(57)【要約】【課題】  液晶表示装置の視角コントラスト特性改善に寄与する光学補償機能をもつ光学フイルムを提供する。【解決手段】  光学要素の配向によって形成された光学異方性層を有し、該光学要素の配向の程度を表すオーダーパラメータが、フイルムの厚さ方向に変化している光学フイルムである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学要素の配向によって形成された光学異方性層を有し、該光学要素の配向の程度を表すオーダーパラメータが、フイルムの厚さ方向に変化している光学フイルム。
【請求項２】
前記光学異方性層の厚さをｄ（μｍ）とし、フイルムの厚さ方向をｚ軸とし、ｚ方向に変化するオーダーパラメータをＳ（ｚ）（但し、０≦ｚ≦ｄ）としたとき、Ｓ（ｚ）が単調増加関数、単調減少関数またはその混合関数で表される請求項１に記載の光学フイルム。
【請求項３】
前記光学異方性層の厚さをｄ（μｍ）とし、フイルムの厚さ方向をｚ軸とし、ｚ方向に変化するオーダーパラメータをＳ（ｚ）（但し、０≦ｚ≦ｄ）としたとき、Ｓ（０）、Ｓ（ｄ／２）、Ｓ（ｄ）の３つの値が異なる、請求項１又は２に記載の光学フイルム。
【請求項４】
前記光学異方性層が、オーダーパラメータが０である領域を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項５】
前記オーダーパラメータが、０以上０．９以下から選ばれる範囲で変化している請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項６】
前記光学要素が、円盤状もしくは棒状の液晶性分子、又は高分子である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項７】
前記光学異方性層が、円盤状化合物を含有する組成物から形成された層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項８】
前記光学異方性層が、棒状化合物を含有する組成物から形成された層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項９】
前記光学要素が、液晶性分子であり、前記光学異方性層中、前記液晶性分子が層平面に対して傾斜して配向し、且つ該傾斜角がフイルムの厚さ方向に変化している請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項１０】
前記光学異方性層が、支持体の上方の表面に前記組成物を塗布することによって形成された層である請求項８又は９に記載の光学フイルム。
【請求項１１】
前記光学異方性層が、高分子フイルムを延伸して、該高分子を配向させることによって作製された延伸フイルムからなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項１２】
前記光学異方性層が、高分子フイルムを１軸延伸、２軸延伸またはその組み合わせによって延伸して作製された延伸フイルムからなる請求項１１に記載の光学フイルム。
【請求項１３】
前記高分子フイルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド及びポリアリールエーテルケトンからなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有する請求項１１又は１２に記載の光学フイルム。
【請求項１４】
前記高分子フイルムが、脂環式構造含有重合体樹脂を含有する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項１５】
前記光学異方性層が１層以上で構成されている請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項１６】
光拡散層の少なくとも一層を有する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学フイルム。
【請求項１７】
偏光膜と、その両側の表面に配置された二枚の保護フイルムとを有する偏光板であって、少なくとも一方の保護フイルムが請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学フイルムである偏光板。
【請求項１８】
液晶セルと、少なくとも１枚の偏光板とを有する液晶表示装置であって、該偏光板が請求項１７に記載の偏光板である液晶表示装置。
【請求項１９】
液晶セルと、少なくとも１枚の偏光膜とを有する液晶表示装置であって、前記液晶セルと前記偏光膜との間に請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学フイルムを有する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フイルム、並びにそれを用いた偏光板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶セル及び偏光板を有する。前記偏光板は、一般的に保護フイルム及び偏光膜を有し、例えば、ポリビニルアルコールフイルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償機能を持つ透明フイルムを配置することもある。反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル、一枚以上の透明フイルム、偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ＯＮ、ＯＦＦ表示を行い、透過及び反射型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）のような表示モードが提案されている。
【０００３】
光学補償機能をもつ透明フイルムは、画像着色を解消し、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。従来は、延伸複屈折フイルムが使用されていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、近年では、延伸複屈折フイルムに代えて、透明支持体上に円盤状（ディスコティック）化合物を有する透明フイルムを使用することが提案されている（例えば、特許文献２および３参照）。これは、円盤状化合物を含む組成物を配向膜の上に塗布し、配向温度よりも高い温度で加熱して円盤状化合物を配向させ、その配向状態を固定することにより形成される。
【０００４】
一般に、円盤状化合物は、大きな複屈折率を有するとともに、多様な配向形態がある。円盤状化合物を用いることで、従来の延伸複屈折フイルムでは得ることができない光学的性質を実現することが可能になった。円盤状化合物は、多様な配向形態があるため、所望の光学特性を発現させるためには、円盤状化合物の配向を制御する必要がある。
例えば、円盤状化合物を用いて、ＴＮモードやＯＣＢモードの液晶セルを光学的に補償する場合、円盤状化合物の円盤面の傾斜角（平均チルト角）が液晶化合物層の厚み方向で変化するようにハイブリッド配向させることが好ましいとされている（例えば、特許文献２、４および５参照）。このような光学補償機能をもつ透明フイルムを製造するためには配向を制御する方法が重要である。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２４７６０２号公報
【特許文献２】特開平７−１９１２１７号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第０９１１６５６号明細書
【特許文献４】特開平９−２１１４４４号公報
【特許文献５】特開平１１−３１６３７８号公報
【０００６】
しかし、より正確な光学補償機能を実現するには、液晶パネルの液晶の配向分布に対応した、透明フイルムの光学異方性分布が必要となるが、液晶パネルの液晶の配向分布は、液晶パネルの厚さ方向に関して決して一様ではない。従って、かかる液晶パネルを十分に光学補償するためには、光学補償に用いる透明フイルムも、フイルムの厚さ方向に一様でない異方性分布が必要となる。従来の技術では、配向膜（界面処理）を用いて透明フイルムの光学異方性層の液晶分子を配向膜界面から空気界面まで均一に配向させているため、フイルムの厚さ方向の分布を任意に制御することは非常に困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、液晶セルが正確に光学的に補償され、高視野角においても高いコントラストを有する液晶表示装置、特にＴＮモードの液晶表示装置を提供することである。また、本発明は、液晶セル、特にＴＮモードの液晶セルを光学的に補償し、高視野角における高コントラストに寄与する光学フイルム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】
