(57)【要約】【課題】正面コントラストが高く、かつ、全方位において良好な視認性を有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持した液晶セル１０と、該液晶セルの視認側に配置された第１の偏光板２１と、該液晶セルと該第１の偏光板との間に配置され、第１の異方性光学素子３１と、該第１の異方性光学素子と該液晶セルとの間に配置された、第２の異方性光学素子４１とを備える液晶表示装置により、上記課題が解決される。該第１の異方性光学素子３１は、その面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１とした場合に、ｎｘ１≧ｎｙ１＞ｎｚを満足し、第２の異方性光学素子４１は、液晶性材料により形成され、かつ当該液晶性材料の配向方向が、異方性光学素子の厚み方向で連続的に変化している部分を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持した液晶セルと、
該液晶セルの視認側に配置された第１の偏光板と、
該液晶セルと該第１の偏光板との間に配置された第１の異方性光学素子と、
該第１の異方性光学素子と該液晶セルとの間に配置された、第２の異方性光学素子と、を備え、
該第１の異方性光学素子は、その面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１とした場合に、ｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１を満足し、該第２の異方性光学素子は、液晶性材料により形成され、かつ当該液晶性材料の配向方向が異方性光学素子の厚み方向で連続的に変化している部分を有する、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の偏光板、第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子が円偏光板を形成するように積層されている、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の異方性光学素子の正面レターデーションが２００〜３００ｎｍであり、かつ、前記第２の異方性光学素子の正面レターデーションが５０〜２００ｎｍである、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の異方性光学素子を形成する液晶性材料が、正の屈折率異方性を有する棒状液晶性化合物である、請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の異方性光学素子が、前記液晶セルの電圧印加状態における液晶セルの透明基板付近の液晶性分子の複屈折を補償するように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶セルの前記第１の偏光板を備えるのと反対側に、円偏光板を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶セルが、ＥＣＢモードの液晶セルである、請求項１〜６のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶セルの前記第１の偏光板を備えるのと反対側に、半透過反射板を備える、請求項１〜７のいずれか１項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、液晶セルの視認側に偏光板及び異方性光学素子を備える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の少なくとも一方に偏光板を有する構成が一般的であり、液晶セルへの電圧の印加によって、液晶セル中の液晶分子の配向状態が変化し、それに伴って液晶セルを透過する光の偏光状態が変換することを利用して、ピクセル毎の明暗を調整し、文字や画像を表示している。このような液晶セルによる偏光状態の変換は、液晶分子の複屈折現象や旋光現象を利用するものである。
【０００３】
液晶セルにおける液晶の配向方式としては、例えばＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式等が広く採用されている。一方、液晶の複屈折現象を用い、電界効果複屈折方式とも称されるＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式は、液晶セルの形成おいて、特殊な製造な工程を必要としないことから、その製造が容易であり、安価であるという長所を有している。
【０００４】
特に、バックライト等の光源を利用する透過モードと、外光を利用する反射モードを併用する半透過ＥＣＢモードは、屋外等の外光存在下においても表示の視認性が良好であることから、携帯電話等のモバイル用途で広く用いられている。このような、半透過モードの液晶表示装置においては、透過モードと反射モードの視差を小さくする観点から、液晶セルへ入射する光を円偏光とする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
一方、ＥＣＢモードにおいては、他のモードの液晶表示装置に比して正面コントラストが低い点や、視野角が小さい（斜め方向からの視認性が低い）という短所がある。かかる短所を克服する観点からは、液晶セルと偏光板の間に光学補償フィルムを有する液晶パネルを用いたものが一般的に採用されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ９９／４０４８０号国際公開パンフレット
【特許文献２】特開２００２−０３１７１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の補償方式を用いた半透過ＥＣＢモードの液晶表示装置においては、依然正面コントラストや視野角特性が十分とはいえなかった。そのため、かかる特性が改善され、正面コントラストが高く、かつ、全方位において良好な視認性を有する液晶表示装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、鋭意検討の結果、所定の光学補償方式を採用することにより、上記課題を解決し得ることを見出し本発明に至った。すなわち、本発明は、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持した液晶セルと、該液晶セルの視認側に配置された第１の偏光板と、該液晶セルと該第１の偏光板との間に配置された第１の異方性光学素子と、該第１の異方性光学素子と該液晶セルとの間に配置された、第２の異方性光学素子と、を備える液晶表示装置に関する。本発明の液晶表示装置においては、前記第１の異方性光学素子は、その面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１とした場合に、ｎｘ１＞ｎｙ１≧ｎｚ１を満足する。また、前記第２の異方性光学素子は、液晶性材料により形成され、かつ当該液晶性材料の配向方向が異方性光学素子の厚み方向で連続的に変化している部分を有する。
【０００９】
また、本発明の液晶表示装置の好ましい実施形態においては、前記第１の偏光板、第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子が円偏光板を形成するように積層されている。また、かかる実施形態においては、前記第１の異方性光学素子の正面レターデーションが２００〜３００ｎｍであり、かつ、前記第２の異方性光学素子の正面レターデーションが５０〜２００ｎｍであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の液晶表示装置の好ましい実施形態においては、前記第２の異方性光学素子が、前記液晶セルの電圧印加状態における液晶セルの透明基板付近の液晶性分子の複屈折を補償するように配置されている。
【００１１】
また、本発明の液晶表示装置の一実施形態においては、前記液晶セルの前記第１の偏光板を備えるのと反対側に、円偏光板を有する。
【００１２】
