楕円偏光板および液晶表示装置
【課題】視野角改良効果の著しい楕円偏光板を提供し、それを用いた高コントラストで、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供する。
【解決手段】偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、第１の光学異方性層が０．８≦ＮＺ１≦１．６及び１２０ｎｍ≦Ｒｅ１≦２５０ｎｍを満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍで、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるようにＴＮ型液晶表示装置において用いられる楕円偏光板。
【解決手段】偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、第１の光学異方性層が０．８≦ＮＺ１≦１．６及び１２０ｎｍ≦Ｒｅ１≦２５０ｎｍを満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍで、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるようにＴＮ型液晶表示装置において用いられる楕円偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の光学異方性層を含む楕円偏光板および該楕円偏光板を配置した視野角特性に優れた液晶表示装置に関し、特にＴＮ型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも表わす。）として現在最もよく用いられているものは、透明電極を形成した一対のガラス基板の間に、ガラス基板の法線方向に螺旋軸を有し、そのねじれ角度が約９０度であるような配向構造を有したネマチック液晶を挟持した液晶セルが、吸収軸が直交となるように配置された一対の直線偏光フィルムの間に挟まれた、ノーマリホワイト（以下、ＮＷとも表わす。）モードのツイステッドネマチック型ＬＣＤ（以下、ＴＮ−ＬＣＤとも表わす。）である。ＮＷモードのＴＮ−ＬＣＤは、電圧を印加しない状態では入射した直線偏光が液晶セルの旋光性により９０度回転して出射されるため白状態となり、電圧を印加した状態では液晶分子がガラス基板に対して起き上がり、旋光性が消失し入射した直線偏光はその状態を保ったまま出射されるため黒状態となる。また、この白状態、黒状態とその中間状態を利用することで、階調表示を行っている。
【０００３】
しかし、ＬＣＤに用いられるネマチック液晶は、分子構造が棒状で、分子軸方向の屈折率が大きい正の屈折率異方性を示すものであり、ＬＣＤを斜めに通過する光の偏光状態の変化は、この液晶の屈折率異方性による位相差のためにＬＣＤの法線方向とは異なったものとなる。このため、ＬＣＤの法線方向から外れた角度から表示を見た場合、コントラストの低下や、階調表示が逆転する階調反転などの現象が起こるという視野角特性を示す。視野角特性の改良は、主として黒表示、即ち電圧印加状態における視野角特性を改良することで、大きな効果が得られる。電圧印加状態では液晶分子はガラス基板に垂直に近い状態に配向していることから、この状態をガラス基板法線方向に光学軸を有する正の屈折率異方体と見なし、これを補償する位相差フィルムとして、フィルム法線方向に光学軸を有し、かつ、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムを用いる方法が報告されている（特許文献１、特許文献２）。しかしながら、実際のＬＣＤにおいては、電圧印加状態にあっても、ガラス基板付近の液晶分子は基板の配向膜の拘束力に起因して、ガラス基板に近い部分では傾斜状態のままであるため、フィルム法線方向に光学軸を有し、かつ、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムでは、液晶セルによりもたらされる偏光状態を十分に補償することは難しい。
【０００４】
このような傾斜状態の液晶分子をも併せて補償するため、光学軸がフィルム法線方向から傾斜した方向にあり、かつ、負の屈折率異方性を有する円盤状の液晶フィルムを用いる方法もなども提案されている（特許文献３、特許文献４）。しかし、これらの方法では、電圧印加状態の液晶セルに対する補償状態は改善されるものの、円盤状液晶分子を合成、フィルム化するにはコストがかかるほか、印加電圧がより低いために傾斜状態の液晶部分が増加してより複雑な配向形態をとる中間階調表示状態においては、補償が不完全となるため、表示コントラストの視野角は改善されるが、階調反転現象を改善することは困難であり、結果として不完全な視野角特性しか得ることができない。
また別の方法として、液晶と同じ正の屈折率異方性を持ちながらも、光学軸をフィルム法線方向から傾斜させた状態とした位相差板を用いても視野角特性を改良できることが提案されている（特許文献５、特許文献６、特許文献７）。
これらの報告では、正の屈折率異方性を有し、かつ、光学軸をフィルム法線方向から傾斜させた状態とした位相差板を用いることが液晶セルの階調反転を抑制するのに有効であることが示されているが、表示コントラストの視野角に関しては逆に不完全な視野角特性しか得られていない。
【０００５】
特許文献８では、正の屈折率異方性を持つ液晶分子が傾斜配向した位相差板と１軸性フィルムを組み合わせた液晶表示装置として、偏光板／傾斜配向フィルム／１軸フィルム／ＴＮ液晶セル／１軸フィルム／傾斜配向フィルム／偏光板からなる液晶表示装置が提案されている。しかし、この構成では、表示コントラストの視野角補償を完全にするには十分とは言えず、視野角特性も不完全なものしか得られていない。
このようにＴＮ−ＬＣＤの視野角特性の改良に用いられる光学補償板については、表示コントラストのみならず階調反転も合わせたトータルでの視野角特性を飛躍的に改善できるものは見いだされていない状況にあり、さらなる改良が求められている。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−０１５２３９号公報
【特許文献２】特開平３−１０３８２３号公報
【特許文献３】特開昭６３−２３９４２１号公報
【特許文献４】特開平６−２１４１１６号公報
【特許文献５】特開平５−０８０３２３号公報
【特許文献６】特開平７−３０６４０６号公報
【特許文献７】国際公開第９６／１０７７３号パンフレット
【特許文献８】特開平１０−１２３５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液晶セルに配置した場合、コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できる楕円偏光板と、それを配置することにより高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる状況に鑑み、本発明者らが鋭意検討した結果、ＮＺ係数０．８〜１．６である光学異方性層および光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子から実質的に形成され、当該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化した構造を有することを特徴とする光学異方性層を組合せ、これら２種の特性の異なる光学補償層を偏光板と液晶セルに対して特定の順序で積層して用いることにより、表示コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
〔１〕偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるように、ツイステッドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置において用いられることを特徴とする楕円偏光板。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【００１０】
〔２〕前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔１〕に記載の楕円偏光板。
【００１１】
〔３〕前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔１〕に記載の楕円偏光板。
〔４〕上記〔１〕に記載の楕円偏光板を少なくとも１枚含むことを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
【００１２】
〔５〕視認側から、第１の偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層、ＴＮ型液晶セル、第２の光学異方性層、第１の光学異方性層、第２の偏光板およびバックライトがこの順に配置されたＴＮ型液晶表示装置であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、視認側の第１の光学異方性層の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸とが直交に、バックライト側の第１の光学異方性層の遅相軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、視認側の第２の光学異方性層の配向方向と第１の偏光板の吸収軸とが平行に、バックライト側の第２の光学異方性層の配向方向と第２の偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されていることを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【００１３】
〔６〕前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のＴＮ型液晶表示装置。
〔７〕前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【００１４】
〔８〕電圧無印加状態において、ＴＮ型液晶セル内の視認側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、隣接する視認側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されており、バックライト側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、バックライト側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されていることを特徴とする上記〔４〕〜〔７〕のいずれかに記載のＴＮ型液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液晶セルに配置した場合、コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できる楕円偏光板と、それを配置することにより高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の楕円偏光板は、透光性保護フィルム、偏光素子、ＮＺ係数０．８〜１．６である第１の光学異方性層および光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子をネマチックハイブリッド配向構造に固定化した液晶フィルムからなる第２の光学異方性層から少なくとも構成される。
【００１７】
本発明の楕円偏光板を、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本発明の楕円偏光板は、偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順番で積層された構造を有する。ここで、偏光板は偏光素子の両側に透光性の保護フィルムを有する構造でも、偏光素子の片側のみに透光性の保護フィルムを有する構造でもよい。片側のみに透光性の保護フィルムを有する構造の場合は、前記第１の光学異方性層は偏光素子の保護フィルムの機能を兼ねている。偏光素子と第１の光学異方性層の間に透光性保護フィルムを含んでも良いが、耐久性・厚みの観点から直接第１の光学異方性層を設けたほうが好ましい。本発明の楕円偏光板は、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、第２の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されている。
【００１８】
