JPH0850204A - 光学異方素子、及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正面コントラストを維持したままで、視角に
よる、コントラスト低下、階調反転、および色味変化等
の画質の劣化を著しく改良する光学異方素子、及びそれ
を用いたフルカラーの液晶表示装置を提供する。 【構成】 透明フィルム上に、少なくとも円盤状化合物
を含む層を有すると共に、光学的に異方性を有する光学
異方素子であり、かつ、へイズが５．０％以下である光
学異方素子、及びそれを用いた液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＮ−ＬＣＤの正面コ
ントラスト、及び視角特性を著しく改良する光学異方素
子、及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置としては、分子配列のねじ
れ角が９０゜以上の液晶を介して、対向するストライプ
状の複数の電極を、互いに交差するように配置させ、こ
れらの交差する部分で画素を形成する、単純マトリクス
型と、液晶分子の配列のねじれ角が９０゜で、薄層トラ
ンジスターあるいはダイオードを用いる三端子方式、あ
るいは二端子方式の非線形能動素子を有する画素電極
と、この画素電極と対向電極とで画素を形成するアクテ
ィブマトリクス型が提案されている。これらの液晶表示
装置のうち、ワードプロセッサ、パソコン、あるいはＴ
Ｖモニター等の表示装置は、主流であるＣＲＴから、薄
型軽量、低消費電力という大きな利点を持つ液晶表示装
置のうち、高画質で応答速度の速いアクティブマトリク
ス型に変換されつつある。

【０００３】このアクティブマトリクス型は、基本的に
はねじれ角が９０゜のネマティック液晶を用いたツイス
テッドネマチック型（以下、ＴＮと呼ぶ）液晶セルを用
いるものであり、非線形素子として、三端子方式の薄層
トランジスターを使用するＴＦＴ−ＬＣＤと、二端子方
式のＭＩＭ素子を使用するＭＩＭーＬＣＤとが、現在主
流となっている。

【０００４】ＴＦＴ−ＬＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤは、少な
くとも、各画素ごとに駆動用のＴＦＴ、あるいはＭＩＭ
素子を備えたＴＮ液晶セルと、透過軸が液晶セルの光入
射側の基板のラビング方向と直交または平行するように
配置された偏光子、および透過軸が液晶セルの光出射側
の基板のラビング方向と平行または直交するように配置
された検光子とから構成されており、応答速度が速く
（数十ミリ秒）、高い表示コントラストを示すことから
他の方式と比較しても、最も有力な方式である。しか
し、これらの液晶表示装置は、ねじれ角が９０゜のネマ
ティック液晶を用いているため、表示方式の原理上、視
角によりコントラストが低下するという大きな問題点が
あった。

【０００５】これに対し、特開平４−２２９８２８号、
特開平４−２５８９２３号公報などに見られるように、
一対の偏光板とＴＮ型液晶セルの間に、位相差板を配置
することによって視野角を拡大しようとする方法が提案
されている。上記特許公報で提案された位相差板は、液
晶セルに対して垂直な方向の位相差は、ほぼゼロのもの
であり、真正面からは何ら光学的な作用を及ぼさない
が、傾けたときに位相差が発現し、液晶セルで発現する
位相差を補償するものである。しかし、この方法では視
野角、とくに、画面法線方向から上下方向または左右方
向に傾けたときのコントラストの低下を改良できず、Ｃ
ＲＴの代替としては、全く対応できないのが現状であ
る。

【０００６】特開平４−３６６８０８号、特開平４−３
６６８０９号公報では、光学軸が傾いたカイラルネマチ
ック液晶を含む液晶セルを位相差板として用い、視野角
を改良しようとしているが、２層液晶方式となりコスト
が高く、非常に重たいものとなっている。

【０００７】また、特開平６ー７５１１６号公報、ＥＰ
０５７６３０４Ａ１明細書、および本発明者らによる特
開平６ー２１４１１６号公報において、光学的に負の一
軸性を示し、その光軸が傾斜している位相差板を用いる
ことにより、ＴＮ型ＬＣＤの視角特性を改良する方法が
提案されている。この方法によれば視野角は従来のもの
と比べ、改善はされるが、それでもＣＲＴ代替を検討す
るほどの広い視野角は実現困難であった。

【０００８】そこで本発明者らは、特願平６ー１２６５
２１号において、光学的に負の一軸性でその光軸がフイ
ルムの法線方向から傾斜している光学異方素子、および
光学的に負の一軸性でその光軸がフイルムの法線方向に
ある光学異方素子の特性をあわせ持つ位相差板により、
ＴＮ型ＬＣＤの視角特性が著しく改善される事を見い出
した。