本発明の液晶表示装置においては、前記第２の異方性光学素子を形成する液晶性材料が、正の屈折率異方性を有する棒状液晶性化合物であることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の液晶表示装置の一実施形態においては、前記液晶セルが、ＥＣＢモードの液晶セルである。さらに、本発明の一実施形態として、前記液晶セルの前記第１の偏光板を備えるのと反対側に、半透過反射板を備える半透過型の液晶表示装置が挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液晶セルの視認側に、液晶性材料により形成され、かつ当該液晶性材料の配向方向が、厚み方向で連続的に変化している部分を有する異方性光学素子（所謂Ｏプレート）を有するため、特に液晶セルに電圧が印加された状態における液晶層の液晶分子の複屈折が補償される。そのため、正面及び斜め方向における表示特性が改善され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［液晶パネルの構成概要］
図１に、本発明の液晶表示装置における液晶パネルの概略断面図を示す。液晶セル１０は、電極を備える一対の透明基板（第１の基板１１、及び第２の基板１２）の間に液晶層１３を狭持した構造を有する。液晶表示装置は、液晶セル１０の視認側に、第１の偏光板２１を備える。液晶セル１０と第１の偏光板２１との間には、第１の異方性光学素子３１を有し、第１の異方性光学素子３１と液晶セル１０との間には、第２の異方性光学素子４１を備える。液晶セル１０の第１の偏光板２１を備えるのと反対側には、必要に応じて偏光板、異方性光学素子や、光源、若しくは反射板等の液晶パネルに光を供給する手段等（図示せず）を有することができる。
【００１６】
以下、液晶パネルを構成する、液晶セル、偏光板及び異方性光学素子について順次説明する。
【００１７】
［液晶セル］
図１を参照すると、上記液晶セル１０は、液晶層１３と、液晶層１３の視認側に配置された第１の基板１１と、反対側に配置された第２の基板１２とを有する。一方の基板（アクティブマトリクス基板）には、好ましくは、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的にはＴＦＴ）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線とが設けられる（いずれも図示せず）。他方の基板（カラーフィルター基板）には、カラーフィルター（図示せず）が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板に設けてもよい。あるいは、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、ＲＧＢの３色光源（さらに、多色の光源を含んでいてもよい）が用いられる場合や、ＥＣＢモードの液晶セルの複屈折の波長依存性を利用してカラー表示を行う液晶表示装置、あるいは白黒の液晶表示装置等の場合のカラーフィルターを省略することができる。また、２枚の基板の間隔（セルギャップ）は、スペーサー等によって制御できる。
【００１８】
上記第１の基板及び上記第２の基板としては、液晶層における液晶分子を所定の配列状態とする観点から、配向処理されたものが好適に用いられる。配向処理の手段は、基板の表面において、液晶分子を一定の配列状態にさせる処理であれば、任意の方法を採用し得るが、第１の基板及び第２の基板のそれぞれの液晶層１３側に配向膜が設けられ、かかる配向膜が配向処理されたものであることが好ましい。配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコール等の配向性の高分子を塗布した膜が好ましい。また、配向手段としては、配向膜をナイロンやポリエステル等の繊維で一方向に擦る「ラビング法」が好適に用いられる。配向処理方向は、例えば、配向処理としてラビング法が用いられる場合は、ラビング方向に略等しい。
【００１９】
上記液晶層は、特に制限されないが、本発明においては、液晶セルが電圧無印加状態、すなわち、液晶セルに電界が存在しない状態において、上記基板１１及び１２と略平行、すなわちホモジニアス配列であるものが好適に用いられる。電界効果複屈折方式とも称されるＥＣＢ方式の液晶セルにおいては、液晶層を形成する液晶分子として、誘電異方性が正のネマティック液晶が用いられ、電圧無印加状態においては前述の如く液晶分子がホモジニアス配列しており、他方、液晶セルに電圧が印加されると、液晶分子が電界に沿って配列するために、電圧印加の有無によって液晶セルを通過する光の偏光状態が異なり、明暗表示が得られる。
【００２０】
第１の基板１１の配向処理方向と第２の基板１２の配向処理方向とのなす角は制限されず、例えば両者を平行とすることができる。ここで、両者を平行とする場合、基板界面付近の液晶分子のダイレクタが同一の向きとなるようにすることもできるし、向きが反対、すなわち、反平行となるようにすることもできる。ＥＣＢモードの液晶セルにおいては、基板の配向方向が反平行のものが広く用いられているが、例えば特開平６−２７４６７号公報等に開示されているように、基板の配向方向を（反）平行以外の角度に配置したものも採用することもできる。
【００２１】
図２は、電圧無印加時及び電圧印加時における、ＥＣＢモードの液晶セルの概略断面を概念的に表す図である。図２（ａ）は電圧無印加時を表し、図２（ｂ）は電圧印加時を表す。上述のように、液晶層１３の液晶分子が正の誘電異方性を有する場合、電極間に電圧が印加されると、図２（ｂ）に示すように、液晶層１３の液晶分子は、第１の基板１１及び第２の基板１２の面と垂直方向に配列する。このような状態で、第２の基板１２の面から所定の偏光を入射させると、その偏光は、垂直配向している液晶分子の長軸の方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には複屈折が生じないため、入射光の偏光状態が変換されずに液晶セルの視認側に到達することとなる。例えば、液晶セルの第２の基板側と第１の基板にそれぞれ、偏光板がクロスニコルとなるように配置されている場合、この光は第１の基板側に配置された視認側の偏光板により吸収されることとなるため、黒（暗）表示が得られる。
【００２２】
一方、電圧無印加状態においては、図２（ａ）に示すように、液晶層１３の液晶分子は、第１の基板１１及び第２の基板１２の面と平行（ホモジニアス）に配列する。そのため、第２の基板１２の面から所定の偏光を入射させると、その偏光は、液晶分子による複屈折の影響を受け、その偏光状態が変換されるため、透光状態が得られる。また、印加する電圧の強さを変えることによって、液晶の配向を、両者の中間状態として、グレースケール（中間色）を得ることもできる。
【００２３】
ところで、図２（ｂ）に示すように、液晶セルに電圧を印加した場合、液晶セルの厚み方向の中央部に存在する液晶分子１３３、１３４は電界方向に沿って配列するのに対して、基板１１、１２の界面付近の液晶分子１３１、１３２、１３５、１３６は、基板の配向規制力を完全に超えることができないため、その配列は、電界方向に完全に沿うことができない。この影響は、基板界面に近いほど大きいため、結果として、基板の界面方向の液晶分子の配列方向は、液晶セルの厚み方向に沿って漸次変化した状態となる。
【００２４】
このような、基板界面付近の液晶分子の配列状態のために、液晶セルに電圧が印加された状態であっても、入射光は液晶セルの複屈折よってその偏光状態が変換されることとなり、結果として黒表示における光漏れが生じる。本発明においては、この光漏れを抑制する観点から、後述するように異方性光学素子が用いられる。
【００２５】
［偏光板］
本願明細書並びに特許請求の範囲において「偏光板」とは、自然光や偏光から任意の偏光に変換し得る素子をいう。本発明に用いられる偏光板は、特に制限はないが、好ましくは、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものである。このような偏光板は、入射する光を直交する２つの偏光成分に分けたとき、そのうちの一方の偏光成分を透過させる機能を有し、且つ、他方の偏光成分を、吸収、反射、及び散乱させる機能から選ばれる少なくとも１つの機能を有する。