本発明の課題を解決する手段は以下の通りである。
［１］  光学要素の配向によって形成された光学異方性層を有し、該光学要素の配向の程度を表すオーダーパラメータが、フイルムの厚さ方向に変化している光学フイルム。
［２］  前記光学異方性層の厚さをｄ（μｍ）とし、フイルムの厚さ方向をｚ軸とし、ｚ方向に変化するオーダーパラメータをＳ（ｚ）（但し、０≦ｚ≦ｄ）としたとき、Ｓ（ｚ）が単調増加関数、単調減少関数またはその混合関数で表される［１］の光学フイルム。
［３］  前記光学異方性層の厚さをｄ（μｍ）とし、フイルムの厚さ方向をｚ軸とし、ｚ方向に変化するオーダーパラメータをＳ（ｚ）（但し、０≦ｚ≦ｄ）としたとき、Ｓ（０）、Ｓ（ｄ／２）、Ｓ（ｄ）の３つの値が異なる［１］又は［２］の光学フイルム。
［４］  前記光学異方性層が、オーダーパラメータが０である領域を含む［１］〜［３］のいずれかに記載の光学フイルム。
［５]  前記オーダーパラメータが、０以上０．９以下の範囲で変化している［１］〜［４］のいずれかに記載の光学フイルム。
［６]  前記光学要素が、円盤状もしくは棒状の液晶性分子、又は高分子である［１］〜［５］のいずれかに記載の光学フイルム。
【０００９】
［７]  前記光学異方性層が、円盤状化合物を含有する組成物から形成された層である［１］〜［６］のいずれかに記載の光学フイルム。
［８]  前記光学異方性層が、棒状化合物を含有する組成物から形成された層である［１］〜［６］のいずれかに記載の光学フイルム。
［９]  前記光学要素が、液晶性分子であり、前記光学異方性層中、前記液晶性分子が層平面に対して傾斜して配向し、且つ該傾斜角がフイルムの厚さ方向に変化している［１］〜［９］のいずれかに記載の光学フイルム。
［１０]  前記光学異方性層が、支持体の上方の表面に前記組成物を塗布することによって形成された層である［８］又は［９］に記載の光学フイルム。
［１１]  前記光学異方性層が、高分子フイルムを延伸して、該高分子を配向させることによって作製された延伸フイルムからなる［１］〜［６］のいずれかに記載の光学フイルム。
［１２]  前記光学異方性層が、高分子フイルムを、１軸延伸、２軸延伸またはその組み合わせによって延伸して作製された延伸フイルムからなる［１１］に記載の光学フイルム。
【００１０】
［１３]  前記高分子フイルムが、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド及びポリアリールエーテルケトンからなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を含有する［１１］又は［１２］に記載の光学フイルム。
［１４]  前記高分子フイルムが、脂環式構造含有重合体樹脂を含有する［１１］〜［１３］のいずれかに記載の光学フイルム。
［１５]  前記光学異方性層が１層以上で構成されている［１］〜［１４］のいずれかに記載の光学フイルム。
［１６]  光拡散層の少なくとも一層を有する［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学フイルム。
［１７]  偏光膜と、その両側の表面に配置された二枚の保護フイルムとを有する偏光板であって、少なくとも一方の保護フイルムが［１］〜［１６］のいずれかに記載の光学フイルムである偏光板。
［１８]  液晶セルと、少なくとも１枚の偏光板とを有する液晶表示装置であって、該偏光板が［１７］に記載の偏光板である液晶表示装置。
［１９]  液晶セルと、少なくとも１枚の偏光膜とを有する液晶表示装置であって、前記液晶セルと前記偏光膜との間に［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学フイルムを有する液晶表示装置。
【００１１】
なお、本明細書において、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±５゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、４゜未満であることが好ましく、３゜未満であることがより好ましい。また、角度について、「＋」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。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。
【００１２】
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のことを意味するものとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、本発明者らの鋭意検討の結果得られた知見に基づいて完成されたものであり、素材や製造方法を適宜選択する等により、厚さ方向のオーダーパラメータを制御して光学的な最適値とした光学補償機能を持つ光学フイルムを用いることで、液晶セル、特にＴＮモードの液晶セルの黒状態の視角補償を可能にするものである。その結果、従来技術に比較して本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けが軽減され、視野角コントラストが改善されている。
【発明の実施の形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の光学フイルムは、光学要素の配向によって形成された光学異方性層を有し、該光学要素の配向の程度を表すオーダーパラメータが、フイルムの厚さ方向に変化していることを特徴とする。複屈折率Δｎは、オーダーパラメータＳに比例する。オーダーパラメータのこの性質については、例えば、ＤＥ  ＪＥＵ，Ｗ．Ｈ．（著）  「液晶の物性」（共立出版、１９９１年、４０−５４頁）に詳しく記載がある。よって、オーダーパラメータをフイルムの厚さ方向で変化させることで、複屈折率を厚さ方向に変化させることができ、その結果、厚さ方向に対する光学フイルムの複屈折の傾斜角分布を実効的に変化させることができる。本発明の光学フイルムを、液晶表示装置の光学補償用フイルムとして用いると、光学フイルムの傾斜角分布が液晶セルの液晶傾斜角分布と一致していない場合であっても、理想的な光学補償を実現することができる。
【００１５】
ここで、オーダーパラメータについて説明する。光学異方性を発生させるためには、光学要素の配向が必要である。ここでいう光学要素とは、屈折率の異方性を生じさせる光学的な要素であり、例えば、所定の温度範囲において液晶相を示す円盤状又は棒状の液晶性分子、及び延伸処理等によって配向する高分子が挙げられる。１つの光学要素の固有の複屈折率、およびその光学要素が統計的にどの程度配向しているかによって、光学材料のバルクの複屈折は決まる。例えば、円盤状化合物で構成される光学異方性層の光学異方性の大きさは、光学異方性を生じさせる主要な光学要素である円盤状化合物の固有の複屈折率と、円盤状化合物の統計的な配向の度合いで決まる。配向の度合いを表すパラメータとして、オーダーパラメータＳが知られている。配向オーダーパラメータは結晶のように分布がない場合に１、液体状態のように完全にランダムな場合に０となる。例えば、ネマチック液晶では、通常０．６程度の値をとると言われている。オーダーパラメータＳについては、例えば、ＤＥ  ＪＥＵ，Ｗ．Ｈ．（著）  「液晶の物性」（共立出版、１９９１年、１１頁）に詳しく記載があり、次の式で表される。
【００１６】
【数１】
2006078539.tif 000002
ここでθは、配向要素の平均的な配向軸方向と、各配向要素の軸とのなす角である。
【００１７】
オーダーパラメータを測定する手段としては、偏光ラマン法、ＩＲ法、Ｘ線法、蛍光法、音速法などが知られている。各々の測定法は、ある配向要素に着目し、それが配向していることで得られる測定値の異方性から配向分布関数や配向係数を求める。配向係数のうち、上述したオーダーパラメータＳは配向状態を評価する指標として広く用いられている。これについては、中山和朗・海藤彰（著）「高分子をならべる」（共立出版、１９９１年、７６−８６頁）に詳しい記載がある。
【００１８】
次に、図面を用いて、本発明の作用について詳細に説明する。
図１に、本発明の液晶表示装置の構成例の模式図を示す。図１に示すＴＮモードの液晶表示装置は、電圧印加時、即ち黒表示時に、液晶が電界でスイッチングする液晶層７とそれを挟む基板６及び８からなる液晶セルを有する。基板６及び８は液晶面に配向処理が施してあり、ラビング方向を矢印ＲＤで示す。裏面の場合は破線矢印で示してある。液晶セルを挟持して偏光膜１及び１０１が配置されている。偏光膜１及び１０１それぞれの透過軸２及び１０２は、互いに直交に、且つ液晶セルの液晶層７の近い側のＲＤ方向と９０度または０度の角度に配置される。偏光膜１及び１０１と液晶セルとの間には、偏光膜用の保護膜１３及び１１３と、光学フイルム５及び９がそれぞれ配置されている。保護膜１３及び１１３は、その遅相軸１４及び１１４が、それぞれに隣接する偏光膜１及び１０１の透過軸２及び１０２の方向と垂直または平行に配置されている。また、光学フイルム５及び９は、本発明の光学フイルムであり、本実施形態では、円盤状分子の配向によって発現された光学異方性層からなる。