【０００９】しかし、これらの方法によると、該光学異
方素子自身のヘイズが高いと正面コントラストが低下
し、視角特性が悪化するという問題点があり、更には、
これらの方法では、白黒表示におけるコントラストから
見た視角改良効果を確認しただけで、フルカラーで階調
表示を行うカラー液晶表示装置の視角改良については、
何等言及されていなっかった。カラ−液晶表示装置の視
角特性は、視角による階調の反転が最も重要であり、よ
り高度な補償が必要となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、正面
コントラストを低下させずに、視角による、コントラス
ト低下、階調反転、および色味変化等の画質の劣化を著
しく改良する光学異方素子、及びそれを用いたフルカラ
ーの液晶表示装置を提供する事である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的は、（１）透明
フィルム上に、少なくとも円盤状化合物を含む層を有す
ると共に、光学的に異方性を有する光学補償シ−トであ
り、かつ、ヘイズが５．０％以下である事を特徴とする
光学異方素子。 （２）該フィルム面に対してあらゆる角度方向でのＲｅ
値の絶対値の最小値がフィルムの法線方向でもなく面方
向でもない光学異方素子であって、Ｒｅ値が０となる方
向が存在しない事を特徴とする（１）に記載の光学補償
シ−ト。 （３）少なくとも、円盤状化合物から形成される層から
成り、該円盤状化合物のチルト角が、該層の厚さ方向で
連続的に変化している事を特徴とする（１）または
（２）に記載の光学異方素子 （４）該円盤状化合物のチルト角が、該光学異方素子面
に対して垂直な同一面内で、かつ厚さ方向で、連続的
に、単調増加、あるいは単調減少していることを特徴と
する（３）に記載の光学異方素子。 （５）該円盤状化合物の連続的に変化するチルト角にお
いて、低チルト角側の角度が０°乃至８５°であり、高
チルト角側の角度が５°乃至９０°であることを特徴と
する（４）に記載の光学異方素子。 （６）該透明フィルムが、光学的に負の一軸性であると
ともに光軸が法線方向にあることを特徴とする（３）に
記載の光学異方素子。 （７）該透明フィルムが光学的に負の一軸性を有すると
共に光軸がフィルムの法線方向であり、該円盤状化合物
を含む層が光学的に負の一軸性を有すると共に光軸がフ
ィルム法線から５°乃至８５°傾斜してなる（１）また
は（２）に記載の光学異方素子。 （８）円盤状化合物を含む層上に、保護層を有する事を
特徴とする（１）に記載の光学異方素子。 （９）円盤状化合物を含む層において、該円盤状化合物
がモノドメインを形成しているか、あるいは０．１μｍ
以下の複数のドメインを形成している事を特徴とする
（１）に記載の光学異方素子。 （１０）２枚の電極基板間に液晶を挟持してなる液晶セ
ルと、その両側に配置された２枚の偏光板を含む液晶表
示素子において、２枚の偏光板の間に（１）に記載の光
学異方素子を少なくとも１枚有する事を特徴とする液晶
表示素子。 （１１）少なくとも、カラーフイルター、画素電極、お
よびネマティック液晶を有し、ツイスト角がほぼ９０゜
のツイステッドネマティック型液晶セル、この液晶セル
の両側に配置された２枚の偏光板、を有するカラー液晶
表示装置において、該液晶セルと該偏光板の間に、
（３）乃至（６）の光学異方素子を挟持することを特徴
とするカラー液晶表示装置。 によって達成された。

【００１２】本発明のヘイズは、ASTN-D 1003-52に従っ
て測定した。本発明においては、光学異方素子のヘイズ
が高いと、黒表示部において散乱によると思われる光洩
れが起こり、結果としてコントラストが低下する。この
傾向は、入射光が法線方向および画像の上方向に傾いた
場合に顕著であり、これを防ぐためには、ヘイズが５％
以下、好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下で
あることが必要である。一般にヘイズは、表面形状（細
かな凹凸、キズ）あるいは内部の不均一性（屈折率の異
なる微少部分の存在）に起因するものであり、それを低
くするためには、光学補償シ−トの表面を平滑にし、内
部の屈折率の不均一性を小さくする事が必要となる。し
かし本発明の円盤状化合物を含む層を平滑にすること
は、塗布の後、加熱熟成が必要である製造過程上、かな
り難しい。容易にできる方法としては、円盤状化合物を
含む層の屈折率に比較的近い、保護層、あるいは（液晶
ディスプレイに組み込む際に必要な）粘着層を、その表
面が平滑になるように塗布する方法が挙げられる。コス
ト等から考えて、粘着層を設けることにより表面形状に
起因するヘイズを低減する方法が好ましい。また、本発
明の円盤状化合物は、該化合物の性質、熟成条件等によ
り、複数の異なるドメインを形成する場合があり、これ
が層内部の不均一性に起因するヘイズとなる。このヘイ
ズの低減には、円盤状化合物をモノドメインとする事、
あるいは複数のドメインを形成しても、その１つ１つの
ドメインサイズを０．１μｍ以下、好ましくは０．０８
μｍ以下とすることにより、可視光に影響を及ばさなく
する方法が挙げられる。