【００２６】
上記偏光板の波長４４０ｎｍの透過率（単体透過率ともいう）は、４１％以上であることが好ましくは、４３％以上であることがより好ましい。なお、単体透過率の理論的な上限は５０％である。また、偏光度は、好ましくは９９．８〜１００％であり、更に好ましくは、９９．９〜１００％である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラストをより一層高くすることができる。
【００２７】
上記単体透過率及び偏光度は、分光光度計を用いて測定することができる。上記偏光度の具体的な測定方法としては、上記偏光板の平行透過率（Ｈ０）及び直交透過率（Ｈ９０）を測定し、式：偏光度（％）＝１００×｛（Ｈ０−Ｈ９０）／（Ｈ０＋Ｈ９０）｝１／２より求めることができる。上記平行透過率（Ｈ０）は、同じ偏光板２枚を互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層偏光板の透過率の値である。また、上記直交透過率（Ｈ９０）は、同じ偏光板２枚を互いの吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層偏光板の透過率の値である。なお、これらの透過率は、ＪｌＳＺ８７０１−１９８２の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値である。
【００２８】
（偏光子）
本発明に用いられる第１の偏光板２１としては、目的に応じて任意の適切な偏光板が用いられる。例えば、偏光板を構成する偏光子として、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。また、米国特許５，５２３，８６３号等に開示されている二色性物質と液晶性化合物とを含む液晶性組成物を一定方向に配向させたゲスト・ホストタイプのＯ型偏光子、米国特許６，０４９，４２８号等に開示されているリオトロピック液晶を一定方向に配向させたＥ型偏光子等も用いることができる。このような偏光子の中でも、高い偏光度を有するという観点から、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムによる偏光子が好適に用いられる。  
【００２９】
（保護フィルム）
偏光子は、その傷付きや二色性物質の昇華等による光学特性の低下を防止する観点から、その片面又は両面に保護フィルムとしての透明フィルムを備えることが好ましい。このような透明保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性等に優れ、歪によって光学的なムラの生じにくいものが好ましく用いられる。上記フィルムとしては、高分子フィルムが好ましく用いられる。
【００３０】
かかる透明保護フィルムとしては、偏光状態を実質的に変換しないものが好ましく、かかる観点からは光学等方性フィルムが好ましい。このような光学等方性フィルムを構成する材料としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。また、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂又は紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。光学等方性フィルム中には、任意の適切な添加剤が１種類以上含まれていてもよい。
【００３１】
また、光学等方性フィルムを用いる代わりに、後述する異方性光学素子を偏光子の保護フィルムとして用いることで、異方性光学素子としての機能を兼ね備えた偏光子保護フィルムとすることができ、液晶表示装置の薄型化やコストダウンに寄与し得る。
【００３２】
（偏光子と等方性光学素子の積層）
偏光子と透明保護フィルムの積層方法は特に限定されないが、接着剤を介して積層することが好ましい。かかる接着剤としては、例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム系、合成ゴム等のゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、偏光子と光学等方性フィルムとの積層には水性接着剤が好ましく用いられる。中でも、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とするものが好適に用いられる。
【００３３】
接着剤の塗布は、乾燥後の接着剤層の厚みが１０〜３００ｎｍ程度になるように行なうのが好ましい。接着剤層の厚みは、均一な面内厚みを得ることと、十分な接着力を得る点から、１０〜２００ｎｍであることがより好ましく、２０〜１５０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００３４】
［第１の異方性光学素子］
図１を参照すると、第１の異方性光学素子３１は、液晶セルの視認側に配置された第１の偏光板２１と、第２の異方性光学素子４１との側に配置される。
【００３５】
本発明の液晶表示装置に用いられる第１の異方性光学素子３１は、その面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１とした場合に、ｎｘ１≧ｎｙ１＞ｎｚ１を満足する。ここで、異方性光学素子が、ｎｘ１＞ｎｙ１＝ｎｚ１を満足する場合を「ポジティブＡプレート」、ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１を満足する場合を「二軸プレート」と称する場合があるが、本発明の液晶表示装置においては、特に、ポジティブＡプレートを用いることが好ましい。また、本発明の一実施形態においては、第１の異方性光学素子は、波長の略１／２のレターデーションを有することが好ましい。なお、レターデーションの好ましい範囲や理由等については後に詳述する。
【００３６】
かかる第１の異方性光学素子の厚みは、通常、０．５μｍ〜１００μｍである。第１の異方性光学素子の波長５９０ｎｍにおける光線透過率は、好ましくは８５％以上であり、より好ましくは９０％以上である。
【００３７】
第１の異方性光学素子の材料や製造方法等は、上記の光学特性を満足するものであれば、特に制限されず、高分子フィルムを延伸したものや、液晶性化合物を配向させたもの等、公知のものを用い得る。また、第１の異方性光学素子は、単層のフィルムであってもよく、２層以上の積層体であってもよい。好ましくは、第１の異方性光学素子は、単層のフィルムである。偏光板等の収縮応力や光源からの熱等によるレターデーションのズレやムラを低減し、且つ、液晶表示装置を薄くすることができるからである。第１の異方性光学素子が積層体である場合には、２枚以上の位相差フィルムを貼着するための粘着剤層や接着剤層を含んでも良い。積層体が２枚以上の位相差フィルムを含む場合には、これらの位相差フィルムは、同一であっても異なっていても良い。
【００３８】
［第２の異方性光学素子］
図１を参照すると、第２の異方性光学素子４１は、液晶セル１０の視認側の第１の基板１１と、第１の異方性光学素子３１との間に配置される。
【００３９】
本発明の液晶表示装置に用いられる第２の異方性光学素子４１は、液晶性材料により形成され、かつ当該液晶性材料の配向方向が、異方性光学素子の厚み方向で連続的に変化している部分を有するものである、このような異方性光学素子は、一般に「Ｏプレート」と称される。より具体的には、ハイブリッド配列に配向させた液晶性化合物の固化層又は硬化層である。「ハイブリッド配列」とは、液晶性化合物の配向傾斜角度（チルト角）が、厚み方向で連続的又は間欠的に、増加又は減少しているものをいい、図３に模式的に示すように、一方の界面におけるチルト角（θ１）と他方の界面におけるチルト角（θ２）とが異なるものである。ここで、チルト角とは、隣接する層面と棒状液晶性化合物分子とのなす角度を表し、当該分子が面内に平行に配列されている場合を０°とする。
【００４０】
