(57)【要約】【課題】  コントラストが高い、動作特性が改善されたマルチドメイン方式の液晶表示装置を提供する。【解決手段】  少なくとも一枚の偏光板、及び正の複屈折性の液晶分子を含有するマルチドメインの液晶層(16)と、該液晶層と前記二枚の基板の少なくとも一方との間に配置される、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有するマルチドメインの位相差層(18)とを液晶セル内に有し、前記マルチドメインの液晶層(16)中の液晶分子が、黒表示時に前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１度を越え２０度以下の範囲で傾斜配向し、且つ少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なり、及び前記位相差層(18)の波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）が２０ｎｍ以下であり、且つ少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なることを特徴とする液晶表示装置である。【選択図】  図１
2009271463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一枚の偏光板、及び
二枚の基板と、該二枚の基板の間に配置される、正の複屈折性の液晶分子を含有するマルチドメインの液晶層と、該液晶層と前記二枚の基板の少なくとも一方との間に配置される、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有するマルチドメインの位相差層とを少なくとも有する液晶セル、を少なくとも有する液晶表示装置であって、
前記液晶層中の液晶分子が、黒表示時に前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１°を越え２０°以下の範囲で傾斜配向し、且つ少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なり、及び
前記位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）が２０ｎｍ以下であり、且つ少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層の一のドメイン中の液晶分子の傾斜方向と、該一のドメインに対応する前記位相差層のドメインの面内遅相軸とを同一面に投影した軸が、交差することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記位相差層の各ドメインの面内遅相軸が、前記少なくとも一枚の偏光板の吸収軸に対して、互いに平行でなく及び直交でもないことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層の一のドメイン中の液晶分子の傾斜方向と、該一のドメインに対応する前記位相差層のドメインの負の複屈折性分子のダイレクタの傾斜方向とが、同一の方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記位相差層が、順ハイブリッド配向状態又は逆ハイブリッド配向状態に固定された円盤状分子を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層及び前記位相差層の対応するドメインが、互いに平行且つ逆方向のラビング処理面上で形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層が、液晶分子の傾斜角度が互いに異なる２つの界面を有し、傾斜角度がより大きい界面側に前記位相差層が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
ＶＡモードであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
二枚の基板と、該二枚の基板の間に配置される、正の複屈折性の液晶分子を含有するマルチドメインの液晶層と、該液晶層と前記二枚の基板の少なくとも一方との間に配置される、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有するマルチドメインの位相差層とを有する液晶セルであって、
前記液晶層中の液晶分子が、黒表示時に、前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１°を越え２０°以下の範囲で傾斜配向し、少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なり、及び
前記位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）の平均が２０ｎｍ以下であり、少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なることを特徴とする液晶セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチドメイン方式の液晶表示装置及び液晶セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
１ピクセル（又はサブピクセル）中に、配向状態の異なる複数のドメインを含む、いわゆるマルチドメイン方式の液晶表示装置（例えば、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード及びＰＶＡ（Patterned Vertical Alignment）モードの液晶表示装置）が種々提案されている。従来、各ドメイン中の液晶分子の配向規制には、リブやスリット等の基板構造が利用されているが、該構造の形状異方性のため、液晶分子に対する配向規制力が一画素内で不均一になり、例えば、応答速度に分布が生じる場合がある。また、スリットやリブを設けた領域では、光の透過率が低下するので、全体として表示輝度が低下するという問題もある。
特許文献１には、光配向膜等の配向分割された配向膜を利用したマルチドメイン方式の液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置では、透過率の低下や応答性不均一化の要因となるスリットやリブが不要である。また、特許文献２には、スリットやリブを利用した液晶表示装置において、液晶分子にプレチルト角を与えることで応答性が改善されたことが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５７８３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでＶＡ（Vertical Alignment）モード等、液晶分子を垂直配向状態から傾斜させることで、黒表示から白表示に切り替えるモードでは、黒表示時において、液晶分子をある程度傾斜させて配向させることにより、応答性等の動作特性を改善できることが知られている。黒表示時の液晶分子の傾斜角度を大きくするほど、動作特性の向上効果は高いが、一方、傾斜角度が大きいほど、正面方向（表示面の法線方向）でのコントラストの低下が顕著になる。この問題に対して、本発明者は、市販のさまざまな位相差膜を偏光板と液晶パネルとの間に配置して、この液晶層中の黒表示時の傾斜配向に起因するコントラストの低下を抑制しようと試みたが、既存の位相差膜で抑制することは困難であることがわかった。
【０００４】
本発明は、コントラストが高い、動作特性が改善されたマルチドメイン方式の液晶表示装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、新規なマルチドメイン方式の液晶セル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】
【０００５】
本発明は、マルチドメイン方式の液晶表示装置に関する。本発明では、従来の、黒表示時に液晶分子が垂直配向するマルチドメイン方式の液晶表示装置に対して、黒表示時の液晶分子の配向を低傾斜角（具体的には、傾斜角度で１度を超え２０度以下）で傾斜配向させて動作特性を改善するとともに、その黒表示時の液晶分子の傾斜配向に起因する複屈折を、セル内に配置される、負の複屈折の材料を利用して形成されたマルチドメインの位相差層によって解消している。
なお、液晶セル内に配向方向が互いに異なる複数のドメインを含む位相差層を有する、マルチドメイン方式の液晶表示装置が知られているが（例えば特開２００６−２７６８４９号公報）、この液晶表示装置は、偏光板の吸収軸が斜め方向においては直交配置からずれることに起因して、黒表示時に斜め方向に生じる色味付きを軽減するものであり、本発明の液晶表示装置とは異なる。
【０００６】
具体的には、前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］  少なくとも一枚の偏光板、及び
