TW201321807A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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Hiroshi Sato
Yujiro Yanai
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Fujifilm Corp
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Abstract

一種視角特性優異的液晶顯示裝置，其包括：使彼此的吸收軸正交而配置的第1偏光層及第2偏光層、第1基板及第2基板、扭轉配向模式液晶單元、第1光學補償膜以及第2光學補償膜，並且該第1光學補償膜的面內延遲Re1(550)為10~200nm，於與面內慢軸正交的面內，從自法線方向傾斜40度的方向經測定的延遲R[+40]、與從相對於該法線相反地傾斜40度的方向經測定的延遲R[-40]之比滿足特定關係。該第1偏光板的吸收軸與該第1光學補償膜的面內慢軸是彼此正交或平行地配置，該第1偏光板的吸收軸與鄰接於該第1偏光板的液晶單元基板的摩擦方向成30°~60°。

Description

液晶顯示裝置
本申請案基於2011年10月24日提出申請的日本專利申請案(日本專利申請案2011-233453)，其內容以參照的方式併入至本文中。
本發明是有關於一種具有廣視角特性的液晶顯示裝置。
先前，於液晶顯示裝置中，根據其模式而將表現出各種光學特性的光學膜用於光學補償。例如，作為扭轉向列(Twist Nematic，TN)模式液晶顯示裝置的光學補償膜，提出有一種於包含聚合物膜的透明支撐體上具有包含液晶組成物的光學異向性層的光學補償膜(例如專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第2587398號公報
本發明的課題在於提供一種視角特性優異的液晶顯示裝置、特別是TN型液晶顯示裝置。
用以解決所述課題的方法如下。
[1]一種液晶顯示裝置，其至少包括：使彼此的吸收軸正交而配置的第1偏光層及第2偏光層；於該第1偏光層及第2偏光層之間彼此相向而配置、 且至少一者具有透明電極的第1基板及第2基板；配置於該第1基板及第2基板之間的扭轉配向模式液晶單元；配置於該第1偏光層與該液晶單元之間、包含第1透明支撐體及含有聚合性液晶化合物的組成物的第1光學補償膜；及配置於該第2偏光層與該液晶單元之間、包含第2透明支撐體的第2光學補償膜；並且上述液晶顯示裝置的特徵在於：該第1光學補償膜於波長550 nm下的面內延遲Re1(550)為10 nm~200 nm，於與面內慢軸正交的面內，從自法線方向傾斜40度的方向經測定的延遲R[+40]、與從相對於該法線相反地傾斜40度的方向經測定的延遲R[-40]之比滿足下述式(I)或式(I')：R[+40°]>R[-40°]的情形1.1≦R[+40°]/R[-40°]≦10………(I)
R[+40°]<R[-40°]的情形1≦R[-40°]/R[+40°]≦10………(I')；該第1透明支撐體與該第2透明支撐體於波長550 nm下的面內延遲Re(550)滿足下述式(II)，及於波長550 nm 下的厚度方向的延遲Rth(550)滿足下述式(III)：0 nm≦Re2(550)≦150 nm (II)
-20 nm≦Rth2(550)≦250 nm (III)；該第1偏光板的吸收軸與該第1光學補償膜的面內慢軸是彼此正交或平行地配置，該第1偏光板的吸收軸與鄰接於該第1偏光板的液晶單元基板的摩擦方向成30°~60°的角度。
[2]如[1]之液晶顯示裝置，其中上述第2偏光板與上述第2光學補償膜的面內慢軸是彼此正交或平行地配置。
[3]如[1]或[2]所記載之液晶顯示裝置，其中上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別小於10 nm。
[4]如[1]或[2]所記載之液晶顯示裝置，其中上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別為10 nm以上。
[5]如[1]至[4]中任一項之液晶顯示裝置，其包括具有一對偏光板及配置於其間的扭轉配向模式液晶單元的液晶面板、配置於上述液晶面板的視認側的光擴散層、及配置於上述液晶面板的與視認側為相反側的背光單元，且自上 述背光單元射出的光的亮度半高寬角度為40°以下。
[6]如[1]至[5]中任一項之液晶顯示裝置，其中上述光擴散層為含有透光性樹脂、及具有與上述透光性樹脂的折射率不同的折射率的透光性微粒子的層，且該光擴散層的內部霧值為45%以上。
[7]如[1]至[6]中任一項之液晶顯示裝置，其中上述光擴散層具有依據入射光的入射角度不同而光的透射狀態不同的異向性散射層。
根據本發明，可提供一種視角特性優異的液晶顯示裝置、特別是TN型液晶顯示裝置。
以下，對本發明加以詳細說明。再者，於本說明書中，使用「~」表示的數值範圍是指包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
於本說明書，Re(λ)、Rth(λ)分別表示波長λ下的面內的延遲、及厚度方向的延遲。Re(λ)是於KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器(股)製造)中使波長λ nm的光於膜法線方向上入射而測定。於選擇測定波長λ nm時，可手動更換波長選擇濾波器，或利用程式等轉換測定值而測定。於要測定的膜是以單軸或雙軸的折射率橢圓體表示的情形時，藉由以下方法算出Rth(λ)。再者，該測定方法亦被局部用於測定後述光學異向性層中的圓盤狀液晶分子的配向膜側的平均傾斜角、其相反側的平均傾斜角。
關於Rth(λ)，相對於將面內的慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR來判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)(於不存在慢軸的情形時，將膜面內的任意方向作為旋轉軸)的膜法線方向，從自法線方向起以10度為單位直至單側50°為止的各傾斜方向使波長λ nm的光入射，於全部6點測定上述Re(λ)，KOBRA 21ADH或WR根據該所測定的延遲值、平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值而算出Rth(λ)。上述中，於具有自法線方向將面內的慢軸作為旋轉軸、延遲值於某傾斜角度成為零(zero)的方向的膜的情形時，將較該傾斜角度大的傾斜角度處的延遲值的符號變更為負後，由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。再者，亦可將慢軸作為傾斜軸(旋轉軸)(於不存在慢軸的情形時，將膜面內的任意方向作為旋轉軸)，自任意傾斜的2個方向測定延遲值，根據該值、平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值，由以下的式(A)及式(III)來算出Rth。
式(A)：
再者，上述Re(θ)表示自法線方向傾斜角度θ的方向的延遲值。另外，式(A)中的nx表示面內的慢軸方向的折射率，ny表示於面內與nx正交的方向的折射率，nz 表示與nx及ny正交的方向的折射率。
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d………式(III)