図１に示す楕円偏光板において、偏光板に対する光学異方性層の積層順は、液晶表示装置に実装した時に、コントラストの低下とカラーシフトを抑制する点から、図１のように偏光板側から、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層の順に積層するのが好ましい。なお、図１において、偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層は粘着剤層または接着剤層を介して積層されている。粘着剤層または接着剤層は１層でもよく、また２層以上の重畳形態とすることができる。
【００１９】
以下、本発明に用いられる構成部材について順に説明する。
まず、本発明に使用される偏光板は、偏光素子の両側もしくは片側に透光性保護フィルムを有するものである。
前記偏光素子は特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光素子としては、例えば、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。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（ヨウ素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光素子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００２０】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光素子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００２１】
偏光素子の両側もしくは片側には、透光性保護フィルムを有する。透光性保護フィルムは、通常、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記透光性保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。また、シクロアルカン構造やノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルフォン系ポリマー、ポリエーテルスルフォン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが透光性保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどが挙げられる。
【００２２】
平面性、偏光特性や耐久性などの点より、特に好ましく用いることができる透光性保護フィルムは、トリアセチルセルロースフィルム、ノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィンである。保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１０〜５００μｍ程度である。特に１０〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍ がより好ましい。
【００２３】
また、透光性保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである。）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−１０ｎｍ〜＋１００ｎｍである透光性保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−１０ｎｍ〜＋１００ｎｍのものを使用することにより、透光性保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−１０ｎｍ〜＋７０ｎｍ、特に０ｎｍ〜＋５０ｎｍが好ましい。
また、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表されるフィルム面内位相差値は２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましく、０ｎｍに近いほど好ましい。
【００２４】
前記偏光素子と透光性保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００２５】
前記透光性保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系など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透光性保護フィルムの表面に付加する方式など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など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。
【００２６】
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などの適宜な方式にて透光性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など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などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透過性保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００２７】
本発明に用いられる第１の光学異方性層としては、透明性と均一性に優れたものであれば特に制限されないが、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる一軸又は二軸位相差フィルムを例示することができる。ここに例示した第１の光学異方性層は、高分子延伸フィルムのみで構成されても良いし、液晶からなる光学補償フィルムのみで構成されても良いし、高分子延伸フィルムと液晶からなる光学補償フィルムの両方を併用することもできる。中でも環状オレフィン系やセルロース系がコスト面およびフィルムの均一性、複屈折波長分散特性が小さいことにより画質の色変調が抑えられる点等で好ましい。また、液晶からなる光学補償フィルムとしては、主鎖型および／または側鎖型の液晶性を示す各種液晶性高分子化合物、例えば、液晶性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリアクリレート等や配向後架橋等により高分子量化できる反応性基を有する低分子量の液晶等からなる光学補償フィルムを挙げることができ、これらは自立性のある単独フィルムでも透明支持基板上に形成されたものでもよい。
【００２８】
本発明において、第１の光学異方性層の波長５５０ｎｍにおける位相差値Ｒｅ１は、１２０〜２５０ｎｍに調整する。ここで、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１及びｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。Ｒｅ１の値が２５０ｎｍより大きい、または１２０ｎｍより小さい場合、視野角改善効果が乏しくなる恐れがある。
【００２９】
また、第１の光学異方性層のＮＺ係数ＮＺ１は０．８〜１．６に調整する。特に好ましくは１．０〜１．４である。ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。ｎｘ１及びｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する該第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。ＮＺ１の値が１．６より大きい、または０．８より小さい場合、視野角改善効果が乏しくなる恐れがある。
【００３０】
片側に透光性保護フィルムの積層（貼合）された偏光素子の反対面側には、通常、上記の第１の光学異方性層が積層される。偏光素子と第１の光学異方性層の間に透光性保護フィルムを含んでも良いが、耐久性や厚みの観点から直接第１の光学異方性層を設けたほうが好ましい。
【００３１】
本発明に用いられる第２の光学異方性層は、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子、具体的には光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子化合物または少なくとも１種の該液晶性高分子化合物を含有する光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子組成物から成り、該液晶性高分子化合物または該液晶性高分子組成物が液晶状態において形成した平均チルト角が５〜５０度のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムを少なくとも含む層である。
【００３２】
本発明で言うネマチックハイブリッド配向とは、液晶分子がネマチック配向しており、このときの液晶分子のダイレクターとフィルム平面のなす角がフィルム上面と下面とで異なった配向形態を言う。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、該フィルムの上面と下面との間では該角度が連続的に変化しているものといえる。ネマチックハイブリッド配向構造の模式図を図２に示す。
【００３３】
またネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムは、液晶分子のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。このようなネマチックハイブリッド配向を固定化した補償フィルムは、該フィルムの上面と下面とでは光学的に等価ではない。したがって上記において説明したＴＮ液晶セルに配置する場合、どちらの面を該液晶セル側に配置するかによって視野角拡大効果が多少異なる。本発明では、補償フィルムの上下２面の内、液晶性高分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度が大きな方の面を液晶セルに最も近接するように配置することが望ましい。
【００３４】
また本発明でいう平均チルト角とは、液晶フィルムの膜厚方向における液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度の平均値を意味するものである。本発明に供される液晶フィルムは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面との成す角度が、絶対値として通常２０〜９０度、好ましくは４０〜９０度、さらに好ましくは７０〜９０度の角度をなしており、当該面の反対においては、絶対値として通常０〜２０度、好ましくは０〜１０度の角度を成しており、その平均チルト角は、絶対値として通常５〜５０度、好ましくは２０〜４５度、さらに好ましくは２５〜４５度、最も好ましくは３５〜４５度である。平均チルト角が上記範囲から外れた場合、斜め方向から見た場合のコントラストの低下等の恐れがあり望ましくない。なお平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。
【００３５】
本発明に用いられる第２の光学異方性層を構成する液晶フィルムは、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化され、かつ、特定の平均チルト角を有するものであれば、光学的に正の一軸性を示す如何様な液晶から形成されたものであっても構わない。例えば、低分子液晶物質を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる液晶フィルムや、液晶性高分子を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる液晶フィルムを用いることができる。なお本発明でいう液晶フィルムとは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶、液晶性高分子などの液晶物質をフィルム化することによって得られるものを意味する。
【００３６】
次に、本発明に使用される液晶フィルムの製造方法について説明する。液晶フィルムの製造方法としてはこれらに限定されるものではないが、前述の液晶性化合物や組成物を配向能を有する基板上に展開し、当該液晶性化合物や組成物を配向させた後、冷却や必要により光照射および／または加熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することができる。なお、配向能を有する基板として前記の第１の光学異方性層が使用できる場合もある。
【００３７】
液晶性化合物や組成物を配向能を有する基板上に展開して液晶層を形成する方法としては、液晶化合物や組成物を溶融状態で直接基板上に塗布する方法や、液晶化合物や組成物の溶液を基板上に塗布後、塗膜を乾燥して溶媒を留去させる方法が挙げられる。