【００１９】
図１中の液晶セルは、上側基板６及び下側基板８と、これらに挟持される液晶分子７から形成される液晶層からなる。基板６及び８の液晶分子７に接触する表面（以下、「内面」という場合がある）には、配向膜（不図示）が形成されていて、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子７の配向がプレチルト角をもった平行方向に制御されている。また、基板６及び８の内面には、液晶分子７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。本発明では、液晶層の厚さｄ（ミクロン）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄは、０．１〜１．５ミクロンとするのが好ましく、さらに、０．２〜１．０ミクロンとするのがより好ましく、０．２〜０．５ミクロンとするのがさらに好ましく、０．３〜０．５ミクロンとするのがさらにより好ましい。これらの範囲では白電圧印加時における白表示輝度が高いことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。用いる液晶材料については特に制限されないが、上下基板６及び８間に電界が印加される態様では、電界方向に平行に液晶分子７が応答するような、誘電率異方性が正の液晶材料を使用する。
【００２０】
例えば、液晶セルをＴＮモードの液晶セルとする場合は、上下基板６及び８間に、誘電異方性が正で、Δｎ＝０．０８、Δε＝５程度のネマチック液晶材料などを用いることができる。液晶層の厚さｄについては特に制限されないが、前記範囲の特性の液晶を用いる場合、４ミクロン程度に設定することができる。厚さｄと、白電圧印加時の屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄの大きさにより白表示時の明るさが変化するので、白電圧印加時において十分な明るさを得るためには、無印加状態における液晶層のΔｎ・ｄは０．３〜０．５ミクロンの範囲になるように設定するのが好ましい。
【００２１】
なお、ＴＮモードの液晶表示装置ではカイラル材の添加は配向不良を低減するために添加されることもある。また、ＴＮはマルチドメイン構造とする場合がある。マルチドメイン構造とは、液晶表示装置の一画素を複数の領域に分割した構造をいう。例えば、ＴＮモードにおいて、マルチドメイン構造にすると、輝度や色調の視野角特性が改善される。具体的には、画素のそれぞれを液晶分子の初期配向状態が互いに異なる２以上（好ましくは４又は８）の領域で構成して平均化することで、視野角に依存した輝度や色調の偏りを低減することができる。また、それぞれの画素を、電圧印加状態において液晶分子の配向方向が連続的に変化する互いに異なる２以上の領域から構成しても同様の効果が得られる。
【００２２】
偏光膜１及び１０１のそれぞれの保護膜１３及び１１３は、光学フイルム５及び９の支持体として機能していてもよい。また、光学フイルム５及び９が、偏光膜の保護膜としての機能も有する場合は、保護膜１３及び１１３はなくてもよい。偏光膜１、保護膜１３及び光学フイルム５、又は偏光膜１０１、保護膜１１３及び光学フイルム９は、一体化された積層体として液晶表示装置内部に組み込まれていてもよいし、それぞれ単独の部材として組み込まれていてもよい。保護膜１３の遅相軸１４、保護膜１１３の遅相軸１１４は、互いに実質的に平行もしくは直交しているのが好ましい。保護膜１３及び１１３の遅相軸１４及び１１４が互いに直交していると、それぞれの光学フイルムの複屈折を互いに打ち消すことにより、液晶表示装置に垂直入射した光の光学特性が劣化するのを低減することができる。また、遅相軸１４及び１１４が互いに平行する態様では、液晶層に残留位相差がある場合には保護膜の複屈折でこの位相差を補償することができる。また、保護膜１３及び１１３は、面内に遅相軸１４及び１１４を有していなくてもよい。
【００２３】
偏光膜１及び１０１の透過軸２及び１０２、保護膜１３及び１１３の遅相軸方向１４及び１１４、ならびに液晶分子７の配向方向については、各部材に用いられる材料、表示モード、部材の積層構造等に応じて最適な範囲に調整する。すなわち、偏光膜１の透過軸２及び偏光膜１０１の透過軸１０２が、互いに実質的に直交しているように配置する。但し、本発明の液晶表示装置は、この構成に限定されるものではない。
【００２４】
光学フイルム５及び９は、偏光膜１及び１０１と、液晶セルとの間に配置される。光学フイルム５及び９は、例えば、円盤状化合物を含有する組成物から形成された光学異方性層である。光学フイルム５及び９において、円盤状化合物の分子は、所定の配向状態に固定されている。光学フイルム５及び９は、面内に光学異方性を持つフイルムであり、該光学異方性はフイルム内の光学要素、円盤状化合物分子の配向によってもたらされ、該光学要素の配向の程度を表すオーダーパラメータがフイルムの厚さ方向で変化している。その様にすると、厚さ方向に関して一様ではない液晶層７の配向分布に対応するように、光学フイルムに十分な光学補償機能を持たせることができる。
【００２５】
液晶セル基板６及び８のそれぞれの透明電極（不図示）に黒に対応する駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶層中の液晶分子７は一様に９０度程度捩れたＴＮ状態から、セルの中央付近では電界方向に立ち、セル基板表面で急激に水平に近い状態になるという上に凸の液晶の傾斜角分布状態になる。図２に、液晶表示装置（ＬＣＤ）の液晶セル中の液晶分子７の駆動状態の傾斜角の、液晶セルの厚さ方向における分布を示す。黒表示状態において光学補償する機能を有する光学フイルムもこのセル内の液晶の傾斜角分布に対応した傾斜角向分布にするのが望ましい。図３に、液晶セルを挟持して配置された場合に、理想的に液晶セルを光学補償するために光学フイルムに要求される傾斜角分布を、液晶セル中の液晶分子の傾斜角分布とともに示す。実際には、このような傾斜角分布をもつ光学異方性分布をもつ光学フイルムを作製するのは困難であり、従来用いられている光学補償用のフイルムは、図４に示す様に、液晶セルと異なった傾斜角分布を有する。本実施の形態では、光学フイルム５及び９のオーダーパラメータを厚み方向に変化させることによって、光学フイルム５及び９が、例えば、図４に示す様に、液晶セルと同一の傾斜分布を持たない場合であっても、液晶の傾斜角分布に対応した光学補償を可能としている。
【００２６】
光学フイルム５及び９は、図５に示す様に、オーダーパラメータが厚さ方向に変化している。オーダーパラメータの変化は、液晶セル内の液晶分子７の傾斜角の関数の傾きに対応している。具体的には、セル内の液晶の傾斜角の関数の傾きが大きい位置、即ち、傾斜角が急激に変化する領域の光学補償を担う円盤状分子の配向のオーダーパラメータは小さくなっていて、その結果、複屈折率が小さくなっている。一方、液晶セル内の液晶分子７の傾斜角の関数の傾きが小さい位置、即ち、傾斜角の変化が小さい領域の光学補償を担う円盤状分子の配向のオーダーパラメータは大きくなっていて、その結果、複屈折率が大きくなっている。即ち、光学フイルム５及び９は、厚さ方向の複屈折率が一定ではなく、液晶セル中の液晶分子７の傾斜角分布に対応した複屈折率分布を示す。光学フイルム５及び９は、図５に示すようなオーダーパラメータの分布を有する結果、図４に示す様な液晶セル中の液晶性分子７の傾斜角分布と一致していない傾斜角分布であっても、実効的な傾斜角のプロファイルは図３と同様となるので、図３に示すのと同様な効果が得られ、所望の光学補償が可能になる。
【００２７】
以上、本発明の光学フイルムを、ＴＮモードの液晶表示装置の光学補償に適用した実施の形態を示したが、本発明の光学フイルムは、他のモードの液晶表示装置の光学補償に利用することができる。光学補償の対象となる液晶セル中の液晶分子の厚さ方向の傾斜角分布、及びその光学補償のために要求される複屈折分布等に応じて、光学異方性層中に、光学要素の配向のオーダーパラメータの分布を形成することで、各モードの液晶表示装置の光学補償に利用可能な光学フイルムを作製することができる。また、上記実施の形態では、本発明の光学フイルムを２枚用いて光学補償する実施の形態を示したが、本発明の光学フイルムは１枚であってもよいし、また３枚以上を用いてもよい。
【００２８】