於要測定的膜無法以單軸或雙軸的折射率橢圓體來表現、為所謂的不存在光學軸(optic axis)的膜的情形時，藉由以下方法來算出Rth(λ)。關於Rth(λ)，將面內的慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR來判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)，從相對於膜法線方向自-50°起以10°為單位直至+50°為止的各傾斜方向使波長λ nm的光入射，測定11點的上述Re(λ)，KOBRA 21ADH或WR根據該所測定的延遲值、平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值而算出Rth(λ)。另外，於上述測定中，平均折射率的假定值可使用聚合物手冊(約翰威立父子出版公司(JOHN WILEY & SONS,INC))、各種光學膜的目錄值。關於平均折射率的值未知的聚合物，可利用阿貝折射計進行測定。以下例示主要的光學膜的平均折射率的值：醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。
藉由輸入該些平均折射率的假定值及膜厚，KOBRA 21ADH或WR算出nx、ny、nz。根據該所算出的nx、ny、nz而進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
再者，所謂「慢軸」，是指折射率達到最大的方向，進而，折射率的測定波長只要無特別記載，則為可見光範圍 (λ=550 nm)內的值。
另外，於本說明書中，關於表示光學膜及液晶層等各構件的光學特性的數值、數值範圍及定性表述(例如「同等」、「相等」等表述)，應解釋為表示包含對液晶顯示裝置或其中所用的構件而言通常所容許的誤差的數值、數值範圍及性質。另外，於本說明書中，於各軸/方向間的配置或交叉角的角度的說明中，未示出範圍而僅稱作「平行」「正交」「0°」「90°」「45°」等的情形時，是指「大致平行」「大致正交」「大致0°」「大致90°」「大致45°」之意，並不嚴格。容許於達成各目的之範圍內稍許偏差。例如，所謂「平行」「0°」，是指交叉角大致為0°，為0°~10°，較佳為0°~5°，更佳為0°~3°。所謂「正交」「90°」，是指交叉角大致為90°，為80°~90°，較佳為85°~90°，更佳為87°~90°。所謂「45°」，是指交叉角大致為45°，為35°~55°，較佳為40°~50°，更佳為42°~48°。
本發明的液晶顯示裝置至少包括：使彼此的吸收軸正交而配置的第1偏光層及第2偏光層；於該第1偏光層及第2偏光層之間彼此相向而配置、且至少一者具有透明電極的第1基板及第2基板；配置於該第1基板及第2基板之間的扭轉配向模式液晶單元；配置於該第1偏光層與該液晶單元之間、包含第1透明支撐體及含有聚合性液晶化合物的組成物的第1光學補償膜；及 配置於該第2偏光層與該液晶單元之間、包含第2透明支撐體的第2光學補償膜；並且上述液晶顯示裝置的特徵在於：該第1光學補償膜於波長550 nm下的面內延遲Re1(550)為10 nm~200 nm，於與面內慢軸正交的面內，從自法線方向傾斜40度的方向經測定的延遲R[+40]、與從相對於該法線相反地傾斜40度的方向經測定的延遲R[-40]之比滿足下述式(I)或式(I')：R[+40°]>R[-40°]的情形1.1≦R[+40°]/R[-40°]≦10………(I)
R[+40°]<R[-40°]的情形1≦R[-40°]/R[+40°]≦10………(I')；該第1透明支撐體與該第2透明支撐體於波長550 nm下的面內延遲Re(550)滿足下述式(II)，及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)滿足下述式(III)：0 nm≦Re2(550)≦150 nm (II)
-20 nm≦Rth2(550)≦250 nm (III)； 該第1偏光板的吸收軸與該第1光學補償膜的面內慢軸是彼此正交或平行地配置，該第1偏光板的吸收軸與鄰接於該第1偏光板的液晶單元基板的摩擦方向成30°~60°的角度。
液晶顯示裝置包括使彼此的吸收軸正交而配置的一對偏光層、於一對偏光層之間相向配置的第1基板及第2基板、配置於第1基板與上述第2基板之間的具有液晶層的液晶單元、及配置於偏光層與液晶單元之間的相位差層。
液晶單元為TN模式的液晶單元，於第1基板及第2基板的相向面上形成有電極層。其一例為：設有與多個畫素電極分別對應的多個薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)、對各列的TFT供給閘極信號的多條閘極配線、及對各行的TFT供給資料信號的多條資料配線，且多個畫素電極分別連接於與該畫素電極對應的TFT。另外，於一對相向基板及其相向面上，分別形成有覆蓋電極層、於實質上彼此正交的方向上經配向處理的水平配向膜。液晶層為填充具有正的介電異向性的向列型(nematic)液晶材料而成的層，其液晶分子藉由水平配向膜而規定第1基板及第2基板附近的配向方向，於未在電極層間施加電場時，於基板間實質上以90°的扭轉角扭轉(twist)配向。另一方面，若於電極間施加進行黑顯示的電壓，則液晶分子相對於基板的面而垂直立起，以既定的平均傾斜角θ(60°~90°左右)配向。於該狀態下，於光自法線方向入射至液晶層中的情形、與自傾斜方向入射的情形時，由於液晶分子的 配向的差異，於液晶層中傳送的光的偏光狀態不同，結果依存於視角而對比度降低，或產生灰階反轉或色彩偏移(color shift)。於本發明的液晶顯示裝置中，藉由相位差層來減輕對比度等顯示特性的視角依存性，改善視角特性。
液晶層的厚度d與雙折射率△n之積即△n‧d通常於TN模式的情形時成為300 nm~600 nm左右。於本發明中，若液晶層的△n‧d滿足下述式，則於TN模式下可獲得視角擴大效果，故較佳。
200 nm≦△n‧d≦600 nm
△n‧d於TN模式的情形時更佳為380 nm~480 nm。
液晶層較佳為於紅綠藍(Red Green Blue，RGB)的子畫素(subpixel)區域間厚度互不相同的多隙(multigap)的液晶層。例如可使彩色濾光片的厚度不一致，改變R子畫素、G子畫素及B子畫素的厚度，設定為多隙的液晶層。其一例為以下構成：與R子畫素對應的液晶層的△nd(R)、與G子畫素對應的液晶層的△nd(G)及與B子畫素對應的液晶層的△nd(B)滿足△nd(B)<△nd(G)<△nd(R)的關係。根據該例，可於廣視角內顯示對比度及色彩再現性高的彩色圖像。
另一方面，藉由使用△n具有波長相依性，對R光的Λn(R)、對G光的△n(G)及對B光的△n(B)滿足△n(B)<△n(G)<△n(R)的關係的液晶材料作為液晶材 料，即便彩色濾光片的厚度一致，亦可獲得相同的效果。
液晶顯示裝置為正常白顯示模式(normally white mode)，一對偏光層是使各自的吸收軸實質上彼此正交而配置。
於本發明中，較佳為將上述第2偏光板與上述第2光學補償膜的面內慢軸彼此正交或平行地配置。
於本發明中，較佳為上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別小於10 nm。
於本發明中，另外，亦較佳為上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別為10 nm以上。
[光學補償片材]
可用於本發明中的光學補償片材的例子具有光學透明的支撐體、及於該支撐體上由含有液晶性化合物的組成物所形成的光學異向性層。再者，光學補償片材於本發明中成為液晶面板部的一部分，但於光學補償片材具有上述光學異向性層及透明支撐體的態樣中，該透明支撐體亦可兼作成為偏光板的一部分的透明層，於該情形時，一般認為光學異向性層為上述液晶面板部的一部分，透明支撐體為偏光板的一部分。
以下，對可用於本發明中的光學補償片材的構成材料 加以說明。
《支撐體》