【００１３】上述の粘着層は、特に制限はなく、アクリ
ル系、ＳＢＲ系、シリコンゴム系等の透明な接着剤、な
いし粘着剤を用いることが出来る。構成部材の光学特性
の変化防止の点より、硬化や乾燥の際に高温のプロセス
を要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時
間を要しないものが好ましい。また、保護層として用い
る化合物も特に制限はないが、製膜能の観点からポリマ
−が好ましく、円盤状化合物を溶解しない溶剤に可溶で
あることが好ましい。ポリマ−の具体例としては、ゼラ
チン、メチルセルロ−ス、アルギン酸、ペクチン、アラ
ビアゴム、プルラン、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニ
ルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンゼ
ンスルホン酸ソ−ダ、カラギナン、ポリエチレングリコ
−ル等の水溶性高分子が挙げられる。

【００１４】更に、本発明のカラー液晶表示装置におい
て、より高度に視野角が改良された事については以下の
ように推定している。例えば、本発明のカラー液晶表示
装置において、偏光子と検光子の透過軸がほぼ直交して
いるノーマリーホワイトのモードでは、黒表示部は液晶
に電圧が印加されている状態であり、視角を大きくする
事に伴って、この黒表示部からの光の透過率が著しく増
大し、コントラストの急激な低下を招いている。この時
ＴＮ液晶セル内部の液晶分子の配列は、近似的に光学軸
がセルの法線方向から傾いた状態から、法線方向を向い
た状態へ連続的に変化したものと見なす事が出来る。

【００１５】液晶セル内部の液晶分子は、正の一軸性光
学異方体と見なせるのであれば、それによる複屈折を補
償するためには、同じように、負の一軸性の分子が、セ
ルの法線方向から傾いた状態から、法線方向を向いた状
態へ連続的に変化したものを用いる事が必要である。本
発明における光学異方素子は、少なくとも、円盤状化合
物から形成される層から成り、該円盤状化合物のチルト
角が、該層の厚さ方向で連続的に変化している光学異方
素子（Ａ）、あるいは、少なくとも、光学異方素子
（Ａ）と、光学的に負の一軸性であるとともに光軸が法
線方向にある光学異方素子（Ｂ）とから成る光学異方素
子である。但し、ここで言う円盤状化合物のチルト角と
は、該化合物の円盤面に対する法線と光学異方素子面に
対する法線とのなす角度のことを示す。これにより、ね
じれ角が９０゜のネマティック液晶を用いている事によ
る表示方式の原理上、視角により画質が低下するという
本質的な問題が解決され、視角によるコントラスト低下
ばかりでなく、階調の反転、さらには色味変化等の問題
点が改良された。

【００１６】以下に本発明における光学異方素子につい
て詳しく説明する。本発明の円盤状化合物とは、例え
ば、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒ
ｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されて
いる、ベンゼン誘導体や、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報
告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４
年）に記載されたシクロヘキサン誘導体及びＪ．Ｍ．Ｌ
ｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，
１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報
告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５
頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフ
ェニルアセチレン系マクロサイクルなどが挙げられ、一
般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基
やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖
として放射状に置換された構造であり、液晶性を示し、
一般的にディスコティック液晶と呼ばれるものが含まれ
る。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向
を付与できるものであれば上記記載に限定されるもので
はない。また、本発明において、円盤状化合物から形成
したとは、最終的にできた物が前記化合物である必要は
なく、例えば、前記低分子ディスコティック液晶が熱、
光等で反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反
応により重合または架橋し、高分子量化し液晶性を失っ
たものも含まれるものとする。

【００１７】つぎに、本発明における円盤状化合物と
は、下記に列挙する様なディスコティック液晶、および
他の低分子化合物やポリマーとの反応により、もはや液
晶性を示さなくなったディスコティック液晶の反応生成
物等のように、分子自身が光学的に負の一軸性を有する
化合物全般を意味する。

