(57)【要約】【課題】下方向コントラスト視野角及び下方向階調反転角をともに拡大した液晶表示装置、特にＴＮモードの液晶表示装置、及びそれに適した楕円偏光板を提供すること。【解決手段】楕円偏光板の、偏光膜３の吸収軸４と光学異方性層７の配向制御方向８との交差角ω［°］、光学異方性層の厚さｄ［μｍ］、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角β［°］、光学異方性層の面内レタデーションＱ［ｎｍ］、偏光膜の吸収軸４と保護膜の遅相軸６との成す角φ［°］が、下式及び−４０≦ω≦４０を満たす楕円偏光板とする。また、上下一対の光学異方性層７，１４の配向制御方向８，１５の成す角θ［°］、黒表示時の液晶層１１のレタデーションＰ［ｎｍ］、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で表されるα［°］が、下式及び３．０≦Ｐ≦２５、α−２．０≦θ≦α＋２．０を満たす液晶表示装置とする。：  １．５≦ｄ≦３．０、３５≦β≦５５、５０≦Ｑ≦８０、８５≦φ≦９５【選択図】図１
2006301579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有する楕円偏光板であって、
該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
その交差角をω［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］とするとき、
以下の式
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
を満たすことを特徴とする楕円偏光板。
【請求項２】
少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有する楕円偏光板であって、
該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
その交差角をω［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
該保護膜の面内のレタデーションをＲｅ［ｎｍ］、
該保護膜の厚み方向のレタデーションをＲｔｈ［ｎｍ］とするとき、
以下の式、
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
を満たすことを特徴とする楕円偏光板。
【請求項３】
少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶層と、該液晶層を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、
該偏光板は少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有し、
該偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
上下一対の該光学異方性層の配向制御方向の成す角をθ［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
黒表示時の液晶層のレタデーションをＰ［ｎｍ］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で表されるα［°］を定義するとき、
以下の式
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶層と、該液晶層を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、
該偏光板は少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有し、
該偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
上下一対の該光学異方性層の配向制御方向の成す角をθ［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該保護膜の遅相軸が該偏光膜の吸収軸と交差しており、
該保護膜の面内のレタデーションをＲｅ［ｎｍ］、
該保護膜の厚み方向のレタデーションをＲｔｈ［ｎｍ］、
黒表示時の液晶層のレタデーションをＰ［ｎｍ］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で表されるα［°］を定義するとき、
以下の式
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶層がＴＮモードであることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楕円偏光板及び液晶表示装置に関する。特に、コントラスト視野角及び下方向階調反転角をともに拡大した液晶表示装置、及びそれに適した楕円偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワードプロセッサやノートパソコン、パソコン用モニタなどのＯＡ機器、携帯端末、テレビなどに用いられる表示装置としては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）がこれまで主に使用されてきた。近年、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ（液晶ディスプレイ））が、薄型で、軽量で、且つ消費電力が小さいことからＣＲＴの代わりに広く使用されてきている。液晶表示装置は、液晶セル及び偏光板を含む。偏光板は、通常、保護膜と偏光膜とからなり、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護膜にて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、この偏光板を液晶セルの両側に取り付け、更には一枚以上の光学補償シートを配置することもある。また、反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル一枚以上の光学補償シート及び偏光板の順に配置する。液晶セルは、通常、液晶分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶分子の配向状態の違いでＯＮ−ＯＦＦ表示をおこない、透過型、反射型及び半透過型のいずれにも適用できる、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）のよう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、視野角を拡大したりするために、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、延伸複屈折ポリマーフィルムが従来から使用されていた。延伸複屈折フィルムからなる光学補償シートに代えて、透明支持体上に低分子あるいは高分子化合物から形成された光学異方性層を有する光学補償シートを使用することが提案されている。
【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。様々な表示モードに対応した光学補償シートが、既に種々提案されている。例えば、ＴＮモード液晶セル用光学補償シートは、黒表示時の斜め方向の光漏れ防止によるコントラストの視角特性を向上させる。
【０００５】
ＴＮモード液晶表示装置では、電界印加により、液晶セル中の液晶分子のねじれ構造が解消されるが、その際、液晶セルの基板面に対して傾斜した配向状態の光学異方性層を有する光学補償シートによって光学補償を行い、黒表示時の斜め方向の光漏れを防止し、コントラストの視角特性を向上させている。光学補償の代表例としては、位相差が同一の延伸フィルムを直交に積層し、面内リターデーションを０に近づけたフィルム組を、上下偏光板と液晶セルの間に各々配置する（特許文献１参照）。しかし、液晶セル中の分子は電界印加時に完全に基板に対して垂直配向せず、基板近傍では平行配向のままである。一方、基板中央部の液晶分子は垂直配向しており、その間の液晶分子は連続的に傾斜配向している。このような液晶セルの配向状態を光学補償するには、光学補償シートも同じような光学性能にすればよい。そのような光学補償シートとしては、化合物をハイブリット配向させて固定し、フィルム状にしたものがある。例えば、円盤状化合物を使用したり（特許文献２参照）、棒状化合物を使用したりした例がある（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１６２０１８号公報
【特許文献２】特開平６−２１４１１６号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＴＮモードの液晶表示装置では、従来のコントラスト（以下、「ＣＲ」と略記する。）視野角を拡大する光学異方性層を用いた場合でも、下方向からみると黒表示の階調反転が起きやすく、この場合、画面に表示された画像が正常な画像として認識されないため、この階調反転を無くすことが課題となっている。即ち、本発明は、液晶表示装置、特にＴＮモードの液晶表示装置において、下方向ＣＲ視野角と下方向階調反転角をいずれも拡大した液晶表示装置、特にＴＮモードの液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
該課題を解決するための手段は以下の通りである。
（１）
少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有する楕円偏光板であって、
該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
その交差角をω［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］とするとき、
以下の式
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
を満たすことを特徴とする楕円偏光板。
（２）
少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有する楕円偏光板であって、
該偏光膜の吸収軸と該光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
その交差角をω［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
該保護膜の面内のレタデーションをＲｅ［ｎｍ］、
該保護膜の厚み方向のレタデーションをＲｔｈ［ｎｍ］とするとき、
以下の式、