上述光學補償片材亦可具有支撐體。該支撐體較佳為透明的聚合物膜。支撐體較佳為光透射率為80%以上。構成聚合物膜的聚合物的例子中，包含纖維素酯(例如纖維素的單醯化物至三醯化物)、降冰片烯系聚合物及聚甲基丙烯酸甲酯。亦可使用市售的聚合物(降冰片烯系聚合物中，亞頓(Arton)及瑞翁(Zeonex)均為商品名)。又，關於先前已知的聚碳酸酯或聚碸般的容易表現出雙折射的聚合物，如國際公開第00/26705號小冊子中記載般，較佳為使用藉由修飾分子而控制了雙折射的表現性者。
其中，較佳為纖維素酯，更佳為纖維素的低級脂肪酸酯。所謂低級脂肪酸，是指碳原子數為6以下的脂肪酸。特佳為碳原子數為2~4的醯化纖維素。特佳為纖維素乙酸酯。亦可使用纖維素乙酸丙酸酯或纖維素乙酸丁酸酯般的混合脂肪酸酯。纖維素乙酸酯的黏度平均聚合度(DP)較佳為250以上，更佳為290以上。又，纖維素乙酸酯較佳為由凝膠滲透層析儀所得的Mw/Mn(Mw為質量平均分子量，Mn為數量平均分子量)的分子量分布窄。具體的Mw/Mn的值較佳為1.0~1.7，更佳為1.0~1.65。
聚合物膜較佳為使用乙醯度(acetylation degree)為55.0%~62.5%的纖維素乙酸酯。乙醯度更佳為57.0%~62.0%。再者，所謂乙醯度，是指纖維素每單位質量的鍵結乙酸量。乙醯度是藉由ASTM：D-817-91(纖維素乙酸 酯等的試驗法)中的乙醯化度的測定及計算而求出。
對於纖維素乙酸酯而言，有纖維素的2位、3位及6位的羥基並未均等地經取代，而是6位的取代度變小的傾向。本發明中所用的聚合物膜中，較佳為纖維素的6位取代度與2位、3位相比較為相同程度或更多。相對於2位、3位及6位的取代度的合計量，6位的取代度的比例較佳為30%~40%，更佳為31%~40%，最佳為32%~40%。6位的取代度較佳為0.88以上。
該等具體的醯基及醯化纖維素的合成方法是詳細記載於發明協會公開技報公技編號2001-1745號(2001年3月15日發行)的第9頁中。
為了調整聚合物膜的延遲，通常採用賦予延伸般的外力的方法，又，有時添加用以調節光學異向性的延遲提昇劑。調整醯化纖維素膜的延遲時，較佳為使用具有至少兩個芳香族環的芳香族化合物作為延遲提昇劑。相對於醯化纖維素100質量份，芳香族化合物較佳為以0.01質量份~20質量份的範圍而使用。另外，亦可併用兩種以上的芳香族化合物。芳香族化合物的芳香族環中，除了芳香族烴環以外，還包括芳香族性雜環。例如可列舉歐州專利申請案公開第911656號說明書、日本專利特開2000-111914號公報、日本專利特開2000-275434號公報等中記載的化合物等。
添加至聚合物膜中的上述添加劑或可根據各種目的而添加的添加劑(例如防紫外線劑、剝離劑、抗靜電劑、抗 劣化劑(例如抗氧化劑、過氧化物分解劑、自由基抑制劑、金屬鈍化劑、酸捕捉劑、胺)、紅外吸收劑等)可為固體，亦可為油狀物。另外，於膜是由多層所形成的情形時，各層的添加物的種類或添加量亦可不同。關於該等的詳細情況，可較佳地使用上述公技編號2001-1745號的16頁~22頁中詳細記載的素材。關於該些添加劑的使用量，各素材的添加量只要可表現出功能則並無特別限定，於聚合物膜總組成物中，較佳為以0.001質量%~25質量%的範圍適當使用。
《聚合物膜(支撐體)的製造方法》
聚合物膜較佳為藉由溶劑澆鑄(solvent cast)法來製造。於溶劑澆鑄法中，使用將聚合物材料溶解於有機溶劑中而成的溶液(摻雜物)來製造膜。將摻雜物流延至轉筒或帶上，使溶劑蒸發而形成膜。流延前的摻雜物較佳為以固體成分量成為18%~35%的方式調整濃度。轉筒或帶的表面較佳為預先加工成鏡面狀態。
摻雜物較佳為流延至表面溫度為10℃以下的轉筒或帶上。較佳為進行流延後吹附風2秒以上而加以乾燥。亦可自轉筒或帶剝取所得的膜，進而利用逐漸改變溫度直至100℃~160℃為止的高溫風加以乾燥，使殘留溶劑蒸發。以上方法於日本專利特公平5-17844號公報中有記載。根據該方法，可縮短自流延起直至剝取為止的時間。為了實施該方法，必須使摻雜物於流延時的轉筒或帶的表面溫度下凝膠化。
流延步驟中，可對一種醯化纖維素溶液進行單層流延，亦可將兩種以上的醯化纖維素溶液同時及或逐次共流延。
作為如上所述的將兩層以上的多種醯化纖維素溶液共流延的方法，例如可列舉：使含有醯化纖維素的溶液分別自於支撐體的行進方向上隔開間隔而設置的多個流延口流延並積層的方法(例如日本專利特開平11-198285號公報中記載的方法)；自2個流延口流延醯化纖維素溶液的方法(日本專利特開平6-134933號公報中記載的方法)；及將高黏度醯化纖維素溶液的液流包在低黏度的醯化纖維素溶液中，將該高黏度的醯化纖維素溶液、低黏度的醯化纖維素溶液同時擠出的方法(日本專利特開昭56-162617號公報中記載的方法)等。本發明中不限定於該些方法。關於該些溶劑澆鑄方法的製造步驟，是詳細記載於上述公技編號2001-1745號的22頁~30頁中，分類為溶解、流延(包含共流延)、金屬支撐體、乾燥、剝離、延伸等。
本發明的膜(支撐體)的厚度較佳為15 μm~120 μm，更佳為20 μm~80 μm。
《聚合物膜(支撐體)的表面處理》
聚合物膜較佳為實施表面處理。表面處理中，包含電暈放電(corona discharge)處理、輝光放電(glow discharge)處理、火焰處理、酸處理、鹼處理及紫外線照射處理。關於該些處理，詳細情況是詳細記載於上述公技編號2001-1745號的30頁~32頁中。該等中，特佳為鹼性皂化 處理，作為醯化纖維素膜的表面處理極為有效。
鹼性皂化(alkali saponification)處理可為浸漬於皂化液中、塗佈皂化液等的任一種，較佳為塗佈方法。塗佈方法可列舉：浸漬塗佈法、簾幕式塗佈法、擠壓塗佈法、棒塗佈法及E模塗佈法。鹼性皂化處理液可列舉氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液，氫氧化離子的規定濃度較佳為在0.1 N~3.0 N的範圍內。進而，藉由含有對膜的濡濕性良好的溶劑(例如異丙醇、正丁醇、甲醇、乙醇等)、界面活性劑、潤濕劑(例如二醇類、甘油等)作為鹼處理液，皂化液對透明支撐體的濡濕性、皂化液的經時穩定性等變良好。具體而言，例如可列舉日本專利特開2002-82226號公報、國際公開第02/46809號小冊子中記載的內容。
代替表面處理、除了表面處理以外還可列舉以下內容：底塗層(日本專利特開平7-333433號公報中記載)；或所謂疊層法(例如日本專利特開平11-248940號公報中記載)，該疊層法設置與高分子膜良好地密接的層(以下簡稱為底塗第1層)作為單層法第1層，上述單層法僅塗佈一層含有疏水性基與親水性基兩者的明膠等樹脂層，於上述第1層上塗佈與配向膜良好地密接的明膠等親水性樹脂層(以下簡稱為底塗第2層)作為第2層。
再者，如上所述，亦可使用滿足作為偏光板的一部分的透明層所要求的光學特性的膜作為光學異向性層的支撐體。於該情形時，利用上述文獻等中記載的膜作為支撐體。
《光學異向性層》
繼而，對用於本發明中的光學異向性層的較佳態樣進行詳細描述。光學異向性層較佳為以補償液晶顯示裝置黑顯示時的液晶單元中的液晶化合物的方式而設計。黑顯示時的液晶單元中的液晶化合物的配向狀態依液晶顯示裝置的模式而不同。關於該液晶單元中的液晶化合物的配向狀態，記載於2000國際顯示技術研討會(2000 International Display Workshops，IDW'00)，平板顯示器製造、材料及構件(FPD Manufacturing,Materials and Components，FMC7-2)，P411~P414中。光學異向性層較佳為含有藉由摩擦軸等配向軸而控制配向、且被固定於該配向狀態的液晶性化合物。
用於形成光學異向性層的液晶性化合物的例子中，包含分子結構為棒狀的棒狀液晶性化合物、及分子結構為圓盤狀的圓盤狀液晶性化合物。棒狀液晶性化合物及圓盤狀液晶性化合物可為高分子液晶，亦可為低分子液晶，進而亦包含低分子液晶經交聯而不顯示液晶性者。於光學異向性層的製作中使用棒狀液晶性化合物的情形時，較佳為將棒狀液晶性分子的長軸投影至支撐體面上所得的軸的平均方向相對於配向軸而平行。另外，於光學異向性層的製作中使用圓盤狀液晶性化合物的情形時，較佳為於層中，將圓盤狀液晶性分子的短軸投影至支撐體面上所得的軸的平均方向相對於配向軸而平行。另外，較佳為圓盤面與層平面所成的角(傾斜角)於深度方向上變化的後述混合定向。