液晶性化合物や組成物を直接塗布する方法でも、溶液を塗布する方法でも、塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法などが挙げられる。
液晶性化合物や組成物の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター（炉）、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。
【００３８】
続いて、基板上に形成された液晶層を、熱処理などの方法で液晶配向を形成し、冷却や必要により光照射および／または加熱処理で硬化を行い固定化する。最初の熱処理では、使用した液晶性組成物の液晶相発現温度範囲に加熱することで、該液晶性組成物が本来有する自己配向能によりネマチックハイブリッド配向させる。熱処理の条件としては、用いる液晶性組成物の液晶相挙動温度（転移温度）により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常１０℃〜２５０℃、好ましくは３０℃〜１６０℃の範囲であり、該液晶性組成物のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度、さらに好ましくはＴｇより１０℃以上高い温度で熱処理するのが好ましい。あまり低温では、液晶の配向が充分に進行しないおそれがあり、また高温では基板に悪影響を与えるおそれがある。また、熱処理時間については、通常３秒〜３０分、好ましくは１０秒〜２０分の範囲である。３秒より短い熱処理時間では、液晶の配向が充分に完成しないおそれがあり、また３０分を超える熱処理時間では、生産性が悪くなるため、どちらの場合も好ましくない。
【００３９】
なお、基板として、光学的に等方でない、あるいは得られる基板が最終的に目的とする楕円偏光板の使用波長領域において不透明である、もしくは基板の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じるなどの問題がある場合、基板上に形成された形態から、目的とする使用波長領域で障害とならないような他の基板や位相差機能を有する延伸フィルムに転写した形態も使用しうる。転写方法としては公知の方法を採用することができる。例えば、特開平４−５７０１７号公報や特開平５−３３３３１３号公報に記載されているように液晶層を後述する粘着剤もしくは接着剤を介して、配向に使用した基板とは異なる基板を積層した後に、該積層体から配向に使用した基板を剥離することで液晶層のみを転写する方法等を挙げることができる。
【００４０】
また液晶フィルムを積層して得られる楕円偏光板が、液晶表示装置に対してより好適な視野角改良効果を発現するための該フィルムの膜厚は、対象とする液晶セルの方式や種々の光学パラメーターに依存するので一概には言えないが、通常０．２μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．３μｍ〜５μｍ、特に好ましくは０．５μｍ〜２μｍの範囲である。膜厚が０．２μｍ未満の時は、十分な改良（補償）効果が得られない恐れがある。また膜厚が１０μｍを越えるとディスプレーの表示が不必要に色づく恐れがある。
【００４１】
また液晶フィルムの法線方向から見た場合の面内の見かけの位相差値としては、ネマチックハイブリッド配向したフィルムでは、ダイレクターに平行な方向の屈折率（以下、ｎｅという。） と垂直な方向の屈折率（以下、ｎｏという。）が異なっており、ｎｅから
ｎｏを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上の位相差値は見かけ上の複屈折率と絶対膜厚との積で与えられるとする。この見かけ上の位相差値は、エリプソメトリー等の偏光光学測定により容易に求めることができる。補償素子として用いられる液晶フィルムの見かけ上の位相差値は、波長５５０ｎｍの単色光に対して、通常３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜１３０ｎｍ、特に好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。見かけの位相差値が３０ｎｍ未満の時は、十分な視野角拡大効果が得られない恐れがある。また、１５０ｎｍより大きい場合は、斜めから見たときに液晶ディスプレーに不必要な色付きが生じる恐れがある。
【００４２】
次に、本発明の楕円偏光板の製造方法について説明する。
本発明の楕円偏光板は、その積層形態が、偏光板／第１の光学異方性層／第２の光学異方性層（粘着剤層または接着剤層の記載を省略）の順になれば積層順序は問わない。
例えば、（１）偏光板、第１の光学異方性層および第２の光学異方性層を上記の構成となるように適宜な順序で積層する、（２）偏光板に順次、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層を積層する、（３）偏光板に、第１の光学異方性層と第２の光学異方性層を予め積層した積層体を積層する、などを挙げることができる。
【００４３】
積層に使用される接着剤層や粘着剤層（以下、接着剤と粘着剤を合わせて「粘・接着剤」ということがある。）を形成する粘・接着剤としては、光学異方性層に対して十分な接着力を有し、かつ、光学異方性層の光学的特性を損なわないものであれば、特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂系、メタクリル樹脂系、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、エポキシ樹脂系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものやこれらの混合物系を適宜に選択して用いることができる。また、熱硬化型および／ または光硬化型
、電子線硬化型等の各種反応性のものを挙げることができる。これらの粘・接着剤は、光学異方性層を保護する透明保護層の機能を兼ね備えたものも含まれる。これらのなかでも、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、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００４４】
粘・接着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０質量％程度の粘・接着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記光学異方性層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘・接着剤層を形成してそれを前記光学異方性層上へ移着する方式などが挙げられる。また、粘・接着剤層には、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、酸化防止剤など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・接着剤層などであってもよい。
【００４５】
なお、光学異方性層間を接着剤層あるいは粘着剤層を介して、互いに貼り合せる際には、光学異方性層表面を表面処理して接着剤層あるいは粘着剤層との密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記液晶層表面の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧ＵＶ照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。
【００４６】
本発明に用いられる液晶セルについて説明する。本発明に用いられるＴＮ型液晶セルを駆動方式で分類すると、単純マトリクス方式、能動素子を電極として用いるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）電極、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）電極およびＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）電極を用いるアクティブマトリクス方式等のように細分化できる。本発明では、いずれの駆動方式のＴＮ型液晶セルに対しても顕著な効果を発揮することができる。
【００４７】
本発明に用いられるＴＮ型液晶セルは、当該液晶セル内の液晶の屈折率異方性（Δｎ）と当該液晶セルの液晶層の厚み（ｄ）との積で示される面内位相差（Ｒｅ）が、通常２５０ｎｍ〜５２０ｎｍ、好ましくは３００ｎｍ〜５００ｎｍ、特に好ましくは３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲である。５２０ｎｍより大きい場合、後ほど説明する補償フィルムと組み合わせた際の視野角改善効果が乏しくなる恐れがあり、また応答速度が遅くなる可能性がある。また２５０ｎｍより小さい場合、当該補償フィルムと組み合わせた際、視野角の改善効果はあるものの正面の輝度、コントラストの低下を生じる恐れがある。
【００４８】
またＴＮ型液晶セルは、ネマチック液晶の液晶分子の配向欠陥を低減するためにあらかじめ当該液晶分子にプレチルト角を与えることが好ましい。プレチルト角は通常５°以下である。
また、一般にＴＮ型液晶セルは、当該液晶セル内のネマチック液晶の長軸が上下基板間でおよそ９０°ねじれている。液晶セルに電圧を印加しない状態では入射した直線偏光はその旋光性により９０°ねじれて出射する。液晶セルに電圧を印加すると液晶分子の長軸は電界方向に配向し旋光性は消失する。よってこの旋光の効果を十分に得るために、本発明に用いられるＴＮ型液晶セルのツイスト角は、通常７０°〜１１０°、好ましくは８５°〜９５°であることが望ましい。なお当該液晶セル中の液晶分子のねじれ方向は、左および右方向のどちらでも良い。
【００４９】
本発明の楕円偏光板を用いたＴＮ型液晶表示装置の構成について説明する。
本発明のＴＮ型液晶表示装置は、本発明の楕円偏光板を少なくとも１枚有する液晶表示装置であるが、好ましくはＴＮ型液晶セルの両側に各１枚有する配置が望ましい。すなわち、視認側から『楕円偏光板（偏光板／第１の光学異方性層／第２の光学異方性層の順）／ＴＮ型液晶セル／楕円偏光板（第２の光学異方性層／第１の光学異方性層／偏光板の順）／バックライト』という配置で構成される。
【００５０】
液晶セル内の液晶層のプレチルト方向とネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムからなる第２の光学異方性層のチルト方向のなす角度は、１５０度〜１８０度の範囲が好ましく、より好ましくは１６０度〜１８０度であり、特に好ましくは１７０度〜１８０度である。両者のなす角度が１５０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
また、第１の光学異方性層の遅相軸と第２の光学異方性層のチルト方向のなす角度は、６０度〜９０度の範囲が好ましく、より好ましくは７０度〜９０度であり、特に好ましくは８０度〜９０度である。両者のなす角度が６０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
また、偏光板の吸収軸と第１の光学異方性層の遅相軸のなす角度は、６０度〜９０度の範囲が好ましく、より好ましくは７０度〜９０度であり、特に好ましくは８０度〜９０度である。両者のなす角度が６０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
【００５１】
本発明の液晶表示装置は、前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設することができる。例えば、主に透明プラスチックフィルムやシートを延伸して得られる各種の位相差フィルム、液晶の配向を固定化したフィルムや光拡散層、バックライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラフィルター等を配置することができる。これらは、従来、公知のものから適宜選択して使用することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例における位相差値（Ｒｅ）は特に断りの無い限り波長５５０ｎｍにおける値とする。
なお、各光学フィルムの屈折率、位相差の測定は、フィルム面内と厚さ方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製、自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ）を用いて測定した。また、液晶表示装置の視野角（等コントラスト曲線）の測定は視野角測定装置（ＥＬＤＩＭ社製 ＥＺｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒ）を用いた。