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
を満たすことを特徴とする楕円偏光板。
（３）
少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶層と、該液晶層を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、
該偏光板は少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有し、
該偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
上下一対の該光学異方性層の配向制御方向の成す角をθ［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
黒表示時の液晶層のレタデーションをＰ［ｎｍ］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で表されるα［°］を定義するとき、
以下の式
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
（４）
少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶層と、該液晶層を挟んで配置された一対の偏光板とを有し、
該偏光板は少なくとも一層の光学異方性層と偏光膜と保護膜とを有し、
該偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、
上下一対の該光学異方性層の配向制御方向の成す角をθ［°］、
該光学異方性層の厚さをｄ［μｍ］、
該光学異方性層中の化合物の平均傾斜角をβ［°］、
該保護膜の遅相軸が該偏光膜の吸収軸と交差しており、
該保護膜の面内のレタデーションをＲｅ［ｎｍ］、
該保護膜の厚み方向のレタデーションをＲｔｈ［ｎｍ］、
黒表示時の液晶層のレタデーションをＰ［ｎｍ］、
該光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、
該偏光膜の吸収軸と該保護膜の遅相軸との成す角をφ［°］、
式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で表されるα［°］を定義するとき、
以下の式
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
（５）
前記液晶層がＴＮモードであることを特徴とする（３）又は（４）に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、正面ＣＲの低下を抑制しながら、液晶表示装置の上下左右ＣＲ視野角と下方向階調反転角をいずれも拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本明細書において、「交差している」とは、２つの軸間に少なくとも時計方向もしくは反時計方向に０．１°以上のずれがあることを意味する。
また、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。
【００１２】
また、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のことを意味するものとする。
【００１３】
本発明は、少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶層と、該液晶層を挟んで配置された一対の偏光板と、該液晶層と該一対の偏光板との間に、配向制御され、その配向状態に固定された化合物を含有する少なくとも一層の光学異方性層とを有する液晶表示装置、特にＴＮモードの液晶表示装置に関する。
【００１４】
本発明をＴＮモードの液晶表示装置に適用した実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１の液晶表示装置は、上側基板９及び下側基板１３と、これらに挟持され、液晶分子１１から形成される液晶層とからなる液晶セルを有する。基板９及び１３の液晶分子１１に接触する表面（対向面）は、所望により配向膜（不図示）が形成されている。対向面は、ラビング処理等により配向軸（ラビング方向）１０及び１２を有し、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子１１の配向が制御されている。また、基板９及び１３の対向面には、液晶分子１１からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極（不図示）が形成されている。
【００１５】
図１の液晶表示装置は、ＴＮモードであるのが好ましい。ＴＮモードの液晶表示装置においては、電極に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、液晶セル中の液晶分子１１は基板面に対して略平行に配向し、その配向方向が上下基板の間で捩れている。ノートＰＣやモニタなどのパネルではツイスト角は９０°であり、携帯電話用パネルなどではツイスト角は４０°〜８０°である。印加電圧を大きくしていくと液晶分子１１は捩れを解消しながら基板面に対して垂直な方向に次第に立っていく。
【００１６】
ＴＮモードでは、液晶層の厚さｄLC（μｍ）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄLCは、０．２〜１．２μｍが好ましく、０．２〜０．５μｍがさらに好ましい。また、液晶層のねじれ角（ツイスト角）は０°より大きく１００°未満が好ましく、８５〜９５°がより好ましい。これらの範囲では白表示輝度が高く、視野角の広い液晶表示装置が得られる。液晶分子１１のツイスト角を０°より大きく１００°未満とするには、基板９及び１３のそれぞれのラビング方向１０及び１２のなす角を０°より大きく１００°未満とする。例えば、基板の水平面中の左右方向を０°とした場合に、バックライト側には、−４５°程度の方向に傾いたラビング方向を有する基板を配置し、観察者側には、＋４５°方向程度の方向に傾いたラビング方向を有する基板を配置するのが好ましい。
【００１７】
液晶セル中の液晶材料は、ネマチック液晶であれば、特に制限はない。誘電率異方性Δεは、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減できる。屈折率異方性Δｎは小さいほうが液晶層の厚み（ギャップ）ｄLCを厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップばらつきを少なくすることができる。また、Δｎが大きい方がセルギャップを小さくでき、高速応答が可能となる。
【００１８】
図１の液晶表示装置は、上記液晶セルの両側に配置された一対の偏光膜３及び１８を有する。さらに、液晶セルと一対の偏光膜との間には、任意の配向状態に固定された化合物を含有する光学異方性層７及び１４が、液晶セルを中心としてそれぞれ対照的位置に配置され、液晶セルを光学的に補償している。光学異方性層７及び１４は、ラビング方向８及び１５によって配向制御され、且つその状態に固定された化合物を含有する。また、直線偏光膜３及び１８は、それぞれの吸収軸４及び１９が略直交になるように、配置されている。
【００１９】
本発明では、偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向とが交差しており、その交差角がω［°］である。
図１の上側偏光膜３・上側光学異方性層７と下側偏光膜１８・下側光学異方性層１４を表示面側から見たものを図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。
上側光学異方性層７の支持体側の配向制御方向８と上側偏光板偏光膜吸収軸４は、図２（ａ）のような向きとなるように配置する。下側光学異方性層１４の支持体側の配向制御方向１５と上側偏光板偏光膜吸収軸１９は、図２（ｂ）のような向きとなるよう配置する。そして、これらを重ね合わせたものが図２（ｃ）である。上下一対の光学異方性層７，１４の配向制御方向８と１５のなす角がθである。
【００２０】
なお、図１中では、液晶セルと表示面側及びバックライト側の偏光板との間にそれぞれ光学異方性層を有する態様を示したが、本発明では、液晶セルに対し表示面側とバックライト側の少なくとも一方に１層有すればよい。それぞれ１層以上配置されるのが好ましい。また、光学異方性層は、旋光性があってもよい。
【００２１】
また、図１には、偏光膜３及びそれを挟持する一対の透明保護膜１及び５によって構成されている上側偏光板と、偏光膜１８及びそれを挟持する一対の透明保護膜１６及び２０によって構成されている下側偏光板とを有する態様を示したが、偏光膜３及び１８の液晶セルに近い側の保護膜５及び１６は、光学異方性層７及び１４の支持体を兼ねていてもよく、即ち、偏光膜３及び１８は、光学異方性層７及び１４と共に一体的に積層された構造体として液晶表示装置に組み込まれていてもよい。本発明の液晶表示装置では、光学補償シートの透明支持体を、偏光膜の一方の側の保護膜と兼ねた構成、即ち、透明保護膜、偏光膜、透明保護膜（透明支持体を兼用）及び光学異方性層の順序で積層した一体型楕円偏光板を用いることができる。この一体型楕円偏光板は、光学補償能を有する光学異方性層を備えているので、該一体型楕円偏光板を用いると、簡易な構成で液晶表示装置を正確に光学補償することができる。液晶表示装置内では、装置の外側（液晶セルから遠い側）から、透明保護膜、偏光膜、透明支持体及び光学異方性層の順序で積層することが好ましい。
【００２２】
上側偏光膜３の吸収軸４と下側偏光膜１８の吸収軸１９は概略直交に積層し、さらに液晶セルの上側偏光膜３の吸収軸４と上側基板９のラビング方向１０、下側偏光膜１８の吸収軸１９と下側基板１３のラビング方向１２はそれぞれ概略平行になるように積層する。また、液晶セルに近い位置に配置される保護膜５及び１６が面内遅相軸６及び１７を有する場合は、遅相軸６及び１７をそれぞれ、吸収軸４及び１９とはほぼ直交するように交差させて配置する。すなわち、偏光膜３（１８）の吸収軸４（１９）と保護膜５（１６）の遅相軸６（１７）との成す角をφ［°］とするとき、このφは８５≦φ≦９５の範囲内とする。φは略９０°であることが好ましい。
【００２３】
また、図１には、ＴＮモードの液晶表示装置の態様を示したが、本発明の液晶表示装置は、ＴＮモードだけでなく、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＯＣＢモード、ＥＣＢモードの態様であってもよい。
【００２４】