《棒狀液晶性分子》
棒狀液晶性化合物可較佳地使用：偶氮次甲基(azomethine)類、氧偶氮(azoxy)類、氰基聯苯(cyanobiphenyl)類、氰基苯酯類、苯甲酸酯類、環己烷羧酸苯酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二噁烷類、二苯乙炔(tolan)類及烯基環己基苯甲腈類。
再者，棒狀液晶性化合物中亦包含金屬錯合物。另外，重複單元中含有棒狀液晶性分子的液晶聚合物亦可用作棒狀液晶性化合物。換言之，棒狀液晶性化合物亦可與(液晶)聚合物鍵結。
關於棒狀液晶性化合物，於季刊化學總論第22卷液晶的化學(1994)日本化學會編的第4章、第7章及第11章以及液晶元件手冊日本學術振興會第142委員會編的第3章中有記載。
棒狀液晶性分子的雙折射率較佳為在0.001~0.7的範圍內。
棒狀液晶性分子較佳為具有聚合性基以固定其配向狀態。聚合性基較佳為自由基聚合性不飽基或陽離子聚合性基，具體而言，例如可列舉日本專利特開2002-62427號公報說明書中的段落編號[0064]~段落編號[0086]中記載的聚合性基、聚合性液晶化合物。
《圓盤狀液晶性化合物》
圓盤狀(discotic)液晶性化合物的例子中包括：C.德斯塔德(C.Destrade)等人的研究報告、《分子晶體 (Mol.Cryst.)》71卷、111頁(1981年)中記載的苯衍生物；C.德斯塔德(C.Destrade)等人的研究報告、《分子晶體(Mol.Cryst.)》122卷、141頁(1985年)，《物理快報A(Physics lett,A)》78卷、82頁(1990)中記載的三聚茚(truxene)衍生物；B.克諾(B.Kohne)等人的研究報告、《應用化學(Angew.Chem.)》96卷、70頁(1984年)中記載的環己烷衍生物；及J.M.萊恩(J.M.Lehn)等人的研究報告、《化學通訊期刊(J.Chem.Commun.)》1794頁(1985年)，J.張(J.Zhang)等人的研究報告、《美國化學學會志(J.Am.Chem.Soc.)》116卷、2655頁(1994年)中記載的氮雜冠(aza crown)系或苯基乙炔系巨環化合物(macrocycle)。
圓盤狀液晶性化合物亦包含以下的化合物：相對於分子中心的母核，直鏈的烷基、烷氧基、取代苯甲醯氧基以放射線狀的結構取代而作為母核的側鏈，並顯示液晶性的化合物。較佳為分子或分子的集合體具有旋轉對稱性、可賦予一定的配向的化合物。由含有圓盤狀液晶性化合物的組成物形成的光學異向性層中，無需使光學異向性層所含的化合物最終為液晶性，例如亦包含以下的化合物：低分子的圓盤狀液晶性分子具有利用熱或光而反應的基，結果利用熱、光，藉由反應而聚合或交聯、高分子量化而失去液晶性的化合物。圓盤狀液晶性分子的較佳例是記載於日本專利特開平8-50206號公報中。另外，關於圓盤狀液晶性分子的聚合，於日本專利特開平8-27284公報中有記載。
為了藉由聚合來固定圓盤狀液晶性分子，必須使聚合性基作為取代基而鍵結於圓盤狀液晶性分子的圓盤狀核上。較佳為圓盤狀核與聚合性基經由連結基而鍵結的化合物，藉此於聚合反應中亦可保持配向狀態。例如可列舉日本專利特開2000-155216號公報說明書中的段落編號[0151]~段落編號[0168]中記載的化合物等。
於混合定向中，圓盤狀液晶性分子的圓盤面與層平面的角度於光學異向性層的深度方向上且隨著距支撐體(或配向膜)表面的距離的增加而增加或減少。角度較佳為隨著距離的增加而增加。進而，關於角度的變化，可為連續性增加、連續性減少、間歇性增加、間歇性減少、包含連續性增加及連續性減少的變化、或包含增加及減少的間歇性變化。間歇性變化包含傾斜角於厚度方向的中途不變化的區域。關於角度，即便包含角度不變化的區域，亦只要整體增加或減少即可。進而，角度較佳為連續性地變化。
支撐體(或配向膜)側的圓盤狀液晶性分子的長軸的平均方向通常可藉由選擇圓盤狀液晶性分子或配向膜的材料、或者藉由選擇摩擦處理方法來調整。另外，表面側(空氣側)的圓盤狀液晶性分子的圓盤面方向通常可藉由選擇圓盤狀液晶性分子或與圓盤狀液晶性分子一併使用的添加劑的種類來調整。與圓盤狀液晶性分子一併使用的添加劑的例子可列舉：塑化劑、界面活性劑、聚合性單體及聚合物等。長軸的配向方向的變化程度亦與上述同樣地可藉由液晶性分子及添加劑的選擇來調整。
《光學異向性層中的其他添加物》
可與上述液晶性化合物一併而併用塑化劑、界面活性劑、聚合性單體等，提高塗佈膜的均勻性、膜的強度、液晶分子的配向性等。較佳為與液晶性分子具有相溶性、可賦予液晶性分子的傾斜角的變化，或不妨礙配向。
聚合性單體可列舉自由基聚合性或陽離子聚合性的化合物。較佳為多官能性自由基聚合性單體，較佳為與上述含有聚合性基的液晶化合物為共聚合性者。例如可列舉日本專利特開2002-296423號公報說明書中的段落編號[0018]~段落編號[0020]中記載者。相對於液晶性化合物，上述化合物的添加量通常在1質量%~50質量%的範圍內，較佳為在5質量%~30質量%的範圍內。
界面活性劑可列舉先前公知的化合物，特佳為氟系化合物。具體而言，例如可列舉日本專利特開2001-330725號公報中的段落編號[0028]~段落編號[0056]中記載的化合物。
與圓盤狀液晶性化合物一併使用的聚合物較佳為可對圓盤狀液晶性化合物賦予傾斜角的變化。
聚合物的例子可列舉纖維素酯。作為纖維素酯的較佳例，例如可列舉日本專利特開2008-250314號公報中的段落編號[0127]~段落編號[0190]中記載的化合物。為了不妨礙液晶性分子的配向，上述聚合物的添加量較佳為相對於液晶性化合物而在0.1質量%~10質量%的範圍內，更佳為在0.1質量%~8質量%的範圍內。再者，於使用圓盤狀 液晶性化合物的情形時，該化合物的圓盤狀向列型液晶相-固相轉移溫度較佳為70℃~300℃，更佳為70℃~170℃。
《光學異向性層的形成》
光學異向性層可藉由以下方式形成：將含有至少一種液晶性化合物及視需要的後述聚合性起始劑或任意成分的組成物製備成例如塗佈液，將該塗佈液塗佈於配向膜的表面(例如摩擦處理面)上。
用於製備塗佈液的溶劑可較佳地使用有機溶劑。有機溶劑的例子中包含：醯胺(例如N,N-二甲基甲醯胺)、亞碸(例如二甲基亞碸)、雜環化合物(例如吡啶)、烴(例如苯、己烷)、烷基鹵化物(例如氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮)、醚(例如四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。較佳為烷基鹵化物及酮。亦可併用兩種以上的有機溶劑。
塗佈液的塗佈可藉由公知的方法(例如線棒塗佈(wire bar coating)法、擠出塗佈法、直接凹版塗佈(direct gravure coating)法、反式凹版塗佈(reverse gravure coating)法、模塗佈法)來實施。
光學異向性層的厚度較佳為0.1 μm~20 μm，更佳為0.5 μm~15 μm，最佳為1 μm~10 μm。
《液晶性分子的配向狀態的固定》
較佳為將於配向膜等的表面上經配向的液晶性分子維持配向狀態並加以固定。固定化較佳為藉由聚合反應來實施。聚合反應中，包含使用熱聚合起始劑的熱聚合反應與 使用光聚合起始劑的光聚合反應。較佳為光聚合反應。光聚合起始劑的例子中包括：α-羰基化合物(美國專利2367661號、美國專利2367670號的各說明書中記載)、醇酮醚(acyloin ether)(美國專利2448828號說明書中記載)、α-烴取代芳香族醇酮化合物(美國專利2722512號說明書中記載)、多核醌化合物(美國專利3046127號、美國專利2951758號的各說明書中記載)、三芳基咪唑二聚物與對胺基苯基酮的組合(美國專利3549367號說明書中記載)、吖啶及吩嗪化合物(日本專利特開昭60-105667號公報、美國專利4239850號說明書中記載)及噁二唑化合物(美國專利4212970號說明書中記載)。