本発明の光学フイルムにおいて、オーダーパラメータの変化の態様については特に限定されず、連続的変化及び断続的変化のいずれの態様も含まれる。また、これらを組み合わせた態様であってもよく、例えば、オーダーパラメータが連続的変化している層、及びオーダーパラメータが一定である層が積層された構造であってもよい。前記光学異方性層の厚さをｄ（μｍ）とし、フイルムの厚さ方向をｚ軸（図１中のｚ軸に一致する）とし、ｚ方向に変化するオーダーパラメータをＳ（ｚ）（但し、０≦ｚ≦ｄ）としたとき、Ｓ（ｚ）が単調増加関数、単調減少関数、及びその混合関数のいずれで表される態様も、本発明に含まれる。特に、ＴＮモードの液晶表示装置の光学補償に用いる場合は、単調増加関数、単調減少関数、及びその混合関数のいずれかで表されるのが好ましい。また、上記した様に、オーダーパラメータの変化の態様は断続的であってもよいが、少なくとも、Ｓ（０）、Ｓ（ｄ／２）及びＳ（ｄ）の３つの値は異なっているのが好ましい。
【００２９】
また、前記光学異方性層は、オーダーパラメータが略０である部分を含んでもよい。略０とは、オーダーパラメータがほとんど０であることを意味し、オーダーパラメータが０以上０．１以下程度のことを指す。オーダーパラメータが略０の場合はリターデーションがほとんどなく、光学的にはほぼ等方的である。前記オーダーパラメータの上限値及び下限値については特に制限はなく、用途に応じて所定の範囲で変化していればよい。ＴＮモードの液晶表示装置の光学補償に用いる場合は、前記オーダーパラメータは、０以上０．９以下の範囲で変化しているのが好ましく、０以上０．８以下の範囲で変化しているのがよりこのましい。
【００３０】
オーダーパラメータの制御は、光学異方性層を構成している光学要素の種類に応じて、種々の方法を採用できる。例えば、１軸延伸の延伸率を変化させる方法や、２軸延伸の延伸率を変化させる方法、ゲル延伸を用いる方法、単結晶マットを用いる方法、重合粉末を用いる方法、配向結晶化を用いる方法、溶融延伸を用いる方法、圧延を用いる方法、固体押し出しを用い温度圧力で制御する方法、引き抜きを用いる方法、液晶性高分子の流動を用いる方法、射出成型によって配向構造を形成する方法、外部場により配向構造を変化させる方法、温度により配向度を制御する方法やその温度勾配を用いる方法などを用いることができる。これらの方法で、フイルムの厚さ方向に配向制御条件を変化させることで、厚さ方向に対してオーダーパラメータを変化させることができる。配向制御については、中山和朗・海藤彰（著）「高分子をならべる」（共立出版、１９９１年、９−７５頁）に詳しい記載がある。
【００３１】
次に、本発明の光学フイルムの作製に用いられる材料等について、より詳細に説明する。
本発明の光学フイルムは、光学要素の配向によって形成された光学異方性層を有する。前記光学異方性層を構成する光学要素は、上記した様に、屈折率の異方性を生じさせる光学的な要素であり、例えば、所定の温度範囲において液晶相を示す円盤状又は棒状の液晶性分子、及び延伸処理等によって配向する高分子が挙げられる。光学要素が液晶性分子である場合は、前記光学異方性層は、例えば、円盤状化合物を含有する組成物や、棒状化合物を含有する組成物から形成することができる。前記組成物を、支持体や配向膜の表面に適用し、円盤状分子又は棒状分子を所定の条件で配向させて、所望の配向状態に固定することで前記光学異方性層を形成することができる。光学要素が、高分子である場合は、高分子フイルムを所定の条件で延伸することによって、前記光学異方性層を作製することができる。また、本発明の光学フイルムは、前記光学異方性層を複数有していてもよいし、前記光学異方性層のみからなっていてもよい。例えば、光学要素が円盤状分子又は棒状分子等の液晶性分子である前記光学異方性層のみからなっていてもよいし、光学要素が高分子である延伸高分子フイルムのみからなっていてもよい。また、これらから選ばれる２以上の光学異方性層を積層したものであってもよい。また、本発明の光学フイルムは、前記光学異方性層以外の層を有していてもよく、例えば、光学要素が円盤状分子又は棒状分子等の液晶性分子である前記光学異方性層と、該光学異方性層の支持体である高分子フイルムとを有していてもよい。さらに、用途に応じて、後述する光拡散層等の機能層を有していてもよい。また、前記光学異方性層は、複数の層からなっていてもよく、例えば、オーダーパラメータが厚さ方向に変化している光学異方性の層と、オーダーパラメータが変化していない光学異方性の層との積層体であってもよい。
【００３２】
本発明の光学フイルムは、下記のディスコティック液晶性化合物を光学異方性層に含むことが望ましい。光学異方性層は、配向膜を用いて液晶性分子を配向させ、その配向状態を固定することにより形成することができる。液晶性分子の配向状態を固定するため、液晶性分子は重合性基を有することが好ましい。
【００３３】
（ディスコティック液晶性化合物）
ディスコティック液晶性化合物には、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。
【００３４】
前記ディスコティック液晶性化合物には、分子中心の母核に対して、直鎖のアルキル基、アルコキシ基又は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の、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。
【００３５】
上記した様に、液晶性化合物から光学異方性層を形成した場合、最終的に光学異方性層に含まれる化合物は、もはや液晶性を示す必要はない。例えば、低分子のディスコティック液晶性化合物が熱又は光で反応する基を有しており、熱又は光によって該基が反応して、重合又は架橋し、高分子量化することによって光学異方性層が形成される場合などは、光学異方性層中に含まれる化合物は、もはや液晶性を失っていてもよい。ディスコティック液晶性化合物の好ましい例は、特開平８−５０２０６号公報に記載されている。また、ディスコティ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。
【００３６】
ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性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。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物は、下記式（III）で表わされる化合物であることが好ましい。
【００３７】
式（III）
Ｄ（−Ｌ−Ｑ）n
式中、Ｄは円盤状コアであり、Ｌは二価の連結基であり、Ｑは重合性基であり、ｎは４〜１２の整数である。
【００３８】
円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示す。以下の各例において、ＬＱ（又はＱＬ）は、二価の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｑ）との組み合わせを意味する。
【００３９】
【化１】
2006078539.tif 000003
【００４０】
【化２】
2006078539.tif 000004
【００４１】
【化３】
2006078539.tif 000005
【００４２】
【化４】
2006078539.tif 000006
【００４３】
式（III）において、二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリ−レン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリ−レン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−及びＳ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがさらに好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アリ−レン基、−ＣＯ−及びＯ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることが最も好ましい。前記アルキレン基の炭素原子数は、１〜１２であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数は、２〜１２であることが好ましい。前記アリ−レン基の炭素原子数は、６〜１０であることが好ましい。
【００４４】
二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｑ）に結合する。ＡＬはアルキレン基又はアルケニレン基、ＡＲはアリーレン基を意味する。なお、アルキレン基、アルケニレン基及びアリーレン基は、置換基（例、アルキル基）を有していてもよい。
Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
【００４５】