二枚の基板と、該二枚の基板の間に配置される、正の複屈折性の液晶分子を含有するマルチドメインの液晶層と、該液晶層と前記二枚の基板の少なくとも一方との間に配置される、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有するマルチドメインの位相差層とを少なくとも有する液晶セル、を少なくとも有する液晶表示装置であって、
前記液晶層中の液晶分子が、黒表示時に前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１°を越え２０°以下の範囲で傾斜配向し、且つ少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なり、及び
前記位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）が２０ｎｍ以下であり、且つ少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なることを特徴とする液晶表示装置。
［２］  前記液晶層の一のドメイン中の液晶分子の傾斜方向と、該一のドメインに対応する前記位相差層のドメインの面内遅相軸とを同一面に投影した軸が、交差することを特徴とする［１］の液晶表示装置。
［３］  前記位相差層の各ドメインの面内遅相軸が、前記少なくとも一枚の偏光板の吸収軸に対して、互いに平行でなく及び直交でもないことを特徴とする［１］又は［２］の液晶表示装置。
［４］  前記液晶層の一のドメイン中の液晶分子の傾斜方向と、該一のドメインに対応する前記位相差層のドメインの負の複屈折性分子のダイレクタの傾斜方向とが、同一の方向であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかの液晶表示装置。
［５］  前記位相差層が、順ハイブリッド配向状態又は逆ハイブリッド配向状態に固定された円盤状分子を含有することを特徴とする［１］〜［４］のいずれかの液晶表示装置。
［６］  前記液晶層及び前記位相差層の対応するドメインが、互いに平行且つ逆方向のラビング処理面上で形成されることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかの液晶表示装置。
［７］  前記液晶層が、液晶分子の傾斜角度が互いに異なる２つの界面を有し、傾斜角度がより大きい界面側に前記位相差層が配置されていることを特徴とする［１］〜［６］のいずれかの液晶表示装置。
［８］  ＶＡモードであることを特徴とする［１］〜［７］のいずれかの液晶表示装置。
［９］  二枚の基板と、該二枚の基板の間に配置される、正の複屈折性の液晶分子を含有するマルチドメインの液晶層と、該液晶層と前記二枚の基板の少なくとも一方との間に配置される、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有するマルチドメインの位相差層とを有する液晶セルであって、
前記液晶層中の液晶分子が、黒表示時に、前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１°を越え２０°以下の範囲で傾斜配向し、少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なり、及び
前記位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（５５０）の平均が２０ｎｍ以下であり、少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なることを特徴とする液晶セル。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【０００８】
なお、本明細書において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲ（商品名、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。
【０００９】
測定されるフィルムが１軸又は２軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）は算出される。
Ｒｔｈ（λ）は、前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）のフィルム法線方向に対して法線方向から片側５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて全部で６点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲにおいて算出される。
【００１０】
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲにおいて算出される。
尚、遅相軸を傾斜軸（回転軸）として（遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする）、任意の傾斜した２方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の数式（７）及び数式（８）によりＲｔｈを算出することもできる。
【００１１】
【数１】
2009271463.tif 000003
【００１２】
【数２】
2009271463.tif 000004
【００１３】
式中、Ｒｅ（θ）は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚはｎｘ及びｎｙに直交する方向の屈折率を表す。ｄはフィルムの膜厚を表す。
【００１４】
測定されるフィルムが１軸や２軸の屈折率楕円体で表現できないもの、いわゆる光学軸（ＯＰＴＩＣ  ＡＸＩＳ）がないフィルムの場合には、以下の方法によりＲｔｈ（λ）が算出される。
Ｒｔｈ（λ）は、前記Ｒｅ（λ）を、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲ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−５０度から＋５０度まで１０度ステップで各々その傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて１１点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲにより算出される。
【００１５】
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は、ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、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）である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲにおいてｎｘ、ｎｙ、ｎｚが算出される。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚによりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）が更に算出される。
また、特に測定波長について記載ない場合は、測定波長は５５０ｎｍとする。
【００１６】
また、本明細書では、駆動用液晶層について、液晶分子の「傾斜角」という場合は、層面の法線と液晶分子の長軸とがなす角をいう。傾斜角は０°〜９０°の範囲で可変とし、法線方向を傾斜角０°及び表示面の任意の方向を傾斜角９０°とする。また、駆動用液晶層について、液晶分子の「傾斜方向」は、傾斜している液晶分子の長軸を層面内に投影した面内の方向として表され、本明細書では、層面内の方位角（０°〜３６０°の範囲で可変）で特定するものとする。また、本明細書では、方位角については、表示面内左が０°、上が９０°、右が１８０°、及び下が２７０°とする。なお、一のドメイン中の液晶分子の傾斜方向という場合は、当該ドメイン中の液晶分子の傾斜方向の平均をいうものとする。
一方、位相差層について、層中の分子の「傾斜角」は、層面の法線と分子（例えば円盤状液晶分子）のダイレクタとのなす角をいうものとする。
また、本明細書において、一のドメイン中の液晶分子等の「傾斜方向」とは、当該ドメイン中の液晶分子等の平均傾斜方向をいうものとする。
なお、当技術分野において許容される誤差は、本明細書中に記載の数値についても許容される。
【００１７】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面は模式図であり、各層の大きさ及び厚さ等については、実際の相対的関係と必ずしも一致していない。
図１は、本発明の液晶セルの一実施形態の断面模式図である。図１の液晶セルＬＣは、マルチドメインのＶＡモード液晶セルＬＣの一実施形態である。