光聚合起始劑的使用量較佳為在組成物(於塗佈液的情形時為固體成分)的0.01質量%~20質量%的範圍內，更佳為在0.5質量%~5質量%的範圍內。
用以使液晶性分子進行聚合的光照射較佳為使用紫外線。照射能量較佳為在20 mJ/cm2~50 J/cm2的範圍內，更佳為在20 mJ/cm2~5000 mJ/cm2的範圍內，進而佳為在100 mJ/cm2~800 mJ/cm2的範圍內。另外，為了促進光聚合反應，亦可於加熱條件下實施光照射。
用於本發明中的第1光學異向性層較佳為將含有圓盤狀液晶性化合物的液晶性組成物固定為混合定向(hybrid orientation)狀態而形成的層。於該態樣中，光學異向性層的配向控制方向例如是由對形成光學異向性層時所利用的配向膜的表面所實施的摩擦處理的摩擦軸所決定，通常與 摩擦軸方向一致。
《配向膜》
於本發明中，光學異向性層中的液晶性化合物較佳為藉由配向軸而控制配向，並被固定為該狀態。對上述液晶性化合物進行配向控制的配向軸可列舉：形成於光學異向性層與上述聚合物膜(支撐體)之間的配向膜的摩擦軸。然而，本發明中配向軸不限定於摩擦軸，只要可與摩擦軸同樣地對液晶性化合物進行配向控制，則可為任意者。
配向膜具有規定液晶性分子的配向方向的功能。因此，於實現本發明的較佳態樣的方面而言，必需配向膜。然而，若對液晶性化合物進行配向後將其配向狀態固定，則由於配向膜已發揮其效果，故未必一定要作為本發明的構成要素。即，亦可僅將配向狀態經固定的配向膜上的光學異向性層轉印至偏光元件上而製作本發明的偏光板。
配向膜可藉由以下般的方法來設置：有機化合物(較佳為聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜向蒸鍍、具有微槽(microgroove)的層的形成、或利用朗繆爾-布羅基特法(Langmuir-Blodgett，LB膜)的有機化合物(例如ω-二十三烷酸、氯化二-十八烷基甲基銨、硬脂酸甲酯)的累積。進而，藉由電場的賦予、磁場的賦予或光照射而產生配向功能的配向膜亦為人所知。
配向膜較佳為藉由聚合物的摩擦處理而形成。用於配向膜中的聚合物原則上具備以下分子結構：具有使液晶性分子配向的功能的分子結構。於本發明中，較佳為使除了 使液晶性分子配向的功能以外還具有交聯性官能基(例如雙鍵)的側鏈鍵結於主鏈上，或將具有使液晶性分子配向的功能的交聯性官能基導入至側鏈中。用於配向膜中的聚合物可使用其自身能進行交聯的聚合物或藉由交聯劑進行交聯的聚合物的任一種，亦可使用多種該等的組合。聚合物的例子中例如包含：日本專利特開平8-338913號公報說明書中段落編號[0022]中記載的甲基丙烯酸酯系共聚物、苯乙烯系共聚物、聚烯烴、聚乙烯醇及改質聚乙烯醇、聚(N-羥甲基丙烯醯胺)、聚酯、聚醯亞胺、乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纖維素、聚碳酸酯等。可使用矽烷偶合劑作為聚合物。較佳為水溶性聚合物(例如聚(N-羥甲基丙烯醯胺)、羧甲基纖維素、明膠、聚乙烯醇、改質聚乙烯醇)，更佳為明膠、聚乙烯醇及改質聚乙烯醇，最佳為聚乙烯醇及改質聚乙烯醇。特佳為併用聚合度不同的兩種聚乙烯醇或改質聚乙烯醇。
聚乙烯醇的皂化度較佳為70%~100%，更佳為80%~100%。聚乙烯醇的聚合度較佳為100~5000。
具有使液晶性分子配向的功能的側鏈通常具有疏水性基作為官能基。具體的官能基的種類是根據液晶性分子的種類及必要的配向狀態而決定。例如，作為改質聚乙烯醇的改質基，可藉由共聚合改質、鏈轉移改質或嵌段聚合改質來導入。改質基的例子中，可列舉：親水性基(羧酸基、磺酸基、膦酸基、胺基、銨基、醯胺基、硫醇基等)、碳數10個~100個的烴基、經氟原子取代的烴基、硫醚基、聚 合性基(不飽和聚合性基、環氧基、吖啶基等)、烷氧基矽烷基(三烷氧基、二烷氧基、單烷氧基)等。作為該些改質聚乙烯醇化合物的具體例，例如可列舉日本專利特開2000-155216號公報說明書中的段落編號[0022]~段落編號[0145]、日本專利特開2002-62426號公報說明書中的段落編號[0018]~段落編號[0022]中記載者等。
若使具有交聯性官能基的側鏈鍵結於配向膜聚合物的主鏈上，或於具有使液晶性分子配向的功能的側鏈中導入交聯性官能基，則可使配向膜的聚合物與光學異向性層中所含的多官能單體進行共聚合。結果，不僅多官能單體與多官能單體之間、而且配向膜聚合物與配向膜聚合物之間、以及多官能單體與配向膜聚合物之間亦藉由共價鍵而牢固地鍵結。因此，藉由將交聯性官能基導入至配向膜聚合物中，可顯著地改善光學補償片材的強度。
與多官能單體相同，配向膜聚合物的交聯性官能基較佳為含有聚合性基。具體而言，例如可列舉日本專利特開2000-155216號公報說明書中段落編號[0080]~段落編號[0100]中記載者。
對於配向膜聚合物，亦可與上述交聯性官能基無關而另使用交聯劑進行交聯。交聯劑包含醛、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、藉由使羧基活化而發揮作用的化合物、活性乙烯基化合物、活性鹵素化合物、異噁唑及二醛澱粉。亦可併用兩種以上的交聯劑。具體而言，例如可列舉日本專利特開2002-62426號公報說明書中的段落編號[0023]~ 段落編號[024]中記載的化合物等。較佳為反應活性高的醛，特佳為戊二醛。
相對於聚合物，交聯劑的添加量較佳為0.1質量%~20質量%，更佳為0.5質量%~15質量%。配向膜中殘存的未反應的交聯劑的量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.5質量%以下。藉由如此般調節，即便將配向膜於液晶顯示裝置中長期使用、或於高溫高濕的環境下長期間放置，亦可獲得不產生網狀物(reticulation)的充分的耐久性。
配向膜基本上可藉由以下方式形成：將含有作為配向膜形成材料的上述聚合物、及交聯劑塗佈於透明支撐體上後，進行加熱乾燥(使其交聯)，並進行摩擦處理。交聯反應亦可於如上述般塗佈於透明支撐體上後，於任意時期進行。於使用聚乙烯醇般的水溶性聚合物作為配向膜形成材料的情形時，塗佈液較佳為設定為具有消泡作用的有機溶劑(例如甲醇)與水的混合溶劑。其比率以質量比計，水：甲醇較佳為0：100~99：1，更佳為0：100~91：9。藉此，可抑制泡的產生，配向膜、進而光學異向層的層表面的缺陷明顯減少。
形成配向膜時所利用的塗佈方法較佳為旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、簾幕式塗佈法、擠壓塗佈法、棒塗佈法或輥塗佈法。特佳為棒塗佈法。另外，乾燥後的膜厚較佳為0.1 μm~10 μm。加熱乾燥可於20℃~110℃下進行。為了形成充分的交聯，較佳為60℃~100℃，特佳為80℃~100℃。關於乾燥時間，能以1分鐘~36小時而進行，較 佳為1分鐘~30分鐘。pH值亦較佳為設定為最適於所使用的交聯劑的值，於使用戊二醛的情形時，較佳為pH值為4.5~5.5，特佳為5。
配向膜是設置於透明支撐體上或上述底塗層上。配向膜可藉由以下方式獲得：如上述般將聚合物層交聯後，對表面進行摩擦處理。
上述摩擦處理可應用被廣泛用作液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)的液晶配向處理步驟的處理方法。即，可使用以下方法：使用紙或薄紗(gauze)、毛氈(felt)、橡膠或尼龍、聚酯纖維等，將配向膜的表面朝一定方向摩擦，藉此獲得配向。通常是藉由以下方式實施：使用平均地植毛有長度及粗度均勻的纖維的布等進行數次程度的摩擦。