【００１８】

【化１】

【００１９】

【化２】

【００２０】

【化３】

【００２１】

【化４】

【００２２】本発明における円盤状化合物がディスコテ
ィック液晶の場合、これらを含む層において、該円盤状
化合物の光軸のチルト角を厚さ方向で連続的に変化させ
るためには、下記の処理が必要になる。一般に、ネマチ
ック液晶を用いた液晶セルの場合、該液晶層の両側を、
ラビング処理した配向膜で挟むことにより、液晶分子の
光軸が一定の方向へ配向している。すなわち、液晶層の
両側にある配向膜の配向規制力により、液晶分子は厚さ
方向で均一な配向をしているわけであり、該配向膜の配
向規制力を両側でアンバランスにする事により、厚さ方
向で連続的に分子の配向を変化させることが出来る。こ
の考え方は、ディスコティック液晶にも応用することが
出来る。具体的には、ラビング処理した有機配向膜ある
いは無機配向膜の形成された基板にディスコティック液
晶を塗布し、該液晶層の片側を開放系（空気層）のまま
液晶相、より好ましくはディスコネマティック相形成温
度まで昇温することである。

【００２３】これにより該液晶は、厚さ方向で連続的に
変化した斜め配向をし、その後の冷却により配向を保っ
たまま、常温では固体状態をとる。この場合、配向膜近
傍でのチルト角は、ディスコティック液晶素材、配向膜
素材、ラビング等で、コントロ−ルすることが出来、そ
のチルト角は、０°乃至８５°が好ましく、０°乃至５
０°が更に好ましい。また、空気層近傍のチルト角は、
ディスコティック液晶素材、可塑剤、バインダ−、界面
活性剤、等でコントロ−ルすることが出来、更には、こ
れら可塑剤、バインダ−、界面活性剤、等で、厚さ方向
の配向変化の度合いをコントロ−ルすることも可能であ
る。

【００２４】これら可塑剤の好ましい例としては、使用
するディスコティック液晶と相溶するものであれば特に
制限はなく、耐熱性付与の観点からは、反応性の置換基
を有することが好ましい。また、ディスコティック液晶
に対する添加量は、重量比で０．１ｗｔ％乃至５０ｗｔ
％が好ましい。また、バインダ−の好ましい例として
は、使用するディスコティック液晶の配向を著しく阻害
するものでなければ特に制限はなく、市販のポリマ−を
使用することが出来る。本発明者の鋭意研究の結果、セ
ルロ−ス系高分子誘導体が極めて好ましいことが見いだ
された。

【００２５】ディスコティックネマティック液晶相形成
温度はディスコティック液晶に固有のものであるが、異
なるものを二種以上混合するか、又は前述の可塑剤を混
合する事により、任意に調整する事ができる。本発明に
用いるディスコティック液晶のディスコティックネマテ
ィック液晶相−固相転移温度としては、好ましくは７０
℃以上３００℃以下、特に好ましくは７０℃以上１７０
℃以下である。

【００２６】上記の有機配向膜として用いるポリマーと
しては、ポリイミド、ポリスチレン誘導体など、また水
溶性のものとしては、ゼラチン、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。
これらは全てラビング処理を施すことにより、ディスコ
ティック液晶を斜めに配向させることができる。中でも
アルキル変性のポリビニルアルコールは特に好ましく、
ディスコティック液晶を均一に配向させる能力に優れて
いることを本発明者らは発見した。これは配向膜表面の
アルキル鎖とディスコティック液晶のアルキル側鎖との
強い相互作用のためと推察している。上記アルキル変性
ポリビニルアルコールは、下記に列記するような末端に
アルキル基を有するものであり、けん化度８０％以上、
重合度２００以上が好ましい。また、側鎖にアルキル基
を有するポリビニルアルコールも有効に用いることがで
きる。市販品として、クラレ製 ＭＰ１０３、ＭＰ２０
３、Ｒ１１３０などが入手可能である。

【００２７】また、ＬＣＤの配向膜として広く用いられ
ているポリイミド膜も有機配向膜として好ましく、これ
はポリアミック酸（例えば、日立化成製 ＬＱ／ＬＸシ
リーズ、日産化学製 ＳＥシリーズ等）を基板面に塗布
し１００〜３００℃で０．５〜１時間焼成の後ラビング
する事により得られる。

【００２８】また、前記ラビング処理は、ＬＣＤの液晶
配向処理工程として広く普及しているものと同一な工程
であり、配向膜の表面を紙やガーゼ，フェルト，ラバ
ー、或いはナイロン，ポリエステル繊維などを用いて一
定方向にこすることにより配向を得る方法である。一般
的には長さと太さが均一な繊維を平均的に植毛した布な
どを用いて数回程度ラビングを行う。