また、本発明の液晶表示装置は、図１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、液晶セル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、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。また、バックライトと液晶セルとの間に輝度向上フィルムや拡散フィルムを配置してもよい。また、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設置する。もちろん該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。さらに本発明の液晶表示装置は、透過と反射のモードの両立をはかるため、表示装置の１画素の中で反射部と透過部を設けた半透過型であってもよい。
【００２５】
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ＳＴＮ型に代表さ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。
【００２６】
ここで、「階調反転」について説明する。
階調の増加に対し輝度も単調増加するのが表示装置として正常な動作であるが、ある階調領域において、階調の増加に対し逆に輝度が減少する現象を「階調反転」という。また、階調の増加に対し輝度が増減せずほぼ一定値をとる現象を「階調潰れ」という。一般的に、どちらも黒に近い階調領域でよく発生する現象である。正面では発生しないように設計するのは当然であるが、通常、ＴＮモードでは表示画面下方向から観測した場合に発生しやすい。
【００２７】
階調反転という現象を具体的な数値で表すために、「階調反転角」を定義し、これについて記す。
正面から観測した時の、白表示時の輝度と黒表示時の輝度との差を７等分して８段階に分け、各輝度を黒から順にＬ0、Ｌ1、Ｌ2、・・・、Ｌ7と名付ける。また、これらＬ0、・・・、Ｌ7の輝度を実現する液晶印加電圧をそれぞれＶ0、・・・Ｖ7とする。そして、例えば、表示画面下方向で観測する極角を増加させていくと、Ｌ1とＬ2の輝度差は徐々に小さくなり、輝度が等しく見える極角度に達し、更に極角を増加させるとＬ1とＬ2の大小関係は逆転する。この境界の極角度を「Ｌ1Ｌ2階調反転角」と定義する。また、「下反転」とは、下方向階調反転の略称とする。
【００２８】
次に、「ＣＲ視野角」について説明する。
白表示時の輝度と黒表示時の輝度の比をコントラストという。液晶表示装置では、一般的に、正面でのＣＲが最も大きく、さまざまな方位から観察する場合は、画面方線からの極角が大きくなるに従って、ＣＲの値は小さくなる。このＣＲが大きいほど表示画像は良く見えるため、ＣＲがある値（１０や２０など）となる極角をＣＲ視野角とし、表示特性の評価項目となっている。本明細書では、ＣＲ１０となる極角をＣＲ視野角とする。
【００２９】
ＴＮモードの液晶表示装置における、下方向階調反転の原理を説明する。画面下方向のある極角方向から液晶セルを観察する場合、液晶層によるレタデーションは印加電圧に対して単調増減せず極小をとる。このため、階調に対して透過率も極小をとり、黒に近い中間調で階調に対する透過率の逆転が発生する。これが階調反転の原因である。
【００３０】
この下方向階調反転角を拡大する方法としては、黒表示時の電圧を低下させることが考えられる。（Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ  ’０１  ＡＭＤ５−１  ｐ．３５５−３５８  参照。）前述の原理によれば、液晶層のレタデーションが極小となる電圧よりも低い電圧を黒表示電圧とすることによって、画面下方向のある極角方向から液晶セルを観察する場合に、電圧に対してレタデーションが極小値をとらず、単調増減するようになる。すなわち階調に対する透過率の変化も単調増減となるため、階調反転が観察される画面下方向極角はより大きくなる。
【００３１】
しかし、この場合、黒表示時に、表示画面正面での液晶層による残留レタデーションが、黒表示電圧が通常の場合のものよりも大きく、光漏れが発生し、正面ＣＲが低下してしまうという問題がある。
この正面ＣＲの低下を抑制する手段として、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角を、通常の９０°よりも狭めるという方法が考えられている（特開２００４−３１８１１８号公報参照）。これは、上下一対の光学異方性層で画面横方向のレタデーションを発生させることによって、液晶層による画面縦方向の残留レタデーションを打ち消すというものである。しかし、この手法により正面ＣＲを回復させても、主目的の下方向階調反転角の拡大効果は小さくなってしまう。
【００３２】
そこで、ＣＲ視野角拡大と下反転角拡大と正面ＣＲ低下抑制を達成するための必要条件を探索した。
まず、正面ＣＲの低下抑制のため、黒表示時の液晶層のレタデーションＰと、光学異方性層の面内レタデーションＱと、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の交差角θとの関係式を導出した。これから、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の交差角θを、黒表示時の液晶層のレタデーションＰと光学異方性層の面内レタデーションＱとによって算出される角度αに合わせれば、正面ＣＲを維持することができ、そのずれ角が小さいほど高い正面ＣＲが得られることがわかった。また、光学異方性層の面内レタデーションＱをある値以上とすることで、下方向階調反転角は拡大することが判明した。例えば、光学異方性層の厚さｄを増加させれば良いわけである。そして、正面ＣＲを維持しつつ下方向階調反転角が拡大する条件として、パラメータそれぞれがとるべき値の範囲が得られた。
【００３３】
しかし、ここまでの条件によって下方向階調反転角拡大と正面ＣＲ低下抑制は両立できたが、本発明の主目的である下方向階調反転角拡大、正面ＣＲ低下抑制、及び下方向ＣＲ視野角の拡大は達成されていない。
下方向ＣＲ視野角が縮小してしまう原因は以下のように考えられる。通常、光学異方性層中の化合物の傾斜角（例えば円盤状分子円盤面が層平面と成す角）は厚さ方向で変化しており、これによって光学異方性層は液晶層を光学的に補償している。しかし、黒表示電圧が低くなることと光学異方性層が厚くなることにより、両層での分子配向の厚さ方向での変化率が変化して補償関係が崩れ、黒表示時の光漏れが増加する結果、ＣＲ視野角が縮小する。
この考えから、下方向階調反転角だけでなく下方向ＣＲ視野角をも拡大するためには、厚さｄを増加させるだけでなく、光学異方性層中化合物の傾斜角やその変化率を調整し、光学異方性層と液晶層の補償関係が合うようにすれば良いことがわかる。つまり、光学異方性層の面内レタデーションを増加させる手法として、光学異方性層厚ｄの増加だけでなく、光学異方性層中化合物の平均傾斜角βが一定値以上であることが必要であることを見出した。
以上より、下方向階調反転角拡大、正面ＣＲ低下抑制及び下方向ＣＲ視野角の拡大を達成することができる。
【００３４】
上述した事柄を、具体的な数値を用いた関係式で示す。
黒表示時の液晶層のレタデーションをＰ［ｎｍ］、光学異方性層の面内レタデーションをＱ［ｎｍ］とし、以下の関係式：
ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ
によってα［°］を定義するとき、以下の不等式：
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
を満たすように、黒表示電圧と光学異方性層を調整する。
ここで、３．２≦Ｐ≦２２であることがより好ましく、３．５≦Ｐ≦２０であることが更に好ましい。また、５３≦Ｑ≦７７であることがより好ましく、５５≦Ｑ≦７５であることが更に好ましい。
また、Ｑは光学異方性層の厚さｄ［μｍ］と光学異方性層中の化合物の平均傾斜角β［°］の関数であり、以下の不等式：
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
を満たす必要がある。
ここで、１．６≦ｄ≦２．８であることがより好ましく、１．６５≦ｄ≦２．７であることが更に好ましい。また、３８≦β≦５２であることがより好ましく、４０≦β≦５０であることが更に好ましい。
さらに、上下一対の該光学異方性層の配向制御方向の成す角をθ［°］とするとき、以下の不等式：
α−２．０≦θ≦α＋２．０
を満たすように、上下の偏光板を配置する。また、
α−１．５≦θ≦α＋１．５
であることがより好ましく、
α−１．０≦θ≦α＋１．０
であることが更に好ましい。
また、前述したように、８５≦φ≦９５である。
【００３５】
以上の関係式、すなわち下記の関係式を満たす液晶表示装置によって、課題を解決することができる。
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
【００３６】
また、このような液晶表示装置に適した楕円偏光板は、下記の関係式を満たすものとなる。
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
なお、前述したようにωは偏光板の偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向の交差角であるが、ωの好ましい値は上記θの好ましい値の範囲によって導くことが出来、−４０≦ω≦４０となる。−２０≦ω≦２０であることがより好ましく、−１０≦ω≦１０であることが更に好ましい。
【００３７】
本発明では、また、これらの条件に加え、偏光板保護膜のレタデーションに着目し、更なるＣＲ視野角拡大と下反転角拡大のための条件を見出した。その条件を以下に記す。
該保護膜の面内のレタデーションをＲｅ［ｎｍ］、該保護膜の厚み方向のレタデーションをＲｔｈ［ｎｍ］とするとき、以下の不等式：
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
を満たしていることが好ましい。
２５≦Ｒｅ≦７０
０≦Ｒｔｈ≦６０
を満たしていればより好ましく、
３０≦Ｒｅ≦６０
０≦Ｒｔｈ≦５５
を満たしていれば更に好ましい。
【００３８】
すなわち、楕円偏光板としては、下記の関係式を満たすものであり、
−４０≦ω≦４０
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
また、液晶表示装置としては、下記の関係式を満たすものである。
１．５≦ｄ≦３．０
３５≦β≦５５
２０≦Ｒｅ≦８０
０≦Ｒｔｈ≦６５
３．０≦Ｐ≦２５
５０≦Ｑ≦８０
８５≦φ≦９５
α−２．０≦θ≦α＋２．０
【００３９】
次に、本発明の液晶表示装置に用いられる各部材について説明する。