繼而，使配向膜發揮功能，使設置於配向膜上的光學異向性層的液晶性分子配向。其後，視需要使配向膜聚合物與光學異向性層中所含的多官能單體反應，或使用交聯劑使配向膜聚合物交聯。
配向膜的膜厚較佳為在0.1 μm~10 μm的範圍內。
另外，光學補償膜亦可將膜延伸而製作。
《橢圓偏光板》
於本發明中，可使用使上述光學異向性層與直線偏光膜一體化而成的橢圓偏光板。橢圓偏光板較佳為以直接組入至液晶顯示裝置中的方式，成型為與構成液晶單元的一對基板大致相同的形狀(例如若液晶單元為矩形狀，則較 佳為橢圓偏光板亦成型為相同的矩形狀)。於本發明中，將液晶單元的基板的配向軸與直線偏光膜的吸收軸、及/或光學異向性層的配向軸調整為特定的角度。
上述橢圓偏光板可藉由將上述光學補償片材與直線偏光膜(以下，僅稱為「偏光膜」的情形是指「直線偏光膜」)積層而製作。光學補償片材亦可兼作直線偏光膜的保護膜。
直線偏光膜較佳為奧迪瓦公司(Optiva Inc.)所代表的塗佈型偏光膜、或包含黏合劑及碘或二色性色素的偏光膜。直線偏光膜中的碘及二色性色素藉由在黏合劑中配向而表現出偏向性能。碘及二色性色素較佳為沿著黏合劑分子而配向，或二色性色素藉由液晶般的自組化而朝一個方向配向。目前，市售的偏光元件通常是藉由以下方式製作：將經延伸的聚合物浸漬於浴槽中的碘或二色性色素的溶液中，使碘滲透至黏合劑中，或使二色性色素滲透至黏合劑中。
市售的偏光膜中，碘或二色性色素自聚合物表面起分布至4 μm左右(兩側合計為8 μm左右)，為了獲得充分的偏光性能，至少需要10 μm的厚度。滲透度可藉由碘或二色性色素的溶液濃度、其浴槽的溫度、其浸漬時間來控制。如上所述，黏合劑厚度的下限較佳為10 μm。就液晶顯示裝置的漏光的觀點而言，厚度的上限越薄越佳。較佳為目前市售的偏光板(約30 μm)以下，且較佳為25 μm以下，更佳為20 μm以下。若為20 μm以下，則漏光現象於17吋的液晶顯示裝置中觀察不到。
偏光膜的黏合劑亦可進行交聯。交聯的黏合劑可使用其自身能進行交聯的聚合物。可藉由光、熱或pH值變化，使具有官能基的聚合物或於聚合物中導入官能基而獲得的黏合劑於黏合劑間反應，形成偏光膜。另外，亦可藉由交聯劑於聚合物中導入交聯結構。交聯通常是藉由以下方式實施：將含有聚合物或聚合物與交聯劑的混合物的塗佈液塗佈於透明支撐體上後，進行加熱。由於只要於最終商品的階段中可確保耐久性即可，故進行交聯的處理可於直至獲得最終的偏光板為止的任一階段中進行。
偏光膜的黏合劑可使用其自身能進行交聯的聚合物或藉由交聯劑進行交聯的聚合物的任一種。聚合物的例子可列舉與上述配向膜中記載的聚合物相同者。最佳為聚乙烯醇及改質聚乙烯醇。關於改質聚乙烯醇，於日本專利特開平8-338913號、日本專利特開平9-152509號及日本專利特開平9-316127號的各公報中有記載。聚乙烯醇及改質聚乙烯醇亦可併用兩種以上。
相對於黏合劑，黏合劑的交聯劑的添加量較佳為0.1質量%~20質量%。偏光元件的配向性、偏光膜的耐濕熱性變良好。
配向膜於交聯反應結束後，亦含有某種程度的未反應的交聯劑。然而，殘存的交聯劑的量較佳為於配向膜中為1.0質量%以下，更佳為0.5質量%以下。藉由如此般設定，即便將偏光膜組入至液晶顯示裝置中並長期使用或於高溫高濕的環境下長期間放置，亦不會產生偏光度的降低。
關於交聯劑，於美國再發行專利23297號說明書中有記載。另外，硼化合物(例如硼酸、硼砂)亦可用作交聯劑。
二色性色素可使用偶氮系色素、二苯乙烯系色素、吡唑啉酮系色素、三苯基甲烷系色素、喹啉系色素、噁嗪系色素、噻嗪系色素或蒽醌系色素。二色性色素較佳為水溶性。二色性色素較佳為具有親水性取代基(例如磺基、胺基、羥基)。
作為二色性色素的例子，例如可列舉上述公技編號2001-1745號的58頁中記載的化合物。
為了提高液晶顯示裝置的對比度，偏光板的透射率以高為佳，偏光度亦以高為佳。偏光板的透射率於波長550 nm的光下較佳為在30%~50%的範圍內，更佳為在35%~50%的範圍內，最佳為在40%~50%的範圍內。偏光度於波長550 nm的光下較佳為在90%~100%的範圍內，更佳為在95%~100%的範圍內，最佳為在99%~100%的範圍內。
《橢圓偏光板的製造》
延伸法的情形時，延伸倍率較佳為2.5倍~30.0倍，更佳為3.0倍~10.0倍。延伸可利用空氣中的乾式延伸來實施。另外，亦可實施浸漬於水中的狀態下的濕式延伸。乾式延伸的延伸倍率較佳為2.5倍~5.0倍，濕式延伸的延伸倍率較佳為3.0倍~10.0倍。延伸步驟亦可包含傾斜延伸而分數次進行。藉由分為數次，即便以高倍率延伸亦可 均勻地延伸。亦可於傾斜延伸前，於橫向或縱向上進行稍許延伸(防止寬度方向的收縮的程度)。延伸可藉由以左右不同的步驟來進行雙軸延伸中的拉幅延伸而實施。上述雙軸延伸與通常的膜製膜中所進行的延伸方法相同。於雙軸延伸中，藉由左右不同的速度進行延伸，故必須使延伸前的黏合劑膜的厚度於左右不同。於流延製膜中，藉由對模賦予錐角，可使黏合劑溶液的流量具有左右之差。
於摩擦法中，可應用被廣泛用作LCD的液晶配向處理步驟的摩擦處理方法。即，藉由使用紙或薄紗、毛氈、橡膠或尼龍、聚酯纖維將膜的表面朝一定方向摩擦，而獲得配向。通常是藉由以下方式來實施：使用平均地植毛有長度及粗度均勻的纖維的布進行數次程度的摩擦。較佳為使用輥自身的圓度、圓柱度、偏斜(偏芯)均為30 μm以下的摩擦輥來實施。摩擦輥上的膜的纏捲角度較佳為0.1°~90°。然而，如日本專利特開平8-160430號公報所記載般，藉由捲繞360°以上，亦可獲得穩定的摩擦處理。
於對長條膜進行摩擦處理的情形時，較佳為藉由搬送裝置於一定張力的狀態下以1 m/min~100 m/min的速度搬送膜。摩擦輥較佳為設定為相對於膜行進方向而於水平方向上旋轉自如，以任意地設定摩擦角度。較佳為於0°~60°的範圍內選擇適當的摩擦角度。於用於液晶顯示裝置中的情形時，較佳為40°~50°。特佳為45°。
於直線偏光膜的與光學異向性層為相反側的表面上，較佳為配置聚合物膜(設定為光學異向性層/偏光膜/聚合 物膜的配置)。
聚合物膜亦較佳為設置其最表面具有防污性及耐擦傷性的抗反射膜而成。抗反射膜可使用先前公知的任一種。
另外，本發明的液晶顯示裝置亦可含有其他構件。例如亦可於液晶單元與偏光膜之間配置彩色濾光片。另外，於用作透射式的情形時，可將以冷陰極或熱陰極螢光管、或者發光二極體、場發射元件、電致發光元件作為光源的背光配置於背面。另外，本發明的液晶顯示裝置亦可為反射式，於該情形時，僅將一片偏光板配置於觀察側即可，於液晶單元背面或液晶單元的下側基板的內面設置反射膜。當然，亦可將使用該光源的前光(frontlight)設置於液晶單元觀察側。進而，本發明的液晶顯示裝置亦可為反射透射式，該反射透射式是為了實現透射與反射的模式的並存，而於顯示裝置的一畫素中設有反射部與透射部。
進而，為了提高背光的發光效率，亦可積層稜鏡狀或透鏡狀的聚光型亮度提昇片材(膜)，或將改善因偏光板的吸收所致的光損耗的偏光反射型的亮度提昇片材(膜)積層於背光與液晶單元之間。另外，亦可積層用以使背光的光源變均勻的擴散片材(膜)，反之，亦可積層藉由印刷等而形成有用以使光源具有面內分布的反射、擴散圖案的片材(膜)。
於本發明中，較佳為具備具有一對偏光板及配置於其間的扭轉配向模式液晶單元的液晶面板、配置於上述液晶面板的視認側的光擴散層、及配置於上述液晶面板的與視 認側為相反側的背光單元，且自上述背光單元射出的光的亮度半高寬角度為40°以下。
另外，關於光擴散層、異向性散射層，亦可使用先前公知的任一種。例如可參考日本專利特開平10-96917。
於本發明中，較佳為上述光擴散層為含有透光性樹脂、及具有與上述透光性樹脂的折射率不同的折射率的透光性微粒子的層，且該光擴散層的內部霧值為45%以上。
另外，較佳為上述光擴散層含有視入射光的入射角度不同而光的透射狀態不同的異向性散射層。
另外，亦可代替第2光學補償膜而於第2光學補償膜的位置使用第1光學補償膜，另外亦可使用第1光學補償膜的透明支撐體的光學特性不同者。