【００５３】
＜実施例１＞
（偏光素子）
ポリビニルアルコールフィルムを温水中に浸漬して膨張させた後、ヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液にて染色し、次いでホウ酸水溶液中で一軸延伸処理して偏光素子を得た。これらの偏光素子は、分光光度計にて単体透過率、平均透過率、直交透過率を調べたところ透過率４３．５％、偏光度９９．９％であった。
【００５４】
（第１の光学異方性層）
厚さ１００μｍのノルボルネン系無延伸フィルム（ＪＳＲ社製のアートンフィルム）を２３０℃で縦横２軸延伸した。得られた延伸フィルムは、厚さ８０μｍ、位相差値Ｒｅ１は略２２０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１は１．２であった。
【００５５】
（第２の光学異方性層）
特開平６−３４７７４２号公報に従って、膜厚方向の平均チルト角が４４度のネマチックハイブリッド配向が固定化された膜厚０．６５μｍの液晶フィルムからなる第２の光学異方性層を作製した。位相差値は７０ｎｍであった。
【００５６】
（楕円偏光板）
トリアセチルセルロース(ＴＡＣ）フィルム（４０μｍ、富士フィルム社製）を室温で
、２質量％の水酸化カリウム水溶液中に５分間浸漬して鹸化処理を行い、流水中で洗浄した後乾燥させた。上記で得た偏光素子の一方の面に、アクリル系接着剤を用いて、鹸化したＴＡＣフィルムを貼り合わせ、透光性保護層を形成した。その偏光素子の他面に粘着剤層を介して、第１の光学異方性層を偏光素子の吸収軸と第１の光学異方性層の遅相軸が直交になるように接着し、ついで第２の光学異方性層を偏光素子の偏光素子の吸収軸と第２の光学異方性層の遅相軸が平行になるように粘着剤を介して貼り合わせ、楕円偏光板を得た。
【００５７】
（液晶表示装置）
上記で得た楕円偏光板を配置した液晶表示装置の概念図を図３で、その軸構成を図４を用いて説明する。基板１にＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された透明電極３が設けられ、基板２にＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された対向電極４が設けられ、透明電極３と対向電極４との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層５が挟持されている。基板２の対向電極４が形成された側の反対面に楕円偏光板１５（第２の光学異方性層１１、第１の光学異方性層１２、偏光素子７及び透光性保護フィルム９からなる）が設けられており、基板１の透明電極３が形成された面の反対側に楕円偏光板１６（第２の光学異方性層１３、第１の光学異方性層１４、偏光素子８及び透光性保護フィルム１０からなる）が設けられている。透光性保護フィルム１０の背面側にはバックライト１７が設けられている。
使用した液晶セル６は、液晶材料としてＺＬＩ−４７９２（Ｍｅｒｃｋ社製）を用い、液晶層厚は４．２μｍとした。液晶層の基板両界面のプレチルト角は３度であり、液晶セルのＲｅは、略４１５ｎｍであった。なお、偏光素子の吸収軸、第１および第２の光学異方性層の遅相軸および液晶セル両界面のプレチルト方向は図４に示した。
【００５８】
図５は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。実線はコントラスト比５０を示す。また、同心円は同一の視野角を表し、２０度ごとの間隔で描かれている。したがって最外円の視野角は８０度を表す（以下、同様）。
図５から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００５９】
＜実施例２＞
実施例１において、第１の光学異方性層の位相差値Ｒｅ１を２４０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１を１．０とし、第２の光学異方性層の平均チルト角を３７度、位相差値を８０ｎｍにしたこと以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。図６に、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示した。
図６から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００６０】
＜実施例３＞
実施例１において、第１の光学異方性層を厚さ１００μｍのＴＡＣフィルム（コニカ社製）を１６０℃で縦横２軸延伸し、厚さ５０μｍ、位相差値Ｒｅ１は略２２０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１は１．２としたこと以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。
図７に、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示した。
図７から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００６１】
＜比較例１＞
実施例１において、第１の光学異方性層１２と第２の光学異方性層１１の配置順序を入れ替え、さらに第１の光学異方性層１４と第２の光学異方性層１３の配置順序を入れ替えた以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の概略について図８に示す。なお、偏光素子、第１および第２の光学異方性層および液晶セル両界面のプレチルト方向は実施例１と同一である（図４）。
図９は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例１を比較すると、図５と図９から、実施例１と比べて比較例１では視野角特性が劣ることが分かる。
【００６２】
＜比較例２＞
実施例１において、第１の光学異方性層１２および１４を除いた以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の概略について図１０に示す。
図１１は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例２を比較すると、図５と図１１から、第１の光学異方性層を用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
【００６３】
＜比較例３＞
積層構造は比較例２と同じであるが、軸構成が異なる液晶表示装置を作製した。すなわち、偏光素子７及び８の吸収軸、液晶フィルム１１及び１３のチルト方向、液晶セル６の両界面のプレチルト方向は図１２に記載した条件で配置した。図１３は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例３を比較すると、図５と図１３から、第１の光学異方性層を用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の楕円偏光板の概念図である。
【図２】第２の光学異方性層を構成する液晶フィルムの配向構造の模式図である。
【図３】実施例１の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図４】実施例１における偏光板の吸収軸、高分子延伸フィルムの遅相軸、液晶フィルムのチルト方向および液晶セルのプレチルト方向の角度関係を示した平面図である。
【図５】実施例１における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図６】実施例２における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図７】実施例３における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図８】比較例１の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図９】比較例１における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図１０】比較例２および比較例３の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図１１】比較例２における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図１２】比較例３における偏光板の吸収軸、液晶フィルムのチルト方向および液晶セルのプレチルト方向の角度関係を示した平面図である。
【図１３】比較例３における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２：基板
３：透明電極
４：対向電極
５：液晶層
６：液晶セル
７：第１の偏光素子
８：第２の偏光素子
９、１０：透光性保護フィルム
１１、１３：第２の光学異方性層
１２、１４：第１の光学異方性層
１５、１６：楕円偏光板
１７：バックライト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の光学異方性層を含む楕円偏光板および該楕円偏光板を配置した視野角特性に優れた液晶表示装置に関し、特にＴＮ型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも表わす。）として現在最もよく用いられているものは、透明電極を形成した一対のガラス基板の間に、ガラス基板の法線方向に螺旋軸を有し、そのねじれ角度が約９０度であるような配向構造を有したネマチック液晶を挟持した液晶セルが、吸収軸が直交となるように配置された一対の直線偏光フィルムの間に挟まれた、ノーマリホワイト（以下、ＮＷとも表わす。）モードのツイステッドネマチック型ＬＣＤ（以下、ＴＮ−ＬＣＤとも表わす。）である。ＮＷモードのＴＮ−ＬＣＤは、電圧を印加しない状態では入射した直線偏光が液晶セルの旋光性により９０度回転して出射されるため白状態となり、電圧を印加した状態では液晶分子がガラス基板に対して起き上がり、旋光性が消失し入射した直線偏光はその状態を保ったまま出射されるため黒状態となる。また、この白状態、黒状態とその中間状態を利用することで、階調表示を行っている。
【０００３】
しかし、ＬＣＤに用いられるネマチック液晶は、分子構造が棒状で、分子軸方向の屈折率が大きい正の屈折率異方性を示すものであり、ＬＣＤを斜めに通過する光の偏光状態の変化は、この液晶の屈折率異方性による位相差のためにＬＣＤの法線方向とは異なったものとなる。このため、ＬＣＤの法線方向から外れた角度から表示を見た場合、コントラストの低下や、階調表示が逆転する階調反転などの現象が起こるという視野角特性を示す。視野角特性の改良は、主として黒表示、即ち電圧印加状態における視野角特性を改良することで、大きな効果が得られる。電圧印加状態では液晶分子はガラス基板に垂直に近い状態に配向していることから、この状態をガラス基板法線方向に光学軸を有する正の屈折率異方体と見なし、これを補償する位相差フィルムとして、フィルム法線方向に光学軸を有し、かつ、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムを用いる方法が報告されている（特許文献１、特許文献２）。しかしながら、実際のＬＣＤにおいては、電圧印加状態にあっても、ガラス基板付近の液晶分子は基板の配向膜の拘束力に起因して、ガラス基板に近い部分では傾斜状態のままであるため、フィルム法線方向に光学軸を有し、かつ、負の屈折率異方性を有する位相差フィルムでは、液晶セルによりもたらされる偏光状態を十分に補償することは難しい。
【０００４】
このような傾斜状態の液晶分子をも併せて補償するため、光学軸がフィルム法線方向から傾斜した方向にあり、かつ、負の屈折率異方性を有する円盤状の液晶フィルムを用いる方法もなども提案されている（特許文献３、特許文献４）。しかし、これらの方法では、電圧印加状態の液晶セルに対する補償状態は改善されるものの、円盤状液晶分子を合成、フィルム化するにはコストがかかるほか、印加電圧がより低いために傾斜状態の液晶部分が増加してより複雑な配向形態をとる中間階調表示状態においては、補償が不完全となるため、表示コントラストの視野角は改善されるが、階調反転現象を改善することは困難であり、結果として不完全な視野角特性しか得ることができない。
また別の方法として、液晶と同じ正の屈折率異方性を持ちながらも、光学軸をフィルム法線方向から傾斜させた状態とした位相差板を用いても視野角特性を改良できることが提案されている（特許文献５、特許文献６、特許文献７）。