Ｌ１１：−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２０：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２１：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ２４：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
【００４６】
式（III）の重合性基（Ｑ）は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基又はエポキシ基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが最も好ましい。
式（III）において、ｎは４〜１２の整数である。具体的な数字は、円盤状コア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬとＱの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【００４７】
（棒状液晶性化合物）
本発明において、使用可能な棒状液晶性化合物の例には、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、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が含まれる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。
【００４８】
前記棒状液晶性分子は、重合反応により固定可能な様に、重合性基を有しているのが好ましい。本発明に使用可能な重合性棒状液晶性化合物の例には、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許４６８３３２７号、同５６２２６４８号、同５７７０１０７号、世界特許（ＷＯ）９５／２２５８６号、同９５／２４４５５号、同９７／００６００号、同９８／２３５８０号、同９８／５２９０５号、特開平１−２７２５５１号、同６−１６６１６号、同７−１１０４６９号、同１１−８００８１号、および特開２００１−３２８９７３号などに記載の化合物が含まれる。
【００４９】
（円盤状液晶性分子又は棒状液晶性分子からなる光学異方性層）
前記光学異方性層中、棒状化合物又は円盤状化合物の分子は、配向状態に固定されているのが好ましい。液晶性化合物の分子対称軸の、前記光学フイルム側の界面における配向平均方向は、該光学フイルムの面内の遅相軸との交差角が略４５度である。なお、本明細書において、「略４５°」とは、４５°±５°の範囲の角度をいい、好ましくは４２〜４８°であり、より好ましくは４３〜４７°である。前記光学異方性層中の液晶性化合物の分子対称軸の平均方向は、支持体の長手方向（すなわち、支持体の進相軸方向）に対して４３°〜４７°であることが好ましい。
【００５０】
液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、一般に液晶性化合物もしく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。本発明では、例えば、光学異方性層形成用配向膜をラビング処理によって作製する場合は、支持体である高分子フイルムの遅相軸に対して４５°の方向にラビング処理することで、液晶性化合物の分子対称軸の、少なくとも高分子フイルム界面における配向平均方向が、高分子フイルムの遅相軸に対して４５°である光学異方性層を形成することができる。例えば、遅相軸が長手方向と平行な長尺状の高分子フイルムを用いると連続的に作製できる。具体的には、長尺状の高分子フイルムの表面に連続的に配向膜形成用塗布液を塗布して膜を作製し、次に該膜の表面を連続的に長手方向に４５°の方向にラビング処理して配向膜を作製し、次に作製した配向膜上に連続的に液晶性化合物を含有する光学異方性層形成用塗布液を塗布して、液晶性化合物の分子を配向させて、その状態に固定することで光学異方性層を作製して、長尺状の光学フイルムを連続的に作製することができる。長尺状に作製された光学フイルムは、液晶表示装置内に組み込まれる前に、所望の形状に裁断される。
【００５１】
空気界面側の液晶性化合物の分子対称軸の配向平均方向は、一般に、液晶性化合物又は液晶性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。液晶性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。分子対称軸の配向方向の変化の程度も、上記と同様に、液晶性化合物と添加剤との選択により調整できる。特に界面活性剤に関しては、上述の塗布液の表面張力制御と両立することが好ましい。
【００５２】
液晶性化合物と共に使用する可塑剤、界面活性剤及び重合性モノマーは、ディスコティック液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物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。重合性モノマー（例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基及びメタクリロイル基を有する化合物）が好ましい。上記化合物の添加量は、液晶性化合物に対して一般に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。なお、重合性の反応性官能基数が４以上のモノマーを混合して用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高めることが出来る。
【００５３】
液晶性化合物としてディスコティック液晶性化合物を用いる場合には、ディスコティック液晶性化合物とある程度の相溶性を有し、ディスコティック液晶性化合物に傾斜角の変化を与えられるポリマーを用いるのが好ましい。
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、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロース及びセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。ディスコティック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、ディスコティック液晶性化合物に対して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く、０．１〜５質量％の範囲にあることがさらに好ましい。
ディスコティック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。
【００５４】
（配向膜）
本発明の光学フイルムは、前記光学異方性層の作製時に、配向膜を利用してもよい。例えば、前記光学異方性層を、液晶性化合物を含有する組成物から形成する場合は、支持体上に形成するのが一般的であるが、支持体の表面に配向膜を形成し、その上に、前記光学異方性層を形成するのが好ましい。また、光学異方性層を作製する際にのみ配向膜を使用し、配向膜上に光学異方性層を作製した後に、該光学異方性層のみを、高分子フイルム等の支持体上に転写してもよい。前記配向膜は、架橋されたポリマーからなる層であるのが好ましい。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であっても、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。上記配向膜は、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たものを、光、熱又はＰＨ変化等により、ポリマー間で反応させて形成する；又は、反応活性の高い化合物である架橋剤を用いてポリマー間に架橋剤に由来する結合基を導入して、ポリマー間を架橋することにより形成する；ことができる。
【００５５】
架橋されたポリマーからなる配向膜は、通常、上記ポリマー又はポリマーと架橋剤との混合物を含む塗布液を、支持体上に塗布した後、加熱等を行なうことにより形成することができる。
後述のラビング工程において、配向膜の発塵を抑制するために、架橋度を上げておくことが好ましい。前記塗布液中に添加する架橋剤の量（Ｍｂ）に対して、架橋後に残存している架橋剤の量（Ｍａ）の比率（Ｍａ／Ｍｂ）を１から引いた値（１−（Ｍａ／Ｍｂ））を架橋度と定義した場合、架橋度は５０％〜１００％が好ましく、６５％〜１００％が更に好ましく、７５％〜１００％が最も好ましい。
【００５６】