【００２９】また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質としては
ＳｉＯを代表としＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂、ＺｎＯ₂等の金属
酸化物やフッ化物、Ａｕ，Ａｌ等の金属が挙げられる。
尚、金属酸化物は高誘電率のものであれば斜方蒸着物質
として用いることができ、上記に限定されるものではな
い。

【００３０】このようにして得られる円盤状化合物の、
厚さ方向で連続的に変化する斜め配向が、高温、高湿下
でも維持できるようにするためには、あらかじめ円盤状
化合物に、重合性不飽和基、エポキシ基、水酸基、アミ
ノ基、カルボキシル基等の官能基を持たせ、熱、あるい
は光重合開始剤による、重合性不飽和基のラジカル重
合、あるいは光酸発生剤によるエポキシ基の開環重合、
多価イソシアナート、多価エポキシ化合物による架橋反
応等によって、円盤状化合物自身を架橋する事が好まし
い。この時同様の官能基を有する別の化合物を含有させ
てもかまわない。

【００３１】本発明の光学異方素子を構成する、光学的
に負の一軸性でその光軸がフイルムの法線方向にある光
学異方素子（Ｂ）としては、光透過率が８０％以上であ
ると同時に、フイルム面内の主屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚
み方向の主屈折率をｎｚ、フイルムの厚みをｄとしたと
き、三軸の主屈折率の関係が ｎｚ＜ｎｙ＝ｎｘ を満
足し、式 ｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２ーｎｚ｝×ｄ で表さ
れるレタデーションが２０ｎｍから４００ｎｍである事
が好ましい。但し、ｎｘとｎｙの値は厳密に等しい必要
はなく、ほぼ等しければ十分である。具体的には、｜ｎ
ｘーｎｙ｜／｜ｎｘ−ｎｚ｜≦０．２ であれば実用上
問題はない。 ｜ｎｘーｎｙ｜×ｄ で表される正面レ
タデーションは、５０ｎｍ以下である事が好ましく、２
０ｎｍ以下である事がさらに好ましい。

【００３２】該光学異方素子（Ｂ）は、ゼオネックス
（日本ゼオン）、ＡＲＴＯＮ（日本合成ゴム）、フジタ
ック（富士写真フイルム）などの商品名で売られている
固有複屈折率が小さい素材、あるいは、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエーテルス
ルフォンなどの固有複屈折率が大きい素材を、溶液流
延、溶融押し出し等によって製膜し、それをさらに縦、
横方向に延伸することによって作成する事が出来る。

【００３３】本発明の光学異方素子は、液晶表示素子に
おいて、液晶セルによる複屈折を補償するものであるか
ら、光学異方素子の波長分散は、液晶セルと等しい事が
好ましい。すなわち、光学異方素子の４５０、５５０μ
m の光によるレタデーションをそれぞれＲ₄₅₀ 、Ｒ₅₅₀
とすれば、波長分散を表わすＲ₄₅₀ ／Ｒ₅₅₀ 値は、１．
０以上である事が好ましい。

【００３４】本発明のカラー液晶表示装置に用いるカラ
ーフィルターとしては、例えば小林駿介編著「カラー液
晶デスプレイ」産業図書、１７２頁〜１７３頁、２３７
頁〜２５１頁、あるいは日経マイクロデバイス編「フラ
ットパネル・ディスプレイ１９９４」日経ＢＰ社、２１
６頁等に記載のあるゼラチンやカゼイン、ＰＶＡ等の基
質に重クロム酸塩を加えて感光性を付与し、フォトリソ
グラッフィー法によってパターンニングした後、染色し
て得られる染色フイルター、印刷フイルター、電着フイ
ルター、あるいは顔料分散フイルター等が好ましい。但
しこれ以外にも、色純度、寸法精度、さらには耐熱性の
高いものであれば方式にこだわらず、使用する事が出来
る。

【００３５】また本発明のカラー液晶表示装置に用いる
液晶としては、例えば日本学術振興会第１４２委員会編
「液晶デバイスハンドブック」日刊工業新聞社、１０７
頁〜２１３頁記載のネマティック液晶が好ましい。この
液晶分子の長軸は、液晶セルの上下基板間でほぼ９０°
ツイスト配向したものであり、入射した直線偏光は印加
電界がない場合、液晶セルの旋光性によって、９０°偏
光方向を変えて液晶セルから出射する事になる。しきい
値以上の十分高い電界を印加した時には、液晶分子の長
軸が電界方向に向きを変え、電極面に垂直にならび、旋
光性は殆ど消失する。したがって、この旋光の効果を十
分に発揮させるためには、ツイスト角は７０°〜１００
°が好ましく、８０°〜９０°がさらに好ましい。