これらの報告では、正の屈折率異方性を有し、かつ、光学軸をフィルム法線方向から傾斜させた状態とした位相差板を用いることが液晶セルの階調反転を抑制するのに有効であることが示されているが、表示コントラストの視野角に関しては逆に不完全な視野角特性しか得られていない。
【０００５】
特許文献８では、正の屈折率異方性を持つ液晶分子が傾斜配向した位相差板と１軸性フィルムを組み合わせた液晶表示装置として、偏光板／傾斜配向フィルム／１軸フィルム／ＴＮ液晶セル／１軸フィルム／傾斜配向フィルム／偏光板からなる液晶表示装置が提案されている。しかし、この構成では、表示コントラストの視野角補償を完全にするには十分とは言えず、視野角特性も不完全なものしか得られていない。
このようにＴＮ−ＬＣＤの視野角特性の改良に用いられる光学補償板については、表示コントラストのみならず階調反転も合わせたトータルでの視野角特性を飛躍的に改善できるものは見いだされていない状況にあり、さらなる改良が求められている。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−０１５２３９号公報
【特許文献２】特開平３−１０３８２３号公報
【特許文献３】特開昭６３−２３９４２１号公報
【特許文献４】特開平６−２１４１１６号公報
【特許文献５】特開平５−０８０３２３号公報
【特許文献６】特開平７−３０６４０６号公報
【特許文献７】国際公開第９６／１０７７３号パンフレット
【特許文献８】特開平１０−１２３５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液晶セルに配置した場合、コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できる楕円偏光板と、それを配置することにより高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる状況に鑑み、本発明者らが鋭意検討した結果、ＮＺ係数０．８〜１．６である光学異方性層および光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子から実質的に形成され、当該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化した構造を有することを特徴とする光学異方性層を組合せ、これら２種の特性の異なる光学補償層を偏光板と液晶セルに対して特定の順序で積層して用いることにより、表示コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
〔１〕偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるように、ツイステッドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置において用いられることを特徴とする楕円偏光板。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【００１０】
〔２〕前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔１〕に記載の楕円偏光板。
【００１１】
〔３〕前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔１〕に記載の楕円偏光板。
〔４〕上記〔１〕に記載の楕円偏光板を少なくとも１枚含むことを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
【００１２】
〔５〕視認側から、第１の偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層、ＴＮ型液晶セル、第２の光学異方性層、第１の光学異方性層、第２の偏光板およびバックライトがこの順に配置されたＴＮ型液晶表示装置であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、視認側の第１の光学異方性層の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸とが直交に、バックライト側の第１の光学異方性層の遅相軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、視認側の第２の光学異方性層の配向方向と第１の偏光板の吸収軸とが平行に、バックライト側の第２の光学異方性層の配向方向と第２の偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されていることを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【００１３】
〔６〕前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のＴＮ型液晶表示装置。
〔７〕前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする上記〔４〕または〔５〕に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【００１４】
〔８〕電圧無印加状態において、ＴＮ型液晶セル内の視認側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、隣接する視認側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されており、バックライト側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、バックライト側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されていることを特徴とする上記〔４〕〜〔７〕のいずれかに記載のＴＮ型液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液晶セルに配置した場合、コントラストと階調反転の両方の視野角特性を大幅に改善できる楕円偏光板と、それを配置することにより高コントラストであり、視野角依存性の少ない液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の楕円偏光板は、透光性保護フィルム、偏光素子、ＮＺ係数０．８〜１．６である第１の光学異方性層および光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子をネマチックハイブリッド配向構造に固定化した液晶フィルムからなる第２の光学異方性層から少なくとも構成される。
【００１７】
本発明の楕円偏光板を、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本発明の楕円偏光板は、偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順番で積層された構造を有する。ここで、偏光板は偏光素子の両側に透光性の保護フィルムを有する構造でも、偏光素子の片側のみに透光性の保護フィルムを有する構造でもよい。片側のみに透光性の保護フィルムを有する構造の場合は、前記第１の光学異方性層は偏光素子の保護フィルムの機能を兼ねている。偏光素子と第１の光学異方性層の間に透光性保護フィルムを含んでも良いが、耐久性・厚みの観点から直接第１の光学異方性層を設けたほうが好ましい。本発明の楕円偏光板は、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、第２の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されている。
【００１８】
図１に示す楕円偏光板において、偏光板に対する光学異方性層の積層順は、液晶表示装置に実装した時に、コントラストの低下とカラーシフトを抑制する点から、図１のように偏光板側から、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層の順に積層するのが好ましい。なお、図１において、偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層は粘着剤層または接着剤層を介して積層されている。粘着剤層または接着剤層は１層でもよく、また２層以上の重畳形態とすることができる。
【００１９】
以下、本発明に用いられる構成部材について順に説明する。
まず、本発明に使用される偏光板は、偏光素子の両側もしくは片側に透光性保護フィルムを有するものである。
前記偏光素子は特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光素子としては、例えば、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。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（ヨウ素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光素子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００２０】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光素子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００２１】
偏光素子の両側もしくは片側には、透光性保護フィルムを有する。透光性保護フィルムは、通常、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記透光性保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどが挙げられる。また、シクロアルカン構造やノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルフォン系ポリマー、ポリエーテルスルフォン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが透光性保護フィルムを形成するポリマーの例として挙げられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどが挙げられる。
【００２２】
平面性、偏光特性や耐久性などの点より、特に好ましく用いることができる透光性保護フィルムは、トリアセチルセルロースフィルム、ノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィンである。保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１０〜５００μｍ程度である。特に１０〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍ がより好ましい。
【００２３】
また、透光性保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである。）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−１０ｎｍ〜＋１００ｎｍである透光性保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−１０ｎｍ〜＋１００ｎｍのものを使用することにより、透光性保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−１０ｎｍ〜＋７０ｎｍ、特に０ｎｍ〜＋５０ｎｍが好ましい。
また、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで表されるフィルム面内位相差値は２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましく、０ｎｍに近いほど好ましい。
【００２４】
前記偏光素子と透光性保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００２５】
前記透光性保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系など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透光性保護フィルムの表面に付加する方式など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など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。
【００２６】