前記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る。勿論双方の機能を有するポリマーを使用することもできる。上記ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、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）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、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、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましく、特にポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。
【００５７】
上記ポリマーの中で、ポリビニルアルコール又は変性ポリビニルアルコールが好ましい。
ポリビニルアルコールとしては、例えば鹸化度７０〜１００％のものがあり、一般には鹸化度８０〜１００％のものが好ましく、鹸化度８２〜９８％のものがより好ましい。重合度としては、１００〜３０００のも範囲が好ましい。
変性ポリビニルアルコールとしては、共重合変性したもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＮａ、Ｓｉ（ＯＸ）3、Ｎ（ＣＨ3）3・Ｃｌ、Ｃ9Ｈ19ＣＯＯ、ＳＯ3Ｎａ、Ｃ12Ｈ25等が導入される）、連鎖移動により変性したもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＮａ、ＳＨ、ＳＣ12Ｈ25等が導入されている）、ブロック重合による変性をしたもの（変性基として、例えば、ＣＯＯＨ、ＣＯＮＨ2、ＣＯＯＲ、Ｃ6Ｈ5等が導入される）等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。重合度としては、１００〜３０００の範囲が好ましい。これらの中で、鹸化度８０〜１００％の未変性もしくは変性ポリビニルアルコールが好ましく、より好ましくは鹸化度８５〜９５％の未変性ないしアルキルチオ変性ポリビニルアルコールである。
【００５８】
配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式（６）で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物が好ましい。
【００５９】
【化５】
2006078539.tif 000007
【００６０】
式中、Ｒ1dは無置換のアルキル基、又はアクリロリル基、メタクリロイル基もしくはエポキシ基で置換されたアルキル基を表わし、Ｗはハロゲン原子、アルキル基又はアルコキシ基を表わし、Ｘ1dは活性エステル、酸無水物又は酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、ｌは０又は１を表わし、ｎは０〜４の整数を表わす。
【００６１】
また、配向膜に用いる変性ポリビニルアルコールとして、下記一般式（７）で表わされる化合物とポリビニルアルコールとの反応物も好ましい。
【００６２】
【化６】
2006078539.tif 000008
【００６３】
式中、Ｘ2dは活性エステル、酸無水物又は酸ハロゲン化物を形成するために必要な原子群を表わし、ｍは２〜２４の整数を表わす。
【００６４】
前記一般式（６）及び一般式（７）により表される化合物と反応させるために用いられるポリビニルアルコールとしては、上記変性されていないポリビニルアルコール及び上記共重合変性したもの、即ち連鎖移動により変性したもの、ブロック重合による変性をしたもの等のポリビニルアルコールの変性物を挙げることができる。上記特定の変性ポリビニルアルコールの好ましい例としては、特開平８−３３８９１３号公報に詳しく記載されている。
配向膜にポリビニルアルコール等の親水性ポリマーを使用する場合、硬膜度の観点から、含水率を制御することが好ましく、０．４％〜２．５％であることが好ましく、０．６％〜１．６％であることが更に好ましい。含水率は、市販のカールフィッシャー法の水分率測定器で測定することができる。
なお、配向膜は、１０ミクロン以下の膜厚であるのが好ましい。
【００６５】
（高分子フイルムからなる光学異方性層）
上記した様に、前記光学異方性層は、高分子フイルムから形成してもよい。高分子フイルムは、光学異方性を発現し得る高分子から形成する。そのような高分子の例には、ポリオレフィン（例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー）、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルおよびセルロースエステル（例、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート）が含まれる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
【００６６】
高分子フイルムの光学異方性は、延伸により得ることが好ましい。延伸は一軸延伸、二軸延伸又はそれらの組み合わせであることが好ましい。具体的には、２つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸延伸、または高分子フイルムの両サイドを掴んで幅方向に延伸するテンター延伸、これらを組み合わせての二軸延伸が好ましい。なお、二枚以上の高分子フイルムを用いて、二枚以上のフイルム全体の光学的性質が前記の条件を満足してもよい。高分子フイルムは、複屈折のムラを少なくするためにソルベントキャスト法により製造することが好ましい。高分子フイルムの厚さは、２０〜５００μｍであることが好ましく、４０〜１００μｍであることが最も好ましい。
【００６７】
また、光学異方性層を形成する高分子フイルムとして、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドポリエステルイミド、およびポリアリールエーテルケトン、からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリマー材料を用い、これを溶媒に溶解した溶液を基材に塗布し、溶媒を乾燥させてフイルム化する方法も好ましく用いることができる。この際、上記高分子フイルムと基材とを延伸して光学異方性を発現させて光学異方性層として用いる手法も好ましく用いることができ、本発明のセルロースアシレートフイルムは上記基材として好ましく用いることができる。また、上記高分子フイルムを別の基材の上で作製しておき、高分子フイルムを基材から剥離させたのちに本発明のセルロースアシレートフイルムと貼合し、あわせて光学異方性層として用いることも好ましい。この手法では高分子フイルムの厚さを薄くすることができ、５０μｍ以下であることが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましい。
【００６８】
（脂環式構造含有重合体樹脂）
前記高分子フイルムは、脂環式構造含有重合体樹脂を含有しているのが好ましい。脂環式構造含有重合体樹脂は、重合体の繰り返し単位中に脂環式構造を含有するものであり、脂環式構造は主鎖及び側鎖のいずれにあってもよい。脂環式構造としては、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造などが挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個である。脂環式構造を構成する炭素原子数がこの範囲にあると、耐熱性及び柔軟性に優れた保護層が得られる。脂環式構造を有する繰り返し単位の脂環式構造含有重合体樹脂中の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造含有重合体樹脂における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は使用目的に応じて適宜選択される。
【００６９】
脂環式構造含有重合体樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィンの重合体、（３）環状共役ジエンの重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及び（１）〜（４）の水素化物などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体水素化物、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素化物などが好ましい。
【００７０】