液晶セルＬＣは、一対の基板１２、１４と、その間に配置される液晶層１６と、液晶層１６と基板１２との間に位相差層１８を有する。液晶セルＬＣはカラー表示用の液晶セルであり、セル内にカラーフィルタ２０を有する。カラーフィルタ２０は、１画素がＲＧＢのサブピクセルからなり、液晶層１６は、１サブピクセルに対応する領域が、複数のドメインからなっている。液晶層１６は、黒表示時に液晶分子が低傾斜角（具体的には、１度を越え２０度以下の傾斜角）で傾斜配向しているが、その傾斜方向が、少なくとも２つのドメイン間で異なっている。一方、位相差層１８も、液晶層１６のドメインに対応した複数のドメインからなり、少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なっている。
なお、液晶セル基板の内面には、電極層など、他の機能層も配置されているが、説明を簡略化するために他の機能層については省略した。以下のいずれの図面においても同様である。
【００１８】
図２に、液晶セルＬＣの１サブピクセルに対応する液晶層と位相差層の光学的方向、及びそれらと偏光板ＰＬ１及びＰＬ２との光学的方向の関係の一例を模式的に示す。図２に示す例は、液晶層及び位相差層の１サブピクセルに対応する領域が、４つのドメインからなる。
図２（ａ）では、液晶セルＬＣは、一対の偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の間に配置されている。図２（ｂ）に示す通り、液晶層１６の１サブピクセルに対応する領域は、ドメイン１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄに４分割され、各ドメイン中の液晶分子の傾斜方向１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、及び１７ｄが互いに異なっている。一例は、傾斜方向の方位角が、４５°、１３５°、２２５°、及び３１５°の組合せである。各ドメインの液晶分子の傾斜角度は、動作特性の改善効果が得られ且つコントラストを過度に低下させない範囲であればよく、具体的には平均で１°を超え２０°以下であり、好ましくは２〜１０°である。位相差層１８は、液晶層１６のドメイン１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び１６ｄに対応するドメイン１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び１８ｄに４分割され、各ドメインは面内遅相軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１９ｄを有するが、面内遅相軸１９ａ及び１９ｃと、面内遅相軸１９ｂ及び１９ｄとは、互いに異なる方向である。一例では、面内遅相軸１９ａ及び１９ｃは方位角１３５°（３１５°）の方向であり、面内遅相軸１９ｂ及び１９ｄは方位角４５°（２２５°）の方向である。この例では、液晶層１６と位相差層１８とで対応するドメイン（例えば、ドメイン１６ａとドメイン１８ａ）において、液晶分子の傾斜方向と面内遅相軸の方向（例えば、１７ａと１９ａ）は、９０°で交差し、即ち、互いに直交している。
【００１９】
図３は、他の例についての、図２と同様の模式図である。図３に示す例では、位相差層１８の各ドメインの面内遅相軸については、面内遅相軸１９ａ及び１９ｃは方位角０°（１８０°）の方向であり、面内遅相軸１９ｂ及び１９ｄは方位角９０°（２７０°）の方向である。この例では、液晶層１６と位相差層１８とで対応するドメイン（例えば、ドメイン１６ａとドメイン１８ａ）において、液晶分子の傾斜方向と面内遅相軸の方向（例えば、１７ａと１９ａ）は、互いに角度４５°で交差している。
【００２０】
図２（ａ）及び図３（ａ）に示す通り、ＶＡモードでは、偏光板ＰＬ１の吸収軸ａ１と偏光板ＰＬ２の吸収軸ａ２とを、互いに直交方向にして、及び一方を表示面に対して左右方向及び他方を表示面に対して上下方向にして配置するのが一般的である。図２（ｂ）の組合せの液晶セルを配置すると、位相差層の各ドメインの面内遅相軸が、偏光板の吸収軸に対して、互いに平行でなく及び直交でもない関係になる。この関係を満足すると、液晶層中の液晶分子が低傾斜角度で傾斜配向していることに起因して生じる正面方向でのＲｅや極角方向における複屈折の非対称性を解消することができる。より具体的には、図２（ｂ）に示す例では、位相差層１８の各ドメインの面内遅相軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１９ｄは、いずれも偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸ａ１及びａ２と、平行でも直交でもなく、角度４５°で交差する。一方、図３（ｂ）に示す例では、位相差層１８の各ドメインの面内遅相軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、及び１９ｄは、いずれも偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸ａ１及びａ２と、平行又は直交である。図３（ｂ）に示す例では、位相差層１８が液晶層中の液晶分子の複屈折を効果的に補償できなくなり、また２つの偏光板の吸収軸が斜め方向では直交関係からずれることに起因して生じる複屈折に影響してしまう。
【００２１】
図１中、液晶層１６は、正の複屈折性の液晶（例えばネマチック液晶）を含有する層であり、液晶分子の黒表示時の傾斜方向は、図１中の配向膜２２及び２４に施された配向処理によって制御することができる。例えば、配向処理としてラビング処理を施す例では、ラビング軸によって、及び配向処理として光照射を施す例では、照射方向や照射光の偏光方向によって、制御することができる。ラビング処理時や光照射時に、各ドメインの形状に対応するマスクを利用して、いわゆるマスクラビング処理を複数回行うことで、傾斜方向が互いに異なる複数のドメインを形成することができる。図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す液晶層１６の例は、液晶分子の傾斜方向１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、及び１７ｄとそれぞれ同一の方向にラビング処理した配向膜を利用することで形成することができる。一方、位相差層１８は、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有する層であり、該層の面内遅相軸は、該層を形成する際に利用する配向膜２６の配向処理によって制御することができる。負の複屈折性の材料の例には、円盤状液晶が含まれる。ラビング処理された配向膜上で円盤状液晶を均一傾斜配向又はハイブリッド配向させ、その配向状態に固定して形成された位相差層は、配向膜のラビング軸と直交する方向に面内遅相軸を示す。この態様において、図２（ｂ）の関係を満足するためには、位相差層１８の各ドメイン中の円盤状分子のダイレクタの傾斜配向方向と、該ドメインに対応する液晶層１６の液晶分子の長軸の傾斜方向（図２及び図３中の１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、及び１７ｄ）とを、おおむね同一にする。
【００２２】
図１中、位相差層１８の波長５５０ｎｍの面内レターデーションＲｅ（５５０）は、液晶層の黒表示時の波長５５０ｎｍｍのΔｎ・ｄ（Δｎは液晶層の複屈折、ｄは液晶層の厚み）と同程度であるのが好ましく、位相差層１８のＲｅ（５５０）が大きすぎると、かえって正面コントラストが低下する。その観点では、位相差層１８のＲｅ（５５０）は、２０ｎｍ以下であるのが好ましく、０．５〜１０ｎｍであるのがより好ましい。
【００２３】
図１では、液晶層１６の黒表示時の傾斜配向は均一ではなく、配向膜２２及び２４との界面では、傾斜角度が異なっていて、配向膜２２との界面でより大きな傾斜角度で配向している。配向膜２２及び２４として配向規制力が互いに異なる材料を利用することにより、この配向状態を形成できる。また、配向膜２２及び２４として垂直配向膜を利用し、一方にのみラビング処理を施してもよい。図１では、位相差層１８が、液晶層１６の傾斜角度がより大きい界面側に配置されているので、位相差層１８の作用が顕著である。さらに、図１では、位相差層１８も、傾斜角度が厚み方向で変化している、いわゆるハイブリッド配向状態を固定した層である。位相差層１８中の平均傾斜角は、液晶層１６の平均傾斜角と同程度でよいが、但し、位相差層１８の厚みは、通常、液晶層１６の厚みより薄いので、位相差層１８の最大傾斜角は位相差層１６の平均傾斜角より大きくなるであろう。
【００２４】
ところで、液晶組成物を配向膜上に塗布して塗膜とすると、該塗膜は配向膜界面と空気界面を有する。ハイブリッド配向は、この２つの界面間で液晶分子の傾斜角度が厚み方向に沿って変化している配向をいう。ハイブリッド配向には、配向膜界面での傾斜角度が、空気界面での傾斜角度より小さい「順ハイブリッド配向」と、配向膜界面での傾斜角度が、空気界面での傾斜角度より大きい「逆ハイブリッド配向」とがある。本明細書で、単に「ハイブリッド配向」という場合は、いずれの形態も含む意味で用いるものとする。図１中の位相差層１８は、順ハイブリッド配向状態に固定された液晶分子を含有する態様である。
【００２５】