第２の異方性光学素子を形成する液晶性材料としては、棒状液晶性化合物等に代表される、正の屈折率異方性を有するものと、ディスコティック液晶化合物等に代表される負の複屈折を有する化合物が挙げられる。本発明においては、そのいずれをも用いることができるが、ＥＣＢモードの液晶セルの光学補償を適切に行い、正面コントラストや視野角特性を向上する観点からは、正の屈折率異方性を有するものを好適に用いることができる。
【００４１】
本願明細書並びに特許請求の範囲において「棒状液晶性化合物」とは、分子構造中にメソゲン基を有し、該メソゲン基の長軸方向の屈折率が、短軸方向に比べて大きいものであり、加熱、冷却等の温度変化によるか、又はある量の溶媒の作用により、液晶相を示す化合物をいう。「固化層」は、軟化、溶融又は溶液状態の液晶性組成物を冷却して固まった状態のものをいい、「硬化層」は、液晶性組成物の一部又は全部が、熱、触媒、光及び／又は放射線により架橋されて、不溶不融又は難溶難融の状態となったものをいう。
【００４２】
上記棒状液晶性化合物としては、任意の適切なものを選択し得るが、室温では結晶又はガラス状態を示し、高温にするとネマティック液晶相を発現するものを好適に用いることができる。上記棒状液晶性化合物は、成膜前は液晶相を示すが、成膜後は、例えば、架橋反応によって網目構造を形成し、液晶相を示さなくなるものであってもよい。上記のような性質の棒状液晶性化合物を用いることで、例えば、液晶相を示す状態で、ハイブリッド配列を形成した後に、冷却ないし架橋することによって、その配列状態を固定することができる。
【００４３】
上記メソゲン基は、液晶相を形成するための構造部分であり、通常、環構造単位を含む。上記メソゲン基の具体例としては、ビフェニル基、フェニルベンゾエート基、フェニルシクロヘキサン基、アゾキシベンゼン基、アゾメチン基、アゾベンゼン基、フェニルピリミジン基，ジフェニルアセチレン基、ジフェニルベンゾエート基、ビシクロヘキサン基、シクロヘキシルベンゼン基、ターフェニル基等が挙げられる。なお、これらの環構造単位の末端は、例えば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。中でも、メソゲン基として、ビフェニル基、フェニルベンゾエート基を有するものが好ましく用いられる。
【００４４】
上記棒状液晶性化合物は、メソゲン基を主鎖及び／又は側鎖に有する高分子物質（高分子液晶）であっても良いし、分子構造の一部分にメソゲン基を有する低分子物質（低分子液晶）であっても良い。高分子液晶は、液晶状態から冷却することで分子の配向状態を固定化できるため、生産性に優れる。一方、低分子液晶は、配向性が高く、透明性の高い位相差層を容易に得ることができる。
【００４５】
上記棒状液晶性化合物は、分子構造の一部分に少なくとも１つ以上の架橋性官能基を有するものが好ましい。架橋反応によって、機械的強度が増し、耐久性に優れた位相差層が得られるからである。上記架橋性官能基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられる。上記棒状液晶性化合物は、市販のものをそのまま用いることもできる。あるいは、市販又は合成された棒状液晶性化合物に、他の液晶性化合物や、重合開始剤やレベリング剤等の任意の添加剤を加えて、液晶性組成物として用いることもできる。
【００４６】
第２の異方性光学素子の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用し得るが、基材上に液晶性化合物を固化層、あるいは硬化層として配向させる方法を好適に用い得る。固化層、あるいは硬化層を形成するための基材は特に限定されないが、液晶性化合物を溶剤に溶解、あるいは分散させた塗布液として基材上に塗布する場合においては、基材として塗布液の溶媒に侵食されないものを好適に用いることができる。なお、前記第１の異方性光学素子や、偏光板の偏光子保護フィルム等が、液晶性化合物の固化層、あるいは硬化層を形成するための基材を兼ねていてもよい。このような場合、前記第１の異方性光学素子や、偏光板の偏光子保護フィルムには、液晶性化合物を配向させるために、配向処理を施したり、あるいは配向膜を有することもできる。
【００４７】
液晶性化合物の固化層あるいは硬化層を形成するための基材として、第１の異方性光学素子や、偏光板の偏光子保護フィルムを用いる際には、かかる基材はそのまま液晶表示装置に用いることができる。基材としてその他のフィルム等を用いる場合、かかる基材は液晶表示装置の形成の際にそのまま用いることもできるし、基材を除去して、液晶性化合物の固化層あるいは硬化層のみを第２の異方性光学素子として液晶表示装置に用いてもよい。基材を除去せずに液晶表示装置に用いる場合、かかる基材は透明性に優れるものが好ましい。この場合、適切に光学補償を行う観点から、基材は光学等方性であるものが好ましい。
【００４８】
本発明において、第２の異方性光学素子のチルト角は、用いる液晶セルの種類等に応じて適宜設計することができる。一方の界面におけるチルト角（θ１）と他方の界面におけるチルト角（θ２）とが異なっているが、両者の差（△θ＝θ２−θ１）は、好ましくは２０°〜９０°であり、より好ましくは４０°〜８５°であり、さらに好ましくは６０°〜８０°である。
【００４９】
また、界面における液晶性分子のチルト角のうちの小さい方（θ１）は、好ましくは０°〜１０°であり、より好ましくは０°〜５°である。一方、界面における液晶性分子のチルト角のうちの大きい方（θ２）は、好ましくは２０°〜９０°であり、より好ましくは４０°〜８５°であり、さらに好ましくは６０°〜８０°である。両界面におけるチルト角の平均として表される平均チルト角（θａｖｅ＝（θ１＋θ２）／２）は、好ましくは１０°〜４５°であり、より好ましくは１５°〜４２°であり、さらに好ましくは２０°〜４０°である。平均傾斜角度を上記の範囲とすることによって、液晶セルの光学補償をより適切に行うことができる。
【００５０】
なお、第２の異方性光学素子における液晶性化合物のチルト角は、下記式（Ｉ）及び（ＩＩ）に示すように、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｉｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．３８（１９９９年）Ｐ．７４８に記載のＷｉｔｔｅの式に、予め測定した液晶性化合物のｎｅ、ｎｏ、及びレターデーション（遅相軸と平行方向に、極角−４０°〜十４０°（法線方向を０°とする）に５°刻みで測定したそれぞれの値）を代入して求めることができる。ここで、θａｉｒは、異方性光学素子の一方の界面（例えば、空気界面）における液晶性化合物のチルト角を表し、θＡＬは他方の界面（例えば、基材又は配向膜）におけるチルト角を表す。ｄはハイブリッド配列に配向させた液晶性化合物の固化層又は硬化層の厚みを表す。ｎｅは棒状液晶性化合物の異常光屈折率を表し、ｎｏは棒状液晶性化合物の常光屈折率を表す。
【００５１】
【数１】
2009276618.tif 000003
【００５２】
第２の異方性光学素子としての液晶層の、波長５９０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８５％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。また、厚みは、通常、０．１μｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．５μｍ〜５μｍである。
【００５３】
［異方性光学素子のレターデーション値及び配置］
上記第１の異方性光学素子３１及び第２の異方性光学素子４１は、液晶セル１０と第１の偏光板２１との間に設けられる。第１の異方性光学素子及び第２の異方性光学素子のレターデーションや、配置角度は特に制限されないが、バックライト等の光源を利用する透過モードと、外光を利用する反射モードを併用する半透過モードの液晶表示装置においては、第１の偏光板、第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子が円偏光板を形成するように積層されていることが好ましい。