本発明では、液晶セルの光学補償のために、配向状態に固定された化合物を含有する光学異方性層を用いる。本発明では、該光学異方性層を、支持体上に形成して、光学補償シートとして液晶表示装置中に組み込んでもよいし、該光学補償シートと直線偏光膜とを一体化した楕円偏光板として液晶表示装置中に組み込んでもよい。上記のように角度設定されて組み込まれる光学補償シート、及び偏光板の作製方法は、特に限定されないが、光学補償シート又は偏光板作製時に、ロール搬送方向に対して配向制御方向や延伸方向などを調整する方法、及び光学補償シート及び偏光板をロール・トゥ・ロールにて作製後、打抜き時に設定角度で打抜く方法が挙げられる。
【００４０】
［光学補償シート］
本発明に使用可能な光学補償シートの例は、光学的に透明な支持体と、該支持体上に、光学異方性層とを有する。この光学補償シートを液晶表示装置に用いることで、他の諸特性を低下させることなく、液晶セルを光学的に補償することができる。
【００４１】
以下、光学補償シートの構成材料について説明する。
《光学異方性層》
本発明において、光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するように設計することが好ましい。黒表示における液晶セル中の液晶化合物の配向状態は、液晶表示装置のモードにより異なる。この液晶セル中の液晶化合物の配向状態に関しては、ＩＤＷ’００、ＦＭＣ７−２、Ｐ４１１〜４１４に記載されている。光学異方性層は、ラビング方向等によって配向制御され、その配向状態に固定された化合物を含有する。
【００４２】
本発明において、光学異方性層が、液晶性化合物から形成されているのが好ましい。光学異方性層の形成に用いる液晶性化合物の例には、分子の形状が棒状である棒状液晶性化合物及び分子の形状が円盤状である円盤状液晶性化合物が含まれる。棒状分子及び円盤状化合物は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋されたものも含まれる。光学異方性層の作製に棒状化合物を用いた場合は、棒状分子は、その長軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が、配向方向に対して平行であるのが好ましい。また、光学異方性層の作製に円盤状化合物を用いた場合は、円盤状化合物は、その短軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が配向方向に対して平行であるのが好ましい。また、円盤面と層平面とのなす角（傾斜角）が深さ方向に変化する、後述のハイブリッド配向が好ましい。
【００４３】
《棒状分子》
棒状分子としては、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。
なお、棒状分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状分子として用いることができる。言い換えると、棒状分子は、（液晶）ポリマーと結合していてもよい。
棒状分子については、季刊化学総説第２２巻液晶の化学（１９９４）日本化学会編の第４章、第７章及び第１１章、及び液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第１４２委員会編の第３章に記載がある。
棒状分子の複屈折率は、０．００１〜０．７の範囲にあることが好ましい。
【００４４】
棒状分子は、その配向状態を固定するために、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、ラジカル重合性不飽基或はカチオン重合性基が好ましく、具体的には、例えば特開２００２−６２４２７号公報の段落番号［００６４］〜［００８６］記載の重合性基、重合性液晶化合物が挙げられる。
【００４５】
《円盤状化合物》
円盤状（ディスコティック）分子には、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されているベンゼン誘導体、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．１２２巻、１４１頁（１９８５年）、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｌｅｔｔ、Ａ、７８巻、８２頁（１９９０）に記載されているトルキセン誘導体、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．Ｌｅｈｎ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が含まれる。
【００４６】
円盤状化合物としては、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基が母核の側鎖として放射線状に置換した構造である液晶性を示す化合物も含まれる。分子又は分子の集合体が、回転対称性を有し、一定の配向を付与できる化合物であることが好ましい。円盤状化合物から形成する光学異方性層は、最終的に光学異方性層に含まれる化合物が円盤状化合物である必要はなく、例えば、低分子の円盤状化合物が熱や光で反応する基を有しており、結果的に熱、光で反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失った化合物も含まれる。円盤状分子の好ましい例は、特開平８−５０２０６号公報に記載されている。また、円盤状分子の重合については、特開平８−２７２８４公報に記載がある。
【００４７】
円盤状化合物を重合により固定するためには、円盤状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る必要がある。円盤状コアと重合性基は、連結基を介して結合する化合物が好ましく、これにより重合反応においても配向状態を保つことが出来る。例えば、特開２０００−１５５２１６号公報の段落番号［０１５１］〜「０１６８」記載の化合物等が挙げられる。
【００４８】
ハイブリッド配向では、円盤状化合物の円盤面と層平面との角度が、光学異方性層の深さ方向でかつ支持体面からの距離の増加と共に増加又は減少している。角度は、距離の増加と共に増加することが好ましい。さらに、角度の変化としては、連続的増加、連続的減少、間欠的増加、間欠的減少、連続的増加と連続的減少を含む変化、あるいは、増加及び減少を含む間欠的変化が可能である。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。角度は、角度が変化しない領域を含んでいても、全体として増加又は減少していればよい。さらに、角度は連続的に変化することが好ましい。
【００４９】
円盤状化合物の円盤面と層平面とのなす角度をγとするとき、平均傾斜角βを増加させる方法としては、支持体側及び／又は表面側（空気側）のγを大きくすることが考えられる。支持体側のγを増加させるには、配向膜の選択およびラビング条件の調整をおこなえばよい。また、表面側（空気側）のγを増加させるには、添加剤の種類と添加量を調整すればよい。
【００５０】
透明支持体と円盤状化合物からなる光学異方性層によって構成される光学補償フィルムをＴＮ型液晶表示装置に使用するにあたっては、例えば自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ王子計測機器（株）製）等が出力する光学異方性層の化合物の平均傾斜角βを４０°以上にすることが、十分なＣＲ視野角を得るために必要である。
【００５１】
支持体面側の円盤状化合物の長軸の平均方向は、一般に円盤状化合物あるいは配向膜の材料を選択することにより、又はラビング処理方法を選択することにより、調整することができる。また、表面側（空気側）の円盤状化合物の円盤面方向は、一般に円盤状化合物あるいは円盤状化合物と共に使用する添加剤の種類を選択することにより調整することができる。円盤状化合物と共に使用する添加剤の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマーなどを挙げることができる。長軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、分子と添加剤との選択により調整できる。
【００５２】
《光学異方性層中の他の添加物》
上記の分子と共に、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、液晶分子の配向性等を向上することができる。上記の分子と相溶性を有し、分子の傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しないことが好ましい。
【００５３】
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性又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。
【００５４】
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号公報の段落番号［００２８］〜［００５６］記載の化合物が挙げられる。
【００５５】
円盤状化合物とともに使用するポリマーは、円盤状化合物に傾斜角の変化を与えられることが好ましい。
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号公報の段落番号［０１７８］記載のものが挙げられる。分子の配向を阻害しないように、上記ポリマーの添加量は、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。円盤状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。
【００５６】
《光学異方性層の形成》
光学異方性層は、分子及び必要に応じて後述の重合性開始剤や任意の成分を含む塗布液を、支持体の表面、又は所望により用いられる配向膜の表面に塗布することで形成できる。
【００５７】
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、テトラクロロエタン）、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。
【００５８】
塗布液の塗布は、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。
【００５９】
《分子の配向状態の固定》