ノルボルネン系重合体は、ノルボルネン及びその誘導体、テトラシクロドデセン及びその誘導体、ジシクロペンタジエン及びその誘導体、メタノテトラヒドロフルオレンおよびその誘導体などのノルボルネン系モノマーの主成分とするモノマーの重合体であり、具体的には、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体、などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が最も好ましい。ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィンの重合体又は環状共役ジエンの重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液（重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液）のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンまたはポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常５，０００〜５００，０００、好ましくは８，０００〜２００，０００、より好ましくは１０，０００〜１００，０００の範囲であるときに、光学フイルムの機械的強度、及び成形加工性とが高度にバランスされて好適である。ビニル脂環式炭化水素重合体は、ビニルシクロアルカン又はビニルシクロアルケン由来の繰り返し単位を有する重合体であり、例えば、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどの、ビニル基を有するシクロアルカンやビニル基を有するシクロアルケン、すなわちビニル脂環式炭化水素化合物の重合体及びその水素化物；スチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族炭化水素化合物の重合体の芳香環部分の水素化物；などを用いることができる。ビニル脂環式炭化水素重合体は、ビニル脂環式炭化水素化合物やビニル芳香族炭化水素化合物と、これらの単量体と共重合可能な他の単量体とのランダム共重合体、ブロック共重合体などの共重合体及びその水素化物であってもよい。ブロック共重合体としては、ジブロック、トリブロック、またはそれ以上のマルチブロックや傾斜ブロック共重合体などが挙げられるが、特に制限はない。ビニル脂環式炭化水素重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液（重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液）のゲル・パーミエーション・クロマトグラフ法で測定したポリイソプレンまたはポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは１５，０００〜２５０，０００、より好ましくは２０，０００〜２００，０００の範囲であるときに、成形体の機械的強度及び成形加工性とが高度にバランスされて好適である。
【００７１】
前記光学異方性層の主成分である高分子の、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常、８０℃以上であるのが好ましく、１００℃〜２５０℃であるのがより好ましく、１２０℃〜２００℃であるのがさらに好ましい。この範囲において、耐熱性と成形加工性とが高度にバランスされ好適である。
【００７２】
上記の樹脂を成形して、本発明の光学フイルムを作製してもよい。光学フイルムの成形方法としては、例えば、加熱溶融成形法や溶液流延法を利用することができる。加熱溶融成形法は、さらに詳細に、押し出し成形法、プレス成形法、インフレーション成形法、射出成形法、ブロー成形法、延伸成形法などに分類できるが、これらの方法の中でも、機械的強度、表面精度等に優れたフイルムを得るためには、押出成形法、インフレーション成形法、及びプレス成形法が好ましく、押出成形法が最も好ましい。成形条件は、使用目的や成形方法により適宜選択されるが、加熱溶融成形法による場合は、シリンダー温度が、通常、１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃の範囲で適宜設定される。樹脂温度が過度に低いと流動性が悪化し、フイルムにヒケやひずみを生じ、樹脂温度が過度に高いと樹脂の熱分解によるボイドやシルバーストリークが発生したり、フイルムが黄変するなどの成形不良が発生するおそれがある。
【００７３】
本発明において、前記光学異方性層は、面内光学異方性を有するのが好ましい。前記光学異方性層の、面内レターデーションＲｅは３〜３００ｎｍであるのが好ましく、５〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。前記光学異方性層の厚さ方向のレターデーションＲｔｈについては、２０〜４００ｎｍであるのが好ましく、５０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。また、前記光学異方性層の厚さは、０．１〜２０ミクロンであることが好ましく、０．５〜１５ミクロンであることがさらに好ましく、１〜１０ミクロンであることが最も好ましい。
【００７４】
（その他の機能層）
本発明の光学フイルムは、用途に応じて、前記光学異方性層以外の機能層を有していてもよい。例えば、前記光学異方性層の表面に光拡散層を積層した光学フイルムは、光学補償能のみならず、光拡散能を有し、液晶表示装置に用いた場合に、表示特性の方向依存性をより軽減することができる。
また、本発明の光学フイルムは、偏光膜と一体化した状態で液晶表示装置に組み込んでもよい。例えば、前記光学異方性層が、液晶性分子の配向を固定して形成された層である場合は、偏光膜又は偏光膜を保護する保護膜を支持体として、前記光学異方性層を形成してもよい。また、前記光学異方性層が、高分子フイルムである場合は、前記光学異方性層が、偏光膜の保護膜を兼ねていてもよい。かかる一体型の構成にすると、液晶表示装置の薄型化に寄与する。
【００７５】
［偏光板］
本発明では、偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板を用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフイルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。なお、液晶セル側に配置される保護膜は、上記した様に、本発明の光学フイルムであってもよい。
【００７６】
（保護膜）
本発明に使用可能な偏光板は、偏光膜の両面に一対の保護膜（保護フイルムともいう）を積層したものであってもよい。保護膜の種類は特に限定されず、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を用いることができる。上記した様に、本発明の光学フイルムとしての光学特性を満足するセルロースアシレートフイルムを保護膜として用いることもできる。
【００７７】
保護膜は、通常、ロール形態で供給され、長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。ここで、保護膜の配向軸（遅相軸）は何れの方向であってもよく、操作上の簡便性から、保護膜の配向軸は、長手方向に平行であることが好ましい。
【００７８】
透明保護膜のレターデーションは低いことが好ましく、偏光膜の透過軸と透明保護膜の配向軸が平行でない態様では、特に透明保護膜のレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と透明保護膜の配向軸（遅相軸）が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変化し、好ましくないとされている。レターデーションの低い高分子フイルムとしては、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）のようなポリオレフィン類が好ましく用いられる。その他、例えば特開平８−１１０４０２号公報又は特開平１１−２９３１１６号公報に記載されているような非複屈折性光学樹脂材料が挙げられる。本態様において、支持体と、該支持体上に液晶性化合物からなる光学異方性層とからなる積層体を、光補償層として利用する場合は、保護膜が光学異方性層の支持体を兼ねていてもよい。
【００７９】
保護膜と偏光膜とを貼り合す際には、少なくとも一方の保護膜（液晶表示装置に組み込まれる際に液晶セルに近い側に配置される保護膜）の遅相軸（配向軸）と、前記偏光膜の吸収軸（延伸軸）とが交差する様に、保護膜と偏光膜とを積層するのが好ましい。具体的には、偏光膜の吸収軸と前記保護膜の遅相軸との角度は、好ましくは１０°〜９０°、より好ましくは２０°〜７０゜、更に好ましくは４０°〜５０゜、特に好ましくは４３〜４７゜である。他方の保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸の角度については、特に限定されず、偏光板の目的に応じて適宜設定できるが、上記範囲であるのが好ましく、一対の保護膜の遅相軸が一致しているのが好ましい。