【００５４】
偏光板と異方性光学素子が円偏光板を形成するとは、偏光板と異方性光学素子の積層体に対して偏光板側から任意の偏光を入射させた場合に、異方性光学素子側から円偏光として射出されることを意味する。ここで、「円偏光」とは完全な円偏光のみならず、円偏光に近い、すなわち楕円率が１に近い楕円偏光も含み得る。また、円偏光及び楕円偏光は、右回りであるか左回りであるかを問わない。さらに、偏光状態としては、必ずしも完全偏光であることを要さず、一部偏光していない状態を含む部分偏光であってもよい。
【００５５】
一般に、このような偏光板と異方性光学素子の組合せとしては、異方性光学素子が波長の略１／４に相当する正面レターデーションを有しており、かつ、異方性光学素子の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向が４５°の角度をなすように形成されているものが挙げられる。このような実施形態としては、例えば、第１の異方性光学素子と第２の異方性光学素子の遅相軸方向が平行となるように配置されており、両者の正面レターデーションの合計が波長の略１／４（あるいは、１／４の奇数倍）であり、かつ、第１の異方性光学素子及び第２の異方性光学素子の遅相軸方向と、偏光板の吸収軸方向が４５°となるように積層されたものが挙げられる。
【００５６】
一方、本発明においては、第１の異方性光学素子の遅相軸方向と、第２の異方性光学素子の遅相軸方向と、第１の偏光板の吸収軸方向がいずれも平行とならないように積層して、これらが広帯域円偏光板を形成するように配置されていることが好ましい。前述のように、異方性光学素子の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向が４５°の角度をなすように積層された円偏光板においては、異方性光学素子の複屈折の波長分散の影響により、可視光のある波長領域においては、円偏光が得られるものの、他の波長領域においては、レターデーションが波長の１／４から乖離するために、このような波長では円偏光が得られ難いという問題がある。それに対して、広帯域円偏光板とすることによって、可視光の全領域において略円偏光が得られるために、良好な表示特性を得ることができる。
【００５７】
このような、２枚の異方性光学素子を用いて広帯域円偏光板を形成する方法としては、例えば、特開平５−１００１１４号公報、特開平１０−６８８１６号公報、特開平１１−１４９０１５号公報、特開２００６−１７１７１３号公報等に開示されているように、遅相軸が平行でも直交でもない角をなすように２枚の異方性光学素子を積層する手法を好適に用いることができる。
【００５８】
このような広帯域円偏光板を得るために、第１の偏光板の吸収軸方向と第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子の遅相軸のなす角は、各々の異方性光学素子のレターデーション値等に応じて適宜決定し得る。一例を挙げると、特開平５−１００１１４号公報に開示されているように、第１の偏光板の透過軸方向を基準（０°）にして、略１／２の正面レターデーションを有する第１の異方性光学素子の遅相軸方向の角度を（ψ１）、略１／４の正面レターデーションを有する第２の異方性光学素子の遅相軸方向の角度を（ψ２）とした場合に、ψ２＝２ψ１±４５°となるように配置することが好ましい。より具体的な例として、第１の偏光板の吸収軸方向と第１の異方性光学素子の遅相軸のなす角が時計回りに１５°となるように配置されている場合、第２の異方性光学素子は、その遅相軸方向が、第１の偏光板の吸収軸方向に対して、時計回りに７５°となるように配置することで、第１の偏光板から射出した直線偏光を、２枚の異方性光学素子によって、可視光の広帯域において円偏光に変換することができる。
【００５９】
かかる観点から、第１の異方性光学素子の正面レターデーションは波長の略１／２であることが好ましく、第２の異方性光学素子の正面レターデーションは波長の略１／４であることが好ましい。具体的には、第１の異方性光学素子の波長５９０ｎｍにおける正面レターデーションは２００〜３００ｎｍであることが好ましく、２５０〜３００ｎｍであることがより好ましい。また、第２の異方性光学素子の波長５９０ｎｍにおける正面レターデーションは５０〜２００ｎｍであることが好ましく、７０〜１６０ｎｍであることがより好ましい。
【００６０】
なお、上記第２の異方性光学素子のレターデーション値は、上述の如く広帯域円偏光板を形成する観点から略１／４波長であると同時に、前記液晶セルの電圧印加状態における液晶セルの透明基板付近の液晶性分子の複屈折を補償するように選択することが好ましい。例えば、図２（ｂ）に示したように、ＥＣＢモードの液晶セルに電圧を印加した場合、基板１１、１２の界面付近の液晶分子は、符号１３１、１３２、１３５、１３６で示したように傾斜配向しており、正面及び斜め方向において、光漏れの少ない黒表示を得るためには、これらの複屈折を光学的に補償するように、第２の異方性光学素子のレターデーション値を選択することが好ましい。
【００６１】
なお、前述の如く、第２の異方性光学素子は、一方の界面におけるチルト角（θ１）が、他方の界面におけるチルト角（θ２）より小さく、その表裏は光学的に等価ではない。本発明の液晶表示装置においては、第２の異方性光学素子２１のチルト角が小さい（θ１）側が、液晶セル１０側、第１の異方性光学素子３１側のいずれとなるように配置してもよいが、前述の如く、液晶セルの電圧印加状態における液晶セルの透明基板付近の液晶性分子の複屈折を補償するように配置することが好ましい。このような配置は液晶セルの種類等により適宜選択することができるが、液晶セルがＥＣＢモードである場合には、チルト角が小さい（θ１）側が液晶セル側、チルト角が大きい（θ２）側が第１の異方性光学素子側と対向するように配置することが好ましい。
【００６２】
本発明は、液晶性材料の配向方向が厚み方向で連続的に変化している部分を有する第２の異方性光学素子を液晶セルの視認側に配置することによって、半透過型の液晶表示装置の光学補償を適切に行い得るものである。すなわち、透過モードの場合は、液晶セルの視認側（第１の偏光板２１が配置されている側）の反対側に配置された光源からの光は、液晶セル１０と第２の異方性光学素子４１（及び第１の異方性光学素子３１、並びに第１の偏光板２１）を、それぞれ１回ずつ通過することとなる。一方、外光を利用する反射モードの場合は、外光は、液晶セル１０と第２の異方性光学素子４１（及び第１の異方性光学素子３１、並びに第１の偏光板２１）を、それぞれ２回ずつ通過することとなる。このように、本願の構成においては、透過モード、反射モードのいずれにおいても、液晶セルを通過する回数と第２の異方性光学素子を透過する回数が同一となるために、電圧印加時の液晶セルのレターデーション値と第２の異方性光学素子のレターデーションが実質的に等しくなるようにすることで、液晶セルの光学補償を好適に行うことができる。
【００６３】
なお、Ｏプレートは、厚み方向によって、液晶性分子の配向方向が異なるため、第２の異方性光学素子は全体として光軸を有さないが、液晶性化合物が正の屈折率異方性を有する場合は、液晶性化合物のダイレクタ方向を液晶セル面に投影した方向が、見かけ上の遅相軸方向と平行となり、液晶性化合物が負の屈折率異方性を有する場合は、液晶性化合物のダイレクタ方向を液晶セル面に投影した方向が、見かけ上の遅相軸方向と垂直となる。また、第２の異方性光学素子のレターデーション値は、厳密には厚み方向の各々の座標における面内屈折率を算出し、これを厚み方向に積分した値となるが、本発明においては、後述する実施例に示すように、市販の自動複屈折計等により得られた測定値を第２の異方性光学素子のレターデーション値として採用する。
【００６４】