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などの適宜な方式にて透光性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など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などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透過性保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００２７】
本発明に用いられる第１の光学異方性層としては、透明性と均一性に優れたものであれば特に制限されないが、高分子延伸フィルムや、液晶からなる光学補償フィルムが好ましく使用できる。高分子延伸フィルムとしては、セルロース系、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルフォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、環状オレフィン系高分子等からなる一軸又は二軸位相差フィルムを例示することができる。ここに例示した第１の光学異方性層は、高分子延伸フィルムのみで構成されても良いし、液晶からなる光学補償フィルムのみで構成されても良いし、高分子延伸フィルムと液晶からなる光学補償フィルムの両方を併用することもできる。中でも環状オレフィン系やセルロース系がコスト面およびフィルムの均一性、複屈折波長分散特性が小さいことにより画質の色変調が抑えられる点等で好ましい。また、液晶からなる光学補償フィルムとしては、主鎖型および／または側鎖型の液晶性を示す各種液晶性高分子化合物、例えば、液晶性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリアクリレート等や配向後架橋等により高分子量化できる反応性基を有する低分子量の液晶等からなる光学補償フィルムを挙げることができ、これらは自立性のある単独フィルムでも透明支持基板上に形成されたものでもよい。
【００２８】
本発明において、第１の光学異方性層の波長５５０ｎｍにおける位相差値Ｒｅ１は、１２０〜２５０ｎｍに調整する。ここで、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１及びｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。Ｒｅ１の値が２５０ｎｍより大きい、または１２０ｎｍより小さい場合、視野角改善効果が乏しくなる恐れがある。
【００２９】
また、第１の光学異方性層のＮＺ係数ＮＺ１は０．８〜１．６に調整する。特に好ましくは１．０〜１．４である。ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。ｎｘ１及びｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する該第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。ＮＺ１の値が１．６より大きい、または０．８より小さい場合、視野角改善効果が乏しくなる恐れがある。
【００３０】
片側に透光性保護フィルムの積層（貼合）された偏光素子の反対面側には、通常、上記の第１の光学異方性層が積層される。偏光素子と第１の光学異方性層の間に透光性保護フィルムを含んでも良いが、耐久性や厚みの観点から直接第１の光学異方性層を設けたほうが好ましい。
【００３１】
本発明に用いられる第２の光学異方性層は、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子、具体的には光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子化合物または少なくとも１種の該液晶性高分子化合物を含有する光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子組成物から成り、該液晶性高分子化合物または該液晶性高分子組成物が液晶状態において形成した平均チルト角が５〜５０度のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムを少なくとも含む層である。
【００３２】
本発明で言うネマチックハイブリッド配向とは、液晶分子がネマチック配向しており、このときの液晶分子のダイレクターとフィルム平面のなす角がフィルム上面と下面とで異なった配向形態を言う。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、該フィルムの上面と下面との間では該角度が連続的に変化しているものといえる。ネマチックハイブリッド配向構造の模式図を図２に示す。
【００３３】
またネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムは、液晶分子のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。このようなネマチックハイブリッド配向を固定化した補償フィルムは、該フィルムの上面と下面とでは光学的に等価ではない。したがって上記において説明したＴＮ液晶セルに配置する場合、どちらの面を該液晶セル側に配置するかによって視野角拡大効果が多少異なる。本発明では、補償フィルムの上下２面の内、液晶性高分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度が大きな方の面を液晶セルに最も近接するように配置することが望ましい。
【００３４】
また本発明でいう平均チルト角とは、液晶フィルムの膜厚方向における液晶分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度の平均値を意味するものである。本発明に供される液晶フィルムは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面との成す角度が、絶対値として通常２０〜９０度、好ましくは４０〜９０度、さらに好ましくは７０〜９０度の角度をなしており、当該面の反対においては、絶対値として通常０〜２０度、好ましくは０〜１０度の角度を成しており、その平均チルト角は、絶対値として通常５〜５０度、好ましくは２０〜４５度、さらに好ましくは２５〜４５度、最も好ましくは３５〜４５度である。平均チルト角が上記範囲から外れた場合、斜め方向から見た場合のコントラストの低下等の恐れがあり望ましくない。なお平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。
【００３５】
本発明に用いられる第２の光学異方性層を構成する液晶フィルムは、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化され、かつ、特定の平均チルト角を有するものであれば、光学的に正の一軸性を示す如何様な液晶から形成されたものであっても構わない。例えば、低分子液晶物質を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる液晶フィルムや、液晶性高分子を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる液晶フィルムを用いることができる。なお本発明でいう液晶フィルムとは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶、液晶性高分子などの液晶物質をフィルム化することによって得られるものを意味する。
【００３６】
次に、本発明に使用される液晶フィルムの製造方法について説明する。液晶フィルムの製造方法としてはこれらに限定されるものではないが、前述の液晶性化合物や組成物を配向能を有する基板上に展開し、当該液晶性化合物や組成物を配向させた後、冷却や必要により光照射および／または加熱処理することにより当該配向状態を固定化することにより製造することができる。なお、配向能を有する基板として前記の第１の光学異方性層が使用できる場合もある。
【００３７】
液晶性化合物や組成物を配向能を有する基板上に展開して液晶層を形成する方法としては、液晶化合物や組成物を溶融状態で直接基板上に塗布する方法や、液晶化合物や組成物の溶液を基板上に塗布後、塗膜を乾燥して溶媒を留去させる方法が挙げられる。
液晶性化合物や組成物を直接塗布する方法でも、溶液を塗布する方法でも、塗布方法については、塗膜の均一性が確保される方法であれば、特に限定されることはなく公知の方法を採用することができる。例えば、スピンコート法、ダイコート法、カーテンコート法、ディップコート法、ロールコート法などが挙げられる。
液晶性化合物や組成物の溶液を塗布する方法では、塗布後に溶媒を除去するための乾燥工程を入れることが好ましい。この乾燥工程は、塗膜の均一性が維持される方法であれば、特に限定されることなく公知の方法を採用することができる。例えば、ヒーター（炉）、温風吹きつけなどの方法が挙げられる。
【００３８】
続いて、基板上に形成された液晶層を、熱処理などの方法で液晶配向を形成し、冷却や必要により光照射および／または加熱処理で硬化を行い固定化する。最初の熱処理では、使用した液晶性組成物の液晶相発現温度範囲に加熱することで、該液晶性組成物が本来有する自己配向能によりネマチックハイブリッド配向させる。熱処理の条件としては、用いる液晶性組成物の液晶相挙動温度（転移温度）により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常１０℃〜２５０℃、好ましくは３０℃〜１６０℃の範囲であり、該液晶性組成物のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度、さらに好ましくはＴｇより１０℃以上高い温度で熱処理するのが好ましい。あまり低温では、液晶の配向が充分に進行しないおそれがあり、また高温では基板に悪影響を与えるおそれがある。また、熱処理時間については、通常３秒〜３０分、好ましくは１０秒〜２０分の範囲である。３秒より短い熱処理時間では、液晶の配向が充分に完成しないおそれがあり、また３０分を超える熱処理時間では、生産性が悪くなるため、どちらの場合も好ましくない。
【００３９】
なお、基板として、光学的に等方でない、あるいは得られる基板が最終的に目的とする楕円偏光板の使用波長領域において不透明である、もしくは基板の膜厚が厚すぎて実際の使用に支障を生じるなどの問題がある場合、基板上に形成された形態から、目的とする使用波長領域で障害とならないような他の基板や位相差機能を有する延伸フィルムに転写した形態も使用しうる。転写方法としては公知の方法を採用することができる。例えば、特開平４−５７０１７号公報や特開平５−３３３３１３号公報に記載されているように液晶層を後述する粘着剤もしくは接着剤を介して、配向に使用した基板とは異なる基板を積層した後に、該積層体から配向に使用した基板を剥離することで液晶層のみを転写する方法等を挙げることができる。
【００４０】
また液晶フィルムを積層して得られる楕円偏光板が、液晶表示装置に対してより好適な視野角改良効果を発現するための該フィルムの膜厚は、対象とする液晶セルの方式や種々の光学パラメーターに依存するので一概には言えないが、通常０．２μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．３μｍ〜５μｍ、特に好ましくは０．５μｍ〜２μｍの範囲である。膜厚が０．２μｍ未満の時は、十分な改良（補償）効果が得られない恐れがある。また膜厚が１０μｍを越えるとディスプレーの表示が不必要に色づく恐れがある。
【００４１】
また液晶フィルムの法線方向から見た場合の面内の見かけの位相差値としては、ネマチックハイブリッド配向したフィルムでは、ダイレクターに平行な方向の屈折率（以下、ｎｅという。） と垂直な方向の屈折率（以下、ｎｏという。）が異なっており、ｎｅから
ｎｏを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上の位相差値は見かけ上の複屈折率と絶対膜厚との積で与えられるとする。この見かけ上の位相差値は、エリプソメトリー等の偏光光学測定により容易に求めることができる。補償素子として用いられる液晶フィルムの見かけ上の位相差値は、波長５５０ｎｍの単色光に対して、通常３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜１３０ｎｍ、特に好ましくは３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。見かけの位相差値が３０ｎｍ未満の時は、十分な視野角拡大効果が得られない恐れがある。また、１５０ｎｍより大きい場合は、斜めから見たときに液晶ディスプレーに不必要な色付きが生じる恐れがある。