【００８０】
なお、保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸が互いに平行であると、偏光板の寸法変化やカール防止といった偏光板の機械的安定性を向上させることができる。偏光膜及び一対の保護膜の合計３つのフイルムの少なくとも２つの軸、一方の保護膜の遅相軸と偏光膜吸収軸、あるいは２枚の保護フイルムの遅相軸などが実質的に平行であれば同じ効果が得られる。
【００８１】
《接着剤》
偏光膜と保護膜との接着剤は特に限定されないが、ＰＶＡ系樹脂（アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性ＰＶＡを含む）やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもＰＶＡ系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に０．０１〜１０ミクロンが好ましく、０．０５〜５ミクロンが特に好ましい。
【００８２】
《偏光膜と透明保護膜の一貫製造工程》
本発明に使用可能な偏光板は、偏光膜用フイルムを延伸後、収縮させ揮発分率を低下させる乾燥工程を有するが、乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に透明保護膜を貼り合わせた後、後加熱工程を有することが好ましい。前記透明保護膜が、光学フイルムとして機能する光学異方性層の支持体を兼ねている態様では、片面に透明保護膜、反対側に光学異方性層を有する透明支持体を貼り合わせた後、後加熱するのが好ましい。具体的な貼り付け方法として、フイルムの乾燥工程中、両端を保持した状態で接着剤を用いて偏光膜に透明保護膜を貼り付け、その後両端を耳きりする、もしくは乾燥後、両端保持部から偏光膜用フイルムを解除し、フイルム両端を耳きりした後、透明保護膜を貼り付けるなどの方法がある。耳きりの方法としては、刃物などのカッターで切る方法、レーザーを用いる方法など、一般的な技術を用いることができる。貼り合わせた後に、接着剤を乾燥させるため、及び偏光性能を良化させるために、加熱することが好ましい。加熱の条件としては、接着剤により異なるが、水系の場合は、３０℃以上が好ましく、さらに好ましくは４０℃〜１００℃、さらに好ましくは５０℃〜９０℃である。これらの工程は一貫のラインで製造されることが、性能上及び生産効率上更に好ましい。
【００８３】
《偏光板の性能》
本発明に関連する透明保護膜、偏光子、透明支持体からなる偏光板の光学的性質及び耐久性（短期、長期での保存性）は、市販のスーパーハイコントラスト品（例えば、株式会社サンリッツ社製ＨＬＣ２−５６１８等）同等以上の性能を有することが好ましい。具体的には、可視光透過率が４２．５％以上で、偏光度｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２≧０．９９９５（但し、Ｔｐは平行透過率、Ｔｃは直交透過率）であり、６０℃、湿度９０％ＲＨ雰囲気下に５００時間及び８０℃、ドライ雰囲気下に５００時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて３％以下、更には１％以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて１％以下、更には０．１％以下であることが好ましい。
【実施例】
【００８４】
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。
【００８５】
［実施例１］
図１に示した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、効果の確認を行った。光学計算には、シンテック社製のＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｖｅｒ６．０８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。液晶セル用の液晶材料は、ＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のZLI-4792を用いた。液晶セルの配向は、プレチルト角３度でパラレル配向の水平配向とし、基板のセルギャップを３．０ミクロンとし、正の誘電率異方性を有する液晶材料で液晶のレターデーション（即ち、記液晶層の厚さｄ（ミクロン）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄ）を３００ｎｍとした。偏光膜にはＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のG1220DUを用いた。液晶に印加する電圧は白表示時における電圧を１．０Ｖ、黒表示時における電圧を５．３Ｖとした。光学フイルム（図１中、５及び９）は、黒表示時における液晶層のリターデーションを斜め方向でも光学補償可能なように、傾斜角の実効的なプロファイルが液晶層と対応するように、オーダーパラメータが変化しているものを使用した。具体的には、光学フイルムの液晶セルに近い側でのオーダーパラメータを小さくし、液晶セルに遠い側でのオーダーパラメータを大きくするため、光学フイルムの両面のうち、液晶セルに近い側の面から遠い側の面に向かってオーダーパラメータが０〜０．８まで連続して変化するように定め、光学フイルムのΔｎがオーダーパラメータに比例するとしてオーダーパラメータに対応したΔｎになるよう厚さ方向（図１中ｚ軸方向）で変化するように設定した。光源にはＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒに付属のC光源を用いた。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。
【００８６】
［比較例１］
本発明の効果との比較のため、光学フイルムのオーダーパラメータを０．７で一定とし、それ以外は、実施例１と全く同じ構成の液晶表示装置について、光学特性をＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒにより計算した。
【００８７】
＜液晶表示装置の漏れ光及び色度の測定＞
これらの液晶表示装置に、白表示時における電圧および黒表示時における電圧を印加し、極角６０°で方位角０°、９０°、１８０°、２７０°視野角における白表示と黒表示の透過率の比、すなわちコントラスト値を求めた。なお、方位角０°は図１中ｙ軸の＋方向、方位角９０°は図１中ｘ軸の−方向、方位角１８０°は図１中ｙ軸の−方向、方位角２７０°は図１中ｘ軸の＋方向である。
結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
2006078539.tif 000009
【００８９】
表１に示した結果から、光学フイルムのオーダーパラメータを厚さ方向で変化させ実効的に光学フイルムの傾斜角プロファイルを制御した実施例１は、比較例１と比較して、いずれの方向においても、極角６０°における黒表示時のコントラスト値が高くなっていることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の液晶表示装置の構成例を説明する概略模式図である。
【図２】液晶表示装置における液晶の黒表示における液晶の傾斜角分布を示すグラフである。
【図３】本発明の液晶表示装置における光学フイルムの光学補償の原理を説明するために用いた概略図である。
【図４】従来の光学フイルムの光学補償の原理を説明するために用いた概略図である。
【図５】本発明の液晶表示装置における光学フイルムのオーダーパラメータの分布を説明するために用いた概略図である。
【符号の説明】
【００９１】
１        偏光膜
２        透過軸
１３      偏光膜用保護膜
１４    面内遅相軸
５        光学フイルム
５ａ      円盤状化合物の分子対称軸の偏光膜側の配向平均方向
６        基板
７        液晶性分子
８        基板
９        光学フイルム
９ａ      円盤状化合物の分子対称軸の偏光膜側の配向平均方向
１１３    偏光膜用保護膜
１１４    面内遅相軸
１０１    偏光膜
１０２    透過軸
【図１】
2006078539.tif 000010
【図２】
2006078539.tif 000011
【図３】
2006078539.tif 000012
【図４】
2006078539.tif 000013
【図５】
2006078539.tif 000014