另外，亦可將第1偏光板的吸收軸與鄰接於第1偏光板的液晶單元基板的摩擦方向設定為正交地配置。另外，此時，第1偏光板的吸收軸與第1光學補償膜的慢軸為正交的配置。
實例 (實例1) (透明支撐體的製作)
將下述組成物投入至混合槽(mixing tank)中，一面加熱至30℃一面攪拌，將各成分溶解，製備纖維素乙酸酯溶液。
使用三層共流延模，將所得的內層用摻雜物及外層用摻雜物流延至經冷卻至0℃的轉筒上。自轉筒剝取殘留溶 劑量為70質量%的膜，一面以針梳拉幅機(pin stenter)將兩端固定並將搬送方向的拉伸比(draw ratio)設定為110%而進行搬送，一面於80℃下加以乾燥，當殘留溶劑量達到10%時，於110℃下加以乾燥。其後，於140℃的溫度下乾燥30分鐘，製作殘留溶劑為0.3質量%的纖維素乙酸酯膜(厚度為80 μm(外層：3 μm、內層：74 μm、外層：3 μm))的透明支撐體1。所製作的纖維素乙酸酯膜於波長550 nm下的面內延遲Re為9 nm，厚度方向的延遲Rth為90 nm。
將所製作的纖維素乙酸酯於2.0 N的氫氧化鉀溶液(25℃)中浸漬2分鐘後，利用硫酸進行中和，以純水進行水洗、乾燥。
(配向膜的製作)
於該纖維素乙酸酯膜上，利用#16的線棒塗佈機以28 mL/m2塗佈下述組成的塗佈液。利用60℃的溫風乾燥60秒鐘，進而利用90℃的溫風乾燥150秒鐘。利用摩擦輥朝與搬送方向平行的方向以500轉/分旋轉而對所形成的膜表面進行摩擦處理，製作配向膜。
上述式中，重複單元比86.3：12：1.7為莫耳比。
(光學異向性層的製作)
使用#3.2的線棒，將下述塗佈液連續塗佈於膜的配向膜面上。利用自室溫起連續加溫至100℃的步驟使溶劑乾燥，其後於135℃的乾燥區中加熱約90秒鐘，使圓盤狀液晶化合物配向。繼而，搬送至80℃的乾燥區中，於膜的表面溫度為約100℃的狀態下，藉由紫外線照射裝置照射照度為600 mW的紫外線10秒鐘，使交聯反應進行，將圓盤狀液晶化合物聚合。其後，放置冷卻至室溫為止，形成光學異向性層，製作光學補償膜1。
(光學異向性層塗佈液組成)
(光學特性的測定)
對所製作的各光學補償膜使用KOBRA-WR(王子計測器(股)製造)測定波長550 nm的面內延遲Re(550)。另外，於與各光學補償膜的慢軸正交的面內，使波長550 nm的光從自法線方向傾斜±40度的方向入射，測定延遲R[+40°]及R[-40°]，算出R[-40°]/R[+40°]。
將結果示於表1的實例1中。
(偏光板的製作)
將上述所製作的光學補償膜分別貼合於偏光膜的表面上而製作偏光板。再者，對膜的貼合面實施了鹼性皂化處理。另外，偏光膜是使用將厚度80 μm的聚乙烯醇膜於碘 水溶液中連續延伸至5倍並加以乾燥而製作的厚度20 μm的直線偏光膜，另外，使用聚乙烯醇(可樂麗(Kuraray)製造，PVA-117H)3%水溶液作為接著劑。
(實例2~實例3)
如表1的實例2~實例3所記載般變更實例1的慢軸的方向，除此以外，同樣地製作透明支撐體、光學異向性層及偏光板。
(實例4)
以成為表1的實例4所記載的Re及Rth的方式變更實例1的透明支撐體的膜厚，除此以外，同樣地製作透明支撐體、光學異向性層及偏光板。
(實例5~實例6)
以成為表1的實例5~實例6所記載的Re及Rth的方式變更實例1的透明支撐體的膜厚，除此以外，同樣地製作透明支撐體、光學異向性層及偏光板。
(實例7) (透明支撐體的製作)
與實例1同樣地製作透明支撐體1。
將所製作的纖維素乙酸酯於2.0 N的氫氧化鉀溶液(25℃)中浸漬2分鐘後，利用硫酸進行中和，以純水加以水洗、乾燥。
(配向膜的製作)
於該纖維素乙酸酯膜上，利用#14的線棒塗佈機以24 mL/m2塗佈下述組成的塗佈液。利用100℃的溫風乾燥120 秒鐘。利用摩擦輥朝與搬送方向平行的方向以500轉/分旋轉而對所形成的膜表面進行摩擦處理，製作配向膜。
上述式中，重複單元比86.3：12：1.7為莫耳比。
(光學異向性層的製作)
使用#2.4的線棒，將下述塗佈液連續塗佈於膜的配向膜面上。其後，於80℃的乾燥區中加熱約120秒鐘，使圓盤狀液晶化合物配向。繼而，搬送至80℃的乾燥區中，藉由紫外線照射裝置照射照度為600 mW的紫外線10秒鐘，使交聯反應進行，將圓盤狀液晶化合物聚合。其後，放置冷卻至室溫為止，形成光學異向性層，製作光學補償膜。 將結果示於表1的實例7中。
(光學異向性層塗佈液組成)
使用上述光學補償膜，與實例1同樣地製作偏光板。
與實例1同樣地製作透明支撐體2。
(偏光板的製作)
使用透明支撐體2，與實例1同樣地製作偏光板。
(實例8~實例9)
於S23A350H的擴散板與擴散片材之間，以稜鏡正交的方式配置2片亮度提昇膜(BEFRP2-115，3M公司製造)。此時的亮度半高寬角度為35度。
另外，使用下述者作為光擴散膜。
[光擴散膜(高內部散射膜)] (光擴散層用塗佈液的製備)
利用孔徑30 μm的聚丙烯製過濾器將下述塗佈液1過濾，製備光擴散層用塗佈液。
光擴散層用塗佈液1
以下分別示出所使用的化合物。
．DPHA：二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物[日本化藥(股)製造]
．PET-30：季戊四醇三丙烯酸酯[日本化藥(股)製造]
．易璐佳(Irgacure)127：聚合起始劑[汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)製造]
．易璐佳(Irgacure)184：聚合起始劑[汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)(股)製造]
(低折射率層用塗佈液的製備) ．溶膠液的製備
於具備攪拌機、回流冷凝器的反應器中，添加甲基乙基酮120份、丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KBM-5103，信越化學工業(股)製造)100份、二異丙氧基鋁乙基乙 醯乙酸酯3份並混合後，添加離子交換水30份，於60℃下反應4小時後，冷卻至室溫為止，獲得溶膠液。質量平均分子量為1600，低聚物成分以上的成分中，分子量為1000~20000的成分為100%。另外，根據氣相層析儀分析，原料的丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷完全未殘存。
．分散液的製備
於中空二氧化矽微粒子溶膠(異丙醇二氧化矽溶膠，平均粒徑為60 nm，殼厚度為10 nm，二氧化矽濃度為20質量%，二氧化矽粒子的折射率為1.31，依據日本專利特開2002-79616號公報的製備例4變更尺寸而製成)500 g中，添加丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業(股)製造)30 g及二異丙氧基鋁乙基乙酸酯1.5 g並混合後，添加離子交換水9 g。於60℃下反應8小時後，冷卻至室溫為止，添加乙醯丙酮1.8 g。一面於該分散液500 g中以使二氧化矽的含量大致成為一定的方式添加環己酮，一面進行利用減壓蒸餾的溶劑置換。分散液中未產生異物，利用環己酮將固體成分濃度調整成20質量%時的黏度於25℃下為5 mPa．s。利用氣相層析儀對所得的分散液A的異丙醇的殘存量進行分析，結果為1.5%。
．低折射率層用塗佈液的製備
將以固體成分計為41.0 g的含有乙烯性不飽和基的含氟聚合物(日本專利特開2005-89536號公報製造例3中記載的氟聚合物(A-1))溶解於甲基異丁基酮500 g中，進而添加分散液A 260質量份(二氧化矽+表面處理劑以固體 成分計為52.0質量份)、DPHA 5.0質量份、易璐佳(Irgacure)127(光聚合起始劑，汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)製造)2.0質量份。以塗佈液總體的固體成分濃度成為6質量%的方式利用甲基乙基酮稀釋而製備低折射率層用塗佈液。藉由該塗佈液所形成的層的折射率為1.36。