配向させた分子を、配向状態を維持して固定することができる。固定化は、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（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第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（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第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（米国特許第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、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）及びオキサジアゾール化合物（米国特許第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％の範囲にあることが好ましく、０．５〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
【００６０】
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の範囲にあることが好ましく、２０〜５０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲にあることがより好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ2の範囲にあることがさらに好ましい。また、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。
【００６１】
なお、保護層を、光学異方性層の上に設けてもよい。
【００６２】
《支持体》
前記光学異方性層は、支持体上に形成してもよい。本発明に使用可能な透明支持体の材料としては、透明である限りどのような材料でも使用することができる。光透過率が８０％以上を有する材料が好ましい。このような材料としては、市販品から入手することができ、例えばゼオネックス（日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（日本合成ゴム（株）製）及びフジタック（富士写真フィルム（株）製）などを使用することができる。さらに、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン及びポリエーテルスルホン等の大きい固有複屈折率を有する素材も、溶液流延、溶融押し出し等の条件、さらには縦、横方向に延伸状検討を適宜設定することにより使用することができる。偏光膜の保護フィルムとして用いる場合、その透湿性等からセルロースアセテートフィルムを用いることが最も好ましく、汎用されている。
以下、汎用されているセルロースアセテートフィルムを例として、本発明に用いることのできる透明支持体について説明する。
【００６３】
《透明支持体のレタデーション》
本明細書において、Ｒｅレタデーション値及びＲｔｈレタデーション値は、以下に基づき算出するものとする。
Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレタデーション及び厚さ方向のレタデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Ｒｔｈ（λ）は前記Ｒｅ（λ）、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λｎｍの光を入射させて測定したレタデーション値、及び面内の遅相軸を傾斜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λｎｍの光を入射させて測定したレタデーション値の計３つの方向で測定したレタデーション値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨが算出する。この時、平均屈折率の仮定値及び膜厚を入力することが必要である。ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨはＲｔｈ（λ）に加えてｎｘ、ｎｙ、ｎｚも算出する。
平均屈折率は、セルロースアセテートでは１．４８を使用するが、セルロースアセテート以外の代表的な光学用途のポリマーフィルムの値としては、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）、等の値を用いることが出来る。その他の既存のポリマー材料の平均屈折率値はポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）やポリマーフィルムのカタログ値を使用することが出来る。また、平均屈折率が不明な材料の場合は、アッベ屈折計を用いて測定することができる。
【００６４】
《セルロースアセテート》
本発明では、酢化度が５９．０〜６１．５％であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。
酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ＡＳＴＭ：Ｄ−８１７−９１（セルロースアセテート等の試験法）におけるアセチル化度の測定及び計算に従う。
セルロースエステルの粘度平均重合度（ＤＰ）は、２５０以上であることが好ましく、２９０以上であることがさらに好ましい。
また、本発明に使用するセルロースエステルは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗは質量平均分子量、Ｍｎは数平均分子量）の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なＭｗ／Ｍｎの値としては、１．０〜１．７であることが好ましく、１．３〜１．６５であることがさらに好ましく、１．４〜１．６であることが最も好ましい。
又セルロースアセテート以外のセルロース系ポリマーとして、セルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステル、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートベンゾエート等を単独や、セルロースアセテートとの併用で使用する事ができる。
【００６５】
《ポリマーフィルム（支持体）の製造方法》
ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法によりを製造することが好ましい。ソルベントキャスト法では、ポリマー材料を有機溶媒に溶解した溶液（ドープ）を用いてフィルムを製造する。ドープは、ドラム又はバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が１８〜３５％となるように濃度を調整することが好ましい。ドラム又はバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。
【００６６】
ドープは、表面温度が１０℃以下のドラム又はバンド上に流延することが好ましい。流延してから２秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフィルムをドラム又はバンドから剥ぎ取り、さらに１００〜１６０℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶剤を蒸発させることもできる。以上の方法は、特公平５−１７８４４号公報に記載がある。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラム又はバンドの表面温度においてドープがゲル化することが必要である。
【００６７】
流延工程では１種類のセルロースアシレート溶液を単層流延してもよいし、２種類以上のセルロースアシレート溶液を同時及び又は逐次共流延してもよい。
上記のような二層以上の複数のセルロースアシレート溶液を共流延する方法としては、例えば、支持体の進行方向に間隔を置いて設けた複数の流延口からセルロースアシレートを含む溶液をそれぞれ流延させて積層させる方法（例えば、特開平１１−１９８２８５号公報記載の方法）、２つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延する方法（特開平６−１３４９３３号公報記載の方法）、高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高、低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出す方法（特開昭５６−１６２６１７号公報記載の方法）等が挙げられる。本発明ではこれらに限定されるものではない。これらのソルベントキャスト方法の製造工程については、発明協会公開技報公技番号２００１−１７４５号（発行日２００１年３月１５日）の２２頁〜３０頁に詳細に記載され、溶解、流延（共流延を含む）、金属支持体、乾燥、剥離、延伸などに分類される。本発明のフィルム（支持体）の厚さは、１５〜１２０μｍであることが好ましく、更には３０〜８０μｍが好ましい。
【００６８】
《ポリマーフィルム（支持体）の表面処理》
ポリマーフィルムは、表面処理を施すことが好ましい。表面処理には、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理及び紫外線照射処理が含まれる。これらについては、詳細が前記の公技番号２００１−１７４５号の３０頁〜３２頁に詳細に記載されている。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
【００６９】
アルカリ鹸化処理は、鹸化液中に浸漬、鹸化液を塗布する等何れでもよいが、塗布方法が好ましい。塗布方法としては、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、バーコーティング法及びＥ型塗布法を挙げることができる。アルカリ鹸化処理液は、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられ、水酸化イオンの規定濃度は、０．１〜３．０ｍｏｌ／ｌの範囲にあることが好ましい。更に、アルカリ処理液として、フィルムに対する濡れ性が良好な溶媒（例、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、メタノール、エタノール等）、界面活性剤、湿潤剤（例えば、ジオール類、グリセリン等）を含有することで、鹸化液の透明支持体に対する濡れ性、鹸化液の経時安定性等が良好となる。具体的には、例えば、特開２００２−８２２２６号公報、国際公開第０２／４６８０９号パンフレットに内容の記載が挙げられる。
【００７０】
表面処理の代わりに、表面処理に加えて下塗り層（特開平７−３３３４３３号公報記載）、或は疎水性基と親水性基との両方を含有するゼラチン等の樹脂層を一層のみ塗布する単層法第１層として高分子フィルムによく密着する層（以下、下塗第１層と略す）を設け、その上に第２層として配向膜とよく密着するゼラチン等の親水性の樹脂層（以下、下塗第２層と略す）を塗布するいわゆる重層法（例えば、特開平１１−２４８９４０号公報記載）の内容が挙げられる。