図４に、本発明の他の一実施形態の液晶セルＬＣ’の断面模式図を示す。図４の液晶セルＬＣ’は、図１の構成において、位相差層１８を位相差層１８’に置き換えた例である。位相層１８’は、逆ハイブリッド配向状態に固定された液晶分子を含有する態様である。図４の液晶セルＬＣ’において、位相差層１８’と液晶層１６等の他の光学部材との光学的方向の関係が、図２に示す関係であると、図１の液晶セルＬＣと同様にして、液晶層１６中の液晶分子が、黒表示時に低傾斜角度で配向していることに起因して生じる複屈折を、逆ハイブリッド配向状態に固定された負の複屈折性材料である円盤状分子を含有する位相差層１８’によって、解消することができる。負の複屈折性の材料である円盤状液晶の中には、順ハイブリッド配向よりも、逆ハイブリッド配向のほうが安定的に形成できることが多いので、図４の液晶セルＬＣ’は、製造性の観点で優れる。
【００２６】
図５に、本発明の他の一実施形態の液晶セルＬＣ”に断面模式図を示す。図５は、図１の構成において、液晶層１６を、均一傾斜配向の液晶層１６”に、及び位相差層１８を、均一傾斜配向の位相差層１８”に置き換えた例である。図５の液晶セルＬＣ”では、液晶層１６”は、黒表示時に液晶分子が層全体して、均一な低傾斜角度で配向していて、この均一傾斜配向に起因にする複屈折を、位相差層１８”の負の複屈折性の材料の均一傾斜配向によって解消している。図５の液晶セルＬＣ”において、位相差層１８”と液晶層１６”等の他の光学部材との光学的方向の関係が、図２に示す関係であると、図１の液晶表示装置と同様にして、液晶層１６中の液晶分子が、黒表示時に低傾斜角度で配向していることに起因して生じる複屈折を、均一傾斜配向状態に固定された負の複屈折性材料である円盤状分子を含有する位相差層１８”によって、解消することができる。なお、液晶層１６”の均一傾斜配向は、配向膜２２及び２４として配向規制力が互いに等しい材料を利用することで、及び配向膜に互いに平行な方向にラビング処理を施すことで形成することができる。
【００２７】
図１及び図４では、液晶層１６が不均一傾斜配向で、且つ位相差層１８及び１８’が、ハイブリッド配向の組合せを、図５では、液晶層１６”が均一傾斜配向で、且つ位相差層１８”が均一傾斜配向の組合せを示したが、不均一傾斜配向の液晶層と、均一傾斜配向の位相差層とを組み合わせることによって、又は、均一傾斜配向の液晶層と、ハイブリッド配向の位相差層とを組み合わせることによっても、本発明の効果が得られる。
【００２８】
図１の液晶セルＬＣ、図４の液晶セルＬＣ’及び図５の液晶セルＬＣ”では、カラーフィルタ２０が、基板１２と位相差層１８との間に配置された態様であるが、カラーフィルタ２０が、位相差層１８と液晶層１６との間に配置された態様でも、同様の効果が得られる。また、位相差層１８は、基板１４と液晶層１６との間に配置されていてもよい。但し、その態様では、液晶層１６の傾斜配向が、下側の傾斜角度が大きく、上側の傾斜角度が小さいという、不均一傾斜配向にするのが好ましい。
【００２９】
図６に、図１の液晶セルＬＣを有する液晶表示装置の断面模式図の一例を示す。図６の液晶表示装置１０は、一対の偏光板ＰＬ１及びＰＬ２と、その間に、液晶セルＬＣを有する。偏光板ＰＬ１と液晶セルＬＣとの間には、負のＣプレートＣが、及び液晶セルＬＣと偏光板ＰＬ２との間には、ＡプレートＡが配置されている。負のＣプレートＣと、ＡプレートＡとは、斜め方向において、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸が斜め方向では直交関係からずれることに起因して生じる黒表示時の光漏れを解消する作用を示す。この目的で配置されるＡプレートは、図７に模式的に示す通り、通常、その面内遅相軸ａ３を、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸ａ１及びａ２と平行又は直交にして配置される。負のＣプレートとＡプレートとによるＶＡモード液晶表示装置の光学補償作用については、種々の文献（例えば特許第３６４８２４０号公報など）に記載があり、また利用可能な負のＣプレート及びＡプレートについても、種々の文献に記載がある。本発明には、それらの文献に記載のあるいずれの負のＣプレート及びＡプレートの組合せも利用することができる。このＣプレートの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、二枚の偏光板の内側に存在するその他の負のＣプレート成分を有する光学異方性層、たとえば偏光板保護膜や本発明の位相差層、もしくはカラーフィルタ層などのＲｔｈを黒表示状態の液晶層のＲｔｈから差し引いた値であることが望ましい。それ故、用いられる構成によっては、負のＣプレートＣを除いた構成でも、斜め方向の光漏れを解消することができる。
【００３０】
同様に、ＶＡモード液晶表示装置の偏光板の吸収軸が斜め方向では直交関係からずれることに起因して生じる黒表示時の光漏れを解消するための光学補償機構として、光学的に２軸性の位相差膜を２枚利用する光学補償機構（例えば、特許第３３３０５７４号公報など）；及びＮＲＺ型の光学補償機構（例えば、特開２００２−１０７５４１号公報など）も知られている。図６中の負のＣプレートＣ及びＡプレートＡに替えて、これらの光学補償機構に利用される位相差部材を配置しても勿論よい。それらの態様においても、面内遅相軸を有する位相差部材は、その面内遅相軸を、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸ａ１及びａ２と平行又は直交にして配置する。
なお、前記光学補償機構に利用される負のＣプレート、Ａプレート、及び２軸性の位相差膜等の位相差部材が、ポリマーフィルムである場合は、該位相差部材は、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の一部材であって、偏光子の保護フィルム（但し、偏光子と液晶セルとの間に配置される保護フィルム）であってもよい。
【００３１】
図６は、カラーフィルタ２０の位置の観点では、上側が表示面側であるのが好ましいが、上記した通り、位相差層１８の位置の観点では、上下のいずれが表示面側であっても及びバックライト側であっても、同様の効果が得られる。
【００３２】
また、図２及び図３では、液晶層の１サブピクセルに対応する領域が４つのドメインからなる態様を示したが、勿論、この態様に限定されるものではない。１サブピクセルに対応する領域が２以上の複数のドメイン、例えば、２ドメイン、６ドメイン、及び８ドメイン等からなるいずれの態様も、本発明の効果を奏する。また、白黒画像表示装置では、ＲＧＢサブピクセルは存在しないので、その態様では、液晶層の１ピクセルに対応する領域が複数のドメインからなる。
【００３３】
本発明では、液晶分子が、黒表示時に前記二枚の基板の法線方向に対して平均傾斜角度が１度を越え２０度以下の範囲で傾斜配向し、且つ少なくとも２つのドメイン間で液晶分子の傾斜方向が互いに異なるマルチドメインの液晶層を利用する。傾斜角度は、動作特性の改善のためには、２〜１０°であるのが好ましい。本発明に利用するマルチドメインの液晶層は、上記した通り、配向膜の表面に互いに異なる方向にマスクラビング処理を複数回行うこと、及び光配向膜を利用してフォトマスクを介して互いに異なる方向から照射することもしくは互いに異なる偏光方向の偏光を照射すること、を複数回行うことで、形成できる。また、基板表面の構造物（リブやスリット）でマルチドメイン化しても勿論よい。本発明の効果である、コントラストの向上効果がより高められるという観点からは、基板表面の構造物を利用せず、上記したマスクラビング法や光配向法などの技術を利用して配向分割することで形成するのが好ましい。光配向膜を利用した液晶層のマルチドメイン化については、特開２００２−３５７８３０号公報に記載の材料や方法を参考にすることができる。
なお、本発明に利用するマルチドメインの液晶層は、正の複屈折性の液晶分子を含有し、例えば、従来、種々の液晶セルに利用されているネマチック液晶を含有する。
【００３４】
以下、本発明において、液晶セル内に配置するマルチドメインの位相差層について、さらに詳細に説明する。
本発明において、液晶セル内に配置する位相差層は、配向状態に固定された負の複屈折性の分子を含有する位相差層であって、１ピクセル又は１サブピクセルに対応する領域が複数のドメインからなり、少なくとも２つのドメイン間で面内遅相軸の方向が互いに異なる。この位相差層は、動作特性の改善のために、液晶層の液晶分子が黒表示時に低傾斜角度で配向していることに起因して生じる複屈折を解消し、コントラストの低下を抑制するので、位相差層の面内レターデーションは、液晶層の黒表示時の同波長のΔｎ・ｄ（Δｎは液晶層の複屈折、ｄは液晶層の厚み）と同程度であるのが好ましい。位相差層の面内レターデーションＲｅが大きくなりすぎると、コントラストがかえって低下する。この観点から、位相差層のＲｅ（５５０）は、２０ｎｍ以下であるのが好ましく、０．５〜１０ｎｍであるのがより好ましい。
なお、前記位相差層はマルチドメイン構造であるが、上記方法によってＲｅを測定することにより、測定波長に対して１つのＲｅ値が得られる。
【００３５】