【００４２】
次に、本発明の楕円偏光板の製造方法について説明する。
本発明の楕円偏光板は、その積層形態が、偏光板／第１の光学異方性層／第２の光学異方性層（粘着剤層または接着剤層の記載を省略）の順になれば積層順序は問わない。
例えば、（１）偏光板、第１の光学異方性層および第２の光学異方性層を上記の構成となるように適宜な順序で積層する、（２）偏光板に順次、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層を積層する、（３）偏光板に、第１の光学異方性層と第２の光学異方性層を予め積層した積層体を積層する、などを挙げることができる。
【００４３】
積層に使用される接着剤層や粘着剤層（以下、接着剤と粘着剤を合わせて「粘・接着剤」ということがある。）を形成する粘・接着剤としては、光学異方性層に対して十分な接着力を有し、かつ、光学異方性層の光学的特性を損なわないものであれば、特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂系、メタクリル樹脂系、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、エポキシ樹脂系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものやこれらの混合物系を適宜に選択して用いることができる。また、熱硬化型および／ または光硬化型
、電子線硬化型等の各種反応性のものを挙げることができる。これらの粘・接着剤は、光学異方性層を保護する透明保護層の機能を兼ね備えたものも含まれる。これらのなかでも、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、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００４４】
粘・接着剤層の形成は、適宜な方式で行うことができる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０質量％程度の粘・接着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で前記光学異方性層上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘・接着剤層を形成してそれを前記光学異方性層上へ移着する方式などが挙げられる。また、粘・接着剤層には、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、酸化防止剤など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・接着剤層などであってもよい。
【００４５】
なお、光学異方性層間を接着剤層あるいは粘着剤層を介して、互いに貼り合せる際には、光学異方性層表面を表面処理して接着剤層あるいは粘着剤層との密着性を向上することができる。表面処理の手段は、特に制限されないが、前記液晶層表面の透明性を維持できるコロナ放電処理、スパッタ処理、低圧ＵＶ照射、プラズマ処理などの表面処理法を好適に採用できる。これら表面処理法のなかでもコロナ放電処理が良好である。
【００４６】
本発明に用いられる液晶セルについて説明する。本発明に用いられるＴＮ型液晶セルを駆動方式で分類すると、単純マトリクス方式、能動素子を電極として用いるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）電極、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）電極およびＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）電極を用いるアクティブマトリクス方式等のように細分化できる。本発明では、いずれの駆動方式のＴＮ型液晶セルに対しても顕著な効果を発揮することができる。
【００４７】
本発明に用いられるＴＮ型液晶セルは、当該液晶セル内の液晶の屈折率異方性（Δｎ）と当該液晶セルの液晶層の厚み（ｄ）との積で示される面内位相差（Ｒｅ）が、通常２５０ｎｍ〜５２０ｎｍ、好ましくは３００ｎｍ〜５００ｎｍ、特に好ましくは３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲である。５２０ｎｍより大きい場合、後ほど説明する補償フィルムと組み合わせた際の視野角改善効果が乏しくなる恐れがあり、また応答速度が遅くなる可能性がある。また２５０ｎｍより小さい場合、当該補償フィルムと組み合わせた際、視野角の改善効果はあるものの正面の輝度、コントラストの低下を生じる恐れがある。
【００４８】
またＴＮ型液晶セルは、ネマチック液晶の液晶分子の配向欠陥を低減するためにあらかじめ当該液晶分子にプレチルト角を与えることが好ましい。プレチルト角は通常５°以下である。
また、一般にＴＮ型液晶セルは、当該液晶セル内のネマチック液晶の長軸が上下基板間でおよそ９０°ねじれている。液晶セルに電圧を印加しない状態では入射した直線偏光はその旋光性により９０°ねじれて出射する。液晶セルに電圧を印加すると液晶分子の長軸は電界方向に配向し旋光性は消失する。よってこの旋光の効果を十分に得るために、本発明に用いられるＴＮ型液晶セルのツイスト角は、通常７０°〜１１０°、好ましくは８５°〜９５°であることが望ましい。なお当該液晶セル中の液晶分子のねじれ方向は、左および右方向のどちらでも良い。
【００４９】
本発明の楕円偏光板を用いたＴＮ型液晶表示装置の構成について説明する。
本発明のＴＮ型液晶表示装置は、本発明の楕円偏光板を少なくとも１枚有する液晶表示装置であるが、好ましくはＴＮ型液晶セルの両側に各１枚有する配置が望ましい。すなわち、視認側から『楕円偏光板（偏光板／第１の光学異方性層／第２の光学異方性層の順）／ＴＮ型液晶セル／楕円偏光板（第２の光学異方性層／第１の光学異方性層／偏光板の順）／バックライト』という配置で構成される。
【００５０】
液晶セル内の液晶層のプレチルト方向とネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムからなる第２の光学異方性層のチルト方向のなす角度は、１５０度〜１８０度の範囲が好ましく、より好ましくは１６０度〜１８０度であり、特に好ましくは１７０度〜１８０度である。両者のなす角度が１５０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
また、第１の光学異方性層の遅相軸と第２の光学異方性層のチルト方向のなす角度は、６０度〜９０度の範囲が好ましく、より好ましくは７０度〜９０度であり、特に好ましくは８０度〜９０度である。両者のなす角度が６０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
また、偏光板の吸収軸と第１の光学異方性層の遅相軸のなす角度は、６０度〜９０度の範囲が好ましく、より好ましくは７０度〜９０度であり、特に好ましくは８０度〜９０度である。両者のなす角度が６０度より小さい場合、十分な視野角補償効果が得られない恐れがある。
【００５１】
本発明の液晶表示装置は、前記した構成部材以外にも他の構成部材を付設することができる。例えば、主に透明プラスチックフィルムやシートを延伸して得られる各種の位相差フィルム、液晶の配向を固定化したフィルムや光拡散層、バックライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラフィルター等を配置することができる。これらは、従来、公知のものから適宜選択して使用することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例における位相差値（Ｒｅ）は特に断りの無い限り波長５５０ｎｍにおける値とする。
なお、各光学フィルムの屈折率、位相差の測定は、フィルム面内と厚さ方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製、自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ）を用いて測定した。また、液晶表示装置の視野角（等コントラスト曲線）の測定は視野角測定装置（ＥＬＤＩＭ社製 ＥＺｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒ）を用いた。
【００５３】
＜実施例１＞
（偏光素子）
ポリビニルアルコールフィルムを温水中に浸漬して膨張させた後、ヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液にて染色し、次いでホウ酸水溶液中で一軸延伸処理して偏光素子を得た。これらの偏光素子は、分光光度計にて単体透過率、平均透過率、直交透過率を調べたところ透過率４３．５％、偏光度９９．９％であった。
【００５４】
（第１の光学異方性層）
厚さ１００μｍのノルボルネン系無延伸フィルム（ＪＳＲ社製のアートンフィルム）を２３０℃で縦横２軸延伸した。得られた延伸フィルムは、厚さ８０μｍ、位相差値Ｒｅ１は略２２０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１は１．２であった。
【００５５】
（第２の光学異方性層）
特開平６−３４７７４２号公報に従って、膜厚方向の平均チルト角が４４度のネマチックハイブリッド配向が固定化された膜厚０．６５μｍの液晶フィルムからなる第２の光学異方性層を作製した。位相差値は７０ｎｍであった。
【００５６】
（楕円偏光板）
トリアセチルセルロース(ＴＡＣ）フィルム（４０μｍ、富士フィルム社製）を室温で
、２質量％の水酸化カリウム水溶液中に５分間浸漬して鹸化処理を行い、流水中で洗浄した後乾燥させた。上記で得た偏光素子の一方の面に、アクリル系接着剤を用いて、鹸化したＴＡＣフィルムを貼り合わせ、透光性保護層を形成した。その偏光素子の他面に粘着剤層を介して、第１の光学異方性層を偏光素子の吸収軸と第１の光学異方性層の遅相軸が直交になるように接着し、ついで第２の光学異方性層を偏光素子の偏光素子の吸収軸と第２の光学異方性層の遅相軸が平行になるように粘着剤を介して貼り合わせ、楕円偏光板を得た。
【００５７】
（液晶表示装置）
上記で得た楕円偏光板を配置した液晶表示装置の概念図を図３で、その軸構成を図４を用いて説明する。基板１にＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された透明電極３が設けられ、基板２にＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された対向電極４が設けられ、透明電極３と対向電極４との間に正の誘電率異方性を示す液晶材料からなる液晶層５が挟持されている。基板２の対向電極４が形成された側の反対面に楕円偏光板１５（第２の光学異方性層１１、第１の光学異方性層１２、偏光素子７及び透光性保護フィルム９からなる）が設けられており、基板１の透明電極３が形成された面の反対側に楕円偏光板１６（第２の光学異方性層１３、第１の光学異方性層１４、偏光素子８及び透光性保護フィルム１０からなる）が設けられている。透光性保護フィルム１０の背面側にはバックライト１７が設けられている。
使用した液晶セル６は、液晶材料としてＺＬＩ−４７９２（Ｍｅｒｃｋ社製）を用い、液晶層厚は４．２μｍとした。液晶層の基板両界面のプレチルト角は３度であり、液晶セルのＲｅは、略４１５ｎｍであった。なお、偏光素子の吸収軸、第１および第２の光学異方性層の遅相軸および液晶セル両界面のプレチルト方向は図４に示した。
【００５８】
図５は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。実線はコントラスト比５０を示す。また、同心円は同一の視野角を表し、２０度ごとの間隔で描かれている。したがって最外円の視野角は８０度を表す（以下、同様）。
図５から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００５９】
＜実施例２＞
実施例１において、第１の光学異方性層の位相差値Ｒｅ１を２４０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１を１．０とし、第２の光学異方性層の平均チルト角を３７度、位相差値を８０ｎｍにしたこと以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。図６に、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示した。
図６から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００６０】
＜実施例３＞