【００７１】
《配向膜》
本発明では、光学異方性層中の化合物を配向制御するために、配向膜を利用してもよい。液晶性化合物の配向は、例えば、配向膜のラビング方向により決定することができる。但し、本発明において配向方向はラビング方向に限定されるものではなく、ラビング方向と同様に化合物を配向制御し得るものであれば、いかなるものであってもよい。
【００７２】
配向膜は、分子の配向方向を規定する機能を有する。従って、配向膜は本発明の好ましい態様を実現する上では必須である。しかし、化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明の偏光板等を作製することも可能である。
【００７３】
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。
【００７４】
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。配向膜に使用するポリマーは、原則として、分子を配向させる機能のある分子構造を有する。本発明では、分子を配向させる機能に加えて、架橋性官能基（例、二重結合）を有する側鎖を主鎖に結合させるか、あるいは、分子を配向させる機能を有する架橋性官能基を側鎖に導入することが好ましい。配向膜に使用されるポリマーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができし、これらの組み合わせを複数使用することができる。ポリマーの例には、例えば特開平８−３３８９１３号公報の段落番号［００２２］記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー（例、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール）が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールがさらに好ましく、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。重合度が異なるポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールを２種類併用することが特に好ましい。
【００７５】
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。
【００７６】
分子を配向させる機能を有する側鎖は、一般に疎水性基を官能基として有する。具体的な官能基の種類は、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としては、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号公報の段落番号［００２２］〜［０１４５］、同２００２−６２４２６号公報の段落番号［００１８］〜［００２２］に記載のもの等が挙げられる。
【００７７】
架橋性官能基を有する側鎖を配向膜ポリマーの主鎖に結合させるか、あるいは、分子を配向させる機能を有する側鎖に架橋性官能基を導入すると、配向膜のポリマーと光学異方性層に含まれる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、多官能モノマーと多官能モノマーとの間だけではなく、配向膜ポリマーと配向膜ポリマーとの間、そして多官能モノマーと配向膜ポリマーとの間も共有結合で強固に結合される。従って、架橋性官能基を配向膜ポリマーに導入することで、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号公報の段落番号［００８０］〜［０１００］記載のもの等が挙げられる。
【００７８】
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号公報の段落番号［００２３］〜［００２４］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。
【００７９】
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、或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。が発生することがある。
【００８０】
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む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良い。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、更には光学異方層の層表面の欠陥が著しく減少する。
【００８１】
配向膜を形成する際に利用する塗布方法は、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。
【００８２】
配向膜は、透明支持体上又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。
【００８３】
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なうことにより実施される。
【００８４】
ラビング処理面に、液晶性化合物等を含有する塗布液を塗布して、分子を配向させてその状態に固定することで、光学異方性層を形成することができる。その後、必要に応じて、配向膜ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向膜ポリマーを架橋させる。
配向膜の膜厚は、０．１〜１０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００８５】
［楕円偏光板］
本発明は、前記光学異方性層を直線偏光膜と一体化させた楕円偏光板を用いることができる。楕円偏光板は、液晶表示装置にそのまま組み込める様に、液晶セルを構成している一対の基板と略同一な形状に成型されているのが好ましい（例えば、液晶セルが矩形状ならば、楕円偏光板も同一な矩形状に成型されているのが好ましい）。
【００８６】
前記楕円偏光板は、前記光学補償シートと直線偏光膜（以下、単に「偏光膜」という場合は「直線偏光膜」をいうものとする）とを積層することによって作製することができる。光学補償シートの透明支持体が、直線偏光膜の保護フィルムを兼ねていてもよい。
【００８７】
直線偏光膜は、Ｏｐｔｉｖａ  Ｉｎｃ．に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素又は二色性色素からなる偏光膜が好ましい。直線偏光膜におけるヨウ素及び二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。ヨウ素及び二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。
【００８８】
市販の偏光膜は、ポリマー表面から４μｍ程度（両側合わせて８μｍ程度）にヨウ素もしくは二色性色素が分布しており、十分な偏光性能を得るためには、少なくとも１０μｍの厚みが必要である。浸透度は、ヨウ素もしくは二色性色素の溶液濃度、同浴槽の温度、同浸漬時間により制御することができる。上記のように、バインダー厚みの下限は、１０μｍであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板（約３０μｍ）以下であることが好ましく、２５μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましい。２０μｍ以下であると、光漏れ現象は、１７インチの液晶表示装置で観察されなくなる。
【００８９】
偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。架橋しているバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーを用いることができる。官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入して得られるバインダーを、光、熱あるいはｐＨ変化により、バインダー間で反応させて偏光膜を形成することができる。また、架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入してもよい。架橋は一般に、ポリマー又はポリマーと架橋剤の混合物を含む塗布液を、透明支持体上に塗布したのち、加熱を行なうことにより実施される。最終商品の段階で耐久性が確保できれば良いため、架橋させる処理は、最終の偏光板を得るまでのいずれの段階で行なっても良い。
【００９０】
偏光膜のバインダーは、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。ポリマーの例としては、前記の配向膜で記載のポリマーと同様のものが挙げられる。ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。変性ポリビニルアルコールについては、特開平８−３３８９１３号、同９−１５２５０９号及び同９−３１６１２７号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。
【００９１】
バインダーの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、０．１〜２０質量％が好ましい。偏光素子の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。
【００９２】
偏光膜は、架橋反応が終了した後でも、反応しなかった架橋剤をある程度含んでいる。但し、残存する架橋剤の量は、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。このようにすることで、偏光膜を液晶表示装置に組み込み、長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、偏光度の低下を生じない。
架橋剤については、米国再発行特許２３２９７号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物（例、ホウ酸、硼砂）も、架橋剤として用いることができる。
【００９３】
二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基（例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル）を有することが好ましい。二色性色素の例としては、例えば、前記の公技番号２００１−１７４５号、５８頁に記載の化合物が挙げられる。