【００３６】この電界による液晶分子の配列の欠陥（デ
ィスクリネーション）を少なくするため、液晶分子にあ
らかじめプレチルト角を与えておく事が好ましい。プレ
チルト角は５°以下が好ましく、さらに２°〜４°が好
ましい。このツイスト角、プレチルト角については、岡
野光治、小林駿介共編「液晶応用編」培風館、１６頁〜
２８頁に記載されている。

【００３７】さらに液晶セルの屈折率異方性Δｎと、液
晶セルにおける液晶層の厚みｄとの積Δｎｄの値は、例
えば日本学術振興会第１４２委員会編「液晶デバイスハ
ンドブック」日刊工業新聞社、３２９頁〜３３７頁に記
載されているように、ｄが大きくなればコントラストは
改良されるものの、応答速度が遅く、また視野角も悪く
なるため、０．３μm〜１．０μmの範囲が好ましく、
０．３μm〜０．６μmの範囲がより好ましい。

【００３８】本発明のカラー液晶表示装置に印加される
信号は、例えば日本学術振興会第１４２委員会編「液晶
デバイスハンドブック」日刊工業新聞社、３８７頁〜４
６５頁、あるいは岡野光治、小林駿介共編「液晶 応用
編」培風館、８５頁〜１０５頁等に記載されている様
に、５Ｈｚ〜１００Ｈｚの交流で、電圧は２０Ｖ以下、
好ましくは８Ｖ以下である。たとえばノーマリーホワイ
トモードでは、印加電圧が０〜１．５Ｖで明表示、１．
５Ｖ〜３．０Ｖで中間調表示、３．０Ｖ以上で暗表示を
行っている場合が多い。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００４０】実施例１ ゼラチン薄膜（０．１μｍ）を塗設したトリアセチルセ
ルロースの１００μｍ厚フィルム（富士写真フイルム
（株）製）上に長鎖アルキル変性ポバール（ＭＰ２０３
：商品名 クラレ製）を塗布し、４０℃温風にて乾燥
させた後、ラビング処理を行い配向膜を形成した。面内
の主屈折率をｎx’、ｎy’、厚さ方向の屈折率をｎ
z’、厚さをｄ’とした時、トリアセチルセルロースフ
ィルムは、｜ｎx’−ｎy’｜×ｄ’＝３ｎｍ、｛（ｎ
x’＋ｎy’）／２−ｎz’｝×ｄ’＝７０ｎｍであり、
ほぼ負の一軸性であり、光軸がほぼフイルム法線方向に
あった。

【００４１】この配向膜上に、前述したディスコティッ
ク液晶ＴＥ−８（ｍ＝４）１．６ｇ、フェノ−ルＥＯ
変性（ｎ＝１）アクリレート（Ｍ１０１ 東亜合成）
０．４ｇ、セルロ−スアセテ−トブチレ−ト（ＣＡＢ５
３１−１ イ−ストマンケミカル） ０．０５ｇ、イル
ガキュアー９０７ ０．０１ｇを３．６５ｇのメチルエ
チルケトンに溶解した塗布液を、ワイヤ−バ−で塗布
（＃４バ−使用）し、金属の枠に貼りつけて１２０℃の
高温槽中で３分間加熱し、ディスコティック液晶を配向
させた後、１２０℃のまま高圧水銀灯を用いて１分間Ｕ
Ｖ照射し、室温まで放冷して、円盤状化合物を含む層を
有する本発明の光学異方素子Ａを作成した。

【００４２】このようにして得られた本発明の光学異方
素子Ａの、ラビング軸を含み位相差板面に垂直な面にお
いて、あらゆる方向からのレタ−デ−ション値を島津製
作所製エリプソメーター（ＡＥＰ−１００）で測定し、
更に、測定部分の円盤状化合物を除去した後の支持体の
光学特性を同様に測定した。これらの測定により、円盤
状化合物から成る層の光学特性は、図１に示すようにな
り、この実測値をシュミレ−トしたところ、チルト角が
２０°から５０°まで連続的に変化していることがわか
った。