実施例１において、第１の光学異方性層を厚さ１００μｍのＴＡＣフィルム（コニカ社製）を１６０℃で縦横２軸延伸し、厚さ５０μｍ、位相差値Ｒｅ１は略２２０ｎｍ、ＮＺ係数ＮＺ１は１．２としたこと以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。
図７に、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示した。
図７から良好な視野角特性を持っていることが分かった。
【００６１】
＜比較例１＞
実施例１において、第１の光学異方性層１２と第２の光学異方性層１１の配置順序を入れ替え、さらに第１の光学異方性層１４と第２の光学異方性層１３の配置順序を入れ替えた以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の概略について図８に示す。なお、偏光素子、第１および第２の光学異方性層および液晶セル両界面のプレチルト方向は実施例１と同一である（図４）。
図９は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例１を比較すると、図５と図９から、実施例１と比べて比較例１では視野角特性が劣ることが分かる。
【００６２】
＜比較例２＞
実施例１において、第１の光学異方性層１２および１４を除いた以外は、実施例１と同様の液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の概略について図１０に示す。
図１１は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例２を比較すると、図５と図１１から、第１の光学異方性層を用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
【００６３】
＜比較例３＞
積層構造は比較例２と同じであるが、軸構成が異なる液晶表示装置を作製した。すなわち、偏光素子７及び８の吸収軸、液晶フィルム１１及び１３のチルト方向、液晶セル６の両界面のプレチルト方向は図１２に記載した条件で配置した。図１３は、白表示０Ｖ、黒表示５Ｖの透過率の比（白表示）／（黒表示）をコントラスト比として、全方位からのコントラスト比を示している。
視野角特性について、実施例１と比較例３を比較すると、図５と図１３から、第１の光学異方性層を用いることにより、大幅に視野角特性が改善されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の楕円偏光板の概念図である。
【図２】第２の光学異方性層を構成する液晶フィルムの配向構造の模式図である。
【図３】実施例１の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図４】実施例１における偏光板の吸収軸、高分子延伸フィルムの遅相軸、液晶フィルムのチルト方向および液晶セルのプレチルト方向の角度関係を示した平面図である。
【図５】実施例１における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図６】実施例２における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図７】実施例３における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図８】比較例１の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図９】比較例１における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図１０】比較例２および比較例３の液晶表示装置を模式的に表した断面図である。
【図１１】比較例２における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【図１２】比較例３における偏光板の吸収軸、液晶フィルムのチルト方向および液晶セルのプレチルト方向の角度関係を示した平面図である。
【図１３】比較例３における液晶表示装置を全方位から見た時のコントラスト比を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２：基板
３：透明電極
４：対向電極
５：液晶層
６：液晶セル
７：第１の偏光素子
８：第２の偏光素子
９、１０：透光性保護フィルム
１１、１３：第２の光学異方性層
１２、１４：第１の光学異方性層
１５、１６：楕円偏光板
１７：バックライト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるように、ツイステッドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置において用いられることを特徴とする楕円偏光板。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【請求項２】
前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の楕円偏光板。
【請求項３】
前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の楕円偏光板。
【請求項４】
請求項１に記載の楕円偏光板を少なくとも１枚含むことを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
【請求項５】
視認側から、第１の偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層、ＴＮ型液晶セル、第２の光学異方性層、第１の光学異方性層、第２の偏光板およびバックライトがこの順に配置されたＴＮ型液晶表示装置であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、視認側の第１の光学異方性層の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸とが直交に、バックライト側の第１の光学異方性層の遅相軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、視認側の第２の光学異方性層の配向方向と第１の偏光板の吸収軸とが平行に、バックライト側の第２の光学異方性層の配向方向と第２の偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されていることを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【請求項６】
前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項４または５に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項４または５に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【請求項８】
電圧無印加状態において、ＴＮ型液晶セル内の視認側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、隣接する視認側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されており、バックライト側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、バックライト側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のＴＮ型液晶表示装置。
【請求項１】
偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層がこの順に積層されている楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、かつ、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、第２の光学異方性層の配向方向と偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されており、第２の光学異方性層側が、液晶セル側になるように、ツイステッドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置において用いられることを特徴とする楕円偏光板。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【請求項２】
前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の楕円偏光板。
【請求項３】
前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の楕円偏光板。
【請求項４】
請求項１に記載の楕円偏光板を少なくとも１枚含むことを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
【請求項５】
視認側から、第１の偏光板、第１の光学異方性層、第２の光学異方性層、ＴＮ型液晶セル、第２の光学異方性層、第１の光学異方性層、第２の偏光板およびバックライトがこの順に配置されたＴＮ型液晶表示装置であって、前記第１の光学異方性層が、以下の［１］及び［２］を満たし、視認側の第１の光学異方性層の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸とが直交に、バックライト側の第１の光学異方性層の遅相軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交になるように積層されており、前記第２の光学異方性層が、波長５５０ｎｍにおける面内の位相差値が３０〜１５０ｎｍであり、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子を液晶分子の平均チルト角が５°〜５０゜であるネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムであり、かつ、視認側の第２の光学異方性層の配向方向と第１の偏光板の吸収軸とが平行に、バックライト側の第２の光学異方性層の配向方向と第２の偏光板の吸収軸とが平行になるように積層されていることを特徴とするＴＮ型液晶表示装置。
［１］０．８≦ＮＺ１≦１．６
［２］１２０≦Ｒｅ１≦２５０
（ここで、ＮＺ１は、ＮＺ１＝（ｎｘ１−ｎｚ１）／（ｎｘ１−ｎｙ１）である。また、Ｒｅ１は、Ｒｅ１＝（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１［ｎｍ］で定義される第１の光学異方性層の面内の位相差値である。ｄ１は第１の光学異方性層の厚さ［ｎｍ］であり、ｎｘ１，ｎｙ１は波長５５０ｎｍの光に対する第１の光学異方性層面内の主屈折率、ｎｚ１は波長５５０ｎｍの光に対する厚さ方向の主屈折率であり、ｎｘ１＞ｎｙ１である。)
【請求項６】
前記第１の光学異方性層が、環状ポリオレフィン樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項４または５に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の光学異方性層が、セルロース系樹脂を含有する熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項４または５に記載のＴＮ型液晶表示装置。
【請求項８】
電圧無印加状態において、ＴＮ型液晶セル内の視認側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、隣接する視認側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されており、バックライト側のセル基板上の液晶分子の配向方向は、バックライト側の第２の光学異方性層のネマチックハイブリッド配向構造を固定化した液晶フィルムの配向方向と反平行の関係になるように配置されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のＴＮ型液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−７５５３３（Ｐ２００９−７５５３３Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３９０５（Ｐ２００８−１３９０５）
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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