発明の液晶表示装置の他の例を示す概略図である。

符号の説明

１液晶素子画素領域
２画素電極
３表示電極
４ラビング方向
５ａ、５ｂ黒表示時の液晶化合物のダイレクター
６ａ、６ｂ白表示時の液晶化合物のダイレクター
７ａ，７ｂ、１９ａ，１９ｂ偏光膜用保護膜
８、２０偏光膜
９、２１偏光膜の偏光透過軸
１０第２位相差領域
１１第２位相差領域の遅相軸
１２、１６セル基板
１３、１７セル基板ラビング方向
１４液晶層
１５液晶層の遅相軸方向
１８第１位相差領域

Claims

少なくとも、第１偏光膜と、屈折率異方性が正で光軸が層面に対して実質的に垂直方向にある第１位相差領域と、屈折率異方性が負で光軸が層面に対して実質的に平行である第２位相差領域と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルとを含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向する液晶表示装置であって、第１位相差領域の厚み方向のレターデーションＲｔｈが−４０ｎｍ〜−２５０ｎｍであり、且つ第２位相差領域の面内のレターデーションＲｅが５０ｎｍ〜４００ｎｍで、且つ第２位相差領域の遅相軸が黒表示時の液晶層の遅相軸方向に直交である液晶表示装置：但し、Ｒｔｈの符号は面内の遅相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋２０°傾斜した方向から波長５５０nｍの光を入射させて測定したレターデーション値がＲｅを超える場合を正とし、Ｒｅを下回る場合を負とし、但し、｜Ｒｔｈ／Ｒｅ｜が９以上の試料では、回転自由台座付きの偏光顕微鏡を用いて、面内の進相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋４０°傾斜した状態で、偏光板の検板を用いて決定できる試料の遅相軸がフィルム平面に平行にある場合を正とし、また遅相軸がフィルムの厚み方向にある場合を負とする。
前記第１偏光膜、前記第１位相差領域、前記第２位相差領域及び前記液晶セルが、この順序で配置され、且つ前記第２位相差領域の遅相軸が、前記偏光膜の透過軸に実質的に平行である請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１位相差領域、前記液晶セル、前記第２位相差領域及び前記第１偏光膜がこの順序で配置され、且つ前記第２位相差領域の遅相軸が前記第１偏光膜の透過軸に実質的に直交である請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１偏光膜の透過軸と直交する透過軸を有する第２偏光膜をさらに有し、前記第１及び第２偏光膜が、前記第１位層差領域、前記第２位相差領域及び前記液晶セルを挟持して配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第１偏光膜及び／又は第２偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚み方向の位相差Ｒｔｈが２５ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第１偏光膜及び／又は第２偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜がセルロースアシレートフィルム又はノルボルネン系フィルムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第１位相差領域が、実質的に垂直配向した棒状液晶化合物を含有する位相差層を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第２位相差領域が、実質的に垂直配向したディスコチック液晶性化合物を含有する位相差層を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。