前記位相差層の作成に利用可能な負の複屈折性の材料の例には、円盤状化合物（好ましくは円盤状液晶化合物）が含まれる。前記位相差層の形成に利用する円盤状化合物については特に制限はなく、トリフェニレン液晶、３置換ベンゼン誘導体、トリアジン誘導体、尿酸誘導体、クロモニック液晶等、種々の円盤状化合物を利用することができる。より具体的には、前記位相差層の形成に利用される円盤状化合物の例には、下記一般式（ＤＩ）で表される円盤状化合物が含まれる。
【００３６】
【化１】
2009271463.tif 000005
【００３７】
一般式（ＤＩ）中、Ｙ11、Ｙ12、Ｙ13は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3は、それぞれ独立に単結合又は２価の連結基を表す。Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3はそれぞれ独立に、下記一般式（ＤＩ−Ａ）又は下記一般式（ＤＩ−Ｂ）を表す。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、それぞれ独立に下記一般式（ＤＩ−Ｒ）を表す。
【００３８】
一般式（ＤＩ）中、Ｙ11、Ｙ12及びＹ13はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。Ｙ11、Ｙ12及びＹ13がそれぞれメチンの場合、メチンが有する水素原子は置換基によって置換されていてもよい。メチンが有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子及びシアノ基を挙げることができる。これらの中では、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基がより好ましく、炭素原子数（置換基が有する炭素原子数をいう、以下、ディスコティック液晶化合物が有していてもよい置換基について同じ）１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数２〜１２アルコキシカルボニル基、炭素原子数２〜１２アシルオキシ基、ハロゲン原子及びシアノ基がさらに好ましい。
【００３９】
Ｙ11、Ｙ12、Ｙ13は、すべてメチンであることが好ましく、またメチンは無置換であることが好ましい。
【００４０】
一般式（ＤＩ）中、Ｌ1、Ｌ2及びＬ3はそれぞれ独立に、単結合又は２価の連結基である。前記２価の連結基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＮＲ7−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、２価の環状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる２価の連結基であることが好ましい。上記Ｒ7は炭素原子数が１〜７のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素原子であることがより好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
【００４１】
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3で表される２価の環状基は、５員環、６員環又は７員環であることが好ましく、５員環又は６員環であることがより好ましく、６員環であることがさらに好ましい。環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、及び複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環及びナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。環状基は、芳香族環及び複素環を含んでいるのが好ましい。
【００４２】
前記２価の環状基のうち、ベンゼン環を有する環状基としては、１，４−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−１，５−ジイル基及びナフタレン−２，６−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−２，５−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−２，５−ジイル基が好ましい。
【００４３】
Ｌ1、Ｌ2又はＬ3で表される前記２価の環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１〜１６のアルキル基、炭素原子数２〜１６のアルケニル基、炭素原子数２〜１６のアルキニル基、炭素原子数１〜１６のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数が１〜１６のアルコキシ基、炭素原子数が２〜１６のアシル基、炭素原子数が１〜１６のアルキルチオ基、炭素原子数が２〜１６のアシルオキシ基、炭素原子数が２〜１６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数が２〜１６のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数が２〜１６のアシルアミノ基が含まれる。
【００４４】
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3としては、単結合、＊−Ｏ−ＣＯ−、＊−ＣＯ−Ｏ−、＊−ＣＨ＝ＣＨ−、＊−Ｃ≡Ｃ−、＊−２価の環状基−、＊−Ｏ−ＣＯ−２価の環状基−、＊−ＣＯ−Ｏ−２価の環状基−、＊−ＣＨ＝ＣＨ−２価の環状基−、＊−Ｃ≡Ｃ−２価の環状基−、＊−２価の環状基−Ｏ−ＣＯ−、＊−２価の環状基−ＣＯ−Ｏ−、＊−２価の環状基−ＣＨ＝ＣＨ−又は＊−２価の環状基−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。特に、単結合、＊−ＣＨ＝ＣＨ−、＊−Ｃ≡Ｃ−、＊−ＣＨ＝ＣＨ−２価の環状基−又は＊−Ｃ≡Ｃ−２価の環状基−がより好ましく、単結合がさらに好ましい。ここで、＊は一般式（Ｉ）中のＹ11、Ｙ12及びＹ13を含む６員環に結合する位置を表す。
【００４５】
一般式（ＤＩ）中、Ｈ1、Ｈ2及びＨ3はそれぞれ独立に、下記一般式（ＤＩ−Ａ）もしくは下記一般式（ＤＩ−Ｂ）を表す。
【００４６】
【化２】
2009271463.tif 000006
【００４７】
一般式（ＤＩ−Ａ）中、ＹＡ1及びＹＡ2はそれぞれ独立に、メチン又は窒素原子を表す。ＹＡ1及びＹＡ2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。ＸＡは酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表す。ＸＡは、酸素原子であることが好ましい。＊はＬ1〜Ｌ3と結合する位置を表し、＊＊はＲ1〜Ｒ3と結合する位置を表す。
【００４８】
【化３】
2009271463.tif 000007
【００４９】
一般式（ＤＩ−Ｂ）中、ＹＢ1及びＹＢ2は、それぞれ独立にメチン又は窒素原子を表す。ＹＢ1及びＹＢ2は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましく、双方が窒素原子であることがより好ましい。ＸＢは酸素原子、硫黄原子、メチレン又はイミノを表す。ＸＢは、酸素原子であることが好ましい。＊はＬ1〜Ｌ3と結合する位置を表し、＊＊はＲ1〜Ｒ3と結合する位置を表す。
【００５０】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、それぞれ独立に下記一般式（ＤＩ−Ｒ）を表す。
一般式（ＤＩ−Ｒ）
＊−（−Ｌ21−Ｆ1）n1−Ｌ22−Ｌ23−Ｑ1
【００５１】
一般式（ＤＩ−Ｒ）中、＊は一般式（ＤＩ）中のＨ1、Ｈ2又はＨ3に結合する位置を表す。Ｆ1は少なくとも１種類の環状構造を有する２価の連結基を表す。Ｌ21は単結合又は２価の連結基を表す。Ｌ21が２価の連結基の場合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＮＲ7−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる２価の連結基であることが好ましい。上記Ｒ7は炭素原子数が１〜７のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素原子であることがより好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
【００５２】
Ｌ21は単結合、＊＊−Ｏ−ＣＯ−、＊＊−ＣＯ−Ｏ−、＊＊−ＣＨ＝ＣＨ−又は＊＊−Ｃ≡Ｃ−（ここで、＊＊は一般式（ＤＩ−Ｒ）中のＬ21の左側を表す）が好ましい。特に、単結合が好ましい。
【００５３】