【００４３】実施例２ 実施例１で作製した配向膜上に前述したディスコティッ
ク液晶ＴＥ−８とＴＥ−８を重量比４：１で混合し
たものにメチルエチルケトンを加え、全体として１０ｗ
ｔ％溶液とし、スピンコ−トにより２０００ｒｐｍで塗
布を行った。１４５℃まで昇温、熱処理した後、室温ま
で冷却し、およそ１．０μｍのディスコティック液晶層
を形成させ、光学異方素子Ｂを作製した。

【００４４】比較例１ 実施例１で作製した配向膜上に前述したディスコティッ
ク液晶ＴＥ−８をメチルエチルケトンを加え、全体と
して１０ｗｔ％溶液とし、スピンコ−トにより２０００
ｒｐｍで塗布を行った。１８０℃まで昇温、熱処理した
後、室温まで冷却し、およそ１．０μｍのディスコティ
ック液晶層を形成させ、光学異方素子Ｃを作製した。

【００４５】比較例２ 実施例１の配向膜上に前記ディスコティック液晶ＴＥ−
６をメチルエチルケトンを加え、全体として１０ｗｔ％
溶液とし、スピンコ−トにより２０００ｒｐｍで塗布を
行った。１７０℃まで昇温、熱処理した後、室温まで冷
却し、およそ１．０μｍのディスコティック液晶層を形
成させ、光学異方素子Ｄを作製した。

【００４６】実施例３ 実施例２、３で作製した光学異方素子のディスコティッ
ク液晶層上にＰＶＡを薄層コ−トし、表面を平滑にする
ことにより光学異方素子Ｅ，Ｆを作成した。

【００４７】実施例４ 実施例１の配向膜上に前記ディスコティック液晶ＴＥ−
８をメチルエチルケトンを加え、全体として１０ｗｔ
％溶液とし、スピンコ−トにより２０００ｒｐｍで塗布
を行った。１５０℃まで昇温、熱処理し、５分後にＵＶ
光を照射した後、室温まで冷却し、およそ１．０μｍの
ディスコティック液晶層を形成させ、光学異方素子Ｇを
作製した。上記光学異方素子Ｂ〜Ｇの光学特性について
も、光学異方素子Ａと同様の測定を行ったところ、円盤
状化合物から成る層には光軸が存在していることがわか
り、該光軸とＲｅ値を測定値より計算して求めた。ちな
みに、透明支持体のＲｅ値は１５０ｎｍであり、光軸は
フィルム法線の方向である。また、Ｒｅ値が０となる方
向を調べたところ、すべての光学異方素子でそれが存在
していないことがわかった。またヘイズについては日本
電色工業の濁度計により評価した。結果を表１にまとめ
た。更に、ディスコティック液晶のドメインサイズにつ
いては偏光顕微鏡にて観察した。ちなみに、支持体であ
るトリアセチルセルロ−スフィルムの面配向性を表すＲ
ｅ値は、エリプソメ−タ−にて測定したところ、９０ｎ
ｍであった。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例５ （液晶表示素子への組込み）一対の偏光素子の間に、ネ
マチック液晶が９０°の捻れ角で、かつ４．５μのギャ
ップサイズとなる様に挟み込まれた液晶セルを有し、こ
の偏光素子と液晶セルとの間に、実施例１〜４、及び比
較例１〜２で作成した光学異方素子を、２枚積層して組
込んだ液晶表示素子を作成した。但し液晶セルの下側の
ラビング方向と、上側の光学異方素子のｎγのフィルム
面への投影方向、および液晶セルの上側のラビング方向
と、下側の光学異方素子のｎγのフィルム面への投影方
向とは一致させてある。また偏光素子の偏光軸は直交さ
せてあり、ノーマリーホワイトモードのＴＮ型液晶表示
素子とした。

【００５０】このＴＮ型液晶表示に５５Ｈｚの矩形波の
電圧を印加し、正面方向および上／下および左／右方向
へ傾いた方向からのコントラストを、大塚電子製ＬＣＤ
−５０００を用いて測定し、正面コントラストおよびコ
ントラストが１０以上となる上／下および左／右の視野
角を求め、表２にまとめた。

【００５１】

【表２】

【００５２】表１、２から明らかな様に、本発明の光学
異方素子は、視野角を広げる効果があり、かつヘイズが
５％以下であれば、正面コントラストを低下させる事な
く、視野角を広げる事が出来る。 実施例６ シャープ（株）製ＴＦＴ型液晶カラーテレビ６Ｅ−Ｃ３
の偏光板を剥がし、液晶セルを挟むようにして、実施例
１で用いた光学異方素子２枚を装着した。その後、一番
外側に全体を挟むようにして、偏光板２枚を互いに直交
するように貼り付け、本発明のカラー液晶表示装置を作
成した。この装置について、白表示、黒表示を行い、上
下左右でのコントラスト比が１０：１となる視角を測定
した。その結果を表１に示す。