第１の異方性光学素子の正面レターデーションは、面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ１、面内の進相軸方向の屈折率をｎｙ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１、厚みをｄとした場合に、（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄで表される。また、厚み方向レターデーションは、（ｎｘ１−ｎｚ１）×ｄで表される。第１の異方性光学素子がポジティブＡプレートである場合、厳密にはｎｙ＝ｎｚであるが、本発明においては、ｎｙとｎｚが厳密に同一である場合のみならず、実質的に同一である場合もｎｙ＝ｎｚに包含されるものとする。なお、両者が実質的に同一であるとは、一般には、Ｎｚ＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）で表されるＮｚ係数が１．２以下であるものを指し、Ｎｚ係数は好ましくは１．１以下、より好ましくは１．０５以下である。また、第１の異方性光学素子が二軸プレートである場合、Ｎｚ係数は、好ましくは１．１〜６．０であり、より好ましくは１．１〜４．０であり、さらに好ましくは１．２〜２．０である。
【００６５】
［液晶表示装置の形成］
液晶表示装置は、上記の液晶セル１０、第１の偏光板２１、第１の異方性光学素子３１、第２の異方性光学素子４１を用いて、任意の適切な方法で形成し得る。就中、液晶セル１０、第１の偏光板２１、第１の異方性光学素子３１、第２の異方性光学素子４１は、それぞれ接着剤層や粘着剤層等を介して積層することが好ましい。これらの積層に際しては、液晶セル上にその他の各層を順次積層する方法を採用することもできるが、ハンドリング性の観点からは、偏光板と、第１の異方性光学素子と、第２の異方性光学素子をこの順に積層した光学補償偏光板（円偏光板）を形成しておき、これを粘着剤等を介して液晶セルと積層する方法を好適に採用し得る。
【００６６】
本発明の液晶表示装置においては、前述の如く、第２の異方性光学素子が液晶セルの電圧印加状態における液晶セルの透明基板付近の液晶性分子の複屈折を補償するように選択することが好ましく、液晶セルと第２の異方性光学素子の配置角度が上記目的を達成するように選択されることが好ましい。このような目的を達成し得る角度関係は、用いる液晶セルの種類等によって異なるが、例えば、液晶セル１０の第１の基板１１と第２の基板１２の配向処理方向（ラビング方向）が平行、又は反平行である液晶セルを用いる場合は、液晶セルの配向処理方向と、第２の異方性光学素子のダイレクタ方向の液晶セル面への投影とが平行又は反平行となるように配置することが好ましい。ここで、平行とは完全に平行である場合のみならず、実質的に平行である場合も包含する。その角度は一般に０°±１０°の範囲であり、好ましくは０°±５°、より好ましくは０°±２°、さらに好ましくは０°±１°である。
【００６７】
一方、液晶セル１０の第１の基板１１と第２の基板１２の配向処理方向（ラビング方向）が所定の角度をなす場合は、いずれか一方の基板の配向処理方向と、第２の異方性光学素子のダイレクタ方向の液晶セル面への投影とが平行又は反平行となるように配置することが好ましい。また、液晶層１３の平均ダイレクタ方向の液晶セル面への投影方向と、第２の異方性光学素子のダイレクタ方向の液晶セル面への投影とが平行又は反平行となるように配置することも好ましい。
【００６８】
（粘着剤）
なお、各層を粘着剤を用いて積層する場合、かかる粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。
【００６９】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性等の点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。
【００７０】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤等の粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層等であってもよい。粘着層の厚さは、使用目的や接着力等に応じて適宜に決定できるが、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。
【００７１】
［その他の部材］
（楕円偏光板）
本発明の液晶表示装置においては、上記の液晶セル１０、第１の偏光板２１、第１の異方性光学素子３１、第２の異方性光学素子４１以外の光学層やその他の部材を含むこともできる。就中、図４に示すように、液晶セル１０の第１の偏光板２１を備えるのと反対側に、第２の偏光板２２を有することが好ましい。また、液晶層の光学補償等を行う観点からは、第２の偏光板２２と液晶セル１０との間に異方性光学素子を有することが好ましい。特に、半透過モードの液晶表示装置とする場合には、前記第２の偏光板と異方性光学素子を、これらの組合せが楕円偏光板として作用するように配置することが好ましい。
【００７２】
かかる楕円偏光板１０２としては、前記第１の偏光板、第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子の積層体としての視認側に配置された円偏光板１０１と同様のものを用いることもできる。また、液晶性材料の配向方向が厚み方向で連続的に変化している異方性光学素子を用いずに、ポリマーの延伸フィルム等からなる異方性光学素子（例えばＡプレートや二軸プレート）のみを用いた円偏光板を用いることも好ましい。特に前述の如く第２の異方性光学素子のレターデーションを、電圧印加時の液晶セルのレターデーション値と実質的に等しくなるように設定した場合においては、液晶層の光学補償を適切に行う観点から、液晶セルの視認側と反対側に配置される楕円偏光板１０２は、液晶性材料の配向方向が厚み方向で連続的に変化している異方性光学素子を含まないことが好ましい。
【００７３】
前記楕円偏光板１０２は広帯域円偏光板であることが好ましい。このような広帯域円偏光板としては、異方性光学素子として、特開２００１−１３７１１６号公報や、ＷＯ００／２６７０５号国際公開パンフレットに開示されているような、長波長ほど高いレターデーションを有る１／４波長板をその遅相軸方向が偏光板の吸収軸方向と４５°の角度をなすように配置したものや、特開平５−１００１１４号公報、特開平１０−６８８１６号公報、特開平１１−１４９０１５号公報、特開２００６−１７１７１３号公報等に開示されているように、遅相軸が平行でも直交でもない角をなすように２枚の異方性光学素子を偏光板と積層したものを好適に用いることができる。
【００７４】
なお、透過モードにおける正面方向の黒輝度を小さくして正面コントラストを高める観点からは、かかる楕円偏光板１０２は、楕円率が１に近い理想的な円偏光板であることが好ましいが、白輝度、すなわち液晶表示装置の明るさを高める観点においては、楕円率が１であることが必ずしも最適であるとはいえず、液晶セルの種類等により適宜変更し得る。その場合の楕円偏光板による波長５９０ｎｍにおける偏光の楕円率は、好ましくは０．５以上であり、より好ましくは０．７以上であり、さらに好ましくは０．８以上である。
【００７５】
（半透過反射板）
半透過型の液晶表示装置を形成するに際しては、図４に示すように、液晶表示装置の液晶セル１０の視認側とは反対側に半透過反射板６０を有することが好ましい。半透過反射板６０は、光源からの光を液晶セル側へ透過しつつ、視認側からの外光を視認側（液晶セル側）へ反射する目的で設けられる。なお、図４においては、半透過反射板を、液晶セル１０の直下に配置しているが、半透過反射板の配置場所は、図４に示した実施形態に限定されず、例えば、第２の偏光板２２と、光源ユニット２００との間に配置することもできる。また、液晶セル１０の第２の基板１２中に一体として設けることもできる。
【００７６】