【００９４】
液晶表示装置のコントラスト比を高めるためには、偏光板の透過率は高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長５５０ｎｍの光において、３０〜５０％の範囲にあることが好ましく、３５〜５０％の範囲にあることがさらに好ましく、４０〜５０％の範囲にあることが最も好ましい。偏光度は、波長５５０ｎｍの光において、９０〜１００％の範囲にあることが好ましく、９５〜１００％の範囲にあることがさらに好ましく、９９〜１００％の範囲にあることが最も好ましい。
【００９５】
《楕円偏光板の製造》
偏光膜は、歩留まりの観点から、バインダーを偏光膜の長手方向（ＭＤ方向）に対して、１０〜８０度傾斜して延伸するか（延伸法）、もしくはラビングした（ラビング法）後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。傾斜角度が、ＬＣＤを構成する液晶セルの両側に貼り合わされる２枚の偏光板の吸収軸と液晶セルの縦又は横方向のなす角度と等しくなるように、延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は４５゜である。しかし、最近は、透過型、反射型及び半透過型ＬＣＤにおいて必ずしも４５゜でない装置が開発されており、延伸方向はＬＣＤの設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。
【００９６】
延伸法の場合、延伸倍率は２．５〜３０．０倍が好ましく、３．０〜１０．０倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、２．５〜５．０倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、３．０〜１０．０倍が好ましい。延伸工程は、斜め延伸を含め数回に分けて行ってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。斜め延伸前に、横あるいは縦に若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度）を行ってもよい。延伸は、二軸延伸におけるテンター延伸を左右異なる工程で行なうことによって実施できる。上記二軸延伸は、通常のフィルム製膜において行われている延伸方法と同様である。二軸延伸では、左右異なる速度によって延伸されるため、延伸前のバインダーフィルムの厚みが左右で異なるようにする必要がある。流延製膜では、ダイにテーパーを付けることにより、バインダー溶液の流量に左右の差をつけることができる。
以上のように、偏光膜のＭＤ方向に対して１０〜８０度斜め延伸されたバインダーフィルムが製造される。
【００９７】
ラビング法では、ＬＣＤの液晶配向処理工程として広く採用されているラビング処理方法を応用することができる。すなわち、膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより配向を得る。一般には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて数回程度ラビングを行なうことにより実施される。ロール自身の真円度、円筒度、振れ（偏芯）がいずれも３０μｍ以下であるラビングロールを用いて実施することが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、０．１〜９０゜が好ましい。ただし、特開平８−１６０４３０号公報に記載されているように、３６０゜以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。
【００９８】
長尺フィルムをラビング処理する場合は、フィルムを搬送装置により一定張力の状態で１〜１００ｍ／ｍｉｎの速度で搬送することが好ましい。ラビングロールは、任意のラビング角度設定のためフィルム進行方向に対し水平方向に回転自在とされることが好ましい。０〜６０゜の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、４０〜５０゜が好ましい。４５゜が特に好ましい。
【００９９】
直線偏光膜の光学異方性層と反対側の表面には、ポリマーフィルムを配置する（光学異方性層／偏光膜／ポリマーフィルムの配置とする）ことが好ましい。
ポリマーフィルムは、その最表面が防汚性及び耐擦傷性を有する反射防止膜を設けてなることも好ましい。反射防止膜は、従来公知のいずれのものも用いることができる。
【実施例】
【０１００】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。これらの実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１０１】
図１に示すような構成の液晶表示装置について、光学シミュレーションを実施し、効果の確認をおこなった。光学計算には、シンテック社製のＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｖｅｒ６．１１を用いた。液晶セル、電極、基板、偏光板等は、液晶ディスプレイ用に従来から用いられているものを使用した。液晶材料にはＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のＺＬＩ−４７９２を用いた。液晶セルはＴＮモードとし、ねじれ角は９０°とした。正の誘電率異方性を有する液晶材料で液晶のレタデーション（即ち、記液晶層の厚さｄLC［μｍ］と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄLC）を３００ｎｍとした。白表示時における液晶印加電圧は１．８Ｖとした。偏光膜にはＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のＧ１２２０ＤＵを用いた。光源にはＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のＢＡＣＫＬＩＧＨＴ光源を用いた。なお、偏光膜の吸収軸と保護膜の遅相軸との成す角φはすべて９０°とした。このようにして、図１に示す構成の液晶表示装置をモデルとして、光学特性を求めた。
【０１０２】
［比較例１−ａ］
先に、本発明との比較のため、従来の構成・仕様の液晶表示装置について、光学特性をＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒによって計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は５．６Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．４５μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを３８．５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは２．３ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは３６．２ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８８．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは９０°とした。
下方向階調反転角は３０°、下方向ＣＲ視野角は５６°、正面ＣＲは２５１７であった。
【０１０３】
［比較例１−ｂ］
次に、比較例１−ａに対し、黒表示時における電圧を低下させ、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角を狭めた構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は４．４Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．４５μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを３８．５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは７．９ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは３６．２ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８４．５°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８４°とした。
下方向階調反転角は２８°、下方向ＣＲ視野角は５０°、正面ＣＲは５２０１であった。
【０１０４】
［比較例１−ｃ］
次に、比較例１−ｂに対し、光学異方性層の厚さを増加させた構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は４．４Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを２．３７μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを３８．５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは７．９ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは５９．３ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８６．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８６°とした。
下方向階調反転角は３７°、下方向ＣＲ視野角は５６°、正面ＣＲは５９５９であった。
【０１０５】
［実施例１−Ａ］
比較例１−ｂに対し、光学異方性層の厚さを増加させるだけでなく、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角を増加させた構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は４．４Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．９３μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを４５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは７．９ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは５９．４ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８６．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８６°とした。