【００５３】比較例３ シャープ（株）製ＴＦＴ型液晶カラーテレビ６Ｅ−Ｃ３
の偏光板を剥がし、実施例２で用いたのと同じ偏光板２
枚を、液晶セルを挟むようにして、互いに直交するよう
に貼り付けた。このＬＣＤについて、白表示、黒表示を
行い、実施例６と同様の測定を行った。その結果を表３
に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】表１から明らかなように、実施例６は、比
較例３に比べて、白黒表示におけるコントラストから見
た視角が大幅に改善されていることがわかる。また比較
例３のカラー液晶表示装置にビデオ信号を入力しフルカ
ラーの画像を出すと、比較例１では、上から見ると画像
が白っぽく、全体に黄色味を帯びており、下からみると
黒表示部がすぐに反転する。左右から見ると黒表示部で
の反転はないが、全体にコントラストが低下して、黄色
味を帯びており、視角による画質の低下は著しい。実施
例６のカラー液晶表示装置では、下から見た場合、視角
を大きくしたときに黒表示部での反転がみられたが、
上、左右から見た場合は、黒表示部での反転は見られ
ず、また画像の黄変も僅かであり、視角による画質の低
下は、少なかった。

【００５６】

【本発明の効果】本発明によれば、ＴＮ型液晶セルを有
するカラー液晶表示装置、特にＴＦＴの様な非線形能動
素子を有する液晶表示装置の視角特性を著しく改善する
光学異方素子、及びそれを用いることにより視認性のす
ぐれた高品位の液晶表示装置を提供することができる。
また、本発明をＭＩＭなどの３端子素子、ＴＦＤなどの
２端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示素子
に応用しても優れた効果が得られることは言うまでもな
い。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】光学異方素子Ａにおける円盤状化合物から成る
層の光学特性である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明フィルム上に、少なくとも円盤状化
   合物を含む層を有すると共に、光学的に異方性を有する
   光学異方素子であり、かつ、ヘイズが５．０％以下であ
   る事を特徴とする光学異方素子。
2. 【請求項２】 該フィルム面に対してあらゆる角度方向
   でのＲｅ値の絶対値の最小値がフィルムの法線方向でも
   なく面方向でもない光学異方素子であって、Ｒｅ値が０
   となる方向が存在しない事を特徴とする請求項１に記載
   の光学異方素子。
3. 【請求項３】 該円盤状化合物を含む層において、該円
   盤状化合物のチルト角が、該層の厚さ方向で連続的に変
   化している事を特徴とする請求項１または２に記載の光
   学異方素子。
4. 【請求項４】 該円盤状化合物のチルト角が、該光学異
   方素子面に対して垂直な同一面内で、かつ厚さ方向で、
   連続的に、単調増加、あるいは単調減少していることを
   特徴とする請求項３に記載の光学異方素子。
5. 【請求項５】 該円盤状化合物の連続的に変化するチル
   ト角において、低チルト角側の角度が０°乃至８５°で
   あり、高チルト角側の角度が５°乃至９０°であること
   を特徴とする請求項４に記載の光学異方素子。
6. 【請求項６】 該透明フィルムが、光学的に負の一軸性
   であるとともに光軸が法線方向にあることを特徴とする
   請求項３に記載の光学異方素子。
7. 【請求項７】 該透明フィルムが光学的に負の一軸性を
   有すると共に光軸がフィルムの法線方向であり、該円盤
   状化合物を含む層が光学的に負の一軸性を有すると共に
   光軸がフィルム法線から５°乃至８５°傾斜してなる請
   求項１または２に記載の光学異方素子。
8. 【請求項８】 円盤状化合物を含む層上に、保護層を有
   する事を特徴とする請求項１に記載の光学異方素子。
9. 【請求項９】 円盤状化合物を含む層において、該円盤
   状化合物がモノドメインを形成しているか、あるいは
   ０．１μｍ以下の複数のドメインを形成している事を特
   徴とする請求項１に記載の光学異方素子。
10. 【請求項１０】 少なくとも、カラーフイルター、画素
    電極、およびネマティック液晶を有し、ツイスト角がほ
    ぼ９０゜のツイステッドネマティック型液晶セル、この
    液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板、を有するカ
    ラー液晶表示装置において、該液晶セルと該偏光板の間
    に、請求項３乃至６の光学異方素子を挟持することを特
    徴とするカラー液晶表示装置。