半透過反射板は、ある反射率で反射し、残部を透過させるものであり、例えば、金属の蒸着膜や、ごく狭いスリット、あるいは穴を有する金属膜等を用いることができる。かかる金属膜は特に制限されず、アルミニウム、銀、金、クロム、白金等の金属やそれらを含む合金、酸化マグネシウム等の酸化物を用いることができる。また、半透過反射板として、所定の偏光を選択的に反射・透過する、所謂「輝度向上フィルム」を用いることができる。かかる輝度向上フィルムとしては、独国特許３８３６９５５号明細書に記載されているような蒸着多層膜や３Ｍ社製の商品名「Ｄ-ＢＥＦ」に代表されるような光学異方性層と等方性層の交互積層体等が挙げられる。また、また、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フィルムや、その配向液晶層をフィルム基材上に支持したもの等が使用できる。かかるコレステリック液晶を用いた輝度向上フィルムは、左右一方の円偏光を反射して、他の光は透過する特性を示すものであり、例えば、日東電工社製の商品名「ＰＣＦ３５０」、Ｍｅｒｃｋ社製の商品名「Ｔｒａｎｓｍａｘ」等が挙げられる。
【００７７】
（光源）
液晶表示装置が、透過型又は半透過型の液晶表示装置である場合には、図４に示すように、液晶セルの視認側とは反対側に光源としての光源ユニット２００を備えることが好ましい。なお、図４では、光源ユニットとして、直下方式が採用された場合を示しているが、これは例えば、サイドライト方式のものであってもよい。
【００７８】
光源ユニットとして直下方式が採用される場合、上記光源ユニット２００は、好ましくは、光源８１と、反射フィルム８２と、拡散板８３と、プリズムシート８４とを備える。また、図示していないが、輝度向上フィルムを有することも好ましい。サイドライト方式が採用される場合、好ましくは、光源ユニットは、上記の構成に加え、さらに導光板と、ライトリフレクターとを備えることが好ましい。なお、図４に例示した光学部材は、本発明の効果が得られる限りにおいて、液晶表示装置の照明方式等の設計に応じてその一部が省略され得るか、又は、他の光学部材に代替され得る。
【００７９】
（表面処理層）
また、液晶表示装置の視認側の表面、例えば、第１の偏光板２１の第１の異方性光学素子が配置されるのと反対側の面、あるいは、第２の偏光板の異方性光学素子配置されるのと反対側の面は、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層を設けることができる。表面処理層は、偏光板（実質的には偏光板の最表面の偏光子保護フィルム）を表面処理して設けることもできるし、偏光板とは別体のものとして設けることもできる。
【００８０】
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止等を目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系等の適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜等の形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００８１】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式等の適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子等の透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角等を拡大するための拡散層（視角拡大機能等）を兼ねるものであってもよい。
【００８２】
本発明の液晶表示装置は、前記したように、液晶セルの視認側に第１の偏光板と第１の光学異方性層と第２の異方性層を備えることで、液晶セルの複屈折が光学的に補償さるため、正面コントラストや視野角特性を高めることができる。本発明の液晶表示装置は、種々の用途に用い得るが、特に半透過ＥＣＢモードの液晶表示装置として、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、バックモニタ、カーナビゲーションシステム用モニタ、カーオーディオ等の車載用機器等、屋外で使用され得る中小型の液晶表示装置として好適に用いることができる。
【実施例】
【００８３】
本発明について、実施例及び比較例を用いて更に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、実施例で用いた測定値等は、以下の方法によって得られたものである。
【００８４】
［測定方法］
（厚み）
液晶硬化層の厚みは、薄膜用分光光度計［大塚電子（株）製  製品名「瞬間マルチ測光システム  ＭＣＰＤ−２０００」］を用いて測定した。
【００８５】
（レターデーション）
Ａｘｉｏｍｅｔｒｉｃ社製の製品名「Ａｘiｏｓｃａｎ」により、波長５９０ｎｍのレターデーションを測定した。なお、測定に際しては、基材による複屈折の影響を排除するために、液晶硬化層を基材から剥離して、粘着剤を用いてガラス板上に転写した上で測定を行った。
【００８６】
（棒状液晶性化合物の、界面のチルト角）
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ、  ｖｏｌ．３８（１９９９年）、Ｐ．７４８に記載のＷｉｔｔｅの式に、ｎｅ、ｎｏ、及びレターデーション（遅相軸と平行に、極角−４０°〜十４０°（法線方向を０°とする）に５°刻みで測定したそれぞれの値）を代入して求めた。
【００８７】
（コントラスト）
２３℃の暗室でバックライトを点灯させてから３０分経過した後、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ  ＧｍｂＨ社製の商品名「コノスコープ」を用いて測定した。なお、液晶表示装置の画面左右方向の右側（右方位）を方位角０°、反時計回りを正とし、画面の法線方向を極角０°とした。
【００８８】
［製造例１］
（Ｏプレートの形成）
下記式（ＩＩ）で表される高分子液晶（重量平均分子量：５，０００）２０重量部と、重合性液晶性化合物［ＢＳＡＦ社製、商品名「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ  ＬＣ２４２」（ｎｅ＝１．６５４、ｎｏ＝１．５２３）］８０重量部とを、２３３重量部のシクロペンタノンに溶解して固形分濃度３０重量％の溶液を調製した。この溶液に、０．３重量部の表面調製剤［ビック・ケミー社製  商品名「ＢＹＫ３７５」］を加え、さらに７重量部の重合開始剤［チバ・スペシャリティー・ケミカルズ製  商品名「イルガキュア９０７」］を加えた。この溶液に、１９６重量部のシクロペンタノンを加え、固形分濃度２０重量％の液晶性組成物溶液を調製した。
なお、下記式（ＩＩ）における「６５」及び「３５」の数値は、共重合比が６５：３５であることを表している。
【００８９】
【化１】
2009276618.tif 000004
【００９０】
ポリエチレンテレフタレートフィルム［東レ社製  商品名「ＲＣ０６」、厚み７５μｍ］を、レーヨンのラビング布［吉川加工社製  商品名「ＹＡ１８１Ｒ」］を用いてラビング処理して配向基材とした。該配向基材のラビング処理表面に、ワイヤーバーを用いて前記液晶性組成物溶液を均一に塗布し、塗布層を形成した。
【００９１】
このようにして基材上に形成された前記塗布層を、配向基材とともに８０℃の空気循環式恒温オーブンで２分間乾燥させ、傾斜配向した固化層を形成した。得られた固化層の表面に、コンベア式紫外線照射装置を用いて、室温（２５℃）にて波長３６５ｎｍにおける照射光量が５００ｍＪ/ｃｍ２となるように空気雰囲気下で紫外線を照射し、傾斜配向した液晶硬化層を形成した。
【００９２】
このようにして、基材と液晶硬化層とを備えるＯプレートを作製した。液晶硬化層を基材から剥離して物性を測定したところ、平均チルト角は３８°、正面レターデーションは９０ｎｍであった。また、Ｏプレートのチルト角は、空気界面側のチルト角が基材界面側のチルト角よりも大きく、厚み方向に連続的に変化していた。
【００９３】
上記の基材と液晶硬化層とを備えるＯプレートの配向基材を除去しながら、厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルム［コニカミノルタ社製  商品名「ＫＣ４ＵＹＷ」］上に、アクリル系粘着剤（厚み：２０μｍ）を介して転写をおこなった。このようにして、トリアセチルセルロースフィルム上に、液晶硬化層が形成されたＯプレートを「Ｏプレート１」とする。