一般式（ＤＩ−Ｒ）中のＦ1は少なくとも１種類の環状構造を有する２価の環状連結基を表す。環状構造は、５員環、６員環又は７員環であることが好ましく、５員環又は６員環であることがより好ましく、６員環であることがさらに好ましい。環状構造は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。また、環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、及び複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。
【００５４】
Ｆ1のうち、ベンゼン環を有するものとしては、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有するものとしては、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−１，６−ジイル基、ナフタレン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイルナフタレン−２，７−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有するものとしては１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有するものとしてはピリジン−２，５−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有するものとしては、ピリミジン−２，５−ジイル基が好ましい。Ｆ1は、特に、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレンナフタレン−２，６−ジイル基及び１，４−シクロへキシレン基が好ましい。
【００５５】
Ｆ1は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１〜１６のアルキル基、炭素原子数１〜１６のアルケニル基、炭素原子数２〜１６のアルキニル基、炭素原子数１〜１６のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数１〜１６のアルコキシ基、炭素原子数２〜１６のアシル基、炭素原子数１〜１６のアルキルチオ基、炭素原子数２〜１６のアシルオキシ基、炭素原子数２〜１６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数２〜１６のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数２〜１６のアシルアミノ基が含まれる。該置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のハロゲン原子で置換されたアルキル基が好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数１〜４のハロゲン原子で置換されたアルキル基がより好ましく、特に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜３のアルキル基、トリフルオロメチル基が好ましい。
【００５６】
ｎ１は０〜４整数を表す。ｎ１としては、１〜３の整数が好ましく、１又は２が好ましい。なお、ｎ１が０の場合は、式（ＤＩ−Ｒ）中のＬ22が直接、前記一般式（Ｄ１）中のＨ1〜Ｈ3と結合する。ｎ１が２以上の場合、それぞれの−Ｌ21−Ｆ1は同一でも異なっていてもよい。
【００５７】
Ｌ22は、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＳＯ2−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表す。好ましくは、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−であり、より好ましくは、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＨ2−である。
ここで、上記のうち水素原子を含む基であるときは、該水素原子は置換基で置き換わってもよい。他の置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数２〜６のアシル基、炭素原子数１〜６のアルキルチオ基、炭素原子数２〜６のアシルオキシ基、炭素原子数２〜６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数２〜６のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数２〜６のアシルアミノ基が含まれる。特に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルキル基が好ましい。
【００５８】
Ｌ23は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＳＯ2−、−ＮＨ−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−及び−Ｃ≡Ｃ−並びにこれらの２個以上を連結して形成される基から選択される２価の連結基である。ここで、−ＮＨ−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−の水素原子は、他の置換基に置き換えられていてもよい。他の置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のハロゲン原子で置換されたアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数２〜６のアシル基、炭素原子数１〜６のアルキルチオ基、炭素原子数２〜６のアシルオキシ基、炭素原子数２〜６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数２〜６のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素原子数２〜６のアシルアミノ基が含まれる。特に、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルキル基が好ましい。これらの置換基に置き換えられることにより、前記一般式（ＤＩ）で表される化合物の溶媒に対する溶解性を向上させることができ、容易に、塗布液として前記組成物を調製することができる。
【００５９】
Ｌ23は、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−及び−Ｃ≡Ｃ−並びにこれらの組み合わせからなる群から選ばれる連結基であることが好ましい。Ｌ23は、炭素原子を１〜２０個含有することが好ましく、炭素原子を２〜１４個を含有することがより好ましい。さらに、Ｌ23は−ＣＨ2−を１〜１６個含有することが好ましく、−ＣＨ2−を２〜１２個含有することがより好ましい。
【００６０】
Ｑ1は重合性基又は水素原子である。一般式（ＤＩ）で表される化合物を、光学補償フィルムのような位相差の大きさが熱により変化しないことを必要とする光学フィルム等の作製に用いる場合には、Ｑ1は重合性基であることが好ましい。重合反応は、付加重合（開環重合を含む）又は縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。
【００６１】
【化４】
2009271463.tif 000008
【００６２】
【化５】
2009271463.tif 000009
【００６３】
さらに、重合性基は付加重合反応が可能な官能基であることが特に好ましい。そのような重合性基としては、重合性エチレン性不飽和基又は開環重合性基が好ましい。
【００６４】
重合性エチレン性不飽和基の例としては、下記の式（Ｍ−１）〜（Ｍ−６）が挙げられる。
【００６５】
【化６】
2009271463.tif 000010
【００６６】
式（Ｍ−３）、式（Ｍ−４）中、Ｒは水素原子又はアルキル基を表す。Ｒとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。上記（Ｍ−１）〜（Ｍ−６）の中でも、（Ｍ−１）又は（Ｍ−２）が好ましく、（Ｍ−１）がより好ましい。
【００６７】
開環重合性基として好ましいのは、環状エーテル基であり、中でもエポキシ基又はオキセタニル基がより好ましく、エポキシ基が最も好ましい。
【００６８】
以下に、一般式（ＤＩ）で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
【化７】
2009271463.tif 000011
【００７０】
【化８】
2009271463.tif 000012
【００７１】
【化９】
2009271463.tif 000013
【００７２】
【化１０】
2009271463.tif 000014
【００７３】
以下一般式（ＤＩＩＩ）で表される化合物を示す。
【００７４】
【化１１】
2009271463.tif 000015
【００７５】
また、前記円盤状化合物の好ましい例には、特開２００５−３０１２０６号公報に記載の化合物も含まれる。
【００７６】