(光擴散層的形成)
將三乙醯纖維素膜(TAC-TD80UL，富士膠片(股)製造)於輥形態下捲出，使用具有節流模(throttle die)的塗佈機，將光擴散層用塗佈液直接擠出並塗佈。於搬送速度為30 m/min的條件下塗佈，於30℃下乾燥15秒鐘，於90℃下乾燥20秒鐘後，進而於氮氣淨化下於氧濃度為0.2%的條件下使用160 W/cm的空氣冷卻金鹵燈(metal halide lamp)(艾古非(Eyegraphics)(股)製造)，照射照射量為90 mJ/cm2的紫外線而使塗佈層硬化，形成光擴散層，其後捲取。所得的光擴散層的厚度為8.0 μm。
(低折射率層的形成)
於如上述般形成的光擴散層上，使用具有節流模的塗佈機，將低折射率層用塗佈液直接擠出並塗佈於支承輥上的塗佈有硬塗層的面上，形成厚度100 nm的低折射率層，其後捲取。如此而製作光擴散膜1。以下示出乾燥、硬化條件。
乾燥：於90℃下乾燥60秒鐘。
硬化：藉由氮氣淨化於氧濃度為0.1%的環境下使用空 氣冷卻金鹵燈(艾古非(Eyegraphics)(股)製造)，照射照射量為400 mJ/cm2的紫外線。此時的霧值為58%。
(比較例1)
以成為表1的比較例1中記載的Re及Rth的方式，與實例1同樣地製作光學補償膜1、光學補償膜2、偏光板及液晶顯示裝置。
(TN模式液晶顯示裝置的製作)
將使用TN型液晶單元的液晶顯示裝置(S23A350H，三星電子(股)製造)中設置的一對偏光板剝下，取而代之而選擇上述所製作的2片偏光板，經由黏著劑於觀察者側及背光側各貼附一片。
分別製作下述表的構成的TN模式液晶顯示裝置。
(液晶顯示裝置的評價) (實際圖像評價：左右對稱性)
於上述所製作的各液晶顯示裝置中顯示ISO：12640-1：1997、規格編號：JIS X 9201：1995、圖像名：肖像(portrait)，於暗室內自左右方向(極角45°)目測觀察，評價顯示圖像的對稱性。
A：左右方向的對稱性的惡化幾乎未觀察到。
B：左右方向的對稱性的惡化小。
C：左右方向的對稱性的惡化大。
(實際圖像評價：左右色相變化)
於上述所製作的各液晶顯示裝置中顯示ISO：12640-1：1997、規格編號：JIS X 9201：1995、圖像名： 肖像(portrait)，於暗室內自左右方向(極角45°)目測觀察，評價顯示圖像的與正面相比的色相變化。
A：左右方向的色相變化幾乎未觀察到。
B：左右方向的色相變化小。
C：左右方向的色相變化大。
(實際圖像評價：下方位)
於上述所製作的各液晶顯示裝置中顯示ISO 12640-1：1997、規格編號：JIS X 9201：1995、圖像名：肖像(portrait)，於暗室內自下方向(極角30°)目測觀察，評價顯示圖像的灰階反轉。
A：下方向的灰階反轉幾乎未觀察到。
B：下方向的灰階反轉小而不易觀察到。
C：下方向的灰階反轉稍可觀察到。
D：下方向的灰階反轉差，容易觀察到。
(正面CR的評價)
對上述所製作的各液晶顯示裝置使用測定機“EZ-Contrast XL88”(艾爾迪姆(ELDIM)公司製造)，於黑顯示(L0)及白顯示(L7)時測定正面方向(相對於顯示面為法線方向)的亮度，算出對比度(白亮度/黑亮度)，依照以下基準進行評價。
<評價>
A：正面CR為1200以上
B：正面CR為1000以上、小於1200
C：正面CR為800以上、小於1000
D：正面CR小於800
(邊緣狀的漏光的評價)
將上述所製作的各液晶顯示裝置於80℃下乾燥的條件下放入至乾燥機中100小時而取出後，設定為全面黑顯示狀態，於暗室下目測觀察並評價漏光。
A：偏光板周邊完全未觀察到漏光。
B：偏光板周邊幾乎觀察不到漏光。
C：偏光板周邊稍可觀察到漏光。
D：偏光板周邊漏光大，容易觀察到。
於上述表中，「吸收軸」及「慢軸」的欄的數值表示各軸的方位角度。於自正面觀察液晶顯示裝置時，採用將右水平方向設定為0°、方位角度繞逆時針方向逐漸增大的座標系(上：90°、左180°、下270°)。
[產業上之可利用性]
根據本發明，可提供一種視角特性優異的液晶顯示裝置、特別是TN型液晶顯示裝置。
對本發明詳細且參照特定的實施態樣進行了說明，但業者應明確，可於不偏離本發明的精神及範圍的情況下加以各種變更或修正。

Claims (7)

  1. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於其至少包括：使彼此的吸收軸正交而配置的第1偏光層及第2偏光層；於該第1偏光層及第2偏光層之間彼此相向而配置、且至少一者具有透明電極的第1基板及第2基板；配置於該第1基板及第2基板之間的扭轉配向模式液晶單元；配置於該第1偏光層與該液晶單元之間、包含第1透明支撐體及含有聚合性液晶化合物的組成物的第1光學補償膜；以及配置於該第2偏光層與該液晶單元之間、包含第2透明支撐體的第2光學補償膜，並且該第1光學補償膜於波長550 nm下的面內延遲Re1(550)為10 nm~200 nm，於與面內慢軸正交的面內，從自法線方向傾斜40度的方向經測定的延遲R[+40]、與從相對於該法線相反地傾斜40度的方向經測定的延遲R[-40]之比滿足下述式(I)或式(I')：R[+40°]>R[-40°]的情形1.1≦R[+40°]/R[-40°]≦10………(I)R[+40°]<R[-40°]的情形 1≦R[-40°]/R[+40°]≦10………(I')；該第1透明支撐體及該第2透明支撐體於波長550 nm下的面內延遲Re(550)滿足下述式(II)，及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)滿足下述式(III)：0 nm≦Re2(550)≦150 nm (II) -20 nm≦Rth2(550)≦250 nm (III)；該第1偏光板的吸收軸與該第1光學補償膜的面內慢軸是彼此正交或平行地配置，該第1偏光板的吸收軸與鄰接於該第1偏光板的液晶單元基板的摩擦方向成30°~60°的角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中上述第2偏光板與上述第2光學補償膜的面內慢軸是相互正交或平行地配置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶顯示裝置，其中上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別小於10 nm。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶顯示裝置，其中上述第1透明支撐體與上述第2透明支撐體於波 長550 nm下的面內方向的延遲Re(550)之差、及於波長550 nm下的厚度方向的延遲Rth(550)之差分別為10 nm以上。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶顯示裝置，其包括具有一對偏光板及配置於其間的扭轉配向模式液晶單元的液晶面板、配置於上述液晶面板的視認側的光擴散層、及配置於上述液晶面板的與視認側為相反側的背光單元，並且自上述背光單元射出的光的亮度半高寬角度為40°以下。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶顯示裝置，其中上述光擴散層為含有透光性樹脂、及具有與上述透光性樹脂的折射率不同的折射率的透光性微粒子的層，且該光擴散層的內部霧值為45%以上。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶顯示裝置，其中上述光擴散層含有依據入射光的入射角度不同而光的透射狀態不同的異向性散射層。
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