【００９４】
（偏光板）
偏光子の両面に正面レターデーションを実質的に有さないアクリル系の透明フィルムが積層された偏光板［日東電工社製  商品名「ＮＰＦ−Ｌ−ＣＡＴ１４６５ＣＵ」］をそのまま用いた。
【００９５】
（Ａプレート）
一軸延伸されてなり、波長５９０ｎｍにおける位相差が２６０ｎｍであり、Ｎｚ係数が１であるノルボルネン系樹脂フィルム［オプテス社製  商品名「ゼオノアフィルム」］を、「Ａプレート１」としてそのまま用いた。
【００９６】
（円偏光板の作成）
上記の偏光板と、Ａプレート１と、Ｏプレート１とを、この順で、各層間にアクリル系の粘着剤（厚み：２０μｍ）を介して、下記の表１に示す角度配置となるように積層して円偏光板とした。なお、Ｏプレート１の積層に関しては、トリアセチルセルロース側がＡプレートと対向するように、すなわち、Ａプレート側のチルト角が大きくなるように積層をおこなった。
【００９７】
【表１】
2009276618.tif 000005
【００９８】
上記表１における角度は、後述する液晶表示装置を形成する際の画面の長辺方向を角度の基準（０°）として、偏光板側から見た際の角度（反時計周りを角度の正とする）を表している。また、Ｏプレート１の遅相軸方向は、液晶のダイレクタの投影を表している。なお、後述する表２〜４においても、同様の角度基準を用いた。
【００９９】
［製造例２］
上記製造例１において、表２に示す角度配置となるように、偏光板と、Ａプレート１と、Ｏプレート１とをこの順で積層した以外は製造例１と同様にして、円偏光板を作成した。
【０１００】
【表２】
2009276618.tif 000006
［製造例３］
（Ａプレート）
一軸延伸されてなり、波長５９０ｎｍにおける位相差が１１０ｎｍであり、Ｎｚ係数が１であるノルボルネン系樹脂フィルム［オプテス社製  商品名「ゼオノアフィルム」］を、「Ａプレート２」としてそのまま用いた。
【０１０１】
（円偏光板の作成）
上記製造例１において、Ｏプレート１に代えて、上記のＡプレート２を用いた以外は製造例１と同様にして、表３に示す角度配置となるように積層して円偏光板とした。
【０１０２】
【表３】
2009276618.tif 000007
【０１０３】
上記製造例３において、表４に示す角度配置となるように、偏光板と、Ａプレート１と、Ａプレート２とをこの順で積層した以外は製造例３と同様にして、円偏光板を作成した。
【０１０４】
【表４】
2009276618.tif 000008
【０１０５】
［実施例１］
（液晶セル）
半透過ＥＣＢモードの液晶パネルを備える液晶表示装置［Ａｐｐｌｅ社製  商品名「ｉＰｏｄ Ｃｌａｓｓｉｃ」］から、液晶パネルを取り出し、液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面（表裏）を洗浄した。
【０１０６】
（液晶パネルの形成）
上記液晶セルの視認側の面に製造例１で作製した円偏光板を、液晶セルの他方の面に製造例４で作製した偏光板を、それぞれアクリル系の粘着剤（厚み：２０μｍ）を用いて積層した。この液晶パネルにおける各層の積層構造及び配置角度は表５に示す通りである。
【０１０７】
【表５】
2009276618.tif 000009
【０１０８】
上記表５における角度は、液晶パネルを視認側から観察した際の、画面の長辺方向（右方向）を角度の基準（０°）とした角度（反時計周りを角度の正とする）を表している。また、Ｏプレート１の遅相軸方向は、液晶のダイレクタの投影を表しており、液晶セル基板のラビング方向は、該基板界面付近の液晶分子のダイレクタ方向に等しい。なお、後述する表６及び７においても、同様の角度基準を用いた。
【０１０９】
（液晶表示装置の形成）
上記で形成した液晶パネルを元の液晶表示装置のバックライトシステムに再度組み込むことで、液晶表示装置を形成した。
【０１１０】
［比較例１］
上記実施例１において、視認側の偏光板として、製造例１で作製したＯプレートを有する円偏光板を用いる代わりに、製造例３で作製した円偏光板を用いた以外は実施例１と同様にして液晶パネル及び液晶表示装置を形成した。比較例１の液パネルにおける各層の積層構造及び配置角度は表６に示す通りである。
【０１１１】
【表６】
2009276618.tif 000010
【０１１２】
［比較例２］
上記実施例１において、視認側の偏光板として、製造例１で作製したＯプレートを有する円偏光板を用いる代わりに、製造例３で作製したＯプレートを有さない円偏光板を用いた以外は実施例１と同様にして、液晶パネル及び液晶表示装置を形成した。比較例２の液パネルにおける各層の積層構造及び配置角度は表７に示す通りである。
【０１１３】
【表７】
2009276618.tif 000011
【０１１４】
［評価結果］
実施例及び比較例で得られた液晶表示装置の正面コントラストは、実施例１が３１９、比較例１が１７２、比較例２が１２４であった。また、コントラストの角度依存性を表す等コントラスト線図を、図５〜７に示す。さらに、方位角０−１８０°方向（画面の左右方向）で極角を変化させた場合のコントラストを図８に、方位角９０−２７０°方向（画面の上下方向）で極角を変化させた場合のコントラストを図９にそれぞれ示す。
【０１１５】
また、コントラストが３０以上となる領域を、図８、９の結果に基づいて画面の上下左右において求めた視野角を表８に示す。
【０１１６】
【表８】
2009276618.tif 000012
【０１１７】
以上の結果からわかるように、Ｏプレートを有さない比較例１の液晶表示装置に比して、視認側と反対側（光源ユニット側）にＯプレートを有する比較例２の液晶表示装置は、正面コントラスト及び視野角特性が改善されているものの、十分とはいえなかった。それに対して、本発明の実施例による液晶表示装置によれば、正面コントラストが高く、しかも全方位において、視野角特性が改善されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の液晶表示装置における、液晶セル、偏光板、第１の異方性光学素子、第２の異方性光学素子の積層構造を模式的に表す概略断面図である。
【図２】ＥＣＢモードの液晶セルの概略断面を概念的に表す図である。図２（ａ）は電圧無印加時を表し、図２（ｂ）は電圧印加時を表す。
【図３】第２の異方性光学素子のチルト角について説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施形態を表す概略断面図である。
【図５】実施例の液晶表示装置の等コントラスト線図である。
【図６】比較例１の液晶表示装置の等コントラスト線図である。
【図７】比較例２の液晶表示装置の等コントラスト線図である。
【図８】実施例及び比較例の液晶表示装置において、方位角０−１８０°方向で極角を変化させた場合のコントラスト変化を表すグラフである。
【図９】実施例及び比較例の液晶表示装置において、方位角９０−１８０°方向で極角を変化させた場合のコントラスト変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１０        液晶セル
１１、１２  基板
１３        液晶層
２１、２２  偏光板
３１、３２  異方性光学素子
４１、４２  異方性光学素子
６０        半透過反射板
８１        光源
８２        反射フィルム
８３        拡散板
８４        プリズムシート
１００        液晶表示装置
１０１        円偏光板
１０２        楕円偏光板（円偏光板）
２００        光源ユニット
【図１】
2009276618.tif 000013
【図２】
2009276618.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009276618.tif 000019
【図８】
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【図９】
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