前記位相差層は、円盤状化合物を少なくとも一種含有する組成物を、表面（例えば、配向膜表面）に塗布して塗膜とし、円盤状化合物の分子を所望の配向状態とし、重合により硬化させ、その配向状態を固定して形成するのが好ましい。固定する配向状態は、用いる液晶化合物の種類、及び対象となる液晶層の駆動電圧無印加時の配向状態に応じて好ましい態様が異なる。円盤状化合物の分子を均一傾斜配向状態、又はハイブリッド配向状態に固定して、位相差層を形成するのが好ましい。ハイブリッド配向とは、層の厚み方向で液晶分子のダイレクタの方向が連続的に変化する配向状態をいう。円盤状分子の場合はダイレクタは円盤面の任意の径となる。空気界面の傾斜角が大きい順ハイブリッド配向、及び配向膜界面の傾斜角が大きい逆ハイブリッド配向のいずれであってもよい。位相差層中の円盤状分子の平均傾斜角は、液晶層中の液晶分子の平均傾斜角と同程度でよいが、但し、位相差層の厚みは、通常、液晶層の厚みより薄いので、位相差層の最大傾斜角は位相差層の平均傾斜角より大きくなるであろう。
【００７７】
円盤状化合物の分子を所望の配向状態とするため、及び組成物の塗布性もしくは硬化性の良化のために、前記組成物は一種以上の添加剤を含んでいてもよい。
円盤状化合物の分子をハイブリッド配向させるために、層の空気界面側の配向を制御し得る添加剤（以下、「空気界面配向制御剤」という）を添加してもよい。該添加剤として、フッ化アルキル基を有する低分子量もしくは高分子量の化合物が挙げられる。使用可能な空気界面配向制御剤の具体例には、特開２００６−２６７１７１号公報等に記載の化合物が含まれる。また、前記組成物の塗布性の良化のために界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系化合物が好ましく、具体的には、例えば特開２００１−３３０７２５号公報明細書中の段落番号［００２８］〜［００５６］記載の化合物が挙げられる。また市販の「メガファックＦ７８０」（大日本インキ製）などを用いてもよい。
【００７８】
また、前記組成物は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。前記重合開始剤は、熱重合開始剤であっても光重合開始剤であってもよいが、制御が容易である等の観点から、光重合開始剤が好ましい。光の作用によりラジカルを発生させる光重合開始剤の例としては、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）、アセトフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物等が好ましい。
また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、及びチオキサントン等が含まれる。
【００７９】
光重合開始剤は複数種を組み合わせてもよく、使用量は、組成物の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがより好ましい。円盤状化合物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。
【００８０】
前記組成物は、円盤状化合物とは別に、重合性モノマーを含有していてもよい。重合性モノマーとしては、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物が好ましい。なお、重合性の反応性官能基数が２以上の多官能モノマー、例えば、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンアクリレートを用いると、耐久性が改善されるので好ましい。
【００８１】
前記位相差層は、前記組成物を塗布液として調製し、該塗布液を、例えば、支持体上に形成された配向膜の表面に塗布し、乾燥して溶媒を除去するとともに、円盤状化合物の分子を配向させ、その後、重合により硬化させて、形成することができる。
塗布方法としてはカーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーテティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法等の公知の塗布方法が挙げられる。
塗膜を乾燥する際には、加熱してもよい。塗膜を乾燥して溶媒を除去すると同時に、塗膜中の円盤状分子を配向させて、所望の配向状態を得る。
【００８２】
次に、紫外線照射等によって重合を進行させて、配向状態を固定化し、前記位相差層を形成する。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であることが好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ2〜８００ｍＪ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。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。
【００８３】
前記位相差層の厚さについては特に制限されないが、０．１〜１０μｍであるのが好ましく、０．５〜５μｍであるのがより好ましい。
【００８４】
前記位相差層は、配向膜を利用して形成するのが好ましい。利用可能な配向膜の例としては、ポリビニルアルコール膜やポリイミド膜等が挙げられる。配向膜のラビング処理面上に前記円盤状化合物を含有する組成物と塗布して塗膜とし、円盤状分子を均一傾斜配向もしくはハイブリッド配向させ、その後硬化によりその配向状態を固定して位相差層を形成すると、該位相差層の面内遅相軸は、ラビング処理方向に直交した方向に存在する。従って、ドメイン間で面内遅相軸が互いに異なる方向のマルチドメインの位相差層は、ポリビニルアルコール膜等のポリマー膜の表面を互いに異なる方向にマスクラビング処理する工程を複数回実施して形成された配向膜を利用することで容易に製造することができる。上記した通り、図２の位相差層と液晶層との組合せ例を作製する際は、位相差層及び液晶層それぞれの形成用配向膜を、同様の大きさに分割し、且つ対応するドメイン間については、互いに平行であって且つ反対な方向、即ち反平行な方向にラビング処理するのが好ましい。それによって、位相差層の各ドメイン中の円盤状分子のダイレクタの傾斜配向方向と、それに対応する液晶層のドメイン中の液晶分子の長軸の傾斜方向とが、おおむね同一となり、その結果、位相差層の各ドメイン中の面内遅相軸と、それに対応する液晶層のドメイン中の液晶分子の長軸の傾斜方向とが、図２（ｂ）に示すように、おおむね直交関係になる。
【実施例】
【００８５】
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。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
［実施例１］
３０×４０ｍｍの大きさの電極付ガラス基板を利用して、試験用の液晶セルを２組作り、評価した。
１．位相差層用配向膜の作製
電極付ガラス基板上に市販のポリイミド配向膜（日産化学社製  ＳＥ−１５０）をコートし、２５０℃１時間加熱した。この配向膜をマスクラビング処理により、図２（ｂ）の位相差層１８と同様、４つの領域に分割し、ラビング軸が、右上の領域は４５°の方向、左上の領域は１３５°の方向、左下の領域は２２５°の方向、及び右下の領域は３１５°である配向膜とした。
【００８６】
２．  マルチドメインの位相差層の作製
下記の円盤状液晶性化合物１  １００質量部、下記の高分子化合物２  ０．８質量部、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）質量部、及び増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）質量部を、２００質量部のメチルエチルケトンに溶解して塗布液を調製した。この塗布液を、上記の配向膜表面にスピンコートした。これを１２０℃の恒温ゾーンで２分間加熱し、円盤状化合物を配向させた。次に、７０℃の雰囲気下で１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯を用いて、１分間ＵＶ照射し円盤状化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして位相差層作製した。
この位相差層の厚さは１．５μｍで、波長５５０ｎｍの面内レターデーションＲｅ（５５０）は、３．４ｎｍであった。偏光顕微鏡で遅相軸方向を観察したところ、面内遅相軸は、各ドメインにおいて、配向膜のラビング軸に対して直交する方向であった。また、回転自由台座をもちいた偏光顕微鏡観察から、各ドメインにおいて、円盤状化合物がそれぞれのラビング方向に傾斜配向していることを確認した。
【００８７】
【化１２】
2009271463.tif 000016
【００８８】
【化１３】
2009271463.tif 000017
【００８９】
３．  位相差層の傾斜角度の測定