下方向階調反転角は３３°、下方向ＣＲ視野角は５７°、正面ＣＲは５９６０であった。
【０１０６】
［実施例１−Ｂ］
実施例１−Ａと同様に、請求項の条件を満たす別の構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は５．０Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．９３μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを４５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは３．８ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは５９．４ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８８．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８８°とした。
下方向階調反転角は３４°、下方向ＣＲ視野角は５９°、正面ＣＲは５９８３であった。
【０１０７】
［実施例１−Ｃ］
実施例1−Ａ及びＢと同様に、請求項の条件を満たす別の構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は５．０Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．６９μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを５０°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは３．８ｎｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは５９．３ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８８．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８８°とした。
下方向階調反転角は３２°、下方向ＣＲ視野角は６１°、正面ＣＲは５９９１であった。
【０１０８】
［実施例１−Ｄ］
実施例1−Ａ〜Ｃと同様に、請求項の条件を満たす別の構成について、計算した。
黒表示時における液晶印加電圧は５．１Ｖとした。
光学異方性層の厚さｄを１．９３μｍ、光学異方性層中の化合物の平均傾斜角βを４２．５°とした。
このとき、黒表示時の液晶層のレタデーションＰは３．６ｍ、光学異方性層の面内レタデーションＱは５５．３ｎｍ、式「ｃｏｓα＝Ｐ／２Ｑ」で定義されるαは８８．２°であった。
また、上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角θは８８°とした。
下方向階調反転角は３３°、下方向ＣＲ視野角は５８°、正面ＣＲは６１２９であった。
【０１０９】
比較例１−ａ〜ｃ及び実施例１−Ａ〜Ｄについて、表１にまとめた。なお、表のＰ、Ｑ、ｄ、β、θ、ωの○×は、本発明（請求項１，３）の範囲に含まれるか否かを示している。また、下階調反転角、下ＣＲ視野角、正面ＣＲは、比較基準である比較例１−ａに対して表示特性が良いか悪いかを、○△×で示している。
【０１１０】
【表１】
2006301579.tif 000003
【０１１１】
以上より、本発明の条件を満たす実施例は、比較例１−ａに対して、正面ＣＲ、下方向階調反転角、下方向ＣＲ視野角、いずれも拡大していることがわかる。
【０１１２】
次に、液晶のレタデーションΔｎ・ｄLCが４００ｎｍの場合についても計算をおこなった。
以下の実施例及び比較例では、正面ＣＲの低下は生じていない。
【０１１３】
［比較例２−ａ］
本発明との比較のため、従来の構成・仕様の液晶表示装置について、光学特性をＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒによって計算した。
黒表示時における電圧は６．０Ｖ。黒表示時の液晶層のレタデーションＰは２．９ｎｍ。偏光板保護膜のＲｅ及びＲｔｈはそれぞれ７．２ｎｍ、７６ｎｍ。保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との成す角φは０°である。Ｑ、ｄ、β、θ、ωは表２に示す値とした。
このとき、下反転角は３０．７°、左右ＣＲ視野角は１５１．０°、上下ＣＲ視野角は１４７．１°である。
［比較例２−ｂ］
黒電圧は６．０Ｖ（Ｐは２．９ｎｍ）で、φは９０°、Ｒｅ、Ｒｔｈは条件を満たしている構成について、計算した。（Ｒｅ、Ｒｔｈ及びＱ、ｄ、β、θ、ωは実施例２−Ａと同じ値であるが、θは条件を満たしていない。）
このとき、下反転角は４２．８°、左右ＣＲ視野角は１５３°、上下ＣＲ視野角は８４．０°であった。
［比較例２−ｃ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）とし、φは０°、Ｒｅ、Ｒｔｈは条件を満たしている構成について、計算した。（Ｒｅ、Ｒｔｈ及びＱ、ｄ、β、θ、ωは実施例２−Ａと同じ値である。）
このとき、下反転角は５０．８°、左右ＣＲ視野角は１１８．２°、上下ＣＲ視野角は１１１．２°であった。
【０１１４】
［比較例２−ｄ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）とし、φは９０°、Ｒｅ、Ｒｔｈは条件を満たしていない構成について、計算した。（Ｑ、ｄ、β、θ、ωは条件を満たしている。）
このとき、下反転角は３０．１°、左右ＣＲ視野角は１４９．１°、上下ＣＲ視野角は１４４．７°であった。
［比較例２−ｅ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）とし、φは９０°、Ｒｅは条件を満たし、Ｒｔｈは条件を満たしていない構成について、計算した。（Ｑ、ｄ、β、θ、ωは条件を満たしている。）
このとき、下反転角は３３．１°、左右ＣＲ視野角は１７３．４°、上下ＣＲ視野角は１５３．０°であった。
［比較例２−ｆ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）とし、φは９０°、Ｒｅは条件を満たしておらず、Ｒｔｈは条件を満たしている構成について、計算した。（Ｑ、ｄ、β、ωは条件を満たしているが、θは条件を満たしていない。）
このとき、下反転角は３０．８°、左右ＣＲ視野角は１６４．６°、上下ＣＲ視野角は１４９．９°であった。
【０１１５】
実施例として、Ｐ、Ｑ、ｄ、β、θ、ω、Ｒｅ、Ｒｔｈ、φすべてが条件を満たしている構成について、計算した。
［実施例２−Ａ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）、φは９０°、Ｒｅは３２．８、Ｒｔｈは３６．４、また、Ｑ、ｄ、β、θ、ωは表２に示す値とした。このとき、下反転角は４９．５°、左右ＣＲ視野角は１７５．０°、上下ＣＲ視野角は１５５．６°であった。
［実施例２−Ｂ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）、φは９０°、Ｒｅは３６．８、Ｒｔｈは１９．２、また、Ｑ、ｄ、β、θ、ωは表２に示す値とした。このとき、下反転角は５０．０°、左右ＣＲ視野角は１６１．９°、上下ＣＲ視野角は１５０．０°であった。
［実施例２−Ｃ］
黒電圧は４．０Ｖ（Ｐは１８．３ｎｍ）、φは９０°、Ｒｅは３６．８、Ｒｔｈは２５．６、また、Ｑ、ｄ、β、θ、ωは表２に示す値とした。このとき、下反転角は４９．５°、左右ＣＲ視野角は１６０．２°、上下ＣＲ視野角は１５３．６°であった。
【０１１６】
比較例２−ａ〜ｆ及び実施例２−Ａ〜Ｃについて、表２にまとめた。なお、表のＰ、Ｑ、ｄ、β、θ、ω、Ｒｅ、Ｒｔｈ、φの値の左側の○×印は、請求項２，４の範囲に含まれるか否かを示している。また、下反転角４０°以上、左右ＣＲ視野角１６０°以上、上下ＣＲ視野角１５０°以上の場合、値の左側に＊印を付した。
【０１１７】
【表２】
2006301579.tif 000004
【０１１８】
以上より、請求項２，４の条件を満たす実施例は、従来構成・仕様の比較例２−ａに対して、下方向階調反転角と上下左右ＣＲ視野角とがいずれも拡大していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の上側偏光膜３（・上側液晶セル側保護膜５）・上側光学異方性層７と下側偏光膜１８（・下側液晶セル側保護膜）・下側光学異方性層１４を表示面側から見た図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１      上側偏光板外側保護膜
２      上側偏光板外側保護膜遅相軸
３      上側偏光板偏光膜
４      上側偏光板偏光膜の吸収軸
５      上側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）
６      上側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）遅相軸
７      上側光学異方性層
８      上側光学異方性層の支持体側の配向用ラビング方向（配向制御方向）
９      液晶セル上側基板
１０    上側基板液晶配向用ラビング方向
１１    液晶分子（液晶層）
１２    下側基板液晶配向用ラビング方向
１３    液晶セル下側基板
１４    下側光学異方性層
１５    下側光学異方性層の支持体側の配向用ラビング方向（配向制御方向）
１６    下側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）
１７    下側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）遅相軸
１８    下側偏光板偏光膜
１９    下側偏光板偏光膜の吸収軸
２０    下側偏光板外側保護膜
２１    下側偏光板外側保護膜遅相軸
ω      偏光膜の吸収軸と光学異方性層の配向制御方向との交差角
θ      上下一対の光学異方性層の配向制御方向の成す角
φ      偏光膜の吸収軸と保護膜の遅相軸との成す角
【図１】
2006301579.tif 000005
【図２】
2006301579.tif 000006