配向分割処理を行わない以外は、同様な材料と手順で配向分割されていない位相差層を形成した。コブラを用いて位相差の光の入射角依存性を測定して、算出した円盤状液晶層の平均傾斜角は、６．５度で、一方の界面では０度、もう一方の界面では１３度と算出された。この位相差層を剥ぎ取って超薄切片を切り出して、高倍率の液浸対物レンズを用いて、各界面での傾斜状態を観察したところ、配向膜側で傾斜しており、空気界面側では水平配向（０度傾斜）しており逆ハイブリッド配向していることが分かった。また、この位相差層の厚さは１．５μｍで、Ｒｅ（５５０）は３．４ｎｍであった。
【００９０】
４．液晶セルの作製
上記作製したマルチドメイン位相差層付ガラス基板を、家庭用中性洗剤を５０ｃｃの水で希釈した溶液に３０秒間浸し、自然乾燥させた。この基板の表面と、別にガラス基板（洗浄済み）の表面に、市販のポリイミド配向膜（日産化学社製  ＳＥ−４８１１）用組成物を塗布し、２５０℃１時間加熱焼成した。その後、放冷し室温に達した後、位相差層用配向膜と同様にして、位相差層付ガラス基板上に形成されたポリイミド配向膜に同じ手順で、４つの領域ごとに、各領域と対応する位相差層用配向膜のラビング軸と同一の軸に沿って、ラビング処理を施した。ただし、ラビング方向は、対応する位相差層用の配向膜のラビング方向とは１８０度異なる反平行な方向にラビング処理した。位相差層がないもう一方の基板上に形成したポリイミド配向膜には、ラビング処理は行わなかった。この２枚の基板を配向膜面が内側になるように組み立てて液晶セルを形成した。この中に負の誘電率異方性を有する液晶材料（「ＭＬＣ６６０８」、メルク社製）を注入して封入した。この液晶は正の複屈折性であり、液晶層のレターデーション（即ち、記液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄ）は３３０ｎｍとした。この様にして、液晶セル内にマルチドメインの相差層とマルチドメインの液晶層を含むＶＡモード用液晶セルを作製した。
別途位相差層を形成せずに、またマルチドメイン化処理もしない以外は同様な手順で形成した液晶セルのＲｅの光入射角度依存性から、この液晶セルは、ラビング処理した配向膜側で傾斜角度１０°で傾斜配向し、及び非ラビング配向膜側でほぼ垂直に配向していることが分かった。従って、この液晶層の平均傾斜角度は５°である。また、Ｒｅ（５５０）は３．０ｎｍであった。
【００９１】
５．ＶＡモード液晶表示装置の作製
上記で製造した液晶セルを用いて、図６と同様の構成の液晶表示装置を作製した。なお、負のＣプレートＣとして、Ｒｅ（５５０）が１ｎｍで、Ｒｔｈ（５５０）が３８ｎｍの位相差フィルムを利用し、ＡプレートＡとして、Ｒｅ（５５０）が１００ｎｍで、Ｒｔｈ（５５０）が５０ｎｍのノルボルネン系の高分子位相差フィルムを利用した。なお、これらの位相差フィルムは、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の液晶セル側に配置される偏光子の保護フィルムとして組み込んだ。偏光板ＰＬ１及びＰＬ２を、それぞれの吸収軸を、表示画面に対して左右方向と上下方向にして配置した。即ち、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２の吸収軸ａ１及びａ２、位相差層１８の面内遅相軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃ及び１９ｄ、及び液晶層１６の傾斜方向１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄは、図２に示す関係であった。また、Ａプレートであるノルボルネン系の高分子位相差フィルムを、その面内遅相軸を、偏光板ＰＬ２の吸収軸と直交にして配置した。
【００９２】
［比較例１］
実施例１で、液晶セル内に位相差層を形成する際に、配向膜にラビング処理を行わないで、位相差層を形成した。この位相差層のＲｅ（５５０）は０ｎｍであり、層中において円盤状分子が完全に水平配向していた。層の厚さは１．５μｍであった。この位相差層付基板を用いた以外は、実施例１と同様にしてＶＡモード液晶表示装置を作製した。即ち、比較例１の液晶表示装置は、マルチドメインの低傾斜角度で傾斜配向した液晶層と、マルチドメイン化されていない一様なセル内位相差層とを組み合わせた例である。
【００９３】
［比較例２］
実施例１で、液晶セル内に位相差層を形成する際に、配向膜にラビング処理を行わないで、位相差層を形成した。この位相差層のＲｅ（５５０）は０ｎｍで、層中において円盤状分子が完全に水平配向していた。層の厚さは１．５μｍであった。この位相差層付き基板の上に形成した配向膜にはラビング処理をせずに、実施例１と同様にしてＶＡモード液晶表示装置を作製した。液晶層のＲｅ（５５０）は０ｎｍであり、液晶分子が基板法線方向と平行に配列していた。即ち、比較例２の液晶表示措置は、マルチドメイン化されていない垂直配向の液晶層と、マルチドメイン化されていない一様なセル内位相差層とを組み合わせた例である。
【００９４】
［光学特性の測定］
上記作製した３種の表示装置を、三波長蛍光管、拡散板、プリズムシートを有するバックライト上に配置して、輝度計（例えばＴＯＰＣＯＮ社製のＢＭ−５）で、直径１０ｍｍの測定エリアで正面（法線方向）、正面から１０°の傾斜角度（極角１０°と同義）の方向について方位角１５°おき、及び正面から２０°の傾斜角度（極角２０°と同義）の方向について方位角１５°おきに、輝度を測定し、傾斜角度１０°及び２０°のそれぞれについて輝度の測定値の平均を求め、その平均値をそれぞれの傾斜角度の方向における輝度とした。これは黒表示状態での測定に相当する。
比較例２は液晶が完全に垂直に立っているため、黒表示での光モレが少ないのでこれを基準とし、実施例１及び比較例１のそれぞれの輝度の測定値を、比較例２の輝度の測定値で割った値を算出して評価した。
実施例１の表示装置の輝度は、正面方向で１．１倍、１０°傾斜方向で１．３倍、２０°傾斜方向で１．８倍であり、ほぼ一様に黒表示時の輝度が低く、白黒コントラストが高いことが理解できる。一方、比較例１の表示装置の輝度は、正面方向で３．６倍、１０°傾斜方向で８．９倍、及び２０°傾斜方向で２３倍であり、黒表示時の輝度が高く、白黒コントラストが低下していることが理解できる。
さらに、実施例１の表示装置及び比較例２の表示装置について、印加電圧を次第に高くし、目視でその応答性を比較したとこる、実施例１の表示装置は、比較例２と比較して、より低電圧で動作し、さらに白表示時の輝度が高かった。
【００９５】
また、本発明者は、特開２００６−２７６８４９号公報の実施例の液晶表示装置についても、液晶層を動作特性の改善のために黒表示時に低傾斜角で傾斜配向させて、同様に、コントラストを評価したところ、実施例１よりも正面方向でのコントラストが低下していた。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の液晶セルの一実施形態の断面模式図である。
【図２】本発明の液晶セル中の液晶層と位相差層、及びそれらと偏光板との光学的方向の関係の一例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の液晶セル中の液晶層と位相差層、及びそれらと偏光板との光学的方向の関係の他の例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の液晶セルの他の実施形態の断面模式図である。
【図５】本発明の液晶セルの他の実施形態の断面模式図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一実施形態の断面模式図である。
【図７】本発明の液晶表示装置中の各部材の光学的方向の関係の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０    液晶表示装置
１２、１４    セル基板
１６、１６”    液晶層
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ    液晶層の一サブピクセルに対応する領域のドメイン
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ    液晶層の各ドメインの傾斜方向
１８、１８’、１８”    セル内位相差層
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ    セル内位相差層の一サブピクセルに対応する領域のドメイン
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ    セル内位相差層の各ドメインの面内遅相軸
２０    カラーフィルタ
２２、２４    液晶層用配向膜
２６    セル内位相差層用配向膜
ＬＣ、ＬＣ’、ＬＣ”    液晶セル
ＰＬ１、ＰＬ２    偏光板
Ａ    Ａプレート
Ｃ    負のＣプレート
ａ１、ａ２    偏光板吸収軸
ａ３    Ａプレートの面内遅相軸
【図１】
2009271463.tif 000018
【図２】
2009271463.tif 000019
【図３】
2009271463.tif 000020
【図４】
2009271463.tif 000021
【図５】
2009271463.tif 000022
【図６】
2009271463.tif 000023
【図７】
2009271463.tif 000024